(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出したい方位を設定させる方位設定手段と、磁界の強さに基づいて方位を検出する方位検出手段と、前記方位検出手段によって検出された方位と前記方位設定手段により設定された方位とが一致したときに報知する報知手段とを備え、前記方位設定手段が、方位に関連づけた相対位置に配置された複数の方位設定キーを備えるとともに、少なくとも１つの方位設定キーに、当該方位設定キーを他の方位設定キーから触覚により識別するための識別手段が設けられている方位検出装置。
【請求項２】
前記識別手段が、識別すべき方位設定キーの形状を他の方位設定キーの形状と異ならせることにより構成されている請求項１に記載された方位検出装置。
【請求項３】
前記識別手段が、識別すべき方位設定キーまたはその近傍に設けられた当該方位設定キーを識別する点字である請求項１または請求項２に記載された方位検出装置。
【請求項４】
方位設定キーが配置されている近傍に、当該方位設定キーを識別する蛍光表示が設けられている請求項１から請求項３のいずれかに記載された方位検出装置。
【請求項５】
前記方位設定キーが押されたときに、その方位設定キーに対応する音声を発する報知手段を備える請求項１から請求項４のいずれかに記載された方位検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、確認したい方位を検出する方位検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、方位の検出はコンパスにより行われている。コンパスを用いて、方位を確認したい場合は、コンパスを水平に置き、磁針が指す方向を目で確認していた。また、近年は、人工衛星からの電波を複数の地点で受信して自分の位置を確認したり、目的とする地点の方向を検索するＧＰＳ（Global  Positioning System)が普及している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、コンパスによる方法では、視覚によりこれを認識するしかなく、視覚に障害をもつ人や暗闇等で視界を十分に確保できない状況では、知りたい方位を認識するのが困難であった。また、車に搭載されているＧＰＳ等の電気的な処理により目的地を表示し、音声等で案内をするシステムは、形状が大きく携帯には不向きであり、さらに相当に高価なものであった。
【０００４】
そこで、本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであって、視覚に障害がある場合や視界が十分に確保できない状況であっても、正確な方位を認識することができ、しかも携帯に便利な小型、軽量で、安価な方位検出装置を提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、装置が向いている方角の磁界の強さを検出し、これに基づいて方位を検出する方位検出手段と、検出したい方位を設定させる方位設定手段と、前記方位検出手段によって検出された方位と前記方位設定手段により設定された方位とが一致したときに報知する報知手段とを備え、前記方位設定手段が、方位に関連し相対位置に配置された少なくとも１つの方位設定キーに、当該方位設定キーを他の方位設定キーから触覚により、識別するための識別手段が設けられている方位検出装置を提案している。
【０００６】
この発明によれば、方位設定手段の作動により、検出したい方位が設定され、方位検出手段の作動により、その方位に応じて変化する磁界の強さに基づいて、特定の方位が検出される。そして、設定された方位と、検出された方位とが一致すると報知手段の作動により一致したことが報知される。この場合において、方位設定手段を構成する少なくとも１つの方位設定キーに、識別手段が設けられているので、使用者は、この識別手段を触覚で確認することにより、その方位設定キーを識別することができる。また、方位設定キーは方位に関連づけた相対位置に配置されているので、識別した方位設定キーを手がかりとして検索したい方位の設定キーを探すことが可能となる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載された方位検出装置において、前記識別手段が、識別すべき方位設定キーの形状を他の方位設定キーの形状と異ならせることにより構成されている方位検出装置を提案している。  この発明によれば、一の方位設定キーの形状が他の方位設定キーの形状と異なることから、手の感覚により形状の異なる方位設定キーを手がかりとして、検索したい方位の設定キーを探すことが可能となる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載された方位検出装置において、前記識別手段が、識別すべき方位設定キーまたはその近傍に設けられた当該方位設定キーを識別する点字である方位検出装置を提案している。