KR101013288B1

KR101013288B1 - 지자기 센서의 자기 오프셋 측정 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101013288B1
Application number: KR1020070075153A
Authority: KR
Inventors: 히데끼 사또; 사또시 니하시
Original assignee: 야마하 가부시키가이샤
Priority date: 2004-06-11
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2011-02-09
Also published as: US20050283988A1; KR20070079345A; TW200610940A; KR20080076892A; TWI262294B; KR20080076893A; EP1605232A3; KR20060046414A; US7210236B2; EP1605232A2

Abstract

저장부를 구비한 휴대 정보 단말 장치에 장착된 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 방법이 개시된다. 이러한 지자기 센서는 지가기장에 대한 자기 감도를 가지며, 자화에 영향을 받아서 자기 오프셋을 야기한다. 이러한 방법에 있어서, 지자기 센서의 출력이 측정되어 지자기 센서의 출력으로부터 지자기장의 측정 데이터를 연속 제공한다. 이러한 측정 데이터는 저장부에 저장된다. 측정 데이터는 저장부에 저장된 측정 데이터의 수가 소정의 수에 도달하는 때에 저장부로부터 판독되며, 저장부로부터 판독된 측정 데이터의 소정 수에 기초하여 자기 오프셋의 오프셋 값이 추정된다.

지자기 센서, 자기 오프셋, 휴대 정보 단말 장치

Description

지자기 센서의 자기 오프셋 측정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING MAGNETIC OFFSET OF GEOMAGNETIC SENSOR}

본 발명은 휴대 정보 단말 장치에 장착된 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래의 지자기 센서의 경우, 휴대 전화(휴대 정보 단말) 내부에 장착할 때, 함께 장착된 스피커, 자화된 전자 컴포넌트들의 금속 패키지 등으로부터 누설되는 자장의 존재로 인해, 지자기 센서는 심지어 이들에 의해 발생하는 잡음 자장도 검출하게 된다. 결과적으로, 내부에 장착된 지자기 센서에 의해 지자기를 검출하는 휴대 전화에서는, 휴대 전화 내부에 존재하는 자장에 기초하여 계산되는 방위각이 올바른 방위각을 나타내지 못한다.

예컨대, 서로 직교하는 두 축을 따르는 감도 방향(X축 및 Y축 방향)을 가지며, 각각의 방향에서 서로 동일한 감도를 갖는 지자기 센서가 장착된 휴대 전화에서, 지자기의 벡터와 X축 사이에 형성되는 각도가 θ로 주어지면, X축 방향에서의 지자기 센서의 검출 값(Vx)과 Y축 방향에서의 지자기 센서의 검출 값(Vy)은, 휴대 전화 내부에 존재하는 잡음 자장으로 인하여, X축 및 Y축 방향에서의 자화량에 각 각 대응하는 오프셋 m 및 n이 (식 1) 및 (식 2)에 의해 각각 표현되는 바와 같이 더해지는 상태에서의 출력으로서 얻어진다.

즉, 소정의 고정 장소에 배치된 자화되지 않은 지자기 센서가 지자기의 변화가 없는 상태에서 회전할 때, 즉 일정한 외부 자장이 인가될 때, 지자기 센서의 검출 값들은 중심 좌표 (0, 0)을 갖는 진정한 원을 그린다. 이하, 지자기 센서의 검출 값들에 의해 그려지는 원은 컴퍼스 원으로 지칭된다. 반면, 자화된 지자기 센서가 회전할 때에는, 지자기 센서의 검출 값들은 도 21에 도시된 바와 같이 중심 좌표 (m, n)을 갖는 진정한 원을 그린다. 컴퍼스 원의 중심 좌표를 도출함으로써 지자기 센서 상에서 자화된 자화량을 등가적으로 도출하며, 지자기 센서의 검출 값들로부터 중심 좌표 값들(보정 값들)을 감산하는 계산에 의해 검출 값들을 보정하여 정확한 방위각을 도출하는 방법이 이용된다.

구체적으로는, 중심 좌표 값들의 오프셋이 먼저 도출된다. 예컨대, 지자기 센서가 수평을 유지하면서 감도 방향들을 포함하는 평면에서 회전함으로써 모든 방향에 관하여 X축 및 Y축 방향에서의 지자기 센서의 검출 값들을 도출하고, 이 검출 값들의 최대값 및 최소값이 각각 Xmax, Ymax, Xmin 및 Ymin으로 주어질 때, 오프셋 중심 좌표 (m, n)는 다음 식으로 도출된다.

이와 달리, 지자기 센서가 소정의 위치(A)로 이동할 때 얻어지는 검출 값들(X1, Y1)과, 지자기 센서가 수평을 유지하면서 위치(A)에서 180도 반대 방향에 위치한 위치(D)로 이동할 때 얻어지는 출력 값들(X2, Y2)에 관하여, 중심 좌표 (m, n)은 그 평균값으로서 다음 식으로 도출된다.

이어서, 계산에 의해 오프셋 중심 좌표 값을 감산하여 보정을 행한다. 이렇게 도출되는 중심 좌표 (m, n), X축 방향에서의 지자기 센서의 검출값(Vx) 및 Y축 방향에서의 지자기 센서의 검출값(Vy)에 기초하여, 다음 식에 의해 방위각(θ)이 도출된다.

그러나, 전술한 종래의 지자기 센서 보정 방법에서는, 지자기 센서의 자화 상태가 항상 변하므로, 사용자는 지자기 센서가 자화된 것으로 간주될 때마다 지자기 센서의 검출값의 최대값 및 최소값을 도출하기 위하여 휴대 전화를 한 번 이상 회전시켜야 한다. 특히, 휴대 전화를 수평으로 유지하면서 한 번 이상 회전시키는 것은 어려워서, 휴대 전화를 가끔 떨어뜨릴 가능성이 있으며, 휴대 전화를 떨어뜨 리는 일이 발생하지 않더라도, 얻은 데이터에 편차가 발생하여 오프셋이 정확하게 도출될 수 없는 문제점이 있다. 따라서, 전술한 종래의 지자기 센서 보정 방법은 휴대 장치에 적합하지 않은 문제점도 있다.

이를 고려하여, 일본 공개특허공보 평6-174472호 문헌은, 예를 들어, 자장 판정 수단이 자기 센서에 의해 검출되는 자장의 세기가 소정의 범위 밖인지를 판정하고, 범위 밖일 때 자기 센서가 자화된 것으로 판정하며, 측정 중인 자기 센서에 바이어스 자장을 인가하는 코일을 이용하여 자기 센서에 교대 감쇠 자장을 인가함으로써 자화된 자기 센서의 자성을 없애는 전자 방위각 파인더를 설명하고 있다. 그러나, 이 문헌에 따른 기술이 전자 방위각 파인더 내부에서 지자기의 방향에 관계없이 전자 방위각 파인더의 방향에 대하여 일정한 방향으로 자장을 발생시키는 것, 예컨대 영구 자석에 의해 생성되는 자장을 없앨 수 있지만, 이 기술은 전자 방위각 파인더가 지자기 내에서 움직일 때, 비교적 쉽게 자화되거나 자성이 제거될 수 있는 강자성체인 소프트 자성체, 예컨대 전자 컴포넌트의 리드에 의해 발생하는 유도 자장을 없애지는 못한다. 따라서, 전술한 문제가 해결되지 못한다.

한편, 일본 공개특허공보 평6-249663호 문헌은 지자기 센서로부터 연산 수단으로 입력되는 신호가 소정의 판정 구간에서 벗어나는지를 판정함으로써 회전 없이도 지자기 센서의 자화량이 크다는 것을 인식하고 그에 대한 경고를 제공하는 방위각 검출 장치를 설명하고 있다. 그러나, 이 문헌에 따른 기술은 자기 센서의 자화량이 크다는 것을 검출하여 경고를 제공하지만, 출력의 보정에 대한 특정 기술을 개시하고 있지 않으며, 따라서 전술한 문제를 해결하지 못한다.

또 한편, 일본 공개특허공보 평7-151842호 문헌은 미리 소정의 균일 자장에 대한 자기 센서의 검출값을 전술한 소프트 자성체가 근처에 존재하지 않는 상태에서 소정의 값으로 조정한 후, 상기 소프트 자성체가 근처에 존재하는 상태에서 자기 감지 축의 방향으로부터의 자장이 존재할 때 얻어지는 검출값으로부터 보정 계수를 도출하고, 보정 계수에 기초하여 소정의 계산식을 이용하여 소프트 자성체 주위에 발생하는 유도 자장을 제거함으로써 상기 유도 자장에 의해 발생하는 출력을 보정하는 자기 검출 방법을 설명하고 있다. 그러나, 이 문헌에 따른 기술은 어떤 상황이 보정을 요구하는지 또는 보정이 어느 타이밍에 수행되어야 하는지에 대한 특정 기술을 개시하고 있지 않으며, 따라서 전술한 문제를 해결하지 못한다.

또 한편, 일본 공개특허공보 제2002-48551호 문헌은 지자기보다 강한 자장을 생성할 수 있는 자장 발생 장치를 이용하여 소정의 시퀀스에 따라 자장의 세기를 변경하면서 조정용 자장을 생성하고 소정의 시퀀스에 따라 자기 센서의 데이터를 얻는 시퀀스를 이용하여 조정 데이터를 얻어 조정을 수행하는 전자 방위각 파인더의 조정 방법을 설명하고 있다. 그러나, 이 문헌에 따른 기술은 전자 방위각 파인더와 별도로 외부 자장을 인가하는 자장 발생 장치를 필요로 하는 문제점이 있다.

그외, 일본 공개특허공보 제2004-12416호 문헌은 휴대 단말기에 장착된 자기 센서의 보정 방법을 설명하고 있다. 이 기술에서, 휴대 단말기는 소정의 각도 단위로 회전하며, 각각의 각도에서 자기 센서에 의해 측정되는 데이터에 기초하여 오프셋을 추정함으로써 회전 속도에 의존하지 않고 보정을 수행한다. 그러나, 특허 문헌 5에 설명된 방법에서도, 사용자는 자기 센서가 장착된 휴대 장치를 의식적으 로 회전시켜 보정을 행하여야 한다. 따라서, 종래에 비해서는 개선되었지만, 사용자가 보정 동작을 수행해야 하므로, 여전히 사용자에게는 성가시다. 또한, 사용자가 보정을 게을리하거나 잊는 경우, 지자기 센서는 최적 상태로 동작하지 못한다.

따라서, 본 발명은 전술한 상황을 고려하여 이루어졌으며, 예를 들어, 단지 수평면 상에서 지자기 센서를 스윙함으로써 자화에 의해 발생하는 오프셋을 보정하는 지자기 센서 보정 방법, 및 지자기 센서의 보정을 행하는 방위각 데이터 처리 장치를 이용하여 지자기 센서의 오프셋의 보정 동작을 단순화할 수 있는 휴대 정보 단말기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한 전술한 문제점들을 고려하여 이루어졌으며, 사용자에게 부담을 주지 않고 접이식 휴대 전자 장치에 장착된 자기 센서 형태의 방위각 검출 소자의 보정을 용이하게 행할 수 있는 방위각 검출 기능을 구비하는 휴대 전자 장치, 및 그 보정 방법을 제공한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다음 수단을 제안한다.

본 발명의 제1 양태에서, 휴대 정보 단말 장치에 장착된 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 방법이 제공되는데, 지자기 센서는 좌표계의 복수의 축에서 지자기장에 대한 자기 감도를 가지며, 자화에 의해 영향을 받아 자기 오프셋을 유발한다. 본 발명의 방법은 지자기 센서의 출력을 측정하고 지자기장의 복수의 측정 데이터를 취득하는 데이터 측정 단계-각각의 측정 데이터는 상기 좌표계에 데이터 포인트로 표현됨-; 상기 지자기장의 복수의 측정 데이터로부터 상기 지자기 센서의 자기 오프셋의 오프셋 값을 추정하는 오프셋 추정 단계-상기 오프셋 값은 상기 좌표계에 오프셋 포인트로 표현됨-; 상기 오프셋 값에 대응하는 오프셋 포인트와, 상기 오프셋 값의 추정에 사용되는 상기 복수의 측정 데이터에 대응하는 복수의 데이터 포인트 사이의 거리들을 계산하고, 또한 상기 계산된 상기 오프셋 포인트와 상기 복수의 데이터 포인트 사이의 거리들의 평균값을 계산하는 평균값 계산 단계; 상기 계산된 거리들의 상기 계산된 상기 거리들의 평균값에 대한 표준 편차를 계산하는 표준 편차 계산 단계; 및 상기 계산된 표준 편차에 기초하여 상기 추정된 오프셋 값의 유효성을 판정하는 유효성 판정 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 휴대 정보 단말 장치는 제1 저장부 및 제2 저장부를 구비하며, 상기 데이터 측정 단계는 상기 지자기 센서로부터 상기 측정 데이터를 연속으로 취득한다. 본 발명의 방법은 상기 데이터 측정 단계에서 연속 취득한 측정 데이터를 상기 제1 저장부에 저장하여, 상기 오프셋 추정 단계에서 상기 제1 저장부로부터 상기 복수의 측정 데이터를 판독하고, 상기 제1 저장부로부터 판독한 상기 복수의 측정 데이터로부터 상기 자기 오프셋의 오프셋 값을 추정하도록 하는 단계, 및 상기 추정된 오프셋 값의 유효성이 상기 유효성 판정 단계에서 확인될 때 상기 추정 오프셋 데이터를 상기 제2 저장부에 저장하는 오프셋 저장 단계를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 휴대 정보 단말 장치는 상기 측정 데이터를 저장하기 위 한 제1 저장부, 및 상기 오프셋 값을 저장하기 위한 제2 저장부를 구비하며, 상기 데이터 측정 단계는 이전 측정 데이터 및 현재 측정 데이터를 포함하는 측정 데이터를 연속 취득한다. 본 발명의 방법은 현재 측정 데이터에 대응하는 현재 데이터 포인트와, 상기 제1 저장부에 저장되어 있는 이전 측정 데이터에 대응하는 이전 데이터 포인트 사이의 거리를 계산하는 거리 계산 단계; 상기 계산된 현재 데이터 포인트와 이전 데이터 포인트 사이의 거리가 소정의 거리보다 큰지를 판정하는 판정 단계; 상기 계산된 거리가 상기 소정의 거리보다 큰 것으로 판정된 때 상기 현재 측정 데이터를 상기 제1 저장부에 저장하는 데이터 저장 단계-상기 거리 측정 단계, 상기 판정 단계 및 상기 데이터 저장 단계의 루틴을 반복하여 상기 측정 데이터를 상기 제1 저장부에 축적함으로써, 상기 오프셋 추정 단계에서 상기 제1 저장부에 저장된 측정 데이터의 수가 소정 수에 도달할 때 상기 제1 저장부로부터 상기 복수의 측정 데이터를 판독하고, 상기 제1 저장부로부터 판독된 상기 복수의 측정 데이터로부터 상기 자기 오프셋의 오프셋 값을 추정함-; 및 상기 추정된 오프셋 값의 유효성이 상기 유효성 판정 단계에서 확인된 때 상기 추정된 오프셋 데이터를 상기 제2 저장부에 저장하는 오프셋 저장 단계를 더 포함한다.

바람직하게는, 본 발명의 방법은 상기 추정된 오프셋 값이 상기 유효성 판정 단계에서 유효하지 않은 것으로 판정된 때 사용자에게 통지하는 통지 단계를 더 포함한다.

바람직하게는, 본 발명의 방법은 상기 오프셋 값의 추정에 각각 이용되고 상기 좌표계의 한 세트의 축들에 대응하는 한 세트의 좌표 성분들로 표현되는 상기 복수의 측정 데이터를 서로 비교하되, 각각의 축에 대한 좌표 성분들의 최대값과 최소값 사이의 차를 얻기 위해 각각의 축에 대한 상기 측정 데이터의 좌표 성분들에 관하여 비교를 행하는 비교 단계를 더 포함하고, 상기 유효성 판정 단계에서 상기 계산된 표준 편차에 더하여 상기 각각의 축에 대해 얻어진 상기 좌표 성분들의 최대값과 최소값 사이의 차에 기초하여 상기 추정된 오프셋 값의 유효성을 판정한다.

바람직하게는, 본 발명의 방법에서, 상기 데이터 측정 단계는 거대 자기 저항 소자, 터널링 자기 저항 소자, 자기 저항 소자, 홀 소자, 자기 임피던스 소자 및 자속 게이트 센서로 이루어진 그룹으로부터 선택된 지자기 센서의 출력을 측정한다.

바람직하게는, 상기 데이터 측정 단계는 2차원 좌표계의 두 축 또는 3차원 좌표계의 세 축에서 자기 감도를 갖는 지자기 센서의 출력을 측정함으로써, 각각의 측정 데이터가 2차원 좌표계 또는 3차원 좌표계 내의 데이터 포인트로 표현되도록 한다.

저장부를 구비한 휴대 정보 단말 장치에 장착된 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 다른 방법이 제공되는데, 지자기 센서는 좌표계의 복수의 축에서 지자기장에 대한 자기 감도를 가지며, 자화에 의해 영향을 받아 자기 오프셋을 유발한다. 본 발명의 방법은 상기 지자기 센서의 출력을 측정하고, 이전 측정 데이터 및 현재 측정 데이터를 포함하는 지자기장의 복수의 측정 데이터를 연속 제공하는 데이터 측정 단계-각각의 측정 데이터는 좌표계에서 데이터 포인트로 표현됨-; 상기 현재 측정 데이터에 대응하는 현재 데이터 포인트와, 상기 저장부에 저장되어 있는 상기 이전 측정 데이터에 대응하는 이전 데이터 포인트 사이의 거리를 계산하고, 상기 계산된 상기 현재 데이터 포인트와 상기 이전 데이터 포인트 사이의 거리가 소정의 거리보다 큰지를 판정하는 거리 판정 단계; 상기 계산된 거리가 상기 소정의 거리보다 큰 것으로 판정된 때 상기 저장부에 상기 현재 측정 데이터를 저장하여, 상기 저장부에 상기 측정 데이터를 축적하는 데이터 저장 단계; 및 상기 저장부로부터 복수의 측정 데이터를 판독하고, 상기 저장부로부터 판독한 상기 복수의 측정 데이터로부터 상기 자기 오프셋의 오프셋 값을 추정하는 오프셋 추정 단계를 포함한다.

저장부와 경사 센서를 구비한 휴대 정보 단말 장치에 장착된 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 또 다른 방법이 제공되는데, 지자기 센서는 2차원 좌표계의 두 축에서 지자기장에 대한 자기 감도를 가지며, 자화에 의해 영향을 받아 자기 오프셋을 유발하며, 경사 센서는 휴대 정보 단말 장치의 경사각을 감지한다. 본 발명의 방법은 상기 지자기 센서의 출력을 측정하고, 선행 측정 데이터 및 후속 측정 데이터를 포함하는 지자기장의 복수의 측정 데이터를 연속 제공하는 데이터 측정 단계; 상기 경사 센서의 출력을 측정하고, 상기 휴대 정보 단말 장치의 경사각을 나타내고 상기 선행 측정 데이터와 동시에 측정된 선행 각도 데이터 및 상기 후속 측정 데이터와 동시에 측정된 후속 각도 데이터를 포함하는 복수의 각도 데이터를 연속 제공하는 경사 측정 단계; 상기 후속 각도 데이터로 표현된 상기 휴대 정보 단말 장치의 경사각과 상기 선행 각도 데이터로 표현된 상기 휴대 정보 단말 장 치의 다른 경사각 사이의 차가 소정의 차보다 클 때 상기 저장부에 상기 후속 측정 데이터를 저장하는 데이터 저장 단계-상기 데이터 측정 단계, 상기 경사 측정 단계 및 상기 데이터 저장 단계의 루틴을 반복하여 상기 저장부에 상기 측정 데이터를 축적함-; 및 상기 저장부로부터 복수의 축적된 측정 데이터를 판독하고, 상기 저장부로부터 판독한 상기 복수의 축적된 측정 데이터로부터 상기 자기 오프셋의 오프셋 값을 추정하는 오프셋 추정 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 오프셋 추정 단계는 상기 저장부로부터 상기 복수의 축적된 측정 데이터를 판독하여, 상기 저장부에 축적된 측정 데이터의 수가 소정 수에 도달할 때 상기 오프셋 값을 추정한다. 본 발명의 방법은 상기 추정된 오프셋 값에 따라 2차원 좌표계에서 정의되는 오프셋 포인트와, 상기 오프셋 값의 추정에 사용되는 상기 복수의 측정 데이터에 따라 2차원 좌표계에서 정의되는 복수의 데이터 포인트 사이의 거리를 계산하고, 또한 상기 계산된 상기 오프셋 포인트와 상기 복수의 데이터 포인트 사이의 거리들의 평균값을 계산하는 평균값 계산 단계; 상기 계산된 거리들의 상기 계산된 상기 거리들의 평균값에 대한 표준 편차를 계산하는 표준 편차 계산 단계; 상기 계산된 표준 편차에 기초하여 상기 추정된 오프셋 값의 유효성을 판정하는 유효성 판정 단계; 및 상기 추정된 오프셋 값의 유효성이 상기 유효성 판정 단계에서 확인된 때 상기 추정된 오프셋 데이터를 저장하는 오프셋 저장 단계를 더 포함한다.

