JP2006260849A - 傾斜センサ及びそれを搭載した情報機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で６方向の傾斜検出が可能な傾斜センサを得る。
【解決手段】 内部に正８面体の中空部を有する筐体と、上記筐体内を移動可能な略球状の導電体あるいは導電性の粉体あるいは導電性の液体と、上記正８面体を形成する８面のうち、１組の平行に向かい合う２面と、上記平行に向かい合う２面のうち、一方の面に隣接する２面に形成された合計４つの電極を有し、上記電極の導通状態を検出して傾斜状態を検出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、情報機器、家電製品、玩具、精密機械、及び産業機器等に組み込んで機器の傾斜状態を検出する傾斜センサ、及び、それを搭載した情報機器に関する。

従来、機器の傾斜状態を検出するセンサ（傾斜センサ）としては、幾通りかの種類が挙げられている。このような傾斜センサとしては、例えば特許文献１に記載のものがある。図４は、特許文献１に記載されている傾斜検出スイッチの構成を示す断面図である。図４に示すように、この傾斜検出スイッチは、転動自在にした球状の導電体２と、互いに９０度の角度で配置されてなる４つの電極３６〜３９と、球状の導電体と電極３６〜３９とを被うケースとから構成されている。

傾斜検出スイッチが水平位置にある場合には、電極３８と電極３９とが球状の導電体２を介し導通状態になる。傾斜検出スイッチが傾斜した場合には、導電体２が移動し、右方向の傾斜の場合には電極３９と電極３６とが、左方向の傾斜の場合には電極３７と電極３８とが、それぞれ導通状態になる。さらに、倒立傾斜している場合では、電極３６と電極３７とが導通状態になる。このように、この傾斜検出センサを傾斜させると、球状の導電体２が転がって、傾斜に応じて相隣合う２つの電極の間に移動して、球状の導電体２を介し導通状態になる。そして、この接触状態を電気的に検出して、水平位置、右方向の傾斜、左方向の傾斜、倒立傾斜という４つの傾斜状態を検出するようになっている。このように電極間の導通状態の違いにより４つの傾斜状態を検出する傾斜センサとしては、上記特許文献１のほかに、例えば、特許文献２に記載されている。例えば、特許文献３には、球体と発光部と２つの受光部とで、４方向の傾斜状態を検出している。

また、従来の傾斜センサの他の構成として、特許文献４に記載の運動状態検出装置が挙げられる。図５は、特許文献４に記載されている運動状態検出装置の構成を示す斜視図である。図５に示すように、略球状の多面体部分（図５では正２０面体）を有する中空部体の内部に液状導電体２が封入されており、その内面の各平坦面それぞれに、電極３（図５では一部のみを図示している）が設けられている。そして、この電極３は、引き出し線を介して外部に引出されている。この運動状態検出装置では、各電極３間の導通状態を検出し、この検出に基づいて傾斜角が検出されている。
特開平１０−１４９７５３号公報（平成１０年６月２日公開） 特開平１１−１６２３０６号公報（平成１１年６月１８日公開） 特開２００２−１３１０５２号公報（平成１４年５月９日公開） 特開平１０−１１１３０７号公報（平成１０年４月２８日公開）

しかしながら、上記特許文献１〜４に開示されている技術には、以下のような問題を有する。

まず、特許文献１〜３に開示されている傾斜センサでは、４方向における傾斜状態しか検出することができない。例えば特許文献１に記載されている傾斜検出スイッチでは、図４に示すように、図４の紙面と平行な方向に球状の導電体２が移動する４方向における傾斜状態が検出されるように設計されている。このため、図４の紙面に対し垂直な方向に球状導電体２が移動する方向における傾斜状態を検出することができない。

これを改善するために、図４の紙面に平行な２つの面のうち少なくとも一方に、電極を設置し、各電極の導通状態を検出すれば、４方向よりも多い方向の傾斜状態を検出することが可能である。しかしながら、４方向よりも多い方向での傾斜状態を検出するために、少なくとも５つの電極が必要となる。

また、上記特許文献４に記載されている運動状態検出装置では、図５の紙面に垂直な方向における傾斜状態を検出することが可能になる。しかしながら、略球状の多面体部分の内面全てに電極３を設ける必要がある。例えば、多面体部分が立方体である場合には、６つの電極３が必要である。また、多面体部分が８面体である場合には、８つの電極３が必要である。このため、この運動状態検出装置では、実装時の配線が煩雑化し、また検出系も複雑となるという問題がある。

すなわち、従来の傾斜センサでは、４方向よりも多い方向の傾斜状態を検出するために、４つ以上の電極が設けられる必要があり、構成がより複雑になるという問題を有している。

また、このような傾斜センサを利用したものとしては、デジタルカメラ、デジタルカメラ付き携帯電話等の情報機器が挙げられる。図６に示すように、デジタルカメラ７には、４方向検出可能な傾斜センサ６１が搭載されている。これは、写真撮影時にカメラを９０°回転させた写真がパソコン画面上で９０°回転した画像とならないように、写真撮影時のデジタルカメラ７の向きを検出し、これを撮影状況として写真データに保存するためである。

また、カメラを地面に向けて写真撮影をするときと、カメラを空に向けて写真撮影するときで露出等を変更する必要があるため、この向きを検出するための傾斜センサとして傾斜センサ６１とは向きを変えた傾斜センサ６２が搭載されている。このように従来のデジタルカメラ等の情報機器では、傾斜センサが２つ必要であり、情報機器の大型化、コストアップ要因となる。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、簡単な構成で６方向の傾斜状態の検出が可能な傾斜センサ及びそれを搭載した情報機器を提供することにある。

本発明の傾斜センサは、上記の課題を解決するために、物体の水平面に対する傾斜状態を検出する傾斜センサであって、内部に略凸８面体の中空部を有する筐体と、上記中空部内を移動可能な導電体と、上記略凸８面体を形成する８面のうち、互いに共有する頂点を有さない対向２面と、上記対向２面のうち何れか一方の面に隣接する２面との４面それぞれに形成された４つの電極と、上記４つの電極間の導通状態を検出する導通検出手段とを備えたことを特徴としている。

