JP6396475B2 - ロボット掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、光を放出する発光ユニットを含むロボット掃除機に関する。

一般に、ロボットは、産業用に開発されて工場自動化の一部分を担ってきた。近年、ロボットの応用分野がさらに拡大し、医療用ロボットや宇宙航空ロボットなどが開発され、一般家庭で用いられる家庭用ロボットも製作されている。

家庭用ロボットの代表的な例としてはロボット掃除機が挙げられるが、ロボット掃除機は、所定領域を自律走行しながら周辺の塵埃や異物を吸入して掃除する電子機器の一種である。このようなロボット掃除機は、一般に充電可能なバッテリ及び走行中に障害物を回避するための障害物センサを備え、自律走行しながら掃除することができる。

一方、ロボット掃除機を制御するための方式としては、ユーザインタフェースであるリモコンを用いる方式、ロボット掃除機本体に備えられたボタンを用いる方式などがある。

近年、前記ロボット掃除機を用いた応用技術が開発されている。例えば、ネットワーキング機能を有するロボット掃除機の開発が進められ、遠隔地から掃除命令を下せるようにしたり、家の中の状況をモニタできるようにする機能が実現されている。また、カメラや各種センサを用いて自己位置認識及び地図作成機能を有するロボット掃除機が開発されている。

ただし、ロボット掃除機の様々な機能が実現されることにより、使用者の制御命令によらずに移動及び駆動されるロボット掃除機の状態を把握することが困難であるという欠点がある。

そこで、本発明は、駆動状態を示す発光ユニットを備えたロボット掃除機を提供することを課題とする。

このような本発明の課題を解決するために、本発明の一実施形態によるロボット掃除機は、外観を形成する本体と、前記本体を移動させる駆動ユニットと、前記本体の下部に設けられ、床面や空気中の汚物又は塵埃を吸入する掃除ユニットと、前記本体の下部に設けられ、前記駆動ユニットの駆動状態によって外部に光を放出するように形成される発光ユニットと、前記本体が停止している第１駆動状態、前記本体が移動している第２駆動状態、及び前記本体が回転している第３駆動状態のそれぞれによって異なる形態で発光するように複数の前記発光ユニットを制御する制御部とを含む。

本発明の一態様によれば、それぞれの前記発光ユニットは、前記制御部により少なくとも１つの色の光を発光するように形成される発光部と、前記発光部を覆うように形成され、前記光が透過するように透明な材質で形成される支持部と、前記支持部の内面の一部領域に形成され、下方に向かって光が反射されるように開口部を含む反射部（リフレクタ）とを含む。

本発明の一態様によれば、前記発光部を中心とする前記開口部の両端間の挟角が９０度以下となるようにする。

本発明の一態様によれば、前記発光部及び前記開口部の一端を結ぶ第１直線と前記本体を支持する地面との間の角度が９０度以上となるようにする。

本発明の一態様によれば、前記発光部及び前記開口部の他端を結ぶ第２直線と前記地面とが予め設定された角度をなすように形成される。

本発明の一態様によれば、前記制御部は、前記光が反射する領域を変更するために、前記支持部の内面に沿って前記反射部を移動させる。

本発明の一態様によれば、前記反射部は、前記本体の外周面に沿って形成される複数の反射部材を含み、前記制御部は、前記駆動状態に基づいて前記複数の反射部材が異なる位置に移動するように制御する。

本発明の一態様によれば、前記発光部は、前記反射部に沿って形成される複数の発光部材を含み、前記制御部は、前記駆動状態に基づいて前記複数の発光部材を異なる形態でアクティブにする。

本発明の一態様によれば、前記複数の発光部は、前記本体の外周に沿って形成され、前記制御部は、前記第２駆動状態で、前記本体が移動する方向を前方部、前記前方部から最も離隔した領域を後方部と規定し、前記制御部は、前記前方部と前記後方部の少なくとも１つの領域に形成された発光部をアクティブにする。

本発明の一態様によれば、前記複数の発光部は、前記本体の外周に沿って形成され、前記制御部は、前記第２状態で、前記複数の発光部のいずれかを基準発光部と規定し、前記基準発光部から一方向に前記発光部を順次アクティブにする。

本発明の一態様によれば、前記制御部は、時間が経過するにつれて前記発光部から放出される光の明るさを変化させるように前記発光ユニットを制御する。

本発明の一態様によれば、前記制御部は、前記第１〜第３駆動状態のいずれかの駆動状態で、予め設定されたパターンの光を放出するように前記複数の発光ユニットを制御する。

本発明の一態様によれば、前記予め設定されたパターンは、前記本体の外周から遠ざかる方向又は前記本体の外周に近づく方向に移動する波動の形状からなる。

本発明の一態様によれば、前記本体に対する障害物を検知する検知部をさらに含み、前記本体が移動することにより障害物が検知されると、前記前方部に配置される発光ユニットをアクティブにする。

本発明の一態様によれば、前記ロボット掃除機は、前記本体に装着されて外部の汚物又は塵埃を検知する複数の検出ユニットをさらに含み、前記制御部は、前記複数の検出ユニットの駆動状態を把握し、前記制御部は、前記検出ユニットの駆動状態にエラーが発生した場合、前記検出ユニットに近接して配置された発光ユニットをアクティブにする。

本発明においては、発光ユニットが本体の駆動状態に基づいて異なる形状及び色の光を供給するので、使用者は光を用いてロボット掃除機の駆動状態を把握することができる。また、発光ユニットが本体の周辺領域に光を供給するので、使用者はロボット掃除機の周辺状態を検知することもできる。

さらに、本体の外部に向かって伝達される様々なパターンの光により、使用者の制御命令によらずに自動で移動するロボット掃除機が生きているような美感を与えることができる。

一実施形態によるロボット掃除機の外観を示す斜視図である。 一実施形態によるロボット掃除機の構成図である。 一実施形態によるロボット掃除機の構成図である。 一実施形態によるロボット掃除機の前面を示す正面図である。 一実施形態によるロボット掃除機の下部を示す背面図である。 一実施形態によるロボット掃除機の側断面図である。 一実施形態による発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。 一実施形態による複数の発光部のアクティブ化方法を説明するための概念図である。 発光ユニットの駆動方法を説明するための回路ブロック図である。 発光ユニットの駆動方法を説明するための回路ブロック図である。 ロボット掃除機の第２及び第３駆動状態における発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。 ロボット掃除機の第２及び第３駆動状態における発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。 ロボット掃除機の第２及び第３駆動状態における発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。 ロボット掃除機の第３駆動状態における発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。 ロボット掃除機の第３駆動状態における発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。 ロボット掃除機の第１駆動状態における発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。 ロボット掃除機の第１駆動状態における発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。 一実施形態による発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。 一実施形態による発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。 一実施形態による発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。 一実施形態による発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。 一実施形態による発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。 一実施形態による発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。 一実施形態による発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。

以下、添付図面を参照して本明細書に開示された実施形態を詳細に説明するが、図面の番号に関係なく同一又は類似の構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。以下の説明で用いられる構成要素の接尾辞である「モジュール」及び「部」は、明細書の作成を容易にするために付与又は混用されるものであり、それ自体が有意性や有用性を有するものではない。また、本明細書に開示された実施形態を説明するにあたって、関連する公知技術についての具体的な説明が本明細書に開示された実施形態の要旨を不明にすると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。なお、添付図面は本明細書に開示された実施形態を容易に理解できるようにするためのものにすぎず、添付図面により本明細書に開示された技術的思想が制限されるものと解釈されてはならないことに留意すべきである。

図２を参照すると、一実施形態によるロボット掃除機は、自己診断モードを備えたロボット掃除機において、１つ以上の検出ユニット１００と、制御ユニット２００と、入力ユニット３００と、出力ユニット４００とを含む。１つ以上の検出ユニット１００は、前記ロボット掃除機に備えられ、内部又は外部に関する検出情報を出力する。入力ユニット３００は、前記自己診断モードの実行命令の入力を受け、制御ユニット２００は、前記実行命令に従って前記自己診断モードを実行し、前記検出情報を用いて前記ロボット掃除機を診断する。出力ユニット４００は、前記自己診断モードの実行結果を出力する。ここで、制御ユニット２００は、前記自己診断モードによって１つ以上の検出ユニット１００自体の状態を診断する。

