CN101487705B

CN101487705B - 具有电子罗盘的便携式电子装置及电子罗盘的校正方法

Info

Publication number: CN101487705B
Application number: CN2008100021981A
Authority: CN
Inventors: 陈赞元; 赖玉鹏
Original assignee: High Tech Computer Corp
Current assignee: HTC Corp
Priority date: 2008-01-18
Filing date: 2008-01-18
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2028-01-18
Also published as: CN101487705A

Abstract

本发明关于具有电子罗盘的便携式电子装置及电子罗盘的校正方法。通过一个或一个以上的机械式或电子式的感测器与电子罗盘的状态相互搭配检查，可有效判断如触控笔等暂时性磁场干扰以减少高频率的罗盘校正工作。当电子罗盘检测到异常磁场时，检查感测器的状态是否发生改变，若感测器的状态发生变化，则判定该异常磁场为触控笔或装置内的磁性配件移动所造成的暂时磁场，电子罗盘不进行校正，并在异常磁场消失后，继续依据原先工作设定值进行磁场检测，以减少校正操作频率。

Description

具有电子罗盘的便携式电子装置及电子罗盘的校正方法

技术领域

本发明涉及一种方位指示装置，尤其是涉及一种方位指示装置的校正装置以及相关方法。

背景技术

随着集成电路以及机电整合技术的日新月异，具有导航与定位功能的电子产品也越来越多样化，其中电子罗盘在车用导航、飞航、船只航行以及个人手持式装置的应用领域中，提供了相当于传统罗盘的能力。而作为电子罗盘其中一个类型的磁感式电子罗盘则通过提供地磁北向与目标方向的角度变化所代表的方位角数据，以作为方向导引的主要感测数据。通常磁感式电子罗盘包含一个或两个以上的磁力计——一种可以检测磁场的装置或具有一或多个方向磁场的磁性元件，而磁感式电子罗盘便利用磁力计检测电子罗盘周围的地球磁场以决定电子罗盘的导向。

上述磁感式电子罗盘容易受到周围的合成磁场(包含地球磁场以及其它外在磁场)的干扰而影响精度，因此为了确保磁感式电子罗盘检测地球磁场的精度，通常需要针对电子罗盘进行校正，以排除其它外在磁场对电子罗盘的干扰。一般而言，当电子罗盘在使用中遭受周围磁场的干扰(如电子罗盘位于汽车内、高压电塔、电子设备、如扬声器等具有磁铁的设备附近、或具磁性物体经过电子罗盘)时，这些相对于地磁强度大上好几倍的异常磁场常会造成电子罗盘检测讯号溢位(overflow)的情况，此时电子罗盘会通过加大检测范围，以取得较佳的地磁讯号，但也因此导致电子罗盘的精度下降，当外在磁场消失时，电子罗盘在恢复检测范围(缩小检测范围)以获得具有较佳精度的数值前需先进行校正的操作，且校正的过程中电子罗盘会处于无法使用的状态。

由于这些异常的周围磁场通常为暂时性的，当电子罗盘离开具磁场的设备达到一定距离后，这些异常磁场对电子罗盘的影响将消失，在此情况下，电子罗盘的校正操作往往显得多此一举。在现有技术中，有通过判断异常的周围磁场存在的时间长度以决定是否启动前述校正操作，当异常磁场于一预设时间后消失时，电子罗盘则判断其为暂时性的干扰，不进行校正操作。反之，则进行前述校正操作。然而此种解决方案通常随着判定时间长度的设定而有适用场合的限制。此外，对于目前许多结合指向、定位等导航功能的便携式电子装置，如个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、移动电话、智能型手机(smart phone)、全球定位系统(global positioningsystem，GPS)等便携式装置，有越来越多如触碰笔等具磁性配件可插拔地设计在便携式电子装置上，以方便使用者随时使用。然而，这些磁性配件在便携式电子装置上的插拔操作都会造成电子罗盘周围的磁场变化，导致高频率的校正操作被执行。

发明内容

本发明提供一种磁性感测元件的校正方法。该磁性感测元件用来检测一第一磁场强度。该校正方法包含有依据一设定值检测该第一磁场强度；当检测到一第二磁场强度超过一阈值时，检查一第一感测器的状态是否发生改变；以及当该第一感测器的状态发生改变时，依据该设定值检测该第一磁场强度并根据该磁场强度输出一对应数据。

