JP6346245B2 - 玩具システム、玩具体の制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、玩具体、制御方法、プログラム、及び玩具システムに関する。

近年、人間が発声した音声等の音声認識により機器やシステムを制御する技術がある。このような機器やシステムでは、マイク等の音声入力器により収録された音声信号を解析することで音声を認識し、該音声に対応する処理を実行する。しかしながら、音声解析の処理の実行には複雑な処理が含まれるため、特に児童を対象とするような、十分な処理能力を有さない玩具体に音声解析回路を実装することは困難であった。また仮に実装したとしても認識可能な音声が限定的になり、玩具体の機能についての拡張性が低かった。

これに対し、特許文献１のようにトーン信号等の、解析について要求される処理能力が低い、固定的なパターンの音声信号を認識することで、同様に機器を制御する技術がある。

特開２００５−０００５０４号公報

トーン信号等の音声信号により機器やシステムを制御する場合、例えば周囲の環境音や同時再生される音声の影響により、音声信号が該機器等において正しく検出されないことがあった。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、音声による機器制御を好適に実現する玩具体、制御方法、プログラム、及び玩具システム提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明の玩具システムは、以下の構成を備える。
再生装置と玩具体とを音声により連動させる玩具システムであって、再生装置は、予め定められた複数の音声信号を再生する音声再生手段を有し、玩具体は、音声再生手段の音声再生手段により、対応動作の実行タイミングに先立って再生される予め定められた複数の音声信号のうちの少なくともいずれかの音声信号を取得する取得手段と、取得手段により取得された音声信号を解析し、制御命令に変換する変換手段と、変換手段により変換された制御命令に対応する対応動作の実行を制御する制御手段と、を有し、予め定められた複数の音声信号には、各々同一の対応動作を実行させる制御命令が含まれ、予め定められた複数の音声信号のいずれの音声信号を取得した場合においても、制御手段により制御命令に対応する対応動作が同一のタイミングで実行されるよう、複数の音声信号は構成される。

前述の目的を達成するために、本発明の玩具体の制御方法は、以下の構成を備える。
再生装置の音声再生手段により、対応動作の実行タイミングに先立って再生される予め定められた複数の音声信号のうちの少なくともいずれかの音声信号を取得する取得工程と、取得工程において取得された音声信号を解析し、制御命令に変換する変換工程と、変換工程において変換された制御命令に対応する対応動作の実行を制御する制御工程と、を有し、予め定められた複数の音声信号には、各々同一の対応動作を実行させる制御命令が含まれ、予め定められた複数の音声信号のいずれの音声信号を取得した場合においても、制御手段により制御命令に対応する対応動作が同一のタイミングで実行されるよう、複数の音声信号は構成される。

このような構成により本発明によれば、ユーザの興趣を維持した、音声による機器制御を実現することが可能となる。

本発明の実施形態に係る玩具システムのシステム構成を示した図 本発明の実施形態に係る玩具体１００の機能構成を示したブロック図 本発明の実施形態に係る対応動作テーブルを説明するための図 本発明の実施形態１に係る玩具体１００で実行される音声連動処理を例示したフローチャート 本発明の実施形態３に係る制御信号のデータ構成を例示した図 本発明の実施形態３に係る、対応動作の実行と各制御信号のタイミング情報５０３との関係を説明するための図 本発明の実施形態３に係る玩具体１００で実行される音声連動処理を例示したフローチャート

［実施形態１］
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する一実施形態は、玩具システムの一例としての、デジタル放送波により受信した映像コンテンツを再生可能なテレビ受像機と玩具体とからなるシステムに、本発明を適用した例を説明する。しかし、本発明は、音声信号を再生することが可能な任意の機器に適用可能である。

《玩具システムのシステム構成》
図１は、本発明の実施形態に係る玩具システムのシステム構成を示した図である。

本実施形態ではテレビ受像機２００は、例えば児童向け番組プログラム等の映像コンテンツを受信し、対応する映像信号及び音声信号を再生する。玩具体１００は、テレビ受像機２００が有するテレビスピーカ２０１から出力された映像コンテンツの音声を好適な音量で検出可能な範囲にある場合に、該映像コンテンツと連動することができる。

