JP2002048551A - 電子方位計の調整方法、電子方位計調整システム、磁場発生装置、電子方位計および電子方位計付電子時計 - Google Patents
電子方位計の調整方法、電子方位計調整システム、磁場発生装置、電子方位計および電子方位計付電子時計Info
- Publication number
- JP2002048551A JP2002048551A JP2000233034A JP2000233034A JP2002048551A JP 2002048551 A JP2002048551 A JP 2002048551A JP 2000233034 A JP2000233034 A JP 2000233034A JP 2000233034 A JP2000233034 A JP 2000233034A JP 2002048551 A JP2002048551 A JP 2002048551A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- adjustment
- magnetic
- electronic compass
- electronic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
- G01C17/38—Testing, calibrating, or compensating of compasses
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
位計調整方法及びこの方法に用いられる装置を提供する
こと 【解決手段】 磁気検出器を備えた電子方位計3の調整
方法は、地磁気よりも強い磁場を発生し得る磁場発生装
置2に調整開始用強磁場を含む磁場を調整用磁場発生シ
ーケンスSM1〜SM9で発生させること、及び磁場発
生シーケンスに対応する調整用データ取得シーケンスS
C03〜SC14で磁気センサの出力データを取得する
電子方位計3を磁場発生シーケンスで磁場発生装置2に
より作られる磁場領域内に配置すると共に、磁気検出器
による調整開始用強磁場の感知SC03によって電子方
位計3の調整データ取得シーケンスを開始させる。電子
方位計調整システムは、調整用磁場発生シーケンスで磁
場を発生する磁場発生装置2と、調整用データ取得シー
ケンスで調整用データを取得する電子方位計3とを有す
る。
Description
磁気検出器を備えた電子方位計(以下では、「電子コン
パス」ともいう)に係り、より詳しくは、電子方位計の
調整(以下では、「キャリブレーション」又は「補正」
ともいう)方法、及び該方法の実施に用いる装置に係
る。
ブリッジ回路からなる)及びA/D変換器等からなる磁
気検出器では、該検出器の感度(出力のスパン)やオフ
セットが、検出器毎に異なるので、磁気検出器を備えた
電子方位計を、磁場発生装置により作られる磁場ないし
磁界の下で、個体毎に、調整しておく必要がある。
方位計の磁気検出器等との同期を取るべく、磁場発生装
置の制御部と電子方位計とを配線で電気接続しており、
この電気接続のために、電子方位計の裏蓋や電池等を外
していた。
位計では、電池や裏蓋等の有無等により電子方位計の磁
気センサにかかる実効的な磁場が変わる虞れがあり、電
子方位計の適正な調整が行なわれ難い虞れがあった。
であって、その目的とするところは、電子方位計の調整
を適正に行ない得る電子方位計の調整方法並びに該方法
の実施に用いられる装置、即ち、電子方位計調整システ
ム、該調整システム用の磁場発生装置及び該調整方法で
調整される電方位計を提供することにある。
の調整方法は、この目的を達成すべく、磁気検出器を備
えた電子方位計の調整方法であって、地磁気よりも強い
磁場を発生し得る磁場発生手段に調整開始用強磁場を含
む磁場を調整用磁場発生シーケンスで発生させること、
及び該磁場発生シーケンスに対応する調整用データ取得
シーケンスで磁気センサの出力データを取得する電子方
位計を前記磁場発生シーケンスで該磁場発生手段により
作られる磁場領域内に配置すると共に、磁気検出器によ
る前記調整開始用強磁場の感知によって電子方位計の調
整用データ取得シーケンスを開始させることを含む。
発生手段により調整開始用強磁場を発生させ、前記調整
開始用強磁場によって電子方位計の調整用データ取得シ
ーケンスを開始させる」ようにしているから、磁場発生
手段により調整開始用強磁場を発生させるだけで、電子
方位計の調整用データ取得シーケンスを開始させ得る。
また、本発明の電子方位計調整方法では、「磁場発生手
段に磁場を調整用磁場発生シーケンスで発生させ、該磁
場発生シーケンスに対応する調整用データ取得シーケン
スで磁気検出器の出力データを取得する電子方位計を前
記磁場発生シーケンスで該磁場発生手段により作られる
磁場領域内に配置する」ようにしているから、電子方位
計の調整用データ取得シーケンスが開始された後では、
電子方位計が、磁場発生手段により調整用磁場発生シー
ケンスで作られる磁場の下で、該磁場発生シーケンスに
対応する調整用データ取得シーケンスで磁気検出器の出
力データを調整用データとして取得し得る。すなわち、
磁場発生手段は調整用磁場発生シーケンスで独自に調整
用の磁場を発生し、電子方位計は調整用データ取得シー
ケンスで独自に磁気検出器の出力データ(調整用デー
タ)を取得するけれども、調整用データ取得シーケンス
が調整用磁場発生シーケンスに対応して進行するように
予め調整されており且つ両シーケンスは調整開始用磁場
の発生及び同磁場の検出により実際上同時に開始せしめ
られるから、磁場発生手段の制御部と電子方位計との間
に電気的な配線接続などを行なわなくても、磁場を媒介
として、両シーケンスは実際上同じ乃至対応するタイミ
ングで進行し得る。その結果、磁場発生手段の制御部と
電子方位計との間で同期信号をやり取りしながら電子方
位計の調整を行なう場合と実際上同じように両シーケン
スを進行させて、電子方位計の調整を行ない得る。しか
も、磁場発生手段の制御部と電子方位計との間に電気的
な配線接続が不要となるので、調整のとき電池や裏蓋等
を外す必要がなく、電子方位計を実際に使用する完成品
の形態に保ったまま調整し得るから、調整の際、電池や
裏蓋等の有無に起因する誤差が生じる虞れを避けて、電
子方位計を適正に調整し得る。
界」という言葉は、特に断らない限り、「磁束密度」と
同義に用い、本来「磁束密度」を指す場合を「磁場」又
は「磁界」という。表記もHではなくて、Bを用いる。
また、この明細書において、強磁場とは、地磁気による
磁場(数μT(マイクロテスラ)程度)と比較して強い
磁場をいい、「強い」とは、磁場の強さの故に地磁気に
よる磁場とは区別可能であることをいう。従って、強磁
場は、例えば、地磁気の数倍以上、好ましくは10倍程
度以上、典型的には100μT程度の磁場をいう。勿論
更に強い磁場でもよいけれども、電子方位計の磁性部品
を強く磁化(帯磁)させてしまう虞れを最小限にするた
めには、過度に強くないことが好ましい。更に、この明
細書において、特に断らない限り、方位ないし方位角は
符号φで表し、北を0度、東を90度、南を180度、
西を270度として表す。地学上の「方位角」について
は、符号θで表し、表示方位角として記載する。なお、
φ+θ=360°である。
は、四方位の磁場を順次発生する四方位磁場発生段階を
含む。四方位の磁場下での磁気検出器の出力を測定する
ことにより、電子方位計に含まれる磁性部品による影響
を補正して所定の出力を与えるための電子方位計のキャ
リブレーションが行われ得る。但し、このような電子方
位計のキャリブレーションが可能である限り、四方位の
磁場の代わりに他の一組の磁場を発生するようにしても
よい。
的には、電子方位計の磁気検出器の出力のスパン(感
度)及びオフセットを調整するためのスパン(感度)及
びオフセット調整用磁場発生段階を含み、スパン及びオ
フセット調整用磁場発生段階が、典型的には、磁気検出
器の磁気センサに接続され磁気検出器の一部をなすA/
D変換器の出力のスパン及びオフセット調整用磁場発生
段階からなる。
MR素子のような磁気センサ(磁場信号を電気的な信号
等に変換するトランスデューサ)と、該磁気センサのア
ナログ出力(データ)をデジタルデータに変換するA/
D変換器とを含む。従って、磁気検出器のオフセットや
感度(スパン)は、磁気センサ本体や該センサの関連要
素(該センサの素子の駆動電流等)の特性やA/D変換
器の特性に依存する。但し、磁気検出器の各要素が所定
の範囲内に保たれている限り、磁気検出器全体すなわち
磁場検出系全体の最終的な出力を与えるA/D変換器の
感度(A/D変換器の出力のスパン)やA/D変換器の
出力のオフセットを調整することにより、磁気検出器す
なわち磁場検出系のスパンやオフセットを調整し得る。
ムは、前記目的を達成すべく、地磁気よりも強い磁場を
発生し得、調整開始用強磁場を含む磁場を調整用磁場発
生シーケンスで発生する磁場発生装置と、磁気検出器を
備え、前記磁場発生シーケンスに対応する調整用データ
取得シーケンスで磁気検出器の出力データを取得する電
子方位計であって、前記磁場発生シーケンスで該磁場発
生手段により作られる磁場下に配置された磁気検出器が
前記調整開始用強磁場を感知した際、調整用データ取得
シーケンスを開始させる調整用データ取得シーケンス起
動制御部を有するものとを具備する。
ム用の磁場発生装置は、地磁気よりも強い磁場を発生し
得る電子方位計調整システム用の磁場発生装置であっ
て、電子方位計に調整用データ取得シーケンスで磁気検
出器の出力データの取得を開始させる調整開始用強磁場
