(57)【要約】【課題】  ユーザがキャリブレーションの操作を容易に行うことができる携帯端末を提供する。【解決手段】  主制御部２２０は携帯端末１００の電源投入を検知すると、磁気センサ部２１０から磁気に関するデータを得て、また、ＲＡＭ２０９から既存のオフセットを読み出してこれらを解析し、キャリブレーションの要否を判断する。主制御部２２０はキャリブレーションが必要なことを検知し、かつ、ユーザの許可を得た場合、ＲＯＭ２０８から画像データを読み出し、これを表示部３０３に表示させてユーザに携帯端末１００の回転方向を通知し、ユーザに携帯端末１００を回転させ、磁気センサ部２１０からキャリブレーションに必要なデータが得られた時、ＲＯＭ２０８から画像データを読み出し、表示部にこの画像データを表示させてユーザに回転の停止を通知し、得られたデータからキャリブレーション結果を得る。【選択図】  図１
2006098200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気センサの出力および予めメモリ内に記憶されているオフセットに基づいて地磁気の方向を測定する地磁気測定手段を具備する携帯端末において、
電源投入時または所定のアプリケーションが起動された時、前記地磁気測定手段の出力と前記メモリ内の基準値とを比較することによって該オフセットのキャリブレーションが必要か否かを判定し、必要であった場合にキャリブレーション起動を出力するキャリブレーション判定手段と、
前記キャリブレーション起動を受け、前記磁気センサの出力に基づいて新たなオフセット補正値を演算して前記メモリに書き込むオフセット値演算手段と、
前記オフセット値演算手段の演算動作に同期して、携帯端末の操作方法を文字、音声、及び、画像表示の中の１つ以上によってユーザに案内する操作案内手段と
を具備することを特徴とする携帯端末。
【請求項２】
撮像要求の命令を受け、撮像した画像データを出力する電子撮像部を更に具備し、
前記操作案内手段は、
操作案内が文字によって記載された表示画面の表示データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から前記表示データを読み出し、前記電子撮像部から得た前記画像データと共に表示器へ出力する表示制御手段とを具備する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動端末。
【請求項３】
前記記憶手段は、操作案内の音声を含む音声データを記憶し、
前記操作案内手段は、前記記憶手段から前記音声データを読み出し、前記電子撮像部から得た前記画像データの表示器への出力に同期させて前記音声データを発音させる発音手段を具備する
ことを特徴とする請求項２に記載の移動端末。
【請求項４】
前記キャリブレーション判定手段は、
前記キャリブレーション起動を出力する前にキャリブレーションの実行可否の入力要求を表示器へ出力し、
前記ユーザからキャリブレーションの実行要求の入力を受けた時のみ、前記キャリブレーション起動信号を出力する
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の移動端末。
【請求項５】
前記オフセット値演算手段は、
前記新たなオフセット補正値を前記メモリに書き込む前に、前記新たなオフセット補正値に基づく方位を表示器へ出力し、
前記ユーザから前記方位を正しい方位として認めた旨の入力を受けた時のみ、前記新たなオフセット補正値を前記メモリに書き込む
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の携帯端末。
【請求項６】
前記記憶手段は、キャリブレーションの進行状態を表す１種類以上の画像データを記憶し、
前記表示制御手段は、前記オフセット値演算手段の処理の進行状態に対応する前記画像データを前記記憶手段から読み出し、表示器へ出力する
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の移動端末。
【請求項７】
前記画像データは、前記ユーザによるキャリブレーション操作における筐体の回転方向も表すことを特徴とする請求項６に記載の移動端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサを備えた携帯電話等の携帯端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
地磁気を検出する磁気センサを備え、検出された地磁気に基づいて方位測定を行う携帯電話等の携帯端末が知られている。測定された方位は、例えば地図の表示に利用される。こうした携帯端末は位置検出を行うＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を備え、磁気センサが方位に対する携帯端末の向きを検知することによって、現在位置に基づいた地図を正しい方位を保つように回転させながら表示する。
【０００３】
しかし、携帯端末の磁気センサは、携帯端末に搭載されるスピーカや、マイクロホン、あるいは着磁した電子部品の金属パッケージ等から漏れる磁気であるオフセットと、地磁気とが合成された磁気を検出する。このため携帯端末は、磁気センサにより検出されるそのままの磁気に基づいて方位を求めると、誤った方位を得ることとなる。そこで、このオフセットを推定するための処理であるキャリブレーションが必要となる。
【０００４】
従来、ユーザは、携帯端末にキャリブレーションを行わせる際に、例えば携帯端末を１８０度回転させる等の動作を行う。この動作の間に携帯端末は磁気センサから測定データを収集し、測定データに基づいて正しいオフセットを求める。しかし、こうした携帯電話にキャリブレーションを実行させるための操作方法自体は、通常の会話や電子メールの送受信等とは大きく異なるものである。このため、ユーザがこの操作方法を記憶していることは少なく、キャリブレーションの際にユーザがマニュアルを参照する必要があるなど、手間がかかる問題点がある。
