(57)【要約】【課題】キャリブレーション処理を正確に行える２軸式地磁気センサを搭載した携帯電子機器を提供する。【解決手段】地磁気を検出する２軸の地磁気センサ(110)と、地磁気センサによって検出される地磁気に基づいて、方位測定のためのキャリブレーションデータを取得するキャリブレーションデータ取得部(121)と、キャリブレーションデータが取得されているときに、地磁気センサ以外の複数の機能のうち少なくとも１つの機能が実行中である場合、キャリブレーションデータ取得部で取得されたキャリブレションデータを破棄するようキャリブレーションデータ取得部(120)を制御するキャリブレーションデータ取得制御部(124,120)とを備えることを特徴とする携帯電子機器(110)を提供する。【選択図】図１
2009229062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の機能を搭載した携帯電子機器であって、
地磁気を検出する２軸の地磁気センサと、
前記地磁気センサによって検出される地磁気に基づいて、方位測定のためのキャリブレーションデータを取得するキャリブレーションデータ取得部と、
前記キャリブレーションデータが取得されているときに、前記複数の機能のうち少なくとも１つの機能が実行中である場合、前記キャリブレーションデータ取得部で取得されたキャリブレーションデータを破棄するよう前記キャリブレーションデータ取得部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする携帯電子機器。
【請求項２】
請求項１に記載の携帯電子機器において、
前記少なくとも１つの機能が、電話の着信機能、メールの着信機能、および、前記携帯電子機器内の時間情報に基づく起動機能のうちのいずれか１つである、
ことを特徴とする携帯電子機器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の携帯電子機器において、
前記制御部が、前記取得されたキャリブレーションデータを破棄するよう指示した後、キャリブレーションデータ取得を再実行するよう前記キャリブレーションデータ取得部を制御する、
ことを特徴とする携帯電子機器。
【請求項４】
請求項３に記載の携帯電子機器において、
携帯電子機器が表示部をさらに備え、
前記制御部は、キャリブレーションデータ取得の再実行中のときその旨を前記表示部に表示するよう制御する、
ことを特徴とする携帯電子機器。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の携帯電子機器において、
携帯電子機器が表示部をさらに備え、
前記制御部は、前記キャリブレーションデータを破棄するよう指示した後、キャリブレーションデータ取得の再実行を行うか否かの選択を促す表示を前記表示部に表示するよう制御する、
ことを特徴とする携帯電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地磁気センサを搭載した携帯電子機器に関し、特に、キャリブレーション処理を正確に行えるようにした２軸式地磁気センサを搭載した携帯電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地磁気センサの小型化および低価格化が進み、携帯電子機器に搭載される場合が多くなりつつある。地磁気センサは、磁気計測方向が２軸式と３軸式とに大別されるが、２軸式の地磁気センサの方が安価かつサイズが小さく、携帯電子機器に搭載するには適している。携帯電子機器は、スピーカ、バッテリや金属部品など、様々な磁性材料を含むため、これら磁性材料が磁気・磁束を発し、地磁気センサの精度などに影響を及ぼすこととなる。即ち、携帯電子機器に搭載された地磁気センサは、機器内の磁性材料が発する「機器内磁気」と「地磁気」とが合成された磁気を検出してしまう。従って、地磁気センサの精度を適正に保持するためには、機器内の磁性材料が発する「磁気」による誤差分を補正するためのキャリブレーションが必要である。
【０００３】
ここで「キャリブレーション」とは、携帯電子機器内部の磁気の影響を補正することであり、例えば、携帯電子機器を水平に保ち回転させる動作等によって携帯電子機器内の磁気発生部材による影響をキャンセルさせる動作である。携帯電子機器内の磁気発生部材による磁気は、温度の影響で変化し得るものである。また、携帯電子機器をより大きな磁気を発するスピーカやモータなどのそばに置いた場合、フラッシュメモリなどの外部記憶素子を挿入した場合も、携帯電子機器全体としても着磁状態が変化して磁気センサの計測に影響を及ぼしてしまう。
【０００４】
