JP2007232414A - 携帯電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】地磁気センサを搭載し、キャリブレーションを行わなくてもよい、或いはキャリブレーションを行う回数が少なくてすむ携帯電子機器を提供する。
【解決手段】上部筐体１０内の永久磁石５に対向するように配設された下部筐体２０内の磁性体３が、携帯端末１００が閉じられるたびに永久磁石５によって決まった状態に着磁され、携帯端末１００に何らかの磁力源が接近しない限り携帯端末１００内の磁場の状態は磁性体３が発する磁気によって一定になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、地磁気センサを有する携帯電子機器に関する。

近年、ＧＰＳ衛星と通信を行って現在位置情報を受信し、地図情報と合わせて現在位置を知ることができる携帯電話等の携帯電子機器が普及している。しかし、ＧＰＳ衛星からの位置情報だけでは方位（自機器がどの方角を向いているのか）を知ることはできない。このため、最近では、地磁気センサを搭載し、方位と現在位置の両方を表示する携帯電子機器がある。
特開２００５−２０７７９９号公報

しかし、携帯電子機器には、スピーカ、バッテリや金属部品等、様々な磁性材料が搭載されているため、これらの磁性材料が発する磁気が存在し、当該携帯電子機器に搭載された地磁気センサは、これら磁性材料の発する磁気と地磁気とが合成された磁気を検出してしまう。従って、地磁気センサが精度良く動作するためには、携帯電子機器内の磁性材料が発する磁気による誤差分を補正するためのキャリブレーションが必要となる。

キャリブレーションとは、携帯電子機器内部の磁気の影響を補正することであり、具体的には、例えば、携帯電子機器を水平に保ち回転させる動作等によって携帯電子機器内の磁界をキャンセルする動作である。

しかし、携帯電子機器内の地磁気センサが携帯電子機器内の磁性体に影響を受け、正確な方位を示すことができなくなっているか否かは、ユーザが外部から携帯電子機器を観察しても見極めることができないため、ユーザにとってはいつキャリブレーションを行えばよいのか判りにくく、使い勝手が悪い、という不利益があった。また、キャリブレーションの動作そのものが面倒で煩わしい、という不利益もあった。

本発明は、上述した不利益を解消するために、地磁気センサを搭載し、キャリブレーションを行わなくてもよい、或いはキャリブレーションを行う回数が少なくてすむ携帯電子機器を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、第１の観点の発明の携帯電子機器は、永久磁石を有する第１の筐体と、地磁気センサを有する第２の筐体とが開状態と閉状態とを形成可能に連結され、前記地磁気センサを用いて方位を導出する携帯電子機器であって、前記第２の筐体の内部には、前記閉状態のときに前記永久磁石と対向する位置に磁性体が、前記地磁気センサに隣接するように配されている。

好適には、前記第２の筐体は、前記閉状態のときに前記永久磁石と対向する位置に磁気センサが配され、前記永久磁石からの磁力を前記磁気センサにて検出することにより前記閉状態の検出を行う。

好適には、前記磁性体は、前記第２の筐体内の前記地磁気センサと前記第１の筐体との対向する面との間、なおかつ前記磁気センサに隣接して配されている。

好適には、前記地磁気センサは、前記第２の筐体内の周端部に配され、前記磁性体は、前記地磁気センサよりも、前記第２の筐体の前記第１の筐体との対向面に平行な面における中央側に配され、前記磁気センサと前記磁性体とは隣接して配されている。

地磁気センサを搭載し、キャリブレーションを行わなくてもよい、或いはキャリブレーションを行う回数が少なくてすむ携帯電子機器を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について携帯電子機器の例として携帯端末を用いて説明する。
図１は、本実施形態にかかる携帯端末１００の構造を示すブロック図である。
図１に示すように、携帯端末１００は、上部筐体（第１の筐体）１０と下部筐体（第２の筐体）２０とを有し、下部筐体２０が地磁気センサ１、磁気センサ２、磁性体３及び制御部４を、上部筐体１０が永久磁石５、表示部６を有する。

携帯端末１００は、上部筐体１０と下部筐体２０とが開閉可能になっている。例えば、図２に示すように、携帯端末１００は、ヒンジ部３０によって上部筐体１０と下部筐体２０とが折りたたむことができるようになっている。図２は、携帯端末１００を横から見た図である。
以下各構成について説明する。

地磁気センサ１は、方位の算出に用いる地磁気を検出する。
例えば地磁気センサ１は、携帯端末１００の筐体内の回路基板上に設定された所定の座標系（２軸もしくは３軸）を基準として、その各軸方向の地磁気を検出する。地磁気の検出には、例えばコイルの励磁を利用する方法や、ホール効果を利用する方法、磁気抵抗素子を利用する方法等、種々の方法を用いることが可能である。

