JPH06174472A

JPH06174472A - 電子式方位計

Info

Publication number: JPH06174472A
Application number: JP4352158A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nakabachi; 浩幸中鉢
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1992-12-10
Filing date: 1992-12-10
Publication date: 1994-06-24

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気センサの着磁に伴なう方位の計測精度の
低下を回避できる電子式方位計を提供する。【構成】ＣＰＵ７により制御する構成とし、磁気セン
サ部１にバイアス磁界を与えるべく巻かれているコイル
Ｌ１、Ｌ２を利用して、磁気センサ部１に交番減衰磁界
を印加し、磁気センサ部１を消磁するようにした。この
場合、ＣＰＵ７から基準電圧源６への計測スタート信号
ＳＴが送られる度に、この基準電圧源６からバイアス回
路４に与える基準電圧Ｖｒｅｆを大きいものにしてい
き、バイアス回路４からコイルＬ１、Ｌ２に送出される
電流を、少なくしていくようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気センサとしてパー
マロイ等の磁性体からなる磁気検出素子を利用して地磁
気を検出し、方位を計測する電子式方位計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばパーマロイ等の磁性体で形
成された磁気抵抗素子を磁気センサとし、これにより地
磁気を検出して方位を計測する小型の電子式方位計が携
帯に便利なものとして広く実用に供されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の如き
電子式方位計では、磁気センサとしてパーマロイ等の磁
性体を利用しているので、強い磁界中に置かれた場合に
は、磁気センサ自体が着磁し、方位の計測精度が著しく
劣化するという問題があった。本発明は、上述の如き事
情に鑑みてなされたものであり、磁気センサの着磁に伴
なう方位の計測精度の低下を回避できる電子式方位計の
提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、磁気センサが着磁した場合に、その旨を
検出する手段を設け、この手段が上記着磁を検出した場
合には方位の計測にあたって磁気センサにバイアス磁界
を印加するコイルを利用し、磁気センサに交番減衰磁界
を与え、これを消磁するようにした。

【０００５】

【実施例】以下、図面に示す一実施例に基づいて本発明
を具体的に説明する。図１は、本実施例の回路構成を示
すものである。磁気センサ部１は、後述の如く、４個の
磁気抵抗素子ＭＲ１〜ＭＲ４とこれを接続する４個のパ
ッドＰＡ１〜ＰＡ４がブリッジ回路を形成してなり、相
対抗する位置のパッドＰＡ２、ＰＡ４には図示されてい
ない直流電源から一定の電圧が印加されており、他のパ
ッドＰＡ２、ＰＡ３の電位は差動増幅回路２に与えられ
ている。差動増幅回路２は、上記パッドＰＡ２、ＰＡ３
の電位差を増幅してアナログ信号としてＡ／Ｄ変換回路
３に与える回路である。Ａ／Ｄ変換回路３は、後述の波
形合成回路５からの信号ａを受けて、その度に差動増幅
回路２からのアナログ信号を対応するデジタル信号に変
換してレジスタＲ１〜Ｒ４に並列的に与えると共に、上
記変換動作中に信号ｂを波形合成回路５に与える回路部
である。

【０００６】コイルＬ１、Ｌ２は、後述の如く、互いに
直交し磁気センサ部１に巻かれているコイルである。バ
イアス回路４は、端子Ｔ１、Ｔ２間に上記コイルＬ１を
接続し、端子Ｔ３、Ｔ４間にコイルＬ２を接続して、基
準電圧源６からの基準電圧Ｖｒｅｆを得ると共に、波形
合成回路５から、順次、タイミングをずらして送られて
くるバイアス磁界選択信号Ｐ１〜Ｐ４を得て、その都
度、コイルＬ１、Ｌ２に所定の電流を反転しながら流
し、磁気センサ部１に、向きがそれぞれ異なる４通りの
バイアス磁界を、順次、与える回路である。

