JP2002243442A

JP2002243442A - 傾き検知装置

Info

Publication number: JP2002243442A
Application number: JP2001037449A
Authority: JP
Inventors: Hisakazu Sugiyama; 尚和椙山
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】上下が逆転しているか否かを正確に検出して、
いずれの方向についても、０度〜１８０度の範囲で、傾
き角を確実に検出する。【解決手段】第１発光素子３０から出射された光は、収
容室４２を通過し、第１受光素子３４に入射する。第２
発光素子３２から出射された光は、光ガイド３９の反射
面３９ａで反射され、収容室４２を通過し、光ガイド４
０の反射面４０ａで反射されて、第２受光素子３６に入
射する。装置本体を傾けると、その傾きの方向に、遮光
体４１が収容室４２内で移動する。これに伴い、第１及
び第２受光素子３４、３６上の遮光体４１の影が移動
し、第１及び第２受光素子３４、３６の受光出力が変化
する。第１及び第２受光素子３４、３６の受光出力に基
づいて、装置本体の傾き方向、傾き角、上下が逆転して
いるか否かを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物体の傾きを検知
する傾き検知センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の傾き検知センサは、例えばゲー
ムの操作としてゲーム機本体そのものを傾けるというゲ
ーム機に適用され、ゲーム機本体の傾きを検出したり、
現在の向きに応じて次の動作を決定するというエンタテ
イメントロボットに適用され、その向きを検出する。こ
の様な適用例の場合は、あらゆる方向の傾きを検知し、
この傾きに対する応答動作を行うことにより、アミュー
ズメント性を向上させることができる。

【０００３】あらゆる方向の傾きを検知する従来のセン
サとしては、特開平９−２８０８５８号公報に記載のも
のがある。このセンサにおいては、発光素子と受光素子
を上下に対向配置し、下側の発光素子から上側の受光素
子までの光路上に球形の収容室を設け、この収容室内に
球形の遮光体を収容している。このセンサがいずれの方
向に傾いても、遮光体がその方向に収容室内で移動し、
遮光体による光路の遮断状態が変化し、受光素子上の遮
光体の影が変化する。受光素子は、例えば４つに分割さ
れたフォトダイオードである。遮光体の移動に伴って、
各フォトダイオード上の影がそれぞれ大きくなったり小
さくなるので、各フォトダイオードの受光出力に基づい
て、傾き方向と傾き角を検出することができる。また、
傾きがないときには、遮光体が下側の発光素子に接近
し、受光素子上の遮光体の影が大きくなって、受光量が
減少し、また１８０度傾いたとき、つまり上下が逆転し
たときには、遮光体が下側の発光素子から離間し、受光
素子上の遮光体の影が小さくなって、受光量が増大す
る。従って、受光素子の受光出力に基づいて、上下が逆
転しているか否かを検出することができる。

【０００４】この様な傾き方向、傾き角、上下が逆転し
ているか否かを検出することにより、いずれの方向につ
いても、０度〜１８０度の範囲で、傾き角を検出するこ
とができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のセンサでは、傾きがないときには、遮光体が下側の
発光素子に接近して、受光素子上の遮光体の影が大きく
なり、受光量が減少するはずであるが、実際には、遮光
体の周囲からの光の回り込みにより、影の領域でも光が
照射され（光のＳＮが小さい）、受光量の減少程度が小
さく、このために上下が逆転しているか否かの検出精度
が低下した。また、光の回り込みにより、上下が逆転し
ていないときと、逆転しているときとで、受光素子の総
受光量が一致するそれぞれの傾き角が存在し、このため
に誤検知が発生した。

【０００６】そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑
みてなされたものであり、上下が逆転しているか否かを
正確に検出して、いずれの方向についても、０度〜１８
０度の範囲で、傾き角を確実に検出することが可能な傾
き検知装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の傾き検知装置は、光学的に結合された第１
発光素子及び第１受光素子と、第１発光素子から第１受
光素子までの第１光路上に形成された収容室と、収容室
に収容され、装置本体が傾いた方向へと収容室内で移動
する遮光体とを備える傾き検知装置において、遮光体が
収容室の上側領域及び下側領域のいずれにあるかを検出
する上下検出手段を備えている。

