JP2006157127A - 状態表示方法及び移動端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 、磁気センサを含む移動端末装置に搭載されたセンサ群を用いつつ、移動端末装置の姿勢の計測環境を含む力学的な状態の計測環境の評価に利用でき、かつ、利用者による直感的な把握が可能となる表示を行う。
【解決手段】 状態推定部４２が、ノイズ磁気が存在しないとの仮定のもとで、センサユニット２５の検出結果に基づいて、表示部１３における表示面の水平面に対する傾きを含む力学的な状態を推定する。そして、状態推定結果表示部４３が、傾き推定結果を含む力学的な状態の推定結果を、傾き用シンボル図形を含む傾きインジケータを含む状態インジケータにより表現し、利用者が当該傾き推定結果を直感的に把握し易い態様で、表示面上に表示する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、状態表示方法及び移動端末装置に係り、より詳しくは、移動端末装置の力学的な状態を表示する状態表示方法、及び、当該状態表示方法を使用する移動端末装置に関するものである。

従来から、携帯電話装置を代表とする移動しつつ動作可能な移動端末装置が、広く普及している。かかる移動端末装置、特に携帯電話装置に関する技術の進歩は目覚しいものがあり、必須機能である移動通信網を介した通信機能に加えて、様々な種類のゲーム等のアプリケーションも実装されるようになっている。

こうした移動端末装置においては、移動端末装置の有用性を増すための様々な技術が提案されている。例えば、自身の運動状態を表示する携帯電話装置が提案されている（特許文献１参照；以下、「従来例１」と呼ぶ）。この従来例の携帯電話装置では、搭載された加速度又は角速度のセンサによる検出結果、検出結果の積分値等を表示部するようになっている。また、磁気センサにより地磁気に由来する磁束密度を検出し、検出された磁束密度に基づいて、現在位置における方位を求めて、利用者へ通知する携帯電話装置が提案されている（特許文献２参照；以下、「従来例２」と呼ぶ）。

特開２００１−２７２４１３号公報 特開２００３−９０７２５号公報

上述した従来例１や従来例２に開示の技術は、移動端末装置の力学的な状態を利用者に通知するという観点からは、優れた技術である。しかしながら、ゲーム等のアプリケーションにとって最も有用な力学的状態の一つと考えられる、移動端末装置の姿勢の一種である移動端末装置の表示面の水平面に対する傾きについての利用者への通知という観点からすると、改善すべき点がある。

例えば、従来例１では、移動端末装置の表示面の水平面に対する傾きを求めるためには、まず、移動端末装置の表示面の初期姿勢を水平面に設定する。この後、水平面上の２軸回りの角度を、表示面上の２軸回りの角速度変化に基づいて算出することにより、移動端末装置の表示面の水平面に対する傾きを求めることとなる。このため、初期姿勢として表示面の初期姿勢を水平面に設定するという、利用者にとっては面倒に感じられる操作が必要であった。

また、従来例１では、移動端末装置の表示面の水平面に対する傾きの表示に際しては、明示的に開示されている角速度表示と同様に、どの軸回りであるかのシンボル図形表示と、角度値の数値表示とを対にして表示を行うことになると考えられる。こうした表示は内容的に正確ではあるが、利用者が２次元的な傾きである表示面の水平面に対する傾きを直感的に把握することができるものとはいえない。このため、従来例１の技術を用いた場合には、利用者が、表示部に表示された複数の姿勢情報を解釈して、表示面の水平面に対する２次元的な傾きを新たに把握し直すことが必要であった。

従来例２では、観測地点においては水平方向であり、かつ、一定の大きさを有するとほぼみなすことができる地磁気の磁束密度を検出しているので、通常の状態である地磁気以外のノイズ磁気に由来する磁束密度の大きさが十分に小さい状態においては、方位を正確に推定することができる。しかしながら、磁束密度を３軸方向で検出していても、磁束密度の方向が表示面にほぼ平行な場合には、当該磁束密度が水平方向であることが既知であったとしても、表示面の水平面に対する傾きを精度良く計測することはできない。このため、表示面の水平面に対する２次元的な傾きの精度の良い推定結果を、利用者に知らせることができない場合が発生し得た。

ところで、従来例２のように地磁気を検出するとともに、水平面と交差する所定方向を何等かの方法で特定することにより、従来例１のような初期姿勢の設定の困難性を回避しつつ、移動端末装置の表示面の水平面に対する傾きを精度良く推定することが、原理的には可能である。しかしながら、従来例においては、こうした所定方向の特定については、何等の示唆すらもなされていない。

また、地磁気を検出するとともに、水平面と交差する所定方向を何等かの方法で特定する方式を採用したとしても、磁気センサによる磁束密度の検出の際に、移動端末装置の近辺に大きな磁力源が存在すると、地磁気に由来する磁束密度を許容精度で検出することはできない。例えば地下鉄における車両内や駅ホーム上では、車両の運行のために必要とされる電流に由来する磁束密度がノイズ磁束密度となる。

ノイズ磁気の定量的な把握が必須となる地磁気の計測環境の良否は、磁気が人間の五感では認識することができないものであるため、移動端末装置の利用者の知覚によっては判断することができない。このため、移動端末装置の利用者が、移動端末装置に搭載されたセンサを用いた地磁気に由来する磁束密度の計測結果を利用するアプリケーションを実行しようとした場合に、当該アプリケーションを有効に実行できる環境にあるか否かが判断できない。この結果、当該アプリケーションを実行してみたが、原因不明の異常値が発生するという事態を招くこととなる。こうした原因不明の異常値は、アプリケーションの実行中に顕在化したノイズ磁気の影響によっても発生し得る。