本发明还提供一种便携式电子装置，其包含有一壳体、一磁性感测元件、一磁性元件以及一第一感测器。该磁性感测元件设置于该壳体内，用来依据一设定值检测一第一磁场强度。该磁性元件以可相对该磁性感测元件移动的方式设置于该壳体内，当该磁性元件相对该磁性感测元件移动时，该磁性元件产生一第二磁场，该磁性元件可选择性地位于一第一位置。该第一感测器设置于该壳体内的该第一位置，当该磁性元件位于该第一位置时，该第一感测器具有一第一状态，当该磁性元件离开该第一位置时，该第一感测器具有一第二状态，当该第一感测器的状态发生改变时，该磁性感测元件依据该设定值检测该第一磁场并输出一对应数据。

附图说明

图1为本发明所披露具有校正感测器的便携式电子装置第一实施例的示意图。

图2为便携式电子装置的电子罗盘进行校正判断的校正方法第一实施例的流程图。

图3为本发明所披露具有校正感测器的便携式电子装置第二实施例的示意图。

图4为便携式电子装置的电子罗盘进行校正判断的校正方法第二实施例的流程图。

附图符号说明

1、2便携式电子装置 10、20壳体

11、21、22感测器 13、23电子罗盘

14、24触控笔 15、25磁性部

100-180、

16、26容纳槽步骤

200-280

具体实施方式

本发明在如个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、移动电话、智能型手机(smart phone)或全球定位系统(global positioningsystem，GPS)等结合指向、定位等导航功能的便携式电子装置中，通过在装置中设置一用来检测触控笔或具磁性配件的感测器与电子罗盘的状态搭配检查，以确定异常磁场是否为已知暂时性的磁场变化，以决定是否进行电子罗盘校正的操作。

请参考图1，图1为本发明所披露具有校正感测器的便携式电子装置1第一实施例的示意图。便携式电子装置1中包含有一电子罗盘13，设置于壳体10内一第二位置II，电子罗盘13可检测地球磁场并输出方位数据以供便携式电子装置1使用。除了电子罗盘13以外，本发明也可应用在任何对于磁场变化具高度敏感度的磁性感测元件。便携式电子装置1还包含一具磁性的触控笔14(或具磁性的便携式电子装置配件)，容纳于壳体10的一容纳槽16内，当使用者要自容纳槽16抽出触控笔14或将触控笔14插入便携式电子装置1的容纳槽16时，触控笔14沿着N1或N2方向相对壳体10(同时相对电子罗盘13移动)移动。由于触控笔14的一端具有磁性部15(或便携式电子装置配件于一端或全部具有磁性)，磁性部15会在周围产生一局部磁场，且由于电子罗盘13通常会在可正常检测(即无地磁以外其它异常磁场干扰的情形下)地磁的环境下依据一预设的工作设定值进行地磁检测，当触控笔14在容纳槽16内移动时，磁性部15所造成的磁场变化会对电子罗盘13造成干扰，使电子罗盘13发生检测讯号溢位的情况，而无法输出正确的方位数据。

由于触控笔14在容纳槽16的移动属于暂时且可预期的磁场变化，因此当便携式电子装置1的一第一位置I(在本实施例中为当触控笔14完全插入容纳槽16时，磁性部15所在的位置)设置一感测器11，感测器11可为机械式触动的开关或电子式的感测器(如可检测磁场变化的霍尔元件)。当触控笔14的磁性部15位在第一位置I时，感测器11具有一第一状态(如机械开关中的开启状态或电子式开关中磁场强度大于一阀值的状态)，当触控笔14的磁性部15离开第一位置I时，感测器11具有一第二状态(如机械开关中的关闭状态或电子式开关中磁场强度小于一阀值的状态)。因此当触控笔14的磁性元件15移开或移入第一位置I时，都会触动感测器11，使感测器11的状态发生变化(第一状态改变至第二状态或反之)，而电子罗盘13即依据感测器11的状态产生变化来判断其所检测到的异常磁场属于暂时且可预期的磁场变化，故不进行校正操作。待此异常磁场消失(触控笔14完全离开壳体10或完全插入容纳槽16)后，电子罗盘13再依据现有预设的工作设定值进行地磁检测并输出方位数据。

