WO2011158856A1

WO2011158856A1 - 誤差要因判定方法およびその装置、並びに誤差補償方法、３軸磁気センサ、センサモジュール、誤差要因判定用のプログラム

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Publication number: WO2011158856A1
Application number: PCT/JP2011/063674
Authority: WO
Inventors: 靖及川; 直行小澤
Original assignee: 株式会社フジクラ
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2011-12-22
Also published as: JP2012002695A

Abstract

　Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向それぞれの磁界を検知する３つの磁気素子を有する３軸磁気センサの誤差要因判定方法を提供する。　各軸方向に磁界をそれぞれ印加したときの各磁気素子からの出力値に基づいて、前記３軸磁気センサの磁界検知方向を表わす空間ベクトルＸｍ，Ｙｍ，Ｚｍ、および、前記各磁気素子の磁界検知方向を表わす空間ベクトルＸｅ，Ｙｅ，Ｚｅを計算する。次に、Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ間の互いの交角をそれぞれ計算すると共に、Ｘｅ，Ｙｅ，Ｚｅ間の互いの交角をそれぞれ計算する。そして、誤差の要因が、前記各磁気素子の実装状態によるもの、磁界印加方向と前記３軸磁気センサおよび前記各磁気素子の磁界検知方向の不一致によるもの、前記各磁気素子の感度の不統一によるもののいずれであるのか、又はそれらの組み合わせであるのかを判定する。

Description

誤差要因判定方法およびその装置、並びに誤差補償方法、３軸磁気センサ、センサモジュール、誤差要因判定用のプログラム

　本発明は、誤差要因判定方法およびその装置、並びに誤差補償方法、３軸磁気センサ、センサモジュール、誤差要因判定用のプログラムに関する。特に、計測および算出される方位角に含まれる誤差の要因を判定できると共に、その誤差を相殺して正確に方位角を決定できる誤差要因判定方法およびその装置、並びに誤差補償方法、３軸磁気センサ、センサモジュール、誤差要因判定用のプログラムに関する。
　本願は、２０１０年６月１７日に、日本に出願された特願２０１０－１３８５３１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　携帯電話機などの携帯電子機器や携帯端末においては、方位を検出するためのセンサを含む方位検知システム（以下、「センサモジュール」と称す）が広く利用されている。また、そのセンサモジュールとＧＰＳ（Global Positioning System）機能などを組み合わせれば、方位角に加えて、空間的な位置情報も検知してナビゲーションシステムを構成できるので、今後、その他、幅広い利用が見込まれている。

　かかるセンサモジュールにより方位を検出するためには、センサモジュールに対する地磁気方向を検知する必要がある。上述の携帯電子機器等は、三次元空間内において、種々の姿勢角で使用されるため、三次元的に種々の向きに置かれていても正確な方位測定を実現する必要がある。

　従来より、センサモジュールにより方位を測定する方法としては、直交する３軸方向のそれぞれの磁界を検出して行う方法、２軸方向（３軸方向の磁界を検出して２軸方向を選択する場合を含む）の磁界を検出して行う方法、それらと加速度センサ又はジャイロセンサなどによる地磁気に対する伏角および偏角、並びに傾斜センサ等による傾斜角を組み合わせて求める方法等、各種が存在している（例えば、特許文献１乃至５参照）。

　ここで、携帯電子機器に設定される座標軸と伏角および偏角について説明する。図１７Ａおよび図１７Ｂは、携帯電子機器１００に論理的に、しかし固定的に設定される直交座標軸を説明するための図である。図１７Ａおよび図１７Ｂは、それぞれ携帯電子機器１００の平面図および側面図である。携帯電子機器１００の平坦な前面の法線方向をＺ軸方向とし、携帯電子機器１００の長手方向をＹ軸とし、残りをＸ軸方向としている。図１８は、伏角および偏角を説明するための図である。例えばＸＹ平面上に求められる方位と、実際の地磁気方向との交角αを伏角といい、その方位と磁北との交角βを偏角という。

　図１９は、直交する３軸方向の各磁界を検出でき、かつ、それらを検出した伏角、偏角および傾斜角とともに演算して方位を求めることができるセンサモジュールの論理構成を示す図である。
　図１９に示すセンサモジュール５０は、三次元空間に設定される直交する３軸の各方向の磁界を検知する３軸磁気センサ１と、地磁気の伏角および偏角と、当該センサモジュール５０が搭載される携帯電子機器１００の傾斜角とを検出する検出部２と、３軸磁気センサ１および検出部２からの情報に基づいて、正確な方位角等を計算する信号処理部３とを備えている。

　詳述すると、３軸磁気センサ１は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの方向の磁界を検知するＸ軸用磁気素子１１Ｘ、Ｙ軸用磁気素子１１Ｙ、Ｚ軸用磁気素子１１Ｚと、それらの磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚからの検出結果に対して信号処理を行う信号処理部１２とを備えている。つまり、地磁気の方向および大きさを、直交する３軸方向の各成分に分離して検出している。
　なお、磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚとしては、例えば、磁気抵抗効果を利用したＭＲ（Magneto Resistive）センサ、ホール素子を用いたセンサ、電磁誘導を利用したＭＩ（Magneto Impedance）センサ、フラックスゲート型磁気センサ、直交フラックスゲート型磁気センサなどを用いることができる。

　また、図２０Ａおよび図２０Ｂは、図１９に示した３軸磁気センサ１の物理的構成を示す図である。図２０Ａは側面図であり、図２０Ｂは平面図である。図２０Ａおよび図２０Ｂに示すように、３軸磁気センサ１は、実装用基板１３と、それにワイヤーボンディングで実装された磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚと、各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚで検出された磁気信号に対して演算処理を施す信号処理部１２とを備えている。
　ここで、この３軸磁気センサ１は、搭載される機器に設定された前述の座標軸と整列するように、当該機器内に搭載され、それにより各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚにおける磁気検知の向きが、機器に設定された各軸方向と一致するようにしている。

　ところで、上述の従来の手法においては、いずれも、３軸磁気センサに含まれる、各磁気素子の磁界検知方向が、理想的に互いに直交していることが前提となっている。
　また、各磁気素子の磁界検知方向と、３軸磁気センサに設定された磁界検知方向、すなわち携帯電子機器に設定された３軸方向、とが、それぞれ一致していることが前提となっている。
　更に、各磁気素子は、その感度が互いに等しく設定されていることが前提となっている。

