JP3433236B2 - 触知通信装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、メッセージを受信する個人通信装置として
の、通信装置、特に触知通信装置に関する。

（背景技術） 通信方法及び装置は、従来、発信元から受信者にメッ
セージを伝えるために、視聴覚モードに依存してきた。
視聴覚モードは、受容できる正確さで適度の時間内に大
量の情報を伝えることができる。主要な視聴覚の通信モ
ードは、受信者の目と耳に依存してきた。

それほど知られておらず、どちらかといえば一般的で
はない通信モードは触知通信である。以下に詳述するよ
うに、この通信モードを開発する努力は限定的なもので
あり、通常は聴覚または視覚が不自由であったり損なわ
れている人々のために、通信の受信状態を改善すること
に向けて調整されていた。基本的には視聴覚の通信モー
ドに圧倒的に依存してきたために、触知通信は、一般の
人々に用いられるようになっていない。

触覚を理解する分野における知識が、一般的に欠如し
ていたために、触覚一般を使用する通信装置の開発は疎
外されてきた。これはまた、聴覚や視覚に見受けられる
鋭敏さと比較して触覚は比較的敏感応答性を欠いてい
る。比較によって、触覚は刺激の場所の特定や認識に困
難があることが示された。人間は表面のざらつきの非常
に細かい模様を見ることができるが、それにも拘わらず
その表面はガラスのように滑らかだと感じられる。触覚
の敏感応答性の度合いが比較的低いことは、触覚を介し
て得た我々の環境に関する触知情報を脳に提供する末端
の受容器官の種類が無数であることに照らしてみると、
幾分か不可解なままである。

人間の体内では、触知状況は、その人間の体の皮膚及
び内部器官と筋骨格系の中のニューロン終末小体レセプ
ター（end organ receptors）の相互作用を介して監視
されている。触知終末小体の刺激は、その終末小体のニ
ューロンに沿って、人間の感覚皮質へと刺激を送り、こ
れらの神経によって通常運ばれる情報を伝達する。人間
の体内には、多数の異なった種類の終末小体エフェクタ
（end organ effectors）がある。

皮膚のレセプターによって検出される感覚形式の一般
的分野は、優しい、または軽い接触、荒い接触、振動、
圧力、痛み、熱及び冷たさの範疇に帰着する。末端の機
械的レセプターは人間の体内で筋肉、腱及び関節にあ
り、筋骨格の位置づけや動きに関する重要な情報を提供
する。その結果、触覚は２つの一般的範疇に分けて区別
することができ、第一の範疇は外受容性の感覚形式であ
り、第二の範疇は自己受容的の感覚形式である。本発明
の一般的な主題は、外受容性の触知感覚形式に主として
関するものである。

外受容性の形式におけるニューロンの終末小体エフェ
クタは、細胞器官を広範に寄せ集めたものである。触知
覚を皮膚に伝えるものには、自由神経終末（free nerve
endings）、メルケル盤、メイスナー小体（corpuscle
s）、パシニアン小体及びラフィーニ終末がある。自由
神経終末が優勢であり、皮膚表面部分のほぼ全体に渡っ
て見つけられる。自由神経終末は通常は、主として痛み
並びに熱、冷たさ及び軽いの接触を伝える髄鞘がない線
維として、皮膚の層の神経を支配する。中間の髄鞘があ
る線維を有する自由神経終末は、皮膚内で毛小胞と関連
しており、主に軽い接触の知覚を伝える。

メイスナー小体は、手のひらや手の指先及びかかとや
足の指の先の厚い皮膚と主に関連しており、これらの部
分における軽い接触の認識を主として与える。手や足に
おけるメイスナー小体が高密度であることは、手や足と
関連した比較的鋭く敏感な触知能力と２点識別能力の背
後にある解剖学的基礎をなしている。対照的に、メイス
ナー小体は人間の体の薄い皮膚の至るところでまばらで
ある。メイスナー小体の減少を、体の手のひらまたはか
かとに関連しない皮膚の部分に軽い接触の感覚形式を与
える毛小胞とそれに関連した自由神経終末線維の数の相
対的増加とをと対比する。

その結果、手のひら、かかと及び体の他の部分の皮膚
の間における軽い接触の差は、ニューロン終末小体エフ
ェクタの差だけではなく、その神経線維が髄鞘があるか
ないかにもよる。メルケル小体は、主に振動知覚能力を
生じさせる。その結果、メルケル小体は、場所に対する
敏感さや２点識別能力はそれほど有さないが、物体上で
指が走査されたり指の上を物体が動かされる場合には、
複雑な表面模様の空間的な解像（resolution）には鋭く
敏感である。

知覚能力の質は、刺激の存在を知覚し、信号をニュー
ロン全体に渡って伝えることによりその刺激に反応し、
ファイヤリング（firing）の後にニューロンを再充電
し、前の刺激を受け容れた後に刺激に対する敏感さを取
り戻す終末小体エフェクタ（または自由神経終末）の能
力に左右される。神経機能の資質のこれらの一般的な領
域は、限界値、刺激伝達速度、屈折及び順応である。髄
鞘がない線維は髄鞘がある線維に比べて概して伝達が遅
く、無反応の期間が長く、外部の刺激に素早く順応し、
かつその逆もまた真実であって、神経は、髄鞘形成の程
度が大きくなるほど刺激伝達速度が速くなり、無反応の
期間が短いほど順応しにくくなる。

更に、パシニアン小体、メルケル小体、メイスナー小
体及びラフィーニ小体のような、より複雑なニューロン
終末小体は、構造に関する敏感応答性の程度が高い点に
概して共通しており、中間の髄鞘がある線維と関連して
いる。これを、位置感覚、筋力の収縮及び関節の位置が
比較洗練され、敏感応答性が高いところではこの洗練さ
ゆえにかなり複雑な細かい筋肉運動を行うことが可能と
なる、自己受容感覚形式において使用されるかなり髄鞘
がある線維と対比する。極度に髄鞘がある線維は、最も
速い刺激伝達速度、最短の無反応期間と順応性に対する
最大の抵抗とを有する。

神経線維の限界値は、その神経線維に存在する神経終
末小体エフェクタの種類に大部分を左右される。ファイ
ヤリングの限界値も、ニューロン終末小体に与えられる
刺激の種類に左右される。皮膚層の基部膜に沿った自由
神経終末は、端部器官構造は殆どなく、ファイヤリング
に関する限界値はかなり低い。自由神経終末は、何回も
分岐しており、その部分に至る神経線維の大きさに比し
て大きい皮膚の範囲の神経を刺激する自由終末小体を備
えて、かなり拡散していることも分かっている。

その結果、自由神経終末から受信する信号の質は、メ
イスナー小体によって提供される軽い接触と比べた場合
に、場所の特定がはっきりしない概して拡散した特性を
有する。メイスナー小体は、小体の主軸が皮膚の表面に
対して垂直になるように、その小体内の上皮細胞層状に
配置されている。

