(57)【要約】【課題】  サンプリング周波数と閾値を連動させて設定することで、タップ操作の適切な検出処理を行う電子機器及びタップ操作検出方法等を提供すること。【解決手段】  電子機器は、加速度センサー１０の加速度検出のサンプリング周波数及びタップ操作の判定の閾値を設定する設定部１１０と、加速度センサーからのセンサー情報に基づいて、タップ操作の判定を行う処理部１２０を含み、設定部１１０は、加速度センサー１０の第１の設定モードでは、サンプリング周波数をＦ１に設定するとともに閾値をＴｈ１に設定し、加速度センサー１０の第２の設定モードでは、サンプリング周波数をＦ１よりも高い周波数であるＦ２に設定するとともに、閾値をＴｈ１よりも大きな値であるＴｈ２に設定する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度センサーの加速度検出のサンプリング周波数及びタップ操作の判定の閾値を設定する設定部と、
前記加速度センサーからのセンサー情報に基づいて、前記タップ操作の判定を行う処理部と、
を含み、
前記設定部は、
前記加速度センサーの第１の設定モードでは、前記サンプリング周波数をＦ１に設定するとともに、前記閾値をＴｈ１に設定し、
前記加速度センサーの第２の設定モードでは、前記サンプリング周波数をＦ１よりも高い周波数であるＦ２に設定するとともに、前記閾値をＴｈ１よりも大きな値であるＴｈ２に設定することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
請求項１において、
生体情報を検出する生体情報検出センサーを含み、
前記処理部は、
前記加速度センサーからの前記センサー情報である体動情報に基づいて、前記生体情報検出センサーからの前記生体情報に対する補正処理を行うとともに、
前記加速度センサーからの前記センサー情報に基づいて、前記タップ操作の判定を行うことを特徴とする電子機器。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記設定部は、
前記電子機器を装着するユーザーが運動状態にあると判定された場合に、前記加速度センサーの設定モードを前記第２の設定モードに設定することを特徴とする電子機器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記設定部は、
情報の表示を行う情報表示モードでは前記第１の設定モードに設定し、外部からの情報の入力を受け付ける情報入力モードでは前記第２の設定モードに設定することを特徴とする電子機器。
【請求項５】
請求項４において、
表示部における情報の表示制御を行う表示制御部を含み、
前記設定部により前記加速度センサーが前記情報入力モードに対応する前記第２の設定モードに設定されている場合に、
前記処理部は、
前記サンプリング周波数がＦ２に設定され、前記閾値がＴｈ２に設定された前記加速度センサーからの前記センサー情報に基づいて、前記タップ操作の判定を行い、
前記表示制御部は、
前記処理部で前記タップ操作が検出された場合に、前記表示部に表示される表示画像を遷移させる前記表示制御を行うことを特徴とする電子機器。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記加速度センサーの所定軸方向での正方向の信号値と、前記正方向での前記閾値であるＴｈ＋との比較処理、及び、前記加速度センサーの前記所定軸方向での負方向の前記信号値と、前記負方向での前記閾値であるＴｈ−との比較処理の少なくとも一方の比較処理に基づいて、前記タップ操作の判定を行うことを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記電子機器の装着状態を判定する装着判定部を含み、
前記設定部は、
前記装着判定部により前記電子機器が非装着状態であると判定された場合に、前記加速度センサーを、前記サンプリング周波数の値がＦ１よりも低い周波数であるＦ０となる第３の設定モードに設定することを特徴とする電子機器。
【請求項８】
加速度センサーの加速度検出のサンプリング周波数及びタップ操作の判定の閾値を設定する設定処理を行い、
設定された前記サンプリング周波数及び前記閾値による前記加速度センサーからのセンサー情報に基づいて、前記タップ操作の判定を行うタップ判定処理を行い、
前記設定処理として、
前記加速度センサーの第１の設定モードでは、前記サンプリング周波数をＦ１に設定するとともに、前記閾値をＴｈ１に設定し、
前記加速度センサーの第２の設定モードでは、前記サンプリング周波数をＦ１よりも高い周波数であるＦ２に設定するとともに、前記閾値をＴｈ１よりも大きな値であるＴｈ２に設定する処理を行うことを特徴とするタップ操作検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器及びタップ操作検出方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザーが電子機器に対して入力を行うためのインターフェースは種々の形態が考えられ、例えばキーやボタン等を有する操作部であってもよいし、表示部を兼ねたタッチパネルであってもよい。その他の入力インターフェースとして、タップ動作（タップ操作）を用いる手法も広く知られている。ここでタップ動作とは、ユーザーが自身の手等を用いて電子機器を叩く等の動作であり、広義には電子機器に対して衝撃を与える動作である。またタップ操作とは当該タップ動作による操作入力を表す。
【０００３】
タップ動作はボタン等入力デバイスが制限されるような電子機器においては有用なユーザーインターフェースである。例えば、腕時計型の電子機器では小型化、軽量化が求められたり、ユーザーにとってわかりやすいインターフェースを実現するためにシンプルな構成が求められたりするため、ボタン等の制限が大きいためである。
【０００４】
しかし、タップ動作を検出するには非常に短い加速度の変化を捉える必要があり、例えば２００Ｈｚ程度の分解能で加速度信号のサンプリングを行わないと、誤検出の可能性が高まる。ただし分解能を細かくするとそれだけ消費電力が増える。すなわち、精度と消費電力は反比例の関係にあり、ユーザビリティと機器電池寿命の良いバランスを見つけることは非常に難しい。
【０００５】
例えば特許文献１には、活動量を演算し、演算した活動量に基づいて加速度センサの検出周期を変更する手法が開示されている。特許文献１では、当該手法により活動量計の消費電力を低減するとの効果が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２８８９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の手法は、活動量計の消費電力低減を目的としたものであり、加速度センサーを用いたタップ操作の検出については考慮してない。上述したように、タップ操作ではサンプリング周波数を下げると検出精度が低下する。つまりタップ操作におけるサンプリング周波数は、消費電力という観点だけでなく、検出精度の観点も用いて設定されるべきところ、特許文献１ではその点に関する開示はない。特に、タップ操作の検出に用いられる加速度の閾値をサンプリング周波数に連動させて設定することによる効果が期待できるところ、そのような手法は特許文献１には示されていない。
【０００８】
本発明の幾つかの態様によれば、サンプリング周波数と閾値を連動させて設定することで、タップ操作の適切な検出処理を行う電子機器及びタップ操作検出方法等を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、加速度センサーの加速度検出のサンプリング周波数及びタップ操作の判定の閾値を設定する設定部と、前記加速度センサーからのセンサー情報に基づいて、前記タップ操作の判定を行う処理部と、を含み、前記設定部は、前記加速度センサーの第１の設定モードでは、前記サンプリング周波数をＦ１に設定するとともに、前記閾値をＴｈ１に設定し、前記加速度センサーの第２の設定モードでは、前記サンプリング周波数をＦ１よりも高い周波数であるＦ２に設定するとともに、前記閾値をＴｈ１よりも大きな値であるＴｈ２に設定する電子機器に関係する。
【００１０】
本発明の一態様では、タップ操作の検出に用いる加速度センサーの設定を行う際に、サンプリング周波数を高くした場合には、閾値も大きな値とする。これにより、サンプリング周波数の差異に伴う加速度検出値の波形の差異に対応して、適切な閾値を設定できるため、タップ操作の検出精度を考慮した加速度センサーの設定を行うこと等が可能になる。
