JP2008096355A

JP2008096355A - Inclination sensor

Info

Publication number: JP2008096355A
Application number: JP2006280321A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Omori; 猛司大森; Yasuji Konishi; 保司小西; Toshiaki Yoshiyasu; 利明吉安
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2006-10-13
Publication date: 2008-04-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize reduction in influence of an error of an acceleration detection element, improvement in inclination angle detection sensitiveness, and increase of ease of installation. <P>SOLUTION: This inclination sensor 1 includes an installation package 2 having an electrode terminal 21 and a substantially rectangular parallelepiped configuration, and the acceleration detection element 3 installed in the package 2 for detecting acceleration in the X axis direction and the Y axis direction crossing at right angles. Using the acceleration detection element 3, an inclination of the package 2 to the gravity direction is detected and its detection signal is output from the electrode terminal 21. The acceleration detection element 3 is installed to the package 2 while being inclined so that an angle θ made between each of the X and Y axis directions as the acceleration detection directions and one face a4 among six faces a1-a6 constructing the configuration of the package 2 becomes approximately 45 degrees (θ≈45°). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、２軸または３軸の加速度検出素子を用いた傾斜センサに関する。 The present invention relates to a tilt sensor using a biaxial or triaxial acceleration detecting element.

従来から、直交する２軸方向の加速度を検出する加速度検出素子を内蔵した傾斜センサが知られている。傾斜センサは、基準面や基準線と重力加速度の方向との成す角度、すなわち傾斜角度を検出する。その基準面や基準線（これらを総称して基準方向とする）は、傾斜センサに付随して定義され、重力空間中において、傾斜センサと一体となってその位置や姿勢を変える。基準方向の姿勢の変化による傾斜角度の変化が、加速度検出素子によって検出される。 2. Description of the Related Art Conventionally, tilt sensors that incorporate acceleration detection elements that detect acceleration in two orthogonal axes are known. The tilt sensor detects an angle formed by the reference plane or reference line and the direction of gravitational acceleration, that is, the tilt angle. The reference plane and reference line (these are collectively referred to as a reference direction) are defined in association with the tilt sensor, and change their position and posture together with the tilt sensor in the gravity space. A change in tilt angle due to a change in posture in the reference direction is detected by the acceleration detection element.

図１０は、従来の傾斜センサ９１を示す。この傾斜センサ９１は、略直方体の表面実装型の電子部品として構成され、内蔵した加速度検出素子（不図示）の出力を取り出すための電極端子２１を外面に備えている。上述した基準方向は、傾斜センサ９１を実装する電子装置の特定部位によって定義することもできる。しかし、傾斜センサ９１の実用上、傾斜センサ９１の外形によって定義するのが便利であり、通常、矢印ｋで示すように、傾斜センサ９１の外形に沿って定義される。また、加速度を検出する２軸方向は、傾斜センサ９１の外形に沿ったＸ軸方向とＹ軸方向とされている。 FIG. 10 shows a conventional tilt sensor 91. The tilt sensor 91 is configured as a substantially rectangular parallelepiped surface-mount type electronic component, and has an electrode terminal 21 on the outer surface for taking out an output of a built-in acceleration detection element (not shown). The reference direction described above can also be defined by a specific part of the electronic device on which the tilt sensor 91 is mounted. However, for practical use of the tilt sensor 91, it is convenient to define it according to the outer shape of the tilt sensor 91. Usually, the tilt sensor 91 is defined along the outer shape of the tilt sensor 91 as indicated by an arrow k. Further, the biaxial directions for detecting acceleration are an X axis direction and a Y axis direction along the outer shape of the tilt sensor 91.

傾斜角度検出に関する他の例を説明する。加速度センサを用いて自動車の速度や走行距離を求める際に、坂道などで自動車が傾斜したとき、重力加速度による影響を補正する必要がある。２つの加速度センサを、鉛直面に対して非平行かつ非直交とし、その出力信号の和または差の測定により、重力加速度のみに対応した出力信号が得られる。そこで、その出力信号が最大となるように２つの加速度センサの位置を制御することにより、２つの加速度センサを鉛直面を基準として対称となるように配置すると、その配置と自動車の基準方向との比較により傾斜角度を検出できる（例えば、特許文献１参照）。
特許第３１１４５７１号公報 Another example relating to tilt angle detection will be described. When determining the speed and mileage of an automobile using an acceleration sensor, it is necessary to correct the influence of gravity acceleration when the automobile tilts on a slope. The two acceleration sensors are non-parallel and non-orthogonal to the vertical plane, and an output signal corresponding only to gravitational acceleration can be obtained by measuring the sum or difference of the output signals. Therefore, by controlling the positions of the two acceleration sensors so that the output signal is maximized, if the two acceleration sensors are arranged symmetrically with respect to the vertical plane, the arrangement and the reference direction of the vehicle The inclination angle can be detected by comparison (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent No. 3114571

