(57)【要約】【課題】  地磁気などの磁気を検知する３軸のセンサを用いた磁界検知装置において、外部磁界などによるオフセットを簡単な演算で解消できるようにする。【解決手段】  ３つの磁気センサからの検知出力に基づいて、磁気ベクトルの座標点を演算する。演算された座標点データは基準原点Ｏ１を中心とする半径Ｒの球面座標Ｇ１上に現れる。球面座標Ｇ１から大きく外れるシフト座標点データＤａ，Ｄｂが現れたら、シフト座標点データＤａを中心とする半径Ｒの仮想球Ｇａと、シフト座標点データＤａを中心とする半径Ｒの仮想球Ｇｂを求め、２つの仮想球Ｇａ，Ｇｂの交叉円Ｓ上で先の基準原点Ｏ１に最も近い点を、オフセット後の新たな基準原点Ｏ２とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交するＸ方向とＹ方向およびＺ方向が基準方向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方向が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方向が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方向が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、
前記演算部では、前記検知出力に基づいて、磁気ベクトルが、三次元座標上に中心点を有する球面座標上の座標点として求められ、
先に設定された球面座標から外れた複数のシフト座標点が得られたときに、
（ａ）１つのシフト座標点を中心とする仮想球と、他の１つのシフト座標点を中心とする仮想球との交叉円を求め、前記交叉円の上の任意の点を新たな球面座標の中心点として設定する演算が行われることを特徴とする磁界検知装置。
【請求項２】
それぞれの前記仮想球は、先に設定された球面座標と同じ半径で求められる請求項１記載の磁界検知装置。
【請求項３】
前記交叉円上で、先に設定された球面座標の前記中心点から最も近い位置にある点が、新たな球面座標の中心点として設定される請求項１または２記載の磁界検知装置。
【請求項４】
先に設定された球面座標から外れた複数のシフト座標点が得られたときに、前記（ａ）の演算に代えて、
（ｂ）前記２つのシフト座標点を結ぶ線の中点を通り前記線と直交する平面と、先に設定された球面座標の中心点から前記平面に降ろした垂線と前記平面との交点を求め、前記交点と前記中点とを結ぶ線上の任意の点を新たな球面座標の中心点として設定する演算が行われる請求項１記載の磁界検知装置。
【請求項５】
前記交点と前記中点を結ぶ線上で、前記中点から、先に設定された球面座標と同じ半径だけ離れた点を新たな球面座標の中心点として設定する請求項４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検出された磁気ベクトルが球面座標上の座標点として求められる磁界検知装置に係り、特に、外部磁界などの影響で検知出力が変動したときに、新たな検知基準を簡単に求め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方向の磁界強度を検知する３軸の磁気センサを使用した磁界検知装置は、地磁気を検知する方位センサやジャイロ装置などに適用される。
【０００３】
特許文献１に記載された方位センサは、互いに直交するＸ軸とＹ軸およびＺ軸に向けて配置された磁気センサによって地磁気が検知される。３軸方向に向けられたそれぞれの磁気センサで検知された検知出力により、地磁気の方位が三次元座標上の座標点として認識される。
【０００４】
この種の磁界検知装置は、使用時に意識的に回転させて、磁気センサと地磁気ベクトルとを相対的に回転させ、地磁気ベクトルの検知出力の回転軌跡から少なくとも２つの回転円を作成し、２つの回転円の中心軸の交点を検知基準の原点とするなどのキャリブレーションが行われる。しかし、その後に作用する地磁気以外の外部磁界の影響や磁気センサの動作誤差あるいは回路に重畳するノイズなどの要因によって、磁気センサにオフセット磁界が印加されると、三次元座標上で検知基準が動いてしまい、その後の方位の検知や角速度の検知などに誤差が発生する。
【０００５】
これを防止するためには、何度もキャリブレーションをやり直すことが必要になる。しかし、使用者に頻繁にキャリブレーションを行なわせることは煩雑であり実用的ではない。
【０００６】
以下の特許文献１には、オフセットの補正方法に関する発明が開示されている。この補正方法は、地磁気ベクトルを検知して３つの座標点が得られたときに、３つの座標点から等距離の点を求め、この点を新たなキャリブレーションの検知基準点とするというものである。
【０００７】
しかし、座標点は、三次元座標上に現れるために、特許文献１に記載されたオフセットの補正方法を行なおうとすると、３つの座標点を、Ｘ−Ｙ座標とＹ−Ｚ座標およびＸ−Ｚ座標の３つの平面座標に投影し、それぞれの平面座標で投影された３つの座標点から等距離の点を求め、それぞれの平面座標で得られた等距離の点から、三次元座標上の点を求めるというきわめて複雑な演算が必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１６３３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、検知出力にオフセットが現れたときに、比較的簡単な演算によって、新たな検知基準の原点を求め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】
