(57)【要約】 【課題】  磁気センサによって検出された外部磁気の検出値に含まれるオフセットを推定するキャリブレーションにおけるユーザの負担を軽減することができる携帯端末を提供する。【解決手段】  磁気センサ１１１ａおよび１１１ｂによって検出された外部磁気の検出値に含まれるオフセットを推定するキャリブレーション時に、主制御部１２は、モータ１０を駆動するための信号をモータ１０へ出力する。モータ１０は、この信号に基づいて、磁気センサ部１１が搭載された磁気センサＬＳＩを回転させる。主制御部１２は、磁気センサ１１１ａおよび１１１ｂによって測定された外部磁気の測定データに基づいて、オフセットを推定する。【選択図】    図１
2005345140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部磁気を検出する磁気センサと、
前記磁気センサによって検出された前記外部磁気の検出値に含まれるオフセットを推定するオフセット推定手段と、
前記オフセット推定手段によって推定された前記オフセットおよび前記外部磁気の検出値に基づいて方位を測定する方位測定手段と、
前記オフセット推定手段によって前記オフセットの推定が行われている場合に、筐体に対する前記磁気センサの相対的な位置を変化させる可動手段と、
を具備することを特徴とする携帯端末。
【請求項２】
前記可動手段は、所定の回転軸を中心として前記磁気センサを回転させることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
【請求項３】
前記可動手段は、
前記所定の回転軸を中心として前記磁気センサを回転させる回転手段と、
ユーザによって操作される操作手段と、
前記ユーザによる前記操作手段の操作量に応じた回転量を前記回転手段に与える回転駆動手段と、
を具備することを特徴とする請求項２に記載の携帯端末。
【請求項４】
前記可動手段は、
前記所定の回転軸を中心として前記磁気センサを回転させる回転手段と、
ユーザによって操作され、該ユーザの操作に応じた信号を出力する操作手段と、
前記操作手段から出力された前記信号に基づいて、前記ユーザによる前記操作手段の操作を検出する検出手段と、
を具備し、
前記回転手段は、前記検出手段によって前記操作手段の操作が検出された場合に、前記磁気センサを回転させる
ことを特徴とする請求項２に記載の携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサが検出した外部磁気の検出値に含まれるオフセットを推定し、外部磁気の検出値およびオフセットの推定値に基づいて方位を測定する携帯端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
地磁気を検出する磁気センサを備え、この磁気センサによって検出された地磁気に基づいて方位測定を行う携帯電話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、位置検出を行うＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）センサを備え、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。
【０００３】
携帯端末に搭載されるスピーカおよびマイクロフォンや、着磁した電子部品の金属パッケージ等から漏れる磁気が存在するため、携帯端末の磁気センサは、携帯端末内部の電子部品等から発生する磁気（オフセット）と地磁気とが合成された磁気を検出することになる。したがって、磁気センサによって測定された磁気の測定値に含まれるオフセットを推定するためのキャリブレーションが必要となる。従来、キャリブレーションを行うために、ユーザが携帯端末を回転させたり、振ったりする動作を行っていた。この動作の間に携帯端末は磁気センサから測定データを収集し、この測定データに基づいてオフセットを推定していた。
【０００４】
携帯端末のキャリブレーションに関しては、以下のような技術が開示されている。例えば特許文献１には、携帯端末を所定の角度ずつ回転させ、各角度において磁気センサによって測定されたデータに基づいてオフセットを推定することにより、回転速度に依存せずにキャリブレーションを行う技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１２４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の携帯端末においては、キャリブレーション時にユーザが携帯端末を所定の角度以上回転させたり、振ったりしなければならなかった。このため、キャリブレーションにおけるユーザの負担が大きいという問題点があった。
【０００６】
