(57)【要約】 【課題】  磁気測定に要する時間を短縮することができる磁気測定回路を提供する。【解決手段】  磁気の測定開始を示す測定開始コマンド１０１および１０２によって測定が開始される。測定コマンド１０１によってＸ軸測定１０３が開始される。また、測定コマンド１０２によってＺ軸測定１０４が開始される。Ｘ軸測定１０３の終了に続けてＹ軸測定１０５が開始される。Ｙ軸およびＺ軸方向の磁気の測定が終了したら、出力コマンド１０６および１０７によって測定結果が出力される。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３軸方向の磁気を測定する磁気測定手段と、
前記３軸方向のうち２軸方向の磁気を連続して測定すると共に、残りの１軸方向の磁気を前記２軸方向の磁気の測定と並行して測定するように前記磁気測定手段を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする磁気測定回路。
【請求項２】
前記磁気測定手段は、前記３軸方向における各軸方向の磁気を測定する第１の磁気センサと第２の磁気センサと第３の磁気センサとを備え、
前記制御手段は、前記第１の磁気センサおよび前記第２の磁気センサが並行して磁気を測定するように前記第１の磁気センサおよび前記第２の磁気センサを制御すると共に、前記第１の磁気センサによる磁気の測定が終了した後に続けて前記第３の磁気センサが磁気を測定するように前記第３の磁気センサを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気測定回路。
【請求項３】
前記第１の磁気センサおよび前記第３の磁気センサを含む第１の磁気センサユニットと、
前記第２の磁気センサを含む第２の磁気センサユニットと、
を備え、
前記制御手段は、
前記第１の磁気センサユニットおよび前記第２の磁気センサユニットに対する磁気の測定開始を並行して指示する第１の制御ユニットと、
前記第１の磁気センサユニットにおいて、前記第１の磁気センサによる磁気の測定が終了した後に続けて前記第３の磁気センサによる磁気の測定を開始させる第２の制御ユニットと、
を備える
ことを特徴とする請求項２に記載の磁気測定回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３軸方向の磁気を測定する３軸の磁気センサを備えた磁気測定回路に関し、特に、磁気測定に要する時間の短縮化を図った磁気測定回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気（地磁気）を測定する磁気センサを備えた磁気測定回路の応用例として、磁気測定回路によって測定された地磁気に基づいて方位測定を行う携帯電話機等の携帯端末が知られている。測定された方位は、例えば地図の表示に利用される。一例として挙げると、位置測定を行うＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を備え、現在位置に基づいた地図を、携帯端末の向き（方位）に合わせて表示する機能を有する携帯端末が登場している。なお、特許文献１には、３軸方向の磁束量の積分値を測定する積分磁束計が記載されている。また、特許文献２には、磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ）を用いた磁気センサが記載されている。
【特許文献１】特開平４−９３７８２号公報
【特許文献２】特開２００３−２０２３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の磁気測定回路においては、３軸方向の全ての磁気が１つのコマンドで測定され、結果が出力されていた。例えば、磁気測定開始のコマンドが発生すると、Ｘ軸の磁気センサがＸ軸方向の磁気を測定し、続いて、Ｙ軸の磁気センサがＹ軸方向の磁気を測定し、さらに続いてＺ軸方向の磁気センサがＺ軸方向の磁気を測定し、最後に全測定結果が出力される。しかし、上記の方法により磁気を測定すると、測定時間が長くなる上に回路規模が大きくなるという問題点があった。また、２軸分しか測定の必要がない場合であっても、３軸をまとめて測定が行われるため、その分測定時間が長くなるという問題点もあった。
