JP6470115B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、映像を表示する表示装置に関し、より詳細には表示面を動かすことのできる表示装置に関する。

従来から、映像（動画像および静止画像）を表示する装置として、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等の様々な表示装置が広く用いられている。従来の一般的な表示装置は、据え置き型であり、映像を表示する際に表示面が動かされることは想定していないが、例えば下記の特許文献１のように、情報表示装置を移動させる技術が知られている。また、映像を表示する装置ではないが、下記の特許文献２には、磁石が内面に配置された回転体を、同じく磁石が内面に配置された駆動体の上に配置し、磁力により駆動体上で回転体を回転させるディスプレイ装置が開示されている。

特開２００３−５０５５９号公報（２００３年２月２１日公開） 特開昭６１−１７７４８２号公報（１９８６年８月９日公開）

上述のように、映像表示中に表示面を動かすというのは、上記特許文献１のような技術を除けば通常行われない処理である。しかし、本発明の発明者らは、映像表示中の表示装置の表示面を動かすことよって、映像に様々な視覚効果を付与することができるのではないかとの着想を基に検討を重ねた。その結果、映像表示中の表示装置の表示面を動かすことよって、映像の内容に注目させる効果の他に、臨場感や立体感が生じる等の効果が得られるとの結論に至った。

例えば、スキーをしながら撮影を行うと共に、撮影時の時の撮影装置または撮影者の動きを加速度センサやジャイロセンサ等で記録しておき、記録した動きで表示面を動かしながら撮影映像を表示させた場合、視聴ユーザに臨場感や立体感を与えることができる。具体的には、視聴ユーザは、あたかも自分が動いている（この例ではスキーをしている）かのような臨場感を感じることができる。また、表示面の動きにより映像が表示される位置が３次元的に動くため、視聴ユーザは立体感を感じることができる。

しかしながら、上記特許文献１のようにロボットを用いて表示面を動かす構成では、ロボットの方の製造コストが表示装置の製造コストを大きく上回ることになる。このため、広く一般向けに製造する表示装置の表示面を動かす構成としてロボットを採用することは現実的ではない。また、上記特許文献２の技術では、磁石が内面に配置された駆動体の上に配置しなければ回転体を動かすことができない。つまり、表示装置の表示面を動かそうとした場合に、その設置場所が極めて限定されてしまう。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロボットや、表示装置の外部の駆動体を用いることなく表示面を動かすことができる表示装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る表示装置は、表示面を有する筐体を備えた表示装置であって、上記表示装置の重心の位置を移動させる動作機構を備え、上記筐体は、上記動作機構が重心の位置を移動させたときに転動する外形形状を有し、上記動作機構を駆動して上記筐体を転動させることにより上記表示面を動かす。

本発明の一態様によれば、ロボットや、表示装置の外部の駆動体を用いることなく表示面を動かすことができるという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る表示装置の備える動作機構を説明する図である。 上記表示装置の外観の一例を示す図である。 上記表示装置の外形形状の例を示す図である。 上記表示装置の筐体の形状に応じた表示面の可動範囲を説明する図である。 上記表示装置における映像に応じた表示面の動かし方の例を示す図である。 本発明の実施形態２に係る表示装置に対する入力操作検知面を用いた入力操作の一例を示す図である。 上記表示装置の内部構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態３に係る表示装置の重心の位置を変化させる動作機構の一例を示す図である。 本発明の実施形態４に係る表示装置の外観および動作機構を説明する図である。

〔実施形態１〕
図１〜図５に基づいて、本発明の実施形態１を説明する。まず、本実施形態に係る表示装置１の外観について図２を用いて説明する。図２は、表示装置１の外観の一例を示す図である。同図の（ａ）および（ｂ）に示す表示装置１は、球状の筐体３の一面が表示面１７となっている構成である。より詳細には、筐体３は、一部が欠けた球状であり、この欠けた部分が表示面１７となっている。表現を変えれば、球体の一部を平面で切り取った形状の筐体３の、切り取られた円形の平面部分が表示面１７である。さらに表現を変えれば、筐体３は、球体を割平面で分割して得られる立体（球欠）であり、割平面の部分が表示面１７となっている。

筐体３が球状であるため、表示装置１は筐体３の外縁部に沿って容易に転がり、これにより表示面１７の位置が変わる。詳細は後述するが、表示装置１は、この筐体３の形状を利用して、表示面１７を動かすことができ、また表示面１７が所望の位置となったときに、その位置で表示面１７の動きを止めることもできる。

なお、同図では、表示面１７の全面に映像を表示した例、すなわち表示面１７の直径と略等しい直径の円形の表示画面を有する表示部を表示面１７に設けた例を示しているが、必ずしも表示面１７の全面に映像を表示する必要はない。つまり、表示面１７に占める表示画面のサイズおよび形状は特に限定されない。例えば、矩形の表示画面を有する表示部を表示面１７に設けてもよい。広く普及している、矩形の表示画面を有する表示部を利用する場合、表示装置１を低コストで製造することが可能である。また、表示装置１の動作の妨げにならない範囲であれば、表示画面が表示面１７から部分的にはみ出しても構わない。

〔動作機構〕
続いて、表示装置１の表示面１７を動かすための動作機構について、図１に基づいて説明する。図１は、表示装置１の備える動作機構を説明する図である。同図の（ａ）および（ｂ）は、表示面１７に垂直で筐体３の中心（球面である筐体３の表面からの距離が等しい点）を通る平面における表示装置１の断面を示す図であり、同図の（ｃ）は動作機構の構成を示す斜視図である。なお、図１では図示を省略しているが、筐体３の内部には、動作機構１６以外にも該動作機構１６を動作させる電源や制御部等の各種構成が含まれている。また、同図の（ｃ）に波線で示す構成要素は、筐体３の内部に収容されている構成要素である。

