JP4244561B2

JP4244561B2 - 方位測定機能を有する携帯型電子装置

Info

Publication number: JP4244561B2
Application number: JP2002115250A
Authority: JP
Inventors: 秀樹佐藤
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2022-04-17
Also published as: US20030013507A1; KR100699305B1; CN1396436A; EP1275933A2; KR20030007102A; US7197343B2; CN1396436B; US20070111765A1; TWI283081B; KR20060125641A; KR100683539B1; CN2679646Y; US20050101344A1; JP2003090726A; EP1275933A3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石部品を構成部品として含むとともに、地磁気を利用して方位を測定する方位測定手段を備えた携帯型電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、方位測定のために地磁気を検出する磁気センサが知られている。また、近年においては、スピーカ、マイクロフォン、送受信回路、及び表示装置等からなる通信手段を有する携帯電話機に代表される携帯型電子装置に上記地磁気を検出する磁気センサを搭載することで方位測定を可能とし、これにより同携帯型電子装置に経路誘導機能（ナビゲーション機能）を具備せしめることが検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スピーカ、マイクロフォン、及び表示装置等の通信手段は、一般に永久磁石部品を含んでいて、上記磁気センサは地磁気とこれらの永久磁石部品により形成される磁界との合成磁界に応じた出力を発生する。このため、磁気センサの出力そのものに基いて決定した方位は正確でないという問題がある。また、永久磁石部品からの磁界は同永久磁石部品の温度に依存して変化するため、ある温度で検出された永久磁石部品からの磁界による磁気センサ出力への影響分のみに基いて同磁気センサ出力を補正し、この補正後の出力で方位を決定するように構成すると、永久磁石部品の温度が変化した場合、前記決定した方位は正確でないという問題がある。
【０００４】
従って、本発明の目的は、永久磁石部品の温度が変化した場合であっても、方位を精度良く測定し得る携帯型電子装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、携帯型電子装置が有する永久磁石部品からの磁界による磁気センサへの影響分を簡単な操作により推定し、以って精度良く方位を測定し得る携帯型電子装置を提供することにある。
【０００５】
【本発明の概要】
上記目的を達成するための本発明の特徴の一つは、永久磁石部品を構成部品として含むとともに、地磁気を利用して方位を測定する方位測定手段を備えた携帯型電子装置において、前記方位測定手段は、外部磁界に応じた出力を発生する磁気センサと、温度を検出するための温度センサと、前記温度センサにより検出された現時点の温度に応じて前記磁気センサの出力に含まれる前記永久磁石部品からの漏洩磁界による影響分を表す同磁気センサの現時点のオフセット量を推定するとともに、同推定した現時点のオフセット量に基いて同磁気センサの出力を補正する補正手段と、前記補正された出力に基いて方位を決定する方位決定手段とを具備したことにある。この場合、前記検出される温度は、前記永久磁石部品の温度に応じた温度である。また、温度を検出することには、同温度を推定することも含む。
【０００６】
これによれば、前記磁気センサの出力に含まれる前記永久磁石部品からの漏洩磁界による影響分を表す磁気センサのオフセット量が、前記検出された現時点の温度に応じて推定され、この推定されたオフセット量に基いて同磁気センサの出力が補正されるとともに、補正された磁気センサの出力に基いて方位が決定される。従って、永久磁石部品の温度が変化し、磁気センサの出力に含まれる同永久磁石部品からの漏洩磁界によるオフセット量が変動した場合であっても、方位が精度良く測定（決定）され得る。
【０００７】
ところで、ある温度において前記磁気センサの出力に含まれる前記永久磁石部品からの漏洩磁界による影響分を表すオフセット量は、例えば、携帯型電子装置を机上に置き、その時点の磁気センサの出力を第１の値として測定するとともに、同携帯型電子装置を同机上で１８０°回転させ、その状態で同磁気センサの出力を第２の値として測定し、これら第１の値と第２の値の和を２で除する（第１の値と第２の値の平均値を求める）ことにより推定され得る。しかしながら、このような推定を行おうとすると、携帯型電子装置を机上で１８０°回転させるなどの操作を同携帯型電子装置のユーザに行わせる必要がある。かかる操作はユーザにとって煩雑であるから、同操作の回数は必要最小限であることが望ましい。
【０００８】
そのため、前記補正手段は、前記磁気センサ及び前記温度センサが前記永久磁石部品を構成部品として含む前記携帯型電子装置に搭載された状態において、前記温度センサにより検出された温度が第１の温度Ｔ１であるときに前記磁気センサの出力に含まれる前記永久磁石部品からの漏洩磁界による影響分を表す同磁気センサの同第１の温度Ｔ１でのオフセット量を測定する手段と、前記磁気センサ及び前記温度センサが前記永久磁石部品を構成部品として含む前記携帯型電子装置に搭載された状態において、前記温度センサにより検出された温度が前記第１の温度Ｔ１と異なる第２の温度Ｔ２であるときに前記磁気センサの出力に含まれる前記永久磁石部品からの漏洩磁界による影響分を表す同磁気センサの同第２の温度Ｔ２でのオフセット量を測定する手段と、を備え、前記第１の温度Ｔ１、前記第１の温度Ｔ１でのオフセット量、前記第２の温度Ｔ２、前記第２の温度Ｔ２でのオフセット量及び前記温度センサにより検出された現時点の温度Ｔｃに基づいて、同現時点の温度Ｔｃに対する前記永久磁石部品からの漏洩磁界による影響分を表す前記磁気センサの現時点のオフセット量を温度に関して直線補間することにより推定するように構成されている。
【０００９】
これによれば、第１の温度における永久磁石部品からの漏洩磁界による影響分を表すオフセット量と第２の温度における永久磁石部品からの漏洩磁界による影響分を表すオフセット量とを測定することで、他の温度における漏洩磁界による影響分を表すオフセット量が推定されるから、ユーザに要求するオフセット量推定のための操作回数を少なくしながら、精度良く方位を測定することが可能となる。なお、実験によれば、携帯型電子装置の永久磁石部品からの磁界は同永久磁石部品の温度に対して略比例的に変化するから、第１の温度でのオフセット量と第２の温度でのオフセット量とを温度に関して直線補間することにより、現時点（現在）の温度における漏洩磁界による影響分を表すオフセット量を簡単に推定することができる。
【００１０】
一方、永久磁石部品からの漏洩磁界による影響分を表すオフセット量の測定には必ず測定誤差が含まれる。従って、第１の温度における永久磁石部品からの漏洩磁界による影響分を表すオフセット量と第２の温度における永久磁石部品からの漏洩磁界による影響分を表すオフセット量とに基いて他の温度における永久磁石部品からの漏洩磁界による影響分を表すオフセット量を推定する場合、前記第１の温度と前記第２の温度の差が過小であると、各温度におけるオフセット量の測定誤差が他の温度におけるオフセット量の推定精度を著しく悪化させる惧れがある。
【００１１】
