WO2007074502A1

WO2007074502A1 - 携帯端末装置

Info

Publication number: WO2007074502A1
Application number: PCT/JP2005/023743
Authority: WO
Inventors: Yasuhiro Tamura
Original assignee: C & N Inc
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2007-07-05
Also published as: JPWO2007074502A1

Abstract

　携帯端末装置１０は、利用者によって加えられた動きを検出する機能をもつ携帯端末装置である。携帯端末装置１０は、３軸方向の加速度成分を検出する加速度センサ１２と、加速度センサ１２が検出した３軸方向の加速度成分をもとに携帯端末装置１０の傾斜角を算出する傾斜角算出部１６と、傾斜角算出部１６によって算出された傾斜角を記憶する傾斜角記憶部１８と、傾斜角を算出した後に加速度センサ１２が検出した少なくとも２軸方向の加速度データを、傾斜角記憶部１８に記憶された傾斜角を用いて、携帯端末装置１０の基準となる姿勢における加速度データに補正して加工する加速度データ処理部２２と、　基準姿勢をとる携帯端末装置１０の複数の動きに応じた参照データを格納する参照データ記憶部２８と、参照データ記憶部２８に格納された参照データを参照して、加速度データ処理部２２によって補正され加工された加工データに応じた動きを検出する検出部３０と、を備える。

Description

明細書

携帯端末装置

技術分野

[0001] 本発明は、携帯電話などの携帯端末装置に関し、特に加速度センサを備えた携帯端末装置に関する。

背景技術

[0002] 携帯電話などの携帯端末装置の入力装置としては、これまでキーパッドや、タツチスクリーン、音声認識などが実用化されている。さらに最近では、加速度センサを搭載し、携帯端末装置の傾斜角を検出することによって、携帯端末装置の画面表示をスクロールさせることのできる携帯端末装置が提案されている（例えば特許文献 1 )。特許文献 1：国際公開第 04/020951号パンフレット

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] 本発明者は、加速度センサを搭載した携帯端末装置の応用例として、利用者によつて加えられた 3次元空間の動きを検出し、文字などを入力することのできる携帯端末装置について検討を行った。この携帯端末装置は、携帯端末装置に動きを加えたときの加速度情報を参照データとして予め登録しておき、実際に利用者が携帯端末装置を動かしたときに計測した加速度情報と参照データとを比較することによって利用者の加えた動きを特定するというものである。利用者は、この携帯端末装置を持つて例えば数字の「3」を水平面に垂直な平面に書くように動かすだけで、携帯端末装置に「3」を入力することができる。キーパッドによらずとも携帯端末装置に入力することができるので、携帯端末装置の操作性を向上することができ、またゲームなどの様々なアプリケーションに利用することができる。

[0004] 利用者が上述のような携帯端末装置を用いて文字などを入力する場合、操作性の観点から、利用者が自由な姿勢で携帯端末装置を把持して動かせることが好ましい。携帯端末装置の実際の動きと参照データとを比較する上述の携帯端末装置においては、携帯端末装置を動かすときの姿勢を、参照データを取得したときと同じ姿勢にすることで、姿勢による加速度成分の差分を意識することなぐ利用者の加えた動きを特定できる。このような観点から、携帯端末装置を動かすときの姿勢に制約を設けなくするためには、全ての姿勢における参照データを予め取得しておくというアブローチが考えられる力 S、メモリの容量の制約などから現実的ではない。

