JP4207929B2 - Method for correcting geomagnetic sensor, method for measuring offset of geomagnetic sensor, azimuth data calculation device, and portable information terminal - Google Patents

Method for correcting geomagnetic sensor, method for measuring offset of geomagnetic sensor, azimuth data calculation device, and portable information terminal Download PDF

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本発明は、地磁気センサのオフセットを補正する地磁気センサの補正方法、地磁気センサのオフセットを測定する方法、方位データ演算装置およびそれを用いた携帯情報端末に関する。   The present invention relates to a correction method for a geomagnetic sensor for correcting an offset of a geomagnetic sensor, a method for measuring an offset of a geomagnetic sensor, an azimuth data calculation device, and a portable information terminal using the same.

従来の地磁気センサは、携帯電話機(携帯情報端末)内部に搭載された場合、共に搭載されるスピーカや、着磁した電子部品の金属パッケージ等から漏れる磁場が存在するため、これらが発生する磁場をも検出してしまう。この結果、地磁気センサを搭載して地磁気を検出する携帯電話機においては、携帯電話機内部に存在する磁場に基づいて算出した方位が正確な方位を示さないことがあった。   When a conventional geomagnetic sensor is mounted inside a mobile phone (portable information terminal), there is a magnetic field leaking from a speaker mounted on the mobile phone or a metal package of a magnetized electronic component. Will also be detected. As a result, in a mobile phone equipped with a geomagnetic sensor to detect geomagnetism, the orientation calculated based on the magnetic field existing inside the mobile phone may not show an accurate orientation.

例えば、互いに直交する二軸(X軸、Y軸方向)に感度方向をもち、さらにそれぞれの方向での感度が互いに等しい地磁気センサを搭載した携帯電話機において、地磁気のベクトルがX軸となす角度をθとすると、X軸方向の地磁気センサの検出値VxおよびY軸方向の地磁気センサの検出値Vyは、携帯電話機内部に存在する磁場のために、(式1)および(式2)に示されるように、X軸方向またはY軸方向の着磁量に相当するm、nがそれぞれ加算された状態の出力となる。
Vx=R×cosθ+m ・・・(式1)
Vy=R×sinθ+n ・・・(式2)
(但し、Rは比例定数)
For example, in a mobile phone having a sensitivity direction in two orthogonal axes (X-axis and Y-axis directions) and a geomagnetic sensor having the same sensitivity in each direction, the angle between the geomagnetism vector and the X-axis Assuming that θ, the detection value Vx of the geomagnetic sensor in the X-axis direction and the detection value Vy of the geomagnetic sensor in the Y-axis direction are expressed by (Equation 1) and (Equation 2) because of the magnetic field existing inside the mobile phone. As described above, the output is a state in which m and n corresponding to the magnetization amount in the X-axis direction or the Y-axis direction are added.
Vx = R × cos θ + m (Formula 1)
Vy = R × sin θ + n (Formula 2)
(However, R is a proportional constant)

つまり、地磁気の変動がない、すなわち一定の外部磁場が付与された状況において、ある固定された場所に配置した、着磁していない地磁気センサが一回転すると、地磁気センサの検出値は中心座標を(0,0)とする真円を描く。以下、地磁気センサの検出値によって描かれる円を方位円という。これに対し、着磁した地磁気センサが一回転すると、図21に示すように、地磁気センサの検出値は、中心座標を(m,n)とする真円を描く。
この、方位円の中心座標を求めることにより、地磁気センサに着磁した着磁量を等価的に求め、地磁気センサの検出値から該中心座標値(補正値)を差し引く演算によって、該検出値を補正して方位を求める方法が用いられている。
In other words, in a situation where there is no geomagnetism fluctuation, that is, when a constant external magnetic field is applied, if a non-magnetized geomagnetic sensor placed in a fixed location makes one revolution, the detection value of the geomagnetic sensor will change to the center coordinate. Draw a perfect circle with (0,0). Hereinafter, a circle drawn by the detection value of the geomagnetic sensor is referred to as an azimuth circle. On the other hand, when the magnetized geomagnetic sensor makes one rotation, as shown in FIG. 21, the detection value of the geomagnetic sensor draws a perfect circle having the center coordinates (m, n).
By obtaining the center coordinates of the azimuth circle, the amount of magnetization magnetized in the geomagnetic sensor is obtained equivalently, and the detected value is obtained by subtracting the center coordinate value (correction value) from the detected value of the geomagnetic sensor. A method of correcting and obtaining the direction is used.

具体的には、始めに中心座標値を求める。例えば、地磁気センサを水平に保ちつつ感度方向を含む面内で一回転し、全方位についてX軸方向およびY軸方向の地磁気センサにおいての検出値を求め、これらの検出値についての最大値および最小値を、それぞれ、Xmax、YmaxおよびXmin、Yminとすると、中心座標(m,n)は以下のような式によって求められる。
m=(Xmax+Xmin)/2 ・・・(式3)
n=(Ymax+Ymin)/2 ・・・(式4)
また、地磁気センサを所定の位置Aに移動させたときの検出値(X1,Y1)と、そこから水平に保ちつつ180°反対の方向にある位置Dに移動させたときの出力値(X2,Y2)とについて、これらの平均値として、中心座標(m,n)は以下のような式によって求められる。
m=(X1+X2)/2 ・・・(式5)
n=(Y1+Y2)/2 ・・・(式6)
次に、演算により中心座標値を差し引き、補正を行う。上述のようにして求められた中心座標(m,n)と、X軸方向の地磁気センサの検出値VxおよびY軸方向の地磁気センサの検出値Vyとにより、方位角度θを以下のような式によって求める。
|Vy−n|<|Vx−m|,Vx−m>0 のとき、
θ=tan−1((Vy−n)/(Vx−m)) ・・・(式7)
|Vy−n|>|Vx−m|,Vy−n>0 のとき、
θ=90[deg]−tan−1((Vx−m)/(Vy−n)) ・・・(式8)
|Vy−n|<|Vx−m|,Vx−m<0 のとき、
θ=180[deg]−tan−1((Vy−n)/(Vx−m)) ・・・(式9)
|Vy−n|>|Vx−m|,Vy−n<0 のとき、
θ=270[deg]−tan−1((Vx−m)/(Vy−n)) ・・・(式10)
Specifically, first, the center coordinate value is obtained. For example, while rotating the geomagnetic sensor horizontally in a plane including the sensitivity direction, the detected values in the X-axis direction and the Y-axis direction of the geomagnetic sensor are obtained for all directions, and the maximum and minimum values for these detected values are obtained. If the values are Xmax, Ymax and Xmin, Ymin, respectively, the center coordinates (m, n) can be obtained by the following equation.
m = (Xmax + Xmin) / 2 (Formula 3)
n = (Ymax + Ymin) / 2 (Formula 4)
Further, the detected value (X1, Y1) when the geomagnetic sensor is moved to a predetermined position A and the output value (X2, Y1) when moved to a position D in the opposite direction of 180 ° while keeping horizontal from there. As for Y2), the center coordinates (m, n) can be obtained by the following equation as an average value of these.
m = (X1 + X2) / 2 (Formula 5)
n = (Y1 + Y2) / 2 (Formula 6)
Next, the center coordinate value is subtracted by calculation to perform correction. Based on the center coordinates (m, n) obtained as described above, the detected value Vx of the geomagnetic sensor in the X-axis direction, and the detected value Vy of the geomagnetic sensor in the Y-axis direction, the azimuth angle θ is expressed as follows: Ask for.
When | Vy−n | <| Vx−m |, Vx−m> 0,
θ = tan −1 ((Vy−n) / (Vx−m)) (Expression 7)
When | Vy−n |> | Vx−m |, Vy−n> 0,
θ = 90 [deg] −tan −1 ((Vx−m) / (Vy−n)) (Expression 8)
When | Vy−n | <| Vx−m |, Vx−m <0,
θ = 180 [deg] −tan −1 ((Vy−n) / (Vx−m)) (Equation 9)
When | Vy−n |> | Vx−m |, Vy−n <0,
θ = 270 [deg] −tan −1 ((Vx−m) / (Vy−n)) (Equation 10)

しかしながら、上述した従来の地磁気センサの補正方法においては、地磁気センサの着磁状態は常に変動するため、地磁気センサが着磁したと思われる度に、ユーザが、地磁気センサの検出値の最大値、最小値を求めるために携帯電話機を1周以上回転させる必要がある。特に携帯電話機を水平に保ちながら1周以上回転させるのが難しく、時には落下させる可能性もあり、また、落下させることがなくても、取得データに粗密が生じ、オフセットが精度よく求められないという問題があった。そのため、上述した従来の地磁気センサの補正方法は、携帯機器には不向きであるという問題もあった。   However, in the above-described conventional correction method of the geomagnetic sensor, the magnetized state of the geomagnetic sensor always fluctuates. Therefore, whenever the geomagnetic sensor is considered to be magnetized, the user must detect the maximum value of the detected value of the geomagnetic sensor, In order to obtain the minimum value, it is necessary to rotate the mobile phone one or more times. In particular, it is difficult to rotate the mobile phone more than one turn while keeping it horizontal, and sometimes it may be dropped, and even if it is not dropped, the acquired data will be coarse and dense, and the offset will not be required accurately There was a problem. Therefore, the conventional geomagnetic sensor correction method described above has a problem that it is not suitable for portable devices.

こうしたことに対応して、例えば、特許文献1には、磁界判定手段が、磁気センサによって検出された磁界の強さが所定の範囲外であるか否かを判断し、範囲外であることをもって、磁気センサが着磁したと判断し、測定時に磁気センサにバイアス磁界を印加するコイルを利用し、交番減衰磁界を与えることにより、該着磁した磁気センサを消磁する電子式方位計が記載されている。しかし、該公報に係る発明は、該電子式方位計の内部において、例えば、永久磁石のように、地磁気の方向に関係なく該電子式方位計の方向に対して一定方向の磁界を発生するものによる磁界を消磁することはできるが、例えば電子部品のリードといった、磁化や減磁が比較的容易にできる強磁性体である軟質磁性体が地磁気中にて該電子式方位計が移動することにより発生する誘導磁界を消磁することができないため、前述した問題を解決することはできない。   Corresponding to this, for example, in Patent Document 1, the magnetic field determination means determines whether or not the strength of the magnetic field detected by the magnetic sensor is out of a predetermined range. An electronic azimuth meter that demagnetizes the magnetized magnetic sensor by determining that the magnetic sensor is magnetized and applying an alternating attenuation magnetic field using a coil that applies a bias magnetic field to the magnetic sensor during measurement is described. ing. However, the invention according to the publication generates a magnetic field in a certain direction with respect to the direction of the electronic compass regardless of the direction of the geomagnetism, such as a permanent magnet, inside the electronic compass. The magnetic compass can be demagnetized, but when the electronic compass moves in the geomagnetism, a soft magnetic material, such as a lead of an electronic component, which is a ferromagnetic material that can be magnetized and demagnetized relatively easily Since the generated induced magnetic field cannot be demagnetized, the above-described problem cannot be solved.

また、特許文献2には、地磁気センサより演算手段に入力される信号が所定の判定エリアから外れているか否かを判定することにより、回転させることなく、地磁気センサの着磁量が大きいことを認識してそれについての警告を行う方位検出装置が記載されている。
しかし、該公報に係る発明は、磁気センサの着磁量が大きいことを検出して警告する発明であり、出力の補正についての具体的な手法を開示していないため、前述した問題を解決することはできない。
Patent Document 2 discloses that the amount of magnetization of the geomagnetic sensor is large without being rotated by determining whether or not a signal input to the calculation means from the geomagnetic sensor is out of a predetermined determination area. An azimuth detection device that recognizes and warns about it is described.
However, the invention according to this publication is an invention that detects and warns that the amount of magnetization of the magnetic sensor is large, and does not disclose a specific method for correcting the output, thus solving the above-described problem. It is not possible.

また、特許文献3には、予め、前述した軟質磁性体が付近にない状態にて、所定の均一な磁界に対する磁気センサの検出値を一定値に調整し、次に、軟質磁性体が付近に存在する状況において、感度軸方向からの磁界があるときの検出値から補正係数を求めておき、これに基づく所定の計算式によって軟質磁性体のまわりに発生する誘導磁界を打ち消すことにより、前述した誘導磁界による出力を補正する磁気検出方法が記載されている。しかし、該公報に係る発明は、どのような場合に補正が必要になり、どのようなタイミングにて補正を行うかの具体的な手法を開示していないため、前述した問題を解決することはできない。   Further, in Patent Document 3, the detection value of the magnetic sensor for a predetermined uniform magnetic field is adjusted to a constant value in a state where the above-described soft magnetic body is not in the vicinity, and then the soft magnetic body is in the vicinity. In the existing situation, the correction coefficient is obtained from the detection value when there is a magnetic field from the sensitivity axis direction, and the induction magnetic field generated around the soft magnetic body is canceled by a predetermined calculation formula based on the detection coefficient. A magnetic detection method for correcting an output due to an induced magnetic field is described. However, since the invention according to the publication does not disclose a specific method for when correction is necessary and at what timing, the above-described problem cannot be solved. Can not.

