CN1299097C - 带方位计的电子设备及在该电子设备中的方位测量方法 - Google Patents

Abstract

提供一种带方位计的电子设备，即使存在一个或者多个产生磁场的带磁性部件也可以正确进行方位测量，可以谋求机器的小型化。在电池(3)以及步进电机(4)的周围，设置屏蔽磁场的耐磁板(10、11a)。另外，在步进电机(4)静止时测量方位，根据转子转动开始时期和流过线圈(373)的驱动电流的方向预测转子静止时期以及由上述转子(4b)产生的磁场方向，根据预测结果进行上述测量结果的修正。

Description

带方位计的电子设备及在该 电子设备中的方位测量方法

技术领域

本发明涉及在具有电检测地磁的方位传感器和用于驱动各驱动部分的电池的带方位计的电子设备中，可以进行准确的方位测量以及可以谋求带方位计的电子设备的小型化的带方位计的电子设备以及在该电子设备中的方位测量方法。

背景技术

近年，出现了可以简单地测量方位的电子设备。在图12中展示了作为这种电子设备的一例的市售的带方位计的数字电子手表的外观。

带方位计的数字电子表130具有：方位测量钮132，在测量方位时操作；液晶显示板131，具有指示磁北的磁北标134以及，表示电子手表130的12时所指的方向相当于16方位中的哪个方向的16方位显示部分135；方位传感器133，根据地磁电气地测量方位；方位标环136，相对液晶显示板131转动自如。

如果按压方位测量钮132，则由方位传感器133测量磁北，在约1秒钟后在液晶板131上由磁北标134指示磁北。另外，在16方位显示部分135上，显示电子手表130的12时方向的方位(在图12的例子中是NNE)。如果转动方位标环136使N(北的方位)136a与磁北标134一致，则可以知道任意方向的方位。

但是，在具有电池和由该电池驱动的一个或者多个驱动部分的带方位计的电子设备中，存在由电池以及步进电机等驱动体产生的磁场干扰方位传感器周围的地磁，很难进行正确的方位测量的问题。

为了解决这种问题，虽然提出了改进电池的配置位置的方案，但既然电池的配置位置受到限制，为了尽可能加大电池和方位传感器的距离就需要增大电路板，因而还存在不能使电子设备小型化的问题。

进而，步进电机等的驱动体因为由永久磁铁构成的转子转动因而磁场变化复杂，如果步进电机有多个则磁场更加复杂修正变得困难，存在不能进行正确的方位测量的问题。如果在如图12所示的液晶显示器上显示方位指示，则不需要设置使方位指针动作的步进电机，但由于视场角问题因而存在难以看清液晶显示器的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在具有电测量地磁的方位传感器的带方位计的电子设备中，即使存在一个或者多个产生磁场的磁性部件也可以进行正确的方位测量，并且缓和对带磁的电池和步进电机等产生强磁的磁性部件的配置位置的限制，可以谋求带方位计电子设备的小型化的容易看的带方位计的电子设备以及在带方位计的电子设备中的方位测量方法。

为此，本发明提供了一种带方位计的电子设备，包括对地磁进行电检测的方位传感器，具有由磁铁构成的转子和用于驱动该转子的线圈的驱动体，和配置在影响到所述方位传感器的位置上、且包含驱动体的带磁性的部件，其特征在于：上述方位传感器在驱动体静止时测量方位，以及还包括：检测转子的转动开始时期的检出装置；转子静止预测装置，用于根据上述检出装置的转动开始信号预测上述转子的静止时期，和修正装置，用于根据该预测结果修正上述测量到的方位。

「带磁性部件」的概念，除了容易因外部磁性而带磁的部件之外，还有通过外部磁性带磁的部件以及磁铁等的部件，包括电池、具有磁铁的电机等的驱动体。

在本发明的上述带方位计的电子设备中，上述预测装置是转子磁场预测装置，其在根据流经上述线圈的驱动电流的方向预测上述转子的静止时期的同时，预测由上述转子生成的磁场的方向。

在本发明的上述带方位计的电子设备中，上述修正装置从上述驱动体的转子静止位置中选择任意的静止位置，按被选择的每一上述静止位置求出用于修正上述方位传感器的方位数据和地磁方向的偏差的偏移值和灵敏度比，将上述偏移值以及上述灵敏度比存储在存储器中，用上述偏移值和上述灵敏度比与上述转子静止位置对应地修正上述方位传感器的测量结果。

在本发明的上述带方位计的电子设备中，上述带方位计的电子设备具有多个上述驱动体，上述修正装置与各驱动体的上述转子在静止位置上的磁极的组合对应地求出上述偏移值以及上述灵敏度比，将得到的上述偏移值以及上述灵敏度比存储在存储器中，用上述偏移值和上述灵敏度比与上述转子的静止位置对应地修正上述测量结果。

在本发明的上述带方位计的电子设备中，上述修正装置与上述磁极的组合对应地求上述偏移值以及上述灵敏度，根据上述磁极的组合数求上述各偏移值和上述灵敏度的平均值，将上述偏移值的平均值和上述灵敏度的平均值之比存储在存储器中，用上述偏移值的平均值和上述灵敏度的平均值之比来修正在上述组合中的测量结果的平均值。

