(57)【要約】【課題】電子式方位計において２点補正などの較正処理を比較的容易に且つ精度良く行えるようにすることである。【解決手段】第１のスイッチ入力があった際に、地磁気検出手段から出力されている前記第１と第２のデータを記憶させる第１の記憶制御手段（ステップＳ２４）と、第１のスイッチ入力時に前記方位表示手段が指し示していた方位を算出して記憶させる方位記憶制御手段（ステップＳ２５）と、第１のスイッチ入力の後で、第２のスイッチ入力の待機中に、機器本体が回転されても前記記憶されている方位が指し示されるように方位表示手段を制御する特定方位指示制御手段（Ｓ２７，Ｓ２８）とを備える。そして、第１のスイッチ入力時と第２のスイッチ入力時に取得したデータから補正データを求める（Ｓ３１）構成とした。【選択図】図９
2010197123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地磁気の第１方向の成分及びこの第１方向と交差する第２方向の成分の強さに応じた第１と第２のデータを出力する地磁気検出手段と、
方位を指し示して表示する方位表示手段と、
第１のスイッチ入力があった際に、前記地磁気検出手段から出力されている前記第１と第２のデータを記憶させる第１の記憶制御手段と、
前記第１のスイッチ入力時に前記方位表示手段が指し示していた方位を、前記地磁気検出手段から出力された第１と第２のデータに基づき算出して記憶させる方位記憶制御手段と、
第２のスイッチ入力があった際に、前記地磁気検出手段から出力されている第１と第２のデータを記憶させる第２の記憶制御手段と、
前記第１のスイッチ入力の後で、前記第２のスイッチ入力の待機中に、機器本体が回転されても、前記方位記憶制御手段によって記憶されている前記方位から決定される特定方位を前記方位表示手段が指し示すように、当該方位表示手段を制御する特定方位指示制御手段と、
前記第１と第２の記憶制御手段により記憶されたデータに基づき補正データを求める補正値算出手段と、
この補正値算出手段で前記補正データが求められた後、前記地磁気検出手段から出力された第１と第２のデータを前記補正データに基づいて補正して、補正された前記第１と第２のデータに基づき方位を求める方位算出手段と、
を備えていることを特徴とする電子式方位計。
【請求項２】
前記第２のスイッチ入力の待機中に前記方位表示手段により指し示される前記特定方位は、前記第１のスイッチ入力時に前記方位表示手段が指し示していた方位と、同一の方位であることを特徴とする請求項１記載の電子式方位計。
【請求項３】
前記第２のスイッチ入力の待機中に前記方位表示手段により指し示される前記特定方位は、前記第１のスイッチ入力時に前記方位表示手段が指し示していた方位から１８０°回転させた方位であることを特徴とする請求項１記載の電子式方位計。
【請求項４】
前記第１のスイッチ入力の待機中から前記第１のスイッチ入力の際まで、前記方位表示手段によって機器本体上の所定の基準位置が指し示されるように当該方位表示手段を制御する基準位置指示制御手段を、
さらに備えていることを特徴とする請求項１記載の電子式方位計。
【請求項５】
所定の操作入力により補正モードに移行する補正開始制御手段と、
前記補正モードに移行したら機器本体を一定の方向に向けた状態で前記第１のスイッチ入力を行うよう指示するための通知を行って前記第１のスイッチ入力が行われるのを待機する第１スイッチ入力待機手段と、
前記第１のスイッチ入力がなされたら機器本体を１８０°回転させて前記第２のスイッチ入力を行うよう指示するための通知を行って前記第２のスイッチ入力が行われるのを待機する第２スイッチ入力待機手段と、
前記第２のスイッチ入力があって前記補正値算出手段により前記補正データが求められたら前記補正モードを解除する補正終了制御手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の電子式方位計。
【請求項６】
前記方位表示手段は、方位を回転可能な指針により指し示して表示する構成であることを特徴とする請求項１記載の電子式方位計。
【請求項７】
前記方位表示手段は、方位をセグメント表示又はドット表示により指し示して表示する構成であることを特徴とする請求項１記載の電子式方位計。
【請求項８】
地磁気の第１方向の成分及びこの第１方向と交差する第２方向の成分の強さに応じた第１と第２のデータを出力する地磁気検出手段と、この地磁気検出手段から出力される第１と第２のデータおよび補正データに基づいて方位を算出する方位算出手段と、方位を指し示して表示する方位表示手段と、を有する電子式方位計の制御部により実行されて前記補正データを求める電子式方位計の方位補正制御方法であって、
所定の操作入力があった場合に補正モードに移行する補正開始制御ステップと、
前記補正モードに移行したら機器本体を一定の方向に向けた状態で前記第１のスイッチ入力を行うよう指示するための通知を行って前記第１のスイッチ入力が行われるのを待機する第１スイッチ入力待機ステップと、
前記第１スイッチ入力の待機中に前記方位表示手段により機器本体上の所定の基準位置が指し示されるように当該方位表示手段を制御する基準位置指示制御ステップと、
前記第１のスイッチ入力がなされた際に、前記地磁気検出手段から出力されている前記第１と第２のデータを記憶部に記憶させる第１の記憶制御ステップと、
前記第１のスイッチ入力時に前記方位表示手段が指し示していた方位を、前記地磁気検出手段から出力された前記第１と第２のデータに基づき算出して記憶部に記憶させる方位記憶制御ステップと、
