JP2007127491A - 方位計測装置、及び、方位計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】用途に応じた計測精度で方位計測を行うことができる方位計測装置、及び、方位計測方法を提供する。
【解決手段】制御部１６６は、補正レベルをレベルＡに設定し、センサーユニット１７５の１００ｍｓの駆動周期で駆動する。そして、磁気センサ１７８から出力される磁場情報に基づいてオフセット補正値を算出する。オフセット値が求められたら方位演算を行う。オフセット補正値が３回更新されたら、磁場情報の補正レベルを上げる。このようにオフセット補正値の算出、方位演算を行いに従い、設定された表示モードに応じて、補正レベルをレベルＢ、もしくは、レベルＣに切り替え、これに伴い、センサーユニット１７５の駆動周期を２００ｍｓ、４００ｍｓと変える。また、周辺磁場の急激な変動を検出した際には、補正レベルをレベルＡに戻す。
【選択図】図２

Description

本発明は、方位計測装置、及び、方位計測方法に関する。

従来、２軸又は３軸の方向の周辺磁気を検出し、当該磁気に基づいた磁場情報を出力する磁気センサを備えた携帯電話等の電子機器に、当該磁場情報に基づいて当該電子機器が向いている方位を表示する電子コンパスモードや、地図画像などに当該方位を重畳させて表示するナビゲーションモードが設けられている。

磁場情報を提供する方法としては、オフセット補正値を算出して、当該オフセット補正値を用いて磁場情報の補正を行う方位計測方法が考案されている。その一例として、所定時間の経過毎に磁気センサから出力される値（磁場情報）を取得し、その際の磁気センサからの出力（磁場情報）の平均値からオフセット補正値を算出し、当該オフセット補正値を用いて補正する方位計測方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１５６３３５号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、計測周期を短くすると素早い計測結果の取得は可能になるものの、電子機器の姿勢の変化や動きが微少となり、磁場情報のデータのばらつきが小さくなって、オフセット補正値の算出精度が落ちるという問題がある。したがって、電子コンパスモードで要求される計測精度に沿った方位計測結果を出力する一方でナビゲーションモードにおいて要求される計測精度に対応した方位計測結果を出力するような、多様な出力を行うことは不可能であった。また、何れの表示モードによる方位計測結果の出力であっても、磁気センサの駆動により消費される電力は同じであり、省電力化の妨げになっているという問題も生じている。

本発明は、このような課題に鑑みて為されたものであり、用途に応じた計測精度で方位計測を行うことができる方位計測装置、及び、方位計測方法を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、請求項１に方位計測装置は、
周辺の磁気を検出し、磁場情報として出力する磁気検出手段と、
この磁気検出手段の駆動時に出力される磁場情報に基づいて補正値を算出する補正値算出手段と、
この補正値算出手段により算出された補正値に基づいて、前記磁気検出手段から出力された磁場情報を補正して方位演算を行う方位演算手段と、
この方位演算手段による演算結果を表示する表示手段と、
この表示手段に表示される演算結果の表示態様を設定する設定手段と、
この設定手段による設定内容に基づいて、前記磁気検出手段の駆動周期を制御する制御手段と
を備えることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記設定手段によって設定される表示態様は、前記方位演算手段により演算された方位の数値表示と当該方位の模式的な表示とを含み、
前記制御手段は、前記設定手段により数値表示が設定されると、模式的な表示が設定されたときよりも前記磁気検出手段の駆動周期を短くすることを特徴としている。

請求項３に記載の方位計測方法は、
磁気検出部の駆動時に出力される磁場情報に基づいて補正値を算出する補正値算出ステップと、
この補正値算出ステップにて算出された補正値に基づいて、前記出力された磁場情報を補正して方位演算を行う方位演算ステップと、
この方位演算ステップにおける演算結果を表示させる表示ステップと、
この表示ステップにて表示される演算結果の表示態様を設定する設定ステップと、
この設定ステップにおける設定内容に基づいて、前記磁気検出部の駆動周期を制御する制御ステップと
を含むことを特徴としている。

請求項４に記載のプログラムは、コンピュータに、
磁気検出部の駆動時に出力される磁場情報に基づいて補正値を算出する補正値算出機能と、
この補正値算出機能によって算出された補正値に基づいて、前記出力された磁場情報を補正して方位演算を行う方位演算機能と、
この方位演算機能による演算結果を表示させる表示機能と、
この表示機能によって表示される演算結果の表示態様を設定する設定機能と、
この設定機能による設定内容に基づいて、前記磁気検出部の駆動周期を制御する制御機能と
を実現させることを特徴としている。

