説明

姿勢検知センサ

【課題】 簡略な構成で6つの方位に関わる姿勢を検知可能な姿勢検知センサを得る。
【解決手段】 上部ブロック22の底面24に四角錐凹部を形成し、下部ブロック23の頂面25に四角錐凹部を形成する。上部ブロック22の底面24と下部ブロック23の頂面25を合わせ、6つの頂点を有する正8面体の空洞部を備えたケーシング21を構成する。正8面体空洞部に電導球30を転動自在に封入する。8面体の相互に辺を共有しない4つの面に4つの端子28A〜28Dをそれぞれ独立して設ける。ケーシング21の配置により、電導球30が自重で6つの頂点の何れかに近接し、各頂点に対応する電導球30による端子28A〜28D間の導通により姿勢を検知する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、装置の姿勢を検知する姿勢検知センサに関する。
【背景技術】
【0002】
例えばカメラには、撮影時の姿勢を検知するために姿勢検知センサが搭載されたものがある。従来の姿勢検知センサとしては、菱形に配置された4つの電極と、この中に配置された電導球を用いて縦横に関する4方向(2軸方向)の姿勢を1つのセンサで検知するものが知られている(特許文献1)。
【特許文献1】特開平11−24150号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
縦横の2軸方向に加えて、レンズが上向き、あるいは下向きに向けられているかを検知する場合には、レンズ方向の上下を知るためのセンサを別途設けている。しかし、このような構成では、2個以上のセンサが必要となり、コンパクト性やコストの面から問題がある。
【0004】
本発明は、簡略な構成で6つの方位に関わる姿勢を検知可能な姿勢検知センサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明に係る姿勢検知センサは、少なくとも6つの頂点を有する多面体の空洞部を形成するケーシングと、多面体の少なくとも4つの面の各々に独立して設けられる端子と、空洞部に封入され、外表面が電導性を有する導通部材とを備え、導通部材がこれら6つの頂点の何れに近接するかにより端子間における導通の組み合わせが異なることを特徴としている。
【0006】
導通部材は空洞部内を転動可能な球体として構成されることが好ましく、多面体は、頂点の数が6つの8面体であることが好ましい。このとき端子の数は4つであることが好ましく、4つの端子は、相互に辺を共有しない面に各々設けられることが好ましい。また、4つの端子は、1つの頂点を共有する4つの面に設けられていてもよい。
【0007】
ケーシングは、例えば第1および第2ブロックから構成され、第1および第2ブロックの各々に四角錐の凹部が形成され、第1および第2ブロックの四角錐凹部を合わせることにより8面体の空洞部が形成される。また、ケーシングの外形は、例えば略直方体である。
【0008】
また、本発明に係る姿勢検知システムは、上記の姿勢検知センサを備え、端子間における導通の組み合わせにより上記6つの頂点に対応する姿勢を検知する。
【0009】
また更に、本発明に係るのカメラは、姿勢検知センサを備えるカメラであって、端子間における導通の組み合わせによりカメラの正位置、逆位置、右下位置、左下位置、前下位置、後下位置の6つの姿勢を検知可能である。
【0010】
更に本発明に係る姿勢検知センサは、少なくとも8つの面を有する空洞部が形成されたケーシングと、8つの面のうちの少なくとも4つの面の各々に独立して設けられる端子と、空洞部に封入され、外表面が電導性を有する導通部材とを備え、ケーシングの姿勢に対応して、導通部材よる端子間の導通の組み合わせが少なくとも6通りあることを特徴としている。
【発明の効果】
【0011】
以上のように、本発明によれば、簡略な構成で6つの方位に関わる姿勢を検知可能な姿勢検知センサを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施形態の姿勢検知センサを、例えばデジタルスチルカメラに搭載したときの概略適な構成を模式的に示すブロック図である。
