JP2001100870A

JP2001100870A - 情報処理装置

Info

Publication number: JP2001100870A
Application number: JP27399999A
Authority: JP
Inventors: Gensou Matsubara; 玄宗松原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-09-28
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】携帯型情報処理装置において問題となるバッ
テリー駆動による利用可能時間の問題を、利用者の情報
処理装置に対する明示的な意図によらない制御手段を用
いて解決する情報処理装置の提供。【解決手段】情報処理装置３１を使用する利用者の状
況あるいは該利用者の周囲の状況を物理量として検出す
る少なくとも１つのセンサ手段３２と、このセンサ手段
３２の出力信号を処理し、検出された状況があらかじめ
設定された状況のいずれに該当するかを判定する状況判
定手段３３と、この状況判定手段３３による判定結果に
基づいて、情報処理手段３６の消費電力を制御する電力
制御手段３５とを具備したことを特徴とする情報処理装
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、利用者によって使
用される情報処理装置であって、利用者に装着された各
種状況センサ、あるいは、利用者の周囲に設置された各
種状況センサからの信号を用いて該情報処理装置の動作
状況を的確に制御し、外部からの電力供給を受けること
なしでの長時間の動作を確保することにより、利用者が
必要とするサービスを長時間にわたり継続的に提供する
ような情報処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯される情報処理装置、例えばノート
ブック型コンピュータについては、動力としてリチウム
イオン電池等の外界から直接的にはエネルギー供給を受
けないような手段を用いることが一般的であるが、携帯
されるという特性から電池の容量にはおのずから制約が
ある。一方、半導体技術の進歩により、年々演算能力が
高まっているマイクロプロセッサに代表される半導体部
品がこういった情報処理装置においても広く利用されて
いるが、動画像処理のような高い演算能力が必要とされ
るような処理がマルチメディア応用を中心として使用さ
れるようになり、演算性能向上とは背反の関係にある消
費電力低減にはかなりの妥協がなされてきた。

【０００３】この結果、携帯型情報処理装置の機能をフ
ル稼動させた状態では、該装置に内蔵される電池の持続
時間が最悪で１時間以下程度にまで短縮されてしまい、
長時間にわたり安定して使用できるものとはなっていな
かった。

【０００４】このため、従来の技術では、例えば図１に
示すような情報処理装置１１に搭載されているキーボー
ド１２やポインティングデバイス（他にはマウス／ト
ラックパッド等）１３，１４、といった、利用者が情報
処理装置１１に対し、文字や座標値の変化、あるいはボ
タンのオンオフ等のデジタル化された形態の信号によっ
て命令を発するために用いられるデバイスからの入力を
監視することで、一定時間入力が無いことを持って装置
を構成しているマイクロプロセッサや画像表示デバイス
１５等の各要素の動作を制御することにより、バッテリ
ー１６の消費電力を低減するといった対応策がとられて
いた。

【０００５】図２に、マイクロプロセッサや画像表示デ
バイス等の各要素の動作を制御するためのフローチャー
トを示す。消費電力制御管理部の初期化によって、キー
ボードとポインティングでバイスを監視する条件、たと
えば両者からの入力が、前もって設定された時間以上な
かった場合に、図１に示すような画面表示装置１５への
表示を停止させるといったパワーダウンモードでの動作
環境を設定し（ＳＴ２１）、監視状態に移行する（ＳＴ
２２）。そして、判定部にてＳＴ２２で設定した時間の
間、キーボードあるいはポインティングデバイスからの
入力信号がなかったと判定された場合に（ＳＴ２３）、
ＳＴ２１にてあらかじめ設定されたパワーダウンモード
への移行が実施され（ＳＴ２４）、例えば画面への表示
が停止して消費電力が低減される。その後、再びキーボ
ードあるいはポインティングデバイスからの入力を監視
し（ＳＴ２５）、入力があればパワーダウンモードを解
除し（ＳＴ２６）、通常の動作状態に復帰する。このよ
うにすることで、利用者がキーボードあるいはポインテ
ィングデバイスを一定時間操作していないことを以て、
利用者が情報処理装置を使用していないというコンテク
スト（ｃｏｎｔｅｘｔ）を抽出し、その際に必要が無い
と思われる機能への電力供給を停止ないしは低減するこ
とで、低消費電力化が図られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうい
った手法では、キーボードやポインティングデバイスと
いった極めて限られた手段により該情報処理装置の利用
者が装置を利用しようという意図を推測しているに過ぎ
ず、状況入力手段としてのこれらデバイスの役割を考え
た場合に、本当の意味での利用者の利用意図／要求を考
慮した上での消費電力制御とはなっていなかった。

【０００７】すなわちキーボードやポインティングデバ
イスを操作していない場合においても、利用者の要求を
満たすためには情報処理装置が稼動している必要がある
場合には、これらのデバイスへの操作がないからといっ
て装置を休止状態とすることはできない。また、キーボ
ードやポインティングデバイスを操作していない場合で
あっても、利用者および利用者の周囲の状況によっては
装置の所定の要素に関する電力供給を休止してもよい場
合がある。

【０００８】一方、パフォーマンスという観点について
見ると、従来の技術においては、データ通信におけるモ
デム処理等のハードウエア的に決まるタイミング制約を
有するものを除けば、ある与えられた電力消費制約条件
下において動作している携帯型情報処理装置に対し、処
理時間に制約を課さない、いわゆるソフトリアルタイム
での処理を行っていた。

【０００９】この結果、あらゆる処理は情報処理装置の
その時々の処理能力の如何にかかわらず、いわゆるＢｅ
ｓｔＥｆｆｏｒｔ（最大限の努力）にて実行に付さ
れ、処理能力に十分な余裕があった場合にのみ利用者に
とって満足の行く処理結果（例えばコマ落ちのしない動
画像再生）がなされるといった状況になっていた。

【００１０】したがって、処理能力が不足していた場合
には、途端に利用者は不便を感じることとなる。また、
反対に処理能力が大きく余ってしまうような場合には、
情報処理装置はいわゆるアイドリングの状態に入ってし
まうことから、有効な処理のために電力が使用されてい
ない状況となり、電池の持続時間が無駄に短縮されるこ
とになる。

【００１１】こういった状況については、個々の機能に
特化したようなデバイス、例えば無線電話通話を行うだ
けであれば携帯型電話機を、また音楽を聴くだけであれ
ば携帯型音楽プレーヤーを個別に携帯するといったこと
で解決を図ることも可能であるが、最終的には利用者が
携帯できる機器のサイズや重量に制約があり、今後増え
ていく多様な機能への要求に応えていくことには限界が
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記したような課題を解
決するために、本発明では、少なくとも一つの情報処理
手段を備え、該情報処理手段を用いて情報の処理を行う
情報処理装置であって、当該情報処理装置を使用する利
用者の状況あるいは該利用者の周囲の状況を物理量とし
て検出する少なくとも１つのセンサ手段と、このセンサ
手段の出力信号を処理し、当該情報処理装置を使用する
利用者の状況あるいは該利用者の周囲の状況があらかじ
め設定された状況のいずれに該当するかを判定する状況
判定手段と、この状況判定手段による判定結果に基づい
て、前記情報処理手段の消費電力を制御する電力制御手
段とを具備したことを特徴とする情報処理装置を提供す
る。

【００１３】ここで、前記センサ手段は当該情報処理装
置から独立して設けられ、該センサ手段の出力信号を送
信するためのセンサ信号送信手段と、前記出力信号を受
信するためのセンサ信号受信手段を備えるようにしても
よい。

【００１４】また、本発明では、少なくとも一つの情報
処理手段を備え、該情報処理手段を用いて情報の処理を
行う情報処理装置であって、当該情報処理装置の外部か
ら、当該情報処理装置を使用する利用者の状況あるいは
該利用者の周囲の状況を物理量として検出した外部セン
サ信号を受信するための外部センサ信号受信手段と、こ
の外部信号受信手段により受信した信号を処理し、当該
情報処理装置を使用する利用者の状況あるいは該利用者
の周囲の状況があらかじめ設定された状況のいずれに該
当するかを判定する状況判定手段と、この状況判定手段
による判定結果に基づいて、前記情報処理手段の消費電
力を制御する電力制御手段とを具備したことを特徴とす
る情報処理装置を提供する。

