特開 2021-164607 動作装置

(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】特開2021-164607(P2021-164607A)

(43)【公開日】2021年10月14日

(54)【発明の名称】動作装置

(51)【国際特許分類】

   A63H 13/04 20060101AFI20210917BHJP

   A63H 3/36 20060101ALI20210917BHJP

   G10L 25/18 20130101ALI20210917BHJP

   G10L 25/21 20130101ALI20210917BHJP

   G10L 25/51 20130101ALN20210917BHJP

【ＦＩ】

   A63H13/04 B

   A63H3/36 G

   G10L25/18

   G10L25/21

   G10L25/51 300

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2020-69619(P2020-69619)

(22)【出願日】2020年4月8日

(71)【出願人】

【識別番号】000003584

【氏名又は名称】株式会社タカラトミー

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】特許業務法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長島 元

(72)【発明者】

【氏名】加藤 國彦

(72)【発明者】

【氏名】向井 忠

【テーマコード（参考）】

2C150

【Ｆターム（参考）】

2C150AA05

2C150BC02

2C150CA01

2C150DA27

2C150DA28

2C150DF06

2C150DF33

2C150DG01

2C150DG13

2C150EB01

2C150EC03

2C150ED42

2C150EF29

2C150FA03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】音楽と動作装置の動作とのリンクが感じられる動作装置を提供する。
【解決手段】外部から視認可能な形で動作部が音楽に合わせて動作する動作装置１００において、音楽の音声データに基づいて音声の時間−周波数変換を行う変換部と、変換部で得られた周波数帯域毎のデータ成分のスペクトル強度が所定の閾値を超えているか否かを判定する判定部と、スペクトル強度が所定の閾値を超えている数を計数する計数部と、計数部で得られた計数値に応じて動作部の動作態様が可逆的に変化することを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部から視認可能な形で動作部が音楽に合わせて動作する動作装置において、
前記音楽の音声データに基づいて前記音声の時間−周波数変換を行う変換部と、
前記変換部で得られた周波数帯域毎のデータ成分のスペクトル強度が所定の閾値を超えているか否かを判定する判定部と、
前記スペクトル強度が所定の閾値を超えている数を計数する計数部と、を備え、
少なくとも１つの動作部は、前記計数部で得られた計数値が大きくなれば活動的となるように、前記計数値に応じて前記動作部の動作態様が可逆的に変化するように構成されていることを特徴とする動作装置。

【請求項2】

前記計数部で得られた計数値が所定値を超えたときに前記動作部の動作態様が変化することを特徴とする請求項１に記載の動作装置。

【請求項3】

前記計数部で得られた計数値が大きくなったときに前記動作態様として前記動作部の動作速度が速くなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の動作装置。

【請求項4】

前記時間−周波数変換は高速フーリエ変換によってなされることを特徴とする請求項１又は請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の動作装置。

【請求項5】

前記動作部は手又は足を含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の動作装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は動作装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、外部の音楽を集音して当該音楽の音量レベルを検出し、その音量レベルに応じた速さで動作部を動作させる動作装置が知られている（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】特開平３−１２３５８１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、音量レベルの大きさにリンクさせて動作装置を動かすものでは、音量レベルが同じであるならばテンポが変わっても動作装置の動作速度が変化しないので、音楽と動作装置の動作とのリンクが感じられないという問題があった。
本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、音楽と動作装置の動作とのリンクが感じられる動作装置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】

【0005】

第１の手段は、
外部から視認可能な形で動作部が音楽に合わせて動作する動作装置において、
前記音楽の音声データに基づいて前記音声の時間−周波数変換を行う変換部と、
前記変換部で得られた周波数帯域毎のデータ成分のスペクトル強度が所定の閾値を超えているか否かを判定する判定部と、
前記スペクトル強度が所定の閾値を超えている数を計数する計数部と、を備え、
少なくとも１つの動作部は、前記計数部で得られた計数値が大きくなれば活動的となるように、前記計数値に応じて前記動作部の動作態様が可逆的に変化するように構成されていることを特徴とする。