そこで、前記補正手段は、前記第１の温度Ｔ１でのオフセット量の測定後に前記温度センサにより検出される温度と前記第１の温度Ｔ１との差が所定温度Ｔｔｈ以上になったとき、前記第２の温度Ｔ２でのオフセット量を取得する操作を行うことを、前記携帯型電子装置のユーザに対して促す初期化促進手段を備える。この初期化促進手段は、例えば、携帯型電子装置が備える表示装置にその旨のメッセージを表示する手段であってもよく、同携帯型電子装置が備える発音手段からその旨のメッセージを発音させる手段であってもよい。
【００１２】
これによれば、前記第１の温度における影響分を表すオフセット量を測定した後、前記温度センサ（温度検出手段）により検出される温度と前記第１の温度との差が所定温度以上になったとき、前記第２の温度における影響分を表すオフセット量を測定することになるので、これらのオフセット量の測定に含まれる測定誤差が他の温度におけるオフセット量の推定精度を大きく悪化させることを回避することができる。また、ユーザは、如何なるときに第２の温度におけるオフセット量を測定すればよいかを知ることができるので、不必要な初期化操作の実施を回避することができる。
【００１３】
この装置において、前記磁気センサは外部磁界の向きと大きさとに依存した値を示す磁気検出素子を備え、前記温度センサは温度を検出する温度検出素子を備え、前記磁気検出素子及び前記温度検出素子は単一基板上に形成されることが望ましい。
【００１４】
これによれば、小型且つ安価であり、永久磁石部品からの漏洩磁界による方位測定への影響を同永久磁石部品の温度に関して補償することが可能な携帯型電子装置が提供される。
【００１５】
また、このような磁気センサは、前記磁気検出素子を複数個含み、前記複数の磁気検出素子の各々は磁化の向きが固定された固着層と磁化の向きが外部磁界に応じて変化する自由層とを含み、同固着層の磁化の向きと同自由層の向きがなす角度に応じて抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子であり、前記磁気抵抗効果素子のうちの少なくとも二つの素子の固着層の磁化の向きが互いに交差する向きとなるように形成されることが好適である。
【００１６】
これによれば、感度が良好な巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）又は磁気トンネル効果素子（ＴＭＲ素子）を使用し、方位を精度良く測定することが可能な磁気センサを搭載した携帯型電子装置が提供され得る。
【００１７】
さらに、前記磁気センサは前記基板と同一の基板上にデジタル処理回路を含むことが好適である。
【００１８】
これによれば、一層小型であって、信号をデジタル信号形式で取り扱うことができる磁気センサを搭載した携帯型電子装置が提供され得る。
【００１９】
また、前記磁気センサの前記第１の温度でのオフセット量を測定する手段は、前記携帯型電子装置の前面を上方に向けた状態で前記操作信号が入力されたときに前記磁気センサの出力を第１の値として測定する手段と、前記第１の値を測定した後に前記携帯型電子装置の前面を上方に向けて同携帯型電子装置を１８０°回転し、同携帯型電子装置が１８０°回転された状態で前記操作信号が入力されたときに前記磁気センサの出力を第２の値として測定する手段と、前記第１の値と前記第２の値とに基いて前記第１の温度でのオフセット量を取得する手段と、を備えることができる。更に、前記磁気センサの前記第２の温度でのオフセット量を測定する手段も、同様な手段を備えることにより、前記第２の温度でのオフセット量を取得するように構成され得る。
【００２０】
携帯型電子装置を１８０°回転する前後においては、地磁気が磁気センサに対し同一の大きさで反対の方向となって加わるので、同携帯型電子装置を１８０°回転する前後における磁気センサの各出力の和は、地磁気に無関係であって、永久磁石部品からの漏洩磁界による同磁気センサの出力に含まれる影響分を表す同磁気センサのオフセット量に応じた値となる。従って、この和に基づけば、前記永久磁石部品からの漏洩磁界の影響分を表す磁気センサのオフセット量を簡単に精度良く推定することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による携帯型電子装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１の概略正面図に示したように、この携帯型電子装置としての携帯電話機１０は、正面視で互いに直交するＸ軸、及びＹ軸に沿って延びる辺を有する略長方形の本体１１と、この本体１１の上部側面に配置されたアンテナ部１２、本体１１の前面側最上部に配置されたスピーカ部１３、スピーカ部１３の下方で本体１１の前面側に配置され文字及び図形を表示するための液晶表示部１４、液晶表示部１４の下方で本体１１の前面側に配置され電話番号又はその他の指示信号を入力するための操作部（操作信号入力手段）１５、及び本体１１の前面側最下部に配置されたマイクロフォン部１６を含んでいる。これらアンテナ部１２、スピーカ部１３、液晶表示部１４、操作部１５、及びマイクロフォン部１６の一部又は全部は、永久磁石部品をその構成部品として含んでなる通信手段を構成している。
【００２２】
図２は、この携帯電話機１０の電気回路の概略を示すブロック図であり、同携帯電話機１０は、バスを介して互いに接続されたＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、及び不揮発性のＲＡＭ２４を備えている。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に格納された各種のプログラムを実行するようになっている。ＲＡＭ２３は、ＣＰＵ２１が前記プログラムを実行する際に必要なデータ等を一時的に記憶するようになっている。不揮発性ＲＡＭ２４は、携帯電話機１０の主電源が投入されているとき（主電源の「オン」時）にＣＰＵ２１からの指示によりデータが書込まれ、同主電源の「オフ」時においても書込まれたデータを記憶・保持し、更に主電源の「オン」時にＣＰＵ２１の要求にしたがって同ＣＰＵ２１に対し前記記憶・保持しているデータを供給するようになっている。なお、不揮発性ＲＡＭ２４は、ＥＥＰＲＯＭで置換することもできる。
【００２３】
前記アンテナ部１２は、送受信用のアンテナ１２ａと、アンテナ１２ａに接続された送受信回路１２ｂと、送受信回路１２ｂに接続され同送受信回路１２ｂが受信した受信信号を復調するとともに、発信すべき信号を変調して同送受信回路１２ｂに供給する変調・復調回路１２ｃとを備えている。前記スピーカ部１３は、永久磁石部品を含むスピーカ１３ａと、スピーカ１３ａに接続され同スピーカ１３ａから所定の音を発生させるための信号を生成する発音回路１３ｂとを備えている。液晶表示部１４は、携帯電話機１０の本体１１の前面に配置された液晶表示パネル１４ａと、液晶表示パネル１４ａと接続され同液晶表示パネル１４ａに所定の表示をさせるための信号を生成する表示回路１４ｂとを備えている。操作部１５は、複数の押しボタン１５ａと、この複数の押しボタン１５ａと接続され同押しボタン１５ａの各々のオン・オフ状態を検出する検出回路１５ｂとを備えている。マイクロフォン部１６は、マイクロフォン１６ａと、マイクロフォン１６ａに接続され同マイクロフォン１６ａを介して入力された音声を増幅する増幅回路１６ｂとを備えている。このうち、変調・復調回路１２ｃ、発音回路１３ｂ、表示回路１４ｂ、検出回路１５ｂ、及び増幅回路１６ｂは、バスを介してＣＰＵ２１に接続されていて、同ＣＰＵ２１により制御されるようになっている。
【００２４】
更に、携帯電話機１０は、外部磁界の向きと大きさとに応じた出力を発生する（出力値を示す）磁気センサ３０を備えている。磁気センサ３０は、Ｘ軸磁気センサ（Ｘ軸磁気検出素子）３１、Ｙ軸磁気センサ（Ｙ軸磁気検出素子）３２、温度センサ（温度検出手段、温度検出素子）３３、及び制御回路（デジタル処理回路）３４を備えている。これらのＸ軸磁気センサ３１、Ｙ軸磁気センサ３２、温度センサ３３、及び制御回路３４は、磁気センサ３０の平面図である図３に示したように、複数のパッド３５…３５とともに、略正方形状をなす単一基板（単一チップ）上に形成されている。また、磁気センサ３０は、図１に示したように、携帯電話機１０の液晶表示パネル１４ａの作る平面（本体１１の前面）と略平行となるように、同携帯電話機１０の内部に保持されている。
