WO2016009529A1 - 電子機器および制御方法 - Google Patents
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Abstract
実施形態によれば、電子機器は、本体と、センサと、電子コンパスと、補正手段とを具備する。前記センサは、ユーザの操作に応じて回転する操作部と、前記操作部の回転に応じて回転する磁石と、１以上の第１の磁気センサとを有する。前記電子コンパスは、複数の方向の磁束密度を測定するための複数の第２の磁気センサを有する。前記補正手段は、前記複数の第２の磁気センサによって測定された複数の測定値を前記センサからの１以上の検出信号の第１の組み合わせに応じた複数の第１の補正値を用いて補正する。
Description
ここに記載された実施形態は、概して、電子コンパスによる測定値に基づいて方位角を計算する技術に関する。
スマートフォンと連携したりすることが可能なウェアラブルデバイスが発売され始めている。ウェアラブルデバイスには、腕に装着するタイプである、スマートウォッチと言われるものがある。
スマートウォッチに、電子コンパスを実装することが考えられている。また、スマートウォッチの入力デバイスとしてスマートウォッチに、電子式竜頭を実装することが考えられている。
電子式竜頭は、竜頭の回転に応じて回転する磁石および１以上の磁気センサ等から構成されている。磁石の回転に応じて変化する磁界を複数の磁気センサによって検出する。
ところで、電子コンパスは、地磁気を検出するセンサであるから、微弱な磁気を感度よく検出する必要がある。
磁石と１以上の磁気センサは近接して配置される。電子コンパスは、磁石および１以上の磁気センサから離された位置に配置されるものの、電子コンパスは磁石の磁気の影響を受け、正確な方位角を測定することが困難になる。
本発明の目的は、本体内に磁石と電子コンパスがあっても、電子コンパスの測定値に基づいて計算される方位角の精度を高めることが可能な電子機器および制御方法を提供することにある。
実施形態によれば、電子機器は、本体と、センサと、電子コンパスと、補正手段と、計算手段とを具備する。前記センサは、ユーザの操作に応じて回転する操作部と、前記本体内に設けられ、前記操作部の回転に応じて回転する磁石と、前記本体内に設けられた１以上の第１の磁気センサとを有する。前記１以上の第１の磁気センサは各第１の磁気センサに近接する前記磁石の磁極に応じた１以上の検出信号を出力する。前記電子コンパスは、前記本体内に設けられた複数の方向の磁束密度を測定するための複数の第２の磁気センサを有する。前記補正手段は、前記複数の第２の磁気センサによって測定された複数の測定値を前記１以上の検出信号の第１の組み合わせに応じた複数の第１の補正値を用いて補正する。前記計算手段は、前記補正された複数の第１の測定値に基づいて、方位角を計算する。
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、一実施形態に係る電子機器の外観を示す斜視図である。この電子機器は、ディスプレイを備えた携帯型電子機器である。以下では、この電子機器が、腕時計機能を含む様々な機能を実行可能なスマートウォッチとして実現されている場合を想定する。
このスマートウォッチ１０はバッテリ駆動可能な小型サイズのコンピューティングデバイスである。このスマートウォッチ１０は本体１１を備えている。本体１１は薄い筐体から構成されている。この筐体内には、様々な電子部品が設けられている。本体１１の上面にはディスプレイ１２が配置されている。ディスプレイ１２は、例えば、有機ＥＬディスプレイであってもよい。また、ディスプレイ１２は、ディスプレイ１２の画面との接触の位置を検知可能なタッチパネルを備えていてもよい。
スマートウォッチ１０は、本体１１を人体（腕）に装着可能なベルト３１、３２を備える。ベルト３１の一端は、取り付け部１３Ａ，１３Ｂによって本体１１の上端に取り付けられている。ベルト３２の一端は、取り付け部１３Ａ，１３Ｂによって本体１１の下端に取り付けられている。
本体１１の側面、例えば、右側面には、電子式竜頭４１と幾つかの操作ボタンとが設けられている。ここでは、電子式竜頭４１と、二つの操作ボタン４２、４３が本体１１の右側面に設けられている場合が例示されている。電子式竜頭４１は、竜頭を回転することにより、たとえば時計の時刻合わせを行ったりするための、入力デバイスである。
上述したようにスマートウォッチ１０は様々な機能を実行することができるが、通常時は、ユーザに時刻を提示する腕時計機能を実行するように構成されている。
図２は、スマートウォッチ１０のシステム構成を示す。
スマートウォッチ１０は、コントローラ１０１、主メモリ１０３、不揮発性メモリ１０５、無線通信デバイス１０７、加速度センサ１０９、ＧＰＳモジュール１１０、電子コンパス１１１、およびエンベデッドコントローラ（ＥＣ）１１３等を備える。
スマートウォッチ１０は、コントローラ１０１、主メモリ１０３、不揮発性メモリ１０５、無線通信デバイス１０７、加速度センサ１０９、ＧＰＳモジュール１１０、電子コンパス１１１、およびエンベデッドコントローラ（ＥＣ）１１３等を備える。
コントローラ１０１は、上述の腕時計機能を含む種々の機能を実行するように構成されている。このコントローラ１０１は、スマートウォッチ１０内の様々なコンポーネントを制御する。このコントローラ１０１は、ＣＰＵ１０１Ａを含む様々な機能モジュールを備えたＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－ｃｈｉｐ）によって実現されていても良い。ＣＰＵ１０１Ａは、不揮発性メモリ１０５から主メモリ１０３にロードされる様々なプログラムを実行するように構成されたプロセッサ（１以上のコア）として機能する。
これらプログラムは、オペレーティングシステム２０１および各種アプリケーション／ユーティリティープログラムを含む。アプリケーション／ユーティリティープログラムには、時計アプリケーションプログラム２０２、電子コンパスドライバ２０３、電子式竜頭ドライバ２０４、キャリブレーションアプリケーション２０５、およびナビゲーションアプリケーション２０６が含まれている。
時計アプリケーションプログラム２０２は上述の腕時計機能を実行するためのプログラムである。電子コンパスドライバ２０３は、後述する電子コンパスによって測定された複数の磁束密度を補正したり、補正された複数の磁束密度に基づいて方位角を計算したりするためのプログラムである。電子式竜頭ドライバ２０４は、電子式竜頭から出力される信号に応じて後述する竜頭の回転数および回転方向を計算したりするためのプログラムである。キャリブレーションアプリケーション２０５は、複数の磁束密度を補正する際に用いる補正値を設定する際に用いられるプログラムである。ナビゲーションアプリケーション２０６は、ユーザにより設定された目的位置、ＧＰＳモジュール１１０によって測位された現在位置、および電子コンパス１１１によって計算された方位角をナビゲーションサーバに送信する。ナビゲーションサーバは、方位角に基づいて進行方向を計算する。ナビゲーションサーバは、現在地、目的地、および進行方向に基づいて、ユーザを目的地に誘導するための情報をスマートウォッチ１０に送信する。スマートウォッチ１０は、受信された情報に応じて、ユーザを目的地に誘導するための情報をディスプレイ１２に表示する。
さらに、アプリケーション／ユーティリティープログラムには、他の電子機器（例えばスマートフォン）と連携するアプリケーションプログラムが含まれていてもよい。このアプリケーションプログラムは、メールの着信通知、着信メールの内容、といった様々な情報をディスプレイ１２に表示することができる。
加速度センサ１０９は、スマートウォッチ１０の姿勢を検出するように構成されたセンサとして機能し得る。
ＧＰＳモジュール１１０は、ＧＰＳ（Global positioning system）衛星から送信された原子時計による時間情報を含む信号を受信し、受信した信号に含まれる情報に基づいて、受信地点（現在地点）の三次元位置情報を演算する。
電子コンパス１１１は、複数の方向の磁束密度を測定する。電子コンパス１１１は、例えば直交する３軸方向の磁束密度を測定する。
エンベデッドコントローラ（ＥＣ）１１３は、ユーザの操作に応じて、スマートウォッチ１０を電源オンまたは電源オフするための電力管理機能を実行するように構成されている。
図３は、スマートウォッチ１０の内部を示す断面図である。
スマートウォッチ１０に電子式竜頭３００および電子コンパス３１０が設けられている。電子式竜頭４１は、竜頭３０１、円形磁石３０２、上方磁気センサ３０３Ａ、図示されていない下方磁気センサ等を有する。上方磁気センサ３０３Ａは、基板３２０の表面上に実装されている。下方磁気センサは、基板３２０の裏面上に実装されている。
スマートウォッチ１０に電子式竜頭３００および電子コンパス３１０が設けられている。電子式竜頭４１は、竜頭３０１、円形磁石３０２、上方磁気センサ３０３Ａ、図示されていない下方磁気センサ等を有する。上方磁気センサ３０３Ａは、基板３２０の表面上に実装されている。下方磁気センサは、基板３２０の裏面上に実装されている。
