專利名稱：傾斜角傳感器以及具備傾斜角傳感器的被檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及傾斜角傳感器，特別是關于一種可以計算至少一個方向上的傾 斜角或者加速度等的傾斜角傳感器。
背景技術：
在以往，為了檢測規(guī)定物體的動作及傾斜狀況，針對檢測相關物體加速度
的加速度傳感器的應用進行研究。例如，可以利用到如下領域所謂的4企測在 相機上按壓快門時的構圖準確性的傾斜度檢測，或者，通過檢測摩托車傾斜度 的顛倒檢測，進而，確定電子機器是否設置成水平狀態(tài)的、所謂的表示安置狀 態(tài)的傾斜度纟僉測等。并且，還可以應用到瞬間4全測電子才幾器的非正常的移動或 者脫落，并采取可動部的安全應對策的場合。
作為現(xiàn)有技術相關的加速度傳感器的構成，如專利文獻1所揭示，采用了 檢測因加速而在結構體上產(chǎn)生的變形的方法。具體來講，十字狀的具有彈性的 支撐部件的中心(交點)上安裝壓鐵，并且，在支撐部件的各個梁上固定安裝 歪檢測元件。并且，基于該歪^r測元件的檢測值;險測各個梁的變形，并4全測各 軸向(X、 Y、 Z)上的加速度。例如，作為歪檢測元件4吏用半導體壓電元件來 組合橋式電路而檢測其電阻值，或者，如專利文獻1所示，使用壓電振動器檢 測根據(jù)歪斜的發(fā)信周期，從而檢測加速度。
并且，作為檢測裝置傾斜度的傾斜傳感器，還有如專利文獻2所示的傳感 器。該傾斜傳感器具備磁鐵與振動體，并且，利用霍爾元件檢測因振動體的位 置變化而產(chǎn)生的磁場方向的變化。具體來講，附有強磁性體的振動體可轉動地 被軸支^:體上，并且，利用霍爾IC檢測出安裝于伴隨著殼體的旋轉而旋轉的 振動體上的強磁性體的磁場變化。
專利文獻1:特許第2732287號公報專利文獻2:特開2006-卯796號/A報
然而，上述專利文獻所揭示的傳感器具有如下所述的缺陷。首先，在上述 專利文獻1所揭示的傳感器中，有必要在十字狀支撐部件(彈簧)自身或者其 附近上設置用于讀取歪斜檢測用信號的電極，因此，由于其布線的緣故，結構 變?yōu)閺碗s。并且，由于在支撐部件上安裝歪檢測元件，因此，無法實現(xiàn)小型化。 進而，由于在支撐部件的彈簧部位上安裝或者內藏歪4全測元件，因此，妨礙彈 簧的變位，檢測靈敏度受限制。
并且，在上述專利文獻2所揭示的傳感器中，由于使用了振動體，因此， 很難實現(xiàn)小型化。并且，當在振動體中產(chǎn)生振動時，很難在短時間內收斂該振 動，特別是，使振動體振動的程度的影響下也會產(chǎn)生振動，并且維持較長時間。 則，在持續(xù)振動的狀態(tài)下無法高精度地檢測傾斜角或加速度，無法提高傳感器 的品質。

發(fā)明內容
在本發(fā)明的目的在于提供一種改善上述現(xiàn)有技術的缺點，特別是，可以高 靈敏度、高精度地檢測出相關裝置的加速度或傾斜角等，同時，通過簡單的結 構來實現(xiàn)小型化且低成本化的傾斜角傳感器。
在此，本發(fā)明的一個實施例相關的傾斜角傳感器，其包括彈性部件，其 具有固定端與自由端，并且該自由端具有至少向一個方向彎曲的自由度；磁場 產(chǎn)生裝置，其安裝于所述彈性部件的自由端上；磁場檢測裝置，其面對所述磁 場產(chǎn)生裝置而被安裝，并且檢測所述磁場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的磁場方向；以及衰減 裝置，該裝置施加用于衰減所述彈性部件彎曲動作的衰減力。
此時，將衰減裝置設置在彈性部件的自由端附近為好，進而，將衰減裝置 設置在彈性部件的自由端最前端部位上，或者，設置在磁場產(chǎn)生裝置上為好。