また、特許文献4には、地磁気よりも強い磁場を発生することができる磁場発生装置によって、調整用磁場を所定のシーケンスによって強さを変化させながら発生し、該シーケンスに応じて磁気センサのデータを取得するシーケンスによって調整データを取得して調整を行う、電子方位計の調整方法が記載されている。しかし、該公報に係る発明は、電子方位計とは別に、外部磁場を印加する磁場発生装置を必要とするという問題があった。
特開平6−174472号公報 特開平6−249663号公報 特開平7−151842号公報 特開2002−48551号公報
In Patent Document 4, a magnetic field generator that can generate a magnetic field stronger than the geomagnetism is used to generate a magnetic field for adjustment while changing the strength according to a predetermined sequence. An adjustment method for an electronic compass is described, in which adjustment data is acquired and adjusted by a sequence for acquiring. However, the invention according to the publication has a problem that a magnetic field generator for applying an external magnetic field is required separately from the electronic compass.
JP-A-6-174472 JP-A-6-249663 Japanese Patent Laid-Open No. 7-151842 JP 2002-48551 A

そこで、本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、例えば、地磁気センサを水平面上にて振るだけで、着磁によるオフセットを補正する地磁気センサの補正方法と、地磁気センサの補正を行う方位データ演算装置を使用して地磁気センサのオフセットの補正の操作を簡略化することができる携帯情報端末とを提供することにある。   Accordingly, the present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is, for example, a correction method for a geomagnetic sensor that corrects an offset due to magnetization by simply shaking the geomagnetic sensor on a horizontal plane, and a geomagnetic sensor. It is an object of the present invention to provide a portable information terminal capable of simplifying an operation for correcting an offset of a geomagnetic sensor using an azimuth data calculation device that corrects the above.

上記目的を達成するために、この発明では、以下の手段を提案している。
発明は、二軸の感度方向を有する地磁気センサと、前記地磁気センサの着磁によるオフセットを補正する補正手段とを搭載した携帯情報端末における地磁気センサの補正方法であって、前記地磁気センサの複数の測定データを順次第1の格納手段に格納する第1の格納ステップと、前記第1の格納手段に格納された測定データが第1の所定数に達した場合に、前記第1の格納手段に格納された複数の測定データからオフセット計測値を推定する第1のオフセット推定ステップと、前記地磁気センサの現在の測定データと一つ前の測定データとの距離が所定値以上である場合に、前記現在の測定データを第2の格納手段に格納する第2の格納ステップと、前記第2の格納手段に格納された測定データが前記第1の所定数より小さい第2の所定数に達した場合に、前記第2の格納手段に格納された複数の測定データからオフセット計測値を推定する第2のオフセット推定ステップと、前記複数の測定データと前記推定されたオフセット計測値との座標上における距離をそれぞれ算出し、さらに、算出された各距離の平均値を算出する平均値算出ステップと、算出された前記各距離の個々の値と前記各距離の平均値に基づいて標準偏差を算出するステップと、算出された標準偏差によって前記オフセット計測値の有効性を判定する有効性判定ステップと、を備え、前記第1の格納ステップ及び前記第1のオフセット推定ステップと、前記第2の格納ステップ及び前記第2のオフセット推定ステップを並行して行うことを特徴とする。
この発明によれば、オフセット推定ステップによって推定されたオフセット計測値を有効性判定ステップによって有効性を判定するため、絶えず適正なオフセット計測値を得ることが可能となる。
In order to achieve the above object, the present invention proposes the following means.
The present invention relates to a correction method for a geomagnetic sensor in a portable information terminal equipped with a geomagnetic sensor having a biaxial sensitivity direction and a correction means for correcting an offset caused by magnetization of the geomagnetic sensor. A first storage step for sequentially storing the measurement data in the first storage means, and when the measurement data stored in the first storage means reaches a first predetermined number, the first storage means A first offset estimation step of estimating an offset measurement value from a plurality of measurement data stored in the case, and a distance between the current measurement data of the geomagnetic sensor and the previous measurement data is a predetermined value or more, A second storage step of storing the current measurement data in a second storage means; and a second predetermined step in which the measurement data stored in the second storage means is smaller than the first predetermined number To when it reaches a second offset estimation step of estimating the offset measurement values from the plurality of the measurement data stored in said second storing means, wherein the plurality of measurement data of the estimated offset measurements A distance on the coordinates is calculated, an average value calculating step for calculating an average value of the calculated distances, and a standard deviation based on the calculated individual values of the distances and the average value of the distances. And a validity determination step of determining the validity of the offset measurement value based on the calculated standard deviation , the first storage step, the first offset estimation step, and the second The storing step and the second offset estimating step are performed in parallel .
According to the present invention, since the validity of the offset measurement value estimated in the offset estimation step is determined in the validity determination step, it is possible to constantly obtain an appropriate offset measurement value.

発明は、三軸の感度方向を有する地磁気センサと、前記地磁気センサの着磁によるオフセットを補正する補正手段とを搭載した携帯情報端末における地磁気センサの補正方法であって、前記地磁気センサにより二つの感度方向を含む面内の各測定点において測定された複数の測定データを順次第1の格納手段に格納する第1の格納ステップと、前記第1の格納手段に格納された測定データが第1の所定数に達した場合に、前記第1の格納手段に格納された複数の測定データからオフセット計測値を推定する第1のオフセット推定ステップと、前記地磁気センサの現在の測定データと一つ前の測定データとの距離が所定値以上である場合に、前記現在の測定データを第2の格納手段に格納する第2の格納ステップと、前記第2の格納手段に格納された測定データが前記第1の所定数より小さい第2の所定数に達した場合に、前記第2の格納手段に格納された複数の測定データからオフセット計測値を推定する第2のオフセット推定ステップと、前記複数の測定データと前記推定されたオフセット計測値との座標上における距離をそれぞれ算出し、さらに、算出された各距離の平均値を算出するステップと、算出された前記各距離の個々の値と前記各距離の平均値に基づいて標準偏差を算出するステップと、算出された前記標準偏差に基づいて、推定された前記オフセット計測値の有効性を判定する有効性判定ステップとを備え、前記第1の格納ステップ及び前記第1のオフセット推定ステップと、前記第2の格納ステップ及び前記第2のオフセット推定ステップを並行して行うことを特徴とする。
この発明によれば、三軸の感度方向を有する地磁気センサにおいても、オフセット推定ステップによって推定されたオフセット計測値を有効性判定ステップによって有効性を判定するため、絶えず適正なオフセット計測値を得ることが可能となる。
The present invention relates to a correction method for a geomagnetic sensor in a portable information terminal equipped with a geomagnetic sensor having a triaxial sensitivity direction and a correction means for correcting an offset caused by magnetization of the geomagnetic sensor. A first storage step of sequentially storing a plurality of measurement data measured at each measurement point in the plane including one sensitivity direction in the first storage means; and the measurement data stored in the first storage means A first offset estimation step of estimating an offset measurement value from a plurality of measurement data stored in the first storage means when the predetermined number of 1 is reached, and one current measurement data of the geomagnetic sensor A second storage step of storing the current measurement data in a second storage means when the distance from the previous measurement data is greater than or equal to a predetermined value; and the second storage means Second offset estimation for estimating an offset measurement value from a plurality of measurement data stored in the second storage means when the measured data reaches a second predetermined number smaller than the first predetermined number step a, the plurality of measurement data and the estimated distance on the coordinate of the offset measurement values are calculated respectively, further comprising the steps of calculating an average value of the distances calculated, the calculated said respective distances Calculating a standard deviation based on an individual value and an average value of each distance; and an effectiveness determining step of determining the effectiveness of the estimated offset measurement value based on the calculated standard deviation. comprising, performing the a first storage step and the first offset estimating step, parallel to said second storing step and the second offset estimating step And features.
According to the present invention, even in a geomagnetic sensor having a three-axis sensitivity direction, the offset measurement value estimated by the offset estimation step is determined by the effectiveness determination step, so that an appropriate offset measurement value is constantly obtained. Is possible.

発明は、記有効性判定ステップにおいて前記オフセット計測値が有効と判断された場合、該オフセット計測値を第3格納手段に格納するステップ、を備えることを特徴とする。
この発明によれば、オフセット推定ステップによって推定されたオフセット計測値を有効性判定ステップによって有効性を判定し、該有効性が確認されると第格納手段に格納されているオフセット計測値を更新するため、第格納手段に、絶えず適正なオフセット計測値を格納することが可能となる。
The present invention, when the offset measurements before Symbol validity determining step is determined to be valid, characterized in that it comprises the steps, for storing the offset measurement value in the third storage means.
According to this invention, the validity of the offset measurement value estimated by the offset estimation step is determined by the validity determination step, and when the validity is confirmed, the offset measurement value stored in the third storage means is obtained. In order to update, it becomes possible to always store an appropriate offset measurement value in the third storage means.

発明は、前記有効性判定ステップにおいて前記オフセット計測値が有効でないと判断された場合、ユーザにその旨を報知するステップを有することを特徴とする。
この発明によれば、オフセット計測値が有効でない場合に、ユーザにその旨を報知するので、ユーザはオフセット計測値の推定が完了していないことを認識することが可能となる。
The present invention, when the offset measurements before Symbol validity determining step is determined to be not valid, characterized by the step of informing the user of the fact.
According to the present invention, when the offset measurement value is not valid, the user is notified of the fact, so that the user can recognize that the estimation of the offset measurement value is not completed.

発明は、ユーザに前記オフセット計測値が有効でない旨の報知がなされた後にユーザが前記オフセット計測値の補正を希望するかを問うステップを有しこのステップを実施後に前記第1又は第2のオフセット推定ステップにより再びオフセット計測値の推定をうことを特徴とする。
この発明によれば、オフセット計測値が有効でないときに、ユーザが希望するかどうかを確認した上で、オフセットの校正の処理を再び行うように働きかけるので、オフセット計測値が有効になるまでオフセットの校正を行うことが可能となるとともに、ユーザの都合に合わせて選択できる。
The present invention includes a step of asking the user after notifying the offset measurement to Yu chromatography The is the effect not valid is made wishes to correct the offset measurement value, the first or the steps after performing again wherein the TURMERIC line estimation of the offset measurement value by a second offset estimation step.
According to the present invention, when the offset measurement value is not valid, it is confirmed whether or not the user desires, and then the offset calibration process is performed again. Therefore, the offset measurement value is valid until the offset measurement value becomes valid. Calibration can be performed and can be selected according to the convenience of the user.

発明は、前記地磁気センサの測定データは、所定の時間間隔で測定されたデータであることを特徴とする。 The present invention is characterized in that the measurement data of the geomagnetic sensor is data measured at a predetermined time interval .

発明は、二軸の感度方向を有する地磁気センサと、前記地磁気センサの着磁によるオフセットを補正する補正手段と、を備えた方位データ演算装置であって、前記補正手段が、前記地磁気センサの複数の測定データを順次格納する第1の格納手段と、前記第1の格納手段に格納された測定データが第1の所定数に達した場合に、前記第1の格納手段に格納された複数の測定データからオフセット計測値を推定する第1のオフセット推定手段と、前記地磁気センサの現在の測定データと一つ前の測定データとの距離が所定値以上である場合に、前記現在の測定データを格納する第2の格納手段と、前記第2の格納手段に格納された測定データが前記第1の所定数より小さい第2の所定数に達した場合に、前記第2の格納手段に格納された複数の測定データからオフセット計測値を推定する第2のオフセット推定手段と、記推定されたオフセット計測値の有効性を判定する有効性判定手段と、を備え、前記有効性判定手段が、前記複数の測定データと前記推定されたオフセット計測値との座標上における距離をそれぞれ算出し、さらに、算出された各距離の平均値を算出する平均値算出手段と、算出された前記各距離の個々の値と前記各距離の平均値に基づいて標準偏差を算出する標準偏差算出手段と、前記標準偏差算出手段によって算出された標準偏差によって前記オフセット計測値の有効性を判定する判定手段と、を備え、前記第1の格納手段及び前記第1のオフセット推定手段と、前記第2の格納手段及び前記第2のオフセット推定手段が並行して処理を行うことを特徴とする。
この発明によれば、オフセット推定ステップによって推定されたオフセット計測値を有効性判定ステップによって有効性を判定するため、絶えず適正なオフセット計測値を得ることが可能となる。
The present invention relates to a direction data calculation apparatus comprising: a geomagnetic sensor, and a correcting means for correcting an offset by magnetization of the geomagnetic sensor having sensitivity directions of the two axes, wherein the correction means, of the geomagnetic sensor A first storage means for sequentially storing a plurality of measurement data; and a plurality of data stored in the first storage means when the measurement data stored in the first storage means reaches a first predetermined number. If the distance between the first offset estimation means for estimating the offset measurement value from the measurement data and the current measurement data of the geomagnetic sensor and the previous measurement data is a predetermined value or more, the current measurement data And when the measurement data stored in the second storage means reaches a second predetermined number smaller than the first predetermined number, the second storage means stores the second storage means. Multiple A second offset estimation means for estimating the offset measurement value from the measurement data, front includes a validity determining means for determining the validity of Ki推 constant offset measurements, wherein the validity determining means, said plurality Calculating the distance on the coordinates of the measured offset data and the estimated offset measurement value, and further calculating the average value of the calculated distances, and calculating the average value of the calculated distances. A standard deviation calculating means for calculating a standard deviation based on a value and an average value of the distances, and a determining means for determining the validity of the offset measurement value based on the standard deviation calculated by the standard deviation calculating means. you and performing said the first storage means and the first offset estimating means, said second storage means and the second offset estimating means parallel processing .
According to the present invention, it is possible to obtain determine Teisu order, the absolute pictorial proper offset measurements the validity by validity determining step an offset measurement value estimated by the offset estimation step.

