(57)【要約】【課題】携帯端末にハードディスクドライブ装置の如き衝撃に弱い機構を内蔵させた場合の問題における、落下検出が確実かつ簡単に行えるようにする。【解決手段】筐体に取付けられた３軸の加速度センサの出力を求め、加速度センサの出力と比較する閾値Ｔｈ２を設定し、加速度センサの出力が、その閾値Ｔｈ２以下となったことを検出してから、第１の期間Ｔａが経過した後に、閾値Ｔｈ２以下であることが継続している場合に、筐体が落下していると判断し、さらに、加速度センサの出力が、閾値Ｔｈ２よりも高い所定レベルＴｈ１以上のピークを検出してから、閾値Ｔｈ２以下となった場合には、ピークを検出したタイミングから、第１の期間Ｔａよりも長い第２の期間Ｔｂが経過した後に、閾値Ｔｈ２以下であることが第１の期間継続している場合に、筐体が落下していると判断するようにした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体自身の落下を検出する落下検出方法において、
前記筐体に取付けられた３軸の加速度センサの出力を求め、
前記加速度センサの出力と比較する閾値を設定し、
前記加速度センサの出力が、前記閾値以下となったことを検出してから、第１の期間が経過した後に、前記閾値以下であることが継続している場合に、前記筐体が落下していると判断し、
さらに、前記加速度センサの出力が、前記閾値よりも高い所定レベル以上のピークを検出してから、前記閾値以下となった場合には、前記ピークを検出したタイミングから、前記第１の期間よりも長い第２の期間が経過したタイミングで、前記閾値以下であることが前記第１の期間継続している場合に、前記筐体が落下していると判断することを特徴とする
落下検出方法。
【請求項２】
直交する３軸方向に作用する加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサの出力を検出するセンサ出力検出部と、
前記センサ出力検出部で検出されるセンサ出力が、予め設定した閾値との比較で落下検出を行う落下検出部とを備え、
前記落下検出部は、前記センサ出力が前記閾値以下となったことを検出してから、第１の期間が経過した後に、前記閾値以下であることが継続している場合に落下していると判断し、さらに、前記センサ出力が、前記閾値よりも高い所定レベル以上のピークを検出してから、前記閾値以下となった場合には、前記ピークを検出したタイミングから、前記第１の期間よりも長い第２の期間が経過した後に、前記閾値以下であることが継続している場合に、落下していると判断することを特徴とする
携帯端末装置。
【請求項３】
請求項２記載の携帯端末装置において、
前記落下検出部が、当該端末装置が落下状態であると判断した場合に、内蔵又は接続されたハードディスクドライブのヘッドを退避させることを特徴とする
携帯端末装置。
【請求項４】
請求項２記載の携帯端末装置において、
前記センサ出力検出部は、３軸方向の加速度の絶対値の和をセンサ出力として検出することを特徴とする
携帯端末装置。
【請求項５】
請求項２記載の携帯端末装置において、
前記所定レベルは、静止状態の端末装置に働く加速度よりも高いレベルであることを特徴とする
携帯端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ハードディスクドライブなどの機器の落下検出方法、及び携帯電話端末などのハードディスクドライブを内蔵した携帯端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯用の小型の携帯端末装置にハードディスクドライブ装置を搭載する例が増えてきている。ハードディスクドライブ装置は、内蔵された磁気ディスクにデータを記憶（記録）するものであり、半導体メモリなどに比べて安価に大容量のデータを記憶させることができる。ハードディスクドライブ装置そのものは小型化が図れており、例えば携帯電話端末の如き小型のものにも、ハードディスクドライブ装置を搭載することが可能になっている。
【０００３】
