(57)【要約】【課題】容易に高精度に設置可能な傾斜センサを提供する。【解決手段】印加される加速度を検出し、検出した加速度に応じた出力電圧を出力する加速度センサ２と、加速度センサ２が出力する出力電圧の変化に応じて、基準電圧に対してヒステリシスを有して出力信号を出力する比較回路４と、比較回路４が有するヒステリシスを縮小するヒステリシス縮小部ＳＷ３，ＳＷ４とを備える。【選択図】図２
2014048055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加される加速度を検出し、検出した加速度に応じた出力電圧を出力する加速度センサと、
前記加速度センサが出力する出力電圧の変化に応じて、基準電圧に対してヒステリシスを有して出力信号を出力する比較回路と、
前記比較回路が有するヒステリシスを縮小するヒステリシス縮小部と
を備えることを特徴とする傾斜センサ。
【請求項２】
前記比較回路は、シュミットトリガ回路を備え、
前記ヒステリシス縮小部は、前記シュミットトリガ回路のフィードバック遮断するスイッチであることを特徴とする請求項１に記載の傾斜センサ。
【請求項３】
前記比較回路の基準電圧を変更する基準電圧変更部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の傾斜センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度センサを用いた傾斜センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば携帯型情報通信端末等の画面制御装置において、重力センサ（加速度センサ）を用いて、重力方向と画面の表示方向が対応するように制御する為の傾斜センサが提案されている。このような傾斜センサは、装置の方向が頻繁に変化する場合において、重力方向が頻繁に変化して画面の表示方向が頻繁に変化し、操作性が低下する可能性がある。これに対して、傾きの小さな変化に対して、表示方向の切り替えタイミングが遅くなるようなヒステリシス特性で、表示方向を切り替えるように制御する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１２２６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、傾斜センサがヒステリシスを有することから、製造時において、傾斜センサを装置に対して正確に水平に設置することが困難となる。これに対して、出力値の調整等により、水平と検出する傾斜角を小さくすることが考えられるが、傾斜センサのヒステリシスは残るため、なお、傾斜センサを正確に設置することが困難である。
本発明は、上記問題点を鑑み、容易に高精度に設置可能な傾斜センサ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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、印加される加速度を検出し、検出した加速度に応じた出力電圧を出力する加速度センサと、前記加速度センサが出力する出力電圧の変化に応じて、基準電圧に対してヒステリシスを有して出力信号を出力する比較回路と、前記比較回路が有するヒステリシスを縮小するヒステリシス縮小部とを備える傾斜センサであることを要旨とする。
【０００６】
また、本発明の第１の態様に係る傾斜センサにおいては、前記比較回路は、シュミットトリガ回路を備え、前記ヒステリシス縮小部は、前記シュミットトリガ回路のフィードバック遮断するスイッチであることができる。
【０００７】
また、本発明の第１の態様に係る傾斜センサにおいては、前記比較回路の基準電圧を変更する基準電圧変更部を備えることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、容易に高精度に設置可能な傾斜センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る傾斜センサの基本的な構成を説明するブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る傾斜センサの基本的な構成を説明する回路図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る傾斜センサの動作を説明する表である。