寸艮據(jù)所述發(fā)明，首先，當沿著彈性部件的自由度方向產(chǎn)生加速或傾斜時， 彈性部件被彎曲，并且，安裝在該彈性部件自由端上的磁場產(chǎn)生裝置向著彎曲 方向移動。貝'J，磁場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的磁場方向也變化，并通過磁場檢測裝置檢測該磁場方向的變化，從而可以檢測到至少一個軸向上的傾斜度或加速度等的 變化。另一方面，由于彈性部件容易振動地具有高靈敏度而^C形成，因此，容 易收集振動該彈性部件的來自于外部的沖擊等干擾，特別是受到共振頻率附近 千擾而容易振動，但是，通過衰減裝置在短時間內迅速收斂振動。從而，可以 持續(xù)抑制彈性部件的振動，并且，可以具有高靈敏度且高精度地檢測到理應4全 測的傾斜度等。通過如上所述，利用簡單結構實現(xiàn)小型且低成本的傳感器，同 時，可以提高傳感器的傾斜度或加速度的檢測靈敏度，并且，可以抑制干擾的 影響，可以實現(xiàn)傳感器的高品質化。特別是，通過將衰減裝置設置在彈性部件
有效施加衰減力，從而在更短的時間內使其衰減，從而可以進一步提高檢測靈 敏度以及精度。
并且，上述彈性部件特別是由在自由端的彎曲方向上的板厚較薄的板狀部 件所形成為佳，并且，使共振頻率保持較低水準而垂直于彎曲方向的長軸方向 的長度形成較長為好。由此，彈性部件的共振頻率4交低，并且，輕易向著彎曲 方向被彎曲。即，可以具有高靈敏度地檢測傾斜度或外力的同時，如上所述，
可以抑制干擾的影響，并且具有高靈敏度地檢測出傾斜度或加速度。并且，如 上所述，由于具有高靈敏度，因此，可以抑制磁場檢測裝置引起的溫度偏移的 影響。即，通過高靈明度而利用磁場檢測裝置可以得到很大的檢計算，因此， 即使存在磁場檢測裝置的溫度偏移也可以進行高精度的檢測，可以提高傳感器 的品質。
并且，上述衰減裝置由彈性部件或磁場產(chǎn)生裝置、其他固定部件、以及衰 減這些部件/裝置的相對移動的粘性部件構成。此時，作為上述粘性部件優(yōu)選
為凝膠狀部件。并且，具體來講，上述衰減裝置包括凝膠狀部件收容部，其 被設置在其他固定部件上，并且收容凝膠狀部件；以及浸漬部，其屬于^皮浸漬 于凝膠狀部件內的彈性部件或石茲場產(chǎn)生裝置的一部分。
如上所述，通過在彈性部件等的可動部位與其他固定部件之間設置粘性部件，從而可以實現(xiàn)具有簡單結構的衰減裝置。特別是通過利用凝膠狀部件，并 且將在所述凝膠狀部件內浸漬彈性部件等的可動部位，從而更有效地施加相對 彈性部件的振動的衰減力，并且在短時間內使其振動收斂，從而實現(xiàn)低成本高 靈明度的傳感器。
并且，優(yōu)選的，上述凝膠狀部件在-40。C 12(TC的溫度下不被硬化且具有預 先規(guī)定范圍的粘度，例如，所述凝膠狀部件為硅凝膠。由此，衰減裝置在一般 機器的使用溫度范圍內發(fā)揮規(guī)定粘性，因此，所述傳感器可以安裝于所有的裝 置上。并且，可以利用通用部件來構成衰減裝置，,人而實現(xiàn)〗氐成本。
并且，所述傾斜角傳感器可被安裝在作為加速度或傾斜度檢測對象的各種 被檢測裝置上，所述被檢測裝置上可以具備計算裝置，該計算裝置基于被安裝 的傳感器的輸出值而計算彈性部件的彎曲方向上的裝置本身的傾斜角或者加速 度。
與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明具有上述組成及功能，從而通過筒易結構來實 現(xiàn)小型且低成本的傳感器，同時，可以提高傳感器的傾斜度或加速度的檢測靈 敏度及檢測精度。


圖1是表示實施例1相關的傾斜角傳感器結構的從前端側觀察到的立體圖。
圖2是表示實施例1相關的傾斜角傳感器結構的從后端側觀察到的立體圖。
圖3是表示實施例1相關的傾斜角傳感器結構的從上方觀察到的俯視圖。
圖4是表示實施例1相關的傾斜角傳感器結構的側視圖。
圖5是實施例1相關的傾斜角傳感器的分解圖。
圖6是說明根據(jù)GMR元件的磁場方向檢測原理的說明圖。
圖7是表示磁鐵結構及GMR芯片之間的關系的說明圖。
圖8表示根據(jù)GMR元件的檢測原理的說明圖。 -
圖9是表示實施例2相關的傾斜角傳感器結構的從前端側觀察到的立體圖。 圖10是表示實施例2相關的傾斜角傳感器結構的從前方觀察到的立體圖。圖11是表示實施例3相關的傾斜角傳感器結構的從前端側觀察到的立體圖。
圖12是表示實施例3相關的傾斜角傳感器結構的從前方觀察到的立體圖。 圖13是表示實施例4相關的傾斜角傳感器結構的從前端側觀察到的立體圖。
圖14是表示實施例4相關的傾斜角傳感器結構的從上方觀察到的俯^f見圖。 圖15是表示實施例5相關的傾斜角傳感器結構的從上方觀察到的俯視圖。 圖16是表示實施例6相關的傾斜角傳感器結構的從前端側觀察到的立體圖。