在本发明的上述带方位计的电子设备中，所述修正装置对应于上述磁极的组合求上述偏移值以及上述灵敏度比，对应于上述磁极的组合数求上述各偏移值以及上述灵敏度比的平均值，用该平均值修正在上述组合中的测量结果的平均值。

在本发明的上述带方位计的电子设备中，在设于上述带方位计的电子设备的内部的带磁性部件周围，设置有屏蔽磁场用的耐磁板；上述带磁性部件包含电池；上述耐磁板设置在上述电池的上面以及下面。

在本发明的上述带方位计的电子设备中，上述耐磁板由外部磁性不使上述电池带磁的高导磁率的材料形成。

在本发明的上述带方位计的电子设备中，将上述耐磁板设置成紧贴着上述电池。

在本发明的上述带方位计的电子设备中，为了装拆上述电池，上述耐磁板被安装在可自如拆卸地设置在上述带方位计的电子设备的表面上的盖子上；上述电池可以是纽扣型电池。

在本发明的上述带方位计的电子设备中，在所述驱动体和上述方位传感器之间设置有耐磁板。

在本发明的上述带方位计的电子设备中，上述耐磁板由在屏蔽上述磁铁的磁力同时不妨碍上述驱动体的动作的低导磁率的材料构成。

在本发明的上述带方位计的电子设备中，在所述驱动体和上述方位传感器之间设置耐磁板，上述耐磁板被设置在上述带磁性部件和上述方位传感器之间，构成电路支撑板，用于支撑安装上述带磁性部件的电路板。

在本发明的上述带方位计的电子设备中，如此配置上述方位传感器，使得上述方位传感器和上述电池的距离大于离上述方位传感器最近的上述驱动体和上述方位传感器之间的距离。

在本发明的上述带方位计的电子设备中，所述带方位计的电子设备为钟表，具有由所述驱动体驱动的时刻针或功能针，并设置由使所述时刻针或功能针复位到预定位置的装置。

使用本发明的带方位计的电子设备，可以始终得到正确的方位测量结果。

附图说明

图1是展示本发明的实施方案1的带方位计的电子手表，(a)是其平面图，(b)是(a)的I-I方向截面图。

图2是展示本发明的实施方案2的图，(a)是带方位计的模拟电子手表的平面图，(b)是(a)的II-II方向截面图。

图3是展示采用本发明的实施方案3的电子手表的方框图。

图4是说明在图3的实施方案的电子手表中的方位测量方法的方位测量显示流程图。

图5是本发明的实施方案4的电子手表的方框图。

图6是说明在实施方案4的电子手表中的方位测量方法的方位测量显示流程图。

图7是本发明的实施方案5的电子手表的方框图。

图8是说明在图7的实施方案的电子手表中的方位测量方法的方位测量显示流程图。

图9是本发明的另一实施方案。

图10是步进电机的构成的说明图。

图11是展示流过脉冲电流后的转子转角的时间变化的曲线图。

图12是展示涉及电子设备的一例的，带方位计的数字电子手表的外观图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的最佳的实施方案。进而在以下的说明中，作为带方位计的电子设备以带方位计的电子手表为例进行说明。

图1展示本发明的实施方案1的带方位计的电子手表，(a)是从背面看带方位计电子手表的平面图，(b)是(a)的I-I方向截面图。

从图1可知，本发明带方位计的电子手表1具有：方位传感器2；手表模块5，具有纽扣型电池3；表壳5a，内装手表模块5；防风玻璃8，被嵌装在该表壳5a上；后盖9，被安装壳5a的背面，在更换电池3时开闭；各种按钮15、16、17，在进行方位测量等时操作。

方位传感器2，是电检测地磁的公知的传感器，例如，是在日本特开平9-43322号公报中作为「微弱磁性传感器及其制造方法」开示的薄型的磁通量闸门式磁性传感器。

为了抑制带磁性的电池3产生的磁场对方位传感器2的方位测量的影响，在电池3的周围配置屏蔽磁场的耐磁板10。以下，说明该耐磁板10。

因为手表的后盖9一侧，在其附近受到外部磁场的影响，所以耐磁板10最好包围电池那样用粘接等方法安装在后盖9上。电池3最好是纽扣型电池，最好进一步设置成使耐磁板贴紧在其上下两面上。如果设置成在后盖9上安装耐磁板10，因为当在更换电池拆下表盖时耐磁板10也和后盖9一同被从电池3周围拆下，所以具有即使在更换电池时也不会被耐磁板10妨碍的优点。

耐磁板10，最好是由PC坡莫合金等那样的导磁率高的材料形成。PC坡莫合金，保持力是10-2Ce量级非常小，PC坡莫合金自身的带磁非常小导磁率高。因此，可以防止因外部磁场使电池3带磁。另外，即使电池3带磁，也可以截断从那里产生的磁场，对方位传感器2附近的地磁的影响小。因而，如图1(a)所示，即使将电池3配置在接近方位传感器2的附近，也不妨碍方位传感器2的方位测量。

