TWI287623B - Mobile terminal and tilt angle computing method for mobile terminal - Google Patents

Description

1287623 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種測量自身傾斜 m “ 錢斜角度之可攜式電話等可 法 攜式終端機及可攜式終端機本體之傾斜胃 〇 【先前技術】 ” 於可攜式電話等可攜式終端機中，存在具備檢 傾斜角度的傾斜感測器者。如此之傾斜感測器可檢測出：

❿ :加速度之成分，可攜式終端機可依據所侦測之加速度測 篁傾斜角度。然而，可攜式終端機之用戶有時於步行中使 用该可攜式終端機，於如此之情形時，因傾斜感測器亦感 測出由用戶之步行所產生之加速度，㈣存在無法獲得1 確之傾斜角度的問題。 再者，作為先前技術，眾所周知有曰本專利特開平1〇_ 185608號公報、日本專利特開平u_i6()349號公報所揭示 之裝m ’日本專利特開平1()_18湖號公報所揭示 之裝置，可校正因地磁之地域差給姿勢檢測裝置所帶來之 影響，未解決因上述用戶之步行等所造成之影響之問題。 又，日本專利特開平u_16〇349號公報所揭示之小型加速 度感測器亦無法解決上述問題。 【發明内容】 本發明係鑒於上述問題開發而成者，其目的係提供一種 可攜式電話等可攜式終端機及可攜式終端機之本體之傾斜 角度計异方法，其可抑制因用戶之步行等所造成之影響， 並可測量自身之傾斜角度。 99727.doc 1287623 1角度資料未必精度較高。 方面，於上述可攜式終端機中，藉由仰角計算機構， 依據上述所計算之第丨角 " 地磁之資料，科曾认 用以表不上述所測量之 斜角产fa…磁之仰角的值。進而，藉由第2傾 斜角度计异機構，依據上 值、與表示地磁大小之特定值(已::、上34地磁之仰角之 所^^曰 之特疋值（已知值）以及用以表示上述 ":之地磁之資料，可計算用以表示上述三維空間中之 W可攜式終端機本體之傾斜狀態的第2角度資料。 即’第2角度資料不僅包含 写之輸出m c 3如第1角度資料般自傾斜感測 二=出所求得之值，亦包含依據磁力感測器之輸出所求 因成A_^第2角度資料即使於用戶步行等情形時， ΓΛΛ 狀影響之資料，故而多數情形下較第 &又σ貝；'、之精度更面。該結果是，即使用戶處於步行狀 :體終端機亦可取得精度更高之表示可攜式終端機 傾斜狀態的資料’並可於實際應用程式等中使用 :貝：據：而，於具備檢測方位之功能的可攜式終端機 的==由上述結構所獲得之精度較高之傾斜狀 貝科’可獲得更準確之方位，故而亦可正確地表示 方位。 於該情形時， 上述第2傾斜角度計算機構以以下方式構成，將上 :度資料之部分之值作為特定之假定值，計算該第 資料中之其他值， & 上述輸出機構較好的是以以下方式構成，於判斷相當於 99727.doc 1287623 上述第2角度資料之部分之 凰於j人h U 上述第1角度資料的部分值 屬於包含上述假定值之特定 特疋祀圍内之情形時，輸出上述第 2角度―貝料，於判斷該第1角 乐角度貝枓之部分之值並非屬於包 3上述叙疋值之範圍内 料。 h $時，輸出上述第1角度資 如此，若將第2角唐眘姐+ Μ \ 呼瞀㈣“ 貝枓之分值作為特定之假定值， η 角度資料中之其他值，則可簡化求得第2角度資料 時之什算。一方面，判斷 、 邱八枯夕, ㈣相虽於上述第2角度資料之上述 口Ρ刀值之上述第1角度資料 的特定η 貞狀°卩分值屬於包含上述假定值 ^ ^ ^ ^ 將第2角度資料之部分值作為 n主工 假疋成立的情形。因此，於如此之情形 夺’由於第2角度資料之可靠 ^ 罪陡較尚，故而輸出機構輸出 =料。另一方面，判斷相當於上述第2角度資料之 值之上述第1角度資料之部分值並非屬於包含上 述假疋值之特定範圍内产 八夕“ a 圍内之匱形，係「將第2角度資料之部 刀 作為特定之假定值」之假定今味， J I假疋不成立之情形。因此， 於如此之情形時，由於楚 輸出嫱餘 自於第2角度-貝料之可靠性較低，故而 輸出機構輪出第1角度資 度降低。 月度貝科猎此，可避免角度資料之精 於該情形時，較好的县μ、+、银。& 的疋上述弟2角度資料之部分值係以 上边可攜式終端機之本體牯 角度之值 體之特疋軸為中心之該本體的旋轉 ::式電話等可攜式終端機較多的是於將本體之上面等 、特疋面(例如，水平面)内之狀態下得以使用。因 99727.doc 1287623 之可攜式電話100係具備終端機單元200及終端機單元3〇〇 之2個底盤的折疊式之可攜式電話。於本說明書中，將終 端機單元200之底盤稱為可攜式終端機（可攜式電話1〇〇)之 本體。天線23 5a係用以與無線電信號之無線基地局之間實 仃資訊收發者。RF(Radio Frequency射頻）部201通過天線 235a將接收之接收信號轉換為中間頻率之接收信號，並輸 出至數據機202。又，RF部201將自數據機202輸入之發射 信號調製成發射頻率之信號，輸出至天線235a並發射。數 據機202實行自RF部201輸入之接收信號之解調處理，以及 自 CDMA(Code Division Multiple Access :劃碼多向近接） 部204輸入之發射信號的調製處理。CDMA部204實行發射 信號之編碼化處理及接收信號之解碼化處理。 音訊處理部205將自麥克風206所輸入之音訊信號轉換為 數位信號，並輸出至CDMA部204，又，自CDMA部204輸 入數位之音訊信號並將其轉換為類比之音訊信號，輸出至 揚聲器301並使其發音。GPS接收部207解調天線235b自 GPS(全球定位系統）衛星所接收之無線電信號，並依據無 線電信號’計算出自身三維空間上之緯度、経度、或者高 度等所表示之位置。 磁力感測部210具備磁力感測器212a至磁力感測器 212c，該等212a至磁力感測器212c檢測規定有可攜式電話 1〇〇之本體（底盤200)之三維座樣系的相互正交之特定又軸 • Y軸· Z軸之各個軸方向的磁力，以及磁力感測器控制 部211，該磁力感測器控制部211對藉由各感測器21以至 99727.doc -12- 1287623 212c所檢測之檢測結果，實行A/D(類比/數位）轉換等處 理。換言之，磁力感測部210含有磁力感測器，該磁力感 測器固定於可攜式電話100之本體（底盤200)，並輸出與施 加於可攜式電話100之磁力相對應的值。又，可攜式電話 1〇〇具備傾斜感測器231a至傾斜感測器231c，該等傾斜感 測器23 la至傾斜感測器231c檢測出由X軸· Y軸· Ζ軸之各 個軸方向的重力等所產生之加速度。磁力感測器控制部 211對傾斜感測器23 la至傾斜感測器231c之檢測結果實行 A/D轉換等處理。換言之，可攜式電話1〇〇具備傾斜感測 器，該傾斜感測器固定於可攜式電話1〇〇之本體（底盤 2〇〇)，並輸出與含有施加於可攜式電話100之重力之力相 對應的值（藉由重力加速度及施加於可攜式電話1〇〇的力， 產生於可攜式電話1〇〇之加速度所合成的加速度）。 主控制部220控制可攜式電話1〇〇全體。主控制部22〇之 詳細情況之後加以敍述。R〇M(Read Only Memory，唯讀 5己憶體）208儲存有主控制部220運行之程式，以及表示於 可攜式電話100出貨時預先所設定之地磁之大小的正實數 作為記憶機構之RAM(Random Access Memory，隨機 存取δ己憶體）209形成有將主控制部220之資料等暫時性記 憶之非揮發性的記憶區域。 RAM209儲存搭載於可攜式電話1〇〇之揚聲器3〇1、麥克 風206及表示自受磁化之電子零件之金屬組件等洩漏之磁 力之大小的偏差資料，以及圖4所示之形式的地磁之仰角 表格等。該地磁之仰角表格儲存有地磁之仰角之大小，以 99727.doc -13- 1287623 曰 及作為實行地磁之仰角之計算之日期和時間的資料取得 期和時間。又’圖4之n係預先所確定之自然數，當取：儲 存於地磁之仰角表袼之地磁仰角的平均俏 J a呵’该η係將地 磁之仰角之精度提高至可靠程度的數。 通知機構232具備揚聲器、振動器，發光二極體，將來 電、郵件接收等通過聲音、振動及光通知用戶。時鐘呷 233係主控㈣2顧制之料魏。㈣作部

