JP2003166825A - 磁気センサ装置用地球磁極方位計算方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用方法として頻度高く想定される使用条件
下で最適な傾斜補正が可能であり、しかも携帯機器に搭
載される場合に要求される小型化・軽量化を具現し得る
磁気センサ装置用地球磁極方位計算方法を提供するこ
と。 【解決手段】 本発明の地球磁極方位計算方法では、３
軸磁気センサにより地球磁場を検出して地球磁極方位を
計算する際、３軸磁気センサより得られる地磁気ベクト
ルと予め指定した所定の角度αを持つベクトルＧとを特
定の軸Ｘに対してほぼ直交するベクトルの中から求める
と共に、所定の角度αを地磁気ベクトルと地面からの鉛
直ベクトルとの成す角にほぼ等しいものであるとし、特
定の軸Ｘを３軸磁気センサを取り付けた基板が実際に使
用される状況下にあって主たる回転に供する軸のうちの
地面にほぼ平行な軸であるとすることにより、頻度高く
想定される使用条件下で最適な傾斜補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として傾斜によ
らずに地球磁極方位を検出して立体的に表示可能な小型
の電子磁気コンパスに属すると共に、使用条件に応じた
傾斜補正が可能な磁気センサ装置用地球磁極方位計算方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話やＰＤＡ（携帯情報端
末）に代表される携帯機器では、位置情報を得るための
ＧＰＳと共に、方位角をナビゲーションするための磁気
コンパスを併用したタイプのものが開発されつつある。

【０００３】このような携帯機器の場合、地球磁極方位
（単に磁気方位とも呼ばれる）表示を行うための電子磁
気コンパスとして磁気センサ装置が備えられるが、一般
には携帯機器自体を傾斜させて使用することが多いた
め、その傾斜角を含む情報を取得する必要により磁気セ
ンサ装置に傾斜センサを配備し、傾斜センサで取得した
傾斜角を傾斜ベクトルに置き換えた上、３軸磁気センサ
より得られる地磁気ベクトルから傾斜ベクトルに沿った
成分を除くことで地球磁極方位を検出することができる
ようになっている。因みに、最近の携帯機器では小型化
の要求が大きいので、傾斜角を求めるための傾斜センサ
には最も小型の半導体容量型傾斜センサが多く用いられ
ている。

【０００４】ところで、磁気センサ装置において地球磁
極方位の検出を行う場合、傾斜センサによって重力ベク
トルを求めれば、３軸磁気センサで得られた地磁気ベク
トルから地球磁極方位を計算することが可能になるが、
具体的には大きさ１の重力ベクトルをｇ、地磁気ベクト
ルをＭとすると、地磁気ベクトルＭの重力ベクトルｇへ
の射影ベクトルの大きさは双方の内積ｇ・Ｍとなるた
め、射影ベクトルは（ｇ・Ｍ）ｇとなり、これによって
地球磁極方位ベクトルはＭ−（ｇ・Ｍ）ｇとなる。従っ
て、傾斜補正を行った上で方位角をナビゲーションする
際、北の地球磁極方位ベクトルＭ−（ｇ・Ｍ）ｇを北向
きに設定した上、重力ベクトルｇと垂直な平面上に現在
地の地図を表示すれば良いことになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した携帯機器に備
えられる地球磁極方位表示を行うための磁気コンパスで
ある磁気センサ装置の場合、地球磁極方位を計算するた
めの３軸磁気センサに加えて傾斜補正を行うための傾斜
センサが必要となるため、こうした二つのセンサを配備
することが装置全体を大規模化・重量化させる要因とな
っており、結果として磁気センサ装置を搭載する携帯機
器における小型化・軽量化の要求に応えることが困難と
なっているという問題がある。

