(57)【要約】      （修正有）【課題】携帯端末を操作・閲覧しながら歩行・走行等の移動するときの進行方向前方障害物を検知して移動の安全を確保すること。【解決手段】障害物検知装置１０は、ユーザによる入力操作を受け付けるディスプレイと、ユーザの携帯端末の所持状態を検知する第１検知手段３００，３１０，３２０と、検知領域内に障害物が存在するか否かを検知する第２検知手段４００，４１０とを備え、第１検知手段３１０により、前記携帯端末がユーザにより操作または閲覧されている状態にあることを検知し、第２検知手段により障害物の存在が検知されたときに、ユーザに対して警告を発する警告通知手段５００とを備える。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザによる入力操作を受け付けるディスプレイと、
前記ユーザの携帯端末の所持状態を検知する第１検知手段と、
検知領域内に障害物が存在するか否かを検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段により、前記携帯端末が前記ユーザにより操作または閲覧されている状態にあり、かつ前記第２検知手段により障害物の存在が検知されたときに、前記ユーザに対して警告を発する警告通知手段とを備える
障害物検知装置。
【請求項２】
前記第１検知手段は前記ユーザが歩行状態にあるかどうかをさらに検知し、
前記警告通知手段は前記ユーザが歩行状態にあるときに前記ユーザに対して警告を発する請求項１に記載の障害物検知装置。
【請求項３】
前記警告通知手段は、前記ディスプレイの照度を低下させることで前記ユーザに向けて警告を発する
請求項１または２に記載の障害物検知装置。
【請求項４】
前記障害物検知装置は、前記携帯端末の周囲の照度を検知する第３検知手段をさらに備え、前記照度が所定値または該所定値未満になったことを検知したときに前記第１若しくは第２検知手段または該両手段を起動させる
請求項１ないし３に記載の障害物検知装置。
【請求項５】
携帯端末を、
ユーザによる入力操作を受け付けるディスプレイと、
前記ユーザによる前記携帯端末の所持状態を検知する第１検知手段と、
検知領域内に障害物の存在を検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段により、前記携帯端末が操作または閲覧されている状態にあることを検知し、前記第２検知手段により障害物の存在が検知されたときに、前記ユーザに対して警告を発する警告通知手段とを備える
障害物検知装置として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、歩行または走行中に携帯端末を操作・閲覧するときの，進行方向前方に存在する障害物検知装置に関する。
【背景技術】
【先行技術文献】
【０００２】
【特許文献１】  特開平８−９５４８７号公報
【特許文献２】  特開２００８−５４８９７号公報
【特許文献３】  特開２０１３−８３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  従前、歩行等の移動時に人が携帯する装置や着用する靴等に障害物検知センサを埋め込み、検知した障害物の存在を警告する装置の発明がされていた。そして，これらは歩行等の移動自体を目的とし、障害となる物体を検知・通知し、安全な歩行を確保しようとするものであった。【０００４】  最近、スマートフォン等携帯端末の普及により、携帯端末を操作または閲覧しながら歩行等の移動をするユーザが多く見られ、携帯端末の操作・閲覧に集中するあまり、時として進行方向前方の障害物や、対向する他の歩行者等と衝突することもよく目撃される。とりわけ夜間、歩行者等の周囲が暗くなるような場合には、この傾向はより高まる。
本発明はこうした携帯端末を操作・閲覧しながら歩行等の移動をするユーザの安全を確保するために発明されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明は、ユーザが携帯端末を操作・閲覧していることを、第１検知手段が携帯端末に作用する慣性力に基づき、水平面に対する傾斜角を測定することで検知する。また、操作・閲覧中に進行方向前方に障害物があることを、第２検知手段が赤外線等の電磁波の受光量や超音波の受発信時間を測定することで検知する。