【００２５】
再び図２を参照すると、制御回路３４は、Ｘ軸磁気センサ３１、Ｙ軸磁気センサ３２、及び温度センサ３３の出力を処理してデジタル値を出力する機能を有し、ＡＤコンバータ３４ａと、直流定電圧回路（定電圧源）３４ｂとを含んでいる。ＡＤコンバータ３４ａは、バスを介してＣＰＵ２１に接続されるとともに、Ｘ軸磁気センサ３１、Ｙ軸磁気センサ３２、及び温度センサ３３に接続されていて、各センサ３１〜３３の出力をＡＤ変換し、同ＡＤ変換後のデジタルデータをＣＰＵ２１に供給するようになっている。直流定電圧回路３４ｂは、Ｘ軸磁気センサ３１、Ｙ軸磁気センサ３２、及び温度センサ３３と接続されていて、各センサ３１〜３３に一定の電圧を印加するようになっている。
【００２６】
Ｘ軸磁気センサ３１は、図４（Ａ）に示したように、携帯電話機１０に搭載された状態において外部磁界（加わる磁界）ＨのＸ軸成分に比例する値を出力するようになっている。同様に、Ｙ軸磁気センサ３２は、図４（Ｂ）に示したように、携帯電話機１０に搭載された状態において外部磁界ＨのＹ軸成分に比例する値を出力するようになっている。即ち、Ｘ軸磁気センサ３１とＹ軸磁気センサ３２は、所定の方向における磁界の大きさに比例する値を出力する互いに同一の構成を備え、前記磁気センサ３０の単一基板上において前記所定の方向（磁界の検出方向）が互いに直交するように配置・形成され、磁気センサ３０は、Ｘ軸磁気センサ３１及びＹ軸磁気センサ３２が携帯電話機１０の本体１１のＸ軸及びＹ軸に平行な方向の磁界の大きさに比例した値をそれぞれ出力するように、同携帯電話機１０に搭載されている。
【００２７】
ここで、Ｘ軸磁気センサ３１を代表例として、その構成について詳細に説明する。Ｘ軸磁気センサ３１は、等価回路図である図５に示したように、フルブリッジ回路を構成するように接続された第１〜第４磁気トンネル効果素子（素子群）３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを備えている。
【００２８】
第１〜第４磁気トンネル効果素子３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの各々は、互いに同一の構造を有している。従って、以下、第１磁気トンネル効果素子３１ａの構造を代表例として説明する。
【００２９】
第１磁気トンネル効果素子（群）３１ａは、拡大平面図である図６に示したように、直列接続された複数の（この例では、２０個）の磁気トンネル効果素子からなっている。各磁気トンネル効果素子は、図６の１−１線に沿った平面にて切断した部分断面図である図７に示したように、基板３０ａの上に平面形状を長方形状にした複数の下部電極３１ａ１を備えている。下部電極３１ａ１は、横方向（Ｘ軸方向）に所定の間隔を隔てて一列に配置されていて、導電性非磁性金属材料であるＣｒ（Ｔａ，Ｔｉでも良い。）により膜厚３０ｎｍ程度に形成されている。各下部電極３１ａ１の上には、同下部電極３１ａ１と同一平面形状に形成され、ＰｔＭｎからなり膜厚３０ｎｍ程度の反強磁性膜３１ａ２がそれぞれ積層されている。
【００３０】
各反強磁性膜３１ａ２の上には、膜厚１０ｎｍ程度のＮｉＦｅからなる一対の強磁性膜３１ａ３，３１ａ３が間隔を隔てて積層されている。この強磁性膜３１ａ３，３１ａ３は、平面視において長方形状を有し、各長辺が平行に対向されるように配置されている。この強磁性膜３１ａ３，３１ａ３は、反強磁性膜３１ａ２により、図６の部分平面図である図８の矢印方向（Ｘ軸正方向、即ち短辺方向）に磁化の向きがピンされたピンド層を構成している。
【００３１】
各強磁性膜３１ａ３の上には、同強磁性膜３１ａ３と同一平面形状を有する絶縁層３１ａ４が形成されている。この絶縁層３１ａ４は、絶縁材料であるＡｌ₂Ｏ₃（Ａｌ−Ｏ）からなり、その膜厚は１ｎｍである。
【００３２】
絶縁層３１ａ４の上には、同絶縁層３１ａ４と同一平面形状を有し、膜厚４０ｎｍ程度のＮｉＦｅからなる強磁性膜３１ａ５が形成されている。この強磁性膜３１ａ５は、その磁化の向きが外部磁界の向きに略一致するように変化する自由層（自由磁化層、又はフリー層）を構成し、前記強磁性膜３１ａ３からなるピンド層と前記絶縁層３１ａ４とともに磁気トンネル接合構造を形成している。このように、各一つの反強磁性膜３１ａ２、強磁性膜３１ａ３、絶縁層３１ａ４、及び強磁性膜３１ａ５により、一つの磁気トンネル効果素子（電極等を除く）が構成される。
【００３３】
各強磁性膜３１ａ５の上には、同各強磁性膜３１ａ５と同一平面形状のダミー膜３１ａ６がそれぞれ形成されている。このダミー膜３１ａ６は、膜厚４０ｎｍ程度のＴａ膜からなる導電性非磁性金属材料により構成されている。
【００３４】
基板３０ａ、下部電極３１ａ１、反強磁性膜３１ａ２、強磁性膜３１ａ３、絶縁層３１ａ４、強磁性膜３１ａ５、及びダミー膜３１ａ６を覆う領域には、複数の下部電極３１ａ１及び反強磁性膜３１ａ２をそれぞれ絶縁分離するとともに、各反強磁性膜３１ａ２上に設けた一対の強磁性膜３１ａ３、絶縁層３１ａ４、強磁性膜３１ａ５、及びダミー膜３１ａ６をそれぞれ絶縁分離するための層間絶縁層３１ａ７が設けられている。層間絶縁層３１ａ７はＳｉＯ₂からなり、その膜厚は２５０ｎｍ程度である。
【００３５】
この層間絶縁層３１ａ７には、各ダミー膜３１ａ６上にてコンタクトホールＣＨがそれぞれ形成されている。このコンタクトホールＣＨを埋設するとともに、異なる下部電極３１ａ１（及び反強磁性膜３１ａ２）上に設けた一対のダミー膜３１ａ６，３１ａ６の各一方間を互いに電気的に接続するように、例えば膜厚３００ｎｍのＡｌからなる上部電極３１ａ８，３１ａ８がそれぞれ形成されている。このように、下部電極３１ａ１及び反強磁性膜３１ａ２と、上部電極３１ａ８とにより、隣り合う一対の各強磁性膜３１ａ５，３１ａ５（各ダミー膜３１ａ６，３１ａ６）と各反強磁性膜３１ａ２，３１ａ２とをそれぞれ交互に順次電気的に接続することで、固着層のピンされた磁化の向きが同一であって、且つ、磁気トンネル接合構造を有する素子が２０個だけ直列に接続された磁気トンネル効果素子（群）３１ａが形成される。なお、上部電極３１ａ８，３１ａ８の上には図示を省略したＳｉＯ及びＳｉＮからなる保護膜が形成されている。
【００３６】
このように形成された第１磁気トンネル効果素子（群）３１ａの抵抗Ｒ１は、図９に示したように、固着層のピンされた磁化の向きに沿って大きさが変化する外部磁界Ｈに対し、同外部磁界Ｈの絶対値が小さい範囲（即ち、飽和磁界−Ｈｃ〜Ｈｃの範囲）において比例的に変化する。即ち、抵抗Ｒ１は下記数１で表される。
【００３７】
【数１】
Ｒ１＝−（ΔＲ／Ｈｃ）・Ｈ＋Ｒ０
【００３８】
Ｘ軸磁気センサ３１は、このような磁気トンネル効果素子を４個備え、各磁気トンネル効果素子３１ａ〜３１ｄの固着層のピンされた磁化の向きを図５において矢印にて示した向きに一致するように配置・形成してなる。即ち、第１，第４磁気トンネル効果素子３１ａ，３１ｄの固着層のピンされた磁化の向きはＸ軸正方向、第２，第３磁気トンネル効果素子３１ｂ，３１ｃの固着層のピンされた磁化の向きはＸ軸負方向である。従って、第１，第４磁気トンネル効果素子３１ａ，３１ｄの抵抗Ｒ１は上記数１に示した通り変化し、第２，第３磁気トンネル効果素子３１ｂ，３１ｃの抵抗Ｒ２は、下記数２にて表される。
【００３９】
【数２】
Ｒ２＝（ΔＲ／Ｈｃ）・Ｈ＋Ｒ０
【００４０】