【０００８】この様な構成の本発明によれば、装置がい
ずれの方向に傾いても、その傾き角に応じて、遮光体が
収容室内で移動し、遮光体による第１光路の遮断状態が
変化し、第１受光素子上の遮光体の影が変化し、第１受
光素子の受光出力が変化する。このため、第１受光素子
の受光出力に基づいて、装置の傾き角を少なくとも検出
することができる。また、装置の傾きがないときには、
遮光体が収容室の下側領域にあり、また１８０度傾いた
とき、つまり上下が逆転しているときには、遮光体が収
容室の上側領域にある。このため、遮光体が収容室の上
側領域及び下側領域のいずれにあるかを検出する上下検
出手段の検出出力に基づいて、上下が逆転しているか否
かを検出することができる。こうして検出した傾き角及
び上下が逆転しているか否かに基づいて、いずれの方向
についても、０度〜１８０度の範囲で、傾き角を検出す
ることができる。

【０００９】また、本発明においては、上下検出手段
は、光学的に結合された第２発光素子及び第２受光素子
を備えており、第２発光素子から第２受光素子までの第
２光路が収容室で上下方向と直交する。

【００１０】ここでは、第２光路が収容室で上下方向と
直交している。装置の上下が逆転していないときには、
遮光体が収容室の下側領域にあり、また逆転していると
きには、遮光体が収容室の上側領域にある。このため、
装置の上下が逆転しているか否かにより、遮光体による
第２光路の遮光状態が変化する。この遮光体による遮光
状態の変化に伴って、第２受光素子の受光出力が変化す
るので、第２受光素子の受光出力に基づいて、上下が逆
転しているか否かを検出することができる。

【００１１】更に、本発明においては、第２光路は、収
容室の上側領域及び下側領域を通り、第２受光素子は、
収容室の上側領域及び下側領域を通過したそれぞれの光
束を受光する複数の素子を備えている。

【００１２】装置の上下が逆転していないときには、遮
光体が収容室の下側領域にあり、遮光体によって収容室
の下側領域の光束が遮断され、第２受光素子の一方の素
子の受光出力が低下する。また、逆転しているときに
は、遮光体が収容室の上側領域にあり、遮光体によって
収容室の上側領域の光束が遮断され、第２受光素子の他
方の素子の受光出力が低下する。このため、第２受光素
子の各素子の受光出力の比に基づいて、上下が逆転して
いるか否かを検出することができる。

【００１３】また、本発明においては、第２光路は、収
容室の上側領域及び下側領域のいずれかを通り、第２受
光素子は、収容室の上側領域及び下側領域のいずれかを
通過した第２光路の光束を受光している。

【００１４】ここでは、第２受光素子は、収容室の上側
領域及び下側領域のいずれかを通過した第２光路の光束
を受光するので、第２受光素子の受光出力に基づいて、
遮光体が収容室の下側領域及び上側領域のいずれにある
か、つまり上下が逆転しているか否かを検出することが
できる。

【００１５】更に、本発明においては、第１及び第２発
光素子を同一のフレーム上に配置し、第１及び第２受光
素子を同一の他のフレーム上に配置し、第１発光素子か
ら第１受光素子までの第１光路、及び第２発光素子から
第２受光素子までの第２光路の少なくとも一方を複数回
屈折させて形成している。

【００１６】あるいは、第１発光素子、第２発光素子、
及び第２受光素子を同一のフレーム上に配置し、第２発
光素子から第２受光素子までの第２光路を複数回屈折さ
せて形成している。

【００１７】この様に複数の素子を同一のフレーム上に
配置すれば、フレームの数を低減させることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。

【００１９】図１は、本発明の傾き検知装置の第１実施
形態を示す縦断面図である。本実施形態の装置では、第
１発光素子３０を封入した発光側透光性樹脂体３１と、
第２発光素子３２を封入した発光側透光性樹脂体３３
と、第１受光素子３４を封入した受光側透光性樹脂体３
５と、第２受光素子３６を封入した受光側透光性樹脂体
３７とを備え、各樹脂体３１、３３、３５、３７を遮光
性樹脂からなる外装ケース３８内に埋設し配置してい
る。外装ケース３８のほぼ中央には、透光性樹脂からな
る球形の収容体５３を配置している。収容体５３は、中
空であって、その内側に球形の収容室４２を形成してい
る。遮光体４１は、金属や遮光性を有する合成樹脂から
なる球形のものであって、収容室４２に移動自在に収容
されている。

