JPH0317689A - 画面角度調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 《発明の分野》 この発明は、壁掛けテレビ等の画面を、ファジィ制御を
用いて自動的に見やすい角度にｉｌｉ節する画面角度調
節装鷹に関するや 《発明の概要》 この発明は、表示画面と画面目視者との配置関係を検出
し、ファジィ制御を用いて表示画面を目視者に見やすい
角度に自動的に！ｊｌｌｌｊするようにしたものである
． 《従来技術とその問題点》 従来より考えられている壁掛けテレビは、文字通り垂直
な壁に掛けられるため、画面が壁と平行な垂直の状態に
固定されてしまう．また、画面を予め見やすい角度に傾
けて設置することも可能であるが、いずれにしろ壁掛け
テレビは、画面の角度が初めにセットされると、以後ほ
とんど調整されることなくほぼ不動の状態を保つものと
思われる． 一方、テレビを見る人は、個人差により身長が異なり、
また近くで見たり遠くで見たりと見る位置が一定しない
．また、見る姿勢も、立ったまま、座って、横になって
とさまざまである。そのため、テレビ画面に対する見る
人の視線の角度がそれぞれ異なってしまい、視線の角度
が画面垂直線から大きく傾くと見ずらくなるばかりか、
液晶画面の場合は偏向特性のために全く見えなくなると
いう問題がある． 《発明の目的｝ この発明は上記の問題点を解消するためになされたもの
で、その目的とするところは、画面を見る人の位買がさ
まざまであっても、また、見る位置が移動した場合でも
、常に最適な画面状態で表示画面を見続けることのでき
る画面角度調節装置を提供することにある． 《発明の構成と効果〉 この発明は、上記目的を達成するために、表示画面から
画面目視者までの距離を検出する検出器と、画面目視者
頭部の表示画面位置に対する角度を検出する検出器と、
両検出器が検出した表示画面と画面目視者との配置情報
から、メンバシンプ関数を用いたファジィ推論により、
目視者に対して表示画面を最も見やすい角度にするため
の画面角度の調整量を算出する手段と、夏出された調整
量に基づいて画面角度を変更する画面角度駆動機構を備
えたことを特徴とする． この発明はこのように、表示画面と画面目視者との配置
関係を検出し、ファジィ制御を用いて表示画面を目視者
に見やすい角度に自動的に調節するようにしたものであ
るから、例えば壁掛けテレビにこの発明を適用した場合
は、画面目視者が画面前方のさまざまな位置においても
、また絶えず移動する場合でも、常に最高の画面角度に
調整されて、従来の固定式テレビに比べ格段の見やすさ
を得ることができる． また、つねに最適な画面角度に制御する制御部にファジ
ィ推論を用いたため、演算部の構戒が簡単になるととも
に、処理速度を高速にすることができる． 《実施例の説明〉 次に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する． 第１図は、この発明に係る画面角度調節装置を壁掛けテ
レビに通用した場合の画面の上下回動を説明する側面図
である． 図において、壁面５に形威された凹部６に壁掛けテレビ
の受像回路部を含む制御部本体３が載置され、さらにこ
の本体３の上方にテレビ画面であるところの液晶画面１
が上下方向回動自在に支持されている．液晶画面１の下
端部には、テレビ視聴者Ｍまでの距離および頭部の角度
等を検出する距離センサ２が配設されている． また本体３の前面には、スビーカ４が配設されている． 図では、視聴者Ｍの頭部が距離センサ２とほぼ同一レベ
ル（ｈ−ＺＲ）であるため、液晶画面１の上下調整角度
βが垂直面と平行に調整されている．またスビーカ４の
音量も検出された視聴者Ｍまでの距離に応した音量に！
ａｌｌ！ｆｆされる．なお、図面左部の目盛りは、視聴
者Ｍの頭部の高さを言語表現（ファジィラベル）により
表したものである．第２図は、第１図に示した壁掛けテ
レビ画面を左右方向に角度調整する場合を説明する平面
図である． 図において、視聴者Ｍの位置が液晶画面１の中心線より
もずれている場合、そのずれている角度に応した左右調
整角度αで液晶画面が回動調整されて、視聴者Ｍに対し
液晶画面ｌが真正面に向けられる． 第３図は、さらに他のテレビの実施例を示す斜視図であ
る． 図において、液晶画面１は第１．　　２図と同様に、制
御部本体３の上部に支持されて、左右調整角度αおよび
上下調整角度βにより、視聴者Ｍに対する画面の角度が
最適の状態に調整可能に構或されている．制御部本体３
には、液晶画面１を左右方向に回動するためのサーボモ
・一タＭ１、および上下方向に回動ずるためのサーボモ
ータＭ２がそれぞれ内蔵されている。

