(57)【要約】      （修正有）【課題】ヘリコプタ又はマルチロータヘリコプタ等の屋内用垂直飛行玩具の水平制御を指示するための制御方法を提供する。【解決手段】屋内ホバリング飛行用玩具飛行体１００の水平制御であって、ロータ１２８，１２９，１１０を有する飛行体１００及び玩具のプレーヤが使用する別個のリモートコントローラ１２２を設けることを含み、飛行体１００は、コントローラ１２２に対して飛行中であり、信号が、玩具と一体の送信機からコントローラ１２２に送られ、玩具からの受信信号の強度に関する変更は、コントローラ１２２の水平面で実行され、コントローラ１２２は、受信信号の強度に関する変更に従って、応答信号を玩具に送信するようにプログラムされ、それにより玩具に送信機を有する玩具を、水平方向に移動させ、それにより、受信信号を、第１所定レベルでコントローラ１２２の水平方向に保つ。【選択図】図１
2018029941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋内操作向け玩具飛行体の水平方向を遠隔制御する方法であり、該飛行体は、前記飛行体の機体に対して回転するロータ、及び前記玩具のプレーヤが用いる別個のリモートコントローラを有する、方法であって、該方法は、（ａ）前記コントローラに対して前記飛行体を飛行状態で位置決めし、（ｂ）前記玩具と一体の送信機から前記コントローラに信号を送り、（ｃ）前記信号を前記コントローラで受信して、前記信号を前記コントローラの水平方向に亘り測定し、（ｄ）前記玩具から受信した信号の強度に関する変更は、前記コントローラの水平面で実行され、及び（ｅ）前記コントローラは、受信信号の強度に関する前記変更に従って、応答信号を前記玩具に送信するようにプログラムされ、それにより前記玩具を、水平方向に移動させ、それにより、前記受信信号を、第１所定レベルで前記コントローラの水平方向に保つことを含む方法。
【請求項２】
前記玩具は、送信機を含み、該送信機は、左ＩＲエミッタによって符号化ＩＲ信号又は右ＩＲエミッタによって符号化ＩＲ信号の少なくとも一方を選択的に応答可能に送信する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記符号化信号は、水平方向とＩＲ出力強度の両方の情報を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
各ＩＲエミッタからの前記信号は、選択的に、高信号から、中信号及び低信号を範囲とする異なる離散的なレベルでの方向及び強度情報を其々含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記コントローラは、左右エミッタから両符号化信号を受信し、前記両信号の対応する強度情報を分析し、前記コントローラが左右両方とも高信号を受信すると、直進するよう前記玩具を制御するＩＲ制御信号を送るように適合される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記コントローラは、左右エミッタから両符号化信号を受信し、前記両信号の対応する強度情報を分析し、前記コントローラが左右両方で高及び中信号を受信すると、停止するよう前記玩具を制御するＩＲ制御信号を送るように適合される、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記コントローラは、左右エミッタから両符号化信号を受信し、前記両信号の対応する強度情報を分析し、前記コントローラが左右両方で高、中及び低信号を受信すると、後退するよう前記玩具を制御するＩＲ制御信号を送るように適合される、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記コントローラは、左右エミッタから両符号化信号を受信し、前記両信号の対応する強度情報を分析し、前記コントローラが左符号化信号のみを受信した場合に、前記コントローラが、前記玩具に「左」コマンドを送り、前記玩具が所定期間、左前方に旋回可能となるよう前記玩具を制御するＩＲ制御信号を送るように、適合される、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記コントローラは、左右エミッタから両符号化信号を受信し、それらの対応する強度情報を分析し、前記コントローラが右符号化信号のみを受信した場合に、前記コントローラが、前記玩具に「右」コマンドを送り、前記玩具が所定期間、右前方に旋回可能となるよう前記玩具を制御するＩＲ制御信号を送るように、適合される、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