本発明の傾斜センサは、導電体が略凸８面体における６つの頂点へ移動した場合における、略凸８面体のうち４面に形成された４つの電極間の導通状態の変化を検出することにより、６つの傾斜状態の検出を実現している。

上記の構成によれば、導電体が上記中空部内を移動可能になっている。そして、この導電体が略凸８面体の頂点に移動したとき、その頂点を形成する４面全てに接触した状態になる。さらに、上記の構成によれば、略凸８面体を形成する８面のうち４面に、４つの電極が形成されており、この４つの電極は、略凸８面体を形成する８面のうち、互いに向かい合い、かつ、共有する頂点を有さない対向２面と、上記対向２面のうち何れか一方の面に隣接する２面との４面それぞれに形成されている。略８面体の６つの頂点はそれぞれ、略８面体を形成する８面のうち、４角錐を形成する４面により形成されている。すなわち、略８面体を形成する８面のうち４角錐を形成する４面は、共通の頂点を共有することになる。上記「互いに共有する頂点を有さない」とは、略８面体を形成する８面において、２面間で共通の頂点を有さないような位置関係のことをいう。

この構成により、導電体が略凸８面体の所定の頂点に移動すると、４つの電極間の導通状態が、その頂点への移動に特有の導通状態になる。導電体が移動する６つの頂点ごとに、４つの電極間の導通状態が異なっている。

そして、上記導通検出手段が、６つの頂点ごとに異なる４つの電極間の導通状態を検出することで、６方向の傾斜状態を検出することが可能になる。

従来の傾斜センサでは、４方向よりも多い方向の傾斜状態を検出するために、４つ以上の電極が設けられる必要があり、構成がより複雑になるという問題を有していた。しかしながら、本発明の傾斜センサでは、このように電極の数が４つで、６方向の傾斜状態の検出を可能にしている。それゆえ、上記の構成によれば、従来よりも簡単な構成で６方向の傾斜状態の検出が可能な傾斜センサを提供することができる。

なお、上記「略凸８面体」とは、８面体のいずれの面を延長しても、その平面が８面体の内部を切断することができないような８面体のことをいう。さらに換言すると、６つの頂点のうち任意の隣接しない２つの頂点を除く４つの頂点を結んだ４角形で囲まれた領域を挟んで、残りの２つの頂点が存在するような８面体とも言える。また、さらに換言すると、６つの頂点のうち任意の隣接しない２点を結んだ直線が、残りの４つの頂点を結ぶ４角形に囲まれた領域を通過するような８面体とも言える。

また、上記「隣接する２面」とは、８面体を形成する８面のうち、互いに共有する１辺を有する２面のことをいう。それゆえ、「上記対向２面のうち何れか一方の面に隣接する２面」とは、「対向２面のうち何れか一方の面」における所定の辺を共有する面と、その辺とは別の辺を共有する面との２面といえる。

このような「略凸８面体」を有する中空部としては、例えば８つの同形の２等辺三角形により形成された８面体を有する構成が挙げられる。すなわち、本発明の傾斜センサは、上記略凸８面体は、８つの同形の２等辺三角形により形成されており、上記４つの電極は、上記略正８面体を形成する８面のうち、互いに平行に向かい合う、対向２面としての２面と、上記互いに平行に向かい合う２面のうち、何れか一方の面に隣接する２面との４面それぞれに形成されていることが好ましい。

本発明の傾斜センサは、上記の課題を解決するために、物体の水平面に対する傾斜状態を検出する傾斜センサであって、内部に略凸８面体の中空部を有する筐体と、上記中空部内を移動可能な導電体と、上記略凸８面体を形成する８面のうち、４角錐を形成する４面それぞれに形成された４つの電極と、上記４つの電極間の導通状態を検出する導通検出手段とを備えたことを特徴としている。

上記の構成によれば、導電体が上記中空部内を移動可能になっている。そして、この導電体が略凸８面体の頂点に移動したとき、その頂点を形成する４面全てに接触した状態になる。さらに、上記の構成によれば、略凸８面体を形成する８面のうち４面に、４つの電極が形成されており、この４つの電極は、４角錐を形成する４面それぞれに形成されている。

この構成により、導電体が略凸８面体の所定の頂点に移動すると、４つの電極間の導通状態が、その頂点への移動に特有の導通状態になる。導電体が移動する６つの頂点ごとに、４つの電極間の導通状態が異なっている。

そして、上記導通検出手段が、６つの頂点ごとに異なる４つの電極間の導通状態を検出することで、６方向の傾斜状態を検出することが可能になる。

このように、本発明の傾斜センサでは、このように電極の数が４つで、６方向の傾斜状態の検出を可能にしている。それゆえ、上記の構成によれば、従来よりも簡単な構成で６方向の傾斜状態の検出が可能な傾斜センサを提供することができる。

なお、上記の構成において、上記略凸８面体が、８つの同形の２等辺三角形により形成されている場合でも、同様の効果を奏する。

また、本発明の傾斜センサでは、上記導通検出手段は、上記４つの電極のうち、互いに隣接せず、かつ互いに共有する頂点を有し、かつ互いに隣接する共有の電極を有する２面に形成された２つの電極に、交互に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、上記２面以外に形成された２つの電極に印加された電圧を検出する電圧検出手段とを備えたことが好ましい。

上述のように、本発明の傾斜センサでは、導電体が略凸８面体の所定の頂点に移動すると、４つの電極間の導通状態が、その頂点への移動に特有の導通状態になる。導電体が移動する６つの頂点ごとに、４つの電極間の導通状態が異なっている。

上記の構成によれば、電圧印加手段が、４つの電極のうち、互いに隣接せず、かつ互いに共有する頂点を有し、かつ互いに隣接する共有の電極を有する２面に形成された２つの電極に、交互に所定の電圧を印加している。このため、上記２面以外に形成された２つの電極に印加された電圧が、傾斜状態に応じて異なるものになる。また、この電圧は、電圧印加手段が印加する電極によっても異なってくる。電圧検出手段が上記２面以外に形成された２つの電極に印加された電圧を、電圧印加手段が印加する電極毎に、２回検出することで、電極の数が４つで、６方向の傾斜状態を検出することが可能になる。