液晶画面ｌの前面下部には赤外線検知回路４６（図示せ
ず）が内蔵されており、視聴者Ｍから発せられる赤外線
を検知し、その入射方向から視聴者Ｍの方角を検出し、
さらに赤外線領域が円形である部分を検知し、それを頭
部と判定する．ここで得られた視聴者Ｍの方角から液晶
画面１の左右調整角度αが換算されて、その値にもとづ
きサーボモータＭ１が駆動されることにより、左右方向
について、最適な左右調整角度αに調整される．また、
制御部本体３には距離測定センサ／回路４８（図示せず
）が内蔵されおり、赤外線検知回路４６が検出した視聴
者Ｍの頭部に対して超音波を発射し、その反射波から、
頭部までの距離ｌを測定し、さらにこのときの発射角度
から頭部に対する仰角（または俯角）θを測定する．こ
こで頭部までの距離２と、仰角θが判明したことで、視
聴者Ｍまでの水平距離ｄ、および頭部の高さｈは、次式
により算出される． ｄ＝ｆＸｃ　ｏ　ｓθ・・・（１） ｈ＝ｆｆｉＸｓｉｎθ・・・（２） こうして得られた値から、液晶画面ｌの上下調整角度β
およびスピーカ４の音量等が後述するファジィ推論によ
り算出される． 第４図は、これら実施例における制御部の横戒を示すブ
ロック図である． 制御部は、主にＣＰＵ４　１がメモリ４２に格納された
制御プログラムを実行することによりおこなわれる． ＣＰＵ４　１とバス４３を介して接続さているＩ／Ｏイ
ンターフェース４４には、画面の角度調整を自動または
マニュアルのいずれかに選択する操作スイッチ４５から
のスイッチ信号、および赤外線検知回路４６からの検知
信号がそれぞれ入力される．また、操作スイッチ４５に
自動調整が選択された場合には、Ｉ／Ｏインターフェー
ス４４からファジィコントローラ４７に対してオン信号
が送られ、上下角度調整および音量調整のためのファジ
ィｔｆｌ論演算が開始される． 操作スイッチ４５にマニュアルが選択された場合は、サ
ーボモータＭ２をマニュアルにより操作して任意の上下
角度に設定することができる。この場合、スピーカ４の
音量についてもマニュアルによる調整が可能になる。

Ｉ／Ｏインターフェース４４から、サーボモータＭｌに
対して赤外線検知回路４６が検知した内容に基づく左右
調整角度αが出力されると、サーボモータＭ１は回動動
作をおこなう． ファジィコントローラ４７は、オン信号が送られると、
演算動作を開始し、距離測定センサ／回路４８から人力
された視聴者Ｍまでの距離ｄ（ｘ１）、および頭部の高
さｈ　（ｘ２）からファジィ推論により、その状態の視
聴者Ｍに対しての最適な画面の調整角度に関する出力ｙ
１および最適なスピーカ４の音量に関する出力ｙ２を算
出して、パワー回路４９に出力する． パワー回路４９は出力ｙ１を増幅して上下角度βとしサ
ーボモータＭ２へ送るとともに、出力ｙ２を増幅して音
量Ｖとして音量調整部６０へ送る．サーボモータＭ２は
、液晶画面ｌを上下角度βだけ上下方向に回動する． 音量調整部６０は、スピーカ４の音量が人力された音量
Ｖのレベルとなるように調節する．第５図は、第４図に
示したファジィコントローラ４７の処理動作をさらに詳
しく説明したブロンク図である． 図において、距離出力回路５ｌから出力された視聴者Ｍ
までの距離ｄは、サンプル・ホールド回路５２へ送られ
る。

