JP4861357B2 - 傾斜センサ内蔵小型電子機器及び補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、傾斜センサの基準位置の補正を行う傾斜センサ内蔵小型電子機器及び補正方法に関する。

３軸加速度センサは、図１０に示すように、予めｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸に対して基準方向が決められている。ここで、一般的に、３軸加速度センサを回路基板に実装するときにリフロー工程が採用されているが、このリフロー工程において生ずる過熱によって、当該基準方向にずれ（０ｇレベルのずれ）が生じてしまう。

ここで、３軸加速度センサを回路基板にリフロー工程によって実装したときに発生した０ｇレベルのずれ量を図１１に示す。図１１は、一例であるが、ｘ軸方向において、−９７．２〜５４ｍｇ（−５〜＋３度）ずれが生じ、ｙ軸方向において、−６１．２〜６４．８ｍｇ（±３．５度）のずれが生じ、ｚ軸方向において、−１８０〜３６ｍｇ（−１０〜＋２度）のずれが生じている。さらに、３軸加速度センサの０ｇレベルは、経年による変化や、実際に使用する環境の温度変化等に起因してずれることがある。

そこで、３軸加速度センサにおいては、回路基板への実装時のリフロー工程の後において、このずれ量を補正（較正）する処理（キャリブレーション処理）が行われている。このキャリブレーション処理を実行することにより、リフロー工程等の原因に起因してずれてしまった各軸の基準方向を元に戻している（例えば、特許文献１を参照。）。

また、このようなキャリブレーション方法においては、一般的に、ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向のいずれか２つの方向が０ｇレベルになるように補正を行う。なお、正確なキャリブレーションを実行する場合には、図１２に示すように、筐体の表面が一の方向を向くように載置して第１の軸方向（図１２（Ａ）中ではｘ軸方向）と第２の軸方向（図１２（Ａ）中ではｙ軸方向）についてのキャリブレーションを実行し、その後、筐体の表面が他の方向を向くように載置して第１の軸方向（図１２（Ｂ）中ではｘ軸方向）と第３の軸方向（図１２（Ｂ）中ではｚ軸方向）についてのキャリブレーションを実行することにより、３軸すべてにおける基準方向のずれを補正する。
特開２００４−９３５５２号公報

ところで、キャリブレーションは、３軸加速度センサが実装されている回路基板や、当該回路基板を備える電子機器を水平な面上に載置することにより実行されるが、この水平な面上は、重力に対して正確な水平面になっている必要がある。なぜならば、当該水平面が重力に対して傾いている場合には、正確なキャリブレーションを実行することは困難となるからである。したがって、キャリブレーションを実行する際には、重力に対して正確な水平面を担保することができる冶工具が別途必要になる。

このような治工具を用いたキャリブレーションは、一般的なユーザが容易に行うことは困難である。したがって、３軸加速度センサを有する電子機器が市場に流通した後においては、当該電子機器をメーカーに持ち込まない限り正確なキャリブレーションを実行することは困難であると言える。

また、３軸加速度センサのキャリブレーションを工場出荷前に実行したとしても、市場に流通した後の経年変化や温度変化等によって０ｇレベルがずれた場合、上述のような治工具を有さないユーザは、正確なキャリブレーションを実行することは困難である。

なお、従来においては、キャリブレーションは、３軸加速度センサが回路基板上に実装されたときに実行するものであって、電子機器として組み立てられ、市場に流通した後に実行されるものではない。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、市場に流通した後において、ユーザ自身が容易に正確なキャリブレーションを行うことができる傾斜センサ内蔵小型電子機器及び補正方法を提供することにある。

本発明に係る傾斜センサ内蔵小型電子機器は、上記課題を解決するために、傾斜を算出する傾斜センサと、前記傾斜センサにおける算出値に基づいて所定の制御を行う制御部と、前記傾斜センサ及び前記制御部を内部に有する筐体と、前記筐体を吊り下げる吊り下げ部と、を備え、前記制御部は、前記吊り下げ部にて前記筐体が吊り下げられて静止した状態に基づいて前記傾斜センサの基準値の補正制御を行うことを特徴とする。

また、上記傾斜センサ内蔵小型電子機器では、前記制御部は、前記吊り下げ部にて前記筐体が吊り下げられたとき、当該吊り下げられて静止した状態における前記筐体の傾斜角度を前記傾斜センサで算出し、当該傾斜角度に基づいて前記傾斜センサの基準位置の補正制御を行うことが好ましい。

また、上記傾斜センサ内蔵小型電子機器では、操作部と、所定の情報を表示する表示部と、を備え、前記制御部は、前記操作部により前記傾斜センサの基準値の補正制御を実行するように命ずる操作が行われたときに、前記吊り下げ部にて前記筐体を吊り下げるように促す情報を前記表示部に表示するように制御することが好ましい。

また、上記傾斜センサ内蔵小型電子機器では、前記制御部は、前記操作部により前記補正制御を実行するように命ずる操作が行われたときに、当該操作から所定時間経過後に前記補正制御を実行することが好ましい。

また、上記傾斜センサ内蔵小型電子機器では、前記制御部は、前記吊り下げ部にて前記筐体が吊り下げられたときに、前記傾斜センサによる算出値に係る傾斜角度が予め定められている傾斜角度に一致しているか否かを判定し、一致していないと判定したときに前記予め定められている傾斜角度からのずれ量を算出し、当該ずれ量に基づいて前記補正制御を実行することが好ましい。

また、上記傾斜センサ内蔵小型電子機器では、操作部と、情報を表示する表示部と、を備え、前記制御部は、前記操作部により前記傾斜センサの基準値の補正制御を実行するように命ずる操作が行われたときに、前記補正制御に関する所定の演算を行い、当該演算の結果に基づいて前記補正制御を行うか否かを確認するための画面を前記表示部に表示するように制御すると共に、前記操作部による確認の操作を受け付け、当該受け付けた結果に応じて前記演算の結果に基づいて前記補正制御を実行するか否かを決定することが好ましい。

