JP5166793B2

JP5166793B2 - Vibration sensor

Info

Publication number: JP5166793B2
Application number: JP2007198384A
Authority: JP
Inventors: 和巳森本
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2027-07-31
Also published as: JP2009036519A

Description

本発明は、振動を検出するための振動センサに関する。 The present invention relates to a vibration sensor for detecting vibration.

図４は、従来の振動センサの一例を示している。同図に示された振動センサＸは、収容空間９４に球体９５が収容された構成とされている。収容空間９４は、金属板９２，９３によって挟まれている。収容空間９４の中央部には、金属板９１が設けられている。球体９５は、たとえば鉄などの導体からなる。金属板９１，９２，９３は、それぞれ個別の電極（図示略）に繋がれている。球体９５は、収容空間９４内において、金属板９１，９２を導通させる位置と、金属板９１，９３を導通させる位置とをとる。振動センサＸに振動が加えられると、これらの位置を球体９５が行き来することとなる。このように、振動センサＸにおいては、金属板９１と金属板９２，９３との導通状態を監視することにより、振動の有無を検出することができる。 FIG. 4 shows an example of a conventional vibration sensor. The vibration sensor X shown in the figure has a configuration in which a sphere 95 is accommodated in an accommodation space 94. The accommodation space 94 is sandwiched between the metal plates 92 and 93. A metal plate 91 is provided at the center of the accommodation space 94. The sphere 95 is made of a conductor such as iron. The metal plates 91, 92, 93 are connected to individual electrodes (not shown). The spherical body 95 takes a position in which the metal plates 91 and 92 are conducted and a position in which the metal plates 91 and 93 are conducted in the accommodation space 94. When vibration is applied to the vibration sensor X, the sphere 95 moves back and forth between these positions. Thus, in the vibration sensor X, the presence or absence of vibration can be detected by monitoring the conduction state between the metal plate 91 and the metal plates 92 and 93.

しかしながら、振動センサＸは、図４左右方向の振動に対しては比較的敏感であるが、図４紙面奥行き方向の振動に対しては敏感とはいえない。また、上下方向の振動に対しては、振動の強さがある程度大きくないと振動の検出が困難である。このように、振動センサＸは、振動の方向によって検出精度のバラツキがあった。 However, the vibration sensor X is relatively sensitive to vibration in the left-right direction in FIG. 4, but is not sensitive to vibration in the depth direction of FIG. In addition, with respect to vibration in the vertical direction, it is difficult to detect vibration unless the strength of vibration is large to some extent. As described above, the vibration sensor X has a variation in detection accuracy depending on the direction of vibration.

特開２００３−２２７７４７号公報JP 2003-227747 A

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、あらゆる方向の振動を適切に検出することが可能な振動センサを提供することをその課題とする。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and an object thereof is to provide a vibration sensor capable of appropriately detecting vibrations in all directions.

本発明によって提供される振動センサは、収容空間と、上記収容空間に収容された１以上の球体と、を備える振動センサであって、上記収容空間は、互いに異なる方向に延びている２つの上記円柱空間を含んでおり、上記円柱空間を通過する光を発する発光手段と、上記発光手段からの光を受光する受光手段と、をさらに備えており、上記球体は、上記円柱空間内において、上記光を遮蔽する位置と上記光を遮蔽しない位置とをとることを特徴としている。 The vibration sensor provided by the present invention is a vibration sensor including an accommodation space and one or more spheres accommodated in the accommodation space, and the accommodation space extends in two different directions . A light emitting means for emitting light that passes through the cylindrical space; and a light receiving means for receiving light from the light emitting means. It is characterized by taking a position where the light is blocked and a position where the light is not blocked.

