JP2871624B2 - 方位計 - Google Patents

方位計

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JP2871624B2
JP2871624B2 JP26317896A JP26317896A JP2871624B2 JP 2871624 B2 JP2871624 B2 JP 2871624B2 JP 26317896 A JP26317896 A JP 26317896A JP 26317896 A JP26317896 A JP 26317896A JP 2871624 B2 JP2871624 B2 JP 2871624B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、方位を表示する方
位計に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、方位を調べる場合は、先ず、図1
1(a) ,(b) に示すような磁石式方位計を用いて北極点
の方位を探し出し、次に、その探し出した北極点の方位
に基づいて任意の方位を求めていた。図11(a) の磁石
式方位計は、その本体41の中心に、常に同図矢印Aの
「北」の方位を示している磁針42が、回転自在に支持
されている。また、本体41の周囲には、方位を表す英
字の記号と目盛りが印されていて、同図(b) に示すよう
に「北」を表す記号「N」を、その磁針42に合わせた
後、例えば、求める方向が「西」である場合には、その
「西」を表す前記英字の記号「W」を読み取って、その
「W」に対向する同図矢印Bの方向が「西」の方位であ
ると、知ることができるようになっている。
【0003】しかし、上記従来の磁石式方位計は地磁気
の北極点を示すのみであり、これから直接、自転軸に基
づいた正確な方位を知ることは出来なかった。従って、
精密な測定を行う場合には、上記のようにして地磁気に
よる方位を検出したのち、等偏角線図や地磁気要素表等
を用いて、観測地点の偏角を調べて補正を行っていた。
【0004】一方、例えば特開昭62−245111号
公報等には、電子的に地磁気の方位を検出する方位検出
手段と、地球上の複数の位置夫々に対応させて偏角情報
が予め記憶された記憶手段とを備え、方位検出手段によ
り検出された地磁気の方位を偏角データで補正し、正確
な方位データを算出して表示する技術が記載されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかして、上記公報技
術にあっては、正確な方位データが自動的に得られると
は言うものの、地球上の偏角データは常に固定値ではな
く計時的に変化するものであり、それゆえ、記憶されて
いる偏角データが実際の偏角データと一致しなくなった
ような場合には、正確な方位データが得られなくなって
しまう欠点が有った。
【0006】また、記憶されている偏角データが実際の
偏角データと一致しているか否かも分らず、過った方位
データを正確な方位データとして受け入れてしまう欠点
も有った。
【0007】本発明は、上記の問題点に鑑み、任意の地
点の正確な方位を迅速に知ることが出来るばかりか、そ
の方位が正確か否かも直ちに確認できる方位計を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、方位を検出し、その方位を偏角データで
補正すると共に、その補正に用いられた偏角データを表
示できるようにした点を要点としており、この様に補正
に用いられた偏角データを表示することにより、その偏
角データが測定した地点の偏角データと一致していれ
ば、得られた方位は正しく、何度かの差異があれば、そ
の分だけ方位が異なっていることが分る効果を有するも
のである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施
例に係わる電子腕時計の外観図である。同図において、
腕時計本体1は、その正面部中央にある円形の液晶表示
部2と、その液晶表示部2の外側に配置された環状の文
字板3と、液晶表示部2、および文字板3を被っている
時計ガラス4と、その時計ガラス4の外側のベゼル5と
を備えている。
【0010】液晶表示部2の周辺部には、方位や方向を
表示するための例えば120個の表示体6が、等間隔で
