(57)【要約】【課題】ロボットにおいて、頭部から音声が発せられるインターフェースの親和性を確保しつつ、音響箱を大きくして望ましい周波数の音声が得られるようにすること。【解決手段】ロボット１は、頭部２と、この頭部２より大きな容積を有する胴体部４とを備える。頭部２は、頭部前面を規定する意匠を有すると共に、頭部２の最大断面積より小さい断面で胴体部４と隣接して接続されている。そして、ロボット１は、発した音声が頭部２で反射されるように頭部２に対向させた発音装置８と、発音装置８の音響箱９とを胴体部４に内蔵して備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭部と、この頭部より大きな容積を有する胴体部とを少なくとも備え、
前記頭部は、頭部前面を規定する意匠を有すると共に、前記頭部の最大断面積より小さい断面で前記胴体部と隣接して接続されたロボットにおいて、
発した音声が前記頭部で反射されるように前記頭部に対向させた発音装置と、前記発音装置の音響箱とを前記胴体部に内蔵して備える
ことを特徴とするロボット。
【請求項２】
頭部と、この頭部より大きな容積を有する胴体部とを少なくとも備え、
前記頭部は、頭部前面を規定する意匠を有すると共に、前記頭部の最大断面積より小さい断面で前記胴体部と隣接して接続されたロボットにおいて、
前記頭部と前記胴体部とに相対的な角度を発生させる駆動機構を備え、
発した音声が前記頭部前面で反射されるように前記頭部前面に対向させた発音装置と、前記発音装置の音響箱とを前記胴体部に内蔵して備え、
前記発音装置は前記頭部の前記胴体部へ向かう回転軸周りで前記頭部と固定されている
ことを特徴とするロボット。
【請求項３】
頭部と、この頭部より大きな容積を有する胴体部とを少なくとも備え、
前記頭部は、頭部前面を規定する意匠を有すると共に、前記頭部の最大断面積より小さい断面で前記胴体部と隣接して接続されたロボットにおいて、
前記頭部と前記胴体部とに相対的な角度を発生させる駆動機構を備え、
発した音声が前記頭部前面で反射されるように前記頭部前面に対向させた発音装置と、前記発音装置の音響箱とを前記胴体部に内蔵して備え、
前記発音装置は前記頭部の前記胴体部へ向かう回転軸周りに複数設けられて前記胴体部に固定されている
ことを特徴とするロボット。
【請求項４】
請求項３に記載のロボットにおいて、前記複数の発音装置は、前記頭部の前記胴体部へ向かう回転軸周りに沿って設けられ、頭部の角度が変化するのに伴って相互の音量が変化させることを特徴とするロボット。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載のロボットにおいて、前記頭部は前記発音装置から発する音声を前方へ指向性を与える凹部を前記発音装置に対向して設けていることを特徴とするロボット。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載のロボットにおいて、前記頭部は前記発音装置に対向して表示部を備えることを特徴とするロボット。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載のロボットにおいて、前記頭部と前記胴体部とは両者の最大断面積より小さい断面を有する首部で接続されることを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットに係り、特に人間や動物などの形態を模倣すると共に発音装置を備えるロボットに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来のロボットとしては、特開２００３−１９０６５２号公報（特許文献１）に示される発音可能なロボットがある。この特許文献１の発音可能なロボットは、頭部と，胴部と，前記頭部と前記胴部とをリンクする首部とを備え，前記胴部にリンクされた首下部ハウジングと，前記首下部ハウジングに回動軸を介して回動自在にリンクされるとともに前記頭部にリンクされた首上部ハウジングとを備える前記首部とし，内部に発音装置を備えた発音ボックス（音響箱）を前記首上部ハウジングに対して取り付けたものである。