JP2018069745A - 無人飛行体 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な光による演出効果を可能とする飛行体を提供する。
【解決手段】飛行体１００は、空中を飛行するための推進力を発生する推進部を備えた本体１０と、本体の周囲を囲むように配置されるフレーム５０と、を備える。フレーム５０上において、複数の画素を含み、第１の方向に向けて複数色の光を発光可能な第１の発光部４０と、複数の画素を含み、第１の方向と異なる第２の方向に向けて複数色の光を発光可能な第２の発光部４０とが配置される。
【選択図】図１

Description

本開示は、発光素子を備え、無人で空中を飛行する飛行体に関する。

特許文献１は、発光素子を搭載した複数の飛行ロボット群を空中に浮遊させ、文字や図形などの情報を提示する情報提示システムを開示する。具体的には、特許文献１の情報提示システムは、空中に浮遊する複数の飛行ロボット群をドットマトリクスとして用いて、文字や図形などの情報を提示する。特許文献１の飛行ロボットは、ベースステーションと通信を行い、ベースステーションから種々の制御に関する指示信号を受信している。

特開２００３−３４１５９９号公報

特許文献１の情報提示システムは文字や図形などの情報を空中で提示するが、今後、単なる文字や図形などによる情報提示のみならず、より演出効果を持たせた情報提示が期待される。

本開示は、様々な光による演出効果を可能とする飛行体を提供する。

本開示の態様において、空中を飛行可能な飛行体が提供される。飛行体は、空中を飛行するための推進力を発生する推進部を備えた本体と、本体の周囲を囲むように配置されるフレームと、を備える。フレーム上において、複数の画素を含み、第１の方向に向けて複数色の光を発光可能な第１の発光部と、複数の画素を含み、第１の方向と異なる第２の方向に向けて複数色の光を発光可能な第２の発光部とが配置される。

本開示の飛行体は、種々の方向から様々な色の光（映像）を照射させることができるため、より演出効果の高い情報提示が可能となる。

飛行体全体の斜視図 複数の飛行体により構成される空中映像表示システムの構成を示す図 飛行体の本体の斜視図 飛行体のブロック構成図 飛行体の本体とフレームとを連結する支持部および連結部を説明するための図 フレーム折りたたみ時の連結部内の様子を説明した図 フレームの折りたたみを説明した図 飛行体のフレームの別の構成例を説明した図 飛行体のフレームのさらに別の構成例を説明した図 フレームの中空構造内に配置された電池を説明した図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
以下、添付の図面を用いて、実施の形態１を説明する。

図１は、本開示における無人の飛行体の構成を示す図である。

飛行体１００は、自動操縦される複数の無人の飛行体（いわゆる「ドローン」）である。飛行体１００は、本体１０と、その本体１０の外側に取り付けられたフレーム５０とで構成される。フレーム５０は、立方体の各辺を構成する枠で構成される。

フレーム５０において、立方体を構成する各辺の部分に発光器４０が設けられている。発光器４０は、ＲＧＢ各色のＬＥＤ（発光ダイオード）素子を複数含んでもよいし、また、ＲＧＢ各色のＬＥＤ素子を含む発光素子モジュールを複数含んでも良い。すなわち、発光器４０は、複数の色の光（映像）を照射できるように複数の画素（１つの画素は、１つのＬＥＤ素子で構成してもよいし、１つの発光素子モジュールで構成してもよい）を含む。また、発光器４０は、フレーム５０が構成する立方体の６つの面のそれぞれの面において設けられている。よって、発光器４０から、フレーム５０が構成する立方体の６つの面のそれぞれの面の法線方向に向けて、種々の色の光を照射することができる。これにより、空中に浮遊する飛行体１００から、複数の方向に向けて様々な映像を提示することができるため、様々な光による演出を実現できる。

このように構成される飛行体１００を、図２に示すように、複数個、空中に浮遊させ、それぞれ所定の空中位置に配置させて発光させることで任意の映像を表示させることが可能となる。例えば、スポーツの競技大会を行うスタジアムのような大きな会場において、数十から数百の飛行体１００を２〜１０ｍの高さで空中に浮遊させ、各飛行体１００の配置や発光を適宜変化させることで、様々な映像を表示することができ、様々な光による演出が可能となる。

飛行体１００の本体１０は、本体から延びる四本の支持部３１によりフレーム５０と連結される。支持部３１の先端には連結部３３が設けられ、この連結部３３の中空部にフレーム５０の一部１０１、１０３が挿入されることで連結部３３とフレーム５０とが連結される。

フレーム５０に設けられた発光器４０に対して、飛行体１００の本体１０側から、発光器４０を駆動するための電力及び駆動信号が送信される。すなわち、フレーム５０は中空構造を有しており、その中空構造内に電力や駆動信号を供給するための配線または導体が配置される。

