JP2003223095A

JP2003223095A - 携帯機器及びプログラム

Info

Publication number: JP2003223095A
Application number: JP2002019871A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tanaka; 宏幸田中; Akira Momose; 明百瀬
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2003-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】画像を３次元表示する際の操作性を向上させ
た携帯機器及びプログラムを提供する。【解決手段】現在位置を検出するＧＰＳ演算回路部３
２と、傾き角を検出する傾きセンサ３６と、地磁気の方
位を検出する方位センサ３８と、表示部１４と、ＧＰＳ
演算回路部３２の出力に基づいて表示部１４に現在位置
及び現在位置を含む地図画像を表示させるとともに、地
図画像の方位を方位センサ３８の出力に基づいて調整
し、且つ、傾きセンサ３６の出力に応じて表示部１４に
表示させる地図画像を２次元表示から３次元表示に切り
替えるＣＰＵ３０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は携帯機器及びプログ
ラムに関し、特に地図等の画像の３次元表示に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カーナビゲーション装置や携帯型
（手持ち型）ナビゲーション装置には、その画像表示を
３次元表示する方法として次のようなものがある。２
次元表示と３次元表示とを切り替えるための切り替えボ
タンを装備しておいて、３次元表示をする場合には切り
替えボタンを操作して或る固定の角度から見た状態での
表示をする。表示画像のズーム（拡大・縮小）動作の
中で或る特定の倍率以下になると、自動的に３次元表示
（固定の角度）に切り替わる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のナビゲーション
装置においては、上述のように、３次元表示をする場合
には切り替えボタンを操作して或る固定の角度から見た
状態での表示をしたり、或いは表示画像のズーム（拡大
・縮小）動作の中で或る倍率以下になると３次元表示を
するという処理を行っており、このため、瞬時に思うよ
うに画面が切り替えられない、初めて使う人にとって分
かりにくい、という問題点がある。特に、使用者が持ち
歩く携帯機器の場合には操作しにくいという問題点があ
った。

【０００４】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、画像を３次元表示する際の操
作性を向上させた携帯機器及びプログラムを提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（１）本発明の一つの態
様に係る携帯機器は、傾き角を検出する傾きセンサと、
表示手段と、前記傾きセンサの出力に対応した俯角の画
像を生成して前記表示手段に表示させる演算手段とを備
えたものである。本発明においては、携帯機器の把持角
度を変えると、前記傾きセンサの出力もそれに応じて変
化し、その出力に対応した俯角の画像を生成して表示手
段に表示させるようにしたので、画像を３次元表示する
際の操作性が向上する。

【０００６】（２）本発明の他の態様に係る携帯機器
は、上記（１）の携帯機器において、前記演算手段は、
前記傾きセンサの出力に応じて、表示手段に表示させる
画像を２次元表示から３次元表示に切り替える。本発明
においては、携帯機器の把持角度を変えるだけ、表示手
段の画像が２次元表示から３次元表示に切り替わる。

【０００７】（３）本発明の他の態様に係る携帯機器
は、上記（１）又は（２）の携帯機器において、前記演
算手段は、前記傾きセンサの出力に応じて、表示手段に
表示させる３次元の画像の俯角を変更する。本発明にお
いては、携帯機器の把持角度を変えるだけ、表示手段に
表示されている３次元の画像の俯角が変わり、携帯機器
の把持角度に対応した立体角の３次元画像が得られる。

【０００８】（４）本発明の他の態様に係る携帯機器
は、上記（１）乃至（３）の携帯機器において、前記演
算手段は、前記傾き角を複数に区分し、各区分に対応し
た俯角を予め設定しておいて、前記傾きセンサの出力に
基づいて該当する区分を選択し、選択された区分の俯角
に基づいた画像を前記表示手段に表示させる。

【０００９】（５）本発明の他の態様に係る携帯機器
は、上記（１）乃至（４）の携帯機器において、前記演
算手段は、前記傾きセンサの出力が大きくなるに従っ
て、表示手段に表示させる画像の俯角を小さくする。

【００１０】（６）本発明の他の態様に係る携帯機器
は、現在位置を検出する位置検出手段と、傾き角を検出
する傾きセンサと、方位を検出する方位センサと、表示
手段と、前記位置検出手段により検出された現在位置を
含み、且つ、前記傾きセンサの出力に対応した俯角の地
図の画像であって、方位が前記方位センサの出力に基づ
いて調整された地図の画像を生成して前記表示手段に表
示させる演算手段とを備えたものである。本発明におい
ては、携帯機器の把持角度を変えると、傾きセンサの出
力もそれに応じて変化し、表示手段に表示させる画像の
俯角が変更されるので、画像を３次元表示する際の操作
性が向上する。また、位置検出手段の出力に基づいて表
示手段に現在位置及び現在位置を含む地図の画像を表示
させるとともに、地図の画像の方位を前記方位センサの
出力に基づいて調整するようにしたので、表示部に表示
される地図の画像が見易いものとなっている。

【００１１】（７）本発明の他の態様に係る携帯機器
は、上記（６）の携帯機器において、前記演算手段は、
前記傾きセンサの出力に対応して、表示手段に表示させ
る画像を２次元表示から３次元表示に切り替える。

【００１２】（８）本発明の他の態様に係る携帯機器
は、上記（６）又は（７）の携帯機器において、前記演
算手段は、前記傾きセンサの出力に対応して、表示手段
に表示させる３次元の地図の画像の俯角を変更する。

