JP2002232317A

JP2002232317A - 触覚通信装置

Info

Publication number: JP2002232317A
Application number: JP2001030400A
Authority: JP
Inventors: Kiyoaki Aikawa; 清明相川
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2001-02-07
Publication date: 2002-08-16

Abstract

(57)【要約】【課題】携帯電話やＰＨＳなどの携帯通信機器におい
て、指などが触れた感覚等の触覚情報の通信をできるよ
うにする。【解決手段】携帯通信機器１００の裏側などに、指な
どの接触位置や動きなどを検出して電気信号（接触信
号）に変換する手段であるラックパッド１１０、接触信
号に応じて触覚刺激を発生する手段である圧電素子２次
元配列パネル２２０を設ける。送信側では、送り手が指
などをトラックパッド１１０上で触れたり移動したりす
ると、その接触信号を送信する。受信側では、受信した
接触信号を圧電素子２次元配列パネル２２０が振動によ
る触覚刺激に変換して受け手に伝える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話やＰＨ
Ｓ、携帯端末などの携帯通信機器において、音声画像等
の通信に加えて触覚情報の通信ができる触覚通信装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の携帯通信機器においては、送り手
から伝えられる感覚情報としては、聴覚情報である音と
視覚情報である文字や静止画・動画などを含めた画像の
みであり、指など触れた感覚等の触覚情報そのものを伝
達の対象として、その送受信手段を搭載した機器は存在
しなかった。

【０００３】なお、従来から、振動などを発生させる手
段をもつ携帯電話やＰＨＳなどは存在するが、これは振
動などの触覚で着信有を伝えるだけであり、送り手の触
覚情報そのものを受け手に伝えるものではない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】携帯電話やＰＨＳなど
の可搬型（携帯）通信機器は意思の疎通に有効である。
このような携帯通信機器において、音声や画像だけでな
く、人体の一部などが触れたり、動いたりする触覚情報
を伝えることができれば、さらに多くの情報あるいは感
覚に直接訴える情報を送ることができ、意思の疎通にさ
らに有効であると考えられる。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、その目的は、音声や画像だけでなく、指などが
触れた感覚等の触覚情報そのものを伝え合うことができ
る触覚通信装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の触覚通信装置
は、生物体あるいは物体の接触を検出する接触検出手
段、検出した接触信号を送受信する通信手段、受信した
接触信号により触覚刺激を発生させる触覚刺激発生手段
を具備することを特徴とする。

【０００７】送信側では、接触検出手段により指などの
触れた位置や動きなどを検出し、該接触信号を、音声デ
ータや画像データなどの代わり、あるいはこれらデータ
と混在させて、他の携帯通信機器に伝送する。受信側で
は、接触信号に応じ触覚刺激発生手段により触覚刺激を
発生し出力する。これにより、送り手と受け手の間で、
指などが触れた感覚や指などの動き等の情報を伝え合う
ことが可能になる。

【０００８】接触検出手段にはトラックパッドや導電性
のゴム膜などを用いる。また、触覚刺激発生手段には多
数の圧電素子や小型電磁石を２次的に配列したパネル等
を用いる。さらに、リアクション付きジョイスティック
を用いれば、送り手のジョイティックの動きに応じて、
受け手のジョイスティックを同じように動かすこともで
きる。接触信号を送受信する通信手段は、携帯電話、Ｐ
ＨＳなどの双方向送受信機能を持つ可搬型通信機器がそ
のまま利用できる。

【０００９】さらには、接触検出手段に温度センサを付
属させ、刺激発生手段に発熱体を付属させることで、接
触体の体温などの感覚を、触覚情報の補助的情報として
通信できる。ただし、この場合には、１つの機器では温
度センサと発熱体が分離されている必要がある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の触覚通信装置の
二、三の実施例について図面により詳述する。〔実施例１〕図１に、本発明の触覚通信装置の第１の実
施例を示す。本実施例は、携帯電話やＰＨＳなどの携帯
通信機器１００において、その裏側に、接触検出手段で
あるトラックパッド（接触センサ２次元配列デバイス）
１１０及び触覚刺激発生手段である圧電素子２次元配列
パネル１２０を配置したものである。表面にはボタン
類、液晶表示板などがあり、側面にアンテナがある。他
にはマイク、スピーカがあるが、図１では省略してい
る。なお、接触検出手段としてはトラックパッド１１０
に替えて導電性のゴム膜などでもよく、また、触覚刺激
発生手段としては圧電素子２次元配列パネル１２０に替
えて小型電磁石２次元配列パネルなどでもよい。