圖17是表示實施例6相關的傾斜角傳感器結構的從前方觀察到的立體圖。 圖18是表示實施例7相關的安裝有傾斜角傳感器的相機結構的示意圖。 圖19是表示實施例7相關的安裝有傾斜角傳感器的硬盤驅動器結構的示意圖。
圖20是表示實施例7相關的安裝有傾斜角傳感器的地震^1義結構的示意圖。 圖21是表示實施例7相關的安裝有傾斜角傳感器的地震儀的內部結構示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的位置傳感器的特征為，在其上設置有為了抑制過度應答而在可動 彈性部件的彎曲動作上施加衰減力的衰減裝置，由此提高檢測精度及檢測靈敏 度。接下來，結合實施例來說明傾斜角傳感器的具體結構及動作。
另，在下述實施例中，說明了檢測一個方向上的傾斜角的例子， <旦是，也 可以將多個傳感器安裝到如后所述的懸臂件上，從而檢測多個方向上的傾斜角。 并且，本發(fā)明不僅局限于傾斜角的檢測上，本發(fā)明還可以應用于根據(jù)輸出值來 檢測加速度的場合。例如，利用傳感器的靜態(tài)輸出'值來計算傾斜角，利用動態(tài) 輸出值來計算加速度。
8[實施例1]結合圖1至圖8所示，說明本發(fā)明的第一實施例。圖1至圖4為本實施例 相關的傾斜角傳感器的從各個方向上觀察到的結構圖，圖5為傾斜角傳感器的 分解圖。圖6至圖8為傾斜角的檢測原理說明圖。[構成]首先，圖1表示從前端側觀察到本實施例相關的傾斜角傳感器的立體圖， 圖2為從后端側觀察到的立體圖。圖3為傾斜角傳感器的俯視圖，圖4為側視 圖。并且，圖5為分解顯示傾斜角傳感器的各個結構的分解圖。如這些圖所示，傾斜角傳感器包括搭載各個構成要素的基座7，被固定在 該基座7上的支撐塊6,該支撐塊6上被固定支撐著后端部11的懸臂件1。并 且，懸臂件1的前端部12上安裝有磁鐵21、 22,該磁4失21、 22下方的上述基 座7之上配設有GMR芯片31、 32。進而，在懸臂件1的最前端附近上的基座7 之上安裝有被填充凝膠5的減震器4。另外，如后所述，為了將上述GMR芯片 31、 32的輸出值輸出到安裝有傳感器的裝置的控制基板上而使用的端子，或者， 進行檢測處理為始的計算處理的IC等部件被安裝在基座7之上，但是，在附圖 中省略了相關結構。并且，還安裝有覆蓋傾斜角傳感器本身上方的框體，在附 圖中也省略了該部件。接下來，對各結構進行進一步的說明。如圖1至圖4，特別是圖5所示，懸臂件1 (彈性部件)由具有-見定長度的 薄板部件所形成，其具有比較柔軟的彈性。并且，懸臂件1的板面垂直于基座7 而被設置。具體來講，懸臂件l的兩端部ll、 12的板面較寬而被形成，反過來 講，中央部位的板面寬度相對狹窄而被形成。并且，懸臂件1的后端部11 (固定端)通過由安裝于基座7上的一對塊部 件構成的支撐塊6被夾持固定住(參照圖1)。由此，相較于兩端板面寬度狹窄、 板面厚度薄的懸臂件1中央部位容易向著如圖5的箭頭所示的板厚方向，即， 垂直于懸臂件1長度方向且平行于基座7面的》向彎曲。從而，懸臂件1的前 端部12作為可以沿著上述圖5的箭頭所示方向移動的自由端而^t形成。進而，上述懸臂件1的長度較長，例如，其共振頻率低于相同材質、相同板厚的部件而被形成。即，倘若懸臂件1的長度短的話，其共振頻率變高，這 樣，雖然提高其安全性，但是其靈敏度下降。為了改善該靈敏度，在本實施例 中，使懸臂件1的長度形成較長，從而使其應對微小傾斜或外力而被輕易彎曲， 從而提高檢測靈敏度。另一方面，作為使懸臂件1在彎曲方向上振動的外力的 干擾，特別是容易收集共振頻率附近的頻率干擾，由此，在懸臂件1上容易產(chǎn) 生振動，但是，如后所述，通過在懸臂件1的前端側設置衰減裝置，從而在短 時間內迅速降低并收斂所述干擾帶來的振動，因此，可以有力排出干擾帶來的 影響，并且，可以具有高精度且高靈敏度地檢測傾斜度或加速度。另外，如上所述，懸臂件1的長度越長，就檢測靈明度越高，但是，希望 實現(xiàn)傾斜角傳感器的小型化。因此，盡量縮小傳感器本身的大小的同時^f吏傳感 器具有期望的靈敏度而設計合適的懸臂件1長度為好。并且，如上所述，板面較寬的懸臂件1的前端部12的兩面?zhèn)壬戏謩e安裝有磁鐵21 、 22。