(57)【要約】【課題】高い検知精度を維持することができるセンサ・モジュールを提供する。【解決手段】加速度センサの出力信号から得られる加速度の変動幅が閾値未満であり、かつ地磁気センサの出力信号から得られる方位角と加速度センサの出力信号から得られる傾斜角との差分が閾値未満のときにのみ（ステップＳ２６９のＹ）、補正データが更新される（ステップＳ２７１、Ｓ２７３）。これにより、移動体の位置における磁界が良好なときにのみ補正データが更新されることとなり、補正データの精度を高く維持することができる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載されるセンサ・モジュールであって、
少なくとも２つの感磁軸を有する磁気センサと；
前記移動体の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知する少なくとも１つのモーションセンサと；
前記磁気センサからの磁気情報に基づく前記移動体の向いている方向を示す第１の方位データと前記少なくとも１つのモーションセンサからの情報に基づく前記移動体の向いている方向を示す第２の方位データとの差分が、閾値未満であるか否かを判断し、該判断の結果、前記差分が閾値未満の場合に、前記磁気情報を補正するための補正データを更新する処理装置と；を備えるセンサ・モジュール。
【請求項２】
前記磁気センサは、地磁気センサであることを特徴とする請求項１に記載のセンサ・モジュール。
【請求項３】
前記少なくとも１つのモーションセンサは、加速度センサ及びジャイロセンサの少なくとも一方であることを特徴とする請求項２に記載のセンサ・モジュール。
【請求項４】
前記少なくとも１つのモーションセンサは、前記加速度センサを含み、
前記第２の方位データは、前記加速度センサの出力信号から算出される重力方向に対する傾斜データであることを特徴とする請求項３に記載のセンサ・モジュール。
【請求項５】
前記少なくとも１つのモーションセンサは、前記ジャイロセンサを含み、
前記第２の方位データは、前記ジャイロセンサの出力信号から算出される方位データであることを特徴とする請求項３に記載のセンサ・モジュール。
【請求項６】
前記処理装置は、更に、前記判断を行うのに先立って、前記加速度センサからの加速度情報を複数のタイミングで取得し、加速度の変動幅が閾値未満の場合に、前記判断を行うことを特徴とする請求項４に記載のセンサ・モジュール。
【請求項７】
前記処理装置は、更に、前記判断を行うのに先立って、前記磁気センサからの磁気情報及び前記少なくとも１つのモーションセンサからの回転情報をそれぞれ複数のタイミングで取得し、磁気の変化傾向と回転角の変化傾向が互いに同じ場合に、前記判断を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のセンサ・モジュール。
【請求項８】
前記処理装置は、更に、前記判断を行うのに先立って、前記磁気センサからの磁気情報及び前記少なくとも１つのモーションセンサからの回転情報をそれぞれ複数のタイミングで取得し、得られた複数の磁気情報と複数の回転情報とに基づいて前記移動体の位置での磁界の平行からのずれ角を算出し、該ずれ角が閾値未満の場合に、前記判断を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のセンサ・モジュール。
【請求項９】
前記磁気センサと前記少なくとも１つのモーションセンサは、モノリシック構成であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のセンサ・モジュール。
【請求項１０】
前記磁気センサと前記少なくとも１つのモーションセンサは、微小電気機械システムの製造プロセスで同一基板上に形成されていることを特徴とする請求項９に記載のセンサ・モジュール。
【請求項１１】
前記処理装置は、前記磁気センサ及び前記少なくとも１つのモーションセンサの各出力信号をそれぞれ増幅、ＡＤ変換する信号処理回路を有し、
前記磁気センサと前記少なくとも１つのモーションセンサと前記信号処理回路は、モノリシック構成であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のセンサ・モジュール。
【請求項１２】
前記磁気センサと前記少なくとも１つのモーションセンサと前記信号処理回路は、微小電気機械システムの製造プロセスで同一基板上に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のセンサ・モジュール。
【請求項１３】
前記磁気センサは、トンネル磁気抵抗効果素子及び巨大磁気抵抗効果素子のいずれかを有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のセンサ・モジュール。
【請求項１４】
移動体に搭載され、少なくとも２つの感磁軸を有する磁気センサと前記移動体の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知する少なくとも１つのモーションセンサとを有するセンサ・モジュールにおける補正方法であって、
前記磁気センサからの磁気情報に基づいて前記移動体の向いている方向を示す第１の方位データを算出する工程と；
前記少なくとも１つのモーションセンサからの情報に基づいて前記移動体の向いている方向を示す第２の方位データを算出する工程と；
前記第１の方位データと前記第２の方位データとの差分が閾値未満であるか否かを判断する工程と；
前記判断の結果、前記差分が閾値未満の場合に、前記磁気情報を補正するための補正データを更新する工程と；
前記補正データに基づいて前記磁気情報を補正する工程と；を含む補正方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのモーションセンサは、加速度センサを含み、
前記第２の方位データを算出する工程では、前記第２の方位データとして、前記加速度センサの出力信号から重力方向に対する傾斜データを算出することを特徴とする請求項１４に記載の補正方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのモーションセンサは、ジャイロセンサを含み、
前記第２の方位データを算出する工程では、前記第２の方位データとして、前記ジャイロセンサの出力信号から方位データを算出することを特徴とする請求項１４に記載の補正方法。
【請求項１７】
前記判断する工程に先立って、前記加速度センサからの加速度情報を複数のタイミングで取得する工程と；
前記取得する工程で得られた複数の加速度情報に基づいて、加速度の変動幅を求める工程と；を更に含み、
前記変動幅が閾値未満の場合に、前記判断する工程を実施することを特徴とする請求項１５に記載の補正方法。
【請求項１８】
前記判断する工程に先立って、前記磁気センサからの磁気情報及び前記少なくとも１つのモーションセンサからの回転情報をそれぞれ複数のタイミングで取得する工程と；
前記取得する工程で得られた複数の磁気情報から磁気の第１の変化傾向を取得する工程と；
前記取得する工程で得られた複数の回転情報から回転角の第２の変化傾向を取得する工程と；を更に含み、
前記第１の変化傾向と前記第２の変化傾向が互いに同じである場合に、前記判断する工程を実施することを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の補正方法。
【請求項１９】
前記判断する工程に先立って、前記磁気センサからの磁気情報及び前記少なくとも１つのモーションセンサからの回転情報をそれぞれ複数のタイミングで取得する工程と；
前記取得する工程で得られた複数の磁気情報と複数の回転情報とに基づいて前記移動体の位置での磁界の平行からのずれ角を算出する工程と；を更に含み、
前記ずれ角が閾値未満の場合に、前記判断する工程を実施することを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の補正方法。
【請求項２０】
移動体に搭載され、少なくとも２つの感磁軸を有する磁気センサと前記移動体の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知する少なくとも１つのモーションセンサとを有するセンサ・モジュールに用いられるプログラムであって、
前記磁気センサからの磁気情報に基づいて前記移動体の向いている方向を示す第１の方位データを算出する手順と；
前記少なくとも１つのモーションセンサからの情報に基づいて前記移動体の向いている方向を示す第２の方位データを算出する手順と；
