JP2006337165A - 磁気方位検出手段付き携帯機器及びそのキャリブレーション方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 地磁気に対するオフセットを補正するための煩わしい定期的なキャリブレーションを必要としない磁気方位検出手段付き携帯機器及びその磁気方位検出手段のキャリブレーション方法を提供する。
【解決手段】 地磁気を検出する磁気センサ３ａ、３ｂを有する磁気方位検出器３と複数の電子部品４ａ、４ｂ等を備える携帯電話１であって、前記磁気方位検出器３と少なくとも該磁気方位検出器３の周辺に配置された前記電子部品４ａ、４ｂ等に対して、垂直な方向に所定値以上の強磁界５を印加する構成とした。これにより、磁気方位検出器３の周辺磁場が安定し、定期的なキャリブレーションを必要とせず、方位検出精度に優れた磁気方位検出手段付き携帯機器を実現出来る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、磁気方位検出手段を備える携帯機器と、そのキャリブレーション方法に関し、特に、磁気方位検出手段からの地磁気情報のオフセットを減少させてキャリブレーションを簡素化する技術に関する。

従来、方位を検出するための磁気方位検出手段を備えた携帯機器等は、磁気方位検出手段の近傍に配置された金属パッケージの電子部品などの着磁状態の変化や周辺磁場の変化によって、磁気方位検出手段からの出力が変動することが知られている。この磁気方位検出手段の出力の変動は、地磁気に対するオフセットとなって方位角の計測精度を劣化させる大きな要因であり、この方位角の計測精度の劣化を抑えるために、オフセットを補正するキャリブレーション方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。

この特許文献１の方位角計測装置は、地磁気を検出する２軸以上の磁気センサと、この磁気センサの地磁気に対するオフセット値及び感度値を記憶する補正記憶部と、このオフセット値及び感度値に基づいて磁気センサの出力を補正する補正計算部と、この補正計算部による出力補正値に基づいて方位を計算する方位角計算部と、磁気センサが地磁気を検出する軸の内、少なくとも１つ以上の軸が９０度又は１８０度回転する間隔で取得する磁気センサの出力に基づいて、磁気センサのオフセット値及び感度値を更新する補正値更新部とを備えている。これにより、９０度又は１８０度の回転間隔で磁気センサの出力を２回取得するだけで、磁気センサの現在のオフセット値及び感度値を算出することが出来るので、磁気センサの現在のオフセット値や感度値を算出するために、磁気センサを内蔵した携帯機器を等速度で１周以上回転させるなどの必要がなく、磁気センサのキャリブレーションを比較的簡単に行うことが可能である。

特開２００４−１２４１６号公報（特許請求の範囲、第１図）

しかしながら、磁気センサを有する磁気方位検出手段を備えた携帯機器等に於いて、この磁気方位検出手段の近傍に配置された金属パッケージの電子部品などの着磁状態は、携帯機器に磁石などの強い磁界を有する磁性部材が接近した場合や、温度変化や経時変化等によって磁場の強度や方向が変化するので、この磁場の影響を受ける磁気センサは地磁気に対するオフセットが変動することになる。このため、磁気センサのオフセット変動を定期的に補正するキャリブレーションが必要となるが、上記提案はキャリブレーションを比較的簡単に行えるとしても、携帯機器の使用者に対して定期的にキャリブレーション操作を実施させることは、使用者にとって極めて煩わしく、使い勝手の悪い機器を使用者に提供することになり問題である。

本発明の目的は上記課題を解決し、通常の使用状態に於いて、地磁気に対するオフセットを補正するための煩わしい定期的なキャリブレーションを必要としない磁気方位検出手段付き携帯機器及びそのキャリブレーション方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器及びそのキャリブレーション方法は、下記記載の構成と方法を採用する。

本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器は、地磁気を検出する２軸以上の磁気センサを有する磁気方位検出手段と演算手段と複数の部品とを備える携帯機器に於いて、前記磁気方位検出手段と少なくとも該磁気方位検出手段の周辺に配置された前記部品に対して、垂直な方向に所定値以上の強磁界を印加することを特徴とする。