戶之指示内容輸出至主控制部。電子攝像部3〇2將被寫體 之圖像轉換為數位信號並輸出至主控制部。 ” 顯示部303係依據自主控制部輸入之起顯示作用之信號 而顯示圖像或文字等液晶顯示器。觸摸面板3〇4插入於： 不部303之液晶顯示器的表面，並將表示用戶按下之操作 内容的信號輸出至主控制部。副操作部3()5係用於切換顯 示之推擠開關。 又，圖2係表示將圖丨之部分替換為功能組塊者。圖二之 A/D轉換電路·i、替換機構以及掃描範圍設定機構係起到 圖1之磁力感測部210、傾斜感測部231&至c所發揮的功 能。又，圖2之方位演算機構起到圖2之主控制部22〇盥 汉助〇9所發揮的功能。又，圖2之方位顯示機構起到^ 之顯不部3 0 3所發揮之功能。 繼而’參照圖示就本實施形態中的處理之流程加以說 明。圖5係表示本實施之形態中的可攜式電話⑽之處理之 流程。該可攜式電話100於通過主控制部22〇進行實際應用 程式之運行處理中’將可攜式電話刚之本體（底盤2〇〇)之 99727.doc 14 1287623 傾斜角度（表不傾斜角度之資料）設為必要值。該傾斜角度 係圖3所表示者。圖3表示可搞式電話100之本體（底盤200) 於二維空間中傾斜之情形。 圖3之Vx、Vy、Vz表示可攜式電話1〇〇之本體（該情形時 係底盤200)之三維座標系中的χ軸· γ軸· z轴。以、卜丫 係表示角度之實數，亦係用以表示三維空間内中之可攜式 電話100之傾斜狀態的資料（用以特別規定傾斜狀態之參 • 幻。_才目對於水平面上之北方向之可攜式電話100的旋 轉角度，即，表示方位。β係表示相對於水平面之可攜式 電話100的仰角。γ係以Vy(Y軸，即，可攜式電話1〇〇之上 面的上下軸）為中心之旋轉角度，例如，相當於用戶於手 持可攜式電話100之狀態中，實行扭轉手腕等動作情形的 旋轉角度。實際應用程式於運行該程式時，將作為可攜式 電話100之本體（底盤200)之傾斜角度的該等α，設為必 要值，此時，產生傾斜角度計算測量要求。 •以下’參照圖5之流程圖，就可攜式電話i 〇〇中所運行之 用以計算及輸出傾斜角度的處理流程加以説明。對應於運 行中之實際應用程式產生之傾斜角度計算測量要求，主控 制部220為獲得圖3之α、β、γ，取得成為該計算之根本的 資料。即，主控制部220將取得輸出磁力及加速度之計算 測量結果的要求輸出至磁力感測器控制部211。藉此，主 控制部220由磁力感測器控制部211使作為傾斜感測器231 & 至傾斜感測器23 lc所輸出之加速度之測定結果的信號轉換 為數位資料，並獲得g=(gx、gy、gz)(圖5之步驟s〇 1)。兮 99727.doc -15- 1287623 gx、gy、gz分別係表示關於可攜式電話1〇〇(底盤200)之三 維座標中的X軸· Y軸· z軸方向之加速度大小的實數。此 處所獲得之gx、gy、gz並非僅為由重力所造成的加速度大 小，亦包含由用戶步行等所造成的加速度之大小。 繼而，主控制部220由磁力感測器控制部2丨丨使磁力感測