そして、Ｘ軸磁気センサ３１においては、第１磁気トンネル効果素子３１ａの一端と第２磁気トンネル効果素子３１ｂの一端とが接続され、同第１磁気トンネル効果素子３１ａの他端と同第２磁気トンネル効果素子３１ｂの他端とが直流定電圧回路３４ｂの正極と負極とにそれぞれ接続される。同様に、第３磁気トンネル効果素子３１ｃの一端と第４磁気トンネル効果素子３１ｄの一端とが接続され、同第３磁気トンネル効果素子３１ｃの他端と同第４磁気トンネル効果素子３１ｄの他端とが直流定電圧回路３４ｂの正極と負極とにそれぞれ接続される。また、第１磁気トンネル効果素子３１ａと第２磁気トンネル効果素子３１ｂとの接続点の電位と、第３磁気トンネル効果素子３１ｃと第４磁気トンネル効果素子３１ｄとの接続点の電位が取り出され、これらの接続点の電位差が磁気センサの出力Ｖoutとなるように前記ＡＤコンバータ３４ａに接続されている。
【００４１】
このような構成により、Ｘ軸磁気センサ３１は、Ｘ軸方向の外部磁界Ｈｘ（外部磁界ＨのＸ軸成分Ｈｘ）を検出する磁気センサとなり、下記数３に示す出力Ｖout（＝Ｓｘ）を発生する。ここで、Ｖinは直流定電圧回路３４ｂの発生する電圧である。
【００４２】
【数３】
Ｓｘ＝Ｖin・（ΔＲ／Ｒ０）・（Ｈｘ／Ｈｃ）
【００４３】
また、Ｙ軸磁気センサ３２は、前述したようにＸ軸磁気センサ３１と同一構成を有し、図１０に示したようにＸ磁気センサ３２と直交する向きに配置されるので、Ｙ軸方向の外部磁界Ｈｙ（外部磁界ＨのＹ軸成分Ｈｙ）を検出する磁気センサとなり、下記数４に示す出力Ｖout（＝Ｓｙ）を発生する。
【００４４】
【数４】
Ｓｙ＝Ｖin・（ΔＲ／Ｒ０）・（Ｈｙ／Ｈｃ）
【００４５】
温度センサ３３は、バンドギャップリファレンス回路である。この回路は、周知のバイアス回路であり、一例として図１１に示したように、温度依存性のない電流源Ｉと、４個のトランジスタＱ１〜Ｑ４、及び３個の抵抗Ｒ10〜Ｒ30からなっている。これらの要素の接続関係について述べると、電流源Ｉは電圧源ＶｃｃとトランジスタＱ１のコレクタ間に接続されている。トランジスタＱ１のエミッタは接地され、ベースは抵抗Ｒ10の一端とトランジスタＱ２のコレクタとの接続点に接続されている。トランジスタＱ２のエミッタは抵抗Ｒ20を介して接地され、ベースはダイオード接続されたトランジスタＱ３のベース及びコレクタに接続されている。トランジスタＱ３のエミッタは接地され、コレクタ及びベースは抵抗Ｒ30を介して抵抗Ｒ10の他端及びトランジスタＱ４のエミッタに接続されている。トランジスタＱ４のベースはトランジスタＱ１のコレクタに接続され、コレクタは電圧源Ｖｃｃに接続されている。なお、電圧源Ｖｃｃは、制御回路３４内に含まれている。
【００４６】
この回路においては、トランジスタＱ３とトランジスタＱ２のエミッタ面積比が「１」より大きい所定の値Ｎに設定されている。このようなバンドギャップリファレンス回路の出力電圧Ｖbgは、下記の数５により示される。なお、数５において、ＶBE_Q3はトランジスタＱ３のベース・エミッタ電圧、ＶTは熱電圧、Ｒ100は抵抗Ｒ10の抵抗値、及びＲ200は抵抗Ｒ20の抵抗値である。
【００４７】
【数５】
Ｖbg＝ＶBE_Q3＋ＶT・ln(Ｎ)・Ｒ100／Ｒ200
【００４８】
上記数５において、ＶBE_Q3は負の温度特性（−２ｍＶ／Ｋ）を有し、ＶTは正の温度特性（０．０８５ｍＶ／Ｋ）を有することが知られている。従って、数５から明らかなように、抵抗値Ｒ100、及び抵抗値Ｒ200を適切に選ぶことにより、出力Ｖbgの温度依存性を無くすことができる。本例では、この特性を利用し、出力Ｖbgの温度依存性を無くすように抵抗値Ｒ100、及び抵抗値Ｒ200が選択され、抵抗Ｒ３０の両端電圧（Ｖbg−ＶBE_Q3）を取り出してＡＤコンバータ３４ａに接続することで、温度センサ３３として機能するようになっている。
【００４９】
次に、このように構成された携帯電話機１０の方位測定方法について、磁気センサ３０に加わる外部磁界Ｈが地磁気のみであるとして説明する。ここで、携帯電話機１０の方位とは、携帯電話機１０の本体１１の前面が略水平であって、且つ同前面が上方に向けられている場合において、同携帯電話機１０の下部（例えば、マイクロフォン部１６）から上部（例えば、スピーカ部１３）に向うベクトル、即ちＹ軸正方に向うベクトルの方位のことである。なお、本明細書において、方位ａの基準（０°）は西であり、同方位ａは、北、東、及び南の順に回転するにつれて、それぞれ９０°、１８０°、及び２７０°となるものとして定義される。
【００５０】
ところで、地磁気は南から北に向う磁界である。従って、携帯電話機１０の本体１１の前面が略水平であり、同前面が上方に向けられている場合、磁気センサ３０のＸ軸磁気センサ３１、及びＹ軸磁気センサ３２の出力は、図１２に示したように、同携帯電話機１０の方位ａに対して余弦波状、及び正弦波状にそれぞれ変化する。なお、図１２のセンサ出力Ｓｘ，Ｓｙは規格化されている。規格化とは、Ｘ軸磁気センサ３１の実際の出力Ｓｘを、携帯電話機１０の本体１１の前面が略水平であり同前面が上方に向けられた状態で３６０°回転した場合における出力Ｓｘ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とすることであり、同様に、Ｙ軸磁気センサ３２の実際の出力Ｓｙを、携帯電話機１０の本体１１の前面が略水平であり同前面が上方に向けられた状態で３６０°回転した場合における出力Ｓｙ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。
【００５１】
以上のことから、携帯電話機１０の方位ａは以下の▲１▼〜▲４▼に場合分けして求めることができる。
【００５２】
▲１▼Ｓｘ＞０且つ｜Ｓｘ｜＞｜Ｓｙ｜ならばａ＝tan^-1(Ｓｙ/Ｓｘ）
▲２▼Ｓｘ＜０且つ｜Ｓｘ｜＞｜Ｓｙ｜ならばａ＝180°＋tan^-1(Ｓｙ/Ｓｘ）
▲３▼Ｓｙ＞０且つ｜Ｓｘ｜＜｜Ｓｙ｜ならばａ＝ 90°−tan^-1(Ｓｘ/Ｓｙ）
▲４▼Ｓｙ＜０且つ｜Ｓｘ｜＜｜Ｓｙ｜ならばａ＝270°−tan^-1(Ｓｘ/Ｓｙ）
【００５３】
ただし、上記▲１▼〜▲４▼の何れかにより求められた方位ａが負の場合は、同方位ａに３６０°を加えた値を方位ａとする。また、求められた方位ａが３６０°以上であれば、同方位ａから３６０°を減じた値を方位ａとする。
【００５４】
一方、上記携帯電話機１０内には、スピーカ１３ａに代表されるように多くの永久磁石部品が含まれ、これらの部品から漏洩磁界が発生している。図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、携帯電話機１０内に含まれる永久磁石部品による漏洩磁界の温度特性を示すグラフである。図１３（Ａ）〜（Ｃ）によれば、永久磁石部品による漏洩磁界は温度に略比例して変化していることが理解される。換言すると、携帯電話機１０内の所定箇所に配置された磁気センサ３０には、これらの永久磁石部品により、略同一の向きであって同永久磁石部品の温度に略比例した大きさを有する漏洩磁界（地磁気以外による外部磁界）が加わっている。
【００５５】
この結果、Ｘ軸磁気センサ３１の出力は、図１４に示したように、漏洩磁界に応じたオフセット量ＯＦｘだけシフト（平行移動）する。同様に、Ｙ軸磁気センサ３２の出力は、図１５に示したように、漏洩磁界に応じたオフセット量ＯＦｙだけシフトする。また、前述したように、漏洩磁界は永久磁石部品の温度に略比例して変化することから、オフセット量ＯＦｘ，ＯＦｙも同永久磁石部品の温度に略比例して変化する。このオフセット量ＯＦｘ，ＯＦｙは、永久磁石部品からの磁界による磁気センサ３０の出力に含まれる影響分と称呼することができる。
【００５６】
