JPH09210683A - 傾斜センサとそれを搭載した電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 傾斜センサの小型化と傾斜センサの腕時計へ
の搭載と多機能化を課題とする。 【解決手段】 磁性流体２と磁心９と該磁心９に巻回さ
れた励磁コイル７と傾斜角を検出する検出コイル８から
成る傾斜センサ１において、該傾斜センサ１は、非磁性
容器３に注入かつ密閉された磁性流体２を有し、前記磁
心９は、前記容器の外周面を囲むような３個の狭路４５
ａ、４６ａ、５６ａでつながった左右および中央の３個
の磁極４、６、５を有し、容器３の中心と中央の磁極５
に結合する中央の磁心部を結ぶ線分ＸーＸ’に対して左
右対称の形状であり、励磁コイル７は該中央の磁心部１
０に巻回され、検出コイル８は、左右の磁極に流入する
（あるいは、流出する）磁束の差を検出するように左右
の磁極に結合する左下の磁心部６４と右下の磁心部６８
に連続して巻回されていることを特徴とするものであ
り、この傾斜センサを電子機器に組み込んである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁性流体を採用し
て傾斜角を検出するための検出コイルを有する傾斜セン
サの構造、およびこの傾斜センサを組み込んだ電子機器
の機能に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、種々のセンサ技術が開発され、こ
のようなセンサ技術を適用した電子機器が種々製品化さ
れている。その中に、傾斜角を測定して、防犯用に使用
されるものも出現してきた。この傾斜センサは磁性流体
を応用して作られるもので、その開発の一例として、特
開昭６１ー２０７９１５号公報に開示されたようなもの
がある。

【０００３】特開昭６１−２０７９１５号公報に開示さ
れている傾斜センサを図１２に示す。該傾斜センサ５０
は、容器５２に入った磁性流体５１、該磁性流体５１に
接する足５３ａ、５３ｂと該足をつなぐ胴５３ｃを有す
る開磁路磁心５３、該開磁路磁心５３の胴５３ｃに巻回
した励磁コイル５６、該開磁路磁心５３の足５３ａ、５
３ｂに各々巻回し、両足の磁束の差を検出する検出コイ
ル５４、５５から構成される。

【０００４】ここで、２個の傾斜センサから得られるＸ
軸とＹ軸方向への傾斜角に基づいて、傾斜方向とＸＹ水
平面に対する傾斜角を算出する方法を説明する。図１３
は傾斜方向とＸＹ水平面に対する傾斜角を算出する方法
を説明するベクトル図である。図１３（ａ）に示すよう
に、Ｚ軸上の単位ベクトルｅ_z （０，０，１）は、Ｚ軸
からＸ軸方向にθ、さらにＹ軸方向にφだけ傾斜すると
ｅ_z ’に、あるいは図１３（ｂ）に示すように、Ｚ軸か
らＹ軸方向にφ、さらにＸ軸方向にθだけ傾斜するとも
う１個のｅ_z ’になる。よって前記単位ベクトルｅ_z は
数１、数２に示すように２個のｅ_z ’ に変換される。
ここで、θ、φはそれぞれ２個の傾斜センサから得られ
るＸ軸とＹ軸方向への傾斜角となる。

【０００５】

【数１】

【０００６】

【数２】

【０００７】数１、数２により、図１３に示す傾斜方向
αとＺ軸からの傾斜角βを算出すると、数３、数４に示
すようになり、ＸＹ水平面からの傾斜角はπ／２ーβと
なる。ただし、傾斜方向αは、２値となるので平均をと
る。

