WO2010047075A1 - 携帯装置における状態検出装置および方法 - Google Patents

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WO2010047075A1
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housing
magnetism
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magnetic
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長澤誠
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日本電気株式会社
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    • H04M1/0206—Portable telephones comprising a plurality of mechanically joined movable body parts, e.g. hinged housings
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    • H04M1/0235—Slidable or telescopic telephones, i.e. with a relative translation movement of the body parts; Telephones using a combination of translation and other relative motions of the body parts
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    • H04M1/0208—Portable telephones comprising a plurality of mechanically joined movable body parts, e.g. hinged housings characterized by the relative motions of the body parts
    • H04M1/0225—Rotatable telephones, i.e. the body parts pivoting to an open position around an axis perpendicular to the plane they define in closed position
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M2250/00—Details of telephonic subscriber devices
    • H04M2250/12—Details of telephonic subscriber devices including a sensor for measuring a physical value, e.g. temperature or motion

Definitions

  • the present invention relates to a portable device typified by a mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistant), and more particularly to an apparatus and method for detecting a change in the shape of the device.
  • a portable device typified by a mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistant)
  • PDA Personal Digital Assistant
  • Recent mobile terminals can change the shape of the terminal in various ways, and not only the liquid crystal display part can be opened and closed, but also can be rotated to be displayed in landscape orientation, or the display part can be exposed and closed.
  • a shape detection method using a magnet and a magnetic sensor is often employed to determine the current shape.
  • Patent Document 1 discloses a method of detecting the position of a mobile terminal in which a movable part having a liquid crystal display part can rotate within a range of ⁇ 90 ° with respect to a fixed part.
  • a portable terminal two magnets are arranged 90 ° apart from each other in the movable part, and two magnetic sensors are arranged 90 ° apart from each other in the fixed part.
  • Patent Document 1 the position detection method disclosed in Patent Document 1 can only be applied to a portable terminal in which the movable part can rotate within a range of ⁇ 90 ° with respect to the rotation center, and the movable part is more complicated than the fixed part. It cannot be applied when moving.
  • An object of the present invention is to provide a state detection device and method capable of detecting a state when the relative positional relationship between two housings changes in a form other than simple rotation or simple shift, and a portable device using the state detection device and method. It is to provide.
  • the state detection device relatively displaces the first housing, the second housing, and the first housing and the second housing with rotation and shift between a plurality of predetermined postures.
  • a state detecting device for detecting a positional state of the first housing and the second housing in a portable device having a connecting mechanism that can be connected, and a predetermined distance in a width direction of the first housing A plurality of magnetism generating means arranged with a predetermined distance in the length direction of the second casing, a plurality of magnetism detecting means for detecting magnetism from the magnetism generating means, and the plurality of magnetisms And a state determination unit that determines a positional state of the first housing and the second housing based on a detection output from the detection unit.
  • the first housing, the second housing, and the first housing and the second housing are relatively displaced with rotation and shift between a plurality of predetermined postures.
  • a state detection method for detecting a positional state of the first housing and the second housing in a portable device having a connecting mechanism that can be connected, and a predetermined distance in a width direction of the first housing The magnetism from the plurality of magnetism generating means is detected by the plurality of magnetism detecting means arranged at a predetermined distance in the length direction of the second casing, and the detection output from the plurality of magnetism detecting means is detected. Based on this, the positional state of the first casing and the second casing is determined.
  • the portable device can relatively displace the first housing, the second housing, and the first housing and the second housing with rotation and shift between a plurality of predetermined postures.
  • a plurality of magnetism generating means arranged at a predetermined distance in the width direction of the first casing, and a predetermined distance in the length direction of the second casing, from the magnetism generating means.
  • a plurality of magnetic detection means for detecting the magnetism of the first and a state determination means for determining a positional state of the first casing and the second casing based on detection outputs from the plurality of magnetic detection means It is characterized by having.
  • FIG. 1 is a circuit diagram schematically illustrating a state detection circuit of a portable device according to an embodiment of the present invention.
  • (A) is the schematic diagram which looked at the state of the magnetic force line in the state where the magnetic sensor H1 and the magnet M1 overlapped in the state 1 from the side surface direction
  • (B) is the magnetic sensor H1 and the magnet M2 overlapped in the state 5.
  • It is the schematic diagram which looked at the mode of the line of magnetic force in the state from the side.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing a casing configuration of a portable device according to an embodiment of the present invention.
  • the portable device according to the present embodiment has a configuration in which a substantially rectangular first casing 101 and second casing 102 are connected by a hinge portion 103.
  • first casing 101 is provided with an operation unit (not shown) such as a key, it is hereinafter referred to as an “operation unit side casing 101”.
  • second casing 102 is provided with a display unit (not shown) such as a liquid crystal display (LCD), it is hereinafter referred to as “display unit side casing 102”.
  • the present invention is not limited to this, and the second housing is rotatably overlapped on the first housing, so the first housing 101 is the lower housing and the second housing 102 is the upper housing. Can also be written.
  • the operation unit side body 101 indicated by a thin solid line and the display part side case 102 indicated by a thick solid line are slightly shifted from each other, but this is because the cases 101 and 102 overlap. Is not necessarily meant to mean that the housings 101 and 102 of the mobile device are slightly displaced in position.
  • the entire surface of the operation unit side body 101 may be covered with the display unit side body 102, or at least the operation unit of the operation unit side body 101 may be covered with the display unit side body 102.
  • the hinge unit 103 has a structure capable of sequentially changing the posture of the display unit side body 102 to a plurality of states with respect to the operation unit side body 101.
  • the operation unit side body 101 and the display unit side body 102 are coupled so as to be rotatable about two axes.
  • the display unit side body 102 is closed with respect to the operation unit side body 101, and is rotated in three predetermined postures: a first open state that intersects with each other on a horizontally long screen, and a second open state on a vertically long screen. It can be changed sequentially with a shift.
  • a specific example of the hinge portion 103 will be described later.
  • magnets M1 and M2 as magnetism generation units are arranged in a stepped manner with a predetermined distance with the hinge unit 103 sandwiched in the width direction of the case.
  • magnetic sensors H1 and H2 as magnetic detectors are arranged in the vertical direction with a predetermined distance on one long side of the housing.
