JPH07288875A - 人体動作認識センサ及び非接触型操作装置 - Google Patents

人体動作認識センサ及び非接触型操作装置

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JPH07288875A
JPH07288875A JP6076068A JP7606894A JPH07288875A JP H07288875 A JPH07288875 A JP H07288875A JP 6076068 A JP6076068 A JP 6076068A JP 7606894 A JP7606894 A JP 7606894A JP H07288875 A JPH07288875 A JP H07288875A
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JP
Japan
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human body
sensor
motion
detection device
pyroelectric infrared
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Application number
JP6076068A
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English (en)
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Nobuaki Nagao
宣明 長尾
Takayuki Takeuchi
孝之 竹内
Tatsuro Kawamura
達朗 河村
Kenji Iijima
賢二 飯島
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 人体から放射される赤外線を検出して人体の
動作を認識する人体動作認識センサ及びこれを用いた各
種電子機器の操作制御に使用可能な非接触型操作装置を
得る。 【構成】 検知装置11により人体又はその一部検知し
画像情報として出力し、特徴抽出装置12により検知装
置11から出力される画像情報から人体又はその一部の
形状及び/又は状況を判別し、動作認識装置13により
特徴抽出装置12から出力される形態情報の時間変化か
ら人体又はその一部の動作を認識判別し人体動作情報と
して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、人体から放射される赤
外線等を検出して人体又はその一部の動作を認識する人
体動作認識センサ及びそれを用いた電子機器等の非接触
型操作装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、エレクトロニクスの発達に伴い、
各種電子機器の機能が増加し、各電子機器の操作盤に設
置されるスイッチ類の数が増加したり、操作方法が複雑
化する傾向にある。特に、家庭用電化製品においては、
操作盤のリモートコントロール装置化が進み、例えばテ
レビ、ビデオ、オーディオ機器、エアコン等それぞれの
機種に専用のリモートコントロール装置が付属してい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、各家庭用電化
製品のメーカーが異なる場合はもちろんのこと、同じメ
ーカーの製品であっても、機種毎に用途に応じて操作体
系やスイッチ類の配置が異なるため、リモートコントロ
ール装置を共通化することは事実上不可能であった、そ
のため、家庭内には多数のリモートコントロール装置が
散乱するとともに、使用者にとって各機器の操作方法を
習得する作業が大きな負担となっていた。さらに、従来
の機器では、使用者として主に健常者を対象として設計
されていたので、高齢者や子供あるいは身体に障害を持
つ人々にとって、それらの機器を操作することは容易で
はなかった。
【0004】本発明は以上のような問題点を解決するた
めになされたものであり、人体から放射される赤外線を
検出して人体の動作を認識する人体動作認識センサ及び
これを用いた電子機器の非接触型操作装置を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の人体動作認識センサは、人体又はその一部