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、磁気センサによって検出された外部磁気の検出値に含まれるオフセットを推定するキャリブレーションにおけるユーザの負担を軽減することができる携帯端末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】
【０００７】
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、外部磁気を検出する磁気センサと、前記磁気センサによって検出された前記外部磁気の検出値に含まれるオフセットを推定するオフセット推定手段と、前記オフセット推定手段によって推定された前記オフセットおよび前記外部磁気の検出値に基づいて方位を測定する方位測定手段と、前記オフセット推定手段によって前記オフセットの推定が行われている場合に、筐体に対する前記磁気センサの相対的な位置を変化させる可動手段とを具備することを特徴とする携帯端末である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の携帯端末において、前記可動手段は、所定の回転軸を中心として前記磁気センサを回転させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の携帯端末において、前記可動手段は、前記所定の回転軸を中心として前記磁気センサを回転させる回転手段と、ユーザによって操作される操作手段と、前記ユーザによる前記操作手段の操作量に応じた回転量を前記回転手段に与える回転駆動手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の携帯端末において、前記可動手段は、前記所定の回転軸を中心として前記磁気センサを回転させる回転手段と、ユーザによって操作され、該ユーザの操作に応じた信号を出力する操作手段と、前記操作手段から出力された前記信号に基づいて、前記ユーザによる前記操作手段の操作を検出する検出手段とを具備し、前記回転手段は、前記検出手段によって前記操作手段の操作が検出された場合に、前記磁気センサを回転させる
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、キャリブレーション時に、携帯端末の筐体に対する磁気センサの相対的な位置を変化させるようにしたので、キャリブレーションにおけるユーザの負担を軽減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】
【００１２】
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携帯端末の構成を示すブロック図である。この携帯端末は、ＧＰＳによる測位に基づいた地図の表示機能を有すると共に、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多元接続）方式の通信機能を有している。以下、図中の各構成について説明する。
【００１３】
アンテナ１は図示せぬ無線基地局と電波の送受信を行う。このアンテナ１は、携帯端末の筐体に対して、ユーザの操作による出し入れが可能なように構成されている。ＲＦ部２は信号の送受信に係る処理を行う。このＲＦ部２は局部発振器等を備え、受信時にアンテナ１から出力された受信信号に対して所定周波数の局部発信信号を混合することにより、受信信号を中間周波数（ＩＦ）の受信ＩＦ信号に変換し、変復調部３へ出力する。また、ＲＦ部２は送信時に中間周波数の送信ＩＦ信号に対して所定周波数の局部発信信号を混合することにより、送信ＩＦ信号を所定周波数の送信信号に変換し、アンテナ１へ出力する。
【００１４】
変復調部３は、受信された信号の復調処理、および送信される信号の変調処理を行う。この変復調部３は局部発振器等を備え、ＲＦ部２から出力された受信ＩＦ信号を所定周波数のベースバンド信号に変換すると共に、このベースバンド信号をデジタル信号に変換し、ＣＤＭＡ部４へ出力する。また、変復調部３は、ＣＤＭＡ部４から出力された送信用のデジタルのベースバンド信号をアナログ信号に変換し、中間周波数の送信ＩＦ信号に変換してＲＦ部２へ出力する。
【００１５】
ＣＤＭＡ部４は、送信される信号の符号化処理、および受信された信号の復号化処理を行う。このＣＤＭＡ部４は、変復調部３から出力されたベースバンド信号を復号化する。また、ＣＤＭＡ部４は、送信用の信号を符号化してベースバンド信号に変換し、変復調部３へ出力する。
【００１６】
音声処理部５は、通話時の音声に係る処理を行う。この音声処理部５は、通話時にマイクロホン６から出力されたアナログの音声信号をデジタル信号に変換し、送信用の信号としてＣＤＭＡ部４へ出力する。また、音声処理部５は、通話時にＣＤＭＡ部４によって復号化された、音声データを示す信号に基づいて、スピーカ７を駆動するためのアナログの駆動信号を生成し、スピーカ７へ出力する。マイクロホン６は、ユーザによって入力された音声に基づいた音声信号を生成し、音声処理部５へ出力する。スピーカ７は、音声処理部５から出力された駆動信号に基づいて、通話相手の音声を発生する。