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、磁気センサを含む移動端末装置に搭載されたセンサ群を用いつつ、移動端末装置の姿勢の計測環境を含む力学的な状態の計測環境の評価に利用でき、かつ、利用者による直感的な把握が可能となる表示を利用者のために行うことができる状態表示方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、搭載された磁気センサを含むセンサ群を用いつつ、姿勢の計測環境を含む力学的な状態の計測環境の評価に利用でき、かつ、直感的な把握が可能となる表示を利用者のために行うことができる移動端末装置を提供することを目的とする。

本発明の状態表示方法は、移動端末装置の力学的状態の推定結果を表示する状態表示方法であって、前記移動端末装置に搭載された３軸の磁気センサ及び少なくとも２軸の加速度センサを有するセンサ部による検出結果に基づいて、前記移動端末装置の表示部における表示面の水平面に対する傾きを推定する傾き推定工程と；前記傾き推定工程における傾き推定結果を、傾き用シンボル図形を含む傾きインジケータにより表現して、前記表示面上に表示する状態表示工程と；を備える状態表示方法である。

この状態表示方法では、３軸の磁気センサ及び少なくとも２軸の加速度センサを有するセンサ部により、磁束密度及び移動端末装置に作用している力に由来する加速度を検出する。このため、ノイズ磁気が存在しない場合には、地磁気に由来する磁束密度の３軸成分が検出される。また、検出された磁束密度の３軸成分と、加速度センサによる重力加速度の少なくとも２軸成分とに基づいて、磁束密度と直交している重力方向（鉛直下方）を推定する。このため、ノイズ磁気が存在していない場合には、水平面に対する移動端末装置の表示面の傾きを精度良く計測することができる。

そこで、傾き推定工程においては、ノイズ磁気が存在しないとの仮定のもとで、センサ部による磁気センサ及び加速度センサの検出結果に基づいて、移動端末装置の表示部における表示面の水平面に対する傾きが推定される。引き続き、状態表示工程において、傾き推定結果を傾き用シンボル図形を含む傾きインジケータにより表現し、利用者が当該傾き推定結果を直感的に把握し易い態様で、表示面上に表示する。

こうして表示された傾きインジケータは、ノイズ磁気が実際に存在していない場合には、正確な表示面の水平面に対する傾きを示す。また、ノイズ磁気が存在している場合には、傾きインジケータは、そのノイズ磁気の鉛直方向成分を反映した磁気状況を示す。このため、利用者は、傾きインジケータの表示と、目視により認識できる表示面の水平面と考えられる面に対する傾きの状況とを比較することにより、その時点においてける鉛直方向に成分を有する磁束密度のノイズ磁気の存在を定量的に認識することができる。

したがって、本発明の状態表示方法によれば、磁気センサを含む移動端末装置に搭載されたセンサ群を用いつつ、移動端末装置の姿勢の計測環境を含む力学的な状態の計測環境の評価に利用でき、かつ、利用者による直感的な把握が可能となる状態表示を行うことができる。

本発明の状態表示方法では、前記傾きインジケータを、前記移動端末装置の基本機能を実現するための基本処理部のみが表示することができる前記表示面におけるシステム領域に表示することができる。この場合には、基本処理部の機能を利用して動作するアプリケーションがセンサ部による検出結果を利用する場合において、当該アプリケーションの起動前又は実行中に、アプリケーションによる表示動作とは独立して、センサ部を利用した姿勢角の計測環境を利用者に通知することができる。このため、当該アプリケーションの起動前において、利用者は、アプリケーション起動を差し控えるべきことを認識することができる。また、当該アプリケーションの実行中において、利用者は、不可解なアプリケーション動作の原因の有力な候補を認識することができる。

また、本発明の状態表示方法では、前記傾きインジケータにおいては、前記表示面における前記傾きインジケータの表示領域内の前記傾き推定結果に対応する位置に、前記傾き用シンボル図形が表示されることとすることができる。この場合には、表示面の水平面に対する傾きという２次元的な傾きの推定結果を、利用者にとって直感的に把握しやすい態様で表示面上に表示することができる。

また、本発明の状態表示方法では、前記センサ部による検出結果に基づいて、方位を推定する方位推定工程を更に備えるとともに、前記状態表示工程においては、前記方位推定工程における推定結果を方位インジケータにより表現して、前記傾きインジケータとともに前記表示面上に表示することとすることができる。この場合には、上述した表示面の水平面に対する傾きに加えて、方位を表示面上に表示して、利用者へ通知することができる。

また、本発明の状態表示方法では、前記センサ部による検出結果に基づいて、前記移動端末装置の移動に寄与している加速度である移動加速度における前記表示面に沿った特定移動加速度成分を推定する特定移動加速度成分推定工程を更に備えるとともに、前記状態表示工程では、前記特定移動加速度成分推定工程における特定移動加速度成分推定結果を、特定移動加速度成分用シンボル図形を含む特定移動加速度成分インジケータにより表現して、前記傾きインジケータとともに前記表示面上に表示することとすることができる。この場合には、上述した表示面の水平面に対する傾きに加えて、表示面に沿った方向の２次元的な移動加速度成分である特定移動加速度成分を表面上に表示して、利用者へ通知することができる。

ここで、前記特定移動加速度成分インジケータにおいては、前記表示面における前記特定移動加速度成分インジケータの表示領域内の前記特定移動加速度成分推定結果に対応する位置に、前記特定移動加速度成分用シンボル図形を表示することにすることができる。この場合には、表示面に沿った特定移動加速度成分という２次元的な移動加速度成分を、利用者にとって直感的に把握しやすい態様で表示面上に表示することができる。

