ロボット玩具
【課題】液晶画面とタッチセンサとを備えるのみならず、今までにない作動をさせることで、新規な面白みを持たせたロボット玩具を提供する。
【解決手段】ロボット玩具１０の顔位置に設けられて表情を表示する液晶表示装置１４と、前記液晶表示装置１４の表面に設けられてユーザの操作を検出するタッチセンサ１９と、前記タッチセンサ１９からの入力を基に可動部位１３，１６を作動させる動作実行手段１４０と、を備えるようにした。これにより、液晶表示装置１４に表示された顔を撫でるなどすると、タッチセンサ１９が反応して可動部位１３，１６が作動するので、感覚的かつ繊細な操作でロボット玩具１０を動作させることができるようにした。
【解決手段】ロボット玩具１０の顔位置に設けられて表情を表示する液晶表示装置１４と、前記液晶表示装置１４の表面に設けられてユーザの操作を検出するタッチセンサ１９と、前記タッチセンサ１９からの入力を基に可動部位１３，１６を作動させる動作実行手段１４０と、を備えるようにした。これにより、液晶表示装置１４に表示された顔を撫でるなどすると、タッチセンサ１９が反応して可動部位１３，１６が作動するので、感覚的かつ繊細な操作でロボット玩具１０を動作させることができるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶画面を備えたロボット玩具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶画面やタッチパネルを備えた玩具が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、液晶ディスプレイを備えたロボット玩具が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、液晶表示面に目、鼻、口で構成される顔の画像を表示し、液晶表示面上に配置されたタッチセンサ面に所定の入力操作をすることで喜び等の顔表情を演出するようにした玩具が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３１１９７４号公報
【特許文献２】特開２００９−２０７７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記した特許文献１記載の玩具は、単に液晶ディスプレイを備えたに過ぎず、遊戯者が玩具を操作したとしても液晶ディスプレイの表示が変わるだけであり、面白みに欠けていた。
【０００７】
また、上記した特許文献２記載の玩具は、タッチパネルという入力手段を備えているものの、やはり玩具の反応は液晶表示のみであり、面白みに欠けていた。
【０００８】
そこで、本発明は、液晶画面とタッチセンサとを備えるのみならず、今までにない作動をさせることで、新規な面白みを持たせたロボット玩具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、以下を特徴とする。
【００１０】
（請求項１）
請求項１に記載の発明は、以下の点を特徴とする。
【００１１】
すなわち、請求項１に記載のロボット玩具は、少なくとも１以上の可動部位を備えたロボット玩具であって、ロボット玩具の顔位置に設けられて表情を表示する液晶表示装置と、前記液晶表示装置の表面に設けられてユーザの操作を検出するタッチセンサと、前記タッチセンサからの入力を基に前記可動部位を作動させる動作実行手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
（請求項２）
請求項２に記載の発明は、上記した請求項１記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
【００１３】
すなわち、前記液晶表示装置を設けた頭部を前記可動部位としたことを特徴とする。
【００１４】
（請求項３）
請求項３に記載の発明は、上記した請求項２記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
【００１５】
すなわち、前記頭部が作動しているときに前記タッチセンサが操作を検知すると、前記頭部がホームポジションに移動することを特徴とする。
【００１６】
（請求項４）
請求項４に記載の発明は、上記した請求項１〜３のいずれかに記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
【００１７】
すなわち、前記動作実行手段は、モータを制御することによって前記可動部位を作動させるものであって、前記可動部位は、前記モータを正回転させた時に作動する第１の可動部位と、前記モータを逆回転させた時に作動する第２の可動部位と、からなることを特徴とする。
【００１８】
（請求項５）
請求項５に記載の発明は、上記した請求項１〜４のいずれかに記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
【００１９】
すなわち、前記液晶表示装置以外の部分に押下スイッチを設け、この押下スイッチが操作されたことを契機として前記液晶表示装置及び前記可動部位が制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に記載の発明は上記の通りであり、ロボット玩具の顔位置に設けられて表情を表示する液晶表示装置と、前記液晶表示装置の表面に設けられてユーザの操作を検出するタッチセンサと、前記タッチセンサからの入力を基に前記可動部位を作動させる動作実行手段と、を備えている。このため、液晶表示装置に表示された顔を撫でるなどすると、タッチセンサが反応して可動部位が作動するので、液晶表示装置の表示を変化させるのみならず、感覚的かつ繊細な操作でロボット玩具を動作させることができる。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明は上記の通りであり、前記液晶表示装置を設けた頭部を前記可動部位としたため、表示対象かつ操作対象の部位が動くこととなり、遊んでいる者に新規な印象を与えることができる。
【００２２】
また、請求項３に記載の発明は上記の通りであり、前記頭部が作動しているときに前記タッチセンサが操作を検知すると、前記頭部がホームポジションに移動する。このため、前記液晶表示装置を設けた頭部を前記可動部位とした場合でも、前記液晶表示装置上の操作（タッチセンサの操作）に不都合が生じない。
【００２３】
また、請求項４に記載の発明は上記の通りであり、前記可動部位は、モータを正回転させた時に作動する第１の可動部位と、モータを逆回転させた時に作動する第２の可動部位と、からなる。このため、１つのモータで複数の動作を実現することができる。
【００２４】
また、請求項５に記載の発明は上記の通りであり、前記液晶表示装置以外の部分に押下スイッチを設け、この押下スイッチが操作されたことを契機として前記液晶表示装置及び前記可動部位が制御される。このため、例えば頭や手足などに押下スイッチを設け、これらを操作することでロボット玩具と触れ合うような態様を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ロボット玩具の外観斜視図である。
【図２】液晶表示装置の表示例を示す図である。
【図３】ロボット玩具の可動例を示す図である。
【図４】ロボット玩具の入出力の構成を示すブロック図である。
【図５】頭部の分解図である。
【図６】駆動機構のうちのモータと接続される部分の分解図である。
【図７】駆動機構の分解図である。
【図８】切り替え部材の作動を示す図であって、耳部が作動するときの説明図である。
【図９】切り替え部材の作動を示す図であって、頭部が作動するときの説明図である。
【図１０】駆動機構の作動を示す図であって、ホームポジションの状態を示す説明図である。
【図１１】駆動機構の作動を示す図であって、耳部が作動した後の状態を示す説明図である。
【図１２】駆動機構の作動を示す図であって、頭部が作動した後の状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。
【００２７】
本実施形態に係るロボット玩具１０は、図１に示すように、動物の形態を模したペット玩具であり、樹脂製のケースで覆われた内部に駆動機構３０を備えることによって、頭部１３と耳部１６とが揺動するものである。
【００２８】
このロボット玩具１０の顔位置には、図１に示すように液晶表示装置１４が嵌め込まれており、この液晶表示装置１４によって表情を表示するように形成されている。
【００２９】