前記コントローラは、左右エミッタから両符号化両信号を受信し、それらの対応する強度情報を分析し、前記コントローラが玩具から如何なる符号化信号も受信していない場合に、前記コントローラが、前記玩具にコマンドを送り、それにより前記玩具が所定時間、垂直軸周りにスピンするよう前記玩具を制御するＩＲ制御信号を送るように、適合される、請求項４に記載の方法。
【請求項１１】
選択される玩具の高度を、上側レベルと下側レベルとの間の範囲に決定することを含み、前記選択される高度は、略一定の高度であり、前記飛行体は、前記コントローラと通信する受信機を含み、前記コントローラは、前記飛行体の速度及び方向を調整及び制御できる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記飛行体に対して横断方向に指向され、それにより前記飛行体に対して横断方向に位置する表面から反射し、それにより前記横断方向に位置する表面に対して前記飛行体の距離を保つ位置制御信号を送信することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の位置制御信号は、前記飛行体について相対的に横断方向、前方向及び横方向に指向される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記飛行体に対して複数の各方向で横断方向に指向され、それにより前記飛行体に対して複数の横断方向に位置される表面から反射し、該複数の横断方向に位置する表面に対して前記飛行体の１つ又は複数の各相対距離を決定する複数の位置制御信号を含み、該複数の位置制御信号は、前記飛行体について相対的に横断方向、前方向及び横方向に指向され、それにより、前記飛行体を、前記横断方向の表面に対して選択された１つ又は複数の各距離に維持すると共に、前記飛行体から上方及び下方に指向され、それにより前記飛行体の前記選択された高度を維持する信号も含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
反射される位置制御信号に関する所望の選択レベルを、前記飛行体にある少なくとも１つの受信機において規定することを更に含み、前記ロータの動作は、前記受信した反射された位置制御信号の差異によって決定される、指定位置からの変動に依存する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
反射される位置制御信号に関する所望の各選択レベルを、前記飛行体の複数の各受信機において規定することを含み、前記複数の各受信機は、其々異なる方向に指向され、前記各受信機に対して合った各方向に指向される複数の各位置信号があり、前記ロータの動作は、前記受信した反射された位置制御信号の少なくとも１つの差異によって決定される、少なくとも１つの指定位置からの少なくとも１つの変動に依存する、請求項１に記載の方法。  
【請求項１７】
前記飛行体は、最大高さを限定して、それにより少なくとも１つの反射された信号を受信するように、構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
屋内操作向け玩具飛行体の水平方向を遠隔制御する方法であり、該飛行体は、前記飛行体の機体に対して回転するロータ、及び前記玩具のプレーヤが用いる別個のリモートコントローラを有する、方法であって、該方法は、（ａ）前記コントローラに対して前記飛行体を飛行状態で位置決めし、（ｂ）前記玩具と前記コントローラとの間で信号を送り、（ｃ）前記信号を受信し、前記信号を水平方向に亘り測定し、（ｄ）前記受信信号の強度に関する変更は、水平面で実行され、及び（ｅ）前記コントローラは、受信信号の強度に関する前記変更に従って、応答信号を前記玩具に送信するようにプログラムされ、それにより前記玩具内に前記送信機を有する前記玩具を、水平方向に移動させ、それにより、前記受信信号を、第１所定レベルで前記コントローラの水平方向に保つことを含み、第１符号化信号は、左エミッタによるものであり、符号化信号は、右エミッタによるものであり、前記符号化信号は、水平方向及び出力強度の両方の情報を含み、各エミッタからの前記信号は、異なる離散的なレベルでの方向及び強度情報を其々含む、方法。
【請求項１９】