【００１３】（９）本発明の他の態様に係る携帯機器
は、上記（６）乃至（８）の携帯機器において、前記演
算手段は、前記傾き角を複数に区分し、各区分に対応し
た俯角を予め設定しておいて、前記傾きセンサの出力に
基づいて該当する区分を選択し、選択された区分の俯角
に基づいた画像を前記表示手段に表示させる。

【００１４】（10）本発明の他の態様に係る携帯機器
は、上記（６）乃至（９）の携帯機器において、前記演
算手段は、前記傾きセンサの出力が大きくなるに従って
表示手段に表示させる画像の俯角を小さくする。

【００１５】（11）本発明の他の態様に係る携帯機器
は、上記（６）乃至（10）の携帯機器において、前記方
位センサを異なった取付け角度で複数個設け、前記演算
手段は、前記傾きセンサの出力に基づいて利用する前記
方位センサを選択する。

【００１６】（12）本発明の他の態様に係る携帯機器
は、上記（11）の携帯機器において、前記演算手段は、
前記傾きセンサの出力が隣接する前記方位センサの取付
け角度の所定の中間の領域にあるとき、前記隣接する前
記方位センサの出力の平均値を方位値とする。

【００１７】（13）本発明の他の態様に係る携帯機器
は、上記（６）乃至（12）の携帯機器において、前記演
算手段は、前記傾きセンサの出力に基づいて前記方位セ
ンサの出力を補正する。

【００１８】（14）本発明の他の態様に係る携帯機器
は、上記（13）の携帯機器において前記傾きセンサの
出力と前記方位センサの補正値との関係を特定した補正
テーブルを記憶する記憶手段を備え、前記演算手段は、
前記傾きセンサの出力に基づいて前記補正テーブルの補
正値を読み出して、その補正値に基づいて前記方位セン
サの出力を補正する。

【００１９】（15）本発明の他の態様に係る携帯機器
は、上記（13）の携帯機器において、前記傾きセンサの
出力と前記方位センサの補正値との関係を特定した関数
式を記憶する記憶手段を備え、前記演算手段は、前記傾
きセンサの出力を前記関数式に適用して補正値を算出
し、その補正値に基づいて前記方位センサの出力を補正
する。

【００２０】（16）本発明の他の態様に係る携帯機器
は、上記（１）乃至（15）の携帯機器において、前記演
算手段は、前記傾きセンサの出力が所定の範囲から外れ
たときには、前記表示手段に警告を表示させる。

【００２１】（17）本発明の他の態様に係る携帯機器
は、上記（１）乃至（16）の携帯機器において、音声出
力手段を備え、前記演算手段は、前記傾きセンサの出力
が所定の範囲から外れたときには、前記音声出力手段に
警告音を発生させる。

【００２２】（18）本発明の他の態様に係るプログラム
は、上記（１）乃至（17）の何れかに記載の携帯機器の
演算手段の処理を中央処理装置に行わせるものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】実施形態１．図２は本発明の実施
形態１に係る携帯機器の斜視図である。図２の斜視図に
おいて、携帯機器１０は携帯用の小型機器から構成され
ており、本体１２の前面に表示部１４を備えている。表
示部１４は大きさ数インチ程度の液晶パネルから形成さ
れている。本体１２の側部には電源ボタン１６が設けら
れており、この電源ボタン１６を操作することにより、
携帯機器１０がオン、オフ制御される。また、電源ボタ
ン１６の下方には、ＰＣ（パソコン）との間でデータの
授受を行う際に用いられる接続コネクタ１８が設けられ
ている。この接続コネクタ１８にケーブル（図示せず）
を介してＰＣと接続することにより、携帯機器１０とＰ
Ｃとの間でデータの授受を行うことができる。また、本
体１２の前面上部及び側部には各種の操作ボタン２０ａ
〜２０ｄが設けられており、操作ボタン２０ａ〜２０ｄ
の操作に対応した処理がそれぞれ行われる。

【００２４】図１は図２の携帯機器１０の回路構成を示
したブロック図である。携帯機器１０はＣＰＵ３０を備
えており、このＣＰＵ３０には、ＧＰＳ回路部３２、キ
ースイッチ３４（電源ボタン１６、操作ボタン２０ａ乃
至２０ｄ等）、表示部（ディスプレイ）１４、傾きセン
サ３６、方位センサ３８、メモリ４０、スピーカ４２及
び接続コネクタ１８がそれぞれ接続されている。また、
携帯機器１０の本体１２には電池４４が内蔵されてお
り、電池４４は上記のＣＰＵ３０、ＧＰＳ回路部３２等
の駆動電源して用いられる。ＧＰＳ回路部３２にはＧＰ
Ｓアンテナ４６が接続されており、このＧＰＳアンテナ
４６は本体１２に内蔵されている。また、スピーカ４２
は本体１２の背面側に配置されている。傾きセンサ３６
は携帯機器１０の傾き角度（傾斜角）θを検出するもの
であり、方位センサ３８は地磁気の方位を求めるもので
ある。

【００２５】携帯機器１０のＧＰＳ回路部３２は、ＧＰ
Ｓアンテナ４６を介して人工衛星（ＧＰＳ衛星）から供
給される信号を受信して、その受信信号を演算して現在
位置（経度、緯度）を割り出すグローバルポジショニン
グシステム（ＧＰＳ）のための回路を内蔵しており、現
在位置を検出するとＣＰＵ３０に供給する。なお、この
ＧＰＳは、全地球上を覆域とする衛星を利用した測位シ
ステムであり、地表からの軌道高度20183km の軌道上を
周回する衛星群を各頂点とする面を角錐の底とし、これ
らの衛星からの信号を受信測距する稜線が作る角錐の頂
点を受信装置の現在位置として得るシステムである。こ
のシステムのＧＰＳ衛星は地球に対する６個の周回軌道
に各４個、合計２４個が周回している。