【０００７】波形合成回路５は、ＣＰＵ７からの計測ス
タート信号ＳＴを受けて、上記バイアス磁界選択信号Ｐ
１〜Ｐ４を、順次、発生し、このバイアス磁界選択信号
Ｐ１等の発生の度に上記信号ａをＡ／Ｄ変換回路３に送
出し、その後、Ａ／Ｄ変換回路３から上記信号ｂが送ら
れてくる度に、レジスタ選択信号ＬＥ１〜ＬＥ４のうち
の対応するものを送出し（バイアス磁界選択信号Ｐ１を
発生した後にはレジスタ選択信号ＬＥ１、バイアス磁界
選択信号Ｐ２を発生した後にはレジスタ選択信号ＬＥ２
といった具合に送出していく）、更に上記レジスタ選択
信号ＬＥ４を送出した後には割込み信号ＩＮＴを発生す
る回路である。基準電圧源６は後述の回路構成をとり、
ＣＰＵ７からの計測スタート信号ＳＴ或いは当該信号お
よび消磁指示信号ＥＲを受けてバイアス回路４に前述の
基準電圧Ｖｒｅｆを送出する回路である。

【０００８】レジスタＲ１〜Ｒ４は、Ａ／Ｄ変換回路３
から並列的に送られてくるデータを、それぞれレジスタ
選択信号ＬＥ１〜ＬＥ４を受けて、取込んで、一時的に
記憶すると共に、ＣＰＵ７の要求に基づき、記憶してい
るデータをＣＰＵ７に送出する回路である。ＣＰＵ７
は、これに接続されている各回路に信号を送って制御す
ると共に、送られてきたデータを処理・加工して送出す
る回路部である。

【０００９】表示回路８は、液晶表示パネルを備え、こ
れにＣＰＵ７から送られてくる方位データをデジタル表
示する回路部である。ＲＯＭ９は、本実施例を電子式方
位計として動作せしめるための各種プログラム等を固定
的に記憶し、適宜、これらを読出してＣＰＵ７に送出し
ている回路部である。ＲＡＭ１０は、ＣＰＵ７の制御の
下に、ＣＰＵ７からのデータを記憶し、また記憶してい
るデータを読出してＣＰＵ７に送出する回路である。こ
のＲＡＭ１０中において、レジスタＸ１、Ｘ２は、それ
ぞれレジスタＲ１、Ｒ２に一時記憶されたデータが記憶
されるレジスタであり、レジスタＹ１、Ｙ２は、それぞ
れレジスタＲ３、Ｒ４に一時記憶されたデータが記憶さ
れるレジスタである。レジスタＸは、上記レジスタＸ１
のデータからレジスタＸ２のデータを減じた差のデータ
を記憶するレジスタであり、レジスタＹは上記レジスタ
Ｙ１のデータかられジスタＹ２のデータを減じた差のデ
ータを記憶するレジスタである。回数レジスタＫは、磁
気センサ部１の磁気抵抗素子が着磁したときに、これを
消磁すべく行なわれる後述の消磁処理において、計測ス
タート信号ＳＴが送出された回数を計数するためのメモ
リである。方位レジスタＤは、上記レジスタＸ、Ｙのデ
ータより算出した方位データが記憶されるメモリであ
る。

【００１０】図２は、磁気センサ部１の構成を示すもの
である。すなわち、磁気センサ部１は例えばガラス、ア
ルミナ等の正方形状の基板２０上に形成された磁気検出
方向が基板２０の対角線方向となっている４個の磁気抵
抗素子ＭＲ１〜ＭＲ４およびこれらを接続してブリッジ
回路を構成する４個のパッドＰＡ１〜ＰＡ４等からな
る。磁気抵抗素子ＭＲ１〜ＭＲ４は、例えば基板２０上
にパーマロイ等の強磁性体を真空蒸着することにより形
成されており、特性は概ね等しくなっている。また、パ
ッドＰＡ１〜ＰＡ４は、基板２０上に通常の配線用材料
を真空蒸着することにより形成されている。基板２０の
一辺の中央近傍にはこの辺に直角の向きを指す矢印すな
わち方位矢印２０ａが印刷表示されており、方位の計測
に際しては、これを計測せんとする方位に向けることに
なる。なお、同図に示すように、上記方位矢印２０ａが
指している向きをＸ軸の正の向きとし、これを反時計回
転で９０°回転した向きをＹ軸の正の向きとしている。
また、前述の如く、相互に直交するコイルＬ１、Ｌ２
は、上記磁気抵抗素子ＭＲ１〜ＭＲ４等が形成されてい
る基板２０に巻かれており、それぞれＸ、Ｙ軸方向のバ
イアス磁界を磁気抵抗素子ＭＲ１〜ＭＲ４に印加する
（すなわち、各バイアス磁界の４５°方向成分が磁気抵
抗素子ＭＲ１〜ＭＲ４の磁界検出方向成分となる）。な
お、前述の如く、パッドＰＡ２、ＰＡ４間には、図示し
ない直流電源より一定の電圧が印加されており、パッド
ＰＡ１、ＰＡ３間の電位差は、前記差動増幅回路２に与
えられている。