請求項１、３及び４に記載の発明によれば、設定手段による方位演算結果の表示態様の設定内容に基づいて磁気検出手段の駆動周期を制御して、磁気情報の補正に必要とする補正値を取得するようにしているので、用途に応じた計測精度で方位計測を行うことができ、磁気検出手段の駆動にかかる電力の省電力化とを図ることができる。

〔実施形態〕
以下、本発明の方位計測装置を、電子機器の１つである携帯電話１００に適用した場合の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

先ず、図１は携帯電話１００の正面図及び背面図の一例であり、図１に示すように、携帯電話１００は、蓋部１０１と本体部１０２とがヒンジ１０３により折り畳み可能に構成される。蓋部１０１には、受話スピーカ１、メイン表示部２、サブ表示部５、撮像レンズ６及びＬＥＤ（Light Emitting Diode）フラッシュ１０が設けられ、本体部１０２には、入力部３、送話マイク４、電源接続端子１２を有する着脱可能な充電池７、外部インターフェイス１３が設けられている。

入力部３は、決定キー３１、カーソルキー３２、カメラキー３３、第１方位計測キー３４及び第２方位計測キー３５の他に数字キーやクリアキー、メニュキー、オフフックキー、オンフックキー等の操作キー群により構成される。

カーソルキー３２は、画面のスクロールや選択操作を行うためのキーであり、上下左右の４方向を検知可能に構成される。ユーザは、例えば、メニュキーの押下により表示させたメニュリストから機能の選択や設定内容の変更をカーソルキー３２の押下によって行い、更に決定キー３１の押下により決定・確定して、携帯電話１００の各種設定を行う。カメラキー３３は、カメラ部７０による撮影を開始するためのキーである。ユーザは、このカメラキー３３の押下し、ＬＥＤフラッシュ１０を点灯させ、決定キー３１の押下により撮影を行う。

第１方位計測キー３４及び第２方位計測キー３５は、方位計測用のアプリケーションプログラムに基づく処理（以下、この処理を「方位計測アプリ」という。）を起動させるためのキーである。

ユーザが、携帯電話１００の蓋部１０１を開いて蓋開状態とした際には、第１方位計測キー３４及び第２方位計測キー３５の何れかを押下して方位計測アプリを起動させる。すると、携帯電話１００が向いている方向の方位が、例えば、図６（ａ）のようにコンパス表示される。このように、計測された方位が、その方位角５３と１６分割の磁針５４とで表示する表示モードを電子コンパスモードという。

また、ユーザの道案内を行うナビゲーションモードで方位表示を行う場合は、図６（ｂ）のようにユーザの進行方向がメイン表示部２の上方を向くように地図画像５０が表示され、また、１６分割の磁針５２が重畳表示される。

また、携帯電話１００の蓋部１０１を閉じて蓋閉状態とした際には、当該携帯電話１００の側面に設けられた第２方位計測キー３５を押下して方位計測アプリを起動させる。この場合は、携帯電話１００の方位が電子コンパスモードでサブ表示部５に表示される。蓋閉状態の携帯電話１００は、折り畳むことで蓋開状態よりもコンパクトになり、サブ表示部５に方位表示する謂わば掌に収容可能な電子コンパスとして機能する。

図２は、携帯電話１００の機能構成の一例を示すブロック図である。同図によれば、携帯電話１００は、制御部１６６、フラッシュメモリ１６７、プログラムＲＯＭ（Read Only Memory）１６８、システムＲＯＭ１６３、データストレージＲＡＭ（Random Access Memory）１６４、アドレス・データバス処理部１６５、入力部３、表示制御部６０、カメラ部７０、音声出力部８０、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部４０、通信部９０、外部インターフェイスコントローラ１７６、充電池７及びセンサーユニット１７５を備えて構成される。

尚、これらの機能部の構成は、適宜設計採用可能であり、例えば、制御部６６と通信部９０の通信制御部１６とを一体的な回路構成としてもよいし、システムＲＯＭ１６３やプログラムＲＯＭ１６８等のメモリを同一のメモリで構成することとしてもよい。

制御部１６６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサにより構成され、ＯＳＩ参照モデルでいうところのアプリケーション層（レイヤ７）に相当する処理を行う。具体的には、入力部３から入力される操作信号に応じてプログラムＲＯＭ１６８に格納されたアプリケーションプログラムを読み出し、当該プログラムに従った処理を実行する。そして、その処理結果を表示制御部６０に出力して、メイン表示部２やサブ表示部５に表示させる。