저장부를 구비한 휴대 정보 단말 장치에 장착된 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 또 다른 방법이 제공되는데, 지자기 센서는 지자기장에 대한 자기 감 도를 가지며, 자화에 의해 영향을 받아 자기 오프셋을 유발한다. 본 발명의 방법은 상기 지자기 센서의 출력을 측정하고, 상기 지자기 센서의 출력으로부터 지자기장의 측정 데이터를 연속 제공하는 데이터 측정 단계; 상기 측정 데이터를 상기 저장부에 저장하는 데이터 저장 단계; 및 상기 저장부에 저장된 상기 측정 데이터의 수가 소정 수에 도달할 때 상기 저장부로부터 상기 측정 데이터를 판독하고, 상기 저장부로부터 판독한 상기 측정 데이터의 상기 소정 수에 기초하여 상기 자기 오프셋의 오프셋 값을 추정하는 오프셋 추정 단계를 포함한다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 상기 오프셋 추정 단계에서 추정되는 상기 오프셋 값의 유효성은 유효성 판정 단계에서 판정된다. 따라서, 적절한 오프셋 값을 일정하게 얻을 수 있다. 컴퍼스 원 상의 임의의 측정 포인트들(검출값들) 사이의 거리가 "거리"로서 정의됨에 유의한다. 본 발명에 따르면, 오프셋 추정 단계에서 추정되는 오프셋 값의 유효성은 유효성 판정 단계에서 판정되고, 유효성이 확인된 때, 제1 저장부 수단에 저장된 오프셋 값이 갱신된다. 따라서, 제1 저장부 수단에 적절한 오프셋 값을 일정하게 저장할 수 있다. 본 발명에 따르면, 측정 데이터는 현재 측정 포인트가 지자기 센서의 측정 데이터에 의해 형성되는 컴퍼스 원의 근처에서 하나의 이전 측정 포인트로부터 소정의 값 이상으로 이격된 위치에 있을 때만 입력된다. 따라서, 휴대 정보 단말을 스윙하는 속도가 일정하지 않은 경우에도, 측정 데이터의 분배를 균등하게 할 수 있다. 본 발명에 따르면, 측정 데이터는 현재의 측정 포인트에서의 지자기 센서의 검출 출력 또는 경사 센서의 검출 출력이 하나의 이전 측정 포인트에서의 그것에 비해 소정량 만큼 변경된 때에만 입력된다. 따라서, 지자기가 수직으로 접지를 향하는 경우 외에 시간이 아무리 오래 지난 경우에도 측정 데이터가 입력되지 않는 문제를 방지할 수 있다. 본 발명에 따르면, 오프셋 값이 유효하지 않을 때, 사용자는 그 결과에 대해 통지받는다. 따라서, 사용자는 오프셋 값의 추정이 완료되지 않았음을 인식할 수 있다. 본 발명에 따르면, 오프셋 값이 유효하지 않을 때에는, 사용자가 오프셋의 보정을 원하는지를 확인한 후에 오프셋의 보정이 다시 수행된다. 따라서, 오프셋의 보정은 오프셋 값이 유효하게 될 때까지 이루어질 수 있으며, 사용자의 편의에 따라 선택될 수 있다. 본 발명에 따르면, 2축의 자기 감지 방향을 가진 지자기 센서가 장착된 휴대 정보 단말기에서, 지자기 센서의 자화에 의해 발생하는 출력의 오프셋으로 인한 측정 데이터에 대한 영향을 쉽게 보정할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 양태에서는, 휴대 정보 단말기에 장착된 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 장치가 제공되는데, 지자기 센서는 좌표계의 복수의 축에서 지자기장에 대한 자기 감도를 가지며, 자화에 의해 영향을 받아 자기 오프셋을 발생시킨다. 본 발명의 장치는 지자기 센서의 출력을 측정하고 지자기장의 복수의 측정 데이터를 취득하는 데이터 측정부-각각의 측정 데이터는 상기 좌표계에 데이터 포인트로 표현됨-; 상기 지자기장의 복수의 측정 데이터로부터 상기 지자기 센서의 자기 오프셋의 오프셋 값을 추정하는 오프셋 추정부-상기 오프셋 값은 상기 좌표계에 오프셋 포인트로 표현됨-; 상기 오프셋 값에 대응하는 오프셋 포인트와, 상기 오프셋 값의 추정에 사용되는 상기 복수의 측정 데이터에 대응하는 복수의 데이터 포인트 사이의 거리들을 계산하고, 또한 상기 계산된 상기 오프셋 포인트와 상기 복수의 데이터 포인트 사이의 거리들의 평균값을 계산하는 평균값 계산부; 상기 계산된 거리들의 상기 계산된 상기 거리들의 평균값에 대한 표준 편차를 계산하는 표준 편차 계산부; 및 상기 계산된 표준 편차에 기초하여 상기 추정된 오프셋 값의 유효성을 판정하는 유효성 판정부를 포함한다.

휴대 정보 단말기에 장착된 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 다른 장치가 제공되는데, 지자기 센서는 좌표계의 복수의 축에서 지자기장에 대한 자기 감도를 가지며, 자화에 의해 영향을 받아 자기 오프셋을 유발한다. 본 발명의 장치는 상기 지자기 센서의 출력을 측정하고, 이전 측정 데이터 및 현재 측정 데이터를 포함하는 지자기장의 복수의 측정 데이터를 연속 제공하는 데이터 측정부-각각의 측정 데이터는 좌표계에서 데이터 포인트로 표현됨-; 상기 현재 측정 데이터에 대응하는 현재 데이터 포인트와, 저장부에 저장되어 있는 상기 이전 측정 데이터에 대응하는 이전 데이터 포인트 사이의 거리를 계산하고, 상기 계산된 상기 현재 데이터 포인트와 상기 이전 데이터 포인트 사이의 거리가 소정의 거리보다 큰지를 판정하는 거리 판정부; 상기 계산된 거리가 상기 소정의 거리보다 큰 것으로 판정된 때 상기 현재 측정 데이터를 저장하여, 상기 측정 데이터를 축적하는 데이터 저장부; 및 상기 데이터 저장부로부터 복수의 측정 데이터를 판독하고, 상기 데이터 저장부로부터 판독한 상기 복수의 측정 데이터로부터 상기 자기 오프셋의 오프셋 값을 추정하는 오프셋 추정부를 포함한다.

경사 센서를 구비한 휴대 정보 단말기에 장착된 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 또 다른 장치가 제공되는데, 지자기 센서는 2차원 좌표계의 두 축에서 지자기장에 대한 자기 감도를 가지며, 자화에 의해 영향을 받아 자기 오프셋을 유발하며, 경사 센서는 휴대 정보 단말기의 경사각을 감지한다. 본 발명의 장치는 지자기 센서의 출력을 측정하고, 선행 측정 데이터 및 후속 측정 데이터를 포함하는 지자기장의 복수의 측정 데이터를 연속 제공하는 데이터 측정부; 경사 센서의 출력을 측정하고, 휴대 정보 단말 장치의 경사각을 나타내고 상기 선행 측정 데이터와 동시에 측정된 선행 각도 데이터 및 상기 후속 측정 데이터와 동시에 측정된 후속 각도 데이터를 포함하는 복수의 각도 데이터를 연속 제공하는 경사 측정부; 상기 후속 각도 데이터로 표현된 상기 휴대 정보 단말 장치의 경사각과 상기 선행 각도 데이터로 표현된 상기 휴대 정보 단말 장치의 다른 경사각 사이의 차가 소정의 차보다 클 때 상기 저장부에 상기 후속 측정 데이터를 저장하고, 상기 데이터 측정부 및 상기 경사 측정부를 반복 동작시켜 상기 측정 데이터를 축적하는 데이터 저장부; 및 상기 데이터 저장부로부터 복수의 축적된 측정 데이터를 판독하고, 상기 데이터 저장부로부터 판독한 상기 복수의 축적된 측정 데이터로부터 상기 자기 오프셋의 오프셋 값을 추정하는 오프셋 추정부를 포함한다.

휴대 정보 단말기에 장착된 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 또 다른 장치가 제공되는데, 지자기 센서는 지자기장에 대한 자기 감소를 가지며, 자화에 의해 영향을 받아 자기 오프셋을 유발한다. 본 발명의 장치는 지자기 센서의 출력을 측정하고, 상기 지자기 센서의 출력으로부터 지자기장의 측정 데이터를 연속 제공하는 데이터 측정부; 상기 측정 데이터를 저장하는 데이터 저장부; 및 상기 데이터 저장부에 저장된 측정 데이터의 수가 소정의 수에 도달할 때 상기 데이터 저장 부로부터 상기 측정 데이터를 판독하고, 상기 데이터 저장부로부터 판독한 상기 측정 데이터의 상기 소정 수에 기초하여 상기 자기 오프셋의 오프셋 값을 추정하는 오프셋 추정부를 포함한다.

더욱이, 본 발명의 제1 양태에서는, CPU 및 좌표계의 복수의 축에서 지자기장에 대한 자기 감도를 갖고 자화에 의해 영향을 받아 자기 오프셋을 유발하는 지자기 센서를 구비한 휴대 정보 단말 장치에서 사용되는 기계 판독 가능 매체가 제공된다. 본 발명의 매체는 휴대 정보 단말 장치가 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 방법을 수행하게 하기 위해 CPU에 의해 실행될 수 있는 프로그램 명령들을 포함하는데, 상기 방법은 지자기 센서의 출력을 측정하고 지자기장의 복수의 측정 데이터를 취득하는 데이터 측정 단계-각각의 측정 데이터는 상기 좌표계에 데이터 포인트로 표현됨-; 상기 지자기장의 복수의 측정 데이터로부터 상기 지자기 센서의 자기 오프셋의 오프셋 값을 추정하는 오프셋 추정 단계-상기 오프셋 값은 상기 좌표계에 오프셋 포인트로 표현됨-; 상기 오프셋 값에 대응하는 오프셋 포인트와, 상기 오프셋 값의 추정에 사용되는 상기 복수의 측정 데이터에 대응하는 복수의 데이터 포인트 사이의 거리들을 계산하고, 또한 상기 계산된 상기 오프셋 포인트와 상기 복수의 데이터 포인트 사이의 거리들의 평균값을 계산하는 평균값 계산 단계; 상기 계산된 거리들의 상기 계산된 상기 거리들의 평균값에 대한 표준 편차를 계산하는 표준 편차 계산 단계; 및 상기 계산된 표준 편차에 기초하여 상기 추정된 오프셋 값의 유효성을 판정하는 유효성 판정 단계를 포함한다.

CPU, 저장부 및 좌표계의 복수의 축에서 지자기장에 대한 자기 감도를 갖고 자화에 의해 영향을 받아 자기 오프셋을 유발하는 지자기 센서를 구비한 휴대 정보 단말 장치에서 사용되는 다른 기계 판독 가능 매체가 제공된다. 본 발명의 매체는 휴대 정보 단말 장치가 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 방법을 수행하게 하기 위해 CPU에 의해 실행될 수 있는 프로그램 명령들을 포함하는데, 상기 방법은 지자기 센서의 출력을 측정하고, 이전 측정 데이터 및 현재 측정 데이터를 포함하는 지자기장의 복수의 측정 데이터를 연속 제공하는 데이터 측정 단계-각각의 측정 데이터는 좌표계에서 데이터 포인트로 표현됨-; 상기 현재 측정 데이터에 대응하는 현재 데이터 포인트와, 상기 저장부에 저장되어 있는 상기 이전 측정 데이터에 대응하는 이전 데이터 포인트 사이의 거리를 계산하고, 상기 계산된 상기 현재 데이터 포인트와 상기 이전 데이터 포인트 사이의 거리가 소정의 거리보다 큰지를 판정하는 거리 판정 단계; 상기 계산된 거리가 상기 소정의 거리보다 큰 것으로 판정된 때 상기 저장부에 상기 현재 측정 데이터를 저장하여, 상기 저장부에 상기 측정 데이터를 축적하는 데이터 저장 단계; 및 상기 저장부로부터 복수의 측정 데이터를 판독하고, 상기 저장부로부터 판독한 상기 복수의 측정 데이터로부터 상기 자기 오프셋의 오프셋 값을 추정하는 오프셋 추정 단계를 포함한다.

CPU, 저장부, 2차원 좌표계의 두 축에서 지자기장에 대한 자기 감도를 갖고 자화에 의해 영향을 받아 자기 오프셋을 유발하는 지자기 센서, 및 휴대 정보 단말 장치의 경사각을 감지하는 경사 센서를 구비한 휴대 정보 단말 장치에서 사용되는 다른 기계 판독 가능 매체가 제공된다. 본 발명의 매체는 휴대 정보 단말 장치가 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 방법을 수행하게 하기 위해 CPU에 의해 실 행될 수 있는 프로그램 명령들을 포함하는데, 상기 방법은 상기 지자기 센서의 출력을 측정하고, 선행 측정 데이터 및 후속 측정 데이터를 포함하는 지자기장의 복수의 측정 데이터를 연속 제공하는 데이터 측정 단계; 상기 경사 센서의 출력을 측정하고, 상기 휴대 정보 단말 장치의 경사각을 나타내고 상기 선행 측정 데이터와 동시에 측정된 선행 각도 데이터 및 상기 후속 측정 데이터와 동시에 측정된 후속 각도 데이터를 포함하는 복수의 각도 데이터를 연속 제공하는 경사 측정 단계; 상기 후속 각도 데이터로 표현된 상기 휴대 정보 단말 장치의 경사각과 상기 선행 각도 데이터로 표현된 상기 휴대 정보 단말 장치의 다른 경사각 사이의 차가 소정의 차보다 클 때 상기 저장부에 상기 후속 측정 데이터를 저장하는 데이터 저장 단계-상기 데이터 측정 단계, 상기 경사 측정 단계 및 상기 데이터 저장 단계의 루틴을 반복하여 상기 저장부에 상기 측정 데이터를 축적함-; 및 상기 저장부로부터 복수의 축적된 측정 데이터를 판독하고, 상기 저장부로부터 판독한 상기 복수의 축적된 측정 데이터로부터 상기 자기 오프셋의 오프셋 값을 추정하는 오프셋 추정 단계를 포함한다.

CPU, 저장부 및 좌표계의 복수의 축에서 지자기장에 대한 자기 감도를 갖고 자화에 의해 영향을 받아 자기 오프셋을 유발하는 지자기 센서를 구비한 휴대 정보 단말 장치에서 사용되는 또 다른 기계 판독 가능 매체가 제공된다. 본 발명의 매체는 휴대 정보 단말 장치가 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 방법을 수행하게 하기 위해 CPU에 의해 실행될 수 있는 프로그램 명령들을 포함하는데, 상기 방법은 상기 지자기 센서의 출력을 측정하고, 상기 지자기 센서의 출력으로부터 지자 기장의 측정 데이터를 연속 제공하는 데이터 측정 단계; 상기 측정 데이터를 상기 저장부에 저장하는 데이터 저장 단계; 및 상기 저장부에 저장된 상기 측정 데이터의 수가 소정 수에 도달할 때 상기 저장부로부터 상기 측정 데이터를 판독하고, 상기 저장부로부터 판독한 상기 측정 데이터의 상기 소정 수에 기초하여 상기 자기 오프셋의 오프셋 값을 추정하는 오프셋 추정 단계를 포함한다.

본 발명의 제2 양태에서, 개폐 동작에 의해 조작되는 접이식 본체를 구비한 휴대 전자 장치로서, 오프셋을 갖는 지자기를 측정하고 지자기의 측정 데이터-상기 측정 데이터는 상기 오프셋으로 인한 에러를 포함할 수 있음-를 출력하는 지자기 센서를 구비하고, 상기 지자기 센서로부터의 측정 데이터에 기초하여 방위를 검출하는 방위 검출부; 상기 접이식 본체의 개방 동작 및 폐쇄 동작을 검출하는 개폐 검출부; 및 상기 개방 동작 또는 폐쇄 동작이 검출된 때, 상기 지자기 센서로부터 일련의 측정 데이터의 취득을 시작하기 위해 응답하여, 취득된 일련의 측정 데이터에 기초하여 상기 오프셋의 값을 추정하고, 상기 방위 검출 동안 상기 측정 데이터에 포함되어 있는 에러의 보정에 사용하기 위한 상기 오프셋의 추정 값을 설정하는 제어부를 포함하는 휴대 전자 장치가 제공된다.

바람직하게는, 상기 접이식 본체는 상기 개방 동작 및 폐쇄 동작에 의해 서로 열고 닫도록 결합된 한 쌍의 유닛들을 포함하고, 상기 개폐 검출부는 상기 개방 동작 및 폐쇄 동작을 검출하기 위해 상기 한 쌍의 유닛들의 개폐를 물리적으로 감지한다.

바람직하게는, 상기 한 쌍의 유닛들은 상기 개방 동작에서 일반적으로 정지 상태로 유지되는 정지 유닛과, 상기 개방 동작에 응답하여 상기 정지 유닛에 대해 이동하는 이동 가능 유닛을 포함하고, 상기 지자기 센서는 상기 이동 가능 유닛에 장착된다.

바람직하게는, 본 발명의 휴대 전자 장치는 상기 휴대 전자 장치의 동작들과 관련된 정보를 표시하고 상기 이동 가능 유닛에 장착된 표시 소자를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 접이식 본체는 상기 지자기 센서에서 오프셋을 유발할 수 있는 자기를 생성하는 자기 소스를 포함하고, 상기 지자기 센서는 상기 자기 소스의 자기 영향을 줄이는 방식으로 상기 접이식 본체 내에 상기 자기 소스로부터 멀리 배치된다.

바람직하게는, 본 발명의 휴대 전자 장치는 상기 오프셋의 추정 값의 유효성을 판정하는 유효성 판정부; 상기 유효성 판정부에 의해 상기 오프셋의 추정 값이 유효하지 않은 것으로 판정된 때, 사용자가 상기 개방 동작 또는 폐쇄 동작을 다시 수행하도록 촉구하기 위해 동작하는 통지부를 더 포함한다.

바람직하게는, 본 발명의 휴대 전자 장치는 상기 오프셋의 추정 값의 유효성을 판정하는 유효성 판정부; 및 상기 유효성 판정부에 의해 상기 오프셋의 추정 값이 유효하지 않은 것으로 판정된 때, 사용자가 상기 접이식 본체를 상이한 방향들로 배치하고 상기 개방 동작 및 폐쇄 동작을 더 수행하도록 촉구하기 위해 동작하는 통지부를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 접이식 본체는 상기 개방 동작 또는 폐쇄 동작시에 회전하는 부분을 가진 회전체 타입이다.