  • one of the magnetic sensors H1 and H2 (here, the magnetic sensor H1) is configured to detect both the presence / absence of a magnetic field and the direction of the magnetic field. It is possible to arrange two or more magnets in the width direction of the operation unit side body 101 and two or more magnetic sensors in the vertical direction of the display unit side body 102.
  • the two magnets M1 and M2 and the two magnetic sensors H1 and H2 are arranged so that the overlapping combination differs for each relative posture change between the operation unit side body 101 and the display unit side body 102.
  • the operation of this embodiment will be described in detail.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a state change of the portable device according to the embodiment of the present invention.
  • the magnet M1 of the operation unit type housing 101 overlaps the magnetic sensor H1 of the display unit side housing 102.
  • the other magnet M2 and the magnetic sensor H2 are separated from each other. Therefore, the magnetic sensor H1 detects magnetism, and the magnetic sensor H2 does not detect magnetism.
  • the display unit side body 102 rotates as shown in the intermediate state of state 2 (clockwise or counterclockwise), the display unit becomes a landscape screen, and the longitudinal direction of the operation unit side unit 101 and the display unit side In a state 3 (first open state or T-shape) where the longitudinal direction of the housing 102 intersects, the magnet M1 and the magnetic sensor H2 overlap, and the other magnet M2 and the magnetic sensor H1 are separated from each other. Therefore, the magnetic sensor H2 detects magnetism, and the magnetic sensor H1 does not detect magnetism.
  • the display unit side body 102 further rotates (clockwise or counterclockwise) as shown in the intermediate state of the state 4, the display unit becomes a vertically long screen, and the longitudinal direction of the operation unit side body 101 and the display unit
  • the state 5 second open state in which the longitudinal direction of the side housing 102 coincides with the same direction
  • the magnet M2 and the magnetic sensor H1 overlap each other, and the other magnet M1 and the magnetic sensor H2 are separated from each other. Therefore, the magnetic sensor H1 detects magnetism, and the magnetic sensor H2 does not detect magnetism.
  • the magnetic sensor H1 detects the magnetism of the magnets M1 and M2 in the state 1 and the state 5, respectively. Therefore, only the magnetic sensor H1 is a sensor that can detect both the S and N poles, and the magnets M1 and M2 are set to different poles of the S and N poles, respectively, so that the states 1 and 5 are changed. Can be distinguished.
  • one of the magnetic sensors H1 and H2 is configured to detect magnetism in the state 1 (closed state), the state 3 (first open state), or the state 5 (second open state). Yes. State 2 and state 4 are an intermediate state between state 1 and state 3 and an intermediate state between state 3 and state 5, respectively, and none of the magnetic sensors detect magnetism.
  • FIG. 3 is a circuit diagram schematically showing a state detection circuit of a portable device according to an embodiment of the present invention.
  • a program control processor here, CPU (Central Processing Unit)
  • CPU Central Processing Unit
  • the magnetic sensor H1 is a sensor that can detect both the S and N poles in a distinguishable manner as described above, and uses, for example, a Hall element.
  • the magnetic sensor H1 has two outputs 1 and 2, and when the N pole of the magnet is detected, the output 1 is shifted from High to Low. Similarly, when the south pole of the magnet is detected, the output 2 is changed from High to Low.
  • Magnetic sensor H2 has one system of output 3, and when either N pole or S pole (whichever is acceptable) is detected, output 3 is transitioned from High to Low. When no magnetism is detected, the outputs of the magnetic sensors H1 and H2 are both high.
  • FIG. 4A is a schematic view of the state of the magnetic force lines in a state 1 in which the magnetic sensor H1 and the magnet M1 overlap each other
  • FIG. 4B is a schematic view of the magnetic sensor H1 and the magnet in the state 5 It is the schematic diagram which looked at the mode of the line of magnetic force in the state where it overlapped with M2 from the side.
  • a substrate 301 is a substrate on which an electrical component incorporated in the display unit side body 102 is mounted, and a magnetic sensor H1 is mounted at a designated position.
  • the magnetic sensor H1 detects the magnetism of the N pole, makes the output 1 transition from High to Low, and the output 2 becomes Maintain High.
  • the magnetic sensor H1 and the south pole of the magnet M2 face each other, the magnetic sensor H1 detects the magnetism of the south pole, and transitions the output 2 from high to low, Output 1 remains high.
  • the magnetic sensor H1 can identify the S pole and the N pole.
  • FIG. 5 is an output waveform diagram of the magnetic sensors H1 and H2 enabling detection of the state of the portable device according to the present embodiment.
  • the side of the magnet M1 facing the display unit side body 102 is set to the N pole, and the side of the magnet M2 facing the display unit side body 102 is set to the S pole.
  • the CPU 201 can determine all the states 1 to 5 by monitoring changes in the outputs 1 to 3 accompanying the above series of operations.
  • there is no period during which the state cannot be detected there is no need to put the processing inside the portable device into a waiting state, and the processing can be performed efficiently.
  • the arrangement of the magnetic sensors H1 and H2 and the magnets M1 and M2 described above is an example, and the location can be freely moved as long as there is no restriction on component mounting.
  • the shape and shape change (transition) of the portable device are examples, and the present invention can be applied if the stationary state is a shape of three or more states.
  • the two magnets M1 and M2 and the two magnetic sensors H1 and H2 are provided for each relative posture between the operation unit side body 101 and the display unit side body 102. They are arranged so that the combinations that overlap are different. Thereby, three predetermined postures of the closed state when the display unit side body 102 is sequentially changed with respect to the operation unit side body 101, the first open state of the landscape screen and the second open state of the portrait screen, An intermediate state between them can be detected. As described above, according to the present embodiment, it is possible to detect all states of the housing posture with the minimum configuration of two magnetic sensors, two magnets, and a circuit for determining the posture based on the sensor output.
  • the present invention is not limited to this hinge mechanism, and any hinge structure that can change the posture of the housing between the state 1 to the state 5 described above may be used.
  • the first casing 101 and the second casing 102 are referred to as a lower casing 101 and an upper casing 102, respectively.
  • the upper casing 102 is closed with respect to the lower casing 101 (state 1) by the hinge portion 103, the first open state (state 3) of the landscape screen, and the second open state (state of the portrait screen). 5) can be sequentially changed to the three predetermined states via the intermediate state.