図１の（ａ）〜（ｃ）に示すように、表示装置１の筐体３の内部には、動作機構１６が設けられている。そして、動作機構１６には、軸１６１、モータ１６２、支柱１６３、重り１６４、ガイドレール１６５が含まれている。なお、ガイドレール１６５は、同図の（ａ）（ｂ）では図示を省略している。また、以下では、表示面１７に垂直な軸をＺ軸、紙面に垂直な軸をＸ軸、Ｚ軸およびＸ軸に垂直な軸（同図（ａ）〜（ｃ）の状態における軸１６１と並行な軸）をＹ軸として説明を行う。

軸１６１は、モータ１６２を支持するものである。軸１６１は、直線状の支持体であり、その長手方向の中央部にモータ１６２が固定されている。より詳細には、軸１６１は、筐体３の中心を通るように設けられている。このため、軸１６１の長さは、球欠状である筐体３の直径に等しく、軸１６１の長手方向の中央部に取り付けられたモータ１６２の回転軸は、筐体３の中心に位置する。

モータ１６２は、上述のように、回転軸が筐体３の中心に位置するように軸１６１に固定されている。モータ１６２は、図示しない電源からの電力の供給を受けて駆動する。また、モータ１６２の回転軸には、支柱１６３が取り付けられており、モータ１６２を駆動することにより、上記回転軸を支点として、支柱１６３をＸ軸周りの何れの方向にも回転させることができるようになっている。

支柱１６３は、重り１６４を支持する直線状の支持体であり、その一端がモータ１６２の回転軸に接続されており、他端が重り１６４に接続されている。支柱１６３がモータ１６２によって回動されたときには、同図の（ｂ）に示すように、支柱１６３に指示される重り１６４の位置が変化する。そして、これにより表示装置１の重心の位置が変化して、筐体３が接地面に沿って転動し、表示面１７が動く。

重り１６４は、表示装置１の重心の位置を変化させるための重りである。上述のように、支柱１６３の一端に接続されており、支柱１６３の回動に伴って、重り１６４の筐体３の内部における位置が変化し、これにより表示装置１の重心の位置が変化するようになっている。

ガイドレール１６５は、軸１６１をＺ軸周りに回転させるためのものであり、表示面１７と平行に、筐体３の内壁に沿って配設されている。ガイドレール１６５には、軸１６１の両端部が当該ガイドレール１６５上を移動可能に接続される。そして、図示しないモータを駆動して、軸１６１の両端部をガイドレール１６５上で移動させることにより、軸１６１を、筐体３の中心を回転軸として、Ｚ軸周りの何れの方向にも回転させることができるようになっている。

次に、動作機構１６の動作についてより詳細に説明する。同図の（ａ）に示すように、モータ１６２を駆動して支柱１６３をＺ軸と並行になるように支持することにより、重り１６４を表示面１７の中央部の真下に位置させ、表示面１７を真上に向けることができる。

また、同図の（ｂ）に示すように、モータ１６２を駆動して、Ｚ軸に対してθだけ傾いた状態で支柱１６３を支持することもできる。この場合、同図の（ａ）（ｂ）に示すように、支柱１６３の長さをＬ、重り１６４の高さをＴ、重り１６４の幅をＷ、球の中心から表示面１７までの距離をＫとし、重り１６４が表示面１７に筐体３の内部側から接する位置まで移動可能であるとすれば、回転角度θは、
θ= arcsin [Ｋ-{Ｗ/2 +(Ｌ+Ｔ)}]
と表すことができる。

よって、Ｋ＞Ｗ／２とすればθ＞９０°とすることが可能になる。したがって、筐体３をＫが正の値となるような形状（球体を割平面で分割して生じる２つの立体（球欠）のうち、球体の中心を含む側の形状）とし、かつ、Ｋ＞Ｗ／２とすれば、θ＞９０°の範囲まで支柱１６３を傾けることができる。表現を変えれば、筐体３の中心を通り表示面１７に平行な面で筐体３を分断して生じる半球と球台のうち、球台の内部に重り１６４を移動させることができる形状の筐体３および重り１６４を用いれば、θ＞９０°の範囲まで支柱１６３を傾けることができる。

そして、これにより、同図の（ｂ）に示すように、表示面１７が下方を向く（接地面と表示面１７のなす角度が９０°未満となる）程度まで、表示面１７を傾けることが可能になる。そして、モータ１６２によって、支柱１６３および重り１６４に振り子運動させることにより、１８０°以上の揺れ幅で表示面１７を搖動させることも可能になる。

また、同図の（ｃ）で説明したように、軸１６１は、ガイドレール１６５に沿ってＺ軸周りに回転させることが可能である。このため、軸１６１の回転と、モータ１６２による支柱１６３および重り１６４の移動とを組み合わせることにより、筐体３の内部で筐体３の中心から距離Ｌの球面上における任意の位置に重り１６４を移動させることができる。これにより、一方向の揺動のみに限定されない複雑な動きで表示面１７を動かすことが可能になる。

また、図１の例のように、筐体３をＫが正の値となるような形状とした場合、筐体３と表示面１７との接続角度αを９０°より大きくすることができる。これにより、筐体３と表示面１７との接続部分に対して筐体３の外部から加えられる衝撃や圧力を、筐体３と表示面１７との両方に分散させることが可能になる。例えば、表示装置１を誤って落としてしまった場合などに、当該接続部分が破損するリスクを低減することができる。

