(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方位検出用の磁気センサ及び各種データを表示する表示部を有する携帯端末装置であって、
使用状態での上下軸（Ｙ軸）と該上下軸に直交する左右軸（Ｘ軸）が定められてなる携帯端末装置本体と、
前記携帯端末装置本体内に固定されるとともに前記左右軸方向における外部磁界の成分に応じた値を示すＸ軸磁気センサと、
前記携帯端末装置本体内に固定されるとともに前記上下軸方向における外部磁界の成分に応じた値を示すＹ軸磁気センサと、
前記Ｘ軸磁気センサが示す値と前記Ｙ軸磁気センサが示す値とに基づいて前記上下軸の鉛直面内における傾き角βの変位角Δβを算出する変位角Δβ算出手段と、
前記変位角Δβ算出手段により算出された変位角Δβに基づいて前記表示部の画面をＹ軸方向にスクロールするＹ軸方向スクロール手段と、        
前記Ｘ軸磁気センサ及びY軸センサの出力と、前記携帯端末装置本体のＹ軸の方位α及び前記傾き角βとの対応関係を示す変換テーブルが記憶されている記憶手段と、
を有し、
前記変位角Δβ算出手段は、前記Ｘ軸磁気センサ及びY軸センサの出力を取り込み、前記記憶手段に記憶されている前記変換テーブルを参照し、前記取り込んだ出力に対応する前記携帯端末装置本体のＹ軸の方位α及び傾き角βを取得し、該取得した前記携帯端末装置本体のＹ軸の方位α及び傾き角βから変位角Δβを算出することを特徴とする携帯端末装置。
【請求項２】
前記Ｙ軸方向スクロール手段は、前記変位角Δβが所定角度を超える角度変化の回数に基づいて前記Ｙ軸方向のスクロール量を決定することを特徴とする請求項１に記載の携帯端末装置。
【請求項３】
前記Ｙ軸方向スクロール手段は、前記変位角Δβの絶対値の大きさに応じて前記Ｙ軸方向のスクロール量を決定することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の携帯端末装置。
【請求項４】
方位検出用の磁気センサ及び各種データを表示する表示部を有する携帯端末装置であって、
使用状態での上下軸（Ｙ軸）と該上下軸に直交する左右軸（Ｘ軸）が定められてなる携帯端末装置本体と、
前記携帯端末装置本体内に固定されるとともに前記左右軸方向における外部磁界の成分に応じた値を示すＸ軸磁気センサと、
前記携帯端末装置本体内に固定されるとともに前記上下軸方向における外部磁界の成分に応じた値を示すＹ軸磁気センサと、
前記Ｘ軸磁気センサが示す値と前記Ｙ軸磁気センサが示す値とに基づいて前記左右軸の前記上下軸周りの回転角γの変位角Δγを算出する変位角Δγ算出手段と、
前記変位角Δγ算出手段により算出された変位角Δγに基づいて前記表示部の画面をＸ軸方向にスクロールするＸ軸方向スクロール手段と、
前記Ｘ軸磁気センサ及びY軸センサの出力と、前記携帯端末装置本体のＹ軸の方位α及び前記傾き角βとの対応関係を示す変換テーブルが記憶されている記憶手段と、
を有し、
前記変位角Δγ算出手段は、前記Ｘ軸磁気センサ及びY軸センサの出力を取り込み、前記記憶手段に記憶されている前記変換テーブルを参照し、前記取り込んだ出力に対応する前記携帯端末装置本体のＹ軸の方位α及び傾き角βを取得し、該取得した前記携帯端末装置本体のＹ軸の方位α及び傾き角βから変位角Δγを算出することを特徴とする携帯端末装置。
【請求項５】
前記Ｘ軸方向スクロール手段は、前記変位角Δβが所定角度を超える角度変化の回数に基づいて前記Ｘ軸方向のスクロール量を決定することを特徴とする請求項４に記載の携帯端末装置。
【請求項６】
前記Ｘ軸方向スクロール手段は、前記変位角Δγの絶対値の大きさに応じて前記Ｘ軸方向のスクロール量を決定することを特徴とする請求項４または５のいずれかに記載の携帯端末装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、方位計測用に地磁気センサを搭載した携帯電話装置、携帯ＧＰＳ等の携帯端末装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の携帯電話装置等の携帯端末装置にあっては、ユーザが装置本体を傾けたり、振ったりした状態を検出して、所定の動作を自動的に行わせるものが提案されている。例えば、着信が有った際に自動的にオフフックする機能を有する従来の携帯電話装置としては、特開平２００１−９４６３６号公報、特開平９−２６１２９９号公報に記載されたものがある。
【０００３】
特開平２００１−９４６３６号公報に記載された携帯電話装置は、傾きセンサを内蔵したものであり、着信時に、横にしてあった端末を縦にして耳に当てる動作をさせた際に、その傾き変化を傾きセンサで検出し、自動的にオフフックするようにしたものである。
