JPH05322576A

JPH05322576A - 電子式方位計

Info

Publication number: JPH05322576A
Application number: JP15156592A
Authority: JP
Inventors: Nagahiko Okuzono; 祥彦奥薗
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1992-05-18
Filing date: 1992-05-18
Publication date: 1993-12-07

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気検出手段の磁気検出方向毎の検出誤差を
補正し、正確な方位を算出する電子式方位計を提供する
ことを目的とする。【構成】電源が投入されたり、モードスイッチが投入
されると、補正モード処理を行ない、磁気検出方向の全
方位において各磁気検出方向毎に検出信号Ｘ、Ｙの最大
値ＭＸ、ＭＹを検出する（ステップＰ１）。この最大値
ＭＸ、ＭＹを使用して、通常の方位検出時の検出信号
Ｘ、Ｙを補正し、方位Ｄを算出する（ステップＰ２）。
算出した方位Ｄを、その方位Ｄの算出に使用した検出信
号Ｘ、Ｙの符号に基づいて決定し（ステップＰ３、Ｐ４
Ｐ、６Ｐ、Ｐ７）、決定した方位Ｄを表示部に表示出力
する（ステップＰ５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子式方位計に関し、詳
細には、磁気検出手段の検出誤差を補正し、正確に磁気
の方位を算出する電子式方位計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子式方位計において、相直交す
る２つの磁気検出方向を有した磁気センサを備え、地磁
気の該２つの磁気検出方向成分の強さを磁気センサによ
り検出する方法がある。そして、この磁気センサの出力
する２つの磁気検出方向成分の検出信号に基づいて地磁
気の方位を算出する。また、上記のような電子式方位計
において地磁気の向きや大きさを正確に検出するため
に、磁気センサに相直交する２方向にバイアスコイルを
卷回し、このバイアスコイルを用いて、相直交する２方
向のバイアス磁界を印加した状態で地磁気を検出する方
法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電子式方位計にあっては、単に地磁気を相直
交する２つの磁気検出方向成分に分割して、磁気センサ
で検出し、その磁気センサの各磁気検出方向成分毎の検
出信号に基づいて地磁気の方位を算出するのみであった
ため、磁気センサの前記２つの磁気検出方向の検出精度
の誤差により、地磁気の検出結果に誤差が生じ、地磁気
の方位を正確に算出することができないという問題があ
った。この磁気センサの磁気検出方向の検出精度の誤差
は、磁気センサ自体の検出誤差に起因したり、また、バ
イアス磁界を印加する電子式方位計では、バイアスコイ
ルに起因して、相直交する２方向のバイアス磁界の大き
さの相違により発生する。そこで、本発明は、磁気検出
手段の各磁気検出方向の検出信号の誤差を補正し、正確
な方位を算出できる電子式方位計を提供することを目的
としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、相直交する２つの磁気検出方向を有し、
作用する磁界の前記各磁気検出方向成分の強さに応じて
各磁気検出方向毎に第１検出信号と第２検出信号を出力
する磁気検出手段と、前記磁気検出手段が前記作用する
磁界の全方位について出力する前記第１検出信号のうち
の最大値を最大第１検出信号、前記第２検出信号のうち
の最大値を最大第２検出信号として検出する最大値検出
手段と、前記最大値検出手段が検出した最大第１検出信
号及び最大第２検出信号を記憶する記憶手段と、前記作
用する任意方位の磁界に対して前記記憶手段が記憶して
いる前記最大第１検出信号及び前記最大第２検出信号に
よりそれぞれ補正する補正手段と、前記補正手段が補正
した第１検出信号及び第２検出信号の補正値から前記作
用する磁界の方位を算出する方位算出手段と、を備えた
ことを特徴としている。

【０００５】

【作用】本発明の電子式方位計によれば、次のようにし
て、磁気検出手段の各磁気検出方向毎の検出誤差を補正
して、方位を算出することができ、作用する磁気の方位
を正確に算出することができる。もしも、磁気検出手段
において各検出方向毎の誤差がなければ、最大第１検出
信号と最大第２検出信号は同じ値になるはずである。こ
のため、各検出方向毎の誤差がある場合、最大第１検出
信号及び最大第２検出信号は、その誤差の程度を示す指
標となる。例えば、両最大検出信号で測定値を規格化す
る等して、記憶手段が記憶している両最大検出信号を利
用して誤差の補正を行なうことができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。図１〜図８は、本発明に係る電子式方位計の一
実施例を示す図である。図１は、電子式方位計１の平面
図であり、電子式方位計１は、その本体ケース２に、表
示部３、メインスイッチ４、補正モードスイッチ５及び
方位矢印６が設けられている。