前記第１のスイッチ入力がなされたら機器本体を１８０°回転させて前記第２のスイッチ入力を行うよう指示するための通知を行って前記第２のスイッチ入力が行われるのを待機する第２スイッチ入力待機ステップと、
前記第２のスイッチ入力の待機中に、機器本体が回転されても、前記方位表示手段により前記方位記憶制御ステップによって記憶されている特定方位が指し示されるように、当該方位表示手段を制御する特定方位指示制御ステップと、
前記第２スイッチ入力があった際に、前記地磁気検出手段から出力されている第１と第２のデータを記憶部に記憶させる第２の記憶制御ステップと、
前記第１と第２の記憶制御ステップにより記憶されたデータに基づき前記補正データを求める補正値算出ステップと、
前記第２スイッチの入力後に前記補正モードを解除する補正終了制御ステップと、
を有することを特徴とする電子式方位計の方位補正制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、補正機能を備えた電子式方位計およびその方位補正制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、電気的に地磁気を検出する磁気センサにより方位を検出し、指針を電気的に駆動したり表示出力を行ったりして方位を指し示す電子式方位計が知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、このような電子式方位計では、使用場所の磁気環境や電子方位計自体の着磁などによって測定誤差が生じるため、このような測定誤差を２点補正と呼ばれる較正方法によって補正する技術が提案されている（例えば特許文献２）。
【０００４】
２点補正は、先ず、電子式方位計の機器本体を水平面上で一定の方向に向けた状態で、１回目の磁気センサの出力を取り込み、次いで、機器本体を水平面上で上記方向から１８０°回転させた状態にして、磁気センサの２回目の出力取込みを行い、これら２回の出力から測定誤差を発生させる磁気センサの出力オフセットを求めるものである。そして、この出力オフセットの値を用いて磁気センサの測定誤差を補正することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３１６６８９号公報
【特許文献２】特許第３４６７７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような２点補正を行うには、機器本体を一定方向に向けて１回目の磁気センサの出力を取り込んだ後、２回目の出力を取り込む前に、ユーザが機器本体を１８０°回転させなければならない。
【０００７】
この機器本体を１８０°回転させる操作は、例えば、機器本体を水平なところに置き、回転角度の基準となる目印線などを設けて行ったりしないと、精度良く行うことが困難なものであった。そのため、例えばユーザが機器本体を手に持った状態や、腕に装着したままの状態では、正確な２点補正の操作を容易に行うことができないという課題があった。
【０００８】
この発明の目的は、電子式方位計において２点補正などの較正処理を比較的容易に精度良く行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
地磁気の第１方向の成分及びこの第１方向と交差する第２方向の成分の強さに応じた第１と第２のデータを出力する地磁気検出手段と、
方位を指し示して表示する方位表示手段と、
第１のスイッチ入力があった際に、前記地磁気検出手段から出力されている前記第１と第２のデータを記憶させる第１の記憶制御手段と、
前記第１のスイッチ入力時に前記方位表示手段が指し示していた方位を、前記地磁気検出手段から出力された第１と第２のデータに基づき算出して記憶させる方位記憶制御手段と、
第２のスイッチ入力があった際に、前記地磁気検出手段から出力されている第１と第２のデータを記憶させる第２の記憶制御手段と、
前記第１のスイッチ入力の後で、前記第２のスイッチ入力の待機中に、機器本体が回転されても、前記方位記憶制御手段によって記憶されている前記方位から決定される特定方位を前記方位表示手段が指し示すように、当該方位表示手段を制御する特定方位指示制御手段と、
前記第１と第２の記憶制御手段により記憶されたデータに基づき補正データを求める補正値算出手段と、
この補正値算出手段で前記補正データが求められた後、前記地磁気検出手段から出力された第１と第２のデータを前記補正データに基づいて補正して、補正された前記第１と第２のデータに基づき方位を求める方位算出手段と、
を備えていることを特徴とする電子式方位計である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の電子式方位計において、
前記第２のスイッチ入力の待機中に前記方位表示手段により指し示される前記特定方位は、前記第１のスイッチ入力時に前記方位表示手段が指し示していた方位と、同一の方位であることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の電子式方位計において、
前記第２のスイッチ入力の待機中に前記方位表示手段により指し示される前記特定方位は、前記第１のスイッチ入力時に前記方位表示手段が指し示していた方位から１８０°回転させた方位であることを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の電子式方位計において、