【０００４】
また、特開平９−２６１２９９号公報に記載された携帯電話装置は、ショックセンサを内蔵し本体を握ると、ショックセンサからの検出信号の受付が可能になり、この状態で利用者が本体を振り下ろすと、フック制御部はショックセンサより加速度の検出信号を受け、応答する（オフフックする）ことを可能としたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の携帯電話装置等の携帯端末装置では、ユーザが装置本体を持ち上げたり、振ったりする等の所定の動作の状態検出手段として、いずれの場合も傾きセンサ、ショックセンサ（加速度センサ）等、専用のセンサを必要としていた。
【０００６】
そのために、部品コストや部品スペースが増加し、装置本体のサイズや重量が増加すると共に、消費電力が増加するという問題が有った。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、新たに専用のセンサを設けることなく、装置本体を傾けることにより表示部における表示画面のスクロール操作をすることができる携帯端末装置を提供すること目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、方位検出用の磁気センサ及び各種データを表示する表示部を有する携帯端末装置であって、使用状態での上下軸（Ｙ軸）と該上下軸に直交する左右軸（Ｘ軸）が定められてなる携帯端末装置本体と、前記携帯端末装置本体内に固定されるとともに前記左右軸方向における外部磁界の成分に応じた値を示すＸ軸磁気センサと、前記携帯端末装置本体内に固定されるとともに前記上下軸方向における外部磁界の成分に応じた値を示すＹ軸磁気センサと、前記Ｘ軸磁気センサが示す値と前記Ｙ軸磁気センサが示す値とに基づいて前記上下軸の鉛直面内における傾き角βの変位角Δβを算出する変位角Δβ算出手段と、前記変位角Δβ算出手段により算出された変位角Δβに基づいて前記表示部の画面をＹ軸方向にスクロールするＹ軸方向スクロール手段と、前記Ｘ軸磁気センサ及びY軸センサの出力と、前記携帯端末装置本体のＹ軸の方位α及び前記傾き角βとの対応関係を示す変換テーブルが記憶されている記憶手段とを有し、前記変位角Δβ算出手段は、前記Ｘ軸磁気センサ及びY軸センサの出力を取り込み、前記記憶手段に記憶されている前記変換テーブルを参照し、前記取り込んだ出力に対応する前記携帯端末装置本体のＹ軸の方位α及び傾き角βを取得し、該取得した前記携帯端末装置本体のＹ軸の方位α及び傾き角βから変位角Δβを算出することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の携帯端末装置において、前記Ｙ軸方向スクロール手段は、前記変位角Δβが所定角度を超える角度変化の回数に基づいて前記Ｙ軸方向のスクロール量を決定することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載の携帯端末装置において、前記Ｙ軸方向スクロール手段は、前記変位角Δβの絶対値の大きさに応じて前記Ｙ軸方向のスクロール量を決定することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、方位検出用の磁気センサ及び各種データを表示する表示部を有する携帯端末装置であって、使用状態での上下軸（Ｙ軸）と該上下軸に直交する左右軸（Ｘ軸）が定められてなる携帯端末装置本体と、前記携帯端末装置本体内に固定されるとともに前記左右軸方向における外部磁界の成分に応じた値を示すＸ軸磁気センサと、前記携帯端末装置本体内に固定されるとともに前記上下軸方向における外部磁界の成分に応じた値を示すＹ軸磁気センサと、前記Ｘ軸磁気センサが示す値と前記Ｙ軸磁気センサが示す値とに基づいて前記左右軸の前記上下軸周りの回転角γの変位角Δγを算出する変位角Δγ算出手段と、前記変位角Δγ算出手段により算出された変位角Δγに基づいて前記表示部の画面をＸ軸方向にスクロールするＸ軸方向スクロール手段と、
