▶ シャークニンジャ オペレーティング エルエルシーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-17
(45)【発行日】2023-03-28
(54)【発明の名称】ロボットクリーナ用ドッキングステーション
(51)【国際特許分類】
A47L 9/00 20060101AFI20230320BHJP
A47L 9/28 20060101ALI20230320BHJP
G05D 1/02 20200101ALI20230320BHJP
G01S 5/16 20060101ALN20230320BHJP
【ＦＩ】
A47L9/00 104
A47L9/28 E
G05D1/02 H
G05D1/02 D
G01S5/16
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2021521811
(86)(22)【出願日】2019-10-22
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-14
(86)【国際出願番号】 US2019057349
(87)【国際公開番号】W WO2020086526
(87)【国際公開日】2020-04-30
【審査請求日】2021-04-21
(31)【優先権主張番号】62/748,807
(32)【優先日】2018-10-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/782,651
(32)【優先日】2018-12-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】510053422
【氏名又は名称】シャークニンジャ オペレーティング エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(74)【代理人】
【識別番号】100142907
【弁理士】
【氏名又は名称】本田 淳
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(72)【発明者】
【氏名】ホフマン，トレバー
(72)【発明者】
【氏名】ブラウン，アンドレ ディー．
(72)【発明者】
【氏名】ハフマン，アンドロメダ
【審査官】渡邉 洋
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－００７９０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】欧州特許出願公開第０２２９０４９０（ＥＰ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１８８７３７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００７－０６６２９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／１２７９５４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００６－１２７４４８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ４７Ｌ ９／００－ ９／３２
Ａ４７Ｌ１１／００－１１／４０
Ｇ０５Ｄ １／００－ ３／２０
Ｇ０１Ｓ ５／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボットクリーナ用ドッキングステーションであって、ハウジングと、
前記ハウジングに結合された少なくとも１つの充電接点と、
前記ハウジング内に配置される少なくとも３つの光エミッタであって、
第１の放射フィールド内に第１の光信号を生成するように構成される第１の光エミッタと、
第２の放射フィールド内に第２の光信号を生成するように構成される第２の光エミッタと、
第３の放射フィールド内に第３の光信号を生成するように構成される第３の光エミッタであって、前記第３の光エミッタが、前記第１の光エミッタ及び前記第２の光エミッタの間に配置され、前記第１の光信号、前記第２の光信号、及び前記第３の光信号がお互い異なり、前記第３の光信号が、前記ハウジングの方向にロボットクリーナを誘導するように構成される、第３の光エミッタと、を含む、少なくとも３つの光エミッタと、を備え、
前記第１の光エミッタに対応する第１のシャドウボックスと、
前記第２の光エミッタに対応する第２のシャドウボックスであって、前記第１のシャドウボックス及び前記第２のシャドウボックスはそれぞれ、第１の分離部、第２の分離部、及び第３の分離部を含み、前記第１の分離部、前記第２の分離部、及び前記第３の分離部のそれぞれは、対応する開口を含み、前記開口は、それを通過する光を成形するように構成される、第２のシャドウボックスと、
前記第３の光エミッタに対応する第３のシャドウボックスと、をさらに備え、
前記第１のシャドウボックス、前記第２のシャドウボックス及び前記第３のシャドウボックスは前記ハウジング内に配置されるドッキングステーション。
【請求項2】
前記第１の放射フィールドと前記第２の放射フィールドは、検出ゾーン内に実質的に重複しない、請求項１に記載のドッキングステーション。
【請求項3】
前記第３の放射フィールドの少なくとも一部分が、前記第１の放射フィールドと前記第２の放射フィールドとの間の領域に延在し、前記領域が、前記ロボットクリーナが前記第１の光信号と前記第２の光信号の不在下で前記第３の光信号を検出する位置に対応する、請求項２に記載のドッキングステーション。
【請求項4】
前記第１の放射フィールド、前記第２の放射フィールド、及び前記第３の放射フィールドの少なくとも一部分が、検出ゾーンの少なくとも一部分に対し互いに重複する、請求項１に記載のドッキングステーション。
【請求項5】
前記第１の光エミッタ及び前記第２の光エミッタが、前記第３の光エミッタに対して角度付けられている、請求項１に記載のドッキングステーション。
【請求項6】
前記第１の光エミッタ、前記第２の光エミッタ、及び前記第３の光エミッタが、共通の水平面に沿って整列する、請求項１に記載のドッキングステーション。
【請求項7】
前記第３の光エミッタが、前記第１の光エミッタ及び前記第２の光エミッタから鉛直にオフセットされる、請求項１に記載のドッキングステーション。
【請求項8】
前記第１の光エミッタ及び前記第２の光エミッタが、共通の水平面に沿って整列する、請求項７に記載のドッキングステーション。
【請求項9】
少なくとも１つの光レシーバを有するロボットクリーナと、少なくとも１つの充電接点及び少なくとも３つの光エミッタを有するドッキングステーションであって、前記少なくとも３つの光エミッタが、
第１の放射フィールド内に第１の光信号を生成するように構成される第１の光エミッタと、
第２の放射フィールド内に第２の光信号を生成するように構成される第２の光エミッタと、
第３の放射フィールド内に第３の光信号を生成するように構成される第３の光エミッタであって、前記第３の光エミッタが、前記第１の光エミッタ及び前記第２の光エミッタの間に配置され、前記第１の光信号、前記第２の光信号、及び前記第３の光信号がお互い異なり、前記第３の光信号が、前記ドッキングステーションの方向に前記ロボットクリーナを誘導するように構成される、第３の光エミッタと、を含む、ドッキングステーションと、を備え、
前記ドッキングステーションは、
前記第１の光エミッタに対応する第１のシャドウボックスと、
前記第２の光エミッタに対応する第２のシャドウボックスであって、前記第１のシャドウボックス及び前記第２のシャドウボックスはそれぞれ、第１の分離部、第２の分離部、及び第３の分離部を含み、前記第１の分離部、前記第２の分離部、及び前記第３の分離部のそれぞれは、対応する開口を含み、前記開口は、それを通過する光を成形するように構成される、第２のシャドウボックスと、
前記第３の光エミッタに対応する第３のシャドウボックスと、をさらに備えるロボット掃除システム。
【請求項10】
前記第１の放射フィールド及び前記第２の放射フィールドが、検出ゾーン内に実質的に重複しない、請求項９に記載のロボット掃除システム。
【請求項11】
前記第３の放射フィールドの少なくとも一部分が、前記第１の放射フィールドと前記第２の放射フィールドとの間の領域に延在し、前記領域が、前記ロボットクリーナが前記第１の光信号と前記第２の光信号の不在下で前記第３の光信号を検出する位置に対応する、請求項１０に記載のロボット掃除システム。
【請求項12】
前記第１の放射フィールド、前記第２の放射フィールド、及び前記第３の放射フィールドが、検出ゾーンの少なくとも一部分に対し互いに重複する、請求項９に記載のロボット掃除システム。
【請求項13】
前記第１の光エミッタ及び前記第２の光エミッタが、前記第３の光エミッタに対して角度付けられている、請求項９に記載のロボット掃除システム。
【請求項14】
前記第１の光エミッタ、前記第２の光エミッタ、及び前記第３の光エミッタが、共通の水平面に沿って整列する、請求項９に記載のロボット掃除システム。
【請求項15】
前記第３の光エミッタが、前記第１の光エミッタ及び前記第２の光エミッタから鉛直にオフセットされる、請求項９に記載のロボット掃除システム。
【請求項16】
前記第１の光エミッタ及び前記第２の光エミッタが、共通の水平面に沿って整列する、請求項１５に記載のロボット掃除システム。
【請求項17】
前記少なくとも１つの光レシーバが、前記第１の光信号又は前記第２の光信号のうちの１つを検出するとき、前記ロボットクリーナを前記第３の光信号に向かって移動させる、請求項９に記載のロボット掃除システム。
【請求項18】
前記少なくとも１つの光レシーバが前記第３の光信号を検出するとき、前記ロボットクリーナが前記少なくとも１つの充電接点に電気的に結合されるように前記ドッキングステーションと係合するまで、前記ロボットクリーナを前記第３の光信号に従わせる、請求項１７に記載のロボット掃除システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の参照
[0001] 本出願は、Ｄｏｃｋｉｎｇ Ｓｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｃｌｅａｎｅｒと題する２０１８年１０月２２日に出願された米国仮出願番号第６２／７４８，８０７号、及びＤｏｃｋｉｎｇ Ｓｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｃｌｅａｎｅｒと題する２０１８年１２月２０日に出願された米国仮出願番号第６２／７８２，６５１号の利益を主張するものであり、それぞれが参照により本明細書に完全に組み込まれる。
[0001] 本出願は、Ｄｏｃｋｉｎｇ Ｓｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｃｌｅａｎｅｒと題する２０１８年１０月２２日に出願された米国仮出願番号第６２／７４８，８０７号、及びＤｏｃｋｉｎｇ Ｓｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｃｌｅａｎｅｒと題する２０１８年１２月２０日に出願された米国仮出願番号第６２／７８２，６５１号の利益を主張するものであり、それぞれが参照により本明細書に完全に組み込まれる。
