JP2003090725A - 方位測定機能を有する携帯型電子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 傾けられた状態で使用された場合にも、方位
を正確に示すことができる携帯電話機を提供すること。 【解決手段】 携帯電話機１０は、Ｘ，Ｙ，及びＺ軸に
平行な辺からなる略直方体の本体１１を備えている。本
体１０の内部には、地磁気のＸ軸方向の成分に比例した
値Ｓｘを出力するＸ軸センサ３１、及び地磁気のＹ軸方
向の成分に比例した値Ｓｙを出力するＹ軸センサ３２か
らなる磁気センサ３０が収容されている。そして、携帯
電話機１０のＣＰＵ２１は、出力Ｓｘが１／２^１／2よ
り大きいとき方位を西、出力Ｓｘが−１／２^１／2より
小さいとき方位を東、出力Ｓｘが−１／２^１／2〜１／
２^１／2の範囲にあるときは、出力Ｓｙから１／２^１／2
を減じた値が「０」より大きいとき方位を南、及び出力
Ｓｙから１／２^１／2を減じた値が「０」より小さいと
き方位を北と決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地磁気を利用して
方位を測定する方位測定手段を備えた携帯電話機等の携
帯型電子装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、方位測定のために地磁気を検
出する磁気センサが知られている。一方、近年において
は、前記磁気センサを携帯電話機に代表される携帯型電
子装置に搭載することで方位測定を可能とし、これによ
り測定した方位を表示パネルに表示させる等の機能（ナ
ビゲーション機能）を同携帯型電子装置に具備せしめる
ことが検討されている。

【０００３】図１に正面図を示したこのような携帯電話
機１０は、一般に、互いに直交するＸ、Ｙ、及びＺ軸に
略平行に延びる辺を有する略直方体形状の本体１１と、
Ｘ軸とＹ軸とにより画定される平面（Ｘ−Ｙ平面）に平
行な面であって前記本体１１の表面の一つにＸ軸の方向
を左右方向として所定の情報を表示する液晶表示パネル
１４ａとを備えている。以下、この液晶表示パネル１４
ａが形成された本体１１の面を「携帯電話機１０の前
面」と称呼する。

【０００４】一方、携帯電話機１０に搭載される前記磁
気センサ３０の多くは、携帯電話機１０の前面が略水平
に維持された状態において、前記本体１１のＸ軸方向の
地磁気成分に略比例した値Ｓｘを示す（値Ｓｘを出力す
る）Ｘ軸磁気センサと、同本体１１のＹ軸方向の地磁気
成分に略比例した値Ｓｙを示す（値Ｓｙを出力する）Ｙ
軸磁気センサとからなっている。

【０００５】前記Ｘ軸磁気センサの出力Ｓｘは、図２の
実線に示したように、携帯電話機１０の前面が地表面に
平行（水平）であって、同携帯電話機１０の本体１１の
Ｙ軸に沿った辺が西、及び東を向いているとき、それぞ
れ最大値、及び最小値となり、同辺が北又は南を向いて
いるとき０となるように構成されている。また、前記Ｙ
軸磁気センサの出力Ｓｙは、携帯電話機１０の前面が地
表面に平行であって、同携帯電話機１０の本体１１のＹ
軸に沿った辺が南、及び北を向いているとき、それぞれ
最大値、及び最小値となり、同辺が西又は東を向いてい
るとき０となるように構成されている。なお、図２にお
いては、Ｘ軸磁気センサ出力Ｓｘ、及びＹ軸センサ出力
Ｓｙは規格化されている。規格化とは、携帯電話機１０
の前面が地表面に平行（水平）であるときのＸ軸磁気セ
ンサ（又はＹ軸磁気センサ）の実際の出力Ｓｘ（又は出
力Ｓｙ）を、同出力Ｓｘ（又は出力Ｓｙ）の最大値と最
小値の差の半分で除することである。

【０００６】このとき、携帯電話機１０は、西を０°と
し北、東、及び南の順に回転するにつれて値が増大する
ように定義される方位ａを、例えば、下記表１に示した
数式に基づいて決定するようになっている。

【０００７】

【表１】

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、地磁気は地
表面に対して平行ではない。また、携帯電話機１０は、
その前面が地表面に対し所定の角度を有する状態で使用
されることが多い。この影響はＹ軸磁気センサＳｙに現
われる。図３は、携帯電話機１０の本体１１のＹ軸に沿
った辺が水平方向に対して角度Ｂ°（以下、この角度を
「傾きＢ」又は「仰角Ｂ」と称呼する。）を有する場合
（携帯電話機１０の前面に垂直なベクトルが鉛直上方と
角度Ｂをなしている場合）におけるＹ軸磁気センサの出
力Ｓｙの方位ａに対する変化の様子を示した図である。
この図３から理解されるように、傾きＢが変化すると、
Ｙ軸センサ出力Ｓｙの波形が正弦波と異なる波形となる
ので、上記表１の数式に基づいて決定する方位ａは実際
の方位を示さなくなるという問題がある。

【０００９】

【本発明の概要】本発明は、上記課題に対処するために
なされたものであって、傾きＢが変化した場合にあって
も、方位を誤って測定（又は表示）することのない携帯
型電子装置を提供することにある。

【００１０】先ず、本発明の方位測定原理について説明
する。なお、以下において記号「・」はベクトルの内
積、記号「×」はベクトルの外積を表す。図４は、図１
に示した携帯電話機（携帯型電子装置）１０の概略斜視
図であって、更に以下に説明する各種のベクトルを記入
した図である。携帯電話機１０は、上述したように、互
いに直交するＸ、Ｙ、及びＺ軸にそれぞれ略平行に延び
る辺を有する略直方体形状の本体１１を有し、Ｘ軸とＹ
軸とにより画定される平面（即ち、Ｘ−Ｙ平面）に平行
な面であって前記本体１１の表面の一つ（携帯電話機１
０の前面）に、Ｘ軸に沿う方向を左右方向として情報を
表示する表示パネル１４ａを備えている。

【００１１】今、携帯電話機１０の前面に垂直な単位ベ
クトルをベクトルＶｓとする。携帯電話機１０の前面で
Ｘ軸正方向（携帯電話機１０の横方向右向き）に向う単
位ベクトルをベクトルＶｘ、同前面でＹ軸正方向（携帯
電話機１０の縦方向上向き）に向う単位ベクトルをベク
トルＶｙとする。また、地磁気ベクトルをベクトルＧ、
地磁気ベクトルＧのベクトルＶｓ方向への写像をベクト
ルＧｓ、同地磁気ベクトルＧの携帯電話機１０の前面
（Ｘ−Ｙ平面）への写像をベクトルＧｐとする。更に、
ベクトルＧｐのＸ軸成分をＧｘ、同ベクトルＧｐのＹ軸
成分をＧｙとする。鉛直上方（地表面に対して垂直上
方）の単位ベクトルをベクトルｅとする。

【００１２】Ｘ軸磁気センサの出力Ｓｘ、及びＹ軸磁気
センサの出力Ｓｙは、上記従来の技術と同様であるの
で、それぞれＧｘ、及び−Ｇｙに略正比例する。また、
携帯電話機１０の本体１１のＸ軸（即ち、ベクトルＶ
ｘ）は、水平であると仮定する。以上のベクトルの定義
と仮定とに基づけば、下記数１〜数４が成立する。