前記第１の方位データと前記第２の方位データとの差分が閾値未満であるか否かを判断する手順と；
前記判断の結果、前記差分が閾値未満の場合に、前記磁気情報を補正するための補正データを更新する手順と；を前記センサ・モジュールの制御用コンピュータに実行させるプログラム。
【請求項２１】
請求項２０に記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ・モジュール、補正方法、プログラム及び記録媒体に係り、さらに詳しくは、移動体に搭載されるセンサ・モジュール、該センサ・モジュールにおける補正方法、前記センサ・モジュールに用いられるプログラム及び該プログラムが記録された記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や携帯電話などの移動体には、ナビゲーションのために、地磁気を検知して移動体の方位を求める方位計測装置が搭載されている。
【０００３】
このような方位計測装置では、地磁気以外の磁界の影響により磁気センサの出力にオフセットが含まれることとなり、誤った方位を示すことはよく知られている。そこで、方位を精度良く求めるには、オフセットを精度良く求めることが重要である。
【０００４】
例えば、特許文献１には、自動車等の進行方向を検出すること等に用いられる方位検出装置の出力補正装置が開示されている。また、特許文献２には、測定装置または測定装置を取り付けた機器が着磁している場合あるいは測定装置がオフセット誤差を発生している場合に、それらの影響を除去する磁界ベクトル検出方法が開示されている。さらに、特許文献３には、方位計の着磁等による検出出力値の補正と、地磁気検出手段の各々の成分の最大最小値を同じに調整する電子式方位計及びその補正値算出方法が開示されている。
【０００５】
そして、特許文献４には、磁場発生装置を用いた電子方位計の調整方法が開示されている。特許文献５には、コイルを利用して磁気センサ部に交番減衰磁界を印加し、磁気センサ部を消磁する電子式方位計が開示されている。特許文献６には、地磁気センサより演算手段に入力される信号が所定の判定エリアから外れていると判断された場合に警告を行い、また、その警告を前記所定のエリアから外れている時間が所定の時間以上継続したときに行い、また、その判定エリアからの外れの度合いに応じて警告発生の判断のための時間を変化させる方位検出装置が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献７には、地磁気検出手段からの出力データからなる出力データ群からの距離のばらつきが最小になるような位置の座標を基準点として推定し、その推定した基準点を中心とし、前記出力データ群の各々が円周を形成する円の半径距離が所定範囲外の場合、前記推定した基準点を破棄する方位角計測方法が開示されている。特許文献８には、地磁気センサの複数の測定データからオフセット計測値を推定し、前記複数の測定データと前記推定されたオフセット計測値との座標上における距離をそれぞれ算出し、さらに、算出された各距離の平均値を算出し、算出された前記各距離の個々の値と前記各距離の平均値に基づいて標準偏差を算出し、算出された標準偏差によって前記オフセット計測値の有効性を判定する地磁気センサの補正方法が開示されている。特許文献９には、地磁気方位センサによって描かれる出力円は本来真円を描くことを前提にして、地磁気方位センサ１から逐次出力される出力値と、その時点での磁化強度（出力円の半径）を比較し、その誤差を小さくすべく出力円の中心座標値を適宜補正する車両用方位計が開示されている。特許文献１０には、電子装置に組み込まれた強磁性体が生ずる誘導磁気と永久磁石による磁界とを、磁気センサのＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に影響する誘導磁気による磁界の値を補正するための関係式と、関係式の補正係数を求める手段を示す磁気検出方式と、該磁気検出方式を用いて磁気センサと磁気センサを駆動する電子装置にマイクロコンピュータを組合せて強磁性体による磁界を補正するよう構成した磁気検出装置が開示されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜特許文献１０に開示されている装置や方法では、高い検知精度が常に維持されるかどうかは不明であった。
【０００８】
ところで、特許文献１１には、薄膜磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサ及びこの磁気センサを用いた方位検知システムが開示されている。特許文献１２には、トンネル磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）及びこの素子を用いた方位検知システムが開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特許第１４２２９４２号公報
【特許文献２】特許第１６６０６１３号公報
【特許文献３】特開２０００−１３１０６８号公報
【特許文献４】特開２００２−４８５５１号公報
【特許文献５】特開平６−１７４４７２号公報
【特許文献６】特開平６−２４９６６３号公報
【特許文献７】特開２００５−１９５３７６号公報
【特許文献８】特開２００６−４７２９９号公報
【特許文献９】特許第２５３８７３８号公報
【特許文献１０】特開平７−１５１８４２号公報
【特許文献１１】特開２００３−１６７０３９号公報
【特許文献１２】特開２００３−８１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、高い検知精度を維持することができるセンサ・モジュールを提供することにある。
【００１１】
また、本発明の第２の目的は、高い検知精度を維持することを可能とするセンサ・モジュールにおける補正方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第３の目的は、センサ・モジュールの制御用コンピュータにて実行され、高い検知精度を維持することを可能とするプログラム及びそのプログラムが記録された記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、第１の観点からすると、移動体に搭載されるセンサ・モジュールであって、少なくとも２つの感磁軸を有する磁気センサと；前記移動体の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知する少なくとも１つのモーションセンサと；前記磁気センサからの磁気情報に基づく前記移動体の向いている方向を示す第１の方位データと前記少なくとも１つのモーションセンサからの情報に基づく前記移動体の向いている方向を示す第２の方位データとの差分が、閾値未満であるか否かを判断し、該判断の結果、前記差分が閾値未満の場合に、前記磁気情報を補正するための補正データを更新する処理装置と；を備えるセンサ・モジュールである。
【００１４】
これによれば、処理装置によって、磁気センサからの磁気情報に基づく第１の方位データと少なくとも１つのモーションセンサからの情報に基づく第２の方位データとの差分が閾値未満の場合に、磁気情報を補正するための補正データが更新される。すなわち、移動体の位置における磁界が良好なときにのみ補正情報が更新されることとなる。従って、補正情報の精度を高く維持することができ、その結果、高い検知精度を維持することが可能となる。
【００１５】
本発明は、第２の観点からすると、移動体に搭載され、少なくとも２つの感磁軸を有する磁気センサと前記移動体の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知する少なくとも１つのモーションセンサとを有するセンサ・モジュールにおける補正方法であって、前記磁気センサからの磁気情報に基づいて前記移動体の向いている方向を示す第１の方位データを算出する工程と；前記少なくとも１つのモーションセンサからの情報に基づいて前記移動体の向いている方向を示す第２の方位データを算出する工程と；前記第１の方位データと前記第２の方位データとの差分が閾値未満であるか否かを判断する工程と；前記判断の結果、前記差分が閾値未満の場合に、前記磁気情報を補正するための補正データを更新する工程と；前記補正データに基づいて前記磁気情報を補正する工程と；を含む補正方法である。
【００１６】
