(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交するＸ軸とＹ軸およびＺ軸が基準軸として決められた磁気検知部と、演算部とを有し、
前記磁気検知部に、Ｘ軸が地磁気の方向に向けられたときに検知出力の絶対値が極大値となるＸ軸センサと、Ｙ軸が地磁気の方向に向けられたときに検知出力の絶対値が極大値となるＹ軸センサ、およびＺ軸が地磁気の方向に向けられたときに検知出力の絶対値が極大値となるＺ軸センサが搭載され、
前記演算部で、前記Ｘ軸センサと前記Ｙ軸センサおよび前記Ｚ軸センサによる地磁気の検知出力に基づいて、地磁気ベクトルの向きが初期の三次元座標上の座標点データとして求められ、三次元座標が移動したときに得られる複数の前記座標点データからＸ軸回りの角速度とＹ軸回りの角速度が求められ、それぞれの角速度が時間で積分されて、Ｘ軸回りの角度変化量とＹ軸回りの角度変化量が求められ、
三次元座標の向きをＸ軸回りの角度変化量とＹ軸回りの角度変化量だけ復元させ、前記初期の三次元座標と復元後の三次元座標とから、Ｚ軸回りの角度の変化量が方位の変化量として求められることを特徴とする磁界検知装置。
【請求項２】
初期の三次元座標で検出された複数の座標点データから回転軌跡円ならびにその中心が求められ、前記回転軌跡円上の２つの座標点データの前記中心に対する開き角度を時間で積分して角速度が求められ、前記角速度が積分されて、Ｘ軸回りの角度変化量とＹ軸回りの角度変化量が求められる請求項１記載の磁界検知装置。
【請求項３】
初期の三次元座標で検出された複数の座標点データが、初期の三次元座標のＹ０−Ｚ０の平面座標とＸ０−Ｚ０の平面座標のそれぞれに投影され、投影された座標点データから、Ｙ０−Ｚ０の平面座標での回転軌跡円ならびにその中心と、Ｘ０−Ｚ０の平面座標での回転軌跡円ならびにその中心がそれぞれ計算され、投影されている座標点データのそれぞれの回転軌跡円の中心に対する開き角度を時間で積分してＸ軸回りの角速度とＹ軸回りの角速度とが求められ、それぞれの前記角速度が積分されてＸ軸回りの角度変化量とＹ軸回りの角度変化量が求められる請求項１記載の磁界検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交する３方向のそれぞれに向けられた磁気センサで磁気ベクトルを検知する磁界検知装置に係り、特に、磁気センサからの検知出力に基づいて、磁気ベクトルに対する相対的な姿勢の変化量を知ることができる磁界検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
互いに直交する３方向の磁界を検知する磁気センサを備えた磁界検知装置は、姿勢センサや方位センサとして使用される。
【０００３】
特許文献１には、飛行機などに搭載される姿勢センサが開示されている。この姿勢センサは、地磁気検出装置を有しているとともに、負荷おもりとこの負荷おもりに作用する重力を検知する力検出装置が設けられている。飛行機などとともに姿勢センサが傾いたときに、力検出装置の検知出力により重力の方向に対する傾きを検出し、地磁気検出装置で得られる方位出力を、力検出装置で得られた傾き姿勢に関する情報を用いて修正するというものである。
【０００４】
特許文献１に記載された姿勢センサは、姿勢を知るために、地磁気検出装置の他に負荷おもりとこの負荷おもりに作用する重力を検知する重力検出装置が必要である。そのために、装置が大きくまた重くなり、例えば携帯用の小型機器などに搭載することが難しい。
【０００５】
特許文献２に記載された３軸姿勢検出装置は、目的物体の姿勢を検出するものであるが、３方向の検出が可能な磁気センサと、３方向の検出が可能なジャイロセンサの双方が搭載されている。そのため、携帯用の小型機器などに搭載するのに適しておらず、また、磁気センサとジャイロセンサの双方を搭載しているため、消費電力が多くなる欠点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−２３８３３６号公報