すなわち、図２にしめすように、動物の目・口・鼻を液晶表示装置１４に表示し、これによってロボット玩具１０の顔を表示する。なお、後述するように、この液晶表示装置１４の表面には、液晶表示装置１４上を触れるなどしたユーザの操作を検出するタッチセンサ１９が設けられている。このタッチセンサ１９によって操作が検出されると、後述する制御装置１００に信号が出力され、この信号を契機として液晶表示装置１４の表示が切り替わる。
【００３０】
例えば図２（ａ）に示すように、液晶表示装置１４に表示された目の部分を撫でることにより、図２（ｂ）に示すように、液晶表示装置１４にびっくりした表情が表示されたり、図２（ｃ）に示すように、液晶表示装置１４にウインクした表情が表示されたりする。また、図２（ｄ）に示すように、液晶表示装置１４に表示された口の部分を撫でることにより、図２（ｅ）に示すように、液晶表示装置１４に舌を出した表情が表示されたりする。また、図２（ｆ）に示すように、液晶表示装置１４に表示された目の部分を何度も擦ることにより、図２（ｇ）に示すように、液晶表示装置１４にきょろきょろと周りを見渡す画像が表示されたり、図２（ｈ）に示すように、液晶表示装置１４に目を回した表情が表示されたりする。
【００３１】
また、タッチセンサ１９によって操作が検出されて後述する制御装置１００に信号が出力されると、上記した液晶表示装置１４の表示切り替えに代えて、又は、上記した液晶表示装置１４の表示切り替えと併せて、可動部位である頭部１３や耳部１６が作動する。
【００３２】
すなわち、耳部１６は、図３（ａ）に示すような先端が立ち上がったホームポジションから、図３（ｂ）に示すような先端が垂れ下がったエンドポジションまでの範囲で上下に揺動可能となっており、制御装置１００によって制御されて所定の位置まで揺動するように形成されている。
【００３３】
また、頭部１３は、図３（ａ）に示すような前を向いた状態をホームポジションとして、図３（ｃ）に示すような左向きポジションから、図３（ｅ）に示すような右向きポジションまでの範囲で左右に揺動可能となっており、制御装置１００によって制御されて所定の位置まで揺動するように形成されている。
【００３４】
なお、この耳部１６及び頭部１３の揺動は、後述するように、制御装置１００が制御する単一のモータ２３によって実現されている。この単一のモータ２３の回転方向を切り替えることによって、耳部１６を揺動させるか、頭部１３を揺動させるかを決定するようになっている。具体的には、モータ２３が正回転している場合には頭部１３が揺動し、モータ２３が逆回転している場合には耳部１６が揺動するように形成されている。このため、耳部１６と頭部１３とが同時に揺動することはないが、例えば図３（ｃ）及び（ｄ）に示すように、頭部１３が右を向いた状態で耳部１６を上下させたり、図３（ｅ）及び（ｆ）に示すように、頭部１３が左を向いた状態で耳部１６を上下させたりすることは可能である。
【００３５】
なお、図１に示すように、このロボット玩具１０の頭部１３の頭頂部付近には、押下で反応する頭部スイッチ１５が設けられている。同様に、このロボット玩具１０の胴体部１１の一部である左後脚の肉球部分には、押下で反応する肉球スイッチ１２が設けられている。これらのスイッチは、上記したタッチセンサ１９と同様に液晶表示装置１４の表示切り替えや頭部１３や耳部１６の作動の契機となるものである。すなわち、頭部スイッチ１５や肉球スイッチ１２の押下が検出されると、その検出信号が制御装置１００に出力され、制御装置１００は液晶表示装置１４の表示を切り替えたり、モータ２３を駆動させて耳部１６や頭部１３を作動させたりすることができる。
【００３６】
ところで、このようなロボット玩具１０の動作は、ロボット玩具１０に内蔵された制御装置１００（図４参照）によって制御される。
【００３７】
この制御装置１００は、特に図示しないが、ＣＰＵを中心に構成され、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えている。そして、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを読み込むことで、各種の入力装置及び出力装置を制御するように構成されている。これらのＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等は、メイン基板２１に実装され（図５参照）、液晶表示装置１４の裏面に配置される。
【００３８】
以下、この制御装置１００を中心としたロボット玩具１０の内部構成について説明する。
【００３９】
（入力装置）
制御装置１００の入力装置としては、図４に示すように、タッチセンサ１９、頭部スイッチ１５、肉球スイッチ１２、頭回転検出スイッチ６０、耳回転検出スイッチ６１が設けられている。なお、入力装置としては、上記した各入力装置に限定されず、他の入力装置を備えていてもよい。
【００４０】
（タッチセンサ１９）
タッチセンサ１９は、前述したように、液晶表示装置１４の表面に設けられてユーザの操作を検出するものであり、ユーザがタッチペンや指などで液晶表示装置１４の表面に接触したときに、その座標や動作（タッチ動作やスライド動作など）を検知し、所定の入力操作をできるようにしたものである。
【００４１】
このタッチセンサ１９が入力を検知すると、その検知信号が制御装置１００に出力されて処理される。検知信号を受け取った制御装置１００は、例えば、液晶表示装置１４によって表示されている「目」「鼻口」のいずれに対応する箇所がタッチされたかを座標で計算するとともに動作（タッチ動作やスライド動作など）を判別し、液晶表示装置１４の表示を変更したり、頭部１３や耳部１６を作動させるなど、操作内容に応じた処理を行う。
【００４２】
（頭部スイッチ１５）
頭部スイッチ１５は、前述したように、ロボット玩具１０の頭部１３の頭頂部付近に設けられた押下スイッチである。このため、この頭部スイッチ１５は、ユーザがロボット玩具１０の頭部１３を撫でる動作をしたときに押下される。この頭部スイッチ１５が押下されると、その押下信号が制御装置１００に出力されて処理される。押下信号を受け取った制御装置１００は、液晶表示装置１４の表示を変更したり、頭部１３や耳部１６を作動させるなど、操作内容に応じた処理を行う。
【００４３】
（肉球スイッチ１２）
肉球スイッチ１２は、前述したように、ロボット玩具１０の左後脚に設けられた押下スイッチである。このため、この肉球スイッチ１２は、ユーザがロボット玩具１０の左後脚を握る動作をしたときに押下される。この肉球スイッチ１２が押下されると、その押下信号が制御装置１００に出力されて処理される。押下信号を受け取った制御装置１００は、液晶表示装置１４の表示を変更したり、頭部１３や耳部１６を作動させるなど、操作内容に応じた処理を行う。
【００４４】
（頭回転検出スイッチ６０）
頭回転検出スイッチ６０は、頭用カム４８（図７参照）によって押下される押下スイッチであり、頭部１３が作動したときに、制御装置１００が頭部１３の現在位置を把握するためのものである。
【００４５】
なお、頭用カム４８は、頭部１３が作動したときに回転する部材であって、中心から外周部までの距離が一定でない歪んだ形状をしている。この頭用カム４８は、この歪んだ外周部が頭回転検出スイッチ６０に臨むようになっており、回転に伴って頭回転検出スイッチ６０をＯＮ／ＯＦＦするようになっている。
【００４６】
具体的には、頭用カム４８は、頭部１３が外側（左右どちらか）からホームポジションに移動しているときには、頭回転検出スイッチ６０を押下（ＯＮ）するように形成されており、この状態から頭回転検出スイッチ６０の押下が解除された（ＯＮ→ＯＦＦ）ときにホームポジションとなったことを検知できるようになっている。また、頭部１３がホームポジションから外側（左右どちらか）に移動しているときには、頭回転検出スイッチ６０を解除（ＯＦＦ）するように形成されており、この状態から頭回転検出スイッチ６０の押下が検出された（ＯＦＦ→ＯＮ）ときに左向きポジション又は右向きポジションとなったことを検知できるようになっている。
【００４７】
これにより、制御装置１００は、頭回転検出スイッチ６０からの押下信号のＯＮ／ＯＦＦを受信することで、頭部１３が現在どのような状態にあるのかを把握できるように形成されている。
【００４８】
（耳回転検出スイッチ６１）
耳回転検出スイッチ６１は、耳用カム４３（図７参照）によって押下される押下スイッチであり、耳部１６が作動したときに、制御装置１００が耳部１６の現在位置を把握するためのものである。
【００４９】
なお、耳用カム４３は、耳部１６が作動したときに回転する部材であって、中心から外周部までの距離が一定でない歪んだ形状をしている。この耳用カム４３は、この歪んだ外周部が耳回転検出スイッチ６１に臨むようになっており、回転に伴って耳回転検出スイッチ６１をＯＮ／ＯＦＦするようになっている。
【００５０】