これにより、垂直な方向に強磁界を印加することによって磁気方位検出手段の周辺磁場が安定するので地磁気に対するオフセットの変動が減少し、通常の使用状態に於いて、定期的な磁気方位検出手段のキャリブレーションが不要となり、携帯機器の使用者に煩わしいキャリブレーションの操作を強要することなく、使い勝手が簡単で操作性に優れた磁気方位検出手段付き携帯機器を提供出来る。

また、更に、前記強磁界の印加後、前記磁気方位検出手段からの地磁気情報のオフセットを補正するキャリブレーションを前記演算手段によって行うことを特徴とする。

これにより、強磁界印加後の最初のキャリブレーションによって地磁気に対するオフセットをキャンセル出来るので、最初のキャリブレーション以降、通常の使用状態に於いて、定期的なキャリブレーションが不要となり、使い勝手が簡単で方位検出精度に優れた磁気方位検出手段付き携帯機器を提供出来る。

また、更に、印加した前記強磁界と同一方向であって該強磁界より弱い磁界によって成る弱磁界を、前記磁気方位検出手段と少なくとも該磁気方位検出手段の周辺に配置された前記部品に定期的に印加することを特徴とする。

これにより、印加した強磁界と同一方向の弱磁界を定期的に印加することにより、磁気方位検出手段の周辺磁場が磁性部材の接近履歴や温度変化、経時変化等によって変動することを更に抑制出来るので、地磁気に対するオフセットを補正する定期的なキャリブレーションを実施することなく、方位検出精度が更に優れた磁気方位検出手段付き携帯機器を提供出来る。

また、前記弱磁界は、携帯機器を充電する充電器に内蔵される磁界発生手段によって生成され、携帯機器が前記充電器に取り付けられることによって、前記弱磁界を前記磁気方位検出手段と少なくとも該磁気方位検出手段の周辺に配置された前記部品に定期的に印加することを特徴とする。

これにより、携帯機器が充電器に取り付けられる毎に弱磁界が印加されるので、磁気方位検出手段の周辺磁場が磁性部材の接近履歴や温度変化、経時変化等によって変動することを更に抑制することが出来、地磁気に対するオフセットを補正する定期的なキャリブレーションを実施することなく、方位検出精度が更に優れた磁気方位検出手段付き携帯機器を提供出来る。

また、前記弱磁界は、携帯機器に内蔵される磁性部品によって生成され、該磁性部品からの前記弱磁界を前記磁気方位検出手段と少なくとも該磁気方位検出手段の周辺に配置された前記部品に印加することを特徴とする。

これにより、携帯機器に内蔵される磁性部品によって弱磁界が印加されるので、磁気方位検出手段の周辺磁場が磁性部材の接近履歴や温度変化、経時変化等によって変動することを更に抑制することが出来、地磁気に対するオフセットを補正する定期的なキャリブレーションを実施することなく、方位検出精度が更に優れた磁気方位検出手段付き携帯機器を提供出来る。

また、前記磁性部品は、携帯機器の可動手段によって前記磁気方位検出手段に定期的に近接し、前記磁性部品からの前記弱磁界を前記磁気方位検出手段と少なくとも該磁気方位検出手段の周辺に配置された前記部品に定期的に印加することを特徴とする。

これにより、携帯機器に内蔵される磁性部品は携帯機器の可動手段によって弱磁界を定期的に印加するので、磁気方位検出手段の周辺磁場が磁性部材の接近履歴や温度変化、経時変化等によって変動することを更に抑制することが出来、オフセットを補正する定期的なキャリブレーションを実施することなく、方位検出精度が更に優れた磁気方位検出手段付き携帯機器を提供出来る。

また、前記弱磁界を生成する前記磁性部品は、スピーカ又はアイソレータであることを特徴とする。

これにより、携帯機器に内蔵されるスピーカやアイソレータによって弱磁界を定期的に印加するので、磁気方位検出手段の周辺磁場が磁性部材の接近履歴や温度変化、経時変化等によって変動することを更に抑制することが出来、オフセットを補正する定期的なキャリブレーションを実施することなく、方位検出精度が更に優れた磁気方位検出手段付き携帯機器を提供出来る。

