JP5347843B2 - 電子式方位計、電子式方位計の調整方法および製造方法 - Google Patents
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複数のステップモータと、
磁気センサと、
前記複数のステップモータにおける複数のロータの磁極の向きの組み合わせパターンが、当該組み合わせパターンとして取り得る所定数の組み合わせパターンのうち、何れの組み合わせパターンであるかを判別する極性向き判別手段と、
前記所定数の組み合わせパターンに対応する複数の方位算出用の補正値をそれぞれ算出する補正値演算手段と、
前記磁気センサの出力値を、前記極性向き判別手段により判別された前記組み合わせパターンに対応する前記方位算出用の補正値に基づき補正して、方位を求める方位演算手段と、
を備えた電子式方位計であって、
前記補正値演算手段は、
前記所定数の組み合わせパターンのうちの1つである特定組み合わせパターンの状態で、且つ、予め定められた複数の方向から別々に外部磁界が印加されたときの前記磁気センサの各出力値を記憶する第1の記憶手段と、
前記第1の記憶手段に記憶された出力値に基づき前記特定組み合わせパターンのときの前記方位算出用の補正値を求める第1の補正値演算手段と、
前記組み合わせパターンとして取り得る所定数の組み合わせパターンのうち、前記特定組み合わせパターン以外の複数の組み合わせパターンの各状態で、且つ、前記予め定められた複数の方向のうち第1方向から外部磁界が印加されたときの前記磁気センサの出力値をそれぞれ記憶する第2の記憶手段と、
前記第1の記憶手段に記憶された出力値と、前記第2の記憶手段に記憶された出力値とから、前記特定組み合わせパターン以外の複数の組み合わせパターンの各状態で、且つ、前記予め定められた複数の方向のうち前記第1方向以外の方向から外部磁界が印加されたときに前記磁気センサから得られるはずの出力値を算出し、これらの出力値に基づいて前記特定組み合わせパターン以外の各組み合わせパターンのときの前記方位算出用の補正値をそれぞれ求める第2の補正値演算手段と、
を備えたことを特徴としている。
前記第1の記憶手段は、さらに、前記特定組み合わせパターンの状態で、且つ、外部磁界が印加されないときの前記磁気センサの出力値を記憶して、
第2の補正値演算手段は、さらに、前記特定組み合わせパターン以外の複数の組み合わせパターンの各状態で、且つ、外部磁界が印加されないときに前記磁気センサから得られるはずの出力値を算出し、この出力値を含めて演算を行って、前記方位算出用の補正値をそれぞれ求めることを特徴としている。
不揮発性の記憶手段を備え、
前記第1の補正値演算手段および前記第2の補正値演算手段により求められた前記補正値が、前記不揮発性の記憶手段に記憶されることを特徴としている。
複数のステップモータと、
磁気センサと、
前記複数のステップモータにおける複数のロータの磁極の向きの組み合わせパターンが、当該組み合わせパターンとして取り得る所定数の組み合わせパターンのうち、何れの組み合わせパターンであるかを判別する極性向き判別手段と、
前記磁気センサの出力値を、前記極性向き判別手段により判別された前記組み合わせパターンに応じて補正して、方位を求める方位演算手段と、
を備えた電子式方位計であって、
前記所定数の組み合わせパターンのうちの1つである特定組み合わせパターンの状態で、且つ、予め定められた複数の方向から別々に外部磁界が印加されたときの前記磁気センサの各出力値を記憶する第1の記憶手段と、
前記所定数の組み合わせパターンのうち、前記特定組み合わせパターン以外の複数の組み合わせパターンの各状態で、且つ、前記予め定められた複数の方向のうち第1方向から外部磁界が印加されたときの前記磁気センサの出力値をそれぞれ記憶する第2の記憶手段と、
前記第1の記憶手段に記憶された出力値に基づき前記特定組み合わせパターンのときの方位算出用の補正値を求める第1の補正値演算手段と、
前記第1の記憶手段に記憶された出力値と、前記第2の記憶手段に記憶された出力値と、の差分を記憶する差分記憶手段と、
を備え、
前記方位演算手段は、
方位の測定時、前記複数のロータの磁極の向きが前記特定組み合わせパターンである場合に、前記磁気センサの出力値を前記第1の補正値演算手段で求められた補正値により補正して方位の算出を行う第1方位算出手段と、
方位の測定時、前記複数のロータの磁極の向きが前記特定組み合わせパターン以外の組み合わせパターンである場合に、前記磁気センサの出力値を前記差分記憶手段に記憶された前記差分によって補正する差分補正手段と、
この差分補正手段により補正された出力値を、前記第1の補正値演算手段で求められた補正値により補正を行って方位の算出を行う第2方位算出手段と、
