歩数計装置
【課題】加速度センサによって測定された加速度の解析によって、歩行に起因しない、歩行による振動の周波数帯の振動が検出される場合、歩数の計測誤差を補正する。
【解決手段】歩数計測部は、加速度センサによって測定された加速度をフーリェ変換してスペクトルを計算し（ステップＳ２１ｂ）、バイブレータが動作中である場合（ステップＳ２１ｃの「動作中」）、上記計算されたスペクトルから、装置が静止し、かつ、バイブレータが動作中に加速度センサによって測定された加速度をフーリェ変換して計算されたスペクトルを減算して（ステップＳ２１ｄ）、減算されたスペクトルを用いて計測された歩数をカウントアップする（ステップＳ２１ｆ）。
【解決手段】歩数計測部は、加速度センサによって測定された加速度をフーリェ変換してスペクトルを計算し（ステップＳ２１ｂ）、バイブレータが動作中である場合（ステップＳ２１ｃの「動作中」）、上記計算されたスペクトルから、装置が静止し、かつ、バイブレータが動作中に加速度センサによって測定された加速度をフーリェ変換して計算されたスペクトルを減算して（ステップＳ２１ｄ）、減算されたスペクトルを用いて計測された歩数をカウントアップする（ステップＳ２１ｆ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機などのモバイル機器に内蔵される歩数計装置に係り、特に、歩数の計測誤差の補正処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
加速度センサによって測定された加速度を解析して、例えば、その加速度をサンプリングしてスペクトル、例えば、周波数の分布と、各周波数成分の強さに変換し、得られたスペクトルを解析して、装置を所持している人の歩数を計測する歩数計装置が知られている。また、移動通信装置に組み込まれた歩数計装置が知られている。ここで、移動通信装置は、バイブレータを内蔵し、着信報知のためなどにバイブレータを動作、即ち、振動させる。
【０００３】
歩行による装置の振動の周期は長いので、歩行による振動（加速度の変化。）の検出のためには、所定時間あたりの歩数の多少、また、類似した振動から歩行による振動の識別などへ対応するにしても、測定された加速度を低いサンプリング周波数（数十Ｈｚ程度。）でサンプリングすれば良い。ここで、よく知られているように、振動を復元するには、その振動周波数の２倍以上のサンプリング周波数でサンプリングする必要があり、多くの場合、最高周波数の２倍のサンプリング周波数でサンプリングする。
【０００４】
一方、バイブレータの振動周波数は、１００〜２００Ｈｚ程度である。そこで、バイブレータが動作中に上記低いサンプリング周波数で加速度をサンプリングすると、エイリアスが発生する結果、歩数の計測誤差が生じる可能性がある。
【０００５】
エイリアスの発生を防止するには、バイブレータによる振動を復元できる高いサンプリング周波数（数百Ｈｚ程度。）で、測定された加速度をサンプリングすれば良い。しかし、常に高いサンプリング周波数でサンプリングすると、歩数計測に使われる消費電力の増大が避けられない。歩数計装置は、当然に電池に蓄えられた電力量によって動作する携帯型の装置であるため、消費電力の増大は好ましくない。
【０００６】
そこで、低いサンプリング周波数でサンプリングすることによって、少ない誤差で歩数を計測する方法が知られている。即ち、測定された加速度をサンプリング前にローパスフィルタを通過させ、バイブレータの振動によるエイリアスの発生を防止する方法、また、エイリアスが歩行による振動の周波数と一致しない振動周波数で振動するバイブレータを選択する方法、更に、複数の低いサンプリング周波数でサンプリングし、いずれのサンプリングによっても歩行による振動が検出された場合、歩数を計測する方法である（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−１５３７９５号公報（第４、９、１７、１９頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に開示されている方法では、加速度センサによって測定された加速度の解析によって、歩行に起因しない、歩行による振動の周波数帯の振動が検出される場合、歩数の計測誤差を補正することができない問題点があった。
【０００８】
この歩行に起因しない振動は、例えば、バイブレータの振動によって、装置の筐体が共鳴することによって発生する。バイブレータの振動の周波数は、理想的な１つの周波数ではないため、また、装置の筐体などは、装置の小型化などの制約の結果、必ずしも共鳴を防ぐ構造とすることを優先できないため、この共鳴は、完全に避けることが困難である。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、加速度センサによって測定された加速度の解析によって、歩行に起因しない、歩行による振動の周波数帯の振動が検出される場合、歩数の計測誤差を補正する歩数計装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の歩数計装置は、加速度を測定する加速度センサと、歩数を計測する歩数計測手段と、自装置が静止している際に前記加速度センサによって測定される加速度を記憶する加速度記憶手段とを有し、前記歩数計測手段は、前記加速度センサによって測定された加速度から前記加速度記憶手段に記憶された加速度を減算した加速度を解析して歩数を計測することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、加速度センサによって測定された加速度の解析によって、歩行に起因しない、歩行による振動の周波数帯の振動が検出される場合、歩数の計測誤差を補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明による歩数計装置の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係わる歩数計装置が実装された携帯電話機や携帯電話網との通信機能を備えたＰＤＡ、小型ＰＣなどの移動通信装置の構成を示すブロック図である。この移動通信装置は、制御部１１と、携帯電話網の基地局（図示せず）との間で無線信号の送受信を行うアンテナ１２ａと、通信部１２ｂと、送受信部１３と、スピーカ１４ａと、マイクロフォン１４ｂと、通話部１４ｃと、表示部１５と、入力部１６と、メモリ２１ａを含む歩数計測部２１及び加速度センサ２２及びバイブレータ振動記憶部２３からなる歩数計装置と、バイブレータ２４と、音楽再生部２５と、音楽コンテンツ記憶部２６とを備える。
【００１３】
ここで、上記のように構成された、本発明の実施形態に係る移動通信装置の各部の機能について説明する。
【００１４】
制御部１１は、移動通信装置全体を制御し、例えば、予め入力部１６が操作されて着信時にバイブレータ２４を振動させる設定がなされている場合、着信信号が受信されると、バイブレータ２４を所定の間欠周期、例えば、動作時間Ｔ１と静止時間Ｔ２を繰り返して動作させて、着信を報知する。
【００１５】
通信部１２ｂは、アンテナ１２ａを介して受信した高周波信号を送受信部１３へ出力し、また、送受信部１３から出力される高周波信号をアンテナ１２ａを介して送信する。
【００１６】
送受信部１３は、通信部１２ｂからの高周波信号を増幅、周波数変換及び復調して得られた信号がデジタル音声信号である場合は通話部１４ｃへ、また、着信信号を含む制御信号である場合は制御部１１へ、それぞれ送る。一方、通話部１４ｃから出力されるデジタル音声信号、及び制御部１１から出力される制御信号を変調、周波数変換及び増幅することで得た高周波信号を通信部１２ｂに送る。
【００１７】
通話部１４ｃは、送受信部１３から出力されるデジタル音声信号をアナログ音声信号に変換し、このアナログ信号を増幅してスピーカ１４ａに送る。また、マイクロフォン１４ｂから出力されるアナログ音声信号を増幅した後にデジタル音声信号に変換して送受信部１３に送信する。
【００１８】
表示部１５は、例えば、ＬＣＤや有機ＥＬが用いられ、入力部１６が操作されることで入力された文字、数字など、またメールの受信、着呼を示すメッセージ、また電波状態などのインディケータなどを表示する。
【００１９】
なお、表示部１５がＬＣＤで構成される場合はバックライトを備えており、このバックライトは、所定の時間に渡って、入力部１６からの入力、メール着信、または着呼がない場合、制御部１１によって消灯または輝度を下げて点灯される。
【００２０】
入力部１６は、数字や文字を入力するための複数の数字キー、複数の機能キー、電源キーなどで構成される。
【００２１】