放射状に設けられている。その表示体6は、同図の例で
は、点灯状態のときは黒塗りで、点滅状態のときは斜線
で、また消灯状態のときは白抜きで示している。以後、
特に必要のないときは、消灯状態の表示体6は図示しな
い。また、液晶表示部2の中央には、方位や時刻を表示
するための直方形のドットマトリクス表示部7が、その
長手方向を3時と9時の方向に向けて設けられている。
また、文字板3には、目盛りと共に方位角を表す数字
が、文字板3を12等分する間隔で「0」を12時の位
置に置いて、時計回りに「30」,「60」,「9
0」,・・・と配置して印刷されている。
【0011】ベゼル5には、方位を表す4個の記号が
「N」を12時の位置に置いて「E」,「S」,「W」
の順に、ベゼル5を4等分する間隔で時計回りに配置さ
れている。また、腕時計本体1の側面部には、表示モー
ドを切り換えたり、緯度や経度等を設定したりするため
の4個のスイッチS1 ,S2 ,S3 ,およびS4 が、設
けられている。そして、腕時計本体1には、バンド8が
取り付けられており、そのバンド8には、方向矢印9
が、12時の方向を示す位置に印刷されている。
【0012】図2は、図1に示した腕時計の内部回路を
示すブロック図である。図2において、ROM11は、
システムをコントロールするためのマイクロプログラム
や、各種演算のための数値等のデータ、及び後述する偏
角データテーブルを内蔵する固定メモリである。キー入
力部12は、図1で説明した4個のスイッチS1
2 ,S3 ,およびS4 を備えており、各キーの操作信
号を制御部10に出力する。制御部10は、マイクロプ
ロセッサ等のCPUから成っており、ROM11に内蔵
されているプログラムに基づいて、システム全体をコン
トロールする。また、制御部10は、キー入力部12か
らの入力信号が、方位の表示を指示する信号であるとき
は、信号aを出力して後述する方位検出部14を起動す
る。また、後述する分周タイミング部19から入力する
計時タイミング信号に基づいて計時処理を行う。
【0013】2個の磁気センサー13は、例えばホール
素子から成っており、特性が等しく、互いに直角な位置
に配置されている。これらの磁気センサー13は、それ
ぞれ別々に地磁気の成分を感知して、その感知した磁気
に対応する電圧を方位検出部14に出力する。方位検出
部14は、制御部10からの前記信号aの入力により起
動し、磁気センサー13から入力する電圧の強さと、2
個の磁気センサー13が配置されている方向とに基づい
て演算を行い、地磁気北極を指示するベクトルを検出
し、そのベクトルに対応する方位データを、制御部10
に出力する。この方位データは、正確な方位の算出等に
用いられる。
【0014】発信器18は一定周期のクロック信号を生
成し、分周タイミング部19に出力する。分周タイミン
グ部19は、分周回路とタイミングジェネレータから成
っており、計時信号と、各部を時系列にコントロールす
るタイミング信号とを制御部10に出力する。
【0015】RAM15は、ランダム・アクセス・メモ
リであり、後述する図3に示すように、所定のデータを
記憶する各レジスタにより構成されている。デコーダ・
ドライバ部16は、制御部10から入力する信号の組合
せをデコードして、表示装置17に出力する。表示装置
17は、図1に説明した液晶表示部2を有しており、デ
コーダ・ドライバ部16から入力する信号に基づいて、
表示体6およびドットマトリクス表示部7に所定の表示
を行う。
【0016】図3(a) は、上記ROM11に記憶されて
いる地球上の多数の位置に対応する偏角データを記憶す
るテーブル200の内部構成図である。同図(a) におい
て、偏角データ21は、偏角を示す角度とその偏りの方
向を示す記号の一対の情報から成っており、偏角データ
テーブル200は、上記偏角データ21が、経度に対応
して横方向に、緯度に対応して縦方向にマトリクス状に
集合して構成されている。例えば同図(a) の上段左端の
偏角データ21は、緯度31°、経度130°の地点に
対応しており、その一対の情報は、その地点の偏角が
「5°」であり、偏りは西方向であることを示してい
る。
【0017】図3(b) は、上記RAM15の主要な内部
構成図である。同図において、表示レジスタ22は、図
1で説明した表示体6やドットマトリクス表示部7に表