磁気センサ２は、後述する永久磁石５が発する磁気を検出する。磁気センサ２は、下部筐体２０内の永久磁石５と対向する位置に配設された後述する磁性体３に隣接するように配設されており、上部筐体１０及び下部筐体２０が閉じた状態において永久磁石５と最接近することになる。永久磁石５と最接近した状態（或いはそれに近い状態）において磁気センサ２が検出する磁気の量は決まっているので、このときの磁気の値をしきい値とすれば、後述する制御部４が磁気センサ２の検出する磁気の値がしきい値以上であるか未満であるかの判断を行うことによって、携帯端末１００が開いた状態であるか閉じた状態であるかを検知することができる。

磁性体３は、携帯端末１００に搭載される各部品のうち、磁性体（磁気を帯びる性質を有する物体）であれば何でもよい。すなわち、本発明のために新しく磁性材料を携帯端末１００に搭載する必要は無く、携帯端末１００を構成する部品の内、磁化しやすい特定を持つ材料からなるものであれば全てこの磁性体３として利用可能である。磁性体３は具体的には、例えば、スピーカ、マイクロフォン、外部拡張端子（例えば、ｍｉｎｉＳＤメモリーカード（ＳＤアソシエーションの登録商標）スロット）、シールドケースやアンテナ、バッテリ等がある。しかしながら、これらよりも更に磁化の顕著な（強く磁化される）フェライト材料の部品等を用いれば本発明におけるキャリブレーション回数削減の目的は、より容易に達成できるようになる。
磁性体３は、携帯端末１００の上部筐体１０および下部筐体２０が閉じた状態において永久磁石５と対向する位置に配設されており、上部筐体１０および下部筐体２０が閉じることによって永久磁石５と最接近する。すなわち、すなわち携帯端末１００が閉じた状態において永久磁石５と磁性体３との位置関係は閉じる度に毎回同じであるので、磁性体３は永久磁石５によって閉じる度に毎回決まった方向に磁化される。従って、磁性体３は、携帯端末１００が一度閉じられれば（磁性体３と永久磁石５とが最接近すれば）、携帯端末１００内の磁気の状態を他の磁性体が近づけられるまで一定（決まった状態）にすることができる。

制御部４は、携帯端末１００の全体的な動作を統括的に制御する。
すなわち、携帯端末１００の各種処理（通信網を介して行われる音声通話、電子メールの作成と送受信、ｗｅｂサイトの閲覧、地図を利用したナビゲーション等）が図示しない入力部の操作に応じて適切な手順で実行されるように携帯端末１００の図示しない各ユニットの動作を制御する。
例えば、制御部４は、オペレーティングシステムやアプリケーション等のプログラムに基づいて処理を実行するコンピュータを備えており、このプログラムにおいて指示された手順に従って上述した処理を実行する。

また、制御部４は、ナビゲーションを開始するように図示しない入力部の操作に応じて、図示しないＧＰＳ信号受信部によるＧＰＳ信号に基づいて現在地の地理的位置を把握し、これを地図として後述する表示部６に表示する。
また、制御部４は、上記のようなナビゲーション処理を行っている場合等に利用できる方位検出処理を行う。方位検出処理とは、地磁気センサ１が検出した地磁気のデータを取得し、これに基づいて方位を算出する処理である。制御部４は、例えば一定の周期で方位の算出を行い、その算出結果に応じて方位の情報を検出する。

また、制御部４は、上述した方位検出処理を精度よく行うために、所定の頻度でキャリブレーション処理を行う。キャリブレーション処理とは、携帯端末１００内の各構成要素が帯磁することによって地磁気センサ１が地磁気を検出する際に影響を受け、実際の方位とは異なる方位を検出してしまうことを防ぐために、携帯端末１００内の帯磁した磁性体による磁力の影響を補正する処理のことである。なお、所定の頻度は、例えば一定時間ごとに、でもよいし、方位検出処理を行う直前に自動的に行うようにしてもよい。

携帯端末１００内の構成要素が帯磁した後にキャリブレーション処理を行うと、地磁気センサ１にて取得した周辺磁場のベクトルに対して、帯磁環境分を差し引いて（オフセット処理）筐体の外における正しい磁場ベクトルを算出できるが、このキャリブレーションを行った直後であっても、外部機器へ接続したり、強い磁場に携帯端末１００を持ち込んだりすると、今度は異なる磁場ベクトル（極性の方向）を持って携帯端末１００の構成要素が帯磁してしまう。この場合、補正する値も上述のオフセット処理と同じ値では補正できない。よって、再度キャリブレーションが必要となってしまう。