前記Ｘ軸磁気センサ及びY軸センサの出力と、前記携帯端末装置本体のＹ軸の方位α及び前記傾き角βとの対応関係を示す変換テーブルが記憶されている記憶手段とを有し、前記変位角Δγ算出手段は、前記Ｘ軸磁気センサ及びY軸センサの出力を取り込み、前記記憶手段に記憶されている前記変換テーブルを参照し、前記取り込んだ出力に対応する前記携帯端末装置本体のＹ軸の方位α及び傾き角βを取得し、該取得した前記携帯端末装置本体のＹ軸の方位α及び傾き角βから変位角Δγを算出することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の携帯端末装置において、前記Ｘ軸方向スクロール手段は、前記変位角Δβが所定角度を超える角度変化の回数に基づいて前記Ｘ軸方向のスクロール量を決定することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４または５のいずれかに記載の携帯端末装置において、前記Ｘ軸方向スクロール手段は、前記変位角Δγの絶対値の大きさに応じて前記Ｘ軸方向のスクロール量を決定することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、携帯端末装置として携帯電話装置を例に取り説明する。図１は本発明の実施形態に係る携帯電話装置の外観構成を示している。携帯電話装置１の筐体１ａ内には、携帯電話装置１の各種機能を実現するための電子回路が実装された回路基板２と、通常、方位検出に使用される地磁気センサ５が内蔵されている。
回路基板２には、地磁気センサ５以外の電子回路が実装されている。
【００１７】
次に、本発明の実施形態に係る携帯電話装置１の電気的構成を図２に示す。図２において、携帯電話装置１は、携帯電話機能部３と、ＧＰＳモジュール４と、ＸＹ２軸地磁気センサ５と、Ａ／Ｄ変換器６と、計測タイミングカウンタ７と、デコーダ８と、ＲＯＭ９と、制御回路１０、ＲＡＭ１１とを有している。
携帯電話機能部３は、携帯電話通信モジュール３０と、操作入力部３１と、表示部３２とを有している。
携帯電話通信モジュール３０は、電話機能、データ通信機能、音楽再生機能、ゲーム機能等の各種機能を実現するためのアンテナ、無線通信部、音声ＣＯＤＥＣ、マイク、スピーカ、楽曲再生部等から構成されている。
【００１８】
操作入力部３１は、通話を開始する際に使用する開始キー、通話を終了する際に使用する終了キー、数字キー、各種機能を設定するための機能キー、電源キー等から構成されている。本実施形態に係る携帯電話装置１の動作モードとして、表示部３２に位置情報センタよりダウンロードした地図情報を表示する地図表示モード、表示部３２に表示された地図等の画像を携帯電話装置１の本体１ａを傾けることでスクロールするスクロールモードを有しており、所定のキー操作により設定することができるようになっている。ここで、地図情報を配信する位置情報センタは携帯電話装置１を含む移動通信ネットワークに直接、またはこの移動通信ネットワークに接続されるネットワークを介して接続されている。
【００１９】
表示部３２は、各種データを表示する、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。
ＧＰＳモジュール４は、所定時間毎に、複数（３個以上）のＧＰＳ衛星からの位置測定用の電波を受信し、そのデータをＧＰＳ基地局に送信し、ＧＰＳ基地局から測位演算結果を受信してＲＡＭ１１の所定のメモリエリアに格納し、更新する機能を有している。
計測タイミングカウンタ７は、ＸＹ２軸地磁気センサ５の計測タイミングを規定する測定信号を出力するカウンタである。
【００２０】
ＸＹ２軸地磁気センサ５は、携帯電話装置１の方位を検出するセンサであるが、本発明では、携帯電話装置１の傾き角を検出してユーザが携帯電話装置１を傾けた状態の検出にも兼用する。ここで、ＸＹ２軸地磁気センサ５の電気的構成を図３に示す。同図において、ＸＹ２軸地磁気センサ５は、ＧＭＲ（Giant  Magneto  Resistive）回路５０と、電圧／磁界変換回路５１とを有している。
ＧＭＲ回路５０は、定電流バイアス回路５００と、地磁気のＸ成分を検出するＸ軸ＧＭＲ素子５０１と、地磁気のＹ成分を検出するＹ軸ＧＭＲ素子５０２と、計測タイミングカウンタ７から出力される測定信号と制御回路１０から出力される制御信号との論理積をとるアンドゲート５０３とを有している。
【００２１】
また、定電流バイアス回路５００は、制御回路１０より出力されるＯＮ制御信号と計測タイミングカウンタ７から出力される測定信号との論理積をとるアンドゲート５０３の出力を受けて、Ｘ軸ＧＭＲ素子５０１及びＹ軸ＧＭＲ素子５０２に一定電流を供給する。すなわち、制御回路１０よりＯＮ制御信号が出力されている状態でかつ計測タイミングカウンタ７から測定信号が出力されている期間のみ、定電流バイアス回路５００よりＸ軸ＧＭＲ素子５０１及びＹ軸ＧＭＲ素子５０２に一定電流が供給されるようになっている。
【００２２】