図４は、電子式竜頭４１の構成を説明するための斜視図である。
電子式竜頭４１は、竜頭、円形磁石３０２、上方磁気センサ３０３Ａ、および下方磁気センサ３０３Ｂ等を有する。
図４では図示されていない竜頭３０１は、ユーザの操作に応じて回転する。円形磁石３０２は、直径方向に着磁している。円形磁石３０２は、竜頭３０１の回転に応じて回転する。上方磁気センサ３０３Ａは、基板３２０の上面上に設けられている。下方磁気センサ３０３Ｂは基板３２０の下面上に設けられている。二つの磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂは、円形磁石３０２の回転に応じて変化する磁界を検出する。磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂは、検出した磁界に応じて近接する円形磁石の磁極を判別する。磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂは、判別した磁極に応じた検出信号を出力する。例えば、Ｎ極であると判別した場合、磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂは、検出信号としてＨｉｇｈを出力する。例えば、Ｓ極であると判別した場合、磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂは、検出信号としてＬｏｗを出力する。
図４では図示されていない竜頭３０１は、ユーザの操作に応じて回転する。円形磁石３０２は、直径方向に着磁している。円形磁石３０２は、竜頭３０１の回転に応じて回転する。上方磁気センサ３０３Ａは、基板３２０の上面上に設けられている。下方磁気センサ３０３Ｂは基板３２０の下面上に設けられている。二つの磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂは、円形磁石３０２の回転に応じて変化する磁界を検出する。磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂは、検出した磁界に応じて近接する円形磁石の磁極を判別する。磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂは、判別した磁極に応じた検出信号を出力する。例えば、Ｎ極であると判別した場合、磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂは、検出信号としてＨｉｇｈを出力する。例えば、Ｓ極であると判別した場合、磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂは、検出信号としてＬｏｗを出力する。
図５は、竜頭３０１の回転に応じて二つの磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂからそれぞれ出力される検出信号の変化を示す図である。
図５に示すように、二つの磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂの検出信号は、竜頭の回転に応じて（Ｈｉｇｈ，Ｌｏｗ）、（Ｈｉｇｈ，Ｈｉｇｈ）、（Ｌｏｗ，Ｈｉｇｈ）、（Ｌｏｗ，Ｌｏｗ）と変化する。なお、括弧内の前者が上方磁気センサ３０３Ａからの検出信号であり、括弧内の後者が下方磁気センサ３０３Ｂからの検出信号である。
電子式竜頭４１に用いられる円形磁石３０２や磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂの位置は、たとえば図４に示すようになっている。上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂセンは基板３２０の表裏に対をなして配置されており、直径方向に着磁した円形磁石３０２が回転する。図４の矢印方向に磁石が回転するとき、Ｎ極が上方磁気センサ３０３Ａに近づくと上方磁気センサ３０３Ａの出力がＨｉｇｈになり、その後、遅れて下方磁気センサ３０３ＢもＨｉｇｈになる。さらに回転を続けるとＮ極は遠ざかっていくことになるので、上方磁気センサ３０３ＡがＬｏｗになり、その後、遅れて下方磁気センサ３０３ＢもＬｏｗになる。
つまり、この２つの磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂの出力が、（Ｈｉｇｈ，Ｌｏｗ）→（Ｈｉｇｈ，Ｈｉｇｈ）→（Ｌｏｗ，Ｈｉｇｈ）→（Ｌｏｗ，Ｌｏｗ）と何ステップ変わっていくかを検出することで、どれだけたくさん竜頭３０１を回転させたかの検出がおこなえる。また、逆回転させたときは、（Ｈｉｇｈ，Ｌｏｗ）→（Ｌｏｗ，Ｌｏｗ）→（Ｌｏｗ，Ｈｉｇｈ）→（Ｈｉｇｈ，Ｈｉｇｈ）と変わっていくので、同様に回転量をカウントできるうえ、回転方向を判別できる。
図６は、電子コンパス１１１の構成を示すブロック図である。
図６に示すように、電子コンパス１１１は、３軸磁気センサ６０１、チョッパモジュール６０２、差動アンプ６０３、Ａ／Ｄ変換部６０４等を有する。３軸磁気センサ６０１は、ｘ軸ホール素子６０１ｘ、ｙ軸ホール素子６０１ｙおよびｚ軸ホール素子６０１ｚを有する。
ｘ軸ホール素子６０１ｘ、ｙ軸ホール素子６０１ｙおよびｚ軸ホール素子６０１ｚは、互いに直交する３方向の磁束密度を測定する。ｘ軸ホール素子６０１ｘおよびｙ軸ホール素子６０１ｚは水平面内の磁束密度を検出するように配置されている。ｚ軸ホール素子６０１ｚは鉛直方向の磁束密度を検出するように配置されている。以下では、ｘ軸ホール素子６０１ｘによって測定された磁束密度をＢx、ｙ軸ホール素子６０１ｙによって測定された磁束密度をＢy、ｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度をＢzと表記する。
図６に示すように、電子コンパス１１１は、３軸磁気センサ６０１、チョッパモジュール６０２、差動アンプ６０３、Ａ／Ｄ変換部６０４等を有する。３軸磁気センサ６０１は、ｘ軸ホール素子６０１ｘ、ｙ軸ホール素子６０１ｙおよびｚ軸ホール素子６０１ｚを有する。
ｘ軸ホール素子６０１ｘ、ｙ軸ホール素子６０１ｙおよびｚ軸ホール素子６０１ｚは、互いに直交する３方向の磁束密度を測定する。ｘ軸ホール素子６０１ｘおよびｙ軸ホール素子６０１ｚは水平面内の磁束密度を検出するように配置されている。ｚ軸ホール素子６０１ｚは鉛直方向の磁束密度を検出するように配置されている。以下では、ｘ軸ホール素子６０１ｘによって測定された磁束密度をＢx、ｙ軸ホール素子６０１ｙによって測定された磁束密度をＢy、ｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度をＢzと表記する。
チョッパモジュール６０２は、ｘ軸ホール素子６０１ｘ、ｙ軸ホール素子６０１ｙおよびｚ軸ホール素子６０１ｚをそれぞれ駆動する端子を切り換えるためのものである。
次に、ｘ軸ホール素子６０１ｘ、ｙ軸ホール素子６０１ｙおよびｚ軸ホール素子６０１ｚから出力された信号は、差動入力アンプ６０３でそれぞれ増幅される。差動入力アンプ６０３によって増幅された出力増幅値がＡ／Ｄ変換部６０４によって磁束密度を示すデジタル信号に変換される。
本体１１内の電子コンパス１１１は、要は地磁気を検出するセンサであるから、微弱な磁気を感度よく検出する必要がある。ところが、スマートウォッチ１０の本体１１内には、円形磁石３０２等の磁気の発生源がある。円形磁石３０２と磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂは近接して配置され、電子コンパス１１１はそれより遠い位置にあるものの、電子コンパス１１１は円形磁石３０２による磁気の影響に常にさらされている。
電子コンパスドライバ２０３は、検出された磁束密度を補正し、機器内部の磁気による影響を排除した磁束密度を抽出する機能を有する。
図７は、電子コンパスドライバ２０３の構成を示すブロック図である。
電子コンパスドライバ２０３は、補正部７０１および方位角計算部７０２等を有する。
電子コンパスドライバ２０３は、補正部７０１および方位角計算部７０２等を有する。
補正部７０１は、電子コンパス１１１による測定値を１以上の磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂからの１以上の検出信号の組み合わせに応じた複数の補正値を用いて、磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzを補正する。補正部７０１は、補正テーブル７１０に格納されている複数の補正値を用いて、磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzを補正する。補正テーブル７１０は、不揮発性メモリ１０５に格納されているが、電子コンパスドライバの実行時に主メモリ１０３にロードされる。