本発明では、地磁気センサ１に隣接して磁性体３を配設することによって、地磁気センサ１が影響を受ける携帯端末１００内の磁力源は磁性体３のみを考慮すればよいようになっている。更に、磁性体３は、永久磁石５によって、携帯端末１００が閉じられる度に決まった状態に着磁されるようになっているため、従って、キャリブレーション処理は、磁性体３が発する決まった状態の磁場を考慮して地磁気センサ１の検出する磁気の補正を行い、本来の地磁気のみを検出できるようにする処理である。

永久磁石５は、上部筐体１０内の磁性体３及び磁気センサ２と対向する位置に配設されており、携帯端末１００が閉じた状態において磁性体３を着磁し磁気センサ２に磁気を検出させる。

表示部６は、例えば液晶表示パネルや有機ＥＬパネル等の表示デバイスを用いて構成されており、制御部４から供給されるデータに応じた情報を表示する。例えば、音声通話発信時における発信先の電話番号や、着信時における着信相手の電話番号、受信メールや送信メールの内容、待ち受け画面、日付、時刻、バッテリ残量等を表示する。また、ナビゲーション処理時には、図示しないＧＰＳ信号受信部によるＧＰＳ信号に基づいて現在地の地理的位置を地図として表示する。

また、表示部６は、制御部４の制御により、例えば、磁気センサ２による開閉検出に伴って、表示をオンオフされる。すなわち閉状態においては、閉じた筐体の内側になる面に設けられる表示部６は見えなくなるため、表示をオフにすることにより制御部４が省電力制御を行っている。

次に、地磁気センサ１、磁気センサ２、磁性体３及び永久磁石５の位置関係について詳しく説明する。
携帯端末１００が閉じた状態において、地磁気センサ１、磁気センサ２、磁性体３及び永久磁石５の位置関係の第１の例を図３に関連付けて説明する。

第１の例においては、図３に示すように、上部筐体１０内部の永久磁石５と対向する下部筐体２０内に、磁気センサ２及び磁性体３が配設されており、更にその図３における下方向（永久磁石５と反対側）に地磁気センサ１が配設される。
図３においては、筐体閉状態における磁性体３の直上に永久磁石５が配置されているが、第１の例はこれに限定されない。すなわち、永久磁石５の発する磁力によって、磁性体３が着磁され、同時に磁気センサ２が永久磁石５の発する磁力を検出できればよいので、例えば、磁気センサ２の直上に永久磁石５が配置されてもよいし、磁気センサ２と磁性体３との中間地点の上方向に永久磁石５が配置されてもよい。また、地磁気センサ１の位置についても同様のことが言える。地磁気センサ１は、携帯端末１００が開いた状態において、永久磁石５に磁化された磁性体３の発する磁気を、他の部品よりも強く検出できればよく、磁性体３の直下に配置されるのが最も望ましいが、直下に限定される訳ではなく、地磁気センサの位置は３次元的に変動が可能である。すなわち、地磁気センサ１は、磁性体３と同一平面上に隣接して配設されてもよいが、よりよく地磁気を検出するために、携帯端末１００の他の各構成部品よりも下部筐体２０の外周に近い位置に配設された方が好ましい。また、図３における第１の例においては、磁気センサ２及び磁性体３が図３における紙面左右方向に並んで配設されているが、磁気センサ２及び磁性体３の位置関係はこれに限定されず、例えば図３における手前及び奥方向に並んでこれらが配設されてもよい。

次に、携帯端末１００が閉じた状態において、地磁気センサ１、磁気センサ２、磁性体３及び永久磁石５の位置関係の第２の例を図４に関連付けて説明する。
第２の例においては、地磁気センサ１の位置が最初に決定され、図４に示すように、地磁気センサ１は下部筐体２０の周端部（ヒンジ部３０にて連結される側と反対側）に配設される。図４においては、地磁気センサ１は図の最左部に配置されているが、これはヒンジ部３０に磁性体であるアンテナが配設されていることが多く、これの影響を避けるためには地磁気センサ１はヒンジ部３０からできるだけ離れていた方が望ましいからである。また、地磁気センサ１は、図４の紙面手前方向でも奥方向でもどちらかの端に配設されていればよく、どちらかについては限定しない。

第２の例においては、地磁気センサ１に隣接する位置に磁性体３を配置し、更に磁性体３に隣接して磁気センサ２を配設する。なお、磁性体３と磁気センサ２の順序は逆になってもよい。すなわち、図４に示すように図４の左方向から地磁気センサ１・磁性体３・磁気センサ２の順に並んでいてもよいし、地磁気センサ１・磁気センサ２・磁性体３の順に並んでいてもよい。更に、磁気センサ２と磁性体３とは、図４に示すように図４における横一列に並んで配設される必要はなく、地磁気センサ１に隣接する紙面右側であれば図４における紙面手前・奥方向に並んで配設されてもよい。この場合、磁気センサ２と磁性体３のどちらが手前側に配設されてもよい。要は、上部筐体１０と対向する面を基準として隣接していればよい。

