(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極間の導通状態に応じて姿勢検出信号を出力する姿勢検出センサであって、
導電性を有し、電極に接続された支持部と、
導電性を有し、一端部が前記支持部に接続されたバネ部と、
導電性を有し、前記バネ部を介して前記支持部に接続され、前記支持部の下方に位置する姿勢では前記支持部に揺動自在に支持される錘部と、
前記支持部を中心として前記錘部が下方に位置する姿勢時の当該錘部の揺動範囲内に設置された接点電極とを備え、
前記錘部が前記支持部の下方に位置する姿勢時には前記錘部と前記接点電極とが接触し、前記錘部が前記支持部の下方に位置しない姿勢時には前記錘部と前記接点電極とが非接触となることを特徴とする姿勢検出センサ。
【請求項２】
電極間の導通状態に応じて姿勢検出信号を出力する姿勢検出センサであって、
導電性を有し、電極に接続された支持部と、
導電性を有し、前記支持部を中心として複数方向にそれぞれ設けられ、一端部がそれぞれ前記支持部に接続された複数のバネ部と、
前記複数のバネ部が設けられた各方向にそれぞれ設けられ、導電性を有し、同一方向の前記バネ部を介して前記支持部に接続され、前記支持部の下方に位置する姿勢では前記同一方向の支持部に揺動自在に支持される複数の錘部と、
前記各方向の錘部に対応してそれぞれ設けられ、各方向において対応する錘部が下方に位置する姿勢での当該錘部の揺動範囲内に設置された複数の接点電極とを備え、
前記複数の錘部のうち少なくとも１以上の錘部が前記支持部の下方に位置する姿勢時には前記１以上の錘部と当該１以上の錘部に対応した接点電極とが接触し、前記１以上の錘部以外の錘部と当該１以上の錘部以外の錘部に対応した接点電極とが非接触となることを特徴とする姿勢検出センサ。
【請求項３】
前記複数の錘部は、それぞれ接続された前記バネ部により同一基板上から浮いた状態で支持され、前記複数の錘部のうち少なくとも１以上の錘部に対向した基板上に基板電極が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の姿勢検出センサ。
【請求項４】
前記支持部、前記バネ部、前記錘部は、前記基板上に絶縁層を介して形成された同一導電層を加工してなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の姿勢検出センサ。
【請求項５】
請求項１から請求項４に記載の姿勢検出センサを備え、
前記姿勢検出センサから出力された姿勢検出信号に連動して表示画像の姿勢を制御することを特徴とする携帯機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極間の導通状態に応じて姿勢検出信号を出力する姿勢検出センサおよび携帯機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話器等のディスプレイ付きの携帯機器においては、ディスプレイの多機能化に伴い、携帯機器の姿勢に連動してディスプレイの表示が適切な表示に切り替わることが望まれている。このような携帯機器には、携帯機器の姿勢に応じた検出信号を出力する姿勢検出センサが内蔵されており、この姿勢検出センサにより出力された検出信号に連動してディスプレイの表示が切り替えられるようになっている。
【０００３】
従来、このような姿勢検出センサとして、複数の加速度センサを用いて携帯機器の姿勢を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この複数の加速度センサは、固定電極と可動電極とからなるコンデンサを有し、可動電極に加速度が作用してコンデンサの静電容量が変化するようになっており、この静電容量の変化から加速度を演算し、演算結果に基づいて電子機器の姿勢を検出するようになっている。
