專利名稱：運(yùn)動(dòng)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)諸如人、動(dòng)物以及物體等運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)傳感器(motion sensor)0
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，存在各種各樣用于對(duì)人、動(dòng)物以及物體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)并加以控 制的設(shè)備。在這種設(shè)備中所使用的用于檢測(cè)人、動(dòng)物以及物體的運(yùn)動(dòng)的傳感器往往被普遍 稱作運(yùn)動(dòng)傳感器。在這種運(yùn)動(dòng)傳感器中，可以使用加速度傳感器、角速度傳感器等，并且可 以根據(jù)用途不同將多個(gè)傳感器組合使用。例如，在專利文獻(xiàn)1中，作為在摩托車中所使用的運(yùn)動(dòng)傳感器，提出了一種翻倒檢 測(cè)裝置，其具有縱置傳感器和橫置傳感器，該縱置傳感器檢測(cè)與地面垂直的方向即第一方 向上的加速度，該橫置傳感器檢測(cè)與上述第一方向成直角的方向即第二方向上的加速度。(現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn))(專利文獻(xiàn))專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2009-7；3492號(hào)公報(bào)然而，檢測(cè)加速度的傳感器雖然能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)的變化，但是其要不斷地 消耗電能，因此，對(duì)于像摩托車這樣能夠持續(xù)性地供電的情況而言還可以，但在用于人或者 動(dòng)物等時(shí)，考慮可能發(fā)生不能夠持續(xù)性供電的情況，從而存在有連續(xù)使用困難這樣的問(wèn)題。 并且，如果以檢測(cè)翻倒為目的，則考慮到也可以不一定準(zhǔn)確地檢測(cè)出加速度，因而存在構(gòu)成 使用更簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)的傳感器的裝置這樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題或者問(wèn)題中的至少一部分而提出的，其目的在于提供一 種運(yùn)動(dòng)傳感器，其可作為如下的方式或者應(yīng)用例來(lái)實(shí)現(xiàn)。[應(yīng)用例1]本應(yīng)用例所涉及的一個(gè)運(yùn)動(dòng)傳感器包括第一傾斜檢測(cè)器，具有第一電極、第二電 極以及第一導(dǎo)電球，所述第一電極具有凹部，所述第二電極具有與所述第一電極相同的形 狀；第二傾斜檢測(cè)器，具有第三電極、第四電極以及第二導(dǎo)電球，所述第三電極具有凹部，所 述第四電極具有與所述第三電極相同的形狀；以及第三傾斜檢測(cè)器，具有第五電極、第六電 極以及第三導(dǎo)電球，所述第五電極具有凹部，所述第六電極具有與所述第五電極相同的形 狀，所述第一傾斜檢測(cè)器配置為所述第一電極的所述凹部與所述第二電極的所述凹部相 對(duì)，所述第一電極與所述第二電極相對(duì)于垂直于第一軸的面以隔開(kāi)第一距離的方式成為面 對(duì)稱，所述第一導(dǎo)電球在所述第一電極與所述第二電極之間的空間內(nèi)移動(dòng)而使所述第一電 極與所述第二電極之間變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)或者非導(dǎo)通狀態(tài)，所述第二傾斜檢測(cè)器配置為所述 第三電極的所述凹部與所述第四電極的所述凹部相對(duì)，所述第三電極與所述第四電極相對(duì) 于垂直于與所述第一軸正交的第二軸的面以隔開(kāi)第二距離的方式成為面對(duì)稱，所述第二導(dǎo)電球在所述第三電極與所述第四電極之間的空間內(nèi)移動(dòng)而使所述第三電極與所述第四電 極之間變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)或者非導(dǎo)通狀態(tài)，所述第三傾斜檢測(cè)器配置成所述第五電極的所述 凹部與所述第六電極的所述凹部相對(duì)，所述第五電極與所述第六電極相對(duì)于垂直于與所述 第一軸和所述第二軸兩者正交的第三軸的面以隔開(kāi)第三距離的方式成為面對(duì)稱，所述第三 導(dǎo)電球在所述第五電極與所述第六電極之間的空間內(nèi)移動(dòng)而使所述第五電極與所述第六 電極之間變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)或者非導(dǎo)通狀態(tài)，所述第一距離是短于所述第一導(dǎo)電球的直徑的距 離，所述第二距離是短于所述第二導(dǎo)電球的直徑的距離，所述第三距離是短于所述第三導(dǎo) 電球的直徑的距離。依照該結(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)傳感器在第一軸、與第一軸垂直的第二軸以及與第一軸和第二 軸垂直的第三軸的各個(gè)軸上具有傾斜檢測(cè)器，從而能夠在安裝了該運(yùn)動(dòng)傳感器的對(duì)象上， 識(shí)別相對(duì)于互相正交的三個(gè)軸的姿勢(shì)變化。該傾斜檢測(cè)器的各個(gè)電極具有凹部，利用該凹 部對(duì)置著的一對(duì)電極和存在于該一對(duì)電極間的可動(dòng)的導(dǎo)電球就能產(chǎn)生導(dǎo)通狀態(tài)和非導(dǎo)通 狀態(tài)，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與其他結(jié)構(gòu)的傳感器相比較，能夠小型化，并且能夠使耗電量減少。