高さ出力回路５３から出力された頭部の高さｈは、サン
プル・ホールド回路５４へ送られる。なお距離出力回路
５１および高さ出力回路５３は、いずれも距離測定セン
サ／回路４８に内蔵されている． サンプル・ホールド回路５２．５４は、入力された距Ｍ
ｄ、高さｈを所定間隔で保持し、信号Ｘ１、Ｘ２として
ファジィ推論装置５５へ送る。

ファジィ推論装Ｗ５５は、入力信号ｘｉ，ｘ２のメンバ
シンブ関数の適合度（メンハシップ値）に応して、ブロ
ンク５６のファジィ・ルールに基づいた最適の出力値を
ファジィ推論により演算し、その結果を非ファジィ化し
て得られた出力信号ｙ１、ｙ２をそれぞれアンブ５７、
５８へ送る。

ブロック５６に格納されているファジィ・ルールは、入
力される距離ｄ（ｘｉ）、高さｈ（ｘ２）の値を前件部
とし、上下角度β（ｙｌ）、音ｌｖ（ｙ２）の値を後件
部としたものであり、距＃ｄ（ｘｉ）と高さｈ　（ｘ２
）の値の組合せに応じた上下角度β（ｙｌ）、音量ｖ（
ｙ２）がそれぞれ規定されている。

アンプ５７は、信号ｙｌを増幅した後、上下角度βとし
てサーボモータＭ２へ送る。

アンプ５８は、信号ｙ２を増幅した後、音量Ｖとして音
ｔ調整部６０へ送る。

第６図は、ファジィ推論装置５５に入力される人力Ｘｉ
，Ｘ２をファジィ化し、さらに演算結果を具体的な出力
ｙ１、ｙ２に非ファジィ化する際に用いられるメンバシ
ップ関数を示すグラフである．図ａは距Ｍｄを示す入力
ｘ１と各ファジィラヘルの適合度を表すメンバシノブ関
数である。図ｂは高さｈを示す入力χ２と各ファジィラ
ベルの適合度を表すメンバシンブ関数である。これら各
図の横軸には具体的な演算値が表されている。

さらに図Ｃは上下角度βを示す出力ｙ１に関するメンバ
シソブ関数である。

図ｄは音量Ｖを示す出力ｙ２に関するメンバシンブ関数
である。

これらのメンハシップ関数は、装置の具体的な設定値、
例えば表示画面ｌの大きさ、表示画面ｌの回動範囲、ス
ピーカ４の容量等により最通なものに設定される。

第７図は上記の実施例の動作を系統的に示したフローチ
ャートである。以下フローチャートに沿って動作の説明
をする． まず、ｉｔ源が投入されると赤外線検知回路４６が画面
前方をサーチして、視聴者Ｍから発せられる赤外線を検
知し、その入射方向から視聴者Ｍの方角を検出し、さら
に赤外線領域が円形である部分が検知されると、それを
頭部と判定し、サーボモータＭ１を作動させて画面の左
右方向の角度調整をする（ステップ７１）． ここで視聴者Ｍの頭部が検知できない場合は、再度サー
チをおこなう（ステップ７２否定）．次に、操作スイン
チ４５にマニュアル操作が選沢されているか否かを判別
し（ステノブ７３）、マニュアル操作が選択されていな
ければ、すなわち自動調整が選択されていれば（ステノ
プ７３否定）、距ｉ１ｉｊｌ！ｌ定センサ／回路４８か
ら視聴者Ｍに対して超音波を発射し、その反射波から、
頭部までの距離２を測定し、さらにこのときの発射角度
から頭部に対Ｖる仰角θを測定する（ステップ７４）。