このような構成によれば、上記振動センサが振動すると、上記球体が上記円柱空間内を移動する。これにより、上記発光手段からの光が上記球体によって遮蔽された状態と遮蔽されない状態とが短時間に繰り返される。したがって、上記受光手段による受光状況を監視することにより、振動を検知することができる。また、このような構成によれば、上記振動センサに加えられるあらゆる方向の振動を適切に検出することができる。 According to such a configuration, when the vibration sensor vibrates, the sphere moves in the cylindrical space. Thereby, the state where the light from the light emitting means is shielded by the sphere and the state where the light is not shielded are repeated in a short time. Therefore, the vibration can be detected by monitoring the light reception state by the light receiving means. Moreover, according to such a structure, the vibration of all the directions added to the said vibration sensor can be detected appropriately.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記発光手段からの光は、上記２つの円柱空間を通過する。このような構成によれば、上記振動センサの小型化およびコストダウンに有利である。 In a preferred embodiment of the present invention, the light from the light emitting means passes through the two cylindrical spaces. Such a configuration is advantageous for downsizing and cost reduction of the vibration sensor.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図１および図２は、本発明に係る振動センサの第１実施形態を示している。本実施形態の振動センサＡ１は、ケース１、２つの封止板２、２つの球体３Ａ，３Ｂ、発光モジュール４、および受光モジュール５を備えている。振動センサＡ１は、たとえば携帯電話機に取り付けられることにより、携帯電話機に加えられた振動を検出するためのものである。特に、振動が加えられた回数を積算すれば、携帯電話機に歩数計の機能を付加することができる。 1 and 2 show a first embodiment of a vibration sensor according to the present invention. The vibration sensor A1 of this embodiment includes a case 1, two sealing plates 2, two spheres 3A, 3B, a light emitting module 4, and a light receiving module 5. The vibration sensor A1 is for detecting vibration applied to the mobile phone by being attached to the mobile phone, for example. In particular, if the number of times vibration is applied is integrated, the function of a pedometer can be added to the mobile phone.

ケース１は、たとえば樹脂製であり、方向ｘ，ｙ，ｚに延びる辺を有する直方体とされている。ケース１には、収容空間１０、検出孔１１、および２つの凹部１２が形成されている。収容空間１０は、２つの円柱空間１０Ａ，１０Ｂによって構成されている。円柱空間１０Ａ，１０Ｂは、ケース１の上面から下面に貫通している。円柱空間１０Ａは、方向ｘ，ｙ，ｚのいずれに対しても傾斜している。円柱空間１０Ｂは、方向ｘ、ｙ、ｚのいずれに対しても傾斜しており、かつ円柱空間１０Ａとは異なる方向に延びている。本実施形態においては、円柱空間１０Ａ，１０Ｂは、それぞれ封止板２に対して４５°傾けられている。 The case 1 is made of, for example, resin and is a rectangular parallelepiped having sides extending in the directions x, y, and z. The case 1 is formed with an accommodation space 10, a detection hole 11, and two recesses 12. The accommodation space 10 is constituted by two cylindrical spaces 10A and 10B. The cylindrical spaces 10 A and 10 B penetrate from the upper surface of the case 1 to the lower surface. The cylindrical space 10A is inclined with respect to any of the directions x, y, and z. The cylindrical space 10B is inclined with respect to any of the directions x, y, and z, and extends in a direction different from the cylindrical space 10A. In the present embodiment, the cylindrical spaces 10 A and 10 B are inclined 45 ° with respect to the sealing plate 2, respectively.

