JP6454748B2 - ユーザの存否を認定する方法、デバイスの制御方法および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器を利用するユーザの存否を認定する技術に関し、さらには、ユーザの存否に基づいてデバイスの動作を制御する技術に関する。

ラップトップ型のパーソナル・コンピュータ（ラップトップ）やスマートフォンはタッチスクリーンを備えている。ユーザがタッチ操作をしない場合は、アイドル時間を検出したシステムがタッチスクリーンの表示を停止して消費電力を低減することが一般的である。特許文献１は、周辺領域の明度情報および距離情報に基づいて、液晶ディスプレイのバックライトの発光を制御する自動調光システムを開示する。同文献には、自動調光システムが液晶ディスプレイの周囲の照度を検出する照度センサと、映像機器と使用者の距離を検出する近接センサを含み、照度と距離でバックライトの発光量を制御するとともに、使用者との距離に応じてバックライトをオフにすることを記載する。

特許文献２は、環境光センサを利用して、電子デバイスを利用する人間の存在を検出する発明を開示する。同文献は、人間の手を光センサ上にかざして、光センサを周辺光から遮蔽したり、遮蔽を取り除いたりすることにより特定の光のパターンを形成させる存在アクション・シーケンスを利用して、人間の存在または不存在に関する確信レベルを上げることを記載する。

特許文献３は、省電力化を図るためにタスクの制御をするタスク制御装置を開示する。同文献にはタスク制御部が、指定された時刻の変更を許さないように設定された第１のタスクについては、当該実行時刻に実行する一方、指定された時刻の変更を許すように設定された第２のタスクについては、第１のタスクの実行時刻とは異なる時刻に、第２のタスク同士をまとめて実行することを記載する。特許文献４は、温度が上昇したときにプロセッサのパフォーマンスを低下させる発明を開示する。

特開２０１０−２２４０７５号公報 特開２０１１−１８３２０号公報 特開２０１４−２９６６２号公報 特開２０１６−２１２７１７号公報

携帯式電子機器は、タッチスクリーンに所定の時間以内にタッチ操作を繰り返している限り、画面が消えないようになっているが、机の上にタッチスクリーンを上向きにし、あるいは、壁に立てかけて閲覧だけをするブラウジング・モードでは、オフタイマーがタイムアップするとシステムは画面を消して消費電力の低減を図る。

ブラウジング・モードでもストリーミング・データを表示する場合はオフタイマーの動作が停止するためタッチスクリーンが自動的に消えることはないが、静止画像を表示する場合はオフタイマーが動作して意図しないタイミングで画面が消えることがある。たとえば、タッチスクリーンにマニュアルを表示しながら装置の分解作業をするような場合は、ユーザはタッチ操作ができないので画面が消える。ユーザはあらかじめオフタイマーの動作を停止したり動作時間を延長したりして対処することになるが、操作が面倒で、設定変更の復帰を忘れるとバッテリィが消耗して使用できなくなるなどの問題を生じさせる。

また、コンピュータを起動した直後に、実行のタイミングがスケジュールされたスケジュール・タスク（バックグランド・タスク）が自動的に実行される場合がある。スケジュール・タスクは、通常、ＣＰＵにとって大きな負荷になるため、ＣＰＵの温度が上昇する。結果として、筐体の内部に設けた放熱ファンが高速度で回転して、周囲に耳障りな騒音をもたらす。

本発明は、以下のいずれかまたは複数の要素を提供することを目的とする。本発明の目的は、電子機器がデバイスの動作を制御する方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、電子機器がユーザまでの距離を推定する方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、電子機器がユーザの存否を認定する方法を提供することにある。さらに本発明の目的はそのような方法を実現する電子機器を提供することにある。

本発明の第１の態様は、電子機器がデバイスを制御する方法を提供する。電子機器の周辺の環境光を検出し、環境光の強さの変化がもたらす周波数成分から電子機器を使用するユーザの存否を認定し、ユーザの存否の認定に応じてデバイスの動作を制御する。デバイスは一例においてディスプレイとすることができる。ユーザの存否の認定は、環境光の周波数スペクトルのパターンに基づいて行うことができる。

本発明の第２の態様は、電子機器がユーザの存否を認定する方法を提供する。電子機器の周辺の環境光の強さの変化がもたらす周波数スペクトルとユーザの存否を関連付けた認定情報を用意し、環境光を検出し、検出した環境光の周波数スペクトルと認定情報に基づいてユーザの存否を認定する。本発明の第３の態様は、電子機器がユーザまでの距離を推定する方法を提供する。基準距離と電子機器の周辺の環境光の強さの変化がもたらす周波数スペクトルの大きさを関連付けた推定情報を用意し、環境光を検出し、検出した環境光の周波数スペクトルと推定情報に基づいてユーザまでの距離を推定する。

本発明の第４の態様は、電子機器がデバイスを制御する方法を提供する。電子機器の周辺の環境光を検出し、環境光の色相を特定して電子機器を使用するユーザの存否を認定し、ユーザの存否の認定に応じてデバイスの動作を制御する。本発明の第５の態様は、電子機器がユーザの存否を認定する方法を提供する。電子機器の周辺の環境光の色相とユーザの存否を関連付けた認定情報を用意し、環境光の色相を特定し、特定した色相と認定情報に基づいてユーザの存否を認定する。

本発明により、以下のいずれかまたは複数の効果を奏することができた。本発明により、電子機器がデバイスの動作を制御する方法を提供することができた。さらに本発明により、電子機器がユーザまでの距離を推定する方法を提供することができた。さらに本発明により、電子機器がユーザの存否を認定する方法を提供することができた。さらに本発明によりそのような方法を実現する電子機器を提供することができた。