使用者などは、入力ユニット３００により、前記ロボット掃除機に直接制御命令を入力する。また、使用者などは、入力ユニットにより、後述する保存ユニットに保存された情報のうちの１つ以上の情報を出力させる命令を入力することができる。入力ユニット３００は、１つ以上のボタンで形成されてもよい。例えば、入力ユニット３００は、確認ボタン、設定ボタンを含んでもよい。確認ボタンは、検知情報、障害物情報、位置情報、掃除領域や掃除地図を確認する命令を入力するものである。設定ボタンは、前記情報を設定する命令を入力するものである。入力ユニットは、前記情報を再設定する命令を入力する再設定ボタン、削除ボタン、掃除開始ボタン、停止ボタンなどを備えてもよい。他の例として、入力ユニット３００は、予約情報を設定又は削除するためのボタンを備えてもよい。また、入力ユニット３００は、掃除モードを設定又は変更するボタンをさらに備えてもよい。また、入力ユニット３００は、充電台に復帰させる命令の入力を受けるボタンをさらに備えてもよい。

入力ユニット３００は、図１に示すように、ハードキー、ソフトキー、タッチパッドなどであって、ロボット掃除機の上部に設けられてもよい。また、入力ユニット３００は、出力ユニットと共にタッチスクリーンの形態を有するようにしてもよい。入力ユニット３００は、自己診断モードの開始、終了、停止、解除などの命令の入力を受ける。使用者などは、ロボット掃除機に設けられたボタンのうちいずれか１つを押圧するか、複数のボタンを所定の形式で押圧するか、１つのボタンを所定時間押圧することにより、自己診断モードに移行させる命令を入力するようにしてもよい。他の例として、使用者などは、リモコン、端末機などを用いて制御信号を発生することにより、自己診断モードの実行命令をロボット掃除機に入力するようにしてもよい。この場合、ロボット掃除機は、制御信号を受信するセンサや通信手段をさらに含む。また、入力ユニット３００は、診断対象、診断方式、診断順序などを設定したり、診断対象、診断方式、診断順序などの入力を受けるようにしてもよい。

出力ユニット４００は、図１に示すように、ロボット掃除機の上部に備えられる。設置場所や設置形態を変えてもよいことはいうまでもない。例えば、出力ユニット４００は、予約情報、バッテリの状態、集中掃除、空間拡張、ジグザグ運転などの掃除方式又は走行方式などを画面に表示する。出力ユニット４００は、検出ユニット１００により検出されたロボット掃除機内部の状態情報、例えばロボット掃除機を構成する各ユニットの現在の状態や現在の掃除状態を出力するようにしてもよい。また、出力ユニット４００は、検出ユニット１００により検出された外部の検出情報、障害物情報、位置情報、掃除領域、掃除地図などを画面に表示するようにしてもよい。出力ユニット４００は、発光ダイオード（Light Emitting Diode; LED）、液晶表示装置（Liquid Crystal Display; LCD）、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel）、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode; OLED）のいずれかの素子で形成されてもよい。

出力ユニット４００は、自己診断モードの実行結果を音で出力する音出力手段をさらに含んでもよい。例えば、出力ユニット４００は、警告信号に基づいて外部に警告音を出力するようにしてもよい。音出力手段は、ビーパー（beeper）、スピーカなどの音を出力する手段を含む。出力ユニット４００は、後述する保存ユニットに保存されたオーディオ情報を用いて診断結果を外部に出力するようにしてもよい。

図２を再び参照すると、一実施形態によるロボット掃除機は、前記自己診断モードによる診断アルゴリズムが予め設定された保存ユニット５００をさらに含む。保存ユニット５００は、診断対象、診断方式などによってそれぞれ診断アルゴリズムを保存するようにしてもよく、診断アルゴリズム全体を予め保存するようにしてもよい。保存ユニット５００は、ロボット掃除機の状態、診断結果を外部に伝播するためのオーディオ情報を保存するようにしてもよい。すなわち、保存ユニット５００は、ロボット掃除機の状態、自己診断モードの実行結果などをメッセージデータや音響データの形にパターン化して予め保存する。出力ユニット４００は、信号処理部を備えて保存ユニットに保存されたオーディオ情報を信号処理し、音出力手段により外部に出力する。

保存ユニット５００は、ロボット掃除機を制御（起動）する制御プログラム及びそれによるデータを保存する。保存ユニット５００は、オーディオ情報に加え、画像情報、障害物情報、位置情報、掃除領域、掃除地図などをさらに保存するようにしてもよい。また、保存ユニット５００は、掃除方式、走行方式を保存するようにしてもよい。保存ユニット５００は、不揮発性メモリを主に使用する。ここで、前記不揮発性メモリ（Non-Volatile Memory, NVM, NVRAM）は、電源が供給されなくても保存された情報を維持し続ける記憶装置である。不揮発性メモリは、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、磁気記憶装置（例えば、ハードディスク、ディスケットドライブ、磁気テープ）、光ディスクドライブ、磁気ＲＡＭ、ＰＲＡＭなどを含む。

検出ユニット１００は、図３に示すように、外部の物体を検出する物体検出ユニット１１０を含む。また、前記検出ユニットは、前記ロボット掃除機の動作を検出する動作検出ユニット１２０をさらに含む。また、前記検出ユニットは、前記ロボット掃除機を構成するユニットの状態を検出する状態検出ユニット１３０をさらに含む。前記検出ユニットは、物体検出ユニット１１０、動作検出ユニット１２０、及び状態検出ユニット１３０の１つ以上のユニットやそれを構成するセンサを含むようにしてもよい。

物体検出ユニット１１０は、外部信号検知センサ、前方検知センサ、障害物検知センサ、崖検知センサ、下部カメラセンサ、上部カメラセンサの１つ以上のセンサを含む。

ロボット掃除機は、外部信号を検知する外部信号検知センサを含む。外部信号検知センサは、赤外線センサ（Infrared Ray Sensor）、超音波センサ（Ultra Sonic Sensor）、ＲＦセンサ（Radio Frequency Sensor）などであってもよい。ロボット掃除機は、外部信号検知センサを用いて充電台が発生する案内信号を受信し、充電台の位置及び方向を確認する。充電台は、ロボット掃除機が復帰できるように、方向及び距離を示す案内信号を発信する。ロボット掃除機は、充電台から発信される信号を受信し、現在の位置を判断して移動方向を設定し、充電台に復帰する。また、ロボット掃除機は、外部信号検知センサを用いてリモコン、端末機などの遠隔制御装置が発生する信号を検知する。外部信号検知センサは、ロボット掃除機の内部又は外部の一側に備えられる。本発明の実施形態においては、外部信号検知センサとして赤外線センサを例に挙げて説明する。赤外線センサ１１１は、ロボット掃除機の内部、例えば出力ユニットの下部又は上部カメラセンサの周辺に設けられてもよい。

自己診断モードが実行されると、制御ユニット２００は、赤外線センサの出力値と予め設定された基準値とを比較し、比較結果を用いて赤外線センサを診断する。自己診断モードにおいて、制御ユニット２００は、診断アルゴリズムに従ってロボット掃除機を所定のパターンで移動させ、所定距離内で赤外線センサが充電台などの外部装置から信号を受信できない場合は赤外線センサに異常があると診断する。ここで、前記基準値は、０を含む所定の回数であってもよい。出力ユニット４００は、赤外線センサに異常がある場合、「赤外線センサに問題があって充電を試みません」、「本体下部の主電源スイッチを入れなおしてもう一度診断モードを実行してください」、「問題が繰り返される場合は、サービスセンターに問い合わせてください」などの音声メッセージを出力したり、前記メッセージを画面に表示するようにしてもよい。赤外線センサに異常がある場合、充電台を見付けることができないので、制御ユニット２００は、ロボット掃除機を現在の位置に停止させ、その後出力ユニットにより使用者などに現在の状態を通知させるようにしてもよい。

前方検知センサは、ロボット掃除機の前方、例えば図４に示すように、外周面に所定の間隔で設けられる。前方検知センサは、ロボット掃除機の移動方向に存在する物体、特に障害物を検知し、検出情報を制御ユニットに伝達する。すなわち、前方検知センサは、ロボット掃除機の移動経路上に存在する突出物、家の中の什器、家具、壁面、壁の角などを検知し、その情報を制御ユニットに伝達する。前方検知センサは、赤外線センサ、超音波センサ、ＲＦセンサ、地磁気センサなどであってもよい。ロボット掃除機は、前方検知センサとして１種のセンサを用いてもよく、必要に応じて２種以上のセンサを共に用いてもよい。本発明の実施形態においては、前方検知センサとして超音波センサを例に挙げて説明する。

