JP2005128891A - 視触覚情報呈示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 利用者に見たものに触れている感覚を十分に与えることのできる視触覚情報呈示装置を提供する。
【解決手段】 利用者に画像情報を表示する画像表示手段３へ送信する画像情報と、利用者へ触覚情報を呈示する触覚呈示手段１へ送信する触覚情報を送信情報管理手段２０により管理する。そして、制御手段２１は、送信情報管理手段２０を制御し、画像情報の画像表示手段３への送信と同期して触覚情報を触覚呈示手段１へ送信するようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、利用者に画像情報と触覚情報を呈示する視触覚情報呈示装置に関し、特に画像情報に関連する触覚情報を電気的な刺激を用いて呈示するものに関する。

従来、画像表示画面に利用者が接触すると、画像表示画面に表示されている画像に関連する触覚情報が電気刺激により呈示され、利用者が、あたかも画像表示画面に表示されている画像に触れているという感覚（触覚）を得ることができるようにした視触覚情報呈示装置がある。

そして、このような視触覚情報呈示装置としては、例えば利用者がタッチパネル上に表示されている画像に触れると、利用者が触れているタッチパネルの入力面の押圧を入力面検出回路が検出し、タッチパネルに隣接して設けた可動子によってタッチパネル全体を振動させ、押圧感を発生させる構成のものがある（特許文献１参照。）。

この方式は、タッチパネルに表示されている画像（例えばボタンなど）に触れることで触覚を呈示するものであり、コンピュータのマウスに触覚呈示手段を搭載して触覚を呈示するものと比べた場合、物理的に実際に見たものを触れた感覚で触覚を認識するインターフェイスを実現できているという点で、自然なインターフェイスを実現できているといえる。

特開２００１−３５０５９２号公報

しかしながら、このような方式の従来の視触覚情報呈示装置においては、タッチパネルに触れると、スイッチオン時のクリック感に似た１回だけの押圧感を発生させるにすぎず、それ以外の触覚を表現することは困難である。

また上記方式では、利用者の複数の皮膚がほぼ同時にタッチパネルに触れた場合、最初にタッチパネルに触れたエリアに対応した押印感を与えるのみであり、しかも複数の皮膚に対して全く同じ刺激を与える構成になっている。このため、複数の指でタッチパネルを触れたり、なでたりした場合に、それぞれの指に対して異なる刺激を同時に与えることができないことから、様々な画像の持つ触覚情報を得ることができず、実際に触っている感覚を十分に得ることができない。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、利用者に見たものに触れている感覚を十分に与えることのできる視触覚情報呈示装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、利用者に画像情報を表示する画像表示手段と、前記利用者へ触覚情報を呈示する触覚呈示手段と、前記画像表示手段へ送信する画像情報と、前記触覚呈示手段へ送信する触覚情報を管理する送信情報管理手段と、前記画像情報の前記画像表示手段への送信と同期して前記触覚情報を前記触覚呈示手段へ送信するよう前記送信情報管理手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。

また本発明は、前記画像表示手段は、画像表示画面を備えた画像表示部と、前記画像表示部の背面に配置された画像形成装置とから構成されていることを特徴とするものである。

また本発明は、前記触覚呈示手段は、利用者の皮膚が接触した際、前記皮膚に電気的な刺激を与えて前記触覚情報を呈示する複数の刺激電極を有する触覚呈示部を備えていることを特徴とするものである。

また本発明は、前記触覚呈示部は、前記複数の刺激電極を介して異なる触覚情報を同時に呈示することを特徴とするものである。

また本発明は、前記触覚呈示部は、前記画像表示部を覆うように設けられると共に、前記画像表示画面を認識できるように、透明な材料によって形成されていることを特徴とするものである。

また本発明は、前記触覚呈示部は、可撓性を有する材料によって形成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、画像情報の画像表示手段への送信と同期して触覚情報を触覚呈示手段へ送信するようにすることにより、利用者に見たものに触れている感覚を十分に与えることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用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視触覚情報呈示装置のブロック図である。同図において、１は触覚呈示手段、３は画像表示手段、２０は送信情報管理部であり、この送信情報管理部２０には画像表示手段３に送信する画像情報と、触覚呈示手段１に送信する画像情報に関連する触覚情報が保存されている。

また、２１は送信情報管理部２０を制御する制御部であり、この制御部２１は、送信情報管理部２０を制御し、画像情報を画像表示手段３へ送信すると共に、この画像情報の画像表示手段３への送信と同期して、送信された画像情報に関連する触覚情報を触覚呈示手段１へ送信するようにしている。