電子機器の一例であるタブレット端末１０１の外形を示す図である。 照明信号から、ユーザの存否を認定する方法を説明するための図である。 タブレット端末１０１からユーザまでの距離を推定する方法を説明するための図である。 タブレット端末１０１が搭載するディスプレイ制御システム３００の概要を示す機能ブロック図である。 ディスプレイ制御システム３００の動作を示すフローチャートである。 周波数解析部３１１が周波数スペクトルを生成するときの様子を説明するための図である。 図５のブロック４１１〜４１７の手順の一例を説明するためのフローチャートである。 図５のブロック４１１〜４１５の手順の一例を説明するためのフローチャートである。 図５のブロック４１１〜４１５の他の手順を説明するためのフローチャートである。 タブレット端末１０１が搭載するディスプレイ制御システム９００の概要を示す機能ブロック図である。 ユーザ存否の認定方法を適用した他の例を説明するための機能ブロック図である。 ＣＰＵ１００１ｃの温度監視制御機能を設定する手順を説明するためのフローチャートである。 タスクを実行するタイミングを制御する手順を説明するためのフローチャートである。

[電子機器]
図１は、本実施の形態にかかる電子機器の一例であるタブレット端末１０１の外形を示す図である。タブレット端末１０１は、筐体にタッチスクリーン１０３を収納し縁枠に照明センサ１０５を配置している。タッチスクリーン１０３は、タッチパネルとディスプレイで構成する。なお、タブレット端末１０１からは、本発明の理解に必要のない要素は省略している。照明センサ１０５は、タブレット端末１０１の周辺の環境光の光量を電圧や電流などの照明信号に変換して出力する。環境光は、照明器具が放射する光や太陽光に相当する。

照明センサ１０５は、環境の明るさに応じてディスプレイの輝度を調整するためにコンピュータが搭載する環境照明センサ（ＡＬＳ）とすることもできる。照明センサ１０５は、入射した光量に応じた電流を出力するフォトダイオードを利用したタイプでもよい。照明信号は照度に該当する場合もあるがこれに限定する必要はなく、照明センサ１０５に入射する光量の強さに対応する物理量であればよい。照明センサ１０５には、環境光が直接入射してもよいしフィルターを通して入射してもよい。

[照明信号の周波数分析]
図２は、照明信号から、ユーザの存否を認定する方法を説明するための図である。図２は照明センサ１０５が出力する照明信号をローパス・フィルタでフィルタリングしてから所定の評価時間でサンプリングして、周波数解析した結果を示している。環境光は、タブレット端末１０１の近辺に存在するユーザで反射して照明センサ１０５に入射する。

ユーザで反射して照明センサ１０５に入射する光の強さはユーザの動きに応じて変化する。本発明で対象にする照明信号の周波数は、照明信号の強さの変化がもたらす交流成分であり、光の波長に対応する周波数成分とは異なる。ローパス・フィルタのカットオフ周波数は、タブレット端末１０１が置かれる環境において発生するノイズの周波数成分を除去できる範囲に設定する。カットオフ周波数は、たとえば対象とするユーザが机上の作業をする場合のゆるやかな動きをする場合は一例で１０Ｈｚに選択することができる。

図２の各グラフの横軸は周波数で縦軸は周波数解析ツールの分解能に相当する極短い周波数幅に入る周波数スペクトルのパワーを示している。周波数スペクトルは、その性質上、０Ｈｚを中心にしてプラス側とマイナス側に対称になるように発生する。図２（Ａ）は、タブレット端末１０１の近辺にユーザが存在しないときの周波数パターン２０１を示す。放電管式の照明器具の光を検出した照明センサ１０５の出力が含む電源周波数の成分は、ローパス・フィルタで除去しているため、周波数スペクトルはほとんどが直流成分になり±０Ｈｚの近辺に集中する。

図２（Ｂ）は、タブレット端末１０１の近辺にユーザが存在するときの周波数パターン２０３を示す。環境光は動いているユーザで反射して照明センサ１０５に入射するため、周波数スペクトルはユーザの動きに応じて±０Ｈｚを中心にした狭い範囲に集中する。図２（Ｃ）は、環境光に対して照明センサ１０５が特別な位置関係にあるときの周波数パターン２０５を示す。周波数パターン２０５は周波数パターン２０１、２０３よりも広い範囲に存在するように発散している。

周波数パターン２０５は、タブレット端末１０１が机上に上向きに載置され、かつ、真上に蛍光灯が存在して照明センサ１０５に直接強い環境光が入射する場合のように特殊な条件下で発生する。周波数パターン２０５は、蛍光灯と照明センサの間にユーザまたは物体が存在して直射光の入射を抑制すれば発生しない。すなわち、発散した周波数パターン２０５と、ユーザの存否を関連付けることはできない。

周波数パターン２０１〜２０５からタブレット端末１０１を利用するユーザの存否を認定するために、周波数パターン２０１〜２０５に対してそれぞれ評価ウィンドウ２０２〜２０６で周波数帯を設定する。周波数スペクトルは±０Ｈｚを中心にして対称になるため、評価ウィンドウ２０２〜２０６は、±０Ｈｚを中心にした一方の片側だけに設けてもよいが、以下では、両側に設定する場合を例示して説明する。評価ウィンドウ２０２は、±０Ｈｚとみなせる極狭い範囲の周波数帯として設定する。ユーザが不存在のときの周波数パターンは、照明センサ１０５の特性により異なることがある。この場合評価ウィンドウ２０２が画定する周波数帯は、照明センサ１０５の特性に応じて設定してユーザの不存在を検出できるようにする。

