(57)【要約】【課題】部品点数やサイズの拡大なしに、小型携帯機器に多機能な動作を実現させる、小型センサを提供すること。【解決手段】本発明は、個々に絶縁されている複数の電極パターン１３を有する基板１５と導電キャップ１２とを備え、複数の電極パターン１３と導電キャップ１５とが向き合うように、基板１５と導電キャップ１２を配置し、導電キャップ１２と基板１５との間の空間に、導電球１１を配置し、導電球１１が電極パターン１３と導電キャップ１５とを電気的に接続することによって、傾斜方向をまたは振動を感知する傾斜振動センサであって、隣り合う電極パターンと電極パターンとの間には、電極パターンとほぼ同等の厚みを有するダミーパターン１４が配置されていることを特徴とする。【選択図】図１
2009099521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個々に絶縁されている複数の電極パターンを有する基板と導電キャップとを備え、前記複数の電極パターンと前記導電キャップとが向き合うように、前記基板と前記導電キャップを配置し、前記導電キャップと前記基板との間の空間に、導電球を配置し、該導電球が前記電極パターンと前記導電キャップとを電気的に接続することによって、傾斜方向をまたは振動を感知する傾斜振動センサであって、
隣り合う前記電極パターンと前記電極パターンとの間には、前記電極パターンとほぼ同等の厚みを有するダミーパターンが配置されていることを特徴とする傾斜振動センサ。
【請求項２】
前記基板と前記導電キャップとは、前記基板上に配置された溝部に前記導電キャップの端部が嵌合されて、前記基板と前記導電キャップとが一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の傾斜振動センサ。
【請求項３】
前記基板における前記電極パターンが形成された面と反対側の面には、外部電極パターンが設けられ、前記基板にスルーホールを設けて、前記電極パターンと前記外部電極パターンとを電気的に接続していることを特徴とする請求項１または２に記載の傾斜振動センサ。
【請求項４】
前記導電キャップの外面には導電材が接続され、前記導電材は前記基板における外部電極パターンが形成されている面側に、延出するように配置され、前記導電キャップと前記導電材とが、電気的に接続されて前記導電キャップへ電気信号が印加されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の傾斜振動センサ。
【請求項５】
前記導電キャップは、該導電キャップの一部が延出した突起部を有し、前記基板における外部電極パターンが形成されている面側に、延出するように配置され、前記突起部を介して前記導電キャップへ電気信号が印加されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の傾斜振動センサ。
【請求項６】
前記基板の四隅がそれぞれ円弧状に切り取られ、前記外部電極パターンが、前記円弧状に切り取られた側面に沿って前記電極パターンが形成された面側の四隅に導出され、前記四隅に導出された前記外部電極パターンより、前記電極パターンへ電気信号が印加されることを特徴とする請求項１に記載の傾斜振動センサ。
【請求項７】
前記導電キャップが嵌合されている箇所より外側の領域の前記基板上に、集積回路チップが搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の傾斜振動センサ。
【請求項８】
前記集積回路チップは信号を処理する回路部と、RSフリップフロップ回路と、発振回路と、カウンター回路とを含むことを特徴とする請求項７に記載の傾斜振動センサ。
【請求項９】
さらに、水平方向に対して傾けて配置し、所定期間内に、前記電極パターンより出力される電気信号により、傾斜振動状態のレベル情報を取得する手段を備えることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の傾斜振動センサ。
【請求項１０】
前記請求項１から９の何れか１項に記載の傾斜振動センサを用いた携帯機器。
【請求項１１】