図１６は、携帯電話機１０の前面を略水平で且つ上方に向けた状態とし、同携帯電話機１０の方位が所定の（任意の）方位となるように配置した場合であって、磁気センサ３０に加わる地磁気ＴＨ０と永久磁石部品からの漏洩磁界ＬＨと、その状態から同携帯電話機１０の方位のみを１８０°異ならせしめた場合に同磁気センサ３０に加わる地磁気ＴＨ180と永久磁石部品からの漏洩磁界ＬＨを、同磁気センサ３０を基準として示したベクトル図である。図１６から理解されるように、永久磁石部品からの漏洩磁界ＬＨは、携帯電話機１０の方位に拘らず、同一の向きで同一の大きさをもって磁気センサ３０に加わる。これに対し、地磁気は、携帯電話機１０が１８０°回転されることにより、同じ大きさで反対の向きをもって磁気センサ３０に加わる。このことから、携帯電話機１０の方位が任意の方位θであるときのＸ軸磁気センサ３１の出力をＳ１ｘ、同携帯電話機１０の方位が１８０°異なる場合（即ち、方位がθ＋１８０°である場合）の同Ｘ軸磁気センサ３１の出力をＳ２ｘとすると、同Ｘ軸磁気センサ３１のオフセット量ＯＦｘは、下記数６により求めることができる。
【００５７】
【数６】
ＯＦｘ＝（Ｓ１ｘ＋Ｓ２ｘ）／２
【００５８】
同様に、携帯電話機１０の方位が、任意の方位θであるときのＹ軸磁気センサ３２の出力をＳ１ｙ、同携帯電話機１０の方位が１８０°異なる場合（即ち、方位がθ＋１８０°である場合）の同Ｙ軸磁気センサ３２の出力をＳ２ｙとすると、同Ｙ軸磁気センサ３２のオフセット量ＯＦｙは、下記数７により求めることができる。
【００５９】
【数７】
ＯＦｙ＝（Ｓ１ｙ＋Ｓ２ｙ）／２
【００６０】
また、これらのオフセット量ＯＦｘ（ＯＦｙ）は永久磁石部品の温度に比例するから、同永久磁石部品の温度が所定の温度Ｔ１、及び温度Ｔ１と異なる温度Ｔ２であるときのＸ軸磁気センサ３１のオフセット量をそれぞれＯＦ１ｘ、及びＯＦ２ｘとすると、任意の温度Ｔにおける同Ｘ軸磁気センサ３１のオフセット量ＯＦｘは、下記数８により表される。
【００６１】
【数８】
ＯＦｘ＝（ＯＦ２ｘ−ＯＦ１ｘ）・（Ｔ−Ｔ１）／（Ｔ２−Ｔ１）＋ＯＦ１ｘ
【００６２】
同様に、永久磁石部品の温度が前記温度Ｔ１、及び前記温度Ｔ２であるときのＹ軸磁気センサ３２のオフセット量をそれぞれＯＦ１ｙ、及びＯＦ２ｙとすると、任意の温度Ｔにおける同Ｙ軸磁気センサ３２のオフセット量ＯＦｙは、下記数９により表される。
【００６３】
【数９】
ＯＦｙ＝（ＯＦ２ｙ−ＯＦ１ｙ）・（Ｔ−Ｔ１）／（Ｔ２−Ｔ１）＋ＯＦ１ｙ
【００６４】
従って、本例においては、このようにしてオフセット量ＯＦｘ，ＯＦｙを求め、実際のセンサ出力Ｓｘ，Ｓｙから同オフセット量ＯＦｘ，ＯＦｙをそれぞれ減じる補正を行って、補正後のセンサ出力Ｓｘ，Ｓｙを求め、この補正後のセンサ出力Ｓｘ，Ｓｙと上記▲１▼〜▲４▼の場合分けされた方位計算方法とに基いて方位ａを求める。これにより、永久磁石部品の漏洩磁界の影響を受けることなく、方位ａを精度良く決定することができる。以上が、携帯電話機１０の方位決定方法の原理である。
【００６５】
次に、上述した原理に基いて携帯電話機１０のＣＰＵ２１が同携帯電話機１０の方位を実際に求める際の作動について図１７〜図２０を参照しながら説明する。図１７〜図２０は、ＣＰＵ２１が所定時間の経過毎に実行するプログラム（ルーチン）を示すフローチャートである。
【００６６】
先ず、携帯電話機１０のユーザが同携帯電話機１０を購入し、その使用を開始する場合から説明する。携帯電話機１０の電源が投入されると、ＣＰＵ２１は所定のタイミングにて図１７の初期化促進表示ルーチン（このルーチンは、初期化促進手段の機能を達成する。）の処理をステップ１７００から開始し、ステップ１７０５に進んで第１初期化フラグＦ１が「０」であるか否かを判定する。この第１初期化フラグＦ１の値は、携帯電話機１０の製造直後において実行される図示しない初期化ルーチンにより「０」に設定されている。このため、ＣＰＵ２１はステップ１７０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１７１０に進み、同ステップ１７１０にて携帯電話機１０のユーザに対し初期化操作を促すメッセージ（初期化促進メッセージ）を液晶表示パネル１４ａに表示し、その後ステップ１７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。この表示される初期化促進メッセージは、初期化のために複数の押しボタン１５ａのうちの特定のボタンであるオフセットデータ取得ボタンを押し、同ボタンを「オン」状態にすることを促す文章を含んでいる。
【００６７】
一方、ＣＰＵ２１は、所定のタイミングにて図１８のオフセット取得ルーチンをステップ１８００から開始し、ステップ１８０５に進んでオフセットデータ取得ボタンの状態が「オフ」状態から「オン」状態に変化したか否かを判定し、同ボタンが「オフ」状態から「オン」状態に変化していなければステップ１８０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１８９５に進む処理を繰り返し実行している。
【００６８】
従って、ユーザが液晶表示パネル１４ａに表示された初期化促進メッセージに応じ、オフセットデータ取得ボタンの状態を「オフ」状態から「オン」状態に変更すると、ＣＰＵ２１はステップ１８０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１８１０に進み、同ステップ１８１０にて「第１操作方法」についての説明文章を液晶表示パネル１４ａに表示する。第１操作方法の説明文章は、携帯電話機１０の本体１１の前面を上方に向けて机上に置き（即ち、前面を略水平として上方に向け）、その状態にて複数の押しボタン１５ａのうちの特定のボタンであるオフセットボタンを押して同ボタンを「オン」状態とすることを促すメッセージを含んでいる。次いで、ＣＰＵ２１はステップ１８１５に進み、同ステップ１８１５にてオフセットボタンが「オフ」状態から「オン」状態に変化したか否かをモニタする。
【００６９】
このとき、ユーザが上記第１操作方法の説明文章に従ってオフセットボタンを「オフ」状態から「オン」状態に変更すると、ＣＰＵ２１はステップ１８１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１８２０に進み、その時点のＸ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘの絶対値が計測可能最大値Ｓmaxより大きいか否か、又はＹ軸磁気センサ３２の出力Ｓｙの絶対値が計測可能最大値Ｓmaxより大きいか否かを判定する。このとき、Ｘ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘの絶対値が計測可能最大値Ｓmaxより大きいか、又はＹ軸磁気センサ３２の出力Ｓｙの絶対値が計測可能最大値Ｓmaxより大きいと、ＣＰＵ２１はステップ１８２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１８２５に進み、同ステップ１８２５にて初期化に失敗した旨の警告メッセージを液晶表示パネル１４ａに表示し、ステップ１８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００７０】
また、ステップ１８２０の実行時において、Ｘ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘの絶対値が計測可能最大値Ｓmax以下であって、且つ、Ｙ軸磁気センサ３２の出力Ｓｙの絶対値が計測可能最大値Ｓmax以下であれば、ＣＰＵ２１は同ステップ１８２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１８３０に進み、同ステップ１８３０にてＸ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘを第１Ｘ軸センサ出力Ｓ１ｘ、Ｙ軸磁気センサ３２の出力Ｓｙを第１Ｙ軸センサ出力Ｓ１ｙとして記憶する。
【００７１】
次いで、ＣＰＵ２１はステップ１８３５に進み、同ステップ１８３５にて「第２操作方法」についての説明文章を液晶表示パネル１４ａに表示する。第２操作方法の説明文章は、携帯電話機１０の前面を上方に向けた状態で同携帯電話機１０を机上で（即ち、水平面内で）１８０°回転させてからオフセットボタンを再び押し、同ボタンを「オン」状態とすることを促すメッセージを含んでいる。次いで、ＣＰＵ２１はステップ１８４０に進み、同ステップ１８４０にてオフセットボタンが「オフ」状態から「オン」状態に変化したか否かを再びモニタする。
