JP2009063563A - Acceleration detection device and portable apparatus equipped with it - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acceleration detection device capable of monitoring state change using an optional attitude as a trigger. <P>SOLUTION: A data acquisition part 2 is an A/D conversion part subjecting acceleration data detected by a triaxial acceleration sensor 1 to A/D conversion. A determination object information calculation part 3 calculates determination information from a digital conversion value of a detection signal from the acceleration sensor 1, and a first predetermined value. A determination part 5 includes a comparison function comparing the calculation result calculated by the determination object information calculation part 3 with a second predetermined value, and a continuation number determination function determining whether a maintenance number of magnitude relation of the comparison results by the comparison function is set larger than a third predetermined value. When the maintenance number of magnitude relation of the determination results by the determination part 5 is set larger than the third predetermined value, an interrupt signal is transferred to an external CPU 8. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、加速度検出デバイス及びそれを備えた携帯機器に関し、より詳細には、少なくとも、３軸加速度センサとＡ／Ｄ変換部を含む信号処理回路と、デジタルＩ／Ｆとで構成された加速度検出デバイス及びそれを備えた携帯機器に関する。   The present invention relates to an acceleration detection device and a portable device including the acceleration detection device, and more specifically, an acceleration composed of at least a signal processing circuit including a three-axis acceleration sensor and an A / D conversion unit, and a digital I / F. The present invention relates to a detection device and a portable device including the detection device.

多くの電子機器において消費電流の低減を目的として「ウエイクアップ機能」が一般的に知られている。この従来の「ウエイクアップ機能」における「ウエイクアップ」は、静止状態から運動状態（動いている状態）に変化したときだけに機能するものである。   In many electronic devices, a “wake-up function” is generally known for the purpose of reducing current consumption. The “wake-up” in the conventional “wake-up function” functions only when the state changes from a stationary state to an exercise state (moving state).

この「ウエイクアップ」機能のトリガーとして、加速度センサが姿勢の変化を検知してシステムを起動するようにしたものとしては、例えば、特許文献１のものがある。この特許文献１のものは、リモコン送信器が放置されているときに、本などの下敷きになり操作釦が押され続ける状態が継続しても、通常の放置状態と同程度の消費電流にまで低減することができるようにしたものである。   As a trigger for the “wake-up” function, there is, for example, one disclosed in Patent Document 1 in which the acceleration sensor detects a change in posture and starts the system. Even if the state where the remote controller transmitter is left unattended and the operation button continues to be pressed while the remote control transmitter is left unattended, the current consumption is reduced to the same level as the normal unattended state. It can be reduced.

つまり、操作釦スイッチ群の１つのスイッチが押され続けられた場合、打ち切りたい期間を過ぎても押され続けられた場合は、第１の起動を禁止し、マイコンが動作するためのクロックを生成する発振自体が停止する第２の休止状態になり、静止状態検出器から論理“１”である電池の正電極電圧レベルの信号がリモコン送信用マイコンの起動入力に入力されるまで第２の休止状態を維持し、静止状態検出器は金属球保持用金属バネを介して、電池の正極に接続された金属球が、加速度が加わると金属管に接触することにより、リモコン送信用マイコンの起動入力に論理“１”である電池の正電極電圧レベルの信号が入力されることにより、リモコン送信用マイコンが起動し、第１の起動禁止設定を解除し、第１の休止状態へ移行し、通常動作に復帰するようにしたものである。   In other words, if one switch of the operation button switch group is kept pressed, if it is kept pressed even after a period of time to be aborted, the first activation is prohibited and a clock for operating the microcomputer is generated. The oscillation is stopped in a second pause state in which it stops, and the second pause state until the signal of the positive electrode voltage level of the battery that is logic “1” is input to the activation input of the remote control transmission microcomputer from the stationary state detector. When the acceleration is applied to the metal ball connected to the positive electrode of the battery via the metal spring for holding the metal ball, the stationary state detector is in contact with the metal tube. When the signal of the positive electrode voltage level of the battery that is logic “1” is input to the microcomputer, the microcomputer for remote control transmission is activated, the first activation prohibition setting is cancelled, and the transition to the first hibernation state is made. Movement It is obtained so as to return to.

特開平１０−３３６７５８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-336758

しかしながら、携帯電話に代表される携帯機器の場合は、使用者が身に着けて移動したり、手に持って使用者の様々な所作動作とともに使用されるなどの場合が多い。このような時は、携帯機器が動作していなくとも物理的に静止状態ではなく、仮に先行技術に開示されているような静止状態を検知する「ウエイクアップ機能」を有していても、実際は常時起動状態となってしまうという現象が生じる。このような現象に対して、常に動いている機器が一定の期間一定の姿勢になっていると起動するという携帯電話の開発などが要請されている。   However, in the case of a mobile device represented by a mobile phone, the user often wears it and moves it, or it is used by holding it in his hand together with various actions of the user. In such a case, even if the mobile device is not in a physically stationary state even if it is not operating, even if it has a “wake-up function” that detects a stationary state as disclosed in the prior art, The phenomenon that it will always be in an activated state occurs. In response to such a phenomenon, there has been a demand for the development of a mobile phone that is activated when a device that is constantly moving is in a certain posture for a certain period of time.

また、ユーザーの希望する任意の姿勢検出をトリガーとして設定できるような「ウエイクアップ機能」の実現が望まれている。   In addition, it is desired to realize a “wake-up function” that can be set as a trigger by detecting an arbitrary posture desired by the user.

さらに、従来そのような機能を実現しようとする場合には加速度検出デバイスからの信号をホストＣＰＵが演算処理して判断するという、ソフトウェアによる処理が一般的であったが、ソフトウェアで処理する従来技術では、少なくともホストＣＰＵ自身が常に演算処理を行わなければいけないので、ホストＣＰＵの消費する電力を十分に低減することができなかった。   Further, in the past, when such a function was to be realized, the processing by software, in which the host CPU judged the signal from the acceleration detection device by performing arithmetic processing, was generally used, but the conventional technology for processing by software However, since at least the host CPU itself must always perform arithmetic processing, the power consumed by the host CPU cannot be reduced sufficiently.