歩数計測部２１は、加速度センサ２２によって測定された加速度を所定のサンプリング周波数でサンプリングし、加速度変化の周波数分布と、周波数成分毎の強さとを示すスペクトルを計算する。そして、計算したスペクトルが歩行によるスペクトルであると判定される度に、歩数計測部２１内のメモリ２１ａに記憶された歩数をカウントアップする。
【００２２】
ここで、サンプリング周波数は、歩行による加速度変化を検出するための低い周波数（数十Ｈｚ程度。以後、単に低い周波数、また、低いサンプリング周波数と称する。）であるが、サンプリング周波数を、バイブレータ２４の振動による加速度変化を検出するために高い周波数（数百Ｈｚ程度。以後、単に高い周波数、また、高いサンプリング周波数と称する。）に設定することもある。
【００２３】
そして、歩数計測部２１は、入力部１６の所定のキー操作に基づく制御部１１からの指示により、歩数計測部２１内のメモリ２１ａに記憶された歩数を表示部１５に表示し、また、その記憶された歩数を０にリセットする。
【００２４】
加速度センサ２２は、互いに直交する３軸方向の軸方向加速度を測定する。そして、３つの軸方向加速度のそれぞれを二乗して加算し、この加算結果の平方根を求めることによって加速度を計算し、計算された加速度を歩数計測部２１に送る。
【００２５】
なお、上記説明では、歩数計測部２１は、加速度センサ２２によって計算された加速度に基づいて歩数を計測するとした。なぜなら、移動通信装置は、小型であって、装置の所持者が歩数を計測させる際、例えば、その所持者のポケットに入れられ、容易に方向が変化するため、測定された軸方向加速度が装置のどの方向に向かったものかは、正確に歩数を計測する上で、意味が乏しいからである。
【００２６】
しかしながら、これに限るものではなく、歩数計測部２１は、加速度センサ２２によって測定された３軸方向の軸方向加速度を受け取り、これらの３つの軸方向加速度をそれぞれを解析して歩数を計測しても良い。
【００２７】
バイブレータ振動記憶部２３は、装置が静止状態でバイブレータ２４を動作させたときに、加速度センサ２２によって測定された加速度に基づいて歩数計測部２１によって計算されたスペクトルであるバイブレータ振動情報を記憶する。なお、この計算の際、サンプリング周波数は、低い周波数である。
【００２８】
なお、バイブレータ振動記憶部２３に記憶されるバイブレータ振動情報は、装置が静止状態にある際に計算されたものであるが、更に、歩数計測部２１が歩数を計測する動作をする際に装置が置かれる状態、例えば、装置が所持者のポケットに入れられた状態、また、装置がかばんに入れられた状態で計算されたスペクトルであることが望ましい。歩数計測部２１が歩数を計測する際の装置の筐体の共鳴と類似した共鳴が発生する状態で計算されたスペクトルが望ましいからである。
【００２９】
ここで、上記バイブレータ振動情報は、低いサンプリング周波数が用いられて計算されたものであるから、バイブレータ２４の振動周波数帯の周波数は含まず、バイブレータ２４の振動によって、装置の筐体が共鳴することによって発生した振動を示している。また、バイブレータ２４の振動周波数のエイリアスを含んでいる。ここで、エイリアスとは、サンプリング周波数を超える周波数の加速度をサンプリングすることによって発生する、実在しないスペクトルである。
【００３０】
なお、上記バイブレータ振動情報は、装置の出荷時に記憶されているとしても良く、また、入力部１６の所定のキー操作に基づいて、新規に記憶され、又は、更新記憶されるとしても良い。この入力部１６の所定のキー操作に基づいて記憶されることによれば、装置の所持者に依存した、例えば、所持者が装置を入れるポケットの位置や、そのポケットの布の属性に依存した加速度から計算されたスペクトルが記憶され、より正確な歩数の計測が可能となる。
【００３１】
バイブレータ２４は、モータの回転軸に偏芯した重りを固定した部品であって、モータの回転によって振動する。また、バイブレータ２４は、可動子を磁力によって所定の周期で往復運動をさせることによって振動する。
【００３２】
音楽再生部２５は、音楽コンテンツ記憶部２６に記憶された音楽コンテンツに含まれる符号化オーディオ信号を復号し、得られたオーディオ信号をスピーカ１４ａから発生させる。
【００３３】
また、音楽再生部２５は、音楽コンテンツ記憶部２６に記憶された音楽コンテンツ中のバイブレータ２４を動作させる制御信号に応じて、制御部１１に要求して、バイブレータ２４を動作させる。
【００３４】
音楽コンテンツ記憶部２６に記憶される音楽コンテンツは、音声信号が符号化された信号と、バイブレータ２４を動作させる制御信号とからなる。ここで、この制御信号は、音声の発生と同期をとってバイブレータ２４を動作させるために、音声発生の時刻を制御するための時刻情報と同じ構成の時刻情報を備える。
【００３５】
図２は、バイブレータ振動記憶部２３に記憶されるバイブレータ振動情報の一例を示している。このバイブレータ振動情報は、バイブレータ２４が振動の際、加速度センサ２２によって測定された加速度のスペクトルである周波数２３ａと、強さ２３ｂとが関連付けられた情報からなり、１組の関連付けられた情報が１つのスペクトル、即ち、周波数成分と、その周波数成分の強さである。この例では、周波数がｆ１Ｈｚであり、強さがＰ１であるスペクトルと、周波数がｆ２であり、強さがＰ２であるスペクトルとが測定され、記憶されている。
【００３６】
なお、バイブレータ振動情報は、加速度センサ２２によって測定された加速度を、歩行による加速度変化を検出するための低いサンプリング周波数でサンプリングして計算されたスペクトルであり、周波数ｆ１と、周波数ｆ２とは、いずれも歩行の振動周波数帯の周波数である。なお、後述するように、周波数ｆ１のスペクトルは筐体の共鳴によるスペクトルであり、周波数ｆ２のスペクトルはバイブレータ２４の振動周波数のエイリアスによるスペクトルの例を示している。
【００３７】
以下、本発明の実施形態に係わる移動通信端末装置の歩数計測部２１によって歩数が計測される動作を説明する。
【００３８】
（歩数計測部２１が歩数を計測する第１の動作）
図３は、歩数計測部２１が歩数を計測する第１の動作のフローチャートを示す。なお、第１の動作とは、歩数計測部２１が加速度センサ２２によって測定された加速度を、低いサンプリング周波数のみでサンプリングして歩数を計測する動作である。
【００３９】
まず、歩数計測部２１は、入力部１６の所定のキー操作によって歩数を計測する動作を開始し、歩数計測部２１内のメモリ２１ａに記憶された歩数を０にリセットする（ステップＳ２１ａ）。
【００４０】
そして、歩数計測部２１は、加速度センサ２２によって所定の時間に渡って測定された加速度を低いサンプリング周波数でサンプリングの上、フーリェ変換して、その加速度のスペクトルを計算する（ステップＳ２１ｂ）。
【００４１】
歩数計測部２１は、バイブレータ２４が動作中であるか否かを制御部１１に要求して判定する（ステップＳ２１ｃ）。動作中である場合、ステップＳ２１ｂで計算されたスペクトルからバイブレータ振動記憶部２３に記憶されたバイブレータ振動情報を減算し（ステップＳ２１ｄ）、減算されたスペクトルが歩行のスペクトルであるか否かを判定する（ステップＳ２１ｅ）。一方、ステップＳ２１ｃで動作していない場合、この減算をせず、ステップＳ２１ｂで計算されたスペクトルが歩行のスペクトルであるか否かを判定する（ステップＳ２１ｅ）。
【００４２】
歩行のスペクトルであると判定された場合、歩数計測部２１は、計測された歩数を歩数計測部２１内のメモリ２１ａに記憶された歩数をカウントアップし（ステップＳ２１ｆ）、ステップＳ２１ｂの加速度スペクトルを計算する動作に移る。一方、歩行のスペクトルでないと判定された場合、歩数のカウントアップをせずに、ステップＳ２１ｂの加速度スペクトルを計算する動作に移る。
【００４３】
歩数計測部２１は、入力部１６の所定のキー操作によって終了指示があった場合、その指示に基づく制御部１１からの制御に従い、歩数を計測する第１の動作を終了し、また、歩数計測部２１内のメモリ２１ａに記憶された歩数を表示部１５に表示させる（図示せず）。
【００４４】
ここで、以上説明した、歩数計測部２１が第１の動作中に、歩数計測部２１の動作によって計算された、又は、参照されたスペクトルの一例を説明する。図４（ａ）は、ステップＳ２１ｂで計算されたスペクトル、図４（ｂ）は、図２に例示したバイブレータ振動記憶部２３に記憶されたバイブレータ振動情報、図４（ｃ）は、ステップＳ２１ｄで減算された後のスペクトルをそれぞれ示している。
【００４５】
歩数計測部２１は、ステップＳ２１ｂで、歩行による加速度変化を検出するための低いサンプリング周波数で加速度センサ２２によって測定された加速度をサンプリングするため、図４（ａ）に示されるように、計算されたスペクトルは、歩行の振動周波数帯である低い周波数帯に限られ、バイブレータ２４の振動の周波数帯に含まれる高い周波数は含まれていない。計算されたスペクトルには、周波数ｆ１で強さがＰｘであるスペクトルと、周波数ｆ２で強さがＰ２であるスペクトルとが含まれている。