そして、ユーザが携帯端末を操作・閲覧しながら歩行等しているときに，進行方向前方の検知領域内に障害物がしているときには、警告通知手段が当該ユーザに対して警告を発する。この警告は、携帯端末より音声を発信して行なってもよいし、携帯端末を振動させることであってもよいし、携帯端末のディスプレイ上に障害物が前方に存在する旨のメッセージを表示させてもよいし、あるいはディスプレイのバックライトの照度を一時的に下げるか、若しくは消灯させることで通知してもよい。【０００６】  さらに，歩行等の移動中であることは、第１検知手段が携帯端末に対して加えられる垂直方向の運動加速度に基づき、歩行時等における振幅の周期ないし周波数を検出して検知してもよいし、第１検知手段とは別に、第４検知手段によって検知する構成を採ってもよい。【０００７】  またさらに、携帯端末の周囲の照度が所定の閾以下になったことを第３検知手段が検知したときに，第１、第２、若しくは第４検知手段のうちのいずれかの検知手段か、あるいはその全てを起動をさせるように構成してもよい。
【発明の効果】
【０００８】  本件発明により、スマートフォン等の携帯端末を握持し、歩行または走行中に操作・閲覧している場合であっても、進行方向前方にある障害物を検知することができ、警告を受けた当該歩行者は前方障害物の存在に注意を払うことができるため，より安全な携帯端末の取扱いが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】  本発明の第１実施形態に係る障害物検知装置の概念図、
【図２】  本発明の第１実施形態に係る障害物検知装置の外観図、
【図３】  本発明の第１実施形態に係る障害物検知装置の機能構成図。
【図４】  本発明の第１実施形態に係る障害物検知装置の制御部内テーブルの概念図。
【図５】  本発明の第１実施形態に係る障害物検知装置の慣性力に基づく検知手段の説明図。
【図６】  本発明の第１実施形態に係る障害物検知装置の障害物検知部の説明図。
【図７】  本発明の第１実施形態に係る障害物検知装置の警告通知部の外観図。
【図８】  本発明の第２実施形態に係る障害物検知装置の機能構成図。
【図９】  本発明の第２実施形態に係る障害物検知装置の制御部内テーブルの概念図。
【図１０】  本発明の第２実施形態に係る障害物検知装置により検知される運動加速度の説明図。
【図１１】  本発明の第３実施形態に係る障害物検知装置の機能構成図。
【図１２】  本発明の第３実施形態に係る障害物検知装置の慣性センサー起動のためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る障害物検知装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】（障害物検知装置１０のハードウェア構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る入力装置の機能構成を示すブロック図である。
本発明の第１実施形態に係る入力装置（１０）の内部には、制御部１００、通信モジュール２００、加速度センサ３００、障害物検知センサ４００および照度センサ５００が設けられる。ディスプレイ６００は、表面上にタッチパネルとタッチセンサが設けられていてもよい。さらに、加速度センサ４００とは別に傾斜センサ３２０が設けられていてもよい。
【００１２】  また、図２には示していないが、携帯端末には、操作ボタンやマイクロフォンやスピーカ等の音声を発する構成、端末本体を振動させるバイブレータ、またはディスプレイ６００の反対側を照射するライトが設けられていてもよい。
【００１３】  制御部１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  ＰｒｏＣｅｓｓｉｎＧ  Ｕｎｉｔ）等の演算処理回路、不揮発性もしくは揮発性メモリ等の記憶部を有する。制御部は、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵにより実行して、各種機能を携帯端末に実現させる。当該機能により、携帯端末の各構成から出力される信号等が使用される。
【００１４】  状態管理テーブル７００はこの記憶部内において読み込まれる。
【００１５】  ディスプレイ６００は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置であって、ＬＥＤバックライトによりユーザに視認可能な画面の表示を行い、制御部１００の制御により表示内容が決定される。