周波数パターン２０３を構成する周波数スペクトルが集中する範囲は、ユーザが机上の作業をしている場合と運動している場合といったようにユーザの動きの速さによって異なる。評価ウィンドウ２０４は、一例で評価ウィンドウ２０２の外側と±３Ｈｚ程度の範囲の内側に設定することができる。評価ウィンドウ２０６は、評価ウィンドウ２０４の外側とローパス・フィルタのカットオフ周波数の内側の範囲に設定することができる。

[ユーザの存否の認定方法]
つぎに、評価ウィンドウ２０２〜２０４を利用してユーザの存否を認定する方法を説明する。周波数パターン２０１〜２０５のそれぞれにおいて、パワーが最大の周波数スペクトルを最大周波数スペクトルということにする。また周波数パターン２０１〜２０５のそれぞれに対して、パワーの閾値Ｐｔを設定する。閾値Ｐｔは、環境光の強さの影響をなくすために、最大周波数スペクトルのパワーに対する所定の割合で設定することができる。あるいは、周波数解析する直前の照明センサ１０５の出力に応じて設定することもできる。閾値Ｐｔは、環境光の強さに応じてダイナミックに変更することができる。変更のタイミングは、タブレット端末を起動したとき、スリープ状態から復帰したときまたは照明信号の変化が所定値を超えたときなどのタイミングで行うことができる。

認定システムは、評価ウィンドウ２０２が最大周波数スペクトル２０１ａを検出したときはユーザの不存在を認定することができる。システムは評価ウィンドウ２０４が最大周波数スペクトル２０３ａを検出したときはユーザの存在を認定することができる。システムは、評価ウィンドウ２０６が最大周波数スペクトル２０５ａを検出したときに、ユーザの存否の認定不能と判断することができる。

評価ウィンドウ２０２、２０４のいずれも最大周波数スペクトル２０１ａ、２０３ａを検出しない場合と、評価ウィンドウ２０６が最大周波数スペクトル２０５ａを検出した場合とは、いずれもユーザの存否を認定できない点で同じである。ただし、最大周波数スペクトル２０５ａを検出したときは、認定システムは正常に動作しているにもかかわらず、環境光の光源と照明センサ１０５の位置関係により認定できない場合であるが、評価ウィンドウ２０２、２０４のいずれも最大周波数スペクトル２０１ａ、２０３ａを検出しない場合は認定システムに異常が発生している場合も含む点で相違する。

認定システムは、最大周波数スペクトル２０１ａ〜２０５ａに代えて、評価ウィンドウ２０２〜２０６がそれぞれ含む連続する周波数スペクトルの集合２０１ｂ〜２０５ｂのパワーの合計からユーザの存否を認定することができる。たとえば認定システムは、すべての周波数スペクトルのパワーの合計に対して、評価ウィンドウ２０２が含む周波数スペクトルのパワーの合計が所定値を超えたときにユーザの不存在を認定することができる。連続する周波数スペクトルは、所定値未満の周波数で相互に隣接する周波数スペクトルとすることができる。

またシステムは、すべての周波数スペクトルのパワーの合計に対して、評価ウィンドウ２０４が含む周波数スペクトルのパワーの合計が所定値を超えたときにユーザの存在を認定し、評価ウィンドウ２０６が含む周波数スペクトルのパワーの合計が所定値を超えたときに認定不能と判断することができる。さらに認定不能の判断は、パワーが所定値以上の周波数スペクトルの分散または標準偏差などのバラツキを示す指標で行うこともできる。連続する周波数スペクトルに代えて、ピークが閾値Ｐｔより大きい周波数スペクトルだけを対象にして、評価ウィンドウ２０２〜２０６を適用することもできる。

図３は、タブレット端末１０１からユーザまでの距離を推定する方法を説明するための図である。図３（Ａ）はタブレット端末１０１からユーザまでの距離が７０ｃｍ以下といったように実際にタブレット端末１０１を使用している位置にユーザが存在するときの周波数パターン２０３を示し、図３（Ｂ）はタブレット端末１０１から遠い位置にユーザが存在するときの周波数パターン２０９を示している。

周波数パターン２０９の最大周波数スペクトル２０９ａのパワーＰｂは、周波数パターン２０３の最大周波数スペクトル２０３ａのパワーＰａよりも小さい。周波数スペクトルは、ユーザの距離にかかわらず動いているユーザで反射された光が生成しているため、このパワーＰａ、Ｐｂからユーザまでの距離を推定することができる。一例では、パワーＰａに対応するユーザまでの距離を基準距離とし、パワーＰａ、パワーＰｂおよび基準距離から周波数パターン２０９に対するユーザまでの距離を推定する。基準距離は、ユーザがタブレット端末１０１にタッチ操作をするときの標準的な距離とし、ユーザがタッチ操作をするタイミングで基準距離に対応するパワーＰａを計算することができる。

[ディスプレイ制御システム]
図４はタブレット端末１０１が搭載するディスプレイ制御システム３００の概要を示す機能ブロック図である。ディスプレイ制御システム３００は、照明センサ１０５、ローパス・フィルタ３０５、Ａ／Ｄ変換器３０７、バッファ３０９、周波数解析部３１１および制御部３１３を含む。ディスプレイ制御システム３００はさらに周知の上位システム３０１、省電力部３０３およびタッチスクリーン１０３を含む。