また、特に、上記４つの電極が「略凸８面体を形成する８面のうち、４角錐を形成する４面それぞれに形成された」場合、上記導通検出手段は、上記４角錐を形成する４面のうち、互いに隣接しない２面に形成された２つの電極に、交互に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、上記２面以外に形成された２つの電極に印加された電圧を検出する電圧検出手段とを備えていてもよい。

また、本発明の傾斜センサでは、上記導通検出手段は、上記４つの電極のうち、上記対向２面に形成された２つの電極それぞれに、異なる所定の電圧を印加する電圧印加手段と、上記対向２面以外に形成された２つの電極に印加された電圧を検出する電圧検出手段とを備えたことが好ましい。

上記の構成によれば、電圧印加手段が、４つの電極のうち、上記対向２面に形成された２つの電極それぞれに、異なる所定の電圧を印加するので、上記対向２面以外に形成された２つの電極に印加された電圧が、傾斜状態に応じて異なるものになる。このため、電圧検出手段が上記対向２面以外に形成された２つの電極に印加された電圧を検出するのみで、電極の数が４つで、６方向の傾斜状態を検出することが可能になる。

また、本発明の傾斜センサでは、さらに、上記筐体を支持する支持手段を備え、上記支持手段は、上記略凸８面体における互いに隣接しない２つの頂点を結んだ直線に垂直な面と、物体の水平面とが平行になるように筐体を保持するようになっていることが好ましい。

また、本発明の傾斜センサでは、上記導電体は、球状であってもよい。

上記の構成によれば、導電体は球状であるので、筐体内部を滑らかに移動可能となり、検出精度の向上が可能となる。

また、本発明の傾斜センサでは、上記導電体は導電性の粉体からなっていてもよい。

上記の構成によれば、導電性の粉体であるので、１つの電極に対し多点で接触でき、接点不良による誤検出を抑制できる。

また、本発明の傾斜センサでは、上記導電体は導電性の液体からなっていてもよい。

上記の構成によれば、導電体は導電性の液体であるので、１つの電極に対し多点で接触できる。また、筐体内部を滑らかに移動可能であるため、接点不良による誤検出を抑制でき、検出精度の向上も可能となる。

本発明の情報機器は、上記の課題を解決するために、上述の傾斜センサを搭載したことを特徴としている。

上記の構成によれば、１つの傾斜センサで６方向の傾斜が検出可能な情報機器を提供することができる。このため、従来では２つ必要であった傾斜センサが１つとなり、情報機器の小型化、コストダウンを図ることが可能となる。

本発明の傾斜センサは、以上のように、内部に略凸８面体の中空部を有する筐体と、上記中空部内を移動可能な導電体と、上記略凸８面体を形成する８面のうち、互いに共有する頂点を有さない対向２面と、上記対向２面のうち何れか一方の面に隣接する２面との４面それぞれに形成された４つの電極と、上記４つの電極間の導通状態を検出する導通検出手段とを備えた構成である。

また、本発明の傾斜センサは、以上のように、内部に略凸８面体の中空部を有する筐体と、上記中空部内を移動可能な導電体と、上記略凸８面体を形成する８面のうち、４角錐を形成する４面それぞれに形成された４つの電極と、上記４つの電極間の導通状態を検出する導通検出手段とを備えた構成である。

それゆえ、電極の数が４つで、６方向の傾斜状態の検出を可能になり、従来よりも簡単な構成で６方向の傾斜状態の検出が可能な傾斜センサを提供することができる。

さらに、本発明の情報機器は、以上のように、上述の傾斜センサを搭載した構成である。それゆえ、１つの傾斜センサで６方向の傾斜が検出可能な情報機器を提供することができ、従来では２つ必要であった傾斜センサが１つとなり、情報機器の小型化、コストダウンを図ることが可能となる。

〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１及び図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、本実施形態の傾斜センサの概略構成を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態の傾斜センサ（以下、傾斜センサ１００と記す）は、図示しない筐体内部に正８面体を形成する中空部１を有する。そして、中空部１の中には略球形の導電体２が設置されている。また、傾斜センサ１００では、正８面体を形成する８面のうち、第１の面３１’及び第２の面３２’（互いに平行に向かい合う２つの面）に、それぞれ第１の電極３１と第２の電極３２が設けられている。また、第１の面３１’または第２の面３２’のうち一方の、第２の電極３２が設けられた第２の面３２’に隣接する第３の面３３’及び第４の面３４’に、それぞれ第３の電極３３と第４の電極３４とが設置されている。

また、傾斜センサ１００は、第１の電極３１と第２の電極３２とにそれぞれ異なる電圧を印加する電圧印加部１０と、第３の電極３３及び第４の電極３４それぞれの電圧を検出する電圧検出部１１とを備えている。なお、上記「導通検出手段」とは、電圧印加部１０と電圧検出部１１とを備えたもののことをいう。

なお、図１には示していないが、傾斜センサ１００では、さらに筐体を支持する支持部が設けられている。上記支持部により、傾斜センサ１００は、中空部１における正８面体の互いに隣接しない２つの頂点を結んだ直線に垂直な面と、物体の水平面とが平行になるように筐体を保持するようになる。

傾斜センサ１００では、本体の傾斜状態に応じて、導電体２が移動する。この移動により、第１〜第４の電極３１・３２・３３・３４と導電体２との間の導電状態が変化するようになっている。電圧印加部１０が、第１の電極３１と第２の電極３２とにそれぞれ異なる電圧を印加するときに、電圧検出部１１が第３の電極３３と第４の電極３４との電圧を検出することで、６方向における傾斜状態を検出することが可能になる。電圧印加部１０及び電圧検出部１１の動作については、後述する。