一方で加速度検出デバイス自身がおかれている姿勢の状態を監視して任意姿勢を検出し、外部に通知する機能を持てば、加速度検出デバイスそのものはホストＣＰＵの消費する電力に対し小さな消費電力で動作できるため、ホストＣＰＵが姿勢演算を常時行う必要がなく、不要の場合はホストＣＰＵをスリープ状態とすることができるため、携帯機器の消費電力を低減することができる。   On the other hand, if the acceleration detection device itself has a function of monitoring the state of the posture where the acceleration detection device itself is placed to detect an arbitrary posture and notifying the outside, the acceleration detection device itself consumes less power than the power consumed by the host CPU. Since it can operate, it is not necessary for the host CPU to always perform posture calculation, and when it is not necessary, the host CPU can be put into a sleep state, so that power consumption of the portable device can be reduced.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、携帯機器のように定常的に運動状態にある機器において、携帯機器の使用者が携帯機器を任意の姿勢状態に保持することで動作モードを変更できるような機能を容易にかつ低消費電流で実現する加速度検出デバイス及びそれを備えた携帯機器を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to allow a user of a mobile device to hold a mobile device in an arbitrary posture in a device that is in a stationary motion state such as a mobile device. An object of the present invention is to provide an acceleration detection device that easily realizes a function capable of changing an operation mode by maintaining a state with low current consumption, and a portable device including the acceleration detection device.

本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、少なくとも、３軸加速度センサと、該３軸加速度センサの出力信号を処理する信号処理回路とで構成される加速度検出デバイスであって、前記加速度検出デバイスが所定の姿勢に保持された場合に、前記３軸加速度センサから出力されうる値を特定姿勢加速度値として記憶する記憶手段と、前記３軸加速度センサから出力された値と、前記特定姿勢加速度値とから被判定情報を演算する被判定情報演算手段と、前記被判定情報と所定の判定閾値とを比較して、前記被判定情報が前記判定閾値値より小さいか否かを判定する第１の判定手段と、該第１の判定手段によって、前記被判定情報が前記判定閾値より小さいと判定された期間と所定の継続期間閾値とを比較して、前記被判定情報が前記判定閾値より小さいと判定された期間が、所定の継続期間閾値より大きいか否かを判定する第２の判定手段と、該第２の判定手段により、前記被判定情報が前記判定閾値より小さいと判定された期間が、前記所定の継続期間閾値より大きい場合に、インタラプト信号を生成する信号生成手段とを備えたことを特徴とする。   The present invention has been made to achieve such an object, and the invention according to claim 1 includes at least a triaxial acceleration sensor, and a signal processing circuit for processing an output signal of the triaxial acceleration sensor. Storage means for storing a value that can be output from the three-axis acceleration sensor as a specific posture acceleration value when the acceleration detection device is held in a predetermined posture; and A determination information calculating means for calculating determination information from the value output from the axial acceleration sensor and the specific posture acceleration value is compared with the determination information and a predetermined determination threshold value, and the determination information is A first determination unit that determines whether or not the determination threshold value is smaller; a period in which the determination target information is determined to be smaller than the determination threshold value by the first determination unit; and a predetermined duration threshold value And a second determination unit that determines whether or not a period in which the determination target information is smaller than the determination threshold is greater than a predetermined duration threshold, and the second determination unit, And a signal generation unit configured to generate an interrupt signal when a period in which the determination target information is determined to be smaller than the determination threshold is greater than the predetermined duration threshold.

また、請求項２に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記特定姿勢加速度値は、ホストＣＰＵから前記デジタルＩ／Ｆを通じて設定されることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the specific attitude acceleration value is set from a host CPU through the digital I / F.

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記特定姿勢加速度値は、ユーザーが前記加速度検出デバイスを特定の姿勢に保持した時の前記加速度センサの出力値であることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1, wherein the specific posture acceleration value is an output value of the acceleration sensor when the user holds the acceleration detection device in a specific posture. It is characterized by that.

また、請求項４に記載の発明は、請求項１，２又は３に記載の発明において、前記判定閾値と前記継続期間閾値の両方もしくはどちらか一方が、前記ホストＣＰＵから前記デジタルＩ／Ｆを通じて設定されることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the invention, in the first, second, or third aspect of the invention, the determination threshold value and / or the continuation time threshold value is transmitted from the host CPU through the digital I / F. It is characterized by being set.

また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記被判定情報は、前記加速度センサから出力された値と、前記特定姿勢加速度値との差分ベクトルの大きさであることを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the determination target information is a difference vector between a value output from the acceleration sensor and the specific posture acceleration value. It is the size of this.

また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記被判定情報は、前記加速度センサから出力された出力値と、前記特定姿勢加速度値との各軸成分の差の２乗の和であることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the determination target information includes each of an output value output from the acceleration sensor and the specific posture acceleration value. It is the sum of the squares of the differences of the axis components.

また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記被判定情報は、前記加速度センサから出力された値と、前記特定姿勢加速度値との各軸成分の差の絶対値の和であることを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the determination target information includes each axis of a value output from the acceleration sensor and the specific posture acceleration value. It is the sum of absolute values of component differences.

また、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記被判定情報は、前記加速度センサから出力された値と、前記特定姿勢加速度値との各軸成分の差であることを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the determination information includes each axis of a value output from the acceleration sensor and the specific posture acceleration value. It is a difference in components.

また、請求項９に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記３軸加速度センサの出力信号で構成されるベクトルと、所定の姿勢での重力ベクトルとの差分ベクトルの大きさが所定範囲内で、かつ、所定期間以上継続している否かを判定し、その結果を外部に出力することを特徴とする。   The invention according to claim 9 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein a difference between a vector constituted by an output signal of the three-axis acceleration sensor and a gravity vector in a predetermined posture. It is characterized in that it is determined whether or not the magnitude of the vector is within a predetermined range and continues for a predetermined period or longer, and the result is output to the outside.