【特許文献１】特開２００２−３１６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の姿勢検出センサは、コンデンサの静電容量の変化から加速度を演算しているため、演算用のＩＣチップを組み込む必要があり、制御が煩雑になるとともに、生産コストが高くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、簡易な機械的構成で姿勢検出でき、生産コストを低減させることができる姿勢検出センサおよび携帯機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の姿勢検出センサは、電極間の導通状態に応じて姿勢検出信号を出力する姿勢検出センサであって、導電性を有し、電極に接続された支持部と、導電性を有し、一端部が前記支持部に接続されたバネ部と、導電性を有し、前記バネ部を介して前記支持部に接続され、前記支持部の下方に位置する姿勢では前記支持部に揺動自在に支持される錘部と、前記支持部を中心として前記錘部が下方に位置する姿勢時の当該錘部の揺動範囲内に設置された接点電極とを備え、前記錘部が前記支持部の下方に位置する姿勢時には前記錘部と前記接点電極とが接触し、前記錘部が前記支持部の下方に位置しない姿勢時には前記錘部と前記接点電極とが非接触となることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、錘部が支持部の下方に位置する姿勢時には、錘部と接点電極とが接触して支持部側の電極と接点電極とが導通し、錘部が支持部の下方に位置しない姿勢時には、錘部と接点電極とが非接触となって支持部側の電極と接点電極とが導通しない。したがって、支持部側の電極と接点電極とが導通する場合と導通しない場合とで２種類の姿勢検出信号を出力することができる。例えば、支持部側の電極と接点電極とが導通した場合に縦向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力し、支持部側の電極と接点電極とが導通しない場合に横向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力することができる。
また、錘部の自重を利用して姿勢に対応した姿勢検出信号を出力しているため、演算用のＩＣチップを設けて複雑な演算をする必要がなく、錘部とバネ部と接点電極といった簡易な機械的構成で姿勢検出でき、生産コストを低減させることができる。
【０００８】
本発明の他の姿勢検出センサは、電極間の導通状態に応じて姿勢検出信号を出力する姿勢検出センサであって、導電性を有し、電極に接続された支持部と、導電性を有し、前記支持部を中心として複数方向にそれぞれ設けられ、一端部がそれぞれ前記支持部に接続された複数のバネ部と、前記複数のバネ部が設けられた各方向にそれぞれ設けられ、導電性を有し、同一方向の前記バネ部を介して前記支持部に接続され、前記支持部の下方に位置する姿勢では前記同一方向の支持部に揺動自在に支持される複数の錘部と、前記各方向の錘部に対応してそれぞれ設けられ、各方向において対応する錘部が下方に位置する姿勢での当該錘部の揺動範囲内に設置された複数の接点電極とを備え、前記複数の錘部のうち少なくとも１以上の錘部が前記支持部の下方に位置する姿勢時には前記１以上の錘部と当該１以上の錘部に対応した接点電極とが接触し、前記１以上の錘部以外の錘部と当該１以上の錘部以外の錘部に対応した接点電極とが非接触となることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、複数の錘部のうち少なくとも１以上の錘部が支持部の下方に位置する姿勢時には、１以上の錘部と当該１以上の錘部に対応した接点電極とが接触し、１以上の錘部以外の錘部と当該１以上の錘部以外の錘部に対応した接点電極とが非接触となって、支持部側の電極と１以上の錘部に対応した接点電極とが導通する。したがって、支持部側の電極に導通した接点電極に応じて複数種類の姿勢検出信号を出力することができる。例えば、縦向き姿勢や横向き姿勢にそれぞれ対応するように接点電極を設けることにより、縦向き姿勢に対応した接点電極が導通し、横向き姿勢に対応した接点電極が導通しない場合には、縦向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力し、縦向き姿勢に対応した接点電極が導通せず、横向き姿勢に対応した接点電極が導通した場合には、横向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力することができる。