〈玩具体１００の構成〉
ここで、本実施形態の玩具体１００の機能構成について、図２のブロック図を用いて説明する。

制御部１０１は、例えばＣＰＵやＰＩＣ等であり、玩具体１００が有する各ブロックの動作を制御する。具体的には制御部１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されている玩具体１００の制御プログラムを読み出し、ＲＡＭ１０３に展開して実行することにより、各ブロックの動作を制御する。

ＲＯＭ１０２は、例えば書き換え可能な不揮発性メモリであり、玩具体１００の制御プログラムに加え、玩具体１００が有する各ブロックの動作に必要なデータ等を格納する。本実施形態のＲＯＭ１０２には、例えば連動動作において再生される音声データや、連動動作をトリガする音声信号パターンの解析に必要な情報等が格納される。

ＲＡＭ１０３は、書き換え可能な揮発性メモリであり、玩具体１００の制御プログラムの展開領域としてだけでなく、玩具体１００が有する各ブロックの動作で出力された中間データ等を一時的に記憶する格納領域としても用いられる。

マイク１０４は、玩具体１００が有する音声信号を取得する集音装置である。本実施形態ではマイク１０４は、玩具体１００の起動後は常に音声を収録し、得られた音声信号を音声解析部１０５に出力する。

音声解析部１０５は、入力された音声信号を解析する。本実施形態では音声解析部１０５は、入力された音声信号のうちの特定の周波数帯の音声信号に、予め定められた音声信号パターンが含まれているか否かを判断する。また音声解析部１０５は、予め定められた音声信号パターンが含まれている場合は、該音声信号パターンを制御部１０１が解釈可能な制御信号に変換して制御部１０１に出力する。

なお、本実施形態の玩具システムでは、音声信号パターンを構成する特定の周波数帯の音声信号として、人間に知覚されにくいとして予め規定された周波数帯または可聴域以上の周波数帯の音声信号（非知覚周波数帯の音声信号）を用いる。人間の可聴域は、一般的には２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚとされている。このうち、１６ｋＨｚ以下の周波数帯（第１の周波数帯）の音声は人間に知覚されやすく、１６ｋＨｚを超えるような高周波数帯（第２の周波数帯）の音声は年齢の影響や個人差によってばらつきはあるものの知覚されにくいと言われている。本実施形態の玩具システムでは、このような１６ｋＨｚ以上の知覚されにくい周波数帯または可聴域以上の周波数帯（非知覚周波数帯）、好ましくは１８ｋＨｚ以上の周波数帯の音声信号パターンを映像コンテンツの音声信号に重畳することで、玩具体１００に対する制御命令を伝達する。

つまり、非知覚周波数帯の音声信号パターンが重畳された音声信号が再生された場合であっても、該音声信号パターンをユーザが知覚しにくいため、ユーザの興趣を妨げずに情報伝達を行うことができる。また該音声信号パターンは、ユーザが知覚可能な周波数帯の音声信号の鑑賞を妨げるものではないため、映像コンテンツの制作の面でも利点がある。即ち、映像コンテンツの制作の過程で音声信号の生成に特別な処理を行う必要がなく、単に非知覚周波数帯の音声信号パターンを重畳すればよいため、音声信号パターンの付加に係るコンテンツ制作者の作業量は軽いと言える。

また非知覚周波数帯の音声信号パターンは、例えば周波数偏移変調（ＦＳＫ：Frequency Shift Keying）を利用することで実現すればよい。上述の周波数帯に含まれる複数種類の周波数を用いることで、各周波数の搬送波をビットとして時分割で音声信号パターンを構成することで、音声信号を利用して情報を伝達できる。

このように音声解析部１０５により変換された制御信号により、制御部１０１は音声信号パターンを認識することができる。本実施形態の玩具体１００では、制御信号に対応して行う対応動作については、ＲＯＭ１０２に対応動作テーブルとして格納されているものとする。該テーブルでは、図３（ａ）に示されるように制御信号と対応動作とが一対一に関連付けられている。制御部１０１は、対応動作テーブルを参照し、受信した制御信号に関連付けられた対応動作を認識し、実行する。