【0002】
[0002] 本開示は、一般に、ロボットクリーナ用ドッキングステーションに関し、より具体的には、ロボットクリーナをドッキングステーションに誘導するための信号を生成するように構成されるロボットクリーナ用ドッキングステーションに関する。
【背景技術】
【0003】
[0003] ロボットクリーナは、掃除する表面を横切ってロボットクリーナを移動させるために、それに連結された１つ又は複数の駆動輪を有するシャーシを含み得る。１つ又は複数の駆動輪は、それらに電気的に結合された１つ又は複数の電池によって電力供給され得る。経時的に、１つ又は複数の電池によって貯蔵された電力は、閾値量を下回る場合がありロボットクリーナは、１つ又は複数の電池を再充電する位置に移動すべきであることを示す。例えば、ロボットクリーナは、１つ又は複数の電池を再充電させるように構成されるドッキングステーションに移動し得る。
【発明の概要】
【0004】
[0004] ドッキングステーションは、ロボットクリーナによって検出され得る１つ又は複数の信号（例えば、光信号）を放射するように構成され得る。ロボットクリーナは、放射信号を使用してドッキングステーションにナビゲートし得る。例えば、ドッキングステーションは、重複するように構成される第１及び第２のナビゲーション信号を放射してもよく、ロボットクリーナは、第１、第２、又は第１及び第２の信号の両方が検出されたかどうかを決定するように構成され得る。この決定に基づいて、ロボットクリーナは、ロボットクリーナがドッキングステーションにドッキングできるように、その移動方向を調整し得る。しかし、ロボットクリーナは、２つの信号の重複の検出に基づいてドッキングするときに、ドッキングステーションとの適切なアライメントを一貫して取得しない場合がある。そのため、ロボットクリーナは、適切なアライメント（例えば、１つ又は複数の電池が再充電され得るように、ドッキングステーションに十分に整列される）を得るために（例えば、移動することによって）調整を行うように要求され得る。
【0005】
[0005] これら及びその他の特徴の利点は、以下の図面とともに以下の詳細な説明を読むことによってより良く理解される。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図4】図４は、本開示の実施形態と一致する、図２のドッキングステーションとともに使用され得る、第３の変調信号を生成するために第１の変調信号と第２の変調信号を組み合わせるように構成される回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
[0050] 本開示は、一般にロボットクリーナ（例えば、ロボット掃除機）用ドッキングステーションを対象とする。ドッキングステーションは、ハウジングと、少なくとも３つの信号エミッタと、ロボットクリーナに電力を供給するように構成される充電接点とを含む。少なくとも３つの信号エミッタは、ハウジングの周りに少なくとも部分的に延在する検出ゾーン内の信号を放射するように構成される。第１及び第２の信号エミッタは、ハウジング内に配置され、第１及び第２の信号をそれぞれ放射するように構成され得る。第１及び第２の信号エミッタから放射される信号は、検出ゾーン内で実質的な重複（例えば、ロボットクリーナによって検出できない）を有しなくてもよい。第３の信号エミッタは、検出ゾーン内の第１の信号と第２の信号との間に延在する第３の信号を放射するように構成され得る。第１の信号、第２の信号、及び第３の信号は、光信号、音響信号、無線周波数信号、及び／又は任意の他のタイプの信号とすることができる。第１の信号、第２の信号、及び第３の信号はそれぞれ異なる特性（例えば、異なる速度でパルス化される）を有し得る。
【0008】
[0051] ロボットクリーナは、少なくとも部分的に第１の信号、第２の信号、又は第３の信号の検出に基づいて、その移動経路を調整するように構成され得る。第１の信号又は第２の信号の検出は、ロボットクリーナを第３の信号の方向に向くようにさせ得る。第３の信号の検出（例えば、第１の信号及び第２の信号の不在下で）は、ロボットクリーナがドックと係合（例えば、接触）するまで、ロボットクリーナに第３の信号に従うようにさせることができる。
【0009】
[0052] いくつかの実施例では、ドッキングステーションは、第３の信号が、少なくとも検出ゾーン内で、第１の信号と第２の信号の不在下で検出され得るように構成され得る。第３の信号が第１の信号と第２の信号の不在下で検出され得る検出ゾーンの一部分は、第１のエミッタと第２のエミッタの放射フィールドに対して狭いように構成され得る。例えば、第３のエミッタは、狭い放射フィールドを生成するように構成されてもよく、及び／又は第３のエミッタの放射フィールドが、第３の信号が第１の信号と第２の信号の不在下で検出され得る検出ゾーンの一部分が所望の幅を有するように、第１のエミッタと第２のエミッタの放射フィールドの一部分と重複するように構成され得る。第１の信号及び第２の信号の不在下で第３の信号が検出され得る検出ゾーンの幅は、ロボットクリーナがドッキングステーションと係合（例えば、接触）するとき、ロボットクリーナとドッキングステーションとの間の所望のアライメント公差に少なくとも部分的に基いてもよい。
【0010】
[0053] ロボットクリーナとドッキングステーションとのアライメントを改善すると、より一貫したドッキングをもたらし得る。従って、ロボットクリーナの再充電及び／又はロボットクリーナのダストカップからの破片の排出などの動作は、達成が容易であり得る。例えば、ロボットクリーナのダストカップから破片を排出する場合、ダストカップがドッキングステーションに流体的に連結されるように、１つ又は複数の排出ポートが所定のアライメントを達成する必要がある場合がある。
【0011】
[0054] 図１Ａは、ドッキングステーション１０及びロボットクリーナ１２の概略実施例を示す。示されるように、ドッキングステーション１０は、少なくとも１つのドッキング信号１４（例えば、発光ダイオードによって生成される赤外線信号などの光信号、例えば、音響変換器によって生成される超音波信号などの音響信号、及び／又は任意の他のタイプの信号）を生成するように構成される。ドッキング信号１４は、ロボットクリーナ１２をドッキングステーション１０に誘導するように構成される。例えば、ロボットクリーナ１２がドッキング信号１４を検出すると、ロボットクリーナ１２は、例えば、ロボットクリーナ１２がドッキングステーション１０の１つ又は複数の充電接点１１に電気的に連結されるように、ロボットクリーナ１２がドッキングステーション１０と係合（例えば、接触）するまで、ドッキング信号１４に従うように構成され得る。ロボットクリーナ１２のドッキングステーション１０とのアライメント（例えば、ドッキングステーション１０に対するロボットクリーナ１２の配向）は、少なくとも部分的に、ドッキング信号１４の幅１６に基づいてもよい。例えば、狭い幅１６は、例えば、ドッキング信号１４の中心軸１３と実質的に整列したロボットクリーナ１２の前方走行方向に対して平行に延在するロボットクリーナ１２の軸１８をもたらし得る。
【0012】
[0055] いくつかの実施例では、ドッキングステーション１０は、ドッキングステーション１０の両側から延在する近接信号２０を生成するように構成され得る。近接信号２０は、ロボットクリーナ１２がドッキングステーション１０に近接していることをロボットクリーナ１２に示し得る。これにより、例えば、ロボットクリーナ１２は、ロボットクリーナ１２が少なくとも１つのドッキング信号１４を検索する検索ルーチンに入る。いくつかの実施例では、近接信号２０は、少なくとも２つのエミッタによって生成されてもよく、各エミッタは、ドッキングステーション１０の両側に配置される。
【0013】
[0056] いくつかの実施例では、ドッキングステーション１０は、ロボットクリーナ１２がドッキングステーション１０と係合（例えば、接触）している時に、ロボットクリーナ１２に対して移動（例えば、スライド又は旋回）するように構成され得る。そのため、ロボットクリーナ１２が、ミスアライメント配向（例えば、ロボットクリーナ１２がドッキングステーション１０に電気的に結合しない配向）でドッキングステーション１０に近づく場合、ドッキングステーション１０は、ロボットクリーナ１２がまだドッキングステーション１０と整列できるように、移動するように構成することができる。これらの例では、例えば、単一のドッキング信号１４のみを使用し得る。単一のドッキング信号１４のみを使用する場合、ドッキング信号１４の幅１６は、それを通してドッキングステーション１０が移動できる移動の程度（例えば、スライド又は旋回）に基づいてもよい。このように、ドッキング信号１４の幅１６は、ロボットクリーナ１２が、ロボットクリーナ１２がドッキングステーション１０に電気的に結合することができることを実質的に損なうことなく、より簡単にドッキング信号１４を見つけることができるように、増加され得る。
【0014】
[0057] 図１Ｂは、図１Ａのドッキングステーション１０及びロボットクリーナ１２の実施例であり得る、ドッキングステーション１００及びロボットクリーナ１０２の概略実施例を示す。示されるように、ドッキングステーション１００は、第１の光エミッタ１０６（隠線で示される）、第２の光エミッタ１０８（隠線で示される）、及びそれに連結された第３の光エミッタ１１０（隠線で示される）を有するハウジング１０４を含む。示されるように、第３の光エミッタ１１０は、第１の光エミッタ１０６と第２の光エミッタ１０８との間に配置される。第１の光エミッタ１０６は、第１の放射フィールド１１４内に第１の光信号１１２を放射するように構成され、第２の光エミッタ１０８は、第２の放射フィールド１１８内に第２の光信号１１６を放射するように構成され、第３の光エミッタ１１０は、第３の放射フィールド１２２内に第３の光信号１２０を放射するように構成される。示されるように、第１及び第２の放射フィールド１１４及び１１８は、ドッキングステーション１００の検出ゾーン１２４内で互いに実質的に重複しない（例えば、任意の重複はロボットクリーナ１０２によって検出されない）。また示されるように、第３の放射フィールド１２２は、第１の放射フィールド１１４と第２の放射フィールド１１８との間に延在する。第３の放射フィールド１２２は、検出ゾーン１２４内の第１及び第２の放射フィールド１１４及び１１８の１つ又は複数の少なくとも一部分と重複し得る。検出ゾーン１２４は、一般的に、１つ又は複数の光信号１１２、１１６、及び１２０の信号強度が、ロボットクリーナ１０２によって検出されるのに十分であり、及び／又は所定の閾値を超える領域として記述され得る。
【0015】
[0058] ロボットクリーナ１０２は、光信号１１２、１１６、及び／又は１２０のうちの１つ又は複数を検出するように構成される１つ又は複数のセンサー１２６を有し得る。例えば、センサー１２６が第２の光信号１１６を検出する時、ロボットクリーナ１０２は、第３の放射フィールド１２２に向く（例えば、左に向く）ように構成され得る。ロボットクリーナ１０２が第３の光信号１２０を検出する時、ロボットクリーナ１０２は、ドッキングステーション１００に向かって移動しながら、センサー１２６が第３の光信号１２０（例えば、後続）の検出を維持するように移動するように構成され得る。このように、ロボットクリーナ１０２は、第３の光信号１２０を使用してドッキングステーション１００に誘導され得る。同様に、例えば、センサー１２６が第１の光信号１１２を検出する時、ロボットクリーナ１０２は、ロボットクリーナ１０２が第３の光信号１２０にドッキングステーション１００に追従できるように、第３の放射フィールド１２２に向く（例えば、右に向く）ように構成され得る。例えば、ロボットクリーナ１０２が１つ又は複数の充電接点１２１に電気的に結合できるように、第３の光信号１２０を使用して、ロボットクリーナをドッキングステーション１００の１つ又は複数の充電接点１２１に誘導することができる。
