JPH10277A - 光センサ式姿勢検出装置及び模型飛行機の水平安定装置 - Google Patents

光センサ式姿勢検出装置及び模型飛行機の水平安定装置

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JPH10277A
JPH10277A JP8154362A JP15436296A JPH10277A JP H10277 A JPH10277 A JP H10277A JP 8154362 A JP8154362 A JP 8154362A JP 15436296 A JP15436296 A JP 15436296A JP H10277 A JPH10277 A JP H10277A
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正浩 荒井
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栄一 西澤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】外光の強弱に係わらず安定した反応が得られ、
基板に対する位置決め及び取付けが容易な光センサ式姿
勢検出装置を提供する 【解決手段】筐体3の周面には、周方向に90°間隔で
4つの採光窓4がある。採光窓4よりも高い取付け部6
の上面には基板2が取り付けられる。取付け部の上面か
らはみ出した基板2の四隅の下面には、光導電セル7が
固定される。下を向いた光導電セル7の受光面7aは、
180°離れた2個の採光窓4,4を結ぶ線に対して略
平行である。採光窓4から入射した光の大部分は筐体の
内部で反射して間接的に受光面7aに入射する。180
°離れた2個の光導電セル7の出力の差は従来に比べて
小さく、安定した姿勢制御ができ、太陽の高度が低い冬
場や日出・日没時でも正確に反応する。光導電セル7の
端子8は基板2の面に対して略直交しており、基板2の
スルーホールに対して高い精度で位置決めでき、取付け
も容易である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光センサを用いて
前後左右の傾斜状態を検出する光センサ式姿勢検出装置
に関する。この光センサ式姿勢検出装置は、例えばラジ
コン操縦される模型飛行機等に搭載されて機体の水平安
定状態を保持する水平安定装置のセンサ部分として有用
である。
【0002】
【従来の技術】図3は模型飛行機に搭載される従来の水
平安定装置の光センサ式姿勢検出装置99であり、図4
は光センサ式姿勢検出装置99を内蔵する基板の平面図
である。略円盤形の筐体100の周面には、筐体100
の中心からの放射方向に沿って、周方向に90°間隔で
4つの採光窓101が形成されている。各採光窓101
は筐体100の内部に設けられた空間102で連通して
いる。空間102内には、採光窓101と同じ高さで基
板103が設けられている。基板103の四隅には、光
センサである光導電セル104が受光面を基板103の
面に直交させてそれぞれ固定されている。従って、光導
電セル104の端子105は基板103の面に対して平
行である。また、光導電セル104の受光面は、180
°離れた1組の採光窓101,101を結ぶ放射方向に
対して略直交している。
【0003】前記4個の採光窓101と4個の光導電セ
ル104は、周方向に180°の間隔を置く2個を1組
として2組で使用される。各組において、2個の採光窓
101,101を結ぶ方向である放射方向が、対応する
2個の光導電セル104,104による検出方向とな
る。
【0004】そして、この光センサ式姿勢検出装置99
は、一般的には図5に示すような姿勢で模型飛行機11
0の胴体下部に取り付ける。即ち、第1の採光窓の組に
おける放射方向(矢印A)が胴体の中心線に沿い、これ
に直交する第2の採光窓の組における放射方向(矢印
B)が翼の長手方向に沿うように取り付ける。
【0005】各組においては、180度はなれた2個の
採光窓101,101から入射した光を2個の光導電セ
ル104,104がそれぞれ検知し、その出力の差から
その方向における水平度が検出される。例えば、操縦中
に模型飛行機が水平姿勢から外れると、光導電セル10
4,104に入射する前後又は左右の光の明るさが変わ
るので、その差が各組の光導電セル104,104の出
力差となって出力される。検出結果に基づき、図示しな
い制御手段が、模型飛行機の各部を駆動するサーボを機
体が水平であると認識されるまで制御する。
【0006】操縦中に操縦者が飛行姿勢を見失った時等
に事故を防止できるように、例えば操縦者が送信機の操
作スティックをニュートラル位置にした時に、設定され
たセンサ出力の最大値が得られるようにしておけば、操