検出孔１１は、方向ｘに延びる断面矩形状の孔である。図２によく表れているように、本実施形態においては、検出孔１１は、ケース１の高さ方向ほぼ中央に設けられており、２つの円柱空間１０Ａ，１０Ｂをいずれも貫通している。２つの凹部１２は、ケース１の方向ｘ両端寄りに設けられている。２つの凹部１２の一方には発光モジュール４が収容されており、他方には受光モジュール５が収容されている。ケース１は、好ましくは導電性を有する。ケース１を図外のグランドラインに接続することにより、動作によって生じうる静電気を適切に逃がすことができる。ケース１の大きさは、たとえば１０ｍｍ角以下、好ましくは２〜３ｍｍ角程度とされる。 The detection hole 11 is a hole having a rectangular cross section extending in the direction x. As clearly shown in FIG. 2, in the present embodiment, the detection hole 11 is provided substantially at the center in the height direction of the case 1, and penetrates the two cylindrical spaces 10 A and 10 B. The two recesses 12 are provided near both ends in the direction x of the case 1. The light emitting module 4 is accommodated in one of the two recesses 12, and the light receiving module 5 is accommodated in the other. Case 1 preferably has electrical conductivity. By connecting the case 1 to a ground line (not shown), it is possible to appropriately release static electricity that may be generated by the operation. The size of the case 1 is, for example, 10 mm square or less, preferably about 2 to 3 mm square.

２つの封止板２は、たとえばガラスエポキシからなり、ケース１を上下から挟んでいる。すなわち、円柱空間１０Ａ，１０Ｂは、２つの封止板２に塞がれた格好となっている。 The two sealing plates 2 are made of glass epoxy, for example, and sandwich the case 1 from above and below. That is, the cylindrical spaces 10 A and 10 B are dressed by two sealing plates 2.

球体３Ａ，３Ｂは、たとえば鉄からなり、円柱空間１０Ａ，１０Ｂに収容されている。球体３Ａ，３Ｂは、円柱空間１０Ａ，１０Ｂ内において滑らかに移動可能とされている。球体３Ａ，３Ｂのサイズは、たとえば０．８ｍｍ程度とされる。 The spherical bodies 3A and 3B are made of, for example, iron and are accommodated in the cylindrical spaces 10A and 10B. The spheres 3A and 3B can move smoothly in the cylindrical spaces 10A and 10B. The size of the spheres 3A and 3B is, for example, about 0.8 mm.

発光モジュール４は、振動センサＡ１において振動を検出するために用いられる光を発する発光手段である。発光モジュール４は、赤外ＬＥＤチップなどの発光素子４１を備えている。発光素子４１が搭載されたリードは、その一部が封止板２の下面に露出している。この部分は、振動センサ４をたとえば携帯電話機に実装するために用いられる。発光モジュール４からの光は、検出孔１１内を進行し、２つの円柱空間１０Ａ，１０Ｂを通過する。 The light emitting module 4 is a light emitting means for emitting light used for detecting vibration in the vibration sensor A1. The light emitting module 4 includes a light emitting element 41 such as an infrared LED chip. A part of the lead on which the light emitting element 41 is mounted is exposed on the lower surface of the sealing plate 2. This portion is used for mounting the vibration sensor 4 on, for example, a mobile phone. Light from the light emitting module 4 travels through the detection hole 11 and passes through the two cylindrical spaces 10A and 10B.

受光モジュール５は、振動センサＡ１において振動を検出するために用いられる光を受光する受光手段である。受光モジュール５は、赤外線を受光可能な受光素子５１を備えている。受光素子５１が搭載されたリードは、その一部が封止板２の下面に露出している。この部分は、振動センサ４をたとえば携帯電話機に実装するために用いられる。受光モジュール５は、検出孔１１を進行してきた赤外線を受光可能とされている。 The light receiving module 5 is light receiving means for receiving light used for detecting vibration in the vibration sensor A1. The light receiving module 5 includes a light receiving element 51 capable of receiving infrared rays. A part of the lead on which the light receiving element 51 is mounted is exposed on the lower surface of the sealing plate 2. This portion is used for mounting the vibration sensor 4 on, for example, a mobile phone. The light receiving module 5 is capable of receiving infrared rays that have traveled through the detection holes 11.

次に、振動センサＡ１の作用について説明する。 Next, the operation of the vibration sensor A1 will be described.

