JP6220899B2 - 電気玩具用のセンシング制御システム - Google Patents

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Description

本発明はセンシング制御システムに係る。より具体的には、本発明は、電気玩具用のセンシング制御システムに関わる。
現在利用可能な、あるタイプの電気玩具は、機械的スイッチまたはボタンによって制御されている。電気玩具の本体に設けられた機械的スイッチまたはボタンがオンにされると、玩具は電力によって駆動されて対応する動作を行う。しかしながら、このタイプの電気玩具の動作は、ユーザによって制御することができない。つまり、機械的スイッチまたはボタンがオンにされた後、玩具の電気駆動装置は、生産中に設定されたパラメータに基づいてのみ動作することができる。即ち、パラメータは固定であり、変更または修正することができない。そのため、玩具の動作を変更することができない。遠隔制御によって制御することができる別のタイプの電気玩具も存在する。電気玩具の動作を遠隔制御により制御することができる。つまり、ユーザは、遠隔制御により玩具の動作パラメータを変更または修正することができ、これにより玩具の動作も対応する動作に変更される。しかしながら、このタイプの玩具は、遠隔制御に著しく依存する。遠隔制御がダメージを受けると、玩具はもはや機能することができない。更に、遠隔制御によって電気玩具の動作を制御することは幼齢の子供にとっては難しいことである。例えば、赤外線センシング等の非接触式センシングやスロットカード・センシング等の接触式センシングを含むセンシング機能を通じて制御することができる別のタイプの電気玩具も存在する。しかしながら、現在利用可能なセンシング制御された動作に関して、これらの機能は上述のスイッチまたはボタンの機能と実質的に同等である。つまり、センシング信号を受信すると、玩具は一つの対応する動作だけを行うことができる。その結果、このタイプの玩具もセンシング制御を通じて動作の変更を実現することができない。
本発明は、上述の既存の技術における技術的問題に取り組み、その目的の一つは頻度またはセンシング信号の数により玩具の動作の変更を制御することができる、電気玩具用のセンシング制御システムを提供することである。
上述の目的を実現するために、本発明は、電気玩具用のセンシング制御システムであって、外的センシングを受けてセンシング信号を生成する信号検出モジュールと、センシング信号を受信し、センシング信号の数を計数し、異なる数のセンシング信号に対応する異なる制御信号を送信する計算/制御モジュールと、制御信号を受信し、電気玩具に駆動信号を送信して電気玩具を動作するよう制御する、電気駆動モジュールと、を備えることを特徴とする電気玩具用のセンシング制御システムといった技術的解決策を用いる。
信号検出モジュールは、非接触式センシング回路を含み、非接触式センシング回路にはセンシング受信器が設けられ、センシング受信器はユーザが行う動作それぞれに対して、リアルタイムでユーザの動作を追跡して検知し、センシング受信器は一つのセンシング信号を出力して計算/制御モジュールにセンシング信号を送信する。
本発明では、非接触式センシング回路は、感光性のセンシング回路、磁気センシング回路、熱センシング回路、および、音センシング回路よりなる群から選択される。
更に、センシング・イベントの数または頻度を計数するために、計算/制御モジュールは、制御チップを含み、制御チップは連続的な時間期間で信号検出モジュールから送信されるセンシング信号の数を記録し、記録された数に対応する制御信号を記録された数に応じて電気駆動モジュールに送信する。
更に、センシングの数を識別して対応する制御信号を相応じて送信するために、制御チップには複数の組の制御信号が記憶され、各組の制御信号は数値範囲に対応する。記録された数がどの数値範囲内にもない場合には信号が送信されず、記録された数が一つの数値範囲内にある場合には記録された数が属する数値範囲に対応する制御信号が送信される。