Is 212a至磁力感測器212c輸出之磁力之測定結果的信號轉 換為數位資料，並取得磁力資料。此時，主控制部22〇存 取RAM2G9，並讀取偏差資料，自所取得之磁力資料減去 偏差資料，獲得作為僅表示地磁大小之資料（用以表示地 磁的資料）的h=(hx、hy、hZ)(圖5之步驟SG2)。該hx、喊 k係分別表示關於可攜式電話1〇〇(底盤2〇〇)之三 的X軸、Y轴及Z軸方向之地 不 L , 八j :貫數。即，主控制部 之資;…也:广器之輸出，作為取得用以表示地磁 之β、γ之^空制^220依據之前所輸入之g，實行圖3所示 γ之汁异。即，主控制部22 而發揮功能。m笪…州傾斜角計算機構 平刀此（υ异式至（6)算式係表示主 β、Y時之計算式。 土筏制部220求得 (Gx，Gy，Gz)BC=(gx，gy，g2) ·•⑴ 99727.doc -16- (2)1287623 一 1 0 0 一 Λ Β= 0 cos β sin )8 一 0 cos COS Y 0 -sin γ C= 0 1 0 _ sinr 0 cos γ 7 BC: cos T sin jS sin Y cos β sin γ 〇 -sin Ύ cos 冷 sin β cos Ύ -sin β cos β cos Ύ (3) cos r 〇 -sin r (gx, gy, gz) = (0, 0, Gz) sin β sin γ cosjS sin 泠 cos f cos β sin y -sin β cos β cos Ύ (4) =Gz (cos )8 sin γ, —sin 厶，cos 石 cos 7〇 r arctan gx v gz y 乂 ^

gz^O < (5) gz<0 180 (deg) + arctan β = arctan gy

Jgx2 + gz2 (6) (1)算式係計算對於可攜式電話100所發生之重力加速度 大小的算式。於（1)算式中，（Gx、gy、gz)表示三維地面座 標系中之重力之各軸的成分。Gx、gy、gz係實數。（1)算 式之矩陣B與矩陣C係藉由β與γ如（2)算式所表示之旋轉矩 99727.doc -17- 1287623 陣。由於重力產生於垂直方向，故而表示水平面上之角度 的α不影響（1)算式。並且，.主控制部22〇藉由（2)算式之矩 陣Β與矩陣c之相乘獲得（3)算式。又，主控制部22〇將重力

