JP5343254B2 - ロータ式傾斜センサ - Google Patents

Description

本発明はセンサに関し、特にロータ式傾斜センサに関する。

携帯型電子機器、例えばデジタルカメラまたはカメラ機能を備えた携帯電話機の普及に伴い、その上で画像を見ることは常となってきている。したがって、画像の表示方向を携帯型電子機器の回転に伴って自動的に回転させる画像回転機能もまた徐々にこの携帯型電子機器に見られるようになってきている。図１を参照されたい。これは特許文献１に開示されている、上記携帯型電子機器内に搭載されてその回転を検出するとともに、対応する信号を出力して画像の表示方向を変換することができる傾斜センサ１０である。図示するように、前記傾斜センサ１０は一つのＶ字状空隙部１１０を画成するケース１１と、前記Ｖ字状空隙部１１０に向けて発光する一つの発光素子１２と、前記Ｖ字状空隙部１１０内の光を受光する二つの受光素子１３と、前記Ｖ字状空隙部１１０内で回動可能に設けられている一つの回動体１４とを備えている。前記傾斜センサ１０が重力方向に対して順時計回りまたは逆時計回り方向に回転することで、前記回動体１４が下方の中央位置から前記傾斜センサ１０の左右両側方向の末端部位置にまで回動する。

前記回動体１４が中央位置に位置しているときは、前記回動体１４は前記発光素子１２を遮ることで、前記発光素子１２は前記Ｖ字状空隙部１１０内に発光することができず、このとき、前記複数の受光素子１３はいずれかの光も検出することはできない。前記回動体１４が前記Ｖ字状空隙部１１０の左側または右側の末端部位置に位置しているときには、前記回動体１４は一方の受光素子１３を遮ることでＶ字状空隙部１１０内の光を受光することはできないものの、他方の受光素子１３は影響されることなく受光することができる。これにより、前記傾斜センサ１０は対応する信号を出力して、画像の表示方向を対応して制御することができる。

台湾特許出願９５１４２８１５号公報

しかしながら、前記転動体１４は前記中央位置および左側または右側の末端部位置の三者の間でしか往復移動できず、つまり前記傾斜センサ１０は三種類の信号を対応して出力できるにとどまり、応用が制限されてしまう。例示して説明するに、このような傾斜センサ１０は、画像の表示方向は所定位置、左に９０度回転、右に９０度回転という三者の間でしか往復変換できず、携帯型電子機器が絶えず変化している傾斜角度に動的に応じて、画像の表示方向を連続的に変化させることはできない。

本発明の一つの目的は、応用においてより多くの変化を提供すべく、絶えず変化している傾斜または回転角に応じて、その出力する電気信号を連続的に変化させることができるロータ式傾斜センサを提供するところにある。

上記目的を達成するために、本発明では、ケースと、複数の発光素子と、二つの受光素子と、ロータとを備えたロータ式傾斜センサを提供する。前記ケースには円形リング状チャネル部と、前記チャネル部に連通している複数の第１の開口部と、前記複数の第１の開口部の両側にそれぞれ配設されている二つの第２の開口部とが形成されている。前記複数の発光素子は前記複数の第１の開口部に配設されるとともに前記複数の第１の開口部を介して前記チャネル部に光を出射する。前記複数の受光素子は前記複数の第２の開口部にそれぞれ配設されるとともに前記複数の第２の開口部を介して前記チャネル部内の光の強さを検出する。前記ロータは前記チャネル部内に回動可能に対応して配設されている。これにより、前記ロータは前記ロータ式傾斜センサが傾斜したときには重力方向に向けて回動することで、前記複数の発光素子が前記チャネル部内に出射した光の一部を遮るとともに、一つの受光素子を遮り前記チャネル部内の光の強さを検出して、前記複数の受光素子が特定強さの光をそれぞれ検出するとともに、特定強さの電気信号を対応して出力する。