【０００６】又、磁気センサ装置を搭載する携帯機器の
場合、一般に小型化・軽量化が具現される程、使用時に
ユーザにより片手で持たれる機会が多くなり、そのよう
な使用条件下では横方向を軸としての傾斜のみとなるた
め、使用方法に最適な傾斜補正機能を持った磁気センサ
装置が必要であるが、実際にはこうした使用方法として
頻度高く想定される使用条件下で最適な傾斜補正が可能
な磁気センサ装置用地球磁極方位計算方法が提案されて
いないのが現状である。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、使用方法として頻
度高く想定される使用条件下で最適な傾斜補正が可能で
あり、しかも携帯機器に搭載される場合に要求される小
型化・軽量化を具現し得る磁気センサ装置用地球磁極方
位計算方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、３軸磁
気センサにより地球磁場を検出して地球磁極方位を計算
する際、該３軸磁気センサより得られる地磁気ベクトル
と予め指定した所定の角度αを持つベクトルＧとを特定
の軸Ｘに対してほぼ直交するベクトルの中から求める磁
気センサ装置用地球磁極方位計算方法が得られる。

【０００９】又、本発明によれば、上記磁気センサ装置
用地球磁極方位計算方法において、所定の角度αは、地
磁気ベクトルと地面からの鉛直ベクトルとの成す角にほ
ぼ等しいものとする磁気センサ装置用地球磁極方位計算
方法が得られる。

【００１０】更に、本発明によれば、上記何れかの磁気
センサ装置用地球磁極方位計算方法において、特定の軸
Ｘは、３軸磁気センサを取り付けた基板が実際に使用さ
れる状況下にあって主たる回転に供する軸のうちの地面
にほぼ平行な軸であるとする磁気センサ装置用地球磁極
方位計算方法が得られる。

【００１１】加えて、本発明によれば、上記何れか一つ
の磁気センサ装置用地球磁極方位計算方法において、ベ
クトルＧの求められたものに２つの候補がある場合、地
磁気ベクトルの大きさを求めた上で予め定められた規定
の大きさと比較して得られる差値が一定値以下でなけれ
ば該ベクトルＧを変更しない第１の処理と、該ベクトル
Ｇの前回求めたものに最も近い方のものを選択する第２
の処理と、該ベクトルＧが一意的に定まらず、且つ履歴
データがないときに３軸磁気センサを取り付けた基板に
対して３０度を成す角度に近い方のものを選択する第３
の処理とをこの順で優先順位として決定する磁気センサ
装置用地球磁極方位計算方法が得られる。この磁気セン
サ装置用地球磁極方位計算方法において、第１の処理で
の規定の大きさは地磁気ベクトルの大きさにほぼ等し
く、差値は地磁気ベクトルの大きさの１／３にほぼ等し
いものとすることは好ましい。

【００１２】一方、本発明によれば、上記何れか一つの
磁気センサ装置用地球磁極方位計算方法において、３軸
磁気センサには、基板の取り付け面に対して約３５度の
角度を成し、且つ互いにほぼ正三角形を成すように配置
された構成の地磁気センサチップを用いる磁気センサ装
置用地球磁極方位計算方法が得られる。

【００１３】他方、本発明によれば、上記何れか一つの
磁気センサ装置用地球磁極方位計算方法において、３軸
磁気センサには、長手方向に対して垂直な方向に磁化容
易軸を持つ細長い磁性体に１ＭＨｚ以上の高周波電流を
通電することで外部磁場に対してインピーダンスが変化
することを利用した磁気インピーダンスセンサを用いる
磁気センサ装置用地球磁極方位計算方法が得られる。

【００１４】又、本発明によれば、上記何れか一つの磁
気センサ装置用地球磁極方位計算方法を適用して成る磁
気センサ装置が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】最初に、本発明の磁気センサ装置用地球磁
極方位計算方法の技術的概要を簡単に説明する。この地
球磁極方位計算方法では、３軸磁気センサにより地球磁
場を検出して地球磁極方位を計算する際、３軸磁気セン
サより得られる地磁気ベクトルと予め指定した所定の角
度αを持つベクトルＧとを特定の軸Ｘに対してほぼ直交
するベクトルの中から求めるものである。但し、ここで
所定の角度αは地磁気ベクトルと地面からの鉛直ベクト
ルとの成す角にほぼ等しいものであるとし、特定の軸Ｘ
は３軸磁気センサを取り付けた基板が実際に使用される
状況下にあって主たる回転に供する軸のうちの地面にほ
ぼ平行な軸であるとする。