如上所述，因为将电池3配置在电路基板12上的任意位置上，所以可以使电路基板12小型化，还可以使手表模块5小型化。

进而，本发明并不限于模拟式的电子设备，也可以适用于数字式的电子设备。

图2是展示本发明的实施方案2的图，(a)是从背面看带方位计的模拟电子手表的平面图，(b)是(a)的II-II方向截面图。

如图2所示，带方位计的模拟电子手表20具有：方位传感器2，作为方位计；步进电机4，由线圈4a和被连接在驱动表针用齿轮组(未图示)的转动自如的转子4b构成；手表模块6，具有纽扣型电池3；表壳6a，内装该手表模块6；防风玻璃8，被嵌装在表壳6a的表面；后盖9，被安装在表壳6a的背面可自如装拆，在更换纽扣型电池3时等可以从表壳6a上拆下；旋钮25，用于时间设定等。

方位传感器2，尽可能远离电池3设置。即，方位传感器2的磁性铁心2a的中心和电池3的中心的距离LL，最好配置成比磁性铁心2a的中心与步进电机4的转子4b的中心的距离Ll还大。

在表壳6a上，在装有电池3的电池装入部分的相反一侧形成有伸出部分26，方位传感器2在该伸出部分26的内部由位置确定销2b确定位置并固定。

除了通常的驱动指针用的步进电机4之外，还有在表壳6a内设置1个或者多个用于驱动停表等的附加机构的步进电机的情况。在这种情况下，方位传感器2也要尽可能远离电池3设置。较驱动指针用的步进电机4以及附加机构用的上述步进电机中的至少1个，最好是全部都更远地设置。

例如，在总共有3个步进电机的带方位计的模拟电子手表20中，改变方位传感器2和上述步进电机、电池3的多种距离关系进行实验的结果，在距离LL＝22.5mm，上述步进电机中距方位传感器2最近的上述步进电机的距离Ll＝8.7mm时，得到最佳的结果。

这样，使电池3较步进电机3更远离方位传感器2是因为，在使电子手表20暴露在外部磁场(通常，30G左右，地磁是0.3G左右)时，用保持力大的软磁性材料形成的电池3的一方比步进电机更容易带磁，由带了磁的电池3产生的磁场对方位传感器2的影响比步进电机大的缘故。

另外，对于电池3来说纽扣型电池比硬币型电池好。纽扣电池与硬币型电池相比可以避免平面地接近，可以防止不能测量方位。

通过以上所述，可以避免由于电池3和步进电机4的带磁引起的不能进行方位测量，进而通过设置耐磁板可以使由步进电机4的永久磁铁构成的转子4b和带磁的电池3产生的磁场的影响减小。本实施方案的电子手表20，除了实施方案1的耐磁板10之外，具有为了使步进电机4的转子4b的磁场的影响减小的耐磁板11a。

该耐磁板11a，如图2所示，被设置在步进电机4和方位传感器2之间，支撑手表模块6的电路基板12a。耐磁板11a在使步进电机4不能由外磁场带磁的同时，可以屏蔽已带磁的步进电机4以及转子4b的磁场对方位传感器2的影响。耐磁板11a，最好由比设置在电池3上的耐磁板10的导磁率还低的材料，例如由奥氏体系列的不锈钢形成，使得不强力吸引步进电机4的转子4b的磁力线以不妨碍步进电机4的驱动。

以下，说明本发明的电子手表的实施方案3。

在上述实施方案1以及2中，通过设置耐磁板10、11a或合理进行步进电机4以及电池3的配置的机械装置，实现本发明的由方位传感器2正确进行方位测量的目的，以下的实施方案中，示出通过电修正正确地进行方位测量的例子。

图3是展示本发明的实施方案3的电子手表的方框图。

如图3所示，带方位计的模拟电子手表30具有：方位计50；计时电路(电子线路)40；时间显示用的步进电机37；计时指针，由该步进电机37通过齿轮组驱动的秒针35a、分针35b、时针35c构成；表示磁北用的步进电机36；方位指针34，由该步进电机36通过齿轮组38驱动；方位测量钮32，在方位测量时被操作；方位标环33。

步进电机37如图10所示，是具有由2极永久磁铁构成的转子37a、被设置在转子37a周围的2极定子371、被设置在该定子371上的线圈373的平面形的步进电机，一般被称为ラベ型。

转子37a具有2个转子停止位置374、375。如果改变流过线圈373的脉冲电流的方向切换线圈373产生的磁场的方向，则随之转子37a反转，使N极朝着停止位置374或者375方向停止。进而，对于步进电机36一样。

方位计50，由方位传感器51，对该方位传感器51进行励磁的励磁装置53，以及根据方位传感器51所输出的方位输出DX、DY输出方位数据EX、EY的检测装置52构成。

计时电路40具有：驱动器46，驱动时间显示用步进电机37；时间显示脉冲发生装置43，向该驱动器46输出时间显示脉冲H；时间方位功能控制装置41，向该时间显示脉冲发生装置43发送信号F将脉冲H输出到驱动器46；磁北显示脉冲发生装置44，根据方位传感器51的检测结果产生用于显示磁北的磁北显示脉冲N；零复位信号发生装置49，被连接在齿轮组38上，确认方位指针34的回零输出回零信号L。