しかしながら、上述した図１０や特許文献１に示されるような傾斜センサや傾斜角度の検出においては、次のような問題がある。図１０に示される傾斜センサ９１は、通常、直交する加速度検出のＸＹ軸方向を、重力加速度Ｇに対し平行または垂直に配置して用いられる。これは、傾斜センサ９１のような略直方体の電子部品は、実装先のプリント基板などの基準となる方向に平行に実装され、そのプリント基板を備えた装置は、その基準となる方向を鉛直方向や水平方向とするのが通常だからである。 However, the tilt sensor and tilt angle detection as shown in FIG. 10 and Patent Document 1 described above have the following problems. The tilt sensor 91 shown in FIG. 10 is usually used with the orthogonal XY axis directions of acceleration detection arranged parallel or perpendicular to the gravitational acceleration G. This is because an approximately rectangular parallelepiped electronic component such as the tilt sensor 91 is mounted in parallel to a reference direction such as a printed circuit board to which the sensor is mounted, and an apparatus including the printed circuit board has the reference direction as a vertical direction. This is because it is usually in the horizontal direction.

さらに述べると、電子部品や電子機器は、小型軽量化や大量生産のために、部品の実装面積を減らすことが必要であり、四角外形の部品は、通常、他の四角部品と平行に実装される。回転して実装すると、実装面積や、実装に要する時間の点で不利だからでる。また、傾斜センサ９１の外形と、内蔵される加速度検出素子の加速度検出軸方向との関係も、上記同様に平行とされている。 Furthermore, electronic parts and electronic devices are required to reduce the mounting area of the parts in order to reduce the size and weight and mass production, and parts with a square outer shape are usually mounted in parallel with other square parts. The This is because rotating and mounting is disadvantageous in terms of mounting area and time required for mounting. In addition, the relationship between the outer shape of the tilt sensor 91 and the acceleration detection axis direction of the built-in acceleration detection element is also parallel as described above.

上述のように、直交する加速度検出のＸＹ軸方向が、重力加速度Ｇに対し平行または垂直に配置されていると、角度変化に対する加速度の変化率が小さいので、加速度検出素子の出力が誤差の中にうずもれてしまう。従って、このような構成を有して上述の用い方をされる傾斜センサ９１は、傾斜角度検出の感度向上などに限界がある。 As described above, when the XY axis directions for orthogonal acceleration detection are arranged parallel or perpendicular to the gravitational acceleration G, the rate of change of acceleration with respect to the angle change is small, so that the output of the acceleration detection element has an error. I'm swaying. Therefore, the tilt sensor 91 having such a configuration and used as described above has a limit in improving the sensitivity of tilt angle detection.

また、特許文献１には、２つの加速度センサを鉛直面に対して対称に、非平行かつ非直交に配置して用いることが述べられているが、これらを電子部品としての傾斜センサを構成することに付いては何ら開示されていない。 Patent Document 1 describes that two acceleration sensors are arranged symmetrically, non-parallel and non-orthogonally with respect to a vertical plane, and these constitute an inclination sensor as an electronic component. Nothing is disclosed about it.

本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、加速度検出素子の誤差の影響を減少でき、傾斜角度の検出感度を向上できると共に、実装性の向上を実現できる傾斜センサを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and an inclination sensor that can reduce the influence of an error of an acceleration detection element, improve the detection sensitivity of an inclination angle, and improve the mountability with a simple configuration. The purpose is to provide.

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、電極端子を有する外形が略直方体の実装用のパッケージと、前記パッケージに実装され直交する２軸方向の加速度を検出する加速度検出素子と、を備え、前記加速度検出素子を用いて重力加速度の方向に対する前記パッケージの傾斜を検出すると共にその検出信号を前記電極端子から出力する傾斜センサであって、前記加速度検出素子を、前記２軸方向が前記パッケージの外形のいずれか１面に対して略４５度となるように傾斜させて、当該パッケージに実装したものである。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a package for mounting an outer shape having an electrode terminal in a substantially rectangular parallelepiped shape, an acceleration detection element that is mounted on the package and detects acceleration in two orthogonal directions, An inclination sensor that detects the inclination of the package with respect to the direction of gravitational acceleration using the acceleration detection element and outputs a detection signal from the electrode terminal, the acceleration detection element being arranged in the biaxial direction. The package is mounted on the package at an inclination of approximately 45 degrees with respect to any one of the outer shapes of the package.

