JP5958345B2

JP5958345B2 - 電子コンパス付き携帯端末及び方位算出方法

Info

Publication number: JP5958345B2
Application number: JP2012545789A
Authority: JP
Inventors: 品田　洋介; 洋介品田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2011-11-24
Publication date: 2016-07-27
Anticipated expiration: 2031-11-24
Also published as: JPWO2012070619A1; WO2012070619A1; CN103229020A; EP2645059A4; US20130237255A1; CN103229020B; EP2645059A1

Description

［関連出願についての記載］
本発明は、日本国特許出願：特願２０１０−２６１９５２号（２０１０年１１月２５日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、方位を測定するための電子コンパス付き携帯端末及び方位算出方法に関する。特に、本発明は、方位を測定するために地磁気センサを備えた電子コンパス付き携帯端末、及び、地磁気センサのセンサ値による方位算出方法に関する。

近年、携帯電話などの携帯端末に、地磁気センサにより算出した方位を表示する電子コンパスの機能や、さらには、地図画像に、地磁気センサによって得られた方位を重ねて表示し、ナビゲーションする機能などが設けられている。また、そのナビゲーション機能では、ユーザの進行方向が、携帯端末の表示画面の上方向になるように、地図を回転させて表示することにより、ユーザにとって分かりやすい表示をすることが行われている。このような機能を実現するためには、正しい方位を得ることが必要であり、地磁気センサが受ける磁気のうち、地磁気以外の磁気の影響を補正する必要がある。そこで、携帯端末の使用環境でキャリブレーションを行い、オフセット補正値を算出することが行われている。オフセット補正値が算出されると、地磁気センサのセンサ値とオフセット補正値に基づいて、正しい方位の算出が行われる。しかしながら、キャリブレーションを行うには、ユーザが携帯端末を旋回させる必要があり、煩雑な動作であるため、頻繁に行うことは、ユーザの負担が増すため、好ましくない。

一方、携帯電話の筺体の内部には、磁気を発生する様々な部品が存在し、筺体内部に配置される地磁気センサは、それらの影響を受ける。ここで、携帯電話は、操作部の筺体と表示部の筺体に分かれ、開状態と閉状態で、２つの筺体の位置関係が変わってくる。通常、操作部の筺体に収容される地磁気センサは、開状態よりも閉状態のほうが、表示部の筺体に収容されている部品との距離が近くなるため、全体として、携帯電話内部の部品による磁気の影響を多く受ける。

そこで、特許文献１では、携帯電話の開状態、閉状態のオフセット補正値を、別々のオフセット補正の初期値として保存しておき、携帯電話が開状態と閉状態のいずれの状態であるかを検知し、その検知された状態に対応したオフセット補正の初期値を読み出して使用するようにしている。また、キャリブレーションにより、その状態におけるオフセット補正値が更新された場合には、その更新したオフセット補正値により保存されたオフセット補正の初期値を書き換えている。そして、次回、携帯電話の状態が同じ状態になったときに、保存されたオフセット補正の初期値を読み出して使用している。このような構成をとることにより、キャリブレーションの頻度を減らすことができると共に、携帯電話の開状態、閉状態に応じたオフセット補正値を使用することにより方位の精度が向上する。尚、本明細書では、保存されたオフセット補正値を、「オフセット補正の初期値」と呼ぶことにし、他のオフセット補正値と、区別している。

特開２００５−２９１９３２号公報特開２００７−３４６０号公報

上記特許文献１、２の全開示内容はその引用をもって本書に繰込み記載する。
以下の分析は、本発明により与えられる。

しかしながら、特許文献１に開示された方法では、キャリブレーションにより更新されたオフセット補正値で、必ず、保存されたオフセット補正の初期値を書き換えている。ユーザが金属の建物の近くや、強い磁界のある環境などで電子コンパスのキャリブレーションを行った場合に、電子コンパスのキャリブレーションによるオフセット補正値は、通常の磁界の環境の値に比べて、大きく異なる値となるが、この場合も、キャリブレーションにより更新されたオフセット補正値で、保存されたオフセット補正の初期値を書き換えている。そのため、次回、通常の磁界の環境で電子コンパスを使用するときに、大きく異なるオフセット補正値の初期値が読み出され、即時に正しい方位が得られないという問題があった。正しい方位を得るためには、ユーザが携帯端末を旋回させて、電子コンパスをキャリブレーションする必要があった。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、強い磁界を受ける環境などでキャリブレーションを行った後に電子コンパスを使用した後、通常の磁界の環境に移動したときに、直ちに正しい方位を得ることができる電子コンパス付き携帯端末を提供することを目的とする。