以下に、傾斜センサ１００の動作について、さらに詳しく説明する前に、３次元直交座標系におけるｘ，ｙ，ｚの各方向を以下のように定義する。図１に示すように、正８面体を形成する中空部１は、第１の頂点４１、第２の頂点４２、第３の頂点４３、第４の頂点４４、第５の頂点４５、及び第６の頂点４６という６つの頂点を有する。ｘ方向は、頂点４１から頂点４２へ向かう方向とする。また、ｘ方向と反対方向を−ｘ方向と定義する。ｙ方向は、頂点４３から頂点４４へ向かう方向とする。また、ｙ方向と反対方向を−ｙ方向と定義する。ｚ方向は、頂点４５から頂点４６へ向かう方向とする。また、ｚ方向と反対方向を−ｚ方向と定義する。なお、図１では、導電体２が頂点４３に移動した、すなわち、−ｙ方向に移動した状態を正立状態としている。

まず、傾斜センサ１００が正立状態である場合、導電体２は、第３の頂点４３に移動し、第２の面３２’と、第３の面３３’と、第４の面３４’とに接触した状態になる。このため、正立状態の傾斜センサでは、第２の電極３２と第３の電極３３と第４の電極３４とが導通状態となる。

また、傾斜センサ１００が図１において左方向に傾斜した、すなわち−ｘ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第１の頂点４１に移動し、第１の面３１’と第３の面３３’とに接触した状態になる。このため、−ｘ方向に傾斜した傾斜センサでは、第１の電極３１と第３の電極３３とが導通する一方、他の電極である第２の電極３２と第４の電極３４とが導通しない状態となる。

また、傾斜センサ１００が図１において右方向に傾斜した、すなわちｘ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第２の頂点４２に移動し、第２の面３２’と第４の面３４’とに接触した状態になる。このため、ｘ方向に傾斜した傾斜センサでは、第２の電極３２と第４の電極３４とが導通する一方、他の電極である第１の電極３１と第３の電極３３とが導通しない状態となる。

また、傾斜センサ１００が倒立した状態である、すなわち傾斜センサがｙ方向に傾斜した場合、導電体２は、第４の頂点４４に移動し、第１の面３１’に接触した状態になる。このため、倒立状態の傾斜センサ１００では、第１〜第４の電極３１・３２・３３・３４の全ての電極が導通しない状態となる。

また、傾斜センサ１００が図１において紙面の裏向きに傾斜した、すなわち−ｚ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第５の頂点４５に移動し、第１の面３１’と第４の面３４’とに接触した状態になる。このため、−ｚ方向に傾斜した傾斜センサでは、第１の電極３１と第４の電極３４が導通する一方、その他の電極である第２の電極３２と第３の電極３３とが導通しない状態となる。

また、傾斜センサ１００が図１において紙面の表向きに傾斜した、すなわちｚ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第６の頂点４６に移動し、第２の面３２’と第３の面３３’とに接触した状態になる。このため、第２の電極３２と第３の電極３３とが導通する一方、その他の電極である第１の電極３１と第４の電極とが導通しない状態となる。

このように、傾斜センサ１００では、第１〜第４の電極３１・３２・３３・３４間の導通状態が、−ｘ方向、ｘ方向、−ｙ方向、ｙ方向、−ｚ方向、ｚ方向という６つの方向に傾斜した状態で異なるようになっている。このため、傾斜センサ１００では、上述の４つの電極の導通状態を検出することにより、６つの傾斜状態が検出可能となる。

以下に、傾斜センサ１００における、電圧印加部１０及び電圧検出部１１の傾斜状態の検出動作について、詳細に説明する。傾斜センサ１００では、図１に示すように、電圧印加部１０が、１組の平行に向かい合う２面に設けられた第１の電極３１と第２の電極３２に、異なる電圧を印加している。そして、電圧検出部１１が、その他の電極である第３の電極３３と第４の電極３４の電圧を検出することにより、傾斜状態の検出が可能になる。ここでは、電圧印加部１０が、例えば、第１の電極３１に−５Ｖ、第２の電極３２に＋５Ｖを印加している場合について説明する。しかしながら、電圧印加部１０が印加する電圧は、これに限定されるものではない。

具体的には、図１に示すように、傾斜センサ１００が正立状態である場合、導電体２が第３の頂点４３に移動し、第２の電極３２と第３の電極３３と第４の電極３４とが導通した状態になる。このため、第３の電極３３と第４の電極３４とが、ともに＋５Ｖになる。

また、傾斜センサが図１において左方向に傾斜した、すなわち−ｘ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第１の頂点４１に移動し、第１の電極３１と第３の電極３３とが導通する一方、他の電極である第２の電極３２と第４の電極３４とが導通しない状態となる。この場合、第１の電極３１と導通した第３の電極３３が−５Ｖになる一方、第１の電極３１と第２の電極３２との何れにも導通していない第４の電極３４が０Ｖとなる。

また、傾斜センサが図１において右方向に傾斜した、すなわちｘ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第２の頂点４２に移動し、第２の電極３２と第４の電極３４とが導通する一方、他の電極である第１の電極３１と第３の電極３３とが導通しない状態となる。この場合、第１の電極３１と第２の電極３２との何れにも導通していない第３の電極３３が０Ｖになる一方、第２の電極３２と導通した第４の電極３４が＋５Ｖとなる。

また、傾斜センサが倒立した状態である、すなわち傾斜センサがｙ方向に傾斜した場合、導電体２は、第４の頂点４４に移動し、第１〜第４の電極３１・３２・３３・３４の全ての電極が導通しない状態となる。この場合、第１の電極３１と第２の電極３２との何れにも導通していない第３の電極３３及び第４の電極３４がともに、０Ｖになる。

また、傾斜センサが図１において紙面の裏向きに傾斜した、すなわち−ｚ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第５の頂点４５に移動し、第１の電極３１と第４の電極３４が導通する一方、その他の電極である第２の電極３２と第３の電極３３とが導通しない状態となる。この場合、第１の電極３１と第２の電極３２との何れにも導通していない第３の電極３３が０Ｖになる一方、第１の電極３１と導通した第４の電極３４が−５Ｖになる。

