JP2015079252A - ディスプレイ装置、およびディスプレイ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】視覚障害者用のディスプレイ装置において、アクチュエータで駆動される触覚ピンを使用することなく画像表示を行うと共に、ディスプレイ装置の軽量化、薄型化、および省電力化を図る。【解決手段】ディスプレイ装置１は、２次元平面状に断熱部１２を挟んで敷き詰めた温度通知装置１１と、信号出力装置２から入力される画像データを基に、各温度通知装置１１に対する温度指令信号Ｔｒｅｆを生成して出力するデータ変換部１３と、を備える。各温度通知装置１１では、温度指令信号Ｔｒｅｆを入力とし、温度センサと熱電変換素子と用いたフィードバック制御を行うことにより、温度指令信号Ｔｒｅｆに応じた温度になるように熱電変換素子を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、視覚障害者用のディスプレイ装置に関する。

視覚に障害がある視覚障害者に対して、画像や文字情報を伝えることは非常に困難である。点字や、点描画などにより表示することは可能であるが、自由に表示内容を変更できないことが多い。液晶ディスプレイのように表示内容を変更できる方法としては、アクチュエータを利用して触知ピン（触覚ピン）の上下を行う方式が一般的である。

例えば、関連する画像表示装置および画像入力装置がある（特許文献１を参照）。この特許文献１に記載の画像表示装置は、視覚障害者などに対して、触覚による高度な情報を伝達が可能な画像表示装置や、感覚的にわかりやすい画像入力が可能な画像入力装置を提供することを目的とする。このため、凹凸や振動、温度の組み合わせで画像データの画素を表現するドット形成部材ＤＦを同一面上に多数配列し、伝達したい画像データに基づいて、ドット形成部材ＤＦを駆動制御するように構成されている（段落番号００２１〜００２４、００３１、００４６）。
しかしながら、この特許文献２に記載の画像表示装置および画像入力装置は、凹凸や振動、温度の組み合わせで画像データの画素を表現するドット形成部材ＤＦを用いており、本願発明のように、アクチュエータで駆動される触知ピンを使用することなく、軽量かつ低コストの視覚障害者用のディスプレイ装置を提供しようとするものではない。

また、関連する触圧覚提示携帯端末がある（特許文献２を参照）。この特許文献２に記載の触圧覚提示携帯端末は、表示画像の凹凸感や温度感を、人間の皮膚を通じて擬似的に提示することを目的としている。このために、作業用メモリは携帯電話機の表示部に表示する画像の凹凸情報を記憶し、触圧覚ピン制御部は触圧覚領域に対応する触圧覚ピンに対し作業用メモリから取得した画像の凹凸情報に基づき上下動作及び／又は振動動作させる。また、作業用メモリから画像の温度情報を取得し、温度制御部により冷却及び加熱装置を作動させ触圧覚ピンの冷却又は加熱を行う（段落番号００１８、００１９、００２１）。
しかしながら、この特許文献２に記載の触圧覚提示携帯端末は、触圧覚ピンを用いており、本願発明のように、アクチュエータで駆動される触知ピンを使用することなく、軽量かつ低コストの視覚障害者用のディスプレイ装置を提供しようとするものではない。

また、関連する触覚データ記述を伝達する装置がある（特許文献３を参照）。この特許文献３に記載の装置では、触覚パッド群を含むタッチプレートにより触覚情報を触覚ディスプレイに伝達する方法が開示されており、各触覚パッドは、少なくとも２つの高温及び低温を含む幾つかの温度を持つことができるように構成されている（段落番号００２７〜００２９、００３２）。
しかしながら、この特許文献３に記載の装置では、振動モード、位置モード、および温度モードで作動する触覚パッドを用いており、その構造が複雑となり、本願発明のように、アクチュエータで駆動される触知ピンを使用することなく、軽量かつ低コストの視覚障害者用のディスプレイ装置を提供しようとするものではない。

また、関連するディスプレイ装置がある（特許文献４を参照）。この特許文献４に記載のディスプレイ装置は、映像によって示されている映像の部分の温度分布を、映像の目的部分を触ることにより観察者に伝達することができるディスプレイ装置を提供することを目的としている（段落番号００３０〜００３７、００４５）。
しかしながら、この特許文献４に記載のディスプレイ装置は、映像によって示されている映像部分の温度状況（情報）を、直接的に触覚によって観察者に伝達するものであり、本願発明のように、視覚障害者に対するディスプレイ装置を提供しようとするものではない。