[0005] 本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、動きの検出精度を向上させた携帯端末装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0006] 上記課題を解決するために、本発明のある態様の携帯端末装置は、利用者によつて加えられた動きを検出する機能をもつ携帯端末装置であって、 3軸方向の加速度成分を検出する加速度センサと、加速度センサが検出した 3軸方向の加速度成分をもとに当該携帯端末装置の傾斜角を算出する傾斜角算出部と、傾斜角算出部によつて算出された傾斜角を記憶する傾斜角記憶部と、傾斜角を算出した後に加速度センサが検出した少なくとも 2軸方向の加速度データを、傾斜角記憶部に記憶された傾斜角を用いて、当該携帯端末装置の基準となる姿勢における加速度データに補正して加工した加工データを生成する加速度データ処理部と、基準姿勢をとる当該携帯端末装置の複数の動きに応じた参照データを格納する参照データ記憶部と、参照データ記憶部に格納された参照データを参照して、加速度データ処理部により生成された加工データに対応する動きを検出する検出部と、を備える。

[0007] この態様によると、携帯端末装置の基準となる姿勢とは異なる姿勢で携帯端末装置に動きをカ卩えた場合でも、基準となる姿勢における加速度データに補正することができる。この結果、参照データからの差分を少なくすることができるので、参照データとの比較が容易となり、動きの検出精度を向上することができる。

[0008] 加速度データ処理部は、傾斜角を用いて補正した後の加速度データに対し、加速度の変化量を算出する加工を行ってもよい。この変化量を算出する加工は、加工データの差分をとつてもよぐまた時間微分を行ってもよい。

[0009] 前記加速度データ処理部は、算出された加速度の変化量データに対し、振幅の正規化処理を行ってもよい。利用者の携帯端末装置の動力方によって加工データの振幅が参照データの振幅と比較して小さくなつてしまう場合がある力振幅の正規化を行うことによって参照データとの比較が容易となり、動きの検出精度を向上することができる。

[0010] 加速度データ処理部は、振幅の正規化処理を行った加速度の変化量データに対し、計測時間の正規化処理を行ってもよい。利用者の携帯端末装置の動かし方によつてカ卩ェデータの計測時間が参照データの計測時間と比較して短かったり長かったりする場合があるが、計測時間の正規化を行うことによって参照データとの比較が容易となり、動きの検出精度を向上することができる。

[0011] なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

発明の効果

[0012] 本発明によれば、動きの検出精度を向上させた携帯端末装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]本発明の第 1の実施の形態に係る携帯端末装置の構成を示す図である。

[図 2]携帯端末装置と加速度センサの X軸、 Y軸、 Z軸の位置関係を示す図である。

[図 3] (a)は、携帯端末装置をロール角 θ 斜させた状態を示す。 (b)は、携帯端末装置をピッチ角 Θ 傾斜させた状態を示す。

P

[図 4]参照データのデータ構造の例を示す図である。

[図 5] (a)は、基準姿勢の状態で携帯端末装置を動力た場合を示す図である。 (b) は、基準姿勢力ロール角 Θ 傾けた状態で携帯端末装置を動かした場合を示す図である。

[図 6]第 1の実施の形態における動き検出処理のフローチャートである。

[図 7]本発明の第 2の実施の形態に係る携帯端末装置の構成を示す図である。

[図 8] (a)は、加速度変化量データの振幅の正規化を行う前の加速度変化量データを示す。（b)は、加速度変化量データの振幅の正規化を行った後の加速度変化量データを示す。

[図 9]本発明の第 3の実施の形態に係る携帯端末装置の構成を示す図である。 [図 10] (a)は、計測時間の正規化を行う前の加速度変化量データを示す。（b)は、計測時間の正規化を行った後の加速度変化量データを示す。

符号の説明

[0014] 10、 50、 70 携帯端末装置、 12 加速度センサ、 14 A/D変換部、 16 傾斜角算出部、 18 傾斜角記憶部、 20 入力ボタン、 22、 52、 62 加速度データ処理部、 24 加速度データ補正部、 26 加速度変化量算出部、 28 参照データ記憶部、 30 検出部、 32 制御部、 34 情報提示部、 36 通信部、 40 上面、 42 側面、 54 加速度変化量正規化部、 56 計測時間正規化部、 60 水平面。