を備えていることを特徴としている。
前記第1の記憶手段は、さらに、前記特定組み合わせパターンの状態で、且つ、外部磁界が印加されないときの前記磁気センサの出力値を記憶することを特徴としている。
不揮発性の記憶手段を備え、
前記第1の補正値演算手段により求められた前記補正値が、前記不揮発性の記憶手段に記憶されることを特徴としている。
データを一時的に記憶する作業用記憶手段を備え、
前記磁気センサの各出力値が前記作業用記憶手段に一時的に記憶させる構成であることを特徴としている。
前記ステップモータはステータが2極で前記ロータが2極の構成であることを特徴としている。
前記電子式方位計に対して前記予め定められた複数の方向のうち第1方向から外部磁界を印加し、且つ、前記複数のロータの磁極の向きの組み合わせパターンを全ての組み合わせパターンに切り換えていき、前記磁気センサの出力値を前記第1の記憶手段および前記第2の記憶手段に記憶させる第1ステップと、
前記電子式方位計に対して前記予め定められた複数の方向のうち前記第1方向を除く各方向から別々に外部磁界を印加していき、且つ、前記複数のロータの磁極の向きの組み合わせパターンを前記特定組み合わせパターンに固定して、前記磁気センサの出力値を前記第1の記憶手段に記憶させる第2ステップと、
前記第1ステップと前記第2ステップとの後に、前記第1の補正値演算手段と前記第2の補正値演算手段により前記複数のロータの磁極の向きの全ての組み合わせパターンにそれぞれ対応する複数の補正値を算出させて、前記不揮発性の記憶手段へ記憶させる第3ステップと、
を含むことを特徴としている。
前記電子式方位計に対して前記予め定められた複数の方向のうち第1方向から外部磁界を印加し、且つ、前記複数のロータの磁極の向きの組み合わせパターンを全ての組み合わせパターンに切り換えていき、前記磁気センサの出力値を前記第1の記憶手段および前記第2の記憶手段に記憶させる第1ステップと、
前記電子式方位計に対して前記予め定められた複数の方向のうち前記第1方向を除く各方向から別々に外部磁界を印加していき、且つ、前記複数のロータの磁極の向きの組み合わせパターンを前記特定組み合わせパターンに固定して、前記磁気センサの出力値を前記第1の記憶手段に記憶させる第2ステップと、
前記第1ステップと前記第2ステップとの後に、前記第1の補正値演算手段により前記複数のロータの磁極の向きの前記特定組み合わせパターンに対応する補正値を算出させるとともに、当該補正値と、前記差分記憶手段に記憶させる前記差分とを、前記不揮発性の記憶手段に記憶させる第4ステップと、
を含むことを特徴としている。
電子式方位計の組立を行う組立工程と、
請求項9又は10の電子式方位計の調整方法により調整を行う調整工程と、
を含んだことを特徴とする電子式方位計の製造方法である。
図1は、本発明の第1実施形態の電子式方位計の全体構成を示すブロック図である。
時刻表示処理は、時刻表示モードや方位計モードの際に、制御部40のCPUが時刻表示プログラムを実行することで行われる。制御部40のCPUは、時刻表示モードにおいて、分周回路49から1秒信号を入力するたびに秒針駆動用のモータ駆動回路63へ駆動パルスを出力し、また、計時回路50から10秒信号を入力するたびに時分針駆動用のモータ駆動回路58へ駆動パルスを出力する。上記の1秒信号は1秒ごとに出力される信号であり、10秒信号は10秒ごとに出力される信号である。そして、これらの動作によって、秒針は1秒ごとに1ステップずつ運針され、時針と分針とは10秒ごとに1ステップずつ運針され、この運針動作によって時刻が表示される。
方位計処理は、例えば、ユーザが操作部52を介して外部から方位計モードに切り換える操作指令を入力した場合に、制御部40のCPUが方位計プログラムの処理に移行することで開始される。方位計処理では、方位センサ53と方位検出部54とが所定の時間間隔で繰り返し作動して、方位検出部54から方位計測の結果を示すセンサ出力値が制御部40のCPUに供給される。制御部40のCPUは、このセンサ出力値に基づき演算を行って、電子式方位計1の地磁気に対する向き(例えば文字板上の12時位置が指し示す方位)を求める。
トリミング処理は、方位センサ53の磁気検出方向であるX方向とY方向との直角度の誤差、方位センサ53の搭載角度の誤差(例えばX方向と文字板の12時方向とのズレ)、方位センサ53のX方向とY方向の検出感度の誤差、ステップモータ57,62のロータ57a,62aから方位センサ53に及ぼされる磁界によるオフセット誤差、をそれぞれ除去するための補正値を求めて、EEPROM45の補正値記憶部45aに記憶させる処理である。このトリミング処理を制御部40のCPUが実行することで補正値演算手段が構成される。