【００１７】
ＧＰＳアンテナ８は、図示せぬＧＰＳ衛星から送信された電波を受信し、この電波に基づいた受信信号をＧＰＳ受信部９へ出力する。ＧＰＳ受信部９はこの受信信号を復調し、受信信号に基づいて、ＧＰＳ衛星の正確な時刻情報や電波の伝播時間等の情報を取得する。ＧＰＳ受信部９は取得した情報に基づいて、３以上のＧＰＳ衛星までの距離を算出し、三角測量の原理により、３次元空間上の位置（緯度・経度・高度等）を算出する。
【００１８】
モータ１０（可動手段、回転手段）は、磁気センサ部１１が搭載された磁気センサＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）をキャリブレーション時に回転させる。磁気センサ部１１は磁気センサ制御部１１０、磁気センサ１１１ａおよび１１１ｂを備えている。磁気センサ制御部１１０は、磁気センサ１１１ａおよび１１１ｂから出力された、外部磁気の検出結果を示すアナログ信号をデジタル信号に変換すると共に、主制御部１２による指示に基づいて、磁気センサ１１１ａおよび１１１ｂを制御する。磁気センサ１１１ａは、携帯端末内部に固有の座標系において、ｘ軸方向の磁気を検出する。同様に、磁気センサ１１１ｂは、ｘ軸に直交するｙ軸方向の磁気を検出する。
【００１９】
主制御部１２（オフセット推定手段、方位測定手段、検出手段）は、携帯端末内部の各部を制御すると共に、オフセットの推定や方位演算等の演算を行う。ＲＯＭ１３は、主制御部１２が実行する各種のプログラムや地図表示用の地図データ等を記憶する。ＲＡＭ１４は、主制御部１２によって処理される各種のデータやオフセット値等を一時的に記憶する。
【００２０】
操作部１５は、ユーザによって操作される文字入力用の入力キー、漢字・数字等の変換用の変換キー、カーソル操作用のカーソルキー、電源のオン／オフキー、通話キー、およびリダイアルキー等を備え、ユーザによる操作結果を示す信号を主制御部１２へ出力する。また、操作部１５は、ユーザがキャリブレーションの開始を指示するためのキャリブレーションボタン（操作手段）も備えている。表示部１６は液晶ディスプレイ等を備え、主制御部１２から出力された表示用の信号に基づいて画像や文字等を表示する。上記の各部はバスＢを介して電気的に接続されている。
【００２１】
次に、本実施形態による携帯端末に搭載される回路基板について説明する。図２（ａ）は、本実施形態による携帯端末に搭載される回路基板の上面図を示している。携帯端末の筐体２０の内側に回路基板２１が設置され、回路基板２１上に各種のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）２２が実装されている。また、回路基板２１とは異なる基板として磁気センサＬＳＩ用基板２３が設けられ、この磁気センサＬＳＩ用基板２３上に磁気センサＬＳＩ２４が実装されている。磁気センサＬＳＩ２４は、図１における磁気センサ部１１等を備えている。
【００２２】
回路基板２１と磁気センサＬＳＩ用基板２３は、コネクタケーブル２５によって電気的に接続されており、このコネクタケーブル２５を介して、磁気センサＬＳＩ２４からの磁気測定データ等が回路基板２１に入力され、回路基板２１からの制御信号等が磁気センサＬＳＩ２４に入力される。一方、図２（ｂ）は、従来の携帯端末に搭載される回路基板の上面図を示している。磁気センサＬＳＩ２４は回路基板２１上に実装され、筐体２０および回路基板２１に対して固定されている。
【００２３】
磁気センサＬＳＩ２４によって検出された外部磁気の検出値に含まれるオフセットを推定するキャリブレーションを行う場合には、磁気センサＬＳＩ用基板２３は回転する。図３（ａ）は、磁気センサＬＳＩ２４および磁気センサＬＳＩ用基板２３を含む概略断面図である。磁気センサＬＳＩ２４が実装された磁気センサＬＳＩ用基板２３は、連結部２６を介して筐体２０に設置され、回転軸１００を中心とし、筐体２０の所定の平面（回転軸１００に垂直で、図３（ａ）の紙面に垂直な平面）に対して平行に回転可能なように構成されている。磁気センサＬＳＩ２４および磁気センサＬＳＩ用基板２３の回転は、図１におけるモータ１０によって行われる。このように、キャリブレーション時に、筐体２０に対する磁気センサＬＳＩ２４の相対的な位置が変化するような構成となっている。
【００２４】
