(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気検出器を備えた電子方位計の調整方法であって、地磁気よりも強い磁場を発生し得る磁場発生手段に調整開始用強磁場を含む磁場を調整用磁場発生シーケンスで発生させること、及び該磁場発生シーケンスに対応する調整用データ取得シーケンスで磁気センサの出力データを取得する電子方位計を前記磁場発生シーケンスで該磁場発生手段により作られる磁場領域内に配置すると共に、磁気検出器による前記調整開始用強磁場の感知によって初期調整制御部が、電子方位計の調整用データ取得シーケンスを開始させることを含む電子方位計の調整方法。
【請求項２】
調整用磁場発生シーケンスが、四方位の磁場を順次発生する四方位磁場発生段階を含む請求項１に記載の電子方位計の調整方法。
【請求項３】
調整用磁場発生シーケンスが、電子方位計の磁気検出器の出力のスパン及びオフセットを調整するためのスパン及びオフセット調整用磁場発生段階を含む請求項１又は２に記載の電子方位計の調整方法。
【請求項４】
スパン及びオフセット調整用磁場発生段階が、磁気検出器の磁気センサに接続され磁気検出器の一部をなすＡ／Ｄ変換器の出力のスパン及びオフセット調整用磁場発生段階からなる請求項３に記載の電子方位計の調整方法。
【請求項５】
地磁気よりも強い磁場を発生し得、調整開始用強磁場を含む磁場を調整用磁場発生シーケンスで発生する磁場発生装置と、磁気検出器を備え、前記磁場発生シーケンスに対応する調整用データ取得シーケンスで磁気検出器の出力データを取得する電子方位計であって、前記磁場発生シーケンスで該磁場発生手段により作られる磁場下に配置された磁気検出器が前記調整開始用強磁場を感知した際、調整用データ取得シーケンスを開始させる調整用データ取得シーケンス起動制御部を有するものとを具備する電子方位計調整システム。
【請求項６】
磁気検出器を有し、磁場発生装置により作られる磁場の調整用磁場発生シーケンスに対応する調整用データ取得シーケンスで磁気検出器の出力データを取得する電子方位計であって、調整用磁場発生シーケンスの開始を表す調整開始用強磁場を磁気検出器で検出した際、調整用データ取得シーケンスを開始させる調整用データ取得シーケンス起動制御部を有する電子方位計。
【請求項７】
請求項６に記載の電子方位計を備えた電子方位計付電子時計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気センサを含む磁気検出器を備えた電子方位計（以下では、「電子コンパス」ともいう）に係り、より詳しくは、電子方位計の調整（以下では、「キャリブレーション」又は「補正」ともいう）方法、及び該方法の実施に用いる装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
磁気センサ（典型的には、ＭＲ素子等のブリッジ回路からなる）及びＡ／Ｄ変換器等からなる磁気検出器では、該検出器の感度（出力のスパン）やオフセットが、検出器毎に異なるので、磁気検出器を備えた電子方位計を、磁場発生装置により作られる磁場ないし磁界の下で、個体毎に、調整しておく必要がある。
【０００３】
この調整に際しては、磁場発生装置と電子方位計の磁気検出器等との同期を取るべく、磁場発生装置の制御部と電子方位計とを配線で電気接続しており、この電気接続のために、電子方位計の裏蓋や電池等を外していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電子方位計では、電池や裏蓋等の有無等により電子方位計の磁気センサにかかる実効的な磁場が変わる虞れがあり、電子方位計の適正な調整が行なわれ難い虞れがあった。
【０００５】
本発明は、前記した点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、電子方位計の調整を適正に行ない得る電子方位計の調整方法並びに該方法の実施に用いられる装置、即ち、電子方位計調整システム、該調整システム用の磁場発生装置及び該調整方法で調整される電方位計を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による電子方位計の調整方法は、この目的を達成すべく、磁気検出器を備えた電子方位計の調整方法であって、地磁気よりも強い磁場を発生し得る磁場発生手段に調整開始用強磁場を含む磁場を調整用磁場発生シーケンスで発生させること、及び該磁場発生シーケンスに対応する調整用データ取得シーケンスで磁気センサの出力データを取得する電子方位計を前記磁場発生シーケンスで該磁場発生手段により作られる磁場領域内に配置すると共に、磁気検出器による前記調整開始用強磁場の感知によって電子方位計の調整用データ取得シーケンスを開始させることを含む。
【０００７】
本発明の電子方位計調整方法では、「磁場発生手段により調整開始用強磁場を発生させ、前記調整開始用強磁場によって電子方位計の調整用データ取得シーケンスを開始させる」ようにしているから、磁場発生手段により調整開始用強磁場を発生させるだけで、電子方位計の調整用データ取得シーケンスを開始させ得る。また、本発明の電子方位計調整方法では、「磁場発生手段に磁場を調整用磁場発生シーケンスで発生させ、該磁場発生シーケンスに対応する調整用データ取得シーケンスで磁気検出器の出力データを取得する電子方位計を前記磁場発生シーケンスで該磁場発生手段により作られる磁場領域内に配置する」ようにしているから、電子方位計の調整用データ取得シーケンスが開始された後では、電子方位計が、磁場発生手段により調整用磁場発生シーケンスで作られる磁場の下で、該磁場発生シーケンスに対応する調整用データ取得シーケンスで磁気検出器の出力データを調整用データとして取得し得る。すなわち、磁場発生手段は調整用磁場発生シーケンスで独自に調整用の磁場を発生し、電子方位計は調整用データ取得シーケンスで独自に磁気検出器の出力データ（調整用データ）を取得するけれども、調整用データ取得シーケンスが調整用磁場発生シーケンスに対応して進行するように予め調整されており且つ両シーケンスは調整開始用磁場の発生及び同磁場の検出により実際上同時に開始せしめられるから、磁場発生手段の制御部と電子方位計との間に電気的な配線接続などを行なわなくても、磁場を媒介として、両シーケンスは実際上同じ乃至対応するタイミングで進行し得る。その結果、磁場発生手段の制御部と電子方位計との間で同期信号をやり取りしながら電子方位計の調整を行なう場合と実際上同じように両シーケンスを進行させて、電子方位計の調整を行ない得る。しかも、磁場発生手段の制御部と電子方位計との間に電気的な配線接続が不要となるので、調整のとき電池や裏蓋等を外す必要がなく、電子方位計を実際に使用する完成品の形態に保ったまま調整し得るから、調整の際、電池や裏蓋等の有無に起因する誤差が生じる虞れを避けて、電子方位計を適正に調整し得る。
【０００８】
この明細書において、「磁場」又は「磁界」という言葉は、特に断らない限り、「磁束密度」と同義に用い、本来「磁束密度」を指す場合を「磁場」又は「磁界」という。表記もＨではなくて、Ｂを用いる。また、この明細書において、強磁場とは、地磁気による磁場（数μＴ（マイクロテスラ）程度）と比較して強い磁場をいい、「強い」とは、磁場の強さの故に地磁気による磁場とは区別可能であることをいう。従って、強磁場は、例えば、地磁気の数倍以上、好ましくは１０倍程度以上、典型的には１００μＴ程度の磁場をいう。勿論更に強い磁場でもよいけれども、電子方位計の磁性部品を強く磁化（帯磁）させてしまう虞れを最小限にするためには、過度に強くないことが好ましい。更に、この明細書において、特に断らない限り、方位ないし方位角は符号φで表し、北を０度、東を９０度、南を１８０度、西を２７０度として表す。地学上の「方位角」については、符号θで表し、表示方位角として記載する。なお、φ＋θ＝３６０°である。
