特開 2023-173984 ディスプレイの向き変更システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023173984

(43)【公開日】2023-12-07

(54)【発明の名称】ディスプレイの向き変更システム

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/01 20060101AFI20231130BHJP

   G02B 7/00 20210101ALI20231130BHJP

   G06T 7/00 20170101ALI20231130BHJP

   H04N 5/66 20060101ALI20231130BHJP

【ＦＩ】

G06F3/01 510

G02B7/00 A

G06T7/00 660A

H04N5/66 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022086568

(22)【出願日】2022-05-27

(71)【出願人】

【識別番号】507157285

【氏名又は名称】株式会社ショウワ

(74)【代理人】

【識別番号】100154014

【弁理士】

【氏名又は名称】正木 裕士

(74)【代理人】

【識別番号】100154520

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 祐子

(72)【発明者】

【氏名】藤村 俊秀

【テーマコード（参考）】

2H043

5C058

5E555

5L096

【Ｆターム（参考）】

2H043AB05

2H043AB08

2H043AD04

2H043AD10

5C058BA35

5E555AA64

5E555BA32

5E555BA38

5E555BB32

5E555BB38

5E555BC01

5E555CA42

5E555EA19

5E555EA22

5E555EA27

5E555FA00

5L096BA08

5L096BA18

5L096CA02

5L096FA67

5L096FA69

(57)【要約】

【課題】使用者が移動せずとも、使用者の方向にディスプレイの向きを変更することができるディスプレイの向き変更システムを提供する。
【解決手段】所定の画像を表示させるディスプレイ１の向きを変更可能な変更装置３と、
変更装置３を制御する制御装置４と、を有し、
制御装置４は、
ディスプレイ１の所定箇所に設置されたカメラ２によって撮像された撮像画像に基づいて人の顔を検出する検出手段と、
検出手段にて検出された人の顔の位置が、ディスプレイ１の正面に位置するようにディスプレイ１の向きを変更するよう変更装置３に指示する指示手段と、を有してなる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の画像を表示させるディスプレイの向きを変更可能な変更部と、
前記変更部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記ディスプレイの所定箇所に設置されたカメラによって撮像された撮像画像に基づいて人の顔を検出する検出手段と、
前記検出手段にて検出された前記人の顔の位置が、前記ディスプレイの正面に位置するように前記ディスプレイの向きを変更するよう前記変更部に指示する指示手段と、を有してなるディスプレイの向き変更システム。

【請求項2】

前記カメラは、前記ディスプレイの正面側の所定箇所に設置され、
前記検出手段は、前記撮像画像に対して、前記検出した人の顔部分を囲んだ枠を描画し、
前記指示手段は、前記描画された枠の座標を確認し、該座標が前記撮像画像の中心位置に来るように、前記変更部に指示してなる請求項１に記載のディスプレイの向き変更システム。

【請求項3】

前記制御部は、
前記検出手段にて検出された人の顔に対し、人の顔か否かを推論する推論手段をさらに有してなる請求項１又は２に記載のディスプレイの向き変更システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ディスプレイの向き変更システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、現金自動預払機（ＡＴＭ）や、受付発券機等、ディスプレイに表示されている表示内容を使用者がタッチすることで所定の操作ができるディスプレイが使用されている。特に、感染症対策の一環で、昨今、使用者がディスプレイに直接触れずとも操作が可能な空中ディスプレイが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１０５７４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記のような空中ディスプレイは、使用にあたって、使用者が、当該空中ディスプレイの正面に位置していないと、その空中ディスプレイに表示させている内容を視認するのが困難であるという問題があった。そのため、使用者は、わざわざ、空中ディスプレイの正面に移動しなければならないという問題があった。このことは、程度の差こそあれ、他のディスプレイにも同様の問題があった。

【0005】

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、使用者が移動せずとも、使用者の方向にディスプレイの向きを変更することができるディスプレイの向き変更システムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0007】

