JP2002158750A - 携帯端末機器用姿勢角度検出装置および携帯端末機器用磁気方位検出装置 - Google Patents

携帯端末機器用姿勢角度検出装置および携帯端末機器用磁気方位検出装置

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JP2002158750A
JP2002158750A JP2000356234A JP2000356234A JP2002158750A JP 2002158750 A JP2002158750 A JP 2002158750A JP 2000356234 A JP2000356234 A JP 2000356234A JP 2000356234 A JP2000356234 A JP 2000356234A JP 2002158750 A JP2002158750 A JP 2002158750A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 携帯端末機器から発振される電波や粗悪の電
波環境における影響を受けることなく、使用する場所や
環境の制限を緩和し、幅広く使用できる誤動作が少なく
精度の良い携帯端末機器用姿勢角度検出装置を提供する
こと。 【解決手段】 携帯端末機器に内蔵又は外付けされ、携
帯端末機器の向いている方向や傾きなどの姿勢角度を検
出する携帯端末機器用姿勢角度検出装置において、角速
度あるいは角度を電気信号として検出するセンサと、前
記センサの出力から姿勢角度を演算する姿勢角度演算部
41と、センサ近傍における電波の強度を検出する電波
強度検出部51とから構成されることを特徴とする携帯
端末機器用姿勢角度検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に携帯電話やP
HS、携帯電話機能内蔵のデータ端末など、電波の送受
信機能をもつ携帯端末において、携帯端末の向いている
方向や傾いている角度などの姿勢角度を検出するのに好
適な携帯端末機器用姿勢角度検出装置および携帯端末機
器用磁気方位検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯電話や簡易携帯電話(以下、
総称として携帯電話という)に姿勢角度センサあるいは
磁気方位センサ等を用いて、地図情報サービスやマンナ
ビゲーションなどのサービスを提供することが提案され
ている。
【0003】携帯電話は、長距離を移動しながら利用す
ることがあるので、姿勢角度の検出方式としては検出範
囲が限られる磁気式、超音波式、光学式などの方式は利
用できない。したがって、使用範囲が限定されないジャ
イロ、加速度センサといった慣性センサおよび地磁気セ
ンサを用いた慣性式姿勢角度検出センサが利用される。
【0004】また、磁気方位センサを用いて磁気方位を
検出する場合、電気的に向いている方向を知るために
は、通常、2軸の地磁気センサを用いて地磁気の大きさ
を測定し、通常、北方向である地磁気方向からなす角度
を算出する方法が用いられている。地磁気の検出方式と
しては、フラックスゲート方式、磁気抵抗素子、ホール
素子などが利用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、慣性式
姿勢角度検出センサに含まれるジャイロおよび地磁気セ
ンサなどのセンサは、微弱な電気信号を扱うために、携
帯電話から発信される電波の干渉を受けてしまい、特に
断続的に発信される電波の強度が大きいときに正確な出
力にならなくなる。さらに、この誤差を含んだジャイロ
や地磁気センサの出力より姿勢角度を演算するので、姿
勢角度出力も正しい値にならないという問題があった。
【0006】即ち、この誤差を含んだ地磁気センサの出
力より方位角度を演算すると、あやまった方向の地図を
表示してしまう問題が生じていた。
【0007】本発明は、上記問題点を解消し、携帯端末
から発振される電波や粗悪の電波環境における影響を受
けることなく、使用する場所や環境の制限を緩和し、幅
広く使用できる誤動作が少なく、精度の良い携帯端末機
器用姿勢角度検出装置および携帯端末機器用磁気方位検
出装置を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】携帯端末に内蔵又は端末
に外付けされ、携帯端末の向いている方向や傾きなどの
姿勢角度を検出する携帯端末機器用姿勢角度検出装置に
おいて、角速度あるいは角度を電気信号として検出する
センサと、前記センサの出力から姿勢角度を演算する姿
勢角度演算手段と、センサ近傍における電波の強度を検
出する電波強度検出手段とから構成されることを特徴と
する携帯端末機器用姿勢角度検出装置である。
【0009】また、本発明は、上記携帯端末機器用姿勢