発明を実施するための最良の形態

[0015] (第 1の実施の形態）

図 1は、本発明の第 1の実施の形態に係る携帯端末装置 10の構成を示す図である。この携帯端末装置 10は、携帯電話、 PDA (Personal Data Assistant)などの携帯用の小型電子機器である。利用者は、携帯端末装置 10を把持し、水平面と垂直な平面に文字を書くように携帯端末装置 10を動かすことによって、携帯端末装置 10に文字を入力することができる。

[0016] 図 1に示すように、携帯端末装置 10は、加速度センサ 12と、 A/D変換部 14と、傾斜角算出部 16と、傾斜角記憶部 18と、入力ボタン 20と、加速度データ処理部 22と、参照データ記憶部 28と、検出部 30と、制御部 32と、情報提示部 34と、通信部 36と、を備える。この構成は、ハードウェア的には、任意のコンピュータの CPU、メモリ、その他の LSIで実現でき、ソフトウェア的にはメモリにロードされた符号ィ匕機能のあるプログラムなどによって実現される力ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトゥェァのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

[0017] 加速度センサ 12は、互いに直交する X軸、 Y軸、 Z軸の 3軸方向の加速度を検出する機能を有する。図 2は、携帯端末装置 10と加速度センサ 12の X軸、 Y軸、 Z軸の位置関係を示す。携帯端末装置 10の筐体は直方体形状であり、その内部に加速度センサ 12を備えている。また、携帯端末装置 10の上面 40には文字や画像情報などを表示する情報提示部 34が設けられ、携帯端末装置 10の側面 42には動きを検出するタイミングを設定する入力ボタン 20が設けられている。図 2に示すように、加速度センサ 12の X軸は、携帯端末装置 10の長辺と平行な方向に延びており、 Y軸は携帯端末装置 10の短辺と平行な方向に延びている。加速度センサ 12の Z軸は、携帯端末装置 10の上面 40から垂直な方向に延びている。なお、本実施の形態の X軸、 Y軸、 Z軸の設定は、 1例であり、特に限定されるものではなレ、。加速度センサ 12の方式は特に限定されず、抵抗値変化方式、容量変化方式、圧電変化方式などのいずれであってもよい。

[0018] 図 1に示す A/D変換部 14は、加速度センサ 12で検出された 3軸方向の加速度信号を、一定の時間ごとにサンプリングし、デジタル値に変換して傾斜角算出部 16および加速度データ処理部 22に出力する。 1回のサンプリングで取得された加速度信号のデジタル値を加速度成分と呼び、（X , y , z )と表す。

[0019] 傾斜角算出部 16は、 A/D変換部 14から入力された加速度成分 (X , y , z )をもとに、携帯端末装置 10の傾斜角（ロール角 Θ 、ピッチ角 Θ )を算出する。ロール角 r p

Θ は X軸を中心とした回転角であり、ピッチ角 Θ は Y軸を中心とした回転角である。 r p

図 3 (a)は、携帯端末装置 10をロール角 Θ 傾斜させた状態を示す。図 3 (b)は、携帯端末装置 10をピッチ角 Θ 傾斜させた状態を示す。図 3 (a)および (b)に示すように、

P

ロール角 θ およびピッチ角 Θ は、水平面 60を基準とした角度である。ピッチ角 Θ お r p p よびロール角 Θ の算出式を（1)、（2)式に示す。

Θ =arcsm (x ) … (1)

Θ ■·■ (2)