本実施形態において、制御部１６６は、ユーザにより第１方位計測キー３４及び第２方位計測キー３５が押下されたことを検知した場合、プログラムＲＯＭ１６８から方位計測プログラムを読み出して、当該プログラムに従ってドライバ１６６１により演算される方位を取得して表示制御部６０に表示させる方位計測アプリ（図４のアプリケーションのフローチャートに相当）を起動する。

また、制御部１６６は、ＯＳＩ参照モデルでいうところの物理層（レイヤ１）に相当する処理を行うドライバ１６６１を有して構成される。本実施形態においてドライバ１６６１は、方位計測アプリが起動しているそのバックグラウンドで、センサーユニット１７５を間欠的に駆動させ、当該センサーユニット１７５の磁気センサ１７８から出力される磁場情報を取得する。そして、オフセット補正値の算出及び方位演算を行って方位計測アプリに返すという処理を行う。

フラッシュメモリ１６７は、読み書き可能な不揮発性メモリであり、制御部１６６が実行する各種プログラムやこれらのプログラムの実行に係るデータ等を一時的に保管するメモリ領域である。

図２によれば、フラッシュメモリ１６７は、オフセット補正値テーブル１６７１を有して構成される。オフセット補正値テーブル１６７１は、磁気センサ１７８から出力される磁場情報や、算出・更新するオフセット補正値等を記憶するためのデータ領域である。ドライバ１６６１は、方位計測アプリの起動時に、磁気センサ１７８から出力される磁場情報を逐次蓄積記憶していき、これらの磁場情報を用いて当該テーブルに記憶してあるオフセット補正値を再計算してオフセット補正値テーブル１６７１に更新記憶する。ドライバ１６６１は、取得した磁場情報でオフセット補正値を随時更新し、当該オフセット補正値と磁場情報とを用いて方位演算を行う。

プログラムＲＯＭ１６８は、ＮＯＲ Ｆｌａｓｈメモリで構成され、携帯電話１００の動作に必要アプリケーションプログラムや、そのプログラムの実行に係るデータを格納し、本実施形態においては、方位計測アプリを実行するための方位計測プログラムを格納している。

システムＲＯＭ１６３は、基本ＯＳ（オペレーティングシステム）、各種初期設定及びハードウェアの検査に必要なプログラムのロード等を行うための初期化（ＩＰＬ）プログラム、当該プログラムに係る各種初期設定値、携帯電話１００の認証に必要なデータ（例えば、シリアル番号や加入者ＩＤ）等を格納する。

データストレージＲＡＭ１６４は、読み書き可能な揮発性メモリであり、例えば、アドレス帳データやメールデータ等の携帯電話１００の通信に関連するデータ、カメラ部７０で撮影された静止画像及び動画像を含むマルチメディアデータ等を格納する。

アドレス・データバス処理部１６５は、制御部１６６と通信部９０間のアドレス制御やバス上のデータ通信の制御等を行う。

入力部３は、プログラムの実行開始の指示入力や、各種情報の入力に必要なキー群を備えた入力装置であり、ユーザによって押下されたキーの押下信号を制御部１６６に出力する。

表示制御部６０は、表示ドライバ１６９と、メイン表示部２と、サブ表示部５と、ＬＥＤフラッシュ１０とを備えて構成される。表示ドライバ１６９は、制御部１６６からの指示に従ってＬＥＤフラッシュ１０を点灯させたり、メイン表示部２及びサブ表示部５に各種画面を表示させたりする。

メイン表示部２及びサブ表示部５は、携帯電話１００の各種情報や方位等を表示するための表示装置であり、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＥＬＤ（Electro Luminescence Display）等で構成される。制御部１６６は、例えば、開閉検知用の磁石やヒンジ１０３の回動を検出することにより、携帯電話１００が折り畳まれた、即ち蓋閉状態であることを検知すると、メイン表示部２の表示を消灯し、サブ表示部５に表示を切り替え、蓋開状態であると検知するとメイン表示部２に表示を切り替える。

ＧＰＳ受信部４０は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信し、そのＧＰＳ信号に基づいて現在位置を測位して位置情報（例えば、緯度、経度）を生成する。そして、その位置情報を制御部１６６に出力する。制御部１６６は、ナビゲーションモードの際にＧＰＳ受信部４０を駆動し、出力される位置情報に基づいて、現在位置付近の地図画像をインターネット上のサーバから取得し、メイン表示部２に表示させる。このとき、磁気センサ１７８から出力される磁場情報から、携帯電話１００の向いている方角に合わせて地図画像を表示する。これにより、ユーザには地図上で自分がどの方角を向いているかを認識させることができる。