本発明の第１の視点によれば、地磁気センサと、前記地磁気センサのオフセット補正値を算出するキャリブレーション部と、前記地磁気センサにより取得したセンサ値と前記オフセット補正値に基づいて、方位を算出する地磁気方位算出部と、前記算出した方位を表示する表示部と、を備えた電子コンパス付き携帯端末が提供される。この携帯端末は、前記地磁気センサを収容する第１の筐体と、前記第１の筐体との相対位置が可変に接続された第２の筐体と、前記第１の筐体と第２の筐体間の相対位置の状態を検出する状態検出部を備える。さらに、この携帯端末は、前記状態検出部が検出する複数の相対位置の状態ごとにオフセット補正の初期値を格納するオフセット補正の初期値格納部と、前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値の有効／無効を判定するオフセット補正値判定部と、を備える。前記オフセット補正値判定部は、前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値を有効と判定した場合に、前記オフセット補正値を前記相対位置の状態に対応した前記オフセット補正の初期値として更新し、前記オフセット補正の初期値格納部に格納する。
ここで、前記複数の相対位置の状態ごとにオフセット補正の代表値が設定され、前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値と前記相対位置の状態に対応したオフセット補正の代表値の差分が、所定の範囲内である場合に、前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値を有効と判定し、それ以外の場合に無効と判定する。
または、前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値と、前記相対位置の状態に対応した最新のオフセット補正の初期値との差分が、所定の範囲内である場合に、前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値を有効と判定し、それ以外の場合に無効と判定する。

本発明の第２の視点によれば、地磁気センサにより取得したセンサ値に基づいて、方位を算出する地磁気方位算出方法が提供される。この地磁気方位算出方法は、地磁気センサを収容する第１の筐体と、前記第１の筐体との相対位置が可変に接続された第２の筐体との相対位置の状態を検出する状態検出ステップを含む。さらに、この地磁気方位算出方法は、前記状態検出ステップで検出された相対位置の状態に対応したオフセット補正値の初期値を読み出し、オフセット補正値とするステップと、前記地磁気センサのオフセット補正値をキャリブレーションし、オフセット補正値を更新するステップと、前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値の有効／無効を判定するオフセット補正値判定ステップと、を含む。さらに、前記オフセット補正値判定ステップで有効と判定された場合に、前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値を、前記相対位置の状態に対応するオフセット補正値の初期値として保存するステップと、前記地磁気センサが取得したセンサ値と前記オフセット補正値に基づいて、方位を算出する地磁気方位算出ステップと、が含まれる。
ここで、前記複数の相対位置の状態ごとにオフセット補正の代表値が設定され、前記オフセット補正値判定ステップは、前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値と、前記相対位置の状態に対応したオフセット補正の代表値との差分が、所定の範囲内である場合に、前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値を有効と判定し、それ以外の場合に無効と判定する。
または、前記オフセット補正値判定ステップは、前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値と、前記相対位置の状態に対応した最新の前記オフセット補正の初期値との差分が、所定の範囲内である場合に、前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値を有効と判定し、それ以外の場合に、無効と判定する。

本発明の第１の視点によれば、強い磁界を受ける環境でキャリブレーションを行って電子コンパスを使用した後、通常の磁界の環境に移動したときに、直ちに正しい方位を得ることができる電子コンパス付き携帯端末を提供することが可能になる。

本発明の第２の視点によれば、強い磁界を受ける環境でキャリブレーションを行って方位を得た後、通常の磁界の環境に移動したときに、直ちに正しい方位を得ることができる方位算出方法を提供することが可能になる。

本発明の実施例１による電子コンパス付き携帯端末において、方位算出と表示に関連した部分を説明するためのブロック図である。本発明の実施例１による方位算出方法を説明するためのフローチャートである。従来の電子コンパス付き携帯端末において、方位算出と表示に関連した部分を説明するためのブロック図である。本発明の実施例１による電子コンパス付き携帯端末（スライド形状）の概観を示すための図である。本発明の実施例１による電子コンパス付き携帯端末（クラムシェル形状）の概観を示すための図である。本発明の実施例１による電子コンパス付き携帯端末（クラムシェル形状）の内部構造を示すための図である。本発明の実施例１によるキャリブレーションの原理を説明するための図である。本発明の実施例１によるキャリブレーションの原理を説明するための図である。従来の方位算出方法を説明するためのフローチャートである。