また、請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明において、前記記憶手段は予め定められた所定の個数の前記特定姿勢加速度値を記憶し、前記被判定情報演算手段は、前記第２の判定手段によって前記被判定情報が前記判定閾値より小さいと判定された期間が、前記所定の継続期間閾値より大きいと判定されるたびに、前記被判定情報の演算に用いる前記特定姿勢加速度値を、所定の順序で変更し、前記所定の個数の全ての前記特定姿勢加速度値において、前記第２の判定手段によって前記被判定情報が前記判定閾値より小さいと判定された期間が、前記所定の継続期間閾値より大きいと判定された場合に、インタラプト信号を生成することを特徴とする。   The invention according to claim 10 is the invention according to any one of claims 1 to 9, wherein the storage means stores a predetermined number of the specific posture acceleration values, and the determination target information. The calculating means calculates the determined information every time the second determining means determines that the determined information is smaller than the determination threshold value and is greater than the predetermined duration threshold value. The specific posture acceleration value to be used is changed in a predetermined order, and the determination information is determined to be smaller than the determination threshold by the second determination unit in all the specific posture acceleration values of the predetermined number. An interrupt signal is generated when it is determined that the period is greater than the predetermined duration threshold.

また、請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の加速度検出デバイスを備え、前記インタラプト信号に基づいて、動作モードを移行することを特徴とする携帯機器である。   An eleventh aspect of the present invention is a portable device comprising the acceleration detecting device according to any one of the first to tenth aspects, wherein the operation mode is shifted based on the interrupt signal.

また、請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の加速度検出デバイスを備え、該加速度検出デバイスが前記インタラプト信号を生成するたびに、予め定められた所定の個数の前記特定姿勢加速度値を所定の順番で変更し、予め定められた所定の個数の前記特定姿勢加速度値の全てでインタラプト信号が生成されたことに基づいて、動作モードを移行することを特徴とする携帯機器である。   A twelfth aspect of the invention includes the acceleration detection device according to any one of the first to tenth aspects, and each time the acceleration detection device generates the interrupt signal, a predetermined number of predetermined numbers are generated. The specific posture acceleration value is changed in a predetermined order, and the operation mode is shifted based on the fact that an interrupt signal is generated for all of a predetermined number of the specific posture acceleration values. It is a portable device.

また、請求項１３に記載の発明は、請求項１０，１１又は１２に記載の発明において、前記移行する前もしくは移行したあとの動作モードが、携帯機器の低消費電力モードであることを特徴とする。   The invention according to claim 13 is the invention according to claim 10, 11 or 12, characterized in that the operation mode before or after the transition is a low power consumption mode of the portable device. To do.

本発明によれば、上記のように構成したので、携帯機器のように定常的に運動状態にある機器において、携帯機器の使用者が携帯機器を任意の姿勢状態に保持することで動作モードを変更できるような機能を容易にかつ低消費電流で実現する加速度検出デバイス、およびそれを用いた携帯機器を実現することができる。   According to the present invention, since it is configured as described above, in a device that is constantly in a motion state, such as a mobile device, the user of the mobile device can change the operation mode by holding the mobile device in an arbitrary posture state. It is possible to realize an acceleration detection device that easily implements a function that can be changed with low current consumption, and a portable device using the acceleration detection device.

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明の加速度検出デバイスの一実施例を説明するための構成図で、図中符号１は３軸加速度センサ、２はデータ取得部、３は被判定情報演算部、４は特定姿勢加速度格納部、５は判定部、６は判定閾値格納部、７は判定回数閾値格納部、８はＣＰＵ（中央処理装置）を示している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of the acceleration detection device of the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a three-axis acceleration sensor, 2 is a data acquisition unit, 3 is a determination information calculation unit, and 4 is a specific information. Attitude acceleration storage unit, 5 is a determination unit, 6 is a determination threshold value storage unit, 7 is a determination frequency threshold value storage unit, and 8 is a CPU (central processing unit).

ここで判定部５は、被判定情報演算部３で演算された被判定情報を判定閾値格納部６に格納された判定閾値と比較する機能およびその判定閾値と比較され、有意と判断された状態が判定回数閾値格納部７に格納された所定の回数だけ連続したかどうかを判定する閾値との比較機能及び連続回数判定機能を含んでいる。   Here, the determination unit 5 compares the determination information calculated by the determination information calculation unit 3 with the determination threshold stored in the determination threshold storage unit 6 and the determination threshold, and is determined to be significant. Includes a comparison function with a threshold for determining whether or not a predetermined number of times stored in the determination number threshold storage unit 7 continues and a continuous number determination function.

本発明の加速度検出デバイスは、少なくとも、３軸方向の加速度を検出する３軸加速度センサとＡ／Ｄ変換部（データ取得部）を含む信号処理回路（被判定情報演算部３と判定部５とを含む）を有し、そしてさらに外部とのデジタルインターフェース（Ｉ／Ｆ）とを有する。   The acceleration detection device of the present invention includes at least a signal processing circuit (determined information calculation unit 3 and determination unit 5) including a triaxial acceleration sensor that detects acceleration in three axial directions and an A / D conversion unit (data acquisition unit). And an external digital interface (I / F).

３軸加速度センサ１は、３軸方向の加速度を検出するものである。データ取得部２は、３軸加速度センサ１で検出された加速度データをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部である。   The triaxial acceleration sensor 1 detects triaxial acceleration. The data acquisition unit 2 is an A / D conversion unit that performs A / D conversion on acceleration data detected by the triaxial acceleration sensor 1.

データ取得部２によって取得された加速度データに対して、ノイズを取り除く目的で平均処理に代表されるフィルタ処理を施したり、場合によっては加速度データのオフセットを除去し、また、感度補正をするような機能をさらに含むこともよい。   The acceleration data acquired by the data acquisition unit 2 is subjected to a filtering process represented by an average process for the purpose of removing noise, or in some cases, the acceleration data offset is removed and sensitivity correction is performed. A function may be further included.