具体的には、耳用カム４３は、耳部１６が上（ホームポジションの方向）に移動しているときには、耳回転検出スイッチ６１を押下（ＯＮ）するように形成されており、この状態から耳回転検出スイッチ６１の押下が解除された（ＯＮ→ＯＦＦ）ときにホームポジションとなったことを検知できるようになっている。また、耳部１６がホームポジションから下（エンドポジションの方向）に移動しているときに、耳回転検出スイッチ６１を解除（ＯＦＦ）するように形成されており、この状態から耳回転検出スイッチ６１の押下が検出された（ＯＦＦ→ＯＮ）ときにエンドポジションとなったことを検知できるようになっている。
【００５１】
これにより、制御装置１００は、耳回転検出スイッチ６１からの押下信号のＯＮ／ＯＦＦを受信することで、耳部１６が現在どのような状態にあるのかを把握できるように形成されている。
【００５２】
（出力装置）
制御装置１００の出力装置としては、図４に示すように、液晶表示装置１４、ＬＥＤ２０ａ、スピーカ２２、モータ２３が設けられている。なお、出力装置としては、上記した各出力装置に限定されず、他の出力装置を備えていてもよい。
【００５３】
（液晶表示装置１４）
液晶表示装置１４は、前述したように、ロボット玩具１０の顔位置に設けられて表情を表示するものである。
【００５４】
（ＬＥＤ２０ａ）
ＬＥＤ２０ａは、液晶表示装置１４の裏面から液晶表示装置１４を照らすものであり、３色のＬＥＤの出力を組み合せて７色の発色が可能なものである。このＬＥＤ２０ａは、液晶表示装置１４の表示と併せて切り替えられ、ロボット玩具１０の顔色を変えて更に表情を豊かにするためのものである。
【００５５】
（スピーカ２２）
スピーカ２２は、ロボット玩具１０の喋り声などの音声を出力するためのものであり、胴体部１１の内部に収容されている。
【００５６】
（モータ２３）
モータ２３は、頭部１３及び耳部１６を作動させるためのものであり、胴体部１１の内部に収容された電池（図示せず）を動力源として回転駆動するものである。
【００５７】
（制御装置１００）
次に、制御装置１００について詳述する。
【００５８】
制御装置１００は、上記した各種入出力装置を制御するものであり、例えば、ステータス管理手段１１０、動作パターン記憶手段１２０、動作選択手段１３０、動作実行手段１４０、表示制御手段１５０、スピーカ制御手段１６０、などの各手段として機能する。
【００５９】
なお、制御装置１００としては、上記した各手段に限定されるものではなく、他の手段を含んでいても良い。
【００６０】
（ステータス管理手段１１０）
ステータス管理手段１１０は、ロボット玩具１０の名前、性格、年齢などのパラメータを管理するプログラムである。すなわち、本実施形態に係るロボット玩具１０は、名前などの初期設定を登録できるとともに、ユーザの操作によって徐々に成長するように形成されている。このステータス管理手段１１０は、この初期設定や成長の度合いをパラメータなどで管理し、不揮発性のメモリに記憶することで、後述する動作選択手段１３０の作動に影響を与えるようにしたものである。
【００６１】
（動作パターン記憶手段１２０）
動作パターン記憶手段１２０は、液晶表示装置１４の表示データ、ＬＥＤ２０ａの発光パターン、スピーカ２２が出力する音声、モータ２３の作動パターンなどのデータを記憶する手段（具体的にはＲＯＭで構成される）である。
【００６２】
（動作選択手段１３０）
動作選択手段１３０は、上記したステータス管理手段１１０が管理するパラメータやユーザによる操作の種類などを参照して、上記動作パターン記憶手段１２０から任意の動作パターンを抽出するプログラムである。
【００６３】
この動作選択手段１３０による動作パターンの選択は、例えば、タッチセンサ１９が操作を検出したことや、頭部スイッチ１５や肉球スイッチ１２が操作されたことを契機として実行される。これにより、ユーザがロボット玩具１０に対して何らかの操作を行ったときに、それに対応した動作パターンが動作選択手段１３０により選択され、実行されるようになっている。
【００６４】
なお、本実施形態に係るロボット玩具１０は、液晶表示装置１４を設けた頭部１３が可動部位となっている。このため、頭部１３が作動している場合には、液晶表示装置１４が見づらかったり、タッチセンサ１９による入力が困難だったりする可能性がある。このため、頭部１３が作動しているときにタッチセンサ１９が操作を検知すると、動作選択手段１３０によって頭部１３がホームポジションに移動する動作パターンが選択される。これによって、頭部１３が作動しているときにタッチセンサ１９が操作を検知すると、頭部１３がホームポジションに移動し、入力を受け付ける状態となるように形成されている。
【００６５】
（動作実行手段１４０）
動作実行手段１４０は、上記した動作選択手段１３０が選択した動作パターンがモータ２３を作動させるものであった場合に、モータ２３を制御して頭部１３や耳部１６を作動させるものである。
【００６６】
なお、動作パターンによって、頭部１３や耳部１６を何回揺動させるかや、頭部１３や耳部１６をどの位置で停止させるかが指定されているので、この動作実行手段１４０は、頭回転検出スイッチ６０や耳回転検出スイッチ６１からの信号を基に揺動回数や位置を把握し、動作パターンに指定された動きを実現する。
【００６７】
（表示制御手段１５０）
表示制御手段１５０は、上記した動作選択手段１３０が選択した動作パターンが液晶表示装置１４の表示を切り替えるものであった場合に、液晶表示装置１４を制御して表示を切り替えるものである。
【００６８】
（スピーカ制御手段１６０）
スピーカ制御手段１６０は、上記した動作選択手段１３０が選択した動作パターンがスピーカ２２から音声を出力するものであった場合に、スピーカ２２を制御して音声を出力するものである。
【００６９】
（頭部１３の構造について）
図５は頭部１３の構造を示す図である。
【００７０】
この図５が示すように、頭部１３は、前顔枠１７と後顔枠１８とで形成するハウジングの内部に、液晶表示装置１４、ＬＥＤ２０ａを実装したＬＥＤ基板２０、メイン基板２１、駆動機構３０を収容したものである。
【００７１】
この頭部１３の上部には、耳部１６の回動軸１６ａが揺動可能に軸支されている。
【００７２】
また、前顔枠１７の中央には液晶窓１７ａが開口しており、内部に収容した液晶表示装置１４のディスプレイが外部から視認できるようになっている。
【００７３】
また、頭部１３の後方には駆動機構３０を駆動させるためのモータ２３が配置されている。このモータ２３は、胴体部１１に固定されており、一方、駆動機構３０は頭部１３に固定されている。このため、モータ２３が正回転して頭部１３が動く際には、頭部１３は駆動機構３０と一体的に胴体部１１に対して揺動する。
【００７４】
（駆動機構３０の構造について）
次に、本実施形態に係る駆動機構３０の構造について説明する。
【００７５】
図６に示すように、モータ２３は、前モータホルダー３６及び後モータホルダー３７に収容されており、この前モータホルダー３６及び後モータホルダー３７が胴体部１１に固定されることで間接的に胴体部１１に固定されている。
【００７６】
モータ２３の回転軸の先端にはピニオンギア３８が固定されており、モータ２３の回転力を共通ギア機構３９に伝達するように形成されている。すなわち、モータ２３が回転すると、互いに噛合する複数のギアで構成された共通ギア機構３９が作動するようになっている。
【００７７】
共通ギア機構３９が作動すると、その回転力は切り替え接続ギア４０に伝達される。この切り替え接続ギア４０には、図８及び図９に示すように、切り替え部材４１が接続されており、切り替え部材４１に回転力を付与できるようになっている。
【００７８】
切り替え部材４１は、モータ２３の回転方向に従って頭部１３と耳部１６とのいずれを作動させるかを切り替えるためのものであり、図８及び図９に示すように、アーム状の揺動部４１ａの一端に揺動軸孔４１ｂが設けられている。この揺動軸孔４１ｂには、切り替え接続ギア４０の回転軸４０ａが挿通され、これにより、切り替え部材４１は切り替え接続ギア４０の回転軸４０ａを中心として所定範囲で揺動可能となっている。また、アーム状の揺動部４１ａの他端には、ギア部４１ｃが回転可能に軸支されている。このギア部４１ｃは切り替え接続ギア４０の小ギア部４０ｂと噛合しており、切り替え接続ギア４０が回転したときに回転するように形成されている。
【００７９】
このため、図８に示すように、モータ２３が逆回転することで、切り替え接続ギア４０が図８において時計回りに回転すると、切り替え接続ギア４０の小ギア部４０ｂと噛合する切り替え部材４１のギア部４１ｃが時計回りに付勢され、切り替え部材４１が切り替え部材接続軸４０ａと中心として揺動する。これにより、切り替え部材４１のギア部４１ｃが耳用ギア４２の方向に移動して間接的に耳用ギア４２と噛合し、耳用ギア４２へと回転力を与えるように形成されている。