【００１５】ここで、当該情報処理装置を使用する利用
者の状況あるいは該利用者の周囲の状況を物理量として
検出する少なくとも１つのセンサ手段を備え、前記状況
判定手段は、このセンサ手段の出力信号を処理し、当該
情報処理装置を使用する利用者の状況あるいは該利用者
の周囲の状況があらかじめ設定された状況のいずれに該
当するかを判定するものであってもよい。

【００１６】また、前記センサ手段は当該情報処理装置
から独立して設けられ、該センサ手段の出力信号を送信
するためのセンサ信号送信手段と、前記出力信号を受信
するためのセンサ信号受信手段を備えるようにしてもよ
い。

【００１７】また、前記外部センサ信号は、該信号に基
づく第１の特徴量を暗号化した暗号化信号を含み、前記
暗号化信号から前記第１の特徴量を復号する復号手段
と、前記外部センサ信号に基づいて、第２の特徴量を算
出する第２の特徴量計算手段と、前記復号手段により復
号された前記第１の特徴量と前記第２の特徴量とを比較
することにより受信された前記外部センサ信号を検証す
る外部センサ信号認証手段とを備えるようにしてもよ
い。

【００１８】また、前記外部センサ信号は、該外部セン
サ信号に関する認証情報を含み、前記認証情報とあらか
じめ設定された認証情報とを照合することによって、利
用者が前記外部センサ信号を受信する資格を有するか否
かを判断する資格認証手段を備えるようにしてもよい。

【００１９】更に、上記した各情報処理装置において、
次のような構成としてもよい。

【００２０】まず、前記電力制御手段の指示による処理
を行う第１の演算処理手段と、その他の処理を行う第２
の演算処理手段とを独立に備えるようにしてもよい。

【００２１】また、前記情報制御手段は、利用者に対し
同一内容の情報を提示可能な複数の情報提示手段を含
み、前記電力制御手段は、該情報提示手段のいずれを使
用するかを選択的に制御するようにしてもよい。

【００２２】また、利用者個人のスケジュールを記憶す
る記憶手段と、日時を取得する計時手段とを備え、前記
電力制御手段は、前記スケジュール及び前記日時の情報
に基づいて前記情報処理手段の消費電力を制御するよう
にしてもよい。

【００２３】また、他の情報処理装置と接続可能な情報
通信手段と、当該情報処理装置と前記他の情報処理装置
のいずれかを用いて情報の処理を行うかを決定する処理
実行制御手段とを備えるようにしてもよい。

【００２４】また、前記情報処理装置を構成する回路の
少なくとも一部を非同期回路にて構成するようにしても
よい。

【００２５】このように、本発明においては利用者によ
って使用され、利用者および利用者の周囲の状況をより
詳しく取得するためのセンサ手段を用いる。センサ手段
は、利用者自身の状況や利用者が置かれている周囲の状
況を、映像、音、振動、温度、位置、障害物までの距離
といった物理量を種々のトランスデューサーにて電気信
号に変換したり、切り替えスイッチのような明示的な指
示手段を用いることで認識するものであり、利用者が装
着したり、利用者の周囲に配置したりすることによっ
て、情報処理装置を使用している個々の利用者に固有な
情報を得るものである。

【００２６】従来はキーボードあるいはマウス等、直接
情報処理装置に指示を行うためのデバイスを通じて、利
用者の意図的な情報処理要求を検出することによっての
み利用者の状況検出を行っていたのに対し、こういった
様々なセンサからの情報を用いることで、飛躍的に多様
かつ精度の高い状況認識を行うことができるようにな
る。こうして収集された情報を用いて、携帯型情報処理
装置の電力制御を行うことにより、従来の技術では困難
であった長い駆動時間を実現できる。

【００２７】このとき、センサ手段を初めとするシステ
ム構成要素を利用者自身に装着することで、利用者の置
かれている状況といったプライバシーに関わる情報の漏
えいを防ぐこともできる。

【００２８】ここで、センサ手段として、利用者に装着
される加速度センサのような運動センサを用いること
で、歩行、走行といった利用者の自発的な運動と、利用
者が電車に乗って移動しているといった種類の運動とを
加速度の周波数パターンから認識することができる。こ
のことにより、利用者が自発的に運動している場合に
は、携帯型情報処理装置の画像表示装置に対する利用者
の視覚における集中の度合いが低下することから、画面
を更新する周期を長くすることで消費電力の低減を図る
ことができる。つまり、画面表示においては、通常人間
の目に画像を書き換えたことが感知されなくなる周波数
として毎秒６０回ないし１００回の割合で画面の書き換
えを行っているが、この際には画面を保持するためのメ
モリへの書き込みと読み出しがその都度発生しているた
めに大きな電力を消費している。ところが、利用者が歩
行している等で自発運動を行っている際には、利用者が
感知できる画像書き換えの周波数の上限が低下すること
から、このような場合には書き換え周期を長くする、す
なわち書き換え周波数を低くしても利用者に不利益を与
えることなく消費電力を低減させることができる。

【００２９】更には、センサ信号の正当性を認証する仕
組みを、暗号技術ならびに信号の特徴量計算技術を用い
て実現することで、センサ信号伝送時における雑音等に
よる信号の劣化が無いことが保証される。また、センサ
手段が利用者と離れて設置されている場合や、無線によ
ってセンサ信号が伝送されているような場合に、第三者
による偽のセンサ信号送信による攻撃にも耐え得るよう
なシステムが構築できることから、安心して利用できる
システムとすることができる。

【００３０】また、センサ情報処理を含めた電力制御に
関わる一連の処理を行う演算手段と、一般の情報サービ
スに関する処理を行う演算手段とを分離することで、そ
れぞれの処理特性に合わせたマイクロプロセッサ等の計
算機資源を割り当てることで、提供される情報サービス
の種類によっては、両方の処理を同一の計算機資源で実
行する場合よりも電力消費を低減する。すなわち、処理
量としては小さいものの、ある程度恒常的に処理が行わ
れるセンサ情報処理を含めた一連の処理における演算に
は、演算速度よりも動作時の消費電力低減を優先したマ
イクロプロセッサを配し、ユーザの要求により恒常的で
はないものの高い処理能力を要求されることの多い情報
サービスに関する演算処理には、演算速度を最優先した
マイクロプロセッサを配することで、全体としての消費
電力量を低減しつつ、高度な演算機能を利用者に提供で
きる。

【００３１】さらには、携帯型情報処理装置の外部にお
いて、より強力な電源が得られる、演算処理能力が高
い、等の事情が異なる情報処理装置との間で情報処理の
分担を行うことで、利用者によって携帯され、電力事情
の厳しい装置における消費電力低減を進め、利用可能時
間を延長することもできる。

【００３２】携帯型情報処理装置に、２つ以上の異なる
モダリティ、例えば、音声と画像による情報提示手段が
具備されている場合においては、同一内容の情報を出力
する際に、利用者のコンテキストをセンサ手段で取得す
ることで、より消費電力的に有利なものを、利用者の状
況に併せて選択することにより、利用者に対するサービ
スをできる限り低下させないで、消費電力を低減するこ
とができる。

【００３３】また、利用者によって携帯される情報処理
装置においては、利用者のスケジュールを記憶する行動
予定記憶手段と、現在の日時を取得する計時手段とを用
いることで、センサ手段による各種計測の結果と併せ
て、より精度の高いコンテキストセンシングを実現し、
消費電力低減の効率を高めることも可能である。

【００３４】また、いわゆるイベントドリブンの原理に
よって動作し、信号入力が無い時には自動的に殆ど電力
を消費しなくなる非同期回路によって情報処理装置の各
要素を構成することにより、常にクロック信号入力等の
定常的な電力を消費する同期回路による構成に比べ、大
きな電力低減の効果を得ることができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面を参照しつつ詳細に説明する。

【００３６】図３は、本発明の第１の実施形態に係る低
消費電力携帯型情報処理装置３１の構成図である。ここ
では、利用者あるいは利用者の周囲の状況を物理量とし
て検出する１つ以上のセンサ手段３２（１〜Ｎ）が、利
用者によって携帯されている。ここで、センサ手段３２
は、利用者の意図的な情報処理要求を検出するものは含
まないものとする。

