JP3144172U - ディスプレイ角度調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成により、ディスプレイに表示される映像を視聴する人物に対して視聴しやすい方向に向くよう、ディスプレイの角度を自動調整し、最適な視野角を与えることができ、さらにディスプレイの設置場所を限定しない、ディスプレイ角度調整装置を提供する。
【解決手段】ディスプレイ角度調整装置は、ディスプレイ装置１０の前方周辺を撮像する固定カメラ２０から画像データを取得し、当該画像データ中の顔位置を検出する顔検出処理部１１０と、顔位置を基に制御対象の座標値を取得する座標値取得部１３０と、制御対象の座標値を基にディスプレイ角度制御値を取得するディスプレイ角度制御値取得部１４０と、ディスプレイ角度制御値に相当する信号をディスプレイ装置１０を回転する回転部１２，１３に対して出力する回転制御部１６０，１７０と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本考案は、映像を視聴する人物に対して視聴しやすい方向にディスプレイ装置の角度を自動調整するディスプレイ角度調整装置に関する。

従来のディスプレイ角度調整装置としては、例えば、下記特許文献１に示すような自動車室内に搭載したものが知られている。下記特許文献１において、ディスプレイ角度調整装置は、自動車室内に搭載されたディスプレイ装置と、ディスプレイ装置の向きを変えるモータと、座席ごとに設けられ、各座席に乗員がいるか否かを検出する複数の乗員センサスイッチと、複数の乗員センサスイッチの検出結果に応じて、ディスプレイ装置の向きを乗員のいる方向に向くようにモータを駆動する駆動部と、を備えている。乗員センサスイッチは、乗員がシートベルトを装着したことを検出すると駆動部へ信号を送り、駆動部は、複数の乗員センサスイッチから送られる信号の検出結果から乗員のいる座席を判別し、これに従って、ディスプレイ装置の向きを乗員のいる方向に向くようにモータを駆動している。これにより、ディスプレイ装置は、乗員が座席に座ってシートベルトを装着した時に、その乗員のいる方向にディスプレイ装置の角度が自動調整され、乗客に対して視聴しやすい角度（視野角）を与えることができる。
特開２００２−２４０６４１号公報

しかしながら、従来の上記ディスプレイ角度調整装置は、乗員センサスイッチを座席毎に設ける必要があり、座席数が多いほど乗員センサスイッチを複数設けなければならないという問題がある。また、上記ディスプレイ角度調整装置は、ディスプレイ装置が乗員のいる方向に向くように角度調整されるが、視聴する人物に適した角度調整がなされていないという問題がある。すなわち、ディスプレイ装置は、シートベルトを装着していない乗員に対して角度調整はされず、また、乗員の身長に適した角度調整がされていない。

このような問題に着目し、本考案は、簡素な構成により、映像を視聴する人物に対して視聴しやすい方向に向くよう、ディスプレイ装置の角度を自動調整して最適な視野角を与え、さらにディスプレイ装置の設置場所を限定しない、ディスプレイ角度調整装置を提供することを課題とする。

この課題を解決するため、本考案は、ディスプレイ装置の前方周辺を撮像する固定カメラから画像データを取得し、当該画像データ中の顔位置を検出する顔検出処理部と、前記画像データ中の顔位置を基に制御対象の座標値を取得する座標値取得部と、前記制御対象の座標値を基にディスプレイ角度制御値を取得するディスプレイ角度制御値取得部と、前記ディスプレイ角度制御値を取得し、当該ディスプレイ角度制御値に相当するディスプレイ角度制御信号を、ディスプレイ装置を所定方向に回転する回転部に対して出力する回転制御部と、を備えることを特徴とするディスプレイ角度調整装置を提供する。

このような構成を備えたディスプレイ角度調整装置によれば、ディスプレイ装置の前方周辺を撮像する固定カメラから画像データを取得し、その中から人物の顔を検出した場合に、画像データ中の顔位置を基に制御対象の座標値を取得し、その座標値を基に取得するディスプレイ角度制御値に相当するディスプレイ角度制御信号を回転部に対して出力し、ディスプレイ装置を所定方向に回転することができる。これにより、簡素な構成でかつディスプレイ装置の設置場所を限定することなく、映像を視聴する人物に対してディスプレイ装置の角度を視聴しやすい方向に自動調整し、最適な視野角を与えることができる。