通信部９０は、制御部１６６から入力される指示に基づいて、アンテナ１４を介して無線通信網（無線電話網を含む）上の無線基地局との間で音声通話や各種データの通信を行う機能部である。通信部９０は、アンテナ１４、無線部１５、通信データ処理部１６１及びオーディオインターフェイス１６２を有する通信制御部１６を備えて構成さる。

無線部１５は、アンテナ１４の同調処理や受信信号のＡ／Ｄ変換、送信データのＤ／Ａ変換、変復調といった無線処理を行う。通信データ処理部１６１は、ＣＥＬＰ（Code-Excited Linear Prediction）系ボコーダ及び音声復号処理回路、パケットデータ生成回路等を有して構成され、無線部１５を介して受信したデータをデコードして受話データを取得したり、オーディオインターフェイス１６２から出力された送話データをエンコードしたりする。オーディオインターフェイス１６２は、通信データ処理部１６１で取得された受話データに基づいた音声を受話スピーカ１から音声出力させたり、送話マイク４から入力されたユーザの音声をデジタル信号の送話データに変換したりする。

尚、通信部９０と無線基地局間で送受信される無線信号の変復調方式としては、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）方式、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）方式、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式、ＧＳＭ（Global System for Mobile communication）方式等の各種公知技術の何れを利用することとしてもよい。

カメラ部７０は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ等の撮像モジュール１７１と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１７２、ピエゾモータ１７０及び撮像レンズ６を備えて構成される。撮像モジュール１７１は、撮像レンズ６を透過した光学像を光電変換して電気信号を生成し、当該電気信号をＤ／Ａ変換してＤＳＰ１７２に出力する。

ＤＳＰ１７２は、撮像モジュール１７１から出力されたデジタル信号の符号化や圧縮処理、画像処理等の様々なデジタル信号処理を行う。制御部１６６は、ＤＳＰ１７２によりデジタル信号処理が施された撮影画像をデータストレージＲＡＭ１６４に記憶させる。ピエゾモータ１７０は、撮像レンズ６のズーム制御を行うためのモータである。

音声出力部８０、制御部１６６から入力される音声データに基づいた音声をステレオスピーカ８，９に音声出力させる機能部であり、音源ＩＣ１７３及びアンプ１７４を備えて構成される。音源ＩＣ１７３は、電話の着信時に音声出力する着信音やキー群を押下された際に音声出力する操作音の音声データ等を予め記憶し、これらのデータをＤ／Ａ変換し、アンプ１７４によって増幅させた後、ステレオスピーカ８，９から音声出力させる。

外部インターフェイスコントローラ１７６は、例えば、１８芯コネクタの電源接続端子１２や外部機器とデータ通信を行う外部インターフェイス１３の制御を行う。充電池７は、電源接続端子１２を介して蓄電した電源を制御部１６６からの指示に基づいて、各機能部への電源供給を行う。

センサーユニット１７５は、携帯電話１００のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸方向の磁気をそれぞれ検出する磁気センサ１７８（例えば、ホール素子やＭＩ(Magneto Impedance)素子、アモルファス磁性体）と、温度センサ１７７とを備えて構成される。磁気センサ１７８は、制御部１６６のドライバ１６６１の指示に従って、周辺の３軸方向の磁気を検出し、当該磁気を磁場情報としてドライバ１６６１に出力する。温度センサ１７７は、ドライバ１６６１の指示に従って、磁気センサ１７８の温度を検出して、当該ドライバ１６６１に返す。

ドライバ１６６１は、センサーユニット１７５を間欠的に駆動して、その駆動時に磁気センサ１７８から出力される磁場情報に基づいてオフセット補正値を算出し、当該オフセット補正値を用いて磁場情報を補正する。このオフセット補正値の算出には、ばらついた磁場情報を取得する必要があり、そのばらつきが大きい程、正確なオフセット補正値を算出し、磁場情報の補正精度を上げることができる。

具体的には、磁場情報を取得する時間間隔を広げることで、携帯電話１００の姿勢・動きの変化を受けやすくし、ばらつきのある磁場情報を取得することができる。しかし、磁場が急激に変動した際には、高精度の補正を行うことは困難であるため、始めは低い精度で磁場情報の補正を行い、精度を上げていく方法が望ましい。

そこで、本実施形態では、磁場情報のばらつきの度合いに応じて２段階の補正レベルを設け、その補正レベルを段階的に切り替えることにより磁場情報の補正精度を上げることとする。ここで、各補正レベルについて図３を用いて説明する。

先ず、レベルＡは、最も補正精度が低い補正レベルであり、電子コンパスモード及びナビゲーションモード共にセンサーユニット１７５を１００ｍｓの周期で駆動することで切り替えられる。また、方位計測の開始時におけるデフォルトの補正レベルとして設定される。尚、センサーユニット１７５を駆動する周期を以下「駆動周期」という。