発明は、前記有効性判定手段によって前記オフセット計測値が有効と判断された場合、該オフセット計測値を格納するオフセット格納手段を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、現在の測定ポイントが一つ前の測定ポイントから地磁気センサの測定データによって構成される方位円近傍にて一定値以上の距離を移動した位置にある場合のみ測定データを取り込むため、携帯情報端末を振るスピードが均一でなくても測定データの分布を均一にすることが可能となる。
The present invention, when the offset measurement value by a pre-Symbol validity determining means is determined to be valid, characterized in that the offset measurement value with the offset storage means to store.
According to the present invention, the measurement data is captured only when the current measurement point is located at a position moved by a distance equal to or greater than a certain value in the vicinity of the azimuth circle formed by the measurement data of the geomagnetic sensor from the previous measurement point. Even if the speed at which the portable information terminal is shaken is not uniform, the distribution of measurement data can be made uniform.

発明は、地磁気センサを搭載した携帯情報端末であって、上記方位データ演算装置を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、地磁気センサを搭載した携帯情報端末において、該地磁気センサが着磁したことによる出力のオフセットによる測定値への影響を簡便に補正することが可能となる。
The present invention relates to a portable information terminal equipped with the earth magnetic sensor, characterized by comprising the azimuth data computing device.
According to the present invention, in a portable information terminal equipped with the earth magnetic sensor, it is possible to easily correct the influence of the measured values due to the offset of the output caused by該地magnetic sensor is magnetized.

発明は、三軸の感度方向を有する地磁気センサと、前記地磁気センサの着磁によるオフセットを補正する補正手段と、を備えた方位データ演算装置であって、前記地磁気センサにより二つの感度方向を含む面内の各測定点において測定された複数の測定データを順次格納する第1の格納手段と、前記第1の格納手段に格納された測定データが第1の所定数に達した場合に、前記第1の格納手段に格納された複数の測定データからオフセット計測値を推定する第1のオフセット推定手段と、前記地磁気センサの現在の測定データと一つ前の測定データとの距離が所定値以上である場合に、前記現在の測定データを格納する第2の格納手段と、前記第2の格納手段に格納された測定データが前記第1の所定数より小さい第2の所定数に達した場合に、前記第2の格納手段に格納された複数の測定データからオフセット計測値を推定する第2のオフセット推定手段と、前記複数の測定データと前記推定されたオフセット計測値との座標上における距離をそれぞれ算出し、さらに、算出された各距離の平均値を算出する平均値算出手段と、算出された前記各距離の個々の値と前記各距離の平均値に基づいて標準偏差を算出する標準偏差算出手段と、算出された前記標準偏差に基づいて、推定された前記オフセット計測値の有効性を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。 The present invention includes a geomagnetic sensor having sensitivity directions of the three axes, and correcting means for correcting an offset by magnetization of the geomagnetic sensor, an azimuth data computing device equipped with the two sensitive directions by the geomagnetic sensor A first storage means for sequentially storing a plurality of measurement data measured at each measurement point in the plane to include, and when the measurement data stored in the first storage means reaches a first predetermined number, The distance between the first offset estimation means for estimating the offset measurement value from the plurality of measurement data stored in the first storage means and the current measurement data of the geomagnetic sensor and the previous measurement data is a predetermined value. In this case, the second storage means for storing the current measurement data, and the measurement data stored in the second storage means has reached a second predetermined number smaller than the first predetermined number Place , The distance in the second offset estimating means for estimating the offset measurements from a plurality of measurement data stored in the second storage means, on the coordinates of the plurality of the measurement data and the estimated offset measurements A standard value for calculating a standard deviation based on the calculated individual value of each distance and the average value of each distance. a deviation calculation means, is calculated on the basis of the standard deviation, characterized by comprising determination means for determining validity of the estimated the offset measurement value.

この発明によれば、ユーザが、携帯情報端末を回転させることなく、地磁気センサの出力のオフセットを補正することが可能となるので、携帯情報端末の説明書によって調べることなく簡便な操作によって、地磁気センサの出力のオフセットを補正することができる効果がある。   According to the present invention, since the user can correct the offset of the output of the geomagnetic sensor without rotating the portable information terminal, the geomagnetism can be performed by a simple operation without checking the manual of the portable information terminal. There is an effect that the offset of the output of the sensor can be corrected.

以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
図1に示す構成の携帯電話機は、図2に示すように、操作キー類を有する筐体1と、液晶表示部を有する筐体2とから構成される。図2(a)は、携帯電話機の筐体1と筐体2とを開いた状態の斜視図であり、図2(b)は携帯電話機の筐体1と筐体2とを閉じた状態において筐体2を見た正面図であり、図2(c)は同状態において筐体1および筐体2を見た側面図であり、図2(d)は同状態において筐体1を見た裏面図である。尚、図2(a)に示すように、筐体1の短手の辺に沿うX軸および筐体1の長手の辺に沿うY軸を想定する。尚、X軸およびY軸は互いに直交する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 2, the mobile phone having the configuration shown in FIG. 1 includes a casing 1 having operation keys and a casing 2 having a liquid crystal display unit. 2A is a perspective view of the cellular phone with the casing 1 and the casing 2 opened, and FIG. 2B is a cellular phone with the casing 1 and the casing 2 closed. FIG. 2C is a front view of the housing 2 as viewed from the side, FIG. 2C is a side view of the housing 1 and the housing 2 viewed in the same state, and FIG. It is a back view. As shown in FIG. 2A, an X axis along the short side of the housing 1 and a Y axis along the long side of the housing 1 are assumed. The X axis and the Y axis are orthogonal to each other.

ここで、携帯電話機の各筐体の各面を以下のように定義する。すなわち、筐体1の操作キー類を有する面を操作面とし、操作面と反対の面を背面とする。また、筐体2の面のうち、液晶表示部18aが設けられている面を主表示面とし、主表示面と反対の面をおもて面とする。   Here, each surface of each housing of the mobile phone is defined as follows. That is, the surface having the operation keys of the housing 1 is defined as the operation surface, and the surface opposite to the operation surface is defined as the back surface. Moreover, let the surface in which the liquid crystal display part 18a is provided among the surfaces of the housing | casing 2 be a main display surface, and let the surface opposite to a main display surface be a front surface.

図1に示すように、携帯電話機は、RF(Radio Frequency)アンテナ8と、制御部10(制御手段)と、ROM(Read Only Memory)12と、RAM(Random Access Memory)14(第1の記憶手段)(第2の記憶手段)と、表示部18a、18bと、キー入力部20と、切換スイッチ21と、変復調部22と、CDMA(Code Division Multiple
Access)部23と、RF部24と、マイク27と、着信用スピーカ28と、音声処理部29と、地磁気センサ30と、GPS(Global Positioning System)受信部71と、GPSアンテナ72と、携帯電話機に掛かる加速度を検知する加速度センサ80と、バスライン90とから構成される。
As shown in FIG. 1, the mobile phone includes an RF (Radio Frequency) antenna 8, a control unit 10 (control means), a ROM (Read Only Memory) 12, and a RAM (Random Access Memory) 14 (first storage). Means) (second storage means), display units 18a and 18b, key input unit 20, changeover switch 21, modem unit 22, and CDMA (Code Division Multiplex).
Access) unit 23, RF unit 24, microphone 27, incoming call speaker 28, voice processing unit 29, geomagnetic sensor 30, GPS (Global Positioning System) receiving unit 71, GPS antenna 72, and mobile phone And an acceleration sensor 80 for detecting the acceleration applied to the bus line 90.

制御部10は、電話機能プログラム及びその他のプログラムを実行することにより携帯電話機の各部を制御する。また、地磁気センサ30の測定データを入力して方位を演算する(方位データ演算装置)。ROM12は、制御部10が実行する送信時や着信時における各種電話機能プログラムや制御プログラム、その他の各種の固定データを格納している。RAM14には、制御部10の動作中に使用するデータ等を一時的に記憶するワークエリア等が設定される。   The control unit 10 controls each unit of the mobile phone by executing a telephone function program and other programs. Further, the azimuth is calculated by inputting the measurement data of the geomagnetic sensor 30 (azimuth data calculation device). The ROM 12 stores various telephone function programs and control programs at the time of transmission and reception executed by the control unit 10 and other various fixed data. The RAM 14 is set with a work area for temporarily storing data and the like used during operation of the control unit 10.

RF部24は、RFアンテナ8によって受信された信号の周波数変換等を行う。変復調部22は、該出力信号を復調してCDMA部23に出力する。CDMA部23は、以下のように、スペクトラム拡散(Spread Spectrum)または逆拡散を行う。すなわち、CDMA部23は、変復調部22の出力信号を逆拡散して、拡散前の信号を抽出して、音声処理部29に出力する。また、CDMA部23は、音声処理部29の出力信号を拡散して変復調部22に出力する。変復調部22は、外部に送信する信号をCDMA部23から入力して変調を行い、変調後の信号をRF部24に出力する。そして、RF部24は、該信号を周波数変換してRFアンテナ8から送信する。   The RF unit 24 performs frequency conversion of the signal received by the RF antenna 8. The modem unit 22 demodulates the output signal and outputs it to the CDMA unit 23. The CDMA unit 23 performs spread spectrum or despread as follows. That is, the CDMA unit 23 despreads the output signal of the modulation / demodulation unit 22, extracts the signal before spreading, and outputs it to the audio processing unit 29. In addition, the CDMA unit 23 spreads the output signal of the audio processing unit 29 and outputs it to the modem unit 22. The modem unit 22 receives a signal to be transmitted to the outside from the CDMA unit 23, performs modulation, and outputs the modulated signal to the RF unit 24. The RF unit 24 converts the frequency of the signal and transmits it from the RF antenna 8.

キー入力部20は、図2(a)に示すように、電話を受けるときに使用する開始キー3、電話を終了するときに使用する終了キー4と、数値キー及びコードキーからなるテンキー5と、リダイアルキー7と、切換スイッチ21とを有している。   As shown in FIG. 2A, the key input unit 20 includes a start key 3 used when receiving a call, an end key 4 used when ending the call, and a numeric keypad 5 including numeric keys and code keys. , A redial key 7 and a changeover switch 21.

表示部18a、18bは、電子メールを送信する際に作成された文章の文字情報、各種メニューの内容等を含む各種データ、さらにはその詳細な内容等が表示されるようになっている。表示部18aは筐体1の操作面に設けられ、表示部18bは筐体2のおもて面に設けられる。
音声処理部29は、符号化手段としての符号化部(CODER)と、復号化手段としての復号化部(DECODER)とを含んで構成され、CDMA部23から出力された音声信号を復号し、受話用スピーカに出力する。また、マイク27から入力された送話用の音声信号を圧縮符号化し、CDMA部23に出力する。
The display units 18a and 18b are configured to display text information of text created when an e-mail is transmitted, various data including contents of various menus, and detailed contents thereof. The display unit 18 a is provided on the operation surface of the housing 1, and the display unit 18 b is provided on the front surface of the housing 2.
The audio processing unit 29 includes an encoding unit (CODER) as an encoding unit and a decoding unit (DECODER) as a decoding unit, and decodes the audio signal output from the CDMA unit 23, Output to the receiving speaker. Further, the audio signal for transmission input from the microphone 27 is compression-coded and output to the CDMA unit 23.

GPS受信部71は、接続されるGPSアンテナ72によって、GPSを構成する複数のGPS衛星から送信される信号を受け、このGPS衛星から受けた信号を復調し、復調した信号をもとに当該ナビゲーション装置の現在位置を算出してその位置情報(緯度・経度)を求め、制御部10に出力する。この現在位置を算出する処理は、従来のカーナビゲーションシステム等において行われる処理と同様のものである。   The GPS receiver 71 receives signals transmitted from a plurality of GPS satellites constituting the GPS by the connected GPS antenna 72, demodulates the signals received from the GPS satellites, and performs the navigation based on the demodulated signals. The current position of the apparatus is calculated, and the position information (latitude / longitude) is obtained and output to the control unit 10. The process for calculating the current position is the same as the process performed in a conventional car navigation system or the like.

図3に示すように、地磁気センサ30は、互いに直交するX軸およびY軸に沿った辺を有する正方形状であり、X軸およびY軸に直交するZ軸方向に小さな厚みを有するLSI(Large Scale Integration)が作り込まれたSi(シリコン)基板30aと、基板30aの上に形成された合計8個のGMR(Giant Magnetoresistive)素子31〜38と、GMR素子31〜38に、それぞれ、初期化用磁界を印加する初期化用のコイル41〜48と、コイル41〜48にそれぞれ接続され、コイル41〜48の各々の両端に所定の電圧を印加する駆動回路51〜58とを備えている。尚、基板30a上には、地磁気センサ30の温度を監視する温度センサ60が設けられている。   As shown in FIG. 3, the geomagnetic sensor 30 has a square shape having sides along the X axis and the Y axis orthogonal to each other, and has a small thickness in the Z axis direction orthogonal to the X axis and the Y axis. The Si (silicon) substrate 30a in which the scale integration) is formed, the total of eight GMR (Giant Magnetoresistive) elements 31 to 38 formed on the substrate 30a, and the GMR elements 31 to 38 are initialized. The coils 41 to 48 for initialization for applying the magnetic field for use and the drive circuits 51 to 58 connected to the coils 41 to 48 and applying a predetermined voltage to both ends of the coils 41 to 48, respectively. A temperature sensor 60 for monitoring the temperature of the geomagnetic sensor 30 is provided on the substrate 30a.