【0016】
[0059] ロボットクリーナ１０２のドッキングステーション１００との整列は、少なくとも部分的に、第３の放射フィールド１２２の幅１２８に基づいてもよい。幅１２８は、少なくとも部分的に、第３のエミッタ１１０の放射角度αに基づいてもよい。このように、第１の光信号１１２及び第２の光信号１１６の不在下で第３の光信号１２０を検出できる検出ゾーン１２４の領域は、例えば、放射角度αを低減することによって減少させることができる。第３の光信号１２０が検出され得る検出ゾーン１２４の領域が減少すると、ロボットクリーナ１０２のドッキングステーション１００とのアライメントが改善され得る。例えば、第３の放射フィールド１２２が狭くなるにつれて、第３の放射フィールドの中心線１２３からのロボットクリーナ１０２の偏差が低減され得る。
【0017】
[0060] いくつかの実施例では、及び示されるように、第１及び第２の放射フィールド１１４及び１１８は、第３の放射フィールド１２２の少なくとも一部と重複し得る。これらの例において、例えば、ロボットクリーナ１０２が、第１の放射フィールド１１４及び第３の放射フィールド１２２の重複によって形成される第１の重複領域１３０を検出するとき、ロボットクリーナ１０２は、第３の放射フィールド１２２の中央部分（例えば、右）の方に向くことができる。さらなる例として、ロボットクリーナ１０２が、第２のフィールド及び第３の放射フィールド１１８及び１２２の重複によって形成される第２の重複領域１３２を検出するとき、ロボットクリーナは、放射１２２のフィールドの中央部分（例えば、左）の方に向くことができる。ロボットクリーナ１０２が、もはや第１の重複領域及び第２の重複領域１３０及び１３２内に存在せず、なおも第３の光信号１２０を検出する場合、ロボットクリーナ１０２は、第１及び第２の信号１１２及び１１６の不在下で第３の光信号１２０の検出を維持することによって、ドッキングステーション１００に向かって移動し得る。このように、ドッキングステーション１００との改善されたアライメントは、ロボットクリーナ１０２が第１の光信号１１２及び／又は第２の光信号１１６を第３の光信号１２０と同時に検出しない、検出ゾーン１２４内の領域を減少させることによって得ることができる。従って、ロボットクリーナ１０２の中心線１２３からの偏差が低減され得る。
【0018】
[0061] 図１Ｃは、図１Ａのドッキングステーション１０及びロボットクリーナ１２の実施例であり得る、ドッキングステーション１３４及びロボットクリーナ１３６の概略実施例を示す。示されるように、ドッキングステーション１００は、第１の光エミッタ１４０（隠線で示される）、第２の光エミッタ１４２（隠線で示される）、及び第３の光エミッタ１４４（隠線で示される）を有するハウジング１３８を含む。第１の光エミッタ１４０は、第１の放射フィールド１４８内に第１の光信号１４６を放射するように構成され、第２の光エミッタ１４２は、第２の放射フィールド１５２内に第２の光信号１５０を放射するように構成され、第３の光エミッタ１４４は、第３の放射フィールド１５６内に第３の光信号１５４を放射するように構成される。示されるように、検出ゾーン１５７の少なくとも一部分について、第１の第２の、及び第３の放射フィールド１４８、１５２、及び１５６の少なくとも一部分が、互いに重複している。検出ゾーン１５７は、一般的に、１つ又は複数の光信号１４６、１５０、及び１５４の信号強度が、ロボットクリーナ１３６によって検出されるのに十分であり、及び／又は所定の閾値を超える領域として記述され得る。
【0019】
[0062] ロボットクリーナ１３６が、第３の光信号１５４の不在下で第１の光信号１４６又は第２の光信号１５０を検出すると、ロボットクリーナ１３６は、第３の放射フィールド１５６の方に向くように構成される。ロボットクリーナ１３６が第３の光信号１５４を検出すると、ロボットクリーナは、ロボットクリーナがドッキングステーション１３４と係合（例えば、接触）するまで第３の光信号１５４に従う。言い換えれば、ロボットクリーナ１３６が第３の光信号１５４を検出するとき、ロボットクリーナ１３６は、ナビゲーションのために第１及び第２の光信号１４６及び１５０を使用しない。ドッキングステーション１３４に対するロボットクリーナ１３６とのアライメントは、第３の放射フィールド１５６の幅１５８を、第１の放射フィールド１４８及び／又は第２の放射フィールド１５２の幅１６０及び／又は１６２よりも小さくすることによって改善され得る。
【0020】
[0063] 図２は、図１Ｂのドッキングステーション１００の実施例であり得る、ドッキングステーション２００、及び図１Ｂのロボットクリーナ１０２の実施例であり得る、ロボット掃除機２０２の斜視図を示す。示されるように、ドッキングステーション２００は、左信号２０４、右信号２０６、及び中央（例えば、ホーミング）信号２０８を生成するように構成される。左、右、及び中央信号２０４、２０６、及び２０８のそれぞれは、ロボット掃除機２０２が生成された信号のそれぞれを区別できるように、それぞれの変調パターンに従って変調され得る。いくつかの実施例では、例えば、中央信号２０８は、左信号２０４及び右信号２０６が検出ゾーン２１０内で重複する場合に生成される信号に類似した信号に似ているように構成され得る（図４は、左信号２０４及び右信号２０６の変調パターンを使用して中央信号２０８を生成するように構成される回路の実施例を示す）。
【0021】
[0064] 示されるように、左信号２０４及び右信号２０６は、ドッキングステーション２００の周りに延在する検出ゾーン２１０内で重複しない。また示されるように、左信号２０４及び右信号２０６は、検出ゾーン２１０内の中央信号２０８と重複し得る。そのため、ロボットクリーナ２０２のドッキングステーション２００へのナビゲーションは、信号が検出される少なくとも一部に基づいてもよい。
【0022】
[0065] 例えば、ドッキングステーション２００の位置決めを試みるとき、ロボット掃除機２０２は、左又は右の信号２０４又は２０６のうちの１つの検出に応答して、中央信号２０８の方向に動くように構成され得る。ロボット掃除機２０２は、中央信号２０８と、左信号２０４又は右信号２０６のそれぞれの１つとの間の重複に対応する、それぞれの重複領域２０９又は２１１を検出することによって、中央信号２０８に向かって動いていると決定し得る。重複領域２０９又は２１１のそれぞれの１つが検出されると、ロボット掃除機２０２は、中央信号２０８が左信号２０４及び右信号２０６の不在下で検出されるまで、その現在の配向に従って移動し続けることができる。ロボット掃除機２０２は、その後、それ自体を方向付けて、ドッキングステーション２００に移動し得る。左信号２０４及び右信号２０６の不在下で中央信号２０８を検出した後、ロボット掃除機２０２がそれぞれの重複領域２０９又は２１１に遭遇する場合、ロボット掃除機２０２は、重複領域２０９又は２１１から離れる方向に向くように構成され得る。言い換えれば、ロボット掃除機２０２は、ロボット掃除機２０２がドッキングステーション２００と係合（例えば、接触）し、及び／又は一般にドッキングステーション２００と整列する所望の配向を得るまで、重複領域２０９と２１１との間で前後に移動し得る。
【0023】
[0066] ドッキングステーション２００から２．１３メートル（ｍ）で左信号２０４と右信号２０６との間に延在する分離距離２１２は、２５．４センチメートル（ｃｍ）及び６６ｃｍの範囲にあり得る。さらなる例として、ドッキングステーション２００から２．１３ｍの分離距離２１２は、約４５．７ｃｍであり得る。ドックから２．１３ｍの分離距離２１２が約４５．７ｃｍである場合、左信号２０４及び右信号２０６との間の角度はβ、約１２．２°であり得る。
【0024】
[0067] 中央信号２０８の左縁と左信号２０４の右縁との間に延在する重複角度μは、例えば、３°～７°の範囲であり得る。さらなる例として、重複角度μは、約４．７°であり得る。同様に、中央信号２０８の右端と右信号２０６の左端との間に延在する重複角度？は、例えば、３°～７°の範囲であり得る。さらなる例として、重複角度θは、約４．７°であり得る。いくつかの実施例では、角度β、重複角度μ、及び／又は重複角度θの少なくとも２つは、実質的に同じであり得る。
【0025】
[0068] 図３は、ドッキングステーション２００内に配置されたトランスミッタシャドウボックスハウジング３００の実施例の斜視図を示す。示されるように、トランスミッタシャドウボックスハウジング３００は、左エミッタトランスミッタ区画３０２を規定する左シャドウボックス３０３と、右エミッタトランスミッタ区画３０４を規定する右シャドウボックス３０５と、中央エミッタトランスミッタ区画３０６を規定する中央シャドウボックス３０７とを含み得る。各区画３０２、３０４、及び３０６は、それぞれのエミッタを受けるように構成される。示されるように、左右のエミッタ区画３０２及び３０４の少なくとも一部分は、光シールド３０８によって遮蔽され得る。光シールド３０８は、左右のエミッタ区画３０２及び３０４内のそれぞれのエミッタによって生成される光の一部を遮断するように構成される。生成された光の一部分を遮断することによって、左信号２０４及び右信号２０６は、検出ゾーン２１０内の重複を防止することができる。
【0026】
[0069] いくつかの実施例では、左右のエミッタは、中央エミッタから鉛直にオフセットされるように構成され得る。例えば、中央エミッタは、左右のエミッタの下に配置されてもよく、左右のエミッタは、共通の水平面上に配置され得る。いくつかの実施例では、左、右、及び中央エミッタは、それぞれ共通の水平面上に配置され得る。例えば、水平面は、ロボット掃除機２０２上の１つ又は複数の対応するレシーバと実質的に整列し得る。
【0027】
[0070] 左、右、及び中央区画３０２、３０４、及び３０６の内側側壁３１０は、放射光に対して反射又は非反射であり得る。内側側壁３１０が、非反射であるとき、区画３０２、３０４、及び３０６内の内部反射が低減され得る。しかし、こうした構成は、光の少なくとも一部分の拡散をもたらし得、その一部は、それぞれの区画３０２、３０４、又は３０６から脱出し得る。区画３０２、３０４、及び３０６の幾何学的形状及び／又はサイズ、ならびに／又は光シールド３０８は、左、右、及び中央信号２０４、２０６、及び２０８のサイズ及び／又は形状を変更し得る。
【0028】
[0071] 図４は、左信号２０４及び右信号２０６に対応するエミッタの変調パターンを使用して、中央信号２０８を生成するように構成される回路の回路図４００を示す。示されるように、回路は、それぞれが、左又は右信号２０４又は２０６のうちの１つに対応するそれぞれの変調パターンを受信するよう構成される、複数のＮＯＲゲート４０２と、変調パターンを組み合わせるよう構成される、ＯＲゲート４０４と、結合された信号を反転させるよう構成され、反転信号が、中央信号２０８を生成するために使用される、ＮＰＮトランジスタ４０６とを含む。