【００１１】図２に、携帯通信機器１００内の本触覚通
信装置としての回路構成例を示す。図２（Ａ）は送信系
統であり、トラックパッド１１０、接触信号符号化部１
１１、マイク１１２、音声信号符号化部１１３、信号合
成部１１４、送信部１１５などで構成される。図２
（Ｂ）は受信系統であり、受信部１２１、信号分解部１
２２、接触信号復号化部１２３、圧電素子２次元配列パ
ネル１２０、音声信号復号化部１２４、スピーカ１２５
などで構成される。なお、図２では画像系統は省略して
ある。

【００１２】送り手側は、指などをトラックパッド１１
０上で触れたり移動したりし、必要ならマイク１１２か
ら音声を入力する。トラックパッド１１０は、この指な
どの接触位置や動き、強さなどを検出し、電気信号（接
触信号）に変換する。接触信号符号化部１１１は、この
接触信号の位置、速度、強さなどの接触情報を符号化し
圧縮する。また、マイク１１３は、入力音声を電気信号
（音声信号）に変換し、音声信号符号化部１１３は、こ
の音声信号を符号化し圧縮する。信号合成部１１４は、
音声符号と接触符号を合成して、送信符号信号に組み立
てる。送信部１１５は、この音声符号と接触符号の合成
された送信符号信号をアンテナを介し電波として送出す
る。

【００１３】一方、受け手側は、アンテナを介し受信部
１２１において、送り手側からの音声符号と接触符号の
合成符号信号を受信する。信号分解部１２２は、受信さ
れた合成符号信号を音声符号と接触符号に分離する。接
触信号復号化部１２３は、接触符号を接触信号に復号
し、圧電素子２次元配列パネル１２０は、この接触信号
を振動による触覚刺激に変換して、送り手側の指の触れ
た位置や動き、強さなどを受け手に伝える。音声信号復
号化部１２４は、音声符号を音声信号に復号し、スピー
カ１２５は、この音声信号を音に変換して出力する。

【００１４】〔実施例２〕図３に、本発明の触覚通信装
置の第２の実施例を示す。本実施例は、携帯電話やＰＨ
Ｓなどの携帯通信機器２００に蓋２０１、２０２がある
場合、例えば、蓋２０１の裏側に接触検出手段であるト
ラックパッド２１０を配置し、蓋２０２の裏側に触覚刺
激発生手段である圧電素子２次元配列パネル２２０を配
置したものである。実施例１の場合と同様に、トラック
パッド２１０に替えて導電性のゴム膜などを使用しても
よく、圧電素子２次元配列パネル２２０に替えて小型電
磁石２次元配列パネルなどを使用してもよい。

【００１５】なお、図３は携帯通信機器２００が上下二
つの蓋２０１、２０２を備えている場合の実施例である
が、蓋が上あるいは下に一つのみしか存在しない場合に
は、その一つの蓋の裏側にトラックパッド２１０と圧電
素子２次元配列パネル２００の両方を配置にするか、い
ずれか一方を実施例１のように本体の裏側に配置すれば
よい。本実施例２の機器内の回路構成は図２と同じであ
るので省略する。

【００１６】〔実施例３〕図４に、本発明の触覚通信装
置の第３の実施例を示す。本実施例は、携帯電話やＰＨ
Ｓなどの携帯通信機器に具備されているジョイステイッ
クをリアクション付きジョイスティック３１０とし、こ
れ一つで接触検出手段と触覚刺激発生手段を兼ねさせた
ものである。リアクション付きジョイスティック３１０
は、従来のジョイスティックに、ジョイスティック駆動
用の電磁石を付加した構造である。これにより、送り手
側がジョイスティック３１０を動かすと、受け手側のジ
ョイスティック３１０が電磁石で駆動されて、送り手側
のジョイスティックと同じように動かすことが可能にな
る。なお、ジョイスティックはトラックポイントであっ
てもよい。