従来の傾斜センサの概略図である。 本発明に係る第１の好ましい実施例におけるロータ式傾斜センサの構成要素の分解図である。 図２に示すロータ式傾斜センサの断面図である。 前記ロータ式傾斜センサの各種使用状態の概略図である。 前記ロータ式傾斜センサの各種使用状態の概略図である。 前記ロータ式傾斜センサの各種使用状態の概略図である。 前記ロータ式傾斜センサの各種使用状態の概略図である。 前記ロータ式傾斜センサの各種使用状態の概略図である。 前記ロータ式傾斜センサの各種使用状態の概略図である。 前記ロータ式傾斜センサの各種使用状態の概略図である。 前記ロータ式傾斜センサの各種使用状態の概略図である。 本発明に係る第２の好ましい実施例におけるロータ式傾斜センサの断面図である。

本発明の技術内容および詳細な説明については、図面を合わせて下記のとおり説明する。

図２および図３を参照されたい。これは本発明に係る第１の好ましい実施例におけるロータ式傾斜センサである。前記ロータ式傾斜センサは主に、ケース２０と、回路基板２３と、複数の発光素子２４と、二つの受光素子２５と、ロータ２６とを備えている。

前記ケース２０は第１のケース部２１と、第２のケース部２２とからなる。前記第１のケース部２１は前記第２のケース部２２に対応して円形リング状のチャネル部２１０が形成されている。前記第１のケース部２１はその一側面に位置している平面部２１１を備えており、前記平面部２１１は前記チャネル部２１０の延在方向と平行している。前記平面部２１１上には、前記チャネル部２１０に連通している複数の第１の開口部２１２と、二つの第２の開口部２１３とが形成されている。前記複数の第１の開口部２１２および前記複数の第２の開口部２１３は前記チャネル部２１０の延在方向に配列され、かつ前記二つの第２の開口部２１３は前記複数の第１の開口部２１２の両側にそれぞれ配設されている。本実施例においては、前記複数の第１の開口部２１２の数は五個を例としているが、前記複数の発光素子２４の数は前記複数の第１の開口部２１２の数と同数であって、実際の実施時には、前記複数の第１の開口部２１２の数は少なくとも三個もあればよい。

前記複数の第２の開口部２１３は前記円形リング状チャネル部２１０のちょうど反対の両側に配設されて、前記複数の第２の開口部２１３を結ぶ線が前記円形リング状のチャネル部２１０の図形的な中心を通るのが好ましい。

また、前記第２のケース部２２は、前記第１のケース部２１のリング状嵌合溝２１５内に対応して嵌合することで、前記第２のケース部２２を前記第１のケース部２１に固定するための円形リング状突起部２２１を備えている。

前記回路基板２３は前記第１のケース部２１の前記平面部２１１上に設けられている。前記回路基板２３はプリント配線基板またはフレキシブル回路基板とすることができる。しかも、前記回路基板２３は、前記第１のケース部２１側とは反対の平面部上には複数の導電性端子２３１が形成されている。前記複数の導電性端子２３１は前記回路基板２３の表面または内部から前記回路基板２３の前方に延びて、前記複数の発光素子２４および前記複数の受光素子２５に電気的に接続されることで、前記複数の発光素子２４および前記複数の受光素子２５に電源を供給するか、または前記複数の受光素子２５が出力した信号の受信用とされる。

前記複数の発光素子２４は前記回路基板２３上に設けられるとともに前記複数の第１の開口部２１２に配設され、かつ光を前記複数の第１の開口部２１２を介して前記チャネル部２１０内に出射する。本実施例においては、前記複数の発光素子２４は発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）であるが、実際の実施時にはこれに限定されない。

前記複数の受光素子２５は前記回路基板２３上に設けられるとともに前記複数の第２の開口部２１３に配設され、かつ前記複数の第２の開口部２１３を介して前記チャネル部２１０内の光の強さを検出する。本実施例においては、前記複数の受光素子２５はフォトトランジスタ（ｐｈｏｔｏ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であるが、実際の実施時にはこれに限定されない。