【００２０】外装ケース３８は、発光側ケース４９及び
受光側ケース５０からなる。各ケース４９、５０は、遮
光性を有する合成樹脂からなり、接着剤もしくは係合爪
等により、相互に結合されている。

【００２１】第１発光素子３０と第１受光素子３４は、
球形の収容体５３を挟んで、上下に対向配置されてい
る。第１発光素子３０から出射された光は、発光側透光
性樹脂体３１の表面のレンズによりほぼ平行光にされて
から、中空経路６１、収容室４２、及び中空経路６２を
介して第１受光素子３４に入射する。これにより、第１
受光素子３４上には、収容室４２内の遮光体４１の影が
投影される。図１から明らかな様に、第１発光素子３０
から第１受光素子３４への第１光路Ｌ１は、直線状に形
成されている。

【００２２】また、第２発光素子３２から出射された光
は、発光側透光性樹脂体３３の表面のレンズによりほぼ
平行光にされてから、光ガイド３９の反射面３９ａで反
射され、収容室４２を通過し、光ガイド４０の反射面４
０ａで反射されて、第２受光素子３６に入射する。これ
により、第２受光素子３６上には、収容室４２内の遮光
体４１の影が投影される。図１から明らかな様に、第２
発光素子３２から第２受光素子３６への第２光路Ｌ２
は、２回屈折して形成されている。

【００２３】第１光路Ｌ１と第２光路Ｌ２は、収容室４
２で相互に直交している。装置本体を傾けると、その傾
きの方向に、遮光体４１が収容室４２内で移動する。こ
れに伴い、第１及び第２受光素子３４、３６上の遮光体
４１の影が移動し、第１及び第２受光素子３４、３６の
受光出力が変化する。後に詳述する様に、第１及び第２
受光素子３４、３６の受光出力に基づいて、装置本体の
傾き方向、傾き角、上下が逆転しているか否かを検出す
る。

【００２４】図１及び図２に示す様に、第１及び第２発
光素子３０、３２は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）
であり、銀ペースト等の接着剤を用いて、搭載用リード
フレーム４３上にダイボンドされ、それぞれの金線４
４、４５を介して結線用発光側リードフレーム（図示せ
ず）に接続されている。発光側透光性樹脂体３１は、透
光性樹脂（例えば透光性エポキシ樹脂）をモールド成型
したものであり、この発光側透光性樹脂体３１によっ
て、第１発光素子３０、金線４４、及び搭載用リードフ
レーム４３の一部が封入されている。同様に、発光側透
光性樹脂体３３は、透光性樹脂をモールド成型したもの
であり、この発光側透光性樹脂体３３によって、第２発
光素子３２、金線４５、及び搭載用リードフレーム４３
の一部が封入されている。

【００２５】図１及び図３に示す様に、第１及び第２受
光素子３４、３６は、例えばフォトダイオードであり、
銀ペースト等の接着剤を用いて、搭載用リードフレーム
４６上にダイボンドされ、それぞれの金線４７、４８を
介して結線用発光側リードフレーム（図示せず）に接続
されている。受光側透光性樹脂体３５は、透光性樹脂
（例えば透光性エポキシ樹脂）をモールド成型したもの
であり、この受光側透光性樹脂体３５によって、第１受
光素子３４、金線４７、及び搭載用リードフレーム４６
の一部が封入されている。同様に、受光側透光性樹脂体
３７は、透光性樹脂をモールド成型したものであり、こ
の受光側透光性樹脂体３７によって、第２受光素子３
６、金線４８、及び搭載用リードフレーム４６の一部が
封入されている。

【００２６】尚、各リードフレームは、プリント配線基
板（図示せず）に半田付け等により電気的に接続されて
いる。

【００２７】図４は、第１受光素子３４を示す平面図で
ある。図４から明らかな様に、第１受光素子３４は、そ
の全体形状が正方形であり、２つの対角線によって分割
される４つのフォトダイオード８０ａ、８０ｂ、８０
ｃ、８０ｄを備えている。ここでは、各フォトダイオー
ド８０ａ〜８０ｄ上に、第１発光素子３０に最も接近し
た位置にある遮光体４１の影４１Ｓが投影されている。