前記コントローラは、左右エミッタから両符号化信号を受信し、前記両信号の対応する強度情報を分析し、前記コントローラが左右両方とも高信号を受信すると、直進するよう前記玩具を制御するＩＲ制御信号を送るように適合される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記コントローラは、左右エミッタから両符号化信号を受信し、前記両信号の対応する強度情報を分析し、前記コントローラが左右両方で高及び中信号を受信すると、停止するよう前記玩具を制御するＩＲ制御信号を送るように適合される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記コントローラは、左右エミッタから両符号化信号を受信し、前記両信号の対応する強度情報を分析し、前記コントローラが左右両方で高、中及び低信号を受信すると、後退するよう前記玩具を制御するＩＲ制御信号を送るように適合される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
屋内操作向け玩具飛行体の水平方向を遠隔制御する方法であり、該飛行体は、前記飛行体の機体に対して回転するロータ、及び前記玩具のプレーヤが用いる別個のリモートコントローラを有する、方法であって、該方法は、（ａ）前記コントローラに対して前記飛行体を飛行状態で位置決めし、（ｂ）前記玩具と一体の送信機と前記コントローラとの間で信号を送り、（ｃ）前記コントローラで前記信号を受信し、前記信号を前記コントローラの水平方向に亘り測定し、（ｄ）前記玩具からの前記受信信号の強度に関する変更は、前記コントローラの水平面で実行され、及び（ｅ）前記コントローラは、受信信号の強度に関する前記変更に従って、応答信号を前記玩具に送信するようにプログラムされ、それにより前記玩具内に前記送信機を有する前記玩具を、水平方向に移動させ、それにより、前記受信信号を、第１所定レベルで前記コントローラの水平方向に保つことを含み、前記玩具は、左ＩＲエミッタによって符号化ＩＲ信号、及び右ＩＲエミッタによって符号化ＩＲ信号を送信し、前記符号化信号は、水平方向とＩＲ出力強度の両方の情報を含み、各ＩＲエミッタからの前記信号は、異なる離散的なレベルでの方向及び強度情報を其々含み、前記コントローラは、左右エミッタから両符号化信号を受信し、前記両信号の対応する強度情報を分析し、前記コントローラが、選択的に、左右共、単一レベルの同じ信号を受信すると、直進するよう前記玩具を制御するＩＲ制御信号、前記コントローラが、選択的に、左右共、２レベルの信号を受信すると、停止するよう前記玩具を制御する信号、前記コントローラが、選択的に、左右共、３レベルの信号を受信すると、後退するよう前記玩具を制御する信号を送るように適合される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１３年１１月５日に付与された、屋内飛行玩具の高度制御と題する米国特許第８，５５７，５２０号（Ｗｏｎｇ）に関する。同特許の内容は、全体として、本明細書に参照として組み込まれるものとする。
【背景技術】
【０００２】
本開示は、飛行体に関し、より詳細には、表面又は別の物体に対して飛行体の水平位置を自動的に制御するために制御システムを含むホバリング体に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本開示では、ヘリコプタ又はマルチロータヘリコプタ等の屋内用垂直飛行玩具の水平制御を指示するための制御方法が用いられる。この水平制御機能を用いると、ユーザが飛行玩具と相対的にコントローラを移動して、容易に飛行制御できる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
飛行玩具又はマルチロータヘリコプタ等の屋内飛行玩具とリモートコントローラとの間の方位及び／又は距離を制御及び／又は維持するための制御方法が、用いられる。この制御方法を用いると、飛行玩具が、リモートコントローラ、ひいてはプレーヤに向かって移動できるように、フォローミー（ｆｏｌｌｏｗ−ｍｅ）機能を実行し易くなる。
【０００５】
この制御方法は、選択的に、基本的に赤外線（ＩＲ）技術を用いた距離及び方向測定に関する。
【０００６】
本開示の多くの利点及び特徴は、本開示の以下の詳細な説明及びその実施形態、並びに添付図から容易に明らかになるであろう。
【０００７】
本開示の上記特徴及び目的は、同様の参照番号が同様の要素を指す添付図と共に、以下の説明を参照することによって、一層明らかになるであろう。  
