JP2007088835A - 機器制御装置 - Google Patents

Abstract

【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】所定の一定周期で点滅発光する発光ダイオードを有する送信部（リモコン）と、送信部の発光ダイオードを含む空間領域を画像として撮像する撮像部と、撮像部で撮像した画像から発光ダイオード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と、座標取得部で連続して取得した座標情報から発光ダイオードの動き方向を算出し所定の動き方向に分類する移動方向取得部と、移動方向取得部で分類された前記所定の動き方向をＡＶ機器の制御動作に対応させた制御信号を出力する制御情報変換部と、制御情報変換部で出力された制御信号をＡＶ機器に供給する制御信号出力部とを有する受信部（コントローラ）と、を有する機器制御装置とする。
【選択図】図３

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。
特開平７−１１５６９０号公報

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。

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。

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ことを目的とする。

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赤外光を発光する送信部と、前記送信部から送信された赤外光を受信し、ＡＶ機器の動作を制御する受信部とで構成されている機器制御装置において、
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と、前記信号生成部からの駆動信号により発光する発光ダイオードとを有する送信部と、
前記送信部の発光ダイオードを含む空間領域を画像として撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像した前記画像から前記発光ダイオード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と、前記座標取得部で連続して取得した前記座標情報から前記発光ダイオードの動き方向を算出し所定の動き方向に分類する移動方向取得部と、前記移動方向取得部で分類された前記所定の動き方向を前記ＡＶ機器の制御動作に対応させた制御信号を出力する制御情報変換部と、前記制御情報変換部から出力された制御信号を前記ＡＶ機器に供給する制御信号出力部とを有する受信部と、
を備える構成とし、
前記送信部が前記空間領域内で移動することにより前記ＡＶ機器の動作が制御されることを特徴とする機器制御装置を提供する。

本発明によれば、発光を所定の一定周期で点滅させるための駆動信号を生成する信号生成部と、前記信号生成部からの駆動信号により発光する発光ダイオードとを有する送信部（リモコン）と、前記送信部の発光ダイオードを含む空間領域を画像として撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像した前記画像から前記発光ダイオード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と、前記座標取得部で連続して取得した前記座標情報から前記発光ダイオードの動き方向を算出し所定の動き方向に分類する移動方向取得部と、前記移動方向取得部で分類された前記所定の動き方向を前記ＡＶ機器の制御動作に対応させた制御信号を出力する制御情報変換部と、前記制御情報変換部から出力された制御信号を前記ＡＶ機器に供給する制御信号出力部とを有する受信部（コントローラ）と、を備える格別な構成であるので、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。

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は赤外光の移動方向情報と制御対象ＡＶ機器の操作モードとの対応を示す図である。

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は、リモートコマンド（遠隔制御命令）として、例えばIEEE1394インターフェース規定に則ってテレビジョン受像機や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。

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に向かってゆっくりと下から上、あるいは左から右に、または複合動作として、下から上にあげて更に右に動かすというような動作をする。

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。

なお、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。

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方向に分類する移動方向取得部３３と、移動方向取得部３３で分類された所定の動き方向を、制御対象のＡＶ機器の制御動作に対応させた制御信号を出力する制御情報変換部３４と、制御情報変換部３４から出力された制御信号を前記ＡＶ機器に供給する制御信号出力部３５とから構成されている。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、撮像された赤外光の座標を算出し制御命令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。

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。

次の移動方向取得部３３では、前記メモリに記憶されている座標情報を読み出し、光点の移動方向を算出する。
本実施例での移動方向取得部３３は、座標の移動方向として、上下左右の４方向を基本に算出する。４方向の算出は、最初の座標を（x1、y1）、次の座標を（x2、y2）とすると、
|(x2−x1)|＜|(y2−y1)|、y2−y1＞0 を満すとき上
|(x2−x1)|＜|(y2−y1)|、y2−y1＜0 を満すとき下
|(x2−x1)|＞|(y2−y1)|、x2−x1＜0 を満すとき左
|(x2−x1)|＞|(y2−y1)|、x2−x1＞0 を満すとき右
の判定式で求めることができる。

連続する複数の座標情報についてこの判定式で方向を算出し、同じ方向の算出結果が所定数以上になったときに、その方向を赤外光の移動方向とする。
また、ある方向の算出結果が所定数以上になり、続いて異なる方向の算出結果が所定数以上に得られたときには、赤外光の移動方向が複合していると判定する。例えば、上に移動し、続けて右に移動するという場合である。

なお、移動方向算出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、ある方向の算出結果が所定数以上になっているが、引き続き同じ方向の算出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、座標情報の算出結果で、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。

このようにして座標情報から赤外光の移動方向を算出することができるが、これにより本実施例では、赤外光の移動方向を次の１６種類の移動方向情報に分類する。
（上）、（上−左）、（上−右）、（上−下）、
（下）、（下−左）、（下−右）、（下−上）、
（左）、（左−上）、（左−下）、（左−右）、
（右）、（右−上）、（右−下）、（右−左）。

このようにして、移動方向取得部３３で算出と分類が行われて得られた赤外光の移動方向情報は、次いで制御情報変換部３４に供給される。
制御情報変換部３４では、制御対象となるＡＶ機器の操作モードを１６種類以内に限定し制御コードの形で保有しており、供給された赤外光の移動方向情報に応じた制御コードを次の制御信号出力部３５に供給する。

制御対象のＡＶ機器の一例として、ビデオテープレコーダを例に説明する。
図７に、ビデオテープレコーダの基本的な操作モード１０種について、夫々の操作モードに赤外光の移動方向を対応させたテーブルを示す。
この図で分るように、赤外光の移動方向情報が算出され供給されると、その移動方向情報に対応してビデオテープレコーダの動作が切替わるようになる。
このようなテーブルをＡＶ機器ごとに決めて保有しておくことで、制御対象ＡＶ機器が変わった場合にはテーブルを切り替えることで共通に使用することが可能である。

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上下左右に振ることにより、制御対象のＡＶ機器の動作を切り替えることができるようになる。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。

なお、本実施例では、移動方向取得部３３における移動方向の算出を上下左右の４方向とし、移動方向の複合状態を含めて分類数を１６としたが、これに限ることなく、例えば斜め方向の算出や、複合の数を増すなどにより分類数を増加することが可能であることは明白である。
また、ＡＶ機器の初期設定のように、日常使用者が頻繁に使わない操作については、従来どおりの押しボタンで設定するように、本発明によるリモコンと押しボタンの従来リモコンを併用する形態とすることも可能である。

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。 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である。 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である。 撮像部が撮像した画像の一例である。 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。 赤外光の移動方向情報と制御対象ＡＶ機器の操作モードとの対応を示す図である。

符号の説明

１…機器制御装置
２…送信部（リモコン）
３…受信部（コントローラ）
４…ＡＶ機器（制御対象）
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…移動方向取得部
３４…制御情報変換部
３５…制御信号出力部

Claims (1)

1. 使用者が片手で自由に動かすことが可能な赤外光を発光する送信部と、前記送信部から送信された赤外光を受信し、ＡＶ機器の動作を制御する受信部とで構成されている機器制御装置において、
   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と、前記信号生成部からの駆動信号により発光する発光ダイオードとを有する送信部と、
   前記送信部の発光ダイオードを含む空間領域を画像として撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像した前記画像から前記発光ダイオード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と、前記座標取得部で連続して取得した前記座標情報から前記発光ダイオードの動き方向を算出し所定の動き方向に分類する移動方向取得部と、前記移動方向取得部で分類された前記所定の動き方向を前記ＡＶ機器の制御動作に対応させた制御信号を出力する制御情報変換部と、前記制御情報変換部から出力された制御信号を前記ＡＶ機器に供給する制御信号出力部とを有する受信部と、
   を備える構成とし、
   前記送信部が前記空間領域内で移動することにより前記ＡＶ機器の動作が制御されることを特徴とする機器制御装置。
   
   

Images