【０００７】表示部３は、例えば、液晶表示装置等が使
用され、電子式方位計１として必要な情報、特に、方位
を北を０度として時計方向の角度で表示出力する。

【０００８】メインスイッチ４は、電子式方位計１の電
源のオン／オフを行なうスイッチであり、補正モードス
イッチ５は、後述する補正モード処理を行なわせるとき
に投入するスイッチである。

【０００９】方位矢印６は、電子式方位計１により方位
を測定したい向きを示す矢印であり、この向きに矢印を
合せた状態で方位を測定する。

【００１０】電子式方位計１は、その本体ケース２の内
部に、図２に示す磁気センサ１０を内蔵している。

【００１１】磁気センサ（磁気検出手段）１０は、例え
ば、ガラスあるいはアルミナで形成された基板１１上に
４個の磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４及
び４個のパッドＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が形成されてい
る。

【００１２】この磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ
３、ＭＲ４は、例えば、基板１１上にパーマロイ等の強
磁性体を真空蒸着することにより形成されており、パッ
ドＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、例えば、基板１１上に通
常の配線用材料を真空蒸着することにより形成されてい
る。

【００１３】この磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ
３、ＭＲ４は、各磁気検出方向がそれぞれ相隣接する他
の磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の各磁
気検出方向と相直交する角度に配設されており、また、
上記本体ケース２上に付けられた方位矢印６に対して、
各検出方向が４５度の傾きを持つように形成されてい
る。すなわち、磁気センサ１０は、磁気検出方向の異な
る複数（実施例では、４つ）の磁気抵抗素子ＭＲ１、Ｍ
Ｒ２、ＭＲ３、ＭＲ４を有している。

【００１４】これら各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、Ｍ
Ｒ３、ＭＲ４は、ブリッジ状に接続されており、相対向
するパッドＰ１、Ｐ３間には、所定の電圧が印加されて
いる。各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４
は、一般に知られているように、磁界が作用することに
よりその抵抗値が変化し、いま、パッドＰ１、Ｐ３間に
所定電圧が印加されることにより、磁界が作用してその
抵抗値が変化すると、パッドＰ２とパッドＰ４には、所
定の電位が発生する。すなわち、パッドＰ２の電位をＶ
１、パッドＰ４の電位をＶ２とすると、パッドＰ２とパ
ッドＰ４との間には、Ｖ１−Ｖ２の電位差ＶＳが発生す
る。

【００１５】また、磁気センサ１０には、２つのバイア
スコイルＣＬ１、ＣＬ２が相互に直交するように磁気抵
抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４に卷回されてい
る。

【００１６】バイアスコイルＣＬ１は、流される電流の
向きにより図２に矢印Ｘで示す方向に相反転するバイア
ス磁界ＢＸを磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、Ｍ
Ｒ４に印加する。

【００１７】バイアスコイルＣＬ２は、流される電流の
向きにより図２に矢印Ｙで示す方向に相反転するバイア
ス磁界ＢＹを磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、Ｍ
Ｒ４に印加する。

【００１８】すなわち、バイアスコイルＣＬ１、ＣＬ２
により印加されるバイアス磁界ＢＸ、ＢＹの方向Ｘ、Ｙ
と各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の磁
気検出方向とは、それぞれ４５度ずれている。

【００１９】したがって、磁気センサ１０は、相直交す
る２つの磁気検出方向を有し、作用する磁界の強さに応
じて各磁気検出方向毎に第１検出信号及び第２検出信号
として、電位Ｖ１、Ｖ２、すなわち電位差ＶＳを出力す
る。

【００２０】図３は、上記図２の磁気センサ１０を利用
した電子式方位計１のブロック構成図であり、電子式方
位計１は、素子駆動回路２１、磁気抵抗素子部２２、差
動増幅回路２３、Ａ／Ｄ変換回路２４、レジスタ（Ｒ
１）２５、バイアスコイルＣＬ１、ＣＬ２、コイル駆動
回路２６、波形合成回路２７、レジスタ（Ｒ２）２８、
ＣＰＵ（Central Processing Unit)２９、表示部３、Ｒ
ＯＭ（Read Only Memory)３０、ＲＡＭ（Random Access
Memory)３１及びスイッチ部３２等を備えている。

