JP5141265B2 - 電子機器および位置表示方法 - Google Patents
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Description
GPS受信装置における現在位置の計算には4衛星計測が利用される。
4衛星計測では、現在位置の3次元座標を3つの未知数とするとともに、低精度の内部時計の時刻情報と受信した高精度の時刻情報との差を4つ目の未知数とし、4つの衛星からの受信信号を用いて前述した4つの未知数を計算する。
このようにしてGPS受信装置には高精度の時刻情報が得られる。
現在のGPS衛星からの信号にはC/Aコードと呼ばれる情報が含まれており、このC/Aコードは擬似距離を測定するためのタイムマークとしての役割と、各GPS衛星の識別符号としての役割とを持っている。従って、1個だけのGPS衛星からの信号であっても、C/Aコードを解読することで0.1秒単位の精度での時刻補正が可能である。
GPS衛星の軌道は上空約20000〜27000kmであるから、地上までの電波到達時間は66.6〜90ms(ミリ秒)程度であり、これによりGPS受信装置の時刻情報を補正することができる。
このシステムにおいて、腕時計は衛星信号を受信し、現在位置情報を割り出す。腕時計の要求に応じて、携帯端末は地図データを供給する。腕時計は、得られた地図データを用いて、先に割り出した現在位置を表示する。地図および現在位置の表示には腕時計の液晶表示パネルが用いられる。これらの表示は携帯端末側の液晶表示パネルにも行われる。
なお、特許文献2には、図6のように、現在位置情報を緯度経度による文字表示を行ったり、位置情報ログによる経路表示を行ったりする例示がある。
現在位置の緯度経度などの文字表示は、正確であるものの感覚的あるいは概略的な把握には適していない。一見して現在位置を理解できるようにするためには、地図を用いた現在位置の表示が望ましい。 しかし、従来の画像表示では、地図とその特定位置を示すマーカとの両方を表示パネルに一括して表示するため、マーカが地図のどこにあるかを判別しにくいという問題があった。
さらに、腕時計においては、外観上の質感や装身具としての高品位性が求められることから、表示部分に大きな表示パネルを設置することは好ましくない。さらに、表示パネルに多用される液晶表示パネルでは、表示を維持するために消費電力が増大することにもつながる。
指定される位置情報としては、例えば外部から入力される位置情報、GPS等の測位システムで得られる現在位置情報、ワールドタイム機能として設定される各タイムゾーンの代表都市の位置情報などが利用できる。
位置表示の際には、地図を表示板に表示した状態で、地図に対して指針を移動させ、地図上の特定位置を指示する。これにより、地図上に指示された特定位置を指定された位置として識別できる。この際、表示板に表示される地図に対して指針が別であるため、指針による特定位置の判別が容易にできるようになる。
本発明では、表示板に固定的に形成された地図を用いることで、地図あるいは現在位置情報の表示に液晶等の表示パネルを用いる必要がなく、一層良好な質感を維持することができる。地図に対する指示も指針式であるため、例えば指針式の時計に適用する場合でも外観上の違和感がなく、良好な質感を維持することができる。
本発明において、地図を表示する液晶等の表示パネルと、表示された地図上の特定位置を指示する指針を用いてもよい。この場合でも、指針と表示パネルが別れているため、指針による特定位置の指示が判別しやすい。また、腕時計等に適用した場合でも、指針があることで、表示パネルによる印象を緩和することができ、質感の向上に効果性が期待できる。このような表示パネルを用いた場合、表示する地図のスケール切り替えや別の地図の表示等が自由に行えるという効果がある。
さらに、指針をそれぞれ回転軸により回動する構成とすることで、表示板には回転軸の貫通孔しか生じないため、外観性を良好にできる。
前述のように、特定位置で交差させる指針は2本でもよいが、3本以上を特定位置で交差させてもよい。多数の指針が交点に集中することで、特定位置に対する視線の誘導を効果的に行うことができる。
