JPH11316107A - 姿勢検出装置 - Google Patents

姿勢検出装置

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JPH11316107A
JPH11316107A JP13614198A JP13614198A JPH11316107A JP H11316107 A JPH11316107 A JP H11316107A JP 13614198 A JP13614198 A JP 13614198A JP 13614198 A JP13614198 A JP 13614198A JP H11316107 A JPH11316107 A JP H11316107A
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JP
Japan
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ring
conductor
shaped conductor
shaped
posture
Prior art date
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Application number
JP13614198A
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English (en)
Inventor
Mitsuteru Fujimoto
光輝 藤本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極の数を増やしたり、入力信号を増やすこ
となく姿勢検出の分解能を上げることができる小型,低
価格の姿勢検出装置を提供する。 【解決手段】 少なくとも一方の導電体が分布抵抗特性
を有する導電体よりなる第1のリング状導電体9と、そ
の第1のリング状導電体9と同心円的に第2のリング状
導電体12を設け、その分布抵抗特性を有する導電体よ
りなる側のリング状導電体にバイアス電圧を印加し、第
1のリング状導電体9と第2のリング状導電体12との
層空間に、移動可能な導電体を設け、バイアス電圧を印
加した前記リング状導電体上の分割されたバイアス電圧
を連続的な電位信号として取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は機器の姿勢位置や変
移方向を示す傾斜角を検出する姿勢検出装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来からAV機器の入力手段、作業用ロ
ボットの操作手段、デジタルスチルカメラ等の携帯機器
の姿勢検出用として機器の姿勢位置やその変移方向に対
応した制御信号を出力する姿勢検出装置が用いられてき
た。
【0003】従来の姿勢検出装置の一例として、特開平
6ー307805号公報に記載されたものがある。その
構成を図3に示す概念構成図とともに説明する。1は中
空状の外球面体で、その内面はほぼ全域が電極で構成さ
れた第1の導電領域2となっている。3は前記外球面体
1の内部に所定の層空間をもって同心的に固定された内
球面体で、その外面は斑点状の複数の電極で構成された
第2の導電領域4となっている。5は外球面体1と内球
面体3との層空間に移動可能に介在し、第1の導電領域
2と第2の導電領域4に接触する水銀導電体、6は水銀
導電体5により第1の導電領域2と導通している第2の
導電領域4の導電極を検出するCPU、7はCPU6の
電送コード、8は外球面体1と内球面体3との層空間に
設けられたダボである。上記構成の姿勢検出装置は取り
付けられた機器の姿勢位置や変移方向に応じて傾きが生
じ、外球面体1と内球面体3との層空間にある水銀導電
体5の外球面体1および内球面体3との相対的な位置関
係が変化し、水銀導電体5を通じて第1の導電領域2と
接触する第2の導電領域4の導電極がCPU6により検
出され、機器の姿勢位置や変移方向等を示す制御信号が
電送コード7を通じて出力される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の姿勢検出装置では、姿勢検出の分解能を上げようと
すると、斑点状の電極の数を増やし、CPUへの入力信
号を増やす必要があるため、装置の小型化が難しくな
り、さらに低価格化が不可能になる。
【0005】本発明は上記従来の姿勢検出装置の問題点
に着目し、姿勢検出の分解能を増やしても装置の小型化
がはかれ、簡単な構成で姿勢情報を検出することができ
る姿勢検出装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、少なくとも一方の導電体が分布抵抗特性
を有する導電体よりなる第1のリング状導電体と、その
第1のリング状導電体と同心円的に第2のリング状導電
体を設け、その分布抵抗特性を有する導電体よりなる側
のリング状導電体にバイアス電圧を印加し、第1のリン
グ状導電体と第2のリング状導電体との層空間に、第1
のリング状導電体と第2のリング状導電体を接続する移
動可能な導電体を設け、バイアス電圧を印加した前記リ
ング状導電体とは異なる他方のリング状導電体から検出
電圧を取り出す姿勢検出装置であり、連続的な電位信号
として姿勢検出装置の取り付けられた機器の姿勢情報を
得ることができ、姿勢検出の分解能を上げるために電極
や端子の数を増やすことなく、小型,低価格な装置で可
能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、少なくとも一方の導電体が分布抵抗特性を有する導