【0029】
[0072] 図５は、例えば、図１Ｂのドッキングステーション１００とともに使用されるように構成されたトランスミッタシャドウボックスハウジング５００の概略図を示す。示されるように、トランスミッタシャドウボックスハウジング５００は、第１の光エミッタ５０２と、第２の光エミッタ５０４と、第３の光エミッタ５０６とを含んでもよく、第３の光エミッタ５０６は、第１及び第２の光エミッタ５０２と５０４との間に配置される。第１の光エミッタ５０２の第１の中心軸５０１は、第１、第２、及び第３の光エミッタ５０２、５０４、及び５０６の放射方向のトランスミッタシャドウボックスハウジング５００からの距離が増加して、第２の光エミッタ５０４の第２の中心軸５０３から逸脱し得る。言い換えれば、第１及び第２の光エミッタ５０２及び５０４は、異なる方向に光を放射し得る。
【0030】
[0073] トランスミッタシャドウボックスハウジング５００は、第１、第２、及び第３の光エミッタ５０２、５０４、及び５０６のそれぞれの１つを受けるように構成されるトランスミッタ区画５０８、５１０、及び５１２を規定する複数のシャドウボックス５０７、５０９、及び５１１を含み得る。区画５０８、５１０、及び５１２のそれぞれは、放射光を成形及び／又は方向付けるように構成され得る。例えば、第１及び第２の区画５０８及び５１０は、第１及び第２の光エミッタ５０２及び５０４によって放射される光がドッキングステーションの検出ゾーン５１４内で実質的に重複しない（例えば、任意の重複がロボットクリーナによって検出されない）ように、それぞれ第１及び第２の光エミッタ５０２及び５０４によって放射される光を成形及び／又は方向付けるように構成され得る。第３の区画５１２は、第３の光エミッタ５０６によって放射される光の少なくとも一部が、第１及び第２の光エミッタ５０２及び５０４によって放射される光の少なくとも一部と重複するように、第３の光エミッタ５０６によって放射される光を成形及び／又は方向付けるように構成され得る。
【0031】
[0074] 示されるように、トランスミッタシャドウボックスハウジング５００は、光が第１、第２、及び第３の光エミッタ５０２、５０４、及び５０６のそれぞれから放射される時、第１及び第２の光エミッタ５０２及び５０４によって放射される光の間に延在する検出ゾーン５１４内にドッキング領域５１６があるように構成され得る。言い換えれば、この領域にあるとき、ロボットクリーナは、第１及び第２の光エミッタ５０２及び５０４によって放射される光の不在下で、第３の光エミッタ５０６によって放射される光を検出する。ドッキング領域５１６の幅５１８は、第１及び第２の光エミッタ５０２及び５０４のうちの１つ又は複数によって生成される光の第３の光エミッタ５０６によって生成される光との重複を増大させることによって狭くすることができる。ロボットクリーナが第３の光エミッタ５０６によって生成される光に追随するとき、ドッキングステーションに対するロボットクリーナのアライメントがドッキング領域５１６の幅５１８を狭くすることによって改善され得る。いくつかの実施例では、幅５１８は、検出ゾーン５１４の大部分（例えば、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は少なくとも９９％）に対して実質的に一定であり得る。
【0032】
[0075] 図６は、例えば、図１Ｂのドッキングステーション１００とともに使用されるように構成され得る、トランスミッタシャドウボックス６００（わかりやすくするために透明として表示されている）の実施例を示す。示されるように、トランスミッタシャドウボックス６００は、少なくとも１つの円筒形トランスミッタ区画６０２を規定する。円筒形区画６０２は、それぞれの光エミッタ（例えば、第１、第２、及び第３の光エミッタ５０２、５０４、及び５０６）のうちの１つを受けるように構成される。円筒形区画６０２の直径６０４は、例えば、約６ミリメートル（ｍｍ）であり、円筒形区画６０２の高さ６０６は、例えば、約１０ｍｍであり得る。また示されるように、円筒形区画６０２は、トランスミッタシャドウボックス６００内で中心にあり得る。いくつかの実施例では、複数のトランスミッタシャドウボックス６００がシャドウボックスハウジング内に含まれる場合、２つの隣接する円筒形区画６０２の中心間の分離距離は、例えば、約２０ｍｍであり得る。
【0033】
[0076] 図７は、トランスミッタシャドウボックス６００がフォームから形成されるとき、トランスミッタシャドウボックス６００内に配置されたエミッタの放射フィールド（又は光拡散）の実施例を示す。拡散は、最大１８２．８８センチメートル（ｃｍ）まで伸張する範囲に対して示される。
【0034】
[0077] 図８は、例えば、図１Ｂのドッキングステーション１００とともに使用されるように構成され得る、円筒トランスミッタシャドウボックス８００の斜視図を示す。トランスミッタシャドウボックス８００は、円筒形トランスミッタ区画８０２を含み、円筒形区画８０２の少なくとも一部分は、それぞれのエミッタ（例えば、第１、第２、及び第３の光エミッタ５０２、５０４、及び５０６）のうちの１つを受信するように構成される。いくつかの実施例では、複数の円筒トランスミッタシャドウボックス８００は、トランスミッタシャドウボックスハウジング内に含まれ得る。
【0035】
[0078] 示されるように、円筒トランスミッタシャドウボックス８００は、第１の円筒形部分８０４と、第１の円筒形部分８０４から延在する第２の円筒形部分８０６とを含み、第２の円筒形部分８０６の直径は、第１の円筒形部分８０４の直径よりも小さい。示されるように、第１及び第２の円筒形部分８０４及び８０６は、同心円状に配置され得る。
【0036】
[0079] 図９は、図８の線ＩＸ－ＩＸに沿った円筒トランスミッタシャドウボックス８００の断面図を示す。示されるように、円筒形区画８０２は、第１の空洞９００及び第２の空洞９０２を規定し得る。第１の空洞９００は、第１の円筒形部分８０４に規定されてもよく、それぞれのエミッタ（例えば、第１の光エミッタ５０２、第２の光エミッタ５０４、及び第３の光エミッタ５０６のうちの１つ）を受けるように構成されてもよく、第２の空洞９０２は、第２の円筒形部分８０６に規定されてもよく、第１の空洞９００の直径９０６より小さい直径９０４を有してもよく、第１の空洞９００の直径９０６は、その中に受容されるエミッタの直径に対応し得る。第２の空洞９０２は、エミッタによって生成される光を少なくとも部分的にコリメートするように構成することができる。
【0037】
[0080] 示されるように、第１の空洞９００の直径９０６は、約５ｍｍであってもよく、第２の空洞９０２の直径９０４は、約４ｍｍであり得る。また示されるように、第１の円筒形部分直径９０８は約２５ｍｍであってもよく、第２の円筒形部分直径９１０は約１６ｍｍであってもよく、第１の円筒形部分高さ９１２は約８ｍｍであってもよく、第２の円筒形部分高さ９１４は約１０ｍｍであり得る。
【0038】
[0081] 図１０は、トランスミッタシャドウボックス８００がポリオキシメチレン（例えば、ＤｕＰｏｎｔが商品名ＤＥＬＲＩＮで販売するために提供するもの）から形成されるとき、トランスミッタシャドウボックス８００内に配置されたエミッタの放射フィールド（又は光拡散）の実施例を示す。拡散は、最大１８２．８８ｃｍまで拡張する範囲に対して示される。
【0039】
[0082] 図１１は、３つのエミッタの放射フィールドの実施例を示しており、それぞれが、図１２に示される配向に対応する配向で、それぞれのトランスミッタシャドウボックス８００内に配置される。示されるように、図１２では、エミッタ１２００、１２０２、及び１２０４の各々は、互いに離間しており、第１及び第２のエミッタ１２００及び１２０２は、第３のエミッタ１２０４に対して角度付けられている。例えば、エミッタ１２００、１２０２、及び１２０４の各々は、互いに約１５ｍｍ離間してもよく、隣接するエミッタが互いに約３７°角度付けられるように配向される。図１１に示すように、こうした構成は、第３のエミッタ１２０４の放射フィールドと第１のエミッタ１２００及び第２のエミッタ１２０２のそれぞれの放射フィールドとの間の間隙１１００及び／又は１１０２をもたらし得る。
【0040】
[0083] 図１３は、３つのエミッタの放射フィールドの実施例を示しており、それぞれが、図１４に示される配向に対応する配向で、それぞれのトランスミッタシャドウボックス８００内に配置される。図１４に示すように、エミッタ１４００、１４０２、及び１４０４の各々は、互いに離間しており、第１及び第２のエミッタ１４００及び１４０２は、第３のエミッタ１４０４に対して角度付けられている。例えば、第１、第２、及び第３のエミッタ１４００、１４０２、及び１４０４は、約５０ｍｍ離間していてもよく、隣接するエミッタが互いに約１８°角度付けられるように配向される。図１３に示すように、こうした構成は、第３のエミッタ１４０４の放射フィールドと、第１及び第２のエミッタ１４００及び１４０２のそれぞれの放射フィールドとの間の重複領域１３００及び／又は１３０２をもたらし得る。第１のエミッタ１４００と第２のエミッタ１４０２の放射フィールド間に延在する最も狭い幅１３０４は、ロボットクリーナがドッキングステーションと係合（例えば、接触）しようとしていることを示し得る。
【0041】
[0084] 図１５は、例えば、図１Ｂのドッキングステーション１００とともに使用されるように構成され得る、円筒トランスミッタシャドウボックス１５００の断面図を示す。トランスミッタシャドウボックス１５００は、円筒形トランスミッタ区画１５０２を含み、円筒形区画１５０２の少なくとも一部分は、それぞれのエミッタ（例えば、第１、第２、及び第３の光エミッタ５０２、５０４、及び５０６）のうちの１つを受信するように構成される。いくつかの実施例では、複数の円筒トランスミッタシャドウボックス１５００は、トランスミッタシャドウボックスハウジング内に含まれ得る。
【0042】
[0085] 示されるように、円筒トランスミッタシャドウボックス１５００は、第１の円筒形部分１５０４と、第１の円筒形部分１５０４から延在する第２の円筒形部分１５０６とを含み、第２の円筒形部分１５０６は、第１の円筒形部分１５０４の直径よりも小さく測定される直径を有する。示されるように、第１及び第２の円筒形部分１５０４及び１５０６は、同心円状に配置され得る。
【0043】
[0086] また示されるように、円筒形区画１５０２は、第１の空洞１５０８及び第２の空洞１５１０を規定し得る。第１の空洞１５０８は、第１の円筒形部分１５０４に規定されてもよく、それぞれのエミッタ（例えば、第１の光エミッタ５０２、第２の光エミッタ５０４、及び第３の光エミッタ５０６のうちの１つ）を受けるように構成されてもよく、第２の空洞１５１０は、第２の円筒形部分１５０６に規定されてもよく、第１の空洞１５０８の直径１５１４より小さい直径１５１２を有してもよく、第１の空洞１５０８の直径１５１４は、その中に受容されるエミッタの直径に対応し得る。第２の空洞１５１０は、エミッタによって生成される光を少なくとも部分的にコリメートするように構成することができる。
【0044】