表示板における地図の配置によっては、2本の指針だけでは交点が結べない領域が大きく、地図の大きさが制限される等の可能性がある。しかし、3本以上の指針を配置して何れかを選択的に用いることで、表示板において交点を結べる領域を拡げることができる。
表示板における利用可能領域の拡大により、地図の大型化も可能となる。あるいは、地図に対して短い指針を用いることが可能となり、指針の動作スペースが制限される場合でも大きな地図を利用できる。
このような本発明においては、各々の回転軸を結ぶ直線が地図の外側となるように指針を設置することで、各指針の回転軸が地図と干渉しないとともに、各指針をもう一方の指針の回動軸に向ける簡単な操作でこの指針を地図の外側へと退避した状態(地図の特定位置を指示しない非指示状態)とすることができる。
このような本発明においては、前述した交点に代えて3本以上の指針で囲まれた領域によって特定位置を指定することができ、交点に比べて同領域が大きく視認できることから、直感的な判別も容易になる。また、指示すべき特定位置を隠すことがないため、特定位置を判別しやすくできる。さらに、例えば地図に都市名が描かれている場合など、この都市名を囲んで指示する等の利用が可能となる。
このような本発明においては、例えば3本以上の指針のうち何れか2本を選択し、選択した2本の指針の交点により地図上の一点を明瞭に指示することができる。そして、選択しない指針については、地図の外側へと退避した状態(地図の特定位置を指示しない非指示状態)とすることで、選択した指針による地図の特定位置の指示を妨げることがない。
このような本発明においては、アンテナと指針駆動部とが重ならないため、機器としての厚さを抑えることができるとともに、指針駆動部がアンテナの受信の妨げになることを回避できる。
なお、外部からの信号としては、アンテナで受信される無線通信による信号が利用でき、例えばGPS等の測位システムで用いられる衛星信号とすることができる。
このような本発明においては、地図を12時方向(10時方向から2時方向の領域)または6時方向(4時方向から8時方向の領域)とすることで横長となる世界地図を用いた場合に好適であるとともに、アンテナを3時方向(1時方向から5時方向の領域)または9時方向(7時方向から11時方向の領域)とすることで、地図と重ならず、かつ装着するユーザの身体による遮蔽を受けることを回避できる。
このような本発明においては、アンテナを表示板の裏側に配置することで、機器本体への組み込みを容易にできるとともに、アンテナおよび地図の各々に広い領域を確保することができる。ここで、表示板の地図上に指針が配置されているとアンテナの受信を妨げる可能性があるが、アンテナの外側へ退避させることでこれを回避することができる。指針の退避は、地図の外側まで移動させてもよいが、少なくともアンテナの設置領域を避けられれば十分といえる。
信号の受信に伴う状態としては、受信感度あるいは測位感度、受信に伴う測位の進捗状況、受信できた衛星数などを適宜選択することができる。
状態表示部としては、表示板に1,2,3等の段階マークやレベルマーク、あるいは「信号受信中」「位置計算中」「測位完了」等の状態マークを形成しておき、現在状態に応じて指針で各マークを指示する構成が利用できる。
このような本発明においては、指針を退避させてアンテナの受信を妨げないようにできるとともに、何れかの指針により地図の外側の状態表示部を指示して信号の受信に伴う状態を表示することができる。
このような本発明においては、通常は衛星信号から得られる現在位置を表示するとともに、操作により他のタイムゾーンの位置を地図上に表示することができる。このような表示を見ながら操作を行うことで、ワールドタイム機能の設定を視覚的に解りやすく行うこともできる。
なお、ワールドタイム機能としては、世界標準時(UTC、Coordinated Universal Time)に対して所定のオフセットで表される各タイムゾーンの時刻を任意に設定あるいは並行表示できる既存の機能が利用できる。