【００１１】
また、本発明の一態様では、生体情報を検出する生体情報検出センサーを含み、前記処理部は、前記加速度センサーからの前記センサー情報である体動情報に基づいて、前記生体情報検出センサーからの前記生体情報に対する補正処理を行うとともに、前記加速度センサーからの前記センサー情報に基づいて、前記タップ操作の判定を行ってもよい。
【００１２】
これにより、共通の加速度センサーを用いて、タップ操作の検出処理及び生体情報のノイズ低減処理を行うこと等が可能になる。
【００１３】
また、本発明の一態様では、前記設定部は、前記電子機器を装着するユーザーが運動状態にあると判定された場合に、前記加速度センサーの設定モードを前記第２の設定モードに設定してもよい。
【００１４】
これにより、ユーザーが運動状態である場合に、サンプリング周波数が比較的高く、且つ閾値も比較的大きい第２のモードに設定すること等が可能になる。
【００１５】
また、本発明の一態様では、前記設定部は、情報の表示を行う情報表示モードでは前記第１の設定モードに設定し、外部からの情報の入力を受け付ける情報入力モードでは前記第２の設定モードに設定してもよい。
【００１６】
これにより、情報表示モードと情報入力モードのそれぞれについて適切な設定モードを用いること等が可能になる。
【００１７】
また、本発明の一態様では、表示部における情報の表示制御を行う表示制御部を含み、前記設定部により前記加速度センサーが前記情報入力モードに対応する前記第２の設定モードに設定されている場合に、前記処理部は、前記サンプリング周波数がＦ２に設定され、前記閾値がＴｈ２に設定された前記加速度センサーからの前記センサー情報に基づいて、前記タップ操作の判定を行い、前記表示制御部は、前記処理部で前記タップ操作が検出された場合に、前記表示部に表示される表示画像を遷移させる前記表示制御を行ってもよい。
【００１８】
これにより、情報入力モードでタップ操作が検出された場合には、当該タップ操作に基づいて表示画像の遷移を行うこと等が可能になる。
【００１９】
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記加速度センサーの所定軸方向での正方向の信号値と、前記正方向での前記閾値であるＴｈ＋との比較処理、及び、前記加速度センサーの前記所定軸方向での負方向の前記信号値と、前記負方向での前記閾値であるＴｈ−との比較処理の少なくとも一方の比較処理に基づいて、前記タップ操作の判定を行ってもよい。
【００２０】
これにより、タップ操作による加速度検出値の波形の上下動と、設定した閾値との比較処理に基づいて、タップ操作を検出すること等が可能になる。
【００２１】
また、本発明の一態様では、前記電子機器の装着状態を判定する装着判定部を含み、前記設定部は、前記装着判定部により前記電子機器が非装着状態であると判定された場合に、前記加速度センサーを、前記サンプリング周波数の値がＦ１よりも低い周波数であるＦ０となる第３の設定モードに設定してもよい。
【００２２】
これにより、電子機器が非装着状態である場合には、サンプリング周波数が第１の設定モードよりさらに低い周波数である第３の設定モードに設定すること等が可能になる。
【００２３】
本発明の他の態様は、加速度センサーの加速度検出のサンプリング周波数及びタップ操作の判定の閾値を設定する設定処理を行い、設定された前記サンプリング周波数及び前記閾値による前記加速度センサーからのセンサー情報に基づいて、前記タップ操作の判定を行うタップ判定処理を行い、前記設定処理として、前記加速度センサーの第１の設定モードでは、前記サンプリング周波数をＦ１に設定するとともに、前記閾値をＴｈ１に設定し、前記加速度センサーの第２の設定モードでは、前記サンプリング周波数をＦ１よりも高い周波数であるＦ２に設定するとともに、前記閾値をＴｈ１よりも大きな値であるＴｈ２に設定する処理を行うタップ操作検出方法に関係する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】タップ操作の説明図。
【図２】本実施形態に係る電子機器のシステム構成例。
【図３】加速度センサーの軸の設定例。
【図４】生体情報検出センサーの構成例。
【図５】適応フィルターを用いた体動ノイズ低減処理の例。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は脈波検出信号、体動検出信号及びそれらに基づく体動ノイズ低減処理後の信号の波形、周波数スペクトルの例。
【図７】図７（Ａ）は加速度検出値の波形例、図７（Ｂ）は加速度検出値に基づくタップ操作の検出結果を表す波形例。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）は加速度検出値の波形がタップ操作に類似する動作の例。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は異なるサンプリング周波数におけるタップ操作による加速度検出値の波形例。
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は異なるサンプリング周波数における手首の回転動作による加速度検出値の波形例。
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は異なるサンプリング周波数における手首を振る動作による加速度検出値の波形例。
【図１２】図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は比較的短い期間におけるタップ操作、手首の回転動作、手首を振る動作による加速度検出値の波形例。
【図１３】サンプリングタイミングによる加速度検出値の差異を説明する図。
【図１４】図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は低いサンプリング周波数での波形例。
【図１５】図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は中程度のサンプリング周波数での波形例。
【図１６】図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）は高いサンプリング周波数での波形例。
【図１７】モード切替処理と画面遷移の具体例。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２６】
１．本実施形態の手法
まず本実施形態の手法について説明する。ユーザーが電子機器に対して入力を行うためのインターフェースは種々の形態が考えられる。家電製品等の電子機器においては、物理的に設けられたボタンやキー等が用いられることが一般的である。また近年ではタッチパネルをユーザーインターフェースとして用いることも多く、スマートフォン等の電子機器で多く利用されている。
【００２７】
しかし、サイズ等が制限されるような電子機器においては、上述したボタンやタッチパネル等を設けることが難しい場合も考えられる。例えば、腕時計型の電子機器では小型化、軽量化が求められることが多く、その場合には充分な数の物理ボタンを設けることができないし、タッチパネルも面積が制限され有用なインターフェースとならない。
【００２８】
さらに、そのような電子機器では物理ボタンを設けたとしても各ボタンの有する機能をわかりやすくユーザーに提示することが困難である。例えばテレビ等の電子機器であれば、本体やリモコンに設けられる各ボタンには、当該ボタンが電源操作用なのか、再生操作用なのか、音量調整用なのか等が文字や絵柄で示されており、それによりユーザーは多くのボタンを適切に操作可能となる。それに対して、腕時計型電子機器等では、ボタン自体も小さくする必要があり、複数のボタンを設けた場合にそれぞれがどのような機能を有するかを明確にユーザーに示すことが困難である。それに対する解決策として、ボタンの数を少なくすることでユーザーにとってわかりやすいインターフェースを実現することが考えるが、ユーザーが行うことができる操作の種類が少なくなってしまう。
【００２９】
そこで有用となるのがタップ操作である。タップ操作とは電子機器を叩く操作のことであり、例えば腕時計型の電子機器であれば、図１に示したように当該電子機器を装着している手とは逆の手で電子機器を叩く操作となる。なお、図１では指で叩く動作を示しているが、手のひらを使う等、他の手法により電子機器を叩く操作もタップ操作に含まれる。
【００３０】