  • the state of the hinge portion 103 in each predetermined state will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 6 is a perspective plan view showing the closed state of the hinge mechanism of the portable device according to the present embodiment.
  • the hinge portion 103 includes a pair of guide grooves 101-G1 and 101-G2 indicated by broken lines provided in the lower casing 101, and a pair of guide grooves 102-G1 indicated by solid lines provided in the upper casing 102.
  • 102-G2 first housing pin 401 that passes through lower housing guide groove 101-G1 and upper housing guide groove 102-G1 and restricts their movement in the thickness direction, and lower housing guide groove 101-
  • a second shaft pin 401 that passes through G2 and the upper housing guide groove 102-G2 and restricts the movement thereof in the thickness direction.
  • Lower case guide groove 101-G1 is formed along an arc around the guide start point P 14 that is one end of the guide groove 101-G2 lower casing, the length of the arc, and about the start point P 14 It is less than or equal to one-fourth of the circumference of the circle (in this case, one-eighth).
  • the guide groove 101-G2 lower casing is formed along an arc around the guide start point P 13 that is one end of the lower housing guide groove 101-G1, the length of the arc, the start point P 13 Is less than or equal to one-fourth of the circumference of the circle centered on (here, one-eighth).
  • the radius of the circle centered on the start point P 14 and the circle centered on the start point P 13 are the same. That is, the lower housing guide groove 101-G1 and the lower housing guide groove 101-G2 have the same length and the same curvature.
  • the upper case guide groove 102-G1 is formed along an arc around the guide start point P 12 that is one end of the upper housing guide groove 102-G2, the length of the arc, and about the start point P 12 It is less than or equal to one-fourth of the circumference of the circle (in this case, one-eighth).
  • the upper housing guide groove 102-G2 is formed along an arc around the guide start point P 11 that is one end of the upper housing guide groove 102-G1, the length of the arc, the start point P 11 Is less than or equal to one-fourth of the circumference of the circle centered on (in this case one-eighth).
  • the radius of a circle centered on the circle and the starting point P 11 around the start point P 12 is the same. That is, the upper housing guide groove 102-G1 and the upper housing guide groove 102-G2 have the same length and the same curvature.
  • the start point P 11 of the upper housing guide groove 102-G1 and the start point P 13 of the lower housing guide groove 101-G1 coincide.
  • the end point P 22 of the upper housing guide groove 102-G2 and the end point P 24 of the lower housing guide groove 101-G2 coincide.
  • the end point means an end opposite to the start point in each guide groove.
  • the first shaft pin 401 is present in the starting point P 11 and Shitakatami body guide groove 101-G1 of the start point P 13 of the upper housing guide groove 102-G1 match as above ing. More specifically, the first shaft pin 401 is located at the overlapping point of the two starting points P 11 and P 13 and is temporarily fixed by a locking mechanism (not shown).
  • the second shaft pin 402 to the end point P 22 and Shitakatami body guide end point P 24 of the groove 101-G2 of the upper housing guide groove 102-G2 that coincide as described above are present. More specifically, the second shaft pin 402 is located at the overlapping point of the two end points P 22 and P 24 and is temporarily fixed by a locking mechanism (not shown).
  • FIG. 7 is a plan perspective view showing the first open state of the hinge mechanism of the portable device according to the present embodiment.
  • the first open state (state 3) is a state in which the longitudinal direction of the lower housing 101 and the longitudinal direction of the upper housing 102 are orthogonal to each other.
  • the start point P 13 of the lower and the start point P 11 of the upper case guide groove 102-G1 housing guide groove 101-G1 coincides.
  • the start point P 14 of the start point P 12 and the lower housing guide groove of the upper housing guide groove 102-G2 101-G2 coincides.
  • the first shaft pin 401 and the second shaft pin 402 have the following positional relationship.
  • the first axis pin 401 is located in the overlap point of the upper case guide groove 102-G1 of the start point P 11 and the lower housing guide groove 101-G1 of the start point P 13 in the closed state, the first open from the closed state In the process of shifting to the state, it is not displaced, and continues to be located at the overlapping point of the start points P 11 and P 13 .
  • the second shaft pin 402 temporarily fixed at the overlapping point between the end point P 22 of the upper housing guide groove 102-G2 and the end point P 24 of the lower housing guide groove 101-G2 is: the temporary stop in the process of transition from the closed state to the first opened state is released, eventually the upper housing guide groove 102-G2 of the start point P 12 and the lower housing guide groove 101-G2 of the start point P 14 is Move to the overlap point. Further, the second shaft pin 402 to move to the overlap point of the upper case guide groove 102-G2 of the start point P 12 and the lower housing guide groove 101-G2 of the start point P 14 is temporarily fixed by not shown locking mechanism Is done.
  • FIG. 8 is a perspective plan view showing a second open state of the hinge mechanism of the portable device according to the present embodiment.
  • the second open state (state 5) is an open state in which the longitudinal direction of the lower housing 101 and the longitudinal direction of the upper housing 102 coincide.
  • the upper case guide groove 102-G1 endpoint P 21 and the lower housing guide groove 101-G1 endpoint P 23 matches.
  • the start point P 14 of the start point P 12 and the lower housing guide groove of the upper housing guide groove 102-G2 101-G2 coincides.
  • the first shaft pin 401 and the second shaft pin 402 have the following positional relationship.
  • the first axis pin 401 that has been temporarily fixed in the overlapping point of the upper case guide groove 102-G1 of the start point P 11 and the lower housing guide groove 101-G1 of the start point P 13 in the first open state, the first open the temporary stop in the process of transition from the state to the second open state is canceled, finally overlap point between Uekatami body guide groove 102-G1 endpoint P 21 and the lower housing guide groove 101-G1 endpoint P 23
  • the first shaft pin 401 moved to is temporarily fixed by a locking mechanism (not shown).
  • the second shaft pin 402 to move to the overlap point of the upper case guide groove 102-G2 of the start point P 12 and the lower housing guide groove 101-G2 of the start point P 14 in the first open state, the In the process of shifting from the 1-open state to the 2nd-open state, there is no displacement, and it continues to be located at the overlapping point of the start points P 12 and P 14 .