このような本発明の位置表示方法においては、位置を表示する各種電子機器に適用することで、前述した本発明の電子機器で説明した作用効果を得ることができる。
〔第1実施形態〕
図1ないし図3には、本発明の第1実施形態が示されている。
図1は、本発明に係る電子機器であるGPS時刻修正装置付き腕時計1の表面外観を示す概略図である。図2は、腕時計1の内部構造を示す概略図である。図3は、腕時計1に内蔵される制御システムの概略ブロック図である。
腕時計1は、地球の上空を所定の軌道で周回している複数のGPS衛星(図示省略)からの衛星信号を受信して衛星時刻情報を取得し、内部時刻情報を修正できるように構成されたものである。
ケース1Aの表面側には、文字板2および時刻針3からなる時刻表示部が設置される。時刻針3は、秒針、分針、時針等を備えて構成される。これらの時刻表示部は透明なカバーガラス等で覆われる。ケース1Aの側面には、外部操作用のリュウズ4A、ボタン4B,4Cが配置される。
アンテナ5は、文字板2における6時方向、つまり腕時計として装着した際にユーザの身体に近い側とされる。このような配置により、アンテナ5においては、ユーザの身体とは反対側が広く上空に向かうことで、GPS衛星からの衛星信号の受信性能が良好になる。
ケース1Aの内部には、腕時計1の各種動作を制御する制御回路10(図3参照)が実装された回路基板(図示省略)が設置される。
以上の内部機構あるいは制御回路には既存の構成を適宜利用することができる。
地図21は世界地図とされ、世界中の任意の場所に移動した際には、その現在位置が指針22,23表示される。世界地図としては、既存の図法によるものが適宜利用でき、日本を中心としたミラー図法に限らず、他の図法を用いてもよい。
図2に示すように、回転軸22A,23Aは文字板2を貫通し、ケース1A内部に設置された指針駆動部であるステップモータ22B,23Bに連結されている。なお、指針駆動部としてはステップモータ22B,23Bだけでなく、ステップモータ22B,23Bと回転軸22A,23Aとを結ぶ歯車列をも含む。これらのステップモータ22B,23Bの動作制御も、前述した制御回路10により行われる。
指針22,23は、退避線21Cに沿って配置すること、つまり各々の先端を他方の回転軸22A,23Aに向けることにより、地図21の実質的な外側に退避させることが可能である。
予め、地図21における所定の緯度・経度毎に、当該緯度・経度位置で指針22,23が互いに交差する指針22,23の角度をデータテーブルとして作成しておき、ROM13に記憶しておく。
動作にあたっては、制御回路10の制御のもと、衛星信号をアンテナ5で受信し、受信した信号をGPS装置17で解析し、現在位置の緯度・経度を取得する(測位処理)。この処理の実行の際には、地図21の特定位置を指示しない非指示状態とすることで、腕時計1が測位処理を実行中であることを表示する。具体的には、指針22,23を前述した退避位置(地図21の上縁に沿って互いに向かい合って揃う位置)へ退避させることで、測位中の表示を兼用する。
次に、解析された現在位置に基づいて前述したROM13内のデータテーブルを参照し、現在位置の緯度・経度に対応する指針22,23の角度を読み出す。続いて、ステップモータ22B,23Bを作動させ、読み出した角度になるように指針22,23を移動させる。
以上により、指針22,23は地図21上の特定位置に交点を結び、この交点は地図21において現在位置を指示することになる。
なお、本実施形態において、データテーブルを用いるのではなく、衛星信号から得られた緯度・経度からの関数演算等により指針22,23の角度を取得してもよい。これらの計測から表示に至る手法は既存の技術を適宜利用することができる。
本実施形態では、衛星信号から現在位置情報を割り出すとともに、表示板である文字板2に形成された地図21に対して指針22,23を移動させて特定位置を指示することができる。
この際、指針22,23を複数とすることで、二次元に展開する地図21の各部を指示することができる。これにより、地図21上に指示された特定位置を現在位置として識別することができる。