Gx Gy分別设為〇，並依據（3)算式，以（4)算式所示之方 式求得（1)算式的左邊。 、塵而，主控制部220將由（4)算式所求得之gx除以gz，求 得γ之正切（tani〇,自所求得之γ之正切依據（5)算式求得丫。 主&制。卩220由（4)异式所求得之以與以之平方和之平 根除以gy求得β之正切（tanp)。主控制部220自所求得 之0之正切，依據（6)算式，求得β(圖5之步驟S03)。 繼而’主控制部220以如·ρ之方式實行圖3之α之計算（圖 5之步驟S04)。由於地磁係僅產生於南北方向與垂直方向 者’故而將Hy與Ηζ作為實數，對於東西方向之座標轴、 南北方向之座標軸與垂直方向之座標軸，可將地磁之大小 表示為（〇、办、叫。一方面，作為表示可攜式電話1〇〇之 三維座標系中之地磁之向量2h=(hx、hy、㈣，可以如⑺ 算式所示之方式，使用作為表示地面座標系中的地磁之向 量之（0、Hy、Hz)、矩陣B、矩陣c、以及表示水平面上之 可攜式電話⑽之旋轉角度α的旋轉之矩陣A進行計算。 (0, Hy丨 Hz)ABC=(hx，hy，hz) cos CX sin a 〇 -sin Of cos Of 〇 0 0 1 一 1 0 0 一 "cos γ 0 -sin y ~ B = 0 cos β sin jS C= 0 1 0 _0 - sin 冷 cos β sin γ 0 cos γ A: …⑺ 99727.doc 1287623 於該（7)算式之（Ο、Hy、Hz)ABC=(hx、hy、hz)之兩邊， 當將矩陣C之逆矩陣與矩陣B之逆矩陣相乘時得到（8)算 式。（8)算式之各邊之值表示為（hx，、hy，、hz，）。主控制部 220依據之前所求得之β，求得矩陣b之逆矩陣，依據之前 所求得之γ，求得矩陣C之逆矩陣，藉由將該等逆矩陣適用 於（8)算式（即，藉由將（hx、hy、1^)乘以矩陣c之逆矩陣與 矩陣B之逆矩陣），求得（hx，、hy，，hz，）的值。 (〇，Hy, Hz)A—(hx, hy, hz)C 1B 1 Ξ (hx，，hy，，hz，）…（8) 另一方面，當將（8)算式之（0、Hy、HZ)A展開時，由於 (〇、Hy、Hz)A=(-Hysina、Hycosa、Hz)，故而（hx，，hy，， hZ’）=(-Hysina、Hycosa、Hz)成立。因此，主控制部 22〇將 地面座標系中的地磁之大小作為已知（即，HyAHz係已知） 加以處理，計算（hx，、hy，、hz’)=(_Hysina、Hy_a、Hz)求 得a(圖5之步驟S04)。 作為第1傾斜角度計算機構發揮功能之主控制部，藉由 至此為止之計算求得a、P與γ。將由此所求得之a、p及γ之 各值稱為第Μ度資料1而，所求得之計算結果主要係 依據傾斜感測11231a至傾斜感測㈣卜所仙彳之加速度所 得者_丫僅係依據傾斜感測器之輸出值所求得之值），於 用戶處於步行中之情形時有時精度較低。由此，主控制部 220亦依據之前所求得之資料（僅表*自所取得之磁力資料 減去偏差資料之地磁大小的資料)h=(hx、財、Μ，再次嘗 試（藉由不同之方法）a、…之計算。即，並非僅自傾斜感 U至傾斜感測器231c所檢測之加速度求得傾斜角度 99727.doc -19- 1287623 (β、γ),而是亦依據地磁（依據磁力感測器212a至磁力感測 器212c輸出之磁力的測定結果所求得之磁力資料），求得 傾斜角度（α、β、γ)藉此使精度提高。於隨後之處理中，主 控制部220首先求得作為現在地點之地磁之仰角的0，依據 該Θ與之前所求得之資料h=(hx、hy、hz)求得α、p與丫。

更具體的是，當將hz，除以hx，與hy，之平方和之平方根 時，可求得Θ之正切（tan0)，故而主控制部22〇實行（9)算式 之計算，並求得Θ(圖5之步驟S05)。（9)算式之右邊之hx，、 hy’及hz’正如上述般，係依據（8)算式，通過（hx，hy，hz)乘 以之前所求得之矩陣C之逆矩陣及矩陣b之逆矩陣而求得 的值。即，主控制部200作為仰角計算機構而發揮功能， 該仰角計算機構依據上述所計算之第1角度資料之部分（此 情形係β及γ)及用以表示上述所取得之地磁的資料（hx、 hy、hz)而計算地磁之仰角值。