例えば、記憶容量の大きなハードディスクを使用することで、小型の端末でも大容量の音楽データや画像データを記憶することができ、端末装置の使い勝手が向上する。
【０００４】
ハードディスクドライブ装置は、高速で回転する磁気ディスクの表面に近接して磁気ヘッドを配置して、磁気ヘッドとディスク表面とを一定の距離を保って浮上させることで、記録（記憶）及び再生（読出し）が行われる。
【０００５】
ところで、ハードディスクドライブ装置は、装置に外部から加わる衝撃に弱い問題がある。即ち、上述したように磁気ディスクの表面に近接して磁気ヘッドを配置し記録や再生が行われるため、記録や再生の最中に衝撃が加わると、ヘッドがディスク表面に接触して、ディスクの記録層を破損させてしまう可能性がある。この損傷を防止するためには、ハードディスクドライブ装置を内蔵した端末で、自由落下に相当する加速度を検出した際に、ヘッドを退避させて、ディスク表面と接触しないようにすることが提案されている。
【０００６】
特許文献１には、落下に相当する加速度を３軸センサで検出させて、落下に相当する加速度を所定時間連続して検出した際に、ヘッドの退避を行う構成としたハードディスクドライブ装置についての記載がある。
【特許文献１】特開２０００−２４１４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、携帯電話端末の如き端末装置は、ユーザが常時携帯して使用される機器であり、単純な加速度検出でヘッド退避を行うようにすると、歩行中や走っている際にも、落下していると誤検出してしまう可能性があり、好ましくない。即ち、例えばデスク上に載置されて使用されるような、コンピュータ装置用のハードディスクドライブ装置の場合には、デスクから落ちた場合に相当する自由落下状態を検出すればよいので、比較的簡単に加速度センサの出力から判断が可能である。
【０００８】
これに対して、携帯電話端末の如き常時携帯される機器の場合には、歩行中やジョギング中に、高い加速度が加わったり、或いは加速度が加わらない状態になったりと、常に加速度の加わる状態が変化してしまい、いわゆる自由落下と区別するのが困難である問題があった。
【０００９】
また、携帯電話端末の如き小型の機器が落下する場合には、単純に加速度が静止状態の加速度から低下するとは限らず、その機器の落下状態により複雑な変化をする場合が多々あった。例えば、機器を構成する筐体が回転しながら落下するような場合には、落下中に一時的に加速度が高くなる場合があり、歩行中やジョギング中での加速度の一時的増加と確実に区別するのが困難であった。
【００１０】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、携帯端末にハードディスクドライブ装置の如き衝撃に弱い機構を内蔵させた場合の問題における、落下検出が確実かつ簡単に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、筐体自身の落下を検出する場合において、筐体に取付けられた３軸の加速度センサの出力を求め、加速度センサの出力と比較する閾値を設定し、加速度センサの出力が、その閾値以下となったことを検出してから、第１の期間が経過した後に、閾値以下であることが継続している場合に、筐体が落下していると判断し、さらに、加速度センサの出力が、閾値よりも高い所定レベル以上のピークを検出してから、閾値以下となった場合には、ピークを検出したタイミングから、第１の期間よりも長い第２の期間が経過したタイミングで、閾値以下であることが第１の期間継続している場合に、筐体が落下していると判断するようにしたものである。
【００１２】