因 此，即使一個(gè)運(yùn)動(dòng)傳感器具備多個(gè)該傾斜檢測(cè)器，也可以抑制運(yùn)動(dòng)傳感器的尺寸變大，并 且，能夠抑制電能供給不足的可能性。并且，由于可動(dòng)導(dǎo)電球存在的空間是該凹部對(duì)置著的 一對(duì)電極所形成的空間，因而根據(jù)將要安裝運(yùn)動(dòng)傳感器的對(duì)象或者檢測(cè)目的來(lái)形成各個(gè)電 極的凹部形狀，從而能夠調(diào)整變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)和非導(dǎo)通狀態(tài)的定時(shí)(timing)，進(jìn)而能夠容易 地形成符合用途的運(yùn)動(dòng)傳感器。并且，通過(guò)將對(duì)置的一對(duì)電極的電極間距設(shè)置為比導(dǎo)電球的直徑短的長(zhǎng)度，從而 使導(dǎo)電球不會(huì)向由一對(duì)電極形成的空間外掉出。并且，該一對(duì)電極是利用導(dǎo)電球而變?yōu)閷?dǎo) 通狀態(tài)或者非導(dǎo)通狀態(tài)的，從而電極彼此之間不會(huì)處于接觸的狀態(tài)。即，在本應(yīng)用例中，一 對(duì)電極間的距離形成為大于零而小于導(dǎo)電球直徑的長(zhǎng)度。所以，在本應(yīng)用例中，通過(guò)在大于 零而小于導(dǎo)電球直徑的長(zhǎng)度的范圍內(nèi)改變一對(duì)電極間的距離，從而能夠改變導(dǎo)電球與一對(duì) 電極雙方接觸的角度的大小。并且，在本應(yīng)用例中，導(dǎo)電球的直徑形成為比一對(duì)電極間的距 離長(zhǎng)，并且是能夠在由一對(duì)電極間所形成的空間內(nèi)可動(dòng)的長(zhǎng)度。通過(guò)在該范圍內(nèi)改變導(dǎo)電 球的直徑，從而能夠改變導(dǎo)電球與一對(duì)電極雙方接觸的角度的大小。因此，通過(guò)改變一對(duì)電 極間的距離與導(dǎo)電球的直徑中的任意一方或者雙方，就能夠容易地進(jìn)行一對(duì)電極成為導(dǎo)通 狀態(tài)的角度的范圍的調(diào)整，從而能夠容易地形成符合用途的運(yùn)動(dòng)傳感器。[應(yīng)用例2]在上述應(yīng)用例涉及的運(yùn)動(dòng)傳感器中，優(yōu)選在所述第一軸或與所述第一軸平行的軸 上還配置有至少一個(gè)第四傾斜檢測(cè)器，在所述第二軸或與所述第二軸平行的軸上還配置有 至少一個(gè)第五傾斜檢測(cè)器，在所述第三軸或與所述第三軸平行的軸上還配置有至少一個(gè)第 六傾斜檢測(cè)器，所述第四傾斜檢測(cè)器配置為具有第七電極、第八電極以及第四導(dǎo)電球，所 述第七電極具有凹部，所述第八電極具有與所述第七電極相同的形狀，所述第七電極的所 述凹部與所述第八電極的所述凹部相對(duì)，所述第七電極與所述第八電極相對(duì)于與所述第一 軸垂直的面以外的任意面中的一個(gè)面以隔開(kāi)第四距離的方式成為面對(duì)稱，所述第四導(dǎo)電球 在所述第七電極與所述第八電極之間的空間內(nèi)移動(dòng)而使所述第七電極與所述第八電極之 間變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)或者非導(dǎo)通狀態(tài)，所述第五傾斜檢測(cè)器配置為具有第九電極、第十電極 以及第五導(dǎo)電球，所述第九電極具有凹部，所述第十電極具有與所述第九電極相同的形狀，所述第九電極的所述凹部與所述第十電極的所述凹部相對(duì)，所述第九電極與所述第十電極 相對(duì)于垂直于與所述第一軸正交的第二軸的面以外的任意面中的一個(gè)面以隔開(kāi)第五距離 的方式成為面對(duì)稱，所述第五導(dǎo)電球在所述第九電極與所述第十電極之間的空間內(nèi)移動(dòng)而 使所述第九電極與所述第十電極之間變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)或者非導(dǎo)通狀態(tài)，所述第六傾斜檢測(cè)器 配置為具有第十一電極、第十二電極以及第六導(dǎo)電球，所述第十一電極具有凹部，所述第 十二電極具有與所述第十一電極相同的形狀，所述第十一電極的所述凹部與所述第十二電 極的所述凹部相對(duì)，所述第十一電極與所述第十二電極相對(duì)于垂直于與所述第一軸和所述 第二軸兩者正交的第三軸的面以外的任意面中的一個(gè)面以隔開(kāi)第六距離的方式成為面對(duì) 稱，所述第六導(dǎo)電球在所述第十一電極與所述第十二電極之間的空間內(nèi)移動(dòng)而使所述第 十一電極與所述第十二電極之間變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)或者非導(dǎo)通狀態(tài)，所述第四距離是短于所述 第四導(dǎo)電球的直徑的距離，所述第五距離是短于所述第五導(dǎo)電球的直徑的距離，所述第六 距離是短于所述第六導(dǎo)電球的直徑的距離。依照這種結(jié)構(gòu)，通過(guò)在相對(duì)于第一軸平行的軸上沿與第一傾斜檢測(cè)器不同的角度 配置至少一個(gè)第四傾斜檢測(cè)器，在相對(duì)于第二軸平行的軸上沿與第二傾斜檢測(cè)器不同的角 度配置至少一個(gè)第五傾斜檢測(cè)器，在相對(duì)于第三軸平行的軸上沿與第三傾斜檢測(cè)器不同的 角度配置至少一個(gè)第六傾斜檢測(cè)器，從而能夠檢測(cè)出安裝了運(yùn)動(dòng)傳感器的對(duì)象的姿勢(shì)更細(xì) 微的變化。[應(yīng)用例3]上述應(yīng)用例所涉及的運(yùn)動(dòng)傳感器中，優(yōu)選所述第一傾斜檢測(cè)器、所述第二傾斜檢 測(cè)器、所述第三傾斜檢測(cè)器、所述第四傾斜檢測(cè)器、所述第五傾斜檢測(cè)器以及所述第六傾斜 檢測(cè)器中的至少二個(gè)被收容在圓筒狀的容器中。