この積層化された配置は、各パンケーキが特定の上皮
細胞とパンケーキの間の神経終末を表す積み重ねられた
パンケーキと殆ど同様に、その主軸に沿って加えられる
わずかな圧力に非常に敏感であり、横方向から加えられ
る圧力には比較的敏感でないように方向づけられてい
る。

メイスナー小体のこの方向性は、最終的に場所を特定
し正確に２つの異なった点から識別できる能力を増大さ
せるように貢献する。メイスナー小体を、基本的には単
一の神経終末を囲む薄膜状の組織であるパシニアン小体
と対比する。中央部に神経終末を備えたこの薄膜構造
は、全ての方向からの圧力に対する敏感さを増すが、方
向性が欠如しているため、圧力の刺激の大きさと場所を
識別する敏感さは小さい。

刺激伝達速度は、神経が脳の感覚皮質に、刺激が神経
終末小体に到達したという事実を伝える速度の計測値で
ある。髄鞘形成は、より多くのミエリンがより速い刺激
伝達速度と関連している場合に、より速い刺激伝達速度
を提供する。

神経の限界値に達すると、神経はファイヤリングし、
その全長に沿って刺激信号を与え、次の刺激に呼応する
準備を行うために、神経に再充電しなければならない。
神経がファイヤリングされる時間の長さは、無反応期間
として知られている。無反応期間は、この期間中に神経
が継続する外部の刺激に対して反応できないという意味
で、神経の側が無反応な状態である。

ニューロンの順応は、環境における変化に対する敏感
さのレベルを変更する神経の能力である。実際に、ニュ
ーロンは外部の刺激に慣れると、刺激に対する反応の新
たなレベルを再確立する。

触知通信は、接触が実際に起きたことを関知する能力
に依存するだけでなく、その接触の性質を判断する。接
触は有用な情報を伝えるはずである。一例としては、目
隠しされた被験者の手に車のキーを置くことが考えられ
る。被験者は、手に実際に物が触れたということを告げ
るだけでなく、刺激のパターンから被験者の手に車のキ
ーが置かれたことを識別できるはずである。

この認識のレベルは、接触による物体の形状の理解で
ある立体知覚として定義される。キーを認識して、被験
者は連続的な表面と縁を触覚的に感ずることができる。
触覚認識に貢献するニューロン終末小体の構造と分布に
照らすと、空間的な解像は、単一の神経線維とその終末
小体に隣接した直に包囲する部分における単一の神経線
維の間隔によって制限される。指先と高密度のメイスナ
ー小体の場合のように、指先の皮膚の空間的な形態の認
識は、メイスナー小体の密度によって確立される刺激の
ニューロン画像に左右されるであろう。密度が高くなる
ほど、複雑さを認識する認識能力は高まり、空間的解像
はよくなる。

このニューロン終末小体の密度パターンの効果は、２
つの点の間で識別する被験者の能力を考慮すると、容易
に明確になる。形態を空間的に解像する我々の触知能力
は、キーなどの物体上に指を擦りつければ強化される。
この走査動作は、メルケル小体が反応する振動知覚を確
立する。振動知覚はミリ未満の寸法で解像できる画像を
構築する。

J.ボイビー（J.Boivie）らの編によるの「接触、温
度、苦痛と健康についての障害：メカニズムと評価」、
Progress and Pain Research and Management第３巻の
K.O.ジョンソン（K.O.Johnson）らの共著の「The Perce
ption of Two Points is not the Spatial Resolution
Threshold」というタイトルの記事において、著者は、
２つの点の識別能力を認識することと空間的パターンの
認識の限界値を認識することの触覚的な相違を議論して
いる。

この検討においてジョンソン（Johnson）等は、１つ
及び２つの点の刺激によって引き起こされる反応と、触
覚の空間的解像に関連するニューロンの機構とを比較し
て議論している。その結果は、単一の探り針（prob
e）、２本の探り針または更に複雑な振動パターンで触
れられた場合に、人間の被験者による応答の明らかに異
なったメカニズムがあることを示している。

更に、著者は、１つまたは２つの点の刺激に対する反
応は、空間的な解像とは関係のないであろう合図に基づ
いて、１つ及び２つの点の刺激の間の識別を可能にする
探り針の方向が縦方向であるか横断方向であるかに左右
される、異なった知覚を生ずるであろうことを示すこと
ができる。さらに、触覚空間解像の限界値は、２点間識
別の限界値とは無関係のままであることも示した。

解像の限界における触知空間パターンの認識に責任が
あるニューロン系は、ゆっくりと順応する種類１（SA
I）の求心性の線維系であることが示された。個々のSAI
求心性線維はメルケルレセプターで終わり、高い空間的
解像能力を有する。これを、メイスナー小体で終わり空
間的解像特性に乏しい、急速に順応する（RA）求心線維
と対比する。メイスナー小体は、手の指先及び手のひら
並びに足の指先及びかかとで比較的高い密度を有する。

上記のように、この高密度によって、２つの点の識別
解像能力、つまり単一の針が触れたのか、２本の別個の
探り針が同時に触れたのかを判断する被験者の能力が大
幅に増加する。これを、全ての探り針が指先の皮膚表面
に同時に接触する場合、探り針の間隔が２点識別の限界
値より小さい、または探り針の間隔が２点識別の限界値
よりも大きい場合に、被験者は複数の探り針の空間的な
編成を識別し解像できるかが問題となるように、例えば
文字「Ａ」のような空間的にパターン編成された複数の
探り針と対比する。

この問題を評価するために、ブリス（Bliss）によっ
て開発され、文献「Summary of Optacon Related Cutan
eous Experiment」に記されたオプタコンとして知られ
る装置を検討する。皮膚通信システム及び装置に関する
会議における、F.A.Geldard,Psychonomic Society編者,
1974。オプタコンは144本の探り針を12×12のパターン
に配列して使用する。

この探り針の配列は、両側で約１から１センチメート
ル半の長さである。結果的には、１本の探り針とその最
も近い他の針との距離は約１ミリメートルである。オプ
タコンは入力としては文字または数字の視覚的表示態様
を用いて、配列の表面から探り針の概数分だけ伸延して
視覚化された文字または数字に空間的に対応する。

例えば、文字「Ａ」は、各探り針をその最も近い他の
探り針から約1mmよりも遠くないところにおいて、被験
者の指先の皮膚に同時に接触する30本以上の探り針を使
用することができる。従って、２つの点の識別能力限界
値が2mmである場合には、配列から突出する探り針の30
本全てが互いに識別不可能であり、大きさがかなり大き
い１本の探り針であると認識されるであろう。