【特許文献２】特開平１１−２４８４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、互いに直交する３軸方向に向く磁気センサの検知出力に基づいて、磁気ベクトルに対する相対的な姿勢の変化量を求めることができ、さらに方位の変化量も検知することができる磁界検知装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、互いに直交するＸ軸とＹ軸およびＺ軸が基準軸として決められた磁気検知部と、演算部とを有し、
前記磁気検知部に、Ｘ軸が地磁気の方向に向けられたときに検知出力の絶対値が極大値となるＸ軸センサと、Ｙ軸が地磁気の方向に向けられたときに検知出力の絶対値が極大値となるＹ軸センサ、およびＺ軸が地磁気の方向に向けられたときに検知出力の絶対値が極大値となるＺ軸センサが搭載され、
前記演算部で、前記Ｘ軸センサと前記Ｙ軸センサおよび前記Ｚ軸センサによる地磁気の検知出力に基づいて、地磁気ベクトルの向きが初期の三次元座標上の座標点データとして求められ、三次元座標が移動したときに得られる複数の前記座標点データからＸ軸回りの角速度とＹ軸回りの角速度が求められ、それぞれの角速度が時間で積分されて、Ｘ軸回りの角度変化量とＹ軸回りの角度変化量が求められ、
三次元座標の向きをＸ軸回りの角度変化量とＹ軸回りの角度変化量だけ復元させ、前記初期の三次元座標と復元後の三次元座標とから、Ｚ軸回りの角度の変化量が方位の変化量として求められることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、直交する３軸方向に向けられた磁気センサの検知出力を用いて、磁気ベクトルとの相対的な姿勢の変化量を求めることができる。したがって、Ｘ軸回りの角度変化量とＹ軸回りの角度変化量を求め、２つの角度変化量を復元させることで、Ｚ軸回りの姿勢の変化を知ることができ、方位センサとして使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態の磁界検知装置の回路ブロック図、
【図２】図１に示す磁界検知装置に設けられた演算部の機能を説明するブロック図、
【図３】データバッファの処理動作を示す説明図、
【図４】磁気検知部に設けられたＸ軸センサとＹ軸センサおよびＺ軸センサの説明図、
【図５】地磁気ベクトルの向きの検知動作を示す三次元座標の説明図、
【図６】地磁気ベクトルが回転するときの角速度を求める演算を示す説明図、
【図７】Ｘ軸とＹ軸およびＺ軸回りの角度変化量を示す説明図、
【図８】Ｘ軸とＹ軸回りの角度変化量を示す説明図、
【図９】Ｘ軸の角度変化量とＹ軸の角度変化量を復元して方位を検知する演算を示す説明図、
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に示す本発明の実施の形態の磁界検知装置１は、地磁気を検知する磁気検知部２を有しており、姿勢センサや方位センサとして使用される。図４に示すように、磁気検知部２は、互いに直交する基準軸であるＸ軸とＹ軸およびＺ軸が固定軸として決められている。磁界検知装置１は携帯用機器などに搭載されており、磁気検知部２は、Ｘ軸とＹ軸およびＺ軸の直交関係を維持したまま、空間内で自由に移動できる。
【００１８】
図４に示すように、磁気検知部２には、Ｘ軸センサ３がＸ軸に沿って固定され、Ｙ軸センサ４がＹ軸に沿って固定され、Ｚ軸センサがＺ軸に沿って固定されている。Ｘ軸センサ３とＹ軸センサ４およびＺ軸センサ５は、いずれもＧＭＲ素子で構成されている。ＧＭＲ素子は、Ｎｉ−Ｃｏ合金やＮｉ−Ｆｅ合金などの軟磁性材料で形成された固定磁性層および自由磁性層と、固定磁性層と自由磁性層との間に挟まれた銅などの非磁性導電層とを有している。固定磁性層の下に反強磁性層が積層され、反強磁性層と固定磁性層との反強結合により、固定磁性層の磁化が固定されている。
【００１９】