【００４６】
図４（ｂ）は、バイブレータ振動情報は、周波数ｆ１で強さがＰ１であるスペクトルと、周波数ｆ２で強さがＰ２であるスペクトルからなることを示している。そして、図４（ｃ）は、図４（ａ）に示すスペクトルから図４（ｂ）に示すスペクトルを減算した差のスペクトルを示し、周波数ｆ１のスペクトルの強さは、ＰｘからＰ１を減算することによって小さくなり、周波数ｆ２のスペクトルの強さは、Ｐ２からＰ２を減算することで０になった例を示している。
【００４７】
以上の説明で、歩数計測部２１は、ステップＳ２１ｂで所定の時間に渡る加速度のスペクトルを計算した後で、ステップＳ２１ｃでバイブレータ２４が動作中であるか否かを判定するとした。この処理によれば、ステップＳ２１ｂのスペクトルは、バイブレータ２４が間欠周期で動作している際の、動作時間Ｔ１中の加速度と、静止時間Ｔ２中の加速度とから計算されたものであることがあり、歩数の計測に誤差が増える可能性がある。
【００４８】
そこで、歩数計測部２１は、正確に歩数を計測するために、バイブレータ２４が動作中であるか否かの判定にあたり、制御部１１から動作時間Ｔ１に入りバイブレータ２４が動作を開始したことと、静止時間Ｔ２に入りバイブレータ２４が動作を終了したこととの通知を割り込みによって受けても良い。
【００４９】
そして、ステップＳ２１ｂで一度にスペクトルを計算する加速度は、動作時間Ｔ１に渡りバイブレータ２４が動作中である際の加速度と、静止時間Ｔ２に渡りバイブレータ２４が動作していない際の加速度とのいずれか一方であるように、測定された加速度を時刻によって分割してスペクトルを計算する。この結果、バイブレータ２４の動作開始の際と、動作終了の際に、歩数計測部２１は、歩数を計測する。
【００５０】
この測定された加速度を時刻によって分割してスペクトルを計算する方法によれば、歩数計測部２１は、バイブレータ２４が動作を開始したことと、動作を終了したこととの通知を受ける処理が増えるものの、より正確に歩数を計測することができる。
【００５１】
（歩数計測部２１が歩数を計測する第２の動作）
歩数計測部２１が歩数を計測する第２の動作は、上記説明した第１の動作と類似している。そこで、歩数計測部２１が歩数を計測する第２の動作で、既に説明した第１の動作と同じ動作ステップには同じ符号を付して説明を省略する。
【００５２】
なお、歩数計測部２１が歩数を計測する第２の動作と、上記説明した第１の動作との相違点は、加速度センサ２２によって測定された加速度をサンプリングする処理にある。即ち、第１の動作では、歩数計測部２１は、低いサンプリング周波数でサンプリングするとしたが、この第２の動作では、低いサンプリング周波数でのサンプリングと、高いサンプリング周波数でのサンプリングを使い分けている。そこで、第２の動作では、歩数計測部２１の動作は複雑になるものの、より正確に歩数を計測することができる傾向がある。
【００５３】
歩数計測部２１が第２の動作によって歩数を計測する際、バイブレータ振動記憶部２３に記憶されるバイブレータ振動情報は、上記第１の動作で説明した場合と同様に、装置が静止している状態でバイブレータ２４が動作している際に、歩数計測部２１が加速度センサ２２によって測定された加速度をサンプリングすることで計算されたスペクトルである。ただし、この第２の動作では、高いサンプリング周波数でサンプリングされたスペクトルである点で異なっている。
【００５４】
図５は、歩数計測部２１が第２の動作によって歩数を計測する際の、バイブレータ振動記憶部２３に記憶されるバイブレータ振動情報の構成の一例を示している。このバイブレータ振動情報の構成は、図２を参照して説明した構成と同じであり説明を省略する。
【００５５】
図５に示すバイブレータ振動情報は、周波数２３ａと強さ２３ｂの組であるスペクトルとして、ｆ１とＰ１、ｆ３とＰ３、及び、ｆ４とＰ４とが記憶されている。なお、バイブレータ２４の振動周波数帯の周波数である周波数２３ａがｆ３のスペクトルと周波数２３ａがｆ４のスペクトルは、後述するように、バイブレータ振動情報として記憶されないとしても良い。
【００５６】
また、図２のバイブレータ振動情報には含まれていた、周波数２３ａと強さ２３ｂの組がｆ２とＰ２であるスペクトルが記憶されていないが、このスペクトルが、バイブレータ２４の動作による加速度を低いサンプリング周波数でサンプリングして得たスペクトルに含まれるエイリアスだからである。一方、周波数２３ａがｆ１と強さ２３ｂがＰ１の組であるスペクトルは、装置の筐体などの共鳴によって生じた加速度に基づくものであり、サンプリング周波数の高低に係わらず、計算されるためバイブレータ振動情報として記憶される。
【００５７】
図６は、歩数計測部２１が歩数を計測する第２の動作のフローチャートを示す。歩数計測部２１は、ステップＳ２１ａの動作開始ステップの後、バイブレータ２４が動作中の可能性があるか否かを制御部１１に要求して判定する（ステップＳ２１ｍ）。ここで、バイブレータ２４が動作中の可能性があるとは、以下の場合である。
【００５８】
まず、制御部１１によって着信信号が受信され、かつ、通話が行なわれていない場合である。なお、更に、着信報知のためにバイブレータ２４を動作させる設定が制御部１１内に記憶されている場合に限っても良い。また、着信報知のためにバイブレータ２４を動作させる設定が制御部１１内に記憶されている場合である。なお、更に、通話が行なわれていない場合に限っても良い。
【００５９】
また、音楽再生部２５によって、音楽コンテンツが再生されている場合である。なお、更に、再生中の音楽コンテンツがバイブレータ２４を動作させることが音楽コンテンツの属性として音楽コンテンツに含まれている場合に限っても良い。また、再生中の音楽コンテンツがバイブレータ２４を動作させないことが音楽コンテンツの属性として音楽コンテンツに含まれている場合、バイブレータ２４が動作中の可能性がないとしても良い。更に、バイブレータ２４が動作している場合である。
【００６０】
ここで、ステップＳ２１ｍで、バイブレータ２４が動作中の可能性がないと判定された場合、歩数計測部２１は、図３を参照して説明したステップＳ２１ｂ、ステップＳ２１ｅ、及びステップＳ２１ｆの処理を実行し、歩数の計測を行って、ステップＳ２１ｍのバイブレータ２４が動作中の可能性があるか否かを判定する動作に移る。
【００６１】
一方、ステップＳ２１ｍで、バイブレータ２４が動作中の可能性がある場合、歩数計測部２１は、加速度センサ２２によって所定の時間に渡って測定された加速度を高いサンプリング周波数でサンプリングして、このサンプリングの結果をフーリェ変換してスペクトルを計算する（ステップＳ２１ｎ）。
【００６２】
次に、歩数計測部２１は、バイブレータ２４が動作中であるか否かを判定する（ステップＳ２１ｏ）。この判定は、第１の動作のステップＳ２１ｃと同じ動作である。バイブレータ２４が動作中である場合、歩数計測部２１は、ステップＳ２１ｎで計算されたスペクトルから、図５を参照して説明した、高いサンプリング周波数によるサンプリングによって計算され、バイブレータ振動記憶部２３に記憶されたバイブレータ振動情報であるスペクトルを減算する（ステップＳ２１ｐ）。
【００６３】
なお、この減算に際し、バイブレータ振動情報がバイブレータ２４の振動周波数帯のスペクトルを含まない場合、歩数計測部２１は、ステップＳ２１ｎで計算されたスペクトルから、バイブレータ２４の振動周波数帯のスペクトルである、周波数２３ａが所定の周波数閾値以上であるスペクトルを除く。この周波数帯のスペクトルは、歩数の計測に有効性が低い傾向があるためである。
【００６４】
一方、バイブレータ２４が動作していない場合、歩数計測部２１は、この減算をせずに、ステップＳ２１ｎで計算されたスペクトルが歩行のスペクトルであるか否かを判定する（ステップＳ２１ｑ）。このステップＳ２１ｑの判定は、第１の動作のステップＳ２１ｅの動作と同じである。
【００６５】
歩行のスペクトルであると判定された場合、歩数計測部２１は、計測された歩数を歩数計測部２１内のメモリ２１ａに記憶されている歩数をカウントアップし（ステップＳ２１ｒ）、ステップＳ２１ｍのバイブレータ２４が動作中の可能性があるか否かを判定する動作に移る。ステップＳ２１ｒの歩数のカウントアップの動作は、第１の動作のステップＳ２１ｆの動作と同じである。
【００６６】
一方、歩行のスペクトルでないと判定された場合、歩数計測部２１は、歩数のカウントアップをせずに、ステップＳ２１ｍのバイブレータ２４が動作中の可能性があるか否かを判定する動作に移る。
【００６７】
歩数計測部２１は、入力部１６の所定のキー操作によって終了指示があった場合、その指示に基づく制御部１１からの制御に従い、歩数を計測する第２の動作を終了し、また、歩数計測部２１内のメモリ２１ａに記憶された歩数を表示部１５に表示させる（図示せず）。