超音波センサは、一般的に遠距離の障害物を検知するのに主に用いられる。超音波センサは、発信部と受信部とを備える。制御ユニット２００は、発信部から放射された超音波が障害物などにより反射されて受信部に受信されるか否かによって障害物の有無を判断し、受信時間を用いて障害物との距離を算出する。図４又は図６を参照すると、５つの超音波センサ１１２がロボット掃除機の前方外周面に沿って設けられている。図６を参照すると、ロボット掃除機は、超音波センサの発信部１１２ａと受信部１１２ｂとを交互に備える。すなわち、ロボット掃除機の前面に発信用超音波センサと受信用超音波センサとが交互に設けられている。図４又は図６を参照すると、発信部１１２ａは、本体の前面中央から左右に離隔して配置される。受信部１１２ｂの間に１つ又は２つ以上の発信部１１２ａが配置されて障害物などから反射された信号の受信領域を形成する。このような配置により、センサの数を減らしながらも受信領域を拡張することができる。超音波の発信角度は、クロストーク現象を防止するように、それぞれ他の信号に影響を及ぼさない範囲の角度を維持する。受信部１１２ｂは異なる受信感度を有するように設定されてもよい。また、超音波センサから発信される超音波が上向きに出力されるように、超音波センサは、所定角度上向きに設けられてもよい。また、超音波センサは、超音波が下向きに放射されることを防止するために、遮断部材をさらに含んでもよい。

超音波センサは、障害物の有無、障害物との距離によって異なる出力値を制御ユニットに伝達する。出力値の範囲は、超音波センサの検知範囲によって異なる範囲となるように設定されてもよい。自己診断モードが実行されると、制御ユニット２００は、超音波センサの出力値と予め設定された基準値とを比較し、比較結果を用いて超音波センサを診断する。自己診断モードにおいては、ロボット掃除機の周辺に充電台以外に他の物体が存在しないので、障害物がないと検知しなければならない。制御ユニット２００は、診断アルゴリズムに従ってロボット掃除機を所定のパターンで移動させ、障害物が存在する場合のように超音波センサが基準値以上の出力値を出力した場合は超音波センサに異常があると診断する。例えば、制御ユニット２００は、ロボット掃除機が充電台との間に所定間隔をあけた状態での出力値、１８０度回転した後の出力値、所定距離直進移動した後の出力値などを用いて超音波センサの異常を診断するようにしてもよい。出力ユニット４００は、超音波センサに異常がある場合、「超音波センサに問題があって充電を試みません」、「本体下部の主電源スイッチを入れなおしてもう一度診断モードを実行してください」、「問題が繰り返される場合は、サービスセンターに問い合わせてください」などの音声メッセージを出力したり、前記メッセージを画面に表示するようにしてもよい。超音波センサに異常がある場合、ロボット掃除機は、前方にあり得る充電台を検知することができず、充電台と衝突する恐れがある。よって、制御ユニット２００は、ロボット掃除機を充電台に移動させるのではなく、ロボット掃除機を現在の位置に停止させ、その後出力ユニットにより使用者などに現在の状態を通知させるようにしてもよい。

障害物検知センサ１１３は、図４又は図６に示すように、前記前方検知センサと共にロボット掃除機の外周面に設けられる。また、障害物検知センサは、外周面に沿って設けられるのではなく、ロボット掃除機本体の外側に突出する面を有するように設けられてもよい。障害物検知センサは、赤外線センサ、超音波センサ、ＲＦセンサ、ＰＳＤ（Position Sensitive Device）センサなどであってもよく、前方や側方に存在する障害物を検知し、障害物情報を制御ユニットに伝達する。すなわち、障害物検知センサは、ロボット掃除機の移動経路上に存在する突出物、家の中の什器、家具、壁面、壁の角などを検知し、その情報を制御ユニットに伝達する。また、ロボット掃除機は、前方検知センサや障害物検知センサを用いて、壁面との距離を一定に維持しながら移動することができる。本発明の実施形態においては、前方検知センサとしてＰＳＤセンサを例に挙げて説明する。

ＰＳＤセンサは、半導体の表面抵抗を用いて１つのｐ−ｎ接合により入射光の短長距離の位置を検出する。ＰＳＤセンサには、一軸方向の光のみを検出する１次元ＰＳＤセンサと、平面上の光の位置を検出する２次元ＰＳＤセンサがあり、どちらもｐｉｎフォトダイオード構造を有する。ＰＳＤセンサは、赤外線センサの一種であり、障害物に対して赤外線を発光して障害物を検知し、反射されて戻ってくる時間を用いて距離を測定する。すなわち、ＰＳＤセンサは、障害物に対して赤外線を発光する発光部と、障害物から反射されて戻ってくる赤外線を受光する受光部とを備え、一般的にモジュール形態で構成される。ＰＳＤセンサは、障害物の反射率、色の違いに関係なく安定した測定値を得ることができ、三角測量方式を用いる。

ＰＳＤセンサは、超音波センサと同様に、障害物の有無、障害物との距離によって異なる出力値を制御ユニットに伝達する。出力値の範囲は、ＰＳＤセンサの検知範囲によって異なる範囲となるように設定されてもよい。自己診断モードが実行されると、制御ユニット２００は、ＰＳＤセンサの出力値と予め設定された基準値とを比較し、比較結果を用いてＰＳＤセンサを診断する。自己診断モードにおいては、ロボット掃除機の周辺に充電台以外に他の物体が存在しないので、障害物がないと検知しなければならない。制御ユニット２００は、診断アルゴリズムに従ってロボット掃除機を所定のパターンで移動させ、ＰＳＤセンサが基準値以上の出力値を出力した場合はＰＳＤセンサに異常があると診断する。例えば、制御ユニット２００は、ロボット掃除機を充電台とは逆方向に所定距離直進移動させ、出力値と基準値とを比較することにより、ＰＳＤセンサの異常を診断するようにしてもよい。出力ユニット４００は、ＰＳＤセンサに異常がある場合、「左／右側の障害物検知センサの窓を拭いてください」などの音声メッセージを出力したり、前記メッセージを画面に表示するようにしてもよい。

崖検知センサは、別名をクリフセンサ（Cliff Sensor）ともいう。崖検知センサとしては、様々なタイプの光センサを主に用いるが、本実施形態においては、赤外線センサを例に挙げて説明する。この場合、崖検知センサは、前記障害物検知センサのように、発光部と受光部とを備えた赤外線センサモジュールの形態を有するようにしてもよい。図５を参照すると、崖検知センサ１１４は、ロボット掃除機の背面に存在する所定深さの溝内に備えられる。崖検知センサは、ロボット掃除機の種類によって異なる位置に設けられる。

図５を参照すると、ロボット掃除機の前方に１つの崖検知センサが設けられ、相対的に後側に２つのセンサが設けられている。図５の形態は、例えば次のように用いることができる。便宜上、最も前方に設けられた崖検知センサを第１センサ１１４ａといい、後側に設けられたセンサを第２センサ１１４ｂ、１１４ｃという。第１センサ及び第２センサは、一般的に全て同じ種類のセンサ、例えば赤外線センサで構成されるが、異なる種類のセンサで構成されてもよい。制御ユニット２００は、第１センサが地面に向けて赤外線を発光して受信される反射信号の受信時間を用いて崖を検知し、深さを分析するようにしてもよい。また、制御ユニット２００は、第２センサを用いて第１センサにより検知された崖の地面状態を把握するようにしてもよい。例えば、制御ユニット２００は、第１センサにより崖の有無及び崖の深さを判断し、その後第２センサにより反射信号が検知された場合にのみ崖を通過させる。他の例として、制御ユニット２００は、第１センサ及び第２センサの検知結果の組み合わせによりロボット掃除機が浮き上がる現象を判断するようにしてもよい。

崖検知センサは、ロボット掃除機が動いている間、連続して床面を検知する。自己診断モードが実行されると、制御ユニット２００は、崖検知センサの出力値と予め設定された基準値とを比較し、比較結果を用いて崖検知センサを診断する。自己診断モードにおいて、制御ユニット２００は、診断アルゴリズムに従ってロボット掃除機を所定のパターンで移動させ、崖検知センサが基準値以上の出力値を出力した場合は崖検知センサに異常があると診断する。例えば、制御ユニット２００は、ロボット掃除機を所定距離直進移動させ、崖検知センサが基準値以上の出力値を出力した場合は崖検知センサに異常があると診断する。出力ユニット４００は、崖検知センサに異常がある場合、「底面前方にある崖検知センサに異常があります」、「崖検知センサに問題があって充電を試みません」、「センサを拭いてください」などの音声メッセージを出力したり、前記メッセージを画面に表示するようにしてもよい。崖検知センサに異常がある場合、ロボット掃除機は、前方にある崖を検知することができず、ロボット掃除機自体が破損する恐れがある。よって、制御ユニット２００は、ロボット掃除機を充電台に移動させるのではなく、ロボット掃除機を現在の位置に停止させ、その後出力ユニットにより使用者などに現在の状態を通知させるようにしてもよい。