を検知する検知装置と、前記検知装置から出力される画
像情報から前記人体又はその一部の形状及び/又は状況
を判別する特徴抽出装置と、前記特徴抽出装置から出力
される形態情報の時間変化から前記人体又はその一部の
動作を認識判別する動作認識装置を具備するように構成
されている。上記構成において、検知装置は、人体から
放射される赤外線を検知する検知装置であることが好ま
しい。また、上記構成において、検知装置は、焦電型赤
外線アレイセンサ、焦電型赤外線マトリクスセンサ、焦
電型赤外線ビジコン及び半導体型赤外線センサから選ば
れたいずれかであることが好ましい。
【0006】一方、本発明の非接触型操作装置は、人体
又はその一部を検知する検知装置と、前記検知装置から
出力される画像情報から前記人体又はその一部の形状及
び/又は状況を判別する特徴抽出装置と、前記特徴抽出
装置から出力される形態情報の時間変化から前記人体又
はその一部の動作を認識判別する動作認識装置と、前記
動作認識装置により認識された人体動作情報とあらかじ
め取決められた電子機器の操作手順とを比較し対応する
操作信号を出力する人体動作パターン認識装置とを具備
するように構成されている。上記構成において、リモー
トコントロール通信装置を有し、電子機器側に設けられ
た通信装置を介して複数の電子機器と接続されることが
好ましい。また、上記構成において、人体又はその一部
の動作から複数の被操作電子機器の1つの操作対象を選
択することが好ましい。また、上記構成において、検知
装置は、人体から放射される赤外線を検知する検知装置
であることが好ましい。また、上記構成において、検知
装置は、焦電型赤外線アレイセンサ、焦電型赤外線マト
リクスセンサ、焦電型赤外線ビジコン及び半導体型赤外
線センサから選ばれたいずれかであることが好ましい。
また、上記構成において、被操作電子機器はコンピュー
タであることが好ましい。また、上記構成において、被
操作電子機器は、ステレオアンプ、ステレオチューナ
ー、カセットデッキ、コンパクトディスクプレーヤー、
テレビ、ビデオテープレコーダー及び光ディスクプレー
ヤーから選択された少なくとも1つを含む家庭用電子機
器システムであることが好ましい。
【0007】
【作用】以上のように構成された本発明の人体動作認識
センサでは、例えば焦電型赤外線アレイセンサ、焦電型
赤外線マトリクスセンサ、焦電型赤外線ビジコン及び半
導体型赤外線センサ等の赤外線感知素子で構成された検
知装置により人体又はその一部から放射された赤外線を
検知し、画像情報として出力する。特徴抽出装置は、検
知装置から出力される画像情報から人体又はその一部の
形状及び/又は状況を判別する。動作認識装置は、特徴
抽出装置から出力される形態情報の時間変化から人体又
はその一部の動作を認識判別する。その結果、人体又は
その一部の動作を認識することができる。
【0008】また、以上のように構成された本発明の非
接触型操作装置では、さらに人体動作パターン認識装置
が動作認識装置により認識された人体動作情報とあらか
じめ取決められた電子機器の操作手順とを比較し対応す
る操作信号を出力するため、操作部に直接触れることな
く、例えばコンピュータや家庭用テレビジョン等の電子
機器を操作することが可能となる。また、リモートコン
トロール通信装置及び電子機器側に設けられた通信装置
を介して複数の電子機器と接続し、人体又はその一部の
動作から複数の被操作電子機器の1つの操作対象を選択
することにより、1台の非接触型操作装置により複数の
電子機器、例えばステレオアンプ、ステレオチューナ
ー、カセットデッキ、コンパクトディスクプレーヤーを
含む家庭用オーディオシステムを操作することが可能と
なる。
【0009】
【実施例】
(実施例1)本発明の人体動作認識センサ及びそれを用
いた電子機器の非接型操作装置の好適な第1の実施例
を、図1及び図2を参照しつつ説明する。図1は第1の
実施例の人体動作認識センサの構成を示すブロック図で
あり、図2は図1に示す人体動作認識センサを用いた電
子機器の非接触型操作装置の構成を示すブロック図であ
る。なお、本実施例では、人体動作認識センサの認識対
象として、手の形及び手の動作を認識するものとする。
【0010】図1において、人体動作認識センサ10
は、検知装置11と、特徴抽出装置12と、動作認識装