これによれば、磁気センサからの磁気情報に基づいて第１の方位データが算出され、少なくとも１つのモーションセンサからの情報に基づいて第２の方位データが算出される。そして、第１の方位データと第２の方位データとの差分が閾値未満であるか否かが判断され、その判断の結果、差分が閾値未満の場合に、磁気情報を補正するための補正データが更新される。すなわち、移動体の位置における磁界が良好なときにのみ補正情報が更新されることとなる。従って、補正情報は高い精度が維持され、方位角を精度良く補正することができる。その結果、高い検知精度を維持することが可能となる。
【００１７】
本発明は、第３の観点からすると、移動体に搭載され、少なくとも２つの感磁軸を有する磁気センサと前記移動体の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知する少なくとも１つのモーションセンサとを有するセンサ・モジュールに用いられるプログラムであって、前記磁気センサからの磁気情報に基づいて前記移動体の向いている方向を示す第１の方位データを算出する手順と；前記少なくとも１つのモーションセンサからの情報に基づいて前記移動体の向いている方向を示す第２の方位データを算出する手順と；前記第１の方位データと前記第２の方位データとの差分が閾値未満であるか否かを判断する手順と；前記判断の結果、前記差分が閾値未満の場合に、前記磁気情報を補正するための補正データを更新する手順と；を前記センサ・モジュールの制御用コンピュータに実行させるプログラムである。
【００１８】
これによれば、本発明のプログラムが所定のメモリにロードされ、その先頭アドレスがプログラムカウンタにセットされると、センサ・モジュールの制御用コンピュータは、磁気センサからの磁気情報に基づいて第１の方位データを算出し、少なくとも１つのモーションセンサからの情報に基づいて第２の方位データを算出する。そして、第１の方位データと第２の方位データとの差分が閾値未満であるか否かを判断し、その判断の結果、差分が閾値未満の場合に、磁気情報を補正するための補正データを更新する。すなわち、移動体の位置における磁界が良好なときにのみ補正情報が更新されることとなる。従って、補正情報は高い精度が維持され、方位角を精度良く補正することができる。その結果、高い検知精度を維持することが可能となる。
【００１９】
本発明は、第４の観点からすると、本発明のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００２０】
これによれば、本発明のプログラムが記録されているために、コンピュータに実行させることにより、高い検知精度を維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。図１には、本発明の第１の実施形態に係るセンサ・モジュール１００の概略構成が示されている。
【００２２】
このセンサ・モジュール１００は、一例として携帯電話に搭載され、地磁気センサ１１、該地磁気センサ１１の出力信号から地磁気データを取得する信号処理回路１２、加速度センサ２１、該加速度センサ２１の出力信号から加速度データを取得する信号処理回路２２、前記信号処理回路１２の出力信号及び前記信号処理回路２２の出力信号に基づいて前記携帯電話が向いている方向の方位角を求める演算装置３０などを備えている。
【００２３】
前記地磁気センサ１１は、一例として図２（Ａ）、図２（Ａ）のＡ−Ａ断面図である図２（Ｂ）、及び図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である図２（Ｃ）に示されるように、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）の製造プロセスで形成され、互いに感磁軸の方向が異なる４つのセンサ部（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ）を有している。ここでは、センサ部５０ａの感磁軸方向を第１軸方向とし、センサ部５０ｂの感磁軸方向を第２軸方向とし、センサ部５０ｃの感磁軸方向を第３軸方向とし、センサ部５０ｄの感磁軸方向を第４軸方向とする。
【００２４】
各センサ部は、いずれも磁界に応じてその抵抗値が変化する磁気抵抗素子を含んでいる。この磁気抵抗素子は、一例として図３に示されるように、トンネル磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）であり、基板５１上に、反強磁性体層としてＦｅ−Ｍｎ薄膜５２、強磁性体層（ピン層）としてＣｏ−Ｆｅ薄膜５３、絶縁体層として有機膜５４、強磁性体層（フリー層）としてパーマロイ薄膜５５が、順に積層されている。なお、図３における符号５６は電極である。
【００２５】
ここでは、センサ部５０ａで検知された磁気情報が含まれる信号（以下では、便宜上「第１磁気センサ信号」という）と、センサ部５０ｂで検知された磁気情報が含まれる信号（以下では、便宜上「第２磁気センサ信号」という）と、センサ部５０ｃで検知された磁気情報が含まれる信号（以下では、便宜上「第３磁気センサ信号」という）とが、地磁気センサ１１から出力される。
【００２６】
図１に戻り、前記信号処理回路１２は、マルチプレクサ１３、増幅器１５、及びＡ／Ｄ変換器１７を有している。
【００２７】
マルチプレクサ１３は、地磁気センサ１１からの前記第１磁気センサ信号、第２磁気センサ信号、及び第３磁気センサ信号を順に出力する。増幅器１５は、マルチプレクサ１３の出力信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換器１７は、増幅器１５の出力信号をＡ／Ｄ変換し、磁気データとして出力する。この磁気データには、第１軸方向に関する磁気情報と第２軸方向に関する磁気情報と第３軸方向に関する磁気情報とが含まれている。
【００２８】
前記加速度センサ２１は、ピエゾ電極型の３軸の加速度センサである。この加速度センサ２１は、一例として図４（Ａ）及び図４（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である図４（Ｂ）に示されるように、１辺が約１ｍｍの正方形状であり、錘部２１ａ及びピエゾ効果を有する梁部２１ｂが、それぞれ微小電気機械システムの製造プロセスで形成されている。ここでは、加速度センサ２１は、重力に関する情報が含まれる信号（以下では、便宜上「第１加速度センサ信号」という）と、Ｙ軸方向に関する加速度情報が含まれる信号（以下では、便宜上「第２加速度センサ信号」という）と、Ｚ軸方向に関する加速度情報が含まれる信号（以下では、便宜上「第３加速度センサ信号」という）とを出力する。
【００２９】
また、一例として図４（Ａ）に示されるように、加速度センサ２１の一部に前記地磁気センサ１１が設けられている。すなわち、加速度センサ２１と地磁気センサ１１とは一体化されている。
【００３０】
前記信号処理回路２２は、マルチプレクサ２３、増幅器２５、及びＡ／Ｄ変換器２７を有している。
【００３１】
マルチプレクサ２３は、加速度センサ２１からの前記第１加速度センサ信号、第２加速度センサ信号、及び第３加速度センサ信号を順に出力する。増幅器２５は、マルチプレクサ２３の出力信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換器２７は、増幅器２５の出力信号をＡ／Ｄ変換し、加速度データとして出力する。この加速度データには、重力に関する情報とＹ軸方向に関する加速度情報とＺ軸方向に関する加速度情報とが含まれている。
【００３２】
前記演算装置３０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３３、及びメモリ３５を有している。
【００３３】
ＲＯＭ３３には、ＣＰＵ３１にて解読可能なコードで記述された本発明に係るプログラムを含む複数のプログラム、複数の初期データ及び固定データなどが格納されている。
【００３４】
メモリ３５には、前記信号処理回路１２からの磁気データ、前記信号処理回路２２からの加速度データ、及び磁気データを補正するための補正データなどが格納される。また、メモリ３５には、ＣＰＵ３１の作業用領域も設けられている。
【００３５】
ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３３に格納されているプログラムに従って処理を行う。
【００３６】
