JP4609151B2 - 携帯端末装置および携帯端末装置の制御方法 - Google Patents

Description

この発明はアプリケーションゲームソフトを備えた携帯端末装置に関する。

近年、携帯電話機等の携帯端末装置では高機能化が進み、方位を測定するために地磁気を検出する磁気センサを備えたものや、ゲーム等のアプリケーションを実行できるものが開発されている。アプリケーションの中には、磁気センサの検出結果から算出した方位を使用しているものもあり、従来技術では、このようなアプリケーションを実行する前にまず磁気センサのキャリブレーションを行う必要があった。磁気センサのキャリブレーションとは、端末内部を流れる電気信号が発生する磁場の影響等を校正するためのものであり、ユーザが携帯電話機を所定の方向に回転させながら定期的に磁気センサのデータを取り込んで蓄積し、得られたデータから地磁気以外の磁場による影響を算出し取り除くという方法で行われていた。
なお、本出願に関する従来技術の参考文献として、特許文献1ないし特許文献４が知られている。
特開平１０−１７９９２６号公報 特開２００２−９５８７１号公報 特開２００３−１９９９７３号公報 特開２００４−３３７６１９号公報

しかし、従来のキャリブレーション方法では、磁気センサのキャリブレーションを行うまでは磁気センサの検出結果を使用するアプリケーションを実行することができない。アプリケーションを実行するためにキャリブレーションを行うと、アプリケーション操作とは直接関係のない操作、すなわち携帯電話を回転させるという操作をユーザが行わなければならず、ユーザに負担を与えていた。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、ユーザに負担をかけることなく磁気センサのキャリブレーションを行うことのできる携帯端末装置を提供することにある。

この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、本発明は、アプリケーションゲームソフトを実行可能な携帯端末装置において、前記アプリケーションゲームソフトを読み込んで実行する制御手段と、磁界の強さを測定して磁界データを出力する磁気センサと、前記制御手段が前記アプリケーションゲームソフトを実行することにより実現されるゲームの内容を表示する表示手段であって、前記ゲームが進行している時に前記携帯端末装置を回転させる回転操作に伴って変化する磁界データを前記磁気センサから入力し、該磁界データに基づいて、前記ゲームの内容を表示する表示手段と、データを一時記憶する記憶手段と、前記ゲームが進行している時に前記携帯端末装置を回転させる回転操作に伴って変化する磁界データを前記磁気センサから入力し、前記記憶手段へ記憶させるデータ格納手段と、前記記憶手段に記憶されている磁界データを基にして前記磁気センサのキャリブレーションを行うキャリブレーション手段と、を具備することを特徴としている。

また、本発明は、前記回転操作が、装置本体の重心を回転中心とする操作であることを特徴としている。

また、本発明は、前記回転操作が、装置本体の外部の位置を回転中心とし、装置本体を振り回す操作であることを特徴としている。

また、本発明は、アプリケーションゲームソフトを実行可能な携帯端末装置の制御方法において、前記携帯端末装置の制御手段が、前記アプリケーションゲームソフトを読み込んで実行する制御ステップと、前記制御手段が、前記アプリケーションゲームソフトを実行することにより実現されるゲームが進行している時に、前記携帯端末装置を回転させる回転操作に伴って変化する磁界データを、前記携帯端末装置が備える磁気センサから入力し、該磁界データに基づいて、前記携帯端末装置が備える表示手段に前記ゲームの内容を表示させる表示ステップと、前記制御手段が、前記ゲームが進行している時に前記携帯端末装置を回転させる回転操作に伴って変化する磁界データを前記磁気センサから入力し、前記携帯端末装置が備える記憶手段に記憶させるデータ格納ステップと、前記制御手段が、前記記憶手段に記憶させた磁界データを基にして前記磁気センサのキャリブレーションを行うキャリブレーションステップと、を含むことを特徴としている。

