电子设备
阅读：305发布：2021-06-10
专利汇可以提供电子设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种蜂窝电话机，包括：X轴 磁性 传感器 ，用于输出相应于沿主体横轴方向的外部 磁场 分量的第一值；和Y轴磁性传感器，用于输出相应于沿主体纵轴方向的外部磁场分量的第二值。该蜂窝电话机包括ROM，它存储定义第一和第二值同主体纵轴的方位 角 和倾斜角值之间的关系。该蜂窝电话机根据X轴和Y轴磁性传感器实际输出的第一和第二值并查阅转换表确定方位角和倾斜角。，下面是电子设备专利的具体信息内容。
1.一种电子设备，其特征在于包括：
主体；
第一轴磁性传感器，固定地设在主体中并输出相应于沿第一轴方向的外 部磁场分量的值，该第一轴是该主体的横轴；
第二轴磁性传感器，固定地设在主体中并输出相应于沿第二轴方向的外 部磁场分量的值，该第二轴是该主体的纵轴并垂直于所述第一轴；和
倾斜角确定装置，根据从所述第一轴和第二轴磁性传感器实际输出的值 并查阅定义从第一轴和第二轴磁性传感器输出的值同第三轴的倾斜角之间 关系的转换表，确定第三轴相对于参考平面的倾斜角，该第三轴是该主体的 任意一个轴。
2.根据权利要求1的电子设备，其特征在于该第三轴是该主体的纵轴。
3.根据权利要求1的电子设备，其特征在于该参考平面是水平平面。
4.根据权利要求1的电子设备，其特征在于该第三轴是该主体的纵轴， 并且该参考平面是水平平面。
5.根据权利要求1的电子设备，其特征在于还包括：
显示部件，根据多种数据显示屏幕；和
显示控制装置，根据确定的倾斜角改变所显示的屏幕。
6.一种电子设备，其特征在于包括：
主体；
第一轴磁性传感器，固定地设在主体中并输出相应于沿第一轴方向的外 部磁场分量的值，该第一轴是该主体的横轴；
第二轴磁性传感器，固定地设在主体中并输出相应于沿第二轴方向的外 部磁场分量的值，该第二轴是该主体的纵轴并垂直于所述第一轴；和
方位角-倾斜角确定装置，根据从所述第一轴和第二轴磁性传感器实际 输出的值并查阅定义从所述第一轴和第二轴磁性传感器输出的值同第三轴 的方位角之间以及从所述第一轴和第二轴磁性传感器输出的值同第三轴倾 斜角之间关系的转换表，确定第三轴的方位角和第三轴相对于参考平面的倾 斜角，该第三轴是该主体的任意一个轴。
7.根据权利要求6的电子设备，其特征在于该第三轴是该主体的纵轴。
8.根据权利要求6的电子设备，其特征在于该参考平面是水平平面。
9.根据权利要求6的电子设备，其特征在于该第三轴是该主体的纵轴， 并且该参考平面是水平平面。
10.根据权利要求6的电子设备，其特征在于还包括：
游戏执行装置，用于执行游戏程序，从而为用户提供游戏并根据确定的 方位角和倾斜角变化游戏进程。
11.根据权利要求1的电子设备，其特征在于
该第三轴是该主体的纵轴；和
该电子设备还包括：纵轴变化角计算装置，将由倾斜角确定装置确定的 倾斜角保存为参考倾斜角，和根据参考倾斜角和由倾斜角确定装置当前确定 的倾斜角计算纵轴倾斜角从该横轴的变化。
12.根据权利要求6的电子设备，其特征在于
该第三轴是该主体的纵轴；和
该电子设备还包括：纵轴变化角计算装置，将方位角-倾斜角确定装置 确定的方位角和倾斜角保存为参考方位角和参考倾斜角，和根据参考方位 角、参考倾斜角和第二轴磁性传感器输出的值计算纵轴倾斜角从参考倾斜角 的变化。
13.根据权利要求12的电子设备，其特征在于还包括：
显示部件，根据多种数据显示屏幕；和
显示控制装置，在计算的倾斜角变化不为0时沿该纵轴方向滚动显示的 屏幕。
14.根据权利要求13的电子设备，其特征在于该显示控制装置配置成 按照计算的倾斜角变化大小改变屏幕的滚动速度。
15.根据权利要求13的电子设备，其特征在于该显示控制装置配置成 在计算的倾斜角变化低于预定程度时不滚动屏幕。
16.根据权利要求6的电子设备，其特征在于
该第三轴是该主体的纵轴；和
该电子设备还包括：横轴变化角计算装置，将方位角-倾斜角确定装置 确定的方位角和倾斜角保存为参考方位角和参考倾斜角，和根据参考方位 角、参考倾斜角和第一轴磁性传感器输出的值计算横轴对纵轴的角位置变 化。
17.根据权利要求16的电子设备，其特征在于还包括：
显示部件，根据多种数据显示屏幕；和
显示控制装置，在计算的横轴对纵轴的角位置变化不为0时沿横轴方向 滚动显示的屏幕。
18.根据权利要求17的电子设备，其特征在于该显示控制装置配置成 按照计算的横轴对纵轴的角位置变化改变屏幕的滚动速度。
19.根据权利要求17的电子设备，其特征在于该显示控制装置配置成 在计算的横轴对纵轴的角位置变化低于预定程度时不滚动屏幕。
20.根据权利要求6的电子设备，其特征在于还包括：
通信装置，用于与外界通信；和
转换表获得装置，用于经通信装置获得转换表的值。
21.根据权利要求20的电子设备，其特征在于还包括位置数据获得装 置，用于获得指示主体位置的位置数据，和其中
转换表获得装置配置成获得转换表的值，所述值相应于所获得的位置数 据表示的主体位置。
22.根据权利要求6的电子设备，其特征在于还包括：
方位显示装置，在确定的倾斜角是预定角度时，使用预定图像显示确定 的方位，和在响应该确定倾斜角的增大使预定图像变形到增大程度的同时显 示确定的方位。
23.根据权利要求6的电子设备，其特征在于
该第三轴是该主体的纵轴；和
该电子设备还包括：纵轴变化角计算装置，将由方位角-倾斜角确定装 置确定的倾斜角保存为参考倾斜角，和根据参考倾斜角及由该方位角-倾斜 角确定装置当前确定的倾斜角计算纵轴倾斜角从参考倾斜角的变化。
24.一种电子设备，其特征在于包括：
主体；
第一轴磁性传感器，固定地设在主体中并输出相应于沿第一轴方向的外 部磁场分量的值，该第一轴是该主体的横轴；
第二轴磁性传感器，固定地设在主体中并输出相应于沿第二轴方向的外 部磁场分量的值，该第二轴是该主体的纵轴并且垂直于所述第一轴；
位置数据获得装置，用于获得指示主体位置的位置数据；
通信装置，用于与中心通信；
转换表获得装置，经通信装置向中心发送获得的位置数据，和在中心确 定主体处于已知地磁场的倾角可校正区域中时从中心接收第一转换表的表 值，并在中心确定主体不处于倾角可校正区域中时从中心接收第二转换表的 表值或信号，该第一转换表定义所述第一轴和第二轴磁性传感器输出的值同 作为该主体纵轴的第三轴的方位角之间的关系以及第一轴和第二轴磁性传 感器输出的值同相对于作为水平平面的参考平面的第三轴倾斜角之间的关 系，该第二转换表在相对于该参考平面的第三轴倾斜角是预定恒定角度的假 设上，定义第一轴和第二轴磁性传感器输出的值同第三轴方位角之间的关 系，该信号指示倾斜角必须采用预定恒定角度；和
方位角-倾斜角确定装置，根据第一轴和第二轴磁性传感器实际输出的 值并查阅获得的表值或指示倾斜角必须采用预定的恒定角度的信号确定第 三轴的方位角和倾斜角。
技术领域
本发明涉及一种电子设备，在它的主体内包括：第一轴磁性传感器，用 于输出相应于沿第一轴方向的外部磁场分量的值；和第二轴磁性传感器，用 于输出相应于按第二轴方向的外部磁场分量的值，第二轴与第一轴以预定角 度度相交，并且第二轴可以根据这些磁性传感器输出的值检测主体的第三轴 的方位角和/或第三轴的倾斜角。
背景技术
近来，已经考虑到将磁性传感器包括在诸如蜂窝电话机的电子设备中， 为的是用磁性传感器检测局部地磁场的方向，从而将方位角检测功能提供给 电子设备。在这种情况下，由于希望这种磁性传感器是小的，所以可以利用 双向检测型磁性传感器(X-Y轴地磁传感器)，它包括：作为第一轴磁性传 感器的X-轴磁性传感器，用于检测沿主体横轴方向的磁场分量；和作为第二 轴磁性传感器的Y轴磁性传感器，用于检测沿与横轴垂直的主体纵轴方向的 磁场分量。
顺便说说，局部磁场方向相对于水平面形成预定角度，而局部磁场的倾 角在不同位置是变化的。而且，在许多情况下，诸如蜂窝电话机的电子设备 用在主体的纵轴相对于水平面倾角是预定倾斜角的情况下。因而，局部磁场 和电子设备的纵轴之间的角随着使用电子设备的位置和使用电子设备期间 的倾斜角而改变，即使纵轴的方位角保持恒定也是这样。由于Y轴磁性传感 器的输出不仅随方位角变化而且随其它因素(即，地磁场的倾角和纵轴的倾 角)的波动而改变，所以，在假设倾斜角是恒定的，在将电子设备配置成识 别X轴磁性传感器的输出和Y轴磁性传感器的输出作为局部地磁场的检测值 并且只根据检测值确定纵轴方位角时，可能错误地检测方位角。
顺便说说，局部磁场方向相对于水平面形成预定角度，而局部磁场的倾 角在不同位置是变化的。而且，在许多情况下，诸如蜂窝电话机的电子设备 用在主体的纵轴相对于水平面倾角是预定倾斜角的情况下。因而，局部磁场 和电子设备的纵轴之间的角随着使用电子设备的位置和使用电子设备期间 的倾斜角而改变，即使纵轴的方位角保持恒定也是这样。由于Y轴磁性传感 器的输出不仅随方位角变化而且随其它因素(即，地磁场的倾角和纵轴的倾 角)的波动而改变，所以，在假设倾斜角是恒定的，在将电子设备配置成识 别X轴磁性传感器的输出和Y轴磁性传感器的输出作为局部地磁场的检测值 并且只根据检测值确定纵轴方位角时，可能错误地检测方位角。
发明内容
从上文来看，本发明的一个目的是提供一种电子设备，它使用检测沿第 一轴方向的磁场分量的第一轴磁性传感器，检测沿与第一轴以预定角度相交 的第二轴方向的磁场分量的第二轴磁性传感器和转换表，以便准确地确定其 主体的预定轴(第三轴)的倾斜角和/或方位角。
本发明的另一目的是提供一种电子设备，它使用第一轴磁性传感器、第 二轴磁性传感器和转换表，以便确定其主体的预定轴(第三轴)的倾斜角， 而不使用倾斜角传感器或任何其它传感器。
本发明的又一目的是提供一种电子设备，它可以确定电子设备的纵轴角 和/或横轴角的改变，还提供了一种电子设备，它可以利用这种角的变化例 如用于游戏中地图或进程的显示(游戏控制)。
根据本发明的电子设备包括：主体；第一轴磁性传感器，固定设在主体 中并输出相应于沿主体第一轴(例如主体的横轴)方向的外部磁场分量的值； 第二轴磁性传感器，固定设在主体中并输出相应于沿主体第二轴(例如主体 的横轴)方向的外部磁场分量的值，第二轴以预定角度(例如90°)与第一 轴相交；和倾斜角确定装置，用于根据从第一轴和第二轴磁性传感器实际输 出的值和查阅定义从第一轴和第二轴磁性传感器输出的值同第三轴的倾斜 角之间关系的转换表确定作为主体任意一个轴的第三轴(例如纵轴)相对于 参考平面(例如水平面)的倾斜角。
只要第一和第二轴以预定角度(例如90°)彼此相交，主体的第一到第 三轴就可以自由地确定。例如，第一和第二轴之一可以与第三轴重合。或者， 在诸如蜂窝电话机的电子设备的情况下，其主体在使用状态下具有预定纵轴 和横轴，第三轴可以是主体的纵轴。而且，在这种情况下，第一轴可以是主 体的横轴，第二轴可以是主体的纵轴。
如上所述，当发现(知道)使用电子设备的位置时，可以指定与水平面 有关的电磁场倾角。因而，当假设在已知位置使用电子设备时，可以根据一 组值(Sx，Sy)，即，从第一轴磁性传感器输出的值Sx和第二轴磁性传感 器输出的值Sy，基本上确定作为主体任意轴(例如主体的纵轴)的第三轴的 方位角α和相对于参考平面(例如水平面)的第三轴的倾斜角β。
在上述研究的基础上，在本发明中，根据从第一轴和第二轴磁性传感器 输出的值并查阅定义从第一轴和第二轴磁性传感器输出的值同第三轴的倾 斜角之间关系的转换表确定第三轴相对于参考平面的倾斜角β。
电子设备最好包括：显示部件，根据多种数据显示屏幕；和显示控制装 置，根据确定的倾斜角变化显示的屏幕。
由于上述配置，不在电子设备中包括诸如倾斜角传感器的附加传感器， 可以通过倾斜电子设备这一简单操作来控制(例如滚动)在电子设备的显示 部件上显示的屏幕(图像)，该电子设备有第一和第二传感器，用于检测沿 不同方向的磁场分量。
本发明提供一种电子设备，它包括：上述第一轴和第二轴磁性传感器； 和方位角-倾斜角确定装置，根据从第一轴和第二轴磁性传感器实际输出的 值并查阅定义第一轴和第二轴磁性传感器输出的值同第三轴的方位角之间 以及第一轴和第二轴磁性传感器输出的值同第三轴倾斜角之间关系的转换 表确定主体的第三轴的方位角和第三轴相对于参考平面的倾斜角。
在上述研究基础上，配置该电子设备以便利用定义主体的第一轴和第二 轴磁性传感器同第三轴的方位角之间以及第三轴相对于参考平面的值和倾 斜角之间关系的转换表确定主体第三轴的方位角和倾斜角。电子设备可以用 磁性传感器(X-Y双轴磁性传感器)而不用倾斜角传感器来检测方位角和倾 斜角。
电子设备最好包括：游戏执行装置，用于执行游戏程序，从而为用户提 供游戏并根据所确定的方位角和倾斜角变化游戏进程。在这种情况下，短语” 根据确定的方位角和倾斜角变化游戏进程”不仅包括根据方位角和倾斜角变 化游戏进程的情况，而且还包括根据方位角和倾斜角变化(倾斜角的改变) 来改变游戏进程的情况、根据方位角变化(方位角的改变)和倾斜角来改变 游戏进程的情况以及根据方位角变化和倾斜角变化来改变游戏进程的情况。
上述配置使用户能通过改变电子设备的方位角和倾斜角来改变游戏进 程。因此，电子设备可以提供游戏，该游戏可以给予用户他从未体验过的操 作感受。此外，电子设备可以为游戏软件的开发者提供开发游戏(游戏程序) 的机会，其中，可以在游戏进程中利用方位角和倾斜角。
在能够确定其方位角和倾斜角的电子设备中，最好为主体定义使用状态 下的纵轴和与纵轴垂直的横轴，第一轴相应于横轴，第二和第三轴相应于纵 轴；电子设备还包括纵轴变化角计算装置，用于将方位角-倾斜角确定装置 确定的倾斜角保存为参考倾斜角，并根据参考倾斜角和由方位角-倾斜角确 定装置当前确定的倾斜角计算纵轴倾斜角离开参考倾斜角的改变。
在电子设备中，可以根据参考倾斜角和方位角-倾斜角确定装置当前确 定的倾斜角计算纵轴倾斜角离开参考倾斜角的改变，而不使用诸如倾斜角传 感器的附加传感器。
而且，在能够确定其方位角和倾斜角的电子设备中，定义使用状态下的 纵轴和与纵轴垂直的横轴；第一轴相应于横轴，第二和第三轴相应于纵轴； 电子设备包括：纵轴变化角计算装置，用于将方位角-倾斜角确定装置确定 的方位角和倾斜角保存为参考方位角和参考倾斜角，和根据参考方位角、参 考倾斜角和从第二轴磁性传感器输出的值计算纵轴倾斜角离开参考倾斜角 的改变。本说明书中，术语“纵轴”指在电子设备的前面沿垂直方向延伸的 轴；术语“横轴”指在电子设备的前面沿水平向或横向延伸的轴。
电子设备中，可以只用第一轴(X轴)磁性传感器和第二轴(Y轴)磁 性传感器计算纵轴离开参考倾斜角的改变，第一轴磁性传感器输出相应于沿 设备的横轴(即沿着该设备主体的横轴)的外部磁场分量的值，第二轴传感 器输出相应于沿主体纵轴的外部磁场分量的值；即，不使用诸如倾斜角传感 器的附加传感器。
在这种情况下，电子设备最好包括：显示部件，根据多种数据显示屏幕； 和显示控制装置，在计算的倾斜角变化不为0时沿纵轴方向滚动显示的屏幕。
该配置使用户能以在通过纵轴的垂直平面中倾斜电子设备的方式沿纵 轴方向滚动显示在显示部件上的屏幕，而不配备附加专用传感器。
在这种情况下，显示控制装置最好配置成按照计算的倾斜角变化大小来 改变屏幕的滚动速度。
该配置能按照用户的倾斜操作程度滚动要控制的显示屏幕。
显示控制装置最好配置成在计算的倾斜角变化落入预定程度之下时不 滚动屏幕。
由于这个配置防止响应设备主体的轻微倾斜执行滚动操作，所以可以避 免错误的滚动操作，从而提高了显示屏幕的稳定性。
此外，在能够确定其方位角和倾斜角的电子设备中，最好定义使用状态 下的纵轴和与纵轴垂直的横轴；第一轴相应于横轴，第二和第三轴相应于纵 轴；电子设备包括：横轴变化角计算装置，用于将方位角-倾斜角确定装置 确定的方位角和倾斜角保存为参考方位角和参考倾斜角，和根据参考方位 角、参考倾斜角和从第一轴磁性传感器输出的值计算绕纵轴的横轴角位置变 化。
在电子设备中，可以只用第一轴(X轴)磁性传感器和第二轴(Y轴) 磁性传感器计算绕纵轴的横轴角位置变化，第一轴磁性传感器输出相应于沿 该设备的横轴的外部磁场分量的值，第二轴磁性传感器输出相应于沿主体纵 轴的外部磁场分量的值；即，不使用诸如倾斜角传感器的附加传感器。
在这种情况下，电子设备最好包括：显示部件，根据多种数据显示屏幕； 和显示控制装置，在关于纵轴计算的横轴角位置变化不为0时，沿横轴方向 滚动显示屏幕。
该配置使用户能通过关于纵轴旋转电子设备沿横轴方向滚动在显示部 件上显示的屏幕，不配备附加专用传感器。
在这种情况下，显示控制装置最好配置成按照关于纵轴计算的横轴角位 置变化大小改变屏幕的滚动速度。
该配置能按照用户的倾斜或旋转操作程度滚动要控制的显示屏幕。
显示控制装置最好配置成在关于纵轴计算的横轴角位置变化在预定程 度以下时，不滚动屏幕。
由于该配置防止响应设备主体关于纵轴的轻微旋转而执行滚动操作，可 以避免错误滚动，从而提高显示屏幕的稳定性。
另外，电子设备最好还包括：通信装置，用于与外界进行通信；转换表 获得装置，用于经通信装置获得转换表的值。
可以将转换表的值预先存储在诸如ROM的存储装置中。然而，当电子设 备配置成用通信装置从外界获得转换表的值时，甚至在存储装置存储容量有 限时，也可以用转换表获得方位角和/或倾斜角。
此外，电子设备最好包括位置数据获得装置，它用于获得表示主体位置 的位置数据，转换表获得装置最好配置成获得相应于主体位置的转换表的 值，主体位置用获得的位置数据来表示。
如上所述，关于水平面的地磁场倾角随位置变化，因而，可以根据使用 电子设备的位置来改变要使用的转换表的值。因此，当电子设备配置成如上 所述获得相应于电子设备主体的位置的转换表的值时，甚至在大的区域使用 电子设备时，也可以准确确定方位角和/或倾斜角。
电子设备最好包括方位显示装置，在确定的倾斜角是预定角度时，使用 预定的图像显示确定的方位角，和当响应预定的倾斜角的增加预定的图像失 真到增大的程度时(即，在由于确定的倾斜角增加，使预定图像更大程度失 真时)显示预定的方位角。
用上述配置，当倾斜角是预定角度(例如，0°)时，用预定图像显示 预定方位角，响应预定倾斜角的增大而使预定图像失真到增大的程度。结果， 用户难以用视觉识别方位角，除非用户保持预定角度的倾斜角。因此，电子 设备可以促使用户测量方位角同时(或通过)保持主体的第三轴(例如主体 的纵轴)与平面平行，该平面与参考平面形成预定角度(例如，当参考平面 是水平面且预定角度是0时，第三轴会保持与水平面平行)。