请参考图2，图2为便携式电子装置1的电子罗盘13进行校正判断的校正方法第一实施例的流程图，其步骤如下：

步骤100：启动电子罗盘测量流程；

步骤110：检测感测器的状态并存储为该感测器的状态参数；

步骤120：该电子罗盘依据一预设的工作设定值检测地磁磁场，并输出方位数据；

步骤130：判断电子罗盘是否检测到环境中具有异常磁场；若是，则执行步骤140，若否，则执行步骤180；

步骤140：检查感测器的状态，并判断感测器的状态是否改变；若是，执行步骤150，若否，执行步骤160；

步骤150：判定步骤130所检测到的异常磁场为便携式电子装置中的触控笔(或其它具有磁性的配件)在便携式电子装置内的插拔操作，因此保持该电子罗盘检测地磁磁场的工作设定值，同时判断电子罗盘所检测到的周围磁场是否恢复正常；若是，则执行步骤180；

步骤160：判定为周围环境中存在异常的磁性物质，电子罗盘启动校正程序进行校正；

步骤170：电子罗盘依据检测到的地磁磁场以及异常磁场的合成磁场修改其工作设定值；

步骤180：依据目前感测器的状态存储为该感测器的状态参数。

其中在步骤110中，感测器11初始状态(不论是第一状态或第二状态)在检测后被存储为一状态参数，电子罗盘13则在步骤140中检查感测器11的状态参数是否改变以检查感测器11的状态变化。因此本发明所披露的校正方法在步骤130中电子罗盘13先检测到异常磁场(实作上检测异常磁场大于一阈值造成电子罗盘13检测讯号溢位)，接着在步骤140检查感测器11的状态参数是否改变。若感测器11状态参数改变，则判断为触控笔14在壳体10内的插拔操作，因此保持电子罗盘13的工作设定值，同时当检测到其周围磁场恢复正常(实作上检测异常磁场是否小于该阈值，亦即异常磁场不至干扰电子罗盘13造成检测讯号溢位的状况)时，继续执行步骤120，即依据预设的工作设定值检测地磁磁场，并输出方位数据。

而在步骤150中，电子罗盘13检测到的周围磁场恢复正常还可细分为两种状况：触控笔14完全抽离开便携式电子装置1、触控笔14再回到完全插入容纳槽16使磁性部15位于第一位置I。其中在后者的状况中，感测器11的状态再次发生变化，为了能正确运用感测器11的状态参数以判断其变化，因此不论是两种状况的哪一种，在步骤180中都依据目前感测器11的状态存储为感测器11的状态参数。

若电子罗盘13在步骤130先检测到异常磁场，接着在步骤140检查到感测器11的状态参数并未发生改变，则判断为此异常磁场并非属于暂时且可预期的磁场变化(即触控笔14在壳体10内的插拔操作)，因此在步骤160进行电子罗盘13的校正操作，并在步骤170中修改其工作设定值，接着执行步骤120，此时电子罗盘13依据校正后的工作设定值检测地磁磁场，并输出方位数据。

请参考图3，图3为本发明所披露具有校正感测器的便携式电子装置2第二实施例的示意图。便携式电子装置2中包含有一电子罗盘23，设置于壳体20内一第二位置II，便携式电子装置2还包含一触控笔24，容纳于壳体20内的一容纳槽26内，当使用者要自容纳槽26抽出触控笔24或将触控笔24插入便携式电子装置2的容纳槽26时，触控笔24沿着N1或N2方向相对壳体20(同时相对电子罗盘23移动)移动。

在便携式电子装置2的一第一位置I(在本实施例中为触控笔24完全插入容纳槽26时，磁性部25所在的位置)设置一第一感测器21，在第二位置II设置一第二感测器22，第一感测器21以及第二感测器22可为机械式触动的开关或电子式的感测器(如可检测磁场变化的霍尔元件)。当触控笔24的磁性部25位于第一位置I时，第一感测器21具有一第一状态，当触控笔24的磁性部25离开第一位置I时，第一感测器21具有一第二状态，当触控笔24的磁性部25位于第二位置II时，第二感测器22具有一第三状态，当触控笔24的磁性部25离开第二位置II时，第二感测器22具有一第四状态。因此当触控笔24的磁性部25移开或移入第一位置I或第二位置II时，都会触动第一感测器21或第二感测器22，使第一感测器21或第二感测器22的状态发生变化，而电子罗盘23即依据第一感测器21或第二感测器22的状态产生变化判断其所检测到的异常磁场属于暂时且可预期的磁场变化，故不进行校正操作。待此异常磁场消失(触控笔24完全离开壳体20或完全插入容纳槽26)后，电子罗盘23再依据现有预设的工作设定值进行地磁检测并输出方位数据。