上位システム３０１、省電力部３０３、周波数分析部３１１および制御部３１３は、タブレット端末１０１を構成するＣＰＵ、システム・メモリおよびＩ／ＯデバイスなどのハードウェアとＯＳ、デバイス・ドライバ、およびアプリケーション・プログラムなどのソフトウェアで構成することができる。上位システム３０１は、ＣＰＵの使用率からアイドル状態を認識したときに省電力部３０３にアイドル・イベントを出力する。

上位システム３０１は、タッチスクリーン１０３に対するタッチ操作またはその他のＩ／Ｏデバイスからの入力を検出したときに、省電力部３０３にアクティブ・イベントを出力する。省電力部３０３は、アイドル・イベント受け取ったときにアイドル時間を計時するオフタイマーを有する。省電力部３０３は、アクティブ・イベントを受け取ったときに計時動作を停止する。省電力部３０３はオフタイマーがタイムアップしたときにタッチスクリーン１０３のディスプレイを停止する。

周波数解析部３１１は、バッファ３０９から取り出した固定長のデータ・ブロックから生成した周波数スペクトルを制御部３１３に出力する。周波数解析部３１１の構成は特に限定する必要はないが、たとえば、ＭＡＴＬＡＢというプログラミング言語で作成した数値解析のソフトウェアで実現することができる。

制御部３１３は、図２に示した評価ウィンドウ２０２〜２０４、閾値Ｐｔおよび周波数スペクトルからユーザの存否を認定するプログラムを含む。制御部３１３は、基準距離に対応する最大周波数スペクトルのパワーＰａ（図３）を保有する。制御部３１３は、タブレット端末１０１を利用するユーザの存在を認定したときに、オフタイマーをリセットするためのリセット・イベントを省電力部３０３に送る。リセット・イベントは、オフタイマーをリセットする点で、上位システム３０１が出力するアクティブ・イベントに相当する。

[動作手順]
図５は、ディスプレイ制御システム３００の動作を示すフローチャートである。ブロック４０１でタッチスクリーン１０３が動作している。ブロック４０３で、省電力部３０３が上位システム３０１のアイドル時間の計時を開始する。ブロック４０５で、照明センサ１０５が環境光を検出して照明信号を出力する。ブロック４０７で周波数解析部３１１が照明信号から周波数スペクトルを生成する。図６は、周波数解析部３１１が周波数スペクトルを生成するときの様子を説明するための図である。

ローパス・フィルタ３０５が出力する照明信号５０１は、Ａ／Ｄ変換器で評価時間ｔｅごとにデジタル化した固定長のデータ・ブロック５０３（Ａ、Ｂ、Ｃ・・・）に変換され、ＦＩＦＯ方式でバッファ３０９に格納される。１個のデータ・ブロック５０３を生成するための評価時間ｔｅは、有効に周波数解析できる時間以上に設定する必要があるが、長さはディスプレイ制御システム３００の応答性に支障がでない範囲で選択する。

ブロック４０７で周波数解析部３１１は、バッファ３０９から順番にデータ・ブロックを取り出して生成した周波数スペクトルを制御部３１３に出力する。各データ・ブロックの周波数分析のタイミングには、Δｔ（Δｔ＜ｔｅ）だけ時間遅れがある。ブロック４０９で上位システム３０１がアクティブ・イベントを生成したときはブロック４５１に移行する。ブロック４５１で省電力部３０３は、オフタイマーの計時動作をリセットする。

上位システム３０１がアクティブ・イベントを生成しないときは、ブロック４１１に移行し、オフタイマーの計時動作は進行する。ブロック４１１で制御部３１３は、ユーザの不存在を認定したときはブロック４０５に戻り、ユーザの不存在を認定しないときはブロック４１３に移行する。ブロック４１３で制御部３１３は、ユーザの存在を認定したときはブロック４１５に移行し、ユーザの存在を認定しないときはブロック４０５に戻る。

ブロック４１５で制御部３１３は、周波数パターンの発散を認定したときはブロック４０５に戻り、発散を認定しないときはブロック４１７に移行する。ブロック４１７で制御部３１３は、ディスプレイ制御システム３００の異常を認定したときはブロック４０５に戻り、異常を認定しないときはブロック４１９に移行する。ブロック４１９で制御部３１３は、パワーＰａ、Ｐｂ（図３）の大きさからユーザの距離を推定する。

制御部３１３は、ユーザが近距離に存在してタブレット端末１０１を使用していると推定したときはブロック４５１に移行し、距離が離れているためタブレット端末１０１を利用しない人間だと推定したときはブロック４２１に移行する。ブロック４５１で制御部４１３が省電力部３０３にリセット・イベントを送ると省電力部３０３は、オフタイマーの計時動作をリセットする。

したがって、タブレット端末１０１を使用していると推定できるユーザの存在を認定する限り、タッチ操作がなくてもディスプレイが停止することはないため、タブレット端末１０１をブラウジング・モードで使用する場合に都合がよい。また、省電力部３０３に対する設定を変更する必要がないため、制御部３１３がユーザの不存在を認定したときは、ディスプレイが停止する。

ブロック４２１で、制御部３１１から独立して動作する省電力部３０３は、オフタイマーがタイムアップしたときにブロック４２３でディスプレイを停止する。また、タイムアップするまではブロック４０５に戻る。ブロック４２３に到達するのは、ディスプレイ制御システム３００が、オフタイマーがタイムアップするまでタブレット端末１０１の近辺でのユーザの不存在を継続的に認定した場合である。