磁北显示脉冲发生装置44，根据来自时间方位功能控制装置41的信号M和方位计50的检测装置52输出的方位数据EX、EY，向驱动器45输出磁北脉冲N。另外，从回零信号发生装置49向磁北显示脉冲发生装置44输入回零信号L。

另外，根据来自时间方位功能控制装置41的信号I，具有检出上述转动开始时期的转子转动开始时期检出装置的驱动器46向转子磁场预测装置42a输出表示转子37a的转子开始时刻和驱动电流的方向的信号J。转子磁场预测装置42a，根据该信号J预测转子37a的静止时刻和静止位置。

进而，由转子泄漏磁场引起的偏移值X1、Y1，和由方位传感器51所固有的偏移值X2、Y2构成的偏移值X、Y，以及作为方位传感器51的灵敏度X、Y的比的灵敏度比(X/Y)，被存储在存储器41a。

因为在时刻显示用步进电机37的转子37a中有2个静止位置374、375，在磁北显示用步进电机36的转子36a中有在回零时的一个静止位置，所以磁极的组合有二组。因此，偏移值X、Y和灵敏度比(X/Y)的组合，与步进电机36、37的二个磁极的组合相应地准备二组。

进而，偏移值X、Y和灵敏度比(X/Y)，在电子手表的制造时被预先存储在存储装置41a中。

图11是展示流过脉冲电流后的转子转角的时间变化的曲线图。转子37a，例如从N极位于转子停止位置374的状态开始转动，在转动180度N极到达转子停止位置375后直至稳定地停止之前需要一定的时间。在电子手表中，脉冲电流每1秒流动1次，转子37a每1秒转动180度。在图11的曲线图所示的例子中，从转子37a开始转动后到稳定地停止之前，约需要0.1秒。

因为伴随转子37a的转动转子37a的永久磁铁的磁极方向变化，所以使方位传感器51的周围的地磁紊乱的漏磁也伴随转子37a的转动而变化。该漏磁磁场，在转子37a完全静止时稳定。

因而，如果在转子37a稳定地静止的状态下由方位传感器51进行方位测量，按N极向着转子停止位置374的情况下和N极向着转子停止位置375的情况，用二组修正值进行修正。

具体地说明实施方案。

假设当不进行修正的状态下转子37a稳定地静止时，方位传感器51的方位数据是EX、EY。并且将该方位数据EX、EY在磁场0中的值设为偏移值。在该偏移值X、Y中包含由转子漏磁引起的偏移值X1、Y1，和方位传感器51所固有的偏移值X2、Y2。

在转子37a的N极向着转子停止位置374稳定地静止的状态中偏移值X、Y一定。另外，在转子37a反转，N极向着转子停止位置375稳定地静止的状态下，偏移值X、Y也是一定值。因而，在转子37a处于稳定的静止状态中，灵敏度比(X/Y)也是一定值。

因而，通过从方位传感器51的方位数据EX、EY中扣除偏移值X、Y，在进行灵敏度比(X/Y)的修正，就可以修正转子漏磁磁场对地磁的影响和方位传感器51固有的偏差。

以下说明偏移值X、Y的计算方法。

首先，根据来自时间方位功能控制装置的信号A，驱动磁北显示用步进电机36，使方位指针34恢复零。磁北显示用步进电机36的转子36a在方位指针34恢复零的位置静止。

接着，根据驱动器46输出的信号J预测时刻显示用步进电机37的转子37a的静止位置。

这时，一边使用未图示的地磁模拟装置顺序在方位传感器51的X轴、-X轴、Y轴、-Y轴方向上施加相当地磁的磁场，一边由来自时间方位功能控制装置41的信号B驱动方位计50。从方位计50向时间方位功能控制装置41中输入方位数据EX、EY。通过该方位数据EX、EY使用下式求偏移值X、Y。

偏移值X＝(EX(X)+EX(-X))/2…(式1)

偏移值Y＝(EY(Y)+EY(-Y))/2…(式2)

在此，EX(X)是在X轴上施加磁场时的方位数据，EX(-X)是在-X轴上施加磁场时的方位数据，EY(Y)是在Y轴上施加磁场时的方位数据，EY(-Y)是在-Y轴上施加磁场时的方位数据。

以下说明求灵敏度比(X/Y)的方法。

如下式那样修正方位数据EX、EY，根据被修正后的方位数据EX、EY求灵敏度比(X/Y)。

首先，求在转子37a的N极向着转子停止位置374稳定地静止的状态下的灵敏度比(X/Y)。

EX(X)＝EX(X)-偏移值X         (式3)

EY(Y)＝EY(Y)-偏移值Y         (式4)

灵敏度比(X/Y)＝EX(X)/EY(Y)

在式3以及式4中，从EX(X)、EY(Y)中减去偏移值X、Y的结果重新定义为EX(X)、EY(Y)。

接着，根据信号F驱动时刻显示用步进电机37，使转子37a反转。转子磁场预测装置42a根据从驱动器46输出的信号J预测转子37a的静止位置，将信号K输出到时间方位功能控制装置41。而后在被预测的静止位置中和上述一样求偏移值X、Y和灵敏度比(X/Y)。