利用上述配置，当参考平面和预定角度以下面的方式设置，该方式使电 子设备可以高精度地测量方位角(例如，将水平面用作参考平面，预定角度 设为0)，在保持电子设备在实现高精度方位角测量姿态的状态下执行方位 角测量的可能性可以增大。因而，电子设备可以为用户提供关于方位角更精 确的数据。
本发明提供另一电子设备，包括：主体；第一轴磁性传感器，固定设在 主体中并输出相应于沿作为主体横轴的第一轴方向的外部磁场分量的值；第 二轴磁性传感器，固定设在主体中并输出相应于沿作为主体纵轴的第二轴方 向的外部磁场分量的值，第二轴与第一轴以预定角度相交；位置数据获得装 置，用于获得指示主体位置的位置数据；通信装置，用于与中心通信；转换 表获得装置，用于将获得的位置数据经通信装置发送到中心和在中心确定主 体当前是在磁场是已知的倾角可校正区域中时从中心接收第一转换表的表 值，并在中心确定主体当前不在倾角可校正区域中时从中心接收第二转换表 的表值或信号，第一转换表定义第一轴和第二轴磁性传感器输出的值同主体 第三轴的方位角之间以及第一轴和第二轴磁性传感器输出的值同相对于作 为水平平面的参考平面的第三轴的倾斜角之间的关系，假设第三轴相对于参 考平面的倾斜角是预定的恒定角度，第二转换表定义第一轴和第二轴磁性传 感器输出的值同第三轴方位角之间的关系，信号指示必须假设倾斜角是预定 恒定角度；和方位角-倾斜角确定装置，根据从第一轴和第二轴磁性传感器 实际输出的值和参照获得的表值或指示必须假设倾斜角是预定恒定角度的 信号确定第三轴的方位角和倾斜角。
具体地说，电子设备获得指示主体位置的位置数据(即，指定主体的位 置)，并将位置数据发送到具有服务器或类似计算机的的中心(信息中心)。 根据位置数据，中心确定主体在倾角可校正区域内的什么地方。倾角可校正 区域指中心拥有关于地磁场(地磁向量)的数据的区域。例如，在大楼或地 下通道中，地磁场被减弱或例如由于屏蔽而变形。因而，中心不拥有这种区 域中关于地磁场的数据。因此，这种区域落在(是在)倾角可校正区域外， 甚至在这种区域中使用中心的转换表值时，也不能获得预期精度的方位角和 倾斜角。
从上文看，当确定主体位于倾角可校正区域中时，中心将第一转换表的 表值发送到电子设备，第一转换表定义主体的第一轴和第二轴磁性传感器和 第三轴的方位角之间以及第一轴和第二轴磁性传感器输出的值和相对于参 考平面的第三轴倾斜角之间的关系。相反，当确定主体位于倾角可校正区域 外时，中心将第二转换表的表值发送到电子设备，假设相对于参考平面的第 三轴倾斜角是预定恒定角度，第二转换表定义第一轴和第二轴磁性传感器输 出的值同第三轴倾斜角之间的关系。替代地，在这种情况下，中心将指示倾 斜角必须是预定恒定角度的作用的信号发送到电子设备。因此，电子设备根 据获得的值或信号确定第三轴的方位角和倾斜角。结果，当主体位于倾角可 校正区域中时，电子设备可以高精度地确定主体的方位角和倾斜角。而且， 当主体不在倾角可校正区域中时，可以避免错误操作，尽管主体的倾斜角为 0，也将倾斜角显示为具有一定的大小。
附图说明
当结合附图考虑参考最佳实施例的下面的详细描述将易于理解和更好 地理解本发明的各个其它目的、特点和许多附加优点。其中：
图1是根据本发明的蜂窝电话机的前视图；
图2是显示图1所示蜂窝电话机的电路配置的方框图；
图3是图1所示磁性传感器单元的示意的平面图；
图4是显示构成图3所示磁性传感器的每个GMR特性的曲线图；
图5是图1所示磁性传感器单元的等效电路图；
图6A是显示图5所示X轴磁性传感器的输出特性的曲线图；
图6B是显示图5所示Y轴磁性传感器的输出特性的曲线图；
图7是显示当旋转图1所示的蜂窝电话机时图1所示的磁性传感器单元 的输出值变化的图；
图8是显示导致图7所示输出值变化的蜂窝电话机移动的说明图；
图9是显示图2所示CPU执行的程序(例行程序)的流程图；
图10A是示意地显示蜂窝电话机保持水平时显示面板上显示的方位罗盘 的图像的说明图；
图10B时显示提供图10A的显示时蜂窝电话机姿态的蜂窝电话机的侧视 图，以箭头指示用户观看蜂窝电话机的方向；
图11A是示意地显示蜂窝电话机以倾斜角β从水平面倾斜时在显示面板 上显示的方位罗盘的图像的说明图；
图11B是显示提供图11A的显示时蜂窝电话机姿态的蜂窝电话机的侧视 图，以箭头指示用户观看蜂窝电话机的方向；
图12是涉及本发明实施例的修改的流程图，并显示蜂窝电话机的CPU 执行的程序(例行程序)；
图13是涉及本发明实施例的修改的流程图，并显示在中心的服务器执 行的程序(例行程序)；
图14是涉及本发明的第二实施例的流程图，并显示为了向用户提供游 戏由蜂窝电话机的CPU执行的的程序(例行程序)；
图15是有关本发明的第二实施例的流程图并显示为了向用户提供游戏 由蜂窝电话机的CPU执行的的程序(例行程序)；
图16是用于说明确定图1中所示的蜂窝电话机的角度变化的原理图；
图17是有关本发明的第三实施例的流程图并显示为了显示屏幕(地图) 和滚动屏幕由蜂窝电话机的CPU执行的的程序(例行程序)；
图18是表示显示屏幕的滚动方向和图1中所示的蜂窝电话机的倾斜角 变化与蜂窝电话机绕其纵轴的旋转角变化之间的关系图；
图19是显示滚动图1中所示的蜂窝电话机的显示部分上显示的屏幕的 示例方向的说明图；
图20是有关本发明的第四实施例的图并显示滚动显示屏幕时CPU查阅 的表；和
图21和22是有关本发明的第四实施例的流程图并显示蜂窝电话机的 CPU执行的用于显示图像(地图)和滚动屏幕的程序(例行程序)。
本发明的另一目的是提供一种电子设备，它使用第一轴磁性传感器、第 二轴磁性传感器和转换表，以便确定其主体的预定轴(第三轴)的倾斜角， 而不使用倾斜角传感器或任何其它传感器。
本发明的又一目的是提供一种电子设备，它可以确定电子设备的纵轴角 和/或横轴角的改变，还提供了一种电子设备，它可以利用这种角的变化例 如用于游戏中地图或进程的显示(游戏控制)。
根据本发明的电子设备包括：主体；第一轴磁性传感器，固定设在主体 中并输出相应于沿主体第一轴(例如主体的横轴)方向的外部磁场分量的值； 第二轴磁性传感器，固定设在主体中并输出相应于沿主体第二轴(例如主体 的横轴)方向的外部磁场分量的值，第二轴以预定角度(例如90°)与第一 轴相交；和倾斜角确定装置，用于根据从第一轴和第二轴磁性传感器实际输 出的值和查阅定义从第一轴和第二轴磁性传感器输出的值同第三轴的倾斜 角之间关系的转换表确定作为主体任意一个轴的第三轴(例如纵轴)相对于 参考平面(例如水平面)的倾斜角。
只要第一和第二轴以预定角度(例如90°)彼此相交，主体的第一到第 三轴就可以自由地确定。例如，第一和第二轴之一可以与第三轴重合。或者， 在诸如蜂窝电话机的电子设备的情况下，其主体在使用状态下具有预定纵轴 和横轴，第三轴可以是主体的纵轴。而且，在这种情况下，第一轴可以是主 体的横轴，第二轴可以是主体的纵轴。
如上所述，当发现(知道)使用电子设备的位置时，可以指定与水平面 有关的电磁场倾角。因而，当假设在已知位置使用电子设备时，可以根据一 组值(Sx，Sy)，即，从第一轴磁性传感器输出的值Sx和第二轴磁性传感 器输出的值Sy，基本上确定作为主体任意轴(例如主体的纵轴)的第三轴的 方位角α和相对于参考平面(例如水平面)的第三轴的倾斜角β。
在上述研究的基础上，在本发明中，根据从第一轴和第二轴磁性传感器 输出的值并查阅定义从第一轴和第二轴磁性传感器输出的值同第三轴的倾 斜角之间关系的转换表确定第三轴相对于参考平面的倾斜角β。
电子设备最好包括：显示部件，根据多种数据显示屏幕；和显示控制装 置，根据确定的倾斜角变化显示的屏幕。
由于上述配置，不在电子设备中包括诸如倾斜角传感器的附加传感器， 可以通过倾斜电子设备这一简单操作来控制(例如滚动)在电子设备的显示 部件上显示的屏幕(图像)，该电子设备有第一和第二传感器，用于检测沿 不同方向的磁场分量。
本发明提供一种电子设备，它包括：上述第一轴和第二轴磁性传感器； 和方位角-倾斜角确定装置，根据从第一轴和第二轴磁性传感器实际输出的 值并查阅定义第一轴和第二轴磁性传感器输出的值同第三轴的方位角之间 以及第一轴和第二轴磁性传感器输出的值同第三轴倾斜角之间关系的转换 表确定主体的第三轴的方位角和第三轴相对于参考平面的倾斜角。
在上述研究基础上，配置该电子设备以便利用定义主体的第一轴和第二 轴磁性传感器同第三轴的方位角之间以及第三轴相对于参考平面的值和倾 斜角之间关系的转换表确定主体第三轴的方位角和倾斜角。电子设备可以用 磁性传感器(X-Y双轴磁性传感器)而不用倾斜角传感器来检测方位角和倾 斜角。
电子设备最好包括：游戏执行装置，用于执行游戏程序，从而为用户提 供游戏并根据所确定的方位角和倾斜角变化游戏进程。在这种情况下，短语” 根据确定的方位角和倾斜角变化游戏进程”不仅包括根据方位角和倾斜角变 化游戏进程的情况，而且还包括根据方位角和倾斜角变化(倾斜角的改变) 来改变游戏进程的情况、根据方位角变化(方位角的改变)和倾斜角来改变 游戏进程的情况以及根据方位角变化和倾斜角变化来改变游戏进程的情况。
上述配置使用户能通过改变电子设备的方位角和倾斜角来改变游戏进 程。因此，电子设备可以提供游戏，该游戏可以给予用户他从未体验过的操 作感受。此外，电子设备可以为游戏软件的开发者提供开发游戏(游戏程序) 的机会，其中，可以在游戏进程中利用方位角和倾斜角。
在能够确定其方位角和倾斜角的电子设备中，最好为主体定义使用状态 下的纵轴和与纵轴垂直的横轴，第一轴相应于横轴，第二和第三轴相应于纵 轴；电子设备还包括纵轴变化角计算装置，用于将方位角-倾斜角确定装置 确定的倾斜角保存为参考倾斜角，并根据参考倾斜角和由方位角-倾斜角确 定装置当前确定的倾斜角计算纵轴倾斜角离开参考倾斜角的改变。
在电子设备中，可以根据参考倾斜角和方位角-倾斜角确定装置当前确 定的倾斜角计算纵轴倾斜角离开参考倾斜角的改变，而不使用诸如倾斜角传 感器的附加传感器。
而且，在能够确定其方位角和倾斜角的电子设备中，定义使用状态下的 纵轴和与纵轴垂直的横轴；第一轴相应于横轴，第二和第三轴相应于纵轴； 电子设备包括：纵轴变化角计算装置，用于将方位角-倾斜角确定装置确定 的方位角和倾斜角保存为参考方位角和参考倾斜角，和根据参考方位角、参 考倾斜角和从第二轴磁性传感器输出的值计算纵轴倾斜角离开参考倾斜角 的改变。本说明书中，术语“纵轴”指在电子设备的前面沿垂直方向延伸的 轴；术语“横轴”指在电子设备的前面沿水平向或横向延伸的轴。
电子设备中，可以只用第一轴(X轴)磁性传感器和第二轴(Y轴)磁 性传感器计算纵轴离开参考倾斜角的改变，第一轴磁性传感器输出相应于沿 设备的横轴(即沿着该设备主体的横轴)的外部磁场分量的值，第二轴传感 器输出相应于沿主体纵轴的外部磁场分量的值；即，不使用诸如倾斜角传感 器的附加传感器。
在这种情况下，电子设备最好包括：显示部件，根据多种数据显示屏幕； 和显示控制装置，在计算的倾斜角变化不为0时沿纵轴方向滚动显示的屏幕。
该配置使用户能以在通过纵轴的垂直平面中倾斜电子设备的方式沿纵 轴方向滚动显示在显示部件上的屏幕，而不配备附加专用传感器。
在这种情况下，显示控制装置最好配置成按照计算的倾斜角变化大小来 改变屏幕的滚动速度。
该配置能按照用户的倾斜操作程度滚动要控制的显示屏幕。
显示控制装置最好配置成在计算的倾斜角变化落入预定程度之下时不 滚动屏幕。
由于这个配置防止响应设备主体的轻微倾斜执行滚动操作，所以可以避 免错误的滚动操作，从而提高了显示屏幕的稳定性。
此外，在能够确定其方位角和倾斜角的电子设备中，最好定义使用状态 下的纵轴和与纵轴垂直的横轴；第一轴相应于横轴，第二和第三轴相应于纵 轴；电子设备包括：横轴变化角计算装置，用于将方位角-倾斜角确定装置 确定的方位角和倾斜角保存为参考方位角和参考倾斜角，和根据参考方位 角、参考倾斜角和从第一轴磁性传感器输出的值计算绕纵轴的横轴角位置变 化。
在电子设备中，可以只用第一轴(X轴)磁性传感器和第二轴(Y轴) 磁性传感器计算绕纵轴的横轴角位置变化，第一轴磁性传感器输出相应于沿 该设备的横轴的外部磁场分量的值，第二轴磁性传感器输出相应于沿主体纵 轴的外部磁场分量的值；即，不使用诸如倾斜角传感器的附加传感器。
在这种情况下，电子设备最好包括：显示部件，根据多种数据显示屏幕； 和显示控制装置，在关于纵轴计算的横轴角位置变化不为0时，沿横轴方向 滚动显示屏幕。
该配置使用户能通过关于纵轴旋转电子设备沿横轴方向滚动在显示部 件上显示的屏幕，不配备附加专用传感器。
在这种情况下，显示控制装置最好配置成按照关于纵轴计算的横轴角位 置变化大小改变屏幕的滚动速度。
该配置能按照用户的倾斜或旋转操作程度滚动要控制的显示屏幕。
显示控制装置最好配置成在关于纵轴计算的横轴角位置变化在预定程 度以下时，不滚动屏幕。
由于该配置防止响应设备主体关于纵轴的轻微旋转而执行滚动操作，可 以避免错误滚动，从而提高显示屏幕的稳定性。
另外，电子设备最好还包括：通信装置，用于与外界进行通信；转换表 获得装置，用于经通信装置获得转换表的值。
可以将转换表的值预先存储在诸如ROM的存储装置中。然而，当电子设 备配置成用通信装置从外界获得转换表的值时，甚至在存储装置存储容量有 限时，也可以用转换表获得方位角和/或倾斜角。
此外，电子设备最好包括位置数据获得装置，它用于获得表示主体位置 的位置数据，转换表获得装置最好配置成获得相应于主体位置的转换表的 值，主体位置用获得的位置数据来表示。
如上所述，关于水平面的地磁场倾角随位置变化，因而，可以根据使用 电子设备的位置来改变要使用的转换表的值。因此，当电子设备配置成如上 所述获得相应于电子设备主体的位置的转换表的值时，甚至在大的区域使用 电子设备时，也可以准确确定方位角和/或倾斜角。
电子设备最好包括方位显示装置，在确定的倾斜角是预定角度时，使用 预定的图像显示确定的方位角，和当响应预定的倾斜角的增加预定的图像失 真到增大的程度时(即，在由于确定的倾斜角增加，使预定图像更大程度失 真时)显示预定的方位角。
用上述配置，当倾斜角是预定角度(例如，0°)时，用预定图像显示 预定方位角，响应预定倾斜角的增大而使预定图像失真到增大的程度。结果， 用户难以用视觉识别方位角，除非用户保持预定角度的倾斜角。因此，电子 设备可以促使用户测量方位角同时(或通过)保持主体的第三轴(例如主体 的纵轴)与平面平行，该平面与参考平面形成预定角度(例如，当参考平面 是水平面且预定角度是0时，第三轴会保持与水平面平行)。
利用上述配置，当参考平面和预定角度以下面的方式设置，该方式使电 子设备可以高精度地测量方位角(例如，将水平面用作参考平面，预定角度 设为0)，在保持电子设备在实现高精度方位角测量姿态的状态下执行方位 角测量的可能性可以增大。因而，电子设备可以为用户提供关于方位角更精 确的数据。
本发明提供另一电子设备，包括：主体；第一轴磁性传感器，固定设在 主体中并输出相应于沿作为主体横轴的第一轴方向的外部磁场分量的值；第 二轴磁性传感器，固定设在主体中并输出相应于沿作为主体纵轴的第二轴方 向的外部磁场分量的值，第二轴与第一轴以预定角度相交；位置数据获得装 置，用于获得指示主体位置的位置数据；通信装置，用于与中心通信；转换 表获得装置，用于将获得的位置数据经通信装置发送到中心和在中心确定主 体当前是在磁场是已知的倾角可校正区域中时从中心接收第一转换表的表 值，并在中心确定主体当前不在倾角可校正区域中时从中心接收第二转换表 的表值或信号，第一转换表定义第一轴和第二轴磁性传感器输出的值同主体 第三轴的方位角之间以及第一轴和第二轴磁性传感器输出的值同相对于作 为水平平面的参考平面的第三轴的倾斜角之间的关系，假设第三轴相对于参 考平面的倾斜角是预定的恒定角度，第二转换表定义第一轴和第二轴磁性传 感器输出的值同第三轴方位角之间的关系，信号指示必须假设倾斜角是预定 恒定角度；和方位角-倾斜角确定装置，根据从第一轴和第二轴磁性传感器 实际输出的值和参照获得的表值或指示必须假设倾斜角是预定恒定角度的 信号确定第三轴的方位角和倾斜角。
具体地说，电子设备获得指示主体位置的位置数据(即，指定主体的位 置)，并将位置数据发送到具有服务器或类似计算机的的中心(信息中心)。 根据位置数据，中心确定主体在倾角可校正区域内的什么地方。倾角可校正 区域指中心拥有关于地磁场(地磁向量)的数据的区域。例如，在大楼或地 下通道中，地磁场被减弱或例如由于屏蔽而变形。因而，中心不拥有这种区 域中关于地磁场的数据。因此，这种区域落在(是在)倾角可校正区域外， 甚至在这种区域中使用中心的转换表值时，也不能获得预期精度的方位角和 倾斜角。
从上文看，当确定主体位于倾角可校正区域中时，中心将第一转换表的 表值发送到电子设备，第一转换表定义主体的第一轴和第二轴磁性传感器和 第三轴的方位角之间以及第一轴和第二轴磁性传感器输出的值和相对于参 考平面的第三轴倾斜角之间的关系。相反，当确定主体位于倾角可校正区域 外时，中心将第二转换表的表值发送到电子设备，假设相对于参考平面的第 三轴倾斜角是预定恒定角度，第二转换表定义第一轴和第二轴磁性传感器输 出的值同第三轴倾斜角之间的关系。替代地，在这种情况下，中心将指示倾 斜角必须是预定恒定角度的作用的信号发送到电子设备。因此，电子设备根 据获得的值或信号确定第三轴的方位角和倾斜角。结果，当主体位于倾角可 校正区域中时，电子设备可以高精度地确定主体的方位角和倾斜角。而且， 当主体不在倾角可校正区域中时，可以避免错误操作，尽管主体的倾斜角为 0，也将倾斜角显示为具有一定的大小。
附图说明
当结合附图考虑参考最佳实施例的下面的详细描述将易于理解和更好 地理解本发明的各个其它目的、特点和许多附加优点。其中：
图1是根据本发明的蜂窝电话机的前视图；
图2是显示图1所示蜂窝电话机的电路配置的方框图；
图3是图1所示磁性传感器单元的示意的平面图；
图4是显示构成图3所示磁性传感器的每个GMR特性的曲线图；
图5是图1所示磁性传感器单元的等效电路图；
图6A是显示图5所示X轴磁性传感器的输出特性的曲线图；
图6B是显示图5所示Y轴磁性传感器的输出特性的曲线图；
图7是显示当旋转图1所示的蜂窝电话机时图1所示的磁性传感器单元 的输出值变化的图；
图8是显示导致图7所示输出值变化的蜂窝电话机移动的说明图；
图9是显示图2所示CPU执行的程序(例行程序)的流程图；
图10A是示意地显示蜂窝电话机保持水平时显示面板上显示的方位罗盘 的图像的说明图；
图10B时显示提供图10A的显示时蜂窝电话机姿态的蜂窝电话机的侧视 图，以箭头指示用户观看蜂窝电话机的方向；
图11A是示意地显示蜂窝电话机以倾斜角β从水平面倾斜时在显示面板 上显示的方位罗盘的图像的说明图；
