JP2007172040A - 携帯端末およびプログラム、並びに、緊急信号発信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】災害のような緊急事態の発生時には、携帯端末により通信回線を利用して救助を求めることは困難である。
【解決手段】携帯端末（100）は、音響を伝達するスピーカ（9）と、スピーカを介して超音波信号を出力する超音波デバイス（7）と、起動信号を入力する操作デバイス（5）と、起動信号の入力を契機に超音波デバイスに超音波信号を出力させる制御デバイス（3）とを備える。制御デバイスは、超音波デバイスによる超音波信号の出力を間欠動作により実行させる。また、制御デバイスは、超音波信号の出力期間を除く期間において、超音波デバイスにスピーカを介して外部の超音波信号を捕捉させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯端末に関し、特に、災害や事故等の緊急事態の発生時に端末ユーザの所在を報知することに利用する携帯端末に関する。

地震のような災害時には、瓦礫の中に閉じ込められたり怪我をすることにより、避難が困難となる事態が考えられる。このような場合、携帯電話等により救助を要請すればよいが、災害時には回線が混雑するため、通話やメール通信は困難である。また、自己の居場所を教えようと大声を出し続けると体力が消耗してしまう。

そこで、従来、このような緊急事態が発生した際に、当事者が所持する携帯端末により居場所を報知する手法が提案されている。その一例として、後述の特許文献１に記載のものがある。本文献には、予め登録されている特定のメッセージデータと同一のメッセージデータを受信したとき、異常状態にあることを示す信号を出力する携帯通信装置が提案されている。
特開平１１−３０６４７０号公報

上記特許文献１に記載の手法によれば、携帯通信装置の所有者が、着信の応答操作が不可能な状況下にあっても、その所在を外部に報知することが可能となる。しかしながら、この手法では、災害時のように、通信回線が大幅に混雑した場合、異常事態の信号を発信するトリガーとなるメッセージデータを受信し難いという問題が起こる。そうすると、救助が遅れることにより、結果的に人命が危うくなるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、携帯端末の所有者に緊急事態が発生したとき、その所在を携帯端末により迅速に報知する手法を提供することを目的とする。

本発明に係る携帯端末は、音響を伝達するスピーカと、前記スピーカを介して超音波信号を出力する超音波デバイスと、起動信号を入力する操作デバイスと、起動信号の入力を契機に前記超音波デバイスに超音波信号を出力させる制御デバイスとを備える。

本発明に係るプログラムは、音響を伝達するスピーカと、前記スピーカを介して超音波信号を出力する超音波デバイスと、起動信号を入力する操作デバイスとを備える携帯端末に、起動信号の入力を契機に超音波信号を出力させるプログラムである。

本発明によれば、携帯端末による緊急信号の発信に通信回線への接続は不要となる。よって、たとえ災害発生時のように通信回線が混雑するときであっても、緊急信号を簡易かつ速やかに発信することができる。また、緊急信号として超音波信号を発信することから、瓦礫の中のように、被災者の声が外部にまで届き難い場所であっても、その所在を救助犬や超音波センサ等により察知することができる。

本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施形態は、携帯電話機に本発明を適用した形態である。図１に、実施形態の携帯電話機100の構成を示す。

図１より、ANT1は、無線通信の電波を送受信するためのアンテナである。無線部2は、ANT1により受信した信号を増幅して復調し、また、送信すべきデータに変調をかけて増幅しANT1から発信する通信回路である。制御部3は、携帯電話機100の動作制御を担うCPUのような制御デバイスである。LCD4は、画像を表示する表示デバイスであり、操作部5は、テンキーや各種ボタンを含む操作デバイスである。

音波処理部6は、通話の音声や着信音のような、周波数が約20Hz〜20kHzの可聴音波の信号をスピーカ9を介して出力する音響処理デバイスである。超音波処理部7は、周波数が20kHzを超える超音波を生成し、緊急信号としての超音波信号をスピーカ9を介して出力する音響処理デバイスである。また、超音波処理部7は、周囲にて出力されている超音波信号をスピーカ9を介して捕捉する。SW8は、スピーカ9に対する音波処理部6および超音波処理部7の接続を切り替えるスイッチ回路である。

