電子方位計および電子方位計の制御方法
【課題】 ステップモータのロータから生じる磁界に起因する磁気センサの出力の狂いを補正して正確な方位計測を行えるとともに、そのために必要な補正データの個数を少なくできる電子方位計および電子方位計の制御方法を提供する。
【解決手段】 ロータの回転を指針へ伝達してこの指針を運針する伝達機構を備えた電子方位計において、伝達機構は、ロータを正転させて指針が順方向に回転した後、当該ロータを逆転させて指針が逆方向の回転を開始するまでに、当該ロータの複数ステップの逆転を必要とする遊びを有し、磁気センサの出力に基づき方位計測が行われる場合に、前記ロータの磁極の向きが所定の向きか否かを判別する極性判別手段（Ｓ６）と、極性判別手段により所定の向きでないと判別された場合に、前記ロータを逆転させて当該ロータの極性の向きを所定の向きにする制御手段（Ｓ７）とを有する。
【解決手段】 ロータの回転を指針へ伝達してこの指針を運針する伝達機構を備えた電子方位計において、伝達機構は、ロータを正転させて指針が順方向に回転した後、当該ロータを逆転させて指針が逆方向の回転を開始するまでに、当該ロータの複数ステップの逆転を必要とする遊びを有し、磁気センサの出力に基づき方位計測が行われる場合に、前記ロータの磁極の向きが所定の向きか否かを判別する極性判別手段（Ｓ６）と、極性判別手段により所定の向きでないと判別された場合に、前記ロータを逆転させて当該ロータの極性の向きを所定の向きにする制御手段（Ｓ７）とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気センサと指針とステップモータとを備えた電子方位計、および、この電子方位計の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、指針をステップモータによって駆動する電子時計に、磁気センサを搭載して方位の計測機能を追加したものが実用化されている。ステップモータは磁化されたロータを有するため、磁気的な影響により磁気センサの出力に狂いを生じさせる。さらに、ロータの向きによって、ロータから磁気センサに及ぼされる磁界の向きや大きさも変化する。
【０００３】
そこで、従来の方位の計測機能を有する電子時計においては、特許文献１に示されるように、方位計測の際に、ステップモータのロータの極性の向きを判別し、この極性の向きに応じて計測値を補正する処理が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１７０６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁気センサの出力に対してステップモータのロータの向きに応じた補正を行うには、工場出荷前のデータ設定工程の際、或いは、ユーザによる較正処理の際に、ロータの磁極の向きを全パターンに変化させて、各パターンで磁気センサの出力の狂いを測定し、それぞれに対応した複数の補正データを算出して、制御データとして記憶させておく必要がある。
【０００６】
しかしながら、電子時計に多数のステップモータが搭載されるようになると、上記のように算出して記憶させておく必要のある補正データの数が非常に多くなるという課題が生じる。例えば、２極のステップモータが３個ある場合には、２３＝８通りの補正データが必要となり、２極のステップモータが５個ある場合には、２５＝３２通りの補正データが必要となる。
【０００７】
この発明の目的は、ロータの磁界に起因する磁気センサの出力の狂いを補正して正確な方位計測を行えるとともに、そのために必要な補正データの個数を少なくすることのできる電子方位計および電子方位計の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
磁気センサと、
この磁気センサの出力に基づいて方位情報を表示させる表示制御手段と、
指針と、
ロータを正転及び逆転可能な２極のステップモータと、
前記ロータの回転を前記指針へ伝達してこの指針を運針する伝達機構と、
前記ステップモータを駆動制御して前記ロータを正転に且つ前記指針を順方向に回転させて前記指針により任意の情報を表示させる指針制御手段と、
を備えた電子方位計において、
前記伝達機構は、前記ロータを正転させて前記指針が順方向に回転した後、前記ロータを逆転させて前記指針が逆方向の回転を開始するまでに、前記ロータの複数ステップの逆転を必要とする遊びを有し、
前記磁気センサの出力に基づき方位計測が行われる場合に、前記ロータの磁極の向きが所定の向きか否かを判別する極性判別手段と、
前記極性判別手段により所定の向きでないと判別された場合に、前記ロータを逆転させて前記極性の向きを所定の向きにする極性制御手段と、
を備えていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子方位計において、
前記ロータの磁極が前記所定の向きのときに前記磁気センサの出力に生じる狂いを補正するための補正データを記憶する補正データ記憶手段と、
前記補正データに基づく補正を行った上で前記磁気センサの出力に基づき方位を算出する方位算出手段と、
を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の電子方位計において、
第１指針と、
第１指針を駆動するための第１ステップモータおよび第１伝達機構と、
第２指針と、
第２指針を駆動するための第２ステップモータおよび第２伝達機構と、
を備え、
前記第２伝達機構は前記遊びを有する一方、前記第１伝達機構は前記遊びを有さず、
前記極性制御手段は、前記第２ステップモータに対して前記方位計測が行われる場合にロータの磁極の向きを前記所定の向きにする制御を行い、
前記補正データ記憶手段には、前記第２ステップモータのロータの磁極が前記所定の向きにあり、且つ、前記第１ステップモータのロータの磁極が複数の向きの各々にあるときの複数のパターンにそれぞれ対応する複数の前記補正データが記憶され、
前記方位算出手段は、前記複数の補正データのうち前記第１ステップモータのロータの磁極の向きに対応した補正データに基づいて前記磁気センサの出力を補正して方位を算出することを特徴としている。
【００１１】
請求項４記載の発明は、
磁気センサと、指針と、ロータを正転および逆転可能な２極のステップモータと、前記ロータの回転を前記指針へ伝達してこの指針を運針する伝達機構と、前記ステップモータを駆動制御して前記ロータを正転に且つ前記指針を順方向に回転させて前記指針により任意の情報を表示させる指針制御手段とを備え、前記伝達機構は、前記ロータを正転させて前記指針が順方向に回転した後、前記ロータを逆転させて前記指針が逆方向の回転を開始するまでに、前記ロータの複数ステップの逆転を必要とする遊びを有するように構成された電子方位計の制御方法であって、
前記磁気センサの出力に基づき方位計測が行われる場合に、前記ロータの磁極の向きが所定の向きか否かを判別する極性判別ステップと、
前記極性判別ステップで所定の向きでないと判別された場合に、前記ロータを逆転させて前記極性の向きを所定の向きにする極性制御ステップと、