下部カメラセンサ１１５は、図５に示すように、ロボット掃除機の背面に備えられ、移動中に下方、すなわち床面、被掃除面を撮影する。下部カメラセンサは、別名をオプティカルフローセンサ（Optical Flow Sensor）ともいう。下部カメラセンサは、センサ内に備えられたイメージセンサから入力される下方画像を変換して所定形式の画像データを生成する。生成された画像データは保存ユニット５００に保存される。下部カメラセンサは、レンズと、前記レンズを調節するレンズ調節部とをさらに備えてもよい。前記レンズとしては、焦点距離が短く、かつ深度が深いパンフォーカスレンズを用いることがよい。前記レンズ調節部は、前後移動のための所定のモータ及び移動手段を備え、前記レンズを調節する。また、イメージセンサに隣接して少なくとも１つの光源が設けられてもよい。少なくとも１つの光源は、イメージセンサにより撮影される床面の領域に光を照射する。すなわち、ロボット掃除機が床面に沿って掃除領域を移動する場合、床面が平坦であれば、イメージセンサと床面との間の距離が一定に維持される。それに対して、ロボット掃除機が不均一な表面の床面を移動する場合は、床面の凹凸及び障害物により所定距離以上遠ざかる。ここで、少なくとも１つの光源は、照射する光の量を調節できるように形成されてもよい。前記光源は、光量の調節が可能な発光素子、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなる。

下部カメラセンサは、ロボット掃除機の滑走に関係なくロボット掃除機の位置を検出することができる。制御ユニット２００は、下部カメラセンサにより撮影された画像データを時間毎に比較分析して移動距離及び移動方向を算出し、それに基づいてロボット掃除機の位置を算出する。下部カメラセンサを用いてロボット掃除機の下方を観察することにより、制御ユニットは、他の手段で算出した位置に対して滑走に強い補正を行うことができる。

下部カメラセンサは、移動中に常に床面を撮影するので、所定値以上を制御ユニットに出力する。自己診断モードが実行されると、制御ユニット２００は、下部カメラセンサの出力値が予め設定された基準値（例えば、０を含む任意の値）以上であるか否かによって下部カメラセンサを診断する。制御ユニット２００は、例えば、診断アルゴリズムに従って充電台とは逆方向に所定距離直進移動させ、下部カメラセンサが基準値以下を出力したり範囲外の値を出力した場合は下部カメラセンサに異常があると診断する。出力ユニット４００は、下部カメラセンサに異常がある場合、「底面右側の下部カメラセンサの窓を拭いてください」などの音声メッセージを出力したり、前記メッセージを画面に表示するようにしてもよい。

図１を参照すると、ロボット掃除機は、上方又は前方に向かうように設けられてロボット掃除機の周辺を撮影する上部カメラセンサ１１６をさらに含む。ロボット掃除機が複数の上部カメラセンサを備える場合、カメラセンサは、所定距離又は所定角度でロボット掃除機の上部や側面に形成されるようにしてもよい。ロボット掃除機は、上部カメラセンサに連結されて被写体に焦点を合わせるレンズと、カメラセンサを調節する調節部と、前記レンズを調節するレンズ調節部とをさらに含んでもよい。前記レンズは、所定の位置でも周辺の全ての領域、例えば天井の全ての領域を撮影できるように、画角の広いレンズを用いる。例えば、画角が所定角度、例えば１６０度以上であるレンズを含む。制御ユニット２００は、上部カメラセンサから信号又はデータを受信することにより状態を診断するようにしてもよい。すなわち、制御ユニット２００は、上部カメラセンサにより撮影が行われるか否かや、上部カメラセンサにより撮影された画像データを用いて、上部カメラセンサの状態を診断するようにしてもよい。

制御ユニット２００は、上部カメラセンサにより撮影された画像データを用いて、ロボット掃除機の位置を認識し、掃除領域の掃除地図を作成するようにしてもよい。制御ユニット２００は、加速度センサ（Acceleration Sensor）、ジャイロセンサ（Gyro Sensor）、ホイールセンサ（Wheel Sensor）、前記下部カメラセンサの検出情報と上部カメラセンサの画像データを用いて位置を精密に検出することができる。また、制御ユニット２００は、前方検知センサや障害物検知センサなどにより検出された障害物情報と上部カメラセンサにより検出された位置を用いて掃除地図を精密に生成することができる。

動作検出ユニット１２０は、加速度センサ、ジャイロセンサ、ホイールセンサの１つ以上のセンサを含み、ロボット掃除機の動作を検出する。

加速度センサは、ロボット掃除機の速度変化、例えば出発、停止、方向転換、物体との衝突などによる移動速度の変化を検知する。加速度センサは、主車輪又は補助車輪に隣接した位置に取り付けられ、車輪の滑走や空転を検出するようにしてもよい。ここで、加速度センサにより検出された加速度を用いて速度を演算し、指令速度との比較によりロボット掃除機の位置を確認又は補正するようにしてもよい。しかし、本発明の実施形態において、加速度センサは、制御ユニット２００に内蔵されて掃除モードや走行モードで発生するロボット掃除機自体の速度変化を検知する。すなわち、加速度センサは、速度変化に応じた衝撃量を検出し、それに対応する電圧値を出力する。よって、加速度センサは、電子バンパーの機能を実行することができる。

加速度センサは、ロボット掃除機が動いている間、連続して床面を検知する。自己診断モードが実行されると、制御ユニット２００は、加速度センサの出力値と予め設定された基準値とを比較し、比較結果を用いて加速度センサを診断する。自己診断モードにおいて、制御ユニット２００は、診断アルゴリズムに従ってロボット掃除機を所定のパターンで移動させ、加速度センサが基準値以上の出力値を出力した場合は加速度センサに異常があると診断する。出力ユニット４００は、加速度センサに異常がある場合、「加速度センサに問題が見付かりました」、「本体下部の主電源スイッチを入れなおしてもう一度診断モードを実行してください」、「問題が繰り返される場合は、サービスセンターに問い合わせてください」などの音声メッセージを出力したり、前記メッセージを画面に表示するようにしてもよい。

ジャイロセンサは、ロボット掃除機が運転モードで動く際に回転方向を検知して回転角を検出する。ジャイロセンサは、ロボット掃除機の角速度を検出し、角速度に比例する電圧値を出力する。制御ユニット２００は、ジャイロセンサから出力される電圧値を用いて回転方向及び回転角を算出する。

ロボット掃除機は、左右の主車輪に連結されて主車輪の回転数を検知するホイールセンサをさらに含んでもよい。ホイールセンサは、ロータリエンコーダ（Rotary Encoder）であってもよい。ロータリエンコーダは、ロボット掃除機が走行モードや掃除モードで動く際に、左右の主車輪の回転数を検知して出力する。制御ユニットは、回転数を用いて左右の車輪の回転速度を演算することができる。自己診断モードにおいて、制御ユニット２００は、ロボット掃除機を予め設定された指令速度で移動させ、その後ホイールセンサの出力値を用いて演算した速度と指令速度とを比較する。制御ユニットは、比較結果を用いて主車輪の異常を診断する。また、左右の車輪の回転数の差や回転速度の差を用いて異常を診断することができる。出力ユニット４００は、主車輪に異常がある場合、「左側車輪の異物を確認してください」、「右側車輪の異物を確認してください」などの音声メッセージを出力したり、前記メッセージを画面に表示するようにしてもよい。

制御ユニット２００は、左右の車輪の回転数の差を用いて回転角を演算することができる。また、制御ユニットは、ホイールセンサの出力値を用いて演算した回転角とジャイロセンサの出力回転角とを比較し、比較結果を用いてジャイロセンサを診断する。自己診断モードにおいて、制御ユニットは、診断アルゴリズムに従ってロボット掃除機を充電台又は基準位置を中心として左右方向に１８０度回転させる。次に、ホイールセンサとジャイロセンサにより回転角を演算又は検出して互いに比較する。例えば、制御ユニットは、回転角の差が所定角度、例えば３０度以上である場合、ジャイロセンサに異常があると診断する。出力ユニット４００は、ジャイロセンサに異常がある場合、「ジャイロセンサに問題が見付かりました」、「本体下部の主電源スイッチを入れなおしてもう一度診断モードを実行してください」、「問題が繰り返される場合は、サービスセンターに問い合わせてください」などの音声メッセージを出力したり、前記メッセージを画面に表示するようにしてもよい。