請求項２の発明は、電極端子を有する外形が略直方体の実装用のパッケージと、前記パッケージに実装され直交する３軸方向の加速度を検出する加速度検出素子と、を備え、前記加速度検出素子を用いて重力加速度の方向に対する前記パッケージの傾斜を検出すると共にその検出信号を前記電極端子から出力する傾斜センサであって、前記加速度検出素子を、前記３軸方向が前記パッケージの外形のいずれか１面に対して略同じ角度となるように傾斜させて、当該パッケージに実装したものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a package for mounting an outer shape having an electrode terminal in a substantially rectangular parallelepiped shape, and an acceleration detection element that is mounted on the package and detects acceleration in three orthogonal directions, and the acceleration detection element A tilt sensor that detects the tilt of the package relative to the direction of gravitational acceleration and outputs a detection signal from the electrode terminal, the acceleration detecting element being one of the outer shapes of the package in the three-axis direction. Inclined so as to have substantially the same angle with respect to the surface and mounted on the package.

請求項３の発明は、請求項１または請求項２記載の傾斜センサにおいて、前記加速度検出素子が略直方体の外形を有し、前記加速度検出素子を、その外形が前記パッケージの外形と平行になるようにして、当該パッケージに実装したものである。 According to a third aspect of the present invention, in the inclination sensor according to the first or second aspect, the acceleration detecting element has a substantially rectangular parallelepiped outer shape, and the outer shape of the acceleration detecting element is parallel to the outer shape of the package. In this way, it is mounted on the package.

請求項１の発明によれば、加速度検出の２軸方向がパッケージの外形のいずれか１面に対して略４５度となるように傾斜されているので、このような傾斜センサを、他の四角部品と同様に回転することなく互いに平行にして電子機器に実装することができる。すなわちこのような実装により、通常の用い方で、加速度検出の２軸方向が重力加速度の方向に対して略対称とされることが多く、加速度検出素子の感度、従って傾斜センサの感度を損なうことがない。また、実装時に傾斜センサを回転する必要がないので、実装面積や実装速度を損なうことがなく、実装性の向上を実現できる。 According to the first aspect of the present invention, since the two-axis directions of acceleration detection are inclined so as to be approximately 45 degrees with respect to any one of the outer shapes of the package, such an inclination sensor is connected to another square. Like components, they can be mounted on an electronic device parallel to each other without rotating. In other words, with such an implementation, in the normal usage, the two axes of acceleration detection are often substantially symmetric with respect to the direction of gravitational acceleration, which impairs the sensitivity of the acceleration detection element and hence the sensitivity of the tilt sensor. There is no. Further, since it is not necessary to rotate the tilt sensor during mounting, mounting performance can be improved without impairing the mounting area and mounting speed.

請求項２の発明によれば、加速度検出の３軸方向がパッケージの外形のいずれか１面に対して略同じ角度となるように傾斜されているので、このような傾斜センサを、他の四角部品と同様に回転することなく互いに平行にして電子機器に実装することができる。すなわちこのような実装により、通常の用い方で、加速度検出の３軸方向が重力加速度の方向に対して略対称とされることが多く、加速度検出素子の感度、従って傾斜センサの感度を有効に引き出すことができる。また、実装時に傾斜センサを回転する必要がないので、実装面積や実装速度を損なうことがなく、実装性の向上を実現できる。 According to the invention of claim 2, since the three axial directions of acceleration detection are inclined so as to be substantially the same angle with respect to any one surface of the package, such an inclination sensor is connected to another square. Like components, they can be mounted on an electronic device parallel to each other without rotating. That is, with such an implementation, in the normal usage, the three axis directions of acceleration detection are often substantially symmetric with respect to the direction of gravitational acceleration, and the sensitivity of the acceleration detection element, and hence the sensitivity of the tilt sensor, is effectively improved. It can be pulled out. Further, since it is not necessary to rotate the tilt sensor during mounting, mounting performance can be improved without impairing the mounting area and mounting speed.

請求項３の発明によれば、加速度検出素子をパッケージに実装して傾斜センサを製造する際に、加速度検出素子を回転することなく実装できるので、傾斜センサの製造効率が向上する。これは、加速度検出素子が、半導体製造技術により、通常、四角形に形成されるので、加速度検出の２軸または３軸方向を、その素子の外形のいずれか１面に対して略４５度または略同じ角度となるように傾斜させて加速度検出素子を形成することにより実現できる。 According to the invention of claim 3, when manufacturing the tilt sensor by mounting the acceleration detection element on the package, the acceleration detection element can be mounted without rotating, so that the manufacturing efficiency of the tilt sensor is improved. This is because the acceleration detecting element is usually formed in a quadrilateral shape by semiconductor manufacturing technology, so that the biaxial or triaxial direction of the acceleration detection is approximately 45 degrees or approximately 45 degrees with respect to any one surface of the external shape of the element. This can be realized by forming the acceleration detecting element by inclining the same angle.