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ヘリコプタの斜視図であり、送信機も示している。
【図２ａ】同軸タイプのヘリコプタの斜視図である。
【図２ｂ】マルチロータヘリコプタの斜視図である。
【図３】ＩＲＥＤ及びＩＲ受信モジュールを示す、ヘリコプタの斜視図である。
【図４】高度保持制御によってホバリングしているヘリコプタを示す、本開示の斜視図である。
【図５ａ】天井に対する高度保持制御を行うヘリコプタを示す、本開示の斜視図である。
【図５ｂ】障害物回避制御を行うヘリコプタを示す、本開示の斜視図である。
【図６ａ】電子部品のブロック図である。
【図６ｂ】別の設計における電子部品のブロック図である。
【図６ｃ】ホバリング制御時の電子部品のブロック図である。
【図７ａ】ヘリコプタの平面図である。
【図７ｂ】コントローラ送信機の平面図である。
【図７ｃ】コントローラ送信機の正面図である。
【図８】第１水平関係における、ヘリコプタの上面図及びコントローラ送信機の平面図である。
【図９】第２水平関係における、ヘリコプタの上面図及びコントローラ送信機の平面図である。
【図１０】第３水平関係における、ヘリコプタの上面図及びコントローラ送信機の平面図である。
【図１１】別のコントローラ送信機及びヘリコプタの斜視図である。
【図１２】第１水平関係における、ヘリコプタの上面図及び別のコントローラ送信機の平面図である。
【図１３】第２水平関係における、ヘリコプタの上面図及び別のコントローラ送信機の平面図である。
【図１４】第３水平関係における、ヘリコプタの上面図及び別のコントローラ送信機の平面図である。
【図１５ａ】コントローラ送信機に関するフローチャートである。
【図１５ｂ】ヘリコプタに関するフローチャートである。
【図１５ｃ】別のコントローラ送信機に関するフローチャートである。
【図１５ｄ】別のヘリコプタに関するフローチャートである。
【図１６】水平制御方法及びホバリング制御方法に関するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示は、複数の実施形態において、多くの異なる形態で実施可能である。本開示の実施形態の幾つかが、図面に示され、本明細書において詳細に説明される。本開示は、本開示の原理を例示するものとみなされるべきであり、本開示及び／又は記載された実施形態の精神又は範囲を限定することを意図するものではない。
【００１０】
本開示は、ヘリコプタ等の飛行玩具を制御する方法、同制御に作用するシステム、及び同方法で操作可能な玩具を対象とする。
【００１１】
屋内操作向け玩具飛行体の水平方向を遠隔制御する方法があり、該飛行体は、飛行体の機体に対して回転するロータ、及び玩具のプレーヤが用いる別個のリモートコントローラを有する。
【００１２】
本方法は、（ａ）コントローラに対して飛行体を飛行状態で位置決めし、（ｂ）玩具と一体の送信機からコントローラに信号を送り、（ｃ）該信号をコントローラで受信して、該信号をコントローラの水平方向に亘り測定し、（ｄ）玩具からの受信信号の強度に関する変更は、コントローラの水平面で実行され、及び（ｅ）コントローラは、受信信号の強度に関する変更に従って、応答信号を玩具に送信するようにプログラムされることを含む。玩具に送信機を有する玩具は、水平方向に移動され、それにより、受信信号を、第１所定レベルでコントローラの水平方向に保つ。
【００１３】
玩具は、左ＩＲエミッタによって符号化ＩＲ信号又は右ＩＲエミッタによって符号化ＩＲ信号の少なくとも一方を選択的に送信する。符号化信号は、水平方向とＩＲ出力強度の両方の情報を含む。
【００１４】
各ＩＲエミッタからの信号は、選択的に、高信号から、中信号及び低信号を範囲とする異なる離散的なレベルでの方向及び強度情報を其々含む。コントローラは、左右エミッタから両符号化信号を受信し、両信号の対応する強度情報を分析し、コントローラが左右両方とも高信号を受信すると、直進するよう玩具を制御するＩＲ制御信号を送るように適合される。
【００１５】
また、コントローラは、左右エミッタから両符号化信号を受信し、両信号の対応する強度情報を分析し、コントローラが左右両方で高及び中信号を受信すると、停止するよう玩具を制御するＩＲ制御信号を送るように適合される。
【００１６】
更に、コントローラは、左右エミッタから両符号化信号を受信し、両信号の対応する強度情報を分析し、コントローラが左右両方で高、中及び低信号を受信すると、後退するよう玩具を制御するＩＲ制御信号を送るように適合される。
【００１７】