Ｘ軸ＧＭＲ素子５０１、Ｙ軸ＧＭＲ素子５０２は、磁気の変化に応じて抵抗値が変化する素子であり、これらの素子に一定電流をバイアスとして流すことにより、磁気の変化を電圧の変化として検出する。すなわち、ＸＹ２軸地磁気センサ５を構成するＸ軸ＧＭＲ素子５０１、Ｙ軸ＧＭＲ素子５０２が回転すると、地磁気のＸ軸成分、Ｙ軸成分が変化し、それが電圧変化として現れる。
電圧／磁界変換回路５１は、ＧＭＲ回路５０より出力される電圧を磁界値に変換し、出力する機能を有している。
【００２３】
デコーダ８は、ＸＹ２軸地磁気センサ５の出力を取り込み携帯電話装置１の方位（方位角）α（deg）及び傾き角β（deg）を検出する。
デコーダ８は、図６に示すＸＹ２軸地磁気センサ５の出力信号Ｓｘ（Ｏｅ）、Ｓｙ（Ｏｅ）に対する方位α（deg）、傾き角β（deg）との関係を示す磁界／方位・傾き角変換テーブルが記憶されているＲＯＭを内蔵しており、この磁界／方位・傾き角変換テーブルを参照して、携帯電話装置１の方位α（deg）、傾き角β（deg）をそれぞれ検出する。
【００２４】
図６に示す磁界／方位・傾き角変換テーブルでは、方位α（deg）、傾き角β（deg）とも最小１度の精度で検知が可能である（テーブル中に下線部で示す）。方位α（deg）はＸＹ２軸地磁気センサ５の本来の目的である電子コンパスとして方位検知と表示に用いる。この変換テーブルがどのようにして得られるかについては後述する。
【００２５】
ＲＯＭ９には、各種制御プログラム及び固定データが格納されている。また、ＲＯＭ９には、後述する変位角Δβ、Δγと表示部３２における表示画面のスクロール量との関係を示す変位角／スクロール量変換テーブルが格納されている。制御回路１０はＲＯＭ９に格納された制御プログラムを実行することにより各部を制御する。
【００２６】
次に、上記のように構成された携帯電話装置１の上下軸（Ｙ軸）の方位α（deg）、及び同上下軸の水平面からの傾き角β（deg）を求める際の動作について説明する。なお、方位αは、例えば携帯電話装置１の上下軸の向き（Ｙ軸正方向）が南を向いているとき「０又は３６０（deg）」とし、西を向いているとき「９０（deg）」、北を向いているとき「１８０（deg）」、東を向いているとき「２７０（deg）」となるように定義されている。
【００２７】
（方位α、傾き角βの求め方）
携帯電話装置１が（β＝０の状態で）水平面内で回転されると、地磁気センサ５のＸ軸ＧＭＲ素子５０１の電圧出力が磁界値に変換された出力Ｓｘは正弦波状に変化し、Ｙ軸ＧＭＲ素子５０２の電圧出力が磁界値に変換された出力Ｓｙは出力Ｓｘと位相が９０°だけ異なる正弦波状に変化する。従って、地磁気センサ５の出力Ｓｘと出力Ｓｙの軌跡は、図４の実線にて示したように、原点を中心とした略真円状となる。
【００２８】
ところが、地磁気は水平ではなく、地球上の場所に応じた角度だけ水平面から傾斜しているため、携帯電話装置１が水平面から傾き角βだけ傾けられると、地磁気の向きと携帯電話装置１のＹ軸正方向のなす角度が変化し、その影響が地磁気センサ５の出力Ｓｙに現われる。
【００２９】
すなわち、携帯電話装置１が、図５に示したように、水平面から傾き角β１だけ傾斜された状態で鉛直上下方向の軸Ｊの周りに回転されると、出力Ｓｘと出力Ｓｙの軌跡は、図４の破線にて示したように楕円形となり、その中心が出力Ｓｙの負方向に移動する。
更に、携帯電話装置１が傾き角β１より大きい傾き角β２だけ傾斜された状態で軸Ｊの周りに回転されると、出力Ｓｘと出力Ｓｙの軌跡は、図４の一点鎖線にて示したように短軸がより短い楕円形となるとともに、その中心が出力Ｓｙの負方向に更に移動する。
【００３０】
換言すると、地磁気の水平面に対する角度、従って、その携帯電話装置１０の存在する位置（緯度、経度）が一定であれば、出力Ｓｘと出力Ｓｙの値（Ｓｘ，Ｓｙ）は一定の軌跡を描くから、値（Ｓｘ，Ｓｙ）から方位αと傾き角βを特定することができる。
【００３１】
そこで、本実施形態においては携帯電話装置１が、地磁気の傾きが略一定である範囲内に存在すると仮定した場合の値（Ｓｘ，Ｓｙ）と、方位α及び傾き角βの関係を予め測定し、これらの関係を磁界／方位・傾き角変換テーブルとして準備し、デコーダ８内のＲＯＭに格納しておく。そして、実際の方位α、及び傾き角βを求める際に、実際の値（Ｓｘ，Ｓｙ）とデコーダ８内のＲＯＭに格納した磁界／方位・傾き角変換テーブルとから、携帯電話装置１の方位αと傾き角βを決定する。
【００３２】
なお、例えば、図４の点Ｋのように、同一の値（Ｓｘ，Ｓｙ）に対し、二組以上の方位αと傾き角βの組（α，β）が存在する場合がある。この場合、その値（Ｓｘ，Ｓｙ）が生じうる方位αと傾き角βの組（α、β）を、携帯電話装置１の想定し得る使用状態の範囲で複数個求め、この複数個の組（α，β）の平均値を前記磁界／方位・傾き角変換テーブルの値として採用する。携帯電話装置１の想定し得る使用状態の範囲とは、例えば、方位αについては０〜３６０（deg）、及び傾き角βについては０〜４５（deg）とする。このようにして得られる磁界／方位・傾き角変換テーブルが図６に示したものである。