上記に示し説明したように、メイスナー小体は主に２
つの点の識別に責任がある。対照的にメルケル盤は、空
間的な解像に責任がある。しかし、メルケル盤の刺激を
利用するために、オプタコン及び1966年１月18日にリン
ビル（Linvill）に発行された米国特許第3,229,387号の
ような同様の装置は、オプタコンの12×12配列のような
比較的大きい配列で複数の探り針を使用する。配列は指
先表面に取り付けられていて、文字及び数字のページ上
を走査するのに使用され、文字及び数字は突出した振動
する探り針を介して、投げ出された紙テープがひさしの
上をつたうように指先を走査すると知覚される。

例えば、オプタコンは文字「Ａ」全体を摺動し、文字
「Ａ」はオプタコン装着者の指先全体を摺動するものと
感じられる。パターン「Ａ」の連続した数の探り針は、
配列の表面から突出し、設定した周波数で振動する。文
字の大きさによって、被験者の指先の表面に対して、30
あるいは40本の以上の探り針が同時に振動することがあ
る。

被験者が文字の空間的解像を認識的に特定することに
貢献するのは、変化している一連の同時に振動する探り
針と探り針の振動との組み合わせである。文字が走査さ
れなかったものの、30本ほどの探り針が文字に配置され
安定したままであるが被験者の指先に対して振動してい
る場合には、被験者はそのパターンを何らかの有用な認
識可能な英数字に解像しないであろう。また上記のよう
に、メルケル盤で終わるSAI線維は、オプタコンに類似
の装置を使用する被験者によって認識される空間的解像
に貢献することが示されている。

触知刺激装置は一般的には２つのグループに分割され
る。合成システムと類推システムである。これらのシス
テムは、皮膚の感覚系が他の感覚系（最も一般的には）
視覚と聴覚の一つを置き換えることを意図した装置であ
る。

類推聴覚システムの例は、会話などの音声を、装置に
よって使用されるように指定された場所で被験者によっ
て感じられる触知知覚に変換する蝸牛管移植組織片であ
る。単一の振動変換器を使って皮膚に会話を送信する能
力は、一般的に試みに失敗してきた。この分野における
継続した研究は、会話のスペクトルを異なった周波数帯
に電気的に分割するシステムの開発につながった。時間
遅延スキームや、実際の音源の方向をより近く調節する
ための位置づけという意味で、これらの多様な帯域を変
更してもよい。

他の聴覚触知援助装置はボコーダとして知られてい
る。多数のボコーダ装置が試験されており、Journal of
Acoustical Society of America,Vol.86（５）,pp.176
4−1775,1989年11月の文献「Evaluation of Two Multic
hannel Tactile Aids for the Hearing Impaired」、ワ
イゼンベルガー（Weisenberger）らに、２つの多チャン
ネル触知援助装置の評価が見出せる。

この記載の２つのボコーダ装置は、16の重複する周波
数チャンネルにおける活動を表示する、16エレメントの
線形振動配列を使用した。140ヘルツ〜6,350ヘルツの間
の周波数帯に均一に間隔を空けられた帯幅で、１オクタ
ーブの約３分の１の周波数帯で、16のエレメントは同時
に振動した。読唇と組み合わせても被験者は250語の試
験リストの70％しか特定できず、これらのボコーダでの
通信の正確さには限界があった。

聴覚に取って代わるこれらの類推システムの全ては、
実際の会話の周波数に近づけた周波数で同時に振動する
多数の振動触知探り針を使用している。これらのシステ
ムは、組み込んだり正確に依存することが困難であると
証明されている。

視覚類推システムは、オプタコンや、Annals Of Biom
edical Engineering,Vol.17,pp 423−35,1989の、「Eff
ective Tactile Stimulation Pulse Characteristics o
n Sensation Thershold and Power consumption」、ヌ
ジエイタ（Nuziata）らで説明されている触知視覚情報
システム（TVIS）のような装置によって代表される。

著者は、TVISの基本的機能を、ビデオカメラを用いた
光学画像の取得及び、画像または画像のある部分の、皮
膚の特定部位での振動パターンへの変形と説明してい
る。オプタコンのように、TVISは、ビデオカメラが捉え
た視覚的シーンの空間的類推を創造するために、適切な
電子的な周波数フィルタと組み合わせた振動触知配列を
使用している。

各振動装置は、250ヘルツの基本周波数を使用してい
た。250ヘルツの選択は、250ヘルツの刺激周波数の付近
で最も反応がよい終末レセプターであるパシニアン小体
を使う、触知知覚に関する最低限界値に左右される。オ
プタコンとTVISの両方ともに、空間的パターンにおいて
多数の振動探り針を使い、この装置を使って被験者が識
別する振動触知メッセージを生成する。

オプタコンなどの類推システムは、多数の同時振動触
知探り針を使用して複雑な空間的形状を創造している一
方で、認識の混同及び困難さが研究されてきた。Percep
tin and Psychophysics,line 49（６）,pp.51−62,1991
の文書「the Effects of Complexity on the Perceptio
n of Vibrotactile Patterns」、ホーナー（Horner）
で、著者は、文字Ｍ、Ｗ、Ｂ及びＫ等より画数の多い文
字の触知誤認を特定した。

従って、空間的限界値は２つの点の識別能力の限界値
よりも大幅に小さいにもかからず、0.9mmと指先の皮膚
を覆うために約2mmとの相違があり、空間的形状の複雑
さは克服が困難な障害のままである。

合成システムは、合成コードを採用した言語を用いた
通信を採用している。ブレイルが最も有用で、最も知ら
れており最も長く続いている触知コードの合成族の例で
ある。ブレイルは２×３の配列を使用して、アルファベ
ットとして識別できる独特のパターンを形成する。

その結果、触知の経験は、パターンが表す文字と関連
した視覚または聴覚の経験の何れとも似ていない。最も
簡単な言葉で言えば、合成システムは、システムのユー
ザが合成システムによって採用された言語体系を追加的
に学ぶことを要求している。

ブレイルの振動触知装置への翻訳は、必ず配列２×３
を必要として、最高で全６本の探り針を同時に振動させ
ることができるであろう。オプタコンと同様に、更に小
ささを達成し、複雑な形態の空間的解像に関連したより
低い限界値を利用するために、ブレイル・パターンは皮
膚の表面、望ましくは指の先端全体を走査するのに必ず
必要であろう。

その結果、ブレイル文字を触覚的に表示するのに有用
な装置は、実質的に６本を超える振動機構探り針を有す
る配列を必要とするであろう。走査能力がなければ、ブ
レイルを基本的な解釈言語として組み込んだ装置は、最
低６本の振動機構探り針を使用し、それぞれの探り針は
間に２つの点の識別能力限界値よりも大きい間隔を必要
とするであろう。ブレイル文字は１本から６本何れかの
同時に振動する探り針を必要とするので、装置を装着し
た被験者が２本以上の探り針を識別できるように、この
最低間隔が必要である。

