JP2015161673A - 回動検出装置用被検出部材 - Google Patents

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Abstract

【課題】フォトリフレクタを用いて被検出部材の回動を検出する回動検出装置用被検出部材を安価に提供する。【解決手段】本発明の回動検出装置用被検出部材は、フォトリフレクタを備える回動検出装置において前記フォトリフレクタに対向して配置され、前記フォトリフレクタから発せられた光を反射する複数の反射部と、前記フォトリフレクタから発せられた光を拡散する複数の拡散部と、が円周方向に所定の周期で交互に配設されてなる回動検出装置用被検出部材であって、前記反射部は、前記拡散部よりも前記フォトリフレクタに近接する方向に突出している。【選択図】図6

Description

本発明は、回動検出装置においてフォトリフレクタに対向して配置される回動検出装置用被検出部材に関する。
デジタルカメラ等の電子機器には、所定の軸周りに回動するダイヤルを操作部材として用いるものがある。このような電子機器は、例えばロータリーエンコーダと称されるような、ダイヤルの回動の角度及び方向を検出する回動検出装置を備える。回動検出装置の構成としては、例えば特開2010−258584号公報に開示されているように、スリットを有する円盤の回動をフォトインタラプタによって検出する構成が知られている。また、移動する物体を検出する方法としては、例えば、特開2012−220785号公報に開示されているように、フォトリフレクタを用いる方法も知られている。
特開2010−258584号公報 特開2012−220785号公報
本発明は、フォトリフレクタを用いて被検出部材の回動を検出する回動検出装置用被検出部材を安価に提供することを目的とする。
本発明の一態様の回動検出装置用被検出部材は、フォトリフレクタを備える回動検出装置において前記フォトリフレクタに対向して配置され、前記フォトリフレクタから発せられた光を反射する複数の反射部と、前記フォトリフレクタから発せられた光を拡散する複数の拡散部と、が円周方向に所定の周期で交互に配設されてなる回動検出装置用被検出部材であって、前記反射部は、前記拡散部よりも前記フォトリフレクタに近接する方向に突出している。
本発明によれば、フォトリフレクタを用いて被検出部材の回動を検出する回動検出装置用の被検出部材を安価に提供することができる。
回動検出装置を備えたダイヤルスイッチ及び当該ダイヤルスイッチを備えた電子機器の外観を示す図である。 ダイヤルスイッチを回動軸に平行な方向から見た図である。 ダイヤルスイッチ及び回動検出装置の分解図である。 図2のIV-IV断面図である。 図2のV-V断面図である。 被検出部材の、フォトインタラプタに対向する面を示す斜視図である。 被検出部材と一対のフォトインタラプタとの位置関係を示す図である。 第2の実施形態のダイヤルスイッチ及び回動検出装置の分解図である。 第2の実施形態の被検出部材の、フォトインタラプタに対向する面を示す斜視図である。
以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
(第1の実施形態)
図1に、本発明に係る回動検出装置を備えた電子機器の一例であるデジタルカメラ1の外観を示す。本実施形態のデジタルカメラ1は、箱形の本体部2に、レンズ鏡筒4、撮像素子5、押しボタンスイッチ10、ダイヤル20及び回動検出装置30を備えている。
レンズ鏡筒4は、本体部2の前面に配設されており、撮像レンズ3を保持している。なお、レンズ鏡筒4は、本体部2に対して取り外し可能であってもよい。撮像素子5は、CCDやCMOSセンサ等であり、撮像レンズ3の後方に配設されている。また、図示しないが、デジタルカメラ1は、電源である充電池、フラッシュメモリ等の記録媒体を備える。デジタルカメラ1は、撮像素子5によって得られる電気信号を静止画像又は動画像を表わす電子データに変換して記録可能に構成されている。デジタルカメラ1の基本的な構成については公知のものであるため詳細な説明は省略するものとする。
図1及び図2に示すように、押しボタンスイッチ10、ダイヤル20及び回動検出装置30は、本体部2の上部に配設されている。