タップ操作では、機器が叩かれたことを加速度センサーのセンサー情報に基づいて検出するため、電子機器にタップ操作検出用の構造を別途設ける必要がなく、上述した腕時計型電子機器等においても用いることが可能である。
【００３１】
しかしタップ操作を検出するには、非常に短い期間での加速度の変化を検出する必要がある。詳細は後述するが、例えば図１４（Ｂ）に示したように２０ｍｓの間での加速度信号波形の上下動を検出する必要がある。本出願人の行った検討では、具体的な数値として最低２００Ｈｚ程度のサンプリング周波数が必要とされることがわかっている。また、サンプリング周波数を高くするほどタップ操作の検出精度は向上し、本出願人の行った検討では１６２０Ｈｚ程度のサンプリング周波数であれば、タップ操作の誤検出を充分小さくすることができることがわかっている。
【００３２】
つまり、ある程度の数値範囲において、サンプリング周波数を高くするほどタップ操作の検出精度は向上することになるというメリットがあるが、一方で消費電力も大きくなってしまうというデメリットも生じる。特に、タップ操作が有用となる電子機器は、上述したように小型で、携帯される電子機器が想定されるため、バッテリー容量等の制限を考えれば、消費電力が大きいことは無視できない問題となる。つまり、検出精度と消費電力は反比例の関係にあり、ユーザビリティと機器電池寿命のよいバランスを見つける必要がある。
【００３３】
特許文献１には、活動量を演算し、演算した活動量に基づいて加速度センサーの検出周期を変更する手法が開示されている。しかし特許文献１の手法は、活動量計の消費電力低減を目的としたものであり、加速度センサーを用いたタップ操作の検出については考慮してない。上述したように、タップ操作ではサンプリング周波数を下げると検出精度が低下する。つまりタップ操作におけるサンプリング周波数は、消費電力という観点だけでなく、当該タップ操作の検出状況が高精度を求められているのか、低精度でも十分であるのかといった検出精度の観点も用いて設定されるべきところ、特許文献１ではその点に関する開示はない。
【００３４】
そこで本出願人は、タップ操作が行われる可能性を考慮してサンプリング周波数を設定することで、タップ操作の検出精度及び当該タップ操作検出に要する電力消費を適切に制御する手法を提案する。さらに、サンプリング周波数と連動させて、タップ操作の検出に用いる閾値の設定も行う。閾値をサンプリング周波数に対応させて設定することで、各サンプリング周波数に適したタップ操作検出処理が可能となる。具体的には、サンプリング周波数が高い場合には、閾値も高くすることでタップ操作以外に起因する加速度検出値をタップ操作であると誤検出する可能性を抑止する。また、サンプリング周波数が低い場合には、閾値も低くすることでタップ操作が行われているのにタップ操作ではないと誤検出する可能性を抑止する。
【００３５】
なお、以下では操作情報や通信部の受信状況等をトリガーとしてサンプリング周波数を設定する手法を説明するが、本実施形態はこれに限定されない。本実施形態の手法はサンプリング周波数と閾値を関連づけて設定するものであり、サンプリング周波数をどのように決定するかは任意の手法を適用可能である。
【００３６】
以下、本実施形態に係る電子機器のシステム構成例を説明した後、加速度センサーを用いたタップ操作の検出手法について説明する。その後、サンプリング周波数の設定手法の例を説明するとともに、当該サンプリング周波数の設定に合わせてタップ操作検出の閾値を設定する手法を説明し、最後に本実施形態の具体例をまとめる。
【００３７】
２．システム構成例
図２に本実施形態に係る電子機器のシステム構成例を示す。図２に示したように、電子機器は加速度センサー１０と、生体情報検出センサー２０と、設定部１１０と、処理部１２０と、操作情報取得部１３０と、操作部１４０と、通信部１５０と、装着判定部１６０と、表示制御部１７０と、表示部１８０を含む。ただし電子機器は図２の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００３８】
加速度センサー１０は、加速度に関する情報を取得するセンサーである。加速度センサー１０は例えば３軸加速度センサーであってもよく、さらに具体的には、腕時計型の電子機器に設けられ、図３に示したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸での加速度値を検出するセンサーであってもよい。所与の軸での加速度検出値の具体例は、図７（Ａ）で後述するようなものである。ただし、本実施形態の加速度センサー１０は、図７（Ａ）等の値をそのまま出力するものに限定されず、図７（Ａ）の値及び後述する設定部１１０で設定されたパラメーターに基づいてタップ操作の検出処理を行い、当該検出処理の結果を出力するものであってもよい。なお、タップ操作の検出処理の結果とは、例えば図７（Ｂ）に示しように、検出タイミングに対応するタイミングで信号が立ち上がるようなパルス波形であることが考えられる。
【００３９】
生体情報検出センサー２０は、例えば脈波信号を検出する脈波センサーであってもよく、さらに具体的には光電センサー等が考えられる。本実施形態の電子機器は、単純な時計表示機能だけでなく、装着者の脈波情報等の生体情報を検出する機能を有してもよく、生体情報検出センサー２０はそのような場合に用いられる。その場合、本実施形態の電子機器は例えば脈拍計等に対応する。生体情報の検出を目的としない電子機器を対象とする場合には、生体情報検出センサー２０は省略可能である。
【００４０】
図４は電子機器のうち生体情報検出センサーを含む部分を拡大した模式図である。図４に示したように、生体情報検出センサー２０は、光を照射するＬＥＤ２１と、照射された光が生体により反射されることによる反射光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）２２と、生体との接触部分となる凸部２３とを含む。本実施形態の生体情報検出センサー２０は、図４に示した凸部２３を有することで、生体に対して効率的に圧力（押圧）を付加するものである。ここで、脈波情報の検出の際には、脈波センサー近傍における生体に対する圧力を表す押圧を調整することで、検出精度を向上させることが可能であることが知られている。図４の凸部２３は押圧調整を考慮した構造であるが、当該押圧調整に関する手法は本実施形態の手法の主眼とは異なるため、詳細な説明は省略する。
【００４１】
設定部１１０は、後述する操作情報取得部１３０、通信部１５０、装着判定部１６０等からの情報に基づいて、加速度センサー１０を用いたタップ操作の検出処理におけるパラメーターの設定を行う。具体的には、加速度信号のサンプリング周波数及び閾値を設定する。設定部１１０での設定処理の詳細については後述する。
【００４２】
処理部１２０は、加速度センサー１０からのセンサー情報に基づいて種々の処理を行う。具体的には、処理部１２０はタップ操作の検出処理と、生体情報検出センサー２０からの生体情報に対するノイズ低減処理と、電子機器の動作モードを切り替えるモード切替処理を行う。なお、タップ操作の検出処理については、後述する加速度信号値と閾値との比較処理を行うものであることを妨げない。ただし、上述したように加速度センサー１０から図７（Ｂ）に示したようなパルス信号が出力される場合には、閾値との比較処理は加速度センサー１０で行われるため、処理部１２０での処理は加速度センサー１０からのセンサー情報にパルスがあるか否かの判定処理となる。
【００４３】
また、電子機器が生体情報の検出処理を行う場合、生体情報検出センサー２０からのセンサー情報（生体情報検出信号）には、ユーザーの運動等に起因する体動ノイズが含まれることが知られている。よって処理部１２０は、加速度センサー１０からのセンサー情報を体動検出信号として用いて、生体情報検出信号から体動ノイズを低減する処理を行ってもよい。この場合の加速度センサー１０からのセンサー情報は、図７（Ｂ）ではなく、信号値を表す図７（Ａ）であることが想定される。
【００４４】
適応フィルターを用いたノイズ低減処理の具体例を図５に示す。生体情報検出センサー２０から取得されたセンサー情報（狭義には脈波検出信号）には、心拍に起因する成分の他に、体動に起因する成分も含まれている。このうち、脈拍数等の演算に有用であるのは心拍に起因する成分であって、体動に起因する成分は演算の妨げとなる。よって、加速度センサー１０を体動センサーとして用いて体動に起因する信号（体動検出信号）を取得し、脈波検出信号から体動検出信号と相関のある信号成分（推定体動ノイズ成分と呼ぶ）を除去することで、脈波検出信号に含まれる体動ノイズを低減する。ただし、脈波検出信号中の体動ノイズと、体動センサーからの体動検出信号は、ともに同一の体動に起因する信号であったとしてもその信号レベルまで同一であるとは限らない。よって、体動検出信号に対して適応的にフィルター係数が決定されるフィルター処理を行うことで、推定体動ノイズ成分を算出し、脈波検出信号と推定体動ノイズ成分の差分をとるものとする。
