JP2004363817A - 触覚情報伝達システム、立体情報伝送装置、触覚情報造形装置、および触覚情報伝達方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】例えば視覚障害者が番組中に放送された立体形状を再現した立体像に直接触れて触覚としてその立体を感じることにより、立体の特徴を容易に知ることができる触覚情報伝達システムを提供する。
【解決手段】立体を表す３次元データを生成し、該３次元データを伝送路に送信する立体情報伝送装置１と、伝送路から立体を表す３次元データを取得し、立体に触覚が近似する立体像を造形する触覚情報造形装置２とを備え、所定の送信場所に設置された立体情報伝送装置１で生成された３次元データを、所定の受信場所に設置された触覚情報造形装置２に伝送し、受信場所に３次元データに基づく立体像を造形する。
【選択図】図１
【解決手段】立体を表す３次元データを生成し、該３次元データを伝送路に送信する立体情報伝送装置１と、伝送路から立体を表す３次元データを取得し、立体に触覚が近似する立体像を造形する触覚情報造形装置２とを備え、所定の送信場所に設置された立体情報伝送装置１で生成された３次元データを、所定の受信場所に設置された触覚情報造形装置２に伝送し、受信場所に３次元データに基づく立体像を造形する。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ放送やインターネットに、放送番組で用いられる立体の形状や硬さなどの立体情報を配信し、その立体情報を触覚情報として受信場所に伝達する触覚情報伝達システム、立体情報伝送装置、触覚情報造形装置、および触覚情報伝達方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、触覚に係る情報の伝達については、例えばＰＨＡＮＴＯＭ（センサブルテクノロジー社製）のように、仮想的な立体形状やテクスチャーなどを指で触れて感じることにより触覚情報の伝達を可能にしたものがある。このＰＨＡＮＴＯＭは、コンピュータ上で作成された立体の空間的な情報を、機械的な反力として触覚受容器にフィードバックすることにより仮想的な立体感を再現するものである。
【０００３】
近年、３次元ＣＡＤに入力された形状データを活用し、積層造形法により粉体、樹脂、板、紙などからなる薄い膜状のものを一層ずつ積層して立体オブジェクトを生成する立体造型装置があり、紫外線により硬化する樹脂を用いた積層造形法は光造型法と呼ばれている。（非特許文献１参照）。
【０００４】
現在、種々の造形原理に基づいた立体造型装置が製品化されているが、積層造形法は、立体造形物を扱う分野、特に製品開発や医療分野で利用され、産業界においては、意匠性の高い工業製品を実現するための、実物形状での試作を行うときに使われている。
【０００５】
一方、放送分野においては情報受容における視聴覚の優位性から、触覚に関する情報伝達技術はほとんど考慮されておらず、立体を触覚で受容できるシステムは未だ存在せず、立体に直接触れるような情報伝達システムも未だ構築されていない。
【０００６】
現在の放送は、視聴覚を媒体として情報を伝送しているので、視覚に障害をもつ人に対しては、図形情報や映像情報は、音声を介してのみ伝達することができる。
【０００７】
しかしながら、美術品や分子モデル、地形などの立体情報を音声だけで伝達するには限界がある。さらに、盲ろう者は、触覚だけが唯一の情報取得手段であるが、現状では形状などを触覚情報として伝達することができない。
【０００８】
一方、上述した立体造型装置は、主に金型作成用として用いられ、放送や通信における触覚情報提示手段としては考慮されておらず、例えば硬さが異なるオブジェクトを比較的短時間で作成できるような構造にはなっていない。また、粉末を用いるインクジェット式の立体造型装置は、色を変化させることはできるが、硬さに応じて材料を変更できる構成にはなっていない。
【０００９】
光造型法としては、例えば、液状硬化性組成物に放射ビームを照射して薄い層を光硬化し、順次積層して３次元剛性物体を製作する装置において、放射ビームを薄い層内で移動させる際に、ビームの移動速度が遅くなると露光レベルが高くなり、光硬化深度が増加して、３次元剛性物体の厚みがばらつくという問題を、放射ビームのパルス間隔もしくはパルス幅を制御することにより、露光レベルを一定にするものなどがある（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
また、粉体積層法としては、例えば、３次元物体の断面に対応する薄片を粉体で構成し、その薄片を造形物支持部材側に転写定着して３次元物体を造形する立体造形方法において、高さ方向の変化の具合により積層する厚みを厚くすることや、薄片の厚さに分布を持たせて中断なしに厚さ方向の補正ができるようにして、形状の補正が容易で、かつ精度よく短時間に３次元物体を造形できるようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
またこれらとは別に、例えばＰＨＡＮＴＯＭなどの触覚提示装置は、仮想的な空間や平面上の位置に触知することはできるが、あくまで仮想的なオブジェクトに触れるだけであり、実際の形状とは感覚が異なっている。また、グローブやケーブルなどの制約なしに触ることができないという問題がある。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００３−９４５２７号公報（段落番号０００３〜段落番号００１６、図１）
【００１３】
【特許文献２】
特開２００３−４８２５３号公報（段落番号０００８〜段落番号００４８、図１、図２）
【００１４】
【非特許文献１】
電子通信学会論文誌（１９８１、Ｊ６４・Ｃ、Ｎｏ４、ｐ２３７〜ｐ２４１、Ｈ．Ｋｏｄａｍａ“Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ ａ Ｔｈｒｅｅ・ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｍｏｄｅｌ ｗｉｔｈ Ｐｈｏｔｏ・ｈａｒｄｅｎｉｎｇ Ｐｏｌｙｍｅｒ”）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑み、立体情報を触覚情報に変換し、その触覚情報を放送およびインターネットを介して所定の受信場所に伝送することにより、受信場所に立体オブジェクトが生成されるシステムを構築し、例えば視覚障害者が番組中に放送された立体形状を再現した立体像に直接触れて触覚としてその立体を感じ、立体の特徴を容易に知ることができる触覚情報伝達システム、触覚情報伝達システムに用いる立体情報伝送装置および触覚情報造形装置、ならびに触覚情報伝達方法を提供する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の触覚情報伝達システムは、立体を表す３次元データを生成し、該３次元データを伝送路に送信する立体情報伝送装置と、
伝送路から立体を表す３次元データを取得し、該立体に触覚が近似する立体像を造形する触覚情報造形装置と、を備え、
所定の送信場所に設置された上記立体情報伝送装置で生成された上記３次元データを、所定の受信場所に設置された上記触覚情報造形装置に伝送し、該受信場所に該３次元データに基づく立体像を造形することを特徴とする。
【００１７】
このように、送信場所で生成した３次元データを伝送し、受信場所でその３次元データに基づく立体像を造形することにより、放送番組中に放送された立体形状を再現した立体像に直接触れて触覚としてその立体を感じることにより、立体の特徴を容易に知ることができる。
【００１８】
ここで、立体情報伝送装置は、立体を表す３次元データを生成する立体オブジェクトデータ生成部と、該立体オブジェクトデータ生成部により生成された上記３次元データに所定のアドレスを付して上記伝送路に送信する送信部とを有し、上記触覚情報造形装置は、上記伝送路にアクセスして上記３次元データを取得する受信部と、該受信部により受信された該３次元データに基づいて、上記立体像を造形する立体オブジェクト生成部とを有することが好ましい。
【００１９】
このように、送信部と受信部とを備え、送信部から３次元データを伝送路に送信し、受信部でその伝送路にアクセスして３次元データを受信することにより、受信側で立体像を造形することができる。
【００２０】
また、上記伝送路は、放送網から送信される放送波であって、上記送信部は、上記３次元データを所定の言語で記述されたデータに変換し、変換されたデータを該放送波に送信することが好ましく、上記伝送路は、ネットワークを形成する電気通信回線であって、上記送信部は、上記３次元データを所定の言語で記述されたデータに変換し、変換されたデータを該電気通信回線に送信することも好ましい。
【００２１】
さらに、上記伝送路は、放送網から送信される放送波およびネットワークを形成する電気通信回線であって、