【０００５】
なお、従来の技術としては特許文献１と、特許文献２に記載されるものが知られている。しかし、特許文献１の技術はキャリブレーション処理そのものに関する技術であり、上述の実際に利用者が携帯端末を利用する際の問題点を解決するものではない。また、特許文献２の技術は携帯端末を所定の角度ずつ回転させ、各角度において磁気センサによって測定されたデータに基づいてオフセットを推定することにより、回転速度に依存せずにキャリブレーションを行う技術であり、上述の問題点を解決するものではない。
【特許文献１】特開２００４−１２４１６号公報
【特許文献２】特開２００３−９０７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、その目的は、ユーザがキャリブレーションの操作を容易に行うことができる携帯端末を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は前述の課題を解決するためになされたもので、請求項１の発明は、磁気センサの出力および予めメモリ内に記憶されているオフセットに基づいて地磁気の方向を測定する地磁気測定手段を具備する携帯端末において、電源投入時または所定のアプリケーションが起動された時、前記地磁気測定手段の出力と前記メモリ内の基準値とを比較することによって該オフセットのキャリブレーションが必要か否かを判定し、必要であった場合にキャリブレーション起動を出力するキャリブレーション判定手段と、前記キャリブレーション起動を受け、前記磁気センサの出力に基づいて新たなオフセット補正値を演算して前記メモリに書き込むオフセット値演算手段と、前記オフセット値演算手段の演算動作に同期して、携帯端末の操作方法を文字、音声、及び、画像表示の中の１つ以上によってユーザに案内する操作案内手段とを具備することを特徴とする携帯端末である。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の移動端末であって、撮像要求の命令を受け、撮像した画像データを出力する電子撮像部を更に具備し、前記操作案内手段は、操作案内が文字によって記載された表示画面の表示データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段から前記表示データを読み出し、前記電子撮像部から得た前記画像データと共に表示器へ出力する表示制御手段とを具備することを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の移動端末であって、前記記憶手段は、操作案内の音声を含む音声データを記憶し、前記操作案内手段は、前記記憶手段から前記音声データを読み出し、前記電子撮像部から得た前記画像データの表示器への出力に同期させて前記音声データを発音させる発音手段を具備することを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項４の発明は、前記キャリブレーション判定手段は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の移動端末であって、前記キャリブレーション起動を出力する前にキャリブレーションの実行可否の入力要求を表示器へ出力し、前記ユーザからキャリブレーションの実行要求の入力を受けた時のみ、前記キャリブレーション起動信号を出力することを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項５の発明は、前記オフセット値演算手段は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の携帯端末であって、前記新たなオフセット補正値を前記メモリに書き込む前に、前記新たなオフセット補正値に基づく方位を表示器へ出力し、前記ユーザから前記方位を正しい方位として認めた旨の入力を受けた時のみ、前記新たなオフセット補正値を前記メモリに書き込むことを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の移動端末であって、前記記憶手段は、キャリブレーションの進行状態を表す１種類以上の画像データを記憶し、前記表示制御手段は、前記オフセット値演算手段の処理の進行状態に対応する前記画像データを前記記憶手段から読み出し、表示器へ出力することを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項７の発明は、請求項６に記載の移動端末であって、前記画像データは、前記ユーザによるキャリブレーション操作における筐体の回転方向も表すことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、ユーザがキャリブレーションの操作を行う際にマニュアルをチェックするなどの手間をかける必要が無く、容易にこれを行うことができる効果がある。また、請求項２の発明によれば、ユーザを視覚的に楽しませ、更に、ユーザのキャリブレーションの操作方法の理解を容易にする効果がある。また、請求項３の発明によれば、ユーザを視覚的及び聴覚的に楽しませ、更に、ユーザのキャリブレーションの操作方法の理解を容易にする効果がある。
【００１５】
また、請求項４の発明によれば、ユーザがキャリブレーションの実行を許可した場合のみキャリブレーションが実行されるため、ユーザが忙しいときなどはキャリブレーションの実行を抑止できる効果がある。また、請求項５の発明によれば、ユーザがキャリブレーションの実行結果を確認するため、携帯端末が一層確実なオフセットを得ることができる効果がある。