依照這種結(jié)構(gòu)，通過(guò)將多個(gè)傾斜檢測(cè)器容納于圓筒狀的容器中，從而能夠容易地 進(jìn)行傾斜檢測(cè)器在運(yùn)動(dòng)傳感器內(nèi)的安裝。[應(yīng)用例4]在上述應(yīng)用例所涉及的運(yùn)動(dòng)傳感器中，優(yōu)選存儲(chǔ)所述第一傾斜檢測(cè)器、所述第二 傾斜檢測(cè)器、所述第三傾斜檢測(cè)器、所述第四傾斜檢測(cè)器、所述第五傾斜檢測(cè)器以及所述第 六傾斜檢測(cè)器中的至少一個(gè)傾斜檢測(cè)器的輸出信號(hào)的履歷。依照這種結(jié)構(gòu)，通過(guò)存儲(chǔ)至少一個(gè)傾斜檢測(cè)器的履歷，即使在無(wú)法實(shí)時(shí)采集安裝 了運(yùn)動(dòng)傳感器的對(duì)象的姿勢(shì)變化的情況下，通過(guò)之后讀取履歷，也能夠分析基于至少一個(gè) 傾斜檢測(cè)器的輸出的該對(duì)象的姿勢(shì)變化。運(yùn)動(dòng)傳感器的輸出信號(hào)的采集方法具有各種各 樣。使用無(wú)線來(lái)采集運(yùn)動(dòng)傳感器的輸出信號(hào)，并利用個(gè)人電腦等進(jìn)行監(jiān)視也是其中的一種 方法。然而，在使用無(wú)線這種情況下，安裝了運(yùn)動(dòng)傳感器的對(duì)象有可能在能夠進(jìn)行無(wú)線采集 輸出信號(hào)的區(qū)域的外側(cè)進(jìn)行活動(dòng)。在這種情況下，通過(guò)運(yùn)動(dòng)傳感器自身存儲(chǔ)履歷，之后通過(guò) 讀取履歷，從而就能夠分析安裝了運(yùn)動(dòng)傳感器的對(duì)象的姿勢(shì)在無(wú)法實(shí)時(shí)采集的時(shí)間帶上的 變化?？梢愿鶕?jù)使用狀況進(jìn)行設(shè)定存儲(chǔ)履歷的傾斜檢測(cè)器的個(gè)數(shù)。由于可以安裝在運(yùn)動(dòng) 傳感器內(nèi)的存儲(chǔ)器的容量有限，因而如果使取得履歷的傾斜檢測(cè)器的個(gè)數(shù)減少，則能夠取 得履歷的時(shí)間就會(huì)相應(yīng)變長(zhǎng)，而如果使取得履歷的傾斜檢測(cè)器的個(gè)數(shù)增加，則能夠取得履 歷的時(shí)間就會(huì)相應(yīng)變短。
[應(yīng)用例5]在上述應(yīng)用例所涉及的運(yùn)動(dòng)傳感器中，優(yōu)選對(duì)于所述履歷，在所述輸出信號(hào)變?yōu)?規(guī)定值的情況下，存儲(chǔ)所述第一傾斜檢測(cè)器、所述第二傾斜檢測(cè)器、所述第三傾斜檢測(cè)器、 所述第四傾斜檢測(cè)器、所述第五傾斜檢測(cè)器以及所述第六傾斜檢測(cè)器的輸出信號(hào)的履歷。依照這種結(jié)構(gòu)，在輸出信號(hào)變?yōu)榱艘?guī)定的值之后，通過(guò)保留所有傾斜檢測(cè)器的輸 出信號(hào)的履歷，從而能夠保留認(rèn)為重要的狀態(tài)變化的信息。在這里，所謂規(guī)定的值是指能夠 判斷出對(duì)安裝了運(yùn)動(dòng)傳感器的對(duì)象而言產(chǎn)生重大的影響的、由沖擊所決定的值。由此，便能 夠保留用于針對(duì)受到了沖擊之后的、認(rèn)為重要的狀態(tài)變化研究適當(dāng)?shù)膶?duì)策的信息。此外，優(yōu) 選將能夠?qū)敵鲂盘?hào)變?yōu)橐?guī)定值時(shí)的時(shí)刻進(jìn)行推斷的信息保留在履歷中。作為能夠推斷出 該時(shí)刻的信息，可以為鐘表值、計(jì)時(shí)器的值以及計(jì)數(shù)器的值等。


圖1是示出傾斜檢測(cè)器在運(yùn)動(dòng)傳感器中的邏輯配置的圖；圖2是示出傾斜檢測(cè)器在運(yùn)動(dòng)傳感器中的配置方法的例子的圖；圖3是傾斜檢測(cè)器的截面圖；圖4是示出運(yùn)動(dòng)傳感器的MZ軸與Z軸平行時(shí)的傾斜檢測(cè)器的狀態(tài)的圖；圖5是示出使運(yùn)動(dòng)傳感器以MX軸作為旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)的傾斜檢測(cè)器的狀態(tài)的 圖；圖6是示出使運(yùn)動(dòng)傳感器以MX軸作為旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)的傾斜檢測(cè)器的狀態(tài)的 圖；圖7是示出使運(yùn)動(dòng)傳感器以MX軸作為旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)的傾斜檢測(cè)器的狀態(tài)的 圖；圖8是示出傾斜檢測(cè)器在導(dǎo)通(ON)/非導(dǎo)通(OFF)的變化點(diǎn)上的傾斜狀態(tài)的圖；圖9是示出傾斜檢測(cè)器在導(dǎo)通(ON)/非導(dǎo)通(OFF)的變化點(diǎn)上的傾斜狀態(tài)的圖；圖10是示出傾斜檢測(cè)器在導(dǎo)通(ON)/非導(dǎo)通(OFF)的變化點(diǎn)上的傾斜狀態(tài)的圖；圖11是用于說(shuō)明運(yùn)動(dòng)傳感器的角度檢測(cè)的圖；以及圖12示出具有多個(gè)傾斜檢測(cè)器的運(yùn)動(dòng)傳感器的框圖。