置13とを具備する。検知装置11は人体又はその一部
(例えば、手)から放射される赤外線を感知し、その赤
外線画像情報を出力するためのものであり、例えば、焦
電型赤外線アレイセンサ、焦電型赤外線マトリックスセ
ンサ、焦電型赤外線ビジコン、半導体型赤外線センサ等
の赤外線撮像装置を用いる。検知装置11は、クロック
信号等に同期して、各センサ素子が感知している赤外線
の強度等をサンプリングし、その赤外線の強度等に対応
した信号を出力する。例えば、検知装置11としてマト
リックスセンサを用いた場合、手に対向する各センサ素
子は手から放射される赤外線を感知して所定の信号、例
えばデジタル信号でいう”1”に相当する信号を出力す
る。一方、手と対向していないセンサ素子は手から放射
される赤外線を感知せず、又は感知したとしても強度が
小さいので、別の所定の信号、例えばデジタル信号でい
う”0”に相当する信号を出力する。特徴抽出装置12
は、検知装置11から出力される画像情報から人体又は
その一部の形状を判別し、形態情報として出力する。例
えば、前記”1”に相当する信号を出力しているセンサ
の番地(位置)を辿って行くことにより、手がどのよう
な形状又は状況(例えば、じゃんけんのグー、チョキ、
パー等)であるのかを知ることができる。動作認識装置
13は、特徴抽出装置12から出力された形態情報及び
その時間変化から人体又はその一部の動作を認識し、人
体動作情報として出力する。例えば、あるサンプリング
時における特徴抽出装置12からの出力と、次のサンプ
リング時における出力とを比較し、前記”1”に相当す
る信号を出力しているセンサの番地(位置)がどのよう
に移動又は変化したかを知る。これにより、例えば手が
検知装置11の前方を右から左に移動したとか、手の形
状がグーからパーに変化したといった人体動作を認識す
ることができる。
【0011】図2において、本発明の非接触型操作装置
20は、上記人体動作認識センサ10と人体動作パター
ン認識装置21とを具備し、電子機器22に接続されて
いる。人体動作認識センサ10から出力された人体動作
情報は、人体動作パターン認識装置21に入力され、あ
らかじめ人為的に取決めた人体動作パターンの組み合わ
せと電子機器22の操作とを比較し、対応する操作信号
を出力し、電子機器22を制御する。例えば、電子機器
22として家庭用テレビジョンを非接触型操作装置20
に接続し、受信チャンネルの切替操作及び音声ボリュー
ム増減操作を行う場合を考える。例えば、手の形状がグ
ーの場合受信チャンネルの切り換え操作を行い、手の形
状がパーの場合音声ボリュームの増減操作を行うように
取決める。また、手が検出装置11の前面を右から左に
移動した場合受信チャンネル又は音声ボリュームを1ス
テップずつ減少させ、手が左から右に移動した場合1ス
テップずつ増加させるように取決める。このように構成
することにより、家庭用テレビジョンの操作部に直接触
れること無く、優れた操作性が得られる。
【0012】(実施例2)次に、本発明の非接触型操作
装置の好適な第2の実施例を、その概略構成を示すブロ
ック図である図3を参照しつつ説明する。図3におい
て、非接触型操作装置30は、人体動作認識センサ10
と人体動作パターン認識装置21とリモートコントロー
ル通信装置31を具備し、機器側通信装置321〜32
nを介して複数の電子機器331〜33nに接続されて
いる。すなわち、リモートコントロール通信装置31と
機器側通信装置321〜32nとを設けることにより、
1台の非接触型操作装置30で複数の電子機器331〜
33nを操作制御することを可能にしたものである。な
お、人体動作認識センサ10及び人体動作パターン認識
装置21は、上記第1の実施例に示したものと同様であ
るため、その説明を省略する。
【0013】電子機器331〜33nとして、例えばス
テレオアンプ、ステレオチューナー、カセットデッキ、
コンパクトディスクプレーヤー等で構成された家庭用オ
ーディオシステムを操作する場合を考える。例えば、指
を一本立てた状態をステレオアンプに割り当て、指を2
本立てた状態をステレオチューナーに割り当てる等、被
操作電子機器331〜33nを識別する方法として、例
えば指の本数の違いを利用する。最初に、図1に示す検
知装置11の前面に指を2本立てた状態で手をもってく
る。人体動作認識センサ10は指が2本立っていること