【００１７】又、この地球磁極方位計算方法において、
ベクトルＧの求められたものに２つの候補がある場合、
地磁気ベクトルの大きさを求めた上で予め定められた規
定の大きさと比較して得られる差値が一定値以下でなけ
ればベクトルＧを変更しない第１の処理と、ベクトルＧ
の前回求めたものに最も近い方のものを選択する第２の
処理と、ベクトルＧが一意的に定まらず、且つ履歴デー
タがないときに３軸磁気センサを取り付けた基板に対し
て３０度を成す角度に近い方のものを選択する第３の処
理とをこの順で優先順位として決定するようにする。
尚、第１の処理での規定の大きさは地磁気ベクトルの大
きさにほぼ等しく、差値は地磁気ベクトルの大きさの１
／３にほぼ等しいものとする。

【００１８】更に、３軸磁気センサには基板の取り付け
面に対して約３５度の角度を成すと共に、互いにほぼ正
三角形を成すように配置された構成の地磁気センサチッ
プを用いるか、或いは長手方向に対して垂直な方向に磁
化容易軸を持つ細長い磁性体に１ＭＨｚ以上の高周波電
流を通電することで外部磁場に対してインピーダンスが
変化することを利用した磁気インピーダンスセンサを用
いるものとする。

【００１９】このような磁気センサ装置用地球磁極方位
計算方法を適用した磁気センサ装置では、使用時にユー
ザにより片手で持たれる場合のような使用方法として頻
度高く想定される使用条件下で最適な傾斜補正が可能と
なり、しかも携帯機器に搭載される場合に要求される小
型化・軽量化を具現し得るものとなる。

【００２０】図１は、本発明の磁気センサ装置用地球磁
極方位計算方法を適用した一つの実施の形態に係る磁気
センサ装置の要部構成を示した外観斜視図である。この
磁気センサ装置は、ケース１内に配備された取り付け基
板１０上にディスプレイ１１，３軸磁気センサ１２，信
号処理回路１３，方位及び傾斜角計算回路１４が実装さ
れて構成されている。

【００２１】このうち、ディスプレイ１１には、図２に
示されるようにケース１が傾いた状態にあっても、その
傾きに応じて磁気コンパス表示を地面に水平になるよう
に傾けて表示する。このときの磁気コンパス表示自体は
地磁気により常に北の地球磁極を指し示すようになって
いる。

【００２２】３軸磁気センサ１２は、内部に空間を規定
する３軸にあっての１軸方向成分ずつ検出するための地
磁気センサチップが図３（ａ）〜（ｃ）に示されるよう
に実装されている。但し、図３（ａ）は３軸磁気センサ
１２の外観を示した斜視図に関するもの，同図（ｂ）は
その上面方向からの平面図に関するもの，同図（ｃ）は
その内側要部を拡大して示した斜視図に関するものであ
る。

【００２３】図３（ｃ）を参照すれば、地磁気センサチ
ップは、誘電体基板２０の外方を向く板面に対して細長
い長方形（略帯状）で成膜された磁性体２１の両端から
引き出した引き出し電極２２の端部を半田２３により取
り付け基板電極２４と接続して構成されており、磁性体
２１の長手方向が上述した取り付け基板１０の実装面に
対して約３５度の傾きを持つように形成されている。

【００２４】３軸磁気センサ１２は、このような構成の
地磁気センサチップを３個用いて図３（ｂ）の平面図に
示されるようにほぼ正三角形になるように配置し、互い
の検出軸を直交させる。更に、取り付け基板１０の鉛直
方向に磁気バイアスを加えるために図３（ａ）の斜視図
に示されるように巻き線ボビン３を取り付けて構成され
ている。このような構成とすれば、３軸磁気センサ１２
の高さを削減できるだけでなく、ボビンが一つで済む
他、形状も小型に形成できるし、低コストで構成できる
ために望ましい。

【００２５】ところで、誘電体基板２０へ磁性体２１を
成膜形成する方法としては、フォトレジストによるマス
キングの後にスパッタ法，蒸着法，メッキ等による成膜
を行うか、或いはこうした成膜後にフォトレジストによ
るマスキングを行った後に化学エッチング，イオンエッ
チングを選択して行う場合を例示できる。何れにして
も、細長い形状に形成された磁性体２１は、不活性化雰
囲気中で幅方向に磁場を印加して熱処理を行うことで零
磁場中で幅方向に磁化を整列させ、この処理の後に磁性
体２１の長手方向に磁場を印加すると磁化が長手方向の
数ガウスオーダーの磁場で整列し、それに伴って１ＭＨ
ｚ以上の高周波インピーダンスが図４に示されるように
一旦増加し、飽和後に減少する特性を持つ長手方向に指
向性を持った磁気センサとなる。即ち、ここで得られる
磁気センサは、長手方向に対して垂直な方向に磁化容易
軸を持つ細長い磁性体２１に１ＭＨｚ以上の高周波電流
を通電することで外部磁場に対してインピーダンスが変
化することを利用した磁気インピーダンスセンサとな
る。