振動センサＡ１が静止した状態においては、球体３Ａ，３Ｂは、円柱空間１０Ａ，１０Ｂの下方部分に止まっている。このため、発光モジュール４からの赤外線が受光モジュール５によって受光される。一方、振動センサＡ１が搭載されたたとえば携帯電話機が振動すると、球体３Ａ，３Ｂが円柱空間１０Ａ，１０Ｂ内を移動する。球体３Ａ，３Ｂのいずれかが検出孔１１に差し掛かると、発光モジュール４からの赤外線が遮蔽される。したがって、受光モジュール５による受光状況を監視することにより、たとえば携帯電話機の振動を検知することができる。たとえば、受光モジュール５が受光しない状態となった回数を積算すれば、歩数計を構成することができる。 In a state where the vibration sensor A1 is stationary, the spheres 3A and 3B are stopped at the lower portions of the cylindrical spaces 10A and 10B. For this reason, infrared light from the light emitting module 4 is received by the light receiving module 5. On the other hand, for example, when a mobile phone equipped with the vibration sensor A1 vibrates, the spheres 3A and 3B move in the cylindrical spaces 10A and 10B. When any of the spheres 3A and 3B reaches the detection hole 11, infrared rays from the light emitting module 4 are shielded. Therefore, by monitoring the light reception status by the light receiving module 5, for example, vibration of a mobile phone can be detected. For example, a pedometer can be configured by integrating the number of times the light receiving module 5 has not received light.

円柱空間１０Ａ，１０Ｂは、互いに異なる方向に延びており、方向ｘ，ｙ，ｚのいずれに対しても傾いている。このため、方向ｘ、ｙ，ｚのいずれの方向の振動が生じても、球体３Ａ，３Ｂのいずれかが発光モジュール４からの赤外線を遮蔽しうる。また、円柱空間１０Ａ内の球体３Ａが移動しにくい方向の振動が生じた場合は、円柱空間１０Ｂ内の球体３Ｂが滑らかに移動することが期待できる。その反対に、球体３Ｂが移動しにくい方向の振動が生じた場合は、球体３Ａが滑らかに移動することが期待できる。したがって、あらゆる方向の振動を適切に検出可能である。 The cylindrical spaces 10A and 10B extend in different directions and are inclined with respect to any of the directions x, y, and z. For this reason, any of the spheres 3 A and 3 B can shield infrared rays from the light emitting module 4 regardless of the vibration in any of the directions x, y, and z. Further, when vibration occurs in a direction in which the sphere 3A in the cylindrical space 10A is difficult to move, it can be expected that the sphere 3B in the cylindrical space 10B moves smoothly. On the other hand, when vibration occurs in a direction in which the sphere 3B is difficult to move, it can be expected that the sphere 3A moves smoothly. Therefore, vibrations in all directions can be detected appropriately.

２つの球体３Ａ，３Ｂが振動によって移動したことを、一組の発光モジュール４および受光モジュール５によって検出することが可能である。これは、振動センサＡ１の小型化、コストダウンに有利である。 It is possible to detect that the two spheres 3 A and 3 B have been moved by vibration by a pair of the light emitting module 4 and the light receiving module 5. This is advantageous in reducing the size and cost of the vibration sensor A1.

図３は、本発明に係る振動センサの第２実施形態を示している。なお、本図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。 FIG. 3 shows a second embodiment of the vibration sensor according to the present invention. In this figure, the same or similar elements as those in the above embodiment are given the same reference numerals as those in the above embodiment.

本実施形態の振動センサＡ２においては、検出孔１１と、発光モジュール４および受光モジュール５との配置が上述した実施形態と異なっている。本図によく表れているように、検出孔１１は、ケース１の高さ方向下方部分に形成されており、円柱空間１０Ａ，１０Ｂの下端付近を貫通している。また、発光モジュール４および受光モジュール５は、検出孔１１を通して赤外線を送受できる高さに配置されている。 In the vibration sensor A2 of the present embodiment, the arrangement of the detection hole 11, the light emitting module 4, and the light receiving module 5 is different from the above-described embodiment. As clearly shown in the figure, the detection hole 11 is formed in the lower portion of the case 1 in the height direction, and penetrates near the lower ends of the cylindrical spaces 10A and 10B. The light emitting module 4 and the light receiving module 5 are arranged at a height at which infrared rays can be transmitted and received through the detection hole 11.