補正テーブル７１０には、上方磁気センサ３０３Ａの検出信号と下方磁気センサ３０３Ｂの検出信号との組み合わせに応じた複数の補正値が格納されている。図８は、補正テーブル７１０の構造の例を示すである。補正テーブル７１０には、上方磁気センサ３０３Ａの検出信号と下方磁気センサ３０３Ｂの検出信号との組み合わせに応じた複数の補正値群が格納されている。本実施形態の場合、上方磁気センサ３０３Ａの検出信号と下方磁気センサ３０３Ｂの検出信号との組み合わせは４通りなので、４つの補正値群が補正テーブル７１０に格納されている。
第１の補正値群は、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＨｉｇｈ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＬｏｗの時に磁束密度Ｂx、Ｂy、ＢZを補正するための複数の補正値Ｂ(H,L)x、Ｂ(H,L)y、Ｂ(H,L)zを含む。
第２の補正値群は、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＨｉｇｈ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈの時に磁束密度Ｂx、Ｂy、ＢZを補正するための複数の補正値Ｂ(H,H)x、Ｂ(H,H)y、Ｂ(H,H)zを含む。
第３の補正値群は、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＬｏｗ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈの時に磁束密度Ｂx、Ｂy、ＢZを補正するための複数の補正値Ｂ(L,H)x、Ｂ(L,H)y、Ｂ(L,H)zを含む。
第４の補正値群は、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＬｏｗ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＬｏｗの時に磁束密度Ｂx、Ｂy、ＢZを補正するための複数の補正値Ｂ(L,L)x、Ｂ(L,L)y、Ｂ(L,L)zを含む。
方位角を利用するアプリケーションであるナビゲーションアプリケーション２０６が起動された時、補正部７０１は、電子式竜頭４１の磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂの出力信号を取得する。補正部７０１は、補正テーブル７１０から磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂの複数の出力信号の組み合わせに応じた補正値群を選択する。補正部７０１は、選択した補正値群に含まれる複数の補正値を用いて、磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzを補正する。
例えば、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＨｉｇｈ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＬｏｗであれば、補正部７０１は、Ｂ(H,L)x、Ｂ(H,L)y、Ｂ(H,L)zを用いて、磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzを補正する。補正部７０１は、以下の計算を行うことによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る。
Ｂxnorm＝Ｂx－Ｂ(H,L)x
Ｂynorm＝Ｂy－Ｂ(H,L)y
Ｂznorm＝Ｂz－Ｂ(H,L)z
例えば、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＨｉｇｈ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈであれば、補正部７０１は、Ｂ(H,H)x、Ｂ(H,H)y、Ｂ(H,H)zを用いて、磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzを補正する。補正部７０１は、以下の計算を行うことによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る。
Ｂynorm＝Ｂy－Ｂ(H,L)y
Ｂznorm＝Ｂz－Ｂ(H,L)z
例えば、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＨｉｇｈ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈであれば、補正部７０１は、Ｂ(H,H)x、Ｂ(H,H)y、Ｂ(H,H)zを用いて、磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzを補正する。補正部７０１は、以下の計算を行うことによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る。
Ｂxnorm＝Ｂx－Ｂ(H,H)x
Ｂynorm＝Ｂy－Ｂ(H,H)y
Ｂznorm＝Ｂz－Ｂ(H,H)z
また、方位角を取得するアプリケーションの起動中に、竜頭３０１が回転した場合、磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂの出力信号の値が変更されたことを通知する割り込みに応じて、補正に用いる補正値群を新たに選択する。
Ｂynorm＝Ｂy－Ｂ(H,H)y
Ｂznorm＝Ｂz－Ｂ(H,H)z
また、方位角を取得するアプリケーションの起動中に、竜頭３０１が回転した場合、磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂの出力信号の値が変更されたことを通知する割り込みに応じて、補正に用いる補正値群を新たに選択する。
例えば、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＬｏｗ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈであれば、補正部７０１は、Ｂ(L,H)x、Ｂ(L,H)y、Ｂ(L,H)zを用いて、磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzを補正する。補正部７０１は、以下の計算を行うことによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る。
Ｂxnorm＝Ｂx－Ｂ(L,H)x
Ｂynorm＝Ｂy－Ｂ(L,H)y
Ｂznorm＝Ｂz－Ｂ(L,H)z
たとえば、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＬｏｗ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＬｏｗであれば、補正部７０１は、Ｂ(L,L)x、Ｂ(L,L)y、Ｂ(H,L)zを用いて、磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzを補正する。補正部７０１は、以下の計算を行うことによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る。
Ｂynorm＝Ｂy－Ｂ(L,H)y
Ｂznorm＝Ｂz－Ｂ(L,H)z
たとえば、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＬｏｗ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＬｏｗであれば、補正部７０１は、Ｂ(L,L)x、Ｂ(L,L)y、Ｂ(H,L)zを用いて、磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzを補正する。補正部７０１は、以下の計算を行うことによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る。
Ｂxnorm＝Ｂx－Ｂ(L,L)x
Ｂynorm＝Ｂy－Ｂ(L,L)y
Ｂznorm＝Ｂz－Ｂ(L,L)z
方位角計算部７０２は、地磁気の各軸成分に比例した値α、β、γだけを取り出す。そして、例えば、加速度センサ１０９の検出信号によりＸ軸とＹ軸が水平面内にあると判定された場合、方位角計算部７０２は、地磁気の各軸成分に比例した値α、βの符号と、θ＝ａｒｃＴＡＮ（β／α）の式に基づいて、方位角θを算出する。
Ｂynorm＝Ｂy－Ｂ(L,L)y
Ｂznorm＝Ｂz－Ｂ(L,L)z
方位角計算部７０２は、地磁気の各軸成分に比例した値α、β、γだけを取り出す。そして、例えば、加速度センサ１０９の検出信号によりＸ軸とＹ軸が水平面内にあると判定された場合、方位角計算部７０２は、地磁気の各軸成分に比例した値α、βの符号と、θ＝ａｒｃＴＡＮ（β／α）の式に基づいて、方位角θを算出する。