上記の通信システムは、そのような装置がなければ通
信する視覚または聴覚の何れかの能力が損なわれてしま
う被験者に、通信手段を提供するための装置として開発
された。合成または類推の何れであっても、これらのシ
ステムは、文字や数字などの複雑な空間的形態を通信す
るのに十分低い空間的解像の限界値を達成するために、
指先を高密度に埋めるメルケル盤に一般的には依存して
いる。

よく理解されていないその他の触知現象が存在する。
かかる触知現象の例は、Perception and Psychophysic
s,Vol.1,pp.175−180,1966の、文献「Apparent Haptic
Movement」シェリック（Sherrick）等の著作で説明され
ている。

その中で著者は、被験者の体の表面で連続的に作動す
る固定振動装置によって生成される移動感覚の誘導を説
明している。著者は、極度の回転運動感覚が被験者の胸
の周囲に置かれた連続して作動する６個の振動装置によ
って誘導された例を説明している。

著者は、更に、被験者の脚全体に沿って４から22cmの
異なった距離で間隔を空けられた２つの振動装置を備え
た装置を採用して、触覚動力運動に関する被験者の知覚
を研究した。被験者は、２回の振動触覚のバーストの持
続期間と、２回の振動触覚のバースト開始の間の時間間
隔とを制御することが可能であった。

このようにして被験者は、２つの振動器の連続的な作
動を調整して、２つの振動器の間の触覚運動の最大認識
を達成できた。各試行について、振動装置は、バースト
当たり４から60回の振動に相当する25から400ミリ秒の
範囲のバースト持続において150ヘルツで振動した。バ
ースト開始の間の間隔は75〜400ミリ秒であった。

異なった触知現象は、Science,Vol.176,pp.178−179,
1972年10月13日の記事「The Cutaneous‘Rabbit':A Per
ceptual Illusion」ゲルダード（Geldard）等の著作に
概説されたような、以前に説明されたシステムとは若干
異なるシステムを使用して、被験者に誘導された。

著者は、クレバイトバイモルベンダ（bimorph bende
r）に固定された丸い先端を有し、２ミリ秒間続く方形
波パルスを生成するパルス・ジェネレータによって駆動
される直径約0.6cmの短いル−サイト・ロッドからなる
２〜５個の振動装置を使った。各振動装置は、各パルス
の間の40〜80ミリ秒のどこかで分離された５個のパルス
を受信した。

振動装置は、2cm〜35cmの範囲に、約10cmの平均間隔
で被験者の前腕及び上腕上に線形配列で一線上に並べら
れた。試験で被験者が体験した現象は、連続して作動す
る振動の間の、腕の発作的な動きまたはタップの滑らか
な進行の知覚であった。その感覚は、小さなウサギが一
つの振動装置から次の振動装置へと飛び跳ねているかの
ように表現された。

振動装置のタップの回数が各振動装置について増加す
ると、飛び跳ねは短く間隔が近くなり、その逆の効果も
記録された。著者は、振動触知または触覚運動の動きの
幻想を経験する位置の間の皮膚での、継続的な振動する
えぐるような知覚と比して刺激位置の間の弱いタップと
して説明された非継続的な飛び跳ねの知覚をラビット効
果が与えることに基づいて、このラビット効果をシェリ
ック（Sherrick）他が上記で説明した振動触覚の動きと
は区別した。

視覚または聴覚を置き換えようと試みる装置は、同時
に作動する複数の振動装置に依存することにより置き換
えて、文字や数字のような複雑な空間的な配置を再生す
るか、会話に関連した振動を再生成する。これらのシス
テムは、複数の振動装置の配列を同時に作動するために
大量の電力を消費し、メルケル盤、メイスナー小体また
はパシニアン小体との相互作用に依存して、通信情報を
振動機械式装置から受信者の知覚意識へと伝える。

振動機械式刺激装置は、メイスナー小体、メルケル盤
またはパシニアン小体からは独立して置かれており、実
際に各位置の間の距離は変えることができ、そのように
してもまだ刺激装置の位置の間での動きの幻想を作り出
すこともできるので、振動触知または触覚運動の動き及
びラビット効果で説明された知覚現象は、これらから独
立しているようである。

これらの現象は、刺激は実時間で再構築され被験者に
よって知覚意識レベルで認識されるように、どちらかと
言えば感覚皮質レベルでの認識の機能のようである。従
って、これらの現象は２つの点の識別能力及び空間的解
像の限界値からは独立しているようである。

便利にあるいは正確に情報を受信し装着者に伝達する
ことができる、普遍的な使用が可能な振動機械式触知通
信装置はまだ存在しない。

（発明の概要） 本発明は、言語またはその他の既知の記号での英数字
のメッセージを認識できる者による使用に適合可能な、
振動機械式触知通信用の方法及び装置を開示する。

本発明は、皮膚や口腔粘膜などの装着者の適度に触覚
が敏感な表面に対して振動を与える一連の連続的な振動
機械式な刺激装置の作動を使用して、線形連続のイルー
ジョンの現象を誘導する。この線形連続のイルージョン
は、振動機械式刺激装置が装着者の適度に触覚が敏感な
表面を叩くことを通して、装置の装着者によって、英数
字または装着者が認識可能な記号として認識される単純
または複雑なパターン構成を生成するのに使用すること
ができる。

装着者は、表面部分に弱いタップを受けているもの
の、パターン化された振動刺激は、被験者の皮膚全体に
渡って鈍い探り針を間断なく引きずられたような感じを
受ける。この現象に最も近い体性感覚の同等物は、図表
知覚（graphesthesia）として知られる触知及び認識知
覚である。

本発明においては、電気機械式振動装置が列状に配置
されている。配列された各振動装置は、刺激される適度
に触覚が敏感な表面部分に関する２つの点の識別能力限
界値の距離内にある距離で、それに最も近い他の装置か
ら間隔を取って置かれている。各振動機械式刺激装置
は、メッセージで伝達されるように選択されたパターン
について、一つの刺激装置から次の刺激装置に個別かつ
連続して、順次、次々と順番に振動する。

本発明の一実施形態は、皮膚に対して装着し、通信デ
ータの流れを受信して人間に触覚的または知覚的に認識
可能なメッセージに変換する、人間によって用いられる
触知通信装置である。

この装置は、電源を含むハウジングと、ハウジング内
に取付可能でかつほぼ平面の二次元配列に配置可能な複
数の振動機械式刺激装置を有する触覚刺激装置配列とを
備え、この刺激装置配列は、人間の適度に触覚が敏感な
表面部分を有し、前記複数の振動機械式刺激装置が電源
に接続され、さらに、各振動刺激装置を個別にかつ連続
で制御するために、前記電源と触覚刺激配列に電気的に
接続された制御回路を含んでいる。