【０００９】
調整用磁場発生シーケンスは、典型的には、四方位の磁場を順次発生する四方位磁場発生段階を含む。四方位の磁場下での磁気検出器の出力を測定することにより、電子方位計に含まれる磁性部品による影響を補正して所定の出力を与えるための電子方位計のキャリブレーションが行われ得る。但し、このような電子方位計のキャリブレーションが可能である限り、四方位の磁場の代わりに他の一組の磁場を発生するようにしてもよい。
【００１０】
また、調整用磁場発生シーケンスは、典型的には、電子方位計の磁気検出器の出力のスパン（感度）及びオフセットを調整するためのスパン（感度）及びオフセット調整用磁場発生段階を含み、スパン及びオフセット調整用磁場発生段階が、典型的には、磁気検出器の磁気センサに接続され磁気検出器の一部をなすＡ／Ｄ変換器の出力のスパン及びオフセット調整用磁場発生段階からなる。
【００１１】
電子方位計の磁気検出器は、典型的には、ＭＲ素子のような磁気センサ（磁場信号を電気的な信号等に変換するトランスデューサ）と、該磁気センサのアナログ出力（データ）をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器とを含む。従って、磁気検出器のオフセットや感度（スパン）は、磁気センサ本体や該センサの関連要素（該センサの素子の駆動電流等）の特性やＡ／Ｄ変換器の特性に依存する。但し、磁気検出器の各要素が所定の範囲内に保たれている限り、磁気検出器全体すなわち磁場検出系全体の最終的な出力を与えるＡ／Ｄ変換器の感度（Ａ／Ｄ変換器の出力のスパン）やＡ／Ｄ変換器の出力のオフセットを調整することにより、磁気検出器すなわち磁場検出系のスパンやオフセットを調整し得る。
【００１２】
また、本発明による電子方位計調整システムは、前記目的を達成すべく、地磁気よりも強い磁場を発生し得、調整開始用強磁場を含む磁場を調整用磁場発生シーケンスで発生する磁場発生装置と、磁気検出器を備え、前記磁場発生シーケンスに対応する調整用データ取得シーケンスで磁気検出器の出力データを取得する電子方位計であって、前記磁場発生シーケンスで該磁場発生手段により作られる磁場下に配置された磁気検出器が前記調整開始用強磁場を感知した際、調整用データ取得シーケンスを開始させる調整用データ取得シーケンス起動制御部を有するものとを具備する。
【００１３】
更に、本発明による電子方位計調整システム用の磁場発生装置は、地磁気よりも強い磁場を発生し得る電子方位計調整システム用の磁場発生装置であって、電子方位計に調整用データ取得シーケンスで磁気検出器の出力データの取得を開始させる調整開始用強磁場を含む磁場を調整用磁場発生シーケンスで発生するように構成されている。
【００１４】
また、本発明による電子方位計は、磁気検出器を有し、磁場発生装置により作られる磁場の調整用磁場発生シーケンスに対応する調整用データ取得シーケンスで磁気検出器の出力データを取得する電子方位計であって、調整用磁場発生シーケンスの開始を表す調整開始用強磁場を磁気検出器で検出した際、調整用データ取得シーケンスを開始させる調整用データ取得シーケンス起動制御部を有する。
【００１５】
電子方位計は、例えば、電子時計に一体的に組込まれた電子方位計付電子時計の形態でもよい。その場合、電子方位計付電子時計は、通常の電子時計として動作する時計モードと、電子方位計として動作する方位計モードとの間で、モード切換用の押ボタンスイッチなどにより切換可能に構成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい一実施の形態を添付図面に示した好ましい一実施例に基づいて説明する。
【００１７】
【実施例】
本発明による好ましい一実施例の電子方位計調整システム１は、図１に示したように、磁場発生装置２と、電子方位計３とを有する。磁場発生装置２は、磁場発生手段としての磁場発生部ないし磁界発生部５と、該磁場発生部５による磁場の生成を制御し調整用磁場発生シーケンスを規定する磁場制御部ないし磁界制御部４とを有する。
【００１８】
電子方位計３は、方位センサないし磁気センサ６と、感度及びオフセットが調整可能で方位センサ（磁気センサ）６の出力を取出すセンサ出力取出器としてのＡ／Ｄ変換器７と、電子方位計の初期調整を制御するデータ取得シーケンス制御部としての初期調整制御部８と、初期調整により得られる電子方位計３に固有のパラメータないし調整用データを保持する固有パラメータ記憶部９と、固有パラメータ記憶部９の内容及び方位センサ（磁気センサ）６の調整済Ａ／Ｄ変換器７からの検出出力に基づいて方位を求める方位演算部１０と、初期調整状態や求められた方位などを表示する表示部１１と、電子方位計３のユーザが独自に電子方位計３の調整をする際に用いられる更新制御部１２とを有する。この例では、電子方位計３の磁場検出器は、方位センサ（磁気センサ）６及びＡ／Ｄ変換器７とからなる。
【００１９】
方位センサないし磁気センサ６は、Ｘ方向磁気センサ１３及びＹ方向磁気センサ１４を含み、各磁気センサは、図４の（ａ）に示したように、ＭＲ（磁気抵抗効果）素子のような磁気センサ本体のブリッジ回路を含む。磁気センサ１３，１４には、夫々、フリップコイル１５，１６に数μｓのパルス電流を流すことによりＭＲ素子自体を磁化させるための磁場（以下では、「磁化磁場」という）が印加可能であり、フリップコイル１５，１６による磁化磁場は、フリップコイル駆動回路１７のＰＭＯＳＦＥＴ１８ａ，１８ｂのゲート１９ａ，１９ｂに加えられるＰＭＯＳ駆動信号Ｐ１，Ｐ２及びＮＭＯＳＦＥＴ１８ｃ，１８ｄのゲート１９ｃ，１９ｄに加えられるＮＭＯＳ駆動信号Ｎ１，Ｎ２により反転可能である。磁気センサ１３，１４のＭＲ素子にかかる磁化磁場の向きを正負に変えた場合の磁気センサ１３，１４の出力の差をとることにより、センサ１３，１４自体のオフセットなどを除去して磁場を検出することが可能になる。なお、磁気センサ１３，１４には、センサ駆動回路２０の夫々のＦＥＴゲート２１，２２が開かれている相互に異なる期間だけ電流が流され、夫々の期間にＸ方向及びＹ方向の出力（ＣＨｘＨ−ＣＨｘＬ）及び（ＣＨｙＨ−ＣＨｙＬ）がセット出力Ｖｘｓ，Ｖｙｓ並びにリセット出力Ｖｘｒ，Ｖｙｒ（図４の（ｂ））として取出される。
【００２０】
すなわち、図４の（ｂ）に示したように、セット用ＰＭＯＳ駆動信号Ｐ１がゲート１９ａに与えられると共にゲート１９ｄがセット用ＮＭＯＳ駆動信号Ｎ２で開かれてＸ方向及びＹ方向磁気センサ１３，１４のブリッジを形成しているＭＲ素子にフリップコイル１５，１６による順方向磁化磁場が印加された後、夫々、読出制御信号Ｒ１，Ｒ２によりＦＥＴゲート２１，２２が１００ｍｓ程度づつ順次開かれている間、（ＣＨｘＨ−ＣＨｘＬ），（ＣＨｙＨ−ＣＨｙＬ）としてＶｘｓ，Ｖｙｓ（総称するときはＶｓで表す）の測定が行なわれ、次に、リセット用ＰＭＯＳ駆動信号Ｐ２がゲート１９ｂ与えられると共にゲート１９ｃがリセット用ＮＭＯＳ駆動信号Ｎ２で開かれてＸ方向及びＹ方向磁気センサ１３，１４のブリッジを形成しているＭＲ素子にフリップコイル１５，１６による逆方向磁化磁場が印加された後、読出制御信号Ｒ１，Ｒ２によりＦＥＴゲート２１，２２が１００ｍｓ程度ずつ順次開かれている間、（ＣＨｘＨ−ＣＨｘＬ），（ＣＨｙＨ−ＣＨｙＬ）としてＶｘｒ，Ｖｙｒ（総称するときはＶｒで表す）の測定が行なわれる。この磁気センサ１３，１４の出力Ｖｓ，Ｖｒは、夫々、例えば、図４の（ｃ）に示したような磁場Ｂに対する依存特性を示す。図４の（ｃ）は磁気センサ１３，１４のゼロ磁場下での出力すなわちオフセットＶｏｆｓｔである。このような方位センサ（磁気センサ６）、即ちＸ方向及びＹ方向磁気センサ１３，１４及び周辺回路としては、例えば、米国特許第５，５２１，５０１号明細書に記載されているようなものが好ましい。