具體實(shí)施例方式下面，使用附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)傳感器。(第一實(shí)施方式)本實(shí)施方式是檢測(cè)相對(duì)于正交的三個(gè)軸(X軸、Y軸和Z軸)的傾斜的、具有三個(gè)傾 斜檢測(cè)器的運(yùn)動(dòng)傳感器的例子。在正交的上述三個(gè)軸中，將平行于重力方向的軸設(shè)為Z軸。 圖1表示本實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)傳感器1。如圖1所示，運(yùn)動(dòng)傳感器1具有傾斜檢測(cè)器10、傾斜 檢測(cè)器20以及傾斜檢測(cè)器30。將被固定在運(yùn)動(dòng)傳感器1上的正交的三個(gè)軸設(shè)為MX軸、MY 軸和MZ軸。在運(yùn)動(dòng)傳感器1中，MX軸對(duì)應(yīng)于X軸，MY軸對(duì)應(yīng)于Y軸，MZ軸對(duì)應(yīng)于Z軸，且 在向測(cè)量對(duì)象安裝時(shí)，以MZ軸與Z軸平行的方式安裝至測(cè)量對(duì)象上。并且，在圖1中，省略 了運(yùn)動(dòng)傳感器1的外形圖，但是通過(guò)將傾斜檢測(cè)器10、傾斜檢測(cè)器20以及傾斜檢測(cè)器30裝 入規(guī)定的殼體中來(lái)構(gòu)成運(yùn)動(dòng)傳感器1。
傾斜檢測(cè)器10包括具有凹部的電極12、具有與電極12相同形狀的電極13以及導(dǎo) 電球15，并按如下方式將電極12和電極13配置在運(yùn)動(dòng)傳感器1內(nèi)電極12和電極13彼 此的凹部互相對(duì)置而形成空間14，該空間14成為導(dǎo)電球15的可動(dòng)空間，垂直于MX軸的平 面成為電極12和電極13的對(duì)稱面。傾斜檢測(cè)器20包括具有凹部的電極22、具有與電極 22相同形狀的電極23以及導(dǎo)電球25，并按如下方式將電極22和電極23配置在運(yùn)動(dòng)傳感 器1內(nèi)電極22和電極23彼此的凹部互相對(duì)置而形成空間M，該空間M成為導(dǎo)電球25的 可動(dòng)空間，垂直于MY軸的平面成為電極22和電極23的對(duì)稱面。傾斜檢測(cè)器30包括具有 凹部的電極32、具有與電極32相同形狀的電極33以及導(dǎo)電球35，并按如下方式將電極32 和電極33配置配置在運(yùn)動(dòng)傳感器1內(nèi)電極32和電極33彼此的凹部互相對(duì)置而形成空間 34，該空間34成為導(dǎo)電球35的可動(dòng)空間，垂直于MZ軸的平面成為電極32和電極33的對(duì) 稱面。此外，在本實(shí)施方式中，空間14、對(duì)和34都為球狀的空間。雖然已經(jīng)對(duì)為了易于知曉便于說(shuō)明圖1所示的傾斜檢測(cè)器10、傾斜檢測(cè)器20以及 傾斜檢測(cè)器30的配置方向，而將它們配置在了 MX軸、MY軸和MZ軸上的情況進(jìn)行了說(shuō)明， 但實(shí)際上，只要配置方向不變，配置的位置可以為任何地方。例如，可以如圖2所示那樣，將 傾斜檢測(cè)器10、傾斜檢測(cè)器20以及傾斜檢測(cè)器30配置為一列。并且，在配置于印刷基板上 時(shí)，也可以將各個(gè)傾斜檢測(cè)器10、傾斜檢測(cè)器20以及傾斜檢測(cè)器30分別安裝在易于涂敷圖 案的位置上。在這里，使用圖3來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式中的傾斜檢測(cè)器可以檢測(cè)的角度。圖3示出 了傾斜檢測(cè)器10在包括MX軸和MZ軸(未圖示)的平面上的截面圖。圖3中的傾斜檢測(cè) 器10是MZ軸處于與Z軸(重力方向)平行時(shí)的傾斜檢測(cè)器。此時(shí)，MX軸垂直于重力方向， 導(dǎo)電球15與電極12和電極13雙方都接觸，電極12和電極13處于導(dǎo)通的狀態(tài)。為了便于 說(shuō)明，以MX軸貫穿了傾斜檢測(cè)器10的中心的情況為例。并且，MY軸(未圖示)垂直于圖 3中的截面圖。傾斜檢測(cè)器10處于導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)電球15和電極13在切點(diǎn)Sl接觸。在圖3 所示的狀態(tài)中，Cl是以電極13在切點(diǎn)Sl處的曲率半徑R為半徑的圓的中心點(diǎn)，在將表示 通過(guò)Cl的重力方向的直線設(shè)為Ml時(shí)，將直線Ml和曲率半徑R形成的角的大小設(shè)為Φ。同 樣，在圖3的狀態(tài)中，將表示通過(guò)導(dǎo)電球15的中心點(diǎn)C2的重力方向的直線設(shè)為Μ2時(shí)，將直 線Μ2與導(dǎo)電球15在切點(diǎn)Sl處的半徑r形成的角的大小設(shè)為θ。在將穿過(guò)傾斜檢測(cè)器10的中心并與MY軸平行的直線作為旋轉(zhuǎn)軸，賦予使傾斜檢 測(cè)器10沿圖3所示的A方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)電球15從電極12和電極13之間向電極13上滾出 時(shí)的、MX軸相對(duì)于重力方向的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的大小變?yōu)棣取２⑶?，從MX軸平行于重力方向，電 極13位于重力方向上的狀態(tài)(未圖示)開(kāi)始，以穿過(guò)傾斜檢測(cè)器10的中心并與MY軸平行 的軸作為旋轉(zhuǎn)軸，賦予使傾斜檢測(cè)器10沿圖3中所示的B方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電球15從電 極13上滾入至電極12和電極13之間時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的大小就為(90° -Φ)。并且，在圖3 中，在空間14的截面為正圓形時(shí)，中心點(diǎn)Cl為空間14的中心點(diǎn)，曲率半徑R變?yōu)榭臻g14 的半徑。在這種情況下，直線Ml與直線Μ2變?yōu)橥粭l直線，電極12與電極13之間的距離 越短，Φ與θ大小之差越小。并且，導(dǎo)電球15的半徑r的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，Φ與θ大小之差越 小。