また、錘部の自重を利用して姿勢に対応した姿勢検出信号を出力しているため、演算用のＩＣチップを設けて複雑な演算をする必要がなく、錘部とバネ部と接点電極といった簡易な機械的構成で姿勢検出でき、生産コストを低減させることができる。
【００１０】
また本発明は、上記姿勢検出センサにおいて、前記複数の錘部は、それぞれ接続された前記バネ部により同一基板上から浮いた状態で支持され、前記複数の錘部のうち少なくとも１以上の錘部に対向した基板上に基板電極が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、基板電極が錘部の下方に位置する姿勢時には、支持部側の電極と基板電極とが導通し、基板電極が下側となる姿勢を示す姿勢検出信号を出力することができる。
【００１２】
また本発明は、上記姿勢検出センサにおいて、前記支持部、前記バネ部、前記錘部は、前記基板上に絶縁層を介して形成された同一導電層を加工してなることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、支持部、バネ部、錘部が同一導電層で形成されているため、部品間の電気的特性を揃え易く、しかも各部品を後から取り付ける作業を排除でき、製造コストの削減を図ることができる。
【００１４】
本発明の携帯機器は、上記の姿勢検出センサを備え、前記姿勢検出センサから出力された姿勢検出信号に連動して表示画像の姿勢を制御することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、姿勢検出センサから出力された姿勢検出信号に連動して携帯機器の表示画像の姿勢が制御されるため、携帯機器の姿勢に関わらずユーザに対して表示画像を目視し易い姿勢に切り替えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡易な機械的構成で姿勢検出でき、生産コストを低減させることができる姿勢検出センサおよび携帯機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は姿勢検出センサの上面模式図、図２は図１のＡ−Ａ断面における断面図、図３は姿勢検出センサの揺動バネ部の拡大図である。
【００１８】
図１および図２に示すように、姿勢検出センサ１は、携帯電話等の携帯機器の姿勢に応じた姿勢検出信号を出力するものであり、シリコン基板に形成され、ベース部３とベース部３の表面に絶縁部４を介して接合されたスイッチ部５とから構成されている。
【００１９】
スイッチ部５は、シリコン基板の導電層を加工して形成されており、電極間の導電状態に応じて４種類の姿勢に応じた姿勢検出信号を出力するようになっている。また、スイッチ部５は、矩形の頂点となる位置に配設された４つの周辺アンカー１１、１２、１３、１４と、周辺アンカー１１、１４間に配設されたアンカー１５と、周辺アンカー１１、１２間、周辺アンカー１２、１３間、周辺アンカー１３、１４間にそれぞれ配設された３つの接点電極１７、１８、１９と、各接点電極１７、１８、１９のそれぞれに対応して配置された３つの錘部２１、２２、２３とを備えている。
【００２０】
また、４つの周辺アンカー１１、１２、１３、１４、アンカー１５、３つの接点電極１７、１８、１９は、絶縁部４上に固定されており、３つの錘部２１、２２、２３は、絶縁部４が除去されて形成されたキャビティ２５の上方に位置し、周辺アンカー１１、１２、１３、１４およびアンカー１５によりベース部３の上方に浮いた状態で揺動自在に支持されている。
【００２１】
