JPH03255911A - 方位計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、地磁気を検出して方位や方向を光学的に表示
する電子方位計に関する。

〔従来の技術〕

従来の方位計には、第１１図及び第１２図に示すような
磁石式の方位計が知られている。

第１１図に示す磁石式方位計は、方位盤４１の中心に同
図斜線で示される指針４２を有する磁針を回転自在に支
持している。そして、その指針４２は、常に地磁気北極
（以下磁北極と称する。）の方位を指示している。方位
盤４１の周囲には、北、東、南、西を表す記号が時計回
りにＮ、　Ｅ。

Ｓ及びＷの英文字で印刷されている。それらの記号と記
号の中間に目盛４３が刻印されている。

同図に示すような従来の磁石式方位計を用いて、例えば
同図矢印Ｂの方向の方位を求める場合には、第１２図に
示すように、先ず指針４２が示す磁北極Ａの方位に、前
記「北」を表す記号Ｎが位置するように方位盤４１を回
転させる。次に求める方位である同図矢印Ｂの方向に対
応する方位盤４１の周囲の前記記号Ｎ、Ｅ、Ｓ、Ｗまた
は目盛４３を読み取る。同図において矢印Ｂの方向には
、西を表すＷと南を表すＳとの中間の目盛４３が位置し
ており、従って矢印Ｂの方向の方位は「南西」であるこ
とが判る。

また、例えば「西」の方位がどの方向かを知ろうとする
場合にも、先ず磁北極を示す指針４２の示す方向に方位
盤４１の「北」を表す記号Ｎを合わせ、しかる後「西」
を表す記号Ｗの位置を確認して、その位置から「西」の
方位が矢印Ｃの方向であることが判る。

〔従来技術の問題点〕

上記のように、従来の磁石式方位計による方位や方向の
測定は、方位計周囲の記号や目盛を読み取る前に、先ず
最初に方位計本体を回転させて、指針４２を記号Ｎに合
わせると言う操作を必要とする。

そのため、知りたい方位や方向を直ちに知ることが出来
ないという問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、所望の方向の方位
や、所望の方位の方向を迅速かつ容易に知ることができ
る方位計を提供することにある。

〔発明の要点〕

本発明は、上記目的を達成するために、方位計本体の特
定部位を用いて１つの方向を指示するだけで、その方向
の方位を即座に文字表示できるようにしたものであり、
また任意の方位を設定することにより、その方位の方向
を即座に表示できるようにしたことを要点とする。

〔実　　施　　例〕

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。

第１図は本発明の一実施例を適用した方位測定機能付き
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の外側にある環状の文字板４と、上記液
晶表示部２、文字板４をおおう時計ガラス５と、この時
計ガラス５の外側にある環状のベゼル３とを備えている
。

液晶表示部２には、方位や方向を指示表示するための１
２０個の指針アナログ表示体６ａが、等間隔で放射状に
設けられている。その指針アナログ表示体６ａ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には、消灯状態の指針アナロ
グ表示体６ａ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ドツトマトリクス表
示部６ｂ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４の上面には、目盛と共に方位角を表す方
位度数数字が「０°」を１２時の位置に置いて、文字板
４を１２等分する間隔で時計回りに３０６，６０”、９
０”、　　・・・と配置して印刷されている。更に、そ
の方位角を表すそれらの数字と数字の間には、所定間隔
の目盛が刻印されている。

またベゼル３の上面には、方位を表す４個の記号「Ｅ」
、「Ｗ」、「Ｓ」、及び「Ｎ」が印刷されている。その
４個の記号は「Ｎ」を１２時の位置に置いてｒＥ」、ｒ
３．、ｒＷ」の順にベゼル３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、方位等を設定したりするための４個のスイッチ
Ｓ＋　、　　Ｓ２．Ｓ３及びＳ４を備えている。

また、腕時計本体１にはバンド７が取付けられており、
そのハンド上面には、バンド７の長手方向に方向を指示
するための方向表示矢印８が１２時の方向を示すよう印
刷されている。

第２図は、第１図に示した腕時計の内部回路を示すブロ
ック図である。

第２図において、ＲＯＭＩＩ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函
数等のデータを内蔵する固定メモリである。