上記送信部は、上記３次元データを所定の言語で記述されたデータに変換し、変換されたデータを該放送波および該電気通信回線それぞれに、又は該放送波および該電気通信回線双方を併用して送信することも好ましい態様である。
【００２２】
このように、３次元データを伝送する伝送路としては、伝送される３次元データの容量や伝送速度に応じて、放送網から送信される放送波であっても、ネットワークを形成する電気通信回線であってもよく、さらにそれらを併用しても、それぞれを独立に使用してもよい。
【００２３】
また、上記受信部は、上記放送波から上記３次元データを受信する放送波受信部と上記電気通信回線から該３次元データを受信する回線受信部とを有し、
上記立体オブジェクト生成部は、上記放送波受信部および上記回線受信部それぞれにより受信された上記３次元データ、又は上記放送波受信部および上記回線受信部双方により受信された上記３次元データに基づいて、上記立体像を造形することが好ましい。
【００２４】
このように、放送波、電気通信回線いずれの伝送路にもアクセスできるようにすることにより、立体情報伝送装置から３次元データが伝送されるさまざまな態様に対応することができる。
【００２５】
また、上記触覚情報造形装置は、上記受信部により受信された上記３次元データを、上記立体オブジェクト生成部で上記立体像を造形するのに適合したデータに変換する立体オブジェクトデータ再生部を備えたことが好ましい。
【００２６】
このような立体オブジェクトデータ再生部を備えることにより、既存の立体造形装置を活用できる。
【００２７】
また、上記立体オブジェクトデータ生成部は、上記立体の形状と該立体の表面の硬さとを検出することにより上記３次元データを生成するものであって、
上記立体オブジェクト生成部は、上記立体像を造形する、硬さの異なる複数の素材を備え、上記３次元データの、上記硬さを表す情報に近似する硬さの素材を、該複数の素材の中から選択することも好ましい態様である。
【００２８】
このように、硬さの異なる複数の素材を用いて立体像を造形すれば、より近似した触感をえることができる。
【００２９】
上記の目的を達成する本発明の立体情報伝送装置は、立体を表す３次元データを生成する立体オブジェクトデータ生成部と、該立体オブジェクトデータ生成部により生成された該３次元データに所定のアドレスを付して伝送路に送信する送信部とを備え、生成された上記３次元データを、所定の受信場所に伝送することにより、該３次元データに基づく立体像を造形することを特徴とする。
【００３０】
このように、３次元データを生成し、受信場所に伝送することができるので、立体情報伝送装置として用いることができる。
【００３１】
また、上記送信部は、上記３次元データを所定の言語で記述されたデータに変換し、変換されたデータを上記伝送路に送信することが好ましい。
【００３２】
このように、３次元データが所定の言語で記述されていれば、さまざまな伝送路に伝送できる。
【００３３】
さらに、上記立体オブジェクトデータ生成部は、上記立体の形状と該立体の表面の硬さとを検出して上記３次元データを生成することが好ましい。
【００３４】
このように、３次元データに、形状と硬さの情報が含まれていれば立体像を造形したときの再現性がよい。
【００３５】
上記の目的を達成する本発明の触覚情報受信装置は、伝送路にアクセスして立体を表す３次元データを取得する受信部と、該受信部により受信された該３次元データに基づいて、該立体に触覚が近似する立体像を造形する立体オブジェクト生成部とを備え、
所定の送信場所から伝送された上記３次元データに基づく立体像を造形することを特徴とする。
【００３６】
このように、３次元データを受信し、受信された３次元データに基づいて、立体像を造形するので、立体情報伝送装置として用いることができる。
【００３７】
また、上記３次元データは、立体の表面の硬さを表す情報を含むものであって、
上記立体オブジェクト生成部は、上記立体像を造形する、硬さの異なる複数の素材を備え、上記３次元データの、上記硬さを表す情報に近似する硬さの素材を、該複数の素材の中から選択することが好ましい。
【００３８】
このように、３次元データの、硬さを表す情報に近似する硬さの素材を用いることにより、再現性のよい立体像を造形することができる。
【００３９】
上記の目的を達成する本発明の触覚情報伝達方法は、立体を表す３次元データを生成し、該３次元データを伝送路に送信する立体情報伝送装置と、伝送路から立体を表す３次元データを取得し、該立体に触覚が近似する立体像を造形する触覚情報造形装置とを用いて、
所定の送信場所に設置された上記立体情報伝送装置で生成された上記３次元データを、所定の受信場所に設置された上記触覚情報造形装置に伝送し、該受信場所に該３次元データに基づく立体像を造形することを特徴とする。
【００４０】
このように、送信場所に３次元データを生成する立体情報伝送装置を設置するとともに、３次元データに基づく立体像を造形する触覚情報造形装置を受信場所に設置することにより、所定の伝送路、例えばインターネットやデータ放送を利用して放送番組中の立体に近似した立体像を受信場所に造形することができる。
【００４１】
また、上記３次元データは、上記立体の形状と該立体の表面の硬さとを表す情報を含むことが好ましい。
【００４２】
このように、立体の形状と立体の表面の硬さの情報が３次元データに含まれていれば、その立体の再現が容易である。
【００４３】
また、上記立体情報伝送装置は、放送網から送信される放送波およびネットワークを形成する電気通信回線それぞれに、又は該放送波および該電気通信回線双方を併用して上記３次元データを送信し、
上記触覚情報造形装置は、上記放送波および上記電気通信回線それぞれから受信した上記３次元データ、又は該放送波および該電気通信回線双方から受信した該３次元データに基づいて、上記立体像を造形することが好ましい。
【００４４】
このように、３次元データを伝送する伝送路としては、伝送される３次元データの容量や伝送速度に応じて、放送網から送信される放送波やネットワークを形成する電気通信回線を併用しても、それぞれを独立に使用してもよい。
【００４５】
また、上記触覚情報造形装置は、上記立体像を造形する複数の素材を有し、上記３次元データに含まれる硬さを表す情報に近似する硬さの素材を用いて、上記立体像を造形することも好ましい態様である。
【００４６】
このように、硬さの異なる複数の素材を用いて立体像を造形すれば、より近似した触感をえることができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の触覚情報伝達システムの実施形態および本発明の立体情報伝送装置、触覚情報造形装置および触覚情報伝達方法それぞれの第１の実施形態について説明する。
【００４８】
図１は、本発明の実施形態を示す概略構成図である。
【００４９】
図１に示す触覚情報伝達システムは、立体を表す３次元データを生成し、その３次元データを伝送路に送信する立体情報伝送装置１と、伝送路から立体を表す３次元データを受信する触覚情報受信装置２０および立体に触覚が近似する立体像を造形する立体造形装置３０からなる触覚情報造形装置２とを備え、立体情報伝送装置１は、所定の送信場所に設置され、触覚情報造形装置２は、所定の受信場所に設置される。
【００５０】
所定の送信場所に設置された立体情報伝送装置１で生成された立体を表す３次元データは、所定の受信場所に設置された触覚情報造形装置２に伝送され、触覚情報受信装置２０は、伝送路から立体を表す３次元データを取得し、立体造形装置３０は、その３次元データに基づいて、立体に触覚が近似する立体像を造形する。
【００５１】
立体情報伝送装置１は、立体を表す３次元データを生成する立体オブジェクトデータ生成部１０１と、立体オブジェクトデータ生成部１０１により生成された立体を表す３次元データをインターネット３に配信するインターネット発信部１０２と、立体オブジェクトデータ生成部１０１により生成された立体を表す３次元データを、データ放送４で配信する情報の一部として多重化するデータ放送多重部１０３と、データ放送多重部１０３により多重化された情報を、テレビジョン放送（以下、「ＴＶ放送」と称する。）の通常の放送番組とともに放送波に組み込んで伝送路に送信するＴＶ送信部１０４とを備えている。
【００５２】
立体オブジェクトデータ生成部１０１は、例えば多視点カメラまたは３次元デジタイザを有し、番組に用いられる立体の空間的な情報を検出し、検出した信号を、例えばＶＲＭＬ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）やＨＴＭＬ（Ｈｙｐｅｒ Ｔｅｘｔ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ）形式のデジタルデータに変換する。したがって、変換された３次元データは、インターネット３およびデータ放送４何れにも送信することができる。
【００５３】