また、本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器のキャリブレーション方法は、２軸以上の磁気センサを有する磁気方位検出手段と演算手段と複数の部品とを備える携帯機器に於いて、前記磁気方位検出手段と少なくとも該磁気方位検出手段の周辺に配置された前記部品に対して垂直な方向に所定値以上の強磁界を印加する工程と、前記強磁界の印加後、前記磁気方位検出手段からの地磁気情報のオフセットを前記演算手段によって補正するキャリブレーション工程とを備えたことを特徴とする。

これにより、磁気方位検出手段と少なくとも該磁気方位検出手段の周辺に配置された部品に対して、垂直な方向に強磁界を印加する工程と、その後のキャリブレーション工程とを備えているので、磁気方位検出手段の周辺磁場が安定して地磁気に対するオフセットの変動が減少し、通常の使用状態に於いて、定期的なキャリブレーションを必要としない磁気方位検出手段付き携帯機器を提供出来る。

上記の如く本発明によれば、通常の使用状態に於いて、地磁気に対するオフセットを補正する定期的なキャリブレーションが不要となるので、携帯機器の使用者に煩わしいキャリブレーションの操作を強要することなく、使い勝手が簡単で幅広い年齢層に受け入れられる磁気方位検出手段付き携帯機器を提供することが出来る。

以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。図１は本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器の構成と外部から印加される強磁界を説明する斜視図である。図２は本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器に対する強磁界の印加とキャリブレーション工程を示すフローチャートである。図３は本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器に対する強磁界印加の有無の影響を説明するリサージュ図である。図４は本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器に強磁界を印加した場合の効果を示す説明図である。図５は本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器としての携帯電話の側面図と、この携帯電話に充電する充電器の構成を示す側面図である。図６は本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器としての携帯電話に充電器によって弱磁界を印加することを説明する側面図である。図７は本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器としての携帯電話に内蔵されるスピーカによって弱磁界を印加することを説明する側面図である。

図１に基づいて、本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器の概略構成と、外部から強磁界を印加する方法について説明する。図１に於いて、１は本発明の携帯機器としての携帯電話である。尚、携帯機器は携帯電話に限定されず、例えば携帯型コンピュータや情報端末機等であっても良い。２は携帯電話１に内蔵されて様々な電子部品等を搭載する回路基板である。３は磁気方位検出手段としての磁気方位検出器であり、地磁気を検出する磁気センサ３ａと３ｂを有している。これらの磁気センサ３ａ、３ｂは９０度の角度を持って磁気方位検出器３のセンサ基板３ｃに実装され、地磁気をＸ方向とＹ方向の２軸によって検出する。尚、磁気センサ３ａ、３ｂはフラックスゲート型の磁気センサ素子であることが好ましいが、これに限定されず、ホール素子等であっても良い。また、磁気方位検出器３は、垂直方向であるＺ方向の地磁気も検出する３軸タイプであっても良い。

４ａ、４ｂは、磁気方位検出器３の周辺に配置される回路基板２に実装された複数の電子部品であり、高周波モジュール、表示駆動ＩＣ等によって構成される。４ｃは演算手段としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す）であり、電子部品４ａ、４ｂと同様に回路基板２に実装される。尚、回路基板２には、更に多くの電子部品が搭載されているが、ここでは省略している。また、携帯電話１は回路基板２以外に、アンテナ、表示部、入力部、電源、スピーカ等を備えているが、これらの記載も省略している。ここで、磁気方位検出器３はＧＰＳ機能付き携帯電話等に組み込まれ、微弱な地磁気を検出して方位を計測し、ヘディングアップ表示機能を実現する等の使われ方が一般的であるが、前述した如く、磁気方位検出器３は近傍に配置された金属パッケージ等の電子部品などから漏れる周辺磁場の影響を受け、出力である地磁気情報にオフセットが発生し、方位角の計測精度を劣化させる大きな原因となっている。

このオフセットの影響を防ぐために、磁気方位検出器と少なくともこの磁気方位検出器の周辺に配置された電子部品に対して、垂直方向の強磁界を印加することが本発明の要旨であり、以下、携帯機器としての携帯電話を組み立てた後に、強磁界を印加する工程等を図２のフローチャートに基づいて説明する。図２に於いて、まず、回路基板２に磁気方位検出器３と磁気方位検出器３の周辺に配置される電子部品４ａ、４ｂとマイコン４ｃ、及びその他の電子部品（図示せず）等を実装する（フローＳＴ１）。