【００２１】磁気抵抗素子部２２は、上記ブリッジ状に
接続された磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ
４を総称したものであり、素子駆動回路２１は、この磁
気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の形成され
た磁気センサ１０のパッドＰ１に印加する所定電圧Ｖを
供給する。磁気抵抗素子部２２は、そのパッドＰ２及び
パッドＰ４から検出電圧Ｖ１、Ｖ２を差動増幅回路２３
に出力する。

【００２２】差動増幅回路２３は、通常の差動増幅回路
であり、磁気抵抗素子部２２から入力される検出電圧Ｖ
１、Ｖ２の電位差ＶＳ（Ｖ１−Ｖ２）を増幅してＡ／Ｄ
変換回路２４に出力する。

【００２３】Ａ／Ｄ変換回路２４は、差動増幅回路２３
から入力される電位差ＶＳをディジタル変換し、レジス
タ（Ｒ１）２５に出力する。

【００２４】一方、バイアスコイルＣＬ１、ＣＬ２に
は、それぞれコイル駆動回路２６からバイアス電流Ｉ
１、Ｉ２が供給される。このバイアス電流Ｉ１、Ｉ２
は、各々電流の向きが反転し、バイアス電流Ｉ１、Ｉ２
の向きが反転することより、バイアスコイルＣＬ１、Ｃ
Ｌ２は、それぞれ図２に示したように、相直交するとと
もに反転するバイアス磁界ＢＸ及びバイアス磁界ＢＹを
磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４に印加す
る。

【００２５】コイル駆動回路２６には、波形合成回路２
７からバイアス電流の向きと導通タイミング、すなわち
バイアス磁界ＢＸ、ＢＹの向きを指示する信号Ｓ１、Ｓ
２、Ｓ３、Ｓ４が入力され、コイル駆動回路２６は、こ
の信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に基づいてバイアス電流
Ｉ１、Ｉ２のバイアスコイルＣＬ１、ＣＬ２への供給・
停止を行ない、また、バイアス電流Ｉ１、Ｉ２の向きの
切り換えを行なう。

【００２６】波形合成回路２７は、前記コイル駆動回路
２６へ信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を出力するととも
に、バイアス磁界ＢＸ、ＢＹに対応するＲＡＭ３１の検
出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の格納領域を示す領域
信号Ａ１、Ａ０をレジスタ（Ｒ２）２８に出力し、また
Ａ／Ｄ変換回路２４に信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に基
づいてＡ／Ｄ変換のタイミングを指示する変換タイミン
グ信号Ｓａを出力する。

【００２７】これに対して、Ａ／Ｄ変換回路２４は、Ａ
／Ｄ変換中であることを示す変換中信号Ｓｂを波形合成
回路２７に出力する。

【００２８】さらに、波形合成回路２７は、ＣＰＵ２９
に対してデータ書換処理の開始を指示する割込み信号Ｉ
ＮＴを出力し、ＣＰＵ２９は、この割込み信号ＩＮＴに
基づいてＲＡＭ３１のデータの書換処理を開始する。

【００２９】前記レジスタ（Ｒ１）２５は、Ａ／Ｄ変換
回路２４からの電位差ＶＳの検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ
１、Ｙ２を一時記憶し、ＣＰＵ２９の要求に応じてＣＰ
Ｕ２９に電位差ＶＳの検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ
２を出力する。

【００３０】前記レジスタ（Ｒ２）２８は、波形合成回
路２７からの領域信号Ａ１、Ａ０を一時記憶し、ＣＰＵ
２９の要求に応じてＣＰＵ２９に領域信号Ａ１、Ａ０の
データを出力する。

【００３１】ＲＯＭ３０は、電子式方位計１としてのプ
ログラム、例えば、方位演算処理プログラムや磁気セン
サ１０の検出した電位差ＶＳの検出データＸ１、Ｘ２、
Ｙ１、Ｙ２の書換処理プログラム及び補正処理プログラ
ム等を格納している。

