JP2008058210A - センサーモジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】演算処理装置13は、加速度センサー12による検出加速度の変化を求め、判定装置14は、この加速度の変化の大きさをメモリ15に記憶されているデータと比較する。この結果、加速度の変化が大きいと判断したときは、磁気センサー11の積算回数を多くする。また、加速度の変化が小さいと判断したときは、磁気センサー11の積算回数を少なくする。
【選択図】図1
Description
一般に、地磁気センサーは、地磁気のベクトルのうち水平方向のみを検知するものであるので、上記のようなナビゲーション機能を有する携帯電話の場合は、傾斜角度を検知するために加速度センサーも併用して、両方の出力信号を活用して必要な機能を満たしている。
しかし、この手段では、地磁気センサーのみの情報を元に補正演算を行なっているに過ぎないので、高精度検出の面においては不十分な技術であるといえる。
しかし、この手段では、上記の演算作業を予め設定された所定の回数行なうことを特徴としているが、利用状況がさまざまな使われ方をすることを前提に考えると、演算回数を予め設定しておくということは演算回数の過不足が発生することは否めず、効率的な信号処理方法とはいえないという不具合がある。
この特許文献2は、地磁気測定手段により得られる出力に基づいて傾斜角測定手段により得られる傾斜角度を再計算するというように、一方の測定手段の情報を利用して他方の測定手段の値に反映する技術ではある。
しかし、特許文献2は、それぞれの検出手段の出力の違いによって、磁気センサーの情報をもとにモーションセンサーの演算内容を決定する、またはモーションセンサーの情報をもとに磁気センサーの演算内容を決定するという技術内容はなんら開示されてはおらず、双方向に情報を活用する点も何ら開示されていないといえる。さらに、この技術は、予め設定された再演算を行なうものであり、リアルタイムにその場合、場合に最適な再演算を行なう点については開示されていないといえる。
図1は、本発明の一実施形態であるセンサーモジュール装置の電気的な接続のブロック図である。このセンサーモジュール1は、例えば携帯端末などに搭載される。センサーモジュール1は、検出部として外部磁界の大きさに従って電気的信号を出力する磁気センサー11と、モーションセンサー、この例では、移動速度、移動方向を検知して電気的信号を出力する加速度センサー12(ジャイロセンサーを用いても良いし、加速度センサーとジャイロセンサーを併用しても良い)と、各センサー11,12から出力される電気的信号に基づいて所定の演算を行う演算処理装置13と、その演算結果をメモリ15に記録されているデータと比較して、次ステップとしてどのような演算処理を行なうべきか判定する判定装置14と、さらに演算処理装置13において判定装置14の判定結果に従った再演算を行なって最終的な出力情報を表示する表示部16と、を備えている。
これによって、加速度センサー12からの信号変化の度合いが大きい場合、つまり利用者の環境変化が大きいと想定される場合であっても、その変化に追随した高精度の磁気情報を得ることができる。
これにより、必要最低限の積算回数で効率的に高精度の磁気情報を得ることができる。
TMR素子は、電子のトンネリング現象により電流が流れる構造であるために、電気抵抗が高く、微小な電流でも大きな電圧が得られるために、基本的に省エネルギーで動作、検知が可能なセンサーとなる。
本実施形態においては、TMR素子などに代表される地磁気センサーを2軸以上の地磁気に対応するように3次元配置されているために(図1に示すように、X,Y,Z軸用にそれぞれは位置されている)、水平方向のみならず全方位の磁気情報を得ることができる。
図4は、本実施例の信号処理について説明するフローチャートである。本実施形態においては、磁気センサー(地磁気センサー)11と加速度センサー12とを組み合わせた例で説明する。最初に、地磁気センサー11及び加速度センサー12それぞれの出力結果を得る(ステップS1、S2)。そして、得られた出力結果を判定装置14で、予め記録されているメモリ15内のデータと比較した結果(ステップS3)、通常よりも加速度の変化量が大きいと判断されたときは(ステップS4)、これを受けて演算処理装置13において、地磁気センサー11の積算回数を増加、例えば通常の2倍とする条件で、地磁気センサー11の出力の再演算を行ない(ステップS5)、平均化処理を行なった(ステップS6)後で同様に平均化処理した地磁気の出力信号とともに表示装置16に表示する(ステップS7)。
この場合に、ステップS1〜S4で演算処理を行なう基準の信号を地磁気センサー11の出力信号としても良い。すなわち、地磁気センサー11及び加速度センサー12それぞれの検出手段を機能させて、それぞれの出力結果を得る。このとき、地磁気センサー11からの出力信号の変化が通常の状態よりも大きいと判定された場合は、周囲の磁気環境が大きく変化していることを意味しているので、加速度センサー12の演算処理の内容、つまり積算回数を増加して再演算することで、激しい動きに追随した高精度な加速度情報を得ることができる。
このように、加速度の変化量が小さい条件の場合は、積算回数を減少させても必要十分な精度で地磁気の検知が実現できる。
11 磁気センサー
12 加速度センサー
14 判定手段
15 積算内容決定手段
Claims (10)
- 外部磁界の大きさに応じて電気的信号を出力する磁気センサーと、
動きに応じた電気的信号を出力するモーションセンサーと、
前記各センサーから出力される電気的信号に基づいて所定の演算を行う演算処理手段と、
前記両センサーのうちの一方の出力信号の変化の大きさの度合いを判定する判定手段と、
この判定結果に応じて他方の前記センサーについて前記演算処理手段による演算内容を決定する演算内容決定手段と、
を備えているセンサーモジュール。 - 前記演算処理手段は、前記各センサーから出力される電気的信号を積算する演算を行うものであり、
前記演算内容決定手段は、前記判定結果に応じて他方の前記センサーについて前記演算処理手段による出力信号を積算する演算の積算回数を決定する、請求項1に記載のセンサーモジュール。 - 前記演算内容決定手段は、前記判定手段による前記出力信号の変化の大きさの度合いの判定から判断される運動速度又は運動方向の変化の度合いにより前記積算回数を決定する、請求項2に記載のセンサーモジュール。
- 前記演算内容決定手段は、前記判定結果が前記磁気センサーの出力信号が磁気の変化が相対的に大きいことを示しているときは、前記モーションセンサーについて前記演算処理手段による積算回数を相対的に増加する、請求項3に記載のセンサーモジュール。
- 前記演算内容決定手段は、前記判定結果が前記磁気センサーの出力信号が磁気の変化が相対的に大きいことを示しているときは、前記モーションセンサーについて前記演算処理手段による積算回数を相対的に減少する、請求項3又は4に記載のセンサーモジュール。
- 前記磁気センサーは、磁気抵抗素子である、請求項1〜5のいずれかの1項に記載のセンサーモジュール。
- 前記磁気抵抗素子は、TMR(Tunneling Magneto Resistance)素子である、請求項6に記載のセンサーモジュール。
- 前記磁気抵抗素子は、2軸以上の方向の磁気を検知するように3次元配置されている、請求項6又は7に記載のセンサーモジュール。
- 前記磁気抵抗素子は、傾斜面に形成されている、請求項8に記載のセンサーモジュール。
- 前記モーションセンサーは、加速度センサー及び、又はジャイロセンサーである、請求項1〜9のいずれかの1項に記載のセンサーモジュール。
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