JP2006275947A - 加速度センサを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子機器の取付角度にかかわりなく、加速度センサの取付位置を加速度検出方向に一致させる。
【解決手段】 車載用のナビゲーション装置１内には、点線で示すように加速度センサ２が組み込まれている。加速度センサ２の回動軸７の先端がナビゲーション装置１のシャーシの天井部分に露出し、この部分に回動軸７を回転させるためのつまみ３が設けられている。つまみ３の周囲には、回動角度の目安となる目盛り５が設けられている。目盛り５に合わせて加速度センサ２を回動させれば、ナビゲーション装置１をダッシュボードに取り付けた場合に加速度センサ２とその加速度の検出方向が一致する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車載用のナビゲーション装置などの加速度センサを備えた電子機器に関するものであり、特に、電子機器に設けられた加速度センサの取付角度を任意に調整可能として、加速度センサの性能が十分発揮されるようにしたものである。

一般に、車載用のナビゲーション装置では、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記録された地点のデータベース、あるいはユーザが任意に選択する地図上の地点から地点検索を行い、所望の目的地を指定する。そして、現在地として自車位置を検出し、ここを出発地として目的地に至るまでの誘導経路を探索する。また、目的地までの途中に寄る経由地を指定することも行われており、この場合には出発地から経由地を経由して目的地に至るまでの誘導経路を探索する。

最近のナビゲーション装置では、高速・有料道路の入り口ランプ検出や立体駐車場検出を確実に行えるように、加速度センサを内蔵するナビゲーション装置が多くなってきている。この加速度センサは、加速度の加わる方向、すなわち車両の進行方向に沿って取り付けられた場合に、その検出精度が高くなる。多くの場合ナビゲーション装置１０は、図３のように、車両１１のダッシュボード１２などに対して正対して取り付けられるのが一般であり、そのためナビゲーション装置に組み込まれた加速度センサ１３は、図４のように、その感度方向１４と車両の進行方向が一致する方向で取り付けられている。

しかしながら、車両１１のダッシュボード１２に組み込んだりした場合、運転者の操作性及び視認性を向上させるために、ダッシュボード１２がカーブを描いて傾いている場合があり、このような取り付け方をした場合、図４に示すように、内蔵された加速度センサ１３が車両１１の進行方向に対し傾いて取り付けられる（すなわち、車両のヨー軸方向に対して傾いて取り付けられる）ため、センサの検出感度が落ちるという問題があった。

このような問題点を解決するために、特許文献１の段落番号００２１に記載のように、ナビゲーション装置を車両の進行方向に対して傾斜して取り付ける場合には、予めその傾斜分を考慮して加速度センサを角度調整して取り付ける技術が提案されている。
特開２０００−１８０１９５号公報

しかし、特許文献１のような従来技術は、工場出荷時にナビゲーション装置を取り付ける車両に合わせて加速度センサの取付角度を異ならせておくというものであって、ナビゲーション装置を購入したユーザが自己の車両のダッシュボードの形状などに合わせて加速度センサの取付角度を調整することは不可能であった。しかも、自動車のハンドル１５の位置は、日本車と輸入車とでは左右に異なることも多く、その場合、加速度センサをどちら側に傾斜させておくかを、工場の出荷段階であらかじめ決定しておくことも困難であった。

また、特許文献１の従来技術は、ナビゲーション装置内部の加速度センサの取付角度を調整するため、ナビゲーション装置のシャーシ（筐体）を開けて作業を行わねばならず、容易に調整作業を行えないという問題点もあった。

このような問題点は、車載用のナビゲーション装置に限らず、加速度センサを内蔵した電子機器一般に共通するものであって、電子機器の取り付け方向に拘わりなく、加速度センサの高い検出精度を確保できる電子機器の提供が望まれていた。

本発明は、以上の課題を解消するために提案されたものであり、その第１の目的は、加速度センサを備えた電子機器などの電子機器を、その設置場所に傾いて取り付けた場合でも加速度センサの検出感度を落とさないで使用可能な加速度センサを備えた電子機器を提供することにある。

また、本件発明の第２の目的は、前記加速度センサの取付角度の調整を電子機器のシャーシを開けることなく、機器外部から容易に実行できるようにした加速度センサを備えた電子機器を提供することにある。

上述した目的を達成するために、請求項１の発明は、所定方向の加速度を検出する加速度センサを備えた電子機器において、前記電子機器に対する加速度センサの取付角度を任意に変化させる角度調整手段を備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の加速度センサを備えた電子機器において、前記電子機器が車載用のナビゲーション装置であって、前記角度調整手段は、加速度センサの取付角度は、車両の進行方向に対する角度であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の加速度センサを備えた電子機器において、前記加速度センサが電子機器のシャーシ内部に組み込まれ、前記角度調整手段は、電子機器のシャーシ外面に配置された回動ツマミと、前記回動ツマミの回動に連動して前記電子機器内部の加速度センサを回動させる連結部とを備えたことを特徴とする。