この発明によれば、アプリケーションゲームを実行中に、アプリケーションゲームの操作の一環として組み込まれている携帯電話機の回転・振動といった操作を利用して、磁気センサのキャリブレーションを行う。そのため、ユーザは磁気センサのキャリブレーションをアプリケーションゲームの操作として自然と行うことになり、上記の負担を解消することができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。
図1はこの発明の第1の実施形態にかかる携帯電話機１（携帯端末装置）の構成を示すブロック図、図2の（ａ）は携帯電話機１の端末ユニットを開いた状態にしたときの正面図であり、図２の（ｂ）は携帯電話機１の端末ユニットを開いた状態にし、つまみ４を起こしたときの側面図である。X軸、Y軸およびＺ軸は同図中の矢印で示す方向に設定する。端末ユニット２、３は携帯端末装置１の2つの筐体である。

つまみ４は、通常は端末ユニット２内に蓋をしてしまわれており、磨耗を防止するためのメッキがなされている。図２の（ｂ）に示すように、端末ユニットを開いた状態でディスプレイ側が上に位置するように携帯電話機１を水平に保ち、蓋を開けてつまみ４を起こすと、つまみ４が携帯電話機１の重心の位置に来る。この状態で、平らな机等に携帯電話機１をつまみ４が下になるように置くと、つまみ４を中心にして携帯電話機１をＺ軸の周りに回転させることができる。以下で携帯電話機１を回転させるときは、上述のように回転させることとする。

図１において、アンテナ２０１は図示しない無線基地局との間で電波信号の送受信を行うためのアンテナである。ＲＦ（Rａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部２０２は、アンテナ２０１が受信する受信信号を中間周波数の受信信号に変換して変復調部２０３へ出力するものである。さらにこのＲＦ部２０２は変復調部２０３から入力する送信信号を送信周波数の信号に変調し、アンテナ２０１へ出力して送信を行うものである。

変復調部２０３は、ＲＦ部２０２から入力した受信信号の復調処理と、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｐｌｔｉｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多元接続）部２０４から入力した送信信号の変調処理とを行うものである。ＣＤＭＡ部２０４は、送信信号の符号化処理、および受信信号の復号化処理を行うものである。音声処理部２０５は、マイクロホン３０１から入力される音声信号をデジタル信号に変換してＣＤＭＡ部２０４へ出力し、また、ＣＤＭＡ部２０４からデジタル信号化された音声信号を入力してアナログ音声信号に変換し、スピーカ３０２へ出力して発音させるものである。

アンテナ４０１は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの電波信号を受信するためのアンテナである。ＧＰＳ受信部４０２は、ＧＰＳ衛星から受信した電波信号を復調し、復調した電波信号に基づいて携帯端末装置１の緯度・経度（３次元モードの場合はさらに高度等）で表される位置を算出するものである。

加速度センサ５１０は端末ユニット２のＸＹ平面上での加速度を検出するものである。第1の実施形態では、加速度センサ５１０はＸ、Ｙ軸方向の重力加速度成分を検出するＸ、Ｙ軸方向の加速度センサにより構成されており、その出力の直流成分から傾きを、交流成分から振動を検出するものである。

磁気センサ部５２０は磁気センサ５２１−１、５２１−２、温度センサ５２２およびセンサ制御部５２３を備えたものである。磁気センサ５２１−１、５２１−２は、それぞれＸ軸、Ｙ軸方向の磁場を検出し、磁場データとして出力するものである。なお、磁気センサ部５２０にはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の磁場を検出する磁気センサを用いても良い。温度センサ５２２は、磁気センサ５２１−１、５２１−２の温度補償を行うために周囲温度を検出するものである。センサ制御部５２３は、磁気センサ５２１−１、５２１−２、温度センサ５２２および加速度センサ５１０の検出出力に対してデータ処理を行うものである。

