JP2002073247A - 携帯情報端末 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 携帯情報端末において、機器本体を傾けるこ
とで機能を切り替える。 【解決手段】 携帯情報端末１０に傾き検出センサ１４
を内蔵させる。傾き検出センサ１４は、球形状の密封容
器に導電性液体あるいは非導電性液体（あるいは気体）
を封入して構成される。初期状態においては、導電性液
体の中に前後左右方向に設けられたプラス電極及び底部
に設けられたマイナス電極が導電性液体の中に浸ってお
り、導通状態にある。携帯情報端末１０が傾くと、プラ
ス電極のいずれかが非導電性液体（気体）の中に位置
し、これにより非導通状態となって傾き方向が検出され
る。傾いた状態で機能スイッチ１６を操作することで、
その傾き方向にカーソルを移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は携帯情報端末、特に
端末本体を傾けることで機能を変化させる技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＰＤＡ（Personal Digital A
ssistance）などの携帯情報端末が知られており、ユー
ザニーズに合わせて高機能化及び多機能化が図られてい
る。しかしながら、高機能化及び多機能化に伴い、ユー
ザが必要とする操作も複雑化してきており、このためカ
ーソルの移動や機能間の切り替えをいかに簡易な操作で
実現するかが重要な課題となっている。

【０００３】例えば、特開平９−１３４２４９号公報に
開示された携帯型情報機器では、複数の機能を有し選択
的に実行する携帯型情報機器において、機器の傾き状態
検出する傾き検出装置を備え、検出される傾き状態に応
じて機能の切り替えを行う技術が記載されている。すな
わち、機器を右に傾けると現在実行中であった機能の次
の順番に当たる機能を起動して機能を切り替え、逆に機
器を左に傾けると現在実行中であった機能の前の順番に
当たる機能を機能を起動し、機能を切り替える。これに
より、ユーザは機能を切り替える際にもペン入力によっ
て機器に対して指示を与えるなどの操作が不要となり、
片手のみで機器を操作することができるとしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、機器の傾
きを検出することで機能を切り替える技術は極めて有効
であるが、どのように簡易かつ高精度に機器の傾き状態
を検出するかが重要な技術要素となる。上記従来技術に
おいては、機器本体の傾き状態を機械的あるいは磁気的
に検出するとしているが、機械的に傾き状態を検出する
場合には摩耗やメンテナンスの問題があり、また、磁気
的に傾きを検出する場合にも外部磁場の影響で精度が低
下することが考えられる。

【０００５】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、簡易にかつ高精度
に機器本体の傾き状態を検出し、これにより機能を変化
させることができる携帯情報端末を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、傾き検出手段と、検出された傾きに応じ
て機能を切り替える制御手段とを有する携帯情報端末で
あって、前記傾き検出手段は、導電性液体及び非導電性
物質を封入する容器と、前記容器の所定位置に配置され
た電極と、傾き状態に応じた前記電極と前記導電性液体
の位置変化により生じる前記電極の導通状態変化を検出
する手段とを有することを特徴とする。

【０００７】容器に封入された導電性液体の位置は傾き
に応じて変化し、この変化を電極の導通状態の変化とし
て検出することで、機械的摩耗や外部磁場などの影響を
受けることなく、簡易にかつ精度よく傾きを検出して機
能を切り替えることができる。なお、非導電性物質は、
例えば非導電性液体や非導電性気体を用いることができ
る。

【０００８】ここで、前記電極は、前後左右に配置され
た一方の極の電極及び上下のいずれかに配置された他方
の極の電極を含んで構成されることが好適である。これ
により、前後左右に配置された電極の導通状態の変化に
より前後左右の傾きを検出することが可能となり、機能
切替を多様に行うことができる。

【０００９】本発明の１つの実施形態では、初期状態に
おいては、前記一方の極の電極及び前記他方の極の電極
は全て前記導電性液体中に位置して導通状態にあり、前
記初期状態から傾いた場合に、傾いた方向に応じて前記
一方の極の電極の少なくともいずれかが前記非導電性物
質中に位置して非導通状態に変化する。

【００１０】また、本発明の１つの実施形態では、前記
制御手段は、検出された前記傾きに応じてカーソルの移
動方向を制御する。これにより、ユーザは単に携帯情報
端末を所望の方向に傾けるのみで、カーソルの移動方向
を指示することが可能となる。