【００２６】また、方位センサ３８は、例えば２つの磁
気センサを互いに直角となる方向に配置し、その各磁気
センサにより磁界の大きさを検出し、その両方向の磁界
検出値から地磁気の方位を求めるものであり、その方位
情報をＣＰＵ３０に供給する。傾きセンサ３６の構成は
傾きによる機械的な梁の変形を電気信号に変え数値化す
るという構成となっており、携帯機器１０の傾き角度
（傾斜角）を検出すると、その傾き角情報をＣＰＵ３０
に供給する。

【００２７】また、メモリ４０には、ＣＰＵ３０の動作
を規定するためのプログラムや地図データが格納されて
いる。この地図データには、後述のように、２次元表示
のための地図データと、３次元表示のための地図データ
とが含まれている。２次元表示のための地図データは、
縮尺レベルに応じて適当な大きさの経度幅及び緯度幅の
地域に区切られた図葉（地図片）として管理されてお
り、そして、各図葉は、例えば（ａ）道路、河川、公園
等を表示するための背景レイヤ、（ｂ）市町村名、道路
名、記号等を表示するための文字・記号レイヤ、（ｃ）
道路レイヤから構成されている。道路レイヤには、道路
位置を特定するためのリンク情報等が含まれており、道
路は緯度及び経度の座標で表現された頂点（ノード）の
集合で示され、２以上のノードを連結した部分がリンク
と呼ばれる。また、この道路レイヤには、例えば交差点
情報、交差点間距離等の情報が含まれる。表示部１４に
表示される２次元の地図画像は、複数の図葉（地図片）
の各レイヤを合成して形成された信号に基づいて描画さ
れる。

【００２８】また、３次元表示のための地図データは、
２次元表示のための地図データと同様な構成からなって
いるが、それに加えて３次元表示のためのパラメータが
設定されている。このパラメータは俯角（立体角）に対
応して異なった値になる。３次元表示する際には、背景
レイヤ（道路、河川、公園等）を所定の角度（俯角）か
ら見た状態に変形させて、その上に記号レイヤを表示す
るという手法をとっており、その場合の変形のさせ方は
一般的なパース図を書くときと同じ要領であり、遠くな
るほど小さくするというパラメータを与えて変形する。
記号等についても同様に表示点のデータを変形させた上
で、表示すべき記号等をその上に合成する。このため、
本実施形態１においては、ＣＰＵ３０は方位センサ３８
からの方位情報を入力すると、その方位情報に基づいて
該当するパラメータを選択して（又は演算して）３次元
の地図画像を描画する。

【００２９】図３（Ａ）（Ｂ）は図１の携帯機器１０の
動作の概要を概念的に示した説明図である。図３（Ａ）
は携帯機器１０の傾き角度θが小さいときの表示部１４
の表示状態を示した図であり、表示部１４の表示は２次
元表示（平面表示）になる。図４（Ｂ）は携帯機器１０
の傾き角度θが大きいときの表示部１４の表示状態を示
した図であり、表示部１４の表示は３次元表示（立体表
示）になる。

【００３０】図４は図１の携帯機器１０の動作の詳細を
示したフローチャートである。（Ｓ１１）ＣＰＵ３０は、方位センサ３８からの方位情
報を取得する。（Ｓ１２）ＣＰＵ３０は、傾きセンサ３６からの傾き角
度情報を取得する。

【００３１】（Ｓ１３）ＣＰＵ３０は、傾きセンサ３６
からの傾き角度θが、θ＞２５度であるかどうかを判断
する。（Ｓ１４）ＣＰＵ３０は、傾きセンサ３６からの傾き角
度θがθ＞２５度でないとき（傾き角度θが２５度以
下）には、方位センサ３８からの方位情報を傾きセンサ
３６からの傾き角度θに基づいて補正する。方位センサ
３８からの方位情報は、方位センサ３８が傾くとその精
度が低下するので、傾きセンサ３６からの傾き角度θに
基づいて補正する。この方位情報の補正方法について後
述の実施形態３において詳細に説明する。

【００３２】（Ｓ１５）ＣＰＵ３０は、補正後の方位情
報とＧＰＳ回路部３２からの現在位置情報に基づいて、
メモリ４０に格納されている地図データを画像処理して
２次元の地図画像を描画して表示部１４に表示させる。

【００３３】なお、この画像処理においては、例えば、
現在、携帯機器の所持者が或る地点に所在し、北東（方
位角４５度）の方向を向いているとする。ＧＰＳ回路部
３２からの位置信号によってメモリ４０の地図データの
内、２次元表示のための地図データから該当する経度と
緯度の地図データが呼び出される。即ち、現在位置を中
心に表示部１４の表示画面の大きさに合った範囲の地図
データが選択される。このとき、選択された地図データ
は、方位センサ３８からの方位情報によって得られた方
位角分（この例では４５度）だけ時計方向に回転した範
囲の地図データとなっている。表示部１４に表示すると
きには、選択された地図データを方位角分だけ反時計方
向に回転処理して修正表示する。その結果、表示部１４
に表示される地図データ（地図画像）は、方位センサ３
８の向いている方向（進行方向）を常に表示部１４の上
辺方向にした地図画像となる。使用者の移動によって携
帯機器１０の方角が変更すると（又は使用者が携帯機器
１０の向きを変えると）、ＣＰＵ３０はその都度上記と
同様な処理を行って、常時進行方向（又は携帯機器１０
の所定の向き）が表示部１４の画面の上辺方向に向いた
地図データを表示する。これらの一連の処理は、高速に
かつリアルタイムで行われる。