ＣＰＵ３１は、前記信号処理回路１２からの磁気データに含まれる第１軸方向に関する磁気情報と第２軸方向に関する磁気情報と第３軸方向に関する磁気情報とに基づいて方位データを算出し、携帯電話の向いている方向の方位角を求める。ここでは、一例として図５に示されるように、携帯電話の位置での磁界が地磁気による磁界のみの場合（以下では、便宜上「基準磁界状態」という）に、携帯電話が北を向いているときに方位データは最大値Ｖｍａｘ（＝１００ｍＶ）となり、南を向いているときに方位データは最小値Ｖｍｉｎ（＝−１００ｍＶ）となるように設定されているものとする。また、図５には、一例として北を基準（０°）としたときの方位角も示されている。この方位データと方位角との関係は、テーブル形式あるいは関係式の形で、固定データとしてＲＯＭ３３に格納されている。
【００３７】
また、ＣＰＵ３１は、前記信号処理回路２２からの加速度データに含まれる重力に関する情報に基づいて、重力方向に対する傾斜データを算出し、重力方向に対する携帯電話の傾斜角を求める。ここでは、一例として図６に示されるように、傾斜角が６０°のときに傾斜データが最大値となり、傾斜角が２４０°のときに傾斜データが最小値となるように設定されているものとする。そこで、傾斜データは、携帯電話が北を向いているときに最大値となり、南を向いているときに最小値となる。この傾斜データと傾斜角との関係は、テーブル形式あるいは関係式の形で、固定データとしてＲＯＭ３３に格納されている。
【００３８】
次に、上記のように構成されるセンサ・モジュール１００の動作について図７〜図９を用いて説明する。図７〜図９のフローチャートは、ＣＰＵ３１によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。
【００３９】
例えばタイマ割込みなどで携帯電話が向いている方向の方位角の取得要求が発生すると、ＲＯＭ３３に格納されているプログラムのうち図７のフローチャートに対応するプログラムの開始アドレスがＣＰＵ３１のプログラムカウンタにセットされ、処理（以下、「方位角取得処理」という）がスタートする。なお、メモリ３５には、すでに補正データが格納されているものとする。
【００４０】
最初のステップＳ１０１では、信号処理回路１２を介して磁気データを取得する。
【００４１】
次のステップＳ１０３では、磁気データに含まれる第１軸方向に関する磁気情報と第２軸方向に関する磁気情報と第３軸方向に関する磁気情報とに基づいて方位データを算出する。
【００４２】
次のステップＳ１０５では、メモリ３５から補正データを取得する。
【００４３】
次のステップＳ１０７では、補正データに基づいて方位データを補正する。例えば、算出された方位データが８０ｍＶであり、補正データが１．２５の場合には、補正後の方位データは８０×１．２５＝１００ｍＶとなる。
【００４４】
次のステップＳ１０９では、ＲＯＭ３３に格納されている「方位データと方位角との関係」を参照し、補正後の方位データに基づいて携帯電話が向いている方向の方位角を取得する。例えば、補正後の方位データが１００ｍＶの場合には、方位角は０°となる。
【００４５】
次のステップＳ１１１では、取得された方位角を出力する。ここで出力された方位角は、携帯電話のメモリに保存され、ナビゲーションシステムなどに利用される。
【００４６】
次のステップＳ１１３では、補正後の方位データ及び取得された方位角を、それぞれメモリ３５に保存する。そして、方位角取得処理を終了する。
【００４７】
また、例えばタイマ割込みなどで補正データの更新要求が発生すると、ＲＯＭ３３に格納されているプログラムのうち図８及び図９のフローチャートに対応するプログラムの開始アドレスがＣＰＵ３１のプログラムカウンタにセットされ、処理（以下、「第１の補正データ更新処理」という）がスタートする。なお、メモリ３５には、すでに補正データが格納されているものとする。
【００４８】
最初のステップＳ２０１では、カウンタｎに初期値１をセットする。
【００４９】
次のステップＳ２０３では、信号処理回路２２を介して加速度データを取得する。
【００５０】
次のステップＳ２０５では、取得した加速度データをメモリ３５に保存する。
【００５１】
次のステップＳ２０７では、カウンタｎの値が予め設定されている２以上の整数値Ｎと等しいか否かを判断する。ここでは、カウンタｎの値は１でありＮよりも小さいので、ここでの判断は否定され、ステップＳ２０９に移行する。
【００５２】
このステップＳ２０９では、カウンタｎの値に１を加算し、所定時間（例えば、１００ｍＳ）待機後、上記ステップＳ２０３に戻る。
【００５３】
以下、ステップＳ２０７での判断が肯定されるまで、ステップＳ２０３〜Ｓ２０９の処理を繰り返す。
【００５４】
カウンタｎの値がＮと等しくなると、ステップＳ２０７での判断が肯定され、ステップＳ２１１に移行する。ここでは、互いに異なるタイミングで取得されたＮ個の加速度データがメモリ３５に保存されている。
【００５５】
このステップＳ２１１では、メモリ３５に保存されているＮ個の加速度データを読出し、重力方向に関する加速度の変動幅、Ｙ軸方向に関する加速度の変動幅、及びＺ軸方向に関する加速度の変動幅を求め、それらの変動幅のうち最も大きい変動幅（ｄＡとする）を取得する。
【００５６】
次のステップＳ２１３では、前記変動幅ｄＡが閾値（ｄＡｔとする）未満であるか否かを判断する。変動幅ｄＡが閾値ｄＡｔ未満であれば、ここでの判断は肯定され、ステップ２５１に移行する。なお、ここでは、一例として閾値ｄＡｔは、１Ｇ（重力加速度）に対して０．５％、あるいは電気信号換算で０．５ｍＶとしている。
【００５７】
このステップＳ２５１では、スピーカへの給電停止を携帯電話に要求する。
【００５８】
次のステップＳ２５３では、加速度データに含まれる重力に関する情報に基づいて、重力方向に対する傾斜データを算出する。
【００５９】
次のステップＳ２５５では、ＲＯＭ３３に格納されている「傾斜データと傾斜角との関係」を参照し、算出された傾斜データから重力方向に対する携帯電話の傾斜角を求める。
【００６０】
次のステップＳ２５７では、得られた傾斜角から調整角αを減算し、Ｄａとする。例えば、方位角の基準を北としたときには、傾斜角が方位角よりも６０°大きくなるため（図５及び図６参照）、前記調整角αは６０°となる。これにより、基準磁界状態では、Ｄａと方位角とは互いに等しくなる。なお、仮に北の方位角を６０°と定義すると、当然ながら調整角αは０°である。すなわち、調整は不要である。
【００６１】
次のステップＳ２５９では、信号処理回路１２を介して磁気データを取得する。
【００６２】
次のステップＳ２６１では、磁気データに含まれる第１軸方向に関する磁気情報と第２軸方向に関する磁気情報と第３軸方向に関する磁気情報とに基づいて方位データを算出する。
【００６３】
次のステップＳ２６３では、メモリ３５から補正データを取得する。
【００６４】
次のステップＳ２６５では、補正データに基づいて方位データを補正する。
【００６５】
次のステップＳ２６７では、ＲＯＭ３３に格納されている「方位データと方位角との関係」を参照し、補正後の方位データに基づいて携帯電話が向いている方向の方位角（Ｄｍとする）を取得する。
【００６６】
次のステップＳ２６９では、方位角Ｄｍと前記Ｄａの差分が閾値（Ｄｔとする）未満であるか否かを判断する。方位角ＤｍとＤａの差分が閾値Ｄｔ未満であれば、ここでの判断は肯定され、ステップＳ２７１に移行する。ここでは、一例として閾値Ｄｔは、方位角の相対値として０．５度、あるいは電気信号換算で０．５ｍＶとしている。
【００６７】
このステップＳ２７１では、補正データを再計算する。例えば、傾斜角が６０°のときの方位データ（Ｖｘとする）を取得し、前記ＶｍａｘをＶｘで除した値を新たな補正データとする。
【００６８】
次のステップＳ２７３では、メモリ３５に格納されている補正データを再計算された補正データに置き換える。すなわち、補正データを更新する。そして、第１の補正データ更新処理を終了する。
【００６９】
なお、上記ステップＳ２１３において、変動幅ｄＡが閾値ｄＡｔ以上であれば、ステップＳ２１３での判断は否定され、第１の補正データ更新処理を終了する。すなわち、補正データは更新されない。
【００７０】
また、上記ステップＳ２６９において、方位角ＤｍとＤａの差分が閾値Ｄｔ以上であれば、ステップＳ２６９での判断は否定され、第１の補正データ更新処理を終了する。すなわち、補正データは更新されない。
【００７１】
以上の説明から明らかなように、本第１の実施形態に係るセンサ・モジュール１００では、信号処理回路１２と信号処理回路２２と演算装置３０とによって処理装置が実現されている。なお、ＣＰＵ３１によるプログラムに従う処理の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしても良い。
【００７２】
また、本第１の実施形態では、記録媒体としてのＲＯＭ３３に記録されている複数のプログラムのうち、図８及び図９に対応するプログラムに本発明に係るプログラムが含まれている。