特定姿勢加速度格納部４は、加速度検出デバイスが所定の姿勢になったときに３軸加速度センサ１から出力されうる値を特定姿勢加速度値として記憶するものである。   The specific posture acceleration storage unit 4 stores a value that can be output from the triaxial acceleration sensor 1 when the acceleration detection device assumes a predetermined posture as a specific posture acceleration value.

被判定情報演算部３は、３軸加速度センサ１からの各検出信号と特定姿勢加速度格納部４に記憶された特定姿勢加速度値とから被判定情報を演算するものである。つまり、加速度センサ１からの検出信号のデジタル変換値（ＡＤ）と第１の所定値（Ａ１）から判定情報を演算するものである。つまり、判定情報であるデータ取得部２のデジタル変換値（ＡＤ）と特定姿勢加速度格納部４の第１の所定値（Ａ１）から、以下に示す演算式で被判定情報を演算する。３軸デジタル変換値（ＸＤ，ＹＤ，ＺＤ）、第１の所定値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）とすると、演算式の例は以下の項で示される。
√（（ＸＤ−Ｘ１）2＋（ＹＤ−Ｙ１）2＋（ＺＤ−Ｚ１）2）又は、
（ＸＤ−Ｘ１）2＋（ＹＤ−Ｙ１）2＋（ＺＤ−Ｚ１）2又は、
｜ＸＤ−Ｘ１｜＋｜ＹＤ−Ｙ１｜＋｜ＺＤ−Ｚ１｜ The determination information calculation unit 3 calculates determination information from each detection signal from the triaxial acceleration sensor 1 and the specific posture acceleration value stored in the specific posture acceleration storage unit 4. That is, the determination information is calculated from the digital conversion value (AD) of the detection signal from the acceleration sensor 1 and the first predetermined value (A1). That is, the determination target information is calculated from the digital conversion value (AD) of the data acquisition unit 2 as the determination information and the first predetermined value (A1) of the specific posture acceleration storage unit 4 by the following equation. Assuming that the three-axis digital conversion values (XD, YD, ZD) and the first predetermined values (X1, Y1, Z1) are given, examples of arithmetic expressions are shown in the following terms.
√ ((XD−X1) 2 + (YD−Y1) 2 + (ZD−Z1) 2 ) or
(XD-X1) 2 + (YD-Y1) 2 + (ZD-Z1) 2 or
| XD-X1 | + | YD-Y1 | + | ZD-Z1 |

あるいは、被判定情報を次の３つの情報とし、後述する判定部ではすべての被判定情報が所定値以下であるかを判定する。
｜ＸＤ−Ｘ１｜， ｜ＹＤ−Ｙ１｜， ｜ＺＤ−Ｚ１｜ Alternatively, the determination target information is the following three pieces of information, and a determination unit described later determines whether all the determination target information is equal to or less than a predetermined value.
| XD-X1 |, | YD-Y1 |, | ZD-Z1 |

この演算の第１式は、第１の所定値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）から構成される、特定姿勢で加速度センサが保持された場合の加速度ベクトル、すなわち、重力ベクトルとデータ取得部２より得られた３軸デジタル変換値（ＸＤ，ＹＤ，ＺＤ）により構成される加速度ベクトルの差分ベクトルの大きさを演算するものと同等である。   The first expression of this calculation is obtained from the acceleration vector when the acceleration sensor is held in a specific posture, that is, the gravity vector and the data acquisition unit 2, which is configured from the first predetermined value (X1, Y1, Z1). This is equivalent to calculating the magnitude of the difference vector of the acceleration vector constituted by the obtained three-axis digital conversion values (XD, YD, ZD).

なお、本願で“保持する”とは、携帯機器の使用者が携帯機器を任意の姿勢状態に手に持って保持することに加え、携帯機器の使用者が携帯機器を意図する／しないに関わらず机上などに放置したり、携帯機器の充電ホルダー、携帯機器用のクレードルに設置するなど、加速度センサを含む携帯端末を使用者が身に付けていない状態も含むとする。   In the present application, “hold” refers to whether the user of the mobile device holds the mobile device in an arbitrary posture state in addition to whether or not the user of the mobile device intends the mobile device. It is also assumed that the user does not wear a portable terminal including an acceleration sensor, such as being left on a desk or installed on a charging holder of a portable device or a cradle for a portable device.

また、第２式は、第１の所定値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）から構成される、特定姿勢で加速度センサが保持された場合の加速度ベクトルすなわち重力ベクトルの各成分とデータ取得部２より得られた３軸デジタル変換値（ＸＤ，ＹＤ，ＺＤ）により構成される加速度ベクトルの各成分の差の自乗和を演算しているものである。   The second equation is obtained from the data acquisition unit 2 and each component of the acceleration vector, that is, the gravity vector when the acceleration sensor is held in a specific posture, which is configured from the first predetermined value (X1, Y1, Z1). The sum of squares of the difference between the components of the acceleration vector constituted by the obtained three-axis digital conversion values (XD, YD, ZD) is calculated.

また、第３式は、第１の所定値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）から構成される、特定姿勢で加速度センサが保持された場合の加速度ベクトル、すなわち、重力ベクトルの各成分とデータ取得部２より得られた３軸デジタル変換値（ＸＤ，ＹＤ，ＺＤ）により構成される加速度ベクトルの各成分の差の絶対値の和を演算しているものである。   In addition, the third equation is an acceleration vector when the acceleration sensor is held in a specific posture, that is, each component of the gravity vector, and the data acquisition unit 2, which are configured from the first predetermined value (X1, Y1, Z1). The sum of the absolute values of the differences between the components of the acceleration vector constituted by the three-axis digital conversion values (XD, YD, ZD) obtained from the above is calculated.