Ｘ軸センサ３は、地磁気のＸ方向に向く成分を検知するものであり、固定磁性層の磁化の向きがＸ軸に沿うＰＸ方向に固定されている。自由磁性層の磁化の向きは地磁気の向きに反応する。自由磁性層の磁化の向きがＰＸ方向と平行になるとＸ軸センサ３の抵抗値が極小になり、自由磁性層の磁化の向きがＰＸ方向と逆向きになるとＸ軸センサ３の抵抗値が極大になる。また、自由磁性層の磁化の向きがＰＸ方向と直交すると、抵抗値が前記極大値と極小値との平均値となる。
【００２０】
図１に示す磁場データ検知部６では、Ｘ軸センサ３と固定抵抗とが直列に接続され、Ｘ軸センサ３と固定抵抗との直列回路に電圧が与えられており、Ｘ軸センサ３と固定抵抗との間の電圧がＸ軸の検知出力として取り出される。Ｘ軸センサ３にＸ方向に向く磁界が与えられていないとき、またはＰＸに対して直交する磁界が与えられているときに、Ｘ軸の検知出力が中点電圧となる。
【００２１】
磁気検知部２の全体を傾け、Ｘ軸センサ３の固定磁性層の磁化の固定方向ＰＸを地磁気ベクトルＶと同じ向きにするとＸ軸センサ３に与えられる磁界成分が極大値となる。このときのＸ軸の検知出力は、前記中点電位に対してプラス側の極大値となる。逆に、Ｘ軸センサ３の固定磁性層の磁化の固定方向ＰＸを地磁気ベクトルＶと反対に向けると、Ｘ軸センサ３に与えられる逆向きの磁界成分が極大値となる。このときのＸ軸の検知出力は、前記中点電圧に対してマイナス側の極大値となる。
【００２２】
Ｙ軸センサ４とＺ軸センサ５も、それぞれ固定抵抗とが直列に接続され、Ｙ軸センサ４またはＺ軸センサ５と固定抵抗との直列回路に電圧が与えられており、各センサと固定抵抗との間の中点電圧がＹ軸またはＺ軸の検知出力として取り出される。
【００２３】
Ｙ軸センサ４の固定磁性層の磁化の固定方向ＰＹを地磁気ベクトルＶと同じ向きにすると、Ｙ軸の検知出力は、中点電圧に対してプラス側の極大値になる。Ｙ軸センサ４の固定磁性層の磁化の固定方向ＰＹを地磁気ベクトルＶと反対に向けると、Ｙ軸の検知出力は、中点電圧に対してマイナス側の極大値となる。同様に、Ｚ軸センサ５の固定磁性層の磁化の固定方向ＰＺを地磁気ベクトルＶと同じ向きにすると、Ｚ軸の検知出力は、中点電圧に対してプラス側の極大値になる。Ｚ軸センサ５の固定磁性層の磁化の固定方向ＰＺを地磁気ベクトルＶと反対に向けると、Ｚ軸の検知出力は、中点電圧に対してマイナス側の極大値となる。
【００２４】
地磁気ベクトルＶの大きさが一定であれば、Ｘ軸センサ３とＹ軸センサ４およびＺ軸センサ５からの検知出力は、いずれもプラス側の極大値の絶対値と、マイナス側の極大値の絶対値とが同じである。
【００２５】
Ｘ軸センサ３としては、地磁気ベクトルの向きによってプラス側の検知出力とマイナス側の検知出力が得られ、プラス側の検知出力の極大値とマイナス側の検知出力の極大値とで絶対値が同じになれば、ＧＭＲ素子以外の磁気センサで構成することもできる。例えば、Ｘ軸に沿ってプラス側の磁界強度のみを検知できるホール素子またはＭＲ素子と、マイナス側の磁界強度のみを検知できるホール素子またはＭＲ素子を組み合わせて、Ｘ軸センサ３として使用してもよい。これは、Ｙ軸センサ４とＺ軸センサ５においても同じである。
【００２６】
図１に示すように、磁場データ検知部６で検知されたＸ軸とＹ軸およびＺ軸の検知出力は、演算部１０に与えられる。演算部１０は、Ａ／Ｄ変換部とＣＰＵおよびクロック回路などから構成されている。演算部１０のクロック回路の計測時間に応じて、磁場データ検知部６で検知されたＸ軸とＹ軸およびＺ軸の検知出力が、短いサイクルで間欠的にサンプリングされて演算部１０に読み出される。それぞれの検知出力は、演算部内に設けられた前記Ａ／Ｄ変換部によってディジタル値に変換される。
【００２７】
演算部１０を構成するＣＰＵにはメモリ７が接続されている。メモリ７には、演算処理のためのソフトウエアがプログラミングされて格納されている。演算部１０の演算処理は前記ソフトウエアによって実行される。
【００２８】