经过上述步骤，在每个转子停止位置374、375上求得的，与时刻显示用步进电机37的转子37a的2个静止位置374、375和磁北显示用步进电机36的回零时的转子36a的静止位置的组合对应的二组偏移值X、Y和灵敏度比(X/Y)，被时刻方位功能控制装置41存储在存储装置41a中。

在该实施方案中，因为转子静止位置在磁北显示用步进电机36的转子36a中是1个，在时刻显示用步进电机37的转子37a中是2个(374、375)，所以磁极的组合总共是二个。因此，最好求与磁极的组合数(本实施方案的情况下是二个)对应的偏移值和灵敏度比的平均，将其用于修正中进行修正。这种情况下，修正在上述组合中的测量结果的平均值。

这样的结果的优点是，例如在步进电机存在多个情况等下，不需要检出或者预测各步进电机的磁极向着某个方向，可以用单一或者少量的修正值进行测量方位的修正。

以下，使用图4的方位测量显示流程图，说明图3的实施方案的电子手表中的方位测量显示方法。

首先，如果从带方位计的模拟电子手表30的时刻显示状态(步骤1)开始按压方位测量钮32(步骤2)则开始方位测量。

时间方位功能控制装置41，向磁北显示脉冲发生装置44输出方位指针回零确认信号A。回零信号发生装置49，通过安装有方位指针34的的齿轮组38输出回零信号L。

磁北显示脉冲发生装置44，确认回零信号发生装置49输出的回零信号L是否与方位指针34的回零对应(步骤3)。如果回零信号L未表示回零状态，则向驱动器45输出回零脉冲G使得回零信号L表示回零状态，驱动磁北显示用步进电机36，使方位指针34恢复零(步骤4)。

根据来自时间方位功能控制装置41的转子磁场预测信号I，从驱动器46向转子磁场预测装置42a中输入时刻显示用步进电机37的转子37a的转动开始时间和驱动电流的方向信号J。根据该信号J预测转子静止位置(例如，图11中的转子静止位置A)和转子静止时刻。例如，当转子37a在1秒钟期间进行如图11所示的转子转角随时间变化的情况下，在转子37a的转动开始时刻上，加上从0.1秒至1秒钟期间的任意的时间的时刻就是转子静止时刻。

而后，将转子37a的静止位置和该时刻信号K输出到时间方位功能控制装置41(步骤5)。

在该时刻，时间方位功能控制装置41向方位计50输出方位传感器励磁信号B。由此方位传感器50被励磁(步骤6)，方位计50开始方位测量。检测装置52向上述磁北显示脉冲发生装置44输出方位传感器51进行方位测量的X-Y平面内的X、Y轴2方向的与各自的输出电压DX、DY对应的2个方位数据EX、EY(步骤7)。

磁北显示脉冲发生装置44，使用下式从与该2个方位传感器输出电压DX、DY对应的方位数据EX、EY中，用下式分别减去时间方位功能控制装置41输出的全部偏移X、Y(由来自时刻显示用步进电机37以及磁北显示用步进电机36的转子泄漏磁场偏移值X1、Y1，和方位传感器51所固有的偏移值X2、Y2构成)的信号M，求被修正后的方位数据EX、EY。

EX＝EX-偏移值X        (式5)

EY＝EY-偏移值Y        (式6)

进而，在式5以及式6中，从EX、EY中减去偏移值X、Y的结果重新定义为EX、EY。

进而，如下式那样在与方位传感器输出电压DY对应的EY上乘灵敏度比(X/Y)，求被修正后的方位数据EX、EY。

EX＝EX                (式7)

EY＝EY×灵敏度比(X/Y) (式8)

进而，在式7以及式8中，在EX、EY上乘灵敏度比(X/Y)，其结果重新定义为EX、EY。

由下式从被修正后的2个方位数据EX、EY中算出方位角数据(θ)(步骤8)。

θ＝arctan(EY/EX)          …(式9)

根据该方位角数据制成磁北显示脉冲N，如果将该磁北显示用脉冲N输出到驱动器45，则磁北方位显示用步进电机36被驱动。磁北显示用步进电机36的转子36a通过齿轮组38使方位指针指示磁北(步骤9)。

如果在预先被设定的磁北显示时间的时间t以内(步骤10)，再次按压方位测量扭10(步骤11)，则时刻方位功能控制装置41向磁北显示脉冲发生装置44输出磁针回零信号A，该磁北显示脉冲发生装置44向驱动器43输出回零脉冲G。由此，磁北显示用步进电机36被驱动，通过齿轮组4使方位指针34回零(步骤12)。

如果磁北显示时间超过上述t(步骤10)，则上述时刻方位功能控制装置41向磁北显示脉冲发生装置44输出方位指针回零信号A。

磁北显示脉冲发生装置44，向驱动器45输出回零脉冲G，磁北显示用步进电机36被驱动，通过齿轮组4使方位指针34回零(步骤12)。

经过上述步骤方位测量结束(步骤13)。

使用上述的本发明的方位测量方法，就可以在带方位计的模拟电子手表中不使秒针停止而测量方位，由方位指针显示测量出的磁北。这样，因为在方位测量和磁北显示时不妨害时刻的显示，所以可以制成容易看容易使用的带方位计的模拟电子手表。