第1のX軸方向のGMR素子31は、基板30aのY軸方向について中央部より下方にてX軸の負方向の端部近傍に形成され、磁化の向きが固定(ピン)された固着層(ピンド層)において、ピンされた磁化の向きはX軸の負方向となっている。第2のX軸方向のGMR素子32は、基板30aのY軸方向について中央部より上方にてX軸の負方向の端部近傍に形成され、ピンされた磁化の向きはX軸の負方向となっている。第3のX軸方向のGMR素子33は、基板30aのY軸方向について中央部より上方にてX軸の正方向の端部近傍に形成され、ピンド層においてピンされた磁化の向きはX軸の正方向となっている。第4のX軸方向のGMR素子34は、基板30aのY軸方向について中央部より下方にてX軸の正方向の端部近傍に形成され、ピンド層においてピンされた磁化の向きはX軸の正方向となっている。   The first GMR element 31 in the X-axis direction is formed in the vicinity of the end in the negative direction of the X-axis below the center in the Y-axis direction of the substrate 30a, and the pinned layer in which the magnetization direction is fixed (pinned). In the (pinned layer), the direction of pinned magnetization is the negative direction of the X axis. The second XMR direction GMR element 32 is formed in the vicinity of the end in the negative direction of the X axis above the center in the Y direction of the substrate 30a, and the pinned magnetization direction is the negative direction of the X axis. It has become. The third XMR direction GMR element 33 is formed in the vicinity of the positive end of the X axis above the center in the Y axis direction of the substrate 30a, and the direction of magnetization pinned in the pinned layer is the X axis. It is the positive direction. The fourth GMR element 34 in the X-axis direction is formed in the vicinity of the positive end of the X-axis below the center in the Y-axis direction of the substrate 30a, and the direction of magnetization pinned in the pinned layer is the X-axis. It is the positive direction.

また、第1のY軸方向のGMR素子35は、基板30aのX軸方向について中央部より左方にてY軸の正方向の端部近傍に形成され、ピンド層においてピンされた磁化の向きはY軸の正方向となっている。第2のY軸方向のGMR素子36は、基板30aのX軸方向について中央部より右方にてY軸の正方向の端部近傍に形成され、ピンド層においてピンされた磁化の向きはY軸の正方向となっている。第3のY軸方向のGMR素子37は、基板30aのX軸方向について中央部より右方にてY軸の負方向の端部近傍に形成され、ピンド層においてピンされた磁化の向きはY軸の負方向となっている。第4のY軸方向のGMR素子38は、基板30aのX軸方向について中央部より左方にてY軸の負方向の端部近傍に形成され、ピンド層においてピンされた磁化の向きはY軸の負方向となっている。   Also, the first Y-axis direction GMR element 35 is formed in the vicinity of the positive end of the Y-axis to the left of the central portion in the X-axis direction of the substrate 30a and pinned in the pinned layer. Is the positive direction of the Y axis. The second GMR element 36 in the Y-axis direction is formed near the end of the positive direction of the Y-axis to the right of the center in the X-axis direction of the substrate 30a, and the magnetization direction pinned in the pinned layer is Y The axis is in the positive direction. The third GMR element 37 in the Y-axis direction is formed near the end in the negative direction of the Y-axis to the right of the center in the X-axis direction of the substrate 30a, and the magnetization direction pinned in the pinned layer is Y The axis is in the negative direction. The fourth GMR element 38 in the Y-axis direction is formed near the end in the negative direction of the Y-axis to the left of the center in the X-axis direction of the substrate 30a. The direction of magnetization pinned in the pinned layer is Y The axis is in the negative direction.

GMR素子31〜38は、基板30aに配置された位置および向きを除き、同一構造を有している。従って、以下においては、第1のX軸方向のGMR素子31を代表例として説明する。   The GMR elements 31 to 38 have the same structure except for the position and orientation arranged on the substrate 30a. Therefore, in the following, the GMR element 31 in the first X-axis direction will be described as a representative example.

図4に示す第1のX軸方向のGMR素子31は、図5および図6に示すように、スピンバルブ膜SVからなりY軸方向に長手方向を有する複数の幅狭帯状部31a・・・31aと、各幅狭帯状部31aのY軸方向両端部の下方に形成されたコバルト(Co)クロム(Cr)白金(Pt)等の硬質強磁性体であり、高保磁力、高角型比を有する材質からなるバイアス磁石膜(硬質強磁性体薄膜層)31b・・・31bとを備えている。各幅狭帯状部31aは、各バイアス磁石膜31bの上面にてX軸方向に伸び、隣接する幅狭帯状部31aと接合している。   As shown in FIGS. 5 and 6, the first XMR direction GMR element 31 shown in FIG. 4 includes a plurality of narrow strips 31a made of a spin valve film SV and having a longitudinal direction in the Y-axis direction. 31a and a hard ferromagnetic material such as cobalt (Co) chromium (Cr) platinum (Pt) formed below the both ends in the Y-axis direction of each narrow band portion 31a, and has a high coercive force and a high squareness ratio. Bias magnet film (hard ferromagnetic thin film layer) 31b... 31b made of a material. Each narrow strip portion 31a extends in the X-axis direction on the upper surface of each bias magnet film 31b and is joined to the adjacent narrow strip portion 31a.

第1のX軸方向のGMR素子31のスピンバルブ膜SVは、図7に膜構成を示したように、基板30aの上に順に積層されたフリー層(自由層、自由磁化層)F、膜厚が2.4nm(24Å)の銅(Cu)からなる導電性のスペーサ層S、ピンド層Pおよび膜厚が2.5nm(25Å)のチタン(Ti)又はタンタル(Ta)からなるキャッピング層Cを含んで構成されている。   As shown in FIG. 7, the spin valve film SV of the GMR element 31 in the first X-axis direction includes a free layer (free layer, free magnetic layer) F, a film stacked in order on the substrate 30a. A conductive spacer layer S made of copper (Cu) having a thickness of 2.4 nm (24 mm), a pinned layer P, and a capping layer C made of titanium (Ti) or tantalum (Ta) having a thickness of 2.5 nm (25 mm). It is comprised including.

フリー層Fは、外部磁界の向きに応じて磁化の向きが変化する層であり、基板30aの直上に形成された膜厚が8nm(80Å)のコバルト(Co)ジルコニウム(Zr)ニオブ(Nb)アモルファス磁性層31−1と、CoZrNbアモルファス磁性層31−1の上に形成された膜厚が3.3nm(33Å)のニッケル(Ni)鉄(Fe)磁性層31−2と、NiFe磁性層31−2の上に形成された1〜3nm(10〜30Å)程度の膜厚のCoFe層31−3とからなっている。CoZrNbアモルファス磁性層31−1とNiFe磁性層31−2は、前述した軟質強磁性体薄膜層を構成している。CoFe層31−3はNiFe層31−2のNiおよびスペーサ層SのCu31−4の拡散を防止するものである。尚、バイアス磁石膜31b・・・31bは、フリー層Fの一軸異方性を維持するため、フリー層Fに対してY軸方向(図4および図5の幅広矢印にて示したY軸負方向)にバイアス磁界を与えている。   The free layer F is a layer whose magnetization direction changes according to the direction of the external magnetic field. The free layer F is formed on the substrate 30a and has a film thickness of 8 nm (80 cm), cobalt (Co) zirconium (Zr) niobium (Nb). An amorphous magnetic layer 31-1, a nickel (Ni) iron (Fe) magnetic layer 31-2 having a thickness of 3.3 nm (33Å) formed on the CoZrNb amorphous magnetic layer 31-1, and a NiFe magnetic layer 31 -2 and a CoFe layer 31-3 having a film thickness of about 1 to 3 nm (10 to 30 mm). The CoZrNb amorphous magnetic layer 31-1 and the NiFe magnetic layer 31-2 constitute the soft ferromagnetic thin film layer described above. The CoFe layer 31-3 prevents diffusion of Ni in the NiFe layer 31-2 and Cu31-4 in the spacer layer S. In order to maintain the uniaxial anisotropy of the free layer F, the bias magnet film 31b... 31b is in the Y-axis direction (the Y-axis negative direction indicated by the wide arrow in FIGS. 4 and 5). Direction).

ピンド層Pは、膜厚が2.2nm(22Å)のCoFe磁性層31−5と、Ptを45〜55mol%含むPtマンガン(Mn)合金から形成した膜厚が24nm(240Å)の反強磁性膜31〜36とを重ね合わせたものである。CoFe磁性層31〜35は、着磁(磁化)された反強磁性膜31〜36に交換結合的に裏打されることにより、前述したように、磁化の向きがX軸の負方向にピンされている。   The pinned layer P is made of a CoFe magnetic layer 31-5 with a film thickness of 2.2 nm (22 cm) and a Pt manganese (Mn) alloy containing 45 to 55 mol% of Pt and an antiferromagnetic film with a film thickness of 24 nm (240 mm). The films 31 to 36 are superposed. The CoFe magnetic layers 31 to 35 are back-coupled to the magnetized (magnetized) antiferromagnetic films 31 to 36 in an exchange coupling manner, so that the magnetization direction is pinned in the negative direction of the X axis as described above. ing.

このように構成された第1のX軸方向のGMR素子31は、図8において実線にて示したように、X軸に沿って変化する外部磁界に対し、−Hc〜+Hcの範囲において、外部磁界にほぼ比例して変化する抵抗値を呈し、図8において破線にて示したように、Y軸に沿って変化する外部磁界に対して、ほぼ一定の抵抗値を呈する。   As shown by the solid line in FIG. 8, the first XMR direction GMR element 31 configured in this way is external in the range of −Hc to + Hc with respect to the external magnetic field changing along the X axis. It exhibits a resistance value that varies substantially in proportion to the magnetic field, and exhibits a substantially constant resistance value with respect to an external magnetic field that varies along the Y axis, as indicated by a broken line in FIG.

この地磁気センサ30においては、図9に示したように、第1〜第4のX軸方向のGMR素子31〜34をフルブリッジ接続することにより、X軸方向の磁界を検出するX軸方向の地磁気センサが構成される。図9において、各GMR素子31〜34の中に付した矢印はGMR素子31〜34のピンド層がピンされた磁化の向きを示している。このような構成において、第2のX軸方向のGMR素子32と第3のX軸方向のGMR素子33との結合点Vaと、第1のX軸方向のGMR素子31と第4のX軸方向のGMR素子34との結合点Vbの間に一定の電位差が印加され、第1のX軸方向のGMR素子31と第3のX軸方向のGMR素子33との結合点Vcと、第2のX軸方向のGMR素子32と第4のX軸方向のGMR素子34との結合点Vdとの間の電位差(Vc−Vd)がセンサ出力Voutとして取り出される。   In the geomagnetic sensor 30, as shown in FIG. 9, the first to fourth XMR direction GMR elements 31 to 34 are connected by a full bridge to detect the X axis direction magnetic field. A geomagnetic sensor is constructed. In FIG. 9, arrows attached to the GMR elements 31 to 34 indicate the magnetization directions in which the pinned layers of the GMR elements 31 to 34 are pinned. In such a configuration, the coupling point Va between the GMR element 32 in the second X-axis direction and the GMR element 33 in the third X-axis direction, the GMR element 31 in the first X-axis direction, and the fourth X-axis A constant potential difference is applied between the coupling point Vb with the GMR element 34 in the direction, the coupling point Vc between the GMR element 31 in the first X-axis direction and the GMR element 33 in the third X-axis direction, The potential difference (Vc−Vd) between the coupling point Vd between the GMR element 32 in the X-axis direction and the fourth GMR element 34 in the X-axis direction is taken out as the sensor output Vout.

この結果、X軸方向の地磁気センサは、図10において実線にて示したように、X軸に沿って変化する外部磁界に対し、−Hc〜+Hcの範囲において、外部磁界にほぼ比例して変化する出力電圧Vxoutを示し、図10において破線にて示したように、Y軸に沿って変化する外部磁界に対しては、ほぼ「0」の出力電圧を示す。   As a result, the geomagnetic sensor in the X-axis direction changes substantially in proportion to the external magnetic field in the range of −Hc to + Hc with respect to the external magnetic field changing along the X-axis, as shown by the solid line in FIG. As shown by the broken line in FIG. 10, the output voltage Vxout is substantially “0” for the external magnetic field changing along the Y axis.

Y軸方向の地磁気センサは、X軸方向の地磁気センサと同様に、第1〜第4のY軸方向のGMR素子35〜39がフルブリッジ接続されることにより構成され、Y軸に沿って変化する外部磁界に対し、−Hc〜+Hcの範囲において、外部磁界にほぼ比例して変化する出力電圧Vyoutを示すとともに、X軸に沿って変化する外部磁界に対しては、ほぼ「0」の出力電圧を示す。以上説明したように、地磁気センサ30は外部磁界を検出する。尚、地磁気センサ30は、図示しない温度補償回路によって、温度センサ60によって得られた温度の情報に基づいて磁気特性の温度補償を行う。   The geomagnetic sensor in the Y-axis direction is configured by full-bridge connection of the GMR elements 35 to 39 in the first to fourth Y-axis directions, and changes along the Y-axis, like the geomagnetic sensor in the X-axis direction. An output voltage Vyout that changes substantially in proportion to the external magnetic field in the range of −Hc to + Hc with respect to the external magnetic field that is output, and an output of substantially “0” for the external magnetic field that changes along the X axis. Indicates voltage. As described above, the geomagnetic sensor 30 detects an external magnetic field. The geomagnetic sensor 30 performs temperature compensation of magnetic characteristics based on temperature information obtained by the temperature sensor 60 using a temperature compensation circuit (not shown).