加えて、コントローラは、左右エミッタから両符号化信号を受信し、両信号の対応する強度情報を分析し、コントローラが左符号化信号のみを受信した場合に、コントローラが、玩具に「左」コマンドを送り、玩具が所定期間、左前方に旋回可能となるよう玩具を制御するＩＲ制御信号を送るように、適合される。
【００１８】
また、コントローラは、左右エミッタから両符号化信号を受信し、両信号の対応する強度情報を分析し、コントローラが右符号化信号のみを受信した場合に、コントローラが、玩具に「右」コマンドを送り、玩具が所定期間、右前方に旋回可能となるよう玩具を制御するＩＲ制御信号を送るように、適合される。
【００１９】
更に、コントローラは、左右エミッタから両符号化両信号を受信し、両信号の対応する強度情報を分析し、コントローラが玩具から如何なる符号化信号も受信していない場合に、コントローラが、玩具にコマンドを送り、それにより玩具が所定時間、垂直軸周りにスピンするよう玩具を制御するＩＲ制御信号を送るように、適合される。
【００２０】
このように、玩具は、左ＩＲエミッタによって符号化ＩＲ信号、及び右ＩＲエミッタによって符号化ＩＲ信号を送信するが、符号化信号は、水平方向とＩＲ出力強度の両方の情報を含む。各ＩＲエミッタからの信号は、異なる離散的なレベルでの方向及び強度情報を其々含む。コントローラは、左右エミッタから両符号化信号を受信し、両信号の対応する強度情報を分析し、
ａ）コントローラが、選択的に、左右共、単一レベルの同じ信号を受信すると、直進するよう玩具を制御するＩＲ制御信号、及び／又は、
ｂ）コントローラが、選択的に、左右共、２レベルの信号を受信すると、停止するよう玩具を制御する信号、及び／又は、
ｃ）コントローラが、選択的に、左右共、３レベルの信号を受信すると、後退するよう玩具を制御する信号
を送るように適合される。
【００２１】
他の状況では、飛行玩具の操縦及び方向に作用するために、異なる種類及び数の各選択信号（左、右、及び中心）の様々な組み合わせができる。
【００２２】
複数のロータ、少なくとも２個の赤外線発光ダイオード（ＩＲＥＤ）１３５ａ、１３５ｂ、受信モジュール１３４、マイクロコントローラ及びＰＣＢＡ１３８を有する飛行玩具がある。この受信モジュールは、リモートコントローラから制御コマンド信号を受信するのに使用される。通信リンクは、例えば、ＩＲ、ＲＦ、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）又はブルートゥース（登録商標）技術とすることができる。
【００２３】
リモートコントローラ１２２は、１つのＩＲ受信モジュール、１つの送信機、マイクロコントローラ及びＰＣＢＡを含む。飛行玩具と同様に、この送信機の通信リンクは、ＩＲ、ＲＦ、Ｗｉ−Ｆｉ又はブルートゥース（登録商標）技術とすることができる。
【００２４】
通常の操作では、プレーヤは、リモートコントローラの１つのスティックを、スロットルを制御するために使用し、別のスティックを、飛行玩具のヨー及びピッチ運動を制御するために使用する。
【００２５】
フォローミーモードでは、飛行玩具は、方向を追従でき、リモートコントローラと飛行玩具とを離間させた距離に保てる。一方、ヨー及びピッチ運動は、飛行玩具によって自動的に制御される。
【００２６】
リモートコントローラが、前後左右に移動される場合、飛行玩具は、其々同じ前後左右の運動を実行する。リモートコントローラと飛行玩具との間の距離が、上限及び下限を超えた場合、飛行玩具は、玩具自体を上下限内に距離を保つように調整する。
【００２７】
フォローミー制御方法は、
飛行玩具が、左ＩＲエミッタ１３５ｂ、次に右ＩＲエミッタ１３５ａによって符号化ＩＲ信号を出す、又は右ＩＲエミッタ１３５ａ、次に左ＩＲエミッタ１３５ｂによって符号化ＩＲ信号を出すことを含んでもよい。
【００２８】
この符号化信号は、方向（左及び右）とＩＲ出力強度情報の両方を含む。例えば、左ＩＲエミッタ１３５ｂからの信号は、左高、左中及び左低といった左方向及び強度情報を含み、一方で、右ＩＲエミッタ１３５ａからの信号は、右高、右中及び右低といった右方向及び強度情報を含む。
【００２９】
図８の重複領域Ａで、リモートコントローラは、左右両エミッタからの符号化信号を受信できる。リモートコントローラは、両信号に対応する強度情報を更に分析し、飛行玩具を
ａ．リモートコントローラが左右高信号を受信すると、直進する、又は
ｂ．リモートコントローラが左右、高中信号を受信すると、停止する、又は、