arctan hz， 4 hx，2+ w2 -(9) 繼而，主控制部220按照先進先出方式，將由（9)算式之 計算所求得之Θ之值寫入至作為記憶機構之Ram209中的地 磁之仰角表格。主控制部220於此寫入之前，檢查表示地 磁之仰角表格中之Θ之值的資料個數（圖5之步驟S06)。此 時，主控制部220於檢測出已經將有n個資料儲存於地磁之 仰角表格中之情形時（圖5之步驟S06係”η以上”），刪除最陳 舊之資料（圖5之步驟S07)，自時鐘部233獲得現在之曰期 和時間，將之前所計算之Θ之值之資料以及現在日期和時 99727.doc -20- 1287623 間寫入至地磁之仰角表格（圖5之步驟s〇9)。 又，主控制部220於檢測出使自此寫入之資料合併後地 磁仰角表格之資料成為η個之情形時（圖5之步驟s〇6係 ”n")’自時鐘部233獲得現在之曰期和時間，將之前所計算 之Θ之值的資料以及現在日期和時間寫入至地磁仰角表格 (圖5之步驟s〇9)。 又，主控制部220於檢測出即使使自此寫入之資料合併 • 地磁仰角表格之資料亦未滿n個之情形時(圖5之步驟S06係 ”未滿η")’自時鐘部233獲得現在之日期和時間，將之前所 計算之Θ之值的資料以及現在日期和時間寫入至地磁仰角 表格（圖5之步驟S08)，並再次將磁力與傾斜之計算測量結 果的取得要求輸出至磁力感測器控制部21丨，求得θ並寫入 至地磁仰角表格。主控制部220重複此操作直至地磁仰角 表格之資料變為η個為止。 繼而，主控制部220於以後之處理中，依據地磁重新求 藝得α、β以及γ，故而將之前所求得之α、^及丫（第丨角度資料） 分別作為α0 ’ β0及γ〇設定於RAM2〇9，並暫時儲存（圖$之 步驟S10)。主控制部220自RAM209中之地磁仰角表袼讀取 全部Θ之計算結果，求得作為該平均值之0a(圖5之步驟 S11)。 即，主控制部220作為仰角平均值計算機構發揮功能， 其仰角計算機構以以下方式構成，於作為特定時序之傾斜 角度計算測量要求時，依據上述所計算之第1角度資料之 最新值及用以表示上述所取得之地磁的資料之最新值，呀 99727.doc 1287623 算地磁之仰角值，將該計算之地磁之仰角值依次寫入至上 述記憶機構，求得記憶於該記憶機構之複數個仰角值的平 均值。 並且’主控制部22〇自ROM208讀取實數G，依據所求得 之0a計算作為現在地點之地磁的G(0、C〇S(ea)、Sin(ea))。 此處，於幾乎所有之情形時，假定用戶於接近平行於水平 面之狀態下，即，Y与0之狀態下，使用可攜式電話1〇〇時 _ (即，假定角度資料之部分值γ係特定之假定值「〇」時）， ;()*^r 式之（0、Hy、Hz)ABC = (hx、hy、hz)中，矩陣 c係 单位矩陣，並求得（0、Hy ' Hz)AB=(hx、hy、hz)之算 式0 進而因（0、Hy、Hz)=G(0、cos(0a)，sin(0a))，故而 G(〇 ’ c〇s(0a)，sin(ea))AB==(hx、財、㈣成立。由此，主 检制口P 220计算藉由G(〇、c〇物）如、^、 hZ)所求得之聯立方程式，並求得β。又，主控制部220亦 自相同之連立方程式求得α(圖5之步驟si”。並將以此方 式求付之α、β及為〇的？稱為用以表示可攜式電話之本 體之傾斜狀態㈣2角度資料。因此，主控制部220作為第 2傾斜角度计异機構發揮功能，該第2傾斜角度計算機構依 據地磁之仰角值（e或者作為其平均值之㈣、表示地磁之大 小的特疋值（G)及用以表示上述所取得之地磁的資料如、 hy 上述三維空間中之第2角度資料（α、障丫）。 ^处作為判斷機構發揮功能之主控制部220自RAM209 崎取之則所求付之γ0 ’檢查該值(圖5之步驟⑴)。並且， 99727.doc -22- 1287623 主控制部220於檢冑出γ〇並未於±1〇度之範圍之情 (即’判斷出相當於上述第2刚料之部分值⑺的上述第 1「角度資料之部分值(γ0)，纟未屬於包含上述假定值 0」）之特定範圍内之情形），判斷上述γ%〇之前提終究 不成立。於該情形時，作為輸出機構發揮功能之主控制部 為實灯使傾斜角度成必要值之實際應用程式的處