【図４】本発明の実施の形態に係る傾斜センサの動作を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る傾斜センサの動作を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る傾斜センサの動作を説明するタイムチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係る傾斜センサの動作を説明するタイムチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る傾斜センサの動作を説明する回路図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る傾斜センサの動作を説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。また、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、回路素子や構成部品の種類、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１１】
（傾斜センサ）
本発明の実施の形態に係る傾斜センサは、図１に示すように、電源を供給する電源部１と、印加される加速度を検出し、検出した加速度に応じた出力電圧を出力する加速度センサ２と、比較回路４、論理回路５を有する検出部３と、出力回路６とを備える。比較回路４は、例えば、図２に示すように、分圧回路Ｐ１，Ｐ２、シュミットトリガ回路Ｔ１，Ｔ２を備える。
【００１２】
シュミットトリガ回路Ｔ１は、コンパレータＵ３-1、抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６を備える。加速度センサ２から出力される出力電圧は、シュミットトリガ回路Ｔ１のコンパレータＵ３-1の反転入力（−入力）に入力される。抵抗Ｒ５，Ｒ６は、シュミットトリガ回路Ｔ１において、ヒステリシスｈを生成する。シュミットトリガ回路Ｔ１の出力信号をフィードバックする為の抵抗Ｒ６の一端は、スイッチ（開閉器）ＳＷ３が接続され、フィードバックを遮断できるように構成されている。
【００１３】
シュミットトリガ回路Ｔ１の＋入力は、分圧回路Ｐ１から出力される基準電圧Ｖ２が入力される。分圧回路Ｐ１は、電源電位と接地電位との間に直列に接続された抵抗Ｒ３，Ｒ４の間を基準電圧Ｖ２とする。一端が電源電位に接続された抵抗Ｒ３は、直列に接続されたスイッチ（開閉器）ＳＷ１及び抵抗Ｒ１が並列に接続される。スイッチＳＷ１及び抵抗Ｒ１は、スイッチＳＷ１が開閉されることにより基準電圧Ｖ２を変更する基準電圧変更部として機能する。抵抗Ｒ４は、バイパスコンデンサＣ７が並列に接続される。
【００１４】
シュミットトリガ回路Ｔ１のコンパレータＵ３-1は、加速度センサ２が出力する出力電圧の変化に応じて、分圧回路Ｐ１が出力する基準電圧Ｖ２に対してヒステリシスｈを有して出力信号を出力する。コンパレータＵ３-1は、例えば、図３に示すように加速度センサ２の出力電圧Ｖが基準電圧Ｖ２未満の場合、ハイ（Ｈ）の信号を出力する。出力電圧Ｖが基準電圧Ｖ１以上Ｖ２未満の場合、ハイの信号を、出力電圧Ｖが基準電圧Ｖ２以上の場合ロー（Ｌ）の信号を出力する。
【００１５】
同様に、シュミットトリガ回路Ｔ２は、コンパレータＵ３-2、抵抗Ｒ９、抵抗Ｒ１０を備える。加速度センサ２から出力される出力電圧は、シュミットトリガ回路Ｔ２のコンパレータＵ３-2の−入力に入力される。抵抗Ｒ９，Ｒ１０は、シュミットトリガ回路Ｔ２において、ヒステリシスｈを生成する。シュミットトリガ回路Ｔ２の出力信号をフィードバックする為の抵抗Ｒ１０の一端は、スイッチ（開閉器）ＳＷ４が接続され、フィードバックを遮断できるように構成されている。
【００１６】
シュミットトリガ回路Ｔ２の＋入力は、分圧回路Ｐ２から出力される基準電圧Ｖ１が入力される。分圧回路Ｐ２は、電源電位と接地電位との間に直列に接続された抵抗Ｒ７，Ｒ８の間を基準電圧Ｖ１とする。一端が電源電位に接続された抵抗Ｒ７は、直列に接続されたスイッチ（開閉器）ＳＷ２及び抵抗Ｒ２が並列に接続される。スイッチＳＷ２及び抵抗Ｒ２は、スイッチＳＷ２が開閉されることにより基準電圧Ｖ１を変更する基準電圧変更部として機能する。抵抗Ｒ８は、バイパスコンデンサＣ８が並列に接続される。
【００１７】
シュミットトリガ回路Ｔ２のコンパレータＵ３-2は、例えば図３に示すように、加速度センサ２が出力する出力電圧の変化に応じて、分圧回路Ｐ２が出力する基準電圧Ｖ２に対してヒステリシスｈを有して出力信号を出力する。
【００１８】
コンパレータＵ３-1の正負電源端子は、電源電位、接地電位にそれぞれ接続され、バイパスコンデンサＣ９の両端にそれぞれ接続される。コンパレータＵ３-1の出力端子は、トランジスタＵ４に接続される。トランジスタＵ４は、図３に示すように、シュミットトリガ回路Ｔ１が出力する出力信号を入力し、反転して出力する。
【００１９】