次に、携帯電話機の方位データ演算装置の方位測定方法の原理について、携帯電話機の操作面がほぼ水平な状態にて置かれ、地磁気センサ30に加わる外部磁界が地磁気のみであるとして説明する。ここで、携帯電話機の方位angとは、携帯電話機の筐体1の操作面がほぼ水平である場合において、携帯電話機の操作面手前部(例えば、マイク27)から連結部の中央に向うベクトル、即ちY軸の正方向に向うベクトルの方位のこととする。
なお、本明細書において、方位angの基準(0°)は西であり、同方位angは、北、東、及び南の順に回転するにつれて、それぞれ90°、180°および270°となるものとして定義する。
Next, the principle of the azimuth measuring method of the azimuth data calculation device of the mobile phone will be described on the assumption that the operation surface of the mobile phone is placed in a substantially horizontal state and the external magnetic field applied to the geomagnetic sensor 30 is only geomagnetism. Here, the orientation ang of the mobile phone is a vector from the front portion of the mobile phone operation surface (for example, the microphone 27) toward the center of the connection portion when the operation surface of the case 1 of the mobile phone is substantially horizontal. That is, the direction of the vector directed in the positive direction of the Y axis.
In this specification, the reference (0 °) of the azimuth ang is west, and the azimuth ang becomes 90 °, 180 °, and 270 ° as it rotates in the order of north, east, and south. Define.

ところで、地磁気は南から北に向う磁界である。したがって、携帯電話機の筐体1の操作面がほぼ水平である場合、地磁気センサ30のX軸方向の地磁気センサおよびY軸方向の地磁気センサの出力は、図11に示したように、同携帯電話機10の方位angに対して余弦波状、及び正弦波状にそれぞれ変化する。尚、図11のセンサ出力Sx、Syは規格化されているとする。規格化とは、X軸方向の地磁気センサの実際の出力を、携帯電話機の筐体1の操作面がほぼ水平である状態で360°回転した場合における出力の最大値と最小値の差の半分で除した値を規格化後出力Sxとすることである。また、規格化とは、同様に、Y軸方向の地磁気センサの実際の出力を、携帯電話機の筐体1の操作面がほぼ水平である状態で360°回転した場合における出力の最大値と最小値の差の半分で除した値を規格化後出力Syとすることである。   By the way, geomagnetism is a magnetic field from south to north. Therefore, when the operation surface of the casing 1 of the cellular phone is substantially horizontal, the outputs of the geomagnetic sensor 30 in the X-axis direction and the geomagnetic sensor in the Y-axis direction of the geomagnetic sensor 30 are as shown in FIG. It changes in a cosine wave shape and a sine wave shape with respect to 10 directions ang. It is assumed that the sensor outputs Sx and Sy in FIG. 11 are standardized. Normalization means that the actual output of the geomagnetic sensor in the X-axis direction is half of the difference between the maximum value and the minimum value when rotated 360 ° with the operation surface of the casing 1 of the mobile phone being almost horizontal. The value divided by is used as the normalized output Sx. Similarly, normalization refers to the maximum and minimum outputs when the actual output of the geomagnetic sensor in the Y-axis direction is rotated 360 ° with the operation surface of the casing 1 of the mobile phone being substantially horizontal. The value divided by half of the value difference is used as the normalized output Sy.

以上のことから、携帯電話機の方位angは以下の(a)〜(d)に場合分けして求めることができる。
(a)Sx、Syについて、Sx>0、且つ、|Sx|>|Sy|が成立すると、方位ang=tan−1(Sy/Sx)となる。
(b)Sx<0、且つ、|Sx|>|Sy|が成立すると、ang=180°+tan−1(Sy/Sx)となる。
(c)Sy>0、且つ、|Sx|<|Sy|が成立すると、ang= 90°−tan−1(Sx/Sy)となる。
(d)Sy<0、且つ、|Sx|<|Sy|が成立すると、ang=270°−tan−1(Sx/Sy)となる。
但し、上記(a)〜(d)の何れかにより求められた方位angが負の場合は、同方位angに360°を加えた値を方位angとする。また、求められた方位angが360°以上であれば、同方位angから360°を減じた値を方位angとする。
From the above, the azimuth ang of the mobile phone can be obtained in the following cases (a) to (d).
(A) For Sx and Sy, when Sx> 0 and | Sx |> | Sy | are satisfied, the azimuth ang = tan −1 (Sy / Sx).
(B) When Sx <0 and | Sx |> | Sy | are satisfied, ang = 180 ° + tan −1 (Sy / Sx).
(C) When Sy> 0 and | Sx | <| Sy | are satisfied, ang = 90 ° -tan −1 (Sx / Sy).
(D) When Sy <0 and | Sx | <| Sy | are satisfied, ang = 270 ° −tan −1 (Sx / Sy).
However, when the azimuth ang obtained by any one of the above (a) to (d) is negative, a value obtained by adding 360 ° to the same azimuth ang is defined as the azimuth ang. Further, when the obtained azimuth ang is 360 ° or more, a value obtained by subtracting 360 ° from the same azimuth ang is set as the azimuth ang.

しかし、携帯電話機内には、前述したように、スピーカ28に代表されるように多くの永久磁石部品が含まれ、これらの部品から磁場が漏洩している。そのため、携帯電話機内の所定箇所に配置された地磁気センサ30には、これらの永久磁石部品による漏洩磁界(地磁気以外による外部磁界)が加わっている。この結果、X軸方向の地磁気センサの出力は、漏洩磁界のX軸成分に応じた出力だけシフト(平行移動)し、同様に、Y軸方向の地磁気センサの出力は、漏洩磁界のY軸成分に応じた出力だけシフトする。この出力のシフトをオフセットと言い、このX軸方向、Y軸方向それぞれのシフトの量をオフセット計測値とする。そのため、携帯電話機において正確な方位を測定するためには、上述したオフセット計測値をX軸、Y軸それぞれの出力値から差し引くといった、出力の補正を行う必要がある。ここで、オフセット計測値は前述したように、携帯電話機内部にある軟質強磁性体による影響のため、実際に各ポイントにて測定し、その有効性を判定する必要がある。   However, as described above, many permanent magnet parts are included in the mobile phone as represented by the speaker 28, and a magnetic field leaks from these parts. Therefore, a leakage magnetic field (external magnetic field other than geomagnetism) due to these permanent magnet components is applied to the geomagnetic sensor 30 arranged at a predetermined location in the mobile phone. As a result, the output of the geomagnetic sensor in the X-axis direction is shifted (translated) by an output corresponding to the X-axis component of the leakage magnetic field. Similarly, the output of the geomagnetic sensor in the Y-axis direction is the Y-axis component of the leakage magnetic field. The output is shifted according to. This output shift is called an offset, and the amount of shift in each of the X-axis direction and the Y-axis direction is used as an offset measurement value. Therefore, in order to measure an accurate azimuth in a cellular phone, it is necessary to perform output correction such as subtracting the offset measurement value described above from the output values of the X axis and the Y axis. Here, as described above, the offset measurement value is actually measured at each point because of the influence of the soft ferromagnet inside the mobile phone, and it is necessary to determine its effectiveness.

次に、地磁気センサ30に地磁気および漏洩磁界が外部磁界として加わる場合に、方位データ演算装置において、上述したようにオフセット計測値を推定し、有効性を判定する方法の原理について説明する。
携帯電話機を、予め定められた時間間隔にて外部磁気を測定するように構成する。そして、図12に示すように、携帯電話機をX軸、Y軸の感度方向を含む面、例えば、水平面のような、単一面上にて振り、その間に、複数の測定ポイントにおける外部磁気の測定を行い、推定されたオフセット計測値の有効性を、該測定データから判定する。
Next, the principle of the method for estimating the offset measurement value and determining the effectiveness as described above in the azimuth data calculation apparatus when the geomagnetism and the leakage magnetic field are applied to the geomagnetic sensor 30 as the external magnetic field will be described.
The mobile phone is configured to measure external magnetism at predetermined time intervals. Then, as shown in FIG. 12, the mobile phone is shaken on a single plane such as a horizontal plane including the X-axis and Y-axis sensitivity directions, and during that time, the external magnetism is measured at multiple measurement points. The effectiveness of the estimated offset measurement value is determined from the measurement data.

ここで、求めるべきオフセット計測値をXo、Yo、地磁気センサ30が出力する値をプロットすることにより描かれる方位円の半径をRとすると、以下の関係が成立する。
(X−Xo)2 +(Y−Yo)2 = R2
∴R2 −Xo2 −Yo2 +2XXo +2YYo = X2 +Y2 ・・・・・(式11)
また、測定ポイントにおいて測定された外部磁気を、座標値(Xi,Yi)(i=1,2,3,・・・,N)として、最小二乗誤差εを以下のように定義する。そして、該最小二乗誤差εが最小になる座標値を算出する、最小二乗法によって、地磁気センサ30の方位円の原点を求めることにより、オフセット計測値を推定する(オフセット推定ステップ)(オフセット推定手段)。
Here, if the offset measurement values to be obtained are Xo, Yo, and the radius of the azimuth circle drawn by plotting the values output by the geomagnetic sensor 30 is R, the following relationship is established.
(X−Xo) 2 + (Y−Yo) 2 = R 2
∴R 2 -Xo 2 -Yo 2 + 2XXo + 2YYo = X 2 + Y 2 (Formula 11)
Further, the external magnetism measured at the measurement point is defined as coordinate values (Xi, Yi) (i = 1, 2, 3,..., N), and the least square error ε is defined as follows. Then, an offset measurement value is estimated by calculating the origin of the azimuth circle of the geomagnetic sensor 30 by the least square method for calculating a coordinate value that minimizes the least square error ε (offset estimation means) (offset estimation means) ).

Figure 0004207929
Figure 0004207929

ここで、ai=(Xi2 +Yi2 )、bi=−2Xi 、ci=−2Yi 、D=(Xo2 +Yo2 )− R2 とおくと、[数2]となる。 Here, when ai = (Xi 2 + Yi 2 ), bi = −2Xi, ci = −2Yi, and D = (Xo 2 + Yo 2 ) −R 2 , [Equation 2] is obtained.

Figure 0004207929
Figure 0004207929

このとき、最小二乗誤差εを最小とする条件は、Xo、Yo、ZoおよびDをεの独立変数とし、εをXo、Yo、ZoおよびDで微分することにより[数3]となる。   At this time, the condition for minimizing the least square error ε is expressed as [Equation 3] by making Xo, Yo, Zo and D independent variables of ε and differentiating ε with Xo, Yo, Zo and D.

Figure 0004207929
Figure 0004207929

また、(式14)〜(式16)から、以下の方程式を解くことによってオフセット計測値Xo、Yoが求められる。このXo、Yo から得られる座標(Xo,Yo)が方位円の原点(中心点)となる。 Further, from (Equation 14) to (Equation 16), the offset measurement values Xo and Yo are obtained by solving the following equations. This Xo, Yo The coordinates (Xo, Yo) obtained from are the origin (center point) of the azimuth circle.

Figure 0004207929
但し、[数4]において、[数5]に示した表記を用いている。
Figure 0004207929
However, in [Formula 4], the notation shown in [Formula 5] is used.

Figure 0004207929
Figure 0004207929

次に、標準偏差σを、求める方法について説明する。オフセット測定データである各測定値miおよび各測定点データとオフセット計測値により得られる方位円の原点との距離である各測定値miについての平均値Aから算出する(平均値算出ステップ)(平均値算出手段)(標準偏差算出手段)。まず、各測定値miは、測定ポイントにおいて測定された外部磁気を示す測定データ(Xi、Yi)と、オフセット計測値である方位円の原点(中心)(Xo、Yo)との座標上の距離により求められる。   Next, a method for obtaining the standard deviation σ will be described. Each measurement value mi that is offset measurement data and each measurement point data and the average value A for each measurement value mi that is the distance between the origin of the azimuth circle obtained from the offset measurement value are calculated (average value calculation step) (average Value calculation means) (standard deviation calculation means). First, each measured value mi is a coordinate distance between measurement data (Xi, Yi) indicating external magnetism measured at a measurement point and the origin (center) (Xo, Yo) of an azimuth circle that is an offset measurement value. Is required.

Figure 0004207929
Figure 0004207929

次に、この測定値miの平均値を算出する。   Next, an average value of the measured values mi is calculated.

Figure 0004207929
Figure 0004207929

これらに基づき、標準偏差はmiおよびAにより、以下の式により表される。

Figure 0004207929
Based on these, the standard deviation is expressed by the following formula by mi and A.
Figure 0004207929

さらに、標準偏差は   In addition, the standard deviation is

Figure 0004207929
Figure 0004207929

で表されるので、これに[数6]を適用し、標準偏差は、推定されたオフセット計測値(Xo、Yo)と測定データ(Xi、Yi)を用いて求められる方位円の半径を用いて、[数10]で表される。   Therefore, [Expression 6] is applied to this, and the standard deviation uses the radius of the azimuth circle obtained by using the estimated offset measurement value (Xo, Yo) and the measurement data (Xi, Yi). This is expressed by [Equation 10].

Figure 0004207929
Figure 0004207929

そして次に、推定されたオフセット計測値(Xo、Yo)の有効性を判定する(判定手段)(有効性判断ステップ)。   Next, the effectiveness of the estimated offset measurement values (Xo, Yo) is determined (determination means) (effectiveness determination step).