【００１６】
また、請求項６の発明によれば、ユーザがキャリブレーション操作を行う際に進行状況を感覚的に理解することができる効果がある。また、請求項７の発明によれば、キャリブレーションのためにユーザが携帯端末の回転を行う必要がある場合に、どの方向へ回転すべきかを容易に理解し、また、回転の度合いが十分であるか否かの判断を容易に行うことができる効果がある
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。以降では、第１の実施の形態〜第５の実施の形態について説明する。図１は、これら第１の実施の形態〜第５の実施の形態のいずれにも共通の構成を表すブロック図である。
【００１８】
図１の携帯端末１００は端末ユニット２００および端末ユニット３００の２つの筐体を備えた、折り畳み式の携帯端末である。アンテナ２３５ａは電波信号の図示しない無線基地局との間の電波信号の送受信を行うためのアンテナである。ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部２０１はアンテナ２３５ａが受信する受信信号を中間周波数の受信信号に変換して変復調部２０２へ出力する。また、ＲＦ部２０１は変復調部２０２から入力する送信信号を送信周波数の信号に変調し、アンテナ２３５ａへ出力して送信する。
【００１９】
変復調部２０２は、ＲＦ部２０１から入力した受信信号の復調処理と、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多元接続）部２０４から入力した送信信号の変調処理とを行う。ＣＤＭＡ部２０４は、送信信号の符号化処理、および受信信号の復号化処理を行う。音声処理部２０５は、マイクロホン２０６から入力される音声信号をデジタル信号に変換してＣＤＭＡ部２０４へ出力し、また、ＣＤＭＡ部２０４からデジタルの音声信号を入力してアナログの音声信号に変換し、スピーカ３０１へ出力して発音させる。ＧＰＳ受信部２０７はアンテナ２３５ｂがＧＰＳ衛星から受信した電波信号を復調し、電波信号に基づいて、自身の３次元空間上の緯度、経度、あるいは高度等で表される位置を算出する。
【００２０】
物理量センサ２３１は携帯端末１００の傾きを検出する。また、携帯端末１００は、物理量センサ２３１を必ずしも備えていなくても良い。磁気センサ部２１０は、互いに直交する所定のＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸の各々の軸方向の磁気（磁界）を検出する磁気センサ２１２ａ〜磁気センサ２１２ｃと、温度を検出する温度センサ２１３と、各センサ２１２ａ〜２１２ｃ、２１３および物理量センサ２３１による検出結果に対して直流／交流変換等の処理を行う磁気センサ制御部２１１とを備える。
【００２１】
主制御部２２０は携帯端末１００の制御機能であり、詳細は後述する。ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０８は表示画像データや音声データなどを格納する。また、携帯端末１００は、好ましくはＲＯＭ２０８の他にも主制御部２２０が実行するプログラムや、出荷検査時に測定された温度センサ２１３および物理量センサ部２３１の初期特性値等を格納するためのＦｌａｓｆｈ  ＲＯＭや、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、あるいはヒューズ素子などを用いた１ｔｉｍｅ−ＲＯＭを備える。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０９は、主制御部２２０で用いる演算データ等を一時的に記憶する不揮発性の記憶領域である。また、ＲＡＭ２０９はオフセットの補正が必要であるか否かの基準となるオフセット推定データと、オフセットの計測結果であるオフセット補正値とを格納する。
【００２２】
報知手段２３２は、スピーカ、バイブレータ、発光ダイオードを備え、着信やメール受信等を、音、振動、および光によってユーザに報知する。時計部２３３は主制御部２２０が使用する計時機能である。主操作部２３４は、ユーザの指示内容を主制御部へ出力する。電子撮像部３０２は、被写体の像をデジタル信号に変換して主制御部へ出力する。
【００２３】
表示部３０３は主制御部から入力する表示用の信号に基づいて画像や文字等を表示する液晶ディスプレイである。タッチパネル３０４は、表示部３０３の液晶ディスプレイの表面に組み込まれ、ユーザの押下による操作内容を表す信号を主制御部へ出力する。副操作部３０５は、表示切り替えに用いられるプッシュスイッチである。
【００２４】
また、図２は図１の一部を機能ブロックに置き換えて示したものである。図２のセンサデータ取得部は、図１の磁気センサ部２１０と、物理量センサ部２３１とにあたる機能である。また、図２の方位データ演算部は、図１の主制御部２２０と、ＲＯＭ２０８と、ＲＡＭ２０９とにあたる機能である。また、図２の表示手段は、図１の表示部３０３にあたる機能である。
【００２５】
次に、図を参照して各実施の形態における処理の流れを説明する。
＜第１の実施の形態＞
図３は第１の実施の形態における処理の流れを示している。第１の実施の形態においては、携帯端末１００はキャリブレーションの実行の要否を電源投入時に判定する。いま、携帯端末１００のユーザは着信履歴の確認のために携帯端末の電源を入れたとする。主制御部２２０は電源の投入を検知し、これを契機としてキャリブレーションの実行の要否を判定するために、磁気センサ部２１０の磁気センサ制御部２１１に磁場に関するデータの取得要求を出力する。
【００２６】