  • the present invention can be applied to a portable device, a cellular phone, a portable information communication terminal, or the like that can change its shape in three or more states.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Telephone Set Structure (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

　携帯装置の２つの筐体の相対的な位置関係が単純な回転あるいはシフト以外の形態で変化する場合の状態検出が可能な装置および方法を提供する。第１筐体と第２筐体とを複数の所定姿勢の間で回転およびシフトを伴って相対的に変位可能に連結する連結機構を有する携帯装置において、第１筐体の幅方向に所定距離をもって配置された複数の磁石（Ｍ１，Ｍ２）と、第２筐体の長さ方向に所定距離をもって配置され磁石からの磁気を検出するための複数の磁気センサ（Ｈ１，Ｈ２）と、複数の磁気センサの検出出力に基づいて第１筐体と第２筐体との位置的状態を判定する。

Description

携帯装置における状態検出装置および方法
　本発明は携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などに代表される携帯装置に係り、特に装置の形状変化を検出する装置および方法に関する。
　近年の携帯端末は端末形状を種々変化させることができ、液晶表示部が開閉するだけでなく、回転して横長表示にしたり、表示部を露出させて閉じたりすることも可能である。このように複雑に形状が変化しうる携帯端末では、現在の形状を判断するために磁石と磁気センサとを用いた形状検出方式が多く採用されている。
　たとえば特許文献１には、液晶表示部を有する可動部が固定部に対して±９０°の範囲で回転可能な携帯端末の位置検出方法が開示されている。この携帯端末では、可動部に９０°離間して２個の磁石が配置され、固定部に同じく９０°離間して２個の磁気センサが配置されている。この構成により、－９０°、０°、＋９０°の３つの位置とそれらの遷移区間の４状態を検出することができる（特許文献１の段落００４５～００５２、図５～図７参照）。
特開２００８－０６７３３５号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された位置検出方法は、可動部が回転中心を基準として±９０°の範囲で回転可能な携帯端末に適用できるだけであり、可動部が固定部に対してより複雑な移動形態をとる場合には適用することができない。
　本発明の目的は、２つの筐体の相対的な位置関係が単純な回転あるいは単純なシフト以外の形態で変化する場合の状態検出が可能な状態検出装置および方法とそれを用いた携帯装置を提供することにある。
　本発明による状態検出装置は、第１筐体と、第２筐体と、前記第１筐体と前記第２筐体とを複数の所定姿勢の間で回転およびシフトを伴って相対的に変位可能に連結する連結機構と、を有する携帯装置において前記第１筐体と前記第２筐体との位置的状態を検出する状態検出装置であって、前記第１筐体の幅方向に所定距離をもって配置された複数の磁気発生手段と、前記第２筐体の長さ方向に所定距離をもって配置され、前記磁気発生手段からの磁気を検出するための複数の磁気検出手段と、前記複数の磁気検出手段からの検出出力に基づいて、前記第１筐体と前記第２筐体との位置的状態を判定する状態判定手段と、を有することを特徴とする。
　本発明による状態検出方法は、第１筐体と、第２筐体と、前記第１筐体と前記第２筐体とを複数の所定姿勢の間で回転およびシフトを伴って相対的に変位可能に連結する連結機構と、を有する携帯装置において前記第１筐体と前記第２筐体との位置的状態を検出する状態検出方法であって、前記第１筐体の幅方向に所定距離をもって配置されたし複数の磁気発生手段からの磁気を前記第２筐体の長さ方向に所定距離をもって配置された複数の磁気検出手段によって検出し、前記複数の磁気検出手段からの検出出力に基づいて、前記第１筐体と前記第２筐体との位置的状態を判定する、ことを特徴とする。
　本発明による携帯装置は、第１筐体と、第２筐体と、前記第１筐体と前記第２筐体とを複数の所定姿勢の間で回転およびシフトを伴って相対的に変位可能に連結する連結機構と、前記第１筐体の幅方向に所定距離をもって配置された複数の磁気発生手段と、前記第２筐体の長さ方向に所定距離をもって配置され、前記磁気発生手段からの磁気を検出するための複数の磁気検出手段と、前記複数の磁気検出手段からの検出出力に基づいて、前記第１筐体と前記第２筐体との位置的状態を判定する状態判定手段と、を有することを特徴とする。
　本発明によれば、２つの筐体の相対的な位置関係が単純な回転あるいは単純なシフト以外の形態で変化する場合の状態検出が可能となる。
本発明の一実施例による携帯装置の筐体構成を模式的に示す平面図である。 本発明の一実施例による携帯装置の状態変化を模式的に示す図である。 本発明の一実施例による携帯装置の状態検出回路を概略的に示す回路図である。 （Ａ）は状態１において磁気センサＨ１と磁石Ｍ１とが重なった状態での磁力線の様子を側面方向から見た模式図であり、（Ｂ）は状態５において磁気センサＨ１と磁石Ｍ２とが重なった状態での磁力線の様子を側面方向から見た模式図である。 本実施例による携帯装置の状態検出を可能にする磁気センサＨ１およびＨ２の出力波形図である。 本実施例による携帯装置のヒンジ機構の閉状態を示す平面透視図である。 本実施例による携帯装置のヒンジ機構の第１開状態を示す平面透視図である。 本実施例による携帯装置のヒンジ機構の第２開状態を示す平面透視図である。
