JP4130463B2 - 通信端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に盲ろう者などの何らかの障害を持つ人とその他の人とのコミュニケーションを可能にした通信端末装置に関する。

従来、盲ろう者を含めた目や耳の不自由な人と周囲の人とのコミュニケーションを図るツールとして、指に装着し、常に携帯することによってメニュー選択や文字入力などの入力を、いつでもどこでもすぐに入力できる常装着型入力システム（例えば、特許文献１および２）および盲ろう者と周囲の人との間のポータブル対話装置（例えば、特許文献３）が知られている。ポータブル対話装置は、点字入力キーボードと点字ディスプレイとを交互に使用するものである。

従来の常装着型入力システムの一例を、図１８に基づき説明する。
図１８に示すように、使用者の左手２０１の各指２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄ，２０１ｅに指輪型センサモジュール２０２，２０３，２０４，２０５，２０６を嵌め、かつ左手２０１の手首に腕時計型バンド２０７を着け、さらに携帯型情報処理機２０８を、使用者が持つ必要があった。指輪型センサモジュール２０２ないし２０６の内部にはそれぞれ、図示を省略した衝撃センサ、信号増幅器、光信号発振部が実装されている。また、腕時計型バンド２０７の内部には、図示を省略した光受信部、解析部および微弱電波送信器が組み込まれている。

各々の指に装着されたセンサモジュール２０２〜２０６内の衝撃センサは、各々の指が、床や壁・大腿部などの支持面を指先で叩いた（以下、打ち指という）ときに発生する衝撃を検出するようになっている。検出された衝撃信号は、信号増幅器で周波数弁別および初期増幅が行われた後、光信号発信部によって光パルスとして発信される。光パルスは、腕時計型バンド２０７内の光受信部で受光され、受光信号はバンド内１０６の解析部に入力され、出力文字コードを決定する。出力文字コードは、微弱電波送信器を通じて、内部に無線受信部を持つ携帯型情報処理機２０８に送られ、この処理機にて処理され入力情報が決定されるようになっている。

また従来のポータブル対話装置の一例を、図１９ないし図２１に基づき説明する。この対話装置は、図１９に示すように、盲ろう者が点字入力を行いそして点字触知をするための第１の操作ユニット３００と、図２０に示すように介助者が可視文字列の入力および判読を行うための第２の操作ユニット３１０と、図２１に示すように、これら第１および第２の操作ユニットを電気的および／または電子的に結合する連係装置３２０と、を備えた可搬式装置である。連係装置３２０は、制御・記憶部３２１を備え、基本的には通常のワードプロフェッサーまたはパーソナルコンピュータの主要部と同様な構成を有する。すなわち連係装置３２０は、第１の操作ユニット３００と組み込まれるか、または第２の操作ユニット３１０に組み込まれる。

この装置は、第１の操作ユニット３００からの点字入力キーボード３０１のキー操作に応じてピンディスプレイ３０２に点字を形成し音声を出力するとともに、第２の操作ユニット３１０のディスプレイ３１１上に対応する可視文字入力キーボード３１２の操作に応じてディスプレイ３１１上に可視文字列を表示するとともに、前記第１の操作ユニット３００のピンディスプレイ３０２上に対応する点字列を形成し、両者間の対話を可能にする。
特許第２６９８３２０号公報 特開２０００−３２１９７１号公報 特開２００１−７５４７３号公報

上述の常装着型入力システム（例えば、特許文献１および２）およびポータブル対話装置（例えば、特許文献３）において、常装着型入力システムの場合、システムを構成する装置を常に身体に装着しなければコミュニケーションが図れず、この装着が盲ろう者に限らず健常者においても身体的違和感を伴わせるというおそれがある。またポータブル対話装置の場合、連係装置が第１の操作ユニットまたは第２の操作ユニットに組み込まれるので、ポータブルといってもかなりの重量となり、使用者にはかなりの肉体的負担となるおそれがある。
また、従来の常装着型入力システムおよびポータブル対話装置では、ポータブル対話装置のキーボードのように操作性および持ち運び性において、どこでも容易にコミュニケーションを行えるというようなリアルタイムな会話はできない。したがって、手に持って各指による操作ができ、持ち運び性がよいコミュニケーション通信端末装置が望まれていた。かつ、操作が終了すれば、手に持たなくてもよい通信端末装置も望まれていた。