【００３７】これらによって、得られた物理量は光波、
音波、電気信号といった、情報処理装置３１において処
理可能な形態におけるセンサ信号１〜センサ信号Nとし
て出力されており、次いで状況判定手段３３にて解析さ
れる。その結果、得られた利用者状況信号３４により、
情報処理装置３１における各構成要素に対し電力制御に
係る指示を電力制御手段３５において形成し、最終的に
は個別の情報処理手段である電力制御対象３６において
電力制御が実行される。ここで、電力制御手段３５にお
いては、該情報処理装置を構成するマイクロプロセッサ
等の演算処理手段の動作速度や、利用者によって携帯さ
れ、該情報処理装置を駆動するバッテリーの残り容量、
利用者が意図的に手指を使って操作するキーボードやポ
インティングデバイスといったユーザインタフェース機
器からの入力の有無や履歴、更にはハードディスクドラ
イブ等の周辺デバイスの動作状況といった、情報処理装
置自身の動作状況に関する情報を取得する装置動作状況
取得手段３７からの信号も入力されており、制御内容の
決定に際し前記利用者状況信号３４と併せて使用される
ことが望ましい。

【００３８】図４はセンサ手段の１つとして用いられる
装着型加速度センサ４１の例を示したものであり、例え
ば利用者４２に対し、腰の位置といった利用者４２の運
動方向／速度を代表するような部位に装着することによ
って、加速度変化パターン４３が得られる。この加速度
変化パターン４３は、例えば歩行時、階段昇降時、車両
での移動時等、利用者の運動状況によって異なることか
ら、加速度変化パターン４３を計測することにより、そ
の周波数スペクトラムを分析することで、利用者４２の
動作状況を推測することができる。つまり、歩行に同期
するような周波数、例えば１Ｈｚ〜２Ｈｚ程度にてスペ
クトラムにピークが現れれば、歩行に伴うスペクトラム
であると推定できる。この他、装着型加速度センサ４１
を複数個、利用者４２の各部位に装着して、腕や足とい
った細分化された部分での運動パターンを知ることで、
より詳細な情報を得る構成とすることができる。

【００３９】ここで、装着型加速度センサ４１は、図示
しないが、例えばシリコン基板上に力を感知する重り
と、その位置変化を電極間静電容量の変化として検出す
る周辺回路とを１つのＩＣとして集積することで構成さ
れており、小型化されることによって消費電力としては
高々数ミリワットのオーダーにある。また、加速度の周
波数スペクトラムの計算については、組み込み型の小型
マイコン等を用いることにより、やはり数ミリワット程
度での実行が可能であり、センサ手段ならびに状況検出
手段での消費電力を、高々１０ミリワット程度とするこ
とができる。

【００４０】図５は、超音波発信部５３と超音波受信部
５４とを組み合わせた障害物探知センサ５１の例であ
り、超音波を送信してから反射波が帰ってくる時間を測
定することで、障害物５５までの距離を測定できる。ま
た、超音波の伝搬速度は温度の関数になっていることか
ら、温度測定部５６により音速を補正することで、より
正確な距離測定を行うことも可能である。このようなセ
ンサを利用者５２に装着することで、利用者５２の周囲
における障害物の状況を知ることができる。この結果、
例えば区間Ａに示すように、障害物５５までの距離が変
化しておらず、かつ図４に示した加速度センサによる測
定結果から、利用者が運動していないという情報を組み
合わせることで、「利用者は、動かない障害物の近くで
静止している」というコンテクストを推定することがで
きる。また、区間Ｂに示すように、超音波受信部５４に
反射波が帰ってこない、つまり、有効な範囲内に障害物
５５が無いという状況が続くことが検出された場合に
は、利用者５２は少なくともかなり広い空間にいるとい
うコンテクストが得られる。

【００４１】このようにして得られた付近の障害物５５
に関する情報を、図４の加速度センサによる情報と重ね
合わせることで、例えば、付近の障害物５５までの距離
があまり変化していないのに、結構大きな加速度の変化
が検出されるような場合には、利用者は電車や車の中と
いった、狭い空間の中に閉じ込められつつ移動するよう
な交通手段を使用していることが推測でき、歩行等の自
発運動による加速度変化との区別を明確にすることで、
誤って電力制御が行われることによる利用者の不便を軽
減することができる。

【００４２】あるいは、利用者の顔面と並行に超音波送
信部５３を装着し、情報処理装置の画面表示装置の表示
面に超音波受信部５４を置くことで、超音波の指向性の
高さにより利用者が画面表示装置の方向を向いているか
否か、更には向いている場合にはどのくらいの距離だけ
離れているのかを計測することができ、利用者が画面を
注視している場合に限り表示装置を駆動するといった制
御を行うことも可能である。

【００４３】図６は、前記の装着型加速度センサをコン
テキストセンサとして用いた情報処理装置及びそのシス
テムの例である。ここでは、加速度センサ４１は利用者
に対し装着する部位を選ぶことによって、得られる情報
の種類や精度が変化することから、情報処理装置６１本
体とは分離して設けられている。すなわち、利用者の頭
部に近い部分に加速度センサを装着すれば、利用者の視
線の動きに応じた運動情報が、また、利用者の腰の部分
に装着することでは、体全体の運動方向に関する情報が
得られるが、腕や足といった運動自由度の高い部位に取
り付けた場合には、これらとは全く異なる情報が得られ
ることになる。電力制御部６３に関しては、制御対象で
ある情報処理装置６１の各構成要素に関する消費電力
や、情報処理装置６１において実行される各処理に対す
る消費電力／エネルギーの見積もり量が記載されてお
り、電力制御部６３において電力制御の方針を決定する
際に参照される。また、電力制御部６３に対しては、図
３における装置動作状況取得手段を構成するものとし
て、バッテリーの残り容量や、現時点の消費電流といっ
た状況を監視する電源状況監視部６４からの信号が接続
されている。

【００４４】ここで、図６の構成を用いた情報処理装置
６１の動作の例として、利用者に装着されて画像情報を
表示するヘッドマウントディスプレイのような表示装置
６７の消費電力を低減する事例について述べる。

【００４５】図７は、図６の構成において実施される電
力制御の流れを示したものであり、電源投入後等に行わ
れる電力制御部６３の初期化（ＳＴ７１）を経て、加速
度センサが稼動を開始する（ＳＴ７２）。この時点よ
り、加速度センサによって得られた情報に基づいた、利
用者のコンテクストの推定が図６における状況判定部６
５にて開始され、利用者が自発的に運動していないと判
断される場合には（ＳＴ７４）、情報処理装置６１は通
常の動作モードにて動作している。ここで、利用者が歩
行を開始したことにより、自発的運動として検知される
と、前もって定められた自発運動時における電力低減手
順が発動する（ＳＴ７６）。つまり、歩行中といった、
利用者が自発的に運動している状況においては、利用者
の視覚はもはやヘッドマウントディスプレイの画像のみ
に集中することは困難となるため、画像表示の書き換え
の頻度を若干低下させても、利用者にとっては感知する
ことができず、書き換え頻度低下による消費電力低減を
図ることができるようになる。例えば、６４０ドット×
４８０ドットといった標準的なパーソナルコンピュータ
画面を表示するヘッドマウントディスプレイを考える
と、通常は毎秒６０ないし８０回程度の画面書き換えを
行うことで、利用者に対しちらつきのない映像を提供し
ている。そして、この状況においては、カラー画像であ
れば、画像を記録しておくメモリへの書き込みと読み出
しのために、概ね２００ないし５００ミリワット程度の
電力を消費している。ところが、この書き換え周波数を
例えば１／２に下げることで、消費電力は１００ないし
２５０ミリワットの低下となり、センサ手段（加速度セ
ンサ４１）及び状況判定手段（状況判定部６５）におけ
る消費電力の増加分を大きく上回る効果が得られる。更
には、表示装置６７における画面の更新頻度が小さくな
ることから、動画表示のような処理を演算処理部６６に
おいて行っているような場合には、演算処理部６６にて
画像生成の頻度を下げることにより、更なる低消費電力
化を達成することができる。

【００４６】なお、利用者により電源切断の指示がなけ
れば電力制御が繰り返し行われ、利用者による電源切断
の指示があれば、電力制御は停止し電源が切断される
（ＳＴ７７）。

【００４７】この他、状況を調べるために用いられるセ
ンサならびに、消費電力低減の手法としては、利用者の
周囲の電界強度を計測し、周波数帯別に電波到達状況を
計測することで、利用者が無線通信の手段によってデー
タ通信を行おうとした際の通信可能性を判断する電波状
況センサにより、無駄に電波を発信しつづけることを抑
制する、利用者に画像を提示するディスプレイ装置の表
示面に焦電型赤外線センサを設置し、該ディスプレイ装
置の前面において熱反応がなければ、利用者はディスプ
レイ装置を注視していないと判断する、そして、ディス
プレイの輝度を落とす、ディスプレイの書き換え頻度を
下げる、あるいはディスプレイ自体への電力供給を止め
ること等で消費電力を低減する、といったものが挙げら
れる。そして、これらのセンサをそれぞれ、場合によっ
ては組み合わせて用いることにより、利用者が明示的に
携帯型情報処理装置に指示することなしに、利用者なら
びに利用者の周囲の状況を推定することで、状況に対応
した低消費電力化の措置を講じることができるようにな
る。