【００１１】図３は、前記基準電圧源６の回路構成を詳
細に示すものである。アンドゲート２４は、前記消磁処
理に際して、ＣＰＵ７から送られてくる消磁指示信号Ｅ
Ｒにより開成されて、ＣＰＵ７から送られてくる計測ス
タート信号ＳＴをダウンカウンタ２３に送出する回路で
ある。ダウンカウンタ２３は、消磁指示信号ＥＲが送ら
れてきていないときは（すなわち、消磁指示信号ＥＲが
Ｌレベルになっているときは）、カウント値が０となり
（すなわち、リセット状態となり）、消磁指示信号ＥＲ
が送られてきている状態（すなわち消磁指示信号ＥＲが
Ｈレベルになっている状態）になった後において、最初
の計測スタート信号ＳＴが送られてくると、最大カウン
ト値を計数し、その後、計測スタート信号ＳＴが送られ
てくる度に、カウント値を１だけ小さいものにしていく
回路である。Ｄ／Ａ変換回路２２は、ダウンカウンタ２
３のカウント値を取込み、これに対応した電圧値の基準
電圧Ｖｒｅｆをバイアス回路４に与える回路であり、ダ
ウンカウンタ２３のカウント値が最大のときは、最小の
基準電圧Ｖｒｅｆを与え、以下、カウント値が減少する
に従って、基準電圧Ｖｒｅｆを大きいものにしていき、
カウント値が０になったときには、最大の基準電圧Ｖｒ
ｅｆを与える。

【００１２】図４は、前記バイアス回路４の回路構成の
半分を詳細に示すものである。すなわちバイアス回路４
には図４に示す如き回路が２個ある。それぞれ波形合成
回路５からのバイアス磁界選択信号Ｐ１、Ｐ２が与えら
れる入力端子ＴＰ１、ＴＰ２は、抵抗２５、２６を介し
てＮＰＮトランジスタ２７、２８のベースに接続すると
共にトランスミッションゲート２９、３０の制御端子に
接続している。また、上記ＮＰＮトランジスタ２７、２
８のエミッタは共に接地されており、コレクタは、ベー
スが上記トランスミッションゲート３０、２９を介して
オペアンプ３１の出力端子に接続されているＰＮＰトラ
ンジスタ３２、３３のコレクタに接続すると共に、コイ
ルＬ１の両端がそれぞれ接続されている端子Ｔ１、Ｔ２
に接続している。そして上記ＰＮＰトランジスタ３２、
３３のエミッタは、いずれも抵抗３４を介して電圧Ｖｃ
ｃの電源に接続されると共にプラス入力端子に前記基準
電圧Ｖｒｅｆが与えられているオペアンプ３１のマイナ
ス入力端子に接続されている。

