(57)【要約】【課題】ＡＶ機器のリモコンとして、押しボタンの位置や表示文字をその都度確認しなくても操作できるように改善された安価な機器制御装置を提供する。【解決手段】点滅発光する赤外光を出射する送信部２と、前記赤外光を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像される前記赤外光の動きパターンを検出してＡＶ機器に所望の動作をさせる制御信号を出力する受信部３と、からなる機器制御装置１において、受信部３は、撮像部で撮像された赤外光の動きパターンを検出するパターン検出部３３と、赤外光の動きパターンと制御信号とを対応付けたテーブルを格納したパターンテーブル格納部３５と、パターンテーブル格納部３５に格納されたテーブルに基づいて、パターン検出部３３で検出された赤外光の動きパターンから前記ＡＶ機器に所望の動作をさせる前記制御信号を生成する制御信号生成部３６と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者が片手で自由に動かすことが可能な点滅発光する赤外光を出射する送信部と、前記赤外光の動きを撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像される前記赤外光の動きパターンを検出してＡＶ機器に所望の動作をさせる制御信号を出力する受信部と、からなる機器制御装置において、
前記受信部は、
前記撮像部で撮像された前記赤外光の動きパターンを検出するパターン検出部と、
前記赤外光の動きパターンと前記制御信号とを対応付けたテーブルを格納したパターンテーブル格納部と、
前記パターンテーブル格納部に格納されたテーブルに基づいて、前記パターン検出部で検出された前記赤外光の動きパターンから前記ＡＶ機器に所望の動作をさせる前記制御信号を生成する制御信号生成部と、
を有することを特徴とする機器制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器制御装置に係り、特に赤外光を利用したリモートコントローラの操作でＡＶ機器を制御する機器制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、離れた場所からテレビジョン受像機やビデオテープレコーダ等のＡＶ機器を操作するために、赤外線を利用したリモートコントローラ（以下、リモコンという）が用いられている。
このリモコンは、機器の操作命令に応じた多数の押しボタンが一面に配置されており、使用者が希望する操作命令のボタンを押すことで機能した。
【０００３】
しかしながら、一般にリモコンに使われている押しボタンの形状は小さく、また、表示の文字も小さいので、どのボタンを押せば良いのか、使用者はその都度確認しなければならない不便さがあった。また、ＡＶ機器は室内をやや暗くして使用することが多いが、この場合にはことさらリモコンの表示文字を確認しづらくなっている。
【０００４】
殊に最近は、ＡＶ機器の初期設定や画面表示に関する複雑な設定等もリモコンで入力操作を行うようになってきているためボタンの数が更に多くなっている。また、１つのボタンを複数の機能に兼用することもあり、ボタンの表示文字の判読が重要であるにも関わらず逆に文字は小さくなっている傾向にある。
このように、従来のリモコンは、押しボタンの数が多い上にボタン形状や文字が小さくて読み取りにくい等、使用者にとって極めて操作性が劣るものであった。
【０００５】
上記のごとく、押しボタンの数が多くて操作性の悪いリモコンに対し、下記特許文献１には、パッドマウスと１個のスイッチを備えた小型のマウスリモコンを使用することで押しボタンの数を少なくし、操作性を改良できるリモコン技術が開示されている。
【０００６】
この特許文献１のリモコンは、テレビジョン受像機用のリモコンとして、音量調整とチャンネル切り替えを行うパッドマウス部と、電源オン機能と電源オン後はメニー画面のオンオフに切り替わる機能を持ったスイッチ部とで構成されており、通常、使用者は、よく使う音量調整とチャンネル切り替えをパッドマウス部で操作する。
【０００７】
その他の機能を操作したい時には、上記スイッチ部をオンしてメニュー画面を表示し、上記パッドマウス部の音量調整ボタンとチャンネル切り替えボタンを使い、画面上のカーソルを動かしメニュー画面に表れた機能を選択して機能を切り替えるものである。
【０００８】
パッドマウス部の音量調整ボタンとチャンネル切り替えボタンは、メニュー画面が表示されているときは、カーソルを上下（音量調整ボタン）左右（チャンネル切り替えボタン）に動かすためのボタンに機能が変わるものである。
この構成により、特許文献１のリモコンは、押しボタンの数が少ないので分かり易く、操作性の優れたリモコンが実現できるようになる。