図７は、ブロック４１１からブロック４１７までの手順を詳細に説明するためのフローチャートである。ブロック６０１で制御部３１１は、データ・ブロック５０３の周波数パターンについて、最大周波数スペクトル２０１ａまたは周波数スペクトルの集合２０１ｂに対して評価ウィンドウ２０２を適用し、ユーザの不存在を認定したときはブロック６１３に移行し、不存在を認定しないときはブロック６０５に移行する。制御部３１１はブロック６１３に移行する時点でユーザの不存在を認定することができるが、この認定には第２種過誤（false positive）が存在する可能性がある。

このときブロック６１３で制御部３１３は、同じデータ・ブロックの周波数パターンについて、評価ウィンドウ２０４を適用する。制御部３１３は、ユーザの存在を認定したときはブロック６１５に移行し、存在を認定しないときはブロック６１７に移行する。ブロック６１７は、ブロック６０３でユーザの不存在を認定しかつブロック６１３でユーザの存在を認定しない状態であり、符合する結果を得た制御部３１３はこの時点でブロック６０３の認定を受け入れることができる。

ブロック６０３で発生する可能性のある過誤は、ブロック６１３で軽減される。ブロック６１５は、ブロック６０３でユーザの不存在を認定しかつブロック６１３でユーザの存在を認定した状態であり、矛盾する結果を得た制御部３１３はこの時点でユーザの認定不能と判断することができる。ブロック６０５で制御部３１３は、同じデータ・ブロックの周波数パターンについて評価ウィンドウ２０４を適用する。制御部３１３は、ユーザの存在を認定したときはブロック６１１に移行し、存在を認定しないときはブロック６０７に移行する。

制御部３１３は、ブロック６０３の結論だけに基づいてブロック６１１でユーザの存在を認定してもよいが、この認定には第２種過誤（false positive）が存在する。ブロック６０３でユーザの不存在を認定せず、かつブロック６０５でユーザの存在を認定した状態のときに、符合する結果を得た制御部３１３はブロック６０５の認定を受け入れることで過誤を軽減することができる。

ブロック６０７への移行は、ユーザの存在および不存在のいずれも認定しない状態に相当する。この場合は、ディスプレイ制御システム３００の異常または周波数スペクトルの発散のいずれかに相当する。制御部３１３は、同じデータ・ブロックの周波数パターンについて、評価ウィンドウ２０６を適用する。制御部３１３は、周波数スペクトルの発散を認定したときはブロック６１５に移行し、発散を認定しないときはブロック６０９に移行する。ブロック６０９への移行は、周波数パターン２０１〜２０５のいずれも認識しない状態であり、制御部３１３は、照明センサ１０５や周波数解析部３１１などが異常であると判断する。

図７では、評価時間ｔｅごとに生成したデータ・ブロック５０３に基づいてユーザの存否を認定したが、複数のデータ・ブロック５０３を対象にして認定するようにしてもよい。たとえば制御部３１３は、複数のデータ・ブロック５０３に対する認定の結果が一致する場合だけユーザの存在または不存在を認定し、矛盾する結果を示すデータ・ブロックを含む場合は認定不能と判断することができる。

図５のフローチャートで、各要素の手順の順番は一例を示したもので、同等の機能を実現することができる範囲で入れ替えや省略が可能である。たとえば、ブロック４１１〜４１７は任意の順番に入れ替えることができる。また、ブロック４０９の手順は、上位システム３０１が制御部３１３の動作から独立して実行するため、特定の順番に限定する必要はない。ブロック４１１、４１５、４１７、４１９、６０３、６１３、６０７、６０９、６１５の手順のすべてまたは一部は省略してもよい。

図８は、図５のブロック４１１〜４１５の手順の一例を説明するためのフローチャートである。周波数パターンが図２に示したように必ず３つのパターンのいずれかになると想定できる場合は、存在または不存在の一方の認定と、発散の認定から他方の認定をすることができる。図８は、不存在の認定と発散の認定を利用する例を示している。

ブロック７０３で制御部３１３が評価ウィンドウ２０６を利用して発散を認定したときはブロック７１１で認定不能と判断する。発散を認定しないときはブロック７０５に移行する。ブロック７０５で制御部３１３は、評価ウィンドウ２０２を利用して不存在を認定したときはブロック７０７に移行し、不存在を認定しないときはブロック７０９に移行する。制御部３１３はブロック７０７で不存在を認定し、ブロック７０９で存在を認定する。

図９は、図５のブロック４１１〜４１５の他の手順を説明するためのフローチャートである。図９の手順が図８の手順と異なるのは、存在の認定と発散の認定を利用する点である。図９の手順では、ブロック８０１で評価ウィンドウ２０２に代えて評価ウィンドウ２０４を利用して存在を認定する。

[他のディスプレイ制御システム]
図１０は、タブレット端末１０１が搭載するディスプレイ制御システム９００の概要を示す機能ブロック図である。図１０では、図４と同一の要素またはそれから容易に推測できる要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。カラー・センサ９０１は、入射した環境光から原色（赤、緑、青）のそれぞれの照明信号を生成して出力する。カラー・センサ９０１は、原色を生成する原理をとくに限定しないが、たとえば、赤、緑、青のフィルターとフォト・トランジスタで構成することができる。カラー分析部９０３は、原色の光の強さから計算した色相を出力する。制御部９０５は、環境光の色相から人間の肌の色を認識したときに、ユーザの存在を認定して省電力部３０３にリセット・イベントを出力する。