スピーカ9は、一般の携帯電話機が具備するものと同様なスピーカ装置であり、例えば、コイル及び磁石による電磁作用を利用したダイナミックスピーカ、あるいは、圧電効果のある金属を振動板として用いる圧電スピーカ等である。なお、ダイナミックスピーカは、一般に、可聴音波（約20Hz〜20kHz）の出力を目的として利用されるが、超音波（20kHz〜）を意図的に排除するよう製作されたものでない限り、ダイナミックスピーカであっても超音波に対する適応性があると推測される。

主電池10は、携帯電話機100の通常の動作における電源として利用される蓄電池であり、Backup電池11は、例えば主電池10を取り外した際に記憶部12のデータを保持し続けるために利用される予備的な電池である。記憶部12は、フラッシュメモリ及びRAM等を含む記憶デバイスであり、制御部3が実行するプログラムや各種設定データを記憶する。

図２に、携帯電話機100の具体的な構成を示す。図示の構成において、スピーカ9、主電池10及びBackup電池11は、図１に示すものと同様である。CPU30は、図１の制御部3に対応する構成要素である。電源回路90は、主電池10及びBackup電池11の動作制御を行う回路である。CPU30は、主電池10により供給される電圧の値を電源回路90から取得し、主電池10の状態を監視する。この監視によるCPU30の制御については、後に説明する。

緊急ボタン50は、図１の操作部5に含まれる構成要素であり、例えば、テンキーや特定のキーボタンである。この緊急ボタン50の押下により入力される起動信号は、超音波処理部7に対する起動のトリガー信号、すなわち緊急信号の発信を開始する契機を与える信号である。起動信号の入力形式は、本実施形態のような押下操作に限らず、例えば、スライド操作あるいは牽引操作等、CPU30により認識可能な操作であれば他の操作であってもよい。なお、起動信号の入力操作としては、緊急時の不測の事態を考慮し、ユーザにとって極力簡易なものであることが望ましい。

音波発生器60は、図１の音波処理部6に対応する構成要素であり、より具体的には、周波数変調（Frequency Modulation：FM）処理により周波数可変の音波を生成する、いわゆるFM音源ICである。FM音源ICは、周波数及び振幅に関するCPU30からの指示に基づき音波を生成する。

超音波装置70は、図１の超音波処理部7に対応する構成要素であり、超音波を生成する超音波発生器71と、スピーカ9により外部の超音波を捕捉する超音波検知器72とを有する。超音波発生器71は、前述のFM音源ICにより実現することができる。すなわち、FM音源ICが、CPU30の制御下で超音波または可聴音波を発生させる。

超音波発生器71により発生させる超音波の周波数としては、例えば、災害発生時に動員される救助犬により捕捉できる周波数とする。人間の可聴範囲が約20Hz〜20kHzであるのに対し、犬の場合は、一般に、約150kHz(超音波)までの音波を聴き取ることが可能といわれる。よって、理論上は、周波数20kHz〜150kHzの範囲の超音波信号を超音波発生器71に出力させればよい。

超音波検知器72は、携帯電話機100の周囲で出力されている超音波信号をスピーカ9を介して捕捉し、その周波数を判別する。スピーカ9により超音波信号を捕捉することは、すなわち、スピーカ9の振動板が外部から受けた超音波信号を超音波検知器72により検知することを指す。また、換言すれば、超音波信号を捕捉するために、スピーカ9をマイクロフォンとして機能させることを意味する。

SW80Aは、スピーカ9に対する音波発生器60または超音波発生器71の接続を切り替えるスイッチ回路である。他方のSW80Bは、スピーカ9を本来のスピーカとして機能させるか、あるいは、前述したマイクロフォンとして機能させるかを選択するためのスイッチ回路である。