また、加速度センサ１０９の検出信号によりＸ軸とＹ軸が水平面から傾いていると判定された場合、方位角計算部７０２は、地磁気の各軸成分に比例した値α、β、γを用いて傾斜角を補正した上で、方位角を演算することもできる。
次に、図９のフローチャートを参照して方位角を演算する手順を説明する。図９は、方位角を演算する手順を示すフローチャートである。
補正部７０１は、電子コンパス１１１から磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzを取得する（ステップＢ１１）。補正部７０１は、上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂからの出力を取得する（ステップＢ１２）。補正部７０１は、上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈおよびＬｏｗであるかを判定する（ステップＢ１３）。上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈおよびＬｏｗであると判定した場合（ステップＢ１３のＹｅｓ）、補正部７０１は、補正値Ｂ(H,L)x、Ｂ(H,L)y、Ｂ(H,L)zを用いて、磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzを補正することによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る（ステップＢ１４）。方位角計算部７０２は、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを用いて方位角を計算する（ステップＢ１５）。
補正部７０１は、電子コンパス１１１から磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzを取得する（ステップＢ１１）。補正部７０１は、上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂからの出力を取得する（ステップＢ１２）。補正部７０１は、上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈおよびＬｏｗであるかを判定する（ステップＢ１３）。上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈおよびＬｏｗであると判定した場合（ステップＢ１３のＹｅｓ）、補正部７０１は、補正値Ｂ(H,L)x、Ｂ(H,L)y、Ｂ(H,L)zを用いて、磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzを補正することによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る（ステップＢ１４）。方位角計算部７０２は、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを用いて方位角を計算する（ステップＢ１５）。
上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈおよびＬｏｗではないと判定した場合（ステップＢ１３のＮｏ）、補正部７０１は、上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈおよびＨｉｇｈであるかを判定する（ステップＢ１６）。上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈおよびＨｉｇｈであると判定した場合（ステップＢ１６のＹｅｓ）、補正部７０１は、補正値Ｂ(H,H)x、Ｂ(H,H)y、Ｂ(H,H)zを用いて、磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzを補正することによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る（ステップＢ１７）。方位角計算部７０２は、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを用いて方位角を計算する（ステップＢ１５）。
上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈおよびＨｉｇｈではないと判定した場合（ステップＢ１６のＮｏ）、補正部７０１は、上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＬｏｗおよびＨｉｇｈであるかを判定する（ステップＢ１８）。上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＬｏｗおよびＨｉｇｈであると判定した場合（ステップＢ１８のＹｅｓ）、補正部７０１は、補正値Ｂ(L,H)x、Ｂ(L,H)y、Ｂ(L,H)zを用いて、磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzを補正することによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る（ステップＢ１９）。方位角計算部７０２は、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを用いて方位角を計算する（ステップＢ１５）。
上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＬｏｗおよびＨｉｇｈではないと判定した場合（ステップＢ１８のＮｏ）、補正部７０１は、補正値Ｂ(L,L)x、Ｂ(L,L)y、Ｂ(L,L)zを用いて、磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzを補正することによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る（ステップＢ２０）。方位角計算部７０２は、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを用いて方位角を計算する（ステップＢ１５）。
次に、補正値を得るためのキャリブレーションについて説明する。
図１０は、キャリブレーションアプリケーション２０５の構成を示すブロック図である。
図１０は、キャリブレーションアプリケーション２０５の構成を示すブロック図である。
キャリブレーションアプリケーション２０５は、表示処理部８０１、補正値演算部８０２、補正テーブル更新部８０３等を有する。
表示処理部８０１は、ユーザへの通知やユーザへの指示等のメッセージを表示する処理を行う。補正値演算部８０２は、上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力および磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzに基づいて、補正値Ｂ(H,L)x、Ｂ(H,L)y、Ｂ(H,L)z、Ｂ(H,H)x、Ｂ(H,H)y、Ｂ(H,H)z、Ｂ(L,H)x、Ｂ(L,H)y、Ｂ(L,H)z、Ｂ(L,L)x、Ｂ(L,L)y、Ｂ(L,L)zを演算する。補正テーブル更新部８０３は、補正値演算部８０２によって演算された補正値に基づいて、補正テーブル７１０内の各補正値群内の複数の補正値を更新する。
図１１に示すように、表示処理部８０１は、ユーザに、キャリブレーションが開始されることを通知するためにディスプレイ１２に“Calibration Start”を表示する処理を行う。また、表示処理部８０１は、ユーザに竜頭３０１を動かさないよう通知するために、 “Please keep the winding crown”のメッセージをディスプレイ１２に表示する処理を行う。なお、ディスプレイ１２に表示される背景色は、例えばベージュである。
現在の上方磁気センサ３０３Ａの出力がＨｉｇｈ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈであったとする。表示処理部８０１は、上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力を複数回読み出すことによって、竜頭３０１が回転状態に無いことを確認する。
竜頭３０１が回転状態に無いことが確認されると、表示処理部８０１は、ユーザに４回中の１回目のキャリブレーションが行われることを通知するために、“Calibration (1/4)”のメッセージをディスプレイ１２に表示する処理を行う。表示処理部８０１は、スマートウォッチ１０を８の字回転動作をさせることを指示するために、図１２に示すように、および“Please move the watch.”のメッセージとイラスト９０１をディスプレイ１２に表示する処理を行う。