磁気センサ制御部２１１は主制御部２２０からの要求を受け、磁気センサ２１２ａ〜磁気センサ２１２ｃに磁場の計測を要求して計測結果を得る。この計測結果は、磁場の強さを３次元の直交座標系におけるベクトル形式で表現したデータである。また、この計測結果は、磁場ベクトルをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にベクトル分解し、単独計算して得られるスカラー値で表現されていても良い。また、磁気センサ制御部２１１は温度センサ２１３に温度の計測を要求して計測結果を得る。磁気センサ制御部２１１は磁場の計測結果と、温度の計測結果とを主制御部２２０へ出力する。
【００２７】
主制御部２２０は磁気センサ制御部２１１から計測データを受け取り、続いて、得られたデータを元に磁場の計算を試みる。まず、主制御部２２０は、入力した磁場の計測結果から携帯端末１００内部の構成要素による影響を取り除くため、ＲＡＭ２０９に予め格納されたデータであるオフセット補正値を読み出し、読み出したオフセット補正値と、入力した温度の計測結果とに基づいて該磁場の計測結果を補正する。主制御部２２０はここまでの補正により、地磁気のみの計測結果データを得る。
【００２８】
次に、主制御部２２０は地磁気のみの計測結果データから磁場の強さを表す方位球半径を求める。そして、主制御部２２０はＲＡＭ２０９からオフセット推定データを読み出し、先ほど求めた該半径と比較する。主制御部２２０は該半径と、オフセット推定データとの間に所定の閾値以上の乖離が無いことを検知した場合、オフセット補正値の内容は正しく、キャリブレーションの実行は不要であると判断する。この場合には、主制御部２２０は図３の処理は行わずにキャリブレーションの処理を終了する。
【００２９】
また、主制御部２２０は、先ほど得た方位球半径と、オフセット推定データとの間に所定の閾値以上の乖離があることを検知した場合、キャリブレーションの実行が必要と判断する（図３のステップＳ０１）。次に、主制御部２２０は図７の（１）に示す画面の画像データをＲＯＭ２０８から読み出し、表示部３０３へ出力して表示する。そして、主制御部２２０はユーザからの指示を待つ。
【００３０】
ユーザは携帯端末１００の表示部３０３の表示を確認し、キャリブレーションが必要であることを認識して主操作部２３４にキャリブレーションの開始の指示を入力した。主制御部２２０は主操作部２３４を経由してユーザからの指示を受け、キャリブレーションのためにはユーザが携帯端末１００を回転させる必要があるため、図８の（１）に示す画面の画像データをＲＯＭ２０８から読み出し、表示部３０３へ出力して表示する。図８の（１）の画面は携帯端末１００を右方向へ回転させることをユーザに促している。図８の（１）の画面は単に矢印や文字だけではなく、ユーザにとって親しみやすいキャラクタを表示し、これによってユーザに直感的にキャリブレーションにおける操作方法を理解させると共に、視覚的な面白さをも感じさせる。
【００３１】
また、主制御部２２０は後続の処理で図８の（１）の画面から（２）の画面への切り替えを行うが、このタイミングを得るために初期値を０に設定した整数のカウンタＣをＲＡＭ２０９中に設定する。ユーザは表示部３０３の表示を確認し、携帯端末１００を図８の（１）の表示が要求するように右方向へ回転させ始める。次に、主制御部２２０は磁気センサ制御部２１１に磁場に関するデータの取得要求を出力する（図３のステップＳ０２）。磁気センサ制御部２１１は前述の処理と同様に、磁場の計測結果と、温度の計測結果とを得て、これらを主制御部２２０へ出力する（図３のステップＳ０３）。
【００３２】
次に、主制御部２２０は磁気センサ制御部２１１からデータを入力し、入力したデータが新しいオフセット補正値の候補であるオフセット推定値の計算に使用可能か否かの判定を行い（図３のステップＳ０４）、ＲＡＭ２０９に予め決められた同じデータとみなす範囲内の差異のデータが格納されていない場合（図３のステップＳ０４が“Ｙｅｓ”）、オフセット推定値の計算に使用可能なデータであると判断してＲＡＭ２０９に書き込む（図３のステップＳ０５）。ただし、主制御部２２０は、最初に磁気センサ制御部２１１から得られたデータに関しては、そのままＲＡＭ２０９に格納する。
【００３３】
主制御部２２０は磁気センサ制御部２１１から得られた判定の対象となるデータを（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とし、１回前にＲＡＭに格納されたデータを（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）として、ＲＯＭ２０８から所定の実数ｄｉｆｆを読み出し、ｄｉｆｆ＜ｓｑｒｔ（(Ｘ−Ｘｐ)２＋（Ｙ−Ｙｐ）２＋（Ｚ−Ｚｐ）２）の条件式が満たされた場合にのみ、データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）をＲＡＭ２０９に格納する。
【００３４】
ここで、ｄｉｆｆは携帯端末１００が製造される際に予め設定される実数であり、携帯端末１００の製造時に磁気センサ制御部２１１から得られる磁場の計測値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）に対して、オフセットを（Ｘｆ０，Ｙｆ０，Ｚｆ０）とすると、(Ｘ０−Ｘｆ０)２＋（Ｙ０−Ｙｆ０）２＋（Ｚ０−Ｚｆ０）２＝Ｒ２が成り立つ実数Ｒに１／１０を掛けた数値である。(Ｘ０−Ｘｆ０)２＋（Ｙ０−Ｙｆ０）２＋（Ｚ０−Ｚｆ０）２＝Ｒ２は地磁気の大きさに近い数値を半径Ｒとする球を表す式であり、即ち、この球が方位球である。このような判定を行うことにより、ユーザが図８（１）の提示にもかかわらず携帯端末１００をほとんど動かさないケースを、即ち、同じ磁場のデータが計測されるケースを避けることができる。
【００３５】