を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に従うと、指針の動作に影響を与えることなく、方位計測が行われる場合にステップモータのロータの磁極を所定の向きにしておくことができる。従って、ロータの磁極が逆向きのときの補正データが不要となって、必要な補正データの個数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の電子方位計の全体構成を示すブロック図である。
【図２】ＣＰＵにより実行される方位計測処理の制御手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態の電子方位計の全体構成を示すブロック図である。
【００１６】
この実施の形態の電子方位計１は、文字板上で複数の指針（秒針２、分針３、時針４）を回転させて時刻を表示する時計機能と、秒針２を用いて特定の方位（例えば北の方位）を指し示す電子方位計の機能とを有するもので、例えば腕装着型の形態に構成されている。この電子方位計１は、図１に示すように、秒針２と、秒針２を１ステップずつ駆動するステップモータ（第１ステップモータ）６２と、このステップモータ６２に駆動電流を供給するモータ駆動回路６３と、ステップモータ６２のロータの磁極の向きを記憶する極性記憶回路６４と、複数の歯車が連結されてなりステップモータ６２の回転運動を伝達して秒針２を回転させる秒針輪列機構６５と、時針４および分針３と、時針４および分針３を連動させて１ステップずつ駆動するステップモータ（第２ステップモータ）５７と、このステップモータ５７に駆動電流を供給するモータ駆動回路５８と、ステップモータ５７のロータの磁極の向きを記憶する極性記憶回路５９と、複数の歯車が連結されてなりステップモータ５７の回転運動を伝達して時針４および分針３を連動させて回転させる時分針輪列機構６０とを備えている。
【００１７】
また、この電子方位計１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を内蔵し装置の全体的な制御を行う制御部４０と、制御部４０のＣＰＵが実行する制御プログラムや制御データが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）４６と、制御部４０のＣＰＵに作業用のメモリ空間を提供する作業用記憶手段としてのＲＡＭ（Random Access Memory）４７と、制御用の設定データが記憶される補正データ記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ（電気的消去型Programmable ROM）４５と、計時用に一定周期の信号を生成する発振回路４８および分周回路４９と、分周回路４９の信号をカウントして計時を行う計時回路５０と、各部に電源電圧を供給する電源部５１と、外部からの操作指令を入力する操作部５２と、磁界の検出を行う磁気センサとしての方位センサ５３と、方位センサ５３の検出信号を合成して直交する２方向の磁界の大きさを表わす信号を生成する方位検出部５４等を備えている。
【００１８】
ステップモータ５７，６２は、２極のステータと、２極のロータとをそれぞれ備えている。ステータに巻回されたコイルに駆動電流を所定の向きに流すことでロータが０°から１８０°の回転位置まで回転し、このコイルに駆動電流を逆向きに流すことでロータが１８０°から３６０°の回転位置まで回転するようになっている。また、ステータのコイルに流す電流の波形によって、ロータの回転方向を正転と逆転とに切り替えることが可能になっている。
【００１９】
ロータは、２極に磁化されているため、回転角度が０°のときと１８０°のときとで、磁極の向きが反転されてロータから周囲に及ぼされる磁界の向きや大きさが変化する。時分針駆動用のステップモータ５７のロータの回転角度が０°のときをパターン“０１”、この回転角度が１８０°のときをパターン“０２”、秒針駆動用のステップモータ６２のロータの回転角度が０°のときをパターン“０３”、この回転角度が１８０°のときをパターン“０４”と記す。
【００２０】
時分針輪列機構６０は、複数の歯車が連結されて構成される。個々の歯車の連結部には僅かな遊び（バックラッシュとも言う）があり、複数の歯車間の遊びが合わさることで、ステップモータ５７のロータを正転させて時針４および分針３を順方向（時計回り）に回転させた後、ロータを逆転させて時針４および分針３を逆方向（半時計回り）へ回転開始させるまでに、ロータの複数ステップの回転が必要になっている。すなわち、分針３と時針４とを順方向へ送っている際に、ロータを１ステップ逆転させても、このロータの回転運動は時分針輪列機構６０を介して分針３と時針４に伝達されず、分針３と時針４は動かないようになっている。つまり、この時分針輪列機構６０が１ステップの逆転を指針まで伝達しない遊びを有する伝達機構（第２伝達機構）を構成する。
【００２１】
秒針輪列機構６５は、連結されている歯車が比較的に少ないため、輪列機構全体の遊びの量はさほど大きくならず、秒針２を順方向へ送っている際に、ロータを１ステップ逆転させると、このロータの回転運動が秒針輪列機構６５を介して秒針２に伝達されて、秒針２が逆方向に移動する。なお、輪列機構の遊び量は、製品の個々の個体毎に僅かな差異があるため、遊びが大きくてロータの１ステップの逆転では秒針２が逆方向に移動しない個体もある。つまり、この秒針輪列機構６５が１ステップの逆転を指針まで伝達しない遊びを有さない第１伝達機構を構成する。
【００２２】
極性記憶回路５９，６４は、モータ駆動回路５８，６３からステップモータ５７，６２に出力された駆動電流の向きを検出して、この向きを表わす極性データを保持する回路である。この極性データによってステップモータ５７，６２のロータの磁極の向きを判別することができる。
【００２３】
方位センサ５３および方位検出部５４は、互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向との２軸の方向の磁界の大きさを検出することで、磁北の方位を計測可能とするものである。方位センサ５３の２軸の方向は、例えばＸ軸方向が文字板の１２時方向と重なり、Ｙ軸方向が文字板の３時方向と重なるように設定され、方位検出部５４の出力に基づいて、電子方位計１の文字板上の何れの方向が磁北の向きなのか算出可能になっている。
【００２４】
ＲＯＭ４６には、所定周期でモータ駆動回路５８，６３に制御信号を送ってステップモータ５７，６２を駆動することで複数の指針２〜４により文字板上で時刻を表示させる時刻表示処理のプログラムが記憶されている。この時刻表示処理においては、分周回路４９から１秒周期で出力される１秒信号に基づいて秒針２を１ステップ時計回りに運針するとともに、計時回路５０から１０秒周期で出力される１０秒信号に基づいて分針３と時針４を１ステップ時計回りに運針するようになっている。また、ＲＯＭ４６には、方位の計測を繰り返し行って秒針２により特定の方位を指し示す方位計測処理のプログラムが記憶されている。