なお、本実施形態では音声信号パターンを認識して玩具体１００で実行される対応動作として、「所定の音声信号の再生」、「玩具体１００の振動」、「玩具体１００に設けられたＬＥＤ１１１の発光制御」の少なくともいずれかが行われるものとする。しかしながら、音声信号パターンに対応して実行される対応動作はこれに限られるものではなく、その他の動作であってもよいことは容易に理解されよう。

「所定の音声信号の再生」は、スピーカ１０７により行われる。具体的にはスピーカ１０７における音声出力は、音声再生部１０６が予めＲＯＭ１０２に記憶されている音声データを再生することによりなされる。また「玩具体１００の振動」は、モータ駆動部１０８によりモータ１０９が駆動されることにより行われる。具体的にはモータ駆動部１０８は、予めＲＯＭ１０２に記憶されている振動パターンに応じてモータ１０９を駆動させることで、特定の振動パターンで玩具体１００を振動させることができる。また「玩具体１００に設けられたＬＥＤ１１１の発光制御」は、発光制御部１１０によりＬＥＤ１１１に印加されるパルス電圧が制御されることにより行われる。具体的には発光制御部１１０は、予めＲＯＭ１０２に記憶されている電圧パルスの印加パターンに応じてＬＥＤ１１１にパルス電圧を印加することで、特定の発光パターンでＬＥＤ１１１を発光させることができる。

《音声連動処理》
このような構成をもつ本実施形態の玩具体１００の音声連動処理について、図４のフローチャートを用いて具体的な処理を説明する。該フローチャートに対応する処理は、制御部１０１が、例えばＲＯＭ１０２に記憶されている対応する処理プログラムを読み出し、ＲＡＭ１０３に展開して実行することにより実現することができる。なお、本音声連動処理は、例えば玩具体１００の電源が投入された際に開始されるものとして説明する。

Ｓ４０１で、制御部１０１は、マイク１０４が取得した音声信号を音声解析部１０５に解析させる。

Ｓ４０２で、制御部１０１は、Ｓ４０１で音声解析部１０５に解析させた音声信号に、非知覚周波数帯の特定の音声信号パターンが含まれていたか否かを判断する。具体的には制御部１０１は、音声解析部１０５から音声信号パターンに対応する制御信号を受信したか否かにより判断する。制御部１０１は、音声信号に非知覚周波数帯の特定の音声信号パターンが含まれていたと判断した場合は処理をＳ４０３に移し、含まれていないと判断した場合は処理をＳ４０１に戻す。

Ｓ４０３で、制御部１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されている対応動作テーブルを参照し、音声解析部１０５から受信した制御信号に対応する対応動作を特定する。

Ｓ４０４で、制御部１０１は、特定した対応動作を実行する。具体的には制御部１０１は、対応動作が特定の音声信号の再生であった場合は、該音声信号をＲＯＭ１０２から読み出し、音声再生部１０６に伝送してスピーカ１０７から音声出力させる。制御部１０１は、対応動作を実行した後、再び処理をＳ４０１に戻す。なお、本実施形態では音声連動処理はＳ４０１乃至Ｓ４０４のループ処理を繰り返すことにより、音声信号パターンに対する対応動作が実行されるものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば音声連動処理のＳ４０１及びＳ４０２の音声信号パターンの検出処理と、Ｓ４０３及びＳ４０４の対応動作の実行処理とは並行して行われてもよい。即ち、１つの対応動作の実行中に、別の対応動作が実行されてもよい。

以上説明したように、本実施形態の玩具システムでは、ユーザの興趣を維持した、音声による機器制御を実現することができる。

なお、本実施形態ではテレビ受像機２００は、デジタル放送波により映像コンテンツを受信するものとして説明したが、本発明の実施はこれに限られるものではない。例えば映像コンテンツは、テレビ受像機２００に接続された映像再生機器等により特定の記録媒体に記録された映像コンテンツが読み出されて出力されることにより、テレビ受像機２００において取得されるものであってもよい。