【０００４】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、磁気測定に要する時間を短縮することができる磁気測定回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、３軸方向の磁気を測定する磁気測定手段と、前記３軸方向のうち２軸方向の磁気を連続して測定すると共に、残りの１軸方向の磁気を前記２軸方向の磁気の測定と並行して測定するように前記磁気測定手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする磁気測定回路である。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の磁気測定回路において、前記磁気測定手段は、前記３軸方向における各軸方向の磁気を測定する第１の磁気センサと第２の磁気センサと第３の磁気センサとを備え、前記制御手段は、前記第１の磁気センサおよび前記第２の磁気センサが並行して磁気を測定するように前記第１の磁気センサおよび前記第２の磁気センサを制御すると共に、前記第１の磁気センサによる磁気の測定が終了した後に続けて前記第３の磁気センサが磁気を測定するように前記第３の磁気センサを制御することを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の磁気測定回路において、前記第１の磁気センサおよび前記第３の磁気センサを含む第１の磁気センサユニットと、前記第２の磁気センサを含む第２の磁気センサユニットとを備え、前記制御手段は、前記第１の磁気センサユニットおよび前記第２の磁気センサユニットに対する磁気の測定開始を並行して指示する第１の制御ユニットと、前記第１の磁気センサユニットにおいて、前記第１の磁気センサによる磁気の測定が終了した後に続けて前記第３の磁気センサによる磁気の測定を開始させる第２の制御ユニットとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、３軸方向のうち２軸方向の磁気を連続して測定すると共に、残りの１軸方向の磁気を他の２軸方向の磁気の測定と並行して測定するようにしたので、磁気測定に要する時間を短縮することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照し、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態による磁気測定回路の構成を示すブロック図である。本実施形態による磁気測定回路は、例えば携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等の携帯端末に搭載される。この磁気測定回路は、ＣＰＵ１、磁気センサユニット２、および磁気センサユニット３を備えている。
【００１０】
ＣＰＵ１は磁気測定回路全体を制御すると共に、バスＢを介した制御信号等の入出力により、携帯端末内の各部を制御する。磁気測定に関しては、ＣＰＵ１は磁気センサユニット２および磁気センサユニット３に対して、インターフェイス２７（３７）を介して、磁気センサユニット２および磁気センサユニット３による磁気の測定を制御する。磁気センサユニット２および磁気センサユニット３は、それぞれ１チップ（１ＩＣチップ）として構成されている。
【００１１】
磁気センサユニット２は、Ｘ軸およびＹ軸方向の磁気を測定する。磁気センサユニット２には、ＣＰＵ１よりデータ信号同期用のクロック信号が入力されるＳＣＬ端子２０ａと、ＣＰＵ１とデータ信号の入出力を行うＳＤＡ端子２０ｂとが設けられている。同様に、磁気センサユニット３には、ＣＰＵ１よりデータ信号同期用のクロック信号が入力されるＳＣＬ端子３０ａと、ＣＰＵ１とデータ信号の入出力を行うＳＤＡ端子３０ｂとが設けられている。
【００１２】
磁気センサユニット２において、Ｘ軸磁気センサ２１はＸ軸方向の磁気を測定し、測定結果を示す信号を出力する。Ｙ軸磁気センサ２２はＹ軸方向の磁気を測定し、測定結果を示す信号を出力する。スイッチ２３は、Ｘ軸磁気センサ２１およびＹ軸磁気センサ２２の一方から信号を取り出すため、Ｘ軸磁気センサ２１と増幅回路２４とが接続されるか、またはＹ軸磁気センサ２２と増幅回路２４とが接続されるように接続を切り替える。増幅回路２４は、Ｘ軸磁気センサ２１およびＹ軸磁気センサ２２から出力された、磁気の測定結果を示す信号を増幅してＡ／Ｄ２５へ出力する。
【００１３】
Ａ／Ｄ２５は、増幅回路２４から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するため、参照用電圧の発生等の動作を行う。制御回路２６は、Ａ／Ｄ２５によって発生される参照用電圧の変化に同期してその電圧値をカウントし、電圧値を示すデジタルデータを生成するカウンタ、およびＡ／Ｄ変換に係る各回路を制御する回路を備えている。Ａ／Ｄ２５は参照用の電圧を変化させながら、その電圧と、増幅回路２４から入力された信号の電圧とを比較し、比較結果を示す信号を制御回路２６へ出力する。制御回路２６は、Ａ／Ｄ２５による参照用の電圧値の変化に対応してカウンタの値を変化させている。Ａ／Ｄ２５から出力された信号によって、参照用の電圧が比較対象の電圧に達したことが示された場合には、制御回路２６は、そのときのカウンタの値をインターフェイス２７およびＳＤＡ端子２０ｂを介してＣＰＵ１へ出力する。