理，自RAM209讀取α0、㈣及外⑷角度資料）（圖5之步驟 S14)，並將該等值作為α、β及γ之值輸_5之步驟S⑺。 :所輸出之該等值用於使傾斜角度成為必要值之運行中的 貫際應用程式之處理中。 又、主控制部220於步驟S13中檢測出？〇於±1〇度之範圍 之情形時’騎㈣之前提成立，將通過步驟M2所計算 之α、β及為0之丫（第2角度資料）作為α、β&γ之值輸出（圖5 之ν驟S1 5)。即’主控制部22()作為輸出機構發揮功能。 將所輪出之該等制於使傾斜角度成為必要值之實際應用 程式的處理中。 以上，雖參照圖示就本發明之實施形態加以詳細敍述， 但具體結構並非限於該實施形態，亦包含有未偏離該發明 要點之範圍的設計変更等。例如，主控制部咖於使傾斜 角度成為必要值之貫際應用程式運行時，可以事先決定可 保持|也磁之仰角表格之資料初期狀態的時間間隔，實行θ 之計算以及地磁之仰角表格的資料之寫入。於實際應用程 式複數次參照傾㈣度之情料，藉由該方法仏平均值 成為可罪性較㊉者，故而具有可獲得可靠性較高之傾斜角 99727.doc -23- !287623 又，雖然，本實施之形態之説明係關於可攜式電話ι〇〇 者，但是，本實施形態亦可適用於PDA(Persc)nal Digitai Assistants，個人數位助理）等可攜式終端機。 又，於圖5中，於地磁之仰角表格之資料未滿11個之情形 時，亦可不返回至步驟S01，而輸出於步驟s〇4中所求得之 α、β、γ。該方法可迅速地輸出結果。 又，於圖5中，亦可於步驟S05之前實行步驟S13之判 定。此處，於-10度$丫$10度之情形時，亦可將於步驟S04 中所求得之α作為方位而輸出。該方法可迅速地輸出社 果。 d 又’亦可使用藉由測定所求得之（Ηχ、Hy、Hz)之強度 代替自ROM讀取之作為地磁強度之實數G。該方法不易受 因地點不同而造成之地磁強度之不同影響。 再者’上述實施形態包含以下概念（發明）。 (1) 一種可攜式終端機，其係具備地磁測定機構，該地 磁測定機構依據磁力感測器之輸出測定地磁之方向，以及 傾斜角度測定機構，該傾斜角度測定機構依據傾斜感測器 之輸出測定傾斜角度者，其特徵在於具備， 仰角計算機構，該仰角計算機構於自實際應用程式收到 傾斜角度計算測量要求時，依據自上述傾斜角度測定機構 所求得之第1傾斜角度與上述地磁測定機構之輸出，計算 並輸出地磁之仰角， 儲存機構，該儲存機構輸入上述地磁之仰角並將其寫入 至記憶機構，自上述記憶機構讀取所有地磁之仰角、求得 99727.doc -25- 1287623 仰角之平均值，並輸出該仰角之平均值，以及 傾斜角度演算機構，該傾斜角度演算機構輸入上 之平均值，自上述仰角之平均值與表示地磁之大小之 =τ之向量，計算且輸出作為用以將上述地磁測 :機構之輸出轉換為上述地磁之向量之角度的 度0 ⑺如⑴之可攜式終端機，其中上述儲存機構包含輸出 檢查機構，該輸出檢查機構於輸入上述地磁之仰角並將其 2入至上述記憶機構時，檢查上述記憶機構中之地磁之仰 角之個數’僅於檢測出上述記憶機構令之地磁之仰角之個 數未滿特定數時’將傾斜角度計算測量要求輸出至上述仰 角計算機構。 (3)如⑴或（2)之可攜式終端機，其中上述傾斜角度演算 機構進而包含判定機構，該判定機構檢查上述第！傾斜角 度是否屬於特定範圍内’僅於判斷上述第i傾斜角度屬於 上述特定範圍内時’輸出上述第2傾斜角度，僅於判斷上 述第1傾斜角度未屬於上述特定範圍内時，輸出上述第Η頃 斜角度。 Ο如（1)至（3)中任一項可攜式終端機，其中上述記憶機 構係先進先出之記憶機構。 (5)如⑴至⑷中任—項可攜式終端機，其中進而具備第2 健：機^該第2儲存機構以特定時間間隔，將傾斜角度 :…則里要求輸出至上述仰角計算機構並獲得地磁之仰 角’並將該地磁之仰角寫人至上述記憶機構。 99727.doc -26« 1287623 (6)如（1)至（5中）之任一項可攜式終端機，其中其係上述 傾斜感測器係2軸用之感測器， 且上述仰角計算機構依據表*特定重力加速度大小之數 值與上述傾斜感測器之輸出，求得3轴之傾斜角度。 ⑺種傾斜角度計算測量方法’其於可攜式終端機 中’該可攜式終端機具備地磁測定機構，該地磁測定機構 依據磁力感測器之輸出測定地磁之方向，以及傾斜角产測 定機構’該傾斜角度測定機構依據傾斜感測器之輸出測定 傾斜角度，其特徵在於， 於自實際應用程式收到傾斜角度計算測量要求時，依據 自上述傾斜角度敎機構所獲得之第1傾斜角度與上述地 磁測定機構之輸出，計算地磁之仰角， 將上述地磁之仰角寫入記憶機構， 自上述記憶機構讀取所有地磁之仰角並計算仰角之平均 值， 自上述 卩角之平均值與表示地磁大小之特定數值 地磁之向量， 于 計算並輸出作為用以將上述地磁測定機構之輪出轉換為 上述地磁之向量之角度的第2傾斜角度。 ⑻如⑺之傾斜角度計算測量方法，其中於 λ, JP -52. 异上述仰 角之千均值别，檢查上述記憶機構中之地磁之仰角之個 數’僅於檢測出上述記憶機構中之地磁之仰角未 數時，輸出傾斜角度計算測量要求。 根據上述⑴或⑺之發明，依據自磁力感測器所獲得之 99727.d( -27· 1287623 磁力，可檢測出傾斜（角声咨 i月度貝科），故而即使於用戶正 行等情形，亦具有可抑制兮旦 ^ 仰制違影響的效果。因此，即 處於步行狀態亦可獲得正確 y 頂斜進而，於具備檢測出 已有方位之功能的可攜式玖 ‘式終為機中，可依據所獲得之正 之傾斜而獲得正確之方办 2 n 雌之方位’故而亦具有可正確顯示方 效果。 入 1 )或（8)之發明，於未將地磁之仰角儲在 於特定個數之記憶機構之情形時，複數次求得該值並使其 平均化’猎此具有可提高計算測量精度的效果。又，根據 述（）之U於因磁力所造成的傾斜測定較為困難之情 料’藉由使傾斜感測器之結果優先，具有可實行精度較 兩之傾斜測定的效果。又，根據上述（3)之發明， =料實行計算測量，故而具有可使計算測量精度成為更斤 同者的效果。