また、上記傾斜センサ内蔵小型電子機器では、前記制御部は、前記一致していないと判定したときに前記予め定められている傾斜角度からのずれ量を算出し、当該ずれ量と過去において算出された複数のずれ量との平均値を算出し、当該平均値に基づいて前記補正制御を実行することが好ましい。

また、上記傾斜センサ内蔵小型電子機器では、前記筐体は、開閉可能に連結部により連結された第１の筐体部と第２の筐体部とを有し、前記制御部は、前記筐体が開状態と閉状態のいずれであるかを考慮して前記補正制御を行うことが好ましい。

また、上記傾斜センサ内蔵小型電子機器では、前記筐体は、開閉可能に連結部により連結された第１の筐体部と第２の筐体部とを有し、前記制御部は、前記操作部により前記傾斜センサの基準値の補正制御を実行するように命ずる操作が行われたときに、開状態又は閉状態のいずれか一方の状態で前記筐体を吊り下げるように促す情報を前記表示部に表示するように制御することが好ましい。

また、上記傾斜センサ内蔵小型電子機器では、前記吊り下げ部は、吊り下げ部材としてストラップが取り付けられることが好ましい。

また、上記傾斜センサ内蔵小型電子機器では、前記筐体は、メモリーカードを着脱自在なメモリーカード装着部をさらに備え、前記制御部は、前記メモリーカード装着部へのメモリーカードの装着の有無を考慮して前記補正制御を行うことが好ましい。

また、上記傾斜センサ内蔵小型電子機器では、前記傾斜センサは、加速度の検出により傾斜を算出する構成であり、前記制御部は、前記傾斜センサにより検出される加速度と、算出される傾斜角とを監視し、前記傾斜センサにより検出される加速度が変動しない状態でありかつ算出される傾斜角度が鉛直方向を基準とする所定の角度範囲に含まれることを判別すると、前記補正制御を実行することが好ましい。

また、上記傾斜センサ内蔵小型電子機器では、前記制御部は、前記傾斜センサにより検出される加速度が変動しない状態にて、前記補正制御を実行することが好ましい。

本発明に係る傾斜センサ内蔵小型電子機器は、上記課題を解決するために、傾斜を算出する傾斜センサと、前記傾斜センサが内蔵されてなる筐体と、前記傾斜センサにおける算出値に係る信号を外部機器に出力する通信ケーブル部と、を備え、前記傾斜センサは、前記通信ケーブル部により前記筐体が吊り下げられて静止した状態に基づいて基準値の補正制御が行われることを特徴とする。

本発明に係る補正方法は、上記課題を解決するために、傾斜センサと、当該傾斜センサを内部に格納する筐体とを備える傾斜センサ内蔵小型電子機器における傾斜センサの基準値の補正方法であって、前記傾斜センサにより傾斜を検出する傾斜検出ステップと、前記筐体が吊り下げられて静止した状態に基づいて前記傾斜センサの基準値の補正制御を行う補正ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ユーザ自身が容易に正確なキャリブレーションを行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る傾斜センサ内蔵小型電子機器の一例である携帯電話装置１の外観斜視図を示す。なお、図１は、いわゆる折り畳み型の携帯電話装置の形態を示しているが、本発明に係る傾斜センサ内蔵小型電子機器の形態としては特にこれに限られない。例えば、両筐体を重ね合わせた状態から一方の筐体を一方向にスライドさせるようにしたスライド式や、重ね合せ方向に沿う軸線を中心に一方の筐体を回転させるようにした回転式（ターンタイプ）や、操作部と表示部とが一つの筐体に配置され、連結部を有さない形式（ストレートタイプ）でも良い。

携帯電話装置１は、操作部側筐体部２と、表示部側筐体部３と、を備えて構成される。操作部側筐体部２は、表面部１０に、操作部１１と、携帯電話装置１の使用者が通話時に発した音声が入力されるマイク１２と、を備えて構成される。操作部１１は、各種設定や電話帳機能やメール機能等の各種機能を作動させるための機能設定操作ボタン１３と、電話番号の数字やメール等の文字等を入力するための入力操作ボタン１４と、各種操作における決定やスクロール等を行う決定操作ボタン１５と、から構成されている。

また、表示部側筐体部３は、表面部２０に、各種情報を表示するためのＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）表示部２１と、通話の相手側の音声を出力するスピーカ２２と、を備えて構成されている。

また、操作部側筐体部２の上端部と表示部側筐体部３の下端部とは、ヒンジ機構４を介して連結されている。また、携帯電話装置１は、ヒンジ機構４を介して連結された操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とを相対的に回転することにより、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とが互いに開いた状態（開放状態）にしたり、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とを折り畳んだ状態（折畳み状態）にしたりできる。

また、図２は、携帯電話装置１を折畳んだ状態の斜視図を示している。操作部側筐体部２は、外平面部に、時計やメールの着信等が表示されるサブＬＣＤ表示部３０が備えられている。また、表示部側筐体部３は、角に筐体を吊り下げる際に吊り下げ部材３２（紐状に形成されるハンドストラップ又はネックストラップ）が取り付けられる取付部３１（吊り下げ部）が形成されている。なお、本実施例においては、取付部３１は、表示部側筐体部３の角に形成されているとしたが、角に限られずどこに形成されていても良く、また、操作部側筐体部２に形成されていても良い。ところで、上述では、表示部の例としてＬＣＤを示したが、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）等のＬＣＤ以外で構成されても良いことは言うまでもない。

また、図３は、携帯電話装置１の機能を示す機能ブロック図である。携帯電話装置１は、図３に示すように、操作部１１と、マイク１２と、メインアンテナ４０と、ＲＦ回路部４１と、ＬＣＤ制御部４２と、音声処理部４３と、メモリ４４と、加速度センサ４５（傾斜センサ）と、発光部４６と、電源制御回路部４７と、開閉検出センサ４８と、ＣＰＵ４９（制御部）と、充電池５０とが操作部側筐体部２に備えられ、ＬＣＤ表示部２１と、スピーカ２２と、ドライバＩＣ２３と、サブＬＣＤ表示部３０とが表示部側筐体部３に備えられている。