［ディスプレイ以外のデバイスへの適用例］
図１１ユーザ存否の認定方法を適用した他の例を説明するための機能ブロック図である。図１１は、電子機器の一例であるラップトップＰＣ１０００のハードウェアとソフトウェアの構成を示している。図１１には、本実施例を理解するために必要な要素だけを示している。ハードウェア１００１は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１００１ａ、システム・メモリ１００１ｂ、エンベデッド・コントローラ（ＥＣ）１００１ｃ、および放熱ファン１００１ｄを含んでいる。

ＣＰＵ１００１ａは、ＯＳ１００５、システム・ファームウェア１００３、およびアプリケーション１００７などを実行し、さらに温度を所定値以内に保つための温度監視制御機能を備えている。システム・ファームウェア１００３が温度監視制御機能をイネーブルに設定すると、ＣＰＵ１００１ａはコアの温度を監視し、負荷が多くなって温度が上昇したときに、動作周波数および動作電圧を低下させたり、間欠動作をしたりして温度を抑制するように動作する。一例において、インテル（登録商標）社は、温度監視制御機能をＴＣＣ（Thermal Control Circuit）に組み込んだＣＰＵを提供しているが、本発明には温度監視制御機能を提供する他のメーカのＣＰＵを採用することもできる。なお、温度監視制御機能に代えて、ＥＣ１００１ｃがＣＰＵ１００１ａの電圧および周波数またはいずれか一方を調整して、温度を制御するようにしてもよい。

ＥＣ１００１ｃは、ＣＰＵ１００１ａから独立してファームウェアを実行し、ラップトップＰＣ１０００の温度や電力を制御するマイクロ・コンピュータである。ＥＣ１００１ｃは、独自のサーマル・マネジメントに関するポリシーを保有しており、ＣＰＵ１００１ａを含む筐体内部の主要なコンポーネントや筐体表面の温度を監視して放熱ファン１００１ｄの回転速度を制御する。ＥＣ１００１ｃは、サーマル・マネジメントを実現するために、システム・ファームウェア１００３を通じてＣＰＵ１００１ａに温度監視制御機能を設定する。

放熱ファン１００１ｄは、必要に応じてヒートシンクを組み合わせて、温度の高い空気を筐体の外部に排気して放熱する。ＥＣ１００１ｃは、内部の温度に応じて放熱ファン１００１ｄの回転速度を変化させる。内部の温度が高いほど放熱ファン１００１ｄの回転速度が速くなって騒音が大きくなる。ＯＳ１００５は、タスクスケジューラ１００５ａ、ＡＰＩ１００５ｂ、およびタスクマネージャ１００５ｃなどを含んでいる。

タスクスケジューラ１００５ａは、設定された所定の時刻、曜日または時間間隔などでプログラム（タスク）を実行する機能を備える。タスクスケジューラ１００５ａが設定したタスクをスケジュール・タスクという。スケジュール・タスクは、プログラムのアップデートの要否のスキャン、ウィルス・チェック、およびシステム状態の検査などを行う。多くのスケジュール・タスクはインストール時に実行タイミングがタスクスケジューラ１００５ａに設定される。

タスクスケジューラ１００５ａは、多くのスケジュール・タスクをシステムがアイドル状態のときに実行するように登録する。また、タスクスケジューラ１００５ａは、実行の途中でシャットダウンされたり、設定された時刻で実行できなかったりしたスケジュール・タスクを次回の起動の直後のアイドル状態のときに実行することもある。ユーザは、タスクスケジューラ１００５ａにスケジュール・タスクの実行タイミングを設定できるが作業が煩雑でかつコンピュータの知識も必要になる。

ＡＰＩ１００５ｂは、アプリケーション１００７がＯＳ１００５のサービスを利用するための命令や関数を提供する。タスクマネージャ１００５ｃは、ＣＰＵ１００１ａの使用率を監視する。アプリケーション１００７は、サーマル・マネージャ１００７ａを含む。サーマル・マネージャ１００７ａは、ＯＳ１００５およびハードウェア１００１と協働してユーザの存否を認定する制御部３１３（図４）を構成する。

図１２は、放熱ファン１００１ｄによる騒音の問題を解消するために、ユーザの存否を認定してＣＰＵ１００１ａの温度監視制御機能を設定する手順を説明するためのフローチャートである。ＥＣ１００１ｃは、サーマル・マネジメント・ポリシーに基づいてＣＰＵ１００１ａの温度監視制御機能を設定し、さらに放熱ファン１００１ｄの回転速度を制御する。温度監視制御機能をイネーブルに設定するとＣＰＵ１００１ａの動作パフォーマンスが低下する。したがって、ＥＣ１００１ｃは、一例において、放熱ファン１００１ｄの回転速度が最大になるまで温度監視制御機能をディスエーブルに設定する。

ユーザ・タスクが実行されている場合は、発熱量が比較的小さく放熱ファン１００１ｄの回転速度が低いためユーザは騒音を感じないか、放熱ファン１００１ｄの回転速度が上昇してもユーザは使用に伴う正常な騒音だと感じる。所定の時間だけシステムのアイドル状態が継続すると、多くのスケジュール・タスクが実行されてＣＰＵ１００１ａの温度が上昇する。ＥＣ１００１ｃは、ＣＰＵ１００１ａを含む筐体内部の温度が上昇するとそれに応じて放熱ファン１００１ｄの回転速度を上昇させる。

ＥＣ１００１ｃは一例において、放熱ファン１００１ｄの回転速度が最大に到達してもさらに温度上昇が続く場合に、ＣＰＵ１００１ａの温度監視制御機能をイネーブルに設定する。温度監視制御機能がイネーブルに設定されると、やがてＣＰＵ１００１ａの発熱量が低下するため、ＥＣ１００１ｃは放熱ファン１００１ｄの回転速度を低下させる。このとき回転速度が低下するまで放熱ファン１００１ｄは最高速度で回転して騒音を発生する。ユーザは、ラップトップＰＣ１０００に何らアクセスしないでも騒音が発生することに違和感を覚える。