このように落下検出処理を開始させることで、例えば筐体が回転して落下するような状態で、加速度が一時的に増加してから低下するような場合のときであっても、歩行時などで加速度が一時的に増加する場合と区別して、的確に落下を検知できるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、例えば筐体が回転して落下するような状態で、加速度が一時的に増加してから低下するような場合のときであっても、歩行時などで加速度が一時的に増加する場合と区別して、的確に落下を検知できるようになり、信頼性の高い落下検出が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態を、図１〜図７を参照して説明する。本例においては、端末装置を構成する筐体内にハードディスクドライブ装置を内蔵した携帯電話端末として構成された、携帯端末装置に適用したものである。
【００１５】
まず、本例の携帯電話端末装置の構成例を、図１を参照して説明する。本例の携帯電話端末装置１００は、無線電話用の基地局と無線通信を行うための無線電話通信用アンテナ１０１を備え、そのアンテナ１０１が無線電話通信用の通信回路１０２に接続してあり、制御部１３０の制御で、基地局との間で無線通信を行うようにしてある。通信回路１０２で通話用の通信を行う際には、受信した音声データを音声データ処理してスピーカ１０４に供給して出力させ、また、マイクロフォン１０５が拾った音声データを通信回路１０２に供給して送信させる。
【００１６】
携帯電話端末装置１００は、操作キーなどで構成された操作部１０６と、液晶ディスプレイなどで構成された表示部１０７とを備える。操作部１０６は、電話番号やメール文などの入力操作や、各種モード設定などが行える。表示部１０７には、メール文、ウェブにアクセスさせた画面などを表示させることができ、再生させる楽曲の一覧の画面などの、楽曲再生に関する画面や、ダウンロードした画像などについても、表示部１０７に表示させることができる。
【００１７】
これらの端末装置１００内の各ブロックは、制御ライン１５０を介して制御部１３０などと接続してあり、またデータライン１６０を介してデータ転送を行える構成としてあり、マイクロコンピュータなどで構成される制御部１３０が、端末装置の各部の動作制御を行う構成としてある。後述する落下検出処理についても、制御部１３０が行う。制御部１３０は、メモリ１０５に必要なデータを記憶させて、各種制御処理を行うようにしてある。また、メモリ１０５とは別に、大容量のデータ記憶手段であるハードディスクドライブ装置１０８を備え、この端末装置１００に入力されたデータやダウンロードされたデータなどを蓄積するようにしてある。例えば音楽データや画像データなどをハードディスクドライブ装置１０８に記憶（記録）させることができる。なお、ハードディスクドライブ装置１０８は、端末装置１００を構成する今日体内に内蔵されている場合の他に、カードスロットなどを使用して端末装置１００に着脱自在に接続される構成としてもよい。
【００１８】
また、本例の携帯電話端末装置１００は、加速度センサモジュール１１０を備える。加速度センサモジュール１１０は、この端末装置１００を構成する筐体に加わる加速度を検出するモジュールであり、直交する３軸方向に加わる加速度を、それぞれ別の加速度センサで検出する構成としてある。加速度センサモジュール１１０で検出された加速度のデータは、制御部１３０に供給する。制御部１３０では、供給される加速度のデータを使用して、携帯電話端末１００を構成する筐体が落下していることを検出するようにしてある。制御部１３０が落下していると判断した場合には、ハードディスクドライブ装置１０８に指令を送り、ハードディスクドライブ装置１０８に内蔵されたディスクの記録及び再生を行う磁気ヘッドを、ディスク表面から退避させて、落下時の衝撃による損傷を防止するようにしてある。従って、この退避が行われた際には、ハードディスクへの記録や、ハードディスクからの再生動作は、中断される。
【００１９】
なお、図示はしないが、携帯電話端末装置１００として、カメラ部や非接触ＩＣカード部などの他の構成を備えてもよい。また、加速度センサモジュール１１０の出力を使用して、自律航法で位置測位などの他の処理を行うようにしてもよい。
【００２０】