本発明のセンシング制御システムは幅広い種類の電気玩具に適用可能である。本開示の電気駆動モジュールは、モータ駆動モジュール、光駆動モジュール、音駆動モジュール、電磁石駆動モジュール、および、二つ以上のこれらの組み合わせよりなる群から選択され得る。
より具体的には、電気駆動モジュールがモータを含むモータ駆動モジュールであり、計算/制御モジュールにはシングル・チップ・マイクロコンピュータ(SCM)が設けられている場合、シングル・チップ・マイクロコンピュータ(SCM)には次のようにして制御信号が記憶される。数値範囲がNの場合には、モータは速度SでT秒間運転され、数値範囲がNの場合には、モータは速度SでT秒間運転され、数値範囲がNの場合には、モータは速度SでT秒間運転され、数値範囲がNの場合には、モータは速度SでT秒間運転され、数値範囲がNであり、N<N<N<Nの場合には、S<S<S<S、T<T<T<Tである。他方で、信号検出モジュールは、フォトトランジスタを含む感光性のセンシング・モジュールであり、フォトトランジスタは、電気玩具の上面に配置され、ユーザが電気玩具の上方で手を振ると、フォトトランジスタはセンシングを受け、それに応じて計算/制御モジュールにセンシング信号を送信する。ユーザが連続的な時間期間でX回手を振り、2回の連続的な手振り動作間の時間間隔がわずか1秒である場合、ユーザの手振り動作の終了から1秒後にシングル・チップ・マイクロコンピュータ(SCM)は受信したセンシング信号を計数し、計数された数がXに到達すると、数XをN、N,N、…Nと比較する。XがNよりも小さい場合、信号は送信されず、XがN、N,N、…Nのいずれか一つの範囲内にある場合、Xが属する数値範囲に対応する制御信号が電気駆動モジュールに送信されて、制御信号に対応する特定の運転速度や特定の運転時間に応じてモータが駆動される。
更には、信号検出モジュールは、少なくとも2つの非接触式センシング回路を有し、非接触式センシング回路それぞれにはセンシング受信器が設けられ、センシング受信器はユーザが行う動作それぞれに対してリアルタイムでユーザの動作を追跡して検知し、センシング受信器は一つのセンシング信号を出力し、該センシング信号を計算/制御モジュールに送信し、計算/制御モジュールは受信した複数のセンシング信号の組み合わせの決定に基づいて対応する制御信号を送信する。他方で、非接触式センシング回路は、感光性のセンシング回路、磁気センシング回路、熱センシング回路、音センシング回路、および、二つ以上のこれらの組み合わせよりなる群から選択される。
本発明において、センシング制御システムには計算/制御モジュールが設けられている。計算/制御モジュールにより、信号検出モジュールで受けたセンシング・イベントの数が計数される。その後、この計数から得られたセンシング・イベントの数と、計算/制御モジュールに予め記憶されたデータとを比較した結果に基づいて、得られたセンシング・イベントの数に対応する制御信号が更に電気駆動モジュールに送信され、最終的に、電気駆動モジュールが駆動信号を送信して電気玩具を動作させるように制御する。その結果、異なる数のセンシング・イベントに基づき、電気玩具は異なる動作を実施することができ、また、速度を変えて一つの動作を実施したりすることができる。このようにして、本発明により、本発明に開示するセンシング制御システムを具備する電気玩具は、遠隔制御の限界を超えて、様々な年齢の子供達に適した玩具となり得る。更に、玩具は、より使い勝手がよくなり、よりインタラクティブとなり、より面白くなるといった利点を有するため、多くの子供達に愛用されるようになる。他方で、センシング制御システムには少なくとも2つの非接触式センシング回路が設けられ、各非接触式センシング回路にはセンシング受信器が設けられている。そのため、ユーザが行う動きや動作それぞれについて、各センシング受信器は対応するセンシング信号を出力し、該センシング信号を計算/制御モジュールに送信する。計算/制御モジュールは、受信した複数のセンシング信号の組み合わせの決定に基づき対応する制御信号を相応じて送信する。このようにして、ユーザは様々な方法で電気玩具と遊ぶことができる。例えば、ユーザは電気玩具を前後進するよう、あるいは、左または右に曲がるように制御してもよい。更に、異なる信号の組み合わせにより、電気玩具はより多くの機能を有することができる。たとえば、電気玩具は、手荒く扱われることを防止する機能や他の新しい機能を有するため、動作がより柔軟且つ容易に制御できるようになる。更に、前述したように、玩具の非接触式センシング回路は感光性のセンシング回路、磁気センシング回路、熱センシング回路、おとセンシング回路、および、二つ以上のこれらセンシング回路の組み合わせよりなる群から選択され得る。このため、異なるセンシング回路が同じ電気玩具の異なる機能を制御するために一緒に使用されてもよい。このようにして、電気玩具の動作性や楽しさが効果的に向上される。