【００１７】図５に、リアクション付きジョイススティ
ック３１０の具体的構成例を示す。図において、ジョイ
スティック３３１は支持部材３３２を支点にして任意の
方向に動かすことができる。このジョイスティック３３
１の下方周辺部分に、一対の圧電素子３３３−１、３３
３−２と一対の駆動用電磁石３３４−１、３３４−２が
一体的に取り付けられた可動部材３３５を配置する。図
５では図示されていないが、これと直角方向に、同様の
構成の可動部材を配置する。各可動部材の両端は，スプ
リングを介して固定する。

【００１８】送り手側が、例えば、ジョイスティック３
３１を左方向に動かすと，圧電素子３３３−１が加圧さ
れ、右方向に動かすと、圧電素子３３３−２が加圧され
る。また、例えば，ジョイスティック３３１を斜め方向
に動かすと、その方向に関係する二つの圧電素子に分圧
されて加圧される。すなわち、ジョイスティック３３１
の任意の方向の動きが一つあるいは二つの圧電素子によ
り検出される。受け手側では、これに対向して同様に一
つあるいは二つの駆動用電磁石が駆動し、ジョイスティ
ック３３１は送り手側のジョイスティック３３１と同じ
動きをすることになる。なお、受け手側がジョイスティ
ック３３１を持たないかぎり、受け手側の圧電素子が加
圧されることはない。

【００１９】図６に、携帯通信機器３００内の本触覚通
信装置としての回路構成例を示す。図６（Ａ）は送信系
統であり、リアクション付きジョイスティック３１０の
ジョイスティック検出圧電素子部３１０−１、接触信号
符号化部３１１、マイク３１２、音声信号符号化部３１
３、信号合成部３１４、送信部３１５などで構成されて
いる。図６（Ｂ）は受信系統であり、受信部３２１、信
号分解部３２２、接触信号復号化部３２３、リアクショ
ン付きジョイスティック３１０のジョイスティック駆動
電磁石部３１０−２、音声信号復号化部３２４、スピー
カ３２５などで構成されている。図６の動作は基本的に
図２と同様である。

【００２０】送り手がリアクション付きジョイステック
３１０を動かすと、ジョイスティック検出圧電素子部３
１０−１が該ジョイスティックの動きを検出し、電気信
号（接触信号）に変換する。接触信号符号化部３１１
は、この接触信号を符号化し圧縮する。また、マイク３
１２は、入力音声を電気信号（音声信号）に変換し、音
声信号符号化部３１３は、この音声信号を符号化し圧縮
する。信号合成部３１４は、音声符号と接触符号を合成
して送信符号信号に組み立て、送信部３１５がアンテナ
を介して電波として送出する。

【００２１】受け手側は、アンテナを介して受信部３２
１が、送り手側からの音声符号と接触符号の合成符号信
号を受信し、信号分解部３２２にて分離する。接触信号
復号化部３２３は、接触符号を接触信号に復号し、音声
信号復号化部３２４は音声符号を音声信号に復号する。
リアクション付きジョイスティック３１０のジョイステ
ィック駆動電磁石３１０−２が接触信号に応じて駆動さ
れ、その結果、送り手側のジョイスティックの動きが受
け手側で再現される。スピーカ３２５は、音声信号を音
に変換して出力する。

【００２２】〔実施例４〕本実施例は、接触検出手段に
温度センサを付属させ、刺激発生手段に発熱体を付属さ
せて、接触した指などの温度（体温）の感覚を、触覚情
報の補助情報として通信するものである。

【００２３】図７に、先の実施例１における接触検出手
段としてのトラックパッド１１０に温度センサ４１０を
付属させ、刺激発生手段としての圧電素子２次元配列パ
ネル１２０に発熱体４２０を付属させた場合の、触覚通
信装置としての回路構成例示す。