状態検出ユニット１３０は、各ユニットの状態を検出するセンサであって、主車輪の状態、ホイールドロップスイッチ（Wheel Drop Switch）の状態、吸入モータの状態、回転ブラシ（Agitator）の状態などを検出するセンサを含む。さらに、前記状態検出ユニットは、ダストボックスの状態、バッテリの状態、モッププレートの状態などを検出するセンサを含む。制御ユニット２００は、前記自己診断モードを実行する前に、予め設定された１つ以上の実行条件を確認する。前記自己診断モードの実行条件は、ダストボックスの装着状態、モッププレートの装着状態、及びバッテリの状態のいずれか又はそれらの状態の組み合わせである。また、制御ユニット２００は、現在の運転モードを確認し、予約掃除などが設定されているか否かを確認し、その後自己診断モードを実行する。

ロボット掃除機は、図４〜図７に示すように、ロボット掃除機の移動を可能にするために、下部両側にそれぞれ左右の主車輪７１０ａ、７１０ｂを備える。使用者の把持を容易にするために、主車輪の両側面に取っ手が設けられていてもよい。図３を参照すると、ロボット掃除機は、駆動ユニット７００をさらに含む。駆動ユニット７００は、左右の主車輪に連結される。駆動ユニットは、前記車輪を回転させる所定のホイールモータ（Wheel Motor）を備え、前記ホイールモータを駆動することによりロボット掃除機を移動させる。ホイールモータは、それぞれ主車輪に連結されて主車輪を回転させ、ホイールモータは、互いに独立して動作し、双方向に回転可能である。また、ロボット掃除機は、背面に１つ以上の補助車輪７２０ａ、７２０ｂを備え、ロボット掃除機を支持し、ロボット掃除機と床面（被掃除面）との摩擦を最小限に抑え、ロボット掃除機の移動を円滑にする。

制御ユニット２００は、自己診断モードを実行させる命令が入力されると、ホイールモータの状態を診断する。制御ユニット２００は、電流検出手段を備え、ホイールモータの駆動電流を検出する。次に、制御ユニット２００は、検出された駆動電流と予め設定された基準電流とを比較し、比較結果に基づいてホイールモータの状態を診断する。電流検出手段としては、電流トランスデューサなどを用いてもよく、簡単にシャント抵抗を用いてもよい。出力ユニット４００は、主車輪に異常がある場合、「左側車輪の異物を確認してください」、「右側車輪の異物を確認してください」などの音声メッセージを出力したり、前記メッセージを画面に表示するようにしてもよい。

ロボット掃除機は、使用者や障害物により浮き上がった場合、すなわち主車輪が床面から浮き上がった場合に動作してそれを通知するホイールドロップスイッチをさらに含む。ホイールドロップスイッチは、一般的に接点形式の機械式スイッチである。制御ユニット２００は、自己診断モードを実行させる命令が入力されると、ホイールドロップスイッチの状態を確認する。正常走行中にはホイールドロップスイッチが常にオフになっていなければならないので、制御ユニット２００は、自己診断モードを実行した後、オフになっているかを確認する。出力ユニット４００は、ホイールドロップスイッチがオンになっている場合、「左（右）のホイールドロップスイッチに異常があります」、「本体下部の主電源スイッチを入れなおしてもう一度スマート診断を実行してください」、「問題が繰り返される場合は、サービスセンターに問い合わせてください」などの音声メッセージを出力したり、前記メッセージを画面に表示するようにしてもよい。保存ユニット５００は、前記メッセージを予め保存するようにしてもよい。

図３を参照すると、ロボット掃除機は、掃除ユニット８００をさらに含む。図４〜図７を参照すると、掃除ユニット８００は、集塵された塵埃が貯蔵されるダストボックス８４０と、掃除領域の塵埃を吸入する動力を供給する吸入ファン８８０と、前記吸入ファンを回転させて空気を吸入する吸入モータ８５０とから構成され、周辺の塵埃や異物を吸入する。吸入ファン８８０は、空気を流動させる複数の羽根と、複数の羽根の上流側外郭にリング状に形成されて複数の羽根を連結し、吸入ファンの中心軸方向に流入した空気が中心軸に垂直な方向に流動するようにガイドする部材とを含む。

制御ユニット２００は、自己診断モードを実行させる命令が入力されると、吸入モータ８５０の状態を診断する。制御ユニット２００は、電流検出手段を備え、吸入モータ８５０の駆動電流を検出する。次に、制御ユニット２００は、検出された駆動電流と予め設定された基準電流とを比較し、比較結果に基づいて吸入モータ８５０の状態を診断する。電流検出手段としては、電流トランスデューサなどを用いてもよく、簡単にシャント抵抗を用いてもよい。出力ユニット４００は、吸入モータに異常がある場合、「吸入モータに問題が見付かりました」、「本体下部の主電源スイッチを入れなおしてもう一度スマート診断を実行してください」、「問題が繰り返される場合は、サービスセンターに問い合わせてください」などの音声メッセージを出力したり、前記メッセージを画面に表示するようにしてもよい。

掃除ユニット８００は、ロボット掃除機本体の下部に回転可能に装着される回転ブラシ８１０と、本体の垂直方向の回転軸を中心に回転して壁面などの掃除領域の角部や隅部などを掃除するサイドブラシ８２０とをさらに含む。回転ブラシ８１０は、ロボット掃除機本体の左右方向の軸を中心に回転して床面やカーペットなどの塵埃を空気中に浮遊させる。回転ブラシ８１０の外周面には、螺旋方向に複数のブレードが備えられる。螺旋状のブレード間にはブラシが備えられてもよい。回転ブラシ８１０とサイドブラシ８２０とは回転する軸が異なるので、ロボット掃除機は、一般的に回転ブラシを駆動するモータとサイドブラシを駆動するモータとをそれぞれ備えなければならない。他の例として、図４又は図５に示すように、ロボット掃除機は、回転ブラシの両側にサイドブラシを配置し、回転ブラシとサイドブラシとの間に回転ブラシの回転力をサイドブラシに伝達する伝動手段８９１を備えることにより、１つのブラシモータを用いて回転ブラシとサイドブラシとを共に駆動するようにしてもよい。後者の場合、伝動手段として、ウォーム（Worm）とウォームギヤ（Worm Gear）を用いてもよく、ベルトを用いてもよい。

制御ユニット２００は、自己診断モードを実行させる命令が入力されると、ブラシモータ８９０の状態を診断する。制御ユニット２００は、回転ブラシ８１０を回転させ、回転ブラシの回転速度を検出する。次に、制御ユニット２００は、検出された回転速度と予め設定された基準速度とを比較し、比較結果に基づいて回転ブラシの異常を診断する。基準速度は、例えば５００ｒｐｍに設定されてもよい。出力ユニット４００は、回転ブラシに異常がある場合、「回転ブラシに異物が挟まっていないか確認してください」などの音声メッセージを出力したり、前記メッセージを画面に表示するようにしてもよい。

掃除ユニット８００は、図６又は図７を参照すると、塵埃を凝集するダストボックス８４０と、ダストボックスを収容する部分とをさらに含む。掃除ユニット８００は、図７に示すように、略直方体形状からなり、空気中の汚物や塵埃を濾過するフィルタ８４１をさらに含んでもよい。フィルタ８４１は、必要に応じて第１フィルタと第２フィルタに区分して構成してもよく、フィルタを形成する胴体にもバイパスフィルタを形成してもよい。第１フィルタ及び第２フィルタは、メッシュフィルタ（Mesh Filter）又はヘパフィルタ（HEPA Filter）であってもよく、また、不織布、ペーパーフィルタのいずれか１つで形成されてもよく２つ以上を複合的に用いてもよい。

ダストボックスの状態とは、大きくダストボックス内に塵埃などがどの程度含まれているかの状態と、ダストボックスがロボット掃除機に装着又は脱着されているかの状態を意味する。前者の場合は、ダストボックス内に圧電センサなどを挿入して検知することができる。後者の場合は、様々な形態でダストボックスの装着状態を検知することができる。例えば、ダストボックスが装着されているか否かを検知するセンサとしては、ダストボックスが装着される凹部の下面にオン／オフ可能に設けられるマイクロスイッチ、マグネットの磁場を用いるマグネチックセンサ、磁石体の磁場を用いる磁気センサ、発光部と受光部とを備えて光を受光する光センサなどを用いることができる。マグネチックセンサ又は磁気センサの場合は、マグネット又は磁石体が接着される部分に合成ゴム製のシール部材をさらに含んでもよい。