請求項１に係るディスプレイの向き変更システムは、所定の画像を表示させるディスプレイ（１）の向きを変更可能な変更部（変更装置３）と、
前記変更部（変更装置３）を制御する制御部（制御装置４）と、を有し、
前記制御部（制御装置４）は、
前記ディスプレイ（１）の所定箇所に設置されたカメラ（２）によって撮像された撮像画像に基づいて人の顔を検出する検出手段（顔検出部４３）と、
前記検出手段（顔検出部４３）にて検出された前記人の顔の位置が、前記ディスプレイ（１）の正面に位置するように前記ディスプレイ（１）の向きを変更するよう前記変更部（変更装置３）に指示する指示手段（補正部４６）と、を有してなることを特徴としている。

【0008】

請求項２に係るディスプレイの向き変更システムは、上記請求項１に記載のディスプレイの向き変更システムにおいて、前記カメラ（２）は、前記ディスプレイ（１）の正面側の所定箇所に設置され、
前記検出手段（顔検出部４３）は、前記撮像画像に対して、前記検出した人の顔部分を囲んだ枠を描画し、
前記指示手段（補正部４６）は、前記描画された枠の座標を確認し、該座標が前記撮像画像の中心位置に来るように、前記変更部（変更装置３）に指示してなることを特徴としている。

【0009】

請求項３に係るディスプレイの向き変更システムは、上記請求項１又は２に記載のディスプレイの向き変更システムにおいて、前記制御部（制御装置４）は、
前記検出手段（顔検出部４３）にて検出された人の顔に対し、人の顔か否かを推論する推論手段（顔推論部４５）をさらに有してなることを特徴としている。

【発明の効果】

【0010】

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0011】

請求項１に係る発明によれば、ディスプレイ（１）の所定箇所に設置されたカメラ（２）によって撮像された撮像画像に基づいて人の顔を検出し、その検出された人の顔の位置が、ディスプレイ（１）の正面に位置するようにディスプレイ（１）の向きを変更するようにしているから、使用者が移動せずとも、使用者の方向にディスプレイの向きを変更することができる。

【0012】

検出された人の顔の位置が、ディスプレイ（１）の正面に位置するようにディスプレイ（１）の向きを変更するようにあたっては、請求項２に係る発明のようにするのが好ましい。

【0013】

一方、請求項３に係る発明によれば、顔に似たような背景を検出手段（顔検出部４３）が人の顔として誤って検出したとしても、推論手段（顔推論部４５）によって人の顔か否かを推論することによって、誤検出を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係るディスプレイの向き変更システムの一実施形態を示す斜視説明図である。

【図2】同実施形態に係る制御装置のブロック図である。

【図3】同実施形態に係るディスプレイの向き変更システムの制御手順を示すフローチャート図である。

【図4】本発明に係るディスプレイの向き変更システムの他の実施形態を示す斜視説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明に係るディスプレイの向き変更システムの一実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。

【0016】

図１に示すように、本実施形態に係るディスプレイの向き変更システムは、ディスプレイ１と、カメラ２と、ディスプレイ１の向きを変更する変更装置３と、変更装置３を制御する制御装置４と、で主に構成されている。以下、各構成について詳しく説明することとする。

【0017】

＜ディスプレイの説明＞
ディスプレイ１は、空中に浮いた所定の画像を表示できる空中ディスプレイからなるものである。

【0018】

＜カメラの説明＞
カメラ２は、デジタルカメラ、Ｗｅｂカメラ等、透視投影モデルに基づいたカメラ等からなるもので、動画や静止画などの画像を撮像可能なものである。

【0019】

＜変更装置の説明＞
変更装置３は、図１に示すように、ディスプレイ１を保持する保持部３０と、保持部３０を矢印Ｙ１方向に回動させることができる回動部３１と、で構成されている。保持部３０は、図１に示すように、矩形状の支持板３０ａと、支持板３０ａの上面に設置固定されている、前面が開放された箱型の収納枠３０ｂと、で構成されている。そして、この収納枠３０ｂ内にディスプレイ１が設置されることによって、ディスプレイ１が保持部３０に保持されることとなる。なお、図１に示すように、この収納枠３０ｂの上面３０ｂａ前面側中央部には、カメラ２が設置固定されており、このカメラ２によって撮像された画像が、図１に示す制御装置４に出力されることとなる。