なお、前記特定移動加速度成分インジケータの表示領域を、前記傾きインジケータの表示領域と同一領域とすることができる。この場合には、表示領域の面積を節約して、特定移動加速度成分インジケータ及び傾きインジケータを、表示面上に表示することができる。

本発明の移動端末装置は、表示面を有する表示部と；３軸の磁気センサ及び少なくとも２軸の加速度センサを有するセンサ部と；前記センサ部による検出結果に基づいて、前記表示面の水平面に対する傾きを推定する傾き推定手段と；前記傾き推定手段による傾き推定結果を、傾き用シンボル図形を含む傾きインジケータにより表現して、前記表示面上に表示する状態表示手段と；を備える移動端末装置である。

この移動通信端末装置では、傾き推定手段が、ノイズ磁気が存在しないとの仮定のもとで、３軸の磁気センサ及び少なくとも２軸の加速度センサを有するセンサ部による磁気センサ及び加速度センサの検出結果に基づいて、表示部における表示面の水平面に対する傾きを推定する。そして、状態表示手段が、傾き推定結果を、傾き用シンボル図形を含む傾きインジケータにより表現し、利用者が当該傾き推定結果を直感的に把握し易い態様で、表示面上に表示する。

すなわち、本発明の移動端末装置は、上述した本発明の状態表示方法を使用して、移動端末装置の力学的状態の推定結果を表示する。したがって、本発明の移動端末装置によれば、搭載された磁気センサを含むセンサ群を用いつつ、姿勢の計測環境を含む力学的な状態の計測環境の評価に利用でき、かつ、直感的な把握が可能となる表示を利用者のために行うことができる。

本発明の移動端末装置では、前記センサ部による検出結果に基づいて、方位を推定する方位推定手段を更に備えるとともに、前記状態表示手段が、前記方位推定手段による方位推定結果を方位インジケータにより表現して、前記傾きインジケータとともに前記表示面に表示する構成とすることができる。この場合には、上述した表示面の水平面に対する傾きに加えて、方位を表示面上に表示して、利用者へ通知することができる。

また、本発明の移動端末装置では、前記センサ部による検出結果に基づいて、前記移動端末装置の移動に寄与している加速度である移動加速度における前記表示面に沿った特定移動加速度成分を推定する特定移動加速度成分推定手段を更に備えるとともに、前記状態表示手段が、前記特定移動加速度成分推定手段による特定移動加速度成分推定結果を、特定移動加速度成分用シンボル図形を含む特定移動加速度成分インジケータにより表現して、前記傾きインジケータとともに前記表示面上に表示する構成とすることができる。この場合には、上述した表示面の水平面に対する傾きに加えて、表示面に沿った方向の２次元的な移動加速度成分である特定移動加速度成分を表面上に表示して、利用者へ通知することができる。

また、本発明の移動端末装置では、移動通信網の基地局と無線通信を行うための無線通信部を更に備える構成とすることができる。すなわち、本発明の移動端末装置を移動通信端末装置とすることができる。

以上説明したように、本発明の状態表示方法によれば、磁気センサを含む移動端末装置に搭載されたセンサ群を用いつつ、移動端末装置の姿勢の計測環境を含む力学的な状態の計測環境の評価に利用でき、かつ、利用者による直感的な把握が可能となる表示を利用者のために行うことができるという効果を奏する。

また、本発明の移動端末装置によれば、搭載された磁気センサを含むセンサ群を用いつつ、姿勢の計測環境を含む力学的な状態の計測環境の評価に利用でき、かつ、直感的な把握が可能となる表示を利用者のために行うことができるという効果を奏する。

以下、本発明の一実施形態を、図１〜図８を参照しつつ説明する。なお、これらの図においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１には、移動情報装置である携帯電話装置１０の外観構成が概略的に示されている。ここで、図１（Ａ）には、携帯電話装置１０の外観の正面図が示され、図１（Ｂ）には、携帯電話装置１０の外観の背面図が示されている。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に総合的に示されるように、携帯電話装置１０は、（ａ）携帯電話本体１１と、（ｂ）電話番号を入力するためのテンキー、及び、動作モードの切替等の各種指令を、後述する制御部２１（図２参照）に入力するためのファンクションキーを有する操作部１２と、（ｃ）操作案内、動作状況、受信メッセージ等を表示する表示面１８を有する液晶表示装置の表示部１３とを備えている。また、携帯電話装置１０は、（ｄ）通話時に通信相手から送られてきた音声信号を再生する通話用スピーカ１４と、（ｅ）集音時に音を入力したり、通話時に音声を入力したりするためのマイクロフォン１５と、（ｆ）着信音や案内音を発生するための案内用スピーカ１６と、（ｇ）基地局との間で無線信号を授受するためのアンテナ１７とを備えている。

携帯電話本体１１の内部には、図２に示されるように、（ｉ）携帯電話装置１０全体の動作を統括制御する制御部２１と、(ii)アンテナ１７を介して、基地局との間で無線信号の送受信を行う送受信部２２と、（iii）制御部２１で実行されるプログラムや各種データを格納する、読出専用メモリ（ＲＯＭ）素子やランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）素子を有する記憶部２３とを備えている。また、携帯電話本体１１の内部には、（iv）地磁気等に由来する磁束密度及び携帯電話装置１０に作用する加速度を検出するためのセンサユニット２５を備えている。