【００３２】ＲＡＭ３１は、領域Ｄ、領域Ｘ、領域Ｙ、
領域Ｘ１、領域Ｘ２、領域Ｙ１、領域Ｙ２、領域ＭＸ及
び領域ＭＹに区分されており、領域Ｘ１、Ｘ２は、バイ
アスコイルＣＬ１によりバイアス磁界ＢＸを印加したと
きの電位差ＶＳの検出データＸ１、Ｘ２を格納する領
域、領域Ｙ１、Ｙ２は、バイアスコイルＣＬ２によりバ
イアス磁界ＢＹを印加したときの電位差ＶＳの検出デー
タＹ１、Ｙ２を格納する領域、領域Ｘは、バイアスコイ
ルＣＬ１によりバイアス磁界ＸＢを印加したときの検出
データＸ１、Ｘ２の差データＸ（Ｘ１−Ｘ２）を格納す
る領域、領域Ｙは、バイアスコイルＣＬ２によりバイア
ス磁界ＹＢを印加したときの検出データＹ１、Ｙ２の差
データＹ（Ｙ１−Ｙ２）を格納する領域、領域Ｄは、Ｃ
ＰＵ２９が算出した方位データＤを格納する領域、領域
ＭＸは、後述する補正モード処理で検出したバイアス磁
界ＸＢを印加したときの検出データＸ１、Ｘ２の差デー
タＸの最大値ＭＸを格納する領域、領域ＭＹは、後述す
る補正モードで検出したバイアス磁界ＹＢを印加したと
きの検出データＹ１、Ｙ２の差データＹの最大値ＭＹを
格納する領域である。

【００３３】ＣＰＵ２９は、ＲＯＭ３０内のプログラム
に従って電子式方位計１の各部を制御し、電位差ＶＳの
検出を行なわせ、また、検出した電位差ＶＳの検出デー
タＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２から差データＸ及び差データ
Ｙを算出するとともに、この差データＸ及び差データＹ
に基づいて方位Ｄを算出する。ＣＰＵ２９は、この検出
した電位差ＶＳの検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２、
差データＸ、Ｙ及び算出した方位データＤをＲＡＭ３１
に格納するとともに、表示部３に算出した方位を表示出
力させる。

【００３４】また、ＣＰＵ２９は、補正モードが設定さ
れると、全方位における磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、
ＭＲ３、ＭＲ４の各磁気検出方向毎の検出データＸ１、
Ｘ２の差データＸの最大値ＭＸ及び検出データＹ１、Ｙ
２の差データＹの最大値ＭＹを検出し、検出した最大値
ＭＸ、ＭＹをＲＡＭ３１の領域ＭＸ、ＭＹに書き込む。

【００３５】したがって、ＣＰＵ２９は、磁気検出手段
としての磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４
が作用する磁界の全方位に対して出力する第１検出信号
としての検出データＸ１、Ｘ２（具体的には、差データ
Ｘ）及び第２検出信号としての検出データＹ１、Ｙ２
（具体的には、差データＹ）のうち最大値ＭＸ、ＭＹの
検出信号を検出する最大値検出手段として機能する。そ
して、ＣＰＵ２４は、この最大値ＭＸ、ＭＹに基づいて
検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２（具体的には、差デ
ータＸ、Ｙ）を補正し、この補正した検出データから方
位を算出する。したがって、ＣＰＵ２４は、補正手段及
び方位算出手段として機能する。

【００３６】スイッチ部３２は、上記メインスイッチ
４、補正モードスイッチ５を総称したものであり、図３
には、特に、補正モードスイッチ５のみ表示している。

【００３７】次に、作用を説明する。電子式方位計１
は、上述のように、その磁気センサ１０に磁気抵抗素子
ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４が使用されており、そ
の磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４がブリ
ッジ状に結合されている。このブリッジ状に結合された
磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の相対向
するパッドＰ１とパッドＰ３との間に素子駆動回路２１
から駆動電圧Ｖを印加し、磁気センサ１０は、磁気抵抗
素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の他の相対向する
パッドＰ２とパッドＰ４との電位を検出電位Ｖ１、Ｖ２
として差動増幅回路２３に出力する。

【００３８】また、磁気センサ１０には、バイアスコイ
ルＣＬ１、ＣＬ２が相直交する方向に卷回されており、
バイアスコイルＣＬ１、ＣＬ２には、コイル駆動回路２
６からそれぞれバイアス電流Ｉ１、Ｉ２が供給される。
このバイアス電流Ｉ１、Ｉ２は、各々電流の向きが反転
し、バイアス電流Ｉ１、Ｉ２の向きが反転することによ
り、バイアスコイルＣＬ１、ＣＬ２は、それぞれ図２に
示したように、反転するバイアス磁界ＢＸ及びバイアス
磁界ＢＹを磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ
４に印加する。したがって、磁気センサ１０は、磁気検
出方向毎に時分割で地磁気を検出して、磁気強度信号と
して電位Ｖ１、Ｖ２を出力する。

【００３９】ところで、磁気センサ１０に使用されてい
る磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の検出
方向の検出感度に誤差があったり、バイアスコイルＣＬ
１、ＣＬ２により発生するバイアス磁界ＢＸ、ＢＹの大
きさの違い等があると、磁気センサ１０の出力する検出
信号が、例えば、図４に示すように、Ｘ方向では、その
最大値がα、Ｙ方向では、その最大値がβとなり、検出
信号に誤差が発生する。その結果、方位を正確に算出す
ることができない。