【００１４】
磁気センサユニット３において、Ｚ軸磁気センサ３１はＺ軸方向の磁気を測定し、測定結果を示す信号を出力する。傾斜センサ３２は鉛直方向に対する携帯端末の傾きを測定し、測定結果を示す信号を出力する。増幅回路３３は、Ｚ軸磁気センサ３１から出力された、測定結果を示す信号を増幅してスイッチ３４へ出力する。スイッチ３４は、増幅回路３３および傾斜センサ３２の一方から信号を取り出すため、増幅回路３３とＡ／Ｄ３５とが接続されるか、または傾斜センサ３２とＡ／Ｄ３５とが接続されるように接続を切り替える。
【００１５】
Ａ／Ｄ３５は、増幅回路３３から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するため、参照用電圧の発生等の動作を行う。制御回路３６は、Ａ／Ｄ３５によって発生される参照用電圧の変化に同期してその電圧値をカウントし、電圧値を示すデジタルデータを生成するカウンタ、およびＡ／Ｄ変換に係る各回路を制御する制御回路を備えている。Ａ／Ｄ３５は参照用の電圧を変化させながら、その電圧と、増幅回路３３から入力された信号の電圧とを比較し、比較結果を示す信号を制御回路３６へ出力する。制御回路３６は、Ａ／Ｄ３５による参照用の電圧値の変化に対応してカウンタの値を変化させている。Ａ／Ｄ３５から出力された信号によって、参照用の電圧が比較対象の電圧に達したことが示された場合には、制御回路３６は、そのときのカウンタの値をインターフェイス３７およびＳＤＡ端子３０ｂを介してＣＰＵ１へ出力する。
【００１６】
図２は、本実施形態による磁気測定回路の磁気測定に係る機能構成を示すブロック図である。以下、図中の各構成について説明する。制御部１１は、ＣＰＵ１に相当する構成である。外部Ｉ／Ｆ１２および１７は、それぞれインターフェイス２７および３７に相当する構成である。Ｘ／Ｙ切替え制御部１３は、制御回路２６に含まれる構成であり、Ｘ軸およびＹ軸方向の磁気測定を切り替える。磁気センサＸ１４は、Ｘ軸磁気センサ２１に相当する構成であり、Ｘ軸方向の磁気を測定する。磁気センサＹ１５は、Ｙ軸磁気センサ２２に相当する構成であり、Ｙ軸方向の磁気を測定する。ＡＤＣ１６は、Ａ／Ｄ２５および制御回路２６に相当する構成であり、磁気センサＸ１４および磁気センサＹ１５によって測定された各軸方向の磁気の測定結果を示すアナログ信号をデジタル信号に変換し、そのデータを一時的に蓄積する一時レジスタをＸ軸、Ｙ軸について各々備えている。外部Ｉ／Ｆ１２、Ｘ／Ｙ切替え制御部１３、磁気センサＸ１４、磁気センサＹ１５、およびＡＤＣ１６によって、磁気センサユニット２に相当する磁気センサユニット２ａが構成されている。
【００１７】
磁気センサＺ１８は、Ｚ軸磁気センサ３１に相当する構成であり、Ｚ軸方向の磁気を測定する。ＡＤＣ１９は、Ａ／Ｄ３５および制御回路３６に相当する構成であり、磁気センサＺ１８によって測定されたＺ軸方向の磁気の測定結果を示すアナログ信号をデジタル信号に変換し、そのデータを一時的に蓄積する一時レジスタを備えている。外部Ｉ／Ｆ１７、磁気センサＺ１８、およびＡＤＣ１９によって、磁気センサユニット３に相当する磁気センサユニット３ａが構成されている。
【００１８】
次に、本実施形態による磁気測定回路の動作について、図２に示される構成による動作に基づいて説明する。図３は、制御部１１によるコマンドおよび各軸方向の磁気測定のタイミングを示している。磁気測定を開始する場合、制御部１１は、測定開始を示す測定開始コマンドを磁気センサユニット２ａへ出力し、続いて磁気センサユニット３ａへ出力する（図３における測定コマンド１０１および１０２）。
【００１９】
磁気センサユニット２ａに入力された測定コマンドは、外部Ｉ／Ｆ１２を介してＸ／Ｙ切替え制御部１３に入力される。Ｘ／Ｙ切替え制御部１３は、測定コマンドに基づいて、磁気センサＸ１４をＡＤＣ１６に接続する。ＡＤＣ１６は、Ｘ軸方向の磁気を測定する（図３におけるＸ軸測定１０３）。測定結果のデジタルデータはＡＤＣ１６の制御部内の一時レジスタに蓄積される。
【００２０】