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ1の時のｘ軸ホール素子６０１ｘによって測定された磁束密度Ｂxθ1と、方位角θ1＋１８０゜の時のｘ軸ホール素子６０１ｘによって測定された磁束密度Ｂxθ1+180゜とから（１－１）式を用いて、補正値Ｂ(H,H)xを演算する。
Ｂ(H,H)x＝（Bθ1＋Bθ1+180°）／２ …(１－１)
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ1の時のｙ軸ホール素子６０１ｙによって測定された磁束密度Ｂyθ1と、方位角θ1＋１８０゜の時のｙ軸ホール素子６０１yによって測定された磁束密度Ｂyθ1+180゜とから（２－１）式を用いて、補正値Ｂ(H,H)yを演算する。
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ1の時のｙ軸ホール素子６０１ｙによって測定された磁束密度Ｂyθ1と、方位角θ1＋１８０゜の時のｙ軸ホール素子６０１yによって測定された磁束密度Ｂyθ1+180゜とから（２－１）式を用いて、補正値Ｂ(H,H)yを演算する。
Ｂ(H,H)y＝（Bθ1＋Bθ1+180°）／２ …(２－１)
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ1の時のｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂzθ1と、方位角θ1＋１８０゜の時のｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂzθ1+180゜とから（３－１）式を用いて、補正値Ｂ(H,H)zを演算する。
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ1の時のｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂzθ1と、方位角θ1＋１８０゜の時のｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂzθ1+180゜とから（３－１）式を用いて、補正値Ｂ(H,H)zを演算する。
Ｂ(H,H)z＝（Bθ1＋Bθ1+180°）／２ …(３－１)
補正テーブル更新部８０３は、補正値演算部８０２によって演算された補正値に基づいて、主メモリ１０３および不揮発性メモリ１０５内の補正テーブル７１０内の補正値Ｂ(H,H)x、Ｂ(H,H)y、Ｂ(H,H)zを更新する。
補正テーブル更新部８０３は、補正値演算部８０２によって演算された補正値に基づいて、主メモリ１０３および不揮発性メモリ１０５内の補正テーブル７１０内の補正値Ｂ(H,H)x、Ｂ(H,H)y、Ｂ(H,H)zを更新する。
表示処理部８０１は、背景が緑色になるまでユーザに竜頭を回転させることを指示するために、図１３に示すように、ディスプレイ１２に“Please rotate the wining crown till the background becomes green.”を表示する処理を行う。この時の、ディスプレイ１２内の背景色は、ベージュである。
表示処理部８０１は、上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力を確認する。上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力の組み合わせがキャリブレーション済みではない組み合わせになったら、背景色を例えば緑色に変える。例えば、現在の上方磁気センサ３０３Ａの出力がＨｉｇｈ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＬｏｗになったら、表示処理部８０１は、ディスプレイ１２の背景色を緑色にする。そして、表示処理部８０１は、ユーザに、竜頭をこれ以上回転させないよう指示するために、図１４に示すように、“Please keep the winding crown”のメッセージをディスプレイ１２に表示する処理を行う。また、表示処理部８０１は、ユーザにキャリブレーションを行うことを通知するために、図１４に示すように、“Calibration”のメッセージをディスプレイ１２に表示する処理を行う。
ユーザが背景色の変化やメッセージ気付かずに、さらに竜頭３０１を回転して、上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力の組み合わせがキャリブレーション済みの組み合わせになった場合、表示処理部８０１は、背景色をベージュにし、図１３に示すメッセージを表示させる。
表示処理部８０１は、４回中の２回目のキャリブレーションが行われることを通知するために、図１５に示すように、“Calibration (2/4)”のメッセージをディスプレイ１２に表示する処理を行う。表示処理部８０１は、ユーザにスマートウォッチ１０を８の字回転動作をさせることを指示するために、図１５に示すように、“Please move the watch.”のメッセージとイラスト９０２をディスプレイ１２に表示する処理を行う。
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ2の時のｘ軸ホール素子６０１ｘによって測定された磁束密度Ｂxθ2と、方位角θ2＋１８０゜の時のｘ軸ホール素子６０１ｘによって測定された磁束密度Ｂxθ2+180゜とから（１－２）式を用いて、補正値Ｂ(H,L)xを演算する。
Ｂ(H,L)x＝（Bθ1＋Bθ1+180°）／２ …(１－２)
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ2の時のｙ軸ホール素子６０１ｙによって測定された磁束密度Ｂyθ2と、方位角θ2＋１８０゜の時のｙ軸ホール素子６０１yによって測定された磁束密度Ｂyθ2+180゜とから（２－２）式を用いて、補正値Ｂ(H,L)yを演算する。
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ2の時のｙ軸ホール素子６０１ｙによって測定された磁束密度Ｂyθ2と、方位角θ2＋１８０゜の時のｙ軸ホール素子６０１yによって測定された磁束密度Ｂyθ2+180゜とから（２－２）式を用いて、補正値Ｂ(H,L)yを演算する。
Ｂ(H,L)y＝（Bθ2＋Bθ2+180°）／２ …(２－２)
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ2の時のｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂzθ2と、方位角θ2＋１８０゜の時のｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂzθ2+180゜とから（３－２）式を用いて、補正値Ｂ(H,L)zを演算する。
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ2の時のｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂzθ2と、方位角θ2＋１８０゜の時のｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂzθ2+180゜とから（３－２）式を用いて、補正値Ｂ(H,L)zを演算する。
Ｂ(H,L)z＝（Bθ2＋Bθ2+180°）／２ …(３－２)
補正テーブル更新部８０３は、補正値演算部８０２によって演算された補正値に基づいて、主メモリ１０３および不揮発性メモリ１０５内の補正テーブル７１０内の補正値Ｂ(H,L)x、Ｂ(H,L)y、Ｂ(H,L)zを更新する。
補正テーブル更新部８０３は、補正値演算部８０２によって演算された補正値に基づいて、主メモリ１０３および不揮発性メモリ１０５内の補正テーブル７１０内の補正値Ｂ(H,L)x、Ｂ(H,L)y、Ｂ(H,L)zを更新する。
表示処理部８０１は、背景が緑色になるまでユーザに竜頭を回転させることを指示するために、図１３に示すように、ディスプレイ１２に“Please rotate the wining crown till the background becomes green.”を表示する処理を行う。
表示処理部８０１は、上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力を確認する。上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力の組み合わせがキャリブレーション済みではない組み合わせになったら、背景色を例えば緑色に変える。例えば、現在の上方磁気センサ３０３Ａの出力がＬｏｗ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＬｏｗになったら、ディスプレイ１２の背景色を緑色にする。そして、表示処理部８０１は、ユーザに、竜頭をこれ以上回転させないよう指示するために、図１４に示すように、“Please keep the winding crown”のメッセージをディスプレイ１２に表示する処理を行う。また、表示処理部８０１は、ユーザにキャリブレーションを行うことを通知するために、図１４に示すように、“Calibration”のメッセージをディスプレイ１２に表示する処理を行う。