図３に示すフローチャートを参照して、携帯電話機100の動作について説明する。以下に説明する携帯電話機100の動作は、図２のCPU30が、記憶デバイス（図示略）に保存されているプログラムを実行することによる作用に対応する。

携帯電話機100は、通信の待ち受け状態において（ステップＳ１）、緊急ボタン50の押下による起動信号の入力を認識したとき（ステップＳ２）、図２に示すように、SW80Aを端子bに接続すると共にSW80Bを端子cに接続する。そして、予め設定された周波数f1にて超音波信号を出力する（ステップＳ３）。

このとき、携帯電話機100は、超音波信号の出力を間欠的に行う。すなわち、超音波信号の出力および停止を所定期間ごとに交互に行う。これにより、超音波信号の出力を無停止で行う場合に比べ、電池の消耗を抑えることができる。

また、携帯電話機100は、超音波信号の出力を停止する期間に、図２に示すSW80Bを端子cから端子dに切り替えることにより、外部の超音波信号を捕捉する（ステップＳ４）。携帯電話機100は、この捕捉の処理を、超音波信号の出力と重複しないよう、超音波信号の停止期間に合わせて間欠的に行う。

図４に、携帯電話機100の間欠動作を模式的に示す。図示の上段の波形は、超音波信号の出力に関するものであり、下段は超音波信号の捕捉に関するものである。図示の例において、携帯電話機100は、出力期間「x1［sec］」および停止期間「y1［sec］」にて超音波信号の出力及び停止を繰り返す。すなわち、超音波信号の出力に係る間欠動作を「x1［sec］＋y1［sec］」の周期で繰り返す。

また、超音波信号の捕捉に関しては、同図に示すように、出力に関する上記動作周期に対し「z［sec］」のディレイを置いて、捕捉期間「x2［sec］」および停止期間「y2［sec］」にて間欠動作を繰り返す。超音波信号の出力及び捕捉の停止期間については、「y1［sec］＝y2［sec］」とする。

携帯電話機100は、捕捉期間「x2［sec］」において、周囲に存在する他の携帯電話機（100）や音響機器等から超音波信号が出力されていれば、それを検知することとなる。

携帯電話機100は、外部から超音波信号を捕捉した場合、その周波数が、自端末から出力する超音波信号の周波数f1と同一であるか否かを判定する。判定の結果、両者が同一でなければ（ステップＳ５：No）、周波数f1による出力を継続する。

一方、外部からの超音波信号も同じ周波数f1である場合（ステップＳ５：Yes）、携帯電話機100は、出力すべき超音波信号の周波数を変更し、新たな周波数f2にて超音波信号を出力する（ステップＳ６）。変更後の周波数f2としては、例えば、変更前の周波数f1を逓倍あるいは分周したものを用いればよい。

携帯電話機100は、新たな周波数f2が適用される間も、前述と同様にして外部の超音波信号を捕捉する（ステップＳ７）。そして、外部からの超音波信号を捕捉し、その周波数が現行の周波数f2である場合、再び周波数を変更する。この変更にあたっては、現行の周波数f2を、それ以前に適用していた周波数f1に戻す（ステップＳ８：Yes）、あるいは、新たな周波数f3に変更する。

このように、自端末の周波数が外部の周波数と一致する場合に自端末の周波数を変更するよう制御することにより、緊急信号として固有のものを発信することができる。これは、例えば、災害発生時に動員された救助犬による捜索活動に寄与する。

以上説明した実施形態によれば、緊急ボタン50の押下により携帯電話機100から超音波信号が出力されることから、緊急信号を発信するために携帯端末を通信回線へ接続することは不要となる。よって、たとえ地震等の災害発生時であっても緊急信号を簡易かつ速やかに発信することができる。また、緊急信号として超音波信号を発信することにより、瓦礫の中のように、被災者の声が外部にまで届き難い場所であっても、その所在を救助犬や超音波センサ等により察知することができる。

本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、携帯電話機100が、主電池10の消耗を考慮した間欠動作を行うものである。なお、この携帯電話機100の構成は図１及び図２に示すものと同様であり、構成についての説明は省略する。