【００２８】図５は、第２受光素子３６を示す平面図で
ある。図５から明らかな様に、第２受光素子３６は、そ
の全体形状が正方形であり、その中央で分割される２つ
のフォトダイオード８１ｅ、８１ｆを備えている。一方
のフォトダイオード８１ｅには、収容室４２の上側領域
を通過した第２光路Ｌ２の半分の光束が入射し、他方の
フォトダイオード８１ｆには、収容室４２の下側領域を
通過した第２光路Ｌ２の半分の光束が入射する。ここで
は、フォトダイオード８１ｆ上に、第１発光素子３０に
最も接近した位置にある遮光体４１の影４１Ｓが投影さ
れている。

【００２９】この様な構成の傾き検知装置において、第
１光路Ｌ１が垂直方向に向く様に、装置本体の姿勢を維
持する。これに伴い、第２光路Ｌ２は、水平方向とな
る。このとき、遮光体４１が第１発光素子３０に最も接
近し、第１受光素子３４の各フォトダイオード８０ａ〜
８０ｄ上には、図４に示す遮光体４１の影４１Ｓが投影
され、かつ第２受光素子３６のフォトダイオード８１ｆ
上には、図５に示す遮光体４１の影４１Ｓが投影され
る。

【００３０】この状態では、第１受光素子３４の各フォ
トダイオード８０ａ〜８０ｄの受光量が均一となり、そ
れらの受光出力も同一となる。

【００３１】装置本体を傾けると、遮光体４１が移動し
て、第１受光素子３４の各フォトダイオード８０ａ〜８
０ｄ上の遮光体４１の影も移動し、これらのフォトダイ
オード８０ａ〜８０ｄの受光量が変化し、それらの受光
出力が変化する。図６（ａ）のグラフは、±Ｘ方向の遮
光体４１の位置に対する各フォトダイオード８０ａ、８
０ｃの受光量の変化を示している。また、図６（ｂ）の
グラフは、±Ｙ方向の遮光体４１の位置に対する各フォ
トダイオード８０ｂ、８０ｄの受光量の変化を示してい
る。

【００３２】例えば、遮光体４１が＋Ｘ方向に移動する
と、フォトダイオード８０ａの受光量が減少して、その
受光出力が低下すると共に、フォトダイオード８０ｃの
受光量が増大し、その受光出力が上昇する。同様に、遮
光体４１が＋Ｙ方向に移動すると、フォトダイオード８
０ｂの受光量が減少して、その受光出力が低下すると共
に、フォトダイオード８０ｄの受光量が増大し、その受
光出力が上昇する。

【００３３】図６（ａ）、（ｂ）の各グラフから明らか
な様に、各フォトダイオード８０ａ〜８０ｄの受光量
は、±Ｘ方向及び±Ｙ方向の遮光体４１の位置に応じて
変化する。このため、各フォトダイオード８０ａ〜８０
ｄの受光出力に基づいて、遮光体４１の移動方向及び移
動距離を求めることができ、更には遮光体４１の移動方
向及び移動距離に基づいて、装置本体の傾き方向及び傾
き角を求めることができる。

【００３４】また、装置本体の上下が逆転している状態
で、第１光路Ｌ１が垂直方向に向けられると、第１受光
素子３４の各フォトダイオード８０ａ〜８０ｄ上には、
やはり図４に示す遮光体４１の影４１Ｓが投影される。
そして、装置本体の傾きにより遮光体４１が移動する
と、遮光体４１の移動方向及び移動距離に応じて、各フ
ォトダイオード８０ａ〜８０ｄの受光量が変化し、それ
らの受光出力が変化する。このため、上下が逆転してい
る場合も、逆転していない場合と同様の手順で、装置本
体の傾き方向及び傾き角を求めることができる。

【００３５】一方、装置本体の上下が逆転しておらず、
第１光路Ｌ１が垂直方向に向けられているときには、第
２受光素子３６のフォトダイオード８１ｆ上に、図５に
示す遮光体４１の影４１Ｓが投影される。この状態で
は、フォトダイオード８１ｅの受光量がフォトダイオー
ド８１ｆの受光量よりも多い。

【００３６】そして、装置本体を傾けていくと、遮光体
４１が徐々に移動し、フォトダイオード８１ｆ上の影が
徐々に大きくなり、フォトダイオード８１ｅ上にも影が
現われてくる。装置本体の傾き角が９０度になると、つ
まり第２光路Ｌ２が垂直方向に向くと、各フォトダイオ
ード８１ｅ、８１ｆ上に、遮光体４１の影が半分ずつ投
影され、各フォトダイオード８１ｅ、８１ｆの受光量が
同一になる。更に、装置本体を傾けていくと、装置の上
下が逆転し、フォトダイオード８１ｆ上の影が徐々に小
さくなって消え去り、フォトダイオード８１ｅ上の影が
徐々に大きくなり、フォトダイオード８１ｆの受光量が
フォトダイオード８１ｅの受光量よりも多くなる。そし
て、装置本体の上下が完全に逆転すると、フォトダイオ
ード８１ｅ上に、遮光体４１の半月状の影が投影され
る。