前記第１のスイッチ入力の待機中から前記第１のスイッチ入力の際まで、前記方位表示手段によって機器本体上の所定の基準位置が指し示されるように当該方位表示手段を制御する基準位置指示制御手段を、
さらに備えていることを特徴としている。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１記載の電子式方位計において、
所定の操作入力により補正モードに移行する補正開始制御手段と、
前記補正モードに移行したら機器本体を一定の方向に向けた状態で前記第１のスイッチ入力を行うよう指示するための通知を行って前記第１のスイッチ入力が行われるのを待機する第１スイッチ入力待機手段と、
前記第１のスイッチ入力がなされたら機器本体を１８０°回転させて前記第２のスイッチ入力を行うよう指示するための通知を行って前記第２のスイッチ入力が行われるのを待機する第２スイッチ入力待機手段と、
前記第２のスイッチ入力があって前記補正値算出手段により前記補正データが求められたら前記補正モードを解除する補正終了制御手段と、
を備えていることを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１記載の電子式方位計において、
前記方位表示手段は、方位を回転可能な指針により指し示して表示する構成であることを特徴としている。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項１記載の電子式方位計において、
前記方位表示手段は、方位をセグメント表示又はドット表示により指し示して表示する構成であることを特徴としている。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、
地磁気の第１方向の成分及びこの第１方向と交差する第２方向の成分の強さに応じた第１と第２のデータを出力する地磁気検出手段と、この地磁気検出手段から出力される第１と第２のデータおよび補正データに基づいて方位を算出する方位算出手段と、方位を指し示して表示する方位表示手段と、を有する電子式方位計の制御部により実行されて前記補正データを求める電子式方位計の方位補正制御方法であって、
所定の操作入力があった場合に補正モードに移行する補正開始制御ステップと、
前記補正モードに移行したら機器本体を一定の方向に向けた状態で前記第１のスイッチ入力を行うよう指示するための通知を行って前記第１のスイッチ入力が行われるのを待機する第１スイッチ入力待機ステップと、
前記第１スイッチ入力の待機中に前記方位表示手段により機器本体上の所定の基準位置が指し示されるように当該方位表示手段を制御する基準位置指示制御ステップと、
前記第１のスイッチ入力がなされた際に、前記地磁気検出手段から出力されている前記第１と第２のデータを記憶部に記憶させる第１の記憶制御ステップと、
前記第１のスイッチ入力時に前記方位表示手段が指し示していた方位を、前記地磁気検出手段から出力された前記第１と第２のデータに基づき算出して記憶部に記憶させる方位記憶制御ステップと、
前記第１のスイッチ入力がなされたら機器本体を１８０°回転させて前記第２のスイッチ入力を行うよう指示するための通知を行って前記第２のスイッチ入力が行われるのを待機する第２スイッチ入力待機ステップと、
前記第２のスイッチ入力の待機中に、機器本体が回転されても、前記方位表示手段により前記方位記憶制御ステップによって記憶されている特定方位が指し示されるように、当該方位表示手段を制御する特定方位指示制御ステップと、
前記第２スイッチ入力があった際に、前記地磁気検出手段から出力されている第１と第２のデータを記憶部に記憶させる第２の記憶制御ステップと、
前記第１と第２の記憶制御ステップにより記憶されたデータに基づき前記補正データを求める補正値算出ステップと、
前記第２スイッチの入力後に前記補正モードを解除する補正終了制御ステップと、
を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に従うと、第２のスイッチ入力の待機中、機器本体が回転される際に、方位表示手段により特定方位が指し示されるように制御されるので、ユーザはこの方位表示手段の指示方向を頼りに機器本体を回転させることで、第１のスイッチ入力時から第２のスイッチ入力時にかけて機器本体を精度良く所定の回転角度で回転させることができる。それにより、正確な補正処理を容易に実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態の電子式方位計の外観を示す平面図である。
【図２】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。
【図３】磁気センサの詳細を示した構成図である。
【図４】磁気センサの出力から求められる検出データと方位との関係を表わすグラフで、（ａ）は出力オフセットがない場合、（ｂ）は出力オフセットを有する場合のグラフである。
【図５】ＣＰＵにより実行される方位計測処理の制御手順を示したフローチャートである。
【図６】２点補正の処理の流れの概要を示した説明図である。
【図７】２点補正の処理の流れに沿った電子式方位計の状態変化を説明する図の前半部分である。
【図８】２点補正の処理の流れに沿った電子式方位計の状態変化を説明する図の後半部分である。
【図９】ＣＰＵにより実行される２点補正モード処理の制御手順を示したフローチャートである。