押しボタンスイッチ10は、デジタルカメラ1に対して使用者が撮像動作実行の指示を入力するための、いわゆるレリーズスイッチである。押しボタンスイッチ10は押し下げ可能なボタン11を備え、ボタン11の押下を検出する機構を有する。ボタン11は、本体部2に対して直線状の軸Aに沿って相対的に進退移動可能に配設されている。なお、図示する本実施形態では軸Aはデジタルカメラ1の上下方向に沿っているが、軸Aの角度はこの形態に限られるものではない。例えば、押しボタンスイッチ10がデジタルカメラ1の背面に配設される場合には、軸Aはデジタルカメラ1の前後方向に沿う。
ダイヤル20は、軸Aを中心軸とした環状の部材であり、本体部2に対して軸A周りに相対的に回動可能に配設されている。ダイヤル20の本体部2に対する相対的な回動角度は、所定の範囲内に規制された形態であってもよいし、制限の無い形態であってもよい。また、ダイヤル20は、1方向にのみ回動する形態であってもよい。
ダイヤル20の本体部2に対する相対的な回動の角度及び回動の方向は、本体部2内に配設された回動検出装置30によって検出される。使用者は、ダイヤル20を回動させることによって、所定の動作の実行指示をデジタルカメラ1に入力することができる。
なお、ダイヤル20の回動による指示入力の種類は特に限られるものではない。一例としては、ダイヤル20を回動させることによって、露出補正値、絞り値、シャッタースピード又はISO感度を変更する指示を入力することができる。デジタルカメラ1の動作状態の変化に伴ってダイヤル20の回動による指示入力の種類は変化してもよい。
次に、図2から図7を参照して、押しボタンスイッチ10、ダイヤル20及び回動検出装置30の構造の詳細を説明する。
押しボタンスイッチ10、ダイヤル20及び回動検出装置30は、本体部2の外表面の一部を構成する金属製の上カバー2aに組み付けられている。図3に示すように、上カバー2aには、軸Aを中心軸とした円形の貫通孔2bが形成されている。
ダイヤル20は、基部21及び飾り環部22の2つの部材によって構成されている。
図4及び図5に示すように、基部21は、上カバー2aの貫通孔2b内に摺動可能に嵌入する軸Aを中心軸とした円筒形状の軸部21aと、軸部21aの上方に設けられ外径が軸部21aよりも大きい拡径部21bを有する。
基部21は、軸部21aが貫通孔2b内に嵌入した状態において、上カバー2aに対して相対的に軸A周りに回動する。また、拡径部21bが設けられていることにより、軸部21aの、貫通孔2bからの下方への脱落が防止される。
軸部21aが貫通孔2b内に嵌入した状態において、軸部21aの下端には、後述する円盤状の被検出部材31が固定される。軸部21aの下端は、軸Aに直交する平面からなる。被検出部材31は、軸Aに直交する板状の部材であり、軸Aを略中心とした略円形状の外形を有する。被検出部材31は、後述する飾り環部22に設けられた雌ネジ部22aに下方から螺合する金属製のビス32によって、軸部21aの下端に固定される。被検出部材31の外径は、軸部21aよりも大きい。よって、軸部21aの下端に被検出部材31が固定されることにより、軸部21aの貫通孔2bからの上方への脱落が防止される。
基部21の拡径部21bの上面及び側面は、飾り環部22によって覆われている。飾り環部22は、例えばアルミニウム合金やマグネシウム合金等の金属からなり、ダイヤル20の外観を装飾することを主な目的とする部材である。ダイヤル20は、飾り環部22を備えない構成であってもよい。
飾り環部22には、ビス32が下方から螺合する雌ネジ部22aが形成されている。ビス32は、その頭部と飾り環部22との間に基部21及び被検出部材31を挟み込む。すなわち、ビス32によって、基部21、飾り環部22及び被検出部材31が一体的に固定される。
拡径部21bの下面と上カバー2aの上面との間には、波型バネ23が挟持される。波型バネ23は、金属又は樹脂からなる環状の板バネであって、上カバー2aに対して相対的に基部21を上方に向かって付勢している。
図3に示すように、波型バネ23の上カバー2aと接する箇所には、切り欠き部23aが形成されている。当該切り欠き部23aが、上カバー2aの上面に設けられたボス2cと係合することにより、波型バネ23の軸A周りの回動が規制される。