触覚情報受信装置２０は、インターネットにアクセスしてインターネット発信部１０２から配信される３次元データを取得するインターネット受信部２０１と、ＴＶ放送波にアクセスしてＴＶ送信部１０４から配信された放送波を受信するＴＶ受信部２０２と、ＴＶ受信部２０２で受信した放送波を復号して３次元データを取得するデータ放送受信部２０３と、インターネット受信部２０１またはデータ放送受信部２０３により取得された３次元データを立体造形装置３０が立体像を造形するのに適合するフォーマットのデータに変換する立体オブジェクトデータ再生部２０４と、を備えている。
【００５４】
立体造形装置３０は、立体オブジェクトデータ再生部２０４により変換されたフォーマットのデータに基づいて、３次元データが生成された、番組に用いられる立体に触覚が近似した立体像を造形する立体オブジェクト生成部３０１を備えている。
【００５５】
ここで、本実施形態の触覚情報伝達システムでは、インターネット３とデータ放送４とを併用し、例えば３次元データが立体の等高線を表すものである場合には、高さ毎に３次元データを分割し、分割した各等高線を表すデータをインターネット３とデータ放送４とに分けて送信し、受信側でインターネット３およびデータ放送４双方から受信した３次元データに基づいて立体像を造形することにより３次元データの伝送時間を短縮している。しかし、必ずしもこれに限定されず、インターネット３およびデータ放送４それぞれの伝送速度が速い場合には、それぞれに同じ内容の３次元データを伝送し、受信側で何れか一方を選択することにしてもよいし、あるいは送信側および受信側それぞれにおいて、インターネット３およびデータ放送４の何れか一方を用いて立体情報を伝送することもできる。
【００５６】
このように、本実施形態の触覚情報伝達システムでは、番組中の立体に関する情報を、例えばＶＲＭＬやＨＴＭＬ形式の３次元データとして生成するので、データ放送４とインターネット３とを併用して短時間に立体情報を伝送することが可能になり、さらに、受信場所では、既存の立体造形装置を用いて立体オブジェクトを構築できるので、従来のＴＶ放送波では伝達できなかった触覚による立体情報を体感することが可能になる。
【００５７】
次に、立体情報伝送装置、および触覚情報造形装置の第２の実施形態について説明する。
【００５８】
図２は、第２の実施形態の立体情報伝送装置を示す図である。
【００５９】
本実施形態の立体情報伝送装置は、図１で説明した第１の実施形態の立体情報伝送装置に比べて、立体オブジェクトデータ生成部１０１とインターネット発信部１０２および立体オブジェクトデータ生成部１０１とデータ放送多重部１０３との間に、３次元データを、３次元画像をあらわす言語に変換したり、アドレスを付加したりする手段が付加され、さらに立体オブジェクトデータ生成部１０１は、硬さ情報と形状情報とが生成できるように構成されている。
【００６０】
図２に示す立体情報伝送装置１は、立体を表す３次元データを生成する立体オブジェクトデータ生成部１０１と、立体オブジェクトデータ生成部１０１で生成された３次元データをＶＲＭＬ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）などの３次元画像用言語に変換することにより少ないデータ量で符号化を行うことができる符号部１０７と、符号部１０７により符号化された３次元データにＵＲＬ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ）などのＵＲＩ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を付加してインターネットに配信するＵＲＩ付加部１０８と、
ＵＲＩ付加部１０８でＵＲＩが付加された３次元データをインターネットで配信するインターネット発信部１０２と、符号部１０７により符号化された３次元データに、アドレスを示すインデックスコードとインターネットで伝送される３次元データのアドレスを示すＵＲＩとを付加するＵＲＩ・アドレス付加部１０９と、符号部１０７により符号化され、ＵＲＩ・アドレス付加部１０９によりアドレスを示すインデックスコードなどが付加された３次元データを、データ放送で配信する情報の一部として多重化するデータ放送多重部１０３と、データ放送多重部１０３により多重化された情報を、ＴＶ放送の通常の放送番組とともに放送波に組み込んで放送波で送信するＴＶ送信部１０４とを備えている。
【００６１】
また、本実施形態の立体オブジェクトデータ生成部１０１は、多視点カメラまたは３次元デジタイザにより検出された情報に基づいて、立体の硬さ情報を生成する硬さ情報データ生成部１０５と、立体の形状情報を生成する形状情報データ生成部１０６とを備えている。
【００６２】
本実施形態の立体情報伝送装置１において、例えば放送番組の中で紹介される美術品などの立体オブジェクトは、硬さ情報データ生成部１０５でその美術品などの硬さ情報が生成され、形状情報データ生成部１０６でその美術品などの形状情報が生成される。符号部１０７は、硬さ情報データ生成部１０５で生成された硬さ情報および形状情報データ生成部１０６で生成された形状情報をＶＲＭＬにより記述し、３次元データを符号化する。符号化された３次元データは、インターネット３により配信する場合と、データ放送４により配信する場合とに分かれる。インターネット３により配信する場合は、ＵＲＩ付加部１０８において、インターネット３上の３次元データにアクセスするのに必要なＵＲＩが付され、インターネット発信部１０２に送られる。一方、データ放送４により配信する場合は、符号部１０７により符号化された３次元データとアドレスを示すインデックスコードとをともにデータ放送多重部１０３で多重化し、ＴＶ送信部１０４から通常の放送番組とともに放送波に組み込んでデータ放送４として送信する。
【００６３】
ここで、本実施形態の立体情報伝送装置１は、インターネット３およびデータ放送４双方に同時に同内容の３次元データを伝送するように構成されているが、必ずしもこの構成に限定されず、例えば３次元データを、硬さの情報と形状の情報とに分けてインターネット３とデータ放送４とを併用して伝送することもできる。
【００６４】
図３は、第２の実施形態の触覚情報造形装置を示す図である。
【００６５】
本実施形態の触覚情報造形装置２は、図１で説明した第１の実施形態の触覚情報造形装置に比べて、３次元データから硬さを表すデータと形状を表すデータとを抽出する点、データ放送から、インターネットのＵＲＩを抽出して、３次元データをインターネットから取得する点が相違する。
【００６６】
図３に示す本実施形態の触覚情報造形装置は、３次元データを取得するためにインターネット３にアクセスするインターネット受信部２０１と、３次元データを取得するためにデータ放送４にアクセスして放送波を受信するＴＶ受信部２０２と、ＴＶ受信部２０２で受信した放送波からデータ放送を復号するデータ放送受信部２０３と、データ放送受信部２０３で復号したデータ放送から、多重化された３次元データのインデックスコードやインターネットのＵＲＩを抽出する、ＵＲＩ・データアドレス抽出部２０５と、ＵＲＩ・データアドレス抽出部２０５で抽出されたＵＲＩに基づいて、インターネット３にアクセスし３次元データをダウンロードするダウンロード制御部２０６と、ダウンロード制御部２０６でインターネット３にアクセスしてダウンロードされた３次元データまたはＵＲＩ・データアドレス抽出部２０５で抽出された３次元データを立体造形装置３０で立体像を造形するのに適合するフォーマットのデータに変換する立体オブジェクトデータ再生部２０４と、立体オブジェクトデータ再生部２０４により変換されたフォーマットのデータに基づいて、３次元データが生成された立体に触覚が近似する立体オブジェクトを生成する立体オブジェクト生成部３０１を有する立体造形装置３０と、を備えている。
【００６７】
また、立体オブジェクトデータ再生部２０４は、ダウンロード制御部２０６でダウンロードした３次元データを復号する３次元データ復号部２０７と、３次元データ復号部２０７により復号された３次元データから硬さを表すデータを抽出する硬さデータ抽出部２０８と、硬さデータ抽出部２０８で抽出された硬さを表すデータを立体造形装置３０に送る硬さデータ送信部２０９と、３次元データ復号部２０７により復号された３次元データから形状情報を抽出する形状情報データ抽出部２１０と、形状情報データ抽出部２１０により抽出された形状情報を、立体造形装置３０に適した、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｓｙｓｔｅｍ）や、ＳＴＬ（Ｓｔｅｒｅｏ Ｌｙｔｈｏｇｒｐｈｙ ｆｉｌｅ）などの符号に変換し、立体造形装置３０に送る形状情報データ変換部２１１と、を備えている。
【００６８】
ここで、本実施形態の触覚情報造形装置２は、データ放送４から抽出した、例えばＵＲＬなどのＵＲＩに基づいて、インターネット３にアクセスし、３次元データを取得するように構成されているが、必ずしもこの構成に限定されず、データ放送４から３次元データを抽出し、その３次元データを用いてもよい。また、データ放送３とインターネット４とを併用して３次元データが伝送される場合には、例えばデータ放送４から硬さを表すデータを抽出し、インターネット３から形状情報を表すデータを抽出することにしてもよい。
