JP2010286239A

JP2010286239A - 水圧センサ及び携帯型電子機器

Info

Publication number: JP2010286239A
Application number: JP2009137774A
Authority: JP
Inventors: Akira Yonekawa; 亮米川
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2009-06-09
Filing date: 2009-06-09
Publication date: 2010-12-24

Abstract

【課題】より簡易に水圧を測定可能な水圧センサ及び携帯型電子機器を実現する。
【解決手段】防水仕様のデジタルカメラ１に備えられる水圧センサ１０において、水圧により弾性変形するダイアフラム１３に設けられている導電性部材１４が接触した、基板１２上の電極（１２１、１２２、１２３）に応じて、水深を検出することを可能にした。
【選択図】図３

Description

本発明は、水圧センサ及び水圧センサを備える携帯型電子機器に関する。

近時、水中で使用可能なデジタルカメラなどの電子機器が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
その電子機器には、水圧センサが備えられており、水圧センサが検出した水圧に応じて水深を判断し、ユーザに水深に関する情報を報知することが可能になっている。

特開２００８−１７２７５５号公報

しかしながら、上記特許文献１の場合、水圧センサは、シリコンダイアフラムを用いた半導体式圧力センサであり、水圧に応じて変形するダイアフラムの変形量を、そのダイアフラム上に形成されたブリッジ抵抗回路における電圧の変化量として検出するものであるので、正確に水深を測定することができるものの高価なセンサであった。
そのため、所定の水深（例えば、５ｍ）に達したか否かを測定することが可能であれば十分な電子機器に、そのような水圧センサを設けることによっては、コストが増大してしまうという問題があった。

本発明の目的は、より簡易に水圧を測定可能な水圧センサ及び携帯型電子機器を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、水圧センサであって、
基板と、
前記基板に対向して配置され、印加された水圧により弾性変形する可撓板と、
前記基板に向かって弾性変形した前記可撓板が、前記基板に接触した面積に応じて、水深を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水圧センサにおいて、
前記基板には複数の電極が設けられ、前記可撓板における前記基板と対向する面には導電性部材が設けられており、
前記検出部は、前記可撓板が前記基板に向かって弾性変形した際に、前記導電性部材が接触した前記基板上の電極に応じて水深を検出することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の水圧センサにおいて、
前記複数の電極は、同心円状に設けられており、
前記可撓板が前記基板側に近接する程、前記導電性部材は、より外側の電極と接触可能になることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の水圧センサにおいて、
前記基板と前記可撓板は、接離可能に備えられていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、水圧センサであって、
同心円状に複数の電極が設けられた基板と、
前記基板に対向して配置され、印加された水圧により弾性変形する可撓板と、
前記可撓板における前記基板と対向する面に設けられた導電性部材と、
前記基板に向かって弾性変形した前記可撓板が前記基板に接触する面積に対応し、前記導電性部材が接触した前記基板上の電極に応じて水深を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、
複数の電極が設けられた基板と、
前記基板に対向して配置され、印加された水圧により弾性変形する可撓板と、
前記可撓板における前記基板と対向する面に設けられた導電性部材と、
前記可撓板が前記基板に向かって弾性変形して、前記導電性部材が接触した前記基板上の電極に応じて水深を検出する検出部と、を有する水圧センサを備える携帯型電子機器であって、
前記検出部により検出された水深に関する情報を報知する報知部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、水圧センサにおいて、水圧により弾性変形する可撓板に設けられている導電性部材が接触した基板上の電極に応じて、水深を検出することができる。
このように簡易な構成をとる水圧センサは、単純な動作によって、より簡易に水圧を測定することができるセンサであるといえる。

本発明に係るデジタルカメラの斜視図であり、前面側（ａ）と後面側（ｂ）を示している。本発明に係る水圧センサを示す正面図である。本発明に係る水圧センサの断面および検出部を示す説明図である。水圧によるダイアフラムの弾性変形を示す説明図である。基板のスライド移動を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、発明の範囲は図示例に限定されない。
なお、本実施形態においては携帯型電子機器として、水中で使用可能な防水仕様のデジタルカメラを例に説明する。

電子機器であるデジタルカメラ１は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、外装ケース体の上面に、デジタルカメラ１の起動動作及びシャットダウン動作を指示するためのパワースイッチ２と、撮影指示を行うためのレリーズスイッチ３とが配設されている。
また、デジタルカメラ１の前面には、撮影レンズユニット４と、フラッシュ発光装置５とが配設されており、後面には、撮影時に被写体像を表示する表示パネル６と、デジタルカメラ１の動作モードやパラメータ等の設定を行うための十字方向スイッチ７とが配設されている。ここで前面とは、撮影時に撮影対象である被写体に臨む面のことを指す。
また、デジタルカメラ１には、報知部としてのアラーム８（図３参照）が配設されている。
さらに、デジタルカメラ１の前面に、水圧センサ１０が配設されている。

水圧センサ１０は、図２、図３に示すように、枠体１１と、枠体１１の内部に備えられる基板１２と、枠体１１の上面側に配設される可撓板であるダイアフラム１３と、ダイアフラム１３の下面に設けられた導電性部材１４等を備えている。