【００７３】
そして、上記第１の補正データ更新処理にて、本発明に係る補正方法が実施されている。
【００７４】
以上説明したように、本第１の実施形態に係るセンサ・モジュール１００によると、加速度センサ２１の出力信号から得られる加速度の変動幅が閾値未満であり、かつ地磁気センサ１１の出力信号から得られる方位角と加速度センサ２１の出力信号から得られる傾斜角との差分が閾値未満のときにのみ、補正データが更新される。これにより、携帯電話（移動体）の位置における磁界が良好なときにのみ補正データが更新されることとなる。従って、補正データの精度を高く維持することができ、その結果、高い検知精度を維持することが可能となる。
【００７５】
また、本第１の実施形態では、地磁気センサ１１及び加速度センサ２１がいずれも微小電気機械システムの製造プロセスで形成され、かつ、地磁気センサ１１と加速度センサ２１がモノリシック構成であるため、大幅に小型化することが可能となる。
【００７６】
なお、上記第１の実施形態において、一例として図１０に示されるように、地磁気センサ１１と加速度センサ２１と信号処理回路１２と信号処理回路２２とがモノリシック構成であっても良い。これにより、更なる小型化を図ることができる。また、各センサの出力信号にノイズが混入するのを抑制することができ、更に検知精度を上げることが可能となる。
【００７７】
また、上記第１の実施形態において、一例として図１１に示されるように、地磁気センサ１１と加速度センサ２１とが個別に設けられ、両者がモノリシック構成であっても良い。この場合であっても、従来よりも小型化を図ることができる。さらに、この場合において、一例として図１２に示されるように、更に信号処理回路１２と信号処理回路２２とがモノリシック構成であっても良い。
【００７８】
また、上記第１の実施形態では、第１の補正データ更新処理において、先ず加速度の変動幅ｄＡを参照して補正データの更新タイミングが適切であるか否かを判断する場合について説明したが、これに代えて、磁気の変化傾向に対応する方位データの変化傾向と、回転角の変化傾向に対応する傾斜データの変化傾向とを参照して補正データの更新タイミングが適切であるか否かを判断しても良い。この場合のセンサ・モジュール１００の動作について図１３のフローチャートを用いて説明する。
【００７９】
最初のステップＳ２０１ａでは、カウンタｎに初期値１をセットする。
【００８０】
次のステップＳ２０３ａでは、信号処理回路２２を介して加速度データを取得する。
【００８１】
次のステップＳ２０５ａでは、取得した加速度データをメモリ３５に保存する。
【００８２】
次のステップＳ２０７ａでは、信号処理回路１２を介して磁気データを取得する。
【００８３】
次のステップＳ２０９ａでは、取得した磁気データをメモリ３５に保存する。
【００８４】
次のステップＳ２１１ａでは、カウンタｎの値がＮと等しいか否かを判断する。ここでは、カウンタｎの値は１でありＮよりも小さいので、ここでの判断は否定され、ステップＳ２１３ａに移行する。
【００８５】
このステップＳ２１３ａでは、カウンタｎの値に１を加算し、所定時間待機後、上記ステップＳ２０３ａに戻る。
【００８６】
以下、ステップＳ２１１ａでの判断が肯定されるまで、ステップＳ２０３ａ〜Ｓ２１３ａの処理を繰り返す。
【００８７】
カウンタｎの値がＮと等しくなると、ステップＳ２１１ａでの判断が肯定され、ステップ２１５ａに移行する。ここでは、互いに異なるタイミングで取得されたＮ個の加速度データ及びＮ個の磁気データがメモリ３５に保存されている。
【００８８】
このステップＳ２１５ａでは、メモリ３５に保存されているＮ個の加速度データを読出し、Ｎ個の傾斜データを算出し、傾斜データの変化傾向を求める。
【００８９】
次のステップＳ２１７ａでは、メモリ３５に保存されているＮ個の磁気データを読出し、Ｎ個の方位データを算出し、方位データの変化傾向を求める。
【００９０】
次のステップＳ２１９ａでは、傾斜データの変化傾向と方位データの変化傾向が互いに同じであるか否かを判断する。一例として図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）に示されるように、傾斜データの変化傾向と方位データの変化傾向が互いに同じであれば、ここでの判断は肯定され、前記ステップＳ２５１に移行する。一方、一例として図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）に示されるように、傾斜データの変化傾向と方位データの変化傾向が互いに異なっていれば、ここでの判断は否定され、補正データ更新処理を終了する。すなわち、補正データは更新されない。なお、図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）及び図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）におけるｔ１はｎ＝１に対応し、ｔ２はｎ＝２に対応し、ｔ３はｎ＝３に対応している。
【００９１】
さらに、加速度の変動幅ｄＡを参照して補正データの更新タイミングが適切であるか否かを判断するのに代えて、携帯電話の位置での磁界の平行度を参照して補正データの更新タイミングが適切であるか否かを判断しても良い。この場合のセンサ・モジュール１００の動作について図１６のフローチャートを用いて説明する。
【００９２】
最初のステップＳ２０１ｂ〜Ｓ２１３ｂでは、上記ステップＳ２０１ａ〜Ｓ２１３ａと同様な処理を行う。
【００９３】
カウンタｎの値がＮと等しくなると、ステップＳ２１１ｂでの判断が肯定され、ステップ２１５ｂに移行する。ここでは、互いに異なるタイミングで取得されたＮ個の加速度データ及びＮ個の磁気データがメモリ３５に保存されている。
【００９４】
このステップＳ２１５ｂでは、メモリ３５に保存されているＮ個の加速度データを読出し、Ｎ個の傾斜データを算出する。そして、傾斜データが同一である磁気データをメモリ３５から抽出する。例えば、図１７に示されるように、傾斜データとしてｋ１、ｋ２、ｋ３が算出されたときには、傾斜データｋ２が最も多いので、傾斜データｋ２に対応する磁気データＤｊ２、Ｄｊ３、Ｄｊ４、Ｄｊ５が抽出される。すなわち、ｎ＝２〜５では、携帯電話は回転していないと判断できる。
【００９５】
次のステップＳ２１７ｂでは、抽出された磁気データが複数個であるか否かを判断する。抽出された磁気データが複数個でなければ、ここでの判断は否定され、ステップＳ２０１ｂに戻る。一方、抽出された磁気データが複数個であれば、ここでの判断は肯定され、ステップＳ２１９ｂに移行する。
【００９６】
このステップＳ２１９ｂでは、抽出された複数の磁気データから、それぞれの方位データを算出し、方位データの変動幅ｄＭを求める。この変動幅ｄＭは、磁界の平行からのずれ角に対応している。
【００９７】
次のステップＳ２２１ｂでは、方位データの変動幅ｄＭが閾値（ｄＭｔとする）未満であるか否かを判断する。変動幅ｄＭが閾値ｄＭｔ（例えば、０．１度）未満であれば、一例として図１８（Ａ）に示されるように、磁界は平行であるため、ここでの判断は肯定され、前記ステップＳ２５１に移行する。一方、変動幅ｄＭが閾値ｄＭｔ以上であれば、一例として図１８（Ｂ）に示されるように、磁界は平行でないため、ここでの判断は否定され、補正データ更新処理を終了する。すなわち、補正データは更新されない。
【００９８】
また、上記第１の実施形態において、処理時間を短縮する必要がある場合には、加速度の変動幅を参照して補正データの更新タイミングが適切であるか否かを判断する手順を省略しても良い。
【００９９】
《第２の実施形態》
以下、本発明の第２の実施形態を図１９〜図２２に基づいて説明する。図１９には、本発明の第２の実施形態に係るセンサ・モジュール２００の概略構成が示されている。このセンサ・モジュール２００は、前述した第１の実施形態に係るセンサ・モジュール１００の前記加速度センサ２１に代えて３つのジャイロセンサ（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ）を用いている点に特徴を有する。そこで、センサ・モジュール１００の前記信号処理回路２２に代えて各ジャイロセンサの出力信号からジャイロデータを取得する信号処理回路４２が用いられる。従って、以下においては、第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【０１００】