【００６９】
このように、データ放送４から、さまざまな放送番組の立体情報が伝送されているインターネット３のＵＲＬを取得し、そのＵＲＬに基づいて、インターネット３のそれぞれのＵＲＬにアクセスして所望の３次元データを取得するようにすれば、受信側における選択肢を広げることができる。
【００７０】
次に、触覚情報造形装置の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態の触覚情報造形装置は、第２の実施形態の触覚情報造形装置と比べて、立体造形装置が相違するが、それ以外は共通するので、相違する立体造形装置について説明する。
【００７１】
図４は、第３の実施形態の立体造形装置を示す図である。
【００７２】
図４に示す立体造形装置３０は、硬さデータ送信部２０９から送信される硬さを表すデータを受信する、硬さデータ受信部３０２と、形状情報データ変換部２１１から送信される、ＣＡＤやＳＴＬに符号変換された形状を表すデータを受信する形状情報データ受信部３０３と、硬さデータ受信部３０２で受信した、硬さを表すデータから、３次元データが生成された立体の硬さに近い材料を選択する材料選択部３０４と、立体像を造形する複数の素材を備えた材料格納部３０５と、材料選択部３０４で選択された素材を材料格納部３０５から抽出し、抽出した材料を用いて、形状情報データ受信部３０３で受信した形状を表すデータに基づいて立体に近似した立体オブジェクトを生成する立体オブジェクト生成部３０１と、を備えている。
【００７３】
このように、立体オブジェクトを造形する複数の素材を備えるとともに、硬さを表すデータに基づいて素材を選択するので、造形された立体像は、３次元データが生成された立体に近似したものとすることができる。
【００７４】
次に、触覚情報伝達方法の第２の実施形態について説明する。
【００７５】
本実施形態の触覚情報伝達方法は、図２〜図３を用いて説明した第２の実施形態の立体情報伝送装置および図４を用いて説明した第３の実施形態の触覚情報造形装置を用いて立体像を造形する方法であり、立体情報伝送装置および触覚情報造形装置についての重複する説明は省略する。
【００７６】
本実施形態の触覚情報伝達方法においては、例えば放送番組の中で紹介される美術品などの立体オブジェクトは、硬さ情報データ生成部１０５でその美術品などの硬さ情報が生成され、形状情報データ生成部１０６でその美術品などの形状情報が生成される。符号部１０７は、硬さ情報データ生成部１０５で生成された硬さ情報および形状情報データ生成部１０６で生成された形状情報をＶＲＭＬにより記述し、３次元データを符号化する。符号化された３次元データは、インターネット３により配信する場合と、データ放送４により配信する場合と分かれる。インターネット３により配信する場合は、ＵＲＩ付加部１０８においてインターネット３上で３次元データにアクセスするのに必要なＵＲＩが付され、インターネット発信部１０２に送られる。一方、データ放送４により配信する場合は、符号部１０７により符号化された３次元データとアドレスを示すインデックスコードとをともにデータ放送多重部１０３で多重化し、ＴＶ送信部１０４から通常の放送番組とともに放送波に組み込んで伝送路に送信する。
【００７７】
受信場所では、ＴＶ受信部２０２でＴＶ放送波にアクセスして放送波を受信し、データ放送受信部２０３で放送波を復号して、ＵＲＩ・データアドレス抽出部２０５で、アドレスやＵＲＩを抽出する。ダウンロード制御部２０６は、ＵＲＩ・データアドレス抽出部２０５で抽出されたＵＲＩに基づいて、インターネット３により配信された３次元データをダウンロードし、３次元データ復号部２０７は、ＶＲＭＬなどの記述形式の３次元データに復号する。複合された３次元データは、硬さデータ抽出部２０８により硬さデータが抽出され、形状情報データ抽出部２１０により形状情報が抽出される。
【００７８】
硬さデータは、硬さデータ送信部２０９により、硬さデータ受信部３０２に送られる。一方、形状情報は、形状情報データ変換部２１１で立体造形装置３０に適した適切な記述形式であるＣＡＤやＳＴＬなどで記された３次元データに変換され、変換された３次元データは形状情報データ受信部３０３に送信される。
【００７９】
立体造形装置３０は、硬さデータ受信部３０２で受信したデータにより材料選択部３０４で立体オブジェクトの材料を選択し、材料選択部３０４で選択した素材を材料格納部３０５から抽出し、抽出された素材の材料を用いて、形状情報データ受信部３０３で受信された形状で、立体オブジェクト生成部３０１は、例えば光造形法により立体オブジェクトを生成する。
【００８０】
ここで、立体を作製する材料は、例えば光造型法では、複数のプールに蓄えられた液状光硬化性組成物を選択することにより、粉末法では、粉体が吐出される複数のノズルのうちの何れかのノズルを選択することにより自動的に決定される。
【００８１】
以上のように、番組で用いられる立体オブジェクトは、受信場所において立体オブジェクトとして実際に生成され、また立体オブジェクトの材料を選択することにより硬さ情報も付加されているので、視覚障害者や盲ろう者は物体に触れながら、美術品などの形状や硬さを容易に理解することができる。
【００８２】
本実施形態においても、データ放送とインターネットとを併用した伝送、あるいは、伝送容量が十分であるときには、それぞれ単独の伝送を行うことができる。また、放送波は、データ放送に限定する必要はなく、ネットワークはインターネットに限定する必要はない。さらに、立体像を造形する立体オブジェクト生成部は、光造形法によるものに限定する必要はなく、紙積層法やその他インクジェット方式などによるものについても適用される。
【００８３】
【発明の効果】
上記説明したように、放送やインターネットで送られる立体の情報を、視覚に加え、立体オブジェクトとして伝達することができるので、盲ろう者や視覚障害者にとって有効な情報伝達手段になり得る。また、健常者にとっても立体を実際に触れられることは形状や触覚感の認知に有効であり、新たな感覚を引き起こす可能性がある。さらに、立体オブジェクトの硬さを指定することにより、実際の立体オブジェクトの硬さに近い触覚刺激を受容することができ、立体の硬さを理解するのに有効な手段となり得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】第２の実施形態の立体情報伝送装置を示す図である。
【図３】第２の実施形態の触覚情報造形装置を示す図である。
【図４】第３の実施形態の立体造形装置を示す図である。
【符号の説明】
１ 立体情報伝送装置
２ 触覚情報造形装置
３ インターネット
４ データ放送
２０ 触覚情報受信装置
３０ 立体造形装置
１０１ 立体オブジェクトデータ生成部
１０２ インターネット発信部
１０３ データ放送多重部
１０４ ＴＶ送信部
１０５ 硬さ情報データ生成部
１０６ 形状情報データ生成部
１０７ 符号部
１０８ ＵＲＩ付加部
１０９ ＵＲＩ・アドレス付加部
２０１ インターネット受信部
２０２ ＴＶ受信部
２０３ データ放送受信部
２０４ 立体オブジェクトデータ再生部
２０５ ＵＲＩ・アドレス抽出部
２０６ ダウンロード制御部
２０７ ３次元データ復号部
２０８ 硬さデータ抽出部
２０９ 硬さデータ送信部
２１０ 形状データ抽出部
２１１ 形状情報データ変換部
３０１ 立体オブジェクト生成部
３０２ 硬さデータ受信部
３０３ 形状情報データ受信部
３０４ 材料選択部
３０５ 材料格納部
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ放送やインターネットに、放送番組で用いられる立体の形状や硬さなどの立体情報を配信し、その立体情報を触覚情報として受信場所に伝達する触覚情報伝達システム、立体情報伝送装置、触覚情報造形装置、および触覚情報伝達方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、触覚に係る情報の伝達については、例えばＰＨＡＮＴＯＭ（センサブルテクノロジー社製）のように、仮想的な立体形状やテクスチャーなどを指で触れて感じることにより触覚情報の伝達を可能にしたものがある。このＰＨＡＮＴＯＭは、コンピュータ上で作成された立体の空間的な情報を、機械的な反力として触覚受容器にフィードバックすることにより仮想的な立体感を再現するものである。
【０００３】
近年、３次元ＣＡＤに入力された形状データを活用し、積層造形法により粉体、樹脂、板、紙などからなる薄い膜状のものを一層ずつ積層して立体オブジェクトを生成する立体造型装置があり、紫外線により硬化する樹脂を用いた積層造形法は光造型法と呼ばれている。（非特許文献１参照）。
【０００４】
現在、種々の造形原理に基づいた立体造型装置が製品化されているが、積層造形法は、立体造形物を扱う分野、特に製品開発や医療分野で利用され、産業界においては、意匠性の高い工業製品を実現するための、実物形状での試作を行うときに使われている。
【０００５】