【０００８】

【数３】

【０００９】

【数４】

【００１０】図１２に示す従来の傾斜センサの平面図に
より、傾斜センサ５０の傾斜の測定原理について図１３
を参考にして説明する。傾斜センサ５０が、図１３に示
すように、ＸＹ水平面からｅ_z ’方向（ｅ_z ’が傾斜セ
ンサ５０の傾斜測定方向になる）に傾斜角π／２ーβ傾
斜すると、図１２に示すように、開磁路磁心５３の足５
３ａ、５３ｂに対して磁性流体５１の液面５１ａが傾斜
し、この時、励磁コイル５６に交流の励磁電流を流して
励磁コイル５６を励磁すると、磁性流体５１の液面５１
ａに接する開磁路磁心５３の両足５３ａ、５３ｂ付近の
お互いの、磁束の通りにくさを表わす磁気抵抗は、接す
る磁性流体５１の量に応じて異なるため、両足５３ａ、
５３ｂを通る磁束には、差が生じ、検出コイル５４、５
５を貫く磁束にも差が生じて、該検出コイル５４、５５
に発生する電圧に差が生じることになるので、この電圧
の差を傾斜角π／２ーβとして検出できる。以上によ
り、傾斜センサ５０が傾斜を測定する傾斜測定面は紙面
になる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
傾斜センサ５０には小型化が難しいという問題がある。
つまり、小型化するために磁性流体５１の入った容器５
２を小さくしようとすると、開磁路磁心５３の両足５３
ａ、５３ｂ間距離が小さくなり、励磁コイル５６によっ
て発生する磁束は、磁性流体５１を通らずに開磁路磁心
５３の両足５３ａ、５３ｂ間を通ってしまうので該傾斜
センサの検出コイルの出力差が減小してしまうという問
題が発生する。

【００１２】また、従来の傾斜センサ５０を、例えば小
型の電子機器である腕時計に搭載するため、図１２に示
すｔ方向が文字板に垂直になるように腕時計内に設置し
ようとすると、磁性流体容器５２、検出コイル５４、５
５、励磁コイル５６がｔ方向に重なっているため、傾斜
センサ５０のｔ方向の厚みが厚く、腕時計はかなり厚く
なるので、腕時計として使いにくくなるという問題があ
った。

【００１３】一方、腕時計内に傾斜センサを収めようと
するには文字板に平行になるように配置すればよいが、
そこで図１２に示すｔ方向が文字板と平行になるよに腕
時計内に設置すると、腕時計は厚くならないが、傾斜を
測定するときに、図１２に示す傾斜の測定方向を傾斜面
に向けなければならないので、毎回、腕時計を腕からは
ずさなければならないという使いにくさの問題があっ
た。

【００１４】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、（１）小型化の容易な傾斜センサ（２）腕につけた
状態でも傾斜角を容易に測定できる多機能傾斜センサ付
電子機器を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】磁性流体と磁心と該磁心
に巻回された励磁コイルと傾斜角を検出する検出コイル
から成る傾斜センサにおいて、該傾斜センサは、非磁性
容器に注入かつ密閉された磁性流体を有し、前記磁心
は、前記容器の外周面を囲むような２個の狭路でつなが
った左右および中央の少なくとも３個の磁極を有し、容
器の中心と中央の磁極に結合する中央の磁心部を結ぶ線
分に対して左右ほぼ対称の形状であり、励磁コイルは該
中央の磁心部に巻回され、検出コイルは左右の磁極に流
入する（あるいは、流出する）磁束の差を検出するよう
に巻回されていることを特徴とする。

【００１６】前記磁心は、略Ｌ字型をしており、該略Ｌ
字型の一方には、磁性流体が注入された容器が配置さ
れ、もう一方には、前記励磁コイルと検出コイルが巻回
されていることを特徴とする。

【００１７】前記傾斜センサは、前記容器の中心と中央
の磁極に結合する中央の磁心部を結ぶ線分に対する、前
記磁心の左右磁気抵抗アンバランスを零に補正する手段
を有することを特徴とする

【００１８】傾斜センサは、傾斜測定面が電子機器の表
示板面に垂直になるように、電子機器に設置されている
ことを特徴とする。

【００１９】傾斜センサを有する電子機器は、それぞれ
の傾斜センサ出力の検出手段、水平面（あるいは、地平
面）に対する傾斜角を算出する演算手段と、該水平面
（あるいは、地平面）に対する傾斜角を表示する表示手
段を有すること特徴とする。