基板１２の上面には、同心円状に複数の電極が設けられており、中心から外側に向かう順に、接地電極１２０、第一電極１２１、第二電極１２２、第三電極１２３が配されている。
接地電極１２０は、基準電位点（ＧＮＤ）に接続されている。
第一電極１２１、第二電極１２２、第三電極１２３には、それぞれ図示しないプルアップ抵抗が取り付けられており、各電極（１２１、１２２、１２３）は、図３に示すように、検出部１５に接続されている。
第一電極１２１は、例えば、水深３ｍに対応する水圧を検知するための電極であり、第二電極１２２は、例えば、水深５ｍに対応する水圧を検知するための電極であり、第三電極１２３は、例えば、水深１０ｍに対応する水圧を検知するための電極である。

ダイアフラム１３は、基板１２に対向して配設されており、印加された水圧により弾性変形して基板１２に向かって撓み、ダイアフラム１３が基板１２に接触するようになっている。
このダイアフラム１３は、高い水圧が作用するほど変形量が大きくなり、基板１２と接触する面積が広くなるので、水深に対応する水圧が作用した際にダイアフラム１３が基板１２と接触する範囲に、その水深（水圧）に対応する電極が設けられている。
そして、ダイアフラム１３における基板１２と対向する面である下面には、例えば、カーボン材料からなる導電性部材１４が設けられているので、弾性変形したダイアフラム１３が基板１２と接触する際に、導電性部材１４が基板１２上の電極と接触して、導通することになる。
つまり、ダイアフラム１３に高い水圧がかかり大きく変形する程、導電性部材１４が、より外側の電極（第三電極１２３）に接触可能となる。なお、ダイアフラム１３にかかる水圧が下がれば、ダイアフラム１３は基板１２から離間するように復元して、元の形状に戻る。

例えば、この水圧センサ１０が設けられているデジタルカメラ１が、地上あるいは水深３ｍ未満の水中で使用されている場合、ダイアフラム１３の弾性変形は生じていない、或いは弾性変形は僅かであるため、導電性部材１４は基板１２上の電極と接触しないので、検出部１５には、第一電極１２１、第二電極１２２、第三電極１２３からそれぞれHighレベルの信号入力がなされている。
そして、水圧センサ１０を備えるデジタルカメラ１が、水深３ｍに達した場合、図４に示すように、ダイアフラム１３が弾性変形することで、導電性部材１４が基板１２上の接地電極１２０と第一電極１２１に接触して、接地電極１２０と第一電極１２１とが導通する。この場合、検出部１５には、第一電極１２１からLowレベルの信号入力がなされて、第二電極１２２と第三電極１２３からそれぞれHighレベルの信号入力がなされる。
同様に、水圧センサ１０を備えるデジタルカメラ１が、水深５ｍに達した場合、ダイアフラム１３が弾性変形することで、導電性部材１４が基板１２上の接地電極１２０と第一電極１２１と第二電極１２２に接触して、接地電極１２０と第一電極１２１と第二電極１２２とが導通する。この場合、検出部１５には、第一電極１２１と第二電極１２２からそれぞれLowレベルの信号入力がなされて、第三電極１２３からHighレベルの信号入力がなされる。
同様に、水圧センサ１０を備えるデジタルカメラ１が、水深１０ｍに達した場合、ダイアフラム１３が弾性変形することで、導電性部材１４が基板１２上の接地電極１２０と第一電極１２１と第二電極１２２と第三電極１２３に接触して、接地電極１２０と第一電極１２１と第二電極１２２と第三電極１２３とが導通する。この場合、検出部１５には、第一電極１２１と第二電極１２２と第三電極１２３からそれぞれLowレベルの信号入力がなされる。

検出部１５は、基板１２に向かって弾性変形したダイアフラム１３が基板１２に接触する面積に対応し、導電性部材１４が接触した基板１２上の電極に応じて水深を検出する。
具体的に、検出部１５は、第一電極１２１、第二電極１２２、第三電極１２３からの信号入力に応じて、水圧センサ１０或いはその水圧センサ１０を備えるデジタルカメラ１が位置する水深を検出する。
そして、検出部１５は、第一電極１２１と第二電極１２２と第三電極１２３からそれぞれHighレベルの信号入力がなされている場合、その水深は３ｍ未満（あるいは地上の大気中）であると検出する。
また、検出部１５は、第一電極１２１からLowレベルの信号入力がなされて、第二電極１２２と第三電極１２３からそれぞれHighレベルの信号入力がなされている場合、その水深は３ｍ以上５ｍ未満であると検出する。
また、検出部１５は、第一電極１２１と第二電極１２２からそれぞれLowレベルの信号入力がなされて、第三電極１２３からHighレベルの信号入力がなされている場合、その水深は５ｍ以上１０ｍ未満であると検出する。
また、検出部１５は、第一電極１２１と第二電極１２２と第三電極１２３からそれぞれLowレベルの信号入力がなされている場合、その水深は１０ｍ以上であると検出する。

