(57)【要約】【課題】歩行する前方に障害物がある場合、このことを報知できるようにした携帯端末を提供するものである。【解決手段】携帯端末において、表示器の反対側に位置させ発信及び受信が可能な超音波センサーと、この超音波の応答時間から障害物の有無を検知する検知器とを備え、この検知器が障害物有りと検知したとき前記報知器を作動させ使用者に報知するようにしたので、ユーザが表示器に気を取られ、前方への注意が疎かになりつつある場合でも、ユーザへ障害物があることを報知し、注意を促すことができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示器と報知器とを備えた携帯端末において、前記表示器の背面側に位置させた超音波の発信・受信が可能な超音波センサーと、この超音波センサーから発信した超音波の反射波を受信する応答時間から障害物の有無を検知する検知器とを備え、この検知器が障害物有りと検知したとき前記報知器を作動させることを特徴とする携帯端末。
【請求項２】
表示器と報知器とを備えた携帯端末において、前記表示器の背面側に位置させた超音波の発信・受信が可能な超音波センサーと、この超音波センサーから発信した超音波の反射波を受信する応答時間から障害物の有無を検知する検知器とを備え、この検知器が障害物有りと検知したとき、前記表示器による表示、前記報知器による報知の少なくともひとつ以上を作動させて報知することを特徴とする携帯端末。
【請求項３】
前記超音波センサーを超音波の発信方向を変えられるように可動式に取付けると共に、前記携帯端末の傾斜を検知する加速度センサーを備え、この加速度センサーの検知に応じて、前記超音波センサーの発信方向が、地面に対して角度をほぼ一定になるように制御する制御器を備えたことを特徴とする請求項1又は２に記載の携帯端末。
【請求項４】
使用者の実際の使用時の高さから障害物を検知するための基準となる距離と角度を設定できる設定器を備えたことを特徴とする請求項1乃至３の何れかに記載の携帯端末。
【請求項５】
前記基準となる距離を利用して、一定時間毎に測定した距離から報知すべき障害物かそれ以外かを判別する判別器を備えたことを特徴とする請求項1乃至４の何れかに記載の携帯端末。
【請求項６】
障害物を検知したときの報知を、携帯端末の使用状態に応じた報知動作とすることを特徴とする請求項1乃至５の何れかに記載の携帯端末。
【請求項７】
予め設置された他の超音波発信機からの超音波を受信すると、この受信した超音波の周波数に応じて、携帯端末の動作を制御することを特徴とする請求項1乃至６の何れかに記載の携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は表示器及び報知器を備えた携帯端末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話では、その表示器にメールを表示させたり、インターネットに接続してその情報を表示させたりすることができるため、歩行中に携帯電話を使用していると、表示器を注視してしまうことがある。このとき、表示器に注意が集中しているので、周囲の状況を把握できずに、障害物にぶつかったり、階段等の段差で足を踏み外したりする等の危険があった。
【０００３】
障害物を検知する従来技術としては、杖に超音波センサーを組み込んだもの（特開２００３−９３４５４号公報参照）がある。この発明の杖では、超音波センサーの反射波を検知し、その反射する超音波の時間を検知して、その前方に障害物があるかどうかを検知できるものである。そして、障害物を検知した場合、杖に取付けた報知手段を作動させ、杖の使用者に報知するものである。
【０００４】
また、携帯電話と別体の超音波近接センサーを備え、このセンサーの働きにより、障害物を検知している発明も特開２００２−１０１１６５号公報に記載されている。この公報に記載のものは、超音波近接センサーで物体の位置を検出し、その位置を携帯電話の表示装置に表示させるものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−９３４５４号公報