メインアンテナ４０は、所定の使用周波数帯（例えば、８００ＭＨｚ）で外部装置と通信を行う。なお、本実施の形態では、所定の使用周波数帯として、８００ＭＨｚとしたが、これ以外の周波数帯であっても良い。また、メインアンテナ４０は、所定の使用周波数帯の他に、他の使用周波数帯（例えば、２ＧＨｚ）に対応できる、いわゆるデュアルバンド対応型による構成であっても良い。

ＲＦ回路部４１は、メインアンテナ４０によって受信した信号を復調処理し、処理後の信号をＣＰＵ４９に供給し、また、ＣＰＵ４９から供給された信号を変調処理し、メインアンテナ４０を介して外部装置（基地局）に送信する。また、その一方で、メインアンテナ４０によって受信している信号の強度をＣＰＵ４９に通知を行う。

ＬＣＤ制御部４２は、ＣＰＵ４９の制御にしたがって、所定の画像処理を行い、処理後の画像データをドライバＩＣ２３に出力する。ドライバＩＣ２３は、ＬＣＤ制御部４２から供給された画像データをフレームメモリに蓄え、所定のタイミングでＬＣＤ表示部２１又はサブＬＣＤ表示部３０に出力する。

音声処理部４３は、ＣＰＵ４９の制御にしたがって、ＲＦ回路部４１から供給された信号に対して所定の音声処理を行い、処理後の信号をスピーカ２２に出力する。スピーカ２２は、音声処理部４３から供給された信号を外部に出力する。

また、音声処理部４３は、ＣＰＵ４９の制御にしたがって、マイク１２から入力された信号を処理し、処理後の信号をＲＦ回路部４１に出力する。ＲＦ回路部４１は、音声処理部４３から供給された信号に所定の処理を行い、処理後の信号をメインアンテナ４０に出力する。

メモリ４４は、例えば、ワーキングメモリを含み、ＣＰＵ４９による演算処理に利用される。なお、メモリ４４は、着脱可能な外部メモリを兼ねていても良い。

加速度センサ４５は、携帯電話装置１に与えられた加速度を検出し、検出結果をＣＰＵ４９に出力する。

加速度センサ４５は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の加速度を検出する３軸（３次元）タイプであって、携帯電話装置１の外部から加わった力（Ｆ）と携帯電話装置１の質量（ｍ）に基づいて、加速度（ａ）を測定する（加速度（ａ）＝力（Ｆ）／質量（ｍ））。

また、加速度センサ４５は、例えば、圧電素子によって携帯電話装置１に加わる力を計測して軸ごとの加速度を求め、数値データ化してバッファリングする。そして、ＣＰＵ４９は、周期的にバッファリングされた加速度データを読み出す。なお、加速度センサ４５は、圧電素子（圧電式）に限らず、ピエゾ抵抗型、静電容量型、熱検知型等によるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）式や、可動コイルを動かしてフィードバック電流によってもとに戻すサーボ式や、加速度によって生じる歪を歪ゲージによって測定する歪ゲージ式等により構成されても良い。

発光部４６は、電源制御回路部４７から供給される電圧に基づいて発光するように構成されており、例えば、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）により構成されている。なお、図３では、簡単のために、単一の発光部４６を示すが、実際には筐体の所定の場所に複数の異なる発光部を有している。

ここで、ＣＰＵ４９による加速度センサ４５のキャリブレーションを実行する際の補正制御について説明する。また、キャリブレーションは、ユーザが所定の操作を行ったことを契機として実行される場合（マニュアルキャリブレーション）と、筐体が所定の角度範囲に収まり、かつ静止したことを契機として実行される場合（オートキャリブレーション）がある。

ＣＰＵ４９は、取付部３１に吊り下げ部材３２が取り付けられて筐体（携帯電話装置１）が吊り下げられたとき、当該吊り下げられて静止した状態に基づいて加速度センサ４５の基準位置の補正制御を実行する。なお、ＣＰＵ４９は、加速度センサ４５の検出値の変動を監視しており、一定方向への１ｇのみが検出され、その他の方向への加速度の変動が生じていない状態が検出されると、筐体が静止状態にあると判定する（詳細は後述する）。

また、本発明では、加速度センサ４５のキャリブレーションを実行する際において、重力に対する正確な方向を簡易に確定することができるので、例えば、ユーザが携帯電話装置１を使用している過程において加速度センサ４５の０ｇレベル（基準値）にずれが生じた場合に、ユーザ自身の操作に応じて何度でも正確なキャリブレーション（この場合には、オートキャリブレーション）を実行することができ、常に正確な加速度データを取得することができる。

また、ＣＰＵ４９は、取付部３１に吊り下げ部材３２が取り付けられて吊り下げ部材３２により筐体が固定部（家の柱６０等）に吊り下げられ、マニュアルキャリブレーションの場合にはユーザによる所定の操作後、又はオートキャリブレーションの場合には一定時間経過後に、当該吊り下げられて静止した状態における筐体の傾斜角度と、鉛直方向との角度の差分に基づいて加速度センサ４５の基準位置の補正制御を行うことが好ましい。

このような構成によれば、本発明では、簡易にかつ正確に求めることができる鉛直方向の角度を利用して加速度センサ４５のキャリブレーションを実行するので、簡易な方法により正確なキャリブレーションを実行することができる。

また、携帯電話装置１は、上述したように、加速度センサ４５の基準位置の補正制御を実行するように命ずる操作を行う操作部１１（操作部）と、所定の情報を表示するＬＣＤ表示部２１（表示部）と、を備える。このような構成においては、ＣＰＵ４９は、操作部１１により加速度センサ４５の基準位置の補正制御を実行するように命ずる操作（マニュアルキャリブレーションにおけるユーザの所定の操作）が行われたときに、取付部３１に吊り下げ部材３２を取り付けて筐体を吊り下げるように促す情報をＬＣＤ表示部２１に表示するように制御することが好ましい。なお、ＣＰＵ４９は、このようなサポート表示において、筐体が開状態である場合にはＬＣＤ表示部２１にて表示させるように制御し、筐体を閉じている状態においてはサブＬＣＤ表示部３０に表示させるように制御している。