を認識し、人体動作パターン認識装置は指が2本立って
いることから、音楽再生ソースとしてステレオチューナ
ーを選択する。次に、手をグー状態にして検知装置11
の前面を左から右に移動させることにより、ステレオチ
ューナーのチューニングを1ステップずつ移動させる。
所定の放送局が選択されるまでこの動作を繰返す。次
に、指を1本だけ立てた状態で手を検知装置11の前面
にもってくる。人体動作認識センサ10及び人体動作パ
ターン認識装置は指が1本立っていることから、被操作
機器としてステレオアンプを選択する。そして、手をパ
ー状態にして検知装置11の前面を左から右に又は右か
ら左に移動させ、ステレオアンプの音量ボリュームを1
ステップずつ増減させる。このように構成することによ
り、オーディオシステムの操作部に触れること無く、音
楽再生ソースの切替動作と各機器の操作及び音量ボリュ
ーム増減操作を行うことができ、優れた操作性が得られ
る。なお、この実施例ではステレオアンプ、ステレオチ
ューナー、カセットデッキ、コンパクトディスクプレー
ヤー等で構成された家庭用オーディオシステムを操作す
る場合について説明したが、これらの全ての構成要素を
含む必要は必ずしもなく、任意に選択された機器を組合
わせたシステムであっても同様に操作することができ
る。また、これらの他にテレビ、ビデオテープレコーダ
ー、光ディスクプレーヤー等を含む家庭用オーディオビ
ジュアルシステムであって同様に操作することができ
る。
【0014】(実施例3)次に、本発明の非接触型操作
装置を入力装置としてコンピュータ40に接続した第3
の実施例を図4に示す。図4において、人体動作認識セ
ンサ10及び人体動作パターン認識装置21は図2に示
す第1の実施例のものと同様である。このように構成す
ることにより、使用者の手の動きをマウス、トラックボ
ール等のポインティングデバイス及びキーボードのエミ
ュレーション動作に対応させることができ、非接触でコ
ンピュータ40の操作が可能となり、キーボードに慣れ
ていない初心者でも短時間に操作を習得することができ
る。
【0015】なお、上記各実施例では、人体の一部とし
て手の動きを被認識対象としたが、腕の形、眼球の動
き、まぶた、口の開閉等の動作及びそれらの組み合わせ
を認識して、電子機器の操作手順と対応させるように構
成してもよい。
【0016】
【発明の効果】以上のように本発明の人体動作認識セン
サによれば、検知装置により人体又はその一部検知し画
像情報として出力し、特徴抽出装置により検知装置から
出力される画像情報から人体又はその一部の形状及び/
又は状況を判別し、動作認識装置により特徴抽出装置か
ら出力される形態情報の時間変化から人体又はその一部
の動作を認識判別するように構成したので、人体又はそ
の一部の動作を認識することができる。また、検知装置
を、例えば焦電型赤外線アレイセンサ、焦電型赤外線マ
トリクスセンサ、焦電型赤外線ビジコン及び半導体型赤
外線センサ等の赤外線感知素子で構成することにより、
人体又はその一部から放射される赤外線を利用して人体
又はその一部の動作を認識することができる。
【0017】また、以上のように構成された本発明の非
接触型操作装置によれば、検知装置により人体又はその
一部検知し画像情報として出力し、特徴抽出装置により
検知装置から出力される画像情報から人体又はその一部
の形状及び/又は状況を判別し、動作認識装置により特
徴抽出装置から出力される形態情報の時間変化から人体
又はその一部の動作を認識判別し、人体動作パターン認
識装置により動作認識装置により認識された人体動作情
報とあらかじめ取決められた電子機器の操作手順とを比
較し対応する操作信号を出力するように構成したので、
操作部に直接触れることなく、例えばコンピュータや家
庭用テレビジョン等の電子機器を操作することが可能と
なる。また、リモートコントロール通信装置及び電子機
器側に設けられた通信装置を介して複数の電子機器と接
続し、人体又はその一部の動作から複数の被操作電子機
器の1つの操作対象を選択することにより、1台の非接
触型操作装置により複数の電子機器、例えばステレオア
ンプ、ステレオチューナー、カセットデッキ、コンパク
トディスクプレーヤー、テレビ、ビデオテープレコーダ
ー及び光ディスクプレーヤー等の内、少なくとも1つを
含む家庭用電子機器システム(家庭用オーディオシステ