【００２６】このような構成の３軸磁気センサ１２を用
いれば、信号処理回路１３により地磁気ベクトルを検出
することができる。図５は、信号処理回路１３を含んだ
周辺部分の電気回路の細部構成を例示したものである。
この電気回路において、信号処理回路１３は発振回路３
１，信号検出回路３２，及び増幅回路３３から成ってお
り、発振回路３１ではマルチバイブレーター，水晶振動
子等により１ＭＨｚ以上の高周波電圧を発生し、電源供
給される巻き線ボビン３により適正な磁気バイアスを加
えられた３軸磁気センサ１２（単に磁気センサとして示
している）と抵抗との分圧の変化を信号検出回路３２で
ピークホールド等により電圧振幅を検出し、増幅回路３
３で適正な信号レベルに増幅するようになっている。こ
の際、巻き線ボビン３の磁気バイアスを同量で正負に交
互に加え、磁気バイアス正負の場合の３軸磁気センサ１
２からの信号出力差を検出するか、或いは磁気バイアス
の正，負の何れかの場合の片側の３軸磁気センサ１２か
らの信号出力を反転させて平滑化させることで３軸磁気
センサ１２からの出力オフセット変動を抑制する手法を
採用することが望ましい。

【００２７】方位及び傾斜角計算回路１４は、一旦信号
処理回路１３から得られた出力を以下に説明する一次変
換行列により回転操作を行い、取り付け基板１０の実装
面内及び実装面に対して鉛直な軸を持つ座標系に変換す
る。

【００２８】例えば取り付け基板１０の実装面内と垂直
方向に検出軸を設定したい場合には、座標変換する演算
を行えば良い。具体的に言えば、取り付け基板１０の実
装面内の２軸を（１，０，０）、（０，１，０）とし
て、取り付け基板１０に対する垂直方向の軸を（０，
０，１）とすると、（１，０，０）の軸を中心として−
ｔａｎ^-1（２）^1/2 度（約−５５度）回転させ、更に
（０，０，１）の軸を中心として−４５度回転すれば良
く、その座標変換行列は以下の数１式のように表わすこ
とができる。

【００２９】

【数１】

【００３０】又、３個の地磁気センサチップＳ１，Ｓ
２，Ｓ３の出力をＶ１，Ｖ２，Ｖ３とすると、軸変換後
の出力Ｖ_X ，Ｖ_Y ，Ｖ_Z はそれぞれ以下の数２式，数３
式，数４式のように表わすことができる。

【００３１】

【数２】

【数３】

【数４】

【００３２】図６は、上述した磁気センサ装置が携帯機
器４０に搭載されたときの傾斜補正機能の原理を説明す
るために示した方位解析図である。又、図７は上述した
磁気センサ装置を搭載した携帯機器４０の使用状態の推
移とベクトルＧとの関係を示した斜視図である。但し、
図６中では、Ｘ軸を紙面鉛直方向（携帯機器４０の幅方
向），Ｙ軸を携帯機器４０の長手方向，Ｚ軸を携帯機器
４０の厚さ方向に携帯機器４０を中心にした座標系とし
ており、地面は携帯機器４０から見てＸ軸を中心にある
角度だけ傾いているものとする。

【００３３】ここで、図６を参照すれば、３軸磁気セン
サ１２により検出された磁気ベクトルをＭとした場合、
携帯機器４０から見た地面はＸ軸を中心として回転する
が、携帯電話４０を例えばユーザーが片手で持って使用
する際、図７中の右側に示されるようにかなり寝かせて
使用したり、或いは同図中の左側に示されるように立た
せて使用したりするが、傾ける軸は携帯電話４０の幅方
向に沿った方向のみであるので、この軸を図７中のＸ軸
とおくものとする。