【００１３】次に、以上の如くに構成された本実施例の
動作を説明する。図５は、前記波形合成回路５に与えら
れる信号およびこの波形合成回路５から送出される信号
等のタイムチャートであり、図６は、本実施例の動作の
概要を示すフローチャートである。電源投入と共に上記
図６のフローチャートに沿った動作が開始され、先ずス
テップＳ１では、ＣＰＵ７から波形合成回路５、基準電
圧源６に図５に示す如き計測スタート信号ＳＴが送出さ
れる。次いでステップＳ２では、波形合成回路５から割
込み信号ＩＮＴ（図５参照）が送出されてくるのを待機
することになるが、この待機の間に波形合成回路５、バ
イアス回路４等においては、以下の計測動作が行なわれ
る。すなわち、上記ステップＳ１で送出された計測スタ
ート信号ＳＴは、基準電圧源６および波形合成回路５に
送られるが、基準電圧源６においては、消磁指示信号Ｅ
Ｒが、Ｌレベルになっているので、アンドゲート２４は
閉成されており、この計測スタート信号ＳＴはダウンカ
ウンタ２３に与えられず、また、消磁指示信号ＥＲがＬ
レベルのために、ダウンカウンタ２３はリセットされカ
ウント値は０となっている。このためＤ／Ａ変換回路２
２からバイアス回路４へ送出される基準電圧Ｖｒｅｆは
最大なものとなっている。また、上記の如く、計測スタ
ート信号ＳＴは波形合成回路５へも送られるが、これに
より、波形合成回路５からは、図５に示す如く、バイア
ス磁界選択信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が、順次、一定
時間間隔を置いて、バイアス回路４に送出される。

【００１４】上記バイアス磁界選択信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ
３、Ｐ４が送られてくるバイアス回路４においては、以
下の動作が行なわれていく。すなわち、バイアス磁界選
択信号Ｐ１が、入力端子ＴＰ１（バイアス回路４の一部
回路構成を示す図４参照）に送られてきたときには、Ｎ
ＰＮトランジスタ２７がオン状態となると共にトランス
ミッションゲート２９が開成状態となる。トランスミッ
ションゲート２９が開成状態になったことにより、プラ
ス入力端子に基準電圧源６からの基準電圧Ｖｒｅｆが与
えられているオペアンプ３１は、負帰還の状態となりマ
イナス入力端子の電圧が上記基準電圧Ｖｒｅｆと等しく
なるように出力電圧が定まる。そして、このオペアンプ
３１の出力電圧に等しい電圧がベースに与えられている
ＰＮＰトランジスタ３３には、電源電圧Ｖｃｃと基準電
圧Ｖｒｅｆとの差の電圧を抵抗３４の抵抗値で除した値
の電流が流れる。すなわち上記バイアス磁界選択信号Ｐ
１を受けて、上記電流値の電流が、電圧Ｖｃｃの電源よ
り、抵抗３４、ＰＮＰトランジスタ３３、端子Ｔ１、前
記コイルＬ１、端子Ｔ２、およびオン状態にあるＮＰＮ
トランジスタ２７を経てアースへと流れ、コイルＬ１に
よるバイアス磁界が磁気センサ部１に印加される。ま
た、バイアス磁界選択信号Ｐ２が入力端子ＴＰ２に送ら
れてきたときは、ＮＰＮトランジスタ２８がオン状態に
なると共にトランスミッションゲート３０が開成状態と
なり、上述の場合と同様にして、上記電流値に等しい電
流が、上記電源より抵抗３４、ＰＮＰトランジスタ３
２、端子Ｔ２、コイルＬ１、端子Ｔ１、ＮＰＮトランジ
スタ２８を経てアースへと流れて、コイルＬ１には上記
の場合と逆向きの電流が流れ磁気センサ部１に印加され
るバイアス磁界も上記の場合と逆向きとなる（上記の場
合のバイアス磁界は図２に示すＸ軸の正の向きの磁界と
なり、今回のバイアス磁界はＸ軸の負の向きの磁界とな
る）。

【００１５】前述のように、バイアス回路４には、図４
に示す回路と同様の回路が、更にもう１個あり、この回
路の入力端子ＴＰ３、ＴＰ４（図１参照）にバイアス磁
界選択信号Ｐ３、Ｐ４が送られてきたときも、それぞれ
上記同様の動作がなされて、コイルＬ２に上記と同一の
電流値の電流が、順次、向きを反転して流れ、対応する
バイアス磁界が磁気センサ部１に印加される（図２に示
すＹ軸の正の向き、次いで負の向きといった具合にバイ
アス磁界が磁気センサ部１に印加される）。なお、この
場合、前述のようにオペアンプ３１のプラス入力端子に
与えられる基準電圧Ｖｒｅｆは最大となっており、電源
電圧Ｖｃｃと基準電圧Ｖｒｅｆの差は小さく、この差を
抵抗３４の抵抗値で除した値の電流すなわちコイルに流
れる電流は、最も小さいものになる。