記憶部２３は、その内部に、収集した計測データを一時的に記憶する一時記憶領域２４を含んでいる。

センサユニット２５は、携帯電話装置１０の姿勢角及び携帯電話装置１０に作用する加速度を検知し、アナログ電圧信号として出力するセンサ部２６と、センサ部２６から電圧信号の電圧値をデジタル値に変換するアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器２７とを備えている。そして、Ａ／Ｄ変換器２７から出力されるデジタルデータが、検出結果として制御部２１へ通知される。また、センサユニット２５は、制御部２１からの検出開始指令により動作を開始し、制御部２１からの検出停止指令により動作を停止するようになっている。

ここで、センサ部２６は、操作部１２のマトリクス状のキー配列における行方向をＸ_S軸方向とし、列方向をＹ_S軸方向とし、キー配列面の垂直方向をＺ_S軸方向として、Ｘ_S軸方向磁束密度（Ｂ_XS）、Ｙ_S軸方向磁束密度（Ｂ_YS）及びＺ_S軸方向磁束密度（Ｂ_ZS）を検出する。また、センサ部２６は、Ｘ_S軸方向加速度（α_XS）及びＹ_S軸方向加速度（α_YS）を検出する。そして、センサ部２６からは、磁束密度の検出結果である電圧値Ｖ_Bp（ｐ＝Ｘ_S，Ｙ_S，Ｚ_S）及び加速度の検出結果である電圧値Ｖ_αq（ｑ＝Ｘ_S，Ｙ_S）を１組にして、検出生データとして制御部２１へ通知するようになっている。

制御部２１は、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）等を備えており、一般的な携帯電話機能を実現するために、様々なデータ処理を行うとともに、上述した他の構成要素の動作制御を行うようになっている。この制御部２１において実行されるプログラム等のソフトウエアの構成は、図３に示されるようになっている。

すなわち、制御部２１におけるソフトウエアは、基本処理部３１と、アプリケーション３３とを備えている。ここで、基本処理部３１は、携帯電話装置としての基本機能である通話機能、メール機能、文字入力機能を実現するとともに、上述した各種のハードウエア資源の制御を行う。なお、アプリケーション３３は、センサユニット２５による計測結果を利用するアプリケーションであるものとする。

基本処理部３１は、計測データ処理部３５を備えている。この計測データ処理部３５は、図４に示されるように、（ｉ）アプリケーション３３からのコマンドを処理するとともに、センサユニット２５の計測動作の制御、並びに計測データ処理部３５全体の制御を行う収集制御部４９と、（ii）センサユニット２５からの検出生データを受信し、記憶部２３に格納されているセンサ部の検出値に関するオフセット校正値やゲイン校正値を利用して、検出結果補正値を算出する検出結果補正部４１とを備えている。

また、計測データ処理部３５は、（iii）検出結果補正部４１から検出結果補正値を受けて、表示面１８の水平面に対する傾き、方位及び携帯電話装置１０の移動に寄与する移動加速度の表示面に沿った成分である特定移動加速度成分を推定する状態推定部４２と、（iv）状態推定部４２における推定結果を表示部１３へ表示する状態推定結果表示部４３とを備えている。ここで、本実施形態においては、表示面１８上の表示領域は、図５（Ａ）に示されるように、基本処理部３１のみが表示をすることができるシステム表示領域ＳＲ１，ＳＲ２と、基本処理部３１及びアプリケーション３３の双方が表示を行うことができる共通領域ＣＲとを含んでいる。そして、状態推定結果表示部４３は、状態推定結果をシステム表示領域ＳＲ１中に状態インジケータＭＳＩとして表示させる。

状態インジケータＭＳＩは、図５（Ｂ）に示されるように、状態インジケータＭＳＩの表示領域の外縁を示す外枠線ＲＯＬ、外枠線ＲＯＬ内の領域に表示される傾き用シンボル図形ＳＳＭ、外枠線ＲＯＬ上に表示される方位インジケータ（ＤＳＩ_N，ＤＳＩ_N，ＤＳＩ_N，ＤＳＩ_N）及び外枠線ＲＯＬ内の領域（以下、「枠内領域」とも呼ぶ）に表示される特定移動加速度成分用シンボル図形ＡＳＭから構成されている。ここで、傾き用シンボル図形ＳＳＭは、状態推定部４２による表示面１８の水平面に対する傾きの推定結果に対応する枠内領域の位置に表示される。すなわち、外枠線ＲＯＬと傾き用シンボル図形ＳＳＭとによって傾きインジケータが構成されている。また、特定移動加速度成分用シンボル図形ＡＳＭは、状態推定部４２による特定移動加速度成分の推定結果に対応する枠内領域の位置に表示される。すなわち、外枠線ＲＯＬ及び特定移動加速度成分用シンボル図形ＡＳＭによって特定移動加速度成分インジケータが構成されている。以上のように、状態インジケータＭＳＩは、傾きインジケータ、方位インジケータ及び特定移動加速度成分インジケータを含む複合的なインジケータとして機能するようになっている。

例えば、表示面１８と水平面とが平行であり、＋Ｙ_S方向が真北方向であり、かつ、携帯電話装置１０に重力以外の力が作用していないと推定される場合には、図６（Ａ）に示されるように、枠内領域の中心位置に傾き用シンボル図形ＳＳＭ及び特定移動加速度成分用シンボル図形ＡＳＭが表示される。また、枠内領域の中心位置の＋Ｙ_S方向の外枠線ＲＯＬ上に北方位シンボルＤＳＩ_Nが表示されるとともに、枠内領域の中心位置の＋Ｘ_S方向、−Ｘ_S方向及び−Ｙ_S方向のそれぞれの外枠線ＲＯＬ上に東方位シンボルＤＳＩ_E、西方位シンボルＤＳＩ_W及び南方位シンボルＤＳＩ_Sが表示される。