【００４０】そこで、本実施例では、後述するように、
磁気センサ１０の検出信号に補正処理を行なうことによ
り、方位の算出を正確に行なえるようにしている。

【００４１】そして、電子式方位計１は、磁気センサ１
０で検出したパッドＰ１の電位Ｖ１とパッドＰ２の電位
Ｖ２を、上述のように、差動増幅回路２３に出力し、差
動増幅回路２３が、この両電位Ｖ１、Ｖ１の電位差ＶＳ
を増幅してＡ／Ｄ変換回路２４に出力する。Ａ／Ｄ変換
回路２４は、差動増幅回路２３から入力される電位差Ｖ
Ｓをディジタル変換して、検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ
１、Ｙ２としてレジスタ（Ｒ１）２５に出力するが、こ
の電位差ＶＳのディジタル変換を、波形合成回路２７か
ら入力される変換タイミング信号Ｓａに基づいて行って
いる。

【００４２】すなわち、波形合成回路２７は、図５に示
すように、変換タイミング信号ＳａをＡ／Ｄ変換回路２
４に出力し、Ａ／Ｄ変換回路２４は、変換タイミング信
号Ｓａが入力されると、電位差ＶＳのディジタル変換を
開始するとともに、変換中であることを示す変換中信号
Ｓｂを波形合成回路２７に出力する。

【００４３】Ａ／Ｄ変換回路２４は、ディジタル変換し
た検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２をレジスタ（Ｒ
１）２５に出力し、レジスタ（Ｒ１）２５は、入力され
る検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２を一時格納する。

【００４４】波形合成回路２７は、Ａ／Ｄ変換回路２４
から変換中信号Ｓｂの入力が無くなると、図５に示すよ
うに、ＣＰＵ２９にデータ書換処理の開始を指示する割
込み信号ＩＮＴを出力し、ＣＰＵ２９は、割込み信号Ｉ
ＮＴが入力されると、レジスタ（Ｒ１）２５から検出デ
ータＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２を読み取り、データ書換処
理や方位の演算処理を開始する。

【００４５】また、波形合成回路２７は、図５に示すよ
うに、コイル駆動回路２６にバイアス磁界ＢＸ、ＢＹを
発生させるための信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を出力
し、コイル駆動回路２６は、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ
４に基づいてバイアスコイルＣＬ１、ＣＬ２へのバイア
ス電流Ｉ１、Ｉ２の供給・停止及びバイアス電流Ｉ１、
Ｉ２の向きの切り換えを行なう。

【００４６】そして、波形合成回路２７は、上記変換タ
イミング信号Ｓａをこの各信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４
の出力期間の中間あたりの安定したときに出力する。

【００４７】したがって、上述のように、磁気抵抗素子
ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４にバイアス磁界ＢＸ、
ＢＹが印加される。

【００４８】さらに、波形合成回路２７は、コイル駆動
回路２６への信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の出力タイミ
ング、すなわちバイアス磁界ＢＸ、ＢＹの印加タイミン
グに応じて、ＲＡＭ３１への検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ
１、Ｙ２の格納領域を示す領域信号Ａ１、Ａ０をレジス
タ（Ｒ２）２８に出力し、レジスタ（Ｒ２）２８は、こ
の領域信号Ａ１、Ａ０を一時格納する。レジスタ（Ｒ
２）２８に格納された領域信号Ａ１、Ａ０は、ＣＰＵ１
９により読み取られる。この領域信号Ａ１、Ａ０は、図
５に示すように、領域信号Ａ１と領域信号Ａ０との組合
わせにより４つの領域Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２を指定し
ている。

【００４９】上述のように、ＣＰＵ２９は、波形合成回
路２７から割込み信号ＩＮＴが入力されて、割込みがか
かると、図６に示すデータ書換処理を行なう。

【００５０】すなわち、ＣＰＵ２９は、割込み信号ＩＮ
Ｔにより割込みがかかると、レジスタ（Ｒ２）２８から
領域信号Ａ１、Ａ０を読み出し、領域信号Ａ０が「０」
かどうかチェックする（ステップＳ１）。

【００５１】領域信号Ａ０が「０」のときには、領域信
号Ａ１が「０」かどうかチェックし（ステップＳ２）、
領域信号Ａ１が「０」でないときには、レジスタ（Ｒ
１）２５から読み出した検出データを領域Ｘ１に書き込
む（ステップＳ３）。