【特許文献１】特開平７−１１５６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の場合、音量調整とチャンネル切り替え操作を行うパッドマウス部は、同じ形のスイッチが並んでいるために、操作時には表示文字の確認が必要となり、やはり暗いところでは判読が難しいという問題を有している。
【００１０】
更に、音量調整とチャンネル切り替え操作以外の機能は、メニュー画面を見ながらスイッチを押してカーソルを所望の位置に移動させる操作を行う構成であるために、画面と手元のスイッチを交互に見るなど、頻繁にスイッチの位置を確認しなければならないので、この場合も暗いところでは極めて操作性が悪くなる問題を有している。
【００１１】
また、ＡＶ機器の中でもテレビ番組録画再生装置では、録画済みの番組がすぐに分るように、使用者が後から任意のタイトル名を入れられるようにしているものが有るが、この場合にも、リモコンで文字入力を行う場合には、前記したように、暗いところでは押しボタンの文字の判読が難しいので入力操作がやりにくいという問題を有している。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたものであり、ＡＶ機器のリモコンとして、押しボタンの位置や表示文字をその都度確認しなくても機器の操作や文字入力ができるように改善された安価な機器制御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】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決する手段として以下に記載の構成からなる。すなわち、
使用者が片手で自由に動かすことが可能な点滅発光する赤外光を出射する送信部と、前記赤外光の動きを撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像される前記赤外光の動きパターンを検出してＡＶ機器に所望の動作をさせる制御信号を出力する受信部と、からなる機器制御装置において、
前記受信部は、前記撮像部で撮像された前記赤外光の動きパターンを検出するパターン検出部と、前記赤外光の動きパターンと前記制御信号とを対応付けたテーブルを格納したパターンテーブル格納部と、前記パターンテーブル格納部に格納されたテーブルに基づいて、前記パターン検出部で検出された前記赤外光の動きパターンから前記ＡＶ機器に所望の動作をさせる前記制御信号を生成する制御信号生成部と、を有することを特徴とする機器制御装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、受信部は、前記撮像部で撮像された前記赤外光の動きパターンを検出するパターン検出部と、前記赤外光の動きパターンと前記制御信号とを対応付けたテーブルを格納したパターンテーブル格納部と、前記パターンテーブル格納部に格納されたテーブルに基づいて、前記パターン検出部で検出された前記赤外光の動きパターンから前記ＡＶ機器に所望の動作をさせる前記制御信号をを生成する制御信号生成部と、を有するので、使用者は、前記送信部であるリモコンを手に取って上下左右に動かすことで、簡単にＡＶ機器の操作を行うことができるようになる。これにより、従来のボタンを押すたびに押しボタンの位置を確認したり、ボタンに書かれている文字を読みとる行為は必要がなくなるので、たとえ真暗な室内であってもリモコン操作が可能となる。
また、格別に設定した一定周期の点滅光を用いているので、電球や蛍光灯等の周辺光が写り込んでも影響されない動作が可能である。
更に、一定周期の点滅光を生成する回路は簡単な発振回路で構成できるので、点滅効果と相俟って、リモコンの消費電力は極めて少なく、内蔵する電池等の電源が長持ちする効果をも有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る機器制御装置について、図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る機器制御装置のシステム構成例を示す図、図２は本発明の実施例における送信部（リモコン）の構成を示すブロック図、図３は本発明の実施例における受信部（コントローラ）の構成を示すブロック図、図４は撮像部が撮像した画像の一例、図５は撮像した画像中の赤外光部分の座標位置を示す図、図６は１６通りに座標の動き方向を分類する説明図、図７は座標の動きパターンとカナ文字の関係を説明するための図である。
【００１５】