바람직하게는, 상기 지자기 센서는 서로 직교하는 세 축에서 지자기를 측정하며, 상기 회전체 타입의 접이식 본체는 상기 개방 동작 및 폐쇄 동작에 의해 서로 열고 닫도록 결합된 한 쌍의 정지 유닛 및 이동 가능 유닛을 포함하고, 상기 정지 유닛은 일반적으로 개방 동작시에 정지 상태로 유지되고, 상기 이동 가능 유닛은 상기 개방 동작에 응답하여 상기 세 축의 방향으로 이동하도록 회전한다.

좌표계 XYZ의 X, Y 및 Z 축에서 지자기에 대한 자기 감도를 갖고, 자화에 의해 영향을 받아 자기 오프셋을 유발하는 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하기 위한 다른 장치가 제공된다. 본 발명의 장치는 지자기 센서의 출력을 측정하고, 복수의 지자기 측정 데이터 (xi, yi, zi)(i=1,...,N)를 취득하는 데이터 측정부; 및 상기 복수의 지자기 측정 데이터 (xi, yi, zi)(i=1,...,N)로부터 상기 지자기 센서의 자기 오프셋의 오프셋 값 (X0, Y0, Z0)을 추정하는 오프셋 추정부를 포함하고, 상기 오프셋 값 (X0, Y0, Z0)은 다음의 연산 알고리즘 (1) 내지 (6)에 의해 추정된다.

(1) 상기 좌표계 XYZ에서 반경 R을 갖는 상기 지자기 센서의 컴퍼스 구를 가정하고, 상기 측정 데이터 (xi, yi, zi)(i=1,...,N)의 각각에 대한 식 (xi-X0)²+(yi-Y0)²+(zi-Z0)²=R² 을 만들고,

(2) 상기 식에 대한 제곱 에러 ε을 정의하고,

(3) 상기 제곱 에러ε을 다음과 같이 정리하고,

(4) 상기 제곱 에러 ε을 최소로 설정하기 위해 ε을 변수들 X0, YO, ZO 및 D에 대해 미분하고,

(5) 상기 미분 연산을 실행함으로써 다음의 연립 방정식을 얻고,

여기서, X0, Y0, Z0 및 D는 상기 연산을 간단히 하기 위해 ε의 독립 변수로서 취급되며, 상기 방정식에서 사용되는 연산자 [ ]는 다음을 나타낸다.

(6) 상기 연립 방정식을 풀어 상기 추정 오프셋 (XO, YO, ZO)을 도출한다.

또한, 본원 발명은 지자기 센서를 갖는 방위 데이터 연산 장치를 제공하고, 상기 장치는, 오프셋을 야기하는 지자기장과 다른 자기장의 혼합체일 수 있는 자기장을 측정하기 위해 지자기 센서로부터 신호를 입력함로써 자기장의 측정 데이터를 제공하는 데이터 취득부 -상기 측정 데이터는 소정의 좌표 시스템의 한 세트의 다른 축들에 대응하는 한 세트의 좌표 성분들로 표현됨-; 상기 지자기 센서로부터 입력된 신호로부터 연속적으로 측정된 복수의 측정 데이터에 기초하여 상기 오프셋의 오프셋 값을 계산하는 오프셋 계산부; 각 축에 대한 좌표 성분의 최대값과 최소값 간의 차를 구하기 위해 오프셋 값을 계산하기 위해 사용된 복수의 측정 데이터를 각 축의 좌표 성분에 관련하여 서로 비교하는 비교부; 각 축에 대해 구해진 차가 사전설정된 차보다 클 경우 계산된 오프셋 값을 유효한 것으로 판정하는 판정부; 현재 유효한 것으로 판정된 오프셋 값에 기초하여 이전의 오프셋 값을 갱신하는 갱신부; 및 갱신된 오프셋 값에 따라 측정 데이터를 보정하고 상기 보정된 측정 데이터에 따라 방위 데이터를 연산하는 보정부를 포함한다.

또한, 본 발명의 제2 양태에서, 지자기 센서와, 개폐 동작에 의해 조종되는 폴더형 바디를 갖는 휴대용 전자 장치에서 행해지는 방위 측정 방법을 제공한다. 상기 방법은 지자기 센서를 사용하여 소정의 오프셋을 갖는 지자기를 측정하고, 측정 데이터가 오프셋에 기인한 에러를 포함할 수도 있는 지자기의 측정 데이터를 출력하는 단계; 상기 지자기 센서로부터의 측정 데이터에 기초하여 방위 방향을 감지하는 단계; 폴더형 바디의 개폐 동작을 감지하고, 상기 폴더형 바디의 개폐 동작 중 하나가 감지되면 상기 지자기 센서로부터 일련의 측정 데이터를 취득하기 시작하는 단계; 상기 취득된 일련의 측정 데이터에 기초하여 오프셋 값을 추정하는 단 계; 및 상기 방위 방향을 감지하는 동안 상기 측정 데이터에 포함된 에러를 보정하는 데 사용할 오프셋의 추정값을 설정하는 단계를 포함한다.

XYZ 좌표 시스템의 X, Y 및 Z축에서의 지자기에 대해 자기 감도를 갖고, 자화로 인해 자기 오프셋을 야기시키는 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 지자기 센서의 출력을 측정하고 지자기의 복수의 측정 데이터 (xi, yi, zi)(i=1, … , N)를 취득하는 데이터 측정 단계; 및 상기 지자기의 복수의 측정 데이터 (xi, yi, zi)(i=1, … , N)로부터 지자기 센서의 자기 오프셋의 오프셋 값(X0, Y0, Z0)을 추정하는 오프셋 추정 단계를 포함하고, 상기 오프셋 값(X0, Y0, Z0)은

(1) XYZ 좌표 시스템에서 반경 R을 갖는 지자기 센서의 둘레 반경(compass sphere)를 가정하고, 측정 데이터 (xi, yi, zi)(i=1, … , N) 각각에 대한 방정식 (xi- X0)² + (yi-Y0)²+ (zi-Z0)² = R²을 구하는 단계,

(2) 상기 수학식에 대해 제곱근 에러를 정의하는 단계,

(3) 제곱근 에러를 다음과 같이 정리하는 단계,

(4) 제곱근 에러 e를 최소로 설정하기 위해 다음과 같이 e를 변수 X0, Y0, Z0 및 d로 미분하는 단계,

(5) 상기 미분 연산을 수행함으로써 다음 연립 방정식을 구하는 단계, 여기서 변수 X0, Y0, Z0 및 D는 연산을 간략화하기 위한 ε의 독립 변수로서 취급되고,

여기서, 상기 수학식에 사용된 연산자 [ ]는

을 나타낸다.

(6) 추정 오프셋(X0, Y0, Z0)를 도출해내기 위해 이들 연립 방정식의 해를 구하는 단계

를 포함한다.

본 발명은 다음의 단계를 포함하는 방위 데이터 연산 방법을 제공하고, 상기 방법은 오프셋을 야기하는 지자기장과 다른 자기장의 혼합체일 수 있는 자기장을 측정하기 위해 지자기 센서로부터 신호를 입력함으로써 자기장의 측정 데이터 를 제공하는 단계 -상기 측정 데이터는 소정의 좌표 시스템의 다른 축 세트에 대응하는 좌표 성분 세트로 표현됨-; 지자기 센서로부터 입력된 신호로부터 연속적으로 측정된 복수의 측정 데이터에 기초하여 상기 오프셋의 오프셋 값을 계산하는 단계; 각 축에 대한 좌표 성분의 최대값과 최소값 간의 차를 구하기 위해 오프셋 값을 계산하기 위해 사용된 복수의 측정 데이터를 각 축의 좌표 성분들과 관련하여 서로 비교하는 단계; 각 축에 대해 구해진 차가 사전설정된 차보다 클 경우 상기 계산된 오프셋 값을 유효한 것으로 판정하는 단계; 현재 유효한 것으로 판정된 오프셋 값에 기초하여 이전의 오프셋 값을 갱신하는 단계; 및 갱신된 오프셋 값에 따라 측정 데이터를 보정하고 상기 보정된 측정 데이터에 따라 방위 데이터를 연산하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 제2 양태에서, 방위 데이터 연산 프로세스를 행하도록 컴퓨터에 의해 실행가능한 방위 데이터 연산 프로그램을 제공한다. 상기 프로세스는 오프셋을 야기하는 지자기장과 다른 자기장의 혼합체일 수 있는 자기장을 측정하기 위해 지자기 센서로부터 신호를 취득하는 단계; 소정의 좌표 시스템의 다른 축 세트에 대응하는 좌표 성분 세트로 표현되는 자기장의 측정 데이터를 제공하는 단계; 지자기 센서로부터 입력된 신호로부터 연속적으로 측정된 복수의 측정 데이터에 기초한 오프셋의 오프셋 값을 계산하는 단계; 각 축에 대한 좌표 성분들의 최대값과 최소값 간의 차를 구하기 위해 각 축의 좌표 성분과 관련하여 서로의 오프셋 값을 계산하기 위해 사용된 복수의 측정 데이터를 비교하는 단계; 각 축에 대해 구해진 차가 사전설정된 차보다 클 경우 상기 계산된 오프셋 값을 유효한 것으로 판정하는 단계; 현재 유효한 것으로 판정된 오프셋 값에 기초하여 이전의 오프셋 값을 갱신하는 갱신부; 및 갱신된 오프셋 값에 따라 측정 데이터를 보정하고 상기 보정된 측정 데이터에 따라 방위 데이터를 계산하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제3 양태에서, 개폐 동작에 의해 조종되는 폴더형 바디를 갖고, 누설 자계를 발생하는 휴대용 전자 장치를 제공한다. 상기 장치는 오프셋을 갖는 지자기장을 측정하고 측정 데이터가 오프셋에 기인한 에러를 포함할 수도 있는 지자기장의 측정 데이터를 출력하는 지자기 센서를 갖고, 상기 지자기 센서로부터의 측정 데이터에 기초하여 방위 방향을 감지하는 방위 감지부; 지자기 센서로부터 복수의 측정 데이터를 취득하고, 상기 방위 방향을 감지하는 동안 상기 측정 데이터에 포함된 에러를 보정하는 데 사용하기 위해 상기 취득된 측정 데이터에 기초하여 오프셋 값을 추정하는 오프셋 추정부; 폴더형 바디의 열기 동작을 감지하는 동작 감지부; 및 폴더형 바디에서 발생된 누설 자계의 값을 계산하기 위해 상기 폴더형 바디의 열기 동작이 감지된 경우 동작하고, 상기 오프셋의 추정값으로부터 누설 자계의 계산값을 감산함으로써 상기 오프셋의 추정값으로부터 누설 자계의 영향을 제거하는 누설 자계 제거부를 포함한다.

바람직하게는, 폴더형 바디는 개폐 동작에 의해 서로 개폐하도록 결합된 한쌍의 유닛을 포함하고, 상기 동작 감지부는 상기 열기 동작을 감지하기 위해 유닛 쌍의 열기를 물리적으로 감지한다.

바람직하게는, 상기 누설 자계 제거부는 상기 폴더형 바디의 열기 동작이 지자기 센서로부터 일련의 측정 데이터를 취득하기 위해 감지되는 경우 동작하고, 취 득된 측정 데이터에 기초하여 누설 자계의 값을 연산한다.

바람직하게는 또한, 동작 감지부는 폴더형 바디의 닫기 동작을 감지하고, 상기 오프셋 추정부는 상기 닫기 동작이 지자기 센서로부터의 일련의 측정 데이터의 취득을 시작하기 위해 감지되는 경우 동작하고, 상기 취득된 일련의 측정 데이터에 기초하여 오프셋 값을 추정한다.

개폐 동작에 의해 조종되는 폴더형 바디를 갖는 휴대용 전자 장치에 구비되고, 누설 자계를 발생하는 자기 센서 디바이스를 제공한다. 자기 센서 디바이스는 오프셋을 갖는 지자계를 측정하고, 오프셋에 기인한 에러를 포함할 수도 있는 지자계의 측정 데이터를 출력하기 위한 지자기 센서를 갖고, 상기 지자기 센서로부터의 측정 데이터에 기초하여 방위 방향을 감지하는 방위 감지부; 지자기 센서로부터 복수의 측정 데이터를 취득하고, 방위 방향을 감지하는 동안 측정 데이터에 포함된 에러 보정에 사용하기 위해 상기 취득한 측정 데이터에 기초하여 오프셋 값을 추정하는 오프셋 추정부; 및 상기 폴더형 바디에서 발생된 누설 자계의 값을 계산하기 위한 폴더형 바디의 열기 동작에 응답하고 상기 오프셋의 추정값으로부터 누설 자계의 계산된 값을 감산함으로써 상기 오프셋의 추정값으로부터 누설 자계의 영향을 제거하는 누설 자계 제거부를 포함한다.

또한, 본 발명의 제3 양태에서, 개폐 동작에 의해 조종되는 폴더형 바디를 갖고, 누설 자계를 발생하는 휴대용 전자 장치에서 수행되는 방위 감지 방법을 제공한다. 상기 방법은 오프셋을 갖는 지자기장을 측정하고 측정 데이터가 오프셋에 기인한 에러를 포함할수도 있는 지자기장의 측정 데이터를 출력하는 지자기 센서를 사용하는 단계; 상기 지자기 센서로부터의 측정 데이터에 기초하여 방위 방향을 감지하는 단계; 지자기 센서로부터 복수의 측정 데이터를 취득하고, 상기 방위 방향을 감지하는 동안 측정 데이터에 포함된 에러를 보정하는 데 사용하기 위해 상기 취득된 측정 데이터에 기초하여 오프셋 값을 추정하는 단계; 폴더형 바디의 열기 동작을 감지하는 동작 감지부; 및 상기 폴더형 바디의 열기 동작이 감지된 경우 휴대용 전자 장치에 의해 발생된 누설 자계의 값을 계산하는 단계; 및 상기 오프셋의 추정값으로부터 누설 자계의 계산값을 감산함으로써, 상기 오프셋의 추정값으로부터 누설 자계의 영향을 제거하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 제3 양태에서, CPU, 지자기 센서 및 개폐 동작에 의해 조정되고 누설 자계를 발생하는 폴더형 바디를 갖는 휴대용 전자 장치에 사용하기 위한 기계 판독가능 매체가 구비된다. 상기 기계 판독가능 매체는 휴대용 전자 장치로 하여금 방위 측정 프로세스를 행하도록 하기 위해 CPU에 의해 실행가능한 방위 측정 프로그램을 포함하고, 상기 프로세스는 소정의 오프셋을 갖는 지자계를 측정하고 측정 데이터가 오프셋에 기인한 에러를 포함할 수도 있는 지자계의 측정 측정 데이터를 출력하기 위한 지자기 센서를 동작시키는 단계; 상기 지자기 센서로부터의 측정 데이터에 기초하여 방위 방향을 감지하는 단계; 지자기 센서로부터의 복수의 측정 데이터를 취득하고, 방위 방향을 감지하는 동안 측정 데이터에 포함된 에러를 보정하는 데 사용하기 위해 상기 취득된 측정 데이터에 기초하여 오프셋의 값을 추정하는 단계; 상기 폴더형 바디의 열기 동작을 감지하는 단계; 상기 폴더형 바디의 열기 동작이 감지된경우 상기 폴더형 바디로부터 발생된 누설 자계의 값을 계산하는 단계; 및 상기 오프셋의 추정값으로부터 누설 자계의 계산된 값을 감산함으로써 오프셋의 추정값으로부터 누설 자계의 영향을 제거하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 사용자에 의해 휴대용 정보 단말기를 교체하지 않고 지자계 센서의 출력의 오프셋을 보정하는 것이 가능하기 때문에, 지자기 센서의 출력의 오프셋이 휴대용 정보 단말의 명령 지침을 참조하지 않고 간단한 동작으로 보정될 수 있다.

본 발명에 따르면, 방위 감지 수단의 교정(calibration)이 폴더형 휴대용 전자 장치의 개폐 동작시 자동으로 수행되기 때문에, 교정이 원활해지도록 사용자가 교정을 위한 동작을 행하도록 강요되는 것은 아니다. 통상적으로, 사용자가 교정을 위한 동작을 간과하거나 잊어버린 경우, 지자기 센서는 최적 상태에서 동작될 수 없다. 그러나, 본 발명에서, 휴대용 전자 장치가 정상적으로 사용되는 경우 교정이 개폐 동작시에 자동으로 구현되기 때문에 이러한 문제는 없다.

본 발명에 따르면, 방위 감지 수단의 교정이 폴더형 휴대용 전자 장치의 개폐 동작시에 자동으로 수행되기 때문에, 교정이 원활해지도록 사용자가 교정을 위한 동작을 수행하도록 강요되지는 않는다. 통상적으로, 사용자가 교정용 동작을 간과하거나 잊어버린 경우, 지자기 센서가 최적 상태에서 동작될 수 없다. 그러나, 본 발명에서, 휴대용 전자 장치가 정상적으로 사용되는 경우 교정은 개폐 동작시에 자동으로 구현되기 때문에 이러한 문제는 없다.

이하, 발명의 실시예들을 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와같이, 도 1에 도시된 구조를 갖는 휴대 전화기는 동작 키 등을 갖는 케이스(1)와, 액정 표시부를 갖는 케이스(2)를 포함한다. 도 2a는 휴대 전화기의 케이스(1) 및 케이스(2)가 열린 상태를 도시하는 사시도이고, 도 2b는 휴대 전화기의 케이스(1) 및 케이스(2)가 닫힌 상태에서 케이스(2)를 관찰하는 전면도이며, 도 2c는 동일한 상태에서 케이스(1)과 케이스(2)를 관찰하는 측면도이고, 도 2d는 동일한 상태에서 케이스(1)을 관찰하는 배면도이다. 도 2a에 도시된 바와같이, 케이스(1)의 짧은 측면을 따라 X축이 있고 케이스(1)의 긴 측면을 따라 Y축이 있는 것으로 가정한다. X축과 Y축은 서로 직교한다.

여기서, 휴대 전화기의 케이스들의 각 표면들을 다음과 같이 정의한다. 구체적으로, 동작키 등을 갖는 케이스(1)의 표면을 동작 표면으로서 정의하고 동작 표면과 반대인 표면을 뒷면으로서 정의한다. 한편, 케이스(2)의 표면 중, 액정 표시부(18a)가 구비된 표면을 주 표시면으로서 정의하고 주 표시면에 반대인 표면을 전면(front surface)으로서 정의한다.

도 1에 도시된 바와같이, 휴대용 전화기는 RF(고주파) 안테나(8), 제어부(10)(제어 수단), ROM(Read Only Memory)(12)(제1 저장 수단), RAM(Random Access Memory)(14)(데이터 저장부, 저장 수단), 표시부(18a 및 18b), 키 입력부(20), 전환 스위치(21), 모뎀부(22), CDMA(Code Division Multiple Access)부(23), RF부(24), 마이크로폰(27), 수신 스피커(28), 음성 처리부(29), 지자기 센서(30), GPS(Global Positioning System) 수신부(71), GPS 안테나(72), 휴대 전화 기에 인가된 가속을 감지하기 위한 가속 센서(80), 및 버스 라인(90)을 포함한다.

제어부(10)는 전화 기능 프로그램 및 다른 프로그램을 실행함으로써 휴대 전화기의 각 부를 제어한다. 또한, 제어부(10)는 지자기 센서(30)의 측정 데이터를 수신하고 방위(방위 데이터 처리 디바이스)를 계산한다. ROM(12)은 다양한 전화기 기능 프로그램과, 송수신시에 제어부(10)에 의해 각각 실행된 제어 프로그램과 그외 다양한 고정 데이터를 내부에 저장한다. RAM(14)에, 제어부(10)의 동작 동안 사용된 데이터등을 일시적으로 저장하기 위한 작업 영역 등이 설정되어 있다.