【００５２】また、ステップＳ２で領域信号Ａ１が
「０」のときには、レジスタ（Ｒ１）２５の検出データ
を領域Ｘ２に書き込み（ステップＳ４）、領域Ｘ１の検
出データと領域Ｘ２の検出データとの差データＸ（Ｘ＝
Ｘ１−Ｘ２）を演算し、領域Ｘに書き込む（ステップＳ
５）。

【００５３】また、ステップＳ１で、領域信号Ａ０が
「０」でないときには、領域信号Ａ１が「０」かどうか
チェックし（ステップＳ６）、領域信号Ａ１が「０」で
ないときには、レジスタ２５の検出データを領域Ｙ１に
書き込む（ステップＳ７）。

【００５４】ステップＳ６で、領域信号Ａ１が「０」の
ときには、レジスタ２５の検出データを領域Ｙ２に書き
込み（ステップＳ８）、領域Ｙ１の検出データＹ１と領
域Ｙ２の検出データＹ２との差データＹ（Ｙ＝Ｙ１−Ｙ
２）を演算し、領域Ｙに書き込む（ステップＳ９）。

【００５５】ＣＰＵ２９は、１回割込み信号ＩＮＴが入
力される毎にレジスタ２５から１つの検出データを読み
込み、上記ＲＡＭ３１への書換処理を行なう。

【００５６】上記図６のステップＳ５及びステップＳ９
において、ＣＰＵ２９は、バイアスコイルＣＬ１による
バイアス磁界ＢＸを印加したときの電位差ＶＳの検出デ
ータＸ１、Ｘ２の差データＸ（Ｘ１−Ｘ２）及びバイア
スコイルＣＬ２によるバイアス磁界ＢＹを印加したとき
の電位差ＶＳの検出データＹ１、Ｙ２の差データＹ（Ｙ
１−Ｙ２）を演算しているが、これは、逆方向にバイア
ス磁界ＢＸ、ＢＹを印加したときの各電位差ＶＳの検出
データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２自体の値よりも、差デー
タＸ、Ｙの方が地磁気の変化に対して出力を大きくする
ことができ、検出感度を向上させることができるからで
ある。

【００５７】上記書換処理が完了すると、ＣＰＵは割込
み処理から抜け、方位の算出処理や表示部３への表示出
力処理等（図７）を行なう。

【００５８】ところが、上述のように、磁気抵抗素子Ｍ
Ｒ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の検出結果に誤差がある
と、ＣＰＵ２９が正確に方位を算出することができな
い、そこで、ＣＰＵ２９は、図７に示すように、まず、
補正モード処理を行なった後、方位の算出処理及び表示
処理を行なっている。

【００５９】すなわち、ＣＰＵ２９は、この電子式方位
計１の電源が投入されると、この図７のフローをスター
トし、まず、補正モード処理を行なう（ステップＰ
１）。

【００６０】この補正モード処理は、図８に示すよう
に、電子式方位計１の全方位の検出データから最大値Ｍ
Ｘ、ＭＹを検出して、ＲＡＭ３１に格納する処理であ
る。

【００６１】そこで、補正モード処理では、図１に矢印
で示す方向に、電子式方位計１をその方位矢印６が平面
上でゆっくり３６０度回転回転するように使用者が回転
させ、全方位について地磁気の大きさを検出して、その
検出データから最大値ＭＸ、ＭＹを検出する。

【００６２】このように、電子式方位計１が３６０度回
転している間に、電子式方位計１は、図８に示すよう
に、補正モード処理を行なう。

【００６３】すなわち、ＣＰＵ２９は、上記データ書込
処理と同様に、レジスタ（Ｒ２）２８から領域信号Ａ
１、Ａ０を読み出し、領域信号Ａ０が「０」かどうかチ
ェックする（ステップＱ１）。

【００６４】領域信号Ａ０が「０」のときには、領域信
号Ａ１が「０」かどうかチェックし（ステップＱ２）、
領域信号Ａ１が「０」でないときには、レジスタ（Ｒ
１）２５から読み出した検出データを領域Ｘ１に書き込
む（ステップＱ３）。