[0087] 示されるように、第１の空洞１５０８の直径１５１４は、約５ｍｍであってもよく、第２の空洞１５１０の直径１５１２は、約４ｍｍであり得る。また示されるように、第１の円筒形部分直径１５１６は約２５ｍｍであってもよく、第２の円筒形部分直径１５１８は約１６ｍｍであってもよく、第１の円筒形部分高さ１５２０は約８ｍｍであってもよく、第２の円筒形部分高さ１５２２は約５ｍｍであり得る。
【0045】
[0088] 図１６は、トランスミッタシャドウボックス１５００がポリオキシメチレン（ＤｕＰｏｎｔが商品名ＤＥＬＲＩＮで販売するために提供するもの）から形成されるとき、トランスミッタシャドウボックス１５００内に配置されたエミッタの放射フィールド（又は光拡散）の実施例を示す。拡散は、最大１８２．８８ｃｍまで拡張する範囲に対して示される。
【0046】
[0089] 図１７は、３つのエミッタの放射フィールドの実施例を示しており、それぞれが、図１８に示される配向に対応する配向で、それぞれのトランスミッタシャドウボックス１５００内に配置される。図１８に示すように、エミッタ１８００、１８０２、及び１８０４の各々は、互いに離間しており、第１及び第２のエミッタ１８００及び１８０２は、第３のエミッタ１８０４に対して角度付けられてもよい。例えば、第１、第２、及び第３のエミッタ１８００、１８０２、及び１８０４は、互いに約２５ｍｍ離間していてもよく、隣接するエミッタが互いに約４５°角度付けられるように配向される。図１７に示すように、こうした構成は、第３のエミッタ１８０４の放射フィールドと第１のエミッタ１８００と第２のエミッタ１８０２のそれぞれの放射フィールドとの間に間隙１７００及び／又は１７０２をもたらし得る。
【0047】
[0090] 図１９は、３つのエミッタの放射フィールドの実施例を示しており、それぞれが、図２０に示される配向に対応する配向で、それぞれのトランスミッタシャドウボックス１５００内に配置される。示されるように、図２０では、エミッタ２０００、２００２、及び２００４の各々は、互いに離間しており、第１及び第２のエミッタ２０００及び２００２は、第３のエミッタ２００４に対して角度付けられてもよい。例えば、第１、第２、及び第３のエミッタ２０００、２００２、及び２００４は、互いに約１２ｍｍ離間していてもよく、隣接するエミッタが互いに約４３°角度付けられるように配向される。図１９に示すように、こうした構成は、第３のエミッタ２００４の放射フィールドと、第１及び第２のエミッタ２０００及び２００２のそれぞれの放射フィールドとの間の重複領域１９００及び／又は１９０２をもたらし得る。
【0048】
[0091] 図２１は、例えば、図１Ｃのドッキングステーション１３４とともに使用することができるトランスミッタシャドウボックスハウジング２１００の概略実施例を示す。示されるように、トランスミッタシャドウボックスハウジング２１００は、第１の光エミッタ２１０４を有する第１のトランスミッタ区画２１０２を規定する第１のシャドウボックス２１０１と、第２の光エミッタ２１０８を有する第２のトランスミッタ区画２１０６を規定する第２のシャドウボックス２１０３と、第３の光エミッタ２１１２を有する第３のトランスミッタ区画２１１０を規定する第３のシャドウボックス２１０５とを含み、第３の光エミッタ２１１２は、第１と第２の光エミッタ２１０４との間に配置される。いくつかの実施例では、第１、第２、及び第３の光エミッタ２１０４、２１０８、及び２１１２は、共通の水平面（例えば、掃除する表面に対して略平行な平面）に沿って配置され得る。
【0049】
[0092] 示されるように、第３の区画２１１０は、第３の光エミッタ２１１２から放射される光が第３の区画２１１０に規定される開口２１１４を通過するように、第３の光エミッタ２１１２を実質的に囲む。このように、第３の区画２１１０から放射される光は、コリメートされると一般的に説明され得る。開口２１１４は、円形、長方形、正方形、及び／又は任意の他の形状を有し得る。このように、開口２１１４が第３の光エミッタ２１１２の少なくとも１つの側面を遮蔽するように、開口の形状を構成することができる。例えば、開口２１１４の形状は、開口２１１４が、第３の光エミッタ２１１２の２つの側面（例えば、左右又は上下）を遮蔽するように構成され得る。第３の光エミッタ２１１２の上下側面の遮蔽は、少なくとも部分的に、第３の光エミッタ２１１２の検出距離を決定し、第３の光エミッタの左右側面の遮蔽は、少なくとも部分的に、第３の光エミッタ２１１２の放射信号の幅を決定し得る。
【0050】
[0093] また示されるように、第１の区画２１０２及び第２の区画２１０６は、第３の区画２１１０から離れた方向にそれぞれ延びる第１のシールド２１１６及び第２のシールド２１１８によって少なくとも部分的に規定される。第１及び第２のシールド２１１６及び２１１８は、第１及び第２の光エミッタ２１０４及び２１０８によって放射される光が、（例えば、第１のエミッタ２１０４、第２のエミッタ２１０８、及び／又は第３のエミッタ２１１２によって生成される放射間の重複の量を制御するために）所望の形状を有し得るように、第１及び第２の光エミッタ２１０４及び２１０８の一部分を遮蔽する。いくつかの実施例では、第１及び第２のシールド２１１６及び２１１８の反対側の第１及び第２の区画２１０２及び２１０６の側面が、開放され得る。第１及び第２のシールド２１１６及び２１１８は、第１及び第２の光エミッタ２１０４及び２１０８の１つ又は複数の側面を遮蔽するように構成され得る。例えば、第１及び第２のシールド２１１６及び２１１８は、第１及び第２の光エミッタ２１０４及び２１０８のそれぞれ２つの側面（例えば、左右又は上下側面）のみを遮蔽するように構成され得る。第１及び第２の光エミッタ２１０４及び２１０８の上下側面の遮蔽は、少なくとも部分的に、第１及び第２の光エミッタ２１０４及び２１０８の検出距離を決定してもよく、第１及び第２の光エミッタの左右側面の遮蔽は、少なくとも部分的に、第１及び第２の光エミッタ２１０４及び２１０８の放射信号の幅を決定し得る。
【0051】
[0094] 図２２は、図２１のトランスミッタシャドウボックスハウジング２１００の概略実施例と、例えば、ロボットクリーナに連結されるように構成されるレシーバシャドウボックスハウジング２２００の概略実施例を示す。示されるように、レシーバシャドウボックスハウジング２２００は、第１の光エミッタ２１０４、第２の光エミッタ２１０８、及び／又は第３の光エミッタ２１１２によってそれぞれ生成される第１の光信号２２０６、第２の光信号２２０８、及び／又は第３の光信号２２１０のうちの１つ又は複数を受信するように構成される第１及び第２の光レシーバ２２０２及び２２０４を含む。
【0052】
[0095] 示されるように、レシーバシャドウボックスハウジング２２００がトランスミッタシャドウボックスハウジング２１００と整列するとき、第３の光信号２２１０は、第１の光レシーバ２２０２及び第２の光レシーバ２２０４のそれぞれによって検出され得る。言い換えれば、第１の光レシーバ２２０２及び第２の光レシーバ２２０４の両方が第３の光信号２２１０を検出するとき、ロボットクリーナは、第３の光信号２２１０の検出（例えば、それに従う）を維持することによって、適切なアライメントでドッキングステーションと係合することができる。従って、第３の光信号２２１０が検出される場合、ロボットクリーナは、第１及び第２の光信号２２０６及び２２０８が検出されるかどうかを判断する必要はない。
【0053】
[0096] 図２３は、ミスアライメント状態における、図２１のトランスミッタシャドウボックスハウジング２１００の概略実施例と、図２２のレシーバシャドウボックスハウジング２２００の概略実施例を示す。示されるように、ミスアライメントのとき、光レシーバ２２０２及び２２０４のうちの１つのみが第３の光信号２２１０を検出し得る。この場合、例えば、それに連結されたレシーバシャドウボックスハウジング２２００を有するロボットクリーナは、光レシーバ２２０２又は２２０４の他方が第３の光信号を検出する方向に移動し得る。光レシーバ２２０２又は２２０４の他方が第３の光信号２２１０を検出する時、ロボットクリーナは、光レシーバ２２０２及び２２０４の両方によって第３の光信号２２１０の検出を達成又は維持しようとする配向に移動し得る。このように、ロボットクリーナは、レシーバシャドウボックスハウジング２２００を、少なくとも、ロボットクリーナがドッキングステーションと係合し、及び／又は所望の配向（例えば、第３の光信号２２１０の中心軸と整列する）が得られるまで、第３の光信号２２１０の周りで振動させ得る。第３の光信号２２１０の幅２３００が増加する（例えば、開口２１１４のサイズを増やすことによって）と、ロボットクリーナが、光レシーバ２２０２及び２２０４の両方が第３の光信号２２１０を同時に検出する配向を得ることが容易になることができる。しかしながら、幅２３００が増加するにつれて、ロボットクリーナがドッキングステーションと係合（例えば、接触）する時、ドッキングステーションに対するロボットクリーナのアライメントは減少し得る。
【0054】
[0097] 図２４は、図１Ａのドッキングステーション１０の実施例であり得る、ドッキングステーション２４００の概略実施例を示す。ドッキングステーション２４００は、単一のドッキング信号２４０４及び少なくとも１つの近接信号２４０６を放射するように構成される。前方信号レシーバ２４１０及び第１及び第２の後方信号レシーバ２４１２及び２４１４を有するロボットクリーナ２４０８は、ロボットクリーナ２４０８がドッキングステーション２４００と係合するまで、ドッキング信号２４０４に従うように構成される。ドッキング信号２４０４に従うとき、ロボットクリーナ２４０８は、ミスアライメント配向（例えば、ロボットクリーナ２４０８がドッキングステーション２４００に電気的に結合しない、ドッキングステーション２４００に対する配向）でドッキングステーション２４００に近づくことができる。これらの例では、ドッキングステーション２４００は、ドッキングステーション２４００と係合するロボットクリーナ２４０８に応答して移動（例えば、旋回又はスライド）するように構成され得る。ドッキングステーション２４００の移動は、ドッキングステーション２４００に対するロボットクリーナ２４０８のミスアライメントを補正するように構成され得る。
【0055】
[0098] 後方レシーバ２４１２及び２４１４は、ロボットクリーナ２４０８の姿勢を決定するために使用され得る。例えば、ロボットクリーナ２４０８の姿勢の決定は、後方レシーバ２４１２及び２４１４の一方又は両方が近接信号２４０６を検出しているかどうかに基づいてもよい。
【0056】
[0099] 図２５は、例えば、図１Ｂドッキングステーション１００とともに使用されるように構成され得る、第１、第２、及び第３のトランスミッタシャドウボックス２５００、２５０２、及び２５０４を有するシャドウボックスハウジング２５０１の斜視図を示す。示されるように、トランスミッタシャドウボックス２５００、２５０２、及び２５０４のそれぞれは、第３のトランスミッタシャドウボックス２５０４が第１のシャドウボックス２５００と第２のシャドウボックス２５０２との間に配置されるように、シャドウボックスハウジング２５０１内に配置される（又は規定される）。言い換えれば、トランスミッタシャドウボックス２５００、２５０２、及び２５０４は、一般に、ロボットクリーナに結合されるか、又はロボットクリーナから形成されるハウジング内に規定されるものとして記述され得る。トランスミッタシャドウボックス２５００、２５０２、及び２５０４のそれぞれは、それぞれの光エミッタを受信するように構成され、各光エミッタは、異なる光信号を放射するように構成される。