主制御部６０１は、携帯端末装置１の主制御を司るＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）６０２およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６０３は主制御部６０１のメインメモリを構成するメモリである。ＲＯＭ６０２は、主制御部６０１のプログラムを保持する。ＲＡＭ６０３は、ＣＰＵが動作中に使用するデータ等を記憶する領域をＣＰＵに提供する。

報知手段３０３は、スピーカ・バイブレータ・発光ダイオード等を備え、着信やメール受信等を音・振動・光等によってユーザに報知するものである。時計部３０４は、主制御部６０１が使用する計時機能部である。主操作部３０５はテンキーおよびファンクションキーを有し、ユーザの指示入力を取り込んで主制御部６０１に与えるものである。

電子映像部３０６は、被写体の像をデジタル信号に変換して主制御部６０１へ出力するものである。表示部３０７は、主制御部から入力する表示用の信号に基づいて画像や文字等を表示する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。タッチパネル３０８は、表示部３０７の液晶ディスプレイの表面に組み込まれ、ユーザの接触操作による入力内容を表す信号を主制御部６０１へ出力するものである。

次に、上述した第1の実施形態の動作を図３ないし図７を参照して説明する。第1の実施形態で用いるアプリケーションは、その実行中にキャリブレーションを行う必要があるため、ユーザによる操作の一環として携帯電話機１を回転・振動させる工程を取り入れる。図３において、携帯電話機１の電源を投入すると、主制御部６０１は上位のプログラムが立ち上がり、主制御部６０１を始めとして携帯電話機１の各部を初期化して立ち上げる処理を実行する（ステップＳ３０１）。上位のプログラムが終了すると、主操作部３０５を介してのユーザの指示命令を待つ（ステップＳ３０２）。ここで、ユーザがアプリケーションを実行する命令を送ると、主制御部６０１は指定されたアプリケーションを開始する（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）。電話をかける等、アプリケーション実行以外の命令がユーザにより与えられた場合は、その命令に対応する処理を行う（ステップＳ３１０）。ユーザがアプリケーション開始を指示すると、以後、主制御部６０１はアプリケーションを実行すると共に磁気センサ５２１−１、５２１−２のキャリブレーションを行う（ステップＳ３０４）。

次に、アプリケーションの一例としてルーレットゲームを取り上げ、ルーレットゲームの操作とキャリブレーションの方法を図４ないし図７を参照して詳細に説明する。ルーレットゲームは、図４に示すような画像を表示部３０７に表示して行う。図４において、回転部５１は１６個のブロックに分割されており、それぞれのブロックには１〜１６までの数字が１つずつ描かれている。回転部５１はユーザの指示により回転し、回転が止まったところで、数字指示部５２が指し示す数字が当たりとなる。ここで、回転するのは回転部５１だけであり、数字指示部５２は回転せず常に同じ場所を指し示している。広告表示部５３は、企業の広告を表示する部分であり、ルーレットゲームで当たりが出たときには広告を表示した企業がユーザに景品を提供する。

図５において、ユーザがルーレットゲーム開始を指示すると、主制御部６０１は図４に示すような画像を表示部３０７に表示する（ステップＳ５０１）。回転部５１の回転後に数字指示部５２が指し示すブロックの番号をユーザが予想し、予想した番号を主操作部３０５から入力すると、主制御部６０１は入力された番号をＲＡＭ６０３に記憶する（ステップＳ５０２）。続いて、主制御部６０１は表示部３０７にメッセージを表示してユーザに携帯電話機１を回転させるよう指示し、磁気センサ５２１−１、５２１−２の出力を監視する（ステップＳ５０３）。ここで、携帯電話機１の回転動作は磁気センサ５２１−１，５２１−２で磁場の変化として検出され、検出された磁場はセンサ制御部５２３でデジタルの磁場データに変換した上で主制御部６０１に伝えられる。