【００２１】
なお、電子方位計３は、例えば、図２の（ａ）に示したような電子時計の形態を有し、方位センサ（磁気センサ）６を構成するＸ方向及びＹ方向磁気センサ１３，１４は、夫々、平面図で見て、例えば、右上に位置する。
【００２２】
電子方位計３は、そのハードウエア構成の観点でみると、図3に示したように磁気センサ（方位センサ）６及び表示部１１に加えて、ＣＰＵ２３と、ＥＥＰＲＯＭ２４やＲＯＭ２５やＲＡＭ２６の如きメモリと、発振回路２７や分周回路２８のようなクロック生成部と、選択回路２９やＡ／Ｄ変換回路ないしＡ／Ｄ変換器７のような方位センサ（磁気センサ）６の周辺回路と、押しボタンスイッチ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ（図２の（ａ））につながったキー入力回路３１のような指示入力部と、表示駆動回路３２のような表示部１１の周辺回路とを有する。例えば、押しボタンスイッチ３１ａが、調整モードへのモード変更を指示するためのスイッチ、押ボタンスイッチ３１ｂが電子方位計モードと時計モードとの切換えを指示するスイッチである。すなわち、電子方位計３は、電子時計に一体的に組込まれた電子方位計付電子時計の形態であり、通常の電子時計として動作する時計モードと、電子方位計として動作する方位計モードとの間で、モード切換用の押ボタンスイッチ３１ｂにより切換可能に構成されている。
【００２３】
選択回路２９は、方位センサ（磁気センサ）６のＸ方向及びＹ方向磁気センサ１３，１４を駆動するＦＥＴゲート２１，２２の開閉を制御し、出力ＣＨｘＨ，ＣＨｘＬ，ＣＨｙＨ，ＣＨｙＬを取出して差（ＣＨｘＨ−ＣＨｘＬ）及び（ＣＨｙＨ−ＣＨｙＬ）をセンサ取出部すなわちＡ／Ｄ変換器ないしＡ／Ｄ変換回路７に与える。
【００２４】
図２の（ａ）の時計形電子方位計３のように、方位センサ（磁気センサ）６のセンサ本体をなすＸ方向及びＹ方向磁気センサ１３，１４が、ボタン形電池のような電池（図２の（ａ）において、電子方位計３の表示部１１の表示領域を表す円１１ａにほぼ一致する）３３の近傍に位置する場合、ＳＵＳ３０４のような加工などによって多少なりとも強磁性になる磁性部品からなる電池カバーが地磁気のような外部磁場によって磁化ないし帯磁されて該磁性部品の磁化による磁場が方位センサ（磁気センサ）６のところに外部磁場に重なって形成されるから、方位センサ（磁気センサ）６の感知する磁場も外部磁場そのものとは異なり、それに応じて磁気センサ６の出力も変化したものとなる。また、方位センサ（磁気センサ）６のオフセット及び感度にもバラツキがある。その結果、Ａ／Ｄ変換器７のＸ方向検出出力Ｖｘ及びＶｙは、これらの変動が重なり合ったものとなる。
【００２５】
本発明者は、これらの変動要因について、実験的な検証を重ねた結果、Ｘ方向磁場検出出力Ｖｘ（φ）及びＸ方向磁場検出出力Ｖｘ（φ）は、夫々、次の（式１）及び（式２）で与えられることを見出した。
Ｖｘ（φ）＝Ｓｘ・Ｂｈ・ｃｏｓ（φ−δｘ）＋Ｏｘ          （式１）
Ｖｙ（φ）＝Ｓｙ・Ｂｈ・ｓｉｎ（φ−δｙ）＋Ｏｙ          （式２）
ここで、ＳｘはＸ方向磁気センサ１３及びＡ／Ｄ変換器７の総合的な感度、ＳｙはＹ方向磁気センサ１４及びＡ／Ｄ変換器７の総合的な感度、ＢｈはＸ−Ｙ平面内での外部磁場成分（水平成分）（μＴ）、φは磁場の向き（度）、δｘはＸ方向出力の位相ズレ、δｙはＹ方向出力の位相ズレ、Ｏｘ，ＯｙはＸ方向及びＹ方向のオフセット値である。
【００２６】
なお、（式１）及び（式２）は、Ｘ方向検出出力の最大値ＶｘM及び最小値Ｖｘm並びにＹ方向検出出力の最大値ＶｙM及び最小値Ｖｙmを用いて、
Ｖｘ（φ）＝｛（ＶｘM−Ｖｘm）／２｝ｃｏｓ（φ−δｘ）＋（ＶｘM＋Ｖｘm）／２                                                  （式１−１）
Ｖｙ（φ）＝｛（ＶｙM−Ｖｙm）／２｝ｃｏｓ（φ−δｙ）＋（ＶｙM＋Ｖｙm）／２                                                  （式２−１）
故、振幅が１になるように規格化した出力値
Ｖｘｎ（φ）＝（Ｖｘ−Ｏｘ）／Ｓｘ・Ｂｈ
＝〔Ｖｘ−｛（ＶｘM＋Ｖｘm）／２｝〕／〔｛（ＶｘM−Ｖｘm）／２｝〕
＝ｃｏｓ（φ−δｘ）                                  （式１−２）
Ｖｙｎ（φ）＝（Ｖｙ−Ｏｙ）／Ｓｙ・Ｂｈ
＝〔Ｖｙ−｛（ＶｙM＋Ｖｙm）／２｝〕／〔｛（ＶｙM−Ｖｙm）／２｝〕
＝ｃｏｓ（φ−δｙ）                                  （式２−２）
についてみると、図５に示したように、δｘ，δｙの位相ズレないし位相差がある点を除いて、大きさ１に規格化した磁場Ｂｘｎ（φ）＝ｃｏｓφ、Ｂｙｎ（φ）＝ｓｉｎφと一致する。
【００２７】
また、本発明者は、この位相差ないし位相ズレδｘ，δｙが各電子方位計３に実際上固有のものであって、磁性部品である電池３３の取替などにも実際上ほとんど依存しないこと、及び電池の交換は実際上夫々のオフセット値Ｏｘ，Ｏｙを変動させるだけであることを実験的に見出した。
【００２８】
（式１）から、
Ｖｘ（０）＝Ｓｘ・Ｂｈ・ｃｏｓδｘ＋Ｏｘ
Ｖｘ（９０）＝Ｓｘ・Ｂｈ・ｓｉｎδｘ＋Ｏｘ
Ｖｘ（１８０）＝−Ｓｘ・Ｂｈ・ｃｏｓδｘ＋Ｏｘ
Ｖｘ（２７０）＝−Ｓｘ・Ｂｈ・ｓｉｎδｘ＋Ｏｘ
であることを考慮して、
ｔａｎδｘ＝｛Ｖｘ（９０）−Ｖｘ（２７０）｝／｛Ｖｘ（０）−Ｖｘ（１８０）｝
故、
δｘ＝ａｒｃｔａｎ｛Ｖｘ（９０）−Ｖｘ（２７０）｝／｛Ｖｘ（０）−Ｖｘ（１８０）｝                                                  （式３）
更に、
Ｏｘ＝｛Ｖｘ（０）＋Ｖｘ（１８０）｝／２
Ｓｘ・Ｂｈ＝｛Ｖｘ（０）−Ｖｘ（１８０）｝／２ｃｏｓδｘ
故、Ｘ方向検出出力の最大値ＶｘMは、
ＶｘM＝Ｓｘ・Ｂｈ＋Ｏｘ＝｛Ｖｘ（０）−Ｖｘ（１８０）｝／２ｃｏｓδｘ＋｛Ｖｘ（０）＋Ｖｘ（１８０）｝／２                      （式４）
であり、
また、Ｘ方向検出出力の最小値Ｖｘmは、
Ｖｘm＝−Ｓｘ・Ｂｈ＋Ｏｘ
＝−｛Ｖｘ（０）−Ｖｘ（１８０）｝／２ｃｏｓδｘ
＋｛Ｖｘ（０）＋Ｖｘ（１８０）｝／２                      （式５）
である。
【００２９】
同様に、（式２）から、
ｔａｎδｙ＝｛Ｖｙ（１８０）−Ｖｙ（０）｝／｛Ｖｙ（９０）−Ｖｙ（２７０）｝
故、
δｙ＝ａｒｃｔａｎ｛Ｖｙ（１８０）−Ｖｙ（０）｝／｛Ｖｙ（９０）−Ｖｙ（２７０）｝                                                  （式６）
更に、同様にして、Ｙ方向検出出力の最大値ＶｙMは、
ＶｙM＝Ｓｙ・Ｂｈ＋Ｏｙ＝｛Ｖｙ（９０）−Ｖｙ（２７０）｝／２ｃｏｓδｙ＋｛Ｖｙ（９０）＋Ｖｙ（２７０）｝／２                    （式７）
であり、
また、Ｙ方向検出出力の最小値Ｖｙmは、
Ｖｙm＝−Ｓｙ・Ｂｈ＋Ｏｙ
＝−｛Ｖｙ（９０）−Ｖｙ（２７０）｝／２ｃｏｓδｙ
＋｛Ｖｙ（９０）＋Ｖｙ（２７０）｝／２                      （式８）
である。
【００３０】
従って、工場内での初期調整において、感度やオフセットを調整することに加えて、四方位データＶｘ（０），Ｖｙ（０），Ｖｘ（９０），Ｖｙ（９０），Ｖｘ（１８０），Ｖｙ（１８０），Ｖｘ（２７０），Ｖｙ（２７０）を検出し、この検出値に基づいて、位相差δｘ，δｙを（式３）及び（式６）によって求めると共に最大値ＶｘM，ＶｙMや最小値Ｖｘm，Ｖｙmを（式４），（式５）及び（式７），（式８）によって求めて、メモリに記憶しておけばよい。