一方、放送分野においては情報受容における視聴覚の優位性から、触覚に関する情報伝達技術はほとんど考慮されておらず、立体を触覚で受容できるシステムは未だ存在せず、立体に直接触れるような情報伝達システムも未だ構築されていない。
【０００６】
現在の放送は、視聴覚を媒体として情報を伝送しているので、視覚に障害をもつ人に対しては、図形情報や映像情報は、音声を介してのみ伝達することができる。
【０００７】
しかしながら、美術品や分子モデル、地形などの立体情報を音声だけで伝達するには限界がある。さらに、盲ろう者は、触覚だけが唯一の情報取得手段であるが、現状では形状などを触覚情報として伝達することができない。
【０００８】
一方、上述した立体造型装置は、主に金型作成用として用いられ、放送や通信における触覚情報提示手段としては考慮されておらず、例えば硬さが異なるオブジェクトを比較的短時間で作成できるような構造にはなっていない。また、粉末を用いるインクジェット式の立体造型装置は、色を変化させることはできるが、硬さに応じて材料を変更できる構成にはなっていない。
【０００９】
光造型法としては、例えば、液状硬化性組成物に放射ビームを照射して薄い層を光硬化し、順次積層して３次元剛性物体を製作する装置において、放射ビームを薄い層内で移動させる際に、ビームの移動速度が遅くなると露光レベルが高くなり、光硬化深度が増加して、３次元剛性物体の厚みがばらつくという問題を、放射ビームのパルス間隔もしくはパルス幅を制御することにより、露光レベルを一定にするものなどがある（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
また、粉体積層法としては、例えば、３次元物体の断面に対応する薄片を粉体で構成し、その薄片を造形物支持部材側に転写定着して３次元物体を造形する立体造形方法において、高さ方向の変化の具合により積層する厚みを厚くすることや、薄片の厚さに分布を持たせて中断なしに厚さ方向の補正ができるようにして、形状の補正が容易で、かつ精度よく短時間に３次元物体を造形できるようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
またこれらとは別に、例えばＰＨＡＮＴＯＭなどの触覚提示装置は、仮想的な空間や平面上の位置に触知することはできるが、あくまで仮想的なオブジェクトに触れるだけであり、実際の形状とは感覚が異なっている。また、グローブやケーブルなどの制約なしに触ることができないという問題がある。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００３−９４５２７号公報（段落番号０００３〜段落番号００１６、図１）
【００１３】
【特許文献２】
特開２００３−４８２５３号公報（段落番号０００８〜段落番号００４８、図１、図２）
【００１４】
【非特許文献１】
電子通信学会論文誌（１９８１、Ｊ６４・Ｃ、Ｎｏ４、ｐ２３７〜ｐ２４１、Ｈ．Ｋｏｄａｍａ“Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ ａ Ｔｈｒｅｅ・ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｍｏｄｅｌ ｗｉｔｈ Ｐｈｏｔｏ・ｈａｒｄｅｎｉｎｇ Ｐｏｌｙｍｅｒ”）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑み、立体情報を触覚情報に変換し、その触覚情報を放送およびインターネットを介して所定の受信場所に伝送することにより、受信場所に立体オブジェクトが生成されるシステムを構築し、例えば視覚障害者が番組中に放送された立体形状を再現した立体像に直接触れて触覚としてその立体を感じ、立体の特徴を容易に知ることができる触覚情報伝達システム、触覚情報伝達システムに用いる立体情報伝送装置および触覚情報造形装置、ならびに触覚情報伝達方法を提供する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の触覚情報伝達システムは、立体を表す３次元データを生成し、該３次元データを伝送路に送信する立体情報伝送装置と、
伝送路から立体を表す３次元データを取得し、該立体に触覚が近似する立体像を造形する触覚情報造形装置と、を備え、
所定の送信場所に設置された上記立体情報伝送装置で生成された上記３次元データを、所定の受信場所に設置された上記触覚情報造形装置に伝送し、該受信場所に該３次元データに基づく立体像を造形することを特徴とする。
【００１７】
このように、送信場所で生成した３次元データを伝送し、受信場所でその３次元データに基づく立体像を造形することにより、放送番組中に放送された立体形状を再現した立体像に直接触れて触覚としてその立体を感じることにより、立体の特徴を容易に知ることができる。
【００１８】
ここで、立体情報伝送装置は、立体を表す３次元データを生成する立体オブジェクトデータ生成部と、該立体オブジェクトデータ生成部により生成された上記３次元データに所定のアドレスを付して上記伝送路に送信する送信部とを有し、上記触覚情報造形装置は、上記伝送路にアクセスして上記３次元データを取得する受信部と、該受信部により受信された該３次元データに基づいて、上記立体像を造形する立体オブジェクト生成部とを有することが好ましい。
【００１９】
このように、送信部と受信部とを備え、送信部から３次元データを伝送路に送信し、受信部でその伝送路にアクセスして３次元データを受信することにより、受信側で立体像を造形することができる。
【００２０】
また、上記伝送路は、放送網から送信される放送波であって、上記送信部は、上記３次元データを所定の言語で記述されたデータに変換し、変換されたデータを該放送波に送信することが好ましく、上記伝送路は、ネットワークを形成する電気通信回線であって、上記送信部は、上記３次元データを所定の言語で記述されたデータに変換し、変換されたデータを該電気通信回線に送信することも好ましい。
【００２１】
さらに、上記伝送路は、放送網から送信される放送波およびネットワークを形成する電気通信回線であって、
上記送信部は、上記３次元データを所定の言語で記述されたデータに変換し、変換されたデータを該放送波および該電気通信回線それぞれに、又は該放送波および該電気通信回線双方を併用して送信することも好ましい態様である。
【００２２】
このように、３次元データを伝送する伝送路としては、伝送される３次元データの容量や伝送速度に応じて、放送網から送信される放送波であっても、ネットワークを形成する電気通信回線であってもよく、さらにそれらを併用しても、それぞれを独立に使用してもよい。
【００２３】
また、上記受信部は、上記放送波から上記３次元データを受信する放送波受信部と上記電気通信回線から該３次元データを受信する回線受信部とを有し、
上記立体オブジェクト生成部は、上記放送波受信部および上記回線受信部それぞれにより受信された上記３次元データ、又は上記放送波受信部および上記回線受信部双方により受信された上記３次元データに基づいて、上記立体像を造形することが好ましい。
【００２４】
このように、放送波、電気通信回線いずれの伝送路にもアクセスできるようにすることにより、立体情報伝送装置から３次元データが伝送されるさまざまな態様に対応することができる。
【００２５】
また、上記触覚情報造形装置は、上記受信部により受信された上記３次元データを、上記立体オブジェクト生成部で上記立体像を造形するのに適合したデータに変換する立体オブジェクトデータ再生部を備えたことが好ましい。
【００２６】
このような立体オブジェクトデータ再生部を備えることにより、既存の立体造形装置を活用できる。
【００２７】
また、上記立体オブジェクトデータ生成部は、上記立体の形状と該立体の表面の硬さとを検出することにより上記３次元データを生成するものであって、
上記立体オブジェクト生成部は、上記立体像を造形する、硬さの異なる複数の素材を備え、上記３次元データの、上記硬さを表す情報に近似する硬さの素材を、該複数の素材の中から選択することも好ましい態様である。
【００２８】
このように、硬さの異なる複数の素材を用いて立体像を造形すれば、より近似した触感をえることができる。
【００２９】
上記の目的を達成する本発明の立体情報伝送装置は、立体を表す３次元データを生成する立体オブジェクトデータ生成部と、該立体オブジェクトデータ生成部により生成された該３次元データに所定のアドレスを付して伝送路に送信する送信部とを備え、生成された上記３次元データを、所定の受信場所に伝送することにより、該３次元データに基づく立体像を造形することを特徴とする。
【００３０】
このように、３次元データを生成し、受信場所に伝送することができるので、立体情報伝送装置として用いることができる。
【００３１】
また、上記送信部は、上記３次元データを所定の言語で記述されたデータに変換し、変換されたデータを上記伝送路に送信することが好ましい。
【００３２】
このように、３次元データが所定の言語で記述されていれば、さまざまな伝送路に伝送できる。
【００３３】