【００４５】
以上の処理を周波数スペクトルで説明したものが図６（Ａ）〜図６（Ｃ）である。図６（Ａ）等は、上部に信号の時間変化波形を示し、下部にその周波数スペクトルを示したものである。図６（Ａ）は体動ノイズ低減前の脈波検出信号を表したものであり、Ａ１及びＡ２に示したように、スペクトルにおいて値の大きい周波数が２つ現れている。このうち一方が心拍に起因するものであり、他方が体動に起因するものである。なお、Ａ１よりも高い周波数にも値が大きいものがあるが、Ａ１，Ａ２の整数倍に相当する高周波成分であるため、ここでは考慮しない。以下、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）においても高周波成分が見られるが、同様にここでは考慮しないものとする。
【００４６】
それに対して、図６（Ｂ）は体動検出信号を表したものであり、体動検出信号の要因となった体動が１種類であれば、Ｂ１に示したように値が大きい周波数が１つ現れる。ここで、Ｂ１の周波数は図６（Ａ）のＡ２に対応している。このような場合に、図５に示したような手法で脈波検出信号と推定体動ノイズ成分との差分をとることで、図６（Ｃ）の信号が得られる。図から明らかなように、心拍及び体動に起因する２つのピークＡ１，Ａ２を持つ脈波検出信号から、体動に起因するピークＢ１を持つ推定体動ノイズ成分を引くことで、脈波検出信号中の体動成分（Ａ２に対応）が除かれ、結果として心拍に起因するピークＣ１（周波数はＡ１に対応）が残ることになる。
【００４７】
操作情報取得部１３０は、操作部１４０からの操作情報を取得する。操作部１４０は、ボタンやキー、或いはタッチパネル等のユーザーインターフェースを表すものであり、本実施形態で対象としているタップ操作は、操作部１４０による操作には含まれない。なお、ここでの操作情報は、操作部１４０に対するユーザーの操作を表す情報であり、例えばどのボタンが押下されたという情報であってもよいし、特定のキー操作に基づいて作成された、電子機器に特定の制御を実行させる制御信号であってもよい。
【００４８】
通信部１５０は、ネットワークを介して他の電子機器等と情報の通信処理を行う。ここでのネットワークは有線無線を問わない。例えば、本実施形態の電子機器が腕時計型デバイスである場合に、当該腕時計型デバイスとスマートフォン等が短距離無線等のネットワークを介して接続され、情報の通信を行いながら連動して動作することが考えられる。通信部１５０はその際のインターフェースとなるものであり、例えばユーザーによるスマートフォンの操作や、スマートフォンによる情報の受信等に関する情報を、当該スマートフォンから取得する。
【００４９】
装着判定部１６０は、電子機器の装着状態を判定して、判定結果を設定部１１０に対して出力する。例えば図４に示したようにフォトダイオード２２を有する生体情報検出センサー２０が電子機器に含まれる場合には、装着判定はフォトダイオード２２で検出される光量に基づいて行えばよい。通常、脈派信号の検出の際には外光を遮断したり、外光がわずかに検出されたとしてもその値をキャンセルできる程度に小さくして、ＬＥＤ２１からの光の反射光や透過光を検出する。しかしこれは、図４に示したように生体情報検出センサー２０が被検体に密着した状態で用いられる場合を想定している。そのため、例えば腕時計型デバイスが腕から外された状態のように、電子機器が非装着状態である場合には、外光がフォトダイオード２２で検出されることになる。そしてこの外光は、ＬＥＤ２１からの光の反射光や透過光に比べて非常に強い光であることが知られている。つまり、フォトダイオード２２で検出される光量は、非装着状態では装着状態に比べて非常に大きいことになり、この点に着目すれば装着判定を行うことが可能である。ただし、装着判定は他の手法を用いてもよく種々の変形実施が可能である。一例としては加速度センサー１０での加速度検出値を用いてもよい。例えば、装着時は歩行や腕振りによる大きな値を検出するのに対して、非装着状態で机の上等に放置された場合には重力加速度以外の値はほとんど検出されないことになるため、この差異に基づいて装着判定を行ってもよい。
【００５０】
表示制御部１７０は、表示部１８０の制御を行う。表示部１８０は、各種の表示画面を表示するためのものであり、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどにより実現できる。なお、表示部１８０は電子機器に含まれるものに限定されず、スマートフォン等、電子機器と接続される他の機器に設けられてもよい。
【００５１】
３．タップ検出の基本的な手法
次に、加速度センサー１０で検出される加速度検出値に基づいてタップ操作を検出する基本的な手法について説明する。タップ操作では図１に示したような叩く動作が行われるため、加速度センサー１０には当該動作による衝撃が検出される。
【００５２】
タップ動作による衝撃は、加速度センサー１０の加速度検出値では図７（Ａ）に示したように信号波形の上下動として検出されることがわかった。そこで本実施形態では、下方向への信号値と閾値との比較処理、或いは上方向への信号値と閾値との比較処理、或いはその両方の比較処理に基づいてタップ操作の検出を行う。なお、以下の説明では下方向への信号値を用いるが、上方向への信号値についても同様の処理を行うことができる。また、上下の両方を用いる場合には、その両方で閾値を超えた場合にタップ操作を検出したとしてもよいし、少なくとも一方で閾値を超えた場合にタップ操作を検出したとしてもよい。
【００５３】
３．１  加速度センサーの所定軸方向の設定
図７（Ａ）に示した波形は、加速度センサー１０の所定軸方向での信号値の変化を示したものである。ここで、タップ操作による衝撃は当該衝撃を与えた方向の軸において最も強く検出されると考えられる。例えば、図１に示したように時計型デバイスの文字盤部分を上方から叩いた場合には、当該文字盤部分を上方から下方へ貫く方向の軸に対して、強い衝撃が加えられる。よって、タップ操作を検出する場合の軸としては、衝撃方向の軸を用いればよい。
【００５４】
例えば、加速度センサー１０が少なくとも３軸の加速度を検出するものであり、当該３軸が時計型デバイスに対して図３に示すような方向に設定されていたとする。その場合には、衝撃はＺ軸の負方向に加えられることになるため、Ｚ軸の信号値の変化を用いればよく、具体的にはＺ軸での信号波形が図７（Ａ）に示したようになると考えられる。ただし、衝撃は必ずしもＺ軸負方向のみに与えられるものではなく、Ｘ軸やＹ軸についても衝撃を表す加速度検出値が取得される可能性がある。よって、Ｚ軸だけではなく他の軸も用いてタップ操作の検出を行ってもよい。この場合、Ｘ軸を用いた判定処理、Ｙ軸を用いた判定処理、Ｚ軸を用いた判定処理をそれぞれ独立で行い、その結果に基づいて最終的な検出判定を行ってもよいし、Ｘ軸Ｙ軸Ｚ軸の値を合成して（例えば加速度を表す合成ベクトルを作成し、当該合成ベクトルの大きさを用いて）判定処理を行ってもよい。
【００５５】
また、加速度センサー１０の各軸の方向と、電子機器との関係は必ずしも図３に示したものにはならず、電子機器において加速度センサー１０がどのような方向で取り付けられるかによる。その場合、加速度センサー１０のいずれの軸も、衝撃の方向であることが想定される軸（狭義には文字盤部分を上方から下方へ貫く方向の軸）と一致しないことになる。この場合の処理も種々考えられるが、例えばＸ軸Ｙ軸Ｚ軸の値を用いて、衝撃の方向であることが想定される軸における加速度値を演算し、当該演算の結果を用いて判定処理を行えばよい。この場合には、Ｘ軸Ｙ軸Ｚ軸のそれぞれの値により表される３つの加速度ベクトルを合成して１つの合成ベクトルを取得し、当該合成ベクトルを上記衝撃の方向へ射影した射影ベクトルの大きさを用いた処理を行うことに対応する。或いは、衝撃の方向とは無関係に、上記合成ベクトルの大きさをそのまま用いて判定処理を行ってもよい。或いは上述したように、各軸毎に独立して判定処理を行ってその結果に基づいて最終的な判定処理を行ってもよい。
【００５６】
本明細書中での「加速度センサーの所定軸方向」とは、上述した種々の手法のいずれにより特定される軸の方向であってもよい。便宜上、以下の説明では図３に示したＺ軸の方向が「加速度センサーの所定軸方向」であるものとするが、それには限定されない。
【００５７】