【００１０】
本発明は、互いに直交するＸ方向とＹ方向およびＺ方向が基準方向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方向が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方向が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方向が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、
前記演算部では、前記検知出力に基づいて、磁気ベクトルが、三次元座標上に中心点を有する球面座標上の座標点として求められ、
先に設定された球面座標から外れた複数のシフト座標点が得られたときに、
（ａ）１つのシフト座標点を中心とする仮想球と、他の１つのシフト座標点を中心とする仮想球との交叉円を求め、前記交叉円の上の任意の点を新たな球面座標の中心点として設定する演算が行われることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明は、２つのシフト座標点から仮想球を設定して交叉円を求めるという簡単な演算で新たな球面座標の中心点を求めることができる。仮に新たな中心点が実際のオフセットと一致していなかったとしても、前記演算を繰り返すことで、オフセット量を反映した中心点に収束させることができる。
【００１２】
なお、それぞれの前記仮想球は、先に設定された球面座標と同じ半径で求められることが好ましい。
【００１３】
例えば、本発明は、前記交叉円上で、先に設定された球面座標の前記中心点から最も近い位置にある点が、新たな球面座標の中心点として設定される。
【００１４】
ただし、前記交叉円上において、先に設定された球面座標の中心点に向けられた所定角度範囲の円弧上で任意の点を選択し、新たな球面座標の中心点として設定することもできる。
【００１５】
本発明は、先に設定された球面座標から外れた複数のシフト座標点が得られたときに、前記（ａ）の演算に代えて、
（ｂ）前記２つのシフト座標点を結ぶ線の中点を通り前記線と直交する平面と、先に設定された球面座標の中心点から前記平面に降ろした垂線と前記平面との交点を求め、前記交点と前記中点とを結ぶ線上の任意の点を新たな球面座標の中心点として設定する演算が行われるものである。
【００１６】
例えば、前記交点と前記中点を結ぶ線上で、前記中点から、先に設定された球面座標と同じ半径だけ離れた点を新たな球面座標の中心点として設定する。
【００１７】
上記（ｂ）の演算は、前記（ａ）の演算において、交叉円を求め、交叉円上の点を新たな球面座標の中心点とすることと同等である。また（ｂ）の演算は、最少の演算数で新たな球面座標の中心点として設定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、オフセット磁界によって検知基準の原点が移動したときに、簡単な演算によって、新たな検知基準の原点を得ることができる。
【００１９】
また、地磁気を検知してキャリブレーションを行う装置の場合に、何度もキャリブレーションを繰り返さなくても、新たな検知基準の原点を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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】地磁気ベクトルの検知動作を示す三次元座標の説明図、
【図６】オフセット補正の原理を示す説明図、
【図７】オフセット補正の演算処理を示す説明図、
【図８】オフセット補正の演算処理を示す説明図、
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に示す本発明の実施の形態の磁界検知装置１は、地磁気検知装置として使用されるものであり、磁気検知部２を有している。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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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位となる。
【００２５】
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、前記中点電位に対してマイナス側の極大値となる。
【００２６】
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電圧がＹ軸またはＺ軸の検知出力として取り出される。
【００２７】
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、中点電位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、中点電位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、中点電位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、中点電位に対してマイナス側の極大値となる。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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は、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の座標点データ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から最新のデータが一定時間毎に読み出され続け、演算後の座標点データＤがデータバッファ１１に順番に格納されていく。