請求項１から９の何れか１項に記載の傾斜振動センサを用いた防犯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の傾斜方向や振動を検知することが可能な傾斜振動センサに関するものであり、特に傾斜振動センサに連動して、スイッチが動作し、表示切り替えを行ったり、あるいは傾斜振動状態のレベルを段階的に検出したりする携帯機器等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンビネーション腕時計の表示切替や腕時計のバックライトをオンする際には、ユーザー専用ボタンを押すなど、スイッチ操作が必要であった。このようなスイッチ操作は、片方の手に荷物などをユーザーが持っていたりすると操作しにくく、面倒であった。さらに、小型携帯機器では、スイッチボタンに必要なスペースが発生し、さらなる小型化の障害になっている。そこで傾けただけで、それを検知し、スイッチ作動をするような機能をもつ携帯機器が提案されている。（例えば特許文献１）
【０００３】
このようなスイッチに用いられる傾斜を感知する傾斜振動センサとしては、弾性部材からなる固定接片と舌片が一対になった金属部材からなる４個の固定電極と、空間内を重力方向に応じて自在に移動する導電球との接触により、前記４個の固定電極間の電気的接続位置により、多方向の傾斜を検知する、傾斜スイッチの技術が開示されている。（例えば特許文献２）
【０００４】
また、傾斜振動などを検知するセンサとしては、メムス技術などを用いた加速度センサが存在するが、微小な錘を微細なパターンで支えるため、落下試験などで破損が生じ、強い衝撃に弱い欠点がある上、錘に接続する微細パターンの歪を圧電効果により、微弱な電圧として取り出した後、アンプで増幅するため、消費電力がｍＷオーダとなり、小型機器に組み込んだ場合には電池消耗が激しく不向きである。
【０００５】
一方、表面が導電性を有する玉と、円板状に形成された基板の上に、ブラス電極面と−電極面を交互に串歯状に配置し、玉の転がりによって＋電極面と−電極面が抵抗を介して短絡することにより振動を検知するセンサの技術が開示されている。（特許文献３）
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−７３３４号公報（第２頁、図２）
【特許文献２】特開２００３−７７３７７号公報（第４頁、図４）
【特許文献３】特開２０００−１４９７３７号公報（第６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、固定接片と舌片が一対になった金属部材からなる４個の固定電極と、空間内を重力方向に応じて自在に移動する導電球との接触により電気的接続を取る特許文献２における方法は、導電球の接続安定性を重視するあまり、導電球を弾性部材からなる固定接片と舌片で挟み込んで導電球のスピーディーな動きが実現しにくい。このため、小型の携帯機器の軽快な傾斜により動作するスイッチとしては不向きである。また、上記方法は部品点数も多くなる上、固定電極の各部品も複雑であり、スイッチの大型化を招く。
【０００８】
また、特許文献３で用いたセンサは、単純な導通スイッチであるため、低消費電力で振動を検出することが可能である。しかしながら、検出レベルが振動の有無の２段階しか無いため、防犯システムなどに用いるには、周囲の振動状態によって作動のレベルを調整することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の傾斜振動センサは、個々に絶縁されている複数の電極パターンを有する基板と導電キャップとを備え、複数の電極パターンと導電キャップとが向き合うように、基板と導電キャップを配置し、導電キャップと基板との間の空間に、導電球を配置し、導電球が電極パターンと導電キャップとを電気的に接続することによって、傾斜方向をまたは振動を感知する傾斜振動センサであって、隣り合う電極パターンと電極パターンとの間には、電極パターンとほぼ同等の厚みを有するダミーパターンが配置されていることを特徴とする。
【００１０】