图5是本发明的实施方案4的电子手表的方框图。

在该实施方案中与图3所示的本发明的实施方案3的不同点在于：在实施方案3中是根据时间电路40的驱动器46的输出信号J，转子磁场预测装置42a预测转子37a的静止时刻和静止位置，与此不同，在本实施方案中，是根据驱动器46输出的信号J，转子静止预测装置42b只预测转子37a的静止时刻。除此之外的部分因为和实施方案3相同，所以省略详细的说明。

以下，使用图6的方位计显示流程图，说明图5的实施方案的电子手表中的方位测量显示方法。

对图6的方位测量显示流程也只说明和图4的方位测量显示流程不同之处。

本发明的的实施方案4，是通过上述转子静止预测装置42b预测转子静止时刻，但因为未预测转子静止位置，所以至图6所示的计数N为止对各转子静止位置进行方位测量(步骤7a)。磁北显示用步进电机36的转子36a，在方位指针34回到零的位置上静止(步骤3)。

另一方面，时刻显示用步进电机37，驱动秒针35a、分针35b、时针35c转动。时刻显示用步进电机37的转子37a的静止位置如在图10中说明的那样有2个。在本实施方案中，上述计数N为2。即，在转子37a的2步骤转动、静止之间转子37a静止时进行2次方位测量。

以下说明方位测量的结果。

首先，平均与时刻显示用步进电机37的转子37a的2个静止位置对应的2组方位数据EX、EY，求方位数据EX平均、EY平均。

在存储装置41a中存储与时刻显示用步进电机37的转子37a的2个静止位置对应的方位数据EX、EY的偏移值的平均，即偏移值X平均和偏移值Y平均和灵敏度的平均的比，也就是灵敏度平均比(X/Y)。

如用上述式5至式8说明的那样，求根据偏移值X平均和偏移值Y平均修正后的方位数据EX平均、EY平均。

EX平均＝EX平均-偏移值X平均            (式10)

EY平均＝EX平均-偏移值Y平均            (式11)

进而，求根据灵敏度平均比(X/Y)修正后的方位数据EX平均、EY平均。

EX平均＝EX平均                        (式12)

EY平均＝EY平均×灵敏度平均比(X/Y)     (式13)

根据被修正后的2个方位数据EX平均、EY平均由下式算出方位角数据(β)(步骤8)。

β＝arctan(EY平均/EX平均)             (式14)

以下的步骤因为和图4的方位计测量显示流程相同故而省略说明。

在此，因为即便代替求灵敏度的平均的比而求灵敏度比的平均也近似相等，所以在式13中也可以使用灵敏度比的平均。如果这样做，因为在例如步进电机有多个的情况等下，不需要检出或者预测各步进电机的转子的磁极朝着哪个方向，就可以用单一或者少量的修正值进行测量方位的修正。

图7是本发明的实施方案5的电子手表的方框图。

如图7所示，带方位计的模拟电子手表70具有：方位计90；计时电路(电子电路)80；兼用于时间显示和磁北显示的单一的步进电机76；时间指针，经由齿轮组78被该步进电机76驱动，由兼作方位针的秒针75a、分钟75b、时针75c组成；方位计测量钮72，在方位测量时被操作；以及方位标环73。

进而，因为方位计90的构成和实施方案3的构成相同，故而省略说明。

通过比较图3和图7可知，本实施方案的计时电路80和前面的实施方案的计时电路40不同，没有转子磁场预测装置42a，步进电机驱动用的驱动器也是单一的驱动器86。代之，具有时间方位显示切换装置82，其根据来自时间方位功能控制装置81的信号I，切换磁北显示脉冲发生装置84以及驱动器86和时间显示脉冲发生装置83以及驱动器86的连接。

以下，和图3所示的计时电路40相同的部分援引实施方案3的说明，对不同的部分详细说明。

如果时间方位功能控制装置81向时间方位显示切换装置82输出切换信号I，则时间方位显示切换装置82，将时间显示脉冲发生装置83和驱动器86的连接切换到磁北显示脉冲发生装置84和驱动器83的连接。时间方位功能控制装置81向磁北显示脉冲发生装置84发送秒针回零信号A，驱动器83向步进电机76输出驱动信号，使秒针75a转动。如果秒针75a到达零位置，则根据来自齿轮组78的检出信号由回零信号发生装置89向磁北显示脉冲发生装置84输出信号L，停止驱动步进电机76。由此，秒针75a回零。

以下，将秒针75a作为方位指针进行方位的测量，但有关方位指针的励磁和修正与实施方案3相同。

以下，使用图8的方位测量显示流程图，说明图7的实施方案的电子手表的方位测量显示方法。

首先，如果从带方位计的模拟电子手表70的时间显示状态(步骤1′)按压方位测量用钮72(步骤2′)则开始方位测量。

由时间方位显示切换装置82切换驱动器83的连接状态，驱动步进电机76的转子76a转动，使秒针75a回零(步骤3′)。

时间方位功能控制装置81向方位计90输出方位传感器励磁信号B。方位传感器91被励磁(步骤4′)，方位计90进行方位测量(步骤5′)。检出装置92将方位数据EX、EY输出到磁北显示脉冲发生装置84。