【００１６】以上の如くして、図５に示すバイアス磁界
選択信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が、波形合成回路５か
らバイアス回路４に送られていき、バイアス回路４から
の電流がコイルＬ１、Ｌ２に流され磁気センサ部１には
４通りのバイアス磁界が、順次、印加されていく。この
場合、図５に示すように上記バイアス磁界選択信号Ｐ１
等の送出がある度に信号ａが波形合成回路５からＡ／Ｄ
変換回路３に送られるが（図１参照）、このとき、磁気
センサ部１には上記バイアス磁界と地磁気との合成磁界
が印加されており、これに対応したパッドＰＡ１、ＰＡ
３の電位が差動増幅回路２に与えられ、上記両電位の差
はこの差動増幅回路２で増幅された上でＡ／Ｄ変換回路
３に入力している。そしてＡ／Ｄ変換回路３は、上記信
号ａを受けて差動増幅回路２からの上記電圧値をデジタ
ルデータに変換してレジスタＲ１等に送出するが、この
デジタル変換を行なっている間、その旨を示すべく、図
５に示す信号ｂを波形合成回路５に送出する。波形合成
回路５は、Ａ／Ｄ変換回路３による上記デジタル変換が
終了して上記信号ｂの送出が停止した後には、図５に示
すレジスタ選択信号ＬＥ１〜ＬＥ４のいずれか、すなわ
ちこの波形合成回路５が、バイアス磁界選択信号Ｐ１を
送出しているときはレジスタ選択信号ＬＥ１、バイアス
磁界選択信号Ｐ２を送出しているときはレジスタ選択信
号ＬＥ２といった具合に対応するレジスタ選択信号を送
出する。そして、上記レジスタ選択信号を受けたレジス
タ（すなわちレジスタＲ１〜Ｒ４のいずれか）が、順
次、Ａ／Ｄ変換回路３から送られてきている上記デジタ
ルデータを取込み記憶することになる。

【００１７】以上の動作の後、すなわち波形合成回路５
からレジスタＲ４へレジスタ選択信号ＬＥ４が送出され
た後には、図５に示すように、割込み信号ＩＮＴが、波
形合成回路５からＣＰＵ７に送られる（図１参照）。そ
して、この割込み信号ＩＮＴを、前記図６のステップＳ
２で検出して前述の待機を終えてステップＳ３に進み、
レジスタＲ１に一時的に記憶しておいたデータ（図２に
示すＸ軸の正の向きにバイアス磁界を印加したときのデ
ータになっている）をレジスタＸ１にセットする。次い
でステップＳ４では、レジスタＲ２に一時的に記憶して
おいたデータ（図２に示すＸ軸の負の向きにバイアス磁
界を印加したときのデータになっている）をレジスタＸ
２にセットし、ステップＳ５ではレジスタＲ３に一時的
に記憶しておいたデータ（図２に示すＹ軸の正の向きに
バイアス磁界を印加したときのデータになっている）を
レジスタＹ１にセットし、その上でステップＳ６に進
み、レジスタＲ４に一時的に記憶しておいたデータ（図
２に示すＹ軸の負の向きにバイアス磁界を印加したとき
のデータになっている）をレジスタＹ２にセットする。