【００２０】２個の傾斜センサは、同一面内にお互いの
傾斜測定面が直交するように電子機器に設置されている
ことを特徴とする。

【００２１】電子機器は、傾斜センサを対象物に照準す
る照準器を有することを特徴とする。

【００２２】電子機器は、対象物と測定点までの距離を
入力、あるいは、対象物の高さを入力する手段、対象物
の高さ、あるいは、対象物と測定点までの距離を算出す
る演算手段と、該対象物の高さ、あるいは、対象物と測
定点までの距離を表示する表示手段を有することを特徴
とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
図面に基づいて詳述する。初めに本発明の傾斜センサの
構造を説明する。図１は本発明の傾斜センサの斜視図で
ある。

【００２４】傾斜センサの構成は以下のようである。傾
斜センサ１は、円板状の非磁性容器３に注入かつ密閉さ
れた磁性流体２を有し、磁心９は、該容器の円筒面を囲
むような３個の狭路４５ａ、４６ａ、５６ａでつながっ
た左右および中央の３個の磁極４、６、５と中央の磁極
５に結合する中央の磁心部１０と左の磁極６に結合する
左上の磁心部６３、該左上の磁心部６３に結合する左中
央の磁心部６２、該左中央の磁心部６２に結合しかつ端
部６９で中央の磁心部１０に結合する左下の磁心部６４
を有する左の磁心部６１と、右の磁極６に結合する右上
の磁心部６７、該右上の磁心部６７に結合する右中央の
磁心部６６、該右中央の磁心部６６に結合しかつ端部６
９で中央の磁心部１０に結合する右下の磁心部６８を有
する右の磁心部６５から構成されている。磁心９は、容
器３の中心と中央の磁極５に結合する中央の磁心部を結
ぶ線分ＸーＸ’に対して左右対称の形状であり、励磁コ
イル７は中央の磁心部１０に巻回され、検出コイル８
は、左右の磁極に流入する（あるいは、流出する）磁束
の差を検出するように左右の磁極６、４に結合する左下
の磁心部６４と右下の磁心部６８に連続して巻回されて
いる。

【００２５】前記３個の磁極、すなわち、中央の磁極
５、左右の磁極６、４がお互いに狭路でつながっている
のは、該狭路の磁気抵抗を大きくし、励磁コイルによっ
て発生した磁束ができるだけ磁性流体２を通るようにし
て、傾斜センサ１が傾斜したときに、中央の磁極から左
右の磁極に分かれる磁束の変化を大きくして、傾斜セン
サ１の傾斜感度をあげるためである。よって、励磁コイ
ルによって発生される磁束を傾斜角の検出に有効に利用
するには、容器３の内径（磁性流体の可動径）を中央の
磁極５に結合する中央の磁心部１０の幅と同程度とする
ことが望ましいことがわかる。また、同様に、円筒状の
容器３を非磁性にするのは、傾斜センサ１の傾斜感度を
生じさせるために、励磁コイル７によって発生された磁
束に円筒状の容器３に遮られることがなく、磁性流体２
を通過させるためである。また、励磁コイル７で発生す
るする磁束の１／２以上が左右の磁極に接続する左右の
磁心部に流入することから、該磁心部が磁気飽和して傾
斜センサ１の傾斜検出性能を落とさないためには、該左
右の磁心部の断面積は、励磁コイル７が巻回されている
磁心部の断面積の１／２よりも大きいことが望ましい。
さらに、本実施例において、前記容器の形状は、円板状
であるが、傾斜センサの傾斜角の検出精度を落とさない
かぎりにおいては、正多角形状でもよく、円板状にこだ
わるものでない。ただし、容器はＸ−Ｘ’に対して左右
対称になる位置に配置される必要がある。