圖8示出了具有電極42、電極43以及導(dǎo)電球45的傾斜檢測(cè)器40的三個(gè)狀態(tài)。圖 8(a)示出了 MX軸處于垂直于重力方向的狀態(tài)時(shí)的情況。此時(shí)，導(dǎo)電球45與電極42和電極43接觸，電極42和電極43之間處于導(dǎo)通狀態(tài)。圖8(b)示出了電極43的MX軸從圖8-(a) 所示的狀態(tài)開(kāi)始相對(duì)于電極42向位于重力方向上的方向旋轉(zhuǎn)了相當(dāng)于θ 1角度的狀態(tài)。 θ 1為導(dǎo)電球45從電極42與電極43之間的間隙滾出時(shí)的角度。即，電極42與電極43從 導(dǎo)通狀態(tài)變化至非導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的傾斜檢測(cè)器40的傾斜狀態(tài)為在圖8-(b)中所示的傾斜狀 態(tài)。圖(8) c是MX軸從與重力方向平行的狀態(tài)(未圖示)開(kāi)始沿與圖8(b)說(shuō)明的方向相 反的方向旋轉(zhuǎn)了(90° -Φ1)角度的狀態(tài)。(90° -Φ1)是導(dǎo)電球45滾入至電極42和電極 43之間的間隙時(shí)的角度。即，電極42與電極43從非導(dǎo)通狀態(tài)變化至導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的傾斜檢 測(cè)器40的傾斜狀態(tài)為在圖8(c)中所示的傾斜狀態(tài)。圖9示出了具有電極52、電極53以及導(dǎo)電球55的傾斜檢測(cè)器50的三個(gè)狀態(tài)。圖 8所示的傾斜檢測(cè)器40與傾斜檢測(cè)器50的不同點(diǎn)為一對(duì)電極間的距離不同。如圖8(a)所 示，傾斜檢測(cè)器40的電極42與電極43間的距離為bl，如圖9 (b)所示，傾斜檢測(cè)50的電 極52與電極53間的距離為b2，其中，bl > 1^2。導(dǎo)電球45的半徑rl與導(dǎo)電球55的半徑 r2的長(zhǎng)度相同。圖9(a)表示MX軸處于垂直于重力方向的狀態(tài)時(shí)的情況。此時(shí)，導(dǎo)電球55 與電極52和電極53接觸，電極52和電極53之間處于導(dǎo)通狀態(tài)。圖9 (b)表示電極53的 MX軸從圖9(a)所示的狀態(tài)開(kāi)始相對(duì)于電極52向位于重力方向上的方向旋轉(zhuǎn)了相當(dāng)于θ 2 角度的狀態(tài)。θ 2為導(dǎo)電球55從電極52與電極53之間的間隙滾出時(shí)的角度。S卩，電極52 與電極53從導(dǎo)通狀態(tài)變化至非導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的傾斜檢測(cè)器50的傾斜狀態(tài)為在圖9(b)中所 示的傾斜狀態(tài)。圖(9) c是MX軸從與重力方向平行的狀態(tài)(未圖示)沿與圖9(b)說(shuō)明的 方向相反的方向旋轉(zhuǎn)了(90° -Φ2)角度的狀態(tài)。(90° -Φ2)是導(dǎo)電球55滾入至電極52 和電極53之間的間隙時(shí)的角度。即，電極52與電極53從非導(dǎo)通狀態(tài)變化至導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的 傾斜檢測(cè)器50的傾斜狀態(tài)為在圖9(c)中所示的傾斜狀態(tài)。通過(guò)比較圖8和圖9可知，當(dāng) 一對(duì)電極間的距離短時(shí)，該一對(duì)電極從導(dǎo)通狀態(tài)變化至非導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的傾斜檢測(cè)器相對(duì)于 重力方向的傾斜量與該一對(duì)電極從非導(dǎo)通狀態(tài)變化至導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的傾斜檢測(cè)器相對(duì)于重 力方向的傾斜量之差變小。圖10示出具有電極62、電極63以及導(dǎo)電球65的傾斜檢測(cè)器60的三個(gè)狀態(tài)。圖 9所示的傾斜檢測(cè)器50與傾斜檢測(cè)器60的不同點(diǎn)為導(dǎo)電球的半徑不同。根據(jù)圖9(a)和圖 10(a)可知，導(dǎo)電球55的半徑r2與導(dǎo)電球65的半徑r3具有r2 <r3的關(guān)系。圖10(a)示 出了 MX軸處于垂直于重力方向的狀態(tài)時(shí)的情況。此時(shí)，導(dǎo)電球65與電極62和電極63接 觸，電極62和電極63之間處于導(dǎo)通狀態(tài)。圖10(b)示出了電極63的MX軸從圖10(a)所 示的狀態(tài)開(kāi)始相對(duì)于電極62向位于重力方向上的方向旋轉(zhuǎn)了相當(dāng)于θ 3角度的狀態(tài)。θ 3 為導(dǎo)電球65從電極62與電極63之間的間隙滾出時(shí)的角度。即，電極62與電極63從導(dǎo)通 狀態(tài)變化至非導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的傾斜檢測(cè)器60的傾斜狀態(tài)為在圖10(b)中所示的傾斜狀態(tài)。圖 (IO)c是MX軸從與重力方向平行的狀態(tài)(未圖示)沿與圖10(b)說(shuō)明的方向相反的方向旋 轉(zhuǎn)了相當(dāng)于(90° -Φ3)角度的狀態(tài)。(90° -Φ3)是導(dǎo)電球65滾入至電極62和電極63 之間的間隙時(shí)的角度。即，電極62與電極63從非導(dǎo)通狀態(tài)變化至導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的傾斜檢測(cè) 器60的傾斜狀態(tài)為在圖10(c)中所示的傾斜狀態(tài)。通過(guò)比較圖9和圖10可知，當(dāng)導(dǎo)電球 的直徑長(zhǎng)時(shí)，該一對(duì)電極從導(dǎo)通狀態(tài)變化至非導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的傾斜檢測(cè)器相對(duì)于重力方向的 傾斜量與該一對(duì)電極從非導(dǎo)通狀態(tài)變化至導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的傾斜檢測(cè)器相對(duì)于重力方向的傾 斜量之差變小。