図３（ｂ）は、キャリブレーション動作時における磁気センサＬＳＩ用基板２３の回転の様子を示している。キャリブレーション開始時の初期状態（角度０度）から角度１８０度まで回転した状態が図中に示されている。この回転の間に、携帯端末はキャリブレーションを行い、オフセットを推定する。オフセットの推定後には、磁気センサＬＳＩ用基板２３および磁気センサＬＳＩ２４は初期状態に戻る。なお、回転角度は１８０度に限定されるわけではなく、キャリブレーションに必要な角度だけ回転するように上記の各部が構成されていればよい。また、キャリブレーション時の回転方向は一方向に限定されず、図３（ｂ）と逆方向に回転するように構成されていてもよい。
【００２５】
次に、本実施形態による携帯端末の方位測定時の動作について説明する。図４は、方位測定時の携帯端末の動作を示すフローチャートである。ユーザによって操作部１５が操作され、地図の表示が指示されると、操作部１５は、ユーザによる操作結果を示す信号を主制御部１２へ出力する。主制御部１２は、この信号に基づいて、地図の表示が指示されたことを認識し、ＲＯＭ１３から地図表示用アプリケーションのプログラムを読み出して、そのプログラムに従って動作する。
【００２６】
続いて、主制御部１２は、磁気センサ１１１ａおよび１１１ｂから外部磁気の測定データを取得するためのトリガを定期的に発生し、このトリガを磁気センサ制御部１１０へ出力する。磁気センサ制御部１１０は、主制御部１２からトリガが出力されたかどうか判定する（ステップＳ４０１）。主制御部１２からのトリガが検出されなかった場合には、ステップＳ４０１の処理が繰り返される。一方、主制御部１２からのトリガが検出された場合には、処理はステップＳ４０２へ進む。
【００２７】
磁気センサ制御部１１０は、磁気センサ１１１ａおよび１１１ｂに対して、外部磁気の測定を指示する。磁気センサ１１１ａおよび１１１ｂは、この指示に基づいて外部磁気を測定し、測定データを示すアナログ信号を磁気センサ制御部１１０へ出力する。磁気センサ制御部１１０は、このアナログ信号をデジタル信号に変換し、主制御部１２へ出力する。主制御部１２は、このデジタル信号に基づいて、外部磁気の測定データ（ｘ軸およびｙ軸方向の磁界データＶｘ，Ｖｙとする）を取得する（ステップＳ４０２）。
【００２８】
続いて、主制御部１２は、磁界データＶｘ，Ｖｙに基づいて方位を算出し、方位情報を生成する（ステップＳ４０３）。また、このとき主制御部１２は、ＧＰＳ受信部９に対して測位を指示する信号を出力する。ＧＰＳ受信部９は、この信号に基づいて、前述した方法により現在位置を算出し、算出結果を主制御部１２へ出力する。主制御部１２は、ＧＰＳ受信部９によって検出された現在位置を含む地図データをＲＯＭ１３から読み出し、表示用の信号に変換して表示部１６へ出力する。表示部１６は、この信号に基づいて地図を表示する。
【００２９】
この場合、主制御部１２は、生成した方位情報に基づいて、地図データを処理し、現在の周辺の地図が、ユーザの進行方向（携帯端末の向いている方向）を上にして表示部１６に表示される（ヘディングアップ）ように、地図データを処理する。続いて、処理はステップＳ４０１へ戻り、以後、トリガの発生時に、測定データの取得と測定データに基づいた方位計算とが繰り返される。
【００３０】
次に、本実施形態による携帯端末のキャリブレーション時の動作について説明する。図５は、キャリブレーション時の携帯端末の動作を示すフローチャートである。まず、主制御部１２はキャリブレーション開始のトリガの有無を判定する（ステップＳ５０１）。このトリガは、例えばユーザによる操作部１５のキャリブレーションボタンの操作を検出した場合に主制御部１２が生成するものであってもよいし、主制御部１２の計時機能により、所定の時間間隔（例えば１０秒間）で主制御部１２が生成するものであってもよい。
【００３１】
トリガが検出されなかった場合、ステップＳ５０１の処理が繰り返される。一方、トリガを検出した場合、主制御部１２は、モータ１０を駆動するための信号を生成し、モータ１０へ出力する。この信号には、回転角度あるいは回転速度を示す情報が含まれていてもよい。モータ１０は、この信号に基づいて、図２における磁気センサＬＳＩ用基板２３および磁気センサＬＳＩ２４を、回転軸１００を中心として回転させる。主制御部１２から出力された信号に回転角度あるいは回転速度を示す信号が含まれていた場合には、モータ１０は、その信号によって示される回転角度だけ、あるいは回転速度で回転する（ステップＳ５０２）。続いて、主制御部１２は以下で述べるキャリブレーションを行う（ステップＳ５０３）。
【００３２】
図６は、ステップＳ５０３における携帯端末の動作を示すフローチャートである。主制御部１２は磁気センサ１１１ａおよび１１１ｂから外部磁気の測定データを取得するためのトリガを発生する（ステップＳ６０１）。続いて、主制御部１２は外部磁気の測定を指示する信号を磁気センサ制御部１１０へ出力する。磁気センサ制御部１１０は、この信号に基づいて、磁気センサ１１１ａおよび１１１ｂに対して、外部磁気の測定を指示する（ステップＳ６０２）。