地磁気センサ30が出力する方位円を構成する各測定データの分布から、平均半径に対して大きくなるものが多く存在すると、該測定データが無効であるものとし、下記の式により、標準偏差が所定値より小さいことを条件として、該オフセット計測値の有効性を判断する。
σ<F ・・・・・(式22)
If many distributions of the measurement data constituting the azimuth circle output from the geomagnetic sensor 30 are large with respect to the average radius, the measurement data is invalid, and the standard deviation is determined by the following formula. The effectiveness of the offset measurement value is determined on condition that the value is smaller than the value.
σ <F (Formula 22)

このとき、地磁気センサにおいては、16方位を判別できることが通常の要求仕様であるため、オフセット計測値の誤差が地磁気の1/5に相当する量以下に収まっている必要がある。そのため、方位円半径が2σにおいて、地磁気の1/5に収まっていればよいと判断されることより、上述したFは地磁気の1/10の磁気量である0.03Oe(エルステッド)に相当する量が好ましいことになる。   At this time, in the geomagnetic sensor, since it is a normal requirement specification that 16 orientations can be discriminated, the error of the offset measurement value needs to be within an amount corresponding to 1/5 of the geomagnetism. Therefore, it is determined that the azimuth circle radius should be within 1/5 of the terrestrial magnetism when the azimuth radius is 2σ, and thus F corresponds to 0.03 Oe (Oersted), which is 1/10 of the terrestrial magnetism. The amount will be preferred.

次に、本実施形態による携帯電話機の方位データ演算装置による地磁気センサ30のオフセットのキャリブレーションの動作を説明する。オフセットのキャリブレーションとは、外部磁気を測定し、得られた測定データを基にオフセット値を算出し、算出されたオフセット値を地磁気センサのオフセットとして更新(設定)することをいう。
先ず、携帯電話機の電源が投入され、携帯電話機の動作が開始する。以下、図13に示すフローチャートを参照して、携帯電話機の地磁気センサ30のオフセットのキャリブレーションの動作を説明する。尚、RAM14には、先回の動作時に得られたオフセット計測値が格納されているとする。
Next, the offset calibration operation of the geomagnetic sensor 30 by the mobile phone orientation data calculation device according to the present embodiment will be described. Offset calibration refers to measuring external magnetism, calculating an offset value based on the obtained measurement data, and updating (setting) the calculated offset value as an offset of the geomagnetic sensor.
First, the power of the mobile phone is turned on, and the operation of the mobile phone starts. Hereinafter, the offset calibration operation of the geomagnetic sensor 30 of the mobile phone will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Note that it is assumed that the offset measurement value obtained in the previous operation is stored in the RAM 14.

先ず、携帯電話機においてオフセットのキャリブレーションを指示するキャリブレーション開始ボタン(トリガーキー)がONされて(ステップSa1)、制御部10が、地磁気センサ30に外部の磁気を測定する指示をする(ステップSa2)。次に、制御部10は地磁気センサ30から測定データを読み出し(ステップSa3)、該データをRAM14に格納する(ステップSa4)。次に、RAM14に格納されたデータの数が、予め定められた数に達したか否かが制御部10により判断される。判断が「NO」であった場合、まだ、RAM14に格納されたデータの数が予め定められた数に達していないので、0.1sec.だけ待った(ステップSa6)後に、ステップSa2に戻り、以下のステップSa2〜Sa5の動作を制御部10が繰り返す(データ格納手段)。   First, a calibration start button (trigger key) for instructing offset calibration is turned on in the mobile phone (step Sa1), and the control unit 10 instructs the geomagnetic sensor 30 to measure external magnetism (step Sa2). ). Next, the control unit 10 reads measurement data from the geomagnetic sensor 30 (step Sa3) and stores the data in the RAM 14 (step Sa4). Next, the control unit 10 determines whether or not the number of data stored in the RAM 14 has reached a predetermined number. If the determination is “NO”, since the number of data stored in the RAM 14 has not yet reached a predetermined number, 0.1 sec. After waiting only (step Sa6), the process returns to step Sa2, and the control unit 10 repeats the operations of the following steps Sa2 to Sa5 (data storage means).

一方、ステップSa5における判断が「YES」であった場合、ステップSa7に移行し、制御部10において、オフセット計測値の推定が行われる。次に、制御部10において前述した標準偏差σの算出を行い、推定されたオフセット計測値が有効であるか否かが判断される(ステップSa8)(有効性判定ステップ)(有効性判定手段)。判断が「YES」であった場合、制御部10の制御の下、RAM14にオフセット計測値が格納される(ステップSa9)(オフセット格納手段)。尚、先にRAM14に格納されていたオフセット計測値は、制御部10の制御の下、ステップSa9において算出されたオフセット計測値に更新される。
そして、携帯電話機の地磁気センサ30のオフセットのキャリブレーションの動作が終了する。一方、ステップSa8における判断が「NO」であった場合、RAM14において格納されているオフセット計測値が更新されることなく、携帯電話機の地磁気センサ30のオフセットのキャリブレーションの動作が終了する。このとき、オフセット計測値としては、前回のキャリブレーション動作において更新され、RAM14に保存されていたオフセット計測値をそのまま用いる。
On the other hand, when the determination in step Sa5 is “YES”, the process proceeds to step Sa7, and the control unit 10 estimates the offset measurement value. Next, the control unit 10 calculates the standard deviation σ described above, and determines whether or not the estimated offset measurement value is valid (step Sa8) (validity determination step) (validity determination means). . If the determination is “YES”, the offset measurement value is stored in the RAM 14 under the control of the control unit 10 (step Sa9) (offset storage means). The offset measurement value previously stored in the RAM 14 is updated to the offset measurement value calculated in step Sa9 under the control of the control unit 10.
Then, the offset calibration operation of the geomagnetic sensor 30 of the mobile phone ends. On the other hand, if the determination in step Sa8 is “NO”, the offset measurement value stored in the RAM 14 is not updated, and the offset calibration operation of the geomagnetic sensor 30 of the mobile phone ends. At this time, the offset measurement value updated in the previous calibration operation and stored in the RAM 14 is used as the offset measurement value.

以上のように、本実施形態によれば、詳細な説明書を参照することなく、簡単な操作によって地磁気センサのオフセットのキャリブレーションを実施でき、携帯電話機がオフセットのキャリブレーションの成否を判定して、適正なキャリブレーションが行われたときのみ、オフセット計測値を更新することが可能になる。そのため、簡単な操作にて、しかも、確実に測定データの補正を行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, the offset calibration of the geomagnetic sensor can be performed by a simple operation without referring to a detailed manual, and the mobile phone determines the success or failure of the offset calibration. Only when proper calibration is performed, the offset measurement value can be updated. For this reason, the measurement data can be reliably corrected by a simple operation.

尚、本実施形態においては、地磁気センサとして二軸の地磁気センサを想定したが、3軸の地磁気センサを用いても同様な動作を実現することが可能である。この場合、二軸の地磁気センサでは二つの感度方向を含む面内で左右に振ることによりオフセットのキャリブレーションが行えるのに対し、三軸では、図14に示すように、三つの感度方向のうち、二つの感度方向を含む面内で(例えば左右に)、および上記とは異なる感度方向を含む別の面内で(例えば上下に)、振ることによりオフセットのキャリブレーションが行える。
尚、図15に示すように、紙面上に携帯電話機を配置したときに、地磁気が紙面の横方向に走っているような特殊な位置関係にある場合では、紙面に対して垂直な方向となる上下(前後)に携帯電話機を振っても、地磁気センサと地磁気との相対関係が変化しないため、このようなときは他の方向に振ることにより、オフセットのキャリブレーションを行えるようにすることができる。
In the present embodiment, a biaxial geomagnetic sensor is assumed as the geomagnetic sensor, but a similar operation can be realized using a triaxial geomagnetic sensor. In this case, in the biaxial geomagnetic sensor, offset calibration can be performed by swinging left and right in a plane including two sensitivity directions, whereas in the three axes, as shown in FIG. The offset calibration can be performed by shaking in a plane including two sensitivity directions (for example, left and right) and in another plane including a sensitivity direction different from the above (for example, up and down).
As shown in FIG. 15, when the mobile phone is arranged on the paper surface, the direction is perpendicular to the paper surface when the geomagnetism is in a special positional relationship such as running in the lateral direction of the paper surface. Even if the mobile phone is shaken up and down (front and back), the relative relationship between the geomagnetic sensor and the geomagnetism does not change. In such a case, the offset can be calibrated by shaking in another direction. .

また、二軸の地磁気センサにおいて、前述したオフセットのキャリブレーションが行われる場合においても、図16に示すように紙面と垂直方向に地磁気が走っている場合は、地磁気センサと地磁気との相対位置関係は、センサを図示するように振っても変化しない。しかし、この場合も、地磁気センサが半径0の方位円を出力しているとして、オフセットは演算処理され、正しく求められる。   Further, even when the offset calibration described above is performed in the biaxial geomagnetic sensor, when the geomagnetism runs in the direction perpendicular to the paper surface as shown in FIG. 16, the relative positional relationship between the geomagnetic sensor and the geomagnetism. Does not change even if the sensor is shaken as shown. However, in this case as well, the offset is calculated and correctly obtained assuming that the geomagnetic sensor outputs an azimuth circle having a radius of zero.

また、本実施形態においては、地磁気センサとして、GMR素子を想定したが、地磁気センサの種類はこれに限定されず、TMR(Tunneling Magnetoresistive)素子、MR(Magnetoresistive)素子等の磁気抵抗効果素子や、ホール素子、MI(Magneto Impedance)素子、フラックスゲートセンサ等、どんなものでもよい。
特に、ホール素子のような特性の温度変化の激しい素子では、温度によるオフセット変化を補正するために使用できる。またMI素子のような着磁しやすいものでは、素子自身の着磁による影響の除去手段として有効である。
In the present embodiment, the GMR element is assumed as the geomagnetic sensor. However, the type of the geomagnetic sensor is not limited to this, and a magnetoresistive effect element such as a TMR (Tunneling Magnetoresistive) element, an MR (Magnetoresistive) element, Any element such as a Hall element, an MI (Magneto Impedance) element, or a fluxgate sensor may be used.
In particular, an element such as a Hall element that has a severe temperature change can be used to correct an offset change due to temperature. An element that is easily magnetized, such as an MI element, is effective as means for removing the influence of the element itself.

次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
この第2の実施形態における携帯電話機のブロック構成は第1の実施形態と同一であるが、制御部10のオフセットのキャリブレーションの処理が第1の実施形態と異なっている。以下、図面を参照して、本実施形態について説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The block configuration of the mobile phone in the second embodiment is the same as that of the first embodiment, but the offset calibration process of the control unit 10 is different from that of the first embodiment. Hereinafter, this embodiment will be described with reference to the drawings.

図17に示すように、先ず、ステップSb1〜Sb2の処置が行われる。この処理は、図13に示すステップSa1〜Sa2の処理と同じである。次に、制御部10は地磁気センサ30から測定データを読み込む(ステップSb3)(データ読み出し手段)。(ステップSb3)(データ読み出し手段)。次に、ステップSb3において地磁気センサ30から読み出された現在の測定データと、既に読み込まれている一つ前の測定データとの座標上における距離が所定値以上であるかどうかを判定することにより、RAM14に格納すべきデータであるか否かが判断される(ステップSb4)(データ格納判定手段)。判断の方法については後述する。判断が「YES」であった場合、ステップSb5に移行し、現在のデータをRAM14に格納する(ステップSb6)(データ格納手段)。に、RAM14に格納されたデータの数が、予め定められた数に達したか否かが判断される。判断が「NO」であった場合、まだ、RAM14に格納されたデータの数が予め定められた数に達していないので、0.1sec.だけ待った(ステップSb7)後に、ステップSb2に戻り、以下のステップSb2〜Sb6の動作を繰り返す。   As shown in FIG. 17, first, steps Sb1 and Sb2 are performed. This process is the same as the process of steps Sa1 to Sa2 shown in FIG. Next, the control part 10 reads measurement data from the geomagnetic sensor 30 (step Sb3) (data reading means). (Step Sb3) (data reading means). Next, by determining whether the distance on the coordinates between the current measurement data read from the geomagnetic sensor 30 in step Sb3 and the previous measurement data already read is greater than or equal to a predetermined value. Then, it is determined whether or not the data is to be stored in the RAM 14 (step Sb4) (data storage determining means). The determination method will be described later. If the determination is “YES”, the process proceeds to step Sb5, and the current data is stored in the RAM 14 (step Sb6) (data storage means). In addition, it is determined whether or not the number of data stored in the RAM 14 has reached a predetermined number. If the determination is “NO”, since the number of data stored in the RAM 14 has not yet reached a predetermined number, 0.1 sec. After waiting only (step Sb7), the process returns to step Sb2, and the following operations of steps Sb2 to Sb6 are repeated.

一方、ステップSb4における判断が、「NO」であった場合、ステップSb7に移行し、0.1sec.だけ待った後に、ステップSb2に戻り、以下のステップSb2〜Sb6の動作を繰り返す。   On the other hand, if the determination in step Sb4 is “NO”, the process proceeds to step Sb7, and 0.1 sec. After waiting for only step Sb2, the process returns to step Sb2 to repeat the following steps Sb2 to Sb6.

一方、ステップSb6における判断が「YES」であった場合、ステップSb8に移行し、ステップSb8〜Sb10の処置が行われる。この処理は、図13に示すステップSa7〜Sa9の処理と同じである。以上の処理にて、携帯電話機の地磁気センサ30のオフセットのキャリブレーションの動作が終了する。   On the other hand, if the determination in step Sb6 is “YES”, the process proceeds to step Sb8, and steps Sb8 to Sb10 are performed. This process is the same as the process of steps Sa7 to Sa9 shown in FIG. With the above processing, the offset calibration operation of the geomagnetic sensor 30 of the mobile phone is completed.