なお、Ｋが正の値である場合、筐体３を表示面１７に垂直な面で切断した断面の形状は、円を割線で分割して得られる２つの図形（欠円）のうち、長い方の弧（優弧）を含む側の形状であるとも言える。

〔表示装置の外形形状について〕
次に、表示装置１の外形形状について、図３を用いて説明する。図３は、表示装置１の外形形状の例を示す図である。同図の（ａ）〜（ｃ）の表示装置１は、何れも直径Ｄの球体の一部を切り欠いた球欠状の筐体３を有している点で共通しているが、切り欠きの位置（筐体３の中心から表示面１７までの距離）が相違している。すなわち、同図の（ａ）の表示装置１は、表示面１７を真上に向けた場合の接地面から表示面１７までの高さがＨ１であるのに対し、同図の（ｂ）の表示装置１は高さがＨ２、同図の（ｃ）の表示装置１は高さがＨ３である点で相違している（Ｈ２＞Ｈ１＞Ｈ３）。

より詳細には、同図の（ｃ）の表示装置１は、球体を、その中心を通る割平面で切断することで得られる半球状の筐体３を有しており、その高さＨ３は、球体の半径（Ｄ／２）に等しい。また、同図の（ａ）の表示装置１の高さＨ１は２Ｄ／３に等しく、同図の（ｂ）の表示装置１の高さＨ１は３Ｄ／４に等しい。

表示装置１の高さＨは、Ｄ＞Ｈの範囲で適宜設定すればよい。ただし、高さＨの値によって、表示装置１の外観から受ける印象が変わるので、この点を考慮して高さＨを設定することが好ましい。例えば、表示装置１を側面から見た外観としては、同図の（ａ）の表示装置１は円（球）の一部を切り欠いた形状であると認識される。これに対し、同図の（ｂ）の表示装置１のように、高さがＤに近くなると、楕円あるいはゆがんだ円（球）であるかのように認識され得る。

また、高さＨの値によって表示面１７のサイズも変わる。例えば、図３の例では、同図の（ｃ）の表示面１７が最も広く、同図の（ａ）の表示面１７はこれよりも狭く、同図の（ｂ）の表示面１７はさらに狭い。なお、同図には示していないが、高さＨをＤ／２未満としてもよく、この場合には高さＨが小さいほど表示面１７は狭くなる。つまり、表示面１７を広くするという観点からは、高さＨをＤ／２かまたはこれに近い値とすることが好ましい。

さらに、高さＨの値によって表示面１７の可動範囲、および表示装置１を設置したときの安定性も変わる。これについて、図４に基づいて説明する。図４は、筐体３の形状に応じた表示面１７の可動範囲を説明する図である。なお、同図の（ａ）〜（ｃ）には、Ｈ＞Ｄ／２の表示装置１の表示面１７の可動範囲を示し、同図の（ｄ）〜（ｆ）には、Ｈ≦Ｄ／２の表示装置１の表示面１７の可動範囲を示している。

Ｈ＞Ｄ／２の表示装置１の筐体３は、同図の（ｂ）に示すような表示面１７が鉛直方向に向く（接地面に水平な）状態から、同図の（ａ）に示すような表示面１７が水平方向に向く（接地面に垂直な）状態まで転動可能な形状である。なお、厳密には、図１に基づいて上述したように、Ｈ＞Ｄ／２の条件に加えて、Ｋ＞Ｗ／２の条件を満たす必要がある。このように、Ｈ＞Ｄ／２の表示装置１では表示面１７の可動範囲が広いので、同図の（ｂ）に示すように１８０°あるいはそれ以上の大きい揺れ幅で表示面１７を搖動させることができる。

また、同図の（ａ）の状態から、軸１６１を回転させることにより、同図の（ｃ）に示すように、表示面１７を接地面に対して垂直に立てた状態で、表示装置１を直線的に移動させることも可能となる。つまり、Ｈ＞Ｄ／２の表示装置１は、平面上を自由に移動させることが可能である。

一方、Ｈ≦Ｄ／２の表示装置１は、同図の（ｄ）に示すように、表示面１７が接地面に対して垂直となるまで傾けることは難しい。このため、同図の（ｅ）に示すように、揺れ幅は１８０°未満となり、同図の（ｂ）の例と比べて小さいものとなる。また、表示面１７と接地面との角度が９０°より大きくなるため、表示面１７を最大に傾けた状態で軸１６１を回転させた場合には、同図の（ｆ）に示すように、接地点の軌跡が円弧状となる。つまり、Ｈ≦Ｄ／２の表示装置１は、一定範囲内で動くことになる。

なお、Ｈを大きくする程（ＨをＤに近付ける程）、表示面１７の可動範囲は広がる。また、図１に基づいて上述したように、Ｈを大きくすることにより、表示面１７と筐体３との接続角度αが大きくなるので、表示装置１の衝撃に対する耐性を高めることができる。ただし、Ｈを大きくするにつれて表示面１７の面積が狭くなり、また設置したときに転がりやすくなる。以上のことから総合的に考えれば、表示装置１の高さは、図３の（ａ）の例のように、２Ｄ／３とすることが好ましい。なお、高さを２Ｄ／３とした場合、筐体３の中心から表示面１７までの距離は、球体の半径（Ｄ／２）の１／３となる。