　１．構成
　図１は本発明の一実施例による携帯装置の筐体構成を模式的に示す平面図である。本実施例による携帯装置は、ほぼ矩形状の第１筐体１０１と第２筐体１０２とがヒンジ部１０３により連結された構成を有する。本実施例では、第１筐体１０１にはキー等の操作部（図示せず。）が設けられているので、以下、「操作部側筐体１０１」という。第２筐体１０２には液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等の表示部（図示せず。）が設けられているので、以下、「表示部側筐体１０２」という。ただし、これに限定されるものではなく、第１筐体の上に第２筐体が回転可能に重なっているので、第１筐体１０１を下筐体、第２筐体１０２を上筐体と記すこともできる。
　なお、図１では、細い実線で示す操作部側筐体１０１と太い実線で示す表示部側筐体１０２とが若干ずれて図示されているが、これは筐体１０１および１０２が重なっていることを説明的に示したものであり、携帯装置の筐体１０１および１０２とが位置的に若干ずれていることをそのまま意味するものとは限らない。操作部側筐体１０１の全面が表示部側筐体１０２により覆われる構成でもよいし、操作部側筐体１０１の少なくとも操作部が表示部側筐体１０２により覆われる構成でもよい。
　ヒンジ部１０３は、操作部側筐体１０１に対して表示部側筐体１０２の姿勢を複数の状態に順次変化させることができる構造を有する。ここでは、後述するように操作部側筐体１０１と表示部側筐体１０２とが２つの軸を中心として回転可能に連結されている。この連結機構により、操作部側筐体１０１に対して表示部側筐体１０２を閉状態、横長画面で互いに交差した第１開状態および縦長画面の第２開状態の３つの所定姿勢に回転およびシフトを伴って順次変化させることができるものとする。ヒンジ部１０３の具体例は後述する。
　さらに、操作部側筐体１０１には、磁気発生部としての磁石Ｍ１およびＭ２がヒンジ部１０３を筐体の幅方向に挟んで所定距離を持って段違いに配置されている。さらに、表示部側筐体１０２には、磁気検出器としての磁気センサＨ１およびＨ２が筐体の一方の長辺側に所定距離を持って縦方向に配置されている。後述するが、磁気センサＨ１およびＨ２の一方（ここでは、磁気センサＨ１）が磁界の有無および磁界の方向の両方を検出できるように構成されている。なお、操作部側筐体１０１の幅方向に２個以上の磁石を配置し、表示部側筐体１０２の縦方向に２個以上の磁気センサを配置することも可能である。
　２つの磁石Ｍ１およびＭ２と２つの磁気センサＨ１およびＨ２とは、操作部側筐体１０１と表示部側筐体１０２との相対的な姿勢変化ごとに重なる組み合わせが異なるように配置される。以下、本実施例の動作を詳細に説明する。
　２．動作
　図２は本発明の一実施例による携帯装置の状態変化を模式的に示す図である。表示部側筐体１０２が操作部側筐体１０１に対して状態１（閉状態）である時には、操作部型筐体１０１の磁石Ｍ１は、表示部側筐体１０２の磁気センサＨ１と重なっており、他方の磁石Ｍ２と磁気センサＨ２とは離間している。したがって、磁気センサＨ１は磁気を検出し、磁気センサＨ２は磁気を検出しない。
　表示部側筐体１０２が状態２の中間状態で示すように（時計回りあるいは反時計回りに）回転し、表示部が横長画面となり、かつ、操作部側筐体１０１の長手方向と表示部側筐体１０２の長手方向とが交差した状態３（第１開状態あるいはＴ字形状）では、磁石Ｍ１と磁気センサＨ２とが重なり、他方の磁石Ｍ２と磁気センサＨ１とは離間している。したがって、磁気センサＨ２は磁気を検出し、磁気センサＨ１は磁気を検出しない。
　表示部側筐体１０２が状態４の中間状態で示すようにさらに（時計回りあるいは反時計回りに）回転し、表示部が縦長画面となり、かつ、操作部側筐体１０１の長手方向と表示部側筐体１０２の長手方向とが同方向に一致した状態５（第２開状態）では、磁石Ｍ２と磁気センサＨ１とが重なり、他方の磁石Ｍ１と磁気センサＨ２とは離間している。したがって、磁気センサＨ１は磁気を検出し、磁気センサＨ２は磁気を検出しない。
　本実施例における磁石Ｍ１およびＭ２と磁気センサＨ１およびＨ２との配置では、磁気センサＨ１が状態１と状態５においてそれぞれ磁石Ｍ１およびＭ２の磁気を検出する。したがって、磁気センサＨ１だけをＳおよびＮの両極を識別可能に検出できるセンサにしておき、磁石Ｍ１およびＭ２をそれぞれＳ極およびＮ極の異なる極に設定することで、状態１と状態５とを区別することができる。本実施例では、状態１（閉状態）、状態３（第１開状態）あるいは状態５（第２開状態）であれば、磁気センサＨ１およびＨ２の一方が磁気を検出するように構成されている。なお、状態２と状態４はそれぞれ状態１と状態３の中間状態、状態３と状態５の中間状態で、いずれの磁気センサも磁気を検出しない状態である。
　図３は本発明の一実施例による携帯装置の状態検出回路を概略的に示す回路図である。ここでは、携帯装置内のプログラム制御プロセッサ（ここではＣＰＵ(Central Processing Unit)）２０１がメモリ２０２内のプログラムを実行し、磁気センサＨ１およびＨ２の出力１～３をモニタすることで図２に示す状態１～５のいずれの状態かを判定する。
　磁気センサＨ１は、上述したようにＳおよびＮの両極を識別可能に検出できるセンサであり、たとえばホール素子を用いる。磁気センサＨ１は、２系統の出力１および出力２を有し、磁石のＮ極を検出した場合は出力１をＨｉｇｈからＬｏｗに遷移させる。同様に磁石のＳ極を検出した場合は出力２をＨｉｇｈからＬｏｗに遷移させる。
　磁気センサＨ２は１系統の出力３を有し、Ｎ極またはＳ極のどちらか（どちらでも良い）一方を検出した場合に出力３をＨｉｇｈからＬｏｗに遷移させる。なお、磁気を検出しないときは磁気センサＨ１およびＨ２のいずれの出力もＨｉｇｈであるものとする。