【００６８】
以上説明した、歩数計測部２１が第２の動作中に歩数計測部２１の動作によって計算された、又は、参照されたスペクトルの一例を説明する。図７（ａ）は、ステップＳ２１ｎで計算されたスペクトル、図７（ｂ）は、図５に例示したバイブレータ振動記憶部２３に記憶されたバイブレータ振動情報、図７（ｃ）は、ステップＳ２１ｐで減算された後のスペクトルをそれぞれ示している。
【００６９】
歩数計測部２１は、ステップＳ２１ｎで、加速度センサ２２によって測定された加速度を、バイブレータ２４の振動による加速度変化を検出するための高いサンプリング周波数でサンプリングするため、図７（ａ）は、計算されたスペクトルは、歩行の振動の周波数帯の周波数に限らず、バイブレータ２４の振動の周波数帯の周波数を含むことを示している。また、エイリアスである周波数ｆ２のスペクトルは含まないことを示している。
【００７０】
図７（ｂ）は、バイブレータ振動情報は、周波数ｆ１、周波数ｆ３及び周波数ｆ４のスペクトルからなることを示す。そして、図７（ｃ）は、図７（ａ）に示すスペクトルから図７（ｂ）に示すスペクトルを減算した差のスペクトルを示し、減算の結果、周波数ｆ１のスペクトルの強さが小さくなり、また、バイブレータ２４の振動の周波数帯に含まれる周波数ｆ３及び周波数ｆ４のスペクトルの強さが０になったことを示す。
【００７１】
この図７（ｃ）に示すスペクトルは、第１の動作によって得られる図４（ｃ）に示すスペクトルと同じである。しかし、歩数計測部２１の第２の動作によれば、上記説明したように、第１の動作に比較して、より正確に歩数を計測することができる可能性がある。
【００７２】
また、ステップＳ２１ｏのバイブレータ２４が動作中であるか否かの判定に誤りがあった場合、また、バイブレータ２４が動作中である際の加速度と、バイブレータ２４が動作していない際の加速度とを同時に変換してスペクトルを求めた場合、ステップＳ２１ｎで計算されたスペクトルにはエイリアスが含まれないので、歩数計測部２１の第２の動作によれば、第１の動作に比較して、より正確に歩数を計測することができる。
【００７３】
以上の説明で、加速度の解析によって、歩行に起因しない、かつ、歩行による振動の周波数帯の振動が検出される要因は、バイブレータ２４の振動であるとしたが、これに限るものではない。例えば、移動通信装置が正常状態であることを報知する所定の振動や、報知音に基づく振動であっても良い。また、移動通信装置の周囲の所定の振動や、周囲の雑音に基づく振動や、乗り物の振動であっても良い。
【００７４】
これらの振動が、例えば、移動通信装置が正常状態であることを報知する所定の振動や、移動通信装置の周囲の所定の振動である場合、この振動は常に検出される。そこで、歩数計測部２１は、例えば、第１の動作のステップＳ２１ｃのバイブレータ２４が動作中か否かを判定する動作を行う必要はなく、常に、ステップＳ２１ｄのバイブレータ振動情報を減算する動作を行えば良い。
【００７５】
以上の説明で、バイブレータ２４は、着信報知のため、また、音楽コンテンツの再生に伴って動作するとしたが、これに限るものではない。例えば、バイブレータ２４は、装置の所持者への適切な歩行を支援するために、歩数計測部２１の指示によって動作するとしても良い。
【００７６】
歩数計測部２１がバイブレータ２４を動作させる場合、歩数計測部２１は、制御部１１に要求することなく、第２の動作のステップＳ２１ｍのバイブレータ２４が動作中の可能性があるか否かの判定が可能である。即ち、バイブレータ２４を動作させる要求を行った以降は、動作中の可能性があると判定する。
【００７７】
また、歩数計測部２１のみがバイブレータ２４を動作させる場合、歩数計測部２１は、バイブレータ２４の動作を停止させた後は、動作中の可能性がないと判定する。同様に、例えば、第１の動作のステップＳ２１ｃのバイブレータ２４が動作中か否かの判定が可能である。
【００７８】
以上の説明は、音楽再生部２５は、音楽コンテンツ記憶部２６に記憶された音楽コンテンツを再生するとしたが、これに限るものではない。例えば、映像コンテンツを再生し、画像を表示部１５に表示させ、音声をスピーカから発生させても良い。
【００７９】
以上の説明は、歩数計装置が移動通信装置に実装された例を用いて行ったが、本発明は、歩数を計測するあらゆる装置に適用が可能である。また、歩数計測部２１の実装は、ＣＰＵと、そのＣＰＵによって実行されるプログラムとによっても良く、専用のプロセッサと、専用のＲＯＭに記憶されたその専用のプロセッサによって実行されるプログラムとによっても良い。本発明は以上の構成に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施形態に係る移動通信装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施形態に係るバイブレータ振動情報の構成の一例を示す図（第１の例）。
【図３】本発明の実施形態に係る歩数計測部の第１の動作のフローチャート。
【図４】本発明の実施形態に係る歩数計測部の第１の動作中に計算された、又は、参照されるスペクトルの一例を示す図。
【図５】本発明の実施形態に係るバイブレータ振動情報の構成の一例を示す図（第２の例）。
【図６】本発明の実施形態に係る歩数計測部の第２の動作のフローチャート。
【図７】本発明の実施形態に係る歩数計測部の第２の動作中に計算された、又は、参照されるスペクトルの一例を示す図。
【符号の説明】
【００８１】
１１ 制御部
１４ａ スピーカ
１５ 表示部
１６ 入力部
２１ 歩数計測部
２１ａ メモリ
２２ 加速度センサ
２３ バイブレータ振動記憶部
２３ａ 周波数
２３ｂ 強さ
２４ バイブレータ
２５ 音楽再生部
２６ 音楽コンテンツ記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機などのモバイル機器に内蔵される歩数計装置に係り、特に、歩数の計測誤差の補正処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
加速度センサによって測定された加速度を解析して、例えば、その加速度をサンプリングしてスペクトル、例えば、周波数の分布と、各周波数成分の強さに変換し、得られたスペクトルを解析して、装置を所持している人の歩数を計測する歩数計装置が知られている。また、移動通信装置に組み込まれた歩数計装置が知られている。ここで、移動通信装置は、バイブレータを内蔵し、着信報知のためなどにバイブレータを動作、即ち、振動させる。
【０００３】
歩行による装置の振動の周期は長いので、歩行による振動（加速度の変化。）の検出のためには、所定時間あたりの歩数の多少、また、類似した振動から歩行による振動の識別などへ対応するにしても、測定された加速度を低いサンプリング周波数（数十Ｈｚ程度。）でサンプリングすれば良い。ここで、よく知られているように、振動を復元するには、その振動周波数の２倍以上のサンプリング周波数でサンプリングする必要があり、多くの場合、最高周波数の２倍のサンプリング周波数でサンプリングする。
【０００４】
一方、バイブレータの振動周波数は、１００〜２００Ｈｚ程度である。そこで、バイブレータが動作中に上記低いサンプリング周波数で加速度をサンプリングすると、エイリアスが発生する結果、歩数の計測誤差が生じる可能性がある。
【０００５】
エイリアスの発生を防止するには、バイブレータによる振動を復元できる高いサンプリング周波数（数百Ｈｚ程度。）で、測定された加速度をサンプリングすれば良い。しかし、常に高いサンプリング周波数でサンプリングすると、歩数計測に使われる消費電力の増大が避けられない。歩数計装置は、当然に電池に蓄えられた電力量によって動作する携帯型の装置であるため、消費電力の増大は好ましくない。
【０００６】
そこで、低いサンプリング周波数でサンプリングすることによって、少ない誤差で歩数を計測する方法が知られている。即ち、測定された加速度をサンプリング前にローパスフィルタを通過させ、バイブレータの振動によるエイリアスの発生を防止する方法、また、エイリアスが歩行による振動の周波数と一致しない振動周波数で振動するバイブレータを選択する方法、更に、複数の低いサンプリング周波数でサンプリングし、いずれのサンプリングによっても歩行による振動が検出された場合、歩数を計測する方法である（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−１５３７９５号公報（第４、９、１７、１９頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に開示されている方法では、加速度センサによって測定された加速度の解析によって、歩行に起因しない、歩行による振動の周波数帯の振動が検出される場合、歩数の計測誤差を補正することができない問題点があった。
【０００８】
