JP6919164B2 - 磁場計測装置、電子時計、計測磁場の補正設定方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
予め設定された所定の処理を行う第1の制御部と、
前記第1の制御部よりも演算処理能力が高く消費電力の大きい第2の制御部と、
自機の運動状態を計測する運動計測部と、
磁場を計測する磁場センサと、
を備え、
前記第1の制御部は、前記運動計測部による計測値を取得して運動状態が所定レベル以上であるか否かを判別し、前記所定レベル以上であると判別した場合に、前記予め設定された所定の処理のうち、一部の処理を前記第2の制御部に行わせる命令を行い、前記一部の処理が終了した後に、前記第2の制御部への電力供給を停止し、
前記第2の制御部は、前記第1の制御部から前記命令を受けつけると、前記一部の処理の一つとして、前記磁場センサから前記運動状態に応じて変化する複数の姿勢での磁場の計測値を取得し、当該計測値に基づいて地磁場に対するオフセット補正値を同定する磁場補正設定動作を行う
ことを特徴とする磁場計測装置である。
図1は、本実施形態の電子時計1の機能構成を示すブロック図である。
電子時計1は、マイコン40と、衛星電波受信処理部50及びアンテナA1と、操作受付部61と、表示部62と、報知動作部63と、地磁気センサ64(磁気センサ)と、加速度センサ65(運動計測部)と、ROM66(Read Only Memory)と、電力供給部70などを備える。
CPU41とRAM42とによりホスト制御部401(第1の制御部)が構成される。
計時回路48は、分周回路47から入力された所定の周波数の分周信号を計数することで現在日時(少なくとも現在時刻)を計数、保持する。計時回路48の計数する現在日時は、衛星電波受信処理部50が取得した正確な現在日時などに基づいて、ホストCPU41からの制御信号により修正(制御)可能となっている。この計時回路48は、カウンタなどのハードウェアであっても良いし、ホストCPU41がRAM42を用いて計時回路48の計数動作をソフトウェア的に行っても良い。
メモリ522は、モジュールCPU521に作業用のメモリ空間(キャッシュメモリを含む)を提供するDRAMやSRAMなどの揮発性メモリと、初期設定データなどを格納するROMなどを有する。ROMは、マスクROMの他、書き換え更新可能な不揮発性メモリであっても良い。ここでは、メモリ522の揮発性メモリの容量は、RAM42の容量よりも大きく、リフレッシュ動作などに係る消費電力も容量に応じて大きい。
これらの各構成のうち、ホスト制御部401、モジュール制御部52、地磁気センサ64及び加速度センサ65により磁場計測装置が構成される。
本実施形態の電子時計1では、地磁気センサ64は、上述のように、直交する3軸方向の磁場をそれぞれ計測可能であり、ここでは、表示画面に平行な面内で直交する2軸方向及び表示画面に直交する1軸方向の磁場をそれぞれ計測し、全磁場方向とその強度を算出して磁場強度が適切な範囲内にある場合に、当該全磁場方向を磁北の向きとして同定する。
上述のように、オフセット磁場の補正値は、3軸方向に対して各々決まった大きさとなるので、地磁場の向きが3軸方向に対して異なる向きとなるように様々な態勢で磁場を計測してその平均的なずれ方向から得ることが出来る。平均的なずれ方向は、周知の各種方法の何れかが選択されて用いられ、即ち、オフセット値を差し引いた値の分散が最小となるようなオフセット値を回帰的に/フィッティングにより求める各種方法が利用可能である。
本実施形態の電子時計1では、ユーザの腕振りなどによる所定レベル以上の運動(活動状態)を検出して、当該活動状態に応じて変化する種々の向き(複数の姿勢)で地磁気センサ64により磁場の計測を行わせて計測値を取得する。この場合の向きの変化(腕振りの大きさ)は、大きく幅広い方がより好ましく、例えば、腕時計を装着した腕(手)で荷物を持たずに歩いて又は走っている状況などである。電子時計1では、活動状態の検出基準を適宜調整することで向きの変化の大きい場合に限ったり多少の振れでも許容して補正値の同定動作を行ったりすることが出来る。
このモジュール動作制御処理は、ホストCPU41が所定の条件でモジュール制御部52を起動させて測位衛星からの電波受信による測位動作を行わせる場合に併せてオフセット磁場を同定する磁場補正処理を行わせる制御処理である。