さらに、第４式は、第１の所定値（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）から構成される、特定姿勢で加速度センサが保持された場合の加速度ベクトル、すなわち、重力ベクトルの各成分とデータ取得部２より得られた３軸デジタル変換値（ＸＤ，ＹＤ，ＺＤ）により構成される加速度ベクトルの各成分の差の絶対値を演算し、各軸ごとに判定閾値内かどうかを判定するものである。   Furthermore, the fourth equation is composed of the first predetermined value (X1, Y1, Z1), the acceleration vector when the acceleration sensor is held in a specific posture, that is, each component of the gravity vector and the data acquisition unit 2 The absolute value of the difference between the components of the acceleration vector constituted by the three-axis digital conversion values (XD, YD, ZD) obtained from the above is calculated, and it is determined for each axis whether it is within the determination threshold.

これ以外にも、特定姿勢で加速度センサが保持された場合の加速度ベクトルと加速度センサが検出する加速度ベクトルを比較し、判定する手法は本発明に応用することが可能である。   In addition to this, a method of comparing and determining the acceleration vector when the acceleration sensor is held in a specific posture and the acceleration vector detected by the acceleration sensor can be applied to the present invention.

判定部５は、第１の判定部と第２の判定部とを備え、第１の判定部は、被判定情報演算部３により演算された被判定情報と所定の判定閾値を比較して判定値より小さいか否かを判定するもので、第２の判定部は、第１の判定部によって被判定情報が判定閾値より小さいと判定された期間が判定回数閾値、すなわち、継続期間閾値として設定されている所定の期間以上続いたか否かの判定をするものである。   The determination unit 5 includes a first determination unit and a second determination unit, and the first determination unit makes a determination by comparing the determination target information calculated by the determination target information calculation unit 3 with a predetermined determination threshold. In the second determination unit, the period in which the information to be determined is determined to be smaller than the determination threshold is set as the determination count threshold, that is, the duration threshold. It is determined whether or not it has continued for a predetermined period.

つまり、判定部５は、被判定情報演算部３により演算された演算結果（実施例では３軸分の２乗和である）と所定値とを比較するもので、被判定情報演算部３により演算された演算結果と所定値とを比較する比較機能を有し、さらに、判定部５は、比較結果が前記所定の判定値以内である状態が所定の期間以上継続したかを判断する判定機能を有する。   That is, the determination unit 5 compares the calculation result calculated by the determination information calculation unit 3 (in the embodiment, the sum of squares for three axes) with a predetermined value. A comparison function that compares the calculated calculation result with a predetermined value, and the determination unit 5 further determines whether or not a state where the comparison result is within the predetermined determination value has continued for a predetermined period or longer. Have

所定の期間以上継続したかを判定する方法としては、判定部に時間計測機能を備え、比較結果が継続時間を計測する方法を用いることが一般的である。   As a method for determining whether or not it has continued for a predetermined period of time, it is common to use a method in which the determination unit has a time measurement function and the comparison result measures the duration.

ここで、デジタル的に処理された信号の場合には、時間を判定回数に置き換えることができ、本実施例においては、この比較機能による比較結果の大小関係の維持回数が、所定値より大きくなったか否かを判定する連続回数判定機能とを含むようにした。つまり、被判定情報演算部３からのデータに基づいて、判定閾値格納部６に格納された閾値との大小比較をする機能、及び判定回数閾値格納部７に格納された判定回数閾値とから大小関係が連続的に維持された回数の判定を行なう連続回数判定機能を有するものである。   Here, in the case of a digitally processed signal, the time can be replaced with the number of determinations. In this embodiment, the number of times that the comparison result of the comparison result by the comparison function is maintained is larger than a predetermined value. And a continuous number of times judgment function for judging whether or not. That is, based on the data from the to-be-determined information calculation unit 3, the size is compared with the threshold value stored in the determination threshold storage unit 6 and the determination count threshold stored in the determination count threshold storage unit 7. It has a continuous number determination function for determining the number of times the relationship is continuously maintained.

この判定部５による判定結果の大小関係の維持回数が、所定値より大きくなった場合に、デジタルインターフェースを介して外部のＣＰＵ８へインタラプト信号が送られる。このＣＰＵ８は、入力されたインタラプト信号により、スタンバイモードから起動モードへ移行する。   An interrupt signal is sent to the external CPU 8 via the digital interface when the number of times that the determination result by the determination unit 5 is maintained is greater than a predetermined value. The CPU 8 shifts from the standby mode to the startup mode in response to the input interrupt signal.

また、加速度検出デバイスは、ホストＣＰＵにデジタルＩ／Ｆを通じて接続されており、特定姿勢加速度格納部４に記憶される値は、ホストＣＰＵからデジタルＩ／Ｆを通じて設定されることができる。さらに、ユーザーがトリガーとして用いたい所望の姿勢をとった時のデジタル変換値を第１の所定値すなわち特定姿勢加速度値として設定することで、加速度センサのオフセットキャリブレーションを不要にすることができる。   The acceleration detection device is connected to the host CPU through the digital I / F, and the value stored in the specific posture acceleration storage unit 4 can be set from the host CPU through the digital I / F. Furthermore, the offset conversion of the acceleration sensor can be made unnecessary by setting the digital conversion value when the user takes a desired posture to be used as a trigger as the first predetermined value, that is, the specific posture acceleration value.

また、特定姿勢加速度格納部４に記憶される特定姿勢加速度値は、加速度検出デバイスを特定の姿勢に保持した時の３軸加速度センサ１の出力値である。   The specific posture acceleration value stored in the specific posture acceleration storage unit 4 is an output value of the triaxial acceleration sensor 1 when the acceleration detection device is held in a specific posture.

所望の姿勢をとった時の特定姿勢加速度値は、ホストＣＰＵがその姿勢に置けるデジタル変換値を読み出し、それをホストＣＰＵから設定しなおしてもよいし、加速度検出デバイスに対しホストＣＰＵが命令することにより加速度検出デバイス自身が検出したデジタル変換値を特定姿勢加速度値として記憶するような構成にしてもよい。   The specific posture acceleration value when the desired posture is taken may be obtained by reading a digital conversion value that the host CPU can put in the posture and resetting it from the host CPU, or the host CPU commands the acceleration detection device. Thus, the digital conversion value detected by the acceleration detection device itself may be stored as the specific posture acceleration value.