この制御回路は、デジタルの英数字及び他の記号通信
データの流れを電気的に受信するための通信受信器と、
各記憶された英数字及び記号に対応して複数の振動機械
式刺激装置のうち少なくとも一つの振動刺激装置をター
ンオン及びターンオフさせるパターン化されたシーケン
スを記憶するためのアナログ・パターン記憶回路と、ア
ナログデータの流れの中に各英数字及び記号のデータに
ついて、第一のデータから始めて、対応するアナログ・
パターンを使って、デジタル・データの流れから変換さ
れた各英数字データに関するパターンのシーケンスに続
いて、一時に一つの振動刺激装置ずつ、一連の振動機械
式刺激装置をターンオン及びターンオフするように、受
信したデジタル英数字及び他の記号通信データの流れを
アナログ・データの流れに変換する変換回路とを含んで
いる。

本発明は、通信データの流れを受信し、人間に触覚的
に認識可能なメッセージに変換するための触知通信方法
を具象化しており、その方法は、人間に電源を含むハウ
ジングを取り付け、取り付けられたハウジング内に、ほ
ぼ二次元の配列で複数の振動機械式刺激装置を有する触
覚刺激装置配列を設け、触覚刺激装置配列を人間の皮膚
の表面部分上に隣接可能に配置し、複数の振動機械式刺
激装置を電気的に電源に接続し、各英数字や他の記号の
アナログ・パターンを記憶し、各記号について記憶され
たアナログ・パターンを使って各振動刺激装置を個別に
連続して制御し、デジタル英数字及びその他の記号デー
タの流れを電気的に受信し、対応する記憶されたアナロ
グ・パターンに従って、受信したデジタル・データの流
れをアナログ・データの流れに変換し、皮膚上の一連の
振動刺激装置が人間によって通信メッセージとして触覚
的に認識されるように、第一の英数字データから始め
て、アナログ・データの流れの中の各英数字データにつ
いて対応する記憶されたアナログ・データに従って、一
度に一つの振動刺激装置ずつ、一連の振動機械式刺激装
置をターンオン及びターンオフし、英数字に関する完全
なシーケンスが与えられた後に、線形連続現象のイルー
ジョン（llusion）と完全または全体的英数字及び他の
記号メッセージが認識的に経験されるように、振動刺激
装置をターンオン及びターンオフする回数と内部振動待
ち時間のシーケンスを制御する、各ステップとを有して
いる。

本発明の目的は、視覚及び聴覚がある人間並びに視覚
及び聴覚がない人間に有用である、触知通信用の方法及
び装置を提供することである。本発明の装置は、装置の
装着者が運転や飛行などの他の活動に従事している間に
も、装着者にメッセージを正確に伝えるように考慮して
いる。

本発明のもう一つの目的全てではないにしても、多く
の既知の書かれた言葉並びにメッセージの送信者と装置
の装着者との間で互いに分かる複数な記号とコードでの
正確で時宜にかなった触知通信が可能な方法及び装置を
提供することである。

本発明の上記及び他の目的並びに利点は、付属の図面
と共に以下の説明を参照すれば更に容易に明らかにな
り、これらは本発明の範囲を限定することを全く意図し
てはいない。

（図面の簡単な説明） 図１は、より明確になるように外側のハウジングを透
明にして示し、電子部品をブロック図で、明確になるよ
うに配列部品の一部を切り取って示した、本発明の実施
形態の側面図である。

図２は、図１に示した実施形態のハウジングの底面図
である。

図３は、図２の線３−３で切り取った断面図である。

図４は、本発明の実施形態として、装着者の皮膚に着
ける図１の実施形態における斜視図である。

図５は、図１の実施形態における付加的な斜視図であ
る。

図６は、本発明の付加的の実施形態は底面図である。

図７は、本発明のさらに別の付加的な実施形態の底面
図である。

図８のａからｋは、本発明の実施形態がどのように機
能して触知通信を生成するかを示す図である。

（発明の詳細な説明） 図１は、制御モジュール32、刺激装置配列34、電源36
及びハウジング38を含む触知通信装置30としての、本発
明の実施の形態を図示している。触知通信装置30は、遠
隔装置から触知通信装置30に送信されたメッセージを内
部源から受信し、次にそのメッセージを触覚的に感知し
た知覚的に認識したメッセージとして、触知通信装置30
の使用者に伝達することができる電気機械式装置であ
る。

制御モジュール32は、データ受信器40と、パターン・
メモリ・モジュール42と、変換モジュール44とを含む。
データ受信器40は、無線周波電子通信装置として、望ま
し電子データ受信能力を有する。受信器として、データ
受信器40は、データの流れの形態でメッセージを受信す
る。データの流れ自体は、アナログ、デジタルまたはこ
れらの形態の組み合わせあるいはその他の形態を含んで
もよい。

データ受信器40は、メモリ・データ転送バス54を介し
てパターン・メモリ・モジュール42に電気的に接続され
ている。データ受信器40は、メモリ・データ転送バス52
を介して、変換モジュール44にも電気的に接続されてい
る。パターン・メモリ・モジュール42は、メモリ・デー
タ転送バス54を介して、変換モジュール44に電気的に接
続されている。データ受信器40は、メモリ書換転送バス
56を介して、パターン・メモリ・モジュール42に電気的
に接続されている。

電源36は、電気コネクタ50を介して電気エネルギーを
供給する。図示したように、刺激装置配列34への電力
は、制御モジュール32と刺激装置配列34との間の複数の
電気接続48を介して受け入れられる。

刺激装置配列34は、電気ソレノイド46の配列などの複
数の振動機械式刺激装置を含む。適切な代替的振動機械
式刺激装置は、バイモル（bimorph）・セラミック及び
圧電気材料などが利用可能である。刺激装置配列34は、
各振動機械式刺激装置が突出し、各振動機械式刺激装置
の触覚エフェクタ部分を引っ込める、対応するハウジン
グ面孔60を有するハウジング面58全体に渡って振動機械
式刺激装置のほぼ平面の二次元の配列を与えるように作
られている。

図２に、ハウジング面58におけるハウジング面孔60の
二次元の配列の一つの実施形態を示した。ここでは、５
個×４列で合計20個のハウジング面孔が設けられてい
る。しかし、図８では、５個のハウジング面孔60の３列
と３個の１列に配置された18個のハウジング面孔60が図
示されている。

図３は、電気接続48とソレノイド・ピストン62とを備
えたソレノイド46としての、触覚エフェクタ部分を備え
た振動機械式刺激装置の例を図示している。図示したよ
うに、触覚エフェクタとして機能するソレノイド・ピス
トン62は、奥に引っ込んだ位置にあり、ソレノイド46に
電流を流すと、ソレノイド・ピストン62はハウジング面
58を通って孔60から出される。