以下、本考案を実施するための最良の形態を説明する。図１は、本考案に係るディスプレイ角度調整装置の一設置例を示した図である。

ディスプレイ装置１０は、CRT（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等、映像を表示部１１に表示する表示装置である。

固定カメラ２０は、ＣＣＤ（charge coupled device）カメラ、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）カメラ等の撮像装置であり、表示部１１の前方周辺を撮像する。固定カメラ２０は、レンズ、カラーフィルタ、撮像素子を備え、レンズに入った画像を、カラーフィルタを介して撮像素子により電気信号に変え、二次元の画像データを取得する。

ディスプレイ角度調整装置１００は、固定カメラ２０が取得した画像データを入力し、これを基に制御するディスプレイ角度制御信号を回転部１２，１３に対して出力する制御装置であり、固定カメラ２０とは有線または無線を介して接続されている。

回転部１２，１３は、ディスプレイ装置１０を所定方向に回転する駆動機構であり、パン回転部１２（以下、パン回転部という）とチルト回転部１３（以下、チルト回転部という）とからなる。パン回転部１２、チルト回転部１３は、それぞれ回転軸、モータ及び減速機を備え、ディスプレイ角度調整装置１００とは有線または無線を介して接続されている。パン回転部１２は、ディスプレイ角度調整装置１００から出力されるディスプレイ角度制御信号に応じてモータを駆動し、減速機を介して得られる回転力により回転軸を中心に水平方向に回転することにより、ディスプレイ装置１０を水平方向に回転（パン回転）させる。一方、チルト回転部１３は、ディスプレイ角度調整装置１００から出力されるディスプレイ角度制御信号に応じてモータを駆動し、減速機を介して得られる回転力により回転軸を中心に垂直方向に回転することにより、ディスプレイ装置１０を垂直方向に回転（チルト回転）させる。さらに、パン回転部１２及びチルト回転部１３は、それぞれポテンションメータ、エンコーダ、あるいはレゾルバ等の角度を検出するセンサを備え、それぞれ回転部の現在の回転角度を取得する。

図１に示すように、本実施の形態では、天井１に固定された２本のブラケット２に収納ボックス３が支持され、その中に固定カメラ２０が設置されている。また、収納ボックス３の下方には凹状の溝が形成され、その内側両方にチルト回転部１３の一端が回転軸を中心に回転可能に支持され、チルト回転部１３の他端には支持部材１４が固定されている。さらに、支持部材１４には、パン回転部１２の一端が回転軸を中心に回転可能に支持され、パン回転部１２の他端にはディスプレイ装置１０が固定されている。

固定カメラ２０は、ディスプレイ装置１０の上側面中央位置から高さ方向で、かつディスプレイ装置１０の近くに設けられている。また、パン回転部１２は、固定カメラ２０の近くで、ディスプレイ装置１０の上側面中央位置を中心に水平方向に回転可能に設けられ、チルト回転部１３は、固定カメラ２０の近くで、ディスプレイ装置１０を垂直方向に回転可能に設けられている。

次に、ディスプレイ角度調整装置１００が行う処理について詳細に説明する。図２は、ディスプレイ角度調整装置１００が行う処理等をブロックで示した図である。図２に示すように、ディスプレイ角度調整装置１００は、顔検出処理部１１０、顔特徴量記憶部１２０、Ｘ−Ｙ座標値取得部１３０、ディスプレイ角度制御値取得部１４０、ディスプレイ角度制御情報記憶部１５０、パン回転制御部１６０、チルト回転制御部１７０を備えている。

顔検出処理部１１０は、固定カメラ２０が一定方向から撮像した表示部１１の前方周辺の二次元の画像データを取得する。顔特徴量記憶部１２０には、肌色領域に関する情報や、肌色領域に含まれる目、口、鼻、眉に関する情報等の人物の顔の特徴量が予め記憶されている。顔検出処理部１１０は、取得した画像データについて、顔特徴量記憶部１２０に予め記憶されている人物の特徴量を用いて、肌色領域の有無や肌色領域に含まれる目、口、鼻、眉の有無を判別し、その中から人物の顔が検出された場合、画像データ中の顔位置を示す顔位置情報をＸ−Ｙ座標値取得部１３０へ出力する。図３は、顔位置情報をイメージで示した図である。図中、四角の枠で示された範囲は、固定カメラ２０のレンズが映し出す範囲（画角）に相当し、黒丸部分は画像データの中から検出された人物の顔の位置を示している。