以上の構成を有する請求項１の発明においては、加速度センサの取付角度を任意に調整可能としたので、電子機器を加速度センサの検出方向と異なる方向にセットした場合であっても、前記角度調整手段により、加速度センサの角度をその検出方向に合わせることが可能となる。

請求項２の発明では、ナビゲーション装置の取付角度にかかわりなく加速度センサをその検出方向に沿って取り付けることができるので、加速度センサの検出精度が高くなり、それに伴いナビゲーション装置における自車位置の特定精度も向上する。

この請求項３の発明においては、電子機器の外部から加速度センサの角度調整が可能になり、シャーシを開く手間が省かれるため、車両に後付けするナビゲーション装置のように、工場出荷時に予め角度を設定しておくことが困難な電子機器に適用すると有利である。

請求項４の発明は、所定方向の加速度を検出する加速度センサを備えた電子機器において、前記加速度センサが前記電子機器の内部にヨー軸を回転軸とし、前記電子機器の前後方向の軸に対して１０〜２０度傾けて取り付けられたことを特徴とする。

この請求項４の発明によれば、予め加速度センサを傾けて取り付けているため、電子機器が車両に斜めに取り付けられた場合でも、予め傾けて取り付けられている分だけ進行方向との角度のずれがなく、加速度センサの検出感度の低下を少なくすることができる。

続いて、本発明を実施するための最良の形態（以下「実施形態」という）について、図面を参照して具体的に説明する。なお、本実施形態は、加速度センサを備えた電子機器としてナビゲーション装置を例示したが、他の電子機器であっても同様な構成を採用できる。また、本実施形態におけるブラケット、加速度センサを支持する回動軸及び回動軸を回動させるためのつまみが本件発明の角度調整手段に相当する。

［１．実施形態の構成］
本実施形態について、図１のナビゲーション装置の外観図及び図２の加速度センサ部分の拡大斜視図を用いて説明する。

車載用のナビゲーション装置１内には、図１で点線で示すように加速度センサ２が組み込まれており、この加速度センサ２の回動軸の先端がナビゲーション装置１のシャーシの天井部分に露出し、この部分に回動軸を回転させるためのつまみ３が設けられている。

このつまみ３には、コインやドライバーを挿入するための溝４が設けられており、容易に回動させることができる。また、つまみ３の周囲には、回動角度の目安となる目盛り５が設けられている。そのため、予めナビゲーション装置の取付角度が判明している場合、例えば、ナビゲーション装置を取り付ける車両ごとにそのダッシュボードの角度は判明しているので、この目盛り５に合わせて加速度センサ２を回動させれば、ナビゲーション装置をダッシュボードに取り付けた場合に加速度センサ２とその加速度の検出方向が一致する。

前記加速度センサ２は、図２に示すように、ナビゲーション装置１のシャーシ内部に取り付けられている。すなわち、図示しないナビゲーション装置のシャーシに対して、一例として、クランク状のブラケットを６が固定され、このブラケット６の先端に回動軸７が回動自在に支持させれ、この回動軸７に加速度センサ２が固定されている。

この場合、回動軸７とともに回動する加速度センサ２の角度調整を容易にするために、回動軸７とブラケット６との間には、例えば、回動軸７の外周に刻みを設け、この刻みに弾力的に係合する突起をブラケット６側に設ける、などのクリック機構を配置することが望ましい。また、このクリック機構は、角度調整された加速度センサ２が、その位置で固定され、車両の振動などで容易に位置ずれを起こさないためにも、有益である。

［２．実施形態の作用］
次に、本実施形態の作用について説明する。すなわち、本実施形態のナビゲーション装置を車両に取り付ける場合には、車両に対するナビゲーション装置の取付角度を予め計測するか、あるいは予め車両やナビゲーション装置の販売者から取得しておき、その取付角度に合わせて、ナビゲーション装置１外部のつまみ３を利用して、ナビゲーション装置１内部の加速度センサ２の加速度検出角度が車両の進行方向と一致するように、加速度センサ２の角度調整を行う。このようにシャーシ外部のつまみ３を回動させると、それに連結された回動軸７がブラケット６に対して回動するので、回動軸７に固定された加速度センサ２も回動し、その向きが加速度の検出方向８と一致する。

ナビゲーション装置が、角度θ頃いて取り付けられた場合の加速度センサの感度低下は、「センサ出力＝Ａ・ＣＯＳθ」で表すことができる。この式において、ＣＯＳ関数の特徴として角度が小さいときは１に近い値となるため、感度低下は小さくてすむ。したがって、本実施形態のように、回動軸をシャーシ外部から回動させることにより、ナビゲーション装置１内部にセットした加速度センサ２について、あらかじめ１０度から２０度程度の角度調整を行うことで、大きな取り付け角のときでも感度低下を防ぐことができ、取付角度に影響されない加速度センサの出力値を得ることができる。