次に、本例の加速度センサモジュール１１０の具体的な構成例を、図２を参照して説明する。本例の加速度センサモジュール１１０は、直交する３軸方向に配置されたセンサである、Ｘ軸センサ１１１とＹ軸センサ１１２とＺ軸センサ１１３とを備え、それぞれのセンサ１１１，１１２，１１３の出力を、マルチプレクサ１１４で１系統の出力信号とする。ここでは、各センサ１１１，１１２，１１３の出力を時分割で順に出力させる。マルチプレクサ１１４が出力する信号は、アンプ１１５で増幅した後、アナログ／デジタル変換器１１６でデジタルデータに変換し、変換されたデータを、演算器１１７に送られて、コントローラ１１９から指示されたタイミングで、加速度データ出力部１２１から出力させる。コントローラ１１９には、発振器１２０からのクロックが供給され、このクロックに同期して各部で処理が行われる。
【００２１】
このように構成される加速度センサモジュール１１０から供給される加速度のデータを、制御部１３０で判断して、制御部１３０側で、端末装置１００が落下状態にあるか否か判断するようにしてある。この判断時には、制御部１３０では、３軸方向に配置された３つの加速度センサの出力値の絶対値の和を使用して判断するようにしてある。３つの加速度センサの出力値の絶対値の和を求める処理については、加速度センサモジュール１１０内で行って、その和のデータを制御部１３０が取得するようにしてもよい。
【００２２】
次に、このように構成される本例の携帯電話端末装置１００内で、端末装置を構成する筐体自身の落下を検出する処理について説明する。なお、以下の説明で加速度と述べた場合には、特に説明がない限りは、３軸の加速度の和を示す。まず、図３を参照して、携帯電話端末装置を所持したユーザがジョギングしている状態での、加速度の変化例を示す。この図３に示すように、軽く走っている状態であるジョギング時には、ほぼ０．５Ｇ程度に低下した状態と、ほぼ２．５Ｇ以上に上昇する場合とが、周期的に繰り返される。歩行時の加速度の変化状態については図示しないが、これよりも振幅が若干狭くなり、上側ではほぼ２Ｇ以上に上昇する。
【００２３】
図４は、ジョギング時と端末落下時との加速度を比較したもので、図３よりも横軸の時間軸幅を伸ばして示してある。図４の特性ａは端末装置を所持しながらジョギングした時の加速度変化例を示し、特性ｂは端末装置が落下した際の加速度変化例を示す。本例の場合には、落下判定用の閾値として、閾値Ｔｈ１と閾値Ｔｈ２の２つの閾値を設定して、制御部１３０で落下判定を行うようにしてある。閾値Ｔｈ１は、例えば２．５Ｇに設定してあり、閾値Ｔｈ２は、例えば０．７Ｇに設定してある。また、閾値Ｔｈ１以上で加速度のピークを検出したタイミングから設定される期間Ｔｂと、閾値Ｔｈ２以下となったタイミングから設定される期間Ｔａについても設定するようにしてある。期間Ｔｂについては、例えば２００ｍｓとし、期間Ｔａについては、例えば８０ｍｓとしてある。
【００２４】
このような設定をした上で、本例においては、制御部１３０で図５のフローチャートに示す判定処理を行って落下状態であるか否か判断するようにしてある。以下、図５のフローチャートを参照して説明すると、まず加速度センサモジュール１１０内では、加速度の和が閾値Ｔｈ１以上であるか否か判断する（ステップＳ１１）。ここで、加速度の和が閾値Ｔｈ１以上となった場合には、その後加速度の値のピークを検知したか否か判断し（ステップＳ１２）、ピークを検知するまで待機し、ピークを検知すると、そのピークとなったタイミングで、期間Ｔｂの設定を開始する（ステップＳ１３）。ステップＳ１１で期間Ｔｂの設定を開始した場合と、ステップＳ１１で加速度の和が閾値Ｔｈ１以上でないと判断した場合には、加速度の和が閾値Ｔｈ２以下になったか否か判断する（ステップＳ１４）。ここで、加速度の和がある程度の期間経過しても閾値Ｔｈ２以下にならない場合には、期間に関すると設定をリセットして（ステップＳ２２）、ステップＳ１１の処理に戻る。
【００２５】