【図１０】電子式方位計のその他の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態の電子式方位計の外観を示す平面図、図２は、この電子式方位計の全体構成を示すブロック図である。
【００２１】
この実施形態の電子式方位計１００は、時計機能と方位計機能の２つの機能を備えたもので、例えば腕に装着して使用するタイプの機器である。電子式方位計１００には、図１に示すように、その文字板１０１の上に、時と分を指し示す時針１０２および分針１０３と、秒や方位を指し示して表示する秒針１０４とが回転可能な状態に設けられている。また、文字板１０１の一部には液晶表示器などのデジタル表示部１０６が設けられている。さらに、電子式方位計１００の周囲にはユーザから操作指令を入力するための複数の操作ボタンｂ１〜ｂ６が設けられている。
【００２２】
電子式方位計１００は、図２に示すように、地磁気を検出する磁気センサ１と、磁気センサ１の２つの出力電圧ＰＳ１，ＰＳ２の差分を一定比率で増幅する増幅回路５と、増幅回路５の出力電圧Ｖｓをデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路６と、Ａ／Ｄ変換回路６の出力を一次的に記憶するレジスタ７と、機器の全体的な制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）１１と、制御プログラムや制御データを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）１２と、ＣＰＵ１１に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）１３と、上記操作ボタンｂ１〜ｂ６を有するスイッチ入力部１５と、時刻や日付を計数する計数回路１４ｃと、計数回路１４ｃに一定周期の信号を供給する発振回路１４ａおよび分周回路１４ｂと、磁気センサ１にバイアス磁界を発生させるバイアスコイルＣＬ１，ＣＬ２と、これらバイアスコイルＣＬ１，ＣＬ２を駆動するためのコイル駆動回路９および波形合成回路１０とを備えている。
【００２３】
さらに、この電子式方位計１００には、複数の歯車が組み合わされてなり上記の分針１０３および時針１０２を連動させて回転させる輪列機構２３と、輪列機構２３を回転駆動するステップモータ２２およびモータ駆動回路２１と、秒針１０４を独立的に回転駆動するための輪列機構２６、ステップモータ２５およびモータ駆動回路２４と、上述のデジタル表示部１０６を駆動する表示駆動回路２８等が設けられている。
【００２４】
上記の構成のうち、文字板１０１上で秒針１０４を回転駆動する構成により方位表示手段が構成され、磁気センサ１、増幅回路５、バイアスコイルＣＬ１，ＣＬ２によって地磁気検出手段が構成されている。
【００２５】
図３には、磁気センサを詳細に表わした構成図を示す。
【００２６】
磁気センサ１は、基板１ａ上に４個の磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４及び４個のパッドＰｄ１、Ｐｄ２、Ｐｄ３、Ｐｄ４等が形成されてなる。磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４は、各磁気検出方向がそれぞれ相隣接する他の磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の各磁気検出方向と相直交する角度に配設されており、また、この図３における磁気センサ１の上下方向に対して、各検出方向が４５度の傾きを持つように形成されている。これら各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４は、パッドＰｄ１、Ｐｄ２、Ｐｄ３、Ｐｄ４を介してブリッジ回路を形成しており、対向する一組のパッドＰｄ１、Ｐｄ３間には、所定の直流電圧Ｖが印加されている。各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４は、磁界が作用することによりその抵抗値が変化するので、パッドＰｄ１、Ｐｄ３間に所定直流電圧Ｖが印加されている状態で、各磁気抵抗素子に磁界が作用するとその抵抗値が変化しパッドＰｄ２とパッドＰｄ４には、上記の磁界に応じた電圧ＰＳ１，ＰＳ２が発生するようになっている。そして、増幅回路５から出力される上記電圧ＰＳ１，ＰＳ２の差分量を表わす差動増幅出力Ｖｓに基づいて方位が検出されるようになっている。
【００２７】
また、磁気センサ１には、図３および図２に示すように、相互に直交する２つのバイアスコイルＣＬ１、ＣＬ２が巻回されている。バイアスコイルＣＬ１は、流される電流の向きによりこの磁気センサ１の前後方向（各磁気抵抗素子の磁気検出方向と４５°をなす方向）に相反転するバイアス磁界Ｂ１，Ｂ２を発生する。他方のバイアスコイルＣＬ２は、流される電流の向きによりこの磁気センサ１の左右方向（各磁気抵抗素子の磁気検出方向と４５°をなす方向）に相反転するバイアス磁界Ｂ３，Ｂ４を発生する。
【００２８】
図４には、磁気センサの出力から求められる検出データＸ，Ｙと方位との関係を表わしたグラフを示す。同図（ａ）は出力オフセットがない場合、（ｂ）は出力オフセットを有する場合のグラフである。
【００２９】