次に、実装済みの回路基板２を携帯電話１の内部に組み込み固定する。また、図示しないが、アンテナ、表示部、入力部、電源、スピーカ等の各構成部品を携帯電話１に組み込み、携帯電話１を完成させる（フローＳＴ２）。

次に、組立が完了した携帯電話１を、電磁石等によって成る着磁器（図示せず）にセットし、回路基板２に実装された磁気方位検出器３と、少なくとも磁気方位検出器３の周辺に配置された電子部品４ａ、４ｂ等に対して垂直な方向に所定値以上の強磁界５（図１参照）を印加する（フローＳＴ３）。これにより、磁気方位検出器３の周辺に配置された電子部品４ａ、４ｂ等は、垂直方向に着磁される。尚、電子部品４ａ、４ｂは、磁気方位検出器３の周辺に配置された部品を代表して示すものであり、図示しないが他の周辺部品も垂直方向に着磁される。

次に、フローＳＴ３での強磁界５の印加後、着磁された周辺の電子部品４ａ、４ｂ等から漏れる周辺磁場の影響で発生する地磁気情報のオフセットを補正するために演算機能を有するマイコン４ｃによって初期のキャリブレーションを実行する（フローＳＴ４）。尚、前述した如く、周辺の電子部品４ａ、４ｂ等は印加された強磁界５によって垂直方向に着磁されるが、磁気方位検出器３の磁気センサ３ａ、３ｂは指向特性によって垂直方向の磁界に対してはほとんど着磁されないので、磁気方位検出器３は強磁界５の影響をほとんど受けず、検出特性等が劣化することはない。また、周辺磁場の影響で発生するオフセット量が小さい場合には、フローＳＴ４の初期キャリブレーション工程を省略しても良い。

次に、図１で示した磁気方位検出器３を組み込んだ携帯電話１に対する強磁界印加の有無の影響を図３のリサージュ図に基づいて説明する。図３（ａ）〜図３（ｃ）は、携帯電話１に組み込まれた磁気方位検出器３の磁気センサ３ａ、３ｂの出力電圧をグラフ化したものである。すなわち、磁気センサ３ａの出力をＸ方向の磁界を表すＸ出力とし、磁気センサ３ｂの出力をＹ方向の磁界を表すＹ出力として、磁気方位検出器３を水平に保ちながら３６０度回転させたときのＸ出力とＹ出力をプロットしたリサージュ図である。ここで、図３（ａ）は強磁界５を印加せずに、環境磁場（２Ｇ相当）にさらした場合のリサージュ図の変化の一例を示し、リサージュ１０ａは環境磁場にさらす前の出力を示し、リサージュ１０ｂは環境磁場にさらした状態での出力を示す。

ここで、リサージュ１０ａとリサージュ１０ｂの原点はかなりずれていることが確認でき、Ｘ出力側で磁束密度に換算して約−５０ｍＧ、Ｙ出力側で磁束密度に換算して約＋１４０ｍＧ相当のずれが確認出来た。尚、環境磁場とは、携帯電話等に組み込まれた磁気方位検出器が周辺の部品等の着磁によって受ける周辺磁場を表しており、通常状態に於いて磁束密度で２Ｇ程度であることが知られている。このため、強磁界印加の効果を判断するに於いて、磁気方位検出器３を２Ｇ程度の磁場にさらすことによって実際に即したデータを得ることが出来る。

次に図３（ｂ）は磁束密度で５０Ｇの強磁界を着磁器（図示せず）によって印加後、環境磁場（２Ｇ相当）にさらした場合のリサージュ図の変化の一例を示し、リサージュ１１ａは環境磁場にさらす前の出力を示し、リサージュ１１ｂは環境磁場にさらした状態での出力を示す。ここで、リサージュ１１ａとリサージュ１１ｂの原点のずれは、Ｘ出力側で磁束密度に換算して約＋４５ｍＧ、Ｙ出力側で磁束密度に換算して約−２３ｍＧ相当のずれが確認出来た。