また、波型バネ23の拡径部21bと接する箇所には、上方に突出する凸部23bが形成されている。図示しないが、拡径部21bの下面には、軸A周りの周方向に所定の周期で凹凸が形成されている。波型バネ23の凸部23bと拡径部21bの凹凸との接触によって、ダイヤル20の回動にクリック感が生じる。なお、ダイヤル20は、回動にクリック感を伴わない形態であってもよい。
本実施形態では、被検出部材31の上方及び下方に、金属板24及び25が配設されている。金属板24及び25は、ビス32によって被検出部材31とともにダイヤル20に固定される。図3及び図5に示すように、金属板25には、被検出部材31を貫通して金属板24と接する爪部25aが形成されている。すなわち金属板24及び25は、ダイヤル20に固定された状態において爪部25aを介して接触している。また、金属板24は、ダイヤル20に固定された状態において、被検出部材31の上面と、上カバー2aの下面との間に介装される。
前述のように、ダイヤル20は、波型バネ23によって上方に付勢されていることから、金属板24は、上カバー2aの下面と常に接する状態となる。よって、本実施形態では、ダイヤル20の金属製である飾り環部22は、ビス32、金属板25及び金属板24を経由して、金属製である上カバー2aと電気的に接続される。
以上のような構成を有するダイヤル20の上面には、軸Aを中心軸として下方に向かって凹設された凹部20aが形成されている。凹部20a内には、後述するボタン11が収まる。凹部20aの底面部には、軸Aを中心軸とした貫通孔である軸受部21cが形成されている。本実施形態では、軸受部21cは、基部21に設けられている。軸受部21c内には、後述するボタン11の貫通軸部11bが挿入される。
押しボタンスイッチ10は、ボタン11、圧縮コイルバネ12及びタクトスイッチ13を含んで構成されている。
ボタン11は、使用者が触れる頭部11aと、頭部11aから軸Aを中心軸として下方に延出する柱状の貫通軸部11bを備える。頭部11aは、貫通軸部11bの外径よりも側方に突出している。
貫通軸部11bは、ダイヤル20を貫通する軸受部21c内に、摺動可能に嵌入する。貫通軸部11bが軸受部21c内に嵌入することにより、ボタン11は、軸Aに沿って進退移動する。また、ボタン11は、貫通軸部11bが軸受部21cから上方に抜け落ちることを防止する係止爪部11cを備えている。図5に示すように、貫通軸部11bが軸受部21c内に嵌入した状態において、係止爪部11cは、基部21と係合することによりボタン11の上方への移動範囲を規制する。
貫通軸部11bが軸受部21c内に嵌入した状態において、頭部11aとダイヤル20との間には、圧縮コイルバネ12が挟持される。圧縮コイルバネ12は、ボタン11を上方に向かって付勢する力を生じる。
貫通軸部11bの下端は、基部21の下端に固定された被検出部材31の下面31aよりも下方に突出している。圧縮コイルバネ12の付勢力に反してボタン11が下方に押し込まれることによって、貫通軸部11bの下方への突出量が増加する。
貫通軸部11bの下端の下方には、タクトスイッチ13が配設されている。タクトスイッチ13は、貫通軸部11bの下端による押圧を検出するスイッチである。タクトスイッチ13は、上カバー2aの下方に配設された回路基板14の上面14aに実装されている。回路基板14は、上カバー2aに対して位置が固定された支持板15に固定されている。
回路基板14は、上面14aが軸Aと直交するように配設されている。したがって、回路基板14の上面14aは、被検出部材31の下面31aに対向し、被検出部材31の下面31aと略平行であって、下面31aから下方に所定の距離だけ離間している。
回動検出装置30は、被検出部材31、第1フォトリフレクタ34及び第2フォトリフレクタ35を含んで構成されている。
前述のように、被検出部材31は、軸Aに直交する板状の部材であり、軸Aを略中心とした略円形状の外形を有する。本実施形態では、被検出部材31は、合成樹脂を成型することによって作られている。被検出部材31は、基部21の下端に固定されている。よって、被検出部材31は、ダイヤル20と共に、上カバー2aに対して相対的に軸A周りに回動する。
第1フォトリフレクタ34及び第2フォトリフレクタ35は、回路基板14の上面14aの、被検出部材31の下面31aに対向する領域内に実装されている。第1フォトリフレクタ34及び第2フォトリフレクタ35の具体的な配置については後述する。