【００７２】
そして、ユーザが第２の操作方法の説明文章に従って携帯電話機１０を１８０°回転した後にオフセットボタンを「オフ」状態から「オン」状態に変更すると、ＣＰＵ２１はステップ１８４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１８４５に進み、同ステップ１８４５にてその時点のＸ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘの絶対値が計測可能最大値Ｓmaxより大きいか否か、又はＹ軸磁気センサ３２の出力Ｓｙの絶対値が計測可能最大値Ｓmaxより大きいか否かを判定する。このとき、Ｘ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘの絶対値が計測可能最大値Ｓmaxより大きいか、又はＹ軸磁気センサ３２の出力Ｓｙの絶対値が計測可能最大値Ｓmaxより大きいと、ＣＰＵ２１はステップ１８４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１８２５に進み、同ステップ１８２５にて初期化に失敗した旨の警告表示を行い、ステップ１８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００７３】
また、ステップ１８４５の実行時において、Ｘ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘの絶対値が計測可能最大値Ｓmax以下であって、且つ、Ｙ軸磁気センサ３２の出力Ｓｙの絶対値が計測可能最大値Ｓmax以下であれば、ＣＰＵ２１は同ステップ１８４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１８５０に進み、同ステップ１８５０にてＸ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘを第２Ｘ軸センサ出力Ｓ２ｘ、Ｙ軸磁気センサ３２の出力Ｓｙを第２Ｙ軸センサ出力Ｓ２ｙとして記憶する。
【００７４】
次いで、ＣＰＵ１１はステップ１８５５に進み、第１初期化フラグＦ１の値が「０」であるか否かを判定する。この場合、第１初期化フラグＦ１の値は「０」のままであるので、ＣＰＵ２１はステップ１８５５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１８６０に進み、同ステップ１８６０にてＸ軸磁気センサ３１の第１Ｘ軸オフセット量ＯＦ１ｘ、及びＹ軸磁気センサ３２の第１Ｙ軸オフセット量ＯＦ１ｙを求める。具体的には、上記第１Ｘ軸センサ出力Ｓ１ｘと第２Ｘ軸センサ出力Ｓ２ｘの和を２で除し（即ち、これらの平均値を計算し）、得られた値を第１Ｘ軸オフセット量ＯＦ１ｘとし、上記第１Ｙ軸センサ出力Ｓ１ｙと第２Ｙ軸センサ出力Ｓ２ｙの和を２で除し、得られた値を第１Ｙ軸オフセット量ＯＦ１ｙとする。第１Ｘ軸オフセット量ＯＦ１ｘ、及び第１Ｙ軸オフセット量ＯＦ１ｙは、不揮発性ＲＡＭ２４に記憶される。
【００７５】
次いで、ＣＰＵ２１はステップ１８６５に進み、同ステップ１８６５にてその時点の温度センサ３３の示す温度Ｔｅｍｐを読み込んで第１温度Ｔ１として不揮発性ＲＡＭ２４に記憶し、続くステップ１８７０にて第１初期化フラグＦ１の値を「１」に設定した後、ステップ１８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００７６】
この状態で、ＣＰＵ２１が図１７の初期化促進表示ルーチンの処理をステップ１７００から開始してステップ１７０５に進むと、この場合、第１初期化フラグＦ１の値は「１」に設定されているので、同ＣＰＵ２１はステップ１７０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１７１５に進み、同ステップ１７１５にて第２初期化フラグＦ２の値が「０」か否かを判定する。この第２初期化フラグＦ２の値も、前述の初期化ルーチンにより「０」に設定されている。従って、ＣＰＵ２１はステップ１７１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１７２０に進み、同ステップ１７２０にて温度センサ３３の示す温度Ｔｅｍｐを読み込んで現在温度（現時点の温度）Ｔｃとして記憶し、続くステップ１７２５にて前記第１温度Ｔ１と前記現在温度Ｔｃとの差の絶対値が所定温度（閾値温度）Ｔｔｈより大きいか否かを判定する。現時点は、前記第１温度Ｔ１を取得した直後であるから、同第１温度Ｔ１と前記現在温度Ｔｃとの差の絶対値は閾値温度Ｔｔｈより小さい。従って、ＣＰＵ２１はステップ１７２５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１７９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００７７】
このような処理は、第１温度Ｔ１と現在温度Ｔｃとの差の絶対値が閾値温度Ｔｔｈより大きくなる時点まで繰り返され、従って、その時点まで初期化促進メッセージが再び表示されることはない。
【００７８】
一方、ＣＰＵ２１は所定のタイミングになると図１９に示したオフセット決定ルーチンの処理をステップ１９００から開始し、続くステップ１９０５にて第２初期化フラグＦ２の値が「０」であるか否かを判定する。この場合、第２初期化フラグＦ２の値は「０」に維持されているため、ＣＰＵ２１はステップ１９０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１９１０に進み、同ステップ１９１０にて先に求めた第１Ｘ軸オフセット量ＯＦ１ｘ、及び第１Ｙ軸オフセット量ＯＦ１ｙを、それぞれＸ軸磁気センサ３１のオフセット量ＯＦｘ、及びＹ軸磁気センサ３２のオフセット量ＯＦｙとして設定し、その後ステップ１９９５にて本ルーチンを一旦終了する。
【００７９】
また、ＣＰＵ２１は図２０に示した方位算出ルーチン（このルーチンは、方位決定手段を構成する。）の処理をステップ２０００から開始し、続くステップ２００５にてＸ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘから同Ｘ軸磁気センサ３１のオフセット量ＯＦｘを減じた値を補正後のＸ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘとして設定し、Ｙ軸磁気センサ３２の出力Ｓｙから同Ｙ軸磁気センサ３２のオフセット量ＯＦｙを減じた値を補正後のＹ軸磁気センサ３２の出力Ｓｙとして設定する。そして、ＣＰＵ２１はステップ２０１０にて上記▲１▼〜▲４▼に示した各場合の何れに該当するかを判別し、その判別結果に応じてステップ２０１５〜２０３０の何れかに進み、同ステップ２０１５〜２０３０の各ステップ内に示した計算を行うことで方位ａを算出・決定する。次いで、ＣＰＵ２１は、ステップ２０３５，２０４０にて、上記求めた方位ａが負の値である場合には同方位ａに３６０°を加えた値を最終的な方位ａとし、また、上記方位ａが３６０°以上の場合には、ステップ２０３５，２０４５，２０５０にて同方位ａから３６０°減じた値を最終的な方位ａとし、その後ステップ２０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００８０】
次に、携帯電話機１０の永久磁石部品の温度が上昇し、前記第１の温度Ｔ１と前記現在温度Ｔｃとの差の絶対値が閾値温度Ｔｔｈより大きくなった場合（第２の温度Ｔ２になった場合）について説明する。この場合、ＣＰＵ２１が図１７のステップ１７００，１７０５，１７１５，１７２０に続きステップ１７２５に進んだとき、同ステップ１７２５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１７１０に進み、再び初期化促進メッセージを液晶表示パネル１４ａに表示する。