【００２６】次に、傾斜センサ１の傾斜測定の原理を説
明する。まず、励磁コイル７に正弦波状の励磁電流を印
加する。ここで、傾斜センサ１が、図１３に示すよう
に、ＸＹ水平面からｅ_z ’方向に傾斜角π／２ーβ傾斜
すると、容器３に注入かつ密閉された磁性流体２は、該
磁性流体２の、容器３に接触していない面が水平になる
ように、容器３の内部を移動し、その結果、左右の磁極
６、４に接する磁性流体の量が異なり、左右の磁極６、
４付近の磁束の通りにくさを表わす磁気抵抗は異なり、
左右の磁極６、４を結合する左右の磁心部へ流出するあ
るいは、左右の磁心６、４から流入する磁束には差が生
じ、検出コイル８を貫く該磁束にも差が生じて、該検出
コイル８に電圧が生じるので、該電圧を傾斜角π／２ー
βとして検出できる。

【００２７】図１５は傾斜測定面の説明図である。図１
５により、傾斜センサ１が傾斜を測定する傾斜測定面を
説明する。傾斜測定面は、図１５に示すように紙面とな
り、容器３の円板面１３と平行な面となる。傾斜センサ
１がＸＹ水平面１５０に置かれたときには、測定される
傾斜角は零度になり、傾斜センサ１が斜面ａ１５３上に
置かれたときには傾斜センサ１はＸＹ水平面１５０から
ｅ_z １’方向に傾斜角π／２−β₁ で傾斜し、測定され
る傾斜角は傾斜角１５１、π／２−β₁ となる。同様
に、傾斜センサ１が斜面ｂ１５４に置かれたときには傾
斜センサ１はＸＹ水平面１５０からｅ_{z 2} ’方向に傾斜
角π／２−β₂ で傾斜し、測定される傾斜角は傾斜角１
５２、π／２−β₂ となる。

【００２８】傾斜センサ１が水平のときは、以上の説明
より、左右の磁極６、４に接する磁性流体の量が同じに
なり、かつ、磁心９の形状は、容器３の中心と中央の磁
心部１０の中央を結ぶ線分ＸーＸ’に対して、左右対称
なので、検出コイル８を貫く左右の磁心６、４から流入
する磁束に差が生じないので、検出コイル８には、出力
が生じない。よって、検出コイル８の出力が零の時を、
傾斜が零と定義できる。ここで、励磁電流が、逆向きに
励磁コイル７に印加された場合も、前記磁束の方向が逆
方向になるだけで同様であり説明を省略する。

【００２９】図１４は本発明の他の傾斜センサの斜視図
であり、検出コイルを巻回する磁心部の位置のみが図１
に示す傾斜センサと異なり他は同じである。検出コイル
８０は傾斜センサ１１０の磁心９の左中央の磁心部６２
と右中央の磁心部６６に連続して巻回されている。な
お、検出コイル８０の巻回する磁心部の位置は、図１に
限らず、左右の磁極に流入する（あるいは、流出する）
磁束の差を検出できる磁心部であればどの位置でもよ
い。

【００３０】加工、組み立て誤差により磁心の形状が容
器と中央の磁極に結合する中央の磁心部を結ぶ線分Ｘー
Ｘ’に対して左右対称にならず、左右磁気抵抗アンバラ
ンスを生ずる本発明の他の傾斜センサの実施形態につい
て説明する。図２に示すように、傾斜センサ１１１の磁
心９０のＸーＸ’断面は、略Ｌ字型をしており、直角に
折り曲げられて２個の部分に分けられる該略Ｌ字型の一
方の部分には、磁性流体２が注入された円板状容器３が
配置され、もう一方の部分には、前記励磁コイル７と検
出コイル８が巻回されている。また、左中央の磁心部６
２０と右中央の磁心部６６０に、容器３の中心と中央の
磁極５００に結合する中央の磁心部１００を結ぶ線分Ｘ
ーＸ’に対し左右対称に左の切欠き９０ｂ、右の切欠き
９０ｃが形成されるのが最良である。他の構成は、図１
に示す本発明の傾斜センサ１と同一なので、説明を省略
する。なお、図１に示す傾斜センサ１にも上記の構造を
付加できることは言うまでもない。

