(57)【要約】【課題】地磁気により動作する方位磁針の向きを簡便な方法で電気的に取り出すことが出来る方位センサーを提供すること。【解決手段】本発明の方位センサーは、一部に透過穴１３が設けられた円板状の方位磁石１２と、前記透過穴１３が方位によってリング状に回転する軌跡に合わせて、前記円板状の方位磁針の下部に配置されたリング状導光体１５と、前記リング状導光体の下部にほぼ等間隔に配置された複数の光電変換素子１６とからなり、前記複数の光電変換素子１６の出力信号１７の比較を信号処理回路部１８にて行い、方位を電気信号に変換することを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部に透過穴が設けられた円板状の方位磁石と、前記円板状の方位磁石の下部に配置され、前記透過穴から通過した光を受光するリング状の導光体と、前記リング状の導光体の下部に、ほぼ等間隔に配置された複数の光電変換素子とを備え、前記複数の光電変換素子の出力信号を比較し、方位を電気信号に変換することを特徴とする方位センサー。
【請求項２】
前記リング状の導光体における前記光透過穴側の表面は粗面化されていることを特徴とする請求項１に記載の方位センサー。
【請求項３】
前記リング状の導光体における前記光電変換素子側の表面は、前記光電変換素子に対応する領域を除いて、反射処理されていることを特徴とする請求項１に記載の方位センサー。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の方位センサーを用いた装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地磁気により発生する磁場方位を電気的で取り出す方位センサーおよびそれを用いた装置に関するものであり、特に、GPS（全方位地球システム）機能付きのナビゲーションシステム装置に用いられる方位センサーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地磁気により発生する磁場方位は、方位磁針の向きにより簡便に肉眼で把握することが可能である。しがしながら、GPS機能付きのナビゲーション装置に表示された電子ディスプレイモニター地図画面を進行方向に応じて正常な向きに回転させるには、方位磁針の向きを電気的に、デジタル信号として取り出す必要がある。
【０００３】
一方、特開昭５４−７４４６２号広報には、磁針盤の磁北点に透過穴を設けて、磁針盤の下部の光電子取り付け板状に磁北点透過穴の軌跡円に対応する円に沿って等間隔に磁北点透過の透過光を光学的に検出して電気信号に変換する多数個の光電素子を配置する方位検出装置の技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５４−７４４６２号公報（第１頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、磁北点透過穴の軌跡円に対応する円に沿って等間隔に磁北点透過の透過光を光学的に検出して電気信号に変換するために、多数個の光電素子を配置する特開昭５４−７４４６２号公報の方法は、実施例で示されているように、軌跡円に沿って６０個もの多数のフォトディテクターを必要とするため、配線回路の複雑化と大型化、さらにコスト上昇などの問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の方位センサーは一部に光透過穴が設けられた円板状の方位磁石と、円板状の方位磁石の下部に配置され、光透過穴から通過した光を受光するリング状の導光体と、リング状の導光体の下部に、ほぼ等間隔に配置された複数の光電変換素子とを備え、前記複数の光電変換素子の出力強度を比較し、方位を電気信号に変換することを特徴とする。また、リング状の導光体における光透過穴側の表面は粗面化されていることを特徴とする。また、リング状の導光体における光電変換素子側の表面は、光電変換素子に対応する領域を除いて、反射処理されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明はこれらの方位センサーを用いた装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記本発明の方位センサーは、方位磁針の向きを簡素な光学系による光電変換システムにより電気信号に変換できるため、センサー自体の小型化と方位の電気信号化により、モニター上の地図画像や航空衛星画像をすばやく方位に応じて回転させ、使用者にとって小型で高性能の方位装置やナビゲーション装置を提供できる。なお、多数個の光電素子やそれを実装するための複雑な回路基板も不要なため、低コストであることは言うまでもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明の形態を詳述する。本発明の方位センサーを用いた方位装置の機能を図３