本実施形態によっても、あらゆる方向の振動を適切に検出することができる。また、振動センサＡ２が静止状態にあるときは、球体３Ａ，３Ｂによって発光モジュール４からの赤外線が遮蔽される。このため、受光モジュール５が継続的に赤外線を検出しない状態であるときは、振動センサＡ２が図示された姿勢で静止させられていると推定することができる。一方、受光モジュール５が継続的に赤外線を検出する状態であるときは、振動センサＡ２がたとえば天地逆の姿勢であると推定できる。このように、本実施形態によれば、振動センサＡ２が取り付けられたたとえば携帯電話機の姿勢を推定する手段として用いることができる。 Also in this embodiment, vibrations in all directions can be detected appropriately. When the vibration sensor A2 is in a stationary state, the infrared rays from the light emitting module 4 are shielded by the spheres 3A and 3B. For this reason, when the light receiving module 5 is in a state where it does not continuously detect infrared rays, it can be estimated that the vibration sensor A2 is stationary in the illustrated posture. On the other hand, when the light receiving module 5 is in a state of continuously detecting infrared rays, it can be estimated that the vibration sensor A2 is in an upside down posture, for example. Thus, according to this embodiment, it can be used as means for estimating the posture of, for example, a mobile phone to which the vibration sensor A2 is attached.

本発明に係る振動センサは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る振動センサの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The vibration sensor according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the vibration sensor according to the present invention can be modified in various ways.

本発明に係る振動センサの第１実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows 1st Embodiment of the vibration sensor which concerns on this invention. 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the II-II line | wire of FIG. 本発明に係る振動センサの第２実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the vibration sensor which concerns on this invention. 従来の振動センサの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the conventional vibration sensor.

符号の説明Explanation of symbols

Ａ１，Ａ２振動センサ
１ケース
２封止板
３Ａ，３Ｂ球体
４発光モジュール（発光手段）
５受光モジュール（受光手段）
１０収容空間
１０Ａ，１０Ｂ円柱空間
１１検出孔
１２凹部
４１発光素子
５１受光素子 A1, A2 Vibration sensor 1 Case 2 Sealing plates 3A, 3B Sphere 4 Light emitting module (light emitting means)
5 Light receiving module (light receiving means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Storage space 10A, 10B Cylindrical space 11 Detection hole 12 Recessed part 41 Light emitting element 51 Light receiving element

Claims

収容空間と、
上記収容空間に収容された１以上の球体と、
を備える振動センサであって、
上記収容空間は、互いに異なる方向に延びている２つの円柱空間を含んでおり、
上記円柱空間を通過する光を発する発光手段と、
上記発光手段からの光を受光する受光手段と、をさらに備えており、
上記球体は、上記円柱空間内において、上記光を遮蔽する位置と上記光を遮蔽しない位置とをとることを特徴とする、振動センサ。 Containment space,
One or more spheres accommodated in the accommodation space;
A vibration sensor comprising:
The accommodation space includes two cylindrical spaces extending in different directions ,
A light emitting means for emitting light passing through the cylindrical space;
A light receiving means for receiving light from the light emitting means, and
The said spherical body takes the position which shields the said light in the said cylindrical space, and the position which does not shield the said light, The vibration sensor characterized by the above-mentioned.

上記発光手段からの光は、上記２つの円柱空間を通過する、請求項１に記載の振動センサ。 The vibration sensor according to claim 1 , wherein light from the light emitting means passes through the two cylindrical spaces.