【００３４】また、ＣＰＵ３０は、表示部１４に表示さ
れる地図データに含まれる文字や記号を、地図データが
方位角に基づいて回転処理されたときに、回転処理させ
ることなく表示部１４の表示画面の上辺方向に対して元
の位置関係に維持し、文字等の情報が視認し易くなるよ
うにする。このようにして、表示部１４の表示画面には
２次元の地図及び現在位置（移動方向を含む）が表示さ
れる。

【００３５】（Ｓ１６）ＣＰＵ３０は、傾きセンサ３６
からの傾き角度θがθ＞２５度であるときには、次に、
傾き角度θが、θ＜４０度であるかどうかを判断する。

【００３６】（Ｓ１７）ＣＰＵ３０は、傾きセンサ３６
からの傾き角度θが、θ＜４０度でないとき（傾き角度
θが４０度以上）には、メモリ４０に格納されている地
図データの内、２次元表示のための地図データを画像処
理して２次元の地図を描画して表示部１４に表示させる
とともに、精度劣化の警告処理をして表示部１４に表示
させる。また、スピーカ４２から例えばビープ音を発生
して警告するようにしてもよい。その場合には上記の表
示部１４の警告に加えて又は単独で行うようにしてもよ
い。

【００３７】図５は表示部１４による警告の処理を概念
的に示した説明図である。アイコン１４ａは北方位を示
す矢印であり、携帯機器の向きを変えると常に北方向を
さすように変化する。傾き角度θが４０度以上の場合に
は示している方位の精度が劣化していることを使用者に
知らせるために、表示部１４のアイコン１４ａを点滅表
示させたり、スピーカ４２から例えばビープ音を発生し
て警告する。また、傾き角度θが５０度以上になった場
合には方位の精度が信頼できないレベルになっているた
め進行方向を画面上部にするヘディングアップ機能を停
止し、アイコンを「×」にしたり、文字表示やビープ音
により警告する。また、傾き角度θが例えば７５度以上
になった場合には、図に示されるようにＧＰＳの受信性
能の低下を示す警告を発する。これらの警告により、使
用者に対して十分な性能を発揮させるための操作を促す
ことができる。

【００３８】（Ｓ１８）ＣＰＵ３０は、傾きセンサ３６
からの傾き角度θがθ＜４０度のときには、方位センサ
３８からの方位情報を傾きセンサ３６からの傾き角度θ
に基づいて補正する。なお、この方位情報の補正方法に
ついても後述の実施形態３において説明する。（Ｓ１９）ＣＰＵ３０は、補正後の方位情報、傾き角度
θ及びＧＰＳ回路部３２からの現在位置情報に基づい
て、メモリ４０に格納されている地図データを画像処理
して３次元の地図を描画して表示部１４に表示させる。
このときの画像処理は２次元表示の場合と基本的に同じ
であるが、傾き角度θに応じた３次元の地図画像（立体
画像）を描画する。例えば２５度以上、３０度未満の傾き角度：３次元地図（俯角
６５度）３０度以上、３５度未満の傾き角度：３次元地図（俯角
６０度）３５度以上、４０度未満の傾き角度：３次元地図（俯角
５５度）という具合に、表示部１４の表示画面の傾き角度と物体
の立体化される角度（俯角）とを対応したものにしてお
り、傾き角度が大きくなるに従って俯角を小さくしてい
る。（Ｓ２０）ＣＰＵ３０は、上記にて画像処理された地図
画像（３次元）を表示部１４に表示させる。

【００３９】図６（Ａ）〜（Ｃ）は図４のフローチャー
トにおける傾き角度θと表示部１４の表示状態を示した
説明図である。図６（Ａ）は携帯機器１０が水平に置か
れた状態であり、表示部１４には地図画像が２次元表示
される（俯角９０度）。図６（Ｂ）は携帯機器１０が傾
斜され、傾き角度θが２５度以上、３０度未満のときの
状態であり、表示部１４には地図画像が３次元表示され
る（例えば俯角６５度）。図６（Ｃ）は携帯機器１０が
更に傾斜され、傾き角度θが３５度以上、４０度未満の
ときの状態であり、表示部１４には地図画像が３次元表
示される（例えば俯角５５度）。なお、俯角は図６
（Ｂ）においてθｆで示される角であり、立体物を見下
ろしたときのその視線と水平線との角度である。

【００４０】使用者が携帯機器１０の表示部１４の表示
画面を直視することを考えた場合には、図６（Ａ）〜
（Ｃ）に示されるように、画面の角度と物体の立体化さ
れる角度が同じようになるため（同じ傾向になるた
め）、直感的で分かり易い。つまり画面の中にある立体
を見る窓を傾けているように感じられ、ユーザーインタ
ーフェースとして直感的であり、使い勝手がよいものと
なっている。

【００４１】なお、傾きセンサ３６からの出力は、使用
者が意図せずに動いたりぶれたりした時の角度を正確に
検出してしまい、敏感に画面に変化して使いにくくなる
場合があるが、この対応としては一般的なノイズリダク
ション手法として知られているように、ある時間間隔で
出力をサンプリングして平均化するなどの手段によっ
て、地図表示の動作を安定化させる。