ｃ．リモートコントローラが左右、高、中及び低信号を受信すると、後退するように、制御するための飛行玩具に対する制御コマンドを送り返す。
ｄ．リモートコントローラが、左符号化信号のみを受信した場合、リモートコントローラは、飛行玩具が、短期間僅かに前方に左旋回するように、「左」コマンドを送る。
ｅ．同様に、リモートコントローラが、右符号化信号のみを受信すると、リモートコントローラは、短期間僅かに前方に右旋回するように、「右」コマンドを送る。
【００３０】
リモートコントローラが、飛行玩具から如何なる符号化信号も受信しない場合、リモートコントローラは、飛行玩具が極短時間スピンするように、飛行玩具に「検索」コマンドを送る。
【００３１】
別の設計、図１１では、リモートコントローラ１２２は、少なくとも１つのＩＲＥＤ、マイクロコントローラ及びＰＣＢＡを含む。複数のロータ、円蓋の左１５６ｂと右１５６ａ其々にある少なくとも２つのＩＲ受信モジュール、マイクロコントローラ及びＰＣＢＡ１３８を有する飛行玩具がある。この受信モジュールは、リモートコントローラから符号化信号だけでなく制御コマンド信号も受信するのに使用される。実際には、制御コマンドの通信リンクは、例えば、ＩＲ、ＲＦ、ＷｉＦｉ又はブルートゥース（登録商標）技術とすることができる。
【００３２】
この別の設計では、フォローミー制御方法は、リモートコントローラが、ＩＲエミッタ１２１によって符号化ＩＲ信号を出すことを含む。
【００３３】
この符号化信号は、高、中及び低といったＩＲ出力強度情報を含む。
【００３４】
飛行玩具の左ＩＲ受信モジュール１５６ｂと右ＩＲ受信モジュール１５６ａの両方が符号化信号を受信できるように、リモートコントローラが、飛行玩具の前面に向けられると、飛行玩具は、該信号の対応する強度情報を更に分析して、飛行玩具自体を
ａ．受信信号が高強度情報を含むと、直進する、又は、
ｂ．受信信号が高及び中強度情報を含むと、停止する、又は、
ｃ．受信信号が高、中及び低強度情報を含むと、後退することを決定する。
ｄ．飛行玩具が、左ＩＲ受信モジュール１５６ｂだけから符号化信号を受信した場合、飛行玩具は、短期間僅かに前方に左旋回する。
ｅ．同様に、飛行玩具が、右ＩＲ受信モジュール１５６ａから符号化信号を受信した場合、飛行玩具は、短期間僅かに前方に右旋回する。
ｆ．飛行玩具が、如何なる符号化信号も受信しない場合、飛行玩具は、短時間垂直軸に沿ってスピンする。
【００３５】
更に、玩具のプレーヤは、飛行体に関する選択された高度レベルを提供するために、コントローラの送信機を使用できる。位置制御信号は、飛行体から表面に向かい送信される。飛行体の受信機は、表面から反射された信号用に設けられる。受信機によって反射信号のレベルが求められ、反射信号の変化は、選択された高度レベルに対する飛行体の高度の変化を示す。ロータの動作は、高度レベルの変化に応じて調整され、それにより選択された高度レベルを保つ。
【００３６】
選択されるレベルは、上側レベルと下側レベルとの間の範囲とすることができる。或いは、レベルは、略一定の高度とされる。
【００３７】
ロータ動作を調整することは、速度を下げて、飛行体を選択された高度レベルに下降させること、又は速度を上げて、飛行体を選択された高度レベルに上昇させることである。
【００３８】
飛行体には、リモートコントローラと通信する受信機があり、リモートコントローラは、飛行体の速度及び方向を調整及び制御できる。
【００３９】
位置制御信号は、上方へ指向され、それにより飛行体の上方に位置する表面に対して高度を保つ。信号が反射される表面は、位置制御信号を反射することを除いて、信号発生器の特徴を持たない受動的な屋内の表面である。従って、表面上には能動的なエミッタは存在せず、信号は、屋内環境の通常の構造である、壁、天井又は床から跳ね返る。従って、玩具の使用には、飛行玩具自体及びプレーヤ用のリモートコントローラ以外何も必要としない。
【００４０】
位置制御信号は、下方に指向され、それにより飛行体の下方に位置する表面に対して高度を保つ。
【００４１】
また、飛行体に対して横断方向に指向され、それにより飛行体に対して横断方向に位置する表面から反射し、それにより横断方向に位置する表面に対して飛行体の距離を保つ位置制御信号もある。
【００４２】
飛行体に対して複数の方向其々で横断方向に指向され、それにより飛行体に対して複数の横断方向に位置する表面から反射される、複数の位置制御信号もあり得る。これにより、飛行体が、複数の横断方向に位置する表面に対して飛行体の距離を保ち、それにより、飛行体を、横断方向の表面に対して選択された距離に維持できる。