図４のグラフにおいて、縦軸の“検出データ”は磁気センサ１の差動増幅出力Ｖｓから求められる検出データ、横軸の“角度”は磁気センサ１を水平面上で３６０°回転させた場合の回転角度を示している。また、一方のグラフ線（Ｘ）は、バイアスコイルＣＬ２の通電により測定方向と直交するバイアス磁界Ｂ３，Ｂ４を発生させて求めた検出データＸ、他方のグラフ線（Ｙ）は、バイアスコイルＣＬ１の通電により測定方向に平行なバイアス磁界Ｂ１，Ｂ２を発生させて求めた検出データＹをそれぞれ示している。
【００３０】
ここで、検出データＸは、第１のデータに相当するもので、バイアス磁界Ｂ３を発生させたときの差動増幅出力Ｖｓからバイアス磁界Ｂ４を発生させたときの差動増幅出力Ｖｓを差し引いた電圧値であり、地磁気の測定方向成分の強さに応じた値を示す。また、検出データＹは、第２のデータに相当するもので、バイアス磁界Ｂ１を発生させたときの差動増幅出力Ｖｓからバイアス磁界Ｂ２を発生させたときの差動増幅出力Ｖｓを差し引いた電圧値であり、地磁気の測定方向に直交した方向成分の強さに応じた値を示す。
【００３１】
磁気センサ１にオフセットが全くない場合、磁気センサ１の出力から求められる検出データＸ，Ｙは、図４（ａ）に示すように、計測方位（角度）に応じて正弦波的に変化する。検出データＸは方位角０°で極大値になる一方、検出データＹは方位角９０°で極大値となる。また、検出データＸの振幅と検出データＹの振幅はほぼ等しくすることができる。
【００３２】
従って、任意の計測方位θ１において、磁気センサ１の出力に基づき２つの検出データＸ１，Ｙ１を求めることで、この計測方位θ１を次式（１）のように求めることができる。
θ１  ＝  ｔａｎ−１（Ｙ１／Ｘ１）  ・・・  （１）
【００３３】
しかしながら、現実には、磁気センサ１にはオフセットが生じるため、磁気センサ１の出力から求められる検出データＸ，Ｙは、図４（ｂ）に示すようになる。すなわち、検出データＸ，Ｙは、正弦波的に変化する値にオフセット値ＨＸ，ＨＹが加算された値となる。
【００３４】
このオフセット値ＨＸ，ＨＹは次のようにして求めることができる。すなわち、任意の角度θ２と、そこから１８０°回転させた角度θ３とで２つの検出データＨＹ１，ＨＹ２を求める。そして、これらの相加平均を演算することでオフセット値ＨＹが得られる。検出データＸについてのオフセット値ＨＸも同様に求めることができる。このように任意の角度θ２と、そこから１８０°回転させた角度θ３との２点で磁気センサ１の出力を取得し、これらの出力から上記のオフセット値ＨＸ，ＨＹを求めるのが２点補正処理である。
【００３５】
オフセット値ＨＸ，ＨＹが既知となることで、磁気センサ１の出力から求められた検出データＸ，Ｙからこのオフセット値ＨＸ，ＨＹを差し引くことで、図４（ａ）に示したようなオフセットが除去された補正後の検出データを得ることができる。従って、磁気センサ１にオフセットが生じている場合でも、計測方位θ１を次式（２）のように求めることが可能となる。
θ１  ＝  ｔａｎ−１［（Ｙ１ａ−ＨＹ）／（Ｘ１ａ−ＨＸ）］  ・・・  （２）
【００３６】
次に、上記構成の電子式方位計１００の動作について説明する。
【００３７】
電子式方位計１００には、複数の動作モードとして、時刻を表示する時刻表示モード、方位を計測して表示する方位計測モードが備わっている。また、これらの動作モードに加えて、各種の設定モードが備わっている。設定モードの中には、方位計測の較正処理を行う２点補正モードがある。これらの各動作モードや各設定モードは、ＣＰＵ１１によるスイッチ入力処理によって、ユーザからスイッチ入力部１５（操作ボタンｂ１〜ｂ６）を介して所定の操作指令が入力された場合に切り換えられたりする。時刻表示モードに移行すればＣＰＵ１１により時刻表示処理が実行され、方位計測モードに移行すれば方位計測処理と方位表示処理とが実行される。また、２点補正モードに移行すれば２点補正モード処理が実行される。上記のスイッチ入力処理、時刻表示処理、方位計測処理、方位表示処理、２点補正モード処理は、ＲＯＭ１２に格納された制御プログラムの中に含まれている。
【００３８】
［時刻表示モード］
時刻表示モードでは、時刻表示処理により、ＣＰＵ１１が計数回路１４ｃの計数データや計数動作に基づいてモータ駆動回路２１，２４に所定のパルス出力を行う。それにより、時間の経過に従って時分針１０２，１０３および秒針１０４が回転駆動されて文字板１０１上で時刻が表示される。
【００３９】
［方位計測モード］
方位計測モードでは、ＣＰＵ１１は、短い時間間隔で方位計測処理と方位表示処理とを繰り返し実行する。方位計測処理は、磁気センサ１の出力から方位を求める処理であり、方位表示処理は方位の計測結果に基づいて秒針１０４を常に所定方向を指し示した状態に回転駆動する処理である。先ず、方位計測処理について説明する。
【００４０】
図５には、ＣＰＵ１１により実行される方位計測処理のフローチャートを示す。
【００４１】
方位計測処理が開始されると、ＣＰＵ１１は、バイアスコイルＣＬ１，ＣＬ２に順次順方向と逆方向の電流を流してバイアス磁界Ｂ１〜Ｂ４を発生させていき（ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７）、これらバイアス磁界Ｂ１〜Ｂ４を各々発生させたときに磁気センサ１の差動増幅出力Ｖｓの値をレジスタ７の検出データメモリＶ１〜Ｖ４に格納していく（ステップＳ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８）。
【００４２】