示するデータを記憶する。計時レジスタ23は、前記分
周タイミング部19から出力される計時信号に基づいて
生成された現在時刻を記憶する。レジスタMは、前記表
示装置17で表示する、後述する3種の表示モード(時
刻表示モード、方位I表示モード、方位II表示モード)
に対応して「0」〜「2」の値を記憶するモードフラグ
である。レジスタFは、時刻を修正したり、緯度や経度
を設定したりするモードであるとき「1」の値を記憶す
るフラグである。レジスタCは、修正する数値の修正桁
を記憶する。レジスタD0 ,D1 は使用される場所の地
球上の位置情報を記憶するレジスタであり、レジスタD
0 は、設定された緯度を記憶し、レジスタD1 は、設定
された経度を記憶する。レジスタN0 は、方位検出部1
4により検出された「北」の方位データを記憶する。レ
ジスタL0 は、前記検出された「北」の方位データに基
づく演算によって得られた、12時方向の方位データを
記憶する。レジスタN1 は、上記「北」の方位の偏角補
正をされた方位データを記憶する。レジスタL1 は、上
記12時方向の偏角補正された方位データを記憶する。
レジスタPはROM11から読み出された偏角データを
記憶する。
【0018】以上の構成において、制御部10により行
われる動作を、図4及び図5に示すフローチャートを用
いて説明する。図4は、プログラム全体の流れを示すフ
ローチャートである。ステップSA1のHALT状態に
おいて、時計タイミングになるとステップSA2に進
み、分周タイミング部19から入力される計時信号に基
づいて、時刻計数処理を行って、得られた時刻データを
RAM15の計時レジスタ23に記憶する。そして、ス
テップSA8に進んで、所定の表示処理を行ったのち、
ステップSA1に回帰する。
【0019】ステップSA1において、キー入力部12
からの入力があるときは、ステップSA9に進んで、3
種のモードを巡回して切り換えるスイッチS1 の、キー
入力であるか否かを判別する。スイッチS1 のキー入力
であるときは、ステップSA10に進み、レジスタMに
「1」を加算して次のモードに切り換える。そして、ス
テップSA11に進んで、レジスタMの値が、方位I表
示モードであることを示す「1」であるか否かを判別す
る。
【0020】ステップSA11で、レジスタMの値が
「1」であるときには、ステップSA12に進み、信号
aを出力して方位検出部14を起動して、地磁気北極点
の方位(以下、北方位と称する)の検出を行い、その検
出した北方位データをレジスタN0 に記憶する。そし
て、次のステップSA13に進み、前記レジスタN0
記憶した北方位データに基づいて演算を行い、12時方
向の方位を算出して、その算出した12時方向の方位デ
ータをレジスタL0 に記憶する。そして、ステップSA
8に進み、それらのデータを表示する。
【0021】ステップSA11の判別でM=1でなかっ
たときには、ステップSA3に進みM=2かどうかを判
別する。ステップSA3で、レジスタMの値が「2」で
あるときは、方位II表示モードであり、ステップSA4
に進んで、レジスタEに「0」をセットし、続いてステ
ップSA5に進み、信号aを出力して方位検出部14を
起動して、北方位の検出を行い、その検出した北方位の
方位データをレジスタN0 に記憶する。次に、ステップ
SA6に進み、前記レジスタN0 に記憶した北方位デー
タに基づいて演算を行い、12時方向の方位を算出し
て、その算出した12時方向の方位データをレジスタL
0 に記憶する。そして、次のステップSA7で、ROM
11から偏角データを読み出してレジスタPに記憶し、
その偏角データに基づいて前記レジスタN0 に記憶した
北方位データを地球の自転軸の北の方位に補正してレジ
スタN1 に記憶し、またレジスタL0 に記憶した12時
方向の方位データを自転軸を北とした場合の12時方向
の方位データに補正して、その補正した方位データをレ
ジスタL1 に記憶する。そして、次のステップSA8に
おいて、補正された方位データを表示する。
【0022】また、ステップSA3の判別において、M
=「2」でなければ、M=「0」の時刻表示モードであ
りステップSA8に進み、計時された現在時刻を表示す
る。図6は、上記スイッチS1 のキー入力により切り換
えられる各モードをまとめて示した図である。同図SC