また、関連する情報処理装置がある（特許文献５を参照）。この特許文献５に記載の情報処理装置は、対象物の状態を直感的にユーザに提示することを目的としている。このために、本体装置に接続される操作器には、加熱／冷却可能な熱電素子により構成される熱伝導部が装着される。ＣＰＵは、状態量取得プログラムにより操作器により指定されるポインタ位置を操作器Ｉ／Ｆにより取得する。そして、取得したポインタ位置を温度変換テーブルにより温度に変換し、この温度を表す温度制御信号を操作器の駆動部に出力する。そして、駆動部は、この温度制御信号に基づいて熱伝導部の温度を加熱または冷却する（段落番号００１８、００１９、００２３〜００２６）。
しかしながら、この特許文献５に記載の情報処理装置では、ユーザに提示対象の温度を体感させようとするものであり、本願発明のように、アクチュエータで駆動される触知ピンを使用することなく、軽量かつ低コストの視覚障害者用のディスプレイ装置を提供しようとするものではない。

特開２００３−０９１２３３号公報 特開２００５−２３４８８１号公報 特開２００８−５３２１５９号公報 再特ＷＯ２００８／０１０５４０号公報 特開２００７−１０８９４５号公報

上述したように、視覚障害者用のディスプレイ装置においては、液晶ディスプレイのように画像を変更できる掲示方法とし、アクチュエータを利用して触知ピンの上下動作を行う方式が一般的であるが、アクチュエータの重量や駆動電力が大きく、一般には普及していない。
本発明の主たる課題は、視覚障害者用のディスプレイ装置において、アクチュエータで駆動される触覚ピンを使用することなく、表示内容の変更が可能な画像を表示することにあり、さらに、ディスプレイ装置の軽量化、薄型化、および省電力化を図ることにある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明のディスプレイ装置は、熱電変換素子を用いて温度制御される複数の温度通知装置を平面状に配列し、前記温度通知装置のそれぞれの温度を画像データに応じて制御し、前記温度通知装置における温度分布により画像を表示することを特徴とする。

本発明のディスプレイ装置においては、平面状に配列された複数の温度通知装置に電気的な画像信号を入力し、該温度通知装置による温度分布で画像を表示するようにしたので、これにより、視覚障害者用のディスプレイ装置において、アクチュエータで駆動される触覚ピンを使用することなく画像表示を行うことができる。また、ディスプレイ装置の軽量化、薄型化、および省電力化を図ることができる。

本発明のディスプレイ装置の使用態様を示す図である。 本発明の実施形態に係わるディスプレイ装置の構成を示す図である。 温度通知装置の構成を示す図である。

本発明では、熱電変換素子を有する温度通知装置を平面状に敷き詰めて配列することで、視覚に不自由がある視覚障害者に対して、電気信号による表示変更を可能としたディスプレイ装置を提供する。

図１は、本発明のディスプレイ装置の使用態様を示す図である。
図１において、ディスプレイ装置１は、信号出力装置２と接続され、ユーザの指および手のひらが接触可能な平面パネル状のものである。なお、信号出力装置２は、２次元のビットマップ画像を生成し、ディスプレイ装置１にデータ送信する一般的な機器（例えば、パーソナルコンピュータ）である。

また、図２は、本発明の実施形態に係わるディスプレイ装置１の構成を示す図である。図２に示すように、ディスプレイ装置１は、２次元平面状に断熱部１２を挟んで敷き詰めて配列された温度通知装置１１と、データ変換部１３とで構成される。このディスプレイ装置１においては、２次元の１ピクセルが１ビットの白黒ビットマップ画像を、温度通知装置１１の温度差（温冷差）により表現する。

すなわち、ディスプレイ装置１は、信号出力装置２により発生し入力された映像や文字を、温度通知装置１１で発生させた温度差（温冷差）により、人間の触感および温感を利用して、２次元平面状に白黒画像のように表示する。また、ディスプレイ装置１では、冷温差による諧調を表現することも可能である。

この温度通知については、例えば、冷感通知を３２．５度以下とし、温感通知を３３．５度以上とし、凍傷・熱傷を避けるため、１０度〜３８度の範囲で温度差を実現する。利用者は、画面を触る（または撫でる）ことで各ドットの代わりに配置された温度通知装置１１の温度の違いを検知し、視覚を用いずに、触覚および温感のみで２次元平面に表示された情報を知る。