触知通信装置30は、図４に示したように、腕時計をは
めるのと同様に前腕66などの装着者の皮膚にバンド64を
使ってハウジング38を取り付ける。図示したように、ハ
ウジング面58を置く方向は、装着者の皮膚の表面に対面
するようにする。この方向では、振動機械式刺激装置
は、その刺激装置に電流が流れたときに、装着者の皮膚
の表面と接触する。

図５に示した例では、ソレノイド・ピストン62の一つ
がそれと対応するハウジング面の孔60を通って突出し、
ハウジング面58の表面の境界線を超えて伸びている。装
着者の皮膚または他の適切な触覚に敏感な表面に対して
触知通信装置が装着されると、ソレノイド・ピストン62
の何れかが突出すれば、装着者の皮膚に当たって、装着
者に触覚の刺激が伝わる。

図６及び図７は、ハウジング面の孔の数に関する多く
の可能な実施例のうち更に２つの実施の形態と、その孔
の二次元の配置を表している。本発明では、多くの異な
った二次元配列が、空間的な方向付けと使用する振動機
械式刺激装置の総数との両方で利用可能であることを予
期している。

例えば、図６に示したように、21個のハウジング面の
孔があり、そのうちハウジング面の孔の配列68にある20
個は５個の孔が４列になっている。更に残りの１つの孔
70は、孔の配列68の横に非対称的な編成として置かれて
おり、この実施例の場合、完全な配列内に非対称の孔70
を用いるか、あるいは代替的に孔70とそれと対応する振
動機械式刺激装置を使用して、付加的意味をもたらす非
対称的刺激を与えるように孔の配列を提供する。

ある例では、振動機械式刺激装置が作動して孔70を通
り、触知通信装置がメッセージ送信を始めるところであ
ることを示し、あるいは送られる次の文字が既知の複合
パターンである場合にはアルファベットから数字に切り
替えるか可能であれば記号で示して、装着者が次の文字
に特別な注意を払うように警告してその本当の性質を識
別させる。孔70のような非対称的な孔のこれ以外の使用
は、以下で説明する。

図７は、二次元構成の砂時計の形を有するハウジング
面の孔配列72における、21個の孔を使った実施の形態を
示す。孔配列72によって示されたこの特定の配置は、研
究を通して、以下で説明するように、アルファベットの
全ての文字及びアラビア数字の全てをトレースすること
が可能な、最も効率のよい二次元の配列パターンである
ことが発明するに至った。

これらの３個の孔配列の図示は、本発明に利用可能な
有用な二次元配列の実際の数における制限として解釈す
べきではない。開示されてはいないが、更に二次元のパ
ターンは研究されており、最低９個から最高30個までの
振動機械式刺激装置を採用したパターンから有用な配列
が創作された。15〜23個の振動機械式刺激装置を利用し
た配列は、最低の費用で最も効率的であり、しかも受信
したメッセージを正確に表現するという意味で、最も高
い実用性を示した。

操作において、触知通信装置30は、選択された振動機
械式刺激装置を作動するのに適した断続的なピーク電流
を送り、更に、無線受信器及びデジタルとアナログ両方
の集積回路に適した持続低電力を供給可能な電源である
ことが望ましい、内部電源36によって電力が供給され
る。

データ受信器40は、装置の装着者に通知されるメッセ
ージを乗せた無線信号の受信用のアンテナを含む適切な
無線受信器からなる。メッセージは、デジタルまたはア
ナログのデータの流れの形式であってもよく、データ受
信器40は、それに従って設定される。

データ受信器40のもう一つの操作モードは、パターン
・メモリ・モジュール42に記憶された変更プログラム及
び記号パターンの両方に関するコマンドの受信である。
好適で最も一般的な記憶されたパターンは、ＡからＺま
でのアルファベットと一連のアラビア数字からなるもの
である。記号パターンは、パターン・メモリ・モジュー
ル42に記憶されており、データの流れでデータ受信器40
に送られる記号に適合する適切な記号が、メモリ・デー
タ送信バス54上で変換モジュール44にパターン・モジュ
ール42によって送られる。

本発明は、例えば、暗号化されたメッセージの送信源
と装着の装着者との間で暗号化及び暗号解読スキームが
共有されている場合には、コード化された記号の組並び
に、キリール文字アルファベット、ギリシア文字アルフ
ァベット及び更に、これらに限定されないが、中国語の
文字及び日本語の文字などの、他の記号の組も本発明に
よって利用できることを考慮している。

メッセージがデータ受信器40によって受信される際に
記載されたデジタルまたはアナログの同等物が、各記号
と共に記憶されている。データの流れは、次に受信され
たデータ送信バス52上で変換モジュール44に伝えられ、
適切な記号パターンがメモリ・データ送信バス54上で伝
えられる。変換モジュール44は、デジタルまたはアナロ
グ・データの流れを、パターン・メモリ・モジュール42
から受信した記号のそれぞれを表すパターンのデジタル
またはアナログの同等物と比較する。

変換モジュール44は、受信したデジタルまたはアナロ
グのデータに関する適切なパターンを使って、装着者の
適度に触覚に敏感な部分上で英数字のパターン及び／ま
たは記号がトレースされるまで、一連の振動機械式刺激
装置を順次個々に連続して作動する。

図１に示したように、変換モジュール44は、ソレノイ
ド電気接続48を使用して、刺激装置配列34で使用される
複数のソレノイド46に電力を供給する。０から９までの
アラビア数字をトレースするためのこれらのソレノイド
46の連続した作動の例を、図８のａからｋに示した。

図８に示した振動機械式刺激装置の連続した作動の特
定のシーケンスは、本発明に利用できる唯一のパターン
のシーケンスではない。本発明は、如何なる書かれた言
語にも利用できる何れのアルファベット、数字または記
号についてもパターンを創造するために、多くの異なっ
た作動シーケンスを考慮している。本発明は、本発明を
用いて通信するのに使用されることがある人工の言語及
びコードの使用も考慮している。

図８（ａ）に示したように、ハウジング面58のハウジ
ング面の孔配列60における各要素は、１から18まで連続
して番号を付した。使用されているように、触知通信装
置30は、皮膚上でトレースされるパターンは人間の認識
には普通であるが、直接に孔配列60を見る際には必然的
に反転するように、装着者の皮膚上で反転されている。

図８（ｂ）は、１、２、３、４及び５と数字を付され
た孔に関連した振動機械式刺激装置を連続的に作動する
ことにより、数字「１」を生成可能なシーケンスの一つ
を示している。トレースされるこのパターンは、個別に
孔１と関連している振動機械式刺激装置を作動すること
で始まり、次に孔の番号２、３、４の振動機械式刺激装
置が連続し、５で終了する。

図８（ｃ）では、数字「２」は、それに続く作動シー
ケンス２、６、９、15、11、７、４、５、８、13を使用
して孔18で終わるようにトレース可能である。数字
「３」は図８（ｄ）に示した、１、６、９、14、10、
７、12、18、13、８及び５の作動シーケンスを有する。
図８（ｆ）、（ｇ）及び（ｈ）に示した数字「５」、
「６」及び「７」は、これら３つの図のそれぞれに示し
た孔を通して振動機械式刺激装置の線形連続作動を継続
する。