图11B是显示提供图11A的显示时蜂窝电话机姿态的蜂窝电话机的侧视 图，以箭头指示用户观看蜂窝电话机的方向；
图12是涉及本发明实施例的修改的流程图，并显示蜂窝电话机的CPU 执行的程序(例行程序)；
图13是涉及本发明实施例的修改的流程图，并显示在中心的服务器执 行的程序(例行程序)；
图14是涉及本发明的第二实施例的流程图，并显示为了向用户提供游 戏由蜂窝电话机的CPU执行的的程序(例行程序)；
图15是有关本发明的第二实施例的流程图并显示为了向用户提供游戏 由蜂窝电话机的CPU执行的的程序(例行程序)；
图16是用于说明确定图1中所示的蜂窝电话机的角度变化的原理图；
图17是有关本发明的第三实施例的流程图并显示为了显示屏幕(地图) 和滚动屏幕由蜂窝电话机的CPU执行的的程序(例行程序)；
图18是表示显示屏幕的滚动方向和图1中所示的蜂窝电话机的倾斜角 变化与蜂窝电话机绕其纵轴的旋转角变化之间的关系图；
图19是显示滚动图1中所示的蜂窝电话机的显示部分上显示的屏幕的 示例方向的说明图；
图20是有关本发明的第四实施例的图并显示滚动显示屏幕时CPU查阅 的表；和
图21和22是有关本发明的第四实施例的流程图并显示蜂窝电话机的 CPU执行的用于显示图像(地图)和滚动屏幕的程序(例行程序)。
具体实施方式
参考附图描述本发明的实施例。
首先，描述根据本发明的电子设备的第一实施例。如图1的示意性前视 图所示，作为电子设备的蜂窝电话机10有主体11，它采用普通的矩形平行 六面体形状，它的侧面分别沿相互垂直相交的X轴、Y轴和Z轴延伸。在该 实例中，主体11处于使用状态下，X轴与横轴或主体11的第一轴重合，Y 轴与主体11的纵轴或第二轴重合。而且，在该实例中，Y轴作为主体11的 第三轴，同时水平面作为参考平面；方位角α被定义为沿Y轴正向的方位角； 倾斜角β被定义为Y轴(在正侧)和作为参考平面的水平面之间的角。换句 话说，Y轴作为参考轴，用于检测方位角α和倾斜角β。
蜂窝电话机10包括：天线部件12，设在主体11的顶侧表面上；扬声器 部件13，设在主体11的前面的最上部分，它与X轴和Y轴定义的平面(X-Y 平面)平行；液晶显示部件(显示部件)14，设在主体11的前面，在扬声 器部件13下面且适于显示字符、符号或诸如地图的图形图像；操作部件15， 设在主体11的前面，位于显示部件14的下面且用于输入电话号码和其它指 令信号；麦克风部件16，设置主体11的前面的最下部；和电控制器20，被 容纳在主体11内。
如图2的示意的方框图所示，电控制器20包括相应的功能部件：天线 部件12，扬声器部件13，液晶显示部件14，操作部件15和扬声器部件16， 以及经总线相互连接的CPU 21、ROM 22、RAM 23、非易失性RAM 24、GPS 电路25和A/D转换器26。
CPU 21执行存储在ROM 22中的各种程序同时利用RAM 23的临时存储功 能。除了各种程序之外，ROM 22存储转换表(见表1)，这将在下面描述。 使用非易失性RAM 24如下。在蜂窝电话机10的主电源接通的状态下，按照 CPU 21的指令在非易失性RAM 24中写入数据。非易失性RAM 24甚至在主电 源关闭后也存储或保持写入的数据。当主电源接通时，非易失性RAM 24按 照CPU 21的请求将存储的数据提供给CPU 21。非易失性RAM 24可以用EEPROM 来代替。
天线部件12包括：用于发送和接收的天线12a；连接到天线12a的发送 /接收电路12b；和连接到发送/接收电路12b的调制/解调电路12c。调制/ 解调电路12c解调发送/接收电路12b收到的信号，并调制要发送的信号和 将得到的信号提供给发送/接收电路12b。天线部件12作为与外部(诸如中 心)通信的通信装置。扬声器部件13包括：扬声器13a，和声音发生电路 13b，连接到扬声器13a并适于产生使扬声器13a产生预定声音的信号。液 晶显示部件14包括：液晶显示面板14a，设在蜂窝电话机10的主体11的前 面并且能显示字母信息或其它信息和从各种数据产生的图像，诸如地图图 像；和显示电路14b，连接到液晶显示面板14a并适于产生使液晶显示面板 14a提供预定显示的信号。
操作部件15包括：多个按钮15a，设在主体11的前面；和检测电路15b， 连接到多个按钮15a并适于检测按钮15a的开/关状态。值得注意地，下面 要描述的方位角/倾斜角显示模式和角计算模式均是响应多个按钮15a中特 定按钮的操作而起动的。麦克风部件16包括：麦克风16a；和放大电路16b， 连接到麦克风16a并适于放大来自麦克风16a的语音输入。在这些组件中， 调制/解调电路12c、声音发生电路13b、显示电路14b、检测电路15b和放 大电路16b由CPU 21控制，CPU 21经总线连接到这些电路。
GPS电路25作为位置数据获得装置并设计成处理从未说明的GPS卫星经 未说明的天线获得GPS信号，并指定蜂窝电话机10的位置(即，显示当前 位置的纬度和经度)以便获得表示指定位置的位置数据。A/D转换器26与磁 性传感器单元30的X轴磁性传感器31和Y轴磁性传感器32连接。A/D转换 器26将X轴磁性传感器31和Y轴磁性传感器32的模拟输出值转换为数字 值并将数字值提供给CPU 21。
如图1中所示的，磁性传感器单元30容纳在蜂窝电话机10的主体11 中，与前面平行(与X-Y平面平行的平面)。如图2中所示的，磁性传感器 单元30包括：X轴磁性传感器31，它输出相应于沿X轴(主体的横轴)方 向测得的外部磁场分量的值；和Y轴磁性传感器32，它输出相应于沿Y轴(主 体的纵轴)方向测得的外部磁场分量的值。
下面详细描述磁性传感器单元30。如图3中所示的，它是磁性传感器单 元30的平面图，磁性传感器单元30包括：基板30a；形成在基板30上的4 个GMR元件(大磁阻效应元件)31a至31d，；和控制电路33。每个GMR元 件31a至31d和32a至32d具有公知的膜结构，该膜结构有自由层，自由层 的磁化方向按照外部磁场变化；导电隔离层；和固定磁化层，它的磁化方向 是固定的(钉住)。如图4中所示的，每个GMR元件的阻值根据固定磁化层 的磁化方向和自由层的磁化方向之间的角θ变化。GMR元件31a至31d和32a 至32d的固定磁化层的固定磁化方向用图3中箭头指示。
图5显示磁性传感器单元30的等效电路。也在图5中，由表示各个元 件的相应方框中描绘的箭头指示GMR元件31a至31d和32a至32d的固定磁 化层的固定磁化方向。如图5中所示的，上述控制电路33包括输出处理电 路33a和33b以及电压调整电路33c和33d。
在X轴磁性传感器31中，GMR元件31a至31d相互连接以便形成全桥接 电路。GMR元件31d和31b之间的连接节点P1与电压调整电路33c的正输出 端连接，同时GMR元件31a和31c之间的连接节点P2与电压调整电路33c 的负输出端连接，从而向连接节点P1和P2之间施加预定电压。而且，GMR 元件31a和31d之间的连接节点P3以及GMR元件31b和31c之间的连接节 点P4与输出处理电路33a连接。输出处理电路33a接收连接节点P3和P4 之间的电位差Vx，并将归一化的值输出到A/D转换器26作为X轴磁性传感 器31的输出Sx。用上述配置，如图6A中所示的，X轴磁性传感器31的输 出Sx采取相应于(基本成比例的)外部磁场的X轴分量的值。
Y轴磁性传感器32、GMR元件32a和32d相互连接以形成全桥接电路， 象在X轴磁性传感器31中的情况那样。GMR元件32a和32c之间的连接节点 P5与电压调整电路33d的正输出端连接，同时GMR元件32b和32d之间的连 接节点P6与电压调整电路33d的负输出端连接，从而向连接节点P5和P6 之间施加预定电压。而且，GMR元件32a和32d之间的连接节点P7以及GMR 元件32c和32b之间的连接节点P8与输出处理电路33b连接。输出处理电 路33b接收连接节点P7和P8之间的电位差Vy，使电位差Vy归一化，并将 归一化的值输出到A/D转换器26作为X轴磁性传感器32的输出Sy。用上述 配置，如图6B中所示的，X轴磁性传感器32的输出Sy采用相应于(基本成 比例的)外部磁场Y轴分量的值。
值得注意地，上述归一化是指以下面的方式调节输出Sx和Sy，当向主 体11施加在X轴正向上强度10e的磁场时，输出Sx变为“1”，输出Sy 变为“0”；当向主体11施加在X轴负向上强度10e的磁场时，输出Sx变 为“-1”，输出Sy变为“0”；当向主体11施加在Y轴正向上强度10e的 磁场时，输出Sx变为“0”；当向主体11施加Y轴负向上强度10e的磁场 时，输出Sx变为“0”，输出Sy变为“-1”。
这种归一化可以用下面的方法实现，例如：在通过360°旋转蜂窝电话机 10获得的最大和最小输出Sx(或Sy)之间，以差SA的一半(SA/2)划分蜂 窝电话机10的前面(X-Y)与水平面平行时X轴磁性传感器31(或Y轴磁性 传感器32)的实际输出Sx(或Sy)，旋转蜂窝电话机10时其前面保持与水 平面平行；得到的值乘以蜂窝电话机10所在位置的局部地磁场水平面分量 的绝对值(单位0e)。当在有限区域内使用蜂窝电话机10时，蜂窝电话机 10所在位置的地磁场的水平面分量的绝对值可以预先存储在ROM 22或非易 失性RAM 24中。或者，蜂窝电话机10可以配置成将表示GPS电路25确定 的蜂窝电话机10位置的数据(位置数据)发送到例如信息中心和从信息中 心接收该位置的地磁场水平面分量的绝对值，从而获得蜂窝电话机10所在 位置的地磁场水平面分量的绝对值。
在上述实例中，通过将电位差Vx和Vy归一化获得模拟值，用A/D转换 器26转换为数字值以便获得输出Sx和Sy。然而，蜂窝电话机10可以下面 的方式构成：电位差Vx和Vy由A/D转换器26转换为数字值，数字值被归 一化以便获得输出Sx和Sy。
下面描述蜂窝电话机10获得蜂窝电话机10的Y轴正向上的方位角α (度)和相对于水平面的Y轴倾斜角β(度)时具有上述配置的蜂窝电话机 10。值得注意地，以下面的方式定义方位角α：当沿纵轴的向上方向(Y轴 正向)对着南方时，α变为0或360(度)；当向上方向对着西方时，α变为 90(度)；当向上方向对着北方时，α变为180(度)；当向上方向对着东 方时，α变为270(度)。
当蜂窝电话机10在水平面中旋转同时它的前面与水平面保持平行时，X 轴磁性传感器31输出Sx按正弦变化，Y轴磁性传感器32的输出Sy以相对 于输出Sx 90°的相差按正弦变化。因此，如图7实线所示，输出Sx和Sy的 轨迹采用中心在原点的基本圆形。然而，由于地磁场不是水平的且从水平面 以相应于地上的位置的角度倾斜，在局部地磁场方向和蜂窝电话机10的Y 轴正向之间形成的角发生变化，输出Sy反映其波动。
即，如图8中所示的，蜂窝电话机10绕垂直轴J旋转同时相对于水平 面以倾斜角β1倾斜时，输出Sx和Sy的轨迹采用图7中虚线所示的椭圆形， 其中心沿用于输出Sy的轴向负向移动。此外，蜂窝电话机10绕垂直轴J旋 转同时以比倾斜角β1大的倾斜角β2倾斜时，输出Sx和Sy的轨迹采用具有 较短的小轴的椭圆形，如图8的点划线所示，其中心沿用于输出Sy的轴的 负向进一步移动。
换句话说，当局部地磁场相对于水平面的角度恒定时，即当蜂窝电话机 10位于位于相同位置(纬度和经度)时，输出Sx和Sy的输出值(Sx，Sy) 描绘恒定的已知轨迹，从而能从这些值(Sx，Sy)确定方位角α和倾斜角β。 在本实施例中，在假设蜂窝电话机10位于地磁场的倾角是基本恒定的区域 内，预先确定值(Sx，Sy)同方位角α和倾斜角β的值之间的关系；和准备 定义该关系的转换表并存储在ROM 22中。查阅存储在ROM 22中的转换表从 实际输出值(Sx，Sy)确定实际方位角α和实际倾斜角β。从上文可以知道， 转换表可以认为是以可读形式存储第一轴和第二轴磁性传感器的输出值Sx、 Sy与方位角α和倾斜角β之间关系的表，该关系是在蜂窝电话机10位于地 磁场倾角基本恒定的区域中的假设上确定的。
值得注意地，在某些情况下：例如，在图7中的点K，可以从一组输出 值(Sx，Sy)中确定两组或两组以上方位角α和倾斜角β的值(α，β)。在 这种情况下，在蜂窝电话机10使用的假设范围内获得导致产生该组输出值 (Sx，Sy)的多组方位角α和倾斜角β的值(α，β)；多组值(α，β)的平 均值用作转换表的值。蜂窝电话机10使用条件的假设范围的一个实例是： 方位角α落在范围0到360(度)中；倾斜角β落在范围0到45(度)中。 表1显示以上述方式获得的转换表的实例。值得注意地，在本实施例中，蜂 窝电话机10(主体11)绕纵轴(Y轴)的旋转角γ假设为0；然而，本实施 例可以用下面的方式修改：旋转角γ在一定角度范围内修改；在不同的旋转 角γ获得输出值(Sx，Sy)同多组方位角α和和倾斜角β的值(α，β)之间 的关系；平均这样获得的多个关系从而获得转换表的值。
表1 Sx Sy 方位角α(度) 倾斜角β(度) -0.35 0.08 256 1 -0.35 0.06 257 1 -0.35 0.05 259 3 -0.35 0.03 260 4 -0.35 0.02 262 5 -0.35 0.00 264 6 -0.35 -0.17 270 33 -0.35 -0.18 270 36 -0.33 0.12 247 0 -0.33 0.11 248 1 -0.33 -0.23 278 39 -0.33 -0.24 279 42 -0.32 0.15 240 0 -0.32 0.14 242 1 -0.00 -0.41 360 28 -0.00 -0.42 360 38 -0.02 0.30 178 0 -0.02 0.29 177 2 -0.33 -0.23 82 39 -0.33 -0.24 81 42 -0.35 0.08 105 1 -0.35 0.06 103 1 -0.35 -0.17 90 33 -0.35 -0.18 90 36
下面，从蜂窝电话机10通过操作多个按钮15a中的特殊按钮已经输入 方位角/倾斜角显示模式、但还没输入角变化计算模式的情况下开始描述蜂 窝电话机10的实际操作。
蜂窝电话机10的CPU 21以预定时间间隔重复执行图9所示的例行程序 (程序)。因而，当预定定时到来时，CPU 21从步骤900开始处理例行程序， 并前进到步骤905以便读出X轴磁性传感器31的输出Sx和Y轴磁性传感器 32的输出Sy。
接下来，CPU 21前进到步骤910以便从ROM 22读出上述表1所示的转 换表，并根据读出的输出Sx和Sy查阅读出的转换表获得实际方位角α和实 际倾斜角β。例如，当输出Sx和Sy分别是-0.35和0.08时，获得的方位角 α为256(度)，获得的倾斜角β为1(度)。值得注意地，步骤910起方位 角确定装置、倾斜角确定装置和方位角/倾斜角确定装置的作用。
接下来，CPU 21前进到步骤915以便确定当前模式是否是角变化计算模 式。在当前阶段，蜂窝电话机10还没进入角变化计算模式并保持方位角/倾 斜角显示模式。因而，CPU 21在步骤915确定的结果变为”否”，CPU 21前 进到步骤920。在步骤920，CPU 21在液晶显示面板14a上以数值和/或图形 图像的形式显示在步骤910获得的方位角α和倾斜角β。接下来，CPU 21前 进到步骤995以便结束当前例行程序。
这里，参考图10A、10B、11A和11B描述步骤920中提供的显示的具体 实例。图10A显示如图10B所示蜂窝电话机10的前面(X-Y平面)与水平面 平行时显示方位角的示例方式(即，倾斜角β时”0”度的预定角)。在该实例 中，类似于方位罗盘40的的预定图像显示在显示面板14a。方位罗盘40包 括圆周部分41和设在圆部分41中的磁针42。磁针42按照获得的方位角α 旋转以便指示方位角α。如图10A所示，圆部分41在倾斜角β是”0”度时描 绘成真圆。
图11A显示当如图11B所示的蜂窝电话机10的纵轴(Y轴)以角β从水 平面倾斜时显示方位角的实例方式。从图11A可以理解，当蜂窝电话机10 的纵轴以角β从水平面倾斜时，方位罗盘40的圆部分41形成为椭圆形，椭 圆的短轴与纵轴重合。更详细地说，当蜂窝电话机10的纵轴以角β从水平 面倾斜时，方位罗盘40显示成似乎从蜂窝电话机10的前面(显示面板14a) 的垂线倾斜角β的方向来看方位罗盘40，它是以下面的方式显示在蜂窝电话 机10的显示面板14a上的：主体11的前面(纵轴)变成与水平面平行(如 图11B的虚线所示)。
如上所述，蜂窝电话机10包括方位显示装置，它在蜂窝电话机10的倾 斜角β为0时用预定方位罗盘40的图像显示方位角α，并随倾斜角β增大缩 短磁针42的长度和沿纵向的方位罗盘40的尺寸(即，方位角α显示的同时 方位罗盘40的图像随倾斜角β增大被变形到一定程度)。因而，用户难以 在倾斜角β增大时确定(可视地识别)方位角。结果，方位显示装置鼓励用 户在可能的范围内使用平行于水平面的蜂窝电话机10。
值得注意地，当蜂窝电话机10所在区域的地图显示在显示面板14a时， 可以象在上述方位罗盘40的情况下那样按照倾斜角β改变显示地图的方式。 此外，如图10A和11A所示，可以用数值的形式在显示图像中提供倾斜角的 绝对值。从上面可以明了，上述步骤920实现方位显示装置的功能。
下面，对于响应蜂窝电话机10的上述特殊按钮的用户操作将操作模式 转为角变化计算模式的情况描述蜂窝电话机10的操作。也在该情况下，CPU 21在预定定时从步骤900开始上述处理，执行步骤905到910，从而以与上 述相同的方式在这时获得方位角α和倾斜角β。接下来，CPU 21前进到步骤 915。
在这种情况下，蜂窝电话机10的模式已经转为角变化计算模式。因此， 在步骤915，由CPU 21确定的结果变为”是”，CPU 21前进到步骤925。在步 骤925，CPU 21确定在操作模式转为角变化计算模式后是否第一次执行当前 例行程序。在本阶段，在操作模式已经转为角变化计算模式后第一时间执行 当前例行程序。因而，在步骤925，CPU 21确定的结果变为“是”，CPU 21 前进到步骤930以便将这时在步骤910获得的方位角α存储为参考方位角α0， 将这时在步骤910获得的倾斜角β存储为参考倾斜角β0。