第2実施形態の電子式方位計は、トリミング処理においてEEPROM45に記憶させておくデータの内容と、方位計測処理において行われる補正演算の内容とを、第1実施形態のものから幾分変更したものである。その他の処理や構成等は第1実施形態のものとほぼ同様であり、同様の構成については説明を省略する。
第2実施形態のトリミング処理においても、電子式方位計に対して第1方向I〜第4方向IVの外部磁界を個別に印加し、且つ、ロータ57a,62aの磁極の向きの組み合わせパターンを変化させて、所定の状態における方位検出部54のセンサ出力値を取得する。取得するセンサ出力値は、第1実施形態と同様で、図9に示すように、パターンAの状態では、第1方向I〜第4方向IVの外部磁界が個別に印加されたとき、および、外部磁界が印加されていないときのセンサ出力値であり、パターンB〜パターンDの状態では、第1方向Iから外部磁界が印加されたときのセンサ出力値である。
第2実施形態の方位計測処理では、図10に示したパターンAに対応する補正値“a,b,c,XS0,YS0”と、図11に示した差分データとを用いて、方位検出部54のセンサ出力値を補正して計測方向の方位角θを求める。
40 制御部
45 EEPROM
45a 補正値記憶部
46 ROM
47 RAM
53 方位センサ
MR1〜MR4 磁気抵抗素子
54 方位検出部
57,62 ステップモータ
57a,62a ロータ
58,63 モータ駆動回路
59,64 極性記憶回路
Claims (11)
- 複数のステップモータと、
磁気センサと、
前記複数のステップモータにおける複数のロータの磁極の向きの組み合わせパターンが、当該組み合わせパターンとして取り得る所定数の組み合わせパターンのうち、何れの組み合わせパターンであるかを判別する極性向き判別手段と、
前記所定数の組み合わせパターンに対応する複数の方位算出用の補正値をそれぞれ算出する補正値演算手段と、
前記磁気センサの出力値を、前記極性向き判別手段により判別された前記組み合わせパターンに対応する前記方位算出用の補正値に基づき補正して、方位を求める方位演算手段と、
を備えた電子式方位計であって、
前記補正値演算手段は、
前記所定数の組み合わせパターンのうちの1つである特定組み合わせパターンの状態で、且つ、予め定められた複数の方向から別々に外部磁界が印加されたときの前記磁気センサの各出力値を記憶する第1の記憶手段と、
前記第1の記憶手段に記憶された出力値に基づき前記特定組み合わせパターンのときの前記方位算出用の補正値を求める第1の補正値演算手段と、
前記組み合わせパターンとして取り得る所定数の組み合わせパターンのうち、前記特定組み合わせパターン以外の複数の組み合わせパターンの各状態で、且つ、前記予め定められた複数の方向のうち第1方向から外部磁界が印加されたときの前記磁気センサの出力値をそれぞれ記憶する第2の記憶手段と、
前記第1の記憶手段に記憶された出力値と、前記第2の記憶手段に記憶された出力値とから、前記特定組み合わせパターン以外の複数の組み合わせパターンの各状態で、且つ、前記予め定められた複数の方向のうち前記第1方向以外の方向から外部磁界が印加されたときに前記磁気センサから得られるはずの出力値を算出し、これらの出力値に基づいて前記特定組み合わせパターン以外の各組み合わせパターンのときの前記方位算出用の補正値をそれぞれ求める第2の補正値演算手段と、
を備えたことを特徴とする電子式方位計。 - 前記第1の記憶手段は、さらに、前記特定組み合わせパターンの状態で、且つ、外部磁界が印加されないときの前記磁気センサの出力値を記憶して、
第2の補正値演算手段は、さらに、前記特定組み合わせパターン以外の複数の組み合わせパターンの各状態で、且つ、外部磁界が印加されないときに前記磁気センサから得られるはずの出力値を算出し、この出力値を含めて演算を行って、前記方位算出用の補正値をそれぞれ求めることを特徴とする請求項1記載の電子式方位計。 - 不揮発性の記憶手段を備え、
前記第1の補正値演算手段および前記第2の補正値演算手段により求められた前記補正値が、前記不揮発性の記憶手段に記憶されることを特徴とする請求項1記載の電子式方位計。 - 複数のステップモータと、
磁気センサと、
前記複数のステップモータにおける複数のロータの磁極の向きの組み合わせパターンが、当該組み合わせパターンとして取り得る所定数の組み合わせパターンのうち、何れの組み合わせパターンであるかを判別する極性向き判別手段と、
前記磁気センサの出力値を、前記極性向き判別手段により判別された前記組み合わせパターンに応じて補正して、方位を求める方位演算手段と、
を備えた電子式方位計であって、