さらに、上記立体オブジェクトデータ生成部は、上記立体の形状と該立体の表面の硬さとを検出して上記３次元データを生成することが好ましい。
【００３４】
このように、３次元データに、形状と硬さの情報が含まれていれば立体像を造形したときの再現性がよい。
【００３５】
上記の目的を達成する本発明の触覚情報受信装置は、伝送路にアクセスして立体を表す３次元データを取得する受信部と、該受信部により受信された該３次元データに基づいて、該立体に触覚が近似する立体像を造形する立体オブジェクト生成部とを備え、
所定の送信場所から伝送された上記３次元データに基づく立体像を造形することを特徴とする。
【００３６】
このように、３次元データを受信し、受信された３次元データに基づいて、立体像を造形するので、立体情報伝送装置として用いることができる。
【００３７】
また、上記３次元データは、立体の表面の硬さを表す情報を含むものであって、
上記立体オブジェクト生成部は、上記立体像を造形する、硬さの異なる複数の素材を備え、上記３次元データの、上記硬さを表す情報に近似する硬さの素材を、該複数の素材の中から選択することが好ましい。
【００３８】
このように、３次元データの、硬さを表す情報に近似する硬さの素材を用いることにより、再現性のよい立体像を造形することができる。
【００３９】
上記の目的を達成する本発明の触覚情報伝達方法は、立体を表す３次元データを生成し、該３次元データを伝送路に送信する立体情報伝送装置と、伝送路から立体を表す３次元データを取得し、該立体に触覚が近似する立体像を造形する触覚情報造形装置とを用いて、
所定の送信場所に設置された上記立体情報伝送装置で生成された上記３次元データを、所定の受信場所に設置された上記触覚情報造形装置に伝送し、該受信場所に該３次元データに基づく立体像を造形することを特徴とする。
【００４０】
このように、送信場所に３次元データを生成する立体情報伝送装置を設置するとともに、３次元データに基づく立体像を造形する触覚情報造形装置を受信場所に設置することにより、所定の伝送路、例えばインターネットやデータ放送を利用して放送番組中の立体に近似した立体像を受信場所に造形することができる。
【００４１】
また、上記３次元データは、上記立体の形状と該立体の表面の硬さとを表す情報を含むことが好ましい。
【００４２】
このように、立体の形状と立体の表面の硬さの情報が３次元データに含まれていれば、その立体の再現が容易である。
【００４３】
また、上記立体情報伝送装置は、放送網から送信される放送波およびネットワークを形成する電気通信回線それぞれに、又は該放送波および該電気通信回線双方を併用して上記３次元データを送信し、
上記触覚情報造形装置は、上記放送波および上記電気通信回線それぞれから受信した上記３次元データ、又は該放送波および該電気通信回線双方から受信した該３次元データに基づいて、上記立体像を造形することが好ましい。
【００４４】
このように、３次元データを伝送する伝送路としては、伝送される３次元データの容量や伝送速度に応じて、放送網から送信される放送波やネットワークを形成する電気通信回線を併用しても、それぞれを独立に使用してもよい。
【００４５】
また、上記触覚情報造形装置は、上記立体像を造形する複数の素材を有し、上記３次元データに含まれる硬さを表す情報に近似する硬さの素材を用いて、上記立体像を造形することも好ましい態様である。
【００４６】
このように、硬さの異なる複数の素材を用いて立体像を造形すれば、より近似した触感をえることができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の触覚情報伝達システムの実施形態および本発明の立体情報伝送装置、触覚情報造形装置および触覚情報伝達方法それぞれの第１の実施形態について説明する。
【００４８】
図１は、本発明の実施形態を示す概略構成図である。
【００４９】
図１に示す触覚情報伝達システムは、立体を表す３次元データを生成し、その３次元データを伝送路に送信する立体情報伝送装置１と、伝送路から立体を表す３次元データを受信する触覚情報受信装置２０および立体に触覚が近似する立体像を造形する立体造形装置３０からなる触覚情報造形装置２とを備え、立体情報伝送装置１は、所定の送信場所に設置され、触覚情報造形装置２は、所定の受信場所に設置される。
【００５０】
所定の送信場所に設置された立体情報伝送装置１で生成された立体を表す３次元データは、所定の受信場所に設置された触覚情報造形装置２に伝送され、触覚情報受信装置２０は、伝送路から立体を表す３次元データを取得し、立体造形装置３０は、その３次元データに基づいて、立体に触覚が近似する立体像を造形する。
【００５１】
立体情報伝送装置１は、立体を表す３次元データを生成する立体オブジェクトデータ生成部１０１と、立体オブジェクトデータ生成部１０１により生成された立体を表す３次元データをインターネット３に配信するインターネット発信部１０２と、立体オブジェクトデータ生成部１０１により生成された立体を表す３次元データを、データ放送４で配信する情報の一部として多重化するデータ放送多重部１０３と、データ放送多重部１０３により多重化された情報を、テレビジョン放送（以下、「ＴＶ放送」と称する。）の通常の放送番組とともに放送波に組み込んで伝送路に送信するＴＶ送信部１０４とを備えている。
【００５２】
立体オブジェクトデータ生成部１０１は、例えば多視点カメラまたは３次元デジタイザを有し、番組に用いられる立体の空間的な情報を検出し、検出した信号を、例えばＶＲＭＬ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）やＨＴＭＬ（Ｈｙｐｅｒ Ｔｅｘｔ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ）形式のデジタルデータに変換する。したがって、変換された３次元データは、インターネット３およびデータ放送４何れにも送信することができる。
【００５３】
触覚情報受信装置２０は、インターネットにアクセスしてインターネット発信部１０２から配信される３次元データを取得するインターネット受信部２０１と、ＴＶ放送波にアクセスしてＴＶ送信部１０４から配信された放送波を受信するＴＶ受信部２０２と、ＴＶ受信部２０２で受信した放送波を復号して３次元データを取得するデータ放送受信部２０３と、インターネット受信部２０１またはデータ放送受信部２０３により取得された３次元データを立体造形装置３０が立体像を造形するのに適合するフォーマットのデータに変換する立体オブジェクトデータ再生部２０４と、を備えている。
【００５４】
立体造形装置３０は、立体オブジェクトデータ再生部２０４により変換されたフォーマットのデータに基づいて、３次元データが生成された、番組に用いられる立体に触覚が近似した立体像を造形する立体オブジェクト生成部３０１を備えている。
【００５５】
ここで、本実施形態の触覚情報伝達システムでは、インターネット３とデータ放送４とを併用し、例えば３次元データが立体の等高線を表すものである場合には、高さ毎に３次元データを分割し、分割した各等高線を表すデータをインターネット３とデータ放送４とに分けて送信し、受信側でインターネット３およびデータ放送４双方から受信した３次元データに基づいて立体像を造形することにより３次元データの伝送時間を短縮している。しかし、必ずしもこれに限定されず、インターネット３およびデータ放送４それぞれの伝送速度が速い場合には、それぞれに同じ内容の３次元データを伝送し、受信側で何れか一方を選択することにしてもよいし、あるいは送信側および受信側それぞれにおいて、インターネット３およびデータ放送４の何れか一方を用いて立体情報を伝送することもできる。
【００５６】
このように、本実施形態の触覚情報伝達システムでは、番組中の立体に関する情報を、例えばＶＲＭＬやＨＴＭＬ形式の３次元データとして生成するので、データ放送４とインターネット３とを併用して短時間に立体情報を伝送することが可能になり、さらに、受信場所では、既存の立体造形装置を用いて立体オブジェクトを構築できるので、従来のＴＶ放送波では伝達できなかった触覚による立体情報を体感することが可能になる。
【００５７】
次に、立体情報伝送装置、および触覚情報造形装置の第２の実施形態について説明する。
【００５８】
図２は、第２の実施形態の立体情報伝送装置を示す図である。
【００５９】
本実施形態の立体情報伝送装置は、図１で説明した第１の実施形態の立体情報伝送装置に比べて、立体オブジェクトデータ生成部１０１とインターネット発信部１０２および立体オブジェクトデータ生成部１０１とデータ放送多重部１０３との間に、３次元データを、３次元画像をあらわす言語に変換したり、アドレスを付加したりする手段が付加され、さらに立体オブジェクトデータ生成部１０１は、硬さ情報と形状情報とが生成できるように構成されている。
【００６０】