また、基板と導電キャップとは、前記基板上に配置された溝部に導電キャップの端部が嵌合されて、基板と前記導電キャップとが一体化されていることを特徴とする。また、基板における電極パターンが形成された面と反対側の面には、外部電極パターンが設けられ、基板にスルーホールを設けて、電極パターンと外部電極パターンとを電気的に接続していることを特徴とする。
【００１１】
また、導電キャップの外面には導電材が接続され、導電材は基板における外部電極パターンが形成されている面側に、延出するように配置され、導電キャップと導電材とが、電気的に接続されて導電キャップへ電気信号が印加されることを特徴とする。または、導電キャップは、導電キャップの一部が延出した突起部を有し、基板における外部電極パターンが形成されている面側に、延出するように配置され、突起部を介して導電キャップへ電気信号が印加されることを特徴とする。
【００１２】
また、基板の四隅がそれぞれ円弧状に切り取られ、外部電極パターンが、円弧状に切り取られた側面に沿って電極パターンが形成された面側の四隅に導出され、四隅に導出された外部電極パターンより、電極パターンへ電気信号が印加されることを特徴とする。
【００１３】
また、導電キャップが嵌合されている箇所より外側の領域の基板上に、集積回路チップが搭載されていることを特徴とする。また、集積回路チップは信号を処理する回路部と、RSフリップフロップ回路と、発振回路と、カウンター回路とを含むことを特徴とする。
【００１４】
さらに、水平方向に対して傾けて配置し、所定期間内に、前記電極パターンより出力される電気信号により、傾斜振動状態のレベル情報を取得する手段を備えることを特徴とする。また、このような傾斜振動センサを携帯機器や防犯システムなどに採用できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の傾斜振動センサを用いることにより、部品点数の減少によるスイッチの小型化、また、配線スペースの減少による回路構成の簡略化による小型化が可能になり、デザイン自由度の高い小型携帯機器を提供することができる。さらにスイッチング動作をする導電球が自由になめらかに、スピーディーに移動するため、多種多様の動作であっても、種々の動作の切り替えが可能となり、ボタンスイッチ無しでも高機能な傾斜スイッチを提供できる。
【００１６】
また、低消費電力であるので、電池駆動であっても動作することが可能である。さらに傾斜振動状態のレベルを段階的に分けて検出することができる。また傾斜振動状態を電波送信することも可能な上、傾斜振動センサが小型ため、コンパクトな傾斜振動検出装置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】
本発明の傾斜振動センサについて詳述する。図１は、本発明の傾斜振動センサでありメ
カスイッチ部である。図１（ｂ）は透過平面図であり、図１（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ´断面図である。このメカスイッチ部の外形サイズは縦３ｍｍ、横３．５ｍｍ、高さ１．３ｍｍの小型サイズである。
【００１８】
図１において、厚さ０．４ｍｍのガラスエポキシ基板である基板１５上面には、銅箔上を金メッキされた厚み２μｍの４つの電極パターン１３と、同一の厚みをもつダミーパターン１４とを配置している。また、基板１５の下面にも銅箔上を金メッキした厚み２μｍの４つの外部電極パターンが形成されている。この電極パターン１３と外部電極パターンとは、スルーホール１７を介して各々電気的に接続している。各々の電極パターン１３間の距離は約０．４ｍｍで、電極パターン間に配置されているダミーパターン１４の幅は約０．１６ｍｍほどである。
【００１９】
基板１５には、ＮＣルータによって円周状に０．２ｍｍの深さで幅０．２ｍｍの溝１６が形成されている。そして、０．１ｍｍ厚の鉄板をプレス加工によりキャップ形状にし、その表面を金メッキ処理した導電キャップ１２を溝１６にはめ込み、接着剤により固着している。導電キャップと基板との間の空間には、０．８ｍｍ径の鉄球を金メッキ処理した導電球１１が配置され、重力方向の傾斜に応じてスピーディーに、かつなめらかに転がるように構成され、基板上面に形成された４個の各電極パターン１３と導電キャップ１２を独立に電気的接続を取ることができる。
【００２０】