【0013】
デジタルスチルカメラ10では、被写体像が撮像レンズ11を介して撮像素子12において撮像される。撮像素子12において得られた被写体像の画像データは、画像処理回路13に入力されるとともに、例えばメモリ14に一時的に記憶される。また、メモリ14に記憶された画像データは、適宜所定の画像処理が施された後、例えばモニタ15に表示可能であり、メモリカード等の記録媒体16に保存可能である。
【0014】
一方、撮像素子12の駆動は駆動回路17からの駆動信号により制御され、駆動回路17は、システムコントローラ18により制御される。システムコントローラ18は、デジタルスチルカメラ10全体の制御を行なうものであり、画像処理回路13などの制御も行なう。なお、ユーザは、レリーズボタン等の各種操作スイッチを含むスイッチ群19を操作することによりシステムコントローラ18に指令を与えることができる。
【0015】
また、システムコントローラ18には、姿勢検知センサ20が接続されており、姿勢検知センサ20からの信号に基づいて、デジタルスチルカメラ10本体の姿勢を検知する。この姿勢検知のための処理は、例えば画像撮影時に行なわれる。得られた姿勢情報は、例えば、撮影画像を記録媒体16へ保存する際に撮影画像とともに記録される。
【0016】
図2は、第1実施形態の姿勢検知センサ20の分解斜視図である。図2に示されるように、姿勢検知センサ20のケーシング21は、略上下対称な上部ブロック22と下部ブロック23とから構成される。
【0017】
本実施形態において、上部ブロック22および下部ブロック23は、(正)6面体のブロックの平行な4隅(図2において垂直方向に沿った4隅)を面取りし、面取りされたブロックを水平面で上下2つに略等分割した形状を概ね呈する。上部ブロック22の底面24および下部ブロック23の頂面25には、例えば四角錐の凹部がそれぞれ形成される。なお、上部ブロック22および下部ブロック23は樹脂などの絶縁体から形成され、本実施形態において、凹部は正四角錐である。
【0018】
すなわち、上部ブロック22の底面24が下部ブロック23の頂面25に当接されると、上部ブロック22と下部ブロック23からなるケーシング21の内部には、上下2つの四角錐の凹部により、6つの頂点を有する8面体の空洞部が形成される。なお本実施形態において、各凹部は正四角錐とされるので、8面体は正8面体となるが、これに限定されるものではない。
【0019】
また、本実施形態において、正四角錐形状の凹部は、その底面を画成する正方形開口部の対角線が上下ブロック22、23の側面(面取りされた面以外の4つの側面)に垂直になるように形成される。すなわち、本実施形態において、8面体の空洞部を形成する6つの頂点は、6面体形状を呈するケーシング21の6つの面に最も近接するように配置される。
【0020】
なお、上部ブロック22の底面24には、例えば一対の突起部26が設けられ、下部ブロック23の頂面25の突起部26に対応する位置には、突起部26と嵌合して上部ブロック22と下部ブロック23との間の位置決めを行なう一対の穴27が形成される。
【0021】
第1実施形態では、上部ブロック22の四角錐凹部を構成する4つの三角形の面のうち相対する2つの面に端子28A、28Bが各々貼着され、同様に、下部ブロック23の四角錐凹部の構成する4つの三角形の面のうち相対する2つの面に端子28C、28Dが各々貼着される。4つの端子28A〜28Dは、例えば四角錐凹部を形成する三角形の面に相似な外形を有する薄板状の金属片(導体)からなる。また、各端子28A〜28Dは、四角錐凹部の面よりも一回り小さく、四角錐凹部の面の略中央に各々の辺が平行となるように配置される。
【0022】
また、凹部開口部の稜線に平行な端子28A〜28Dの辺の中央には、各々導線29A〜29Dが形成される。導線29A、29Bは、上部ブロック22に、導線29C、29Dは下部ブロック23に各々埋設され、それぞれ対応する面取りされた面から外部へと露出する。