【００３１】次に、前記アンバランスの調整方法を説明
する。傾斜センサ１１１を水平に設置して傾斜を測定し
たときに、コマ９０ａを前記右の切欠き９０ｃに対して
矢印９０ｄ方向に移動して検出コイル８の出力が零にな
るように位置調節し、コマ９０ａを切欠き９０ｃに対し
て固定する。これは、前記線分ＸーＸ’に対し、右の磁
心部６５０の閉磁路磁気抵抗が左の磁心部６１０の閉磁
路磁気抵抗に較べ大きい場合であるが、左の磁心部６１
０の閉磁路磁気抵抗が右の磁心部６５０の閉磁路磁気抵
抗に較べ大きい場合は、コマ９０ａを前記左の切欠き９
０ｃに対して矢印９０ｄ方向に移動し、検出コイル８の
出力が零になるように位置調節し、コマ９０ａを切欠き
９０ｂに対して固定する。

【００３２】以上の説明により、本発明の傾斜センサの
厚みを決めるのは、磁性流体の可動径であることがわか
る。磁性流体の可動径を中央の磁極に結合する中央の磁
心部の幅まで小さくすることによって、傾斜センサの薄
型化、小型化が達成できる。

【００３３】次に本発明の傾斜センサを電子機器に採用
した構成について説明する。電子機器として携帯型の最
も代表的な例である腕時計を用いて説明する。

【００３４】図３は傾斜センサ１１１を１個腕時計へ組
み込んだ図を示す。まず、図３の構成を説明する。傾斜
センサＸ１１は、磁性流体２が注入された円板状容器３
の円板面１３が文字板１６に垂直（傾斜センサＸ１１の
傾斜測定面が文字板１６に垂直になる）に、またバンド
３２の長さ方向に平行になるように時計ケース３０内に
設置される。傾斜センサＸ１１は略Ｌ字型をしているた
め、時計ケース３０を厚くすることはない。

【００３５】図４に示す傾斜角測定ブロック図により、
本発明の傾斜センサによる傾斜角の測定を説明する。ま
ず、傾斜センサドライバ２０は傾斜センサＸ１１の励磁
コイルに正弦波状の交流励磁電流を印加する。傾斜セン
サＸ１１の出力を増幅する入力アンプ２１ａ、傾斜セン
サドライバ２０の発生する交流励磁電流の周波数のみを
選別する狭帯域フィルタ２１ｂとアナログ信号をディジ
タル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ２１ｃから構成さ
れる検出手段２１は、傾斜センサドライバ２０に接続さ
れ、傾斜方向が正負どちらなのかを割り出すために必要
な、交流励磁電流の正負に対応するディジタル信号をＡ
／Ｄコンバータ２１ｃへ出力する励磁電流検出手段２０
１からの出力により、傾斜センサＸ１１の検出コイルの
ピーク出力に対応する正負付検出データ（正負は傾斜方
向に対応する）を演算手段２２に出力する。該検出デー
タを記憶するメモリー２２ａと該メモリー２２ａとメモ
リー手段１、２３のそれぞれのメモリーデータから傾斜
角を算出する演算回路２２ｂから構成される演算手段２
２は、該検出データとメモリー手段１、２３にすでにメ
モリーされた傾斜角データ（検出データに対応するデー
タと傾斜角の対応テーブル）を参照して傾斜角を算出
し、液晶ドライバ２４に出力する。該液晶ドライバ２４
は、液晶表示体２５に水平面に対する傾斜角２６（この
場合、１５度）を表示する。