また、図３は、温度通知装置の構成を示す図である。温度通知装置１１は、図３に示すように温度センサ２１、熱電変換素子２２、および温度制御部２３を有している。温度制御部２３は、データ変換部１３から出力される温度指令信号Ｔｒｅｆに従い、熱電変換素子２２を制御する。この温度制御部２３では、熱電変換素子２２による加熱及び冷却を行う際に、温度センサ２１から出力される温度信号Ｔｄをフィードバック信号として、この温度信号Ｔｄと、温度指令信号Ｔｒｅｆとが一致するようにフィードバック制御を行う。

なお、熱電変換素子２２における具体的な加熱及び冷却方法については、電気によるジュール加熱、ペルチェ素子による冷却又は加熱、冷却媒体による冷却等、様々な方法が考えられるが、本実施形態では詳細な説明は省略する。

上記構成において、信号出力装置２は、２次元のビットマップ画像を生成し、ディスプレイ装置１にデータ送信する。ディスプレイ装置１は、受け取ったビットマップ画像をデータ変換部１３で、各温度通知装置１１に通知する温度情報（温度指令信号Ｔｒｅｆ）に変換する。変換例としては、例えば、ビットマップ画像の白を１５度、黒を３５度に設定する。

温度通知装置１１では、通知温度（温度指令信号Ｔｒｅｆ）を温度制御部２３から入力し、温度センサ２１と熱電変換素子２２を用いたフィードバック制御を実行し、入力された通知温度（温度指令信号Ｔｒｅｆ）に応じた温度を提示する。各温度通知装置１１が指定された温度になることにより、ディスプレイ装置１の全体を指や手のひらで触る（あるいは撫でる）ことで、ユーザは全体画像が把握できる。

以上説明したように、本発明のディスプレイ装置においては、以下に記載するような効果を奏する。
第１の効果として、視覚障害を有する者が２次元画像を認識できる。第２の効果として、２次元画像の表示内容の変更可能であるため、ディスプレイとして利用できる。第３の効果として、既存の装置より、軽量、薄型、かつ省電力化を図った視覚障害者用のディスプレイを提供できる。

なお、本発明のディスプレイ装置は、上述した実施形態の他に以下に示すような組み合わせを用いることにより、さらに用途が広がる。
例えば、タッチパネルディスプレイと組み合わせることで、用途が広がる。具体的には、タッチパネルの下にディスプレイ装置を配置し、操作可能な位置（例えば決定ボタンなど）に冷感通知（または温感通知）をすることにより、ユーザに決定ボタンの位置を提示可能である。この場合に、さらに音声ガイダンスを組み合わせることにより、視覚に障害がある場合でもタッチパネルの操作を可能にできる。

また、ボタン等を保持する入力デバイス機器との組み合わせも可能である。すなわち、ボタンによる操作や、キーボード・マウスなどの手でデバイスに触れて操作する入力デバイスと組み合わせても効果的である。例えば、ある決まったボタン（決定キーやクリアキー）に冷感通知（または温感通知）をすることで、暗闇でのボタン位置や、視覚障害者への位置ガイダンスとなる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明のディスプレイ装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ ディスプレイ装置
２ 信号出力装置
１１ 温度通知装置
１２ 断熱部
１３ データ変換部
２１ 温度センサ
２２ 熱電変換素子
２３ 温度制御部

Claims (4)

1. 熱電変換素子を用いて温度制御される複数の温度通知装置を平面状に配列し、前記温度通知装置のそれぞれの温度を画像データに応じて制御し、前記温度通知装置における温度分布により画像を表示することを特徴とするディスプレイ装置。
2. 前記温度通知装置の形状は扁平形状であり、各温度通知装置は相互に断熱部を間に挟んで配列される
   ことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
3. 前記ディスプレイ装置は、
   外部入力される画像データを基に、各温度通知装置のそれぞれに対する温度指令信号を生成して出力するデータ変換部を備え、
   前記温度通知装置は、
   熱電変換素子と、
   温度センサと、
   前記温度指令信号を入力とし、前記温度センサと前記熱電変換素子と用いたフィードバック制御により、前記熱電変換素子を所望の温度に制御する温度制御部と、
   を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のディスプレイ装置。
4. 熱電変換素子を用いて温度制御される複数の温度通知装置を平面状に配列し、前記温度通知装置のそれぞれの温度を画像データに応じて制御し、前記温度通知装置における温度分布により画像を表示することを特徴とするディスプレイ方法。

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