また、３軸加速度センサ１の出力信号で構成されるベクトルと、所定の姿勢でのベクトルとの差分ベクトルの大きさが所定範囲内で、かつ、所定期間以上継続している否かを判定し、その結果を外部に出力することも可能である。   Further, it is determined whether or not the magnitude of the difference vector between the vector constituted by the output signal of the triaxial acceleration sensor 1 and the vector in a predetermined posture is within a predetermined range and continues for a predetermined period or more. It is also possible to output the result to the outside.

また、上述した構成を備えた加速度検出デバイスを、所定の期間、所定の姿勢が続いたことを示す信号に基づいて、スタンバイモードから起動モードへ移行するようにした携帯機器を実現することも可能である。   It is also possible to realize a mobile device in which the acceleration detection device having the above-described configuration is shifted from the standby mode to the startup mode based on a signal indicating that a predetermined posture has continued for a predetermined period. It is.

図２は、図１に示された加速度検出デバイスの動作を説明するためのフローチャートを示す図である。まず、連続判定回数をリセットする（ステップＳ１）。次に、３軸加速度センサ１で検出された加速度データをＡ／Ｄ変換してデータ取得部２で加速度データを取得する（ステップＳ２）。次に、加速度センサ１からの検出信号のデジタル変換値（ＡＤ）と第１の所定値（Ａ１）から判定情報を被判定情報演算部３で計算する（ステップＳ３）。   FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the acceleration detection device shown in FIG. First, the continuous determination number is reset (step S1). Next, the acceleration data detected by the triaxial acceleration sensor 1 is A / D converted, and the data acquisition unit 2 acquires the acceleration data (step S2). Next, the determination information calculation unit 3 calculates determination information from the digital conversion value (AD) of the detection signal from the acceleration sensor 1 and the first predetermined value (A1) (step S3).

次に、被判定情報演算部３で計算された判定値が、判定閾値格納部６に格納されている所定の判定閾値以下かどうかを判定部５で判定する（ステップＳ４）。次に、ステップＳ４における判定結果が、判定閾値以下であれば、連続判定回数を＋１にする（ステップＳ５）。次に、連続判定回数が判定回数閾値格納部７に格納されている所定の判定回数閾値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ６）。次に、ステップ６における判定結果が、判定回数閾値以上であれば、判定部５からインタラプト信号を発生する（ステップＳ７）。   Next, the determination unit 5 determines whether or not the determination value calculated by the determination target information calculation unit 3 is equal to or less than a predetermined determination threshold stored in the determination threshold storage unit 6 (step S4). Next, if the determination result in step S4 is less than or equal to the determination threshold, the number of continuous determinations is incremented by 1 (step S5). Next, it is determined whether or not the continuous determination number is equal to or greater than a predetermined determination number threshold stored in the determination number threshold storage unit 7 (step S6). Next, if the determination result in step 6 is equal to or greater than the determination number threshold, an interrupt signal is generated from the determination unit 5 (step S7).

一般に、自由落下検知装置は、３軸加速度センサの出力値の２乗和が一定期間の間一定の値以下になると、重力加速度を検知していないとして自由落下状態であると判定するシステムである。   In general, a free fall detection device is a system that determines that a gravitational acceleration is not detected and is in a free fall state when the sum of squares of the output values of a triaxial acceleration sensor falls below a certain value for a certain period. .

本発明では、それとは異なり、重力加速度が定常的に印加されている状態において、加速度センサもしくはそれを備えた携帯機器が特定の姿勢になった場合における重力加速度ベクトルの各成分に対応する加速度出力値を記憶し、加速度センサもしくはそれを備えた携帯機器がその特定の姿勢に近づいた場合に、加速度センサが検知した加速度ベクトルと、記憶された特定姿勢における重力加速度との差分ベクトルの大きさがゼロに近くなることを利用して、ある姿勢になったことを検知することができる。   In the present invention, in contrast, acceleration output corresponding to each component of the gravitational acceleration vector when the acceleration sensor or the mobile device equipped with the acceleration sensor is in a specific posture in a state where gravitational acceleration is constantly applied. When the acceleration sensor or the mobile device equipped with the acceleration sensor approaches the specific posture, the magnitude of the difference vector between the acceleration vector detected by the acceleration sensor and the gravitational acceleration in the stored specific posture is It is possible to detect a certain posture by making use of being close to zero.

本発明の他の実施例としては、特定の姿勢を検知したことで一つの動作モードから他の動作モードへ状態を遷移させる携帯機器を実現できる。   As another embodiment of the present invention, it is possible to realize a portable device that changes a state from one operation mode to another operation mode by detecting a specific posture.

特定の姿勢を検知して、バックライトを付けることも可能である。また、電話がかかってきたとき、特定の姿勢を検知して受話状態にすることも可能である。さらに、特定の姿勢を検知して、カメラをＯＮにすることも可能である。   It is also possible to detect a specific posture and attach a backlight. Further, when a call is received, it is possible to detect a specific posture and enter a receiving state. Furthermore, it is possible to turn on the camera by detecting a specific posture.

さらに、上述した構成を備えた加速度検出デバイスを用い、予め決めておいた複数の姿勢が、予め決められた順番に実現されたときに、一つの動作モードから他の動作モードへ移行するようにした携帯機器を実現することも可能である。   Further, when a plurality of predetermined postures are realized in a predetermined order using the acceleration detection device having the above-described configuration, the operation mode is shifted from one operation mode to another operation mode. It is also possible to realize a portable device.