本実施形態では、主電池10の電圧値に関し、予め複数のレベルを設定する。一例を挙げると、主電池10の電池残量に比較的余裕があるレベル「4.2［V］〜3.8［V］」、やや消耗したレベルの「3.8［V］〜3.4［V］」、及び、電池残量に殆ど余裕がないレベル「3.4［V］〜動作限界値」の３段階である。電圧値の区分は、この例のように３段階に限らず、２段階あるいは４段階以上など、適宜設定してよい。

図５に、上記のレベルごとに設定した間欠動作の例を模式的に示す。図示の例において、超音波信号の出力期間（x［sec］）に関する波形間の比率は「x10＝x20＝x30」（1：1：1）であるが、出力の停止期間（y）の比率は「4*y10＝2*y20＝y30」（4：2：1）である。すなわち、出力期間は一定とする一方で、停止期間は、主電池10の消耗に伴い設定を長くする。これにより、緊急信号の発信中における電池寿命の延命を図ることができる。

なお、超音波信号の捕捉処理においても、図５に示す主電池10の電圧レベルに応じて、捕捉のタイミングを遷移させる（図示略）。このとき、超音波信号の出力期間と捕捉期間とが重複しないよう、図４を参照して前述したように、両者間に所定のディレイ期間を設ける。

図６のフローチャートを参照して、本実施形態の動作を説明する。ここでは、超音波信号に関する間欠動作に図５の設定を適用する。携帯電話機100は、緊急ボタン50の押下による起動信号の入力を認識後、定期的に主電池10の供給電圧を確認する（ステップＳ１１）。そして、現時点の電圧が「3.8［V］」以上の場合（ステップＳ１２：Yes）、携帯電話機100は、停止期間を「y10［sec］」とした間欠動作、すなわち図５の最上段に示す間欠動作を行う（ステップＳ１３）。

また、現時点の電圧が、「3.8［V］」に満たないが（ステップＳ１２：No）「3.4［V］」以上である場合は（ステップＳ１４：Yes）、停止期間を「y20［sec］」とした間欠動作、すなわち図５に示す中段の間欠動作を行う（ステップＳ１３）。また、現時点の電圧が、「3.4［V］」に満たないが（ステップＳ１４：No）「動作限界値」以上ある場合は（ステップＳ１６：Yes）、停止期間を「y30［sec］」とした間欠動作、すなわち図５に示す最下段の間欠動作を行う（ステップＳ１７）。

さらにまた、現時点の電圧が「動作限界値」にも満たない場合（ステップＳ１６：No）、携帯電話機100は、電源を主電池10からBackup電池11に切り替える（ステップＳ１８）。そして、Backup電池11への切り替え後、まずは、停止期間が最も長い「y30［sec］」の間欠動作を行い（ステップＳ１７）、その後はBackup電池11の残量に応じて、上述と同様の制御を行う。

本実施形態によれば、緊急信号の発信中における主電池10の消耗を抑制することが可能となる。また、主電池10の消耗により携帯電話機100の駆動自体が危うくなっても、電源を自動的にBackup電池11に切り替えることから、緊急信号の発信を継続させることができる。これにより、災害の発生現場などにおいて救助される確率が高められる。

上記各実施形態は、本発明を、携帯端末としての携帯電話機（100）に適用したものであったが、基本構成にスピーカを具備するものであれば、本発明の適用範囲は携帯電話機に限定されない。本発明は、携帯電話機以外に、例えば、スケジュール管理端末あるいはボイスレコーダ等、ユーザが日常的に携行する他の端末にも適用可能である。これにより、あらゆる環境における緊急事態に対処することができる。

本発明の実施形態の基本構成を示すブロック図である。 実施形態の具体的な構成を示すブロック図である。 実施形態の動作手順を示すフローチャートである。 実施形態における超音波信号の出力及び捕捉に関する説明図である。 本発明の他の実施形態における間欠動作に関する説明図である。 他の実施形態の動作手順を示すフローチャートである。