【００１３】

【数１】Ｇｓ＝（Ｇ・Ｖｓ）Ｖｓ

【００１４】

【数２】Ｇｐ＝Ｇ−Ｇｓ

【００１５】

【数３】Ｇｘ＝Ｇｐ・Ｖｘ

【００１６】

【数４】Ｇｙ＝Ｇｐ・Ｖｙ

【００１７】今、携帯電話機１０が日本国内で使用され
ると仮定する。また、互いに直交するｘ，ｙ，ｚ軸にお
いて、西をｘ、南をｙ、鉛直上方（真上）をｚとなるよ
うに座標系を定める。このとき、地磁気ベクトルＧは下
記数５で表される。但し、数５における各成分の単位は
Ｏｅである。

【００１８】

【数５】Ｇ＝（０，−０．３，−０．３）

【００１９】そこで、図５に示したように、携帯電話機
１０の方位をＡ、及び携帯電話機１０の傾き（仰角）を
Ｂとおくと、携帯電話機１０の前面に垂直な単位ベクト
ルであるベクトルＶｓは下記数６のように表される。付
言すると、傾きＢは、携帯電話機１０の本体１１の前面
が水平である場合に０°となり、同前面が鉛直方向に沿
うとき９０°となる。

【００２０】

【数６】Ｖｓ＝（cosＡsinＢ，sinＡsinＢ，cosＢ）

【００２１】この値Ａ、及び値Ｂを、ベクトルＧｘの符
号付き大きさ、及びベクトルＧｙの符号付き大きさで表
すことができれば、地磁気センサ（Ｘ軸磁気センサ、Ｙ
軸磁気センサ）の示す値Ｓｘ，Ｓｙに基づいて携帯電話
機１０の方位Ａ、及び同携帯型電子装置１０の傾きＢを
表すことができる。

【００２２】上述したように、携帯電話機１０の本体１
１のＸ軸は水平であると仮定しているから、上記ベクト
ルＶｘは垂直成分（鉛直方向の成分）を持たない。従っ
て、ベクトルＶｘは下記数７のように表すことができ
る。なお、ベクトルｅ＝（０，０，１）である。

【００２３】

【数７】Ｖｘ＝（ｅ×Ｖｓ）／|ｅ×Ｖｓ|

【００２４】一方、ベクトルＶｙは、下記数８のように
表すことができる。

【００２５】

【数８】Ｖｙ＝（Ｖｓ×Ｖｘ）／|Ｖｓ×Ｖｘ|

【００２６】また、数６，数７より下記数９が得られ
る。

【００２７】

【数９】Ｖｘ＝（−sinＡ，cosＡ，０）

【００２８】数６及び数９を数８に代入すると下記数１
０が得られ、数１に数５及び数６を代入すると下記数１
１が得られる。

【００２９】

【数１０】Ｖｙ＝（−cosＡcosＢ，−sinＡcosＢ，sin
Ｂ）

【００３０】

【数１１】Ｇｓ＝−０．３（sinＡsinＢ＋cosＢ）（cos
ＡsinＢ，sinＡsinＢ，cosＢ）

【００３１】数１１及び数５を数２に代入すると、数１
２が得られる。

【００３２】

【数１２】

【００３３】この結果、数３、数９、及び数１２から下
記数１３が得られ、数４、数１０、数１２から下記数１
４が得られる。

【００３４】

【数１３】Ｇｘ＝０．３cosＡ

【００３５】

【数１４】Ｇｙ＝０．３（sinＡcosＢ−sinＢ）

【００３６】従って、数１３及び数１４から方位Ａ、及
び傾きＢを求めればよい。しかしながら、数１３及び数
１４により方位Ａ、及び傾きＢを解析的に求めることは
困難であるので、以下のように数値的に求める。

【００３７】先ず、方位が東・西・南・北の何れである
かを測定（決定）する場合について考える。この場合、
図２を参照すると、傾きＢの影響を受けないＸ軸磁気セ
ンサの出力Ｓｘが１／２^１／2より大きければ（Ｇｘが
０．３／２^１／2より大きければ）、方位は西（３１５
°＝−４５°＜方位Ａ＜４５°）であると直ちに特定す
ることができる。同様に、Ｘ軸磁気センサの出力Ｓｘが
−１／２^１／2より小さければ（Ｇｘが−０．３／２
^１／2より小さければ）方位は東（１３５°＜方位Ａ＜
２２５°）であると直ちに特定することができる。

【００３８】ところが、方位が南である場合、及び方位
が北である場合、Ｘ軸磁気センサの出力Ｓｘは何れも−
１／２^１／2〜１／２^１／2の値を示すので、同Ｘ軸磁気
センサＳｘの出力のみからでは方位（南か北か）を特定
することができない。そこで、Ｙ軸磁気センサの出力Ｓ
ｙ（即ち、Ｇｙ）の符号に着目する。図３から明らかな
ように、この出力Ｓｙの値は、傾きＢが０°又は２０°
の場合、方位が南及び北のとき正及び負の値をそれぞれ
示している。従って、出力Ｓｘの値が−１／２ ^１／2〜
１／２^１／2であるときは、少なくとも傾き２０°ま
で、出力Ｓｙの符号に基づいて方位（方位が南であるか
北であるか）を特定することができる。

【００３９】このような出力Ｓｙの符号に基づく方位決
定方法が、何度の傾きＢまで有効であるかは、方位Ａが
４５〜１３５°の範囲内のとき下記数１５を成立させ、
且つ、方位Ａが２２５〜３１５°の範囲内のとき下記数
１６を成立させる傾きＢを求めることで知ることができ
る。

【００４０】

【数１５】sinＢ−sinＡcosＢ＜０

【００４１】

【数１６】sinＢ−sinＡcosＢ＞０

【００４２】数１５、及び数１６を満たすためには、携
帯電話機１０が一般に使用される状況を考慮して傾きＢ
が９０°より小さい（cosＢ＞０）と仮定するとき、そ
れぞれ下記の数１７、及び数１８を満たせばよい。

【００４３】

【数１７】sinＢ−（１／２^１／2）cosＢ＜０

【００４４】

【数１８】sinＢ＋（１／２^１／2）cosＢ＞０

【００４５】数１７、及び数１８から数１９が得られ、
数１９よりＢ＜３５°となる。

【００４６】

【数１９】−（１／２^１／2）＜tanＢ＜（１／
２^１／2）

【００４７】以上のことから、傾きＢが略３５°より小
さい領域においては、Ｘ軸磁気センサの出力Ｓｘ、及び
Ｙ軸磁気センサの出力Ｓｙと所定の閾値Ｔｈ（この場合
の閾値Ｔｈは「０」）の大小比較の結果（従って、Ｙ軸
磁気センサの出力Ｓｙの符号）により、東西南北の四つ
の方位（３６０°の方位を等分した概略方位）を正確に
測定することが可能となることが理解される。このよう
に、本発明においては、Ｘ軸磁気センサの出力Ｓｘ、及
びＹ軸磁気センサの出力Ｓｙと閾値Ｔｈの大小比較の結
果により、東西南北の四つの方位を測定する。以下、東
西南北の四つの方位を正確に測定することが可能な傾き
Ｂを最も大きくする閾値Ｔｈについて検討する。