【００２５】
ＥＥＰＲＯＭ４５には、方位センサ５３の出力の狂いを補正する補正データとしてのトリミングデータ４５ａが記憶されている。方位センサ５３の出力の狂いには、ステップモータ５７，６２のロータから及ぼされる磁界に起因するオフセット誤差が含まれている。このオフセット誤差はロータの磁極の向きが変わることで変化する。それゆえ、ステップモータ５７，６２のロータが何れの向きにあるときにも、方位センサ５３の出力の狂いを補正可能にするためには、ロータの全ての向きの組合せにそれぞれ対応する複数のトリミングデータを記憶させておき、ロータの向きの組合せに応じたトリミングデータを使用しなければならない。
【００２６】
しかしながら、この実施形態の電子方位計１においては、方位計測の際に時分針駆動用のステップモータ５７のロータは必ずパターン“０２”の向きになるように制御される。そのため、この実施形態の電子方位計１には、上記トリミングデータ４５ａとして、時分針駆動用のステップモータ５７のロータがパターン“０２”の向きで、秒針駆動用のステップモータ６２のロータがパターン“０３”の向きのときに対応したパターン“０３”用のトリミングデータと、時分針駆動用のステップモータ５７のロータがパターン“０２”の向きで、秒針駆動用のステップモータ６２のロータがパターン“０４”の向きのときに対応したパターン“０４”用のトリミングデータとの、２種類のトリミングデータのみが記憶されている。
【００２７】
次に、上記構成の電子方位計１の動作について説明する。
【００２８】
図２は、制御部４０のＣＰＵが実行する方位計測処理の制御手順を示すフローチャートである。
【００２９】
この方位計測処理は、所定の計測時間（例えば２０秒間）にわたって１秒毎に方位計測を行って秒針２により北の方位を指し示す処理である。また、この方位計測処理の間も時針４と分針３によって時刻の表示が継続されるように、計時回路５０から１０秒信号が出力されるごとに時針４と分針３を１ステップずつ進める制御も併せて行われるようになっている。
【００３０】
この方位計測処理は、ユーザが操作部５２を介して方位計測の開始指令を入力することで開始される。この方位計測処理が開始されると、先ず、ステップＳ１において、制御部４０のＣＰＵは方位計測処理の残り時間を表わす変数ｔの値を確認して、残り時間（ｔ）がゼロになったか判別する（ステップＳ１）。そして、ゼロであればこの方位計測処理を終了するが、ゼロでなければ次に進む。
【００３１】
次に進むと、制御部４０のＣＰＵは、先ず、１０秒信号の入力の有無に基づき計時回路５０で１０秒キャリーが生じたか否かを判別する（ステップＳ２）。その結果、１０秒キャリーが生じていなければ、続いて、１秒信号の入力の有無に基づき分周回路４９で１秒キャリーが生じたか否かを判別する（ステップＳ９）。そして、１秒キャリーも生じていなければ、ステップＳ１に戻る。
【００３２】
つまり、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ９のループ処理が繰り返されることで、残り時間が確認されながら、１０秒キャリーまたは１秒キャリーが生じるまで待機されるようになっている。そして、１０秒キャリーが生じたら、ステップＳ２の判別処理でループ処理を一旦抜けて、ステップＳ３〜Ｓ８ａ，Ｓ８ｂの１０秒キャリー発生時の処理に移行する。また、１秒キャリーが生じたら、ステップＳ９の判別処理でループ処理を一旦抜けて、ステップＳ１０〜Ｓ１６の１秒キャリー発生時の処理に移行するようになっている。
【００３３】
１０秒信号の入力があって１０秒キャリー発生時の処理へ移行したら、先ず、ＣＰＵは、時分針駆動用のステップモータ５７を正転側に１ステップ駆動し（ステップＳ３：指針制御手段）、次に、逆転フラグを確認する（ステップＳ４）。この逆転フラグとは、時分針駆動用のステップモータ５７を１ステップ逆転している状態か否かを表わすフラグである。１ステップ逆転している場合、時分針輪列機構６０の遊び部分に１ステップ分の隙間が開いた状態にあり、ステップＳ３の１ステップの駆動ではこの隙間が詰められただけで時分針３，４は１ステップ分進んでいないことになる。そのため、ステップＳ４で逆転フラグがセットされていると判別された場合には、さらにステップモータ５７を正転側に１ステップ駆動して時分針３，４を１ステップ分進める（ステップＳ５：指針制御手段）。そして、次のステップに進む。
【００３４】
一方、ステップＳ４で逆転フラグがセットされていないと判別されれば、そのまま次のステップに進む。
【００３５】
次に進んだら、ＣＰＵは、時分針駆動用のステップモータ５７のロータがパターン“０１”の向きになっているか否か、極性記憶回路５９の極性データに基づいて判別する（ステップＳ６：極性判別手段）。その結果、パターン“０１”の向きになっていれば、方位計測の際にパターン“０２”の向きになるように、ステップモータ５７を逆転側に１ステップ駆動する（ステップＳ７：極性制御手段）。先に説明したように、時分針輪列機構６０の遊びにより、この逆転の駆動で時針４と分針３は移動しない。ロータを逆転させたら、この状態を記憶するために逆転フラグをセットする（ステップＳ８ａ）。そして、１０秒キャリー発生時の処理を終えて、ステップＳ９に移行する。
【００３６】
一方、ステップＳ６の判別処理でパターン“０２”の向きと判別されたら、この状態を記憶するために逆転フラグをオフにする（ステップＳ８ｂ）。そして、１０秒キャリー発生時の処理を終えて、ステップＳ９に移行する。
【００３７】
ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ９のループ処理中、１秒信号の入力があって１秒キャリー発生時の処理に移行したら、先ず、ＣＰＵは、方位計測処理の残り時間を表わす変数ｔの値を「１」減算する（ステップＳ１０）。次いで、方位センサ５３および方位検出部５４に方位計測を行わせてその出力を取り込む（ステップＳ１１）。さらに、極性記憶回路６４の極性データに基づいて、秒針駆動用のステップモータ６２のロータがパターン“０３”の向きになっているか判別する（ステップＳ１２）。
【００３８】
ステップＳ１２の判別の結果、ロータがパターン“０３”の向きであれば、ＥＥＰＲＯＭ４５のトリミングデータ４５ａのうちパターン“０３”用のデータを使用するためにこのデータを読み出す（ステップＳ１３）。一方、ステップＳ１２の判別の結果、ロータがパターン“０４”の向きであれば、ＥＥＰＲＯＭ４５のトリミングデータ４５ａのうちパターン“０４”用のデータを使用するためにこのデータを読み出す（ステップＳ１４）。そして、ステップＳ１３又はＳ１４で読み出したトリミングデータ４５ａを用いて方位検出部５４の出力を補正して正確な磁北の方位を算出する（ステップＳ１５）。上記のステップＳ１１〜Ｓ１５の処理により方位算出手段が構成される。
【００３９】