上記の図６（Ａ）の推定状態と比べて、表示面１８が水平面に対して＋Ｘ_S方向及び−Ｙ_S方向に沿って＋Ｚ_S方向側へ傾いていることが異なっていると推定されると、図６（Ｂ）に示されるように、枠内領域の中心位置から＋Ｘ_S方向及び−Ｙ_S方向にずれた位置に、傾き用シンボル図形ＳＳＭが表示される。なお、傾き用シンボル図形ＳＳＭのＸ_S位置は、Ｘ_S方向傾き量の推定値に対応するとともに、傾き用シンボル図形ＳＳＭのＹ_S方向位置は、Ｙ_S方向傾き量の推定値に対応するようになっている。

また、図６（Ａ）の推定状態と比べて、北方向が−Ｘ_S方向であることが異なっているといると推定されると、図７（Ａ）に示されるように、枠内領域の中心位置の−Ｘ_S方向の外枠線ＲＯＬ上に北方位シンボルＤＳＩ_Nが表示されるとともに、枠内領域の中心位置の＋Ｙ_S方向、−Ｙ_S方向及び＋Ｘ_S方向のそれぞれの外枠線ＲＯＬ上に東方位シンボルＤＳＩ_E、西方位シンボルＤＳＩ_W及び南方位シンボルＤＳＩ_Sが表示される。

また、上記の図６（Ａ）の推定状態と比べて、特定移動加速度成分が−Ｘ_S方向及び＋Ｙ_S方向に沿って存在していることが異なっていると推定されると、図７（Ｂ）に示されるように、枠内領域の中心位置から−Ｘ_S方向及び＋Ｙ_S方向にずれた位置に、特定移動加速度成分用シンボル図形ＡＳＭが表示される。なお、特定移動加速度成分用シンボル図形ＡＳＭのＸ_S位置は、移動加速度のＸ_S方向成分の推定値に対応するとともに、特定移動加速度成分用シンボル図形ＡＳＭのＹ_S方向位置は、移動加速度成分のＹ_S方向成分の推定値に対応するようになっている。

図４に戻り、計測データ処理部３５は、（ｖ）検出結果補正部４１から検出結果補正値を受けて、アプリケーション３３へ通知するための通知用データを算出する通知用データ算出部４４と、（vi）通知用データをアプリケーション３３へ送るデータ通知部４５とを備えている。

なお、本実施形態では、通知用データ算出部４４は、操作部１２におけるキー配列面が水平であり、携帯電話装置１０において固有に定義される上述のＸ_SＹ_SＺ_S座標系の＋Ｙ_S方向が真南方向である姿勢を基準姿勢としている。この基準姿勢時におけるＸ_SＹ_SＺ_S座標系を基準座標系（ＸＹＺ座標系）として、通知用データ算出部４４は、当該基準姿勢からのＸ軸回りの回転角（ピッチ角θ_X）、Ｙ軸回りの回転角（ロール角θ_Y）及び鉛直方向に平行なＺ軸回りの回転角（ヨー角θ_Z）を算出する。そして、算出されたピッチ角θ_X、ロール角θ_Y及びヨー角θ_Z、並びにＸ_S方向加速度α_XS及びＹ_S方向加速度α_YSを通知用データである計測データとして、その時点における計測環境評価結果とともに、一時記憶領域２４に格納する。この一時記憶領域２４は、図８（Ａ）に示されるように、計測データ領域ＭＤＲ₁，ＭＤＲ₂，…を有している。そして、それぞれの計測データ領域ＭＤＲ_j（ｊ＝１，２，…）には、図８（Ｂ）に示されるように、１組の計測環境評価結果、ピッチ角θ_X、ロール角θ_Y、ヨー角θ_Z、Ｘ_S方向加速度α_XS及びＹ_S方向加速度α_YSが格納されるようになっている。

次に、上記のように構成された携帯電話装置１０におけるセンサユニット２５による検出結果の処理動作を説明する。

なお、前提として、センサユニット２５は、検出動作を開始しており、デジタル形式で検出生データを定期的に（例えば、２０ｍｓｅｃごとに）出力しているものとする。こうしたセンサユニット２５の検出動作は、利用者からの操作部１２を介した要求等に応じて、収集制御部４９が、検出動作開始指令をセンサユニットへ向けて送ることにより開始される。

＜計測環境推定処理＞
センサユニット２５からの検出生データを受信すると、図９のステップＳ１１において、計測データ処理部３５の検出結果補正部４１が、記憶部２３内におけるセンサユニット２５の校正値である、検出生データを構成している５種の生データごとのゲイン値及びオフセット値を使用して、検出生データを補正する。この補正の結果、センサユニット２５による検出結果に対応した磁束密度Ｂ_p（ｐ＝Ｘ_S，Ｙ_S，Ｚ_S）と加速度α_q（ｑ＝Ｘ_S，Ｙ_S）とが算出される。検出結果補正部４１は、こうして算出された磁束密度Ｂ_p（ｐ＝Ｘ_S，Ｙ_S，Ｚ_S）と加速度α_q（ｑ＝Ｘ_S，Ｙ_S）とを、状態推定部４２へ送る。

