(57)【要約】【課題】ＤＶＤやＣＤ等のディスクドライブ装置を備えた構成において、ジャイロセンサを削減して、構成を簡単化する。【解決手段】本発明のカーナビゲーション装置は、地図を表示する機能や、車両の現在位置を検出する機能等を備えたものにおいて、ＤＶＤやＣＤ等のディスクをドライブして該ディスクに記録されている情報を読み取る機能を少なくとも有するディスクドライブ装置を備え、前記ディスクに加わるコリオリ力を検出し、この検出信号をジャイロセンサ信号として利用するように構成したところに特徴を有する。【選択図】図１
2007139600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地図を表示する機能や、車両の現在位置を検出する機能等を備えたカーナビゲーション装置において、
ＤＶＤやＣＤ等のディスクをドライブして該ディスクに記録されている情報を読み取る機能を少なくとも有するディスクドライブ装置を備え、
前記ディスクに加わるコリオリ力を検出し、この検出信号をジャイロセンサ信号として利用するように構成したことを特徴とするカーナビゲーション装置。
【請求項２】
前記ディスクドライブ装置は、前記ディスクに記録されている情報を読み取るヘッドと、このヘッドを駆動制御するヘッド制御回路と、このヘッド制御回路からの情報に基づいて前記ディスクの法線と前記ヘッドの光軸のチルト角レベルを算出するチルトレベル検出回路と有すると共に、
前記チルトレベル検出回路からのチルト角レベル信号を増幅成形してジャイロセンサ信号を生成する増幅成形回路を備えたことを特徴とする請求項１記載のカーナビゲーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地図を表示する機能や、車両の現在位置を検出する機能等を備えたカーナビゲーション装置に関する
【背景技術】
【０００２】
カーナビゲーション装置においては、ＧＰＳ信号から現在位置、車速信号から走行距離、ジャイロセンサ信号から方位を算出しており、これらの信号と地図データに基づいて現在位置と方位を推測計算（検知）することが一般的であった。従って、カーナビゲーション装置には、ジャイロセンサが必ず搭載されていた。
【特許文献１】特開２００２−７４６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ジャイロセンサの大きさは、年々小形化されているとはいえ、使用されている電子部品の中ではサイズ的に大きいものである。これは、検出感度等の制約から内部のセンサ素子の小形化に限界があることに起因しており、部品サイズ（実装面積や部品高さ）の観点から基板への実装場所に制約が発生している。
【０００４】
一方、カーナビゲーション装置においては、地図データ等の情報をＣＤやＤＶＤ等の光ディスクに格納しているため、この光ディスクをドライブして情報を読み取る光ディスクドライブ装置を必ず備える構成となっている。この光ディスクドライブ装置が動作しているときに、車両が旋回などの動作を行うと、光ディスクにコリオリ力が作用して光学ヘッドの光軸に対するディスク面の角度が増大し、正常な読み取り等が不可能になる状況が発生することがあった。
【０００５】
このような問題点に対して、特許文献１に記載された装置によれば、光学ヘッドの光軸に対するディスク面の角度（以下、チルト角と称す）を検出し、この検出したチルト角に応じて読み取り等の動作が正常になされるか否かを判別し、読み取り等の動作の実施・中断を制御することにより、上記問題点を解消するようにしている。
【０００６】
ここで、本発明者は、上記チルト角の検出信号がコリオリ力に対応していることに着目し、ジャイロセンサの検出原理を考慮すると、上記チルト角の検出信号がジャイロセンサ信号に相当していると考えた。そして、実際に、試作や実験等を行うことにより、上記チルト角の検出信号（即ち、コリオリ力の検出信号）をジャイロセンサ信号として使用可能なことを確認した。
【０００７】