【００３３】
磁気センサ１１１ａおよび１１１ｂは、この指示に基づいて外部磁気を測定し、測定データを示すアナログ信号を磁気センサ制御部１１０へ出力する。磁気センサ制御部１１０は、このアナログ信号をデジタル信号に変換し、主制御部１２へ出力する。主制御部１２は、このデジタル信号に基づいて、外部磁気の測定データを取得する（ステップＳ６０３）。続いて、主制御部１２は、後述するデータ格納判定アルゴリズムに基づいて、取得した測定データをＲＡＭ１４に格納するかどうか判定する（ステップＳ６０４）。このデータ格納判定アルゴリズムは、同一のデータ近傍に測定データが集中したり、磁気センサの移動スピードが均一でないために、データ密度にまだらができたりするのを防止するために行う。
【００３４】
測定データをＲＡＭ１４に格納すべきでないと判定した場合、主制御部１２は０．１秒だけ待機することにより、測定データのサンプリングの間隔を空け（ステップＳ６０５）、再びステップＳ６０２の動作を行う。一方、測定データをＲＡＭ１４に格納すべきであると判定した場合、主制御部１２は測定データをＲＡＭ１４に格納する（ステップＳ６０６）。主制御部１２は、ＲＡＭ１４に格納した測定データの数をカウントし、その数が所定の数に達したかどうか判定する（ステップＳ６０７）
【００３５】
ＲＡＭ１４に格納された測定データの数が所定の数に達していない場合には、処理はステップ６０５へ進む。一方、ＲＡＭ１４に格納した測定データの数が所定の数に達した場合、主制御部１２は、ＲＡＭ１４への測定データの格納を中止し、後述するオフセット推定アルゴリズムに基づいて、オフセットを推定する（ステップＳ６０８）。続いて、主制御部１２は、後述する有効性判定アルゴリズムに基づいて、推定したオフセットの値が有効な値であるかどうか判定する（ステップＳ６０９）。推定したオフセットの値が有効な値であった場合には、主制御部１２はＲＡＭ１４に保持されているオフセットの値を更新し（ステップＳ６１０）、処理が終了する。一方、推定されたオフセットの値が有効な値でなかった場合には、処理が終了する。
【００３６】
次に、本実施形態による携帯端末の磁気センサによって測定された測定データの方位円について説明する。携帯端末が水平面内で回転した場合、磁界値（磁気の測定値）に変換された磁気センサ１１１ａの出力Ｘは正弦波状に変化し、磁界値に変換された磁気センサ１１１ｂの出力Ｙは、出力Ｘと位相が９０度だけ異なる正弦波状に変化する。オフセットを（Ｘ０，Ｙ０）とすると、以下の関係式が成り立つ（これを方位円と定義する）。
(Ｘ−Ｘ０)２＋（Ｙ−Ｙ０）２＝Ｒ２
以上は２次元の場合であるが、３次元の場合も同様に以下の関係式が成り立つ。
(Ｘ−Ｘ０)２＋（Ｙ−Ｙ０）２＋（Ｚ−Ｚ０）２＝Ｒ２
【００３７】
次に、本実施形態におけるデータ格納判定アルゴリズムについて説明する。直前にＲＡＭ１４に格納されたデータを（Ｘ１，Ｙ１）とし、格納判定の対象となるデータを（Ｘ，Ｙ）とし、以下の条件式（［数１］）が満たされた場合にのみ、データ（Ｘ，Ｙ）をＲＡＭ１４に格納する。ｄの値としては、方位円半径の１／１０程度が好ましい。これにより、磁気センサの位置がほとんど変位していないのにデータの取り込みを行うことにより、方位円上の同一点近傍に測定データが集中したり、磁気センサの移動スピードが均一でないために、方位円上でデータ密度にまだらができたりするのを防止することができる。
【００３８】
【数１】
2005345140.tif 000003
【００３９】
次に、本実施形態におけるオフセット推定アルゴリズムについて説明する。測定データを（ｘｉ，ｙｉ）（ｉ＝１，・・・，Ｎ）、オフセットを（Ｘ０，Ｙ０）、方位円半径をＲとすると、以下の関係式が成り立つ。
(ｘｉ−Ｘ０)２＋（ｙｉ−Ｙ０）２＝Ｒ２
最小二乗誤差εを以下の［数２］のように定義する。
【００４０】
【数２】
2005345140.tif 000004
【００４１】
ここで、
ａ＝ｘｉ２＋ｙｉ２
ｂ＝−２ｘｉ
ｃ＝−２ｙｉ
Ｄ＝（Ｘ０２＋Ｙ０２）−Ｒ２  ・・・（１）
とすると、εは以下の［数３］のようになる。
【００４２】
【数３】
2005345140.tif 000005
【００４３】
最小二乗誤差εを最小とする条件は、以下の［数４］となる。
【００４４】
【数４】
2005345140.tif 000006
【００４５】
したがって、以下の式が成り立つ。
【００４６】
【数５】
2005345140.tif 000007
【００４７】
ただし、
【００４８】
【数６】
2005345140.tif 000008
【００４９】
である。この連立方程式を解くことにより、最小二乗誤差εを最小とするＸ０，Ｙ０，Ｄが求まる。また、（１）式により、Ｒも求まる。
【００５０】