并且，各磁鐵21 、 22的上面?zhèn)壬习惭b有屏蔽板23 、 24 (參照圖5 )。 并且，在各磁鐵21、 22的下方的基座7之上分別配設有檢測自從所述磁鐵21 、 22發(fā)出的磁場的GMR芯片31、 32。在此，參照圖6至圖8，對磁鐵21、 22及 GMR芯片31 、 32進行詳細說明。如圖7 (a)所示，磁鐵21、 22 (磁場產(chǎn)生裝置)由組^F茲4失構成，并且，將 N極與S極交互配設在基座7側的一面(下面)上。例如，針對符號21所示的 磁鐵21來講，S極位于下面的兩端上，N極位于中央，針對符號22所示的》茲鐵 22來講，N極位于下面的兩端上，S極位于中央。從而，向著圖7(a)的圓弧 狀箭頭所示方向產(chǎn)生^f茲場。并且，各》茲鐵21、 22的大致中央下方分別配i殳有GMR芯片31、 32。并且， 在各GMR芯片31 、 32 (磁場檢測裝置)上，分別安裝有一個或者多個GMR元 件(圖未示)。另外，在本實施例中，在各GMR芯片31、 32上分別安裝2個 GMR元件。并且，GMR元件是一種應對被輸入的磁場方向而輸出MR電阻值 的磁阻效應元件。結合圖6所示，針對作為應用該GMR元件的傾斜角檢測原理 進行進一步的說明。首先，圖6 (a)表示一個GMR元件31a,其上方配設有》茲4失21 。并且，未 在4壬4可方向上產(chǎn)生加速時，GMR元件31a相對磁鐵21的》茲場H方向l呆持大致 垂直而被配設(參照圖6(a)中的點劃線)。另外，磁場H的方向可以為圖示方 向的反方向。在此狀態(tài)下，若移動磁鐵21，則如圖6 (a)所示，磁鐵21的磁 場H方向產(chǎn)生變化，輸入到GMR元件31a的》茲場H的方向^人垂直方向傾4+A 6。則，如圖6(b)所示，GMR元件31a具有改變MR電阻值的特性。另夕卜， 在圖6 (b)所示的例子中，當垂直狀態(tài)下的電阻值設定為R0時，其具有在傾斜 微小角度時變化特別大的特性。根據(jù)以上特性，安裝在符號21所示的》茲鐵21 下方的GMR元件31中，如圖7 (b)所示，其具有相應于^茲4失21的移動而改 變電阻值的性質。并且，利用上述各GMR芯片31 、 32的各GMR元件(4個)構成圖8所示 的橋式電路，從而可輸出差動電壓。由此，基于差動電壓，可以輕易且高精度 地檢測出GMR元件的電阻值變化。并且，可以根據(jù)檢測出的電阻值的大小來計 算傾斜角。此時，通過利用靜態(tài)電阻值來計算當時的傾斜角，并且，利用一定 時間上的電阻值變化來計算加速度。接下來說明安裝在懸臂件1的前端部位上的衰減裝置。首先，懸臂件1的 最前端部位上被形成有面向下方(即，基座7)大致垂直而折曲的曲折部13。 并且，在該曲折部13的再下方基座7上設置有形成四角形收容凹部的減震器4， 在該收容凹部內填充有凝膠5 (凝膠狀部件(粘性部件))。另外，凝膠5位于減 震器4的收容凹部內，其液面高度低于開口面的高度，并且，所填充的量是使 上述曲折部13的下方部位可被浸漬于凝膠5內的量。即，曲折部13的下方部 位成為4皮浸漬于凝膠5內浸漬部。具體來講，上述凝膠5為硅凝膠，并且，凝膠5是一種在-40。C 120。C的溫 度下，即， 一般機器的使用溫度范圍內不被硬化且具有規(guī)定范圍的粘度的部件。 并且，作為凝膠5的粘度范圍如下考慮到上述懸臂件1的剛性等，并且，允 許彎曲該懸臂件1而移動前端部位的磁鐵21、 22，而且，可在短時間內收斂懸 臂件l振動的，施加適當衰減力的范圍為好。另外，填充在減震器4內的凝膠5并不局限于上述材料，還可以使用由其它材料構成的部件。 [動作]懸臂件1的后端部11被支撐塊6固定支撐，懸臂件1的被安裝有磁鐵21、 22 的前端部12側與基座7具有規(guī)定間距，并且，該前端部12位于在基座7的上 方的具有規(guī)定高度的位置上。此時，懸臂件1的板面垂直于基座7的表面而被 設置，其在上下方向上具有高剛性而被設定，從而抑制前端部12因重力因素而 向下方變?yōu)榈默F(xiàn)象。在此，由于懸臂件1的長度長、板厚薄，因此，該懸臂件1在板面的垂直 方向上，即，圖3所示的箭頭方向上輕易彎曲。