【特許文献２】特開２００２−１０１１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特開２００３−９３４５４号公報に記載の発明は、視覚障害者などが使用する杖に関する発明であり、携帯端末に関する発明ではない。このため、この技術を携帯端末に適用しても、その使用状態、例えば、表示器を見ながら歩行している状態などで、その使用状態が大きく異なり、正確に障害物検知を行うには難しいと考えられる。しかも、この発明は、通常の杖に対して、超音波センサーと、報知装置とを追加して取付けるものであり、何れも杖自体に、本来備えていないもののため、コストアップにつながる欠点がある。
【０００７】
また、特開２００２−１０１１６５号公報に記載の発明は、所定ゾーン内の物体の存在の有無を検出し、その位置を表示するためのものであり、歩行上、気をつけなければならない障害物がある場合、それを報知するものではない。
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するためのものであって、歩行する前方に障害物がある場合、このことを報知できるようにした携帯端末を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、表示器と報知器とを備えた携帯端末において、前記表示器の背面側に位置させた超音波の発信・受信が可能な超音波センサーと、この超音波センサーから発信した超音波の反射波を受信した応答時間から障害物の有無を検知する検知器とを備え、この検知器が障害物有りと検知したとき前記報知器を作動させるように構成したものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載の発明は、表示器と報知器とを備えた携帯端末において、超音波センサーと、障害物の有無を検知する検知器とを備え、この検知器が障害物有りと検知したとき、前記表示器による表示、前記報知器による報知の少なくともひとつ以上を作動させて報知するようにしたものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載の発明は、前記超音波センサーを超音波の発信方向を変えられるように可動式に取付けると共に、前記携帯端末の傾斜を検知する加速度センサーを備え、この加速度センサーの検知に応じて、前記超音波センサーの発信方向が、地面に対して角度をほぼ一定になるように制御する制御器を備えたものである。
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載の発明は、使用者の実際の使用時の高さから障害物を検知するための基準となる距離と角度を設定できる設定器を備えたものである。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、前記基準となる距離を利用して、一定時間毎に測定した距離から報知すべき障害物かそれ以外かを判別する判別器を備えたものである。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、障害物を検知したときの報知を、携帯端末の使用状態に応じた報知動作とするよう構成したものである。
【００１５】
更に、請求項７に記載の発明は、予め設置された他の超音波発信機からの超音波を受信すると、この受信した超音波の周波数に応じて、携帯端末の動作を制御するよう構成したものである。
【発明の効果】
【００１６】
以上のような本発明によれば、次に記載するような効果を奏する。
【００１７】
この発明の携帯端末によれば、超音波センサーと検知器とを備え、検知器が障害物有りと検知した場合は報知器を作動させるようにしたので、ユーザが携帯端末の操作に夢中になっていて前方の障害物に気づきにくい場合にも、報知器によりユーザに障害物のあることを報知することができる。しかも、携帯端末に通常備えている報知器を利用しているので、コストの上昇も起こりにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について、図１〜図８に基づき説明する。
【００１９】
図１は本発明の携帯端末の一構成例を示すブロック図である。
【００２０】
図１において、１０１は携帯端末で、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）やＰＨＳ（Personal Handy-phone System）などがあるが、この実施例では携帯電話機を用いている。
【００２１】