作スティックをニュートラル位置に戻すだけで本装置を
作動させることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の水平安定装置の
光センサ式姿勢検出装置99によれば、光導電セル10
4の受光面が採光窓101において光の検出方向に対し
て垂直になっている。このため、光導電セル104の受
光面に外光が直接照射されてしまい、動作が不安定にな
りやすいという問題があった。例えば、この光センサ式
姿勢検出装置99は、天と地の明るさの差から傾斜方向
を認識することを原理としているため、太陽の高度が低
い冬場や日出・日没時には、特に従来の光センサ式姿勢
検出装置のように受光面に外光が直接照射される構造で
あると、正確に反応せずに地平線の方向を天頂方向と誤
って認識してしまうことがあった。
【0008】また、従来の光センサ式姿勢検出装置99
によれば、光導電セル104の端子105が基板103
の面に対して平行であるため、基板103に対する光導
電セル104の位置決め及び取付けが容易でなく、ばら
つきが大きいという問題があった。
【0009】本発明は、光センサの受光面に外光が直接
照射されない構造であるため外光の強弱に係わらず安定
した反応が得られ、また光センサの基板に対する位置決
め及び取付けが容易な光センサ式姿勢検出装置と、この
ような光センサ式姿勢検出装置を備えた模型飛行機の水
平安定装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載された光
センサ式姿勢検出装置は、筐体と、前記筐体の周囲に1
80度間隔で放射方向に沿って形成された2個1組の第
1の採光窓と、前記筐体の周囲に180度間隔で放射方
向に沿って形成された2個1組の第2の採光窓と、前記
筐体内に設けられて前記第1及び第2の採光窓の各々か
ら入射した光を検知する少なくとも4個の光センサとを
有し、180度はなれた2個の採光窓から入射した光を
それぞれ検知した2個の光センサの出力の差から水平度
を検出する光センサ式姿勢検出装置において、前記各採
光窓から入射する光を間接的に各光センサに到達させる
ことを特徴としている。
【0011】請求項2に記載されたセンサ式姿勢検出装
置は、請求項1記載の光センサ式姿勢検出装置におい
て、前記各光センサの受光面が前記放射方向と実質的に
平行となるように前記各採光窓の内部に前記各光センサ
を配置したことを特徴としている。
【0012】請求項3に記載された光センサ式姿勢検出
装置は、請求項2記載の光センサ式姿勢検出装置におい
て、前記筐体の内部の前記採光窓と異なる位置に前記放
射方向と実質的に平行となるように基板を配置し、前記
基板の前記採光窓に近接した位置に、受光面が前記基板
に平行となるように光センサを取り付けたことを特徴と
している。
【0013】請求項4に記載された光センサ式姿勢検出
装置は、請求項1記載の光センサ式姿勢検出装置におい
て、前記各採光窓から入射した光を減光させて各光セン
サに到達させる減光フィルタを有することを特徴として
いる。
【0014】請求項5に記載された模型飛行機の水平安
定装置は、模型飛行機に設けられる請求項1記載の光セ
ンサ式姿勢検出装置と、前記模型飛行機に設けられ前記
光センサ式姿勢検出装置が検出した水平度に基づいて前
記模型飛行機を制御する制御手段とを有している。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図1
及び図2を参照して説明する。図1は模型飛行機に搭載
される本例の水平安定装置の光センサ式姿勢検出装置1
であり、図2は光センサ式姿勢検出装置1が内蔵する基
板2の平面図である。略円盤形の筐体3は上下分割構造
であり、その周面には、筐体3の中心からの放射方向に
沿って、周方向に90°間隔で4つの採光窓4が形成さ
れている。各採光窓4は筐体3の内部に設けられた空間
5で連通している。空間5内の底部には基板2の取付け
部6が設けられている。取付け部6の上面は採光窓4よ
りも高い位置にあり、その上面に基板2が取り付けられ
ている。取付け部6の上面の面積は基板2の面積よりも
小さく、基板2の周縁部は取付け部の上面から外にはみ
出している。はみ出した基板2の四隅の周縁部の下面に
は、光センサである光導電セル7がそれぞれ固定されて
いる。光導電セル7の受光面7aは基板2の面に平行で
ある。従って、光導電セル7の受光面7aは採光窓4の
側に向いてはいるが、180°離れた2個の採光窓4,
4を結ぶ線である筐体3の放射方向に対して略平行であ
り、採光窓4から入射した光の大部分は採光窓4や取付
け部6の側周面等で反射して間接的に受光面7aに入射
する。
【0016】水平安定装置のセンサ部分として本例の光
センサ式姿勢検出装置1を模型飛行機に取り付ける場合