圖11示出了導(dǎo)通狀態(tài)(用ON表示)和非導(dǎo)通狀態(tài)相對(duì)于各個(gè)傾斜檢測(cè)器40、傾 斜檢測(cè)器50以及傾斜檢測(cè)器60的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的圖形(image)。在圖11中，記載為ON的部分 是表示導(dǎo)通狀態(tài)的部分。接下來(lái)，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)傳感器1的動(dòng)作。導(dǎo)電球15、導(dǎo)電球25以及導(dǎo)電球35依靠重 力、慣力以及由作用于運(yùn)動(dòng)傳感器1的沖擊所產(chǎn)生的反作用力，在各自存在的空間14、空間 M以及空間34內(nèi)移動(dòng)。然而，導(dǎo)電球15、25以及35基本上極力想要位于重力方向上。因 此，在運(yùn)動(dòng)傳感器1靜止，MZ軸與Z軸的方向一致的狀態(tài)(圖1的狀態(tài))下，傾斜檢測(cè)器10 的導(dǎo)電球15與電極12和電極13雙方都接觸，電極12和電極13處于導(dǎo)通的狀態(tài)(圖4(b) 的狀態(tài))。傾斜檢測(cè)器20的導(dǎo)電球25與電極22和電極23雙方都接觸，電極22和電極23 處于導(dǎo)通的狀態(tài)(圖4(b)的狀態(tài))。傾斜檢測(cè)器30的導(dǎo)電球35僅與處于重力方向上的電 極32接觸，電極32與電極33就處于非導(dǎo)通狀態(tài)(圖4(a)的狀態(tài))。圖5和圖6表示從圖1的狀態(tài)開(kāi)始，以MX軸為旋轉(zhuǎn)軸而使運(yùn)動(dòng)傳感器1旋轉(zhuǎn)了規(guī) 定的角度時(shí)的傾斜檢測(cè)器20和傾斜檢測(cè)器30的狀態(tài)。圖5表示在傾斜檢測(cè)器20中，電極 22和電極23從導(dǎo)通狀態(tài)變化為非導(dǎo)通狀態(tài)后的附近(臨界)的狀態(tài)。圖6表示從圖5的 狀態(tài)開(kāi)始進(jìn)一步使運(yùn)動(dòng)傳感器1旋轉(zhuǎn)，在傾斜檢測(cè)器30中，電極32和電極33從非導(dǎo)通狀 態(tài)變化為導(dǎo)通狀態(tài)后的附近(臨界)的狀態(tài)。將傾斜檢測(cè)器20中的從導(dǎo)通狀態(tài)到非導(dǎo)通 狀態(tài)的變化、和傾斜檢測(cè)器30中的從非導(dǎo)通狀態(tài)到導(dǎo)通狀態(tài)的變化作為從運(yùn)動(dòng)傳感器1發(fā) 出的輸出信號(hào)而進(jìn)行傳輸，根據(jù)該輸出信號(hào)，就能夠得知在運(yùn)動(dòng)傳感器1中發(fā)生了以MX軸 為旋轉(zhuǎn)軸的由“導(dǎo)電球25從電極22和電極23之間的間隙滾出的角度”到“導(dǎo)電球35滾入 電極32與電極33之間的間隙的角度”的轉(zhuǎn)動(dòng)。雖然在圖5和圖6中未圖示，但在以MX軸為旋轉(zhuǎn)軸而使運(yùn)動(dòng)傳感器1轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài) 下，傾斜檢測(cè)器10中的電極12和電極13之間恒處于導(dǎo)通狀態(tài)。圖7是以MX軸為旋轉(zhuǎn)軸 時(shí)的傾斜檢測(cè)器10、傾斜檢測(cè)器20以及傾斜檢測(cè)器30的導(dǎo)通狀態(tài)(用ON表示)和非導(dǎo)通 狀態(tài)的變化的例子。該變化狀態(tài)成為以MX軸為旋轉(zhuǎn)軸而使運(yùn)動(dòng)傳感器1轉(zhuǎn)動(dòng)了時(shí)被檢測(cè) 出的狀態(tài)。(第二實(shí)施方式)本實(shí)施方式是具有大于等于四個(gè)傾斜檢測(cè)器的運(yùn)動(dòng)傳感器的例子。圖12表示運(yùn) 動(dòng)傳感器2的概略框圖。如圖12所示，運(yùn)動(dòng)傳感器2的主要構(gòu)成元件為η個(gè)傾斜檢測(cè)器
(傾斜檢測(cè)器1001,1002.....1003)、控制部3001以及存儲(chǔ)部3002。η個(gè)傾斜檢測(cè)器中的
三個(gè)傾斜檢測(cè)器被設(shè)置為與在第一實(shí)施方式中所示的傾斜檢測(cè)器10、傾斜檢測(cè)器20和傾 斜檢測(cè)器30相同的方向。其他傾斜檢測(cè)器被設(shè)置為與在第一實(shí)施方式中所示的傾斜檢測(cè)
器10、傾斜檢測(cè)器20和傾斜檢測(cè)器30不同的方向。傾斜檢測(cè)器1001、1002.....1003的輸
出信號(hào)2001、2002、. . . ,2003被輸入至控制部3001和存儲(chǔ)部3002。控制部3001與存儲(chǔ)部 3002之間由總線2004連接。并且，控制部3001具備與主機(jī)設(shè)備通信的功能，控制部3001 與主機(jī)設(shè)備通過(guò)外部連接信號(hào)2005連接。外部連接信號(hào)2005具有與主機(jī)設(shè)備通信所需要 的信號(hào)線和用于將運(yùn)動(dòng)傳感器2的測(cè)量值向外部輸出的信號(hào)線。使用外部連接信號(hào)2005將運(yùn)動(dòng)傳感器2的測(cè)量值作為輸出信號(hào)2001、2002.....
