JP2003316299A - 触覚ディスプレイ提示装置および形状情報符号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３次元形状または３次元形状と映像とを組み
合わせた情報を提示することが可能な触覚ディスプレイ
装置、形状情報符号化方法、および触覚情報放送装置を
提供すること。 【解決手段】 入力映像信号の色信号毎に設けられ入力
映像信号の各色信号に応じて光信号を放射する光源によ
って構成される映像光源手段２４３と、映像光源手段２
４３を構成する各光源の各々に１本ずつ接続された光フ
ァイバであって、各光源が放出する光信号を伝播させる
光ファイバを画素毎に束ねて得られる封入光ファイバ２
４２と、封入光ファイバ２４２の光源に接続された端以
外の端を１の面上に格子状に配列して得られる触覚ディ
スプレイ２４１と、触覚ディスプレイ２４１の１の面に
垂直な方向に封入光ファイバ２４２を駆動させる光ファ
イバ駆動手段２４５と、入力信号に応じて光ファイバ駆
動手段２４５を制御する光ファイバ駆動制御手段２４４
とを備えた構成を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元形状情報を
含む情報を取得してテレビ放送やネットワーク配信を介
して送信し、３次元形状情報を含む情報を受信して提示
するための触覚ディスプレイ装置、形状情報符号化方
法、および触覚情報放送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のマルチメディア化の進展に伴い、
種々の情報が送信され再生されるようになってきた。ま
た、特開２０００−２１４４１３号公報に開示された表
示装置のように、物体を立体的に認識されるように表示
するものもある。これらは、伝達される情報を音や２次
元映像等の範囲から拡大しようとするものである。

【０００３】その一方で、被写体の奥行き情報を測定す
る技術の研究が進められ、その奥行き情報に基づいて３
次元的な形状等を立体画像表示装置に表示させることが
考えられ、３次元形状の表示技術の向上に貢献してい
る。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
表示装置では、３次元形状を映像としてのみ表示しよう
とするため、立体形状をより具体的に提示することがで
きないという問題があった。本発明は、かかる問題を解
決するためになされたものであり、その目的は、３次元
形状または３次元形状と映像とを組み合わせた情報を提
示し、その場に物体が存在するかのようなリアルな表現
力を付加することが可能な触覚ディスプレイ装置、形状
情報符号化方法、および触覚情報放送装置を提供するも
のである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上の点を考慮して、請
求項１に係る発明は、ＲＧＢ信号またはＹＰｂＰｒ信号
を含む入力映像信号の色信号毎に設けられた光源であっ
て前記入力映像信号の各色信号に応じて光信号を放射す
る光源、または前記入力映像信号の画素毎に設けられた
光源であって前記入力映像信号の各色信号によって生成
される光を合成して得られる光信号を放射する光源によ
って構成される映像光源手段と、前記映像光源手段を構
成する各光源の各々に１本ずつ接続された光ファイバで
あって、前記各光源が放出する光信号を伝播させる光フ
ァイバを画素毎に束ねて得られる封入光ファイバと、前
記封入光ファイバの前記光源に接続された端以外の端を
１の面上に格子状に配列して得られる触覚ディスプレイ
と、前記触覚ディスプレイの前記１の面であるディスプ
レイ面に垂直な方向に前記封入光ファイバを駆動させる
光ファイバ駆動手段と、３次元形状情報を含む入力信号
に応じて前記封入光ファイバを駆動させるための制御信
号を生成し、前記光ファイバ駆動手段に出力する光ファ
イバ駆動制御手段とを備え、前記光ファイバ駆動制御手
段は、前記光ファイバ駆動手段を介して前記封入光ファ
イバを制御して前記３次元形状情報に応じた３次元形状
を前記触覚ディスプレイ上に提示し、前記映像光源手段
は、前記入力映像信号に応じた映像を前記触覚ディスプ
レイ上に提示する構成を有している。

【０００５】この構成により、映像に加えて３次元形状
の提示が現実に可能であるため、あたかもその場に物体
が存在するかのようなリアルな表現力を付加することが
可能な触覚ディスプレイ提示装置を実現することができ
る。