【００３３】
図５に示す三次元座標のＸ−Ｙ−Ｚの各軸は、磁界検知装置１に固定されて設定されており、図４に示すように、Ｘ軸センサ３はＸ軸に沿って固定され、Ｙ軸センサ４はＹ軸に沿って固定され、Ｚ軸センサ５はＺ軸に沿って固定されている。
【００３４】
図５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から検知出力ｘが得られ、Ｙ軸センサ４から検知出力ｙが得られ、Ｚ軸センサ５から検知出力ｚが得られる。図２に示す演算部１０の主演算部１５において、三次元の検知出力から座標点データＤ（ｘ，ｙ，ｚ）が演算される。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。
【００３５】
この磁界検知装置１は、電源が投入された直後にキャリブレーションを行う必要がある。この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など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。この円が少なくとも２個求められ、それぞれの円の中心を通る中心線が求められ、さらに中心線の交点が演算される。主演算部１０では、キャリブレーションの結果として得られた前記交点が、Ｘ−Ｙ−Ｚの三次元座標の初期の基準原点Ｏ１となるように補正される。
【００３６】
キャリブレーションにより三次元座標の初期の基準原点Ｏ１が得られると、その後の検知出力から演算される座標点データＤ（ｘ，ｙ，ｚ）は、三次元座標上の初期の基準原点Ｏ１を中心とする球面座標Ｇ１上の点として把握される。この初期の球面座標Ｇ１の半径Ｒは、Ｘ軸センサ３、Ｙ軸センサ４、Ｚ軸センサ５の検知出力の極大値の絶対値に相当する。球面座標Ｇ１の半径Ｒは、そのときの測定場所によって相違し、検知される地磁気ベクトルＶの絶対値の大小に応じて球面座標Ｇ１の半径Ｒも変化する。
【００３７】
図５は、磁界検知装置１に設定されているＺ軸が重力方向に向けられている状態を示している。この場合、検知出力から得られる座標点データＤ（ｘ，ｙ，ｚ）と、三次元座標の基準原点Ｏ１を結ぶ線が地磁気ベクトルＶである。磁界検知装置１をＺ軸を中心として（重力方向に向く軸を中心として）回転させると、次々とサンプリングされていく座標点データＤ（ｘ，ｙ，ｚ）が、Ｚ軸を中心とし且つＸ−Ｙ軸と平行な水平緯度線Ｈａに沿って移動する。
【００３８】
磁界検知装置１には、地磁気以外の外部磁界が作用しやすい。磁界検知装置１を搭載した携帯機器などが、他の電子機器に接近したり大きな金属に接近することで磁界検知装置１に作用する外部磁界が変化する。また、磁界検知装置１と共に携帯機器などに搭載されている電子回路からも磁界が与えられることがある。磁界検知装置１に外部磁界が与えられると、実際に検知される地磁気ベクトルと、先のキャリブレーションで設定された初期の基準原点Ｏ１との間にオフセットが生じる。また、それぞれの磁気センサ３，４，５の検知誤差や温度特性による感度の変動、検知回路の温度特性などによっても、実際に検知される磁気ベクトルと、先のキャリブレーションで設定された初期の基準原点Ｏ１との関係にオフセットが生じることがある。
【００３９】
この場合に、新たなキャリブレーション動作を行い新たな基準原点を求めることでオフセットを解消できるが、使用者に頻繁にキャリブレーションを行わせることは実用的ではない。
【００４０】
そこで、図２に示す演算部１０でソフトウエアにより実行されるオフセット計算部１２において、外部磁界などの影響によるオフセットを補正できるようにしている。
【００４１】
検知出力がオフセットしていないとき、座標点データＤは、キャリブレーションで得られた初期の基準原点Ｏ１を中心とする半径Ｒの球面座標Ｇ１上の点として現れる。検知出力がオフセットすると、座標点データＤが球面座標Ｇ１から外れる。オフセット計算部１２では、データバッファ１１に次々と格納されていく座標点データＤが、球面座標Ｇ１から所定の距離だけ離れるか否か、すなわち、基準原点Ｏ１からの距離が、初期の球面座標Ｇ１の半径Ｒから所定の割合で外れるか否かを監視する。
【００４２】
球面座標Ｇ１から所定の距離だけ離れた座標点データをシフト座標点データとし、シフト座標点データが所定数以上検出されたらオフセット補正処理に移行する。オフセット補正処理では、図６に示すように、複数のシフト座標点データのうちの２つのシフト座標点データＤａ，Ｄｂが選択される。地磁気ベクトルの大きさが変化していないと仮定すると、オフセット後の新たな基準原点は、シフト座標点データＤａを中心とする半径Ｒの仮想球Ｇａの表面、およびシフト座標点データＤｂを中心とする半径Ｒの仮想球Ｇｂの表面に位置していると予測できる。
【００４３】