つづいてＸ−Ｙ座標値取得部１３０は、顔検出処理部１１０から顔位置情報を取得し、当該顔位置に相当するＸ‐Ｙ座標値を取得する。図４は、画像データの中の顔位置が１箇所だった場合に取得するＸ‐Ｙ座標値をイメージで示した図である。図中、（Ｘ０，Ｙ０）は、画像データの中心位置を示し、その位置を中心に左右方向に各Ｘ座標値、上下方向に各Ｙ座標値が設定されている。（Ｘａ，Ｙｂ）は顔位置に相当する座標値を示している。この場合、Ｘ−Ｙ座標値取得部１３０は、１箇所の顔位置に相当するＸ−Ｙ座標値（Ｘａ，Ｙｂ）を制御対象の座標値として取得し、これをディスプレイ角度制御値取得部１４０へ出力する。

図５は、画像データの中の顔位置が２箇所だった場合に取得するＸ‐Ｙ座標値をイメージで示した図である。図中、（Ｘｃ，Ｙｄ）、（Ｘｅ，Ｙｆ）は顔位置に相当する座標値を示している。この場合、Ｘ−Ｙ座標値取得部１３０は、顔位置に相当するＸ−Ｙ座標値（Ｘｃ，Ｙｄ）、（Ｘｅ，Ｙｆ）の中間のＸ−Ｙ座標値（Ｘｇ，Ｙｈ）を制御対象の座標値として取得し、これをディスプレイ角度制御値取得部１４０へ出力する。

図６は、画像データの中の顔位置が３箇所以上だった場合に取得するＸ‐Ｙ座標値をイメージで示した図である。図中、（Ｘｉ，Ｙｊ）、（Ｘｋ，Ｙｌ）、（Ｘｍ，Ｙｎ）、（Ｘｏ，Ｙｐ）、（Ｘｑ，Ｙｒ）、（Ｘｓ，Ｙｔ）は顔位置に相当する座標値を示している。この場合、Ｘ−Ｙ座標値取得部１３０は、顔位置に相当するＸ−Ｙ座標値（Ｘｉ，Ｙｊ）、（Ｘｋ，Ｙｌ）、（Ｘｍ，Ｙｎ）、（Ｘｏ，Ｙｐ）、（Ｘｑ，Ｙｒ）、（Ｘｓ，Ｙｔ）のうち、Ｘ座標の最大値（Ｘｉ）と最小値（Ｘｏ）の中間のＸ座標値（Ｘｕ）と、Ｙ座標の最大値（Ｙｌ）と最小値（Ｙｔ）の中間のＹ座標値（Ｙｖ）を取得し、Ｘ−Ｙ座標値（Ｘｕ，Ｙｖ）を制御対象の座標値として取得し、これをディスプレイ角度制御値取得部１４０へ出力する。

つづいてディスプレイ角度制御値取得部１４０は、Ｘ−Ｙ座標値取得部１３０から制御対象のＸ−Ｙ座標値を取得し、当該Ｘ−Ｙ座標値の水平方向成分であるＸ座標値に対応付けられた水平方向の角度と、垂直方向成分であるＹ座標値に対応付けられた垂直方向の角度をディスプレイ角度制御情報記憶部１５０から取得する。ディスプレイ角度制御情報記憶部１５０には、画像データ中の各Ｘ−Ｙ座標値と、水平方向及び垂直方向の角度とが予め対応付けられて記憶されている。ここで画像データは、上記したとおり、固定カメラ２０のレンズが映し出す範囲（画角）により決定される。すなわち、画像データの中心位置は０度に相当し、中心位置から左右方向の端は固定カメラ２０のレンズの水平方向の画角に相当し、中心位置から上下方向の端は固定カメラ２０のレンズの垂直方向の画角に相当する。このことから、水平方向及び垂直方向の画角に基づいて、画像データ中の各Ｘ−Ｙ座標値に対して水平方向及び垂直方向の角度が設定されて対応付けられる。画像データ中の各Ｘ−Ｙ座標値に対応付けられる水平方向及び垂直方向の角度は、言い換えれば、画像データ中の各Ｘ−Ｙ座標値に相当する実際の位置を固定カメラ２０から見た水平方向及び垂直方向の角度に相当する。