図２に示す立体情報伝送装置１は、立体を表す３次元データを生成する立体オブジェクトデータ生成部１０１と、立体オブジェクトデータ生成部１０１で生成された３次元データをＶＲＭＬ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）などの３次元画像用言語に変換することにより少ないデータ量で符号化を行うことができる符号部１０７と、符号部１０７により符号化された３次元データにＵＲＬ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ）などのＵＲＩ（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を付加してインターネットに配信するＵＲＩ付加部１０８と、
ＵＲＩ付加部１０８でＵＲＩが付加された３次元データをインターネットで配信するインターネット発信部１０２と、符号部１０７により符号化された３次元データに、アドレスを示すインデックスコードとインターネットで伝送される３次元データのアドレスを示すＵＲＩとを付加するＵＲＩ・アドレス付加部１０９と、符号部１０７により符号化され、ＵＲＩ・アドレス付加部１０９によりアドレスを示すインデックスコードなどが付加された３次元データを、データ放送で配信する情報の一部として多重化するデータ放送多重部１０３と、データ放送多重部１０３により多重化された情報を、ＴＶ放送の通常の放送番組とともに放送波に組み込んで放送波で送信するＴＶ送信部１０４とを備えている。
【００６１】
また、本実施形態の立体オブジェクトデータ生成部１０１は、多視点カメラまたは３次元デジタイザにより検出された情報に基づいて、立体の硬さ情報を生成する硬さ情報データ生成部１０５と、立体の形状情報を生成する形状情報データ生成部１０６とを備えている。
【００６２】
本実施形態の立体情報伝送装置１において、例えば放送番組の中で紹介される美術品などの立体オブジェクトは、硬さ情報データ生成部１０５でその美術品などの硬さ情報が生成され、形状情報データ生成部１０６でその美術品などの形状情報が生成される。符号部１０７は、硬さ情報データ生成部１０５で生成された硬さ情報および形状情報データ生成部１０６で生成された形状情報をＶＲＭＬにより記述し、３次元データを符号化する。符号化された３次元データは、インターネット３により配信する場合と、データ放送４により配信する場合とに分かれる。インターネット３により配信する場合は、ＵＲＩ付加部１０８において、インターネット３上の３次元データにアクセスするのに必要なＵＲＩが付され、インターネット発信部１０２に送られる。一方、データ放送４により配信する場合は、符号部１０７により符号化された３次元データとアドレスを示すインデックスコードとをともにデータ放送多重部１０３で多重化し、ＴＶ送信部１０４から通常の放送番組とともに放送波に組み込んでデータ放送４として送信する。
【００６３】
ここで、本実施形態の立体情報伝送装置１は、インターネット３およびデータ放送４双方に同時に同内容の３次元データを伝送するように構成されているが、必ずしもこの構成に限定されず、例えば３次元データを、硬さの情報と形状の情報とに分けてインターネット３とデータ放送４とを併用して伝送することもできる。
【００６４】
図３は、第２の実施形態の触覚情報造形装置を示す図である。
【００６５】
本実施形態の触覚情報造形装置２は、図１で説明した第１の実施形態の触覚情報造形装置に比べて、３次元データから硬さを表すデータと形状を表すデータとを抽出する点、データ放送から、インターネットのＵＲＩを抽出して、３次元データをインターネットから取得する点が相違する。
【００６６】
図３に示す本実施形態の触覚情報造形装置は、３次元データを取得するためにインターネット３にアクセスするインターネット受信部２０１と、３次元データを取得するためにデータ放送４にアクセスして放送波を受信するＴＶ受信部２０２と、ＴＶ受信部２０２で受信した放送波からデータ放送を復号するデータ放送受信部２０３と、データ放送受信部２０３で復号したデータ放送から、多重化された３次元データのインデックスコードやインターネットのＵＲＩを抽出する、ＵＲＩ・データアドレス抽出部２０５と、ＵＲＩ・データアドレス抽出部２０５で抽出されたＵＲＩに基づいて、インターネット３にアクセスし３次元データをダウンロードするダウンロード制御部２０６と、ダウンロード制御部２０６でインターネット３にアクセスしてダウンロードされた３次元データまたはＵＲＩ・データアドレス抽出部２０５で抽出された３次元データを立体造形装置３０で立体像を造形するのに適合するフォーマットのデータに変換する立体オブジェクトデータ再生部２０４と、立体オブジェクトデータ再生部２０４により変換されたフォーマットのデータに基づいて、３次元データが生成された立体に触覚が近似する立体オブジェクトを生成する立体オブジェクト生成部３０１を有する立体造形装置３０と、を備えている。
【００６７】
また、立体オブジェクトデータ再生部２０４は、ダウンロード制御部２０６でダウンロードした３次元データを復号する３次元データ復号部２０７と、３次元データ復号部２０７により復号された３次元データから硬さを表すデータを抽出する硬さデータ抽出部２０８と、硬さデータ抽出部２０８で抽出された硬さを表すデータを立体造形装置３０に送る硬さデータ送信部２０９と、３次元データ復号部２０７により復号された３次元データから形状情報を抽出する形状情報データ抽出部２１０と、形状情報データ抽出部２１０により抽出された形状情報を、立体造形装置３０に適した、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｓｙｓｔｅｍ）や、ＳＴＬ（Ｓｔｅｒｅｏ Ｌｙｔｈｏｇｒｐｈｙ ｆｉｌｅ）などの符号に変換し、立体造形装置３０に送る形状情報データ変換部２１１と、を備えている。
【００６８】
ここで、本実施形態の触覚情報造形装置２は、データ放送４から抽出した、例えばＵＲＬなどのＵＲＩに基づいて、インターネット３にアクセスし、３次元データを取得するように構成されているが、必ずしもこの構成に限定されず、データ放送４から３次元データを抽出し、その３次元データを用いてもよい。また、データ放送３とインターネット４とを併用して３次元データが伝送される場合には、例えばデータ放送４から硬さを表すデータを抽出し、インターネット３から形状情報を表すデータを抽出することにしてもよい。
【００６９】
このように、データ放送４から、さまざまな放送番組の立体情報が伝送されているインターネット３のＵＲＬを取得し、そのＵＲＬに基づいて、インターネット３のそれぞれのＵＲＬにアクセスして所望の３次元データを取得するようにすれば、受信側における選択肢を広げることができる。
【００７０】
次に、触覚情報造形装置の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態の触覚情報造形装置は、第２の実施形態の触覚情報造形装置と比べて、立体造形装置が相違するが、それ以外は共通するので、相違する立体造形装置について説明する。
【００７１】
図４は、第３の実施形態の立体造形装置を示す図である。
【００７２】
図４に示す立体造形装置３０は、硬さデータ送信部２０９から送信される硬さを表すデータを受信する、硬さデータ受信部３０２と、形状情報データ変換部２１１から送信される、ＣＡＤやＳＴＬに符号変換された形状を表すデータを受信する形状情報データ受信部３０３と、硬さデータ受信部３０２で受信した、硬さを表すデータから、３次元データが生成された立体の硬さに近い材料を選択する材料選択部３０４と、立体像を造形する複数の素材を備えた材料格納部３０５と、材料選択部３０４で選択された素材を材料格納部３０５から抽出し、抽出した材料を用いて、形状情報データ受信部３０３で受信した形状を表すデータに基づいて立体に近似した立体オブジェクトを生成する立体オブジェクト生成部３０１と、を備えている。
【００７３】
このように、立体オブジェクトを造形する複数の素材を備えるとともに、硬さを表すデータに基づいて素材を選択するので、造形された立体像は、３次元データが生成された立体に近似したものとすることができる。
【００７４】
次に、触覚情報伝達方法の第２の実施形態について説明する。
【００７５】
本実施形態の触覚情報伝達方法は、図２〜図３を用いて説明した第２の実施形態の立体情報伝送装置および図４を用いて説明した第３の実施形態の触覚情報造形装置を用いて立体像を造形する方法であり、立体情報伝送装置および触覚情報造形装置についての重複する説明は省略する。
【００７６】
本実施形態の触覚情報伝達方法においては、例えば放送番組の中で紹介される美術品などの立体オブジェクトは、硬さ情報データ生成部１０５でその美術品などの硬さ情報が生成され、形状情報データ生成部１０６でその美術品などの形状情報が生成される。符号部１０７は、硬さ情報データ生成部１０５で生成された硬さ情報および形状情報データ生成部１０６で生成された形状情報をＶＲＭＬにより記述し、３次元データを符号化する。符号化された３次元データは、インターネット３により配信する場合と、データ放送４により配信する場合と分かれる。インターネット３により配信する場合は、ＵＲＩ付加部１０８においてインターネット３上で３次元データにアクセスするのに必要なＵＲＩが付され、インターネット発信部１０２に送られる。一方、データ放送４により配信する場合は、符号部１０７により符号化された３次元データとアドレスを示すインデックスコードとをともにデータ放送多重部１０３で多重化し、ＴＶ送信部１０４から通常の放送番組とともに放送波に組み込んで伝送路に送信する。