また非知覚周波数帯の音声信号パターンの提供は、映像信号とともに提供されることで、ユーザに映像と連動した玩具体に係るユーザ体験を与えることができるが、本発明の実施はこれに限られるものではない。即ち、非知覚周波数帯の音声信号パターンは、例えば観劇やコンサート等の音声のみが再生される環境において玩具体１００に提供されるものであってもよい。

［実施形態２］
上述した実施形態１では、玩具体１００は非知覚周波数帯の音声信号パターンを変換して得られた制御信号について、一意に対応動作が規定されているものとして説明したが、本実施形態では、同一の制御信号を受信した回数（あるいは対応動作の実行回数）に応じて、実行する対応動作を異ならせる例について説明する。なお、本実施形態において玩具システム及び玩具体１００の構成は上述の実施形態１と同様であるため、説明を省略する。

本実施形態の玩具体１００において使用される対応動作テーブルは、図３（ｂ）に示されるように制御信号について、その受信回数に応じて異なる対応動作が割り当てられている。制御部１０１は、１つの制御信号を受信すると、例えばＲＯＭ１０２に記憶されている該制御信号の受信回数の情報を更新する。そして音声連動処理のＳ４０３において対応動作を特定する際に、制御部１０１は、対応動作テーブルを参照して、制御信号とその受信回数の情報との組み合わせに対応する対応動作を特定すればよい。

このようにすることで、玩具体１００の態様が順次変化していくため、玩具体１００を使用するユーザを飽きにくくさせ、ユーザの興趣を持続させることができる。

なお、本実施形態では、同一の制御信号を受信した回数に応じて、該制御信号に対応して行われる対応動作が異なる例について説明したが、例えば次のようにしてもよい。

制御部１０１は、１つの制御信号を受信すると、対応動作として例えばＲＯＭ１０２に記憶されている論理型の情報の値を変更（ＦＡＬＳＥ→ＴＲＵＥ）する。また制御部１０１は、別の制御信号を受信した際に該論理型の情報の値に応じて異なる対応動作を実行してもよい。なお、論理型の情報の値を変更する際に、同時に他の対応動作が行われてもよいし、論理型の情報の値の変更も、制御信号の受信回数に応じて行うようにしてもよいことは容易に想像されよう。また、論理型の情報の値がＴＲＵＥの場合のみ、一部の制御信号に対応する対応動作を実行するようにしてもよい。

このようにすることで、１つの玩具体１００に対して、購入後の機能拡張や配信コンテンツに連動した機能提供を行うことができるため、ユーザの興趣を長期にわたって持続させることができる。

［実施形態３］
上述した実施形態１及び２では、玩具体１００は非知覚周波数帯の音声信号パターンが再生された場合に、該音声信号パターンを検出し、変換して得られた制御信号に対応する対応動作を実行するものとして説明した。本実施形態では、例えば周囲の環境音や同時再生される映像コンテンツの音声の影響により、音声信号パターンが玩具体１００において正しく検出されないことを考慮した玩具システムの処理について説明する。なお、本実施形態において玩具システム及び玩具体１００の構成は上述の実施形態１と同様であるため、説明を省略する。

《対応動作の実行タイミング》
本実施形態の玩具システムでは、テレビ受像機２００において再生される音声信号に、１つの対応動作を玩具体１００に行わせるための音声信号パターンが、対応動作の実行タイミングに先立って、複数回に渡って含められる。複数回の音声信号パターンは、全て同一の対応動作の実行を指示するものではあるが、制御信号に変換された場合に、対応動作を実行するタイミングを指示するタイミング情報が含まれる。

〈制御信号構成〉
ここで、玩具体１００に伝達される音声信号パターンの変換結果である本実施形態の制御信号の構成について、図５に例示する。制御信号は、例えばヘッダ５０１、命令識別ＩＤ５０２、タイミング情報５０３、及びフッタ５０４で構成される。