【００４８】この場合、傾きＢを最大とする下記数２０
と下記数２１を満足する値Ｔｈを求めればよい。

【００４９】

【数２０】sinＢ−（１／２^１／2）cosＢ−Ｔｈ＜０

【００５０】

【数２１】sinＢ＋（１／２^１／2）cosＢ−Ｔｈ＞０

【００５１】数２０、及び数２１を変形すると下記数２
２が得られる。

【００５２】

【数２２】 −cosＢ／２^１／2＜sinＢ−Ｔｈ＜cosＢ／２^１／2

【００５３】図６は、上記数２２に示された関数ｆ１＝
−cosＢ／２^１／2、関数ｆ２＝sinＢ、及び関数ｆ３＝c
osＢ／２^１／2を示すグラフである。このグラフから解
るように、上記数２２を満足するとともに傾きＢを最大
とするときの閾値Ｔｈは、下記数２３の通りとなる。

【００５４】

【数２３】Ｔｈ＝１／２^１／2

【００５５】このとき、傾きＢは下記数２４に示すとお
りとなる。

【００５６】

【数２４】Ｂ＜７０°

【００５７】以上の方位測定原理は、方位を８分割
（東、南東、南、南西、西、北西、北、北東）で示す場
合、１６分割で示す場合、及びそれ以上に細かく示す場
合についても同様に成立する。即ち、Ｘ軸磁気センサの
出力Ｓｘのみで方位を２つに絞込み、その二つの方位の
中から、Ｙ軸磁気センサの出力Ｓｙと適切な閾値Ｔｈの
大小比較の結果に基づいて何れかを特定する。

【００５８】このような原理に基づく本発明の構成上の
特徴は、互いに直交するＸ、Ｙ、及びＺ軸に略平行に延
びる辺を有する略直方体形状の本体と、Ｘ軸とＹ軸とに
より画定される平面に平行な面であって前記本体の表面
の一つにＸ軸の方向を左右方向として情報を表示する表
示パネルと、前記本体の内部に配置されるとともに地磁
気を利用して方位を測定する方位測定手段とを備えた携
帯型電子装置において、前記方位測定手段は、外部磁界
のＸ軸成分に対して略正比例した値を示すＸ軸磁気セン
サと、外部磁界のＹ軸成分に対して略正比例した値を示
すＹ軸磁気センサと、前記Ｙ軸磁気センサが示す値と固
定の閾値とを比較する比較手段と、前記Ｘ軸センサが示
す値と前記比較手段による比較結果とに基づいて前記携
帯型電子装置の方位を決定する方位決定手段とを具備し
たことにある。この場合、前記閾値は０以外の値である
ことが好適である。

【００５９】また、本発明の他の特徴は、互いに直交す
るＸ、Ｙ、及びＺ軸に略平行に延びる辺を有する略直方
体形状の本体と、Ｘ軸とＹ軸とにより画定される平面に
平行な面であって前記本体の表面の一つにＸ軸の方向を
左右方向として情報を表示する表示パネルと、前記本体
の内部に配置されるとともに地磁気を利用して方位を測
定する方位測定手段とを備えた携帯型電子装置におい
て、前記方位測定手段は、外部磁界のＸ軸成分に対して
略正比例した値を示すＸ軸磁気センサと、前記Ｘ軸磁気
センサが示す値と第１の固定閾値とを比較する第１比較
手段と、外部磁界のＹ軸成分に対して略正比例した値を
示すＹ軸磁気センサと、前記Ｙ軸磁気センサが示す値と
第２の固定閾値とを比較する第２比較手段と、前記第１
比較手段による比較結果と、前記Ｘ軸磁気センサの示す
値及び前記第２比較手段による比較結果とに基づいて前
記携帯型電子装置の方位を決定する方位決定手段とを具
備したことにある。

【００６０】これによれば、上述したように、携帯型電
子装置がある程度の傾きをもって使用される場合におい
ても、概略の方位（例えば、４分割、８分割、１６分割
等の方位）を誤ることなく測定することが可能な携帯型
電子装置が提供され得る。なお、測定した方位そのもの
を表示パネルに表示してもよく、前記測定された方位を
更に加工した後に表示してもよい。

【００６１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による携帯型電子装
置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１の概略正面図に示したように、この携帯型電子装置
としての携帯電話機１０は、互いに直交するＸ軸、Ｙ
軸、及びＺ軸に沿って延びる辺を有する略直方体の本体
１１と、この本体１１の上部側面に配置されたアンテナ
部１２、Ｘ軸とＹ軸とにより画定される平面（Ｘ−Ｙ平
面）に平行な面であって前記本体１１の表面の一つであ
る本体１１の前面側の最上部に配置されたスピーカ部１
３、スピーカ部１３の下方で本体１１の前面側に配置さ
れ文字及び図形を表示するための液晶表示部１４、液晶
表示部１４の下方で本体１１の前面側に配置され電話番
号又はその他の指示信号を入力するための操作部（操作
信号入力手段）１５、及び本体１１の前面側最下部に配
置されたマイクロフォン部１６を含んでいる。

【００６２】図７は、この携帯電話機１０の電気回路の
概略を示すブロック図であり、同携帯電話機１０は、バ
スを介して互いに接続されたＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、
ＲＡＭ２３、及び不揮発性のＲＡＭ２４を備えている。
ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に格納された各種のプログラ
ムを実行するようになっている。ＲＡＭ２３は、ＣＰＵ
２１が前記プログラムを実行する際に必要なデータ等を
一時的に記憶するようになっている。不揮発性ＲＡＭ２
４は、携帯電話機１０の主電源が投入されているとき
（主電源の「オン」時）にＣＰＵ２１からの指示により
データが書込まれ、同主電源の「オフ」時においても書
込まれたデータを記憶・保持し、更に主電源の「オン」
時にＣＰＵ２１の要求にしたがって同ＣＰＵ２１に対し
前記記憶・保持しているデータを供給するようになって
いる。なお、不揮発性ＲＡＭ２４は、ＥＥＰＲＯＭで置
換することもできる。

【００６３】前記アンテナ部１２は、送受信用のアンテ
ナ１２ａと、アンテナ１２ａに接続された送受信回路１
２ｂと、送受信回路１２ｂに接続され送受信回路１２ｂ
が受信した受信信号を復調するとともに、発信すべき信
号を変調して送受信回路１２ｂに供給する変調・復調回
路１２ｃとを備えている。前記スピーカ部１３は、スピ
ーカ１３ａと、スピーカ１３ａに接続され同スピーカ１
３ａから所定の音を発生させるための信号を生成する発
音回路１３ｂを備えている。液晶表示部１４は、携帯電
話機１０の本体１１の前面に配置されるとともに、少な
くともＸ軸方向を左右方向として文字等の情報を表示可
能な液晶表示パネル１４ａと、液晶表示パネル１４ａと
接続され同液晶表示パネル１４ａに所定の表示をさせる
ための信号を生成する表示回路１４ｂとを備えている。
操作部１５は、複数の押しボタン１５ａと、この複数の
押しボタン１５ａと接続され同押しボタン１５ａの各々
のオン・オフ状態を検出する検出回路１５ｂとを備えて
いる。マイクロフォン部１６は、マイクロフォン１６ａ
と、マイクロフォン１６ａに接続され同マイクロフォン
１６ａを介して入力された音声を増幅する増幅回路１６
ｂとを備えている。このうち、変調・復調回路１２ｃ、
発音回路１３ｂ、表示回路１４ｂ、検出回路１５ｂ、及
び増幅回路１６ｂは、バスを介してＣＰＵ２１に接続さ
れていて、同ＣＰＵ２１により制御されるようになって
いる。