上記のように磁気センサ１から４つの差動増幅出力Ｖｓを取り込んだら、これらから図４に示した検出データＸ，Ｙを算出する。すなわち、検出データＹとして、検出データメモリＶ１とＶ２の値の差を算出する（ステップＳ９）。また、検出データＸとして、検出データメモリＶ３とＶ４の値の差を算出する（ステップＳ１０）。ここで、算出された検出データＸ，Ｙが、図４（ｂ）のグラフに示される検出データとなる。
【００４３】
検出データＸ，Ｙが算出されたら、上述した方位角を求める方程式のうちオフセット値ＨＸ，ＨＹによる補正項を含んだ方程式（数式（２））に検出データＸ，Ｙを代入して方位角Ｄを算出する（ステップＳ１１：方位算出手段）。ここで、オフセット値ＨＸ，ＨＹは、後述する２点補正処理によって、以前に求められてレジスタ７又はＲＡＭ１３に格納されているものである。
【００４４】
次いで、ｔａｎ−１の定数（π）分の不確定さを補うために、「Ｘ−ＨＸ」の正負符号、「Ｙ−ＨＹ」の正負符号に応じて（ステップＳ１２，Ｓ１３）、ステップＳ１１で算出したＤ値を確定的に求める。すなわち、両者が共に正の値であれば、ステップＳ１１で算出したＤ値をそのまま計測結果とし、Ｘ−ＨＸが負の値であればＤ値に１８０°を加算して（ステップＳ１４）、これを計測結果とする。また、Ｘ−ＨＸが正の値でＹ−ＨＹが負の値であればＤ値に３６０°を加算して（ステップＳ１５）、これを計測結果とする。このような処理により、方位角Ｄとして０°〜３６０°の計測結果が得られる。
【００４５】
このようにして算出された方位角Ｄの値は、北を基準として磁気センサ１の測定方向が向いている方位角を示すこととなる。そして、このようにＤ値が算出されたら、この方位計測処理を終了する。方位角Ｄの値は、レジスタ７又はＲＡＭ１３の所定の領域に格納して、この方位計測処理を終了する。
【００４６】
方位計測モードにおいて、方位計測処理が終了するとＣＰＵ１１は方位表示処理を実行する。先ず、方位計測処理によって求められた方位角Ｄに基づいて、秒針１０４が所定方向（例えば北の方向やユーザ指定の方向）を指し示すように、現在の秒針１０４の位置から所定方向までのステップ数を算出する。次いで、ＣＰＵ１１は、モータ駆動回路２４にこのステップ数分のパルス出力を行う。これにより、秒針１０４がステップ駆動されて所定方向を指し示す位置まで移動する。これらに加えて、デジタル表示部１０６に方位角Ｄの値を表示させたりもする。そして、この方位表示処理を終了する。
【００４７】
方位計測モードにおいては、上記の方位計測処理と方位表示処理とが短い時間間隔で繰り返し行われることで、秒針１０４により常に所定方向が指し示されることとなる。
【００４８】
［２点補正モード］
２点補正モードは、操作ボタンｂ１〜ｂ６を介したユーザの操作入力によって移行される。先ず、２点補正モード処理の概要を説明する。
【００４９】
図６には、２点補正モード処理の概要を示す説明図を、図７と図８には、２点補正モード処理の流れに沿った電子式方位計の状態変化を示した説明図を示す。
【００５０】
２点補正モードは方位計測モードの中から移行可能である。なので、ユーザは所定の操作入力を行って方位計測モードに入る（ステップＪ１）。方位計測モードに入ると方位計測が開始されて、例えば、電子式方位計１００が方位角３１５°の向きにあれば、それが計測されて、この計測結果に従った表示出力が行われる。例えば、図７（ａ）に示すように、デジタル表示部１０６に方位角３１５°の表示が行われ、秒針１０４により北の方向が指し示される。時針１０２と分針１０３は現在時刻（８時）を指し示したままの状態となる。
【００５１】
この状態で、ユーザが所定の操作入力を行うと２点補正モードに移行する（ステップＪ３：補正開始制御手段）。２点補正モードの処理が開始されると、図７（ｂ）にも示すように、デジタル表示部１０６に、電子式方位計１００を任意の方向に向けた状態で１回目のボタンを押せという指示内容を表わす「−１−」の通知表示が行われる（ステップＪ４）。それと同時に、秒針１０４が電子式方位計１００の基準位置（例えば００秒の位置）に移動する。
【００５２】
ユーザは、この通知表示に従って、電子式方位計１００を一定方向に向けたまま操作ボタンｂ１を押す。これにより、電子式方位計１００が任意の方位角を向いた状態でＣＰＵ１１により磁気センサ１の１回目の出力が取得される。
【００５３】
１回目の出力が取得されたら、続いて、図７（ｃ）にも示すように、デジタル表示部１０６に、電子式方位計１００を１８０度回転させて２回目のボタンを押せという指示内容を表わす「−２−」の通知表示が行われる（ステップＪ５）。
【００５４】
また、この通知表示の際、電子式方位計１００の内部では方位計測と秒針１０４の駆動制御が行われて、１回目のボタン入力が行われたときに秒針１０４が指し示していた基準位置の方向（特定方向）を、電子式方位計１００の向きが変っても秒針１０４が指し示し続けるように制御される。なので、この「−２−」の通知表示の際に、ユーザが電子式方位計１００を例えば水平面上で９０°回転させると（ステップＪ６）、図８（ｄ）に示すように、秒針１０４は、１回目の操作ボタンｂ１の入力があったときの特定方向を指し続けたままの状態となる。
【００５５】
従って、ユーザは、図８（ｅ）に示すように、秒針１０４の指示方向を頼りに、秒針１０４が文字板１０１の６時位置に重なる状態まで電子式方位計１００を回転させることで、この電子式方位計１００を正確に１８０°回転することができる。そして、このように回転させたらユーザは２回目の操作ボタンｂ１の入力を行う（ステップＪ７）。