【００４８】本実施形態においては、従来のキーボード
とマウスからの入力を監視するだけといった、いわば利
用者が情報処理装置に対して意図的に情報処理要求を行
うか否かを検出することにより、使用していない際には
各部の動作を停止させる等して消費電力低減を図るとい
った方法に対し、利用者の明示的な指示によらずに利用
者ならびに利用者の周囲の状況を反映させた形で消費電
力の低減を図れる。このことから、よりきめ細かな消費
電力低減を、利用者にとって性能上の不利を感じさせな
いように実現することで、携帯型情報処理装置にとって
は最も大きな問題の１つである電池での連続使用時間を
延長させることができるようになる。

【００４９】図８は、本発明の第２の実施形態に係る低
消費電力携帯型情報処理装置８１及びそのシステムの構
成図である。ここでは、利用者によって携帯される携帯
型センサ手段８２（１〜Ｎ）に対し、それぞれ有線ある
いは無線においてセンサ信号の送信を行うセンサ信号送
信手段８３（１〜Ｎ）と、これらの信号を受信し、状況
判定手段８５へと出力するセンサ信号受信手段８４（１
〜Ｎ）が利用者によって携帯されている。また、利用者
によって携帯されない外部センサ手段８６（１〜Ｍ）に
ついては、外部センサ信号送信手段８７を通じて有線ま
たは無線により利用者によって携帯される情報処理装置
８１における外部センサ信号受信手段８８へと外部セン
サ信号情報が伝送され、状況判定手段８５への入力とな
る。なお、センサの実装に関しては、携帯型のみ、外部
のみ、携帯型と外部の併用のいずれであっても良い。

【００５０】ここで、利用者が装着していない外部セン
サ手段８６からのデータ取得を行うことによっては、取
得に伴う消費電力を考えなくても良くなる場合があり、
その分の消費電力低減効果を、データ通信の電力と引き
換えに得ることができる。例えば、駅の構内のような場
所において、混雑度を画像や音声により計測するセンサ
が、商用電源によって駆動されており、その結果が近傍
に無線にて流されているようなケースでは、この無線を
受信した情報処理装置８１では、このような場所に近付
いた際に、衝突等の危険を防止するためにディスプレイ
の輝度を落としつつ、ディスプレイの書き換え頻度を下
げて低消費電力化を図るといったことができる。

【００５１】また、利用者によってセンサ手段８２なら
びに情報処理装置８１が携帯されている場合であって
も、重量やサイズの関係から鞄の中等の限られた場所に
該情報処理装置８１を設置するしかないような場合に
は、センサ信号送受信手段８３を用いてセンサ手段８２
と情報処理装置８１とを分離することにより（図中の点
線で示す、以下の図面において同様）、より効果的に利
用者の状況を検出できる位置へのセンサ手段８２の設営
が可能となり、センサ情報を用いた消費電力低減の効果
を高めることができる。

【００５２】本実施形態においては、外部センサ手段８
６を利用者が装着しておらず、またセンサ手段８２が利
用者の携帯する情報処理装置８１と直接有線にて結合さ
れていないような場合であっても、これらのセンサ情報
を活用して該情報処理装置８１の低消費電力化が行なえ
るようになる。

【００５３】また、利用者が携帯しない外部センサ手段
については、その電力を商用電源等の固定の電源より供
給することで、利用者が携帯する情報処理装置での電力
消費を行わないで、利用者ならびに利用者の周囲の状況
をセンスすることで低消費電力化を達成し、結果的には
該情報処理装置８１のバッテリ等での連続使用時間を延
長することができるようになる。

【００５４】さらには、センサ手段８２と情報処理装置
８１の両方を利用者が携帯している場合であっても、設
置上の問題から情報処理装置８１の携帯場所に制限があ
るような場合には、センサ手段８２との間で信号を送受
信することで、センサ手段設置位置の自由度が上がり、
状況推定の精度が上昇することから電力低減の効果を高
めることができる。

【００５５】図９は、本発明の第３の実施形態に係る低
消費電力携帯型情報処理装置９１及びそのシステムにお
ける、暗号認証の手法によるセンサ情報正当性検証の仕
組みを示したものである。

【００５６】ここで、利用者によって携帯されていない
外部センサ手段９２からの信号については、とりわけ無
線にて接続されているような場合、該センサ信号に対し
作為的に雑音を混入させるといった行為によって誤った
センサ情報が送り込まれてしまう危険性がある。そこ
で、外部センサ手段９２にて得られた情報に対し、いわ
ゆるハッシュ関数等の手法を用いた特徴量計算を行う。
すなわち、得られた特徴量からは、元になった外部セン
サ手段９２からの情報を再現することが極めて困難であ
り、あるいは同じ特徴量を有する偽のセンサ情報を生成
することが極めて困難となるように、第１の特徴量計算
手段９３により特徴量の計算を行い、更にこれを暗号化
手段９４により暗号化して外部センサ信号送信手段９５
を介して伝送する。そして、利用者によって携帯される
情報処理装置９１の側では、外部センサ信号受信手段９
６を介してこの暗号化された特徴量信号を受信し、復号
化手段９７において復号すると同時に、外部センサ手段
９２側における第１の特徴量計算手段９３と同じ手法を
用いる第２の特徴量計算手段９８において、受信したセ
ンサ信号について特徴量の計算を行い、これらを照合す
る。もしも受信されたセンサ信号が雑音等の影響により
変化していたり、第三者により改竄されていたような場
合にはこの照合が不一致となり、このような事態の発生
を検知することができる。また、もしも照合が一致して
いれば、得られたセンサ信号は当該外部センサ手段９２
において生成されたことが確実となり、状況判定手段９
９０以降における処理に供することができるようにな
る。

【００５７】また、図９における暗号化手段９４と復号
化手段９７については、外部センサ手段９２側と、利用
者との間で共通の秘密鍵を用いることもできるが、外部
センサ手段９２側が、いわゆる公共のインフラとしての
性格を有する場合には、公開鍵暗号の手法により、外部
センサ手段９２側において対となる秘密鍵と公開鍵とを
準備した上で、公開鍵のみを広く利用者に公開し、図９
における暗号化手段９４における暗号化鍵として秘密鍵
を、また利用者側の情報処理装置９１における復号化手
段における復号鍵として公開鍵を用いることで、誰でも
簡単に受信したセンサ情報が正当な送り主からのもので
あることを確認することができるようになる。

【００５８】また、携帯型センサ手段９９１がセンサ信
号送信手段９９２及びセンサ信号受信手段９９３を介し
て無線にて情報処理装置９１と結合されているような場
合についても、同様な認証の仕組みを導入し、利用者の
中だけで閉じた暗号鍵体系を用いることで、他者による
無線妨害等でのセンサ信号改竄の危険を低減させると同
時に、得られたセンサ信号情報が雑音によって劣化して
いないことを確認でき、極めて信頼性の高いシステムを
構築することができる。

【００５９】図１０は、本発明の第４の実施形態に係る
低消費電力携帯型情報処理装置１０１及びそのシステム
における、センサ情報利用資格認証の仕組みを示したも
のである。

【００６０】図１０における外部センサ手段にて取得さ
れた情報は、認識情報記憶手段１０３に記憶された該外
部センサ情報を利用する場合の条件等からなる認証情報
とともに暗号化手段１０４においてその全部または一部
が暗号化され、外部センサ信号送信手段１０５にて送信
される。この送信信号を、利用者によって携帯される情
報処理装置１０１に設置された外部センサ信号受信手段
１０６が受信し、該情報処理装置１０１に利用者認識情
報記憶手段１０７に記憶されたライセンス情報等の利用
者認証情報をもとに、資格認証手段１０８において受信
されたセンサ信号を利用する資格が該利用者に与えられ
ているかどうかを調べる。そして、有資格であることが
認証された場合には、外部センサ信号復号手段１０９に
よって、送られてきた外部センサ信号を復号し、これを
状況判定手段１０００の入力とすることで電力制御が行
われる。ここで、利用者認証情報記憶手段１０７につい
ては、該情報処理装置１０１を利用者が操作する際にパ
スワード入力や指紋、声紋等による照合を求める等して
個人認証を行った上で、ライセンス情報を用いて資格認
証を行うことを許可する構成とすることもできる。ま
た、全てのセンサ信号を暗号化すると、受信側での復号
に時間がかかったり、そのための処理に大きな電力が消
費されたりするような場合には、例えば外部センサ手段
１０２からの信号のうち、一部のみを暗号化すること
で、処理の効率化を図ることもできる。