　しかしながら、実際は、最終的に求められる方位角に誤差が含まれてしまうことは不可避である。その誤差の要因としては、以下が考えられる。
　第一の誤差要因は、３軸磁気センサの組立工程における、実装用基板に対する磁気素子の実装ずれである。図２１Ａおよび図２１Ｂは、この第一の誤差要因を説明するための図である。
　３軸磁気センサ１の実装基板１３上に、三次元の各方向に対応した各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚを設置する組立工程においては、当該３軸磁気センサ１の各軸についての各磁界が検知できるように、その各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚは互いに直交するように設置し、かつ、当該３軸磁気センサ１の各軸の方向と、その各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚの磁界検出方向が一致している必要がある。

　しかしながら、当該組立工程では、少なからず、実装用基板１３に対する各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚの設置位置ずれが生じる。ここでの位置ずれには、図２１Ａおよび図２１Ｂに示す２種類がある。
　１つは、図２１Ａに示すような、各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚの磁界検知方向の少なくとも二軸が互いに直交していない状態（以下、「組立の絶対誤差」と称す）である。図２１Ａの例においては、磁気素子１１Ｙの軸が、磁気素子１１Ｘの軸と直交していない。
　もう１つは、図２１Ｂに示すような、各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚの感磁方向は互いに直交しているが、３軸磁気センサ１の磁界検知方向の各方向と、その各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚの磁界検出方向との間で、少なくとも１つの方向が一致していない状態（以下、「組立の相対誤差」と称す）である。図２１Ｂの例においては、実装基板１３に搭載される各素子が、その実装基板１３に対して整列していないので、この場合、３軸磁気センサ１の磁界検知方向のＸ方向、Ｙ方向と、磁気素子１１Ｘ、１１Ｙの磁界検出方向とが一致していない。
　なお、実際には、組立の絶対誤差と相対誤差とを区別することは困難である。

　第二の誤差要因は、３軸磁気センサ１の各軸の磁気感度を測定して調整する際に、磁界を印加するためのコイル等の方向と、３軸磁気センサ１の磁界検知方向を一致させることが困難である、という点である。
　すなわち、センサモジュール５０に用いる３軸磁気センサ１では、地磁気を直交座標系で分解して方位計測を行うため、互いに直交する３軸方向に任意に磁界を印加することのできる空間内に当該３軸磁気センサ１を設置し、当該３軸磁気センサ１の磁界検知方向の交角を評価することにより、方位誤差を算出することができる。但し、このとき、３軸磁気センサ１の各軸の磁気感度を測定して調整する際に、磁界を印加するためのコイル等の方向と、３軸磁気センサ１の磁界検知方向を一致させることが必要であるが、ソケットなどを用いて、同時に複数の３軸磁気センサ１の磁気感度を測定する場合には、ソケットの設置方向と、３軸磁気センサ１の所望の磁界検知方向を一致させることが困難である。従って、方位誤差の精度は低下してしまう。
　以上のような誤差要因により、正確な誤差角を測定することが困難であるため、最終的に正確な方位角を求めようとしても難しい。

特開２００５－１７２７８７号公報特開２００６－３３７０５７号公報特開２００８－２４１６７６号公報特開２００７－３０９８３３号公報特開２００９－２０４３０５号公報

　本発明は、計測および算出される方位角に含まれる誤差の要因を判定できる誤差要因判定方法、および前記の誤差要因判定方法を実施可能とする装置を提供する。
　また、本発明は、上記の誤差を相殺して正確に方位角を決定できる誤差補償方法、３軸磁気センサ、およびセンサモジュールを提供する。

　本発明の一様態に係る誤差要因判定方法は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向それぞれの磁界を検知する３つの磁気素子を有する３軸磁気センサに対して磁界を印加する３軸磁界印加手段がＸ軸方向に磁界を印加したときの、前記各磁気素子からの出力値と、前記３軸磁界印加手段がＹ軸方向に磁界を印加したときの、前記各磁気素子からの出力値と、前記３軸磁界印加手段がＺ軸方向に磁界を印加したときの、前記各磁気素子からの出力値とに基づいて、前記３軸磁気センサの磁界検知方向を表わす３つの空間ベクトルおよび前記３つの磁気素子の磁界検知方向を表わす各空間ベクトルを計算する工程と、前記３軸磁気センサの磁界検知方向を表わす３つの空間ベクトルについて、前記各空間ベクトル間の互いの交角をそれぞれ計算すると共に、前記３つの磁気素子の磁界検知方向をそれぞれ表わす各空間ベクトルについて、前記各空間ベクトル間の互いの交角をそれぞれ計算する工程と、前記３軸磁界印加手段による磁界印加方向、前記各磁気素子の磁界検知方向、および前記３軸磁気センサの磁界検知方向が互いに一致するか否かと、前記各磁気素子の磁界検知方向の３つの交角と前記３軸磁気センサの磁界検知方向の３つの交角が一致するか否かとに基づいて、求めるべき方位角に含まれる誤差の要因が、前記各磁気素子の実装状態によるものであるのか、前記３軸磁界印加手段による磁界印加方向と前記３軸磁気センサおよび前記各磁気素子の磁界検知方向の不一致によるものであるのか、前記各磁気素子の感度の不統一によるものであるのか、又はそれらの組み合わせであるのかを判定する工程と、を備える。

　本発明の一様態に係る誤差要因判定装置は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向それぞれの磁界を検知する３つの磁気素子を有する３軸磁気センサと、前記３軸磁気センサに対して磁界を印加する３軸磁界印加手段とを備えた誤差要因判別装置であって、前記３軸磁気センサは、前記３軸磁界印加手段のＸ軸方向に磁界が印加されたときの、前記各磁気素子からの出力値と、前記３軸磁界印加手段のＹ軸方向に磁界が印加されたときの、前記各磁気素子からの出力値と、前記３軸磁界印加手段のＺ軸方向に磁界が印加されたときの、前記各磁気素子からの出力値とに基づいて、前記３軸磁気センサの磁界検知方向を表わす３つの空間ベクトルを計算すると共に、前記３つの磁気素子の磁界検知方向をそれぞれ表わす各空間ベクトルを計算し、前記３軸磁気センサの磁界検知方向を表わす３つの空間ベクトルについて、前記各空間ベクトル間の互いの交角をそれぞれ計算すると共に、前記３つの磁気素子の磁界検知方向を表わす各空間ベクトルについて、前記各空間ベクトル間の互いの交角をそれぞれ計算し、前記３軸磁界印加手段による磁界印加方向、前記各磁気素子の磁界検知方向、および３軸磁気センサの磁界検知方向が互いに一致するか否かと、前記各磁気素子の磁界検知方向の３つの交角と前記３軸磁気センサの磁界検知方向の３つの交角が一致するか否かと、を検証することにより、求めるべき方位角に含まれる誤差の要因が、各磁気素子の実装状態によるものであるのか、前記３軸磁界印加手段による磁界印加方向と前記３軸磁気センサおよび前記各磁気素子の磁界検知方向の不一致によるものであるのか、各磁気素子の感度の不統一によるものであるのか、又はそれらの組み合わせであるのかを判定する信号処理部を備える。