次に、ステップSb3において地磁気センサ30から読み出されたデータがRAM14に格納すべきデータであるか否かを、ステップSb4において判断する方法について説明する。ここで、格納判定するデータをX、Y、データX、Yを採取する直前にRAM14に格納されたデータをXp、Ypとして、以下の条件を満たした場合のみ、データX、YをRAM14に格納する。   Next, a method for determining in step Sb4 whether or not the data read from the geomagnetic sensor 30 in step Sb3 is data to be stored in the RAM 14 will be described. Here, the data to be stored is X, Y, the data stored in the RAM 14 immediately before collecting the data X, Y is Xp, Yp, and the data X, Y is stored in the RAM 14 only when the following conditions are satisfied. To do.

Figure 0004207929
Figure 0004207929

以上のように、本実施形態によれば、次の様な問題を回避することができる。すなわち、第1の実施形態において、ユーザが携帯電話機を殆ど動かしていない場合にデータを取り込んである一点の近傍にデータが集中したり、ユーザが携帯電話機を動かすスピードが均一でなく、データの密度にむらができる問題を回避することができる。   As described above, according to the present embodiment, the following problems can be avoided. That is, in the first embodiment, when the user hardly moves the mobile phone, the data is concentrated near one point where the data is taken in, the speed at which the user moves the mobile phone is not uniform, and the data density The problem of unevenness can be avoided.

ここで、測定ポイントの数は、測定範囲(地磁気センサの回転角度)が90°のときにおいて、20ポイント以上あることが望ましく、それ故に、座標上における測定ポイント間の距離は、方位円半径の1/10より小さいことが必要となる。以上のことより、地磁気センサ30からデータを読み出す処理を、ある時間間隔毎に行わずに、測定ポイント間の距離を方位円半径の1/10より小さくするような回転角度にて地磁気センサ30を回すことによって行ってもよい。   Here, the number of measurement points is desirably 20 points or more when the measurement range (rotation angle of the geomagnetic sensor) is 90 °. Therefore, the distance between the measurement points on the coordinates is the azimuth radius. It is necessary to be smaller than 1/10. As described above, the process of reading data from the geomagnetic sensor 30 is not performed every certain time interval, and the geomagnetic sensor 30 is rotated at such a rotation angle that the distance between measurement points is made smaller than 1/10 of the azimuth radius. It may be done by turning.

次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
この第2の実施形態における携帯電話機のブロック構成は第1〜第2の実施形態と同一であるが、制御部10のオフセットのキャリブレーションの処理が第1〜第2の実施形態を組み合わせたものとなっている。以下、本実施形態について説明する。尚、フローチャートについては、図13および図17を組み合わせたものとし、図示を省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
The block configuration of the mobile phone in the second embodiment is the same as that in the first to second embodiments, but the offset calibration processing of the control unit 10 is a combination of the first and second embodiments. It has become. Hereinafter, this embodiment will be described. In addition, about a flowchart, FIG. 13 and FIG. 17 shall be combined and illustration is abbreviate | omitted.

このとき、図13におけるステップSa2〜Sa6の処理と図17におけるステップSb2からSb7の処理を並行して行い、いずれか一方の処理によってRAM14に格納されるデータ数が予め定められた数を超えたときに、ステップSa7もしくステップSb8におけるオフセット推定を行う。ただし、所定の数は図13の処理によるデータ数を図17の処理によるデータ数をより大きく採る必要がある。例えば、前者を後者の10倍採ることが望ましい。   At this time, the processes in steps Sa2 to Sa6 in FIG. 13 and the processes in steps Sb2 to Sb7 in FIG. 17 are performed in parallel, and the number of data stored in the RAM 14 by one of the processes exceeds a predetermined number. Sometimes, offset estimation is performed in step Sa7 or step Sb8. However, the predetermined number needs to be larger than the number of data by the process of FIG. 13 and the number of data by the process of FIG. For example, it is desirable to take the former 10 times the latter.

以上のように、本実施形態によれば、次の様な問題を回避することができる。すなわち、第2の実施形態において、図16に示すように、二軸の地磁気センサを備えた携帯電話機を、地磁気に対して垂直に振る場合に、地磁気センサの測定値が一定値以上変化しないために、携帯電話機が振られていることを捕捉できず、いつまで経ってもRAM14にデータが格納されないという問題を回避することができる。   As described above, according to the present embodiment, the following problems can be avoided. That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 16, when a mobile phone having a biaxial geomagnetic sensor is shaken perpendicular to the geomagnetism, the measured value of the geomagnetic sensor does not change more than a certain value. In addition, it is not possible to capture that the mobile phone is being shaken, and the problem that data is not stored in the RAM 14 can be avoided.

また、推定されたオフセットが有効でないと判断された場合、表示部18a、または18bにその旨を表示させるようにしてもよい。   In addition, when it is determined that the estimated offset is not valid, the fact may be displayed on the display unit 18a or 18b.

また、推定されたオフセットが有効でないと判断されたことが表示された後に、特定のキー操作によって、オフセットのキャリブレーションを再び行えるようにしてもよい。   Further, after displaying that it is determined that the estimated offset is not valid, the offset calibration may be performed again by a specific key operation.

また、オフセットのキャリブレーションを再び行う場合、新たに測定された測定データとRAM14に格納されている測定データとを比較して、適正なデータのみをRAM14に格納するようにするのが望ましい。例えば、新たに測定された測定データとRAM14に格納されている測定データとを、それぞれ、オフセット計測値との距離を求めて、該距離が方位円の平均半径に近い方のデータをRAM14に格納するのが望ましい。   When offset calibration is performed again, it is desirable to compare newly measured measurement data with measurement data stored in the RAM 14 so that only proper data is stored in the RAM 14. For example, the distance between the newly measured measurement data and the measurement data stored in the RAM 14 is determined for each offset measurement value, and the data whose distance is closer to the average radius of the azimuth circle is stored in the RAM 14. It is desirable to do.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での設計変更も含まれる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change in the range which does not deviate from the summary of this invention is also included.

本発明の第1の実施形態における携帯電話機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the mobile telephone in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1〜第3の実施形態における携帯電話機の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the mobile telephone in the 1st-3rd embodiment of this invention. 本発明の第1〜第4の実施形態における地磁気センサ30の概略平面図である。It is a schematic plan view of the geomagnetic sensor 30 in the 1st-4th embodiment of this invention. 図3における地磁気センサ30のGMR素子31およびコイル41の部分拡大平面図である。FIG. 4 is a partially enlarged plan view of a GMR element 31 and a coil 41 of the geomagnetic sensor 30 in FIG. 3. 図3におけるGMR素子31の平面図である。FIG. 4 is a plan view of the GMR element 31 in FIG. 3. 図4の3−3線に沿った平面にてGMR素子31およびコイル41を切断した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing which cut | disconnected the GMR element 31 and the coil 41 in the plane along the 3-3 line of FIG. 図4におけるGMR素子31のスピンバルブ膜構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a spin valve film configuration of the GMR element 31 in FIG. 4. 図4におけるGMR素子31の外部磁界に対する抵抗値の変化を示したグラフである。It is the graph which showed the change of the resistance value with respect to the external magnetic field of the GMR element 31 in FIG. 図4におけるGMR素子31および同構造のGMR素子32〜34を備えるX軸方向の地磁気センサの等価回路図である。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of a geomagnetic sensor in the X-axis direction including the GMR element 31 in FIG. 4 and GMR elements 32 to 34 having the same structure. 図9におけるX軸方向の地磁気センサのX軸方向に変化する外部磁界およびY軸方向に変化する磁界に対する出力電圧の変化を示したグラフである。10 is a graph showing changes in output voltage with respect to an external magnetic field changing in the X-axis direction and a magnetic field changing in the Y-axis direction of the geomagnetic sensor in the X-axis direction in FIG. 9. 同実施形態におけるX軸方向の地磁気センサおよびY軸方向の地磁気センサの方位に対する出力を示したグラフである。It is the graph which showed the output with respect to the direction of the geomagnetic sensor of the X-axis direction in the same embodiment, and the geomagnetic sensor of the Y-axis direction. 同実施形態における携帯電話機を、例えば、水平面のような、単一面上にて振る様子を示した図である。It is the figure which showed a mode that the mobile telephone in the embodiment was shaken on a single surface like a horizontal surface, for example. 同実施形態における携帯電話機内の地磁気センサ30のオフセットのキャリブレーションの動作を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing an offset calibration operation of the geomagnetic sensor 30 in the mobile phone according to the embodiment. 同実施形態における3軸の地磁気センサを備えた携帯電話機を、前後に振る様子を示した図である。It is the figure which showed a mode that the mobile telephone provided with the triaxial geomagnetic sensor in the same embodiment was shaken back and forth. 同実施形態における3軸の地磁気センサを備えた携帯電話機を、地磁気と垂直に振る様子を示した図である。It is the figure which showed a mode that the mobile telephone provided with the triaxial geomagnetic sensor in the same embodiment was shaken perpendicularly to geomagnetism. 同実施形態における二軸の地磁気センサを備えた携帯電話機を、地磁気と垂直に振る様子を示した図である。It is the figure which showed a mode that the mobile telephone provided with the biaxial geomagnetic sensor in the same embodiment was shaken perpendicularly to geomagnetism. 本発明の第2の実施形態における携帯電話機内の地磁気センサ30のオフセットのキャリブレーションの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the calibration of the offset of the geomagnetic sensor 30 in the mobile telephone in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態における携帯電話機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the mobile telephone in the 4th Embodiment of this invention. 同実施形態における携帯電話機の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the mobile telephone in the same embodiment. 同実施形態における携帯電話機内の地磁気センサ30のオフセットのキャリブレーションの動作を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing an offset calibration operation of the geomagnetic sensor 30 in the mobile phone according to the embodiment. 従来における地磁気センサの検出値によって描かれる方位円を示す図である。It is a figure which shows the azimuth | direction circle drawn by the detection value of the conventional geomagnetic sensor.

符号の説明Explanation of symbols

1、2・・・筐体、3・・・開始キー、4・・・終了キー、5・・・テンキー、7・・・リダイアルキー、8・・・RF(Radio Frequency)アンテナ、10・・・制御部(方位データ演算装置)、12・・・ROM(Read Only Memory)、14・・・RAM(Random Access Memory)(第1の記憶手段)(第2の記憶手段)、18a、18b・・・表示部、20・・・キー入力部、21・・・切換スイッチ、22・・・変復調部、23・・・CDMA(Code Division Multiple Access)部、24・・・RF部、27・・・マイク、28・・・着信用スピーカ、29・・・音声処理部、30・・・地磁気センサ、30a・・・基板、31〜38・・・GMR(Giant Magneto Resistive)素子、31a・・・幅狭帯状部、31b・・・バイアス磁石膜(硬質強磁性体薄膜層)、31−1・・・コバルト(Co)ジルコニウム(Zr)ニオブ(Nb)アモルファス磁性層、31−2・・・ニッケル(Ni)鉄(Fe)磁性層、31−3、5・・・CoFe磁性層、31−4・・・銅(Cu)層、31−6・・・反強磁性膜((Pt)マンガン(Mn)層)、31−7・・・チタン(Ti)層、41〜48・・・コイル、51〜58・・・駆動回路、60・・・温度センサ、71・・・GPS(Global Positioning System)受信部、72・・・GPSアンテナ、80・・・加速度センサ、81・・・傾きセンサ、90・・・バスライン、C・・・キャッピング層、F・・・フリー層(自由層、自由磁化層)、P・・・ピンド層(固着層)、S・・・スペーサ層、SV・・・スピンバルブ膜 1, 2 ... Housing, 3 ... Start key, 4 ... End key, 5 ... Numeric keypad, 7 ... Redial key, 8 ... RF (Radio Frequency) antenna, 10 ... Control unit (azimuth data calculation device), 12 ROM (Read Only Memory), 14 RAM (Random Access Memory) (first storage means) (second storage means), 18a, 18b ..Display unit, 20... Key input unit, 21... Changeover switch, 22... Modem unit, 23... CDMA (Code Division Multiple Access) unit, 24.・ Microphone, 28... Incoming speaker, 29 .. voice processing unit, 30... Geomagnetic sensor, 30 a .. substrate, 31 to 38... GMR (Giant Magneto Resistive) element, 31 a. Narrow strip portion, 31b ... Bias magnet film (hard ferromagnetic thin film layer), 31-1 ... Cobalt (Co) zirconium (Zr) niobium (Nb) amorphous magnetic layer, 31-2 ... Nickel (Ni) iron (Fe) magnetic layer, 31-3, 5 ... CoFe magnetic layer , 31-4 ... copper (Cu) layer, 31-6 ... antiferromagnetic film ((Pt) manganese (Mn) layer), 31-7 ... titanium (Ti) layer, 41-48. .. Coil, 51-58... Drive circuit, 60... Temperature sensor, 71... GPS (Global Positioning System) receiver, 72... GPS antenna, 80. -Tilt sensor, 90 ... bus line, C ... capping layer, F ... free layer (free layer, free magnetic layer), P ... pinned layer (fixed layer), S ... spacer layer SV ... Spin valve film

Claims (10)