【００７７】
受信場所では、ＴＶ受信部２０２でＴＶ放送波にアクセスして放送波を受信し、データ放送受信部２０３で放送波を復号して、ＵＲＩ・データアドレス抽出部２０５で、アドレスやＵＲＩを抽出する。ダウンロード制御部２０６は、ＵＲＩ・データアドレス抽出部２０５で抽出されたＵＲＩに基づいて、インターネット３により配信された３次元データをダウンロードし、３次元データ復号部２０７は、ＶＲＭＬなどの記述形式の３次元データに復号する。複合された３次元データは、硬さデータ抽出部２０８により硬さデータが抽出され、形状情報データ抽出部２１０により形状情報が抽出される。
【００７８】
硬さデータは、硬さデータ送信部２０９により、硬さデータ受信部３０２に送られる。一方、形状情報は、形状情報データ変換部２１１で立体造形装置３０に適した適切な記述形式であるＣＡＤやＳＴＬなどで記された３次元データに変換され、変換された３次元データは形状情報データ受信部３０３に送信される。
【００７９】
立体造形装置３０は、硬さデータ受信部３０２で受信したデータにより材料選択部３０４で立体オブジェクトの材料を選択し、材料選択部３０４で選択した素材を材料格納部３０５から抽出し、抽出された素材の材料を用いて、形状情報データ受信部３０３で受信された形状で、立体オブジェクト生成部３０１は、例えば光造形法により立体オブジェクトを生成する。
【００８０】
ここで、立体を作製する材料は、例えば光造型法では、複数のプールに蓄えられた液状光硬化性組成物を選択することにより、粉末法では、粉体が吐出される複数のノズルのうちの何れかのノズルを選択することにより自動的に決定される。
【００８１】
以上のように、番組で用いられる立体オブジェクトは、受信場所において立体オブジェクトとして実際に生成され、また立体オブジェクトの材料を選択することにより硬さ情報も付加されているので、視覚障害者や盲ろう者は物体に触れながら、美術品などの形状や硬さを容易に理解することができる。
【００８２】
本実施形態においても、データ放送とインターネットとを併用した伝送、あるいは、伝送容量が十分であるときには、それぞれ単独の伝送を行うことができる。また、放送波は、データ放送に限定する必要はなく、ネットワークはインターネットに限定する必要はない。さらに、立体像を造形する立体オブジェクト生成部は、光造形法によるものに限定する必要はなく、紙積層法やその他インクジェット方式などによるものについても適用される。
【００８３】
【発明の効果】
上記説明したように、放送やインターネットで送られる立体の情報を、視覚に加え、立体オブジェクトとして伝達することができるので、盲ろう者や視覚障害者にとって有効な情報伝達手段になり得る。また、健常者にとっても立体を実際に触れられることは形状や触覚感の認知に有効であり、新たな感覚を引き起こす可能性がある。さらに、立体オブジェクトの硬さを指定することにより、実際の立体オブジェクトの硬さに近い触覚刺激を受容することができ、立体の硬さを理解するのに有効な手段となり得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】第２の実施形態の立体情報伝送装置を示す図である。
【図３】第２の実施形態の触覚情報造形装置を示す図である。
【図４】第３の実施形態の立体造形装置を示す図である。
【符号の説明】
１ 立体情報伝送装置
２ 触覚情報造形装置
３ インターネット
４ データ放送
２０ 触覚情報受信装置
３０ 立体造形装置
１０１ 立体オブジェクトデータ生成部
１０２ インターネット発信部
１０３ データ放送多重部
１０４ ＴＶ送信部
１０５ 硬さ情報データ生成部
１０６ 形状情報データ生成部
１０７ 符号部
１０８ ＵＲＩ付加部
１０９ ＵＲＩ・アドレス付加部
２０１ インターネット受信部
２０２ ＴＶ受信部
２０３ データ放送受信部
２０４ 立体オブジェクトデータ再生部
２０５ ＵＲＩ・アドレス抽出部
２０６ ダウンロード制御部
２０７ ３次元データ復号部
２０８ 硬さデータ抽出部
２０９ 硬さデータ送信部
２１０ 形状データ抽出部
２１１ 形状情報データ変換部
３０１ 立体オブジェクト生成部
３０２ 硬さデータ受信部
３０３ 形状情報データ受信部
３０４ 材料選択部
３０５ 材料格納部
Claims (7)
- 立体を表す３次元データを生成し、該３次元データを伝送路に送信する立体情報伝送装置と、
伝送路から立体を表す３次元データを取得し、該立体に触覚が近似する立体像を造形する触覚情報造形装置と、を備え、
所定の送信場所に設置された前記立体情報伝送装置で生成された前記３次元データを、所定の受信場所に設置された前記触覚情報造形装置に伝送し、該受信場所に該３次元データに基づく立体像を造形することを特徴とする触覚情報伝達システム。 - 立体を表す３次元データを生成する立体オブジェクトデータ生成部と、該立体オブジェクトデータ生成部により生成された該３次元データに所定のアドレスを付して伝送路に送信する送信部とを備え、生成された前記３次元データを、所定の受信場所に伝送することにより、該３次元データに基づく立体像を造形することを特徴とする立体情報伝送装置。
- 前記送信部は、前記３次元データを所定の言語で記述されたデータに変換し、変換されたデータを前記伝送路に送信することを特徴とする請求項２記載の立体情報伝送装置。
- 前記立体オブジェクトデータ生成部は、前記立体の形状と該立体の表面の硬さとを検出して前記３次元データを生成することを特徴とする請求項３記載の立体情報伝送装置。
- 伝送路にアクセスして立体を表す３次元データを取得する受信部と、該受信部により受信された該３次元データに基づいて、該立体に触覚が近似する立体像を造形する立体オブジェクト生成部とを備え、
所定の送信場所から伝送された前記３次元データに基づく立体像を造形することを特徴とする触覚情報造形装置。 - 前記３次元データは、立体の表面の硬さを表す情報を含むものであって、
前記立体オブジェクト生成部は、前記立体像を造形する、硬さの異なる複数の素材を備え、前記３次元データの、前記硬さを表す情報に近似する硬さの素材を、該複数の素材の中から選択することを特徴とする請求項５記載の触覚情報造形装置。 - 立体を表す３次元データを生成し、該３次元データを伝送路に送信する立体情報伝送装置と、伝送路から立体を表す３次元データを取得し、該立体に触覚が近似する立体像を造形する触覚情報造形装置とを用いて、
所定の送信場所に設置された前記立体情報伝送装置で生成された前記３次元データを、所定の受信場所に設置された前記触覚情報造形装置に伝送し、該受信場所に該３次元データに基づく立体像を造形することを特徴とする触覚情報伝達方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003158430A JP2004363817A (ja) | 2003-06-03 | 2003-06-03 | 触覚情報伝達システム、立体情報伝送装置、触覚情報造形装置、および触覚情報伝達方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2003158430A JP2004363817A (ja) | 2003-06-03 | 2003-06-03 | 触覚情報伝達システム、立体情報伝送装置、触覚情報造形装置、および触覚情報伝達方法 |
Publications (1)
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|---|---|
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| JP2003158430A Withdrawn JP2004363817A (ja) | 2003-06-03 | 2003-06-03 | 触覚情報伝達システム、立体情報伝送装置、触覚情報造形装置、および触覚情報伝達方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009151743A (ja) * | 2007-11-28 | 2009-07-09 | Sony Corp | 触覚シート部材、入力装置及び電子機器 |
| JP2015513232A (ja) * | 2012-01-03 | 2015-04-30 | コン, リャンKONG, Liang | ３次元ディスプレイシステム |
-
2003
- 2003-06-03 JP JP2003158430A patent/JP2004363817A/ja not_active Withdrawn
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