検出結果補正部４１からの通知結果を受けた状態推定部４２は、ステップＳ１２において、通知結果に基づいて、ノイズ磁気が存在しないとの仮定のもとで、表示面１８の水平面に対する傾きを推定する。この傾きの推定に際して、状態推定部４２は、まず、検出結果補正部４１からの通知結果である磁束密度Ｂ_p（ｐ＝Ｘ_S，Ｙ_S，Ｚ_S）及び加速度α_q（ｑ＝Ｘ_S，Ｙ_S）に基づいて、水平面に沿った位置方向（例えば、北方向）及び水平面と直交する鉛直方向を推定する。この結果、Ｘ_SＹ_SＺ_S座標系と上述した基準座標系であるＸＹＺ座標系との関係の推定結果が得られる。

引き続き、状態推定部４２は、表示面１８（すなわち、Ｘ_SＹ_S面）の推定された水平面（ＸＹ面）に対する傾きを算出する。ここで、状態推定部４２は、Ｘ_S軸に沿った傾きの成分（以下、「Ｘ_S方向傾き成分」とも呼ぶ）と、Ｙ_S軸に沿った傾きの成分（以下、「Ｙ_S方向傾き成分」とも呼ぶ）とを算出するようになっている。

次に、ステップＳ１３において、状態推定部４２は、上記で推定したＸ_SＹ_SＺ_S座標系とＸＹＺ座標系との関係に基づいて、東西南北方向を算出する。そして、この東西南北方向の表面への射影結果である射影方位を算出する。

次いで、ステップＳ１４において、状態推定部４２は、上記で推定したＸ_SＹ_SＺ_S座標系とＸＹＺ座標系との関係、＋Ｚ方向に重力が作用していることの仮定、及び、加速度α_q（ｑ＝Ｘ_S，Ｙ_S）に基づいて、携帯電話装置１０の移動に寄与している移動加速度を推定する。引き続き、状態推定部４２は、推定された移動加速度のＸ_S方向成分及びＹ_S方向成分を、移動加速度の表示面１８に沿った成分である特定移動加速度成分として算出する。

こうして求められたＸ_S方向傾き成分、Ｙ_S方向傾き成分、射影方位及び特定移動加速度成分は、状態推定結果として、状態推定部４２から状態推定結果表示部４３へ送られる。

状態推定部４２から状態推定結果を受けた状態推定結果表示部４３は、Ｘ_S方向傾き成分及びＹ_S方向傾き成分に基づいて、傾き用シンボル図形ＳＳＭの表示位置を算出する。また、状態推定結果表示部４３は、射影方位に基づいて、方位シンボルＤＳＩ_N，ＤＳＩ_N，ＤＳＩ_N，ＤＳＩ_Nの表示位置を算出する。また、状態推定結果表示部４３は、特定移動加速度成分に基づいて、特定移動加速度成分用シンボル図形ＡＳＭの表示位置を算出する。

引き続き、状態推定結果表示部４３は、表示部１３を制御して、表示面１８上に、外枠線ＲＯＬを表示するとともに、算出された各シンボルの表示位置それぞれに、対応するシンボルが配置された状態インジケータＭＳＩを表示させる。こうして、表示面１８の水平面に対する傾き、方位及び移動加速度の表示面１８に沿った成分である特定移動加速度成分の推定結果が、利用者に提供される。

以上の計測データ処理部３５における、表示面１８の水平面に対する傾き、方位及び移動加速度の表示面１８に沿った成分である特定移動加速度成分の推定及び推定結果の表示は、センサユニット２５の動作開始とともに開始される。以後、計測データ処理部３５では、センサユニット２５から検出生データを受信する度に、当該推定及び表示の動作を繰り返す。

利用者は、表示面１８に表示された状態インジケータＭＳＩが示す表示面１８の水平面に対する傾き、方位及び特定移動加速度成分の推定結果と、その時点において体感できた状況とを比較することにより、センサユニット２５を利用した地磁気及び加速度の計測環境を認識する。例えば、利用者が、静止状態で表示面１８をほぼ水平に設定に設定したつもりなのに、傾き用シンボル図形ＳＳＭ又は特定移動加速度成分用シンボル図形ＡＳＭの表示位置が、枠内領域の中心位置からずれていた場合には、利用者は、地磁気以外のノイズ磁気が存在していること、又は、重力以外の力が携帯電話装置１０に作用していることが、そのノイズ磁気等の方向や大きさを含めて認識することができる。

さらに、傾き用シンボル図形ＳＳＭ又は特定移動加速度成分用シンボル図形ＡＳＭの表示位置が枠内領域の中心位置から特定の位置に固定的にずれていた場合には、利用者は、ノイズ磁気等が定常的なものであることを認識することができる。一方、傾き用シンボル図形ＳＳＭ又は特定移動加速度成分用シンボル図形ＡＳＭの表示位置が時間的に変動している場合には、利用者は、ノイズ磁気等が時間的に変動していることを認識することができる。

＜計測データ収集処理及び計測データ通知処理＞
次に、計測データ処理部３５における計測データ収集処理について説明する。

検出結果補正部４１は、検出生データの補正結果である磁束密度Ｂ_p（ｐ＝Ｘ_S，Ｙ_S，Ｚ_S）と加速度α_q（ｑ＝Ｘ_S，Ｙ_S）とを、上述のように状態推定部４２へ送るとともに、通知用データ算出部４４へ送る。これらを受けた通知用データ算出部４４は、当該補正結果に基づいて、ピッチ角θ_X、ロール角θ_Y、ヨー角θ_Zを算出する。引き続き、通知用データ算出部４４は、一時記憶領域２４をリングバッファとして使用しながら、順次、計測環境評価結果、ピッチ角θ_X、ロール角θ_Y、ヨー角θ_Z、Ｘ_S方向加速度α_XS及びＹ_S方向加速度α_YSを計測データ領域ＭＤＲ_jに格納する。そして、通知用データ算出部４４は、計測データ領域ＭＤＲ_jへの格納ごとに、格納した計測データ領域ＭＤＲ_jのアドレス情報を収集制御部４９へ通知する。