この磁場補正設定制御処理は、補正値の同定を行う所定の条件を満たした場合に、測位動作とは独立して自動的に起動される。所定の条件としては、例えば、前回の補正から所定時間が経過し、電力供給部70から所定値以上の電圧での電力供給がなされている場合である。また、所定の条件として操作受付部61による磁場補正設定動作の実行命令の操作検出が含まれていても良い。
この磁場補正設定制御処理は、上述のモジュール動作制御処理におけるステップS101の処理がステップS101aに置き換えられ、ステップS102〜S104の処理が省略されて、代わりにステップS111〜S115の処理が追加されている。その他の同一の処理については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
この補正値同定処理は、上述の磁場補正設定制御処理におけるステップS101aの処理でホストCPU41からの命令によりモジュールCPU521が起動された場合に開始される。
補正値同定処理の処理内容は、上述の測位制御処理におけるステップS202〜S207、S221の処理が省略され、ステップS222、S223の処理がそれぞれ、ステップS222a、S223aの処理に置き換えられ、また、ステップS231の処理が追加された点を除いて同一であり、同一の処理内容については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
次に、本実施形態の電子時計1において衛星電波受信処理部50により実行される測位制御処理の変形例について説明する。
衛星電波受信処理部50により測位動作の実施中に並行して補正値の同定を行う場合、ユーザ(電子時計1)の運動状態によっては、補正値の同定に必要な数の異なる姿勢で磁場の計測値が取得されないうちに測位動作が終了する場合があり得る。このとき、取得された磁場の計測値を記憶部53に記憶させておき、次回の補正値の同定に係る動作時に読み出して利用することが出来る。この場合、無条件に利用可能とすると、2回の動作の間に補正値が変化している場合があり得るので、所定の条件で利用を不可とする。
この測位制御処理では、上述の図3に示した測位制御処理と比較して、ステップS251、S252、S261、S262の処理が追加されており、その他の処理は同一であるので、同一の処理内容には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
これにより、ユーザに意図して電子時計1を回転移動させたりさせるといった手間を要さずとも、ユーザの動作を利用してより容易且つ適切に磁場のオフセット補正値の設定が可能となる。また、このようなオフセット補正値の算出処理を演算処理能力の高いモジュール制御部52で行わせることにより、短時間での処理が可能となり、ユーザの腕振りなどの動作から効率良く多くのデータを取得してオフセット補正値が可能となる。また、モジュール制御部52を一時的に呼び出して動作させるので、必要以上に消費電力を増加させない。また、ホストCPU41にそのスペック以上の過負荷をかけないので、継続的に行われるホストCPU41の処理動作に悪影響を及ぼさない。従って、よりユーザに負担をかけずに効率良く適切な計測磁場の補正データを取得することが出来る。
このように、適切な間隔や電力条件、ユーザの希望などに応じて条件が満たされた場合にのみ当該同定に係る動作が行われるので、必要以上にオフセット補正値の同定を頻繁に行う必要がなく、電力を必要以上に要さないで適切なオフセット補正値を設定することが出来る。
このように、他のモジュール制御部52の動作時に並行してオフセット補正値の取得を行うので、必要以上にモジュール制御部52を起動する必要が無く、より効率良くオフセット補正値を取得することが出来る。
上述のように、オフセット磁場は、変化する要因がなければ短期間では大きく変化しないが、経過時間が長くなるほど変化する要因に遭遇する可能性も上昇するので、経過時間の長い古いデータと新しいデータとを併用しないようにすることで異なるオフセット磁場の状態でのデータを併用する可能性を低減させることが出来る。また、本実施形態の電子時計1のように、定期的且つ自動的にオフセット磁場の補正値を同定する動作を起動可能な場合には、このような場合に通常よりも動作間隔を短く設定することも出来るので、先に取得されている未使用データをより有効に活用することが可能となる。