を含む磁場を調整用磁場発生シーケンスで発生するよう
に構成されている。
出器を有し、磁場発生装置により作られる磁場の調整用
磁場発生シーケンスに対応する調整用データ取得シーケ
ンスで磁気検出器の出力データを取得する電子方位計で
あって、調整用磁場発生シーケンスの開始を表す調整開
始用強磁場を磁気検出器で検出した際、調整用データ取
得シーケンスを開始させる調整用データ取得シーケンス
起動制御部を有する。
に組込まれた電子方位計付電子時計の形態でもよい。そ
の場合、電子方位計付電子時計は、通常の電子時計とし
て動作する時計モードと、電子方位計として動作する方
位計モードとの間で、モード切換用の押ボタンスイッチ
などにより切換可能に構成される。
添付図面に示した好ましい一実施例に基づいて説明す
る。
調整システム1は、図1に示したように、磁場発生装置
2と、電子方位計3とを有する。磁場発生装置2は、磁
場発生手段としての磁場発生部ないし磁界発生部5と、
該磁場発生部5による磁場の生成を制御し調整用磁場発
生シーケンスを規定する磁場制御部ないし磁界制御部4
とを有する。
ンサ6と、感度及びオフセットが調整可能で方位センサ
(磁気センサ)6の出力を取出すセンサ出力取出器とし
てのA/D変換器7と、電子方位計の初期調整を制御す
るデータ取得シーケンス制御部としての初期調整制御部
8と、初期調整により得られる電子方位計3に固有のパ
ラメータないし調整用データを保持する固有パラメータ
記憶部9と、固有パラメータ記憶部9の内容及び方位セ
ンサ(磁気センサ)6の調整済A/D変換器7からの検
出出力に基づいて方位を求める方位演算部10と、初期
調整状態や求められた方位などを表示する表示部11
と、電子方位計3のユーザが独自に電子方位計3の調整
をする際に用いられる更新制御部12とを有する。この
例では、電子方位計3の磁場検出器は、方位センサ(磁
気センサ)6及びA/D変換器7とからなる。
磁気センサ13及びY方向磁気センサ14を含み、各磁
気センサは、図4の(a)に示したように、MR(磁気
抵抗効果)素子のような磁気センサ本体のブリッジ回路
を含む。磁気センサ13,14には、夫々、フリップコ
イル15,16に数μsのパルス電流を流すことにより
MR素子自体を磁化させるための磁場(以下では、「磁
化磁場」という)が印加可能であり、フリップコイル1
5,16による磁化磁場は、フリップコイル駆動回路1
7のPMOSFET18a,18bのゲート19a,1
9bに加えられるPMOS駆動信号P1,P2及びNM
OSFET18c,18dのゲート19c,19dに加
えられるNMOS駆動信号N1,N2により反転可能で
ある。磁気センサ13,14のMR素子にかかる磁化磁
場の向きを正負に変えた場合の磁気センサ13,14の
出力の差をとることにより、センサ13,14自体のオ
フセットなどを除去して磁場を検出することが可能にな
る。なお、磁気センサ13,14には、センサ駆動回路
20の夫々のFETゲート21,22が開かれている相
互に異なる期間だけ電流が流され、夫々の期間にX方向
及びY方向の出力(CHxH−CHxL)及び(CHy
H−CHyL)がセット出力Vxs,Vys並びにリセ
ット出力Vxr,Vyr(図4の(b))として取出さ
れる。
セット用PMOS駆動信号P1がゲート19aに与えら
れると共にゲート19dがセット用NMOS駆動信号N
2で開かれてX方向及びY方向磁気センサ13,14の
ブリッジを形成しているMR素子にフリップコイル1
5,16による順方向磁化磁場が印加された後、夫々、
読出制御信号R1,R2によりFETゲート21,22
が100ms程度づつ順次開かれている間、(CHxH
−CHxL),(CHyH−CHyL)としてVxs,
Vys(総称するときはVsで表す)の測定が行なわ
れ、次に、リセット用PMOS駆動信号P2がゲート1
9b与えられると共にゲート19cがリセット用NMO
S駆動信号N2で開かれてX方向及びY方向磁気センサ
13,14のブリッジを形成しているMR素子にフリッ
プコイル15,16による逆方向磁化磁場が印加された
後、読出制御信号R1,R2によりFETゲート21,
22が100ms程度ずつ順次開かれている間、(CH
xH−CHxL),(CHyH−CHyL)としてVx
r,Vyr(総称するときはVrで表す)の測定が行な
われる。この磁気センサ13,14の出力Vs,Vr
は、夫々、例えば、図4の(c)に示したような磁場B
に対する依存特性を示す。図4の(c)は磁気センサ1
3,14のゼロ磁場下での出力すなわちオフセットVo
fstである。このような方位センサ(磁気センサ
6)、即ちX方向及びY方向磁気センサ13,14及び
周辺回路としては、例えば、米国特許第5,521,5
01号明細書に記載されているようなものが好ましい。
(a)に示したような電子時計の形態を有し、方位セン
サ(磁気センサ)6を構成するX方向及びY方向磁気セ
ンサ13,14は、夫々、平面図で見て、例えば、右上
に位置する。
観点でみると、図3に示したように磁気センサ(方位セ
ンサ)6及び表示部11に加えて、CPU23と、EE
PROM24やROM25やRAM26の如きメモリ
と、発振回路27や分周回路28のようなクロック生成
部と、選択回路29やA/D変換回路ないしA/D変換
器7のような方位センサ(磁気センサ)6の周辺回路
と、押しボタンスイッチ31a,31b,31c,31
d(図2の(a))につながったキー入力回路31のよ
うな指示入力部と、表示駆動回路32のような表示部1
1の周辺回路とを有する。例えば、押しボタンスイッチ
31aが、調整モードへのモード変更を指示するための
スイッチ、押ボタンスイッチ31bが電子方位計モード
と時計モードとの切換えを指示するスイッチである。す
なわち、電子方位計3は、電子時計に一体的に組込まれ
た電子方位計付電子時計の形態であり、通常の電子時計
として動作する時計モードと、電子方位計として動作す
る方位計モードとの間で、モード切換用の押ボタンスイ
ッチ31bにより切換可能に構成されている。
サ)6のX方向及びY方向磁気センサ13,14を駆動
するFETゲート21,22の開閉を制御し、出力CH
xH,CHxL,CHyH,CHyLを取出して差(C
HxH−CHxL)及び(CHyH−CHyL)をセン
サ取出部すなわちA/D変換器ないしA/D変換回路7
に与える。
に、方位センサ(磁気センサ)6のセンサ本体をなすX
方向及びY方向磁気センサ13,14が、ボタン形電池
のような電池(図2の(a)において、電子方位計3の
表示部11の表示領域を表す円11aにほぼ一致する)
33の近傍に位置する場合、SUS304のような加工
などによって多少なりとも強磁性になる磁性部品からな
る電池カバーが地磁気のような外部磁場によって磁化な
いし帯磁されて該磁性部品の磁化による磁場が方位セン
サ(磁気センサ)6のところに外部磁場に重なって形成
されるから、方位センサ(磁気センサ)6の感知する磁
場も外部磁場そのものとは異なり、それに応じて磁気セ
ンサ6の出力も変化したものとなる。また、方位センサ
(磁気センサ)6のオフセット及び感度にもバラツキが
ある。その結果、A/D変換器7のX方向検出出力Vx
及びVyは、これらの変動が重なり合ったものとなる。
実験的な検証を重ねた結果、X方向磁場検出出力Vx
(φ)及びX方向磁場検出出力Vx(φ)は、夫々、次
の(式1)及び(式2)で与えられることを見出した。 Vx(φ)=Sx・Bh・cos(φ−δx)+Ox (式1) Vy(φ)=Sy・Bh・sin(φ−δy)+Oy (式2) ここで、SxはX方向磁気センサ13及びA/D変換器
7の総合的な感度、SyはY方向磁気センサ14及びA
/D変換器7の総合的な感度、BhはX−Y平面内での
外部磁場成分(水平成分)(μT)、φは磁場の向き
(度)、δxはX方向出力の位相ズレ、δyはY方向出
力の位相ズレ、Ox,OyはX方向及びY方向のオフセ
ット値である。
出出力の最大値VxM及び最小値Vxm並びにY方向検出
出力の最大値VyM及び最小値Vymを用いて、 Vx(φ)={(VxM−Vxm)/2}cos(φ−δx)+(VxM+Vxm) /2 (式1−1) Vy(φ)={(VyM−Vym)/2}cos(φ−δy)+(VyM+Vym) /2 (式2−1) 故、振幅が1になるように規格化した出力値 Vxn(φ)=(Vx−Ox)/Sx・Bh =〔Vx−{(VxM+Vxm)/2}〕/〔{(VxM−Vxm)/2}〕 =cos(φ−δx) (式1−2) Vyn(φ)=(Vy−Oy)/Sy・Bh =〔Vy−{(VyM+Vym)/2}〕/〔{(VyM−Vym)/2}〕 =cos(φ−δy) (式2−2) についてみると、図5に示したように、δx,δyの位
相ズレないし位相差がある点を除いて、大きさ1に規格
化した磁場Bxn(φ)=cosφ、Byn(φ)=s
inφと一致する。
ズレδx,δyが各電子方位計3に実際上固有のもので
あって、磁性部品である電池33の取替などにも実際上
ほとんど依存しないこと、及び電池の交換は実際上夫々
のオフセット値Ox,Oyを変動させるだけであること
を実験的に見出した。
度やオフセットを調整することに加えて、四方位データ
Vx(0),Vy(0),Vx(90),Vy(9
0),Vx(180),Vy(180),Vx(27
0),Vy(270)を検出し、この検出値に基づい
て、位相差δx,δyを(式3)及び(式6)によって
求めると共に最大値VxM,VyMや最小値Vxm,Vym
を(式4),(式5)及び(式7),(式8)によって
求めて、メモリに記憶しておけばよい。