このような構成によれば、本発明では、マニュアルキャリブレーションにおいて、キャリブレーションの操作手順をＬＣＤ表示部２１の表示画面により説明するので、ユーザの操作性を向上させることができる。なお、キャリブレーションについての操作手順の説明は、ＬＣＤ表示部２１の表示動作に限られず、スピーカ２２の音声出力動作によって行われても良い。

また、ＣＰＵ４９は、マニュアルキャリブレーションにおいて、ユーザにより加速度センサ４５の基準位置の補正制御を実行するように命ずる操作が行われたときに、当該操作から所定時間経過後に補正制御を実行することが好ましい。

このような構成によれば、本発明では、マニュアルキャリブレーションにおいて、ユーザによる所定の操作がされてから、所定時間（例えば、数秒）が経過するまでは、キャリブレーションが実行されないので、取付部３１に吊り下げ部材３２が取り付けられて筐体が吊り下げられて静止してからキャリブレーションが実行されるので、ユーザが手に持っている状態や、吊り下げ直後のぶれる状態を排除して、キャリブレーションを実行することができる。

また、ＣＰＵ４９は、オートキャリブレーションにおいて、取付部３１に吊り下げ部材３２が取り付けられて筐体が吊り下げられたときに、加速度センサ４５による算出値に係る傾斜角度が予め定められている傾斜角度（基準値）に一致しているか否かを判定し、一致していないと判定したときに予め定められている傾斜角度からのずれ量を算出し、当該ずれ量に基づいて補正制御を実行することが好ましい。

このような構成によれば、本発明では、取付部３１に吊り下げ部材３２が取り付けられて筐体が吊り下げられた状態において、加速度センサ４５による算出値に係る傾斜角度が基準値と一致しているか否かによって自動的にキャリブレーションを行うことができる。

また、ＣＰＵ４９は、マニュアルキャリブレーションにおいて、ユーザにより加速度センサ４５の基準位置の補正制御を実行するように命ずる操作が行われたときに、補正制御に関する所定の演算を行い、当該演算の結果に基づいて補正制御を行うか否かを確認するための確認操作画面をＬＣＤ表示部２１に表示するように制御し、操作部１１による当該確認操作画面の操作を受け付け、当該受け付けた結果に応じて演算の結果に基づいて補正制御を実行するか否かを決定することが好ましい。

このような構成によれば、本発明では、取付部３１に吊り下げ部材３２が取り付けられて筐体が吊り下げられた状態において、加速度センサ４５のキャリブレーションを実行するか否かをユーザが選択することができる。

また、ＣＰＵ４９は、マニュアルキャリブレーション及びオートキャリブレーションにおいて、取付部３１に吊り下げ部材３２が取り付けられて筐体が吊り下げられたときに、加速度センサ４５による算出値に係る傾斜角度が予め定められている傾斜角度（基準値）に一致しているか否かを判定し、一致していないと判定したときに予め定められている傾斜角度からのずれ量を算出し、当該ずれ量と過去において算出された複数のずれ量との平均値を算出し、当該平均値に基づいて補正制御を実行することが好ましい。

このような構成によれば、本発明では、以前に算出したずれ量との平均値に基づいてキャリブレーションを実行するので、キャリブレーションを実行する場所に特有の偏りを低減することができ、キャリブレーション後における操作感覚において、ユーザに違和感を与えることがない。

例えば、携帯電話装置１の傾斜を加速度センサ４５が検出し、当該検出値に応じてＬＣＤ表示部２１に表示されているアニメーションが変化するようなゲーム等においては、加速度センサ４５の０ｇレベルが、ユーザがいつも操作するときのレベルに設定されていないと、違和感を与えてしまう。例えば、ユーザがいつもの操作感覚で携帯電話装置１を傾斜させたのに、アニメーションが急にいつもと異なる変化をした場合には、ユーザは、違和感を覚えてしまう。

ここで、キャリブレーションを実行する場所が、ユーザがいつも実行している場所と異なっている場合には、その場所に特有の偏りによってキャリブレーション後における０ｇレベルがいつもの０ｇのレベルと異なることが予測される。ユーザは、いつもの場所で実行しているキャリブレーション後の加速度センサ４５の０ｇレベルに基づいて、傾斜角度の操作を行っているため、加速度センサ４５の０ｇレベルがいつものレベルと異なっていると、操作感覚上、違和感を覚えてしまう。一方で、他のアプリケーションにおいては、加速度センサ４５によって正確な傾斜角度の算出が要求される場合がある。

そこで、本発明に係る携帯電話装置１では、過去において算出したずれ量の平均値に基づいてキャリブレーションを実行するので、ユーザに対して傾斜角度の操作感覚における違和感を与えず、かつ、正確な傾斜角度の算出も行うことができる。

また、ＣＰＵ４９は、マニュアルキャリブレーション及びオートキャリブレーションにおいて、開状態と閉状態における状態の違いを考慮して補正制御を行うことが好ましい。携帯電話装置１は、開状態において吊り下げ部材３２によって吊り下げた場合と、閉状態において吊り下げ部材３２によって吊り下げた場合とで、重量バランスが異なるときには、どの状態にあるかによってキャリブレーションデータを変更する必要がある。本発明では、開状態と閉状態において対応することができるため、携帯電話装置１の状態にかかわらず正確なキャリブレーションを実行することができる。なお、本実施例では、携帯電話装置１は、開状態と閉状態の２状態であるとしたが、これに限られず、さまざまな状態の違いを考慮してキャリブレーションを実行するように構成されても良い。