このように、導電球１１が傾斜によって転がり、４つに形成された電極パターン１３のうち、いずれかの電極パターン１３上に位置するかを電気的に感知して、傾斜振動センサ自体が、どちらの方向に傾斜しているかを知ることができる。また電極パターン１３と電極パターン１３との間にダミーパターン１４を形成したので、導電球１１が２つの隣り合う電極パターン１３と同時に接触することがなく、誤動作がなくなり、傾斜振動センサの感度を向上させる。また、ダミーパターン１４の膜厚を電極パターン１３の膜厚と等しく形成することにより、導電球１１の滑らかなスピーディーな動きを実現できる。
【００２１】
本実施例では、ダミーパターン１４を導電材料で形成したが、絶縁材料で形成しても構わない。絶縁材料で形成することによって、電極パターン１３とダミーパターン１４との間の距離を考慮する必要がなく、ダミーパターン１４を形成するときの位置合わせが容易となる。
【００２２】
図２は、図１のメカスイッチ部を、電子腕時計や種々の携帯機器のマザーボード基板にハンダボールなどを用いてリフロー実装する際に用いられる形の一例を図示したもので、図２（ａ）と図２（ｂ）とは、９０°方向を変えて見たところの外観図である。基板２２に固着され金メッキ処理された導電キャップ２１の外面には、ニッケル小片からなる導電材の接地電極２３が抵抗溶接により固着されている。この接地電極２３は、基板２２の端部に沿って、基板２２の外部電極パターン２４が形成されている面側、つまり基板２２の下側面にまで延出するように配置され、外部電極パターン２４と電気的に接続されている。導電キャップ２１と接地電極２３は、それぞれ材質が金とニッケルであり、異種金属のため接合部にわずかな抵抗差を持ち、大きな電流を流すことにより接合部が高熱を発して２種の金属が十分に溶融し、しっかりとした接続が可能となる。
【００２３】
次に、別の形状の傾斜振動センサの実施形態を詳述する。図３は本発明の傾斜センサのメカスイッチ部の分解図である。図３（ａ）は導電キャップ３２を横から見た図であり、キャップの下部の一部が延出した突起部を有している。導電キャップ３２は、１ｍｍ厚の銅板をプレス加工により形成し、金メッキ処理が施されている。突起部の延出している部分の長さは０．２ｍｍ、突起部を除いた導電キャップ３２の高さは１．２ｍｍである。
【００２４】
図３（ｂ）には、導電キャップ３２と向き合うように嵌合する基板３５と嵌合した空間部分に配置される導電球３１が示されている。基板３５は、一辺の一部が凹型に欠けており、導電キャップ３２の突起部と嵌合しやすい構造となっている。また、基板３５の四隅は円弧状に切り取られており、円弧状に切り取られた側面に沿って裏面に形成されていた外部電極パターン３４が、表面に導出されている。このように円弧状切り取られた側面に沿って外部電極パターンが表面に導出されていると、この円弧状の箇所で、他基板と実装する際に、外部電極パターンの表面を広く取ることができ、接続しやすいという効果が得られる。さらに、スルーホール３７の内面に形成された金属膜によって導電球８２が接する電極パターンは、基板８３の裏面に配置された外部電極パターンと電気的に接続されている。
【００２５】
図３（ｃ）は、基板３５の裏面を示す図であり、絶縁物のカバーレイ３９によって、外部電極パターンのほぼ全面が覆われている。基板３５の四隅は外部電極パターン３４が露出されている。そして、この四隅の外部電極パターン３４は、前述したように、円弧状に切り取られた側面に形成された金属膜によって、図３（ｂ）に示された表面の四隅に導出されている。
【００２６】
図４は、図３で図示した傾斜振動センサを別の実装基板に実装する図を示したものである。図４（ａ）は、傾斜振動センサ４１と、この傾斜振動センサが表面リフロー実装される被実装基板４０とを側面から見た図である。被実装基板４０と傾斜振動センサ４１とが接触する傾斜振動センサの裏面にはカバーレイ４９が配置されている。被実装基板４０に形成された電極パターン４５上には、ハンダペースト４８を配置し、図４（ｂ）に図示するように、位置合わせした外部電極パターン４４と被実装基板４０の電極パターン４５とをハンダ４８で接続する。ハンダは４０度のリフロー実装炉で溶融し、ペレット形状のハンダ４８となり、外部電極パターン４４の全体を覆い、しっかりとした信頼性の高い強固な実装が可能となった。