【００５６】
２回目の操作ボタンｂ１が押されることで、ＣＰＵ１１により磁気センサ１の２回目の出力が取得される。そして、内部で所定の演算処理が行われて、磁気センサ１のオフセット値ＨＸ，ＨＹが求められる。オフセット値ＨＸ，ＨＹが求められたら、２点補正モード処理は終了して、通常の方位計測モードに戻る（ステップＪ８）。そして、図８（ｆ）に示すように、方位計測モードの秒針１０４の駆動制御と表示出力に戻される。
【００５７】
図９には、ＣＰＵ１１により実行される２点補正モード処理のフローチャートを示す。
【００５８】
上記の２点補正モード処理の際、電子式方位計１００の内部では次のような制御処理が実行される。すなわち、所定の操作入力がなされて２点補正モード処理に移行すると、先ず、ＣＰＵ１１は、秒針１０４を文字板１０１上の基準位置（例えば１２時位置）に移動させる制御を行う（ステップＳ２１：基準位置指示制御手段）。具体的には、現在の秒針１０４の位置から電子式方位計１００の標準位置（例えば１２時位置）までのステップ数を算出し、このステップ数分のパルスをモータ駆動回路２４に出力して秒針１０４を基準位置に移動させる。
【００５９】
次いで、ＣＰＵ１１は、表示駆動回路２８に出力を行って、デジタル表示部１０６に、上述した「−１−」の通知表示を行う（ステップＳ２２）。そして、この通知表示を行ったら、ＣＰＵ１１は、１回目の操作ボタンｂ１の入力があるまで待機する（ステップＳ２３：第１スイッチ入力待機手段）。
【００６０】
ここで、ユーザにより操作ボタンｂ１が押されると、ＣＰＵ１１は、次のステップＳ２４に移行して磁気センサ１の出力を取得する。すなわち、バイアスコイルＣＬ１，ＣＬ２に順方向と逆方向の電流を流してバイアス磁界Ｂ１〜Ｂ４を順次発生させ、各バイアス磁界Ｂ１〜Ｂ４の発生時に磁気センサ１の差動増幅出力Ｖｓを取得し、これらから検出データＸ，Ｙを算出する。図５のステップＳ１〜Ｓ１０と同一の処理である。そして、この検出データＸ，Ｙを、補正データ算出用の変数ＨＸ１，ＨＹ１に代入してレジスタ７又はＲＡＭ１３中に記憶させる（ステップＳ２４：第１の記憶制御手段）。
【００６１】
続いて、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２４で算出した検出データＸ，Ｙに基づき１２時方向の方位角Ｄの値を算出し、レジスタ７又はＲＡＭ１３中のメモリ部Ｚに記憶させる（ステップＳ２５：方位記憶制御手段）。方位角Ｄの算出処理は、図５のステップＳ１１〜１５と同一の処理により行う。
【００６２】
次に、ＣＰＵ１１は、表示駆動回路２８に出力を行って、デジタル表示部１０６に、上述した「−２−」の通知表示を行う（ステップＳ２６）。そして、この通知表示を行ったら、ステップＳ２７〜Ｓ２９のループ処理に移行して、方位計測と秒針１０４の駆動制御とを行いながら２回目の操作ボタンｂ１の入力を待機する処理を行う（第２スイッチ入力待機手段）。
【００６３】
すなわち、ステップＳ２７〜Ｓ２９のループ処理に移行すると、先ず、方位計測処理を行って文字板１０１の１２時位置が指し示している方位角を求める（ステップＳ２７）。この方位計測処理は図５で説明したものと同一の処理である。次いで、求めた方位角と、ステップＳ２５でメモリ部Ｚに記憶してある方位角Ｄとから秒針１０４を移動させるステップ数を算出し、秒針１０４をメモリＺに記憶されている方位角Ｄの位置まで移動させる（ステップＳ２８：特定方位指示制御手段）。続いて、２回目の操作ボタンｂ１の入力の有無を判別して（ステップＳ２９）、入力が無ければステップＳ２７に戻る。
【００６４】
このステップＳ２７〜Ｓ２９のループ処理によって、２回目の操作ボタンｂ１の入力待機中、秒針１０４が常に１回目の操作ボタンｂ１の入力時に基準位置だった方向を指し示すこととなり、ユーザは秒針１０４の指示方向を頼りに、電子式方位計１００を１８０°正確に且つ容易に回転させることが可能となる。
【００６５】
そして、このループ処理中、２回目の操作ボタンｂ１の入力がなされたら、当該ループ処理を抜けて次のステップＳ３０に移行する。ステップＳ３０に移行したら、ＣＰＵ１１は、先ず、１８０°回転した状態で磁気センサ１の出力を取得する。すなわち、図５のステップＳ１〜Ｓ１０と同一の処理を行う。そして、算出した検出データＸ，Ｙを、補正データ算出用の変数ＨＸ２，ＨＹ２に代入してレジスタ７又はＲＡＭ１３中に記憶させる（ステップＳ３０：第２の記憶制御手段）。
【００６６】
この段階で、図４（ｂ）のグラフ中に示した任意の方位角θ２とそこから１８０°回転された方位角θ３における各検出データＸ，Ｙの値が取得され変数ＨＸ１，ＨＸ２，ＨＹ１，ＨＹ２に記憶された状態となる。
【００６７】
なので、これらの変数ＨＸ１，ＨＸ２，ＨＹ１，ＨＹ２の値から、方位角の算出方程式（数式（２））に表われるオフセット値（補正データ）ＨＸ，ＨＹを次式のように算出する。
ＨＸ  ＝  （ＨＸ１  ＋  ＨＸ２）  ／  ２  ・・・  （３）
ＨＹ  ＝  （ＨＹ１  ＋  ＨＹ２）  ／  ２  ・・・  （４）
そして、求めたオフセット値ＨＸ，ＨＹをレジスタ７又はＲＡＭ１３に記憶させる（ステップＳ３１：補正値算出手段）。そして、この２点補正モード処理を終了する（補正終了制御手段）。
【００６８】
２点補正モード処理が完了したら、次回の方位計測処理から、この２点補正モード処理のステップＳ３１で記憶されたオフセット値ＨＸ，ＨＹが使用されて方位角の算出が行われることとなる。