【００３４】そこで、重力方向に平行で大きさが１のベ
クトルをＧとすると、磁気ベクトルＭとの間の積Ｍ・Ｇ
は以下の数５式のように表わされる。

【００３５】

【数５】

【００３６】又、伏角は９０−θ［ｄｅｇ］と等しくな
る筈である。事前に伏角が与えられればθが分るため、
残りの磁気ベクトルＭが分かれば傾斜センサを用いずと
もベクトルＧの方向を特定することができる。図７を参
照すれば明らかであるように、ベクトルＧの方向は常に
Ｘ軸に垂直であるため、ＹＺ平面内に存在することにな
る。

【００３７】そこで、磁気ベクトルＭを基準ベクトルｍ
とするために、基準ベクトルｍを以下の数６式の関係で
規定する。

【００３８】

【数６】

【００３９】更に、ベクトルＧのＹ軸との成す角をφと
おくと、ベクトルＧは３次元座標で以下の数７式のよう
な関係で表わすことができる。

【００４０】

【数７】

【００４１】加えて、基準ベクトルｍのＹＺ平面への射
影ベクトルがＹ軸と成す角をα，Ｘ軸及び基準ベクトル
ｍの成す角をβとおくと、基準ベクトルｍは３次元座標
で以下の数８式のような関係で表わすことができる。

【００４２】

【数８】

【００４３】一方、上述した数５式は数６式を用いれ
ば、以下の数９式のような関係で表わすことができる。

【００４４】

【数９】

【００４５】この数９式の関係から地磁気ベクトルＭと
数８式からα，βとを求めた上、地磁気の伏角よりθを
求めれば、ベクトルＧ及びそのＹ軸との成す角φを求め
ることができる。その計算手順をａｒｃ・ｔａｎをｔａ
ｎの逆関数，ａｒｃ・ｃｏｓをｃｏｓの逆関数として示
せば、第１に地磁気ベクトルＭ＝（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍ
ｚ），α＝ａｒｃ・ｔａｎ（Ｍｚ／Ｍｙ），β＝ａｒｃ
・ｔａｎ（（Ｍｙ² ＋Ｍｚ ² ）^1/2 ／Ｍｘ）が得られ
る。但し、ここでのａｒｃ・ｔａｎの２つの解はＭｘ，
Ｍｙの符号により正しい解を判別する。第２にθ＝π／
２（９０度）−伏角が得られる。第３にφ＝α±ａｒｃ
・ｃｏｓ｛ｃｏｓ（θ）／ｓｉｎ（β）｝，Ｇ（ベクト
ル）＝（０，ｃｏｓ（φ），ｓｉｎ（φ））が得られ
る。

【００４６】図８は、図６に示した方位解析図をＸＹ平
面側のものとして書き直したものであるが、ここでは地
磁気ベクトルＭからθだけの成す角を持つベクトル群の
ＸＹ平面への射影は楕円状の軌跡の上に乗り、Ｙ軸上に
乗った軌跡がＧ（ベクトル）の候補となり、同図からも
一般的に２つの解を持つことが分かる。但し、２つの解
が重なった場合の重解として１つの解を持つこともある
ので、一定の手順で正しい解を選別する必要がある。

【００４７】携帯電話４０の姿勢角は、例えば図６の場
合には姿勢角＝３π／２（２７０度）−φで求まる。図
９，図１０は、地磁気ベクトルＭを（ｃｏｓπ／６，
０，−ｓｉｎπ／６）とした場合にあっての携帯機器４
０の方位角（ｄｅｇ），０〜９０度に制限された姿勢角
（ｄｅｇ）に対する上述した第３に得られたベクトルＧ
のＹ軸との成す角φの場合分けに応じた姿勢角の解（ｄ
ｅｇ）をそれぞれ模式的に表わしたものである。ここで
は、方位角が０〜１８０度であればベクトルＧのＹ軸と
の成す角φ＝α＋ａｒｃ・ｃｏｓ｛ｃｏｓ（θ）／ｓｉ
ｎ（β）｝と求めれば良く、方位角が１８１〜３５９度
であれば同様にベクトルＧのＹ軸との成す角φ＝α＋ａ
ｒｃ・ｃｏｓ｛ｃｏｓ（θ）／ｓｉｎ（β）｝とすれば
良い。