ROM(12)은 제어부(10) 내에 포함된 CPU와, 복수의 축으로 된 좌표 시스템에서 지자기장에 대한 자기 감도를 갖고 자화에 의해 영향받아 자기 오프셋을 야기시키는 지자기 센서(31~ 38)를 갖는 휴대용 정보 단말 장치에 사용하기 위한 기계 판독가능 매체이다. ROM(12) 형태로 된 매체는 휴대용 정보 단말 장치로 하여금 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 방법을 행하도록 CPU에 의해 실행가능한 프로그램 명령들을 포함한다. 이 방법은 이하에서 상세히 설명된다.

RF부(24)는 RF 안테나(8) 등에 의해 수신된 신호의 주파수 변환을 행한다. 모뎀부(22)는 RF부로부터의 출력 신호를 복조하고 복조된 신호를 CDMA부(23)에 출력한다. CDMA부(23)는 다음과 같은 방법으로 스펙트럼 확산(Spread Spectrum) 또는 역확산을 행한다. 구체적으로, CDMA부(23)는 모뎀부(22)의 출력 신호를 역확산하여 확산 전에 신호를 추출하여 그것을 음성 처리부(29)에 출력한다. 한편, CDMA부(23)는 음성 처리부(29)의 출력 신호를 확산하고 확산 신호를 모뎀부(22)에 출력한다. 모뎀부(22)는 외부로 전송될 신호를 CDMA부(23)로부터 수신하고 이것을 변 조하며, 변조 후의 신호를 RF부(24)로 출력한다. 다음, RF부(24)는 신호의 주파수 변환을 행하고 RF 안테나(8)로부터 주파수 변환된 신호를 전송한다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 키 입력부(20)는 콜 수신시 사용되는 시작 키(3)와, 콜 종료시 사용되는 엔드 키(4)와, 숫자 키 및 코드 키, 리다이얼 키(7)와, 접속전환 스위치(21)를 포함하는 텐 키(5)를 갖는다.

표시부(18a 및 18b)는 전자 메일, 각종 메뉴 등의 콘텐츠를 포함하는 각종 데이터, 및 그 상세 콘텐츠 등을 전송할 때 기입되는 혼합체의 표시 문자 정보로 구성된다. 표시부(18a)는 케이스(1)의 동작면 위에 구비되고 표시부(18b)는 케이스(2)의 전면 위에 구비된다.

음성 처리부(29)는 코딩 수단으로서 코딩부(코더)와, 디코딩 수단으로서 CDMA부(23)로부터의 음성 신호 출력을 디코드하고 이 디코드된 신호를 수신 스피커로 출력하는 디코딩부(디코더)를 포함함으로써 형성된다. 한편, 음성 처리부(29)는 마이크로폰(27)으로부터의 전송 입력용 음성 신호를 압축하고 코딩하고 압축 및 코딩된 신호를 CDMA부(23)로 출력한다.

GPS 수신부(71)는 이것에 접속된 GPS 안테나(72)에서 GPS를 구성하는 복수의 GPS 위성으로부터 전송된 신호들을 수신하고, 이 GPS 위성으로부터 수신된 신호들을 복조하며, 이 복조된 신호에 기초하여 대상 네비게이션 디바이스의 현재 위치를 계산하여 그의 위치 정보(위도 및 경도)를 도출해내고 이것을 제어부(10)에 출력한다. 이러한 현재 위치의 계산 처리는 종래의 자동차 네비게이션 시스템 등에서 형성되는 것과 동일하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 지자기 센서(30)는 서로 직교하는 X축 및 Y축으로 측면을 갖는 그리고, X축 및 Y축 방향으로 직교한 Z축 방향으로 작은 두께를 갖는 사각형상의 LSI(대규모 집적 회로)로 형성된 Si(실리콘) 기판(30a)과, 이 기판(30a) 상에 형성된 총 8개의 GMR(Giant Magnetoresistive) 소자(31~ 38)와, 초기화 자기장을 GMR 소자(31~ 38)에 인가하기 위한 초기화 코일(41~ 48)과, 코일(41~ 48)에 각각 접속되고 코일들(41~ 48) 중 대응하는 코일의 양 단에 소정 전압을 각각 인가하기 위한 구동 회로(51~ 58)를 포함한다. 지자기 센서(30)의 온도를 모니터링하기 위한 온도 센서(60)가 기판(30a) 상에 구비됨을 주지하기 바란다.

제1 X축 방향 GMR 소자(31)는 기판(30a)의 Y축 방향에서 중심부에 대해 낮은 측면 상에 그리고 X축의 네가티브 방향으로 있는 엔드부 근처에 형성되고, 자화 방향이 고정되고(핀) 이 핀 자하 방향이 X축의 네가티브 방향인 고정층(핀층)을 갖는다. 제2 X축 방향 GMR 소자(32)는 기판(30a)의 Y축 방향에서 중심에 대해 위측면 상에 그리고 X축의 네가티브 방향으로 있는 엔드부 근처에 형성되고, 여기서 핀 자화 방향은 X축의 네가티브 방향이다. 제3 X축 방향 GMR 소자(33)는 기판(30a)의 Y축 방향에서 중심에 대해 낮은 위측면 상에 그리고 X축의 포지티브 방향으로 있는 엔드부 근처에 형성되고, 여기서 핀층 내의 핀 자화 방향은 X축의 포지티브 방향이다. 제4 X축 방향 GMR 소자(34)는 기판(30a)의 Y축 방향에서 중심에 대해 낮은 위측면 상에 그리고 X축의 포지티브 방향으로 있는 엔드부 근처에 형성되고, 여기서 핀층 내의 핀 자화 방향은 X축의 포지티브 방향이다.

한편, 제1 Y축 방향 GMR 소자(35)는 기판(30a)의 X축 방향에서 중심부에 대 해 좌측면 상에 그리고 Y축의 포지티브 방향으로 있는 엔드부 근처에 형성되고, 핀층 내의 핀 자화 방향은 Y축의 포지티브 방향이다. 제2 Y축 방향 GMR 소자(36)는 기판(30a)의 X축 방향에서 중심부에 대해 우측면 상에 그리고 Y축의 포지티브 방향의 엔드부 근처에 형성되고, 여기서 핀 자화 방향은 Y축의 포지티브 방향이다. 제3 Y축 방향 GMR 소자(37)는 기판(30a)의 X축 방향에서 중심부에 대해 우측면 상에 그리고 Y축의 네가티브 방향으로 있는 엔드부 근처에 형성되고, 여기서 핀층 내의 핀 자화 방향은 Y축의 네가티브 방향이다. 제4 Y축 방향 GMR 소자(38)는 기판(30a)의 X축 방향에서 중심부에 대해 좌측 상에 그리고 Y축의 네가티브 방향으로 있는 엔드부 근처에 형성되고, 여기서 핀층 내의 핀 자화 방향은 Y축의 네가티브 방향이다.

GMR 소자(31~ 38)는 기판(30a) 위에 배열된 위치 및 방향을 제외하면 동일한 구조를 갖는다. 따라서, 제1 X축 방향 GMR 소자(31)를 이하에서 대표적인 예를들어 설명하기로 한다.

도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 도 4에 도시된 제1 X축 방향 GMR 소자(31)는 각각 스핀-밸브 막 SV에 의해 형성되고 Y축 방향으로 길이 방향을 갖는 복수의 좁은 벨트 형상 부분(31a … 31a)과, 각각의 좁은 벨트 형상 부분(31a)의 Y축 방향으로 양 엔드부 아래에 형성되고 높은 보자력과 높은 직각도를 갖고 센 강자성 물질인 코발트(Co) 크롬(Cr) 플래니늄(Pt) 등의 재료로 이루어진 바이어스 자석 막(센 강자성체 박막층)(31b … 31b)을 포함한다. 각각의 좁은 벨트 형상 부분(31a)은 인접한 좁은 벨트 형상 부분(31a)에 접합되도록 바이스 자석막(31b)의 상면 위에 X 축 방향으로 연장한다.

도 7에 도시된 막 구조로서, 제1 X축 방향 GMR 소자(31)의 스핀-밸브 막 SV는 프리층(프리층, 프리 자화층) F, 구리(Cu)로 이루어지고 2.4 ㎚(24 Å)의 막 두께를 갖는 도전 스페이스층 S, 핀층 P, 및 티타늄(Ti) 또는 탄탈륨(Ta)으로 이루어지고 2.5 ㎚(25 Å)의 막 두께를 갖는 캡층 C을 포함하여 형성되고, 이 순서대로 기판(30a) 상에 스택되어 있다.

프리층 F는 자화 방향이 외부 자기장 방향에 따라 변화하고 8 ㎚(80 Å)의 막 두께를 갖고 기판(30a) 상에 직접 형성된 코발트(Co) 지르코늄(Zr) 니오븀(Nb) 비정질 자성층(31-1)과, 3.3 ㎚(33 Å)의 막 두께를 갖고 CoZrVb 비정질 자성층(31-1) 상에 형성된 니켈(Ni) 철(Fe) 자성층(31-2), 및 대략 1~3 ㎚(10~ 30 Å)의 막 두께를 갖고 NiFe 자성층(31-2) 상에 형성된 CoFe층(31-3)으로 구성된다. CoZrNb 비정질 자성층(31-1) 및 NiFe 자성층(31-2)은 전술한 약 강자성체 박막층을 형성한다. CoFe층(31-3)은 NiFe층(31-2)의 Ni와 스페이스층 S의 Cu(31-4)의 확산을 방지하는 기능을 한다. 바이어스 자석막(31b … 31b)은 프리층 F의 일축 이방성을 유지하기 위해, Y축 방향(도 4 및 5에 넓은 화살표들로 나타낸 Y축 네가티브 방향)에서 프리층 F에 바이어스 자기장을 인가한다.

핀층 P는 2.2 ㎚(22 Å)의 막 두께를 갖는 CoFe 자성층과, 45~ 55 mol%의 Pt를 함유하고 24 ㎚(240 Å)의 막 두께를 갖고 Pt 망간(Mn) 합금으로 이루어진 반강자성막(31~ 36)으로 구성되고, 이것들은 함께 스택된다. CoFe 자성층(31~ 35)은 자화된 반강자성막(31~ 36)에 의해 교환 결합 방식(exchange-coupling manner)으로 지지됨으로써, 그 자화 방향이 X축의 네가티브 방향으로 고정된다(pinned).

따라서, 제1 X축 방향 GMR 소자(31)는 도 8의 실선으로 표시된 바와 같이 -Hc 에서 +Hc의 범위 내에서 X축을 따라 변화하는 외부 자기장에 실질적으로 비례하여 변화하는 저항값을 나타내는 한편, 도 8의 파선으로 표시된 바와 같이 Y축을 따라 변화하는 외부 자기장에 대해 실질적으로 일정한 저항값을 나타내도록 구성된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 지자기 센서(30)에서, X축 방향으로의 자기장을 감지하기 위한 X축 방향 지자기 센서는 제1~ 제4 X축 방향 GMR 소자(31 ~ 34)를 함께 풀-브리지(full-bridge) 접속함으로써 형성된다. 도 9에서, GMR 소자(31 ~ 34)에 주어진 화살표는 GMR 소자(31 ~ 34) 각각의 핀층의 핀 자화 방향을 나타낸다. 이러한 구조에서, 제2 X축 방향 GMR 소자(32)와 제3 X축 방향 GMR 소자(33) 간의 노드 Va와, 제1 X축 방향 GMR 소자(31)와 제4 X축 방향 GMR 소자(34) 간의 노드 Vb 양단에 일정한 전위차가 인가됨으로써, 제1 X축 방향 GMR 소자(31)와 제3 X축 방향 GMR 소자(33) 간의 노드 Vc와, 제2 X축 방향 GMR 소자(32)와 제4 X축 방향 GMR 소자(34) 간의 노드 Vd 간의 전위차 (Vc-Vd)가 센서 출력 Vout으로서 취해진다.

그 결과, X 방향 지자기 센서는 도 10에 도시된 실선으로 표시된 바와 같이 -Hc ~ +Hc의 범위 내에서 X축을 따라 변화하는 외부 자기장에 비례하여 실질적으로 변화하는 출력 전압 Vxout을 도시하는 한편, 도 10의 파선으로 표시된 바와 같이 Y축을 따라 변화하는 외부 자가장에 대해 실질적으로 "0"인 출력 전압을 도시한다.

X축 방향 지자기 센서와 유사하게, Y축 방향 지자기 센서는 Y축 방향 GMR 소 자(35 ~ 39)를 함께 풀-브리지 접속함으로써 형성되고, X축을 따라 외부 자기장에 대해 실질적으로 "0"인 출력 전압을 도시하는 한편, -Hc ~ +Hc 범위 내에서 Y축을 따라 변하는 외부 자기장에 비례하여 실질적으로 변하는 출력 전압 Vyout을 도시한다. 상술한 바와같이, 지자기 센서(30)는 외부 자기장을 감지한다. 지자기 센서(30)는 온도 센서(60)에 의해 얻어진 온도 정보에 기초하여 (도시안된)온도 보상 회로를 사용함으로써 자기 특성의 온도 보상을 구현한다.

다음, 휴대용 전화기의 동작면이 실질적으로 수평인 상태에 놓여 있다고 가정하고 또한 지자기 센서(30)에 인가된 외부 자기장이 지자기뿐이라고 가정하는 휴대용 전화기의 방위 데이터 처리 디바이스에 의한 방위 측정 방법의 원리에 대해 설명한다. 여기서, 휴대용 전화기의 방위각은, 휴대용 전화기의 케이스(1)의 동작면이 실질적으로 수평인 경우, 휴대용 전화기의 동작면의 측면 부분(예를들어, 마이크로폰(27))으로부터 결합 부분의 중심 즉, Y축의 포지티브 방향으로 향하는 벡터 방위로 가정된다. 이러한 규격에서, 방위각의 기준(0°)은 서쪽이고 그 방위각은 북, 동, 남의 순서로 각각 90°, 180°, 270°회전하는 것으로서 정의된다.

말하자면, 지자기는 남에서 북으로 향하는 자기장이다. 따라서, 휴대용 전화기의 케이스(1)의 동작면이 실질적으로 수평이면, 지자기 센서(30)의 X축 방향 지자기 센서의 출력과 Y축 방향 지자기 센서의 출력은 도 11에 도시된 바와 같이 휴대용 전화기(10)의 방위각에 대해 각각 코사인 파형 및 사인파형으로 변한다. 도 11의 센서 출력 Sx 및 Sy가 규격화된다. 규격화란 휴대용 전화기의 케이스(1)의 동작면이 실질적으로 수평인 상태에서 360°회전하였을 때 얻어진 출력의 최대 값과 최소값 간의 차의 반으로 X축 방향 지자기 센서의 실제 출력을 나눔으로써 구해진 값으로, 규격화 후에 출력 Sx로서 설정된다. 마찬가지로, 규격화는 휴대용 전화기의 케이스(1)의 동작면이 실질적으로 수평인 상태에서 360°회전하였을 때 얻어진 출력의 최대값과 최소값 간의 차의 반으로 Y축 방향 지자기 센서의 실제 출력을 나눔으로써 구해진 값으로, 규격화 후에 출력 Sy로서 설정된다.

전술한 설명으로부터, 분류에 기초하여 휴대용 전화기의 방위각은 다음의 케이스 (a) ~ (d)로 도출될 수 있다.

(a) Sx＞0 및 ｜Sx｜＞｜Sy｜가 Sx 및 Sy 에 대해 설정되면, 방위각= tan^-1(Sy/Sx).

(b) Sx＜0 및 ｜Sx｜＞｜Sy｜가 설정되면, 각= 180°+ tan^-1(Sy/Sx).

(c) Sy＞0 및 ｜Sx｜＜｜Sy｜가 설정되면, 방위각= 90°- tan^-1(Sx/Sy).

(d) Sy＜0 및 ｜Sx｜＜｜Sy｜가 설정되면, 방위각= 270°- tan^-1(Sx/Sy).

전술한 (a) ~ (d) 중 어떤 하나에 의해 도출되는 방위각이 네가티브인 경우, 도출된 방위각에 360°를 가산하여 구한 값을 방위각으로서 설정한다. 한편, 도출된 방위각이 360°이상인 경우, 도출된 방위각으로부터 360°를 빼서 얻어진 값을 방위각으로서 설정한다.

그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 휴대용 전화기에는 스피커(28)로 대표되는 많은 영구 자석 컴포넌트들이 포함되고 이 컴포넌트들로부터 자기장이 누설된다. 따라서, 휴대용 전화기의 소정 위치에 배치된 지자기 센서(30)는 이들 영구 자석 컴포넌트에 의해 야기된 누설 자기장(지자기장과는 다른 외부 자기장)이 인가된다. 그 결과, X축 방향 지자기 센서의 출력은 누설 자기장의 X축 성분에 대응하는 출력에 의해 시프트(병렬 운동)하고 마찬가지로 Y축 방향 지자기 센서는 누설 자기장의 Y축 방향 성분에 대응하는 출력에 의해 시프트한다. 이러한 출력 시프트는 오프셋이라고 하고 X축 방향 및 Y축 방향에서의 각 시프트량은 오프셋 값들로서 설정된다. 따라서, 휴대용 전화기의 정확한 방위를 측정하기 위해, 출력의 보정 즉, X축 및 Y축 출력값들로부터 전술한 오프셋 값들을 각각 감산할 필요가 있다. 여기서, 전술한 바와같이 오프셋 값들이 휴대용 전화기 내에 제공된 소프트 강자성체에 의해 야기된 영향을 받기 때문에, 실제로 각 포인트에서 측정을 행하고 그 유효성을 판정할 필요가 있다.

다음, 방위 데이터 처리에서 지자기 및 누설 자기장들이 외부 자기장으로서 지자기 센서(30)에 인가되는 경우, 위에서 논의된 바와 같은 오프셋 값들을 추정하고 그 유효성을 판정하는 방법의 원리에 대해 설명하기로 한다.

휴대용 전화기는 외부 자기가 소정 시간 간격들로 측정되도록 구성된다. 다음, 도 12에 도시된 바와 같이, 휴대용 전화기는 X축 및 Y축 자기 감응 방향을 포함하는 평면(예를들어, 수평면)과 유사한 단일 평면 위에서 스윙하고, 이 스윙 동안 복수의 측정 포인들에서 외부 자기장의 측정이 행해짐으로써, 측정 데이터로부터 추정된 오프셋 값의 유효성을 판정한다.

여기서, 도출될 오프셋 값을 X₀및 Y₀로 하고, 지자기 센서(30)로부터 출력된 값들을 플로팅함으로써 그려진 원 둘레의 반경을 R이라고 하면, 다음의 관계식이 설정됨을 주지하기 바란다.

또한, 측정 포인트들에서 측정된 외부 자기는 (Xi, Yi)(i=1, 2, 3, … , N)의 좌표 값들로서 주어지고 최소 제곱근 에러 ε를 다음과 같이 정의한다. 최소 제곱근 에러 ε를 최소화시키는 좌표 값들을 계산하기 위한 최소 제곱근의 방법을 사용함으로써, 지자기 센서(30)의 원 둘레의 원점을 도출해냄으로써 오프셋 값들을 추정한다(오프셋 추정 단계)(오프셋 추정 수단).

여기서, ai = (Xi²+ Yi²), bi = -2xi, ci = -2Yi이고 D = (X₀ ² + Y₀ ²) - R2이라면, [수학식 2]가 얻어진다.

최소 2승 오차 ε을 최소로하는 조건은 변수 X₀, Y₀ 및 D로 미분함으로써 얻 어지고, [수학식 3]으로 표현된다. 여기서, 변수 X₀, Y₀ 및 D는 계산을 간단히 하기 위해 ε의 독립 변수로서 취급된다.

(식 14) 내지 (식 16)에 기초하여 이하의 방정식을 풀면, 오프셋 값 X₀ 및 Y₀가 유도된다. X₀ 및 Y₀ 값으로부터 얻어지는 좌표(X₀, Y₀)는 방위 원의 원점(중심)이 된다.

여기서,

이다.