これにより、利用者には画像情報が画像表示手段３の画像表示画面を通して表示されると共に、利用者の皮膚が画像表示手段３の上部に設置された触覚呈示手段１の触覚呈示部に触れると、利用者の皮膚には表示されている画像情報に関連した触覚情報が呈示されるようになっている。

図２は、このようなブロック構成を有する視触覚情報呈示装置の一例である平面型の視触覚情報呈示装置の概略図である。なお、同図において、（ａ）は視触覚情報呈示装置の側面断面図、（ｂ）はその平面図である。

同図において、４は平面状のハウジングであり、このハウジング４の上面中央に画像表示手段３が、さらに画像表示手段３の画像表示画面６の上部には触覚呈示手段１の触覚呈示部５が設置されている。なお、本実施の形態において、画像表示手段３として、液晶を用いている。

ここで、触覚呈示部５は、図３に示すように、直径１ｍｍの透明な刺激電極８が１．５ｍｍ間隔で密に配置されている。なお、電極間は透明な絶縁体７で絶縁されており、また絶縁体７の背面には各刺激電極８に接続される不図示の透明配線が設けられている。そして、この透明配線により、各刺激電極８には、皮膚に触覚情報に対応した電気的な刺激を与えるための電流が供給されるようになっている。

なお、本実施の形態においては、各刺激電極８に、それぞれ画像情報に関連する触覚情報に対応する電流が流れるようになっており、これにより複数の任意のエリアで指に対して異なる電気的な刺激を与えることができるようになっている。

また、図２において、９はハウジング内部に設置され、送信情報管理部１０を構成する内蔵ハードディスクであり、この内蔵ハードディスク９には画像情報と、その画像情報に関連する触覚情報が論理的に分離されて保存されており、制御部を構成する、視触覚情報呈示装置に内蔵されている不図示のコントローラーにより、画像情報は画像表示手段３に、触覚情報は触覚呈示手段１（の触覚呈示部５）にそれぞれ送信されるようになっている。なお、２は触覚呈示部５の各刺激電極８に接続された透明配線に電流を供給するための電流供給部である。

次に、このように構成された視触覚情報呈示装置の視覚情報呈示動作及び触覚情報呈示動作について説明する。

ここで、まず利用者が触覚呈示部５に指を触れる前の状態を説明する。この状態のとき、視触覚情報呈示装置に内蔵されているコントローラーにより、内蔵ハードディスク９に保存されている画像情報は画像表示手段３に送信され、これにより画像表示手段３の画像表示画面上には画像情報に応じた画像が表示される。また、コントローラーにより、画像情報に関連する触覚情報が画像情報と同期して触覚呈示手段１の触覚呈示部５に送信される。

そして、この状態のとき、利用者が触覚呈示部５の、画像表示画面上の画像に対応した箇所に指を触れると、指（の皮膚）には画像に関連する触覚情報が、刺激電極８を介して電気的な刺激として与えられるため、接触したエリアに対応する画像の触覚情報が呈示される。

また、各刺激電極８にはそれぞれ画像情報に関連する触覚情報に対応する電流が流れているため、複数の指で画像表示画面６を触れたり、なでたりすると、利用者はそれぞれの指に対して異なる電気的な刺激を感じることができ、あたかも見たものに触れているという感覚を得ることができる。

このように、画像情報の画像表示手段３への送信と同期して触覚情報を触覚呈示手段１（の触覚呈示部５）へ送信することにより、利用者が画像表示装置１に表示されている画像に触れるという感覚で、様々な画像の持つ触覚情報を得ることができ、利用者に見たものに触れている感覚を自然な形で十分に提供することができる。さらに、このように構成することにより、遠隔地間でもネットワークを介して、あたかも実際に触っている感覚を提供することができる。

なお、本実施の形態では、平面型の視触覚情報呈示装置であるため、容易に壁に取り付けることが可能である。そのため、画像情報だけでなく同時に触覚情報も呈示できる広告もしくは看板としての効果も期待できる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

図４は、本実施の形態に係る視触覚情報呈示装置の一例である球面型の視触覚情報呈示装置の外観図であり、図５はその縦断面図である。

図４において、１８は視触覚情報呈示部であり、この視触覚情報呈示部１８は支持台１１により支持されるようになっている。１０は触覚呈示手段であり、この触覚呈示手段１０は、利用者が指で触れると、画像表示画面に表示されている画像に関連する触覚を呈示する触覚呈示部１６を備えている。また、図５において、１３は画像形成装置であり、この画像形成装置１３は回転支柱１４によって水平方向に高速回転するようになっている。