【００６４】更に、携帯電話機１０は、外部磁界の向き
と大きさとに応じた出力を発生する（出力値を示す）磁
気センサ３０を備えている。磁気センサ３０は、Ｘ軸磁
気センサ（Ｘ軸磁気検出素子）３１、Ｙ軸磁気センサ
（Ｙ軸磁気検出素子）３２、及び制御回路（デジタル処
理回路）３３を備えている。これらのＸ軸磁気センサ３
１、Ｙ軸磁気センサ３２、及び制御回路３３は、単一基
板（単一チップ）上に形成されている。また、磁気セン
サ３０は、図１に示したように、携帯電話機１０の液晶
表示パネル１４ａの作るＸ−Ｙ平面と平行な平面（携帯
電話機１０の前面）と略平行となるように、同携帯電話
機１０の内部に保持されている。

【００６５】制御回路３３は、ＡＤコンバータ３３ａ
と、直流定電圧回路（定電圧源）３３ｂとを含んでい
る。ＡＤコンバータ３３ａは、バスを介してＣＰＵ２１
に接続されるとともに、Ｘ軸磁気センサ３１、及びＹ軸
磁気センサ３２に接続されていて、Ｘ軸磁気センサ３１
の出力Ｓｘ、及びＹ軸磁気センサ３２の出力ＳｙをＡＤ
変換し、同ＡＤ変換後のデジタルデータをＣＰＵ２１に
供給するようになっている。直流定電圧回路３３ｂは、
Ｘ軸磁気センサ３１、及びＹ軸磁気センサ３２と接続さ
れていて、これらに一定の電圧を印加するようになって
いる。

【００６６】Ｘ軸磁気センサ３１は、図８（Ａ）に示し
たように、携帯電話機１０に搭載された状態において外
部磁界（加わる磁界、この場合は地磁気）ＨのＸ軸成分
に略正比例する値を出力するようになっている。同様
に、Ｙ軸磁気センサ３２は、図８（Ｂ）に示したよう
に、携帯電話機１０に搭載された状態において外部磁界
ＨのＹ軸成分に略正比例する値を出力するようになって
いる。即ち、Ｘ軸磁気センサ３１とＹ軸磁気センサ３２
は、所定の方向における磁界の大きさに略正比例する値
を出力する互いに同一の構成を備え、磁気センサ３０の
単一基板上において前記所定の方向（磁界の検出方向）
が互いに直交するように配置・形成され、磁気センサ３
０は、Ｘ軸磁気センサ３１及びＹ軸磁気センサ３２が携
帯電話機１０の本体１１のＸ軸及びＹ軸に平行な方向の
磁界の大きさに比例した値をそれぞれ出力するように、
同携帯電話機１０に搭載されている。

【００６７】ここで、Ｘ軸磁気センサ３１を代表例とし
て、その構成について詳細に説明する。Ｘ軸磁気センサ
３１は、等価回路図である図９に示したように、フルブ
リッジ回路を構成するように接続された第１〜第４磁気
トンネル効果素子（素子群）３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，
３１ｄを備えている。

【００６８】第１〜第４磁気トンネル効果素子３１ａ，
３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの各々は、互いに同一の構造を
有している。従って、以下、第１磁気トンネル効果素子
３１ａの構造を代表例として説明する。

【００６９】第１磁気トンネル効果素子（群）３１ａ
は、拡大平面図である図１０に示したように、直列接続
された複数の（この例では、２０個）の磁気トンネル効
果素子からなっている。各磁気トンネル効果素子は、図
１０の１−１線に沿った平面にて切断した部分断面図で
ある図１１に示したように、基板３０ａの上に平面形状
を長方形状にした複数の下部電極３１ａ１を備えてい
る。下部電極３１ａ１は、横方向（Ｘ軸方向）に所定の
間隔を隔てて一列に配置されていて、導電性非磁性金属
材料であるＣｒ（Ｔａ，Ｔｉでも良い。）により膜厚３
０ｎｍ程度に形成されている。各下部電極３１ａ１の上
には、同下部電極３１ａ１と同一平面形状に形成され、
ＰｔＭｎからなり膜厚３０ｎｍ程度の反強磁性膜３１ａ
２がそれぞれ積層されている。

【００７０】各反強磁性膜３１ａ２の上には、膜厚１０
ｎｍ程度のＮｉＦｅからなる一対の強磁性膜３１ａ３，
３１ａ３が間隔を隔てて積層されている。この強磁性膜
３１ａ３，３１ａ３は、平面視において長方形状を有
し、各長辺が平行に対向されるように配置されている。
この強磁性膜３１ａ３，３１ａ３は、反強磁性膜３１ａ
２により、図１０の部分平面図である図１２の矢印方向
（Ｘ軸正方向、即ち短辺方向）に磁化の向きがピンされ
たピンド層を構成している。

【００７１】各強磁性膜３１ａ３の上には、同強磁性膜
３１ａ３と同一平面形状を有する絶縁層３１ａ４が形成
されている。この絶縁層３１ａ４は、絶縁材料であるＡ
ｌ₂Ｏ₃（Ａｌ−Ｏ）からなり、その膜厚は１ｎｍであ
る。

【００７２】絶縁層３１ａ４の上には、同絶縁層３１ａ
４と同一平面形状を有し、膜厚４０ｎｍ程度のＮｉＦｅ
からなる強磁性膜３１ａ５が形成されている。この強磁
性膜３１ａ５は、その磁化の向きが外部磁界の向きに略
一致するように変化する自由層（自由磁化層、又はフリ
ー層）を構成し、前記強磁性膜３１ａ３からなるピンド
層と前記絶縁層３１ａ４とともに磁気トンネル接合構造
を形成している。このように、各一つの反強磁性膜３１
ａ２、強磁性膜３１ａ３、絶縁層３１ａ４、及び強磁性
膜３１ａ５により、一つの磁気トンネル効果素子（電極
等を除く）が構成される。

【００７３】各強磁性膜３１ａ５の上には、同各強磁性
膜３１ａ５と同一平面形状のダミー膜３１ａ６がそれぞ
れ形成されている。このダミー膜３１ａ６は、膜厚４０
ｎｍ程度のＴａ膜からなる導電性非磁性金属材料により
構成されている。