다음에, 각 측정값 mi 및 각 측정값 mi의 평균값 A로부터 표준 편차 σ를 유도하는 방법이 설명될 것이다. mi 값은 각 측정 지점들에서 측정된 외부 자계를 나타내는 좌표값(Xi, Yi)와 방위 원의 원점(X₀, Y₀)간 좌표계 상의 거리를 나타낸다. 본 방법은 평균값 계산 단계와 표준 편차 계산 단계를 포함한다. 표준 편차 σ는 이하의 식으로 표현된다.

여기서, [수학식 7]로 인해, 결국은,

이 얻어진다.

본 실시예에서 추정된 오프셋 값들의 유효성을 판정하는 방법에 있어서는, 각각의 측정값 mi가 [수학식 9]로 주어지기 때문에, 추정된 오프셋 값들의 유효성은, 하기 (식 21)에서와 같이, 추정된 오프셋 값들 및 측정 데이터를 이용하여 구 해지는 방위 원의 반경을 이용해서 판정된다(판정 수단).

다음에, 상술한 방법에 의해 추정된 오프셋 값들의 유효성을 판정하는 방법에 관하여 설명될 것이다(유효성 판정 단계)(유효성 판정 수단).

상술된 바와 같이, 지자기 센서(30)가 출력하는 방위 원을 구성하는 각 측정 데이터의 분포에 기초하여 평균 반경에 대하여 크게 다른 측정 데이터가 많이 존재하면, 측정 데이터는 무효인 것으로 판정된다. 따라서, 측정 데이터의 유효성은 이하의 식에 기초하여 판정된다.

이 경우, 지자기 센서의 통상 요구되는 사양은 16 방위를 판별할 수 있는 것이기 때문에, 오프셋 값들의 오차는 지자기의 1/5에 상당하는 량 이하일 것이 필요하다. 따라서, 오차는 방위 원의 반경이 2σ인 경우 지자기의 1/5 이내이면 수용가능하다고 판정되기 때문에, 상술된 F는 지자기의 1/10인 자기량인 0.03Oe(에르스테드)에 상당하는 량이 바람직하다.

다음에, 본 실시예에 따른 휴대 전화기의 방위 데이터 연산 장치에 의해 행 해지는 지자기 센서(30)의 오프셋 캘리브레이션 동작이 설명될 것이다. 캘리브레이션이란, 망 지자계와 변동 오프셋을 초래하는 기타 외부 자계의 혼합일 수 있는 자계를 측정하는 단계, 자계의 측정 데이터에 기초하여 변동 오프셋의 오프셋 값을 계산하는 단계, 및 측정 데이터 샘플링과 오프셋 값 계산을 반복하여 새로운 오프셋 값에 기초하여 이전 오프셋 값을 업데이트하는 단계를 의미한다.

먼저, 휴대 전화기의 전원이 턴온되어 휴대 전화기의 동작이 개시된다. 이하, 휴대 전화기의 지자기 센서(30)의 오프셋 캘리브레이션 동작이 도 13에 도시된 플로우챠트를 참조하여 설명될 것이다. RAM(14)에는 이전 동작에서 얻어진 오프셋 값들이 저장되어 있는 것으로 가정한다.

먼저, 휴대 전화기에 오프셋 캘리브레이션을 지시하는 캘리브레이션 개시 버튼(트리거 키)이 턴온되어(단계 Sa1), 제어부(10)가 지자기 센서(30)에게 외부 자기의 측정을 지시한다(단계 Sa2). 그리고, 제어부(10)는 지자기 센서(30)로부터 측정 데이터를 판독하여(단계 Sa3), 해당 데이터를 RAM(14)에 저장한다(단계 Sa4). 그리고, 제어부(10)에 의해 RAM(14)에 저장된 데이터의 수가 미리 정해진 수에 도달하였는지 여부가 판정된다. 판정 결과가 "아니오"이면, RAM(14)에 저장된 데이터의 수가 미리 정해진 수에 아직 도달되지 않았기 때문에, 제어부(10)는 0.1초 대기한(단계 Sa 6) 이후 단계 Sa2로 복귀하여, 단계 Sa2 내지 Sa5의 동작을 반복한다(데이터 저장 수단).

한편, 단계 Sa5에서의 판정 결과가 "예"이면, 제어부(10)가 오프셋 값을 추정하는 단계 Sa 7로 진행한다. 그리고, 제어부(10)는 상술된 표준 편차 σ를 계산 하고, 추정된 오프셋 값들이 유효한지 여부가 판정된다(단계 Sa8)(유효성 판정 단계)(유효성 판정 수단). 판정 결과가 "예"이면, 오프셋 값들은 제어부(10)의 제어하에 RAM(14)에 저장된다(단계 Sa9)(오프셋 저장 수단). RAM(14)에 미리 저장된 오프셋 값들은 단계 Sa9에서 계산된 오프셋 값들로 제어부(10)의 제어하에 갱신된다는 점에 주목하자. 그리고, 휴대 전화기의 지자기 센서(30)의 오프셋 캘리브레이션 동작은 종료된다. 한편, 단계 Sa8에서의 판정 결과가 "아니오"이면, RAM(14)에 저장된 오프셋 값들을 갱신하지 않고 휴대 전화기의 지자기 센서(30)의 오프셋 캘리브레이션 동작이 종료된다. 이 경우, 이전 캘리브레이션 동작에서 갱신되어 RAM(14)에 보존되어 있던 오프셋 값들이 그대로 오프셋 값들로서 사용된다.

상술된 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 상세한 설명서를 참조하지 않고도, 간단한 조작에 의해 지자기 센서의 오프셋 캘리브레이션이 수행될 수 있고, 휴대 전화기는 오프셋 캘리브레이션이 성공적이었는지 여부를 판정하여, 적절한 캘리브레이션이 수행된 때에만 오프셋 값들을 갱신하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 간단한 조작으로 훨씬 신뢰성있게 측정 데이터의 보정이 수행될 수 있다.

본 실시예에서는, 지자기 센서로서 2-축 지자기 센서가 가정되지만, 3-축 지자기 센서를 이용하여서도 유사한 동작을 행할 수 있다. 이 경우, 2-축에서는 2개의 감도 방향을 포함하는 면에서 좌우로 휴대 전화기를 진동하는 것에 의해 캘리브레이션이 달성될 수 있는 한편, 3-축에서는 도 14에 도시된 바와 같이 2개의 감도 방향을 포함하는 면에서 휴대 전화기를 좌우로 진동시키고, 또한 상하(전후)로 진동시키는 것에 의해 캘리브레이션이 달성될 수 있다.

도 15에 도시된 바와 같이, 지면(sheet surface) 상에 휴대 전화기가 놓일 때 지자기가 지면의 횡방향으로 놓이게 되는 특수한 위치 관계의 경우, 지자기 센서와 지자기 사이의 상대적 관계는 휴대 전화를 상하(전후)로, 즉 지면에 수직인 방향으로 진동시키더라도 변화하지 않는다. 이러한 경우, 휴대 전화기를 다른 방향으로 진동시킴으로써 캘리브레이션을 수행하는 것이 가능하다.

한편, 2-축 지자기 센서의 경우, 상술한 캘리브리에션을 행할 때에도, 지자기가 도 16에 도시된 바와 같이 지면에 수직으로 향하면, 지자기 센서와 지자기 사이의 상대적 관계는 센서를 도시된 바와 같이 진동시키더라도 변화하지 않는다. 그러나, 이 경우에도, 지자기 센서가 반경이 0인 컴퍼스 써클(compass circle)을 출력한다고 가정하면, 오프셋은 연산처리되어 정확히 구해진다.

또한, 본 실시예에서, GMR 소자가 지자기 센서로서 가정되었다. 그러나, 지자기 센서의 유형은 이러한 것에 제한되는 것이 아니라 TMR(Tunneling Magnetrresistive) 소자, MR(Magnetoresistive) 소자, 홀 소자, MI(Magneto Impedance) 소자, 플럭스게이트 센서 등 임의의 유형일 수 있다.

특히, 홀 소자 등 온도에 기인한 특성 변화가 현저한 소자의 경우, 온도에 의한 오프셋 변화를 보정하기 위해 사용될 수 있다. 한편, MI 소자 등 자화가 용이한 소자의 경우, 소자 자체의 자화에 의한 영향을 제거하기 위한 수단으로서 효과적이다.

다음에, 본 발명의 제2 실시예가 설명될 것이다.

제2 실시예에서 휴대 전화기의 블럭 구조는 제1 실시예에서와 동일하지만, 제어부(10)의 오프셋 캘리브레이션 처리는 제1 실시예에서와 다르다. 이하, 본 실시예가 도면을 참조하여 설명될 것이다.

도 17에 도시된 바와 같이, 단계 Sb1 및 Sb2의 처리가 수행된다. 이러한 처리는 도 13에 도시된 단계 Sa1 및 Sa2의 처리와 동일하다. 그리고, 제어부(10)는 지자기 센서(30)으로부터 측정 데이터를 판독한다(단계 Sb3)(데이터 판독 수단). 그리고, 단계 Sb3에서 지자기 센서(30)로부터 RAM(14)에 1개 샘플 앞에 저장된 이전 데이터와 현재 데이터 사이의 좌표계에서의 거리가 소정 거리를 초과하는지 여부를 판정흠으로써, 현재 데이터가 RAM(14)에 저장되어야 하는지 여부가 판정된다(단계 Sb4)(데이터 저장 판정 수단). 이러한 판정 방법은 이하 후술될 것이다. 판정 결과가 "예"이면, 단계 Sb5로 진행하여 현재 데이터는 RAM(14)에 저장된다(단계 Sb6)(데이터 저장 수단). 그리고, RAM(14)에 저장된 데이터의 수가 소정 수에 도달하였는지 여부가 판정된다. 판정 결과가 "아니오"이면, RAM(14)에 저장된 데이터의 수가 소정 수에 아직 도달하지 못했기 때문에, 0.1초 대기한(단계 Sb7) 후 단계 Sb2로 복귀하여, Sb2 내지 Sb6의 동작을 반복한다.

한편, 단계 Sb4에서의 판정 결과가 "아니오"이면, 단계 Sb7로 진행하여, 0.1초 대기한 후, 단계 Sb2로 복귀하여, Sb2 내지 Sb6의 동작을 반복한다.

한편, 단계 Sb6에서의 판정 결과가 "예"이면, 단계 Sb8로 진행하여, Sb8 내지 Sb10의 처리를 행한다. 이러한 처리는 도 13에 도시된 단계 Sa7 내지 Sa9의 처리와 동일하다. 이상의 처리를 통해, 휴대 전화기의 지자기 센서(30)의 오프셋 캘리브레이션 동작이 종료된다.

다음에, 단계 Sb3에서 지자기 센서(30)로부터 판독된 데이터가 RAM(14)에 저장되어야 하는 데이터인지 여부를 단계 Sb4에서 판정하는 방법이 설명될 것이다. 여기서, 저장에 대한 판정이 행해지는 데이터를 X, Y라하고, 데이터 X, Y를 얻기 직전에 RAM(14)에 저장된 데이터를 Xp, Yp라 하면, 데이터 X, Y는 이하의 조건이 만족된 경우에만 RAM(14)에 저장된다.

상술된 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 이하의 문제점이 회피될 수 있다. 특히, 제1 실시예에서, 사용자가 휴대 전화기를 거의 이동시키지 않는 동안 데이터가 캡쳐될 때 특정 지점의 근방에 데이터가 집중되거나, 사용자가 휴대 전화기를 이동시키는 속도가 균일하지 않아서 데이터의 밀도가 불균일하게 된다는 문제점을 회피할 수 있다.

여기서, 측정 지점의 수는 측정 범위가 90˚일 때 20 이상이 바람직하고, 이에 따라, 좌표계 상의 측정 지점들간 거리는 방위 원 반경의 1/10 이하일 것이 요구된다. 상술한 바와 같이, 지자기 센서(30)로부터 데이터를 판독하는 처리가 특정 시간 간격마다 수행되지는 않지만, 지자기 센서(30)를 회전각만큼 회전시켜 측정 지점들간 거리가 방위 원 반경의 1/10 이하가 되도록 구성되어도 좋다.

다음에, 본 발명의 제3 실시예가 설명될 것이다.

제3 실시예에서의 휴대 전화기의 블럭 구조는 제1 또는 제2 실시예에서의 것 과 동일하지만, 제어부(10)의 오프셋 캘리브레이션 처리는 제1 및 제2 실시예의 조합이다. 이하, 본 실시예가 설명될 것이다. 플로우챠트는 도 13 및 도 17의 조합이지만 그 도시는 생략된다는 점에 주목하자.

이 경우, 도 13의 단계 Sa2 내지 Sa6의 처리와 도 17의 단계 Sb2 내지 Sb7의 처리가 병행 처리되고, 이들 처리들 중 어느 하나에 의해 RAM(14)에 저장되는 데이터의 수가 소정 수를 초과하면, 단계 Sa7 또는 Sb8의 오프셋 추정이 수행된다. 소정 수에 대하여는, 도 13의 처리에 의한 데이터의 수가 도 17의 처리에 의한 데이터의 수보다 크게 설정될 필요가 있다. 예를 들어, 전자가 후자의 10배로 설정되는 것이 바람직하다.

상술된 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 이하의 문제점이 회피될 수 있다. 특히, 제2 실시예에서, 도 16에 도시된 바와 같이 2-축 지자기 센서를 갖는 휴대 전화기가 지자기에 대하여 수직으로 진동되는 경우, 지자기 센서의 측정값들은 특정 값 이상으로 변화하지 않기 때문에, 휴대 전화기의 진동이 검출되지 않아서 아무리 긴 시간이 경과하더라도 RAM(14)에 데이터가 저장되지 않을 수 있다는 문제점이 회피될 수 있다.

다음에, 본 발명의 제4 실시예가 설명될 것이다.

제4 실시예에서의 휴대 전화기의 블럭 구조(도 18) 및 동작은 제1 내지 제3 실시예의 것들과 유사하지만, 기울기 센서(81)가 구성요소로서 추가된다. 또한, 제어부(10)의 오프셋 캘리브레이션 처리가 제2 실시예의 것과 일부 다르다. 이하, 본 실시예가 도면을 참조하여 설명될 것이다.

도 19에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 휴대 전화기에는 기울기 센서(81)가 장착된다. 기울기 센서(81)의 예로는, 예를 들어, 지자기 센서(30)에 인접하여 부착되고, 고정 전극과 가동 전극이 일정한 간격으로 상호 대향하며, 기울기 센서(81)가 기울여질 때 가동 전극과 고정 전극 사이의 간격이 변화하여, 이에 의해 형성되는 용량값이 변화하는 용량 가변형 센서가 있다.

다음에, 본 실시예에 따른 휴대 전화기의 지자기 센서(30)의 오프셋 캘리브레이션 동작이 도 20에 도시된 플로우챠트를 참조하여 설명될 것이다. 본 실시예의 휴대 전화기의 지자기 센서(30)의 오프셋 캘리브레이션 동작은 단계 Sc3를 제외하고는(단계 Sc1 및 Sc2, 단계 Sc4 내지 Sc10) 제2 실시예에서의 단계 Sb1 및 Sb2, 단계 Sb4 내지 Sb10과 동일하기 때문에, 차이점만 설명될 것이다.

특히, 단계 Sc3에서, 제어부(10)는 지자기 센서(30)에 의한 지자기 검출 결과들 뿐만 아니라 기울기 센서(81)에 의한 기울기 검출 결과도 일정한 시간 간격으로 판독한다. 기울기 센서(81)에 의해 이전에 검출된 이전 기울기 각 데이터와 현재 기울기 각 데이터 사이의 차분이 계산된다. 계산된 차분이 소정 차분을 초과하면, 지자기의 현재 측정 데이터는 RAM(14)에 입력된다.

상술된 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 이하의 문제점이 회피될 수 있다. 특히, 제2 실시예에서, 2-축 지자기 센서를 갖는 휴대 전화기가 지자기에 대하여 수직으로 진동되는 경우, 지자기 센서의 측정값이 특정값 이상으로 변화하지 않기 때문에, 휴대 전화기의 진동이 검출되지 않아서 아무리 긴 시간이 경과하더라도 RAM(14)에 데이터가 저장되지 않는다는 문제점은, 지자기가 지면에 대하여 수직으 로 향하는 경우를 제외하고는 기울기 센서(81)에 의해 휴대 전화기의 진동을 인식함으로서 회피될 수 있다. 또한, 사용자에 의한 진동의 속도에 의존하지 않고, 데이터 밀도를 사용자에 의한 진동의 범위에서 균일하게 할 수 있다. 또한, 기울기 센서(81)의 검출 결과는 방위 표시에서의 기울기 보정에 활용될 수 있다.

본 실시예에서는, 용량 가변형 센서가 기울기 센서(81)로서 가정된다. 그러나, 기울기 센서의 유형이 이에 제한되는 것은 아니며 임의의 유형일 수 있다.

또한, 추정된 오프셋이 유효하지 않다고 판정된 경우, 표시부(18a 또는 18b)에 그러한 효과를 표시하도록 하여도 좋다.

또한, 추정된 오프셋이 유효하지 않다고 판정된 것을 표시한 후 특정 키 조작에 의해 오프셋 캘리브레이션이 다시 수행될 수 있도록 하여도 좋다.

오프셋 캘리브레이션을 다시 수행하는 경우, 새로이 측정된 데이터와 RAM(14)에 저장된 측정 데이터가 상호 비교되어 적절한 데이터만이 RAM(14)에 저장되도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 오프셋 값과 새로이 측정된 데이터 사이의 거리와 오프셋 값과 RAM(14)에 저장된 측정 데이터 사이의 거리를 구하여, 방위 원의 평균 반경에 보다 근접하는 거리를 갖는 데이터를 RAM(14)에 저장하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 내지 제4 실시예가 도면을 참조하여 상세히 설명되었지만, 구체적인 구성은 이들 실시예에 제한되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서의 설계 변경을 포함한다.

이하, 본 발명의 다른 실시예들이 도 22 내지 도 31을 참조하여 설명될 것이 다.

도 22는 본 발명의 방위 검출 기능을 갖는 휴대 전자 장치의 일 실시예인, CDMA(Code Division Multiple Access) 통신 시스템에 따른 휴대 통신 단말기의 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다. 이하, 각 도면에서 공통하는 부분에는 동일한 참조부호를 할당한다.

본 실시예의 휴대 단말기(1)는 2개의 하우징(단말기 유닛-1 및 단말기 유닛-2)을 포함하는 소위 폴더형 구조를 갖는다. 특히, 이들 2개의 하우징은 도시되지 않은 연결부를 통해 상호 연결되어, 단말기 유닛-1과 단말기 유닛-2는 연결부의 회전축에 대해 개폐될 수 있다. 폴더형 휴대 단말기는, 2개의 유닛이 상호 중첩된 상태로부터, 휴대 단말기의 주면(폐쇄 상태에서 단말기 유닛-1과 단말기 유닛-2가 상호 중첩하는 면)에 대하여 수직으로 2개의 유닛이 개방되기 시작하고 그대로 회전축에 대하 회전되는 일반적인 폴더형과, 휴대 전화기의 주면에 평행하게 단말기 유닛-1과 단말기 유닛-2가 회전되어 개폐되는 소위 리볼버형을 포함한다. 구체적으로 구별할 때 일반적인 폴더형과 리볼버형이 구별되지만, 본 실시예에서는, 리볼버형 휴대 단말기는 폴더형 휴대 단말기에 포함되는 것으로 정의한다.

다음에, 본 실시예의 휴대 단말기(1)의 전기적 구성이 설명될 것이다.