電体よりなる第1のリング状導電体と、その第1のリン
グ状導電体と同心円的に第2のリング状導電体を設け、
その分布抵抗特性を有する導電体よりなる側のリング状
導電体にバイアス電圧を印加し、第1のリング状導電体
と第2のリング状導電体との層空間に、第1のリング状
導電体と第2のリング状導電体を接続する移動可能な導
電体を設け、バイアス電圧を印加した前記リング状導電
体とは異なる他方のリング状導電体から検出電圧を取り
出す姿勢検出装置であり、分布抵抗特性を有する導電体
よりなる側のリング状導電体にバイアス電圧を印加し、
層空間に移動可能に設けた導電体を通じて検出電圧を取
り出すことにより、姿勢検出装置の取り付けられた機器
の姿勢情報を連続的な電位信号として印加バイアス電圧
の分割電圧を取り出すことができるという作用を有す
る。
【0008】本発明の請求項2に記載の発明は、第1の
リング状導電体が第1のリングの内面に形成した導電体
であり、第2のリング状導電体が第2のリングの外面に
形成した導電体であり、第1のリング状導電体と第2の
リング状導電体の層空間に移動可能に設けた導電体が、
第1のリングと第2のリングを保持する側面によって形
成されたドーナツ状の空間内に移動可能に設けられた請
求項1に記載の姿勢検出装置であり、ドーナツ状の空間
内に移動可能に設けられた導電体は重力の作用により常
に最下点に位置するため、姿勢検出装置の取り付けられ
た機器の姿勢位置や変移方向に応じて、ドーナツ状の空
間内における移動可能な導電体の相対的な位置関係が変
化し、バイアス電圧を印加された分布抵抗特性を有する
導電体上の電位分布を前記の移動可能な導電体を通じて
検出することにより、姿勢検出装置の取り付けられた機
器の姿勢情報を連続的な電位信号として取り出すことが
できるという作用を有する。
【0009】本発明の請求項3に記載の発明は、ドーナ
ツ状の空間内に移動可能に設けられた導電体が水銀であ
る請求項2に記載の姿勢検出装置であり、導電体が水銀
であるため、その水銀導電体の、ドーナツ状の空間内に
おける移動が円滑であり、かつ、第1のリングの内面に
形成した導電体および第2のリングの外面に形成した導
電体との電気的な接触が良好であるという作用を有す
る。
【0010】本発明の請求項4に記載の発明は、請求項
2に記載の姿勢検出装置を複数個用いて、リングを貫通
する軸方向が異なる方向に配置し、複数方向の傾斜角度
を検出する姿勢検出装置であり、複数個の姿勢検出装置
を異なる方向に配置しているため、複数方向の傾斜角度
を検出することができるという作用を有する。
【0011】以下その本発明の実施の形態について添付
図面を参照しつつ説明する。 (実施の形態1)図1(a)は本発明の実施の形態1に
おける姿勢検出装置の概念構成図、図1(b)は同姿勢
検出装置の電気的な等価回路図であり、9は第1のリン
グ10の内面の全域にわたって形成された導電体よりな
る第1のリング状導電体、11は前記第1のリング10
の内側に同心円的に層空間を隔てて設けられた第2のリ
ング、12は第2のリング11の外面にほぼ全域にわた
って形成された分布抵抗特性を有する導電体よりなる第
2のリング状導電体、13は第1のリング10と第2の
リング11を保持する絶縁体の側面(図示せず)によっ
て形成されたドーナツ状の空間、14はドーナツ状の空
間13内において第1のリング状導電体9および第2の
リング状導電体12と電気的に接触しつつ移動可能に設
けられた水銀導電体、15は分布抵抗特性を有する導電
体よりなる第2のリング状導電体12の、絶縁体16に
よって切り離された端子17,18に接続されたバイア
ス電源、19はドーナツ状の空間13内において水銀導
電体14が移動して生じる相対的な位置関係の変化を、
バイアス電源の接続された分布抵抗特性を有する導電体
よりなる第2のリング状導電体12上の電位分布として
前記の移動可能な水銀導電体14および第1のリング状
導電体9を通じて入力される出力バッファアンプであ
る。
【0012】以下、上記構成の姿勢検出装置の動作につ
いて説明する。バイアス電源15が接続された第2のリ
ング状導電体12は、バイアス電源15の接続された端
子17,18間の絶縁体16の部分の領域12aと、端
子17と水銀導電体14に接触する箇所との間の領域1
2bと、水銀導電体14に接触する箇所と端子18との
間の領域12cとの3つの領域に分けられ、領域12
b,12cは分布抵抗特性を有する導電体の部分であ
り、この領域範囲内が姿勢位置の検出範囲となる。姿勢
検出装置が取り付けられた機器が例えば傾くと、ドーナ
ツ状の空間13内において水銀導電体14は重力の作用
により常に最下点に位置し、姿勢検出装置が傾いた分だ
けドーナツ状の空間13内における水銀導電体14の相
対的な位置関係が変化し、その変化分を、バイアス電源
15の接続された分布抵抗特性を有する導電体よりなる
第2のリング状導電体12上から連続的な電位信号とし
て分割バイアス電圧を取り出し、水銀導電体14および
第1のリング状導電体9を通じて出力バッファアンプ1
9に入力するものである。
【0013】なお、端子17,18間の絶縁体16の部
分の領域12aの長さは、水銀導電体14が第2のリン
グ状導電体12と接触している長さTよりも長くしてあ
り、移動可能な水銀導電体14によって第2のリング状
導電体12の端子17,18が短絡されてバイアス電源
15に過負荷がかかるのを防止している。
【0014】また、バイアス電源15の過負荷保護のた
めにバイアス電源15と第2のリング状導電体12の端