【００８０】
また、図９に示すように、モータ２３が正回転することで、切り替え接続ギア４０が図８において反時計回りに回転すると、切り替え接続ギア４０の小ギア部４０ｂと噛合する切り替え部材４１のギア部４１ｃが反時計回りに付勢され、切り替え部材４１が切り替え部材接続軸４０ａと中心として揺動する。これにより、切り替え部材４１のギア部４１ｃが頭用ギア４７の方向に移動して間接的に頭用ギア４７と噛合し、頭用ギア４７へと回転力を与えるように形成されている。
【００８１】
耳用ギア４２へと回転力が付与された場合、図１０及び図１１に示すように、耳用ギア４２の裏面に設けられた偏心保持部４２ａに接続された耳用ロッド４４が、耳用ギア４２の回転に従って上下動し、耳用ロッド４４が上下動することで耳用ロッド４４に接続された耳用リンク４５が揺動するようになっている。なお、耳用リンク４５には耳用クラッチ４６（図７参照）のリング部４６ａが固定されており、耳用リンク４５が揺動したときに耳用クラッチ４６の足部４６ｂが耳駆動ギア３１を揺動させるようになっている。
【００８２】
この耳駆動ギア３１は耳部１６の裏面ギア１６ｂと噛合しているため、耳駆動ギア３１が揺動すると耳部１６も揺動するようになっている。
【００８３】
なお、耳用クラッチ４６の足部４６ｂは板バネ状に曲折可能であり、この曲折可能な足部４６ｂで耳駆動ギア３１を挟持しているため、仮に耳部１６が押さえつけられるなどして揺動できない状態で耳用クラッチ４６が耳駆動ギア３１を揺動させようとした場合でも、足部４６ｂが曲折するため、ギア等の破損を防止できるようになっている。
【００８４】
また、図７に示すように、耳用ギア４２には耳用カム４３が固定されており、両者が一体的に回転するように固定されている。このため、耳用ギア４２が回転して耳部１６が作動したときには耳用カム４３も回転するようになっている。そして、前述したように、耳用カム４３が回転すると耳回転検出スイッチ６１をＯＮ／ＯＦＦするため、この耳回転検出スイッチ６１を監視することで、制御装置１００が耳部１６の現在位置を把握できるようになっている。
【００８５】
一方、頭用ギア４７へと回転力が付与された場合、図１０及び図１２に示すように、頭用ギア４７の裏面に設けられた偏心保持部４７ａに接続された頭用ロッド４９が、頭用ギア４７の回転に従って左右に移動する。この頭用ロッド４９は、基部４９ａが頭用ギア４７に接続されるとともに、先端部４９ｂが頭用クラッチ５０のリング部５０ａの内周に配置されている。
【００８６】
頭用クラッチ５０は、前モータホルダー３６の前端に固定される首リング３５に固定されるものであり、詳しくは、頭用クラッチ５０の足部５０ｂが首リング３５のクラッチ保持部３５ａに差し込まれて固定される。
【００８７】
上記のような配置により、頭用ロッド４９が左右に移動すると、頭用ロッド４９の先端部４９ｂが頭用クラッチ５０のリング部５０ａの内周を左右に押圧する。このとき、頭用クラッチ５０は胴体部１１に間接的に固定されて移動できないため、頭用ロッド４９の基部４９ａが接続された頭部１３の側が相対的に左右に押動されることになる。これにより、頭部１３は、首リング３５の外周に沿って揺動する。
【００８８】
なお、頭用クラッチ５０の足部５０ｂも板バネ状に曲折可能であり、この曲折可能な足部５０ｂで首リング３５のクラッチ保持部３５ａを挟持しているため、仮に頭部１３が押さえつけられるなどして揺動できない状態で頭用クラッチ５０のリング部５０ａの内周が押圧された場合でも、足部５０ｂが曲折するため、ギア等の破損を防止できるようになっている。
【００８９】
また、図７に示すように、頭用ギア４７には頭用カム４８が固定されており、両者が一体的に回転するように固定されている。このため、頭用ギア４７が回転して頭部１３が作動したときには頭用カム４８も回転するようになっている。そして、前述したように、頭用カム４８が回転すると頭回転検出スイッチ６０をＯＮ／ＯＦＦするため、この頭回転検出スイッチ６０を監視することで、制御装置１００が頭部１３の現在位置を把握できるようになっている。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態に係るロボット玩具１０によれば、ロボット玩具１０の顔位置に設けられて表情を表示する液晶表示装置１４と、前記液晶表示装置１４の表面に設けられてユーザの操作を検出するタッチセンサ１９と、前記タッチセンサ１９からの入力を基に可動部位１３，１６を作動させる動作実行手段１４０と、を備えている。このため、液晶表示装置１４に表示された顔を撫でるなどすると、タッチセンサ１９が反応して可動部位１３，１６が作動するので、液晶表示装置１４の表示を変化させるのみならず、感覚的かつ繊細な操作でロボット玩具１０を動作させることができる。
【００９１】
また、前記液晶表示装置１４を設けた頭部１３を可動部位としたため、表示対象かつ操作対象の部位が動くこととなり、遊んでいる者に新規な印象を与えることができる。
【００９２】
また、前記頭部１３が作動しているときに前記タッチセンサ１９が操作を検知すると、前記頭部１３がホームポジションに移動する。このため、前記液晶表示装置１４を設けた頭部１３を可動部位とした場合でも、前記液晶表示装置１４上の操作（タッチセンサ１９の操作）に不都合が生じない。
【００９３】
また、前記可動部位１３，１６は、モータ２３を正回転させた時に作動する第１の可動部位１３と、モータ２３を逆回転させた時に作動する第２の可動部位１６と、からなる。このため、１つのモータ２３で複数の動作を実現することができる。
【００９４】
また、前記液晶表示装置１４以外の部分に押下スイッチ１２，１５を設け、この押下スイッチ１２，１５が操作されたことを契機として前記液晶表示装置１４及び前記可動部位１３，１６が制御される。これにより、頭や手足などに押下スイッチを設け、これらを操作することでロボット玩具１０と触れ合うような態様となっている。
【符号の説明】
【００９５】
１０ ロボット玩具
１１ 胴体部
１２ 肉球スイッチ（押下スイッチ）
１３ 頭部（第１の可動部位）
１４ 液晶表示装置
１５ 頭部スイッチ（押下スイッチ）
１６ 耳部（第２の可動部位）
１６ａ 回動軸
１６ｂ 裏面ギア
１７ 前顔枠
１７ａ 液晶窓
１８ 後顔枠
１９ タッチセンサ
２０ ＬＥＤ基板
２０ａ ＬＥＤ
２１ メイン基板
２２ スピーカ
２３ モータ
３０ 駆動機構
３１ 耳駆動ギア
３２ 耳駆動ギア支持部材
３３ ボックス前カバー
３４ ボックス後カバー
３５ 首リング
３５ａ クラッチ保持部
３６ 前モータホルダー
３７ 後モータホルダー
３８ ピニオンギア
３９ 共通ギア機構
４０ 切り替え接続ギア
４０ａ 回転軸
４０ｂ 小ギア部
４１ 切り替え部材
４１ａ 揺動部
４１ｂ 揺動軸孔
４１ｃ ギア部
４２ 耳用ギア
４２ａ 偏心保持部
４３ 耳用カム
４４ 耳用ロッド
４４ａ ギア接続部
４４ｂ リンク接続部
４５ 耳用リンク
４５ａ クラッチ保持部
４６ 耳用クラッチ
４６ａ リング部
４６ｂ 足部
４７ 頭用ギア
４７ａ 偏心保持部
４８ 頭用カム
４９ 頭用ロッド
４９ａ 基部
４９ｂ 先端部
５０ 頭用クラッチ
５０ａ リング部
５０ｂ 足部
６０ 頭回転検出スイッチ
６１ 耳回転検出スイッチ
１００ 制御装置
１１０ ステータス管理手段
１２０ 動作パターン記憶手段
１３０ 動作選択手段
１４０ 動作実行手段
１５０ 表示制御手段
１６０ スピーカ制御手段
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶画面を備えたロボット玩具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶画面やタッチパネルを備えた玩具が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、液晶ディスプレイを備えたロボット玩具が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、液晶表示面に目、鼻、口で構成される顔の画像を表示し、液晶表示面上に配置されたタッチセンサ面に所定の入力操作をすることで喜び等の顔表情を演出するようにした玩具が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３１１９７４号公報
【特許文献２】特開２００９−２０７７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記した特許文献１記載の玩具は、単に液晶ディスプレイを備えたに過ぎず、遊戯者が玩具を操作したとしても液晶ディスプレイの表示が変わるだけであり、面白みに欠けていた。
【０００７】