憶部34に位相差δx,δyを格納し、最大値最小値記
憶部35に最大値VxM,VyM及び最小値Vxm,Vym
を格納しておく。これらの記憶部34,35は、例え
ば、図3のEEPROM24内に形成される。また、方
位演算部10は、A/D変換器7からの検出出力Vx,
Vyから(式1−2)(式2−2)の演算をしてVx
n,Vynを求めると共に、これらから方位角φを求
め、更に、方位角φを地学上の方位θに変換して、表示
部11で表示させる。
池33の交換などの場合に、電子方位計3を再調整すべ
く、特公昭62−30364などで知られているよう
に、電子方位計3を水平面内で360度回転させる間に
おける最大値VxM,VyM及び最小値Vxm,Vymを取
出して、最大値最小値記憶部35の記憶内容を更新す
る。これにより、電池交換などの後でも、電子方位計3
は、方位を適正に検出し得ることになる。
は、感度調整部36、オフセット調整部37及びセンサ
出力取出器本体部すなわちセンサ出力取出部38を有す
る。初期調整制御部8は、トリガ検出処理部40、感度
(スパン)・オフセット調整処理部41、四方位データ
検出処理部42、調整結果監視部43、位相差演算部4
4及び最大最小値演算部45を有し、初期調整の際、磁
場制御部4より調整用磁場発生シーケンスで生成される
磁場に実際上同期して、データ取得シーケンスで夫々の
処理動作を行なわせるデータ取得シーケンス制御プログ
ラムを含む。なお、調整制御部8の各部40〜45は、
実際上、図3のROM25に格納されたデータ取得シー
ケンス制御プログラムと、該プログラムを実行するCP
U23とにより構成される。
らなるX方向及びY方向磁気センサ13,14が、一組
のセット信号P1,N2の下で一方向(以下では順方向
という)磁化磁場の下にあるときには、X方向及びY方
向セット出力ADCsx,ADCsy(X,Yの方向を
区別しないときにはセット出力ADCsで表す)を出力
し、方向及びY方向磁気センサ13,14が、リセット
信号P2,N1の下で一方向(以下では逆方向という)
磁化磁場の下にあるときには、X方向及びY方向リセッ
ト出力ADCrx,ADCry(X,Yの方向を区別し
ないときにはリセット出力ADCrで表す)を出力す
る。セット出力ADCsは、例えば、後で説明する図1
0の(b)等において実線で示したように、対応する磁
気センサ13又は14にかかる対応する方向の外部磁場
の増大又は減少に応じてリニアに増大又は減少する。リ
セット出力ADCrは、例えば、後で説明する図10の
(a)等において破線で示したように、対応する磁気セ
ンサ13又は14にかかる対応する方向の外部磁場の増
大又は減少に応じてリニアに減少又は増大する。ADC
値は、例えば、14ビットデータで、0〜16383の
間の値を有する。
は、X方向オフセット調整部及びY方向オフセット調整
部からなり、各方向のオフセット粗調整値OSRx,O
SRy(X,Yの方向を区別しないときにはオフセット
粗調整値OSRで表す)は、例えば、8ビットデータ
で、0〜255の間で調整可能である。オフセット粗調
整値OSRは、典型的には、ADC値の大きさにかかわ
らず、当該OSR値に対応する一定値をADC値に上乗
せする。なお、オフセット粗調整値OSRが、増大する
ほど、オフセットを含めたADC値は増大し、オフセッ
ト粗調整値値OSRが、減少するほど、オフセットを含
めたADC値は減少する(例えば、後で説明する図10
の(a)や(c))。
調整部36は、X方向スパン調整部及びY方向スパン調
整部からなり、各方向のフルスケール粗調整値FSR
x,FSRy(X,Yの方向を区別しないときにはフル
スケール粗調整値FSRで表す)は、例えば、8ビット
データで、1〜255の間で調整可能であり、各方向の
フルスケール微調整値FSFx,FSFy(X,Yの方
向を区別しないときにはフルスケール微調整値FSFで
表す)は、FSRとは独立の12ビットのデータで数カ
ウント単位のスパンの微調整を行なう場合に用いる。フ
ルスケール粗調整値FSRは、逆数としてADC値に乗
算され(すなわち除数として作用し)、例えば後で詳述
する図11の(a)からわかるように、フルスケール粗
調整値FSRが減少するほどADC値が増大する。フル
スケール微調整値FSFは、2048を中心として、フ
ルスケール微調整値FSFの増減に応じてスパンが±1
2.5%増減する。なお、A/D変換器7としては、例
えば、特開平9−318403号に記載されているよう
なものが用いられる。
うに、磁界ないし磁場制御部4及び磁場発生部5に加え
て、磁場発生電流供給用電源部ないし電源ユニット50
及びタッチパネルディスプレイのような入力・表示部5
1を備える。
ように、ステージ52上にあって電子方位計3を載置す
る試料載置台54と、試料載置台54の上の電子方位計
3にX直交する三軸X,Y,Z方向の一様な磁場を発生
するX方向,Y方向及びZ方向のヘルムホルツコイル5
3X,53Y,53Z(総称するときは符号53で表
す)を備える。図示の例では、例えば、X方向,Y方向
及びZ方向の磁場発生用コイル53X,53Y,53Z
は、夫々、82cm程度、90cm程度及び100cm
程度であり、図8や図7の(b)に示したように、丁度
コイル53X,53Y,53Zの中心位置C及びその近
傍(例えば、点Cを中心として10cm程度×10cm
程度の正方形領域CR内)に空間的に一様な磁場を発生
する。従って、電子方位計3は、中心Cの近傍に位置す
るように、ステージ52(例えば、13cm程度×13
cm程度の正方形載置領域を備える)上の試料載置台5
4の所定配設位置(例えば、10cm程度×10cm程
度の正方形領域CR内)に、ガイド部55に沿って配置
される。図8に示した例では、4個の電子方位計3が、
相互の静磁的な干渉を無視し得る程度の間隔(例えば、
実質上2cm以上)をおいて配置されている。なお、図
6に示したように、ステージ52のところには、X,
Y,Z方向の磁場を検出する磁場検出素子ないし磁界セ
ンサ56が配置されている。
れた大きさ及び向きの電流をX,Y,Z方向コイル53
X,53Y,53Zに供給する定電流電源57X,57
Y,57Z(総称するときは符号57で表す)と、磁場
制御部4の制御下で夫々のコイル53X,53Y,53
Zに電流を流すタイミングを制御すべく電流供給路をO
N/OFFするリレー58X,58Y,58Zとを有す
る。
発生シーケンスで調整用磁場を発生させるための調整用
磁場発生シーケンス制御プログラム60等が格納された
メモリ61及びCPU62を含むコントロール基板部6
3と、磁気センサ56に給電すると共に該磁気センサ5
6よる磁場測定値を平滑化されたアナログ信号の形で出
力する磁場ないし磁界測定部64とを有する。65X,
65Y,65Zは三軸X,Y,Z方向の出力の取出のタ
イミングを制御するリレーであり、66はA/D変換回
路、67はD/A変換回路である。制御部4では、メモ
リ61の磁場発生シーケンス制御プログラム60をCP
U62で実行して、各時点においてプログラム60によ
り規定された強さ(大きさ及び向き)のX,Y,Z方向
の磁場をコイル53X,53Y,53Zにより発生させ
るべく、プログラム60により規定された磁場強さ信号
(データ)をD/A変換器67を介して電源ユニット5
0の定電流電源57X,57Y,57Zに与えると共
に、DIO68を介して電源ユニット50のリレー58
X,58Y,58Zを制御して、電源ユニット50から
コイル53X,53Y,53Zに所定の大きさ及び向き
の電流を所定のタイミングで流させると共に、該コイル
53X,53Y,53Zにより中心部C近傍に生成され
た一様な磁場による磁気センサ56の出力を、リレー6
5X,65Y,65Z,磁場測定部64及びA/D変換
器66を介して受取ってチェックし、各時点で、磁気セ
ンサ56の出力に対応する磁場が調整用磁場発生シーケ
ンス制御プログラム60により規定された磁場に一致す
るようにフィードバック制御している。63aは、磁場
発生部で発生させている三軸方向X,Y,Zの磁場の値
を表示するキャラクタ液晶ディスプレイのような表示部
である。
電子方位計3からなる電子方位計調整システム1の動作
について、図9から図12に基づいて、具体的に詳しく
説明する。
トを示す図9において、左の磁界発生装置の欄には調整
用磁場発生シーケンスが、右の電子コンパスの欄には調
整用データ取得シーケンスが示されている。中央の表示
欄は、電子コンパスのデータ取得シーケンスでの処理の
一部(表示処理)である。この図9の調整・取得シーケ
ンスは、大きく分けて、トリガの前すなわち調整用シー
ケンス開始前の事前調整段階、調整用シーケンス開始な
いしトリガ用強磁場の発生及び該開始ないしトリガ用強
磁場の検出による調整用シーケンスの開始、調整用シー
ケンスの開始後のオフセット調整段階及び感度ないしス
パン調整段階、四方位磁場によるキャリブレーション段
階、並びに保存用パラメータδx,δy,VxM,V
xm,VyM,Vymの算出及びEEPROM24への格
納からなる後処理段階を含む。
場発生装置2の調整用磁場発生シーケンス制御プログラ
ム60の起動を指示すると、プログラム60は、所定の
初期設定処理の後、領域CRをゼロ磁場にする指示を発
する。このゼロ磁場ステップSM1では、コントロール
基板63を含むコントロールユニット4aは、磁場セン
サ56により検出される領域CRの磁場BMのX,Y,
Z方向成分BMx,BMy,BMzが0,0,0になる
ように、定電流電源57X,57Y,57Zを制御す
る。東京近辺において初期調整を行なうとすると、地磁
気の水平磁力が30μT程度で、水平磁力の地球の北に