本発明の目的は、ＤＶＤやＣＤ等のディスクドライブ装置を備えた構成において、ジャイロセンサを削減して、構成を簡単化することができるカーナビゲーション装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のカーナビゲーション装置は、地図を表示する機能や、車両の現在位置を検出する機能等を備えたものにおいて、ＤＶＤやＣＤ等のディスクをドライブして該ディスクに記録されている情報を読み取る機能を少なくとも有するディスクドライブ装置を備え、前記ディスクに加わるコリオリ力を検出し、この検出信号をジャイロセンサ信号として利用するように構成したところに特徴を有する。
【０００９】
上記構成によれば、ディスクに加わるコリオリ力を検出し、この検出信号をジャイロセンサ信号として利用するように構成したので、ジャイロセンサを削減し得て、構成を簡単化することができる。
【００１０】
また、上記構成の場合、前記ディスクドライブ装置は、前記ディスクに記録されている情報を読み取るヘッドと、このヘッドを駆動制御するヘッド制御回路と、このヘッド制御回路からの情報に基づいて前記ディスクの法線と前記ヘッドの光軸のチルト角レベルを算出するチルトレベル検出回路と有するように構成されていると共に、前記チルトレベル検出回路からのチルト角レベル信号を増幅成形してジャイロセンサ信号を生成する増幅成形回路を備えるように構成されていることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。まず、図２は、本実施例のカーナビゲーション装置の電気的構成を示すブロック図である。この図２に示すように、カーナビゲーション装置１は、ナビ制御回路２と、ＧＰＳ受信機３と、加速度センサ４と、車速センサ５と、リモコンセンサ６と、操作スイッチ群７と、ＤＶＤドライブ装置（ディスクドライブ装置）８と、表示装置９と、外部情報入出力装置１０と、モデム１１とを備えて構成されている。
【００１２】
上記ナビ制御回路２は、カーナビゲーション装置１の動作全般を制御する機能を有しており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらを接続するバス（いずれも図示しない）を備えて構成されている。ＧＰＳ受信機３と、車速センサ５と、ＤＶＤドライブ装置８から後述するようにして出力されるジャイロセンサ信号とから、車両の現在位置を検出する位置検知手段が構成されている。尚、上記位置検知手段は、車両に搭載されている他の種々のセンサ（例えばステアリングの回転センサや、ホイールの車輪センサ等）を適宜組み合わせて現在位置を検出するようにしても良い。
【００１３】
操作スイッチ群７は、表示装置９の表示画面の上面に設けられたタッチスイッチ（タッチパネル）と、表示装置９の周辺部に設けられたメカニカルなプッシュスイッチ（図示しない）等とから構成されている。ユーザーがリモコン（図示しない）を操作すると、リモコンから送信された操作信号はリモコンセンサ６を介してナビ制御回路２へ与えられるように構成されている。
【００１４】
ＤＶＤドライブ装置８は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の光ディスクをドライブして該光ディスクに記録されている情報を少なくとも読み取り（再生）可能な装置である。上記ＤＶＤドライブ装置８は、光ディスクに記録（格納）されている地図データやマップマッチング用データや目印データや音声認識用辞書データやプログラムやコンテンツやユーザーデータ等の各種データ（音楽や映像等も含む）を入力するための装置である。尚、ＤＶＤドライブ装置８は、光ディスクに情報を記録する（書き込む）機能を有していることも好ましい。このように構成すると、各種データを光ディスクに記録することが可能になる。
【００１５】
更に、ＤＶＤドライブ装置８は、光ディスクに加わるコリオリ力を検出し、この検出信号をジャイロセンサ信号として出力する機能も有している。尚、この機能の詳細については後述する。
【００１６】
表示装置９は、地図画面を表示するための例えばカラー液晶ディスプレイで構成されており、地図データ（道路データ、文字データ及び背景データ等）、自車位置マーク、誘導経路等の付加データ等を重ねて表示することが可能なように構成されている。外部情報入出力装置１０は、地図データや音楽データや映像データやその他のデータを入力するための装置であり、例えばメモリスティックやメモリカードや磁気テープ等の読取装置で構成されている。
【００１７】