【0006】

第２の手段は、第１の手段であって、前記計数部で得られた計数値が所定値を超えたときに前記動作部の動作態様が変化することを特徴とする。

【0007】

第３の手段は、第１の手段又は第２の手段であって、前記計数部で得られた計数値が大きくなったときに前記動作態様として前記動作部の動作速度が速くなることを特徴とする。

【0008】

第４の手段は、第１の手段〜第３の手段のいずれかであって、前記時間−周波数変換は高速フーリエ変換によってなされることを特徴とする。

【0009】

第５の手段は、第１の手段〜第４の手段のいずれかであって、前記動作部は手又は足を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

第１の手段によれば、大人しく・地味な音から賑やか・派手な音となると、動作部の動作態様がより活動的になる。したがって、音楽と動作装置の動作とのリンクが感じられ、動作装置の動作が人の感覚と合致するものとなり。興趣性の高い動作装置が実現できる。

【0011】

第２の手段によれば、計数値が所定値を超えると動作部の動作態様が急激に変化するので、その急激な変化を楽しむことができる。

【0012】

第３の手段によれば、大人しく・地味な音から賑やか・派手な音となると、動作部の動作速度が速くなり、逆に、賑やか・派手な音から大人しく・地味な音となると、動作部の動作速度が遅くなる。したがって、音楽と動作装置の動作とのリンクが感じられ、動作装置の動作が人の感覚と合致するものとなり、興趣性の高い動作装置が実現できる。

【0013】

第４の手段によれば、高速フーリエ変換によって時間−周波数変換をしているので、曲が止まったときや曲調が変わったときなどに動作部に即時性のある動作変化をさせることができる。

【0014】

第５の手段によれば、曲調に合わせて手又足を動かす動作装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態の動作装置を斜め上方から見た前面側斜視図である。

【図2】実施形態の動作装置を斜め下方から見た後面側斜視図である。

【図3】動作装置の動作機構を示した斜視図である。

【図4】ダンス途中の基本的姿態を示した図である。

【図5】動作装置の制御構成を示したブロック図である。

【図6】動作速度変更処理の手順を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明に係る動作装置の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0017】

図１は、実施形態の動作装置１００を斜め上方から見た前面側斜視図、図２は、動作装置１００を斜め下方から見た後面側斜視図である。

【0018】

（動作装置１００の外観）
本実施形態の動作装置１００は、球形の装置本体１０を備えている。装置本体１０の左には第１回動片１１Ｌが、右には第１回動片１１Ｒが設けられている。左右は動作装置１００から見た場合の左右を言うものとする。
各第１回動片１１（左右の第１回動片１１Ｌ，１１Ｒを区別しないときには第１回動片１１とする。）は独立に上下に所定範囲内で回動する。また、左の第１回動片１１Ｌの先には第２回動片１２Ｌが、右の第１回動片１１Ｒの先には第２回動片１２Ｒが設けられている。各第２回動片１２（左右の第２回動片１２Ｌ，１２Ｒを区別しないときには第２回動片１２とする。）は独立に上下に所定範囲内で回動する。この第１回動片１１と第２回動片１２とで回動部材が構成されている。

【0019】

装置本体１０の前面には左目１３Ｌ及び右目１３Ｒが表示されている。また、装置本体１０の上部には突片１４ｆ，１４ｒが各２つ、下部には突片１４ｆ，１４ｒが各２つ設けられている。各４つの突片１４ｆ及び突片１４ｒは動作装置１００の姿勢を安定させるためのものである。

【0020】

装置本体１０の下端には円形のラバープレート１５が露出し、装置本体１０はラバープレート１５を中心に回動可能となっている。
この動作装置１００は、左右の第１回動片１１Ｌ，１１Ｒの回動、左右の第２回動片１２Ｌ，１２Ｒの回動及び装置本体１０の回動の組み合わせ等によって所定のアクションを行う。

