(57)【要約】【課題】  傾斜位置の検出を精度よく行うことができると共に、使用頻度や経年変化等による劣化を防止し、小型の携帯機器などに搭載可能な薄型の傾斜センサを提供することである。【解決手段】  ケーシング２０と、このケーシング２０内に配置される発光部２５及び受光部２６ａ，２６ｂからなる光検出手段と、前記ケーシング２０に回転可能に支持され、該ケーシング２０が傾斜したときに前記光検出手段の受光部２６ａ，２６ｂの上方に回転して、該受光部２６ａ，２６ｂを覆う回転羽根２４とによって傾斜センサ２１を構成した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部及び受光部からなる光検出手段と、傾斜したときに前記光検出手段の受光部の上方を覆う回転羽根とを備えたことを特徴とする傾斜センサ。
【請求項２】
ケーシングと、このケーシング内に配置される発光部及び受光部からなる光検出手段と、前記ケーシングに回転可能に支持され、該ケーシングが傾斜したときに前記光検出手段の受光部の上方に回転して、該受光部を覆う回転羽根とを備えた傾斜センサ。
【請求項３】
前記受光部が複数設けられ、傾斜したときに前記回転羽根が前記複数の受光素子の少なくとも一つの上方を覆う請求項１又は２記載の傾斜センサ。
【請求項４】
前記回転羽根が水平時には前記受光部を覆わない位置にある請求項１又は２記載の傾斜センサ。
【請求項５】
前記回転羽根が、前記ケーシングの略中心部に設けられる回転軸に回転可能に支持され、その回転軸を挟んだ両方向に一対の受光部が前記回転羽根の回転半径内に配置されると共に、前記発光部が前記一対の受光部から等距離内に配置されている請求項２記載の傾斜センサ。
【請求項６】
前記回転羽根は、扇形に形成され、この扇形の要部が回転可能に支持されている請求項１又は２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、携帯電話機やカメラなどの小型機器に搭載され、水平位置からの傾きを検知する傾斜センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラでの撮影時における構図の縦横方向の傾きや玩具、ロボットなどの動きや姿勢を検知するために、カメラなどの機器の内部に傾斜センサを備えているものがある。従来の傾斜センサは、傾斜方向に設けられる複数の固定接点と、傾斜した際に前記固定接点のいずれかに接触する可動接点とを備えた接触式の検知手段を用いたものが多い。
【０００３】
このような接触式の検知手段を用いた傾斜センサは、例えば、特許文献１に示されているように、内部に空間を有した箱型の筐体と、この筐体内の２方向又は４方向に設けられる複数の固定接点と、これらの固定接点に向けて転がる小型のボール体による可動接点とを備えて構成されている。この傾斜センサでは、筐体が傾斜した際、この傾斜した方向にある固定接点に前記ボール体が転がって接触することによるスイッチングによって、その傾斜を検知するようになっている。
【特許文献１】特開平１１−１９５３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の傾斜センサにあっては、可動接点であるボール体が筐体内に配置されている固定接点に転がって接触することで傾斜を検出しているため、前記ボール体にゴミなどが付着したり、長時間使用しているうちに、筐体や固定接点への摩擦や接触によって変形したりするおそれがある。このように、前記ボール体にゴミの付着や変形等が生じると、固定接点への移動がスムーズに行えず、傾斜した際や水平位置に戻った際のスイッチングに遅延が生じるなどの検出精度の低下を引き起こすといった問題がある。また、前記ボール体が移動する際に、筐体との摩擦音あるいは固定接点に衝突する際の衝突音等の異音を生じてしまうといった問題もある。
【０００５】
また、前記ボール体が一定の厚みを有することと、このボール体が転がるスペースを持たせなければならないことから、筐体サイズが大きくなり、薄型化する携帯機器に搭載するのが困難となる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、傾斜検出を精度よく行うことができると共に、使用頻度や経年変化等による劣化を防止し、小型の携帯機器などに搭載可能な薄型の傾斜センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の傾斜センサは、発光部及び受光部からなる光検出手段と、傾斜したときに前記光検出手段の受光部の上方を覆う回転羽根とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の傾斜センサは、ケーシングと、このケーシング内に配置される発光部及び受光部からなる光検出手段と、前記ケーシングに回転可能に支持され、該ケーシングが傾斜したときに前記光検出手段の受光部の上方に回転して、該受光部を覆う回転羽根とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る傾斜センサによれば、傾斜した方向を検出する固定接点が光を感知する受光部を有する光検出手段で構成され、傾斜した際に移動する可動接点が前記受光部上を覆う回転羽根によって構成されているため、従来は接触方式で行っていた傾斜検出が光を媒介にした非接触方式で行うことができる。