〔映像に応じた表示面の動かし方〕
次に、映像に応じた表示面１７の動かし方について、図５を用いて説明する。図５は、映像に応じた表示面１７の動かし方の例を示す図である。同図の左側が映像を示し、矢印を挟んだ右側がその映像に応じた表示装置１（表示面１７）の動きの例を示している。表示装置１が、同図の左側の映像が表示されているときに、同図の右側の動きに対応した動作データを用いて動作機構１６を動作させることにより、同図に示すような、映像と連動した表示面１７の動きが実現される。なお、動作データとは表示面１７の動きを示すデータである。表示装置１は、例えば表示する映像を解析する等して生成した動作データを用いてもよいし、他の装置から受信した動作データを用いてもよい。

同図の（ａ）に示すように、映像中の人物がうなずいた場合、映像中の人物の頭部の動きを模倣するように表示面１７を動かしてもよい。図示の例では、うなずいた人物の頭部の前方に倒れ込む動きに合わせて、表示面１７も前方に倒れ込むように動かしている。これにより、映像中の人物のうなずく動作を強調して伝えることができる。

また、同図の（ｃ）および（ｄ）に示すように、映像中の人物の視線（黒目の動き）に応じて表示面１７を動かしてもよい。図示の例では、映像中の人物の視線が右方向に動いた場合、右を向くように表示面１７を動かし、映像中の人物の視線が上方向に動いた場合、上を向くように表示面１７を動かしている。

これらの例のように、動作制御部１０６は、映像中の所定のオブジェクトの動きに応じて表示面１７を動かしてもよい。同図の（ａ）の例では、人物の頭部、（ｃ）（ｄ）の例では、人物の黒目部分が所定のオブジェクトということになるが、この所定のオブジェクトは、映像中の所定範囲を占めるものであればよく、これらの例に限られない。例えば、映像中の人物の体全体をオブジェクトとし、その動きに応じて表示面１７を動かしてもよく、この場合、映像中の人物が右方向に移動した場合、表示面１７も右を向くように動かしてもよい。なお、所定のオブジェクトは、人以外の動物であってもよく、物体（非生物）であってもよい。また、アニメーションのキャラクターのようにバーチャルなオブジェクトであってもよい。

また、同図の（ｂ）に示すように、映像中の人物の表情に応じて表示面１７を動かしてもよい。図示の例では、ほほえみの表情となったときに、真上から見て表示面１７が時計回りおよび反時計回りに円運動するように動かしている。

この例のように、動作制御部１０６は、映像中の人物が所定の表情となったときに、その表情に予め対応付けられた動きで表示面１７を動かしてもよい。なお、所定の表情は、ほほえみに限られず、表情に対応付ける動きも特に限定されない。ただし、表情に対応付ける動きは、表情のイメージに合う動きとすることが好ましい。例えば、ほほえみのような穏やかな表情であれば、対応付ける動きも緩やかな揺動とすることが好ましく、怒りのような激しい感情に基づく表情であれば、対応付ける動きも、激しい動き（揺動の幅を大きく、速度を早くする）ことが好ましい。なお、表情を検出する対象は、アニメーション等のキャラクターであってもよい。

また、同図の（ｅ）に示すように、映像中の人物の発話内容に応じて表示面１７を動かしてもよい。図示の例では、映像中の人物が驚いた旨の発話をしたときに、表示面１７を後ろ側に倒れ込むように動かすことにより、該人物の驚きを強調して伝えている。なお、どのような内容の発話が行われたときに表示面１７を動かすか、また、発話内容に対応付ける動きは、特に限定されない。

同図の（ｆ）の例では、キャラクターが怒っている映像を表示しており、このときに、この映像に予め対応付けられた動き（表示面１７を前後に激しく揺動させるパターン）で表示面１７を動かしている。このように、映像に応じた動きを予め定めておくことにより、映像の内容を解析することなく、映像に応じた動きで表示面１７を動かすことができる。

以上のようにして、映像に応じた動きで表示面１７を動かすことができるが、同じ感情に対応する映像については、同じパターンで表示面１７を動かすことが好ましい。例えば、映像中の人物の動きからその人物が怒っていると判定できる場合や、表情から怒っていると判定できる場合、そして発話内容から怒っていると判定できる場合にも、上記（ｆ）の例と同じパターンで表示面１７を動かすことが好ましい。これにより、そのパターンの動きが、怒りの感情を示していることをユーザに認識させることができ、表示装置１が感情を有しているかのような感覚を与えることができる。

なお、所定の感情は怒りに限られない。また、上述の表情の例と同様に、感情に対応付ける動き（動きのパターン）は、その感情のイメージに合うものが好ましいが、どのような動きを対応付けるかは特に限定されない。さらに、映像に応じた感情は、映像がストーリー性のあるものであれば、表示中のシーンから特定してもよい。これにより、例えば、悲しみの感情に、表示面１７をうつむかせる動きを対応付けた場合に、泣いているキャラクターを表示するとき、映像中の人物が泣いているとき、および悲しいシーンが表示されているときのそれぞれに、表示面１７をうつむかせることも可能である。この他、表示面１７の動きは、出力される音声も考慮して決定してもよい。例えば、動きのパターンは映像から決定し、動きの速度は音声のテンポ、音量等に応じて決定してもよい。

なお、表示面１７は、表示と関連のあるタイミングで動かせばよく、表示面１７を動かすタイミングは、上記の各例のような、所定の内容の映像が表示されたタイミングに限られない。例えば、ユーザが所定の操作を行ったときに表示面１７を動かしてもよい。また、例えば、表示装置１の周囲に人が居ることを検知して、検知した人に表示面１７が向くように表示面１７を動かしてもよい。さらに、例えば、複数のユーザがテレビ電話をする際に、各ユーザがそれぞれ自分の表示装置１をテレビ電話のモニタとして使用する場合に、各表示装置１の表示面１７の動きが同期するように、各表示装置１の表示面１７を動かしてもよい。この場合、表示面１７が動かされた表示装置１における当該表示面１７の動きを示す動作データを生成し、他の表示装置１に送信すればよく、これにより各表示装置１の表示面１７の動きを同期させることができる。