また、携帯電話装置１は、メモリーカードスロット５１を備えており、これにメモリーカードを装着することによっても重量バランスが変化する。このため、ＣＰＵ４９は、マニュアルキャリブレーション及びオートキャリブレーションにおいて、メモリーカードスロット５１へのメモリーカードの装着の有無を判別し、メモリーカード装着時における吊り下げ状態とメモリーカード非装着時における吊り下げ状態との間でもキャリブレーションの演算を変更するように構成しても良い。

また、ＣＰＵ４９は、マニュアルキャリブレーションにおいて、ユーザにより加速度センサ４５の基準位置の補正制御を実行するように命ずる操作が行われたときに、開状態又は閉状態のいずれか一方の状態で（あるいはメモリーカードの有無いずれかの状態）筐体を吊り下げるように促す情報をＬＣＤ表示部２１に表示するように制御することが好ましい。

本発明では、マニュアルキャリブレーションにおいて、キャリブレーションを実行する際の携帯電話装置１の状態について、ＬＣＤ表示部２１を利用してユーザに指示するので、キャリブレーションが実行される際の携帯電話装置１の状態を複数想定する必要がなく、処理負担の軽減を図ることができる。

＜実施例＞
つぎに、本発明に係る携帯電話装置１による加速度センサ４５のキャリブレーションを実行する具体的な方法について説明する。なお、以下では、携帯電話装置１の取付部３１に吊り下げ部材３２が取り付けられているものとする。

ユーザは、携帯電話装置１を使用しない場合等に、吊り下げ部材３２によって柱６０等に吊るしておく。その後、例えば、オートキャリブレーションにおいて、吊り下げられている状態が一定時間続いた場合に、重力方向を含む３軸方向（ｘ、ｙ、ｚ）のキャリブレーションを実行する。この方法により、温度変化等に起因する０ｇレベルのずれを自動的に補正することができ、常に正確な加速度データを取得することができる。

図４は、携帯電話装置１を吊り下げ部材３２により柱６０等に吊るしたときに各方向にかかる加速度を示したものである。なお、以下では、説明の便宜上、吊り下げ部材３２により吊るされている筐体が静止している状態において、ｚ軸方向の成分は、０ｇレベルであると仮定する（吊り下げ部材３２を取り付ける位置によっては、ｚ軸方向の成分が０ｇレベルにならない場合も当然ある）。また、ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向にかかる加速度については、携帯電話装置１の吊り下げ部材３２を取り付ける位置によってそれぞれ異なるものの、静止状態においては、鉛直直向のみに１ｇレベルが表れることだけは、変動しない。

携帯電話装置１は、予め、柱６０等に吊り下げ部材３２を吊るしたときのｘ軸方向の加速度（ｘ＝ｃｏｓθ）、ｙ軸方向の加速度（ｙ＝ｓｉｎθ）及びｚ軸方向の加速度（ｚ＝０）をキャリブレーション時の期待値としてメモリ４４等に記憶させておく。このとき、端末が吊るされて静止しているかどうかは、ｘ軸方向の加速度データ、ｙ軸方向の加速度データ、ｚ軸方向の加速度データにより重力方向加速度の絶対値が１になるときを検出することにより判別することができる（図４の場合で言うとＰ方向）。

ここで、ＣＰＵ４９は、加速度センサ４５の各軸ごとの加速度と、算出される傾斜角との両方を監視しておく。そして、加速度センサ４５により検出される加速度が変動しない状態となり、なおかつ算出される傾斜角度が所定の角度範囲に含まれる状態になったかどうか判別する。この状態になったと判別すると、オートキャリブレーションにおいては、キャリブレーションが自動的に実行される。ここで、所定の角度範囲とは、加速度センサ４５の検出値が正確な状態にて筐体を吊り下げた場合の検出値に対して、若干の幅を持たせた値である。また、この角度範囲に収まる傾斜角度が検出され、なおかつ加速度の変動がない状態とは、加速度センサ４５がキャリブレーションを必要とする微小なずれが生じている状態であっても、筐体を吊り下げた状態で静止した状態と特定することができる。この状態をＣＰＵ４９が判別すると、オートキャリブレーションにおいては、キャリブレーションが自動的に実行される。携帯電話装置１の使用状態においては、吊り下げ部材３２を柱６０等に吊り下げたときと同じ傾斜角度で携帯電話装置１をテーブルに置いたりすることは考えにくいため、オートキャリブレーションにおいて、予め想定している状態（吊り下げ部材３２によって柱６０等に吊るされた状態）とは異なる状態でキャリブレーションが実行されることはない。

また、携帯電話装置１が操作や移動のためにユーザの手に持たれている状況下においては、吊り下げ部材３２を柱６０等に吊り下げたときに近い傾斜角度になり、当該期待値と同様の加速度データになる可能性はある。しかし、微小な腕の振動があることによって各軸の加速度に変動が生じつづけるため、吊り下げ部材３２を柱６０等に吊り下げて固定した状況とは異なるため、状況の区別を行うことは可能である。

このようにして、本発明では、オートキャリブレーションにおいて、携帯電話装置１を吊り下げ部材３２を柱６０等に吊るした状況等のように、静止安定した状態を検出して、加速度センサ４５の０ｇレベルのキャリブレーションを実行するので、簡易な方法により正確なキャリブレーションを実行することができる。

＜キャリブレーションのキャンセル操作＞
本発明に係る携帯電話装置１は、マニュアルキャリブレーション及びオートキャリブレーションにおいて、吊り下げ部材３２により柱６０等に吊り下げたとき、又は吊り下げ部材３２により柱６０等に吊り下げられたときからある一定時間経過後に、加速度センサ４５により加速度データを検出し、加速度センサ４５の０ｇレベルのキャリブレーション処理が実行される。

ここで、上述したように、キャリブレーションを実行する条件として、垂直方向加速度の絶対値が「１」になったときを想定しているが、厳密に言うと、吊り下げ部材３２により柱６０等に吊るした状況下において、加速度センサ４５は、その性能上、加速度データとして正確に「１」の状態になるわけではなく、当該「１」近辺において微小な変化を繰り返すことになる。