又，根據上述（4)之發明，由於刪除記憶機構中之地磁 之仰角中較陳舊者，故而具有可使計算測量精度成為更高 者之效果。又’根據上述（5)之發明，由於藉由以特定時間 打地磁之仰角測量’使測定結果經常保持更新，並 經常實行正確的傾斜之計算測量，故而具有可使計算測量 精度成為更高者之效果。又’根據上述⑹之發明，由於使 用2軸傾斜感測器實行計算測量，故而具有可將電路之大 小控制為較小之效果。 【圖式簡單說明】 圖1係表示該發明之實施形態中之可攜式終端機之結構 99727.doc -28* 1287623 的方塊圖。 明之實施形態中之可攜式終端機 圖2係表示該發 結構的圖。 終端機之傾斜 圖3係表示該發明之實施形態中 角度的圖。 攜式 圖4係表示該發明之實施形態中之 月之實施形態中之可攜式終端機之處理 之資料的圖。 圖5係表示該發 流程的流程圖。 【主要元件符號說明】 可攜式終端機所使用 100 可攜式電話 200 終端機單元 300 終端機單元 235a 天線 235b 天線 201 RF部（射頻部） 202 數據機 204 CDMA部（劃碼多向 205 音訊處理部 206 麥克風 207 GPS接收部（全球定> 208 ROM(唯讀記憶體） 209 RAM(隨機存取記憶 210 磁力感測部 99727.doc -29- 1287623 211 磁力感測器控制部 212a至212c 磁力感測器 220 主控制部 231a至231c 傾斜感測器 232 通知機構 233 時鐘部 234 主操作部 301 揚聲器 302 電子攝像部 303 顯示部 304 觸摸面板 305 副操作部 99727.doc 30-

Claims (1)

1287系124699號專利申請案 外年1月#日修硬)正替換頁 中文申請專利範圍替換本(96年2月） 十、申請專利範圍： 一種可攜式終端機，其具傷 磁力感測器，其固定於上述可攜式終端機，並輸出與 施加於該可攜式終端機之磁力相對應的值， 傾斜感測器’其固定於上述可攜式終端機，並輸出與 包含施加於該可攜式終端機之重力之力相對應的值，” 地磁資料取得機構，其依據上述磁力感測器之輸出， 取得用以表示地磁的資料， 第1傾斜角度計算機構，其依據上述傾斜感測器之輸 出’計算用以表示三維空間中之上述可攜式終端機之本 體傾斜狀態的第1角度資料， 仰角計算機構，其依據上述所計算之第i角度資料及 上述所取得之用以表示地磁的資料，計算地磁之仰角 第2傾斜角度計算機構，其依據上述所計算之地磁之 仰角值'表示地磁大小之特定值及上述所取得之用以表 不地磁的貝料’計算用以表示上述三維空間中的上述可 攜式終端機之本體傾斜狀態的第2 輸出機構，其輸出上述^角度資料或u及第2角产 資料。 又 2.如請求項1之可攜式終端機，其中 上述第2傾斜角度計算機構以以下方式構成··將上述 第2角度資料之部分值作為特定之假定值，計算該第2角 度資料之中之其他值， 99727-960216.doc 1287623 . i述輸出機構以以下方式構成：於判 =度資料之部分值的上述第i角度㈣之部分值屬= 3上述假&值的特定範圍内之情形時，輸出上述第2角 度資料’於判斷該第i角度資料之部分值不屬於包含上 :假定值之特定範圍内之情形時，輸出上述第i角度資 3·如請求項2之可攜式終端機，其中

上述第2角度資料之部分值係以上述可搞式終端機之 本體之特定轴為中心的該本體之旋轉角度值。 4.如請求項1至3中任-項之可攜式終端機，其中 上述第1角度資料及上述第2角度資料分別至少含有. 相對於上述三維空間内之特定平面之上述可攜式終端 機的本體之仰角值，及以上述可攜式終端機之本體之特 定軸為中心的該本體之旋轉角度值。 5·如請求項4之可攜式終端機，其中 上述第1角度資料及上述第2角度資料進而分別含有： 以上述二維空間内之特定轴為中心之上述可攜式終端 機的本體之旋轉角度值。 6·如叫求項1至3中任一項之可攜式終端機，其中 其進而具備記憶機構， 且上述仰角計算機構以以下方式構成：藉由特定之時 機，依據上述所計算之第丨角度資料之最新值及上述所 取得之用以表示地磁之資料的最新值，計算地磁之仰角 值，並將所計算之地磁之仰角值依次寫入上述記憶機 99727-960216.doc 1287623 p——-— %年>月β曰修(t)正替換頁 籌且將°己,丨思於該記憶機構之複數個仰角值之平均值， 作為上述第2傾斜角度計算機構計算上述第2角度資料時 所使用的上述地磁之仰角值而求得。 7·如請求項5之可攜式終端機，其t 其進而具備記憶機構， 且上述仰角計算機構以以下方式構成··藉由特定之時 機二依據上述所計算之第1角度資料之最新值及上述所 取仔之用以表示地磁之資料的最新值，計算地磁之仰角 值’並將所計算之地磁之仰角值依次寫入上述記憶機 構’且將記憶於該記憶機構之複數個仰角值之平均信 作為上述第2傾斜角度計算機構計算上述第2角度資料時 所使用的上述地磁之仰角值而求得。 8. 9. 10. 月不唄b之可攜式終端機 上述記憶機構按照先進先出方式以實行資料的寫入 如請求項7之可攜式終端機，其中 上述傾斜感測器以 式終端機之本體所設 相對應之值。 上述記憶機構按照先進先出方式以實行資料的寫入 如清求項1至3中任一項之可攜式終端機，其中 以下方式構成：輸出與由上述可攜 疋之相互正交之3軸之個別軸向力 11·如請求項5之可攜式終端機，其中 上述傾斜感測器以以 式終端機之本體所設定 相對應之值。 下方式構成：輪出與由上述τ^ 之相互正交之3軸之個別轴向力 99727-960216.doc 1287623 12. :輸出與由上述可攜 之3軸之個別軸向力 如請求項8之可攜式ΐ端機，其中-上述傾斜感測器以以下方式構成 式終端機之本體所設定之相互正交 相對應之值。 13·如請求項9之可攜式終端機，其中 上述傾斜感測器以以下方式構成：輸 式終端機之本體所設定之相互正交之3轴之個別轴二 相對應之值。