図２に示すように、演算部１０は、ソフトウエアに基づいて複数段階の演算処理を行う。ディジタルデータに変換されたＸ軸の検知出力とＹ軸の検知出力およびＺ軸の検知出力は、主演算部１５で演算処理され、図５または図９に示すＸ−Ｙ−Ｚの三次元座標上の座標点データＤに変換されて、データバッファ（バッファメモリ）１１に格納される。クロック回路と同期して短いサイクルでサンプリングされて演算された前記座標点データＤが、図３に示すデータバッファ１１の格納部１１ａに与えられる。座標点データＤが格納部１１ａに与えられる毎に、座標点データＤが格納部１１ａから１１ｍまで順に送り出され、最終段の格納部１１ｍに格納されていた最も古い座標点データＤが捨てられる。磁界検知装置１が動作している間は、磁場データ検知部６から最新の座標点データＤが一定時間毎に読み出され続け、データバッファ１１に順番に格納されていく。
【００２９】
図５または図９に示すように、磁気検知部２が地球上のいずれかの場所に置かれると、磁気検知部２のＸ軸センサ３から地磁気の検知出力ｘが得られ、Ｙ軸センサ４から地磁気の検知出力ｙが得られ、Ｚ軸センサ５から地磁気の検知出力ｚが得られる。図２に示す演算部１０の主演算部１５では、前記各検知出力ｘ，ｙ，ｚに基づいて、地磁気ベクトルＶの向きが、三次元座標上の座標点データＤ（ｘ，ｙ，ｚ）として求められる。座標点データＤ（ｘ，ｙ，ｚ）はサンプリング周期毎に次々と得られ、データバッファ１１に順に格納されていく。
【００３０】
図５または図９に示すように、座標点データＤ（ｘ，ｙ，ｚ）は、三次元座標の基準原点Ｏを中心とする球面座標Ｇ上の点として現れる。球面座標Ｇの半径は、Ｘ軸方向とＹ軸方向およびＺ軸方向での地磁気の検出強度の極大値の絶対値に比例する。したがって、球面座標Ｇの半径は、地磁気ベクトルＶの絶対値に応じて変化する。
【００３１】
磁界検知装置１は、電源が投入された直後または使用を開始するときに、キャリブレーションが行なわれる。キャリブレーションは、磁界検知装置１を搭載した携帯機器のディスプレイに表示される指示などに基づいて行われる。キャリブレーションは、使用者が磁界検知装置１を任意の方向へ数回だけ回転させることで行われる。主演算部１５では、キャリブレーションにおいて次々に得られる座標点データＤのいくつかをサンプリングする。少なくとも３個の座標点データＤを得ることで、その時点での座標点データＤの回転軌跡に一致する円を特定できる。この円が複数個求められ、それぞれの円の中心を通り且つ円を含む平面に垂直な中心線が求められ、複数の中心線の交点が求められる。この交点が、主演算部１５で設定されるＸ−Ｙ−Ｚの三次元座標の基準原点Ｏとなるように補正される。
【００３２】
磁界検知装置１を搭載した携帯機器などを姿勢センサまたは方位センサとして使用する場合には、キャリブレーションの直後に、演算部１０の初期姿勢設定部１２において初期姿勢の設定および記憶が行われる。初期姿勢の設定と記憶は、前記ディスプレイに表示される指示などにしたがって行われる。使用者は、キャリブレーションの直後に、図５に示すように、磁界検知装置１で決められているＺ軸を重力の方向に向ける初期姿勢を設定する。例えば、携帯機器のディスプレイを地面と水平な姿勢にすることで、Ｚ軸が重力の方向に向けられる。
【００３３】
図５には、磁界検知装置１が初期姿勢に設定されたときの三次元座標がＸ０軸とＹ０軸およびＺ０軸で示されている。このときにＸ軸センサ３とＹ軸センサ４およびＺ軸センサ５で検知された地磁気ベクトルＶの向きが、Ｘ０−Ｙ０−Ｚ０軸の三次元座標上で座標点データＤａ（ｘａ，ｙａ，ｚａ）として示される。初期姿勢が設定された後に、使用者がいずれかの操作釦を押すと、初期姿勢設定部１２は、初期姿勢での地磁気ベクトルＶの座標点データＤ（ｘａ，ｙａ，ｚａ）をメモリ７に記憶する。
【００３４】
なお、前記磁界検知装置１と共に加速度センサが搭載されている携帯機器の場合は、常に重力の加速度の向きを検知できる。この機器では、キャリブレーションが完了し、三次元座標の基準原点Ｏが補正されたときに、重力の向きが解るため、Ｚ０軸が重力の加速度の方向に向くように三次元座標の向きを補正することが可能である。この場合は、キャリブレーションが完了した直後に基準原点Ｏの補正と三次元座標の向きの補正が自動的に行われ、その直後に、補正後のＸ０−Ｙ０−Ｚ０座標で得られる座標点データＤａ（ｘａ，ｙａ，ｚａ）を初期姿勢の座標点データとして、自動的にメモリ７に記憶することができる。
【００３５】