【００１６】  タッチセンサは、タッチパネルに対するユーザからの入力操作のための接触を受けて、タッチパネルにおいて生じた静電容量の変化等に基づき、タッチパネル上の接触位置を計算し、当該入力操作に応じた信号を出力する装置である、
【００１７】  通信モジュール２００は、制御部の制御により、ネットワークＮＷと接続して、ネットワークＮＷに接続された他の通信機器と情報の通信を行なう。
【００１８】  加速度センサ３００は、携帯端末１０本体に作用する慣性力により携帯端末１０本体に生じ得る３軸周りの運動加速度の方向と程度をそれぞれ検知・測定し、測定結果を測定信号として出力する他、重力加速度により携帯端末１０本体の水平状態に対する傾斜角を検知・測定し、測定結果を測定信号として出力する。
【００１９】  障害物検知センサ４００は、対象物が携帯端末１０本体に対して所定範囲内に任意の物体が出現したか否かを検知し、その結果を測定信号として出力する。障害物検知センサ４００内部の発光若しくは照射素子より発射された赤外線等の電磁波や超音波が検知対象物に反射して、障害物検知センサ４００内部の受光素子に入射する赤外線等の電磁波の量や超音波の時間を測定し、測定結果を測定信号として出力するアクティブ型のセンサが採用される。
【００２０】  または、特に赤外線等の電磁波を自らが発する動物や人体等の検知対象物については、その検知をするパッシブ型のセンサであってもよい。
【００２１】  照度センサ５００には、フォトトランジスタ、フォトダイオード、またはフォトＩＣ等が用いられ、携帯端末１０本体の周囲の明るさを検知・測定し、測定結果を測定信号として出力する。
【００２２】（携帯端末の機能構成）
以下には、図面を参照しながら携帯端末の機能構成を説明する。
【００２３】  携帯端末１０を操作・閲覧しながら歩行・走行しているときには、図５に示すように、ディスプレイ６００は上向きに握持されているが、このとき携帯端末１０は水平面から一定の傾斜角を形成している。そして、携帯端末１０を操作・閲覧しながら歩行している大多数の歩行者を観察した結果によれば、握持される携帯端末の傾斜角は水平面から１５度ないし６０度の範囲内に収まっていた。
【００２４】  特に、低Ｇタイプの加速度センサでは、この携帯端末１０の傾斜角を重力加速度に基づき測定することができ、測定結果を制御部１００に対して測定信号として出力する。
【００２５】  加速度センサ３００から測定信号の出力を受けた、制御部１００内にある操作・閲覧判定部４１０は、測定信号に基づく傾斜角が所定範囲内の角度、例えば１５度ないし６０度の範囲内の数値であるか否かを判別し、測定された傾斜角がその範囲内にあるときには、図４（ａ）に示すように、状態管理テーブル７００に操作・閲覧状態フラグ１を設定し、当該範囲から外れているときにはフラグ０を設定する。
【００２６】  また、携帯端末１０の操作・閲覧に集中している歩行者等は、前方わずか数メートル前方にある障害物や、対向して歩行する歩行者の存在にも気付かないことが多く、衝突の寸前になってはじめてその存在に気付くこともよくある。
図６に示すように、障害物検知センサ４００の受発光若しくは入照射の向きをディスプレイ６００とは反対側に向けておくことで、歩行時等の障害物の存在と距離を検知することができる。
【００２７】  障害物検知センサ４００からの測定信号の出力を受けた制御部１００内にある障害物検知部４１０は、所定の検知範囲内、例えばディスプレイ６００の反対側３メートル以内における障害物の存否を判定し、障害物が存在すると判定したときには、状態管理テーブル７００の規定位置に障害物検知状態フラグ１を設定し、存在していないときにはフラグ０を設定する。
【００２８】  警告通知部５００は、状態管理テーブル７００Ｂを監視し、操作・閲覧状態フラグおよび障害物検知フラグがともに１のときに、ディスプレイ６００のバックライト照度を低下させたり、若しくは図７（ａ）のディスプレイ６１２のように消灯したり、または図７（Ｂ）のディスプレイ６００に前方に障害物がある旨をユーザに対して警告するポップアップ・ウィンドウ６１３を表示して注意を促してもよい。
【００２９】  また、この構成とは別に、図３（Ｂ）に示すように、障害物検知センサ４００を常時稼動させておくのではなく、障害物検知センサ４００の稼動を状態管理テーブル７００に記録された操作・閲覧状態フラグの状態に依存させることとしてもよい。すなわち、状態管理テーブル７００を監視し、操作・閲覧状態フラグが１であるときに障害物検知センサ４００を稼動させるか、稼動を継続させる構成としてもよい。