ブロック１１０１でブートが完了する。ブロック１１０３でサーマル・マネージャ１００７ａは、タスクマネージャ１００５ｃから取得したＣＰＵ使用率が所定値以下の状態をアイドル状態と認識する。サーマル・マネージャ１００７ａは、アイドル時間を計算し基準値と比較する。ブロック１１０４でユーザの入力やストリーミング・データの再生などのユーザ・タスクが実行されたときは、アイドル時間が基準値未満を維持する。このときシステムの動作状態によっては、放熱ファン１００１ｄの回転速度が上昇することもあるがラップトップＰＣ１０００の利用に伴うものであるため、ユーザは発生した騒音を想定範囲と考えることができる。アイドル時間が、基準値を超えたときに、ブロック１１０５に移行する。

アイドル時間の基準値は、スケジュール・タスクが自動的に実行されない値に選定している。ブロック１１０５でサーマル・マネージャ１００７ａは、図５から図９までの手順に基づいてユーザの存否を認定する。サーマル・マネージャ１００７ａは、ユーザが存在すると認定したときにブロック１１０７で温度監視制御機能をイネーブルに設定し、ユーザが存在しないと認定したときにブロック１１０９で温度監視制御機能をディスエーブルに設定する。

さらにアイドル時間が継続してブロック１１１０でスケジュール・タスクの実行条件が成立すると、ブロック１１１１でタスクスケジューラ１００５ａはスケジュール・タスクを実行する。ラップトップＰＣ１０００は、実行条件が成立するまでブロック１１０３に戻って動作を継続する。ＥＣ１００１ｃは、ＣＰＵ１００１ａおよびその他のデバイスの発熱量に応じて放熱ファン１００１ｄの回転速度を制御する。このとき所定のタスクを実行するＣＰＵ１００１ａは、ユーザが存在するときは低い動作パフォーマンスで動作するため発熱量は小さく、ユーザが存在しないときは高い動作パフォーマンスで動作するため発熱量が大きい。

その結果ユーザがラップトップＰＣ１０００のそばにいて、入力をしていないときには放熱ファン１００１ｄが低い回転速度で動作する。また、ユーザがラップトップＰＣのそばにいないときは高い回転速度で動作する。ブロック１１１３でスリープ状態またはパワー・オフ状態への移行操作が行われると、ブロック１１１５でその処理が行われる。パワー・オン状態を維持する限りブロック１１０３に戻り、ユーザの存否に基づいて温度監視制御機能が設定される。

図１３は、放熱ファン１００１ｄによる騒音の問題を解消するために、ユーザの存否を認定してスケジュール・タスクの実行のタイミングを制御する手順を説明するためのフローチャートである。ブロック１１５１でラップトップＰＣ１０００の起動が完了する。サーマル・マネージャ１００７ａはブロック１１５３で図５から図９までの手順に基づいてユーザの存否を認定する。

タスクマネージャ１００７ａは、ユーザが存在すると認定したときにブロック１１５５でタスク制御をイネーブルに設定し、ユーザが存在しないと認定したときにブロック１１５７でタスク制御をディスエーブルに設定する。タスク制御は、サーマル・マネージャ１００７ａが、スケジュール・タスクの実行タイミングを一時的に停止させるための処理をすることに相当する。サーマル・マネージャ１００７ａは、１つの方法として定期的に実行するダミー・プロセスを生成して、ＣＰＵ１００１ａがアイドル状態に遷移することを抑制する。

サーマル・マネージャ１００７ａは他の方法として、タスクスケジューラ１００５ａに登録されているスケジュール・タスクを停止する。したがって、タスクマネージャ１００７ａがタスク制御をイネーブルに設定している間は、スケジュール・タスクが実行されないため、負荷の大きなユーザ・タスクが実行されない限り、放熱ファン１００１ｄが高い回転速度で回転することはない。ブロック１１５９でアイドル時間が所定値を超えるとブロック１１６３でスケジュール・タスクが実行される。その結果放熱ファン１００１ｄは高い回転速度で動作するが、ユーザが近辺に存在しないため騒音の問題は生じない。

ブロック１１６５でスリープ状態またはパワー・オフ状態への移行操作が行われるまでラップトップＰＣ１０００はブロック１１５３に戻って動作する。タスク制御がイネーブルに設定されている時間が長いと、移行操作の時点で実行されないスケジュール・タスク（遅延タスク）が存在する。サーマル・マネージャ１００７ａは、ブロック１１６７でタスクスケジューラ１００５ａに問い合わせて遅延タスクの存在を認識したときにブロック１１６９でタスク制御をディスエーブルに設定し遅延タスクを実行してからブロック１１７１に移行する。

ユーザがラップトップＰＣを使用する前にスケジュール・タスクが実行されていると、ＣＰＵ１００１ａによるユーザ・タスクの処理が遅くなる。図１３の手順では、ユーザ・タスクとスケジュール・タスクの重複実行を避けることができる。ユーザが存在しているときはスケジュール・タスクの実行が抑制されるため、ラップトップＰＣ１０００を快適に利用することができる。ユーザの存否を認定する図１２のブロック１１０５および図１３のブロック１１５３の手順を実行するデバイスは、環境照明センサに限定する必要はなく、人感センサやＩＲカメラを利用することもできる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。たとえば本発明は制御の対象となるデバイスをディスプレイやプロセッサに限定する必要はない。