磁北显示脉冲发生装置84，根据被存储在存储装置81a中的偏移值和灵敏度比根据方位数据EX、EY和信号M修正该方位数据EX、EY(步骤6′)。由于修正的顺序和实施方案3相同故而省略说明。

根据被修正后的方位数据EX、EY制成磁北显示脉冲G，将该磁北显示用脉冲G输出到驱动器83。由此，根据磁北显示脉冲G驱动步进电机76，通过齿轮组78使秒针75a显示磁北(步骤7′)。

如果在磁北显示时间t内(步骤8′)再次按压方位测量钮72(步骤9′)，则时间方位功能控制装置81将秒针回零信号A输出到磁北显示脉冲发生装置84，磁北显示脉冲发生装置84将回零脉冲G输出到驱动器86。步进电机76通过齿轮组78使秒针75a回零。时间方位功能控制装置81，根据来自回零信号发生装置的回零信号L向时间方位显示切换装置82输出切换信号I，使磁北显示恢复到时间显示(步骤10′)。

如果磁北显示时间超过t(步骤8′)，则时间方位功能控制装置81将秒针回零信号A输出到磁北显示脉冲发生装置84，该磁北显示脉冲发生装置84将回零脉冲G输出到驱动器86。步进电机76通过齿轮组78使秒针75a回零。时间方位功能控制装置81，根据来自回零信号发生装置的回零信号L向时间方位显示切换装置82输出切换信号I，使磁北显示恢复到时间显示(步骤10′)

经过以上步骤方位测量结束(步骤11′)

在本实施方案中，虽然秒针75a作为方位指针在方位测量显示的前后回零，但也可以不回零进行方位显示、时间显示。

图9进一步展示另一实施方案。在该实施方案中，将方位传感器103设置在带方位计的模拟电子手表100上，使得方位指针101的回零轴(12时方向)102和方位传感器103的X轴成角度106c。

磁北显示脉冲发生装置44(参照图3)通过对方位数据EX、EY进行角度106c的修正(这种情况下，从由方位数据EX、EY中算出的方位角度减去角度106c)，可以将回零轴102设置成方位角零，方位指针101可以正确地指示磁北。

通过上述说明，因为可以将方位传感器配置在带方位计的模拟电子手表的任意方向上，所以方位传感器在带方位计的模拟电子手表的配置设计变得容易。

进而，本发明不受上述实施方案的任何限制。上述实施方案在本发明的适用范围中可以有各种变更。

如果采用本发明，因为可以通过配置和耐磁板有效地屏蔽由电池和电机等的驱动体代表的带磁性零件产生的磁场，所以可以正确地进行方位传感器的方位测量。

另外，因为可以防止由外磁场产生的电池的带磁，减小带磁的电池的磁性的影响，所以可以比较自由地选择电池的配置位置，并且，可以谋求电路板的小型化从而谋求带方位计的电子设备的小型化。

进而，因为可以修正步进电机等的驱动体产生的漏磁磁场对方位检测输出的影响，所以即使使用由驱动体驱动的方位指针指示方位也可以正确地测量，可以实现易看易使用、且方位精度好的带方位计的模拟电子设备。

工业上的可利用性

本发明可以广泛地适用于安装有用电子手段检出地磁的方向的传感器的电子设备，不限于电子手表和座钟，也可以适用于收音机和便携电视、便携通信设备等。

Claims (22)

1.一种带方位计的电子设备，包括对地磁进行电检测的方位传感器(51)，具有由磁铁构成的转子(37a)和用于驱动该转子的线圈的驱动体(37)，和配置在影响到所述方位传感器的位置上、且包含驱动体(37)的带磁性的部件(4，36，37，76)，其特征在于：

上述方位传感器在驱动体(37)静止时测量方位，以及

还包括：

检测转子(37a)的转动开始时期的检出装置(46)；

转子静止预测装置(42a，42b)，用于根据上述检出装置(46)的转动开始信号预测上述转子(37a)的静止时期，和

修正装置(44)，用于根据该预测结果修正上述测量到的方位。

2.如权利要求1所述的带方位计的电子设备，其特征在于：

上述预测装置(42b)是转子磁场预测装置，其在根据流经上述线圈的驱动电流的方向预测上述转子(37a)的静止时期的同时，预测由上述转子(37a)生成的磁场的方向。

3.如权利要求1所述的带方位计的电子设备，其特征在于：上述修正装置(44)从上述驱动体的转子静止位置中选择任意的静止位置，按被选择的每一上述静止位置求出用于修正上述方位传感器(2，50)的方位数据和地磁方向的偏差的偏移值和灵敏度比，将上述偏移值以及上述灵敏度比存储在存储器(41a)中，用上述偏移值和上述灵敏度比与上述转子静止位置对应地修正上述方位传感器(2，50)的测量结果。