キー人力部１２は、第１図で説明した４個のスイッチＳ
＋乃至Ｓ４を備えており、これら４個のスイッチＳ１乃
至Ｓ４の各キーの操作信号を制御部１０に出力する。制
御部１０は、マイクロプロセンサ等のＣＰＵから成って
おり、各ブロックと接続してＲＯＭＩ　１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。

制御部１０は、キー人力部１２からの出力信号が、方位
や方向の表示を指示する信号であるときは、出力信号ａ
を出力し方位センサ１３及び方位検出回路１４を起動す
る。また、後述する分周タイミング部１９から出力され
る信号に基づいて時刻の計時処理を行う。

方位センサ１３は、制御部１０からの前記出力信号ａに
より起動し、方位測定を行う。この方位センサ１３は、
例えば２個のホール素子から成っており、その２個のホ
ール素子は特性が等しく、互いに直角になるよう組み合
わせられている。また、その２個のホール素子は、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回路１４に出力する。方位検
出回路１４は、制御部１０からの前記出力ａにより起動
し、方位センサ１３から入力する電圧の強さと、２個の
ホール素子が配置されている方向とに基づいて演算を行
い、磁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。上記方
位データは、北方位の表示に用いたり、指示または設定
された方向や方位の算出に用られる。発振器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。

ＲＡＭ１５は、ランダム・アクセス・メモリであり、後
述する第３図に示すように、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
信号の組合わせをデコードして表示駆動信号を、表示装
置１７に出力する。表示部Ｗ１７は、第１図に説明した
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、指針アナログ表示体６ａ
及びドツトマトリクス表示部６ｂで所定の表示を行う。

第３図は、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２１は、第３図で説明した
液晶表示部２に表示する表示データを記憶する。計時レ
ジスタ２２は、前記分周タイミング部１５から出力され
る信号に基づいて生成される現在時刻を記憶する。

レジスタＭは、前記表示装置１７で表示するモードが、
後述する３種の表示モード（時刻表示モード、特定方向
の方位を表示する方位表示■モード、特定の方位を設定
したり、その設定した方位を表示する方位表示■モード
）に対応して「ｏ」〜「２」の値を記憶するモードフラ
グである。レジスタＥは、方位測定を行うモードである
が否かによって「１」又は「０」の値を記憶するフラグ
である。レジスタＦは、方位を設定するモードであるか
否かにより「１」又は「０」の値を記憶するフラグであ
る。

レジスタＮは、方位検出回路１４により検出された磁北
極の方位を示すデータを記憶する。また、レジスタしは
、方向表示矢印８の指示する方旬、または設定操作によ
り設定された方位に対応して、算出された方位データを
記憶する。レジスタＰは上記度数設定された方位数値デ
ータを記憶する。

レジスタ２３は、各種演算を行う際の、中間結果を一時
的に記憶するワークエリアである。

以上の構成において、制御部１ｏにより行われる動作を
第４図、第５図に示すフローチャートを用いて説明する
。

第４図は、プログラムの全体の流れを示すフローチャー
トである。ステップＳＡＩのＨＡＬＴ状態において、キ
ー人力部１２から入力があるときは、ステップ５Ａ１２
に進み、方位設定や方位表示或いはモード切換等のため
のスイッチ操作に対応する処理を行う。また、キー人力
部１２からの入力がないときは、ステップＳＡ２に進み
、分周タイミング部１９から入力する計時信号に基づい
て時刻計数処理を行い、現在時刻データをＲＡＭ１５の
計時レジスタ２２に記憶する。そして、次のステップＳ
Ａ３において、レジスタＥの値が、方位測定を行うモー
ドであることを示す「１」であるか否かを判別する。値
が「０」であるときは、ステップＳＡ９の表示処理を行
ってステップＳＡ１に戻る。

一方、前記ステップＳＡＩにおいて、キー人力部１２か
らのキー人力があったときは、ステップ５Ａ１２に進む
。ステップ５Ａ１２以降のフローチャートはキーＳ１乃
至Ｓ４の入力に基づいて、上述した各処理を行う手順を
定めるために、３個のレジスタＭ、Ｅ及びＦに所定の値
を記憶して、各モードを示すフラグを設定または解除す
る処理である。

