(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空洞部を有し、対向する２面が正方形のインターフェース面として形成される直方体形状のケースと、
前記ケースの空洞部内に収まり、前記ケースの各面に対して平行な面を有する仮想立方体の頂点を規定する８つの固定接点と、
前記空洞部内に移動可能に収容され、静止状態において前記仮想立方体の鉛直方向下側の一面の頂点を規定する４つの固定接点に当接して保持される導体球と、
前記ケースの各頂点に配置され、前記ケースの各頂点に最も近い前記固定接点と電気的に接続される８つの第１端子と、
前記インターフェース面の各辺の中点に形成され、前記インターフェース面のどちらにも全ての固定接点と電気的に接続された端子が露出するように、対向するインターフェース面上の第１端子とそれぞれ電気的に接続される８つの第２端子と、
前記インターフェース面の一方の面上に形成された第１端子および前記第２端子のそれぞれと電気的に接続され、前記導体球と接触している固定接点を検出することによって前記ケースの傾きを判定する、傾き判定手段と、
を有する傾斜センサーであって、
前記２インターフェース面の中心を通過する軸に対する前記ケースの９０度毎の回転、および前記２インターフェース面に等距離な面上かつ前記ケースの重心を通過する軸に対する前記ケースの１８０度の回転に対して、互いに電気的に結合される前記第１端子と前記第２端子とにおける、該第１端子が位置する前記頂点と該第２端子が位置する前記中点とを結ぶ線分群は対称であることを特徴とする傾斜センサー。
【請求項２】
互いに電気的に結合された前記第１端子と前記第２端子とは、共に前記ケースの同一面上に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の傾斜センサー。
【請求項３】
前記第１の端子と前記第２の端子とがケース表面に実装された配線パターンによって電気的に接続されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の傾斜センサー。
【請求項４】
前記インターフェース面の一方の面上に形成された第１端子および前記第２端子のそれぞれと接触するコネクター、前記前記傾き判定手段、および前記傾き判定手段と前記コネクターとを電気的に接続する配線パターンが基板上に実装されてい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傾斜センサー。
【請求項５】
前記仮想立方体の任意の対角線上に位置する２つの固定接点に接続された前記第１端子および前記第２端子が接地され、
前記傾き判定手段は、
他の固定接点に接続された第１、第２端子をプルアップするプルアップ手段と、
プルアップされた第１端子および第２端子の電圧レベルを検出する電圧レベル検出手段と、
を有し、
検出された電圧レベルの組み合わせに基づいて前記導体球と接触している固定接点を検出する、
ことを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれかに記載の傾斜センサー。
【請求項６】
前記インターフェース面の一方の面上に形成された第１端子および前記第２端子のそれぞれと接触するコネクター、前記前記傾き判定手段、および前記傾き判定手段と前記コネクターとを電気的に接続する配線パターンが基板上に実装され、
前記基板上の配線パターンによって前記仮想立方体の任意の対角線上に位置する２つの固定接点に接続された前記第１端子および前記第２端子が接地され、
前記傾き判定手段は、
他の固定接点に接続された第１、第２端子をプルアップするプルアップ手段と、
プルアップされた第１端子および第２端子の電圧レベルを検出する電圧レベル検出手段と、
を有し、
検出された電圧レベルの組み合わせに基づいて前記導体球と接触している固定接点を検出し、
前記他の固定接点のうち、互いに前記仮想立方体の対角を成さない任意の２固定接点が互いに前記基板上の配線パターンによって電気的に接続されてい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傾斜センサー。
【請求項７】
前記基板上の配線パターンによって互いに電気的に接続されている２固定接点を除く前記他の固定接点のうち、互いに前記仮想立方体の対角を成さない任意の２固定接点が互いに前記基板上の配線パターンによって電気的に接続されていることを特徴とする、請求項６に記載の傾斜センサー。
【請求項８】
磁力によって前記導体球が前記４つの固定接点上に静止し、前記ケースの微振動による前記導体球の前記４つの固定接点からの離間を防止することを特徴とする、請求項１から請求項７に記載の傾斜センサー。