【００１１】また、本発明において、手動操作可能なス
イッチをさらに有し、前記制御手段は、前記スイッチが
操作されたときに検出された前記傾きに応じて前記カー
ソルを移動制御することも好適である。これにより、ユ
ーザは片手で携帯情報端末を把持して傾け、手動操作可
能なスイッチを操作するだけで、カーソルを所望の方向
に移動させることができる。

【００１２】本発明において、前記傾き検出手段は、外
部から視認可能なように透明部材で被覆されることが好
適である。これにより、ユーザは直接傾き検出手段の動
作を確認することができ、審美的な側面のみならず傾き
検出手段の動作を見ながら傾ける量を適宜調整すること
も可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。

【００１４】図１には、本実施形態に係る携帯情報端末
の構成図が示されている。図において、（ａ）は平面
図、（ｂ）は左側面図である。携帯情報端末１０は、液
晶などの画面表示部１２、傾き検出センサ１４及び機能
スイッチ１６を備えて構成される。傾き検出センサ１４
は携帯情報端末１０に内蔵されており、その表面は透明
カバーで被覆され、外部から傾き検出センサ１４が視認
できるようになっている。後述するように、傾き検出セ
ンサ１４は球形状の密封された容器の中に導電性の液体
を満たして構成されており、導電性の液体を着色（オレ
ンジなど）することで、外部から傾き検出センサ１４の
様子を確認することができる。機能スイッチ１６は携帯
情報端末１０の左側面部に突出して設けられており、ユ
ーザは片手で携帯情報端末１０を把持しながらこの機能
スイッチを操作することが可能である。なお、携帯情報
端末１０は、機能スイッチ１６以外にさらにユーザが操
作できるスイッチ群を例えば画面表示部１２の下部に備
えていてもよい。

【００１５】携帯情報端末１０は、従来のＰＤＡと同様
に種々の機能、例えばメモ帳機能、スケジュール機能、
アドレス帳機能、電子メール機能、ワープロ機能、カレ
ンダー機能などを備えることができ、傾き検出センサ１
４で検出された傾き状態に応じてこれらの機能を相互に
切り替えることができる。また、傾き検出センサ１４で
検出された傾き方向に応じて画面表示部１２上でカーソ
ルを上下左右に移動させることもできる。本実施形態で
は、特にこのカーソル移動を例にとりその動作を説明す
る。

【００１６】図２には、図１に示された傾き検出センサ
１４の構成が示されている。図において、（ａ）は斜視
図、（ｂ）は傾き検出センサ１４を上方から見た平面図
である。傾き検出センサ１４は、球形状の密封された透
明容器１８を固定軸２０で携帯情報端末本体に固定され
て構成される。容器１８の中には、４個のプラス電極２
２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと１個のマイナス電極２
４が形成されており、さらにその内部は導電性液体及び
非導電性液体で満たされている。

【００１７】４個のプラス電極２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、２２ｄは同一高さでかつ互いに対向する位置に配置
される。すなわち、（ｂ）に示される様に、プラス電極
２２ａと２２ｃ及び２２ｂと２２ｄが互いに対向するよ
うに４回対称位置に配置され、これらはそれぞれ携帯情
報端末の前後左右に対応する。具体的には、電極２２ａ
は右側に位置し、電極２２ｂは後側に位置し、２２ｃは
左側に位置し、２２ｄは前側に位置する。一方、１個の
マイナス電極２４は密封容器１８の底部に配置される。

【００１８】導電性液体は、例えば１，２−ジメトキシ
エタンにＬｉＡｓＦ₆を溶かしたものを用いることがで
きる。ジメトキシエタンなどの有機溶媒を用いること
で、電極に用いられる金属などの腐食を鈍化させること
ができる。導電性液体は透明でもよいが、既述したよう
に着色することで外部からその様子が確認できることが
好ましい。非導電性液体は導電性の液体よりも比重が小
さく、かつ導電性液体と混ざらない液体とする必要があ
る。非導電性液体の代わりに空気などの非導電性気体を
封入することも好適である。導電性液体と非導電性液体
（あるいは気体）の比率は、傾き検出センサ１４が直立
した状態（すなわち傾き０の状態）において、導電性液
体が全てのプラス電極２２ａ〜２２ｄを浸す程度の量と
する。