前記３つのジャイロセンサは、いずれも圧電ジャイロセンサであり、互いに軸が異なるように設けられている。ここでは、一例として、ジャイロセンサ４１ａは、Ｘ軸方向に関する角速度情報が含まれる信号（以下では、便宜上「第１角速度センサ信号」ともいう）を出力し、ジャイロセンサ４１ｂは、Ｙ軸方向に関する角速度情報が含まれる信号（以下では、便宜上「第２角速度センサ信号」ともいう）を出力し、ジャイロセンサ４１ｃは、Ｚ軸方向に関する角速度情報が含まれる信号（以下では、便宜上「第３角速度センサ信号」ともいう）を出力するものとする。
【０１０１】
各ジャイロセンサは、いずれも錘部、ピエゾ効果を有する梁部、及び振動ドライブ部が、それぞれ微小電気機械システムの製造プロセスで形成されている。なお、代表としてジャイロセンサ４１ｂが、図２０（Ａ）及び図２０（Ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である図２０（Ｂ）に示されている。図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）における符号４１１は、前記錘部であり、符号４１２は、前記梁部であり、符号４１３は、前記振動ドライブ部である。ジャイロセンサでは、角速度すなわち回転角の一次時間微分値が検知されるので、その時間積分によって回転角を得ることができる。
【０１０２】
図１９に戻り、前記信号処理回路４２は、マルチプレクサ４３、増幅器４５、及びＡ／Ｄ変換器４７を有している。
【０１０３】
マルチプレクサ４３は、ジャイロセンサ４１ａからの前記第１角速度センサ信号、ジャイロセンサ４１ｂからの前記第２角速度センサ信号、ジャイロセンサ４１ｃからの前記第３角速度センサ信号を順に出力する。増幅器４５は、マルチプレクサ４３の出力信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換器４７は、増幅器４５の出力信号をＡ／Ｄ変換し、ジャイロデータとして出力する。このジャイロデータには、Ｘ軸方向に関する角速度情報とＹ軸方向に関する角速度情報とＺ軸方向に関する角速度情報とが含まれている。
【０１０４】
次に、上記のように構成されるセンサ・モジュール２００の動作について図２１及び図２２を用いて説明する。図２１及び図２２のフローチャートは、ＣＰＵ３１によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。なお、メモリ３５には、すでに補正データが格納されているものとする。
【０１０５】
方位角取得処理は、第１の実施形態と同様にして行われる。
【０１０６】
例えばタイマ割込みなどで補正データの更新要求が発生すると、図２１及び図２２のフローチャートに対応するプログラムの開始アドレスがＣＰＵ３１のプログラムカウンタにセットされ、処理（以下では、「第２の補正データ更新処理」という）がスタートする。
【０１０７】
最初のステップＳ３０１では、カウンタｎに初期値１をセットする。
【０１０８】
次のステップＳ３０３では、信号処理回路４２を介してジャイロデータを取得する。
【０１０９】
次のステップＳ３０５では、取得したジャイロデータをメモリ３５に保存する。
【０１１０】
次のステップＳ３０７では、カウンタｎの値がＮと等しいか否かを判断する。ここでは、カウンタｎの値は１でありＮよりも小さいので、ここでの判断は否定され、ステップＳ３０９に移行する。
【０１１１】
このステップＳ３０９では、カウンタｎの値に１を加算し、所定時間（例えば、１００ｍＳ）待機後、上記ステップＳ３０３に戻る。
【０１１２】
以下、ステップＳ３０７での判断が肯定されるまで、ステップＳ３０３〜Ｓ３０９の処理を繰り返す。
【０１１３】
カウンタｎの値がＮと等しくなると、ステップＳ３０７での判断が肯定され、ステップ３１１に移行する。ここでは、互いに異なるタイミングで取得されたＮ個のジャイロデータがメモリ３５に保存されている。
【０１１４】
このステップＳ３１１では、メモリ３５に保存されているＮ個のジャイロデータを読出し、回転角Ｒａを算出する。
【０１１５】
次のステップＳ３１３では、回転角Ｒａが閾値（Ｒａｔとする）未満であるか否かを判断する。回転角Ｒａが閾値Ｒａｔ未満であれば、ここでの判断は肯定され、ステップ３５１に移行する。ここでは、一例として閾値Ｒａｔは、回転角の相対値として０．５度、あるいは電気信号換算で０．５ｍＶとしている。
【０１１６】
このステップＳ３５１では、スピーカへの給電停止を携帯電話に要求する。
【０１１７】
次のステップＳ３５３では、回転角Ｒａから方位角（Ｄｂとする）を算出する。なお、回転前の方位角は既知であるものとする。
【０１１８】
次のステップＳ３５５〜Ｓ３６３では、前記ステップＳ２５９〜Ｓ２６７と同じ処理を行う。
【０１１９】
次のステップＳ３６５では、方位角Ｄｍと前記Ｄｂの差分が閾値Ｄｔ未満であるか否かを判断する。方位角ＤｍとＤｂの差分が閾値Ｄｔ未満であれば、ここでの判断は肯定され、ステップＳ３６７に移行する。
【０１２０】
このステップＳ３６７では、補正データを再計算する。例えば、方位角Ｄｂが０°のときの方位データＶｘ’を取得し、前記ＶｍａｘをＶｘ’で除した値を新たな補正データとする。
【０１２１】
次のステップＳ３６９では、メモリ３５に格納されている補正データを再計算された補正データに置き換える。すなわち、補正データを更新する。そして、第２の補正データ更新処理を終了する。
【０１２２】
なお、上記ステップＳ３１３において、回転角Ｒａが閾値Ｒａｔ以上であれば、ステップＳ３１３での判断は否定され、第２の補正データ更新処理を終了する。すなわち、補正データは更新されない。
【０１２３】
また、上記ステップＳ３６５において、方位角ＤｍとＤｂの差分が閾値Ｄｔ以上であれば、ステップＳ３６５での判断は否定され、第２の補正データ更新処理を終了する。すなわち、補正データは更新されない。
【０１２４】
以上の説明から明らかなように、本第２の実施形態に係るセンサ・モジュール２００では、信号処理回路１２と信号処理回路４２と演算装置３０とによって処理装置が実現されている。なお、ＣＰＵ３１によるプログラムに従う処理の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしても良い。
【０１２５】
また、本第２の実施形態では、記録媒体としてのＲＯＭ３３に記録されている複数のプログラムのうち、図２１及び図２２に対応するプログラムに本発明に係るプログラムが含まれている。
【０１２６】
そして、上記第２の補正データ更新処理にて、本発明に係る補正方法が実施されている。
【０１２７】
以上説明したように、本第２の実施形態に係るセンサ・モジュール２００によると、ジャイロセンサ２１の出力信号から得られる回転角が閾値未満であり、かつ地磁気センサ１１の出力信号から得られる方位角とジャイロセンサ２１の出力信号から得られる方位角との差分が閾値未満のときにのみ、補正データが更新される。これにより、携帯電話（移動体）の位置における磁界が良好なときにのみ補正データが更新されることとなる。従って、第１の実施形態と同様な効果を得ることが可能となる。
【０１２８】
また、本第２の実施形態では、地磁気センサ１１及び各ジャイロセンサがいずれも微小電気機械システムの製造プロセスで作成されているため、大幅に小型化することが可能となる。
【０１２９】
なお、上記第２の実施形態において、一例として図２３に示されるように、地磁気センサ１１と各ジャイロセンサとがモノリシック構成であっても良い。これにより、小型化を図ることができる。
【０１３０】
また、上記第２の実施形態において、一例として図２４に示されるように、地磁気センサ１１と各ジャイロセンサと信号処理回路１２と信号処理回路４２とがモノリシック構成であっても良い。これにより、更なる小型化を図ることができる。また、各センサの出力信号にノイズが混入するのを抑制することができ、更に検知精度を上げることが可能となる。
【０１３１】
また、上記第２の実施形態において、処理時間を短縮する必要がある場合には、ジャイロセンサ２１の出力信号から得られる回転角を参照して補正データの更新タイミングが適切であるか否かを判断する手順を省略しても良い。
【０１３２】
《第３の実施形態》
以下、本発明の第３の実施形態を図２５〜図２７に基づいて説明する。図２５には、本発明の第３の実施形態に係るセンサ・モジュール３００の概略構成が示されている。このセンサ・モジュール３００は、前述した第１の実施形態に係るセンサ・モジュール１００に、前述した第２の実施形態に係るセンサ・モジュール２００の前記３つのジャイロセンサを加えた点に特徴を有する。そこで、各ジャイロセンサの出力信号からジャイロデータを取得する信号処理回路４２も付加されている。従って、以下においては、第１の実施形態及び第２の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、第１の実施形態及び第２の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【０１３３】