３．２  タップ操作と類似動作との判定処理
図７（Ａ）に示したように、タップ操作では上下に大きな加速度の変化が現れるため、当該変化を検出すればよい。しかし、タップ操作以外にも、上下に加速度の変化が現れる動作がある。具体的には、図８（Ａ）に示したような手首を回転させる動作や、図８（Ｂ）に示したような手首を振る動作である。
【００５８】
図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に異なるサンプリング周波数でのタップ操作の加速度検出値の変化を示す。具体的なサンプリング周波数は、図９（Ａ）が２００Ｈｚ、図９（Ｂ）が４００Ｈｚ、図９（Ｃ）が１６２０Ｈｚであり、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）についても同様である。また、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）が手首の回転動作の加速度検出値の変化であり、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）が手首を振る動作の加速度検出値の変化である。図９（Ａ）〜図１１（Ｃ）からわかるように、加速度検出値が上下に変化する点はいずれも同様であるため、タップ操作を精度よく検出するには、手首の回転動作、手首を振る動作とタップ操作とを適切に区別する必要がある。
【００５９】
タップ操作、手首の回転動作、手首を振る動作のそれぞれの、比較的短い期間での加速度変化を図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示す。図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）でのサンプリング周波数は４００Ｈｚとしている。
【００６０】
図１２（Ａ）がタップ操作による加速度検出値の波形であり、タップ操作では加速度の上下動の幅が約−６Ｇ〜＋５．７Ｇ程度であることがわかる。なお、ここではタップ操作がない状態での加速度値を０Ｇとして説明している。また、図１２（Ａ）の点線で囲んだ領域からわかるように、一方向での加速度の変化は約１０〜１３ｍｓ程度の長さであり、上下動の一周期は約２０〜２６ｍｓ程度の長さとなる。
【００６１】
この点を踏まえて図１２（Ｂ）の手首の回転動作の波形変化と比較した場合、手首の回転動作では上下動の幅が比較的小さく、約−２．４Ｇ〜＋１．９Ｇ程度である。つまり、負方向で判定する場合には−６Ｇ〜−２．４Ｇの間、正方向で判定する場合には＋１．９Ｇ〜＋５．７Ｇの間に閾値を設けることで、当該閾値と加速度検出値との比較処理に基づいて、タップ操作と手首の回転動作を区別可能と言える。
【００６２】
一方、タップ操作を図１２（Ｃ）の手首を振る動作の波形変化と比較した場合、加速度検出値の上下動の幅は、タップ操作の方がやや大きいが、タップ操作と手首の回転動作との比較に比べて値の差異が小さく、閾値による判定では高精度の区別が難しいと考えられる。しかし、横軸（時間）のスケールを同程度とした図１２（Ａ）と図１２（Ｃ）の比較からわかるように、手首を振る動作は波形の周期がタップ操作に比べて非常に長い。上述したように、タップ操作では１／２周期が約１０〜１３ｍｓ程度であるため、１０〜１３ｍｓ内での信号値を用いることで波形の振幅に相当する値を求めることができる。それに対して手首を振る動作では、図１２（Ｃ）に示したように１０〜１３ｍｓ内の信号値を用いたとしても、その間での信号値の変化は非常に小さく、振幅に相当する値を取得することはできない。つまり、タップ操作の検出に用いられる波形を１０〜１３ｍｓ分（広義にはタップ操作の波形の周期に基づいて設定される所与の期間）とすることで、タップ操作と手首を振る動作とを適切に区別可能と言える。
【００６３】
以上のことから、タップ操作の検出に用いる期間及び閾値を適切に設定することで、類似動作と混同することなくタップ操作を検出することが可能となる。
【００６４】
３．３  サンプリング周波数の範囲
上述したように、タップ操作の検出では手首を振る動作との区別を行うために、タップ操作の波形の周期に基づいて設定される所与の期間での波形を処理対象とする。その場合、サンプリング周波数があまりにも低く設定されていると、当該期間内で１つも信号値が取得できない可能性があり、閾値との比較処理がそもそもできない。例えば、１０ｍｓに対応する周波数である１００Ｈｚ以下のサンプリング周波数を用いた場合、ある１０ｍｓの期間を対象とした場合、当該対象期間内で信号値が１つも取得されない可能性があり不適切である。
【００６５】
また、図１２（Ａ）を用いて上述した−６Ｇ〜＋５．７Ｇ程度というタップ操作での加速度検出値の範囲は、波形の上下動の最小値と最大値（或いはそれに近い値）に対応するものである。そのため、サンプリング周波数が低く最小値或いは最大値に対応するタイミングでの加速度が加速度検出値として取得されない場合には、タップ操作による衝撃が本来有する加速度に比べて、加速度センサー１０で検出される加速度検出値は小さいものとなってしまう。例えば、タップ操作本来の加速度波形が図１３に示したものである場合、上述した１００Ｈｚ程度のサンプリング周波数では、１０ｍｓ内で１つの値しか取得できない。そのため、ｔ１に示すタイミングがサンプリングタイミングとなれば所望の処理を行うことができるが、ｔ２やｔ３等のタイミングがサンプリングタイミングとなった場合には、加速度検出値が小さくなってしまう。結果として、タップ操作による加速度検出値が、手首の回転動作の加速度検出値の変化幅である約−２．４Ｇ〜＋１．９Ｇ程度よりも小さくなってしまう可能性も否定できず、その場合上述した閾値を用いた判定処理では、タップ操作を検出できないことになる。
【００６６】
つまり、タップ操作の検出精度は、信号波形の頂点或いはそれに近い値をサンプリングすることができる可能性に依存することになり、これは言い換えればサンプリング周波数を高くするほどタップ操作の検出精度が向上するということに他ならない。具体例を図１４（Ａ）〜図１６（Ｂ）に示す。図１４（Ａ）がサンプリング周波数を２００Ｈｚにした場合のタップ操作による加速度検出値の波形であり、図１４（Ｂ）が図１４（Ａ）の一部を拡大したものである。同様に図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）が４００Ｈｚ、図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）が１６２０Ｈｚのサンプリング周波数でのタップ操作による信号波形である。なお、図１４（Ｂ）等では１周期に相当する２０ｍｓを対象としているが、１／２周期を対象とした場合でも考え方は同様である。
【００６７】
図１４（Ｂ）に示したように、１つの山当たり２点程度のサンプリングが期待される２００Ｈｚをサンプリング周波数とすることで、対象とする期間の中での信号値の上下動をある程度検出可能となる。具体的には、サンプリング周波数を２００Ｈｚとすることで、７０％程度の精度でタップ操作を検出することが可能である。
【００６８】
また、図１５（Ｂ）に示したように、サンプリング周波数を４００Ｈｚとすることで、２００Ｈｚの場合に比べて、対象期間内での信号波形の変化をより詳細に取得することが可能である。このため、加速度検出値の最大値、最小値の絶対値についても、２００Ｈｚの場合よりも大きい値を取得する可能性を高くでき、閾値との比較処理を用いた判定での誤検出の可能性を抑止できる。具体的には、サンプリング周波数を４００Ｈｚとすることで、８０％程度の精度でタップ操作を検出することが可能である。
【００６９】
同様に、図１６（Ｂ）に示したように、サンプリング周波数を１６２０Ｈｚとすることで、４００Ｈｚの場合に比べてさらに詳細な信号波形を取得可能となる。図１６（Ｂ）に示したように、１６２０Ｈｚのサンプリング周波数では、ほぼ確実に山の頂点となる値を取得することができ、その値は図１２（Ａ）や図１５（Ｂ）に示した４００Ｈｚでの最小値、最大値に比べてその絶対値が大きい。つまり、４００Ｈｚの場合と比較して、より確実にタップ操作を検出できることになり、具体的には、ほぼ１００％程度の精度でタップ操作を検出することが可能である。
【００７０】
４．サンプリング周波数の設定手法
上述したように、適切な処理対象期間（図７（Ａ）でいえばタップ判定期間）、閾値を設定することでタップ操作を検出可能であり、その検出精度はサンプリング周波数を高くするほど高くなる。しかし、サンプリング周波数を高くすることで加速度センサー１０の消費電力も大きくなる。例えば、サンプリング周波数が２００Ｈｚの場合の電流量は約１８μＡであるが、４００Ｈｚでは３６μＡ、１６２０Ｈｚでは１００μＡになる。