本発明の実施形態の概要について、必要に応じて図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は専ら理解を助けるための例示であり、図示の態様に限定することを意図するものではない。

図１、図４、図５に示すように、本発明の一実施形態の電子コンパス付き携帯端末は、地磁気センサ１０と、地磁気センサ１０のオフセット補正値を算出するキャリブレーション部２０と、地磁気センサ１０により取得したセンサ値とオフセット補正値に基づいて、方位を算出する地磁気方位算出部１２と、算出した方位を表示する表示部２６と、を備えた電子コンパス付き携帯端末（図４の１、図５の２）であって、地磁気センサ１０を収容する第１の筐体（図４の４０、図５の５２）と、第１の筐体との相対位置が可変に接続された第２の筐体（図４の４２、図５の５４）と、第１の筐体と第２の筐体間の相対位置の状態を検出する状態検出部２４と、状態検出部２４が検出する複数の相対位置の状態ごとにオフセット補正の初期値を格納するオフセット補正の初期値格納部１４と、キャリブレーション部２０が算出したオフセット補正値の有効／無効を判定するオフセット補正値判定部２２と、をさらに備え、オフセット補正値判定部２２は、キャリブレーション部２０が算出したオフセット補正値を有効と判定した場合に、オフセット補正値を相対位置の状態に対応したオフセット補正の初期値として更新し、オフセット補正の初期値格納部１４に格納する。

また、図２に示すように、本発明の一実施形態の方位算出方法は、地磁気センサ１０により取得したセンサ値に基づいて、地磁気方位を算出する地磁気方位算出方法であって、地磁気センサ１０を収容する第１の筐体（図４の４０、図５の５２）と、第１の筐体との相対位置が可変に接続された第２の筐体（図４の４２、図５の５４）との相対位置の状態を検出する状態検出ステップＳ１００と、状態検出ステップで検出された相対位置の状態に対応したオフセット補正値の初期値を読み出し、オフセット補正値とするステップＳ１０４、Ｓ１０６と、地磁気センサ１０のオフセット補正値をキャリブレーションし、オフセット補正値を更新するステップＳ１１０と、キャリブレーションで得られたオフセット補正値の有効／無効を判定するオフセット補正値判定ステップＳ１１２と、オフセット補正値判定ステップＳ１１２で有効と判定された場合に、キャリブレーションで得られたオフセット補正値を、相対位置の状態に対応するオフセット補正値の初期値として保存するステップＳ１１４と、地磁気センサ１０が取得したセンサ値とオフセット補正値に基づいて、方位を算出する地磁気方位算出ステップＳ１１８と、を含む。

本発明において下記の形態が可能である。
［形態１］第１の視点に既述のとおり。
［形態２］前記第１の筐体と第２の筐体間の相対位置の状態は、前記携帯端末の操作部が露出した開状態と、前記操作部が隠れた閉状態と、を含んでいてもよい。
［形態３］前記複数の相対位置の状態ごとにオフセット補正の代表値が設定され、前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値と前記相対位置の状態に対応したオフセット補正の代表値の差分が、所定の範囲内である場合に、前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値を有効と判定し、それ以外の場合に無効と判定するようにしてもよい。
［形態４］前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値と、前記相対位置の状態に対応した最新のオフセット補正の初期値との差分が、所定の範囲内である場合に、前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値を有効と判定し、それ以外の場合に無効と判定するようにしてもよい。
［形態５］第２の視点に既述のとおり。
［形態６］前記複数の相対位置の状態ごとにオフセット補正の代表値が設定され、前記オフセット補正値判定ステップは、前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値と、前記相対位置の状態に対応したオフセット補正の代表値との差分が、所定の範囲内である場合に、前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値を有効と判定し、それ以外の場合に無効と判定するようにしてもよい。
［形態７］前記オフセット補正値判定ステップは、前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値と、前記相対位置の状態に対応した最新の前記オフセット補正の初期値との差分が、所定の範囲内である場合に、前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値を有効と判定し、それ以外の場合に、無効と判定するようにしてもよい。