図５に示すように、初期姿勢のＸ０−Ｙ０−Ｚ０軸の三次元座標上おいて地磁気ベクトルＶの座標点データＤａ（ｘａ，ｙａ，ｚａ）が記憶された後に、携帯機器を動かして磁界検知装置１を自由な向きに動かすと、演算部１０の角速度計算部１３で、角速度が検出される。
【００３６】
図６では、最新の座標点データをＤ１で示し、それから遡ってサンプリングされた座標点データを、Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，・・・Ｄｎ−１、Ｄｎで示している。角速度計算部１３では、データバッファ１１に格納されている最新のデータに近い３つの座標点データを選択し、この３つの座標点データから回転軌跡円Ｈ１を算出することができ、回転軌跡円Ｈ１の中心を求めることができる。または、図６に示すように、最新のデータに近い２つの座標点データを結ぶ直線と直交する直交線Ｌ１と他の２つの座標点データを結ぶ直線を交叉する直交線Ｌ１との交点から回転軌跡円Ｈ１の中心軸Ｓ０を求めることができる。あるいは、複数の座標点データＤ１，Ｄ２，Ｄ３，・・・との誤差が一番小さい平面を求め、この平面と球面座標Ｇとの交線を回転軌跡円Ｈ１としてもよい。
【００３７】
角速度計算部１３では、回転軌跡円Ｈ１の中心からいずれかの２つの座標点データの開き角度を求め、２つの座標点データのサンプル時間で微分することで角速度が求められる。磁界検知装置１が運動していると、新たな座標点データＤが次々と得られてデータバッファ１１に格納される。最新の座標点データを使用し、または最新のデータに近い座標点データを用いて、角速度の計算を繰り返すことで、次々に変化する座標点データの角速度を検知することができる。
【００３８】
図２に示す演算部１０の積分計算部１４では、角速度計算部１３で演算された角速度を時間で積分し、その積分値を積算することで、図６に示す初期姿勢を起点とした姿勢の変化量が求められる。
【００３９】
図７に示すように、積分計算部１４で角速度が積分されて積算された変化量は、Ｘ０軸回りの角度変化量θｐ、Ｙ０軸回りの角度変化量θｒおよびＺ軸回りの角度変化量θｙとして、互いに分離して検出される。
【００４０】
例えば、図６に示すように三次元座標上で得られた座標点データＤの角速度を、Ｘ０軸回りの成分とＹ０軸回りの成分およびＺ０軸回りの成分に区分し、それぞれの角速度成分を積分し積分値を累積することで、角度変化量θｐ，θｒ，θｙが得られる。
【００４１】
または、図６に示す座標点データＤ１，Ｄ２，Ｄ３，・・・が得られたときに、それぞれの座標点データがＹ０−Ｚ０の平面座標に投影される。投影された座標点データからＹ０−Ｚ０の平面座標上で回転軌跡円が計算されて回転軌跡円の中心が求められる。投影された２つの座標点データの前記中心から開き角度を、２つの座標点データのサンプル時間で微分することでＸ０軸回りの角速度成分が求められる。順次変化していくＸ０軸回りの角速度成分を積分し積分値を積算すると、Ｘ０軸周りの角度変化量θｐが求められる。
【００４２】
同様に、図６に示す座標点データＤ１，Ｄ２，Ｄ３，・・・を、Ｘ０−Ｚ０の平面座標に投影してＹ０軸回りの角速度を求め、この角速度の積分値を積算することでＹ０軸回りの角度変化量θｒを求めることができる。また、座標点データＤ１，Ｄ２，Ｄ３，・・・をＸ０−Ｙ０の平面座標に投影して角速度を求め、角速度の積分値を積算することでＺ軸回りの角度変化量θｙを求めることができる。
【００４３】
磁界検知装置１を搭載した携帯機器などが姿勢センサとして使用されるときは、主演算部１５において、常にＸ０軸回りの角度変化量θｐとＹ０軸回りの角度変化量θｒおよびＺ０軸周りの角度変化量θｙを知ることで、携帯機器が、図６に示す初期姿勢からどのように変化したかを知ることができる。
【００４４】