　本発明の一様態に係る３軸磁気センサにおける誤差補償方法は、前記各磁気素子の磁界検知方向が互いに直交していないと判定された場合に、前記各磁気素子の磁気感度を調整することにより、見かけ上、前記各磁気素子の磁界検知方向を互いに直交させる。

　本発明の一様態に係る３軸磁気センサは、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの方向の磁界を検知する各磁気素子と、当該各磁気素子からの検出結果に対して信号処理を行う信号処理部と、を備えた３軸磁気センサであって、前記信号処理部は、上述の誤差補償方法を実現する。

　本発明の一様態に係るセンサモジュールは、上述の３軸磁気センサと、地磁気の伏角および偏角と、傾斜角とを検出する検出部と、前記３軸磁気センサおよび前記検出部からの情報に基づいて、方位角を計算する信号処理部と、を備える。

　本発明の一様態に係る誤差要因判定用のプログラムは、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの方向の磁界を検知する３つの磁気素子を備えた３軸磁気センサに、３軸磁界印加手段がＸ軸方向に磁界を印加したときの、前記各磁気素子からの出力値と、前記３軸磁界印加手段がＹ軸方向に磁界を印加したときの、前記各磁気素子からの出力値と、前記３軸磁界印加手段がＺ軸方向に磁界を印加したときの、前記各磁気素子からの出力値とに基づいて、前記３軸磁気センサの磁界検知方向を表わす３つの空間ベクトルおよび前記３つの磁気素子の磁界検知方向をそれぞれ表わす各空間ベクトルを計算する手順と、前記３軸磁気センサの磁界検知方向を表わす３つの空間ベクトルについて、前記各空間ベクトル間の互いの交角をそれぞれ計算すると共に、前記３つの磁気素子の磁界検知方向をそれぞれ表わす各空間ベクトルについて、前記各空間ベクトル間の互いの交角をそれぞれ計算する手順と、前記３軸磁界印加手段による磁界印加方向、前記各磁気素子の磁界検知方向、および前記３軸磁気センサの磁界検知方向が互いに一致するか否かと、前記各磁気素子の磁界検知方向の３つの交角と前記３軸磁気センサの磁界検知方向の３つの交角が一致するか否かに基づいて、求めるべき方位角に含まれる誤差の要因が、前記各磁気素子の実装状態によるものであるのか、前記３軸磁界印加手段による磁界印加方向と前記３軸磁気センサおよび前記各磁気素子の磁界検知方向の不一致によるものであるのか、前記各磁気素子の感度の不統一によるものであるのか、又はそれらの組み合わせであるのかを判定する手順と、を実行させる。

　本発明の一様態に係る誤差要因判定方法およびその装置によれば、計測および算出される方位角に含まれる誤差の要因を判定できる。
　本発明の一様態に係る誤差補償方法、３軸磁気センサおよびセンサモジュールによれば、その誤差を相殺して正確に方位角を決定できる。

本発明の第１の実施形態に係る３軸磁気センサにおける誤差要因判定方法の手順を示すフローチャート。ステップＳ１の処理の詳細を示すフローチャート。ステップＳ２の処理の詳細を示すフローチャート。ステップＳ３の処理の詳細を示すフローチャート。ステップＳ４の処理の詳細を示すフローチャート。ステップＳ５の処理の詳細を示すフローチャート。ステップＳ６の処理の詳細を示すフローチャート。磁気素子（センサ）出力値の表を示す図。磁気素子（センサ）出力値の表を示す図。状態（ａ）乃至状態（ｃ）の組み合わせに対応した計測計算結果を示す表。図１０に示した３軸磁気センサ１の状態（Ａ）および（Ｂ）を説明するための図。磁界印加方向（実線）、素子の磁界検知方法（点線）、および３軸磁気センサの磁界検知方向（一点鎖線）の関係を示す図。磁界印加方向（実線）、素子の磁界検知方法（点線）、および３軸磁気センサの磁界検知方向（一点鎖線）の関係を示す図。磁界印加方向（実線）、素子の磁界検知方法（点線）、および３軸磁気センサの磁界検知方向（一点鎖線）の関係を示す図。磁界印加方向（実線）、素子の磁界検知方法（点線）、および３軸磁気センサの磁界検知方向（一点鎖線）の関係を示す図。磁界印加方向（実線）、素子の磁界検知方法（点線）、および３軸磁気センサの磁界検知方向（一点鎖線）の関係を示す図。携帯電子機器に設定される直交座標軸を説明するための図。携帯電子機器に設定される直交座標軸を説明するための図。伏角および偏角を説明するための図。３軸方向の各磁界を検出でき、かつ、それらを検出した伏角、偏角および傾斜角とともに演算して方位を求めることができるセンサモジュールの論理構成を示す図。図１９に示した３軸磁気センサ１の物理的構成を示す図。図１９に示した３軸磁気センサ１の物理的構成を示す図。第一の誤差要因を説明するための図。第一の誤差要因を説明するための図。

　以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
　本発明の第１の実施形態に係る３軸磁気センサにおける誤差要因判定方法においては、まず、直交する３軸方向に均一な磁界を印加できるコイル（以下、「３軸ヘルムホルツコイル」と称す）などにより、直交する３軸方向に対して、特定の空間領域で任意の均一な磁界を発生することのできる環境を用意し、当該環境下に３軸磁気センサ１を設置する。なお、３軸ヘルムホルツコイルでは、各コイルに任意磁界を発生させて周囲環境の磁界を調整し、所望の磁界強度下の環境（以下、「無磁場環境」と称す）を形成することが可能であるが、本実施形態では、磁気感度の測定を実施するので、必ずしも無磁場環境を形成する必要はない。

　図１は、本発明の第１の実施形態に係る３軸磁気センサにおける誤差要因判定方法の手順を示すフローチャートである。
　図１において、まず、３軸ヘルムホルツコイルのＸ軸方向に磁界を印加したときの、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の磁界検知用の磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚからの出力値を読み取る（ステップＳ１）。