【００１９】図３には、図２に示されたプラス電極２２
ａの構成が示されている。なお、他のプラス電極及びマ
イナス電極２４の構成もプラス電極２２ａの構成と同一
である。電極２２ａは密封容器１８に対して撥水性非導
電物質２３ｂ（導電性液体から電極を完全に絶縁するた
めの絶縁部材として機能する）を介してアルミニウム球
などの金属球を突出形成することで構成される。もちろ
ん、電極の形状は任意であり、例えばアルミニウム球２
３ａの代わりに金属の平板あるいはキューブ状の金属片
を用いることも可能である。

【００２０】このように、本実施形態における傾き検出
センサ１４は、密封容器１８の中に非導電性液体（ある
いは気体）と導電性液体とが封入されており、携帯情報
端末１０本体を傾けると傾き検出センサ１４も本体と同
時に傾き、これによりプラス電極２２ａ〜２２ｄと導電
性液体との位置関係が変化することになり、導通状態と
非導通状態が出現することになる。

【００２１】図４及び図５には携帯情報端末１０を右に
傾けた場合と左に傾けた場合の傾き検出センサ１４の様
子が示されている。まず、図４には携帯情報端末１０を
右に傾けた場合の様子が示されており、プラス電極２２
ａ、２２ｂ及び２２ｄは導電性液体の中に浸されたまま
であるが、プラス電極２２ｃは導電性液体から露出し非
導電性液体（あるいは気体）の中に位置するようにな
る。したがって、プラス電極２２ａ、２２ｂ及び２２ｄ
とマイナス電極２４の間は導通しているが、プラス電極
２２ｃとマイナス電極２４との間は非導通状態に変化
し、これにより右傾きの状態にあることが検出できる。

【００２２】一方、図５には携帯情報端末１０を左に傾
けた場合の様子が示されている。この場合は、図４と異
なり、プラス電極２２ｂ、２２ｃ及び２２ｄは導電性液
体の中に浸され、プラス電極２２ａは非導電性液体（あ
るいは気体）の中に位置し、導通状態から非導通状態に
変化する。したがって、プラス電極２２ａの非導通状態
を検出することで、携帯情報端末１０が左傾きの状態に
あることを検出できる。

【００２３】図６には、プラス電極２２ａ〜２２ｄ及び
マイナス電極２４を含む携帯情報端末１０内の回路構成
が示されている。プラス電極２２ａ〜２２ｄは電源Ｖｃ
ｃに対して抵抗Ｒを介してそれぞれ並列接続され、マイ
ナス電極２４は接地されている。各プラス電極２２ａ〜
２２ｄと抵抗Ｒとの間に端子が設けられ、各端子におけ
る電圧が信号としてＣＰＵ２６に供給される。すべての
プラス電極２２ａ〜２２ｄ及びマイナス電極２４が導電
性液体の中に浸されている場合、つまり携帯情報端末が
傾きのない初期状態にある場合、すべてのプラス電極２
２ａ〜２２ｄとマイナス電極２４は導通状態にあるので
各端子電圧は接地レベル、すなわちＬｏｗとなる。一
方、例えばプラス電極２２ａが非導電性液体（あるいは
気体）の中に位置し、非導通状態となるとプラス電極２
２ａの端子電圧がＶｃｃに上昇し、Ｈｉとなる。したが
って、ＣＰＵ２６は各端子電圧のＨｉ／Ｌｏｗを判定す
ることで、どのプラス電極が非導通状態となったかを判
定することができ、あらかじめ非導通状態と傾き方向と
の関係を示すテーブルをメモリに記憶しておき、このテ
ーブルを参照することで、現在携帯情報端末１０がどの
ような傾き状態にあるかを検出することができる。そし
て、ＣＰＵ２６は検出された傾き状態に応じてカーソル
制御信号を図示しない表示制御部に出力する。なお、本
実施形態においては、単に傾きが検出されただけではカ
ーソルは移動させず、ユーザが機能スイッチ１６を操作
した場合にカーソルを移動させるようにしている。すな
わち、ＣＰＵ２６は、機能スイッチ１６からの信号が入
力され、さらにプラス電極２２ａ〜２２ｄのいずれかが
ＬｏｗからＨｉに変化した場合にカーソル制御信号を出
力してカーソルを移動させる。