図３は、飛行体の本体１０の外観を示す斜視図である。図４は、飛行体１００の機能的な構成を示したブロック図である。飛行体の本体１０は、基板１１と、飛行体１００の推進力を発生させる推進器１５とを備える。推進器１５は、基板１１の四角の各々から延在する支持部１３の先端に取り付けられる。基板１１の下側には、コントローラ１６と、カメラ２１と、電池２５と、レーザ光源２３とが取り付けられている。また、基板１１の上面側には、慣性計測装置１７と測位装置１９とが取り付けられている。

推進器１５はプロペラとプロペラを回転させるモータとからなる。図３の例では、飛行体１０は４個の推進器１５を有しているが、推進器の数は４個に限定されず、例えば５個以上であってもよい。各推進器１５の回転数を適宜制御することで、飛行体１０の移動方向や飛行状態を制御することができる。各推進器１５の下部には、発光器２４が取り付けられている。発光器２４は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の光を発する複数の発光素子を備え、様々な色の光を発することができる。

カメラ２１は、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサなどの画像センサを備え、被写体を撮影し画像データを生成する。生成された画像データはコントローラ１６に送信される。本実施形態では、カメラ１０は、飛行体１０の本体１１の下側に取り付けられており、飛行体１０の飛行中において、飛行体１０の鉛直下方の画像を撮影するようになっている。

レーザ光源２３は、レーザ発光素子を備えており、飛行中の飛行体１０の鉛直下方に向かってレーザ光を照射する。レーザ光は、カメラ２１により撮影可能な波長帯域の光であれば、可視光および不可視光のいずれであってもよい。

慣性計測装置１７は、加速度センサやジャイロセンサを備え、飛行体１００の加速度や角速度を計測する装置である。慣性計測装置１７からの出力に基づき飛行体１００の挙動や姿勢が制御される。

測位装置１９は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から信号を受信して、飛行体１０の現在位置を計測する。

通信装置２０は、遠隔制御装置６０と無線通信を行うための電子回路を含み、遠隔制御装置６０から飛行制御や発光制御等に関するコマンドを受信する。

電池２５は、飛行体１００の各要素に電源電圧を供給する。

以上のように構成される飛行体１０は、遠隔操作により制御され、空中の所定の位置に移動し、発光器２４を発光させる。すなわち、飛行体１０は、地上に配置された遠隔制御装置６０から、無線通信によりコマンドを受信し、受信したコマンドにしたがい飛行制御や発光制御を行う。なお、飛行体１０は、光通信によりコマンドを受信してもよい。または、飛行体１０は自律的に飛行制御や発光制御を行ってもよい。この場合、飛行体１０は、所定の飛行経路を移動し、また、所定の発光パターンで発光器２４を発光させるように予めプログラミングされる。

図５は、飛行体の本体１０とフレーム５０とを連結するための、飛行体の本体１０から延在する支持部３１と連結部３３を説明した図である。図１に示す飛行体１００の例では、図５（ａ）に示すように、飛行体の本体１０の基板１１の四角から支持部３１が突出しているが、図５（ｂ）に示すように、基板１１の周縁部の各辺の中央から支持部３１を突出させ、推進器１５の外側に連結部３３を取り付けるようにしてもよい。

本実施形態の飛行体１００のフレーム５０は連結部３３において伸縮できるようになっている。すなわち、図６に示すように、フレーム５０の連結部を挟んだ上側の部材１０１と下側部材１０３が連結部３３内に挿入する長さを変化させることで、フレームの高さ（第１方向の長さ）を図７（ａ）に示す状態から図７（ｂ）に示す状態へと変化させる。これによりフレーム５０の高さを縮めることができる。すなわち、飛行体１００の通常使用時には、図７（ａ）に示す状態にしておき、飛行体の収納時には、図７（ｂ）に示すようにフレーム５０の高さを縮めることで、飛行体１００全体の嵩を低減することができる。これにより、多数の飛行体１００を同時に保管する場合であっても、小さいスペースで多数の飛行体１００を保管することが可能となる。加えて、連結部３３に弾性体を配置することで、着地時に第３方向に加わる力を低減できる。弾性体はバネやゴム以外に非圧縮性液体でもよい。

以上のように本実施形態の飛行体１００は、空中を飛行可能な飛行体であって、空中を飛行するための推進力を発生する推進器１５を備えた本体１０と、本体１０の周囲を囲むように配置されるフレーム５０と、を備える。フレーム５０上において、複数の画素を含み、第１の方向に向けて複数色の光を発光可能な第１の発光器４０と、複数の画素を含み、第１の方向と異なる第２の方向に向けて複数色の光を発光可能な発光器４０とが配置される。