【請求項９】
前記傾斜センサーを９０度または１８０度以上傾けない限り、磁力によって前記導体球が前記４つの固定接点上に静止することを特徴とする、請求項８に記載の傾斜センサー。
【請求項１０】
前記導体球が磁石であり、
前記固定接点が磁性体であり、
前記導体球と前記固定接点の間に働く磁力によって前記導体球が前記４つの固定接点上に静止することを特徴とする、請求項８または請求項９に記載の傾斜センサー。
【請求項１１】
前記導体球が磁性体であり、
前記固定接点が磁石であり、
前記導体球と前記固定接点の間に働く磁力によって前記導体球が前記４つの固定接点上に静止することを特徴とする、請求項８または請求項９に記載の傾斜センサー。
【請求項１２】
前記導体球が磁性体であり、
前記ケースの各面が磁石部分を有し、
前記導体球と前記前記ケースの各面の磁石部分の間に働く磁力によって前記導体球が前記４つの固定接点上に静止することを特徴とする、請求項８または請求項９に記載の傾斜センサー。
【請求項１３】
空洞部を有し、対向する２面が正方形のインターフェース面として形成される直方体形状のケースと、
前記ケースの空洞部内に収まり、前記ケースの各面に対して平行な面を有する仮想立方体の頂点に相当する位置に配置されるような、８つの固定接点と、
前記空洞部内に移動可能に収容され、静止状態において前記仮想立方体の鉛直方向下側の一面の頂点を規定する４つの固定接点に当接して保持される導体球と、
前記ケースの各頂点に配置され、前記ケースの各頂点に最も近い前記固定接点と電気的に接続される８つの第１端子と、
前記インターフェース面の各辺の中点に形成された８つの第２端子と、
前記インターフェース面と垂直な側面上に形成され、一方のインターフェース面上に形成された第１端子と他方のインターフェース面上に形成された第２端子とを接続する接続線と、
前記インターフェース面の一方の面上に形成された第１端子および前記第２端子のそれぞれと電気的に接続され、前記導体球と接触している固定接点を検出することによって前記ケースの傾きを判定する、傾き判定手段と、
を有する傾斜センサーであって、
前記接続線は、前記２つのインターフェース面の中心を貫く軸回りに、一方のインターフェース面を他方のインターフェース面に対して４５度回転させた際に最も近距離となるような第１接点と第２接点同士を接続していることを特徴とする、傾斜センサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルカメラ等の電子機器に内蔵され、前記電子機器の傾斜方向を検出する傾斜センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の傾斜センサーとしては、例えば特開平１１−１９５３５９記載のの傾斜センサーがある。従来の傾斜センサーは、内部に空洞を有するケースと、前記空洞内に水平かつ所定角度をもって隣り合って配置された３個以上の固定接点と、前記ケースの外壁部に露出した前記固定接点のそれぞれと電気的に接続されている端子と、前記空洞内を移動可能な導体である可動接点とを有している。
【０００３】
前記可動接点は前記ケースを傾けることにより、重力に従って移動し、前記固定接点の少なくとも２点と接した状態で静止する。この結果、前記可動接点によって前記固定接点同士が電気的に接続されるので、電気的に接続されている固定接点を特定する検出手段を前記端子に接続することにより、前記ケースの傾斜方向を検出することができる。
【０００４】
しかしながら、従来の傾斜センサーにおいては、固定接点が水平面上に配置されているため、前記ケースが天地逆になっているかどうかを判別することができなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、傾斜センサーのケースが天地逆になっているかを判断可能であり、さらに前記ケースを取り付け容易な、傾斜センサーを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の傾斜センサーは、空洞部を有する直方体形状のケースと、
前記ケースの空洞部内に収まる、前記ケースの直方体と重心が同一でありかつ前記ケースの各面に対して平行な面を有する仮想立方体の頂点を規定する８つの固定接点と、
前記空洞部内に移動可能に収容され、静止状態において前記仮想立方体の鉛直方向下側の一面の頂点を規定する４つの固定接点に当接して保持される導体球と、
を備えている。
【０００７】
前記傾斜センサーのケースを傾けると、前記導体球が重力に従って、前記仮想立方体の１面の頂点に相当する位置に形成されている４つの前記固定接点と接触するため、どの固体接点同士が電気的に接続されているのかを検出することにより、上下左右前後６方向の傾きを検出することができる。