【0021】

図３（Ａ）〜（Ｄ）は、動作装置１００が取り得る第１回動片１１及び第２回動片１２の特徴的な形を示している。
図３（Ａ）は、第１回動片１１Ｌ，１１Ｒが装置本体１０に対して斜め下方に延び、第２回動片１２Ｌ，１２Ｒが垂下した姿態となっている。この形では、第２回動片１２Ｌ，１２Ｒの先が接地し、装置本体１０が接地面から浮き上がる。回動部材はこの状態を保持できる。
図３（Ｂ）は、第１回動片１１Ｌが装置本体１０の下方に延び、第２回動片１２Ｌが装置本体１０の下方に潜り込んでいる。一方、第１回動片１１Ｒが装置本体１０の上方に延び、第２回動片１２Ｒが装置本体１０の上端に覆い被さる形となっている。この形となったときには、重心移動によって、第２回動片１２Ｌ，１２Ｒの先が向く方向に動作装置１００が転動する。
図３（Ｃ）は、第１回動片１１Ｌ，１１Ｒの双方が装置本体１０に対して上方に延び、第２回動片１２Ｌ，１２Ｒの先端部同士が当接した形となっている。
第３（Ｄ）は、第１回動片１１Ｌ，１１Ｒが装置本体１０に対して水平に延び、第２回動片１２Ｌ，１２Ｒが垂下した形となっている。この形では、例えば、装置本体１０がラバープレート１５を中心に回動可能な状態となる。

【0022】

（装置本体１０の構造）
左目１３Ｌ及び右目１３Ｒの裏側には、光出力部７７（図３参照）の一部を構成する発光ダイオード（図示せず）が１つずつ設置されている。
また、図２に示すように、装置本体１０の後部には、ヒンジ（図示せず）によって開閉可能な開閉扉１０ａが設けられている。そして、この開閉扉１０ａの内側には、図示しないが、各種操作ボタンや、充電用端子及びバッテリが設けられている。また、装置本体１０の後部には、音出力部７６（図５参照）の一部を構成するスピーカ（図示せず）や外部音を集音するマイクロフォン７９が設けられている。

【0023】

図４は、動作装置１００の回動部材及び回動装置を示した斜視図である。この図では、回動部材の後側半部を取り外してある。
動作装置１００は、左の第１回動片１１Ｌを回動させるための左第１回動片回動装置３１Ｌと、右の第１回動片１１Ｒを回動させるための右第１回動片回動装置３１Ｒと、左の第２回動片１２Ｌを回動させるための左第２回動片回動装置３２Ｌと、右の第２回動片１２Ｒを回動させるための右第２回動片回動装置３２Ｒと、を備えている。左第１回動片回動装置３１Ｌ、右第１回動片回動装置３１Ｒ、左第２回動片回動装置３２Ｌ及び右第２回動片回動装置３２Ｒは、それぞれ別個のサーボ機構から構成されている。各サーボ機構は、サーボモータと、回転位置をセンサで測定して電気信号として位置情報を出力するエンコーダとを備えている。

【0024】

左第１回動片回動装置３１Ｌ及び右第１回動片回動装置３１Ｒは関節部Ｊ１に設けられている。一方、左第２回動片回動装置３２Ｌ及び右第２回動片回動装置３２Ｒは関節部Ｊ２に設けられている。
また、装置本体１０の中央には、装置本体１０を回動させるための本体回動装置３３を備えている。この本体回動装置３３は、縦置きのモータ３３ａと、モータ３３ａに連結された歯車機構３４とを備えている。この本体回動装置３３によれば、モータ動力は、歯車３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ，３４ｇ，３４ｈを経て、回動板３５に伝達される。回動板３５の下面には上記ラバープレート１５が貼り付けられている。そして、モータ３３ａが作動されたとき、回動板３５が回動しようとするが、ラバープレート１５が遊戯面（接地面）をグリップしているので、ラバープレート１５が回動されず、反動でモータ３３ａひいては装置本体１０が回動する。

【0025】

（第１回動片１１及び第２回動片１２）
装置本体１０と第１回動片１１との関節部Ｊ１は、第１回動片回動装置３１の出力軸３１ａと第１回動片１１の回動軸１１ａとを連結させることにより形成されている。
また、第１回動片１１と第２回動片１２の関節部Ｊ２は、第２回動片１２の回動面に直角に延びる中心軸を持つような円柱形となっている。これによって、回動に伴って接地面に円滑に摺接することができる。
また、第２回動片１２の先端部も、第２回動片１２の回動面に直角に延びる中心軸を持つような円柱形となっている。これによって、回動に伴って接地面に円滑に摺接することができる。