また、ディスプレイ角度制御値取得部１４０は、現在のパン回転角度をパン回転部１２から取得し、現在のチルト回転角度をチルト回転部１３から取得する。ディスプレイ角度制御値取得部１４０は、制御対象のＸ−Ｙ座標値の水平方向成分であるＸ座標値に対応付けられた水平方向の角度と現在のパン回転角度との差分を求めることにより、実際に制御を行う水平方向の制御角度を取得し、また、同様に、垂直方向成分であるＹ座標値に対応付けられた垂直方向の角度と現在のチルト回転角度との差分を求めることにより、実際に制御を行う垂直方向の制御角度を取得する。

さらに、ディスプレイ角度制御値取得部１４０は、水平方向の制御角度に対応付けられたパン制御値と、垂直方向の制御角度に対応付けられたチルト制御値をディスプレイ角度制御情報記憶部１５０から取得する。ディスプレイ角度制御情報記憶部１５０には、水平方向の制御角度と水平方向の制御を行うパン制御値とが予め対応付けられて記憶され、また、同様に、垂直方向の制御角度と垂直方向の制御を行うチルト制御値とが予め対応付けられて記憶されている。ここで本実施の形態では、上記したとおり、固定カメラ２０が、ディスプレイ装置１０の上側面中央位置から高さ方向で、かつディスプレイ装置１０の近くに設けられているので、ディスプレイ装置１０の表示部１１の前方周辺にいる人物を固定カメラ２０から見た水平方向の角度は、これをディスプレイ装置１０の表示部１１中心位置から見た水平方向の角度と一致する。一方、ディスプレイ装置１０の表示部１１の前方周辺にいる人物を固定カメラ２０から見た垂直方向の角度は、これをディスプレイ装置１０の表示部１１中心位置から見た垂直方向の角度と誤差がある。このことから、水平方向の制御角度と対応付けられるパン制御値は、水平方向の制御角度と同じ角度分の制御を行う制御値を設定している。一方、垂直方向の制御角度と対応付けられるチルト制御値は、垂直方向の制御角度と同じ角度分の制御を行う値に対してディスプレイ装置１０の表示部１１中心位置から所定距離（例えば５ｍ）の位置で誤差を補正する値を加えた制御値を設定している。ディスプレイ角度制御値取得部１４０は、取得したパン制御値をパン回転制御部１６０へ出力し、チルト制御値をチルト回転制御部１７０へ出力する。

パン回転制御部１６０は、ディスプレイ角度制御値取得部１４０からパン制御値を取得し、これを制御信号に変換し、パン回転部１２へ出力する。これにより、パン回転部１２は、パン回転制御部１６０から出力されるパン制御信号に応じてディスプレイ装置１０を左右水平方向にパン回転する。一方、チルト回転制御部１７０は、ディスプレイ角度制御値取得部１４０からチルト制御値を取得し、これを制御信号に変換し、チルト回転部１３へ出力する。これにより、チルト回転部１３は、チルト回転制御部１７０から出力されるチルト制御信号に応じてディスプレイ装置１０を上下垂直方向にチルト回転する。

以上、本実施の形態のディスプレイ角度調整装置１００によれば、簡素な構成により、映像を視聴する人物に対して視聴しやすい方向に向くよう、ディスプレイ装置１０の角度を自動調整し、最適な視野角を与えることができる。

なお、ディスプレイ装置１０、固定カメラ２０、パン回転部１２、チルト回転部１３の設置箇所は、本考案の要旨を逸脱しない範囲で様々な態様で適宜容易に設置することができるものである。例えば、固定カメラ２０を、ディスプレイ装置１０の左右側面中央位置から横方向で、かつディスプレイ装置１０の近くに設けても良い。この場合、ディスプレイ装置１０の表示部１１の前方周辺にいる人物を固定カメラ２０から見た垂直方向の角度は、これをディスプレイ装置１０の表示部１１中心位置から見た垂直方向の角度と一致する。一方、ディスプレイ装置１０の表示部１１の前方周辺にいる人物を固定カメラ２０から見た水平方向の角度は、これをディスプレイ装置１０の表示部１１中心位置から見た水平方向の角度と誤差がある。このことから、垂直方向の制御角度と対応付けられるチルト制御値は、垂直方向の制御角度と同じ角度分の制御を行う制御値が設定される。一方、水平方向の制御角度と対応付けられるパン制御値は、水平方向の制御角度と同じ角度分の制御を行う値に対してディスプレイ装置１０の表示部１１中心位置から所定距離（例えば５ｍ）の位置で誤差を補正する値を加えた制御値が設定される。