2003的值或者基于輸出信號(hào)2001、2002.....2003算出的規(guī)定的測(cè)量值而輸出。所謂規(guī)定
的測(cè)量值是指例如當(dāng)將Z軸設(shè)定為與重力方向平行時(shí)的MX軸、MY軸和MZ軸相對(duì)于X軸、Y軸和Z軸的各自的傾斜角度?？刂撇?001監(jiān)視輸出信號(hào)2001、2002.....2003的狀態(tài)，同
時(shí)進(jìn)行規(guī)定的測(cè)量值的計(jì)算。并且，通過(guò)由控制部3001經(jīng)由總線2004而將規(guī)定的測(cè)量值 寫(xiě)入至存儲(chǔ)部3002，從而可保留規(guī)定測(cè)量值的履歷。并且，存儲(chǔ)部3002能夠存儲(chǔ)輸出信號(hào)2001、2002、. . . ,2003的值。存儲(chǔ)部3002具 有對(duì)所存儲(chǔ)的信號(hào)進(jìn)行設(shè)定的存儲(chǔ)模式寄存器(未圖示)。通過(guò)由控制部3001經(jīng)由總線 2004而將規(guī)定值寫(xiě)入至存儲(chǔ)模式寄存器，從而就可以指定存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部3002中的信號(hào)。例 如，存儲(chǔ)模式寄存器設(shè)定為首先存儲(chǔ)輸出信號(hào)2001的值，然后設(shè)定為在檢測(cè)出了輸出信號(hào)
2001的值的變化時(shí)存儲(chǔ)輸出信號(hào)2001、2002.....2003的值，從而能夠減少在沒(méi)有輸出信
號(hào)2001變化的狀態(tài)下所存儲(chǔ)的信號(hào)數(shù)，進(jìn)而能夠有效利用存儲(chǔ)部3002的存儲(chǔ)容量。這樣， 控制部3001進(jìn)行輸出信號(hào)2001的監(jiān)視，根據(jù)輸出信號(hào)2001的變化來(lái)重寫(xiě)存儲(chǔ)模式寄存器 的值，從而能夠有效地利用存儲(chǔ)部3002的存儲(chǔ)容量，同時(shí)能夠動(dòng)態(tài)地改變所存儲(chǔ)的信號(hào)的 種類?？刂撇?001對(duì)存儲(chǔ)部3002進(jìn)行怎樣的控制，可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)傳感器2的測(cè)量目的 而預(yù)先對(duì)控制部3001進(jìn)行設(shè)置。并且，也可以經(jīng)由外部連接信號(hào)2005從主機(jī)設(shè)備對(duì)控制 部3001所執(zhí)行的控制程序進(jìn)行設(shè)置。不論如何，運(yùn)動(dòng)傳感器2都能夠在存儲(chǔ)部3002中保 留履歷，而該履歷考慮到了安裝運(yùn)動(dòng)傳感器2的測(cè)量對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況。以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，而本發(fā)明并不僅限于上述的實(shí)施方式。例 如，也可以使輸出信號(hào)2001、2002.....2003輸出至主機(jī)裝置，由主機(jī)裝置進(jìn)行存儲(chǔ)部3002
的控制。
符號(hào)說(shuō)明
1運(yùn)動(dòng)傳感器
10、20、30、40、50、60 傾斜檢測(cè)器
12、22、32、42、52、62 電極
13、23、33、43、53、63 電極
14、24、34、44、54、64 空間
15、25、35、45、55、65 導(dǎo)電球
1001 1003傾斜檢測(cè)器
2001 2003輸出信號(hào)
2004總線
2005外部連接信號(hào)
3001控制部
3002存儲(chǔ)部
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)動(dòng)傳感器，其特征在于，包括第一傾斜檢測(cè)器，具有第一電極、第二電極以及第一導(dǎo)電球，所述第一電極具有凹部， 所述第二電極具有與所述第一電極相同的形狀；第二傾斜檢測(cè)器，具有第三電極、第四電極以及第二導(dǎo)電球，所述第三電極具有凹部， 所述第四電極具有與所述第三電極相同的形狀；以及第三傾斜檢測(cè)器，具有第五電極、第六電極以及第三導(dǎo)電球，所述第五電極具有凹部， 所述第六電極具有與所述第五電極相同的形狀，所述第一傾斜檢測(cè)器配置為所述第一電極的所述凹部與所述第二電極的所述凹部相 對(duì)，所述第一電極與所述第二電極相對(duì)于垂直于第一軸的面以隔開(kāi)第一距離的方式成為面 對(duì)稱，所述第一導(dǎo)電球在所述第一電極與所述第二電極之間的空間內(nèi)移動(dòng)而使所述第一 電極與所述第二電極之間變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)或者非導(dǎo)通狀態(tài)，所述第二傾斜檢測(cè)器配置為所述第三電極的所述凹部與所述第四電極的所述凹部相 對(duì)，所述第三電極與所述第四電極相對(duì)于垂直于與所述第一軸正交的第二軸的面以隔開(kāi)第 二距離的方式成為面對(duì)稱，所述第二導(dǎo)電球在所述第三電極與所述第四電極之間的空間內(nèi) 移動(dòng)而使所述第三電極與所述第四電極之間變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)或者非導(dǎo)通狀態(tài)，所述第三傾斜檢測(cè)器配置成所述第五電極的所述凹部與所述第六電極的所述凹部相 對(duì)，所述第五電極與所述第六電極相對(duì)于垂直于與所述第一軸和所述第二軸兩者正交的第 三軸的面以隔開(kāi)第三距離的方式成為面對(duì)稱，所述第三導(dǎo)電球在所述第五電極與所述第六 