【００１８】以上の如くして、ステップＳ６までの処理
を終えレジスタＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２にそれぞれ対応
する各データをセットした後には、ステップＳ７で、レ
ジスタＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２にセットした上記各デー
タが、予め定められている範囲を超えているかを判断す
る（すなわち、磁気抵抗素子ＭＲ１〜ＭＲ４のいずれか
が着磁しているときは、上記データが予め定められてい
る範囲を超えたものになるので、この判断により、上記
磁気抵抗素子が着磁しているか否かを判断する）。この
場合、磁気抵抗素子は、未だ着磁していないので、上記
各データは、上記範囲を超えるものとはならず、ステッ
プＳ８に進む。ステップＳ８では、レジスタＸ１のデー
タからレジスタＸ２のデータを減じ、その差のデータを
レジスタＸにセットする。また、次のステップＳ９では
レジスタＹ１のデータからレジスタＹ２のデータを減
じ、その差のデータをレジスタＹにセットする。次いで
ステップＳ１０では、上記レジスタＹのデータを上記レ
ジスタＸのデータで除した商の逆正接の主値（すなわち
Ｔａｎ^-1）を求めて、更にこの単位をラジアンから度に
変換した上で方位レジスタＤにセットする。

【００１９】以下、ステップＳ１１〜Ｓ１４では、上記
の如くして方位レジスタＤにセットした逆正接の主値を
実際の逆正接（すなわちＴａｎ^-1）に変換する。すなわ
ち、ステップＳ１１では上記レジスタＸのデータは負に
なっているかを判断し、負になっているときはステップ
Ｓ１２に進み、上記方位レジスタＤの値を１８０°だけ
大きいものとするが、他方、上記ステップＳ１１でレジ
スタＸのデータは負ではないと判断したときは、更にス
テップＳ１３でレジスタＹのデータは負かを判断し、負
のときは上記方位レジスタＤの値を３６０°だけ大きい
ものにしておく。そして、上記ステップＳ１２若しくは
Ｓ１４の処理を終えた場合、又は上記ステップＳ１３で
レジスタＹのデータは負ではないと判断した場合は、ス
テップＳ１５に進み、方位レジスタＤの値を方位矢印２
０ａが指している向きの方位として表示回路８の液晶表
示パネルに表示し、その後、ステップＳ１に戻る。

【００２０】以上は、磁気センサ部１の各磁気抵抗素子
が着磁されていない場合の動作であるが、以下、上記磁
気抵抗素子が、着磁された場合の動作について説明す
る。

【００２１】この場合も、磁気抵抗素子が着磁されてい
ない場合と同様に、図６のステップＳ１での計測スター
ト信号ＳＴの出力により、バイアス回路４、波形合成回
路５等による計測動作が開始し、ステップＳ２での割込
み信号ＩＮＴの待機の間にこの計測動作を実行し、レジ
スタＲ１〜Ｒ４に、それぞれ異なった４通りのバイアス
磁界の下での計測データをセットする。そして、ステッ
プＳ３〜Ｓ６においても前述の場合と同様に、それぞれ
上記レジスタＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４にセットしておい
た計測データをレジスタＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２にセッ
トする。その上でステップＳ７に進み、前述と同様に、
上記レジスタＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２にセットした各デ
ータは、予め定めておいた一定範囲を超えるものになっ
ているかを判断する。この場合磁気抵抗素子が着磁して
おり上記各データの少なくとも１つは上記範囲外のもの
となり、ステップＳ２０以降の消磁処理に入る。

【００２２】上記消磁処理においては、先ず、ステップ
Ｓ２０で基準電圧源６に消磁指示信号ＥＲを送る（すな
わち消磁指示信号ＥＲをＨレベルとする）。これによ
り、基準電圧源６のアンドゲート２４は開成され、ダウ
ンカウンタ２３はリセット状態でなくなる（図１および
３参照）。次いでステップＳ２１では、以下の処理に備
えて回数レジスタＫをクリアしておき、その上でステッ
プＳ２２では回数レジスタＫの値を１だけ大きな値、す
なわち１とする。次いでステップＳ２３では、前記ステ
ップＳ１と同様に基準電圧源６および波形合成回路５に
計測スタート信号ＳＴを送出し、ステップＳ２４に進
み、前記ステップＳ２と同様に割込み信号ＩＮＴが送ら
れてくるのを待機する。