「４」、「８」及び「９」などの数字は、図８
（ｅ）、８（ｉ）及び８（ｊ）に図示してあり、更に複
雑なパターンが関係している。例えば、図８（ｅ）の数
字「４」は、２本の線形パターンの連続した操作を利用
している。最初の連続した操作は１で始まり、２、３、
７、11と続いて16で終わる。数字「４」のパターンは、
９で始まり10、11、12と続いて13で終わる第二の連続し
た操作で完了する。孔11に連続した振動機械式刺激装置
は、パターンのトレースの間に２つの異なった時間に利
用されることを注目する。

図８（ｉ）は、孔16で始まり15、14、９、６、１、
２、３、７、11と進み16に戻る、数字「８」に有用な操
作シーケンスを示す。16を３回操作すると、シーケンス
は17、18、13、８、５、４、３、７、11と続き、最後に
16に戻る。見て取れるように、孔16で振動機械式刺激装
置は３回使用されて、孔３、７及び11では３個の刺激装
置が２回使用された。

図８（ｊ）に示すように、数字「９」のパターンのト
レースは、孔14で始まり９、６、１、２、３、７、11、
16、15と進んで14に戻る。14はそこでやや遅れて再度操
作されて、シーケンスは15、16、17を経て、最後に18で
終わる。数字「９」は、例えば図８（ｇ）の「６」のパ
ターンを反転させることにより、線形状態で全く容易に
生成されていることもあり得る。数字が実際に書かれて
いる状態にパターンがより近いので、図８（ｅ）及び８
（ｉ）の「４」と「８」のパターンと同様に、図８
（ｊ）のパターンが選ばれた。パターンの構成が、紙の
上で数字を作るのに使われる実際のトレーシングに従う
ことができる場合には、認識と正確さの改善が見られ
た。

理解されるべきこととして、本発明はかかる厳格な表
示態様に必ずしも限定されるわけではない。有用な代替
パターンの例として、図８（ｋ）に示したように、振動
機械式刺激装置２個のみを用いて数字０を伝えることが
あげられる。

数字０は、孔５の振動機械式刺激装置で始まり、14に
ジャンプして再び数字５を操作することによりトレース
される。触知通信装置の装着者は、この特定のパターン
が数字０を表すことを必然的に知る必要がある。一つの
明らかな代替策は、０を書き上げるに十分な刺激装置シ
ーケンスの操作をプログラムすることである。

上記のように、文字、数字及び他の複合記号が、振動
機械式刺激装置の二次元配列によって生成される触覚パ
ターンから認識され得るという本発明の線形連続のイル
ージョン（illusion）は、刺激されるべき触覚に敏感な
部分の２つの点の識別能力の限界値内で、振動機械式刺
激装置を間隔を置いて配し、一度に１つの刺激装置ごと
に連続して振動機械式刺激装置を使用することにより達
成される。２つ以上の刺激装置が同時に使用される場
合、２つ以上の同時にファイヤリングする振動機械式刺
激装置は個々のまたは別個の振動機械式刺激装置として
ではなく、単一の点として認識されるので、線形連続の
イルージョンは発生しないであろう。

本発明は、触覚に敏感な部分で文字、数字または複合
パターンを走査するのに多数の振動機械式刺激装置をフ
ァイヤリングする走査技術を使用せず、従って、文字、
数字または複合記号の空間的解像は本発明については必
要ない。多数の振動機械式刺激装置が当業者には利用可
能であり、ソレノイド、バイモル・セラミック及び圧電
性結晶及びセラミックを含む。

ソレノイドを振動機械式刺激装置として使用する多く
の研究においては、線形連続のイルージョンや、文字、
数字及び複合記号を認識する装着者の能力を作り出す上
で、影響を与えるいくつかの変数が決定された。これら
の変数のパラメータは、文字を生成するのに使われる各
ソレノイドについての振動の総数、ソレノイドのファイ
ヤリングと次にファイヤされる次のソレノイドとの間の
遅延時間、ソレノイドの作動時間並びに、一つの文字の
生成の終わりと次の文字の生成の開始の間の遅延時間で
ある。

電気パルスを生成してソレノイドに送るための適切な
電子回路が開発されており、当業者には馴染み深い。使
用されている部品は、適切な電源、受信器、パルス発生
器、メモリ・バッファ内でプログラムされる一連のパタ
ーンと、受信したメッセージの構成部分をメモリに設定
されたパターンと比較し、ソレノイドの適切なシーケン
スに送ることができる一連のパルスを発生して、メッセ
ージのパターンを触覚的に伝えるための制御回路を含
む。上記のパラメータを変更することができる電子回路
を選んだ。

アラビア数字を変換する装置を使う研究が、上記の変
数パラメータに関する値の有用な範囲を判断するために
行われた。ソレノイド毎の振動の総数の範囲は、２から
15回までであり、５回の振動の回数としては好適であっ
た。

ソレノイドの作動時間は、実際にソレノイドに電源が
入っている時間をミリ秒単位で、電源が入っていない時
間もミリ秒単位で、２つの変数を用い方形波パルスを使
って試験された。ソレノイドに電源が入っている時間の
有用な範囲は、２〜20ミリ秒であった。ソレノイドに電
源が入っている時間の有用な範囲は、２〜10ミリ秒であ
った。好適なソレノイドの作動時間は、ソレノイドの電
源投入時は10ミリ秒、ソレノイドの電源非投入時は10ミ
リ秒とし、50％であった。

従って、全体的なソレノイドの作動サイクル時間は、
４から30ミリ秒の範囲にあって、20ミリ秒が望ましい。
これは、33ヘルツから250ヘルツの振動周波数の範囲
で、50ヘルツが好適な周波数であることに等しい。文字
の遅延時間の設定は、一つの文字、数字または複合記号
のシーケンスの完了と、次の文字、数字または複合記号
の記入の開始との間の、プログラム可能な期間である。
研究によって、遅延期間は短くて10ミリ秒から３秒を超
える長さまで、この範囲は非常に広いことが示された。
この遅延については、何ら物理的制限はないようであ
る。むしろ、文字の認識が機能的な制限になる。

被験者は、次の文字の送信が開始される前に、認識レ
ベルで記入される文字を識別できるはずである。パラメ
ータは、次の文字を受信する前に何が触覚的に送られて
いるかを認識的に理解する被験者の機能可能性にまで削
減される。この文字の遅延の設定は、被験者である装着
者にとっては機能的なスピードの設定になり、メッセー
ジがどれほど速く被験者に届けられるかを一般的に決定
する。従って、この制御パラメータは、個々の嗜好に従
う。装着者は、メッセージが送られる速度を制御できる
はずである。