1に示すモードは、時刻表示モードである。このモード
では、例えば図7に示す如く、現在時刻3月12日12
時53分13秒が、ドットマトリクス表示部7に表示さ
れて、時刻表示処理が行われる。
【0023】この時刻表示モードにおいて、スイッチS
1 が操作されると、モードレジスタMがインクリメント
され、M=「1」となり、図6のSC2の方位I表示モ
ードに切り換わる。このモードになると図4のステップ
SA12,SA13でレジスタN0 ,L1 に夫々北方位
データと12時方向の方位データがセットされるので図
8に示す如く、12時方向にある表示体6aが点滅表示
され、その方向の方位角、例えば「225°」がドット
マトリクス表示部7に表示され、さらに「北」の方向に
位置する表示体6bが点灯表示されて、方位表示処理が
行われる。
【0024】この方位I表示モードにおいて、スイッチ
1 のキー入力が行われると、ステップSA10で、レ
ジスタMに「1」が加算されて、M=「2」となり、そ
のM=「2」で指定された図6のSC3の方位II表示モ
ードに切り換わる。この方位II表示モードでは、図9に
示す如く図8に示した北方位の表示体6bにかわり図4
のステップSA7により補正された地球の自転軸の北を
示す表示体6cが表示されると共に、12時方向の方位
角「225°」が、図4のステップSA7の処理によ
り、例えば図9に示す如く、「230°」に偏角補正さ
れて、ドットマトリクス表示部7に表示され、その方向
にある表示体6aが点滅表示される。更にここで、後述
するスイッチS3 のキー入力が行われると、補正を行っ
た偏角データ「5°」がドットマトリクス表示部7に表
示される。
【0025】また、この方位II表示モードにおいて、ス
イッチS1 のキー入力が行われると、レジスタMに
「1」が加算され、M=「3」となるが、レジスタMは
値が「3」になると「0」にリセットされて時刻表示モ
ードに戻る。
【0026】次に、ステップSA8における表示処理の
詳細を、図5のフローチャートを用いて説明する。図5
のステップSB1では、レジスタMの値が「0」である
か否かを判別する。M=「0」であるときは、ステップ
SB2に進み、レジスタFの値が「0」であるか否かを
判別する。F=「0」であるときは、時刻表示モードで
ある。然してこの場合は、ステップSB3に進み、RA
M15の計時レジスタ23から現在時刻を読み出して、
図7で説明した如く、現在時刻の時刻表示処理を行った
のち処理を終わる。
【0027】上記ステップSB2で、レジスタFの値が
「0」でないときは、F=「1」であり、後述する図6
のSC4の修正・設定モードである。そのモード内では
更にモードが細分化されており、後述するスイッチS4
のキー入力の都度、同図SC41の秒修正の表示、SC
42の分修正の表示・・・・、SC43の緯度設定の表
示、SC44の経度設定表示等の表示モードに切り換え
て行く。そして、それぞれの表示において、被修正桁を
点滅表示し、後述するスイッチS3 のキー入力に基づい
て修正を行ったのち、処理を終わる。
【0028】上記ステップSB1で、レジスタMの値が
「0」でないときはステップSB5に進み、レジスタM
の値が「1」であるか否かを判別する。値が「1」であ
るときは、方位I表示モードである。然してこの場合
は、ステップSB6に進んで、レジスタN0 およびL0
に記憶した方位データをそれぞれ呼び出して、方位I表
示の処理を行ったのち、処理を終わる。
【0029】前記ステップSB5で、レジスタMの値が
「1」でないときは、M=「2」であり、図6のSC3
で説明した方位II表示モードである。然してこの場合
は、ステップSB7に進み、レジスタEの値が「0」で
あるか否かを判別する。E=「0」のときは図6のSC
31の方位II表示状態である。然してこの場合は、ステ
ップSB8に進み、レジスタN1 およびL1 に記憶した
偏角補正を行った各方位データを読み出してそれらのデ
ータを表示する。
【0030】ステップSB7において、レジスタEの値
が「0」でないときは、E=「1」であり、図6のSC
32の偏角データ表示状態である。然してこの場合は、
ステップSB9に進み、レジスタPから偏角データを読
み出してドットマトリクス表示部7に偏角表示処理を行
ったのち、処理を終わる。
【0031】図4に戻り、ステップSA9の判別でキー