また、ユーザは、キャリブレーションを実行する前の加速度センサ４５の０ｇレベルにおいて、０ｇレベルがずれているという認識を持っていないケースが多く、ずれを有している現状の０ｇレベルに慣れている可能性がある。このような状態において、オートキャリブレーションにより自動的にキャリブレーションが実行されてしまい、加速度センサ４５の０ｇレベルを補正してしまうと、操作感覚においてユーザが不自然に感じる可能性がある。

そこで、本発明では、オートキャリブレーションを実行した際には、音声や光や表示等によってユーザに対してキャリブレーションを自動的に実行したことを通知し、ユーザは、当該通知に応じて、当該キャリブレーションを採用するかしないかを決定することができる。採用しない場合には、ユーザは、所定の操作を行い、キャリブレーションをキャンセルすることができる。

このようにして、本発明では、ユーザがキャリブレーションを実行する前の０ｇレベルに満足していれば、当該０ｇレベルによって携帯電話装置１を使用することができる。

また、本発明では、上述のように、オートキャリブレーションによるキャリブレーションの結果を採用するか否かをユーザが決定できるので、ユーザが意図的に携帯電話装置１を吊り下げ部材３２により柱６０等に吊るしてオートキャリブレーションにより自動的にキャリブレーションが実行される場合や、携帯電話装置１を吊り下げ部材３２により柱６０等に吊るし、一定時間経過後にオートキャリブレーションにより自動的にキャリブレーションが実行されるような場合において、ユーザが気づかずにキャリブレーションが実行されてしまうのを防止することができる。

＜０ｇレベルの正確な算出方法＞
つぎに、０ｇレベルのキャリブレーションデータの平均化による、正確な０ｇレベルの算出方法について以下に述べる。本発明では、オートキャリブレーション及びマニュアルキャリブレーションにおいて、携帯電話装置１の垂直方向加速度の絶対値が「１」になった場合に０ｇレベルのキャリブレーションを実行するが、加速度センサ４５の特性上、重力方向加速度が正確に「１」になることはないため、加速度センサ４５により検出される加速度データに対してある一定の幅を持たせている。

ここで、キャリブレーション条件について図５を用いて説明する。図５に示すように、「Ａ」（＋方向）に近い部分でキャリブレーションを実行した場合と、「Ｂ」（−方向）に近い部分でキャリブレーションを実行した場合とでは、厳密に言うと、キャリブレーション後の０ｇレベルが異なるため、キャリブレーションを実行する場所等によって基準となる０ｇレベルが変化する可能性がある。

そこで、本発明では、キャリブレーションを実行する毎に加速度データの平均値を求め、この平均値に基づいてキャリブレーションを実行する。

したがって、本発明では、加速度データを平均化することで、キャリブレーションを実行する場所がいつもと異なる場所であって、０ｇレベルがいつも実施している時とは異なる値であっても、今までのキャリブレーションに用いてきた（蓄積してきた）加速度データと平均化することが可能になるため、基準値のずれが緩和され、極端に偏りのあるものでなく、正確な０ｇレベルでキャリブレーションを実行することができる。

つぎに、キャリブレーションの実行方法について図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、以下では、吊り下げ部材３２をストラップと言う。また、予め、期待値の設定を行っておく（ステップＳ１）。ここで、期待値の設定について説明する。携帯電話装置１をストラップにより柱６０等に吊り下げた場合の、ｘ軸方向の加速度（ｘ＿ａｃｃ）、ｙ軸方向の加速度（ｙ＿ａｃｃ）及びｚ軸方向の加速度（ｚ＿ａｃｃ）を、予め、測定し、この測定値をキャリブレーション条件の期待値としてメモリ４４等に記憶しておく。これは、携帯電話装置１によって、ストラップを取り付ける位置が異なり、それにより携帯電話装置１を柱６０等に吊るしたときのｘ軸方向の加速度（ｘ＿ａｃｃ）、ｙ軸方向の加速度（ｙ＿ａｃｃ）及びｚ軸方向の加速度（ｚ＿ａｃｃ）が異なるためである。また、ステップＳ１の工程においては、携帯電話装置１を開状態においてストラップを柱６０等に吊り下げた状態における期待値や、携帯電話装置１を閉状態においてストラップを柱６０等に吊り下げた状態における期待値をメモリ４４等に記憶しておいても良い。

つぎに、ＣＰＵ４９は、以下のステップＳ３〜ステップＳ６に係るタイムアウト条件に一致するまで、ステップＳ３〜ステップＳ６の各工程を繰り返し行う（ステップＳ２）。

ＣＰＵ４９は、携帯電話装置１の傾斜角度を検出する（ステップＳ３）。ＣＰＵ４９は、加速度センサ４５から供給されるデータに基づいて、ｘ軸方向の加速度（ｘ＿ａｃｃ＿１）、ｙ軸方向の加速度（ｙ＿ａｃｃ＿１）及びｚ軸方向の加速度（ｚ＿ａｃｃ＿１）を算出する。なお、以下では、ｘ軸方向の加速度（ｘ＿ａｃｃ＿１）、ｙ軸方向の加速度（ｙ＿ａｃｃ＿１）及びｚ軸方向の加速度（ｚ＿ａｃｃ＿１）を実測値と言う。

ＣＰＵ４９は、ステップＳ１の工程において予め記憶されている期待値と、ステップＳ３の工程において算出された実測値を各軸において比較する（ステップＳ４）。

ＣＰＵ４９は、ステップＳ４の工程における比較結果に基づいて、一定のキャリブレーション条件が満たされているか否かを判定する（ステップＳ５）。一定のキャリブレーション条件が満たされている場合とは、すべての軸における期待値と実測値が一致しているとき、若しくは、一定の範囲内にあるときを言う。一定のキャリブレーション条件が満たされている場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ６に進み、一定のキャリブレーション条件が満たされていない場合（Ｎｏ）には、ステップＳ７に進む。