도 22에 도시된 안테나는 도시되지 않은 무선 기지국에 대하여 전파의 송수신을 행한다. RF부(102)는 신호의 송수신에 관한 처리를 행한다. RF부(102)는 국부 불진기 등을 구비한다. 수신시, RF부(102)는 안테나(101)로부터 출력되는 수신 신호에 소정 주파수의 국부 발진 신호를 혼합하여, 수신 신호를 중간 주파수(IF)의 수신 IF 신호로 변환하고, 이를 모뎀부(103)에 출력한다. 한편, 송신시, RF부(102)는 중간 주파수의 송신 IF 신호에 소정 주파수의 국부 발진 신호를 혼합하여, 송신 IF 신호를 송신 주파수의 송신 신호로 변환하고, 이를 안테나(101)에 출력한다.

모뎀부(103)는 수신 신호의 복조 처리 및 송신될 신호의 복조 처리를 수행한다. 모뎀부(103)는 국부 발진기 등을 구비하며, RF부(102)로부터 출력되는 수신 IF 신호를 소정 주파수의 기저대역 신호로 변환하고, 기저대역 신호를 디지털 신호로 변환하여, 이를 CDMA부(104)에 출력한다. 한편, 모뎀부(103)는 CDMA부(104)로부터 출력되는 송신 디지털 기저대역 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 이를 소정 주파수의 송신 IF 신호로 변환하여, RF부(102)에 출력한다.

CDMA부(104)는 송신될 신호의 코딩 처리 및 수신 신호의 디코딩 처리를 행한다. CDMA부(104)는 모뎀부(103)로부터 출력되는 기저대역 신호를 디코드한다. 한편, CDMA부(104)는 송신 신호를 코드화하고, 코드화된 기저대역 신호를 모뎀부(103)에 출력한다.

음성 처리부(105)는 통화시 음성에 관한 처리를 수행한다. 통화시, 음성 처리부(105)는 마이크(MIC)로부터 출력되는 아날로그 음성 신호를 디지털 신호로 변환하여, 이를 송신 신호로서 CDMA부(104)에 출력한다. 한편, 통화시, 음성 처리부(105)는 CDMA부(104)에 의해 디코드된 음성 데이터를 나타내는 신호에 기초하여 스피커(SP)를 구동하는 아날로그 구동 신호를 생성하여, 이를 스피커(SP)에 출력한다. 마이크(MIC)는 사용자에 의해 입력되는 음성에 기초하여 음성 신호를 생성하 여, 이를 음성 처리부(105)에 출력한다. 스피커(SP)는 음성 처리부(105)로부터 출력되는 신호에 기초하여 통화 상대방의 음성를 내보낸다.

GPA 안테나(106)는 도시되지 않은 GPS 위성각각으로부터 송신되는 전파를 수신하고, 이러한 전파에 기초하여 GPS 수신부(107)에 수신 신호를 출력한다. GPS 수신부(107)는 이러한 수신 신호를 복조하고, 수신 신호에 기초하여, GPS 위성의 정확한 시간 정보 및 전파의 전파 시간(propagation time) 등의 정보를 취득한다. 취득된 정보에 기초하여, GPS 수신부(107)는 3개 이상의 GPS 위성들에 대한 거리를 계산하고, 3각 원리에 기초하여, 3차원 공간에서의 위치(경도, 위도, 고도 등)를 계산한다.

주 제어부(108)는 CPU(Central Processing Unit) 등에 의해 형성되어, 휴대 단말기(1) 내부의 각 부를 제어한다. 주 제어부(108)는 RF부(102), 모뎀부(103), CDMA부(104), 음성 처리부(105), GPS 수신부(107), 후술될 센서 데이터 취득부(201), ROM(109) 및 RAM(110)에 대해 버스를 통해 제어 신호들 또는 데이터의 입/출력을 수행한다. ROM(109)은 주 제어부(108)가 실행할 다양한 프로그램들, 출하 검사시 측정되는 온도 센서 및 기울기 센서의 초기 특성값들 등을 저장한다. RAM(110)은 주 제어부(108)에 의해 처리된 데이터 등을 임시로 저장한다.

ROM(109)은 CPU, 지자기 센서 및 개폐 동작에 의해 조작되고 누설 자계를 발생시키는 폴더형 본체를 구비하는 휴대 전자 장치(1)용 머신 판독가능 매체이다. ROM(109)으로 구성되는 머신 판독가능 매체는 휴대 전자 장치(1)가 방위 측정을 수행하도록 CPU에 의해 실행될 수 있는 방위 측정 프로그램을 보유하며, 이는 차후 상세히 설명될 것이다.

통지 수단(111)은, 예를 들어, 스피커, 바이브레이터, 발광 다이오드 등을 포함하고, 사용자에게 호출 수신이나 메일 수신 등을 사운드, 진동, 빛 등에 의해 알려준다.

시계부(112)는 타이밍 기능을 구비하여, 연, 월, 일, 요일, 시간 등 타이밍 정보를 생성한다. 주 조작부(113)는 문자를 입력하는 입력 키, 중국어 문자, 순자 등을 변환하는 변환 키, 커서를 조작하는 커서 키, 전원 온/오프 키, 호출 키, 재다이얼 키 등을 포함하고, 사용자에 의해 초래되는 조작을 나타내는 신호를 주 제어부(108)에 출력한다. 개/폐 스위치(SW; 114)는 폴더형 휴대 단말기의 개방(개방 조작)의 시작 및 폐쇄(폐쇄 조작)의 종료를 검출하는 스위치이다.

센서 데이터 취득부(201)는, 상호 직교하는 X-축, Y-축 및 Z-축 각각의 자기(자계)를 검출하는 자기 센서[(1) 내지 (3)], 온도를 검출하는 온도 센서, 휴대 단말기(1)의 기울기를 검출하는 물리량 센서, 및 상술한 각 센서들에 의한 검출 결과를 처리(A/D 변환 등)하는 센서 제어부를 포함한다.

전자 촬상부(202)는 광학 렌즈 및 CCD(Charge Coupled Device) 등의 촬상 소자를 포함하고, 광학 렌즈에 의해 촬상 소자의 촬상면에 결상되는 피사체의 상을 촬상 소자에 의해 아날로그 신호로 변환하고, 이 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여, 주 제어부(108)에 출력한다. 표시부(203)는 액정 디스플레이 등을 구비하고, 주 제어부(108)로부터 출력되는 표시 신호에 기초하여 화상, 문자 등을 표시한다. 터치 패널(204)은 표시부에 제공되는 액정 디스플레이의 표면에 연결되어, 사용자에 의한 조작의 내용에 대응하는 신호를 주 제어부(108)에 출력한다. 보조 조작부(205)는 표시 전환 등에 이용되는 푸쉬 스위치를 구비한다.

여기서, 도 23에 도시된 기능 블럭도에 대해 설명될 것이다.

본 도면에 도시된 방위 데이터 계산부(307)는 도 22에 도시된 주 제어부(108)에 대응하고, 표시 수단(316)은 도 22에 도시된 표시부(203)에 대응한다는 점에 주목하자.

자기 센서부(301)는, 자기 센서[(1) 내지 (3)]와, 전원이 턴온된 후 자기 센서들 각각을 초기화하는 센서 초기화 수단[(1) 내지 (3)]을 포함한다. 센서 초기화 수단[(1) 내지 (3)]은, 강자계가 인가되는 경우, 자기 센서[(1) 내지 (3)]의 자성체의 자화의 방향이 잘못되기 때문에, 자기 센서[(1) 내지 (3)]를 초기 상태로 리세트하기 위해 제공된다.

기울기 센서부(302)는, 물리량 센서(기울기 센서)와, 물리량 센서의 출력값의 오프셋, 감도 등의 값을 나타내는 초기값들을 미리 제조시에 저장하는 기울기 센서 초기값 저장 수단과, 측정시에, 기울기 센서 초기 저장 수단에 의해 저장된 초기값들에 기초하여 물리량 센서의 출력을 보정하는 보정 수단을 포함한다.

온도 센서부(303)는, 온도 센서와, 온도 센서의 출력값의 오프셋, 감도 등의 값을 나타내는 초기값을 미리 제조시에 저장하는 온도 센서 초기값 저장 수단과, 측정시에, 온도 센서 초기값 저장 수단에 의해 저장된 초기값들에 기초하여 온도 센서의 출력을 보정하는 온도 센서 보정 수단을 포함한다.

스위칭 수단(304)은 자기 센서부(301), 기울기 센서부(302) 및 온도 센서 부(303)의 출력들간 스위칭하고, 상기 센서부들 중 하나로부터의 아날로그 출력은 A/D 변환 회로(305)에 입력한다. A/D 변환 회로(305)는 이 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 스캔 범위 설정 수단(306)은, 각 센서의 출력 전압을 양자화하여 디지털 변환할 때의 변환 단위가 되는 전압 범위 및 양자화 단위(예를 들어, 0.1 ㎷ 당 양자화를 수행하는 등)를 센서마다 설정한다.

방위 데이터 계산부(307)에서, 데이터 저장 판정 수단(308)은, 캘리브레이션시에, 자기 센서의 출력에 대응하는 디지털 신호에 의해 표현되는 측정 데이터가 저장 수단에 저장되어야 할 지 여부를 판정하는 등, 데이터 저장에 관한 처리를 수행한다. 오프셋 추정 수단(310)은 캘리브레이션시에 취득된 측정 데이터에 기초하여 오프셋을 추정한다(상세한 사항은 후술됨). 유효성 판정 수단(311)은 오프셋 추정 수단(310)에 의해 추정된 오프셋의 유효성을 판정한다(상세한 사항은 후술됨). 저장 수단(309)은 측정 데이터 등을 저장한다.

방위 계산 수단(312)은 방위 계산시 취득된 측정 데이터에 기초하여 방위를 계산한다. 오프셋 제거 수단(313)은 방위 계산시에 취득된 측정 데이터로에서 오프셋을 제거한다. 온도 보정 수단(314)은 측정 데이터의 온도 보정이 필요한 경우 측정 데이터에 대한 온도 보정을 행한다. 기울기 보정 수단(315)은 기울기 보정이 필요한 경우 측정 데이터에 대한 기울기 보정을 행한다. 표시 수단(316)은 방위 계산 수단(312)에 의해 계산된 방위를 화상으로서 표시한다.

여기서, 방위 데이터 계산 수단(307)의 동작이 상세히 설명될 것이다.

캘리브레이션시에, 센서 데이터 취득부(201)로부터 출력되는 측정 데이터는 데이터 저장 판정 수단(308)에 입력된다. 데이터 저장 판정 수단(308)은 데이터 저장 판정 알고리즘에 기초하여 측정 데이터가 저장 수단(309)에 저장되어야 할 지 여부를 판정한다. 판정의 결과, 측정 데이터가 저장 수단(309)에 저장되어야 한다고 판정되면, 데이터 저장 판정 수단(308)은 측정 데이터를 저장 수단(309)에 저장한다. 또한, 데이터 저장 판정 수단(308)은 저장 수단(309)에 저장된 측정 데이터의 수를 카운트하여, 측정 데이터의 수가 소정 수에 도달하면, 저장 수단(309)에 측정 데이터를 저장하는 것을 멈추고, 오프셋 추정 수단(310)에 대하여 오프셋 추정을 지시한다.

데이터 저장 수단(308)에 의해 오프셋 추정을 지시받으면, 오프셋 추정 수단(310)은 저장 수단(309)으로부터 측정 데이터를 판독하고, 오프셋 추정 알고리즘에 기초하여 오프셋을 추정한다. 또한, 오프셋 추정 수단(310)은 오프셋 추정 결과를 유효성 판정 수단(311)에 통지한다. 오프셋 추정 결과가 오프셋 추정 수단(310)에 의해 통지되면, 유효성 판정 수단(311)은 저장 수단(309)으로부터 측정 데이터를 판독하고, 유효성 판정 알고리즘에 기초하여, 추정된 오프셋이 유효한지 여부를 판정한다. 추정된 오프셋이 유효하면, 유효성 판정 수단(311)은 이 오프셋을 저장 수단(309)에 저장한다.

방위 계산시, 센서 데이터 취득부(201)로부터 출력된 측정 데이터는 방위 계산 수단(312)에 입력된다. 이 측정된 데이터는 자기 데이터, 온도 데이터 및 기울기 데이터이다. 방위 계산 수단(312)은 자기 데이터 및 온도 데이터를 오프셋 제거 수단(313)에 출력한다. 이들 측정된 데이터가 입력되면, 오프셋 제거 수 단(313)은 저장 수단(309)으로부터 오프셋을 판독하고, 자기 데이터로부터 오프셋 부분을 제거함으로써 보정을 수행하여, 보정 후의 자기 데이터를 방위 계산 수단(312)에 출력한다.

또한, 필요에 따라, 방위 계산 수단(312)은 오프셋 제거 수단(313)이 자기 데이터의 온도 보정을 행할 것을 지시한다. 이러한 지시에 응답하여, 오프셋 제거 수단(313)은 온도 데이터를 온도 보정 수단(314)에 출력한다. 온도 보정 수단(314)은 캘리브레이션시 저장 수단(309)으로부터 온도 데이터를 판독하고, 현재 온도 및 캘리브레이션 온도에 기초하여, 현재 자기 데이터를 보정하고 보정 결과를 오프셋 제거 수단에 통지한다. 이러한 보정 결과에 기초하여, 오프셋 제거 수단(313)은 온도 보정된 오프셋 제거 후의 자기 데이터를 방위 계산 수단(312)에 출력한다.

구체적으로, 캘리브레이션시 온도가 T0이고, 추정된 오프셋이 OF이고, 온도 계수가 A[이는 출하 검사시 측정되어 ROM(109)에 저장됨]이고, 측정시의 온도가 T이며, 자기 센서의 측정값이 S0이라고 가정하면, 온도 보정된 오프셋 제거 후의 자기 데이터 S1은 아래와 같이 된다.

S1 = S0 -{OF + A(T - T0)}

또한, 방위 계산 수단(312)은 필요에 따라 기울기 보정을 행한다.

여기서, 기울기 보정이 상세히 설명될 것이다.

여기서는, 휴대 단말기(1)의 좌표계가 도 24(a)에 도시된 바와 같이 정의된다. 즉, 휴대 단말기(1)의 안테나(101)의 방위각은 α이고, 앙각(elevation angle)은 β이며, 트위스트각(안테나 축에 대한 회전각)은 γ라 한다. 부호는 도면에 도시된 화살표 방향을 정(正)으로 한다. 또한, 안테나 방향의 단위 벡터는 Vy, 단말기 유닛-2[안테나(101)와 자기 센서부(301)가 배치되는 측]에 의해 형성되는 면[도 24에서 부호(99) 부분의 면 등]에 수직 방향의 단위 벡터는 Vz, Vy 및 Vz에 직교하는 단위 벡터는 Vx로 한다. 도 24(b)에 도시된 바와 같이, 지면 좌표계는 X, Y 및 Z로 표현되고, Y-축은 북쪽 방향을 나타낸다.

여기서, 지면 좌표계에서의 중력은 G = (0, 0, Gz)라 한다. 또한, 휴대 좌표계에서의 중력은 g = (gx, gy, gz)라 한다. 휴대 좌표계에서의 중력은 기울기 센서에 의해 검출될 수 있는 것으로 한다. 물론, 지면 좌표계에서의 중력은 알려진 것이다.

그리고, 휴대 좌표계에서의 중력 g 및 지면 좌표계에서의 중력 G는 이하의 식으로 표현된다.

(Gx, Gy, Gz)BC = (gx, gy, gz)

따라서, BC는 이하의 식으로 표현된다.

따라서, 휴대 좌표계에서의 중력 G는 이하의 식으로 표현된다.

이 식으로부터, 앙각 β와 트위스트각 γ가 구해진다.

그렇게 도출된 상승각

및 트위스트각

로부터, 지자기(geomagnetism)의 방향각 α 및 상승각 θ가 도출될 수 있다. 여기에서, 포터블 좌표계의 지자기가 h=(hx, hy, hz)이고 그라운드 좌표계의 지자기가 H=(0, Hy, Hz)인 것을 가정하면,

(0, Hy, Hz)ABC = (hx, hy, hz)가 성립하며, 여기에서

이다.

따라서, 이하의 식이 얻어진다.

따라서, (hx', hy', hz')=(Hysinα, Hycosα, Hz).

상승각

및 트위스트각

가 미리 도출되고 포터블 좌표계의 지자기 h가 측정되므로, (hx', hy', hz')가 결정된다. 여기에서, 그라운드 좌표계의 지자기 H 가 알려지는 것을 가정하면, 방향각 α가 도출된다. 또한, 상승각 θ도 다음의 식에 의하여 도출된다.

방위각(azimuth) 계산 수단(312)은 전술된 바와 같이 정정 후 자기 데이터에 기초하여 방위각을 계산하고 계산된 방위각을 디스플레이 수단(316)으로 통지한다. 디스플레이 수단(316)은, 예를 들면, 지도상에 방위각을 나타내는 정보를 디스플레이한다.

다음, 데이터 기억 판정(data storage judging) 알고리즘이 설명될 것이다.

데이터 기억 판정 알고리즘은, 사용자가 휴대 단말기(1)를 거의 움직일 수 없는 동안 데이터가 입력되어 측정 데이터가 방위각 서클 또는 컴파스 스피어(후술됨) 상의 동일한 지점의 근방에 집중되는 경우 또는 사용자의 동작속도가 균일하지 않아서 데이터 밀도가 불균일하게 되는 경우, 교정(calibration)을 위하여 이용될 수 없는 측정 데이터의 기억을 차단하기 위한 것이다. 그렇게 측정된 데이터가 획득되는 경우, 기억수단(309)으로의 그 기억이 차단된다.

휴대 단말기(1)가 수평면에서 회전하는 경우(여기에서, 자기 센서(1) 및 자기 센서(2)의 각각의 축들에 의하여 형성된 XY 평면은 수평면에 평행한 것으로 가정됨), 자계(magnetic field) 값으로 변환된 자기 센서(1)의 출력 X는 사인파 형태로 변화하는 한편 자계 값으로 변환된 자기 센서(2)의 출력 Y는 출력 X에 대하여 90°의 위상차로 사인파 형태로 변화한다. 오프셋이 (X0, Y0)인 것으로 가정하면, 다음의 관계식이 성립되며, 이것은 방위각 서클(azimuth circle)로 호칭된다.

(X-X0)² + (Y-Y0)² = R²

3차원의 경우도 유사한 관계식이 성립되며, 이는 컴파스 스피어(compass sphere)로 호칭된다.

(X-X0)² + (Y-Y0)² + (Z-Z0)² = R²

특히, 직전에 RAM(110)으로 기억된 데이터가 (Xp, Yp, Zp)이고 기억 판정을 받게 되는 데이터가 (X, Y, Z)이라면, 데이터 기억 판정 알고리즘은 다음의 조건이 만족되는 경우에만 RAM(110)으로 데이터 (X, Y, Z)를 기억시킨다. d의 값은 바람직하게는 방위각 서클의 반지름의 약 1/10이 되는 것을 주목한다.

다음, 오프셋 추정(offset estimation) 알고리즘이 설명될 것이다.

측정 데이터가 (xi, yi, zi) (i=1,…, N)인 것으로 가정하면, 오프셋은 (X0, Y0, Z0)이고, 컴파스 스피어의 반지름은 R이고, 다음의 관계식이 성립된다.

(xi-X0)² + (yi-Y0)² + (zi-Z0)² = R²

이 경우, 최소 자승 에러(least square error) ε는 다음과 같이 정의된다.

여기에서,

ai = xi² + yi² + zi²

bi = -2xi

ci = -2yi

di = -2zi

D = (X0²+ Y0² + Z0²) - R² …(24)로 가정하면,

ε은 다음의 식에 의하여 주어진다.

최소의 최소 자승 에러 ε을 만드는 조건은 변수 X₀, Y₀, Z0및 D로 ε을 미분함으로써 얻어지고, [수학식 26]에 의하여 표현된다. 여기에서, 변수 D는 계산을 간단히 하기 위하여 독립 변수로서 처리된다.

따라서, 다음의 식이 성립된다.

여기서 상기 식에서 이용된 연산자 []는,

을 나타낸다.