対する偏角が西に6度程度で、地磁気の伏角が約50度
程度であることから、磁場発生部5の向きに応じて、こ
の地磁気をキャンセルするような磁場をコイル53X,
53Y,53Zにより領域CRにかけることになる。な
お、初期調整地の地磁気は予めほぼわかっているから、
調整用磁場発生シーケンス制御プログラム60はこの値
の近傍で磁場を変動させて最終的に地磁気をキャンセル
するような磁場をコイル53X,53Y,53Zにより
発生させる。このコイル電流の調整は、通常、短時間に
達成されるから、タッチパネル51での指示後数秒程度
のうちに、ゼロ磁場が実現される。
イッチ31aを押して工場内調整モード(初期調整モー
ド)の開始を指示しておいて各電子方位計3をガイド部
55に沿って載置台5に載せる。電子方位計3は、スイ
ッチ31aの押圧に応じて事前調整段階である調整モー
ドの初期設定ステップSC01に入り、X方向及びY方
向のフルスケール粗調整値FSRx,FSRyを70
に、X方向及びY方向のフルスケール微調整値FSF
x,FSFyを2048に、X方向及びY方向のオフセ
ット粗調整値OSRを128に設定する。この初期設定
処理自体は、極めて短時間のうちに終了する。この初期
設定処理SC01が開始されると、各電子方位計3の表
示部11の表示画面11a上には、初期調整制御部8の
調整結果監視部43により、図2の(b)に示したよう
にプリセット段階1を表す「PR1」が表示される。
1の後直ちに事前調整段階のうち第二番目のステップ即
ちゼロ磁場下でのOSR調整(オフセット粗調整)ステ
ップSC02に入る。電子方位計3が、ステップSC0
2に入ったときには、磁場発生部5のうち電子方位計3
の方位センサ(磁気センサ)6や電池などの磁性部品を
含む領域CRはゼロ磁場になっている。電子方位計3の
ステップSC02は、ゼロ磁場下でのOSR調整(オフ
セット粗調整)である。このステップSC02では、図
10の(a)に示したように、ゼロ磁場の下で、A/D
変換器7のリセット出力値ADCrが正になるまで、O
SR値を128から+1づつ増加させる。図10の
(a)の例では、OSR=129では、ゼロ磁場でのA
DCr値は、負であり、OSR=130ではゼロ磁場で
のADCr値が正であるから、OSR=130に設定さ
れる。なお、横軸はX方向又はY方向の磁場Bを表し、
縦軸はADC値(セット出力の場合はADCs値、リセ
ット出力の場合はADCr値)を表す。以上の処理は、
データ取得シーケンス制御プログラム即ち電子方位計3
の初期調整制御部8の感度・オフセット制御処理部41
の制御下で、X方向及びY方向について行なわれ、AD
Crx>0,ADCry>0になると、オフセット調整
部37は、そのときのX方向及びY方向のオフセット粗
調整値OSRx,OSRyを保持する。
を最大値255まで増加させてもADCr=0のままで
ある(ADCr>0にならない)場合には、調整エラー
信号「Err12」を発して図2の(d)に示したよう
に、各電子方位計3の表示部11の表示画面11a(図
2の(a))上に表示する。このようにエラー信号が出
された電子方位計3については、エラー表示をしたまま
シーケンス制御が停止され、残りの方位計3についての
み次の処理に入る。従って、シーケンス制御が終了し
て、載置台54上の電子方位計3,3,・・・を台54
から取出した後、エラー表示を示している電子方位計3
は、不良品として扱われる。なお、この明細書では、説
明を省略しているけれども、シーケンス制御の途中の段
階で、他にも各種のエラーチェックが行なわれ、エラー
チェックにかかって一旦エラー表示がでた不良品につい
ては、同様に、そのエラーチェック・エラー表示の段階
で、シーケンス制御が停止される。なお、エラーの発生
確率からして、二つ以上の電子方位計3にこの種のエラ
ーが生じることは、実際上ないに等しい。
計3は、データ取得シーケンス制御プログラムの制御下
で、待機状態にはいる。この待機状態では、磁気センサ
13,14、例えば、図4の(b)のタイムチャートに
従って、X方向及びY方向磁場出力値Vx,Vyを交互
に読み出すことが繰返される。この磁気センサ出力値V
x,Vyは、A/D変換器7でADCsx,ADCsy
及びADCrx,ADCryに変換され、夫々の差Di
ffx=ADCsx−ADCrx及びDiffy=AD
Csy−ADCryが、電子方位計3のデータ取得シー
ケンス制御プログラムにより、基準値ないし閾値Dif
th=200と比較されることが、繰返される。この段
階では、ゼロ磁場での出力値であるから、差Diff
x,Diffyは、閾値Difthよりも相当小さい値
になる。
ンス制御プログラム60の制御下で、次に、磁場B1の
発生信号を電源ユニット50に与え、定電流電源57及
びリレー58を介して磁場発生部5のコイル53により
磁場B1を発生させる(ステップSM2)。なお、以下
において示す印加磁場は、領域CRをゼロ磁場にするた
めに必要な磁場に対してベクトル加算されるべき磁場を
示しており、コイル53により発生される全磁場とは異
なる。この磁場B1は、例えば、大きさMagHが14
2μTで、方位角MagDすなわちφが45度で、伏角
MagFが0度の磁場である。従って、磁場B1は、
X,Y,Z方向成分が、(100μT,100μT,0
μT)の磁場である。ここで、磁場B1の大きさMag
H>>0μT且つ>>30μTであり、地磁気よりも十
分に大きく地磁気とは異なる磁場がかかっていること
が、センサにより確実に検出され得るような磁場であ
る。従って、検出可能性のある地磁気の最大値よりも、
例えば2倍程度以上であれば足り、一桁高いものでなく
てもよい。むしろ関連素子や機器を損傷させる虞れを避
けるべく、余りに高くない方が好ましい。
ある電子方位計3の磁気センサ13,14及びA/D変
換器7の出力ADC値の差分Diffx,Diffy
は、直ちに、磁場B1の大きな増大に応じて大きく増加
する(図10の(b))。その結果、電子方位計3のト
リガ検出処理部40、換言すれば、電子方位計3のデー
タ取得シーケンス制御プログラムは、この増大したDi
ffx,Diffy値を閾値Difth=200と比較
して、閾値Difthを越えたことを判定・検出すると
(ステップSC03)、電子方位計3の本格的な調整用
データ取得シーケンスを開始する。即ち、磁場B1が電
子方位計3に調整用データ取得シーケンスを開始させる
トリガ信号になっている。ここで、磁場B1の発生か
ら、電子方位計3のシーケンス制御プログラムで本格的
な調整シーケンスが開始されるまでの時間は、典型的に
は、調整シーケンスのこの後の処理時間と比較すると短
い時間であり、実際上、同時とみなし得る。従って、こ
の時点が実際上調整用磁場発生シーケンス及び調整用デ
ータ取得シーケンスの実質的な開始時点t=0として、
磁場発生装置2と電子方位計3との動作の同期がとら
れ、これ以後、磁場発生装置2及び電子方位計3は、夫
々に独自のタイマーないし時計により、シーケンスが制
御されるけれども、両装置2,3の動作は、実際上同期
していることになる。
計3の調整用データ取得シーケンス制御プログラムは、
第一のオフセット粗調整ステップSC04に入る。この
第一オフセット粗調整ステップSC04では、磁場B1
の下で、初期調整制御部8のうち感度・オフセット調整
処理部41が、X方向及びY方向の夫々について、AD
Cr>1000になるまでオフセット粗調整値OSRを
+1づつ増加させる。図10の(c)の例では、ステッ
プSC02(図10の(a))において130に設定さ
れていたOSR値を134まで増加させることにより、
ADCr値が1000を越えたことが示されている。な
お、このステップないし段階SC04では、更に、AD
Cr<1400の条件を満たすように調整する。この例
のように、ステップSC02において、OSR値を増加
させてゼロ磁場でのADCr値を正にした場合にはこの
ADCr<1400は自動的に満たされるので条件チェ
ックのみで完了するけれども、例えば、前述のステップ
SC02(図10の(a))において、最初からADC
r>0の条件を満たしていた場合には、磁場B1の下で
ADCr>1000であるだけでなく、ADCr>14
00になっていることもあり得る。そのような場合に
は、このステップSC04において、磁場B1の下で、
X方向及びY方向の夫々について、ADCr<1400
になるまでオフセット粗調整値OSRを−1づつ増加さ
せることになる。
位計3の表示部11の表示が、調整結果監視部43の制
御下で、「PR1」から「PR2」に変わる。また、第
一OSR調整ステップSC04が所定時間T1の間に完
了しない場合には、より詳しくは、所定時間T1が経過
しても電子方位計3が待機状態に入っていないときに
は、調整結果監視部43は、時間切れエラー「Err2
3」を表示部11に表示させる。エラーを表示した電子
方位計3については、以後のシーケンス制御が停止され
ることは前述の通りである。
ス制御プログラム60及び電子方位計3の調整用データ
取得シーケンス制御プログラムは、夫々の開始時点から
時間T1の経過後、磁場B2発生ステップSM3及びデ
ータ測定ステップSC05に入る。開始時点t=0で実
際上同期が取られているから、t=T1の時点で始まる
ステップSM3及びSC05も当然ながら同期している
ことになる。
ップSM2の磁場B1とは逆向きの磁場B2、即ち、大
きさMagHが142μTで、方位角MagDすなわち
φが225度で、伏角MagFが0度の磁場B2を領域
CRにかける。従って、磁場B2は、X,Y,Z方向成
分が、(−100μT,−100μT,0μT)の磁場