【００３６】次に、本発明の傾斜センサを電子機器に組
み込んだ他の構造について説明する。なお、図５は２個
の傾斜センサを腕時計へ組み込んだ図である。まず、図
５の構成を説明する。傾斜センサＸ１１と傾斜センサＹ
１２の２個の傾斜センサは、磁性流体２が注入された円
板状容器３の円板面１３が文字板１６に垂直（傾斜セン
サＸ１１と傾斜センサＹ１２の傾斜測定面が文字板１６
に垂直になる）に、また傾斜センサＸ１１の円板面１１
がバンド３２の長さ方向に平行（傾斜センサＸ１１の傾
斜測定面がバンド３２の長さ方向に平行になる、傾斜セ
ンサＹ１２の傾斜測定面がバンド３２の長さ方向に垂直
になる）になるように、時計ケース３０内に設置され
る。

【００３７】図６に示す他の実施形態である傾斜角測定
ブロック図により、本発明の傾斜センサによる傾斜角の
測定原理ならびに構成を説明する。まず、傾斜センサド
ライバ２００は傾斜センサＸ１１、傾斜センサＹ１２の
励磁コイルに正弦波状の交流励磁電流を印加する。傾斜
センサＸ１１と傾斜センサＹ１２の出力を選択するセレ
クタ２１０ｄと傾斜センサＸ１１と傾斜センサＹ１２の
出力を増幅する入力アンプ２１０ａ、傾斜センサドライ
バ２００の発生する交流励磁電流の周波数のみを選別す
る狭帯域フィルタ２１０ｂとアナログ信号をディジタル
信号に変換するＡ／Ｄコンバータ２１０ｃから構成され
る検出手段２１０は、傾斜センサドライバ２００に接続
され、傾斜方向が正負どちらなのかを割り出すために必
要な、交流励磁電流の正負を対応するディジタル信号を
Ａ／Ｄコンバータ２１０ｃへ出力する励磁電流検出手段
２０２からの出力により、傾斜センサＸ１１、傾斜セン
サＹ１２のそれぞれの検出コイルのピーク出力に対応す
る正負付検出データを演算手段２２０に出力する。該演
算手段２２０は、該検出データとメモリー手段１、２３
にすでにメモリーされた傾斜角データ（傾斜センサＸ１
１と傾斜センサＹ１２に対応する２個の、検出データに
対応するデータと傾斜角の対応テーブル）を参照し、さ
らに数３と数４を使用して、傾斜方向と水平面に対する
傾斜角を算出し、液晶ドライバ２４０に出力する。該液
晶ドライバ２４０は、液晶表示体２５０にＸ軸から５５
度の傾斜方向２７と水平面に対する傾斜角２６（この場
合、１５度）を表示する。

【００３８】次に、照準器を使った対象物に対する仰角
の測定を説明する。図７は傾斜センサと照準器を有する
腕時計の構成を説明する平面図である。図７に示すよう
に、傾斜センサを対象物に照準する照準器３１は、傾斜
センサＸ１１の傾斜感度方向３３と該照準器の軸方向３
８が一致するように時計ケース３００に取り付けられ
る。

【００３９】図８は照準器の使い方の説明図である。図
９は照準器使用時の傾斜角測定ブロック図である。図１
０は対象物の高さと距離を求めるための説明図である。
図１１は対称物の高さあるいは距離を求めるときの操作
手順と腕時計の状態図である。次に、図７〜図１０を用
い、図１１のフローに従って、対象物の高さあるいは対
象物までの距離の測定方法を説明する。最初にボタン３
４をプッシュする。すると、Ｓ１の如く、高さ、距離測
定モード状態が選択される。次に、図８（ａ）に示すよ
うに、まず高さあるいは距離を測定しようとする対象物
に照準器３１の軸方向３８を向ける。つぎに、高さある
いは距離を測定しようとする対象物を目４０を通して図
（ｂ）で示す照準器３１の十字線４３の交点に合わせ
る。すると、Ｓ２の如く、測定可能状態になるので、ボ
タン３５をプッシュと、Ｓ３の如く、測定開始になる。
ここで、図９に示す傾斜角測定ブロック図にそって一連
の測定を説明する。