ユーザが背景色の変化やメッセージ気付かずに、さらに竜頭３０１を回転して上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力の組み合わせがキャリブレーション済みの組み合わせになった場合、表示処理部８０１は、背景色をベージュにし、図１３に示すメッセージを表示させる。
表示処理部８０１は、４回中の３回目のキャリブレーションが行われることを通知するために、図１６に示すように、“Calibration (3/4)”のメッセージをディスプレイ１２に表示する処理を行う。この時、ディスプレイ１２内の背景色は、緑以外の色である色（例えばベージュ）にする。表示処理部８０１は、ユーザにスマートウォッチ１０を８の字回転動作をさせることを指示するために、図１６に示すように、“Please move the watch.”のメッセージとイラスト９０３をディスプレイ１２に表示する処理を行う。
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ3の時のｘ軸ホール素子６０１ｘによって測定された磁束密度Ｂxθ3と、方位角θ3＋１８０゜の時のｘ軸ホール素子６０１ｘによって測定された磁束密度Ｂxθ3+180゜とから（１－３）式を用いて、補正値Ｂ(L,L)xを演算する。
Ｂ(L,L)x＝（Bθ1＋Bθ1+180°）／２ …(１－３)
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ3の時のｙ軸ホール素子６０１ｙによって測定された磁束密度Ｂyθ3と、方位角θ3＋１８０゜の時のｙ軸ホール素子６０１yによって測定された磁束密度Ｂyθ3+180゜とから（２－３）式を用いて、補正値Ｂ(L,L)yを演算する。
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ3の時のｙ軸ホール素子６０１ｙによって測定された磁束密度Ｂyθ3と、方位角θ3＋１８０゜の時のｙ軸ホール素子６０１yによって測定された磁束密度Ｂyθ3+180゜とから（２－３）式を用いて、補正値Ｂ(L,L)yを演算する。
Ｂ(L,L)y＝（Bθ3＋Bθ3+180°）／２ …(２－３)
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ3の時のｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂzθ3と、方位角θ3＋１８０゜の時のｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂzθ3+180゜とから（３－３）式を用いて、補正値Ｂ(L,L)zを演算する。
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ3の時のｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂzθ3と、方位角θ3＋１８０゜の時のｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂzθ3+180゜とから（３－３）式を用いて、補正値Ｂ(L,L)zを演算する。
Ｂ(L,L)z＝（Bθ3＋Bθ3+180°）／２ …(３－３)
補正テーブル更新部８０３は、補正値演算部８０２によって演算された補正値に基づいて、主メモリ１０３および不揮発性メモリ１０５内の補正テーブル７１０内の補正値Ｂ(L,L)x、Ｂ(L,L)y、Ｂ(L,L)zを更新する。
補正テーブル更新部８０３は、補正値演算部８０２によって演算された補正値に基づいて、主メモリ１０３および不揮発性メモリ１０５内の補正テーブル７１０内の補正値Ｂ(L,L)x、Ｂ(L,L)y、Ｂ(L,L)zを更新する。
表示処理部８０１は、背景が緑色になるまでユーザに竜頭を回転させることを指示するために、図１３に示すように、ディスプレイ１２に“Please rotate the wining crown till the background becomes green.”を表示する処理を行う。
表示処理部８０１は、上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力を確認する。上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力の組み合わせがキャリブレーション済みではない組み合わせになったら、背景色を例えば緑色に変える。例えば、現在の上方磁気センサ３０３Ａの出力がＬｏｗ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈになったら、ディスプレイ１２の背景色を緑色にする。そして、表示処理部８０１は、ユーザに、竜頭をこれ以上回転させないよう指示するために、図１４に示すように、“Please keep the winding crown”のメッセージをディスプレイ１２に表示する処理を行う。また、表示処理部８０１は、ユーザにキャリブレーションを行うことを通知するために、図１４に示すように、“Calibration”のメッセージをディスプレイ１２に表示する処理を行う。
ユーザが背景色の変化やメッセージ気付かずに、さらに竜頭３０１を回転して、上方磁気センサ３０３Ａおよび下方磁気センサ３０３Ｂの出力の組み合わせがキャリブレーション済みの組み合わせになった場合、表示処理部８０１は、背景色をベージュにし、図１３に示すメッセージを表示させる。
表示処理部８０１は、４回中の４回目のキャリブレーションが行われることを通知するために、図１７に示すように、“Calibration (4/4)” のメッセージをディスプレイ１２に表示する処理を行う。この時、ディスプレイ１２内の背景色は、緑以外の色である色（例えばベージュ）にする。表示処理部８０１は、ユーザにスマートウォッチ１０を８の字回転動作をさせることを通知するために、図１７に示すように、 “Please move the watch.”のメッセージとイラスト９０４をディスプレイ１２に表示する処理を行う。
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ4の時のｘ軸ホール素子６０１ｘによって測定された磁束密度Ｂxθ4と、方位角θ4＋１８０゜の時のｘ軸ホール素子６０１ｘによって測定された磁束密度Ｂxθ4+180゜とから（１－４）式を用いて、補正値Ｂ(L,H)xを演算する。
Ｂ(L,H)x＝（Bθ1＋Bθ1+180°）／２ …(１－４)
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ4の時のｙ軸ホール素子６０１ｙによって測定された磁束密度Ｂyθ4と、方位角θ4＋１８０゜の時のｙ軸ホール素子６０１yによって測定された磁束密度Ｂyθ4+180゜とから（２－４）式を用いて、補正値Ｂ(L,H)yを演算する。
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ4の時のｙ軸ホール素子６０１ｙによって測定された磁束密度Ｂyθ4と、方位角θ4＋１８０゜の時のｙ軸ホール素子６０１yによって測定された磁束密度Ｂyθ4+180゜とから（２－４）式を用いて、補正値Ｂ(L,H)yを演算する。
Ｂ(L,H)y＝（Bθ4＋Bθ4+180°）／２ …(２－４)
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ4の時のｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂzθ4と、方位角θ4＋１８０゜の時のｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂzθ4+180゜とから（３－４）式を用いて、補正値Ｂ(L,H)zを演算する。
補正値演算部８０２は、任意の方位角θ4の時のｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂzθ4と、方位角θ4＋１８０゜の時のｚ軸ホール素子６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂzθ4+180゜とから（３－４）式を用いて、補正値Ｂ(L,H)zを演算する。
Ｂ(L,H)z＝（Bθ4＋Bθ4+180°）／２ …(３－４)
補正テーブル更新部８０３は、補正値演算部８０２によって演算された補正値に基づいて、主メモリ１０３および不揮発性メモリ１０５内の補正テーブル７１０内の補正値Ｂ(L,H)x、Ｂ(L,H)y、Ｂ(L,H)zを更新する。