子17,18の間に抵抗等を挿入することによって、絶
縁体16の部分の領域12aを分布抵抗特性を有する導
電体で構成したり、領域12aの長さを長さTよりも短
くすることも可能である。
【0015】また、本実施の形態1では、水銀導電体1
4が内部を移動するドーナツ状の空間13は、第1のリ
ング10と第2のリング11を保持する絶縁体の側面
(図示せず)によって形成された例で説明したが、それ
に限られるものではなく、絶縁パイプの内面に第1のリ
ング状導電体9と第2のリング状導電体12を形成した
ものでもよく、また、水銀導電体14もそれに限られる
ものではなく、ドーナツ状の空間13内を円滑に移動し
かつ良好な電気的接触の得られるものであれば、他の導
電体でもよい。
【0016】(実施の形態2)図2は本発明の実施の形
態2における姿勢検出装置の機器内の配置状態を示す概
念斜視図であり、20は姿勢検出対象装置、21X,2
1Yは姿勢検出対象装置20の直交する側面、22X,
22Yは姿勢検出対象装置20の直交する側面21X,
21Yにリングの中心軸が垂直になるように取り付けら
れた前記実施の形態1において説明した姿勢検出装置で
ある。
【0017】以下、上記構成の姿勢検出装置の動作につ
いて説明する。上記のように配置された姿勢検出装置2
2X,22Yの出力信号を、例えば、ADコンバータ
(図示せず)でデジタル信号に変換し、マイクロプロセ
ッサ(図示せず)に入力することにより、姿勢検出対象
装置20の直交する側面21X,21Yの傾き角度を検
出することができ、この2つの傾き角度から姿勢検出対
象装置20のあらゆる方向の姿勢を検出することができ
る。また、前記姿勢検出対象装置20が携帯型のAV機
器であれば、上記のようにして得た機器自身の姿勢情報
を用いてカメラ部や画像表示部等の姿勢を制御すること
が可能となる。
【0018】
【発明の効果】以上のように、本発明の姿勢検出装置に
よれば、連続的な電位信号として姿勢検出装置の取り付
けられた機器の姿勢情報を得ることができ、電極や端子
の数を増やすことなく、小型,低価格な装置で姿勢検出
の分解能を上げることができ、また、本発明の姿勢検出
装置を少なくとも直交する2軸に配置することにより、
あらゆる方向の姿勢情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の実施の形態1における姿勢検出
装置の概念構成図 (b)同姿勢検出装置の電気的な等価回路図
【図2】本発明の実施の形態2における姿勢検出装置の
機器内の配置状態を示す概念斜視図
【図3】従来の姿勢検出装置の概念構成図
【符号の説明】
1 中空状の外球面体 2 第1の導電領域 3 内球面体 4 第2の導電領域 5,14 水銀導電体 6 CPU 7 電送コード 8 ダボ 9 第1のリング状導電体 10 第1のリング 11 第2のリング 12 第2のリング状導電体 12a,12b,12c 領域 13 ドーナツ状の空間 15 バイアス電源 16 絶縁体 17,18 端子 19 出力バッファアンプ 20 姿勢検出対象装置 21X,21Y 直交する側面 22X,22Y 姿勢検出装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一方の導電体が分布抵抗特性
    を有する導電体よりなる第1のリング状導電体と、その
    第1のリング状導電体と同心円的に第2のリング状導電
    体を設け、その分布抵抗特性を有する導電体よりなる側
    のリング状導電体にバイアス電圧を印加し、第1のリン
    グ状導電体と第2のリング状導電体との層空間に、第1
    のリング状導電体と第2のリング状導電体を接続する移
    動可能な導電体を設け、バイアス電圧を印加した前記リ
    ング状導電体とは異なる他方のリング状導電体から検出
    電圧を取り出す姿勢検出装置。
  2. 【請求項2】 第1のリング状導電体が第1のリングの
    内面に形成した導電体であり、第2のリング状導電体が
    第2のリングの外面に形成した導電体であり、第1のリ
    ング状導電体と第2のリング状導電体の層空間に移動可
    能に設けた導電体が、第1のリングと第2のリングを保
    持する側面によって形成されたドーナツ状の空間内に移
    動可能に設けられた請求項1に記載の姿勢検出装置。
  3. 【請求項3】 ドーナツ状の空間内に移動可能に設けら
    れた導電体が水銀である請求項2に記載の姿勢検出装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載の姿勢検出装置を複数個
    用いて、リングを貫通する軸方向が異なる方向に配置
    し、複数方向の傾斜角度を検出する姿勢検出装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107429984A (zh) * 2014-10-08 2017-12-01 糖果屋研发有限公司 旋转角度传感器、线性位移传感器、门装机构、及电刷

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107429984A (zh) * 2014-10-08 2017-12-01 糖果屋研发有限公司 旋转角度传感器、线性位移传感器、门装机构、及电刷
CN107429984B (zh) * 2014-10-08 2020-03-03 糖果屋研发有限公司 旋转角度传感器、线性位移传感器、门装机构、及电刷

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