次に図３（ｃ）は磁束密度で１００Ｇの強磁界を着磁器（図示せず）によって印加後、環境磁場（２Ｇ相当）にさらした場合のリサージュ図の変化の一例を示し、リサージュ１２ａは環境磁場にさらす前の出力を示し、リサージュ１２ｂは環境磁場にさらした状態での出力を示す。ここで、リサージュ１２ａとリサージュ１２ｂの原点のずれは、Ｘ出力側で磁束密度に換算して約＋２７ｍＧ、Ｙ出力側で磁束密度に換算して約−３２ｍＧ相当のずれが確認出来た。このように、強磁界を印加しない場合は、磁気方位検出器３の出力は環境磁場程度の弱磁界（すなわち２Ｇ程度）であっても大きく影響を受けてリサージュ図の原点がずれてしまうが、磁束密度で５０Ｇ以上の強磁界を印加した後では、環境磁場程度の弱磁界では、影響が少なくなることが理解出来る。

これは、強磁界が印加されていない場合は、磁気方位検出器３の周辺に配置された電子部品４ａ、４ｂ等は環境磁場程度の弱磁界であっても着磁されて磁気方位検出器３の周辺磁場が変動し、この結果、磁気方位検出器３の出力に大きく影響を与えるが、磁気方位検出器３の周辺に配置された電子部品４ａ、４ｂ等に垂直方向の強磁界が印加されると、電子部品４ａ、４ｂ等は垂直方向に強く着磁されるので、環境磁場程度の弱磁界によっては着磁状態がほとんど変化せず、結果として周辺磁場が安定して磁気方位検出器３の出力への影響が少なくなるからである。

次に、図３で示したリサージュ図の原点のずれが、実際の方位角計測のずれにどの程度影響するかを図４のグラフに基づいて説明する。図４に於いて、Ｘ軸は磁気方位検出器３と、少なくとも磁気方位検出器３の周辺に配置された電子部品４ａ、４ｂ等に対して垂直方向に印加された強磁界の印加量を示し、Ｙ軸は環境磁場による方位角度の誤差を示している。ここで、Ａ点は、強磁界を印加せずに環境磁場（２Ｇ相当）にさらした場合の方位角計測の角度誤差を示し、その値は約２６度である。Ｂ点は、磁束密度で５０Ｇの強磁界を垂直方向に印加後、環境磁場（２Ｇ相当）にさらした場合の方位角計測の角度誤差を示し、その値は約１１度である。Ｃ点は、磁束密度で１００Ｇの強磁界を垂直方向に印加後、環境磁場（２Ｇ相当）にさらした場合の方位角計測の角度誤差を示し、その値は約１０度である。

以上のように、磁気方位検出器３を実装した回路基板２を携帯電話１に組み込んだ後、磁気方位検出器３と、その磁気方位検出器３の少なくとも周辺に配置された電子部品４ａ、４ｂ等に、所定値以上の垂直方向の強磁界を印加することにより、環境磁場相当（２Ｇ）の磁界の変化に対して、磁気方位検出器３の方位角計測の誤差が大幅に減少することが理解出来る。すなわち、方位角計測の角度誤差の具体的な値としては、図４から明らかなように、磁束密度で５０Ｇ以上の垂直方向の強磁界を印加するならば、その角度誤差は強磁界印加なしと比較して半減以下の１０度程度となることが明らかである。

この角度誤差１０度は、ヘディングアップ表示機能等に磁気方位検出器を用いる場合に於いて十分な性能であるので、通常状態に於いて周辺磁場の変化に対して定期的なキャリブレーションを行うことは特に必要がない。よって、本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器によるならば、通常の使用状態に於いて、地磁気に対するオフセットを補正するための定期的なキャリブレーション操作が不要となるので、携帯機器の使用者に煩わしいキャリブレーション操作を強要する必要がなく、使い勝手が極めて簡単で操作性に優れ、幅広い年齢層に受け入れられる磁気方位検出手段付き携帯機器を提供することが出来る。