【0020】

一方、回動部３１は、図１に示すようにモータ３１ａを有しており、このモータ３１ａは、図１に示すように、Ｌ字状のモータブラケット３１ｂによって支持されている。そして、図１に示すように、モータ３１ａの軸部３１ａ１は、ベアリングホルダ３１ｃによって支持されており、この軸部３１ａ１は、第１ギア３１ｄに噛み合っている。これにより、モータ３１ａが駆動すると、軸部３１ａ１が回転し、これによって、第１ギア３１ｄが回転することとなる。

【0021】

ところで、この第１ギア３１ｄの中心には、鉛直上下方向に延びる円柱状の回転軸３１ｅが取り付けられており、この回転軸３１ｅの上方側には、第１ギア３１ｄよりも小径の第２ギア３１ｆが取り付けられている。これにより、第１ギア３１ｄが回転すると、回転軸３１ｅが回転し、それに伴い、第２ギア３１ｆも回転することとなる。なお、回転軸３１ｅは、回転可能なように、ベアリングホルダ３１ｇによって支持されている。

【0022】

一方、図１に示すように、第２ギア３１ｆには、第１ギア３１ｄ及び第２ギア３１ｆよりも大径の第３ギア３１ｈが噛み合っている。この第３ギア３１ｈの中心には、図１に示すように、鉛直上下方向に延びる円柱状の回転軸３１ｉが取り付けられており、この回転軸３１ｉの下端部は、ベアリングホルダ３１ｊによって支持されている。そして、図１に示すように、回転軸３１ｉの中央部分は、回転軸３１ｉが回転可能なように、略Ｌ字状の支持台３１ｋによって支持されている。そしてさらに、図１に示すように、回転軸３１ｉの上端部には、円形状の回転テーブル３１ｌが取り付け固定されており、この回転テーブル３１ｌの上面には、保持部３０の支持板３０ａが設置固定されている。すなわち、回転テーブル３１ｌの上面に保持部３０が設置固定されている。これにより、第２ギア３１ｆが回転すると、第３ギア３１ｈが回転し、それに伴い、回転軸３１ｉが回転することとなるから、この回転軸３１ｉの回転と共に回転テーブル３１ｌも回転することとなる。これによって、回転テーブル３１ｌの上面に設置固定されている保持部３０が矢印Ｙ１方向に回動することとなる。

【0023】

かくして、回動部３１は、上記のように構成されることによって、保持部３０を矢印Ｙ１方向に回動させることができることとなる。なお、モータ３１ａの駆動は、制御装置４によって制御されることとなる。

【0024】

＜制御装置の説明＞
制御装置４は、図２に示すように、ＣＰＵ等からなる判断部４０と、各種の情報を記憶している記憶部４１と、第１画像処理部４２と、顔検出部４３と、第２画像処理部４４と、顔推論部４５と、補正部４６と、判断部４０にて描画されたグラフィックスを表示する表示部４７と、で構成されている。以下、各構成について、図２、及び、ディスプレイの向き変更システムの処理手順の一例を示す図３を参照して具体的に説明する。

【0025】

判断部４０は、判断部４０が保持する状態、または、各機能ブロックが保持する状態に基づいて、各機能ブロック間との情報をやり取りし、さらに、外部機器とのやり取りも行い、カメラ２、モータ３１ａに電気的に接続されているものである。

【0026】

第１画像処理部４２は、カメラ２で撮像された画像を処理するものである。具体的には、カメラ２で撮像された画像が判断部４０に出力されると、判断部４０は、その画像を取得することとなる（図３に示すステップＳ１）。次いで、判断部４０は、その取得した画像を第１画像処理部４２に出力する。これを受けて、第１画像処理部４２は、取得した画像のグレースケール化処理を行い（図３に示すステップＳ２）、さらに、二値化処理を行う（図３に示すステップＳ３）。そしてその後、第１画像処理部４２は、ラベリング処理を行い（図３に示すステップＳ４）、ブロブ情報（Ｂｉｎａｒｙ Ｌａｒｇｅ Ｏｂｊｅｃｔ）を取得する。そしてこのブロブ情報に対して、第１画像処理部４２は、記憶部４１に記憶されている過去の画像データを基に、顔パーツ（例えば、輪郭、鼻、目等）の当てはめを行う処理を行い、この処理した情報を判断部４０に出力する（図３に示すステップＳ５）。なお、図３に示すステップＳ１にて取得した画像は、表示部４７に出力され、表示されることとなる。