[0020] 傾斜角算出部 16には、時間の経過とともに AZD変換部 14でサンプリングされた加速度成分が次々と送られてくるが、本実施の形態においては、傾斜角算出部 16は、入力ボタン 20が押下されたときに傾斜角の算出を行う。傾斜角の算出に用レ、る加速度成分は、入力ボタン 20が押下された直後に取得した 1回のサンプリングで得られた加速度成分であってよい。また、入力ボタン 20が押下された後に連続して取得した複数の加速度成分の平均値を用いて傾斜角の算出を行ってもよい。この場合、 1回のサンプリングで得られた加速度成分を用いて傾斜角の算出を行った場合よりも、傾斜角の算出精度を高めることができる。傾斜角記憶部 18は、傾斜角算出部 16によって算出されたロール角 Θ およびピッチ角 Θ を記憶する。

r p

[0021] 加速度データ処理部 22は、加速度データ補正部 24と、加速度変化量算出部 26と、を備える。加速度データ補正部 24は、図示しなレ、メモリを備えており、 AZD変換部 14から送られてくる加速度成分を保存する。上述した傾斜角算出部 16と同様に、加速度データ補正部 24には時間の経過とともに AZD変換部 14でサンプリングされた加速度成分が次々に送られてくるが、加速度データ補正部 24は、傾斜角算出部 1 6が傾斜角の算出を行った後から、入力ボタン 20が解除されるときまで加速度成分の保存を続ける。最初に保存した加速度成分を (X， y , z )とし、入力ボタン 20が解

0 0 0

除されたときに取得した加速度成分を (X， y , z )とすると、メモリには (X , y， z )か n n n 0 0 0 ら (χ， y , z )までの加速度成分の時系列データが保存される。この加速度成分の時系列データを加速度データと呼ぶ。

[0022] 加速度データ補正部 24は、メモリに保存した加速度データを、傾斜角算出部 16に記憶した傾斜角（ロール角 Θ 、ピッチ角 Θ )を用いて、携帯端末装置 10の基準とな r p

る姿勢における加速度データになるよう補正を行う。携帯端末装置 10の基準となる姿勢を以下「基準姿勢」と呼ぶ。携帯端末装置 10の基準姿勢における加速度データになるよう補正を行うとは、基準姿勢とは異なる姿勢で携帯端末装置 10を把持して動きを加えたときに得られた加速度データを、基準姿勢で把持して同じ動きを携帯端末装置 10に加えた場合に得られる加速度データとなるよう変換することを意味する。本実施の形態では、加速度センサ 12の X— Y平面が水平面と平行になっていて、 X軸力利用者が文字を書くように動かす平面と垂直な状態になっているときの携帯端末装置 10の姿勢を、基準姿勢とする。傾斜角補正後の加速度データの加速度成分を（ x' ，y ' , ζ ' )とすると、傾斜角補正の計算式は（3)〜（5)式のように表すことができる。

χ' =χ - - - (3)

y = y cos θ — z sin Θ ·■· (4)

z' =— x cos Θ — (y sin Θ +z cos Θ ) cos Θ ■·■ (5) [0023] 加速度変化量算出部 26は、加速度データ補正部 24で補正された加速度データから、加速度変化量（Δ χ , A y , Δ ζ )を算出する。加速度変化量（Δ χ , Δ γ , Δ ζ ) は、加速度成分（χ , y , ζ )から、 1サンプリング前の加速度成分 (χ , y , z ) を差し引くことによって算出する。加速度変化量（Δ χ， Δ γ , Δ ζ )の算出式を（6) 〜（8)式に示す。

Δ χ =χ — χ ·■· (6)

A y =y -y · ' · (7)

Δ ζ = z - z― ■·■ (8)