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る傾斜センサについて、図面を参照して説明する。図１（ａ）（ｂ）は第１の実施形態に係る傾斜センサ１の外観を示し、図２は傾斜センサ１の使用例を示し、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）、図４は傾斜センサ１を象限検出センサとして用いる例を示す。 (First embodiment)
Hereinafter, a tilt sensor according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A and 1B show the appearance of the tilt sensor 1 according to the first embodiment, FIG. 2 shows an example of use of the tilt sensor 1, and FIGS. 3A, 3B, 3C, and 3D are shown. FIG. 4 shows an example in which the tilt sensor 1 is used as a quadrant detection sensor.

傾斜センサ１は、電極端子２１を有する外形が略直方体の実装用のパッケージ２と、パッケージ２に実装され直交するＸＹ軸方向の加速度を検出する加速度検出素子３と、を備え、加速度検出素子３を用いて重力加速度Ｇの方向に対するパッケージ２の傾斜を検出すると共にその検出信号を電極端子２１から出力する。加速度検出素子３は、加速度検出方向であるＸＹ軸方向を、パッケージ２の外形を構成する６つの面ａ１〜ａ６のうちの１つの面ａ４に対する角度θが略４５度（θ≒４５゜）となるように傾斜させて、パッケージ２に実装されている。 The inclination sensor 1 includes a package 2 having a substantially rectangular parallelepiped outer shape having electrode terminals 21, and an acceleration detection element 3 that is mounted on the package 2 and detects acceleration in the orthogonal XY axis directions. Is used to detect the inclination of the package 2 with respect to the direction of the gravitational acceleration G and output a detection signal from the electrode terminal 21. The acceleration detection element 3 has an angle θ with respect to one surface a4 out of the six surfaces a1 to a6 constituting the outer shape of the package 2 in the XY axis direction, which is the acceleration detection direction, is approximately 45 degrees (θ≈45 °). The package 2 is mounted so as to be inclined.

パッケージ２は、セラミックス性のパッケージや、樹脂性のパッケージであり、表面実装技術（ＳＭＴ）によってプリント基板などに実装される電子部品パッケージである。 The package 2 is a ceramic package or a resin package, and is an electronic component package mounted on a printed circuit board or the like by surface mounting technology (SMT).

また、加速度検出素子３は、加速度が作用することによって移動する物体の変位を、ピエゾ抵抗の変化や静電容量の変化で検知する一般的な素子を用いることができる。このような加速度検出素子３として、加速度検知機構を半導体プロセスで作る、いわゆるＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロメカニカル・システム）センサを用いることができる。 The acceleration detecting element 3 may be a general element that detects the displacement of an object that is moved by the action of acceleration by a change in piezoresistance or a change in capacitance. As such an acceleration detection element 3, a so-called MEMS (micro electromechanical system) sensor in which an acceleration detection mechanism is formed by a semiconductor process can be used.

本実施形態における加速度検出素子３は、外形が略直方体のＭＥＭＳセンサである。加速度検出素子３の加速度検出軸方向は、その外形と平行であり、従って、パッケージ２には、略４５度回転した状態で実装されている。 The acceleration detecting element 3 in the present embodiment is a MEMS sensor whose outer shape is a substantially rectangular parallelepiped. The acceleration detection axis direction of the acceleration detection element 3 is parallel to the outer shape thereof, and therefore, the acceleration detection element 3 is mounted on the package 2 in a state of being rotated approximately 45 degrees.

このような傾斜センサ１によれば、加速度検出の２軸方向（ＸＹ軸方向）がパッケージ２の外形のいずれか１面に対して略４５度となるように傾斜されているので、傾斜センサ１を、他の四角部品と同様に回転することなく互いに平行にして電子機器に実装することができる。このような実装により、通常の用い方で、加速度検出のＸＹ軸方向が重力加速度の方向に対して略対称とされることが多く、加速度検出素子３の感度、従って傾斜センサ１の感度を損なうことがない。そこで、加速度検出素子２の誤差の影響の減少と、傾斜角度の検出感度の向上を実現できる。また、実装時に傾斜センサ１を回転する必要がないので、実装面積や実装速度を損なうことがなく、実装性の向上を実現できる。 According to such a tilt sensor 1, the tilt sensor 1 is tilted so that the biaxial direction (XY axis direction) of acceleration detection is approximately 45 degrees with respect to any one surface of the outer shape of the package 2. Can be mounted on an electronic device in parallel with each other without rotating in the same manner as other square components. With such mounting, in the normal usage, the XY axis direction of acceleration detection is often substantially symmetric with respect to the direction of gravitational acceleration, which impairs the sensitivity of the acceleration detecting element 3 and thus the sensitivity of the tilt sensor 1. There is nothing. Therefore, it is possible to reduce the influence of the error of the acceleration detecting element 2 and improve the detection sensitivity of the tilt angle. Moreover, since it is not necessary to rotate the inclination sensor 1 at the time of mounting, the mounting area and mounting speed are not impaired, and the mounting property can be improved.