電極之間的空間內(nèi)移動(dòng)而使所述第五電極與所述第六電極之間變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)或者非導(dǎo)通 狀態(tài)，所述第一距離是短于所述第一導(dǎo)電球的直徑的距離， 所述第二距離是短于所述第二導(dǎo)電球的直徑的距離， 所述第三距離是短于所述第三導(dǎo)電球的直徑的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)傳感器，其特征在于，在所述第一軸或與所述第一軸平行的軸上還配置有至少一個(gè)第四傾斜檢測(cè)器， 在所述第二軸或與所述第二軸平行的軸上還配置有至少一個(gè)第五傾斜檢測(cè)器， 在所述第三軸或與所述第三軸平行的軸上還配置有至少一個(gè)第六傾斜檢測(cè)器， 所述第四傾斜檢測(cè)器配置為具有第七電極、第八電極以及第四導(dǎo)電球，所述第七電極 具有凹部，所述第八電極具有與所述第七電極相同的形狀，所述第七電極的所述凹部與所 述第八電極的所述凹部相對(duì)，所述第七電極與所述第八電極相對(duì)于與所述第一軸垂直的面 以外的任意面中的一個(gè)面以隔開(kāi)第四距離的方式成為面對(duì)稱，所述第四導(dǎo)電球在所述第七 電極與所述第八電極之間的空間內(nèi)移動(dòng)而使所述第七電極與所述第八電極之間變?yōu)閷?dǎo)通 狀態(tài)或者非導(dǎo)通狀態(tài)，所述第五傾斜檢測(cè)器配置為具有第九電極、第十電極以及第五導(dǎo)電球，所述第九電極 具有凹部，所述第十電極具有與所述第九電極相同的形狀，所述第九電極的所述凹部與所 述第十電極的所述凹部相對(duì)，所述第九電極與所述第十電極相對(duì)于垂直于與所述第一軸正 交的第二軸的面以外的任意面中的一個(gè)面以隔開(kāi)第五距離的方式成為面對(duì)稱，所述第五導(dǎo) 電球在所述第九電極與所述第十電極之間的空間內(nèi)移動(dòng)而使所述第九電極與所述第十電 極之間變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)或者非導(dǎo)通狀態(tài)，所述第六傾斜檢測(cè)器配置為具有第十一電極、第十二電極以及第六導(dǎo)電球，所述第 十一電極具有凹部，所述第十二電極具有與所述第十一電極相同的形狀，所述第十一電極 的所述凹部與所述第十二電極的所述凹部相對(duì)，所述第十一電極與所述第十二電極相對(duì)于 垂直于與所述第一軸和所述第二軸兩者正交的第三軸的面以外的任意面中的一個(gè)面以隔 開(kāi)第六距離的方式成為面對(duì)稱，所述第六導(dǎo)電球在所述第十一電極與所述第十二電極之間 的空間內(nèi)移動(dòng)而使所述第十一電極與所述第十二電極之間變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)或者非導(dǎo)通狀態(tài)， 所述第四距離是短于所述第四導(dǎo)電球的直徑的距離， 所述第五距離是短于所述第五導(dǎo)電球的直徑的距離， 所述第六距離是短于所述第六導(dǎo)電球的直徑的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)傳感器，其特征在于，所述第一傾斜檢測(cè)器、所述第二傾斜檢測(cè)器、所述第三傾斜檢測(cè)器、所述第四傾斜檢 測(cè)器、所述第五傾斜檢測(cè)器以及所述第六傾斜檢測(cè)器中的至少二個(gè)被收容在圓筒狀的容器中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的運(yùn)動(dòng)傳感器，其特征在于，存儲(chǔ)所述第一傾斜檢測(cè)器、所述第二傾斜檢測(cè)器、所述第三傾斜檢測(cè)器、所述第四傾斜 檢測(cè)器、所述第五傾斜檢測(cè)器以及所述第六傾斜檢測(cè)器中的至少一個(gè)傾斜檢測(cè)器的輸出信 號(hào)的履歷。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的運(yùn)動(dòng)傳感器，其特征在于，對(duì)于所述履歷，在所述輸出信號(hào)變?yōu)橐?guī)定值的情況下，存儲(chǔ)所述第一傾斜檢測(cè)器、所述 第二傾斜檢測(cè)器、所述第三傾斜檢測(cè)器、所述第四傾斜檢測(cè)器、所述第五傾斜檢測(cè)器以及所 述第六傾斜檢測(cè)器的輸出信號(hào)的履歷。
全文摘要
本發(fā)明提供了具有多個(gè)簡(jiǎn)易并且功耗少的傳感器的運(yùn)動(dòng)傳感器。該運(yùn)動(dòng)傳感器包括第一傾斜檢測(cè)器、第二傾斜檢測(cè)器以及第三傾斜檢測(cè)器，該第一傾斜檢測(cè)器具有以相對(duì)于第一軸垂直的面作為對(duì)稱面并隔開(kāi)規(guī)定的距離的方式對(duì)置的一對(duì)電極和在該一對(duì)電極之間可動(dòng)的導(dǎo)電球，該第二傾斜檢測(cè)器具有以相對(duì)于與第一軸正交的第二軸垂直的面作為對(duì)稱面并隔開(kāi)規(guī)定的距離的方式對(duì)置的一對(duì)電極和在該一對(duì)電極之間可動(dòng)的導(dǎo)電球，該第3傾斜檢測(cè)器具有以相對(duì)于與第一軸和第二軸雙方正交的第三軸垂直的面作為對(duì)稱面并隔開(kāi)規(guī)定的距離的方式對(duì)置的一對(duì)電極和在該一對(duì)電極之間可動(dòng)的導(dǎo)電球。
文檔編號(hào)G01C9/10GK102110547SQ201010575889
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日
發(fā)明者伊藤惠, 筱崎順一郎 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社