また、上記した特許文献２記載の玩具は、タッチパネルという入力手段を備えているものの、やはり玩具の反応は液晶表示のみであり、面白みに欠けていた。
【０００８】
そこで、本発明は、液晶画面とタッチセンサとを備えるのみならず、今までにない作動をさせることで、新規な面白みを持たせたロボット玩具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、以下を特徴とする。
【００１０】
（請求項１）
請求項１に記載の発明は、以下の点を特徴とする。
【００１１】
すなわち、請求項１に記載のロボット玩具は、少なくとも１以上の可動部位を備えたロボット玩具であって、ロボット玩具の顔位置に設けられて表情を表示する液晶表示装置と、前記液晶表示装置の表面に設けられてユーザの操作を検出するタッチセンサと、前記タッチセンサからの入力を基に前記可動部位を作動させる動作実行手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
（請求項２）
請求項２に記載の発明は、上記した請求項１記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
【００１３】
すなわち、前記液晶表示装置を設けた頭部を前記可動部位としたことを特徴とする。
【００１４】
（請求項３）
請求項３に記載の発明は、上記した請求項２記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
【００１５】
すなわち、前記頭部が作動しているときに前記タッチセンサが操作を検知すると、前記頭部がホームポジションに移動することを特徴とする。
【００１６】
（請求項４）
請求項４に記載の発明は、上記した請求項１〜３のいずれかに記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
【００１７】
すなわち、前記動作実行手段は、モータを制御することによって前記可動部位を作動させるものであって、前記可動部位は、前記モータを正回転させた時に作動する第１の可動部位と、前記モータを逆回転させた時に作動する第２の可動部位と、からなることを特徴とする。
【００１８】
（請求項５）
請求項５に記載の発明は、上記した請求項１〜４のいずれかに記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
【００１９】
すなわち、前記液晶表示装置以外の部分に押下スイッチを設け、この押下スイッチが操作されたことを契機として前記液晶表示装置及び前記可動部位が制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に記載の発明は上記の通りであり、ロボット玩具の顔位置に設けられて表情を表示する液晶表示装置と、前記液晶表示装置の表面に設けられてユーザの操作を検出するタッチセンサと、前記タッチセンサからの入力を基に前記可動部位を作動させる動作実行手段と、を備えている。このため、液晶表示装置に表示された顔を撫でるなどすると、タッチセンサが反応して可動部位が作動するので、液晶表示装置の表示を変化させるのみならず、感覚的かつ繊細な操作でロボット玩具を動作させることができる。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明は上記の通りであり、前記液晶表示装置を設けた頭部を前記可動部位としたため、表示対象かつ操作対象の部位が動くこととなり、遊んでいる者に新規な印象を与えることができる。
【００２２】
また、請求項３に記載の発明は上記の通りであり、前記頭部が作動しているときに前記タッチセンサが操作を検知すると、前記頭部がホームポジションに移動する。このため、前記液晶表示装置を設けた頭部を前記可動部位とした場合でも、前記液晶表示装置上の操作（タッチセンサの操作）に不都合が生じない。
【００２３】
また、請求項４に記載の発明は上記の通りであり、前記可動部位は、モータを正回転させた時に作動する第１の可動部位と、モータを逆回転させた時に作動する第２の可動部位と、からなる。このため、１つのモータで複数の動作を実現することができる。
【００２４】
また、請求項５に記載の発明は上記の通りであり、前記液晶表示装置以外の部分に押下スイッチを設け、この押下スイッチが操作されたことを契機として前記液晶表示装置及び前記可動部位が制御される。このため、例えば頭や手足などに押下スイッチを設け、これらを操作することでロボット玩具と触れ合うような態様を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ロボット玩具の外観斜視図である。
【図２】液晶表示装置の表示例を示す図である。
【図３】ロボット玩具の可動例を示す図である。
【図４】ロボット玩具の入出力の構成を示すブロック図である。
【図５】頭部の分解図である。
【図６】駆動機構のうちのモータと接続される部分の分解図である。
【図７】駆動機構の分解図である。
【図８】切り替え部材の作動を示す図であって、耳部が作動するときの説明図である。
【図９】切り替え部材の作動を示す図であって、頭部が作動するときの説明図である。
【図１０】駆動機構の作動を示す図であって、ホームポジションの状態を示す説明図である。
【図１１】駆動機構の作動を示す図であって、耳部が作動した後の状態を示す説明図である。
【図１２】駆動機構の作動を示す図であって、頭部が作動した後の状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。
【００２７】
本実施形態に係るロボット玩具１０は、図１に示すように、動物の形態を模したペット玩具であり、樹脂製のケースで覆われた内部に駆動機構３０を備えることによって、頭部１３と耳部１６とが揺動するものである。
【００２８】
このロボット玩具１０の顔位置には、図１に示すように液晶表示装置１４が嵌め込まれており、この液晶表示装置１４によって表情を表示するように形成されている。
【００２９】
すなわち、図２にしめすように、動物の目・口・鼻を液晶表示装置１４に表示し、これによってロボット玩具１０の顔を表示する。なお、後述するように、この液晶表示装置１４の表面には、液晶表示装置１４上を触れるなどしたユーザの操作を検出するタッチセンサ１９が設けられている。このタッチセンサ１９によって操作が検出されると、後述する制御装置１００に信号が出力され、この信号を契機として液晶表示装置１４の表示が切り替わる。
【００３０】
例えば図２（ａ）に示すように、液晶表示装置１４に表示された目の部分を撫でることにより、図２（ｂ）に示すように、液晶表示装置１４にびっくりした表情が表示されたり、図２（ｃ）に示すように、液晶表示装置１４にウインクした表情が表示されたりする。また、図２（ｄ）に示すように、液晶表示装置１４に表示された口の部分を撫でることにより、図２（ｅ）に示すように、液晶表示装置１４に舌を出した表情が表示されたりする。また、図２（ｆ）に示すように、液晶表示装置１４に表示された目の部分を何度も擦ることにより、図２（ｇ）に示すように、液晶表示装置１４にきょろきょろと周りを見渡す画像が表示されたり、図２（ｈ）に示すように、液晶表示装置１４に目を回した表情が表示されたりする。
【００３１】
また、タッチセンサ１９によって操作が検出されて後述する制御装置１００に信号が出力されると、上記した液晶表示装置１４の表示切り替えに代えて、又は、上記した液晶表示装置１４の表示切り替えと併せて、可動部位である頭部１３や耳部１６が作動する。
【００３２】
すなわち、耳部１６は、図３（ａ）に示すような先端が立ち上がったホームポジションから、図３（ｂ）に示すような先端が垂れ下がったエンドポジションまでの範囲で上下に揺動可能となっており、制御装置１００によって制御されて所定の位置まで揺動するように形成されている。
【００３３】
また、頭部１３は、図３（ａ）に示すような前を向いた状態をホームポジションとして、図３（ｃ）に示すような左向きポジションから、図３（ｅ）に示すような右向きポジションまでの範囲で左右に揺動可能となっており、制御装置１００によって制御されて所定の位置まで揺動するように形成されている。
【００３４】
なお、この耳部１６及び頭部１３の揺動は、後述するように、制御装置１００が制御する単一のモータ２３によって実現されている。この単一のモータ２３の回転方向を切り替えることによって、耳部１６を揺動させるか、頭部１３を揺動させるかを決定するようになっている。具体的には、モータ２３が正回転している場合には頭部１３が揺動し、モータ２３が逆回転している場合には耳部１６が揺動するように形成されている。このため、耳部１６と頭部１３とが同時に揺動することはないが、例えば図３（ｃ）及び（ｄ）に示すように、頭部１３が右を向いた状態で耳部１６を上下させたり、図３（ｅ）及び（ｆ）に示すように、頭部１３が左を向いた状態で耳部１６を上下させたりすることは可能である。