次に、本実施形態における有効性判定アルゴリズムについて説明する。推定されたオフセットおよび方位円半径と、ＲＡＭ１４に格納された測定データから以下の値を算出する。
【００５１】
【数７】
2005345140.tif 000009
【００５２】
【数８】
2005345140.tif 000010
【００５３】
【数９】
2005345140.tif 000011
【００５４】
ただし、Ｍａｘ（ｘｉ）は、測定データｘ１，・・・，ｘＮの中の最大値を表し、Ｍｉｎ（ｘｉ）は、測定データｘ１，・・・，ｘＮの中の最小値を表す。また、σは標準偏差である。上記の値に対して、以下の判定基準が満たされるかどうか判定し、判定基準が満たされた場合に、推定したオフセットが有効であると判定する。
σ＜Ｆ  ・・・（２）
ｗｘ＞Ｇ  ・・・（３）
ｗｙ＞Ｇ  ・・・（４）
ここで、Ｆは０．１程度が好ましい。また、Ｇは１程度が好ましい。
【００５５】
次に、本実施形態による磁気センサを回転させる他の手法について説明する。図７は、磁気センサを回転させるための構成を示す概略構成図である。図７（ａ）は、この構成の概略上面図であり、図７（ｂ）は概略側面図である。ギア３０は、軸３１と連動して、軸３１の中心軸を中心として回転するように構成されている。この軸３１は図示せぬ磁気センサＬＳＩおよび磁気センサＬＳＩ用基板を支持しており、ギア３０の回転と連動して回転するように構成されている。
【００５６】
ラックギア３２は、ギア３０と噛み合うように構成された可動部であり、ユーザによって加えられた駆動力をギア３０に伝達する。ばね３３の一端はラックギア３２に接続されて可動なように構成されており、他端は、携帯端末の筐体に固定された係止部３４によって係止されている。ガイド３５は、ラックギア３２のほぼ中央部を支持し、ラックギア３２の動作を長手方向のみに制限するためのガイドであり、携帯端末の筐体に固定されている。ボタン３７（操作手段）は、ユーザによって操作される押しボタンであり、携帯端末の表面に露出するように構成されている。
【００５７】
ローラ３９は、支持棒３８を介してボタン３７と一体化されており、ユーザによるボタン３７の操作に応じてラックギア３２の表面に接触しながら回転すると共に、ラックギア３２を所定方向へ押し込み、変位させる。ローラ３９に当接するラックギア３２の当接面は、図７に示されるように携帯端末の筐体に対して傾斜している。係止部４０は、ラックギア３２の一端を所定位置に係止する。
【００５８】
以上のギア３０および軸３１によって、磁気センサを回転させる回転手段が構成されている。また、ラックギア３２、ガイド３５、支持棒３８、およびローラ３９によって、上記の回転手段に対して回転を与える回転駆動手段が構成されている。
【００５９】
初期状態において、ユーザがボタン３７を図７（ｂ）の紙面下方向に押し込むと、ローラ３９が回転しながらラックギア３２を図７（ｂ）の紙面右方向へ押し込む。ラックギア３２が紙面右方向へ変位すると、ラックギア３２に噛み合うギア３０および軸３１が、図７（ａ）の紙面に向かって右回りに回転し、軸３１によって支持される磁気センサＬＳＩおよび磁気センサＬＳＩ用基板が回転する。ラックギア３２の変位に伴って、係止部３４によって一端が係止されたばね３３が縮む。
【００６０】
ユーザがボタン３７から手を離すと、ばね３３の反発力によってラックギア３２が紙面左方向に変位し、ローラ３９が上述した場合とは逆方向に回転する。この動作に伴い、ボタン３７、支持棒３８、およびローラ３９は、図７（ｂ）の紙面上方向に変位する。ラックギア３２は、一端が係止部４０によって係止される位置で停止し、初期状態に戻る。以上のような構成とし、キャリブレーション時にユーザがボタン３７を押下することにより、磁気センサを回転させ、キャリブレーションを行うことができる。この場合、ユーザによるボタン３７の押下量（操作量）に応じて、ラックギア３２の押し込み量が変化するので、ギア３０の回転量すなわち磁気センサの回転量はボタン３７の押下量（紙面下方向へのボタン３７の移動量）に応じて決まる。
【００６１】
なお、上述したようなボタン３７に替えて、ユーザによるアンテナ１の出し入れに応じて、磁気センサが回転するように構成してもよい。また、ユーザによるボタン３７あるいはアンテナ１の操作を主制御部１２が検出するように構成し、主制御部１２が、ユーザによるボタン３７あるいはアンテナ１の操作を検出した場合に、キャリブレーションを実行するようにしてもよい。
【００６２】
図８は、この場合の携帯端末の動作を示すフローチャートである。主制御部１２は、ボタン３７またはアンテナ１から出力される信号を監視し、ユーザによってボタン３７またはアンテナ１が操作されたかどうか判定する（ステップＳ８０１）。ボタン３７またはアンテナ１が操作されていないと判定された場合には、ステップＳ６０１の処理が繰り返される。一方、ボタン３７またはアンテナ１が操作されたと判定した場合には、主制御部１２はキャリブレーションを行う（ステップＳ８０２）。ステップＳ８０２における動作は、図５におけるステップＳ５０３の動作と同様であるので、説明を省略する。