本発明は、添付の図面や実施形態と併せて以下に更に説明する。
図1は、本発明の実施形態による回路を示す概略図である。 図2は本発明の別の実施形態による回路を示す概略図である。
図1及び図2に示すように、本発明は、電気玩具用のセンシング制御システムに係り、外的センシングを受けてセンシング信号を生成する信号検出モジュールと、センシング信号を受信し、センシング信号の数を計数し、異なる数のセンシング信号に対応する異なる制御信号を送信する計算/制御モジュールと、制御信号を受信し、電気玩具に駆動信号を送信して電気玩具を動作するよう制御する電気駆動モジュールとを備える。更に、信号検出モジュールによって受信されたセンシング信号の数を計算/制御モジュールによって数えることができる。その後、上述の計数から得られたセンシング・イベントの数と、計算/制御モジュールに予め記憶されたデータとを比較した結果に基づき、得られたセンシング・イベントの数に対応する制御信号が更に電気駆動モジュールに送信され、最終的に、電気駆動モジュールは駆動信号を送信して電気玩具を制御する。その結果、異なる数のセンシング・イベントに基づき、電気玩具は異なる動作を実施することができ、または、速度を変えて一つの動作を実施したりすることができる。このようにして、本発明により、本発明に開示するセンシング制御システムを具備する電気玩具は、遠隔制御の限界を超えて、様々な年齢の子供達に適した玩具となり得る。更に、玩具はより使い勝手がよくなり、よりインタラクティブとなり、より面白くなるといった利点を有するため、多くの子供達に愛用されるようになる。
第一の実施形態
図1に示すように、本実施形態では、信号検出モジュールは、非接触式センシング回路を含み、非接触式センシング回路はフォトトランジスタであるセンシング受信器に対応する感光性センシング回路である。更に、本実施形態では、発光源が設けられている。フォトトランジスタと発光源は電気玩具車の上部に配置されるため、リアルタイムでユーザの手振り動作を追跡して検知することができる。したがって、ユーザが電気玩具車の上方で一度手を振ると、センシング受信器はそれに応じてセンシング信号を出力し、センシング信号を計算/制御モジュールに送信する。更に、計算/制御モジュールにはシングル・チップ・マイクロコンピュータ(SCM)が設けられている。本発明では、SN8P2511−SOP8のシングル・チップ・マイクロコンピュータ(SCM)が使用されている。このSCMは、連続的な時間期間で上述の感光性センシング受信器から送信されるセンシング信号の数を記録することができ、更に、記録された数のセンシング信号に対応する制御信号を記録された数のセンシング信号に応じて電気駆動モジュールに送信することができる。更には、SCMには五組の制御信号が記憶され、各組の制御信号はそれぞれの数値範囲に対応している。記録された数がいずれの数値範囲内にもない場合には、信号は送信されず、記録された数が一つの数値範囲内にある場合には、記録された数のセンシング信号が属する数値範囲に対応する制御信号が送信される。更には、計算/制御モジュールにはLED光が設けられている。LED光は、ユーザの手振り動作の速度に応じて点滅することができる。本実施形態では、電気駆動モジュールは、電気玩具車に配置されたモータを含む電気駆動モジュールである。SCMから送信される制御信号は、モータの動作を制御するために使用される。