姿勢検出センサ１は、携帯機器の後述する実装基板７に取り付けられるようになっており、携帯機器が基本姿勢となる縦向き姿勢をとった場合に、アンカー１５が鉛直方向上側、接点電極１８が鉛直方向下側、接点電極１７が水平方向右側、接点電極１９が水平方向左側に位置するように取り付けられる。つまり、アンカー１５に対して縦方向に位置する接点電極１８は縦向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力するための電極、アンカー１５に対して右方向に位置する接点電極１７は右横向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力するための電極、アンカー１５に対して左方向に位置する接点電極１９は左横向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力するための電極となっている。
【００２２】
また、キャビティ２５により露出されたベース部３の表面部分は、後向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力するための電極になっている。そして、姿勢検出センサ１は、接点電極１７、１８、１９およびベース部３が携帯機器の実装基板７に電気的に接続されることにより、姿勢検出信号を出力するようになっている。このように、本実施の形態では、ベース部３が本発明に係る基板電極を構成している。なお、いずれかの錘部２１、２２、２３と対向するベース部３上に基板電極を設けてもよい。この場合、ベース部３は非導電性部材で構成される。
【００２３】
アンカー１５は、一対の斜辺部を有して略ベース状に形成され、コモン電極に接続されたアンカー本体１５ａと、アンカー本体１５ａの短辺部からスイッチ部５の中央に向かって延在する支持部１５ｂとから構成されている。支持部１５ｂには各接点電極１７、１８、１９に向かって延在する３つの揺動バネ部２７、２８、２９が接続されており、この揺動バネ部２７、２８、２９を介して各錘部２１、２２、２３が支持部１５ｂに支持されている。
【００２４】
各錘部２１、２２、２３は、アンカー本体１５ａの一対の斜辺部と同一の傾斜角を有する台形部２１ａ、２２ａ、２３ａと、各台形部２１ａ、２２ａ、２３ａの長辺部からそれぞれ対応する接点電極１７、１８、１９に向かって延在し、各接点電極１７、１８、１９に対して離接する接点部２１ｂ、２２ｂ、２３ｂとから構成されている。各台形部２１ａ、２２ａ、２３ａは、アンカー本体１５ａとともに支持部１５ｂの四方を囲う様に配置され、各部材間には絶縁用の隙間が形成されている。また、各台形部２１ａ、２２ａ、２３ａは、それぞれ短辺部に接続された揺動バネ部２７、２８、２９により支持部１５ｂに支持され、長辺部の両端部に接続された一対の支えバネ部３１、３２、３３により周辺アンカー１１、１２、１３、１４に支持されている。
【００２５】
各接点部２１ｂ、２２ｂ、２３ｂは、各錘部２１、２２、２３作用する重力と揺動バネ部２７、２８、２９および支えバネ部３１、３２、３３の支持力とにより、対応する接点電極１７、１８、１９に接触する接触位置と、対応する接点電極１７、１８、１９から離間した離間位置との間を揺動するようになっている。各接点部２１ｂ、２２ｂ、２３ｂが対応する接点電極１７、１８、１９に接触すると、各接点電極１７、１８、１９が錘部２１、２２、２３、揺動バネ部２７、２８、２９、アンカー１５を介してコモン電極に導通するようになっている。
【００２６】
図３に示すように、揺動バネ部２７、２８、２９は、幅方向に長く形成された９つの横梁部３５と、伸縮方向に短く形成された８つの縦梁部３６とが同一面内において蛇行するように構成されている。揺動バネ部２７、２８、２９は、長く形成された横梁部３５と短く形成された縦梁部３６とを同一面内において蛇行させて構成されているため、幅方向に働く力により変形し難く、伸縮方向に働く力により伸縮し、伸縮方向および幅方向のそれぞれに対して垂直な厚み方向に働く力によりわずかに撓むようになっている。
【００２７】