角度検出装置において、姿勢角度演算手段は、電波の強
度を検出する電波強度検出手段と、基準電波強度を記憶
しておくメモリとに接続されており、前記電波強度検出
手段の出力する電波強度が、前記メモリにあらかじめ設
定されている基準電波強度を超えたときには、センサの
出力信号は誤っていると判断して、誤っているセンサ信
号を用いて姿勢角度の演算を行わないことを特徴とする
携帯端末機器用姿勢角度検出装置である。
【0010】また、本発明は、上記携帯端末機器用姿勢
角度検出装置において、センサの出力信号が誤っている
と判断したときは、姿勢角度の演算を停止し、それ以前
のセンサ信号が誤っていないときの姿勢角度演算結果を
出力することを特徴とする携帯端末機器用姿勢角度検出
装置の演算方法である。
【0011】 また、本発明は、上記携帯端末機器用姿
勢角度検出装置において、前記角速度および角度を検出
するセンサとして、少なくとも2軸の地磁気センサを備
えることを特徴とする携帯端末機器用姿勢角度検出装置
である。
【0012】また、本発明は、上記携帯端末機器用姿勢
角度検出装置において、前記角速度および角度を検出す
るセンサとして、少なくとも1軸以上の傾斜センサと、
少なくとも2軸以上の地磁気センサを備えることを特徴
とする携帯端末機器用姿勢角度検出装置である。
【0013】また、本発明は、上記携帯端末機器用姿勢
角度検出装置において、前記角速度および角度を検出す
るセンサとして、少なくても2軸以上のジャイロ、少な
くとも1軸の傾斜センサおよび少なくとも2軸の地磁気
センサを備えることを特徴とする携帯端末機器用姿勢角
度検出装置である。
【0014】 また、本発明は、上記携帯端末機器用姿
勢角度検出装置において、電波強度検出手段は、コイル
アンテナと、整流回路と、コンパレーターから構成され
ることを特徴とする携帯端末機器用姿勢角度検出装置で
ある。
【0015】即ち、本発明は、携帯端末機器に内蔵又は
外付けされ、携帯端末機器の向いている方向や傾きなど
の姿勢角度を検出する携帯端末機器用姿勢角度検出装置
において、角速度あるいは角度を電気信号として検出す
るセンサと、前記センサの出力から姿勢角度を演算する
姿勢角度演算手段と、センサ近傍における電波の強度を
検出する電波強度検出手段とから構成される携帯端末機
器用姿勢角度検出装置であ
【0016】 また、本発明は、前記姿勢角度
演算手段は、電波の強度を検出する電波強度検出手段
と、基準電波強度を記憶しておくメモリとに接続されて
おり、前記電波強度検出手段の出力する電波強度が、前
記メモリにあらかじめ設定されている基準電波強度を超
えたときには、センサの出力信号は誤っていると判断し
て、誤っているセンサ信号を用いて姿勢角度の演算を中
止する携帯端末機器用姿勢角度検出装置である。
【0017】また、本発明は、前記携帯端末機器用姿勢
角度検出装置は、前記電波強度検出手段によりセンサの
出力信号が誤っていると判断したときは、姿勢角度の演
算を停止し、それ以前のセンサ信号が誤っていないとき
の姿勢角度演算結果を出力する演算方法を行う携帯端末
機器用姿勢角度検出装置である。
【0018】また、本発明は、前記携帯端末機器用姿勢
角度検出装置は、前記角速度および角度を検出するセン
サとして、少なくとも2軸の地磁気センサを備える携帯
端末機器用姿勢角度検出装置である。
【0019】また、本発明は、前記携帯端末機器用姿勢
角度検出装置は、前記角速度および角度を検出するセン
サとして、少なくとも1軸以上の傾斜センサと、少なく
とも2軸以上の地磁気センサを備える携帯端末機器用姿
勢角度検出装置である。
【0020】また、本発明は、前記携帯端末機器用姿勢
角度検出装置において、前記角速度および角度を検出す
るセンサとして、少なくても2軸以上のジャイロ、少な
くとも1軸の傾斜センサおよび少なくとも2軸の地磁気
センサを備える携帯端末機器用姿勢角度検出装置であ
る。
【0021】 また、本発明は、前記携帯端末機器
用姿勢角度検出装置において、電波強度検出手段は、コ
イルアンテナと、整流回路と、コンパレーターから構成
される携帯端末機器用姿勢角度検出装置である。
【0022】また、本発明は、携帯端末機器に内蔵又は
外付けされ、携帯端末機器の向いている方向を検出する
携帯端末機器用磁気方位検出装置において、地磁気の強
さを電気信号として検出する2軸以上の地磁気センサ
と、前記地磁気センサの出力から方位角度を演算する方
位角度演算手段と、地磁気センサ近傍における電波の強
度を検出する電波強度検出手段とから構成される携帯端
末機器用磁気方位検出装置である。
【0023】また、本発明は、 前記方位角度演算部
は、前記電波強度検出手段の出力する電波強度が、メモ
リにあらかじめ設定されている基準電波強度を超えたと
きには、センサの出力信号は誤っていると判断して、誤
っているセンサ信号を用いて磁気方位角度の演算を行わ