〔実施形態２〕
本実施形態では、表示装置１の筐体３の表面に、ユーザの入力操作を受け付ける入力操作検知面を設けた例を、図６および図７に基づいて説明する。なお、上記実施形態と同様の構成には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

まず、本実施形態の表示装置１の概要を図６に基づいて説明する。図６は、入力操作検知面１３１を用いた表示装置１に対する入力操作の一例を示す図である。同図（ａ）に示すように、本実施形態の表示装置１では、筐体３の表面の一部が入力操作検知面１３１となっている。

より詳細には、入力操作検知面１３１は、筐体３の表面領域のうち、筐体３の中心を通り表示面１７に平行な面で筐体３を２分割した場合に表示面１７側となる領域（上記面と表示面１７とで挟まれた球帯上の領域）に設けられている。なお、ここでは、該領域の全面を入力操作検知面１３１とする例を説明するが、この領域の一部を入力操作検知面１３１としてもよい。

この領域に入力操作検知面１３１を設けた場合、図示のように、ユーザが筐体３の表示面１７が設けられていない側の半球を保持したときに、表示面１７がユーザ側を向くと共に、入力操作検知面１３１もユーザ側を向く。これにより、ユーザは、表示面１７が設けられていない側の半球を保持し、表示面１７を見ながら、入力操作検知面１３１に対して入力操作を行うことができる。

入力操作検知面１３１にて受け付ける入力操作の内容は特に限定されないが、例えば同図の（ｂ）〜（ｇ）のような入力操作を受け付けてもよい。同図の（ｂ）には、入力操作検知面１３１に指を触れ、その直後に、触れた指を入力操作検知面１３１から離す操作を、シングルクリック（タップ）操作として受け付ける例を示している。また、同図の（ｃ）には、同図の（ｂ）の操作が２回連続で行われた場合に、これらの操作をダブルクリック（タップ）操作として受け付ける例を示している。

さらに、同図の（ｄ）では、入力操作検知面１３１の二箇所に指を触れ、その直後に、触れた指を入力操作検知面１３１から離す操作を、表示面１７に映像を出力させる画面ＯＮ操作として受け付ける例を示している。

また、同図の（ｅ）には、入力操作検知面１３１の二箇所に触れた指の少なくとも一方を入力操作検知面１３１に沿ってスライドさせて接触位置の間隔を広げる操作を、表示内容のズームアウト（縮小）操作として受け付ける例を示している。そして、同図の（ｆ）には、入力操作検知面１３１の二箇所に指を触れた指の少なくとも一方を入力操作検知面１３１に沿ってスライドさせて接触位置の間隔を狭める操作を、表示内容のズームイン（拡大）操作として受け付ける例を示している。

また、同図の（ｇ）には、入力操作検知面１３１の二箇所に指を触れ、双方の指を、入力操作検知面１３１に沿ってスライドさせる操作を、表示内容の回転操作として受け付ける例を示している。

〔表示装置の内部構成〕
図７に基づいて、表示装置１の内部構成を説明する。図７は、表示装置１の内部構成の一例を示すブロック図である。図示のように、表示装置１は、制御部１０、記憶部１１、通信部１２、入力操作検知部１３、表示部１４、音声出力部１５、動作機構１６を備えている。

記憶部１１は、表示装置１が使用する各種データを記憶するものである。また、通信部１２は、表示装置１が他の装置（例えば通信端末など）と通信を行うためのものである。例えば、通信部１２は、通信端末から映像データ、音声データ、および映像データに応じた動作データ等を受信し、受信したデータを制御部１０（より詳細には後述する動作データ取得部１０３）に送信する。

制御部１０は、表示装置１各部を統括して制御するものであり、操作判定部１０１、動作データ生成部１０２、動作データ取得部１０３、表示制御部１０４、音声制御部１０５および動作制御部１０６を含む。

操作判定部１０１は、入力操作検知部１３からの入力信号を受け付け、ユーザが行った操作の内容を判定し、その判定結果に応じた処理を行う。例えば、２つの異なる接触位置を示す入力信号を入力操作検知部１３から受信した後、所定時間以内に該入力信号が途絶えた場合には、操作判定部１０１は、図６の（ｄ）の例のように、画面ＯＮ操作が行われたと判定する。そして、画面ＯＮ操作が行われたと判定した操作判定部１０１は、表示制御部１０４に指示して、表示部１４に映像の表示を開始させる。

動作データ生成部１０２は、表示装置１の表示面１７を動かすための動作データを生成する。例えば、動作データ生成部１０２は、表示装置１が表示する映像を解析し、解析の結果に応じた動作データ、すなわち映像に応じた動作データを生成する。そして、生成した動作データを動作データ取得部１０３に送信する。

動作データ取得部１０３は、表示面１７を動かすための動作データを取得し、取得した動作データを動作制御部１０６に送信する。動作データ取得部１０３が取得する動作データは、表示部１４に表示させる映像に応じたデータであり、これにより、表示される映像に応じて表示面１７が動くことになる。また、動作データ取得部１０３は、映像データを受信したときには表示制御部１０４に送信して表示出力させ、音声データを受信したときには音声制御部１０５に送信して音声出力させる。