１０２は超音波を発信及び受信する超音波センサーで、後述の表示器の背面側に取付けられている。１０３はこの超音波センサーの発信部、１０４は超音波センサーの受信部、１０５は超音波センサーを管理するための超音波センサー管理部、１０６はこの超音波センサー管理部からの信号により超音波センサーを駆動するセンサー駆動部、１０７は携帯端末１０１の動作を制御する制御部、１０８は端末の状態を表示するＬＣＤ（liquid crystal display）などを用いた表示器、１０９はその振動により報知するバイブレータ、１１０は着信や報知時等のときに点灯や点滅する表示ランプ、１１１は携帯端末を操作するためのキー、１１２は携帯端末の傾斜を検知するための加速度センサー、１１３は携帯端末の必要な情報を記憶しているメモリである。
【００２２】
また、１１４は超音波発信機で、映画館の入口や電車のドアなどに予め設置され、特定の周波数の超音波を発信するものである。
【００２３】
尚、一定時間毎に測定した距離から報知すべき障害物かそれ以外かを判別する判別器の機能を制御部１０７が担っており、また、加速度センサー１１２の検知に応じて、超音波センサーの発信方向が、地面に対して角度をほぼ一定になるように制御する制御器の機能を、加速度センサー１１２と制御部１０７とメモリ１１３と超音波センサー管理部１０５とセンサー駆動部１０６と超音波センサー１０２とで実現している。
【００２４】
本発明の動作について、図２〜図８を用いて説明する。
【００２５】
図２は本発明の携帯端末の使用状態を示し、ユーザ２０１は携帯端末１０１を手に持って、その表示器を見ながら歩行している状態を示している。また、２０２はドアなどの障害物である。
【００２６】
この図２に示すＡは地面から携帯端末１０１の高さまでの距離、Ｂは前方に障害物がない場合における携帯端末１０１と地面との距離で、基準値と記すこともある。ｂは前方に障害物がある場合における携帯端末１０１とその障害物との距離、Ｃは携帯端末の直下から超音波のぶつかる地面までの距離、θは携帯端末１０１を手に持ったときの通常の使用状態において、超音波を発信するときの垂線に対する角度を示している。
【００２７】
図３は本発明の携帯端末で使用している超音波の応答時間（発信から受信までの時間）に対する距離の換算表を示す図である。
【００２８】
この図３に示す表のデータがメモリ１１３に記憶されている。この表では、応答時間を１ｍｓ毎の表になっているが、より厳密に距離を換算するために1ｍｓ以下毎の表にして、この表のデータを記憶するようにしても構わない。
【００２９】
図４は本発明の携帯端末の使用状態と障害物有りと判断されたときの報知動作の対応表を示す図である。
【００３０】
この図に示すように、テレビコールと記載されたテレビ電話中であれば、ＬＣＤを点滅して表示器１０８の表示を点滅させ、更に、表示器１０８にテロップを表示させる。また、音声による通話中（ヘッドセットを利用し、携帯端末１０１を持ちながらの通話中）であれば、バイブレータ１０９を作動させる（報知する）。メールの作成中であれば、障害物有りの警告を表示器１０８に表示し（報知し）、その作成途中のメールを保存して強制終了する。また、データ通信中で、ＷＥＢブラウザを使用中の場合は、障害物有りの警告を表示器１０８に表示し（報知し）、このＷＥＢブラウザを使用するデータ通信を強制終了する。尚、これらの報知の際に、同時に表示ランプ１０６を点灯や点滅させても、また報知音を発しても、更にバイブレータ１０９を作動させても構わない。
【００３１】
また、各種の設定をしているときには、表示器１０８に警告表示を行い（報知を行い）、その設定動作を終了する。尚、この図４には、携帯端末１０１の主要な状態を中心に示しているが、それ以外の他の状態に関する説明や図示は省略する。
【００３２】
図５は受信する超音波の周波数と制御する動作との対応表を示す図である。
【００３３】
本発明の携帯端末１０１では、発信部１０３と受信部１０４とを有する超音波センサー１０２を備えているので、この受信部１０４を利用して、他の超音波発信機１１４から超音波を受信した際に、携帯端末１０１の動作を制御するものである。
【００３４】
例えば、図５に示すように、超音波を受信しても、対応する周波数でなければ、携帯端末１０１の動作を制御するようなことはせず、何もしない。
【００３５】
携帯電話などの携帯端末１０１の使用が禁止されている映画館や図書館では、その入口などに設置された超音波発信機１１４から、周波数Ｆ１の超音波を受信すると、制御部１０７は、超音波を受信したことや電源をＯＦＦすることを、例えば１０秒間表示器１０８で表示し、その後、携帯端末１０１の電源をＯＦＦとする。