制御ユニット２００は、自己診断モードを実行させる命令が入力されると、実行の前提条件の１つとして、ダストボックスがロボット掃除機内に装着されているか否かをまず確認する。出力ユニット４００は、ダストボックスがロボット掃除機に装着されていない場合、「ダストボックスを確認してください」などの音声メッセージを出力したり、前記メッセージを画面に表示するようにしてもよい。保存ユニット５００は、前記メッセージを予め保存するようにしてもよい。他の運転モード、掃除モードや走行モードでもダストボックスが装着されているか否かをまず確認することは言うまでもない。

図３を参照すると、ロボット掃除機は、電源ユニット６００をさらに含む。電源ユニット６００は、充電可能なバッテリ６１０を備え、ロボット掃除機内に電源を供給する。電源ユニット６００は、各ユニットに駆動電源とロボット掃除機の移動や掃除のための動作電源を供給し、電源の残量が不足すると充電台に移動して充電電流の供給を受けて充電される。バッテリは、バッテリ検知部に接続されており、バッテリの残量及び充電状態が制御ユニットに送られる。出力ユニット４００は、制御ユニットにより前記バッテリの残量を画面に表示する。バッテリは、ロボット掃除機の中央の下部に配置されてもよく、図５に示すように、ダストボックスが本体の最下部に配置されるように左側と右側のいずれか一方に配置されてもよい。後者の場合、ロボット掃除機は、バッテリの重量の偏りを解消するために均衡錘をさらに備える。

制御ユニット２００は、自己診断モードを実行させる命令が入力されると、実行の前提条件の１つとして、バッテリの残量及び状態をまず確認する。出力ユニット４００は、バッテリの充電量が基準値以下の場合、「バッテリの残量が不足しています」、「バッテリが不足しているため診断モードに移行することができません」などの音声メッセージを出力したり、前記メッセージを画面に表示するようにしてもよい。保存ユニット５００は、前記メッセージを予め保存するようにしてもよい。

図７を参照すると、掃除ユニット８００は、ロボット掃除機本体の下部に分離可能に装着されるモッププレート８６０、８６１をさらに含む。モッププレートは、分離可能に装着されるモップを含んでもよく、使用者はモップのみを分離して洗濯又は交換することができる。モップは、様々な方式でモッププレートに装着できるが、ベルクロ（登録商標）（Velcro）という面ファスナーを用いてモッププレートに付着してもよい。例えば、前記モッププレートは、ロボット掃除機本体に磁力により装着される。モッププレートには第１磁石が備えられ、掃除機本体には第１磁石に対応する金属部材又は第２磁石が備えられるようにしてもよい。モッププレートが掃除機本体の底面の定位置にくると、第１磁石及び金属部材又は第１磁石及び第２磁石によりモッププレートがロボット掃除機本体に固定される。ロボット掃除機は、モッププレートが装着されているか否かを検知するセンサをさらに含む。例えば、前記センサは、磁力により動作するリードスイッチや、ホールセンサなどであり得る。例えば、リードスイッチは、掃除機本体に備えられ、モッププレートが掃除機本体に結合されることにより動作して装着信号を制御ユニットに出力する。

制御ユニットは、自己診断モードを実行させる命令が入力されると、装着信号に基づいてモッププレートが装着されているか否かを判断する。モッププレートが装着されている場合はセンサの出力値が異なるので、モッププレートを脱着してから診断モードを実行させる。出力ユニット４００は、モッププレートがロボット掃除機に装着されている場合、「モッププレートが装着されているため診断モードに移行することができません」、「モッププレートを除去してから再度実行してください」などの音声メッセージを出力したり、前記メッセージを画面に表示するようにしてもよい。保存ユニット５００は、前記メッセージを予め保存するようにしてもよい。他の運転モード、掃除モードや走行モードでもモッププレートが装着されているか否かをまず確認することは言うまでもない。

図１〜図６を共に参照すると、他の実施形態によるロボット掃除機は、複数の運転モードを備えたロボット掃除機において、前記複数の運転モードのアルゴリズムを保存する保存ユニット５００と、前記アルゴリズムを用いて前記複数の運転モードを実行する制御ユニット２００と、制御ユニット２００が実行する運転モードの実行命令の入力を受ける入力ユニット３００と、制御ユニット２００が実行した運転モードの結果を出力する出力ユニット４００とを含む。ここで、前記複数の運転モードは、少なくとも自己診断モードを含む。前記複数の運転モードは、前記充電モード、前記自己診断モードの他に、掃除モード、走行モードなどを含む。

図２及び図４を参照すると、本発明によるロボット掃除機は、発光ユニット９００を含む。制御ユニット２００は、駆動ユニット７００の駆動状態によって前記本体の外部に向けて光を放出するように発光ユニット９００を制御する。図４及び図５を参照すると、発光ユニット９００は、前記ロボット掃除機本体の下部に配置され、前記本体を支持する地面に向けて光を放出するように形成される。

制御ユニット２００は、前記本体が停止している第１駆動状態、前記本体が移動している第２駆動状態、及び前記本体が回転している第３駆動状態に基づいて異なる形態で発光するように発光ユニット９００を制御する。発光ユニット９００は、互いに離隔して配置される複数の発光装置からなる。制御ユニット２００は、前記複数の発光装置の少なくとも１つをアクティブにしたり、前記複数の発光装置が異なる形態で発光するように制御することができる。

発光ユニット９００は、前記本体の外周面を基準として予め設定された間隔で配置されてもよい。図面においては５つの発光ユニット９００が前記本体の下部に形成されることを示すが、これに限定されるものではない。以下、前記本体の下部に装着される発光ユニット９００の具体的な構造について説明する。

図６は発光ユニット９００の構造を説明するための概念図である。図６を参照すると、発光ユニット９００は、少なくとも１つの色の光を発光するように形成される発光部９１０と、前記光が前記本体の外部に透過するように透光性材質で形成され、前記発光部を予め設定された領域に固定する支持部９２０と、前記光が反射するように支持部９２０の一領域に形成される反射部９３０とを含む。

図示のように、発光ユニット９００は、前記本体に装着されて地面１０に向けて光を放出する。よって、使用者は前記本体の外周面の一部を囲むように形成される光を確認することができる。

支持部９２０は、互いに対向する２つの平面と、前記２つの平面の両端を結ぶ２つの曲面とからなるようにしてもよい。支持部９２０の内面の一領域には、光を放出する発光部９１０が装着される。発光部９１０は、地面１０に対向する一平面に形成されることが好ましいが、これに限定されるものではない。

ここで、発光部は、発光ダイオード（ＬＥＤ）からなることが好ましい。

反射部９３０は、支持部９２０の内面の一部に形成される。反射部９３０により露出する支持部９２０の一領域を透過領域９２１と規定する。すなわち、反射部９３０は、発光部９１０により支持部９２０の内部に伝達される光を透過領域９２１に向けて反射させる。反射部９３０は、反射シートの形態で支持部９２０に装着されるようにしてもよい。

発光部９１０から放出された光は、反射部９３０により反射され、その後透明な材質からなる支持部９２０の透過領域９２１を介して地面１０に放出される。反射部９３０により形成される透過領域９２１により前記光が到達する地面１０の一領域を発光領域１１と規定する。本発明によれば、発光領域１１は、前記本体の外周の一部を囲むように形成される。すなわち、反射部９３０は、前記光が前記本体の下部から前記外周の外側に到達するように形成される。

本発明の実施形態によれば、反射部９３０は、支持部９２０の内部で移動可能に装着される。つまり、制御ユニット２００は、前記駆動状態によって反射部９３０を移動させるモータ制御部２０３（図８Ａ参照）を含んでもよい。すなわち、モータ制御部２０３は、前記駆動状態によって発光領域１１を変化させるように反射部９３０の移動を制御する。

支持部９２０の内面に装着された反射部９３０は、支持部９２０の透過領域９２１の位置が移動するように、支持部９２０の内面に沿って移動する。すなわち、透過領域９２１の面積は反射部９３０が移動しても実質的に同一である。ただし、透過領域９２１が移動することにより地面１０の発光領域１１が変化する。例えば、図６の（ａ）及び（ｃ）を比較すると、透過領域９２１が前記本体の外周面に近づくほど発光領域１１の面積が実質的に増加する。

具体的には、発光部９１０と反射部９３０の両端をそれぞれ結ぶ第１及び第２直線Ｌ１、Ｌ２の第１挟角（θ１）は、約９０度以下となるようにする。また、前記地面をなす第３直線Ｌ３と前記本体から前記外部に向かって形成される前記第１直線Ｌ１との第２挟角（θ２）は、９０度以上となるようにする。さらに、前記第２直線Ｌ２と前記第３直線Ｌ３とがなす第３挟角（θ３）は、反射部９３０の移動により予め設定された角度となるようにする。前記第３挟角（θ３）が小さくなるほど前記外周を基準としてより広い発光領域１１が形成される。