また、傾斜センサが図１において紙面の表向きに傾斜した、すなわちｚ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第６の頂点４６に移動し、第２の電極３２と第３の電極３３とが導通する一方、その他の電極である第１の電極３１と第４の電極とが導通しない状態となる。この場合、第２の電極３２と導通した第３の電極３３が＋５Ｖになる一方、第１の電極３１と第２の電極３２との何れにも導通していない第４の電極３４が０Ｖとなる。

このように、傾斜センサ１００では、互いに平行に向かい合う１組の電極である、第１の電極３１と第２の電極３２とに異なる電圧を印加し、残りの２つの電極（第３の電極３３及び第４の電極３４）の電圧を検出するのみで、６つの傾斜状態（−ｘ方向、ｘ方向、−ｙ方向、ｙ方向、−ｚ方向、及びｚ方向）を検出することが可能となる。つまり、傾斜センサ１００では、電極の数を４つ設けるという極めて簡単な構成で、６方向の傾斜状態を検出することができる。

また、本実施形態の傾斜センサにおいては、第３の電極３３と第４の電極３４とに、交互に所定の電圧を印加し、残りの２つの電極（第１の電極３１及び第２の電極３２）の電圧を検出しても、６つの傾斜状態（−ｘ方向、ｘ方向、−ｙ方向、ｙ方向、−ｚ方向、及びｚ方向）を検出することが可能となる。以下、第３の電極３３と第４の電極３４とに、交互に所定の電圧を印加した場合における傾斜センサについて、図７に基づいて説明する。図７は、第３の電極３３と第４の電極３４とに、交互に所定の電圧を印加した場合における傾斜センサ（以下、傾斜センサ１０２と記す）の概略構成を示す斜視図である。なお、図７において、図１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図７に示すように、電圧印加部１４は、第３の面３３’に形成された第３の電極３３と第４の面３４’に形成された第４の電極３４とに交互に所定の電極を印加している。なお、第３の面３３’と第４の面３４’とは、互いに隣接せず、かつ互いに共有する頂点を有し、かつ互いに隣接する共通の電極を有するようになっている。そして、電圧検出部１５が、残りの２つの電極（第１の電極３１及び第２の電極３２）の電圧を検出している。この構成により、傾斜状態の検出が可能になる。ここでは、電圧印加部１４が、例えば、第３の電極３３と第４の電極３４に交互に５Ｖを印加した場合について説明する。しかしながら、電圧印加部１４が印加する電圧は、これに限定されるものではない。

具体的には、図７に示すように、傾斜センサ１０２が正立状態である場合、導電体２が第３の頂点４３に移動し、第２の電極３２と第３の電極３３と第４の電極３４とが導通した状態になる。それゆえ、電圧印加部１４が第３の電極３３に５Ｖを印加している場合には、第３の電極３３と導通していない第１の電極３１が０Ｖになる一方、第３の電極３３と導通している第２の電極３２が５Ｖになる。また、電圧印加部１４が第４の電極３４に５Ｖを印加している場合、第４の電極３４と導通していない第１の電極３１が０Ｖになる一方、第４の電極３４と導通している第２の電極３２が５Ｖになる。

次に、傾斜センサ１０２が図７において左方向に傾斜した、すなわち−ｘ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第１の頂点４１に移動し、第１の電極３１と第３の電極３３とが導通する一方、他の電極である第２の電極３２と第４の電極３４とが導通しない状態となる。それゆえ、電圧印加部１４が第３の電極３３に５Ｖを印加している場合には、第３の電極３３と導通している第１の電極３１が５Ｖになる一方、第３の電極３３と導通していない第２の電極３２は０Ｖになる。また、電圧印加部１４が第４の電極３４に５Ｖを印加している場合、第４の電極３４と導通していない第１の電極３１と第２の電極３２とは、ともに０Ｖとなる。

また、傾斜センサ１０２が図７において右方向に傾斜した、すなわちｘ方向へ傾斜した場合、第２の頂点４２に移動し、第２の電極３２と第４の電極３４とが導通する一方、他の電極である第１の電極３１と第３の電極３３とが導通しない状態となる。それゆえ、電圧印加部１４が第３の電極３３に５Ｖを印加している場合には、第３の電極３３と導通していない第１の電極３１と第２の電極３２とは、ともに０Ｖになる。また、電圧印加部１４が第４の電極３４に５Ｖを印加している場合、第４の電極３４と導通していない第１の電極３１が０Ｖになる一方、第４の電極３４と導通している第２の電極３２が５Ｖになる。

また、傾斜センサ１０２が倒立した状態である、すなわち傾斜センサがｙ方向に傾斜した場合、導電体２は、第４の頂点４４に移動し、導電体２は、第４の頂点４４に移動し、第１〜第４の電極３１・３２・３３・３４の全ての電極が導通しない状態となる。それゆえ、電圧印加部１４が第３の電極３３に５Ｖを印加している場合には、第３の電極３３と導通していない第１の電極３１と第２の電極３２とはともに０Ｖになる。また、電圧印加部１４が第４の電極３４に５Ｖを印加している場合も、第４の電極３４に導通していない第１の電極３１と第２の電極３２は、ともに０Ｖとなる。

また、傾斜センサ１０２が図７において紙面の裏向きに傾斜した、すなわち−ｚ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第５の頂点４５に移動し、第１の電極３１と第４の電極３４が導通する一方、その他の電極である第２の電極３２と第３の電極３３とが導通しない状態となる。それゆえ、電圧印加部１４が第３の電極３３に５Ｖを印加している場合には、第３の電極３３と導通していない第１の電極３１と第２の電極３２とは、ともに０Ｖになる。また、電圧印加部１４が第４の電極３４に５Ｖを印加している場合、第４の電極３４と導通している第１の電極３１は５Ｖになる一方、第５の電極３５と導通していない第２の電極３２は５Ｖとなる。

また、傾斜センサ１０２が図７において紙面の表向きに傾斜した、すなわちｚ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第６の頂点４６に移動し、第２の電極３２と第３の電極３３とが導通する一方、その他の電極である第１の電極３１と第４の電極とが導通しない状態となる。それゆえ、電圧印加部１４が第３の電極３３に５Ｖを印加している場合には、第３の電極３２と導通していない第１の電極３１は０Ｖになる一方、第３の電極３３と導通している第２の電極３２は５Ｖになる。また、電圧印加部１４が第４の電極３４に５Ｖを印加している場合、第４の電極３４と導通していない第１の電極３１と第２の電極３２とは、ともに０Ｖとなる。