從而，當產(chǎn)生沿著圖3的箭頭 方向的傾斜或者受到外力時，懸臂件l被彎曲， 一皮i殳置在其前端部12上的》茲鐵 21沿著箭頭方向移動。即，可以具有高靈敏度地進行;f僉測。另一方面，懸臂件 1特別是受到共振頻率附近的外力等的干擾而容易振動，4旦是，如上所述，位于 懸臂件1最前端部的曲折部13伴隨振動而在凝膠5內移動，從而通過該粘性而 給懸臂件1施加相對基座7 (其它固定部件)的衰減力。從而，可以在短時間內 迅速收斂懸臂件l,即，磁鐵21、 22的振動，并抑制干擾的影響，從而一直維 持可檢測傾斜度等的狀態(tài)。并且，當產(chǎn)生需要檢測的傾斜或加速時，懸臂件1被彎曲并移動磁鐵21、 22。由此，改變相對位于其下方的GMR芯片31、 32的磁場方向(參照圖7(a))， 并改變被所述GMR芯片31、 32檢測到的MR電阻值。并且，參照預先設定的 電阻值與傾斜角的對應映像數(shù)據(jù)等，從而可以根據(jù)該電阻值來計算傾斜角。如 上所述，可以抑制干擾的影響，并提高檢測靈敏度。并且，如上所述，由于通過懸臂件1的檢測靈敏度高，因此，可以抑制磁 場檢測裝置引起的溫度偏移的影響。即，通過高靈明度而利用GMR芯片31、 32可以得到很大的檢測量，因此即使存在GMR芯片31、 32的溫度偏移也可 以進行高精度的檢測，可以提高傳感器的品質。另外，在上述說明中，為了通過移動磁鐵21、 22來檢測石茲場方向，舉例示出了安裝GMR元件的場合，但是，在此還可以使用霍爾元件等其它磁場檢測元件。[實施例2]接下來，結合圖9至圖10所示，說明本發(fā)明的第二實施例。首先，圖9表 示從前端側觀察到本實施例相關的傾斜角傳感器的立體圖，圖IO為從大致正面 觀察到的示意圖。本實施例相關的傾斜角傳感器具有大致相同于上述實施例1所揭示的結構， 但是，減震器104的結構有所不同。如圖9、圖10所示，本實施例相關的減震 器104形成為，兩個纟反狀部向上方延伸，其上方具有開口的大致U字形形狀。 并且，兩個板狀部之間填充有具有規(guī)定粘性的凝膠105。另外，凝膠105通過自 身粘性停留在減震器104的U字狀部位上，從而保持被收容的狀態(tài)。并且，該 ;疑膠105內浸漬有作為懸臂件1的一部位的曲折部13下端部。由此，如同上述，由于懸臂件1具有容易彎曲的結構，因此，相對加速或 傾斜而具有高靈敏度地產(chǎn)生反應而被彎曲，從而移動磁鐵21、 22 。由此，改變 相對位于其下方的GMR芯片31、 32的磁場方向，并改變被所述GMR芯片31、 32檢測到的MR電P且值。并且，可以根據(jù)該檢測出的電阻值來測量傾斜度。另 一方面，懸臂件1容易收集振動該懸臂件1的來自外部的沖擊等干擾，特別是 容易通過共振頻率附近的干擾而產(chǎn)生振動，但是，由于通過凝膠105對懸臂件1 施加衰減力，因此，可以在短時間內迅速收斂振動。從而，可以抑制干擾的影 響，并提高檢測靈敏度及檢測精度。[實施例3]接下來，結合圖11至圖12所示，說明本發(fā)明的第三實施例。首先，圖11 表示從前端側觀察到本實施例相關的傾斜角傳感器的立體圖，圖12為從大致正 面)!見察到的示意圖。本施例相關的傾斜角傳感器具有大致相同于上述實施例2所揭示的結構， 但是，懸臂件1的前端部位的形狀有所不同。另外，如同實施例2，本實施例相 關的減震器204形成為，兩個板狀部向上方延伸，其上方具有開口的大致U字形形狀。并且，兩個板狀部的高度高于實施例2,并在其間填充有具有規(guī)定粘性的凝膠205。并且，本實施例相關的懸臂件1的最前端部213并未向下方曲折，其沿著 該懸臂件1的長度方向延伸，其長度形成為，可貫通于被填充在上述減震器204 的凝膠205的長度。即，最前端部213的一部分被浸漬在凝膠205內。由此，如同上述，由于懸臂件1具有容易彎曲的結構，因此，相對加速或 傾斜而具有高靈敏度地產(chǎn)生反應而被彎曲，從而移動,茲4失21、 22。由此，改變 相對位于其下方的GMR芯片31、 32的磁場方向，并改變被所述GMR芯片31、 32檢測到的MR電阻值。并且，可以根據(jù)該檢測出的電阻值來測量傾斜度。另 一方面，容易收集振動該懸臂件1的來自外部的沖擊等干擾，特別是容易通過 共振頻率附近的干擾而產(chǎn)生振動，但是，由于通過凝膠205對懸臂件1施加衰 減力，因此，可以在短時間內迅速收斂振動。