である。
図4のフリップコイル15,16を順方向磁化磁場発生
状態にし、セット状態のVx,VyをA/D変換器7に
与えて、A/D変換器7からX方向及びY方向のADC
s値すなわちADCsx,ADCsyを交互に出力させ
るようにする。
設定が完了すると、直ちに、電子方位計3の感度・オフ
セット調整処理部41により制御されるオフセット粗調
整ステップSC06に移る。このオフセット粗調整ステ
ップSC06では、磁場及び検出出力が反転している点
を除いて、ステップSC04と同様に、X方向及びY方
向の夫々について、ADCsが1000を越えているか
どうかをチェックし、ADCs>1000(即ちADC
sx,ADCsy>1000)になるまで、オフセット
粗調整値OSR(OSRx、OSRy)を+1づつ増加
させる(図10の(d))。図示の例では、対称位置が
−20μTだけずれているから(例えば地磁気の影響や
磁気センサ13,14の磁気特性による)、ADCs>
1000は、自動的に満たされているので、OSR値
は、ステップSC04で設定された134のままに保た
れるけれども、対称中心が磁場の正の側に出るようなと
きには、この段階SC06においてOSR値の調整が行
なわれることになる。なお、表示部11では、ステップ
SC05に入ると、調整結果監視部43の制御下で、表
示が「PR3」に変わる。
ス制御プログラムは、オフセット粗調整ステップSC0
6が完了すると、次に、感度・オフセット調整処理部4
1により制御されるフルスケール粗調整ステップないし
スパン粗調整ステップSC07に入り、調整結果監視部
43の制御下で、表示部11の表示を「PR4」に変え
る。
イムチャートのように、フリップコイル15,16によ
り順方向及び逆方向の磁化磁場を交互に且つX方向及び
Y方向でタイミングをずらして発生させながら、A/D
変換器7のセット出力ADCs及びリセット出力ADC
rについて、差Diffの絶対値、より詳しくはが90
0<(ADCr−ADCs)<1300を満たすよう
に、フルスケール粗調整値FSRを、X方向及びY方向
の夫々について、調整し、A/D変換器7の感度調整部
36を調整する。なお、FSRは、初期設定ステップS
C01において、当初、70に設定されている。調整
は、より具体的には、FSRは逆数で乗算される量であ
るから、FSRが大きくなるほどADC値は小さく(従
って(ADCr−ADCs)も小さく)なるので、例え
ば、(ADCr−ADCs)>1500の場合、FSR
を5づつ増加させ、1300<(ADCr−ADCs)
≦1500の場合、FSRを1づつ増加させ、(ADC
r−ADCs)<900の場合、FSRを1づつ減少さ
せる。
70では、(ADCr−ADCs)は、900より小さ
いので、FSRを2つ又は1づつ減少させてFSR=6
5になったところで、条件900<(ADCr−ADC
s)<1300が満たされるようになっている。
なると、磁場発生装置2の調整用磁場発生シーケンス制
御プログラム60は、再度、磁場B1を発生させる第二
の磁場B1発生ステップSM4に入り、電子方位計3の
調整用データ取得シーケンス制御プログラムは、第二の
FSR調整ステップSC08に入り、調整結果監視部4
3の制御下で表示部11での表示を「PR4」から「P
R5」に変える。このフルスケール粗調整ステップSC
08では、(ADCs−ADCr)>900になるよう
に、フルスケール粗調整値FSRを調整する。調整条件
は、700<(ADCs−ADCr)<900の場合、
FSRを1づつ減少させ、(ADCs−ADCr)<7
00の場合、FSRを2づつ減少させることである。
側にずれているから、図11の(b)に示したように、
この900以上であるという条件は、自動的に満たされ
る。但し、対称中心が、磁場の正の側に位置するときに
は、この条件に従って、A/D変換器7の感度調整部3
6に対するフルスケール粗調整(スパンないし感度調
整)が行なわれる。
って、A/D変換器7の感度調整部36の調整、即ちA
/D変換器7の感度ないしスパン調整が完了する。
なると、磁場発生装置2の調整用磁場発生シーケンス制
御プログラム60は、磁場B3を発生させる磁場B3発
生ステップSM5に入り、電子方位計3の調整用データ
取得シーケンス制御プログラムは、Bx0,By0測定
ステップSC09に入ると共に、調整結果制御部43の
制御下で、表示部11での表示を「PR5」から「PR
6」に変える。
磁場は、大きさMagHが53.2μTで、方向Mag
Dすなわちφが0度で、伏角MagFが67度の磁場B
3である。この磁場B3は、前述のゼロ磁場に上乗せさ
れる。この磁場B3は、米国北部東海岸の地磁気の水平
磁力20μTに対応する。
方位計3の初期調整制御部8の四方位データ検出処理部
42は、磁場B3のX方向及びY方向成分が(20μ
T,0μT)の下で、A/D変換器7のADC値すなわ
ちADCx,ADCyを取出す。より詳しくは、図11
の(c)に示したように、磁場B3の下におけるDif
fx=ADCsx−ADCrxをADCx0として、D
iffy=ADCsy−ADCryをADCy0として
取出し、得られたADCx0及びADCy0を、角度0
度のADC値として、メモリ26の所定のワークエリア
に一旦格納する。なお、図11の(c)からわかるとお
り、対称性のズレが、20μTの位置におけるADCx
0値にオフセットを与え、また、磁気センサやA/D変
換器の出力特性が同様であると想定して、X方向及びY
方向について同一のグラフになる場合、対称性のズレ
が、0μTの位置におけるADCy0値にオフセットを
与えることになる。
で、ADCsx−ADCrx>1000になるまで、F
SR値を更に減少させて、感度ないしスパンを大きくし
ておいてもよい。但し、このステップSC09のうち、
メモリ26に格納されるべきADCx0,ADCy0の
測定を開始した後においては、感度ないしスパンやオフ
セットの変更は行なわない。勿論、この後のステップに
おいても、スパンやオフセットは一定に保たれる。
なると、磁場発生装置2の調整用磁場発生シーケンス制
御プログラム60は、磁場B4を発生させる磁場B4発
生ステップSM6に入り、電子方位計3の調整用データ
取得シーケンス制御プログラムは、Bx90,By90
測定ステップSC10に入り、調整結果監視部43の制
御下で、表示部11での表示を「PR6」から「PR
7」に変える。
磁場B4は、方向MagDすなわちφが0度から90度
に変えられる点を除き磁場B3と同一であり、大きさM
agHが53.2μTで、伏角MagFが67度であ
る。この磁場B4も、前述のゼロ磁場に上乗せされる。
方位計3の初期調整制御部8の四方位データ検出処理部
42は、ステップSC09と同様に、図12の(a)に
示したように、磁場B4のX方向及びY方向成分が(0
μT,20μT)の下におけるA/D変換器7のDif
fx,Diffy値(X方向及びY方向の夫々について
の順方向磁化磁場の下での出力即ちセット出力と逆方向
磁化磁場の下での出力即ちリセット出力との差)をAD
Cx90,ADCy90として取出す。得られたADC
x90及びADCy90は、角度90度のADC値とし
て、メモリ26の所定のワークエリアに一旦格納され
る。
=T5になると、磁場発生装置2の調整用磁場発生シー
ケンス制御プログラム60は、磁場B5を発生させる磁
場B5発生ステップSM7に入り、電子方位計3の調整
用データ取得シーケンス制御プログラムは、Bx18
0,By180測定ステップSC11に入り、調整結果
監視部43の制御下で、表示部11での表示を「PR
7」から「PR8」に変える。
磁場B5は、方向MagDすなわちφが90度から18
0度に変えられる点を除き磁場B4と同一であり、大き
さMagHが53.2μTで、伏角MagFが67度で
ある。この磁場B5も、前述のゼロ磁場に上乗せされ
る。
方位計3の初期調整制御部8の四方位データ検出処理部
42は、ステップSC09やSC10と同様に、図12
の(b)に示したように、磁場B5のX方向及びY方向
成分が(−20μT,0μT)の下におけるA/D変換
器7のDiffx,Diffy値をADCx180,A
DCy180として取出す。得られたADCx180及
びADCy180は、角度180度のADC値として、
メモリ26の所定のワークエリアに一旦格納される。
時間t=T6になると、磁場発生装置2の調整用磁場発
生シーケンス制御プログラム60は、磁場B6を発生さ
せる磁場B6発生ステップSM8に入り、電子方位計3
の調整用データ取得シーケンス制御プログラムは、Bx
270,By270測定ステップSC12に入り、調整
結果監視部43の制御下で、表示部11での表示を「P
R8」から「PR9」に変える。
磁場B6は、方向MagDすなわちφが180度から2
70度に変えられる点を除き磁場B5と同一であり、大
きさMagHが53.2μTで、伏角MagFが67度
である。この磁場B6も、前述のゼロ磁場に上乗せされ
る。
方位計3の初期調整制御部8の四方位データ検出処理部
42は、ステップSC09〜SC11と同様に、図12
の(c)に示したように、磁場B6のX方向及びY方向
成分が(0μT,−20μT)の下におけるA/D変換
器7のDiffx,Diffy値をADCx270,A
DCy270として取出す。得られたADCx270及
びADCy270は、角度270度のADC値として、
メモリ26の所定のワークエリアに一旦格納される。
x90,ADCx180,ADCx270及びADCy
0,ADCy90,ADCy180,ADCy270が
得られると、電子方位計3の調整用データ取得シーケン