14.如明求項丨至3中任一項之可攜式終端機，其中 、上述傾斜感測器以以下方式構成：豸出與由上述可攜 式終端機之本體所設定之相互正交之3軸中之2轴之個別 軸向力相對應的值， 且上述第1傾斜角度計算機構以以下方式構成：依據 與自上述傾斜感測器所輸出之上述2軸之個別軸向力相 對應的值及已知重力加速度之值，求得與用以計算上述 第1角度資料之上述3轴中剩餘之1軸之軸向力相對應的 值。 15.如請求項5之可攜式終端機，其中 上述傾斜感測器以以下方式構成：輸出與由上述可攜 式終端機之本體所設定之相互正交之3軸中之2軸之個別 轴向力相對應的值， 且上述第1傾斜角度計算機構以以下方式構成：依據 與自上述傾斜感測器所輸出之上述2軸之個別轴向力相 對應的值及已知重力加速度之值，求得與用以計算上述 99727-960216.doc ^ ^ r ' * ·.:一 ..'Ί ▲，‘〜《«υαί〗， • 1 ，續设,;土雜頁： Π -‘......1 iA.dr, JlCt-ifci 第1角度責料之上述3軸中剩餘之1軸之軸向力相對應的 值。 16·如請求項8之可攜式終端機，其中 上述傾斜感測器以以下方式構成：輸出與由上述可攜 式終端機之本體所設定之相互正交之3軸中之2軸之個別 軸向力相對應的值， 且上述第1傾斜角度計算機構以以下方式構成：依據 與自上述傾斜感測器所輸出之上述2軸之個別軸向力相 _ 對應的值及已知重力加速度之值，求得與用以計算上述 第1角度資料之上述3軸中剩餘之！軸之軸向力相對應的 值。 17·如請求項9之可攜式終端機，其中 上述傾斜感測器以以下方式構成：輸出與由上述可攜 式終端機之本體所設定之相互正交之3軸中之2軸之個別 轴向力相對應的值， 且上述第1傾斜角度計算機構以以下方式構成：依據 • 與自上述傾斜感測器所輸出之上述2軸之個別軸向力相 對應的值及已知重力加速度之值，求得與用以計算上述 第1角度資料之上述3軸中剩餘之；!軸之軸向力相對應的 值。 18· —種可攜式終端機本體之傾斜角度計算方法，其係計算 可攜式終端機本體之傾斜角度者，該可攜式終端機^體 具備：磁力感測器，該磁力感測器固定於可攜式終端 機，並輸出與施加於該可攜式終端機之磁力相對應的 值；傾斜感測器，該傾斜感測器固定於上述可攜式:端 99727-960216.doc 1287623 M fy 機，並輸出與包含施加於該 對應的值 :、τ替換買I 阿式終端機之重力之力相 資r據上述磁力感测器之輪出，取得 用以表示地磁之 中 料 依據上述傾斜感測器 之上述可攜式終端機 之輸出’計算用以表示三維空間 之本體之傾斜狀態的第1角度資 依據上述所計算之第1角纟資料及上述所取得之用以 • 表示地磁之資料，計算地磁之仰角的值， 依據上述所計算之地磁之仰角之值、表示地磁之大小 之特定值及用以表示上述所取得之地磁之資料，計算用 以表示上述三維空間中之上述可攜式終端機之本體之傾 斜狀態的第2角度資料。

99727-960216.doc 6- •1287623 第094124699號專利申請案 中文圖式替換頁(95年8月） π年r月^日修(更)正替換頁 十一、圖式： 8ε 83 N dw τ^οε.

90c\i、hSCVJ、 i CV-9QOSI I y£0^s 99727-flg-950815.doc 30ε, (_恶屮ip) s&i {001)蔬胳鼷 SO0、 90Φ SMS SS 谎剖蠛ui^BI CDMA 咅 數據機 V .RF部 cqn qssCM rOOOCVJ u Ύ 50y 0)930發 〇τ~3{' ON sc JDCSIl-CNI- ωον]。， ucsl, 磁力感測器控制部 I磁力感測器{1> 磁力感測器⑵ 磁力感測器(3) 丁 丁 寸 rocoCVJ、 OSJSOJ、 操作部 Aer4t V «S.r* *v ^N < i 潔 1 i 時鐘^T| 通知機構 卜03 stisdor 丄a)§M链蓀婴 OOCVJ ^COCSJ cocvl Χ{ε1、遥蓀裝