【００４０】まず、傾斜センサドライバ２００は傾斜セ
ンサＸ１１、傾斜センサＹ１２の励磁コイルに正弦波状
の交流励磁電流を印加する。検出手段２１０は、傾斜セ
ンサドライバ２００に接続され、傾斜方向が正負どちら
なのかを割り出すために必要な、交流励磁電流の正負を
対応するディジタル信号をＡ／Ｄコンバータ２１０ｃへ
出力する励磁電流検出手段２０２からの出力により、傾
斜センサＸ１１、傾斜センサＹ１２のそれぞれの検出コ
イルのピーク出力に対応する正負付検出データを演算手
段２２１に出力し、Ｓ４の如く、測定終了になる。

【００４１】次に、図１０に示す対象物までの距離ｌを
求めるときは、ボタン３６をプッシュすることによっ
て、対象物の高さを選択しボタン３７で既知の対象物の
高さｈを入力し、対象物の高さｈを求めるときは、同様
にボタン３６をプッシュすることによって、対象物まで
の距離を選択しボタン３７で既知の対象物までの距離ｌ
を入力する。すると、対象物の高さｈあるいは、対象物
までの距離ｌは、メモリー手段２、２９にメモリーさ
れ、Ｓ５の如く、距離あるいは高さの演算可能状態にな
るので、ボタン３５をプッシュする。演算手段２２１
は、前記検出データとメモリー手段１、２３にすでにメ
モリーされた傾斜角データとメモリー手段２、２９にメ
モリーされた対象物の高さｈあるいは、対象物までの距
離ｌを参照し、以下に示す、数５あるいは数６を使っ
て、それぞれ対象物までの距離ｌ、対象物の高さｈを算
出し、算出結果を液晶ドライバ２４１へ出力する。

【００４２】

【数５】

【００４３】

【数６】

【００４４】ここで、図１０に示すように、傾斜センサ
Ｘで測定される傾斜角は、測定点４５から対象物４１に
対する視線の地平線とのなす仰角θとなる。Ｓ６の如
く、距離あるいは高さの液晶表示状態になり、液晶ドラ
イバ２４１は、液晶表示板２５１に対象物までの距離あ
るいは対象物の高さを表示する。該液晶表示体２５１に
表示される対象物の高さ２８は、対象物４１が高層ビル
の場合で高層ビルまでの距離ｌを入力して求めた高層ビ
ルの高さｈ（この場合、１２０ｍ）である。次に、ボタ
ン３５をさらにプッシュすることによって、Ｓ７の如
く、測定方向と直交する方向の傾斜表示状態になり、測
定時の傾斜センサＹの傾斜測定方向の傾斜を表示でき
る。次に、ボタン３４をプッシュして一連の操作を終了
する。

【００４５】本発明の実施の形態の以上の説明におい
て、液晶ドライバによって測定で得られた傾斜角を液晶
表示体に表示したが、該傾斜角を指針でも表示できるこ
とは言うまでもない

【００４６】

【発明の効果】以上の詳細な説明によって示されたよう
に、請求項１、２、３に記載の本発明によれば、傾斜セ
ンサの薄型化、小型化が可能であり、請求項４、５、６
に記載の本発明によれば、本発明の傾斜センサは腕時計
に搭載可能であり、腕時計を腕につけた状態で、傾斜を
測定できるので、傾斜センサ付腕時計の使い易さに効果
がある。また、請求項７、８に記載の本発明によれば、
対象物の高さ、対象物までの距離を測定できるので、傾
斜センサ付電子機器の多機能化に効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の傾斜センサの斜視図である。