【００３７】図７のグラフは、±Ｚ方向（垂直上方向と
下方向）の遮光体４１の位置に対する各フォトダイオー
ド８１ｅ、８１ｆの受光量の変化を示している。

【００３８】ここで、第２受光素子３６の各フォトダイ
オード８１ｅ、８１ｆの受光出力をＰＤ１、ＰＤ２とす
る。装置本体の上下が逆転しておらず、第１光路Ｌ１が
垂直方向に向けられているときには、受光出力ＰＤ１が
大きく、受光出力ＰＤ２が小さいため、出力比ｋｚ＝Ｐ
Ｄ１／（ＰＤ１＋ＰＤ２）が約１となる。そして、装置
の上下が逆転すると、受光出力ＰＤ１が小さく、受光出
力ＰＤ２が大きくなり、出力比ｋｚ＝ＰＤ１／（ＰＤ１
＋ＰＤ２）が０．５以下となる。このため、各フォトダ
イオード８１ｅ、８１ｆの受光出力に基づいて、装置本
体の上下が逆転しているか否かを判定することができ
る。

【００３９】尚、第１受光素子３４の各フォトダイオー
ド８０ａ〜８０ｄの受光出力から装置本体の傾き方向及
び傾き角を求めたり、第２受光素子３６の各フォトダイ
オード８１ｅ、８１ｆの受光出力から上下が逆転してい
るか否かを判定するための演算処理は、図示しないマイ
クロコンピュータ等によって行えば良い。

【００４０】また、第１発光素子３０の光が第２受光素
子３６に入射したり、第２発光素子３２の光が第１受光
素子３４に入射すると、傾き方向、傾き角の検出精度が
低下したり、上下が逆転しているか否かの判定精度が低
下するので、第１及び第２発光素子３０、３２の発光タ
イミングをずらし、これらの発光タイミングに応じて第
１及び第２受光素子３４、３６の受光出力のサンプリン
グタイミングをずらす。受光素子の応答時間を考慮する
と、相互のタイミングを１ｍｓ以上ずらすのが好まし
い。

【００４１】この様に本実施形態の傾き検知装置では、
第１受光素子３４の各フォトダイオード８０ａ〜８０ｄ
の受光出力に基づいて、装置本体の傾き方向及び傾き角
を求め、また第２受光素子３６の各フォトダイオード８
１ｅ、８１ｆの受光出力に基づいて、装置本体の上下が
逆転しているか否かを判定している。このため、上下が
逆転していないときの０度〜９０度の範囲と、上下が逆
転しているときの９０度〜１８０度の範囲で、傾き方向
及び傾き角を検出することができる。すなわち、０度〜
１８０度の範囲で、傾き方向及び傾き角を検出すること
ができる。

【００４２】図８は、本発明の傾き検知装置の第２実施
形態を示す縦断面図である。尚、図８において、図１と
同様の作用を果たす部位には同じの符号を付す。

【００４３】本実施形態の装置では、図１の装置の各光
ガイド３９、４０の代わりに、２つの光ガイド９１、９
２を適用し、また第２受光素子３６Ａを第１及び第２発
光素子３０、３２側に配置している。

【００４４】また、図８及び図９に示す様に第２受光素
子３６Ａと第１及び第２発光素子３０、３２を搭載用リ
ードフレーム４３Ａ上に配置している。第２受光素子３
６Ａは、単一のフォトダイオードからなる。

【００４５】この装置においては、第１発光素子３０か
ら第１受光素子３４への第１光路Ｌ１は、図１の装置と
同様であり、直線状に形成されている。また、第１受光
素子３４の各フォトダイオード８０ａ〜８０ｄの受光出
力に基づいて、装置本体の傾き方向及び傾き角を求める
手順も、図１の装置と同様である。