【0057】
[0100] 図２６に示すように、第１及び第２のトランスミッタシャドウボックス２５００及び２５０２は、互いに離間して、第３のトランスミッタシャドウボックス２５０４に対して角度付けられてもよい。例えば、示されるように、第１及び第２のシャドウボックス２５００及び２５０２は、第１及び第２のシャドウボックス２５００及び２５０２に対応する光エミッタが、互いに約３５ｍｍ離間し、第３のシャドウボックス２５０４に対応する光エミッタに対して約２３°角度付けられるように位置付けられ得る。図２７は、３つのエミッタの放射フィールドの実施例を示しており、それぞれが、図２６に示される配向に対応する配向で、トランスミッタシャドウボックス２５００、２５０２、及び２５０４のそれぞれの１つ内に配置される。
【0058】
[0101] 図２７に示すように、チャネル２７００は、第１の光エミッタに対応する第１の放射フィールド２７０２と、第２の光エミッタに対応する第２の放射フィールド２７０４との間に延在し得る。チャネル２７００は、第３の光エミッタに対応する第３の放射フィールド２７０６の一部に対応してもよく、第３の光エミッタによって放射される信号は、第１の光エミッタ及び第２の光エミッタによって放射される信号の不在下で検出され得る。チャネル２７００の幅２７０８は、チャネル２７００の長さ２７１０の大部分に対して実質的に一定であり得る。示されるように、チャネル２７００は、検出ゾーン２７１２の長さの一部分に対してのみ延在し得る。
【0059】
[0102] 図２８は、第１、第２、又は第３のトランスミッタシャドウボックス２５００、２５０２、及び２５０４のうちの１つ又は複数の実施例であり得る、トランスミッタシャドウボックス２８００の実施例の断面斜視図を示す。示されるように、トランスミッタシャドウボックス２８００は、ベース部分２８０１と、コリメート部分２８０３とを含む。コリメート部分２８０３は、円筒形部分２８０２と、円筒形部分２８０２の周りに延在する円錐台部分２８０４とを含む。空洞２８０６は、円筒形部分２８０２の形状に一般に対応する形状、及びコリメート部分２８０３の円錐台部分２８０４を有するコリメート部分２８０３内に規定される。開口２８０８は、円錐台部分２８０４の外側表面２８１０から空洞２８０６内に延在する。例えば、開口２８０８は、円錐台部分２８０４の上部平面から空洞２８０６内に延在し得る。いくつかの実施例では、開口２８０８は円形開口であってもよく、開口２８０８は光エミッタ２８１２と同心である。これらの例では、円筒形コリメータ２８１４は、光エミッタ２８１２の方向に開口２８０８から延在し得る。
【0060】
[0103] 示されるように、ベース部分２８０１及びコリメート部分２８０３は、互いに連結するように構成される。いくつかの実施例では、トランスミッタシャドウボックス２８００は、単一のモノリシック片から形成され得る。
【0061】
[0104] また示されるように、ベース部分２８０１は、光エミッタ２８１２を受けるように構成される。例えば、ベース部分２８０１は、光エミッタ２８１２の少なくとも一部分を受容するためのレセプタクル２８１６を規定し得、これは、例えば、開口２８０８に対して光エミッタ２８１２を整列させるように構成される。いくつかの実施例では、レセプタクル２８１６は、光エミッタ２８１２の中心軸２８１８を開口２８０８の中心軸２８２０と整列させるように構成される。例えば、レセプタクル２８１６は、光エミッタ２８１２が開口２８０８と同心になるように、光エミッタ２８１２を整列させるように構成され得る。光エミッタ２８１２のアライメントは、光エミッタ２８１２の放射フィールドの形状及び／又はサイズに影響を与え得る。
【0062】
[0105] 図２９は、光エミッタ２８１２によって生成される光放射２９００の反射パターンの例を示す、トランスミッタシャドウボックス２８００の断面図を示す。
【0063】
[0106] 図３０は、第１のトランスミッタ区画３００４を規定する第１のトランスミッタシャドウボックス３００２と、第２のトランスミッタ区画３００８を規定する第２のトランスミッタシャドウボックス３００６と、第３のトランスミッタ区画３０１２を規定する第３のトランスミッタシャドウボックス３０１０とを含む、トランスミッタシャドウボックスハウジング３０００の実施例の斜視図を示す。第３のシャドウボックス３０１０は、第１及び第２のシャドウボックス３００２と３００６との間に配置される。第１及び第２のシャドウボックス３００２及び３００６は、それを通してそれぞれの区画３００４又は３００６内の光を放射することができる、それぞれの出力開口３０１４及び３０１６を含む。出力開口３０１４及び３０１６は、それぞれの区画３００４又は３００６の対応する寸法よりも小さい少なくとも１つの寸法を含む。このように、出力開口３０１４及び３０１６は、そこから放射される光を成形するように構成されると一般的に説明され得る。
【0064】
[0107] 示されるように、第３のシャドウボックス３０１０は、光シェーパ３０１８を含む。光シェーパ３０１８は、少なくとも２つの照明領域が第３の区画３０１２から放射される光を使用して形成されるように、光を成形するように構成される。各照明領域は、例えば、トランスミッタシャドウボックスハウジング３０００から所定の距離離れたロボットクリーナによって１つの照明領域のみが検出され得るように、異なる強度を有し得る。
【0065】
[0108] 光シェーパ３０１８は、１つ又は複数の光バリヤー３０２０を含み得る。例えば、光シェーパ３０１８は、光学成形チャネル３０２２と、光学成形チャネル３０２２の両側の複数の光学分散チャネル３０２４とを規定する、複数の光バリヤー３０２０を含み得る。光学分散チャネル３０２４は、光学シャドウボックスハウジング３０００に近接する位置で光信号の幅を増加するように構成されるように（光学成形チャネル３０２２から放射される光の幅を、シャドウボックスハウジング３０００に近接する位置で比較するとき）一般的に記述され得る。光学分散チャネル３０２４は、そこから放射される光が、光学成形チャネル３０２２から放射される光の強度よりも小さい強度を有するように構成され得る。このように、光学分散チャネル３０２４から放射される光は、光学成形チャネル３０２２から放射される光の検出距離の一部について、ロボットクリーナによって検出されるように構成され得る。言い換えれば、光シェーパ３０１８は、シャドウボックスハウジング３０００に近接する位置で、第３のシャドウボックス３０１０から放射される検出可能な光の広がりを増加させるように構成され得る。検出可能な光の増加は、例えば、ロボットクリーナによって、それがドッキングステーションに近接しているかどうかを判断するために使用され得る。例えば、いくつかの実施例では、シャドウボックスハウジング３０００及び／又はドッキングステーションに近接する第３のシャドウボックス３０１０から放射される検出可能な光は、シャドウボックスハウジング３０００及び／又はドッキングステーションの周りに最大１８０°まで延在し得る。
【0066】
[0109] 図３１は、図３０のトランスミッタシャドウボックスハウジング３０００の実施例であり得る、シャドウボックスハウジング３１００の上面斜視図を示す。シャドウボックスハウジング３１００の一部分は、明確にするために透明として示される。示されるように、シャドウボックスハウジング３１００は、第１のトランスミッタ区画３１０４を規定する第１のトランスミッタシャドウボックス３１０２と、第２のトランスミッタ区画３１０８を規定する第２のトランスミッタシャドウボックス３１０６と、第３のトランスミッタ区画３１１２を規定する第３のトランスミッタシャドウボックス３１１０とを含む。第１及び第２の区画３１０４及び３１０８はそれぞれ、第１、第２、及び第３の分離部３１１４、３１１６、及び３１１８を含む。第１の、第２の、及び第３の分離部３１１４、３１１６、及び３１１８は、光が分離部３１１４、３１１６、及び３１１８のそれぞれの部分を通過できるように構成される。このように、第１、第２、及び第３の分離部３１１４、３１１６、及び３１１８は、それを通過する光を成形して、例えば、それぞれのシャドウボックス３１０２又は３１０６から放射された時に所定のサイズ及び／又は形状を有するように構成され得る。
【0067】
[0110] 分離部３１１４、３１１６、及び３１１８は、第１、第２、及び第３の分散領域３１２０、３１２２、及び３１２４を規定する。分散領域３１２０、３１２２、及び３１２４は、それぞれの分散領域３１２０、３１２２、又は３１２４内のそれぞれの分離部３１１４、３１１６、及び３１１８を通過しない光を反射するように構成される。それぞれの分散領域３１２０、３１２２、又は３１２４内の光の反射は、それぞれのシャドウボックス３１０２又は３１０６から放射される光の実質的な部分が、光が通過する分離部３１１４、３１１６、及び３１１８の部分によって規定される形状に一般に適合するように、光の強度を減少させる。
【0068】
[0111] 示されるように、第３の区画３１１２は、光シェーパ３１２６を含む。光シェーパ３１２６は、１つ又は複数の光バリヤー３１２８を含み得る。示されるように、光シェーパ３１２６は、光学成形チャネル３１３０が光バリヤー３１２８の間に規定されるように、複数の光バリヤー３１２８を含む。光学成形チャネル３１３０は、第３の区画３１１２から放射される光を成形するように構成される。いくつかの実施例では、光学成形チャネル３１３０は、放射方向３１３４に沿って幅を増加することができる。複数の光学分散チャネル３１２９は、光学成形チャネル３１３０の両側に配置される。光学分散チャネル３１２９は、そこから放射される光の強度を減少させるように構成される。光学分散チャネル３１２９は、少なくとも部分的に、それぞれの光バリヤー３１２８の配向面３１３２によって規定される。配向面３１３２は、その上の光入射を第３の区画３１１２内に反射させるように構成される。反射の数が増加すると、光の強度が減少する。例えば、配向面３１３２は、光が第３の区画３１１２の表面を反射し、反射光の少なくとも一部分が第３の区画３１１２から放射され得るように、放射方向３１３４の反対側の方向に光を反射させるように構成される弓状面を含み得る。
【0069】
[0112] 図３２は、図３１の線ＸＸＸＩＩ－ＸＸＸＩＩに沿ったシャドウボックスハウジング３１００の斜視断面図である。示されるように、第１、第２、及び第３の分離部３１１４、３１１６、及び３１１８はそれぞれ、光エミッタ３２０６（例えば、発光ダイオード）によって生成される光が通過するそれぞれの開口３２００、３２０２、及び３２０４を含む。例えば、及び示されるように、開口３２００、３２０２、及び３２０４はそれぞれ円形形状を有し得る。各開口３２００、３２０２、及び３２０４の直径は、光エミッタ３２０６の放射軸３２０８に沿って放射方向へ増加し得る。言い換えれば、第１の開口３２００の直径は、第２の開口３２０２の直径よりも小さくてよく、第２の開口３２０２の直径は、第３の開口３２０４の直径よりも小さくてよい。各々が異なる直径を有する複数の開口３２００、３２０２、及び３２０４を含むことによって、第３の開口３２０４から放射される光は、所定の形状及び／又はサイズの放射コーン３２０３を有し得る。例えば、第１、第２、及び第３の開口３２００、３２０２、及び３２０４は、放射コーン３２０３が０°～１８０°の間に延在する範囲の拡散角？を有するように構成され得る。さらなる例として、拡散角？は１５°～５５°の範囲であり得る。このように、第１及び第２のシャドウボックス３１０２及び３１０６から少なくとも放射される光は、シャドウボックスハウジング３１００の周りに延在する検出ゾーン内に重複するのを防止することができる。