携帯電子機器内の地磁気センサが、自機器内の磁性体の影響を受け、正確な方位を示すことができなくなっているか否かは、ユーザが外部から携帯電子機器を観察しても見極めることができない。従って、ユーザは地磁気センサに定期的なキャリブレーション処理を施す必要がある。２軸式地磁気センサのキャリブレーション処理において機器を水平に回転させる動作において、回転速度が速すぎると、キャリブレーションデータ取得用のメモリがオーバーフローするなど、回転速度が一定の範囲から外れた場合に、キャリブレーション精度が劣化したり不能になったりするなどの問題がある。そこで、回転速度に依存せず低速でも高速でも正確にキャリブレーション動作を行うことができる技術が提案されている（特許文献１を参照されたい。）。
【特許文献１】特開2004-12416号公報（段落0005-0007、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
２軸式地磁気センサの場合、例えば、ユーザがセンサを搭載した携帯電子機器を水平（Ｘ軸、Ｙ軸に並行な面）にして、「一定速度を保持しながら回転させる」必要がある。このとき、縦方向（Ｚ軸）へ携帯電子機器を動かすことは誤ったキャリブレーションデータが取得される要因となるため、ユーザが慎重に携帯電子機器を平面上で回転さるることが要求される。上述した従来技術によれば、一定速度で回転させるという制約は無くなるが、２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）方向以外の縦方向（Ｚ軸）にぶれさせずに、携帯電子機器を「平面上に保持しながら回転させる」という制約は依然として残っている。
【０００６】
一般的に、携帯電子機器は、地磁気センサ以外の諸機能を搭載しており、例えば、通信機能、より具体的には、無線電話機能、メール送受信機能、アラーム機能、またはデジタル・アナログ放送（例えばワンセグメント放送）受信機能などが搭載される。特に、無線電話機能やメール送受信機能では、キャリブレーション動作中であっても、予期せぬ電話やメールの着信があるため、ユーザは着信に反応して無意識に機器を縦方向（Ｚ方向）に動かすことが想定される。また、機器が携帯電話端末である場合には、マナーモード（サイレントモード）に設定されることが多く、電話やメールの着信があったときにバイブレータ用の小型モータが動作し、振動を発生させてユーザに着信を知らせる。このようなケースでは、たとえ、ユーザが機器を縦方向に動かさなくても、モータを構成するロータやステータが発する磁力線の状況が変化し、正確なキャリブレーションデータを取得することはできない。このように、機能によっては実行中に「内部磁気」の発生状況を変動させる場合がよくあるが、このような場合では、ユーザは正確にキャリブレーション処理を終えたつもりであっても、実際には誤ったキャリブレーション処理が実行され、正確な方位を表示することができないことがある。
【０００７】
本発明は、上述した諸課題を解消するために、キャリブレーション処理を正確に行える２軸式地磁気センサを搭載した携帯電子機器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】
【０００８】
上述した諸課題を解決すべく、第１の発明による携帯電子機器は、
複数の機能を搭載した携帯電子機器（携帯電話端末装置、ＰＤＡなど）であって、
地磁気を検出する２軸の地磁気センサと、
ユーザによるキャリブレーション処理開始操作を受ける入力部と、
ユーザによるキャリブレーション処理開始操作を受け、前記地磁気センサによって検出される地磁気に基づいて、方位測定のためのキャリブレーションデータを取得するキャリブレーションデータ取得部と、
前記キャリブレーションデータ取得部により前記キャリブレーションデータが取得されているときに、前記携帯電子機器に搭載されている複数の機能のうち少なくとも１つの機能が実行中（起動を含む）であるか否かを判定する監視部（例えば、割り込みハンドラー）と、
前記キャリブレーションデータが取得されているときに、前記複数の機能のうち少なくとも１つの機能が実行中（起動を含む）であると前記監視部によって判定された場合、前記キャリブレーションデータ取得部で取得されたキャリブレーションデータを破棄するよう前記キャリブレーションデータ取得部を制御する制御部と、
前記キャリブレーションデータ取得部により取得されたキャリブレーションデータに基づきキャリブレーション処理を行い前記地磁気センサの各軸に補正値（感度値、オフセットなど）を設定するキャリブレーション処理実行部と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明による携帯電子機器は、
前記少なくとも１つの機能が、電話（音声通話、テレビ電話など）の着信機能、メールの着信機能、および、前記携帯電子機器内の時間情報（システムクロックおよび起動設定時刻）に基づく起動機能（典型的には、アラーム、タイマー録画・録音など）のうちのいずれか１つである、