入力がスイッチS1 によるものでないときには、ステッ
プSA14に進み、スイッチS2 によるものであるか否
かを判別する。スイッチS2 によるものであるときは、
ステップSA15に進み、レジスタMの値が「0」であ
るか否かを判別する。図6のSC1の時刻表示モード又
は同図のSC4の修正・設定モードであることを示すM
=「0」であるときは、ステップSA16に進む。ステ
ップSA16では、レジスタFの値が「0」であるか否
かを判別する。値が「0」であるときは、ステップSA
17に進み、レジスタFに「1」をセットし、次のステ
ップSA18でレジスタCに「0」をセットして、前記
修正・設定モードの最初の表示である図6のSC41の
秒表示の修正桁を、点滅表示できるように設定したの
ち、ステップSA8に進み、所定の表示処理を行う。
【0032】ステップSA16において、レジスタFの
値が「0」でないきは、F=「1」であり、この場合
は、ステップSA19に進んで、レジスタFに「0」を
セットして修正・設定モードを解除したのち、ステップ
SA8に進み、時刻表示処理を行って、ステップSA1
に回帰する。また、ステップSA15において、レジス
タMの値が「0」でないときは、スイッチS2 のキー入
力は無効となり、直ちにステップSA8に進み、所定の
表示処理を行ったのち、ステップSA1に回帰する。
【0033】上記ステップSA14において、キー入力
がスイッチS2 によるものでないときは、ステップSA
20に進んで、キー入力がスイッチS3 によるものであ
るか否かを判別する。スイッチS3 によるものであると
きは、ステップSA21に進んでレジスタMの値が
「0」であるか否かを判別する。M=「0」であるとき
は、ステップSA22に進んで、レジスタFの値が
「1」であるか否かを判別する。F=「1」であるとき
は即ち図6のSC4で説明した時刻修正、緯度・経度の
設定モードであり、然してこの場合は、ステップSA2
3に進み、時刻の修正或いは緯度または経度の設定を行
ったのち、ステップSA8に進み修正した時刻あるいは
設定した緯度、経度データを表示する。また、ステップ
SA22で、レジスタFの値が「1」でないときは、ス
イッチS3 のキー入力は無効となる。
【0034】ステップSA21でM=「0」でないとき
は、ステップSA24に進み、レジスタMの値が「2」
であるか否かを判別する。値が「2」であるときはステ
ップSA25に進み、レジスタEの値が、「0」である
か否かを調べ、図6のSC31に示した方位II表示モー
ドか否かを判別する。レジスタEの値が「0」であると
きは、方位II表示状態においてスイッチS3 が操作され
たときであり、ステップSA26に進みレジスタEに
「1」を設定して、上記方位II表示モードをもう一方の
SC32の偏角データ表示状態に切り換える。そして、
次のステップSA27において、レジスタD0 およびD
1 から設定された緯度、経度データを読み出して、その
緯度、経度に対応する偏角データを、ROM11の偏角
データテーブル200から読み出して、その偏角データ
をレジスタPに記憶する。そして、ステップSA8で、
その偏角データを表示する。また、ステップSA25の
判別で、レジスタEの値が「0」でないときには、偏角
データ表示状態においてスイッチS3 が操作されたとき
であり、ステップSA4に進み、方位II表示状態に切り
換える。
【0035】上記ステップSA20で、キー入力がスイ
ッチS3 によるものでないときは、ステップSA28に
進んで、スイッチS4 によるものであるか否かを判別す
る。スイッチS4 によるものであるときは、前記図6の
SC4で説明したモード内の、時刻修正や緯度、経度の
設定の表示を切り換えるものであり、然してこの場合は
ステップSA29に進み、レジスタMの値が「0」であ
ることを判別したのち、ステップSA30に進み、レジ
スタFの値が「1」であるか否かを判別する。F=
「1」であるときは、前記図6のSC4のモードであ
り、然してこの場合は、ステップSA31に進んで、レ
ジスタCに「1」を加算して、修正・設定する修正桁の
変更を行ったのち、ステップSA1に回帰する。
【0036】前記ステップSA28で、キー入力がスイ
ッチS4 によるものでないときはステップSA32に進
む。ステップSA32では、例えばアラームやストップ