【０００８】
また、前記ケースは互いにに平行な正方形であるインターフェース面を有する直方体であり、
前記ケースの各頂点に配置され、前記ケースの各頂点に最も近い前記固定接点とそれぞれ電気的に接続される８つの第１端子と、
前記インターフェース面の各辺の中点に形成され、前記インターフェース面のどちらにも全ての固定接点と電気的に接続された端子が露出するように、対向するインターフェース面上の第１端子と電気的に接続される８つの第２端子と、
前記インターフェース面の一方の面上に形成された第１端子および前記第２端子のそれぞれと電気的に接続され、前記導体球と接触している固定接点を検出することによって前記ケースの傾きを判定する、傾き判定手段と、
を有している。ここで、前記第１の面および前記第２の面上の端子の位置は、どのような向きで前記ケースを場合であっても、各端子と固定接点との相対的な位置関係が変わらないような位置であるので、前記傾斜センサーを取り付ける向きにかかわらず正常に取り付け可能である。
【０００９】
また、請求項３に記載の傾斜センサーは、前記第１の端子と前記第２の端子とがケース表面に実装された配線パターンによって電気的に接続されることにより、前記インターフェース面のどちらにも全ての固定接点と電気的に接続された端子が露出するようになっている。従って、傾斜センサーの構成を簡素化することができる。
【００１０】
さらに、請求項５に記載の傾斜センサーは、前記仮想立方体の任意の対角線上に位置する２つの固定接点に接続された前記第１端子および前記第２端子が接地され、
前記傾き判定手段は、他の固定接点に接続された第１、第２端子をプルアップするプルアップ手段と、プルアップされた第１端子および第２端子の電圧レベルを検出する電圧レベル検出手段とを有し、検出された電圧レベルの組み合わせに基づいて前記導体球と接触している固定接点を検出することにより、前記導体球と接触している固定接点を検出する構成となっている。
【００１１】
また、請求項６に記載の傾斜センサーは、前記インターフェース面の一方の面上に形成された第１端子および前記第２端子のそれぞれと接触するコネクター、前記前記傾き判定手段、および前記傾き判定手段と前記コネクターとを電気的に接続する配線パターンが基板上に実装され、
前記基板上の配線パターンによって前記仮想立方体の任意の対角線上に位置する２つの固定接点に接続された前記第１端子および前記第２端子が接地され、
前記傾き判定手段は、他の固定接点に接続された第１、第２端子をプルアップするプルアップ手段と、プルアップされた第１端子および第２端子の電圧レベルを検出する電圧レベル検出手段とを有し、検出された電圧レベルの組み合わせに基づいて前記導体球と接触している固定接点を検出し、前記他の固定接点のうち、互いに前記仮想立方体の対角を成さない任意の２固定接点が互いに前記基板上の配線パターンによって電気的に接続されている構成となっている。
【００１２】
従って、前記傾き判定手段は前記他の固定接点のうち、５つの固定接点と接続された前記第１端子および前記第２端子の電圧をモニタリングするだけでよい。
【００１３】
さらに、請求項７に記載の傾斜センサーは、前記基板上の配線パターンによって互いに電気的に接続されている２固定接点を除く前記他の固定接点のうち、互いに前記仮想立方体の対角を成さない任意の２固定接点が互いに前記基板上の配線パターンによって電気的に接続されている構成となっている。
【００１４】
従って、前記傾き判定手段は前記他の固定接点のうち、４つの固定接点と接続された前記第１端子および前記第２端子の電圧をモニタリングするだけでよい。
【００１５】
また、請求項８に記載の傾斜センサーは、前記ケースを静止させたとき、磁力によって前記導体球が前記４つの固定接点上に静止する構成となっている。従って、手ブレ等によって前記導体球と４つの固定接点との接触が不安定となり、前記傾斜センサーが誤動作するおそれがない。
【００１６】
なお、磁力によって前記導体球が前記４つの固定接点上に静止する方法としては、
前記導体球が磁石であり、前記固定接点が磁性体であり、前記導体球と前記固定接点の間に働く磁力によって前記導体球が前記４つの固定接点上に静止する構成（請求項１０）、
前記導体球が磁性体であり、前記固定接点が磁石であり、前記導体球と前記固定接点の間に働く磁力によって前記導体球が前記４つの固定接点上に静止する構成（請求項１１）、
前記導体球が磁性体であり、前記ケースの各面が磁石部分を有し、前記導体球と前記前記ケースの各面の磁石部分の間に働く磁力によって前記導体球が前記４つの固定接点上に静止する構成（請求項１２）、
等がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図５は、本発明の実施の形態の傾斜センサー１の上面図である。基板９上には傾き判定手段１０、およびコネクター１１が実装されており、また傾き判定手段１０とコネクター１１のランド１１ａ〜１１ｈのそれぞれとは、基板上に実装された配線パターン１２（図示せず）によって接続されている。さらにコネクター１１にはケース２が取り付けられる。
【００１８】
また、図１は傾斜センサー１のケース２の空洞部における、固定接点と可動接点である導体球の位置関係を示している。また、図２は前記固定接点と傾斜センサー１のケース２との位置関係を示している。
【００１９】
固定接点５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、および５ｈはケース２内の空洞部に配置された、仮想立方体３の各頂点に相当する位置に配置されている。また、導体球４はその中心点が常に仮想立方体３の中にある。ここで導体球４の直径は、仮想立方体３の一辺の長さの２０．５倍より大きく仮想立方体３の一辺の長さの３０．５倍より小さいので、ケース２が静止しているときは、導体球４は常に仮想立方体３の１面の頂点を規定する
４つの固定接点のみと接している（図１の場合においては固定接点５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ）。
【００２０】
また、ケース２は互いに平行な第１のインターフェース面Ｓ１および第２のインターフェース面Ｓ２が正方形であるような直方体である。第１のインターフェース面Ｓ１の各頂点には第１端子６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが、また第２のインターフェース面Ｓ２の各頂点には第１端子７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈがそれぞれ配置されている。ここで第１端子６ａと７ｅ、第１端子６ｂと７ｆ、第１端子６ｃと７ｇ、第１端子６ｄと７ｈはそれぞれ同一辺上に配置されている。なお、ケース２の中心点と仮想立方体の中心点は同一の点であり、さらに５ａ−５ｄ−５ｈ−５ｅを結ぶ正方形と、６ａ−６ｄ−７ｈ−７ｅを結ぶ長方形は平行である。
【００２１】
ここで固定接点５ａ〜５ｈは、それぞれ第１端子６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈと、各固体接点と端子を両端とする導電性を有するピン１４ａ〜１４ｈによって電気的に接続されている。
【００２２】
また、図３および図４は傾斜センサー１のケース２の外観を示した斜視図である。第１のインターフェース面Ｓ１はそれぞれの辺に４つの第２端子を有している。ここで第２端子６ｅは第１端子６ｄと６ａの中点上に有り、第２端子６ｆは第１端子６ａと６ｂの中点上に有り、第２端子６ｇは第１端子６ｂと６ｃの中点上にあり、第２端子６ｈは第１端子６ｃと６ｄの中点上にある。さらに、第２のインターフェース面Ｓ２はそれぞれの辺の中点に４つの第２端子を有している。ここで第２端子７ａは第１端子７ｅと７ｆの中点上にあり、第２端子７ｂは第１端子７ｆと７ｇの中点上にあり、第２端子７ｃは第１端子７ｇと７ｈの中点上にあり、第２端子７ｄは第１端子７ｈと７ｅの中点上にある。
【００２３】
さらに、ケース２の外壁部に実装された配線パターン８によって、第１端子６ａと７ａ、第１端子６ｂと第２端子７ｂ、第１端子６ｃと第２端子７ｃ、第１端子６ｄと第２端子７ｄ、第１端子７ｅと第２端子６ｅ、第１端子７ｆと第２端子６ｆ、第１端子７ｇと第２端子６ｇ、第１端子７ｈと第２端子６ｈが電気的に接続されている。すなわち、第２端子６ｅ、６ｆ、６ｇ、６ｈおよび７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、仮想立方体３において第１接点に接続されている固定接点で規定される面と対向する面の頂点に位置する固定接点と電気的には等価なものである。従って、第１端子と第２端子とにより、一方のインターフェース面側に配置されている第１端子と第２端子とで、仮想立方体３の各頂点に位置する固定接点の全ての状態を把握するように構成されている。
【００２４】
ここで、図５におけるランド１１ａ〜ランド１１ｈのそれぞれは第１のインターフェース面Ｓ１または第２のインターフェース面Ｓ２上の端子のそれぞれと一致する位置にあり、ランド１１ａ〜１１ｈと第１のインターフェース面Ｓ１または第２のインターフェース面Ｓ２上の端子を接触させた状態で、ケース２はコネクター１１に取り付けられる。
