JP4900348B2 - 地磁気センサの補正方法、方位データ演算装置および携帯情報端末 - Google Patents

Description

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。

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。

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）

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。

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、Ｘma
x、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）

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。

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。

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。

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。

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

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。

上記目的を達成するために、本発明は、二軸又は三軸の感度方向を有する地磁気センサと、傾斜角を測定する傾きセンサと、前記地磁気センサの測定データを記憶する第１の記憶手段と、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、所定の時間間隔で前記地磁気センサの測定データと前記傾きセンサの傾斜角データとを読み出す第１のステップと、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前記第１の記憶手段に記憶する第２のステップと、前記傾きセンサの現在の傾斜角データと一つ前の傾斜角データとの差分値が所定値以上である場合に、前記地磁気センサの現在の測定データを前記第１の記憶手段に記憶する第３のステップと、前記第１、第２及び第３のステップを繰り返し、前記地磁気センサの測定データを前記第１の記憶手段に蓄積する第４のステップと、前記第１の記憶手段に蓄積した前記地磁気センサの複数の測定データに基づいて、オフセット計測値を推定する第５のステップとを備えることを特徴とする。

本発明は、上記の地磁気センサの補正方法において、前記蓄積した地磁気センサ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、を備えることを特徴とする。

本発明は、上記の地磁気センサの補正方法において、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と判断された場合、該オフセット計測値を第２の記憶手段に格納するステップを備えることを特徴とする。

本発明は、上記の地磁気センサの補正方法において、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。

本発明は、上記の地磁気センサの補正方法において、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再びオフセット計測値の推定を行うことを特徴とする。

本発明は、二軸又は三軸の感度方向を有する地磁気センサと、傾斜角を測定する傾きセンサと、前記地磁気センサの測定データを記憶する第１の記憶手段と、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、所定の時間間隔で前記地磁気センサの測定データと前記傾きセンサの傾斜角データとを読み出すデータ読み出し手段と、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前記第１の記憶手段に記憶する第１のデータ格納手段と、前記傾きセンサの現在の傾斜角データと一つ前の傾斜角データとの差分値が所定値以上である場合に、前記地磁気センサの現在の測定データを前記第１の記憶手段に記憶する第２のデータ格納手段と、前記データ読み出し手段、前記第１のデータ格納手段及び前記第２のデータ格納手段により処理動作を繰り返し、前記地磁気センサの測定データを前記第１の記憶手段に蓄積する蓄積手段と、前記第１の記憶手段に蓄積した前記地磁気センサの複数の測定データに基づいて、オフセット計測値を推定するオフセット推定手段とを備えることを特徴とする。

本発明は、前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、をさらに備え、前記有効性判定手段が、前記第１の記憶手段に記憶された複数の前記地磁気センサ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ることを特徴とする。

本発明は、上記の方位データ演算装置において、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。

本発明は、上記の方位データ演算装置いずれかを備えたことを特徴とする携帯情報端末である。

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。

以下、図面を参照し、第１の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。

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。

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１
０（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２
９と、地磁気センサ３０と、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部７１と、Ｇ
ＰＳ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。

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。

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、ＣＤＭ
Ａ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。

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。

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。

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。

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３
０ａ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。

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Ｇ
ＭＲ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。

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Ｇ
ＭＲ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。

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。

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３
１ａと接合している。

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２．４
ｎｍ（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。

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Ｎ
ｉＦｅ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。

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。

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。

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ＧＭ
Ｒ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。

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。

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。

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。

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。

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ａｎ
ｇ＝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。

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
。

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。

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）。

ここで、ａi＝（Ｘi2 ＋Ｙi2 ）、ｂi＝−２Ｘi 、ｃi＝−２Ｙi 、Ｄ＝（Ｘo2
＋Ｙo2 ）− Ｒ2 とおくと、［数２］となる。

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。

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Ｘ
o、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。

但し、［数4］において、［数5］に示した表記を用いている。

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。

次に、この測定値ｍｉの平均値を算出する。

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。

さらに、標準偏差は

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。

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）。

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）

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。

次に、本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。

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ＲＡＭ１
４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）。

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「Ｙ
ＥＳ」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。

以上のように、本形態によれば、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。

尚、本形態においては、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。

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。

また、本形態においては、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。

次に、第２の形態について説明する。
この第２の形態における携帯電話機のブロック構成は第１の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の形態と異なっている。以下、図面を参照して、本形態について説明する。

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、Ｒ
ＡＭ１４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Ｓ
ｂ２に戻り、以下のステップＳｂ２〜Ｓｂ６の動作を繰り返す。

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〜Ｓ
ｂ６の動作を繰り返す。

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Ｓ
ａ７〜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。

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。

以上のように、本形態によれば、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。

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。

次に、第３の形態について説明する。
この第２の形態における携帯電話機のブロック構成は第１〜第２の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の形態を組み合わせたものとなっている。以下、本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。

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Ｓ
ｂ２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１
７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。

以上のように、本形態によれば、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。

次に、第４の形態（請求項１に係る発明の実施形態）について説明する。
この第４の形態における携帯電話機のブロック構成（図１８）および動作は、第１〜第３の形態と類似しているが、構成要素として、傾きセンサ８１が追加されている。また、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２の形態と一部異なっている。以下、図面を参照して、本形態について説明する。