ステップＳ１４で加速度の和が閾値Ｔｈ２以下になったと判断した場合には、加速度の和が閾値Ｔｈ２以下であると判断すると、期間Ｔａの設定を開始する（ステップＳ１５）。そして、その設定した期間Ｔａが終了するまで待機し（ステップＳ１６）、この時点で加速度の和が閾値Ｔｈ２以下の状態が継続しているか否か判断し（ステップＳ１７）、継続してない場合には、期間に関すると設定をリセットして（ステップＳ２２）、ステップＳ１１の処理に戻る。
【００２６】
そして次に、期間Ｔｂが設定中であるか否か判断し（ステップＳ１８）、期間Ｔｂが設定中でない場合には、ステップＳ２１に移って、落下中であると判断する。ステップＳ１８で期間Ｔｂが設定中であると判断した場合には、その期間Ｔｂが終了するまで待機し（ステップＳ１９）、終了した時点で加速度の和が閾値Ｔｈ２以下の状態が継続しているか否か判断し（ステップＳ２０）、継続してない場合には、期間に関すると設定をリセットして（ステップＳ２２）、ステップＳ１１の処理に戻る。
【００２７】
ステップＳ２０で、閾値Ｔｈ２以下の状態が継続していると判断した場合には、ステップＳ２１に移って、落下中であると判断する。
【００２８】
ステップＳ２１で落下中であると判断されると、例えば制御部１３０は、例えば端末装置に内蔵されたハードディスクドライブのヘッドを退避させる処理等の、落下による衝撃での損傷防止処理が行われる。
【００２９】
このようにして処理が行われる場合における、実際の加速度の変化例で落下検知が行われる処理を、既に説明した図４を再度参照して説明する。この図４の例では、特性ａは端末装置を所持しながらジョギングした時の加速度変化例を示し、特性ｂは端末装置が静止状態から落下した際の加速度変化例を示す。特性ｂに示した静止状態からの落下時には、加速度がほぼ１Ｇから低下して閾値Ｔｈ２以下となり、閾値Ｔｈ２以下となったタイミングｂ１から、期間Ｔａが経過した時点ｂ２でも、閾値Ｔｈ２以下の状態が継続しており、落下中であると判定される。
【００３０】
また、ジョギング時の加速度変化特性ａの場合には、閾値Ｔｈ１以上となった後にピークＧpeakが検出され、そのピーク位置Ｇpeakで期間Ｔｂが開始される。その後、加速度が低下するが、閾値Ｔｈ２以下となると、その閾値Ｔｈ２以下となったタイミングａ１で、期間Ｔａについても開始される。ここで、ジョギング時や歩行時には、期間Ｔａが経過したタイミングａ２で、加速度が閾値Ｔｈ２以下である可能性があるが、この状態ではまだ期間Ｔｂが設定中であり、落下中の判定が、期間Ｔｂが終了するタイミングａ３で行われる。この例では、タイミングａ３で、閾値Ｔｈ２以下でなくなっているので、落下中でないと判定される。もし、落下開始時に端末を構成する筐体が回転しながら落下する際には、特性ａと同様に、一時的に閾値Ｔｈ１以上のピーク位置Ｇpeakが検出されるが、その場合には期間Ｔｂが終了した際に加速度が閾値Ｔｈ２以下となって、落下状態であると判定される。
【００３１】
このように本例によると、加速度の低下を判定する閾値Ｔｈ２を設定するだけでなく、落下開始時の一時的なピークを判定する閾値Ｔｈ１についても設定して、それぞれの閾値ごとに、判定を遅らせる期間を設定したことで、ジョギング中や歩行中の加速度変化とは区別した良好な落下判定が行える。従って、歩行中に落下検出が誤検出されて、例えばハードディスクドライブから読み出した音楽を再生中に、その音楽再生が停止するような事態の発生を効果的に防止できる。
【００３２】
なお、図５のフローチャートの処理では、期間Ｔａ又は期間Ｔｂが経過した時点で、その時点の加速度値から直ちに落下状態であるか否か判定するようにしてあるが、その時点からのある程度の時間での加速度の変化で、落下状態であることを判定するようにしてもよい。
【００３３】