【０００６】また、請求項２に係る発明は、請求項１記
載の触覚ディスプレイ提示装置を有し、３次元形状情
報、映像情報、音声情報、または文字情報を含む送信信
号を受信する手段と、受信された信号を記憶する手段
と、前記各情報を含み、記憶された信号を同期させて出
力するための手段と、前記同期させて出力された信号を
アナログ信号に変換して前記触覚ディスプレイ提示装置
に出力する手段とを備え、前記触覚ディスプレイ提示装
置は、前記アナログ信号に基づいて前記３次元形状およ
び前記映像を前記触覚ディスプレイ上に提示する構成を
有している。

【０００７】この構成により、映像情報に加えて３次元
形状情報をも受信し、受信した信号に基づいて３次元形
状の現実的な提示が可能な信号を生成するため、あたか
もその場に物体が存在するかのようなリアルな表現力を
付加することが可能な端末間同期配信端末を実現するこ
とができる。

【０００８】また、請求項３に係る発明は、被写体の奥
行きに関する情報である突起情報の測定を２次元面内で
走査して行い、前記測定における２次元面の座標の情報
および前記突起情報を含む３次元形状情報を生成するス
テップと、前記３次元形状情報に誤り訂正情報を付加す
るステップと、前記３次元形状情報のフレームにタイム
スタンプを付加するステップと、前記タイムスタンプが
付加された３次元形状情報を含む情報を圧縮するステッ
プとを備えた構成を有している。

【０００９】この構成により、３次元形状情報を取得し
て送信可能なデータを生成するため、３次元形状の現実
的な提示が可能となり、あたかもその場に物体が存在す
るかのようなリアルな表現力を付加することが可能な形
状情報符号化方法を実現することができる。

【００１０】また、請求項４に係る発明は、請求項２に
おいて、前記形状情報符号化方法は、さらに、前記２次
元面内の測定点数に関する情報を前記３次元形状情報に
付加するステップを備えた構成を有している。

【００１１】この構成により、３次元形状情報を取得し
て送信可能なデータを生成するため、３次元形状の現実
的な提示が可能となり、あたかもその場に物体が存在す
るかのようなリアルな表現力を付加することが可能な形
状情報符号化方法を実現することができる。

【００１２】また、請求項５に係る発明は、被写体の奥
行きに関する情報である突起情報の測定を２次元面内で
走査して行い、前記測定における２次元面の座標の情報
および前記突起情報を含む３次元形状情報を有する信号
を生成する手段と、前記３次元形状情報に関連した映像
情報、音声情報、文字情報を含む関連情報を有する信号
を生成する手段と、３次元形状情報を有する信号と関連
情報を有する信号とを多重化する手段と、前記多重化さ
れた信号を送信するための手段とを備えた構成を有して
いる。

【００１３】この構成により、映像情報に加えて３次元
形状情報をも送信するため、３次元形状の現実的な提示
が可能となり、あたかもその場に物体が存在するかのよ
うなリアルな表現力を付加することが可能な触覚情報等
放送装置を実現することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る触覚ディスプレイシステムのブロ
ック構成を示す図である。図１において、触覚ディスプ
レイシステム１０００は、３次元形状に関する情報（以
下、３次元形状情報という。）、映像情報、音声情報そ
の他の情報を取得して送信する触覚情報放送装置１００
と、触覚情報放送装置１００によって送信された情報を
受信して３次元形状情報、映像情報、音声情報等を提示
する触覚ディスプレイ装置２００とによって構成され
る。

【００１５】触覚情報放送装置１００は、３次元形状情
報を取得するための形状情報取得手段１１０と、触覚情
報等放送手段１２０とを含むように構成される。形状情
報取得手段１１０は、被写体の３次元形状情報を取得
し、触覚情報等放送手段１２０に出力するための手段で
ある。触覚情報等放送手段１２０は、少なくとも形状情
報取得手段１１０によって出力された信号を入力とし、
入力された信号に後述する処理を施して送信する手段で
ある。この送信は、もちろん放送等の公衆に送信するも
のであっても良い。また、送信は、有線によるものか無
線によるものかを問わない。

【００１６】触覚ディスプレイ装置２００は、受信手段
２１０、信号処理手段２２０、および触覚情報等提示手
段２４０によって構成される。受信手段２１０は、触覚
情報放送装置１００によって送信された３次元形状情
報、映像情報、音声情報等を含む信号を受信し、受信し
た信号を信号処理手段２２０に出力するための手段であ
る。