この歩行に起因しない振動は、例えば、バイブレータの振動によって、装置の筐体が共鳴することによって発生する。バイブレータの振動の周波数は、理想的な１つの周波数ではないため、また、装置の筐体などは、装置の小型化などの制約の結果、必ずしも共鳴を防ぐ構造とすることを優先できないため、この共鳴は、完全に避けることが困難である。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、加速度センサによって測定された加速度の解析によって、歩行に起因しない、歩行による振動の周波数帯の振動が検出される場合、歩数の計測誤差を補正する歩数計装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の歩数計装置は、加速度を測定する加速度センサと、歩数を計測する歩数計測手段と、自装置が静止している際に前記加速度センサによって測定される加速度を記憶する加速度記憶手段とを有し、前記歩数計測手段は、前記加速度センサによって測定された加速度から前記加速度記憶手段に記憶された加速度を減算した加速度を解析して歩数を計測することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、加速度センサによって測定された加速度の解析によって、歩行に起因しない、歩行による振動の周波数帯の振動が検出される場合、歩数の計測誤差を補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明による歩数計装置の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係わる歩数計装置が実装された携帯電話機や携帯電話網との通信機能を備えたＰＤＡ、小型ＰＣなどの移動通信装置の構成を示すブロック図である。この移動通信装置は、制御部１１と、携帯電話網の基地局（図示せず）との間で無線信号の送受信を行うアンテナ１２ａと、通信部１２ｂと、送受信部１３と、スピーカ１４ａと、マイクロフォン１４ｂと、通話部１４ｃと、表示部１５と、入力部１６と、メモリ２１ａを含む歩数計測部２１及び加速度センサ２２及びバイブレータ振動記憶部２３からなる歩数計装置と、バイブレータ２４と、音楽再生部２５と、音楽コンテンツ記憶部２６とを備える。
【００１３】
ここで、上記のように構成された、本発明の実施形態に係る移動通信装置の各部の機能について説明する。
【００１４】
制御部１１は、移動通信装置全体を制御し、例えば、予め入力部１６が操作されて着信時にバイブレータ２４を振動させる設定がなされている場合、着信信号が受信されると、バイブレータ２４を所定の間欠周期、例えば、動作時間Ｔ１と静止時間Ｔ２を繰り返して動作させて、着信を報知する。
【００１５】
通信部１２ｂは、アンテナ１２ａを介して受信した高周波信号を送受信部１３へ出力し、また、送受信部１３から出力される高周波信号をアンテナ１２ａを介して送信する。
【００１６】
送受信部１３は、通信部１２ｂからの高周波信号を増幅、周波数変換及び復調して得られた信号がデジタル音声信号である場合は通話部１４ｃへ、また、着信信号を含む制御信号である場合は制御部１１へ、それぞれ送る。一方、通話部１４ｃから出力されるデジタル音声信号、及び制御部１１から出力される制御信号を変調、周波数変換及び増幅することで得た高周波信号を通信部１２ｂに送る。
【００１７】
通話部１４ｃは、送受信部１３から出力されるデジタル音声信号をアナログ音声信号に変換し、このアナログ信号を増幅してスピーカ１４ａに送る。また、マイクロフォン１４ｂから出力されるアナログ音声信号を増幅した後にデジタル音声信号に変換して送受信部１３に送信する。
【００１８】
表示部１５は、例えば、ＬＣＤや有機ＥＬが用いられ、入力部１６が操作されることで入力された文字、数字など、またメールの受信、着呼を示すメッセージ、また電波状態などのインディケータなどを表示する。
【００１９】
なお、表示部１５がＬＣＤで構成される場合はバックライトを備えており、このバックライトは、所定の時間に渡って、入力部１６からの入力、メール着信、または着呼がない場合、制御部１１によって消灯または輝度を下げて点灯される。
【００２０】
入力部１６は、数字や文字を入力するための複数の数字キー、複数の機能キー、電源キーなどで構成される。
【００２１】
歩数計測部２１は、加速度センサ２２によって測定された加速度を所定のサンプリング周波数でサンプリングし、加速度変化の周波数分布と、周波数成分毎の強さとを示すスペクトルを計算する。そして、計算したスペクトルが歩行によるスペクトルであると判定される度に、歩数計測部２１内のメモリ２１ａに記憶された歩数をカウントアップする。
【００２２】
ここで、サンプリング周波数は、歩行による加速度変化を検出するための低い周波数（数十Ｈｚ程度。以後、単に低い周波数、また、低いサンプリング周波数と称する。）であるが、サンプリング周波数を、バイブレータ２４の振動による加速度変化を検出するために高い周波数（数百Ｈｚ程度。以後、単に高い周波数、また、高いサンプリング周波数と称する。）に設定することもある。
【００２３】
そして、歩数計測部２１は、入力部１６の所定のキー操作に基づく制御部１１からの指示により、歩数計測部２１内のメモリ２１ａに記憶された歩数を表示部１５に表示し、また、その記憶された歩数を０にリセットする。
【００２４】
加速度センサ２２は、互いに直交する３軸方向の軸方向加速度を測定する。そして、３つの軸方向加速度のそれぞれを二乗して加算し、この加算結果の平方根を求めることによって加速度を計算し、計算された加速度を歩数計測部２１に送る。
【００２５】
なお、上記説明では、歩数計測部２１は、加速度センサ２２によって計算された加速度に基づいて歩数を計測するとした。なぜなら、移動通信装置は、小型であって、装置の所持者が歩数を計測させる際、例えば、その所持者のポケットに入れられ、容易に方向が変化するため、測定された軸方向加速度が装置のどの方向に向かったものかは、正確に歩数を計測する上で、意味が乏しいからである。
【００２６】
しかしながら、これに限るものではなく、歩数計測部２１は、加速度センサ２２によって測定された３軸方向の軸方向加速度を受け取り、これらの３つの軸方向加速度をそれぞれを解析して歩数を計測しても良い。
【００２７】
バイブレータ振動記憶部２３は、装置が静止状態でバイブレータ２４を動作させたときに、加速度センサ２２によって測定された加速度に基づいて歩数計測部２１によって計算されたスペクトルであるバイブレータ振動情報を記憶する。なお、この計算の際、サンプリング周波数は、低い周波数である。
【００２８】
なお、バイブレータ振動記憶部２３に記憶されるバイブレータ振動情報は、装置が静止状態にある際に計算されたものであるが、更に、歩数計測部２１が歩数を計測する動作をする際に装置が置かれる状態、例えば、装置が所持者のポケットに入れられた状態、また、装置がかばんに入れられた状態で計算されたスペクトルであることが望ましい。歩数計測部２１が歩数を計測する際の装置の筐体の共鳴と類似した共鳴が発生する状態で計算されたスペクトルが望ましいからである。
【００２９】
ここで、上記バイブレータ振動情報は、低いサンプリング周波数が用いられて計算されたものであるから、バイブレータ２４の振動周波数帯の周波数は含まず、バイブレータ２４の振動によって、装置の筐体が共鳴することによって発生した振動を示している。また、バイブレータ２４の振動周波数のエイリアスを含んでいる。ここで、エイリアスとは、サンプリング周波数を超える周波数の加速度をサンプリングすることによって発生する、実在しないスペクトルである。
【００３０】
なお、上記バイブレータ振動情報は、装置の出荷時に記憶されているとしても良く、また、入力部１６の所定のキー操作に基づいて、新規に記憶され、又は、更新記憶されるとしても良い。この入力部１６の所定のキー操作に基づいて記憶されることによれば、装置の所持者に依存した、例えば、所持者が装置を入れるポケットの位置や、そのポケットの布の属性に依存した加速度から計算されたスペクトルが記憶され、より正確な歩数の計測が可能となる。
【００３１】
バイブレータ２４は、モータの回転軸に偏芯した重りを固定した部品であって、モータの回転によって振動する。また、バイブレータ２４は、可動子を磁力によって所定の周期で往復運動をさせることによって振動する。
【００３２】
音楽再生部２５は、音楽コンテンツ記憶部２６に記憶された音楽コンテンツに含まれる符号化オーディオ信号を復号し、得られたオーディオ信号をスピーカ１４ａから発生させる。
【００３３】
また、音楽再生部２５は、音楽コンテンツ記憶部２６に記憶された音楽コンテンツ中のバイブレータ２４を動作させる制御信号に応じて、制御部１１に要求して、バイブレータ２４を動作させる。
【００３４】