ここで、この画像形成装置１３は、画像表示部１５の背面に配されると共に、図６に示すように、外側に画像表示画面１５に臨むようにＬＥＤからなる光源１９が多数設置されている。そして、この多数の光源１９が、画像形成装置１３が高速回転する際、所定のタイミングで発光することにより、画像が形成され、このように形成された画像が、画像形成装置１３の外側に配されると共に、プラスチックで構成された透明な球状の画像表示部１５の画像表示画面に表示されるようになっている。

そして、透明でフレキシブルな材料で構成される触覚呈示手段１０は、この画像表示部１５の画像表示画面を覆うように設置されており、これにより視触覚情報呈示装置の外側から触覚呈示手段１０の触覚呈示部１６を通して画像表示部１５の画像表示画面を認識できるようになっている。

なお、図５において、１７は画像表示部１５に表示される画像情報と、その画像情報に関連する触覚情報が保存されている送信情報管理部であり、この送信情報管理部１７は、ボックス１２の内部に設置されている。

次に、このように構成された視触覚情報呈示装置の視覚情報呈示動作及び触覚情報呈示動作について説明する。

ここで、まず利用者が触覚呈示部５に指を触れる前の状態を説明する。この状態のとき、視触覚情報呈示装置に内蔵されている不図示のコントローラーにより、送信情報管理部１７は画像表示部１５に表示する画像に関連する触覚情報を、画像表示部１５に画像情報を送信するのと同期させて触覚呈示手段１０に送信するように制御されている。

そして、この状態のとき、触覚呈示手段１０の、画像表示画面に表示されている画像に対応した触覚呈示部１６に利用者が指で触れると、その接触エリアにおける表示画像の触覚情報がリアルタイムで利用者の指に呈示される。これにより、利用者は接触したエリアに対応する画像の触覚情報を指で十分に感じることができる。

なお、本実施の形態では、支持台１１を所定の位置に固定することにより、視触覚情報呈示装置を空中に保持することができるようにしており、これにより使用者は触覚呈示部１６を両手で包むように触ることができたり、下側から物体を保持するような形で触ることができたり、片手で物体を握るような形で触ることができるため、より現実の世界の物体を触れている感覚を得ることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る視触覚情報呈示装置のブロック図。 上記視触覚情報呈示装置の一例である平面型の視触覚情報呈示装置の概略図。 上記平面型の視触覚情報呈示装置の触覚呈示面の表面の一部を拡大した図。 本発明の第２の実施の形態に係る球面型の視触覚情報呈示装置の外観図。 上記球面型の視触覚情報呈示装置の縦断面図。 上記球面型の視触覚情報呈示装置の画像形成装置の斜視図。

符号の説明

１ 触覚呈示手段
３ 画像表示手段
４ ハウジング
５ 触覚呈示部
６ 画像表示画面
８ 刺激電極
９ 内蔵ハードディスク
１０ 触覚呈示手段
１３ 画像形成装置
１５ 画像表示部
１６ 触覚呈示部
１７ 送信情報管理部
１８ 視触覚情報呈示部
１９ 光源
２０ 送信情報管理部
２１ 制御部

Claims (6)

1. 利用者に画像情報を表示する画像表示手段と、
   前記利用者へ触覚情報を呈示する触覚呈示手段と、
   前記画像表示手段へ送信する画像情報と、前記触覚呈示手段へ送信する触覚情報を管理する送信情報管理手段と、
   前記画像情報の前記画像表示手段への送信と同期して前記触覚情報を前記触覚呈示手段へ送信するよう前記送信情報管理手段を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする視触覚情報呈示装置。
2. 前記画像表示手段は、画像表示画面を備えた画像表示部と、前記画像表示部の背面に配置された画像形成装置とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の視触覚情報呈示装置。
3. 前記触覚呈示手段は、利用者の皮膚が接触した際、前記皮膚に電気的な刺激を与えて前記触覚情報を呈示する複数の刺激電極を有する触覚呈示部を備えていることを特徴とする請求項１記載の視触覚情報呈示装置。
4. 前記触覚呈示部は、前記複数の刺激電極を介して異なる触覚情報を同時に呈示することを特徴とする請求項３記載の視触覚情報呈示装置。
5. 前記触覚呈示部は、前記画像表示部を覆うように設けられると共に、前記画像表示画面を認識できるように、透明な材料によって形成されていることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の視触覚情報呈示装置。
6. 前記触覚呈示部は、可撓性を有する材料によって形成されていることを特徴とする請求項１、３乃至５の何れか１項に記載の視触覚情報呈示装置。
   

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