【００１７】信号処理手段２２０は、受信手段２１０に
よって出力された信号を入力とし、入力された信号に基
づいて３次元形状、映像等を後述する触覚情報等提示手
段２４０に提示するための情報（以下、３次元形状情報
等という。）を生成し、出力するための手段である。信
号処理手段２２０についての詳細は、後述する。

【００１８】図２に示すように、触覚情報等提示手段２
４０は、さらに触覚ディスプレイ２４１、封入光ファイ
バ２４２、映像光源手段２４３、光ファイバ駆動制御手
段２４４、および光ファイバ駆動手段２４５によって構
成される。触覚ディスプレイ２４１は、後述する封入光
ファイバ２４２の一端（以下、ディスプレイ端とい
う。）が格子状に縦横に配列された構成をしている。こ
れらの封入光ファイバ２４２は、触覚ディスプレイ２４
１の枠によって構成される平面であるディスプレイ面に
対して垂直方向に可動であるように設けられている。

【００１９】封入光ファイバ２４２は、所定本数の光フ
ァイバをチューブに封入したものとして構成される。こ
こで、所定本数とは、例えば、１本、３本等とするので
も良い。また、封入光ファイバ２４２では、上記の所定
本数の光ファイバが熱伸縮チューブや透明な樹脂等によ
ってチューブに固定されているのでもよい。

【００２０】映像光源手段２４３は、信号処理手段２２
０によって出力された映像情報を含む信号を入力とし、
入力された信号に基づいて光を、各封入光ファイバ２４
２を構成する各光ファイバ（以下、構成光ファイバとい
う。）に放出する手段である。図３および図４は、構成
光ファイバと映像光源手段２４３との接続の例を示す図
である。映像光源手段２４３には、図３に示すように、
光の三原色、すなわちＲＧＢ（Red Green Blue）それぞ
れを３本の光ファイバに放出するタイプ（ＲＧＢ分離
型）や、図４に示すように、ＲＧＢを合成した1画素も
しくは複数画素の光を１の光ファイバに放出するタイプ
（ＲＧＢ合成型）等のタイプがある。

【００２１】映像光源手段２４３によって放出される光
が図３に示すようにＲＢＧ（Red Green Blue）からなる
光の場合、上記封入光ファイバ２４２は、例えば３本の
光ファイバによって構成されるのでも良い。そして、図
３に示すように、映像光源手段２４３のＲ，Ｇ，Ｂ光源
のそれぞれに構成光ファイバが１本ずつ接続されるので
も良い。

【００２２】なお、光源は、ＲＢＧ信号に基づいて光を
放出するもののみならず、ＹＰｂＰｒ信号、その他の方
式の信号に基づいて光を放出するものでも良い。その場
合は、信号方式に合わせて構成光ファイバの本数を調節
することになる。また、映像光源手段２４３によって放
出される光が合成光であり、触覚ディスプレイ２４１に
表示するための最終的な光信号である場合は、図４に示
すように封入光ファイバ２４２が各光源に１本ずつ接続
される構成であっても良い。

【００２３】光ファイバ駆動制御手段２４４は、信号処
理手段２２０によって出力された３次元形状情報を含む
信号を入力とし、入力された信号に基づいて３次元形状
を触覚ディスプレイ２４１に提示するために封入光ファ
イバ２４２の移動方向および移動量を制御するための信
号を生成し、生成した制御信号を光ファイバ駆動手段２
４５に出力するための手段である。言うまでもなく、３
次元形状を提示するための制御信号は、提示される映像
の情報に同期して入力される。

【００２４】光ファイバ駆動手段２４５は、光ファイバ
駆動制御手段２４４によって出力された制御信号を入力
とし、入力された制御信号に基づいて封入光ファイバ２
４２を指定された移動方向に指定された移動量だけ移動
させるための手段である。光ファイバ駆動手段２４５
は、ステッピングモータや超音波モータ等の微細で正確
な動きをする駆動機器を含む構成とすることによって、
正確に物体の形状情報を再現できるものである。上記の
制御および駆動によって、封入光ファイバ２４２は、図
２および図７に示す矢印の方向に移動することによって
ディスプレイ面に垂直に移動して、３次元形状を提示す
る。

【００２５】図８は、封入光ファイバ２４２の端が触覚
ディスプレイ２４１のディスプレイ面内に配置された様
子を模式的に示す図である。図８において、封入光ファ
イバ２４２は、不図示の部材によって触覚ディスプレイ
２４１に固定され、光ファイバ駆動手段２４５による駆
動によってディスプレイ面に垂直に移動させられる。な
お、封入光ファイバ２４２は、図５および図６に示すよ
うに、そのディスプレイ端が透明キャップ５０１、６０
１によって覆われる構成であっても良い。