【0023】
図2に示されるように、上部ブロック22と下部ブロック23は、上下2つの四角錐凹部から構成される8面体内に電導球30(後述)を封入して組み立てられるが、このとき、上部ブロック22および下部ブロック23は、端子28A、28Bと端子28C、28Dが、互いに辺を介して隣接しないように配置され(すなわち、端子28A〜28Dが設けられた8面体の4つの面は互いに辺を共有しない)、導線29A〜29Dは面取されたケーシング21の4隅から四方に突出する。
【0024】
図3、図4に、それぞれ下部ブロック23の頂面図、上部ブロック22の底面図を示す。また、図5および図6に、図3、図4の線V−V、線VI−VIに沿った組み立て後の姿勢検知センサ20の断面図を示す。なお図3〜図6では、下部ブロック23が、下側に配置された状態が描かれており、このときの電導球30の位置が細線を用いて描かれている。すなわち、電導球30は重力により下部ブロック23の四角錐凹部によって保持されている。
【0025】
なお、姿勢検知センサ20は、例えば図2におけるx軸が撮像レンズ11の光軸方向に、y軸がカメラ本体の横方向に、z軸がカメラ本体の縦方向にそれぞれ平行となるように配置される。
【0026】
次に、図7、図8を参照して、姿勢検知センサ20の姿勢検知動作について説明する。図7、図8は、それぞれ上部ブロック22および下部ブロック23の四角錐凹部の各面、各頂点、および各端子28A〜28Dの配置を示す平面図である。
【0027】
上部ブロック22の四角錐凹部は、4つの面S1〜S4から構成され、面S1に端子28Aが、面S3に端子28Bが設けられている。また、下部ブロック23の四角錐凹部は、4つの面S5〜S8から構成され、面S6に端子28Cが、面S8に端子28Dが設けられている。
【0028】
頂点V1は面S1〜S4によって共有される頂点であり、頂点V2は面S1、S2、S5、S6によって共有される頂点である。また、頂点V3は面S2、S3、S6、S7によって、頂点V4は面S3、S4、S7、S8によって、頂点V5は、面S1、S4、S5、S8によって、頂点V6は、面S5〜S8によって共有される頂点である。
【0029】
姿勢検知センサ20が上述のような配置で、デジタルスチルカメラ10に搭載されているとき、z軸が略鉛直上向きに維持されると(正位置)、頂点V6が最も下側に位置する。また、カメラが逆さまに保持されz軸が略鉛直下向きに維持されると(逆位置)、頂点V1が最も下側に位置する。同様に、y軸が略鉛直上向きに維持されると(左側が下向きとなる左下位置)、頂点V3が最も下側に位置し、y軸が略鉛直下向きに維持されると(右側が下向きとなる右下位置)、頂点V5が最も下側に位置し、x軸が略鉛直上向きに維持されると(レンズが上向きの後下位置)、頂点V4が最も下側に位置し、x軸が略鉛直下向きに維持されると(レンズが下向きの前下位置)、頂点V2が最も下側に位置する。
【0030】
8面体の空洞部に封入される電導球30の大きさは、電導球30が8面全部に同時に接触しない大きさとされ、電導球30は、8面体空洞部内において転動可能である。なお本実施形態の場合、空洞部は正8面体なので、面S1〜S8の三角形の一辺をL、電導球30の半径をrとすると、r<1/√6Lである。
【0031】
したがって、正位置では電導球30は重力により、頂点V6を頂点する凹部(面S5〜S8)によって保持され、他の面とは接触しない。同様に、逆位置では頂点V1を頂点とする凹部(面S1〜S4)、左下位置では頂点V3を頂点とする凹部(面S2、S3、S6、S7、右下位置では頂点V5を頂点とする凹部(面S1、S4、S5、S8)、後下位置では頂点V4を頂点とする凹部(面S3、S4、S7、S8)、前下位置では頂点V2を頂点とする凹部(面S1、S2、S5、S6)によって電導球30は保持される。なお、図では端子28A〜28Dの厚みが強調されて描かれているが、その厚さは実質的に無視できる程度に薄くすることもでき、そのような場合、電導球30は実質的に各凹部を構成する4つの面で保持される。