すなわち、第２の例においては、下部筐体２０の周端部に地磁気センサ１が配設され、これにいずれかが隣接するように磁気センサ２と磁性体３とが配設されればよい。なお、地磁気センサが周端部に配設されることが望ましい理由は、地磁気を検出しやすくするためである。すなわち、筐体内における磁化しやすい部品が、地磁気センサ１から見て少なくとも筐体外に向かう側には配されないため、地磁気センサ１自身が周端部に配されることにより、磁化される部品と地磁気センサ１との基準面（上部筐体１０と下部筐体２０の閉状態にて対向する面と平行な面）上で位置関係が少しシンプル（筐体外に向かう方向の磁化状況を考慮しなくて済む）ようになる。

更に、下部筐体２０内に配設された磁性体３は、上部筐体１０内の永久磁石５と対向するように配設されている。第１の例と同様に、厳密な意味で永久磁石５と磁性体３とが対向している必要は無く、永久磁石５によって磁性体３が着磁され、永久磁石５の発する磁力を磁気センサ２が検出できればよい。

以上説明したように、本発明の携帯端末１００によれば、上部筐体１０内の永久磁石５に対向するように配設された下部筐体２０内の磁性体３が、携帯端末１００が閉じられるたびに永久磁石５によって決まった状態に着磁され、携帯端末１００に何らかの磁力源が接近しない限り携帯端末１００内の磁場の状態は磁性体３が発する磁気によって一定になるので、磁性体３が発する一定の磁気を予め測定しておくことによって、キャリブレーション処理の際に、地磁気センサ１が検出した磁気を基に、磁性体３が発する一定の磁気を考慮して補正することによって、従来必要であったキャリブレーション動作、すなわち携帯端末１００を水平に保ち回転させる等の動作を行わなくてもよいようになる、或いはキャリブレーション動作が必要になる頻度を低下させることができる。

本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、本発明は、技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行っても適用される。

なお、本実施形態では、図２に示すように、２つ折式の携帯端末１００について説明したが、本発明はこれには限定されず、例えば図５（ａ）に示すようなスライド式、図５（ｂ）に示すような回転式（上述した基準面と水平な方向にターンして開閉状態を得る方式）の携帯端末においても適用可能である。スライド式や回転式の携帯端末においても、本実施形態における上記の説明と同様に、携帯端末が閉じた状態のときに永久磁石５と対向する位置に磁性体３があるように配設されていればよい。なお、図５（ａ）は携帯端末を横から見た図、図５（ｂ）は正面から見た図である。

また、本実施形態では、制御部４が下部筐体２０内にあるとしたが、本発明はこれに限定されない。制御部４は上部筐体内にあってもよい。

また、本実施形態では本発明の携帯電子機器の一例として携帯端末１００について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、ポータブルゲーム機、ポータブルナビゲーション装置等、地磁気センサを有し方位を検出する携帯電子機器に適用可能である。

図１は、本実施形態の携帯端末１００の構成を示すブロック図である 図２は、携帯端末１００の開閉について説明するための、携帯端末１００を横から見た図である。 図３は、携帯端末１００が閉じた状態における、地磁気センサ１、磁気センサ２、磁性体３及び永久磁石５の位置関係の第１の例を示した図である。 図４は、携帯端末１００が閉じた状態における、地磁気センサ１、磁気センサ２、磁性体３及び永久磁石５の位置関係の第２の例を示した図である。 図５は、本発明の携帯端末１００の開閉形態の他の例を説明するための図である

符号の説明

１…地磁気センサ、２…磁気センサ、３…磁性体、４…制御部、５…永久磁石、６…表示部、１０…上部筐体、２０…下部筐体、３０…ヒンジ部、１００…携帯端末

Claims (4)

1. 永久磁石を有する第１の筐体と、地磁気センサを有する第２の筐体とが開状態と閉状態とを形成可能に連結され、前記地磁気センサを用いて方位を導出する携帯電子機器であって、
   前記第２の筐体の内部には、前記閉状態のときに前記永久磁石と対向する位置に磁性体が、前記地磁気センサに隣接するように配されている
   ことを特徴とする携帯電子機器。
2. 前記第２の筐体は、前記閉状態のときに前記永久磁石と対向する位置に磁気センサが配され、前記永久磁石からの磁力を前記磁気センサにて検出することにより前記閉状態の検出を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器。
3. 前記磁性体は、前記第２の筐体内の前記地磁気センサと前記第１の筐体との対向する面との間、なおかつ前記磁気センサに隣接して配されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の携帯電子機器。
4. 前記地磁気センサは、前記第２の筐体内の周端部に配され、
   前記磁性体は、前記地磁気センサよりも、前記第２の筐体の前記第１の筐体との対向面に平行な面における中央側に配され、
   前記磁気センサと前記磁性体とは隣接して配されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の携帯電子機器。
   

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