【００２６】また、光ファイバの代わりに、伸縮可能な
筒状のチューブを使用し、ＲＧＢそれぞれの色の液体を
挿入したチューブを用い、ポンプや注射器等によって圧
力を加え液体の入ったチューブ内の液体の量を増減さ
せ、筒状チューブの長さを調節することによって、筒状
チューブの集合体全体で形状および色彩を再現すること
も可能である。その際、筒状チューブの根元側から光量
の調節が可能である。また、筒状チューブに透明な液体
を注入し、チューブ根元側の光源部からＲＧＢの光をそ
れぞれ筒状チューブに照射することも可能である。

【００２７】また、光ファイバ駆動手段２４５に、フォ
ースフィードバックのようなセンサを内蔵させることに
より、触覚ディスプレイ２４１にボタン等のユーザイン
タフェース画面を表示させ、入力デバイスとして使用す
ることも可能である。

【００２８】なお、本発明の第１の実施の形態に係る触
覚ディスプレイシステムを構成する触覚情報放送装置１
００は、ネットワークに接続された、サーバ等であり、
このサーバに記憶された３次元形状情報等がネットワー
クを介して各触覚ディスプレイ装置２００に送信される
のでも良い。

【００２９】以上説明したように、本発明の第１の実施
の形態に係る触覚ディスプレイシステムおよび触覚ディ
スプレイは、映像に加えて３次元形状の提示が現実に可
能であるため、あたかもその場に物体が存在するかのよ
うなリアルな表現力を付加することができる。

【００３０】図１１は、本発明の第２の実施の形態に係
る形状情報符号化方法における処理の流れを示すフロー
チャートである。ステップＳ１１１０で、走査位置の設
定等の形状情報を符号化するために必要な所定の初期設
定を行う。ステップＳ１１２１で、走査する面に垂直な
方向であるＺ軸方向の突起量に関する情報（以下、突起
情報という。）を数値化する。

【００３１】ステップＳ１１２２で、Ｘ軸方向について
走査が終了したか否かを判断し、Ｘ軸方向についての走
査が終了したと判断した場合、処理はステップＳ１１２
４に進み、終了していないと判断した場合、処理はステ
ップＳ１１２３に移る。ステップＳ１１２２で終了して
いないと判断した場合、ステップＳ１１２３で、Ｘ軸方
向に測定のステップを１ステップ進め、その後処理はス
テップＳ１１２１に戻り、Ｚ軸方向の突起情報の数値化
を行う。

【００３２】ステップＳ１１２４で、Ｙ軸方向について
走査が終了したか否かを判断し、Ｙ軸方向についての走
査が終了したと判断した場合、処理はステップＳ１１３
０に進み、終了していないと判断した場合、処理はステ
ップＳ１１２５に移る。ステップＳ１１２４で終了して
いないと判断した場合、ステップＳ１１２５で、Ｙ軸方
向に測定のステップを１ステップ進め、その後処理はス
テップＳ１１２１に戻り、Ｚ軸方向の突起情報の数値化
を行う。

【００３３】上記ステップＳ１１２１から１１２５まで
のステップで、突起情報を数値化したデータが得られた
らたら、ステップＳ１１３０で、この数値化によって得
られたデータに誤り訂正情報を付加する。なお、誤り訂
正情報の付加は、送信の際に行うのでも良い。誤り訂正
情報については公知の技術を用いることができ、その説
明は省略する。ステップＳ１１４０で、突起情報を数値
化したデータの各フレームにタイムスタンプを付加す
る。

【００３４】ステップＳ１１５０で、ステップＳ１１４
０で得られたタイムスタンプ付きの各フレームのデータ
を面内圧縮、面間圧縮、その他の圧縮方法を用いて圧縮
する。ステップＳ１１６０で、上記の突起情報に基づい
て３次元形状等を提示するためにディスプレイが有すべ
き画素数に関する情報を上記の圧縮で得られたデータの
ヘッダー情報として付加する。なお、このステップＳ１
１６０を含まないとするのでも良い。