本実施形態におけるシングル・チップ・マイクロコンピュータ(SCM)に記憶されている特定の制御信号は次の通りである:[1]手を4回から6回振ると、この手振り動作が終了してから1秒後に、電気車はモータの完全運転速度の30%の移動速度で1秒間前進する。[2]手を7回から9回振ると、この手振り動作が終了してから1秒後に、電気車はモータの完全運転速度の45%の移動速度で2秒間前進する。[3]手を10回から14回振ると、この手振り動作が終了してから1秒後に、電気車はモータの完全運転速度の60%の移動速度で4秒間前進する。[4]手を15回から20回振ると、この手振り動作が終了してから1秒後に、電気車はモータの完全運転速度の80%の移動速度で8秒間前進する。[5]手を21回以上振ると、この手振り動作が終了してから1秒後に、電気車はモータの完全運転速度の100%の移動速度で12秒間前進する。
本実施形態に記載されるセンシング制御システムが電気玩具車に使用される場合、動作手順は次の通りである:電源ボタンを押すとシステムが作動し始め、電気玩具車はこの瞬間にスタンバイ状態となる。ユーザが電気玩具車の上方で手を振り、2回の連続的な手振り動作間の時間間隔がわずか1秒であるといった要件を手振り動作が満たす場合、手振り動作の数が4秒の時間期間内でわずか3回であれば、電気玩具車は応答せず今後のセンシングのためにスタンバイ状態で待機する。手振り動作の数が連続的な時間期間内で4回より多ければ、SCMからの各制御信号に応じて、ユーザは電気玩具車を移動するよう制御することができる。例えば、ユーザが5回手を振ると、この手振り動作が終了してから1秒後に、電気車はモータの完全運転速度の30%の移動速度で1秒間前進し、ユーザが10回手を振ると、この手振り動作が終了してから1秒後に、電気車はモータの完全運転速度の60%の移動速度で4秒間前進し、ユーザが25回手を振ると、この手振り動作が終了してから1秒後に、電気車はモータの完全運転速度の100%の移動速度で12秒間前進する。更に、一回の前進移動が完了した後、電気玩具車はスタンバイ状態に戻る。手振り動作が次の5分以内に検知された場合、電気玩具車は手振り動作の数に応じて再び運転される。他方で、次の5分以内に手振り動作が検知されなかった場合、電気玩具車はオフ状態になる。この場合、ユーザは再び電源ボタンを押して電気車をオンにし、プレイ状態にさせなくてはならない。更に、ユーザが玩具車を手動で終了する必要がある場合、ユーザは電源ボタンを二、三秒押すことで終了させることができる。
第2の実施形態
図2に示すように、本実施形態では、信号検出モジュールは三つの非接触式センシング回路を有し、三つの非接触式センシング回路それぞれはセンシング受信器を含み、三つのうち二つの非接触式センシング回路は対応するセンシング受信器がフォトトランジスタである感光性のセンシング回路であり、残りの一つの非接触式センシング回路は対応するセンシング受信器が磁気センシング回路である磁気センシング回路である。本実施形態では、二つのフォトトランジスタはリアルタイムでユーザの手振り動作を追跡して検知することができる。他方で、磁気センシング素子は、ユーザが手に磁気物体を持って手振り動作を行った場合にだけ検知することができる。ユーザが一回手を振ると、それを検知することができるセンシング受信器は相応じてセンシング信号を出力し、センシング信号を計算/制御モジュールに送る。計算/制御モジュールは、生成されたセンシング信号の特定のシーケンスを決定することで、電気玩具の移動方向を制御する。計算/制御モジュールには、SN8P2511−SOP14シングル・チップ・マイクロコンピュータ(SCM)が設けられている。シングル・チップ・マイクロコンピュータ(SCM)は、連続的な時間期間で上述の三つのセンシング受信器から送信されたそれぞれの数のセンシング信号を記録することができ、記録された数に対応する制御信号を電気駆動モジュールに記録された数に応じて送信することができる。同様にして、SCMには多数の組の制御信号が記憶され、各組の制御信号はそれぞれの数値範囲に対応している。記録された数がどの数値範囲内にもない場合、信号は送信されず、記録された数が一つの数値範囲内にある場合には、記録された数が属する数値範囲に対応する制御信号が送信される。同様にして、計算/制御モジュールにはLED光が設けられている。LED光は、ユーザの手振り動作の速度に応じて点滅することができる。本実施形態では、電気駆動モジュールは、電気玩具車に配置されたモータを含む電気駆動モジュールである。SCMから送信された制御信号は、モータの動作を制御するために使用される。