ＣＰＵ４９は、ステップＳ５の工程において一定のキャリブレーション条件が満たされていると判定した場合、当該判定を任意の回数得られたか否かを確認する（ステップＳ６）。すなわち、ＣＰＵ４９は、加速度センサ４５の検出値を周期的に監視しており、この周期的な検出結果が連続して条件に一致しているか否かを判定する。本工程は、ステップＳ５の工程における判定結果のみでは、携帯電話装置１が本当にストラップにより柱６０等に吊るされているか否かを判断できないケースが想定されるため、本当に携帯電話装置１がストラップにより柱６０等に吊るされていることを確認するために実行される。なお、本工程は、必須ではなく、スキップされても良い。

ＣＰＵ４９は、ステップＳ５又はステップＳ６の工程において、時間ｔに達したか否かを判断する。なお、ｔは、任意に設定可能であり、携帯電話装置１がストラップにより吊るされていると判断できるだけの時間であり、なおかつ加速度センサ４５のデータ取得周期複数回分よりも充分に長い時間を設定する（例えば１秒間）。時間ｔに達した場合には、処理を終了し、時間ｔに達していない場合には、処理を継続する。なお、時間ｔに達し、処理を終了する際（タイムアウト）に、音声や光や表示等によって、キャリブレーション処理を実行しなかった旨をユーザに通知しても良い。

また、ＣＰＵ４９は、ステップＳ５の工程において一定のキャリブレーション条件が満たされていると判定された場合、又はステップＳ６の工程において当該一定のキャリブレーション条件が満たされていると複数回判定された場合、キャリブレーションを実行する。

キャリブレーションの実行においては、上述したように、キャリブレーション条件に幅があるために、正確な０ｇレベルを算出できない可能性がある。そこで、キャリブレーション処理毎に０ｇレベルを平均化することで、キャリブレーション精度を高めても良い。また、ユーザに対して、キャリブレーション処理を有効にするか、あるいはキャリブレーション処理を無効（キャンセル）して、以前の状態で良いかを音声や光や表示等によって確認しても良い。

また、上述では、ｘ軸方向と、ｙ軸方向と、ｚ軸方向を同時に処理していくように説明したがこれに限られず、各軸方向において別個に処理を実行し、いずれか一の軸方向がステップＳ５の工程において、一定のキャリブレーション条件が満たされていないと判定された場合には、キャリブレーションの実行が行われないように構成されても良い。

また、上述したように、傾斜センサ内蔵小型電子機器の例として、携帯電話装置の例を挙げて実施形態を説明したが、本発明はこれらに限られるものではない。例えば、ポータブルゲーム機やポータブルナビゲーション機、ＰＤＡ等、小型電子機器であって、傾斜センサを内蔵し、保持角度を検出する必要の有るものであれば適用可能である。また、デジタルカメラに適用する場合においては、撮影時の手振れ補正、あるいは撮影アシスト等のために傾斜センサが内蔵される場合も有り、本発明を適用することにより、このような傾斜センサのキャリブレーションも容易にかつ正確に行うことができる。

＜他の実施例＞
さらに本発明は、上述したような単独稼動することのできる小型電子機器に限らず、加速度センサ４５を内蔵するが、携帯性を有さないような外部機器に接続されて使用される小型電子機器（例えば、ゲーム機のコントローラ等）に適用されても、本発明に係る効果を発揮することが可能である。

コントローラ１００は、図７に示すように、検出された加速度に基づいて傾斜を算出する加速度センサ４５（傾斜センサ）と、加速度センサ４５が内蔵されてなる筐体１０１と、加速度センサ４５における算出値に係る信号を筐体の外部に出力する通信ケーブル部１０２と、を備える。このような構成によれば、加速度センサ４５は、通信ケーブル部１０２により筐体１０１が吊り下げられたときに、当該吊り下げられて静止した状態に基づいて基準位置の補正制御が行われる。なお、加速度センサ４５の構成及び動作は、上述と同様である。

ここで、図７は、コントローラ１００の上面図を示し、図８は、図７中のＡ−Ａ部分で切断したときの断面図を示し、図９は、加速度センサ４５がキャリブレーションされる際に通信ケーブル部１０２により筐体１０１が吊り下げられた状態を示す図である。

また、コントローラ１００は、押圧操作を行うプッシュスイッチ１０３と、方向操作を行う方向操作キー１０４と、持ち手部１０５と、レバー１０６とを備えている。なお、コントローラ１００の構成は、一例であって、本実施例に限られない。

また、加速度センサ４５の０ｇレベルのキャリブレーションは、通信ケーブル部１０２を介してコントローラ１００と電気的に接続されている本体２００の処理部（不図示）で実行される。なお、本体２００の処理部によるキャリブレーションの実行手順は、上述したＣＰＵ４９と同様である。

また、本体２００には、本体内のマイクロコンピュータにより処理された画像を表示するモニター３００が接続されている。そして、モニター３００には、上述したＬＣＤ表示部２１におけるキャリブレーションをサポートする表示を同様に表示させることが好ましい。

したがって、本発明では、加速度センサ４５のキャリブレーションを実行する際において、重力に対する正確な方向を簡易に確定することができるので、例えば、ユーザがコントローラ１００を使用している過程において加速度センサ４５の０ｇレベルにずれが生じた場合に、マニュアルキャリブレーションを選択することにより、ユーザ自身によって何度でも正確なキャリブレーションを実行することができ、常に正確な加速度データを取得することができる。

本発明に係る携帯電話装置の外観を示す斜視図である。 本発明に係る携帯電話装置を折畳んだ状態を示す斜視図である。 本発明に係る携帯電話装置の機能を示すブロック図である。 本発明に係る携帯電話装置を吊り下げ部材により吊るしたときに各方向にかかる加速度についての説明に供する図である。 キャリブレーション条件についての説明に供する図である。 キャリブレーションの実行方法についての説明に供するフローチャートである。 本発明に係るコントローラの外観を示す図である。 図７中のＡ−Ａで切断したときの断面図である。 キャリブレーションが実行される際に通信ケーブル部により筐体が吊り下げられた状態を示す図である。 ３軸加速度センサの各軸方向を示す図である。 ０ｇレベルのぶれ量の範囲を示す図である。 従来のキャリブレーションの方法を示す図である。