このレベルＡでは、他の補正レベルよりも駆動周期が短く設定され、磁場情報のばらつきは少なくなる。このため、ばらつきの少ない磁場情報をオフセット補正値に反映させることで、オフセット補正値の算出精度は低くなるが、磁場情報のデータ数を多くすることができるため、携帯電話１００の姿勢・動きの小さな変化の中で補正が可能となる。

レベルＣは、最も補正精度が高い補正レベルであり、センサーユニット１７５の駆動周期が４００ｍｓで設定され、ナビゲーションモードで採用される。また上記レベルＡとレベルＣの中間精度としてレベルＢが設定されている。このレベルＢは、センサーユニット１７５の駆動周期が２００ｍｓで設定され、電子コンパスモードで採用される。

ドライバ１６６１は、方位計測を開始すると、そのオフセット補正値の算出回数に応じて、補正レベルをレベルＡ→レベルＢ（電子コンパスモード）、もしくは、レベルＡ→レベルＣ（ナビゲーションモード）といった順に切り替えて、センサーユニット１７５の駆動周期を長くしていく。これにより、その駆動周期で取得する磁場情報は、携帯電話１００の姿勢・動きの変化を受けやすくなる。このため、磁場情報のデータのばらつきが大きくなり、オフセット補正値の算出精度を高くなる。言い換えれば、どの表示モードを設定する場合でも先ずはレベルＡでデータ数の多い磁場情報で高速且つ大まかにオフセット補正値を算出して磁場情報の補正を行い、その後設定された表示モードに応じて、レベルＢ、レベルＣと補正レベルを上げることで、補正精度を高くする。

また、補正レベルを上げて駆動周期を長くすることで、ばらつきの大きい磁場情報を取得するために、無駄にセンサーユニット１７５を駆動する必要がなくなり、回路資源を効率よく使用することができる。

具体的には、図３に示すようにセンサーユニット１７５の一回の駆動時間を４０ｍｓ、その際の駆動電流をおよそ８ｍＡとすると、レベルＡにおけるセンサーユニット１７５の１ｍｓあたりに消費電流は３．２ｍＡ（＝８ｍＡ×（４０ｍｓ／１００ｍｓ））となる。これに対し、レベルＢにおいては、１．６ｍＡ（＝８ｍＡ×（４０ｍｓ／２００ｍｓ））、レベルＣにおいては、０．８ｍｓ（＝８ｍＡ×（４０ｍｓ／４００ｍｓ））を消費する。このように、補正レベルの上げて駆動周期を長くすることで、補正精度を高めると共に消費電流を抑えることができる。

尚、上記のように表示モードに応じて駆動周期を変えるのは、次のような理由からである。

先ず、第１の理由としては、ナビゲーションモードが、計測した方位を１６分割で表示するために２２．５°の誤差までは許容されるのに対し、電子コンパスモードは、その方位を数値（方位角度）によって表示するためナビゲーションモードよりも高い精度が要求されるためである。

第２の理由としては、電子コンパスモードは、ユーザが携帯電話１００を手に把持したまま余り動かさないことが想定され、ばたついた磁場情報の取得が難しいのに対し、ナビゲーションモードは、ユーザが移動しながら使用することを前提とした表示モードであって、携帯電話１００に動きがあることが想定されるためである。

第３の理由としては、方位表示のみを行う電子コンパスモードは、目的地までの道案内を行うナビゲーションモードと比較し、ユーザの使用時間が短いことが想定されるため、正確な補正を行うまでの時間を短縮する必要があるためである。また、使用時間の長いナビゲーションモードでは、より省電力化が望まれるためである。

このように、電子コンパスモード及びナビゲーションモードそれぞれの表示モードで必要とされる補正の精度に応じて駆動周期を変更することで、電子コンパスモードでは補正精度の向上を優先し、ナビゲーションモードでは省電力化を優先することができる。

尚、駆動周期の設定可能な範囲は１００ｍｓ以上、１ｓ以下とする。これは、先ず、取得する磁場情報が隣接し過ぎると、ばらついたデータの取得が難しくなるため、駆動周期を１００ｍｓ以下にした場合は補正効果が期待できないためである。また、取得する磁場情報の間隔が離れすぎると、携帯電話１００の細かい動きに応じた磁場情報を取得することが難しくなり、連続する磁場情報の結びつきが薄く、その有用性が低くなるためである。

次に、携帯電話１００の方位計測方法の具体的な処理内容を図４及び５のフローチャートを用いて説明する。尚、上述したように方位計測アプリは制御部１６６により実行される処理であり、その主体は制御部１６６であるが、当該制御部１６６が有するドライバ１６６１との関係を明確にするため、適宜方位計測アプリを主体として説明する。