音楽コンテンツ記憶部２６に記憶される音楽コンテンツは、音声信号が符号化された信号と、バイブレータ２４を動作させる制御信号とからなる。ここで、この制御信号は、音声の発生と同期をとってバイブレータ２４を動作させるために、音声発生の時刻を制御するための時刻情報と同じ構成の時刻情報を備える。
【００３５】
図２は、バイブレータ振動記憶部２３に記憶されるバイブレータ振動情報の一例を示している。このバイブレータ振動情報は、バイブレータ２４が振動の際、加速度センサ２２によって測定された加速度のスペクトルである周波数２３ａと、強さ２３ｂとが関連付けられた情報からなり、１組の関連付けられた情報が１つのスペクトル、即ち、周波数成分と、その周波数成分の強さである。この例では、周波数がｆ１Ｈｚであり、強さがＰ１であるスペクトルと、周波数がｆ２であり、強さがＰ２であるスペクトルとが測定され、記憶されている。
【００３６】
なお、バイブレータ振動情報は、加速度センサ２２によって測定された加速度を、歩行による加速度変化を検出するための低いサンプリング周波数でサンプリングして計算されたスペクトルであり、周波数ｆ１と、周波数ｆ２とは、いずれも歩行の振動周波数帯の周波数である。なお、後述するように、周波数ｆ１のスペクトルは筐体の共鳴によるスペクトルであり、周波数ｆ２のスペクトルはバイブレータ２４の振動周波数のエイリアスによるスペクトルの例を示している。
【００３７】
以下、本発明の実施形態に係わる移動通信端末装置の歩数計測部２１によって歩数が計測される動作を説明する。
【００３８】
（歩数計測部２１が歩数を計測する第１の動作）
図３は、歩数計測部２１が歩数を計測する第１の動作のフローチャートを示す。なお、第１の動作とは、歩数計測部２１が加速度センサ２２によって測定された加速度を、低いサンプリング周波数のみでサンプリングして歩数を計測する動作である。
【００３９】
まず、歩数計測部２１は、入力部１６の所定のキー操作によって歩数を計測する動作を開始し、歩数計測部２１内のメモリ２１ａに記憶された歩数を０にリセットする（ステップＳ２１ａ）。
【００４０】
そして、歩数計測部２１は、加速度センサ２２によって所定の時間に渡って測定された加速度を低いサンプリング周波数でサンプリングの上、フーリェ変換して、その加速度のスペクトルを計算する（ステップＳ２１ｂ）。
【００４１】
歩数計測部２１は、バイブレータ２４が動作中であるか否かを制御部１１に要求して判定する（ステップＳ２１ｃ）。動作中である場合、ステップＳ２１ｂで計算されたスペクトルからバイブレータ振動記憶部２３に記憶されたバイブレータ振動情報を減算し（ステップＳ２１ｄ）、減算されたスペクトルが歩行のスペクトルであるか否かを判定する（ステップＳ２１ｅ）。一方、ステップＳ２１ｃで動作していない場合、この減算をせず、ステップＳ２１ｂで計算されたスペクトルが歩行のスペクトルであるか否かを判定する（ステップＳ２１ｅ）。
【００４２】
歩行のスペクトルであると判定された場合、歩数計測部２１は、計測された歩数を歩数計測部２１内のメモリ２１ａに記憶された歩数をカウントアップし（ステップＳ２１ｆ）、ステップＳ２１ｂの加速度スペクトルを計算する動作に移る。一方、歩行のスペクトルでないと判定された場合、歩数のカウントアップをせずに、ステップＳ２１ｂの加速度スペクトルを計算する動作に移る。
【００４３】
歩数計測部２１は、入力部１６の所定のキー操作によって終了指示があった場合、その指示に基づく制御部１１からの制御に従い、歩数を計測する第１の動作を終了し、また、歩数計測部２１内のメモリ２１ａに記憶された歩数を表示部１５に表示させる（図示せず）。
【００４４】
ここで、以上説明した、歩数計測部２１が第１の動作中に、歩数計測部２１の動作によって計算された、又は、参照されたスペクトルの一例を説明する。図４（ａ）は、ステップＳ２１ｂで計算されたスペクトル、図４（ｂ）は、図２に例示したバイブレータ振動記憶部２３に記憶されたバイブレータ振動情報、図４（ｃ）は、ステップＳ２１ｄで減算された後のスペクトルをそれぞれ示している。
【００４５】
歩数計測部２１は、ステップＳ２１ｂで、歩行による加速度変化を検出するための低いサンプリング周波数で加速度センサ２２によって測定された加速度をサンプリングするため、図４（ａ）に示されるように、計算されたスペクトルは、歩行の振動周波数帯である低い周波数帯に限られ、バイブレータ２４の振動の周波数帯に含まれる高い周波数は含まれていない。計算されたスペクトルには、周波数ｆ１で強さがＰｘであるスペクトルと、周波数ｆ２で強さがＰ２であるスペクトルとが含まれている。
【００４６】
図４（ｂ）は、バイブレータ振動情報は、周波数ｆ１で強さがＰ１であるスペクトルと、周波数ｆ２で強さがＰ２であるスペクトルからなることを示している。そして、図４（ｃ）は、図４（ａ）に示すスペクトルから図４（ｂ）に示すスペクトルを減算した差のスペクトルを示し、周波数ｆ１のスペクトルの強さは、ＰｘからＰ１を減算することによって小さくなり、周波数ｆ２のスペクトルの強さは、Ｐ２からＰ２を減算することで０になった例を示している。
【００４７】
以上の説明で、歩数計測部２１は、ステップＳ２１ｂで所定の時間に渡る加速度のスペクトルを計算した後で、ステップＳ２１ｃでバイブレータ２４が動作中であるか否かを判定するとした。この処理によれば、ステップＳ２１ｂのスペクトルは、バイブレータ２４が間欠周期で動作している際の、動作時間Ｔ１中の加速度と、静止時間Ｔ２中の加速度とから計算されたものであることがあり、歩数の計測に誤差が増える可能性がある。
【００４８】
そこで、歩数計測部２１は、正確に歩数を計測するために、バイブレータ２４が動作中であるか否かの判定にあたり、制御部１１から動作時間Ｔ１に入りバイブレータ２４が動作を開始したことと、静止時間Ｔ２に入りバイブレータ２４が動作を終了したこととの通知を割り込みによって受けても良い。
【００４９】
そして、ステップＳ２１ｂで一度にスペクトルを計算する加速度は、動作時間Ｔ１に渡りバイブレータ２４が動作中である際の加速度と、静止時間Ｔ２に渡りバイブレータ２４が動作していない際の加速度とのいずれか一方であるように、測定された加速度を時刻によって分割してスペクトルを計算する。この結果、バイブレータ２４の動作開始の際と、動作終了の際に、歩数計測部２１は、歩数を計測する。
【００５０】
この測定された加速度を時刻によって分割してスペクトルを計算する方法によれば、歩数計測部２１は、バイブレータ２４が動作を開始したことと、動作を終了したこととの通知を受ける処理が増えるものの、より正確に歩数を計測することができる。
【００５１】
（歩数計測部２１が歩数を計測する第２の動作）
歩数計測部２１が歩数を計測する第２の動作は、上記説明した第１の動作と類似している。そこで、歩数計測部２１が歩数を計測する第２の動作で、既に説明した第１の動作と同じ動作ステップには同じ符号を付して説明を省略する。
【００５２】
なお、歩数計測部２１が歩数を計測する第２の動作と、上記説明した第１の動作との相違点は、加速度センサ２２によって測定された加速度をサンプリングする処理にある。即ち、第１の動作では、歩数計測部２１は、低いサンプリング周波数でサンプリングするとしたが、この第２の動作では、低いサンプリング周波数でのサンプリングと、高いサンプリング周波数でのサンプリングを使い分けている。そこで、第２の動作では、歩数計測部２１の動作は複雑になるものの、より正確に歩数を計測することができる傾向がある。
【００５３】
歩数計測部２１が第２の動作によって歩数を計測する際、バイブレータ振動記憶部２３に記憶されるバイブレータ振動情報は、上記第１の動作で説明した場合と同様に、装置が静止している状態でバイブレータ２４が動作している際に、歩数計測部２１が加速度センサ２２によって測定された加速度をサンプリングすることで計算されたスペクトルである。ただし、この第２の動作では、高いサンプリング周波数でサンプリングされたスペクトルである点で異なっている。
【００５４】
図５は、歩数計測部２１が第２の動作によって歩数を計測する際の、バイブレータ振動記憶部２３に記憶されるバイブレータ振動情報の構成の一例を示している。このバイブレータ振動情報の構成は、図２を参照して説明した構成と同じであり説明を省略する。
【００５５】
図５に示すバイブレータ振動情報は、周波数２３ａと強さ２３ｂの組であるスペクトルとして、ｆ１とＰ１、ｆ３とＰ３、及び、ｆ４とＰ４とが記憶されている。なお、バイブレータ２４の振動周波数帯の周波数である周波数２３ａがｆ３のスペクトルと周波数２３ａがｆ４のスペクトルは、後述するように、バイブレータ振動情報として記憶されないとしても良い。
【００５６】