【００７１】
よって本実施形態では、設定部１１０においてサンプリング周波数の設定を行い、設定されたサンプリング周波数を用いて加速度センサー１０を動作させる。具体的には、タップ操作が行われる可能性が高い場面、或いは高精度でのタップ操作の検出が要求される場面ではサンプリング周波数を高くする。これはタップ操作はユーザーインターフェースの１つであり、電子機器のユースケース上、タップ操作が行われる可能性や要求される精度を推定可能であるという考えに基づくものである。以下、さらに具体的な例について説明する。
【００７２】
４．１  操作情報の取得又は通信部による受信の検出
サンプリング周波数の設定タイミングとして、操作情報取得部１３０において操作情報が取得された場合、或いは通信部１５０において情報の受信を行った場合が考えられる。
【００７３】
操作情報が取得された場合とは、具体的にはユーザーにより操作部１４０の操作が行われた場合である。操作部１４０の操作とは、ボタンやキーの押下、タッチパネルに対するタッチ等である。これらの操作は一般的にはタップ操作に比べて誤操作の可能性が低いものである。なぜなら、ボタンやキーは物理的に押下されることを想定した構造となっており、且つ電子機器のうちの一部の領域に設けられるものであるため、ユーザーは当該ボタン等を視認した上で既定の操作を行うため誤操作は考えにくい。タッチパネルについても、意図した位置とは異なる位置をタッチしてしまう可能性は否定できないが、少なくともユーザーの視認に基づく操作が期待される。それに対して、タップ操作は電子機器のうちどの部分を叩くかということは特に限定されない。そのため、腕時計型の電子機器が服の袖の下にある等、視認できない状況で操作が行われたり、電子機器の方を見ないで操作が行われることで、十分な衝撃を与えられない等の誤操作が起こりうる。また、ボタン等と異なり操作の仕方（タップの位置、方向、強度等）に個人差があったり、同一ユーザーでも操作の度に差異が生じる可能性がある。
【００７４】
このことから、情報入力等の一連の操作を行う場合に、最初からタップ操作を行うのではなく、まずキー操作等による入力を行い、その後にタップ操作を行うというユースケースは充分考えられる。
【００７５】
例えば、腕時計型の電子機器であれば、時計等の情報表示を行う情報表示モードと、何らかの情報の入力を行う情報入力モードという複数の動作モードを有する可能性が高い。その場合、情報入力モードで入力された情報は、電子機器自体や他のシステムにおいて、記憶されたり何らかの処理に用いられることになる。よって、ユーザーが情報入力を意図していないのにもかかわらず情報入力モードへ動作モードが遷移して、不適切な情報が入力されることは好ましくない。その場合には、情報表示モードから情報入力モードへの動作モードの切替は、誤操作の可能性が低い操作部１４０の操作により行い、情報入力モードへの移行後の情報入力においてタップ操作を用いるとよい。このようなユースケースでは、操作部１４０の操作の後はタップ操作が行われる可能性が高いと言えるため、サンプリング周波数を高く設定するとよい。
【００７６】
モード切替の具体例を図１７に示す。図１７のＤ１に示した表示画面が情報表示モードに対応し、ここでは日付、時刻、バッテリー残量、ネットワーク環境等の情報を表示している。Ｄ１を表示する情報表示モードである場合に、操作部１４０でのキー操作を受け付けた旨の操作情報を取得すると、処理部１２０は動作モードを情報入力モードに切り替え、それに合わせて表示制御部１７０は情報入力画面を表示部１８０に表示する。ここでの情報入力画面は例えばＤ２ａに示した画面であり、この例では摂取カロリーに関する情報として食事量に関する情報入力を行っている。食事量には、「少なめ」、「普通」、「多め」といったように複数の入力候補が考えられるため、図１７の例ではこのフェーズでタップ操作を受け付け、１回のタップ操作を受け付ける度に、選択状態にある食事量を遷移させるとともに表示画面もそれに合わせて遷移するものとしている。例えば、食事量が「少なめ」と「多め」の２つであれば、タップ操作が行われる度に、Ｄ２ａとＤ２ｂの画面を交互に表示すればよいし、３つ以上の食事量があるならば、それらを順次表示すればよい。なお、図１７の例では、食事量の確定操作（決定操作）についても誤操作が好ましくないものと考え、当該確定操作はキー入力により行っている。つまり、情報入力モードにおいて操作情報の取得が検出された場合には、Ｄ３（Ｄ１と同一のもの）に示すように情報表示モードへのモード切替処理が行われる。
【００７７】
また、電子機器はスマートフォン等の他の機器と連動して動作する場合も考えられる。例えば、スマートフォンの操作部を用いて電子機器を操作したり、スマートフォンが保持している詳細情報のうち、一部の簡易情報を電子機器に転送し電子機器の表示部１８０に表示する等の連動が考えられる。さらに具体的には、スマートフォンが電子メール等の情報を受信した場合に、電子機器を操作することで当該電子メールの簡易情報（差出人名やタイトル、受信日時等の情報）或いはメール本文を電子機器で表示してもよい。或いはスマートフォンが電話の着信を検出した場合に、着信音の停止等を電子機器の操作により実現してもよい。
【００７８】
このような場合には、電子メールの受信や電話の着信を表す情報等、スマートフォンからの何らかの情報が電子機器の通信部１５０において受信されることになる。つまり、通信部１５０での情報の受信は、操作情報取得部１３０での操作情報の取得と同様に、その後タップ操作が行われる可能性が高いことを示すものであるため、通信部１５０での情報の受信を検出した場合にはサンプリング周波数を高く設定するとよい。特に上述した着信音の停止等を考慮すると、より迅速な操作が要求されるためキー操作等に比べて容易に実行できるタップ操作が行われる可能性が高く、サンプリング周波数を高くすることの利点が大きいと言える。
【００７９】
なお、操作情報の取得、或いは通信部１５０での情報の受信によりサンプリング周波数を高くするのは所定期間内に限定するとよい。このようにすれば、サンプリング周波数が長時間高くなることで消費電力が増大することを抑止できる。また、当該所定期間中に新たに操作情報の取得や情報の受信が検出された場合には、当該検出タイミングを始点として所定期間を再度設定すればよい。このようにすれば、タップ操作が行われる可能性が高い状態であるにもかかわらず、サンプリング周波数が低い状態に戻ってしまうことを抑止できる。
【００８０】
４．２  装着状態の判別
またユーザーによる電子機器の装着状態に基づいてサンプリング周波数を設定してもよい。上述したように、装着判定部１６０では、フォトダイオード２２での検出値や、加速度センサー１０の加速度検出値を用いることで電子機器が装着状態か非装着状態かを判定できる。
【００８１】
腕時計型の電子機器であれば、当該電子機器に対する操作は装着状態で行われる可能性が高く、非装着状態であれば操作の可能性は低い。特にタップ操作については、タップによる衝撃を加速度センサー１０を用いて検出する関係上、電子機器が腕等に固定されているような衝撃が充分伝わる状況で行われることが望ましく、手で把持した状態の電子機器や、机の上に置かれた電子機器等に対するタップ操作は想定しづらい。
【００８２】
そのため、電子機器が非装着状態である場合には、装着状態である場合に比べてサンプリング周波数を低く設定するとよい。なお、非装着状態でのサンプリング周波数は２００Ｈｚ等、ある程度の精度でタップ操作を検出可能な周波数とすることを妨げない。例えば、装着状態で４００Ｈｚや１６２０Ｈｚであった周波数を２００Ｈｚとする設定であってもよい。しかし、上述したように非装着状態ではタップ操作の検出が困難であるため、タップ操作の検出処理自体を行わないものとしてもよい。つまり、非装着状態でのサンプリング周波数は、例えば２００Ｈｚを下回るような、充分な検出精度を出せない程度の周波数であってもよく、このようにすることでより一層の低消費電力化が可能となる。
【００８３】
４．３  変形例
またサンプリング周波数の設定タイミングは上述のものに限定されない。例えば、サンプリング周波数が低い状態においてタップ操作が検出された場合に、所定期間サンプリング周波数を高くする（狭義には１６２０Ｈｚ等、設定上の最大周波数とする）ものとしてもよい。
【００８４】