【００３１】
そこで、図1に示したメモリ９の位相差記憶部３４に位相差δｘ，δｙを格納し、最大値最小値記憶部３５に最大値ＶｘM,ＶｙM及び最小値Ｖｘm，Ｖｙmを格納しておく。これらの記憶部３４，３５は、例えば、図３のＥＥＰＲＯＭ２４内に形成される。また、方位演算部１０は、Ａ／Ｄ変換器７からの検出出力Ｖｘ，Ｖｙから（式１−２）（式２−２）の演算をしてＶｘｎ，Ｖｙｎを求めると共に、これらから方位角φを求め、更に、方位角φを地学上の方位θに変換して、表示部１１で表示させる。
【００３２】
一方、最大値最小値更新制御部１２は、電池３３の交換などの場合に、電子方位計３を再調整すべく、特公昭６２−３０３６４などで知られているように、電子方位計３を水平面内で３６０度回転させる間における最大値ＶｘM,ＶｙM及び最小値Ｖｘm，Ｖｙmを取出して、最大値最小値記憶部３５の記憶内容を更新する。これにより、電池交換などの後でも、電子方位計３は、方位を適正に検出し得ることになる。
【００３３】
後で、詳述するように、Ａ／Ｄ変換器７は、感度調整部３６、オフセット調整部３７及びセンサ出力取出器本体部すなわちセンサ出力取出部３８を有する。初期調整制御部８は、トリガ検出処理部４０、感度（スパン）・オフセット調整処理部４１、四方位データ検出処理部４２、調整結果監視部４３、位相差演算部４４及び最大最小値演算部４５を有し、初期調整の際、磁場制御部４より調整用磁場発生シーケンスで生成される磁場に実際上同期して、データ取得シーケンスで夫々の処理動作を行なわせるデータ取得シーケンス制御プログラムを含む。なお、調整制御部８の各部４０〜４５は、実際上、図３のＲＯＭ２５に格納されたデータ取得シーケンス制御プログラムと、該プログラムを実行するＣＰＵ２３とにより構成される。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換器７は、ＭＲ素子のブリッジからなるＸ方向及びＹ方向磁気センサ１３，１４が、一組のセット信号Ｐ１，Ｎ２の下で一方向（以下では順方向という）磁化磁場の下にあるときには、Ｘ方向及びＹ方向セット出力ＡＤＣｓｘ，ＡＤＣｓｙ（Ｘ，Ｙの方向を区別しないときにはセット出力ＡＤＣｓで表す）を出力し、方向及びＹ方向磁気センサ１３，１４が、リセット信号Ｐ２，Ｎ１の下で一方向（以下では逆方向という）磁化磁場の下にあるときには、Ｘ方向及びＹ方向リセット出力ＡＤＣｒｘ，ＡＤＣｒｙ（Ｘ，Ｙの方向を区別しないときにはリセット出力ＡＤＣｒで表す）を出力する。セット出力ＡＤＣｓは、例えば、後で説明する図１０の（ｂ）等において実線で示したように、対応する磁気センサ１３又は１４にかかる対応する方向の外部磁場の増大又は減少に応じてリニアに増大又は減少する。リセット出力ＡＤＣｒは、例えば、後で説明する図１０の（ａ）等において破線で示したように、対応する磁気センサ１３又は１４にかかる対応する方向の外部磁場の増大又は減少に応じてリニアに減少又は増大する。ＡＤＣ値は、例えば、１４ビットデータで、０〜１６３８３の間の値を有する。
【００３５】
Ａ／Ｄ変換器７のオフセット調整部３７は、Ｘ方向オフセット調整部及びＹ方向オフセット調整部からなり、各方向のオフセット粗調整値ＯＳＲｘ，ＯＳＲｙ（Ｘ，Ｙの方向を区別しないときにはオフセット粗調整値ＯＳＲで表す）は、例えば、８ビットデータで、０〜２５５の間で調整可能である。オフセット粗調整値ＯＳＲは、典型的には、ＡＤＣ値の大きさにかかわらず、当該ＯＳＲ値に対応する一定値をＡＤＣ値に上乗せする。なお、オフセット粗調整値ＯＳＲが、増大するほど、オフセットを含めたＡＤＣ値は増大し、オフセット粗調整値値ＯＳＲが、減少するほど、オフセットを含めたＡＤＣ値は減少する（例えば、後で説明する図１０の（ａ）や（ｃ））。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換器７の感度調整部ないしスパン調整部３６は、Ｘ方向スパン調整部及びＹ方向スパン調整部からなり、各方向のフルスケール粗調整値ＦＳＲｘ，ＦＳＲｙ（Ｘ，Ｙの方向を区別しないときにはフルスケール粗調整値ＦＳＲで表す）は、例えば、８ビットデータで、１〜２５５の間で調整可能であり、各方向のフルスケール微調整値ＦＳＦｘ，ＦＳＦｙ（Ｘ，Ｙの方向を区別しないときにはフルスケール微調整値ＦＳＦで表す）は、ＦＳＲとは独立の１２ビットのデータで数カウント単位のスパンの微調整を行なう場合に用いる。フルスケール粗調整値ＦＳＲは、逆数としてＡＤＣ値に乗算され（すなわち除数として作用し）、例えば後で詳述する図１１の（ａ）からわかるように、フルスケール粗調整値ＦＳＲが減少するほどＡＤＣ値が増大する。フルスケール微調整値ＦＳＦは、２０４８を中心として、フルスケール微調整値ＦＳＦの増減に応じてスパンが±１２．５％増減する。なお、Ａ／Ｄ変換器７としては、例えば、特開平９−３１８４０３号に記載されているようなものが用いられる。
【００３７】
一方、磁場発生装置２は、図６に示したように、磁界ないし磁場制御部４及び磁場発生部５に加えて、磁場発生電流供給用電源部ないし電源ユニット５０及びタッチパネルディスプレイのような入力・表示部５１を備える。
【００３８】
磁場発生部５は、図７により詳しく示したように、ステージ５２上にあって電子方位計３を載置する試料載置台５４と、試料載置台５４の上の電子方位計３にＸ直交する三軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の一様な磁場を発生するＸ方向，Ｙ方向及びＺ方向のヘルムホルツコイル５３Ｘ，５３Ｙ，５３Ｚ（総称するときは符号５３で表す）を備える。図示の例では、例えば、Ｘ方向，Ｙ方向及びＺ方向の磁場発生用コイル５３Ｘ，５３Ｙ，５３Ｚは、夫々、８２ｃｍ程度、９０ｃｍ程度及び１００ｃｍ程度であり、図８や図７の（ｂ）に示したように、丁度コイル５３Ｘ，５３Ｙ，５３Ｚの中心位置Ｃ及びその近傍（例えば、点Ｃを中心として１０ｃｍ程度×１０ｃｍ程度の正方形領域ＣＲ内）に空間的に一様な磁場を発生する。従って、電子方位計３は、中心Ｃの近傍に位置するように、ステージ５２（例えば、１３ｃｍ程度×１３ｃｍ程度の正方形載置領域を備える）上の試料載置台５４の所定配設位置（例えば、１０ｃｍ程度×１０ｃｍ程度の正方形領域ＣＲ内）に、ガイド部５５に沿って配置される。図８に示した例では、４個の電子方位計３が、相互の静磁的な干渉を無視し得る程度の間隔（例えば、実質上２ｃｍ以上）をおいて配置されている。なお、図６に示したように、ステージ５２のところには、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の磁場を検出する磁場検出素子ないし磁界センサ５６が配置されている。
【００３９】
電源部５０は、磁場制御部４により指定された大きさ及び向きの電流をＸ，Ｙ，Ｚ方向コイル５３Ｘ，５３Ｙ，５３Ｚに供給する定電流電源５７Ｘ，５７Ｙ，５７Ｚ（総称するときは符号５７で表す）と、磁場制御部４の制御下で夫々のコイル５３Ｘ，５３Ｙ，５３Ｚに電流を流すタイミングを制御すべく電流供給路をＯＮ／ＯＦＦするリレー５８Ｘ，５８Ｙ，５８Ｚとを有する。
【００４０】