【0032】
電導球30は、例えば金属などの電導性材料から形成され、あるいは、表面が電導性の膜で被覆されており、2以上の端子28A〜28Dと接触することにより、接触した端子間を電気的に接続する。本実施形態では、デジタルスチルカメラ10の姿勢(正位置、逆位置、左下位置、右下位置、後下位置、前下位置)に対応して、端子28A〜28Dの中の2つの端子がそれぞれ6通りの組み合わせで導通される。表1にデジタルスチルカメラ10の姿勢と端子28A〜28D間の導通の対応を示す。
【表1】

【0033】
表1に示されるように、本実施形態では、端子28A〜28D間において、異なる2つの端子の組み合わせは合計6通りあり、これらは各々上記6つの姿勢にそれぞれ対応している。したがって、システムコントローラ18は、導線29A〜29Dを介して端子間の導通状態を検知することにより、姿勢検知センサ20が搭載された例えばデジタルスチルカメラ10の6方位(例えば、正位置、逆位置、左下位置、右下位置、後下位置、前下位置)に関わる情報を検知できる。
【0034】
以上のように、第1実施形態の姿勢検知センサによれば、電導球体を封入する6個の頂点を有する8面体空洞部を構成し、その8面の中の相互に辺を共有しない4つの面にそれぞれ端子を設け、これらの端子間の導通状態を検出することにより、6方位に関わる情報を極めて簡略な構成で検知することが可能となる。また、本実施形態では、ケーシングの外形が略直方体形状とされているので、センサ取付けの際に、取り付けられる装置の姿勢に容易対応付けて装着することができる。
【0035】
次に、図9〜図14を参照して、本発明が適用された第2実施形態の姿勢検知センサについて説明する。なお、第2実施形態の姿勢検知センサは、4つの端子が設けられる面が第1実施形態と異なるのみで、その他の構成は、第1実施形態と同様である。したがって、第1実施形態と同じ構成に関しては同一参照符合を用い、その説明を省略する。
【0036】
なお、図9は、第2実施形態の姿勢検知センサ20’の分解斜視図であり、図10は、下部ブロックの頂面図、図11は上部ブロックの底面図、図12は図10、11の線XII−XIIに沿った断面図である。
【0037】
第1実施形態において、4つの端子28A〜28Dは、上部ブロック22、下部ブロック23ともに2つずつ設けられ、各端子が設けられた面は互いに辺を共有しない面であった。一方、第2実施形態では、4つの端子28A〜28Dは、全て下部ブロック23’に設けられ、上部ブロック22’に端子は設けられない。
【0038】
このとき、6つの姿勢(正位置、逆位置、左下位置、右下位置、後下位置、前下位置)は、表2に示される各端子28A〜28Dの間の導通状態によって得られる。なお、図13、図14に、上部ブロック22’および下部ブロック23’の四角錐凹部の各面、各頂点、および各端子28A〜28Dの配置を模式的に平面図として示す。
【表2】

【0039】
以上のように、第2実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0040】
次に図15および図16を参照して本発明が適用された第3実施形態の姿勢検知センサについて説明する。図15および図16は、第3実施形態の姿勢検知センサにおける上部ブロックおよび下部ブロックの四角錐凹部の各面、各頂点、および各端子28A〜28Dの配置を模式的に平面図として示すものである。
【0041】
なお、第3実施形態の姿勢検知センサは、4つの端子が設けられる面が第1実施形態および第2実施形態と異なるのみで、その他の構成は、第1実施形態および第2実施形態と同様である。したがって、第1実施形態および第2実施形態と同じ構成に関しては同一参照符合を用い、その説明を省略する。
【0042】
第1実施形態において、4つの端子28A〜28Dは、上部ブロック22、下部ブロック23ともに2つずつ設けられ、各端子が設けられた面は互いに辺を共有しない面であった。一方、第2実施形態では、4つの端子28A〜28Dは、全て下部ブロック23’に設けられ、上部ブロック22’に端子は設けられなかった。