【００４３】
複数の位置制御信号は、飛行体について相対的に横断方向、前方向及び横方向に指向される。
【００４４】
飛行体に対して複数の方向其々で横断方向に指向され、それにより飛行体に対して複数の横断方向に位置する表面から反射する複数の位置制御信号があり得る。これにより、複数の横断方向に位置する表面に対して、飛行体の距離を保つ。複数の位置制御信号は、飛行体について相対的に横断方向、前方向及び横方向に指向される。これにより、飛行体を、横断方向の表面に対して選択された距離に維持する。これらの信号は、飛行体から上方及び下方に指向され、それにより飛行体の高度を維持する。
【００４５】
反射される位置制御信号に関する所望の選択レベルは、飛行体にある少なくとも１つの受信機において規定される。ロータの動作は、受信した反射された位置制御信号の差異によって決定される、指定位置からの変動に依存する。
【００４６】
反射される位置制御信号に関する所望の各選択レベルは、飛行体にある複数の各受信機において規定されることができ、複数の各受信機は、其々異なる方向に指向され、各受信機に対して合った各方向に指向される複数の各位置信号がある。ロータの動作は、受信した反射された位置制御信号の差異によって決定される、指定位置からの変動に依存する。
【００４７】
飛行体の受信機は、リモートコントローラから、スロットル及び方向制御コマンドを受信する。
【００４８】
一形態では、屋内ホバリング飛行用の玩具飛行体の高度を遠隔制御する方法であって、該飛行体は、飛行体の機体に対して回転するロータ、及び玩具のプレーヤが用いる別個のリモートコントローラを有し、該方法は、飛行体に関する選択された高度レベルを設けることを含む。飛行体からの位置制御信号は、表面に向かう。受信機は、表面から反射される信号のために飛行体に設けられる。受信機による反射信号のレベル、つまり反射信号の変化は、選択された高度レベルに対する飛行体の高度の変化を示す。
【００４９】
ロータの動作は、高度レベルの変化に応じて調整され、それにより選択された高度レベルを保つ。ここでは、該レベルは、略一定の高度とされる。
【００５０】
飛行体は、リモートコントローラとも通信し、リモートコントローラは、飛行体の速度及び方向を調整及び制御できる。飛行体にある受信機は、リモートコントローラとの信号に応答し、リモートコントローラからの信号は、ホバリング玩具の速度及び方向を変化させるためのものである。
【００５１】
飛行体の受信機は、リモートコントローラと通信し、リモートコントローラは、飛行体の速度及び方向を調整及び制御できる。
【００５２】
飛行体にある受信機は、リモートコントローラとの信号に応答し、リモートコントローラからの信号は、ホバリング玩具の速度だけでなく、方向も変化させるためのものである。
【００５３】
位置制御信号は、上方に指向され、それにより飛行体の上方に位置する表面に対して高度を保ち、信号が反射される表面は、位置制御信号を反射することを除いて、信号発生器の特徴を持たない受動的な屋内の表面である。更なる位置制御信号があり、該位置制御信号は、飛行体に対して指向され、それにより飛行体に対して更に位置する表面から反射し、それにより更に位置する表面に対して飛行体の距離を保つ。
【００５４】
本開示は、多くの異なる形態の実施形態が可能であるが、本開示の好適実施形態が、、図面に示され、本明細書で詳細に説明される。しかし、当然ながら、本開示は、本開示の原理を例示するものと見なされ、本開示及び／又は、示された実施形態の精神又は範囲を限定することを意図していない。
【００５５】
玩具飛行体１００は、屋内用であり、表面又は別の物体から離れた飛行体の高さ又は距離を制御するシステムを備える。飛行体１００は、特定の方向に飛行体１００を推進するロータ１１０を含む。飛行体には、機体又は本体１２０がある。
【００５６】
図１では、ホバリング玩具、即ちヘリコプタ用の単一ロータシステムがあり、飛行体１００の速度及び方向を制御するトグル１２４及び１２６を有するリモートコントローラ送信機１２２が示されている。図２ａ、図３、図４、図５ａ及び図５ｂでは、反転ロータ１２８及び１２９を有するヘリコプタが示されている。図２ｂでは、本体の周りに離間して位置する４つのロータを有するホバリング飛行玩具が示されている。
【００５７】
ホバリング玩具には、制御システム及びバッテリ電源がある。制御システムは、リモートコントローラ送信機１２２及び本体１２０の受信機１３４を含み、該受信機は、回路基板１３８上のＩＲ受信モジュールと無線通信し、該モジュールは、ロータ１１０と更に通信し、ロータ１１０を制御する。送信機１２２と受信機１３４の対は、好適には、赤外線対であるが、他の送信機／受信機対又は通信プロトコルが、使用されてもよく、組み込まれてもよい。