ない携帯端末機器用磁気方位検出装置である。
【0024】また、本発明は、前記携帯端末機器用磁気
方位検出装置において、前記電波強度検出手段によりセ
ンサの出力信号が誤っていると判断したときは、磁気方
位角度の演算を停止し、それ以前のセンサ信号が誤って
いないときの方位角度演算結果を出力する携帯端末機器
用磁気方位検出装置である。
【0025】また、本発明は、前記携帯端末機器用磁気
方位検出装置において、電波強度検出手段は、コイルア
ンテナと、整流回路と、コンパレーターから構成される
携帯端末機器用磁気方位検出装置である。
【0026】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態による携帯端
末機器用姿勢角度検出装置および携帯端末機器用磁気方
位検出装置について、以下に説明する。
【0027】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1による携帯端末機器用姿勢角度検出装置を搭載し
た携帯電話の使用状態の説明図である。図1にて、携帯
電話1は、ディスプレイ1aに表示された地図が携帯電
話1の向きに連動して変化し、携帯電話1の向いている
方向、すなわち利用者の向いている方向が、ディスプレ
イ1aに表示されている地図上では、常に上になるよう
に回転して表示されているものである。
【0028】図1に示すように、携帯電話1には、本発
明の携帯端末機器用姿勢角度検出装置2が配置されてい
る。また、3は基地局の地図情報発生装置を示してい
る。ここで、携帯電話1と地図情報発生装置3との間に
は、電磁波によってお互いのデータがやり取りされる。
【0029】例えば、北を向いているときには、携帯端
末機器用姿勢角度検出装置2は計測した携帯電話1の姿
勢角度、すなわち方位を基地局に送信し、基地局にある
地図情報発生装置3は、その方位にあった地図情報を携
帯電話1に送信するので、北が上になる地図が映し出さ
れ、携帯電話1の向きによって全360度の地図情報を
得られるように設けられているものである。
【0030】図2は、本発明の携帯端末機器用姿勢角度
検出装置の全体構成を示すブロック図である。図2に示
すように、3個のジャイロ11,12,13、2個の加
速度センサ21,22および2個の地磁気センサ31,
32の出力から姿勢角度を求める姿勢角度演算部41
と、電波を検出する電波強度検出部51とで構成されて
いる。
【0031】さらに、本発明の携帯端末機器用姿勢角度
検出装置のうち、姿勢角度演算部41について詳しく説
明する。特開平11−211474号に示されているよ
うに、3個のジャイロ11,12、13から第1の仮の
姿勢角度である運動角を求め、2個の加速度センサ2
1,22および2個の地磁気センサ31,32から第2
の仮の姿勢角度である静止角を求める。次に、静止角が
正しいかどうかを判別した後に運動角と静止角を組み合
わせて姿勢角度を求めるものである。
【0032】図3は、本発明における携帯端末機器用姿
勢角度検出装置のうち電波強度検出部の回路構成を示す
ブロック図である。図3に示すように、コイルアンテナ
52、整流回路53およびコンパレーター54とで構成
されている。この構成により、電波を検出し、電波強度
に比例した電圧を出力することができる。
【0033】この電波強度検出部の出力が、メモリにあ
らかじめ設定してある基準電波強度の値よりも小さいと
きには、上記で求めた今回演算した姿勢角度を出力し、
基準電波強度の値よりも大きいときには、姿勢角度の更
新を行わずに前回演算した姿勢角度のデータを出力す
る。
【0034】図4は、今まで説明した、本発明の携帯端
末機器用姿勢角度検出装置の機能の全体を表すフローチ
ャートである。
【0035】従って、本発明の実施の形態のように、本
発明の携帯端末機器用姿勢角度検出装置を携帯電話に適
用した場合、電波の悪影響を受けることなく、精度の良
い姿勢角度情報を得ることができる。
【0036】また、本発明の実施の形態では、地磁気セ
ンサ、加速度センサが、それぞれ2個の例を示したが、
少なくとも、どちらか一方が3個でも同様の機能が実現
できる。但し、小型化という点では、本発明の実施の形
態が最も好ましい。
【0037】(実施の形態2)図5は、本発明の実施の
形態2による携帯端末機器用磁気方位検出装置を搭載し
た携帯電話の使用状態の説明図である。図5にて、携帯
電話1は、ディスプレイ1aに表示された地図が携帯電
話1の向きに連動して変化し、携帯電話1の向いている
方向すなわち利用者の向いている方向が、ディスプレイ
1aに表示されている地図上では常に上になるように回
転して表示されているものである。
【0038】図5に示すように、携帯電話1には、本発
明の携帯端末機器用磁気方位検出装置7が配置されてい