この発明によれば、方位設定キー自体の形状のみならず、識別すべき方位設定キーまたはその近傍に方位を意味する点字を併設することとしたので、点字がわかる人であれば手の感覚により、点字をも手がかりとして、検索したい方位の設定キーを探すことが可能となる。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載された方位検出装置において、方位設定キーが配置されている近傍に、当該方位設定キーを識別する蛍光表示が設けられている方位検出装置を提案している。この発明によれば、方位設定キー自体の形状のみならず、方位設定キーの近傍に、例えば、その方位を示す文字等を蛍光表示することとしたので、蛍光表示をも手がかりとして、検索したい方位の設定キーを探すことが可能となる。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載された方位検出装置において、前記方位設定キーが押されたときに、その方位設定キーに対応する音声を発する報知手段を備える方位検出装置を提案している。この発明によれば、任意の方位設定キーが押されたときは、その方位設定キーに対応する方位を報知することとしたので、方位設定キー自体の形状のみならず、音声を手がかりに、検索したい方位の設定することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る方位検出装置について図１から図７を参照して詳細に説明する。
図１は本実施形態に係る方位検出装置の構成を示す図である。
本実施形態に係る方位検出装置は、方位検出手段１００と、方位設定手段２００と、報知手段３００とを備えている。
【００１２】
方位検出手段１００は、ＸＹ２軸地磁気センサ１と、Ａ／Ｄ変換器８と、正規化回路９と、デコーダ７とで構成されている。
ＸＹ２軸地磁気センサ１の構成は、図２に示すブロック図のようになっている。
この図において、符号１２はＸ方向の地磁気の強さに応じてその抵抗値が変化するＧＭＲ（ジャイアント磁気抵抗）素子を示し、符号１３は同様に、Ｙ方向の地磁気の強さに応じてその抵抗値が変化するＧＭＲ素子を示している。ここで、Ｙ方向とは、鉛直軸方向を、Ｘ方向とはこのＹ方向と直交する任意の水平軸方向をいう。符号１４は、定電流バイアス回路であり、制御部２からのＯＮ信号を受けるとそれぞれのＧＭＲ素子１２,１３に定電流バイアスを供給するようになっている。ＧＭＲ回路１１は、上記のＧＭＲ素子１２,１３および定電流バイアス回路１４から構成されており、ＧＭＲ素子に一定電流をバイアスとして供給することで、磁気の変化を電圧の変化として検出することができるようになっている。
【００１３】
したがって、ＸＹ２軸地磁気センサ１を構成するＧＭＲ素子１２,１３が回転すると、地磁気のＸ軸成分およびＹ軸成分が変化し、それが電圧変化として現れることになる。一方、符号１５は、電圧（Ｖ）／磁界（Ｏｅ）変換回路であり、上記のＧＭＲ素子１２,１３の出力電圧をＸ，Ｙ方向の磁界の強さに変換する役割を有しており、これを制御部２に出力する。なお、この電圧（Ｖ）／磁界（Ｏｅ）変換回路１５は、制御部２において電圧（Ｖ）から直接方位を算出できるシステムの場合には、これを省略した構成とすることもできる。
【００１４】
Ａ／Ｄ変換器８は、ＸＹ２軸地磁気センサ１から出力される磁界（Ｏｅ）信号をデジタル信号に変換する回路であり、変換されたデジタル信号は、次段の正規化回路９に入力される。正規化回路９では、入力されたデジタル信号を、最大値を示す信号で除算し、その値を個々に求める処理がなされ、その値がデコーダ７に入力される。デコーダ７には、図３に示すようなＸＹ２軸地磁気センサ１の出力信号を正規化した値Ｖｘ（Ｏｅ）、Ｖｙ（Ｏｅ）と方位（ｄｅｇ）の関係を示す変換テーブルを記憶したＲＯＭが内蔵されている。したがって、デコーダ部７では、正規化回路９から入力された信号を上記のテーブルと照合することで、方位を検出している。
【００１５】
方位設定手段２００は、操作キ−３と、記憶部４とから構成されている。操作キー３は、データの入力や機能の呼び出しに用いられ、本実施形態に係る方位設定キー２２やプリセットキー２３、Ｅｎｔｅｒキー２４等が含まれる。記憶部４は、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）とＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）で構成され、ＲＯＭには、システム全体を処理するためのプログラムや音声データ等が記憶され、ＲＡＭには方位のプリセットデータ等が格納されている。
【００１６】