【0026】

（制御構成）
図５は、動作装置１００の制御構成を示している。
具体的には、動作装置１００は、制御構成として、中央処理装置７０、主記憶装置７１ａ、補助記憶装置７１ｂを備えている。また、動作装置１００は、送受信部７５と、音出力部７６と、光出力部７７と、左第１回動片回動装置３１Ｌ、右第１回動片回動装置３１Ｒ、左第２回動片回動装置３２Ｌ、右第２回動片回動装置３２Ｒ及び本体回動装置３３とを備えている。

【0027】

このうち補助記憶装置７１ｂには、各種プログラムやデータが格納されている。
各種プログラムとしては、動作プログラムや音解析プログラム等が格納されている。

【0028】

データとしては、各種プログラムの実行に必要なデータ等が補助記憶装置７１ｂに格納されている。例えば、複数の音楽データ及び動作データ等が格納されている。補助記憶装置７１ｂには音楽データや動作データを追加して格納することができる。

【0029】

動作データには定型的な複数種の動作パターンデータが含まれている。動作パターンデータは、第１回動片１１、第２回動片１２、装置本体１０、音出力部７６又は及び光出力部７７にある程度まとまった一連の動作をさせるためのデータである。具体的には、動作パターンデータは、第１回動片１１又は第２回動片１２の回転方向、回転速度又は反転回数等、装置本体１０の回転方向、回転回数、回転速度又は反転回数等、及び、音出力部７６から出力される音の種類、光出力部７７から出力される光の色、点灯時間、点滅速度又は点滅回数等の動作データを含んで構成されている。
また、複数種の動作パターンデータには、一の動作パターンデータと回転速度等の動作速度のデータだけが異なり、その他の動作データが同じである他の動作パターンデータが含まれている。

【0030】

また、中央処理装置７０は制御装置７０ａと演算装置７０ｂとを備えている。
中央処理装置７０は、各種プログラムやデータを適宜に読み出して各部を統括制御したり、そのために必要な演算を行ったりする。主記憶装置７１ａはワークエリアとなる部分であり、必要に応じてプログラムや実行途中の各種データを一時的に記憶する。

【0031】

送受信部７５は、例えば専用のコントローラ、スマートフォン又はタブレットとの間でブルートゥース（登録商標）等を用いて通信を行う。
光出力部７７は上記発光ダイオードを含んで構成され、音出力部７６は上記スピーカを含んで構成されている。マイクロフォン７９は外部音をピックアップするためのものである。

【0032】

（遊び方と動作）
この動作装置１００は複数のモードで動作する。モードの選択は、動作装置１００に付設の選択ボタンや、専用のコントローラ、スマートフォン又はタブレット等によって行う。
動作装置１００は、外部の音楽や、動作装置１００自体から出力される音楽に合わせて動作する。その際、動作装置１００は音楽の曲調に合わせて動作速度を変える。すなわち、賑やか・派手な音か大人しく・地味な音かによって動作装置１００は動作速度を変える。

【0033】

例えば、これを、スマートフォン等からブルートゥース等を介して送信された音楽データに基づいて動作装置１００が逐次に音楽を出力する場合の動作速度変更処理について図６を用いて説明する。この動作速度変更処理において、中央処理装置７０は、変換部、判定部、計数部及び動作速度決定部として機能する。
スマートフォン等からの音楽データをブルートゥースの通信を介して受信する（ステップＳ１）と、データ送信トリッガで音解析プログラムが起動される。これにより、送られてきた音楽データは主記憶装置７１ａ内のバッファに展開される。そして、バッファ内の音楽データに高速フーリエ変換（ＦＦＴ）をかけて時間−周波数変換を行う（ステップＳ２）。これによって、所定の複数の周波数帯域毎のデータ成分を抽出する。その後、データ成分毎のスペクトル強度が所定の閾値を超えているか否かの判定を行う（ステップＳ３）。そして、所定の閾値を超えているデータ成分の数を計数し（ステップＳ４）、計数値が所定値を超えているかを判定し（ステップＳ５）、動作速度を決定する（ステップＳ６）。そして、超えていない場合には、大人しく・地味な音であるとして動作速度の遅い動作パターンデータに基づいて動作装置１００の第１回動片１１又は第２回動片１２を動作させ、反対に超えている場合には、賑やか・派手な音であるとして、動作速度の速い動作パターンデータに基づいて動作装置１００の第１回動片１１又は第２回動片１２を動作させる。