磁場制御部４は、後で詳述する調整用磁場発生シーケンスで調整用磁場を発生させるための調整用磁場発生シーケンス制御プログラム６０等が格納されたメモリ６１及びＣＰＵ６２を含むコントロール基板部６３と、磁気センサ５６に給電すると共に該磁気センサ５６よる磁場測定値を平滑化されたアナログ信号の形で出力する磁場ないし磁界測定部６４とを有する。６５Ｘ，６５Ｙ，６５Ｚは三軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の出力の取出のタイミングを制御するリレーであり、６６はＡ／Ｄ変換回路、６７はＤ／Ａ変換回路である。制御部４では、メモリ６１の磁場発生シーケンス制御プログラム６０をＣＰＵ６２で実行して、各時点においてプログラム６０により規定された強さ（大きさ及び向き）のＸ，Ｙ，Ｚ方向の磁場をコイル５３Ｘ，５３Ｙ，５３Ｚにより発生させるべく、プログラム６０により規定された磁場強さ信号（データ）をＤ／Ａ変換器６７を介して電源ユニット５０の定電流電源５７Ｘ，５７Ｙ，５７Ｚに与えると共に、ＤＩＯ６８を介して電源ユニット５０のリレー５８Ｘ，５８Ｙ，５８Ｚを制御して、電源ユニット５０からコイル５３Ｘ，５３Ｙ，５３Ｚに所定の大きさ及び向きの電流を所定のタイミングで流させると共に、該コイル５３Ｘ，５３Ｙ，５３Ｚにより中心部Ｃ近傍に生成された一様な磁場による磁気センサ５６の出力を、リレー６５Ｘ，６５Ｙ，６５Ｚ，磁場測定部６４及びＡ／Ｄ変換器６６を介して受取ってチェックし、各時点で、磁気センサ５６の出力に対応する磁場が調整用磁場発生シーケンス制御プログラム６０により規定された磁場に一致するようにフィードバック制御している。６３ａは、磁場発生部で発生させている三軸方向Ｘ，Ｙ，Ｚの磁場の値を表示するキャラクタ液晶ディスプレイのような表示部である。
【００４１】
以上の如く構成された磁場発生装置２及び電子方位計３からなる電子方位計調整システム１の動作について、図９から図１２に基づいて、具体的に詳しく説明する。
【００４２】
電子方位計３の調整の全体のフローチャートを示す図９において、左の磁界発生装置の欄には調整用磁場発生シーケンスが、右の電子コンパスの欄には調整用データ取得シーケンスが示されている。中央の表示欄は、電子コンパスのデータ取得シーケンスでの処理の一部（表示処理）である。この図９の調整・取得シーケンスは、大きく分けて、トリガの前すなわち調整用シーケンス開始前の事前調整段階、調整用シーケンス開始ないしトリガ用強磁場の発生及び該開始ないしトリガ用強磁場の検出による調整用シーケンスの開始、調整用シーケンスの開始後のオフセット調整段階及び感度ないしスパン調整段階、四方位磁場によるキャリブレーション段階、並びに保存用パラメータδｘ，δｙ，ＶｘM，Ｖｘm，ＶｙM，Ｖｙmの算出及びＥＥＰＲＯＭ２４への格納からなる後処理段階を含む。
【００４３】
まず、例えばタッチパネル５１により、磁場発生装置２の調整用磁場発生シーケンス制御プログラム６０の起動を指示すると、プログラム６０は、所定の初期設定処理の後、領域ＣＲをゼロ磁場にする指示を発する。このゼロ磁場ステップＳＭ１では、コントロール基板６３を含むコントロールユニット４ａは、磁場センサ５６により検出される領域ＣＲの磁場ＢＭのＸ，Ｙ，Ｚ方向成分ＢＭｘ，ＢＭｙ，ＢＭｚが０，０，０になるように、定電流電源５７Ｘ，５７Ｙ，５７Ｚを制御する。東京近辺において初期調整を行なうとすると、地磁気の水平磁力が３０μＴ程度で、水平磁力の地球の北に対する偏角が西に６度程度で、地磁気の伏角が約５０度程度であることから、磁場発生部５の向きに応じて、この地磁気をキャンセルするような磁場をコイル５３Ｘ，５３Ｙ，５３Ｚにより領域ＣＲにかけることになる。なお、初期調整地の地磁気は予めほぼわかっているから、調整用磁場発生シーケンス制御プログラム６０はこの値の近傍で磁場を変動させて最終的に地磁気をキャンセルするような磁場をコイル５３Ｘ，５３Ｙ，５３Ｚにより発生させる。このコイル電流の調整は、通常、短時間に達成されるから、タッチパネル５１での指示後数秒程度のうちに、ゼロ磁場が実現される。
【００４４】
一方、各電子方位計３の例えば押ボタンスイッチ３１ａを押して工場内調整モード（初期調整モード）の開始を指示しておいて各電子方位計３をガイド部５５に沿って載置台５に載せる。電子方位計３は、スイッチ３１ａの押圧に応じて事前調整段階である調整モードの初期設定ステップＳＣ０１に入り、Ｘ方向及びＹ方向のフルスケール粗調整値ＦＳＲｘ，ＦＳＲｙを７０に、Ｘ方向及びＹ方向のフルスケール微調整値ＦＳＦｘ，ＦＳＦｙを２０４８に、Ｘ方向及びＹ方向のオフセット粗調整値ＯＳＲを１２８に設定する。この初期設定処理自体は、極めて短時間のうちに終了する。この初期設定処理ＳＣ０１が開始されると、各電子方位計３の表示部１１の表示画面１１ａ上には、初期調整制御部８の調整結果監視部４３により、図２の（ｂ）に示したようにプリセット段階１を表す「ＰＲ１」が表示される。
【００４５】
電子方位計３は、初期設定ステップＳＣ０１の後直ちに事前調整段階のうち第二番目のステップ即ちゼロ磁場下でのＯＳＲ調整（オフセット粗調整）ステップＳＣ０２に入る。電子方位計３が、ステップＳＣ０２に入ったときには、磁場発生部５のうち電子方位計３の方位センサ（磁気センサ）６や電池などの磁性部品を含む領域ＣＲはゼロ磁場になっている。電子方位計３のステップＳＣ０２は、ゼロ磁場下でのＯＳＲ調整（オフセット粗調整）である。このステップＳＣ０２では、図１０の（ａ）に示したように、ゼロ磁場の下で、Ａ／Ｄ変換器７のリセット出力値ＡＤＣｒが正になるまで、ＯＳＲ値を１２８から＋１づつ増加させる。図１０の（ａ）の例では、ＯＳＲ＝１２９では、ゼロ磁場でのＡＤＣｒ値は、負であり、ＯＳＲ＝１３０ではゼロ磁場でのＡＤＣｒ値が正であるから、ＯＳＲ＝１３０に設定される。なお、横軸はＸ方向又はＹ方向の磁場Ｂを表し、縦軸はＡＤＣ値（セット出力の場合はＡＤＣｓ値、リセット出力の場合はＡＤＣｒ値）を表す。以上の処理は、データ取得シーケンス制御プログラム即ち電子方位計３の初期調整制御部８の感度・オフセット制御処理部４１の制御下で、Ｘ方向及びＹ方向について行なわれ、ＡＤＣｒｘ＞０，ＡＤＣｒｙ＞０になると、オフセット調整部３７は、そのときのＸ方向及びＹ方向のオフセット粗調整値ＯＳＲｘ，ＯＳＲｙを保持する。
【００４６】
このステップＳＣ０２において、ＯＳＲ値を最大値２５５まで増加させてもＡＤＣｒ＝０のままである（ＡＤＣｒ＞０にならない）場合には、調整エラー信号「Ｅｒｒ１２」を発して図２の（ｄ）に示したように、各電子方位計３の表示部１１の表示画面１１ａ（図２の（ａ））上に表示する。このようにエラー信号が出された電子方位計３については、エラー表示をしたままシーケンス制御が停止され、残りの方位計３についてのみ次の処理に入る。従って、シーケンス制御が終了して、載置台５４上の電子方位計３，３，・・・を台５４から取出した後、エラー表示を示している電子方位計３は、不良品として扱われる。なお、この明細書では、説明を省略しているけれども、シーケンス制御の途中の段階で、他にも各種のエラーチェックが行なわれ、エラーチェックにかかって一旦エラー表示がでた不良品については、同様に、そのエラーチェック・エラー表示の段階で、シーケンス制御が停止される。なお、エラーの発生確率からして、二つ以上の電子方位計３にこの種のエラーが生じることは、実際上ないに等しい。
【００４７】
ステップＳＣ０２が完了すると、電子方位計３は、データ取得シーケンス制御プログラムの制御下で、待機状態にはいる。この待機状態では、磁気センサ１３，１４、例えば、図４の（ｂ）のタイムチャートに従って、Ｘ方向及びＹ方向磁場出力値Ｖｘ，Ｖｙを交互に読み出すことが繰返される。この磁気センサ出力値Ｖｘ，Ｖｙは、Ａ／Ｄ変換器７でＡＤＣｓｘ，ＡＤＣｓｙ及びＡＤＣｒｘ，ＡＤＣｒｙに変換され、夫々の差Ｄｉｆｆｘ＝ＡＤＣｓｘ−ＡＤＣｒｘ及びＤｉｆｆｙ＝ＡＤＣｓｙ−ＡＤＣｒｙが、電子方位計３のデータ取得シーケンス制御プログラムにより、基準値ないし閾値Ｄｉｆｔｈ＝２００と比較されることが、繰返される。この段階では、ゼロ磁場での出力値であるから、差Ｄｉｆｆｘ，Ｄｉｆｆｙは、閾値Ｄｉｆｔｈよりも相当小さい値になる。