また、制御方法としてディスプレイの動作、ＣＰＵの温度監視制御機能、およびＯＳのタスク制御機能を例示したが、本発明はユーザが存在しないときにスリープ状態のような消費電力を低減する動作モードへ移行させることにも適用できる。またデバイス制御の目的を、ここに例示したものに限る必要はなく、ユーザの存否に関連付けることで制御することが有益な用途全般に適用することができる。

１０１ タブレット端末
１０５ 照明センサ
２０１、２０３、２０５ 周波数パターン
２０１ａ、２０３ａ、２０５ａ 最大周波数スペクトル
２０１ｂ、２０３ｂ、２０５ｂ 周波数スペクトルの集合
２０２、２０４、２０６ 評価ウィンドウ
３００ ディスプレイ制御システム
５０３ データ・ブロック
１０００ ラップトップＰＣ
１００１ ハードウェア
１００５ ＯＳ
１００７ アプリケーション

Claims (19)

1. 電子機器がデバイスを制御する方法であって、
   前記電子機器の周辺の環境光を検出するステップと、
   前記環境光の強さの変化がもたらす周波数成分から周波数スペクトルを生成するステップと、
   前記周波数スペクトルに対して設定した所定の周波数帯における特定の周波数スペクトルの存否から前記電子機器を使用するユーザの存否を認定するステップと、
   前記ユーザの存否の認定に応じて前記デバイスの動作を制御するステップと
   を有する方法。
2. 前記特定の周波数スペクトルが、前記生成した周波数スペクトルのなかでパワーが最大の周波数スペクトルである請求項１に記載の方法。
3. 前記特定の周波数スペクトルが、前記所定の周波数帯に含まれ、パワーの合計値が所定値以上の連続する周波数スペクトルの集合である請求項１に記載の方法。
4. 前記認定するステップが、前記特定の周波数スペクトルが０Ｈｚを含む第１の周波数帯に存在するときにユーザの不存在を認定する請求項１に記載の方法。
5. 前記認定するステップが、前記特定の周波数スペクトルが前記第１の周波数帯を超えかつ所定の周波数未満の第２の周波数帯に存在するときにユーザの存在を認定する請求項４に記載の方法。
6. 前記認定するステップが、前記特定の周波数スペクトルが前記第２の周波数帯以上の範囲に存在するときにユーザの存否の認定が不可能と判断する請求項５に記載の方法。
7. 前記特定の周波数スペクトルのパワーに基づいて前記電子機器からユーザまでの距離を推定するステップを有し、
   前記認定するステップが、ユーザまでの距離が所定値未満のときにユーザの存在を認定する請求項１に記載の方法。
8. 前記電子機器が中央演算処理装置と放熱ファンを備え、
   前記デバイスの動作を制御するステップが、ユーザの存在を認定したときに温度が上昇した前記中央演算処理装置の動作パフォーマンスを低下させる温度監視制御機能をイネーブルに設定するステップと、ユーザの不存在を認定したときに前記温度監視制御機能をディスエーブルに設定するステップを含む請求項１に記載の方法。
9. 前記電子機器が中央演算処理装置と放熱ファンを備え、
   前記デバイスの動作を制御するステップが、ユーザの存在を認定したときに前記中央演算処理装置によるスケジュール・タスクの実行を停止するステップを含む請求項１に記載の方法。
10. 前記実行を停止するステップが、前記中央演算処理装置がアイドル状態へ遷移することを防ぐステップを含む請求項９に記載の方法。
11. 電力を消費するデバイスと、
    前記デバイスの周辺の環境光を検出して照明信号を出力する光センサと、
    前記照明信号の強さの変化がもたらす周波数成分から周波数スペクトルを生成する周波数解析部と、
    前記周波数スペクトルに対して設定した所定の周波数帯の評価ウィンドウにおける特定の周波数スペクトルの存否からユーザの存否を認定して前記デバイスの動作を制御する制御部と
    を有する電子機器。
12. 前記評価ウィンドウが、前記特定の周波数スペクトルを含むときに、ユーザの不存在を認定する第１の周波数帯の評価ウィンドウとユーザの存在を認定する第２の周波数帯の評価ウィンドウを含む請求項１１に記載の電子機器。
13. 前記評価ウィンドウが、前記特定の周波数スペクトルを含むときに、ユーザの不存在を認定する第１の周波数帯の評価ウィンドウとユーザの存否を認定しない第３の周波数帯の評価ウィンドウを含む請求項１１に記載の電子機器。
14. 前記評価ウィンドウが、前記特定の周波数スペクトルを含むときに、ユーザの存在を認定する第２の周波数帯の評価ウィンドウとユーザの存否を認定しない第３の周波数帯の評価ウィンドウを含む請求項１１に記載の電子機器。
15. システムがアイドル状態に遷移している時間を計時し、前記アイドル状態が所定時間経過したときに前記デバイスを停止する省電力部を有し、
    前記制御部はユーザの存在を認定したときに前記省電力部の計時動作をリセットする請求項１１に記載の電子機器。
16. 前記デバイスが前記電子機器のディスプレイである請求項１１に記載の電子機器。
17. 前記デバイスが前記電子機器の中央演算処理装置である請求項１１に記載の電子機器。
18. 前記制御部がユーザの存否の認定に応じて中央演算処理装置に実行させるスケジュール・タスクの実行タイミングを制御する請求項１１に記載の電子機器。
19. 前記制御部が前記プロセッサにダミー・プロセスを実行させて前記スケジュール・タスクの実行タイミングを制御する請求項１８に記載の電子機器。

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