このように、測位に利用可能な程度の演算処理能力を有する制御部(CPUやRAM)を用いてオフセット磁場の補正値を算出可能なので、これより演算処理能力の低いホスト制御部401での処理と比較してより短時間で効率良くオフセット磁場の補正値を求めることが可能となり、短時間のユーザの活動状態でオフセット磁場の補正値を取得することが出来る。
このように、ユーザ操作に基づいて適宜なタイミングでオフセット磁場の補正値の取得動作を行わせても良く、補正値が変化し得る要因があった場合などに適切に補正値を更新させることが出来る。また、このような場合でも、開始操作のみを行えば、その後普通に歩いて腕を振る動作などに応じて補正値が取得されるので、ユーザの手間を低減させることが出来る。
このように軽い負荷の処理については、ホスト制御部401が処理を行って容易且つ低消費電力で電子時計1の多機能化を図ることが出来る。
例えば、上記実施の形態では、衛星電波受信処理部50が備えるモジュール制御部52に対し一時的に磁場補正設定動作に係る処理を行わせることとしたが、他の処理を主目的とした制御部であっても良いし、不特定の高負荷処理を行うための制御部がホスト制御部401と別個に設けられているものであっても良い。
その他、上記実施の形態で示した構成、制御内容や手順などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
<請求項1>
第1の制御部と、
前記第1の制御部よりも演算処理能力の高い第2の制御部と、
自機の運動状態を計測する運動計測部と、
磁場を計測する磁場センサと、
を備え、
前記第1の制御部は、一部の処理を前記第2の制御部に行わせ、
前記第2の制御部は、前記運動計測部により計測された運動状態が所定レベル以上であると判別された場合に、前記一部の処理の一つとして、前記磁場センサから前記運動状態に応じて変化する複数の姿勢での磁場の計測値を取得し、当該計測値に基づいて地磁場に対するオフセット補正値を同定する磁場補正設定動作を行う
ことを特徴とする磁場計測装置。
<請求項2>
前記第1の制御部は、前記運動計測部による計測値を取得して運動状態が前記所定レベル以上であるか否かを判別し、前記所定レベル以上であると判別した場合に、前記第2の制御部に前記磁場補正設定動作を行わせることを特徴とする請求項1記載の磁場計測装置。
<請求項3>
前記第1の制御部は、所定の条件を満たした場合に前記運動計測部による計測値の取得を開始し、開始から所定の時間内に運動状態が前記所定レベル以上であると判別した場合に、前記第2の制御部に前記磁場補正設定動作を行わせることを特徴とする請求項2記載の磁場計測装置。
<請求項4>
前記第2の制御部が所定の処理を実行中に、運動状態が前記所定レベル以上であると判別された場合には、前記第2の制御部は、当該所定の処理と並行して前記磁場補正設定動作を行うことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の磁場計測装置。
<請求項5>
設定された精度で前記オフセット補正値を算出するのに必要な下限計測数未満の磁場の計測値が前記所定の処理の実行中に前記磁気センサから取得された場合には、前記第2の制御部は、取得された前記計測値を保持して次回の前記磁場補正設定動作時に読み出して利用することを特徴とする請求項4記載の磁場計測装置。
<請求項6>
前記第2の制御部は、前記磁場補正設定動作時に前回取得された前記計測値が保持されている場合、当該計測値の取得時からの経過時間に応じて前記計測値を利用するか否かを判別することを特徴とする請求項5記載の磁場計測装置。
<請求項7>
前記第1の制御部は、前記磁場センサの計測により求める地磁場の方向の精度を変更可能であり、当該精度に応じて前記オフセット補正値の同定精度を設定することを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の磁場計測装置。
<請求項8>
衛星電波を受信する衛星電波受信部を備え、
前記第2の制御部は、前記一部の処理の一つとして、受信された前記衛星電波に含まれる測位情報に基づいて測位を行う
ことを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の磁場計測装置。
<請求項9>
ユーザ操作を受け付ける操作受付部を備え、
前記第1の制御部は、前記操作受付部により前記磁場補正設定動作の実行命令が受け付けられてから所定時間内に運動状態が前記所定レベル以上であると判別された場合には、前記第2の制御部により前記磁場補正設定動作を行わせる