本実施形態では、上述の二つのフォトトランジスタは電気玩具車の上部において前後に配置されている。磁気素子は、二つのフォトトランジスタの一側に配置されている。ユーザが手ぶらで電気玩具車の後側から前側に向かって手振り動作を行うと、玩具車の後側に位置するフォトトランジスタが最初に手振り動作を検知し、それに応じてセンシング信号を送信する。続いて、玩具車の前側に位置するフォトトランジスタが手振り動作を検知し、それに応じてセンシング信号を送信する。磁気素子は、手ぶらでの手振り動作を検知することができないため、該状況においては磁気センシング信号を送信しない。SCMは、最初に、二つのセンシング信号が生成されたシーケンス、並びに、連続的な時間期間においてユーザによって行われた手振り動作の数を決定し、それに応じて、検知した手振り動作の数に対応する速度で前進するよう電気玩具を制御する。ユーザが手ぶらで電気玩具車の前側から後側に手振り動作を行うと、玩具車の前側に位置するフォトトランジスタが最初に手振り動作を検知し、それに応じてセンシング信号を送信する。続いて、玩具車の後側に位置するフォトトランジスタが手振り動作を検知し、それに応じてセンシング信号を送信する。磁気素子は、手ぶらでの手振り動作を検知することができないため、磁気センシング信号を送信しない。SCMは、最初に、二つのセンシング信号が生成されたシーケンス、並びに、連続的な時間期間においてユーザによって行われた手振り動作の数を決定し、それに応じて、検知した手振り動作の数に対応する速度で後進するよう電気玩具を制御する。別の場合では、ユーザが磁気物体を手にして電気玩具車の上方で手振り動作を行うと、二つのフォトトランジスタが順次手振り動作を検知し、相応じて、それぞれのセンシング信号を送信する。更に、この場合、磁気物体により、磁気センシング素子は磁気信号を送信する。SCMは、最初に、二つのセンシング信号が生成されたシーケンス、並びに、連続的な時間期間においてユーザによって行われた手振り動作の数を決定し、それに応じて、検知した手振り動作の数に対応する速度で前進あるいは後進するよう電気玩具を制御する。同時に、SCMは、磁気センシング回路から送られる磁気センシング信号を受信し、それに応じて、電気玩具車の他の機能を制御するよう対応する指示を送信する。より具体的には、本実施形態では、SCMが磁気センシング信号を受信すると、電気玩具車におけるモータの運転速度を増加させる制御を行う。すなわち、同じ数の手振り動作でも、ユーザが磁気物体を手に手振り動作を行うと、手ぶらで手振り動作を行う場合よりも、電気玩具車はより早く動くことができる。
本発明は、上述の特定の実施形態を参照して説明されたが、本発明は実施形態の説明によって制限されない。当業者は、本発明の説明に基づき開示した実施形態の他の変更を予想することができるであろう。したがって、これらの変更も本願の特許請求の範囲によって定められる範囲に包含される。

Claims (8)

  1. 電気玩具用のセンシング制御システムであって、
    外的センシングを受けてセンシング信号を生成する信号検出モジュールと、
    前記センシング信号を受信し、前記センシング信号の数を計数し、異なる数のセンシング信号に対応する異なる制御信号を送信する計算/制御モジュールと、
    前記制御信号を受信し、前記電気玩具に駆動信号を送信して前記電気玩具が動作するよう制御する、電気駆動モジュールと、を備え、
    前記電気駆動モジュールは、モータを含むモータ駆動モジュールであり、
    前記計算/制御モジュールにはシングル・チップ・マイクロコンピュータ(SCM)が設けられ、前記シングル・チップ・マイクロコンピュータ(SCM)は前記制御信号を記憶し、
    前記センシング信号の前記数の数値範囲がN の場合には、モータが速度S でT 秒間運転され、
    前記数値範囲がN の場合には、モータが速度S でT 秒間運転され、