请参考图4，图4为便携式电子装置2的电子罗盘23进行校正判断的校正方法第二实施例的流程图，其步骤如下：

步骤200：启动电子罗盘测量流程；

步骤210：检测第一感测器以及第二感测器的状态并分别存储为该第一感测器以及第二感测器的状态参数；

步骤220：该电子罗盘依据一预设的工作设定值检测地磁磁场，并输出方位数据；

步骤230：判断电子罗盘是否检测到环境中具有异常磁场；若是，则执行步骤240，若否，则执行步骤280；

步骤240：检查第一感测器以及第二感测器的状态参数，并判断第一感测器或第二感测器的状态是否改变；若是，执行步骤250，若否，执行步骤260；

步骤250：判定步骤230所检测到的异常磁场为便携式电子装置中的触控笔(或其它具有磁性的配件)在便携式电子装置内的插拔操作，因此保持该电子罗盘检测地磁磁场的工作设定值，同时将状态改变的感测器状态存储为该感测器的状态参数；

步骤255：检查第一感测器以及第二感测器的状态参数，并判断第一感测器或第二感测器的状态是否改变；若是，则执行步骤280；

步骤260：判定为周围环境中存在异常的磁性物质，电子罗盘启动校正程序进行校正；

步骤270：电子罗盘依据检测到的地磁磁场以及异常磁场的合成磁场修改其工作设定值；

步骤280：依据目前第一感测器以及第二感测器的状态分别存储为该第一感测器以及该第二感测器的状态参数。

其中在步骤210中，第一感测器21以及第二感测器22初始状态(不论是第一状态或第二状态、第三状态或第四状态)在检测后各自被存储为一状态参数，电子罗盘23则在步骤240中检查第一感测器21或第二感测器22的状态参数是否改变以检查第一感测器21或第二感测器22的状态变化。若第一感测器21(此处为触控笔24自容纳槽26开始抽离)或第二感测器22(此处为触控笔24开始插入容纳槽26)状态参数改变，则判断为触控笔24在壳体20内的插拔操作，因此保持电子罗盘23的工作设定值并将发生状态改变的感测器的状态存储起来(步骤250)。接着在步骤255判断是否有后续的感测器状态变化以判定触控笔24所产生的异常磁场是否消失。

举例而言，若触控笔24的磁性部25自第一位置I离开沿N2方向抽离容纳槽26，此时第一感测器21发生状态变化(步骤240)，且变化后的状态被存储为状态参数(步骤250)，磁性部25继续向N2方向移动到第二位置II并离开时，第二感测器22的状态发生变化(步骤255，实际上其变化为第三状态→第四状态→第三状态)，因此电子罗盘23判定触控笔24已完全离开便携式电子装置2，其所造成的异常磁场已消失，因此继续执行步骤220，即依据预设的工作设定值检测地磁磁场，并输出方位数据。当触控笔24自第二位置II插入容纳槽26时，第二感测器22发生状态变化(步骤240)，且变化后的状态被存储为状态参数(步骤250，实际上其变化为第三状态→第四状态→第三状态)，磁性部25继续向N1方向移动到第一位置I时，第一感测器21的状态发生变化(步骤255)，因此电子罗盘23判定触控笔24已完全插入便携式电子装置2，其所造成的异常磁场已消失，因此继续执行步骤220，即依据预设的工作设定值检测地磁磁场，并输出方位数据。此外，当磁性部25自第一位置I沿N2方向离开(步骤240)，但在尚未到达第二位置II前即折返回至第一位置I(步骤255)，或当磁性部25自第二位置II插入容纳槽26(步骤240)，但在尚未到达第一位置I前即向N2方向再度抽离至第二位置II(步骤255)时，为同一感测器(第一感测器21或第二感测器22)的状态先后发生二次变化，其结果也适用本发明第二实施例的校正方法。而为了能正确运用第一感测器21以及第二感测器22的状态参数以判断其变化，因此不论是上述各种状况的哪一种，在步骤280中都依据目前第一感测器21以及第二感测器22的状态分别存储为第一感测器21以及第二感测器22的状态参数。

此外，对于第一实施例中，由于电子罗盘13本身的磁性检测特性，电子罗盘13也同时具有如第二实施例中第二感测器22的功能。而第二实施例通过另外设置一第二感测器22以独立进行感测操作还可减轻电子罗盘23的运算负担以及增加控制的精确度。