当该状态继续时，CPU 21再次从步骤900开始处理当前例行程序，并执 行步骤905和901从而在这时获得方位角α和倾斜角β。也在该情况下，在 步骤915，CPU 21确定的结果变为“是”，因而CPU 21前进到步骤925。在 当前阶段，在操作模式转为角变化计算模式后已经执行了当前例行程序。因 而，在步骤925，CPU 21确定的结果变为“否”，CPU 21前进到步骤935。 在步骤935，CPU 21将这时从方位角α减去存储的参考方位角α0获得的Δα 存储为方位角变化(横向旋转变化角)，将这时从倾斜角β减去存储的倾斜 角β0获得的Δβ存储为倾斜角变化(垂直旋转变化角)。接下来，CPU 21前 进到步骤940以便用存储的方位角变化Δα和存储的倾斜角变化Δβ执行显示 处理，然后前进到步骤995，从而结束当前例行程序。
用存储的方位角变化Δα和存储的倾斜角变化Δβ在上述步骤940执行的 显示处理包括：以数值和/或图形图像的形式在显示面板14a上显示方位角 变化Δα和倾斜角变化Δβ；根据方位角变化Δα和倾斜角变化Δβ分别在X 轴和Y轴方向在显示面板14a以一个量或速度移动指针；根据方位角变化Δα 和倾斜角变化Δβ在显示面板14a上滚动地图或其它图像；和根据方位角变 化Δα和倾斜角变化Δβ控制在显示面板14a上显示的游戏。
如上所述，根据步骤910确定的方位角α和倾斜角β确定方位角变化Δα 和倾斜角变化Δβ。因而，上述步骤940构成用于改变屏幕的显示装置，该屏 幕按照确定的倾斜角和方位角根据各种数据显示在显示部件(液晶显示部件 14)上。
步骤940的处理可以下面的方式修改：来话呼叫乐曲的声音音量(乐曲 振铃单音)和相关音色根据方位角变化Δα和倾斜角变化Δβ而变化。在这种 情况下，上述步骤940构成来话呼叫乐曲控制装置(声音控制装置)，用于 按照确定倾斜角和方位角控制来话呼叫乐曲。
如上所述，在本实施例中，准备转换表，它定义磁性传感器单元30的 输出值(Sx，Sy)和方位角α和倾斜角β的值之间的关系；从实际获得的输 出值(Sx，Sy)并查阅转换表获得实际方位角α和倾斜角β。因而，甚至在 蜂窝电话机10的纵轴相对于水平面倾斜时，蜂窝电话机10也可以准确地获 得实际方位角α和倾斜角β。
此外，在角变化计算模式中，可以获得方位角α和倾斜角β的改变量(Δα， Δβ)。因而，当蜂窝电话机10绕垂直轴(上述J轴)旋转或蜂窝电话机10 的纵轴绕水平面中的轴旋转时，检测旋转改变量Δα和Δβ，并且可以给予蜂 窝电话机10基于旋转改变量Δα和Δβ的各种功能。
注意，从这点来看，在上述实施例中，为该设备(蜂窝电话机10)的主 体定义使用状态下的纵轴和与纵轴垂直的横轴，第一轴相应于横轴，第二和 第三轴相应于纵轴，而且该电子设备还包括纵轴变化角计算装置，用于在操 作模式转为角变化计算模式时将方位角-倾斜角确定装置确定的倾斜角β保 存为参考倾斜角β0，和用于根据参考倾斜角β0和方位角-倾斜角确定装置确 定的当前倾斜角β计算纵轴的倾斜角离开参考倾斜角β0的变化Δβ。
在上述实施例中，在ROM 22中存储一个转换表。然而，该实施例可以 下面的方式修改：为每个不同的位置(可以使用蜂窝电话机10和地磁场具 有不同的倾斜角的位置)准备类似的转换表并将转换表存储在ROM 22中， 按照用GPS电路25获得的蜂窝电话机10的位置读出适当的转换表。而且， 蜂窝电话机10可以配置成从远程信息中心等经通信装置获得转换表(的值)。 这可以减小ROM 22的存储容量。
此外，在这种情况下，蜂窝电话机10可以配置成将获得的位置数据经 通信装置发送到信息中心(服务器)和获得相应于指定位置的转换表(的值)。 利用该配置，甚至由于在大区域使用蜂窝电话机10地磁场相对于水平面的 倾角变化时，也可以准确地获得方位角α和倾斜角β。
在这种情况下，信息中心可以配置成按照蜂窝电话机10的位置向蜂窝 电话机10发送具有倾角校正的表值或没有倾角校正的表值。具有倾角校正 的表值是指定义输出Sx、Sy、方位角α和倾斜角β之间关系的表的值，象上 述表1那样。没有倾角校正的表值是指在假设倾斜角β是预定恒定角度(例 如“0”度)时定义确定的输出Sx、Sy和方位角α之间关系的表的值。下面， 参考图12和13描述使用上述两类表的修改。
在该修改中，在图9所示的步骤910中，CPU 21执行图12中的流程图 形式的程序。具体地说，在图9的步骤905读出输出值Sx和Sy之后，CPU 21 经步骤1200前进到步骤1205。在步骤1205，CPU 21试图用GPS电路25计 算(指定)蜂窝电话机10的位置。接下来，CPU 21前进到步骤1210以便确 定是否已经在步骤1205指定位置。当已经指定位置时，在步骤1210，CPU 21 确定的结果变为“是”，CPU 21前进到步骤1220。相反，当在步骤1205没 指定位置时，在步骤1210，由CPU 21确定的结果变为“否”，CPU 21前进 到步骤1215。在步骤1215，CPU 21根据来自基站(蜂窝电话机基站)的无 线电波指定蜂窝电话机10的位置。
在步骤1220，CPU 21将表值请求信号和关于上述指定位置的数据(位 置数据)发送到信息中心(服务器)。在下面的步骤1225，CPU 21通过监 视来确定是否已经从信息中心发送表值(CPU 21是否已经收到表值)。
同时，信息中心的服务器以预定时间间隔重复执行图13所示的流程图 形式的程序。因而，当预定定时到来时，服务器从步骤1300开始处理，并 在步骤1305确定服务器是否从任何蜂窝电话机10收到表值请求信号和位置 数据。当服务器没有从任何蜂窝电话机10收到表值请求信号和位置数据时， 在步骤1305由服务器确定结果变为“否”。在这种情况下，服务器前进到 步骤1395以便结束当前例行程序。如上所述，服务器执行监视以便确定服 务器是否已经从任何蜂窝电话机10收到表值请求信号和位置数据。
因此，当确定的蜂窝电话机10执行图12的上述步骤1220而向服务器 发送表值请求消息和位置数据时，在步骤1305由服务器确定的结果变为 “是”。在这种情况下，服务器前进到步骤1310以便根据蜂窝电话机10收 到的位置数据确定蜂窝电话机10是否位于倾角可校正区域内。这里，倾角 可校正区域指已知地磁场(地磁场向量)的区域。例如，在大厦或地下通道 中，地磁场可以被减弱和例如由于屏蔽而变形。由于这种区域中的地磁场是 未知的，所以该区域被确定为在倾角可校正区域外。
当蜂窝电话机10位于倾角可校正区域内时，在步骤1310由服务器确定 的结果变为”是”。在这种情况下，服务器前进到步骤1315以便向蜂窝电话机 10发送具有相应于位置数据的倾角校正的表值(见表1)。接下来，服务器 在步骤1395结束当前例行程序。当蜂窝电话机10不在倾角可校正区域内时， 在步骤1310由服务器确定的结果变为“否”。在这种情况下，服务器前进 到步骤1320以便向蜂窝电话机10发送相应于位置数据的没有倾角校正的表 值，然后前进到步骤1395以便结束当前例行程序。值得注意地，如上所述， 在没有倾角校正的表中，所有用于倾斜角β的值都被设为“0度”。
作为服务器发送操作的结果，蜂窝电话机10接收表值，从而，在步骤 1225，由CPU 21确定的结果变为“是”。结果，CPU 21前进到步骤1230， 以便根据上述读出输出值Sx和Sy并查阅包含收到的表值的转换表获得实际 方位角α和实际倾斜角β。接下来，CPU 21前进到步骤915和随后的步骤以 便显示方位角α和倾斜角β并执行其它处理。利用上述操作，当蜂窝电话机 10位于倾角可校正区域内时，可以准确地确定方位角α和倾斜角β；当蜂窝 电话机10位于倾角可校正区域外时，可以防止显示0度的倾斜角β为似乎 有一些大小的错误操作。
当CPU 21配置成从中心接收表值时，一旦CPU 21已经接收到表值，CPU 21希望地省略图9的步骤910中的步骤1205至1225，直到蜂窝电话机10 的位置变化。这消除了对相同表值的重复接收，从而避免了无用的通信。
而且，服务器和蜂窝电话机10可以配置如下。当蜂窝电话机10不在倾 角可校正区域内时，服务器向蜂窝电话机10发送指示倾斜角β的值必须看 作“0”的信号来代替向蜂窝电话机10发送没有校正的表值。当蜂窝电话机 10接收这种信号时，蜂窝电话机10用输出值Sx和Sy以及例如三角函数获 得方位角α。在这种情况下，当输出值Sy为正时，蜂窝电话机10可以用表 达式α＝180°-arctan(Sx/Sy)确定方位角α，当输出值Sy为负时，用表达 式α＝+arctan(Sx/Sy)确定方位角α。
替代地，当输出值Sy是正时，该蜂窝电话机10可使用表达式 α＝180°-arcsin(sx/(sx2+sy2)1/2)，而当输出值Sy是负时该蜂窝电话机10可 使用表达式α＝arcs in(sx/(sx2+sy2)1/2)确定方位角α。
下面，描述根据本发明的电子设备的另一实施例。本实施例的蜂窝电话 机10与上述实施例的主要不同在于：CPU 21执行存储在ROM 22中(或经通 信装置存储在RAM 23和非易失性RAM 24中)的游戏程序。下面主要描述该 差别。
CPU 21执行图14和15所示的例行程序(构成游戏执行装置)，从而提 供其进程按照蜂窝电话机10的方位角和倾斜角变化的游戏。当用户指令执 行该游戏时，CPU 21执行图14所示的流程图形式的游戏程序。CPU 21从步 骤1400开始执行程序并前进到步骤1405以便执行游戏的初始设置。在初始 设置期间，用户设置关于游戏进程的条件(用于改变进程的条件)和其它数 据。这些条件在步骤1425中使用，将在下面进行描述。
在步骤1405，用户还指定方位角α和倾斜角β或者方位角变化Δα和倾 斜角变化Δβ是作为步骤1425中所用的参数(游戏中所用的参数)。当在步 骤1425中所用的关于方位角和倾斜角的参数是方位角α和倾斜角β时，游 戏的进程以下面的方式设置：在图15所示的例行程序中，CPU 21只执行方 位角/倾斜角计算模式的处理而不进入角变化计算模式，这将在下面描述。 相反，当步骤1425中所用的关于方位角和倾斜角的参数是方位角变化Δα和 倾斜角变化Δβ时，游戏的进程以下面的方式设置：在图15所示的例行程序 中，CPU 21进入角变化计算模式。
根据下面的假设继续描述：上述步骤1405中的初始设置已经以如下方 式执行：方位角α和倾斜角β作为在步骤1425中使用的关于方位角和倾斜 角的参数。
接下来，CPU 21前进到步骤1410以便获得用户从操作部件15输出的操 作数据。在下面的步骤1415，CPU 21用GPS电路25计算蜂窝电话机10的 当前位置(纬度和经度)。步骤1415实现定位装置(当前位置测量装置) 的功能。
接下来，CPU 21前进到步骤1420以便从磁性传感器单元30的输出Sx 和Sy计算方位角等。具体地说，CPU 21执行图15所示的例行程序并适于计 算方位角等。从步骤1500开始对例行程序的处理后，CPU 21前进到步骤1505 以便读出X轴磁性传感器31的输出Sx和Y轴磁性传感器32的输出Sy。
接下来，CPU 21前进到步骤1510以便根据上述读出的输出Sx和Sy并 查阅上述表1所示的转换表获得实际方位角α和实际倾斜角β。值得注意地， 这个步骤1510实现方位角确定装置、倾斜角确定装置和方位角/倾斜角确定 装置的每个功能。
接下来，CPU 21前进到步骤1515以便确定当前模式是否是角变化计算 模式。如上所述，在当前阶段，已经用下面的方式执行设定：方位角α和倾 斜角β在步骤1425中用作关于方位角和倾斜角的参数，因而已经设置程序 的过程以便防止CPU 21进入角变化计算模式。因而，在步骤1515，由CPU 21 确定的结果变为“否”，CPU 21前进到步骤1520。在步骤1520，CPU 21保 存上述步骤1510中获得的方位角α和倾斜角β，将它们作为在图14的步骤 1425中使用的值。接下来，CPU 21经步骤1595进行到图14的步骤1425。
在步骤1425，CPU 21确定上述步骤1520中保存的方位角α和倾斜角β 是否与上述步骤1405中设置的条件(或分别确定的条件)相匹配，并进一 步确定步骤1415中获得的当前位置和/或用户输入的操作数据是否与上述步 骤1405中设置的条件(或分别确定的条件)相匹配。
当在步骤1425由CPU 21确定的结果变为“是”时，CPU 21前进到步 骤1430以便执行用于前进游戏的处理(用于前进游戏的控制)。更具体地 说，在步骤1430，CPU 21改变显示屏幕、BGM和声音效果；计算分数；和执 行其它处理。这时，可以按照在上述步骤1520中保存的方位角α和/或倾斜 角β改变屏幕、BGM和声音效果。相反，当步骤1425由CPU 21确定的结果 变为“否”时，CPU 21直接前进到步骤1435而不执行步骤1430。
CPU 21在步骤1435执行其它处理，包括计时操作，然后前进到步骤1440 以便确定是否建立结束游戏的条件。当在步骤1440由CPU 21确定的结果变 为“是”时，CPU 21在步骤1495结束当前例行程序。相反，当在步骤1440 由CPU 21确定的结果变为“否”时，CPU 21回到步骤1410。
下面，描述上述步骤1405中初始设置的情况下的操作，已经用下面的 方式执行该初始设置：方位角变化Δα和倾斜角变化Δβ作为关于方位角和倾 斜角的参数并在步骤1425中使用。在这种情况下，如上所述，以下面的方 式设置程序的过程：CPU 21在图15所示的例行程序中进入角变化计算模式。
因而，当CPU 21在开始执行图14所示的例行程序后第一次执行步骤1420 时(即图15所示的例行程序)，图15中在步骤1515由CPU 21确定的结果 变为“是”。结果，CPU 21前进到步骤1525以便确定CPU 21进入角变化计 算模式后是否第一次执行当前例行程序。由于在当前阶段，CPU 21在进入角 变化计算模式后第一次执行当前例行程序，在步骤1525由CPU 21确定的结 果变为“是”。在这种情况下，CPU 21前进到步骤1530以便将上述步骤1510 中获得的这时的方位角α存储为参考方位角α0，并将上述步骤1510中获得 的这时的倾斜角β存储为倾斜角β0。接下来，CPU 21经步骤1595前进到步 骤1425和随后的步骤。
结果，当CPU 21再次执行步骤1420(即，图15所示的例行程序)时， 图15中在步骤1525由CPU 21确定的结果变为“否”。结果，CPU 21前进 到步骤1535。在步骤1535，CPU 21将从这时的方位角α减去存储的参考方 位角α0获得的值存储为方位角变化(横向旋转变化角)Δα，将从这时的倾斜 角β减去存储的参考倾斜角β0获得的值存储为倾斜角变化(垂直旋转变化角) Δβ。接下来，CPU 21前进到步骤1540以便保存存储的方位角变化Δα和存 储的倾斜角变化Δβ，作为在图14的步骤1425中使用的值。接下来，CPU 21 经步骤1595进行到图14的步骤1425。
在步骤1425，CPU 21确定方位角变化Δα和倾斜角变化Δβ是否与上述 步骤1405中设置的条件匹配。当在步骤1425由CPU 21确定的结果变为“是” 时，CPU 21前进到步骤1430以便执行前进游戏的处理(用于前进游戏的控 制)。这时，可以按照在上述步骤1540中保存的方位角变化Δα和/或倾斜 角变化Δβ改变屏幕、BGM和声音效果。
如上所述，根据本实施例的电子设备(蜂窝电话机10)设有游戏执行装 置(图14所示的例行程序)，用于执行图14所示的游戏程序从而为用户提 供游戏和根据预定方位角α和倾斜角β(相应于方位角α和倾斜角β的值) 控制游戏的过程(即，游戏程序)。可以根据方位角α和倾斜角β、方位角 α和倾斜角变化Δβ、方位角变化Δα和倾斜角β以及方位角变化Δα和倾斜 角变化Δβ的任何组合改变游戏的过程。而且，可以根据倾斜角β的变化率 或方位角α的变化率改变游戏过程。
上述配置能提供一种游戏，其过程按照由用户改变的电子设备(蜂窝电 话机10)的位置、方位角α、倾斜角β等改变。因此，电子设备能够提供可 以给予用户他从未体验过的操作感觉的游戏。这种游戏的实例包括：角色扮 演游戏，其中在获得特定位置、特定方位等之前用户不能前进到下一阶段， 具有故事限定在某个区域的游戏，性格按照用户的移动范围成长的游戏；和 用字(方言)随用户所在区域改变的游戏。此外，这种电子设备可以为游戏 软件的开发者提供的机会是开发在游戏过程中利用电子设备的位置、方位 角、倾斜角等的游戏(游戏程序)。
下面，描述根据本发明的电子设备的又一实施例。本实施例的蜂窝电话 机10与上述实施例的主要区别在于：计算垂直平面中电子设备主体的纵轴 的角位置变化(倾斜角变化Δβ)和电子设备主体绕纵轴的横轴角位置变化(旋 转角变化Δγ、扭转角Δγ)，并将它们用于地图的显示等和/或游戏控制。下 面主要描述该差别。获得角变化Δβ和Δγ的方法是：
首先，叙述获得蜂窝电话机10的主体11的纵轴(γ轴)倾斜角β的变 化Δβ和主体11的横轴绕纵轴的旋转角γ((扭转角γ)的变化Δγ的方法。 这里，蜂窝电话机10采取保持图16所示姿态，蜂窝电话机10的纵轴的方 位角用α表示，纵轴的倾斜角用β表示，绕纵轴的旋转角用γ表示。而且， 朝向电子设备10的主体11的横轴右方(X轴正向)的单位向量用Vx表示； 朝向电子设备10的的主体11的纵轴上方(Y轴正向)的单位向量用Vy表示； 在远离表面的方向沿着与蜂窝电话机10的前面(X-Y平面)垂直的轴延伸的 单位向量用Vz表示。
这里，讨论用方位角α、倾斜角β和旋转角γ表示这些单位向量Vx、Vy 和Vz的方法。为了简化描述，假设提供用于输出相应于外部磁场Z轴分量 的输出值Sz的Z轴磁性传感器。虽然，蜂窝电话机10包括这种Z轴磁性传 感器，该Z轴磁性传感器结构与X轴磁性传感器31相同。
描述使蜂窝电话机10进入图16所示状态的过程。首先，图16所示的 右边的直角坐标系(XO，YO，ZO)中，蜂窝电话机10的Y轴(主体11的纵 轴)与YO轴重合以便使方位角α为0；主体11的X-Y平面与XO-YO平面重 合以便使倾斜角β为0并使旋转角γ为0。值得注意地，XO-YO平面与水平 面平行；YO轴正向朝南；ZO轴与垂直轴平行。则，该状态下的蜂窝电话机 10按照下面的步骤(a)到(c)移动，从而使蜂窝电话机10进入图16所示 的状态。
(a)蜂窝电话机10绕Y轴旋转角γ；
(b)在垂直平面中旋转Y轴角β；
(c)以角α绕垂直轴(ZO)轴旋转Y轴正向。
可以用下面的矩阵C表达上面(a)中的旋转操作。
可以用下面的矩阵B表达上述(b)的旋转操作。
用下面的矩阵A表达上述(c)的旋转操作。
因而，可以用下面的矩阵表达上述步骤(a)到(c)的操作。
因此，如果使用上述矩阵ABC旋转在方位角α＝0、倾斜角β＝0且旋转角 γ＝0的状态下的沿X轴方向的单位向量VOx＝(1，0，0)、沿Y轴方向的单 位向量VOy＝(0，1，0)和沿Z轴方向的单位向量VOz(0，0，1)，就可以 获得上述单位向量Vx、Vy和Vz如下。