このような非接触での検出を受光部やこの受光部上を覆う回転羽根とによって構成したことで、傾斜検出を障害なくスムーズに行うことができると共に、長期に亘って安定した検出精度を維持することができる。
【００１０】
また、前記傾斜を検知するための主要な構成要素が発光部及び受光部からなる反射型の光検出手段と、この光検出手段を覆う薄板状の回転羽根であるため、薄型のケーシング内に容易に組み込むことが可能となり、傾斜検出を行わせるカメラ等の電子機器の小型化及び薄型化が促進される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る傾斜センサの実施形態を詳細に説明する。ここで、図１は水平位置に置かれた場合の傾斜センサの内部を示す平面図で、図２は前記傾斜センサのＡ−Ａ断面図、図３は前記傾斜センサのＢ−Ｂ断面図である。
【００１２】
図１乃至図３に示すように本発明の傾斜センサ２１は、基板２２上に空間部２９を有するケーシング２０と、このケーシング２０の中心部に回転可能に取り付けられる回転軸２３と、この回転軸２３の外周に取り付けられる回転羽根２４と、前記基板２２上に配置される発光部２５と、この発光部２５から発せられる光を受ける一対の受光部２６ａ，２６ｂとを備えている。前記基板２２は、中心部に前記回転軸２３の下端部を軸支持させる孔部２７と、この孔部２７に前記回転軸２３の回転をスムーズにするための軸受部２８が設けられている。前記ケーシング２０は、回転羽根２４が回転する広さの空間部２９を囲う枠体３０と、この枠体３０上に載置される蓋体３１によって構成されている。前記蓋体３１には、中心部に前記回転軸２３の上端部が嵌め込み可能な孔部３２が設けられている。なお、前記ケーシング２０は、傾斜検出を行う携帯電話機やカメラなどに機器への組み込みを容易にするために設けられたものであるが、発光部２５及び受光部２６ａ，２６ｂや回転羽根２４等が前記機器の内部に設置されているマザーボード等へ直接実装可能であれば、特に設けなくてもよい。
【００１３】
前記回転軸２３は、図２に示したように、基板２２及び蓋体３１の中心に設けた孔部２７，３２に回転支持される軸心部３３と、この軸心部３３の略中間位置に張り出した回転羽根固定部３４とを有して構成されている。前記回転羽根２４は、図３に示したように、軸心部３３の上端部を通して前記回転羽根固定部３４上に固定されるリング状の固定部３５と、この固定部３５の外周部から所定幅の円弧面を有する扇型の羽根部３６とで一体形成されている。前記羽根部３６は、中心角度が略９０度に開いた扇型の樹脂板で形成され、前記基板２２側に対向した面に反射防止対策が施される。この反射防止対策は、前記羽根部３６の表面を黒色系の塗料で着色あるいは反射防止用のシート部材を貼付するといった方法がとられる。
【００１４】
また、前記回転羽根２４が回転する上方には、前記発光部２５から発せられる光を受光部２６ａ，２６ｂに向けて反射させるための反射板３７が配置される。この反射板３７は、前記基板２２上に実装されている発光部２５や受光部２６ａ，２６ｂ全体をカバーするために、前記回転羽根２４の回転半径を有した円盤状に形成される。この反射板３７は、前記蓋体３１の裏面側に配設される。また、このような反射板３７を設けず、前記蓋体３１を光反射率の高い金属板で形成するか、蓋体３１の裏面に金属膜を蒸着するといった方法で形成してもよい。
【００１５】
前記一対の受光部２６ａ，２６ｂは、フォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子によって構成され、前記回転軸２３を挟んだ基板２２の両側に受光面を上に向けて前記基板２２上にそれぞれ実装されている。この受光部２６ａ，２６ｂは、前記回転羽根２４の回転半径内に配置される。
【００１６】
前記発光部２５は、発光ダイオードなどの発光素子によって構成され、前記反射板３７を介して受光部２６ａ，２６ｂ側で受光可能な範囲内に配置される。発光部２５は、前記受光部２６ａ，２６ｂと同様に回転羽根２４の回転半径内に少なくとも一つ以上配置される。
【００１７】
また、前記基板２２上には、前記発光部２５や受光部２６ａ，２６ｂを駆動させたり、受光部２６ａ，２６ｂで検出される光のＯＮ／ＯＦＦを電気信号に変換したりするための制御機能等を備えたＩＣが実装される。
【００１８】