ウォッチ等、他の機能の設定・解除等の処理を行ったの
ちステップSA1に回帰する。
【0037】上記ステップSA29でレジスタMの値が
「0」でないときは、スイッチS4のキー入力は無効と
なり直ちにステップSA8に進む。また、上記ステップ
SA30でレジスタFの値が「1」でないときも、スイ
ッチS4 のキー入力は無効となり直ちにステップSA8
に進む。そして所定の表示処理を行ったのちステップS
A1に回帰する。
【0038】以上のようにして本実施例の処理が行われ
るので、観測地点の緯度と経度が入力されたのちは、そ
の観測地点における北の方角及び時計の12時方向で指
示された方角の、正確な方位を直ちに表示することが出
来る。
【0039】尚、本実施例では電子腕時計に適用した例
について述べたが、方位計専用の機器であってもよく、
電子手帳やスケジューラ等小型機器、或いは、自動車や
自転車等の乗物に組み込むことが出来、種々応用が考え
られる。
【0040】また、液晶表示部2は、全面に配置したド
ットマトリクス表示体を用いて各表示の全てを行うよう
にしてもよく、表示方法は種々考えられる。また、RO
M11に記憶する偏角データテーブル200は、図10
(a) に示すごとく、緯度・経度の代わりに地域名を記憶
させて、その地域名を選択するようにしても良く、この
場合は、RAM15の内部構成を図10(b) に示すごと
く、2個のレジスタD0 ,D1 の代わりに、上記選択さ
れた地域名のデータを記憶するレジスタxを設けること
が考えられる。
【0041】
【発明の効果】本発明によれば、地磁気センサにより方
位を表示する方位計であっても、その方向の偏角補正さ
れた正確な方位を即座に知ることが出来るばかりか、そ
の得られた方位が正しいか否か、正しくないのであれば
どの程度差異が有るのかといったことも知ることが出来
る効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わる電子腕時計の外観図
である。
【図2】上記電子腕時計の内部回路を示すブロック図で
ある。
【図3】(a) はROM11に記憶されている偏角データ
テーブル200の内部構成図であり、(b) はRAM15
の主要な内部構成図である。
【図4】プログラム全体の流れを示すフローチャートで
ある。
【図5】図4のフローチャートのステップSA8の表示
処理を詳述するフローチャートである。
【図6】各動作モードをまとめて示す図である。
【図7】時刻表示の例を示す図である。
【図8】方位I表示の例を示す図である。
【図9】方位II表示の例を示す図である。
【図10】(a) は偏角データテーブル200の第2の例
を示す図であり、(b) はRAM15の第2の内部構成図
の例を示す図である。
【図11】(a) 及び(b) は、従来の磁石式方位計の外観
図である。 1 腕時計本体 2 液晶表示部 6 表示体 7 ドットマトリクス表示部 10 制御部 11 ROM 12 キー入力部 13 磁気センサー 14 方位検出部 15 RAM 17 表示装置 S1 ,S2 ,S3 ,S4 , スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01C 17/38

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地磁気の方位を検出する方位検出手段
    と、 地球上の複数の地点夫々に対応させて地磁気北極に対す
    る地球の自転軸北極の偏角データが予め固定的に記憶さ
    れた偏角データ記憶手段と、 地球上の任意の地点を設定する設定手段と、 この設定手段によって設定された地点に対応する偏角デ
    ータを前記偏角データ記憶手段から読み出す読み出し手
    段と、 前記方位検出手段により検出された地磁気の方位と前記
    読み出し手段によって読み出された偏角データとに基づ
    いて補正した方位データを算出する方位算出手段と、 この方位算出手段により算出された方位データを表示す
    る方位表示手段と、 前記読み出し手段によって読み出され前記方位データの
    算出に用いた偏角データを表示する偏角表示手段とを有
    することを特徴とする方位計。
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