ム等)を操作することが可能となる。また、検知装置
を、例えば焦電型赤外線アレイセンサ、焦電型赤外線マ
トリクスセンサ、焦電型赤外線ビジコン及び半導体型赤
外線センサ等の赤外線感知素子で構成することにより、
人体又はその一部から放射される赤外線を利用して人体
又はその一部の動作を認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の人体動作認識センサの第1の実施例の
構成を示すブロック図
【図2】図1に示す人体動作認識センサを用いた本発明
の非接触型操作装置の第1の実施例の構成を示すブロッ
ク図
【図3】本発明の非接触型操作装置の第2の実施例の構
成を示すブロック図
【図4】本発明の非接触型操作装置の第3の実施例の構
成を示すブロック図
【符号の説明】
10:人体動作認識センサ 11:検知装置 12:特徴抽出装置 13:動作認識装置 20:非接触型操作装置 21:人体動作パターン認識装置 22:電子機器 30:非接触型操作装置 31:リモートコントロール通信装置 321〜32n:機器側通信装置 331〜33n:電子機器 40:コンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06T 1/00 G11B 31/00 541 P 9463−5D (72)発明者 飯島 賢二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 人体又はその一部を検知する検知装置
    と、前記検知装置から出力される画像情報から前記人体
    又はその一部の形状及び/又は状況を判別する特徴抽出
    装置と、前記特徴抽出装置から出力される形態情報の時
    間変化から前記人体又はその一部の動作を認識判別する
    動作認識装置を具備する人体動作認識センサ。
  2. 【請求項2】 検知装置は、人体から放射される赤外線
    を検知する検知装置である請求項1記載の人体動作認識
    センサ。
  3. 【請求項3】 検知装置は、焦電型赤外線アレイセン
    サ、焦電型赤外線マトリクスセンサ、焦電型赤外線ビジ
    コン及び半導体型赤外線センサから選ばれたいずれかで
    ある請求項1又は2に記載の人体動作認識センサ。
  4. 【請求項4】 人体又はその一部を検知する検知装置
    と、前記検知装置から出力される画像情報から前記人体
    又はその一部の形状及び/又は状況を判別する特徴抽出
    装置と、前記特徴抽出装置から出力される形態情報の時
    間変化から前記人体又はその一部の動作を認識判別する
    動作認識装置と、前記動作認識装置により認識された人
    体動作情報とあらかじめ取決められた電子機器の操作手
    順とを比較し対応する操作信号を出力する人体動作パタ
    ーン認識装置とを具備する非接触型操作装置。
  5. 【請求項5】 リモートコントロール通信装置を有し、
    電子機器側に設けられた通信装置を介して複数の電子機
    器と接続された請求項4記載の非接触型操作装置。
  6. 【請求項6】 人体又はその一部の動作から複数の被操
    作電子機器の1つの操作対象を選択する請求項5記載の
    非接触型操作装置。
  7. 【請求項7】 検知装置は、人体から放射される赤外線
    を検知する検知装置である請求項4から6のいずれかに
    記載の非接触型操作装置。
  8. 【請求項8】 検知装置は、焦電型赤外線アレイセン
    サ、焦電型赤外線マトリクスセンサ、焦電型赤外線ビジ
    コン及び半導体型赤外線センサから選ばれたいずれかで
    ある請求項4から7のいずれかに記載の非接触型操作装
    置。
  9. 【請求項9】 被操作電子機器はコンピュータである請
    求項4記載の非接触型操作装置。
  10. 【請求項10】 被操作電子機器は、ステレオアンプ、
    ステレオチューナー、カセットデッキ、コンパクトディ
    スクプレーヤー、テレビ、ビデオテープレコーダー及び
    光ディスクプレーヤーから選択された少なくとも1つを
    含む家庭用電子機器システムである請求項5又は6記載
    の非接触型操作装置。
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