以下に実施例について詳述する。

［実施例１の構成］
図４、５は、本発明の実施例１による電子コンパス付き携帯電話の概観を示す図である。図４は、スライド形状、図５は、クラムシェル形状の携帯電話である。図４、５において、（Ａ）は閉状態、（Ｂ）は開状態である。図４におけるスライド形状の場合、開状態、閉状態にかかわらず、表示部２６に、同じ形式の電子コンパスの表示あるいはナビゲーション機能の表示をすることができる。ユーザがスライドさせる操作を行うことにより、操作部４４を含む第１の筺体４０と表示部２６を含む第２の筺体４２間の相対位置を、長手方向に変えられるように構成されている。操作部４４が隠れた状態である閉状態から、スライドさせると、操作部４４が露出した開状態になる。

一方、図５におけるクラムシェル形状は、折りたたみ形状とも呼ばれ、開状態において表示部（メインディスプレイ）５０に、電子コンパスの表示あるいはナビゲーション機能の表示をすることができる。また、機種によっては、図５（Ａ）のように、表示部（サブディスプレイ）４８を持つものもあり、その場合には、閉状態においても、サブディスプレイ４８に電子コンパスの表示をすることが可能である。但し、サブディスプレイは小さいので、地図情報を含むナビゲーション機能を表示することは、できないことが多い。操作部５８を含む第１の筺体５２と、表示部（メインディスプレイ）５０、表示部（サブディスプレイ）４８を含む第２の筺体５４は、ヒンジ５６で接続され、ヒンジ５６を回転軸として、第１の筺体と第２の筺体間の相対位置の状態を変えることができる。操作部５８が隠れた状態である閉状態から、第１の筺体と第２の筺体間の相対位置を拡げていくと、操作部５８が露出した状態の開状態になる。

図６は、図５で示したクラムシェル形状の電子コンパス付き携帯電話の内部を示したもので、同様の構成が特許文献２に示されている。図６（Ａ）の閉状態は、図５（Ａ）の閉状態に対応し、図６（Ｂ）の開状態は、図５（Ｂ）の開状態に対応している。第１の筺体５２に、操作部側基板６２が収容され、その操作部側基板６２に、地磁気センサ１０が搭載されている。ここで、地磁気センサ１０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる３軸方向の磁気を検知するセンサであり、Ｘ軸、Ｙ軸の方向は、携帯端末の操作部５８に平行な面上に取られ、不図示のＺ軸は、ＸＹ平面に対して、垂直な方向に取られる。但し、軸の取り方はこれに限定されず、３次元の方向を表現することが可能な基本ベクトルの方向であれば、特に制限はされない。また、第２の筺体５４には、図６（Ｂ）に示すように、表示部側基板６３に、受話スピーカ６０、状態検出部２４が搭載されている。

次に、図１は、本発明の実施例１による電子コンパス付き携帯端末において、方位算出と表示に関連した部分を示すブロック図である。図１における状態検出部２４は、クラムシェル形状の場合には、図６に示すように、第２の筺体に収容される表示部側基板６３に搭載されており、開状態／閉状態を検知する信号を出力する。また、オフセット補正の初期値格納部１４は、不揮発性メモリで構成され、開状態に対応したオフセット補正の初期値と、閉状態に対応したオフセット補正の初期値が格納される。その後、必要に応じて、状態検出部２４が検知した開状態／閉状態に対応したオフセット補正の初期値が読み出され、オフセット補正値として使用される。図１に示すその他の構成要素については、以下の実施例１の動作の説明において、必要に応じて、説明する。

［実施例１の動作］
次に、本発明の実施例１による方位算出方法の動作を、図１及び図２を参照しながら、説明する。まず、ユーザが、電子コンパス付き携帯端末において、電子コンパスのアプリケーションをスタートさせると、状態検出部２４で第１の筺体と第２の筺体間の相対位置の状態３２を検出する（ステップＳ１００）。次に、検出された状態の開状態／閉状態を判別する（ステップＳ１０２）。次に、閉状態と判別された場合は、オフセット補正の初期値格納部１４におけるオフセット補正の初期値（閉状態）１８を読み出して、オフセット補正値とする（ステップＳ１０４）。一方、開状態と判別された場合は、オフセット補正の初期値格納部１４におけるオフセット補正の初期値（開状態）１６を読み出して、オフセット補正値とする（ステップＳ１０６）。