從而，可以抑制干擾的影響，并 提高檢測靈敏度及檢測精度。[實施例4]接下來，結合圖13至圖14所示，說明本發(fā)明的第四實施例。首先，圖13 表示從前端側觀察到本實施例相關的傾斜角傳感器的立體圖，圖14為從上方觀 察到的俯視圖。本實施例相關的傾斜角傳感器具有大致相同于上述實施例1所揭示的結構， 但是，并未安裝有減震器4，在此采用其他結構的衰減裝置。具體來講，如圖 13、圖14所示，懸臂件1前端部的再前端側，與i茲4失21、 22大致并列而配"i殳 大致長方體的固定壁部341,其固定安裝于基座7上。另外，該固定壁部341的 高度與通過懸臂件1被支撐在基座7之上的磁鐵21 、 22的高度大致相同。并且，如圖所示，安裝有連接懸臂件1前端部位與固定壁部341上部的棒 狀連接部件342。伴隨于此，懸臂件1前端部位的上部與固定壁部341上部之間， 分別附著有規(guī)定量的凝膠351、 352。并且，上述連4妄部件342的兩端部—皮浸漬 在各凝月交351、 352上。即，連接部件342介入凝膠351、 352將懸臂件1 (磁鐵 21、 22)與固定壁部341相連接。另外，優(yōu)選的，在懸臂件1前端部位的上部與固定壁部341上部被形成有凝膠收容部，并且，凝膠351、 352被填充在所述收容部內。伴隨于此，連接部 件342的兩端被浸漬在收容于凝膠收容部內的凝膠351、 352中。由此，如同上述，由于懸臂件1具有容易彎曲的結構，因此，相對加速或 傾斜而具有高靈敏度地產(chǎn)生反應而被彎曲，從而移動磁鐵21、 22。由此，改變 相對位于其下方的GMR芯片31、 32的》茲場方向，并改變4皮所述GMR芯片31、 32檢測到的MR電阻值。并且，可以根據(jù)該檢測出的電阻值來測量傾斜度。另 一方面，容易收集振動該懸臂件1的來自外部的沖擊等干擾，特別是容易通過 共振頻率附近的干擾而產(chǎn)生振動，但是，對于固定部件341,通過凝膠351、 352 并介入連接部件342對懸臂件1施加衰減力，因此，可以在短時間內迅速收4支 振動。從而，可以抑制干擾的影響，并提高檢測靈敏度及檢測精度。[實施例5]接下來，結合圖15所示，說明本發(fā)明的第五實施例。圖15表示從上方觀 察本實施例相關的傾斜角傳感器的俯視圖。但是，衰減裝置的結構有所不同。具體來講，如圖15所示，不同之處在于，設 置有兩個連4妄部件343、 344。在此，分別對應于兩個連4姿部件343、 344的兩端， 在安裝于懸臂件1前端部的》茲鐵21、 22上部與固定壁部341上部上，分別附著 有規(guī)定量的凝膠353、 354、 355、 356。并且，上述各連接部件343、 344的兩端 部4皮浸漬在各凝月交353、 354、 355、 356上。即，兩個連才妄部件343、 344介入 凝膠353 356將懸臂件1 (磁鐵21、 22)與固定壁部341相連接。另外，優(yōu)選的，設置在懸臂件1前端部位的》茲鐵22、 23的上部與固定壁部 341上部^皮形成有凝膠收容部，并且，凝膠353~356#1填充在所述收容部內。伴 隨于此，各連接部件343、 344的兩端被浸漬在收容于凝膠收容部內的凝膠 351 354中。 ' '由此，如同上述，由于懸臂件1具有容易彎曲的結構，因此，相對加速或 傾斜而具有高靈敏度地產(chǎn)生反應而被彎曲，從而移動磁鐵21、 22。由此，改變相對位于其下方的GMR芯片31、 32的磁場方向，并改變被所述GMR芯片31、 32檢測到的MR電阻值。并且，可以根據(jù)該檢測出的電阻值來測量傾斜度。另 一方面，容易收集振動該懸臂件1的來自外部的沖擊等干擾，特別是容易通過 共振頻率附近的干擾而產(chǎn)生振動，但是，對于固定部件341,通過凝膠353、 354、 355、 356并介入連接部件343、 344對懸臂件1施加衰減力，因此，可以在短時 間內迅速收斂振動。從而，可以抑制干擾的影響，并提高檢測靈敏度及檢測精 度。[實施例6]接下來，結合圖16至圖17所示，說明本發(fā)明的第六實施例。首先，圖16 表示從前端側觀察到本實施例相關的傾斜角傳感器的立體圖，圖17為從上方觀 察到的俯視圖。