次に、上記のように構成されるセンサ・モジュール３００の動作について図２６及び図２７を用いて説明する。図２６及び図２７のフローチャートは、ＣＰＵ３１によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。なお、メモリ３５には、すでに補正データが格納されているものとする。
【０１３４】
方位角取得処理は、第１の実施形態と同様にして行われる。
【０１３５】
例えばタイマ割込みなどで補正データの更新要求が発生すると、図２６及び図２７のフローチャートに対応するプログラムの開始アドレスがＣＰＵ３１のプログラムカウンタにセットされ、処理（以下では、「第３の補正データ更新処理」という）がスタートする。
【０１３６】
最初のステップＳ４０１では、カウンタｎに初期値１をセットする。
【０１３７】
次のステップＳ４０３では、信号処理回路２２を介して加速度データを取得する。
【０１３８】
次のステップＳ４０５では、取得した加速度データをメモリ３５に保存する。
【０１３９】
次のステップＳ４０７では、信号処理回路４２を介してジャイロデータを取得する。
【０１４０】
次のステップＳ４０９では、取得したジャイロデータをメモリ３５に保存する。
【０１４１】
次のステップＳ４１１では、カウンタｎの値がＮと等しいか否かを判断する。ここでは、カウンタｎの値は１でありＮよりも小さいので、ここでの判断は否定され、ステップＳ４１３に移行する。
【０１４２】
このステップＳ４１３では、カウンタｎの値に１を加算し、所定時間（例えば、１００ｍＳ）待機後、上記ステップＳ４０３に戻る。
【０１４３】
以下、ステップＳ４１１での判断が肯定されるまで、ステップＳ４０３〜Ｓ４１３の処理を繰り返す。
【０１４４】
カウンタｎの値がＮと等しくなると、ステップＳ４１１での判断が肯定され、ステップ４１５に移行する。ここでは、互いに異なるタイミングで取得されたＮ個の加速度データとＮ個のジャイロデータがメモリ３５に保存されている。
【０１４５】
このステップＳ４１５では、メモリ３５に保存されているＮ個の加速度データを読出し、加速度の変動幅ｄＡを求める。
【０１４６】
次のステップＳ４１７では、前記変動幅ｄＡが閾値ｄＡｔ未満であるか否かを判断する。変動幅ｄＡが閾値ｄＡｔ未満であれば、ここでの判断は肯定され、ステップＳ４１９に移行する。
【０１４７】
このステップＳ４１９では、メモリ３５に保存されているＮ個のジャイロデータを読出し、回転角Ｒａを算出する。
【０１４８】
次のステップＳ４２１では、回転角Ｒａが閾値Ｒａｔ未満であるか否かを判断する。回転角Ｒａが閾値Ｒａｔ未満であれば、ここでの判断は肯定され、ステップＳ４５１に移行する。
【０１４９】
このステップＳ４５１〜Ｓ４６７では、前記ステップＳ２５１〜Ｓ２６７と同様の処理を行う。
【０１５０】
次のステップＳ４６９では、方位角ＤｍとＤａの差分が閾値Ｄｔ未満であるか否かを判断する。方位角ＤｍとＤａの差分が閾値Ｄｔ未満であれば、ここでの判断は肯定され、ステップＳ４７１に移行する。
【０１５１】
このステップＳ４７１では、回転角Ｒａから方位角Ｄｂを算出する。
【０１５２】
次のステップＳ４７３では、方位角ＤｍとＤｂの差分が閾値Ｄｔ未満であるか否かを判断する。方位角ＤｍとＤｂの差分が閾値Ｄｔ未満であれば、ここでの判断は肯定され、ステップＳ４７５に移行する。
【０１５３】
このステップＳ４７５では、第１の実施形態又は第２の実施形態と同様にして、補正データを再計算する。
【０１５４】
次のステップＳ４７７では、メモリ３５に格納されている補正データを再計算された補正データに置き換える。すなわち、補正データを更新する。そして、第３の補正データ更新処理を終了する。
【０１５５】
なお、上記ステップＳ４１７において、変動幅ｄＡが閾値ｄＡｔ以上であれば、ステップＳ４１７での判断は否定され、第３の補正データ更新処理を終了する。すなわち、補正データは更新されない。
【０１５６】
また、上記ステップＳ４２１において、回転角Ｒａが閾値Ｒａｔ以上であれば、ステップＳ４２１での判断は否定され、第３の補正データ更新処理を終了する。すなわち、補正データは更新されない。
【０１５７】
また、上記ステップＳ４６９において、方位角ＤｍとＤａの差分が閾値Ｄｔ以上であれば、ステップＳ４６９での判断は否定され、第３の補正データ更新処理を終了する。すなわち、補正データは更新されない。
【０１５８】
また、上記ステップＳ４７３において、方位角ＤｍとＤｂの差分が閾値Ｄｔ以上であれば、ステップＳ４７３での判断は否定され、第３の補正データ更新処理を終了する。すなわち、補正データは更新されない。
【０１５９】
以上の説明から明らかなように、本第３の実施形態に係るセンサ・モジュール３００では、信号処理回路１２と信号処理回路２２と信号処理回路４２と演算装置３０とによって処理装置が実現されている。なお、ＣＰＵ３１によるプログラムに従う処理の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしても良い。
【０１６０】
また、本第３の実施形態では、記録媒体としてのＲＯＭ３３に記録されている複数のプログラムのうち、図２６及び図２７に対応するプログラムに本発明に係るプログラムが含まれている。
【０１６１】
そして、上記第３の補正データ更新処理にて、本発明に係る補正方法が実施されている。
【０１６２】
以上説明したように、本第３の実施形態に係るセンサ・モジュール３００によると、加速度センサ２１の出力信号から得られる加速度の変動幅及びジャイロセンサ２１の出力信号から得られる回転角がいずれも閾値未満であり、そして、地磁気センサ１１の出力信号から得られる方位角と加速度センサ２１の出力信号から得られる傾斜角との差分、及び地磁気センサ１１の出力信号から得られる方位角とジャイロセンサ２１の出力信号から得られる方位角との差分がいずれも閾値未満のときにのみ、補正データが更新される。従って、第１の実施形態と同様な効果を得ることが可能となる。
【０１６３】
また、本第３の実施形態では、地磁気センサ１１、加速度センサ２１及び各ジャイロセンサがいずれも微小電気機械システムの製造プロセスで作成されているため、大幅に小型化することが可能となる。
【０１６４】
なお、上記第３の実施形態において、一例として図２８に示されるように、地磁気センサ１１と加速度センサ２１と各ジャイロセンサとがモノリシック構成であっても良い。これにより、小型化を図ることができる。
【０１６５】
また、上記第３の実施形態において、一例として図２９に示されるように、地磁気センサ１１と加速度センサ２１と各ジャイロセンサと信号処理回路１２と信号処理回路２２と信号処理回路４２とがモノリシック構成であっても良い。これにより、更なる小型化を図ることができる。また、各センサの出力信号にノイズが混入するのを抑制することができ、更に検知精度を上げることが可能となる。
【０１６６】
また、上記第３の実施形態においても、第１の実施形態で説明したように、加速度の変動幅ｄＡを参照して補正データの更新タイミングが適切であるか否かを判断するのに代えて、磁気の変化傾向に対応する方位データの変化傾向と、回転角の変化傾向に対応する傾斜データの変化傾向とを参照して補正データの更新タイミングが適切であるか否かを判断しても良い。
【０１６７】
また、上記第３の実施形態においても、第１の実施形態で説明したように、加速度の変動幅ｄＡを参照して補正データの更新タイミングが適切であるか否かを判断するのに代えて、携帯電話の位置での磁界の平行度を参照して補正データの更新タイミングが適切であるか否かを判断しても良い。
【０１６８】
また、上記第３の実施形態において、処理時間を短縮する必要がある場合には、加速度の変動幅を参照して補正データの更新タイミングが適切であるか否かを判断する手順、及びジャイロセンサ２１の出力信号から得られる回転角を参照して補正データの更新タイミングが適切であるか否かを判断する手順の少なくとも一方を省略しても良い。
【０１６９】