【0027】

顔検出部４３は、学習済みオートエンコーダであり、事前に人の顔を学習データとし学習させたものである。具体的には、第１画像処理部４２にて処理された情報に基づき、顔を検出するものである。より詳しく説明すると、図３に示すステップＳ５によって処理された情報が、判断部４０によって顔検出部４３に出力されると、顔検出部４３は、その処理された情報に基づき、人の顔があるか否かの検出を行う。そして、顔検出部４３は、人の顔があると検出すると、その検出した人の顔部分に四角形の枠を描画し、その描画した情報を判断部４０に出力する（図３に示すステップＳ６）。なお、人の顔を検出できなかった場合は、全ての処理を終え、再び、図３に示すステップＳ１の処理を行うこととなる。

【0028】

第２画像処理部４４は、顔検出部４３の検出精度を向上させるための処理を行うものである。具体的には、図３に示すステップＳ６によって処理された情報が、判断部４０によって第２画像処理部４４に出力されると、第２画像処理部４４は、四角形が描画された部分以外の画像を排除するフィルタリング処理を行う（図３に示すステップＳ７）。これにより処理負荷を軽減することができる。そして、第２画像処理部４４は、そのフィルタリング処理した画像の色反転処理を行い、その色反転画像を判断部４０に出力する（図３に示すステップＳ８）。

【0029】

顔推論部４５は、過去の顔データと比較して似たような画像があるか否かを推論するものである。具体的には、図３に示すステップＳ８によって処理された色反転画像が、判断部４０によって、顔推論部４５に出力されると、顔推論部４５は、記憶部４１に記憶されている過去の顔データを読み出し、過去の顔データと色反転画像の一致率を算出する。そして、顔推論部４５は、一致率が所定値（例えば、０．７５）以上であれば、色反転画像を顔と推論し、その情報を判断部４０に出力する（図３に示すステップＳ９）。かくして、このような推論処理を行うことにより、例えば、顔に似たような背景を顔検出部４３が人の顔として誤って検出したとしても、最終的には顔推論部４５で顔か否かを推論できるため、誤検出を低減させることができる。なお、顔で無いと推論した場合は、全ての処理を終え、再び、図３に示すステップＳ１の処理を行うこととなる。

【0030】

補正部４６は、変更装置３が備えているモータ３１ａを駆動する指示を行い、ディスプレイ１の向きを変更させるようにするものである。具体的には、図３に示すステップＳ９にて顔であると推論されたという情報を判断部４０によって、補正部４６に出力されると、補正部４６は、図３に示すステップＳ６にて描画された四角形の枠の座標を取得する（図３に示すステップＳ１０）。そして、補正部４６は、その座標と予め設定されている中心座標との差分を出し、中心よりずれた位置にある場合、その差分だけモータ３１ａを駆動させる指令情報を生成し、その生成した指令情報を判断部４０に出力する（図３に示すステップＳ１１）。これを受けて、判断部４０は、モータ３１ａに指令情報を出力し、これによって、モータ３１ａは駆動することとなるから、変更装置３は、ディスプレイ１の向きが使用者（ディスプレイ１を使用しようとしている使用者）の正面側に位置するように向きを変更することとなる。なお、図３に示すステップＳ１１では、画像の中心よりずれていなければ、モータ３１ａを駆動させることはない。しかしながら、画像の中心よりずれている限り、モータ３１ａを駆動させることとなる。そのため、本実施形態に係るディスプレイの向き変更システムは、図３に示すように、ステップＳ１１からステップＳ１の処理に戻って処理を繰り返すこととなるため、使用者が当初の位置から移動した場合、使用者の顔がディスプレイ１の正面に来るまで、モータ３１ａを駆動することとなるから、使用者の移動に追従するようにディスプレイ１の向きが変わることとなる。