　図４（Ａ）は状態１において磁気センサＨ１と磁石Ｍ１とが重なった状態での磁力線の様子を側面方向から見た模式図であり、図４（Ｂ）は状態５において磁気センサＨ１と磁石Ｍ２とが重なった状態での磁力線の様子を側面方向から見た模式図である。基板３０１は表示部側筐体１０２内に組み込まれた電気部品を搭載する基板であり、指定位置に磁気センサＨ１を搭載している。
　図４（Ａ）に示す状態１では、磁気センサＨ１と磁石Ｍ１のＮ極が向かい合っており、磁気センサＨ１はＮ極の磁気を検出して出力１をＨｉｇｈからＬｏｗに遷移させ、出力２はＨｉｇｈを維持する。逆に、図４（Ｂ）に示す状態５では、磁気センサＨ１と磁石Ｍ２のＳ極が向かい合っており、磁気センサＨ１はＳ極の磁気を検出して出力２をＨｉｇｈからＬｏｗに遷移させ、出力１はＨｉｇｈを維持する。このように磁気センサＨ１は磁力線の向きによって、出力１または出力２がＬｏｗとなるので、Ｓ極、Ｎ極を識別することができる。
　図５は本実施例による携帯装置の状態検出を可能にする磁気センサＨ１およびＨ２の出力波形図である。ここでは、磁石Ｍ１の表示部側筐体１０２に対抗した側がＮ極、磁石Ｍ２の表示部側筐体１０２に対抗した側がＳ極にそれぞれ設定されているものとする。
　まず、状態１（閉状態）では、磁気センサＨ１は磁石Ｍ１のＮ極を検出するので出力１はＬｏｗ、出力２はＨｉｇｈであり、磁気センサＨ２は磁気を検出しないので出力３はＨｉｇｈである。したがって、ＣＰＵ２０１は（出力１，出力２，出力３）＝（０，１，１）であれば、携帯装置が状態１であると判定可能である。
　状態１から状態３に遷移する間の状態２では、磁気センサＨ１およびＨ２は双方とも磁石Ｍ１およびＭ２の磁気を検出できないため、出力１～３はすべてＨｉｇｈである。したがって、ＣＰＵ２０１は（出力１，出力２，出力３）＝（１，１，１）であれば、携帯装置が中間状態であると判定可能である。この場合、前の状態（状態１）を記憶しておけば状態２であると判定可能である。
　状態３（第１開状態）では、磁気センサＨ２が磁石Ｍ１のＮ極を検出するので出力３はＬｏｗ、磁気センサＨ１は磁気を検出しないので出力１および２は共にＨｉｇｈである。したがって、ＣＰＵ２０１は（出力１，出力２，出力３）＝（１，１，０）であれば、携帯装置が状態３であると判定可能である。
　状態３から状態５に遷移する間の状態４では、磁気センサＨ１およびＨ２は双方とも磁石Ｍ１およびＭ２の磁気を検出できないため、出力１～３はすべてＨｉｇｈである。したがって、ＣＰＵ２０１は（出力１，出力２，出力３）＝（１，１，１）であるから、携帯装置が中間状態（ここでは状態４あるいは状態２）であると判定可能である。
　状態５（第２開状態）では、磁気センサＨ１は磁石Ｍ２のＳ極を検出するので出力１はＨｉｇｈ、出力２はＬｏｗであり、磁気センサＨ２は磁気を検出しないので出力３はＨｉｇｈである。したがって、ＣＰＵ２０１は（出力１，出力２，出力３）＝（１，０，１）であれば、携帯装置が状態５であると判定可能である。
　ＣＰＵ２０１は、以上の一連の動作に伴う出力１～３の変化をモニタすることにより、状態１～状態５の全ての状態を判定可能となる。特に、本実施例によれば（出力１，出力２，出力３）＝（１，１，１）を検出することで中間状態であることを知ることができるので、中間状態にある期間に、表示部の表示画面をミュートしたり、画面表示の回転処理などを行うタイミングを検出したりすることができる。さらに、表示部の画面表示の処理以外の処理を行うこともできる。また、状態を検出できない期間がないため、携帯装置内部の処理を待ち状態にする必要がなく、効率的に処理を行うことが出来る。
　なお、上述した磁気センサＨ１およびＨ２、磁石Ｍ１およびＭ２の配置は一例であり、部品実装の制約がない限り、自由に場所の移動ができる。また、携帯装置の形状や形状変化（遷移)は一例であり、静止する状態が３状態以上の形状であれば本発明を適用することが可能である。
　３．効果
　上述したように、本実施例によれば、２つの磁石Ｍ１およびＭ２と２つの磁気センサＨ１およびＨ２とが、操作部側筐体１０１と表示部側筐体１０２との相対的な姿勢ごとに重なる組み合わせが異なるように配置される。これにより、操作部側筐体１０１に対して表示部側筐体１０２を順次変化させたときの閉状態、横長画面の第１開状態および縦長画面の第２開状態の３つの所定姿勢と、それらの間の中間状態とを検出することができる。このように、本実施例によれば、磁気センサ２個および磁石２個とセンサ出力により姿勢判定する回路という最小の構成で筐体姿勢の全ての状態を検出することが可能となる。
　４．ヒンジ機構
　次に、本実施例による携帯装置のヒンジ部１０３の構成および動作の一例を説明する。ただし、本発明はこのヒンジ機構に限定されるものではなく、上述した状態１～状態５の間で筐体の姿勢を変化させることができるヒンジ構造であればよい。
　以下、第１筐体１０１および第２筐体１０２をそれぞれ下筐体１０１および上筐体１０２と記すものとする。上述したように、ヒンジ部１０３により、上筐体１０２は下筐体１０１に対して閉状態（状態１）、横長画面の第１開状態（状態３）および縦長画面の第２開状態（状態５）の３つの所定状態に中間状態を介して順次変化することができる。以下、各所定状態でのヒンジ部１０３の状態を図面を参照しながら説明する。
　図６は本実施例による携帯装置のヒンジ機構の閉状態を示す平面透視図である。ヒンジ部１０３は、下筐体１０１に設けられた破線で示す１対の案内溝１０１－Ｇ１および１０１－Ｇ２と、上筐体１０２に設けられた実線で示す１対の案内溝１０２－Ｇ１および１０２－Ｇ２と、下筐体案内溝１０１－Ｇ１と上筐体案内溝１０２－Ｇ１とを貫通しそれらの移動を厚さ方向に規制する第１軸ピン４０１と、下筐体案内溝１０１－Ｇ２と上筐体案内溝１０２－Ｇ２とを貫通しそれらの移動を厚さ方向に規制する第２軸ピン４０１と、を有する。