【0043】
これに対し第3実施形態では、1つの端子28Aのみが上部ブロックに設けられ、残りの3つの端子28B〜28Dは下部ブロックに設けられる。第3実施形態では、図15および図16に示されるように、端子28Aは面S1に設けられ、端子28B〜28Dは、下部ブロックの面S6〜S8に設けられる。すなわち、上部ブロックに端子28Aが設けられる面S1は、下部ブロックにおいて端子28B〜28Dが設けられていない面S5に対面する面である。
【0044】
以上のように第3実施形態のようなに端子28A〜28Dを配置しても第1および第2実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、電導球体30はデジタルスチルカメラ10の姿勢に対応して8面体空洞部内において転動し、2以上の端子28A〜28Dと接触することにより、接触した端子間を電気的に接続する。
【0045】
このとき、端子28A〜28D間の導通の組み合わせはデジタルスチルカメラ10の6つの姿勢(正位置、逆位置、左下位置、右下位置、後下位置、前下位置)に対応して異なる。したがって、システムコントローラ18は、導線29A〜29Dを介して端子間の導通状態を検知し、デジタルスチルカメラ10の6つの姿勢を検出することが可能である。
【0046】
第3実施形態におけるデジタルスチルカメラ10の6つの姿勢(正位置、逆位置、左下位置、右下位置、後下位置、前下位置)と各端子28A〜28D間の導通状態の関係を表3に示す。
【表3】

【0047】
なお、本実施形態では、端子間の導通を行なう電導性を有する導通部材として球体を用いたが、姿勢検知センサの姿勢に合わせて第1〜第3実施形態に対応する端子間の導通を行なうものであれば、球体に限定されるものではない。例えば、8面体空洞部よりもひとまわり小さい相似な8面体を用いることも可能である。
【0048】
また、端子の形状や大きさも本実施形態に限定されるものではなく、導通部材の形状や大きさに対応して適宜選択され得る。更に、本実施形態では、4つの端子を用いる構成を例に説明を行なったが、端子の数は、全ての面にそれぞれ1つずつ、合計8つ設けてもよく、5〜7つであってもよい。
【0049】
また、各端子の配置と姿勢との対応は、本実施形態以外にも様々な組み合わせが考えられることは無論であり、姿勢検知センサが搭載されるシステムも、デジタルスチルカメラに限定されるものではなく、通常のカメラであってもよく、更にカメラ以外の装置であってもよい。
【0050】
また更に、本実施形態では、空洞部として8面体を例に説明を行なったが、上記6姿勢に対応する頂点を有する多面体であれば、8面体に限定されるものではない。例えば、本実施形態で用いられた6頂点を有する8面体の辺や頂点などを面取りして得られる多面体であってもよいことは無論である。すなわち、ケーシング内に形成された空洞部(少なくとも8つの面を有する)内に独立して設けられる複数の端子(少なくとも4つ)が、導通部材によりケーシングの姿勢に対応して、少なくとも6通りの組み合わせを有すればよい。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】本発明が適用された第1実施形態の姿勢検知センサを搭載したデジタルスチルカメラの構成を示すブロック図である。
【図2】第1実施形態の姿勢検知センサの斜視図である。
【図3】図2の下部ブロックの頂面図である。
【図4】図2の上部ブロックの底面図である。
【図5】図3、図4の線V−Vに沿った断面図である。
【図6】図3、図4の線VI−VIに沿った断面図である。
【図7】図4に示された上部ブロックの四角錐凹部の各面と各頂点、および各端子の配置を模式的に示す平面図である。
【図8】図3に示された下部ブロックの四角錐凹部の各面と各頂点、および各端子の配置を模式的に示す平面図である。
【図9】第2実施形態の姿勢検知センサの斜視図である。