次に、図５に基づいて、携帯電話に組み込まれた磁気方位検出器とその周辺の部品に強磁界を印加後、この強磁界と同一方向の弱磁界を外部の充電器によって定期的に印加することにより、磁気方位検出器の角度誤差を更に減少させて、安定した方位検出を行うことが出来る第２の実施例を説明する。図５に於いて、１は前述した携帯機器としての携帯電話であり、２０は携帯電話１を充電するための充電器である。１ａは携帯電話１の上部に位置する可動部であり、図示しないが各種情報を表示する表示部やスピーカ等が配置されている。１ｂは携帯電話１の下部に位置する本体部であり、前述の磁気方位検出器３が回路基板２に実装されて組み込まれており、また、図示しないが入力部等も配置されている。尚、回路基板２と磁気方位検出器３は説明を分かり易くするために透視図として表現している。

６は可動部１ａと本体部１ｂを結合する可動手段としてのヒンジであり、このヒンジ６を支点として可動部１ａと本体部１ｂは開閉することが出来る。７は本体部１ｂに備えられるアンテナであり、必要に応じて本体部１ｂから引き延ばすことが出来る。８は本体部１ｂの先端に配置される充電用孔であり、内部に充電端子（図示せず）を備え、後述する充電器２０の充電電極ピンと接続して携帯電話１の内部に組み込まれているバッテリー（図示せず）を充電する。

次に充電器２０の構成を説明する。２１は電源コネクタであり外部からの交流電源を充電器２０に供給する。２２は凹部形状した携帯電話取付部であり、携帯電話１の先端部をこの携帯電話取付部２２に差し込んで、携帯電話１を充電器２０に取り付ける。２３は携帯電話取付部２２の底部に配置される充電電極ピンであり、携帯電話１が携帯電話取付部２２に取り付けられたとき、この充電電極ピン２３が携帯電話１の充電用孔８に挿入し、携帯電話１の充電端子（図示せず）と電気的に接続して、充電器２０から携帯電話１に充電電力が供給される。２４は携帯電話取付部２２の側面に内蔵される磁界発生手段としての磁界発生器であり、永久磁石又はコイルなどによって構成され、携帯電話１が充電器２０の携帯電話取付部２２に取り付けられたとき、携帯電話１に所定の弱磁界を印加する機能を有する。尚、充電器２０には、ＡＣ／ＤＣコンバータや充電制御回路等が内蔵されているが、ここでは省略する。尚、携帯電話取付部２２と充電電極ピン２３と磁界発生器２４は、説明を分かり易くするために透視図として表現している。

次に図６に基づいて、携帯電話１を充電器２０に取り付けた状態を説明する。携帯電話１の使用者は、携帯電話１のバッテリー残量が少なくなったとき、充電器２０に携帯電話１を取り付けて充電することが出来る。すなわち、前述した如く、携帯電話１の先端部を充電器２０の携帯電話取付部２２に差し込むことによって、携帯電話取付部２２の底部に配置された充電電極ピン２３が携帯電話１の充電用孔８に挿入され、充電器２０と携帯電話１が電気的に接続されて充電を開始することが出来る。また、携帯電話１が充電器２０に取り付けられることにより、携帯電話取付部２２の側面に内蔵される磁界発生器２４によって、携帯電話１に組み込まれている磁気方位検出器３とその周辺の部品（図示せず）に所定量の弱磁界が印加される。

ここで、磁界発生器２４は、携帯電話取付部２２の側面に対して略平行に配置されているので、磁気発生器２４と携帯電話１、及びこの携帯電話１に組み込まれている磁気方位検出器３と周辺の部品（図示せず）も略平行に配置され、この結果、磁界発生器２４から発生する磁界（矢印Ｄ）は、磁気方位検出器３とその周辺の部品に対して垂直に印加される。これにより、携帯電話１が内蔵のバッテリーを充電するために充電器２０に取り付けられる毎に、携帯電話１に組み込まれている磁気方位検出器３とその周辺の部品は、初期段階で印加された強磁界と同一方向である垂直方向の弱磁界を印加されることになる。