そして、各錘部２１、２２、２３は、それぞれ揺動方向と同方向に重力が作用した場合に、揺動バネ部２７、２８、２９および支えバネ部３１、３２、３３の支持力に抗して揺動方向の変位量が最大となり、接点部２１ｂ、２２ｂ、２３ｂが対応する接点電極１７、１８、１９に接触するようになっている。また、各錘部２１、２２、２３は、揺動方向に対して垂直な幅方向に重力が作用した場合に、後述するように錘部２１、２２、２３の自重が揺動バネ部２７、２８、２９の揺動方向に掛らなくなるため、揺動バネ部２７、２８、２９および支えバネ部３１、３２、３３の支持力により変位量が最小となり、接点部２１ｂ、２２ｂ、２３ｂが接点電極１７、１８、１９から最も離間した位置で保持されるようになっている。
【００２８】
さらに、各錘部２１、２２、２３は、揺動方向および幅方向のそれぞれに対して垂直な厚み方向に重力が作用した場合に、揺動バネ部２７、２８、２９および支えバネ部３１、３２、３３の支持力に抗して撓み量が最大となり、基板電極として機能するベース部３に接触するようになっている。
【００２９】
例えば、姿勢検出センサ１が、アンカー１５が上側となる縦向き姿勢をとった場合には、アンカー１５に対して下側に位置する錘部２２の揺動方向と重力方向とが一致し、アンカー１５に対して左側に位置する錘部２３およびアンカー１５に対して右側に位置する錘部２１の揺動方向と重力方向とが垂直に交わる。したがって、錘部２２に作用する重力の揺動方向の成分が最大となり、錘部２１、２３に作用した重力の揺動方向の成分が最少となって、錘部２２の接点部２２ｂが接点電極１８に接触し、錘部２１、２３の接点部２１ｂ、２３ｂが接点電極１７、１９から離間する。これにより、アンカー１５に接続されたコモン電極と接点電極１８とが導通し、携帯機器の実装基板７に縦向きの姿勢を示す姿勢検出信号が出力されるようになっている。
【００３０】
このように、錘部２１、２２、２３に作用する重力の揺動方向の成分の大きさによって、錘部２１、２２、２３の変位量が可変するため、姿勢検出センサ１の傾斜時における検出感度が、接点部２１ｂ、２２ｂ、２３ｂと接点電極１７、１８、１９との間隔ｄにより調整される。以下、図４を参照して、姿勢検出センサ１の検出感度について説明する。なお、錘部２１、２２、２３は、上記したように同一の構成であるため、アンカー１５に対して右側に位置する錘部２１を用いて、姿勢検出センサ１を縦向き姿勢から右向き姿勢に倒していく場合を例として説明する。
【００３１】
図４は、錘部の傾き角度と変位量との関係を示したグラフである。
図４に示すように、錘部２１の傾き角度が０度［ｄｅｇｒｅｅ］のときに、錘部２１の変位量は０．０μｍとなっている。これは、錘部２１の揺動方向が重力方向に対して垂直であり、錘部２１に作用する重力の揺動方向の成分の大きさが最少であることを示している。この状態から、錘部２１の揺動方向が重力方向に近付くように錘部２１の傾き角度を大きくすると、錘部２１に作用する重力の揺動方向の成分の大きさが増加して変位量が増加する。そして、錘部２１の傾き角度が９０度［ｄｅｇｒｅｅ］のときに、すなわち錘部２１の揺動方向と重力方向とが一致したときには、錘部２１に作用する重力の揺動方向の成分の大きさが最大となり、錘部２１の変位量は２．７μｍになる。
【００３２】
したがって、錘部２１の揺動範囲は、最小０μｍから最大２．７μｍであり、この揺動範囲内で間隔ｄを設定することにより、姿勢検出センサ１の傾斜時における検出感度を調整することができるようになっている。例えば、間隔ｄを１．４μｍに設定した場合には、姿勢検出センサ１を３０度［ｄｅｇｒｅｅ］以上傾けると姿勢検出信号が出力され、間隔ｄを２．４μｍに設定した場合には、姿勢検出センサ１を６０度［ｄｅｇｒｅｅ］以上傾けると姿勢検出信号が出力される。よって、姿勢検出センサ１の検出感度を高くしたい場合には、０μｍから２．７μｍの間で間隔ｄを狭くし、姿勢検出センサ１の検出感度を低くしたい場合には、０μｍから２．７μｍの間で間隔ｄを広くする。
【００３３】