表示制御部１０４は、動作データ取得部１０３から受信した映像データを表示部１４に表示出力させる。また、音声制御部１０５は、動作データ取得部１０３から受信した音声データを音声出力部１５に音声出力させる。

動作制御部１０６は、表示制御部１０４が表示させる映像に応じて表示部１４の表示面１７を動かす。具体的には、動作制御部１０６は、表示部１４が映像を表示しているときに、動作データ取得部１０３から受信した、該映像に応じた動作データに従って動作機構１６を動作させることによって、表示部１４の表示面１７を動かす。

表示部１４は、制御部１０の制御に従って映像を表示するものであり、表示部１４の一部（表示画面）は、筐体３の表示面１７に露出している。これにより、ユーザは表示面１７にて映像を観ることができる。本実施形態では表示部１４の表示画面が円形である例を示しているが、表示部１４の表示画面の形状は特に限定されない。また、音声出力部１５は、制御部１０の制御に従って音声を出力するものである。

動作機構１６は、表示部１４の表示面１７を動作させるものである。より詳細には、動作機構１６は、表示装置の重心を移動させて、筐体３の外縁部（接地面）に沿って表示装置１全体を動かすことにより表示面１７を動かす。

入力操作検知部１３は、表示装置１に対する入力操作を検知し、検知した内容を示す入力信号を操作判定部１０１へ送信する。具体的には、入力操作検知部１３は、入力操作検知面１３１に対するユーザの指等の接触位置を検知し、検知した位置を示す入力信号を操作判定部１０１へ送信する。これにより、例えば図６の（ｂ）〜（ｇ）のような入力操作が入力操作検知面１３１に対して行われた場合に、行われた入力操作に対応する処理を操作判定部１０１に実行させることができる。

〔実施形態３〕
実施形態１では、重り１６４の位置を筐体３の内部で移動させる動作機構１６について説明したが、動作機構は、表示装置１の重心の位置を変えることのできるものであればよく、この例に限られない。本実施形態では、筐体３の内部を二重構造にし、筐体３の内面に駆動力を与えて筐体３を傾けることにより表示装置１の重心の位置を変化させる動作機構について、図８を用いて説明する。なお、上記実施形態と同様の構成には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

図８は、筐体３の内面に駆動力を与えて筐体３を傾けることにより表示装置１の重心の位置を変化させる動作機構２０の一例を示す図である。同図では、表示面１７に垂直で筐体３の中心を通る平面における表示装置１の断面を示している。図示のように、動作機構２０は、モータ２０１、ギア２０２、２０３、およびタイヤ２０４、２０５を含む。なお、図８では図示を省略しているが、筐体３の内部には、動作機構２０以外にも該動作機構２０を動作させる電源や制御部等の各種構成が含まれている。

モータ２０１は、回転軸が筐体３の中心に位置するように固定されている。また、モータ２０１の回転軸には、モータ２０１の駆動力をギア２０２および２０３に伝達するためのギアが取り付けられている。よって、モータ２０１を駆動することにより、ギア２０２および２０３の双方を回転させることができる。また、モータ２０１は、上記実施形態で説明した動作制御部１０６の制御により駆動させることができ、回転方向も適宜切り替えることが可能である。

ギア２０２は、モータ２０１の駆動力をタイヤ２０４に伝達する。ギア２０２は、その中心部で回転軸と接続されている。そして、ギア２０２は、モータ２０１のギアと噛み合っていると共に、タイヤ２０４に当接している。よって、モータ２０１が駆動されるとギア２０２は上記回転軸を中心として回転し、これに伴ってタイヤ２０４も回転する。同様にギア２０３は、モータ２０１が駆動されると回転し、これによりタイヤ２０５を回転させる。

タイヤ２０４は、ギア２０２の回転を筐体３に伝達する。タイヤ２０４は、その中心部で回転軸と接続されており、ギア２０２および筐体３の内表面に当接している。よって、ギア２０２が回転すると、タイヤ２０４は上記回転軸を中心として回転する。同様にタイヤ２０５は、ギア２０３の回転によって回転する。

ここで、動作機構２０は、その中心位置（モータ２０１の回転軸の位置）を回転軸として、筐体３の内部で回転可能に設置されている。また、動作機構２０は、筐体３の中心に位置するモータ２０１を頂点とする逆Ｖ字型の構成であり、その重心がタイヤ２０４とタイヤ２０５の間の位置（モータ２０１の回転軸の直下）となる。このため、タイヤ２０４および２０５が回転した場合にも動作機構２０自体は傾かず、筐体３の方が動作機構２０に対して傾き、これにより表示面１７が傾く。なお、動作機構２０自体は傾かず筐体３が傾くので、動作機構２０と筐体３を含む表示装置１の全体としては、重心の位置が移動している。

〔実施形態４〕
実施形態１〜３では、球欠状の筐体３を備えた表示装置１について説明してきたが、筐体の形状は、表示装置１の重心を移動させたときに、接地面に沿って筐体が転動するような形状であればよく、上述の例に限られない。

本実施形態では、円柱を切り欠いた形状の筐体３０３を備えた表示装置３０について、図９を用いて説明する。図９は、表示装置３０の外観および動作機構３３０を説明する図である。

同図の（ａ）は、表示装置３０の外観を示す斜視図である。図示のように、表示装置３０の筐体３０３は、底面が欠円である柱状の外形形状を有している。言い換えれば、筐体３０３は、円柱をその高さ方向に平行な平面で切り欠いた外形形状である。そして、筐体３０３の平面である側面が表示面３１７となっている。