【００６９】
以上のように、この実施形態の電子式方位計１００および２点補正モードの制御方法によれば、２点補正モード処理の際、１回目の操作ボタンｂ１の入力時に秒針１０４が指し示していた方位角が記憶され、２回目の操作ボタンｂ１の入力待機中に、常に、秒針１０４が前記記憶された方位角を指し示すように制御されるので、ユーザはこの秒針１０４の指示方向を頼りに電子式方位計１００を正確に１８０°回転させることができる。例えば、電子式方位計１００を手に持ったままや腕に装着したままでも、秒針１０４が６時の位置に重なるように合わせることで、精度良く電子式方位計１００を１８０°回転させることができる。
【００７０】
そして、このような制御によって電子式方位計１００が正確に１８０°回転された状態で２回目の操作ボタンｂ１の入力が行われることで、２点補正モード処理により精度良く補正データ（オフセット値ＨＸ，ＨＹ）を求めることができる。そして、このような補正データによって高精度な方位計測が可能となる。
【００７１】
また、この実施形態の電子式方位計１００によれば、２回目の操作ボタンｂ１の入力待機中に秒針１０４により指し示される特定方向が、１回目の操作ボタンｂ１の入力時に秒針１０４が指し示していた方向に設定されているので、ユーザは１回目の操作ボタンｂ１の入力時の位置を基準にして直感的に電子式方位計１００を１８０°回転させた状態を認識することができる。
【００７２】
なお、２回目の操作ボタンｂ１の入力待機中に秒針１０４により指し示される特定方向は、上記の方向に制限されるものではない。例えば、この特定方向として、１回目の操作ボタンｂ１の入力時に秒針１０４が差し示していた方向から１８０°回転させた方向を採用することもできる。この場合、ユーザは文字板１０１の１２時位置に秒針１０４を合わせるように電子式方位計１００を回転させることで、１回目の操作ボタンｂ１の入力時から正確に１８０°回転させることができる。その他、上記の特定方向として、１回目の操作ボタンｂ１の入力時に秒針１０４が差し示していた方向から９０°や２７０°回転させた方向を採用して、ユーザに、文字板１０１の３時位置や９時位置と秒針１０４とを合わさせるように制御することも可能である。
【００７３】
また、この実施形態の電子式方位計１００によれば、２点補正モードに移行して１回目の操作ボタンｂ１が押されるまでの間、秒針１０４は文字板１０１上の基準位置（１２時位置）を指し示した状態にされるので、２点補正モード処理の際に、常に、秒針１０４の位置が一定の状態となって、ユーザに分かりやすい２点補正の処理を実現できる。
【００７４】
また、２点補正モード処理の際には、１回目の操作ボタンｂ１の入力待機中や、２回目の操作ボタンｂ１の入力待機中に、デジタル表示部１０６にそれぞれ操作ボタンｂ１を押すことや電子式方位計１００を回転させることを表わす通知表示が行われるので、ユーザはこの通知表示に従って電子式方位計１００の操作を行えば良く、分かりやすい２点補正の処理を実現できる。
【００７５】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、方位を指し示して表示する形態として、指針（秒針１０４）を用いて方位を指し示す形態を示したが、例えば、図１０のその他の電子式方位計１００Ａの平面図に示すように、ドット表示又はセグメント表示等によって方位を指し示す形態を採用することもできる。
【００７６】
図１０の例では、表示部１１１の外周部分に円周帯状の方位表示器１１２が設けられ、この方位表示器１１２のうち指定された角度部分を反転表示させることで、指定された方位を指し示すことが可能にされている。図１０の例では、方位表示器１１２中の３点表示されている箇所Ｎ１によって北が指し示されている。また、表示部１１１には計測方向の方位角の表示Ｎ２と東西南北の記号表示Ｎ３とが行われている。その他、表示部にドット表示等により矢印表示を行って方位を指し示す形態を採用しても良い。
【００７７】
また、上記実施の形態では、２点補正モード処理において、１回目の操作ボタンｂ１の入力待機中に秒針１０４を基準位置に移動させるように制御しているが、この処理を省くようにしても良い。その他、実施の形態で具体的に示した細部構造および方法は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１    磁気センサ
５    増幅回路
６    ＡＤ変換回路
７    レジスタ
ＣＬ１，ＣＬ２  コイル
９    コイル駆動回路
１１  ＣＰＵ
１２  ＲＯＭ
１３  ＲＡＭ
１５  スイッチ入力部
ｂ１〜ｂ６  操作ボタン
２４  モータ駆動回路
２５  ステップモータ
２６  輪列機構
１０４  秒針
１０６  デジタル表示部
Ｘ，Ｙ  検出データ（第１と第２のデータ）
ＨＸ，ＨＹ  オフセット値（補正データ）
【図１】
2010197123.tif 000003
【図２】
2010197123.tif 000004
【図３】
2010197123.tif 000005
【図４】
2010197123.tif 000006
【図５】
2010197123.tif 000007
【図６】
2010197123.tif 000008
【図７】
2010197123.tif 000009
【図８】
2010197123.tif 000010
【図９】
2010197123.tif 000011
【図１０】
2010197123.tif 000012