主制御部２２０は磁気センサ制御部２１１から得られたデータをＲＡＭ２０９に格納するべきでないと判断した時（図３のステップＳ０４が“Ｎｏ”）、０．１秒間待機し（図３のステップＳ０７）、この経過後に再びデータの取得を試みるため、図３のステップＳ０２の処理を行う。また、主制御部２２０は磁気センサ制御部２１１から得られたデータがオフセット推定値の計算に使用可能であると判断した時（図３のステップＳ０４が“Ｙｅｓ”）、当該データをＲＡＭ２０９に書き込む。そして、主制御部２２０は書き込んだデータが予め定められた個数に達したか否かをチェックする（図３のステップＳ０６）。
【００３６】
主制御部２２０は磁気センサ制御部２１１から得られたデータであってＲＡＭ２０９に格納したものが所定の数に達していないことを検知した場合（図３のステップＳ０６が“Ｎｏ”）、０．１秒間待機し（図３のステップＳ０７）、待機後にＲＡＭ２０９内のカウンタＣをインクリメントする。
【００３７】
また、主制御部２２０はカウンタＣの値をチェックし、カウンタＣが予め定められた上限値を超えたことを検知したとき、ＲＯＭ２０８から図８の（２）の画面の画像データを読み出し、この画像データを表示部３０３に出力して表示させ、ＲＡＭ２０９中のカウンタＣに０を設定する。これにより、主制御部２２０はユーザにもっと携帯端末１００を回転させるように促す。そして、主制御部２２０は再びデータの取得を試みるため、図３のステップＳ０２の処理を行う。
【００３８】
主制御部２２０は磁気センサ制御部２１１から得られたデータであってＲＡＭ２０９に格納したものが予め定められた個数に達したことを検知した場合（図３のステップＳ０６が“Ｙｅｓ”）、新しいオフセット推定値の計算を試みる（図３のステップＳ０８）。
【００３９】
新しいオフセット推定値の計算では、ます、磁気センサ制御部２１１から得られたデータであってＲＡＭ２０９に格納したものを測定データとして（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）（ｉ＝１，・・・，Ｎ：Ｎは格納したデータの数を表す自然数）と表し、求める対象である新しいオフセット推定値を（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）とし、方位球の半径を実数Ｒと表す。この時、(ｘｉ−Ｘ０)２＋（ｙｉ−Ｙ０）２＋（ｚｉ−Ｚ０）２＝Ｒ２の関係式が成り立つ。また、最小二乗誤差εを次式のように定義する。
【００４０】
【数１】
2006098200.tif 000003
【００４１】
ここで、ａ＝ｘｉ２＋ｙｉ２＋ｚｉ２  とし、ｂ＝−２ｘｉとし、ｃ＝−２ｙｉとし、ｄ＝−２ｚｉとし、  Ｄ＝（Ｘ０２＋Ｙ０２＋Ｚ０２）−Ｒ２とすると、εは以下の式にようになる。
【００４２】
【数２】
2006098200.tif 000004
【００４３】
最小二乗誤差εを最小とする条件は、以下の［数３］となる。
【００４４】
【数３】
2006098200.tif 000005
【００４５】
従って、［数４］のように表現する時、［数５］が成り立つ。
【００４６】
【数４】
2006098200.tif 000006
【００４７】
【数５】
2006098200.tif 000007
【００４８】
この連立方程式を解くことにより、主制御部２２０は最小二乗誤差εを最小とするＸ０，Ｙ０，Ｚ０，Ｄを求めることができる。また、主制御部２２０は、Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０，Ｄが求まることから、Ｄ＝（Ｘ０２＋Ｙ０２＋Ｚ０２）−Ｒ２であるので、Ｒも求めることができる。
【００４９】
次に、主制御部２２０は求めた新しいオフセット推定値が有効であるか否かの確認を試みる。主制御部２２０はＲＡＭ２０９に格納した測定データのばらつき具合と、方位球の半径との比率を［数６］によって求める。
【００５０】
【数６】
2006098200.tif 000008
【００５１】
主制御部２２０は、［数６］で求めた比率を表す実数σが所定の正の実数Ｆに対してσ＜Ｆを満たす時のみ、さらに有効性の確認を続行する。ここではＦを０．１とする。Ｆによって磁気センサ部２１０の精度が左右されるが、ＲＡＭ２０９に格納した測定データのばらつき具合が地磁気の大きさの１／１０以下であれば、磁気センサ部２１０は１６方位を見分ける程度の性能となり、実用に耐えるものとなるためである。
【００５２】
更に、主制御部２２０は、［数７］〜［数９］のように各座標軸上での磁場の最大値と最小値との差分の方位球の半径に対する割合を求める。
【００５３】
【数７】
2006098200.tif 000009
【００５４】
【数８】
2006098200.tif 000010
【００５５】
【数９】
2006098200.tif 000011
【００５６】
主制御部２２０は、［数７］〜［数９］の割合がそれぞれ所定の正の実数Ｇより大きい場合に、新しいオフセット推定値を有効なものであるとみなす。ここで、主制御部２２０は、地磁気センサ部２１０が地磁気の測定を行うことを目的とするものであるため、ＲＡＭ２０９に格納した測定データの間に地磁気を越える差異が無い場合を有効とみなす。このため、ここでは上述したＧを１とする。
【００５７】
次に、主制御部２２０は求めた新しいオフセット推定値が有効である場合には、この新しいオフセット推定値でＲＡＭ２０９の既存のオフセット補正値を更新する（図３のステップＳ１０）。さらに、主制御部２２０はＲＯＭ２０８から図８の（３）の画面の画像データを読み出し、表示部３０３に出力して表示させる。これにより、ユーザはキャリブレーションが成功したことを検知する。
【００５８】