【0034】

この場合、動作パターンデータの切替えは可逆的になされる。すなわち、その後に計数値が所定値を上回ったり或いは下回ったりしたときには、その都度、動作速度の切り換えを行う。また、上記閾値は、データ成分毎に別々の値としてもよいし、一律の値としてもよい。さらに、動作パターンデータの切り換えにあたり、切り換えが一の動作パターンの一連の動作の途中でされるときには他の動作パターンの当該動作に対応する動作から引き続いて動作速度だけを変えて行うことが好ましい。なお。分解するデータ成分数は、特に限定はされないが２０個程度とする。そして、計数値が０の場合には無音と扱い、２０個の場合には賑やか・派手な音であるとして扱ってもよい。また、速度変化をもたらす計数値を複数設けて段階的に動作速度を変化させるようにしてもよい。

【0035】

なお、外部の音楽に合わせて動作装置１００が動作する場合には、マイクロフォン７９で音楽を集音し、当該音楽に基づく音楽データを生成して、生成後の音楽データに上記と同様な処理を施し、音楽の曲調に合わせて動作速度を変えることもできる。また、動作装置１００が既に格納している音楽データに基づく音楽を出力する場合には、当該音楽データに上記と同様な処理を施し，音楽の曲調に合わせて動作速度を変えることもできる。

【0036】

本実施形態の動作装置１００によれば、次のような効果を奏する。
すなわち、スローテンポである箇所では、一般的に単位時間あたりの音の数が少ないので。動作装置１００の動作が遅くなる。また、テンポの速い箇所や様々な楽器が用いられる箇所では、一般的に周波数帯域が互いに異なるデータ成分が多く含まれるので、動作装置１００の動作が速くなる。したがって、音楽と動作装置の動作とのリンクが感じられ、動作装置１００の動作が人の感覚と合致するものとなり。興趣性の高い動作装置１００が実現できる。
また、高速フーリエ変換によって時間−周波数変換を音楽の終わりまで逐次に行うので、曲が止まったときや曲調が変わったときなどに動作部に即時性のある動作変化をさせることができる。

【0037】

（変形例）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能であることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態では、第１回動片１１又は第２回動片１２の動作速度を変えるようにしたが、動作部の１つである光出力部７６の点滅速度を変えるようにしてもよい。また、装置本体１０の回転速度を変えるようにしてもよい。さらには、第１回動片１１又は第２回動片１２に加えて、これらの全部又は一部を変えるようにしてもよい。

【0038】

また、計数値が所定値を超えたときに、動作する動作部の数を増やすようにいてもよいし、動作する動作部を変更して、より活動的に見せるようにしてもよい。前者の例として、計数値が所定値より小さい時は、片腕しか動かさないが、計数値が所定値より大きくなると、両腕、回転、光、音、等多数の動作をするようにして、賑やかで派手な音となるようにすることが挙げられる。
ここで、「より活動的な動作」とは、動作部の効果音の音量を上げたり、動作部の動作速度を速めたり、一度期の動作部の数を増やしたり等の客観的に賑やか・派手な動作にすることを言う。この「より活動的な動作」には、心理的な変化であっても、例えば発光色を白色から情熱的な赤色に変えたりする等、心理的法則と認められるような客観的に賑やか・派手と認められる変化をも含む。

【0039】

また、動作部が複数ある場合に、全ての動作部の動作態様を変えてもよいが、その一部の動作部の動作態様を変えてもよい。

【0040】

また、動作装置もロボットのみならず、動作部が存在する、ぬいぐるみ、人形、鉢植え植物を模した置物や、部屋の装飾品にも適用できる。

【符号の説明】

【0041】

１１ 第１回動片
１２ 第２回動片
３１Ｌ 左第１回動片回動装置
３１Ｒ 右第１回動片回動装置
３２Ｌ 左第２回動片回動装置
３２Ｒ 右第２回動片回動装置
３３ 本体回動装置
３３ａ モータ
３４ 歯車機構
７０ａ 制御装置
７５ 送受信部
７６ 音出力部
７７ 光出力部
７８ａ〜７８ｄ サーボモータ
１００ 動作装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】