特に、2本の指針22,23の交点を用いることで、地図21上の一点を明瞭に指示することができる。交差する指針22,23が周囲に延びることから、交点の位置を追跡することも容易であり、現在位置の感覚的な把握に好適である。
また、前述の通り、地図21に対する指示も指針22,23を用いる方式であるため、指針式の腕時計1に適用する場合でも外観上の違和感がなく、良好な質感を維持することができる。
本実施形態では、隣接する回転軸22A,23Aを結ぶ直線が地図21の実質的に外側となるように設置することで、回転軸22A,23Aが地図21と干渉しないようにできる。さらに、各指針22,23の一方を隣接する他方に向ける簡単な操作で、この指針を地図21の実質的に外側へと退避した状態(退避位置)とすることができる。
すなわち、本実施形態のアンテナ5は、受信性能を確保するために文字板2における6時方向に設置され、文字板2の地図21に対して裏側となる。従って、指針22,23がアンテナ5の受信にあたって妨害を生じる虞がある。しかし、本実施形態においては、受信処理の際には、指針22,23を退避位置つまり地図21の実質的に外側となるように設置することで、アンテナ5の妨害を回避し、GPS衛星からの衛星信号の受信性能を良好にできる。
図4ないし図6には、本発明の第2実施形態が示されている。
図4は、本実施形態の腕時計1の表面外観を示す概略図である。図5は、本実施形態において指針22,23の角度の取得に用いるデータテーブル26を示す図である。図6は、本実施形態においてデータテーブル26に記録された角度データに基づく指針22,23の表示状態を示す図である。
本実施形態の腕時計1は、基本的に第1実施形態と同様な構成を備えているが、ワールドタイム機能を備えている点、およびワールドタイム機能に対応した位置表示を行う機能を有する点が異なる。従って、共通する構成については同じ符号を用いて重複する説明を省略するとともに、以下には異なる点について説明する。
データテーブル26は、タイムゾーンに対応した複数のレコードで構成される。
各レコードは、タイムゾーン名TZ、各タイムゾーンの協定世界時(UTC)に対するオフセットOfs、各タイムゾーンに設定した際の指針22,23の角度AL,ARを備えている。
角度AL,ARには、タイムゾーン名TZに設定された代表都市の地図21における位置を特定位置とし、この位置で指針22,23が交差するような指針22,23の角度が予め設定されている。
例えば、図5においてUTC+9時間のタイムゾーン「TOKYO」は、図6における地図21上の位置P1となる。同様に、UTC+0時間のタイムゾーン「LONDON」は、図6における地図21上の位置P2となる。
従って、データテーブル26の何れかのタイムゾーンを選択し、該当する角度AL,ARに基づいて指針22,23を移動させれば、指針22,23の交点は選択したタイムゾーンの代表都市を地図21上に指示することができる
本実施形態では、ワールドタイム設定を行わない状態(通常の時刻設定)では、第1実施形態と同様、時刻針3により現在時刻を表示し、地図21および指針22,23により現在位置を表示することができる。一方、ワールドタイム設定を行った状態では、設定されたタイムゾーンに応じた時刻を時刻針3に表示するとともに、設定されたタイムゾーンの代表都市の位置を地図21上に表示することができる。
また、ワールドタイムの設定時に逐次地図21および指針22,23の表示処理を実施することで、地図21で代表都市の位置を見ながらタイムゾーンの選択を行うことができ、ワールドタイム設定の操作を容易かつ確実に行うようにすることができる。
前述した各実施形態においては、衛星信号の受信ないし解析の処理中に、指針22,23を互いに向かい合って揃う退避位置に退避させ、これにより腕時計1が測位処理の実行中であることの表示を兼ねていた。
これに対し、測位中を示す専用の表示を用い、腕時計1が測位処理の実行中であることを表示するようにしてもよい。
指示にあたって、指針22,23はマーカ29の直上で交差させてもよいが、測位中の文字が見えるように、マーカ29の近傍に交点を結ぶようにしてもよい。