【００３０】  警告通知部５００は、状態管理テーブル７００のフラグの状態に基づき稼動している障害物検知センサ４００の測定結果に基づき障害物が検知されたときに、ディスプレイ６００のバックライト照度を低下させるか、消灯するか、または、ポップアップ・ウィンドウ６１３を表示して警告を発してもよい。
【００３１】  あるいは、ディスプレイ６００での表示、非表示等によるのではなく、バイブレータによって携帯端末１０本体を振動させたり、または、警告音をマイクロフォンより発したり、ライトを照射したりしてもよい。
【００３２】  操作者に向けた警告のうち、特に、操作・閲覧中のディスプレイ６００のバックライトを突如消灯すると、ユーザは反射的に視線を携帯端末１０よりも上方かつ前方に向ける傾向がある。この身体的な動作によって進行方向前方の障害物等の存在を直接視認するきっかけを作り出すことができる。
これにより、携帯端末１０の操作者は、歩行・走行中、ディスプレイ６００の操作・閲覧に集中していても障害物を直接視認か、歩行・走行の速度を緩めることになり、前方障害物との衝突の可能性をより抑制することができる。
【００３３】（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る携帯端末１０について以下に説明する。
【００３４】（概要）
電車やバス等の乗り物の座席に座っていたり、エスカレータ等に乗り佇立した状態で携帯端末１０を操作・閲覧している際には、ディスプレイ６００の反対側に人や荷物が存在していることがあり、これらを障害物とみなしてユーザに対して警告を発することは、衝突の危険が小さいにもかかわらず、かえって操作・閲覧の効率を阻害することにもなりかねない。
本発明の第２実施形態では、こうした状態を除外し、障害物検知の精度をより高める。
【００３５】（携帯端末のハードウェア構成）
図８（ａ）に示すように、操作・閲覧判定部３１０は、加速度センサ３００のみからの測定結果を入力とすることもできるし、図８（Ｂ）に示すように、加速度センサ３００とは別に設けられた傾斜センサ３２０の測定結果を入力としてもよい。
【００３６】［携帯端末の機能構成］
加速度センサ３００により測定された測定信号は、重力加速度によるものの他に携帯端末１０本体の運動加速度に基づくものも含まれる。３軸の運動加速度のうち、特に垂直方向の運動加速度に着目すると、人が歩行時に携帯端末１０を握持しているときに測定される運動加速度は、図１０（ａ）に示すように、時間領域において一定の周期性を有するし（３２１）、高速フーリエ変換やウェーブレット変換等の信号処理をすることで、図１０（Ｂ）に示すように、特定の周波数帯域において歩行時の振幅（３２２）を検出することが可能である。このことは特に、携帯端末を握持した手と同じ側の足のヒール・ストライク時または当該時点からトゥ・オフまでの間について着目した場合の垂直方向の運動加速度をみると顕著に現れる。
【００３７】  さらに、歩行時以外にも自転車等の人力で走行する車両に乗り走行しているときにおいても、歩行時と加速度や振幅の大きさは異なるが、走行していることを推定できる測定信号を時間領域または周波数領域において得ることができる。
【００３８】  この場合、歩行・走行判定部３２０は、加速度センサ３００からの出力を受けた測定結果に基づき解析を行い、携帯端末１０の傾斜角に関する判別と、携帯端末１０に加えられる垂直方向の運動加速度の周期の判定を行い、その結果を状態管理テーブル７００Ｃに、操作・閲覧状態フラグおよび歩行・走行状態フラグとしてそれぞれ独立して記録する。
【００３９】  すなわち、図５に示すように、携帯端末１０の傾斜角が所定範囲にあると判別されると、状態管理テーブル７００Ｃの操作・閲覧状態フラグに１を設定し、所定範囲にないと判別されるとフラグとして０が設定される。また、携帯端末１０に作用する運動加速度に、歩行時等の加速度若しくは振幅を検出されると、歩行・走行状態フラグに１が設定され、検出されないときには０が設定される。
【００４０】  操作・閲覧状態フラグを記録するに当たり、運動加速度が作用することにより計測軸がぶれるおそれがあり、より精密な測定が要求されるようなときには、加速度センサ３００とは別に傾斜センサ３２０を別途備え、その測定結果に基づき操作・閲覧状態判定部３１０がその測定結果を状態管理テーブル７００Ｄに操作・閲覧状態フラグとして記録することとしてもよい。