また、ディスプレイ角度調整装置１００の構成は、その一部または全部を分離しても良く、これらを固定カメラ２０またはディスプレイ装置１０の内部に備えても良い。

さらに、ディスプレイ角度調整装置１００が処理を行うタイミングは、連続的、一定時間毎、あるいは顔が検出される度に行う等、適宜に設定できる。また、ディスプレイ角度調整装置１００の分解能も適宜に設定できる。例えば、顔検出処理部１１０において顔位置が検出される度にディスプレイ装置１０の角度調整を制御するのではなく、顔位置の移動量の閾値を設定する等して、その閾値を越えた場合にのみディスプレイ装置１０の角度調整を制御するようにしても良い。その他、本考案は、実施の形態の説明の範囲に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜に設計可能である。

本考案に係る一設置例を示した図 本考案に係るディスプレイ角度調整装置の内部構成を示したブロック図 画像データの中から顔位置を取得するイメージを示した図 顔位置を示す情報が１箇所の場合の座標値を取得するイメージを示した図 顔位置を示す情報が２箇所の場合の座標値を取得するイメージを示した図 顔位置を示す情報が３箇所以上の場合の座標値を取得するイメージを示した図

符号の説明

１０ ディスプレイ装置
１１ 表示部
１２ パン回転部
１３ チルト回転部
１４ 支持部材
２０ 固定カメラ
１００ ディスプレイ角度調整装置
１１０ 顔検出処理部
１２０ 顔特徴量記憶部
１３０ Ｘ−Ｙ座標値取得部
１４０ ディスプレイ角度制御値取得部
１５０ ディスプレイ角度制御情報記憶部
１６０ パン回転制御部
１７０ チルト回転制御部

Claims (6)

1. ディスプレイ装置の前方周辺を撮像する固定カメラから画像データを取得し、当該画像データ中の顔位置を検出する顔検出処理部と、
   前記画像データ中の顔位置を基に制御対象の座標値を取得する座標値取得部と、
   前記制御対象の座標値を基にディスプレイ角度制御値を取得するディスプレイ角度制御値取得部と、
   前記ディスプレイ角度制御値に相当するディスプレイ角度制御信号を、ディスプレイ装置を所定方向に回転する回転部に対して出力する回転制御部と、を備えることを特徴とするディスプレイ角度調整装置。
2. 前記ディスプレイ角度制御値取得部は、前記制御対象の座標値の水平方向成分を基にパン制御値を取得し、前記制御対象の座標値の垂直方向成分を基にチルト制御値を取得し、
   前記回転制御部は、前記ディスプレイ装置を水平方向に回転するパン回転部を制御するパン回転制御部と、前記ディスプレイ装置を垂直方向に回転するチルト回転部を制御するチルト回転制御部とを備え、
   前記パン回転制御部は、前記パン回転部に対して前記パン制御値に相当するパン制御信号を出力し、
   前記チルト回転制御部は、前記チルト回転部に対して前記チルト制御値に相当するチルト制御信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ角度調整装置。
3. 前記ディスプレイ角度制御値取得部は、前記制御対象の座標値に対応付けられた角度、及び前記回転部の現在の回転角度を取得し、
   前記制御対象の座標値に対応付けられた角度及び前記回転部の現在の回転角度の差分を制御角度として取得し、
   当該制御角度に対応付けられたディスプレイ角度制御値を取得することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ角度調整装置。
4. 前記座標値取得部は、２箇所の顔位置に相当する座標値を取得した場合、各座標値の中間の座標値を前記制御対象の座標値として取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のディスプレイ角度調整装置。
5. 前記座標値取得部は、３箇所以上の顔位置に相当する座標値を取得した場合、各座標値のＸ座標の最大値と最小値の中間のＸ座標値、及びＹ座標の最大値と最小値の中間のＹ座標値を前記制御対象の座標値として取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のディスプレイ角度調整装置。
6. ディスプレイ装置の前方周辺を撮像する固定カメラから画像データを取得し、当該画像データ中の顔位置を検出する工程と、
   前記画像データ中の顔位置を基に制御対象の座標値を取得する工程と、
   前記制御対象の座標値を基にディスプレイ角度制御値を取得する工程と、
   前記ディスプレイ角度制御値に相当するディスプレイ角度制御信号を、ディスプレイ装置を所定方向に回転する回転部に対して出力する工程と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とするディスプレイ角度調整方法。

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