【００３５】
なお、図１に示すように、このロボット玩具１０の頭部１３の頭頂部付近には、押下で反応する頭部スイッチ１５が設けられている。同様に、このロボット玩具１０の胴体部１１の一部である左後脚の肉球部分には、押下で反応する肉球スイッチ１２が設けられている。これらのスイッチは、上記したタッチセンサ１９と同様に液晶表示装置１４の表示切り替えや頭部１３や耳部１６の作動の契機となるものである。すなわち、頭部スイッチ１５や肉球スイッチ１２の押下が検出されると、その検出信号が制御装置１００に出力され、制御装置１００は液晶表示装置１４の表示を切り替えたり、モータ２３を駆動させて耳部１６や頭部１３を作動させたりすることができる。
【００３６】
ところで、このようなロボット玩具１０の動作は、ロボット玩具１０に内蔵された制御装置１００（図４参照）によって制御される。
【００３７】
この制御装置１００は、特に図示しないが、ＣＰＵを中心に構成され、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えている。そして、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを読み込むことで、各種の入力装置及び出力装置を制御するように構成されている。これらのＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等は、メイン基板２１に実装され（図５参照）、液晶表示装置１４の裏面に配置される。
【００３８】
以下、この制御装置１００を中心としたロボット玩具１０の内部構成について説明する。
【００３９】
（入力装置）
制御装置１００の入力装置としては、図４に示すように、タッチセンサ１９、頭部スイッチ１５、肉球スイッチ１２、頭回転検出スイッチ６０、耳回転検出スイッチ６１が設けられている。なお、入力装置としては、上記した各入力装置に限定されず、他の入力装置を備えていてもよい。
【００４０】
（タッチセンサ１９）
タッチセンサ１９は、前述したように、液晶表示装置１４の表面に設けられてユーザの操作を検出するものであり、ユーザがタッチペンや指などで液晶表示装置１４の表面に接触したときに、その座標や動作（タッチ動作やスライド動作など）を検知し、所定の入力操作をできるようにしたものである。
【００４１】
このタッチセンサ１９が入力を検知すると、その検知信号が制御装置１００に出力されて処理される。検知信号を受け取った制御装置１００は、例えば、液晶表示装置１４によって表示されている「目」「鼻口」のいずれに対応する箇所がタッチされたかを座標で計算するとともに動作（タッチ動作やスライド動作など）を判別し、液晶表示装置１４の表示を変更したり、頭部１３や耳部１６を作動させるなど、操作内容に応じた処理を行う。
【００４２】
（頭部スイッチ１５）
頭部スイッチ１５は、前述したように、ロボット玩具１０の頭部１３の頭頂部付近に設けられた押下スイッチである。このため、この頭部スイッチ１５は、ユーザがロボット玩具１０の頭部１３を撫でる動作をしたときに押下される。この頭部スイッチ１５が押下されると、その押下信号が制御装置１００に出力されて処理される。押下信号を受け取った制御装置１００は、液晶表示装置１４の表示を変更したり、頭部１３や耳部１６を作動させるなど、操作内容に応じた処理を行う。
【００４３】
（肉球スイッチ１２）
肉球スイッチ１２は、前述したように、ロボット玩具１０の左後脚に設けられた押下スイッチである。このため、この肉球スイッチ１２は、ユーザがロボット玩具１０の左後脚を握る動作をしたときに押下される。この肉球スイッチ１２が押下されると、その押下信号が制御装置１００に出力されて処理される。押下信号を受け取った制御装置１００は、液晶表示装置１４の表示を変更したり、頭部１３や耳部１６を作動させるなど、操作内容に応じた処理を行う。
【００４４】
（頭回転検出スイッチ６０）
頭回転検出スイッチ６０は、頭用カム４８（図７参照）によって押下される押下スイッチであり、頭部１３が作動したときに、制御装置１００が頭部１３の現在位置を把握するためのものである。
【００４５】
なお、頭用カム４８は、頭部１３が作動したときに回転する部材であって、中心から外周部までの距離が一定でない歪んだ形状をしている。この頭用カム４８は、この歪んだ外周部が頭回転検出スイッチ６０に臨むようになっており、回転に伴って頭回転検出スイッチ６０をＯＮ／ＯＦＦするようになっている。
【００４６】
具体的には、頭用カム４８は、頭部１３が外側（左右どちらか）からホームポジションに移動しているときには、頭回転検出スイッチ６０を押下（ＯＮ）するように形成されており、この状態から頭回転検出スイッチ６０の押下が解除された（ＯＮ→ＯＦＦ）ときにホームポジションとなったことを検知できるようになっている。また、頭部１３がホームポジションから外側（左右どちらか）に移動しているときには、頭回転検出スイッチ６０を解除（ＯＦＦ）するように形成されており、この状態から頭回転検出スイッチ６０の押下が検出された（ＯＦＦ→ＯＮ）ときに左向きポジション又は右向きポジションとなったことを検知できるようになっている。
【００４７】
これにより、制御装置１００は、頭回転検出スイッチ６０からの押下信号のＯＮ／ＯＦＦを受信することで、頭部１３が現在どのような状態にあるのかを把握できるように形成されている。
【００４８】
（耳回転検出スイッチ６１）
耳回転検出スイッチ６１は、耳用カム４３（図７参照）によって押下される押下スイッチであり、耳部１６が作動したときに、制御装置１００が耳部１６の現在位置を把握するためのものである。
【００４９】
なお、耳用カム４３は、耳部１６が作動したときに回転する部材であって、中心から外周部までの距離が一定でない歪んだ形状をしている。この耳用カム４３は、この歪んだ外周部が耳回転検出スイッチ６１に臨むようになっており、回転に伴って耳回転検出スイッチ６１をＯＮ／ＯＦＦするようになっている。
【００５０】
具体的には、耳用カム４３は、耳部１６が上（ホームポジションの方向）に移動しているときには、耳回転検出スイッチ６１を押下（ＯＮ）するように形成されており、この状態から耳回転検出スイッチ６１の押下が解除された（ＯＮ→ＯＦＦ）ときにホームポジションとなったことを検知できるようになっている。また、耳部１６がホームポジションから下（エンドポジションの方向）に移動しているときに、耳回転検出スイッチ６１を解除（ＯＦＦ）するように形成されており、この状態から耳回転検出スイッチ６１の押下が検出された（ＯＦＦ→ＯＮ）ときにエンドポジションとなったことを検知できるようになっている。
【００５１】
これにより、制御装置１００は、耳回転検出スイッチ６１からの押下信号のＯＮ／ＯＦＦを受信することで、耳部１６が現在どのような状態にあるのかを把握できるように形成されている。
【００５２】
（出力装置）
制御装置１００の出力装置としては、図４に示すように、液晶表示装置１４、ＬＥＤ２０ａ、スピーカ２２、モータ２３が設けられている。なお、出力装置としては、上記した各出力装置に限定されず、他の出力装置を備えていてもよい。
【００５３】
（液晶表示装置１４）
液晶表示装置１４は、前述したように、ロボット玩具１０の顔位置に設けられて表情を表示するものである。
【００５４】
（ＬＥＤ２０ａ）
ＬＥＤ２０ａは、液晶表示装置１４の裏面から液晶表示装置１４を照らすものであり、３色のＬＥＤの出力を組み合せて７色の発色が可能なものである。このＬＥＤ２０ａは、液晶表示装置１４の表示と併せて切り替えられ、ロボット玩具１０の顔色を変えて更に表情を豊かにするためのものである。
【００５５】
（スピーカ２２）
スピーカ２２は、ロボット玩具１０の喋り声などの音声を出力するためのものであり、胴体部１１の内部に収容されている。
【００５６】
（モータ２３）
モータ２３は、頭部１３及び耳部１６を作動させるためのものであり、胴体部１１の内部に収容された電池（図示せず）を動力源として回転駆動するものである。
【００５７】
（制御装置１００）
次に、制御装置１００について詳述する。
【００５８】
制御装置１００は、上記した各種入出力装置を制御するものであり、例えば、ステータス管理手段１１０、動作パターン記憶手段１２０、動作選択手段１３０、動作実行手段１４０、表示制御手段１５０、スピーカ制御手段１６０、などの各手段として機能する。
【００５９】
なお、制御装置１００としては、上記した各手段に限定されるものではなく、他の手段を含んでいても良い。
【００６０】
（ステータス管理手段１１０）