これにより、初期に印加した強磁界と同一方向である垂直方向の弱磁界が定期的に印加されるので、磁気方位検出器３の周辺磁場は垂直方向に着磁された状態が継続され、この結果、磁気方位検出器３の周辺磁場は磁石等の磁性部材の接近履歴や温度変化、経時変化等による変動が更に減少し、オフセットを補正する定期的なキャリブレーションを実施することなく、優れた方位検出精度を長期間維持する磁気方位検出手段付き携帯機器を提供することが出来る。尚、充電器２０の磁界発生器２４で印加される弱磁界は、初期に印加される強磁界のような強さは必要なく、一例として磁束密度で５Ｇ程度の弱磁界で十分である。

次に、図７（ａ）と図７（ｂ）に基づいて、携帯電話に組み込まれた磁気方位検出器とその周辺の部品に強磁界を印加後、この強磁界と同一方向の弱磁界を携帯電話に内蔵されるスピーカによって定期的に印加することにより、磁気方位検出器の角度誤差を更に減少させて、安定した方位検出を行うことが出来る第３の実施例を説明する。図７（ａ）に於いて、携帯電話１は使用状態での形態を表しており、可動手段としてのヒンジ６によって可動部１ａを本体部１ｂに対して大きく開くことが出来、携帯電話１の使用者は、可動部１ａの内側に配置される表示部（図示せず）によってインターネット情報等を確認したり、本体部１ｂの内側に配置される入力部（図示せず）を操作することによって情報を入力したり、又は、通常の電話機として使用することが出来る。また、９は可動部１ａの先端に配置される磁性部品としての小型のスピーカであり、着信音などを出力する機能を有する。
また、磁気方位検出器３は前述した如く、回路基板２に実装されて本体部１ｂに組み込まれており、地磁気を検出して方位角の測定を行う。尚、回路基板２と磁気方位検出器３とスピーカ９は、説明を分かり易くするために透視図として表現している。

次に図７（ｂ）は、携帯電話１の未使用時の形態を示しており、ヒンジ６を閉じることによって可動部１ａと本体部１ｂは合わせられて折り畳まれた状態となる。ここで、可動部１ａの先端に配置されているスピーカ９と本体部１ｂに組み込まれている磁気方位検出器３は、図示する如く、可動部１ａと本体部１ｂが合わせられることによって、互いに向き合って略平行に近接する。ここで、スピーカ９は内部に永久磁石９ａを有しており、この永久磁石９ａからスピーカ９に対して垂直方向の磁界（矢印Ｅ）が漏れている。この結果、スピーカ９と向き合い略平行に近接している磁気方位検出器３と、この磁気方位検出器３の周辺に配置されている部品（図示せず）に対して、スピーカ９から垂直方向の弱磁界が印加されることになる。そして、このスピーカ９から漏れる弱磁界は、携帯電話１が未使用時の形態になる度に、すなわち、可動部１ａと本体部１ｂが合わせられ折り畳まれる度に、磁気方位検出器３と、その周辺の部品に垂直方向に印加される。

これにより、初期に印加した強磁界と同一方向である垂直方向の弱磁界がスピーカ９の近接によって磁気方位検出器３とその周辺の部品に定期的に印加されるので、磁気方位検出器３の周辺磁場は垂直方向に着磁された状態が継続され、この結果、磁気方位検出器３の周辺磁場は磁石等の磁性部材の接近履歴や温度変化、経時変化等による変動が更に減少し、オフセットを補正する定期的なキャリブレーションを実施することなく、優れた方位検出精度を長期間維持する磁気方位検出手段付き携帯機器を提供することが出来る。尚、スピーカ９から漏れる磁界は、初期に印加される強磁界のような強さは必要なく、一例として磁束密度で５Ｇ程度の弱磁界で十分である。

また、磁気方位検出器３とその周辺の部品に近接して弱磁界を印加する磁性部品は、スピーカに限定されるものではなく、一定量の磁界が漏れる磁性部品であれば、どのような部品であっても利用することが可能であり、例えば、携帯電話の送信系に配置されるアイソレータであっても良い。また、本実施例に於いては、携帯電話１の可動部１ａと本体部１ｂを開閉する可動手段としてヒンジ６を用いてスピーカ９と磁気方位検出器３を近接させているが、可動手段はこれに限定されず、例えば、可動部１ａと本体部１ｂをスライドさせて開くスライド機構や、可動部１ａと本体部１ｂを回転させて開く回転機構を採用しても良い。