【００４２】以上のように、本実施形態１においては、
表示部１４の表示画面の角度（本体の傾き角度）と物体
の立体化される角度とが対応したものになっているの
で、実空間と画面の中の仮想空間との関係（３次元的な
イメージ）が、直感的に分かり易くなっており、使用者
の操作性は向上している。また、携帯機器１０には方位
センサ３８を備えており、従来からカーナビゲーション
などでも実現されているように方位に応じて表示されて
いる向きを変える（一般的にヘディングアップと呼ばれ
る）機能を実現しており、使用者が地図を見ながら向き
を変えたり、角度を変えたりすることによって、実空間
と画面の中の仮想空間との関係がより直感的に分かり易
くなっている。更に、本実施形態１では３次元画像の切
り替えを３段階の切り替えているが、携帯機器１０の処
理能力を向上させて４段階以上又は無段階にすることに
より、よりスムーズで直感的な画像表示が得られる。

【００４３】また、本実施形態１においては方位センサ
３８の出力を傾きセンサ３６の出力に基づいて補正して
いるので、高精度な方位情報が得られる。

【００４４】また、本実施形態１においては、携帯機器
１０の傾き角度が所定の角度以上になると、上述のよう
に警告処理を行っており、使用者に十分な性能を発揮さ
せるための操作を促すことができ、また、不安定な動作
で不安を使用者に与えるという課題が解消されている。
即ち、カーナビゲーション装置のように設置された方位
センサが常にほぼ水平な状態に保持されていれば問題に
はならないが、携帯型ナビゲーション装置のように使用
者が手に持って自由に動かせる場合には常にほぼ水平な
状態に維持することは難しく、その上に、使用者には
「機器の傾きを変える（水平に保たない）と精度が低下
する」という意識がないため、機器の性能が発揮できな
いだけでなく、機器の性能自体に不安感をもつ結果を招
くことになるが、本実施形態１においては携帯機器１０
の傾き角度が所定の角度以上になると、上述のように警
告処理を行うことにより、そのような課題が解消されて
いる。

【００４５】実施形態２．図７は本発明の実施形態２に
係る携帯機器の断面図である。本実施形態２において
は、方位センサを２個設けている点が上述の実施形態１
と相違しており、方位センサの出力を補正する代わり
に、２個の方位センサを傾き角度に応じて使い分けるよ
うにしている。

【００４６】図７の携帯機器１０において、本体１２を
構成する筐体５１には透明カバー５２が配置されてお
り、その透明カバー５２の内側にはＬＣＤ５３が配置さ
れている。また、筐体５１には、電池４４、主要回路基
板５５、ＧＰＳ回路部３２が搭載された回路基板５６等
が内蔵されている。主要回路基板５５には傾きセンサ３
６及び方位センサ３８の他に、接続コネクタ５７が設置
されている。接続コネクタにはフレキシブルケーブル５
８の一方の端部が接続されており、フレキシブルケーブ
ル５８の裏側には補強板５９が設けられており、フレキ
シブルケーブル５８には２個目の方位センサ３９が取り
付けられており、その出力はフレキシブルケーブル５８
を介して主要回路基板５５に搭載されているＣＰＵ３０
に出力される。なお、方位センサ３９は主要回路基板５
５に対して、即ち方位センサ３８に対して角度Ａ（この
例では６０度）だけ傾けた角度で補強板５９に取り付け
られている。このように、本実施形態２においては２個
の方位センサ３８，３９が取付けられており、その取付
角度（傾斜角度）を異ならせている。

【００４７】図８は図７の携帯機器１０の動作の詳細を
示したフローチャートである。（Ｓ２１）ＣＰＵ３０は、方位センサ３８，３９からの
方位情報を取得する。なお、図８のフローチャートにお
いて、方位センサ３８，３９は方位センサＡ，Ｂと記載
されている。このことは後述の図９においても同様であ
る。（Ｓ２２）ＣＰＵ３０は、傾きセンサ３６からの傾き角
度情報を取得する。

【００４８】（Ｓ２３）ＣＰＵ３０は、傾きセンサ３６
からの傾き角度θが、θ＞２０度であるかどうかを判断
する。（Ｓ２４）ＣＰＵ３０は、傾きセンサ３６からの傾き角
度θがθ＞２０度でないとき（傾き角度θが２０度以
下）には、方位センサ３８からの方位情報を採用する。

【００４９】（Ｓ２５）ＣＰＵ３０は、傾きセンサ３６
からの傾き角度θがθ＞２０度であるときには、次に、
傾き角度θが、θ＜４０度であるかどうかを判断する。（Ｓ２６）ＣＰＵ３０は、傾きセンサ３６からの傾き角
度θが、θ＜４０度でないとき（傾き角度θが４０度以
上）には、方位センサ３９からの方位情報を採用する。（Ｓ２７）ＣＰＵ３０は、傾きセンサ３６からの傾き角
度θが、θ＜４０度であるとき（傾き角度θが４０度未
満）には、方位センサ３８と４０の平均値を求め、その
平均値を方位情報として採用する。（Ｓ２８）ＣＰＵ３０は、以上のようにして、処理（２
４）、（２６）、（２７）の何れかの処理に基づいて方
位情報を確定する。