二軸の感度方向を有する地磁気センサと、前記地磁気センサの着磁によるオフセットを補正する補正手段とを搭載した携帯情報端末における地磁気センサの補正方法であって、
前記地磁気センサの複数の測定データを順次第1の格納手段に格納する第1の格納ステップと、
前記第1の格納手段に格納された測定データが第1の所定数に達した場合に、前記第1の格納手段に格納された複数の測定データからオフセット計測値を推定する第1のオフセット推定ステップと、
前記地磁気センサの現在の測定データと一つ前の測定データとの距離が所定値以上である場合に、前記現在の測定データを第2の格納手段に格納する第2の格納ステップと、
前記第2の格納手段に格納された測定データが前記第1の所定数より小さい第2の所定数に達した場合に、前記第2の格納手段に格納された複数の測定データからオフセット計測値を推定する第2のオフセット推定ステップと、
前記複数の測定データと前記推定されたオフセット計測値との座標上における距離をそれぞれ算出し、さらに、算出された各距離の平均値を算出する平均値算出ステップと、
算出された前記各距離の個々の値と前記各距離の平均値に基づいて標準偏差を算出するステップと、
算出された標準偏差によって前記オフセット計測値の有効性を判定する有効性判定ステップと、
を備え
前記第1の格納ステップ及び前記第1のオフセット推定ステップと、前記第2の格納ステップ及び前記第2のオフセット推定ステップを並行して行う
ことを特徴とする地磁気センサの補正方法。
A correction method for a geomagnetic sensor in a portable information terminal equipped with a geomagnetic sensor having a biaxial sensitivity direction and a correction means for correcting an offset due to magnetization of the geomagnetic sensor,
A first storage step of sequentially storing a plurality of measurement data of the geomagnetic sensor in a first storage means;
When the measurement data stored in the first storage means reaches a first predetermined number, a first offset estimation for estimating the offset measurements from a plurality of measurement data stored in said first storing means Steps,
A second storage step of storing the current measurement data in a second storage means when the distance between the current measurement data of the geomagnetic sensor and the previous measurement data is a predetermined value or more;
When the measurement data stored in the second storage means reaches a second predetermined number smaller than the first predetermined number, an offset measurement value is obtained from the plurality of measurement data stored in the second storage means. A second offset estimation step for estimating
Calculating a distance on the coordinates of the plurality of measurement data and the estimated offset measurement value, respectively, and further calculating an average value calculating an average value of each calculated distance;
Calculating a standard deviation based on the calculated individual value of each distance and the average value of each distance;
An effectiveness determination step of determining the effectiveness of the offset measurement value based on the calculated standard deviation;
Equipped with a,
The geomagnetic sensor correction method, wherein the first storing step and the first offset estimating step, the second storing step and the second offset estimating step are performed in parallel .
三軸の感度方向を有する地磁気センサと、前記地磁気センサの着磁によるオフセットを補正する補正手段とを搭載した携帯情報端末における地磁気センサの補正方法であって、
前記地磁気センサにより二つの感度方向を含む面内の各測定点において測定された複数の測定データを順次第1の格納手段に格納する第1の格納ステップと、
前記第1の格納手段に格納された測定データが第1の所定数に達した場合に、前記第1の格納手段に格納された複数の測定データからオフセット計測値を推定する第1のオフセット推定ステップと、
前記地磁気センサの現在の測定データと一つ前の測定データとの距離が所定値以上である場合に、前記現在の測定データを第2の格納手段に格納する第2の格納ステップと、
前記第2の格納手段に格納された測定データが前記第1の所定数より小さい第2の所定数に達した場合に、前記第2の格納手段に格納された複数の測定データからオフセット計測値を推定する第2のオフセット推定ステップと、
前記複数の測定データと前記推定されたオフセット計測値との座標上における距離をそれぞれ算出し、さらに、算出された各距離の平均値を算出するステップと、
算出された前記各距離の個々の値と前記各距離の平均値に基づいて標準偏差を算出するステップと、
算出された前記標準偏差に基づいて、推定された前記オフセット計測値の有効性を判定する有効性判定ステップとを備え
前記第1の格納ステップ及び前記第1のオフセット推定ステップと、前記第2の格納ステップ及び前記第2のオフセット推定ステップを並行して行う
ことを特徴とする地磁気センサの補正方法。
A correction method for a geomagnetic sensor in a portable information terminal equipped with a geomagnetic sensor having a triaxial sensitivity direction and a correction means for correcting an offset due to magnetization of the geomagnetic sensor,
A first storage step of sequentially storing a plurality of measurement data measured at each measurement point in a plane including two sensitivity directions by the geomagnetic sensor in a first storage means;
First offset estimation for estimating an offset measurement value from a plurality of measurement data stored in the first storage means when the measurement data stored in the first storage means reaches a first predetermined number Steps,
A second storage step of storing the current measurement data in a second storage means when the distance between the current measurement data of the geomagnetic sensor and the previous measurement data is a predetermined value or more;
When the measurement data stored in the second storage means reaches a second predetermined number smaller than the first predetermined number, an offset measurement value is obtained from the plurality of measurement data stored in the second storage means. A second offset estimation step for estimating
Calculating each distance on the coordinates of the plurality of measurement data and the estimated offset measurement value, and further calculating an average value of each calculated distance;
Calculating a standard deviation based on the calculated individual value of each distance and the average value of each distance;
A validity determination step of determining the validity of the estimated offset measurement value based on the calculated standard deviation ;
Wherein a first storage step and the first offset estimating step, said second storing step and the correction of the second geomagnetic sensor you wherein <br/> be performed in parallel offset estimation step Method.
記有効性判定ステップにおいて前記オフセット計測値が有効と判断された場合、該オフセット計測値を第3格納手段に格納するステップ、
を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の地磁気センサの補正方法。
If the offset measurement value is determined to be valid in the previous SL validity determination step, steps for storing the offset measurement value in the third storage means,
The method for correcting a geomagnetic sensor according to claim 1, further comprising :
前記有効性判定ステップにおいて前記オフセット計測値が有効でないと判断された場合、ユーザにその旨を報知するステップを有することを特徴とする請求項1から請求項のいずれかの項に記載の地磁気センサの補正方法。 The geomagnetism according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a step of notifying the user when the offset measurement value is determined to be invalid in the validity determination step. Sensor correction method. ユーザに前記オフセット計測値が有効でない旨の報知がなされた後にユーザが前記オフセット計測値の補正を希望するかを問うステップを有し
このステップを実施後に前記第1又は第2のオフセット推定ステップにより再びオフセット計測値の推定を
とを特徴とする請求項に記載の地磁気センサの補正方法。
Comprising the step of the user asking whether or not to wish to correct the offset measurement value after the notification indicating the offset measurement value is not valid is made to the user,
Intends rows offset estimation measurement again by the this step after performing the first or second offset estimating step
Correction method for a geomagnetic sensor according to claim 4, wherein the arc.
前記地磁気センサの測定データは、所定の時間間隔で測定されたデータであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかの項に記載の地磁気センサの補正方法。 The measurement data of the geomagnetic sensor correction method for a geomagnetic sensor according to any one of claims claims 1 to 3, characterized in that the data measured at predetermined time intervals. 二軸の感度方向を有する地磁気センサと、前記地磁気センサの着磁によるオフセットを補正する補正手段と、を備えた方位データ演算装置であって、
前記補正手段が、
前記地磁気センサの複数の測定データを順次格納する第1の格納手段と、
前記第1の格納手段に格納された測定データが第1の所定数に達した場合に、前記第1の格納手段に格納された複数の測定データからオフセット計測値を推定する第1のオフセット推定手段と、
前記地磁気センサの現在の測定データと一つ前の測定データとの距離が所定値以上である場合に、前記現在の測定データを格納する第2の格納手段と、
前記第2の格納手段に格納された測定データが前記第1の所定数より小さい第2の所定数に達した場合に、前記第2の格納手段に格納された複数の測定データからオフセット計測値を推定する第2のオフセット推定手段と、
記推定されたオフセット計測値の有効性を判定する有効性判定手段と
備え、
前記有効性判定手段が、
前記複数の測定データと前記推定されたオフセット計測値との座標上における距離をそれぞれ算出し、さらに、算出された各距離の平均値を算出する平均値算出手段と、
算出された前記各距離の個々の値と前記各距離の平均値に基づいて標準偏差を算出する標準偏差算出手段と、
前記標準偏差算出手段によって算出された標準偏差によって前記オフセット計測値の有効性を判定する判定手段と、
を備え
前記第1の格納手段及び前記第1のオフセット推定手段と、前記第2の格納手段及び前記第2のオフセット推定手段が並行して処理を行う
ことを特徴とする方位データ演算装置。
A direction data calculation apparatus comprising: a geomagnetic sensor, and a correcting means for correcting an offset by magnetization of the geomagnetic sensor having sensitivity directions of the two axes,
The correction means is
First storage means for sequentially storing a plurality of measurement data of the geomagnetic sensor;
When the measurement data stored in the first storage means reaches a first predetermined number, the first offset estimation for estimating the offset measurements from a plurality of measurement data stored in said first storing means Means,
Second storage means for storing the current measurement data when the distance between the current measurement data of the geomagnetic sensor and the previous measurement data is a predetermined value or more;
When the measurement data stored in the second storage means reaches a second predetermined number smaller than the first predetermined number, an offset measurement value is obtained from the plurality of measurement data stored in the second storage means. Second offset estimating means for estimating
And validity determination means for determining the validity of the prior Ki推 constant offset measurements,
With
The effectiveness determining means is
Calculating the distance on the coordinates of the plurality of measurement data and the estimated offset measurement value, respectively, and further calculating an average value of each calculated distance;
A standard deviation calculating means for calculating a standard deviation based on the calculated individual value of each distance and the average value of each distance;
A determination unit that determines the effectiveness of the offset measurement value based on the standard deviation calculated by the standard deviation calculation unit;
Equipped with a,
An azimuth data calculation apparatus characterized in that the first storage means and the first offset estimation means, the second storage means and the second offset estimation means perform processing in parallel. .
三軸の感度方向を有する地磁気センサと、前記地磁気センサの着磁によるオフセットを補正する補正手段と、を備えた方位データ演算装置であって、
前記地磁気センサにより二つの感度方向を含む面内の各測定点において測定された複数の測定データを順次格納する第1の格納手段と、
前記第1の格納手段に格納された測定データが第1の所定数に達した場合に、前記第1の格納手段に格納された複数の測定データからオフセット計測値を推定する第1のオフセット推定手段と、
前記地磁気センサの現在の測定データと一つ前の測定データとの距離が所定値以上である場合に、前記現在の測定データを格納する第2の格納手段と、
前記第2の格納手段に格納された測定データが前記第1の所定数より小さい第2の所定数に達した場合に、前記第2の格納手段に格納された複数の測定データからオフセット計測値を推定する第2のオフセット推定手段と、
前記複数の測定データと前記推定されたオフセット計測値との座標上における距離をそれぞれ算出し、さらに、算出された各距離の平均値を算出する平均値算出手段と、
算出された前記各距離の個々の値と前記各距離の平均値に基づいて標準偏差を算出する標準偏差算出手段と、
算出された前記標準偏差に基づいて、推定された前記オフセット計測値の有効性を判定する判定手段と
を備えることを特徴とする方位データ演算装置。
A direction data calculation apparatus comprising: a geomagnetic sensor having sensitivity directions of the three axes, and a correcting means for correcting an offset by magnetization of the geomagnetic sensor,
First storage means for sequentially storing a plurality of measurement data measured at each measurement point in a plane including two sensitivity directions by the geomagnetic sensor ;
When the measurement data stored in the first storage means reaches a first predetermined number, a first offset estimation for estimating the offset measurements from a plurality of measurement data stored in said first storing means Means,
Second storage means for storing the current measurement data when the distance between the current measurement data of the geomagnetic sensor and the previous measurement data is a predetermined value or more;
When the measurement data stored in the second storage means reaches a second predetermined number smaller than the first predetermined number, an offset measurement value is obtained from the plurality of measurement data stored in the second storage means. Second offset estimating means for estimating
Calculating the distance on the coordinates of the plurality of measurement data and the estimated offset measurement value, respectively, and further calculating an average value of each calculated distance;
A standard deviation calculating means for calculating a standard deviation based on the calculated individual value of each distance and the average value of each distance;
Determination means for determining the effectiveness of the estimated offset measurement value based on the calculated standard deviation ;
An azimuth data calculation device comprising:
前記補正手段が、前記有効性判定手段によって前記オフセット計測値が有効と判断された場合、該オフセット計測値を格納するオフセット格納手段を備えることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の方位データ演算装置。The said correction | amendment means is provided with the offset storage means which stores this offset measurement value, when the said offset measurement value is judged to be effective by the said effectiveness determination means, The said storage means is characterized by the above-mentioned. Direction data calculation device. 求項から請求項のいずれかの項に記載の方位データ演算装置を備えたことを特徴とする携帯情報端末。 Portable information terminal characterized by comprising the azimuth data computing device according to Motomeko 7 to any one of claims 9.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4915996B2 (en) 2006-10-06 2012-04-11 株式会社リコー Sensor module, correction method, program, and recording medium
JP2009109378A (en) * 2007-10-31 2009-05-21 Alps Electric Co Ltd Electronic equipment
JP5086225B2 (en) * 2008-11-07 2012-11-28 日本電信電話株式会社 Calibration apparatus, method and program for magnetic direction sensor
CN107121710B (en) * 2017-05-09 2023-04-25 西藏育宁科技集团有限公司 Test fixture and method for calibrating geomagnetic sensor by test fixture
CN112505599B (en) * 2020-10-20 2024-02-06 深圳市华信天线技术有限公司 Correction method and device of triaxial magnetometer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109269545A (en) * 2018-10-19 2019-01-25 上海摩软通讯技术有限公司 Test device for magnetometric sensor in mobile terminal

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