本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器の構成と外部から印加される強磁界を説明する斜視図である。 本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器に対する強磁界の印加とキャリブレーション工程を示すフローチャートである。 本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器に強磁界を印加しない場合の影響を説明するリサージュ図である。 本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器に５０Ｇの強磁界を印加した場合の影響を説明するリサージュ図である。 本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器に１００Ｇの強磁界を印加した場合の影響を説明するリサージュ図である。 本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器に強磁界を印加した場合の効果を示す説明図である。 本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器としての携帯電話の側面図と携帯電話に充電する充電器の構成を示す側面図である。 本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器としての携帯電話に充電器によって弱磁界を印加することを説明する側面図である。 本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器としての携帯電話の使用状態での形態を説明する側面図である。 本発明の磁気方位検出手段付き携帯機器としての携帯電話に内蔵されるスピーカによって弱磁界を印加することを説明する側面図である。

符号の説明

１ 携帯電話
１ａ 可動部
１ｂ 本体部
２ 回路基板
３ 磁気方位検出器
３ａ、３ｂ 磁気センサ
３ｃ センサ基板
４ａ、４ｂ 電子部品
４ｃ マイコン
５ 強磁界
６ ヒンジ
７ アンテナ
８ 充電用孔
９ スピーカ
９ａ 永久磁石
１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ リサージュ
２０ 充電器
２１ 電源コネクタ
２２ 携帯電話取付部
２３ 充電電極ピン
２４ 磁界発生器

Claims (8)

1. 地磁気を検出する２軸以上の磁気センサを有する磁気方位検出手段と演算手段と複数の部品とを備える携帯機器に於いて、前記磁気方位検出手段と少なくとも該磁気方位検出手段の周辺に配置された前記部品に対して、垂直な方向に所定値以上の強磁界を印加することを特徴とする磁気方位検出手段付き携帯機器。
2. 更に前記強磁界の印加後、前記磁気方位検出手段からの地磁気情報のオフセットを補正するキャリブレーションを前記演算手段によって行うことを特徴とする請求項１記載の磁気方位検出手段付き携帯機器。
3. 更に印加した前記強磁界と同一方向であって該強磁界より弱い磁界によって成る弱磁界を、前記磁気方位検出手段と少なくとも該磁気方位検出手段の周辺に配置された前記部品に定期的に印加することを特徴とする請求項１又は２記載の磁気方位検出手段付き携帯機器。
4. 前記弱磁界は、携帯機器を充電する充電器に内蔵される磁界発生手段によって生成され、携帯機器が前記充電器に取り付けられることによって、前記弱磁界を前記磁気方位検出手段と少なくとも該磁気方位検出手段の周辺に配置された前記部品に定期的に印加することを特徴とする請求項３記載の磁気方位検出手段付き携帯機器。
5. 前記弱磁界は、携帯機器に内蔵される磁性部品によって生成され、該磁性部品からの前記弱磁界を前記磁気方位検出手段と少なくとも該磁気方位検出手段の周辺に配置された前記部品に印加することを特徴とする請求項３記載の磁気方位検出手段付き携帯機器。
6. 前記磁性部品は、携帯機器の可動手段によって前記磁気方位検出手段に定期的に近接し、前記磁性部品からの前記弱磁界を前記磁気方位検出手段と少なくとも該磁気方位検出手段の周辺に配置された前記部品に定期的に印加することを特徴とする請求項５記載の磁気方位検出手段付き携帯機器。
7. 前記弱磁界を生成する前記磁性部品は、スピーカ又はアイソレータであることを特徴とする請求項５又は６記載の磁気方位検出手段付き携帯機器。
8. ２軸以上の磁気センサを有する磁気方位検出手段と演算手段と複数の部品とを備える携帯機器に於いて、前記磁気方位検出手段と少なくとも該磁気方位検出手段の周辺に配置された前記部品に対して垂直な方向に所定値以上の強磁界を印加する工程と、前記強磁界の印加後、前記磁気方位検出手段からの地磁気情報のオフセットを前記演算手段によって補正するキャリブレーション工程とを備えたことを特徴とする磁気方位検出手段付き携帯機器のキャリブレーション方法。
   

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