【図２】本発明の他の傾斜センサの斜視図である。

【図３】１個の傾斜センサを有する腕時計の構成を説明
する平面図でる。

【図４】傾斜角測定ブロック図である。

【図５】２個の傾斜センサを有する腕時計の構成を説明
する平面図でる。

【図６】他の傾斜角測定ブロック図である。

【図７】傾斜センサと照準器を有する腕時計の構成を説
明する平面図でる。

【図８】照準器の使い方の説明図である。

【図９】照準器使用時の傾斜角測定ブロック図である。

【図１０】対象物の高さと距離を求めるための説明図で
ある。

【図１１】対称物の高さあるいは距離を求めるときの操
作手順と腕時計の状態図である。

【図１２】従来の傾斜センサの平面図である。

【図１３】傾斜方向とＸＹ水平面に対する傾斜角を算出
する方法を説明するベクトル図である。

【図１４】本発明の他の傾斜センサの斜視図である。

【図１５】傾斜測定面の説明図である。

【符号の説明】

１ １１０ １１１ ５０ 傾斜センサ ２ ５１ 磁性流体 ４ ４００ 右の磁極 ６ ６００ 左の磁極 ５ ５００ 中央の磁極 ７ ５６ 励磁コイル ８ ８０ ５４ ５５ 検出コイル ９ ９０ 磁心 １０ １００ 中央の磁心部 ６１ ６１０ 左の磁心部 ６５ ６５０ 右の磁心部 １１ 傾斜センサＸ １２ 傾斜センサＹ ３１ 照準器

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性流体と磁心と該磁心に巻回された励
   磁コイルと傾斜角を検出する検出コイルから成る傾斜セ
   ンサにおいて、該傾斜センサは、非磁性容器に注入かつ
   密閉された磁性流体を有し、前記磁心は、前記容器の外
   周面を囲むような２個の狭路でつながった左右および中
   央の少なくとも３個の磁極を有し、容器の中心と中央の
   磁極に結合する中央の磁心部を結ぶ線分に対して左右ほ
   ぼ対称の形状であり、励磁コイルは該中央の磁心部に巻
   回され、検出コイルは左右の磁極に流入する（あるい
   は、流出する）磁束の差を検出するように巻回されてい
   ることを特徴とする傾斜センサ。
2. 【請求項２】 前記磁心は、略Ｌ字型をしており、該略
   Ｌ字型の一方には、磁性流体が注入された容器が配置さ
   れ、もう一方には、前記励磁コイルと検出コイルが巻回
   されていることを特徴とする請求項１に記載の傾斜セン
   サ。
3. 【請求項３】 前記傾斜センサは、前記容器の中心と中
   央の磁極に結合する中央の磁心部を結ぶ線分に対する、
   前記磁心の左右磁気抵抗アンバランスを零に補正する手
   段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の
   傾斜センサ。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の傾斜センサは、傾斜測
   定面が電子機器の表示板面に垂直になるように、電子機
   器に設置されていることを特徴とする傾斜センサ付電子
   機器。
5. 【請求項５】 傾斜センサを有する電子機器は、それぞ
   れの傾斜センサ出力の検出手段、水平面（あるいは、地
   平面）に対する傾斜角を算出する演算手段と、該水平面
   （あるいは、地平面）に対する傾斜角を表示する表示手
   段を有する請求項４に記載の傾斜センサ付電子機器。
6. 【請求項６】 ２個の傾斜センサは、同一面内にお互い
   の傾斜測定面が直交するように電子機器に設置されてい
   ることを特徴とする請求項５に記載の傾斜センサ付電子
   機器。
7. 【請求項７】 電子機器は、傾斜センサを対象物に照準
   する照準器を有することを特徴とする請求項５に記載の
   傾斜センサ付電子機器。
8. 【請求項８】 電子機器は、対象物と測定点までの距離
   を入力、あるいは、対象物の高さを入力する手段、対象
   物の高さ、あるいは、対象物と測定点までの距離を算出
   する演算手段と、該対象物の高さ、あるいは、対象物と
   測定点までの距離を表示する表示手段を有することを特
   徴とする請求項７に記載の傾斜センサ付電子機器。