これにより、発音装置が胴部に設けられ、音声が不自然な胴部から発生されていた従来例の問題点を改善しつつ、ロボットの発音装置を人間の口に相当する位置に近づけるとともに，発音装置のバックキャビティを確保しようとしたものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１９０６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のロボットのように、発音装置を頭部に備えることは、人間や動物の形態を模写し、親和性を高めるために自然な構成である。しかしながら、一般的に頭部の容積は小さいため、充分な大きさの音響箱を頭部に備えることが難しく、望ましい周波数特性を有する音声を得ることができないという問題があった。また、首部を可動とする機構を通過して頭部側に配線するために、断線等による信頼性の低下が生じることや、頭部の重量増加による動作性能の低下が生じるなどの問題点があった。さらに、外観上の親和性を考慮すると、口部に発音装置が見えることや、音が通過するための穴が開けられることは好ましくない。
【０００５】
本発明の目的は、頭部から音声が発せられるインターフェースの親和性を確保しつつ、音響箱を大きくして望ましい周波数の音声を得ることができるロボットを提供することにある。
【０００６】
本発明の別の目的は、頭部前面から音声が発せられるインターフェースの親和性を確保しつつ、音響箱を大きくして望ましい周波数の音声を得ることができるロボットを提供することにある。
【０００７】
本発明のさらに別の目的は、頭部前面から音声が発せられるインターフェースの親和性を確保しつつ、音響箱を大きくして望ましい周波数の音声を得ることができると共に、断線等による信頼性の低下や頭部動作性能の低下を防止できるロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の目的を達成するための本発明の第１の態様は、頭部と、この頭部より大きな容積を有する胴体部とを少なくとも備え、前記頭部は、頭部前面を規定する意匠を有すると共に、前記頭部の最大断面積より小さい断面で前記胴体部と隣接して接続されたロボットにおいて、発した音声が前記頭部で反射されるように前記頭部に対向させた発音装置と、前記発音装置の音響箱とを前記胴体部に内蔵して備える構成としたことにある。
【０００９】
前述の別の目的を達成するための本発明の第２の態様は、頭部と、この頭部より大きな容積を有する胴体部とを少なくとも備え、前記頭部は、頭部前面を規定する意匠を有すると共に、前記頭部の最大断面積より小さい断面で前記胴体部と隣接して接続されたロボットにおいて、前記頭部と前記胴体部とに相対的な角度を発生させる駆動機構を備え、発した音声が前記頭部前面で反射されるように前記頭部前面に対向させた発音装置と、前記発音装置の音響箱とを前記胴体部に内蔵して備え、前記発音装置は前記頭部の前記胴体部へ向かう回転軸周りで前記頭部と固定されている構成としたことにある。
【００１０】
前述のさらに別の目的を達成するための本発明の第３の態様は、頭部と、この頭部より大きな容積を有する胴体部とを少なくとも備え、前記頭部は、頭部前面を規定する意匠を有すると共に、前記頭部の最大断面積より小さい断面で前記胴体部と隣接して接続されたロボットにおいて、前記頭部と前記胴体部とに相対的な角度を発生させる駆動機構を備え、発した音声が前記頭部前面で反射されるように前記頭部前面に対向させた発音装置と、前記発音装置の音響箱とを前記胴体部に内蔵して備え、前記発音装置は前記頭部の前記胴体部へ向かう回転軸周りに複数設けられて前記胴体部に固定されている構成にしたこと。
【００１１】
係る本発明の第３の態様におけるより好ましい具体的構成例としては、前記複数の発音装置は、前記頭部の前記胴体部へ向かう回転軸周りに沿って設けられ、頭部の角度が変化するのに伴って相互の音量が変化させるものである。
【００１２】
また、上述した本発明の各態様におけるより好ましい具体的構成例は、次の通りである。
（１）前記頭部は前記発音装置から発する音声を前方へ指向性を与える凹部を前記発音装置に対向して設けていること。
（２）前記頭部は前記発音装置に対向して表示部を備えること。
（３）前記頭部と前記胴体部とは両者の最大断面積より小さい断面を有する首部で接続されること。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のロボットによれば、発した音声が前記頭部で反射されるように頭部に対向させた発音装置と、発音装置の音響箱とを胴体部に内蔵して備えているので、頭部から音声が発せられるインターフェースの親和性を確保しつつ、音響箱を大きくして望ましい周波数の音声を得ることができる。