ステップ５Ａ１２において、キー人力が３種の表示モー
ドを巡回して切り換え指定するスイッチＳ＋キーによる
ものであるか否かを判別する。Ｓ１キーによるものであ
るときは、ステップ５Ａ１３に進んで、レジスタＭに「
１」を加算して次の表示モードを示すフラグを設定する
。次のステップ５Ａ１４において、レジスタＭの値が「
１」又は「２」であるか否かを判別する。値が「１」ま
たは「２」であるときは、ステップ５Ａ１５に進み、レ
ジスタＥに「１」を記憶して方位測定を行うモードを示
すフラグを設定し、方位検出回路１４及び方位センサ１
３に対して、方位測定を指示する信号ａを出力し、ステ
ップＳＡ９に進む。

ステップ５Ａ１４において、Ｍの値が「０」であるとき
は、ステップ５Ａ１６に進んでレジスタ已に「０」を記
憶して方位測定モードを解除した後、ステップＳＡ９に
進む。

第６図は、上記スイッチＳ、のキー人力に対応して切り
換えられる主たる３つの動作モードと、従たる２つの動
作モードの動作をまとめて示した図である。

第６図のＳＣＩはレジスタＭ＝ｒＯＪの時刻表示モード
を示し、この時刻表示モードでは例えば第７図に示すよ
うにドツトマトリクス表示部６ｂに現在時刻３月１２日
１２時５３分１３秒が表示される。この表示モードにお
いて、スイッチＳ１のキー人力が行われると、ステップ
５Ａ１３によりレジスタＭに「１」が記憶され、そのレ
ジスタＭの値「１」により指定される同図ＳＣ２で示す
モードに切換ねる。このモードは、特定方位、即ち腕時
計本体１の１２時方向の方位（方向表示矢印８が指示す
る方向の方位）を表示する方位表示■モードであり、上
記ＳＣ２で示す表示モードになると次のステップ５Ａ１
５でＥ＝ｒｌ」となり、後述する如く方位測定が行われ
、その結果第８図に示すような表示が行われる。第８図
の例では、液晶表示部２の文字板４上に印刷されている
方位角ｒ１２０Ｊとｒ１５０Ｊの間のｒ１３５．、＋を
示す位置に、その方向が「北」であることを示す指針ア
ナログ表示体６ａが点灯し、一方、方向表示矢印８の指
示する方向の、即ち「０」に対向する指針アナログ表示
体６ａが点滅している。そして、ドツトマトリクス表示
部６ｂには、後述する演算によって得られた方位「２２
５°」が点滅表示される。方位「２２５°」は、ベゼル
３の表示と、文字板４との方位角表示の対応から「西南
」であることが直ちに読み取れる。

即ち、この表示モードでは、手首等に装着して、その方
向表示矢印８を任意の方向に向かせると、その方向が方
位角度数でデジタル表示されるのでその方向が直ちに分
かるものである。また、同時に「北」の方向も指針表示
される。

次に、第６図のＳＣ２の状態において、スイッチＳ１の
キー人力が行われると、ステップ５ＡＩ３によりレジス
タＭに「２」が記憶され、ＳＣ３で示すモードに切り換
わる。この状態においても次のステップ５Ａ１５でＥ＝
ｒ１．となり、後述する方位測定が行われ、第１０図の
如き表示がなされる。第１０図では、文字板４上の方位
角９０と方位角８０の中間を示す位置のアナログ表示体
６ａが点灯して北を示し、またドツトマトリクス表示部
６ｂには、後述するあらかじめ設定した「西」の方位「
２７０°」が点滅表示される。そして、その点滅表示す
る方位「２７０°」の方向を示すアナログ表示体として
、文字板４上に印刷されている方位角３０と方位角６０
の中央のアナログ表示体６ａが点滅表示される。

この表示モードでは、任意の方位をあらかじめ設定する
と、その設定した方位の方向が指針表示で指示されるも
のであり、また北の方向も指針表示で指示されるように
なっている。

