JPS6044606B2 - 方角表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、地磁気を検知し、それに基づいて方角を
表示する方角表示装置に関するものである。

この種の方角表示装置としては、永久磁石を回転自在
に支持し、その地磁気との磁気力による回転を利用して
方角を指示する装置が良く知られているが、この装置は
設置場所、取付等に制約があるばかりてなく、地磁気に
よる回転力は極僅かなもので、軸受等の摩耗による動作
不良、あるいは可動部の不足制動による指示の揺らぎな
どのため精度、視認性、信頼性を著しく損ねているのが
現状である。

この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、地磁気
の検知を電子的に行い、さらに表示に際しても電子的処
理を行うことにより、精度、視認性信頼性の高い方角表
示装置を提供することを目的としている。

以下この発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図〜第５図はこの発明の一実施例を示すものて、
第１図は地磁気検知部の動作原理を説明する図である。

図において、１は磁気センサ、２１、２２は増幅器で、
上記磁気センサ１は２つの検出軸ｘ、ｙと出力端子１１
、１２を有する。この磁気センサ１としては２個のホー
ル素子を組合わせたもの、あるいは磁気変調形センサ等
を用いる。 上記磁気センサ１は、センサとしてホール
素子を用いた場合には、第１図に示すように検出軸Ｘに
対してθなる角度をなして強さＨの磁界が印加されると
、出力端子１１、１２にｅｘ■に、Ｈｃｏｓθ、ｅｙ■
に、Ｈｓｉｎθの出力信号が得られる。

ただし、に、は定数である。 また、磁気センサ１とし
て磁気変調形センサを用いた場合は、出力端子１１、１
２にｅｘ■に２Ｈｃｏｓθ、ｓｉｎ２ωを９ｅｙ■に２
Ｈｓｉｎθ・ ｓｉｎ２ωをなる励磁信号の２倍調波成
分を含む出力信号が得られる。

ただし、に２は、定数、ωは励磁信号の角周波数である
。上述のようにいずれのセンサを用いても出力信号Ｅｘ
，ｅ，はそれぞれＨｃＯｓＯ，Ｈｓｉｎθに比例してい
る。

従つて、磁気センサ１のタイプに応じて増幅器２１，２
２を適宜の構成とすれば、増幅器２１，２２の出力Ｖｘ
，■，を■。＝ＫＨｃＯｓθ，Ｖ，＝ＫＨｓｊｎθとす
ることができ、この出力■，．，■，より角度θ、即ち
方角が求められる。ただし、Ｋは定数である。第２図は
表示部の方角表示素子の配置を示すもので、表示素子と
しての発光素子３１〜３８が正８角形の頂点に位置する
如く環状に配列されており、発光素子３１〜３８は順次
１北ョ１北東ョ１東ョ１南東Ｊ１南ョ１南西ョ１西Ｊｒ
北西ョを表示するものに位置付けされている。

ところで、前述したように■。＝ＫＨｃＯｓθ，■５＝
ＫＦＩｓｉｎθであるから、■Ｘ２＋■Ｙ２＝Ｋ２Ｈ２
となり、第３図に示すように■Ｘ，Ｖｙの軌跡は円とな
る。従つて、第２図の如く８個の発光素子で方角を表示
する場合は、■０，Ｖｙの軌跡を示す円を第３図に示す
ように８つの円弧４１〜４８に等分し、■０，■，が円
弧４１上あるときには発光素子３１を点灯させ、■Ｘ，
Ｖ，が円弧４２上にあるときは発光素子３２を点灯させ
るというように円周上の領域（円弧）４１〜４８と発光
素子３１〜３８を対応させると、発光素子３１〜３８の
点灯制御によつて方角表示が可能となる。このような動
作はＶＯ及びＶ，を第３図の円の各領域の境界点の値と
比較することにより達成できる。上述の表示方式は地磁
気の強さＨを一定とした場合であるが、地磁気の強さＨ
は必ずしも一定ではなく、また定数Ｋもセンサ１の感度
により変化するので、第３図の円の半径は一定ではなく
なる。

従つて、このような条件のもとで正確な方角を表示する
には補正が必要であり、次にその一例を示す。即ち、第
４図に示すように円の中心を通る４本の直線５１〜５４
で分割される８つの領域６１〜６８と発光素子３１〜３
８を対応させる方式であり、４本の直線５１〜５４は次
式で与えられる。

直線５４：■９＝ーαＶｘただし、α＝Ｔａｎ６７．
５て、領域６１〜６８は次のように定義される。

第５図は上記領域６１〜６８の判定を行い、発゛光素子
３１〜３８を選択点灯する信号処理部の回路構成を示す
もので、７１〜７４は信号■ｏに係数α，２−，一青，
−αを乗する係数器、８１〜８８は比較器で、入力信号
相互間の比較を行つて前述の８つの領域６１〜６８の中
のどの領域にＶ、，■，があるかを判定し、その結果に
よつて発光素子３１〜３８を選択点灯するためのもので
ある。

例えば、Ｖｘ，■，が領域６１内にあると仮定すると、
比較器８１における入力信号ＶｙとαＶｘ，一α■ｏと
の比較結果が領域６１の定義に適い、発光素子３１が点
灯する。

即ちＪｌ５Ｊが表示される。同様に他の方角の場合にも
各入力信号間の比較が行われ、領域の定義に適つた比較
器につながる発光素子が点灯して方角が表示される。

上記実施例では８個の発光素子による表示としたが、発
光素子の数は必要に応じて増減可能である。

また、表示素子として自己発光性の発光素子を用いたが
、液晶の如き受動形表示素子を使用してもよい。以上の
ようにこの発明によれば、方角の検知、表示が全電子的
に行われ、またその方角表示は磁気センサのそれぞれの
出力の比率によつて行うよう構成したため、地磁気の強
さが変化しても常に正確な方角表示が可能で、精度、信
頼性などが著しく向上するとともに、視認性が大幅に改
善されて実用的価値が高まる。

また、方角を複数個の領域に分割して表示するようにし
たので、この分割個数を変更することによつて方角表示
の疎密度を自由に変えることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る方角表示装置の一実施例を示すも
ので、第１図は地磁気検知部の動作原理説明図、第２図
は表示部の表示素子の配列略図、第３図及び第４図は表
示方式の説明図、第５図は信号処理部の回路図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 略直交する２つの検出軸を有し、外部磁界の上記検
   出軸方向成分に対応した電気出力ｅ＿ｘ及びｅ＿ｙを出
   力する磁気センサと、上記磁気センサの出力ｅ＿ｘ，ｅ
   ＿ｙを増幅し、出力ｅ＿ｘ，ｅ＿ｙ対応した直流電気信
   号Ｖ＿ｘ，Ｖ＿ｙを出力する増幅回路と、この直流電気
   信号Ｖ＿ｘ，Ｖ＿ｙの一方に、検出地点を中新にしてそ
   の角度を分割した形成する複数の領域の各境界線の傾き
   に対応した係数を乗じる複数個の係数器と、この係数器
   の出力と上記直流電気信号Ｖ＿ｘ，Ｖ＿ｙの他方とを比
   較し、上記直流電気信号Ｖ＿ｘ，Ｖ＿ｙが上記複数の領
   域中のどの領域にあるかを判定する複数個の比較器と、
   これら比較器の出力により、上記複数の領域に対応して
   点灯制御される複数の方角表示素子を有する表示部とを
   備えた方角表示装置。