【００２３】上記計測スタート信号ＳＴを受けて、上記
待機中に基準電圧源６、波形合成回路５、バイアス回路
４、コイルＬ１、Ｌ２、磁気センサ部１、差動増幅回路
２、Ａ／Ｄ変換回路３およびレジスタＲ１〜Ｒ４で行な
われる動作は、前述の場合の計測動作（すなわちステッ
プＳ２で割込み信号ＩＮＴを待機している間に、上記各
回路で行なわれた動作）と概ね同様であり、上記各回路
間で授受される信号のタイムチャートは、図５で示され
る。ただし、上述の如く、ステップＳ２０で消磁指示信
号ＥＲを送出しており、基準電圧源６において、アンド
ゲート２４は開成されているので、上記ステップＳ２３
で計測スタート信号ＳＴが送出されたときは、ダウンカ
ウンタ２３のカウント値は前述の如く最大となり、Ｄ／
Ａ変換回路２２からの基準電圧Ｖｒｅｆは最小なものと
なる（図３参照）。そして、この基準電圧Ｖｒｅｆが与
えられるバイアス回路４では、前述の如く、電源電圧Ｖ
ｃｃから上記基準電圧Ｖｒｅｆを減じた差の電圧を抵抗
３４等の抵抗値で除じた商の値の電流が、コイルＬ１、
Ｌ２に、流れる向きを反転しながら流れるが、上記の如
く、基準電圧Ｖｒｅｆが最小なものとなっているのでコ
イルＬ１等に流れる上記電流は最大なものとなる（図４
参照）。これにより、磁気センサ部１の各磁気抵抗素子
には、順次、前記Ｘ軸の正および負の向き並びにＹ軸の
正および負の向きに大きな磁界が印加されていくことに
なる。

【００２４】上述の如くして、前述の計測動作と概ね同
様の動作がなされていき、最後に、割込み信号ＩＮＴが
波形合成回路５からＣＰＵ７に送出される。そして、Ｃ
ＰＵ７側ではこの割込み信号ＩＮＴを前記ステップＳ２
４で検出し、ステップＳ２５に進み、回数レジスタＫの
値が予め定められている所定値より大きくなっていない
ことを確認し、ステップＳ２２に戻る。ステップＳ２２
では、回数レジスタＫの値を１だけ大きい２にして、次
のステップＳ２３に進み、このステップＳ２３では、計
測スタート信号ＳＴを送出し、その上でステップＳ２４
に進み、再度、割込み信号ＩＮＴが送られてくるのを待
機する。以後、上記計測スタート信号ＳＴを受けて、こ
の待機中に、基準電圧源６、波形合成回路５、バイアス
回路４等では、概ね上記同様の動作が行なわれる（すな
わち上記計測スタート信号ＳＴを受けた波形合成回路５
からは図５に示す如く、バイアス磁界選択信号Ｐ１〜Ｐ
４等が、順次、送出され、最後に、上記の如く待機され
ている割込み信号ＩＮＴが送出される一連の動作が行な
われる）。ただし、この場合、上記ステップＳ２３で送
出される計測スタート信号ＳＴは、上記同様基準電圧源
６のアンドゲート２４を介してダウンカウンタ２３にも
送られ（図１、３参照）、このダウンカウンタ２３のカ
ウント値を１だけ小さなものにする。このためＤ／Ａ変
換回路２２からバイアス回路４のオペアンプ３１に与え
られる基準電圧Ｖｒｅｆは、上記の場合よりも大きなも
のになる（上記の場合、基準電圧Ｖｒｅｆは最小であっ
た）。従って、コイルＬ１、Ｌ２に、順次、流れる向き
を反転しながら流れる電流は、上記の場合より少なくな
り（図１、４参照）、磁気センサ部１の各磁気抵抗素子
に上記の如く印加されていく磁界も、上記の場合よりは
弱いものとなる。