携帯電話機１を回転させる指示が表示部３０７に表示されると、ユーザは携帯電話機１を回転させる。このとき、前述のように、つまみ４を出した状態で図２のＸＹ平面を水平面と平行に保ち、ディスプレイ側が上になるように平らな机等に携帯電話機１を設置し、つまみ４を中心にしてＺ軸の周りに携帯電話機１を回転させる。磁気センサの出力から回転動作を検出すると（ステップＳ５０４：Ｙｅｓ）、主制御部６０１は動画処理を行い、図４の回転部５１が円の中心点の周りに回転するという演出を動画にして表示部３０７に表示する（ステップＳ５０５）。次に、主制御部６０１は磁気センサ５２１−１，５２１−２のキャリブレーションが終了しているかどうかを確認し、すでに終了していた場合はステップＳ５０７へと進む（ステップＳ５０６：Ｙｅｓ）。終了していない場合は、キャリブレーション処理へ進む（ステップＳ５０６：Ｎｏ）。

キャリブレーションの処理に入ると、主制御部６０１は磁気センサ５２１−１、５２１−２で検出した磁場データをＲＡＭ６０３に蓄積する（ステップＳ５１１）。携帯電話機１が回転している間に、キャリブレーションに必要な角度範囲（１００度）以上のデータを蓄積することができれば（ステップＳ５１２：Ｙｅｓ）、主制御部６０１は蓄積したデータに基づいてキャリブレーションの演算を行う（ステップＳ５１３）。キャリブレーションに必要な角度範囲（１００度）以上のデータが蓄積される前に携帯電話機１の回転が停止した場合は（ステップＳ５１２：Ｎｏ）、表示部３０７にエラーメッセージを表示してユーザに回転角度を大きくするよう指示した上で、ステップＳ５０４に戻る（ステップＳ５１４）。

図6は蓄積した磁場データをプロットしたグラフであり、横軸はＸ軸方向の磁場、縦軸はＹ軸方向の磁場である。ステップＳ５１３における演算処理では、まずプロットしたデータを楕円の方程式で近似し、その楕円の中心点および楕円率を求める。図６上側のグラフにおいて、三角の印が測定データ、丸印が楕円の中心、点線で囲んだ図形が近似した楕円である。次に、近似した楕円が、原点を中心にした真円になるよう測定データ（磁気センサ出力データ）の座標変換を行うと演算処理が完了し、キャリブレーションが終了する。図６下側のグラフにおいて、四角の印が座標変換を行った後の測定データであり、点線の円が真円である。キャリブレーション後の座標系では、測定データの横軸からの角度（図６の角度α）が方位に対応する。

図５に戻って、キャリブレーションが終了すると、主制御部６０１はルーレットゲームの処理に戻る。次に、回転部５１の回転を止めるタイミングを決定するために、主制御部６０１は携帯電話機１の回転停止を検出する（ステップＳ５０７）。図７は、検出方位の変化を表したグラフであり、横軸が時間、縦軸が方位、四角の印が検出した方位データ、ｔ０がステップＳ５０４で携帯電話機１が回転して方位が変化し始めた時間である。回転停止の検出も主制御部６０１が磁気センサ５２１−１、５２１−２の検出出力を監視することで行い、検出出力に変化がなくなった時刻を回転停止の時刻ｔ１とする。ただし、回転部５１の回転は時刻ｔ１で停止させるのではなく、さらに一定時間は回転速度を徐々に減衰させながら回転を続け、時刻ｔ２で完全に停止させる。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間ｔは、携帯電話機１の回転を開始した時点での角速度ｖ０に比例するように決定する（ステップＳ５０８）。角速度ｖ０は、回転を開始した時間ｔ０から3点程度の方位データに基づいて求める。この他に、時刻ｔ０に加速度センサ５１０で検出した加速度に比例して時間ｔを求める方法を取ることも可能である。