なお、本実施の形態においては、上記したように間隔ｄを設定することにより姿勢検出センサ１の検出感度を調整したが、錘部２１の質量、揺動バネ部２７のバネ係数および支えバネ部３１のバネ係数を変更することによって姿勢検出センサ１の検出感度を調整することも可能である。
【００３４】
図５および図６を参照して、上記構成を有する姿勢検出センサの製造方法の一例について説明する。図５（ａ）から（ｅ）、図６（ａ）、（ｂ）は、姿勢検出センサの製造方法を示す遷移図である。なお、図５および図６は、主に揺動バネ部について図示した模式的な遷移図であり、錘部については省略している。
【００３５】
図５（ａ）に示すように、導電層４１、絶縁層４２およびベース層４３を積層してシリコン基板３８が形成され、図５（ｂ）に示すように、導電層４１上の所定の位置に、スパッタリングにより電極材料が被着される。
【００３６】
次に、図５（ｃ）に示すように、キャビティ４５の外形形状がパターニングされたマスクによりフォトリソグラフィが行われ、その後、ドライエッチングにより導電層４１の表面の一部が薄く除去されてキャビティが形成される。
【００３７】
次に、図５（ｄ）に示すように、姿勢検出センサ１の細部がパターンニングされたマスクによりフォトリソグラフィが行われ、その後、ドライエッチングにより錘部２１、２２、２３、揺動バネ部２７、２８、２９、周辺アンカー１１、１２、１３、１４、アンカー１５、支えバネ部３１、３２、３３の外形形状を残して除去される。このときのドライエッジング後の深さが、錘部２１、２２、２３および揺動バネ部２７、２８、２９の厚みに相当する。
【００３８】
最後に、図５（ｅ）に示すように、ウェットエッチングにより絶縁層４２が部分的に腐食溶融されて、シリコン基板３８に姿勢検出センサ１が形成される。このように、錘部２１、２２、２３、揺動バネ部２７、２８、２９、周辺アンカー１１、１２、１３、１４、アンカー１５、支えバネ部３１、３２、３３は、導電層４１から不要な部分を除去することによって一体に形成されるようになっている。
【００３９】
そして、図５（ａ）から（ｅ）の各工程を経て形成された姿勢検出センサ１は、図６（ａ）に示す上向き状態から図６（ｂ）に示す下向き状態に上下反転され、携帯機器の実装基板７に取り付けられる。
【００４０】
上記した姿勢検出センサを実装した携帯機器の使用例について説明する。なお、携帯機器としては、携帯電話、ＰＤＡ、携帯テレビ、携帯ゲーム機器等があるが、説明の便宜上、携帯機器として携帯電話が用いられるものとして説明する。図７は姿勢検出センサを実装した携帯電話の使用例を示す説明図、図８は姿勢検出センサを実装した携帯電話の他の使用例を示す説明図、図９は携帯電話の制御ブロック図である。
【００４１】
図７に示すように、携帯電話５１は、長方形の表示部５２を有する第１の筺体５３と、入力部５４を有する第２の筺体５５とがヒンジ部５６を介して折り畳み可能に接続されており、第２の筺体５５には、姿勢検出センサ１が内蔵されている。姿勢検出センサ１は、第２の筺体５５の矩形状の周面のそれぞれに対して平行となるように取り付けられており、検出電極１７が携帯電話５１の正面右側、接点電極１８が携帯電話５１の正面下側、接点電極１９が携帯電話５１の正面左側を向くようになっている。
【００４２】
また、図９に示すように、携帯電話５１は、姿勢検出センサ１および表示部５２に接続された表示制御部５７を備えており、表示制御部５７は、処理プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、処理プログラムに従って演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）等の電子部品を有して構成されている。そして、表示制御部５７は、姿勢検出センサ１から姿勢検出信号が入力されると、入力された姿勢検出信号に基づいて画像データを回転させて、表示部５２に出力するようになっている。
【００４３】