なお、マーカ29は地図21上の特定位置とは別に指針22,23で指示できればよく、例えば地図21の下縁中央などに形成してもよい。
このような明示的な表示により、他の理由で指針22,23が退避位置に退避する場合(腕時計1の異常など)と明らかに区別することができる。
前述した第3実施形態では、測位中を示す専用のマーカ29を配置したが、さらに衛星信号の受信ないし解析の処理状態を示す状態表示部を配置してもよい。
マーカ群27は、複数のマーカ27A〜27Dを有し、各々は指針22の先端の軌跡に沿って配置されている。このうち、マーカ27Aはマーカ群27のタイトルとして「感度」の文字を備え、マーカ27B〜27Dは同処理の進捗状況に応じた「Level3」「Level2」「Level1」の文字を備えている。
なお、これらのマーカ27A〜27D,28A〜28Dは、それぞれ文字板2の表面に刻印あるいは印刷等で形成することができる。また、各々は発光素子を用いて発光させてもよい
先ず、GPS装置17(図3参照)において、アンテナ5に得られる衛星信号の受信感度を検査する。制御回路10は、感度の検査結果に基づいて指針22を移動させ、感度が高ければ指針22の先端をマーカ27Bに合わせ、感度「Level3」の表示を行う。感度が低ければ、順次指針22の先端をマーカ27Cまたはマーカ27Dに合わせ、感度「Level2」「Level1」の表示を行う。
一方、GPS装置17(図3参照)における測位処理の進捗に伴って、制御回路10は、指針23を移動させて進捗状態を表示する。前述した感度の検査状態では、指針23の先端はマーカ28Dに合わせられ、「30%」が表示される。その後の解析等の進行に伴い、指針23の先端は順次マーカ28C、マーカ28Bに合わせられ、「50%」「70%」と進捗が表示される。
また、状態表示部として地図21に対して非表示状態となる指針22,23を有効活用することができる。
さらに、マーカ群27,28は簡単なマーカ27A〜27D,28A〜28Dを文字板2に形成するだけでよく、構造を複雑化させることを回避できる。
前述した各実施形態においては、地図21の特定位置を表示するために、地図21の上縁に沿って回転軸22A,23Aを有する2本の指針22,23を用いていた。
これに対し、回転軸22A,23Aは地図21の下縁あるいは左右の側縁に沿って配置してもよい。
さらに、指針は2本に限らず、3本以上を設置しておき、このうち2本を用いて地図21上の特定位置を指示するようにしてもよい。
地図21の上縁には回転軸22A,23Aを有する指針22,23が配置され、地図21の下縁には回転軸24A,25Aを有する指針24,25が配置されている。
本実施形態において、腕時計1としての他の構成は前述した各実施形態と同様であるため、重複する説明は省略する。
図9に示す状態は、地図21の図中左側に配置された指針22,24を用いて、地図21上の特定位置「東京」を指示している。これは、特定位置「東京」が地図21の中央より左側にあり指針22,24の指示可能範囲であることから指針22,24を選択し、各々により表示を行ったものである。
選択しない他の指針は退避位置へ移動させておく。退避位置としては、隣接する指針の回転軸に向かう方向であればよく、例えば指針22については、指針23の回転軸23Aに向かう方向のほか、指針24の回転軸24Aに向かう方向であってもよい。
このような処理は、例えば前述した図5で説明したデータテーブル26に類するデータテーブルが利用できる。図5のデータテーブル26では指針22,23の角度AL,ARの二つを設定したが、本実施形態で利用する場合には指針22〜25の角度A2〜A5の四つを設定しておく。
制御回路10は、現在位置データまたはワールドタイム機能でのタイムゾーン設定に基づいて、該当するタイムゾーンの角度A2〜A5を読み出し、角度の登録が0である指針は非選択として退避位置に維持し、所定角度が登録された指針については選択された指針として同角度まで移動させる。これにより、選択された2本の指針により地図21上の特定位置が指示され、かつ他の指針は退避位置に維持される。