ス制御プログラムは、位相差及び最大・最小値算出ステ
ップSC13に入り、位相差演算部44及び最大値最小
値演算部45の制御下で、位相差及び最大・最小値デー
タδx,VxM,Vxm及びδy,VyM,Vymを、前述
の演算式(式3),(式4),(式5)及び(式6),
(式7),(式8)に基づいて求めると共に、調整結果
監視部43の制御下で、表示部11の表示を「PR9」
から「PRE」に変える。なお、ここで、演算式の適用
に際しては、ADCxα=Vx(α),ADCyα=V
y(α)と読替える。但し、α=0度,90度,180
度又は270度である。
ス制御プログラムは、演算処理SC13が完了すると、
書込みステップSC14に入って、EEPROM24の
位相差記憶部34及び最大値最小値記憶部35に書込
む。この書込み処理が完了すると、表示部11におい
て、図2の(c)に示したように、「PASS」の表示
をさせる。
T7になると、ゼロ磁場ステップSM9に入り、磁場発
生装置2の調整用磁場発生シーケンス制御プログラム6
0は、ステップSM1と同様に領域CRをゼロ磁場する
ような磁場を発生する初期状態に戻って、処理を終え
る。これにより、初期調整が完了する。次の四個の電子
方位計3を調整する場合、調整が完了した電子方位計3
を載置台54のガイド部55から外して新たな電子方位
計3をガイド部55に沿って載置台54に載せると共に
調整モードスイッチ31aを押して、電子方位計3を、
A/D変換器初期設定ステップSC01に移行させる。
なお、磁場発生装置2は、ステップSM9においてステ
ップSM1に戻っているから、前述の処理を繰返せばよ
い。
位計3の調整シーケンスは、磁場発生装置2と電子方位
計3との間におけるトリガ用磁場B1の発生及び該磁場
B1の感知により実際上同時に開始され、夫々のシーケ
ンス制御プログラムの進行により実際上同期して進行す
るので、電子方位計3と外部の磁場発生装置2との間に
電気的な配線を一切要しないから、電子方位計3は電池
や裏蓋等を含む最終使用時の完成品の状態のまま調整さ
れる。従って、電子方位計3の初期調整ないしキャリブ
レーションが最大限適正に行われ得る。また、この電子
方位計調整システム1では、複数個の電子方位計3が調
整用磁場発生領域CRに配置されるから、複数個の電子
方位計3を同時に調整し得る。
出力値のオフセットや磁場依存性ないし感度(スパン)
の全てがA/D変換器7のオフセット特性や感度特性に
依存するかのごとく説明したけれども、オフセットなど
の生じる原因は、磁気センサのMR素子からA/D変換
器7の出力部までの全検出系のうちのどこに起因するも
のであっても、上述のオフセット調整及びスパン調整に
より、検出系の特性が調整され得、電子方位計3の検出
系(センサから表示部の直前まで)の調整が行われ得る
ことになる。
み、磁場B1の発生を電子方位計3で判別し、該時点で
電子方位計3のシーケンス制御タイマーの時刻tを0に
して、その後(t>0)においては、磁場発生装置2及
び電子方位計3の夫々のタイマーの制御の下で磁場発生
装置2及び電子方位計3の夫々のシーケンスが制御され
る例について説明したけれども、所望ならば、シーケン
ス制御の開始後ある程度の時間が経過した後の強磁場の
発生に応じて、一回又は複数回、更に中間でタイミング
をとりなおすようにしておいてもよい。例えば、図9に
おいて破線tmで示したように、磁場B2が発生せしめ
られるt=T1において、再度、次の処理に入るタイミ
ングを合せてもよい。
なった場合には、電子方位計3を使用時の調整モードに
しておいて、電子方位計3を水平に保持したまま一回転
する間における最大値VxM,VyM及び最小値Vxm,
Vymを、最大値最小値更新制御部12の制御下で、最
大値最小値記憶部35に格納しなおせばよい。
整システムの機能ブロック図。
方位計調整システムにより調整される電子方位計を示し
たもので、(a)は電子方位計の平面説明図、(b),
(c)及び(d)は(a)の電子方位計の表示の説明
図。
図。
で、(a)は磁気センサ及び周辺回路の模式的回路図、
(b)は(a)の駆動及び読出パルスのタイムチャー
ト、(c)は(a)の出力信号を説明するグラフ。
位角依存性を示すグラフ。
生装置のブロック図。
たもので、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は
側面図。
電子方位計を配置した状態を示したもので、(a)は平
面説明図、(b)は正面説明図。
ロセスを示したフローチャート。
階を説明するための模式的グラフ。
階を説明するための模式的グラフ。
階を説明するための模式的グラフ。
プ SC01〜SC14 調整用データ取得シーケンス(事
前ステップを含む)の各ステップ
Claims (8)
- 【請求項1】 磁気検出器を備えた電子方位計の調整方
法であって、地磁気よりも強い磁場を発生し得る磁場発
生手段に調整開始用強磁場を含む磁場を調整用磁場発生
シーケンスで発生させること、及び該磁場発生シーケン
スに対応する調整用データ取得シーケンスで磁気センサ
の出力データを取得する電子方位計を前記磁場発生シー
ケンスで該磁場発生手段により作られる磁場領域内に配
置すると共に、磁気検出器による前記調整開始用強磁場
の感知によって電子方位計の調整用データ取得シーケン
スを開始させることを含む電子方位計の調整方法。 - 【請求項2】 調整用磁場発生シーケンスが、四方位の
磁場を順次発生する四方位磁場発生段階を含む請求項1
に記載の電子方位計の調整方法。 - 【請求項3】 調整用磁場発生シーケンスが、電子方位
計の磁気検出器の出力のスパン及びオフセットを調整す
るためのスパン及びオフセット調整用磁場発生段階を含
む請求項1又は2に記載の電子方位計の調整方法。 - 【請求項4】 スパン及びオフセット調整用磁場発生段
階が、磁気検出器の磁気センサに接続され磁気検出器の
一部をなすA/D変換器の出力のスパン及びオフセット
調整用磁場発生段階からなる請求項3に記載の電子方位
計の調整方法。 - 【請求項5】 地磁気よりも強い磁場を発生し得、調整
開始用強磁場を含む磁場を調整用磁場発生シーケンスで
発生する磁場発生装置と、磁気検出器を備え、前記磁場
発生シーケンスに対応する調整用データ取得シーケンス
で磁気検出器の出力データを取得する電子方位計であっ
て、前記磁場発生シーケンスで該磁場発生手段により作
られる磁場下に配置された磁気検出器が前記調整開始用
強磁場を感知した際、調整用データ取得シーケンスを開
始させる調整用データ取得シーケンス起動制御部を有す
るものとを具備する電子方位計調整システム。 - 【請求項6】 地磁気よりも強い磁場を発生し得る電子
方位計調整システム用の磁場発生装置であって、電子方
位計に調整用データ取得シーケンスで磁気検出器の出力
データの取得を開始させる調整開始用強磁場を含む磁場
を調整用磁場発生シーケンスで発生するように構成され
た電子方位計調整システム用の磁場発生装置。 - 【請求項7】 磁気検出器を有し、磁場発生装置により
作られる磁場の調整用磁場発生シーケンスに対応する調
整用データ取得シーケンスで磁気検出器の出力データを
取得する電子方位計であって、調整用磁場発生シーケン
スの開始を表す調整開始用強磁場を磁気検出器で検出し
た際、調整用データ取得シーケンスを開始させる調整用
データ取得シーケンス起動制御部を有する電子方位計。 - 【請求項8】 請求項7に記載の電子方位計を備えた電
子方位計付電子時計。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000233034A JP4354618B2 (ja) | 2000-08-01 | 2000-08-01 | 電子方位計の調整方法、電子方位計調整システム、電子方位計および電子方位計付電子時計 |
EP01306191A EP1178284A3 (en) | 2000-08-01 | 2001-07-18 | Method and system for adjusting an electronic azimuth meter |
US09/916,525 US6662459B2 (en) | 2000-08-01 | 2001-07-27 | Electronic azimuth meter and timepiece |
CN01125094A CN1336533A (zh) | 2000-08-01 | 2001-08-01 | 电子方位计及其调整方法和系统、磁场产生装置和电子时计 |
HK02105843.6A HK1044368A1 (zh) | 2000-08-01 | 2002-08-09 | 電子方位計及其調整方法和系統、磁場產生裝置和電子時計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000233034A JP4354618B2 (ja) | 2000-08-01 | 2000-08-01 | 電子方位計の調整方法、電子方位計調整システム、電子方位計および電子方位計付電子時計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002048551A true JP2002048551A (ja) | 2002-02-15 |
JP4354618B2 JP4354618B2 (ja) | 2009-10-28 |
Family