ことを特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明による携帯電子機器は、
前記制御部が、前記取得されたキャリブレーションデータを破棄するよう指示した後、キャリブレーションデータ取得を再実行するよう前記キャリブレーションデータ取得部を制御する、ことを特徴とする。
【００１１】
また、第４の発明による携帯電子機器は、
携帯電子機器が表示部をさらに備え、
前記制御部は、キャリブレーションデータ取得の再実行中のときその旨を前記表示部に表示するよう制御する、ことを特徴とする。
【００１２】
また、第５の発明による携帯電子機器は、
携帯電子機器が表示部をさらに備え、
前記制御部は、前記キャリブレーションデータを破棄するよう指示した後、キャリブレーションデータ取得の再実行を行うか否かの選択を促す表示（例えば、「キャリブレーションデータは破棄されました。再実行しますか？」など）を前記表示部に表示するよう制御する、ことを特徴とする。
【００１３】
上述したように本発明の解決手段を機器（装置）として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【発明の効果】
【００１４】
キャリブレーション動作中に携帯電子機器に含まれる諸機能（音声通話の着信など）が起動される事象が発生した場合、ユーザによって２軸方向以外の方向に機器が動かされたり、起動された機能によっては機器内の磁気状況が変動したりする恐れがあるが、本発明によれば、このような事象が発生した場合、信頼性の低いキャリブレーションデータを自動的に破棄して、正確なキャリブレーションデータ取得を保証し、適正なキャリブレーション処理によってユーザに正確な方位を提供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】
【００１５】
以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。
＜携帯電子機器の基本構成＞
図１は、本発明による携帯電子機器の基本的な構成を示すブロック図である。図に示すように、本発明による携帯電子機器１００は、２軸式地磁気センサ（電子コンパス）１１０、制御部１２０、記憶部１３０、無線通信部１４０、ＧＰＳ信号受信部１５０、メモリカード部１６０、キー入力部１７０、表示部１８０、および音声処理部１９０を備える。なお、無線通信部を備える携帯電子機器の典型例は携帯電話端末装置である。
【００１６】
２軸式地磁気センサ１１０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の地磁気情報をそれぞれ出力し、これらに基づき、携帯電子機器１００のＸ軸・Ｙ軸に並行な平面上における方位が算出される。例えば、２軸式地磁気センサ１１０は、携帯電子機器１００の筐体内の回路基板上（図示せず）に設定された所定の座標系（２軸）を基準として、その各軸方向の地磁気を検出する。地磁気の検出には、例えばコイルの励磁を利用する方法や、ホール効果を利用する方法、磁気抵抗素子を利用する方法など、種々の方法を用いることが可能である。
【００１７】
制御部１２０は、装置全体の制御を司るものであり、キャリブレーションデータ取得部１２１、キャリブレーション処理実行部１２２、監視部１２３、キャリブレーションデータ取得制御部１２４を備える。
【００１８】
記憶部１３０は、制御部１２０において処理に利用される各種のデータを記憶する。記憶部１３０は、例えば、地磁気センサにより取得されたキャリブレーションデータ、その他の様々な情報を格納する。さらには、制御部１２０に備わるコンピュータのプログラム、通信相手の電話番号や電子メールアドレス等の個人情報を管理するアドレス帳、着信音やアラーム音を再生するための音源ファイル、待ち受け画面用の画像ファイル、各種の設定データ、プログラムの処理過程で利用される一時的なデータなどを保持する。また、記憶部１３０は、例えば不揮発性の記憶デバイス（不揮発性半導体メモリ、ハードディスク装置、光ディスク装置など）やランダムアクセス可能な記憶デバイス（例えばＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ）などによって構成される。
【００１９】
無線通信部１４０は、通信ネットワークに接続される基地局（図示せず）と無線通信を行う。例えば、無線通信部１４０は、制御部１２０から供給される送信データに所定の変調処理を施して無線信号に変換し、アンテナから送出する。また、アンテナにおいて受信される基地局からの無線信号に所定の復調処理を施して受信データに変換し、制御部１２０に出力する。
【００２０】
ＧＰＳ信号受信部１５０は、既知の軌道を周回する３つまたはそれ以上のＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信し、これに増幅、ノイズ除去、変調等の信号処理を施して、携帯電子機器１００の地理的位置を算出するために必要な情報を取得する。