つまり、一番目の姿勢が所定の期間、所定の姿勢が続いたことを示すインタラプト信号に基づいて、２番目の姿勢に対応する加速度データや判定閾値、判定回数閾値をＣＰＵが加速度計測装置に送信し、特定姿勢加速度格納部４に格納し、第２の所定の期間、２番目の姿勢が実現されることを待つ。２番目の姿勢が第２の所定機関の間実現された場合、加速度検出デバイスから再度外部にインタラプト信号が出力される。このインタラプト信号に基づいて、ＣＰＵは必要に応じ同様の動作を行い、３番目の姿勢、およびその姿勢維持の所定期間に関する加速度データや判定閾値、判定回数閾値を加速度計測装置に送信し、その姿勢が実現されることを同様に待つ。   That is, the CPU transmits acceleration data, a determination threshold value, and a determination count threshold value corresponding to the second posture to the acceleration measuring device based on an interrupt signal indicating that the first posture has continued for a predetermined period of time. Then, it is stored in the specific posture acceleration storage unit 4 and waits until the second posture is realized for a second predetermined period. When the second posture is realized during the second predetermined engine, an interrupt signal is output again from the acceleration detection device. Based on this interrupt signal, the CPU performs the same operation as necessary, and transmits acceleration data, a determination threshold value, and a determination count threshold value for the third posture and a predetermined period of the posture maintenance to the acceleration measuring device. Wait for it to be realized as well.

このような手順で、あらかじめ定められた順序に基づき、２番目の姿勢を含む最後の姿勢が実現されたときに現在の動作モードからあらかじめ定められた他の動作モードへ移行するように構成された携帯機器を実現する。途中、第２の所定の期間所望の姿勢が実現されなかった場合は、例えば、一番目の姿勢待ちに戻るなどの工夫も可能であり、本発明の実施者が自由に実施することが可能である。   In such a procedure, based on a predetermined order, when the last posture including the second posture is realized, the current operation mode is changed to another predetermined operation mode. Realize mobile devices. On the way, when the desired posture is not realized for the second predetermined period, it is possible to devise such as returning to waiting for the first posture, and the practitioner of the present invention can freely implement it. is there.

複数の姿勢が、予め決められた順番に実現されたことを検知する機能は、加速度検出デバイスに持たせても良い。例えば、特定姿勢加速度格納部４に複数の特定姿勢加速度を格納し、被判定情報演算部３はまず一番目の姿勢に対応する特定姿勢加速度を用いて被判定情報を計算し、１番目の姿勢が所定の期間続いたことを待つ。１番目の姿勢が実現されたことを受け、被判定情報演算部３は特定姿勢加速度格納部４に格納されている２番目の特定姿勢加速度を用いて被判定情報の演算を行い２番目の姿勢が実現されるのを待つ。   The acceleration detecting device may have a function of detecting that a plurality of postures are realized in a predetermined order. For example, a plurality of specific posture accelerations are stored in the specific posture acceleration storage unit 4, and the determination information calculation unit 3 first calculates determination information using the specific posture acceleration corresponding to the first posture, and the first posture Wait for a predetermined period of time. In response to the realization of the first posture, the determination information calculation unit 3 calculates the determination information using the second specific posture acceleration stored in the specific posture acceleration storage unit 4 and performs the second posture. Wait until is realized.

このような手順で、あらかじめ定められた順序に基づき、２番目の姿勢を含む最後の姿勢が実現されたときに加速度検出デバイスはデジタルＩＦを通してインタラプト信号を出力するようにすれば、予め決めておいた複数の姿勢が、予め決められた順番に実現されたときに、一つの動作モードから他の動作モードへ移行するようにした携帯機器を実現することができる。   If the acceleration detecting device outputs an interrupt signal through the digital IF when the final posture including the second posture is realized based on a predetermined order in this procedure, it is determined in advance. When a plurality of postures are realized in a predetermined order, it is possible to realize a portable device that shifts from one operation mode to another operation mode.

判定閾値格納部６、判定回数閾値格納部７も複数の判定値を格納できるように構成し、複数の姿勢に対応する各特定加速度毎に判定閾値、及び判定回数閾値を変更しても良い。   The determination threshold storage unit 6 and the determination frequency threshold storage unit 7 may be configured to store a plurality of determination values, and the determination threshold and the determination frequency threshold may be changed for each specific acceleration corresponding to a plurality of postures.

本発明の加速度検出デバイスの一実施形態を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating one Embodiment of the acceleration detection device of this invention. 図１に示された加速度検出デバイスの動作を説明するためのフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart for demonstrating operation | movement of the acceleration detection device shown by FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ ３軸加速度センサ
２ データ取得部
３ 被判定情報演算部
４ 特定姿勢加速度格納部
５ 判定部
６ 判定閾値格納部
７ 判定回数閾値格納部
８ ＣＰＵ（中央処理装置） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 3 axis | shaft acceleration sensor 2 Data acquisition part 3 To-be-determined information calculating part 4 Specific attitude acceleration storage part 5 Determination part 6 Determination threshold value storage part 7 Determination frequency threshold value storage part 8 CPU (central processing unit)

Claims (13)