図１９に示すように、本形態に係る携帯電話機は、傾きセンサ８１が取り付けられている。傾きセンサ８１の例として、例えば、地磁気センサ３０に隣接して取り付けられて、固定電極と可動電極が一定の間隔を置いて対向し、傾きセンサ８１が傾くことにより可動電極と固定電極との間隔が変化して、それらにより形成される容量値が変化する、容量変化型のセンサがある。

次に、本形態による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図２０に示すフローチャートを参照して説明する。尚、本形態における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は、ステップＳｃ３以外（ステップＳｃ１〜Ｓｃ２、ステップＳｃ４〜Ｓｃ１０）が、第２の形態における、ステップＳｂ１〜Ｓｂ２、ステップＳｂ４〜Ｓｂ１０と同一であるので、相違点のみ説明する。

すなわち、ステップＳｃ３において、制御部１０は、地磁気センサ３０による地磁気の
検出結果のみならず、傾きセンサ８１による傾きの検出結果をも一定の時間をおいて入力
し、傾きセンサ８１によって検出された傾きデータと前回検出された傾きデータとの差分
値を算出し、算出された差分値が所定値以上である場合に現在の測定データをＲＡＭ１４
に取り込む。

以上のように、本形態によれば、次の様な問題を回避することができる。すなわち、地磁気が地面に対して垂直に走っている場合以外は、第２の形態において、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認識できず、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、傾きセンサ８１によって携帯電話機が振られていることを認識することによって回避することができる。また、データ密度もユーザが振るスピードに依存することなく、ユーザに振られた範囲にて均一なものとすることができる。また、傾きセンサ８１の検出結果は、方位表示における傾き補正にも活用することができる。

尚、本形態においては、傾きセンサ８１として、容量変化型センサを想定したが、傾きセンサの種類はこれに限定されず、どんなものでもよい。

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１
８ｂにその旨を表示させるようにしてもよい。

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。

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。

以上、本発明の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。

第１の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。 第１〜第３の形態における携帯電話機の外観を示す図である。 第１〜第３の形態及び第４の形態（本発明の実施の形態）における地磁気センサ３０の概略平面図である。 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。 図３におけるＧＭＲ素子３１の平面図である。 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。 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。 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。 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。 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。 同形態における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。 同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。 同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。 同形態における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。 同形態における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。 同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。 第２の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。 第４の形態（本発明の実施の形態）における携帯電話機の構成を示すブロック図である。 同形態における携帯電話機の外観を示す図である。 同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。 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。

符号の説明

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・・・Ｃ
ＤＭＡ（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

Claims (9)

1. 二軸又は三軸の感度方向を有する地磁気センサと、傾きセンサと、前記地磁気センサの測定データを記憶する第１の記憶手段と、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、
   所定の時間間隔で前記地磁気センサの測定データと前記傾きセンサの傾斜角データとを読み出す第１のステップと、
   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前記第１の記憶手段に記憶する第２のステップと、
   前記傾きセンサの現在の傾斜角データと一つ前の傾斜角データとの差分値が所定値以上である場合に、前記地磁気センサの現在の測定データを前記第１の記憶手段に記憶する第３のステップと、
   前記第１、第２及び第３のステップを繰り返し、前記地磁気センサの測定データを前記第１の記憶手段に蓄積する第４のステップと、
   前記第１の記憶手段に蓄積した前記地磁気センサの複数の測定データに基づいて、オフセット計測値を推定する第５のステップと、
   を備えることを特徴とする地磁気センサの補正方法。
2. 前記蓄積した地磁気センサ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、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の地磁気センサの補正方法。
3. 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と判断された場合、該オフセット計測値を第２の記憶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２に記載の地磁気センサの補正方法。
4. 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２または請求項３に記載の地磁気センサの補正方法。
5. 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再びオフセット計測値の推定を行う
   ことを特徴とする請求項４に記載の地磁気センサの補正方法。
6. 二軸又は三軸の感度方向を有する地磁気センサと、傾きセンサと、前記地磁気センサの測定データを記憶する第１の記憶手段と、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、
   所定の時間間隔で前記地磁気センサの測定データと前記傾きセンサの傾斜角データとを読み出すデータ読み出し手段と、
   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前記第１の記憶手段に記憶する第１のデータ格納手段と、
   前記傾きセンサの現在の傾斜角データと一つ前の傾斜角データとの差分値が所定値以上である場合に、前記地磁気センサの現在の測定データを前記第１の記憶手段に記憶する第２のデータ格納手段と、
   前記データ読み出し手段、前記第１のデータ格納手段及び前記第２のデータ格納手段により処理動作を繰り返し、前記地磁気センサの測定データを前記第１の記憶手段に蓄積する蓄積手段と、
   前記第１の記憶手段に蓄積した前記地磁気センサの複数の測定データに基づいて、オフセット計測値を推定するオフセット推定手段と、
   を備えることを特徴とする方位データ演算装置。
7. 前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、
   をさらに備え、
   前記有効性判定手段が、
   前記第１の記憶手段に記憶された複数の前記地磁気センサ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、
   を備えることを特徴とする請求項６に記載の方位データ演算装置。
8. 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に記載の方位データ演算装置。
9. 請求項６から８いずれか１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。

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