時刻ｔ１、ｔ２が求まると、主制御部６０１は動画処理を行い、回転部５１が上述のように回転速度を徐々に落としながら回転を止めるという演出を動画にして表示部３０７に表示する。この後、当たり判定や得点計算などルーレットゲームの進行を行い（ステップS５０９）、１回のルーレットゲームが終了する。続けてルーレットゲームを行う場合はステップＳ５０２に戻り、以後ステップＳ５０２〜ステップＳ５１０を繰り返し実行する（ステップＳ５１０：Ｎｏ）。

次に、図８および図９を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。第２の実施形態においても、図１に示した携帯電話機１の構成は同じである。第２の実施形態では、アプリケーションゲームとしてスロットゲームを導入する。第２の実施形態では、図８に示すように、携帯電話機１を携帯電話機１の外部を回転中心として回転させる動作を、スロットゲームでレバーを引く動作に対応させる。図9はスロットゲームで表示される画面を表した図である。図９において、回転部９０は数字の描かれた３つのブロックに分かれており、レバー９１を引くと３つのブロック内で表示が回転する。表示の回転が停止したときに、各ブロックの中心に表示された数字が全て一致すると当たりとなる。

図１０はスロットゲームにおけるアプリケーションのサブルーチン（図３のステップＳ３０４）を示したフローチャートである。図９において、ユーザがスロットゲーム開始を指示すると、主制御部６０１は図９に示すような画像を表示部３０７に表示する（ステップＳ９０１）。続いて、主制御部６０１は表示部３０７にメッセージを表示してユーザに携帯電話機１を図８のように回転させるよう指示し、磁気センサ５２１−１、５２１−２の出力を監視する（ステップＳ９０２）。

携帯電話機１を回転させる指示が表示部３０７に表示されると、ユーザは携帯電話機１を回転させる。ここでは、実施形態１で実施したようにつまみ４を用いて回転させるのではなく、図８に示すように、ユーザが携帯電話機１を携帯電話機１の外部を回転中心として回転させる。例えば、ユーザが携帯電話機１を手に持った状態で振るという動作を行うことで実現可能である。磁気センサ５２１−１、５２１−２の出力から回転動作を検出すると（ステップＳ９０３：Ｙｅｓ）、主制御部６０１は動画処理を行い、図９のレバーを引くという演出および回転部９０内の表示が回転するという演出を動画にして表示部３０７に表示する（ステップＳ９０４）。

次に、主制御部６０１は磁気センサ５２１−１、５２１−２のキャリブレーションが終了しているかどうかを確認し、すでに終了していた場合はステップＳ９０６に進む（ステップＳ９０５：Ｎｏ）。終了していない場合は、キャリブレーション処理へ進む（ステップＳ９０５：Ｎｏ）。ステップＳ９０９〜ステップＳ９１２のキャリブレーション処理は実施形態１と同様の方法で実施する。

キャリブレーション処理が終了すると、再びスロットゲームの処理に戻り、主制御部６０１は回転部９０内で表示の回転を停止する位置を判定する（ステップＳ９０６）。第１の実施形態と同様に、回転の停止はユーザによる携帯電話機１の回転操作が終了した時刻から一定時間後に設定し、その時間は回転を開始した時点での角速度もしくは加速度に比例するように決定する。

回転停止の位置が求まり、主制御部６０１は動画処理を行い、回転部９０内で表示の回転が停止するという演出を動画にして表示部３０７に表示する。この後、当たり判定や得点計算などスロットゲームの進行を行い（ステップＳ９０７）、１回のスロットゲームが終了する。続けてスロットゲームを行う場合はステップＳ９０２に戻り、以後ステップＳ９０２〜ステップＳ９０８を繰り返し実行する（ステップＳ９０８：Ｎｏ）。

以上、この発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、アプリケーションとして人生ゲームのようなすごろくを導入し、携帯電話機１の回転動作とサイコロを振る動きとを対応させることや、ダーツゲームに導入して、携帯電話機1の振動動作とダーツを投げる動作とを対応させること等も可能である。また、アプリケーションの画像や動画を表示する画面は図1の表示部３０７だけでなく、端末ユニットを閉じた状態にしたときに表示される第2の表示部であってもよい。この第2の表示部は、図２の端末ユニット２の主操作部３０５と反対側の面、もしくは端末ユニット３のディスプレイと反対側の面に取り付ける。