【００６３】
なお、上記のような回転駆動手段を設けず、回転手段のみの構成にし、磁気センサＬＳＩが自由に回転するように構成してもよい。ただし、キャリブレーションを行っていない間は、方位を正しく測定するために、携帯端末の筐体に対する磁気センサＬＳＩの相対的な位置が初期状態にあることが望ましい。そのため、例えばストッパを設け、キャブレーションを行っていない場合には、ストッパにより軸の回転が禁止され、キャリブレーションを行っている場合には、ストッパが外れるように構成することが望ましい。
【００６４】
このような構成の例として、初期状態において軸がストッパにより固定され、ユーザが携帯端末を強く横に振ると、ストッパが外れて軸が回転し、軸が所定の角度回転した後に、再度初期状態でストッパによって固定されるようにすればよい。また、他の例として、通常の使用状態では軸がストッパによって固定され、キャリブレーションが必要な場合に、ストッパが外れて、軸が自由に回転するようになり、キャリブレーションが終了した場合に、軸が所定位置（初期状態）に強制的に戻され、ストッパにより固定されるようにすればよい。このように構成すれば、ユーザが携帯端末を所持しているときの通常の動作（例えば、携帯端末を携帯して歩く）による携帯端末の動きでも、軸が大きく回転するため、キャリブレーションが可能となる。
【００６５】
図９は、この場合の携帯端末の動作を示すフローチャートである。まず、主制御部１２はキャリブレーション開始のトリガの有無を判定する（ステップＳ９０１）。トリガが検出されなかった場合、ステップＳ９０１の処理が繰り返される。一方、トリガを検出した場合、主制御部１２は、ストッパを解除する信号を発生する。この信号に基づいて、ストッパが解除され、軸が回転可能となる（ステップＳ９０２）。続いて、主制御部１２はキャリブレーションを行う（ステップＳ９０３）。ステップＳ９０３における動作は、図５におけるステップＳ５０３の動作と同様であるので、説明を省略する。キャリブレーションが終了した場合、主制御部１２は、ストッパによって軸を固定するための信号を発生する。この信号に基づいて、軸は初期状態に強制的に戻され、ストッパによって再度固定され（ステップＳ９０４）、処理が終了する。
【００６６】
上述した磁気センサは、携帯端末内部の所定の２軸（ｘ軸およびｙ軸）方向の磁気を検出する磁気センサであったが、ｘ軸およびｙ軸に直交するｚ軸方向の磁気を検出する磁気センサを備え、３軸方向の磁気を検出するように構成してもよい。その場合、携帯端末の縦方向に磁気センサを回転させる機構を設けるようにしてもよい。例えば、図１０（ａ）に示されるように、携帯端末５０の正面図における面内方向の回転方向を横方向と定め、同図（ｂ）に示されるように、携帯端末５０の側面図における面内方向の回転方向を縦方向と定め、図１０（ｃ）に示されるように、磁気センサＬＳＩ用基板２３および磁気センサＬＳＩ２４を縦方向に回転させるようにすればよい。
【００６７】
なお、図５のステップＳ５０１において主制御部１２が検出するトリガとして、オフセットのずれ等により、磁気センサの出力が本来の出力からずれてきたことを主制御部１２が検出してもよい。この場合、主制御部１２は、キャリブレーションの終了時に方位円の半径と中心点の座標とをＲＡＭ１４に格納しておく。磁気センサの出力が本来の出力からずれてくると、測定データは、本来の方位円とはかけ離れた位置にプロットされる。したがって、主制御部１２は、測定データが方位円の中心から所定距離以上離れた点にプロットされたことをトリガとすればよい。
【００６８】
また、上述した実施形態において、温度の変化に応じて磁気センサの出力を補正する温度補正を行ったり、水平面に対する携帯端末の傾きに応じて磁気センサの出力を補正する傾斜補正等を行ってもよい。本実施形態による携帯端末は、携帯電話、ＰＨＳ（登録商標）、およびＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等の電子機器に好適である。また、本実施形態による携帯端末は筐体の形状に制約を受けることはなく、例えば１つの筐体によって構成される、いわゆるストレートタイプの携帯端末や、２つの筐体によって構成され、筐体どうしを折り畳むことができる、いわゆる折り畳み式の携帯端末、２つの筐体によって構成され、一方の筐体を、他方の筐体に対して筐体の長手方向に動かすことができる、いわゆるスライド式の携帯端末のいずれであってもよい。
【００６９】