これは例えばダブルタップ操作を検出する場合に有用である。ダブルタップ操作は、マウスにおけるダブルクリックと同様に、短期間に２回タップ操作が行われるものであり、当該２回のタップ操作を１つのユーザー入力として解釈し、シングルタップ操作とは異なる入力として取り扱うものである。ダブルタップ操作が許容される場合には、１回のタップ操作の直後にタップ操作が再度行われる可能性が出てくるため、当該再度のタップ操作を検出するためにサンプリング周波数を高く設定するとよい。特に、本出願人のデータ分析により、ダブルタップ操作の２回目のタップ操作における加速度検出値は、１回目のタップ操作やシングルタップ操作の加速度検出値に比べて小さい値となることがわかった。よって閾値との比較処理であるタップ操作の検出処理において誤判定が起こる可能性が高まるため、充分な検出精度を確保するためにもサンプリング周波数は高くすることが望ましい。
【００８５】
またユーザーの行動分析を行い、当該行動分析の結果に基づいてサンプリング周波数を設定してもよい。具体的には、ユーザーが運動状態にあると判定された場合には、非運動状態にあると判定された場合に比べてサンプリング周波数を高く設定する。
【００８６】
運動状態では、当該運動による加速度が加速度センサー１０の加速度検出値に含まれることになり、加速度検出値に占めるタップ操作による衝撃の信号値の割合が低下して、タップ操作の検出精度も低下する。よって運動状態においてはサンプリング周波数を高く設定することで、検出精度を高めることが望ましい。
【００８７】
運動状態の判別手法の一例としては加速度センサー１０の加速度検出値を用いればよく、加速度検出値が平常時に比べて大きい場合に運動状態と判定してもよい。或いは、歩行や走行等では運動に周期性があるため加速度検出値にも所与の周期性が見られる。つまり加速度検出値の周期性の有無から運動状態か否かを判定してもよい。なおユーザーの行動分析については種々の手法が知られており、本実施形態では任意の手法を適用可能であるため、これ以上の詳細な説明は省略する。
【００８８】
５．サンプリング周波数に連動した閾値の設定手法
以上の説明では、設定部１１０ではサンプリング周波数を設定するものとしたが、それだけには限定されない。設定部１１０は、サンプリング周波数を変更するとともに、当該サンプリング周波数に連動させてタップ操作検出の閾値を変更する設定を行う。
【００８９】
具体的には、設定部１１０はサンプリング周波数を高くするほど、閾値も高くなるような設定を行う。例えば、サンプリング周波数をＦ１からＦ２（＞Ｆ１）に変更する場合には、閾値もＴｈ１からＴｈ２（＞Ｔｈ１）とする。
【００９０】
上述したように、タップ操作を適切に検出するためには、手首の回転動作との判別処理が必要となる。また、運動等に起因する加速度も加速度検出値にノイズとして含まれる場合がある。本実施形態では、タップ操作による加速度検出値は、手首の回転動作やノイズによる加速度検出値よりも大きいという考えに基づいて、手首の回転動作やノイズとして想定される加速度検出値の上限よりも大きい値を閾値として設定する。なお、負方向の加速度検出値については、手首の回転動作やノイズとして想定される加速度検出値の下限よりも小さい値を閾値として設定することになるが、絶対値を用いることで正方向の場合と同様に考えることが可能である。
【００９１】
図１２（Ｂ）の例であれば、回転動作で想定される負方向での加速度検出値の絶対値は約２．４Ｇとなるため、それよりも大きい値を閾値として設定し、検出された加速度検出値の絶対値が当該閾値よりも大きい場合に、タップ操作を検出したと判定する。しかし、手首の回転動作は毎回必ず同じ動作が行われるということは考えにくく、動作の度に加速度検出値は異なるものになる。そのため回転動作の加速度検出値に関して、その絶対値の上限を明確に決定することは困難である。よって、閾値はタップ操作以外の動作による加速度検出値として想定される値に対して、ある程度のマージンを持って設定されることが望ましい。図１２（Ｂ）の例であれば、２．５Ｇといった閾値を設定してしまうと、回転動作によってはそれよりも絶対値の大きい加速度検出値が現れる可能性があり、その場合には回転動作をタップ操作であると誤検出することになる。つまり、タップ操作以外の動作をタップ操作であると誤検出する可能性を抑止するという観点でいえば、閾値の絶対値は大きいほど好ましいと言える。例えば４．０Ｇ程度を閾値とすれば、回転動作をタップ操作であると誤検出する可能性は充分低くすることが可能である。
【００９２】
しかし、図１４（Ａ）〜図１６（Ｂ）を用いて上述したように、サンプリング周波数が低いほど、波形における山の頂点の値を検出できない可能性が高くなり、結果として加速度検出値が小さくなってしまう可能性が高まる。そのため、閾値の絶対値を大きくしすぎてしまうと、タップ操作であるにもかかわらず加速度検出値が設定された閾値を超えることができなくなる、すなわちタップ操作であるのにタップ操作ではないと誤検出するおそれがある。
【００９３】
以上の点を鑑みるに、サンプリング周波数に応じて加速度検出値が変化する傾向が見られる以上、全てのサンプリング周波数で同一の閾値を設定するのではなく、サンプリング周波数に応じて閾値を動的に変更することが好ましいと言える。
【００９４】
例えば、サンプリング周波数が１６２０Ｈｚ等のように充分高い周波数である場合には、タップ操作による加速度検出値が充分大きいと考えて、閾値も高い値を設定する。このようにすれば、回転動作やノイズ等のタップ操作以外の動作を、タップ操作であると誤検出する可能性を抑止できる。例えば、図１６（Ｂ）のＴｈ３＋やＴｈ３−に示した値を閾値として設定すればよい。
【００９５】
一方、サンプリング周波数が２００Ｈｚ等のように低い周波数である場合には、タップ操作であるのにタップ操作でないと誤検出する可能性を抑止するために、閾値はサンプリング周波数が高い場合に比べて小さい値に設定する。この場合、１６２０Ｈｚ等の場合に比べて、タップ操作以外の動作をタップ操作であると誤検出する可能性が高くなるが、その点は許容する。なぜなら、ユーザーが明確な意図を持ってタップ操作を行っているにもかかわらず、当該タップ操作が電子機器により認識されないという状況は、ユーザーに対して多大なストレスを与えることになり好ましくないためである。例えば、図１４（Ｂ）に示したように、Ｔｈ３＋やＴｈ３−よりも絶対値の小さいＴｈ１＋やＴｈ１−を閾値として設定すればよい。
【００９６】
なお、４００Ｈｚ等の中間的なサンプリング周波数では、加速度検出値も中間的な値となることが想定されるため、閾値についても図１５（Ｂ）に示したように、Ｔｈ１＋＜Ｔｈ２＋＜Ｔｈ３＋を満たすＴｈ２＋、或いは｜Ｔｈ１−｜＜｜Ｔｈ２−｜＜｜Ｔｈ３−｜を満たすＴｈ２−等を用いればよい。
【００９７】
６．本実施形態の具体例
以上の本実施形態では、電子機器は図２に示したように、加速度センサー１０の加速度検出のサンプリング周波数及びタップ操作の判定の閾値を設定する設定部１１０と、加速度センサー１０からのセンサー情報に基づいて、タップ操作の判定を行う処理部１２０を含む。そして、設定部１１０は、加速度センサー１０の第１の設定モードでは、サンプリング周波数をＦ１に設定するとともに、閾値をＴｈ１に設定し、加速度センサー１０の第２の設定モードでは、サンプリング周波数をＦ１よりも高い周波数であるＦ２に設定するとともに、閾値をＴｈ１よりも大きな値であるＴｈ２に設定する。
【００９８】
ここでタップ操作の判定の閾値とは、図７（Ａ）や、図１４（Ｂ）のＴｈ１＋等に示したように、加速度検出値のピーク値との比較処理に用いられる値である。なお、タップ操作の検出処理は、上述したように波形の下方向での変化を用いてもよいし、上方向の変化を用いてもよいし、その両方を用いてもよい。この場合、波形の基準値（図７等でいえば縦軸の中心）を０Ｇとすれば、上方向での加速度検出値は正の値となり、下方向での加速度検出値は負の値となるが、ここでの閾値の大小とは上記基準値に対する変動幅の大小と考えることができる。つまり、基準値との差異が大きい閾値ほど値が大きいと考えればよく、上述したように波形の基準値が０Ｇであれば、本実施形態の閾値とは加速度検出値の絶対値を用いて考えればよい。
【００９９】
これにより、サンプリング周波数に応じて適切に閾値を設定することが可能になる。具体的には、図１６（Ｂ）に示したようにサンプリング周波数が高く、加速度検出値の波形が、タップ操作の衝撃による加速度波形を正確に反映するものであれば、閾値を大きく設定できるため、タップ操作以外の動作をタップ操作であると誤検出する可能性を抑止できる。逆に、図１４（Ｂ）に示したように、加速度検出値の波形が、タップ操作の衝撃による加速度波形に対して荒い場合には、閾値を低く設定できるためタップ操作が行われているのにタップ操作ではないと誤検出する可能性を抑止する。