【図10】図9の下部ブロックの頂面図である。
【図11】図9の上部ブロックの底面図である。
【図12】図10、図11の線XII−XIIに沿った断面図である。
【図13】図11に示された上部ブロックの四角錐凹部の各面と各頂点、および各端子の配置を模式的に示す平面図である。
【図14】図10に示された下部ブロックの四角錐凹部の各面と各頂点、および各端子の配置を模式的に示す平面図である。
【図15】第3実施形態における上部ブロックの四角錐凹部の各面と各頂点、および各端子の配置を模式的に示す平面図である。
【図16】第3実施形態における下部ブロックの四角錐凹部の各面と各頂点、および各端子の配置を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【0052】
10 デジタルスチルカメラ
18 システムコントローラ
20 姿勢検知センサ
21 ケーシング
22 上部ブロック
23 下部ブロック
28A〜28D 端子
29A〜29D 導線
30 電導球


【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも6つの頂点を有する多面体の空洞部を形成するケーシングと、
前記多面体の少なくとも4つの面の各々に独立して設けられる端子と、
前記空洞部に封入され、外表面が電導性を有する導通部材とを備え、
前記導通部材が、前記6つの頂点の何れに近接するかにより前記端子間における導通の組み合わせが異なる
ことを特徴とする姿勢検知センサ。
【請求項2】
前記導通部材が前記空洞部内を転動可能な球体であることを特徴とする請求項1に記載の姿勢検知センサ。
【請求項3】
前記多面体が、頂点の数が6つの8面体であることを特徴とする請求項1に記載の姿勢検知センサ。
【請求項4】
前記端子の数が4つであることを特徴とする請求項3に記載の姿勢検知センサ。
【請求項5】
前記4つの端子が、相互に辺を共有しない面に各々設けられることを特徴とする請求項4に記載の姿勢検知センサ。
【請求項6】
前記4つの端子が、1つの頂点を共有する4つの面に設けられることを特徴とする請求項4に記載の姿勢検知センサ。
【請求項7】
前記ケーシングが、第1および第2ブロックから構成され、前記第1および第2ブロックの各々に四角錐の凹部が形成され、前記第1および第2ブロックの四角錐凹部を合わせることにより前記8面体の空洞部が形成されることを特徴とする請求項3に記載の姿勢検知センサ。
【請求項8】
前記ケーシングの外形が略直方体であることを特徴とする請求項1に記載の姿勢検知センサ。
【請求項9】
請求項1に記載の姿勢検知センサを備え、前記端子間における導通の組み合わせにより前記6つの頂点に対応する姿勢を検知することを特徴とする姿勢検知システム。
【請求項10】
請求項1に記載の姿勢検知センサを備えるカメラであって、前記端子間における導通の組み合わせにより前記カメラの正位置、逆位置、右下位置、左下位置、前下位置、後下位置の6つの姿勢を検知可能であることを特徴とするカメラ。
【請求項11】
少なくとも8つの面を有する空洞部が形成されたケーシングと、
前記8つの面のうちの少なくとも4つの面の各々に独立して設けられる端子と、
前記空洞部に封入され、外表面が電導性を有する導通部材とを備え、
前記ケーシングの姿勢に対応して、前記導通部材よる前記端子間の導通の組み合わせが少なくとも6通りある
ことを特徴とする姿勢検知センサ。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【公開番号】特開2006−349500(P2006−349500A)
【公開日】平成18年12月28日(2006.12.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−175915(P2005−175915)
【出願日】平成17年6月16日(2005.6.16)
【出願人】(000000527)ペンタックス株式会社 (1,878)