こうして、計測データ処理部３５が計測データを収集している場合に、アプリケーション３３が、計測データ要求を発行すると、計測データ処理部３５では、収集制御部４９が当該計測データ要求を受ける。計測データ要求を受けた収集制御部４９は、通知すべき計測データが格納されている一時記憶領域２４のアドレス及び通知すべき計測データの数をデータ通知部４５へ通知する。この通知を受けたデータ通知部４５は、一時記憶領域２４の通知されたアドレスを参照して、通知用のデータである計測環境評価結果、ピッチ角θ_X、ロール角θ_Y、ヨー角θ_Z、Ｘ_S方向加速度α_XS及びＹ_S方向加速度α_YSを読み出して、アプリケーション３３へ送る。そして、アプリケーション３３は、データ通知部４５から受信した計測環境評価結果及び計測データ利用して、所定の動作を行う。

以上説明したように、本実施形態の携帯電話装置１０では、状態推定部４２が、ノイズ磁気が存在しないとの仮定のもとで、センサユニット２５の検出結果に基づいて、表示部１３における表示面１８の水平面に対する傾きを推定する。そして、状態推定結果表示部４３が、傾き推定結果を、傾き用シンボル図形ＳＳＭを含む傾きインジケータにより表現し、利用者が当該傾き推定結果を直感的に把握し易い態様で、表示面１８上に表示する。したがって、本実施形態によれば、携帯電話装置１０の姿勢の計測環境を含む力学的な状態の計測環境の評価に利用でき、かつ、利用者による直感的な把握が可能となる状態表示を行うことができる。

また、傾きインジケータを、基本処理部３１のみが表示することができる表示面１８におけるシステム領域に表示するので、アプリケーション３３の起動前又は実行中に、アプリケーション３３による表示動作とは独立して、センサユニット２５を利用した姿勢角の計測環境を利用者に通知することができる。このため、アプリケーション３３の起動前において、利用者は、アプリケーション３３の起動を差し控えるべきことを認識することができる。また、アプリケーション３３の実行中において、利用者は、不可解なアプリケーション３３の動作の原因について、有力な候補を認識することができる。

また、傾きインジケータにおいては、表示面１８における傾きインジケータの表示領域である枠内領域内の傾き推定結果に対応する位置に、傾き用シンボル図形ＳＳＭを表示することとしている。このため、表示面１８の水平面に対する傾きという２次元的な傾きを、利用者にとって直感的に把握しやすい態様で表示面上に表示することができる。

また、状態推定部４２が方位を推定するとともに、状態推定結果表示部４３が、当該方位推定結果を方位インジケータにより表現して、傾きインジケータとともに表示面１８に表示する。このため、表示面１８の水平面に対する傾きに加えて、方位を表示面１８上に表示して、利用者へ通知することができる。

また、状態推定部４２が、携帯電話装置１０の移動に寄与している加速度である移動加速度における表示面１８に沿った特定移動加速度成分を推定する。そして、状態推定結果表示部４３が、特定移動加速度成分推定結果を、特定移動加速度成分用シンボル図形ＡＳＳＭを含む特定移動加速度成分インジケータにより表現して、傾きインジケータ及び方位インジケータとともに表示面１８上に表示する。このため、表示面１８の水平面に対する傾き及び方位に加えて、表示面１８に沿った方向の２次元的な移動加速度成分である特定移動加速度成分を表示面１８上に表示して、利用者へ通知することができる。

また、特定移動加速度成分インジケータにおいては、表示面１８における特定移動加速度成分インジケータの表示領域である枠内領域内の特定移動加速度成分の推定結果に対応する位置に、特定移動加速度成分用シンボル図形ＡＳＭを表示する。このため、表示面に沿った特定移動加速度成分という２次元的な移動加速度成分を、利用者にとって直感的に把握しやすい態様で表示面上に表示することができる。

なお、傾きインジケータ、方位インジケータ及び特定加速度インジケータは、上記の実施形態とは異なる態様の図形若しくは文字又はこれらの組合せで表現することができる。

また、上記の実施形態では、センサユニット２５を、磁束密度を３軸方向で検出するとともに、加速度を２軸方向で検出するいわゆる５軸センサとしたが、加速度も磁束密度と同様に３軸方向で検出するいわゆる６軸センサととすることができる。

また、上記の実施形態では、センサユニット２５を携帯電話装置１０の内部に実装した。これに対して、センサユニット２５を携帯電話装置１０の外部に配置し、携帯電話装置１０の不図示の外部機器接続用インタフェースポートを介して、センサユニット２５と携帯電話装置１０とを接続するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、キーが配列された操作部１２と表示部１３との位置関係が固定的ないわゆるストレート型の携帯電話装置とした。これに対して、いわゆるクラムシェル型やレボルバ型のように、操作部と表示部との位置関係が可変な携帯電話装置の場合には、センサユニット２５を操作部側に配設してもよいし、表示部側に配設してもよい。また、センサユニット２５における計測の基準となる軸方向は、センサユニット２５の配設位置や、携帯電話の機種に対応して決めることができる。

また、上記の実施形態では、携帯電話装置に対して本発明を適用したが、携帯型ゲーム機、カーナビゲーション装置、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の他の種類の移動情報装置に対しても本発明が適用できるのは、勿論である。