【００８１】
これにより、ユーザがオフセットデータ取得ボタンを押圧して「オン」状態にすると、ＣＰＵ２１は図１８のステップ１８０５に進んだとき、同ステップ１８０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１８１０以降に進み、携帯電話機１０の方位が任意の方位θであるときのＸ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘ、及びＹ軸磁気センサ３２の出力Ｓｙを、第１Ｘ軸センサ出力Ｓ１ｘ、及び第１Ｙ軸センサ出力Ｓ１ｙとしてそれぞれ記憶し（ステップ１８３０）、同携帯電話機１０の方位がθ＋１８０°であるときのＸ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘ、及びＹ軸磁気センサ３２の出力Ｓｙを、第２Ｘ軸センサ出力Ｓ２ｘ、及び第２Ｙ軸センサ出力Ｓ２ｙとしてそれぞれ記憶し（ステップ１８５０）、その後ステップ１８５５に進む。
【００８２】
この場合、前述したステップ１８７０の実行により第１初期化フラグＦ１の値は「１」に設定されている。従って、ＣＰＵ２１は、ステップ１８５５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１８７５に進み、同ステップ１８７５にてＸ軸磁気センサ３１の第２Ｘ軸オフセット量ＯＦ２ｘ、及びＹ軸磁気センサ３２の第２Ｙ軸オフセット量ＯＦ２ｙを求める。具体的には、上記第１Ｘ軸センサ出力Ｓ１ｘと第２Ｘ軸センサ出力Ｓ２ｘの平均値を第２Ｘ軸オフセット量ＯＦ２ｘとし、上記第１Ｙ軸センサ出力Ｓ１ｙと第２Ｙ軸センサ出力Ｓ２ｙの平均値を第２Ｙ軸オフセット量ＯＦ２ｙとする。第２Ｘ軸オフセット量ＯＦ２ｘ、及び第２Ｙ軸オフセット量ＯＦ２ｙは、不揮発性ＲＡＭ２４に記憶される。
【００８３】
次いで、ＣＰＵ２１はステップ１８８０に進み、同ステップ１８８０にてその時点の温度Ｔｅｍｐを温度センサ３３から読み込んで第２温度Ｔ２として不揮発性ＲＡＭ２４に記憶し、続くステップ１８８５にて第２初期化フラグＦ２の値を「１」に設定した後、ステップ１８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００８４】
この状態で、ＣＰＵ２１が図１７の初期化促進表示ルーチンの処理をステップ１７００から開始すると、この場合、第１，第２初期化フラグＦ１，Ｆ２の値は共に「１」に設定されているので、同ＣＰＵ２１はステップ１７０５，１７１５の両ステップにて「Ｎｏ」と判定してステップ１７９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。従って、以降において初期化促進メッセージが表示されることはない。
【００８５】
また、この状態において図１９に示したオフセット決定ルーチンの処理が開始されると、第２初期化フラグＦ２の値は「１」に変更されているので、ＣＰＵ２１はステップ１９０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１９１５に進み、同ステップ１９１５にてその時点の温度Ｔｅｍｐを温度センサ３３から読込んで現在温度Ｔｃとして記憶する。
【００８６】
次いで、ＣＰＵ２１はステップ１９２０に進み、上記原理で説明した数８に従って第１温度Ｔ１の第１Ｘ軸オフセット量ＯＦ１ｘ、及び第２温度Ｔ２の第２Ｘ軸オフセット量ＯＦ２ｘを、温度に関して直線補間することで現在温度Ｔｃに対するＸ軸オフセット量ＯＦｘを求め、同様にステップ１９２５にて上記数９に従って第１温度Ｔ１の第１Ｙ軸オフセット量ＯＦ１ｙ、及び第２温度Ｔ２の第２Ｙ軸オフセット量ＯＦ２ｙを、温度に関して直線補間することで現在温度Ｔｃに対するＹ軸オフセット量ＯＦｙを求め、その後ステップ１９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、オフセット量ＯＦｘ，ＯＦｙは、永久磁石部品からの磁界による磁気センサ出力への影響分を同永久磁石部品の温度に基づいて推定した値となる。
【００８７】
以降においても、ＣＰＵ２１は図２０に示した方位算出ルーチンを実行するので、ステップ２００５により、Ｘ軸磁気センサ３１の出力Ｓｘがオフセット量ＯＦｘにより補正され、Ｙ軸磁気センサ３２の出力Ｓｙがオフセット量ＯＦｙにより補正される。即ち、ステップ２００５は補正手段（の一部）を構成している。そして、ステップ２０１０以降において上記補正後のＸ軸，Ｙ軸磁気センサ３１，３２の出力Ｓｘ，Ｓｙにより方位ａが算出（測定・決定）される。
【００８８】
以上、説明したように、本発明による携帯電話機１０は、永久磁石部品からの磁界が磁気センサ出力に及ぼす影響分を、同永久磁石部品の温度に応じてオフセット量ＯＦｘ，ＯＦｙとして推定するとともに、推定したオフセット量ＯＦｘ，ＯＦｙで磁気センサ出力を補正し、補正後の磁気センサ出力に基いて方位を測定するから、同方位の測定精度を格段に向上することができる。また、適切なタイミング（前記第１の温度Ｔ１と前記第２の温度Ｔ２になった場合）にユーザに対し初期化操作を促すので、同ユーザは無駄な初期化操作の実行を回避することができる。また、前記第１の温度Ｔ１における影響分を測定した後、前記温度センサ（温度検出手段）により検出される温度と前記第１の温度Ｔ１との差が所定温度Ｔｔｈ以上になったとき、前記第２の温度Ｔ２における影響分を測定することになるので、これらの影響分の測定に含まれる測定誤差が他の温度における影響分の推定精度を大きく悪化させることを回避することができる。更に、磁気センサ３０は、単一の基板上にＸ軸，Ｙ軸磁気センサ３１，３２、温度センサ３３、制御回路３４を備えているので、永久磁石部品を有する携帯電話機に好適であって、小型且つ安価なものとなっている。
【００８９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態において、Ｘ軸，Ｙ軸磁気センサ３１，３２は、磁気トンネル効果素子であったが、これに代えて巨大磁気抵抗効果素子等の磁界に応じた出力を発生する磁気センサを使用してもよい。また、上記実施形態においては、初期化操作のためにオフセットボタン、及びオフセットデータ取得ボタンを使用していたが、液晶表示パネル１４ａに表示されるメニューにこれらのボタンと同一の機能を実行するためのメニューを加え、同メニューを操作部１５の特定の操作子により選択するように構成してもよい。更に、磁気センサは、Ｘ軸磁気センサ３１，Ｙ軸磁気センサ３２の他に、Ｘ軸及びＹ軸に垂直なＺ軸方向の磁界を検出するＺ軸磁気センサを備えていてもよい。
【００９０】
また、温度センサ３３としてのバンドギャップリファレンス回路は、図２１に示したように構成することもできる。この場合、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２のベースエミッタ電圧Ｖbeの差ΔＶbeは下記数１０で表され、従って、出力Ｖbgは下記数１１のように、ＶbeとＶ_Tの定数Ｋ１倍で表すことができる。定数Ｋ１は下記数１２の通りである。また、Ｖ_T＝ＫＴ／ｑであり、Ａ1、Ａ2は、それぞれトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のエミッタ面積であり、Ｖbe（Ｑ１）はトランジスタＴｒ１のベース−エミッタ電圧である。
【００９１】
【数１０】

【００９２】
【数１１】

【００９３】
【数１２】

【００９４】
従って、Ｋ１を適切に選ぶことで、Ｖbgの温度依存性を無くしておき、そのときの抵抗Ｒ３の両端電圧を温度センサ３３の出力として取り出してＡＤコンバータ３４ａに接続するように構成してもよい。このようにすると、図２１の回路の温度特性を示した図２２から理解されるように、２ｍＶ／℃の温度特性を有する温度センサ３３を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁気センサを搭載した携帯電話機の正面図である。