【００３６】
また、マナーモードにするよう要望されている電車やバスでは、そのドアに設置された超音波発信機１１４から、周波数Ｆ２の超音波を受信すると、制御部１０７は、超音波を受信したことやマナーモードに制御することを、所定時間表示器１０８で表示し、その後、携帯端末１０１を、報知音の出力が制限されたマナーモードに制御する。
【００３７】
また、騒々しい遊園地やミューズメント施設では、その入口に設置された超音波発信機１１４から、周波数Ｆ３超音波を受信すると、制御部１０７は、超音波を受信したことや報知音、通話音を最大にすることを、所定時間表示器１０８で表示し、その後、携帯端末の報知音、通話音を最大にする。これは、騒々しい場所でも、着信音や、通話音を確実に聞き取れるようにするためである。
【００３８】
図６は基準値Ｂ（距離Ｂ）、角度θを設定する動作を説明するための動作シーケンスである。
【００３９】
携帯端末１０１がユーザ２０１の手に持たれて、更に障害物検知の機能がオンされている状態でＳＴＡＲＴとなる。
【００４０】
ユーザ２０１は、携帯端末１０１の表示器１０８の表示に従って、キー入力や操作を行うものであり、最初に、ステップＳ６０１で検知対象となる障害物までの距離Ｃを設定する。この設定は、比較的平坦な道路で、前方に障害物がない状態で、携帯端末１０１を使用時の状態に保ち、そのときの距離Ｃを想定してキー入力することにより、設定できるものである。
【００４１】
次に、ステップＳ６０２で、地面までの時間の測定を行う。ユーザ２０１は、携帯端末１０１の超音波センサー１０２の向きを真下に向けて、超音波を発信する。この地面から反射した超音波を受信すると、その応答時間から距離Ａを算出することができる。距離Ａの算出にはメモリ１１３に記憶されている図３のものを使用するが、この図３では１ｍｓ刻みのためやや大まかであり、より細かく距離Ａを算出するために演算によって、数ｃｍ単位まで算出しても構わない。
【００４２】
次に、ステップＳ６０４で、基準値Ｂと角度θの算出を行う。ユーザ２０１がキー入力した距離Ｃと算出した距離Ａとから、制御部１０７が基準値Ｂと角度θとを算出する。
【００４３】
そして、ステップＳ６０５で、角度θがメモリ１１３に記憶され、設定される。超音波を発信するときに、この角度θになるように超音波センサー１０２が駆動される。また、ステップＳ６０６で、基準値Ｂもメモリ１１３に記憶され、設定される。
【００４４】
尚、この実施の形態では、ユーザ２０１の実際の使用時の高さから障害物を検知するための基準となる距離Ｂと角度θを設定できる設定器を、表示器１０８、キー１１１、制御部１０７、メモリ１１３、超音波センサー管理部１０５、超音波センサー１０２で構成している。
【００４５】
このように、基準値Ｂと角度θとを設定できる設定器を備えたので、ユーザ２０１の身長やその携帯端末１０１の持ち方など、個々の状態に応じて設定とすることができ、より正確に障害物の有無を検知できる。
【００４６】
図７は、携帯端末の報知動作のシーケンスを示す。この図に示す報知動作は、図６で示したように、角度θや基準値Ｂ（距離Ｂ）が設定された後の携帯端末１０１の動作である。
【００４７】
最初にステップＳ７０１で加速度センサー１１２の検知量を制御部１０７は入力する。そして、ステップＳ７０２で、検知量の積算を算出する。この積算する理由は、超音波を発信するときに、携帯端末１０１がどの方向に向いているかを算出するためである。例えば、所定の方向から下向きに５度傾き、次に２度上向きに戻し、更に上向きに２度傾けた場合における超音波センサー１０２の超音波の発信方向は、−５度＋２度＋２度＝−１度で、所定の方向から１度下向きに向いているということになる。つまり積算することによって最終的な傾きが判り、その傾きをなくすように超音波センサー１０２を１度上向きに駆動させて、超音波を発信するものである。これにより、常に、所定の角度θで超音波が発信されることになる。
【００４８】
ステップＳ７０２で検知量の積算を算出したら、ステップＳ７０３で超音波センサー１０２の角度を制御する。これは、センサー駆動部１０６がその超音波センサー１０２を駆動することにより行われる。そして、次に、ステップＳ７０４で距離ｂを測定する。
【００４９】
この距離ｂは、一定時間毎に超音波センサー１０２の発信部１０３から超音波が発信され、地面や障害物から反射したその超音波を受信部１０４で受け、その応答時間から、距離ｂを算出することによって、距離ｂを測定している。