上述の傾斜センサ１は、図２に示すように、例えば、携帯電話４の表示画面部４１に実装される。その実装に際して、傾斜センサ１の姿勢は、表示画面部４１に実装される他の電子部品と同様に、表示画面部４１の特徴的な基準線、例えば表示画面部４１の縦長方向ｄに平行となるように実装することができる。すると、傾斜センサ１における加速度検出軸方向であるＸＹ軸方向が、縦長方向ｄに関して対称に配置されることになる。 As shown in FIG. 2, the tilt sensor 1 described above is mounted on the display screen unit 41 of the mobile phone 4, for example. At the time of mounting, the posture of the tilt sensor 1 is parallel to a characteristic reference line of the display screen unit 41, for example, the longitudinal direction d of the display screen unit 41, as with other electronic components mounted on the display screen unit 41. Can be implemented. Then, the XY-axis direction that is the acceleration detection axis direction in the tilt sensor 1 is arranged symmetrically with respect to the longitudinal direction d.

上述のように傾斜センサ１が実装された携帯電話４は、その表示画面部４１が加速度Ｇの方向を含む鉛直面内で正立、倒立、右倒、または、左倒された状態を認識することができる。そこで、表示画面部４１に、姿勢表示部５を設けることにより、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、姿勢を表示することができる（姿勢表示部５が誇張表示されている）。 The mobile phone 4 on which the tilt sensor 1 is mounted as described above recognizes a state in which the display screen unit 41 is upright, inverted, right-sided or left-sided in a vertical plane including the direction of the acceleration G. be able to. Accordingly, by providing the display screen section 41 with the posture display section 5, the posture can be displayed as shown in FIGS. 3A to 3D (the posture display section 5 is exaggeratedly displayed). .

姿勢表示部５は、４つの発光ダイオード１０を上下左右に配置して構成されている。これらの発光ダイオード１０は、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、垂直面内で上方にきたものが発光する。発光ダイオード１０を発光させるための信号は、図４に示すような回路によって生成することができる。図４の回路は、各ＸＹ軸方向からの出力を２値化するコンパレータ１１と、２つの２値信号から２×２＝４個の信号を合成するロジック回路１２と、ロジック回路１２の出力を表示する発光ダイオード１０及び発光ダイオード接続用の抵抗１３と、を備えて構成されている。 The attitude display unit 5 is configured by arranging four light emitting diodes 10 vertically and horizontally. As for these light emitting diodes 10, as shown in FIGS. 3A to 3D, light emitted upward from within the vertical plane emits light. A signal for causing the light emitting diode 10 to emit light can be generated by a circuit as shown in FIG. The circuit of FIG. 4 includes a comparator 11 that binarizes the output from each XY axis direction, a logic circuit 12 that synthesizes 2 × 2 = 4 signals from two binary signals, and outputs of the logic circuit 12. A light emitting diode 10 to be displayed and a resistor 13 for connecting the light emitting diode are provided.

図４において、各ＸＹ軸方向からの重力加速度の検出値は、各ＸＹ軸方向が、水平面より上方を向いておれば１、水平面より下を向いておれば０、のようにコンパレータ１１によって２値化される。これらの２値化信号の組合せにより、垂直面内における４つの区分された空間方向、つまり、上方、左方、下方、右方からなる４象限を表現することができる。傾斜センサ１は、このような４象限のどこを向いているかを検出するセンサ、いわゆる象限センサとして用いることができる。 In FIG. 4, the detected value of the gravitational acceleration from each XY-axis direction is 2 by the comparator 11 such that 1 if each XY-axis direction faces upward from the horizontal plane and 0 if it faces downward from the horizontal plane. It is priced. By combining these binarized signals, four divided spatial directions in the vertical plane, that is, four quadrants consisting of upper, left, lower and right can be expressed. The tilt sensor 1 can be used as a sensor for detecting where in such four quadrants, a so-called quadrant sensor.