当假设地磁场的向量VG为(O，Gp，Gs)，将向量VG映射到单位向量 Vx，即用地磁场向量VG和单位向量Vx之间的内积来表达输出Sx。类似地， 将输出Sy表达为地磁场向量VG和单位向量Vy之间的内积。值得注意地， 当采用蜂窝电话机10包括Z轴磁性传感器、和该Z轴磁性传感器检测沿垂 直于X轴和Y轴方向的Z轴方向的外部磁场并输出与其相应的输出Sz时， 输出Sz表达为地磁场向量VG和单位向量Vz之间的内积。也在这种情况下， 以下面的方式使这些输出归一化：输出Sx、Sy、Sz对于沿各X轴正向、Y轴 正向和Z轴正向具有强度1Oe的磁场均采取“1”。结果，获得下面的表达 式(8)至(10)。
Sx＝Gp(-sinαcosγ+cosαsinβsinγ)-Gs cosβsinγ (8)
Sy＝Gp cosαcosβ+Gs sinβ (9)
Sz＝Gp(-sinαsinγ-cosαsinβcosγ)+Gs cosβcosγ (10)
下面，在通过倾斜蜂窝电话机10的主体11的操作来滚动图像，例如在 显示面板14a上显示的地图的情况下(下面的要描述的滚动模式的情况下)， 应当根据上述表达式(8)和(9)来获得方位角变化Δα和倾斜角变化Δβ， 表达式(8)和(9)是在假设用户改变倾斜角β和旋转角γ、同时将方位角 α基本保持为初始方位角(参考方位角)α0的基础之上。这时，假设β＝β0+Δβ 且γ＝0+Δγ(初始倾斜角作为参考倾斜角β＝β0，初始旋转角作为参考旋转角 γ＝0)。还假设角变化Δβ和Δγ很小。因此，使用下面的表达式(11)至(14) 表示的近似值。结果，获得下面的表达式(15)和(16)。
sinΔβ＝Δβ (11)
cosΔβ＝1 (12)
sinΔγ＝sinγ＝Δγ＝γ (13)
cosΔγ＝cosγ＝1 (14)
Sx＝Gp{-sinα0+Δγcosα0(sinβ0+Δβcosβ0)}-GsΔγ(cosβ0-Δβsinβ0)(15)
Sy＝Gpcosα0(cosβ0-Δβsinβ0)+Gs(sinβ0+Δβcosβ0) (16)
因此，从上述表达式(15)和(16)，角变化Δβ和Δγ表达如下。
这种情况下，当指定蜂窝电话机10的位置时明确确定地磁场的向量VG (O，Gp，Gs)。而且，CPU 21已经进入滚动模式时的方位角和初始倾斜角 β可以分别用作初始方位角α0和初始倾斜角β0。因而，可以从上述表达式(17) 和(18)获得角变化Δβ和Δγ。
下面，描述蜂窝电话机10的实际操作，从蜂窝电话机10已经通过操作 多个按钮15a中的指定按钮进入地图显示模式但没有进入滚动模式的情况开 始描述。
蜂窝电话机10的CPU 21以预定时间间隔重复执行图17所示的例行程 序(程序)。因而，当预定定时来到时，CPU 21从步骤1700开始处理例行 程序，并前进到步骤1705以便确定当前模式是否是地图显示模式。目前， CPU 21进入地图显示模式，因而，在步骤1705由CPU 21确定的结果变为“是”。 在这种情况下，CPU 21前进到步骤1710以便读出蜂窝电话机10的位置，该 位置是GPS电路25已经用GPS信号指定的位置。在接下来的步骤1715中， CPU 21向中心发送表示读出位置的信号，并从中心下载显示位置附近地图的 数据。
下面，CPU 21前进到步骤1720以便读出X轴磁性传感器31的输出Sx 和Y轴磁性传感器32的输出Sy。在接下来的步骤1725中，CPU 21确定当 前模式是否是滚动模式。在上述假设下，CPU 21还没有进入滚动模式。因而， 在步骤1725由CPU 21确定的结果变为“否”，CPU 21前进到步骤1730。 在步骤1730，CPU 21从ROM22读出上述表1中显示的转换表，并根据读出 的输出Sx和Sy和查阅读出的转换表获得实际的方位角α和实际的倾斜角β。 例如，当输出Sx和Sy分别是-0.35和0.08时，获得的方位角α是256(度)， 获得的倾斜角β是1(度)。值得注意地，步骤1730实现方位角确定装置和 倾斜角确定装置的功能。
接下来，CPU 21前进到步骤1735以便在液晶显示面板14a上显示以上 述方式获得的地图、方位角α和倾斜角β，并前进到步骤1795以便结束当前 例行程序。如上所述，当CPU 21已经进入地图显示模式但没进入滚动模式 时，显示相应于蜂窝电话机10当前位置的地图，以及蜂窝电话机10的方位 角α和倾斜角β。值得注意地，可以在相应于方位角α和倾斜角β的处理后 显示地图，例如，地图以下面的方式显示：地图顶端与方位角α重合，或按 照倾斜角β使地图变形。此外，可以用普通罗盘的图像显示方位角α；具体 地说，定义北、南、东和西位置的圆形图像，和位于圆中的磁针的图像(见 图10A)。在这种情况下，可以下面的方式显示图像：倾斜角β增大，圆的 垂直轴变得比其水平轴短(见图11A)。在这种情况下，磁针的长度随着蜂 窝电话机10的倾斜角β增大而减小，所以用户难以确定方位角。因而用户 可能希望在使用蜂窝电话机10的同时保持蜂窝电话机10的前面与水平面平 行，从而能以更高精度检测方位角α。
下面，对在CPU 21处于地图显示模式但不处于滚动模式的状态下用户 操作指定按钮、从而CPU 21进入滚动模式的情况描述蜂窝电话机10的操作。 也在这种情况下，CPU 21在预定定时从步骤1700开始上述处理，并在步骤 1705至1720执行处理，以便下载相应于蜂窝电话机10位置的地图数据并读 出X轴磁性传感器31的输出Sx和Y轴磁性传感器32的输出Sy。接下来， CPU 21前进到步骤1725。
如上所述，由于CPU 21已经进入滚动模式，所以在步骤1725由CPU 21 确定的结果变为“是”，CPU 21前进到步骤1740。在步骤1740，CPU 21确 定在CPU 21进入滚动模式后是否第一次执行当前例行程序。
在当前阶段，在CPU 21进入滚动模式后第一次执行当前例行程序。因 而在步骤1740由CPU 21确定的结果变为“是”，CPU 21前进到步骤1745。 在步骤1745，以与步骤1730相同的方式获得实际方位角α和实际倾斜角β。 接下来，CPU 21前进到步骤1750以便将实际方位角α存储为初始方位角α0， 将实际倾斜角β存储为初始倾斜角β0。接下来，CPU 21在步骤1735显示地 图、方位角α和倾斜角β，并在步骤1795结束当前例行程序。
当该状态继续时，CPU 21再次从步骤1700开始处理当前例行程序，在 步骤1705至1725执行处理，并前进到步骤1740以便再次在步骤1740执行 确定。在当前阶段，CPU 21进入滚动模式后已经执行当前例行程序。因而， 在步骤1740由CPU 21确定的结果变为“否”，CPU 21前进到步骤1755。 在步骤1755，CPU 21按照上述表达式(17)和(18)分别获得倾斜角变化Δβ 和旋转角变化Δγ。值得注意地，表达式(17)和(18)中所使用的地磁场水 平分量Gp和垂直分量Gs预先存储在ROM中。该步骤1755构成用于获得角 变化Δβ的纵轴变化角计算装置和用于获得角变化Δα的横轴变化角计算装 置。
由于上述水平分量Gp和垂直分量Gs随着使用蜂窝电话机10的位置变 化，所以蜂窝电话机10可以配置成下面的方式：在ROM中存储多组水平分 量Gp和垂直分量Gs同时使它们与不同位置(纬度和经度)相关，按照从GPS 电路25获得的蜂窝电话机10的当前位置读出水平分量Gp和垂直分量Gs。 或者，蜂窝电话机10可以配置成向信息中心发送关于从GPS电路25获得的 蜂窝电话机10当前位置的数据，和从中心获得相应于该位置的水平分量Gp 和垂直分量Gs。
接下来，CPU 21前进到步骤1760以便按照倾斜角变化Δβ和旋转角变 化Δγ滚动显示的地图如下：
(1)当Δγ≥10(度)，显示地图在X轴正向滚动。
(2)当Δγ≤-10(度)，显示地图在X轴负向滚动。
(3)当Δβ≥10(度)，显示地图在Y轴正向滚动。
(4)当Δβ≤-10(度)，显示地图在Y轴负向滚动。
接下来，CPU 21前进到步骤1795以便结束当前例行程序。如上所述， 当CPU 21进入滚动模式时，获得倾斜角变化Δβ和旋转角变化Δγ，按照这 些值滚动显示的地图。值得注意地，当当前模式不是地图显示模式时，在步 骤1705，CPU 21的确定结果变成“否”。在这种情况下，CPU 21前进到步 骤1795，并立即结束当前例行程序。
如上所述，在本实施例中，只用X轴磁性传感器31和Y轴磁性传感器 32计算倾斜角变化Δβ或旋转角变化Δγ，X轴磁性传感器31输出相应于沿 着蜂窝电话机10主体11的横轴的外部磁场分量的值，Y轴磁性传感器32输 出相应于沿着蜂窝电话机10主体11的纵轴的外部磁场分量的值。因而，可 以获得倾斜角变化Δβ或旋转角变化Δγ而不附加任何其它传感器。而且，由 于按照倾斜角变化Δβ或旋转角变化Δγ滚动显示面板14a显示的地图同时保 持地图定向不变，所以用户可以通过简单的操作看到地图的需要部分。
在上述实施例中，转换表预先存储在ROM 22中。然而，蜂窝电话机10 可以配置成例如经通信装置从信息中心获得转换表(转换表的值)。该配置 减小了ROM 22的存储容量。
此外，在这种情况下，蜂窝电话机10可以配置成向信息中心发送关于 GPS电路25指定的蜂窝电话机10位置的数据，并经通信装置获得相应于指 定位置的转换表(转换表的值)。该配置甚至由于在大区域使用蜂窝电话机 10而使地磁场(关于水平面的地磁场的倾角)改变时也能准确确定蜂窝电话 机10的方位角α和倾斜角β。
下面，描述根据本发明电子设备的又一实施例。本实施例的蜂窝电话机 10与上述实施例的区别主要在于：计算倾斜角变化Δβ(垂直平面中电子设 备主体的纵轴角位置的变化)和旋转角变化Δγ(电子设备主体的横轴绕纵轴 的角位置变化)，根据这些角变化更准确地滚动图像，例如显示在显示部件 上的地图。下面描述该主要差别。
如图18所示，当蜂窝电话机10的主体11以箭头(1)至(8)所示的 方向之一倾斜(或旋转)时，可以通过获得主体11的纵轴(Y轴)的倾斜角 (仰角)相对于水平面的变化Δβ和主体11的横轴(X轴)绕纵轴的旋转角 γ的变化Δγ确定倾斜(旋转)的方向和量。
在本实施例中，当蜂窝电话机10的控制模式转为滚动模式时，响应用 户以箭头(1)至(8)指示的方向之一的倾斜或旋转操作获得倾斜角变化Δβ 和旋转角变化Δγ，根据这些角变化，滚动在液晶显示部件14显示的屏幕， 通过将表示倾斜或旋转方向的箭头投射到液晶显示部件14的顶面获得方向。
例如，当用户在图19所示的地图(屏幕)显示在液晶显示部件14的状 态下，以图18所示箭头(1)至(8)指示的方向之一倾斜或旋转主体11时， 以轮廓箭头(1)至(8)指示的方向中的相应方向滚动地图，这些箭头相应 于图18中的箭头(1)至(8)。
CPU 21查阅图20所示角变化-滚动量转换表，并根据该表滚动屏幕。在 图20的表中，对于降低图18所示主体11的近侧的情况提供倾斜角变化Δβ 的正值范围，即以图18的箭头(5)指示的方向旋转主体11(主体11的上 半部以Z轴正向移动，而主体11的下半部以Z轴负向移动)。在这种情况 下，以图19的轮廓箭头(5)指示的方向(Y负向)滚动在显示部件14上显 示的图19的地图。结果，在显示部件14上显示轮廓箭头(1)的方向中的 地图部分。
相反，对于图18所示的主体11的近侧升高的情况提供倾斜角变化Δβ 的负值范围，即，主体11以图18中箭头(1)指示的方向旋转(主体11的 上半部以Z轴负向移动，而主体11的下半部以Z轴正向移动)。在这种情 况下，以图19的轮廓箭头(1)指示的方向(Y正向)滚动在显示部件14上 显示的图19的地图。结果，在显示部件14上显示轮廓箭头(5)的方向中 的地图部分。
同时，图18所示的主体11以箭头(7)指示的方向旋转(主体11的左 半部以Z轴负向移动，而主体11右半部以Z轴正向移动)的情况提供旋转 角变化Δγ的负值范围。在这种情况下，以图19的轮廓箭头(7)指示的方 向(X负向)滚动显示在显示部件14上的图19的地图。结果，在显示部件 14上显示已经位于轮廓箭头(3)的方向中的地图部分。
相反，对于图18所示主体11以箭头(3)指示的方向旋转(主体11的 右半部以Z轴负向移动，主体11的左半部以Z轴正向移动)的情况提供旋 转角变化Δγ的正值范围。在这种情况下，以图19的轮廓箭头(3)指示的 方向(X正向)滚动在显示部件14上显示的图19的地图。结果，在显示部 件14上显示已经位于轮廓箭头(7)的方向中的地图部分。
此外，在图20的表中，滚动量(滚动速度)设置成随(按照)角变化Δβ 和Δγ的绝对值而增大。此外，以下面的方式设置值范围：当角变化Δβ和Δγ (它们的绝对值)小(即，|Δβ|＜1(度)，|Δγ|＜1(度))时，不执行滚动， 所以克服错误滚动操作并增强显示屏幕的稳定性。
下面，参考图21和22所示的流程图形式由CPU 21执行的例行程序描 述蜂窝电话机10的实际操作。利用以预定间隔开始的定时器中断例行程序 的方式，使CPU 21从步骤2100开始处理。在这个实例中，提供在显示部件 14上显示地图的地图显示模式和在地图显示模式期间滚动显示的地图的滚 动模式作为可选控制模式。根据由用户执行的操作部件15的操作的操作数 据选择这些模式。
首先，描述不选择地图显示模式的情况。在步骤2100后的步骤2105， CPU 21确定当前模式是否是地图显示模式。当时，还没选择地图显示模式。 因而，在步骤2105由CPU 21确定的结果变为“否”。在这种情况下，CPU 21 立即前进到步骤2195以便结束当前例行程序。
下面，描述已经选择地图显示模式但还没选择滚动模式的情况。在这种 情况下，在步骤2105由CPU 21确定的结果变为“是”，CPU 21前进到步骤 2110以便读出表示GPS电路25指定的蜂窝电话机10当前位置的当前位置数 据(纬度，经度)。
接下来，CPU 21前进到步骤2115并将上述读出的当前位置数据和请求 下载地图数据的信号发送到信息中心。对此响应，信息中心发送由发送的当 前位置数据指定的位置周围的地图数据和该位置的地磁场数据(Gp，Gs)。 CPU 21在步骤2120接收(下载)这种数据，并在步骤2125读出磁性传感器 的输出Sx和Sy。
接下来，CPU 21前进到步骤2130并确定是否已经选择滚动模式。如上 所述，这时，还没选择滚动模式。因而在步骤2130由CPU 21确定的结果变 为“否”，CPU 21前进到步骤2135。在步骤2135，CPU 21根据读出的输出 Sx和Sy并查阅表1所示的转换表获得实际方位角α和实际倾斜角β。接下 来，CPU 21前进到步骤2140，以便根据在步骤2120获得的地图数据以及在 步骤2135获得的方位角α和倾斜角β在显示部件14的液晶显示面板14a上 显示地图(地图屏幕)。接下来，CPU 21前进到步骤2195以便结束当前例 行程序。
下面，对于在CPU 21处于地图显示模式的状态下已经选择滚动模式的 情况描述蜂窝电话机10的操作。在这种情况下，在步骤2100后的步骤2105 由CPU 21确定的结果变为“是”，CPU 21在步骤2110至2125执行上述处 理，然后前进到步骤2130。值得注意地，当前位置没有从最后一次执行这个 例行程序时在这时的位置变化时，可以跳过步骤2115和2120。
如上所述，这时，已经选择滚动模式。因而，在步骤2130由CPU 21确 定的结果变为“是”，CPU 21前进到步骤2145以便确定CPU 21进入滚动模 式后是否是第一次执行当前例行程序。
在当前阶段，CPU 21进入滚动模式后第一次执行当前例行程序。因而， 在步骤2145由CPU 21确定的结果变为“是”，CPU 21前进到步骤2150。 在步骤2150，以与步骤2135相同的方式获得实际方位角α和实际倾斜角β。 接下来，CPU 21前进到步骤2155以便在RAM 23的预定存储区域中存储实际 方位角α作为初始方位角α0，存储实际倾斜角β作为初始倾斜角β0。接下来， 在步骤2140，CPU 21在显示部件14上显示地图、方位角α和倾斜角β，并 在步骤2195结束当前例行程序。
当该状态继续时，再次开始当前例行程序。因而，CPU 21在步骤2110 至2125执行处理，然后前进到步骤2130。在这种情况下，在步骤2130的确 定结果变为“是”。而且，由于CPU 21进入滚动模式后不是第一次执行当 前例行程序，所以在步骤2145的确定结果变为“否”。因而CPU 21前进到 步骤2160以便按照上述表达式(17)和(18)分别获得倾斜角变化Δβ和旋 转角变化Δγ，象在上述步骤1755中那样。值得注意地，在上述步骤2120 中获得的水平分量Gp和垂直分量Gs用在表达式(17)和(18)中。
接下来，CPU 21前进到步骤2165，根据在步骤2160计算的倾斜角变化 Δβ和旋转角变化Δγ并查阅图20所示的角变化-滚动量转换表确定的量滚动 地图，地图通过步骤2140的处理显示在显示部件14上。结果，按照角变化 Δβ和Δγ以上述箭头(1)至(8)所指示的方向之一滚动地图(屏幕)。接 下来，CPU 21前进到步骤2195以便结束当前例行程序。
如上所述，在本实施例的便携式终端设备(电子设备)中，该电子设备 具有用于方位角检测的磁性传感器单元30和用于显示多种数据的显示部件 14，根据磁性传感器单元30的输出检测主体11的角变化(即，Δβ和Δγ)， 并根据检测的变化滚动显示部件14的屏幕。因而，不用附加专用传感器， 可以通过倾斜主体11的操作滚动显示部件14的屏幕。
已经描述了本发明的实施例和它们的修改。然而，本发明不限于此，其 它修改也在本发明的范围之内，如下所述的。在实施例中，磁性传感器单元 30用GMR元件构成；然而，磁性传感器单元30可以用其它类型的磁阻效应 元件构成，诸如磁隧道元件(TMR)。而且，上述电子设备可以是包括PDA (个人数字助理)的移动式计算机、便携式游戏单元或电子乐器的操作单元 (控制器)。当电子设备是便携式游戏单元时，游戏中的角色可按照上述角 变化Δα、Δβ和Δγ来移动。当电子设备是电子乐器的操作单元时，可以按照 上述角变化Δα、Δβ和Δγ来改变所演奏音乐的音量和音色。
此外，在上述实施例中，X轴磁性传感器31的输出Sx和Y轴磁性传感 器32的输出Sy被归一化。然而，归一化以前，可以从输出Sx和Sy中减去 输出Sx和Sy的偏移OFx和OFy；可以将得到的值用作校正后的输出Sx和 Sy。这种偏移OFx和Ofy是响应X轴磁性传感器31和Y轴磁性传感器32附 近的永磁组件或GMR元件31a至31d和32a至32d之间的阻值变化产生的。 可以通过满足预定条件时在水平面内以180°旋转蜂窝电话机10以及取这时 的输出Sx和Sy的平均值的过程获得偏移OFx和OFy。