【００５０】
そして、ステップＳ７０５で、基準値Ｂと距離ｂとの差分があるか判断する。このとき、ユーザ２０１の歩行による揺れや、携帯端末１０１を持つ手の位置のぶれなどを考慮して、この差分があるかどうか判断する。
【００５１】
差分がないと判断された場合、つまりステップＳ７０５で、Ｎｏの場合、前方に障害物や窪みなどがないと判断され場合は、これで終了となる。
【００５２】
差分があると判断された場合、つまりステップＳ７０５で、ＹＥＳの場合、ステップＳ７０６に移行し、このステップで障害物の確認を行う。この確認は、（ｂ−Ｂ）がマイナスの値であれば、所定の地面まで超音波が達することなしに手前の位置で反射しているため、障害物があると判断し、プラスの場合はこれ以外と判断する。これ以外とは、下向きの段差、例えば、歩道から車道への段差や、下り階段などが該当する。
【００５３】
次に、ステップＳ７０７に移行し、このステップＳ７０７で、携帯端末１０１の状態を確認する。
【００５４】
そして、携帯端末１０１の状態に応じて、ステップＳ７０８で報知動作を行う。この携帯端末１０１の状態と、この状態に応じた報知動作は、その一部を図４に示し、説明したとおりである。
【００５５】
このように、携帯端末１０１の状態に応じた報知動作を行っているので、携帯端末１０１の使用状態をそれほど損ねずに、確実にユーザ２０１に報知することができるものである。
【００５６】
尚、このステップＳ７０１からステップＳ７０８のシーケンスは、当然、一回限りの動作ではなく、この障害物を検知し報知する機能をユーザ２０１が停止させるまで、所定時間毎に繰り返され、基準値Ｂと距離ｂとの差分があるかどうか判断される。
【００５７】
このように、この発明の携帯端末１０１によれば、検知器が障害物有りと検知した場合は報知器（表示器１０８、バイブレータ１０９、表示ランプ１１０）を作動させるようにしたので、ユーザ２０１が携帯端末１０１の操作や表示に夢中になっていて前方の障害物に気づきにくい場合にも、報知器や表示器１０８によりユーザに障害物のあることを報知することができる。しかも、通常備えている報知器を利用しているので、コストの上昇も起こりにくい。
【００５８】
また、この実施の形態では、超音波センサー１０２を駆動して、その超音波の発信方向をほぼ一定になるように制御しているので、歩行時の揺れに伴い携帯端末１０１もに揺れが生じていても、その超音波の発信角度をほぼ一定に保つことができ、より正確に障害物の有無を検知することができる。
【００５９】
更に、この実施の形態では、このように、障害物かそれ以外かを判断しているので、つまずいたりするような危険な障害物を適切に判断し、ユーザ２０１に報知することができる。また、障害物以外と判断されるものは、例えば窪みや、段差や、下り階段が考えられる。これらのち、ユーザ２０１にとって危険であると判断されるような、ある一定以上の深さのある窪みや段差、そして下り階段などを、障害物の検知時と同様に、報知するようにしても構わない。尚、つまずいたりする危険が比較的少ない小さな段差などは、報知しないようにしても構わない。
【００６０】
図８は、他の超音波発信機からの超音波を受信した際の制御シーケンスを示している。
【００６１】
本発明の携帯端末１０１は、障害物検知のために超音波を送受信可能な超音波センサー１０２を使用しているので、その超音波センサー１０２の受信部１０４を、他の超音波発信機１１４からの受信にも利用し、携帯端末１０１の制御に使用する。この携帯端末１０１は、発信する超音波の周波数以外の超音波を入力し、その周波数に対応した動作が設定されていれば、その携帯端末１０１の動作を制御させる機能を備えている。この場合の動作について、図８に沿って説明する。
【００６２】
最初に、この携帯端末１０１は、他の超音波発信機１１４からの超音波を受信したらその動作を制御する機能が有効になっているものとする。尚、キー操作によって、他の超音波発信機１１４からの超音波を受信しても、動作を制御させないようにする設定も、この携帯端末で、実行できるものとするが、この設定の場合の説明は省略する。
【００６３】
ステップＳ８０１で他の超音波発信機１１４からの他の周波数の超音波を受信すると、ステップＳ８０２に移行し、受信した周波数に対する動作があるかどうか判断する。ない場合、即ちステップＳ８０２でＮｏの場合は、何もしない。