　図２は、ステップＳ１の処理の詳細を示すフローチャートである。図２において、まず、データ取得個数を規定する変数ｎを初期化する（ｎ＝０）（ステップＳ１１）。
　次に、磁界Ｈｘの強さを増加させつつ、（ｎｍａｘ＋１）個の磁界Ｈｘについてデータを取得する（ステップＳ１１～Ｓ１５）。このとき、磁界の初期値をＨｘ（ｓｔａｒｔ）とし、その増分をＨｘ（ｓｔｅｐ）とする。

　詳細には、磁界Ｈｘ（ｓｔａｒｔ）から初めて（ステップＳ１２）各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚからの出力値を読み取る（ステップＳ１３）。次に、次の強度にすべく、ｎに１を加え（ステップＳ１４）、ｎが所定個数ｎｍａｘより小さいか否かを判断する（ステップＳ１５）。ｎが所定個数ｎｍａｘより小さい場合には、ステップＳ１２に戻り、増分Ｈｘ（ｓｔｅｐ）を加えて、ステップＳ１３，１４を繰り返す。ステップＳ１５において、ｎが所定個数ｎｍａｘと等しくなった場合は、所定個数（ｎｍａｘ＋１）の磁界に対してデータ取得が終了したことになるので、ステップＳ１６に移行する。
　ステップＳ１６～Ｓ１９においては、ステップＳ１２～Ｓ１５とは逆に、Ｈｘ（ｓｔｅｐ）ずつ磁界の強度を落として、各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚからの出力値を読み取る。データ個数の判断等、詳細は増加させる場合と同様である。

　このステップＳ１の処理により、図８の表のＸ１（ｉ）、Ｘ２（ｉ）、Ｘ３（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）と、図９の表のＸ１（ｉ）、Ｙ１（ｉ）、Ｚ１（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）とが得られる。更に詳細には、３軸ヘルムホルツコイルのＸ軸に任意の磁界を印加したときの、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の磁界検知用の各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚからの出力値と、３軸ヘルムホルツコイルのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に任意の磁界を印加したそれぞれのときの、Ｘ方向の磁界検知用の磁気素子１１Ｘからのそれぞれの出力値が得られる。

　図１に戻り、次に、３軸ヘルムホルツコイルのＹ軸方向に磁界を印加したときの、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の磁界検知用の磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚからの出力値を読み取る（ステップＳ２）。
　図３は、ステップＳ２の処理の詳細を示すフローチャートである。図３において、まず、データ取得個数を規定する変数ｎを初期化する（ｎ＝０）（ステップＳ２１）。
　次に、磁界Ｈｙの強さを増加させつつ、（ｎｍａｘ＋１）個の磁界Ｈｙについてデータを取得する（ステップＳ２１～Ｓ２５）。このとき、磁界の初期値をＨｙ（ｓｔａｒｔ）とし、その増分をＨｙ（ｓｔｅｐ）とする。

　詳細には、磁界Ｈｙ（ｓｔａｒｔ）から初めて（ステップＳ２２）各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚからの出力値を読み取る（ステップＳ２３）。次に、次の強度にすべく、ｎに１を加え（ステップＳ２４）、ｎが所定個数ｎｍａｘより小さいか否かを判断する（ステップＳ２５）。ｎが所定個数ｎｍａｘより小さい場合には、ステップＳ２２に戻り、増分Ｈｙ（ｓｔｅｐ）を加えて、ステップＳ２３，２４を繰り返す。ステップＳ２５において、ｎが所定個数ｎｍａｘと等しくなった場合は、所定個数（ｎｍａｘ＋１）の磁界に対してデータ取得が終了したことになるので、ステップＳ２６に移行する。

　ステップＳ２６～Ｓ２９においては、ステップＳ２２～Ｓ２５とは逆に、Ｈｙ（ｓｔｅｐ）ずつ磁界の強度を落として、各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚからの出力値を読み取る。データ個数の判断等、詳細は増加させる場合と同様である。
　このステップＳ２の処理により、図８の表のＹ１（ｉ）、Ｙ２（ｉ）、Ｙ３（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）と、図９の表のＸ２（ｉ）、Ｙ２（ｉ）、Ｚ２（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）とが得られる。更に詳細には、３軸ヘルムホルツコイルのＹ軸に任意の磁界を印加したときの、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の磁界検知用の各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚからの出力値と、３軸ヘルムホルツコイルのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に任意の磁界を印加したそれぞれのときの、Ｙ方向の磁界検知用の各磁気素子１１Ｙからのそれぞれの出力値が得られる。

　図１に戻り、次に、３軸ヘルムホルツコイルのＺ軸方向に磁界を印加したときの、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の磁界検知用の磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚからの出力値を読み取る（ステップＳ３）。
　図４は、ステップＳ３の処理の詳細を示すフローチャートである。図４において、まず、データ取得個数を規定する変数ｎを初期化する（ｎ＝０）（ステップＳ３１）。
　次に、磁界Ｈｚの強さを増加させつつ、（ｎｍａｘ＋１）個の磁界Ｈｚについてデータを取得する（ステップＳ３１～Ｓ３５）。このとき、磁界の初期値をＨｚ（ｓｔａｒｔ）とし、その増分をＨｚ（ｓｔｅｐ）とする。

　詳細には、磁界Ｈｚ（ｓｔａｒｔ）から初めて（ステップＳ３２）各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚからの出力値を読み取る（ステップＳ３３）。次に、次の強度にすべく、ｎに１を加え（ステップＳ３４）、ｎが所定個数ｎｍａｘより小さいか否かを判断する（ステップＳ３５）。ｎが所定個数ｎｍａｘより小さい場合には、ステップＳ３２に戻り、増分Ｈｙ（ｓｔｅｐ）を加えて、ステップＳ３３，３４を繰り返す。ステップＳ３５において、ｎが所定個数ｎｍａｘと等しくなった場合は、所定個数（ｎｍａｘ＋１）の磁界に対してデータ取得が終了したことになるので、ステップＳ３６に移行する。