4.如权利要求3所述的带方位计的电子设备，其特征在于：上述带方位计的电子设备具有多个上述驱动体(4，36，37)，上述修正装置(44)与各驱动体(4，46，37)的上述转子(4b，36b，37b)在静止位置上的磁极的组合对应地求出上述偏移值以及上述灵敏度比，将得到的上述偏移值以及上述灵敏度比存储在存储器(41a)中，用上述偏移值和上述灵敏度比与上述转子(4b，36b，37b)的静止位置对应地修正上述测量结果。

5.如权利要求3所述的带方位计的电子设备，其特征在于：上述修正装置(44)与上述磁极的组合对应地求上述偏移值以及上述灵敏度，根据上述磁极的组合数求上述各偏移值和上述灵敏度的平均值，将上述偏移值的平均值和上述灵敏度的平均值之比存储在存储器(41a)中，用上述偏移值的平均值和上述灵敏度的平均值之比来修正在上述组合中的测量结果的平均值。

6.如权利要求3所述的带方位计的电子设备，其特征在于：所述修正装置(44)对应于上述磁极的组合求上述偏移值以及上述灵敏度比，对应于上述磁极的组合数求上述各偏移值以及上述灵敏度比的平均值，用该平均值修正在上述组合中的测量结果的平均值。

7.如权利要求1～4中任一项所述的带方位计的电子设备，其特征在于：

在设于上述带方位计的电子设备的内部的带磁性部件(4，36，37，76)周围，设置有屏蔽磁场用的耐磁板(10)。

8.如权利要求1所述的带方位计的电子设备，其特征在于：上述带磁性部件包含电池(3)。

9.如权利要求8所述的带方位计的电子设备，其特征在于：在上述电池(3)的上面以及下面设置有上述耐磁板(10)。

10.如权利要求9所述的带方位计的电子设备，其特征在于：上述耐磁板(10)由外部磁性不使上述电池(3)带磁的高导磁率的材料形成。

11.如权利要求8～10中任一项所述的带方位计的电子设备，其特征在于：将上述耐磁板(10)设置成紧贴着上述电池(3)。

12.如权利要求8～10中任一项所述的带方位计的电子设备，其特征在于：为了装拆上述电池(3)，上述耐磁板(10)被安装在可自如拆卸地设置在上述带方位计的电子设备的表面上的盖子(9)上。

13.如权利要求8～10中任一项所述的带方位计的电子设备，其特征在于：上述电池(3)是纽扣型电池。

14.如权利要求1～4中任一项所述的带方位计的电子设备，其特征在于：在所述驱动体(4，36，37，76)和上述方位传感器(2)之间设置有耐磁板(11a)。

15.如权利要求8～10中任一项所述的带方位计的电子设备，其特征在于：在所述驱动体(4，36，37，76)和上述方位传感器(2)之间设置有耐磁板(11a)。

16.如权利要求1～4中任一项，上述耐磁板(11a)由在屏蔽上述磁铁的磁力同时不妨碍上述驱动体(4，36，37，76)的动作的低导磁率的材料构成。

17.如权利要求8～10中任一项，上述耐磁板(11a)由在屏蔽上述磁铁的磁力同时不妨碍上述驱动体(4，36，37，76)的动作的低导磁率的材料构成。

18.如权利要求1～4中任一项所述的带方位计的电子设备，其特征在于：在所述驱动体(4，36，37，76)和上述方位传感器(2)之间设置耐磁板(10，11a)，上述耐磁板(10，11a)被设置在上述带磁性部件(34，36，37，76)和上述方位传感器(2，50，90，103)之间，构成电路支撑板，用于支撑安装上述带磁性部件(4，36，37，76)的电路板(12a)。

19.如权利要求8～10中任一项所述的带方位计的电子设备，其特征在于：在所述驱动体(4，36，37，76)和上述方位传感器(2)之间设置耐磁板(10，11a)，上述耐磁板(10，11a)被设置在上述带磁性部件(34，36，37，76)和上述方位传感器(2，50，90，103)之间，构成电路支撑板，用于支撑安装上述带磁性部件(4，36，37，76)的电路板(12a)。

20.如权利要求8～10中任一项所述的带方位计的电子设备，其特征在于：如此配置上述方位传感器(2，50，90，103)，使得上述方位传感器(2，50，90，103)和上述电池(3)的距离大于离上述方位传感器(2，50，90，103)最近的上述驱动体(4，36，37，76)和上述方位传感器(2，50，90，103)之间的距离。

21.如权利要求1～4中任一项所述的带方位计的电子设备，其特征在于：所述带方位计的电子设备为钟表，具有由所述驱动体(4，37，76)驱动的时刻针或功能针(35a，35b，35c，75a，75b，75c，101)，并设置由使所述时刻针或功能针(35a，35b，35c，75a，75b，75c，101)复位到预定位置的装置(49，89)。

22.如权利要求8～10中任一项所述的带方位计的电子设备，其特征在于：所述带方位计的电子设备为钟表，具有由所述驱动体(4，37，76)驱动的时刻针或功能针(35a，35b，35c，75a，75b，75c，101)，并设置由使所述时刻针或功能针(35a，35b，35c，75a，75b，75c，101)复位到预定位置的装置(49，89)。

Images