の構成は、図5に示した従来の場合と同一である。但
し、2個1組の光導電セル7,7の検知方向(2個1組
の採光窓4,4を結ぶ放射方向)に、模型飛行機の脚や
マフラー等の障害物がある場合には、光センサ式姿勢検
出装置1を図3に示す位置から適当な角度回転させて、
光導電セル7による日光の検知が妨害されないようにす
る。その場合には、光導電セル7による検出方向が図5
に示す例とは異なるのであるから、各組の光導電セル7
からの出力をそれに応じて適当に処理すれば、前記例と
同様に機体の水平姿勢制御を行うことができる。
【0017】本例によれば、採光窓4から入射した光
は、殆どが採光窓4の内壁等で反射して光導電セル7の
受光面7aに入射する。即ち、直接日光が光導電セル7
の受光面7aに入射しないようになっている。このた
め、外光が直接受光面7aに入射する場合に比べて光は
弱く、各組の光導電セル7の出力の差は従来に比べて小
さくなる。従って、従来よりも安定した姿勢制御がで
き、太陽の高度が低い冬場や日出・日没時においても従
来に比べて正確に反応する。
【0018】本例によれば、光導電セル7の端子8は基
板2の面に対して略直交しており、基板2に予め高い精
度で形成しておいたスルーホールにこの端子8を挿入す
れば、光導電セル7を基板2に対して高い精度で位置決
めできる。また取付けも容易である。
【0019】本発明の実施の形態の他の例を説明する。
本例は、前記第1の例において、前記各採光窓4に減光
フィルタを設け、入射した光を減光させて各光導電セル
7に到達させるようになっている。前記第1の例におい
ては、採光窓4の寸法・形状や光の入射角度等によって
は光導電セル7の受光面7aに日光が直接入射する場合
もありうるが、本例のようにさらに採光窓4に減光フィ
ルタを設けておけば、受光面7aへの日光の直接入射を
確実に防いで動作の安定性をさらに確実にすることがで
きる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、採光窓4から入射する
光が各光センサに直接入射することがないので、動作の
安定性が向上し、太陽の高度が低い冬場や日出・日没時
においても安定した姿勢制御が行えるという効果が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の第1の例を示す断面図で
ある。
【図2】本発明の実施の形態の第1の例における基板2
の平面図である。
【図3】従来の光センサ式姿勢検出装置1の断面図であ
る。
【図4】従来の光センサ式姿勢検出装置1の基板2の平
面図である。
【図5】光センサ式姿勢検出装置1を取り付けた模型飛
行機の底面図である。
【符号の説明】
1 光センサ式姿勢検出装置 2 基板 4 採光窓 7 光センサとしての光導電セル 101 模型飛行機

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筐体と、前記筐体の周囲に180度間隔
    で放射方向に沿って形成された2個1組の第1の採光窓
    と、前記筐体の周囲に180度間隔で放射方向に沿って
    形成された2個1組の第2の採光窓と、前記筐体内に設
    けられて前記第1及び第2の採光窓の各々から入射した
    光を検知する少なくとも4個の光センサとを有し、18
    0度はなれた2個の採光窓から入射した光をそれぞれ検
    知した2個の光センサの出力の差から水平度を検出する
    光センサ式姿勢検出装置において、 前記各採光窓から入射する光を間接的に各光センサに到
    達させることを特徴とする光センサ式姿勢検出装置。
  2. 【請求項2】 前記各光センサの受光面が前記放射方向
    と実質的に平行となるように前記各光センサを前記筐体
    内に配置した請求項1記載の光センサ式姿勢検出装置。
  3. 【請求項3】 前記筐体の内部の前記採光窓と異なる位
    置に前記放射方向と実質的に平行となるように基板を配
    置し、前記基板の前記採光窓に近接した位置に、受光面
    が前記基板に平行となるように光センサを取り付けたこ
    とを特徴とする請求項2記載の光センサ式姿勢検出装
    置。
  4. 【請求項4】 前記各採光窓から入射した光を減光させ
    て各光センサに到達させる減光フィルタを有する請求項
    1記載の光センサ式姿勢検出装置。
  5. 【請求項5】 模型飛行機に設けられる請求項1記載の
    光センサ式姿勢検出装置と、前記模型飛行機に設けられ
    前記光センサ式姿勢検出装置が検出した水平度に基づい
    て前記模型飛行機を制御する制御手段とを有する模型飛
    行機の水平安定装置。
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