前記ロータ２６は前記チャネル部２１０内に対応して設けられるとともに、前記チャネル部２１０の円形の延在方向に沿って回動する。前記ロータ２６は半円リング状であるのが好ましい。

図４ないし図１１では前記ロータ式傾斜センサの実際の作動時における八種類の異なる状況をそれぞれ説明している。まず、図４を参照する。仮に前記重力方向が図面下方方向であったとすると、前記ロータ２６は前記チャネル部２１０の下方に、つまり前記ロータ２６の位置エネルギーが最小となる場所に自然に位置することになる。このとき、前記ロータ２６はすべての発光素子２４および右側の受光素子２５を遮り、左側の受光素子２５のみが前記ロータ２６に遮られていない。この場合、前記複数の発光素子２４はいずれも前記チャネル部２１０内に光を出射することはできず、遮られていない左側の受光素子２５は光を検出できず、右側の受光素子２５も光を検出できず、このとき前記複数の受光素子２５は対応する電気信号、つまり前記ロータ式傾斜センサが出力する第１の電気信号組をそれぞれ出力する。また、前記ロータ２６は左側の受光素子２５およびすべての発光素子２４を遮り、右側の受光素子２５を完全に露出させたとき、または前記ロータ２６が左側および右側の受光素子２５の一部をそれぞれ遮るとともにすべての発光素子２４を遮ったとき、この二種類の状況におけるすべての発光素子２４は前記チャネル部２１０に光を出射することはできず、前記複数の受光素子２５が送出した電気信号は一致して、いずれも前記第１の電気信号組となるということは説明しておかなければならない。

図５を参照されたい。前記ロータ式傾斜センサを図４に対して順時計回り方向に４５度回転させると、前記ロータ２６は前記チャネル部２１０の下方にまで自然に回動する。このとき、前記ロータ２６は発光素子２４のうちの三個半および右側の受光素子２５を遮り、左側の受光素子２５は前記ロータ２６によって遮られていない。この場合、前記複数の発光素子２４のうちの一個半が前記チャネル部２１０内に光を出射することになり、左側の受光素子２５は特定強さの光を検出できるが、右側の受光素子２５は同じように光を検出することはできない。このとき前記複数の受光素子２５は、前記ロータ式傾斜センサが出力する電気信号である第２の電気信号組をそれぞれ出力する。

図６を参照されたい。前記ロータ式傾斜センサを図５に対して順時計回り方向に４５度回転させると、前記ロータ２６は前記チャネル部２１０の下方にまで自然に回動する。このとき、前記ロータ２６は二個の発光素子２４および下側の受光素子２５を遮り、上側の受光素子２５は前記ロータ２６によって遮られていない。この場合、前記複数の発光素子２４のうちの三個が前記チャネル部２１０内に光を出射することになり、上側の受光素子２５は特定強さの光を検出することができるが、下側の受光素子２５は同じように光を検出することはできない。このとき、前記複数の受光素子２５は、前記ロータ式傾斜センサが出力する電気信号である第３の電気信号組をそれぞれ出力する。

このように類推すれば、前記ロータ式傾斜センサは図７ないし図１１の異なる状況下でも、第４から第８の異なる電気信号組をそれぞれ送出することになる。したがって、応用における制限はなくなる。例をあげると、携帯型電子機器の傾斜または回転角が動的に変化しているとき、画像に八種類に達する異なった表示方向を持たせることができる。

また、前記第１の開口部２１２の各々が完全に遮られる状態から完全に遮られていない状況の間で連続的に変化したとき、対応する発光素子２４が前記第１の開口部２１２を介して前記チャネル部内に発する光の強さもまた連続的に変化する。したがって、前記受光素子２５の各々が出力する電気信号はアナログに近い効果で変化することになり、前記ロータ式傾斜センサはより多くの種類の電気信号組を出力することができ、応用におけるより多くの変化を提供することができる。