そして、図７に示すように、携帯電話５１が縦向き姿勢をとっている場合、姿勢検出センサ１から表示制御部５７に縦向き姿勢を示す姿勢検出信号が出力され、表示部５２には長手方向を縦方向とした表示画像５９が表示される。この縦向き姿勢から携帯電話５１を矢印Ａ方向に倒すと、姿勢検出センサ１から表示制御部５７に右横向き姿勢を示す姿勢検出信号が出力され、表示部５２には表示画像５９が９０度左側に回転されて縦向き姿勢で表示される。逆に、縦向き姿勢から携帯電話５１を矢印Ｂ方向に倒すと、姿勢検出センサ１から表示制御部５７に左横向き姿勢を示す姿勢検出信号が出力され、表示部５２には表示画像５９が９０度右側に回転されて縦向き姿勢で表示される。
【００４４】
また、図８に示すように、縦向き姿勢から携帯電話５１を矢印Ｃ方向に倒すと、姿勢検出センサ１から図示しない駆動制御部に後向き姿勢を示す姿勢検出信号が出力され、携帯電話５１の電源ＯＮ・ＯＦＦが切り替えられる。このように、姿勢検出センサ１により携帯電話５１の姿勢に応じた姿勢検出信号が出力されることにより、携帯電話５１の姿勢に応じて携帯電話５１に様々な機能を追加できるようになっている。
【００４５】
次に、図１０および図１１を参照して、携帯電話の姿勢変更にともなう姿勢検出センサの内部動作について説明する。図１０は、姿勢検出センサの動作説明図であり、（ａ）は錘部と接点電極とが離間している状態を示し、（ｂ）は錘部と接点電極とが接触している状態を示している。また、図１１は、姿勢検出センサの他の動作説明図であり、（ａ）は錘部とベース部とが離間している状態を示し、（ｂ）は錘部とベース部とが接触している状態を示している。なお、ここでは、アンカー１５に対して右側に位置する錘部２１を用いて説明する。
【００４６】
図１０（ａ）に示すように、錘部２１の揺動方向に対して垂直な幅方向に重力が作用している場合には、錘部２１の接点部２１ｂが接点電極１７から離間した位置に保持される。この状態から、図１０（ｂ）に示すように、姿勢検出センサ１が右方向に所定の角度傾くと、錘部２１に作用する重力の揺動方向の成分が大きくなって錘部２１の接点部２１ｂが接点電極１７に接触する。そして、錘部２１の接点部２１ｂと接点電極１７とが接触すると、アンカー１５に接続されたコモン電極と接点電極１７とが導通して、姿勢検出センサ１から携帯電話５１の表示制御部５７に右横向き姿勢を示す姿勢検出信号が出力され、表示部５２の画像の姿勢が制御される。
【００４７】
また、図１１（ａ）に示すように、錘部２１の揺動方向に重力が作用する場合には、錘部２１の接点部２１ｂが接点電極１７に接触するとともに、ベース部３から離間した位置に保持される。この状態から、図１１（ｂ）に示すように、姿勢検出センサ１が後方向に所定の角度傾くと、錘部２１に作用する重力の厚み方向の成分が大きくなって錘部２１がベース部３に接触する。そして、錘部２１がベース部３の電極に接触すると、アンカー１５に接続されたコモン電極とベース部３とが導通して、姿勢検出センサ１から駆動制御部に後向き姿勢を示す姿勢検出信号が出力され、携帯電話５１のＯＮ・ＯＦＦが制御される。
【００４８】
以上のように、本実施の形態に係る姿勢検出センサ１によれば、３つの錘部２１、２２、２３のうちいずれかの錘部がアンカー１５の下方に位置する姿勢時には、アンカー１５の下方に位置する錘部と当該錘部に対応した接点電極とが接触して、コモン電極と接点電極とが導通する。したがって、アンカー１５に導通した接点電極に応じて複数種類の姿勢検出信号を出力することができる。
また、錘部の自重を利用して姿勢に対応した姿勢検出信号を出力しているため、演算用のＩＣチップを設けて複雑な演算をする必要がなく、簡易な機械的構成で姿勢検出でき、生産コストを低減させることができる。
【００４９】
なお、本実施の形態においては、アンカー１５に対して３方向に錘部２１、２２、２３、揺動バネ部２７、２８、２９および接点電極１７、１８、１９を設ける構成としたが、図１２に示すように、アンカー６２に対して１方向に錘部６３、揺動バネ部６４および接点電極６５を設ける構成としてもよい。この構成により、コモン電極と接点電極６５とが導通した場合と導通しない場合とで２種類の姿勢検出信号を出力することができる。例えば、コモン電極と接点電極６５とが導通した場合に縦向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力し、コモン電極と接点電極６５とが導通しない場合に横向き姿勢を示す姿勢検出信号を出力することができる。