【００３５】ここで、言うまでもなく３次元形状情報
は、突起情報とＸＹ座標とを含むように構成される。ま
た、３次元形状情報と、映像情報のＲＢＧ信号またはＹ
ＰｂＰｒ信号とを、多重化するのでも良い。その場合、
３次元形状情報と映像情報との同期に関する情報等も含
めて多重化するのでも良い。また、各データの圧縮は、
ＭＰＥＧ等に準拠して行うことでも良い。さらに、ＸＹ
軸方向の走査は、ＭＰＥＧ等における圧縮で行われるよ
うに、ＸＹ座標における位置をジグザグにスキャンして
行うのでも良い。

【００３６】以上説明したように、本発明の第２の実施
の形態に係る形状情報符号化方法は、３次元形状情報を
取得して送信可能なデータを生成するため、３次元形状
の現実的な提示が可能となり、あたかもその場に物体が
存在するかのようなリアルな表現力を付加することがで
きる。

【００３７】図９は、本発明の第３の実施の形態に係る
触覚情報等放送手段のブロック構成を示す図である。こ
こで、触覚情報等放送手段１２０は、本発明の第１の実
施の形態に係る触覚ディスプレイ装置が受信する３次元
形状情報を含む情報を生成し、送信するための手段であ
る。

【００３８】図９において、触覚情報等放送手段１２０
は、映像符号化手段１２１、音声符号化手段１２２、番
組配列情報符号化手段１２３、データ放送符号化手段１
２４、多重化手段１２５、および変調手段１２６によっ
て構成される。映像符号化手段１２１は、撮像等によっ
て映像情報を取得し、取得した映像情報に応じたディジ
タル信号を生成し、生成したディジタル信号を多重化手
段１２５に出力するための手段である。

【００３９】音声符号化手段１２２は、録音等によって
音声情報等を取得し、取得した音声情報等に応じたディ
ジタル信号を生成し、生成したディジタル信号を多重化
手段１２５に出力するための手段である。ディジタル信
号への符号化としては、例えば、音声信号をサンプリン
グしてデジタル信号とするのでもよい。番組配列情報符
号化手段１２３は、外部から入力された番組の配列に関
する情報である番組配列情報を生成して多重化手段１２
５に出力するための手段である。番組配列情報として
は、例えば、番組のスケジュール、番組名、番組解説そ
の他の情報を含むのでも良い。

【００４０】データ放送符号化手段１２４は、形状情報
取得手段１１０を制御して得られる３次元形状情報その
他の情報を入力とし、入力された情報に応じてディジタ
ル信号を生成し、生成したディジタル信号を多重化手段
１２５に出力するための手段である。ここで、３次元形
状情報等の符号化には、上記本発明の第２の実施の形態
に係る形状情報符号化方法におけるステップＳ１１１０
〜ステップＳ１１５０までの処理またはステップＳ１１
１０〜Ｓ１１６０までの処理を行うことによって３次元
形状情報等を符号化することができる。

【００４１】多重化手段１２５は、映像符号化手段１２
１、音声符号化手段１２２、番組配列情報符号化手段１
２３、およびデータ放送符号化手段１２４によって出力
されたディジタル信号を入力とし、入力されたこれらの
ディジタル信号を多重化し、変調手段１２６に出力する
ための手段である。なお、動画、文書、静止画等を符号
化する技術は公知であるため、その説明を省略する。

【００４２】変調手段１２６は、多重化手段１２５によ
って出力された多重化後の信号を入力とし、入力された
信号を送信するための変調を行い、外部の装置に送信す
るための手段である。

【００４３】以上説明したように、本発明の第３の実施
の形態に係る触覚情報等放送装置は、映像情報に加えて
３次元形状情報をも送信するため、３次元形状の現実的
な提示が可能となり、あたかもその場に物体が存在する
かのようなリアルな表現力を付加することができる。

【００４４】図１０は、本発明の第４の実施の形態に係
る触覚ディスプレイ装置のブロック構成の一例を示す図
である。図１０において、触覚ディスプレイ装置２００
は、受信手段２１０、信号処理手段２２０、および触覚
情報等提示手段２４０によって構成される。受信手段２
１０は、さらに、フロントエンド手段２１１およびスト
リーム処理・バッファ手段２１２によって構成される。