【0070】
[0113] 分離部３１１４、３１１６、及び３１１８は、例えば、２ミリメートル（ｍｍ）～５ｍｍの間隔距離によって、互いに離間し得る。さらなる例として、分離部３１１４、３１１６、及び３１１８は、それぞれ約３．５ｍｍの間隔距離で離間し得る。
【0071】
[0114] 図３３は、図３１の線ＸＸＸＩＩＩ－ＸＸＸＩＩＩに沿ったシャドウボックスハウジング３１００の断面上面図を示す。示されるように、開口３２００、３２０２、及び３２０４の各々は、それぞれのテーパ領域３３００、３３０２、及び３３０４を含み得る。各テーパ領域３３００、３３０２、及び３３０４は、光放射の方向に対向する方向にテーパ付けされる（例えば、光エミッタからの距離が増加するにつれて、開口３２００、３２０２、及び３２０４のそれぞれの直径が増加するように）。テーパ領域３３００、３３０２、及び３３０４は、その上の光入射を、後方反射の量を減少させ得る、それぞれの分散領域３１２０、３１２２、又は３１２４内に反射させるように構成される。分散領域３１２０、３１２２、及び３１２４内の光の反射は、反射光がロボットクリーナによって検出されないように、反射光の強度を減少させる。このように、シャドウボックス３１０２又は３１０６のそれぞれの１つから放射される光の検出可能な部分は、所定のサイズ及び／又は形状に対応する。
【0072】
[0115] いくつかの実施例では、分散領域３１２０、３１２２、及び３１２４を境界付けるする表面は、反射性であるように構成され得る（例えば、その上における光入射の少なくとも１０％、２０％、３０％、又は４０％が反射される）。他の実施例では、分散領域３１２０、３１２２、及び３１２４を境界付けるする表面は、マットであるように構成され得る（例えば、その上への光入射の１０％未満が反射される）。マットな表面の代わりに反射面を使用することで、それぞれのシャドウボックス３１０２及び３１０６から放射される光の形状に対するより大きな制御を可能にし得る。
【0073】
[0116] シャドウボックス３１０２、３１０６、及び３１１０は、第１及び第２のシャドウボックス３１０２及び３１０６から放射される光が、シャドウボックスハウジング３１００からの光放射の方向に発散し、第３のシャドウボックス３１１０から放射される光がその間に延びるように配置される。また示されるように、シャドウボックス３１０２、３１０６、及び３１１０の各々は、光エミッタレセプタクル３３０６、３３０８、及び３３１０を規定する。各光エミッタレセプタクル３３０６、３３０８、及び３３１０は、それぞれの光エミッタの少なくとも一部分を受容するように構成される。
【0074】
[0117] 放射コーン３２０３の形状及び／又はサイズは、少なくとも部分的に、開口３２００、３２０２、及び３２０４のそれぞれの最小直径、放射軸３２０８とテーパ領域３３００、３３０２、及び３３０４のテーパ表面３３０５、３３０７、及び３３０９との間のテーパ角γ、及び／又は光エミッタのサイズ（例えば、放射光の直径が少なくとも第１の開口３２００の直径より大きい）に基づいてもよい。例えば、開口３２００、３２０２、及び３２０４のそれぞれの最小直径、テーパ角γ、及び／又は光エミッタ３２０６のサイズは、所定の領域内の放射光の強度に影響を与え得る。このように、開口３２００、３２０２、及び３２０４のそれぞれの最小直径、テーパ角γ、及び／又は光エミッタ３２０６のサイズを調整することは、放射信号の強度分布を調整することを可能にし得る。
【0075】
[0118] テーパ角γは、例えば、０°～１８０°の間に延在する範囲であり得る。さらなる例として、テーパ角γは４０°～８０°の範囲であり得る。よりさらなる例として、テーパ角γは５０°～７０°の範囲であり得る。よりさらなる例として、テーパ角γは６０°であり得る。
【0076】
[0119] 第１の開口３２００の最小直径は、例えば、４ｍｍ～８ｍｍの範囲であってもよく、第２の開口３２０２の最小直径は、例えば、５．５ｍｍ～９．５ｍｍの範囲であってもよく、第３の開口３２０４の最小直径は、例えば、７ｍｍ～１０．５ｍｍの範囲であり得る。いくつかの実施例では、開口３２００、３２０２、及び／又は３２０４の最小直径は、動的に調節可能であり得る（例えば、調整可能なシャッターを使用して）。
【0077】
[0120] 開口３２００、３２０２、及び３２０４は一般に円形形状で図示されるが、開口３２００、３２０２、及び３２０４は円形であることに限定されない。例えば、開口３２００、３２０２、及び／又は３２０４は、正方形、楕円形、八角形、及び／又は任意の他の形状であり得る。テーパ表面３３０５、３３０７、及び３３０７は、一般に、光エミッタ３２０６から離れる方向に発散するものとして示されるが、一部の例では、テーパ表面３３０５、３３０７、及び３３０７は、光エミッタ３２０６から離れる方向に収束し得る。
【0078】
[0121] 図３４は、シャドウボックスハウジング３１００に対応する放射パターンの実施例を示す。図示した放射パターンは、シャドウボックスハウジング３１００から１．８２８８ｍ（又は６フィート）延在して示される。示されるように、間隙３４００は、第１の信号３４０２と第２の信号３４０４との間に延在する。第１の信号３４０２は、第１のシャドウボックス３１０２から放射される光に対応し、第２の信号３４０４は、第２のシャドウボックス３１０６から放射される光に対応する。第３の信号３４０６の少なくとも一部分は、第１及び第２の信号３４０２と３４０４との間の間隙３４００内に延在し得る。図３５は、シャドウボックスハウジング３１００からのさまざまな距離における間隙３４００の幅が図示され得るように、図３４の放射パターンの拡大図を示す。
【0079】
[0122] 図３６は、図３０のトランスミッタシャドウボックスハウジング３０００の実施例であり得る、トランスミッタシャドウボックスハウジング３６００の上面斜視図を示す。トランスミッタシャドウボックスハウジング３６００の一部分は、明確にするために透明として示される。示されるように、トランスミッタシャドウボックスハウジング３６００は、第１のトランスミッタ区画３６０４を規定する第１のトランスミッタシャドウボックス３６０２と、第２のトランスミッタ区画３６０８を規定する第２のトランスミッタシャドウボックス３６０６と、第３のトランスミッタ区画３６１２を規定する第３のトランスミッタシャドウボックス３６１０とを含む。
【0080】
[0123] 第１及び第２の区画３６０４及び３６０８はそれぞれ、第１及び第２の分離部３６１４及び３６１６を含む。第１及び第２の分離部３６１４及び３６１６は、光が分離部３６１４及び３６１６のそれぞれの部分を通過できるように構成される。このように、第１の分離部３６１４及び第２の分離部３６１６は、それを通過する光を成形して、例えば、それぞれのシャドウボックス３６０２又は３６０６から放射された時に所定の形状及び／又はサイズを有するように構成され得る。
【0081】
[0124] 第３の区画３６１２は、光シェーパ３６１８を含み得る。示されるように、光シェーパは、光チャネル３６２２が複数のバリヤー３６２０の間に規定されるように、複数の光バリヤー３６２０を含む。光チャネル３６２２は、第３の区画３６１２から放射される光を形成するように構成される。複数の分散チャネル３６２３は、光チャネル３６２２の両側に配置され、少なくとも部分的に、バリヤー３６２０のそれぞれの１つの配向面３６２４によって規定される。光学分散チャネル３６２３は、そこから放射される光の強度を減少させるように構成される。
【0082】
[0125] 図３７は、図３６の線ＸＸＸＶＩＩ－ＸＸＸＶＩＩに沿ったトランスミッタシャドウボックスハウジング３６００の斜視断面図である。示されるように、第１の分離部３６１４及び第２の分離部３６１６はそれぞれ、光エミッタ３７０４（例えば、発光ダイオード）によって生成される光が通過するそれぞれの開口３７００及び３７０２を含む。例えば、及び示されるように、開口３７００及び３７０２はそれぞれ円形形状を有してもよく、開口３７００及び３７０２のそれぞれの直径は、光エミッタ３７０４からの距離が増加するにつれて増加する。また示されるように、各開口３７００及び３７０２は、それぞれのテーパ領域３７０６及び３７０８を含み得る。
【0083】
[0126] 第１の開口３７００の最小直径は、例えば、２．０ｍｍ～１０．０ｍｍの範囲であってもよく、第２の開口３７０２の最小直径は、例えば、２．５ｍｍ～１０．５ｍｍの範囲であり得る。いくつかの実施例では、開口３７００及び／又は３７０２の最小直径は、動的に調節可能であり得る（例えば、調整可能なシャッターを使用して）。
【0084】
[0127] 開口３７００及び３７０２は一般に円形形状で図示されるが、開口３７００及び３７０２は円形であることに限定されない。例えば、開口３７００及び／又は３７０２は、正方形、楕円形、八角形、及び／又は任意の他の形状であり得る。テーパ領域３７０６及び３７０８を規定するテーパ表面は、一般に、光エミッタ３７０４から離れて移動する方向に発散するものとして示されるが、一部の例では、それらは、光エミッタ３７０４から離れて移動する方向に収束し得る。
【0085】
[0128] 図３８は、トランスミッタシャドウボックスハウジング３６００に対応する放射パターンの実施例を示す。図示された放射パターンは、トランスミッタシャドウボックスハウジング３６００から６フィート延在する。示されるように、第１の間隙３８００及び第２の間隙３８０２は、第１の信号３８０４と第２の信号３８０６との間に延在し、第２の間隙３８０２は、第１の間隙３８００から離間している。重複領域３８０８は、第１及び第２の間隙３８００と３８０２との間に延在し得る。第３の信号３８１０の少なくとも一部分は、ロボットクリーナが第３の信号３８１０に従うことができるように、第１及び第２の間隙３８００及び３８０２内に延び、また重複領域３８０８を通って延びる。図３９は、さまざまな位置で重複領域３８０８の幅が図示され得るように、図３８の放射パターンの拡大図を示す。
【0086】
[0129] 図４０は、図１Ａのドッキングステーション１０及びロボットクリーナ１２の実施例であり得る、それぞれドッキングステーション４０００及びロボットクリーナ４００２の概略実施例である。示されるように、ロボットクリーナ４００２は、その中に配置される１つ又は複数のレシーバ４００６（隠線で示される）を有するように構成されるレシーバシャドウボックスハウジング４００４（隠線で示される）を含む。レシーバ４００６は、ドッキングステーション４０００によって放射され、サイド信号４０１３と４０１５（例えば、左信号及び右信号）の間の間隙４０１１内に延びる中央信号４０１０を検出するように構成される。レシーバシャドウボックスハウジング開口部幅４０１２は、一般に間隙４０１１に対応する間隙幅４０１４に対応し得る。例えば、レシーバシャドウボックスハウジングの開口部幅４０１２は、間隙幅４０１４の最も狭い箇所と実質的に等しくあり得る。こうした構成により、ロボットクリーナ４００２が、例えば、サイド信号４０１３及び４０１５によって引き起こされる干渉を制限（例えば、防止）することによって、中央信号４０１０をより正確に追従することを可能にし得る。