【００５０】（Ｓ２９）ＣＰＵ３０は、傾きセンサ３６
からの傾き角度θが、θ＞２５度であるかどうかを判断
する。（Ｓ３０）ＣＰＵ３０は、傾きセンサ３６からの傾き角
度θがθ＞２５度でないとき（傾き角度θが２５度以
下）には、上記の方位情報に応じて、メモリ４０に格納
されている地図データを画像処理して２次元の地図画像
を描画して表示部１４に表示させる。このときの処理は
上述の実施形態１の処理（Ｓ１５）と同じである。

【００５１】（Ｓ３１）ＣＰＵ３０は、傾きセンサ３６
からの傾き角度θ及び上記の方位情報に応じて地図デー
タを画像処理して３次元の地図画像を描画する。このと
きの処理は上述の実施形態１の処理（Ｓ１９）と同じで
ある。（Ｓ３２）ＣＰＵ３０は、上記にて画像処理された地図
データを表示部１４に表示させる。なお、本実施形態２
においては、図８のフローチャートにおいて図示を省略
したが、傾き角度θが−２０未満になったり、或いは８
０度を超えると、図５のフローチャートの処理（Ｓ１
７）と同様に、警告を発生する処理を行うものとする。

【００５２】以上のように、本実施形態２においては、
２個の方位センサ３８，３９を異なった角度に取付け
て、この方位センサ３８，３９の方位情報を傾きセンサ
３６の傾き角に応じて使い分けるようにしたので、方位
情報の精度が所定の範囲内になり、計測精度が維持され
る。即ち、後述のように、方位センサ３８の特性は傾き
角度θが２０度位までは崩れ方が大きくないので、本実
施形態２においては、傾き角度θが−２０度〜２０度ま
では方位センサ３８の出力、傾き角度θが２０度を越え
て４０度未満のときには方位センサ３８と３９の平均
値、傾き角度θが４０度〜８０度のときには方位センサ
３９の出力を用いている。したがって、本実施形態２に
おいては、想定される使用角度（−２０度〜８０度）の
どのような状態においても正確な方位情報を得ることが
でき、地図画像の表示が高精度なものとなっている。

【００５３】実施形態３．図９は本発明の実施形態３に
係る携帯機器１０の動作の詳細を示したフローチャート
である。本実施形態３においては、上述の図８のフロー
チャートに対して方位情報の補正をする処理（Ｓ２４
ａ）、（Ｓ２５ａ）及び（Ｓ２６ａ）が加えられてい
る。以下にこの方位情報の補正方法を詳細に説明する。

【００５４】図１０は傾き角と方位センサの特性との関
係を示した図である。一般に、方位センサの傾きに対す
る出力特性は傾きが大きくなるに従って崩れる傾向にあ
る。図１０は方位センサの傾きを０度から大きくしてい
った場合に、各方位（東西南北３２方位）を向いた際の
方位センサーからの出力（Ｘ，Ｙ）をプロットして結ん
だものである。同図から分かるように、０度の場合はほ
ぼ真円の出力特性になっているが、傾きが大きくなるに
つれて特に北向きの際のＸ，Ｙが真円から崩れてくる。
方位センサの傾きがわからない状態においては、この
Ｘ，Ｙの出力だけを見ても機器が傾いて歪んだ情報なの
か、正確な情報なのかがわからないので補正しようがな
く、実際は北東（４５度方向）を向いているのに機器が
傾いているため６０度方向を示してしまったり、という
ことが起こり得る。そこで、上述のように、方位センサ
の出力を補正したり、或いは方位センサを２個設けるこ
とにより対応している。

【００５５】図１１は傾き角に対する補正テーブルの例
を示した図である。補正テーブルはＸ値のテーブル６０
及びＹ値のテーブル６１から構成されており、各傾き角
に対して各方位の補正値をＸ値及びＹ値についてそれぞ
れ予め求めておいてテーブル化しておいてメモリ４０に
格納しておくものとする。

【００５６】図１２は方位の補正方法の処理を示したフ
ローチャートである。（Ｓ４１）ＣＰＵ３０は、方位センサ３８，３９からの
出力Ａ（Ｘ），Ａ（Ｙ）を取り込む。（Ｓ４２）ＣＰＵ３０は、傾きセンサ３６からの出力を
取り込む。（Ｓ４３）ＣＰＵ３０は、傾きセンサ３６からの傾き角
度θに基づいて、補正テーブル６０，６１から補正値Ｂ
（Ｘ），補正値Ｂ（Ｙ）を求める。（Ｓ４４）ＣＰＵ３０は、次の補正計算をする。Ｃ（Ｘ）＝Ａ（Ｘ）−Ｂ（Ｘ） …（１）Ｃ（Ｙ）＝Ａ（Ｙ）−Ｂ（Ｙ） …（２）（Ｓ４５）ＣＰＵ３０は方位計算をする。 β＝ｔａｎ^-1（Ｃ（Ｙ）／Ｃ（Ｘ））

【００５７】なお、方位センサ３９については６０度傾
けているので、上記の傾き角θに６０度を加算すること
になる。また、補正テーブル６０，６１においては、傾
き角度及び方位情報は離散的な値が示されているので、
傾きセンサ３６の出力及び方位センサ３８，３９の出力
がその離散的な値の間に位置する値を示したときには、
例えば直線補間をすることにより補正値Ｂ（Ｘ），Ｂ
（Ｙ）を求める。