また、ナビ制御回路２は、外部の情報配信センタ（例えばＶＩＣＳセンタや種々の情報センタ等）１２と携帯（自動車）電話機１３及びモデム１１を介してデータを送受信することができるように構成されている。
【００１８】
そして、ナビ制御回路２は、現在位置から目的地までの最適経路（誘導経路）を自動的に計算して設定する機能（経路計算機能）を備えており、自動的に最適経路を設定する方法としては、例えばダイクストラ法等を使用している。尚、目的地は、ユーザーが操作スイッチ群７やリモコンを操作して設定することが可能なように構成されている。また、ナビ制御回路２は、表示装置９に表示されている地図上に上記目的地までの最適経路（誘導経路）を重ねて表示する機能、即ち、道路強調線を表示する機能や、現在位置を上記地図上に位置付けるマップマッチング処理を実行する機能等を備えている。
【００１９】
さて、図１は、ＤＶＤドライブ装置８の電気的構成を示すブロック図である。この図１に示すように、ＤＶＤドライブ装置８は、光ディスク１４を回転駆動するスピンドルモータ１５と、スピンドル制御回路１６と、光学ヘッド１７と、ヘッド制御回路１８と、チルトレベル検出回路１９と、チルトレベル判別回路２０と、記録制御回路２１と、バッファメモリ２２と、符号化回路２３と、増幅回路２４と、ローパスフィルタ２５とを備えて構成されている。尚、本実施例のＤＶＤドライブ装置８は、特許文献１に記載された装置とほとんどの構成（増幅回路２４とローパスフィルタ２５を除く構成）がほぼ同じである。
【００２０】
光学ヘッド１７には、光ディスク１４の法線と光学ヘッド１７の光軸のチルト角（チルト量）を補正するチルト制御手段（図示しない）が搭載されており、ヘッド制御回路１８により制御されるように構成されている。
【００２１】
チルトレベル検出回路１９は、ヘッド制御回路１８からの光学情報に基づいて光ディスク１４の法線と光学ヘッド１７の光軸のチルト角レベルを常時計算し、この計算したチルト角レベルをチルトレベル判別回路２０に出力している。ヘッド制御回路１８は、上記チルト角レベルに基づいて前記チルト制御手段を制御し、前記チルト角が正常となるように光学ヘッド１７から発振されるレーザの出力方向を微調整している。チルトレベル判別回路２０は、上記チルトレベル検出回路１９から出力されたチルト角レベルを常時監視している。
【００２２】
上記構成の場合、車両が旋回等の動作を行って、ＤＶＤドライブ装置８にコリオリ力が加わった場合、コリオリ力の増減に対してチルトレベル検出回路１９から出力されるチルト角レベルが増減することになる。このため、チルトレベル検出回路１９から出力されるチルト角レベル信号を、ジャイロセンサから出力されるジャイロセンサ信号の代わりとして使用することが可能である。例えば、起動時のチルト角レベル信号の出力値を保持し、この出力値と検出値との差を計算することにより、コリオリ力の増減を検出することができる。
【００２３】
また、本実施例においては、チルトレベル検出回路１９から出力されるチルト角レベル信号を、増幅回路２４及びローパスフィルタ２５を通して増幅成形することにより、図３に示すように変化するセンサ出力信号（即ち、周知のジャイロセンサから出力されるジャイロセンサ信号とほぼ同じ信号）を生成して、これを出力するように構成されている。この場合、増幅回路２４及びローパスフィルタ２５から増幅成形回路が構成されている。
【００２４】
ここで、光ディスク１４の回転数により、コリオリ力の大きさが異なるため、光ディスク１４の回転数に応じて上記チルト角レベル信号を増幅する増幅係数を変化させる必要がある。具体的には、回転する光ディスク１４に対して発生するコリオリ力ｆは、次の式で定義される。
【００２５】
f＝２ｍｖω
但し、    ω＝Ｖ／ｒで、ωは光ディスク１４の回転角速度である。
Ｖは光ディスク１４の回転速度である。
【００２６】
ｒは光ディスク１４の半径である。
ｖは車両の回転（旋回）速度である。
ｍは光ディスク１４の重さである。
【００２７】
上記ｆの式から、光ディスク１４の回転速度が大きい場合（即ち、光ディスク１４の回転角速度が大きい場合）、コリオリ力ｆが大きくなり、チルト角レベル信号の出力レベルが大きくなり、その信号の増幅は小さくて済む（増幅係数は小さい）。反対に、光ディスク１４の回転速度が小さい場合（即ち、光ディスク１４の回転角速度が小さい場合）、コリオリ力ｆが小さくなり、チルト角レベル信号の出力レベルが小さくなり、その信号の増幅を大きくしなければならない（増幅係数は大きい）。