【００６１】本実施形態は、外部センサ手段１０２によ
る情報取得を１つのサービスとして捉え、料金を支払っ
ている特定の利用者にのみ公開するような場合に有効な
解決策を与えている。すなわち、ライセンス情報を有し
ない利用者は、外部センサ信号受信手段１０６において
受信されるセンサ信号が暗号化されているために、その
ままでは利用できない。ただし、この場合にはセンサ情
報全体を復号して調べるよりは、かなり短い時間かつ少
ない処理量にて実行可能な手段として資格認証の手法を
用いていることから、利用者が無意識のうちにライセン
スを持たない外部センサ手段からの暗号化されたセンサ
信号を受信してしまった場合においても、情報処理装置
１０１における、電力や処理量に対する負担を最小限度
に抑えることができる。

【００６２】図１１は、本発明の第５の実施形態に係る
低消費電力携帯型情報処理装置１１１及びそのシステム
において、演算処理を行う計算機資源を、電力制御に関
わる部分と、それ以外の処理とに分割した場合の構成例
を示したものである。

【００６３】ここでは、各部分の制御や、様々な処理を
行うための演算処理手段を、該情報処理装置１１１にお
ける情報サービスを提供している部分を担当する第１の
演算処理手段１１２と、センサ手段１１３からの入力信
号の管理や、認識、更には電力制御にかかる状況判定
や、各電力制御対象１１７への指令を発する電力制御手
段１１５等の、電力制御に係る部分を担当する第２の演
算処理手段１１６とに分割している。

【００６４】ここで、一般的に演算処理手段は、中央情
報処理装置（ＣＰＵ）と呼ばれる半導体集積回路部品、
１次記憶メモリ、２次記憶メモリ、入出力制御装置とい
った、コンピュータを構成している各要素から構成され
る。また、情報サービスを提供している第１の演算処理
手段１１２では、利用者に対し多様なサービスを提供す
ることから、汎用性の高いＣＰＵ構成とすることが多
く、ある特定の処理のみを恒常的に行わせる場合には、
消費電力的にはあまり効率が良く無い。すなわち、第１
の演算処理手段１１２については、例えば利用者による
情報検索の要求や、辞書参照を行いながらの文書作成、
携帯型カメラからの映像を録画しながらの音声による説
明の入力といった、様々な処理を行う必要があることか
ら、一般的にこれらのうち最も高い処理能力を要求する
ものに合わせたハードウエア実装となっていることが多
い。このため、実装としては最高性能を重視した設計と
なることが多く、消費電力を第一に考えるような構成は
広く受け入れられるには至っていない。また、ＣＰＵや
周辺のデータバス等に接続される回路においては、非常
に高い周波数の信号を扱っているために、あまり急激に
は動作速度を変化させることはできず、演算速度をダイ
ナミックに変化させることで消費電力が十分小さくなる
ように制御を行うことは困難である。さらには、汎用で
あるがゆえに、大きな容量の半導体メモリ等、定常的に
かなりの電力を消費するような回路が使用されているこ
とが多く、センサ信号処理だけのために使用したのでは
無駄が大きい。

【００６５】そこで、センサ信号処理を初めとする消費
電力制御関係の処理を、ユーザに対する情報サービスを
行う演算処理手段とは別の演算処理手段において独立し
て処理することにより、トータルでは消費電力を低減さ
せることができる。すなわち、常時動作していなければ
ならないメモリ等の容量も必要最小限度で済む。また、
処理速度という観点から見ると、例えば加速度センサか
らの利用者の運動情報を知るには、人間の運動における
時定数が概ね最大でも１００Ｈｚ程度であることから、
これよりも遥かに高い周波数にて処理を行う必要はな
く、最近では５００ＭＨｚを超えているようなクロック
周波数を有する高速処理向け汎用マイクロプロセッサを
使用する必要性が無い。また、各センサ手段が間欠的に
信号を発しており、定期的にこれを処理する演算処理手
段を起動しているような状況においても、汎用であるが
ゆえに多くの回路部品が接続されており、再起動時の消
費電力が大きい第１の演算処理手段１１２を起動するよ
りも、専用であるがゆえにセンサ信号処理に特化した低
消費電力設計ができる小型の第２の演算処理手段１１６
を起動した方が、消費電力を低く抑えることができる。

【００６６】例えば、高速処理を必要とする第１の演算
処理手段１１２をクロック周波数３００ＭＨｚ程度の汎
用マイクロプロセッサにて構成した場合、その消費電力
はメモリや画像表示回路等の周辺回路を含めると１０な
いし２０ワット程度にも達するが、加速度センサからの
信号処理に必要な小形のマイクロプロセッサでは、せい
ぜい最大でも０．５ワット程度の電力しか消費しない。
従って、もしも第１の演算処理手段１１２における、汎
用かつ高速なマイクロプロセッサのみを用いてセンサ信
号処理ならびに消費電力制御を行おうとすると、たとえ
センサによる状況判定の結果、マイクロプロセッサを停
止させても良い状況になったとしても、消費電力制御の
継続のために、一般的には２ないし３ワット程度の定常
的に電力消費が必要となってしまう。

【００６７】これに対し、第２の演算処理手段１１６を
用いてセンサ信号処理ならびに消費電力制御を行う構成
とした場合、たとえ定常的にマイクロプロセッサが動作
したとしても、高々１ワット未満程度の消費電力に留ま
ることから、本実施形態による構成とすることで、大き
な消費電力低減を達成することができるようになる。

【００６８】更には、シリコンミュージックと呼ばれる
ハードディスクやメモリ等に記憶されたデジタル情報を
クオリティの高い音声として再生する仕組みでは、音楽
の再生という定常的な処理が演算処理手段に委ねられる
こととなる。しかしながら、それほど高い処理能力が要
求されるものではないことから、やはり第１の演算処理
手段１１２のみで処理するよりも、消費電力制御に使用
される第２の演算処理手段１１６にて処理を行うか、あ
るいは独立に第３の演算処理手段（図示せず）にて処理
を行った方が、消費電力を低減できる可能性が高い。そ
こで、こういった用途に供される可能性がある情報処理
装置については、これを構成する演算処理手段が分割さ
れていることが望ましい。

【００６９】図１２は、本発明の第５の実施形態に係る
低消費電力携帯型情報処理装置及びそのシステムの適用
例に関する構成図である。ここでは、利用者によって携
帯される機器として、演算能力は高いものの、重量やサ
イズ等の点で常時手に持ったり、体の一部に装着してお
くことが難しい演算処理装置１２２に対して、センサ情
報処理や、画像、音声等の入出力処理等に専念すること
で、利用者の腰やポケット等に入れて常時装着している
ことのできる重量ならびにサイズとなっている演算処理
装置１２１が、無線データ通信部１２３，１２４を介し
て接続されている。これらの演算処理装置１２１，１２
２については、それぞれ別個のバッテリーにて駆動され
ており、演算処理装置１２２を停止させた状態において
も、演算処理装置１２１単独である程度の情報処理、例
えば脱着可能記憶メディア１２５に記録された音楽デー
タをステレオ再生するといったことが可能となってい
る。また、演算処理装置１２１に対しては、利用者の頭
部に装着することで、映像の入出力を行うデジタルイメ
ージセンサ１２６及びフェイスマウントディスプレイ１
２０１、音声の入出力を行う音声認識用マイクロフォン
１２７及びステレオヘッドフォン１２８、による運動状
況のセンスを行う加速度センサ１２９等を備えたヘッド
セットが有線にて接続されており、演算処理装置１２１
に対して、センサ情報を伝送するようになっている。

【００７０】この構成では、例えば、演算処理装置１２
１に利用者の状況を調べる状況判定手段（図示せず）を
実装し、その結果にてフェイスマウントディスプレイ１
２０１の表示書き換え頻度を変更することで演算処理装
置１２１における低消費電力化が達成できる。また、演
算処理装置１２１の処理能力を超えるような処理への要
求が発生した場合に、演算処理装置１２２に対して処理
要求ならびに状況判定結果を送付することで、演算処理
装置１２２においても利用者の状況に応じた電力制御を
行いつつ、要求された処理を実行するといったことが可
能となる。