【０１００】
また、電子機器は図２に示したように生体情報を検出する生体情報検出センサー２０を含んでもよい。そして、処理部１２０は、加速度センサー１０からのセンサー情報である体動情報に基づいて、生体情報検出センサー２０からの生体情報に対する補正処理を行うとともに、加速度センサー１０からのセンサー情報に基づいて、タップ操作の判定を行う。
【０１０１】
これにより、加速度センサー１０を体動ノイズの低減処理と、タップ操作の検出処理の両方に共通して用いることが可能になる。生体情報検出センサー２０（狭義には脈波センサー）のセンサー情報には、ユーザーの運動等に起因する体動ノイズが含まれることが知られている。よって脈拍計等の生体情報の検出を行う電子機器では、図５や図６を用いて上述したように体動センサーのセンサー情報に基づくノイズ低減処理を行うことが一般的である。また、腕時計型デバイスのような電子機器ではタップ操作が有用なインターフェースとなることは上述したとおりである。つまり、腕装着型の脈拍計等においても、タップ操作が有用であるところ、当該タップ操作は図７（Ａ）等に信号波形を示したように、加速度センサー１０を用いて検出可能である。以上のことから、本実施形態の手法を脈拍計等の電子機器に適用することで、タップ操作の適切な検出及び生体情報からの体動ノイズの除去を、共通の加速度センサー１０により実現可能となり、省スペース化、低コスト化等が実現できる。
【０１０２】
また、設定部１１０は、電子機器を装着するユーザーが運動状態にあると判定された場合に、加速度センサー１０の設定モードを第２の設定モードに設定してもよい。
【０１０３】
これにより、ユーザーが運動状態にあると判定された場合には、サンプリング周波数及び閾値を高く設定することが可能になる。運動状態では加速度センサー１０からのセンサー情報に当該運動に起因するノイズが含まれることになるが、図１６（Ｂ）に示したように閾値を高く設定できるため、当該ノイズとタップ操作に起因する加速度検出値とを精度よく判別することができる。
【０１０４】
また、設定部１１０は、情報の表示を行う情報表示モードでは第１の設定モードに設定し、外部からの情報の入力を受け付ける情報入力モードでは第２の設定モードに設定してもよい。
【０１０５】
これにより、情報表示モードと情報入力モードにおいて、それぞれのモードに適したサンプリング周波数及び閾値を設定することが可能になる。図１７に示したユースケースのように、情報表示モードに比べて情報入力モードの方がタップ操作が行われる可能性が高い場合は充分考えられる。よって、情報入力モードでは第２の設定モードとすることで高精度でのタップ操作検出を可能とする。一方、タップ操作の可能性が比較的低い情報表示モードでは、サンプリング周波数が低い第１の設定モードとすることで、消費電力の低減等が可能になる。
【０１０６】
また、電子機器は図２に示したように、表示部１８０における情報の表示制御を行う表示制御部１７０を含んでもよい。そして、設定部１１０により加速度センサー１０が情報入力モードに対応する第２の設定モードに設定されている場合に、処理部１２０は、サンプリング周波数がＦ２に設定され、閾値がＴｈ２に設定された加速度センサー１０からのセンサー情報に基づいて、タップ操作の判定を行い、表示制御部１７０は、処理部１２０でタップ操作が検出された場合に、表示部１８０に表示される表示画像を遷移させる表示制御を行う。
【０１０７】
これにより、タップ操作を画面遷移に用いること、及びその際には高精度でのタップ操作の検出のためにサンプリング周波数の高い第２の設定モードに設定することが可能になる。腕時計型デバイス等では表示部１８０の面積が制限されることが多いため、１つの表示画像に多くの情報を含めることは現実的でない。結果として、図１７の食事量の入力画面に示したように、複数の表示画像を用意しておき、それらの間で画面を遷移させることで、情報の提示を行うことが自然と考えられる。本実施形態で想定している電子機器は、ボタンやキーの数に制限があるため、入力できる操作の種類が限定されてしまい、所与の表示画面から他の任意の表示画面への遷移を行うような複雑な操作は困難である。そのため、画面遷移は図１７に示したように、順番に並べられた表示画像を先頭から１つ１つ選択して表示していく形態等になり、所望の画面表示までに複数回の操作が要求される可能性の高いものとなる。つまり情報入力モードにおいては、ユーザーによる複数回の操作を想定したインターフェースを実現することが好ましく、その点から考えれば容易に操作可能であるタップ操作が行われる可能性は充分高いものと言える。
【０１０８】
また、処理部１２０は、加速度センサー１０の所定軸方向での正方向（図３に示したＺ軸を考えるのであれば狭義には上方向）の信号値と、正方向での閾値であるＴｈ＋との比較処理、及び、加速度センサーの所定軸方向での負方向（図３に示したＺ軸を考えるのであれば狭義には下方向）の信号値と、負方向での閾値であるＴｈ−との比較処理の少なくとも一方の比較処理に基づいて、タップ操作の判定を行ってもよい。
【０１０９】
これにより、図７（Ａ）等を用いて上述したように、加速度検出値の上下動と閾値との比較処理に基づいて、タップ操作の判定を行うことが可能になる。なお、ここではＴｈ＋とＴｈ−とに分けて記載したが、必ずしも２種類の閾値を設定する必要はない。例えば、閾値は上述したように絶対値に相当する情報であってもよいため、正の値である１つの閾値Ｔｈを設定しておき、正方向での信号値についてはＴｈとの比較処理を行い、負方向での信号値については−Ｔｈと比較処理（或いは負の信号値の絶対値とＴｈとの比較処理）を行ってもよい。ただし、図１２（Ａ）を用いた説明で上述したように、正方向と負方向での加速度検出値を比較した場合、タップ操作の衝撃方向に対応する負方向の値の方が、衝撃方向の反対方向に対応する正方向の値に比べてわずかであるが大きい場合も多い。この差異を考慮して、正方向と負方向で異なる閾値を設定してもよい。
【０１１０】
また、電子機器は図２に示したように、電子機器の装着状態を判定する装着判定部１６０を含んでもよい。そして、設定部１１０は、装着判定部１６０により電子機器が非装着状態であると判定された場合に、加速度センサー１０を、サンプリング周波数の値がＦ１よりも低い周波数であるＦ０となる第３の設定モードに設定する。
【０１１１】
これにより、電子機器の装着状態の判定結果に基づいて、サンプリング周波数の設定を行うことが可能になる。非装着状態とは、例えば腕時計型の電子機器であれば、ベルトが外された状態に対応する。そのため、ベルトが外された状態でユーザーの手で把持されている状態も非装着状態であるし、完全にユーザーの手から離れて机等の上に放置されている状態も非装着状態である。いずれにせよ、非装着状態ではユーザーのタップ操作による衝撃を加速度センサー１０により検出することが難しくなるため、タップ操作の可能性が低いと判定してよく、サンプリング周波数も低く設定する。
【０１１２】
なお、非装着状態で加速度センサー１０を第３の設定モードとしたのは、例えば情報表示モードで第１の設定モードとし、情報入力モードで第２の設定モードとするような実施形態を想定したものである。情報表示モードでは、タップ操作の可能性は情報入力モードに比べれば低いものの、タップ操作がないと言い切れるものではなく、比較的低精度ではあってもタップ操作は検出可能とすることが望ましい。例えば第１の設定モードではサンプリング周波数を２００Ｈｚ程度として、７０％程度の検出精度を確保するとよい。それに対して、非装着状態では上述したようにタップ操作が全く検出できなくても問題は大きくないため、情報表示モードほどのサンプリング周波数は要求されない。つまり、２００Ｈｚより小さいサンプリング周波数でも差し支えないため、非装着状態では第１の設定モードとは異なる第３の設定モードとしている。この場合、そもそもタップ操作の検出が不要となるため、タップ操作検出のための閾値は特に設定しなくてもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１０  加速度センサー、２０  生体情報検出センサー、２１  ＬＥＤ、
２２  フォトダイオード、２３  凸部、１１０  設定部、１２０  処理部、
１３０  操作情報取得部、１４０  操作部、１５０  通信部、１６０  装着判定部、
１７０  表示制御部、１８０  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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