【００２４】図７には、ＣＰＵ２６のメモリに記憶され
るテーブルの一例が示されている。プラス電極２２ａ、
２２ｃ、２２ｄの端子電圧がいずれもＬｏｗであり、プ
ラス電極２２ｂの端子電圧がＨｉである場合には、携帯
情報端末１０は前に傾いていると判定し、機能スイッチ
１６の操作を条件としてカーソルを下に移動させるべく
制御信号を出力する。また、プラス電極２２ａ〜２２ｃ
の端子電圧がＬｏｗであり、プラス電極２２ｄの端子電
圧がＨｉである場合には、携帯情報端末は後ろに傾いて
いると判定し、機能スイッチ１６が操作された場合にカ
ーソルを上に移動させるように制御信号を出力する。ま
た、プラス電極２２ｃの端子電圧のみがＨｉである場合
には、携帯情報端末は右に傾いていると判定してＣＰＵ
２６は機能スイッチ１６の操作を条件としてカーソルを
右に移動させるべく制御信号を出力する。また、プラス
電極２２ａの端子電圧のみがＨｉである場合には、携帯
情報端末が左に傾いていると判定してＣＰＵ２６は機能
スイッチ１６の操作を条件としてカーソルを左に移動さ
せるべく制御信号を出力する。

【００２５】このように、本実施形態においては、傾き
検出センサ１４で携帯情報端末１０が前後左右のいずれ
に傾いているかを検出し、この傾きの状態に応じてカー
ソルの移動方向を決定し、機能スイッチ１６の操作によ
りカーソルを移動させているため、ユーザは携帯情報端
末１０を把持した状態でカーソルを移動させたい方向に
携帯情報端末１０を傾け、機能スイッチ１６を操作する
だけで、片手で容易にカーソルを所望の位置に移動させ
ることができる。なお、カーソルを所望の位置に移動さ
せた後、そのカーソルの位置に存在するアプリケーショ
ンアイコンを起動するためには、例えば機能スイッチ１
６を再び操作すればよい。

【００２６】なお、本実施形態において、ユーザが予め
機能スイッチ１６を操作しておき、その後携帯情報端末
１０を所望の方向に傾けることで、傾けた方向にカーソ
ルを直ちに移動させることも可能である。

【００２７】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変
形が可能である。例えば、本実施形態においては初期状
態においてすべてのプラス電極２２ａ〜２２ｄ及びマイ
ナス電極２４が導電性液体の中に浸って導通状態にある
が、携帯情報端末１０の操作状況を考慮し、初期状態に
おいてあらかじめ傾き検出センサ１４を所定角度だけ傾
かせ、オフセットを設定してもよい。例えば、図８に示
されるように、携帯情報端末１０に対して予め傾き検出
センサ１４を前側に所定角度だけ傾けておき、図９に示
されるようにユーザが携帯情報端末１０を把持して操作
する初期位置において傾き検出センサ１４がゼロ位置、
すなわちすべてのプラス電極２２ａ〜２２ｄ及びマイナ
ス電極２４が導電性液体に浸って導通状態になるように
設定することも好適である。通常、ユーザは携帯情報端
末１０を操作する際、ある程度後ろ側に傾けて操作する
と考えられ、この状態を初期状態と設定することで、ユ
ーザは自然な状態で携帯情報端末１０を操作しつつ、カ
ーソルを所望の位置に移動させることができる。

【００２８】また、携帯情報端末１０を机上において操
作する等の場合に備え、傾き検出センサ１４の機能をＯ
Ｎ／ＯＦＦするスイッチを別途設けることもできる。

【００２９】また、本実施形態においては傾き検出セン
サ１４の形状を球形としたが、これに限定されるもので
はなく、例えば図１０に示されるように底部が先細りの
形状（ダイヤモンド形状）とすることも可能である。