【００３３】
（変化角度△β、△γの求め方）
次に、携帯電話装置１の本体１ａの上下軸（Ｙ軸）の水平面からの傾き角度βの鉛直面内における変位角△βと、本体１ａの左右軸の前記上下軸周りの回転角度γ（ねじり角度γ）の変位角△γの求め方について説明する。
いま、図７に示したように、携帯電話装置１の上下軸の方位がα、同上下軸の傾き角がβ、及び同上下軸周りの回転角がγであるとし、携帯電話装置１の本体１ａの左右軸右方向（Ｘ軸正方向）に向う単位ベクトルをＶｘ、携帯電話装置１の本体１ａの上下軸上方向（Ｙ軸正方向）に向う単位ベクトルをＶｙ、及び、携帯電話装置１の前面（Ｘ−Ｙ平面）に垂直な軸上で前面から離れる方向に向う単位ベクトルをＶｚとする。このような単位ベクトルＶｘ，Ｖｙ，Ｖｚを、方位α、傾き角β、回転角γにより表すことを検討する。
【００３４】
携帯電話装置１を図７の状態とするには、図７に示した右手系直交座標系Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０において、携帯電話装置１のＹ軸（本体１ａの上下軸）をＹ０軸に一致させてその方位αを０とし、携帯電話装置１の本体１ａのＸ−Ｙ平面をＸ０−Ｙ０平面に一致させて傾き角β、及び回転角γを０とした状態とする。なお、Ｘ０−Ｙ０平面は水平面と平行であり、Ｙ０軸正方向は「南」であり、Ｚ０軸は鉛直上下軸と平行である。そして、この状態の携帯電話装置１を次の（１）〜（３）の手順で移動させればよい。
【００３５】
（１）Ｙ軸の周りに角度γだけ回転させる。
（２）Ｙ軸を鉛直上下方向の面内で角度βだけ回転させる。
（３）Ｙ軸正方向の向きを、鉛直上下方向の軸（Ｚ０軸）の周りに角度αだけ回転させる。
このとき、上記（１）の回転操作を行列Ｃで表すと、次式（１）の通りとなる。
【００３６】
【数１】
0003975781.tif 000002
【００３７】
また、上記（２）の回転操作を行列Ｂで表すと、次式（２）の通りとなる。
【００３８】
【数２】
0003975781.tif 000003
【００３９】
更に、上記（３）の回転操作を行列Ａで表すと、次式（３）の通りとなる。
【００４０】
【数３】
0003975781.tif 000004
【００４１】
以上から、上記（１）〜（３）の操作を行列で表すと、次式（４）の通りとなる。
【数４】
0003975781.tif 000005
【００４２】
従って、方位α＝０、傾き角β＝０、回転角γ＝０のときのＸ軸方向の単位ベクトルＶ０ｘ＝（１，０，０）、Ｙ軸方向の単位ベクトルＶ０ｙ＝（０，１，０）、及びＺ軸方向の単位ベクトルＶ０ｚ＝（０，０，１）を上記行列式ＡＢＣにより回転すれば、上記単位ベクトルＶｘ，Ｖｙ，Ｖｚがそれぞれ得られる。このことから、次式（５）〜（７）が得られる。
【００４３】
【数５】
0003975781.tif 000006
【００４４】
【数６】
0003975781.tif 000007
【００４５】
【数７】
0003975781.tif 000008
【００４６】
いま、現在位置の地磁気のベクトルＶＧを（０，Ｇｐ，Ｇｓ）（但し、Ｇｐは地磁気ベクトルの鉛直成分、Ｇｓは地磁気ベクトルの水平成分である。）とすると、出力ＳｘはベクトルＶＧの単位ベクトルＶｘへの写像、即ち地磁気ベクトルＶＧと単位ベクトルＶｘの内積で表される。同様に、出力Ｓｙは地磁気ベクトルＶＧと単位ベクトルＶｙの内積となる。
【００４７】
なお、仮に携帯電話装置１がＸ軸とＹ軸に直交するＺ軸方向の外部磁界を出力Ｓｚとして検出する機能を備えていると仮定すると、その出力Ｓｚは地磁気ベクトルＶＧと単位ベクトルＶｚの内積で表される。
また、ここでは、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向にそれぞれ１（ｏｅ）の大きさを有する磁界に対し、出力Ｓｘ，出力Ｓｙ，及び出力Ｓｚの各値が「１」となるように、地磁気センサ５を調整しておく。
【００４８】
【数８】
0003975781.tif 000009
【００４９】
【数９】
0003975781.tif 000010
【００５０】
【数１０】
0003975781.tif 000011
【００５１】