まず、図１を用いて本発明の実施形態のシステム構成を説明する。同図において、点線で囲んだ１は本発明に係る機器制御装置である。この機器制御装置１は、使用者が片手で自由に動かすことが可能な赤外線を発光する送信部２（リモコン）と、送信部２の赤外光を撮像し、撮像した画像の赤外光の動きから制御命令若しくは文字コード信号を出力する受信部３（コントローラ）で構成されている。受信部３から出力された制御命令若しくは文字コード信号は、例えばIEEE1394インターフェース規定に則ってビデオテープレコーダあるいはＤＶＤレコーダ等の制御対象のＡＶ機器４に供給される。
【００１６】
送信部２は使用者が片手に持って自由に動かせる形態のもので、常時使用者の手元に置かれている。受信部３は制御対象のＡＶ機器４の近くに置かれ、常に使用者を含む空間領域を撮像できる向きに設置される。
使用状態では、使用者は送信部２を手に持ち、受信部３に向かって上下左右に所定の軌跡で動かすことにより機器の動作をコントロールできる。また、ＡＶ機器が文字入力モードの状態になっているときには、同じく送信部２を手に持ち、空中でカナ文字を描くように動かすことで文字を入力することができる。
【００１７】
次に、送信部２の内部構成について、図２を用いて説明する。
同図で示すように、送信部２の内部は、各回路に電力を供給する電源部２１と、使用者が発光のオンオフを操作する電源スイッチ２２と、予め設定された所定の一定周期で点滅発光させるための駆動信号を生成する信号生成部２３および、赤外光を発光するための発光ダイオード２４から構成されている。
なお、発光ダイオード２４から照射される赤外光は、ビーム状の細い光線ではなく拡散光である。したがって、照射する方向は大まかで良い。
【００１８】
また、上記信号生成部２３で生成される駆動信号は矩形波であり、この信号を発光ダイオード２４に加えたときに、発光ダイオード２４は信号波形の繰り返し周期で点滅発光するものである。点滅発光させる目的は、周辺光、例えば窓からの光線や照明光の影響を除去するためのものであるが、詳しくは後述する。
【００１９】
次に、受信部３の内部構成について、図３を用いて説明する。
同図で示すように、受信部３の内部は、使用者側の空間領域を撮像する撮像部３１と、撮像した画像から送信部２の発光ダイオード２４が発光している位置の座標情報を連続して取得する座標取得部３２と、座標取得部３２で連続して取得した発光ダイオード２４の座標情報から、発光ダイオード２４の動き方向を算出し、算出した動き方向を所定の複数の動きパターンに分類するパターン検出部３３と、パターン検出部３３で分類された動きパターンを、予め用意されたパターンテーブル格納部３５からの文字パターンと比較し、一致する文字パターンを抽出するパターン比較部３４と、抽出された文字パターンを文字コード信号に変換する制御信号生成部３６と、変換された文字コード信号を前記ＡＶ機器に供給する制御信号出力部３７とから構成されている。
【００２０】
次に、受信部３の動作について説明する。
まず、送信部２で発光する赤外光の点滅周期と受信部３の撮像部３１で撮像する画像について述べる。
本実施例では、送信部２で発光する赤外光の点滅の周期（周波数）を約５０Ｈｚとし、撮像部３１で撮像する画像のフレーム周期（周波数）を約２００Ｈｚとする。
このように、撮像部３１が撮像する画像は１秒間に数百フレームの高速画像であるので、ここで使用する撮像素子は、例えば高速画像が容易に取り込めるＣＭＯＳセンサーを用いる。但し、本実施例で使用する画像は、フレーム周波数は高いが解像度は低くても構わないので、例えば水平垂直の解像度は１００×１００程度の画素数の画像でよい。したがって、使用するＣＭＯＳセンサーはそれほど高価にはならない。
【００２１】
送信部２で発光する赤外光を比較的高い周波数で点滅させ、更に、撮像部３１が撮像する画像のフレーム周波数を赤外光の点滅周波数の約４倍にしているが、このように設定している理由は、赤外光の発光と周辺光との区別を精度良く行うためである。
次にこの点について簡単に説明する。
なお、この赤外光の発光と周辺光との区別を精度良く行う技術は、本願と同じ出願人によって先に出願された「特開２００４−３４９９６８号公報（段落００３１〜００６２）」に記載の開示された技術を基本としているので、ここでは詳細な説明は省略する。
【００２２】
撮像部３１で撮像した画像から送信部２の赤外光を抽出するために、まず撮像画像を奇数フレーム偶数フレームの画像に分離して、この分離した奇数偶数フレームの夫々について１つ前のフレーム画像との差分をとる演算を行う。
これにより、例えば窓からの光線のように同じ位置に継続して光っているものはキャンセルされることになる。もちろん窓からの光線ばかりでなく、動かない人物や室内の景色もキャンセルされて画像から消える。
【００２３】