【００３０】また、本実施形態においては、携帯情報端
末１０の前後左右の傾きを検出すべく４個のプラス電極
２２ａ〜２２ｄを配置したが、必要に応じて４個以下、
あるいは４個以上配置することも可能である。図１１に
は、プラス電極を８個配置した構成が示されている。プ
ラス電極２２ａ〜２２ｄの配置は上述した実施形態と同
様であるが、この図においては異なる高さにさらに４個
のプラス電極３０ａ〜３０ｄを前後左右に配置してい
る。プラス電極３０ａ〜３０ｄはプラス電極２２ａ〜２
２ｄに比べて底部のマイナス電極２４に近い位置に配置
される。この様な配置において、携帯情報端末１０を微
小角だけ傾けたとしても、プラス電極２２ａ〜２２ｄの
いずれかが非導通状態に変化するだけで、プラス電極３
０ａ〜３０ｄは依然として導通状態に維持される。一
方、携帯情報端末１０を大きく傾けた場合、プラス電極
２２ａ〜２２ｄのいずれかだけでなく、プラス電極３０
ａ〜３０ｄのいずれか（同一方向にある電極）も同様に
非導通状態に変化する。したがって、ＣＰＵ２６はプラ
ス電極２２ａ〜２２ｄの端子電圧及びプラス電極３０ａ
〜３０ｄの端子電圧を監視し、プラス電極２２ａ〜２２
ｄのいずれかのみがＬｏｗからＨｉになった場合には、
携帯情報端末１０が微小角だけ傾いたとしてカーソルを
微小量移動させ、プラス電極２２ａ〜２２ｄのいずれか
及び同一方向にあるプラス電極３０ａ〜３０ｄがともに
ＬｏｗからＨｉになった場合には、携帯情報端末１０が
大きく傾いたとしてカーソルを大きく移動させることも
好適である。これにより、ユーザは携帯情報端末１０の
傾き角度を変化させてカーソルの移動量あるいは移動速
度を調節することが可能となる。

【００３１】また、本実施形態においては傾き検出セン
サ１４の平面形状を円形あるいは楕円形としたが、図１
２に示されるようにその平面形状をスター形状とするこ
ともできる。

【００３２】さらに、本実施形態において、導電性液体
の粘性を調整することで、傾きに対する感度を調整する
こともできる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればユ
ーザは携帯情報端末を把持しながら傾けるだけで機能を
切り替えることができる。特に、本発明における傾き検
出は密封容器に封入された液体を用いて検出するため、
機械的摩耗のおそれもなく、簡易かつ安定的に傾きを検
出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態に係る携帯情報端末の平面図及び左
側面図である。

【図２】 図１における傾き検出センサの斜視図及び平
面図である。

【図３】 図２におけるプラス電極の構成図である。

【図４】 携帯情報端末を右に傾けた状態の傾き検出セ
ンサ説明図である。

【図５】 携帯情報端末を左に傾けた状態の傾き検出セ
ンサ説明図である。

【図６】 実施形態における回路構成図である。

【図７】 実施形態における動作テーブル説明図であ
る。

【図８】 他の実施形態に係る携帯情報端末の左側面図
である。

【図９】 図８の携帯情報端末を左に傾けた状態の左側
面図である。

【図１０】 他の実施形態に係る傾き検出センサの構成
図である。

【図１１】 さらに他の実施形態における傾き検出セン
サの構成図である。

【図１２】 さらに他の実施形態における傾き検出セン
サの平面図である。

【符号の説明】

１０ 携帯情報端末（ＰＤＡ）、１２ 画面表示部、１
４ 傾き検出センサ、１６ 機能スイッチ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 傾き検出手段と、 検出された傾きに応じて機能を切り替える制御手段と、 を有する携帯情報端末であって、 前記傾き検出手段は、 導電性液体及び非導電性物質を封入する容器と、 前記容器の所定位置に配置された電極と、 傾き状態に応じた前記電極と前記導電性液体の位置変化
   により生じる前記電極の導通状態変化を検出する手段
   と、 を有することを特徴とする携帯情報端末。
2. 【請求項２】 請求項１記載の携帯情報端末において、 前記電極は、前後左右に配置された一方の極の電極及び
   上下のいずれかに配置された他方の極の電極を含んで構
   成されることを特徴とする携帯情報端末。
3. 【請求項３】 請求項２記載の携帯情報端末において、 初期状態においては、前記一方の極の電極及び前記他方
   の極の電極は全て前記導電性液体中に位置して導通状態
   にあり、 前記初期状態から傾いた場合に、傾いた方向に応じて前
   記一方の極の電極の少なくともいずれかが前記非導電性
   物質中に位置して非導通状態に変化することを特徴とす
   る携帯情報端末。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の携帯情
   報端末において、 前記制御手段は、検出された前記傾きに応じてカーソル
   の移動方向を制御することを特徴とする携帯情報端末。
5. 【請求項５】 請求項４記載の携帯情報端末において、
   さらに、 手動操作可能なスイッチを有し、 前記制御手段は、前記スイッチが操作されたときに検出
   された前記傾きに応じて前記カーソルを移動制御するこ
   とを特徴とする携帯情報端末。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の携帯情
   報端末において、 前記傾き検出手段は、外部から視認可能なように透明部
   材で被覆されることを特徴とする携帯情報端末。