この筐体３０３は、同図に示すように、円柱面が接地面となり、この接地面に沿って底面と平行な方向に転動する。そして、これにより、表示面３１７も筐体３０３の底面と平行な方向に動く。

同図の（ｂ）および（ｃ）は、表示面３１７に垂直で筐体３０３が転動する方向に平行な面で筐体３０３を切断した断面を示している。なお、同図の（ｂ）および（ｃ）では図示を省略しているが、筐体３０３の内部には、動作機構３３０以外にも図７のブロック図に示したような各種構成が含まれている。

図示のように、筐体３０３の内部には、動作機構３３０が設けられている。動作機構３３０は、モータ３３１、支柱３３２、および重り３３３を含む。なお、これらは、上記実施形態の動作機構１６のモータ１６２、支柱１６３、および重り１６４（図１参照）とそれぞれ同様の構成であるから、ここでは説明を省略する。つまり、動作機構３３０は、軸１６１およびガイドレール１６５がなく、これにより重り３３３の移動範囲が１つの平面内に限られる点を除けば、動作機構１６と同様の構成である。

同図の（ｂ）および（ｃ）に示すように、筐体３０３の断面は、図１に示した筐体３の断面と同じく欠円状であり、この欠円状の断面における円弧部分は優弧であり、またこの欠円状の断面における直線部分は表示面３１７である。よって、同図の（ｃ）に示すように、表示面３１７が鉛直上向きである状態からの支柱３３２の回転角度θを９０°以上とすることが可能になり、これにより表示面３１７の可動範囲を１８０°以上とすることも可能になる。

〔変形例〕
上記各実施形態では、接地面が球面である筐体３および接地面が円柱面である筐体３０３を例示したが、筐体は、動作機構によって重心の位置が移動されたときに、該筐体の接地面に沿って転動する外形形状を有していればよく、これらの例に限られない。例えば、楕円体状の筐体を用いてもよい。また、筐体は、ミラーボールのような多面体状であってもよいし、ウニや金平糖のように複数の突起を有する形状であってもよいし、凹凸を有する形状であってもよい。

また、上記各実施形態では、立体の一部を切り欠いた形状の筐体を用い、この切り欠き部分に表示面を配置する例を示したが、このような切り欠きを有さない筐体を用いてもよい。例えば、球体状の筐体や円柱状の筐体を用いてもよく、この場合、筐体の曲面部分を表示面としてもよいし、筐体の少なくとも一部を透明な素材で形成し、この部分から筐体内部の表示面を視認できるようにしてもよい。また、表示面を複数設けてもよい。

〔ソフトウェアによる実現例〕
表示装置１の制御ブロック（特に制御部１０）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、表示装置１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る表示装置（１、３０）は、表示面（１７、３１７）を有する筐体（３、３０３）を備えた表示装置であって、上記表示装置の重心の位置を移動させる動作機構（１６、２０、３３０）を備え、上記筐体は、上記動作機構が重心の位置を移動させたときに転動する外形形状を有し、上記動作機構を駆動して上記筐体を転動させることにより上記表示面を動かすことを特徴としている。

上記の構成によれば、表示装置の重心の位置を移動させる動作機構を備え、筐体は重心の位置が移動されたときに転動する外形形状を有している。よって、動作機構を駆動することにより筐体を転動させ、これにより該筐体の表示面を動かすことができる。したがって、上記の構成によれば、ロボットや駆動体を用いることなく、様々な設置場所において表示面を動かすことが可能になるという効果を奏する。

本発明の態様２に係る表示装置は、上記態様１において、上記筐体は、上記動作機構によって重心の位置を移動させることにより、上記表示面が鉛直方向に向く状態から上記表示面が水平方向に向く状態まで転動可能な形状であってもよい。

上記の構成によれば、表示面が鉛直方向に向く状態から水平方向に向く状態まで筐体を転動させることができる。よって、上記の構成によれば、動作機構を動作させることにより、鉛直方向から水平方向までの幅広い範囲で表示面を動かすことが可能になる。

本発明の態様３に係る表示装置は、上記態様２において、上記筐体は、球体を平面で切り欠いた外形形状の筐体であり、上記筐体の切り欠かれた部分が上記表示面となっていてもよい。

上記の構成によれば、筐体の外縁部が球面になるので、筐体をあらゆる方向に滑らかに転動させることができ、また１８０°以上の広い範囲で表示面を動かすことも可能になる。また、これにより、例えば、表示面の軌跡が円や楕円を描くように表示面を動かすことも可能になり、表示面を水平方向に向けた状態で筐体を表示面と平行な方向に転動させることも可能になる。このように、上記の構成によれば、広範囲かつ多様な動きで表示面を動かすことができる。なお、上記態様３に係る筐体は、球体をその中心を通らない割平面で２分割して得られる立体（球欠）のうち、球体の中心を含む立体の外形形状となる。

また、上記構成によれば、球体の中心を含まない球欠状の筐体を用いる場合と比べて、表示面と球冠部分との接続角度を大きくすることができる。よって、上記の構成によれば、球体の中心を含まない球欠状の筐体を用いる場合と比べて、表示面と球冠部分との接続部分の耐衝撃性が高いという利点もある。

本発明の態様４に係る表示装置は、上記態様３において、上記球体の中心から上記表示面までの距離が、該球体の半径の１／３の距離であってもよい。

上記の構成によれば、表示面の広さ、表示面の可動範囲の広さ、設置時の安定性等の様々な観点から見てバランスのとれた表示装置とすることができる。

本発明の態様５に係る表示装置は、上記態様３または４において、上記筐体の曲面部分のうち、上記球体の中心を通り上記表示面に平行な面で上記筐体を２分割した場合に上記表示面側となる領域に、上記表示装置のユーザの入力操作を受け付ける入力操作検知面（１３１）が設けられていてもよい。