【００７４】基板３０ａ、下部電極３１ａ１、反強磁性
膜３１ａ２、強磁性膜３１ａ３、絶縁層３１ａ４、強磁
性膜３１ａ５、及びダミー膜３１ａ６を覆う領域には、
複数の下部電極３１ａ１及び反強磁性膜３１ａ２をそれ
ぞれ絶縁分離するとともに、各反強磁性膜３１ａ２上に
設けた一対の強磁性膜３１ａ３、絶縁層３１ａ４、強磁
性膜３１ａ５、及びダミー膜３１ａ６をそれぞれ絶縁分
離するための層間絶縁層３１ａ７が設けられている。層
間絶縁層３１ａ７はＳｉＯ₂からなり、その膜厚は２５
０ｎｍ程度である。

【００７５】この層間絶縁層３１ａ７には、各ダミー膜
３１ａ６上にてコンタクトホールＣＨがそれぞれ形成さ
れている。このコンタクトホールＣＨを埋設するととも
に、異なる下部電極３１ａ１（及び反強磁性膜３１ａ
２）上に設けた一対のダミー膜３１ａ６，３１ａ６の各
一方間を互いに電気的に接続するように、例えば膜厚３
００ｎｍのＡｌからなる上部電極３１ａ８，３１ａ８が
それぞれ形成されている。このように、下部電極３１ａ
１及び反強磁性膜３１ａ２と、上部電極３１ａ８とによ
り、隣り合う一対の各強磁性膜３１ａ５，３１ａ５（各
ダミー膜３１ａ６，３１ａ６）と各反強磁性膜３１ａ
２，３１ａ２とをそれぞれ交互に順次電気的に接続する
ことで、固着層のピンされた磁化の向きが同一であっ
て、且つ、磁気トンネル接合構造を有する素子が２０個
だけ直列に接続された磁気トンネル効果素子（群）３１
ａが形成される。なお、上部電極３１ａ８，３１ａ８の
上には図示を省略したＳｉＯ及びＳｉＮからなる保護膜
が形成されている。

【００７６】このように形成された第１磁気トンネル効
果素子（群）３１ａの抵抗Ｒ１は、図１３に示したよう
に、固着層のピンされた磁化の向きに沿って大きさが変
化する外部磁界Ｈに対し、同外部磁界Ｈの絶対値が小さ
い範囲（即ち、飽和磁界−Ｈｃ〜Ｈｃの範囲）において
比例的に変化する。即ち、抵抗Ｒ１は下記数２５で表さ
れる。

【００７７】

【数２５】Ｒ１＝−（ΔＲ／Ｈｃ）・Ｈ＋Ｒ０

【００７８】Ｘ軸磁気センサ３１は、このような磁気ト
ンネル効果素子を４個備え、各磁気トンネル効果素子３
１ａ〜３１ｄの固着層のピンされた磁化の向きを図９に
おいて矢印にて示した向きに一致するように配置・形成
してなる。即ち、第１，第４磁気トンネル効果素子３１
ａ，３１ｄの固着層のピンされた磁化の向きはＸ軸正方
向、第２，第３磁気トンネル効果素子３１ｂ，３１ｃの
固着層のピンされた磁化の向きはＸ軸負方向である。従
って、第１，第４磁気トンネル効果素子３１ａ，３１ｄ
の抵抗Ｒ１は上記数２５に示した通り変化し、第２，第
３磁気トンネル効果素子３１ｂ，３１ｃの抵抗Ｒ２は、
下記数２６にて表される。

【００７９】

【数２６】Ｒ２＝（ΔＲ／Ｈｃ）・Ｈ＋Ｒ０

【００８０】そして、Ｘ軸磁気センサ３１においては、
第１磁気トンネル効果素子３１ａの一端と第２磁気トン
ネル効果素子３１ｂの一端とが接続され、同第１磁気ト
ンネル効果素子３１ａの他端と同第２磁気トンネル効果
素子３１ｂの他端とが直流定電圧回路３３ｂの正極と負
極とにそれぞれ接続される。同様に、第３磁気トンネル
効果素子３１ｃの一端と第４磁気トンネル効果素子３１
ｄの一端とが接続され、同第３磁気トンネル効果素子３
１ｃの他端と同第４磁気トンネル効果素子３１ｄの他端
とが直流定電圧回路３３ｂの正極と負極とにそれぞれ接
続される。また、第１磁気トンネル効果素子３１ａと第
２磁気トンネル効果素子３１ｂとの接続点の電位と、第
３磁気トンネル効果素子３１ｃと第４磁気トンネル効果
素子３１ｄとの接続点の電位が取り出され、これらの接
続点の電位差が磁気センサの出力Ｖout（Ｓｘ）となる
ように前記ＡＤコンバータ３３ｂに接続されている。

【００８１】このような構成により、Ｘ軸磁気センサ３
１は、Ｘ軸方向の外部磁界Ｈｘ（外部磁界ＨのＸ軸成分
Ｈｘ）を検出する磁気センサとなり、下記数２７に示す
出力Ｖout（＝Ｓｘ）を発生する。ここで、Ｖinは直流
定電圧回路３３ｂの発生する電圧である。

【００８２】

【数２７】Ｓｘ＝Ｖin・（ΔＲ／Ｒ０）・（Ｈｘ／Ｈ
ｃ）

【００８３】また、Ｙ軸磁気センサ３２は、前述したよ
うにＸ軸磁気センサ３１と同一構成を有し、図１４に示
したようにＸ軸磁気センサ３２と直交する向きに配置さ
れるので、Ｙ軸方向の外部磁界Ｈｙ（外部磁界ＨのＹ軸
成分Ｈｙ）を検出する磁気センサとなり、下記数２８に
示す出力Ｖout（＝Ｓｙ）を発生する。

【００８４】

【数２８】Ｓｙ＝−Ｖin・（ΔＲ／Ｒ０）・（Ｈｙ／Ｈ
ｃ）

【００８５】次に、このように構成された携帯電話機１
０の方位測定方法について説明する。なお、携帯電話機
１０の方位とは、携帯電話機１０（の本体１１）の前面
が上方に向けられている場合において、同携帯電話機１
０の下部（例えば、マイクロフォン部１６）から上部
（例えば、スピーカ部１３）に向うベクトル、即ちＹ軸
正方に向うベクトル（換言すると、単位ベクトルＶｙ）
の方位のことである。なお、本実施形態において、方位
ａの基準（０°）は西であり、同方位ａは、北、東、及
び南の順に回転するにつれて、それぞれ９０°、１８０
°、及び２７０°となるものとして定義される。また、
本実施形態の携帯電話機１０は、方位Ａが−４５〜４５
°のとき「西」、４５〜１３５°のとき「北」、１３５
〜２２５°のとき「東」、及び２２５〜３１５°（＝−
４５°）のとき「南」と決定する。即ち、携帯電話機１
０は、４つの概略方位を測定（決定）する。

【００８６】方位決定の原理は上述した通りである。即
ち、携帯電話機１０はＸ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘが
１／２^１／2（≒０．７０７）より大きければ方位を
「西」と決定し、出力Ｓｘが−１／２^１／2より小さけ
れば方位を「東」と決定する。また、出力Ｓｘが１／２
^１／2〜−１／２^１／2の範囲にある場合には、Ｙ軸磁気
センサ３２の出力Ｓｙから閾値Ｔｈ（＝１／２^１／2）
を減じた値が「０」より大きいか否かを判定し、「０」
より大きければ方位を「南」と決定し、「０」より小さ
ければ方位を「北」と決定する。このように、携帯電話
機１０は、Ｘ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘ、及びＹ軸磁
気センサ３２の出力Ｓｙと閾値Ｔｈの大小比較の結果に
基づいて方位を決定する。