　下筐体案内溝１０１－Ｇ１は、下筐体案内溝１０１－Ｇ２の一端である案内始点Ｐ14を中心とする円弧に沿って形成され、その円弧の長さは、始点Ｐ14を中心とする円の円周の４分の１以下である（ここでは８分の１）。同様に、下筐体案内溝１０１－Ｇ２は、下筐体案内溝１０１－Ｇ１の一端である案内始点Ｐ13を中心とする円弧に沿って形成され、その円弧の長さは、始点Ｐ13を中心とする円の円周の４分の１以下である（ここでは８分の１）。さらに、始点Ｐ14を中心とする円と始点Ｐ13を中心とする円の半径は同一である。すなわち、下筐体案内溝１０１－Ｇ１と下筐体案内溝１０１－Ｇ２とは、同一の長さを有し、同一の曲率を有する。
　上筐体案内溝１０２－Ｇ１は、上筐体案内溝１０２－Ｇ２の一端である案内始点Ｐ12を中心とする円弧に沿って形成され、その円弧の長さは、始点Ｐ12を中心とする円の円周の４分の１以下である（ここでは８分の１）。同様に、上筐体案内溝１０２－Ｇ２は、上筐体案内溝１０２－Ｇ１の一端である案内始点Ｐ11を中心とする円弧に沿って形成され、その円弧の長さは、始点Ｐ11を中心とする円の円周の４分の１以下である（ここでは８分の１）。さらに、始点Ｐ12を中心とする円と始点Ｐ11を中心とする円の半径は同一である。すなわち、上筐体案内溝１０２－Ｇ１と上筐体案内溝１０２－Ｇ２とは、同一の長さを有し、同一の曲率を有する。
　図６に示す閉状態では、上筐体案内溝１０２－Ｇ１の始点Ｐ11と下筐体案内溝１０１－Ｇ１の始点Ｐ13とが一致する。また、上筐体案内溝１０２－Ｇ２の終点Ｐ22と下筐体案内溝１０１－Ｇ２の終点Ｐ24とが一致する。なお、終点とは、各案内溝において始点と反対側の端を意味する。
　図６に示す閉状態では、上記のように一致している上筐体案内溝１０２－Ｇ１の始点Ｐ11および下筐体案内溝１０１－Ｇ１の始点Ｐ13に第１軸ピン４０１が存在している。より具体的には、第１軸ピン４０１は、２つの始点Ｐ11、Ｐ13の重複点に位置し、不図示の係止機構によって仮止めされている。
　一方、上記のように一致している上筐体案内溝１０２－Ｇ２の終点Ｐ22および下筐体案内溝１０１－Ｇ２の終点Ｐ24に第２軸ピン４０２が存在している。より具体的には、第２軸ピン４０２は、２つの終点Ｐ22、Ｐ24の重複点に位置し、かつ、不図示の係止機構によって仮止めされている。
　図７は本実施例による携帯装置のヒンジ機構の第１開状態を示す平面透視図である。第１開状態（状態３）は、下筐体１０１の長手方向と上筐体１０２の長手方向とが直交している状態である。第１開状態では、上筐体案内溝１０２－Ｇ１の始点Ｐ11と下筐体案内溝１０１－Ｇ１の始点Ｐ13とが一致する。また、上筐体案内溝１０２－Ｇ２の始点Ｐ12と下筐体案内溝１０１－Ｇ２の始点Ｐ14とが一致する。
　第１軸ピン４０１および第２軸ピン４０２は次のような位置関係となる。閉状態において上筐体案内溝１０２－Ｇ１の始点Ｐ11と下筐体案内溝１０１－Ｇ１の始点Ｐ13との重複点に位置していた第１軸ピン４０１は、閉状態から第１開状態へ移行する過程では変位せず、一貫して始点Ｐ11、Ｐ13の重複点に位置し続ける。
　これに対して、閉状態において上筐体案内溝１０２－Ｇ２の終点Ｐ22と下筐体案内溝１０１－Ｇ２の終点Ｐ24との重複点において仮止めされていた第２軸ピン４０２は、閉状態から第１開状態へ移行する過程で上記仮止めが解除され、最終的には上筐体案内溝１０２－Ｇ２の始点Ｐ12と下筐体案内溝１０１－Ｇ２の始点Ｐ14との重複点に移動する。さらに、上筐体案内溝１０２－Ｇ２の始点Ｐ12と下筐体案内溝１０１－Ｇ２の始点Ｐ14との重複点に移動した第２軸ピン４０２は、不図示の係止機構によって仮止めされる。
　図８は本実施例による携帯装置のヒンジ機構の第２開状態を示す平面透視図である。第２開状態（状態５）は、下筐体１０１の長手方向と上筐体１０２の長手方向とが一致している開状態である。第２開状態では、上筐体案内溝１０２－Ｇ１の終点Ｐ21と下筐体案内溝１０１－Ｇ１の終点Ｐ23とが一致する。また、上筐体案内溝１０２－Ｇ２の始点Ｐ12と下筐体案内溝１０１－Ｇ２の始点Ｐ14とが一致する。
　第１軸ピン４０１および第２軸ピン４０２は次のような位置関係となる。第１開状態において上筐体案内溝１０２－Ｇ１の始点Ｐ11と下筐体案内溝１０１－Ｇ１の始点Ｐ13との重複点において仮止めされていた第１軸ピン４０１は、第１開状態から第２開状態へ移行する過程で上記仮止めが解除され、最終的に上筐体案内溝１０２－Ｇ１の終点Ｐ21と下筐体案内溝１０１－Ｇ１の終点Ｐ23との重複点に移動した第１軸ピン４０１は、不図示の係止機構によって仮止めされる。
　これに対して、第１開状態において上筐体案内溝１０２－Ｇ２の始点Ｐ12と下筐体案内溝１０１－Ｇ２の始点Ｐ14との重複点に移動した第２軸ピン４０２は、第１開状態から第２開状態へ移行する過程では変位せず、一貫して始点Ｐ12、Ｐ14の重複点に位置し続ける。
　本発明は３状態以上の形状変化が可能な携帯装置、携帯電話機あるいは携帯情報通信端末などに適用可能である。
１０１　第１筐体
１０２　第２筐体
１０３　ヒンジ部
Ｍ１、Ｍ２　磁石
Ｈ１、Ｈ２　磁気センサ

Claims (16)

  1. 　第１筐体と、第２筐体と、前記第１筐体と前記第２筐体とを複数の所定姿勢の間で回転およびシフトを伴って相対的に変位可能に連結する連結機構と、を有する携帯装置において前記第１筐体と前記第２筐体との位置的状態を検出する状態検出装置であって、
    　前記第１筐体の幅方向に所定距離をもって配置された複数の磁気発生手段と、
    　前記第２筐体の長さ方向に所定距離をもって配置され、前記磁気発生手段からの磁気を検出するための複数の磁気検出手段と、