ここで、ステップＳ１０４、Ｓ１０６において、閉状態と開状態とで、オフセット補正の初期値を分けることの効果について、特許文献２に記載された内容を参照し、以下に説明する。図６の電子コンパス付き携帯電話（クラムシェル形状）２において、閉状態の場合、状態検出部２４と地磁気センサ１０の距離は、ｃであり、受話スピーカ６０と地磁気センサ１０の距離は、ｄである。一方、開状態の場合、状態検出部２４と地磁気センサ１０の距離は、ａであり、受話スピーカ６０と地磁気センサ１０の距離は、ｂである。ここで、ｃとａの距離、ｄとｂの距離を比較すると、ｃ＜ａ、ｄ＜ｂの関係になる。状態検出部２４は、蓋開閉用の磁石等を備えて構成されており、磁界を発生する。また、受話スピーカ６０も磁石を備えており、磁界を発生する。状態検出部２４や受話スピーカ６０によって発生された磁界は、距離が近いほど影響を受けるので、地磁気センサ１０は、閉状態のほうが、開状態に比べて、状態検出部２４や受話スピーカ６０によって発生された磁界の影響を多く受けることになる。そこで、オフセット補正の初期値格納部１４では、オフセット補正の初期値（開状態）１６、オフセット補正の初期値（閉状態）１８に分けて値を保存し、状態検出部２４が検出した開状態／閉状態に応じて、オフセット補正の初期値を読み出している。それにより、携帯端末の状態に対応したオフセット補正値を使用することが可能になり、方位の精度が向上する。また、ここでは、状態検出部２４や受話スピーカ６０の場合について例示したが、これ以外の携帯端末の内部で磁気を発生する部品で、開状態／閉状態で地磁気センサ１０に与える影響が変わる場合についても、同様である。また、クラムシェル形状の携帯端末の場合について説明したが、スライド形状の携帯端末の場合においても、携帯端末の内部で磁気を発生する部品で、開状態／閉状態で地磁気センサに与える影響が変わる部品が存在するため、閉状態と開状態とで、オフセット補正の初期値を分けることにより同様の効果が得られる。

次に、図２のフローチャートにおいて、キャリブレーション要求があるかどうかの判別を行う（ステップＳ１０８）。キャリブレーション要求は、様々なタイミングで発生させるように構成することができる。例えば、ユーザが、より精度の高い方位を得るために、電子コンパスのアプリケーションの操作画面で、キャリブレーションメニューを選択することにより、キャリブレーション要求を発生するように構成してもよい。または、前回のキャリブレーションの時刻から所定の時間以上、経過した場合に、電子コンパスのアプリケーションが、キャリブレーション要求を発生するように構成してもよい。または、携帯端末の開閉状態が変わった場合に、ユーザにキャリブレーションするかどうかを選択させるメッセージを出し、ユーザがキャリブレーションをすることを選択した場合に、キャリブレーション要求を発生するように構成してもよい。

次に、キャリブレーション要求がありと判別された場合は、キャリブレーション部２０で、電子コンパスのキャリブレーションを行い、オフセット補正値を更新する（ステップＳ１１０）。ここで、電子コンパスのキャリブレーションの原理について、図７、８を参照しながら、説明する。図７は、地磁気センサ１０が検出する３軸のセンサ値Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚを三次元表示したものである。地磁気センサ１０をあらゆる角度で周回させた場合には、理想的には、図７に示すような３軸方位球７０上に、センサ値はプロットされる。地磁気センサ１０のオフセット補正値は、３軸方位球７０の中心座標（Ｓｘ０、Ｓｙ０、Ｓｚ０）となる。図８は、図７で示された３軸のセンサ値Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚを、ＸＹ平面に投影したものであり、地磁気センサのセンサ値を重ねてプロットしている例を示している。地磁気センサのセンサ値から、オフセット補正の座標を算出するには、地磁気センサのセンサ値に最適な球をあてはめる最適化アルゴリズムを適用する。最適化パラメータは、中心座標（Ｓｘ０、Ｓｙ０、Ｓｚ０）、半径Ｒになる。図８のＸＹの２次元平面において、地磁気センサのセンサ値から最適化により得られた方位球の投影７２が、示されている。図８からも分かるように、電子コンパスのキャリブレーションで使用する地磁気センサのセンサ値は、球の全方向に亘って分布していることが望ましい。

また、ステップＳ１０８のキャリブレーション要求の判定において、キャリブレーション要求がない場合には、キャリブレーションは行われず、オフセット補正値は、オフセット補正の初期値（１６又は１８）を読み出したままの値となる。即ち、この場合、キャリブレーション部２０の内部で、オフセット補正値はスルーパスされる。