前記所定数の組み合わせパターンのうちの1つである特定組み合わせパターンの状態で、且つ、予め定められた複数の方向から別々に外部磁界が印加されたときの前記磁気センサの各出力値を記憶する第1の記憶手段と、
前記所定数の組み合わせパターンのうち、前記特定組み合わせパターン以外の複数の組み合わせパターンの各状態で、且つ、前記予め定められた複数の方向のうち第1方向から外部磁界が印加されたときの前記磁気センサの出力値をそれぞれ記憶する第2の記憶手段と、
前記第1の記憶手段に記憶された出力値に基づき前記特定組み合わせパターンのときの方位算出用の補正値を求める第1の補正値演算手段と、
前記第1の記憶手段に記憶された出力値と、前記第2の記憶手段に記憶された出力値と、の差分を記憶する差分記憶手段と、
を備え、
前記方位演算手段は、
方位の測定時、前記複数のロータの磁極の向きが前記特定組み合わせパターンである場合に、前記磁気センサの出力値を前記第1の補正値演算手段で求められた補正値により補正して方位の算出を行う第1方位算出手段と、
方位の測定時、前記複数のロータの磁極の向きが前記特定組み合わせパターン以外の組み合わせパターンである場合に、前記磁気センサの出力値を前記差分記憶手段に記憶された前記差分によって補正する差分補正手段と、
この差分補正手段により補正された出力値を、前記第1の補正値演算手段で求められた補正値により補正を行って方位の算出を行う第2方位算出手段と、
を備えていることを特徴とする電子式方位計。 - 前記第1の記憶手段は、さらに、前記特定組み合わせパターンの状態で、且つ、外部磁界が印加されないときの前記磁気センサの出力値を記憶することを特徴とする請求項4記載の電子式方位計。
- 不揮発性の記憶手段を備え、
前記第1の補正値演算手段により求められた前記補正値が、前記不揮発性の記憶手段に記憶されることを特徴とする請求項4記載の電子式方位計。 - データを一時的に記憶する作業用記憶手段を備え、
前記磁気センサの各出力値が前記作業用記憶手段に一時的に記憶させる構成であることを特徴とする請求項1又は4に記載の電子式方位計。 - 前記ステップモータはステータが2極で前記ロータが2極の構成であることを特徴とする請求項1又は4に記載の電子式方位計。
- 請求項3記載の電子式方位計に対して方位計測用の調整を行う調整方法において、
前記電子式方位計に対して前記予め定められた複数の方向のうち第1方向から外部磁界を印加し、且つ、前記複数のロータの磁極の向きの組み合わせパターンを全ての組み合わせパターンに切り換えていき、前記磁気センサの出力値を前記第1の記憶手段および前記第2の記憶手段に記憶させる第1ステップと、
前記電子式方位計に対して前記予め定められた複数の方向のうち前記第1方向を除く各方向から別々に外部磁界を印加していき、且つ、前記複数のロータの磁極の向きの組み合わせパターンを前記特定組み合わせパターンに固定して、前記磁気センサの出力値を前記第1の記憶手段に記憶させる第2ステップと、
前記第1ステップと前記第2ステップとの後に、前記第1の補正値演算手段と前記第2の補正値演算手段により前記複数のロータの磁極の向きの全ての組み合わせパターンにそれぞれ対応する複数の補正値を算出させて、前記不揮発性の記憶手段へ記憶させる第3ステップと、
を含むことを特徴とする電子式方位計の調整方法。 - 請求項6記載の電子式方位計について方位計測用の調整を行う調整方法において、
前記電子式方位計に対して前記予め定められた複数の方向のうち第1方向から外部磁界を印加し、且つ、前記複数のロータの磁極の向きの組み合わせパターンを全ての組み合わせパターンに切り換えていき、前記磁気センサの出力値を前記第1の記憶手段および前記第2の記憶手段に記憶させる第1ステップと、
前記電子式方位計に対して前記予め定められた複数の方向のうち前記第1方向を除く各方向から別々に外部磁界を印加していき、且つ、前記複数のロータの磁極の向きの組み合わせパターンを前記特定組み合わせパターンに固定して、前記磁気センサの出力値を前記第1の記憶手段に記憶させる第2ステップと、
前記第1ステップと前記第2ステップとの後に、前記第1の補正値演算手段により前記複数のロータの磁極の向きの前記特定組み合わせパターンに対応する補正値を算出させるとともに、当該補正値と、前記差分記憶手段に記憶させる前記差分とを、前記不揮発性の記憶手段に記憶させる第4ステップと、
を含むことを特徴とする電子式方位計の調整方法。 - 電子式方位計の組立を行う組立工程と、
請求項9又は10の電子式方位計の調整方法により調整を行う調整工程と、
を含んだことを特徴とする電子式方位計の製造方法。
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