【００１４】
また、本発明のロボットによれば、発した音声が前記頭部前面で反射されるように前記頭部前面に対向させた発音装置と、前記発音装置の音響箱とを前記胴体部に内蔵して備え、前記発音装置は前記頭部の前記胴体部へ向かう回転軸周りで前記頭部と固定されているので、頭部前面から音声が発せられるインターフェースの親和性を確保しつつ、音響箱を大きくして望ましい周波数の音声を得ることができる。
【００１５】
また、本発明のロボットによれば、発した音声が前記頭部前面で反射されるように前記頭部前面に対向させた発音装置と、前記発音装置の音響箱とを前記胴体部に内蔵して備え、前記発音装置は前記頭部の前記胴体部へ向かう回転軸周りに複数設けられて前記胴体部に固定されているので、頭部前面から音声が発せられるインターフェースの親和性を確保しつつ、音響箱を大きくして望ましい周波数の音声を得ることができると共に、断線等による信頼性の低下や頭部動作性能の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の複数の実施例について図を用いて説明する。各実施例の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
【００１７】
まず、本発明の第１実施例のロボットを図１から図４を用いて説明する。図１は本発明の第１実施例のロボットを示す正面図、図２は図１の左側面図、図３は図１の頭部を省略した状態の平面図、図４は図１のロボットの発音状態を説明する説明図である。
【００１８】
ロボット１は、頭部２と、首部３と、胴体部４と、腕部５と、移動部６とを主要構成要素として備える。このロボット１は、人間の形態を模倣したロボットの例であり、球状の頭部２と、筒状の首部３と、縦長箱状の胴体部４とを有している。なお、腕部５と移動部６は、本発明に直接関係はないが、作業やインターフェースのために設けられている。
【００１９】
頭部２と胴体部４とは、頭部２の最大断面積より小さい断面を有する首部３を介して接続されている。この首部３は、頭部の胴体部へ向かう回転軸を構成している。また、頭部２と首部３は、周囲の情報を取得する等の機能的要求や、表情によるインターフェース要求から、図１において上下回転イ、左右回転ロ、左右傾斜ハの動作を行うように、頭部２または首部３を駆動する駆動機構が備えられている。換言すれば、頭部２と胴体部４とに相対的な角度を発生させる駆動機構が備えられている。さらに、頭部２には人間や動物の形態を模倣した眼部２Ｅを備え、頭部前面を規定する意匠を構成している。この眼部２Ｅは、必ずしも映像を取得する機能を備える必要はなく、少なくとも意匠的に眼の形態を成していれば良く、眼部２Ｅを有する面がロボット１の前面と見なすことができる。
【００２０】
胴体部４は、頭部２より大きな容積を有して構成され、コントローラ７と、発音装置８と、音響箱９とを内蔵して備える。コントローラ７は、頭部２、首部３、腕部５、移動部６等と接続され、図示しないセンサやモータを用いてロボット１の制御を行う。また、コントローラ７は、発音装置８と接続されて、情報伝達等のインターフェースのための発話を行うように発音装置８を制御する。発音装置８の一方の面は音響箱９で囲われ、逆相の音波を遮断して、望ましい周波数特性の音声を発生できるようになっている。ここで、音響箱９は大きな容積を有する胴体部に内蔵されているので、音響箱９を大きくして望ましい周波数特性の音声を容易に得ることが可能である。
【００２１】
発音装置８は、発した音声が頭部２で反射されるように、頭部２に対向して設置されている。それにより、発音装置８から発せられた音波は、頭部２で反射して放射される。具体的には、発音装置８は、発した音声が頭部２の前面下部２Ｒ（図４参照）で反射されるように、頭部２の前面下部２Ｒに対向させて上向きに設置されている。それにより、発音装置８から上方へ発せられた音波は、図４の矢印Ｓで示すように、頭部２の前面下部２Ｒで反射して前方へ放射される。
【００２２】
このように発音装置８を頭部２に向けて設けることにより、頭部２の下面かつ前方から音声を発することができ、親和性の高いインターフェースを実現できる。
【００２３】
ここで、発音装置８に対向する部分の頭部２Ｒは、金属やプラスチックなどの無孔質材料とすることが望ましい。スポンジや布等の有孔質材料は音波を吸収するため、この用途には不適である。また、頭部２の前面下部２Ｒは発音装置２に向かって凸形状であるため、反射される音波が拡散して、広い範囲で聴取可能である。