【００７１】例えば、ヘッドセットに取り付けられたデ
ジタルイメージセンサ１２６にて、特徴のある画像のみ
を記録することで、利用者の行動記録を効率的にとるよ
うな場合においては、加速度センサ１２９にて頭部の動
きをセンスし、動きがあった場合にのみデジタルイメー
ジセンサ１２６の画像を演算処理装置１２１に取り込む
ことで、無駄な画像の取り込みを防ぐことができる。そ
して、演算処理装置１２１にて簡単な画像処理を行い、
前にとった何枚かの画像との類似度を計算した結果、類
似度が高くない、すなわち別の特徴をもった画像である
ことが判明した場合に限り、無線によって演算情報処理
装置１２２にデータを送付することで、全ての画像を演
算情報処理装置１２２にて処理する場合に比べ、消費電
力の低減を図ることができる。この場合、演算処理装置
１２１からの情報処理要求が一定時間途絶えた場合に
は、演算処理装置１２２のみを停止させるといった制御
によって更なる消費電力の低減を図ることができるよう
になる。

【００７２】本実施形態によれば、利用者ならびに利用
者の周囲の状況を、ある程度常時センスしている必要の
ある電力制御に関わる部分と、利用者の要求によって始
めて情報処理が行われる部分を、それぞれに特化した計
算機資源において実現することができる。

【００７３】また、一般的には電力制御に関わる部分で
は、定常的にあまり変化しない演算処理を要求されるの
に対し、利用者に対するサービスを提供する部分では、
動作させるアプリケーションプログラムや、利用者の要
求の仕方によって、演算処理量が動的に大きく変化する
ため、これらを１つの計算機資源において実現するより
も、適材適所にて資源を分割することで、より低い消費
電力を達成することができる。

【００７４】図１３は、本発明の第６の実施形態に係る
低消費電力携帯型情報処理装置及びそのシステムにおい
て、利用者によって携帯される第１の情報処理装置１３
１とは別個に、１つ以上の情報処理装置１３２を設け、
これらの間で情報通信を行いつつ処理の分担を行う場合
の構成例を示したものである。

【００７５】図１３における、第１の携帯型情報処理装
置１３１では、利用者によって携帯されるセンサ手段１
３３ならびに状況判定手段１３４を備えており、判定結
果に基づいて電力制御を行う構成となっている。さらに
は、第１の携帯型情報処理装置１３１には、個々の情報
処理に伴う消費電力量ならびに処理速度、所要メモリ容
量等の資源消費量に関する情報があらかじめ記載された
処理能力／消費電力量記憶手段１３５が併せて備えられ
ており、ある処理を行う際に、どの程度の演算負荷や電
力消費が発生するのかを前もって知ることができるよう
になっている。

【００７６】ここで、第１の携帯型情報処理装置１３１
とは別個の第２の情報処理装置１３２が、第１のデータ
通信手段１３６及び第２のデータ通信手段１３７を経由
して通信可能な状態となった時、第２の情報処理装置１
３２からは、該第２の情報処理装置１３２に固有の処理
能力／消費電力量記憶手段１３８の情報を第１の携帯型
情報処理装置１３１へと送付する。そして、第１の携帯
型情報処理装置１３１の処理実行制御手段１３９では、
どちらの情報処理装置にて処理を行った方が有利である
のかを、処理時間、消費電力、通信コスト等を考慮に入
れた上で判断し、それぞれの演算処理実行手段１３０
１，１３０２（第１の携帯型情報処理装置１３１におい
ては、電力制御対象１〜Ｋ）のいずれにて処理するのか
を決定する。最後に、その結果に基づいて、必要なデー
タがデータ通信路１３０３を介して伝送され、それぞれ
の有する処理実行制御手段１３９，１３０４により情報
処理がなされる。

【００７７】また、第２の情報処理装置１３２が商用電
源等のバッテリー持続時間を考慮する必要がないような
電源に接続されているような場合においては、第２の情
報装置１３２において情報処理を行うことで第１の携帯
型情報処理装置１３１では第１のデータ通信手段１３６
を介したデータ通信に掛かる消費電力のみにて結果を受
け取ることができるようになる。この結果、第１の携帯
型情報処理装置１３１が単独にて情報処理を行う場合よ
りも、利用者が携帯している情報処理装置全体での消費
電力が低減され、電源供給を受けないで連続的に使用で
きる時間が延長される。

【００７８】なお、図１３においては、データ通信路１
３０３に関し、暗号認証の手法によって第１の携帯型情
報処理装置１３１と、第２の情報処理装置１３２との間
で正当性の認証を行い、第２の情報処理装置１３２から
の演算結果がデータ通信路１３０３上で改竄を受けてい
ないかや、第１の携帯情報処理装置１３１側に第２の情
報処理装置１３２の計算機資源を利用する資格があるか
等を調べることができる。そして、第２の情報処理装置
１３２の利用におけるセキュリティ確保や、課金制御と
いった仕組みを実現することもできる。

【００７９】本実施形態では、例えば第２の情報処理装
置１３２が商用電源によって運転されており、第１の携
帯型情報処理装置１３１におけるバッテリ寿命の問題を
考慮しなくとも良いような場合においては、第１の携帯
型情報処理装置１３１における処理を第２の情報処理装
置１３２が肩代わりすることによって、利用者側におけ
る情報処理装置の可用性を大幅に向上させることができ
る。また、センサ手段１３３による状況判定手段１３４
を備えていることで、利用者が自発的に運動しており、
近距離無線によって確立されているデータ通信路１３０
３が不安定であること等を検出できるような構成とでき
ることから、単に外部に置かれた情報処理装置と通信
し、処理を分担するような構成に比べて、格段に信頼性
の高いシステムを実現することができるようになる。

【００８０】図１４は、本発明の第７の実施形態に係る
低消費電力携帯型情報処理装置１４１及びそのシステム
において、利用者に情報を提示する経路が複数個存在し
ている場合の構成例を示したものである。

【００８１】ここでは、電力制御対象となる機器とし
て、利用者に対し情報の提示を行う、異なる手法による
情報提示手段１４２が複数個接続されており、これらの
情報提示手段１４２の１つまたはいずれかを通じて利用
者に対し同一の内容を有する情報を提示することができ
るように構成されている。例えば、ある文書メッセージ
を利用者に提示する場合では、情報提示の方法として
は、音声によるメッセージの読み上げ、低解像度のモノ
クロ文字ディスプレイへの表示、高解像度のカラーディ
スプレイへの表示、といった手法が考えられる。

【００８２】こういった状況において、センサ手段１４
３により利用者ならびに利用者の周囲の状況が推定され
れば、例えば利用者が歩行中であることを図４に示した
加速度センサが感知することで、カラーディスプレイよ
りは消費電力の低いが、視認度の高いモノクロ文字ディ
スプレイに表示したり、周囲の騒音を計測した結果利用
者に音声で伝えることが可能と推定される場合には、よ
り電力の小さな音声による情報提示を選択したりするこ
とで、状況に応じた低消費電力動作が達成される。

【００８３】例えば、画像ならびに音声を用いた鉄道等
の事故情報を携帯端末にて受信しつつ、６４０ドット×
４８０ドットのＶＧＡサイズのＴＦＴ液晶型カラーディ
スプレイにて表示する場合には、表示部分だけでも典型
的には３ワットないし５ワット程度の電力を消費する
が、音声のみにて出力すれば、イヤホーン等の効率の良
いデバイスを使用することで、１０ミリワット程度位に
は低減することができる。この時、例えば周囲の騒音を
音響センサで計測し、音声によって情報提示する際の音
量を調節することで、利用者の状況に応じた低消費電力
化を、機能を損なうことなく達成することができる。

【００８４】また、この他の応用としては、電力制御手
段１４４において、情報処理装置１４１の電池残量が一
定以下となると、消費電力の大きな高解像度カラーディ
スプレイの使用を停止し、緊急性のある通報のみを音声
またはモノクロ文字ディスプレイで提示するといった制
御も行なえることから、事故等の非常時に際しても可用
性が確保されるようなシステムを構築することができる
ようになる。

【００８５】次に、本発明の第８の実施形態について説
明する。

【００８６】個人情報を記録する、いわゆるＰＩＭ端末
では、会議や交通機関による移動等のスケジュールを記
載し、正確な時計と連動させることで個人のスケジュー
ル管理を行なえることが特徴である。ここで、利用者個
人のスケジュールは、利用者の行動に関する状況を推定
する上での有力な情報源と成り得る。