【００２５】以上の如くして、上記の場合より、弱い磁
界を磁気センサ部１の各磁気抵抗素子に印加した後に
は、上記の場合と同様に波形合成回路５からＣＰＵ７に
割込み信号ＩＮＴが行なわれるが（図１、５参照）、こ
れを、図６のステップＳ２４で検出し、ステップＳ５で
回数レジスタＫの値（すなわち２）は、未だ前記所定値
を超えていないことを確認して、ステップＳ２２に戻
る。以下、上記同様の動作（ステップＳ２２〜Ｓ２５）
を繰返し、回数レジスタＫの値を１だけ大きいものにし
ながら、その都度、計測スタート信号ＳＴを送出し、こ
れに基づき、ダウンカウンタ２３のカウント値を１だけ
小さいものにしていき、コイルＬ１、Ｌ２に、順次、反
転しながら流す電流を、逐次、小さいものにし、磁気セ
ンサ部１の各磁気抵抗素子に交番減衰磁界を印加してい
き、当該各磁気抵抗素子を消磁していく。

【００２６】上記の如き消磁動作が行なわれていき、上
記各磁気抵抗素子が完全に消磁されたときには、それを
図６のステップＳ２５において、回数レジスタＫの値が
前記所定値を超えたことにより検出し、ステップＳ２６
に進み、基準電圧源６への消磁指示信号ＥＲの送出を停
止し（すなわち消磁指示信号ＥＲをＬレベルとし）、基
準電圧源６のアンドゲート２４を閉成すると共にダウン
カウンタ２３のカウント値を０に戻し、バイアス回路４
に与える基準電圧Ｖｒｅｆを前述の計測処理時のものに
戻しておく。そして、このステップＳ２６での処理を終
えた後は、ステップＳ１に戻り、上記計測処理を開始し
て、前記同様にステップＳ１〜Ｓ６の各処理を実行し、
方位矢印２０ａが指している向きに係る計測データをレ
ジスタＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２にセットする。そして、
ステップＳ７では、上記消磁処理により、磁気センサ部
１の各磁気抵抗素子は既に消磁されており、上記各計測
データは、いずれも予め定められた範囲外のものにはな
っていないことを判断し、前記ステップＳ８以降の処理
へと進み、方位矢印２０ａが指している向きの方位を得
て、これを表示回路８の液晶表示パネルにデジタル表示
する。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、以上詳述したように、磁気セ
ンサが着磁した場合に、その旨を検出する手段を設け、
この手段が上記着磁を検出した場合には方位の計測にあ
たって磁気センサにバイアス磁界を印加するコイルを利
用して、磁気センサに交番減衰磁界を与え、これを消磁
するようにした電子式方位計に係るものであるから、磁
気センサの着磁に伴なう方位の計測精度の低下を回避で
きる電子式方位計の提供を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路構成を示す図である。

【図２】図１における磁気センサ部の構成を示す図であ
る。

【図３】図１における基準電圧源の回路構成を示す図で
ある。

【図４】図１におけるバイアス回路の回路構成を示す図
である。

【図５】ＣＰＵ７、波形合成回路５、バイアス回路４等
の間で授受される各信号のタイムチャートである。

【図６】上記実施例の動作の概要を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１磁気センサ部４バイアス回路５波形合成回路６基準電圧源２０基板２０ａ方位矢印２２Ｄ／Ａ変換回路２３ダウンカウンタＭＲ１〜ＭＲ４磁気抵抗素子ＰＡ１〜ＰＡ４パッドＬ１、Ｌ２コイルＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２レジスタＫ回数レジスタＤ方位レジスタＶｒｅｆ基準電圧Ｐ１〜Ｐ４バイアス磁界選択信号ＬＥ１〜ＬＥ４レジスタ選択信号ＩＮＴ割込み信号ＳＴ計測スタート信号ＥＲ消磁指示信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁界の強さを検出する磁気検出手段と、この磁気検出手段にバイアス磁界を印加するバイアス磁
界印加手段と、このバイアス磁界印加手段でバイアス磁界が印加されて
いる際の前記磁気検出手段の検出した磁界の強さから方
位を求める方位算出手段と、前記磁気検出手段で検出された磁界の強さが所定の範囲
内にあるか否かを判別する磁界判別手段と、この磁界判別手段で前記磁気検出手段で検出された磁界
の強さが所定の範囲内にないと判別された場合に、前記
バイアス磁界印加手段に、消磁用の交番減衰磁界を発生
せしめるバイアス磁界制御手段とを備えたことを特徴と
する電子式方位計。