つまり、上述のステップＳ６〜Ｓ８ａ，Ｓ８ｂの処理によって、ステップＳ１１の方位計測時には時分針駆動用のステップモータ５７のロータはパターン“０２”の向きにされている。そのため、ステップＳ１１の方位計測の補正を行う場合には、秒針駆動用のステップモータ６２のロータの向きのみを考慮すれば良いようになっている。
【００４０】
補正により正確な方位を算出したら、次に、ＣＰＵは、ステップモータ６２を必要なステップ数駆動して秒針２を北の方位まで運針する（ステップＳ１６：表示制御手段）。この処理により秒針２によって北方が表示されることになる。そして、１秒キャリー発生時の処理を終えて、ステップＳ１に戻る。
【００４１】
以上のように、この実施形態の電子方位計１によれば、方位計測処理の実行中、１０秒キャリーの発生に伴って時針４と分針３を時計回りに運針したら、ステップモータ５７のロータがパターン“０１”の向きになっているか否かを判別し、パターン“０１”の向きになっていればロータを逆転させてパターン“０２”の向きになるように制御される。それゆえ、方位計測時には常にステップモータ５７のロータはパターン“０２”の向きになって、パターン“０１”の向きに対応するトリミングデータが不要になる。従って、方位計測に関する較正処理でトリミングデータ４５ａを求める処理の工数を減らすことができ、また、トリミングデータ４５ａを記憶するＥＥＰＲＯＭ４５の記憶容量を小さくすることができる。
【００４２】
また、この実施形態の電子方位計１によれば、ＥＥＰＲＯＭ４５のトリミングデータ４５ａを用いて、ステップモータ５７，６２のロータの向きに応じた補正がなされて、方位計測値が求められるので、トリミングデータの個数が減っても正確な方位を算出することができる。
【００４３】
また、この実施形態の電子方位計１においては、時分針輪列機構６０の遊び量は大きい一方、秒針輪列機構６５の遊び量は小さくなっている。そのため、方位計測の際にロータを常に所定の向きにする制御は時分針駆動用のステップモータ５７に対してだけ行う一方、秒針駆動用のステップモータ６２のロータの向きの違いに対しては、ロータの向きに応じて２種類のトリミングデータ４５ａを使い分けることによって対処するようになっている。従って、ロータの向きの制御を行うことのできない指針の駆動系が含まれる場合にも、必要なトリミングデータの数を有効に減らすことができる。
【００４４】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ステップモータにより駆動される指針として時刻表示を行う指針を例示したが、これに制限されず、順方向に回転して任意の表示を行う指針であれば、本発明の指針として同様に適用可能である。
【００４５】
また、ステップモータのロータの向きを判別する手段として、極性記憶回路の極性データを用いる構成を例示したが、この極性記憶回路の代わりに、制御部４０の内部或いはＲＡＭにステップモータの直前の駆動制御の内容（どの回転角度に駆動したかを示す内容）を記憶させておき、この記憶データを用いてロータの向きを判別するように構成することもできる。
【００４６】
また、上記実施形態では、方位計測処理中の時分針３，４の運針直後にステップモータ５７のロータの向きの判別と向きの制御とを行う例を示したが、方位計測を行う直前にこのロータの向きの判別および向きの制御を行うようにしても良い。
【００４７】
また、上記実施形態では、方位情報を秒針２により表示する構成を示したが、例えば指針は用いずに液晶表示器等により方位情報を表示する構成としても良い。その他、指針の数、ステップモータの数、方位計測処理の具体的な制御手順など、実施形態で示した細部は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 電子方位計
２ 秒針
３ 分針
４ 時針
４０ 制御部
４５ ＥＥＰＲＯＭ
４５ａ トリミングデータ
４８ 発振回路
４９ 分周回路
５０ 計時回路
５３ 方位センサ
５４ 方位検出部
５７ ステップモータ
５８ モータ駆動回路
５９ 極性記憶回路
６０ 時分針輪列機構
６２ ステップモータ
６３ モータ駆動回路
６４ 極性記憶回路
６５ 秒針輪列機構
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気センサと指針とステップモータとを備えた電子方位計、および、この電子方位計の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、指針をステップモータによって駆動する電子時計に、磁気センサを搭載して方位の計測機能を追加したものが実用化されている。ステップモータは磁化されたロータを有するため、磁気的な影響により磁気センサの出力に狂いを生じさせる。さらに、ロータの向きによって、ロータから磁気センサに及ぼされる磁界の向きや大きさも変化する。
【０００３】
そこで、従来の方位の計測機能を有する電子時計においては、特許文献１に示されるように、方位計測の際に、ステップモータのロータの極性の向きを判別し、この極性の向きに応じて計測値を補正する処理が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１７０６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁気センサの出力に対してステップモータのロータの向きに応じた補正を行うには、工場出荷前のデータ設定工程の際、或いは、ユーザによる較正処理の際に、ロータの磁極の向きを全パターンに変化させて、各パターンで磁気センサの出力の狂いを測定し、それぞれに対応した複数の補正データを算出して、制御データとして記憶させておく必要がある。
【０００６】
しかしながら、電子時計に多数のステップモータが搭載されるようになると、上記のように算出して記憶させておく必要のある補正データの数が非常に多くなるという課題が生じる。例えば、２極のステップモータが３個ある場合には、２３＝８通りの補正データが必要となり、２極のステップモータが５個ある場合には、２５＝３２通りの補正データが必要となる。
【０００７】
この発明の目的は、ロータの磁界に起因する磁気センサの出力の狂いを補正して正確な方位計測を行えるとともに、そのために必要な補正データの個数を少なくすることのできる電子方位計および電子方位計の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
磁気センサと、
この磁気センサの出力に基づいて方位情報を表示させる表示制御手段と、
指針と、
ロータを正転及び逆転可能な２極のステップモータと、
前記ロータの回転を前記指針へ伝達してこの指針を運針する伝達機構と、
前記ステップモータを駆動制御して前記ロータを正転に且つ前記指針を順方向に回転させて前記指針により任意の情報を表示させる指針制御手段と、
を備えた電子方位計において、
前記伝達機構は、前記ロータを正転させて前記指針が順方向に回転した後、前記ロータを逆転させて前記指針が逆方向の回転を開始するまでに、前記ロータの複数ステップの逆転を必要とする遊びを有し、