【００５８】また、上記においては補正テーブル６０，
６１を設ける例について説明したが、例えば傾き角度と
方位の補正値との関係を関数式により近似して、傾きセ
ンサ３６の出力をその関数式に適用して上記の補正値Ｂ
（Ｘ），Ｂ（Ｙ）を求めるようにしてもよい。また、上
記の（１）及び（２）式を関数式により近似して、方位
情報の補正後の値Ｃ（Ｘ），Ｃ（Ｙ）を求めるようにし
てもよい。

【００５９】以上のように、本実施形態３においては、
２個の方位センサ３８，３９を異なった角度に取付け
て、この方位センサ３８，３９の方位情報を傾きセンサ
３６の傾き角に応じて使い分けるのに加えて、２個の方
位センサ３８，３９の出力を傾き角度θに応じて補正す
るようにしたので、想定される使用角度（−２０度〜８
０度）のどのような状態においてもより正確な方位情報
を得ることができ、操作性がより向上したものとなって
いる。

【００６０】実施形態４．なお、上述の実施形態２，３
においては、方位センサを２個設けた例について説明し
たが、方位センサは３個又はそれ以上設けてもよく、そ
の場合においても取付角度を異なったものにする。その
ように取付け個数を多くするにより、方位情報の精度を
向上させたり、或いは使用角度の範囲を広げることが可
能になる。

【００６１】実施形態５．また、上述の実施形態１〜３
においては、位置検出手段として、ＧＰＳ回路部３２及
びＧＰＳアンテナ４６によりＧＰＳシステムを利用する
例について説明したが、例えばＤ（Diffrential）−Ｇ
ＰＳやＰＨＳなどのセル方式携帯電話による位置検出手
段を用いてもよい。また、自動的な位置検出手段を持た
ずに、使用者が自ら地図の地点を選択するような、位置
指定手段でも良い。

【００６２】実施形態６．また、上述の実施形態１〜３
においては現在位置を検出してその現在位置を中心にし
た地図データを２次元又は３次元に表示する例について
説明したが、それ以外の使用態様もある。例えば携帯機
器１０の操作ボタン２０ａ〜２０ｄ（図２）を適宜操作
して例えば出発地点及び目標地点を入力し、ＣＰＵ３０
がその情報に基づいて移動経路を算出する。この移動経
路の算出については、メモリ４０から、出発地点から目
標地点までの地図データを読み出し、その読み出した地
図データを参照して、ダイクストラ法、横型探索法等の
シミュレーション計算を行い、例えば出発地点と目的地
点とを最短距離で結ぶ最適な走行予定ルートを求めて、
そのノード列と、先頭の出発地データ及び最後尾の目的
地データとを合わせた走行予定ルートのデータを生成す
ることより行う。そして、操作ボタン２０ａ〜２０ｄ
（図２）を適宜操作して例えば移動経路に沿ってカーソ
ル（現在位置）を移動させながら、携帯機器１０を適当
に傾けることにより、その傾き角度に応じて２次元又は
３次元の地図画像を表示させるようにしてもよい。な
お、この移動経路の算出については、外部のＰＣにより
行いその結果を携帯機器１０に取り込むようにしてもよ
い。

【００６３】実施形態７．また、上記の実施形態６にお
いては、走行予定ルートにおける地図データを表示する
例について説明したが、表示部１４に所定の領域の地図
画像を表示させ、その地図画像を携帯機器１０の傾き角
度に応じて２次元表示又は３次元表示させるようにして
もよい。

【００６４】実施形態８．また、縮尺率が大きいときに
は３次元表示が実用的でないので（小さすぎるので）、
縮尺率がある程度小さくなった場合に上述の３次元表示
を行うようにしてもよい。この場合には、メモリ４０に
は複数の縮尺率（１／５０００、１／１００００、１／
２００００）の地図データを用意しておいて、操作ボタ
ン２０ａ〜２０ｄ（図２）を操作して例えば最小の縮尺
率を選択したときに上述の３次元表示を行うようにす
る。

【００６５】実施形態９．上述の実施形態１〜８は携帯
型ナビゲーション装置を前提とするものであるが、本発
明は、ＰＨＳ、携帯情報端末等の各種の携帯機器にも同
様に適用することができる。例えば、携帯型のゲーム機
にも適用することができ、その場合にはその機器の傾き
角に応じた俯角の３次元表示が得られるので、ゲームに
臨場感をもたせることができる。

【００６６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、傾き角を
検出する傾きセンサにより検出し、傾き角に応じて、表
示手段に表示させる画像の俯角を変更するようにしたの
で、画像を３次元表示する際の操作性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係る携帯機器の回路構成
を示したブロック図である。

【図２】本発明の実施形態１に係る携帯機器の斜視図で
ある。

【図３】図１の携帯機器の動作の概要を概念的に示した
説明図である。

【図４】図１の携帯機器の動作の詳細を示したフローチ
ャートである。

【図５】図４のフローチャートにおける警告処理を概念
的に示した説明図である。

【図６】図１の携帯機器における傾き角度と表示部の表
示状態を示した説明図である。

【図７】本発明の実施形態２に係る携帯機器の断面図で
ある。

【図８】図７の携帯機器の動作の詳細を示したフローチ
ャートである。

【図９】本発明の実施形態３に係る携帯機器の動作の詳
細を示したフローチャートである。

【図１０】傾き角と方位センサの特性との関係を示した
図である。

【図１１】傾き角に対する補正テーブルの例を示した図
である。

【図１２】方位情報の補正方法の処理を示したフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１０携帯機器１２本体１４表示部１４ａアイコン１６電源ボタン１８接続コネクタ２０ａ〜２０ｄ操作ボタン３２ＧＰＳ回路部３４キースイッチ３６傾きセンサ３８，３９方位センサ４０メモリ４２スピーカ４４電池４６アンテナ５１筐体５２透明カバー５３ＬＣＤ５５主要回路基板５６回路基板５７接続コネクタ５８フレキシブルケーブル５９補強板