【実施例１】
【００２７】
次に、本発明の傾斜振動センサを傾斜スイッチとして使用した実施例を詳述する。図５は、本発明の傾斜振動センサを用いたスイッチ５１の模式図である。メカスイッチ部５２は、図１から図３で図示した構成となっている。このメカスイッチ部５２と電気的に接続し、信号を処理する集積回路チップのＩＣチップ５４が、メカスイッチ部５２の導電キャップが嵌合されている箇所より外側の領域の基板上に搭載されている。本実施例ではメカスイッチ部が嵌合された基板上にＩＣチップ５４を搭載したが、図５で図示したように、嵌合した基板ではなく、メカスイッチ部を別基板に実装した実装基板上にＩＣチップを搭載しても構わない。
【００２８】
ＩＣチップ５４が実装されている側と反対側の基板面には、このスイッチ５１を他のマザーボード基板に実装する際に必要となる入出力パッド５３が配置されている。このスイッチ３１の平面サイズは縦３ｍｍ、横４．５ｍｍである。図５（ａ）のように水平方向に対して＋２０度以上の配置から１秒以内に、図５（ｂ）のように水平方向に対して−２０度以上傾け、さらにまた図５（ａ）のように＋２０度以上傾けると出力パッドから表示切り替えオン信号が発生する。
【００２９】
図６（ａ）はスイッチの模式平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ´断面図である。図６を用いて、メカスイッチ部の機能を説明する。メカスイッチ部６０と電気的に接続したＩＣチップ６４は、導電球６２の接続位置、チャタリング処理、移動時間信号を処理する。例えば、スイッチを傾けると導電球６２が電極パターン６５−Ａの位置になり、電極パターン６５−Ａと導電キャップ６１に挟持され、それぞれを導通させる。ＩＣチップ６４は、電気的導通状態を記憶させるチャタリング処理を行う。導電球６２は２ｍ
ｇと軽いので、導通後すぐに非導通になることがあるが、このようにチャタリング処理がされるので、導電球６２が、どの電極パターン６５と接続されたのか、正確に知ることができ、傾斜振動センサとしての誤作動を防ぐ。なお、電極パターン６５−Ａ，電極パターン６５−Ｂ，電極パターン６５−Ｃ，電極パターン６５−Ｇのうち、電極パターン６５−Ｇは、本実施例において導電キャップ６１と電気的に接続されており、０Ｖに接続されて接地電極（Ｇｎｄ）となっている。
【００３０】
図７は、このようなスイッチの周辺の回路システム図である。導電キャップと電気的接続がされている図６で図示した電極パターン６５−Ｇは図７のメカスイッチ部７０のＧ点に対応し、電極パターン６５−Ａ，電極パターン６５−Ｂ，電極パターン６５−Ｃは、同様に図７のメカスイッチ部のＡ点、Ｂ点、Ｃ点に対応している。導電球は、傾斜方向に応じて電極パターン６５−Ａ，電極パターン６５−Ｂ，電極パターン６５−Ｃのいずれかと導通し、ＩＣチップ内７１のＲＳフリップフロップ回路によってチャタリング処理をされ、最後に導通されたＡ，Ｂ，Ｃの電極位置で記憶される。発振回路とカウンター回路は、所定期間内に動作させるスイッチの基準時間を作り、コントロール回路によって、スイッチが動作するＡ，Ｂ，Ｃの各点の導通順番と、その時間を制御する。導通順番と時間は、それぞれタイム入力回路と動作モード入力信号回路から、外部入力パッド端子を介して、タイム入力信号７２と動作モード入力信号７３が入力され決定する。
【００３１】
このようにスイッチが動作すると、時刻表示、月日表示、年表示と、ＬＣＤセグメントモジュール７６での表示が切り替わるように、表示モード信号７４または表示切替信号７５が、ＩＣチップ７１よりＬＣＤセグメントモジュール７６の駆動回路に送られる。
【００３２】
以下にこのスイッチを用いた小型携帯機器である電子腕時計について、その機能を図８に説明する。図８（ａ）に図示するように、アナログ時計と表示部を合わせ持つコンビネーション腕時計８１において、腕を水平方向に対して２０度以上内側に傾けた状態から１秒以内で２０度以上の手前に傾け、またもとの状態に戻すと、時刻の１０時２分３６秒「１０：０２：３６」、月日の４月３日（日）「０４：０３：ＳＵ」、年表示の２００７年「２０：０７：ＹＥ」の順で、表示がサイクリックに切り替わる。また、図８（ｂ）に図示するように、腕を上げた状態から１秒以内に腕を手前に傾け、さらに外側に傾け、また、手前に傾けると表示モードが「時刻−月日−年」表示モード８０と「複数の暗証番号」表示モード８１にサイクリックに切り替わる。このように傾斜振動センサを用いて、傾斜方向を１秒以内で検知させることにより、ＬＣＤ表示体に時分秒、月日と曜日、年の表示切替がスムーズに行われた。