加速度変化量算出部 26によって算出された加速度変化量の時系列データを加速度変化量データと呼ぶ。加速度変化量データは、検出部 30に出力される。

[0024] 参照データ記憶部 28は、基準姿勢をとる携帯端末装置 10の複数の動きに応じた加速度変化量データを格納している。参照データ記憶部 28に格納された加速度変化量データを、参照データと呼ぶ。この参照データは、数字や、記号と対応づけられて格納されている。図 4は、参照データのデータ構造の 1例を示す図である。図 4に示すように、参照データ記憶部 28には、携帯端末装置 10を上述の基準姿勢で把持して「0」〜「9」の数字を空中で書いたときの Y軸と Z軸方向の加速度変化量データが、その数字と対応づけられて格納されている。なお、本実施の形態においては、 X軸方向の参照データは、参照データ記憶部 28に格納されていない。これは、本実施の形態では、水平面に垂直な面に文字を書くように携帯端末装置 10を動かすことを前提にしており、上述した基準の姿勢で携帯端末装置 10を把持し、水平面に垂直な面に文字を書くように携帯端末装置 10を動かした場合は、 X軸方向に有意な加速度成分は生じないからである。例えば、水平面に平行な面に文字を書くように携帯端末装置 10を動かす場合や、水平面から傾斜角を有した平面に文字を書くように携帯端末装置 10を動かす場合には、それぞれの場合に必要な軸方向に関して参照データを構成すればよい。

[0025] 参照データは、所定の計測時間で 1つの数字の入力を終了するように構成されている。本実施の形態においては、図 4に示すように、 2. 5秒の計測時間で 1つの数字の入力を終了するように構成している。参照データは、携帯端末装置 10の製造時に予め格納しておいてもよいし、また、利用者が携帯端末装置 10を使用する前に、利用者が基準姿勢で携帯端末装置 10を把持し、実際に動かすことによって参照データを登録してもよレ、。この場合、利用者ごとの動かし方の癖を登録することができるので、動きの検出精度を向上することができる。

[0026] 検出部 30は、参照データ記憶部 28に格納された参照データを参照して、加速度変化量算出部 26において算出された加速度変化量データに応じた動きを検出する。この動きの検出は、検出部 30に入力された加速度変化量データと、参照データ記憶部 28に格納された全ての参照データとを比較し、最も近似している参照データを利用者によってカ卩えられた動きと判定することによって行う。そして検出部 30は、カロ速度変化量データに最も近似していると判定した参照データに対応づけられている数字や、記号の情報を制御部 32に出力する。

[0027] 制御部 32は、検出部 30から入力された情報に基づき、携帯端末装置 10の制御を行う。たとえば、電話番号を入力するモードにおいて、検出部 30から数字の「3」が入力された場合、制御部 32は、通信部 36に対して「3」をダイヤルするよう指示する。通信部 36は、外部のサーバと無線回線により通信する機能を有する。この通信は有線回線で行われてもよい。また、制御部 32は、情報提示部 34に対して検出部 30から入力された文字などの情報を表示するよう指示してもよい。情報提示部 34は、スピー力を有し、利用者に対して各種情報を音声出力してもよい。制御部 32は、利用者が 1 つの文字を入力するごとに情報提示部 34に認識した文字を表示し、利用者が確認した後に通信部 36に指示を行うように制御を行ってもよい。

[0028] 図 5 (a)、（b)は、傾斜角補正について説明するための図である。図 5 (a)は、基準姿勢の状態で携帯端末装置 10を動かした場合を示す図である。図 4 (a)に示すように、基準姿勢の状態で、携帯端末装置 10を水平右方向に加速度 aで動かしたとすると、加速度センサ 12の出力する加速度成分は、（0, a, g)となる。ここで、 gは重力加速度である。

[0029] 図 5 (b)は、基準姿勢力ロール角 Θ 傾けた状態で携帯端末装置 10を動かした場合を示す図である。携帯端末装置 10を動かす方向は、図 5 (a)の場合と同じく水平右方向であり、加速度の大きさも同じく aであるとする。この場合、加速度センサ 12の出力する加速度成分は、 (0, acos Θ -gsin 0 , — asin S gcos θ )となり、基準姿勢のときの加速度成分（0, a, g)とは Y軸および Z軸の加速度成分が異なったものとなる。このように、携帯端末装置 10を傾けて動力した場合、同じ方向に同じ加速度で動かしたとしても、加速度センサ 12の出力する Y軸および Z軸方向の加速度データは、基準姿勢で動かした場合の加速度データからの差分を有したものとなる。このような差分を有した加速度データから算出された加速度変化量データについても、参照データ記憶部 28に格納された参照データからの差分を有することになる。