傾斜センサ１を用いた象限センサは、例えば、携帯電話４がカメラ付きの場合に、撮影される映像を正立像として記録する場合や、カメラの姿勢（縦か横）を検出して画像を回転表示させる場合などに、活用することができる。傾斜センサ１は、携帯電話に限らず、一般のカメラにおける象限センサとして用いることができる。また、傾斜センサ１は、携帯電話やデジタルカメラやＩＴ端末などの表示画面を有する装置において、装置本体の向きや姿勢に関係なく画面内の表示が一定の方向を向くように、画像の回転を制御するために用いることができる。 The quadrant sensor using the tilt sensor 1 rotates the image by detecting the posture (vertical or horizontal) of the camera, for example, when the mobile phone 4 is equipped with a camera, or when recording the captured video as an erect image. It can be used for displaying. The tilt sensor 1 is not limited to a mobile phone, and can be used as a quadrant sensor in a general camera. In addition, the tilt sensor 1 rotates an image in a device having a display screen such as a mobile phone, a digital camera, or an IT terminal so that the display on the screen faces a certain direction regardless of the orientation and orientation of the device body. Can be used to control.

次に、図５（ａ）（ｂ）を参照して、第１の実施形態の傾斜センサ１の変形例を説明する。この傾斜センサ１は、第１の実施形態における傾斜センサ１とは、加速度検出素子３の構造が異なっており、その他の点は同様である。つまり、この実施形態の加速度検出素子３は、外形が略直方体のＭＥＭＳセンサであるが、加速度検出のＸＹ軸方向が、その外形に対して略４５の傾きを有して形成されている。従って、加速度検出素子３は、パッケージ２に対して回転することなく、互いの外形を平行にして実装されている。 Next, a modified example of the tilt sensor 1 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. This tilt sensor 1 is different from the tilt sensor 1 in the first embodiment in the structure of the acceleration detection element 3 and is otherwise the same. That is, the acceleration detecting element 3 of this embodiment is a MEMS sensor having an outer shape of a substantially rectangular parallelepiped, but the XY axis direction for acceleration detection is formed with an inclination of about 45 with respect to the outer shape. Therefore, the acceleration detecting element 3 is mounted with its outer shape parallel to each other without rotating with respect to the package 2.

上述のような加速度検出素子３を用いると、加速度検出素子３をパッケージ２に実装して傾斜センサ１を製造する際に、加速度検出素子３を回転することなく実装できるので、傾斜センサ１の製造効率が向上する。 When the acceleration detecting element 3 as described above is used, the acceleration detecting element 3 can be mounted without rotating when the acceleration detecting element 3 is mounted on the package 2 and the tilt sensor 1 is manufactured. Efficiency is improved.

次に、図６（ａ）（ｂ）を参照して、第１の実施形態の傾斜センサ１の他の２つの変形例を説明する。図６（ａ）に示す傾斜センサ１は、加速度を検出するＸＹ軸方向が、パッケージ２の上面ａ１に対して略４５度の傾斜を有しているものである。また、図６（ｂ）に示す傾斜センサ１は、加速度を検出するＸＹ軸方向が、パッケージ２の側面であって、電極端子２１の設けられた面ａ２に対して略４５度の傾斜を有しているものである。このような構成の傾斜センサ１は、電子機器に実装して用いる場合に、実装方向に応じて選択することができるので、設計の自由度を向上することができる。 Next, with reference to FIGS. 6A and 6B, two other modified examples of the inclination sensor 1 of the first embodiment will be described. In the inclination sensor 1 shown in FIG. 6A, the XY axis direction for detecting acceleration has an inclination of about 45 degrees with respect to the upper surface a1 of the package 2. In the tilt sensor 1 shown in FIG. 6B, the XY axis direction for detecting acceleration is the side surface of the package 2 and has an inclination of about 45 degrees with respect to the surface a2 on which the electrode terminal 21 is provided. It is what you are doing. The inclination sensor 1 having such a configuration can be selected according to the mounting direction when mounted on an electronic device, so that the degree of freedom in design can be improved.

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る傾斜センサについて、図面を参照して説明する。図７は本発明の第２の実施形態に係る傾斜センサ１を示し、図８（ａ）（ｂ）、図９は傾斜センサ１を象限検出センサとして用いる例を示す。この傾斜センサ１は、加速度検出素子３が、直交するＸＹＺ軸方向の加速度を検出するものである。そして、加速度検出素子３は、加速度検出方向であるＸＹＺ軸方向を、パッケージ２の外形を構成する６つの面ａ１〜ａ６のうちの１つの面ａ１（面ａ１に平行な面ａ６でも同様）に対する角度が略同じ角度となるように傾斜させて、パッケージ２に実装されている。つまり、面ａ１の法線ｎと各ＸＹＺ軸方向との成す角度α，β，γが略同じ角度（α≒β≒γ）とされている。 (Second Embodiment)
Next, a tilt sensor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 shows an inclination sensor 1 according to the second embodiment of the present invention, and FIGS. 8A and 8B and FIG. 9 show an example in which the inclination sensor 1 is used as a quadrant detection sensor. In the tilt sensor 1, the acceleration detection element 3 detects acceleration in the XYZ axis directions orthogonal to each other. Then, the acceleration detection element 3 has an XYZ axis direction as an acceleration detection direction with respect to one surface a1 of the six surfaces a1 to a6 constituting the outer shape of the package 2 (the same applies to the surface a6 parallel to the surface a1). The package 2 is mounted so as to be inclined so that the angles are substantially the same. That is, the angles α, β, and γ formed by the normal line n of the surface a1 and the XYZ axis directions are substantially the same (α≈β≈γ).