【００４８】以上に説明したように、３次元地磁気ベク
トルＭからケース１の傾斜と地球磁極方位とを計算する
ことができる。この場合、先ず地磁気ベクトルＭを上述
した数６式により単位ベクトルに直して数８式より角度
α，βを求め、次に地磁気の伏角の情報を取得してから
数９式により傾斜角を求める。但し、数９式の解は２つ
あるため、適正な解を選択する必要がある。これには数
９式の解が２つあるか否かに拘らず、地磁気ベクトルの
大きさを求めた上で予め定められた規定の大きさと比較
して得られる差値が１／３以下でなければ鉛直ベクトル
Ｇの値を変更しない第１の処理と、鉛直ベクトルＧが一
意的に定まる場合はそのまま採用する第２の処理と、直
前（前回）に求めた鉛直ベクトルＧに最も近い鉛直ベク
トルを選択採用する第３の処理と、鉛直ベクトルＧが一
意的に定まらず、且つ履歴データがないときに磁気セン
サを取り付けた取り付け基板１０に対して３０度を成す
角度に近いものを選択する第４の処理とをこの順で優先
順位として決定し、適正な解が求まれば方位情報の抽出
処理へ移行する。尚、ここでの第１の処理では、例えば
鉄等の磁性体が近くにあって、地磁気ベクトルＭの大き
さが１／３以上変化すれば正確な姿勢，方位角を示さな
くなることを考慮したもので、第４の処理で基準とする
３０度の角度は、通常携帯機器４０を片手で持つ場合に
頻度の高い傾斜角であると想定して選択するように考慮
したものである。

【００４９】因みに、方位情報の抽出処理では、地磁気
ベクトルから鉛直ベクトルＧへの射影成分を除く計算を
行うことで地球磁極方位ベクトルを求めることができ
る。

【００５０】

【発明の効果】以上に述べた通り、本発明の磁気センサ
装置用地球磁極方位計算方法によれば、３軸磁気センサ
により地球磁場を検出して地球磁極方位を計算する際、
３軸磁気センサより得られる地磁気ベクトルと予め指定
した所定の角度αを持つベクトルＧとを特定の軸Ｘに対
してほぼ直交するベクトルの中から求めるものとすると
共に、ここで所定の角度αを地磁気ベクトルと地面から
の鉛直ベクトルとの成す角にほぼ等しいものであると
し、特定の軸Ｘを３軸磁気センサを取り付けた基板が実
際に使用される状況下にあって主たる回転に供する軸の
うちの地面にほぼ平行な軸であるとすることにより、使
用時にユーザにより片手で持たれる場合のような使用方
法として頻度高く想定される使用条件下で最適な傾斜補
正を行うため、結果として携帯機器に搭載された場合に
も要求される小型化・軽量化を従来以上に具現し得るよ
うになる他、従来機器よりも低コストで方位ナビゲーシ
ョンを行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気センサ装置用地球磁極方位計算方
法を適用した一つの実施の形態に係る磁気センサ装置の
要部構成を示した外観斜視図である。

【図２】図１に示す磁気センサ装置に備えられるディス
プレイにおけるケースの傾きに応じた磁気コンパス表示
の様子を説明するために示したものである。

【図３】図１に示す磁気センサ装置に備えられる３軸磁
気センサの細部構成を示したもので、（ａ）は外観を示
した斜視図に関するもの，（ｂ）はその上面方向からの
平面図に関するもの，（ｃ）はその内側要部を拡大して
示した斜視図に関するものである。

【図４】図３（ａ）〜（ｃ）で説明した３軸磁気センサ
の磁気センサチップに備えられる磁性体における印加磁
場に対する高周波インピーダンス特性を示したものであ
る。

【図５】図１に示す磁気センサ装置に備えられる信号処
理回路を含んだ周辺部分の電気回路の細部構成を例示し
たものである。

【図６】図１に示す磁気センサ装置が携帯機器に搭載さ
れたときの傾斜補正機能の原理を説明するために示した
方位解析図である。

【図７】図１に示す磁気センサ装置を搭載した携帯機器
の使用状態の推移とベクトルＧとの関係を示した斜視図
である。

【図８】図６に示した方位解析図をＸＹ平面側のものと
して書き直したものである。

【図９】地磁気ベクトルＭを（ｃｏｓπ／６，０，−ｓ
ｉｎπ／６）とした場合にあっての図７で説明した携帯
機器の方位角，０〜９０度に制限された姿勢角に対する
ベクトルＧのＹ軸との成す角φの一つに応じた姿勢角の
解を模式的に表わしたものである。