    　前記複数の磁気検出手段からの検出出力に基づいて、前記第１筐体と前記第２筐体との位置的状態を判定する状態判定手段と、
    　を有することを特徴とする状態検出装置。
  2. 　２つの磁気発生手段のいずれか１つと２つの磁気検出手段のいずれか１つとは、前記複数の所定姿勢に依存して異なる組み合わせで位置的に重なることを特徴とする請求項１に記載の状態検出装置。
  3. 　前記２つの磁気発生手段は異なる磁気極を発生し、前記２つの磁気検出手段の一方は前記異なる磁気極を検出でき、他方は磁気の有無のみを検出できることを特徴とする請求項２に記載の状態検出装置。
  4. 　前記状態判定手段は、前記複数の磁気検出手段の検出出力に基づいて、前記複数の所定姿勢およびそれらの中間状態のいずれであるかを判定することを特徴とする請求項１－３のいずれか１項に記載の状態検出装置。
  5. 　前記複数の所定姿勢は、前記第１筐体の少なくとも特定部分が前記第２筐体によって覆われた閉状態と、前記第１筐体の少なくとも前記特定部分が露出し前記第１筐体および前記第２筐体の長手方向が交差した第１開状態と、少なくとも前記特定部分が露出し前記第１筐体および前記第２筐体の長手方向が一致した第２開状態と、を少なくとも有し、
    　前記閉状態、前記第１開状態あるいは前記第２開状態のいずれか一つの状態から他の状態へ回転操作により変位可能であることを特徴とする請求項１－４のいずれか１項に記載の状態検出装置。
  6. 　第１筐体と、第２筐体と、前記第１筐体と前記第２筐体とを複数の所定姿勢の間で回転およびシフトを伴って相対的に変位可能に連結する連結機構と、を有する携帯装置において前記第１筐体と前記第２筐体との位置的状態を検出する状態検出方法であって、
    　前記第１筐体の幅方向に所定距離をもって配置されたし複数の磁気発生手段からの磁気を前記第２筐体の長さ方向に所定距離をもって配置された複数の磁気検出手段によって検出し、
    　前記複数の磁気検出手段からの検出出力に基づいて、前記第１筐体と前記第２筐体との位置的状態を判定する、
    　ことを特徴とする状態検出方法。
  7. 　２つの磁気発生手段のいずれか１つと２つの磁気検出手段のいずれか１つとは、前記複数の所定姿勢に依存して異なる組み合わせで位置的に重なることを特徴とする請求項６に記載の状態検出方法。
  8. 　前記２つの磁気発生手段は異なる磁気極を発生し、前記２つの磁気検出手段の一方は前記異なる磁気極を検出でき、他方は磁気の有無のみを検出できることを特徴とする請求項７に記載の状態検出方法。
  9. 　前記複数の磁気検出手段の検出出力に基づいて、前記複数の所定姿勢およびそれらの中間状態のいずれであるかを判定することを特徴とする請求項６－８のいずれか１項に記載の状態検出方法。
  10. 　第１筐体と、
    　第２筐体と、
    　前記第１筐体と前記第２筐体とを複数の所定姿勢の間で回転およびシフトを伴って相対的に変位可能に連結する連結機構と、
    　前記第１筐体の幅方向に所定距離をもって配置された複数の磁気発生手段と、
    　前記第２筐体の長さ方向に所定距離をもって配置され、前記磁気発生手段からの磁気を検出するための複数の磁気検出手段と、
    　前記複数の磁気検出手段からの検出出力に基づいて、前記第１筐体と前記第２筐体との位置的状態を判定する状態判定手段と、
    　を有することを特徴とする携帯装置。
  11. 　２つの磁気発生手段のいずれか１つと２つの磁気検出手段のいずれか１つとは、前記複数の所定姿勢に依存して異なる組み合わせで位置的に重なることを特徴とする請求項１０に記載の携帯装置。
  12. 　前記２つの磁気発生手段は異なる磁気極を発生し、前記２つの磁気検出手段の一方は前記異なる磁気極を検出でき、他方は磁気の有無のみを検出できることを特徴とする請求項１１に記載の携帯装置。
  13. 　前記状態判定手段は、前記複数の磁気検出手段の検出出力に基づいて、前記複数の所定姿勢およびそれらの中間状態のいずれであるかを判定することを特徴とする請求項１０－１２のいずれか１項に記載の携帯装置。
  14. 　前記複数の所定姿勢は、前記第１筐体の少なくとも特定部分が前記第２筐体によって覆われた閉状態と、前記第１筐体の少なくとも前記特定部分が露出し前記第１筐体および前記第２筐体の長手方向が交差した第１開状態と、少なくとも前記特定部分が露出し前記第１筐体および前記第２筐体の長手方向が一致した第２開状態と、を少なくとも有し、
    　前記閉状態、前記第１開状態あるいは前記第２開状態のいずれか一つの状態から他の状態へ回転操作により変位可能であることを特徴とする請求項１０－１３のいずれか１項に記載の携帯装置。
  15. 　第１筐体と、第２筐体と、前記第１筐体と前記第２筐体とを複数の所定姿勢の間で回転およびシフトを伴って相対的に変位可能に連結する連結機構と、を有する携帯装置において前記第１筐体と前記第２筐体との位置的状態を検出する状態検出装置としてプログラム制御プロセッサを機能させるプログラムであって、
    　前記第１筐体の幅方向に所定距離をもって配置されたし複数の磁気発生手段からの磁気を前記第２筐体の長さ方向に所定距離をもって配置された複数の磁気検出手段によって検出する機能と、
    　前記複数の磁気検出手段からの検出出力に基づいて、前記第１筐体と前記第２筐体との位置的状態を判定する機能と、
    　を前記プログラム制御プロセッサに実現することを特徴とするプログラム。
  16. 　前記複数の磁気検出手段の検出出力に基づいて、前記複数の所定姿勢およびそれらの中間状態のいずれであるかを判定することを特徴とする請求項１５に記載のプログラム。
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