ヘッダ５０１及びフッタ５０４は、音声信号パターンの開始及び終了を示す情報である。またヘッダ５０１には、例えばＣＲＣ等の、パターンが正常に伝送されているかをチェックするための情報が含まれる。音声解析部１０５は、該情報を用いて非知覚周波数帯の特定の音声信号パターンが正しく検出された判断し、正しいと判断した場合に制御信号を制御部１０１に伝送すればよい。

命令識別ＩＤ５０２は、制御信号を識別するための情報である。制御部１０１は、対応動作テーブルから、命令識別ＩＤ５０２が関連付けられたレコードを参照し、対応動作を特定する。

タイミング情報５０３は、上述した、対応動作を実行するタイミングを指定するタイミング情報である。タイミング情報５０３は、例えば制御信号に係る音声信号パターンの検出時を０とした、対応動作を実行するまでに待機する時間を示す情報であってもよい。

即ち、本実施形態の玩具システムにおいて、テレビ受像機２００で再生される音声信号に含まれる複数回の音声信号パターンは、同一の命令識別ＩＤ５０２を有し、かつ異なるタイミング情報５０３を有する。本実施形態においては、図６に示されるように、パターン１〜パターン４の４回の音声信号パターンが音声信号に含まれる。各音声信号パターンは、対応動作を実行するために待機を開始する時間的な位置が異なる（対応動作を実行するまでに待機する時間が異なる）パターン１〜パターン４のタイミング情報５０３をそれぞれ有している。一方で、各音声信号パターンのタイミング情報５０３は、同一の対応動作実行タイミングを指定しているため、玩具体１００はどの音声信号パターンを検出しても、同一のタイミングで対応動作を実行することができる。このことは、例えば映像コンテンツのように、他のコンテンツと玩具体１００とが連動する場合等、対応動作の実行タイミングに正確性が要求される場合に特に有用である。

《音声連動処理》
以下、本実施形態の玩具体１００の音声連動処理について、図７のフローチャートを用いて具体的な処理を説明する。なお、本音声連動処理について、上述した実施形態１と同様の処理を行うステップについては同一の参照符号を付して説明を省略し、以下では本実施形態に特徴的なステップの処理の説明に留める。

Ｓ４０３において制御信号に対応する対応動作を特定した後、制御部１０１は処理をＳ７０１に移す。Ｓ７０１で、制御部１０１は、特定した対応動作を実行するタイミングまで処理を待機する。具体的には制御部１０１は、制御信号に含まれるタイミング情報５０３を参照し、規定される待機時間に基づいて処理を待機する。待機時間の経過後、制御部１０１は処理をＳ４０４に移す。

このようにすることで、本実施形態の玩具システムでは、１つの対応動作に先立って複数回に渡って出力される音声信号パターンのいずれかを玩具体１００が検出しさえすれば、所望のタイミングで玩具体１００に対応動作を実行させることができる。

［変形例］
上述した実施形態１乃至３では、玩具体１００で行う制御信号に対応した対応動作として、音声再生部１０６による音声信号の再生を例示したが、玩具体１００において再生される音声信号にも、非知覚周波数帯の音声信号パターンを含まれていてもよい。このようにすることで、複数体の玩具体同士や、玩具体１００と他のゲーム筐体等とでインタラクティブ要素を含む遊戯を提供することができる。

なお、玩具体１００で再生する音声信号には、予め決まった非知覚周波数帯の音声信号パターンが含まれていてもよいし、例えば受信した制御信号に応じて音声信号パターンを選択し、音声解析部１０５が再生する所定の音声信号に重畳して再生してもよい。

以上、本発明の実施について、実施形態１乃至３及び変形例を用いて説明したが、各実施形態で説明した要素は、適宜組み合わされてもよいことは容易に理解されよう。

Claims (14)