【００４８】
磁場発生装置２は、調整用磁場発生シーケンス制御プログラム６０の制御下で、次に、磁場Ｂ１の発生信号を電源ユニット５０に与え、定電流電源５７及びリレー５８を介して磁場発生部５のコイル５３により磁場Ｂ１を発生させる（ステップＳＭ２）。なお、以下において示す印加磁場は、領域ＣＲをゼロ磁場にするために必要な磁場に対してベクトル加算されるべき磁場を示しており、コイル５３により発生される全磁場とは異なる。この磁場Ｂ１は、例えば、大きさＭａｇＨが１４２μＴで、方位角ＭａｇＤすなわちφが４５度で、伏角ＭａｇＦが０度の磁場である。従って、磁場Ｂ１は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向成分が、（１００μＴ，１００μＴ，０μＴ）の磁場である。ここで、磁場Ｂ１の大きさＭａｇＨ＞＞０μＴ且つ＞＞３０μＴであり、地磁気よりも十分に大きく地磁気とは異なる磁場がかかっていることが、センサにより確実に検出され得るような磁場である。従って、検出可能性のある地磁気の最大値よりも、例えば２倍程度以上であれば足り、一桁高いものでなくてもよい。むしろ関連素子や機器を損傷させる虞れを避けるべく、余りに高くない方が好ましい。
【００４９】
この磁場Ｂ１が印加されると、待機状態にある電子方位計３の磁気センサ１３，１４及びＡ／Ｄ変換器７の出力ＡＤＣ値の差分Ｄｉｆｆｘ，Ｄｉｆｆｙは、直ちに、磁場Ｂ１の大きな増大に応じて大きく増加する（図１０の（ｂ））。その結果、電子方位計３のトリガ検出処理部４０、換言すれば、電子方位計３のデータ取得シーケンス制御プログラムは、この増大したＤｉｆｆｘ，Ｄｉｆｆｙ値を閾値Ｄｉｆｔｈ＝２００と比較して、閾値Ｄｉｆｔｈを越えたことを判定・検出すると（ステップＳＣ０３）、電子方位計３の本格的な調整用データ取得シーケンスを開始する。即ち、磁場Ｂ１が電子方位計３に調整用データ取得シーケンスを開始させるトリガ信号になっている。ここで、磁場Ｂ１の発生から、電子方位計３のシーケンス制御プログラムで本格的な調整シーケンスが開始されるまでの時間は、典型的には、調整シーケンスのこの後の処理時間と比較すると短い時間であり、実際上、同時とみなし得る。従って、この時点が実際上調整用磁場発生シーケンス及び調整用データ取得シーケンスの実質的な開始時点ｔ＝０として、磁場発生装置２と電子方位計３との動作の同期がとられ、これ以後、磁場発生装置２及び電子方位計３は、夫々に独自のタイマーないし時計により、シーケンスが制御されるけれども、両装置２，３の動作は、実際上同期していることになる。
【００５０】
ステップＳＣ０３が完了すると、電子方位計３の調整用データ取得シーケンス制御プログラムは、第一のオフセット粗調整ステップＳＣ０４に入る。この第一オフセット粗調整ステップＳＣ０４では、磁場Ｂ１の下で、初期調整制御部８のうち感度・オフセット調整処理部４１が、Ｘ方向及びＹ方向の夫々について、ＡＤＣｒ＞１０００になるまでオフセット粗調整値ＯＳＲを＋１づつ増加させる。図１０の（ｃ）の例では、ステップＳＣ０２（図１０の（ａ））において１３０に設定されていたＯＳＲ値を１３４まで増加させることにより、ＡＤＣｒ値が１０００を越えたことが示されている。なお、このステップないし段階ＳＣ０４では、更に、ＡＤＣｒ＜１４００の条件を満たすように調整する。この例のように、ステップＳＣ０２において、ＯＳＲ値を増加させてゼロ磁場でのＡＤＣｒ値を正にした場合にはこのＡＤＣｒ＜１４００は自動的に満たされるので条件チェックのみで完了するけれども、例えば、前述のステップＳＣ０２（図１０の（ａ））において、最初からＡＤＣｒ＞０の条件を満たしていた場合には、磁場Ｂ１の下でＡＤＣｒ＞１０００であるだけでなく、ＡＤＣｒ＞１４００になっていることもあり得る。そのような場合には、このステップＳＣ０４において、磁場Ｂ１の下で、Ｘ方向及びＹ方向の夫々について、ＡＤＣｒ＜１４００になるまでオフセット粗調整値ＯＳＲを−１づつ増加させることになる。
【００５１】
なお、ステップＳＣ０４に入ると、電子方位計３の表示部１１の表示が、調整結果監視部４３の制御下で、「ＰＲ１」から「ＰＲ２」に変わる。また、第一ＯＳＲ調整ステップＳＣ０４が所定時間Ｔ１の間に完了しない場合には、より詳しくは、所定時間Ｔ１が経過しても電子方位計３が待機状態に入っていないときには、調整結果監視部４３は、時間切れエラー「Ｅｒｒ２３」を表示部１１に表示させる。エラーを表示した電子方位計３については、以後のシーケンス制御が停止されることは前述の通りである。
【００５２】
磁場発生装置２の調整用磁場発生シーケンス制御プログラム６０及び電子方位計３の調整用データ取得シーケンス制御プログラムは、夫々の開始時点から時間Ｔ１の経過後、磁場Ｂ２発生ステップＳＭ３及びデータ測定ステップＳＣ０５に入る。開始時点ｔ＝０で実際上同期が取られているから、ｔ＝Ｔ１の時点で始まるステップＳＭ３及びＳＣ０５も当然ながら同期していることになる。
【００５３】
磁場Ｂ２の発生ステップＳＭ３では、ステップＳＭ２の磁場Ｂ１とは逆向きの磁場Ｂ２、即ち、大きさＭａｇＨが１４２μＴで、方位角ＭａｇＤすなわちφが２２５度で、伏角ＭａｇＦが０度の磁場Ｂ２を領域ＣＲにかける。従って、磁場Ｂ２は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向成分が、（−１００μＴ，−１００μＴ，０μＴ）の磁場である。
【００５４】
一方、データ測定ステップＳＣ０５では、図４のフリップコイル１５，１６を順方向磁化磁場発生状態にし、セット状態のＶｘ，ＶｙをＡ／Ｄ変換器７に与えて、Ａ／Ｄ変換器７からＸ方向及びＹ方向のＡＤＣｓ値すなわちＡＤＣｓｘ，ＡＤＣｓｙを交互に出力させるようにする。
【００５５】
ステップＳＣ０５において順方向磁化磁場設定が完了すると、直ちに、電子方位計３の感度・オフセット調整処理部４１により制御されるオフセット粗調整ステップＳＣ０６に移る。このオフセット粗調整ステップＳＣ０６では、磁場及び検出出力が反転している点を除いて、ステップＳＣ０４と同様に、Ｘ方向及びＹ方向の夫々について、ＡＤＣｓが１０００を越えているかどうかをチェックし、ＡＤＣｓ＞１０００（即ちＡＤＣｓｘ，ＡＤＣｓｙ＞１０００）になるまで、オフセット粗調整値ＯＳＲ（ＯＳＲｘ、ＯＳＲｙ）を＋１づつ増加させる（図１０の（ｄ））。図示の例では、対称位置が−２０μＴだけずれているから（例えば地磁気の影響や磁気センサ１３，１４の磁気特性による）、ＡＤＣｓ＞１０００は、自動的に満たされているので、ＯＳＲ値は、ステップＳＣ０４で設定された１３４のままに保たれるけれども、対称中心が磁場の正の側に出るようなときには、この段階ＳＣ０６においてＯＳＲ値の調整が行なわれることになる。なお、表示部１１では、ステップＳＣ０５に入ると、調整結果監視部４３の制御下で、表示が「ＰＲ３」に変わる。
【００５６】
電子方位計３の調整用データ取得シーケンス制御プログラムは、オフセット粗調整ステップＳＣ０６が完了すると、次に、感度・オフセット調整処理部４１により制御されるフルスケール粗調整ステップないしスパン粗調整ステップＳＣ０７に入り、調整結果監視部４３の制御下で、表示部１１の表示を「ＰＲ４」に変える。
【００５７】
ステップＳＣ０７では、図４の（ｂ）のタイムチャートのように、フリップコイル１５，１６により順方向及び逆方向の磁化磁場を交互に且つＸ方向及びＹ方向でタイミングをずらして発生させながら、Ａ／Ｄ変換器７のセット出力ＡＤＣｓ及びリセット出力ＡＤＣｒについて、差Ｄｉｆｆの絶対値、より詳しくはが９００＜（ＡＤＣｒ−ＡＤＣｓ）＜１３００を満たすように、フルスケール粗調整値ＦＳＲを、Ｘ方向及びＹ方向の夫々について、調整し、Ａ／Ｄ変換器７の感度調整部３６を調整する。なお、ＦＳＲは、初期設定ステップＳＣ０１において、当初、７０に設定されている。調整は、より具体的には、ＦＳＲは逆数で乗算される量であるから、ＦＳＲが大きくなるほどＡＤＣ値は小さく（従って（ＡＤＣｒ−ＡＤＣｓ）も小さく）なるので、例えば、