第1フォトリフレクタ34及び第2フォトリフレクタ35は、それぞれ、発光ダイオード等からなる発光部及びフォトダイオード等からなる受光部を備え、発光部から出射された光を受光部によって検出する電子部品である。フォトリフレクタの構成は公知のものであるため、その詳細は省略するものとする。
第1フォトリフレクタ34及び第2フォトリフレクタ35は、発光部及び受光部が、上方を向くように配設されている。すなわち、第1フォトリフレクタ34及び第2フォトリフレクタ35の発光部及び受光部は、被検出部材31の下面31aと対向する。
図6は、被検出部材31の下面31aを示す斜視図である。図6に示すように、被検出部材31のフォトリフレクタと対向する面である下面31aには、フォトリフレクタから発せられた光を反射する複数の反射部31bと、フォトリフレクタから発せられた光を拡散する複数の拡散部31cとが、軸A周りに周方向に所定の周期で交互に配設されている。
図7は、軸Aに沿って被検出部材31の下面31aを下方から見た図を示している。図7に示すように、反射部31b及び拡散部31cは、下面31aにおいて、軸Aを中心として、外径の値がRO、内径の値がRIである環状の領域、いわゆるドーナツ状の領域に設けられている。外径がRO、内径がRIである環状の領域は、第1フォトリフレクタ34及び第2フォトリフレクタ35から出射される光が当たる範囲を含む。
個々の反射部31b及び個々の拡散部31cは、この環状の領域内において、軸A周りにそれぞれが同一の角度θ/2の範囲を占める。1つの反射部31b及び1つの拡散部31cを1つの組とした場合、角度θを1周期として周方向に複数の反射部31b及び複数の拡散部31cが交互に配設されている。周期θの角度は、θ=360/n (ここでnは2以上の自然数) として定義される。図示する本実施形態では一例として、nの値が7である。nの値は、回動検出装置30に求められる角度検知の分解能に応じて定められるものであり、本実施形態に限定されるものではない。
第1フォトリフレクタ34及び第2フォトリフレクタ35の上方には、被検出部材31が軸A周りにθ/2回動する度に、反射部31bと拡散部31cとが交互に表れる。
前述のように、反射部31bは、フォトリフレクタから発せられた光を反射する部位であるから、フォトリフレクタの上方に反射部31bが位置している場合には、当該フォトリフレクタは発光部から出射した光を受光部において検出する。一方、拡散部31cは、フォトリフレクタから発せられた光を拡散する部位であるから、フォトリフレクタの上方に拡散部31cが位置している場合には、当該フォトリフレクタにおいて、発光部から出射し受光部に入射する光の強度は、受光部における所定の検出下限値を下回る。例えば、第1フォトリフレクタ34及び第2フォトリフレクタ35は、反射部31bが上方に位置している場合にHIGHレベル信号を出力し、拡散部31cが上方に位置している場合にLOWレベル信号を出力する。なお、HIGHレベル信号及びLOWレベル信号を出力する条件は逆であってもよい。
そして、図7に示すように、第2フォトリフレクタ35は、第1フォトリフレクタ34に対して、周期θの1/4だけ位相がずれた位置に配置されている。
以上の説明から明らかなように、回動検出装置30は、いわゆるインクリメンタル型のロータリーエンコーダである。このインクリメンタル型のロータリーエンコーダにおいて、一対のフォトリフレクタからの出力信号を用いて、被検出部材31の回動角度及び回動方向を検出する方法は公知であるため、その説明は省略するものとする。
以上のように、本実施形態の回動検出装置30は、軸A周りに回動するダイヤル20の軸部21aの端部に固定された被検出部材31と、被検出部材31の軸部21aとは反対側の面である下面31aに対向するフォトリフレクタ34及び35からなる。
このような構成を有する回動検出装置30は、複数のスリットを有する円盤と円盤を上下方向に挟み込むフォトインタラプタを用いる従来の構成に比して、軸Aに沿う方向の外形を小さくすることができる。すなわち、本実施形態では回動検出装置を薄型化することができる。ダイヤル20の回動を検出する回動検出装置30の薄型化は、これを備える電子機器であるデジタルカメラ1の小型化に寄与する。