1. 再生装置と玩具体とを音声により連動させる玩具システムであって、
   前記再生装置は、
   予め定められた複数の音声信号を再生する音声再生手段を有し、
   前記玩具体は、
   前記音声再生手段により、対応動作の実行タイミングに先立って再生される前記予め定められた複数の音声信号のうちの少なくともいずれかの音声信号を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された音声信号を解析し、制御命令に変換する変換手段と、
   前記変換手段により変換された前記制御命令に対応する対応動作の実行を制御する制御手段と、を有し、
   前記予め定められた複数の音声信号には、各々同一の対応動作を実行させる前記制御命令が含まれ、
   前記予め定められた複数の音声信号のいずれの音声信号を取得した場合においても、前記制御手段により前記制御命令に対応する対応動作が同一のタイミングで実行されるよう、前記複数の音声信号は構成される、玩具システム。
2. 前記予め定められた複数の音声信号には、さらに各々異なるタイミング情報が含まれ、
   前記制御手段は、前記取得された音声信号に含まれる前記タイミング情報で指定されるタイミングで、該制御命令に対応する対応動作の実行を制御する、請求項１に記載の玩具システム。
3. 前記玩具体は、所定の音声信号を再生する再生手段、前記玩具体を振動させる振動手段、及び前記玩具体に接続された発光手段の発光を制御する発光制御手段の少なくともいずれかをさらに有し、
   前記制御手段は、前記制御命令に対応する対応動作として、前記再生手段による所定の音声信号の再生、前記振動手段による前記玩具体の振動、前記発光制御手段による前記発光手段の発光の少なくともいずれかを実行させる、請求項１または２に記載の玩具システム。
4. 前記制御手段は、前記制御命令に対応する外部機器への外部制御命令を特定し、該外部制御命令に対応した音声信号パターンを含む所定の音声信号を前記再生手段に再生させる、請求項３に記載の玩具システム。
5. 前記制御手段により特定された前記外部制御命令に対応した音声信号パターンを、所定の音声信号に重畳する重畳手段をさらに有する、請求項４に記載の玩具システム。
6. 前記制御手段は、前記制御命令が予め定められた制御命令である場合に、該制御命令に対応する対応動作の実行回数に応じて、異なる対応動作を実行するように制御する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の玩具システム。
7. 前記制御手段は、前記制御命令が予め定められた制御命令である場合に、該制御命令に対応する対応動作の実行回数に応じて、該制御命令とは異なる制御命令に対応して実行される対応動作を異なる対応動作に変更する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の玩具システム。
8. 前記変換手段は、第１の周波数帯よりも高い第２の周波数帯の音声信号について解析を行う、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の玩具システム。
9. 前記第２の周波数帯は、非知覚周波数帯である、請求項８に記載の玩具システム。
10. 前記第２の周波数帯は、１８ｋＨｚ以上である、請求項８または９に記載の玩具システム。
11. 前記再生装置は、
    前記予め定められた複数の音声信号が関連付けられた映像コンテンツを取得するコンテンツ取得手段と、
    前記コンテンツ取得手段により取得された前記映像コンテンツの映像信号を表示手段に表示する表示制御手段と、をさらに有し、
    前記音声再生手段は、前記映像コンテンツに関連付けられた前記予め定められた複数の音声信号を再生する、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の玩具システム。
12. 再生装置の音声再生手段により、対応動作の実行タイミングに先立って再生される予め定められた複数の音声信号のうちの少なくともいずれかの音声信号を取得する取得工程と、
    前記取得工程において取得された音声信号を解析し、制御命令に変換する変換工程と、
    前記変換工程において変換された前記制御命令に対応する対応動作の実行を制御する制御工程と、を有し、
    前記予め定められた複数の音声信号には、各々同一の対応動作を実行させる前記制御命令が含まれ、
    前記予め定められた複数の音声信号のいずれの音声信号を取得した場合においても、前記制御工程における前記制御命令に対応する対応動作が同一のタイミングで実行されるよう、前記複数の音声信号は構成される、玩具体の制御方法。
13. 前記予め定められた複数の音声信号には、さらに各々異なるタイミング情報が含まれ、
    前記制御工程において、前記取得された音声信号に含まれる前記タイミング情報で指定されるタイミングで、該制御命令に対応する対応動作の実行が制御される、請求項１２に記載の玩具体の制御方法。
14. コンピュータを、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の玩具システムの再生装置の各手段として機能させるためのプログラム。

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