【００３３】
図９は、本発明の傾斜振動センサをスイッチとして用いた別の電子腕時計である。時計９１は、１個のモータで長針９３と短針９２を、２個目のモータで秒針９４をドライブするアナログタイプの電子腕時計である。文字盤９５には、秒針９４で曜日を示せるように「ＭＯＮ，ＴＵＥ，ＷＥＤ，ＴＨＵ，ＦＲＩ，ＳＡＴ，ＳＵＮ」の印刷が施されている。この時計９１は、腕を上げた状態から、１秒以内に腕を手前に傾け、さらに外側に傾け、また手前に戻すと、「時刻表示モード」から「月日と曜日表示モード」の表示「１月１４日（水）」に長針（日付け）、短針（月）、秒針（曜日）がサイクリックに切り替わる。
【００３４】
また、最初の傾斜状態を１〜２秒程度の一定時間保った後に続けて、複数の傾斜状態を最初の傾斜期間より短い期間内で連続動作させた時に、初めて表示切り替えを行うと、腕動作による予期せぬ誤作動をほとんど無くすことができた。また、電波時計に応用したところ、リューズもボタンスイッチも無くすことができ、薄型でデザイン性の高い電子腕時計となった。
【００３５】
なお、本発明の傾斜振動センサのＩＣチップを電子腕時計の駆動用ＩＣ内に付加配置す
ることにより、ＩＣ部品点数をさらに減らし、時計基板のさらなる小型化も可能である。なお、本発明の傾斜振動センサは電子腕時計のみだけでなく、多種多様の小型機器および携帯機器に利用可能であることは言うまでもない。
【実施例２】
【００３６】
次に、本発明の傾斜振動センサを傾斜振動検出装置として用いた実施例について詳述する。図１０は、傾斜振動検出装置内に、内蔵する傾斜振動センサ１０３を示す模式断面図である。傾斜振動センサ１０３はＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）１０２上の片側面に実装され、他方の片側面はマザー基板１０６に実装されている。また、傾斜振動センサ１０３は真鍮でつくられた勾配チップ１０５上に水平方向に対して傾けて配置されている。このように傾けて配置することによって、傾斜振動センサ１３内の導電球１４の位置を、重力により常時は定位置に配置する役目を持つ。そしてＭＰＵ（マイクロプロセッサーユニット）１０１は振動や傾斜によって導電球１４が移動する位置の検出、および振動によるチャタリング回数のカウントを演算処理し、振動傾斜状態をデジタル信号として取り出す機能を果たす。
【００３７】
図１０で図示した傾斜振動センサ１０３は、先に図１から図３で図示した傾斜振動センサを用いることができる、この傾斜振動センサであるメカスイッチ部の外形サイズは縦３ｍｍ、横３．５ｍｍ、高さ１．４ｍｍの小型サイズである。
【００３８】
図１１は、図１０で図示した傾斜振動検出装置内にある傾斜振動センサとその内部の導電球および傾斜振動検出装置の取り付け角度を示す模式説明図である。基板１１１上には４個の独立した電極Ａ１１６、電極Ｂ１１３、電極Ｃ１１５、電極Ｄ１１２が配置されている。基板１１１に対して取付角度１１４を水平面に対して、５度にした実験結果によると、導電球１１７は重力によって、常時、電極Ａ１１６に配置される。外部環境により微振動が起こると電極Ａ１１６の範囲内で、導電球１１７が振動するが、振動レベルが増加するにしたがい、電極Ｂ１１３や、電極Ｃ１１５に導電球１１７が接触し、チャタリングを起こす。さらに、激振動や、傾斜振動検出装置の傾斜が完全に傾くと、電極Ｄ１１２とも導電球１１７が接触し、チャタリングを起こす。このように角度をもって傾斜振動センサを配置した場合には、上方に位置する電極Ｄ１１２の面積を広くし、下方に位置する電極Ａ１１６、電極Ｂ１１３、電極Ｃ１１５は狭くした方が感度の向上がみられた。これらの結果から、以下のように傾斜振動レベルを段階に分けて検出することが可能となった。
【００３９】
・静止状態：電極Ａの位置でチャタリングなし