また、図２のバイブレータ振動情報には含まれていた、周波数２３ａと強さ２３ｂの組がｆ２とＰ２であるスペクトルが記憶されていないが、このスペクトルが、バイブレータ２４の動作による加速度を低いサンプリング周波数でサンプリングして得たスペクトルに含まれるエイリアスだからである。一方、周波数２３ａがｆ１と強さ２３ｂがＰ１の組であるスペクトルは、装置の筐体などの共鳴によって生じた加速度に基づくものであり、サンプリング周波数の高低に係わらず、計算されるためバイブレータ振動情報として記憶される。
【００５７】
図６は、歩数計測部２１が歩数を計測する第２の動作のフローチャートを示す。歩数計測部２１は、ステップＳ２１ａの動作開始ステップの後、バイブレータ２４が動作中の可能性があるか否かを制御部１１に要求して判定する（ステップＳ２１ｍ）。ここで、バイブレータ２４が動作中の可能性があるとは、以下の場合である。
【００５８】
まず、制御部１１によって着信信号が受信され、かつ、通話が行なわれていない場合である。なお、更に、着信報知のためにバイブレータ２４を動作させる設定が制御部１１内に記憶されている場合に限っても良い。また、着信報知のためにバイブレータ２４を動作させる設定が制御部１１内に記憶されている場合である。なお、更に、通話が行なわれていない場合に限っても良い。
【００５９】
また、音楽再生部２５によって、音楽コンテンツが再生されている場合である。なお、更に、再生中の音楽コンテンツがバイブレータ２４を動作させることが音楽コンテンツの属性として音楽コンテンツに含まれている場合に限っても良い。また、再生中の音楽コンテンツがバイブレータ２４を動作させないことが音楽コンテンツの属性として音楽コンテンツに含まれている場合、バイブレータ２４が動作中の可能性がないとしても良い。更に、バイブレータ２４が動作している場合である。
【００６０】
ここで、ステップＳ２１ｍで、バイブレータ２４が動作中の可能性がないと判定された場合、歩数計測部２１は、図３を参照して説明したステップＳ２１ｂ、ステップＳ２１ｅ、及びステップＳ２１ｆの処理を実行し、歩数の計測を行って、ステップＳ２１ｍのバイブレータ２４が動作中の可能性があるか否かを判定する動作に移る。
【００６１】
一方、ステップＳ２１ｍで、バイブレータ２４が動作中の可能性がある場合、歩数計測部２１は、加速度センサ２２によって所定の時間に渡って測定された加速度を高いサンプリング周波数でサンプリングして、このサンプリングの結果をフーリェ変換してスペクトルを計算する（ステップＳ２１ｎ）。
【００６２】
次に、歩数計測部２１は、バイブレータ２４が動作中であるか否かを判定する（ステップＳ２１ｏ）。この判定は、第１の動作のステップＳ２１ｃと同じ動作である。バイブレータ２４が動作中である場合、歩数計測部２１は、ステップＳ２１ｎで計算されたスペクトルから、図５を参照して説明した、高いサンプリング周波数によるサンプリングによって計算され、バイブレータ振動記憶部２３に記憶されたバイブレータ振動情報であるスペクトルを減算する（ステップＳ２１ｐ）。
【００６３】
なお、この減算に際し、バイブレータ振動情報がバイブレータ２４の振動周波数帯のスペクトルを含まない場合、歩数計測部２１は、ステップＳ２１ｎで計算されたスペクトルから、バイブレータ２４の振動周波数帯のスペクトルである、周波数２３ａが所定の周波数閾値以上であるスペクトルを除く。この周波数帯のスペクトルは、歩数の計測に有効性が低い傾向があるためである。
【００６４】
一方、バイブレータ２４が動作していない場合、歩数計測部２１は、この減算をせずに、ステップＳ２１ｎで計算されたスペクトルが歩行のスペクトルであるか否かを判定する（ステップＳ２１ｑ）。このステップＳ２１ｑの判定は、第１の動作のステップＳ２１ｅの動作と同じである。
【００６５】
歩行のスペクトルであると判定された場合、歩数計測部２１は、計測された歩数を歩数計測部２１内のメモリ２１ａに記憶されている歩数をカウントアップし（ステップＳ２１ｒ）、ステップＳ２１ｍのバイブレータ２４が動作中の可能性があるか否かを判定する動作に移る。ステップＳ２１ｒの歩数のカウントアップの動作は、第１の動作のステップＳ２１ｆの動作と同じである。
【００６６】
一方、歩行のスペクトルでないと判定された場合、歩数計測部２１は、歩数のカウントアップをせずに、ステップＳ２１ｍのバイブレータ２４が動作中の可能性があるか否かを判定する動作に移る。
【００６７】
歩数計測部２１は、入力部１６の所定のキー操作によって終了指示があった場合、その指示に基づく制御部１１からの制御に従い、歩数を計測する第２の動作を終了し、また、歩数計測部２１内のメモリ２１ａに記憶された歩数を表示部１５に表示させる（図示せず）。
【００６８】
以上説明した、歩数計測部２１が第２の動作中に歩数計測部２１の動作によって計算された、又は、参照されたスペクトルの一例を説明する。図７（ａ）は、ステップＳ２１ｎで計算されたスペクトル、図７（ｂ）は、図５に例示したバイブレータ振動記憶部２３に記憶されたバイブレータ振動情報、図７（ｃ）は、ステップＳ２１ｐで減算された後のスペクトルをそれぞれ示している。
【００６９】
歩数計測部２１は、ステップＳ２１ｎで、加速度センサ２２によって測定された加速度を、バイブレータ２４の振動による加速度変化を検出するための高いサンプリング周波数でサンプリングするため、図７（ａ）は、計算されたスペクトルは、歩行の振動の周波数帯の周波数に限らず、バイブレータ２４の振動の周波数帯の周波数を含むことを示している。また、エイリアスである周波数ｆ２のスペクトルは含まないことを示している。
【００７０】
図７（ｂ）は、バイブレータ振動情報は、周波数ｆ１、周波数ｆ３及び周波数ｆ４のスペクトルからなることを示す。そして、図７（ｃ）は、図７（ａ）に示すスペクトルから図７（ｂ）に示すスペクトルを減算した差のスペクトルを示し、減算の結果、周波数ｆ１のスペクトルの強さが小さくなり、また、バイブレータ２４の振動の周波数帯に含まれる周波数ｆ３及び周波数ｆ４のスペクトルの強さが０になったことを示す。
【００７１】
この図７（ｃ）に示すスペクトルは、第１の動作によって得られる図４（ｃ）に示すスペクトルと同じである。しかし、歩数計測部２１の第２の動作によれば、上記説明したように、第１の動作に比較して、より正確に歩数を計測することができる可能性がある。
【００７２】
また、ステップＳ２１ｏのバイブレータ２４が動作中であるか否かの判定に誤りがあった場合、また、バイブレータ２４が動作中である際の加速度と、バイブレータ２４が動作していない際の加速度とを同時に変換してスペクトルを求めた場合、ステップＳ２１ｎで計算されたスペクトルにはエイリアスが含まれないので、歩数計測部２１の第２の動作によれば、第１の動作に比較して、より正確に歩数を計測することができる。
【００７３】
以上の説明で、加速度の解析によって、歩行に起因しない、かつ、歩行による振動の周波数帯の振動が検出される要因は、バイブレータ２４の振動であるとしたが、これに限るものではない。例えば、移動通信装置が正常状態であることを報知する所定の振動や、報知音に基づく振動であっても良い。また、移動通信装置の周囲の所定の振動や、周囲の雑音に基づく振動や、乗り物の振動であっても良い。
【００７４】
これらの振動が、例えば、移動通信装置が正常状態であることを報知する所定の振動や、移動通信装置の周囲の所定の振動である場合、この振動は常に検出される。そこで、歩数計測部２１は、例えば、第１の動作のステップＳ２１ｃのバイブレータ２４が動作中か否かを判定する動作を行う必要はなく、常に、ステップＳ２１ｄのバイブレータ振動情報を減算する動作を行えば良い。
【００７５】
以上の説明で、バイブレータ２４は、着信報知のため、また、音楽コンテンツの再生に伴って動作するとしたが、これに限るものではない。例えば、バイブレータ２４は、装置の所持者への適切な歩行を支援するために、歩数計測部２１の指示によって動作するとしても良い。
【００７６】
歩数計測部２１がバイブレータ２４を動作させる場合、歩数計測部２１は、制御部１１に要求することなく、第２の動作のステップＳ２１ｍのバイブレータ２４が動作中の可能性があるか否かの判定が可能である。即ち、バイブレータ２４を動作させる要求を行った以降は、動作中の可能性があると判定する。
【００７７】
また、歩数計測部２１のみがバイブレータ２４を動作させる場合、歩数計測部２１は、バイブレータ２４の動作を停止させた後は、動作中の可能性がないと判定する。同様に、例えば、第１の動作のステップＳ２１ｃのバイブレータ２４が動作中か否かの判定が可能である。
【００７８】
以上の説明は、音楽再生部２５は、音楽コンテンツ記憶部２６に記憶された音楽コンテンツを再生するとしたが、これに限るものではない。例えば、映像コンテンツを再生し、画像を表示部１５に表示させ、音声をスピーカから発生させても良い。
【００７９】