【００４１】  この場合、加速度センサ３００の測定結果は、操作・閲覧判定部３１０にのみ出力され、状態管理テーブル７００Ｄに歩行・走行状態フラグとして記録されることになる。
【００４２】  併せて、障害物検知センサ４００からの測定信号の出力を受けた制御部１００内にある障害物検知部４１０は、所定の範囲内における障害物の存否を判定し、障害物が存在すると判定したときには、状態管理テーブル７００Ｄに障害物検知状態フラグ１を、存在していないと判定したときにはフラグ０をそれぞれ設定する。
【００４３】  そして、本発明の第１実施形態と同様、警告通知部５００は状態管理テーブル７００を監視し、操作・閲覧状態フラグおよび障害物検知フラグがともに１であるときに、ディスプレイ６００のバックライト照度を低下させる等の警告を操作者に対して行う。
【００４４】  また、こうした構成とは別に、図８（Ｃ）に示すように、障害物検知センサ４００を常時稼動させておくのではなく、障害物検知センサ４００の稼動を状態管理テーブル７００Ｃに記録された操作・閲覧状態フラグおよび歩行・走行状態フラグに依存させてもよい。すなわち、状態管理テーブル７００Ｃを監視し、操作・閲覧状態フラグが１であり、かつ、歩行・走行状態フラグが１であるときに障害物検知センサ４００を稼動させるか、稼動を継続させる構成としてもよい。
【００４５】  この際、いずれかのフラグが０であるときには、障害物検知センサ４００は稼動しない。
【００４６】  そして、障害物検知センサ４００の測定結果に基づき障害物が検知されたときに、ディスプレイ６００のバックライト照度を低下させる等の警告を操作者に対して行う等という構成も採り得る。
【００４７】（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る携帯端末１０について、図面を参照しながら説明する。
【００４８】（概要）
周囲が暗くなったときには、明るい場合に比べて相対的に視野が狭くなったり、視力が落ちることはつとに知られており、携帯端末１０を握持して操作・閲覧しながら歩行等するユーザにおいても、このことは同様に当てはまる。すると、当然のことながら、周囲が暗い中の方がより明るい場合に比べて、進行方向前方障害物に衝突するリスクは高まる。本発明の第３実施形態では、こうした周囲の照度も加味して障害物検知センサ４００の稼動条件を設定し、ユーザにとってより安全な携帯端末１０の操作を支援しようとするものである。
【００４９】  照度センサ５００により測定された測定信号は制御部１００に送信される。制御部１００は、照度センサ５００からの測定信号を受信して、図１２に示すように，当該信号が記録手段に保持される所定値以下であるか否かを判別する（Ｓ５０２）。
【００５０】（携帯端末の機能構成）
検知される携帯端末の周囲の照度が所定値以下であるときには（Ｓ５０２）、加速度センサ３００または傾斜センサ３２０を起動し（Ｓ５０３、Ｓ５０４）、操作・閲覧判定部３１０または歩行・走行判定部３２０により、携帯端末１０の重力加速度、運動加速度の測定と分析を開始し、状態管理テーブル７００Ｂにそれぞれの状態に適合したフラグ１または０を記録する。
【００５１】  そして、照度センサ５００の測定結果により、障害物検知センサ４００も稼動し、障害物検知センサ４００の測定結果の出力を受けた障害物検知部４１０は、測定結果に基づき状態管理テーブル７００Ｂに障害物検知状態フラグを記録する。
【００５２】  または、障害物検知センサ４００は、状態管理テーブル７００Ｄを監視し、記録された操作・閲覧フラグ、歩行・走行状態フラグ、および障害検知フラグをそれぞれ監視し、条件が適合しているときには障害物検知センサ４００の稼動を開始または継続する。
【符号の説明】
【００５３】１０・・・・・携帯端末、
１００・・・・制御部、
２００・・・・通信モジュール、
３００・・・・加速度センサ、
３２０・・・・傾斜センサ、
４００・・・・障害物検知センサ、
５００・・・・照度センサ、
６００・・・・ディスプレイ、
６１３・・・・ポップアップ・ウィンドウ、
７００、７００Ｂ、Ｃ、Ｄ・・・・状態管理テーブル
【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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