而且，上述实施例中，X轴作为主体11的横轴(第一轴)；Y轴作为主 体11的纵轴(第二轴)。然而，本发明不限于此。只要第一和第二轴以预 定角度θ(上述实施例中为90°)彼此相交，就可以确定主体11的第一到第 三轴。
很明显，从上述教导本发明的多种修改和变化都是可能的。因而，可以 理解，在所附的权利要求的范围内本发明可以以在这里具体叙述之外的方式 实践。
首先，描述根据本发明的电子设备的第一实施例。如图1的示意性前视 图所示，作为电子设备的蜂窝电话机10有主体11，它采用普通的矩形平行 六面体形状，它的侧面分别沿相互垂直相交的X轴、Y轴和Z轴延伸。在该 实例中，主体11处于使用状态下，X轴与横轴或主体11的第一轴重合，Y 轴与主体11的纵轴或第二轴重合。而且，在该实例中，Y轴作为主体11的 第三轴，同时水平面作为参考平面；方位角α被定义为沿Y轴正向的方位角； 倾斜角β被定义为Y轴(在正侧)和作为参考平面的水平面之间的角。换句 话说，Y轴作为参考轴，用于检测方位角α和倾斜角β。
蜂窝电话机10包括：天线部件12，设在主体11的顶侧表面上；扬声器 部件13，设在主体11的前面的最上部分，它与X轴和Y轴定义的平面(X-Y 平面)平行；液晶显示部件(显示部件)14，设在主体11的前面，在扬声 器部件13下面且适于显示字符、符号或诸如地图的图形图像；操作部件15， 设在主体11的前面，位于显示部件14的下面且用于输入电话号码和其它指 令信号；麦克风部件16，设置主体11的前面的最下部；和电控制器20，被 容纳在主体11内。
如图2的示意的方框图所示，电控制器20包括相应的功能部件：天线 部件12，扬声器部件13，液晶显示部件14，操作部件15和扬声器部件16， 以及经总线相互连接的CPU 21、ROM 22、RAM 23、非易失性RAM 24、GPS 电路25和A/D转换器26。
CPU 21执行存储在ROM 22中的各种程序同时利用RAM 23的临时存储功 能。除了各种程序之外，ROM 22存储转换表(见表1)，这将在下面描述。 使用非易失性RAM 24如下。在蜂窝电话机10的主电源接通的状态下，按照 CPU 21的指令在非易失性RAM 24中写入数据。非易失性RAM 24甚至在主电 源关闭后也存储或保持写入的数据。当主电源接通时，非易失性RAM 24按 照CPU 21的请求将存储的数据提供给CPU 21。非易失性RAM 24可以用EEPROM 来代替。
天线部件12包括：用于发送和接收的天线12a；连接到天线12a的发送 /接收电路12b；和连接到发送/接收电路12b的调制/解调电路12c。调制/ 解调电路12c解调发送/接收电路12b收到的信号，并调制要发送的信号和 将得到的信号提供给发送/接收电路12b。天线部件12作为与外部(诸如中 心)通信的通信装置。扬声器部件13包括：扬声器13a，和声音发生电路 13b，连接到扬声器13a并适于产生使扬声器13a产生预定声音的信号。液 晶显示部件14包括：液晶显示面板14a，设在蜂窝电话机10的主体11的前 面并且能显示字母信息或其它信息和从各种数据产生的图像，诸如地图图 像；和显示电路14b，连接到液晶显示面板14a并适于产生使液晶显示面板 14a提供预定显示的信号。
操作部件15包括：多个按钮15a，设在主体11的前面；和检测电路15b， 连接到多个按钮15a并适于检测按钮15a的开/关状态。值得注意地，下面 要描述的方位角/倾斜角显示模式和角计算模式均是响应多个按钮15a中特 定按钮的操作而起动的。麦克风部件16包括：麦克风16a；和放大电路16b， 连接到麦克风16a并适于放大来自麦克风16a的语音输入。在这些组件中， 调制/解调电路12c、声音发生电路13b、显示电路14b、检测电路15b和放 大电路16b由CPU 21控制，CPU 21经总线连接到这些电路。
GPS电路25作为位置数据获得装置并设计成处理从未说明的GPS卫星经 未说明的天线获得GPS信号，并指定蜂窝电话机10的位置(即，显示当前 位置的纬度和经度)以便获得表示指定位置的位置数据。A/D转换器26与磁 性传感器单元30的X轴磁性传感器31和Y轴磁性传感器32连接。A/D转换 器26将X轴磁性传感器31和Y轴磁性传感器32的模拟输出值转换为数字 值并将数字值提供给CPU 21。
如图1中所示的，磁性传感器单元30容纳在蜂窝电话机10的主体11 中，与前面平行(与X-Y平面平行的平面)。如图2中所示的，磁性传感器 单元30包括：X轴磁性传感器31，它输出相应于沿X轴(主体的横轴)方 向测得的外部磁场分量的值；和Y轴磁性传感器32，它输出相应于沿Y轴(主 体的纵轴)方向测得的外部磁场分量的值。
下面详细描述磁性传感器单元30。如图3中所示的，它是磁性传感器单 元30的平面图，磁性传感器单元30包括：基板30a；形成在基板30上的4 个GMR元件(大磁阻效应元件)31a至31d，；和控制电路33。每个GMR元 件31a至31d和32a至32d具有公知的膜结构，该膜结构有自由层，自由层 的磁化方向按照外部磁场变化；导电隔离层；和固定磁化层，它的磁化方向 是固定的(钉住)。如图4中所示的，每个GMR元件的阻值根据固定磁化层 的磁化方向和自由层的磁化方向之间的角θ变化。GMR元件31a至31d和32a 至32d的固定磁化层的固定磁化方向用图3中箭头指示。
图5显示磁性传感器单元30的等效电路。也在图5中，由表示各个元 件的相应方框中描绘的箭头指示GMR元件31a至31d和32a至32d的固定磁 化层的固定磁化方向。如图5中所示的，上述控制电路33包括输出处理电 路33a和33b以及电压调整电路33c和33d。
在X轴磁性传感器31中，GMR元件31a至31d相互连接以便形成全桥接 电路。GMR元件31d和31b之间的连接节点P1与电压调整电路33c的正输出 端连接，同时GMR元件31a和31c之间的连接节点P2与电压调整电路33c 的负输出端连接，从而向连接节点P1和P2之间施加预定电压。而且，GMR 元件31a和31d之间的连接节点P3以及GMR元件31b和31c之间的连接节 点P4与输出处理电路33a连接。输出处理电路33a接收连接节点P3和P4 之间的电位差Vx，并将归一化的值输出到A/D转换器26作为X轴磁性传感 器31的输出Sx。用上述配置，如图6A中所示的，X轴磁性传感器31的输 出Sx采取相应于(基本成比例的)外部磁场的X轴分量的值。
Y轴磁性传感器32、GMR元件32a和32d相互连接以形成全桥接电路， 象在X轴磁性传感器31中的情况那样。GMR元件32a和32c之间的连接节点 P5与电压调整电路33d的正输出端连接，同时GMR元件32b和32d之间的连 接节点P6与电压调整电路33d的负输出端连接，从而向连接节点P5和P6 之间施加预定电压。而且，GMR元件32a和32d之间的连接节点P7以及GMR 元件32c和32b之间的连接节点P8与输出处理电路33b连接。输出处理电 路33b接收连接节点P7和P8之间的电位差Vy，使电位差Vy归一化，并将 归一化的值输出到A/D转换器26作为X轴磁性传感器32的输出Sy。用上述 配置，如图6B中所示的，X轴磁性传感器32的输出Sy采用相应于(基本成 比例的)外部磁场Y轴分量的值。
值得注意地，上述归一化是指以下面的方式调节输出Sx和Sy，当向主 体11施加在X轴正向上强度10e的磁场时，输出Sx变为“1”，输出Sy 变为“0”；当向主体11施加在X轴负向上强度10e的磁场时，输出Sx变 为“-1”，输出Sy变为“0”；当向主体11施加在Y轴正向上强度10e的 磁场时，输出Sx变为“0”；当向主体11施加Y轴负向上强度10e的磁场 时，输出Sx变为“0”，输出Sy变为“-1”。
这种归一化可以用下面的方法实现，例如：在通过360°旋转蜂窝电话机 10获得的最大和最小输出Sx(或Sy)之间，以差SA的一半(SA/2)划分蜂 窝电话机10的前面(X-Y)与水平面平行时X轴磁性传感器31(或Y轴磁性 传感器32)的实际输出Sx(或Sy)，旋转蜂窝电话机10时其前面保持与水 平面平行；得到的值乘以蜂窝电话机10所在位置的局部地磁场水平面分量 的绝对值(单位0e)。当在有限区域内使用蜂窝电话机10时，蜂窝电话机 10所在位置的地磁场的水平面分量的绝对值可以预先存储在ROM 22或非易 失性RAM 24中。或者，蜂窝电话机10可以配置成将表示GPS电路25确定 的蜂窝电话机10位置的数据(位置数据)发送到例如信息中心和从信息中 心接收该位置的地磁场水平面分量的绝对值，从而获得蜂窝电话机10所在 位置的地磁场水平面分量的绝对值。
在上述实例中，通过将电位差Vx和Vy归一化获得模拟值，用A/D转换 器26转换为数字值以便获得输出Sx和Sy。然而，蜂窝电话机10可以下面 的方式构成：电位差Vx和Vy由A/D转换器26转换为数字值，数字值被归 一化以便获得输出Sx和Sy。
下面描述蜂窝电话机10获得蜂窝电话机10的Y轴正向上的方位角α (度)和相对于水平面的Y轴倾斜角β(度)时具有上述配置的蜂窝电话机 10。值得注意地，以下面的方式定义方位角α：当沿纵轴的向上方向(Y轴 正向)对着南方时，α变为0或360(度)；当向上方向对着西方时，α变为 90(度)；当向上方向对着北方时，α变为180(度)；当向上方向对着东 方时，α变为270(度)。
当蜂窝电话机10在水平面中旋转同时它的前面与水平面保持平行时，X 轴磁性传感器31输出Sx按正弦变化，Y轴磁性传感器32的输出Sy以相对 于输出Sx 90°的相差按正弦变化。因此，如图7实线所示，输出Sx和Sy的 轨迹采用中心在原点的基本圆形。然而，由于地磁场不是水平的且从水平面 以相应于地上的位置的角度倾斜，在局部地磁场方向和蜂窝电话机10的Y 轴正向之间形成的角发生变化，输出Sy反映其波动。
即，如图8中所示的，蜂窝电话机10绕垂直轴J旋转同时相对于水平 面以倾斜角β1倾斜时，输出Sx和Sy的轨迹采用图7中虚线所示的椭圆形， 其中心沿用于输出Sy的轴向负向移动。此外，蜂窝电话机10绕垂直轴J旋 转同时以比倾斜角β1大的倾斜角β2倾斜时，输出Sx和Sy的轨迹采用具有 较短的小轴的椭圆形，如图8的点划线所示，其中心沿用于输出Sy的轴的 负向进一步移动。
换句话说，当局部地磁场相对于水平面的角度恒定时，即当蜂窝电话机 10位于位于相同位置(纬度和经度)时，输出Sx和Sy的输出值(Sx，Sy) 描绘恒定的已知轨迹，从而能从这些值(Sx，Sy)确定方位角α和倾斜角β。 在本实施例中，在假设蜂窝电话机10位于地磁场的倾角是基本恒定的区域 内，预先确定值(Sx，Sy)同方位角α和倾斜角β的值之间的关系；和准备 定义该关系的转换表并存储在ROM 22中。查阅存储在ROM 22中的转换表从 实际输出值(Sx，Sy)确定实际方位角α和实际倾斜角β。从上文可以知道， 转换表可以认为是以可读形式存储第一轴和第二轴磁性传感器的输出值Sx、 Sy与方位角α和倾斜角β之间关系的表，该关系是在蜂窝电话机10位于地 磁场倾角基本恒定的区域中的假设上确定的。
值得注意地，在某些情况下：例如，在图7中的点K，可以从一组输出 值(Sx，Sy)中确定两组或两组以上方位角α和倾斜角β的值(α，β)。在 这种情况下，在蜂窝电话机10使用的假设范围内获得导致产生该组输出值 (Sx，Sy)的多组方位角α和倾斜角β的值(α，β)；多组值(α，β)的平 均值用作转换表的值。蜂窝电话机10使用条件的假设范围的一个实例是： 方位角α落在范围0到360(度)中；倾斜角β落在范围0到45(度)中。 表1显示以上述方式获得的转换表的实例。值得注意地，在本实施例中，蜂 窝电话机10(主体11)绕纵轴(Y轴)的旋转角γ假设为0；然而，本实施 例可以用下面的方式修改：旋转角γ在一定角度范围内修改；在不同的旋转 角γ获得输出值(Sx，Sy)同多组方位角α和和倾斜角β的值(α，β)之间 的关系；平均这样获得的多个关系从而获得转换表的值。
表1 Sx Sy 方位角α(度) 倾斜角β(度) -0.35 0.08 256 1 -0.35 0.06 257 1 -0.35 0.05 259 3 -0.35 0.03 260 4 -0.35 0.02 262 5 -0.35 0.00 264 6 -0.35 -0.17 270 33 -0.35 -0.18 270 36 -0.33 0.12 247 0 -0.33 0.11 248 1 -0.33 -0.23 278 39 -0.33 -0.24 279 42 -0.32 0.15 240 0 -0.32 0.14 242 1 -0.00 -0.41 360 28 -0.00 -0.42 360 38 -0.02 0.30 178 0 -0.02 0.29 177 2 -0.33 -0.23 82 39 -0.33 -0.24 81 42 -0.35 0.08 105 1 -0.35 0.06 103 1 -0.35 -0.17 90 33 -0.35 -0.18 90 36
下面，从蜂窝电话机10通过操作多个按钮15a中的特殊按钮已经输入 方位角/倾斜角显示模式、但还没输入角变化计算模式的情况下开始描述蜂 窝电话机10的实际操作。
蜂窝电话机10的CPU 21以预定时间间隔重复执行图9所示的例行程序 (程序)。因而，当预定定时到来时，CPU 21从步骤900开始处理例行程序， 并前进到步骤905以便读出X轴磁性传感器31的输出Sx和Y轴磁性传感器 32的输出Sy。
接下来，CPU 21前进到步骤910以便从ROM 22读出上述表1所示的转 换表，并根据读出的输出Sx和Sy查阅读出的转换表获得实际方位角α和实 际倾斜角β。例如，当输出Sx和Sy分别是-0.35和0.08时，获得的方位角 α为256(度)，获得的倾斜角β为1(度)。值得注意地，步骤910起方位 角确定装置、倾斜角确定装置和方位角/倾斜角确定装置的作用。
接下来，CPU 21前进到步骤915以便确定当前模式是否是角变化计算模 式。在当前阶段，蜂窝电话机10还没进入角变化计算模式并保持方位角/倾 斜角显示模式。因而，CPU 21在步骤915确定的结果变为”否”，CPU 21前 进到步骤920。在步骤920，CPU 21在液晶显示面板14a上以数值和/或图形 图像的形式显示在步骤910获得的方位角α和倾斜角β。接下来，CPU 21前 进到步骤995以便结束当前例行程序。
这里，参考图10A、10B、11A和11B描述步骤920中提供的显示的具体 实例。图10A显示如图10B所示蜂窝电话机10的前面(X-Y平面)与水平面 平行时显示方位角的示例方式(即，倾斜角β时”0”度的预定角)。在该实例 中，类似于方位罗盘40的的预定图像显示在显示面板14a。方位罗盘40包 括圆周部分41和设在圆部分41中的磁针42。磁针42按照获得的方位角α 旋转以便指示方位角α。如图10A所示，圆部分41在倾斜角β是”0”度时描 绘成真圆。
图11A显示当如图11B所示的蜂窝电话机10的纵轴(Y轴)以角β从水 平面倾斜时显示方位角的实例方式。从图11A可以理解，当蜂窝电话机10 的纵轴以角β从水平面倾斜时，方位罗盘40的圆部分41形成为椭圆形，椭 圆的短轴与纵轴重合。更详细地说，当蜂窝电话机10的纵轴以角β从水平 面倾斜时，方位罗盘40显示成似乎从蜂窝电话机10的前面(显示面板14a) 的垂线倾斜角β的方向来看方位罗盘40，它是以下面的方式显示在蜂窝电话 机10的显示面板14a上的：主体11的前面(纵轴)变成与水平面平行(如 图11B的虚线所示)。
如上所述，蜂窝电话机10包括方位显示装置，它在蜂窝电话机10的倾 斜角β为0时用预定方位罗盘40的图像显示方位角α，并随倾斜角β增大缩 短磁针42的长度和沿纵向的方位罗盘40的尺寸(即，方位角α显示的同时 方位罗盘40的图像随倾斜角β增大被变形到一定程度)。因而，用户难以 在倾斜角β增大时确定(可视地识别)方位角。结果，方位显示装置鼓励用 户在可能的范围内使用平行于水平面的蜂窝电话机10。
值得注意地，当蜂窝电话机10所在区域的地图显示在显示面板14a时， 可以象在上述方位罗盘40的情况下那样按照倾斜角β改变显示地图的方式。 此外，如图10A和11A所示，可以用数值的形式在显示图像中提供倾斜角的 绝对值。从上面可以明了，上述步骤920实现方位显示装置的功能。
下面，对于响应蜂窝电话机10的上述特殊按钮的用户操作将操作模式 转为角变化计算模式的情况描述蜂窝电话机10的操作。也在该情况下，CPU 21在预定定时从步骤900开始上述处理，执行步骤905到910，从而以与上 述相同的方式在这时获得方位角α和倾斜角β。接下来，CPU 21前进到步骤 915。
在这种情况下，蜂窝电话机10的模式已经转为角变化计算模式。因此， 在步骤915，由CPU 21确定的结果变为”是”，CPU 21前进到步骤925。在步 骤925，CPU 21确定在操作模式转为角变化计算模式后是否第一次执行当前 例行程序。在本阶段，在操作模式已经转为角变化计算模式后第一时间执行 当前例行程序。因而，在步骤925，CPU 21确定的结果变为“是”，CPU 21 前进到步骤930以便将这时在步骤910获得的方位角α存储为参考方位角α0， 将这时在步骤910获得的倾斜角β存储为参考倾斜角β0。
当该状态继续时，CPU 21再次从步骤900开始处理当前例行程序，并执 行步骤905和901从而在这时获得方位角α和倾斜角β。也在该情况下，在 步骤915，CPU 21确定的结果变为“是”，因而CPU 21前进到步骤925。在 当前阶段，在操作模式转为角变化计算模式后已经执行了当前例行程序。因 而，在步骤925，CPU 21确定的结果变为“否”，CPU 21前进到步骤935。 在步骤935，CPU 21将这时从方位角α减去存储的参考方位角α0获得的Δα 存储为方位角变化(横向旋转变化角)，将这时从倾斜角β减去存储的倾斜 角β0获得的Δβ存储为倾斜角变化(垂直旋转变化角)。接下来，CPU 21前 进到步骤940以便用存储的方位角变化Δα和存储的倾斜角变化Δβ执行显示 处理，然后前进到步骤995，从而结束当前例行程序。