上述したように、本実施形態においては、図１に示されるモータ１０、あるいは図７に示される構成の回転手段および回転駆動手段を設け、オフセットの推定時に、携帯端末の筐体内の所定の平面に対して平行に磁気センサを回転させ、携帯端末の筐体に対する磁気センサの相対的な位置を変化させる。これにより、ユーザが携帯端末を大きく動かさなくても、キャリブレーションに必要な角度だけ磁気センサを回転させることができるので、キャリブレーションにおけるユーザの負担を軽減することができる。また、上記の機構により、ユーザは所定の動作で確実に磁気センサを回転させることができるので、ユーザの動作のむらによって発生するキャリブレーションの失敗を低減することができる。
【００７０】
また、図１における主制御部１２が、回転速度を示す信号をモータ１０に出力し、モータ１０がその信号に基づいた回転速度で回転することにより、主制御部１２が一定の回転速度をモータ１０に指示した場合には、モータ１０の回転速度が一定となる。これにより、測定データが特定の点に集中することを防ぐことができる。したがって、データ格納判定アルゴリズムによるデータ格納判定の判定基準（［数１］）を満たす可能性がより高くなると共に、有効性判定アルゴリズムによる有効性判定の判定基準（（２）式）を満たす可能性がより高くなり、信頼性の高いオフセット推定を行うことができる。この場合、キャリブレーションの開始後、ユーザが携帯端末を机の上等に載置し、携帯端末の位置を固定すれば、より信頼性の高いオフセット推定を行うことができる。
【００７１】
また、主制御部１２が、回転角度を示す信号をモータ１０に出力し、モータ１０がその信号に基づいた回転角度まで回転することにより、キャリブレーションに必要な回転角度が予め設定されていれば、有効性判定アルゴリズムによる有効性判定の判定基準（（３）式および（４）式）を満たす可能性がより高くなり、信頼性の高いオフセット推定を行うことができる。
【００７２】
また、ユーザによるキャリブレーションボタン（あるいはスイッチ等）の操作を主制御部１２が検出し、モータ１０を回転させると共に、キャリブレーションを開始したり、ユーザによるアンテナ１またはボタン３７の操作を主制御部１２が検出すると共に、キャリブレーションを開始し、ユーザの操作量に応じた回転量で磁気センサＬＳＩを回転させたりすることにより、簡単な操作のみでキャリブレーションを行うことができ、キャリブレーションにおけるユーザの負担をより軽減することができる。
【００７３】
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】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態による携帯端末の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態による携帯端末に搭載される回路基板および従来の携帯端末に搭載される回路基板の概略上面図である。
【図３】同実施形態による携帯端末に搭載される磁気センサＬＳＩの回転方法を説明するための概略図である。
【図４】同実施形態による携帯端末の方位測定時の動作を示すフローチャートである。
【図５】同実施形態による携帯端末のキャリブレーション時の動作を示すフローチャートである。
【図６】同実施形態による携帯端末のキャリブレーション時の動作を示すフローチャートである。
【図７】同実施形態による携帯端末において、磁気センサＬＳＩを回転させるための構成を示す概略構成図である。
【図８】同実施形態による携帯端末のキャリブレーション時の動作を示すフローチャートである。
【図９】同実施形態による携帯端末のキャリブレーション時の動作を示すフローチャートである。
【図１０】同実施形態による携帯端末に搭載される磁気センサを縦方向に回転する例を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００７５】
１・・・アンテナ、２・・・ＲＦ部、３・・・変復調部、４・・・ＣＤＭＡ部、５・・・音声処理部、６・・・マイクロホン、７・・・スピーカ、８・・・ＧＰＳアンテナ、９・・・ＧＰＳ受信部、１０・・・モータ、１１・・・磁気センサ部、１２・・・主制御部、１３・・・ＲＯＭ、１４・・・ＲＡＭ、１５・・・操作部、１６・・・表示部、２０・・・筐体、２１・・・回路基板、２２・・・ＩＣ、２３・・・磁気センサＬＳＩ用基板、２４・・・磁気センサＬＳＩ、２５・・・コネクタケーブル、２６・・・連結部、３０・・・ギア、３１・・・軸、３２・・・ラックギア、３３・・・ばね、３４，４０・・・係止部、３５・・・ガイド、３７・・・ボタン、３８・・・支持棒、３９・・・ローラ、５０・・・携帯端末、１１０・・・磁気センサ制御部、１１１ａ，１１１ｂ・・・磁気センサ。
【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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