【００５８】
反射面１３６への信号を生成するＩＲＥＤセル１３５があり、反射面１３６は、次に信号を受信機１３４に反射し返す又は跳ね返す。この信号は、送信機１２２からの任意の信号と共に、マイクロプロセッサ回路ＭＣＵによって処理される。次に、ＭＣＵは、電圧レギュレータを通してバッテリによって給電される。ＭＣＵは、ホバリング飛行体のジャイロセンサ、モータ型駆動制御部、ＬＥＤ、及び出力制御部を制御する。モータ駆動制御部は、１つ又は複数のモータを制御して、１つ又は複数のロータを其々制御する。
【００５９】
送信機の制御方法は、赤外線に限定されない。制御方法は、２７ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、４９ＭＨｚ又は２．４ＧＨｚ等の無線周波数、或いはブルートゥース（登録商標）又はＷｉＦｉとすることができる。
【００６０】
飛行玩具の上部にＩＲＥＤ及びＩＲ受信モジュールを配置すること、及び本発明のＩＲ距離測定方法を適用することによって、地面ではなく部屋の天井を基準にして高度保持飛行を行うのに使用できる（図５ａ）。
【００６１】
同様に、飛行玩具と障害物、物体又はその周りの表面との間の距離を検出するのにも使用できる。本開示でのような上下移動ではなく飛行方向を変化させることによって、障害物回避制御として機能できる（図５ｂ）。
【００６２】
複数のロータ、赤外線発光ダイオード（ＩＲＥＤ）及びＩＲ受信モジュールを有する飛行玩具があり得る。このモジュールは、送信機からの信号及びＩＲＥＤ自体からの信号を受信するのに使用できる。物理学では、光源からの距離に応じた光の強度又は輝度は、逆二乗の関係に従う。所与の反射地面、上部表面又は横断方向の表面及びＩＲ受信モジュールの所与の感度について、光強度と距離との関係は、成立できる。
【００６３】
光反射方法を使用するため、測定できる最大高さは、約３メートル未満に限定される。
【００６４】
ＩＲ信号は、通常、送信のために約３０〜４０ｋＨｚに変調され、一方でＩＲ受信モジュールは、これらの周波数区域外のノイズをフィルタリングし、ＭＣＵの復号化のために信号を復調できる。ＩＲＥＤが生成するＩＲ光の強度は、電流に正比例する。ＩＲＥＤへの異なるレベルの電圧供給、従って電流を制御することによって、異なる光強度を得られる。
【００６５】
本装置及び方法について、現在最も実用的で好適な実施形態と考えられるものに関して説明したが、当然ながら、本開示は、開示された実施形態に限定される必要はない。
【００６６】
クレームの精神及び範囲に含まれる様々な変形例及び同様な構成を包含するものとし、クレームの範囲は、全てのかかる変形例及び同様な構造物を網羅するように最も広範な解釈に従うべきものとする。
【図１】
2018029941.tif 000003
【図２ａ】
2018029941.tif 000004
【図２ｂ】
2018029941.tif 000005
【図３】
2018029941.tif 000006
【図４】
2018029941.tif 000007
【図５ａ】
2018029941.tif 000008
【図５ｂ】
2018029941.tif 000009
【図６ａ】
2018029941.tif 000010
【図６ｂ】
2018029941.tif 000011
【図６ｃ】
2018029941.tif 000012
【図７ａ】
2018029941.tif 000013
【図７ｂ】
2018029941.tif 000014
【図７ｃ】
2018029941.tif 000015
【図８】
2018029941.tif 000016
【図９】
2018029941.tif 000017
【図１０】
2018029941.tif 000018
【図１１】
2018029941.tif 000019
【図１２】
2018029941.tif 000020
【図１３】
2018029941.tif 000021
【図１４】
2018029941.tif 000022
【図１５ａ】
2018029941.tif 000023
【図１５ｂ】
2018029941.tif 000024
【図１５ｃ】
2018029941.tif 000025
【図１５ｄ】
2018029941.tif 000026
【図１６】
2018029941.tif 000027