更に、表示部３２に表示された地図等の画像を携帯電話装置１の本体１ａを傾けることでスクロールする場合（後述するスクロールモードの場合）では、ユーザは方位αを初期方位αoに略固定しながら、上記傾き角βと上記回転角γを変化させるものと考え、式（８）、及び式（９）に基づいて傾き角βの変位角△βと、回転角γの変位角△γを求める。このとき、β＝β0＋△β、γ＝０＋△γ（初期傾き角β＝β0、初期回転角γ0＝０）とし、且つ、各変位角△β，△γは十分に小さいとして次式（１１）〜（１４）の近似を用いる。この結果、式（１５），（１６）が得られる。
【００５２】
【数１１】
0003975781.tif 000012
【００５３】
【数１２】
0003975781.tif 000013
【００５４】
【数１３】
0003975781.tif 000014
【００５５】
【数１４】
0003975781.tif 000015
【００５６】
【数１５】
0003975781.tif 000016
【００５７】
【数１６】
0003975781.tif 000017
【００５８】
したがって、式（１５）、 式（１６）から△β、△γは式（１７）、及び式（１８）のように表される。
【００５９】
【数１７】
0003975781.tif 000018
【００６０】
【数１８】
0003975781.tif 000019
【００６１】
この場合、地磁気のベクトルＶＧ（０．Ｇｐ，Ｇｓ）は、携帯電話装置１の存在する場所が特定されることにより一意に定まる。また、初期方位αo、及び初期傾き角βoは、それぞれスクロールモードに移行したときの方位α、及び傾き角βを使用すればよいので、上式（１７）、（１８）により回転角△β，△γを求めることができる。
【００６２】
図８に示すように携帯電話装置１の本体１ａを、▲１▼〜▲８▼の方向に傾けた場合、各方向への傾きの検出は、それぞれ、アンテナ回りの回転角γの変位角Δγと傾き角βの変位角（仰角変位角）Δβとを求めることにより可能となる。
本実施形態に係る携帯電話装置１において、スクロールモードに設定した場合には、ユーザが本体１ａを傾けた方向（▲１▼〜▲８▼）に表示部３２に表示された画面がスクロールするように制御される。
【００６３】
例えば、表示部３２に図９に示す地図が表示されている場合において、ユーザが本体１ａを画面上で▲１▼〜▲８▼の方向にスクロールさせることことができるように、図８における本体１ａを傾ける方向（▲１▼〜▲８▼）と図９におけるスクロール方向（▲１▼〜▲８▼）が一致するように制御される。
【００６４】
次に、上述したスクロール制御を行うための、ＲＯＭ９に格納されている変位角／スクロール量変換テーブルの内容を図１０に示す。同図において、携帯電話装置１の本体１ａの仰角変位角Δβが正の値をとる場合は、図８においてユーザが持つ本体１ａの手前側が下がる状態、すなわち図８において、本体１ａを傾ける方向において▲５▼側が下がって、▲１▼側が上がる状態となる。このとき表示部３２に表示された図９に示す地図画面は、図９に示すスクロール方向例において−Ｙ方向にスクロールする。
【００６５】
また、仰角変位角Δβが負の値をとる場合は、図８においてユーザが持つ本体１ａの手前側が上がる状態、すなわち図８において、本体１ａを傾ける方向において▲５▼側が上がって、▲１▼側が下がる状態となる。このとき表示部３２に表示された図９に示す地図画面は、図９に示すスクロール方向例において＋Ｙ方向にスクロールする。
【００６６】
さらに、携帯電話装置１の本体１ａの回転角γの変位角Δγが正の値をとる場合は、図８において▲７▼側が下がって、▲３▼側が上がる状態となる。このとき表示部３２に表示された図９に示す地図画面は、図９に示すスクロール方向例において−Ｘ方向にスクロールする。
また、携帯電話装置１の本体１ａの回転角γの変位角Δγが負の値をとる場合は、図８において▲７▼側が上がって、▲３▼側が下がる状態となる。このとき表示部３２に表示された図９に示す地図画面は、図９に示すスクロール方向例において＋Ｘ方向にスクロールする。
【００６７】
図１０に示す変位角／スクロール量変換テーブルでは、変位角Δβ、Δγの絶対値が大きくなると、その大きさに応じてスクロール量が増加するよう設定されている。また、図１０に示す変位角／スクロール量変換テーブルでは、変位角Δβ、Δγの絶対値が微小範囲の値をとるとき、例えば、１deg以下の値をとるときは誤動作を防止するためにスクロールを行わないように設定されている。
【００６８】
次に、上記構成からなる携帯電話装置１（以下、フローチャートでは自局と記載）の動作を図１１及び図１２に示すフローチャートを参照して説明する。この処理は所定周期毎に起動されるタイマ割り込みルーチンにより実行される。これらの図において、ステップ６００では地図表示モードに設定されているか否かを判定し、地図表示モードに設定されていない場合にはこの処理の実行を終了する。