前記磁気センサの出力に基づき方位計測が行われる場合に、前記ロータの磁極の向きが所定の向きか否かを判別する極性判別手段と、
前記極性判別手段により所定の向きでないと判別された場合に、前記ロータを逆転させて前記極性の向きを所定の向きにする極性制御手段と、
を備えていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子方位計において、
前記ロータの磁極が前記所定の向きのときに前記磁気センサの出力に生じる狂いを補正するための補正データを記憶する補正データ記憶手段と、
前記補正データに基づく補正を行った上で前記磁気センサの出力に基づき方位を算出する方位算出手段と、
を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の電子方位計において、
第１指針と、
第１指針を駆動するための第１ステップモータおよび第１伝達機構と、
第２指針と、
第２指針を駆動するための第２ステップモータおよび第２伝達機構と、
を備え、
前記第２伝達機構は前記遊びを有する一方、前記第１伝達機構は前記遊びを有さず、
前記極性制御手段は、前記第２ステップモータに対して前記方位計測が行われる場合にロータの磁極の向きを前記所定の向きにする制御を行い、
前記補正データ記憶手段には、前記第２ステップモータのロータの磁極が前記所定の向きにあり、且つ、前記第１ステップモータのロータの磁極が複数の向きの各々にあるときの複数のパターンにそれぞれ対応する複数の前記補正データが記憶され、
前記方位算出手段は、前記複数の補正データのうち前記第１ステップモータのロータの磁極の向きに対応した補正データに基づいて前記磁気センサの出力を補正して方位を算出することを特徴としている。
【００１１】
請求項４記載の発明は、
磁気センサと、指針と、ロータを正転および逆転可能な２極のステップモータと、前記ロータの回転を前記指針へ伝達してこの指針を運針する伝達機構と、前記ステップモータを駆動制御して前記ロータを正転に且つ前記指針を順方向に回転させて前記指針により任意の情報を表示させる指針制御手段とを備え、前記伝達機構は、前記ロータを正転させて前記指針が順方向に回転した後、前記ロータを逆転させて前記指針が逆方向の回転を開始するまでに、前記ロータの複数ステップの逆転を必要とする遊びを有するように構成された電子方位計の制御方法であって、
前記磁気センサの出力に基づき方位計測が行われる場合に、前記ロータの磁極の向きが所定の向きか否かを判別する極性判別ステップと、
前記極性判別ステップで所定の向きでないと判別された場合に、前記ロータを逆転させて前記極性の向きを所定の向きにする極性制御ステップと、
を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に従うと、指針の動作に影響を与えることなく、方位計測が行われる場合にステップモータのロータの磁極を所定の向きにしておくことができる。従って、ロータの磁極が逆向きのときの補正データが不要となって、必要な補正データの個数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の電子方位計の全体構成を示すブロック図である。
【図２】ＣＰＵにより実行される方位計測処理の制御手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態の電子方位計の全体構成を示すブロック図である。
【００１６】
この実施の形態の電子方位計１は、文字板上で複数の指針（秒針２、分針３、時針４）を回転させて時刻を表示する時計機能と、秒針２を用いて特定の方位（例えば北の方位）を指し示す電子方位計の機能とを有するもので、例えば腕装着型の形態に構成されている。この電子方位計１は、図１に示すように、秒針２と、秒針２を１ステップずつ駆動するステップモータ（第１ステップモータ）６２と、このステップモータ６２に駆動電流を供給するモータ駆動回路６３と、ステップモータ６２のロータの磁極の向きを記憶する極性記憶回路６４と、複数の歯車が連結されてなりステップモータ６２の回転運動を伝達して秒針２を回転させる秒針輪列機構６５と、時針４および分針３と、時針４および分針３を連動させて１ステップずつ駆動するステップモータ（第２ステップモータ）５７と、このステップモータ５７に駆動電流を供給するモータ駆動回路５８と、ステップモータ５７のロータの磁極の向きを記憶する極性記憶回路５９と、複数の歯車が連結されてなりステップモータ５７の回転運動を伝達して時針４および分針３を連動させて回転させる時分針輪列機構６０とを備えている。
【００１７】
また、この電子方位計１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を内蔵し装置の全体的な制御を行う制御部４０と、制御部４０のＣＰＵが実行する制御プログラムや制御データが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）４６と、制御部４０のＣＰＵに作業用のメモリ空間を提供する作業用記憶手段としてのＲＡＭ（Random Access Memory）４７と、制御用の設定データが記憶される補正データ記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ（電気的消去型Programmable ROM）４５と、計時用に一定周期の信号を生成する発振回路４８および分周回路４９と、分周回路４９の信号をカウントして計時を行う計時回路５０と、各部に電源電圧を供給する電源部５１と、外部からの操作指令を入力する操作部５２と、磁界の検出を行う磁気センサとしての方位センサ５３と、方位センサ５３の検出信号を合成して直交する２方向の磁界の大きさを表わす信号を生成する方位検出部５４等を備えている。
【００１８】
ステップモータ５７，６２は、２極のステータと、２極のロータとをそれぞれ備えている。ステータに巻回されたコイルに駆動電流を所定の向きに流すことでロータが０°から１８０°の回転位置まで回転し、このコイルに駆動電流を逆向きに流すことでロータが１８０°から３６０°の回転位置まで回転するようになっている。また、ステータのコイルに流す電流の波形によって、ロータの回転方向を正転と逆転とに切り替えることが可能になっている。
【００１９】
ロータは、２極に磁化されているため、回転角度が０°のときと１８０°のときとで、磁極の向きが反転されてロータから周囲に及ぼされる磁界の向きや大きさが変化する。時分針駆動用のステップモータ５７のロータの回転角度が０°のときをパターン“０１”、この回転角度が１８０°のときをパターン“０２”、秒針駆動用のステップモータ６２のロータの回転角度が０°のときをパターン“０３”、この回転角度が１８０°のときをパターン“０４”と記す。
【００２０】