次に、オフセット補正値判定部２２において、オフセット補正値の判定を行う（ステップＳ１１２）。以下に、オフセット補正値判定部２２が行うオフセット補正値の判定について、詳細に説明する。第１の方法は、携帯端末の工場出荷時に開状態と閉状態のオフセット補正の代表値を格納しておき、それらを使用する方法である。開状態のオフセット補正の代表値をＯＦＦＳＥＴ＿Ａ＿ＯＰＥＮ、閉状態のオフセット補正の代表値をＯＦＦＳＥＴ＿Ａ＿ＣＬＯＳＥとする。ＯＦＦＳＥＴ＿Ａ＿ＯＰＥＮ及びＯＦＦＳＥＴ＿Ａ＿ＣＬＯＳＥは、携帯端末の機種に応じた値を使用してもよいし、あるいは、工場での検査時に、１台ごとに計測した値に基づいて得られた値を使用してもよい。所定の判定閾値をαとし、キャリブレーションによって得られた開状態のオフセット補正値とＯＦＦＳＥＴ＿Ａ＿ＯＰＥＮの差分が−α〜＋αの範囲内であれば、キャリブレーションによって得られた開状態のオフセット補正値は有効と判定し、それ以外であれば、無効と判定する。また、キャリブレーションによって得られた閉状態のオフセット補正値とＯＦＦＳＥＴ＿Ａ＿ＣＬＯＳＥの差分が−α〜＋αの範囲内であれば、キャリブレーションによって得られた閉状態のオフセット補正値は有効と判定し、それ以外であれば、無効と判定する。

次に、第２の方法は、最新のオフセット補正の初期値を使用する方法である。最新の開状態のオフセット補正の初期値をＯＦＦＳＥＴ＿ＩＮＩ＿Ｂ＿ＯＰＥＮ、最新の閉状態のオフセット補正の初期値をＯＦＦＳＥＴ＿ＩＮＩ＿Ｂ＿ＣＬＯＳＥとする。所定の判定閾値をβとし、キャリブレーションによって得られた開状態のオフセット補正値とＯＦＦＳＥＴ＿ＩＮＩ＿Ｂ＿ＯＰＥＮの差分が−β〜＋βの範囲内であれば、キャリブレーションによって得られた開状態のオフセット補正値は有効と判定し、それ以外であれば、無効と判定する。また、キャリブレーションによって得られた閉状態のオフセット補正値とＯＦＦＳＥＴ＿ＩＮＩ＿Ｂ＿ＣＬＯＳＥの差分が−β〜＋βの範囲内であれば、キャリブレーションによって得られた閉状態のオフセット補正値は有効と判定し、それ以外であれば、無効と判定する。

次に、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１１２で有効と判定された場合は、キャリブレーションで算出したオフセット補正値を、オフセット補正の初期値格納部１４に保存する（ステップＳ１１４）。

次に、地磁気センサ１０により検出された地磁気センサのセンサ値を、携帯端末の状態に対応したオフセット補正値で補正する（ステップＳ１１６）。ここで、オフセット補正は、地磁気センサのセンサ値からオフセット補正値を差し引くことにより行われる。

次に、補正後の地磁気センサのセンサ値を用いて、周知の方法で、地磁気方位の算出を行う（ステップＳ１１８）。次に、算出された方位を、表示部２６に表示する（ステップＳ１２０）。次に、状態検出部２４で検出される状態に変化があるかどうかを判定する（ステップＳ１２２）。開状態から閉状態に変化があった場合には、ステップＳ１０４に戻り、以降の処理を繰り返す。一方、閉状態から開状態に変化があった場合には、ステップＳ１０６に戻り、以降の処理を繰り返す。

一方、状態変化がないと判定された場合には、アプリケーションが方位表示を終了するかどうかを判別する（ステップＳ１２４）。終了すると判定された場合（Ｙｅｓの場合）は、方位表示は終了し、終了しないと判別された場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ１１６に戻って、以降の処理を繰り返す。

ここで、ステップＳ１２０の方位表示は、電子コンパスによる方位表示だけでもよいし、地図情報と方位を重ねて表示したナビゲーション画面でもよいし、あるいは、ユーザの進行方向が、携帯端末の表示画面の上方向になるように、地図を回転させて表示することにより、ユーザにとって分かりやすい表示にしたナビゲーション画面であってもよい。