　ステップＳ３６～Ｓ３９においては、ステップＳ３２～Ｓ３５とは逆に、Ｈｚ（ｓｔｅｐ）ずつ磁界の強度を落として、各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚからの出力値を読み取る。データ個数の判断等、詳細は増加させる場合と同様である。
　このステップＳ３の処理により、図８の表のＺ１（ｉ）、Ｚ２（ｉ）、Ｚ３（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）と、図９の表のＸ３（ｉ）、Ｙ３（ｉ）、Ｚ３（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）とが得られる。更に詳細には、３軸ヘルムホルツコイルのＺ軸に任意の磁界を印加したときの、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の磁界検知用の各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚからの出力値と、３軸ヘルムホルツコイルのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に任意の磁界を印加したそれぞれのときの、Ｚ方向の磁界検知用の各磁気素子１１Ｚからのそれぞれの出力値が得られる。

　図１に戻り、次に、図８の表の磁気素子（センサ）出力値から、空間ベクトルＸｍ、Ｙｍ、Ｚｍを計算する（ステップＳ４）。
　図５は、ステップＳ４の処理の詳細を示すフローチャートである。
　まず、図８の表の出力値Ｘ１（ｉ）、Ｙ１（ｉ）、Ｚ１（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）から、空間ベクトルＸｍを計算する（ステップＳ４１）。詳細には、出力値Ｘ１（ｉ）、Ｙ１（ｉ）、Ｚ１（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）から最小二乗近似直線を決定し、その最小二乗近似直線の方向ベクトルを、空間ベクトルＸｍとして決定する。
　次に、図８の表の出力値Ｘ２（ｉ）、Ｙ２（ｉ）、Ｚ２（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）から、空間ベクトルＹｍを計算する（ステップＳ４２）。詳細には、出力値Ｘ２（ｉ）、Ｙ２（ｉ）、Ｚ２（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）から最小二乗近似直線を決定し、その最小二乗近似直線の方向ベクトルを、空間ベクトルＹｍとして決定する。
　次に、図８の表の出力値Ｘ３（ｉ）、Ｙ３（ｉ）、Ｚ３（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）から、空間ベクトルＺｍを計算する（ステップＳ４３）。詳細には、出力値Ｘ３（ｉ）、Ｙ３（ｉ）、Ｚ３（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）から最小二乗近似直線を決定し、その最小二乗近似直線の方向ベクトルを、空間ベクトルＺｍとして決定する。
　このようにして得られた空間ベクトルＸｍ、Ｙｍ、Ｚｍは、特定磁界発生方向に磁界を印加した際の、３軸磁気センサ１内の３つの磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚによる磁界検知方向（以下、「３軸磁気センサの磁界検知方向」と称す）を、それぞれ示している。

　図１に戻り、次に、図９の表の磁気素子（センサ）出力値から、空間ベクトルＸｅ、Ｙｅ、Ｚｅを計算する（ステップＳ５）。
　図６は、ステップＳ５の処理の詳細を示すフローチャートである。
　まず、図９の表の出力値Ｘ１（ｉ）、Ｙ１（ｉ）、Ｚ１（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）から、空間ベクトルＸｅを計算する（ステップＳ５１）。詳細には、出力値Ｘ１（ｉ）、Ｙ１（ｉ）、Ｚ１（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）から最小二乗近似直線を決定し、その最小二乗近似直線の方向ベクトルを、空間ベクトルＸｅとして決定する。
　次に、図９の表の出力値Ｘ２（ｉ）、Ｙ２（ｉ）、Ｚ２（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）から、空間ベクトルＹｅを計算する（ステップＳ５２）。詳細には、出力値Ｘ２（ｉ）、Ｙ２（ｉ）、Ｚ２（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）から最小二乗近似直線を決定し、その最小二乗近似直線の方向ベクトルを、空間ベクトルＹｅとして決定する。
　次に、図９の表の出力値Ｘ３（ｉ）、Ｙ３（ｉ）、Ｚ３（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）から、空間ベクトルＺｅを計算する（ステップＳ４３）。詳細には、出力値Ｘ３（ｉ）、Ｙ３（ｉ）、Ｚ３（ｉ）（ｉ＝０～ｎｍａｘ）から最小二乗近似直線を決定し、その最小二乗近似直線の方向ベクトルを、空間ベクトルＺｅとして決定する。
　このようにして得られた空間ベクトルＸｅ、Ｙｅ、Ｚｅは、特定の磁界発生方向に磁界を印加した際の、３軸磁気センサ１の個々の磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚによる磁界検知方向（以下、「素子の磁界検知方向」と称す）を、それぞれ示している。

　以上で、得られた空間ベクトルＸｍ、Ｙｍ、Ｚｍ、Ｘｅ、Ｙｅ、Ｚｅと、磁界印加方向（Ｈｘ、Ｈｙ，Ｈｚ）との関係は、後に説明する図１２～図１６に例えば示されている。
　図１に戻り、次に、空間ベクトルＸｍ、Ｙｍ，Ｚｍについて、ベクトル間の互いの交角をそれぞれ計算すると共に、空間ベクトルＸｅ、Ｙｅ，Ｚｅについて、ベクトル間の互いの交角をそれぞれ計算する（ステップＳ６）。

　図７は、ステップＳ６の処理の詳細を示すフローチャートである。
　まず、空間ベクトルＸｍ、Ｙｍ，Ｚｍについて、ベクトル間の互いの交角をそれぞれ計算する（ステップＳ６１）。すなわち、空間ベクトルＸｍと空間ベクトルＹｍの間の交角θｍｘｙと、空間ベクトルＹｍと空間ベクトルＺｍの間の交角θｍｙｚと、空間ベクトルＺｍと空間ベクトルＸｍの間の交角θｍｚｘと定義すると、次式（１）～（３）を満たす。

　次に、空間ベクトルＸｅ、Ｙｅ，Ｚｅについて、ベクトル間の互いの交角をそれぞれ計算する（ステップＳ６２）。すなわち、空間ベクトルＸｅと空間ベクトルＹｅの間の交角θｅｘｙと、空間ベクトルＹｅと空間ベクトルＺｅの間の交角θｅｙｚと、空間ベクトルＺｅと空間ベクトルＸｅの間の交角θｅｚｘと定義すると、次式（４）～（６）を満たす。

　本発明では、３軸ヘルムホルツコイルによる磁界印加方向、素子の磁界検知方向、および３軸磁気センサの磁界検知方向が互いに一致するか否かと、上述のように求められた、素子の磁界検知方向の３つの交角、および３軸磁気センサの磁界検知方向の３つの交角が一致するか否かと、を検証することにより、誤差の要因が、各磁気素子の実装状態によるものであるのか、磁界印加方向と磁界検知方向の不一致によるものであるのか、各磁気素子の感度の不統一によるものであるのか、又はそれらの組み合わせであるのかを、判定できる。