ことを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の磁場計測装置。
<請求項10>
前記運動計測部には、加速度センサが含まれることを特徴とする請求項1〜9の何れか一項に記載の磁場計測装置。
<請求項11>
請求項1〜10の何れか一項に記載の磁場計測装置と、
現在時刻を計数する計時部と、
前記計時部が計数する現在時刻を表示する表示部と、
を備え、
前記第1の制御部は、前記表示部による表示動作を制御する
ことを特徴とする電子時計。
<請求項12>
前記第1の制御部は、前記磁場計測装置により同定された地磁場に基づいて前記表示部の表示画面内における磁北方向成分の向きを算出し、前記表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項11記載の電子時計。
<請求項13>
第1の制御部と、前記第1の制御部よりも演算処理能力の高い第2の制御部と、自機の運動状態を計測する運動計測部と、磁場を計測する磁場センサと、を備え、前記第1の制御部が一部の処理を前記第2の制御部に行わせる磁場計測装置の計測磁場の補正設定方法であって、
前記運動計測部により計測された運動状態が所定レベル以上であると判別された場合に、前記一部の処理の一つとして、前記第2の制御部が前記磁場センサから前記運動状態に応じて変化する複数の姿勢での磁場の計測値を取得し、当該計測値に基づいて地磁場に対するオフセット補正値を同定する磁場補正設定動作を行う磁場補正設定ステップ
を含むことを特徴とする計測磁場の補正設定方法。
<請求項14>
第1の制御部と、前記第1の制御部よりも演算処理能力の高い第2の制御部と、自機の運動状態を計測する運動計測部と、磁場を計測する磁場センサと、を備え、前記第1の制御部が一部の処理を前記第2の制御部に行わせる磁場計測装置のコンピュータを
前記運動計測部により計測された運動状態が所定レベル以上であると判別された場合に、前記一部の処理の一つとして、前記第2の制御部が前記磁場センサから前記運動状態に応じて変化する複数の姿勢での磁場の計測値を取得し、当該計測値に基づいて地磁場に対するオフセット補正値を同定する磁場補正設定動作を行う磁場補正設定手段
として機能させることを特徴とするプログラム。
40 マイコン
401 ホスト制御部
41 ホストCPU
42 RAM
421 磁場補正値
46 発振回路
47 分周回路
48 計時回路
50 衛星電波受信処理部
51 受信部
52 モジュール制御部
521 モジュールCPU
522 メモリ
53 記憶部
61 操作受付部
62 表示部
63 報知動作部
64 地磁気センサ
65 加速度センサ
66 ROM
661 プログラム
70 電力供給部
71 バッテリ
A1 アンテナ
Claims (13)
- 予め設定された所定の処理を行う第1の制御部と、
前記第1の制御部よりも演算処理能力が高く消費電力の大きい第2の制御部と、
自機の運動状態を計測する運動計測部と、
磁場を計測する磁場センサと、
を備え、
前記第1の制御部は、前記運動計測部による計測値を取得して運動状態が所定レベル以上であるか否かを判別し、前記所定レベル以上であると判別した場合に、前記予め設定された所定の処理のうち、一部の処理を前記第2の制御部に行わせる命令を行い、前記一部の処理が終了した後に、前記第2の制御部への電力供給を停止し、
前記第2の制御部は、前記第1の制御部から前記命令を受けつけると、前記一部の処理の一つとして、前記磁場センサから前記運動状態に応じて変化する複数の姿勢での磁場の計測値を取得し、当該計測値に基づいて地磁場に対するオフセット補正値を同定する磁場補正設定動作を行う
ことを特徴とする磁場計測装置。 - 前記第1の制御部は、所定の条件を満たした場合に前記運動計測部による計測値の取得を開始し、開始から所定の時間内に運動状態が前記所定レベル以上であると判別した場合に、前記第2の制御部に前記磁場補正設定動作を行わせることを特徴とする請求項1記載の磁場計測装置。
- 前記第2の制御部が所定の処理を実行中に、運動状態が前記所定レベル以上であると判別された場合には、前記第2の制御部は、当該所定の処理と並行して前記磁場補正設定動作を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の磁場計測装置。