【００６５】また、ステップＱ２で領域信号Ａ１が
「０」のときには、レジスタ（Ｒ１）２５の検出データ
を領域Ｘ２に書き込み（ステップＱ４）、領域Ｘ１の検
出データと領域Ｘ２の検出データとの差データＸ（Ｘ＝
Ｘ１−Ｘ２）を演算し、領域Ｘに書き込む（ステップＱ
５）。差データＸの書き込みが完了すると、ＲＡＭ３１
の最大値領域ＭＸから最大値ＭＸを読み出し、今回書き
込んだ差データＸが最大値ＭＸより大きいかどうかチェ
ックする（ステップＱ６）。差データＸが最大値ＭＸよ
り大きくないときには、最大値ＭＸの書き換えを行なわ
ずにそのまま処理を終了し、差データＸが最大値ＭＸよ
り大きいときには、差データＸをＲＡＭ３１の最大値領
域ＭＸに最大値ＭＸとして書き込む（ステップＱ７）。

【００６６】また、ステップＱ１で、領域信号Ａ０が
「０」でないときには、領域信号Ａ１が「０」かどうか
チェックし（ステップＱ８）、領域信号Ａ１が「０」で
ないときには、レジスタ（Ｒ１）２５の検出データを領
域Ｙ１に書き込む（ステップＱ９）。

【００６７】ステップＱ８で、領域信号Ａ１が「０」で
ないときには、レジスタ（Ｒ１）２５の検出データを領
域Ｙ２に書き込み（ステップＱ１０）、領域Ｙ１の検出
データＹ１と領域Ｙ２の検出データＹ２との差データＹ
（Ｙ＝Ｙ１−Ｙ２）を演算し、領域Ｙに書き込む（ステ
ップＱ１１）。差データＹの書き込みが完了すると、Ｒ
ＡＭ３１の最大値領域ＭＹから最大値ＭＹを読み出し、
今回書き込んだ差データＹが最大値ＭＹより大きいかど
うかチェックする（ステップＱ１２）。差データＹが最
大値ＭＹより大きくないときには、最大値ＭＹの書き換
えを行なわずにそのまま処理を終了し、差データＹが最
大値ＭＹより大きいときには、差データＹをＲＡＭ３１
の最大値領域ＭＹに最大値ＭＹとして書き込む（ステッ
プＱ１３）。

【００６８】上記処理を所定サンプリングタイミング毎
に行ない、全方位において複数の方位について上記補正
処理を行なう。この場合、例えば、上記バイアス磁界方
向であるＸ方向及びＹ方向について、１つのバイアス磁
界ＢＸ、ＢＹ毎に、０．２５秒の処理時間を必要とする
と、１回の補正処理を行なうのに１秒間必要となる。そ
こで、補正モードでは、４０秒間程度の処理時間を設
け、１０の方位について上記補正モード処理を行なう。

【００６９】このように、上記補正モード処理を行なう
ことにより、ＲＡＭ３１の最大値領域ＭＸ、ＭＹに、最
大値ＭＸ及び最大値ＭＹが格納される。

【００７０】この補正モード処理は、上述のように、電
子式方位計１の電源が投入されたときに行なうだけでな
く、図１に示すモードスイッチ５が投入されたときに、
そのモードスイッチ５の投入を示す割込み信号を受け
て、実行する。

【００７１】ＣＰＵ２９は、上記補正モード処理が完了
すると、図７の方位算出処理及び表示処理を行なう。

【００７２】すなわち、ＣＰＵ２９は、上述のように、
波形合成回路２７から割込み信号ＩＮＴを受け取ると、
電位差ＶＳの検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２をＲＡ
Ｍ３１の各領域Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２に格納するとと
もに、検出データＸ１、Ｘ２及び検出データＹ１、Ｙ２
の差データＸ、Ｙを演算して領域Ｘ、Ｙに格納し、割込
み処理から抜け出す。

【００７３】ＣＰＵ２９は、次に、ＲＡＭ３１から差デ
ータＸ、Ｙ及び最大値ＭＸ、ＭＹを読み出し、次式によ
り方位Ｄを算出する（ステップＰ２）。Ｄ＝ｔａｎ^-1（ＭＸ・Ｙ／ＭＹ・Ｘ）………（１）

【００７４】ところが、ｔａｎ^-1（ＭＸ・Ｙ／ＭＹ・
Ｘ）の値は、その値だけでは、０度から３６０度のどの
値であるかが判別しない。そこで、本実施例では、Ｘ、
Ｙの値の大きさに基づいて方位を判別している。

【００７５】すなわち、まず、差データＸが負かどうか
チェックし（ステップＰ３）、差データＸが負のときに
は、ステップＰ２で算出した方位Ｄに１８０度を加算し
た値を方位Ｄとして採用して、ＲＡＭ３１のＤ領域に格
納する（ステップＰ４）。