前記第１及び第２挟角（θ２、θ３）の限定範囲により、発光部９１０から放出される光の一部が前記本体の外部に到達する。よって、使用者に前記ロボット掃除機の外周を囲む形状の光が提供される。

図６の（ａ）〜（ｃ）を参照すると、モータ制御部２０３は、前記駆動状態によって反射部９３０を移動させ、反射部９３０の移動により前記第３挟角（θ３）が変更されるようにする。前記第３挟角（θ３）の変更により、光が伝達される前記地面の発光領域１１が変化する。モータ制御部２０３は、透過領域９２１を前記本体の外周に近い方向に移動させることで前記光がより遠い領域にまで到達するように制御することができる。

図７は複数の様々な方法で光を放出する発光ユニットを説明するための概念図である。発光ユニット９００は、複数の発光装置からなり、前記本体の外周に沿って配置される。また、複数の発光装置のそれぞれは、制御ユニット２００により独立してアクティブになるようにすることができる。すなわち、図示のように、制御ユニット２００は、前記本体の異なる領域に装着された複数の発光装置のうち１つだけ光を放出するように制御し、次いで前記１つの発光装置の発光を非アクティブにして他の発光装置を連続してアクティブにすることができる。

これにより、本発明の実施形態によるロボット掃除機の発光ユニットは、様々な形態の光を放出したり、パターンを形成するように光を放出することができる。

図８Ａ及び図８Ｂは複数の色の光を放出する発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。

前述したように、前記モータ制御部は、前記複数の色の光を放出する発光部９１０（ＬＥＤ）の制御と連動し、反射部９３０の移動を制御する。例えば、発光部９１０を制御する制御回路は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｒ）、青色（Ｂ）の光を放出するＬＥＤにそれぞれ接続され、入力される制御信号に基づいて前記ＬＥＤの少なくとも１つを出力するように制御する。

例えば、図８Ｂに示すように、前記制御回路は、入力される制御信号と予め設計されたアルゴリズムに基づいて、予め設定された周期で各色の光を放出するように各発光部９１０を制御することができる。これにより、前記発光ユニットは、様々な光を様々な強度及び様々な時間間隔で放出することができる。また、各発光装置は、互いに独立して制御されるので、前記駆動方法を用いて様々な発光形態を実現することができる。

本発明の実施形態によれば、前記発光ユニットの構造及び駆動方法を用いて前記本体の駆動状態に基づいて様々な発光形態を実現することができるが、以下、前記駆動状態に応じた発光形態について説明する。

図９Ａ〜図９Ｅは第２及び第３駆動状態における発光形態を説明するための概念図である。制御ユニット２００は、前記本体が移動する方向を検知し、前記移動する方向に基づいて発光ユニット９００を制御する。すなわち、制御ユニット２００は、前記本体が一方向に移動している第２駆動状態、前記本体が一方向（時計方向又は反時計方向）に回転している第３駆動状態、及び回転しながら移動している第４駆動状態によって様々な形態で発光するように発光ユニット９００を制御することができる。

図９Ａを参照すると、制御ユニット９００は、前記本体が移動する方向によって前記本体の前方部（Ｆ）及び後方部（Ｂ）を規定する。前記本体が移動する方向には、前記本体の直線運動だけでなく、前記規定された前方部（Ｆ）が進む方向が全て含まれる。また、前記本体は、前方部（Ｆ）が進む方向に加速運動又は等速運動を行うことができる。

制御ユニット２００は、前方部（Ｆ）に隣接する領域に光を放出するように発光ユニット９００を制御することができる。すなわち、制御ユニット２００は、前記複数の発光装置のうち、前方部（Ｆ）と規定された領域に装着された発光装置だけアクティブにする。制御ユニット２００は、前記本体が移動する方向が変更された場合（すなわち、前方部（Ｆ）が進む方向が変更された場合）も、前方部（Ｆ）から継続して光が放出されるように発光ユニット９００を制御することができる。

よって、使用者は、前記ロボット掃除機の位置だけでなく動作しながら移動する領域を確認することができ、前記ロボット掃除機が移動する領域の状態を予め把握することができる。

図９Ｂを参照すると、制御ユニット２００は、後方部（Ｂ）と規定された領域から光が放出されるように発光ユニット９００を制御することができる。後方部（Ｂ）は、前記本体において前方部（Ｆ）に対向する領域と規定される。後方部（Ｂ）は前記本体が移動する方向とは逆方向の領域に対応するので、前記本体が移動する方向とは逆方向に移動する場合、後方部（Ｂ）が前方部（Ｆ）となる。

制御ユニット９００は、後方部（Ｂ）に隣接する領域に配置された発光装置をアクティブにするように発光ユニット９００を制御する。また、制御ユニット９００は、後方部（Ｂ）に隣接する領域に波状の光を放出するように発光ユニット９００を制御する。例えば、制御ユニット２００は、予め設定された時間間隔（例えば、数秒）で光の明るさを変化させて前記波状の光を実現することができる。

よって、使用者はロボット掃除機が移動した領域の位置及び状態を確認することができ、波状の光が放出されることから使用者に掃除された領域の清潔な審美感を与えることができる。

図９Ｃを参照すると、発光ユニット９００は、互いに離隔した発光装置を同時にアクティブにすることができる。例えば、制御ユニット２００は、前方部（Ｆ）に隣接する２つの発光装置をアクティブにし、前方部（Ｆ）を囲む２つの発光領域１１を形成するように発光ユニット９００を制御することができる。よって、前記本体が移動する周辺領域まで光を伝達することができる。

ただし、前記離隔した発光装置が光を放出することは、第２及び第３駆動状態に限定されるものではない。例えば、前記本体が停止している第１駆動状態においても、制御ユニット２００は互いに離隔して配置された複数の発光装置をアクティブにすることができる。

図９Ｄ及び図９Ｅを参照して、第３駆動状態における前記発光ユニットの駆動方法について説明する。図９Ｄに示すように、発光ユニット９００は、前記本体が一方向に回転すると、前記本体の外周面を囲む渦巻き状に光を放出する。例えば、前記本体が一回転した場合、前記渦巻き状は、予め設定された開始時点で発生して前記本体の外周を囲む形状に形成される。例えば、制御ユニット２００は、前記本体が予め設定された基準回転速度より速い回転速度で回転する場合、前記渦巻き状に光を放出するように発光ユニット９００を制御することができる。

一方、図９Ｅを参照すると、制御ユニット２００は、前記本体が予め設定された基準回転速度より遅い回転速度で回転する場合、前記本体の外周面に沿って光が連続して伝達されるように、予め設定された開始時点に隣接する発光装置を基準として、前記本体が回転する程度に対応して前記複数の発光装置を順次アクティブにするように発光ユニット９００を制御することができる。

例えば、前記回転する程度に基づいて、前記開始時点に隣接する発光装置は継続して第１強度の光を放出し、順次配置された複数の発光装置は前記第１強度より次第に弱くなる強度の光を放出するようにすることができる。

よって、使用者は前記本体の回転状態及び回転方向を感知することができる。

図１０Ａ及び図１０Ｂは様々な実施形態による発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。

図１０Ａを参照して、障害物Ｏが検知された場合における発光ユニット９００の駆動方法について説明する。制御ユニット２００は、前記本体が移動する方向に基づいて前記本体の前方部（Ｆ）及び後方部（Ｂ）を規定する。制御ユニット２００は、前記障害物検知センサ（又は前方検知センサ）などにより前記障害物が検知されると、検知された障害物に隣接する領域に装着された発光装置をアクティブにする。

例えば、前方部（Ｆ）に隣接する領域で障害物が検知された場合、制御ユニット２００は、前方部（Ｆ）に隣接する領域の発光装置をアクティブにする。あるいは、制御ユニット２００は、前方部（Ｆ）に隣接する領域の発光装置と前記障害物Ｏに光を伝達するための別途の発光装置を同時にアクティブにしてもよい。

よって、使用者は前記本体が移動する領域で検知された障害物を把握することができ、前記ロボット掃除機が暗いところで動く場合に前記ロボット掃除機と前記障害物との衝突を防止することができる。