[0030] 本発明の第 1の実施の形態に係る携帯端末装置 10では、上述したように加速度データ補正部 24において加速度データの傾斜角補正を行う。例えば、図 5 (b)を用いて説明した上述の例の場合、加速度成分（0, acos Θ -gsin Q ， - asin 0 -gcos θ )に対して（3)〜（5)式を適用すると、図 5 (a)に示した基準姿勢の場合の加速度成分 (0, a, g)に補正することができる。このように、加速度データに対して傾斜角補正を行うことによって、携帯端末装置 10を基準姿勢とは異なる姿勢で動かした場合に生じる加速度データの差分を吸収し、検出部 30における動きの検出精度を向上すること力 Sできる。

[0031] 図 6は、第 1の実施の形態における動き検出処理のフローチャートである。利用者は、まず、携帯端末装置 10を把持し、筐体の側面 42に設けられた入力ボタン 20を押下する。ここでは、利用者は、携帯端末装置 10をロール角 Θ 、ピッチ角 Θ 傾けた

r p 状態で把持しているものとする。

[0032] 利用者が入力ボタン 20を押下した場合（S 10の Y)、傾斜角算出部 16は、入力ボタン 20が押下されたときに取得した加速度成分から（1)式および（2)式を用いて携帯端末装置 10の傾斜角（ロール角 Θ 、ピッチ角 Θ )を算出する（S 12)。そして、傾斜

r p

角記憶部 18は、傾斜角算出部 16にて算出された傾斜角を記憶する（S 14)。入力ボタン 20が押下されない場合（S 10の N)、傾斜角算出部 16は傾斜角の算出を行わずに、入力ボタン 20が押下されるのを待ち続ける。

[0033] 次に、利用者は、入力ボタン 20を押しながら、水平面に垂直な平面に文字を書くように携帯端末装置 10を動かす。加速度データ補正部 24は、傾斜角を算出後に AZ D変換部 14より送られてきた加速度成分 (X , y , z )を取得する（S 16)。加速度成分の取得は、入力ボタンが解除されるまで行われ続け（S18の N)、入力ボタンが解除された場合には（S18の Y)、加速度成分の取得を終了する（S20)。

[0034] 次に、加速度データ補正部 24は、取得した加速度成分の時系列データ、すなわち加速度データを、傾斜角記憶部 18に記憶した傾斜角を用レ、て補正を行う（S22)。傾斜角補正された加速度データは、加速度変化量算出部 26にて、加速度変化量の算出処理が行われる（S24)。算出された加速度変化量データは、検出部 30に送られ、参照データ記憶部 28に記憶された全ての参照データと比較されて、最も近似する参照データが利用者が加えた動きであると検出される（S26)。

[0035] 加速度データの傾斜角補正を行わない場合、基準姿勢とは異なる姿勢で把持されて動かされたときに計測された加速度データは、参照データからの差分を有している可能性がある。第 1の実施の形態に係る携帯端末装置 10によれば、この差分を吸収することができるので、誤って動きを検出する可能性を低減し、動きの検出精度を向上すること力 Sできる。

[0036] (第 2の実施の形態）

図 7は、本発明の第 2の実施の形態に係る携帯端末装置 50の構成を示す図である。第 2の実施の形態では、加速度データ処理部 52は、さらに加速度変化量正規化部 54を備える。なお、第 1の実施の形態と同一の構成要素については、同一の符号を用いることとし、適宜説明を省略する。