【００２８】
即ち、光ディスク１４の回転速度を可変させるような構成の場合には、増幅係数を可変させることにより（回転速度と増幅係数との関係が設定されたテーブルを用いて）、チルト角レベル信号の出力レベルを一定にできる。尚、光ディスク１４の回転速度を可変させない構成の場合には、増幅係数は１つの値で良い。
【００２９】
次に、図４のフローチャートに従って、ナビ制御回路２の制御と、ＤＶＤドライブ装置８の制御との関係を説明する。尚、図４（ａ）のフローチャートはナビ制御回路２の制御を示し、図４（ｂ）のフローチャートはＤＶＤドライブ装置８の制御を示す。
【００３０】
まず、カーナビゲーション装置１の電源をオンすると、ナビ制御回路２の電源がオンする（ステップＳ１０）と共に、ＤＶＤドライブ装置８の電源もオンする（ステップＳ１１０）。続いて、ＤＶＤドライブ装置８側では、ステップＳ１２０へ進み、光ディスク１４の回転速度をチェックし（即ち、正常に起動したか否かを確認し）、正常に機動されていれば、「ＹＥＳ」へ進み、その正常起動確認結果をナビ制御回路２側へ送信する。
【００３１】
そして、これ以降、ＤＶＤドライブ装置８側では、ステップＳ１３０へ進み、チルトレベル検出回路１９から出力されるチルト角レベルを増幅回路２４及びローパスフィルタ２５を介して出力し続け、その出力信号（センサ出力、ジャイロセンサ信号）をナビ制御回路２へ送信し続ける。このとき、ＤＶＤドライブ装置８側では、光ディスク１４の回転数（回転速度）をチェックし、この回転数に応じて上記出力信号（ジャイロセンサ信号）の増幅係数を変更するように構成されている。尚、これ以降は、ＤＶＤドライブ装置８による周知の処理（光ディスク１４に記録された情報を読み取る処理等）を適宜実行する。
【００３２】
一方、ナビ制御回路２側においては、ステップＳ２０へ進み、ＤＶＤドライブ装置８からの正常起動確認結果を受信して、ＤＶＤドライブ装置８がレディ状態であることを確認する。続いて、ＤＶＤドライブ装置８からの出力信号（センサ出力信号）が有効であると判断する（ステップＳ３０）と共に、ＤＶＤドライブ装置８からの出力信号（センサ出力信号）をジャイロセンサ信号として使用する（ステップＳ４０）。そして、ステップＳ５０へ進み、学習開始し、以下、ジャイロセンサ信号に関する周知の処理を実行するように構成されている。
【００３３】
このような構成の本実施例によれば、ＤＶＤやＣＤ等の光ディスク１４をドライブするＤＶＤドライブ装置８を備え、光ディスク１４に加わるコリオリ力を検出し、この検出信号をジャイロセンサ信号として利用するように構成したので、ジャイロセンサを削減することができて、構成を簡単化することができ、また、基板設計の制約を少なくすることができる。
【００３４】
尚、上記実施例においては、ディスクドライブ装置として、ＤＶＤやＣＤ等の光ディスク１４をドライブするＤＶＤドライブ装置８に適用したが、これに限られるものではなく、例えば磁気ディスクをドライブするドライブ装置（ハードディスクドライブ装置）に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例を示すＤＶＤドライブ装置のブロック図
【図２】カーナビゲーション装置のブロック図
【図３】チルト角レベル信号（ジャイロセンサ信号）を説明する図
【図４】（ａ）はナビ制御回路の制御を示すフローチャート、（ｂ）はＤＶＤドライブ装置の制御を示すフローチャート
【符号の説明】
【００３６】
図面中、１はカーナビゲーション装置、２はナビ制御回路、３はＧＰＳ受信機、５は車速センサ、８はＤＶＤドライブ装置（ディスクドライブ装置）、９は表示装置、１３は携帯電話機、１４は光ディスク、１５はスピンドルモータ、１６はスピンドル制御回路、１７は光学ヘッド、１８はヘッド制御回路、１９はチルトレベル検出回路、２４は増幅回路、２５はローパスフィルタを示す。
【図１】
2007139600.tif 000003
【図２】
2007139600.tif 000004
【図３】
2007139600.tif 000005
【図４】
2007139600.tif 000006