ステータス管理手段１１０は、ロボット玩具１０の名前、性格、年齢などのパラメータを管理するプログラムである。すなわち、本実施形態に係るロボット玩具１０は、名前などの初期設定を登録できるとともに、ユーザの操作によって徐々に成長するように形成されている。このステータス管理手段１１０は、この初期設定や成長の度合いをパラメータなどで管理し、不揮発性のメモリに記憶することで、後述する動作選択手段１３０の作動に影響を与えるようにしたものである。
【００６１】
（動作パターン記憶手段１２０）
動作パターン記憶手段１２０は、液晶表示装置１４の表示データ、ＬＥＤ２０ａの発光パターン、スピーカ２２が出力する音声、モータ２３の作動パターンなどのデータを記憶する手段（具体的にはＲＯＭで構成される）である。
【００６２】
（動作選択手段１３０）
動作選択手段１３０は、上記したステータス管理手段１１０が管理するパラメータやユーザによる操作の種類などを参照して、上記動作パターン記憶手段１２０から任意の動作パターンを抽出するプログラムである。
【００６３】
この動作選択手段１３０による動作パターンの選択は、例えば、タッチセンサ１９が操作を検出したことや、頭部スイッチ１５や肉球スイッチ１２が操作されたことを契機として実行される。これにより、ユーザがロボット玩具１０に対して何らかの操作を行ったときに、それに対応した動作パターンが動作選択手段１３０により選択され、実行されるようになっている。
【００６４】
なお、本実施形態に係るロボット玩具１０は、液晶表示装置１４を設けた頭部１３が可動部位となっている。このため、頭部１３が作動している場合には、液晶表示装置１４が見づらかったり、タッチセンサ１９による入力が困難だったりする可能性がある。このため、頭部１３が作動しているときにタッチセンサ１９が操作を検知すると、動作選択手段１３０によって頭部１３がホームポジションに移動する動作パターンが選択される。これによって、頭部１３が作動しているときにタッチセンサ１９が操作を検知すると、頭部１３がホームポジションに移動し、入力を受け付ける状態となるように形成されている。
【００６５】
（動作実行手段１４０）
動作実行手段１４０は、上記した動作選択手段１３０が選択した動作パターンがモータ２３を作動させるものであった場合に、モータ２３を制御して頭部１３や耳部１６を作動させるものである。
【００６６】
なお、動作パターンによって、頭部１３や耳部１６を何回揺動させるかや、頭部１３や耳部１６をどの位置で停止させるかが指定されているので、この動作実行手段１４０は、頭回転検出スイッチ６０や耳回転検出スイッチ６１からの信号を基に揺動回数や位置を把握し、動作パターンに指定された動きを実現する。
【００６７】
（表示制御手段１５０）
表示制御手段１５０は、上記した動作選択手段１３０が選択した動作パターンが液晶表示装置１４の表示を切り替えるものであった場合に、液晶表示装置１４を制御して表示を切り替えるものである。
【００６８】
（スピーカ制御手段１６０）
スピーカ制御手段１６０は、上記した動作選択手段１３０が選択した動作パターンがスピーカ２２から音声を出力するものであった場合に、スピーカ２２を制御して音声を出力するものである。
【００６９】
（頭部１３の構造について）
図５は頭部１３の構造を示す図である。
【００７０】
この図５が示すように、頭部１３は、前顔枠１７と後顔枠１８とで形成するハウジングの内部に、液晶表示装置１４、ＬＥＤ２０ａを実装したＬＥＤ基板２０、メイン基板２１、駆動機構３０を収容したものである。
【００７１】
この頭部１３の上部には、耳部１６の回動軸１６ａが揺動可能に軸支されている。
【００７２】
また、前顔枠１７の中央には液晶窓１７ａが開口しており、内部に収容した液晶表示装置１４のディスプレイが外部から視認できるようになっている。
【００７３】
また、頭部１３の後方には駆動機構３０を駆動させるためのモータ２３が配置されている。このモータ２３は、胴体部１１に固定されており、一方、駆動機構３０は頭部１３に固定されている。このため、モータ２３が正回転して頭部１３が動く際には、頭部１３は駆動機構３０と一体的に胴体部１１に対して揺動する。
【００７４】
（駆動機構３０の構造について）
次に、本実施形態に係る駆動機構３０の構造について説明する。
【００７５】
図６に示すように、モータ２３は、前モータホルダー３６及び後モータホルダー３７に収容されており、この前モータホルダー３６及び後モータホルダー３７が胴体部１１に固定されることで間接的に胴体部１１に固定されている。
【００７６】
モータ２３の回転軸の先端にはピニオンギア３８が固定されており、モータ２３の回転力を共通ギア機構３９に伝達するように形成されている。すなわち、モータ２３が回転すると、互いに噛合する複数のギアで構成された共通ギア機構３９が作動するようになっている。
【００７７】
共通ギア機構３９が作動すると、その回転力は切り替え接続ギア４０に伝達される。この切り替え接続ギア４０には、図８及び図９に示すように、切り替え部材４１が接続されており、切り替え部材４１に回転力を付与できるようになっている。
【００７８】
切り替え部材４１は、モータ２３の回転方向に従って頭部１３と耳部１６とのいずれを作動させるかを切り替えるためのものであり、図８及び図９に示すように、アーム状の揺動部４１ａの一端に揺動軸孔４１ｂが設けられている。この揺動軸孔４１ｂには、切り替え接続ギア４０の回転軸４０ａが挿通され、これにより、切り替え部材４１は切り替え接続ギア４０の回転軸４０ａを中心として所定範囲で揺動可能となっている。また、アーム状の揺動部４１ａの他端には、ギア部４１ｃが回転可能に軸支されている。このギア部４１ｃは切り替え接続ギア４０の小ギア部４０ｂと噛合しており、切り替え接続ギア４０が回転したときに回転するように形成されている。
【００７９】
このため、図８に示すように、モータ２３が逆回転することで、切り替え接続ギア４０が図８において時計回りに回転すると、切り替え接続ギア４０の小ギア部４０ｂと噛合する切り替え部材４１のギア部４１ｃが時計回りに付勢され、切り替え部材４１が切り替え部材接続軸４０ａと中心として揺動する。これにより、切り替え部材４１のギア部４１ｃが耳用ギア４２の方向に移動して間接的に耳用ギア４２と噛合し、耳用ギア４２へと回転力を与えるように形成されている。
【００８０】
また、図９に示すように、モータ２３が正回転することで、切り替え接続ギア４０が図８において反時計回りに回転すると、切り替え接続ギア４０の小ギア部４０ｂと噛合する切り替え部材４１のギア部４１ｃが反時計回りに付勢され、切り替え部材４１が切り替え部材接続軸４０ａと中心として揺動する。これにより、切り替え部材４１のギア部４１ｃが頭用ギア４７の方向に移動して間接的に頭用ギア４７と噛合し、頭用ギア４７へと回転力を与えるように形成されている。
【００８１】
耳用ギア４２へと回転力が付与された場合、図１０及び図１１に示すように、耳用ギア４２の裏面に設けられた偏心保持部４２ａに接続された耳用ロッド４４が、耳用ギア４２の回転に従って上下動し、耳用ロッド４４が上下動することで耳用ロッド４４に接続された耳用リンク４５が揺動するようになっている。なお、耳用リンク４５には耳用クラッチ４６（図７参照）のリング部４６ａが固定されており、耳用リンク４５が揺動したときに耳用クラッチ４６の足部４６ｂが耳駆動ギア３１を揺動させるようになっている。
【００８２】
この耳駆動ギア３１は耳部１６の裏面ギア１６ｂと噛合しているため、耳駆動ギア３１が揺動すると耳部１６も揺動するようになっている。
【００８３】
なお、耳用クラッチ４６の足部４６ｂは板バネ状に曲折可能であり、この曲折可能な足部４６ｂで耳駆動ギア３１を挟持しているため、仮に耳部１６が押さえつけられるなどして揺動できない状態で耳用クラッチ４６が耳駆動ギア３１を揺動させようとした場合でも、足部４６ｂが曲折するため、ギア等の破損を防止できるようになっている。
【００８４】
また、図７に示すように、耳用ギア４２には耳用カム４３が固定されており、両者が一体的に回転するように固定されている。このため、耳用ギア４２が回転して耳部１６が作動したときには耳用カム４３も回転するようになっている。そして、前述したように、耳用カム４３が回転すると耳回転検出スイッチ６１をＯＮ／ＯＦＦするため、この耳回転検出スイッチ６１を監視することで、制御装置１００が耳部１６の現在位置を把握できるようになっている。
【００８５】
一方、頭用ギア４７へと回転力が付与された場合、図１０及び図１２に示すように、頭用ギア４７の裏面に設けられた偏心保持部４７ａに接続された頭用ロッド４９が、頭用ギア４７の回転に従って左右に移動する。この頭用ロッド４９は、基部４９ａが頭用ギア４７に接続されるとともに、先端部４９ｂが頭用クラッチ５０のリング部５０ａの内周に配置されている。
【００８６】