また、上述例では、閾値Ｔｈ１及びＴｈ２として、２．５Ｇ及び０．７Ｇとし、期間Ｔａを８０ｍｓ、期間Ｔｂを２００ｍｓとした例について説明したが、これらの値を変化させて、歩行時や走行時などを落下中と誤検知される回数をシミュレーションした結果について、図６に示す。この例では期間Ｔａを８０ｍｓとし、閾値Ｔｈ２を０．７Ｇとして、閾値Ｔｈ１の値を３．０Ｇ，２．５Ｇ，２．０Ｇの３種類に変化させ、さらに期間Ｔｂを１００ｍｓの場合と２００ｍｓの場合の２種類について検討して、上から順にサンプリング数が１０，２０，３０，４０，５０の誤検知数の例である。閾値Ｔｈ１の値が３．０Ｇの場合には、いずれでも誤検知がある程度の回数存在するが、閾値Ｔｈ１の値が２．５Ｇで期間Ｔｂが２００ｍｓの場合には、誤検知の回数が大幅に少なくなっている。さらに、閾値Ｔｈ１の値が２．０Ｇで期間Ｔｂが２００ｍｓの場合には、誤検知が全くなくなっており、好ましい設定であることが判る。
【００３４】
また、図７は、期間Ｔａを８０ｍｓ、９０ｍｓ、１００ｍｓに変化させた場合に、設定可能な閾値Ｔｈ２の例を示したものであり、他のパラメータについては、閾値Ｔｈ１を２．０Ｇ又は２．５Ｇとしてあり、間Ｔｂを２００ｍｓとしてある。この図７に示すように、いずれの期間設定でも、閾値Ｔｈ２を０．５Ｇ，０．６Ｇ，０．７Ｇに設定可能である。
【００３５】
なお、上述した実施の形態では、加速度センサモジュール１１０が出力する加速度のデータを、端末装置の制御部１３０に供給して、制御部側で落下検知させるようにしたが、例えば、加速度センサモジュール内のコントローラなどで、同様の判断処理を行うようにして、制御部での負担を少なくする構成としてもよい。
【００３６】
また、上述した実施の形態では、加速度センサモジュールをハードディスクドライブ装置とは別体として構成して、端末装置内に配置したが、ハードディスクドライブ装置を構成する筐体内に、一体に加速度センサ部を取付ける構成としてもよい。この場合、さらに、その一体化された加速度センサ部で落下検知させるようにして、その落下検知した結果に基づいて、加速度センサ部が取付けられたハードディスクドライブ装置内で直ちにヘッドの退避処理を行うようにして、より迅速な対処ができるようにしてもよい。
【００３７】
なお、上述した実施の形態では、携帯電話端末にハードディスク装置を内蔵させた例としたが、その他の各種携帯用の端末装置に、上述した構成のハードディスク装置を内蔵させた場合に適用してもよい。例えば、ハードディスクドライブ内蔵の音楽再生装置、ハードディスクドライブ内蔵のビデオカメラ装置、ハードディスクドライブ内蔵のノート型などの携帯用のパーソナルコンピュータ装置などに適用してもよい。また、ハードディスクドライブ装置以外の衝撃に弱い機構部を、同様の落下検知で保護させる処理を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態による構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態による加速度センサの構成例を示すブロック図である。
【図３】ジョギング時の一般的な加速度変化の例を示した説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態による落下検出処理例を示した説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態による落下検出処理例を示したフローチャートである。
【図６】本発明の一実施の形態による閾値と期間の設定例による誤検知状態のシミュレーション例を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態による誤検知を回避できるパラメータの例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０１…アンテナ、１０２…通信回路、１０３…マイクロフォン、１０４…スピーカ、１０５…メモリ、１０６…操作部、１０７…表示部、１０８…ハードディスクドライブ部、１１０…加速度センサモジュール、１１１…Ｘ軸センサ、１１２…Ｙ軸センサ、１１３…Ｚ軸センサ、１３０…制御部、１５０…制御ライン、１６０…データライン
【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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