このように、傾斜センサ１０２では、互いに隣接せず、かつ互いに共有する頂点を有し、かつ互いに隣接する共通の電極を有する２面に形成された２つの電極（第３の電極３３及び第４の電極３４）に交互に電圧を印加し、残りの２つの電極（第１の電極３１及び第２の電極３１）の電圧を検出することにより、６つの傾斜状態（−ｘ方向、ｘ方向、−ｙ方向、ｙ方向、−ｚ方向、及びｚ方向）を検出することが可能となる。つまり、傾斜センサ１０２では、電極の数を４つ設けるという極めて簡単な構成で、６方向の傾斜状態を検出することができる。
〔実施の形態２〕
本発明の実施の他の形態について図２に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。図２は、本実施形態の傾斜センサの概略構成を示す斜視図である。なお、説明の便宜上、上記実施の形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。また、前記実施の形態１で述べた各種の特徴点については、本実施の形態についても組み合わせて適用し得るものとする。

本実施形態の傾斜センサ（以下、傾斜センサ１０１と記す）は、上記実施の形態１の傾斜センサ１００と比較して、中空部１における正８面体を形成する面に設けられた４つの電極の配置が異なる。

より具体的には、図２に示すように、傾斜センサ１０１は、図示しない筐体内部に正８面体を形成する中空部１を有する。そして、中空部１の中には略球形の導電体２が設置されている。また、傾斜センサ１０１では、正８面体を形成する８面のうち、図の下側（−ｙ方向）に頂点４３を有する４角錐を形成する４面に第２〜第５の電極３２〜３５が設置されている。図２では、４角錐を形成する第２の面３２’、第３の面３３’、第４の面３４’、及び第５の面３５’にそれぞれ、第２の電極３２、第３の電極３３、第４の電極３４、及び第５の電極３５が配置されている。

また、傾斜センサ１０１は、第２の電極３２と第５の電極３５とおいて交互に所定の電圧を印加する電圧印加部１２と、第３の電極３３及び第４の電極３４それぞれの電圧を検出する電圧検出部１３とを備えている。なお、図２に示すように、第２の電極３２と第５の電極３５とはそれぞれ、４角錐を形成する４つの面のうち、１組の隣接しない面である第２の面３２’と第５の面３５’とに設けられている。

傾斜センサ１０１では、本体の傾斜状態に応じて、導電体２が移動する。この移動により、第２〜第５の電極３２・３３・３４・３５と導電体２との間の導電状態が変化するようになっている。電圧印加部１２が、第２の電極３２と第５の電極３５とおいて交互に所定の電圧を印加するときに、電圧検出部１３が第３の電極３３及び第４の電極３４それぞれの電圧を検出することで、６方向における傾斜状態を検出することが可能になる。電圧印加部１２及び電圧検出部１３の動作については、後述する。

以下に、傾斜センサ１０１の動作について、さらに詳しく説明する。なお、傾斜センサ１０１の傾斜方向を３次元直交座標系により説明するが、３次元直交座標系におけるｘ，ｙ，ｚの各方向は、上記実施の形態１で説明したものと同様であり、正立状態も同様に、導電体２が頂点４３に移動した、すなわち、−ｙ方向に移動した状態としている。

まず、傾斜センサ１０１が正立状態である場合、導電体２は第３の頂点４３に移動し、第２の面３２’と、第３の面３３’と、第４の面３４’と、第５の面３５’とに接触した状態になる。このため、正立状態の傾斜センサでは、第２〜第５の電極３２〜３５が全て導通状態となる。

次に、傾斜センサ１０１が図２において左方向に傾斜した、すなわち−ｘ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第１の頂点４１に移動し、第３の面３３’と第５の面３５’とに接触した状態になる。このため、−ｘ方向に傾斜した傾斜センサでは、第３の電極３３と第５の電極３５とが導通する一方、他の電極である第２の電極３２と第４の電極３４とが導通しない状態となる。

また、傾斜センサ１０１が図２において右方向に傾斜した、すなわちｘ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第２の頂点４２に移動し、第２の面３２’と第４の面３４’とに接触した状態になる。このため、ｘ方向に傾斜した傾斜センサでは、第２の電極３２と第４の電極３４とが導通する一方、他の電極である第３の電極３３と第５の電極３５とが導通しない状態となる。

また、傾斜センサ１０１が倒立した状態である、すなわち傾斜センサがｙ方向に傾斜した場合、導電体２は、第４の頂点４４に移動し、第２〜第５の面３２’〜３５’とのいずれの面に接触しない状態になる。このため、倒立状態の傾斜センサでは、第２〜第５の電極３２・３３・３４・３５の全ての電極が導通しない状態となる。

また、傾斜センサ１０１が図２において紙面の裏向きに傾斜した、すなわち−ｚ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第５の頂点４５に移動し、第４の面３４’と第５の面３５’とに接触した状態になる。このため、−ｚ方向に傾斜した傾斜センサでは、第４の電極３４と第５の電極３５が導通する一方、その他の電極である第２の電極３２と第３の電極３３とが導通しない状態となる。

また、傾斜センサ１０１が図２において紙面の表向きに傾斜した、すなわちｚ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第６の頂点４６に移動し、第２の面３２’と第３の面３３’とに接触した状態になる。このため、ｚ方向に傾斜した傾斜センサでは、第２の電極３２と第３の電極３３が導通する一方、その他の電極である第４の電極３４と第５の電極３５とが導通しない状態となる。

このように、傾斜センサ１０１では、第２〜第５の電極３２・３３・３４・３５間の導通状態が、−ｘ方向、ｘ方向、−ｙ方向、ｙ方向、−ｚ方向、ｚ方向という６つの方向に傾斜した状態で異なるようになっている。このため、傾斜センサ１０１では、上述の４つの電極の導通状態を検出することにより、６つの傾斜状態が検出可能となる。