また、主制御部２２０は求めた新しいオフセット推定値が無効である場合には、ＲＯＭ２０８から図１０の（２）の画面の画像データを読み出し、表示部３０３に出力して表示させ、ユーザにキャリブレーションを再度実行するか否かを問い合わせる。これにより、ユーザはキャリブレーションが失敗したことを検知する。また、ユーザがキャリブレーションを行わないことを選択し、その旨を主操作部２３４に入力する場合、主制御部２２０はユーザの入力を受けて処理を終了する（図３のステップＳ１１）。あるいは、ユーザがキャリブレーションの再実行を主操作部２３４に入力する場合、主制御部２２０はステップＳ０２から再度実行する。
【００５９】
＜第２の実施の形態＞
図４は第２の実施の形態における処理に流れを表している。図４の処理において、主制御部２２０はユーザによる携帯端末１００の電源投入後、図３のステップＳ０１と同様の処理であるステップＴ０１を行い、表示部３０３にＲＯＭ２０８から読み出した図７の（２）の画面に示すキャラクタを表示させ、すぐにキャリブレーションを開始する。即ち、第２の実施形態においては第１の実施の形態のようにユーザにキャリブレーションの実行の可否を問うことはしない。これにより、携帯端末１００はキャリブレーションが必要な場合に確実に実行することができる効果がある。図４のステップＴ０２〜ステップＴ１０は第１の実施の形態と同様である。
【００６０】
さらに、図４のステップＴ１１において、主制御部２２０はキャリブレーションの失敗時に図１０の（１）の画面の画像データをＲＯＭ２０８から読み出し、表示部３０３に出力して表示させ、キャリブレーション処理を終了させる。即ち、第２の実施の形態においては第１の実施の形態とは異なり、キャリブレーションの再実行の要否の問い合わせは行われない。これにより、キャリブレーションの再実行が不要な場合に、ユーザに対してキャリブレーションのキャンセルを主操作部２３４に入力しなければならない煩わしさを与えない効果がある。
＜第３の実施の形態＞
【００６１】
図５は第３の実施の形態における処理の流れを表している。第３の実施の形態は第１の実施の形態とほぼ同様である。異なる点としては、第１の実施の形態中の図３のステップＳ０３において、磁気センサ制御部２１１は磁場の計測結果を３次元のベクトル形式で表現したデータを主制御部２２０に出力するが、図５のステップＵ０３において、磁気センサ制御部２１１は磁場の計測結果を２次元もしくは３次元のベクトル形式で出力し、また、物理量センサ２３１から得られる携帯端末１００の３次元の傾きデータから磁場の計測結果とを比較、校正し、より正しい携帯端末１００の傾き情報を得て、主制御部２２０に出力する点である。
【００６２】
主制御部２２０は磁気センサ制御部２１１から入力した磁場の計測結果に対して、図３のステップＳ０４と同様の判定を図５のステップＵ０４で行う。この際、磁気センサ制御部２１１から入力した磁場の計測結果に大きな変化が無い場合でも、磁気センサ制御部２１１から入力した携帯端末１００の傾きに所定の大きさ以上の変化があれば（図５のステップＵ０４が“Ｙｅｓ”）、当該データをＲＡＭ２０９に格納する（図５のステップＵ０５）。図５のステップＵ０８以降の処理についても、図３のステップＳ０８以降の処理に当てはめることにより、計算および処理が可能である。第３の実施の形態においては、磁気センサ部２１０は２次元の磁場のみを計測するため、回路の構造が単純化され、また、安価となる効果がある。
【００６３】
＜第４の実施の形態＞
図６は第４の実施の形態における処理の流れを表している。第４の実施の形態は第１の実施の形態と類似するが、異なる点が２点ある。１点目は、図６のステップＶ０２において、主制御部２２０が最初に磁気センサ部２１０にデータを要求する前に現在時刻を時計部２３３から得て監視開始時刻としてＲＡＭ２０９に書き込み、処理時間が所定の上限を超えないように監視することである。
【００６４】
この監視のタイミングは、図６のステップＶ０４、ステップＶ０６、または、ステップＳ０８が“Ｎｏ”の場合である。これらのタイミングはそれぞれ、図３におけるステップＳ０４、ステップＳ０６、または、ステップＳ０９が“Ｎｏ”である場合にあたる。
【００６５】
主制御部２２０は図６のステップＶ０４、ステップＶ０６、または、ステップＳ０８が“Ｎｏ”の時、現在時刻を時計部２３３から得て、先ほどＲＡＭ２０９に書き込んだ監視開始時刻を引いて処理時間を計算し、この処理時間が所定の上限を超えているか否かをチェックする（図６のステップＶ１２）。
【００６６】
主制御部２２０は、処理時間が所定の上限を超えていることを検知しない場合には（図６のステップＶ１２が“Ｎｏ”）、０．１秒間待機し（図６のステップＶ１０）、待機後に再びデータの取得を試みるため、図６のステップＶ０２の処理を行う。また、主制御部２２０は、処理時間が所定の上限を超えていることを検知した場合には（図６のステップＶ１２が“Ｙｅｓ”）、キャリブレーションを途中終了するか否かのメッセージを表示部３０３に出力して表示させ、ユーザの応答を待つ。主制御部２２０はユーザから処理続行の指示を主操作部２３４経由で受けた時（図６のステップＶ１３が“Ｎｏ”）、現在時刻を時計部２３３から得てＲＡＭ２０９中の監視開始時刻をこの現在時刻で更新し（図６のステップＶ１１）第１の実施の形態と同じように０．１秒間待機した後に（図６のステップＶ１０）、図６のステップＶ０２以降の処理を行う。また、主制御部２２０はユーザから処理終了の指示を主操作部２３４経由で受けた時（図６のステップＶ１３が“Ｙｅｓ”）、キャリブレーションの処理を終了する（図６のステップＶ１４）。さらに、主制御部２２０は、予め決められた一定の時間が経過するまで待機してもユーザから何の指示も受けない場合、あるいは、着信の報知等他の機能が起動されたことを検知した場合、自身のキャリブレーションを実行しているタスクを解放する。そして、主制御部２２０は、タスクを解放した後で他のタスクが起動されない場合には、中断時点のキャリブレーション状態に復帰する。