・微振動  ：電極Ａの位置でチャタリングあり
・中振動  ：電極Ａ、Ｂ、Ｃの位置でチャタリングあり
・強振動  ：電極Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの位置でチャタリングあり
【００４０】
図１２に、このような傾斜振動検出装置を用いた防犯システムの一例を示す。貴金属ショーケース１０４内に配置された傾斜振動検出装置１２３は、夜間に貴金属ショーケース１２４が破損などにより傾斜振動が生じると、傾斜振動検出装置１２３が傾斜振動レベルに応じて、受信制御機能付ブザー装置１２１に電波を送信する。例えば微振動を検出するとビデオカメラ１２２が作動し、さらに大きな振動や傾斜を検出すると、再度、受信制御機能付ブザー装置１２１に電波を送信し、警報ブザー音を発する構成となっている。
【００４１】
図１３は、図１２で図示した防犯システムの回路ブロックを示す説明図である。図１３において、傾斜振動センサのメカスイッチ部１３１は、傾斜振動状態による導電球の動きにより、Ｇ（Ｇｎｄ）と各接点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ導通したり、チャタリングを発生する。それら一連の信号を、コントロール部１３２に送り、導通の最後の状態をホールドするRSフリップフロップ回路で処理し、瞬時に傾斜状態を判別し、ＭＰＵ（マイクロプロセッサー
ユニット）で単位時間のチャタリング回数を各傾斜状態毎に算出し、時系列で傾斜振動状態を段階的にレベル分けし検出する。得られたレベル情報を電波送信部１３３の電波回路に送る。そして、送信アンテナを通して電波１３４が発信される。
【００４２】
傾斜振動検出装置から発信された電波１３４は電波受信部１３５の電波アンテナを通して電波受信回路で処理される。そして傾斜振動のレベル情報に応じて、コントローラ部１３６で、微振動を検知した場合にビデオカメラ部１３７が動作し、さらに大きな振動を検知した場合にはブザー部１３８が警報音を発する。
【００４３】
このように本発明の傾斜振動検出装置を用いることにより、電池駆動が可能なほど、省電力で小型の傾斜振動検出装置を提供できる、さらに傾斜振動状態のレベルを段階的に分けて、電波送信することが可能となった。
【実施例３】
【００４４】
次に、本発明の傾斜振動センサを別の形態の腕時計に用いた実施例を図１４と図１５を用いて詳述する。図１４はブレスレッド型腕時計（以下ブレスウォッチと称す）１４０の模式図である。ブレスウォッチ１４０は、２つのムーブメントがブレスウォッチ１４０に埋め込まれて構成されている。１つは秒針のみ付いた、秒針付電波ムーブメント１４１、もう１つは時針と分針のみが付いた時針と分針付電波ムーブメント１４２である。この秒針付電波ムーブメント１４２の内部には、腕の向きを検出する本発明の傾斜振動センサおよび複数の腕動作を解析処理するMPU（マイクロプロセッサーユニット）が入っており、腕動作により、秒針の動きを制御する構成になっている。
【００４５】
図１５は、前述したブレスウォッチの動作を示す概念図である。電波塔１５０から発される標準時刻電波１５９はそれぞれ、秒針付電波ムーブメントの回路１５１と、時針と分針付電波ムーブメントの回路１５２で受信され、正確な時刻をそれぞれのムーブメントに与える。この際、図１４で図示するように、秒針付電波ムーブメント１４１では、常時は「SUN・・WED・・・」の曜日を秒針が指示し、不要な秒針を動きを止め低消電とブレスウォッチの高級感、ファッション性、デザイン性に寄与している。
【００４６】
一方、ユーザーが電車などの公共交通を利用する際に、正確な秒単位の時刻を知りたい場合、特定の腕動作により秒針付電波ムーブメントの回路１５１が作動し、秒針付電波ムーブメントが秒時刻表示をする。例えば、秒針付電波ムーブメント内には、検出回路１５３として、本発明の傾斜振動センサのメカスイッチ部とMPUとを配置させ、所定期間内に複数の腕動作をするなど、特定の腕動作時のみ、傾斜振動センサが傾斜の回数や大きさを検知し、秒針付電波ムーブメントの回路１５１へ信号が送られる。そして、秒針付電波ムーブメントの秒針が作動し、正確な秒時刻を秒針が秒時刻指示する。タイマー処理などで、数分後再び、秒針付電波ムーブメントの秒針が曜日指示に戻る。さらにタイマー処理時間内でも、秒針を止め曜日指示にする場合には、再び特定の腕動作を行えばよい。ここで、検出回路１５３は秒針付電波ムーブメント内に設けたが、別部に配置しても構わない。