２つの仮想球ＧａとＧｂが交叉する交叉円Ｓを求めると、オフセット後の新たな基準原点がこの交叉円Ｓ上に存在している可能性が高い。そこで、交叉円Ｓ上の任意の点を新たな基準原点Ｏ２と仮定し、仮定した新たな基準原点Ｏ２が球面座標の中心となるように三次元座標が補正される。その後に得られる座標点データＤが、新たな基準原点Ｏ２を中心とする半径Ｒの球面座標Ｇ２の表面に現れれば、その後は、基準原点をＯ２を基準として地磁気ベクトルＶの向きが認識される。その後に得られる座標点データＤが、新たな基準原点Ｏ２を中心とする球面座標Ｇ２から所定距離外れ、それが所定回数続いた場合には、また同じ補正を行う。この補正を繰り返すことにより、算定される基準原点をオフセット量を解消した本来の基準原点に収束させる確率を高くできる。
【００４４】
交叉円Ｓ上で仮定される基準原点を、オフセット量を解消した本来の基準原点に収束させるためには、図６に示す交叉円Ｓの上において先の基準原点Ｏ１になるべく近い点を新たな基準原点Ｏ２とすることが好ましい。例えば、交叉円Ｓのうちの、先の基準原点Ｏ１の側に向く半分の領域のいずれかの点を新たな基準原点Ｏ２とする。または、先の基準原点Ｏ１の側に向く所定の角度範囲で円弧上に位置する任意の点を新たな基準原点Ｏ２とする。
【００４５】
さらに好ましくは、交叉円Ｓの円弧上において、先の基準原点Ｏ１に最も近い点が新たな基準原点Ｏ２として仮定される。新たな基準原点Ｏ２を先の基準原点Ｏ１と最短の位置に仮定すると、算定される新たな基準原点を、オフセット量を解消した本来の基準原点にさらに収束させやすくなる。
【００４６】
図７は、交叉円Ｓの円弧上において先の基準原点Ｏ１に最も近い点を求める演算方法の一例を示している。この演算方法では、三次元座標上で、交叉円Ｓを含む平面Ｐが求められる。先の基準原点Ｏ１から平面Ｐへの垂線Ｌ１を降ろし、その垂線Ｌ１と平面Ｐとの交点Ｉを求める。交点Ｉと交叉円Ｓの中心Ｏｓとを結ぶ線Ｌ２を求め、線Ｌ２と交叉円Ｓとの交点を新たな基準原点Ｏ２と仮定する。この新たな基準原点Ｏ２は、交叉円Ｓ上において先の基準原点Ｏ１に最も近い点となる。
【００４７】
図８は、交叉円Ｓ上において、先の基準原点Ｏ１に最も近い新たな基準原点Ｏ２を求めるための実際の演算方法を説明するものである。
【００４８】
初期の基準原点Ｏ１を中心とする半径Ｒの球面座標Ｇ１から所定距離外れた２つのシフト座標点データは、Ｄａ（ｘａ，ｙａ，ｚａ）と、Ｄｂ（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）で表わされる。シフト座標点データＤａとＤｂを結ぶ線Ｌａの中点Ｏｓを通り且つ線Ｌａと直交する平面Ｐの方程式を求める。その方程式は以下の通りである。
【００４９】
（ｘｂ−ｘａ）｛ｘ−（ｘａ＋ｘｂ）／２｝＋（ｙｂ−ｙａ）｛ｙ−（ｙａ＋ｙｂ）／２｝＋（ｚｂ−ｚａ）｛ｚ−（ｚａ＋ｚｂ）／２｝＝０
これを展開すると、Ｌ・ｘ＋Ｍ・ｙ＋Ｎ・ｚ＋ｇ＝０である。
【００５０】
基準原点Ｏ１の座標データを（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とし、基準原点Ｏ１と平面Ｐとの距離が最小値となる平面Ｐ上の座標を求めれば、それが、先の基準原点Ｏ１から平面Ｐに降ろした垂線Ｌ１と平面Ｐとの交点Ｉとなる。
【００５１】
次に、シフト座標点データＤａとＤｂを結ぶ線Ｌａの中点Ｏｓと、交点Ｉとを結ぶ線Ｌ２を求め、この線Ｌ２上において、交点Ｏｓから半径Ｒだけ離れた点を求めれば、新たな基準原点Ｏ２を求めることができる。
【００５２】
先の基準原点Ｏ１を新たな基準原点Ｏ２に補正することでオフセットが解消されると、座標点データＤは、新たな基準原点Ｏ２を中心とする半径Ｒの新たな球面座標Ｇ２上の点として求められる。磁界検知装置１に重力の向きを検知する加速度センサが設けられていれば、磁界検知装置１に設定されているＺ軸と重力の向きとの関係を理解できる。これにより、座標点データから地磁気ベクトルの伏角を知ることができ、磁界検知装置１と地磁気ベクトルとの方位の関係も知ることができる。
【００５３】
また、図２に示す回転軸計算部１３では、磁界検知装置１を搭載した携帯機器などが動いたときに、その回転運動の回転軸が計算される。また、角速度計算部１４では、複数の座標点データの回転中心から開き角度と、その座標点データのサンプリング時間とから携帯機器などの角速度を求めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の磁界検知装置は、方位センサ、ジャイロに応用でき、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もできる。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。
【００５５】
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向きや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からどのような運動で接近してきているかの検知も可能である。
【符号の説明】
【００５６】
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  オフセット計算部
１３  回転軸計算部
１４  角速度計算部
１５  主演算部
Ｇ１  初期の球面座標
Ｒ  半径
Ｏ１  初期の基準原点
Ｄａ，Ｄｂ  シフト座標点データ
Ｇａ，Ｇｂ  仮想球
Ｓ  交叉円
Ｏｓ  交叉円の中心
Ｐ  平面
Ｉ  平面と垂線との交点
Ｏ２  新たな基準原点
【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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