先ず、ユーザインターフェイスとして機能する方位計測アプリは、制御部１６６がユーザにより第１方位計測キー３４及び第２方位計測キー３５の何れかが押下されたこを検知すると、ユーザの入力部３の操作に応じて設定された表示モードを示す表示コマンドをドライバ１６６１に出力し（ステップＢ１）、ドライバ１６６１からの方位演算の演算結果を検出する待機状態に入る（ステップＢ３）。

そして、方位計測アプリは、ステップＢ３の処理に移行してドライバ１６６１からの演算結果の出力を待機するが、例えば、クリアキーの押下時に制御部１６６のメインプロセスが出力するプログラム終了コマンドを検出した場合（ステップＢ１３；Ｙｅｓ）、終了コマンドをドライバ１６６１に出力して、ドライバ１６６１の方位計測を終了させる（ステップＢ１５）。制御部１６６は、方位計測アプリにプログラム終了コマンドを出力後、方位計測アプリのプロセスを終了する。

一方、ドライバ１６６１は、方位計測アプリから出力される表示コマンドに基づいて、ユーザにより設定された表示モードを判定し（ステップＡ１）、ナビゲーションモードであると判定した場合（ステップＡ１；ナビゲーション）にステップＡ３〜Ａ１７の方位計測を行い、電子コンパスモードであると判定した場合（ステップＡ１；電子コンパス）にステップＡ３１〜Ａ４５の方位計測を行う。そして、ステップＡ３〜Ａ１７の処理、及びステップＡ３１〜Ａ４５の処理を方位計測アプリから終了コマンドが出力されるまで行い、当該コマンドの出力を検知した場合に、再度表示コマンドの出力を待機する。

尚、ステップＡ３〜Ａ９の処理と、ステップＡ３１〜Ａ３７の処理とは、補正レベルをレベルＡとした際の各表示モードの処理であり、それぞれの処理は同一である。また、ステップＡ１１〜Ａ１７の処理とは、補正レベルをレベルＣとした際のナビゲーションモードの処理であり、ステップＡ３９〜Ａ４５の処理とは、補正レベルをレベルＢとした際の電子コンパスモードの処理である。

先ず、ドライバ１６６１は、表示モードがナビゲーションモードであると判定すると、補正レベルをレベルＡに設定し、１００ｍｓの駆動周期でセンサーユニット１７５を駆動し、磁気センサ１７８から出力される磁場情報を取得する（ステップＡ３）。そして、取得した磁場情報をもとにオフセット補正値を算出して、オフセット補正値テーブル１６７１を更新し（ステップＡ５）、方位演算を行い、その演算結果を方位計測アプリに出力する（ステップＡ７）。

また、ドライバ１６６１は、この磁場情報の取得から方位計測アプリへの演算結果の出力を行った後、オフセット補正値の算出及びオフセット補正値テーブル１６７１の更新を３回繰り返す（ステップＡ３〜Ａ９；Ｎｏ）。

このとき、ステップＡ７において、方位計測アプリは、ドライバ１６６１から出力された演算結果を検出すると（ステップＢ５；Ｙｅｓ）、表示モードがナビゲーションモードである場合（ステップＢ７；ナビゲーション）、通信部９０を介してインターネット上のサーバから受信した地図画像５０を、演算結果の方位に合わせた方角でメイン表示部２に表示させる。そして、ＧＰＳ受信部４０で測位した現在位置と、目的地の位置とに基づいてユーザの進行方向を図６（ｂ）のように矢印５１で表示する。また、地図画像５０上に１６分割方位の電子コンパスの磁針５２を表示させる（ステップＢ９）。

ドライバ１６６１は、ステップＡ９においてオフセット補正回数が３回を超えると（ステップＡ９；Ｙｅｓ）、補正レベルをレベルＣに切り替え、４００ｍｓの駆動周期でセンサーユニット１７５を駆動して、磁場情報を取得する（ステップＡ１１）。そして、取得した磁場情報をもとにオフセット補正値を算出して、オフセット補正値テーブル１６７１を更新し（ステップＡ１３）、方位演算を行い、その演算結果を方位計測アプリに出力する（ステップＡ１５）。

次いで、ドライバ１６６１は、周辺磁場の急激な変化又はセンサーユニット１７５の温度変化を検出したか否かを環境変化条件に基づいて判定する（ステップＡ１７）。具体的には、磁気センサ１７８により検出された磁気の電圧値がレンジオーバーした場合に、周辺の磁場が大きく変化したと判定する。また、温度センサ１７７により検出された温度に一定値以上の変化が生じた場合は、センサーユニット１７５の温度変化を検出したと判定する。