報知手段３００は、制御部２と、音声データ復調部５と、スピーカ６とから構成されている。制御部２は、マイクロコンピュータ等で構成され、操作キー３により入力される使用者が設定する所望の方位を認識するとともに、方位検出手段１００により検出される方位と設定された方位を比較判断し、検出された方位が設定された方位に近づいたときは、報知手段３００を作動させて、設定方位に近づいたことを装置の使用者に知らせる。音声データ復調部５は記憶部４に格納された、例えば、所望の方位に近づいたことを知らせる音声や事前登録時に提供される音声案内用のデータを復調してスピーカ６に出力する。なお、設定方位に近づいたことを装置の使用者に知らせる手段としては、音声によるものに限られず、振動等の触覚に訴えるものでもよい。また、音声データ復調部５を自動演奏機能を備えた音源に置き換え、記憶部４に記憶された楽曲データに基づき所定の楽曲を自動演奏するように構成してもよい。
【００１７】
図４は、本発明の実施の形態に係る方位検出装置の構造を示す図である。
これによれば、本発明の実施の形態に係る方位検出装置は、八角柱状の本体装置を備え、当該装置本体の側面にそれぞれの方位に対応した方位設定キー２２を有している。この方位設定キー２２は、直方体の形状をしているが、「北」を示す方位設定キー２２のみが、直方体の形状の上にさらに四角錐の突起形状を備えている。
【００１８】
方位検出装置の上面中央部分には音声を出力するスピーカ６が配置されており、また、前記方位設定キー２２の近傍には、主な方位である東西南北を示す「Ｅ」「Ｗ」「Ｓ」「Ｎ」の文字（方位表示文字２１）が蛍光塗料で表示されている。さらに、この方位表示文字２１には、視覚障害のある人にも認知が可能なように、これらの方位を示す点字表示２５がなされている。また、方位検出装置上面には、方位の事前登録やその呼び出し等に用いられるプリセットキー２３とＥｎｔｅｒキー２４が配置されている。これらのキーもその上面には、キーを識別できる文字や記号が蛍光表示されており、点字の表示も添えられている。
【００１９】
なお、本実施の形態においては、「北」の方位を示す方位設定キーのみに形状的な特徴を与えて、他の設定キーとの識別を図っているが, 形状的な特徴を与えるキーは、他のキーであってもよい。また、本実施の形態においては、方位設定キーの形状の上に四角錐の形状を付加して、形状的な特徴を与えることとしたが、これに限らず、キーの表面を曲面にしたものやキーの表面にその方位を示す点字を付けたもの等、触覚により他のキーと識別できるものであれば任意の構造のものでもよい。さらに、本実施形態においては、方位検出装置の形状を八角柱としたが、これに限らず、他の多角柱や円柱等であってもよい。さらに、また、本実施形態においては、方位検出装置を表示部をもたない極めてシンプルな構造としたことから、装置全体を小型でかつ軽量化でき、持ち運びに便利でかつ安価な装置を提供することができる。
【００２０】
図５は、本発明の実施の形態に係る方位検出装置により、所望の方位を検出する際の処理の内容を示したフローチャートである。
これによると、制御部２はキーイベント、すなわち、使用者からの検出を所望する方位の入力があったか否かを判断する（ステップ１０１）。制御部２がキー入力を検知すると、指定された方位を確認するとともに、当該方位に対応した目標値を記憶部４のＲＡＭにセットする（ステップ１０２）。次いで、スピーカ６から発音を開始するとともに（ステップ１０３）、地磁気センサ１の出力から現在の方位を算出してこれを算出値としてＲＡＭにセットする（Ｓ１０４）。
【００２１】
制御部２は、ともにＲＡＭにセットされた目標値と算出値をもとに、｜算出値―目標値｜の演算を行い、その結果をΔとする（Ｓ１０５）。Δが算出されると、その値と対応する音の周波数や音量あるいは音色を記憶部４のＲＯＭ内に格納されているテーブルから読み出して、これらのパラメータに基づき、発声中の音声または楽音の周波数、音量または音色を変更する（Ｓ１０６）。なお、音声データ復調部５を音源に置換して、楽曲の自動演奏を行う構成を採用している場合には△の値に応じて再生のテンポを変えるように構成してもよい。こうした処理を繰り返し続行し、測定終了の指示が与えられたときに上記処理シーケンスを終了する（Ｓ１０７）。なお、使用者からの検出を所望する方位の入力があったときは、その内容を使用者に知らせて確認を行うため、入力された方位を音声で知らせるシステムとしてもよい。
【００２２】
図６は、本発明の実施の形態に係る方位検出装置により、方位を事前登録する際の処理の内容を示したフローチャートである。
これによると、東西南北等の定型的な方位以外の方位を事前に登録するときは、まず、プリセットキー２３を一回押す動作を行う（Ｓ２０１）。すると、「ご希望の方位を登録します。」と音声案内があるので、例えば、「北北東」と登録する場合には、「Ｎ」キー→「Ｎ」キー→「Ｅ」キーと順にキーを入力して、その入力内容を音声で確認するとともに、最後にプリセットキー２３を一度押す（ステップ２０３からステップ２０９）。続いて、「北北東で登録してよいですか？」と確認の音声メッセージが発せられるので（ステップ２１０）、内容に間違いがなければ、Ｅｎｔｅｒキー２４を押して登録する（ステップ２１２からステップ２１３）。
【００２３】