る。また、3は基地局の地図情報発生装置3を示してい
る。ここで、携帯電話1と地図情報発生装置3との間に
は、電磁波によってお互いのデータがやり取りされる。
【0039】例えば、北を向いているときには、携帯端
末機器用磁気方位検出装置7は、計測した携帯電話1の
姿勢角度すなわち方位を基地局に送信し、基地局にある
地図情報発生装置3は、その方位にあった地図情報を携
帯電話1に送信するので、北が上になる地図が映し出さ
れ、携帯電話1の向きによって全360度の地図情報を
得られるように設けられているものである。また、その
位置に対する地図情報を受信し、携帯電話1側で方位に
合わせて前記地図情報を回転させて表示を行っても良
い。
【0040】図6は、本発明における携帯端末機器用磁
気方位検出装置の全体構成を示すブロック図である。図
6に示すように、2個の地磁気センサ31a,32aの
出力から磁気方位角度を求める方位角度演算部41aと
電波を検出する電波強度検出部51aとで構成されてい
る。
【0041】次に、本発明の携帯端末機器用磁気方位検
出装置のうち、方位角度演算部について更に説明する。
2個の地磁気センサ31a,32aの出力から方位角度
を演算して求める。2個の地磁気センサ31a,32a
の出力を、それぞれMx(n)、My(n)とし、求め
る磁気方位角度をθ(n)とすると、下記の式(1)の
ように求められる。
【0042】 θ(n)=−tan-1[My(n)/Mx(n)]・・・・・・(1)
【0043】ここで、本発明の携帯端末機器用磁気方位
検出装置のうち、電波強度検出部の構成は、先の実施の
形態1による携帯端末機器用姿勢角度検出装置での電波
強度検出部と同様である。即ち、コイルアンテナ、整流
回路およびコンパレーターとで構成され、図3と同様で
ある。この構成により電波を検出し、電波強度に比例し
た電圧を出力することができる。
【0044】この電波強度検出部の出力が、メモリにあ
らかじめ設定してある基準電波強度の値よりも小さいと
きには、上記で求めた今回演算した磁気方位角度を出力
し、基準電波強度の値よりも大きいときには、磁気方位
角度の更新を行わずに前回演算した磁気方位角度のデー
タを出力する。
【0045】図7は、今まで説明した、本発明の携帯端
末機器用磁気方位検出装置の機能の全体を表すフローチ
ャートである。
【0046】従って、本発明の実施の形態のように、本
発明の携帯端末機器用磁気方位検出装置を携帯電話に適
用した場合、電波の悪影響を受けることなく、精度の良
い磁気方位角度情報を得ることができる。
【0047】
【発明の効果】本発明によれば、携帯端末から発振され
る電波や粗悪の電波環境における影響を受けることな
く、使用する場所や環境の制限を緩和し、幅広く使用で
きる誤動作が少なく精度の良い携帯端末機器用姿勢角度
検出装置および携帯端末機器用磁気方位検出装置を提供
することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1による携帯端末機器用姿
勢角度検出装置を搭載した携帯電話の使用状態の説明
図。
【図2】本発明の携帯端末機器用姿勢角度検出装置の全
体構成を示すブロック図。
【図3】本発明の携帯端末機器用姿勢角度検出装置のう
ち電波強度検出装置の回路構成を示すブロック図。
【図4】本発明の携帯端末機器用姿勢角度検出装置の全
体を表すフローチャート。
【図5】本発明の実施の形態2による携帯端末機器用磁
気方位検出装置を搭載した携帯電話の使用状態の説明
図。
【図6】本発明の携帯端末機器用磁気方位検出装置の全
体構成を示すブロック図。
【図7】本発明の携帯端末機器用磁気方位検出装置の全
体を表すフローチャート。
【符号の説明】
1 携帯電話 1a (携帯電話の)ディスプレイ 2 携帯端末機器用姿勢角度検出装置 3 地図情報発生装置 7 携帯端末機器用磁気方位検出装置 8 パーソナルコンピュータ 11 (第1の)ジャイロ 12 (第2の)ジャイロ 13 (第3の)ジャイロ 21 (第1の)加速度センサ 22 (第2の)加速度センサ 31,31a (第1の)地磁気センサ 32,32a (第2の)地磁気センサ 41 姿勢角度演算部 41a 磁気方位演算部 51 電波強度検出部 51a 電波強度検出部 52 コイルアンテナ 53 整流回路 54 コンパレーター 61 メモリ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 携帯端末機器に内蔵又は外付けされ、携
    帯端末機器の向いている方向や傾きなどの姿勢角度を検
    出する携帯端末機器用姿勢角度検出装置において、角速
    度あるいは角度を電気信号として検出するセンサと、前
    記センサの出力から姿勢角度を演算する姿勢角度演算手
    段と、センサ近傍における電波の強度を検出する電波強