【００６７】
さらに、第４の実施の形態が第１の実施の形態と異なる２点目は、図６のステップＶ０９において主制御部２２０がＲＡＭ２０９中の既存のオフセットを更新する前に一旦、古いオフセット補正値をＲＡＭ２０９から読み出して古いオフセット補正値としてＲＡＭ２０９に書き込み、退避させることである。主制御部２２０は磁気センサ部２１０から磁場の測定結果を得て、新しいオフセット推定値に基づいて方位を計算し、計算結果である方位と併せてこの方位が正しいか否かの確認要求のメッセージを表示部３０３に出力して表示させる。
【００６８】
ユーザは携帯端末１００の表示を確認する。そして、主制御部２２０は主操作部２３４を経由してユーザから方位が正しい旨の入力を受けた時、先ほどＲＡＭ２０９に書き込んだ古いオフセットを削除する。即ち、新しいオフセット推定値が正規のオフセットとなる。
【００６９】
また、主制御部２２０は主操作部２３４を経由してユーザから方位が間違いである旨の入力を受けた時、先ほどＲＡＭ２０９に書き込んだ古いオフセットを読み出してＲＡＭ２０９に先ほど書き込んだ新しいオフセット推定値を更新する。即ち、古いオフセットのほうが正規のオフセットとなり、新しいオフセット推定値は破棄される。
【００７０】
＜第５の実施の形態＞
携帯端末１００は第１の実施の形態〜第４の実施の形態において、ＲＯＭ２０８に予め格納された図８の画像データによってキャリブレーションの方法を示したが、第５の実施の形態においては電子撮像部３０２が撮像する画像を使用する。この点を除き、第５の実施の形態における処理の流れは第１の実施の形態と同様であり、図３が第５の実施の形態の処理の流れも表す。
【００７１】
本実施の形態においては、携帯端末１００はキャリブレーションの実行の要否を自身の電源投入時に判定する。この判定処理は第１の実施の形態と同様である。主制御部２２０は、キャリブレーションの実行が必要と判断した場合（図３のステップＳ０１）、電子撮像部３０２に撮像を要求して画像データを得て、キャリブレーションを要求するメッセージと共にこの画像データを表示部３０３へ出力して表示する。
【００７２】
いま、ユーザは第１の実施の形態と同じように携帯端末１００の表示部３０３の表示を確認し、キャリブレーションが必要であることを認識して主操作部２３４にキャリブレーションの開始の指示を入力したとする。主制御部２２０は主操作部２３４を経由してユーザからの指示を受け、ユーザに携帯端末１００を移動させるため、図１２のように表示部３０３に矢印を表示させると共に、電子撮像部３０２に撮像を要求して図１２のように撮像させ、画像データを得て表示部３０３へ出力して表示する。この際、主制御部２２０は図１２のように電子撮像部３０２が撮像する画像の一部分のみを切り出し、表示部３０３に表示させる。
【００７３】
ユーザは携帯端末１００の表示部３０３の表示を確認し、キャリブレーションのために携帯端末１００を移動させる。主制御部２２０は表示部３０３へ出力する画像データを、電子撮像部３０２の撮像範囲中の一定の位置から切り出し、所定の時間間隔で連続して表示部３０３へ出力し、回転方向を指す矢印と併せて表示させる。ユーザによる携帯端末１００の移動に従って表示部３０３の表示する画像も動くため、ユーザはキャリブレーションが行われていることを直感的に認識できると共に、視覚的な面白さも感じる。
【００７４】
次に、主制御部２２０は磁場に関するデータの取得を行うが、この処理は第１の実施の形態と同様である。ただし、第１の実施の形態においては途中で画像データを図８の（２）のものに変更したが、本実施の形態においてはこれを行わない。そして、主制御部２２０は、データが十分に集まったことを検知すると（図３のステップＳ０６が“Ｙｅｓ”）、表示部３０３に携帯端末１００の移動の停止を要求する旨のメッセージを出力して表示させる。
【００７５】
次に、主制御部２２０は新しいオフセット推定値の計算と、有効性の確認を第１の実施の形態と同様に行う。そして、主制御部２２０は求めた新しいオフセット推定値が有効である場合には、ＲＡＭ２０９の既存のオフセットを新しいオフセットに更新する（図３のステップＳ１０）。さらに、主制御部２２０は表示部３０３にキャリブレーション成功のメッセージを出力して表示させる。これにより、ユーザはキャリブレーションが成功したことを検知する。
【００７６】
また、主制御部２２０は求めた新しいオフセット推定値が無効である場合には、表示部３０３にキャリブレーション失敗と、再実行の要否の問い合わせのメッセージを出力して表示させ、ユーザにキャリブレーションを再度実行するか否かを問い合わせる。これにより、ユーザはキャリブレーションが失敗したことを検知する。ユーザがキャリブレーションを行わないことを選択し、その旨を主操作部２３４に入力する場合、主制御部２２０はユーザの入力を受けて処理を終了する（図３のステップＳ１１）。また、ユーザがキャリブレーションの再実行を主操作部２３４に入力する場合、主制御部２２０はステップＳ０２から再度実行する。
【００７７】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本実施の形態においては予めＲＯＭ２０８に格納した画像データや、電子撮像部３０２から得られる画像を表示部３０３に表示してユーザに示したが、これに合わせて所定の効果音や楽音、あるいは人工合成音声をスピーカ３０１から発音させても良い。これにより、ユーザのキャリブレーション操作に関する理解を容易にすると共に、を楽しませる効果がある。この所定の効果音や楽音、あるいは人工合成音声のデータは図７の（１）や（２）の表示の際にはユーザに注意を喚起するためもの、例えばファンファーレの楽音や効果音、あるいは、「キャリブレーションを行ってください」といった人工合成音声であっても良い。また、図８の（１）〜（２）の表示の際には、例えば明るい調子の楽曲や効果音、あるいは人工合成音声を適用しても良い。また、図１０の（１）や（２）の表示の際には、例えば暗い調子の楽曲や効果音、あるいは人工合成音声を適用しても良い。