補正テーブル更新部８０３は、補正値演算部８０２によって演算された補正値に基づいて、主メモリ１０３および不揮発性メモリ１０５内の補正テーブル７１０内の補正値Ｂ(L,H)x、Ｂ(L,H)y、Ｂ(L,H)zを更新する。
以上で、キャリブレーションが終了する。
なお、補正部７０１は、補正テーブル７１０に格納されている複数の補正値および感度情報テーブルに格納されている感度比を補正するための複数の感度情報を用いて磁束密度を補正しても良い。図１８は、補正テーブルの構造の例を示す図である。感度情報テーブルには、上方磁気センサ３０３Ａの検出信号と下方磁気センサ３０３Ｂの検出信号との組み合わせに応じた複数の感度情報群が格納されている。本実施形態の場合、上方磁気センサ３０３Ａの検出信号と下方磁気センサ３０３Ｂの検出信号との組み合わせは４通りなので、４つの感度情報群が感度情報テーブルに格納されている。
補正部７０１は、補正テーブル７１０に格納されている複数の補正値、および感度情報テーブルに格納されている複数の感度情報を用いて、磁束密度Ｂx、Ｂy、Ｂzを補正する。感度情報テーブルは、不揮発性メモリ１０５に格納されているが、電子コンパスドライバの実行時に主メモリ１０３にロードされる。
第１の感度情報群は、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＨｉｇｈ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＬｏｗの時に磁束密度Ｂx、Ｂy、ＢZを補正するための複数の感度情報値Ａ(H,L)x、Ａ(H,L)y、Ａ(H,L)zを含む。
第２の感度情報群は、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＨｉｇｈ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈの時に磁束密度Ｂx、Ｂy、ＢZを補正するための複数の感度情報値Ａ(H,H)x、Ａ(H,H)y、Ａ(H,H)zを含む。
第３の感度情報群は、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＬｏｗ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈの時に磁束密度Ｂx、Ｂy、ＢZを補正するための複数の感度情報値Ａ(L,H)x、Ａ(L,H)y、Ａ(L,H)zを含む。
第４の感度情報群は、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＬｏｗ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＬｏｗの時に磁束密度Ｂx、Ｂy、ＢZを補正するための複数の感度情報値Ａ(L,L)x、Ａ(L,L)y、Ａ(L,L)zを含む。
Ａ(A,B)x（A =H or L,B=H or L）は、磁束密度Ｂxを補正するための感度情報である。Ａ(A,B)yは、磁束密度Ｂyを補正するための感度情報である。Ａ(A,B)zは、磁束密度Ｂzを補正するための感度情報である。括弧内のＡは、上方磁気センサ３０３Ａの出力を示し、また括弧内のＢは下方磁気センサ３０３Ｂの出力を示す。Ｈは出力がＨｉｇｈであることを示し、Ｌは出力がＬｏｗであることを示す。
上方磁気センサ３０３Ａの出力がＬｏｗ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＬｏｗの場合、補正部７０１は、以下の計算を行うことによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る。
Ｂxnorm＝｛Ｂx－Ｂ(H,L)x｝／Ａ(H,L)x
Ｂynorm＝｛Ｂy－Ｂ(H,L)y｝／Ａ(H,L)y
Ｂznorm＝｛Ｂz－Ｂ(H,L)z｝／Ａ(H,L)z
また、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＨｉｇｈ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈの場合、補正部７０１は、以下の計算を行うことによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る。
Ｂynorm＝｛Ｂy－Ｂ(H,L)y｝／Ａ(H,L)y
Ｂznorm＝｛Ｂz－Ｂ(H,L)z｝／Ａ(H,L)z
また、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＨｉｇｈ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈの場合、補正部７０１は、以下の計算を行うことによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る。
Ｂxnorm＝｛Ｂx－Ｂ(H,H)x｝／Ａ(H,H)x
Ｂynorm＝｛Ｂy－Ｂ(H,H)y｝／Ａ(H,H)y
Ｂznorm＝｛Ｂz－Ｂ(H,H)z｝／Ａ(H,H)z
また、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＬｏｗ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈの場合、補正部７０１は、以下の計算を行うことによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る。
Ｂynorm＝｛Ｂy－Ｂ(H,H)y｝／Ａ(H,H)y
Ｂznorm＝｛Ｂz－Ｂ(H,H)z｝／Ａ(H,H)z
また、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＬｏｗ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈの場合、補正部７０１は、以下の計算を行うことによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る。
Ｂxnorm＝｛Ｂx－Ｂ(L,H)x｝／Ａ(L,H)x
Ｂynorm＝｛Ｂy－Ｂ(L,H)y｝／Ａ(L,H)y
Ｂznorm＝｛Ｂz－Ｂ(L,H)z｝／Ａ(L,H)z
また、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＬｏｗ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＬｏｗの場合、補正部７０１は、以下の計算を行うことによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る。
Ｂynorm＝｛Ｂy－Ｂ(L,H)y｝／Ａ(L,H)y
Ｂznorm＝｛Ｂz－Ｂ(L,H)z｝／Ａ(L,H)z
また、上方磁気センサ３０３Ａの出力がＬｏｗ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＬｏｗの場合、補正部７０１は、以下の計算を行うことによって、補正磁束密度Ｂxnorm、Ｂynorm、Ｂznormを得る。
Ｂxnorm＝｛Ｂx－Ｂ(L,L)x｝／Ａ(L,L)x
Ｂynorm＝｛Ｂy－Ｂ(L,L)y｝／Ａ(L,L)y
Ｂznorm＝｛Ｂz－Ｂ(L,L)z｝／Ａ(L,L)z
なお、感度情報は、キャリブレーション時に演算される。
Ｂynorm＝｛Ｂy－Ｂ(L,L)y｝／Ａ(L,L)y
Ｂznorm＝｛Ｂz－Ｂ(L,L)z｝／Ａ(L,L)z
なお、感度情報は、キャリブレーション時に演算される。
上方磁気センサ３０３Ａの出力がＨｉｇｈ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＬｏｗの場合の感度情報Ａ(H,L)x、Ａ(H,L)y、Ａ(H,L)zは、補正値Ｂ(H,L)x、Ｂ(H,L)y、Ｂ(H,L)zと、任意の方位角θ1の時の各ホール素子６０１ｘ、６０１ｙ、６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂxθ1，Ｂyθ1，Ｂzθ1と、方位角θ1＋９０゜の時の各ホール素子６０１ｘ、６０１ｙ、６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂxθ1+90゜，Ｂyθ1+90゜，Ｂzθ1+90゜とから下式を用いて演算される。
上方磁気センサ３０３Ａの出力がＨｉｇｈ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈの場合の感度情報Ａ(H,H)x、Ａ(H,H)y、Ａ(H,H)zは、補正値Ｂ(H,H)x、Ｂ(H,H)y、Ｂ(H,H)zと、任意の方位角θ2の時の各ホール素子６０１ｘ、６０１ｙ、６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂxθ2，Ｂyθ2，Ｂzθ2と、方位角θ2＋９０゜の時の各ホール素子６０１ｘ、６０１ｙ、６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂxθ2+90゜，Ｂyθ2+90゜，Ｂzθ2+90゜とから下式を用いて演算される。