少なくとも、３軸加速度センサと、該３軸加速度センサの出力信号を処理する信号処理回路とで構成される加速度検出デバイスであって、
前記加速度検出デバイスが所定の姿勢に保持された場合に、前記３軸加速度センサから出力されうる値を特定姿勢加速度値として記憶する記憶手段と、
前記３軸加速度センサから出力された値と、前記特定姿勢加速度値とから被判定情報を演算する被判定情報演算手段と、
前記被判定情報と所定の判定閾値とを比較して、前記被判定情報が前記判定閾値より小さいか否かを判定する第１の判定手段と、
該第１の判定手段によって、前記被判定情報が前記判定閾値より小さいと判定された期間と所定の継続期間閾値とを比較して、前記被判定情報が前記判定閾値より小さいと判定された期間が、所定の継続期間閾値より大きいか否かを判定する第２の判定手段と、
該第２の判定手段により、前記被判定情報が前記判定閾値より小さいと判定された期間が、前記所定の継続期間閾値より大きい場合に、インタラプト信号を生成する信号生成手段と
を備えたことを特徴とする加速度検出デバイス。 An acceleration detection device including at least a triaxial acceleration sensor and a signal processing circuit that processes an output signal of the triaxial acceleration sensor,
Storage means for storing, as a specific posture acceleration value, a value that can be output from the three-axis acceleration sensor when the acceleration detection device is held in a predetermined posture;
To-be-determined information calculating means for calculating to-be-determined information from the value output from the three-axis acceleration sensor and the specific posture acceleration value;
A first determination unit that compares the determination information with a predetermined determination threshold and determines whether the determination information is smaller than the determination threshold;
A period in which the determination information is determined to be smaller than the determination threshold by comparing the period in which the determination information is smaller than the determination threshold with a predetermined duration threshold by the first determination unit. Is a second determination means for determining whether or not is greater than a predetermined duration threshold value;
Signal generating means for generating an interrupt signal when the second determination means determines that the determined information is smaller than the determination threshold when the period is larger than the predetermined duration threshold; A featured acceleration detection device. 前記特定姿勢加速度値は、ホストＣＰＵから前記デジタルＩ／Ｆを通じて設定されることを特徴とする請求項１に記載の加速度検出デバイス。   The acceleration detection device according to claim 1, wherein the specific posture acceleration value is set from a host CPU through the digital I / F. 前記特定姿勢加速度値は、ユーザーが前記加速度検出デバイスを特定の姿勢に保持した時の前記加速度センサの出力値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の加速度検出デバイス。   The acceleration detection device according to claim 1, wherein the specific posture acceleration value is an output value of the acceleration sensor when the user holds the acceleration detection device in a specific posture. 前記判定閾値と前記継続期間閾値の両方もしくはどちらか一方が、前記ホストＣＰＵから前記デジタルＩ／Ｆを通じて設定されることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の加速度検出デバイス。   4. The acceleration detection device according to claim 1, wherein both or one of the determination threshold and the duration threshold is set from the host CPU through the digital I / F. 前記被判定情報は、前記加速度センサから出力された値と、前記特定姿勢加速度値との差分ベクトルの大きさであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の加速度検出デバイス。   The acceleration detection device according to claim 1, wherein the determination target information is a magnitude of a difference vector between a value output from the acceleration sensor and the specific posture acceleration value. 前記被判定情報は、前記加速度センサから出力された出力値と、前記特定姿勢加速度値との各軸成分の差の２乗の和であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の加速度検出デバイス。   The determination target information is a sum of squares of differences between respective axis components between an output value output from the acceleration sensor and the specific posture acceleration value. The acceleration detection device described. 前記被判定情報は、前記加速度センサから出力された値と、前記特定姿勢加速度値との各軸成分の差の絶対値の和であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の加速度検出デバイス。   5. The determination target information is a sum of absolute values of differences between axis components between a value output from the acceleration sensor and the specific posture acceleration value. Acceleration detection device. 前記被判定情報は、前記加速度センサから出力された値と、前記特定姿勢加速度値との各軸成分の差であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の加速度検出デバイス。   The acceleration detection device according to claim 1, wherein the determination target information is a difference between each axis component between a value output from the acceleration sensor and the specific posture acceleration value. 前記３軸加速度センサの出力信号で構成されるベクトルと、所定の姿勢での重力ベクトルとの差分ベクトルの大きさが所定範囲内で、かつ、所定期間以上継続している否かを判定し、その結果を外部に出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の加速度検出デバイス。   Determining whether the magnitude of the difference vector between the vector constituted by the output signal of the three-axis acceleration sensor and the gravity vector in a predetermined posture is within a predetermined range and continues for a predetermined period; The acceleration detection device according to claim 1, wherein the result is output to the outside. 前記記憶手段は予め定められた所定の個数の前記特定姿勢加速度値を記憶し、
前記被判定情報演算手段は、前記第２の判定手段によって前記被判定情報が前記判定閾値より小さいと判定された期間が、前記所定の継続期間閾値より大きいと判定されるたびに、前記被判定情報の演算に用いる前記特定姿勢加速度値を、所定の順序で変更し、
前記所定の個数の全ての前記特定姿勢加速度値において、前記第２の判定手段によって前記被判定情報が前記判定閾値より小さいと判定された期間が、前記所定の継続期間閾値より大きいと判定された場合に、
インタラプト信号を生成することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の加速度検出デバイス。 The storage means stores a predetermined number of the specific posture acceleration values determined in advance,
The determined information calculation means is configured to output the determined information every time it is determined that the period during which the determined information is determined to be smaller than the determination threshold is greater than the predetermined duration threshold. Changing the specific posture acceleration value used for calculation of information in a predetermined order;
In all of the predetermined number of the specific posture acceleration values, a period in which the determination information is determined to be smaller than the determination threshold by the second determination unit is determined to be larger than the predetermined duration threshold. In case,
The acceleration detection device according to any one of claims 1 to 9, wherein an interrupt signal is generated. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の加速度検出デバイスを備え、
前記インタラプト信号に基づいて、動作モードを移行することを特徴とする携帯機器。 An acceleration detection device according to any one of claims 1 to 10,
A portable device that shifts an operation mode based on the interrupt signal. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の加速度検出デバイスを備え、
該加速度検出デバイスが前記インタラプト信号を生成するたびに、予め定められた所定の個数の前記特定姿勢加速度値を所定の順番で変更し、
予め定められた所定の個数の前記特定姿勢加速度値の全てでインタラプト信号が生成されたことに基づいて、動作モードを移行することを特徴とする携帯機器。 An acceleration detection device according to any one of claims 1 to 10,
Each time the acceleration detection device generates the interrupt signal, a predetermined number of the specific posture acceleration values are changed in a predetermined order,
A portable device that shifts an operation mode based on the generation of an interrupt signal for all of a predetermined number of the predetermined posture acceleration values. 前記移行する前もしくは移行したあとの動作モードが、携帯機器の低消費電力モードであることを特徴とする請求項１０，１１又は１２に記載の携帯機器。   The portable device according to claim 10, 11 or 12, wherein the operation mode before or after the transition is a low power consumption mode of the portable device.
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