【図１０】地磁気ベクトルＭを（ｃｏｓπ／６，０，−
ｓｉｎπ／６）とした場合にあっての図７で説明した携
帯機器の方位角，０〜９０度に制限された姿勢角に対す
るベクトルＧのＹ軸との成す角φのもう一つに応じた姿
勢角の解を模式的に表わしたものである。

【符号の説明】

１ ケース ３ 巻き線ボビン １０ 取り付け基板 １１ ディスプレイ １２ ３軸磁気センサ １３ 信号処理回路 １４ 方位及び傾斜角計算回路 ２０ 誘電体基板 ２１ 磁性体 ２２ 引き出し電極 ２３ 半田 ２４ 取り付け基板電極 ３１ 発振回路 ３２ 信号検出回路 ３３ 増幅回路 ４０ 携帯機器

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３軸磁気センサにより地球磁場を検出し
   て地球磁極方位を計算する際、該３軸磁気センサより得
   られる地磁気ベクトルと予め指定した所定の角度αを持
   つベクトルＧとを特定の軸Ｘに対してほぼ直交するベク
   トルの中から求めることを特徴とする磁気センサ装置用
   地球磁極方位計算方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の磁気センサ装置用地球磁
   極方位計算方法において、前記所定の角度αは、前記地
   磁気ベクトルと地面からの鉛直ベクトルとの成す角にほ
   ぼ等しいものとすることを特徴とする磁気センサ装置用
   地球磁極方位計算方法。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の磁気センサ装置用地
   球磁極方位計算方法において、前記特定の軸Ｘは、前記
   ３軸磁気センサを取り付けた基板が実際に使用される状
   況下にあって主たる回転に供する軸のうちの地面にほぼ
   平行な軸であるとすることを特徴とする磁気センサ装置
   用地球磁極方位計算方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れか一つに記載の磁気
   センサ装置用地球磁極方位計算方法において、前記ベク
   トルＧの求められたものに２つの候補がある場合、前記
   地磁気ベクトルの大きさを求めた上で予め定められた規
   定の大きさと比較して得られる差値が一定値以下でなけ
   れば該ベクトルＧを変更しない第１の処理と、該ベクト
   ルＧの前回求めたものに最も近い方のものを選択する第
   ２の処理と、該ベクトルＧが一意的に定まらず、且つ履
   歴データがないときに前記３軸磁気センサを取り付けた
   前記基板に対して３０度を成す角度に近い方のものを選
   択する第３の処理とをこの順で優先順位として決定する
   ことを特徴とする磁気センサ装置用地球磁極方位計算方
   法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の磁気センサ装置用地球磁
   極方位計算方法において、前記第１の処理での前記規定
   の大きさは前記地磁気ベクトルの大きさにほぼ等しく、
   前記差値は前記地磁気ベクトルの大きさの１／３にほぼ
   等しいものとすることを特徴とする磁気センサ装置用地
   球磁極方位計算方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜５の何れか一つに記載の磁気
   センサ装置用地球磁極方位計算方法において、前記３軸
   磁気センサには、前記基板の取り付け面に対して約３５
   度の角度を成し、且つ互いにほぼ正三角形を成すように
   配置された構成の地磁気センサチップを用いることを特
   徴とする磁気センサ装置用地球磁極方位計算方法。
7. 【請求項７】 請求項１〜６の何れか一つに記載の磁気
   センサ装置用地球磁極方位計算方法において、前記３軸
   磁気センサには、長手方向に対して垂直な方向に磁化容
   易軸を持つ細長い磁性体に１ＭＨｚ以上の高周波電流を
   通電することで外部磁場に対してインピーダンスが変化
   することを利用した磁気インピーダンスセンサを用いる
   こと特徴とする磁気センサ装置用地球磁極方位計算方
   法。
8. 【請求項８】 請求項１〜７の何れか一つに記載の磁気
   センサ装置用地球磁極方位計算方法を適用して成ること
   特徴とする磁気センサ装置。