이 연립식들을 푸는 것으로, 최소의 최소 자승 에러 ε를 만드는 X0, Y0, Z0 및 D가 도출된다. 또한, R은 식 (24)로부터 도출될 수 있다.

다음, 유효성 판정 알고리즘(validity judgment algorithm)이 설명될 것이다.

이 알고리즘에 따른 프로세싱에서는, 추정된 오프셋, 컴파스 스피어(또는 방위각 서클)의 반경, 및 RAM(110)에 기억된 측정 데이터로부터 다음의 값들이 계산 된다.

여기서 Max(xi)는 측정 데이터 x1, …, xn 가운데 최대값을 나타내고 Min(xi)는 측정 데이터 x1, …, xn 가운데 최소의 값을 나타낸다. 또한, σ는 표준 편이(standard deviation)를 나타낸다. 이전의 값들에 대하여 다음의 판정 기준이 만족되는지 여부가 판정되고, 판정 기준이 만족되는 경우, 추정된 오프셋은 유효한 것으로 판정된다.

σ < F

Wx > G

Wy > G

Wz > G

여기서, F는 바람직하게는 약 0.1이고 G는 바람직하게는 약 1이다.

다음, 도 25를 참조하여, 교정에 관한 동작이 더 상세히 설명될 것이다.

[리볼버형(Revolver-Type) 휴대 단말기의 경우]

도 22에 도시된 구조적인 예에서, 각각의 자기 센서들은 휴대 단말기(1)가 개방 또는 폐쇄되는 경우 개방 방향으로 이동하는 측인 터미널 유니트-2 측에 배치된다. 한편, 유니트-1은 휴대 단말기(1)가 개방 또는 폐쇄되는 경우 사용자의 손에 의해 고정되는 것이 일반적이다. 리볼버형인 휴대 단말기(1)의 경우, 개방 및 폐쇄시 회전되는 측 상에 자기 센서들이 장착된다(도 26 참조). 자기 센서들이 배치되는 위치는 터미널 유니트-1 및 터미널 유니트-2가 서로 결합되는 부분에 더 가까이 배치되는 것이 바람직하다(자연스럽게, 터미널 유니트-1 측 상에 배치될 수 있음). 이것은 자기(magnetism)를 발생시키는 스피커 또는 마이크로폰이 배치되는 위치로부터 보통은 멀리 있기 때문이다. 휴대 단말기(1)는 개방/폐쇄 스위치(SW)(114)가 설치되어 개방/폐쇄 동작은 개방의 개시 및 폐쇄의 종료의 스테이지에서 인식될 수 있다. 자기 센서부(301)는 2-축 자기 센서 또는 3-축 자기 센서에 의하여 형성될 수 있다.

(1) 교정방법 1

먼저, 터미널 유니트-2의 개방의 개시가 개방/폐쇄 스위치(SW)(114)에 의하여 검출되는 경우, 이 타이밍에서 트리거는 온(on)된다(단계 S101). 이 경우에, 자기 센서부(301)가 장착된 터미널 유니트-2는 도 26에 도시된 바와 같이 터미널 유니트-1에 대하여 각도 θ를 최종적으로 형성하도록 회전을 개시하였다(개방 동작).

주요 제어부(108)는 센서 제어부가 각각의 센서들을 이용하여 측정을 수행하도록 명령한다(단계 S102). 각각의 센서들로부터 데이터가 판독되고 데이터 샘플링이 개시된다(단계 S103). 여기에서, 각각의 자기 센서들의 출력은 소정의 시간동안 연속적으로 샘플링된다.

그 후, 이전의 데이터 기억 판정 알고리즘에 기초하여, RAM(110)으로 측정 데이터를 기억시키는지 여부가 판정된다(단계 S104).

단계 S104에서 아니다(No)로 판정되는 경우, 플로우는 0.1 초를 대기한 후 단계 S102로 복귀한다(단계 S105).

단계 S104에서 그렇다(Yes)고 판정되는 경우, 측정 데이터는 RAM(110)으로 기억되고(단계 S106), RAM(110)에 기억된 측정 데이터의 수가 소정의 수에 도달하였는지 여부가 더 판정된다(단계 S107).

단계 S107에서 아니다(No)로 판정되는 경우, 플로우는 단계 S105로 진행한다. 한편, 단계 S107에서 그렇다(Yes)로 판정되는 경우, 측정 데이터의 샘플링은 정지되고, RAM(110)에 기억된 측정 데이터는 그로부터 판독되며, 오프셋 추정 알고리즘에 기초하여 오프셋이 추정된다(단계 S108).

후속하여, 이전의 유효성 판정 알고리즘에 기초하여, 추정된 오프셋이 유효한 값인지 여부가 판정된다(단계 S109). 이 판정에 기초하여 그렇다(Yes)고 판정되는 경우, 단계 S108에서 추정된 오프셋은 RAM(110)으로 기억되어 업데이트 프로 세싱은 종료된다(단계 S110). 한편, 단계 S109에서 아니다(No)로 판정되는 경우, 프로세싱의 시퀀스는 오프셋을 업데이트하지 않고 종료된다(단계 S111).

단계 S109에서 아니다(No)로 판정되는 경우, 즉 단계 S108에서 추정된 오프셋이 유효하지 않은 것으로 판정되는 경우, 사용자가 휴대 단말기(1)를 더 개방 및 폐쇄하도록 명령하거나 사용자가 복수의 방향에서 휴대 단말기(1)의 개방 및 폐쇄를 수행하도록 명령하여, 각각의 자기 센서들로부터 측정 데이터를 더 획득하도록 구성될 수 있다. 이 구성으로, 측정되는 데이터의 수는 증가하여 오프셋 추정의 정확도가 개선된다. 사용자에 대한 명령은, 예를 들면, 경보기 수단(annunciator means, 111)을 이용하여 경고음을 방출하고 디스플레이부(203) 상에 사용자에 대한 명령의 내용을 디스플레이함으로써 수행된다.

자기 센서부(301)가 2-축 자기 센서들에 의하여 형성되는 경우, 교정은 전술된 바와 같이 실시된다(교정방법 1에 따라). 자기 센서부(301)가 3-축 자기 센서들에 의하여 형성되는 경우, 이전의 교정방법 1의 단계 S107에서 그렇다(Yes)는 판정 후 다음의 교정방법 2에 따른 교정이 더 실시된다.

(2) 교정방법 2

주 동작부(113)의 소정의 버튼(교정 버튼)의 누름에 응하여, 샘플링이 개시된다. 이 교정방법 2에서, 사용자는 도 27의 화살표 방향으로 휴대 단말기(1)를 스윙하는 것이 요구된다(사용자에 의한 이 동작은 설명 매뉴얼 등에 의하여 미리 사용자에게 알려지는 것으로 가정함).

그 후, 각각의 자기 센서의 출력은 소정의 시간동안 연속으로 샘플된다. 리 볼버형에서, 완전히 개방되도록 터미널 유니트-2가 터미널 유니트-1에 대하여 회전되는 경우, 터미널 유니트-2는 이동하여 휴대 단말기(1)의 주요 평면(main plane)에 대하여 θ의 각도를 최종적으로 형성한다(전술됨). 즉, 이동 가능한 유니트-2는 개방 동작에 응하여 세 축 X, Y 및 Z의 방향에서 변위하도록 리볼브된다. 따라서, 터미널 유니트-2의 자기 센서부(301)는, 각각 세 축에 대하여 변화하도록 이동한다. θ가 때때로 작은 경우, 사용자는 θ의 작은 변화를 보충하기 위하여 측정 데이터를 획득하도록 휴대 단말기(1)를 스윙하는 것이 요구된다.

전술된 바와 같이 데이터 획득이 완성되는 경우, 획득된 데이터로부터 오프셋이 추정된다. 그 후, RAM(110)에 보유된 오프셋은 추정된 오프셋으로 업데이트된다.

이전의 교정방법 1 및 2에서 오프셋의 업데이트 프로세싱은 이번에 획득된 오프셋 데이터와 업데이트 이전의 오프셋 데이터 사이의 비교에 기초하여 오프셋의 정정이 필요한 것으로 판정되는 경우에만(이 판정 기준은 별도로 결정됨) 실시될 수 있다.

또는, 업데이트가 필요한 레벨(또는 기준 범위)에 오프셋이 도달했는지 여부에 대한 소정의 기준에 따른 판정에 기초하여, 휴대 단말기(1)의 개방/폐쇄시 데이터 획득을 수행하는지 여부에 대한 선택이 이루어지도록 구성될 수 있다.

여기에서, 리볼버형 휴대 단말기(1)에서의 오프셋 추정방법(또 다른 예)에 대한 설명이 주어질 것이다.

오프셋의 추정이 이전의 오프셋 추정 알고리즘에 따라 도출될 수 있지만, 도 27에 도시된 터미널 유니트-1 및 터미널 유니트-2에 의하여 형성된 각도 θ가 고려되는 경우, 다음의 방식으로 도출될 수도 있다.

(a) 2-축 자기 센서에 의하여 자기 센서부(301)가 형성되는 경우

교정방법 1에서 샘플된 측정 데이터가 횡좌표의 축에 대한 X 센서(X-축 방향의 지자기의 자기력을 검출하기 위한 자기 센서)의 값들 및 종좌표의 축에 대한 Y 센서(X 축에 수직인 Y-축 방향의 지자기의 자기력을 검출하기 위한 자기 센서)의 값들을 이용하여 그려지는 경우(즉, X 센서의 출력값 및 Y 센서의 출력값의 쌍이 XY 평면 상에 그려짐), 그 결과는 도 28에 도시된 바와 같이 된다, 이 자취는 타원의 일부이며 그 편평비(flatenning ratio)는 도 27의 θ 및 지자기와 회전면(자기 센서가 회전에 의하여 이동되는 경우에 형성되는 평면) 사이에 형성된 각도에 의존한다. 여기서 θ가 알려져 있으므로, 지자기와 회전면 사이에 형성된 각도 및 X 및 Y의 오프셋들은 중심 좌표계 및 타원의 편평비를 도출함으로써 획득될 수 있다.

(b) 자기 센서부(301)가 3-축 자기 센서에 의하여 형성되는 경우

XY 평면상의 오프셋들은 이전의 (a)의 2 축의 경우와 동일하게 도출될 수 있다. Z-축 방향의 오프셋에 관하여도, θ가 비교적 큰 경우(θ>30°), Z의 오프셋 값은 XZ 평면상의 교정시 측정 데이터의 자취의 이용으로 2 축의 경우와 같이 도출될 수 있다. 그러나, θ가 작은 경우, 정밀도는 불량하다. 이것은, 도 29에 도시된 바와 같이, 자취가 실질적으로 선형일 정도로 편평하기 때문이다.

그런 경우에, Z의 오프셋은 교정방법 2에서 샘플된 데이터로부터 도출될 수 있다. 교정방법 2에서, 사용자는 휴대 단말기(1)를 스윙할 것이 요구된다. 그러나, 방위각 측정시 사용자가 터미널의 경사도(inclination)를 변경시킨 경우, 자기 센서의 출력이 샘플되어 그 측정 데이터를 이용하도록 구성될 수도 있다.

[일반적인 폴딩(Folding) 휴대 단말기의 경우]

도 22에 도시된 이전의 구조적인 예에서, 휴대 단말기(1)가 개방 및 폐쇄되는 경우 개방 방향으로 이동하는 측인 터미널 유니트-2 상에 각각의 자기 센서들이 배치된다. 한편, 유니트-1은 일반적으로 휴대 단말기(1)가 개방 또는 폐쇄되는 경우 사용자의 손에 의하여 고정된다. 즉, 터미널 유니트-2가 커버(cover)로 호칭되는 것으로 가정하면, 자기 센서들은 개방 및 폐쇄되는 커버 측상에 장착된다(도 30 참조). 리볼버형과 같이, 자기 센서들이 배치되는 위치는 터미널 유니트-1 및 터미널 유니트-2가 서로 연결되는 부분에 더 가까이 되는 것이 바람직하다. 휴대 단말기(1)는 개방/폐쇄 스위치(SW)(114)가 설치되어 개방/폐쇄 동작은 개방의 개시(터미널 유니트-2는 터미널 유니트-1에 대하여 소정의 각도 이상 개방되는 스테이지에서) 및 폐쇄의 종료의 스테이지들에서 인식될 수 있다. 여기에서, 자기 센서부(301)는 3-축 자기 센서들에 의하여 형성되는 것으로 가정된다.

일반적인 폴딩 휴대 단말기의 경우에도, 이전의 리볼버형의 경우에서의 교정방법 1 및 교정방법 2의 프로세싱 시퀀스를 이용하는 것이 가능하다. 그러나, 여기에서 교정방법 2에서는, 각각의 자기 센서들의 출력을 샘플링하는 경우, 사용자는 도 31에 도시된 바와 같이 휴대 단말기(1)를 스윙하는 것이 요구된다. 휴대 단말기(1)가 도 30에 도시된 바와 같은 일반적인 폴딩 형태를 가지는 경우에, 자기 센서부(301)를 갖는 터미널 유니트-2가 터미널 유니트-1로부터 개방될 때, 그 자취에 의하여 형성된 평면이 크게 변화하지만, 상기 자취에 수직인 방향(X 방향)에서의 변화는 작게 되므로, 이 방향에서 실질적인 변화가 나타나도록 하기 위하여, 사용자는 도 31에 도시된 화살표 방향으로 휴대 단말기(1)를 스윙하여 측정 데이터를 얻을 것이 요구된다.

전술된 바와 같이, 휴대 단말기(1)가 일반적인 폴딩 휴대 단말기인 경우, 교정방법 1에 따라 획득된 측정 데이터로부터 Y-축 및 Z-축 방향에서의 오프셋이 추정될 수 있다. 이전의 교정방법 2에 의하여 획득된 측정 데이터로부터 X-축 방향의 오프셋이 추정될 수 있다. 사용자가 방위각 측정시 방향을 변화시키는 경우에 획득된 측정 데이터를 이용하여 오프셋을 추정하는 것도 가능하다.

상기 기술된 동작 플로우는 일 예이므로, 이전의 프로세싱 플로우로 한정되는 것이 아님을 주목한다.

도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 관하여 상기에 설명이 주어졌다. 그러나, 상기 특정 구조들은 상기 실시예들로 한정되는 것이 아니고 또한 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않는 범위 내의 구조들을 포함하는 것임은 두 말 할 나위 없다.

이전의 실시예들에서, 교정은 사용자가 휴대 단말기를 개방하는 때에 실시되지만, 그 폐쇄 이후에 교정을 실시하는 것도 가능하다. 이것은 휴대 단말기를 폐쇄한 직후, 사용자가 휴대 단말기를 주머니에 넣거나 그것을 책상 위에 두는 동작을 하여 휴대 단말기가 그 폐쇄 후 한동안 그 방향을 변화시키게 되기 때문이다. 따라서, 이 주기 동안 자기 센서들의 출력을 샘플하고 그 측정 데이터로부터 오프셋을 추정하는 것이 가능하다.

또한, 사용자가 휴대 단말기를 개방하고 폐쇄하는 때에 교정이 항상 실시될 수 있거나, 개방 및 폐쇄시에 교정을 개시하는지 여부에 대하여 사용자에게 확인이 이루어질 수 있다.

다음의 설명은 휴대 단말기 세트에서 생성된 누설자계를 보상하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 22에 도시된 구조적인 예에서, 각각의 자기 센서들은 개방 방향으로 이동하는 터미널 유니트-2의 측에 배치된다. 한편, 유니트-1은 일반적으로 휴대 단말기(1)가 개방되거나 폐쇄되는 경우 사용자의 손에 의하여 고정된다. 터미널 유니트-2가 커버로 호칭되는 것으로 가정하면, 자기 센서들은 개방되고 폐쇄되는 커버 측상에 장착된다(도 32 참조). 터미널 유니트-1 및 터미널 유니트-2가 서로 연결되는 위치에 자기 센서들이 배치되는 위치가 더 가까이 되는 것이 바람직 하지만(자연스럽게, 터미널 유니트-1 측 상에 배치될 수 있음), 임의의 부분에 위치될 수 있다. 휴대 단말기(1)는 개방/폐쇄 스위치(SW)(114)가 설치되어 개방의 개시 및 폐쇄의 종료의 스테이지들에서 개방/폐쇄 동작이 인식될 수 있다. 여기에서, 자기 센서부(301)는 3-축 자기 센서들에 의하여 형성되는 것으로 가정된다.

(1) 교정방법

기본적인 교정방법이 도 25와 연계하여 설명된다. 우선, 터미널 유니트-2의 폐쇄의 종료가 개방/폐쇄 스위치(SW)(114)에 의하여 검출되는 경우, 트리거는 이 타이밍에 온이 된다(단계 S101). 그 후, 사용자는 휴대 단말기(1)를 주머니로 넣거나 그것을 책상 위에 두는 것과 같은 동작들을 한다. 따라서, 휴대 단말기(1)는 그 폐쇄 후 한동안 그 방향을 변화시킨다.

주요 제어부(108)는 센서 제어부가 각각의 센서들을 이용하여 측정을 수행하도록 명령한다(단계 S102). 데이터는 각각의 센서들로부터 판독되고 데이터 샘플링이 개시된다(단계 S103). 여기에서, 각각의 자기 센서들의 출력은 소정의 시간동안 연속으로 샘플된다. 그렇게 샘플된 측정 데이터가 XYZ 공간에 그려지는 경우, 데이터 포인트들은 어떤 구면(spherical surface) 상에 분산된다.

단계 S104에서 아니다(No)로 판정되는 경우, 0.1 초 동안 대기한 후 플로우는 단계 S102로 복귀한다(단계 S105).

단계 S104에서 그렇다(Yes)고 판정되는 경우, 측정 데이터는 RAM(110)으로 기억되고(단계 S106), RAM(110)에 기억된 측정 데이터의 수가 소정의 수에 도달하였는지 여부에 대하여 더 판정된다(단계 S107).

단계 S107에서 아니다(No)로 판정되는 경우, 플로우는 단계 S105로 진행한다. 한편, 단계 S107에서 그렇다(Yes)고 판정되는 경우, 측정 데이터의 샘플링은 중지되고, RAM(110)에 기억된 측정 데이터는 그로부터 판독되며, 이전의 오프셋 추정 알고리즘에 기초하여 오프셋이 추정된다(단계 S108).

후속하여, 이전의 유효성 판정 알고리즘에 기초하여, 상기 추정된 오프셋이 유효한 값인지 여부가 판정된다(단계 S109). 이 판정에 기초하여 그렇다(Yes)고 판정이 되는 경우, 단계 S108에서 추정된 오프셋은 RAM(110)으로 기억되어 일시적 업데이트 프로세싱이 종료된다(단계 S110). 한편, 단계 S109에서 아니다(No)로 판정되는 경우, 프로세싱의 시퀀스는 오프셋을 업데이트하지 않고 종료된다(단계 S111).

이전의 교정방법에서의 오프셋의 (일시적) 업데이트 프로세싱은 이번에 획득된 오프셋 데이터와 업데이트 이전의 오프셋 데이터 사이의 비교에 기초하여 오프셋의 정정이 필요한 것으로 판정되는 경우에만(이 판정 기준은 별도로 결정됨) 실시될 수 있다.

또는, 오프셋이 그 업데이트가 필요한 레벨에 도달했는지 여부에 대한 소정의 기준(또는 기준 범위)에 따른 판정에 기초하여, 휴대 단말기(1)의 개방/폐쇄시 데이터 획득을 수행하는지 여부에 대한 선택이 이루어지도록 구성될 수 있다.

여기에서, 교정방법의 또 다른 예가 설명될 것이다.

일반적으로, 휴대 단말기(1)를 폐쇄한 후 사용자의 동작이 결정되지 않으므로, 단계 S103에서 샘플된 측정 데이터가 전술된 바와 같이 XYZ 공간에서 그려지면, 데이터 포인트들이 특정한 평면상에 집중되는 경우가 존재한다. 예를 들면, XY 평면상에 데이터가 집중되는 경우, Z의 값은 그 데이터로부터 방위각 스피어의 중심을 도출하는 것으로도 정확히 도출될 수 있다.