ここで頭部までの距離ｌと、仰角θから視聴者Ｍまでの
水平距Ｈｄ、および頭部の高さｈを前述した（１）式、
（２）式により算出する（ステップ７５）．次いで得ら
れた距離ｄ、高さｈを用いたファジィ推論により、最適
な画面角度βおよび音量■を求めて、調節する（ステッ
プ７６）． これら一連の処理がすんだところで、パワースイッチが
オフにされていなければ（ステップ７７否定）、先頭に
戻り処理を繰り返す． その結果、常時、視聴者Ｍの位置がサーチされて最適な
画面角度と音量が維持される。

これらの実施例は壁掛けテレビの画面角度を最適な角度
に自動的に調節するの同時に、音量についても自動調整
されるため、室内で移動しながらテレビをみるような場
合、常にほぼ真正面でテレビがみられ、しかも音量も大
きすぎず、小さすぎずに快適な状態に維持される。

またこの画面角度調節装置は、壁掛けテレビだけでなく
、通常のテレビについても同様に適用することが可能で
ある。

第８図は、他の実施例を示す説明図である。

この実施例は、ＡＴＭまたはＣ／Ｄ等の金融端末８１の
表示画面８２に画面角度調節装置を適用したものである
． 従来のこの種の端末８１の表示画面は固定されているた
め、顧客Ｍの体格によっては表示画面８２に対する視差
が生しることがあり、特に表示画面を液晶により形成し
た場合は偏向特性が著しく、顧客の頭部の位置によって
は全く見えなくなることがある。このような場合、顧客
は見える角度まで頭部を移動させなければならないとい
う利用上の問題がある． そこでこの実施例は、表示画面８２の手前部に距離セン
サ８３を設けることにより、顧客Ｍの頭部をサーチし、
その角度と距離を測定することで、上記の実施例と同様
に距離ｄと高さｈを算出しファジィ推論により最適な画
面角度にｔＡ節するようにしたものである。

その結果、顧客Ｍの体格や、顧客Ｍの端末８ｌに対する
位置にばらつきがあっても、常に最適な画面角度に調節
されて、表示内容の確認を容易にすることができる。

なお上記の各実施例は、距＃ｄと高さｈに基づいて画面
の上下角度βを算出しているが、頭部までの距離ｌ、頭
部の仰角または俯角θ、および実際の画面角度とから上
下角度βを同様に算出することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る画面角度調節装置を壁掛けテレ
ビに適用した第１実施例の側面図、第２図は同じく第１
実施例の平面図、第３図は第２実施例を示す斜視図、第
４図は制御部の横威を示すブロック図、第５図はファジ
ィコントローラの構或を示すブロック図、第６図はファ
ジィ推論装置に設定されているメンバシップ関数を示す
グラフ、第７図は動作を示すフローチャー｝・、第８図
は第３の実施例を示す説明図である． １・・・液晶画面 ２・・・距離セ〉′サ ３・・・制御部本体 ４・・・スピーカ ５・・・壁面 ６・・・凹部 ４ｌ・・・ＣＰＵ ４２・・・メモリ ４３・・・バス ４４・・・１／○インターフェース ４５・・・操作スイッチ ４６・・・赤外線検知回路 ４７・・・ファジィコントローラ ４８・・・距離測定センサ／回路 ４９・・・パワー回路 ５１・・・距離出力回路 ５２・・・サンプル・ホールド回路 ５３・・・高さ出力回路 ５４・・・サンプル・ホールド回路 ５５・・・ファジィ推論装置 ５７　５８・・・アンプ ６０・・・音量調整部 ８１・・・金融端末 ８２・・・表示画面 ８３・・・距離センサ Ｍｌ，Ｍ２・・・サーボモータ ｄ・・・距離 ｈ・・・高さ ｌ・・・距離 ■・・・音量 α・・・左右調整角度 β・・・上下調整角度 θ・・・仰角 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表示画面から画面目視者までの距離を検出する検出
   器と、 画面目視者頭部の表示画面位置に対する角度を検出する
   検出器と、 両検出器が検出した表示画面と画面目視者との配置情報
   から、メンバシップ関数を用いたファジィ推論により、
   目視者に対して表示画面を最も見やすい角度にするため
   の画面角度の調整量を算出する手段と、 算出された調整量に基づいて画面角度を変更する画面角
   度駆動機構と、 を備えたことを特徴とする画面角度調節装置。