上記のように、図６については、関連する振動機械式
刺激装置を備えた孔70は、以前の状況の変化を促進する
ことを考慮された目的で、非対称に置かれた孔として当
初は説明された。より速やかな振動機械式刺激装置の使
用は、ある文字、数字または他の複合文字に困難を感ず
る被験者を支援するための研究において有用であった。

研究によって、何人かの被験者については、その被験
者が触覚的に伝えられた記号を正確に認識するのが困難
であった記号が数個、全数のうちほんの数個あることが
明らかになった。困難な文字、複合文字の数字を送られ
る前に被験者が促された場合には、被験者は次の文字が
これら数個のうちの一つであることに素早く気づいた。
この種の促しは、メッセージの送信の速度及び正確さの
両方を実質的に高めた。

上記のように、促す物を使用することは、被験者であ
る装着者がメッセージに変更があることを通知されるよ
うな状況にも理想的である。例えば、文字から数字へあ
るいは代替的な意味を有して記号化した複合文字への切
替である。更に、時刻のメッセージを受信する場合に、
午前を午後と区別するような、状況の比較的単純な変化
は素早く通信される。

以上の説明は、本発明の原理のみの解説と見なされ、
当業者には多様な修正や変更が容易に想起されるであろ
うから、本発明をここに示して説明した構成や操作のま
まに限定することは望むところではない。従って、全て
の適切な修正やそれと同等のことは、本発明の範囲内に
入れば、用いることができる。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−122131（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−53496（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−154084（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−46235（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−143471（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09B 21/00 G06F 3/00 G06F 13/00 H04M 1/02 H04M 11/00

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】適切に感覚のある装着者の皮膚に隣接配置
   されて使用するための触知刺激装置（30）であって、 適切に感覚のある前記皮膚に近接して配置可能で、各々
   が、前記皮膚に突き当てて皮膚の表面を叩く触覚エフェ
   クタ（62）を有する複数の振動機械式刺激装置（46）を
   含んでいる触知刺激装置配列（34）と、 前記振動機械式刺激装置（46）を一度に１つずつ個別に
   かつ連続して制御し、順次、次々と作動する振動機械式
   刺激装置（46）のパターン・シーケンスに従って、前記
   装着者に認識される文字または記号をトレースするよう
   に、前記触覚エフェクタ（62）を１つずつ順番に突出さ
   せる振動機械的な刺激を前記装着者の皮膚に与えるため
   の制御手段（32）とを含んでいることを特徴とする触知
   刺激装置。
2. 【請求項２】前記制御手段は、受信した通信データの流
   れが、装着者の適切に感覚のある皮膚上において、受信
   した通信データの流れと透過の認識的に近く可能なメッ
   セージである触知記号パターンに変換されるように、通
   信データの流れを電気的に受信する受信手段を含んでい
   ることを特徴とする請求項１記載の触知刺激装置。
3. 【請求項３】前記受信手段は、無線受信器からなること
   を特徴とする請求項２記載の触知刺激装置。
4. 【請求項４】前記受信手段は、超音波受信器からなるこ
   とを特徴とする請求項２記載の触知刺激装置。
5. 【請求項５】前記受信手段は、赤外線受信器からなるこ
   とを特徴とする請求項２記載の触知刺激装置。
6. 【請求項６】前記受信手段は、コンピュータから通信デ
   ータの流れを入力するのに適したインターフェイスを含
   むことを特徴とする請求項２記載の触知刺激装置。
7. 【請求項７】前記制御手段に日付と時間の通信データの
   流れを入力するのに適した計時モジュールを更に含むこ
   とを特徴とする請求項１記載の触知刺激装置。
8. 【請求項８】前記制御手段は、記号パターンデータを記
   憶するためのパターン記憶手段を含むことを特徴とする
   請求項２記載の触知刺激装置。
9. 【請求項９】前記受信手段は、プログラミング及び記号
   パターンデータを入力するためのデータ入力モジュール
   を含むことを特徴とする請求項２記載の触知刺激装置。
10. 【請求項１０】前記触知刺激装置配列を装着者の付属器
    官に適切に取り付けるための手段を更に含むことを特徴
    とする請求項１記載の触知刺激装置。
11. 【請求項１１】前記触知刺激装置配列を装着者が把持す
    るのに適した皮膚に適切に取り付けるための手段を更に
    含むことを特徴とする請求項１記載の触知刺激装置。
12. 【請求項１２】前記適切に感覚のある皮膚は、適度に触
    覚に敏感な装着者の粘液膜を含んでいることを特徴とす
    る請求項１記載の触知刺激装置。
13. 【請求項１３】前記複数の振動機械式刺激装置は、複数
    の電気機械式ソレノイドを含んでいることを特徴とする
    請求項１記載の触知刺激装置。
14. 【請求項１４】前記複数の振動機械式刺激装置は、圧電
    素材の複数のロッドを含んでいることを特徴とする請求
    項１記載の触知刺激装置。
15. 【請求項１５】前記複数の振動機械式刺激装置は、複数
    のバイモル・セラミック素材のロッドを含んでいること
    を特徴とする請求項１記載の触知刺激装置。
16. 【請求項１６】通信データの流れを受信して、装着者が
    触覚的に認識可能なメッセージに変換するための触知通
    信方法であって、皮膚を触覚的に刺激する一連の振動刺
    激装置が、通信メッセージとして装着者に認識的に知覚
    されるように、 （ａ）電源を含むハウジングを装着者に取り付け、 （ｂ）前記ハウジング内に、ほぼ平面の二次元配列で複
    数の電気機械的な振動機械式刺激装置を有する周知刺激
    装置配列を設け、 （ｃ）前記触知刺激配列を装着者の皮膚の表面部分に接
    触可能に配置し、 （ｄ）前記複数の振動機械式刺激装置を電源に電気的に
    接続し、 （ｅ）各振動機械式刺激装置を個別にかつ順番に制御す
    るために、前記電源と前記触知刺激装置配列に電気的に
    接続された制御手段を設ける、各ステップを有してお
    り、前記制御手段は、 （e1）記憶された各英数字記号に対応する前記複数の振
    動機械式刺激装置の少なくとも１つのターンオンおよび
    ターンオフするパターンのシーケンスのために、各英数
    字記号のアナログパターンを記憶し、 （e2）デジタル英数字データの流れを電気的に受信し、 （e3）受信したデジタル英数字データの流れを、対応す
    るアナログパターンに従ってアナログ英数字データの流
    れに変換し、 （e4）アナログデータの流れの中の書く英数字データに
    関する対応する記憶されたアナログパターンに従って、
    第一の英数字データから始めて、一度に１つの振動機械
    式刺激装置ずつ、一連の振動機械式刺激装置をターンオ
    ンおよびターンオフさせる、各ステップとを有している
    ことを特徴とする触知通信方法。