【００２４】送り手側が，指などをトラックパッド１１
０上で触れたり，移動させたりすると、トラックパッド
１１０は、この指などの接触位置や動き、強さなどを検
出し、電気信号（接触信号）に変換する。この時、同時
に温度センサ４１０が指などの温度を検出し、電気信号
（温度信号）に変換する。接触信号符号化部１１１は、
接触信号と温度信号を符号化圧縮する。その後の信号合
成部１１４、送信部１１５、受信部１２１、信号分解部
１２２などの動作は、図２と基本的に同じである。受け
手側の接触信号復号化部１２３は，接触符号を接触信号
に復号し、温度符号を温度信号に復号する。圧電素子２
次元配列パネル１２０は，接触信号を振動による触覚刺
激に変換して、送り手側の指の触れた位置や動き、強さ
などを受け手に伝える。同時に、発熱体４２０は、温度
信号に応じて発熱し、送り手側の指の温度（体温）を伝
える。

【００２５】以上、本発明の触覚通信装置の実施例につ
いていくつか説明したが、本発明は、これらに限定され
るものでないことは云うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】本発明の触覚通信装置によれば、人間や
動物の指、唇、爪、あるいは物体の接触位置、動き、圧
迫感、温度の感覚の他、手書きの文字の情報や簡単な手
書きの絵などを伝送でき、従来の音声と画像だけに頼っ
た携帯通信機器に比べてさらに多様な情報を送受信する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の触覚通信装置の第１の実施例の外観図
である。

【図２】本発明の触覚通信装置の第１の実施例の回路構
成例を示す図である。

【図３】本発明の触覚通信装置の第２の実施例の外観図
である。

【図４】本発明の触覚通信装置の第３の実施例の外観図
である。

【図５】第３の実施例におけるリアクション付きジョィ
スティックの具体的構成例を示す図である。

【図６】本発明の触覚通信装置の第３の実施例の回路構
成例を示す図である。

【図７】本発明の触覚通信装置の第４の実施例の回路構
成例を示す図である。

【符号の説明】

１００、２００、３００携帯通信機器（触覚通信装
置）１１０、２１０トラックパッド（接触検出手段）１２０、２２０圧電素子２次元配列パネル（触覚刺激
発生手段）３１０リアクション付きジョイスティック（接触検出
手段と触覚刺激発生手段兼用）４１０温度センサ４２０発熱体

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】携帯通信機器において、生物体あるいは
物体の接触を検出する手段（以下、接触検出手段）と、
前記検出した接触信号を送信する手段と、接触信号を受
信する手段と、前記受信した接触信号により触覚刺激を
発生する手段（以下、触覚刺激発生手段）を有すること
を特徴とする触覚通信装置。
【請求項２】請求項１記載の触覚通信装置において、
接触信号を音声信号と合成して送信する手段と、受信し
た信号から音声信号と接触信号を分離する手段を有する
ことを特徴とする触覚通信装置。
【請求項３】請求項１もしくは２記載の触覚通信装置
において、接触検出手段は生物体あるいは物体が接触し
た位置、強さあるいは移動を検出し、触覚刺激発生手段
は前記位置、強さあるいは移動に応じた触覚刺激を発生
することを特徴とする触覚通信装置。
【請求項４】請求項１、２もしくは３記載の触覚通信
装置において、接触検出手段及び触覚刺激発生手段はそ
れぞれ表面が２次元平面を形成していることを特徴とす
る触覚通信装置。
【請求項５】請求項１、２、３もしくは４記載の触覚
通信装置において、接触検出手段は、接触した生物体あ
るいは物体の動き方向を検出し、触覚刺激発生手段は前
記動き方向に応じた動きを再現することを特徴とする触
覚通信装置。
【請求項６】請求項5記載の触覚通信装置において、
接触検出手段と触覚刺激発生手段を一つのジョイスティ
ックデバイスで兼用したことを特徴とする触覚通信装
置。
【請求項７】請求項１、２、３、４、５もしくは６記
載の触覚通信装置において、接触した生物体あるいは物
体の温度を検出する手段と、前記検出した温度信号を送
信する手段と、受信した温度信号により発熱刺激を発生
する手段を有することを特徴とする触覚通信装置。