時分針輪列機構６０は、複数の歯車が連結されて構成される。個々の歯車の連結部には僅かな遊び（バックラッシュとも言う）があり、複数の歯車間の遊びが合わさることで、ステップモータ５７のロータを正転させて時針４および分針３を順方向（時計回り）に回転させた後、ロータを逆転させて時針４および分針３を逆方向（半時計回り）へ回転開始させるまでに、ロータの複数ステップの回転が必要になっている。すなわち、分針３と時針４とを順方向へ送っている際に、ロータを１ステップ逆転させても、このロータの回転運動は時分針輪列機構６０を介して分針３と時針４に伝達されず、分針３と時針４は動かないようになっている。つまり、この時分針輪列機構６０が１ステップの逆転を指針まで伝達しない遊びを有する伝達機構（第２伝達機構）を構成する。
【００２１】
秒針輪列機構６５は、連結されている歯車が比較的に少ないため、輪列機構全体の遊びの量はさほど大きくならず、秒針２を順方向へ送っている際に、ロータを１ステップ逆転させると、このロータの回転運動が秒針輪列機構６５を介して秒針２に伝達されて、秒針２が逆方向に移動する。なお、輪列機構の遊び量は、製品の個々の個体毎に僅かな差異があるため、遊びが大きくてロータの１ステップの逆転では秒針２が逆方向に移動しない個体もある。つまり、この秒針輪列機構６５が１ステップの逆転を指針まで伝達しない遊びを有さない第１伝達機構を構成する。
【００２２】
極性記憶回路５９，６４は、モータ駆動回路５８，６３からステップモータ５７，６２に出力された駆動電流の向きを検出して、この向きを表わす極性データを保持する回路である。この極性データによってステップモータ５７，６２のロータの磁極の向きを判別することができる。
【００２３】
方位センサ５３および方位検出部５４は、互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向との２軸の方向の磁界の大きさを検出することで、磁北の方位を計測可能とするものである。方位センサ５３の２軸の方向は、例えばＸ軸方向が文字板の１２時方向と重なり、Ｙ軸方向が文字板の３時方向と重なるように設定され、方位検出部５４の出力に基づいて、電子方位計１の文字板上の何れの方向が磁北の向きなのか算出可能になっている。
【００２４】
ＲＯＭ４６には、所定周期でモータ駆動回路５８，６３に制御信号を送ってステップモータ５７，６２を駆動することで複数の指針２〜４により文字板上で時刻を表示させる時刻表示処理のプログラムが記憶されている。この時刻表示処理においては、分周回路４９から１秒周期で出力される１秒信号に基づいて秒針２を１ステップ時計回りに運針するとともに、計時回路５０から１０秒周期で出力される１０秒信号に基づいて分針３と時針４を１ステップ時計回りに運針するようになっている。また、ＲＯＭ４６には、方位の計測を繰り返し行って秒針２により特定の方位を指し示す方位計測処理のプログラムが記憶されている。
【００２５】
ＥＥＰＲＯＭ４５には、方位センサ５３の出力の狂いを補正する補正データとしてのトリミングデータ４５ａが記憶されている。方位センサ５３の出力の狂いには、ステップモータ５７，６２のロータから及ぼされる磁界に起因するオフセット誤差が含まれている。このオフセット誤差はロータの磁極の向きが変わることで変化する。それゆえ、ステップモータ５７，６２のロータが何れの向きにあるときにも、方位センサ５３の出力の狂いを補正可能にするためには、ロータの全ての向きの組合せにそれぞれ対応する複数のトリミングデータを記憶させておき、ロータの向きの組合せに応じたトリミングデータを使用しなければならない。
【００２６】
しかしながら、この実施形態の電子方位計１においては、方位計測の際に時分針駆動用のステップモータ５７のロータは必ずパターン“０２”の向きになるように制御される。そのため、この実施形態の電子方位計１には、上記トリミングデータ４５ａとして、時分針駆動用のステップモータ５７のロータがパターン“０２”の向きで、秒針駆動用のステップモータ６２のロータがパターン“０３”の向きのときに対応したパターン“０３”用のトリミングデータと、時分針駆動用のステップモータ５７のロータがパターン“０２”の向きで、秒針駆動用のステップモータ６２のロータがパターン“０４”の向きのときに対応したパターン“０４”用のトリミングデータとの、２種類のトリミングデータのみが記憶されている。
【００２７】
次に、上記構成の電子方位計１の動作について説明する。
【００２８】
図２は、制御部４０のＣＰＵが実行する方位計測処理の制御手順を示すフローチャートである。
【００２９】
この方位計測処理は、所定の計測時間（例えば２０秒間）にわたって１秒毎に方位計測を行って秒針２により北の方位を指し示す処理である。また、この方位計測処理の間も時針４と分針３によって時刻の表示が継続されるように、計時回路５０から１０秒信号が出力されるごとに時針４と分針３を１ステップずつ進める制御も併せて行われるようになっている。
【００３０】
この方位計測処理は、ユーザが操作部５２を介して方位計測の開始指令を入力することで開始される。この方位計測処理が開始されると、先ず、ステップＳ１において、制御部４０のＣＰＵは方位計測処理の残り時間を表わす変数ｔの値を確認して、残り時間（ｔ）がゼロになったか判別する（ステップＳ１）。そして、ゼロであればこの方位計測処理を終了するが、ゼロでなければ次に進む。
【００３１】
次に進むと、制御部４０のＣＰＵは、先ず、１０秒信号の入力の有無に基づき計時回路５０で１０秒キャリーが生じたか否かを判別する（ステップＳ２）。その結果、１０秒キャリーが生じていなければ、続いて、１秒信号の入力の有無に基づき分周回路４９で１秒キャリーが生じたか否かを判別する（ステップＳ９）。そして、１秒キャリーも生じていなければ、ステップＳ１に戻る。
【００３２】
つまり、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ９のループ処理が繰り返されることで、残り時間が確認されながら、１０秒キャリーまたは１秒キャリーが生じるまで待機されるようになっている。そして、１０秒キャリーが生じたら、ステップＳ２の判別処理でループ処理を一旦抜けて、ステップＳ３〜Ｓ８ａ，Ｓ８ｂの１０秒キャリー発生時の処理に移行する。また、１秒キャリーが生じたら、ステップＳ９の判別処理でループ処理を一旦抜けて、ステップＳ１０〜Ｓ１６の１秒キャリー発生時の処理に移行するようになっている。
【００３３】
１０秒信号の入力があって１０秒キャリー発生時の処理へ移行したら、先ず、ＣＰＵは、時分針駆動用のステップモータ５７を正転側に１ステップ駆動し（ステップＳ３：指針制御手段）、次に、逆転フラグを確認する（ステップＳ４）。この逆転フラグとは、時分針駆動用のステップモータ５７を１ステップ逆転している状態か否かを表わすフラグである。１ステップ逆転している場合、時分針輪列機構６０の遊び部分に１ステップ分の隙間が開いた状態にあり、ステップＳ３の１ステップの駆動ではこの隙間が詰められただけで時分針３，４は１ステップ分進んでいないことになる。そのため、ステップＳ４で逆転フラグがセットされていると判別された場合には、さらにステップモータ５７を正転側に１ステップ駆動して時分針３，４を１ステップ分進める（ステップＳ５：指針制御手段）。そして、次のステップに進む。
【００３４】