[0037] 加速度変化量正規化部 54は、加速度変化量算出部 26にて算出された加速度変化量データに対して、参照データ記憶部 28に格納された参照データの振幅に揃えるように振幅の正規化を行う。加速度変化量算出部 26の出力する加速度変化量データの振幅は、利用者が携帯端末装置 50に加える動かし方に応じて変化する。加速度変化量データの振幅が、参照データの振幅と比較して小さい場合には、参照データ記憶部 28に格納された参照データとの比較が難しくなる場合が生じる。第 2の実施の形態に係る携帯端末装置 50では、このような場合でも動きの検出精度を高めるために、加速度変化量データに対し、振幅の正規化を行う。

[0038] 図 8 (a)、（b)を用いて、加速度変化量データの振幅の正規化処理について説明する。図 8 (a)は、加速度変化量データの振幅の正規化を行う前の加速度変化量データを示す。加速度変化量正規化部 54はまず、 Y軸および Z軸の加速度変化量データから、振幅の絶対値の最大値を検出する。図 8 (a)に示す例では、振幅の絶対値の最大値は、 50である。

[0039] 次に、加速度変化量正規化部 54は、振幅の絶対値の最大値が、参照データにおける振幅の絶対値の最大値と揃うように正規化を行う。例えば参照データにおける振幅の絶対値の最大値が 100である場合、加速度変化量データにおける振幅の絶対値の最大値 50との比は 100Z50 = 2であるから、 2を加速度変化量データの振幅に乗算することによって正規化する。図 8 (b)は、加速度変化量データの振幅の正規化を行った後の加速度変化量データを示す。正規化された加速度変化量は、検出部 3 0に出力され、第 1の実施の形態と同じように参照データとの比較が行われる。

[0040] このように、第 2の実施の形態に係る携帯端末装置 50では、加速度変化量正規化部 54を設けることによって、利用者の携帯端末装置 50の動かし方によって加速度変化量データの振幅が参照データの振幅よりも小さくなつた場合でも、参照データの振幅に揃うように加速度変化量データを正規化することができる。振幅の正規化を行うことによって、参照データとの比較が容易となり、動きの検出精度を向上することができる。

[0041] (第 3の実施の形態）

図 9は、本発明の第 3の実施の形態に係る携帯端末装置 70の構成を示す図である。第 3の実施の形態では、加速度データ処理部 62は、さらに計測時間正規化部 56 を備える。なお、第 1および第 2の実施の形態と同一の構成要素については、同一の符号を用いることとし、適宜説明を省略する。

[0042] 計測時間正規化部 56は、加速度変化量正規化部 54から出力された加速度変化量データに対し、計測時間の正規化を行う。利用者は、入力ボタン 20を押しながら携帯端末装置 70を動かすことによって加速度データを入力するが、利用者の携帯端末装置 70の動力方によっては、加速度データの計測時間が参照データの計測時間よりも短くなつたり、長くなつてしまう可能性がある。この場合、参照データとの比較が難しくなり、動きの検出精度が劣化する可能性がある。第 3の実施の形態に係る携帯端末装置 70では、このような場合でも動きの検出精度を高めるために、計測時間の正規化を行う。

[0043] 図 10 (a)、（b)を用いて、計測時間の正規化について説明する。図 10 (a)は、計測時間の正規化を行う前の加速度変化量データを示す。図 10 (a)に示すように、 Y軸および Z軸の加速度変化量データは、 1秒でデータが終了している。本実施の形態では、上述したように参照データ記憶部 28に格納されている参照データの計測時間は 2. 5秒であるから、図 10 (a)に示す加速度変化量データのままでは、参照データとの比較が難しくなり、動きの検出精度が劣化する可能性がある。

[0044] 図 10 (b)は、計測時間の正規化を行った後の加速度変化量データを示す。図 10 ( b)に示すように、図 10 (a)に示した加速度変化量データを時間軸方向に引き延ばし、 2. 5秒でデータが終了するように正規化している。このように計測時間を正規化することによって、参照データとの比較が容易となり、動きの検出精度を向上することができる。

[0045] 以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにレ、ろレ、ろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