【００７６】このＲＡＭ３１に格納した方位Ｄを表示部
３を駆動して、表示部３に表示出力させる（ステップＰ
５）。

【００７７】また、ステップＰ３で差データＸが負でな
いときには、差データＹが負かどうかチェックし（ステ
ップＰ６）、差データＹが負のときには、ステップＰ２
で算出したＤ方位に３６０度を加算した値を方位Ｄとし
て算出して、ＲＡＭ３１のＤ領域に格納する（ステップ
Ｐ７）。この算出した方位を表示部３に表示出力させる
（ステップＰ５）。

【００７８】さらに、ステップＰ６で、差データＹの値
が負でないときには、ステップＰ２で算出した方位Ｄを
そのまま方位Ｄとして採用し、その方位Ｄを表示部３に
表示出力させる（ステップＰ５）。

【００７９】このように、磁気センサ１０の磁気抵抗素
子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の各磁気検出方向
Ｘ、Ｙで検出誤差があっても、補正モード処理により各
磁気検出方向Ｘ、Ｙの最大値ＭＸ、ＭＹを検出し、この
最大値ＭＸ、ＭＹにより差データＸ、Ｙを補正して、方
位の算出を行なうことができ、正確に方位を算出するこ
とができる。

【００８０】なお、上記実施例においては、磁気センサ
１０を４つの磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、Ｍ
Ｒ４で構成しているが、これに限るものではなく、２つ
の磁気抵抗素子を利用したものであってもよいし、４つ
以上の磁気抵抗素子を直列あるいは並列にブリッジを形
成するように接続して、構成してもよい。また、ブリッ
ジ状に形成したものに限るものではない。

【００８１】また、１回の補正モード処理において、１
０の方位から最大値を検出するとしているが、これは１
０に限るものではなく、より多い程、正確な補正が行な
える。

【００８２】さらに、磁気検出手段も、上記実施例のよ
うに、磁気抵抗素子を用いたものに限るものではない。

【００８３】また、最大値でなく最小値で補正すること
も可能である。さらに、最大値検出時の回転は人力によ
るものでなく、モータ等によるものであってもよい。

【００８４】また、本発明の電子式方位計は、方位計専
用装置に限るものではなく、電子腕時計や高度計等に組
み込むこともでき、また、自動車や航空機のナビゲーシ
ョン装置に適用することもできる。

【００８５】

【発明の効果】本発明によれば、極めて簡単な構成で、
磁気検出手段が、その各磁気検出方向で検出誤差があっ
ても、各磁気検出方向の最大値を検出し、この最大値に
より検出データを補正して、方位の算出を行なうことが
できるので、作用する磁気の方位を正確に算出すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電子式方位計の平面
図。

【図２】図１の電子式方位計に組み込まれている磁気セ
ンサの平面図。

【図３】図１の電子式方位計の回路ブロック図。

【図４】磁気センサが検出誤差を有している場合の磁気
センサの検出信号の波形図。

【図５】図３の各部の出力信号のタイミング図。

【図６】検出データ書込処理を示すフローチャート。

【図７】方位算出処理を示すフローチャート。

【図８】補正モード処理を示すフローチャート。

【符号の説明】

１電子式方位計２本体ケース３表示部４メインスイッチ５モードスイッチ６方位矢印１０磁気センサ１１基板２１素子駆動回路２２磁気抵抗素子部２３差動増幅回路２４Ａ／Ｄ変換回路２５、２８レジスタ２６コイル駆動回路２７波形合成回路２９ＣＰＵ３０ＲＯＭ３１ＲＡＭ３２スイッチ部ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４磁気抵抗素子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４パッドＢＸ、ＢＹバイアス磁界ＣＬ１、ＣＬ２バイアスコイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相直交する２つの磁気検出方向を有し、
作用する磁界の前記各磁気検出方向成分の強さに応じて
各磁気検出方向毎に第１検出信号と第２検出信号を出力
する磁気検出手段と、前記磁気検出手段が前記作用する磁界の全方位について
出力する前記第１検出信号のうちの最大値を最大第１検
出信号、前記第２検出信号のうちの最大値を最大第２検
出信号として検出する最大値検出手段と、前記最大値検出手段が検出した最大第１検出信号及び最
大第２検出信号を記憶する記憶手段と、前記作用する任意方位の磁界に対して前記記憶手段が記
憶している前記最大第１検出信号及び前記最大第２検出
信号によりそれぞれ補正する補正手段と、前記補正手段が補正した第１検出信号及び第２検出信号
の補正値から前記作用する磁界の方位を算出する方位算
出手段と、を備えたことを特徴とする電子式方位計。