　以下、より詳細に説明する。
　ここで、説明の便宜上、磁界印加方向と磁界検知方向が一致している状態を「状態（ａ）」、各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚの磁界検知方向が互いに直交している場合を「状態（ｂ）」、各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚの磁気感度が同一である場合を「状態（ｃ）」とする。これらの事象が互いに独立であるとすると、その組み合わせが８通りあることになるが、互いに独立ではないので、現実にはあり得ない組合せがある。

　図１０は、状態（ａ）乃至状態（ｃ）の組み合わせに対応した、計測計算結果、すなわち、素子の磁界検知方向と３軸磁気センサの磁界検知方向の一致性と、素子の磁界検知方向の３つの交角と３軸磁気センサの磁界検知方向の３つの交角の一致性とを表として示す図である。また、図１１は、図１０に示す、３軸磁気センサ１の状態（Ａ）および（Ｂ）を説明するための図である。なお、図１０において、データ欄の○については、一致している場合、状態（ａ）乃至（ｃ）欄の○については、その状態にあることを示している。

　以下、図１０に示した３軸磁気センサ１の状態（Ａ）乃至（Ｇ）について、順に説明する。また、説明の便宜上、磁界印加方向を「方向（１）」、素子の磁界検知方向を「方向（２）」、３軸磁気センサの磁界検知方向を「方向（３）」とする。
　また、図１２乃至１６は、磁界印加方向（実線）、素子の磁界検知方法（点線）、および３軸磁気センサの磁界検知方向（一点鎖線）の関係を示す図である。

　まず、図１０に示す、３軸磁気センサ１の状態（Ａ）は、計測計算結果により、方向（２）と方向（３）が同一の場合、すなわち、ベクトルＸｍとベクトルＸｅ、ベクトルＹｍとベクトルＹｅ、ベクトルＺｍとベクトルＺｅのそれぞれが、方向および大きさで一致し、かつ、方向（２）と方向（３）との間で、各ベクトルの前記交角がそれぞれ一致している場合、すなわち、ＸｍとＹｍの交角とＸｅとＹｅの交角、ＹｍとＺｍの交角とＹｅとＺｅの交角、ＺｍとＸｍの交角とＺｅとＸｅの交角、がそれぞれ同一であり、かつ、図１１に示した値ａ，ｂ，ｃについて、ａ＝ｂ＝ｃ＝０であった場合である。

　この場合、図１０の表に示すように、状態（ａ）乃至状態（ｃ）は全て満たされている。つまり、図１２に示すように磁界印加方向、素子の磁界検知方向、および３軸磁気センサの磁界検知方向は一致し、各素子の磁界検知方向は互いに直交しており、各素子の磁気感度が同一となっている。換言すれば、測定結果の３軸磁気センサ１から方位誤差のない出力が得られ、かつ、各素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚの磁気感度が正確に測定されていることがわかる。つまり、３軸磁気センサ１が、３軸ヘルムホルツコイルによる磁界内に適切に設置され、かつ、組立の絶対誤差と相対誤差がないため、磁気感度の測定が正確であり、各素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚの磁気感度が同一であるという理想的な状態であることがわかる。

　次に、図１０に示す状態（Ｂ）は、計測計算結果により、方向（２）と方向（３）が同一の場合、すなわち、ベクトルＸｍとベクトルＸｅ、ベクトルＹｍとベクトルＹｅ、ベクトルＺｍとベクトルＺｅのそれぞれが、方向および大きさで一致し、かつ、方向（２）と方向（３）との間で、各ベクトルの前記交角がそれぞれ一致している場合、すなわち、ＸｍとＹｍの交角とＸｅとＹｅの交角、ＹｍとＺｍの交角とＹｅとＺｅの交角、ＺｍとＸｍの交角とＺｅとＸｅの交角、がそれぞれ同一であるが、図１１に示した値ａ，ｂ，ｃについて、ａ＝ｂ＝ｃ＝０は満たされていない場合である。

　この場合、図１０の表に示すように、状態（ｂ）および（ｃ）は満たされているが、状態（ａ）は満たされていない。つまり、各素子の磁界検知方向は互いに直交しており、各素子の磁気感度が同一となっており、図１３に示すように、素子の磁界検知方向と３軸磁気センサの磁界検知方向は一致しているものの、それらと磁界印加方向とは一致していない場合である。換言すれば、組立の絶対誤差および相対誤差はないが、磁界印加方向に対する３軸磁気センサ１の設置位置ずれ、あるいは、３軸磁気センサ１の実装用基板１３に対する素子の実装ずれ等により、各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚの磁気感度の測定に誤差が生ずる場合である。

　ところで、実用上は、磁界印加方向に対する３軸磁気センサ１の所定の磁界検知方向の設置位置ずれに起因する測定誤差（以下、「設置位置の誤差」と称す）と、３軸磁気センサ１の実装用基板１３に対する各素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚの実装ずれに起因する測定誤差の双方が含まれる場合が多い。この場合、従来の技術では、設置位置の誤差、組立の絶対誤差、組立の相対誤差、各磁気素子の磁気感度の差による誤差を区別して評価することが困難であった。

　ここで、図１０の表の状態（Ｂ）の場合、少なくとも、測定対象の３軸磁気センサ１内の各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚの感度が同一であることがわかる。加えて、ＸｅとＹｅの交角、ＹｅとＺｅの交角、およびＺｅとＸｅの交角が、それぞれ直角である場合、すなわち、組立の相対誤差がない場合は、ＸｍとＸｅ、ＹｍとＹｅ、ＺｍとＺｅのそれぞれが、方向および大きさで一致する。この場合、ＨｚとＸｅの交角、ＨｙとＹｅの交角、ＨｚとＺｅの交角に基づき、設置位置の誤差と組立の絶対誤差の双方を含む誤差を定義することができる。設置位置の誤差は、測定対象である３軸磁気センサ１の３軸ヘルムホルツコイルに対する設置方法に依存し、位置合わせ精度の高い方法と用いれば、当該誤差を極力小さくすることは可能である。一方、組立の絶対誤差は、実装用基板１３と各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚの位置合わせ精度に加えて、各磁気素子１１や信号処理部１２などとの間で電気的接続を形成するために、半田ボール等を用いた表面実装を行う場合は、実装用基板１３面と各素子１１の感磁面の平行度が各半田ボールの高さなどに依存する。従って、設置位置の誤差と比較して、組立の絶対誤差の方が大きいので、実用上は、本発明により評価した誤差は、組立の絶対誤差と考えて差し支えない場合が多い。