この際、4本の指針22〜25を用いることで、地図21に対して各指針の長さを短くすることができ、表示板である文字板2が小さい場合、あるいは周囲に機械的干渉などの虞がある場合にも適用が容易である。
また、4本の指針22〜25を用いることで、各回転軸22A〜25Aで囲まれる長方形の領域内は全て何れか2本の指針で指示することができ、広さが限られた文字板2においても地図21を大きく表示することができ、視認性を高めることができる。
さらに、3本の指針を用いれば、交点を結んで地図21上の特定位置を指示するほか、3本の指針で地図21の特定領域あるいは文字板2上の他の表示を包囲して指示することも可能である。
指針としては、更に多数の指針を設置してもよく、そのうち2本を選択するか、3本以上を選択するかは実施にあたって適宜設定すればよい。
表示パネルとしては、一般的な液晶表示パネルを用いてもよい。表示パネルとして、電子ペーパー等に利用されるEPD(Electrophoretic Display、マイクロカプセル型電気泳動ディスプレイモジュール)を用いれば、表示を維持する動作が必要ないため、消費電力の低減に効果的である。
また、本発明が適用される電子機器は時計に限らず、携帯型情報機器、車載型の情報機器などであってもよく、地図と指針を用いた簡略な位置表示であって良好な外観性が求められる機器に適用することで優れた効果が得られる。
Claims (9)
- 地図を表示する表示板と、複数の指針と、指定された位置情報に基づいて前記指針を移動させて前記地図上の特定位置を指示する指針制御部と、を備え、
前記指針はそれぞれ回転軸により回動可能な少なくとも2本の指針であり、
前記指針制御部は少なくとも2本の前記指針の交点で前記特定位置を指示する
ことを特徴とする電子機器。 - 請求項1に記載の電子機器において、
前記回転軸は、前記回転軸を結ぶ直線が前記地図の外側に設置される
ことを特徴とする電子機器。 - 請求項1または請求項2に記載の電子機器において、
前記指針は3本以上が設置され、
前記指針制御部は、前記特定位置を指示する前記指針を除く他の前記指針を前記地図の外側へ退避させることを特徴とする電子機器。 - 請求項1から請求項3の何れかに記載の電子機器において、
前記表示板の裏側に設置されて前記指針を駆動する指針駆動部と、前記表示板の裏側に設置されて外部からの信号を受信するアンテナとを有し、
前記指針駆動部および前記アンテナは、前記表示板に沿って互いに重ならないように配置されていることを特徴とする電子機器。 - 請求項4に記載の電子機器において、
前記電子機器は時刻針および文字板を有する指針式の電子時計であり、
前記アンテナは前記文字板の3時方向または9時方向に配置され、
前記地図は前記文字板の12時方向または6時方向に配置されていることを特徴とする電子機器。 - 請求項4に記載の電子機器において、
前記アンテナは前記表示板の前記地図が表示された領域の裏側に配置され、
前記指針制御部は、前記アンテナが前記信号を受信する際に全ての前記指針を前記アンテナが配置された領域の外側へ退避させることを特徴とする電子機器。 - 請求項4から請求項6の何れかに記載の電子機器において、
前記表示板には、前記地図の外側に前記信号の受信に伴う状態を表示する状態表示部が形成され、
前記指針制御部は、前記信号を受信する際に何れかの前記指針により前記状態表示部の特定位置を指示することを特徴とする電子機器。 - 請求項1から請求項7の何れかに記載の電子機器において、
前記電子機器はワールドタイム機能を有する電子時計であり、
前記指針制御部は、前記現在位置情報のほか、前記ワールドタイム機能で指定されるタイムゾーンの代表都市の位置情報に基づいて前記指針を移動させて前記地図上の特定位置を指示することを特徴とする電子機器。 - 地図を表示する表示板と、それぞれ回転軸により回動可能な少なくとも2本の指針とを用い、
指定された現在位置情報に基づいて前記指針を移動させ、少なくとも2本の前記指針の交点で前記地図上の特定位置を指示することを特徴とする位置表示方法。
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