携帯電話内臓の歩数計はどんなものですか？

質問

30年ぐらい前、携帯電話など普及していない時代に、スポーツ用品店で歩数計を（「万歩計」とよばれていました）を買ったことがありますが、500円玉を厚くしたほどの大きさで、ズボンのベルトに装着して歩数をカウントするものでした。

これは手に持って振ってみると中でなにか振り子状の部品が動いているのを伺い知ることができる、懐かしいメカ式でした。

で、最近、といっても21世紀の初頭からでしょうけど、携帯電話の一部機種に歩数計が内臓されており、私も、二代にわたって歩数計内臓の富士通製携帯電話を愛用しております。

さて、この携帯電話内臓の歩数計、歩行の震動（あるいは加速度）を感知しやすいズボンのポケットに入れておけば正確に歩数をカウントするのはもちろん、手提げかばんに入れたまま一日外出しても、なんとなくそれらしい数字を示します。

どのような機構で歩数をカウントしているのでしょうか？
30年前と違って、携帯電話を振ってみても内部に可動部があるような感じはしません。
そして、手提げかばんという振動や加速度が一番伝わらないような場所に収納してあっても、それらしい歩数をカウントするメカニズムはどんなものなのか、携帯電話の設計や、携帯電話用部品に詳しい方から解説をいただれるとありがたいです。

回答No.3

麻野 なぎ（@AsanoNagi） · ベストアンサー

基本的には加速度センサを使っています。
加速度センサというのは、普通のイメージでは衝撃センサに近いです（原理は同じです）
メカ式の歩数計（ちなみに、「万歩計」は商品名だったりします）は、可動部が衝撃で動くことで、その回数をカウントしていました。
この方法は、「ある程度以上の衝撃」があれば、カウントしてしまうため、乗り物で誤動作をしたりします。
一方で、「ある程度以上の衝撃」が必要なので、身体にきっちりつけておく必要がありました。

最近のものは、半導体で構成された加速度センサが使われています。
上記のものとの最も大きな違いは、衝撃の大きさを連続的に検出できるということです。
ついでに、衝撃の方向も連続的に検出できます。
これを持って歩くと、衝撃の向きがおおむね円形を描くように変化します。（細かくいうとかなりいびつですけど）
この衝撃の向きが1周した回数をカウントすることで、歩数を検出します。

また、衝撃（加速度）の大きさを、数字として検出できるので、バッグの中やポケットの中といった振動が伝わりにくい場所においても、小さな衝撃として検出できます。これも、衝撃の向きを検出することで、歩数として検出できます。

さらにいえば、乗り物に乗ったときの振動など、単なる「衝撃の向きが1周した回数」だけではなく、「1周する時間」も検出できます。
これが、あまりに早いと「この衝撃は歩いているのではなくて、電車の振動だ」のような判定もできますから、振動していても、歩数にカウントしないということもできます。

また、最近は歩数だけではなく活動量（EX値）も表示するものがあります。
これも、基本は、衝撃の大きさと速さで算出できます。
ただ、単純に計算すると、バッグに入れた場合など（衝撃が小さいので）活動量も小さくなってしまうはずです。
これは、上述のように、歩数とそのスピードから「人がこのスピードで歩行しているということは、活動量はこの程度だ」とう判断ができます。歩行以外でも、「衝撃がこういうパターンで、こういうスピードで変化しているということは、おそらくこういう動きをしているのだろう」ということで、活動量を算出します。

お礼

詳細な解説ありがとうございました。

やはり加速度検知ですよね。
しかも加速度の変化を軌跡として、その軌跡によって歩行による振動の加速度か、それ以外の震動による加速度かを判定するロジックが入っているわけですね。

頂いたキーワードで調べてみるとMEMSという技術分野にたどり着きました。
そして、この分野で加速度センサーを作っている企業が、日本とアメリカとドイツの三カ国しかないという事実も。

サムスン電子などの大手スマホメーカーが「日本から部品を輸入しないと自社製品を作れない」と言われるのは、このような基礎技術、基礎部品の生産が日米独の三過去にしかないからなのですね。

大変勉強になりました。

回答No.2

mojitto

ガラケーの歩数計を使っています。
たぶん、これはGPSを使っているものだと思います。
最初に身長、体重と歩幅も入力するので、移動距離を歩幅で割って歩数を求めているものだと思われます。
そのとき、移動速度が速いとその歩数に関しては評価してもらえます。

だからでしょうか、車や電車などの高速の乗り物に乗った日は異常な数字はあまり見かけませんが、自転車だと「あれ？」という日があります。

お礼

ありがとうございました。

回答No.1

nerimaok

スマホだと方向を変えたりした場合、それに応じた反応を示す(向きを縦横に変えるとか)のは
お分かりだと思います。
これらに使う加速度センサーという物が入っています。
方向だけだったら三軸ですから、これに回転を含めたジャイロなどを入れて六軸などの
検出を内部で行っていますので、これらのセンサーの出力を見ていれば歩きに伴う
振動を検出して歩数がわかります。
http://www.nttpc.co.jp/yougo/%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3%E3%82%BB%E3%83%B3%E3%82%B5%E3%83%BC.html
http://ednjapan.com/edn/articles/1205/16/news110.html

お礼

ありがとうございました。