以下に、傾斜センサ１０１における、電圧印加部１２及び電圧検出部１３の傾斜状態の検出動作について、詳細に説明する。傾斜センサ１０１では、図２に示すように、電圧印加部１２が、４角錐を形成する４つの面のうち、１組の隣接しない面である第２の面３２’と第５の面３５’とに設けられた第２の電極３２と第５の電極３５とに、所定の電圧を交互に印加している。そして、電圧検出部１３が、その他の電極である第３の電極３３と第４の電極３４の電圧を検出することにより、傾斜状態の検出が可能になる。

なお、ここでは、電圧印加部１２が、例えば、第２の電極３２と第５の電極３５に交互に５Ｖを印加した場合について説明する。しかしながら、電圧印加部１２が印加する電圧は、これに限定されるものではない。

具体的には、図２に示すように、傾斜センサ１０１が正立状態である場合、導電体２が第３の頂点４３に移動し、第２〜第５の電極３２〜３５が全て導通状態となる。それゆえ、電圧印加部１２が第２の電極３２に５Ｖを印加している場合には、第２の電極３２と導通している第３の電極３３と第４の電極３４とは両方ともに５Ｖになる。また、電圧印加部１２が第５の電極３５に５Ｖを印加している場合、第５の電極３５に導通している第３の電極３３と第４の電極３４とは両方ともに５Ｖとなる。

次に、傾斜センサ１０１が図２において左方向に傾斜した、すなわち−ｘ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第１の頂点４１に移動し、第３の電極３３と第５の電極３５とが導通する一方、他の電極である第２の電極３２と第４の電極３４とが導通しない状態となる。それゆえ、電圧印加部１２が第２の電極３２に５Ｖを印加している場合には、第２の電極３２と導通していない第３の電極３３と第４の電極３４とは両方ともに０Ｖになる。また、電圧印加部１２が第５の電極３５に５Ｖを印加している場合、第５の電極３５と導通している第３の電極３３は５Ｖになる一方、第５の電極３５と導通していない第４の電極３４は０Ｖとなる。

また、傾斜センサ１０１が図２において右方向に傾斜した、すなわちｘ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第２の頂点４２に移動し、第２の電極３２と第４の電極３４とが導通する一方、他の電極である第３の電極３３と第５の電極３５とが導通しない状態となる。それゆえ、電圧印加部１２が第２の電極３２に５Ｖを印加している場合には、第２の電極３２と導通していない第３の電極３３は０Ｖになる一方、第２の電極３２と導通している第４の電極３４は５Ｖになる。また、電圧印加部１２が第５の電極３５に５Ｖを印加している場合、第５の電極３５に導通していない第３の電極３３と第４の電極３４とは、ともに０Ｖとなる。

また、傾斜センサ１０１が倒立した状態である、すなわち傾斜センサがｙ方向に傾斜した場合、導電体２は、第４の頂点４４に移動し、第２〜第５の電極３２・３３・３４・３５の全ての電極が導通しない状態となる。それゆえ、電圧印加部１２が第２の電極３２に５Ｖを印加している場合には、第２の電極３２と導通していない第３の電極３３と第４の電極３４とはともに０Ｖになる。また、電圧印加部１２が第５の電極３５に５Ｖを印加している場合も、第５の電極３５に導通していない第３の電極３３と第４の電極３４は、ともに０Ｖとなる。

また、傾斜センサ１０１が図２において紙面の裏向きに傾斜した、すなわち−ｚ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第５の頂点４５に移動し、第４の電極３４と第５の電極３５が導通する一方、その他の電極である第２の電極３２と第３の電極３３とが導通しない状態となる。それゆえ、電圧印加部１２が第２の電極３２に５Ｖを印加している場合には、第２の電極３２と導通していない第３の電極３３と第４の電極３４は、ともに０Ｖになる。また、電圧印加部１２が第５の電極３５に５Ｖを印加している場合、第５の電極３５と導通していない第３の電極３３は０Ｖになる一方、第５の電極３５と導通している第４の電極３４は５Ｖとなる。

また、傾斜センサ１０１が図２において紙面の表向きに傾斜した、すなわちｚ方向へ傾斜した場合、導電体２は、第６の頂点４６に移動し、第２の電極３２と第３の電極３３が導通する一方、その他の電極である第４の電極３４と第５の電極３５とが導通しない状態となる。それゆえ、電圧印加部１２が第２の電極３２に５Ｖを印加している場合には、第２の電極３２と導通している第３の電極３３は５Ｖになる一方、第２の電極３２と導通していない第４の電極３４は０Ｖになる。また、電圧印加部１２が第５の電極３５に５Ｖを印加している場合、第５の電極３５と導通していない第３の電極３３と第４の電極３４とは、ともに０Ｖとなる。

このように、傾斜センサ１０１では、４角錐を形成する４面のうち、隣接しない２つの電極（第２の電極３２及び第５の電極３５）に交互に電圧を印加し、残りの２つの電極（第３の電極３３及び第４の電極３４）の電圧を検出することにより、６つの傾斜状態（−ｘ方向、ｘ方向、−ｙ方向、ｙ方向、−ｚ方向、及びｚ方向）を検出することが可能となる。つまり、傾斜センサ１０１では、電極の数を４つ設けるという極めて簡単な構成で、６方向の傾斜状態を検出することができる。

上記実施の形態１及び実施の形態２では、可動電極（中空部内を移動可能な導電体）として略球状の導電体を用いた場合について説明を行ったが、この導電体は、これに限定されず、中空部内を移動可能なものであればよい。例えば、導電体として、金属粉等の導電性の粉体を用いてもよい。

導電体として、金属粉等の導電性の粉体を用いた場合における、本発明の傾斜センサの動作については、導電体として球状の導電体を用いた場合と同様である。また、導電体として球状の導電体を用いた場合には、１つの電極との接点が１つであるため、接点不良が生じ易い。これに対して、導電体として金属粉等の導電性の粉体を用いた場合には、１つの電極に対し、多数の接点が存在するため、接点不良が生じにくくなるという効果を奏する。