また、内容に誤りのあるときは、もう一度プリセットキー２３を押して、その登録内容をクリアして、再度、登録を行うこともできる（ステップ２１１）。なお、上記の実施の形態は、本発明の方位検出装置の記憶部４に新規に所望の方位を入力する場合の手順を示しているが、例えば、方位検出装置の記憶部４に予め、一般によく利用される８方位や１６方位を登録したシステムとしてもよい。但し。このような場合には、上記フローチャートにしたがって登録された方位は、すでに記憶されている他の方位よりもその呼び出しに際して優先順位の高い処理、すなわち、記憶部４に記憶された方位を呼び出す場合に、その順番を他の方位よりも早める処理がなされるようにすることができる。
【００２４】
図７は、本発明の実施の形態に係る方位検出装置により、事前登録した方位を検索する際の処理の内容を示したフローチャートである。
これによると、方位検出時に、事前に登録された方位を検索する場合には、まず、プリセットキー２３を続けて２回押す（ステップ３０１）。そうすると、「プリセットされた内容を呼び出します。」という音声案内がされるので（ステップ３０２）、続いて、プリセットキー２３をもう一度押す（ステップ３０３）。この場合のプリセットキー２３は、事前登録されている方位を呼び出す機能を有しているため、例えば、プリセットキー２３を押すと、それに応じて、「北北東ですか」等の音声案内がされ、所望の方位が呼び出されるまで、プリセットキー２３を操作する（ステップ３０４、３０７）。プリセットキー２３を操作して所望の方位を呼び出せた場合は、音声案内の後に、Ｅｎｔｅｒキー２４を押して確定する（ステップ３０５、３０８）。Ｅｎｔｅｒキー２４で方位が確定したときは、「北北東を案内します。」等と音声案内して、その確認を行うようになっている（ステップ３０６、ステップ３０９）。なお、本発明の実施形態においては、方位を事前に登録できる機能を持たせるとともに、事前登録の際や事前に登録された方位を呼び出す際には、音声による案内を付加することとしたので、頻繁に検索する方位に関しては、事前に登録をすることで、煩わしいキー操作の回数を削減するとともに、視覚に障害のある人でも、所望の方位を正確に登録でき、かつ、正確に事前に登録された所定の方位を検索することができる。
【００２５】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれら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等も含まれる。例えば、本発明の実施の形態では、小型で安価な方位検出装置を提供する目的から、キー入力による事前登録の方法について説明したが、当該装置に音声認識機能を追加して、音声により、所望方位の事前登録や呼び出しを行うシステムとすることも可能である。また、当該装置のデータ入力用キーを増やして、方位とともに目的地や目的物の名称を入力できるシステムとすることもできる。さらに、暗闇での使用を考慮して、蛍光塗料に変えてＬＥＤやランプ等の照明により、方位設定キーの視認性を向上させることももちろん可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明によれば、方位設定キーを触覚により認識し、設定された方位が検出されたことを報知手段により報知するので、視覚に障害のある人や視界が十分確保できない場合でも、検索したい方位を正確にかつ容易に見つけ出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る方位検出装置の構成図である。
【図２】  本発明の実施の形態に係るＸＹ２軸地磁気センサの構成を示すブロック図である。
【図３】  本発明の実施の形態に係るデコーダ内のＲＯＭに格納されている変換テーブルの内容を示す説明図である。
【図４】  本発明の実施の形態に係る方位検出装置の構造図である。
【図５】  本発明の実施の形態に係る所望の方位を検出する際の処理の内容を示したフローチャートである。
【図６】  本発明の実施の形態に係る方位を事前登録する際の処理の内容を示したフローチャートである。
【図７】  本発明の実施の形態に係る事前登録した方位を検索する際の処理の内容を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・ＸＹ２軸地磁気センサ、５・・・音声データ復調部、６・・・スピーカ
１１・・・ＧＭＲ回路、１２,１３・・・ＧＭＲ素子、１４・・・定電流バイアス回路
１５・・・電圧／磁界変換回路、２２・・・方位設定キー
【図１】
0004007034.tif 000002
【図２】
0004007034.tif 000003
【図３】
0004007034.tif 000004
【図４】
0004007034.tif 000005
【図５】
0004007034.tif 000006
【図６】
0004007034.tif 000007
【図７】
0004007034.tif 000008