然して、スイッチＳｌキーの操作により、ステップ５Ａ
１５によってＥ＝ｒｌＪとなった後の方位の測定につき
以下に説明する。

Ｅ＝ｒｌＪとなると、制御部１０からは信号ａが出力さ
れ、方位センサ１３、方位検出回路１４が動作し、制御
部１０は方位検出回路１４からの方位データを待期する
状態となる。然してステップＳＡ３において、レジスタ
Ｅの値が、方位測定を行うモードであることを示す「１
」であり、ステップＳＡ４において、方位検出回路１４
から磁北極を示す方位データが入力しているか否かを判
別し、方位データが入力しているときは、ステップＳＡ
５に進み、レジスタＮにその方位データを記憶し、次に
ステップＳＡ６に進んでレジスタＥに「０」を記憶して
測定モードを解除する。そして、次にステップＳＡＴで
、レジスタＭの値が、方位表示モード■であることを示
す「１」であるか否かを判別し、値が「１」であるとき
は、ステップＳＡ８に進んで、方向表示矢印８が指示す
る方向、即ち１２時方向の方位をレジスタＮの磁北極方
位データに基づいて算出し、その算出した方位データを
レジスタしに記憶する。そして、ステップＳＡ９に進ん
で上記方位表示モードＩの表示処理を行って、ステップ
ＳＡＩに回帰する。

ここでステップＳＡ９の表示処理を第５図を用いて説明
する。

第５図において、ステップＳＢＩでは、レジスタＭの値
が時刻表示モードであることを示す「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ＳＢ２
に進み、計時レジスタ２２から時刻データを読み出して
、第７図に示した如くその時刻をドツトマトリクス表示
部６ｂに表示して時刻表示処理を行い処理を終了する。

ステップＳＢＩにおいて、レジスタＭの値が「０」でな
いときは、ステップＳＢ３に進み、レジスタＥの値が「
１」であるか否かを判別する。値が「１」であるときは
、ステップＳＢ４に進み、方位を測定中であることを、
例えば表示部全体をフラッシングさせる等して処理を終
了する。

上記ステップＳＢ３において、レジスタＥの値が「１」
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」であるときはステップＳＢ６に進む。

ステップＳＢ６では、第８図に示した如く、レジスタＮ
の方位データに対応する位置にある指針アナログ表示体
６ａを点灯して、北の方向を示し、１２時方向に位置す
る指針アナログ表示体６ａを点滅し、そしてレジスタＬ
の方位データに対応する方位角数値をドツトマトリクス
表示部６ｂに点滅表示する。これにより指示されている
１２時方向の方位を告知した後、処理を終了する。

上記ステップＳＢ５で、レジスタＭの値が「１」でない
ときはＭ＝ｒ２Ｊである。然してこの場合は、まずステ
ップＳＢ７に進み、レジスタＦの値が方位を設定するモ
ードであるととを示す「１」であるか否かを判別する。

値が「１」であるときは、ステップＳＢ８に進み、レジ
スタＰの設定された方位（前回設定された方位）を、第
９図に示すようにドツトマトリクス表示部６ｂに表示す
ると共に、その表示方位を後述する修正スイッチＳ３の
操作に対応して順次１桁毎に点滅表示した後、処理を終
了する。一方、ステップＳＢ７において、レジスタＦの
値が「１」でないときは、ステップＳＢ９に進み、設定
方位の表示処理を行う。即ち、第１０図に示したように
レジスタＮの方位データに対応する位置の指針アナログ
表示体６ａを点灯して北の方向を示し、レジスタＬの方
位データに対応する位置の指針アナログ表示体６ａを点
滅して、設定された方位が北の方向に対してどの方角で
あるかを報知し、かつそのレジスタＬの方位データに対
応する方位を、ドツトマトリクス表示部６ｂに点滅表示
して、その方位を告知した後、処理を終了する。

説明を第４図に戻して、前記ステップＳＡ３において、
レジスタＥの値が、「０」であるときは、直ちに、ステ
ップＳＡ９に進んで前記第５図で説明した表示処理を行
って、ステップＳＡＩに回帰する。

一方、前記ステップＳＡ４で方位データが入力していな
いときは、直ちにステップＳＡ９に進んで第５図で説明
した表示処理を行って、ステップＳＡＩに回帰する。

また、ステップＳＡＴでレジスタＭの値が「１」でない
ときは、ステップ５ＡＩＯに進み、レジスタＭの値が方
位表示■モードであることを示す「２」であるか否かを
判別する。レジスタＭの値が「２」であるときは、ステ
ップ５ＡＩＩに進んで、後述するスイッチ操作によりレ
ジスタＰに設定された方位とレジスタＮの方位データと
に基づいて、その設定された方位に対応する方位データ
を算出して、得られた方位データをレジスタしに記憶す
る。そしてステップＳＡ９に進み、第５図で説明した表
示処理を行って、ステップＳＡＩに回帰する。