【００４６】また、第２発光素子３２から出射された光
は、発光側透光性樹脂体３３の表面のレンズによりほぼ
平行光にされてから、光ガイド９１の反射面９１ａで反
射され、収容室４２の下側領域のみを通過し、光ガイド
９２の反射面９２ａで反射されて、第２受光素子３６Ａ
に入射する。これにより、第２受光素子３６Ａ上には、
収容室４２内の遮光体４１の影が投影される。図８から
明らかな様に、第２発光素子３２から第２受光素子３６
Ａへの第２光路Ｌ２２は、２回屈折して形成されてい
る。

【００４７】ここでは、第２光路Ｌ２２の光束が収容室
４２の下側領域のみを通る。このため、装置本体の上下
が逆転しておらず、遮光体４１が収容室４２の下側領域
にあるときには、遮光体４１が第２光路Ｌ２２の中にあ
り、第２受光素子３６Ａ上に遮光体４１の影が投影さ
れ、第２受光素子３６Ａの受光量が少なく、その受光出
力が低い。また、装置本体の上下が逆転し、遮光体４１
が収容室４２の上側領域に移動すると、遮光体４１が第
２光路Ｌ２２から外れるので、第２受光素子３６Ａ上に
遮光体４１の影が投影されず、第２受光素子３６Ａの受
光量が増大し、その受光出力が上昇する。このため、第
２受光素子３６Ａの受光出力に基づいて、装置本体の上
下が逆転しているか否かを判定することができる。

【００４８】従って、本実施形態の傾き検知装置でも、
第１受光素子３４の各フォトダイオード８０ａ〜８０ｄ
の受光出力に基づいて、装置本体の傾き方向及び傾き角
を求め、また第２受光素子３６Ａの受光出力に基づい
て、装置本体の上下が逆転しているか否かを判定し、０
度〜１８０度の範囲で、傾き方向及び傾き角を検出する
ことができる。

【００４９】尚、本発明は、上記各実施形態に限定され
るものではなく、多様に変形することができる。例え
ば、各発光素子及び各受光素子の配置や２つの光路を適
宜に変更することができる。また、各発光素子の光をレ
ンズにより平行光にせず、各発光素子からの拡散光をそ
のままそれぞれの受光素子に入射させても良い。

【００５０】

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、装置
がいずれの方向に傾いても、その傾き角に応じて、遮光
体が収容室内で移動し、遮光体による第１光路の遮断状
態が変化し、第１受光素子上の遮光体の影が変化し、第
１受光素子の受光出力が変化する。このため、第１受光
素子の受光出力に基づいて、装置の傾き角を少なくとも
検出することができる。また、装置の傾きがないときに
は、遮光体が収容室の下側領域にあり、また１８０度傾
いたとき、つまり上下が逆転したときには、遮光体が収
容室の上側領域にある。このため、遮光体が収容室の上
側領域及び下側領域のいずれにあるかを検出する上下検
出手段の検出出力に基づいて、上下が逆転しているか否
かを検出することができる。こうして検出した傾き角及
び上下が逆転しているか否かに基づいて、いずれの方向
についても、０度〜１８０度の範囲で、傾き角を検出す
ることができる。

【００５１】また、本発明によれば、上下検出手段は、
光学的に結合された第２発光素子及び第２受光素子を備
えており、第２発光素子から第２受光素子までの第２光
路が収容室で上下方向と直交する。装置の上下が逆転し
ていないときには、遮光体が収容室の下側領域にあり、
また逆転しているときには、遮光体が収容室の上側領域
にある。このため、装置の上下が逆転しているか否かに
より、遮光体による第２光路の遮光状態が変化する。こ
の遮光体による遮光状態の変化に伴って、第２受光素子
の受光出力が変化するので、第２受光素子の受光出力に
基づいて、上下が逆転しているか否かを検出することが
できる。

【００５２】更に、本発明によれば、第２光路は、収容
室の上側領域及び下側領域を通り、第２受光素子は、収
容室の上側領域及び下側領域を通過したそれぞれの光束
を受光する複数の素子を備えている。装置の上下が逆転
していないときには、遮光体が収容室の下側領域にあ
り、遮光体によって収容室の下側領域の光束が遮断さ
れ、第２受光素子の一方の素子の受光出力が低下する。
また、逆転しているときには、遮光体が収容室の上側領
域にあり、遮光体によって収容室の上側領域の光束が遮
断され、第２受光素子の他方の素子の受光出力が低下す
る。このため、第２受光素子の各素子の受光出力の比に
基づいて、上下が逆転しているか否かを検出することが
できる。