【００４５】フロントエンド手段２１１は、触覚ディス
プレイ放送装置１００によって送信された３次元形状情
報等を含む信号を有線経由または無線経由で受信し、受
信した信号を復調し、復調した信号の多重化を解いて３
次元形状情報等を含む信号とし、得られた３次元形状情
報等を含む信号をストリーム処理・バッファ手段２１２
に出力する手段である。

【００４６】ストリーム処理・バッファ手段２１２は、
フロントエンド手段２１１によって受信された３次元形
状情報等を含む信号を入力とし、入力された３次元形状
情報等を含む信号をＭＰＥＧ２−ＳＴ（Moving Picture
Experts Protocol 2 -Transport Stream）等のプロト
コルに準拠して処理して一時的に蓄積し、処理された３
次元形状情報等を含む信号を信号処理手段２２０に出力
する手段である。

【００４７】信号処理手段２２０は、さらに、記憶手段
２２１、映像・音声デコード処理手段２２２、データ放
送デコード処理手段２２３、データ放送表示処理ブラウ
ザ手段２２４、ユーザ入力情報処理手段２２５、ユーザ
入力提示手段２２６、合成手段２２７、提示手段２２
８、触覚ディスプレイ制御手段２２９、同期処理手段２
３０、形状情報処理手段２３１、および画像情報処理手
段２３２によって構成される。

【００４８】記憶手段２２１は、受信手段２１０によっ
て出力された３次元形状情報等を含む信号を入力とし、
入力された３次元形状情報等をあらかじめ決められた情
報量（以下、規定情報量という。）に達するまでメモリ
に蓄積する。また、記憶手段２２１は、３次元形状情報
等が規定情報量以上となった場合は、３次元形状情報ま
たは３次元形状情報と映像情報等（以下、３次元情報と
いう。）を映像・音声デコード処理手段２２２に出力
し、映像情報または映像情報と音声情報（以下、音声２
次元情報という。）をデータ放送デコード処理手段２２
３に出力する。

【００４９】映像・音声デコード処理手段２２２は、記
憶手段２２１によって出力された音声２次元情報を入力
とし、入力された音声２次元情報をデコードし、デコー
ドして得られた映像の信号と音声の信号を合成手段２２
７に出力する手段である。

【００５０】データ放送デコード処理手段２２３は、記
憶手段２２１によって出力された３次元情報を入力と
し、入力された３次元情報をデコードし、デコードして
得られた３次元情報をデータ放送表示処理ブラウザ手段
２２４および触覚ディスプレイ制御手段２２９に出力す
る手段である。

【００５１】データ放送表示処理ブラウザ手段２２４
は、データ放送デコード処理手段２２３によって出力さ
れた３次元形状情報等を入力とし、データ放送用のデー
タを触覚ディスプレイ２４１および提示手段２２８に表
示できるように処理し、処理後のデータを合成手段２２
７および触覚ディスプレイ制御手段２２９に出力する手
段である。

【００５２】また、データ放送表示処理ブラウザ手段２
２４は、ユーザ入力情報処理手段２２５およびユーザ入
力提示手段２２６経由のユーザ入力情報等をも入力とし
て上記の処理を行う。データ放送表示処理ブラウザ手段
２２４が行う処理としては、例えば、後述のユーザ入力
情報処理手段２２５経由で出力制御情報を受信し、受信
した出力制御情報に基づいて、触覚情報等提示手段２４
０によって表示される映像の出力開始指示あるいは出力
停止指示の情報を触覚ディスプレイ制御手段２２９に出
力する等がある。

【００５３】ユーザ入力提示手段２２６は、ユーザが信
号処理手段２２０を操作し、制御するための情報の入力
や、その他の情報の入力をするための手段である。そし
て、ユーザ入力提示手段２２６は、入力された情報（ユ
ーザ入力情報ともいう。）をユーザ入力情報処理手段２
２５に出力する。

【００５４】ユーザ入力情報処理手段２２５は、ユーザ
入力提示手段２２６経由で入力されたユーザ入力情報に
対して、操作信号および制御信号の生成を含む所定の情
報処理を行い、データ放送表示処理ブラウザ手段２２４
に出力するための手段である。合成手段２２７は、映像
・音声デコード処理手段２２２によって出力されたデコ
ード後の映像の信号と音声の信号、および、データ放送
表示処理ブラウザ手段２２４によって出力された信号と
を入力とし、入力された信号に含まれる情報の種類等に
応じて情報を合成し、合成した情報を提示手段２２８に
提示するための信号を生成し、提示手段２２８に出力す
るための手段である。