이 경우, 이전의 데이터 기억 판정 알고리즘에 따라, 교정을 위하여 이용될 수 없는 측정 데이터는 기억수단(309)으로 기억되는 것이 차단된다. 그러나, 역시 이 경우에도, 측정 데이터는 기억수단(309)으로 기억되고 오프셋은 이전의 오프셋 추정 알고리즘에 따라 추정된다. 그 후, 유효성 판정 알고리즘으로서, 방위각 스피어의 반경의 최소 자승 에러(least square error)가 도출되고 그 후 어떤 양만큼 오프셋이 Z-축 방향으로 이동되는 경우 최소 자승 에러가 더 도출된다. 이 경우에 두 최소 자승 에러들 간의 차이가 소정의 값보다 더 작은 경우, Z-축에 대한 오프셋은 유효하지 않으며 X-축 및 Y-축에 대한 오프셋들만이 일시적으로 업데이트된다.

다음, 누설자계 정정이 설명될 것이다.

전술된 바와 같이 도출된 오프셋들은 휴대 단말기(1)가 폐쇄되는 상태의 것들이다. 일반적으로, 포터블 전화기와 같은 휴대 단말기에는 스피커, 마이크로폰, 등이 장착되고 그 내부에 영구자석이 이용된다. 영구자석으로부터의 누설자계에 의하여 자기 센서의 오프셋에 미친 영향은 휴대 단말기(1)가 폐쇄되어 있는 상태와 개방되어 있는 상태 사이에서 상이한 경우가 존재한다. 이 경우, 그러한 차이에 대응하기 전에 도출된 상기 오프셋을 정정할 필요가 있다.

보통, 휴대 단말기(1)를 개방하는 경우의 동작이 결정된다. 또한, 통합된 영구자석과 자기 센서 사이의 위치 관계가 알려진다. 휴대 단말기(1)를 개방하는 동작시, 즉 휴대 단말기(1)의 개방의 개시로부터, 자기 센서의 출력이 샘플되고, 측정 데이터가 XYZ 공간에 그려지는 경우, 측정 데이터에 의하여 XYZ 공간에 묘사되는 곡선은 제한되며, 영구자석의 자화(magnetization)의 세기, 지자기와 휴대 단말기(1) 사이의 상대적인 각도(relative angle), 및 지자기의 강도가 결정되는 경 우, 그것은 하나인 것으로 결정된다.

여기에서 자화의 방향이 Z 방향인 것으로 가정하면, 자화 M인 영구자석에 의하여 지자기 센서 주위에 형성된 자계는 다음의 식에 의하여 표현된다. x, y, 및 z는 영구자석의 위치가 원점으로서 주어지는 경우 지자기 센서의 좌표들인 것을 주목한다. 또한, Hx는 자계의 X 성분을 나타내고, Hy는 자계의 Y 성분을 나타내며, Hz는 자계의 Z 성분을 나타낸다.

이제, x, y, 및 z는 휴대 단말기(1)의 개방/폐쇄 각도 θ(도 32 참조)의 함수(function)로서 알려져 있다.

또한, 터미널 유니트-1부에 대하여 터미널 유니트-2에 장착된 지자기 센서의 상대적인 방향이 또한 θ의 함수로서 도출된다. 또한, 터미널 유니트-1부에 대한 지자기의 상대적인 방향 및 세기 또한 알려진다.

따라서, 휴대 단말기(1)의 개방/폐쇄시 지자기에 기초한 지자기 센서의 출력의 변화도 역시 알려진다.

여기에서, 폐쇄 상태로부터 완전히 개방된 상태에 이르는 휴대 단말기(1)의 이동 동안 자계의 변화에 대한 시뮬레이션이 이루어진다. 시뮬레이션은 상기 자화를 갖는 영구자석에 의하여 지자기 센서 주위에 만들어진 자계를 나타내는 식을 이용한다. 영구자석으로부터의 자계의 Hy1과 Hz1 사이의 관계, 지자기로부터의 자계의 Hy2와 Hz2 사이의 관계, 및 각각이 영구자석으로부터의 자계와 지자기로부터의 자계의 합인 Hy3(=Hy1+Hy2)와 Hz3(Hz1+Hz2) 사이의 관계를 시뮬레이션하는 경우, 시뮬레이션 결과는, 예를 들면, 도 33에 도시된 바와 같이 된다. 이 구성에서, 제1 곡선은 지자기로부터의 자계의 Hy2와 Hz2 사이의 관계를 나타내고, 제2 곡선은 영구자석으로부터의 자계의 Hy1과 Hz1 사이의 관계를 나타내며, 제3 곡선은 각각이 영구자석으로부터의 자계와 지자기로부터의 자계의 합인 Hy3와 Hz3 사이의 관계를 나타낸다. 도 33은 Hy 및 Hz의 값들의 시뮬레이션된 변화를 나타낸다. Hy 및 Hz 뿐만 아니라 Hx를 포함하는 확장된 시뮬레이션을 수행하는 것이 가능하다.

도 33에서, 곡선 2 및 3은 자화 M의 변동에 따라 변화한다. 여기에서, 파라미터로서 자화 M을 이용하여 곡선 3에 대하여 근사(fitting)가 수행되어, 휴대 단말기(1)의 개방 동작의 과정 동안 지자기 센서로부터 연속적으로 획득되는 일련의 측정 데이터를 따라 곡선 3이 근사되어서, 자화 M을 얻는다.

다음, 획득된 자화 M에 기초하여, 휴대 단말기(1)의 폐쇄된 상태에서의 자계의 값, 및 휴대 단말기(1)의 개방 상태에서의 자계의 또 다른 값을 계산하기 위한 계산이 수행된다. 휴대 단말기(1)가 폐쇄된 상태로부터 완전히 개방된 상태로 바뀌는 동안 영구자석으로부터의 자계는 변화한다. 자계의 이 변동은 상기 얻어진 자화 M을 갖는 곡선 2에 의하여 표현된다. 여기에서, 곡선 2의 반대 엔드 포인트들(end points)은 휴대 단말기(1)의 완전히 개방한 상태에서 관찰된 자석으로부터의 자계, 휴대 단말기(1)의 폐쇄된 상태에서 관찰된 자석으로부터의 자계에 대응한다. 따라서, 상기 획득된 자화 M을 갖는 곡선 2의 반대의 엔드 포인트에서의 자계의 값들이 계산되어 휴대 단말기(1)의 폐쇄 상태에서의 자계의 값, 및 휴대 단말기(1)의 완전한 개방 상태에서의 자계의 값을 획득한다.

또한, 휴대 단말기(1)의 폐쇄된 상태에서의 자계의 값과, 휴대 단말기(1)의 완전한 개방 상태에서의 자계의 값 사이의 차이가 계산된다. 이 차이값은 자화 M을 갖는 자석으로부터 지자기 센서에 영향을 미치는 자계의 값에 대응한다.

마지막으로, 상기 계산된 차이는 휴대 단말기(1)의 폐쇄된 상태에서 이전에 추정되는 오프셋 값으로부터 감산되어, 누설자계를 보상하고 오프셋을 정식적으로 업데이트한다.

전술된 바와 같이, 휴대 단말기(1)가 폐쇄되는 상태에서 자기 센서의 교정이 실시되고, 그 후 사용자가 휴대 단말기(1)를 개방하는 경우, 오프셋의 누설자계 정정이 더 실시되어 사용자가 특별한 동작을 수행하도록 강제하지 않고 더욱 정확한 교정이 실현된다.

상기에서, 휴대 단말기(1)의 주요 제어부(108)는 오프셋의 추정 및 누설자계 정정을 위한 프로세싱을 수행한다. 그러나, 그러한 프로세싱을 실시하기 위한 프 로세싱부가 센서 데이터 획득부(자기 센서 장치)(115)에 설치되고, 휴대 단말기(1)가 폐쇄된 것을 나타내는 폐쇄 신호가 주요 제어부(108)로부터 센서 데이터 획득부(115)로 제공되고, 그에 응하여, 센서 데이터 획득부(115)는 이전의 오프셋 추정 프로세싱을 수행하는 한편, 휴대 단말기(1)가 개방된 것을 나타내는 개방 신호는 주요 제어부(108)로부터 센서 데이터 획득부(115)로 제공되며, 그에 응하여, 센서 데이터 획득부(15)는 이전의 누설자계 정정 프로세싱을 수행하도록 구성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예의 휴대용 전화기의 구조를 도시하는 블록도.

도 2a 내지 2d는 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에서의 휴대용 전화기의 외형을 도시하는 도면.

도 3은 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에서의 지자기 센서(30)의 개략적인 평면도.

도 4는 도 3의 지자기 센서(30)의 GMR 소자(31) 및 코일(41)의 일부 확대된 평면도.

도 5는 도 3의 GMR 소자(31)의 평면도.

도 6은 GMR 소자(31) 및 코일(41)이 도 4의 라인 3- 3을 따른 평면에 의해 구획된 개략적 단면도.

도 7은 도 4의 GMR 소자(31)의 스핀-밸브 막(spin-vlave film) 구조를 도시하는 도면.

도 8은 외부 자계에 관련하여 도 4의 GMR 소자(31)의 저항값의 변화를 도시하는 그래프.

도 9는 도 4의 GMR 소자(31) 및 동일한 구조를 갖는 GMR 소자(32~ 34)을 포함하는 X축 방향 지자기 센서의 등가 회로도.

도 10은 X축 방향으로 변화하는 외부 지자계 및 Y축 방향으로 변화하는 자계에 관련하여 도 9의 X축 방향 지자기 센서의 출력 전압에서의 변화를 도시하는 그래프.

도 11은 동일한 실시예에서의 방위에 관련하여 X축 방향 지자기 센서와 Y축 방향 지자기 센서의 출력을 도시하는 그래프.

도 12는 동일 실시예에서, 휴대용 전화기가 하나의 평면 예를들어, 수평면에서 스윙하는 상태를 도시하는 도면.

도 13은 동일 실시예에서 휴대용 전화기에서의 지자기 센서(30)의 오프셋의 교정 동작을 도시하는 흐름도.

도 14는 동일 실시예에서 3축 지자기 센서를 갖는 휴대용 전화기가 앞뒤 방향으로 스윙하는 상태를 도시하는 도면.

도 15는 동일 실시예에서 3축 지자기 센서를 갖는 휴대용 전화기가 지자기에 직교하여 스윙하는 상태를 도시하는 도면.

도 16은 동일 실시예에서 2축 지자기 센서를 갖는 휴대용 전화기가 지자기에 직교하게 스윙하는 상태를 도시하는 도면.

도 17은 본 발명의 제2 실시예에서 휴대용 전화기에서의 지자기 센서(30)의 오프셋의 교정 동작을 도시하는 흐름도.

도 18은 본 발명의 제4 실시예에서 휴대용 전화기의 구조를 도시하는 블록도.

도 19a 내지 19d는 동일 실시예에서 휴대용 전화기의 외장을 도시하는 도면.

도 20은 동일 실시예에서 휴대용 전화기의 지자기 센서(30)의 오프셋의 교정 동작을 도시하는 흐름도.

도 21은 종래의 지자기 센서의 감지 값들로 그려진 원 둘레를 도시하는 도 면.

도 22는 본 발명의 방위 감지 기능을 갖는 휴대용 전자 장치의 일 실시예인 휴대용 통신 단말(휴대용 단말)의 전기 구조를 도시하는 블록도.

도 23은 동일 실시예의 기능적 블록도.

도 24a 내지 24b는 휴대용 단말의 좌표 시스템 및 접지 좌표 시스템을 도시하는 도면.

도 25는 교정과 관련한 동작을 설명하는 흐름도.

도 26a 및 26b는 교환식(revolver type) 휴대용 단말의 외장(개폐 상태)을 도시하는 도면.

도 27은 휴대용 단말이 회전식 휴대용 단말에서의 교정 방법에 따라 스윙되는 방향을 도시하는 도면.

도 28은 일 예의 교정 방법에 따라 샘플링된 측정 데이터가 XY 평면에 플로팅된 도면.

도 29는 일 예의 교정 방법(θ가 작음)에 따라 샘플링된 측정 데이터가 XY 평면에 플로팅된 도면.

도 30a 및 30b는 일반적인 폴드형 휴대 단말의 외장(개폐 상태)을 도시하는 도면.

도 31은 휴대 단말이 일반적인 폴드형 휴대 단말에서의 교정 방법에 따라 스윙되는 방향을 도시하는 도면.

도 32는 본 발명의 다른 실시예에 따라 열린 상태에서의 휴대 단말의 외장을 도시하는 도면.

도 33은 Hy 및 Hz의 값의 시뮬레이트된 변화를 나타내는 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 2 : 케이스 8 : RF 안테나

10 : 제어부 12 : ROM

14 : ROM 18a, 18b : 표시부

20 : 키 입력부 21 : 전환 스위치

22 : 모뎀부 23 : CDMA 부

24 : RF부 27 : 마이크로폰

28 : 수신 스피커 29 : 음성 처리부

30 : 지자기 센서 31, 35 : GMR 소자

71 : GPS 수신부

Claims

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저장부와 경사 센서를 구비한 휴대 정보 단말 장치에 장착된 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 방법 - 상기 지자기 센서는 2차원 좌표계의 두 축에서 지자기장에 대한 자기 감도를 가지고, 자화에 의해 영향을 받아 자기 오프셋을 유발하며, 상기 경사 센서는 상기 휴대 정보 단말 장치의 경사각을 감지함 - 으로서,

상기 지자기 센서의 출력을 측정하고, 선행 측정 데이터 및 후속 측정 데이터를 포함하는 지자기장의 복수의 측정 데이터를 연속 제공하는 데이터 측정 단계;

상기 경사 센서의 출력을 측정하고, 상기 휴대 정보 단말 장치의 경사각을 나타내고 상기 선행 측정 데이터와 동시에 측정된 선행 각도 데이터 및 상기 후속 측정 데이터와 동시에 측정된 후속 각도 데이터를 포함하는 복수의 각도 데이터를 연속 제공하는 경사 측정 단계;

상기 후속 각도 데이터로 표현된 상기 휴대 정보 단말 장치의 경사각과 상기 선행 각도 데이터로 표현된 상기 휴대 정보 단말 장치의 다른 경사각 사이의 차가 소정의 차보다 클 때 상기 저장부에 상기 후속 측정 데이터를 저장하는 데이터 저장 단계 - 상기 데이터 측정 단계, 상기 경사 측정 단계 및 상기 데이터 저장 단계의 루틴을 반복하여 상기 저장부에 상기 측정 데이터를 축적함 - ; 및

상기 저장부로부터 복수의 상기 축적된 측정 데이터를 판독하고, 상기 저장부로부터 판독한 상기 복수의 축적된 측정 데이터로부터 상기 자기 오프셋의 오프셋 값을 추정하는 오프셋 추정 단계를 포함하는 방법.
제7항에 있어서,

상기 저장부에 축적된 측정 데이터의 수가 소정 수에 도달할 때 상기 오프셋 추정 단계는 상기 저장부로부터 상기 복수의 축적된 상기 측정 데이터를 판독하여 상기 오프셋 값을 추정하고,

상기 추정된 오프셋 값에 따라 2차원 좌표계에서 정의되는 오프셋 포인트와, 상기 오프셋 값의 추정에 사용되는 상기 복수의 측정 데이터에 따라 2차원 좌표계에서 정의되는 복수의 데이터 포인트 사이의 거리를 계산하고, 또한 상기 계산된 상기 오프셋 포인트와 상기 복수의 데이터 포인트 사이의 거리들의 평균값을 계산하는 평균값 계산 단계;

상기 계산된 거리들의 상기 계산된 상기 거리들의 평균값에 대한 표준 편차를 계산하는 표준 편차 계산 단계;

상기 계산된 표준 편차에 기초하여 상기 추정된 오프셋 값의 유효성을 판정하는 유효성 판정 단계; 및

상기 추정된 오프셋 값의 유효성이 상기 유효성 판정 단계에서 확인된 때 상기 추정된 오프셋 데이터를 저장하는 오프셋 저장 단계를 더 포함하는 방법.
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경사 센서를 구비한 휴대 정보 단말기에 장착된 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 장치 - 상기 지자기 센서는 2차원 좌표계의 두 축에서 지자기장에 대한 자기 감도를 가지고, 자화에 의해 영향을 받아 상기 자기 오프셋을 유발하며, 상기 경사 센서는 상기 휴대 정보 단말기의 경사각을 감지함 - 로서,

상기 지자기 센서의 출력을 측정하고, 선행 측정 데이터 및 후속 측정 데이터를 포함하는 지자기장의 복수의 측정 데이터를 연속 제공하는 데이터 측정부;

상기 경사 센서의 출력을 측정하고, 상기 휴대 정보 단말 장치의 경사각을 나타내고 상기 선행 측정 데이터와 동시에 측정된 선행 각도 데이터 및 상기 후속 측정 데이터와 동시에 측정된 후속 각도 데이터를 포함하는 복수의 각도 데이터를 연속 제공하는 경사 측정부;

상기 후속 각도 데이터로 표현된 상기 휴대 정보 단말 장치의 경사각과 상기 선행 각도 데이터로 표현된 상기 휴대 정보 단말 장치의 다른 경사각 사이의 차가 소정의 차보다 클 때 상기 후속 측정 데이터를 저장하는 데이터 저장부로서, 상기 데이터 측정부 및 상기 경사 측정부를 반복 동작시켜 상기 측정 데이터를 축적하는 데이터 저장부; 및

상기 데이터 저장부로부터 복수의 축적된 측정 데이터를 판독하고, 상기 데이터 저장부로부터 판독한 상기 복수의 축적된 측정 데이터로부터 상기 자기 오프셋의 오프셋 값을 추정하는 오프셋 추정부를 포함하는 장치.
삭제
CPU, 저장부, 지자기 센서 및 경사 센서를 구비한 휴대 정보 단말 장치에서 사용되는 다른 기계 판독 가능 매체 - 상기 지자기 센서는 2차원 좌표계의 두 축에서 지자기장에 대한 자기 감도를 가지고, 자화에 의해 영향을 받아 자기 오프셋을 유발하며, 상기 경사 센서는 상기 휴대 정보 단말 장치의 경사각을 감지함 - 로서,

상기 휴대 정보 단말 장치가 상기 지자기 센서의 자기 오프셋을 측정하는 방법을 수행하게 하기 위해 CPU에 의해 실행될 수 있는 프로그램 명령들을 포함하고,

상기 방법은,

상기 지자기 센서의 출력을 측정하고, 선행 측정 데이터 및 후속 측정 데이터를 포함하는 지자기장의 복수의 측정 데이터를 연속 제공하는 데이터 측정 단계;

상기 경사 센서의 출력을 측정하고, 상기 휴대 정보 단말 장치의 경사각을 나타내고 상기 선행 측정 데이터와 동시에 측정된 선행 각도 데이터 및 상기 후속 측정 데이터와 동시에 측정된 후속 각도 데이터를 포함하는 복수의 각도 데이터를 연속 제공하는 경사 측정 단계;

상기 후속 각도 데이터로 표현된 상기 휴대 정보 단말 장치의 경사각과 상기 선행 각도 데이터로 표현된 상기 휴대 정보 단말 장치의 다른 경사각 사이의 차가 소정의 차보다 클 때 상기 저장부에 상기 후속 측정 데이터를 저장하는 데이터 저장 단계로서, 상기 데이터 측정 단계, 상기 경사 측정 단계 및 상기 데이터 저장 단계의 루틴을 반복하여 상기 저장부에 상기 측정 데이터를 축적하는 데이터 저장 단계; 및

상기 저장부로부터 복수의 축적된 측정 데이터를 판독하고, 상기 저장부로부 터 판독한 상기 복수의 축적된 측정 데이터로부터 상기 자기 오프셋의 오프셋 값을 추정하는 오프셋 추정 단계를 포함하는 매체.