また、本実施形態の回動検出装置は、従来のようにコ字形状のフォトインタラプタ内に円盤を差し込む作業が不要となるため、組み立てが容易となる。また、本実施形態では、被検出部材31がダイヤル20の軸部21aの抜けを防止する部材を兼ねるため、部品点数を削減できる。
本実施形態の被検出部材31において、図6に示すように、反射部31bは、平滑な平面状である。また本実施形態では、ホットスタンプ(ホットスタンピング)により、反射部31bの表面には、金属光沢を有する薄膜、もしくはフォトリフレクタから発せられた光の反射率が比較的高い色の薄膜が設けられている。
例えば、拡散部31cを含む被検出部材31を、フォトリフレクタから発せられた光の反射率が比較的低い色(例えば黒色)の合成樹脂によって形成し、反射部31bのみにホットスタンプにより金属光沢を有する薄膜を設ければ、反射部31bと拡散部31cとの境界が明確となる。
なお、反射部31bに設けられる薄膜は、ホットスタンプ以外の、例えば印刷、塗装、蒸着等の他の方法によって設けられる形態であってもよい。
また、反射部31bの表面と第1フォトリフレクタ34及び第2フォトリフレクタ35との間の距離は、第1フォトリフレクタ34及び第2フォトリフレクタ35の検出可能範囲内に入るよう定められている。
一方、本実施形態の拡散部31cは、図6に示すように、軸Aを中心とした円周方向に彫られた複数の溝が、所定の間隔で径方向に配列されてなる。より詳細には、拡散部31cに設けられた複数の溝は断面がV字状であり、かつ溝と溝との間の山状の部分の断面が逆V字状である。
拡散部31cを、V字状の谷部と逆V字状の山部が連続して交互に配置される形状とすることにより、フォトリフレクタから発せられた光を確実に拡散することができる。また、複数の溝を円周方向に沿って設けることにより、反射部31bと拡散部31cとの境界線と、溝の延在方向とが直交するため、フォトリフレクタによる反射部31bと拡散部31cとの境界の検出が明確となる。
また、拡散部31cは、逆V字状の山部の頂点(稜線)が、反射部31bの表面よりもフォトリフレクタから遠くなるように形成されている。言い換えれば、反射部31bの表面は、拡散部31cよりもフォトリフレクタに近づく方向に突出している。このように、拡散部31cを反射部31bよりもフォトリフレクタから遠ざけることにより、フォトリフレクタによる反射部31bと拡散部31cとの境界の検出をより明確なものとすることができる。
以上に説明した本実施形態の被検出部材31は、合成樹脂を成型することにより形成される、いわゆるモールド部材であるが、前記拡散部31c及び反射部31bは、被検出部材31を成型する際に同時に設けることができる。すなわち、本実施形態では、被検出部材31に拡散部31c及び反射部31bを設けるための後加工が不要であり、被検出部材31を安価に製造可能である。
(第2の実施形態)
以下に、図8及び図9を参照して、本発明の第2の実施形態を説明する。以下では第1の実施形態との相違点のみを説明するものとし、第1の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。
本実施形態は、回動検出装置30の被検出部材31が、金属によって構成されていることが第1の実施形態と異なる。本実施形態の被検出部材31は、例えばアルミニウム合金、洋白、ステンレス合金等からなる。本実施形態では一例として、被検出部材31はアルミニウム合金からなるものとする。
図9に示すように、本実施形態の被検出部材31は、板状の部材であり、略円形状の外形を有する。被検出部材31の下面31aにおいて、反射部31bは、拡散部31cよりも突出している。
このような反射部31bと拡散部31cとの段差は、例えばプレス機によるつぶし加工やハーフパンチ加工によって形成される。すなわち、被検出部材31を、アルミニウム合金の板からプレス機で打ち抜くことによって形成する場合には、この抜き打ち加工時において同時に反射部31bと拡散部31cとの段差を形成することができ、製造コストを下げることが可能となる。