【００５５】提示手段２２８は、合成手段２２７によっ
て出力された信号を入力とし、入力された信号に応じて
映像、音声、文字その他の情報を提示する手段である。
触覚ディスプレイ制御手段２２９は、データ放送デコー
ド処理手段２２３によって出力されたデコード後の３次
元情報、データ放送表示処理ブラウザ手段２２４によっ
て出力された所定の信号であってユーザ入力情報を含む
ものを入力とし、映像光源手段２４３に３次元形状等を
提示するために必要な制御信号を生成し、同期処理手段
２３０に出力する手段である。

【００５６】同期処理手段２３０は、映像光源手段２４
３を介して提示する３次元形状と映像との同期をとるた
めの処理（以下、同期処理という。）を行う手段であ
る。同期処理後の３次元形状についての信号は形状情報
処理手段２３１に出力され、同期処理後の映像について
信号は画像情報処理手段２３２に出力される。

【００５７】形状情報処理手段２３１は、同期処理手段
２３０によって出力された同期処理後の３次元形状情報
を含む信号を入力とし、３次元形状情報に基づいてアナ
ログの信号を生成し、触覚情報等提示手段２４０の光フ
ァイバ駆動制御手段２４４に出力する手段である。

【００５８】画像情報処理手段２３２は、同期処理手段
２３０によって出力された同期処理後の映像情報を含む
信号を入力とし、映像情報に基づいてアナログの信号を
生成し、触覚情報等提示手段２４０の映像光源手段２４
３に出力する手段である。

【００５９】以上説明したように、本発明の第４の実施
の形態に係る触覚ディスプレイ装置は、映像情報に加え
て３次元形状情報をも受信し、受信した信号に基づいて
３次元形状の現実的な提示が可能な信号を生成するた
め、あたかもその場に物体が存在するかのようなリアル
な表現力を付加することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、３次元
形状または３次元形状と映像とを組み合わせた情報を提
示し、その場に物体が存在するかのようなリアルな表現
力を付加することが可能な触覚ディスプレイ装置、形状
情報符号化方法、および触覚情報放送装置を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る触覚ディスプ
レイシステムのブロック構成を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る触覚ディスプ
レイ装置における触覚情報等提示手段の概略の構成を示
す図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る触覚ディスプ
レイ装置を構成する映像光源手段と構成光ファイバとの
接続の様子の一例を示す模式図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る触覚ディスプ
レイ装置を構成する映像光源手段と構成光ファイバとの
接続の様子の一例を示す模式図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る触覚ディスプ
レイ装置を構成する封入光ファイバのディスプレイ端部
分を覆った状態の一例を示す模式図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態に係る触覚ディスプ
レイ装置を構成する封入光ファイバのディスプレイ端部
分を覆った状態の一例を示す模式図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態に係る触覚ディスプ
レイ装置を構成する封入光ファイバの駆動の様子を概念
的に示した図である。

【図８】本発明の第１の実施の形態に係る触覚ディスプ
レイ装置を構成する封入光ファイバの端が触覚ディスプ
レイのディスプレイ面内に配置された様子を概念的に示
す図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態に係る触覚情報等放
送装置のブロック構成を示す図である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る触覚ディス
プレイ装置のブロック構成を示す図である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る形状情報符
号化方法のブロック構成を示す図である。

【符号の説明】

１００ 触覚情報放送装置 １１０ 形状情報取得手段 １２０ 触覚情報等放送手段 １２１ 映像符号化手段 １２２ 音声符号化手段 １２３ 番組配列情報符号化手段 １２４ データ放送符号化手段 １２５ 多重化手段 １２６ 変調手段 ２００ 触覚ディスプレイ装置 ２１０ 受信手段 ２１１ フロントエンド手段 ２１２ ストリーム処理・バッファ手段 ２２０ 信号処理手段 ２２１ 記憶手段 ２２２ 映像・音声デコード処理手段 ２２３ データ放送デコード処理手段 ２２４ データ放送表示処理ブラウザ手段 ２２５ ユーザ入力情報処理手段 ２２６ ユーザ入力提示手段 ２２７ 合成手段 ２２８ 提示手段 ２２９ 触覚ディスプレイ制御手段 ２３０ 同期処理手段 ２３１ 形状情報処理手段 ２３２ 画像情報処理手段 ２４０ 触覚情報等提示手段 ２４１ 触覚ディスプレイ ２４２ 封入光ファイバ ２４３ 映像光源手段 ２４４ 光ファイバ駆動制御手段 ２４５ 光ファイバ駆動手段 ５０１ 透明キャップ ６０１ 透明キャップ １０００ 触覚ディスプレイシステム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/08 Ｈ０４Ｎ 13/04 7/081 7/08 Ｚ 13/04 (72)発明者 藤澤 和也 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 松村 欣司 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 小西 宏和 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 Ｆターム(参考） 5C061 AA06 AB14 AB17 AB24 5C063 AB03 AB07 AC01 CA11 CA23 DA07 DA13 DB10 5C083 AA02 CC30 DD12 JJ04 JJ57 5C094 AA01 BA05 BA12 BA66 BA83 BA94 CA21 ED04 FA04 HA08