に基づいて説明する。本発明を用いた方位装置３１は、GPS機能によって電子ディスプレイ上の地図モニタ−３３上に、方位装置を持った人の位置と進行方向表示３２を行うことが可能である。これは、方位装置３１に組み込まれた方位センサー３４が、地磁気の向きを電気的なデジタル信号として出力し、方位装置を持った人の進行方向に応じて電子ディスプレイモニター上の地図画面を正常な向きに回転させるためである。
【実施例】
【００１０】
次に、前述した本発明の方位センサーについて実施例として詳述する。図１は本発明の方位センサーの構造を表す模式図である。光１１は赤色LEDなどの光源を用いた。例えば太陽光などの外光を直接用いてもよい。光１１は２３ｍｍ径の円板状方位磁石１２に照射される。円板状方磁石１２は２ｍｍ径の透過穴１３が設けられている。方位センサーの位置によって、円板状方位磁石１２は回転し、それに伴い透過穴１３より通過した透過光１４はリング状の軌跡を示す。
【００１１】
この透過光１４の軌跡にあわせて、透過光１４を受光することが出来る位置に、つまり円板状方位磁石１２のほぼ直下にアクリル樹脂製のリング状導光体１５を配置する。さらにリング状導光体１５の下部に、浜松フォトニクス製のシリコンフォトダイオードS2387-33Rタイプの光電変換素子１６をリング状導光体１５に接して、等間隔に３個配置する。
【００１２】
図２は、リング状導光体２１の模式断面図である。リング状導光体２１の透過光を受光する側の導光部表面はすりガラス状にブラスト処理され粗面化してある。透過光２３はこのブラスト処理されたブラスト処理部２２によって、リング状導光体２１の内部を一部散乱しながら伝播する構成となっている。一方、光電変換素子２４側のリング状導光体２１表面領域は、光電変換素子２４が配置される領域部分を除いて反射処理された反射処理部２５が備えられている。
【００１３】
図１に図示するように、リング状導光体１５に照射された透過光１４は、３個の光電変換素子１６で電流変換されるが、本実施例において、光電変換素子１６に流れる電流は１マイクロアンペアから３０マイクロアンペアの間であった。最大値の３０マイクロアンペアの電流が流れる場合は、光電変換素子１６が配置されているところのリング状導光体１５に透過光１４が照射した場合であり、最小値の１マイクロアンペアの電流が流れる場合は、光電変換素子１６と最も離れた位置に、透過光１４が照射された場合である。
【００１４】
したがって、図１に示すように、円板状方位磁石１２の方位により３個の光電変換素子１６に流れる電流に強弱差が生じ、この強弱差の比較により方位を電気信号として出力する。すなわち、光電変換素子１６より出力された出力信号１７を信号処理回路部１８にて、電圧変換しAMPで増幅し、A/D変換後MPU（マイクロプロセッサーユニット）で方位演算し、方位信号をデジタル信号として出力する。MPUにはA/D変換機能付きのマイクロチップス社製の型番PIC18F2620のMPUを用いた。
【００１５】
以上述べてきたように、本発明の方位センサーを用いることにより、地磁気により発生する磁場方位を簡便に電気的に、デジタル信号として取り出すことができる。さらに、前記デジタル信号をナビゲーション装置の電子ディスプレイモニターに連動させることにより、地図画面を進行方向に応じて、画面が回転し使いやすいナビゲーション装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の方位センサーの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の傾斜センサー部材のリング状導光体の構成を示す模式断面図である。
【図３】本発明の傾斜センサーを用いた方位装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００１７】
１１  光
１２  円板状方位磁石
１３  透過穴
１４  透過光
１５  リング状導光体
１６  光電変換素子
１７  出力信号
１８  信号処理回路部
２１  リング状導光体
２２  ブラスト処理部
２３  透過光
２４  光電変換素子
２５  反射処理部
３１  方位装置
３２  進行方向表示
３３  地図モニター
３４  方位センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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