次に、実施例１との比較のために、従来の電子コンパス付き携帯端末及び方位算出方法について、図３、図９に示す。図３は、従来の電子コンパス付き携帯端末における、方位算出と表示に関連した部分を説明するためのブロック図である。図３は、図１に対して、オフセット補正値判定部２２がない構成になっている。また、図９は、従来の方位算出方法を説明するためのフローチャートである。図９は、図２に対して、キャリブレーション要求のステップＳ１０８、及びオフセット補正値の判定のステップＳ１１２がない構成になっている。まず、図３、図９に示すように、従来の電子コンパス付き携帯端末における方位算出方法では、キャリブレーション部２０が算出したオフセット補正値の有効／無効の判定を行わずに、必ず、キャリブレーションで得られたオフセット補正値を、オフセット補正の初期値格納部１４に保存している。そのため、強い磁界の環境の中で、電子コンパスのキャリブレーションが行われた場合に、オフセット補正値は、通常の磁界の環境の値に比べて、大きく異なる値となるが、この場合も、キャリブレーションにより得られたオフセット補正値で、保存されたオフセット補正の初期値を書き換えている。そのため、次回、通常の磁界の環境で電子コンパスを使用するときに、大きく異なるオフセット補正の初期値が読み出されることになり、即時に正しい方位が得られない。従って、正しい方位を得るためには、キャリブレーションを行わなければならなかった。図２においては、キャリブレーション要求があった場合のみ、キャリブレーションを行っているが、一方、図９では、必ず、キャリブレーションを行う構成になっている。そのため、従来の電子コンパス付き携帯端末では、ユーザが行わなければならないキャリブレーションの頻度が高くなり、ユーザに負担がかかるという問題がある。また、通常の磁界の環境に移動したときにキャリブレーションが必要となり、直ちに、正しい方位を得ることができなかった。

一方、本発明の実施例１による電子コンパス付き携帯端末では、オフセット補正値判定部２２により、オフセット補正値の有効／無効の判定を行うことにより、有効と判定された場合のみ、オフセット補正の初期値格納部に保存するようにしたので、強い磁界を受ける環境でキャリブレーションを行って電子コンパスを使用した後、通常の磁界の環境に移動したときに、直ちに正しい方位を得ることができる電子コンパス付き携帯端末を提供することができる。また、本発明の実施例１による方位算出方法では、強い磁界を受ける環境でキャリブレーションを行って方位を得た後、通常の磁界の環境に移動したときに、直ちに正しい方位を得ることができる方位算出方法を提供することができる。

本発明の電子コンパス、電子コンパス付き携帯端末及び地磁気センサの補正方法は、方位表示が可能なナビゲーション機能付き携帯電話等に適用可能である。

なお、本発明の全開示（請求の範囲及び図面を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

１：電子コンパス付き携帯電話（スライド形状）
２：電子コンパス付き携帯電話（クラムシェル形状）
１０：地磁気センサ
１２：地磁気方位算出部
１４：オフセット補正の初期値格納部
１６：オフセット補正の初期値（開状態）
１８：オフセット補正の初期値（閉状態）
２０：キャリブレーション部
２２：オフセット補正値判定部
２４：状態検出部
２６：表示部
２８：オフセット補正値
３０：方位情報
３２：第１の筐体と第２の筐体間の相対位置の状態
４０、５２：第１の筺体
４２、５４：第２の筺体
４４、５８：操作部
４８：表示部（サブディスプレイ）
５０：表示部（メインディスプレイ）
５６：ヒンジ
６０：受話スピーカ
６２：操作部側基板
６３：表示部側基板
７０：３軸方位球
７２：方位球の投影