【００８７】図１５は、個人スケジュール表と、携帯型
情報処理装置とを連動させることで、電力消費量の計画
を作成する本実施形態において用いられるスケジュール
表と状況予測表を示しており、利用者のスケジュールか
ら電力事情を推定することで、電力制御を行っている。
すなわち、図１５の例では、左側に記されているスケジ
ュール表に利用者が、あらかじめ定められたある一定の
ルールに従って、記入を行う。そして、その結果から例
えば→という記号が記されている場所は移動を意味して
おり、「出勤」「帰宅」「社内会議」「社外会議」とい
ったキーワードは、それぞれが意味するコンテキストに
対応づけられているといった一定のルールに従って右側
に記されている状況予測表が作成される。つまり、移動
中であって歩行等により不安定な情報処理装置使用状況
になる可能性が高い時間帯、固定した電源に接続される
チャンスが少なく、電池駆動を強いられる可能性が高い
時間帯、更には業務時間帯にあり、該情報処理装置が業
務の為に使用される可能性がある時間帯といった利用者
ならびに該情報処理装置をとりまく状況の予測値を得る
ことができる。そこで、移動中とされた時間帯では、加
速度センサによる利用者の運動状況監視を強化するとい
った制御を行うことで、状況推定を補助することができ
るようになる。あるいは、業務利用可能性のある時間が
多く残っている時間帯に、電池使用の可能性が高いＡの
ような時間帯が残っていることが分かれば、利用者に対
しメッセージを送付して、電池の充電や、予備電池の準
備を促すといった事前措置を要求するようなこともでき
るようになる。

【００８８】この他、正確な時刻が分かれば、一般的な
常識を用いて利用者の状況推定を強化することもでき
る。例えば、平日の午後２時近辺は、通常勤務中である
といった、いわゆる暗黙のスケジュール表といったもの
を仮定できることから、そういった時間帯においては、
業務関連のメッセージ以外は処理しないといった制御を
行うことも可能となる。

【００８９】本実施形態では、スケジュール表への入力
といった、日常的な操作ならびに、技術的にはほとんど
問題の無い正確な時刻の取得という操作を通じて、利用
者が現在置かれている状況に加え、未来における状況を
もある程度推定できるようになることを利用して、携帯
型情報処理装置の電源制御を行っていくことで、こうい
った知識が全くなかった場合に比べて格段に装置の使用
可能時間を延長することができるようになる。

【００９０】本発明における第９の実施形態では、上記
した第１〜第８の発明における情報処理装置を構成する
演算処理手段等に対し、非同期回路の原理において動作
するデバイスを使用する。ここで、非同期回路とは、ク
ロック信号のような同期信号を供給することによって動
作するのではなく、データの入力によって自律的に処理
が進行するような回路形式であり、データを処理してい
ない時には、殆ど電力を消費しなくなるという特性があ
る。また、クロック信号を使用していないことから、従
来の高速な同期回路における数１００ＭＨｚ〜数ＧＨｚ
といった周波数での正確なクロック信号を発生させる回
路といった、電源投入から安定して動作するまでに一定
の時間を要するようなデバイスが必要無く、必要な処理
が終われればただちに電力消費を停止し、データの入力
に同期して電力供給が開始されるといった構成をとるこ
とができる。

【００９１】ここで、センサ入力による利用者あるいは
利用者の周囲状況のセンシングでは、データが更新され
る時定数は人間の動作が有する時定数に準じている場合
が多く、現在の高性能マイクロプロセッサ等で実現され
る、ナノ秒周期オーダーでの処理が必要とされない場合
が多い。この場合、常時クロック信号を供給し続けなけ
ればならない同期回路に対し、非同期回路では人間系に
おける、ほとんど任意の時定数に対してデータ到着をま
って演算を開始し、その際にのみ電力が消費されるとい
った構成が可能になることから、同期回路を用いる場合
に比べて格段の消費電力低減を図ることができるように
なる。例えば、現在知られている非同期型マイクロプロ
セッサでは、待機時の消費電力は約１マイクロワットで
あり、同期型の汎用マイクロプロセッサを停止させた場
合の消費電力が数１００ミリワットであるのに比べて相
当小さい。このため、例えばマイクロプロセッサが停止
している時間の割合が大きくなればなるほど、この差が
全体の消費電力に大きく響いてくる。また、非同期型マ
イクロプロセッサには、そもそもクロック信号が存在し
ておらず、投入された命令に応じて動作することから、
急激な処理量の増減に対しても追随性が高い。このた
め、同期型プロセッサにおいて必要であるような処理量
に対するクロック周波数の増減といった制御は必要無
く、間欠的に動作する際の消費電力低減効果が大きい。

【００９２】図１６は、本発明の第１０の実施形態に係
る低消費電力携帯型情報処理装置及びシステムの構成例
を示したものである。本実施形態では、図８に示した本
発明の第２の実施形態に係る携帯型情報処理装置１６１
に対し、これとは別個である第２の情報処理装置１６２
を加えると共に、両者の間で情報通信を行う第１のデー
タ通信手段１６３及び第２のデータ通信手段１６４をそ
れぞれ第１の携帯型情報処理装置１６１並びに第２の情
報処理装置１６２に備えている。さらには、第１の携帯
型情報処理装置１６１には、個々の情報処理に伴う消費
電力量ならびに処理速度、所要メモリ容量等の資源消費
量に関する情報があらかじめ記載された処理能力／消費
電力量記憶手段１６５が併せて備えられており、ある処
理を行う際に、どの程度の演算負荷や電力消費が発生す
るのかを前もって知ることができるようになっている。
また、第１の携帯型情報処理装置１６１は、装置を構成
している各部分における演算処理等の処理の実行を制御
する処理実行制御手段１６６を備えている。

【００９３】ここで、第１の携帯型情報処理装置１６１
とは別個の第２の情報処理装置１６２が、第１のデータ
通信手段１６３及び第２のデータ通信手段１６４を経由
して通信可能な状態となった時、第２の情報処理装置１
６２からは、該第２の情報処理装置１６２に固有の処理
能力／消費電力量記憶手段１６７の情報を第１の携帯型
情報処理装置１６１へと送付する。この結果、第１の携
帯型情報処理装置１６１の処理実行制御手段１６５で
は、どちらの情報処理装置にて処理を行った方が有利で
あるのかを、処理時間、消費電力、通信コスト等を考慮
に入れた上で判断し、それぞれの演算処理実行手段１６
８，１６９（第１の携帯型情報処理装置においては、電
力制御対象１〜Ｋ）のいずれにて処理するのかを決定す
る。その結果に基づいて、必要なデータがデータ通信路
１６０１を介して伝送され、それぞれの有する処理実行
制御手段１６６，１６０２により情報処理の開始が指示
される。

【００９４】例えば、もしも第２の情報処理装置１６２
が商用電源に接続されているような場合においては、第
２の情報処理装置１６２において一部の情報処理を行う
ことで第１の携帯型情報処理装置１６１では第１のデー
タ通信手段１６３を介したデータ通信に掛かる消費電力
のみにて結果を受け取ることができるようになる。この
結果、第１の携帯型情報処理装置１６１が単独にて情報
処理を行う場合よりも、消費電力が低減される。

【００９５】また、図１３に示した本発明の第６の実施
形態に関わる構成として、センサ手段１６０３をセンサ
信号送信手段１６０４及びセンサ信号受信手段１６０５
を用いて他の部分とは分離することができるようになっ
ていることから、利用者に装着されるセンサ手段１６０
３については、装着する部位により得られる情報の精度
や意味が異なるような場合においても対応できるように
なっている他、利用者の外部に設置された外部センサ手
段１６０６からの信号をも用いることで、より広範囲な
利用者ならびに利用者の周囲の状況に関する情報を得ら
れることから、低消費電力制御にかかる状況判定手段１
６０９の動作を強化し、電力低減の効果を更に高めるこ
とができる。