【００２５】
このとき、ランド１１ａ〜ランド１１ｈのそれぞれから見た、各電極と接続されている固定接点は、ランド１１ａ〜ランド１１ｈにどの端子を接触させるかにかかわらず、常に同一の位置である。すなわち、傾斜センサー１を傾けたとき、ランド１１ａ〜１１ｈのうちどの４端子が互いに接続されるかは、ケース２をコネクター１１に取り付ける方向にかかわらず、傾けた方向によってのみ決定するようになる。
【００２６】
また、本発明の実施の形態の傾斜センサー１のブロック図を図６に示す。配線パターン１２においては、ランド１１ａと１１ｇが接地され、ランド１１ｂと１１ｆとが共通の信号線を有して傾き判定手段１０の端子１０ａに接続され、ランド１１ｃは端子傾き判定手段１０の端子１０ｂに接続され、ランド１１ｄと１１ｈとが共通の信号線を有して傾き判定手段１０の端子１０ｃに接続され、ランド１１ｃは端子傾き判定手段１０の端子１０ｂに接続されている。
【００２７】
端子１０ａと端子１１ｂ、端子１０ｂと端子１１ｃ、端子１０ｃと端子１１ｄ、端子１０ｄと端子１１ｅをそれぞれ接続する信号線には、プルアップ抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４が接続されており、導体球と接触していない接点に対応する端子の信号線の電圧レベルは、バッテリの電源電圧から電源回路１３により生成された所定電圧Ｖｃｃ、すなわちＨレベルにプルアップされ一方、導体球と接触する接点に対応する端子の信号線の電圧レベルは接地レベルのＬレベルとなる。
【００２８】
ここで、例えばランド１１ａと端子７ａが接触するように、傾斜センサー１がコネクター１１に取り付けられている場合、図７に示すように、端子１０ａ〜１０ｄの電圧レベルの組み合わせによって、導体球４と接触している固体接点の組み合わせが一意的に判断できる。
【００２９】
以上のように、本発明の傾斜センサーは、傾斜の方向を検出するために必要な、傾き判定手段１０の端子の数を４つにすることが可能である。
【００３０】
ここで、手ブレ等によりケース２が揺動し、導体球４が固定接点から離間して正確に傾きの検出ができなくなるのを防止するため、導体球４を磁石としてピン１４ａ〜１４ｈを磁性体として磁力によって導体球４を導体球４鉛直下方の固定接点上に固定している。なお、前記磁力はケース２を９０度以上傾ければ導体球４が固定接点から離間する程度に抑えられている。
【００３１】
また、磁力によって導体球４を固定接点上に固定する他の手法としては、例えば導体球４を磁性体としてピン１４ａ〜１４ｈを磁石とする、あるいは図８のように導体球４を磁性体としケース２の外壁部の各面中央部に磁石板１５を貼設する等の手法がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における、傾斜センサーのケースの固体接点と導体球の位置関係を示した図である。
【図２】本発明の実施の形態における、傾斜センサーのケースの固体接点と前記傾斜センサー外壁部に露出する端子との位置関係を示した図である。
【図３】本発明の実施の形態における、ケース外壁部に露出する端子同士の接続を示した図である。
【図４】本発明の実施の形態における、ケース外壁部に露出する端子同士の接続を示した図である。
【図５】本発明の実施の形態における、傾斜センサーの上面図である。
【図６】本発明の実施の形態の傾斜センサーの、コネクターと、傾き判定手段との配線を示したブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態の傾斜センサーにおいて、ケースを取り付けたときの、導体球と接触している固体接点と、電流の流れる傾き判定手段の端子の組み合わせの一例を示した表である。
【図８】本発明の実施の形態の傾斜センサーの別例において、ケース外壁に磁石板を貼設した状態を示したものである。
【符号の説明】
１        傾斜センサー
２        ケース
３        仮想立方体
４        導体球
８        配線
９        基板
１０        傾き判定手段
１１        コネクター
１２        配線パターン
１３        電源
１５        磁石板
Ｓ１        第１の面
Ｓ２        第２の面
【図１】
0003771784.tif 000002
【図２】
0003771784.tif 000003
【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】
0003771784.tif 000008
【図８】
0003771784.tif 000009