【００８７】作動について具体的に説明すると、携帯電
話機１０のＣＰＵ２１は、図１５にフローチャートによ
り示した方位測定ルーチン（方位決定ルーチン）を所定
時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。従
って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ２１はステッ
プ１５００から本ルーチンの処理を開始し、ステップ１
５０５に進んでＸ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘを入力す
るとともに、続くステップ１５１０にてＹ軸磁気センサ
３２の出力Ｓｙを入力する。なお、この出力Ｓｘ，Ｓｙ
は規格化されている。

【００８８】次に、ＣＰＵ２１はステップ１５１５に進
んで出力Ｓｘが１／２^１／2より大きいか否かを判定し
（このステップ１５１５は、Ｘ軸磁気センサ出力Ｓｘを
第１の固定値（固定閾値）と比較する第１比較手段を構
成している。）、同出力Ｓｘが１／２^１／2より大きい
場合には同ステップ１５１５にて「Ｙｅｓ」と判定しス
テップ１５２０に進み、同ステップ１５２０にて方位は
「西」であると決定する。その後、ＣＰＵ２１はステッ
プ１５２５に進み、同ステップ１５２５にて液晶表示パ
ネル１４ａに決定した方位（この場合は「西」）を表示
し、ステップ１５９５に進んで本ルーチンを一旦終了す
る。

【００８９】一方、上記ステップ１５１５の判定時に、
出力Ｓｘが１／２^１／2以下の場合には同ステップ１５
１５にて「Ｎｏ」と判定しステップ１５３０に進み、同
ステップ１５３０にて出力Ｓｘが−１／２^１／2より小
さいか否かを判定する。このステップ１５１５は、Ｘ軸
磁気センサ出力Ｓｘを第１の固定値（固定閾値）と比較
する第１比較手段、或いは、Ｘ軸磁気センサ出力Ｓｘを
第３の固定値（固定閾値）と比較する第３比較手段を構
成している。第３の固定値は、絶対値の大きさが第１の
固定値と等しく、符号が反対の値である。このとき、出
力Ｓｘが−１／２^１／2より小さいと、ＣＰＵ２１はス
テップ１５３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１５
３５に進み、同ステップ１５３５にて方位は「東」であ
ると決定する。その後、ＣＰＵ２１はステップ１５２５
に進み、同ステップ１５２５にて液晶表示パネル１４ａ
に決定した方位（この場合は「東」）を表示し、ステッ
プ１５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

【００９０】また、上記ステップ１５３０の判定時に、
出力Ｓｘが−１／２^１／2以上の場合には同ステップ１
５３０にて「Ｎｏ」と判定しステップ１５４０に進み、
同ステップ１５４０にて出力Ｓｙから閾値Ｔｈである１
／２^１／2を減じた値が「０」より大きいか否かを判定
する。このステップ１５４０は、Ｙ軸磁気センサ出力Ｓ
ｙを第２の固定値（固定閾値）と比較する第２比較手段
を構成している。このとき、出力Ｓｙから閾値Ｔｈであ
る１／２^１／2を減じた値が「０」より大きければ、Ｃ
ＰＵ２１はステップ１５４０にて「Ｙｅｓ」と判定して
ステップ１５４５に進み、同ステップ１５４５にて方位
は「南」であると決定し、その後ステップ１５２５に進
んで液晶表示パネル１４ａに決定した方位（この場合は
「南」）を表示し、ステップ１５９５に進んで本ルーチ
ンを一旦終了する。

【００９１】更に、上記ステップ１５４０の判定時に、
出力Ｓｙから１／２^１／2を減じた値が「０」以下であ
ると、ＣＰＵ２１はステップ１５４０にて「Ｎｏ」と判
定してステップ１５５０に進み、同ステップ１５５０に
て方位は「北」であると決定し、その後ステップ１５２
５に進んで液晶表示パネル１４ａに決定した方位（この
場合は「北」）を表示し、ステップ１５９５に進んで本
ルーチンを一旦終了する。なお、上記ステップ１５４０
は、Ｙ軸磁気センサ３２が示す値Ｓｙと所定の閾値Ｔｈ
とを比較する比較手段を構成している。また、ステップ
１５１５，１５２０、１５３０〜１５５０は、Ｘ軸磁気
センサ３１が示す値Ｓｘと、前記比較手段による比較結
果とに基づいて方位を決定する方位決定手段を構成して
いる。更に、ステップ１５２５は決定した方位を表示パ
ネル１４ａに表示する表示手段を構成している。図１５
のルーチン、ＣＰＵ２１、及びＸ，Ｙ軸磁気センサ３
１，３２等は、方位測定手段を構成している。

【００９２】図１６は、上記方法において閾値Ｔｈを
「０」とした場合において、真の方位を横軸、測定され
た方位（表示される方位）を縦軸にとり、これらの関係
を示した図である。図１６の（Ａ）、（Ｂ）、及び
（Ｃ）は、それぞれ傾きＢが０°、４０°、及び７０°
である場合を示している。この方法の場合、上記原理に
おいて説明したように、傾きＢが約３５°より大きくな
ると正確な方位を示すことができない。このことは、図
１６によっても確認される。

【００９３】図１７は、図１５にて説明したように、上
記方法の閾値Ｔｈを「１／２^１／2」とした場合におい
て、真の方位を横軸、測定された方位を縦軸にとり、こ
れらの関係を示した図である。図１７の（Ａ）、
（Ｂ）、及び（Ｃ）は、それぞれ傾きＢが０°、４０
°、及び７０°である場合を示している。この場合、傾
きＢが約７０°より小さい限り、正確な方位が示され
る。このことは、図１７によっても確認される。

【００９４】以上、説明したように、上記実施形態に係
る携帯電話機１０は、Ｘ軸磁気センサ３１の示す値Ｓｘ
と、Ｙ軸磁気センサ３２が示す値Ｓｙと所定の閾値Ｔｈ
との大小比較の結果に基づいて、同携帯電話機１０の方
位を決定して表示するので、同携帯電話機１０がある程
度まで傾けられて（例えば、Ｔｈ＝１／２^１／2の場合
には略７０°まで傾けられて）使用されても、概略の方
位を誤ることなく示すことができる。しかも、磁気セン
サ３０はＸ，Ｙ軸磁気センサ３１，３２を備えるが、Ｚ
軸磁気センサ、或いは傾斜センサを備えることなく概略
の方位を正しく示すことができるで、携帯電話機１０の
コストを低減することができる。

【００９５】次に、本発明による携帯電話機１０の第１
変形例について説明する。この第１変形例においては、
方位を８分割（東、南東、南、南西、西、北西、北、北
東）で示すものである。