若电子罗盘23在步骤230先检测到异常磁场，接着在步骤240检查到第一感测器21或第二感测器22的状态参数都未发生改变，则判断为此异常磁场并非属于暂时且可预期的磁场变化(即触控笔24在壳体20内的插拔操作)，因此在步骤260进行电子罗盘23的校正操作，并在步骤270中修改其工作设定值，接着执行步骤220，此时电子罗盘23依据校正后的工作设定值检测地磁磁场，并输出方位数据。

本发明所披露应用于电子罗盘等方位指示装置的校正装置以及校正方法，通过一个或一个以上的机械式或电子式的感测器与电子罗盘的状态相互搭配检查，可有效判断如触控笔等暂时性磁场干扰以减少高频率的罗盘校正工作。当电子罗盘检测到异常磁场时，检查感测器的状态是否发生改变，若感测器的状态发生变化，则判定该异常磁场为触控笔或装置内的磁性配件移动所造成的暂时磁场，电子罗盘不进行校正，并在异常磁场消失后，继续依据原先工作设定值进行磁场检测，以减少校正操作频率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种磁性感测元件的校正方法，该磁性感测元件用来检测一第一磁场强度与一第二磁场强度，该校正方法包含有：

依据一设定值检测该第一磁场强度；

当该磁性感测元件检测到该第二磁场强度超过一阈值时，检查一第一感测器的状态是否发生改变；

当该第一感测器的状态发生改变时，依据该设定值检测该第一磁场强度并根据该第一磁场强度输出一对应数据；以及

当该第一感测器的状态未发生改变时，对该磁性感测元件进行校正，

其中依据该设定值检测该第一磁场强度并输出该对应数据是指检测地球磁场强度并输出方位数据。

2.如权利要求1所述的校正方法，其中在当该第一感测器的状态发生改变时，依据该设定值检测该第一磁场强度并输出该对应数据的步骤中还包含：检查该第二磁场强度是否低于该阈值，当该第二磁场强度低于该阈值时，依据该设定值检测该第一磁场强度并输出该对应数据。

3.如权利要求1所述的校正方法，还包含：

当检测到该第二磁场强度超过该阈值时，检查一第二感测器的状态是否发生改变；以及

当该第二感测器的状态发生改变时，依据该设定值检测该第一磁场强度并输出该对应数据。

4.如权利要求3所述的校正方法，其中在当该第二感测器的状态发生改变时，依据该设定值检测该第一磁场强度并输出该对应数据的步骤中包含：检查该第二磁场强度且当该第二磁场强度低于该阈值时，依据该设定值检测该第一磁场强度并输出该对应数据。

5.一种便携式电子装置，其包含有：

一壳体；

一磁性感测元件，设置于该壳体内，用来依据一设定值检测一第一磁场强度；

一磁性元件，以可相对该磁性感测元件移动的方式设置于该壳体内，当该磁性元件相对该磁性感测元件移动时，该磁性元件产生一第二磁场，该磁性元件选择性地位于一第一位置区域中；

一第一感测器，设置于该壳体内的该第一位置区域中的一位置上，当该磁性元件位于该第一位置区域时，该第一感测器具有一第一状态，当该磁性元件离开该第一位置区域时，该第一感测器具有一第二状态，其中当该磁性感测元件检测到该第二磁场强度超过一阈值时，检查该第一感测器的状态是否发生改变；

其中当该第一感测器的状态发生改变时，该磁性感测元件依据该设定值检测该第一磁场强度并输出一对应数据，以及当该第一感测器的状态未发生改变时，对该磁性感测元件进行校正，

6.如权利要求5所述的便携式电子装置，其中该磁性感测元件用来当该第一感测器的状态发生改变时，检查该第二磁场强度且当该第二磁场强度低于该阈值时，依据该设定值检测该第一磁场强度并输出该对应数据。

7.如权利要求5所述的便携式电子装置，还包含一第二感测器，设置于该壳体内的一第二位置区域中的一位置上，当该磁性元件位于该第二位置区域时，该第二感测器具有一第三状态，当该磁性元件离开该第二位置区域时，该第二感测器具有一第四状态，当该第二感测器的状态发生改变时，该磁性感测元件用来依据该设定值检测该第一磁场强度并输出该对应数据。