　なお、図１０の表の状態（Ｂ）の場合で、ＸｅとＹｅの交角、ＹｅとＺｅの交角、およびＺｅとＸｅの交角のいずれかが直交していない場合は、各素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚの磁界検知方向の交角のうち、少なくとも１つが直交していなが、各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚの磁界検知方向の磁気感度は同一である。従って、各磁気素子１１Ｘ、１１Ｙ，１１Ｚの磁気感度に偏差はないが、組立の絶対誤差がある状態であることがわかる。

　次に、図１０に示す状態（Ｃ）は、計測計算結果により、方向（２）と方向（３）が同一ではなく、また、方向（２）と方向（３）との間で、各ベクトルの前記交角の少なくとも１つが一致していないが、方向（２）の３つの交角が９０度である場合である。
　この場合、図１０の表に示すように、状態（ａ）および（ｂ）は満たされているが、状態（ｃ）は満たされていない。つまり、図１４に示すように、磁界印加方向と素子の磁界検知方向とは一致しているものの、それらと３軸磁気センサの磁界検知方向は一致しておらず、また、各素子の磁界検知方向は互いに直交しているが、各素子の磁気感度が同一となっていない場合である。

　次に、図１０に示す状態（Ｄ）は、計測計算結果により、方向（２）と方向（３）が同一ではない（少なくともいずれかのベクトルが不一致）が、方向（２）と方向（３）との間で、各ベクトルの前記交角がそれぞれ一致している、すなわち、ＸｍとＹｍの交角とＸｅとＹｅの交角、ＹｍとＺｍの交角とＹｅとＺｅの交角、ＺｍとＸｍの交角とＺｅとＸｅの交角、がそれぞれ同一である場合である。
　この場合、図１０の表に示すように、状態（ｃ）のみが満たされている。つまり、図１５に示すように、磁界印加方向、素子の磁界検知方向、および３軸磁気センサの磁界検知方向は、互いに一致しておらず、また、各素子の磁界検知方向は互いに直交しておらず、しかし、各素子の磁気感度が同一となっている場合である。

　次に、図１０に示す状態（Ｅ）は、計測計算結果により、方向（２）と方向（３）が同一ではなく（少なくともいずれかのベクトルが不一致）、また、方向（２）と方向（３）との間で、各ベクトルの前記交角の少なくとも１つが一致しておらず、方向（２）の３つの交角の少なくとも１つが９０度でない場合である。
　この場合、図１０の表に示すように、状態（ａ）、状態（ｂ）および状態（ｃ）のいずれも満たされていない。つまり、図１６に示すように、磁界印加方向、素子の磁界検知方向、および３軸磁気センサの磁界検知方向は、互いに一致しておらず、また、各素子の磁界検知方向は互いに直交しておらず、また、各素子の磁気感度が同一ではない場合である。換言すれば、磁界印加方向に対する３軸磁気センサ１の設置位置ずれに加えて、３軸磁気センサの実装用基板に対する素子の実装ずれ等により、各素子の正確な磁気感度測定ができないことを意味している。図１５の状態と、図１６の状態とでは、各素子の磁気感度が同一か同一でないか、の点のみにおいて異なる。
　なお、磁界印加方向は互いに直交していることが前提なので、図１０の表における状態（Ｆ）、状態（Ｇ）は、採り得ない組み合わせである。

　以上のように、３軸磁気センサ１の磁界検知方向に関する設置位置の誤差、組立の相対誤差、組立の絶対誤差、各磁気素子の磁気感度の偏差の情報を得るための手段として、空間座標における素子の磁界検知方向と３軸磁気センサの磁界検知方向を用いる手法が有用である。

　次に、上述した判定された誤差要因に基づいて、その誤差要因により生じた実際の誤差を補償する方法について説明する。
　つまり、誤差要因として、状態（ｂ）の満たされていないことを含んでいる場合、すなわち、各素子の磁界検知方向は互いに直交していない場合、それを感度の調整で補償するものである。

　より詳細に説明すると、３軸磁気センサ１の組立工程においては、磁気素子の磁界検知方向を正確に直交させることが理想であるが、実際の組立工程では、３軸磁気センサ１の個体ごとに少なからず直交度の偏差が生ずる。そこで、上述の手法で、各素子の磁界検知方向は互いに直交していないことが判定された場合、図１９の信号処理部１２により、各磁気素子の磁気感度を意図的に調整することにより、見かけ上、各素子の磁界検知方向が互いに直交するようにもっていき、３軸磁気センサを最適に調整することができる。なお、直交性の確認は、３軸磁気センサの磁界検知方向のベクトルの内積などから判断できる。

　そして前述と同様、信号処理部３が、信号処理部１２からの演算結果と、３軸磁気センサの磁界検知方向と地磁気方向の交角とにより、地磁気に対する３軸磁気センサの磁界検知方向の各成分の磁界強度を、地磁気の伏角および偏角と、携帯電子機器の傾斜角とを考慮しつつ算出して、方位を導き出す。
　たとえば、当該センサモジュールを携帯電子機器に実装した場合は、検出部２が、地磁気の伏角および偏角と、携帯電子機器の傾斜角とを検出し、信号処理部３が、３軸磁気センサ１および検出部２からの情報に演算を施して、携帯電子機器の傾きなどに依存しない正確な方位情報を取得することができる。

　その際、３軸磁気センサの磁界検知方向と携帯電子機器の磁界指示方向が平行になるように、携帯電子機器に対して、３軸磁気センサ１を設置することが望ましい。
　この方法によれば、組立の絶対誤差がある場合、各磁気素子の磁界検知方向は互いに直交していないが、演算処理により、３軸磁気センサの磁界検知方向を互いに直交させることができるため、各素子の磁界検知方向の代わりに、３軸磁気センサの磁界検知方向を用いることにより、方位誤差のない方位検知が可能となる。

　なお、通常、携帯電子機器のＸ軸方向とＹ軸方向の磁界強度をもって方位を算出するが、携帯電子機器の傾斜角等に応じて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のうち、任意の２軸の磁界強度を用いて方位を算出する方向でもよい。

　本発明は、センサモジュールおよびそれを搭載した携帯電子機器に適用できる。

　１　　３軸磁気センサ
　２　　検出部
　３　　信号処理部
　１１Ｘ　　磁気素子
　１１Ｙ　　磁気素子
　１１Ｚ　　磁気素子
　１２　　信号処理部
　１３　　実装用基板
　５０　　センサモジュール
　１００　　携帯電子機器。

