JP2004354361A - 電子式傾きセンサー - Google Patents

Abstract

【課題】ゴルフのグリーン傾斜量及び方向は周囲の景観に翻弄されて目測を誤るケースが多く、パッティング不調の大きな要因となっている。
【解決手段】本発明は底の浅い半球状の容器と自由に転がる鋼球があって、この半球状の内面は最深部を中心とする同心円状に、またカバー内面には放射状の電極を設け、順次対向する電極間に高周波電圧を加えて、グリーン面に置かれた本発明品の鋼球が何処の電極間に静止しているかを電気的容量変化で判別し、グリーンの傾き角及び方位を正確に、素早く読むことが出来る。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は目測では判別しにくい僅かな傾きを検出するセンサーで、家屋の傾きやゴルフのグリーン面傾斜に対し、斜度・方位を電気的に表示する機器である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の簡便な傾斜判別器なるものは、密閉された容器内に水溶液と小さな空気泡を入れて、この空気泡が容器中心からずれる量で容器が傾いているかを判別するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の簡便な方法では、溶液の表面張力や粘性等の物性から、空気泡のずれ量で容器の傾斜を定性的に判別できても、より正確に定量的な傾斜角を読み取ることは出来なかった。また特にスポーツの特性から素早くグリーン傾斜を読み取るため、検出器から離れてでも傾き量が容易に判別できなければならない。
【０００４】
【課題を解決しようとするための手段】
前述した目的を達成するために本発明は、底の浅い半球状の容器と自由に転がる鋼球と、この容器内には同心円状の電極を複数本配列し、この容器のカバー内側に複数分割した放射状の電極を設け、この２極間に電位を順次掛ける切り替え回路と、電極間に誘電体の鋼球が在るか無いかを電気的容量変化で検出する回路と、検出した電極位置に相当する傾きと方位をＬＥＤもしくは液晶表示器に出力する。
【０００５】
【作用】
本発明では、容器の傾きを敏感に反応する鋼球の動きと、この鋼球の位置を電気的に読み取るためのセンサーが容器に組込まれ、その位置検出器によって該当のＬＥＤ点灯もしくは液晶表示させることで、遠くからでも被測定物の傾斜方向と傾き角を定量的に判断できる。
【０００６】
更には傾きと方位を電気的に読取っている為、遠隔地へ速やかに伝送することも容易である。即ち人間が簡単には近づけない例えば火山地帯や、地滑り等の危険地帯で常時監視する際にも、本発明品は威力を発揮する。
【０００７】
【実施例】
以下、図面に基づいて特にゴルフのグリーン傾斜角測定を例に、本発明の実施例を詳細に説明する。
図１に示すように半球状の容器１内には自在に転がる鋼球２があって、この鋼球２の静止位置を電気的に読み取って、センサーの傾きと方位をそれぞれに該当するＬＥＤ群３及び４の点灯で表示する。
【０００８】
図２は本発明品のＡ−Ａ’断面図を示している。球状容器の周辺にはシステム回路を載せた基板５が配置され、鋼球２の静止位置検出機能と、その位置からセンサーの傾き角と方位を判断する機能と、判断された角度と方位を所定のＬＥＤ点灯で表示する機能を持っている。
【０００９】
図３は球状容器の曲率と傾き角測定範囲の関係を示す図であり、一般にグリーンの傾斜角はボールが静止できる範囲から見て、せいぜい±４度以内で正確に読み取れればよい。しかし使用目的によっては球面形状を自在に設計して、測定角度範囲を拡大させることは容易に出来る。
【００１０】
球面容器の部分拡大図では、薄膜の球状樹脂６に同心円状の電極群７が複数本塗布（もしくは蒸着）されている。一方球面容器の構造体８には各リング状電極７に接続するためのリード９が所定個所に埋め込まれており、この構造体８と先の薄膜球状樹脂６と熱圧着することで電気的に接続されている。
【００１１】
図４はカバー９の内側に塗布（もしくは蒸着）した放射状の電極群１０を示している。この放射状電極群１０と球状容器に貼られたリング状の電極群７で挟まれた空間の電気的容量で、鋼球２の静止位置を検出する。
図５はカバー形状を球状容器とほぼ同じ曲率にして、鋼球の可動範囲内での電極間ギャップを均一にするためのものである。
【００１２】
図６は本発明のシステム回路構成を示している。電源ＳＷ１１が入るとＣＰＵ１２が動作モードに入り、電源回路１３をＯＮにしてシステム全体に電力が供給される。カバー側の電極１０とこれに対峙する球面容器側の電極７で構成するセンサーには、それぞれカバー電極切替え回路１４と球面容器電極切替え回路１５を介して、高周波電圧発生回路１６に接続されている。