このような傾斜センサ１によれば、加速度検出の３軸方向（ＸＹＺ軸方向）がパッケージ２の外形のいずれか１面に対して略同じ角度となるように傾斜されているので、傾斜センサ１を、他の四角部品と同様に回転することなく互いに平行にして電子機器に実装できる。このような実装により、通常の用い方で、加速度検出のＸＹＺ軸方向が重力加速度の方向に対して略対称とされることが多く、加速度検出素子３の感度、従って傾斜センサ１の感度を有効に引き出すことができる。そこで、加速度検出素子２の誤差の影響の減少と、傾斜角度の検出感度の向上を実現できる。また、実装時に傾斜センサ１を回転する必要がないので、実装面積や実装速度を損なうことがなく、実装性の向上を実現できる。 According to such a tilt sensor 1, the tilt sensor 1 is tilted so that the three-axis directions (XYZ-axis directions) of acceleration detection are at substantially the same angle with respect to any one of the outer surfaces of the package 2. Can be mounted on an electronic device in parallel with each other without rotating in the same manner as other square parts. With such an implementation, in the normal usage, the XYZ axis direction of acceleration detection is often substantially symmetric with respect to the direction of gravitational acceleration, and the sensitivity of the acceleration detecting element 3, and hence the sensitivity of the tilt sensor 1 is effective. Can be pulled out. Therefore, it is possible to reduce the influence of the error of the acceleration detecting element 2 and improve the detection sensitivity of the tilt angle. Moreover, since it is not necessary to rotate the inclination sensor 1 at the time of mounting, the mounting area and mounting speed are not impaired, and the mounting property can be improved.

直交する３軸方向の加速度を検出する傾斜センサ１は、各ＸＹＺ軸の信号出力に基づいて、傾斜センサ１自身の姿勢を把握することができる。すなわち、図９（ａ）（ｂ）に示すように、傾斜センサ１の各ＸＹＺ軸方向の信号出力を２値化した１，０の組み合わせにより、傾斜センサ１の各面ａ１〜ａ６が上方を向いている状態を表現することができる。つまり、各ＸＹＺ軸方向の信号出力に基づいて、傾斜センサ１自身の姿勢（６つの象限）を把握することができることになる。 The tilt sensor 1 that detects acceleration in three orthogonal axes can grasp the posture of the tilt sensor 1 itself based on the signal output of each XYZ axis. That is, as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), the surfaces a1 to a6 of the inclination sensor 1 are moved upward by a combination of 1 and 0 obtained by binarizing the signal outputs of the inclination sensor 1 in the XYZ axis directions. You can express the state you are facing. That is, the posture (six quadrants) of the tilt sensor 1 itself can be grasped based on the signal output in each XYZ axis direction.

傾斜センサ１を６つの象限を検出する象限センサとして用いるために、図８に示すような、コンパレータ１１と、ロジック回路１２と、出力表示としての発光ダイオード１０と、発光ダイオード接続用の抵抗１３と、を備えた回路を用いることができる。 In order to use the tilt sensor 1 as a quadrant sensor for detecting six quadrants, a comparator 11, a logic circuit 12, a light emitting diode 10 as an output display, and a resistor 13 for connecting a light emitting diode, as shown in FIG. Can be used.

このような３軸加速度を検出する傾斜センサ１または象限センサは、２軸加速度を検出する第１の実施形態における傾斜センサ１または象限センサと同様に、携帯電話やデジタルカメラやＩＴ端末などの表示画面を有する装置において用いることができる他、３軸加速度を検出することによる、より立体的な用途に用いることができる。 Such a tilt sensor 1 or quadrant sensor that detects triaxial acceleration is similar to the tilt sensor 1 or quadrant sensor according to the first embodiment that detects biaxial acceleration, and displays on a mobile phone, a digital camera, an IT terminal, or the like. It can be used in a device having a screen, and can be used for more three-dimensional applications by detecting triaxial acceleration.

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、図４や図８に示したコンパレータ１１とロジック回路１２とを、加速度検出素子３と共に、パッケージ２に内蔵するようにしてもよい。 The present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made. For example, the comparator 11 and the logic circuit 12 shown in FIGS. 4 and 8 may be built in the package 2 together with the acceleration detection element 3.