上方磁気センサ３０３Ａの出力がＨｉｇｈ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＨｉｇｈの場合の感度情報Ａ(L,H)x、Ａ(L,H)y、Ａ(L,H)zは、補正値Ｂ(L,H)x、Ｂ(L,H)y、Ｂ(L,H)zと、任意の方位角θ3の時の各ホール素子６０１ｘ、６０１ｙ、６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂxθ3，Ｂyθ3，Ｂzθ3と、方位角θ3＋９０゜の時の各ホール素子６０１ｘ、６０１ｙ、６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂxθ3+90゜，Ｂyθ3+90゜，Ｂzθ3+90゜とから下式を用いて演算される。
上方磁気センサ３０３Ａの出力がＬｏｗ、下方磁気センサ３０３Ｂの出力がＬｏｗの場合の感度情報Ａ(L,L)x、Ａ(L,L)y、Ａ(L,L)zは、補正値Ｂ(L,L)x、Ｂ(L,L)y、Ｂ(L,L)zと、任意の方位角θ4の時の各ホール素子６０１ｘ、６０１ｙ、６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂxθ4，Ｂyθ4，Ｂzθ4と、方位角θ4＋９０゜の時の各ホール素子６０１ｘ、６０１ｙ、６０１ｚによって測定された磁束密度Ｂxθ4+90゜，Ｂyθ4+90゜，Ｂzθ4+90゜とから下式を用いて演算される。
本実施形態の電子機器によれば、電子式竜頭４１の磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂからの出力の組み合わせに応じた複数の補正値を用いて電子コンパス１１１による複数の測定値を補正することで、電子コンパス１１１による複数の測定値を容易に補正することができ、計算される方位角の精度を高めることが可能になる。
また、方位角を利用するアプリケーションの非起動時は磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂからの出力の組み合わせを判定しなくても良い。方位角を利用するアプリケーションの起動時に複数の補正値群から補正値群を選択して、電子コンパス１１１による複数の測定値を容易に補正することができる。また、磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂからの出力の組み合わせが変化した際は、複数の補正値群から磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂからの出力に応じた補正値群を再選択することによって、正しい補正値を用いることが可能になる。
なお、本実施形態の電子式竜頭４１は、２個の磁気センサ３０３Ａ，３０３Ｂを有している。しかし、電子式竜頭４１が、１個または３個以上の磁気センサを有していても良い。
本実施形態の電子コンパスドライバ２０３による補正処理の手順はソフトウェア（プログラム）によって実現することができるので、このソフトウェアを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を通じてこのソフトウェアを通常のコンピュータにインストールして実行することにより、本実施形態と同様の効果を容易に実現することができる。
ここで説明したシステムの様々なモジュールは、ソフトウェアアプリケーション、ハードウェアおよび／またはソフトウェアのモジュール、あるいは、サーバのような１つ以上のコンピュータ上のコンポーネントとして実現することができる。様々なモジュールを別々に示したが、これらは、同一の根本的なロジックまたはコードのいくつかまたはすべてを共有することが可能である。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Claims (9)
- 本体と、
ユーザの操作に応じて回転する操作部と、前記本体内に設けられた前記操作部の回転に応じて回転する磁石と、前記本体内に設けられた１以上の第１の磁気センサとを有するセンサであって、前記１以上の第１の磁気センサは各第１の磁気センサに近接する前記磁石の磁極に応じた１以上の検出信号を出力する、センサと、
前記本体内に設けられた複数の方向の磁束密度を測定するための複数の第２の磁気センサを有する電子コンパスと、
前記複数の第２の磁気センサによって測定された複数の測定値を前記１以上の検出信号の第１の組み合わせに応じた複数の第１の補正値を用いて補正する補正手段と
前記補正された複数の第１の測定値に基づいて、方位角を計算する計算手段と
を具備する電子機器。 - 前記１以上の検出信号の１以上の組み合わせに対応する、それぞれが複数の補正値を有する複数の補正値群が格納されるメモリを更に具備し、
前記補正手段は、前記複数の補正値群から前記第１の組み合わせに対応する第１の補正値群を選択し、前記第１の補正値群に含まれる前記複数の第１の補正値を用いて前記複数の測定値を補正する
請求項１に記載の電子機器。 - 前記方位角を利用するアプリケーションを実行するプロセッサを更に具備し、
前記アプリケーションの起動時に、前記補正手段は、前記第１の補正値群を選択する
請求項２に記載の電子機器。 - 前記アプリケーションの実行中に、前記複数の検出信号の組み合わせが、前記第１の組み合わせから第２の組み合わせに変わった場合、前記補正手段は、前記複数の補正値群から前記第２の組み合わせに対応する第２の補正値群を選択するように構成され、前記第１の補正値群に含まれる前記複数の第１の補正値を用いて前記複数の測定値を補正するように構成されている
請求項３に記載の電子機器。 - 前記複数の補正値群に含まれる複数の補正値を更新するキャリブレーション手段を更に具備する請求項２に記載の電子機器。
- 現在位置を測定するＧＰＳモジュールと、
前記現在位置と、前記方位角とに応じて前記ユーザを目的地に誘導するナビゲーション手段を更に具備する請求項１に記載の電子機器。 - 前記ユーザに時刻を提示する時計手段を更に具備する
請求項１に記載の電子機器。 - 前記本体を、ユーザの腕に装着可能にするベルトを更に具備する
請求項１に記載の電子機器。 - 本体と、ユーザの操作に応じて回転する操作部と、前記本体内に設けられた前記操作部の回転に応じて回転する磁石と、前記本体内に設けられた１以上の第１の磁気センサとを有するセンサであって、前記１以上の第１の磁気センサは各第１の磁気センサに近接する前記磁石の磁極に応じた１以上の検出信号を出力する、センサと、前記本体内に設けられた複数の方向の磁束密度を測定するための複数の第２の磁気センサを有する電子コンパスとを具備する電子機器の制御方法であって、
前記複数の第２の磁気センサによって測定された複数の測定値を前記１以上の検出信号の第１の組み合わせに応じた複数の第１の補正値を用いて補正することと、
前記補正された複数の第１の測定値に基づいて、方位角を計算することと
を含む制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2014/069064 WO2016009529A1 (ja) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 電子機器および制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2014/069064 WO2016009529A1 (ja) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 電子機器および制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016009529A1 true WO2016009529A1 (ja) | 2016-01-21 |
Family
ID=55078046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2014/069064 WO2016009529A1 (ja) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 電子機器および制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2016009529A1 (ja) |
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-
2014
- 2014-07-17 WO PCT/JP2014/069064 patent/WO2016009529A1/ja active Application Filing
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