上記図１に示した傾斜センサ２１は、傾斜のない水平位置に置かれた場合においては、図４（ａ）に示すように、前記回転羽根２４の羽根部３６が受光部２６ａ，２６ｃにかからない中間位置で静止した状態となっている。羽根部３６がこの位置にあるときは、前記発光部２５から発せられた光が羽根部３６の上方に配置されている反射板３７を介して反射されるため、受光部２６ａ，２６ｂ側で常時受光（ＯＮ）状態となっている。この図４（ａ）の状態から左側に傾斜すると、前記羽根部３６は左側に回転して受光部２６ａの上方が覆われる（図４（ｂ））。また、図４（ａ）の状態から右側に傾斜すると、前記羽根部３６は右側に回転して受光部２６ｂの上方が覆われる（図４（ｃ））。このように、図４（ｂ）又は図４（ｃ）の位置に羽根部３６が回転してきた場合は、発光部２５から発せられた光が遮断（ＯＦＦ）される。このように、ＯＮからＯＦＦにスイッチングされたことによって、傾斜したことの検出され、前記受光部２６ａ，２６ｂのどちらがＯＦＦになっているかによって、傾斜した方向を検出することができる。
【００１９】
上記実施形態の傾斜センサ２１は、発光部２５から発せられる光を受光部２６ａ，２６ｂ側で常時検出できる状態にし、傾斜した際に、前記受光部２６ａ，２６ｂを羽根部３６で遮光することによって、ＯＮまたはＯＦＦにスイッチングさせたが、これとは逆に、前記回転羽根２４を介して反射された光を受光することによって、傾斜検出を行わせるように構成することもできる。図５は、前記傾斜センサ２１をベースとして、反射光を利用して傾斜検出を行わせるように構成した傾斜センサ４１の概略構成例を示したものである。この実施形態の傾斜センサ４１では、回転羽根２４の羽根部４３に光反射作用を持たせると共に、この羽根部４３が回転する方向に発光部及び受光部からなる反射型の光検出手段が設けられる。前記羽根部４３は、全体が金属材料で形成されるか、光検出手段に対向する面に金属膜を蒸着したり、薄い金属材料を貼付したりすることによって形成される。前記光検出手段には、発光部と受光部とが一体になったフォトリフレクタ４２ａ，４２ｂが用いられ、前記羽根部４３の回転半径内の所定位置に実装される。この傾斜センサ４１では、前記フォトリフレクタ４２ａ，４２ｂから離れた位置で羽根部４３が静止する水平状態にあっては、前記フォトリフレクタは４２ａ，４２ｂは共にＯＦＦのままであるが、図５（ｂ），（ｃ）に示すような方向に傾斜した際に、前記フォトリフレクタ４２ａ，４２ｂのいずれか一方を遮る位置に前記羽根部４３が回転することで、ＯＮにスイッチングされる。そして、前記羽根部４３が元の水平位置に戻ると、ＯＮからＯＦＦにスイッチングされる。このように、羽根部４３を介した反射光によって、傾斜方向を検出することができる。なお、この実施形態の傾斜センサ４１では、羽根部４３に反射作用を持たせているので、前記傾斜センサ２１のように、回転羽根２４の上方に反射板３７を設ける必要がない。
【００２０】
上記示した実施形態の傾斜センサ２１は、受光部が回転軸を挟んで対向する位置に一対設けた構成であるので、前後又は左右のいずれか一方向の傾斜やその傾斜方向の確認を行うことができるが、前記受光部を前後及び左右の両方向に設けることによって、全方向の傾斜検出が可能となる。また、一方向だけの傾斜検出を行うものであれば、その傾斜方向に対して前記受光部を一つだけ設けるように構成することもできる。
【００２１】
以上、説明したように、本発明の傾斜センサによれば、受光部と、この受光部上を回転する回転羽根との非接触による重なり状態によって、傾斜検出を行うように構成されているため、検出部における磨耗や劣化が生じにくく、長期間に亘って安定した検出精度を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る傾斜センサの平面図である。
【図２】上記傾斜センサのＡ−Ａ断面図である。
【図３】上記傾斜センサのＢ−Ｂ断面図である。
【図４】上記傾斜センサにおける傾斜検出動作を示す説明図である。
【図５】反射光によって傾斜方向を検出する傾斜センサの説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
２０  ケーシング
２１  傾斜センサ
２２  基板
２３  回転軸
２４  回転羽根
２５  発光部
２６ａ，２６ｂ  受光部
２７  孔部
２８  軸受部
２９  空間部
３０  枠体
３１  蓋体
３２  孔部
３３  軸心部
３４  回転羽根固定部
３５  固定部
３６  羽根部
３７  反射板
３８  ＩＣ
４１  傾斜センサ
４２ａ，４２ｂ  フォトリフレクタ
４３  羽根部
【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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