用存储的方位角变化Δα和存储的倾斜角变化Δβ在上述步骤940执行的 显示处理包括：以数值和/或图形图像的形式在显示面板14a上显示方位角 变化Δα和倾斜角变化Δβ；根据方位角变化Δα和倾斜角变化Δβ分别在X 轴和Y轴方向在显示面板14a以一个量或速度移动指针；根据方位角变化Δα 和倾斜角变化Δβ在显示面板14a上滚动地图或其它图像；和根据方位角变 化Δα和倾斜角变化Δβ控制在显示面板14a上显示的游戏。
如上所述，根据步骤910确定的方位角α和倾斜角β确定方位角变化Δα 和倾斜角变化Δβ。因而，上述步骤940构成用于改变屏幕的显示装置，该屏 幕按照确定的倾斜角和方位角根据各种数据显示在显示部件(液晶显示部件 14)上。
步骤940的处理可以下面的方式修改：来话呼叫乐曲的声音音量(乐曲 振铃单音)和相关音色根据方位角变化Δα和倾斜角变化Δβ而变化。在这种 情况下，上述步骤940构成来话呼叫乐曲控制装置(声音控制装置)，用于 按照确定倾斜角和方位角控制来话呼叫乐曲。
如上所述，在本实施例中，准备转换表，它定义磁性传感器单元30的 输出值(Sx，Sy)和方位角α和倾斜角β的值之间的关系；从实际获得的输 出值(Sx，Sy)并查阅转换表获得实际方位角α和倾斜角β。因而，甚至在 蜂窝电话机10的纵轴相对于水平面倾斜时，蜂窝电话机10也可以准确地获 得实际方位角α和倾斜角β。
此外，在角变化计算模式中，可以获得方位角α和倾斜角β的改变量(Δα， Δβ)。因而，当蜂窝电话机10绕垂直轴(上述J轴)旋转或蜂窝电话机10 的纵轴绕水平面中的轴旋转时，检测旋转改变量Δα和Δβ，并且可以给予蜂 窝电话机10基于旋转改变量Δα和Δβ的各种功能。
注意，从这点来看，在上述实施例中，为该设备(蜂窝电话机10)的主 体定义使用状态下的纵轴和与纵轴垂直的横轴，第一轴相应于横轴，第二和 第三轴相应于纵轴，而且该电子设备还包括纵轴变化角计算装置，用于在操 作模式转为角变化计算模式时将方位角-倾斜角确定装置确定的倾斜角β保 存为参考倾斜角β0，和用于根据参考倾斜角β0和方位角-倾斜角确定装置确 定的当前倾斜角β计算纵轴的倾斜角离开参考倾斜角β0的变化Δβ。
在上述实施例中，在ROM 22中存储一个转换表。然而，该实施例可以 下面的方式修改：为每个不同的位置(可以使用蜂窝电话机10和地磁场具 有不同的倾斜角的位置)准备类似的转换表并将转换表存储在ROM 22中， 按照用GPS电路25获得的蜂窝电话机10的位置读出适当的转换表。而且， 蜂窝电话机10可以配置成从远程信息中心等经通信装置获得转换表(的值)。 这可以减小ROM 22的存储容量。
此外，在这种情况下，蜂窝电话机10可以配置成将获得的位置数据经 通信装置发送到信息中心(服务器)和获得相应于指定位置的转换表(的值)。 利用该配置，甚至由于在大区域使用蜂窝电话机10地磁场相对于水平面的 倾角变化时，也可以准确地获得方位角α和倾斜角β。
在这种情况下，信息中心可以配置成按照蜂窝电话机10的位置向蜂窝 电话机10发送具有倾角校正的表值或没有倾角校正的表值。具有倾角校正 的表值是指定义输出Sx、Sy、方位角α和倾斜角β之间关系的表的值，象上 述表1那样。没有倾角校正的表值是指在假设倾斜角β是预定恒定角度(例 如“0”度)时定义确定的输出Sx、Sy和方位角α之间关系的表的值。下面， 参考图12和13描述使用上述两类表的修改。
在该修改中，在图9所示的步骤910中，CPU 21执行图12中的流程图 形式的程序。具体地说，在图9的步骤905读出输出值Sx和Sy之后，CPU 21 经步骤1200前进到步骤1205。在步骤1205，CPU 21试图用GPS电路25计 算(指定)蜂窝电话机10的位置。接下来，CPU 21前进到步骤1210以便确 定是否已经在步骤1205指定位置。当已经指定位置时，在步骤1210，CPU 21 确定的结果变为“是”，CPU 21前进到步骤1220。相反，当在步骤1205没 指定位置时，在步骤1210，由CPU 21确定的结果变为“否”，CPU 21前进 到步骤1215。在步骤1215，CPU 21根据来自基站(蜂窝电话机基站)的无 线电波指定蜂窝电话机10的位置。
在步骤1220，CPU 21将表值请求信号和关于上述指定位置的数据(位 置数据)发送到信息中心(服务器)。在下面的步骤1225，CPU 21通过监 视来确定是否已经从信息中心发送表值(CPU 21是否已经收到表值)。
同时，信息中心的服务器以预定时间间隔重复执行图13所示的流程图 形式的程序。因而，当预定定时到来时，服务器从步骤1300开始处理，并 在步骤1305确定服务器是否从任何蜂窝电话机10收到表值请求信号和位置 数据。当服务器没有从任何蜂窝电话机10收到表值请求信号和位置数据时， 在步骤1305由服务器确定结果变为“否”。在这种情况下，服务器前进到 步骤1395以便结束当前例行程序。如上所述，服务器执行监视以便确定服 务器是否已经从任何蜂窝电话机10收到表值请求信号和位置数据。
因此，当确定的蜂窝电话机10执行图12的上述步骤1220而向服务器 发送表值请求消息和位置数据时，在步骤1305由服务器确定的结果变为 “是”。在这种情况下，服务器前进到步骤1310以便根据蜂窝电话机10收 到的位置数据确定蜂窝电话机10是否位于倾角可校正区域内。这里，倾角 可校正区域指已知地磁场(地磁场向量)的区域。例如，在大厦或地下通道 中，地磁场可以被减弱和例如由于屏蔽而变形。由于这种区域中的地磁场是 未知的，所以该区域被确定为在倾角可校正区域外。
当蜂窝电话机10位于倾角可校正区域内时，在步骤1310由服务器确定 的结果变为”是”。在这种情况下，服务器前进到步骤1315以便向蜂窝电话机 10发送具有相应于位置数据的倾角校正的表值(见表1)。接下来，服务器 在步骤1395结束当前例行程序。当蜂窝电话机10不在倾角可校正区域内时， 在步骤1310由服务器确定的结果变为“否”。在这种情况下，服务器前进 到步骤1320以便向蜂窝电话机10发送相应于位置数据的没有倾角校正的表 值，然后前进到步骤1395以便结束当前例行程序。值得注意地，如上所述， 在没有倾角校正的表中，所有用于倾斜角β的值都被设为“0度”。
作为服务器发送操作的结果，蜂窝电话机10接收表值，从而，在步骤 1225，由CPU 21确定的结果变为“是”。结果，CPU 21前进到步骤1230， 以便根据上述读出输出值Sx和Sy并查阅包含收到的表值的转换表获得实际 方位角α和实际倾斜角β。接下来，CPU 21前进到步骤915和随后的步骤以 便显示方位角α和倾斜角β并执行其它处理。利用上述操作，当蜂窝电话机 10位于倾角可校正区域内时，可以准确地确定方位角α和倾斜角β；当蜂窝 电话机10位于倾角可校正区域外时，可以防止显示0度的倾斜角β为似乎 有一些大小的错误操作。
当CPU 21配置成从中心接收表值时，一旦CPU 21已经接收到表值，CPU 21希望地省略图9的步骤910中的步骤1205至1225，直到蜂窝电话机10 的位置变化。这消除了对相同表值的重复接收，从而避免了无用的通信。
而且，服务器和蜂窝电话机10可以配置如下。当蜂窝电话机10不在倾 角可校正区域内时，服务器向蜂窝电话机10发送指示倾斜角β的值必须看 作“0”的信号来代替向蜂窝电话机10发送没有校正的表值。当蜂窝电话机 10接收这种信号时，蜂窝电话机10用输出值Sx和Sy以及例如三角函数获 得方位角α。在这种情况下，当输出值Sy为正时，蜂窝电话机10可以用表 达式α＝180°-arctan(Sx/Sy)确定方位角α，当输出值Sy为负时，用表达 式α＝+arctan(Sx/Sy)确定方位角α。
替代地，当输出值Sy是正时，该蜂窝电话机10可使用表达式 α＝180°-arcsin(sx/(sx2+sy2)1/2)，而当输出值Sy是负时该蜂窝电话机10可 使用表达式α＝arcs in(sx/(sx2+sy2)1/2)确定方位角α。
下面，描述根据本发明的电子设备的另一实施例。本实施例的蜂窝电话 机10与上述实施例的主要不同在于：CPU 21执行存储在ROM 22中(或经通 信装置存储在RAM 23和非易失性RAM 24中)的游戏程序。下面主要描述该 差别。
CPU 21执行图14和15所示的例行程序(构成游戏执行装置)，从而提 供其进程按照蜂窝电话机10的方位角和倾斜角变化的游戏。当用户指令执 行该游戏时，CPU 21执行图14所示的流程图形式的游戏程序。CPU 21从步 骤1400开始执行程序并前进到步骤1405以便执行游戏的初始设置。在初始 设置期间，用户设置关于游戏进程的条件(用于改变进程的条件)和其它数 据。这些条件在步骤1425中使用，将在下面进行描述。
在步骤1405，用户还指定方位角α和倾斜角β或者方位角变化Δα和倾 斜角变化Δβ是作为步骤1425中所用的参数(游戏中所用的参数)。当在步 骤1425中所用的关于方位角和倾斜角的参数是方位角α和倾斜角β时，游 戏的进程以下面的方式设置：在图15所示的例行程序中，CPU 21只执行方 位角/倾斜角计算模式的处理而不进入角变化计算模式，这将在下面描述。 相反，当步骤1425中所用的关于方位角和倾斜角的参数是方位角变化Δα和 倾斜角变化Δβ时，游戏的进程以下面的方式设置：在图15所示的例行程序 中，CPU 21进入角变化计算模式。
根据下面的假设继续描述：上述步骤1405中的初始设置已经以如下方 式执行：方位角α和倾斜角β作为在步骤1425中使用的关于方位角和倾斜 角的参数。
接下来，CPU 21前进到步骤1410以便获得用户从操作部件15输出的操 作数据。在下面的步骤1415，CPU 21用GPS电路25计算蜂窝电话机10的 当前位置(纬度和经度)。步骤1415实现定位装置(当前位置测量装置) 的功能。
接下来，CPU 21前进到步骤1420以便从磁性传感器单元30的输出Sx 和Sy计算方位角等。具体地说，CPU 21执行图15所示的例行程序并适于计 算方位角等。从步骤1500开始对例行程序的处理后，CPU 21前进到步骤1505 以便读出X轴磁性传感器31的输出Sx和Y轴磁性传感器32的输出Sy。
接下来，CPU 21前进到步骤1510以便根据上述读出的输出Sx和Sy并 查阅上述表1所示的转换表获得实际方位角α和实际倾斜角β。值得注意地， 这个步骤1510实现方位角确定装置、倾斜角确定装置和方位角/倾斜角确定 装置的每个功能。
接下来，CPU 21前进到步骤1515以便确定当前模式是否是角变化计算 模式。如上所述，在当前阶段，已经用下面的方式执行设定：方位角α和倾 斜角β在步骤1425中用作关于方位角和倾斜角的参数，因而已经设置程序 的过程以便防止CPU 21进入角变化计算模式。因而，在步骤1515，由CPU 21 确定的结果变为“否”，CPU 21前进到步骤1520。在步骤1520，CPU 21保 存上述步骤1510中获得的方位角α和倾斜角β，将它们作为在图14的步骤 1425中使用的值。接下来，CPU 21经步骤1595进行到图14的步骤1425。
在步骤1425，CPU 21确定上述步骤1520中保存的方位角α和倾斜角β 是否与上述步骤1405中设置的条件(或分别确定的条件)相匹配，并进一 步确定步骤1415中获得的当前位置和/或用户输入的操作数据是否与上述步 骤1405中设置的条件(或分别确定的条件)相匹配。
当在步骤1425由CPU 21确定的结果变为“是”时，CPU 21前进到步 骤1430以便执行用于前进游戏的处理(用于前进游戏的控制)。更具体地 说，在步骤1430，CPU 21改变显示屏幕、BGM和声音效果；计算分数；和执 行其它处理。这时，可以按照在上述步骤1520中保存的方位角α和/或倾斜 角β改变屏幕、BGM和声音效果。相反，当步骤1425由CPU 21确定的结果 变为“否”时，CPU 21直接前进到步骤1435而不执行步骤1430。
CPU 21在步骤1435执行其它处理，包括计时操作，然后前进到步骤1440 以便确定是否建立结束游戏的条件。当在步骤1440由CPU 21确定的结果变 为“是”时，CPU 21在步骤1495结束当前例行程序。相反，当在步骤1440 由CPU 21确定的结果变为“否”时，CPU 21回到步骤1410。
下面，描述上述步骤1405中初始设置的情况下的操作，已经用下面的 方式执行该初始设置：方位角变化Δα和倾斜角变化Δβ作为关于方位角和倾 斜角的参数并在步骤1425中使用。在这种情况下，如上所述，以下面的方 式设置程序的过程：CPU 21在图15所示的例行程序中进入角变化计算模式。
因而，当CPU 21在开始执行图14所示的例行程序后第一次执行步骤1420 时(即图15所示的例行程序)，图15中在步骤1515由CPU 21确定的结果 变为“是”。结果，CPU 21前进到步骤1525以便确定CPU 21进入角变化计 算模式后是否第一次执行当前例行程序。由于在当前阶段，CPU 21在进入角 变化计算模式后第一次执行当前例行程序，在步骤1525由CPU 21确定的结 果变为“是”。在这种情况下，CPU 21前进到步骤1530以便将上述步骤1510 中获得的这时的方位角α存储为参考方位角α0，并将上述步骤1510中获得 的这时的倾斜角β存储为倾斜角β0。接下来，CPU 21经步骤1595前进到步 骤1425和随后的步骤。
结果，当CPU 21再次执行步骤1420(即，图15所示的例行程序)时， 图15中在步骤1525由CPU 21确定的结果变为“否”。结果，CPU 21前进 到步骤1535。在步骤1535，CPU 21将从这时的方位角α减去存储的参考方 位角α0获得的值存储为方位角变化(横向旋转变化角)Δα，将从这时的倾斜 角β减去存储的参考倾斜角β0获得的值存储为倾斜角变化(垂直旋转变化角) Δβ。接下来，CPU 21前进到步骤1540以便保存存储的方位角变化Δα和存 储的倾斜角变化Δβ，作为在图14的步骤1425中使用的值。接下来，CPU 21 经步骤1595进行到图14的步骤1425。
在步骤1425，CPU 21确定方位角变化Δα和倾斜角变化Δβ是否与上述 步骤1405中设置的条件匹配。当在步骤1425由CPU 21确定的结果变为“是” 时，CPU 21前进到步骤1430以便执行前进游戏的处理(用于前进游戏的控 制)。这时，可以按照在上述步骤1540中保存的方位角变化Δα和/或倾斜 角变化Δβ改变屏幕、BGM和声音效果。
如上所述，根据本实施例的电子设备(蜂窝电话机10)设有游戏执行装 置(图14所示的例行程序)，用于执行图14所示的游戏程序从而为用户提 供游戏和根据预定方位角α和倾斜角β(相应于方位角α和倾斜角β的值) 控制游戏的过程(即，游戏程序)。可以根据方位角α和倾斜角β、方位角 α和倾斜角变化Δβ、方位角变化Δα和倾斜角β以及方位角变化Δα和倾斜 角变化Δβ的任何组合改变游戏的过程。而且，可以根据倾斜角β的变化率 或方位角α的变化率改变游戏过程。
上述配置能提供一种游戏，其过程按照由用户改变的电子设备(蜂窝电 话机10)的位置、方位角α、倾斜角β等改变。因此，电子设备能够提供可 以给予用户他从未体验过的操作感觉的游戏。这种游戏的实例包括：角色扮 演游戏，其中在获得特定位置、特定方位等之前用户不能前进到下一阶段， 具有故事限定在某个区域的游戏，性格按照用户的移动范围成长的游戏；和 用字(方言)随用户所在区域改变的游戏。此外，这种电子设备可以为游戏 软件的开发者提供的机会是开发在游戏过程中利用电子设备的位置、方位 角、倾斜角等的游戏(游戏程序)。
下面，描述根据本发明的电子设备的又一实施例。本实施例的蜂窝电话 机10与上述实施例的主要区别在于：计算垂直平面中电子设备主体的纵轴 的角位置变化(倾斜角变化Δβ)和电子设备主体绕纵轴的横轴角位置变化(旋 转角变化Δγ、扭转角Δγ)，并将它们用于地图的显示等和/或游戏控制。下 面主要描述该差别。获得角变化Δβ和Δγ的方法是：
首先，叙述获得蜂窝电话机10的主体11的纵轴(γ轴)倾斜角β的变 化Δβ和主体11的横轴绕纵轴的旋转角γ((扭转角γ)的变化Δγ的方法。 这里，蜂窝电话机10采取保持图16所示姿态，蜂窝电话机10的纵轴的方 位角用α表示，纵轴的倾斜角用β表示，绕纵轴的旋转角用γ表示。而且， 朝向电子设备10的主体11的横轴右方(X轴正向)的单位向量用Vx表示； 朝向电子设备10的的主体11的纵轴上方(Y轴正向)的单位向量用Vy表示； 在远离表面的方向沿着与蜂窝电话机10的前面(X-Y平面)垂直的轴延伸的 单位向量用Vz表示。
这里，讨论用方位角α、倾斜角β和旋转角γ表示这些单位向量Vx、Vy 和Vz的方法。为了简化描述，假设提供用于输出相应于外部磁场Z轴分量 的输出值Sz的Z轴磁性传感器。虽然，蜂窝电话机10包括这种Z轴磁性传 感器，该Z轴磁性传感器结构与X轴磁性传感器31相同。
描述使蜂窝电话机10进入图16所示状态的过程。首先，图16所示的 右边的直角坐标系(XO，YO，ZO)中，蜂窝电话机10的Y轴(主体11的纵 轴)与YO轴重合以便使方位角α为0；主体11的X-Y平面与XO-YO平面重 合以便使倾斜角β为0并使旋转角γ为0。值得注意地，XO-YO平面与水平 面平行；YO轴正向朝南；ZO轴与垂直轴平行。则，该状态下的蜂窝电话机 10按照下面的步骤(a)到(c)移动，从而使蜂窝电话机10进入图16所示 的状态。
(a)蜂窝电话机10绕Y轴旋转角γ；
(b)在垂直平面中旋转Y轴角β；
(c)以角α绕垂直轴(ZO)轴旋转Y轴正向。
可以用下面的矩阵C表达上面(a)中的旋转操作。
可以用下面的矩阵B表达上述(b)的旋转操作。
用下面的矩阵A表达上述(c)的旋转操作。
因而，可以用下面的矩阵表达上述步骤(a)到(c)的操作。
因此，如果使用上述矩阵ABC旋转在方位角α＝0、倾斜角β＝0且旋转角 γ＝0的状态下的沿X轴方向的单位向量VOx＝(1，0，0)、沿Y轴方向的单 位向量VOy＝(0，1，0)和沿Z轴方向的单位向量VOz(0，0，1)，就可以 获得上述单位向量Vx、Vy和Vz如下。
当假设地磁场的向量VG为(O，Gp，Gs)，将向量VG映射到单位向量 Vx，即用地磁场向量VG和单位向量Vx之间的内积来表达输出Sx。类似地， 将输出Sy表达为地磁场向量VG和单位向量Vy之间的内积。值得注意地， 当采用蜂窝电话机10包括Z轴磁性传感器、和该Z轴磁性传感器检测沿垂 直于X轴和Y轴方向的Z轴方向的外部磁场并输出与其相应的输出Sz时， 输出Sz表达为地磁场向量VG和单位向量Vz之间的内积。也在这种情况下， 以下面的方式使这些输出归一化：输出Sx、Sy、Sz对于沿各X轴正向、Y轴 正向和Z轴正向具有强度1Oe的磁场均采取“1”。结果，获得下面的表达 式(8)至(10)。