【００５３】また、本発明によれば、第２光路は、収容
室の上側領域及び下側領域のいずれかを通り、第２受光
素子は、収容室の上側領域及び下側領域のいずれかを通
過した第２光路の光束を受光している。第２受光素子
は、収容室の上側領域及び下側領域のいずれかを通過し
た第２光路の光束を受光するので、第２受光素子の受光
出力に基づいて、遮光体が収容室の下側領域及び上側領
域のいずれにあるか、つまり上下が逆転しているか否か
を検出することができる。

【００５４】更に、本発明によれば、第１及び第２発光
素子を同一のフレーム上に配置し、第１及び第２受光素
子を同一の他のフレーム上に配置し、第１発光素子から
第１受光素子までの第１光路、及び第２発光素子から第
２受光素子までの第２光路の少なくとも一方を複数回屈
折させて形成している。

【００５５】あるいは、第１発光素子、第２発光素子、
及び第２受光素子を同一のフレーム上に配置し、第２発
光素子から第２受光素子までの第２光路を複数回屈折さ
せて形成している。

【００５６】この様に複数の素子を同一のフレーム上に
配置すれば、フレームの数を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の傾き検知装置の第１実施形態を示す縦
断面図である。

【図２】図１のリードフレーム上の第１及び第２発光素
子を示す平面図である。

【図３】図１のリードフレーム上の第１及び第２受光素
子を示す平面図である。

【図４】図１の第１受光素子を示す平面図である。

【図５】図１の第２受光素子を示す平面図である。

【図６】（ａ）は±Ｘ方向の遮光体の位置に対する第１
受光素子の各フォトダイオードの受光量の変化を示すグ
ラフであり、（ｂ）は±Ｙ方向の遮光体の位置に対する
第１受光素子の他の各フォトダイオードの受光量の変化
を示すグラフである。

【図７】±Ｚ方向の遮光体の位置に対する第２受光素子
の各フォトダイオードの受光量の変化を示すグラフであ
る。

【図８】本発明の傾き検知装置の第２実施形態を示す縦
断面図である。

【図９】図８のリードフレーム上の第２受光素子と第１
及び第２発光素子を示す平面図である。

【符号の説明】

３０第１発光素子３１、３３発光側透光性樹脂体３２第２発光素子３４第１受光素子３５、３７受光側透光性樹脂体３６第２受光素子３８外装ケース３９、４０光ガイド４１遮光体４２収容室４３、４６搭載用リードフレーム４４、４５、４７，４８金線４９発光側ケース５０受光側ケース５３収容体６１、６２中空経路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学的に結合された第１発光素子及び第
１受光素子と、第１発光素子から第１受光素子までの第
１光路上に形成された収容室と、収容室に収容され、装
置本体が傾いた方向へと収容室内で移動する遮光体とを
備える傾き検知装置において、遮光体が収容室の上側領域及び下側領域のいずれにある
かを検出する上下検出手段を備えることを特徴とする傾
き検知装置。
【請求項２】上下検出手段は、光学的に結合された第
２発光素子及び第２受光素子を備えており、第２発光素
子から第２受光素子までの第２光路が収容室で上下方向
と直交することを特徴とする請求項１に記載の傾き検知
装置。
【請求項３】第２光路は、収容室の上側領域及び下側
領域を通り、第２受光素子は、収容室の上側領域及び下
側領域を通過したそれぞれの光束を受光する複数の素子
を備えることを特徴とする請求項２に記載の傾き検知装
置。
【請求項４】第２光路は、収容室の上側領域及び下側
領域のいずれかを通り、第２受光素子は、収容室の上側領域及び下側領域のいず
れかを通過した第２光路の光束を受光することを特徴と
する請求項２に記載の傾き検知装置。
【請求項５】第１及び第２発光素子を同一のフレーム
上に配置し、第１及び第２受光素子を同一の他のフレー
ム上に配置し、第１発光素子から第１受光素子までの第１光路、及び第
２発光素子から第２受光素子までの第２光路の少なくと
も一方を複数回屈折させて形成したことを特徴とする請
求項２に記載の傾き検知装置。
【請求項６】第１発光素子、第２発光素子、及び第２
受光素子を同一のフレーム上に配置し、第２発光素子から第２受光素子までの第２光路を複数回
屈折させて形成したことを特徴とする請求項２に記載の
傾き検知装置。