そして、検出部１５は、検出した水深に関する情報を、デジタルカメラ１の報知部（表示パネル６、アラーム８）を介してユーザに報知する。
例えば、検出部１５により検出された水深に基づき、報知部として機能するデジタルカメラ１の表示パネル６に水深に関する情報を表示することで、ユーザに報知する。具体的には、表示パネル６に「水深３ｍ」、「水深１０ｍ、浮上せよ」などの表示を行い、ユーザに水深に関する情報を報知することができる。
また、検出部１５により検出された水深に基づき、報知部として機能するデジタルカメラ１のアラーム８を鳴動させたり、振動させたりして、ユーザに水深に関する情報を報知することができる。

以上のように、この水圧センサ１０は、水圧により弾性変形するダイアフラム１３に設けられている導電性部材１４が接触した、基板１２上の電極（１２１、１２２、１２３）に応じて、水深を検出することができる。
そして、このように簡易な構成をとる水圧センサ１０は、単純な動作によって、より簡易に水圧を測定することができるセンサであるといえ、この水圧センサ１０を備えるデジタルカメラ１は、より簡易に水圧を測定可能な携帯型電子機器であるといえる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、図５に示すように、電極が設けられた基板１２を、ダイアフラム１３と接離可能に、枠体１１に備えるようにしてもよい。そして、基板１２とダイアフラム１３の位置（距離）を調整することで、検出可能な水圧（水深）を切り替えることが可能になる。

例えば、水深３ｍ、５ｍ、１０ｍを検出可能な基準位置に配置された基板１２をスライド移動させ、その基板１２をダイアフラム１３から離間する方向に配置した場合、より高い水圧が印加されることでダイアフラム１３の変形量が大きくならないと、そのダイアフラム１３は基板１２に接触することができないので、このような基板位置調整によって、より高水圧の深い水深、例えば、水深５ｍ、１０ｍ、１５ｍを検出可能な水圧センサとすることが可能になる。
同様に、基準位置に配置された基板１２をスライド移動させ、その基板１２をダイアフラム１３に近接する方向に配置した場合、より低い水圧が印加されたダイアフラム１３の小さな弾性変形で、そのダイアフラム１３が基板１２に接触することが可能になるので、このような基板位置調整によって、より低水圧の浅い水深、例えば、水深１ｍ、３ｍ、５ｍを検出可能な水圧センサとすることが可能になる。
なお、基板１２側の位置調整を行うことに限らず、ダイアフラム１３側を位置調整するようにしてもよい。

なお、以上の実施の形態においては、ダイアフラム１３に導電性部材１４を配設する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ダイアフラム１３と導電性部材１４を一体にするように、例えば、ダイアフラム１３を導電性材料によって成型して、導電性部材を用いないようにしてもよい。

また、以上の実施の形態において、携帯型電子機器として、デジタルカメラ１を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、電気機器は、水中において動作可能な、デジタルビデオカメラ、テレビ、携帯電話機、録音再生機器、ＰＤＡ、ゲーム機、デジタルメディアプレーヤー、デジタルオーディオプレーヤー、ＧＰＳ、時計等であってもよい。

また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

１デジタルカメラ（携帯型電子機器）
６表示パネル（報知部）
８アラーム（報知部）
１０水圧センサ
１１枠体
１２基板
１２０接地電極
１２１第一電極
１２２第二電極
１２３第三電極
１３ダイアフラム（可撓板）
１４導電性部材
１５検出部

Claims

基板と、
前記基板に対向して配置され、印加された水圧により弾性変形する可撓板と、
前記基板に向かって弾性変形した前記可撓板が、前記基板に接触した面積に応じて、水深を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする水圧センサ。
前記基板には複数の電極が設けられ、前記可撓板における前記基板と対向する面には導電性部材が設けられており、
前記検出部は、前記可撓板が前記基板に向かって弾性変形した際に、前記導電性部材が接触した前記基板上の電極に応じて水深を検出することを特徴とする請求項１に記載の水圧センサ。
前記複数の電極は、同心円状に設けられており、
前記可撓板が前記基板側に近接する程、前記導電性部材は、より外側の電極と接触可能になることを特徴とする請求項２に記載の水圧センサ。
前記基板と前記可撓板は、接離可能に備えられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の水圧センサ。
同心円状に複数の電極が設けられた基板と、
前記基板に対向して配置され、印加された水圧により弾性変形する可撓板と、
前記可撓板における前記基板と対向する面に設けられた導電性部材と、
前記基板に向かって弾性変形した前記可撓板が前記基板に接触する面積に対応し、前記導電性部材が接触した前記基板上の電極に応じて水深を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする水圧センサ。
複数の電極が設けられた基板と、
前記基板に対向して配置され、印加された水圧により弾性変形する可撓板と、
前記可撓板における前記基板と対向する面に設けられた導電性部材と、
前記可撓板が前記基板に向かって弾性変形して、前記導電性部材が接触した前記基板上の電極に応じて水深を検出する検出部と、を有する水圧センサを備える携帯型電子機器であって、
前記検出部により検出された水深に関する情報を報知する報知部を備えることを特徴とする携帯型電子機器。