送信部２の赤外光は上記したように撮像画像のフレーム周波数の１／４の周波数で点滅しているので、奇数偶数に分けた各フレームの隣り合うフレーム画像の赤外光は、一方のフレームが点灯している画像であれば他方のフレームは消灯している画像になり、両画像の差分をとると赤外光の部分が残り、赤外光の画像が検出できることになる。
なお、奇数フレームと偶数フレームに分けて処理するのは、赤外光の点滅周期と撮像画像のフレーム周期の位相関係がどのようにずれていても、あるいは、夫々の周波数が多少ずれても赤外光が検出できるようにするためである。
【００２４】
続いて周辺光として蛍光灯のような点滅光が撮像された場合について述べる。
通常の蛍光灯は電源周波数の２倍で点滅するので、一例として１００Ｈｚの点滅が行われているとする。撮像画像のフレーム周波数は上記したように２００Ｈｚであるから、奇数フレームと偶数フレームに分けた夫々のフレーム画像は、例えば、蛍光灯の点灯時は奇数フレームの画像で消灯時は偶数フレームの画像に分かれることになる。したがって、奇数偶数フレーム画像の夫々隣り合うフレーム間で差分をとると、常に蛍光灯はキャンセルされて検出されないことになる。
このようにして、本実施例では周辺光に影響されずに撮像画像から送信部２の赤外光を抽出することができる。
【００２５】
次に、撮像された赤外光の座標を算出し文字コード信号を出力するまでの動作を説明する。
撮像部３１で撮像された画像は、次の座標取得部３２に入力され、上記した周辺光の影響を除去した赤外光として、図４に示すように画面内の一点が光る画像となる。次いで座標取得部３２は、図５に示すように、この画像の光点のＸ軸、Ｙ軸の座標を算出する。算出した座標情報は内部のメモリ（図示せず）に一時記憶する。座標の算出は一定間隔で連続して行い、結果は前記メモリに逐次蓄積する。
【００２６】
なお、座標取得部３２が座標を発見できない場合、すなわち、撮像部３１が撮像した画像に送信部２の赤外光が存在しない場合には、座標取得部３２は、例えば座標情報(−１、−１)のように座標が見つからないことを意味する情報を前記メモリに記憶する。
座標情報が存在した後に続いて、この座標が見つからないことを意味する情報がある場合には、この情報はリモコン操作の終了と判断することに使用できる。
【００２７】
次のパターン検出部３３では、前記メモリに記憶されている座標情報を順次読み出し、光点の動き方向を算出する。
本実施例でのパターン検出部３３は、座標の動き方向として、図６に示すように１６方向に分類する。１６方向の分類方法は、まず縦軸（０の線）からの角度を光点が移動する座標から求め、次いでその角度での方向を判定する。
すなわち、最初の座標を（x1、y1）、次の座標を（x2、y2）とすると、座標の動き方向の角度θは、
θ＝ tan-1 (x2−x1)／(y2−y１) 
で求め、次いで、次の判定式で角度θを補正する。
(x2−x1)≧0、(y2−y１)＞0  のときは、補正０、
(x2−x1)＞0、(y2−y１)≦0  のときは、＋９０度補正、
(x2−x1)≦0、(y2−y１)＜0  のときは、−９０度補正、
(x2−x1)＜0、(y2−y１)≧0  のときは、補正０
こうして補正された角度θを用い、図６に示す１６方向の線の中で角度θが最も近い線を選択することで動き方向の分類が行われる。
【００２８】
連続する複数の座標情報について上記の動き方向の分類を行い、同じ方向の分類結果が所定数以上になったときに、その方向を赤外光の動き方向とする。これにより、光点のちょっとしたブレやノイズの混入で動きが細かく変動していてもその影響を除いた状態で分類することができる。
また、ある方向の分類結果が所定数以上になり、続いて異なる方向の分類結果が所定数以上に得られたときには、赤外光の動き方向が複合し特定のパターンを持っていると判定する。例えば、図６で４の方向に続いて１０の方向になり、次いで８に変わるという動きが得られるような場合である。
カナ文字入力の場合には、このように動き方向が複合した状態となるので、これらを一つの動きパターンとして出力する。
【００２９】
なお、動き方向の分類結果を出力するタイミングは、前記の座標が見つからないことを意味する情報がメモリから得られたときや、同じ座標情報が連続して得られたとき、あるいは、ある方向の分類結果が所定数以上になっているが、引き続き同じ方向の分類結果が得られていて一定時間が経過したときなどである。
また、座標情報の分類結果で、特定の方向が所定数得られない場合や、いろいろな方向が万遍なく含まれている場合などは、これまでの座標情報を無効にする。
【００３０】