Sx＝Gp(-sinαcosγ+cosαsinβsinγ)-Gs cosβsinγ (8)
Sy＝Gp cosαcosβ+Gs sinβ (9)
Sz＝Gp(-sinαsinγ-cosαsinβcosγ)+Gs cosβcosγ (10)
下面，在通过倾斜蜂窝电话机10的主体11的操作来滚动图像，例如在 显示面板14a上显示的地图的情况下(下面的要描述的滚动模式的情况下)， 应当根据上述表达式(8)和(9)来获得方位角变化Δα和倾斜角变化Δβ， 表达式(8)和(9)是在假设用户改变倾斜角β和旋转角γ、同时将方位角 α基本保持为初始方位角(参考方位角)α0的基础之上。这时，假设β＝β0+Δβ 且γ＝0+Δγ(初始倾斜角作为参考倾斜角β＝β0，初始旋转角作为参考旋转角 γ＝0)。还假设角变化Δβ和Δγ很小。因此，使用下面的表达式(11)至(14) 表示的近似值。结果，获得下面的表达式(15)和(16)。
sinΔβ＝Δβ (11)
cosΔβ＝1 (12)
sinΔγ＝sinγ＝Δγ＝γ (13)
cosΔγ＝cosγ＝1 (14)
Sx＝Gp{-sinα0+Δγcosα0(sinβ0+Δβcosβ0)}-GsΔγ(cosβ0-Δβsinβ0)(15)
Sy＝Gpcosα0(cosβ0-Δβsinβ0)+Gs(sinβ0+Δβcosβ0) (16)
因此，从上述表达式(15)和(16)，角变化Δβ和Δγ表达如下。
这种情况下，当指定蜂窝电话机10的位置时明确确定地磁场的向量VG (O，Gp，Gs)。而且，CPU 21已经进入滚动模式时的方位角和初始倾斜角 β可以分别用作初始方位角α0和初始倾斜角β0。因而，可以从上述表达式(17) 和(18)获得角变化Δβ和Δγ。
下面，描述蜂窝电话机10的实际操作，从蜂窝电话机10已经通过操作 多个按钮15a中的指定按钮进入地图显示模式但没有进入滚动模式的情况开 始描述。
蜂窝电话机10的CPU 21以预定时间间隔重复执行图17所示的例行程 序(程序)。因而，当预定定时来到时，CPU 21从步骤1700开始处理例行 程序，并前进到步骤1705以便确定当前模式是否是地图显示模式。目前， CPU 21进入地图显示模式，因而，在步骤1705由CPU 21确定的结果变为“是”。 在这种情况下，CPU 21前进到步骤1710以便读出蜂窝电话机10的位置，该 位置是GPS电路25已经用GPS信号指定的位置。在接下来的步骤1715中， CPU 21向中心发送表示读出位置的信号，并从中心下载显示位置附近地图的 数据。
下面，CPU 21前进到步骤1720以便读出X轴磁性传感器31的输出Sx 和Y轴磁性传感器32的输出Sy。在接下来的步骤1725中，CPU 21确定当 前模式是否是滚动模式。在上述假设下，CPU 21还没有进入滚动模式。因而， 在步骤1725由CPU 21确定的结果变为“否”，CPU 21前进到步骤1730。 在步骤1730，CPU 21从ROM22读出上述表1中显示的转换表，并根据读出 的输出Sx和Sy和查阅读出的转换表获得实际的方位角α和实际的倾斜角β。 例如，当输出Sx和Sy分别是-0.35和0.08时，获得的方位角α是256(度)， 获得的倾斜角β是1(度)。值得注意地，步骤1730实现方位角确定装置和 倾斜角确定装置的功能。
接下来，CPU 21前进到步骤1735以便在液晶显示面板14a上显示以上 述方式获得的地图、方位角α和倾斜角β，并前进到步骤1795以便结束当前 例行程序。如上所述，当CPU 21已经进入地图显示模式但没进入滚动模式 时，显示相应于蜂窝电话机10当前位置的地图，以及蜂窝电话机10的方位 角α和倾斜角β。值得注意地，可以在相应于方位角α和倾斜角β的处理后 显示地图，例如，地图以下面的方式显示：地图顶端与方位角α重合，或按 照倾斜角β使地图变形。此外，可以用普通罗盘的图像显示方位角α；具体 地说，定义北、南、东和西位置的圆形图像，和位于圆中的磁针的图像(见 图10A)。在这种情况下，可以下面的方式显示图像：倾斜角β增大，圆的 垂直轴变得比其水平轴短(见图11A)。在这种情况下，磁针的长度随着蜂 窝电话机10的倾斜角β增大而减小，所以用户难以确定方位角。因而用户 可能希望在使用蜂窝电话机10的同时保持蜂窝电话机10的前面与水平面平 行，从而能以更高精度检测方位角α。
下面，对在CPU 21处于地图显示模式但不处于滚动模式的状态下用户 操作指定按钮、从而CPU 21进入滚动模式的情况描述蜂窝电话机10的操作。 也在这种情况下，CPU 21在预定定时从步骤1700开始上述处理，并在步骤 1705至1720执行处理，以便下载相应于蜂窝电话机10位置的地图数据并读 出X轴磁性传感器31的输出Sx和Y轴磁性传感器32的输出Sy。接下来， CPU 21前进到步骤1725。
如上所述，由于CPU 21已经进入滚动模式，所以在步骤1725由CPU 21 确定的结果变为“是”，CPU 21前进到步骤1740。在步骤1740，CPU 21确 定在CPU 21进入滚动模式后是否第一次执行当前例行程序。
在当前阶段，在CPU 21进入滚动模式后第一次执行当前例行程序。因 而在步骤1740由CPU 21确定的结果变为“是”，CPU 21前进到步骤1745。 在步骤1745，以与步骤1730相同的方式获得实际方位角α和实际倾斜角β。 接下来，CPU 21前进到步骤1750以便将实际方位角α存储为初始方位角α0， 将实际倾斜角β存储为初始倾斜角β0。接下来，CPU 21在步骤1735显示地 图、方位角α和倾斜角β，并在步骤1795结束当前例行程序。
当该状态继续时，CPU 21再次从步骤1700开始处理当前例行程序，在 步骤1705至1725执行处理，并前进到步骤1740以便再次在步骤1740执行 确定。在当前阶段，CPU 21进入滚动模式后已经执行当前例行程序。因而， 在步骤1740由CPU 21确定的结果变为“否”，CPU 21前进到步骤1755。 在步骤1755，CPU 21按照上述表达式(17)和(18)分别获得倾斜角变化Δβ 和旋转角变化Δγ。值得注意地，表达式(17)和(18)中所使用的地磁场水 平分量Gp和垂直分量Gs预先存储在ROM中。该步骤1755构成用于获得角 变化Δβ的纵轴变化角计算装置和用于获得角变化Δα的横轴变化角计算装 置。
由于上述水平分量Gp和垂直分量Gs随着使用蜂窝电话机10的位置变 化，所以蜂窝电话机10可以配置成下面的方式：在ROM中存储多组水平分 量Gp和垂直分量Gs同时使它们与不同位置(纬度和经度)相关，按照从GPS 电路25获得的蜂窝电话机10的当前位置读出水平分量Gp和垂直分量Gs。 或者，蜂窝电话机10可以配置成向信息中心发送关于从GPS电路25获得的 蜂窝电话机10当前位置的数据，和从中心获得相应于该位置的水平分量Gp 和垂直分量Gs。
接下来，CPU 21前进到步骤1760以便按照倾斜角变化Δβ和旋转角变 化Δγ滚动显示的地图如下：
(1)当Δγ≥10(度)，显示地图在X轴正向滚动。
(2)当Δγ≤-10(度)，显示地图在X轴负向滚动。
(3)当Δβ≥10(度)，显示地图在Y轴正向滚动。
(4)当Δβ≤-10(度)，显示地图在Y轴负向滚动。
接下来，CPU 21前进到步骤1795以便结束当前例行程序。如上所述， 当CPU 21进入滚动模式时，获得倾斜角变化Δβ和旋转角变化Δγ，按照这 些值滚动显示的地图。值得注意地，当当前模式不是地图显示模式时，在步 骤1705，CPU 21的确定结果变成“否”。在这种情况下，CPU 21前进到步 骤1795，并立即结束当前例行程序。
如上所述，在本实施例中，只用X轴磁性传感器31和Y轴磁性传感器 32计算倾斜角变化Δβ或旋转角变化Δγ，X轴磁性传感器31输出相应于沿 着蜂窝电话机10主体11的横轴的外部磁场分量的值，Y轴磁性传感器32输 出相应于沿着蜂窝电话机10主体11的纵轴的外部磁场分量的值。因而，可 以获得倾斜角变化Δβ或旋转角变化Δγ而不附加任何其它传感器。而且，由 于按照倾斜角变化Δβ或旋转角变化Δγ滚动显示面板14a显示的地图同时保 持地图定向不变，所以用户可以通过简单的操作看到地图的需要部分。
在上述实施例中，转换表预先存储在ROM 22中。然而，蜂窝电话机10 可以配置成例如经通信装置从信息中心获得转换表(转换表的值)。该配置 减小了ROM 22的存储容量。
此外，在这种情况下，蜂窝电话机10可以配置成向信息中心发送关于 GPS电路25指定的蜂窝电话机10位置的数据，并经通信装置获得相应于指 定位置的转换表(转换表的值)。该配置甚至由于在大区域使用蜂窝电话机 10而使地磁场(关于水平面的地磁场的倾角)改变时也能准确确定蜂窝电话 机10的方位角α和倾斜角β。
下面，描述根据本发明电子设备的又一实施例。本实施例的蜂窝电话机 10与上述实施例的区别主要在于：计算倾斜角变化Δβ(垂直平面中电子设 备主体的纵轴角位置的变化)和旋转角变化Δγ(电子设备主体的横轴绕纵轴 的角位置变化)，根据这些角变化更准确地滚动图像，例如显示在显示部件 上的地图。下面描述该主要差别。
如图18所示，当蜂窝电话机10的主体11以箭头(1)至(8)所示的 方向之一倾斜(或旋转)时，可以通过获得主体11的纵轴(Y轴)的倾斜角 (仰角)相对于水平面的变化Δβ和主体11的横轴(X轴)绕纵轴的旋转角 γ的变化Δγ确定倾斜(旋转)的方向和量。
在本实施例中，当蜂窝电话机10的控制模式转为滚动模式时，响应用 户以箭头(1)至(8)指示的方向之一的倾斜或旋转操作获得倾斜角变化Δβ 和旋转角变化Δγ，根据这些角变化，滚动在液晶显示部件14显示的屏幕， 通过将表示倾斜或旋转方向的箭头投射到液晶显示部件14的顶面获得方向。
例如，当用户在图19所示的地图(屏幕)显示在液晶显示部件14的状 态下，以图18所示箭头(1)至(8)指示的方向之一倾斜或旋转主体11时， 以轮廓箭头(1)至(8)指示的方向中的相应方向滚动地图，这些箭头相应 于图18中的箭头(1)至(8)。
CPU 21查阅图20所示角变化-滚动量转换表，并根据该表滚动屏幕。在 图20的表中，对于降低图18所示主体11的近侧的情况提供倾斜角变化Δβ 的正值范围，即以图18的箭头(5)指示的方向旋转主体11(主体11的上 半部以Z轴正向移动，而主体11的下半部以Z轴负向移动)。在这种情况 下，以图19的轮廓箭头(5)指示的方向(Y负向)滚动在显示部件14上显 示的图19的地图。结果，在显示部件14上显示轮廓箭头(1)的方向中的 地图部分。
相反，对于图18所示的主体11的近侧升高的情况提供倾斜角变化Δβ 的负值范围，即，主体11以图18中箭头(1)指示的方向旋转(主体11的 上半部以Z轴负向移动，而主体11的下半部以Z轴正向移动)。在这种情 况下，以图19的轮廓箭头(1)指示的方向(Y正向)滚动在显示部件14上 显示的图19的地图。结果，在显示部件14上显示轮廓箭头(5)的方向中 的地图部分。
同时，图18所示的主体11以箭头(7)指示的方向旋转(主体11的左 半部以Z轴负向移动，而主体11右半部以Z轴正向移动)的情况提供旋转 角变化Δγ的负值范围。在这种情况下，以图19的轮廓箭头(7)指示的方 向(X负向)滚动显示在显示部件14上的图19的地图。结果，在显示部件 14上显示已经位于轮廓箭头(3)的方向中的地图部分。
相反，对于图18所示主体11以箭头(3)指示的方向旋转(主体11的 右半部以Z轴负向移动，主体11的左半部以Z轴正向移动)的情况提供旋 转角变化Δγ的正值范围。在这种情况下，以图19的轮廓箭头(3)指示的 方向(X正向)滚动在显示部件14上显示的图19的地图。结果，在显示部 件14上显示已经位于轮廓箭头(7)的方向中的地图部分。
此外，在图20的表中，滚动量(滚动速度)设置成随(按照)角变化Δβ 和Δγ的绝对值而增大。此外，以下面的方式设置值范围：当角变化Δβ和Δγ (它们的绝对值)小(即，|Δβ|＜1(度)，|Δγ|＜1(度))时，不执行滚动， 所以克服错误滚动操作并增强显示屏幕的稳定性。
下面，参考图21和22所示的流程图形式由CPU 21执行的例行程序描 述蜂窝电话机10的实际操作。利用以预定间隔开始的定时器中断例行程序 的方式，使CPU 21从步骤2100开始处理。在这个实例中，提供在显示部件 14上显示地图的地图显示模式和在地图显示模式期间滚动显示的地图的滚 动模式作为可选控制模式。根据由用户执行的操作部件15的操作的操作数 据选择这些模式。
首先，描述不选择地图显示模式的情况。在步骤2100后的步骤2105， CPU 21确定当前模式是否是地图显示模式。当时，还没选择地图显示模式。 因而，在步骤2105由CPU 21确定的结果变为“否”。在这种情况下，CPU 21 立即前进到步骤2195以便结束当前例行程序。
下面，描述已经选择地图显示模式但还没选择滚动模式的情况。在这种 情况下，在步骤2105由CPU 21确定的结果变为“是”，CPU 21前进到步骤 2110以便读出表示GPS电路25指定的蜂窝电话机10当前位置的当前位置数 据(纬度，经度)。
接下来，CPU 21前进到步骤2115并将上述读出的当前位置数据和请求 下载地图数据的信号发送到信息中心。对此响应，信息中心发送由发送的当 前位置数据指定的位置周围的地图数据和该位置的地磁场数据(Gp，Gs)。 CPU 21在步骤2120接收(下载)这种数据，并在步骤2125读出磁性传感器 的输出Sx和Sy。
接下来，CPU 21前进到步骤2130并确定是否已经选择滚动模式。如上 所述，这时，还没选择滚动模式。因而在步骤2130由CPU 21确定的结果变 为“否”，CPU 21前进到步骤2135。在步骤2135，CPU 21根据读出的输出 Sx和Sy并查阅表1所示的转换表获得实际方位角α和实际倾斜角β。接下 来，CPU 21前进到步骤2140，以便根据在步骤2120获得的地图数据以及在 步骤2135获得的方位角α和倾斜角β在显示部件14的液晶显示面板14a上 显示地图(地图屏幕)。接下来，CPU 21前进到步骤2195以便结束当前例 行程序。
下面，对于在CPU 21处于地图显示模式的状态下已经选择滚动模式的 情况描述蜂窝电话机10的操作。在这种情况下，在步骤2100后的步骤2105 由CPU 21确定的结果变为“是”，CPU 21在步骤2110至2125执行上述处 理，然后前进到步骤2130。值得注意地，当前位置没有从最后一次执行这个 例行程序时在这时的位置变化时，可以跳过步骤2115和2120。
如上所述，这时，已经选择滚动模式。因而，在步骤2130由CPU 21确 定的结果变为“是”，CPU 21前进到步骤2145以便确定CPU 21进入滚动模 式后是否是第一次执行当前例行程序。
在当前阶段，CPU 21进入滚动模式后第一次执行当前例行程序。因而， 在步骤2145由CPU 21确定的结果变为“是”，CPU 21前进到步骤2150。 在步骤2150，以与步骤2135相同的方式获得实际方位角α和实际倾斜角β。 接下来，CPU 21前进到步骤2155以便在RAM 23的预定存储区域中存储实际 方位角α作为初始方位角α0，存储实际倾斜角β作为初始倾斜角β0。接下来， 在步骤2140，CPU 21在显示部件14上显示地图、方位角α和倾斜角β，并 在步骤2195结束当前例行程序。
当该状态继续时，再次开始当前例行程序。因而，CPU 21在步骤2110 至2125执行处理，然后前进到步骤2130。在这种情况下，在步骤2130的确 定结果变为“是”。而且，由于CPU 21进入滚动模式后不是第一次执行当 前例行程序，所以在步骤2145的确定结果变为“否”。因而CPU 21前进到 步骤2160以便按照上述表达式(17)和(18)分别获得倾斜角变化Δβ和旋 转角变化Δγ，象在上述步骤1755中那样。值得注意地，在上述步骤2120 中获得的水平分量Gp和垂直分量Gs用在表达式(17)和(18)中。
接下来，CPU 21前进到步骤2165，根据在步骤2160计算的倾斜角变化 Δβ和旋转角变化Δγ并查阅图20所示的角变化-滚动量转换表确定的量滚动 地图，地图通过步骤2140的处理显示在显示部件14上。结果，按照角变化 Δβ和Δγ以上述箭头(1)至(8)所指示的方向之一滚动地图(屏幕)。接 下来，CPU 21前进到步骤2195以便结束当前例行程序。
如上所述，在本实施例的便携式终端设备(电子设备)中，该电子设备 具有用于方位角检测的磁性传感器单元30和用于显示多种数据的显示部件 14，根据磁性传感器单元30的输出检测主体11的角变化(即，Δβ和Δγ)， 并根据检测的变化滚动显示部件14的屏幕。因而，不用附加专用传感器， 可以通过倾斜主体11的操作滚动显示部件14的屏幕。
已经描述了本发明的实施例和它们的修改。然而，本发明不限于此，其 它修改也在本发明的范围之内，如下所述的。在实施例中，磁性传感器单元 30用GMR元件构成；然而，磁性传感器单元30可以用其它类型的磁阻效应 元件构成，诸如磁隧道元件(TMR)。而且，上述电子设备可以是包括PDA (个人数字助理)的移动式计算机、便携式游戏单元或电子乐器的操作单元 (控制器)。当电子设备是便携式游戏单元时，游戏中的角色可按照上述角 变化Δα、Δβ和Δγ来移动。当电子设备是电子乐器的操作单元时，可以按照 上述角变化Δα、Δβ和Δγ来改变所演奏音乐的音量和音色。
此外，在上述实施例中，X轴磁性传感器31的输出Sx和Y轴磁性传感 器32的输出Sy被归一化。然而，归一化以前，可以从输出Sx和Sy中减去 输出Sx和Sy的偏移OFx和OFy；可以将得到的值用作校正后的输出Sx和 Sy。这种偏移OFx和Ofy是响应X轴磁性传感器31和Y轴磁性传感器32附 近的永磁组件或GMR元件31a至31d和32a至32d之间的阻值变化产生的。 可以通过满足预定条件时在水平面内以180°旋转蜂窝电话机10以及取这时 的输出Sx和Sy的平均值的过程获得偏移OFx和OFy。
而且，上述实施例中，X轴作为主体11的横轴(第一轴)；Y轴作为主 体11的纵轴(第二轴)。然而，本发明不限于此。只要第一和第二轴以预 定角度θ(上述实施例中为90°)彼此相交，就可以确定主体11的第一到第 三轴。
很明显，从上述教导本发明的多种修改和变化都是可能的。因而，可以 理解，在所附的权利要求的范围内本发明可以以在这里具体叙述之外的方式 实践。
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