この発明は、方位センサを備え、アプリケーションゲームソフトを実行可能な携帯電話機等に用いて好適である。

この発明の一実施形態にかかる携帯電話機１の構成を示すブロック図である。 この発明の一実施形態にかかる携帯電話機１の端末ユニットを開いた状態にしたときの図である。 この発明の一実施形態にかかる携帯電話機１の操作手順を表すフローチャートである。 ルーレットゲームで表示される画面である。 ルーレットゲームの実行中にキャリブレーションを行う手順を表すフローチャートである。 図１における磁気センサ５２１−１、５２１−２のキャリブレーションを表したグラフである。 図１における磁気センサ５２１−１、５２１−２で検出した方位の時間変化を表したグラフである。 この発明の第２の実施形態にかかる携帯電話機１の操作を示した図である。 スロットゲームで表示される画面である。 スロットゲームの実行中にキャリブレーションを行う手順を表すフローチャートである。

符号の説明

１…携帯電話機（携帯端末装置） ２、３…端末ユニット ４…つまみ ５０…ルーレット回転台 ５１…回転部 ５２…数字指示部 ５３…広告表示部 ９０…回転部 ９１…レバー ３０５…主操作部 ３０７…表示部 ５１０…加速度センサ ５２１−１、５２１−２…磁気センサ（方位センサ） ５２３…センサ制御部 ６０１…主制御部 ６０２…ＲＯＭ ６０３…ＲＡＭ

Claims (4)

1. アプリケーションゲームソフトを実行可能な携帯端末装置において、
   前記アプリケーションゲームソフトを読み込んで実行する制御手段と、
   磁界の強さを測定して磁界データを出力する磁気センサと、
   前記制御手段が前記アプリケーションゲームソフトを実行することにより実現されるゲームの内容を表示する表示手段であって、前記ゲームが進行している時に前記携帯端末装置を回転させる回転操作に伴って変化する磁界データを前記磁気センサから入力し、該磁界データに基づいて、前記ゲームの内容を表示する表示手段と、
   データを一時記憶する記憶手段と、
   前記ゲームが進行している時に前記携帯端末装置を回転させる回転操作に伴って変化する磁界データを前記磁気センサから入力し、前記記憶手段へ記憶させるデータ格納手段と、
   前記記憶手段に記憶されている磁界データを基にして前記磁気センサのキャリブレーションを行うキャリブレーション手段と、
   を具備することを特徴とする携帯端末装置。
2. 前記回転操作は、装置本体の重心を回転中心とする操作であることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末装置。
3. 前記回転操作は、装置本体の外部の位置を回転中心とし、装置本体を振り回す操作であることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末装置。
4. アプリケーションゲームソフトを実行可能な携帯端末装置の制御方法において、
   前記携帯端末装置の制御手段が、前記アプリケーションゲームソフトを読み込んで実行する制御ステップと、
   前記制御手段が、前記アプリケーションゲームソフトを実行することにより実現されるゲームが進行している時に、前記携帯端末装置を回転させる回転操作に伴って変化する磁界データを、前記携帯端末装置が備える磁気センサから入力し、該磁界データに基づいて、前記携帯端末装置が備える表示手段に前記ゲームの内容を表示させる表示ステップと、
   前記制御手段が、前記ゲームが進行している時に前記携帯端末装置を回転させる回転操作に伴って変化する磁界データを前記磁気センサから入力し、前記携帯端末装置が備える記憶手段に記憶させるデータ格納ステップと、
   前記制御手段が、前記記憶手段に記憶させた磁界データを基にして前記磁気センサのキャリブレーションを行うキャリブレーションステップと、
   を含むことを特徴とする携帯端末装置の制御方法。

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