【００２１】
メモリカード部１６０は、フラッシュメモリなどの外部記憶素子を挿入し、それを外部記憶部としてして利用し、各種情報やデータを格納するためのインターフェイスとして機能する。
【００２２】
キー入力部１７０は、例えば電源キー、通話キー、数字キー、文字キー、方向キー、決定キーなど、各種の機能が割り当てられたキーを有しており、これらのキーがユーザによって操作された場合に、その操作内容に対応する信号を発生し、これをユーザの指示として制御部１２０に入力する。
【００２３】
表示部１８０は、例えば液晶表示パネルや有機ＥＬパネルなどの表示デバイスを用いて構成されており、制御部１２０から供給される映像信号に応じた画像を表示する。例えば、発信時における発信先の電話番号、着信時における着信相手の電話番号、受信メールや送信メールの内容、日付、時刻、バッテリ残量、待ち受け画面などの各種の情報を表示する。また表示部１８０は、ＧＰＳ機能によりナビゲーションを行う場合や待ち受け画面を表示している場合などにおいて、２軸式地磁気センサ１１０の検出結果に基づく方位の情報を表示する。
【００２４】
音声処理部１９０は、スピーカＳＰにおいて出力される音声信号やマイクロフォンＭＩＣにおいて入力される音声信号の処理を行う。すなわち、マイクロフォンＭＩＣから入力される音声信号に増幅、アナログ−デジタル変換、符号化等の信号処理を施し、デジタルの音声データに変換して制御部１２０に出力する。また、制御部１２０から供給される音声データに復号化、デジタル−アナログ変換、増幅等の信号処理を施し、アナログの音声信号に変換してスピーカＳＰに出力する。
【００２５】
＜２軸式磁気センサの方位算出処理＞
２軸式地磁気センサには、上述したように各種原理を利用したものがあるが、ホール効果を利用したホール素子を例示して２軸式地磁気センサの方位算出処理の詳細を説明する。図２は、２軸式磁気センサを用いた方位算出処理の一例を示す機能ブロック図である。図に示すように、２軸式磁気センサ２００、素子駆動部２１０、センサ用電源２２０、差動入力アンプ２３０、Ａ／Ｄコンバータ２４０、方位算出部２５０、および制御部２６０が設けられ、２軸式磁気センサ２００は、Ｘ軸ホール素子２００ＸおよびＹ軸ホール素子２００Ｙが設けられている。
【００２６】
ここで、Ｘ軸ホール素子２００ＸおよびＹ軸ホール素子２００Ｙは、例えば、携帯電子機器の筐体主面（図示せず）に並行に装着されている主回路基板（図示せず）上に配置され、Ｘ軸ホール素子２００ＸおよびＹ軸ホール素子２００Ｙは水平面内の回転角を検出するように配置されている。なお、Ｘ軸ホール素子２００ＸおよびＹ軸ホール素子２００Ｙは地磁気を検出するためのものである。
【００２７】
素子駆動部２１０は、Ｘ軸ホール素子２００ＸおよびＹ軸ホール素子２００Ｙをそれぞれ駆動する端子を切り換える、即ち、駆動対象のホール素子を選択するためのものであり、センサ用電源２２０から出力された駆動電圧をＸ軸ホール素子２００ＸおよびＹ軸ホール素子２００Ｙにそれぞれ印加する。ここで、素子駆動部２１０は、例えば、チョッパ駆動として構成させることが可能ある。
【００２８】
Ｘ軸ホール素子２００ＸおよびＹ軸ホール素子２００Ｙから出力された信号は、差動入力アンプ２３０によりそれぞれ増幅され、ここで増幅されたアナログ信号の出力増幅値がＡ／Ｄコンバータ２４０でデジタル信号に変換された後、方位算出部２５０に入力される。
【００２９】
方位算出部２５０では、制御部２６０から得られる補正指示に基づき、Ｘ軸およびＹ軸のデジタル信号の出力増幅値に補正処理を行い、方位を算出する。
【００３０】
キャリブレーション処理中は、方位算出部２５０は、方位を算出せずに、Ｘ軸およびＹ軸のデジタル信号の出力増幅値をキャリブレーションデータとして格納し続け、所定の量のデータ取得が完了した後で、適正に取得されたキャリブレーションデータを用いて、補正用データを算出し、この新たに算出された補正用データで既存のものを更新してキャリブレーション処理を終える。
【００３１】
＜キャリブレーション操作＞
図３は、本発明による携帯電子機器で実行されるキャリブレーション操作の一例を示すフローチャートである。また、図４は、本発明による携帯電子機器で実行されるキャリブレーション操作時の表示例を示す図である。図３に示すように、ステップＳ１０では、キー入力部１７０がユーザによるキャリブレーション処理開始操作を受け付け、これを受け、制御部１２０がキャリブレーション操作を開始する。このときから、ユーザは、携帯電子機器を水平にして回転する動作「キャリブレーション動作」を行う。ステップＳ１１では、制御部１２０がキャリブレーションデータ用バッファをクリア（破棄）する。その後、キャリブレーション処理の「再実行中」のフラグが立っているか否かを判定し（ステップＳ１２）、再実行中のフラグが立っていない場合はステップＳ１５に進み、制御部１２０に設けられたキャリブレーションデータ取得部１２１が、２軸式地磁気センサ１１０によって検出される地磁気に基づいて、方位測定（補正）のためのキャリブレーションデータ取得を実行する。