    前記数値範囲がN の場合には、モータが速度S でT 秒間運転され、
    前記数値範囲がN の場合には、モータが速度S でT 秒間運転されるように、前記制御信号を前記電気駆動モジュールに送信し、
    <N <N <N 、S <S <S <S 、および、T <T <T <T
    であることを特徴とし、
    前記信号検出モジュールは、フォトトランジスタを含む感光性のセンシング・モジュールであり、
    前記フォトトランジスタは、前記電気玩具の上面に配置され、
    ユーザが前記電気玩具の上方で手を振ると、前記フォトトランジスタはセンシングを受け、相応じてセンシング信号を前記計算/制御モジュールに送信し、
    前記ユーザが連続的な時間期間でX回手を振り、2回の連続的な手振り動作間の時間間隔1秒を超えない場合、前記ユーザの手振り動作の終了から1秒後に前記シングル・チップ・マイクロコンピュータ(SCM)は前記生成されたセンシング信号を計数し、前記計数された数がXに到達すると、前記数XをN、N,N、…Nと比較し、
    XがNよりも小さい場合、信号は送信されず、
    XがN、N,N、…Nのいずれか一つの範囲内にある場合、前記Xが属する数値範囲に対応する制御信号が前記電気駆動モジュールに送信されて、前記制御信号に対応する特定の運転速度や特定の運転時間に応じてモータが駆動される電気玩具用のセンシング制御システム。
  2. 前記信号検出モジュールは、非接触式センシング回路を含み、前記非接触式センシング回路にはセンシング受信器が設けられ、前記センシング受信器はユーザが行う動作それぞれに対して、リアルタイムで前記ユーザの動作を追跡して検知し、前記センシング受信器は一つのセンシング信号を出力して前記センシング信号を前記計算/制御モジュールに送信することを特徴とする、請求項1記載の電気玩具用のセンシング制御システム。
  3. 前記非接触式センシング回路は、感光性のセンシング回路、磁気センシング回路、熱センシング回路、および、音センシング回路よりなる群から選択されることを特徴とする、請求項2記載の電気玩具用のセンシング制御システム。
  4. 前記計算/制御モジュールは、制御チップを含み、前記制御チップは連続的な時間期間で前記信号検出モジュールから送信される前記センシング信号の数を記録し、前記記録された数に対応する制御信号を前記記録された数に応じて前記電気駆動モジュールに送信することを特徴とする、請求項1記載の電気玩具用のセンシング制御システム。
  5. 前記制御チップには複数の組の制御信号が記憶され、各組の制御信号は数値範囲に対応し、前記記録された数がどの数値範囲内にもない場合には信号が送信されず、前記記録された数が一つの数値範囲内にある場合には前記記録された数が属する前記数値範囲に対応する制御信号が送信されることを特徴とする、請求項4記載の電気玩具用のセンシング制御システム。
  6. 前記電気駆動モジュールは、モータ駆動モジュール、光駆動モジュール、音駆動モジュール、電磁石駆動モジュール、および、二つ以上のこれらの組み合わせよりなる群から選択されることを特徴とする、請求項1記載の電気玩具用のセンシング制御システム。
  7. 前記信号検出モジュールは、少なくとも2つの非接触式センシング回路を有し、前記非接触式センシング回路それぞれにはセンシング受信器が設けられ、前記センシング受信器は前記ユーザが行う動作それぞれに対してリアルタイムで前記ユーザの動作を追跡して検知し、前記センシング受信器は一つのセンシング信号を出力し、前記センシング信号を前記計算/制御モジュールに送信し、
    前記計算/制御モジュールは受信した複数のセンシング信号の組み合わせの決定に基づいて対応する制御信号を送信することを特徴とする、請求項1記載の電気玩具用のセンシング制御システム。
  8. 前記非接触式センシング回路は、感光性のセンシング回路、磁気センシング回路、熱センシング回路、音センシング回路、および、二つ以上のこれらの組み合わせよりなる群から選択されることを特徴とする、請求項記載の電気玩具用のセンシング制御システム。
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