但是，并未安裝有減震器4，在此采用其他結構的衰減裝置。具體來講，如圖 16、圖17所示，安裝在懸臂件1前端部的磁鐵21、 22的側方，分別與磁鐵21、 22并排而配設大致長方體的固定壁部441、 442,其固定安裝于基座7上。另夕卜， 該固定壁部441 、 442的高度與通過懸臂件1被支撐在基座7之上的磁鐵21 、 22 的高度大致相同。并且，如圖所示，各/茲4失22、 23的各側部與相鄰的各固定壁部441、 442 之間分別附著有規(guī)定量的凝膠451、 452。另外，凝膠451、 452保持通過自身粘 性停留配設在》茲4失22 、 23與固定壁部441 、 442之間的狀態(tài)。由此，如同上述，由于懸臂件1具有容易彎曲的結構，因此，相對加速或 傾斜而具有高靈敏度地產(chǎn)生反應而被彎曲，義人而移動-茲4失21、 22。由此，改變 相對位于其下方的GMR芯片31、 32的磁場方向，并改變被所述GMR芯片31、 32檢測到的MR電阻值。并且，可以根據(jù)該檢測出的電阻值來測量傾斜度。另 一方面，容易收'集振動該懸臂件1的來自外部的沖擊等干擾，特別是容易通過 共振頻率附近的干擾而產(chǎn)生振動，但是，由于通過凝膠451、 452相對固定部件 441、 442而向懸臂件1施加衰減力，因此，可以在短時間內迅速收斂振動。從而，可以抑制干擾的影響，并提高檢測靈敏度及檢測精度。 [實施例7]接下來說明關于安裝上述結構的傾斜角傳感器的例子。首先，上述傾斜角傳感器可以利用在相機上。參照圖18對該具體例進行說明。圖18表示相機500的內部結構。如圖所示，相機500內部安裝有控制該相 機動作的控制基板501，該基板501之上安裝有傾斜角傳感器510。并且，利用 控制基板501之上的演算裝置(圖未示)對該傳感器510輸出的信號進行演算 處理，從而計算規(guī)定方向上的傾斜角(測量裝置)。由此，可以4全測到4妄壓相機 快門時的縱向或者橫向傾斜方向，并可以利用到畫像變換及補正上。并且，傾斜角傳感器還可以安裝到投影儀等電子機器上，并測量傾斜角， 從而檢測是否水平放置等放置狀態(tài)。進而，傾斜角傳感器還可以安裝到摩托車 上，并檢測摩托車的傾斜角，從而利用于翻倒檢測上。并且，還可以利用傾斜角傳感器測量加速度。即，具有上述構成的傾斜角 傳感器的輸出值，即，通過對GMR元件的MR電阻值進行計算處理，從而可以 測量規(guī)定方向上的加速度。作為一個例子，結合圖19所示，針對將作為加速度 傳感器的傾斜角傳感器610安裝于硬盤驅動器600的場合進行說明。圖19表示從內側觀察硬盤驅動器600的內部結構示意圖。硬盤驅動器600 的內部安裝有控制該驅動器動作的控制基板601，該基板601之上安裝有傾斜角 傳感器610。并且，利用控制基板601之上的演算裝置(圖未示)對該傳感器 610輸出的信號進行演算處理，從而計算規(guī)定方向上的加速度(測量裝置)。例 如，通過計算動態(tài)電阻值的變化，即，計算單位時間內的電阻值的變化量，從 而可以測量加速度。由此，可以一瞬間^:測出石更盤驅動器600的非正常的移動 或者脫落，并控制磁頭，使其從磁盤之上移開，從而可以抑制數(shù)據(jù)的破壞。進而，上述傾斜角傳感器還可以安裝于游戲機的控制器上。此時，測量控 制器的動作、加速度)或傾斜角，并且，作為控制器的輸入值而使用賴關值。在此，在上述說明中例示了將1個傾斜角傳感器安裝于電子機器等上面的 情況，但是，可以安裝多個傾斜角傳感器，從而可以測量多個方向上的傾斜角，或者，加速度。例如，將兩個傾斜角傳感器分別安裝于相互垂直而設的彈性部 件(懸臂件)上，從而可以測量兩個軸向，即，平面方向上的傾斜度或加速度。 具體來講，可以安裝于爐子上，從而利用于爐子的翻轉防止上，或者，可以利 用于起重機的平行狀態(tài)的檢測上。并且，可以將三個傾斜角傳感器分別安裝于彎曲方向為三個軸向(X、 Y、 Z軸向)的彈性部件(懸臂件)上，從而可以檢測立體傾斜度或者加速度。具體來講，可以利用于地震儀上。在此，圖20、圖21表示將上述本發(fā)明相關的傾斜 角傳感器安裝于地震儀700上的例子。圖20是地震儀700的外觀示意圖，圖21 是地震儀700的本體內部示意圖。