【００９６】第１変形例に係る携帯電話機１０は、上記
原理に従って、以下の方法により方位を測定する。即
ち、Ｘ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘが０．９２４より大
きければ方位は「西」、同出力Ｓｘが−０．９２４より
小さければ方位は「東」と決定する。また、出力Ｓｘが
−０．９２４〜０．９２４の範囲の値であれば、Ｙ軸磁
気センサ３２の出力Ｓｙから閾値Ｔｈ＝０．３８を減じ
た値が「０」より小さいとき、（１）出力Ｓｘが０．３
８３より大きければ方位は「北西」と決定し、（２）出
力Ｓｘが−０．３８３〜０．３８３ならば方位は「北」
と決定し、（３）出力Ｓｘが−０．９２４〜−０．３８
３ならば方位は「北東」と決定する。他方、出力Ｓｘが
−０．９２４〜０．９２４の範囲の値であって、Ｙ軸磁
気センサ３２の出力Ｓｙから閾値Ｔｈ＝０．３８を減じ
た値が「０」より大きいとき、（１）出力Ｓｘが０．３
８３より大きければ方位は「南西」と決定し、（２）出
力Ｓｘが−０．３８３〜０．３８３ならば方位は「南」
と決定し、（３）出力Ｓｘが−０．９２４〜−０．３８
３ならば方位は「南東」と決定する。この方法によれ
ば、傾きが略４１°より小さい範囲で、方位が正しく表
示される。

【００９７】図１８は、上記方法において閾値Ｔｈを
「０」とした場合において、真の方位を横軸、測定され
た方位（表示される方位）を縦軸にとり、これらの関係
を示した図である。図１８の（Ａ）、（Ｂ）、及び
（Ｃ）は、それぞれ傾きＢが０°、４０°、及び７０°
である場合を示している。図１８の（Ｂ）及び（Ｃ）か
ら解るように、傾きＢが大きくなると正確な方位が示さ
れない。

【００９８】図１９は、上記方法の閾値Ｔｈを「０．３
８」とした場合において、真の方位を横軸、測定された
方位を縦軸にとり、これらの関係を示した図である。図
１９の（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）は、それぞれ傾きＢ
が０°、４０°、及び７０°である場合を示している。
この場合、上述したように、傾きＢが約４１°より小さ
い限り、正確な方位が示される。このことは、図１９に
よっても確認される。

【００９９】次に、本発明による携帯電話機１０の第２
変形例について説明する。この第２変形例においては、
方位を１６分割（東、東南東、南東、南南東、南、南南
西、南西、西南西、西、西北西、西北、北北西、北、北
北東、北東、東北東）で示すものである。

【０１００】第２変形例に係る携帯電話機１０は、上記
原理に従って、以下の方法により方位を測定する。即
ち、Ｘ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘが０．９８１より大
きければ方位は「西」、同出力Ｓｘが−０．９８１より
小さければ方位は「東」と決定する。

【０１０１】また、出力Ｓｘが−０．９８１〜０．９８
１の範囲の値であって、Ｙ軸磁気センサ３２の出力Ｓｙ
から閾値Ｔｈ＝０．１９を減じた値が「０」より小さい
とき、（１）出力Ｓｘが０．８３１より大きければ方位
は「西北西」、（２）出力Ｓｘが０．５５６〜０．８３
１ならば方位は「北西」、（３）出力Ｓｘが０．１９５
〜０．５５６ならば方位は「北北西」、（４）出力Ｓｘ
が−０．１９５〜０．１９５ならば方位は「北」、
（５）出力Ｓｘが−０．５５６〜−０．１９５ならば方
位は「北北東」、（６）出力Ｓｘが−０．８３１〜−
０．５５６ならば方位は「北東」、（７）出力Ｓｘが−
０．８３１より小さければ「東北東」と決定する。

【０１０２】更に、出力Ｓｘが−０．９８１〜０．９８
１の範囲の値であって、Ｙ軸磁気センサの出力Ｓｙから
閾値Ｔｈ＝０．１９を減じた値が「０」より大きいと
き、（１）出力Ｓｘが０．８３１より大きければ方位は
「西南西」、（２）出力Ｓｘが０．５５６〜０．８３１
ならば方位は「南西」、（３）出力Ｓｘが０．１９５〜
０．５５６ならば方位は「南南西」、（４）出力Ｓｘが
−０．１９５〜０．１９５ならば方位は「南」、（５）
出力Ｓｘが−０．５５６〜−０．１９５ならば方位は
「南南東」、（６）出力Ｓｘが−０．８３１〜−０．５
５６ならば方位は「南東」、（７）出力Ｓｘが−０．８
３１より小さければ「東南東」と決定する。この方法に
よれば、傾きが略２２°より小さい範囲で、方位が正し
く表示される。

【０１０３】以上説明したように、本発明による携帯電
話機１０とその第１，第２変形例は、互いに直交する
Ｘ、Ｙ、及びＺ軸に略平行に延びる辺を有する略直方体
形状の本体と、Ｘ軸とＹ軸とにより画定される平面に平
行な面であって前記本体の表面の一つにＸ軸の方向を左
右方向として情報を表示する表示パネルと、前記本体の
内部に配置されるとともに地磁気を利用して所定の角度
で等分された概略方位（例えば、東西南北のいずれか）
を測定する方位測定手段とを備えた携帯型電子装置にで
あって、前記方位測定手段は、外部磁界のＸ軸成分に対
して略正比例した値を示すＸ軸磁気センサ３１と、前記
Ｘ軸磁気センサが示す値と第１の固定閾値とを比較する
第１比較手段と、外部磁界のＹ軸成分に対して略正比例
した値を示すＹ軸磁気センサ３２と、前記Ｙ軸磁気セン
サが示す値と第２の固定閾値とを比較する第２比較手段
と、前記第１比較手段による比較結果から前記概略方位
が一意に特定されるときは同比較結果のみから携帯型電
子装置の方位が同特定された方位であると決定し、前記
第１比較手段による比較結果から前記概略方位が一意に
特定できないときは、前記Ｘ軸磁気センサの出力と前記
第２比較手段による比較結果とのみに基づいて（三角関
数による計算を行うことなく）前記携帯型電子装置の概
略方位を決定する方位決定手段とを具備している。な
お、概略方位が特定された後にＸ軸磁気センサ出力Ｓｘ
のarccos、又はarcsin等の三角関数を使用して、精密な
方位を求めることも可能である。

【０１０４】従って、本発明による携帯電話機１０、そ
の第１変形例、及び第２変形例においては、携帯電話機
１０が所定の傾きＢをもった状態で使用されても、概略
方位を正確に測定・表示することができる。

【０１０５】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ことはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採
用することができる。例えば、上記実施形態において、
Ｘ軸，Ｙ軸磁気センサ３１，３２は、磁気トンネル効果
素子であったが、これに代えて巨大磁気抵抗効果素子等
の磁界に応じた出力を発生する磁気センサを使用しても
よい。また、上記実施形態においては、ＣＰＵ２１が方
位を決定していたが、磁気センサ３０の制御回路３３内
に演算機能を持たせ、同制御回路３３が決定した方位を
ＣＰＵ２１に提供するように構成してもよい。