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＲＧＢ信号またはＹＰｂＰｒ信号を含む入
   力映像信号の色信号毎に設けられた光源であって前記入
   力映像信号の各色信号に応じて光信号を放射する光源、
   または前記入力映像信号の画素毎に設けられた光源であ
   って前記入力映像信号の各色信号によって生成される光
   を合成して得られる光信号を放射する光源によって構成
   される映像光源手段と、前記映像光源手段を構成する各
   光源の各々に１本ずつ接続された光ファイバであって、
   前記各光源が放出する光信号を伝播させる光ファイバを
   画素毎に束ねて得られる封入光ファイバと、前記封入光
   ファイバの前記光源に接続された端以外の端を１の面上
   に格子状に配列して得られる触覚ディスプレイと、前記
   触覚ディスプレイの前記１の面であるディスプレイ面に
   垂直な方向に前記封入光ファイバを駆動させる光ファイ
   バ駆動手段と、３次元形状情報を含む入力信号に応じて
   前記封入光ファイバを駆動させるための制御信号を生成
   し、前記光ファイバ駆動手段に出力する光ファイバ駆動
   制御手段とを備え、前記光ファイバ駆動制御手段は、前
   記光ファイバ駆動手段を介して前記封入光ファイバを制
   御して前記３次元形状情報に応じた３次元形状を前記触
   覚ディスプレイ上に提示し、前記映像光源手段は、前記
   入力映像信号に応じた映像を前記触覚ディスプレイ上に
   提示することを特徴とする触覚ディスプレイ提示装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の触覚ディスプレイ提示装置
   を有し、３次元形状情報、映像情報、音声情報、または
   文字情報を含む送信信号を受信する手段と、受信された
   信号を記憶する手段と、前記各情報を含み、記憶された
   信号を同期させて出力するための手段と、前記同期させ
   て出力された信号をアナログ信号に変換して前記触覚デ
   ィスプレイ提示装置に出力する手段とを備え、前記触覚
   ディスプレイ提示装置は、前記アナログ信号に基づいて
   前記３次元形状および前記映像を前記触覚ディスプレイ
   上に提示することを特徴とする触覚ディスプレイ装置。
3. 【請求項３】被写体の奥行きに関する情報である突起情
   報の測定を２次元面内で走査して行い、前記測定におけ
   る２次元面の座標の情報および前記突起情報を含む３次
   元形状情報を生成するステップと、前記３次元形状情報
   に誤り訂正情報を付加するステップと、前記３次元形状
   情報のフレームにタイムスタンプを付加するステップ
   と、前記タイムスタンプが付加された３次元形状情報を
   含む情報を圧縮するステップとを備えたことを特徴とす
   る形状情報符号化方法。
4. 【請求項４】前記形状情報符号化方法は、さらに、前記
   ２次元面内の測定点数に関する情報を前記３次元形状情
   報に付加するステップを備えたことを特徴とする請求項
   ３記載の形状情報符号化方法。
5. 【請求項５】被写体の奥行きに関する情報である突起情
   報の測定を２次元面内で走査して行い、前記測定におけ
   る２次元面の座標の情報および前記突起情報を含む３次
   元形状情報を有する信号を生成する手段と、前記３次元
   形状情報に関連した映像情報、音声情報、文字情報を含
   む関連情報を有する信号を生成する手段と、３次元形状
   情報を有する信号と関連情報を有する信号とを多重化す
   る手段と、前記多重化された信号を送信するための手段
   とを備えたことを特徴とする触覚情報放送装置。