論理ゲートＵ５は、図３に示すように、トランジスタＵ４の出力信号と、シュミットトリガ回路Ｔ２のコンパレータＵ３-2の出力信号とを入力信号として、排他的論理和（ＥＸ−ＯＲ）の出力信号を出力する。論理ゲートＵ５が出力する出力信号は、抵抗１３，Ｒ１４によって電圧を調整され、出力トランジスタＵ６に入力される。出力トランジスタＵ６は、論理ゲートＵ５がハイの出力信号を出力すると、オンになり、論理ゲートＵ５の出力信号を反転して出力するように構成されている。
【００２０】
本発明の実施の形態に係る傾斜センサの出力（出力トランジスタＵ６の出力）は、例えば、ブザー、表示灯等の外部の出力装置に接続される。これにより、本発明の実施の形態に係る傾斜センサは、加速度センサ２の出力電圧Ｖが基準電圧Ｖ１以上Ｖ２未満の場合、出力装置を介してユーザに水平状態であることを報知する。
【００２１】
−傾斜センサの動作−
以下、本発明の実施の形態に係る傾斜センサを、設置対象に設置する際の傾斜センサの動作について説明する。
【００２２】
加速度センサ２の出力電圧Ｖは、例えば、図４に示すように、加速度センサ２の傾きがθ１のときＶ１、傾きがθ２のときＶ２となるように設計されている。傾斜センサの設置時において、理想的には、傾きが０°の水平状態で設置することが望まれるが、傾きがθ１以上θ２未満の間で出力が一定のため、水平状態とすることが困難である。
【００２３】
そこで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を閉じる（オンする）ことにより、分圧回路Ｐ１，Ｐ２の抵抗値を変更し、図５に示すように、基準電位Ｖ１，Ｖ２を、Ｖ1A，Ｖ2Aのように変更する。これにより、水平状態を報知する角度が狭められ、より精度よく水平状態を検出することができる。
【００２４】
スイッチＳＷ１，ＳＷ２が開放の場合、図６に示すように、コンパレータＵ３-1の出力は、加速度センサ２の出力電圧ＶがＶ2LからＶ2Hまでの間にヒステリシスｈ２を有する。同様にコンパレータＵ３-2の出力は、加速度センサ２の出力電圧ＶがＶ1LからＶ1Hまでの間にヒステリシスｈ１を有する。結果として、出力トランジスタＵ６の出力もヒステリシスｈ１，ｈ２を有する。
【００２５】
スイッチＳＷ１，ＳＷ２を閉じると、図７に示すように、水平状態となる加速度センサ２の出力電圧Ｖの範囲は狭まる。しかし、ヒステリシスｈ１，ｈ２は残存するため、出力トランジスタＵ６の出力は、加速度センサ２の傾きの変化の方向等により、適正な出力とならない可能性がある。
【００２６】
そこで、図８に示すように、シュミットトリガ回路Ｔ１，Ｔ２のスイッチＳＷ３，ＳＷ４を開放（オフ）することにより、フィードバックを遮断する。これにより、シュミットトリガ回路Ｔ１，Ｔ２が有するヒステリシスｈ１，ｈ２が縮小（除去）される。スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、シュミットトリガ回路Ｔ１，Ｔ２が有するヒステリシスｈ１，ｈ２を縮小するヒステリシス縮小部として機能する。
【００２７】
本発明の実施の形態に係る傾斜センサによれば、スイッチＳＷ３，ＳＷ４を開放することにより、図９に示すように、一時的にヒステリシスを縮小（除去）することができる。よって、加速度センサ２の傾きの変化の方向によらず、高精度に傾斜センサの水平状態を検出することができ、傾斜センサを、容易に高精度に設置可能である。
【００２８】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００２９】
例えば、既に述べた実施の形態においては、ヒステリシス縮小部による処理等は、スイッチＳＷ３，ＳＷ４に限るものでなく、マイクロプロセッサにより行われてもよい。この場合、加速度センサ２の出力電圧ＶをＡＤ変換してマイクロプロセッサに入力し、マイクロプロセッサがヒステリシスを有して出力信号を出力するようにすればよい。そして、論理構造としてマイクロプロセッサが有するヒステリシス縮小部により、加速度センサ２の出力電圧Ｖに対するヒステリシスを縮小するようにすればよい。
【００３０】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００３１】
Ｔ１，Ｔ２  シュミットトリガ回路
ＳＷ１，ＳＷ２  （基準電圧変更部）
ＳＷ３，ＳＷ４  スイッチ（ヒステリシス縮小部）
２  加速度センサ
４  比較回路
【図１】
2014048055.tif 000003
【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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