Claims

　互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向それぞれの磁界を検知する３つの磁気素子を有する３軸磁気センサに対して磁界を印加する３軸磁界印加手段がＸ軸方向に磁界を印加したときの、前記各磁気素子からの出力値と、前記３軸磁界印加手段がＹ軸方向に磁界を印加したときの、前記各磁気素子からの出力値と、前記３軸磁界印加手段がＺ軸方向に磁界を印加したときの、前記各磁気素子からの出力値とに基づいて、前記３軸磁気センサの磁界検知方向を表わす３つの空間ベクトルおよび前記３つの磁気素子の磁界検知方向をそれぞれ表わす各空間ベクトルを計算する工程と、
　前記３軸磁気センサの磁界検知方向を表わす３つの空間ベクトルについて、前記３つの空間ベクトル間の互いの交角をそれぞれ計算すると共に、前記３つの磁気素子の磁界検知方向をそれぞれ表わす各空間ベクトルについて、前記各空間ベクトル間の互いの交角をそれぞれ計算する工程と、
　前記３軸磁界印加手段による磁界印加方向、前記各磁気素子の磁界検知方向、および前記３軸磁気センサの磁界検知方向が互いに一致するか否かと、前記各磁気素子の磁界検知方向の３つの交角と前記３軸磁気センサの磁界検知方向の３つの交角が一致するか否かとに基づいて、求めるべき方位角に含まれる誤差の要因が、前記各磁気素子の実装状態によるものであるのか、前記３軸磁界印加手段による磁界印加方向と前記３軸磁気センサおよび前記各磁気素子の磁界検知方向の不一致によるものであるのか、前記各磁気素子の感度の不統一によるものであるのか、又はそれらの組み合わせであるのかを判定する工程と、
　を備えることを特徴とする３軸磁気センサにおける誤差要因判定方法。
　互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向それぞれの磁界を検知する３つの磁気素子を有する３軸磁気センサと、前記３軸磁気センサに対して磁界を印加する３軸磁界印加手段とを備えた誤差要因判別装置であって、
　前記３軸磁気センサは、
　前記３軸磁界印加手段がＸ軸方向に磁界を印加したときの、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の磁界検知用の各磁気素子からの出力値と、前記３軸磁界印加手段がＹ軸方向に磁界を印加したときの、前記各磁気素子からの出力値と、前記３軸磁界印加手段がＺ軸方向に磁界を印加したときの、前記各磁気素子からの出力値とに基づいて、前記３軸磁気センサの磁界検知方向を表わす３つの空間ベクトルおよび前記３つの磁気素子の磁界検知方向をそれぞれ表わす各空間ベクトルを計算し、前記３軸磁気センサの磁界検知方向を表わす３つの空間ベクトルについて、前記３つの空間ベクトル間の互いの交角をそれぞれ計算すると共に、前記３つの磁気素子の磁界検知方向を表わす各空間ベクトルについて、前記各空間ベクトル間の互いの交角をそれぞれ計算し、前記３軸磁界印加手段による磁界印加方向、前記各磁気素子の磁界検知方向、および３軸磁気センサの磁界検知方向が互いに一致するか否かと、前記各磁気素子の磁界検知方向の３つの交角と前記３軸磁気センサの磁界検知方向の３つの交角が一致するか否かとに基づいて、求めるべき方位角に含まれる誤差の要因が、各磁気素子の実装状態によるものであるのか、前記３軸磁界印加手段による磁界印加方向と前記３軸磁気センサおよび前記各磁気素子の磁界検知方向の不一致によるものであるのか、各磁気素子の感度の不統一によるものであるのか、又はそれらの組み合わせであるのかを判定する信号処理部を備えることを特徴とする誤差要因判定装置。
　請求項１に記載された誤差要因判定方法により、前記各磁気素子の磁界検知方向が互いに直交していないと判定された場合に、前記各磁気素子の磁気感度を調整することにより、見かけ上、前記各磁気素子の磁界検知方向を互いに直交させることを特徴とする３軸磁気センサにおける誤差補償方法。
　互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの方向の磁界を検知する３つの磁気素子と、当該各磁気素子からの検出結果に対して信号処理を行う信号処理部と、を備えた３軸磁気センサであって、
　前記信号処理部は、請求項３に記載の誤差補償方法を実現することを特徴とする３軸磁気センサ。
　請求項４に記載の３軸磁気センサと、
　地磁気の伏角および偏角と、傾斜角とを検出する検出部と、
　前記３軸磁気センサおよび前記検出部からの情報に基づいて、方位角を計算する信号処理部と、
　を備えたことを特徴とするセンサモジュール。
　互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの方向の磁界を検知する３つの磁気素子を備えた３軸磁気センサに、
　３軸磁界印加手段がＸ軸方向に磁界を印加したときの、前記各磁気素子からの出力値と、前記３軸磁界印加手段がＹ軸方向に磁界を印加したときの、前記各磁気素子からの出力値と、前記３軸磁界印加手段がＺ軸方向に磁界を印加したときの、前記各磁気素子からの出力値とに基づいて、前記３軸磁気センサの磁界検知方向を表わす３つの空間ベクトルおよび前記３つの磁気素子の磁界検知方向をそれぞれ表わす各空間ベクトルを計算する手順と、
　前記３軸磁気センサの磁界検知方向を表わす３つの空間ベクトルについて、前期３つの空間ベクトル間の互いの交角をそれぞれ計算すると共に、前記３つの磁気素子の磁界検知方向をそれぞれ表わす各空間ベクトルについて、前記各空間ベクトル間の互いの交角をそれぞれ計算する手順と、
　前記３軸磁界印加手段による磁界印加方向、前記各磁気素子の磁界検知方向、および前記３軸磁気センサの磁界検知方向が互いに一致するか否かと、前記各磁気素子の磁界検知方向の３つの交角と前記３軸磁気センサの磁界検知方向の３つの交角が一致するか否かとに基づいて、求めるべき方位角に含まれる誤差の要因が、前記各磁気素子の実装状態によるものであるのか、前記３軸磁界印加手段による磁界印加方向と前記３軸磁気センサおよび前記各磁気素子の磁界検知方向の不一致によるものであるのか、前記各磁気素子の感度の不統一によるものであるのか、又はそれらの組み合わせであるのかを判定する手順と、
　を実行させることを特徴とする誤差要因判定用のプログラム。