【００２４】
また、発音装置８は胴体部４に固定されている。これによって、コントローラ７から発音装置８への配線を固定できるため、断線等による信頼性の低下や頭部動作性能の低下を防止できる。
【００２５】
次に、本発明の第２〜第５実施例について図５〜図８を用いて説明する。この第２〜第５実施例は、以下に述べる点で第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。
【００２６】
図５は本発明の第２実施例のロボットの要部側面図である。上述した第１実施例では、頭部２が左右回転ロの方向に動作するにもかかわらず、音波が主としてロボット１の正面方向に放射されるため、違和感を与えることがある。特に、左右動作が大きいときに違和感がある。そこで、第２実施例では、図５に示すように、発音装置８および音響箱９が胴体部４に囲われた範囲の首部３に固定され、さらに左右回転方向に頭部２と首部３とが同一角度、すなわち相対的な角度が不変であるように構成されている。それによって、発音装置８は、頭部２が左右方向に回転しても、頭部２の前面である下部前面Ｒに常に対向させることができる。従って、発音装置８から発する音波が常に頭部前面で反射されて、頭部前方に放射されることとなり、頭部２が回転しても親和性を維持することができる。
【００２７】
図６は本発明の第３実施例のロボットの頭部を省略した平面図である。この第３実施例では、図６に示すように、発音装置８は首部３の周囲に複数設けられ、胴体部４に固定されている。そして、頭部２の左右回転動作の角度に合わせて、頭部２の前面に対向する発音装置８の音量を他に比べて大きくなるようにコントローラ７で制御されるようになっている。これによって、発音装置８は、頭部２が左右方向に回転しても、頭部２の前面に音声を発することができる。従って、発音装置８から発する音波が常に頭部前面で反射されて、頭部前方に放射されることとなり、頭部２が回転しても親和性を維持することができる。しかも、コントローラ７から発音装置８への配線を固定できるため、断線等による信頼性の低下や頭部動作性能の低下を防止できる。
【００２８】
図７は本発明の第４実施例のロボットの要部側面図である。この第４実施例では、音声に指向性を持たせるために、図７に示すように、頭部２の前面下部を発音装置８に向かって凹形状部２Ｌと構成している。それにより、反射される音波に前方への指向性が与えられ、特定のコミュニケーション対象者との親和性を増すことができる。
【００２９】
図８は本発明の第５実施例のロボットの要部正面図である。この第５実施例では、図８に示すように、頭部２の前面下部に表示部２Ｄを設けている。表示部２Ｄは、例えば複数のＬＥＤや液晶モニタなどからなり、ロボット１の口の形状を表現するものである。この表示部２Ｄに向けて、発音装置８から音波を放射することにより、視覚的な口の形状と聴覚的な音声とを重ねて表現することができ、インターフェースの親和性を向上することができる。
【００３０】
上述したように、発音装置８を胴体部４に内蔵しかつ頭部２に対向して設けることにより、頭部２から音を発する状態を保ったまま、頭部２や首部３の実装を容易にし、頭部２や首部３を軽くして動作性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施例のロボットを示す正面図である。
【図２】図１のロボットの左側面図である。
【図３】図１のロボットの頭部を省略した状態の平面図である。
【図４】図１のロボットの発音の状態を説明する説明図である。
【図５】本発明の第２実施例のロボットの要部側面図である。
【図６】本発明の第３実施例のロボットの頭部を省略した平面図である。
【図７】本発明の第４実施例のロボットの要部側面図である。
【図８】本発明の第５実施例のロボットの要部正面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…ロボット、２…頭部、３…首部、４…胴体部、５…腕部、６…移動部、７…コントローラ、８…発音装置、９…音響箱。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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