以上説明したように、本発明の状態表示方法は、移動端末装置に搭載された磁気センサを用いつつ、移動端末装置の姿勢角の計測環境を含む力学的な状態の計測環境の利用者への通知に適用することができる。また、本発明の移動端末装置は、搭載された磁気センサを用いつつ、姿勢角の計測を含む力学的な状態の計測を行う移動端末装置を適用することができる。

本発明の一実施形態に係る携帯電話装置の外観構成を概略的に示す図である。 図１の携帯電話装置の構成を説明するための機能ブロック図である。 図２の制御部で実行されるソフトウエアの構成を説明するための図である。 図３の計測データ処理部の構成を説明するための機能ブロック図である。 図１の表示部における計測環境推定結果の表示を説明するための図（その１）である。 図１の表示部における計測環境推定結果の表示を説明するための図（その２）である。 図１の表示部における計測環境推定結果の表示を説明するための図（その３）である。 図２の一時記憶部の構成を説明するための図である。 図４の状態推定部及び状態表示結果表示部における処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０…携帯電話装置（移動端末装置）、１１…携帯電話本体、１２…操作部、１３…表示部、１４…通話用スピーカ、１５…マイクロフォン、１６…案内用スピーカ、１７…アンテナ、１８…表示面、２１…制御部、２２…送受信部、２３…記憶部、２４…一時記憶領域、２５…センサユニット、２６…センサ部、２７…Ａ／Ｄ変換器、３１…基本処理部、３３…アプリケーション、３５…計測データ処理部、４１…検出結果補正部、４２…状態推定部（傾き推定手段、方位推定手段、特定移動加速度成分推定手段）、４３…状態推定結果表示部（状態表示手段）、４４…通知用データ算出部、４５…データ通知部、４６…校正部、４９…収集制御部、ＡＳＭ…特定移動加速度成分用シンボル図形、ＤＳＩ_E，ＤＳＩ_W，ＤＳＩ_S，ＤＳＩ_N…方位シンボル、ＳＳＭ…傾き用シンボル図形、ＭＳＩ…状態インジケータ、ＲＯＬ…外枠線。

Claims (11)

1. 移動端末装置の力学的状態の推定結果を表示する状態表示方法であって、
   前記移動端末装置に搭載された３軸の磁気センサ及び少なくとも２軸の加速度センサを有するセンサ部による検出結果に基づいて、前記移動端末装置の表示部における表示面の水平面に対する傾きを推定する傾き推定工程と；
   前記傾き推定工程における傾き推定結果を、傾き用シンボル図形を含む傾きインジケータにより表現して、前記表示面上に表示する状態表示工程と；を備える状態表示方法。
2. 前記傾きインジケータは、前記移動端末装置の基本機能を実現するための基本処理部のみが表示することができる前記表示面におけるシステム領域に表示される、ことを特徴とする請求項１に記載の状態表示方法。
3. 前記傾きインジケータにおいては、前記表示面における前記傾きインジケータの表示領域内の前記傾き推定結果に対応する位置に、前記傾き用シンボル図形が表示される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の状態表示方法。
4. 前記センサ部による検出結果に基づいて、方位を推定する方位推定工程を更に備え、
   前記状態表示工程では、前記方位推定工程における推定結果を方位インジケータにより表現して、前記傾きインジケータとともに前記表示面上に表示する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の状態表示方法。
5. 前記センサ部による検出結果に基づいて、前記移動端末装置の移動に寄与している加速度である移動加速度における前記表示面に沿った特定移動加速度成分を推定する特定移動加速度成分推定工程を更に備え、
   前記状態表示工程では、前記特定移動加速度成分推定工程における特定移動加速度成分推定結果を、特定移動加速度成分用シンボル図形を含む特定移動加速度成分インジケータにより表現して、前記傾きインジケータとともに前記表示面上に表示する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の状態表示方法。
6. 前記特定移動加速度成分インジケータにおいては、前記表示面における前記特定移動加速度成分インジケータの表示領域内の前記特定移動加速度成分推定結果に対応する位置に、前記特定移動加速度成分用シンボル図形が表示される、ことを特徴とする請求項５に記載の状態表示方法。
7. 前記特定移動加速度成分インジケータの表示領域は、前記傾きインジケータの表示領域と同一領域である、ことを特徴とする請求項６に記載の状態表示方法。
8. 表示面を有する表示部と；
   ３軸の磁気センサ及び少なくとも２軸の加速度センサを有するセンサ部と；
   前記センサ部による検出結果に基づいて、前記表示面の水平面に対する傾きを推定する傾き推定手段と；
   前記傾き推定手段による傾き推定結果を、傾き用シンボル図形を含む傾きインジケータにより表現して、前記表示面上に表示する状態表示手段と；を備える移動端末装置。
9. 前記センサ部による検出結果に基づいて、方位を推定する方位推定手段を更に備え、
   前記状態表示手段は、前記方位推定手段による方位推定結果を方位インジケータにより表現して、前記傾きインジケータとともに前記表示面に表示する、ことを特徴とする請求項８に記載の移動端末装置。
10. 前記センサ部による検出結果に基づいて、前記移動端末装置の移動に寄与している加速度である移動加速度における前記表示面に沿った特定移動加速度成分を推定する特定移動加速度成分推定手段を更に備え、
    前記状態表示手段は、前記特定移動加速度成分推定手段による特定移動加速度成分推定結果を、特定移動加速度成分用シンボル図形を含む特定移動加速度成分インジケータにより表現して、前記傾きインジケータとともに前記表示面上に表示する、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の移動端末装置。
11. 移動通信網の基地局と無線通信を行うための無線通信部を更に備える、ことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の移動端末装置。
    
    

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