【0031】

したがって、以上説明した本実施形態によれば、使用者が移動せずとも、使用者の方向にディスプレイ１の向きを変更することができることとなる。

【0032】

なお、本実施形態において示した形状等はあくまで一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、本実施形態においては、保持部３０を矢印Ｙ１方向に回動させる例を示したが、それに限らず、図４に示すように、矢印Ｙ２方向に回動させるようにしても良く、さらには、３６０°回動させるようにしても良い。

【0033】

ここで、図４について、以下詳しく説明することとする。なお、図１と同一の構成については、同一の符号を付し、説明は省略することとする。

【0034】

変更装置３Ａは、図４に示すように、ディスプレイ１を保持する保持部３０と、保持部３０を矢印Ｙ２方向に回動させることができる回動部３１Ａと、で構成されている。回動部３１Ａは、図４に示すようにモータ３１ａを有しており、このモータ３１ａは、図４に示すように、Ｌ字状のモータブラケット３１ｂによって支持されている。そして、図４に示すように、モータ３１ａの軸部３１ａ１は、ベアリングホルダ３１ｃによって支持されており、この軸部３１ａ１は、第１０ギア３１Ａｄに噛み合っている。これにより、モータ３１ａが駆動すると、軸部３１ａ１が回転し、これによって、第１０ギア３１Ａｄが回転することとなる。

【0035】

ところで、この第１０ギア３１Ａｄは、図４に示すように、一対の取付台３１Ａｅ間の下部側に、配置されている。より詳しく説明すると、この一対の取付台３１Ａｅ間の下部側には、回転軸３１Ａｆが回転可能に取り付けられており、この回転軸３１Ａｆが第１０ギア３１Ａｄに取り付けられている。そして、この回転軸３１Ａｆには、第１０ギア３１Ａｄから所定距離離れた位置に、第１０ギア３１Ａｄよりも小径の第１１ギア３１Ａｇが取り付けられている。これにより、第１０ギア３１Ａｄが回転すると、回転軸３１Ａｆが回転し、それに伴い、第１１ギア３１Ａｇも回転することとなる。

【0036】

一方、図４に示すように、第１１ギア３１Ａｇには、第１０ギア３１Ａｄ及び第１１ギア３１Ａｇよりも大径の第１２ギア３１Ａｈが噛み合っている。この第１２ギア３１Ａｈの中心には、図示しない回転軸が取り付けられている。すなわち、この回転軸（図示せず）は、一対の取付台３１Ａｅ間の上部側に回転可能に取り付けられており、この回転軸（図示せず）の一端が、図４に示す保持部３０の支持板３０ａの両側面に立設されている支持枠３０ｃに取り付け固定されている。これにより、第１１ギア３１Ａｇが回転すると、第１２ギア３１Ａｈが回転し、それに伴い、回転軸（図示せず）が回転することとなる。これによって、支持枠３０ｃが矢印Ｙ２方向に回動することとなるから、保持部３０が矢印Ｙ２方向に回動することとなる。なお、図４に示す符号３１Ａｉは、支持台であって、図４に示すように、モータブラケット３１ｂ、ベアリングホルダ３１ｃ、一対の取付台３１Ａｅ、立設固定されている。

【0037】

かくして、回動部３１Ａは、上記のように構成されることによって、保持部３０を矢印Ｙ２方向に回動させることができることとなる。なお、モータ３１ａの駆動は、上記説明した内容と同様、制御装置４によって制御されることとなる。

【0038】

一方、本実施形態においては、ディスプレイ１として空中ディスプレイを例示したが、それに限らず、使用者がタッチすることで所定の操作ができるディスプレイ等、様々なディスプレイに適用可能である。

【0039】

また、本実施形態において示したディスプレイの向き変更システムの処理手順は、あくまで一例であり、どのような処理手順でも良い。例えば、ディスプレイ１を使用する使用者がいなくとも、一定期間、ディスプレイ１の向きを変更装置３によって常時変更しておき、人の顔を検出すると、上記説明した処理手順に従って、使用者の方向にディスプレイ１の向きを変更するよう処理しても良い。

【符号の説明】

【0040】

１ ディスプレイ
２ カメラ
３ 変更装置（変更部）
４ 制御装置（制御部）
４３ 顔検出部（検出手段）
４５ 顔推論部（推論手段）
４６ 補正部（指示手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】