符号の説明

１ 携帯電話装置
３１ 取付部（吊り下げ部）
３２ 吊り下げ部材
４５ 加速度センサ（傾斜センサ）
４９ ＣＰＵ（制御部）
６０ 柱
１００ コントローラ
１０１ 筐体
１０２ 通信ケーブル部

Claims (15)

1. 傾斜を算出する傾斜センサと、
   前記傾斜センサにおける算出値に基づいて所定の制御を行う制御部と、
   前記傾斜センサ及び前記制御部を内部に有する筐体と、
   前記筐体を吊り下げる吊り下げ部と、を備え、
   前記制御部は、前記吊り下げ部にて前記筐体が吊り下げられて静止した状態に基づいて前記傾斜センサの基準値の補正制御を行うことを特徴とする傾斜センサ内蔵小型電子機器。
2. 前記制御部は、前記吊り下げ部にて前記筐体が吊り下げられたとき、当該吊り下げられて静止した状態における前記筐体の傾斜角度を前記傾斜センサで算出し、当該傾斜角度に基づいて前記傾斜センサの基準位置の補正制御を行うことを特徴とする請求項１記載の傾斜センサ内蔵小型電子機器。
3. 操作部と、
   所定の情報を表示する表示部と、を備え、
   前記制御部は、前記操作部により前記傾斜センサの基準値の補正制御を実行するように命ずる操作が行われたときに、前記吊り下げ部にて前記筐体を吊り下げるように促す情報を前記表示部に表示するように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の傾斜センサ内蔵小型電子機器。
4. 前記制御部は、前記操作部により前記補正制御を実行するように命ずる操作が行われたときに、当該操作から所定時間経過後に前記補正制御を実行することを特徴とする請求項３記載の傾斜センサ内蔵小型電子機器。
5. 前記制御部は、前記吊り下げ部にて前記筐体が吊り下げられたときに、前記傾斜センサによる算出値に係る傾斜角度が予め定められている傾斜角度に一致しているか否かを判定し、一致していないと判定したときに前記予め定められている傾斜角度からのずれ量を算出し、当該ずれ量に基づいて前記補正制御を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の傾斜センサ内蔵小型電子機器。
6. 操作部と、
   情報を表示する表示部と、を備え、
   前記制御部は、前記操作部により前記傾斜センサの基準値の補正制御を実行するように命ずる操作が行われたときに、前記補正制御に関する所定の演算を行い、当該演算の結果に基づいて前記補正制御を行うか否かを確認するための画面を前記表示部に表示するように制御すると共に、前記操作部による確認の操作を受け付け、当該受け付けた結果に応じて前記演算の結果に基づいて前記補正制御を実行するか否かを決定することを特徴とする請求項５記載の傾斜センサ内蔵小型電子機器。
7. 前記制御部は、前記一致していないと判定したときに前記予め定められている傾斜角度からのずれ量を算出し、当該ずれ量と過去において算出された複数のずれ量との平均値を算出し、当該平均値に基づいて前記補正制御を実行することを特徴とする請求項５記載の傾斜センサ内蔵小型電子機器。
8. 前記筐体は、開閉可能に連結部により連結された第１の筐体部と第２の筐体部とを有し、
   前記制御部は、前記筐体が開状態と閉状態のいずれであるかを考慮して前記補正制御を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の傾斜センサ内蔵小型電子機器。
9. 前記筐体は、開閉可能に連結部により連結された第１の筐体部と第２の筐体部とを有し、
   前記制御部は、前記操作部により前記傾斜センサの基準値の補正制御を実行するように命ずる操作が行われたときに、開状態又は閉状態のいずれか一方の状態で前記筐体を吊り下げるように促す情報を前記表示部に表示するように制御することを特徴とする請求項３記載の傾斜センサ内蔵小型電子機器。
10. 前記吊り下げ部は、吊り下げ部材としてストラップが取り付けられることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の傾斜センサ内蔵小型電子機器。
11. 前記筐体は、メモリーカードを着脱自在なメモリーカード装着部をさらに備え、
    前記制御部は、前記メモリーカード装着部へのメモリーカードの装着の有無を考慮して前記補正制御を行うことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の傾斜センサ内蔵小型電子機器。
12. 前記傾斜センサは、加速度の検出により傾斜を算出する構成であり、
    前記制御部は、前記傾斜センサにより検出される加速度と、算出される傾斜角とを監視し、
    前記傾斜センサにより検出される加速度が変動しない状態でありかつ算出される傾斜角度が鉛直方向を基準とする所定の角度範囲に含まれることを判別すると、前記補正制御を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の傾斜センサ内蔵小型電子機器。
13. 前記制御部は、前記傾斜センサにより検出される加速度が変動しない状態にて、前記補正制御を実行することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の傾斜センサ内蔵小型電子機器。
14. 傾斜を算出する傾斜センサと、
    前記傾斜センサが内蔵されてなる筐体と、
    前記傾斜センサにおける算出値に係る信号を外部機器に出力する通信ケーブル部と、を備え、
    前記傾斜センサは、前記通信ケーブル部により前記筐体が吊り下げられて静止した状態に基づいて基準値の補正制御が行われることを特徴とする傾斜センサ内蔵小型電子機器。
15. 傾斜センサと、当該傾斜センサを内部に格納する筐体とを備える傾斜センサ内蔵小型電子機器における傾斜センサの基準値の補正方法であって、
    前記傾斜センサにより傾斜を検出する傾斜検出ステップと、
    前記筐体が吊り下げられて静止した状態に基づいて前記傾斜センサの基準値の補正制御を行う補正ステップと、を有することを特徴とする傾斜センサの基準値の補正方法。

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