上記したように、パターン検出部３３では、光点の座標情報から赤外光の動き方向を算出し一連の動きパターンに分類することができる。分類された動きパターンは、次いで、パターン比較部３４に供給される。パターン比較部３４には、別途、予め全カナ文字の動きパターンが記憶されているパターンテーブル格納部３５が接続されており、ここで、パターン検出部３３から入力された動きパターンとパターンテーブル格納部３５のカナ文字の動きパターンとが比較されて一致するカナ文字の動きパターンが抽出される。抽出されたカナ文字の動きパターンは、次の制御信号生成部３６に供給される。
【００３１】
制御信号生成部３６は、全カナ文字の文字コードを内部に保有しており、入力されたカナ文字の動きパターンの情報に応じた文字コードを選択し、次の制御信号出力部３７に文字コード信号を供給する。
制御信号出力部３７は、入力された文字コード信号をIEEE1394インターフェース規定に則り、文字コードの入力を待機しているビデオテープレコーダあるいはＤＶＤレコーダ等のＡＶ機器に送信する。
【００３２】
次に、図７を用いて、前記パターン検出部３３で分類した動きパターンとカナ文字との関係について説明する。
図７は、カナ文字の一例として「ア」から「コ」までについて、座標の動き方向の算出結果と動きパターンを一覧表にしたものである。なお、この図のカナ文字と動きパターンの関係データは、前記パターンテーブル格納部３５に記憶されている内容と同じものに相当する。
まず、使用者が空中でカナ文字を描くように送信部２を動かすと、発光ダイオード２４の光点の座標は、（Ａ）欄に示すような直線の動き方向として算出される。次いで、算出された動き方向は、夫々、前記図６に示した１６方向いずれかに分類されて（Ｂ）欄に示す動きパターンに変換される。
このようにして分類された動きパターンとパターンテーブル格納部３５に記憶されている動きパターンを比較することで、一致したときの該当するカナ文字が抽出できるようになる。
【００３３】
また、カナ文字を動きパターンに展開したときに、異なる文字が同じ動きパターンになる場合がある。図７では、「エ」と「コ」、「ク」と「ケ」がその状態である。
このように、１つの動きパターンで複数のカナ文字が抽出された場合には、画面に複数の文字を表示して使用者に選択してもらうようにする必要がある。
更に、空中で描く文字は、大きさや書き順、傾斜角度等が人によって異なるので、カナ文字の抽出にはできるだけ冗長度を多くし、抽出された複数の候補の文字を画面に出して選択するというやり方が望ましい。
なお、本実施例では文字入力について説明したが、各カナ文字に機器の操作制御命令を割り当てて置くことで、ＡＶ機器が文字入力状態でない場合には、操作リモコンとして働くようにできる。例えば、リモコンで「サ」を描くと「再生」に、「ハ」を描くと「早送り」というような対応をつけておくのである。
【００３４】
以上詳述したように、本発明に係る機器制御装置を用いれば、使用者は、リモコンを手にし、電源スイッチを押して空中で上下左右に振りカナ文字を描くように動かすことで機器を操作したり文字を入力することができる。
これにより、従来のリモコンのボタンを押すたびに押しボタンの位置を確認したり、ボタンに書かれている文字を読みとる行為は必要がなくなるので、たとえ真暗な室内であってもリモコン操作が可能となる。
また、格別に設定した一定周期の点滅光を用いているので、電球や蛍光灯等の周辺光が写り込んでも影響されない動作が可能である。
更に、一定周期の点滅光を生成する回路は簡単な発振回路で構成できるので、点滅効果と相俟って、リモコンの消費電力は極めて少なく、内蔵する電池等の電源が長持ちする効果をも有する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る機器制御装置のシステム構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施例における送信部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例における受信部の構成を示すブロック図である。
【図４】撮像部が撮像した画像の一例である。
【図５】撮像した画像中の赤外光部分の座標位置を示す図である。
【図６】１６通りに座標の動き方向を分類する説明図である。
【図７】座標の動きパターンとカナ文字の関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…機器制御装置
２…送信部
３…受信部
４…ＡＶ機器
２１…電源部
２２…電源スイッチ
２３…信号生成部
２４…発光ダイオード
３１…撮像部
３２…座標取得部
３３…パターン検出部
３４…パターン比較部
３５…パターンテーブル格納部
３６…制御信号生成部
３７…制御信号出力部
【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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