上記の構成によれば、球体の中心を通り表示面に平行な面で筐体を２分割した場合に表示面側となる領域に入力操作検知面が設けられている。よって、上記の構成によれば、ユーザは、上記面で筐体を２分割した場合に表示面と反対側となる領域（半球状の領域）で表示装置を保持しながら、入力操作検知面で入力操作を行うことができる。

本発明の態様６に係る表示装置は、上記態様２において、上記筐体は、円柱を、該円柱の軸に平行な平面で切り欠いた外形形状の筐体（３０３）であり、上記筐体の切り欠かれた部分が上記表示面（３１７）となっていてもよい。

上記の構成によれば、筐体の外縁部が円弧になるので、筐体を滑らかに転動させることができ、また１８０°以上の広い範囲で表示面を動かすことも可能になる。なお、上記態様６に係る筐体を、上記円柱の底面に平行な面で切断した断面は、円をその中心を通らない直線で２分割して得られる図形（欠円）のうち、円の中心を含む図形の形状となる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

本発明は、映像を表示する表示装置に利用することができる。

１、３０ 表示装置
１７、３１７ 表示面
１６、２０、３３０ 動作機構
１３１ 入力操作検知面

Claims (15)

1. 表示面を有する筐体を備えた表示装置であって、
   上記表示装置の重心の位置を移動させる動作機構を備え、
   上記筐体は、上記動作機構が重心の位置を移動させたときに転動する外形形状を有し、
   上記動作機構には重りが含まれ、
   上記動作機構によって、上記重りの上記筐体の内部における位置が第１回転軸を中心に回転移動し、
   上記動作機構を駆動して上記筐体を転動させることにより上記表示面を動かすことを特徴とする表示装置。
2. さらに、上記動作機構には、第１駆動機構、および上記重りを支持する支持体が含まれ、
   第１駆動機構を駆動させることにより、第１回転軸を支点として上記支持体を回転させることによって、上記重りの上記筐体の内部における位置が第１回転軸を中心に回転移動することを特徴とする表示装置。
3. 上記支持体は、上記重りを支持する支柱であり、その一端が上記支点に接続されており、他端が上記重りに接続されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 上記第１回転軸における、重りの回転移動の中心位置は、前記筐体の中心に位置することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の表示装置。
5. 上記第１回転軸の向きは、上記表示面に平行であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の表示装置。
6. 上記動作機構には、さらに第２駆動機構が含まれ、上記第２駆動機構を駆動させることにより、前記重りの回転移動の中心位置を通る第２回転軸を中心として上記第１回転軸の向きを回転させることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の表示装置。
7. 上記第２回転軸の向きは、上記表示面に垂直な方向である請求項６に記載の表示装置。
8. 上記筐体は、上記動作機構によって重心の位置を移動させることにより、上記表示面が鉛直方向に向く状態から上記表示面が水平方向に向く状態まで転動可能な形状であることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の表示装置。
9. 上記筐体は、球体を平面で切り欠いた外形形状の筐体であり、
   上記筐体の切り欠かれた部分が上記表示面となっていることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の表示装置。
10. 上記球体の中心から上記表示面までの距離が、該球体の半径の１／３の距離であることを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
11. 上記筐体の曲面部分のうち、上記球体の中心を通り上記表示面に平行な面で上記筐体を２分割した場合に上記表示面側となる領域に、上記表示装置のユーザの入力操作を受け付ける入力操作検知面が設けられていることを特徴とする請求項９または１０に記載の表示装置。
12. 上記筐体は、円柱を、該円柱の軸に平行な平面で切り欠いた外形形状の筐体であり、
    上記筐体の切り欠かれた部分が上記表示面となっていることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
13. 表示面を有する筐体を備えた表示装置であって、
    上記表示装置の重心の位置を移動させる動作機構を備え、
    上記筐体は、上記動作機構が重心の位置を移動させたときに転動する外形形状を有し、
    上記動作機構を駆動して上記筐体を転動させることにより上記表示面を動かし、
    上記筐体は、上記動作機構によって重心の位置を移動させることにより、上記表示面が鉛直方向に向く状態から上記表示面が水平方向に向く状態まで転動可能な形状であり、
    上記筐体は、球体を平面で切り欠いた外形形状の筐体であり、
    上記筐体の切り欠かれた部分が上記表示面となっており、
    上記筐体の曲面部分のうち、上記球体の中心を通り上記表示面に平行な面で上記筐体を２分割した場合に上記表示面側となる領域に、上記表示装置のユーザの入力操作を受け付ける入力操作検知面が設けられていることを特徴とする表示装置。
14. 上記球体の中心から上記表示面までの距離が、該球体の半径の１／３の距離であることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
15. 表示面を有する筐体を備えた表示装置であって、
    上記表示装置の重心の位置を移動させる動作機構を備え、
    上記筐体は、上記動作機構が重心の位置を移動させたときに転動する外形形状を有し、
    上記動作機構を駆動して上記筐体を転動させることにより上記表示面を動かし、
    上記筐体は、上記動作機構によって重心の位置を移動させることにより、上記表示面が鉛直方向に向く状態から上記表示面が水平方向に向く状態まで転動可能な形状であり、
    上記筐体は、円柱を、該円柱の軸に平行な平面で切り欠いた外形形状の筐体であり、
    上記筐体の切り欠かれた部分が上記表示面となっていることを特徴とする表示装置。

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