- 設定された精度で前記オフセット補正値を算出するのに必要な下限計測数未満の磁場の計測値が前記所定の処理の実行中に前記磁場センサから取得された場合には、前記第2の制御部は、取得された前記計測値を保持して次回の前記磁場補正設定動作時に読み出して利用することを特徴とする請求項3記載の磁場計測装置。
- 前記第2の制御部は、前記磁場補正設定動作時に前回取得された前記計測値が保持されている場合、当該計測値の取得時からの経過時間に応じて前記計測値を利用するか否かを判別することを特徴とする請求項4記載の磁場計測装置。
- 前記第1の制御部は、前記磁場センサの計測により求める地磁場の方向の精度を変更可能であり、当該精度に応じて前記オフセット補正値の同定精度を設定することを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の磁場計測装置。
- 衛星電波を受信する衛星電波受信部を備え、
前記第2の制御部は、前記一部の処理の一つとして、受信された前記衛星電波に含まれる測位情報に基づいて測位を行う
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の磁場計測装置。 - ユーザ操作を受け付ける操作受付部を備え、
前記第1の制御部は、前記操作受付部により前記磁場補正設定動作の実行命令が受け付けられてから所定時間内に運動状態が前記所定レベル以上であると判別された場合には、前記第2の制御部により前記磁場補正設定動作を行わせる
ことを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の磁場計測装置。 - 前記運動計測部には、加速度センサが含まれることを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の磁場計測装置。
- 請求項1〜9の何れか一項に記載の磁場計測装置と、
現在時刻を計数する計時部と、
前記計時部が計数する現在時刻を表示する表示部と、
を備え、
前記第1の制御部は、前記表示部による表示動作を制御する
ことを特徴とする電子時計。 - 前記第1の制御部は、前記磁場計測装置により同定された地磁場に基づいて前記表示部の表示画面内における磁北方向成分の向きを算出し、前記表示部に表示させる
ことを特徴とする請求項10記載の電子時計。 - 予め設定された所定の処理を行う第1の制御部と、前記第1の制御部よりも演算処理能力の高く消費電力の大きい第2の制御部と、自機の運動状態を計測する運動計測部と、磁場を計測する磁場センサと、を備え、前記第1の制御部が一部の処理を前記第2の制御部に行わせる磁場計測装置の計測磁場の補正設定方法であって、
第1の制御部が前記運動計測部による計測値を取得して運動状態が所定レベル以上であるか否かを判別し、前記所定レベル以上であると判別した場合に、前記予め設定された所定の処理のうち、前記一部の処理を前記第2の制御部に行わせる命令を行う命令ステップ、
前記一部の処理が終了した後に、前記第2の制御部への電力供給を停止する停止ステップ、
前記第2の制御部が前記第1の制御部から前記命令を受けつけ、前記一部の処理の一つとして、前記磁場センサから前記運動状態に応じて変化する複数の姿勢での磁場の計測値を取得し、当該計測値に基づいて地磁場に対するオフセット補正値を同定する磁場補正設定動作を行う磁場補正設定ステップ
を含むことを特徴とする計測磁場の補正設定方法。 - 予め設定された所定の処理を行う第1の制御部と、前記第1の制御部よりも演算処理能力の高く消費電力の大きい第2の制御部と、自機の運動状態を計測する運動計測部と、磁場を計測する磁場センサと、を備え、前記第1の制御部が一部の処理を前記第2の制御部に行わせる磁場計測装置のコンピュータを
第1の制御部が前記運動計測部による計測値を取得して運動状態が所定レベル以上であるか否かを判別し、前記所定レベル以上であると判別した場合に、前記予め設定された所定の処理のうち、前記一部の処理を前記第2の制御部に行わせる命令を行う命令手段、
前記一部の処理が終了した後に、前記第2の制御部への電力供給を停止する停止手段、
前記第2の制御部が前記第1の制御部から前記命令を受けつけ、前記一部の処理の一つとして、前記磁場センサから前記運動状態に応じて変化する複数の姿勢での磁場の計測値を取得し、当該計測値に基づいて地磁場に対するオフセット補正値を同定する磁場補正設定動作を行う磁場補正設定手段
として機能させることを特徴とするプログラム。
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