【００５０】
また、本実施の形態においては、コモン電極と３つの接点電極１７、１８、１９のうちいずれか１つの接点電極との導通により姿勢検出信号を出力するようにしたが、コモン電極と複数の接点電極との導通により姿勢検出信号を出力するようにしてもよい。
【００５１】
また、本実施の形態においては、図１３（ａ）に示すように、シリコン基板から形成された姿勢検出センサ１を上下反転させて実装基板７の上側に取り付けたが、図１３（ｂ）に示すように、上下反転せずに蓋状に形成した実装基板８の下側に取り付けるようにしてもよい。
【００５２】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上説明したように、本発明は、簡易な機械的構成で姿勢検出でき、生産コストを低減させることができるという効果を有し、特に電極間の導通状態に応じて姿勢検出信号を出力する姿勢検出センサおよび携帯機器に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る姿勢検出センサの実施の形態を示す図であり、姿勢検出センサの上面模式図である。
【図２】本発明に係る姿勢検出センサの実施の形態を示す図であり、図１のＡ−Ａ断面における断面図である。
【図３】本発明に係る姿勢検出センサの実施の形態を示す図であり、姿勢検出センサの揺動バネ部の拡大図である。
【図４】本発明に係る姿勢検出センサの実施の形態を示す図であり、錘部の傾き角度と変位量との関係を示したグラフである。
【図５】本発明に係る姿勢検出センサの実施の形態を示す図であり、（ａ）から（ｅ）は姿勢検出センサの製造方法を示す遷移図である。
【図６】本発明に係る姿勢検出センサの実施の形態を示す図であり、（ａ）および（ｂ）は姿勢検出センサの製造方法を示す遷移図である。
【図７】本発明に係る姿勢検出センサの実施の形態を示す図であり、姿勢検出センサを実装した携帯電話の使用例を示す説明図である。
【図８】本発明に係る姿勢検出センサの実施の形態を示す図であり、姿勢検出センサを実装した携帯電話の他の使用例を示す説明図である。
【図９】本発明に係る姿勢検出センサの実施の形態を示す図であり、携帯電話の制御ブロック図である。
【図１０】本発明に係る姿勢検出センサの実施の形態を示す図であり、姿勢検出センサの動作説明図である。
【図１１】本発明に係る姿勢検出センサの実施の形態を示す図であり、姿勢検出センサの他の動作説明図である。
【図１２】本発明に係る姿勢検出センサの他の実施の形態を示す図であり、姿勢検出センサの上面模式図である。
【図１３】本発明に係る姿勢検出センサの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  姿勢検出センサ
３  ベース部（基板電極）
４  絶縁部
５  スイッチ部
７  実装基板
１１、１２、１３、１４  周辺アンカー
１５  アンカー
１５ａ  アンカー本体
１５ｂ  支持部
１７、１８、１９  接点電極
２１、２２、２３  錘部
２１ａ、２２ａ、２３ａ  台形部
２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ  接点部
２５、４５  キャビティ
２７、２８、２９  揺動バネ部（バネ部）
３１、３２、３３  支えバネ部
３５  横梁部
３６  縦梁部
３８  シリコン基板
４１  導電層
４２  絶縁層
４３  ベース層
５１  携帯電話（携帯機器）
５２  表示部
５３  第１の筺体
５４  入力部
５５  第２の筺体
５６  ヒンジ部
５７  表示制御部
５９  表示画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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