【００９６】なお、図１６においては、データ通信路１
６０１に関し、暗号認証の手法によって第１の携帯型情
報処理装置１６１と、第２の情報処理装置１６２との間
で正当性の認証を行い、第２の情報処理装置１６２から
の演算結果がデータ通信路１６０１上で改竄を受けてい
ないかや、第１の携帯情報処理装置１６１側に第２の情
報処理装置１６２の計算機資源を利用する資格があるか
等を調べることで、第２の情報処理装置１６２の利用に
おけるセキュリティ確保や、課金制御といった仕組みを
実現することもできる。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
利用者に装着されたセンサ手段、あるいは、利用者の周
囲に設置された外部センサ手段からの信号を用いて該情
報処理装置の動作状況を的確に制御し、外部からの電力
供給を受けることなしでの長時間の動作を確保すること
により、利用者が必要とするサービスを長時間にわたり
継続的に提供することが可能な情報処理装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術による携帯型情報処理端末の構成
例。

【図２】従来技術による電力消費制御のフローチャー
ト。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る携帯型情報処
理装置の構成例。

【図４】センサ手段としての装着型３軸加速度センサ
の例。

【図５】センサ手段としての超音波障害物検知センサ
の例。

【図６】装着型加速度センサを用いた本発明の第１の
実施形態を示すに係る携帯型情報処理装置の構成例。

【図７】第１の実施形態における装置の動作を示すフ
ローチャート。

【図８】本発明の第２の実施形態に係る携帯型情報処
理装置およびそのシステムの構成例。

【図９】本発明の第３の実施形態に係る携帯型情報処
理装置およびそのシステムの構成例。

【図１０】本発明の第４の実施形態に係る携帯型情報
処理装置およびそのシステムの構成例。

【図１１】本発明の第５の実施形態に係る携帯型情報
処理装置およびそのシステムの構成例。

【図１２】本発明の第５の実施形態に係る携帯型情報
処理装置およびそのシステムの適用例。

【図１３】本発明の第６の実施形態に係る携帯型情報
処理装置およびそのシステムの構成例。

【図１４】本発明の第７の実施形態に係る携帯型情報
処理装置およびそのシステムの構成例。

【図１５】本発明の第９の実施形態におけるスケジュ
ール表ならびに状況予測表の構成例。

【図１６】本発明の第１０の実施形態に係る携帯型情
報処理装置およびそのシステムの構成例。

【符号の説明】

１１,３１,６１,８１,９１，１０１，１１１，１３１，
１３２,１４１，１６１，１６２情報処理装置３２，８２，９９１，１１３，１３３，１４３，１６０
３センサ手段８３，９９２，１６０４センサ信号送信手段８４，９９３，１６０５センサ信号受信手段３３，８５，９９０，１０００，１１４，１３４，１６
０４状況判断手段３５，１１５，１４４電力制御手段３６，１１７電力制御対象８６，９２，１０２，１６０６外部センサ手段８７，９５，１０５，１６０７外部センサ信号送信手
段８８，９６，１０６，１６０８外部センサ信号受信手
段９３，９８特徴量計算手段９４，１０４暗号化手段９７復号化手段１０３認証情報記憶手段１３６，１３７，１６３，１６４データ通信手段１３０３，１６０１データ通信路１３９，１６６処理実行制御手段１３０１，１３０２，１６８，１６９演算処理実行手
段１４２情報提示手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一つの情報処理手段を備え、該
情報処理手段を用いて情報の処理を行う情報処理装置で
あって、当該情報処理装置を使用する利用者の状況あるいは該利
用者の周囲の状況を物理量として検出する少なくとも１
つのセンサ手段と、このセンサ手段の出力信号を処理し、当該情報処理装置
を使用する利用者の状況あるいは該利用者の周囲の状況
があらかじめ設定された状況のいずれに該当するかを判
定する状況判定手段と、この状況判定手段による判定結果に基づいて、前記情報
処理手段の消費電力を制御する電力制御手段とを具備し
たことを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】前記センサ手段は当該情報処理装置から独
立して設けられ、該センサ手段の出力信号を送信するた
めのセンサ信号送信手段と、前記出力信号を受信するた
めのセンサ信号受信手段を備えたことを特徴とする請求
項１記載の情報処理装置。
【請求項３】前記センサ手段は、当該情報処理装置を使
用する利用者の運動状況を物理量として検出するセンサ
であることを特徴とする請求項１または２のいずれか一
項に記載の情報処理装置。
【請求項４】前記電力制御手段の指示による処理を行う
第１の演算処理手段と、その他の処理を行う第２の演算
処理手段とを独立に備えたことを特徴とする請求項１ま
たは２のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項５】前記情報処理手段は、利用者に対し同一内
容の情報を提示可能な複数の情報提示手段を含み、前記
電力制御手段は、該情報提示手段のいずれを使用するか
を選択的に制御することを特徴とする請求項１または２
のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項６】利用者個人のスケジュールを記憶する記憶
手段と、日時を取得する計時手段とを備え、前記電力制
御手段は、前記スケジュール及び前記日時の情報に基づ
いて前記情報処理手段の消費電力を制御することを特徴
とする請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の
情報処理装置。
【請求項７】他の情報処理装置と接続可能な情報通信手
段と、当該情報処理装置と前記他の情報処理装置のいず
れかを用いて情報の処理を行うかを決定する処理実行制
御手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至６のい
ずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項８】当該情報処理装置を構成する回路の少なく
とも一部が非同期回路にて構成されていることを特徴と
する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の情報処理装
置。
【請求項９】少なくとも一つの情報処理手段を備え、該
情報処理手段を用いて情報の処理を行う情報処理装置で
あって、当該情報処理装置の外部から、当該情報処理装置を使用
する利用者の状況あるいは該利用者の周囲の状況を物理
量として検出した外部センサ信号を受信するための外部
センサ信号受信手段と、この外部信号受信手段により受信した信号を処理し、当
該情報処理装置を使用する利用者の状況あるいは該利用
者の周囲の状況があらかじめ設定された状況のいずれに
該当するかを判定する状況判定手段と、この状況判定手段による判定結果に基づいて、前記情報
処理手段の消費電力を制御する電力制御手段とを具備し
たことを特徴とする情報処理装置。
【請求項１０】当該情報処理装置を使用する利用者の状
況あるいは該利用者の周囲の状況を物理量として検出す
る少なくとも１つのセンサ手段を備え、前記状況判定手段は、このセンサ手段の出力信号を処理
し、当該情報処理装置を使用する利用者の状況あるいは
該利用者の周囲の状況があらかじめ設定された状況のい
ずれに該当するかを判定するものであることを特徴とす
る請求項９記載の情報処理装置。
【請求項１１】前記センサ手段は当該情報処理装置から
独立して設けられ、該センサ手段の出力信号を送信する
ためのセンサ信号送信手段と、前記出力信号を受信する
ためのセンサ信号受信手段を備えたことを特徴とする請
求項１０記載の情報処理装置。
【請求項１２】前記外部センサ信号は、該信号に基づく
第１の特徴量を暗号化した暗号化信号を含み、前記暗号化信号から前記第１の特徴量を復号する復号手
段と、前記外部センサ信号に基づいて、第２の特徴量を算出す
る第２の特徴量計算手段と、前記復号手段により復号された前記第１の特徴量と前記
第２の特徴量とを比較することにより受信された前記外
部センサ信号を検証する外部センサ信号認証手段とを備
えたことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項
に記載の情報処理装置。
【請求項１３】前記外部センサ信号は、該外部センサ信
号に関する認証情報を含み、前記認証情報とあらかじめ設定された認証情報とを照合
することによって、利用者が前記外部センサ信号を受信
する資格を有するか否かを判断する資格認証手段を備え
たことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に
記載の情報処理装置。
【請求項１４】前記電力制御手段の指示による処理を行
う第１の演算処理手段と、その他の処理を行う第２の演
算処理手段とを独立に備えたことを特徴とする請求項９
乃至１１のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１５】前記情報制御手段は、利用者に対し同一
内容の情報を提示可能な複数の情報提示手段を含み、前
記電力制御手段は、該情報提示手段のいずれを使用する
かを選択的に制御することを特徴とする請求項９乃至１
１のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１６】利用者個人のスケジュールを記憶する記
憶手段と、日時を取得する計時手段とを備え、前記電力
制御手段は、前記スケジュール及び前記日時の情報に基
づいて前記情報処理手段の消費電力を制御することを特
徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の情報
処理装置。
【請求項１７】他の情報処理装置と接続可能な情報通信
手段と、当該情報処理装置と前記他の情報処理装置のい
ずれを用いて情報の処理を行うかを決定する処理実行制
御手段とを備えたことを特徴とする請求項９乃至１６の
いずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１８】前記情報処理装置を構成する回路の少な
くとも一部が非同期回路にて構成されていることを特徴
とする請求項９乃至１７のいずれか一項に記載の情報処
理装置。