一方、ステップＳ４で逆転フラグがセットされていないと判別されれば、そのまま次のステップに進む。
【００３５】
次に進んだら、ＣＰＵは、時分針駆動用のステップモータ５７のロータがパターン“０１”の向きになっているか否か、極性記憶回路５９の極性データに基づいて判別する（ステップＳ６：極性判別手段）。その結果、パターン“０１”の向きになっていれば、方位計測の際にパターン“０２”の向きになるように、ステップモータ５７を逆転側に１ステップ駆動する（ステップＳ７：極性制御手段）。先に説明したように、時分針輪列機構６０の遊びにより、この逆転の駆動で時針４と分針３は移動しない。ロータを逆転させたら、この状態を記憶するために逆転フラグをセットする（ステップＳ８ａ）。そして、１０秒キャリー発生時の処理を終えて、ステップＳ９に移行する。
【００３６】
一方、ステップＳ６の判別処理でパターン“０２”の向きと判別されたら、この状態を記憶するために逆転フラグをオフにする（ステップＳ８ｂ）。そして、１０秒キャリー発生時の処理を終えて、ステップＳ９に移行する。
【００３７】
ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ９のループ処理中、１秒信号の入力があって１秒キャリー発生時の処理に移行したら、先ず、ＣＰＵは、方位計測処理の残り時間を表わす変数ｔの値を「１」減算する（ステップＳ１０）。次いで、方位センサ５３および方位検出部５４に方位計測を行わせてその出力を取り込む（ステップＳ１１）。さらに、極性記憶回路６４の極性データに基づいて、秒針駆動用のステップモータ６２のロータがパターン“０３”の向きになっているか判別する（ステップＳ１２）。
【００３８】
ステップＳ１２の判別の結果、ロータがパターン“０３”の向きであれば、ＥＥＰＲＯＭ４５のトリミングデータ４５ａのうちパターン“０３”用のデータを使用するためにこのデータを読み出す（ステップＳ１３）。一方、ステップＳ１２の判別の結果、ロータがパターン“０４”の向きであれば、ＥＥＰＲＯＭ４５のトリミングデータ４５ａのうちパターン“０４”用のデータを使用するためにこのデータを読み出す（ステップＳ１４）。そして、ステップＳ１３又はＳ１４で読み出したトリミングデータ４５ａを用いて方位検出部５４の出力を補正して正確な磁北の方位を算出する（ステップＳ１５）。上記のステップＳ１１〜Ｓ１５の処理により方位算出手段が構成される。
【００３９】
つまり、上述のステップＳ６〜Ｓ８ａ，Ｓ８ｂの処理によって、ステップＳ１１の方位計測時には時分針駆動用のステップモータ５７のロータはパターン“０２”の向きにされている。そのため、ステップＳ１１の方位計測の補正を行う場合には、秒針駆動用のステップモータ６２のロータの向きのみを考慮すれば良いようになっている。
【００４０】
補正により正確な方位を算出したら、次に、ＣＰＵは、ステップモータ６２を必要なステップ数駆動して秒針２を北の方位まで運針する（ステップＳ１６：表示制御手段）。この処理により秒針２によって北方が表示されることになる。そして、１秒キャリー発生時の処理を終えて、ステップＳ１に戻る。
【００４１】
以上のように、この実施形態の電子方位計１によれば、方位計測処理の実行中、１０秒キャリーの発生に伴って時針４と分針３を時計回りに運針したら、ステップモータ５７のロータがパターン“０１”の向きになっているか否かを判別し、パターン“０１”の向きになっていればロータを逆転させてパターン“０２”の向きになるように制御される。それゆえ、方位計測時には常にステップモータ５７のロータはパターン“０２”の向きになって、パターン“０１”の向きに対応するトリミングデータが不要になる。従って、方位計測に関する較正処理でトリミングデータ４５ａを求める処理の工数を減らすことができ、また、トリミングデータ４５ａを記憶するＥＥＰＲＯＭ４５の記憶容量を小さくすることができる。
【００４２】
また、この実施形態の電子方位計１によれば、ＥＥＰＲＯＭ４５のトリミングデータ４５ａを用いて、ステップモータ５７，６２のロータの向きに応じた補正がなされて、方位計測値が求められるので、トリミングデータの個数が減っても正確な方位を算出することができる。
【００４３】
また、この実施形態の電子方位計１においては、時分針輪列機構６０の遊び量は大きい一方、秒針輪列機構６５の遊び量は小さくなっている。そのため、方位計測の際にロータを常に所定の向きにする制御は時分針駆動用のステップモータ５７に対してだけ行う一方、秒針駆動用のステップモータ６２のロータの向きの違いに対しては、ロータの向きに応じて２種類のトリミングデータ４５ａを使い分けることによって対処するようになっている。従って、ロータの向きの制御を行うことのできない指針の駆動系が含まれる場合にも、必要なトリミングデータの数を有効に減らすことができる。
【００４４】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ステップモータにより駆動される指針として時刻表示を行う指針を例示したが、これに制限されず、順方向に回転して任意の表示を行う指針であれば、本発明の指針として同様に適用可能である。
【００４５】
また、ステップモータのロータの向きを判別する手段として、極性記憶回路の極性データを用いる構成を例示したが、この極性記憶回路の代わりに、制御部４０の内部或いはＲＡＭにステップモータの直前の駆動制御の内容（どの回転角度に駆動したかを示す内容）を記憶させておき、この記憶データを用いてロータの向きを判別するように構成することもできる。
【００４６】
また、上記実施形態では、方位計測処理中の時分針３，４の運針直後にステップモータ５７のロータの向きの判別と向きの制御とを行う例を示したが、方位計測を行う直前にこのロータの向きの判別および向きの制御を行うようにしても良い。
【００４７】
また、上記実施形態では、方位情報を秒針２により表示する構成を示したが、例えば指針は用いずに液晶表示器等により方位情報を表示する構成としても良い。その他、指針の数、ステップモータの数、方位計測処理の具体的な制御手順など、実施形態で示した細部は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 電子方位計
２ 秒針
３ 分針
４ 時針
４０ 制御部
４５ ＥＥＰＲＯＭ
４５ａ トリミングデータ
４８ 発振回路
４９ 分周回路
５０ 計時回路
５３ 方位センサ
５４ 方位検出部
５７ ステップモータ
５８ モータ駆動回路
５９ 極性記憶回路
６０ 時分針輪列機構
６２ ステップモータ
６３ モータ駆動回路
６４ 極性記憶回路
６５ 秒針輪列機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気センサと、
この磁気センサの出力に基づいて方位情報を表示させる表示制御手段と、
指針と、
ロータを正転及び逆転可能な２極のステップモータと、
前記ロータの回転を前記指針へ伝達してこの指針を運針する伝達機構と、