図１０Ｂを参照すると、制御ユニット２００は、前記ロボット掃除機を構成する各構成にエラーが発生すると一領域から光が放出されるように前記発光ユニットを制御する。

例えば、第２駆動状態で、制御ユニット２００は、前方部（Ｆ）に隣接する領域の発光装置が発光するように発光ユニット９００を制御する。前方部（Ｆ）から発光領域１１に光が供給されているときに検出ユニット１００の一部にエラーが発生した場合、制御ユニット２００は、前記複数の発光装置の一部をアクティブにする。前記アクティブにする発光装置は、前記エラーが発生した検出ユニット１００に隣接して装着された発光装置である。

ただし、発光ユニット９００は、前記第２駆動状態だけでなく、前記第１及び第２駆動状態においても、前記エラーを通知するように光を放出することができる。また、前記駆動状態に基づいて放出される光と前記エラーに基づいて放出される光とは区別されるようにすることができる。

また、エラーが発生した構成だけでなく、交換又は充電を必要とする少なくとも１つの構成が検知された場合、制御ユニット２００は、各構成に最も隣接する発光装置をアクティブにするように発光ユニット９００を制御する。

よって、使用者は前記ロボット掃除機が駆動されている間に発生したエラーを容易に検出することができる。

図１１Ａ〜図１１Ｇは駆動状態に基づいて光を放出する発光ユニットの駆動方法を説明するための概念図である。

図１１Ａを参照すると、制御ユニット２００は、発光ユニット９００を構成する複数の発光装置を用いて、前記本体の外周面に沿って光が放出されるように制御することができる。すなわち、発光ユニット９００の順次配置された各発光装置は、順次オン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）になるように制御される。例えば、発光ユニット９００は、サーチライト（searchlight）状に前記外周面に沿って光を放出するように駆動される。

例えば、制御ユニット２００は、前記本体の周面の塵埃などを検知する間又は使用者により設定された予約駆動を行う直前に前記外周面に沿って光を放出するように発光ユニット９００を制御することができる。

図１１Ｂを参照すると、制御ユニット２００は、前記本体を貫通する一方向に光を放出するように発光ユニット９００を制御する。例えば、制御ユニット２００は、前記光により前記本体の前方部から後方部まで連続して発光領域１１が形成されるように発光ユニット９００を制御する。よって、使用者に前記ロボット掃除機が本体の下端部を探知するような美感を与えることができる。

図１１Ｃを参照すると、制御ユニット２００は、前記第１〜第３駆動状態で前記外周面の形状に対応する形状の光を放出するように発光ユニット９００を制御する。発光ユニット９００は、前記光が前記外周面に近い領域から外部に向かう形状（発散）に発光したり、前記光が遠い領域から前記外周面に向かう形状（収斂）に発光する。すなわち、発光ユニット９００は、波状の光を放出することができる。例えば、制御ユニット２００は、前記ロボット掃除機が停止した状態で充電されている場合、図示の形状に発光するように発光ユニット９００を制御する。

例えば、発光ユニット９００の複数の発光装置は、予め設定された時間間隔によって異なる明るさを有する光を放出することにより、前記形状を実現することができる。よって、使用者に前記ロボット掃除機が息をしているような美感又は前記ロボット掃除機が塵埃などを吸入しているような美感を与えることができる。

発光ユニット９００は、図１０Ｄに示すように、異なる色を含む光が前記外周面を囲むように発光したり、図１１Ｅに示すように、互いに離隔した発光装置を用いて外周面の一領域のみ発光するようにすることができる。

図１１Ｆを参照すると、発光ユニット９００は、放出する光の明るさ又は色を用いて、前記外周面から離隔した領域に形成される帯状の光を形成することができる。

図１１Ｇを参照すると、発光ユニット９００は、放出する光の明るさ又は色を用いて、前記外周面を囲むように鉛筆で落書きしたような形状の光を供給することができる。また、具体的には図示していないが、出力ユニット４００は、前記光が供給される間、予め設定された音響効果を出力することができる。例えば、落書き状の光が出力される間、出力ユニット４００は、鉛筆で落書きするような音響効果を出力するようにしてもよい。

本発明によれば、発光ユニットは、本体の駆動状態に基づいて異なる形状及び色の光を供給するので、使用者は光を用いてロボット掃除機の駆動状態を把握することができる。また、前記発光ユニットは、本体の周辺領域に光を供給するので、使用者はロボット掃除機の周辺状態を検知することもできる。

さらに、本体の外部に向かって伝達される様々なパターンの光により、使用者の制御命令によらずに自動で移動するロボット掃除機が生きているような美感を与えることができる。

前述したロボット掃除機は、上記実施形態の構成や方法に限定されるものではなく、各実施形態の全部又は一部を選択的に組み合わせて構成することで様々に変形することができる。

本実施形態は、移動する本体に基づいて発光するロボット掃除機を制御することにより、それに関連する様々な産業分野に適用することができる。

Claims (14)

1. 外観を形成する本体と、
   前記本体を移動させる駆動ユニットと、
   前記本体の下部に設けられ、床面や空気中の汚物又は塵埃を吸入する掃除ユニットと、
   前記床面に対向して前記本体の下部に設けられ、前記駆動ユニットの駆動状態によって外部に光を放出するように形成される複数の発光ユニットと、
   前記本体が停止している第１駆動状態、前記本体が移動している第２駆動状態、及び前記本体が回転している第３駆動状態のそれぞれによって異なる形態で発光するように前記複数の発光ユニットを制御する制御部と、
   前記本体に装着されて外部の物体を検知する複数の検出ユニットと、を含み、
   前記制御部は、前記複数の検出ユニットの駆動状態を把握し、
   前記制御部は、前記検出ユニットの駆動状態にエラーが発生した場合、前記検出ユニットに近接して配置された発光ユニットをアクティブにする、ロボット掃除機。
2. それぞれの前記発光ユニットは、
   前記制御部により少なくとも１つの色の光を発光するように形成される発光部と、
   前記発光部を覆うように形成され、前記光が透過するように透明な材質で形成される支持部と、
   前記支持部の内面の一部領域に形成され、下方に向かって光が反射されるように開口部を含む反射部と、を含む、請求項１に記載のロボット掃除機。
3. 前記発光部を中心とする前記開口部の両端間の挟角が９０度以下となるように形成される、請求項２に記載のロボット掃除機。
4. 前記発光部及び前記開口部の一端を結ぶ第１直線と前記本体を支持する地面との間の角度が９０度以上となるように形成される、請求項３に記載のロボット掃除機。
5. 前記発光部及び前記開口部の他端を結ぶ第２直線と前記地面とが予め設定された角度をなすように形成される、請求項４に記載のロボット掃除機。
6. 前記制御部は、前記駆動状態によって前記反射部の移動を制御するモータ制御部を含み、
   前記モータ制御部は、前記光が反射する領域を変更するために、前記支持部の内面に沿って前記反射部を移動させる、請求項３に記載のロボット掃除機。
7. 前記反射部は、前記本体の外周面に沿って形成される複数の反射部材を含み、
   前記制御部は、前記駆動状態に基づいて前記複数の反射部材が異なる位置に移動するように制御する、請求項４に記載のロボット掃除機。
8. 前記発光部は、前記反射部に沿って形成される複数の発光部材を含み、
   前記制御部は、前記駆動状態に基づいて前記複数の発光部材を異なる形態でアクティブにする、請求項４に記載のロボット掃除機。
9. 前記複数の発光部は、前記本体の外周に沿って形成され、
   前記制御部は、前記第２駆動状態で、前記本体が移動する方向を前方部、前記前方部から最も離隔した領域を後方部と規定し、
   前記制御部は、前記前方部と前記後方部の少なくとも１つの領域に形成された発光部をアクティブにする、請求項２に記載のロボット掃除機。
10. 前記複数の発光部は、前記本体の外周に沿って形成され、
    前記制御部は、前記第２駆動状態で、前記複数の発光部のいずれかを基準発光部と規定し、前記基準発光部から一方向に前記発光部を順次アクティブにする、請求項２に記載のロボット掃除機。
11. 前記制御部は、時間が経過するにつれて前記発光部から放出される光の明るさを変化させるように前記発光ユニットを制御する、請求項２に記載のロボット掃除機。
12. 前記制御部は、前記第１〜第３駆動状態のいずれかの駆動状態で、予め設定されたパターンの光を放出するように前記複数の発光ユニットを制御する、請求項１１に記載のロボット掃除機。
13. 前記予め設定されたパターンは、前記本体の外周から遠ざかる方向又は前記本体の外周に近づく方向に移動する波動の形状からなる、請求項１２に記載のロボット掃除機。
14. 前記本体に対する障害物を検知する検知部をさらに含み、
    前記本体が移動することにより障害物が検知されると、前記前方部に配置される発光ユニットをアクティブにする、請求項９に記載のロボット掃除機。

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