【００６９】
また、ステップ６００で地図表示モードに設定されていると判定されている場合にはＲＡＭ１１より自局の現在位置情報、すなわち、自局の現在位置を示す緯度、経度データを読み出す（ステップ６０１）。
次いで、ＲＡＭ１１より読み出した自局の現在位置を示す緯度、経度データ及びその現在位置周辺の地図情報のダウンロード要求を、位置情報センタに送出する（ステップ６０２）。
【００７０】
次いで、地図情報センタからダウンロードされた自局の現在位置周辺の地図情報及び地磁気データＧｐ，Ｇｓを受信し（ステップ６０３）、地磁気センサ５の検出出力Ｓｘ，Ｓｙを読み込む（ステップ６０４）。このとき地磁気データＧｐ，ＧｓはＲＡＭ１１の所定のメモリエリアに格納され、ステップ６１１で変位角Δβ、Δγを算出する際に使用される。
【００７１】
さらに、ステップ６０５では、スクロールモードに設定されているか否かを判定する。スクロールモードに設定されていない場合には、デコーダ８内のＲＯＭに格納されている図６に示す磁界／方位・傾き角変換テーブルを参照し、ステップ６０４で読み込んだ地磁気センサ５の検出出力Ｓｘ，Ｓｙに基づいて方位α、傾き角βを求める（ステップ６０６）。例えば、（Ｓｘ，Ｓｙ）が（−０．３５，０．０８）であるとすると、方位αは２５６（deg）、及び傾き角βは１（deg）であるとして求められる。
【００７２】
そして、受信した地図情報に基づく地図、及びステップ６０６で求めた方位α、傾き角βを表示部３２に表示し（ステップ６０７）、この処理の実行を終了する。
このように、地図表示モードであって、スクロールモードでない場合には、表示部３２に携帯電話装置１の現在の位置に応じた地図と、携帯電話装置１の方位α、及び傾き角βが表示される。なお、表示される地図の上方を方位αに一致させて表示したり、傾き角βに応じて変形する等、方位α及び傾き角βに応じた処理を地図データに施してから表示してもよい。
【００７３】
次に、地図表示モードであるときに、ユーザが操作入力部３１を操作して、スクロールモードヘと動作モードを変更した場合の動作について説明する。この場合も、ステップ６００〜６０４の処理を行って携帯電話装置１の位置に応じた地図データをダウンロードするとともに、地磁気センサ５の出力Ｓｘ、Ｓｙを読み込み、続くステップ６０５にて、現在がスクロールモードであるか否かを判定する。
【００７４】
そして、前述したように、現在のモードはスクロールモードヘと変更されているから、ステップ６０５の判定は肯定され、ステップ６０８に進み、ステップ６０８にてスクロールモードに移行してから本ルーチンを初めて実行する場合であるか否かを判定する。
【００７５】
現段階は、スクロールモードに移行してから本ルーチンを初めて実行する。従って、ステップ６０８の判定は肯定され、ステップ６０９に進み、ステップ６０９にてステップ６０６と同様にして実際の方位αと実際の傾き角βとを求める。次いで、実際の方位α、及び同実際の傾き角βを、それぞれ初期方位αo、及び初期傾き角βoとしてＲＡＭ１１の所定のメモリエリアに格納し（ステップ６１０）、地図、方位α、及び傾き角βを表示部３２に表示した後、この処理の実行を終了する。
【００７６】
この状態が継続すると、再びこのルーチンが起動され、ステップ６００〜６０５の処理を実行し、再びステップ６０８の判定を行う。そして、この段階は、スクロールモードに移行してから本ルーチンを初めて実行する段階ではないから、ステップ６０８の判定は否定され、ステップ６１１に進み、ステップ６１１にて式（１７）、及び式（１８）に従って、傾き角βの変位角△βと、回転角γの変位角△γを求める。ここで、傾き角βの変位角△βと、回転角γの変位角△γの算出に必要な地磁気データＧｐ，Ｇｓはステップ６０３で、位置情報センタからダウンロードされたデータを使用する。
【００７７】
地磁気ベクトルの水平成分Ｇｐと鉛直成分Ｇｓは携帯電話装置１の使用される場所により異なるので、上記実施形態では、ＧＰＳモジュール４から得た現在の携帯電話装置１の場所についての情報を情報センタに送信し、同情報センタから同場所に応じた地磁気データＧｐ，Ｇｓを取得するようにしているが、これに限らず、ＲＯＭ９内に場所（緯度、経度）に関連させて地磁気データＧｐ，Ｇｓを複数組記憶させておき、ＧＰＳモジュール４から得た現在の携帯電話装置１の場所に応じて読み出すように構成してもよい。
【００７８】