このように、飛行体の本体１０の外周に取り付けられたフレーム５０において、異なる方向を向いたフレーム５０上に発光器４０を配置する。これにより、複数の方向に向けて発光した光を出力することができる。これにより、空中に浮遊する飛行体１００から、複数の方向に向けて様々な映像を提示することができるため、様々な光による演出を実現できる。

また、フレーム５０は、折りたたむことができるため、飛行体１００の収納時にコンパクトになり、保管する際の収納スペースを低減できる。また、フレーム５０は、飛行体の本体１０の外側を囲むように取り付けられることから、飛行体の本体１０を保護することができる。

（実施の形態２）
飛行体の本体の外側に取り付けられるフレームの一例として図１に示す例を説明したが、フレームの構成は、これに限定されるものではない。収納時に、変形し小型化できる構成であれば任意の構成を飛行体１００のフレームに適用することができる。以下にフレームの他の構成例を説明する。

（１）フレーム構成例１
例えば、図８に示すようなフレーム構成を採用してもよい。図８に示す構成では、第１方向から見て、フレーム上部において水平方向に配置される水平フレーム部材１１０ｔの一端に、垂直方向に配置される第１垂直フレーム部材１０１ｂの一端が回動可能に接続される。第１垂直フレーム部材１０１ｂは、中央部で２つの部材が接続され、折り曲げ可能に構成されている。第１垂直フレーム部材１０１ｂの他端は連結部材３３ｂの一端に回動可能に接続されている。同様に、フレーム下部において水平方向に配置される水平フレーム部材１１０ｂの一端に、垂直方向に配置される第２垂直フレーム部材１０３ｂの一端が回動可能に接続される。第２垂直フレーム部材１０３ｂは中央部で２つの部材が接続され、折り曲げ可能に構成されている。第２垂直フレーム部材１０３ｂの他端は連結部材３３ｂの他端に回動可能に接続されている。

このようにフレームが複数の間接部ｈ０〜ｈ３を備えた構成を有することにより、Ｚ方向においてフレームを変形させることが可能となる。すなわち、フレーム５０ｂを、図８（ａ）に示す状態から図８（ｂ）に示す状態へと変化させることが可能となり、フレーム５０ｂの高さを縮めることが可能となる。

（２）フレーム構成例２
または、図９に示すような複数の間接部ｈ５〜ｈ８を有するフレーム構成を採用してもよい。図９の例では、第１方向から見て、Ｌ字状フレーム部材１０１ｃの一端を回転可能に連結部材３３ｃに接続し、他端を他のＬ字状フレーム部材に摺動可能に接続する。すなわち、Ｌ字状部材１０１ｃ、１０３ｃは、フレームの上部水平部分または下部水平部分において、他のＬ字状フレーム部材と摺動可能に接続される。このようなフレーム構成により、フレーム５０ｃを、図９（ａ）に示す状態から図９（ｂ）に示す状態へと変化させることが可能となり、フレーム５０ｃの高さを縮めることが可能となる。

このようにフレームが複数の間接部ｈ５〜ｈ８を備えた構成を有することにより、収納時に高さ方向（第３方向）において縮めることができ、フレームの小型化が図れる。

以上のようなフレーム構成によっても、フレームを折りたたむことができるため、飛行体１００の収納時にコンパクトになり、保管する際の収納スペースを低減できる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。以下、他の実施の形態について説明する。

上記の実施形態では、フレーム５０に設けられた発光器４０に対して、飛行体１００の本体１０側から、電力及び駆動信号が送信される例を説明した。発光器４０を駆動するための電力についてはフレーム５０側から供給してもよい。すなわち、図１０に示すように、フレーム５０の中空構造内に、発光器４０に電力を供給するための電池２５ｂを収納してもよい。

上記の実施形態では、発光素子の例としてＬＥＤ素子を用いたが、発光素子として他の発光素子を用いてもよい。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、発光素子を発光させて、空中において光による情報を提示する飛行体に有用である。

１０ 飛行体
１１ 本体
１３ 支持部
１５ 推進器
１６ コントローラ
１７ 慣性計測装置
１９ 測位装置
２１ カメラ
２３ レーザ光源
４０ 発光器
２５ 電池
６０ 遠隔制御装置

Claims (3)

1. 空中を飛行可能な飛行体であって、
   空中を飛行するための推進力を発生する推進部を備えた本体と、
   前記本体の周囲を囲むように配置されるフレームと、を備え、
   前記フレーム上において、複数の画素を含み、第１の方向に向けて複数色の光を発光可能な第１の発光部と、複数の画素を含み、前記第１の方向と異なる第２の方向に向けて複数色の光を発光可能な第２の発光部とが配置された、
   飛行体。
2. 前記フレームは間接部を備え、折りたたみ可能に構成された、請求項１に記載の飛行体。
3. 前記フレームは中空構造を有し、前記中空構造内に、前記第１の発光部と前記第２の発光部に電力を供給する電池を収納した、請求項１に記載の飛行体。