頭用クラッチ５０は、前モータホルダー３６の前端に固定される首リング３５に固定されるものであり、詳しくは、頭用クラッチ５０の足部５０ｂが首リング３５のクラッチ保持部３５ａに差し込まれて固定される。
【００８７】
上記のような配置により、頭用ロッド４９が左右に移動すると、頭用ロッド４９の先端部４９ｂが頭用クラッチ５０のリング部５０ａの内周を左右に押圧する。このとき、頭用クラッチ５０は胴体部１１に間接的に固定されて移動できないため、頭用ロッド４９の基部４９ａが接続された頭部１３の側が相対的に左右に押動されることになる。これにより、頭部１３は、首リング３５の外周に沿って揺動する。
【００８８】
なお、頭用クラッチ５０の足部５０ｂも板バネ状に曲折可能であり、この曲折可能な足部５０ｂで首リング３５のクラッチ保持部３５ａを挟持しているため、仮に頭部１３が押さえつけられるなどして揺動できない状態で頭用クラッチ５０のリング部５０ａの内周が押圧された場合でも、足部５０ｂが曲折するため、ギア等の破損を防止できるようになっている。
【００８９】
また、図７に示すように、頭用ギア４７には頭用カム４８が固定されており、両者が一体的に回転するように固定されている。このため、頭用ギア４７が回転して頭部１３が作動したときには頭用カム４８も回転するようになっている。そして、前述したように、頭用カム４８が回転すると頭回転検出スイッチ６０をＯＮ／ＯＦＦするため、この頭回転検出スイッチ６０を監視することで、制御装置１００が頭部１３の現在位置を把握できるようになっている。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態に係るロボット玩具１０によれば、ロボット玩具１０の顔位置に設けられて表情を表示する液晶表示装置１４と、前記液晶表示装置１４の表面に設けられてユーザの操作を検出するタッチセンサ１９と、前記タッチセンサ１９からの入力を基に可動部位１３，１６を作動させる動作実行手段１４０と、を備えている。このため、液晶表示装置１４に表示された顔を撫でるなどすると、タッチセンサ１９が反応して可動部位１３，１６が作動するので、液晶表示装置１４の表示を変化させるのみならず、感覚的かつ繊細な操作でロボット玩具１０を動作させることができる。
【００９１】
また、前記液晶表示装置１４を設けた頭部１３を可動部位としたため、表示対象かつ操作対象の部位が動くこととなり、遊んでいる者に新規な印象を与えることができる。
【００９２】
また、前記頭部１３が作動しているときに前記タッチセンサ１９が操作を検知すると、前記頭部１３がホームポジションに移動する。このため、前記液晶表示装置１４を設けた頭部１３を可動部位とした場合でも、前記液晶表示装置１４上の操作（タッチセンサ１９の操作）に不都合が生じない。
【００９３】
また、前記可動部位１３，１６は、モータ２３を正回転させた時に作動する第１の可動部位１３と、モータ２３を逆回転させた時に作動する第２の可動部位１６と、からなる。このため、１つのモータ２３で複数の動作を実現することができる。
【００９４】
また、前記液晶表示装置１４以外の部分に押下スイッチ１２，１５を設け、この押下スイッチ１２，１５が操作されたことを契機として前記液晶表示装置１４及び前記可動部位１３，１６が制御される。これにより、頭や手足などに押下スイッチを設け、これらを操作することでロボット玩具１０と触れ合うような態様となっている。
【符号の説明】
【００９５】
１０ ロボット玩具
１１ 胴体部
１２ 肉球スイッチ（押下スイッチ）
１３ 頭部（第１の可動部位）
１４ 液晶表示装置
１５ 頭部スイッチ（押下スイッチ）
１６ 耳部（第２の可動部位）
１６ａ 回動軸
１６ｂ 裏面ギア
１７ 前顔枠
１７ａ 液晶窓
１８ 後顔枠
１９ タッチセンサ
２０ ＬＥＤ基板
２０ａ ＬＥＤ
２１ メイン基板
２２ スピーカ
２３ モータ
３０ 駆動機構
３１ 耳駆動ギア
３２ 耳駆動ギア支持部材
３３ ボックス前カバー
３４ ボックス後カバー
３５ 首リング
３５ａ クラッチ保持部
３６ 前モータホルダー
３７ 後モータホルダー
３８ ピニオンギア
３９ 共通ギア機構
４０ 切り替え接続ギア
４０ａ 回転軸
４０ｂ 小ギア部
４１ 切り替え部材
４１ａ 揺動部
４１ｂ 揺動軸孔
４１ｃ ギア部
４２ 耳用ギア
４２ａ 偏心保持部
４３ 耳用カム
４４ 耳用ロッド
４４ａ ギア接続部
４４ｂ リンク接続部
４５ 耳用リンク
４５ａ クラッチ保持部
４６ 耳用クラッチ
４６ａ リング部
４６ｂ 足部
４７ 頭用ギア
４７ａ 偏心保持部
４８ 頭用カム
４９ 頭用ロッド
４９ａ 基部
４９ｂ 先端部
５０ 頭用クラッチ
５０ａ リング部
５０ｂ 足部
６０ 頭回転検出スイッチ
６１ 耳回転検出スイッチ
１００ 制御装置
１１０ ステータス管理手段
１２０ 動作パターン記憶手段
１３０ 動作選択手段
１４０ 動作実行手段
１５０ 表示制御手段
１６０ スピーカ制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１以上の可動部位を備えたロボット玩具であって、
ロボット玩具の顔位置に設けられて表情を表示する液晶表示装置と、
前記液晶表示装置の表面に設けられてユーザの操作を検出するタッチセンサと、
前記タッチセンサからの入力を基に前記可動部位を作動させる動作実行手段と、
を備えることを特徴とする、ロボット玩具。
【請求項２】
前記液晶表示装置を設けた頭部を前記可動部位としたことを特徴とする、請求項１記載のロボット玩具。
【請求項３】
前記頭部が作動しているときに前記タッチセンサが操作を検知すると、前記頭部がホームポジションに移動することを特徴とする、請求項２記載のロボット玩具。
【請求項４】
前記動作実行手段は、モータを制御することによって前記可動部位を作動させるものであって、
前記可動部位は、前記モータを正回転させた時に作動する第１の可動部位と、前記モータを逆回転させた時に作動する第２の可動部位と、からなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のロボット玩具。
【請求項５】
前記液晶表示装置以外の部分に押下スイッチを設け、この押下スイッチが操作されたことを契機として前記液晶表示装置及び前記可動部位が制御されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のロボット玩具。
【請求項１】
少なくとも１以上の可動部位を備えたロボット玩具であって、
ロボット玩具の顔位置に設けられて表情を表示する液晶表示装置と、
前記液晶表示装置の表面に設けられてユーザの操作を検出するタッチセンサと、
前記タッチセンサからの入力を基に前記可動部位を作動させる動作実行手段と、
を備えることを特徴とする、ロボット玩具。
【請求項２】
前記液晶表示装置を設けた頭部を前記可動部位としたことを特徴とする、請求項１記載のロボット玩具。
【請求項３】
前記頭部が作動しているときに前記タッチセンサが操作を検知すると、前記頭部がホームポジションに移動することを特徴とする、請求項２記載のロボット玩具。
【請求項４】
前記動作実行手段は、モータを制御することによって前記可動部位を作動させるものであって、
前記可動部位は、前記モータを正回転させた時に作動する第１の可動部位と、前記モータを逆回転させた時に作動する第２の可動部位と、からなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のロボット玩具。
【請求項５】
前記液晶表示装置以外の部分に押下スイッチを設け、この押下スイッチが操作されたことを契機として前記液晶表示装置及び前記可動部位が制御されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のロボット玩具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２３９５５７（Ｐ２０１２−２３９５５７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１０６７１（Ｐ２０１１−１１０６７１）
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【出願人】（５９９１３１９９６）株式会社シャイン (9)
【出願人】（５１１１２００１５）株式会社キューアンドキュー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【出願人】（５９９１３１９９６）株式会社シャイン (9)
【出願人】（５１１１２００１５）株式会社キューアンドキュー (1)
【Ｆターム（参考）】
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