ドライバ１６６１は、周辺磁場の急激な変化又はセンサーユニット１７５の温度変化を検出したと判定した場合（ステップＡ１７；Ｙｅｓ）、補正レベルをレベルＡに切り替えてステップＡ３の処理に移行する。このように、周辺磁場の急激な変化やセンサーユニット１７５の温度変化が発生した場合は、補正レベルをレベルＡに切り替えることで、オフセット補正値の算出、磁場情報の補正を行いやすくする。

尚、ステップＡ１５における方位演算は、レベルＣで補正した磁場情報に基づいて行うため、ステップＡ７における演算結果よりも精度の高い方位の演算結果が得られる。このため、レベルＡの時よりも方位表示の精度を上げることができる。また、環境が安定している間は、レベルＣで補正を行うため、レベルＡのときより大幅な省電力化が図れる。

一方、ドライバ１６６１は、電子コンパスモードであると判定した場合（ステップＡ１；電子コンパス）にステップＡ３１〜Ａ４５の方位計測を行う。尚、ステップＡ３１〜Ａ３７の処理は、補正レベルをレベルＡとした際の電子コンパスモードの処理であり、上記ステップＡ３〜Ａ９と同様の処理なので説明は省略するが、ステップＡ３７においてオフセット補正回数が３回を超えると、補正レベルをレベルＢに切り替え、２００ｍｓの駆動周期でセンサーユニット１７５を駆動して、磁場情報を取得する（ステップＡ３９）。そして、取得した磁場情報をもとにオフセット補正値を算出して、オフセット補正値テーブル１６７１を更新し（ステップＡ４１）、方位演算を行い、その演算結果を方位計測アプリに出力する（ステップＡ４３）。

次いで、ドライバ１６６１は、周辺磁場の急激な変化又はセンサーユニット１７５の温度変化を検出したか否かを環境変化条件に基づいて判定する（ステップＡ４５）。具体的には、磁気センサ１７８により検出された磁気の電圧値がレンジオーバーした場合に、周辺の磁場が大きく変化したと判定する。また、温度センサ１７７により検出された温度に一定値以上の変化が生じた場合は、センサーユニット１７５の温度変化を検出したと判定する。

ドライバ１６６１は、周辺磁場の急激な変化又はセンサーユニット１７５の温度変化を検出したと判定した場合（ステップＡ４５；Ｙｅｓ）、補正レベルをレベルＡに切り替えてステップＡ３１の処理に移行する。このように、周辺磁場の急激な変化やセンサーユニット１７５の温度変化が発生した場合は、補正レベルをレベルＡに切り替えることで、オフセット補正値の算出、磁場情報の補正を行いやすくする。

尚、ステップＡ４３における方位演算は、レベルＢで補正した磁場情報に基づいて行うため、ステップＡ３５における演算結果よりも精度の高い演算結果が得られる。このため、レベルＡのときよりも方位表示の精度を上げることができる。また、環境が安定している間は、レベルＢで補正を行うため、レベルＡのときより大幅な省電力化が図れる。

このように、表示モードが電子コンパスモードであった場合、ドライバ１６６１は、補正レベルをレベルＡからレベルＢに切り替えて、オフセット補正値の算出してセンサーユニット１７５から出力される磁場情報の補正を行う。そして、その磁場情報に基づいて方位演算を行って方位計測アプリに出力する。

このとき、方位計測アプリは、電子コンパスモードが設定されているため、検出した演算結果に基づいて１６分割方位の電子コンパス５５と方位を示す磁針５４を図６（ａ）のようにメイン表示部２に表示させると共に、方位角５３を数値表示させる（ステップＢ１１）。また、第２方位計測ボタン３５が押下された場合は、サブ表示部５に図６（ａ）の表示画面を簡易化したものを表示する。このように、電子コンパスモードにおいては、補正レベルに従ってセンサーユニット１７５の駆動周期を１００ｍｓ、２００ｍｓと切り替えるため、ナビゲーションモード時よりも短期間で補正精度を上げることができる。

以上、本実施形態によれば、補正レベルを２段階設け、オフセット補正値の算出、方位演算を行うのに伴ってその補正レベルを段階的に上げ、磁気センサ１７８の駆動周期を長くしていく。このため、磁場情報のデータにばらつきを持たせることができ、オフセット補正値の算出精度が上がる。従って、方位計測が進むにつれて、磁場情報の補正精度を上げることができると共に、磁気センサ１７８を駆動する電力の低減を図ることができる。