【図２】図１に示した携帯電話機の電気回路構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示した磁気センサの平面図（素子配置図）である。
【図４】（Ａ）は図２に示したＸ軸磁気センサの外部磁界ＨのＸ軸成分に対する出力特性を、（Ｂ）は図２に示したＹ軸磁気検出センサの外部磁界ＨのＹ軸成分に対する出力特性を示すグラフである。
【図５】図２に示したＸ軸磁気センサの等価回路図である。
【図６】図５に示した第１磁気トンネル効果素子の概略平面図である。
【図７】図６に示した第１磁気トンネル効果素子を図６の１−１線に沿った平面で切断した概略断面図である。
【図８】図６に示した第１磁気トンネル効果素子の部分概略平面図である。
【図９】図６に示した第１磁気トンネル効果素子の外部磁界に対する抵抗変化特性を示すグラフである。
【図１０】図２に示したＸ軸磁気センサと、Ｙ軸磁気センサの配置関係を平面視で示すとともに、電気的接続関係をあわせて示した図である。
【図１１】図２に示した温度センサの等価回路図である。
【図１２】図２に示したＸ軸磁気センサ、及びＹ軸磁気センサの方位に対する出力を示したグラフである。
【図１３】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１に示した携帯電話機内の異なる永久磁石部品からの磁界の温度特性を示すグラフである。
【図１４】図２に示したＸ軸磁気センサの地磁気に対する出力特性を示すグラフである。
【図１５】図２に示したＹ軸磁気センサの地磁気に対する出力特性を示すグラフである。
【図１６】図２に示した磁気センサに加わる地磁気と永久磁石部品からの漏洩磁界の関係を示したベクトル図である。
【図１７】図２に示したＣＰＵが実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図１８】図２に示したＣＰＵが実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図１９】図２に示したＣＰＵが実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図２０】図２に示したＣＰＵが実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図２１】温度センサの他の例を示す回路図である。
【図２２】図２１に示した回路の温度特性を示したグラフである。
【符号の説明】
１０…携帯電話機、１１…本体、１２…アンテナ部、１２ａ…アンテナ、１２ｂ…送受信回路、１２ｃ…変調・復調回路、１３…スピーカ部、１３ａ…スピーカ、１３ｂ…発音回路、１４…液晶表示部、１４ａ…液晶表示パネル、１４ｂ…表示回路、１５…操作部、１５ａ…ボタン、１５ｂ…検出回路、１６…マイクロフォン部、１６ａ…マイクロフォン、１６ｂ…増幅回路、２１…ＣＰＵ、３０…磁気センサ、３０ａ…基板、３１…Ｘ軸磁気センサ、３２…Ｙ軸磁気センサ、３３…温度センサ、３４…制御回路、３４ａ…ＡＤコンバータ、３４ｂ…直流定電圧回路、３５…パッド。

Claims

永久磁石部品を構成部品として含むとともに、地磁気を利用して方位を測定する方位測定手段を備えた携帯型電子装置であって、
前記方位測定手段は、
外部磁界に応じた出力を発生する磁気センサと、
温度を検出するための温度センサと、
前記温度センサにより検出された現時点の温度Ｔｃに応じて前記磁気センサの出力に含まれる前記永久磁石部品からの漏洩磁界による影響分を表す同磁気センサの現時点のオフセット量を推定するとともに、同推定した現時点のオフセット量に基いて同磁気センサの出力を補正する補正手段と、
前記補正された出力に基いて方位を決定する方位決定手段と、を具備した携帯型電子装置において、
前記補正手段は、
前記磁気センサ及び前記温度センサが前記永久磁石部品を構成部品として含む前記携帯型電子装置に搭載された状態において、前記温度センサにより検出された温度が第１の温度Ｔ１であるときに前記磁気センサの出力に含まれる前記永久磁石部品からの漏洩磁界による影響分を表す同磁気センサの同第１の温度Ｔ１でのオフセット量を測定する手段と、
前記磁気センサ及び前記温度センサが前記永久磁石部品を構成部品として含む前記携帯型電子装置に搭載された状態において、前記温度センサにより検出された温度が前記第１の温度Ｔ１と異なる第２の温度Ｔ２であるときに前記磁気センサの出力に含まれる前記永久磁石部品からの漏洩磁界による影響分を表す同磁気センサの同第２の温度Ｔ２でのオフセット量を測定する手段と、を備え、
前記第１の温度Ｔ１、前記第１の温度Ｔ１でのオフセット量、前記第２の温度Ｔ２、前記第２の温度Ｔ２でのオフセット量及び前記温度センサにより検出された現時点の温度Ｔｃに基づいて、同現時点の温度Ｔｃに対する前記永久磁石部品からの漏洩磁界による影響分を表す前記磁気センサの現時点のオフセット量を温度に関して直線補間することにより推定するように構成され、
更に、前記補正手段は、
前記第１の温度Ｔ１でのオフセット量の測定後に前記温度センサにより検出される温度と前記第１の温度Ｔ１との差が所定温度Ｔｔｈ以上になったとき、前記第２の温度Ｔ２でのオフセット量を取得する操作を行うことを、前記携帯型電子装置のユーザに対して促す初期化促進手段を備えてなる携帯型電子装置。
請求項１に記載の携帯型電子装置において、
前記磁気センサは外部磁界の向きと大きさとに依存した値を示す磁気検出素子を備え、
前記温度センサは温度を検出する温度検出素子を備え、
前記磁気検出素子及び前記温度検出素子は単一基板上に形成された携帯型電子装置。
請求項２に記載の携帯型電子装置において、
前記磁気センサは前記磁気検出素子を複数個含み、
前記複数の磁気検出素子の各々は磁化の向きが固定された固着層と磁化の向きが外部磁界に応じて変化する自由層とを含み、同固着層の磁化の向きと同自由層の向きがなす角度に応じて抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子であり、
前記磁気抵抗効果素子のうちの少なくとも二つの素子の固着層の磁化の向きが互いに交差する向きとなるように形成された携帯型電子装置。
請求項２又は請求項３に記載の携帯型電子装置において、
前記磁気センサは前記基板と同一の基板上にデジタル処理回路を含んでなる携帯型電子装置。
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の携帯型電子装置であって、
操作信号を入力するための操作信号入力出力を備え、
前記磁気センサの前記第１の温度Ｔ１でのオフセット量を測定する手段は、
前記携帯型電子装置の前面を上方に向けた状態で前記操作信号が入力されたときに前記磁気センサの出力を第１の値として測定する手段と、
前記第１の値を測定した後に前記携帯型電子装置の前面を上方に向けて同携帯型電子装置を１８０°回転し、同携帯型電子装置が１８０°回転された状態で前記操作信号が入力されたときに前記磁気センサの出力を第２の値として測定する手段と、
前記第１の値と前記第２の値とに基いて前記第１の温度Ｔ１でのオフセット量を取得する手段と、を備え、
前記磁気センサの前記第２の温度Ｔ２でのオフセット量を測定する手段は、
前記携帯型電子装置の前面を上方に向けた状態で前記操作信号が入力されたときに前記磁気センサの出力を第１の値として測定する手段と、
前記第１の値を測定した後に前記携帯型電子装置の前面を上方に向けて同携帯型電子装置を１８０°回転し、同携帯型電子装置が１８０°回転された状態で前記操作信号が入力されたときに前記磁気センサの出力を第２の値として測定する手段と、
前記第１の値と前記第２の値とに基いて前記第２の温度Ｔ２でのオフセット量を取得する手段と、を備えた携帯型電子装置。