なお、上記各実施形態では、地磁気センサ１１の磁気抵抗素子がＴＭＲ素子の場合について説明したが、これに限らず、例えば、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）を用いても良い。この場合には、一例として図３０（Ａ）に示されるように、いわゆるＣＩＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ）タイプのＧＭＲ素子であっても良いし、一例として図３０（Ｂ）に示されるように、いわゆるＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  Ｐｌａｎｅ）タイプのＧＭＲ素子であっても良い。ＧＭＲ素子は、基板６１上に、反強磁性体層６２、強磁性体層（ピン層）６３、非磁性金属層６４、強磁性体層（フリー層）６５が、順に積層されている。なお、図３０（Ａ）及び図３０（Ｂ）における符号６６は電極である。
【０１７０】
また、上記各実施形態では、地磁気センサが互いに方向が異なる４つの感磁軸を有する場合について説明したが、これに限らず、少なくとも２つの感磁軸を有していれば良い。
【０１７１】
また、上記第１及び第３の実施形態では、加速度センサがピエゾ電極型の場合について説明したが、これに限らず、例えば静電容量型であっても良い。
【０１７２】
また、上記第１及び第３の実施形態では、加速度センサが、第１加速度センサ信号と、第２加速度センサ信号と、第３加速度センサ信号とを出力する場合について説明したが、これに限らず、第２及び第３加速度センサ信号のいずれかと、第１加速度センサ信号とを出力しても良い。
【０１７３】
また、上記第１及び第３の実施形態では、加速度センサの出力信号から得られる重力方向に対する傾斜角を用いる場合について説明したが、これに限らず、加速度センサの出力信号から得られる回転角を用いても良い。この場合には、例えば、前記ステップＳ２５３〜Ｓ２５７に代えて、加速度センサの出力信号に含まれる加速度情報に基づいて、回転データを算出し、基準方位（例えば、北）に対する方位角を求める処理が行われ、前記ステップ２６９では、該方位角と地磁気センサ１１の出力信号から得られる方位角との差分が閾値未満であるか否かが判断されることとなる。
【０１７４】
また、上記第２及び第３の実施形態では、ジャイロセンサが圧電ジャイロセンサの場合について説明したが、これに限らず、例えば回転型のジャイロセンサであっても良いし、光ファイバ型のジャイロセンサであっても良い。
【０１７５】
また、上記第２及び第３の実施形態では、ジャイロセンサが３つ用いられる場合について説明したが、これに限らず、例えばジャイロセンサが２つ用いられても良い。すなわち、少なくとも互いに異なる２軸方向に関する角速度情報が得られれば良い。
【０１７６】
また、閾値ｄＡｔ、閾値Ｄｔ、閾値ｄＭｔ及び閾値Ｒａｔの各値は、いずれも上記説明での値に限定されるものではない。
【０１７７】
また、上記各実施形態では、本発明に係るプログラムは、ＲＯＭ３３に記録されているが、他の記録媒体（ＣＤ、光磁気ディスク、ＤＶＤ、メモリカード、ＵＳＢメモリ、フレキシブルディスク等）に記録されていても良い。この場合に、前記ＲＯＭ３３に代えてフラッシュメモリを用いると、各記録媒体に対応する再生装置（又は専用インターフェース）を介して本発明に係るプログラムをフラッシュメモリにロードすることができる。また、ネットワーク（ＬＡＮ、イントラネット、インターネットなど）を介して本発明に係るプログラムをフラッシュメモリに転送しても良い。
【０１７８】
また、上記各実施形態では、方位角が北を基準とする場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【０１７９】
また、上記各実施形態において、各センサと各信号処理回路と演算装置３０とが同一基板上に形成され、１チップ化されていても良い。
【０１８０】
なお、地磁気以外の磁気を検知する場合には、前記地磁気センサ１１に代えて、一般の磁気センサを用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１８１】
以上説明したように、本発明のセンサ・モジュールによれば、高い検知精度を維持するのに適している。また、本発明の補正方法によれば、センサ・モジュールにおいて高い検知精度を維持するのに適している。また、本発明のプログラム及び記憶媒体によれば、センサ・モジュールに高い検知精度を維持させるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るセンサ・モジュールの構成を説明するための図である。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、それぞれ図１における地磁気センサを説明するための図である。
【図３】地磁気センサに用いられているＴＭＲ素子を説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、それぞれ図１における加速度センサを説明するための図である。
【図５】方位データと方位角との関係を説明するための図である。
【図６】傾斜データと重力方向に対する傾斜角との関係を説明するための図である。
【図７】第１の実施形態における方位角取得処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】第１の実施形態における補正データ更新処理を説明するためのフローチャート（その１）である。
【図９】第１の実施形態における補正データ更新処理を説明するためのフローチャート（その１）である。
【図１０】各センサと各信号処理回路の一体化を説明するための図である。
【図１１】個別に設けられた地磁気センサと加速度センサの一体化を説明するための図である。
【図１２】個別に設けられた地磁気センサと加速度センサと各信号処理回路の一体化を説明するための図である。
【図１３】第１の実施形態における補正データ更新処理の変形例１を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は、それぞれ変化傾向が互いに同じである場合を説明するための図である。
【図１５】図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）は、それぞれ変化傾向が互いに異なる場合を説明するための図である。
【図１６】第１の実施形態における補正データ更新処理の変形例２を説明するためのフローチャートである。
【図１７】補正データ更新処理の変形例２を説明するための図である。
【図１８】図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）は、それぞれ磁界の平行度を説明するための図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態に係るセンサ・モジュールの構成を説明するための図である。
【図２０】図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）は、それぞれ図１９におけるジャイロセンサを説明するための図である。
【図２１】第２の実施形態における補正データ更新処理を説明するためのフローチャート（その１）である。
【図２２】第２の実施形態における補正データ更新処理を説明するためのフローチャート（その２）である。
【図２３】地磁気センサと各ジャイロセンサの一体化を説明するための図である。
【図２４】地磁気センサと各ジャイロセンサと各信号処理回路の一体化を説明するための図である。
【図２５】本発明の第３の実施形態に係るセンサ・モジュールの構成を説明するための図である。
【図２６】第３の実施形態における補正データ更新処理を説明するためのフローチャート（その１）である。
【図２７】第３の実施形態における補正データ更新処理を説明するためのフローチャート（その２）である。
【図２８】各センサの一体化を説明するための図である。
【図２９】各センサと各信号処理回路の一体化を説明するための図である。
【図３０】図３０（Ａ）及び図３０（Ｂ）は、それぞれＧＭＲ素子を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１８３】
１１…磁気センサ、１２…信号処理回路（処理装置の一部）、２１…加速度センサ、２２…信号処理回路（処理装置の一部）、３０…演算装置（処理装置の一部）、３３…ＲＯＭ（記録媒体）、４１ａ…ジャイロセンサ、４１ｂ…ジャイロセンサ、４１ｃ…ジャイロセンサ、４２…信号処理回路（処理装置の一部）、１００…センサ・モジュール、２００…センサ・モジュール、３００…センサ・モジュール。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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