ID=18725625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000233034A Expired - Lifetime JP4354618B2 (ja) | 2000-08-01 | 2000-08-01 | 電子方位計の調整方法、電子方位計調整システム、電子方位計および電子方位計付電子時計 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6662459B2 (ja) |
EP (1) | EP1178284A3 (ja) |
JP (1) | JP4354618B2 (ja) |
CN (1) | CN1336533A (ja) |
HK (1) | HK1044368A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1909065A2 (en) | 2006-10-06 | 2008-04-09 | Ricoh Company, Ltd. | A magnetic sensor module, method of correction therefor, and mobile object including the magnetic sensor module |
JP2011047841A (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Casio Computer Co Ltd | 電子式方位計、電子式方位計の調整方法および製造方法 |
JP2015169619A (ja) * | 2014-03-10 | 2015-09-28 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 磁気データ補正装置及び補正パラメータ作成装置 |
JP2019028044A (ja) * | 2017-08-04 | 2019-02-21 | 株式会社アドバンテスト | 磁気センサ試験装置 |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3782915B2 (ja) * | 2000-02-16 | 2006-06-07 | セイコーインスツル株式会社 | 磁気センサを有する電子機器 |
JP2002156400A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-05-31 | Seiko Instruments Inc | 電子機器およびその製造方法 |
US6968273B2 (en) * | 2002-03-01 | 2005-11-22 | Gentex Corporation | Electronic compass system |
US6992481B2 (en) * | 2003-05-29 | 2006-01-31 | Timex Group B. V. | Method for compensating for predictable generated signals in an electronic device |
CN100359289C (zh) * | 2003-06-03 | 2008-01-02 | 亚洲光学股份有限公司 | 方位仪的自动归零及方位量测方法 |
KR100550871B1 (ko) * | 2003-12-03 | 2006-02-10 | 삼성전기주식회사 | 전자나침반의 자동 보정 방법 |
JP4120648B2 (ja) * | 2005-02-23 | 2008-07-16 | ヤマハ株式会社 | 携帯端末、携帯端末の制御方法、プログラムおよび記録媒体 |
CA2606047A1 (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Swiss Army Brands, Inc. | Timepiece having compass feature |
JP4861357B2 (ja) * | 2008-02-28 | 2012-01-25 | 京セラ株式会社 | 傾斜センサ内蔵小型電子機器及び補正方法 |
KR101257199B1 (ko) * | 2011-08-13 | 2013-04-22 | 김덕승 | 휴대용 기기의 자기 센서와 대면하는 부분에 마그네트가 내장된 보호 케이스 및 이를 이용하여 휴대용 기기의 스크린 켜짐 및 꺼짐 동작을 제어하는 방법 |
CN103575293B (zh) | 2012-07-25 | 2016-08-10 | 华为终端有限公司 | 一种磁力计方向角校正方法及磁力计 |
EP2904350B1 (en) * | 2012-10-08 | 2018-12-19 | Microtest S.r.l. | Test equipment for checking sensors sensitive to magnetic fields |
CN102901939B (zh) * | 2012-10-16 | 2014-12-17 | 北京航空航天大学 | 一种用于原子自旋器件稳定的原子自旋serf态的精密操控方法 |
CN104820248A (zh) * | 2015-05-03 | 2015-08-05 | 国家海洋局第一海洋研究所 | 一种船载磁力探测方法与装置 |
JP6759631B2 (ja) * | 2016-03-07 | 2020-09-23 | セイコーエプソン株式会社 | 電子時計 |
CN105824054B (zh) * | 2016-03-18 | 2018-11-16 | 上海海事大学 | 基于fpga的多通道航空磁力测量数据采集系统 |
JP6631357B2 (ja) * | 2016-03-28 | 2020-01-15 | セイコーエプソン株式会社 | 電子時計 |
CN112762914A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-05-07 | 易瓦特科技股份公司 | 基于电子磁力计的电磁测量方法、装置、设备和存储介质 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2955357A (en) * | 1957-03-11 | 1960-10-11 | Uebelhardt Roger | Wrist watch |
US4143467A (en) * | 1978-05-01 | 1979-03-13 | Sperry Rand Corporation | Semi-automatic self-contained magnetic azimuth detector calibration apparatus and method |
JPS5728319U (ja) * | 1980-07-22 | 1982-02-15 | ||
US4402142A (en) * | 1980-09-04 | 1983-09-06 | Dinsmore Robert C | Electronic compass for automotive vehicles |
JPS6212976Y2 (ja) * | 1980-10-20 | 1987-04-03 | ||
US4325246A (en) * | 1981-05-29 | 1982-04-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Compass checker |
JPS58225309A (ja) * | 1982-06-23 | 1983-12-27 | Mitsubishi Electric Corp | 走行情報表示装置 |
GB2180082B (en) * | 1985-09-03 | 1988-08-17 | Citizen Watch Co Ltd | Electronic equipment with geomagnetic direction sensor |
US4887003A (en) * | 1988-05-10 | 1989-12-12 | Parker William P | Screen printable luminous panel display device |
US5269065A (en) * | 1990-03-20 | 1993-12-14 | Casio Computer Co., Ltd. | Compass including means for displaying constellation data |
US5216816A (en) * | 1990-03-20 | 1993-06-08 | Casio Computer Co., Ltd. | Compass |
US5644851A (en) * | 1991-12-20 | 1997-07-08 | Blank; Rodney K. | Compensation system for electronic compass |
US5850624A (en) * | 1995-10-18 | 1998-12-15 | The Charles Machine Works, Inc. | Electronic compass |
JPH1144538A (ja) * | 1997-07-25 | 1999-02-16 | Tokin Corp | 地磁気の検出方法 |
DE69929163T2 (de) * | 1998-06-22 | 2006-08-31 | Citizen Watch Co., Ltd., Nishitokyo | Elektronische vorrichtung mit azimutmesser und azimutmessverfahren in dieser elektronischen vorrichtung |