次いで、ステップ６１２に進み、ステップ６１２にて表示部３２に表示されている地図をステップ６１１で算出された傾き角βの変位角△βと、回転角γの変位角△γに基づいて、ＲＯＭ９に格納されている変位角／スクロール量変換テーブルを参照してスクロールする。すなわち、図１０に示す変位角／スクロール量変換テーブルから判るように、変位角Δβ、Δγの大きさ及び符号（正負）の組合せにより図８に示す表示例において、▲１▼〜▲８▼のいずれかの方向に画面がスクロールされることとなる。ステップ６１２の処理の後、このルーチンの実行を終了する。
【００７９】
以上、説明したように、本発明の実施形態によれば、方位検出用の地磁気センサ５及び各種データを表示する表示部３２を有する携帯端末装置において、携帯端末装置本体１ａの傾き角を地磁気センサ５の検出出力に基づいて検出し、該検出結果に基づいて表示部３２の画面をスクロールするようにしたので、新たに専用のセンサを設けることなく、装置本体を傾けることにより表示部３２における表示画面のスクロール操作をすることができる。
【００８０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態においては、変換テーブルが予めＲＯＭ２２内に格納されていたが、通信手段を介して、情報センター等から同変換テーブル（の値）を取得するように構成することもできる。
このようにすれば、ＲＯＭ２２の記憶容量を低減することも可能となる。
【００８１】
また、この場合、ＧＰＳモジュール４により特定された携帯電話装置１の存在する位置に関する情報を情報センターに送信することで、特定した位置に応じた磁界／方位・傾き角変換テーブル（の値）を、通信手段を介して取得するように構成してもよい。
このようにすれば、携帯電話装置１が広範囲で使用されることにより地磁気の水平面に対する傾きが変化した場合であっても、携帯電話装置１の方位α、及び傾き角βを精度良く求めることができる。
【００８２】
更に、上記地磁気センサ５は、ＧＭＲ素子により構成されていたが、これに限定されることなく、例えば、磁気トンネル効果素子等の他の磁気抵抗効果素子を用いて構成することもできる。
【００８３】
【発明の効果】
以上の発明によれば、新たに専用のセンサを設けることなく、装置本体を傾けることにより表示部における表示画面のスクロール操作をすることができる。
また、ユーザの操作感覚に応じた表示画面のスクロールを行うことができ、スクロールの誤動作を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る携帯電話装置の外観構成を示す斜視図。
【図２】  本発明の実施形態に係る携帯電話装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】  図２に示した本発明の実施形態に係る携帯電話装置におけるＸＹ２軸地磁気センサの具体的構成を示すブロック図。
【図４】  図１に示した携帯電話装置が回転された場合における、ＸＹ２軸地磁気センサの出力値の軌跡図。
【図５】  図４に示した軌跡図を得る際の携帯電話装置の動きを示した説明図。
【図６】  図２に示した本発明の実施形態に係る携帯電話装置におけるデコーダ内のＲＯＭに格納される、ＸＹ２軸地磁気センサの出力と方位及び傾き角との関係を示す変換テーブルの内容を示す説明図。
【図７】  図１に示した携帯電話装置の傾き角βの変位角Δβ、回転角γの変位角Δγを求める原理を説明するための図。
【図８】  図１に示した携帯電話装置の傾き角βの変位角Δβ、回転角γの変位角Δγと、携帯電話装置の表示画面のスクロール方向との関係を説明するための図。
【図９】  図１に示した携帯電話装置の表示部における表示画面のスクロール方向例を示す説明図。
【図１０】  図２に示した携帯電話装置におけるＲＯＭに格納されている変位角／スクロール量変換テーブルの内容を示す説明図。
【図１１】  図２に示した携帯電話装置の処理内容を示すフローチャート。
【図１２】  図２に示した携帯電話装置の処理内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…携帯電話装置、1ａ…携帯電話装置本体、３…携帯電話機能部、４…ＧＰＳモジュール、５…ＸＹ２軸地磁気センサ（状態検出手段）、６…Ａ／Ｄ変換器、７…計測タイミングカウンタ、８…デコーダ（状態検出手段）、９…ＲＯＭ、１０…制御回路（制御手段）、１１…ＲＡＭ、３０…携帯電話通信モジュール、３１…操作入力部、３２…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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