【００１３】
ＣＰＵは例えば球面容器側電極群の中心にある電極に、高周波電圧発生回路１６が繋がるように切替え回路１５をドライブし、その間にカバー側電極群１０の全電極に高周波電圧回路１６が順次繋がるように、カバー電極切替え回路１４をドライブする。この動作を１つの周期としてリング形状の全電極に順次切替えて高周波電圧を通電し、際立った電流が検出回路１７で検出されれば、そこの電極間に鋼球２が存在する。
【００１４】
ＣＰＵ１２は検出回路で高い電流が検出されると、その時に通電したカバー側電極位置と球面容器側電極位置から斜度と方位を割出し、それに該当する方位ＬＥＤ４と斜度ＬＥＤ３が点灯するように、切替え回路１８、１９をドライブする。ＣＰＵ１２は電流チェックをする過程でピーク値を得たならば、その時の方位、斜度を該当ＬＥＤで点灯表示するが、次のピーク値を検出するまでは前のＬＥＤ点灯が保持される。
【００１５】
本発明品を被測定物に乗せて斜度、方位を計測するが、被測定物から離しても測定データは保持したままの方が便利な場合もある。これに対応するためホールドＳＷ２０があって、このボタンを押せばＬＥＤ点灯位置は保持されたまま本発明品を動かすことが出来るが、再度押すとリセットされて鋼球の検出位置に合ったところのＬＥＤが点灯する。
【００１６】
鋼球２が球面容器中央の電極、例えば−０．５°〜＋０．５°にある場合は、図４中８方位共に電極間の電気的抵抗値は低くなるため、傾斜方位を示すＬＥＤは全点灯（もしくは消灯）にして斜度０°を示すＬＥＤが点灯する。
【００１７】
微小傾斜を専用に計測する場合は、球面容器自体の曲率が平坦に近づく為、鋼球の静止位置は安定しにくくなる。このため球面容器表面に弾性を持った樹脂系をコーティングする事で、鋼球の挙動を安定的なものにする事が出来る。
【００１８】
ギャップを持った電極間に高周波電圧を掛ける為、電波障害があってはならない。この場合は本来鋼球の位置は電気的に検出するため、外部から鋼球が見えなくとも良い。従って導電性のケースで本発明品を完全にシールドすることが出来る。
【００１９】
【発明の効果】
簡単な構成で傾き角と方位を精度良く測定できるため、構成部品が少ないことから信頼性が高いこと、電気的に読み取るため遠隔測定はじめシステムの拡張性が非常に高い。これをゴルフのグリーン傾斜測定に使用した場合、測定結果を電気的に表示するため夕方等暗くなっても精度良く読み取れる。
【００２０】
また電気的に読取った傾き、ボールからカップまでの距離、プレーヤの身長、体重、グリーンの速さ 等をパラメータに、プレーヤにとって最適のテークバック量を瞬時に表示すると言ったシステムの拡張も容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子式傾きセンサーの概観図
【図２】本発明品の断面図
【図３】斜度を検出するための球面容器断面図
【図４】方位を検出するためのカバー側電極
【図５】カバーの断面形状
【図６】本発明品のシステム回路構成図
【符号の説明】
１ 半球状の球面容器
２ 鋼球
３ 斜度表示用ＬＥＤ
４ 方位表示用ＬＥＤ
５ システム回路基板
６ 球面容器の電極をカバーする薄膜樹脂
７ 球面容器表面を同心円状に分割した電極群
８ 球面容器の構造体、樹脂成型品
９ 同心円状の電極に接合するリード
１０ カバー表面を放射状に分割した電極群
１１ 電源ＳＷ
１２ ＣＰＵ
１３ 電源回路
１４ カバー電極切替え回路
１５ 球面容器電極切替え回路
１６ 高周波電圧発生回路
１７ 電流検出回路
１８ 方位ＬＥＤ切替え回路
１９ 斜度ＬＥＤ切替え回路
２０ ホールドＳＷ

Claims (2)

1. 底の浅い球状の容器に１個の鋼球があって自在に転がる手段と、その容器内面には同心円状に複数本の導電帯と、前記容器に対向する蓋の内面には中心位置から放射状に複数本の導電帯があって、前記容器及び蓋の導電帯を対にそれぞれ順次切替えて通電する回路と、前記容器と蓋の各導電帯間に前記鋼球が存在するかを電気的容量変化で判別する手段と、鋼球の静止位置から上記容器の傾斜角と方位を読取って表示する回路を具備したことを特徴とする電子式傾きセンサー。
2. 球状容器側の導電帯には薄膜の樹脂で表面をコーティングしたことを特徴とする、特許請求項１記載の電子式傾きセンサー。

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