JP3872259B2 (ja) * | 2000-07-26 | 2007-01-24 | セイコーインスツル株式会社 | 磁気センサーの駆動電流調整方法及び電子方位計 |
-
2000
- 2000-08-01 JP JP2000233034A patent/JP4354618B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-07-18 EP EP01306191A patent/EP1178284A3/en not_active Withdrawn
- 2001-07-27 US US09/916,525 patent/US6662459B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-01 CN CN01125094A patent/CN1336533A/zh active Pending
-
2002
- 2002-08-09 HK HK02105843.6A patent/HK1044368A1/zh unknown
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1909065A2 (en) | 2006-10-06 | 2008-04-09 | Ricoh Company, Ltd. | A magnetic sensor module, method of correction therefor, and mobile object including the magnetic sensor module |
JP2011047841A (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Casio Computer Co Ltd | 電子式方位計、電子式方位計の調整方法および製造方法 |
JP2015169619A (ja) * | 2014-03-10 | 2015-09-28 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 磁気データ補正装置及び補正パラメータ作成装置 |
JP2019028044A (ja) * | 2017-08-04 | 2019-02-21 | 株式会社アドバンテスト | 磁気センサ試験装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20020023362A1 (en) | 2002-02-28 |
EP1178284A2 (en) | 2002-02-06 |
CN1336533A (zh) | 2002-02-20 |
US6662459B2 (en) | 2003-12-16 |
EP1178284A3 (en) | 2003-05-28 |
JP4354618B2 (ja) | 2009-10-28 |
HK1044368A1 (zh) | 2002-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2002048551A (ja) | 電子方位計の調整方法、電子方位計調整システム、磁場発生装置、電子方位計および電子方位計付電子時計 | |
JP4967368B2 (ja) | 体動検出装置、体動検出方法および体動検出プログラム | |
EP1154234B1 (en) | Electronic time piece with electronic azimuth meter and correcting mechanism for the electronic azimuth meter | |
JP2519464B2 (ja) | 時計用電気式書換え可能不揮発性メモリのプログラミング装置 | |
US20190107395A1 (en) | Device for measuring rotation, associated method and inertial navigation unit | |
US10725497B2 (en) | Clocking device, electronic apparatus, and vehicle | |
JP2018116587A (ja) | 回路装置、リアルタイムクロック装置、電子機器、移動体及び検証方法 | |
US20190003833A1 (en) | Method for detecting rotation with rapid start-up of an atomic gyroscope with seop | |
US10540021B2 (en) | Device for determining the position of an object in space | |
Hu et al. | A robust orientation estimation algorithm using MARG sensors | |
JP5347843B2 (ja) | 電子式方位計、電子式方位計の調整方法および製造方法 | |
JP6115715B2 (ja) | クロック生成装置、電子機器、移動体及びクロック生成方法 | |
US10706818B2 (en) | System and method for aligning sensor data to screen refresh rate | |
JP2006146930A (ja) | 歩数測定装置および測定方法 | |
JP2003075157A (ja) | 電子機器 | |
CN205750317U (zh) | 一种智能机芯、智能手表和齿轮组驱动波测试装置 | |
JP2005063288A (ja) | 歩数計測装置、歩数計測方法、ならびに、プログラム | |
JPH07209012A (ja) | 緯度・経度を知る方法及びこの方法を利用する時計 | |
JP2018169167A (ja) | 電子機器、電子時計、電子機器の制御方法及びプログラム | |
Wang et al. | Design of Braunbeck coil for nuclear magnetic resonance gyro magnetic field excitation | |
JP2021071393A (ja) | 電子時計、電子時計の制御方法および電子時計の検査方法 | |
CN113075876B (zh) | 可穿戴设备、物理指针校准方法、电子设备及存储介质 | |
Prikhodko et al. | Comparative analysis of nuclear magnetic resonance and whole angle coriolis vibratory gyroscopes | |
RU2368872C1 (ru) | Бортовое устройство для измерения параметров магнитного поля земли | |
JP6830789B2 (ja) | 電子機器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040303 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070409 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090331 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090407 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090519 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090623 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090702 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090728 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090730 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4354618 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120807 Year of fee payment: 3 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20091102 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20091112 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120807 Year of fee payment: 3 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D03 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120807 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130807 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |