JP2007134998A - 電子機器及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一段と使い勝手を向上させ得る電子機器及びその制御方法を実現する。
【解決手段】音楽再生ロボット装置１０は、楕円体状筐体１１の異なる位置に設けられた前方距離センサ２８、左側距離センサ２９及び右側距離センサ３０のそれぞれが検知したユーザまでの距離に基づき、ユーザが存在する方向を算出して、その方向に応じた向きになるように、楕円体状筐体１１の向きを変えるようにしたことにより、ユーザ自身が移動する、あるいはユーザに楕円体状筐体１１の向きを変えさせるなどの手間をかけさせることなく、ユーザが存在する方向に応じた向き、つまり使用時の前提となる向きで、音楽再生ロボット装置１０をユーザに使用させることができるので、従来と比して一段と使い勝手を向上させ得る電子機器及びその制御方法を実現できる。
【選択図】図６

Description

本発明は電子機器及びその制御方法に関し、例えば所定の向きで使用される電子機器に適用して好適なものである。

近年広く普及しているオーディオ機器、入力機器などの電子機器の多くは、ユーザに対して所定の向きで使用されることを前提としている。つまり、オーディオ機器であれば、例えばスピーカの放音面をユーザに対向させる向き、入力機器であれば、例えば操作ボタンの設けられた操作面をユーザに対向させる向きで使用されることを前提としている。

言い換えれば、従来の電子機器では、所定の向き以外の向きで使用されると、例えば、良好なステレオ音声が得られない、操作しづらいなどというように、使い勝手が悪くなる恐れがあった。このため、従来の電子機器では、所定の向きとなるように、ユーザ自身が移動する、あるいはユーザに電子機器の向きを変えさせるなどの必要があった。

ここで、電子機器自身が、ユーザの存在する方向を検知して、このユーザに対して所定の向きとなるように、向きを変えることができれば、格段と使い勝手が向上するものと考えられる。

しかしながら従来では、例えば、所定方向に存在するユーザまでの距離を検知するセンサを有する電子機器（例えば特許文献１参照）のように、距離を検知することしかできず、ユーザの存在する方向まで検知することはできなかった。
特開２００４−１３０４２８公報

このように、従来の電子機器では、ユーザに対して所定の向きで使用されることを前提としているにも関わらず、ユーザの存在する方向を検知できないために、ユーザ自身が移動する、あるいはユーザに向きを変えさせるなどの必要があり、必ずしも使い勝手がよいとは言い得ないという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来と比して一段と使い勝手を向上させ得る電子機器及びその制御方法を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明の電子機器においては、本体部と、本体部を動かす駆動部と、本体部に設けられ、空間上に存在する対象物体までの距離を検知可能な複数のセンサからなる検知部と、検知部の検知結果に基づいて、対象物体の方向を算出する算出部と、算出部の算出結果に応じて、本体部の向きを変えるように駆動部を制御する制御部とを設けるようにした。

このように本発明は、対象物体である例えばユーザが存在する方向を認識して、その方向に応じた向きになるように、本体部の向きを変えるようにしたことにより、ユーザ自身が移動する、あるいはユーザに本体部の向きを変えさせるなどの手間をかけさせることなく、ユーザが存在する方向に応じた向き、つまり使用時の前提となる向きで、電子機器をユーザに使用させることができる。

本発明によれば、対象物体である例えばユーザが存在する方向を認識して、その方向に応じた向きになるように、本体部の向きを変えるようにしたことにより、ユーザ自身が移動する、あるいはユーザに本体部の向きを変えさせるなどの手間をかけさせることなく、ユーザが存在する方向に応じた向き、つまり使用時の前提となる向きで、電子機器をユーザに使用させることができるので、従来と比して一段と使い勝手を向上させ得る電子機器及びその制御方法を実現できる。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）概要
まず、本発明の実施の形態の概要を説明する。図１（外観構成）及び図２（回路構成）に示すように、電子機器１は、本体部２と、この本体部２の向きを変える駆動機構部３と、本体部２に設けられ本体部２周辺の空間上に存在する対象物体（図示せず）までの距離を検知する複数の距離センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３からなる検知部４と、検知部４の検知結果に基づいて、対象物体の方向を算出する算出部５と、算出部５の算出結果に応じて、本体部２の向きを変えるように駆動機構部３を制御する制御部６とを有している。

つまり、この電子機器１は、複数の距離センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３からなる検知部４の検知結果に基づき、対象物体である例えばユーザが存在する方向を算出して、その方向に応じた向きになるように、本体部２の向きを変えるようにしたことにより、ユーザ自身が移動する、あるいはユーザに本体部２の向きを変えさせるなどの手間をユーザにかけさせることなく、ユーザが存在する方向に応じた向き、つまり使用時の前提となる向きで使用させることができる。

また、この実施の形態では、検知部４を構成する複数の距離センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３として、準静電界センサを用いるようになされている。ここで、この準静電界センサについて説明する。

（２）準静電界センサ
（２−１）準静電界の性質
まず、準静電界センサを説明する上で重要となる準静電界について説明する。電界は、電界発生源からの距離に線形に反比例する放射電界と、電界発生源からの距離の２乗に反比例する誘導電磁界と、電界発生源からの距離の３乗に反比例する準静電界との合成電界として発生している。

これら放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度と、距離との関係をグラフ化すると図３に示すような結果となる。但し、図３では、１[MHz]における各電界それぞれの相対的な強度と距離との関係を対数尺度により示している。

図３からも明らかなように、放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度が等しくなる距離(以下、これを強度境界点と呼ぶ)が存在する。この場合、強度境界点よりも遠方では放射電界が優位（誘導電磁界や準静電界の強度よりも大きい状態）となり、これに対して強度境界点よりも近傍では準静電界が優位（放射電界や誘導電磁界の強度よりも大きい状態）となる。

ここで、ダイポール（電界発生源）からある距離ｒ[m]だけ隔てた位置での放射電界の強度Ｅ_θ,radiation、誘導電磁界の強度Ｅ_θ,induction及び準静電界の強度Ｅ_{θ,quasielectrostatic}はそれぞれ次式

として表すことができる。なお、(１)式では、ダイポールにかかる電荷量をｑ[c]、ダイポールの長さをｌ[m]、波数をｋ[1/m]、虚数単位をｊとしている。

そして、かかる強度境界点は、放射電界、誘導電磁界及び準静電界の各強度が一致するという条件から、次式

を満たす距離ｒである。つまり、電界発生源から強度境界点までの距離ｒは、次式

として表すことができる。

そして、（３）式における波数ｋ[1/m]は、真空中の光速をｃ[m/s](ｃ＝３×１０^８)とし、周波数をｆ[Hz]とすると次式

として表すことができることから、強度境界点は、（３）式に（４）式を代入して整理した次式

として表すことができる。

この（５）式からも分かるように、放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間を広くする場合には周波数が密接に関係しており、低い周波数であるほど、放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間が大きくなる。（即ち、図３に示した強度境界点までの距離は、周波数が低いほど長くなる（つまり右に移ることになる）。これに対して高い周波数であるほど、放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間が狭くなる（即ち、図３に示した強度境界点までの距離は、周波数が高いほど短くなる（つまり左に移ることになる））。

例えば１[MHz]を選定した場合、上述の(５)式によれば、図３において対数尺度で示した距離を真数尺度に置き換えて示す図４からも明らかなように、電界発生源から２[m]地点までの空間における準静電界の強度は、誘導電磁界に比しておよそ１３[dB]大きくなる。従ってこの空間内では、誘導電磁界及び放射電界の影響を実質上受けることなく準静電界が検出できるようになる。

（２−２）準静電界を用いた距離の測定
上述したような準静電界の性質を利用して、例えば図５に示すように、準静電界センサでなる距離センサＳ１は、自身から０．０１[m]までの範囲（すなわちセンサからの距離）に対して１[ＭＨｚ]でなる周波数ｆ１を基準周波数として対応付け、さらに０．０１[ｍ]単位で広くなる範囲に対して順位低くなる周波数ｆ２〜ｆｎをそれぞれ対応付けて、周波数ｆ１〜ｆｎに対応する複数の準静電界を発生する。また距離センサＳ１は、これら複数の準正電界内にユーザが入ったことにより生じる各準静電界の変動（電位変化）を検出し、この変動が所定の閾値を超えた準静電界に対応する周波数を特定する。そして距離センサＳ１は、この特定した周波数に対応付けられている距離を、距離センサＳ１からユーザまでの距離として検知するようになされている。

このようにして準静電界センサでなる距離センサＳ１は、センサ周辺の空間上に存在するユーザまでの距離を準静電界を利用して検知するようになされている。ちなみに、この準静電界センサの詳細については、本出願人によって既に公開された特願２００３−１６０８１６号などを参照されたい。

（３）音楽再生ロボット装置の外観構成
次に、上述したような準静電界センサを有する電子機器の具体的な一例として、図６（Ａ）及び（Ｂ）並びに図７に示す音楽再生ロボット装置１０について説明する。

この音楽再生ロボット装置１０は、例えば略楕円体状の楕円体状筐体１１を有している。またこの音楽再生ロボット装置１０は、楕円体状筐体１１の中心点Ｐ１からこの楕円体状筐体１１表面上で最も離れた両頂点Ｐ２、Ｐ３を直線で結ぶ線分（すなわち楕円体の長軸）を水平回転軸線Ｌ１として、この水平回転軸線Ｌ１に対し中心点Ｐ１から等距離の位置で直交する左側垂直面ＳＡ上及び右側垂直面ＳＢ上に、楕円体状筐体１１の外周から突出するように取り付けられた円環状かつ同形の左側車輪１２及び右側車輪１３を有している。

この円環状の左側車輪１２及び右側車輪１３は、楕円体状筐体１１の水平回転軸線Ｌ１周りの最大外径よりも大きな外径でなり、また楕円体状筐体１１に対して水平回転軸線Ｌ１の軸回り一方向Ｄ１及びこれとは逆の軸周り他方向Ｄ２に回動自在に取り付けられている。これにより、音楽再生ロボット装置１０は、例えば水平な面に置かれた場合、左側車輪１１及び右側車輪１２のみをこの面に接触させ、この左側車輪１１と右側車輪１２とで楕円体状筐体２をこの面から浮かせた状態で水平に支持することができる。そして、音楽再生ロボット装置１０は、この状態で、左側車輪１１及び右側車輪１２の回転を独立して制御することにより、図８に示すように、その場で左回りまたは右回りに回転したり、前方、左斜め前方、右斜め前方、後方、左斜め後方、右斜め後方に走行し得るようになされている。

さらにこの楕円体状筐体１１は、左側車輪１２と右側車輪１３との間に位置する中央筐体１４と、中央筐体１４の左側に位置し且つこの中央筐体１４側から左端に近づくほど水平回転軸線Ｌ１側にすぼむようにして形成された略円錐状の左側筐体１５と、中央筐体１４の右側に位置し且つこの中央筐体１４側から右端に近づくほど水平回転軸線Ｌ１側にすぼむようにして形成された略円錐状の右側筐体１６とを有する。

中央筐体１４はその内部中央下側に、バッテリ等でなる重り１７が設けられ、この重り１７により、中央筐体１４の重心を中心点Ｐ１の鉛直下方に位置させる。これにより音楽再生ロボット装置１０は、左側車輪１２及び右側車輪１３の二点接触でありながら、例えば走行するときでも、中央筐体１４が水平回転軸線Ｌ１の軸周り一方向Ｄ１及び他方向Ｄ２に回転し続けることを防止して、中央筐体１４の姿勢を保持し得るようになされている。

一方、左側筐体１５は、中央筐体１４に対して水平回転軸線Ｌ１の軸回り一方向Ｄ１及び他方向Ｄ２（図６）に回動自在に取り付けられた左側回転体１８と、この左側回転体１８の左側にヒンジ部１９を介して取り付けられることで左側外方へ開閉可能な左側開閉体２０とを有する。この左側回転体１８はその表面に、発光ダイオードなどでなる左側発光部２１が設けられている。また左側開閉体２０はその内部にスピーカ２２を有し、ヒンジ部２１を介して左側外方に開くことで、図６（Ｂ）に示すようにこのスピーカ２２の振動板の前面を外部に露出させるようになされている。

同様に右側筐体１６は、中央筐体１４に対して水平回転軸線Ｌ１の軸回り一方向Ｄ１及び他方向Ｄ２に回動自在に取り付けられた右側回転体２３と、この右側回転体２３の右側にヒンジ部２４を介して取り付けられることで右側外方へ開閉可能な右側開閉体２５とを有する。この右側回転体２３はその表面に、発光ダイオードなどでなる右側発光部２６が設けられている。また右側開閉体２５はその内部にスピーカ２７を有し、ヒンジ部２４を介して右側外方に開くことで、図６（Ｂ）に示すようにこのスピーカ２７の振動板の前面を外部に露出させるようになされている。

ちなみに、この音楽再生ロボット装置１０は、図７に示すように、左側筐体１５が左手側、右側筐体１６が右手側となる方向から見える面を楕円体状筐体１１の正面として、この正面をユーザに対向させた状態で、音楽再生などに対応する命令入力をユーザに行わせるようになされている。つまり、この音楽再生ロボット装置１０は、正面をユーザに対向させた向きで、ユーザに命令入力されることを前提としている。

くわえてこの音楽再生ロボット装置１０は、中央筐体１４の上部前方寄りに前方距離センサ２８を有すると共に、左側筐体１５の上部に左側距離センサ２９、右側筐体１６の上部に右側距離センサ３０を有している。これら前方距離センサ２８、左側距離センサ２９及び右側距離センサ３０のそれぞれは、上述した準静電界センサでなり、センサからユーザまでの距離を準静電界を利用して検知し得るようになされている。そして音楽再生ロボット装置１０は、楕円体状筐体１１の異なる位置に設けられた、これら３つの前方距離センサ２８、左側距離センサ２９及び右側距離センサ３０の検知結果をもとに、楕円体状筐体１１周辺に存在するユーザまでの距離、及び楕円体状筐体１１の正面側から見たユーザの方向、すなわちユーザの位置を認識するようになされている。

（４）音楽データ転送システム
次に、図９を用いて、音楽再生ロボット装置１０に対して音楽データを転送する音楽データ転送システム４０について説明する。この音楽データ転送システム４０は、例えばパーソナルコンピュータ構成のデータ転送装置４１を有し、このデータ転送装置４１が、音楽データを提供する音楽データ提供サーバ４２からネットワーク４３を介して音楽データを取得する、または音楽データの記録された記録媒体（例えばＣＤ（Compact Disc））４４から音楽データを取得するようになされている。

このデータ転送装置４１は、音楽再生ロボット装置１０に転送する音楽データに対して、例えば音楽データに基づく音楽の曲調を解析するための周波数解析処理を施す。これによりデータ転送装置４１は、例えば図１０に示すように、転送する音楽データの再生時間軸ＡＸ１に沿ってこの音楽データの周波数解析結果を示す音楽解析結果情報ＩＮＦ１を得る。

そしてデータ転送装置４１は、この音楽解析結果情報ＩＮＦ１に基づき、転送する音楽データの再生時間軸ＡＸ１に沿って音楽再生ロボット装置１０の左側車輪１２及び右側車輪１３のそれぞれの回転方向、回転量及び回転速度などを指示する左側車輪指示値及び右側車輪指示値と、左側回転体１８及び右側回転体２３のそれぞれの回転方向、回転速度及び回転角度などを指示する左側回転体指示値及び右側回転体指示値と、左側開閉体２０及び右側開閉体２５のそれぞれの開閉角度及び開閉速度などを指示する左側開閉体指示値及び右側開閉体指示値と、左側発光部２１及び右側発光部２６のそれぞれの発光状態（例えば色、明るさ）などを指示する左側発光指示値及び右側発光指示値とを含んだ駆動情報ＩＮＦ２を生成する。

このようにしてデータ転送装置４１は、音楽データに基づく音楽の曲調に合わせて音楽再生ロボット装置１０の各部（すなわち左側車輪１２及び右側車輪１３、左側回転体１８及び右側回転体２３、左側開閉体２０及び右側開閉体２５、左側発光部２１及び右側発光部２６）を駆動させるための駆動情報ＩＮＦ２を得る。ちなみに図１０に示す駆動情報ＩＮＦ２は、左側開閉体２０及び右側開閉体２５のそれぞれの左側開閉体指示値及び右側開閉体指示値を示している。

そしてこのデータ転送装置４１は、例えばユーザにより転送操作が行われると、転送対象の音楽データとこの音楽データに対応する駆動情報ＩＮＦ２とを、所定ケーブル４５、及び音楽再生ロボット装置１０が載置されるクレードル４６を順次介して音楽再生ロボット装置１０に転送するようになされている。

（５）音楽再生ロボット装置内部の回路構成
次に、図１１を用いて、音楽再生ロボット装置１０の内部に設けられた各回路部について説明する。音楽再生ロボット装置１０の各回路部は、一回路部である制御部５０により統括的に制御されるようになされている。この制御部５０は、例えばハードディスクドライブなどでなる記憶部５１に書き込まれているプログラムに従って各種処理を実行する。これにより制御部５０は、例えば、外部のデータ転送装置４１から所定ケーブル４５及びクレードル４６を順次介して転送される音楽データとこの音楽データに対応する駆動情報ＩＮＦ２とを記憶部５１に書き込む。

そして制御部５０は、音楽再生ロボット装置１０が、クレードル４６から外されたことを認識すると、上述した前方距離センサ２８、左側距離センサ２９及び右側距離センサ３０からなる検知部５２より、前方距離センサ２８が検知したユーザまでの距離、左側距離センサ２９が検知したユーザまでの距離、及び右側距離センサ３０が検知したユーザまでの距離を示す距離情報ＤＩを取得する。

そして制御部５０は、この距離情報ＤＩから、前方距離センサ２８が検知したユーザまでの距離、左側距離センサ２９が検知したユーザまでの距離、及び右側距離センサ３０が検知したユーザまでの距離を認識し、これら３つの距離をもとに、楕円体状筐体１１からユーザまでの距離、及び楕円体状筐体１１の正面側から見たユーザの方向を算出するようになされている。実際上、制御部５０は、例えば、図１２に示すように、前方距離センサ２８の位置を中心としてこの前方距離センサ２８が検知したユーザまでの距離を半径とする球と、左側距離センサ２９の位置を中心としてこの左側距離センサ２９が検知したユーザまでの距離を半径とする球と、右側距離センサ３０の位置を中心としてこの右側距離センサ３０が検知したユーザまでの距離を半径とする球との交点を算出することにより、楕円体状筐体１１からユーザまでの距離、及び楕円体状筐体１１の正面側から見たユーザの方向を特定するようになされている。

このようにして、ユーザまでの距離、及び正面側から見たユーザの方向を特定した制御部５０は、まず正面側から見たユーザの方向に応じて車輪駆動部５３を制御することにより、左側車輪１２及び右側車輪１３を互いに逆方向に回転させて、正面がユーザに対向するようにその場で楕円体状筐体１１の向きを変える。さらに制御部５０は、ユーザまでの距離に応じて車輪駆動部５３を制御することにより、ユーザとの距離が所定距離以内になるまで、左側車輪１２及び右側車輪１３を互いに同方向に回転させて前進する。

このように制御部５０は、検知部５２より取得した距離情報ＤＩに基づき、楕円体状筐体１１の正面をユーザに向けて、ユーザに近づくように楕円体状筐体１１を走行させる。以下、このように楕円体状筐体１１をユーザに近づくように走行させる動作状態を、制御部５０のユーザ追従モードと呼ぶ。

そして制御部５０は、ユーザと楕円体状筐体１１との距離が所定距離以内（例えば３０ｃｍ以内）になるまでユーザに近づくと、車輪駆動部５３を制御して左側車輪１２及び右側車輪１３の回転を停止させると共に、ユーザ追従モードから、ユーザによる命令入力を受け付ける命令入力モードに移行する。つまり、制御部５０は、この所定距離以内の範囲にユーザが存在する場合に、命令入力モードとなる。以下、この所定距離以内の範囲を命令入力可能範囲とも呼ぶ。

ここで、音楽再生ロボット装置１０による命令入力方法について詳しく説明する。この音楽再生ロボット装置１０では、楕円体状筐体１１周辺の空間で動かされる例えばユーザの手の動きを、前方距離センサ２８、左側距離センサ２９及び右側距離センサ３０の検知結果をもとに算出し、この手の動きに応じた命令入力を、非接触で受け付けるようになされている。

実際上、制御部５０は、検知部５２より所定時間間隔で距離情報ＤＩを取得し、この距離情報ＤＩに基づき、例えば、図１３（Ａ）に示すように、命令入力可能範囲内（例えば３０ｃｍ内）で、楕円体状筐体１１の正面側から見て右方向（すなわち左側筐体１５側）からユーザの手が近づくことにより、左側距離センサ３０で検知されるユーザの手までの距離が、所定の閾値以内（例えば１０ｃｍ以内）になったことを認識すると、このときユーザの手が、楕円体状筐体１１の左側筐体１５の近傍に位置していると判断して、このときの位置を、図１３（Ｂ）に示すように、楕円体状筐体１１の中心点Ｐ１を原点として直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）で表される三次元空間上の座標データとして、例えば記憶部５１に格納する。

この場合、Ｘ軸座標の符号が正であれば、ユーザの手が楕円体状筐体１１の正面側から見て左方向に位置し、Ｘ軸座標の符号が負であれば右方向、Ｙ軸座標の符号が正であれば上方向、Ｙ軸座標の符号が負であれば下方向、Ｚ軸座標の符号が正であれば前方、Ｚ軸座標の符号が負であれば後方に位置することを示す。

その後、例えば図１４（Ａ）に示すように、ユーザの手が、左側筐体１５から中央筐体１４への方向に動かされて、中央筐体１４に近づくことにより、前方距離センサ２８で検知されるユーザの手までの距離が、所定の閾値以内（例えば１０ｃｍ以内）になったことを認識すると、このときユーザの手が、中央筐体１４の近傍に移動したと判断して、このときの位置を、図１４（Ｂ）に示すように、座標データとして、記憶部５１に格納する。

さらに、例えば図１５（Ａ）に示すように、ユーザの手が、中央筐体１４から右側筐体１６への方向に動かされて、右側筐体１６に近づくことにより、右側距離センサ３０で検知されるユーザの手までの距離が、所定の閾値以内（例えば１０ｃｍ以内）になったことを認識すると、このときユーザの手が、右側筐体１６の近傍に移動したと判断して、このときの位置を、図１５（Ｂ）に示すように、座標データとして、記憶部５１に格納する。

また制御部５０は、記憶部５１に座標データを格納する毎に、１つ前に格納した座標データと、今回格納した座標データとの軌跡を算出して、この算出結果を示す軌跡データを記憶部５１に格納するようになされている。このようにして制御部５０は、例えば、ユーザの手が楕円体状筐体１１の正面側から見て右方向から左方向まで動かされたときの、ユーザの手の動きの軌跡を算出するようになされている。そして制御部５０は、このとき得られた軌跡データと、予め記憶部５１に記憶している、各命令に対応付けた軌跡データのパターンとを比較して、算出結果として得られた軌跡データが、例えば音楽再生命令に対応付けた軌跡データのパターンとほぼ一致すると、このときのユーザの手の動きが、音楽再生命令の入力に対応する動きであると判断して音楽再生命令を入力し、音楽データを再生する音楽再生モードに移行する。

音楽再生モードに移行した制御部５０は、記憶部５１（図１１）に記憶された音楽データを読み出し、この読み出した音楽データに対して音楽処理部５４でデジタルアナログ変換処理、増幅処理などの再生処理を施すことで音楽信号に変換し、この音楽信号に基づく音楽をスピーカ２２及び２７を介して出力する。

さらに、このとき制御部５０は、再生中の音楽データに基づく音楽の曲調（テンポや音程など）に同期するようにして楕円体状筐体１１の各部（すなわち左側車輪１２及び右側車輪１３、左側回転体１８及び右側回転体２３、左側開閉体２０及び右側開閉体２５、左側発光部２１及び右側発光部２６）を駆動させる。

つまり、制御部５０は、再生処理中の音楽データに対応する駆動情報ＩＮＦ２を記憶部５１から読み出し、この読み出した駆動情報ＩＮＦ２に基づいて、車輪駆動部５３、回転体駆動部５５、開閉体駆動部５６、左側発光部２１及び右側発光部２６を制御する。

この結果、車輪駆動部５３は、再生中の音楽データに基づく音楽の曲調に同期するようにして左側車輪１２及び右側車輪１３のそれぞれを回転させる。これにより制御部５０は、楕円体状筐体１１をスピーカ２２、２７から出力している音楽の曲調に同期するように走行させることができる。

また回転体駆動部５５は、制御部５０の制御のもと、再生中の音楽データに基づく音楽の曲調に同期するようにして左側回転体１８及び右側回転体２３のそれぞれを回転させる。これにより制御部５０は、スピーカ２２、２７から出力されている音楽の曲調に同期するように左側回転体１８及び右側回転体２３を中央筐体１４に対して回転させることができる。

さらに開閉体駆動部５６は、制御部５０の制御のもと、再生中の音楽データに基づく音楽の曲調に同期するようにして左側開閉体２０及び右側開閉体２５のそれぞれを開閉させる。これにより制御部５０は、スピーカ２２、２７から出力されている音楽の曲調に同期するように左側開閉体２０及び右側開閉体２５を開閉させることができる。

さらに左側発光部２１及び右側発光部２６のそれぞれは、制御部５０の制御のもと、再生中の音楽データに基づく音楽の曲調に同期するようにして種々の発光状態で発光する。これにより制御部５０は、スピーカ２２、２７から出力されている音楽の曲調に同期するように光を発することができる。

このようにして音楽再生ロボット装置１０は、音楽再生モード時、スピーカ２２、２７から出力している音楽に合わせて、あたかも踊っているかのように動き回ることができる。

（６）動作処理手順
ここで、上述した音楽再生ロボット装置１０の、ユーザ追従モードから音楽再生モードまでの動作処理の手順を、図１６に示すフローチャートを用いて説明する。ちなみに、この動作処理は、音楽再生ロボット装置１０の制御部５０が、記憶部５１などにインストールされたプログラムに従って実行するものである。

図１６に示すように、音楽再生ロボット装置１０の制御部５０は、例えば、楕円体状筐体１１がクレードル４６から外されると、動作処理手順ＲＴ１を開始してステップＳＰ１に移る。ステップＳＰ１において制御部５０は、ユーザ追従モードになると共に、検知部５２より距離状態ＤＩを取得して次のステップＳＰ２に移る。

ステップＳＰ２において制御部５０は、距離状態ＤＩに基づき、楕円体状筐体１１からユーザまでの距離、及び楕円体状筐体１１の正面側から見たユーザの存在する方向を算出して次のステップＳＰ３に移る。ステップＳＰ３において制御部５０は、楕円体状筐体１１の正面側から見たユーザの存在する方向をもとに、車輪駆動部５３を制御して、正面がユーザに対向するようにその場で楕円体状筐体１１の向きを変えて、次のステップＳＰ４に移る。

ステップＳＰ４において制御部５０は、ユーザまでの距離をもとに、ユーザの位置が命令入力可能範囲内であるか否かを判定する。ここで、例えば、ユーザの位置がこの命令入力可能範囲外であるとすると、制御部５０は、このステップＳＰ４で否定結果を得て、ステップＳＰ５に移る。ステップＳＰ５において制御部５０は、車輪駆動部５３を制御して、楕円体状筐体１１を前方（すなわちユーザの存在する方向）に向かって走行させ、所定時間経過（例えば０．５秒）すると、ステップＳＰ１に戻り、再度、距離情報ＤＩを取得する。

つまり制御部５０は、ユーザの位置が命令入力可能範囲内になるまで、所定時間間隔で距離情報ＤＩを取得して、この距離情報ＤＩに基づき、車輪駆動部５３をフィードバック制御することにより、ユーザに追従して楕円体状筐体１１をユーザに近づけるようになされている。これにより、音楽再生ロボット装置１０は、例えば、ユーザが移動している場合であっても、その移動を認識して、より正確にユーザに追従して近づくことができる。

そして制御部５０は、ユーザの位置が命令入力可能範囲内になるまで楕円体状筐体１１をユーザに近づけると、ステップＳＰ４で肯定結果を得て、ステップＳＰ６に移り、車輪駆動部５３を制御して左側車輪１２及び右側車輪１３を停止させると共に、ユーザ追従モードから命令入力モードに移行して、次のステップＳＰ７に移る。ちなみに、最初からユーザの位置が命令入力可能範囲内である場合、制御部５０は、上述のステップＳＰ２で楕円体状筐体１１の向きを変えるのみで、楕円体状筐体１１を走行させずに、ステップＳＰ４で肯定結果を得て、このステップＳＰ６を介してステップＳＰ７に移る。

ステップＳＰ７において制御部５０は、再び検知部５２より距離情報ＤＩを取得して、次のステップＳＰ８に移る。ステップＳＰ８において制御部５０は、上述したように、距離情報ＤＩに基づき、ユーザの動き（この場合、ユーザの手の動き）の軌跡を算出して、この算出結果である軌跡データを得、次のステップＳＰ９に移る。ステップＳＰ９において制御部５０は、算出結果として得られた軌跡データが、予め記憶部５１に記憶している、各命令に対応付けた軌跡データのパターンのうちのいずれかと一致するか否かを判定する。

このステップＳＰ９で否定結果を得ると、制御部５０はステップＳＰ７に戻り、再度、距離情報ＤＩを取得する。これに対してこのステップＳＰ９で肯定結果を得ると、このことは、ユーザの手の動きが、例えば音楽再生命令に対応する動きであることを表し、このとき制御部５０は、ステップＳＰ１０に移る。

ステップＳＰ１０において制御部５０は、ユーザの手の動きに対応する命令が例えば音楽再生命令であると決定して、次のステップＳＰ１１に移る。ステップＳＰ１１において制御部５０は、命令入力モードから音楽再生モードに移行し、音楽再生命令に応じて上述した音楽データの再生処理及び、再生する音楽データに合わせた各部の駆動処理を実行した後、終了ステップＳＰ１２に移り、この動作処理手順ＲＴ１を終了する。

このような動作処理手順ＲＴ１にしたがい、制御部５０は、ユーザ追従モードから命令入力モード、そして音楽再生モードへと遷移して、音楽再生ロボット装置１０の各部を動作させるようになされている。

（７）動作及び効果
以上の構成において音楽再生ロボット装置１０の制御部５０は、楕円体状筐体１１の中央筐体１４上部前方寄りに設けられた前方距離センサ２８、楕円体状筐体１１の左側筐体１５上部に設けられた左側距離センサ２９、及び楕円体状筐体１１の右側筐体１６上部に設けられた右側距離センサ３０のそれぞれが検知したユーザまでの距離を示す距離情報ＤＩを検知部５２から取得する。

ここで、本実施の形態では、前方距離センサ２８、左側距離センサ２９及び右側距離センサ３０として、準静電界センサを用いるようにした。この準静電界センサは、図５にも示したように、無指向性の距離センサであるため、センサから見て、ユーザの位置がどの方向にあろうとも、センサ周辺の空間上に存在するユーザまでの距離を検知することができる。そして、このような無指向性の距離センサでなる３つの前方距離センサ２８、左側距離センサ２９及び右側距離センサ３０を楕円体状筐体１１の異なる位置に設けることで、図１２にも示したように、これら３つの前方距離センサ２８、左側距離センサ２９及び右側距離センサ３０のそれぞれが検知したユーザまでの距離を表す３つの球の交点より、ユーザの位置（すなわち距離及び方向）を特定することが可能となる。

つまり制御部５０は、検知部５２より取得した距離情報ＤＩに基づいて、楕円体状筐体１１からユーザまでの距離、及び楕円体状筐体１１の正面側から見たユーザの方向を算出することにより、楕円体状筐体１１からユーザまでの距離のみならず、楕円体状筐体１１の正面側から見たユーザの方向までも認識することができる

さらに準静電界センサでは、対象物体による電位変化量が、対象物体の有する比誘電率毎に異なるという準静電界の性質を利用することで、この電位変化量に基づき、センサ周辺に存在する対象物体のうちの人体（すなわちユーザ）を特定することができる。よって本実施の形態では、準静電界センサを用いることにより、人体以外の対象物体を誤検知することを防止して、より確実に人体までの距離を検知することができる。

さらに制御部５０は、認識したユーザの方向に応じて、車輪駆動部５３を制御することにより、楕円体状筐体１１の正面がユーザに対向するように楕円体状筐体１１の向きを変える。これにより音楽再生ロボット装置１０は、ユーザ自身が楕円体状筐体１１の正面側に移動する、あるいはユーザに楕円体状筐体１１の向きを変えさせるなどの手間をかけさせることなく、使用時の前提となる向き（この場合、楕円体状筐体１１の正面をユーザに対向させた向き）で、ユーザに使用させることができる。

さらに制御部５０は、楕円体状筐体１１の正面をユーザの方向に向けた後、認識したユーザまでの距離に応じて、ユーザの位置が命令入力可能範囲内になるまで、車輪駆動部５３を制御して楕円体状筐体１１を走行させてユーザに近づき、ユーザの位置が命令入力可能範囲内になると、楕円体状筐体１１の走行を停止させて、ユーザからの命令入力を待ち受ける。これにより音楽再生ロボット装置１０は、ユーザ自身が命令入力のためにわざわざ音楽再生ロボット装置１０に近づかなくても、自動的に命令入力可能範囲に移動して、ユーザに命令入力させることができる。

さらに制御部５０は、命令入力の待ち受け時、検知部５２から距離情報ＤＩを所定時間間隔毎に取得して、この連続的に取得した距離情報ＤＩに基づき、楕円体状筐体１１周辺で動かされるユーザの手の軌跡を算出する。そして制御部５０は、このとき得られた軌跡データと、予め記憶部５１に記憶している、各命令に対応付けた軌跡データのパターンとを比較して、算出結果として得られた軌跡データが、例えば音楽再生命令に対応付けた軌跡データのパターンとほぼ一致すると、このときのユーザの手の動きが、音楽再生命令の入力に対応する動きであると判断して音楽再生命令を入力する。これにより音楽再生ロボット装置１０は、操作ボタンなどのような接触型の入力部を楕円体状筐体１１に設けることなく、命令の数に応じた数の軌跡のパターンを予め設定しておくだけで、ユーザの手の動きに応じた複数の命令を非接触で入力することができる。

またこのときの楕円体状筐体１１の向きが、常にその正面をユーザに向けた向きであることにより、音楽再生ロボット装置１０は、ユーザから見た楕円体状筐体１１の向きを常に同じ向きにすることができ、この結果、ユーザから見た手の動きと命令の入力との対応を常に同じにして、容易に命令を入力させることができる。つまり音楽再生ロボット装置１０は、命令入力時、この命令入力時の前提となる向きで、ユーザに命令入力させることができる。

以上の構成によれば、この音楽再生ロボット装置１０は、楕円体状筐体１１の異なる位置に設けられた前方距離センサ２８、左側距離センサ２９及び右側距離センサ３０のそれぞれが検知したユーザまでの距離に基づき、対象物体である例えばユーザが存在する方向を算出して、その方向に応じた向きになるように、楕円体状筐体１１の向きを変えるようにしたことにより、ユーザ自身が移動する、あるいはユーザに楕円体状筐体１１の向きを変えさせるなどの手間をかけさせることなく、ユーザが存在する方向に応じた向き、つまり使用時の前提となる向きで、音楽再生ロボット装置１０をユーザに使用させることができるので、従来と比して一段と使い勝手を向上させ得る電子機器及びその制御方法を実現できる。

（８）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、音楽再生ロボット装置１０が、楕円体状筐体１１の正面側から見たユーザの方向を認識すると、まず楕円体状筐体１１の正面がユーザに対向するようにその場で楕円体状筐体１１の向きを変え、その後ユーザまでの距離が命令可能範囲内になるまで楕円体状筐体１１を走行させてユーザに近づくようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図１７に示すように、例えば、楕円体状筐体１１の正面側から見て右斜め前方にユーザが存在する場合に、その場で向きを変えるのではなく、右斜め前方に走行しながら旋回することで、楕円体状筐体１１の正面をユーザに対向させると共にユーザに近づくようにしてもよい。このようにすれば、その場では回転できないような例えば４輪の駆動機構部を有する音楽再生ロボット装置でも、上述した２輪の音楽再生ロボット装置１０と同様の効果を得ることができるようになる。つまり、音楽再生ロボット装置１０は、その場で向きを変え得る２輪以外の駆動機構部を有していてもよい。ちなみに駆動機構部とは、例えば音楽再生ロボット装置１０の左側車輪１２、右側車輪１３及び車輪駆動部５３である。

また上述の実施の形態においては、音楽再生モード時、音声出力部としてのスピーカ２２及び２７から音楽を出力すると共に、左側車輪１２及び右側車輪１３、左側回転体１８及び右側回転体２３、左側開閉体２０及び右側開閉体２５、左側発光部２１及び右側発光部２６を駆動させて、再生中の音楽に合わせて動き回るようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、音楽再生モード時、左側車輪１２及び右側車輪１３の駆動を停止させてその場に静止すると共に、このとき楕円体状筐体１１の正面側に位置するユーザに対して、スピーカ２２及び２７の振動板の前面が対向するように、左側回転体１８及び右側回転体２３を回転させると共に、左側開閉体２０及び右側開閉体２５を開閉させるようにしてもよい。このようにすれば、ユーザに対して、常にスピーカ２２及び２７の振動板の前面を向けた状態で、このスピーカ２２及び２７から音楽を出力することができるので、ユーザ自身が移動する、あるいはユーザに楕円体状筐体１１の向きを変えさせるなどの手間をかけさせることなく、ユーザに対して常に良好な聴取位置から音楽を聴取させることができる。

さらに上述の実施の形態においては、自走可能な音楽再生ロボット装置１０に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば楕円体状筐体１１の正面に液晶ディスプレイなどでなる映像出力部としての表示部を設けた自走可能な映像再生ロボット装置１０、首振り可能な据え置き型ディスプレイ装置、首振り可能な据え置き型スピーカ装置など、種々の電子機器に本発明を適用するようにしてもよい。ここで、例えば首振り可能な据え置き型ディスプレイ装置に本発明を適用した場合、この据え置き型ディスプレイ装置自身が、ユーザに近づくことはできないものの、ユーザの方向を認識して、ユーザの方向に表示面が向くように首振りすることで、常に良好な視聴方向から映像を視聴させることができる。

さらに上述の実施の形態においては、非接触で命令を入力し得る音楽再生ロボット装置１０に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば非接触で命令を入力し得るリモートコントローラに本発明を適用するようにしてもよい。この場合、音楽再生ロボット装置１０の内部に、制御部５０により制御される、外部機器と通信するための通信部を設け、ユーザの位置が命令入力可能範囲内になると、制御部５０は、楕円体状筐体１１の走行を停止させると共に、例えば、外部機器の電源をオンする信号を、通信部を介して外部機器に送信したうえで、ユーザからの外部機器に対する命令入力を待ち受け、命令入力に応じた信号を通信部を介して外部機器に送信することで、リモートコントローラとして機能することができる。これにより、本発明を適用したリモートコントローラは、ユーザ自身が命令入力のためにわざわざ近づかなくても、あるいは所定の向きで持ち上げなくても、自動的に命令入力可能範囲に移動して、ユーザに非接触で命令入力させることができる。ちなみに、この場合の通信部で用いる通信方式としては、例えば、ＩｒＤＡ（登録商標）などの赤外線通信方式やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＨｏｍｅＲＦ（登録商標）などの無線通信方式を用いればよい。

さらに上述の実施の形態においては、命令入力の一例として、楕円体状筐体１１近傍の空間上でユーザが、楕円体状筐体１１の左側筐体１５側から右側筐体１６側へ、すなわちユーザから見て左から右へ手を動かすことにより、音楽再生ロボット装置１０に対して、この手の動きに対応する命令である音楽再生命令が入力されるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、ユーザが右から左へ手を動かしたパターンの軌跡データ、ユーザが前から後ろへ手を動かしたパターンの軌跡データ、ユーザが後ろから前へ手を動かしたパターンの軌跡データ、ユーザが下から上へ手を動かしたパターンの軌跡データなどを予め記憶部５１に記憶すると共に、これら複数パターンの軌跡データのそれぞれに対して、音楽データの早送り命令、巻き戻し命令、音量の上げ命令、下げ命令などを対応付けて、これらの命令が入力されるようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態においては、楕円体状筐体１１の中央筐体１４上部前方寄りに前方距離センサ２８を設け、左側筐体１５上部に左側距離センサ２９を設け、右側筐体１６上部に右側距離センサ３０を設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、中央筐体１４内中心部後方寄りと、左側筐体１５内中心部、右側筐体１６内中心部のそれぞれに距離センサを設けるようにしてもよい。つまり、本発明では、ユーザの位置が算出できるのであれば、距離センサの位置を上述の実施の形態で示した位置から変えてもよい。

さらに上述の実施の形態においては、前方距離センサ２８、左側距離センサ２９及び右側距離センサ３０として、準静電界センサを用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばＰＳＤ（Position Sensing Device）や超音波センサなどの距離センサを、準静電界センサに換えて用いるようにしてもよいし、これら種々の距離センサを組み合わせて用いるようにしてもよい。くわえて、所定方向に存在するユーザまでの距離を検知する距離センサ（例えば赤外線センサなど）を用いるようにしてもよい。この場合、楕円体状筐体１１表面のほぼ全面に、それぞれが異なる方向に存在するユーザまでの距離を検知する複数（例えば数十〜数百個）の距離センサを設けることで、楕円体状筐体１１周辺の空間上に存在するユーザの位置を特定することができる。

さらに上述の実施の形態においては、楕円体状筐体１１の異なる位置に距離センサを３つ設けた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば３つ以上の距離センサを設けてもよい。実際上、距離センサの数を多くすれば、例えば命令入力時のユーザの手の動きをより細かく認識することができるようになるので、より細かい手の動きを命令入力と対応付けることができるようになる。

さらに上述の実施の形態においては、略楕円体状の楕円体状筐体１１を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の形状を有する筐体を用いるようにしてもよい。

さらに上述した実施の形態においては、音楽再生ロボット装置１０を、制御部５０、記憶部５１、検知部５２、車輪駆動部５３、音楽処理部５４、回転体駆動部５５、開閉体駆動部５６、スピーカ２２及び２７、発光部２１及び２６で構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、同様の機能を有するのであれば、この他種々の構成で、音楽再生ロボット装置１０を構成するようにしてもよい。

ちなみに、図１及び図２に示した電子機器１は、図６、図７及び図１１に示した音楽再生ロボット装置１０に相当し、電子機器１の本体部２（図１）は、音楽再生ロボット装置１０の楕円体状筐体１１（図６）に相当し、距離センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３（図１）は、前方距離センサ２８、左側距離センサ２９、右側距離センサ３０（図６）に相当し、駆動機構部３（図２）は、左側車輪１２、右側車輪１３（図６）、車輪駆動部５３（図１１）に相当し、検知部４（図２）は、検知部５２（図１１）に相当し、算出部５、制御部６（図２）は、制御部５０（図１１）に相当するものである。

さらに上述の実施の形態においては、音楽再生ロボット装置１０にインストールされたプログラムに従って、制御部５０が上述した動作処理をソフトウェア的に実行する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この動作処理を実行するための専用回路を音楽再生ロボット装置１０に設け、この回路によりこの動作処理をハードウェア的に実行するようにしても良い。またこの処理を実行するためのプログラムをＣＤなどの記録媒体に記録しておくようにしても良い。

本発明は、所定の向きで使用されることを前提とする電子機器で広く利用できる。

電子機器の概要（外観構成）を示す略線図である。 電子機器の概要（回路構成）を示す略線図である。 距離に応じた各電界の相対的な強度変化（１）を示すグラフである。 距離に応じた各電界の相対的な強度変化（２）を示すグラフである。 準静電界での距離と周波数との関係を示す略線図である。 音楽再生ロボット装置の外観構成（１）を示す略線図である。 音楽再生ロボット装置の外観構成（２）を示す略線図である。 音楽再生ロボット装置の動きを示す略線図である。 音楽データ転送システムの構成を示す略線図である。 音楽解析結果情報及び駆動情報を示す略線図である。 音楽再生ロボット装置の回路構成を示すブロック図である。 ユーザ位置の算出の説明に供する略線図である。 ユーザの手の動きの認識（１）の説明に供する略線図である。 ユーザの手の動きの認識（２）の説明に供する略線図である。 ユーザの手の動きの認識（３）の説明に供する略線図である。 音楽再生ロボット装置の動作処理手順を示すフローチャートである。 他の実施の形態による楕円体状筐体の向き変えの説明に供する略線図である。

符号の説明

１……電子機器、２……本体部、３……駆動機構部、４……検知部、５……算出部、６、５０……制御部、１０……音楽再生ロボット装置、１１……楕円体状筐体、１２……左側車輪、１３……右側車輪、１４……中央筐体、１５……左側筐体、１６……右側筐体、１８……左側回転体、２０……左側開閉体、２２、２７……スピーカ、２３……右側回転体、２５……右側開閉体、２８……前方距離センサ、２９……左側距離センサ、３０……右側距離センサ、５１……記憶部、５２……検知部、５３……車輪駆動部、５４……音楽処理部、５５……回転体駆動部、５６……開閉体駆動部、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３……距離センサ。

Claims (9)

1. 本体部と、
   上記本体部を動かす駆動機構部と、
   上記本体部に設けられ、空間上に存在する対象物体までの距離を検知可能な複数のセンサからなる検知部と、
   上記検知部の検知結果に基づいて、上記対象物体の方向を算出する算出部と、
   上記算出部の算出結果に応じて、上記本体部の向きを変えるように上記駆動機構部を制御する制御部と
   を具えることを特徴とする電子機器。
2. 上記算出部は、
   上記検知部の検知結果に基づいて、上記対象物体の方向及び当該対象物体までの距離を算出し、
   上記制御部は、
   上記算出部の算出結果に応じて、上記本体部の向きを変えて、当該本体部が上記対象物体に近づくように上記駆動機構部を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 外部機器と通信する通信部を具え、
   上記制御部は、
   上記算出部の算出結果に応じて、上記本体部の向きを変えて、当該本体部が上記対象物体に近づくように上記駆動機構部を制御すると共に、上記外部機器と通信するように上記通信部を制御する
   ことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
4. 上記制御部は、
   上記算出部で算出される上記対象物体までの距離が所定距離以内になるまで上記本体部を当該対象物体に近づけると、上記駆動機構部の駆動を停止させる
   ことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
5. 上記センサは、準静電界センサでなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
6. 上記検知部は、上記対象物体までの距離を検知可能な３つのセンサからなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
7. 本体部に設けられた音声出力部を具え、
   上記制御部は、
   上記算出部の算出結果に応じて、上記音声出力部の放音面を上記対象物体に向けるように、上記本体部の向きを変える
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
8. 本体部に設けられた映像出力部を具え、
   上記制御部は、
   上記算出部の算出結果に応じて、上記映像出力部の表示面を上記対象物体に向けるように、上記本体部の向きを変える
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
9. 本体部に設けられ、空間上に存在する対象物体までの距離を検知可能な複数のセンサのそれぞれから、当該対象物体までの距離を検知する検知ステップと、
   上記検知ステップでの検知結果に基づいて、上記対象物体の方向を算出する算出ステップと、
   上記算出ステップでの算出結果に応じて、上記本体部の向きを変えるように上記本体部を動かす駆動機構部を制御する制御ステップと
   を具えることを特徴とする電子機器の制御方法。

Images