次に、磁界検知装置１を搭載した携帯機器などが方位センサとして使用されるときは、図８に示すように、積分計算部１４において、図５に示す初期姿勢を起点として角速度の積分値を積算して得られたＸ０軸回りの角度変化量θｐとＹ０軸回りの角度変化量θｒが用いられる。主演算部１５では、最新の座標点データＤが得られた時点で積算されている角度変化量θｐ，θｒを用い、三次元座標の向きを、Ｘ０軸回りに角度変化量θｐだけ戻し、Ｙ０軸回りに角度変化量θｒだけ戻す演算が行われる。この演算を行うことで、図８に示すように、最新の座標点データＤが得られたときのＸ１−Ｙ１軸の座標平面を、図５に示す初期姿勢のときのＸ０−Ｙ０平面座標と同じ面に戻すことができる。
【００４５】
ただし、Ｚ０軸回りの角度変化量θｙが加味されていないので、三次元座標の向きを、Ｘ０軸回りに角度変化量θｐだけ戻し、Ｙ０軸回りに角度変化量θｒだけ戻した時点で、Ｚ０軸周りの角度変化量だけが残っており、図８に示すように、演算後のＸ１軸とＹ１軸は、初期姿勢のときのＸ０軸とＹ０軸から角度αだけ回動している。この角度αが、初期姿勢を起点とした磁界検知装置１と地磁気ベクトルＶとの方位角の変化量である。
【００４６】
図９には、最新の座標点データＤが得られたときから、Ｘ０軸回りに角度変化量θｐだけ戻し、Ｙ０軸回りに角度変化量θｒだけ戻した後の三次元座標がＸ１−Ｙ１−Ｚ０で示されている。この三次元座標Ｘ１−Ｙ１−Ｚ０で得られた最新の座標点データをＤｂ（ｘｂ，ｙｂ，ｚａ）とする。この座標点データＤｂと、図５に示す初期姿勢の座標点データＤａ（ｘａ，ｙａ，ｚａ）とで、Ｚ軸座標（ｚａ）が同じである。最新の座標点データＤｂのＸ−Ｙ座標成分（ｘｂ，ｙｂ）と初期姿勢のときの座標点データＤａのＸ−Ｙ座標成分（ｘａ，ｙａ）とから、方位の変化角αを求めることができる。
【００４７】
主演算部１５では、以下の数１に示す行列式で演算を行うことで、Ｘ０軸回りに角度変化量θｐだけ戻し、Ｙ０軸回りに角度変化量θｒだけ戻したあとの三次元座標上での座標点データＤｂ（ｘｂ，ｙｂ，ｚａ）を演算することができる。
【００４８】
数１のｘθ，ｙθ，ｚθは、測定時点すなわち、三次元座標が任意に傾いたときに得られる最新の座標点データＤθ（ｘθ，ｙθ，ｚθ）であり、この値を行列式に代入することで、座標点データＤｂ（ｘｂ，ｙｂ，ｚａ）を得ることができる。この座標点データＤｂ（ｘｂ，ｙｂ，ｚａ）と、初期姿勢の座標点データＤａ（ｘａ，ｙａ，ｚａ）とから方位の変化角αを求めることができる。
【００４９】
【数１】
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【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の磁界検知装置は、３軸の磁気センサからの座標点データを使用して姿勢の変化や方位の変化を算出することができる。よって、携帯用のゲーム装置やゲーム装置の入力装置に使用することができる。またロボットの腕や関節などの姿勢の変化を検知する検知部として使用することもできる。
【００５１】
さらに、本発明の磁界検知装置は、地磁気以外の外部磁界の磁気ベクトルの動きを検知する装置として使用可能である。例えば磁気検知装置を固定し、外部の磁気ベクトルがどの方向でどのような運動をしているかの検知も可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  磁界検知装置
２  磁気検知部
３  Ｘ軸センサ
４  Ｙ軸センサ
５  Ｚ軸センサ
６  磁場データ検知部
７  メモリ
１０  演算部
１１  データバッファ
１２  初期姿勢設定部
１３  角速度計算部
１４  積分計算部
１５  主演算部
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，・・・，Ｄｎ  座標点データ
Ｄａ  初期姿勢の座標点データ
Ｄｂ  Ｘ軸回りの角度変化量とＹ軸回りの角度変化量を復元したときの座標点データ
Ｘ０−Ｙ０−Ｚ０  初期姿勢の三次元座標
Ｘ１−Ｙ１−Ｚ０  軸回りの角度変化量とＹ軸回りの角度変化量を復元したときの三次元座標
Ｖ  地磁気ベクトル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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