【００６４】
しかし、ステップＳ８０２で、受信した超音波の周波数に対応した動作があると判断された場合、次にステップＳ８０３に移行して、ユーザ２０１に、超音波を受信したことや動作状態を制御することを通知する。この通知は、図５で説明したように、主に表示器１０８に表示する方法により行っている。そして、ステップＳ８０４に示すように、その対応した携帯端末１０１の動作を実行する。その実行する動作の具体例は、図５で説明したとおりである。
【００６５】
このように、他からの超音波を受信すると、この受信した周波数に応じて、携帯端末１０１の動作を制御するようにしたものでは、携帯端末１０１の使用を禁止された場所（例えば、映画館、図書館）では自動的に携帯端末１０１の電源がＯＦＦとされ、携帯端末１０１の着信音などを控えるよう要望されている場所（例えば、電車内、バス内）では、携帯端末１０１のモードが自動的にマナーモードに制御され、騒々しく着信音や通話の声が聞き取りにくい場所（例えば、遊園地、アミューズメント施設）では、携帯端末１０１の報知音や通話音が自動的に最大に制御されるものである。このように、この発明によれば、受信した超音波に応じて、携帯端末１０１の状態が自動的に切換えられるので、ユーザ２０１が自分自身で判断し、携帯端末１０１の動作を制御するという手間を大幅に軽減できる。
【００６６】
本発明は以上のとおりであるが、その距離Ｃを設定し損なう場合が考えられる。これは、ユーザ２０１が実際に使用している状態を想定して、その距離Ｃをキー入力しているからである。この方法ではユーザ２０１のキーの押し間違いなど入力ミスも起こりやすいと考えられる。距離Ｃを入力するのは角度θを求めるためであり、メジャーなどでの実測を避けられれば、それだけ、より正確な角度θが求められると考えられる。
【００６７】
この角度θを求める方法として、基準値Ｂを、距離Ａと同じように、超音波センサー１０２を利用して実測し、制御部１０７の演算によって、角度θを求めるようにする方法が考えられる。
【００６８】
この方法は、基準値Ｂと距離Ａとを携帯端末１０１の超音波センサー１０２で検知し、この検知結果から演算により、角度θを求める方法で、ユーザ２０１は、表示器１０８の表示メッセージに従って、通常の使用状態における基準値Ｂを測定し、更に超音波センサー１０２を直下に向けて距離Ａを測定する。距離Ａと、基準値Ｂと、角度θとは、
（Ａ／Ｂ）＝ｃｏｓ  θ  の関係になっているので、この関係式により、制御部１０７の演算で角度θを求めることができる。
【００６９】
このような方法で基準値Ｂと角度θを設定した場合、メジャーなどでの距離Ｃの計測及びキー入力の手間やミスを防止することができ、設定を、より正確、かつ、簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の携帯端末の一構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の携帯端末の使用状態を示す説明図である。
【図３】本発明の携帯端末で使用している超音波の応答時間に対する距離の換算表を示す図である。
【図４】本発明の携帯端末における端末の使用状態と報知動作の対応表を示す図である。
【図５】受信する超音波の周波数と制御する動作との対応表を示す図である。
【図６】基準値Ｂを設定する動作を説明するための動作シーケンスである。
【図７】本発明の携帯端末における報知動作のシーケンスである。
【図８】超音波受信により携帯端末の状態を制御する動作を説明するためのシーケンスである。
【符号の説明】
【００７１】
１０１    携帯端末
１０２    超音波センサー
１０３    発信部
１０４    受信部
１０５    超音波センサー管理部
１０６    センサー駆動部
１０７    制御部
１０８    表示器（表示器兼報知器）
１０９    バイブレータ（報知器）
１１０    表示ランプ（報知器）
１１１    キー
１１２    加速度センサー
１１３    メモリ
１１４    超音波発信機
Ａ    距離
Ｂ    距離（基準値）
ｂ    距離
Ｃ    距離
θ    角度
【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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