[0046] 例えば、上記の実施の形態においては、隣り合う加速度成分間の差分を算出することによって加速度変化量データを算出したが、加速度データについて時間微分を行うことによって加速度変化量データを算出してもよい。

[0047] また、上記の実施の形態においては、入力ボタンを設けて傾斜角算出のタイミングを設定しているが、所定の時間携帯端末の動きが静止していることを検出する静止時間計測部を設けて、所定の時間携帯端末が静止している場合に傾斜角の算出を行うよう設定してもよい。また、所定の時間携帯端末の動きが静止していることを静止時間計測部が検出することによって、加速度データの取得が終了するように設定してあよい。

[0048] また、上記の実施の形態においては、ロール角 Θ およびピッチ角 Θ について傾斜

r p

角の補正を行ったが、さらに磁気センサを搭載し、加速度センサの Z軸周りの回転角であるョ一角について補正を行ってもよい。この場合、基準姿勢とは異なるョ一角で携帯端末装置を動かした場合でも、動きの検出精度を向上することができる。 [0049] また、上記の実施の形態においては、利用者が水平面に垂直な平面に文字を書くように携帯端末装置を動かすことを前提としたため、加速度センサの Y軸と Z軸方向の加速度データを用いて動きの検出処理を行った力 Χ軸方向の加速度データを用レ、ることによって 3次元空間の自由な動きを検出できるように構成してもよい。

[0050] 上記の実施の形態においては、加速度データの傾斜角補正後に加速度変化量の算出を行い、その後加速度変化量の正規化、計測時間の正規化を行うという順番としているが、この順番に限られるものではなレ、。例えば、加速度データの傾斜角補正後に加速度変化量の正規化や、計測時間の正規化を行い、その後加速度変化量の算出を行ってもよレ、。また、計測時間の正規化後に加速度変化量の正規化を行ってあよい。

産業上の利用可能性

[0051] 本発明は、加速度センサを備えた携帯端末装置に関する分野に適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 利用者によって加えられた動きを検出する機能をもつ携帯端末装置であって、

3軸方向の加速度成分を検出する加速度センサと、

前記加速度センサが検出した 3軸方向の加速度成分をもとに当該携帯端末装置の傾斜角を算出する傾斜角算出部と、

前記傾斜角算出部によって算出された傾斜角を記憶する傾斜角記憶部と、前記傾斜角を算出した後に前記加速度センサが検出した少なくとも 2軸方向の加速度データを、前記傾斜角記憶部に記憶された傾斜角を用いて、当該携帯端末装置の基準となる姿勢における加速度データに補正してカ卩ェしたカ卩ェデータを生成する加速度データ処理部と、

基準姿勢をとる当該携帯端末装置の複数の動きに応じた参照データを格納する参照データ記憶部と、

前記参照データ記憶部に格納された参照データを参照して、前記加速度データ処理部により生成されたカ卩ェデータに対応する動きを検出する検出部と、

を備えることを特徴とする携帯端末装置。

[2] 前記加速度データ処理部は、前記傾斜角を用いて補正した後の加速度データに対し、加速度の変化量を算出する加工を行うことを特徴とする請求項 1に記載の携帯端末装置。

[3] 前記加速度データ処理部は、算出された加速度の変化量データに対し、振幅の正規化処理を行うことを特徴とする請求項 2に記載の携帯端末装置。

[4] 前記加速度データ処理部は、振幅の正規化処理を行った加速度の変化量データに対し、計測時間の正規化処理を行うことを特徴とする請求項 3に記載の携帯端末装置。

[5] 前記加速度データ処理部は、算出された加速度の変化量データに対し、計測時間の正規化処理を行うことを特徴とする請求項 2に記載の携帯端末装置。

[6] 前記加速度データ処理部は、計測時間の正規化処理を行った加速度の変化量データに対し、振幅の正規化処理を行うことを特徴とする請求項 5に記載の携帯端末装置。