【００４７】
特定の腕動作は、実施例１で説明した動作などを採用することができる。腕を上げたのち、手前にブレスウォッチを傾けた後、逆側に傾け、さらにもう一度手前に傾ける動作でもよいが、MPUのプログラム次第で別のエレガントなリスト動作も可能である。なお、電波ムーブメントに太陽電池式のムーブメントを用いれば、電池交換も入らず、スイッチもリューズもない、時計を感じさせない高級感のあるファッションブレスレッドウォッチを提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のセンサは、電池駆動で駆動できるので、低消費電力を実現し、小型携帯装置に
採用することができる。また、これを応用して防犯システムや盗難防止システムに利用可能であり、家庭用、オフィス用、産業用などあらゆる分野に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の傾斜振動センサの模式断面図および模式平面図である。
【図２】本発明の傾斜振動センサの外観図である。
【図３】本発明の傾斜振動センサの模式断面図および平面図である。
【図４】本発明の傾斜振動センサの外観図である。
【図５】本発明の傾斜振動センサの模式図である。
【図６】本発明の傾斜振動センサの模式断面図および平面図である。
【図７】本発明のスイッチ回路および周辺回路のシステム図である。
【図８】本発明のスイッチを用いたコンビネーション型電子腕時計の動作説明図である。
【図９】本発明のスイッチを用いた電子腕時計の動作説明図である。
【図１０】本発明の傾斜振動センサの外観図である。
【図１１】本発明の傾斜振動センサの模式図である。
【図１２】本発明の傾斜振動センサを用いた防犯システムを示す模式図である。
【図１３】本発明の傾斜振動センサおよびそれを用いた防犯システムの回路ブロック図である。
【図１４】本発明のスイッチを用いた腕時計の外観図である。
【図１５】本発明のスイッチを用いた腕時計の動作説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１１、３１、６２  導電球
１２、２１、６１  導電キャップ
１３、６５  電極パターン
１４  ダミーパターン
１５、２２、３５、６３  基板
１６  溝
１７、３７  スルーホール
２３  接地電極
２４、３４、４４  外部電極パターン
３９、４９  カバーレイ
４０  被実装基板
４１  傾斜振動センサ
４８  ハンダ
５１  スイッチ
５２、６０、７０  メカスイッチ部
５３  入出力パッド
５４、６４、７１  ＩＣチップ
７４  表示モード信号
７５  表示切替信号
７６  ＬＣＤセグメントモジュール
８１  コンビネーション腕時計
９１  時計
９２  短針（月）
９３  長針（日付け）
９４  秒針（曜日）
９５  文字盤
１０１  ＭＰＵ
１０２  ＦＰＣ
１０３  傾斜振動センサ
１０４、１１７  導電球
１０５  勾配チップ
１０６  マザー基板
１１１  基板
１１２  電極Ａ
１１３  電極Ｂ
１１４  取付角度
１１５  電極Ｃ
１１６  電極Ａ
１２１  受信制御付ブザー装置
１２２  ビデオカメラ
１２３  傾斜振動検出装置
１２４  貴金属ショーケース
１４０  ブレスウォッチ
１４１  秒針付電波ムーブメント
１４２  分針付電波ムーブメント
１５０  電波塔
１５１、１５２  回路
１５３  検出回路
【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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【図１４】
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【図１５】
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