また、本実施形態では、拡散部31cは、フォトリフレクタから発せられた光の反射率が比較的低い色(例えば黒色)に着色されている。拡散部31cの着色は、例えばアルマイト、印刷、塗装、蒸着等の表面処理によって行われる。本実施形態では一例として、拡散部31cの着色は、アルミニウム合金の板から抜き打いた後に黒色のアルマイト処理を施すことによって行われる。
なお、拡散部31cには、第1の実施形態と同様に、プレス加工によって断面がV字状であって円周方向に延在する複数の溝と、該複数の溝の間に設けられた断面が逆V字状の山部が形成されていてもよい。また、拡散部31cには、アルマイト処理前にサンドブラスト等によって梨地処理が施されれば、光の反射率をより下げることができ好ましい。
一方、反射部31bは、切削や研磨等の除去加工によって金属の地肌が表面に表れている。前述のように拡散部31cは、反射部31bよりも突出していることから、アルマイト処理後であっても加工によって金属の地肌を表出させることができる。
以上のように形成された本実施形態の被検出部材31は、第1の実施形態と同様に作用する。
また、本実施形態では、被検出部材31が金属製であることから、図8に示すように、被検出部材31がビス32を介してダイヤル20の飾り環部22と電気的に導通する。よって、ダイヤル20の飾り環部22は、ビス32及び被検出部材31を経由して金属製である上カバー2aと電気的に接続される。このため、被検出部材31が合成樹脂製である第1の実施形態に比して、電気的導通を確立するための金属板の付加が不要となり、部品点数を削減することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う被検出部材もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
本発明に係る電子機器は、いわゆるデジタルカメラに備えられる形態に限らず、携帯通信端末、ゲーム機、デジタルメディアプレーヤー等のダイヤルを備えた他の形態の電子機器であってもよいことは言うまでもない。
1 デジタルカメラ(電子機器)、
2 本体部、
2a 上カバー、
2b 貫通孔、
2c ボス、
3 撮像レンズ、
4 レンズ鏡筒、
5 撮像素子、
10 押しボタンスイッチ、
11 ボタン、
11a 頭部、
11b 貫通軸部、
11c 係止部、
12 圧縮コイルバネ、
13 タクトスイッチ、
14 回路基板、
14a 上面、
15 支持板、
20 ダイヤル、
20a 凹部、
21 基部、
21a 軸部、
21b 拡径部、
21c 軸受部、
22 飾り環部、
22a 雌ネジ部、
23 波型バネ、
23a 切り欠き部
23b 凸部、
24 金属板、
25 金属板、
25a 爪部、
30 回動検出装置、
31 被検出部材、
31a 下面、
31b 反射部、
31c 拡散部、
32 ビス、
34 第1フォトリフレクタ、
35 第2フォトリフレクタ。

Claims (4)

  1. フォトリフレクタを備える回動検出装置において前記フォトリフレクタに対向して配置され、前記フォトリフレクタから発せられた光を反射する複数の反射部と、前記フォトリフレクタから発せられた光を拡散する複数の拡散部と、が円周方向に所定の周期で交互に配設されてなる回動検出装置用被検出部材であって、
    前記反射部は、前記拡散部よりも前記フォトリフレクタに近接する方向に突出している
    ことを特徴とする回動検出装置用被検出部材。
  2. 前記拡散部は、断面がV字状であって円周方向に延在する複数の溝と、該複数の溝の間に設けられた断面が逆V字状の山部とからなる
    ことを特徴とする請求項1に記載の回動検出装置用被検出部材。
  3. 当該回動検出装置用被検出部材は、合成樹脂により形成されており、
    前記反射部には、ホットスタンプによる薄膜が設けられている
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の回動検出装置用被検出部材。
  4. 当該回動検出装置用被検出部材は、金属により形成されており、
    前記反射部は、除去加工によって前記金属が表出された状態であり、
    前記拡散部は、前記金属の表面に着色がなされた状態である
    ことを特徴とする請求項1に記載の回動検出装置用被検出部材。
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