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｂ 29/10 Ｇ０９Ｂ 29/10 ＡＦターム(参考） 2C032 HB22 HC11 HC23 HC31 2F029 AA02 AA07 AB07 AB13 AC03 AC09 AC13 AC16 5B050 BA07 BA17 CA07 EA13 EA28 FA02 5E501 AA23 AC15 AC33 BA03 CA04 CB03 CB20 FA14 FA27 FB03 5H180 AA01 AA21 BB05 CC12 FF05 FF13 FF22 FF23 FF33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】傾き角を検出する傾きセンサと、表示手段と、前記傾きセンサの出力に対応した俯角の画像を生成して
前記表示手段に表示させる演算手段とを備えたことを特
徴とする携帯機器。
【請求項２】前記演算手段は、前記傾きセンサの出力
に対応して、前記表示手段に表示させる画像を２次元表
示から３次元表示に切り替えることを特徴とする請求項
１記載の携帯機器。
【請求項３】前記演算手段は、前記傾きセンサの出力
に対応して、表示手段に表示させる３次元の画像の俯角
を変更することを特徴とする請求項１又は２記載の携帯
機器。
【請求項４】前記演算手段は、前記傾き角度を複数に
区分し、各区分に対応した画像の俯角を予め設定してお
いて、前記傾きセンサの出力に基づいて該当する区分を
選択し、選択された区分の俯角に基づいた画像を前記表
示手段に表示させることを特徴とする請求項１乃至３の
何れかに記載の携帯機器。
【請求項５】前記演算手段は、前記傾きセンサの出力
が大きくなるに従って、前記俯角を小さくすることを特
徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の携帯機器。
【請求項６】現在位置を検出する位置検出手段と、傾き角を検出する傾きセンサと、方位を検出する方位センサと、表示手段と、前記位置検出手段により検出された現在位置を含み、且
つ、前記傾きセンサの出力に対応した俯角の地図の画像
であって、方位が前記方位センサの出力に基づいて調整
された地図の画像を生成して前記表示手段に表示させる
演算手段と、を備えたことを特徴とする携帯機器。
【請求項７】前記演算手段は、前記傾きセンサの出力
に対応して、表示手段に表示させる画像を２次元表示か
ら３次元表示に切り替えることを特徴とする請求項６記
載の携帯機器。
【請求項８】前記演算手段は、前記傾きセンサの出力
に対応して、表示手段に表示させる３次元の地図の画像
の俯角を変更することを特徴とする請求項６又は７記載
の携帯機器。
【請求項９】前記演算手段は、前記傾き角を複数に区
分し、各区分に対応した俯角を予め設定しておいて、前
記傾きセンサの出力に基づいて該当する区分を選択し、
選択された区分の俯角に基づいた画像を生成して前記表
示手段に表示させることを特徴とする請求項６乃至８の
何れかに記載の携帯機器。
【請求項１０】前記演算手段は、前記傾きセンサの出
力が大きくなるに従って、表示手段に表示させる画像の
俯角を小さくすることを特徴とする請求項６乃至９の何
れかに記載の携帯機器。
【請求項１１】前記方位センサを異なった取付け角度
で複数個設け、前記演算手段は、前記傾きセンサの出力
に基づいて利用する前記方位センサを選択することを特
徴とする請求項６乃至１０の何れかに記載の携帯機器。
【請求項１２】前記演算手段は、前記傾きセンサの出
力が隣接する前記方位センサの取付け角度の所定の中間
の領域にあるとき、前記隣接する前記方位センサの出力
の平均値を方位値とすることを特徴とする請求項１１記
載の携帯機器。
【請求項１３】前記演算手段は、前記傾きセンサの出
力に基づいて前記方位センサの出力を補正することを特
徴とする請求項６乃至１２の何れかに記載の携帯機器。
【請求項１４】前記傾きセンサの出力と前記方位セン
サの補正値との関係を特定した補正テーブルを記憶する
記憶手段を備え、前記演算手段は、前記傾きセンサの出
力に基づいて前記補正テーブルの補正値を読み出して、
その補正値に基づいて前記方位センサの出力を補正する
ことを特徴とする請求項１３記載の携帯機器。
【請求項１５】前記傾きセンサの出力と前記方位セン
サの補正値との関係を特定した前記関数式を記憶する記
憶手段を備え、前記演算手段は、前記傾きセンサの出力
を関数式に適用して補正値を算出し、その補正値に基づ
いて前記方位センサの出力を補正することを特徴とする
請求項１３記載の携帯機器。
【請求項１６】前記演算手段は、前記傾きセンサの出
力が所定の範囲から外れたときには、前記表示手段に警
告を表示させることを特徴とする請求項１乃至１５の何
れかに記載の携帯機器。
【請求項１７】音声出力手段を備え、前記演算手段
は、前記傾きセンサの出力が所定の範囲から外れたとき
には、前記音声出力手段に警告音を発生させるとを特徴
とする請求項１乃至１６の何れかに記載の携帯機器。
【請求項１８】請求項１乃至１７の何れかに記載の携
帯機器の演算手段の処理を中央処理装置に行わせること
を特徴とするプログラム。