前記ステップモータを駆動制御して前記ロータを正転に且つ前記指針を順方向に回転させて前記指針により任意の情報を表示させる指針制御手段と、
を備えた電子方位計において、
前記伝達機構は、前記ロータを正転させて前記指針が順方向に回転した後、前記ロータを逆転させて前記指針が逆方向の回転を開始するまでに、前記ロータの複数ステップの逆転を必要とする遊びを有し、
前記磁気センサの出力に基づき方位計測が行われる場合に、前記ロータの磁極の向きが所定の向きか否かを判別する極性判別手段と、
前記極性判別手段により所定の向きでないと判別された場合に、前記ロータを逆転させて前記極性の向きを所定の向きにする極性制御手段と、
を備えていることを特徴とする電子方位計。
【請求項２】
前記ロータが前記所定の向きのときに前記磁気センサの出力に生じる狂いを補正するための補正データを記憶する補正データ記憶手段と、
前記補正データに基づく補正を行った上で前記磁気センサの出力に基づき方位を算出する方位算出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の電子方位計。
【請求項３】
第１指針と、
第１指針を駆動するための第１ステップモータおよび第１伝達機構と、
第２指針と、
第２指針を駆動するための第２ステップモータおよび第２伝達機構と、
を備え、
前記第２伝達機構は前記遊びを有する一方、前記第１伝達機構は前記遊びを有さず、
前記極性制御手段は、前記第２ステップモータに対して前記方位計測が行われる場合にロータの磁極の向きを前記所定の向きにする制御を行い、
前記補正データ記憶手段には、前記第２ステップモータのロータの磁極が前記所定の向きにあり、且つ、前記第１ステップモータのロータの磁極が複数の向きの各々にあるときの複数のパターンにそれぞれ対応する複数の前記補正データが記憶され、
前記方位算出手段は、前記複数の補正データのうち前記第１ステップモータのロータの磁極の向きに対応した補正データに基づいて前記磁気センサの出力を補正して方位を算出する
ことを特徴とする請求項２記載の電子方位計。
【請求項４】
磁気センサと、指針と、ロータを正転および逆転可能な２極のステップモータと、前記ロータの回転を前記指針へ伝達してこの指針を運針する伝達機構と、前記ステップモータを駆動制御して前記ロータを正転に且つ前記指針を順方向に回転させて前記指針により任意の情報を表示させる指針制御手段とを備え、前記伝達機構は、前記ロータを正転させて前記指針が順方向に回転した後、前記ロータを逆転させて前記指針が逆方向の回転を開始するまでに、前記ロータの複数ステップの逆転を必要とする遊びを有するように構成された電子方位計の制御方法であって、
前記磁気センサの出力に基づき方位計測が行われる場合に、前記ロータの磁極の向きが所定の向きか否かを判別する極性判別ステップと、
前記極性判別ステップで所定の向きでないと判別された場合に、前記ロータを逆転させて前記極性の向きを所定の向きにする極性制御ステップと、
を含むことを特徴とする電子方位計の制御方法。
【請求項１】
磁気センサと、
この磁気センサの出力に基づいて方位情報を表示させる表示制御手段と、
指針と、
ロータを正転及び逆転可能な２極のステップモータと、
前記ロータの回転を前記指針へ伝達してこの指針を運針する伝達機構と、
前記ステップモータを駆動制御して前記ロータを正転に且つ前記指針を順方向に回転させて前記指針により任意の情報を表示させる指針制御手段と、
を備えた電子方位計において、
前記伝達機構は、前記ロータを正転させて前記指針が順方向に回転した後、前記ロータを逆転させて前記指針が逆方向の回転を開始するまでに、前記ロータの複数ステップの逆転を必要とする遊びを有し、
前記磁気センサの出力に基づき方位計測が行われる場合に、前記ロータの磁極の向きが所定の向きか否かを判別する極性判別手段と、
前記極性判別手段により所定の向きでないと判別された場合に、前記ロータを逆転させて前記極性の向きを所定の向きにする極性制御手段と、
を備えていることを特徴とする電子方位計。
【請求項２】
前記ロータが前記所定の向きのときに前記磁気センサの出力に生じる狂いを補正するための補正データを記憶する補正データ記憶手段と、
前記補正データに基づく補正を行った上で前記磁気センサの出力に基づき方位を算出する方位算出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の電子方位計。
【請求項３】
第１指針と、
第１指針を駆動するための第１ステップモータおよび第１伝達機構と、
第２指針と、
第２指針を駆動するための第２ステップモータおよび第２伝達機構と、
を備え、
前記第２伝達機構は前記遊びを有する一方、前記第１伝達機構は前記遊びを有さず、
前記極性制御手段は、前記第２ステップモータに対して前記方位計測が行われる場合にロータの磁極の向きを前記所定の向きにする制御を行い、
前記補正データ記憶手段には、前記第２ステップモータのロータの磁極が前記所定の向きにあり、且つ、前記第１ステップモータのロータの磁極が複数の向きの各々にあるときの複数のパターンにそれぞれ対応する複数の前記補正データが記憶され、
前記方位算出手段は、前記複数の補正データのうち前記第１ステップモータのロータの磁極の向きに対応した補正データに基づいて前記磁気センサの出力を補正して方位を算出する
ことを特徴とする請求項２記載の電子方位計。
【請求項４】
磁気センサと、指針と、ロータを正転および逆転可能な２極のステップモータと、前記ロータの回転を前記指針へ伝達してこの指針を運針する伝達機構と、前記ステップモータを駆動制御して前記ロータを正転に且つ前記指針を順方向に回転させて前記指針により任意の情報を表示させる指針制御手段とを備え、前記伝達機構は、前記ロータを正転させて前記指針が順方向に回転した後、前記ロータを逆転させて前記指針が逆方向の回転を開始するまでに、前記ロータの複数ステップの逆転を必要とする遊びを有するように構成された電子方位計の制御方法であって、
前記磁気センサの出力に基づき方位計測が行われる場合に、前記ロータの磁極の向きが所定の向きか否かを判別する極性判別ステップと、
前記極性判別ステップで所定の向きでないと判別された場合に、前記ロータを逆転させて前記極性の向きを所定の向きにする極性制御ステップと、
を含むことを特徴とする電子方位計の制御方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−５８１１０（Ｐ２０１２−５８１１０Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０２５３０（Ｐ２０１０−２０２５３０）
【出願日】平成２２年９月１０日（２０１０．９．１０）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１０日（２０１０．９．１０）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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