【００３２】
キャリブレーションデータ取得の実行中は、制御部（例えばＣＰＵなど）１２０に設けられた監視部（例えば、割り込みハンドラーなど）１２３が、着信などの割り込みが発生したか否か（即ち、当該割り込みに関連する機能が開始される、或いは、実行中であるか否か）を監視する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６で割り込みが発生したと判定された場合は、ステップＳ１７に進み、監視部１２３が割り込み発生時のレジスタや実行中のタスクなどの諸データを一時的に記憶部１３０に退避させ、当該割り込みに対応した割り込み処理を行うと共に、制御部１２０に設けられたキャリブレーションデータ取得制御部１２３に対して、キャリブレーションデータ取得の再実行および再実行中のフラグ（図示せず）を立てるよう指示する。再実行指示を受け、処理はステップＳ１１に戻り、制御部１２０に設けられたキャリブレーションデータ取得制御部１２４の指示を受けたキャリブレーションデータ取得部１２１が、キャリブレーションデータ用バッファをクリアする。この場合は、キャリブレーション処理の「再実行中」のフラグが立っているとステップＳ１２で判定され、ステップＳ１３に進み、図４（ａ）に示すように、再実行を開始するか否かを選択するようユーザに促す表示を表示部１８０に表示する。再実行を開始することが選択された場合は、図４（ｂ）に示すように、表示部１８０に再実行中である旨を表示し（ステップＳ１４）、ステップＳ１５の実際のデータ取得処理に移行する。キー入力部１７０を介したユーザの指示によりステップＳ１３で再実行を開始しないものと判定された場合はキャリブレーション操作を終了する。
【００３３】
ステップＳ１６で割り込みが発生していないと判定された場合は、ステップＳ１８に進み、キャリブレーションデータが必要な数まで取得できたか否かを判定し、必要な数を満たすまではステップＳ１５に戻りデータ取得を繰り返す。ステップＳ１８で必要な数が取得できたと判定された場合は、キャリブレーションデータ取得の処理を終え、その後の処理、例えば、制御部１２０に設けられたキャリブレーション処理実行部１２２が、取得したキャリブレーションデータに基づきキャリブレーション処理を行い、地磁気センサの各軸に補正値（オフセットなど）を設定するなどを実行する。
【００３４】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。実施例では、監視部としての「割り込みハンドラー」が電話などの着信を監視・検知する方式を想定して説明したが、割り込みハンドラー以外の監視部（ハードウェアモジュール、或いは、ＣＰＵで実行されるソフトウェアモジュール、またはこれらの双方からなるモジュール）が、割り込み用キューの内容、或いは、割り込みハンドラーの後続タスクにおける割り込み内容を表す特定フィールドの内容などを監視する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による携帯電子機器の基本的な構成を示すブロック図である。
【図２】２軸式磁気センサを用いた方位算出処理を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明による携帯電子機器で実行されるキャリブレーション操作の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明による携帯電子機器で実行されるキャリブレーション操作時の表示例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００  携帯電子機器
１１０  軸式地磁気センサ
１２０  制御部
１２１  キャリブレーションデータ取得部
１２２  キャリブレーション処理実行部
１２３  監視部
１２４  キャリブレーションデータ取得制御部
１３０  記憶部
１４０  無線通信部
１５０  ＧＰＳ信号受信部
１６０  メモリカード部
１７０  キー入力部
１８０  表示部
１９０  音声処理部
２００  ２軸式磁気センサ
２００Ｘ  Ｘ軸ホール素子
２００Ｙ  Ｙ軸ホール素子
２１０  素子駆動部
２２０  センサ用電源
２３０  差動入力アンプ
２４０  Ａ／Ｄコンバータ
２５０  方位算出部
２６０  制御部
ＭＩＣ  マイクロフォン
ＳＰ  スピーカ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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