以上の説明は、歩数計装置が移動通信装置に実装された例を用いて行ったが、本発明は、歩数を計測するあらゆる装置に適用が可能である。また、歩数計測部２１の実装は、ＣＰＵと、そのＣＰＵによって実行されるプログラムとによっても良く、専用のプロセッサと、専用のＲＯＭに記憶されたその専用のプロセッサによって実行されるプログラムとによっても良い。本発明は以上の構成に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施形態に係る移動通信装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施形態に係るバイブレータ振動情報の構成の一例を示す図（第１の例）。
【図３】本発明の実施形態に係る歩数計測部の第１の動作のフローチャート。
【図４】本発明の実施形態に係る歩数計測部の第１の動作中に計算された、又は、参照されるスペクトルの一例を示す図。
【図５】本発明の実施形態に係るバイブレータ振動情報の構成の一例を示す図（第２の例）。
【図６】本発明の実施形態に係る歩数計測部の第２の動作のフローチャート。
【図７】本発明の実施形態に係る歩数計測部の第２の動作中に計算された、又は、参照されるスペクトルの一例を示す図。
【符号の説明】
【００８１】
１１ 制御部
１４ａ スピーカ
１５ 表示部
１６ 入力部
２１ 歩数計測部
２１ａ メモリ
２２ 加速度センサ
２３ バイブレータ振動記憶部
２３ａ 周波数
２３ｂ 強さ
２４ バイブレータ
２５ 音楽再生部
２６ 音楽コンテンツ記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度を測定する加速度センサと、
歩数を計測する歩数計測手段と、
自装置が静止している際に前記加速度センサによって測定される加速度を記憶する加速度記憶手段とを有し、
前記歩数計測手段は、前記加速度センサによって測定された加速度から前記加速度記憶手段に記憶された加速度を減算した加速度を解析して歩数を計測する
ことを特徴とする歩数計装置。
【請求項２】
前記加速度記憶手段は、自装置が静止している際に前記加速度センサによって測定される加速度のスペクトルを記憶し、
前記歩数計測手段は、前記加速度センサによって測定された加速度のスペクトルから前記加速度記憶手段に記憶された加速度のスペクトルを減算したスペクトルを解析して歩数を計測する
ことを特徴とする請求項１に記載の歩数計装置。
【請求項３】
振動発生装置の動作によって発生した加速度を含む加速度を測定する加速度センサと、
歩数を計測する歩数計測手段と、
前記振動発生装置が動作し、かつ、自装置が静止している際に前記加速度センサによって測定される加速度を記憶する加速度記憶手段とを有し、
前記歩数計測手段は、前記加速度センサによって測定された加速度から前記加速度記憶手段に記憶された加速度を減算した加速度を解析して歩数を計測する
ことを特徴とする歩数計装置。
【請求項４】
前記加速度記憶手段は、前記振動発生装置が動作し、かつ、自装置が静止している際に前記加速度センサによって測定される加速度のスペクトルを記憶し、
前記歩数計測手段は、前記加速度センサによって測定された加速度のスペクトルから前記加速度記憶手段に記憶された加速度のスペクトルを減算したスペクトルを解析して歩数を計測する
ことを特徴とする請求項３に記載の歩数計装置。
【請求項５】
前記歩数計測手段は、前記振動発生装置が動作している場合、前記加速度センサによって測定された加速度から前記加速度記憶手段に記憶された加速度を減算した加速度を解析して歩数を計測し、前記振動発生装置が動作していない場合、前記加速度センサによって測定された加速度を解析して歩数を計測する
ことを特徴とする請求項３に記載の歩数計装置。
【請求項６】
振動発生装置の動作によって発生した加速度を含む加速度を測定する加速度センサと、
歩数を計測する歩数計測手段と、
前記振動発生装置が動作し、かつ、自装置が静止している際に前記加速度センサによって測定される加速度を第１のサンプリング周波数でサンプリングして計算されたスペクトルを記憶する加速度記憶手段とを有し、
前記歩数計測手段は、前記振動発生装置が動作している場合、前記加速度センサによって測定された加速度を前記第１のサンプリング周波数でサンプリングして計算されたスペクトルから前記加速度記憶手段に記憶されたスペクトルを減算したスペクトルを解析して歩数を計測し、前記振動発生装置が動作していない場合、前記加速度センサによって測定された加速度を前記第１のサンプリング周波数より低い第２のサンプリング周波数でサンプリングして計算されたスペクトルを解析して歩数を計測し、
前記第１のサンプリング周波数は、前記振動発生装置の振動を復元できるスペクトルを計算するサンプリング周波数であり、
前記第２のサンプリング周波数は、歩行の振動を復元できるスペクトルを計算するサンプリング周波数である
ことを特徴とする歩数計装置。
【請求項７】
前記振動発生装置は、バイブレータである
ことを特徴とする請求項３又は請求項６に記載の歩数計装置。
【請求項１】
加速度を測定する加速度センサと、
歩数を計測する歩数計測手段と、
自装置が静止している際に前記加速度センサによって測定される加速度を記憶する加速度記憶手段とを有し、
前記歩数計測手段は、前記加速度センサによって測定された加速度から前記加速度記憶手段に記憶された加速度を減算した加速度を解析して歩数を計測する
ことを特徴とする歩数計装置。
【請求項２】
前記加速度記憶手段は、自装置が静止している際に前記加速度センサによって測定される加速度のスペクトルを記憶し、
前記歩数計測手段は、前記加速度センサによって測定された加速度のスペクトルから前記加速度記憶手段に記憶された加速度のスペクトルを減算したスペクトルを解析して歩数を計測する
ことを特徴とする請求項１に記載の歩数計装置。
【請求項３】
振動発生装置の動作によって発生した加速度を含む加速度を測定する加速度センサと、
歩数を計測する歩数計測手段と、
前記振動発生装置が動作し、かつ、自装置が静止している際に前記加速度センサによって測定される加速度を記憶する加速度記憶手段とを有し、
前記歩数計測手段は、前記加速度センサによって測定された加速度から前記加速度記憶手段に記憶された加速度を減算した加速度を解析して歩数を計測する
ことを特徴とする歩数計装置。
【請求項４】
前記加速度記憶手段は、前記振動発生装置が動作し、かつ、自装置が静止している際に前記加速度センサによって測定される加速度のスペクトルを記憶し、
前記歩数計測手段は、前記加速度センサによって測定された加速度のスペクトルから前記加速度記憶手段に記憶された加速度のスペクトルを減算したスペクトルを解析して歩数を計測する
ことを特徴とする請求項３に記載の歩数計装置。
【請求項５】
前記歩数計測手段は、前記振動発生装置が動作している場合、前記加速度センサによって測定された加速度から前記加速度記憶手段に記憶された加速度を減算した加速度を解析して歩数を計測し、前記振動発生装置が動作していない場合、前記加速度センサによって測定された加速度を解析して歩数を計測する
ことを特徴とする請求項３に記載の歩数計装置。
【請求項６】
振動発生装置の動作によって発生した加速度を含む加速度を測定する加速度センサと、
歩数を計測する歩数計測手段と、
前記振動発生装置が動作し、かつ、自装置が静止している際に前記加速度センサによって測定される加速度を第１のサンプリング周波数でサンプリングして計算されたスペクトルを記憶する加速度記憶手段とを有し、
前記歩数計測手段は、前記振動発生装置が動作している場合、前記加速度センサによって測定された加速度を前記第１のサンプリング周波数でサンプリングして計算されたスペクトルから前記加速度記憶手段に記憶されたスペクトルを減算したスペクトルを解析して歩数を計測し、前記振動発生装置が動作していない場合、前記加速度センサによって測定された加速度を前記第１のサンプリング周波数より低い第２のサンプリング周波数でサンプリングして計算されたスペクトルを解析して歩数を計測し、
前記第１のサンプリング周波数は、前記振動発生装置の振動を復元できるスペクトルを計算するサンプリング周波数であり、
前記第２のサンプリング周波数は、歩行の振動を復元できるスペクトルを計算するサンプリング周波数である
ことを特徴とする歩数計装置。
【請求項７】
前記振動発生装置は、バイブレータである
ことを特徴とする請求項３又は請求項６に記載の歩数計装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−７１７７９（Ｐ２０１０−７１７７９Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３９０４７（Ｐ２００８−２３９０４７）
【出願日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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