前記のステップ５ＡＩＯにおいて、レジスタＭの値が「
２」でないときはＭ＝ｒＯ，の時刻表示モードであり、
ステップＳＡ９に進み、第５図で説明した表示処理を行
って、ステップＳＡＩに回帰する。

一方、上記ステップ５Ａ１２において、キー人力がＳ、
キーによるものでないときは、ステップ５Ａ１７に進み
、キー人力が設定方位の表示モードと、方位設定の表示
モードと２つのモードを交互に切り換え指定するＳ２キ
ーによるものであるか否かを判別する。Ｓ２キーによる
ものであるときは即ち、上記２つのモードの一方から他
方への切換えが指示されたときであり、ステップ５ＡＩ
８に進んで、レジスタＭの値が方位表示■モードである
ことを示す「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５Ａ１９に進んで、
レジスタＦの値が設定方位の表示モードであることを示
す「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ＳＡ２０に進み、他
方のモードである、方位設定の表示モードにするために
、レジスタＥに「０」を記憶して方位測定モードを解除
し、次のステップＳＡ２１でレジスタＦに「１」を記憶
して方位設定のモードにした後、ステップＳＡ９に進む
。

上記ステップ５Ａ１９で、レジスタＦの値が「０」でな
いときは、即ち方位設定の表示モードであることを示す
「１」であるときは、ステップ５Ａ２２に進んで、他方
のモードである設定方位の表示モードにするためにレジ
スタＥに「１」を記憶して方位測定モードにし、次のス
テップ５Ａ２３でレジスタＦに「０」を記憶して、方位
設定の表示モードを解除した後、ステップＳＡ９に進む
。

上記のステップ５Ａ１Ｂにおいて、レジスタＭの値が「
２」でないときは、Ｓ２キーの操作は無効とされ直ちに
ステップＳＡ９に進んで前回までの表示処理を行う。ま
た、上記ステップ５Ａ１７において、Ｓ２キーからの入
力でないときは、ステップ５Ａ２４に進み、Ｓ３キー、
３４キーによる各種設定数値の修正処理、または時計処
理等のためのキー人力に対応する処理を行った後、ステ
ップＳＡ９に進んでそれらに対応する表示処理を行う。

尚、上記実施例では電子腕時計に適用した例について述
べたが、専用器であってもよく、また電子手帳やスケジ
ューラ等の小型機器、或いは自動車、自転車等の乗物等
にも組込むことが出来、種々の応用が考えられる。また
、方位や方向を指示する手段を光学的な指針表示にして
いるが、ステップモータを用いて指針を移動させるよう
にして、その指針によって指示することも出来る。また
、本実施例では、磁気センサをホール素子としているが
、磁気抵抗素子や、フラックス・センサ等を用いること
もできる。また、方位の表示を方位角を示す度数表示と
したが、ＮやＮｏｒｔｈ等アルファベット又は漢字等で
表示してもよく、種々な方法で表示することが出来る。

〔発明の効果〕

本発明によると、知りたい方向の方位を即座に知ること
が出来、また知りたい方位の方向を即座に知ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の外観図、第２図は、本実
施例の内部回路を示すブロック図、 第３図は、ＲＡＭ１５の主要な内部構成図、第４図は、
プログラムの全体の流れを示すフローチャート、 第５図は、表示処理の詳細を示すフローチャート、 第６図は、動作モードの説明図、 第７図乃至第１０図は、液晶表示部２の表示状態の例を
示す図、 第１１図及び第１２図は、従来の磁力式の方位計を示す
図である。 １・・・腕時計本体、 ２・・・液晶表示部、 ３・・・ベゼル、 ４・・・文字板、 ５・・・指針アナログ表示体、 ６・・・ドツトマトリクス表示部、 ７・・・バンド、 ８・・・方向表示矢印、 １０・・・制御部、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）地磁気の方位を検出する検出手段と、 該検出手段を収納するケースの特定部位により指示され
   る任意方向の方位を、該検出手段により検出された地磁
   気の方位に基づいて演算する演算手段と、 該演算手段により得られた方位を文字表示する文字表示
   手段とを有することを特徴とする方位計。 ２）地磁気の方位を検出する検出手段と、 任意の方位を設定する設定手段と、 該設定手段により設定された方位データと、前記検出手
   段により検出された地磁気の方位とに基づいて、前記設
   定された方位の方向を表示する方位表示手段とを有する
   ことを特徴とする方位計。