    度検出手段とから構成されることを特徴とする携帯端末
    機器用姿勢角度検出装置。
  2. 【請求項2】 前記姿勢角度演算手段は、電波の強度を
    検出する電波強度検出手段と、基準電波強度を記憶して
    おくメモリとに接続されており、前記電波強度検出手段
    の出力する電波強度が、前記メモリにあらかじめ設定さ
    れている基準電波強度を超えたときには、センサの出力
    信号は誤っていると判断して、誤っているセンサ信号を
    用いて姿勢角度の演算を中止することを特徴とする請求
    項1に記載の携帯端末機器用姿勢角度検出装置。
  3. 【請求項3】 前記携帯端末機器用姿勢角度検出装置
    は、前記電波強度検出手段によりセンサの出力信号が誤
    っていると判断したときは、姿勢角度の演算を停止し、
    それ以前のセンサ信号が誤っていないときの姿勢角度演
    算結果を出力する演算方法を行うことを特徴とする請求
    項1または2に記載の携帯端末機器用姿勢角度検出装
    置。
  4. 【請求項4】 前記携帯端末機器用姿勢角度検出装置
    は、前記角速度および角度を検出するセンサとして、少
    なくとも2軸の地磁気センサを備えることを特徴とする
    請求項1ないし3のいずれかに記載の携帯端末機器用姿
    勢角度検出装置。
  5. 【請求項5】 前記携帯端末機器用姿勢角度検出装置
    は、前記角速度および角度を検出するセンサとして、少
    なくとも1軸以上の傾斜センサと、少なくとも2軸以上
    の地磁気センサを備えることを特徴とする請求項1ない
    し3のいずれかに記載の携帯端末機器用姿勢角度検出装
    置。
  6. 【請求項6】 前記携帯端末機器用姿勢角度検出装置に
    おいて、前記角速度および角度を検出するセンサとし
    て、少なくても2軸以上のジャイロ、少なくとも1軸の
    傾斜センサおよび少なくとも2軸の地磁気センサを備え
    ることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載
    の携帯端末機器用姿勢角度検出装置。
  7. 【請求項7】 前記携帯端末機器用姿勢角度検出装置に
    おいて、電波強度検出手段は、コイルアンテナと、整流
    回路と、コンパレーターから構成されることを特徴とす
    る請求項1ないし6のいずれかに記載の携帯端末機器用
    姿勢角度検出装置。
  8. 【請求項8】 携帯端末機器に内蔵又は外付けされ、携
    帯端末機器の向いている方向を検出する携帯端末機器用
    磁気方位検出装置において、地磁気の強さを電気信号と
    して検出する2軸以上の地磁気センサと、前記地磁気セ
    ンサの出力から方位角度を演算する方位角度演算手段
    と、地磁気センサ近傍における電波の強度を検出する電
    波強度検出手段とから構成されることを特徴とする携帯
    端末機器用磁気方位検出装置。
  9. 【請求項9】 前記方位角度演算部は、前記電波強度検
    出手段の出力する電波強度が、メモリにあらかじめ設定
    されている基準電波強度を超えたときには、センサの出
    力信号は誤っていると判断して、誤っているセンサ信号
    を用いて磁気方位角度の演算を行わないことを特徴とす
    る請求項8に記載の携帯端末機器用磁気方位検出装置。
  10. 【請求項10】 前記携帯端末機器用磁気方位検出装置
    において、前記電波強度検出手段によりセンサの出力信
    号が誤っていると判断したときは、磁気方位角度の演算
    を停止し、それ以前のセンサ信号が誤っていないときの
    方位角度演算結果を出力することを特徴とする請求項8
    または9に記載の携帯端末機器用磁気方位検出装置。
  11. 【請求項11】 前記携帯端末機器用磁気方位検出装置
    において、電波強度検出手段は、コイルアンテナと、整
    流回路と、コンパレーターから構成されることを特徴と
    する請求項8ないし10のいずれかに記載の携帯端末機
    器用磁気方位検出装置。
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JP2007274242A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Kyocera Corp 電子機器、およびその制御方法
JP2011149945A (ja) * 2011-02-07 2011-08-04 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 方位角計測装置

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