【0087】
[0130] いくつかの実施例では、ロボットクリーナ４００２は、各々が１つ又は複数のレシーバ４００６を有する、複数のレシーバシャドウボックスハウジング４００４を含んでもよい。レシーバシャドウボックスハウジング４００４は、ロボットクリーナ４００２の両側に配置され得る。例えば、各レシーバシャドウボックスハウジング４００４は、ロボットクリーナ４００２の前方移動の方向に対して実質的に平行に延在する中心軸に沿って配置され得る。複数のレシーバシャドウボックスハウジング４００４が使用される場合、ロボットクリーナ４００２は、レシーバシャドウボックスハウジング４００４の１つ内に配置された１つ又は複数のレシーバ４００６を使用して第１の方向にドッキングステーション４０００に接近することができ、ドッキングステーション４０００から所定の距離に達すると、ロボットクリーナ４００２は、回転（例えば、実質的に１８０°）し、第２の方向に移動し（それは第１のものと実質的に反対である）、及び他のレシーバシャドウボックスハウジング４００４の１つ又は複数のレシーバ４００６を使用して、ドッキングステーション４０００と係合（例えば、接触）するように移動するために、ドッキングステーション４０００と整列するように構成され得る。
【0088】
[0131] いくつかの実施例では、ロボットクリーナ４００２は、レシーバシャドウボックスハウジング４００４の両側に配置された複数のサイドセンサー４０１６（隠線で示される）を含み得る。サイドセンサー４０１６は、センサー４０１６が、これに基づいて、例えば、中央信号４０１０及び／又はサイド信号４０１３及び４０１５を検出するところの、ドッキングステーション４０００に対するロボットクリーナ４００２の姿勢を決定するように構成され得る。
【0089】
[0132] 図４１は、図４０のレシーバシャドウボックスハウジング４００４の実施例であり得る、レシーバシャドウボックスハウジング４１００の断面図を示す。示されるように、レシーバシャドウボックスハウジング４１００は、第１のレシーバ区画４１０４を規定する第１のレシーバシャドウボックス４１０２と、第２のレシーバ区画４１０８を規定する第２のレシーバシャドウボックス４１０６とを含む。第１の区画４１０４は、第１の光レシーバ４１１０の少なくとも一部分を受容するように構成され、第２の区画４１０８は、第２の光レシーバ４１１２の少なくとも一部分を受容するように構成される。第１及び第２の区画４１０４及び４１０８はそれぞれ、それぞれの配向面４１０５及び４１０９によって少なくとも部分的に規定され得る。配向面４１０５及び４１０９は、第１及び第２の光レシーバ４１１０及び４１１２のそれぞれの１つの受容軸４１１１及び４１１３に対して横断的に延在し得る。
【0090】
[0133] 示されるように、配向面４１０５及び４１０９は、第１及び第２の光レシーバ４１１０及び４１１２から離れた方向に発散する。言い換えれば、配向面４１０５と４１０９との間に延在する分離距離４１１４は、第１及び第２の光レシーバ４１１０及び４１１２からの距離が増加するにつれて増加する。分離距離４１１４は、例えば、最大で、図４０のドッキングステーション４０００によって生成された検出可能な信号の最も狭い幅に実質的に等しくあり得る。
【0091】
[0134] 示されるように、光バリヤー４１１６は、第１の区画４１０４を第２の区画４１０８から分離する。光バリヤー４１１６は、第１の光レシーバ４１１０及び／又は第２の光レシーバ４１１２のそれぞれの１つから離間して、その上に少なくとも部分的に延在する、光シールド４１１８を含む。このように、光シールド４１１８は、第１及び第２の区画４１０４及び４１０８のそれぞれの区画内に少なくとも部分的に延在する。
【0092】
[0135] 図４２は、トランスミッタシャドウボックスハウジング４２００の実施例の斜視断面図を示す。示されるように、トランスミッタシャドウボックスハウジング４２００は、第１のトランスミッタ区画４２０４を規定する第１のトランスミッタシャドウボックス４２０２と、第２のトランスミッタ区画４２０８を規定する第２のトランスミッタシャドウボックス４２０６と、第３のトランスミッタ区画４２１２を規定する第３のトランスミッタシャドウボックス４２１０と、を含む。示されるように、第３のトランスミッタシャドウボックス４２１０は、第１及び第２のトランスミッタシャドウボックス４２０２と４２０６との間に配置される。第１及び第２のトランスミッタシャドウボックス４２０２及び４２０６はそれぞれ、第１、第２、及び第３の分離部４２１４、４２１６、及び４２１８を含む。第１、第２、及び第３の分離部４２１４、４２１６、及び４２１８のそれぞれは、光が通過し得る開口４２２０、４２２２、及び４２２４を含む。開口４２２０、４２２２、及び４２２４は、それを通過する光を形成するように構成され得る。
【0093】
[0136] また示されるように、第３のトランスミッタシャドウボックス４２０６は、その各々が第３のトランスミッタ区画４２１２の両側から延在する、第１の光シールド４２２６及び第２の光シールド４２２８を含む。第１及び第２の光シールド４２２６及び４２２８は、第３のトランスミッタ区画内に延在し、光が放射される光チャネル４２３０を規定する。示されるように、光チャネル４２３０は、対応する光エミッタ４２３４の中心軸４２３２と整列し得る。光チャネル４２３０は、光を通過させる光を形成するように構成され得る。
【0094】
[0137] 本開示によるロボットクリーナのためのドッキングステーションの一例は、ハウジングと、ハウジングに結合された少なくとも１つの充電接点と、ハウジング内に配置された少なくとも３つの光エミッタとを含み得る。少なくとも３つの光エミッタは、第１の放射フィールド内に第１の光信号を生成するように構成される第１の光エミッタと、第２の放射フィールド内に第２の光信号を生成するように構成される第２の光エミッタと、第３の放射フィールド内に第３の光信号を生成するように構成される第３の光エミッタとを含み得る。第３の光エミッタは、第１及び第２の光エミッタの間に配置されてもよく、第１の光信号、第２の光信号、及び第３の光信号は互いに異なってもよく、第３の光信号は、ロボットクリーナをハウジングの方向に誘導するように構成される。
【0095】
[0138] いくつかの実施例では、第１及び第２の放射フィールドは、検出ゾーン内に実質的な重複を有しなくてもよい。いくつかの実施例では、第３の放射フィールドの少なくとも一部分は、第１の放射フィールドと第２の放射フィールドとの間の領域内に延在してもよく、領域は、ロボットクリーナが第１の光信号と第２の光信号の不在下で第３の光信号を検出する位置に対応する。いくつかの実施例では、第１、第２、及び第３の放射フィールドの少なくとも一部分が、検出ゾーンの少なくとも一部分について互いに重複し得る。いくつかの実施例では、ドッキングステーションは、ハウジング内に配置された少なくとも３つのシャドウボックスをさらに含み、各シャドウボックスは、第１、第２、及び第３の光エミッタのそれぞれの１つに対応する。いくつかの実施例では、第１及び第２の光エミッタは、第３の光エミッタに対して角度付けられてもよい。いくつかの実施例では、第１、第２、及び第３の光エミッタは、共通の水平面に沿って整列され得る。いくつかの実施例では、第３の光エミッタは、第１及び第２の光エミッタから鉛直にオフセットされ得る。いくつかの実施例では、第１及び第２の光エミッタは、共通の水平面に沿って整列され得る。
【0096】
[0139] 本開示によるロボット掃除システムの一例は、少なくとも１つの光レシーバを有するロボットクリーナと、少なくとも１つの充電接点及び少なくとも３つの光エミッタを有するドッキングステーションとを含み得る。少なくとも３つの光エミッタは、第１の放射フィールド内に第１の光信号を生成するように構成される第１の光エミッタと、第２の放射フィールド内に第２の光信号を生成するように構成される第２の光エミッタと、第３の放射フィールド内に第３の光信号を生成するように構成される第３の光エミッタとを含み得る。第３の光エミッタは、第１及び第２の光エミッタの間に配置されてもよく、第１、第２及び第３の光信号は互いに異なってもよく、第３の光信号は、ロボットクリーナをドッキングステーションの方向に誘導するように構成される。
【0097】
[0140] いくつかの実施例では、第１及び第２の光放射フィールドは、検出ゾーン内に実質的な重複を有しなくてもよい。いくつかの実施例では、第３の放射フィールドの少なくとも一部分は、第１の放射フィールドと第２の放射フィールドとの間の領域内に延在してもよく、領域は、ロボットクリーナが第１の光信号と第２の光信号の不在下で第３の光信号を検出する位置に対応する。いくつかの実施例では、第１、第２、及び第３の放射フィールドは、検出ゾーンの少なくとも一部分について互いに重複し得る。いくつかの実施例では、ロボット掃除システムは、ドッキングステーション内に配置された少なくとも３つのシャドウボックスを含んでもよく、各シャドウボックスは、第１、第２、及び第３の光エミッタのそれぞれの１つに対応する。いくつかの実施例では、第１及び第２の光エミッタは、第３の光エミッタに対して角度付けられてもよい。いくつかの実施例では、第１、第２、及び第３の光エミッタは、共通の水平面に沿って整列され得る。いくつかの実施例では、第３の光エミッタは、第１及び第２の光エミッタから鉛直にオフセットされ得る。いくつかの実施例では、第１及び第２の光エミッタは、共通の水平面に沿って整列され得る。いくつかの実施例では、少なくとも１つの光レシーバが第１の光信号又は第２の光信号のうちの１つを検出するとき、ロボットクリーナは、第３の光信号に向かって移動させられ得る。いくつかの実施例では、少なくとも１つの光レシーバが第３の光信号を検出するとき、ロボットクリーナは、ロボットクリーナが少なくとも１つの充電接点に電気的に結合されるように、ロボットクリーナがドッキングステーションと係合するまで第３の光信号に従うようにもたらされ得る。
【0098】
[0141] 本明細書の開示は、一般に、ドッキングステーション上に配置される信号エミッタ及びロボットクリーナ上に配置される信号レシーバを開示したが、いくつかの実施例では、信号エミッタをロボットクリーナ上に配置し、信号レシーバをドッキングステーション上に配置することができる。これらの例では、ドッキングステーションは、ロボットクリーナがドッキングステーションに対する位置を調整できるように、ロボットクリーナからロボットクリーナに放射された信号に基づく移動信号を通信するように構成することができる。そのため、ロボットクリーナは、ドッキングステーションから受信した通信に基づいて、ドッキングステーションにナビゲートすることができる。
【0099】
[0142] 本発明の原理は本明細書に記載されるが、本記述は、例としてのみ行われ、本発明の範囲に限定されないことは、当業者によって理解されるべきである。その他の実施形態は、本明細書に示される例示的な実施形態に加えて、本発明の範囲内で意図される。当業者による修正及び置換は、本発明の範囲内であると考えられ、以下の特許請求の範囲を除いて限定されるべきではない。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】