図１２に示すように、本発明の第２の好ましい実施例におけるロータ式傾斜センサは、その構造は第１の好ましい実施例と略同じであるものの、相違点は、第２の好ましい実施例における前記ロータ式傾斜センサでは前記複数の発光素子２４および前記複数の受光素子２５を前記ケース２０における対向する両側にそれぞれ配設したところである。

前記複数の受光素子２５は同じく前記ケース２０における第１のケース部２１の一方の側の回路基板２３上に設けられている。ところが、前記複数の発光素子２４は前記ケース２０における他方の側に設けられている他方の回路基板２７上に設けられている。しかも、前記複数の発光素子２４が前記複数の第１の開口部２１２を介して前記チャネル部２１０内に光を出射するように、前記複数の第１の開口部２１２もまた第２のケース部２２上に形成されている。

上記したものは本発明における好ましい実施例に過ぎず、本発明の実施範囲を限定するためのものではない。本発明の特許請求の範囲に基づいて行われる等価の変化および付加はいずれも本発明が保護する範囲に含まれるものである。

２０ ケース
２１ 第１のケース部
２１０ チャネル部
２１１ 平面部
２１２ 第１の開口部
２１３ 第２の開口部
２１５ リング状嵌合溝
２２ 第２のケース部
２２１ 円形リング状突起部
２３ 回路基板
２４ 発光素子
２５ 受光素子
２６ ロータ
２７ 回路基板

Claims (9)

1. ロータ式傾斜センサであって、
   円形リング状チャネル部と、前記チャネル部に連通している複数の第１の開口部と、前記複数の第１の開口部の両側にそれぞれ配設されている二つの第２の開口部とが形成されているケースと、
   前記複数の第１の開口部に配設されるとともに前記複数の第１の開口部を介して前記チャネル部に光を出射する複数の発光素子と、
   前記複数の第２の開口部にそれぞれ配設されるとともに前記複数の第２の開口部を介して前記チャネル部内の光の強さを検出する二つの受光素子と、
   前記チャネル部内に対応して配設されるとともに前記チャネル部の延在方向に沿って回動可能なロータと、を備えており、
   これにより、前記ロータは前記ロータ式傾斜センサが傾斜したときには重力方向に向けて回動することで、前記複数の発光素子が前記チャネル部内に出射した光の一部を遮るとともに、一つの受光素子を遮り前記チャネル部内の光を検出して、前記複数の受光素子が特定強さの電気信号をそれぞれ対応して検出するとともに、特定強さの電気信号に対応して出力することを特徴とするロータ式傾斜センサ。
2. 前記ケースの一方の側に設けられるとともに、その上に前記複数の発光素子および前記複数の受光素子が設けられる回路基板をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のロータ式傾斜センサ。
3. 前記ケースの一方の側に設けられるとともに、その上に前記複数の受光素子が設けられる一方の回路基板と、前記ケースの他方の側に設けられるとともに、前記複数の発光素子が設けられる他方の回路基板と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のロータ式傾斜センサ。
4. 前記複数の第１の開口部の数が少なくとも三個であり、しかも前記複数の発光素子の数が前記複数の第１の開口部の数と同数であることを特徴とする請求項１に記載のロータ式傾斜センサ。
5. 前記複数の第２の開口部を結ぶ線が前記チャネル部の図形的な中心を通ることを特徴とする請求項１に記載のロータ式傾斜センサ。
6. 前記回路基板は、前記ケースとは反対の表面に複数の導電性端子が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のロータ式傾斜センサ。
7. 前記複数の発光素子が発光ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載のロータ式傾斜センサ。
8. 前記複数の受光素子がフォトトランジスタであることを特徴とする請求項１に記載のロータ式傾斜センサ。
9. 前記ロータが半円リング状であることを特徴とする請求項１に記載のロータ式傾斜センサ。

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