如圖所示，地震儀700的內部安裝有三個傾 斜角傳感器710、 720、 730,各個彈性部件(懸臂件)的彎曲方向朝著3個軸向 (即，水平X方向，水平Y方向，垂直Z方向)而^皮設置。由此，可以具有高 靈敏度且高精度地檢測出地震引起的三維加速度或傾斜度。如上所述，本發(fā)明揭示了利用傾斜角傳感器的各種實施例，但是，還可以 安裝于任何電子裝置或者其他裝置上。并且，檢測到規(guī)定的加速度或傾斜角時， 控制電子裝置的動作，從而保護相關電子裝置。由此，可以構成具有高可靠性 的電子裝置或各種裝置，同時，可以實現(xiàn)裝置的高功能化。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的傾斜角傳感器安裝于電子機器或各種裝置上，并測量這些裝置的 傾斜度或加速度，因此，其具有產(chǎn)業(yè)上的可利用性。
權利要求
1. 一種傾斜角傳感器，其特征在于，包括彈性部件，其具有固定端與自由端，并且該自由端具有至少向一個方向彎曲的自由度；磁場產(chǎn)生裝置，其安裝于所述彈性部件的自由端上，并產(chǎn)生磁場；磁場檢測裝置，其面對所述磁場產(chǎn)生裝置而被安裝，并檢測所述磁場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的磁場方向；以及衰減裝置，該裝置施加用于衰減所述彈性部件彎曲動作的衰減力。
2. 根據(jù)權利要求1所述的傾斜角傳感器，其特征在于，所述衰減裝置設置 在所述彈性部件的自由端附近。
3. 根據(jù)權利要求2所述的傾斜角傳感器，其特征在于，所述衰減裝置設置 在所述彈性部件自由端的最前端部位上，或者設置在所述》茲場產(chǎn)生裝置上。
4. 根據(jù)權利要求l、 2或者3所述的傾斜角傳感器，其特征在于，所述衰減 裝置由所述彈性部件或所述磁場產(chǎn)生裝置、其他固定部件、以及衰減這些部件 /裝置的相對移動的粘性部件構成。
5. 根據(jù)權利要求4所述的傾斜角傳感器，其特征在于，所述粘性部件為凝 月交狀部件。
6. 根據(jù)權利要求5所述的傾斜角傳感器，其特征在于，所述衰減裝置包括 凝膠狀部件收容部，其被設置在所迷其他固定部件上，并收容所述凝膠狀部件；以及浸漬部，其屬于被浸漬于所述凝膠狀部件內的所述彈性部件或所述磁場產(chǎn)生裝置的一部分。
7. 根據(jù)權利要求5或者6所述的傾斜角傳感器，其特征在于，所述凝膠狀 部件在-40。C 120。C的溫度下不被硬化且具有預先規(guī)定范圍的粘度。
8. 根據(jù)權利要求5、 6或者7所述的傾斜角傳感器，其特征在于，所述凝膠 狀部件為硅凝膠。
9. 根據(jù)權利要求l、 2、 3、 4、 5、 6、 7或者8所述的傾斜角傳感器，其特 征在于，所述彈性部件由在所述自由端的彎曲方向上的板厚較薄的板狀部件所 形成。
10. —種安裝有權利要球1至9所述的傾斜角傳感器的被檢測裝置，其特征 在于，包括計算裝置，該裝置基于所述傾斜角傳感器的輸出值計算所述彈性部件在彎 曲方向上的裝置自身的傾斜角或者加速度。
11. 根據(jù)權利要求10所述的被檢測裝置，其特征在于，該裝置屬于電子機器。
全文摘要
本發(fā)明提供的傾斜角傳感器，其包括彈性部件，其具有固定端與自由端，并且該自由端具有至少向一個方向撓曲的自由度；磁場產(chǎn)生裝置，其安裝于所述彈性部件的自由端上；磁場檢測裝置，其面對所述磁場產(chǎn)生裝置而被安裝，并且檢測所述磁場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的磁場方向；以及衰減裝置，該裝置施加用于衰減所述彈性部件彎曲動作的衰減力。本發(fā)明的傾斜角傳感器具有高靈敏度地檢測出相關裝置的加速度或傾斜角等，同時，通過簡單的結構來實現(xiàn)小型化且低成本化。
文檔編號G01C9/00GK101281032SQ20071009687
公開日2008年10月8日 申請日期2007年4月6日 優(yōu)先權日2007年4月6日
發(fā)明者中島弘喜, 甫 余, 笠島多聞, 董永牢 申請人:新科實業(yè)有限公司