符号の説明

100 携帯電話機
1：ANT（アンテナ）、2：無線部、3：制御部、4：LCD、5：操作部、6：音波処理部、7：超音波処理部、8：SW（スイッチ）、9：スピーカ、10：主電池、11：Backup電池
30：CPU、50：緊急ボタン、60：音波発生器、70：超音波装置、71：超音波発生器、72：超音波検知器、80A／80B：SW、90：電源回路

Claims (18)

1. 音響を伝達するスピーカと、
   前記スピーカを介して超音波信号を出力する超音波デバイスと、
   起動信号を入力する操作デバイスと、
   起動信号の入力を契機に前記超音波デバイスに超音波信号を出力させる制御デバイスとを備えることを特徴とする携帯端末。
2. 前記制御デバイスは、前記超音波デバイスによる超音波信号の出力を間欠動作により実行させることを特徴とする請求項１記載の携帯端末。
3. 前記制御デバイスは、超音波信号の出力期間を除く期間において前記超音波デバイスに前記スピーカを介して外部の超音波信号を捕捉させることを特徴とする請求項２記載の携帯端末。
4. 前記制御デバイスは、外部から捕捉した超音波信号の周波数が自端末から出力すべき超音波信号の周波数と一致する場合、自端末から出力すべき超音波信号の周波数を変更することを特徴とする請求項３記載の携帯端末。
5. 前記制御デバイスは、主電池の電圧の遷移に応じて前記超音波デバイスによる間欠動作の周期を変動させることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の携帯端末。
6. 前記制御デバイスは、前記超音波デバイスの動作中に主電池の電圧が基準値を下回るとき電源をバックアップ電池に切り替えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の携帯端末。
7. 音響を伝達するスピーカと、前記スピーカを介して超音波信号を出力する超音波デバイスと、起動信号を入力する操作デバイスとを備える携帯端末に、
   起動信号の入力を契機に超音波信号を出力させることを特徴とするプログラム。
8. 前記携帯端末に、
   超音波信号の出力を間欠動作により実行させることを特徴とする請求項７記載のプログラム。
9. 前記携帯端末に、
   超音波信号の出力期間を除く期間において前記超音波デバイスにより前記スピーカを介して外部の超音波信号を捕捉させることを特徴とする請求項８記載のプログラム。
10. 前記携帯端末に、
    外部から捕捉した超音波信号の周波数が自端末から出力すべき超音波信号の周波数と一致する場合、自端末から出力すべき超音波信号の周波数を変更させることを特徴とする請求項９記載のプログラム。
11. 前記携帯端末に、
    主電池の電圧の遷移に応じて間欠動作の周期を変動させることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のプログラム。
12. 前記携帯端末に、
    前記超音波デバイスの動作中に主電池の電圧が基準値を下回るとき電源をバックアップ電池に切り替えることを実行させることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載のプログラム。
13. 音響を伝達するスピーカと、前記スピーカを介して超音波信号を出力する超音波デバイスと、起動信号を入力する操作デバイスとを備える携帯端末が、
    起動信号の入力を契機に超音波信号を出力することを特徴とする緊急信号発信方法。
14. 前記携帯端末が、
    超音波信号の出力を間欠動作により実行することを特徴とする請求項１３記載の緊急信号発信方法。
15. 前記携帯端末が、
    超音波信号の出力期間を除く期間において前記超音波デバイスにより前記スピーカを介して外部の超音波信号を捕捉することを特徴とする請求項１４記載の緊急信号発信方法。
16. 前記携帯端末が、
    外部から捕捉した超音波信号の周波数が自端末から出力すべき超音波信号の周波数と一致する場合、自端末から出力すべき超音波信号の周波数を変更することを特徴とする請求項１５記載の緊急信号発信方法。
17. 前記携帯端末が、
    主電池の電圧の遷移に応じて間欠動作の周期を変動させることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の緊急信号発信方法。
18. 前記携帯端末が、
    前記超音波デバイスの動作中に主電池の電圧が基準値を下回るとき電源をバックアップ電池に切り替えることを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の緊急信号発信方法。

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