一例として、加速度センサをナビゲーション装置１のシャーシに対して２０度の角度調整を行った場合において、車両のダッシュボードに対してナビゲーション装置が４０度傾けて取り付けられているとき、従来技術では加速度センサの車両進行方向に対する角度は４０度となりその感度が０．７７と大きく低下するが、本実施形態では角度調整分を差し引いた２０度が車両進行方向に対する角度となり、その感度低下は０．９４となりほとんど無視できる。もちろん、加速度センサの調整角度を加速度センサの検出方向と車両の進行方向とが一致するまで調整すれば、感度低下は生じない。

［３．実施形態の効果］
以上のような構成を有する本実施の形態においては、ナビゲーション装置内部の加速度センサの取付角度をいずれの方向にも回動自在としたため、車両に対するナビゲーション装置の取付角度が加速度センサの検出方向と異なる場合でも、内部の加速度センサの角度を調整することにより、加速度センサをもっとも検出精度の高い方向に配置することが可能になる。その結果、ナビゲーション装置の車両位置の特定精度も向上する。

本実施形態では、加速度センサを固定した回動軸をナビゲーション装置のシャーシ外部に露出させるとともに、その露出部分につまみを設けて外部から加速度センサの調整を行うようにしたので、調整時にシャーシを開ける必要もなく、簡単に調整が可能である。

さらに、日本車のような右ハンドル車と輸入車のような左ハンドル車とでは、運転者の位置が異なるためダッシュボードの湾曲方向も異なってくる。しかし、本実施形態によれば、加速度センサ２を左右いずれの方向にも角度調整させることが可能であるため、車種毎のダッシュボードのカーブの違いによる取付角度の変化にも対応できるようになり、右ハンドル車及び左ハンドル車にも、その取付角度を変更するだけで加速度センサを良好な検出感度に設定することが可能となる。

［４．他の実施形態］
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、次のような他の実施形態も包含する。
(1) 加速度センサの取付軸を直接電子機器外部に露出させるのではなく、取付軸と外部の角度調整用つまみとの間にギヤその他の回転力伝達を可能とする連結部を配置して、外部から加速度センサを回動させる。このような連結部を使用すると、加速度センサと外部のつまみとが離れた位置にあっても調整が可能であり、調整つまみを機器の正面などに配置すれば、電子機器をとの取付場所に固定した後でも調整が可能となる。

(2) 角度の調整は必ずしも加速度センサを回転軸に固定してその回転軸を回動させる必要はなく、加速度センサを固定の軸に対して回動自在に支持させ、加速度センサの一部をねじなどで押圧あるいは牽引して回動させることもできる。この場合、加速度センサをすぐなどで常時一定方向に付勢しておき、このスプリングの力に逆らって加速度センサをねじなど押圧すれば、１本のねじだけで角度調整ができる。

(3) 図示の実施形態では、加速度センサの左右方向（水平方向）の設定について示しているが、加速度の検出方向が垂直方向である場合には、上下方向（垂直方向）の角度を任意に設定可能にするように構成することもできる。この場合、回動軸の位置を変更すれば、容易に対応可能である。

(4) さらに、コスト低減のために、上記回転軸機構を廃し、機器内にオフセット角を付けて加速度センサを固定することも可能である。この場合、電子機器を進行方向に対してまっすぐに取り付けた場合には取り付け角に起因する感度低下が生じるが、斜めになったコンソールボックスに取り付けた場合にはオフセット角分だけ、車両の進行方向に対する加速度センサのヨー軸を回転角とした角度変化を小さく抑えることができる。従って、前述のような感度低下はＣＯＳ関数の特徴により小さな範囲に収めることができる。

本発明に係る加速度センサを備えた電子機器の外観を示す斜視図。 図１の実施の形態における加速度センサ部分の拡大斜視図。 従来技術における加速度センサを備えた電子機器を、センサの感度方向と平行に車両に取り付けた状態を模式的に示す平面図。 従来技術における加速度センサを備えた電子機器を、センサの感度方向に対して角度調整して車両に取り付けた状態を模式的に示す平面図。

符号の説明

１…ナビゲーション装置
２…加速度センサ
３…回動軸
４…つまみ
５…目盛り
６…ブラケット
７…回動軸

Claims (4)

1. 所定方向の加速度を検出する加速度センサを備えた電子機器において、
   前記電子機器に対する加速度センサの取付角度を任意に変化させる角度調整手段を備えたことを特徴とする加速度センサを備えた電子機器。
2. 前記電子機器が車載用のナビゲーション装置であって、前記角度調整手段は、加速度センサの取付角度は、車両のヨー軸を回転軸とする角度であることを特徴とする請求項１に記載の加速度センサを備えた電子機器。
3. 前記加速度センサが電子機器のシャーシ内部に組み込まれ、
   前記角度調整手段は、電子機器のシャーシ外面に配置された回動ツマミと、前記回動ツマミの回動に連動して前記電子機器内部の加速度センサを回動させる連結部とを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加速度センサを備えた電子機器。
4. 所定方向の加速度を検出する加速度センサを備えた電子機器において、
   前記加速度センサが前記電子機器の内部にヨー軸を回転軸とし、前記電子機器の前後方向の軸に対して１０〜２０度傾けて取り付けられたことを加速度センサを備えた電子機器。

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