（ＡＤＣｒ−ＡＤＣｓ）＞１５００の場合、ＦＳＲを５づつ増加させ、
１３００＜（ＡＤＣｒ−ＡＤＣｓ）≦１５００の場合、ＦＳＲを１づつ増加させ、
（ＡＤＣｒ−ＡＤＣｓ）＜９００の場合、ＦＳＲを１づつ減少させる。
【００５８】
図１１の（ａ）に示した例では、ＦＳＲ＝７０では、（ＡＤＣｒ−ＡＤＣｓ）は、９００より小さいので、ＦＳＲを２つ又は１づつ減少させてＦＳＲ＝６５になったところで、条件９００＜（ＡＤＣｒ−ＡＤＣｓ）＜１３００が満たされるようになっている。
【００５９】
シーケンス制御の開始後の時間ｔ＝Ｔ２になると、磁場発生装置２の調整用磁場発生シーケンス制御プログラム６０は、再度、磁場Ｂ１を発生させる第二の磁場Ｂ１発生ステップＳＭ４に入り、電子方位計３の調整用データ取得シーケンス制御プログラムは、第二のＦＳＲ調整ステップＳＣ０８に入り、調整結果監視部４３の制御下で表示部１１での表示を「ＰＲ４」から「ＰＲ５」に変える。このフルスケール粗調整ステップＳＣ０８では、（ＡＤＣｓ−ＡＤＣｒ）＞９００になるように、フルスケール粗調整値ＦＳＲを調整する。調整条件は、
７００＜（ＡＤＣｓ−ＡＤＣｒ）＜９００の場合、ＦＳＲを１づつ減少させ、
（ＡＤＣｓ−ＡＤＣｒ）＜７００の場合、ＦＳＲを２づつ減少させることである。
【００６０】
この例の場合、対称中心位置が磁場の負の側にずれているから、図１１の（ｂ）に示したように、この９００以上であるという条件は、自動的に満たされる。但し、対称中心が、磁場の正の側に位置するときには、この条件に従って、Ａ／Ｄ変換器７の感度調整部３６に対するフルスケール粗調整（スパンないし感度調整）が行なわれる。
【００６１】
以上のステップＳＣ０７及びＳＣ０８によって、Ａ／Ｄ変換器７の感度調整部３６の調整、即ちＡ／Ｄ変換器７の感度ないしスパン調整が完了する。
【００６２】
シーケンス制御の開始後の時間ｔ＝Ｔ３になると、磁場発生装置２の調整用磁場発生シーケンス制御プログラム６０は、磁場Ｂ３を発生させる磁場Ｂ３発生ステップＳＭ５に入り、電子方位計３の調整用データ取得シーケンス制御プログラムは、Ｂｘ０，Ｂｙ０測定ステップＳＣ０９に入ると共に、調整結果制御部４３の制御下で、表示部１１での表示を「ＰＲ５」から「ＰＲ６」に変える。
【００６３】
このステップＳＭ５で領域ＣＲに作られる磁場は、大きさＭａｇＨが５３．２μＴで、方向ＭａｇＤすなわちφが０度で、伏角ＭａｇＦが６７度の磁場Ｂ３である。この磁場Ｂ３は、前述のゼロ磁場に上乗せされる。この磁場Ｂ３は、米国北部東海岸の地磁気の水平磁力２０μＴに対応する。
【００６４】
対応する測定ステップＳＣ０９では、電子方位計３の初期調整制御部８の四方位データ検出処理部４２は、磁場Ｂ３のＸ方向及びＹ方向成分が（２０μＴ，０μＴ）の下で、Ａ／Ｄ変換器７のＡＤＣ値すなわちＡＤＣｘ，ＡＤＣｙを取出す。より詳しくは、図１１の（ｃ）に示したように、磁場Ｂ３の下におけるＤｉｆｆｘ＝ＡＤＣｓｘ−ＡＤＣｒｘをＡＤＣｘ０として、Ｄｉｆｆｙ＝ＡＤＣｓｙ−ＡＤＣｒｙをＡＤＣｙ０として取出し、得られたＡＤＣｘ０及びＡＤＣｙ０を、角度０度のＡＤＣ値として、メモリ２６の所定のワークエリアに一旦格納する。なお、図１１の（ｃ）からわかるとおり、対称性のズレが、２０μＴの位置におけるＡＤＣｘ０値にオフセットを与え、また、磁気センサやＡ／Ｄ変換器の出力特性が同様であると想定して、Ｘ方向及びＹ方向について同一のグラフになる場合、対称性のズレが、０μＴの位置におけるＡＤＣｙ０値にオフセットを与えることになる。
【００６５】
なお、例えば、Ｘ方向磁場が２０μＴの下で、ＡＤＣｓｘ−ＡＤＣｒｘ＞１０００になるまで、ＦＳＲ値を更に減少させて、感度ないしスパンを大きくしておいてもよい。但し、このステップＳＣ０９のうち、メモリ２６に格納されるべきＡＤＣｘ０，ＡＤＣｙ０の測定を開始した後においては、感度ないしスパンやオフセットの変更は行なわない。勿論、この後のステップにおいても、スパンやオフセットは一定に保たれる。
【００６６】
シーケンス制御の開始後の時間ｔ＝Ｔ４になると、磁場発生装置２の調整用磁場発生シーケンス制御プログラム６０は、磁場Ｂ４を発生させる磁場Ｂ４発生ステップＳＭ６に入り、電子方位計３の調整用データ取得シーケンス制御プログラムは、Ｂｘ９０，Ｂｙ９０測定ステップＳＣ１０に入り、調整結果監視部４３の制御下で、表示部１１での表示を「ＰＲ６」から「ＰＲ７」に変える。
【００６７】
このステップＳＭ６で領域ＣＲに作られる磁場Ｂ４は、方向ＭａｇＤすなわちφが０度から９０度に変えられる点を除き磁場Ｂ３と同一であり、大きさＭａｇＨが５３．２μＴで、伏角ＭａｇＦが６７度である。この磁場Ｂ４も、前述のゼロ磁場に上乗せされる。
【００６８】
対応する測定ステップＳＣ１０では、電子方位計３の初期調整制御部８の四方位データ検出処理部４２は、ステップＳＣ０９と同様に、図１２の（ａ）に示したように、磁場Ｂ４のＸ方向及びＹ方向成分が（０μＴ，２０μＴ）の下におけるＡ／Ｄ変換器７のＤｉｆｆｘ，Ｄｉｆｆｙ値（Ｘ方向及びＹ方向の夫々についての順方向磁化磁場の下での出力即ちセット出力と逆方向磁化磁場の下での出力即ちリセット出力との差）をＡＤＣｘ９０，ＡＤＣｙ９０として取出す。得られたＡＤＣｘ９０及びＡＤＣｙ９０は、角度９０度のＡＤＣ値として、メモリ２６の所定のワークエリアに一旦格納される。
【００６９】
同様に、シーケンス制御の開始後の時間ｔ＝Ｔ５になると、磁場発生装置２の調整用磁場発生シーケンス制御プログラム６０は、磁場Ｂ５を発生させる磁場Ｂ５発生ステップＳＭ７に入り、電子方位計３の調整用データ取得シーケンス制御プログラムは、Ｂｘ１８０，Ｂｙ１８０測定ステップＳＣ１１に入り、調整結果監視部４３の制御下で、表示部１１での表示を「ＰＲ７」から「ＰＲ８」に変える。
【００７０】
このステップＳＭ７で領域ＣＲに作られる磁場Ｂ５は、方向ＭａｇＤすなわちφが９０度から１８０度に変えられる点を除き磁場Ｂ４と同一であり、大きさＭａｇＨが５３．２μＴで、伏角ＭａｇＦが６７度である。この磁場Ｂ５も、前述のゼロ磁場に上乗せされる。
【００７１】
対応する測定ステップＳＣ１１では、電子方位計３の初期調整制御部８の四方位データ検出処理部４２は、ステップＳＣ０９やＳＣ１０と同様に、図１２の（ｂ）に示したように、磁場Ｂ５のＸ方向及びＹ方向成分が（−２０μＴ，０μＴ）の下におけるＡ／Ｄ変換器７のＤｉｆｆｘ，Ｄｉｆｆｙ値をＡＤＣｘ１８０，ＡＤＣｙ１８０として取出す。得られたＡＤＣｘ１８０及びＡＤＣｙ１８０は、角度１８０度のＡＤＣ値として、メモリ２６の所定のワークエリアに一旦格納される。
【００７２】
また、同様に、シーケンス制御の開始後の時間ｔ＝Ｔ６になると、磁場発生装置２の調整用磁場発生シーケンス制御プログラム６０は、磁場Ｂ６を発生させる磁場Ｂ６発生ステップＳＭ８に入り、電子方位計３の調整用データ取得シーケンス制御プログラムは、Ｂｘ２７０，Ｂｙ２７０測定ステップＳＣ１２に入り、調整結果監視部４３の制御下で、表示部１１での表示を「ＰＲ８」から「ＰＲ９」に変える。
【００７３】
このステップＳＭ８で領域ＣＲに作られる磁場Ｂ６は、方向ＭａｇＤすなわちφが１８０度から２７０度に変えられる点を除き磁場Ｂ５と同一であり、大きさＭａｇＨが５３．２μＴで、伏角ＭａｇＦが６７度である。この磁場Ｂ６も、前述のゼロ磁場に上乗せされる。
【００７４】