【０１０６】この場合の磁気センサは、「互いに直交す
るＸ、Ｙ、及びＺ軸に略平行に延びる辺を有する略直方
体形状の本体と、Ｘ軸とＹ軸とにより画定される平面に
平行な面であって前記本体の表面の一つにＸ軸の方向を
左右方向として情報を表示する表示パネルと、決定され
た方位に基づく情報を前記表示パネルに表示する指示を
同表示パネルに行う表示指示手段とを備えた携帯型電子
装置に使用される磁気センサであって、外部磁界のＸ軸
成分に対して略正比例した値を示すＸ軸磁気センサと、
外部磁界のＹ軸成分に対して略正比例した値を示すＹ軸
磁気センサと、前記Ｙ軸磁気センサが示す値と所定の
（固定の）閾値Ｔｈとを比較する比較手段と、前記Ｘ軸
センサが示す値と前記比較手段による比較結果とに基づ
いて前記携帯型電子装置の方位を決定する方位決定手段
とを具備した磁気センサ。」と云うことができる。これ
により、ＣＰＵ２１の計算負荷を低減することができ
る。また、このような磁気センサは、小型化のために、
Ｘ軸磁気センサ、Ｙ軸磁気センサ、及び比較手段と方位
決定手段とを備えた制御回路を単一チップ（単一基板）
上に構成することが好適である。なお、上記Ｙ軸磁気セ
ンサ出力Ｓｙと比較される固定の閾値Ｔｈは、測定・表
示すべき概略方位に応じて（即ち、４方位、８方位、１
６方位、或いは３２方位等であるかに応じて）、同一の
携帯電話機１０において切換え可能（可変）に構成して
おくこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による磁気センサを搭載した携帯電話
機の正面図である。

【図２】 図１に示した携帯電話機の前面が水平に維持
されている場合におけるＸ軸磁気センサとＹ軸磁気セン
サの方位に対する出力を示したグラフである。

【図３】 携帯電話機の前面を所定の角度だけ傾けた各
場合におけるＹ軸磁気センサの方位に対する出力を示し
たグラフである。

【図４】 図１に示した携帯電話機の概略斜視図であっ
て、各種のベクトルを記入した図である。

【図５】 西をｘ、南をｙ、鉛直上方をｚとなるように
定められた座標系における携帯電話機の前面に垂直な単
位ベクトルＶｓを示した図である。

【図６】 関数ｆ１〜ｆ３を示したグラフである。

【図７】 図１に示した携帯電話機の電気回路構成を示
すブロック図である。

【図８】 （Ａ）は図７に示したＸ軸磁気センサの外部
磁界ＨのＸ軸成分に対する出力特性を、（Ｂ）は図７に
示したＹ軸磁気検出センサの外部磁界ＨのＹ軸成分に対
する出力特性を示すグラフである。

【図９】 図７に示したＸ軸磁気センサの等価回路図で
ある。

【図１０】 図９に示した第１磁気トンネル効果素子の
概略平面図である。

【図１１】 図１０に示した第１磁気トンネル効果素子
を図１０の１−１線に沿った平面で切断した断面図であ
る。

【図１２】 図１０に示した第１磁気トンネル効果素子
の部分概略平面図である。

【図１３】 図９に示した第１磁気トンネル効果素子の
外部磁界に対する抵抗変化特性を示すグラフである。

【図１４】 図７に示したＸ軸磁気センサと、Ｙ軸磁気
センサの配置関係を平面視で示すとともに、電気的接続
関係をあわせて示した図である。

【図１５】 図７に示したＣＰＵが実行するルーチンを
示すフローチャートである。

【図１６】 方位を４分割して示す場合であって、閾値
Ｔｈを「０」とした場合における、真の方位と測定され
た方位との関係を示す図である。

【図１７】 方位を４分割して示す場合であって、閾値
Ｔｈを「１／２^１／2」とした場合における、真の方位
と測定された方位との関係を示す図である。

【図１８】 方位を８分割して示す場合であって、閾値
Ｔｈを「０」とした場合における、真の方位と測定され
た方位との関係を示す図である。

【図１９】 方位を８分割して示す場合であって、閾値
Ｔｈを「０．３８」とした場合における、真の方位と測
定された方位との関係を示す図である。

【符号の説明】

１０…携帯電話機、１１…本体、１２…アンテナ部、１
２ａ…アンテナ、１２ｂ…送受信回路、１２ｃ…変調・
復調回路、１３…スピーカ部、１３ａ…スピーカ、１３
ｂ…発音回路、１４…液晶表示部、１４ａ…液晶表示パ
ネル、１４ｂ…表示回路、１５…操作部、１５ａ…ボタ
ン、１５ｂ…検出回路、１６…マイクロフォン部、１６
ａ…マイクロフォン、１６ｂ…増幅回路、２１…ＣＰ
Ｕ、３０…磁気センサ、３０ａ…基板、３１…Ｘ軸磁気
センサ、３２…Ｙ軸磁気センサ、３３…制御回路、３３
ａ…ＡＤコンバータ、３３ｂ…直流定電圧回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに直交するＸ、Ｙ、及びＺ軸に略平行
   に延びる辺を有する略直方体形状の本体と、Ｘ軸とＹ軸
   とにより画定される平面に平行な面であって前記本体の
   表面の一つにＸ軸の方向を左右方向として情報を表示す
   る表示パネルと、前記本体の内部に配置されるとともに
   地磁気を利用して方位を測定する方位測定手段とを備え
   た携帯型電子装置において、 前記方位測定手段は、 外部磁界のＸ軸成分に対して略正比例した値を示すＸ軸
   磁気センサと、 外部磁界のＹ軸成分に対して略正比例した値を示すＹ軸
   磁気センサと、 前記Ｙ軸磁気センサが示す値と固定の閾値とを比較する
   比較手段と、 前記Ｘ軸センサが示す値と前記比較手段による比較結果
   とに基づいて前記携帯型電子装置の方位を決定する方位
   決定手段とを具備したことを特徴とする携帯型電子装
   置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の携帯型電子装置におい
   て、 前記閾値は０以外の値である携帯型電子装置。
3. 【請求項３】互いに直交するＸ、Ｙ、及びＺ軸に略平行
   に延びる辺を有する略直方体形状の本体と、Ｘ軸とＹ軸
   とにより画定される平面に平行な面であって前記本体の
   表面の一つにＸ軸の方向を左右方向として情報を表示す
   る表示パネルと、前記本体の内部に配置されるとともに
   地磁気を利用して方位を測定する方位測定手段とを備え
   た携帯型電子装置において、 前記方位測定手段は、 外部磁界のＸ軸成分に対して略正比例した値を示すＸ軸
   磁気センサと、 前記Ｘ軸磁気センサが示す値と第１の固定閾値とを比較
   する第１比較手段と、 外部磁界のＹ軸成分に対して略正比例した値を示すＹ軸
   磁気センサと、 前記Ｙ軸磁気センサが示す値と第２の固定閾値とを比較
   する第２比較手段と、 前記第１比較手段による比較結果と、前記Ｘ軸磁気セン
   サの示す値及び前記第２比較手段による比較結果とに基
   づいて前記携帯型電子装置の方位を決定する方位決定手
   段とを具備したことを特徴とする携帯型電子装置。