また、周辺磁場の急激な変動や、センサーユニット１７５の温度変化を検出した際には、補正レベルをレベルＡに戻して、取得する磁場情報の数を増やすことで、高速且つ大まかなオフセット補正値の算出を行いやすくすることができる。

また、電子コンパスモードと、ナビゲーションモードとで各補正レベルの駆動周波数を変えることで、電子コンパスモードでは、数値表示する方位角度の精度を保持し、ナビゲーションモードでは、１６分割方位の誤差の許容範囲を超えない程度の精度を保持しながら、省電力化を図ることができる。

尚、本実施形態においては、磁気センサ１７８の出力に基づいて周辺磁場の急激な変化を判定して、補正レベルをレベルＡに切り替えることとしたが、例えば、通信部９０や音声出力部８０の駆動を検出した場合にレベルＡに切り替えることとしてもよい。一般に、通信部９０の駆動によりデータ通信が行われると、電波の送受により電磁波が生じ周辺の磁界が変動する。また、音声出力部８０のスピーカ８，９からも電磁波が生ずる。このため、通信部９０や音声出力部８０の駆動により、周辺磁場が急激に変化したと判定して、補正レベルをレベルＡに切り替えることで、本実施形態と同様の効果が得られるのは無論である。

また、本発明の方位計測装置を携帯電話に適用することとしたが、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ＰＨＳ等の小型電子機器に適用可能であり、また、近年の小型化が進んでいるノートパソコンにも適用可能である。

本実施形態における携帯電話の（ａ）正面図と（ｂ）背面図の一例。 携帯電話の機能構成の一例を示すブロック図。 電子コンパスモード及びナビゲーションモードにおける補正レベル毎のセンサーユニットのタイミングチャート。 ドライバ側の処理動作を説明するためのフローチャート。 方位計測アプリケーション側の具体的な処理動作を説明するためのフローチャート。 （ａ）は電子コンパスモードの表示例、（ｂ）はナビゲーションモードの表示例。

符号の説明

２ メイン表示部（表示手段）
３ 入力部（設定手段）
５ サブ表示部（表示手段）
１６ 通信制御部
４０ ＧＰＳ受信部
６０ 表示制御部
６６ 制御部
７０ カメラ部
８０ 音声出力部
９０ 通信部
１００ 携帯電話
１６６ 制御部（補正値算出手段、方位演算手段、制御手段）
１７５ センサーユニット
１７７ 温度センサ
１７８ 磁気センサ（磁気検出手段、磁気検出部）
１６６１ ドライバ
１６７１ オフセット補正値テーブル

Claims (4)

1. 周辺の磁気を検出し、磁場情報として出力する磁気検出手段と、
   この磁気検出手段の駆動時に出力される磁場情報に基づいて補正値を算出する補正値算出手段と、
   この補正値算出手段により算出された補正値に基づいて、前記磁気検出手段から出力された磁場情報を補正して方位演算を行う方位演算手段と、
   この方位演算手段による演算結果を表示する表示手段と、
   この表示手段に表示される演算結果の表示態様を設定する設定手段と、
   この設定手段による設定内容に基づいて、前記磁気検出手段の駆動周期を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする方位計測装置。
2. 前記設定手段によって設定される表示態様は、前記方位演算手段により演算された方位の数値表示と当該方位の模式的な表示とを含み、
   前記制御手段は、前記設定手段により数値表示が設定されると、模式的な表示が設定されたときよりも前記磁気検出手段の駆動周期を短くすることを特徴とする請求項１に記載の方位計測装置。
3. 磁気検出部の駆動時に出力される磁場情報に基づいて補正値を算出する補正値算出ステップと、
   この補正値算出ステップにて算出された補正値に基づいて、前記出力された磁場情報を補正して方位演算を行う方位演算ステップと、
   この方位演算ステップにおける演算結果を表示させる表示ステップと、
   この表示ステップにて表示される演算結果の表示態様を設定する設定ステップと、
   この設定ステップにおける設定内容に基づいて、前記磁気検出部の駆動周期を制御する制御ステップと
   を含むことを特徴とする方位計測方法。
4. コンピュータに、
   磁気検出部の駆動時に出力される磁場情報に基づいて補正値を算出する補正値算出機能と、
   この補正値算出機能によって算出された補正値に基づいて、前記出力された磁場情報を補正して方位演算を行う方位演算機能と、
   この方位演算機能による演算結果を表示させる表示機能と、
   この表示機能によって表示される演算結果の表示態様を設定する設定機能と、
   この設定機能による設定内容に基づいて、前記磁気検出部の駆動周期を制御する制御機能と
   を実現させるためのプログラム。

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