一方、磁気センサユニット３ａに入力された測定コマンドは、外部Ｉ／Ｆ１７を介して磁気センサＺ１８に入力される。ＡＤＣ１９は、この測定コマンドに基づいて、Ｚ軸方向の磁気の測定を開始する（図３におけるＺ軸測定１０４）。測定結果のデジタルデータはＡＤＣ１９の制御部内の一時レジスタに蓄積される。上記の動作により、磁気センサＸ１４によるＸ軸方向の磁気測定の測定開始に並行して、ほぼ同時に磁気センサＺ１８によるＺ軸方向の磁気測定が開始される。以後、Ｘ軸方向の磁気測定とＺ軸方向の磁気測定とが各々のＡＤＣにより、独立して並行に行われる。
【００２１】
Ｘ軸方向の磁気の測定を終了した場合、ＡＤＣ１６の制御部は、測定終了を示す信号を出力する。この信号によりＡＤＣ１６の制御部はＸ／Ｙ切替え制御部１３を切り替え、磁気センサＹ１５に対して磁気の測定を指示する。次にＡＤＣ１６は、Ｙ軸方向の磁気の測定を開始する（図３におけるＹ軸測定１０５）。測定結果は、Ｘ軸方向の測定結果と同様に、ＡＤＣ１６の制御部内の一時レジスタに蓄積される。
【００２２】
Ｙ軸方向の磁気の測定を終了した場合、ＡＤＣ１６の制御部は、測定終了を示す信号を出力する。この信号は外部Ｉ／Ｆ１２を介して制御部１１が知ることができる。また、Ｚ軸方向の磁気の測定を終了した場合、ＡＤＣ１９の制御部は、測定終了を示す信号を出力する。この信号は外部Ｉ／Ｆ１７を介して制御部１１が知ることができる。制御部１１は、この信号に基づいて、Ｙ軸およびＺ軸方向の磁気測定が終了したと判断し、測定データを取得するため、出力コマンドを磁気センサユニット２ａへ出力し、続いて磁気センサユニット３ａへ出力する（図３における出力コマンド１０６および１０７）。
【００２３】
出力コマンドは、磁気センサユニット２ａの外部Ｉ／Ｆ１２に入力されると共に、磁気センサユニット３ａの外部Ｉ／Ｆ１７に入力される。外部Ｉ／Ｆ１２は、出力コマンドに基づいて、Ｘ軸およびＹ軸方向の磁気測定の結果を示す測定データを一時レジスタから制御部１１へ出力する。また、外部Ｉ／Ｆ１７は、出力コマンドに基づいて、Ｚ軸方向の磁気測定の結果を示す測定データを一時レジスタから制御部１１へ出力する。
【００２４】
なお、本実施形態においては、磁気測定回路が携帯端末に搭載されているとして説明を行ったが、上記の説明は、この磁気測定回路を他の装置に搭載することを妨げるものではない。また、Ｘ軸およびＹ軸の２軸の磁気センサが同一チップ内に設けられているとして説明を行ったが、２軸の組合せはＸ軸およびＹ軸やＹ軸およびＺ軸の組合せとしてもよい。
【００２５】
上述したように本実施形態によれば、３軸方向のうち２軸方向の磁気を連続して測定すると共に、残りの１軸方向の磁気を他の２軸方向の磁気の測定と並行して測定することにより、磁気測定に要する時間を短縮することができる。また、制御部１１が磁気センサユニット２ａおよび３ａに対して並行して磁気測定の開始を指示し、磁気センサユニット２ａ内部のＸ／Ｙ切替え制御部１３が、磁気センサＸ１４による磁気の測定が終了した後に続けて、磁気センサＹ１５による磁気の測定を開始させることにより、制御部１１によって磁気センサユニット２ａに出力される１つの命令だけで２軸方向の磁気測定を行うことができ、１命令分の時間を短縮することができる。
【００２６】
また、３軸を連続で測定する場合よりも回路規模が小さくなる。さらに、３軸のうち２軸のみの磁気測定を行うこともできる。
【００２７】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態による磁気測定回路の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態による磁気測定回路の磁気測定に係る機能構成を示すブロック図である。
【図３】同実施形態における磁気測定のタイミングを示すタイミング図である。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・ＣＰＵ、２，３，２ａ，３ａ・・・磁気センサユニット、１１・・・制御部（制御手段、第１の制御ユニット）、１２，１７・・・外部Ｉ／Ｆ、１３・・・Ｘ／Ｙ切替え制御部（制御手段、第２の制御ユニット）、１４・・・磁気センサＸ（磁気測定手段、第１の磁気センサ）、１５・・・磁気センサＹ（磁気測定手段、第３の磁気センサ）、１６，１９・・・ＡＤＣ、１８・・・磁気センサＺ（磁気測定手段、第２の磁気センサ）、２１・・・Ｘ軸磁気センサ、２２・・・Ｙ軸磁気センサ、２３，３４・・・スイッチ、２４，３３・・・増幅回路、２５，３５・・・Ａ／Ｄ、２６，３６・・・制御回路、２７，３７・・・インターフェイス、３１・・・Ｚ軸磁気センサ、３２・・・傾斜センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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