【００７８】
また、本実施の形態における閾値ｄｉｆｆは携帯端末１００の出荷時点での方位球の１０％としても良い。
【００７９】
また、携帯端末１００が右から左への回転移動によるキャリブレーションが必要な場合には、図９に示す画像データを適用しても良い。携帯端末１００が図１１に示すような縦方向への回転移動によるキャリブレーションが必要な場合には、図１１の（１）〜（３）にあわせて図１３の（１）〜（３）の画面を表示しても良い。
【００８０】
また、携帯端末１００が右両方への回転、左方向への回転、あるいは縦方向への回転の組み合わせが必要な場合には、図８と、図９と、図１３の表示画面を組み合わせて表示させても良い。
【００８１】
また、第１〜第４の実施の形態においてはキャラクタの画像データを使用したが、キャラクタの画像データの代わりにユーザが携帯端末１００に撮像させた画像データを使用しても良い。ユーザ自身が表示画面をアレンジできるため、ユーザに楽しみを与えることができる効果がある。
【００８２】
また、上述の実施の形態においては、キャリブレーションが完了するタイミングでユーザに携帯端末１００の回転を止めさせたが、キャリブレーションに必要なデータが集まったタイミングでこれを行っても良い。ユーザに必要以上長い時間、携帯端末１００を回転させ続けることがなくなる効果がある。
【００８３】
また、第５の実施の形態において、キャリブレーション失敗時に主制御部２２０は表示部３０３にメッセージを表示したが、これを電子撮像部３０２から得られる画像データで置き換えても良い。この時、主制御部２２０は電子撮像部３０２から得られる画像データのコントラストを下げ、暗い印象を与える画像とする。これにより、ユーザは直感的にキャリブレーションの失敗を認識することができる効果がある。
【００８４】
また、第５の実施の形態において、図８のように回転を伴うキャリブレーション操作が必要な場合には、主制御部２２０は電子撮像部３０２から得られる画像データを回転方向とは逆方向に所定の角度だけ回転させて表示部３０３に表示させ、第１の実施の形態と同様に処理を行っても良い。主制御部２２０は、ユーザによる携帯端末１００の回転によりオフセットの再計算に十分なデータが得られたとき、正常な状態の画像データを表示部３０３に表示させる。これにより、ユーザが容易にキャリブレーションの操作を理解すると共に視覚的な面白さを感じる効果がある。
【００８５】
また、第１の実施の形態においてはキャリブレーションの要否を携帯端末１００の電源投入時に判定したが、これを携帯端末１００のアプリケーションプログラムの起動時としても良い。例えば、地図を表示してユーザをナビゲートするアプリケーションプログラムの起動時に携帯端末１００がキャリブレーションの要否を判定すれば、携帯端末１００が誤った方位に基づいて地図を表示することを抑止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】この発明の実施の形態における携帯端末の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態における携帯端末の機能構成を表す図である。
【図３】この発明の実施の形態における携帯端末の処理の流れを表すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態における携帯端末の処理の流れを表すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態における携帯端末の処理の流れを表すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態における携帯端末の処理の流れを表すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態における携帯端末の画面部の表示を表す図である。
【図８】この発明の実施の形態における携帯端末の画面部の表示を表す図である。
【図９】この発明の実施の形態における携帯端末の画面部の表示を表す図である。
【図１０】この発明の実施の形態における携帯端末の画面部の表示を表す図である。
【図１１】この発明の実施の形態における携帯端末に対するキャリブレーションの操作の様子を表す図である。
【図１２】この発明の実施の形態における携帯端末の電子撮像部による撮像範囲を表す図である。
【図１３】この発明の実施の形態における携帯端末の画面部の表示を表す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１００…携帯端末、２００…端末ユニット、３００…端末ユニット、２３５ａ…アンテナ、２３５ｂ…アンテナ、２０１…ＲＦ部、２０２…変復調部、２０４…ＣＤＭＡ部、２０５…音声処理部、２０６…マイクロホン、２０７…ＧＰＳ受信部、２１０…磁気センサ部、２１２ａ…磁気センサ、２１２ｂ…磁気センサ、２１２ｃ…磁気センサ、２１３…温度センサ、２３１…物理量センサ、２１１…磁気センサ制御部、２２０…主制御部、２０８…ＲＯＭ、２０９…ＲＡＭ、２３２…報知手段、２３３…時計部、２３４…主操作部、３０１…スピーカ、３０２…電子撮像部、３０３…表示部、３０４…タッチパネル、３０５…副操作部
【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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