（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る傾斜センサの平面図、（ｂ）は同傾斜センサの斜視図。(A) is a top view of the inclination sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention, (b) is a perspective view of the same inclination sensor. 同上傾斜センサおよび同傾斜センサを内蔵した携帯電話の斜視図。The perspective view of the mobile phone incorporating the same inclination sensor and the same inclination sensor. （ａ）〜（ｄ）は同上傾斜センサ内蔵した携帯電話の重力方向に関する姿勢の変化を示す正面図。(A)-(d) is a front view which shows the change of the attitude | position regarding the gravity direction of the mobile phone incorporating the same inclination sensor as the above. 同上傾斜センサを象限検出センサとして用いる場合の回路図。The circuit diagram when using a tilt sensor same as the above as a quadrant detection sensor. （ａ）は同上傾斜センサの変形例を示す平面図、（ｂ）は同傾斜センサの斜視図。(A) is a top view which shows the modification of an inclination sensor same as the above, (b) is a perspective view of the inclination sensor. （ａ）は同上傾斜センサの他の変形例を示す斜視図、（ｂ）は同上傾斜センサのさらに他の変形例を示す斜視図。(A) is a perspective view which shows the other modification of an inclination sensor same as the above, (b) is a perspective view which shows the other modification of an inclination sensor same as the above. 本発明の第２の実施形態に係る傾斜センサの斜視図。The perspective view of the inclination sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. （ａ）は同上傾斜センサの外面の定義を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）で定義した各外面が上位置となるための各ＸＹＺ軸信号の組合せを示す図。(A) is a perspective view which shows the definition of the outer surface of an inclination sensor same as the above, (b) is a figure which shows the combination of each XYZ-axis signal for each outer surface defined by (a) to become an upper position. 同上傾斜センサを象限検出センサとして用いる場合の回路図。The circuit diagram when using a tilt sensor same as the above as a quadrant detection sensor. 従来の傾斜センサの斜視図。The perspective view of the conventional inclination sensor.

符号の説明Explanation of symbols

１傾斜センサ
２パッケージ
３加速度検出素子
２１電極端子
ａ１〜ａ６パッケージ外形面
Ｇ重力加速度
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inclination sensor 2 Package 3 Acceleration detection element 21 Electrode terminal a1-a6 Package external surface G Gravity acceleration X, Y, Z axial direction

Claims

電極端子を有する外形が略直方体の実装用のパッケージと、前記パッケージに実装され直交する２軸方向の加速度を検出する加速度検出素子と、を備え、前記加速度検出素子を用いて重力加速度の方向に対する前記パッケージの傾斜を検出すると共にその検出信号を前記電極端子から出力する傾斜センサであって、
前記加速度検出素子を、前記２軸方向が前記パッケージの外形のいずれか１面に対して略４５度となるように傾斜させて、当該パッケージに実装したことを特徴とする傾斜センサ。 A package for mounting the electrode terminal having a substantially rectangular parallelepiped shape, and an acceleration detection element that is mounted on the package and detects acceleration in two orthogonal directions. The acceleration detection element is used for the direction of gravity acceleration. An inclination sensor that detects the inclination of the package and outputs the detection signal from the electrode terminal,
A tilt sensor, wherein the acceleration detecting element is mounted on the package such that the biaxial direction is tilted so as to be approximately 45 degrees with respect to any one of the outer shapes of the package.

電極端子を有する外形が略直方体の実装用のパッケージと、前記パッケージに実装され直交する３軸方向の加速度を検出する加速度検出素子と、を備え、前記加速度検出素子を用いて重力加速度の方向に対する前記パッケージの傾斜を検出すると共にその検出信号を前記電極端子から出力する傾斜センサであって、
前記加速度検出素子を、前記３軸方向が前記パッケージの外形のいずれか１面に対して略同じ角度となるように傾斜させて、当該パッケージに実装したことを特徴とする傾斜センサ。 A package for mounting the electrode terminal having a substantially rectangular parallelepiped shape, and an acceleration detection element that is mounted on the package and detects acceleration in three orthogonal directions. The acceleration detection element is used for the direction of gravity acceleration. An inclination sensor that detects the inclination of the package and outputs the detection signal from the electrode terminal,
An inclination sensor, wherein the acceleration detecting element is mounted on the package in such a manner that the three-axis direction is inclined so as to have substantially the same angle with respect to any one of the outer shapes of the package.

前記加速度検出素子が略直方体の外形を有し、前記加速度検出素子を、その外形が前記パッケージの外形と平行になるようにして、当該パッケージに実装したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の傾斜センサ。 The acceleration detection element has a substantially rectangular parallelepiped outline, and the acceleration detection element is mounted on the package such that the outline is parallel to the outline of the package. 2. The tilt sensor according to 2.