対応する測定ステップＳＣ１２では、電子方位計３の初期調整制御部８の四方位データ検出処理部４２は、ステップＳＣ０９〜ＳＣ１１と同様に、図１２の（ｃ）に示したように、磁場Ｂ６のＸ方向及びＹ方向成分が（０μＴ，−２０μＴ）の下におけるＡ／Ｄ変換器７のＤｉｆｆｘ，Ｄｉｆｆｙ値をＡＤＣｘ２７０，ＡＤＣｙ２７０として取出す。得られたＡＤＣｘ２７０及びＡＤＣｙ２７０は、角度２７０度のＡＤＣ値として、メモリ２６の所定のワークエリアに一旦格納される。
【００７５】
四方位に関するデータＡＤＣｘ０，ＡＤＣｘ９０，ＡＤＣｘ１８０，ＡＤＣｘ２７０及びＡＤＣｙ０，ＡＤＣｙ９０，ＡＤＣｙ１８０，ＡＤＣｙ２７０が得られると、電子方位計３の調整用データ取得シーケンス制御プログラムは、位相差及び最大・最小値算出ステップＳＣ１３に入り、位相差演算部４４及び最大値最小値演算部４５の制御下で、位相差及び最大・最小値データδｘ，ＶｘM，Ｖｘm及びδｙ，ＶｙM，Ｖｙmを、前述の演算式（式３），（式４），（式５）及び（式６），（式７），（式８）に基づいて求めると共に、調整結果監視部４３の制御下で、表示部１１の表示を「ＰＲ９」から「ＰＲＥ」に変える。なお、ここで、演算式の適用に際しては、ＡＤＣｘα＝Ｖｘ（α），ＡＤＣｙα＝Ｖｙ（α）と読替える。但し、α＝０度，９０度，１８０度又は２７０度である。
【００７６】
電子方位計３の調整用データ取得シーケンス制御プログラムは、演算処理ＳＣ１３が完了すると、書込みステップＳＣ１４に入って、ＥＥＰＲＯＭ２４の位相差記憶部３４及び最大値最小値記憶部３５に書込む。この書込み処理が完了すると、表示部１１において、図２の（ｃ）に示したように、「ＰＡＳＳ」の表示をさせる。
【００７７】
一方、シーケンス制御の開始後の時間ｔ＝Ｔ７になると、ゼロ磁場ステップＳＭ９に入り、磁場発生装置２の調整用磁場発生シーケンス制御プログラム６０は、ステップＳＭ１と同様に領域ＣＲをゼロ磁場するような磁場を発生する初期状態に戻って、処理を終える。これにより、初期調整が完了する。次の四個の電子方位計３を調整する場合、調整が完了した電子方位計３を載置台５４のガイド部５５から外して新たな電子方位計３をガイド部５５に沿って載置台５４に載せると共に調整モードスイッチ３１ａを押して、電子方位計３を、Ａ／Ｄ変換器初期設定ステップＳＣ０１に移行させる。なお、磁場発生装置２は、ステップＳＭ９においてステップＳＭ１に戻っているから、前述の処理を繰返せばよい。
【００７８】
以上のように、磁場発生装置２及び電子方位計３の調整シーケンスは、磁場発生装置２と電子方位計３との間におけるトリガ用磁場Ｂ１の発生及び該磁場Ｂ１の感知により実際上同時に開始され、夫々のシーケンス制御プログラムの進行により実際上同期して進行するので、電子方位計３と外部の磁場発生装置２との間に電気的な配線を一切要しないから、電子方位計３は電池や裏蓋等を含む最終使用時の完成品の状態のまま調整される。従って、電子方位計３の初期調整ないしキャリブレーションが最大限適正に行われ得る。また、この電子方位計調整システム１では、複数個の電子方位計３が調整用磁場発生領域ＣＲに配置されるから、複数個の電子方位計３を同時に調整し得る。
【００７９】
なお、以上においては、Ａ／Ｄ変換器７の出力値のオフセットや磁場依存性ないし感度（スパン）の全てがＡ／Ｄ変換器７のオフセット特性や感度特性に依存するかのごとく説明したけれども、オフセットなどの生じる原因は、磁気センサのＭＲ素子からＡ／Ｄ変換器７の出力部までの全検出系のうちのどこに起因するものであっても、上述のオフセット調整及びスパン調整により、検出系の特性が調整され得、電子方位計３の検出系（センサから表示部の直前まで）の調整が行われ得ることになる。
【００８０】
また、以上においては、ｔ＝０においてのみ、磁場Ｂ１の発生を電子方位計３で判別し、該時点で電子方位計３のシーケンス制御タイマーの時刻ｔを０にして、その後（ｔ＞０）においては、磁場発生装置２及び電子方位計３の夫々のタイマーの制御の下で磁場発生装置２及び電子方位計３の夫々のシーケンスが制御される例について説明したけれども、所望ならば、シーケンス制御の開始後ある程度の時間が経過した後の強磁場の発生に応じて、一回又は複数回、更に中間でタイミングをとりなおすようにしておいてもよい。例えば、図９において破線ｔｍで示したように、磁場Ｂ２が発生せしめられるｔ＝Ｔ１において、再度、次の処理に入るタイミングを合せてもよい。
【００８１】
なお、電子方位計３の電池の交換などを行なった場合には、電子方位計３を使用時の調整モードにしておいて、電子方位計３を水平に保持したまま一回転する間における最大値ＶｘM，ＶｙM及び最小値Ｖｘm，Ｖｙmを、最大値最小値更新制御部１２の制御下で、最大値最小値記憶部３５に格納しなおせばよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による好ましい一実施例の電子方位計調整システムの機能ブロック図。
【図２】図１の電子方位計調整システムを構成し該電子方位計調整システムにより調整される電子方位計を示したもので、（ａ）は電子方位計の平面説明図、（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）は（ａ）の電子方位計の表示の説明図。
【図３】図２の電子方位計のハードウエア構成ブロック図。
【図４】図２の電子方位計の磁気センサを説明するもので、（ａ）は磁気センサ及び周辺回路の模式的回路図、（ｂ）は（ａ）の駆動及び読出パルスのタイムチャート、（ｃ）は（ａ）の出力信号を説明するグラフ。
【図５】図２の電子方位計の磁気センサの出力信号の方位角依存性を示すグラフ。
【図６】図１の電子方位計調整システムのうち、磁場発生装置のブロック図。
【図７】図６の磁場発生装置のうち、磁場発生部を示したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図。
【図８】図７の磁場発生部のうち、電子方位計載置部に電子方位計を配置した状態を示したもので、（ａ）は平面説明図、（ｂ）は正面説明図。
【図９】図１の電子方位計調整システムにおける調整プロセスを示したフローチャート。
【図１０】図９のプロセスのうち、最初のいくつかの段階を説明するための模式的グラフ。
【図１１】図９のプロセスのうち、中間のいくつかの段階を説明するための模式的グラフ。
【図１２】図９のプロセスのうち、最後のいくつかの段階を説明するための模式的グラフ。
【符号の説明】
１  電子方位計調整システム
２  磁場発生装置
３  電子方位計
４  磁場制御部
５  磁場発生部
６  方位センサ（磁気センサ）
７  Ａ／Ｄ変換器
８  初期調整制御部（データ取得シーケンス制御部）
９  固有パラメータ記憶部
１０  方位演算部
１１  表示部
１３  Ｘ方向磁気センサ
１４  Ｙ方向磁気センサ
２４  ＥＥＰＲＯＭ
３６  感度調整部（スパン調整部）
３７  オフセット調整部
４０  トリガ検出処理部
４１  感度（スパン）・オフセット調整処理部
４２  四方位データ検出処理部
４３  調整結果監視部
４４  位相差演算部
４５  最大値最小値演算部
５３Ｘ，５３Ｙ，５３Ｚ  磁場発生用コイル
６０  調整用磁場発生シーケンス制御プログラム
Ｂ１  調整開始用強磁場
ＣＲ  調整用一様磁場発生領域
ＳＣ０３  調整開始用強磁場検出ステップ
ＳＭ２  調整開始用磁場発生ステップ
ＳＭ１〜ＳＭ９  調整用磁場発生シーケンスの各ステップ
ＳＣ０１〜ＳＣ１４  調整用データ取得シーケンス（事前ステップを含む）の各ステップ
【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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