また、可動電極（中空部内を移動可能な導電体）として、水銀や食塩水等の導電性の液体を使用してもよい。導電体として導電性の液体を用いた場合における、本発明の傾斜センサの動作については、導電体として球状の導電体を用いた場合、あるいは電体として金属粉等の導電性の粉体を用いた場合と同様である。また、導電体と電極との接点についても、電体として金属粉等の導電性の粉体を用いた場合と同様に、１つの電極に対し、多数の接点が存在するため、接点不良が生じにくくなるという効果を奏する。

次に、本発明の傾斜センサを搭載した機器について、説明する。本発明の傾斜センサは、上述のように、正８面体を有する中空部において、正８面体を形成する８面のうち、４面に電極を配置することで、６方向の傾斜状態を検出することが可能になる。このような傾斜センサを搭載した機器としては、デジタルカメラ、デジタルカメラ付携帯端末等が挙げられる。このような機器の一例として、本発明の傾斜センサを搭載したデジタルカメラについて、図３に基づいて説明する。図３は、本発明の傾斜センサを搭載したデジタルカメラの構成を示す斜視図である。

図３に示すように、デジタルカメラ７には、本発明の傾斜センサ６が搭載されている。なお、この傾斜センサ６は、図１に示す傾斜センサ１００、または図２に示す傾斜センサ１０１、または図７に示す傾斜センサ１０２と同様の構成を有している。この傾斜センサ６を搭載したデジタルカメラ７では、１つの傾斜センサ６で６方向の傾斜検出が可能である。このため、従来のデジタルカメラでは２つ必要であった傾斜センサが１つとなり、デジタルカメラの小型化、コストダウンを図ることが可能となる。

また、以上の説明では正８面体の中空部を用いて説明を行ってきたが、正８面体を形成する８面があれば良く、例えば頂点部分を一部切り欠いた略正８面体形状でもよい。

本発明の傾斜センサにおける中空部は、このような略正８面体の中空部に限定されず、導電体が頂点へ移動したときに、その頂点を形成する４面それぞれと接触することが可能な８面体であればよい。すなわち、８面体のいずれの面を延長しても、その平面が８面体の内部を切断することができないような「略凸８面体」であればよい。このような略凸８面体では、６つの頂点のうち任意の隣接しない２つの頂点を除く４つの頂点を結んだ４角形で囲まれた領域を挟んで、残りの２つの頂点が存在する、すなわち、６つの頂点のうち任意の隣接しない２点を結んだ直線が、残りの４つの頂点を結ぶ４角形に囲まれた領域を通過するので、導電体が頂点へ移動したときに、その頂点を形成する４面それぞれと接触することが可能である。

家電製品、玩具、精密機械及び産業機器等に組み込んで機器の傾斜状態を検出する傾斜センサに利用可能である。

本発明の第１の実施の形態の傾斜センサの概略構成を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態の傾斜センサの概略構成を示す斜視図である。 本発明の傾斜センサを適用したデジタルカメラの構成を示す斜視図である。 従来の第１の傾斜センサの概略構成を示す断面図である。 従来の第２の傾斜センサの概略構成を示す斜視図である。 従来の傾斜センサを適用したデジタルカメラの構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態の傾斜センサにおいて、第３の電極３３と第４の電極３４とに、交互に所定の電圧を印加した場合の概略構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 中空部
２ 導電体
１０ 電圧印加部
１１ 電圧検出部
１２ 電圧印加部
１３ 電圧検出部
３１’ 第１の面
３１ 第１の電極
３２’ 第２の面
３２ 第２の電極
３３’ 第３の面
３３ 第３の電極
３４’ 第４の面
３４ 第４の電極
３５’ 第５の面
３５ 第５の電極

Claims (12)

1. 物体の水平面に対する傾斜状態を検出する傾斜センサであって、
   内部に略凸８面体の中空部を有する筐体と、
   上記中空部内を移動可能な導電体と、
   上記略凸８面体を形成する８面のうち、互いに共有する頂点を有さない対向２面と、上記対向２面のうち何れか一方の面に隣接する２面との４面それぞれに形成された４つの電極と、
   上記４つの電極間の導通状態を検出する導通検出手段とを備えたことを特徴とする傾斜センサ。
2. 上記略凸８面体は、８つの同形の２等辺三角形により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。
3. 物体の水平面に対する傾斜状態を検出する傾斜センサであって、
   内部に略凸８面体の中空部を有する筐体と、
   上記中空部内を移動可能な導電体と、
   上記略凸８面体を形成する８面のうち、４角錐を形成する４面それぞれに形成された４つの電極と、
   上記４つの電極間の導通状態を検出する導通検出手段とを備えたことを特徴とする傾斜センサ。
4. 上記略凸８面体は、８つの同形の２等辺三角形により形成されていることを特徴とする請求項３に記載の傾斜センサ。
5. 上記導通検出手段は、上記４つの電極のうち、互いに隣接せず、かつ互いに共有する頂点を有し、かつ互いに隣接する共通の電極を有する２面に形成された２つの電極に、交互に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、上記２面以外に形成された２つの電極に印加された電圧を検出する電圧検出手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の傾斜センサ。
6. 上記導通検出手段は、上記４つの電極のうち、上記対向２面に形成された２つの電極それぞれに、異なる所定の電圧を印加する電圧印加手段と、上記対向２面以外に形成された２つの電極に印加された電圧を検出する電圧検出手段とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の傾斜センサ。
7. さらに、上記筐体を支持する支持手段を備え、
   上記支持手段は、上記略凸８面体における互いに隣接しない２つの頂点を結んだ直線に垂直な面と、物体の水平面とが平行になるように筐体を保持するようになっていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の傾斜センサ。
8. 上記略凸８面体は、略正８面体であることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の傾斜センサ。
9. 上記導電体は、球状であることを特徴とする請求項２、４〜８の何れか１項に記載の傾斜センサ。
10. 上記導電体は導電性の粉体からなることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の傾斜センサ。
11. 上記導電体は導電性の液体からなることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の傾斜センサ。
12. 請求項１〜１１の何れか１項に記載の傾斜センサを搭載したことを特徴とする情報機器。

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