Claims

地磁気センサと、前記地磁気センサのオフセット補正値を算出するキャリブレーション部と、前記地磁気センサにより取得したセンサ値と前記オフセット補正値に基づいて、方位を算出する地磁気方位算出部と、前記算出した方位を表示する表示部と、を備えた電子コンパス付き携帯端末であって、
前記地磁気センサを収容する第１の筐体と、前記第１の筐体との相対位置が可変に接続された第２の筐体と、前記第１の筐体と第２の筐体間の相対位置の状態を検出する状態検出部と、前記状態検出部が検出する複数の相対位置の状態ごとにオフセット補正の初期値を格納するオフセット補正の初期値格納部と、前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値の有効／無効を判定するオフセット補正値判定部と、をさらに備え、
前記オフセット補正値判定部は、前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値を有効と判定した場合に、前記オフセット補正値を前記相対位置の状態に対応した前記オフセット補正の初期値として更新し、前記オフセット補正の初期値格納部に格納し、
前記複数の相対位置の状態ごとにオフセット補正の代表値が設定され、前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値と前記相対位置の状態に対応したオフセット補正の代表値の差分が、所定の範囲内である場合に、前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値を有効と判定し、それ以外の場合に無効と判定することを特徴とする電子コンパス付き携帯端末。
地磁気センサと、前記地磁気センサのオフセット補正値を算出するキャリブレーション部と、前記地磁気センサにより取得したセンサ値と前記オフセット補正値に基づいて、方位を算出する地磁気方位算出部と、前記算出した方位を表示する表示部と、を備えた電子コンパス付き携帯端末であって、
前記地磁気センサを収容する第１の筐体と、前記第１の筐体との相対位置が可変に接続された第２の筐体と、前記第１の筐体と第２の筐体間の相対位置の状態を検出する状態検出部と、前記状態検出部が検出する複数の相対位置の状態ごとにオフセット補正の初期値を格納するオフセット補正の初期値格納部と、前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値の有効／無効を判定するオフセット補正値判定部と、をさらに備え、
前記オフセット補正値判定部は、前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値を有効と判定した場合に、前記オフセット補正値を前記相対位置の状態に対応した前記オフセット補正の初期値として更新し、前記オフセット補正の初期値格納部に格納し、
前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値と、前記相対位置の状態に対応した最新のオフセット補正の初期値との差分が、所定の範囲内である場合に、前記キャリブレーション部が算出したオフセット補正値を有効と判定し、それ以外の場合に無効と判定することを特徴とする電子コンパス付き携帯端末。
前記第１の筐体と第２の筐体間の相対位置の状態は、前記携帯端末の操作部が露出した開状態と、前記操作部が隠れた閉状態と、を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電子コンパス付き携帯端末。
地磁気センサにより取得したセンサ値に基づいて、方位を算出する地磁気方位算出方法であって、
地磁気センサを収容する第１の筐体と、前記第１の筐体との相対位置が可変に接続された第２の筐体との相対位置の状態を検出する状態検出ステップと、
前記状態検出ステップで検出された相対位置の状態に対応したオフセット補正値の初期値を読み出し、オフセット補正値とするステップと、
前記地磁気センサのオフセット補正値をキャリブレーションし、オフセット補正値を更新するステップと、
前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値の有効／無効を判定するオフセット補正値判定ステップと、
前記オフセット補正値判定ステップで有効と判定された場合に、前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値を、前記相対位置の状態に対応するオフセット補正値の初期値として保存するステップと、
前記地磁気センサが取得したセンサ値と前記オフセット補正値に基づいて、方位を算出する地磁気方位算出ステップと、を含み、
前記複数の相対位置の状態ごとにオフセット補正の代表値が設定され、前記オフセット補正値判定ステップは、前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値と、前記相対位置の状態に対応したオフセット補正の代表値との差分が、所定の範囲内である場合に、前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値を有効と判定し、それ以外の場合に無効と判定することを特徴とする方位算出方法。
地磁気センサにより取得したセンサ値に基づいて、方位を算出する地磁気方位算出方法であって、
地磁気センサを収容する第１の筐体と、前記第１の筐体との相対位置が可変に接続された第２の筐体との相対位置の状態を検出する状態検出ステップと、
前記状態検出ステップで検出された相対位置の状態に対応したオフセット補正値の初期値を読み出し、オフセット補正値とするステップと、
前記地磁気センサのオフセット補正値をキャリブレーションし、オフセット補正値を更新するステップと、
前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値の有効／無効を判定するオフセット補正値判定ステップと、
前記オフセット補正値判定ステップで有効と判定された場合に、前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値を、前記相対位置の状態に対応するオフセット補正値の初期値として保存するステップと、
前記地磁気センサが取得したセンサ値と前記オフセット補正値に基づいて、方位を算出する地磁気方位算出ステップと、を含み、
前記オフセット補正値判定ステップは、前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値と、前記相対位置の状態に対応した最新の前記オフセット補正の初期値との差分が、所定の範囲内である場合に、前記キャリブレーションで得られたオフセット補正値を有効と判定し、それ以外の場合に、無効と判定することを特徴とする方位算出方法。