本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、特に盲ろう者などの何らかの障害を持つ人とその他の人が、持ち運びが容易であって、しかも容易かつ正確にコミュニケーションを図れる通信端末装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、筐体と、該筐体を握持する使用者のそれぞれの指があたる位置にて前記筐体に対して進退動可能に前記筐体に配設された複数のキーと、前記使用者の指の動きに応動した前記キーの移動に従って電位を発生させるキー電位発生器と、発生した電位を送信コード信号に変換するコード回路と、受信したコード信号を前記キーを移動させる電位に変換するアンコード回路と、前記アンコード回路からの変換電位によって前記キーを移動させるキー駆動発生器と、コード化された信号を送受信する送受信器とを備えた通信端末装置であって、リニア振動アクチュエータモジュールを含み、当該リニア振動アクチュエータモジュールは、前記キー電位発生器と前記キー駆動発生器とからなるリニア振動アクチュエータを、少なくとも２個、枠体に所定間隔をあけて配置してこれらリニア振動アクチュエータの各固定子の両端を固定支持し、かつこれらリニア振動アクチュエータの各固定子の各磁性体であって、前記リニア振動アクチュエータの中央の位置上に配設した磁束収束のための磁性体が、これらリニア振動アクチュエータを並べた方向に延びる直線上に配設されるリニア振動アクチュエータモジュールを、具備することを特徴とする通信端末装置である。
また本発明は、上述の通信端末装置において、前記リニア振動アクチュエータは、筒状ボビン、該ボビンの軸方向に単一コイルを少なくとも２分割して該ボビンの外周面に所定間隔をあけて巻回してなる励磁コイルと、これら分割された前記励磁コイル列の中央に配設された磁束収束のための前記磁性体を具備した固定子と、前記ボビン内にて軸方向に往復動自在に配置した棒状可動子と、前記棒状可動子に装着した第２磁性体と、前記棒状稼動子の軸方向両側にて前記可動子に装着した永久磁石と、を具備した可動体とからなり、該可動体内で、前記第２磁性体をはさんだ両側の前記永久磁石は互いに反発する磁極同士が隣り合う配置になっていることを特徴とする。

また本発明は、上述の通信端末装置において、少なくとも一対のクリックスイッチと、移動又はスクロールスイッチとを具備したことを特徴とする。

また本発明は、上述の通信端末装置において、前記筐体を使用者が片手で握持できる形状と成したことを特徴とする。

また本発明は、上述の通信端末装置において、使用者が片手で握持できる形状と成した前記筐体２個を一対として両手で握持し、これらを有線または無線にて接続して一体化したことを特徴とする。

また本発明は、上述の通信端末装置において、前記リニア振動アクチュエータモジュールにて、前記固定子の前記磁束収束のための磁性体が前記ボビンの外周に沿わせた略半円状となしたことを特徴とする。

また本発明は、筐体と、該筐体を握持する使用者のそれぞれの指があたる位置にて前記筐体に対して進退動可能に前記筐体に配設された複数のキーと、前記使用者の指の動きに応動した前記キーの移動に従って電位を発生させるキー電位発生器と、発生した電位を送信コード信号に変換するコード回路と、受信したコード信号を前記キーを移動させる電位に変換するアンコード回路と、前記アンコード回路からの変換電位によって前記キーを移動させるキー駆動発生器と、コード化された信号を送受信する送受信器とを具備し、前記キー電位発生器と前記キー駆動発生器とからなるリニア振動アクチュエータを、少なくとも２個、枠体に所定間隔をあけて配置してこれらリニア振動アクチュエータの各固定子の両端を固定支持し、かつこれらリニア振動アクチュエータの中央の位置上であってこれらリニア振動アクチュエータを並べた方向に直線的に延ばした磁束収束用磁性体を前記枠体に設けてなるリニア振動アクチュエータモジュールを、具備することを特徴とする通信端末装置である。
また本発明は、上述の通信端末装置において、前記リニア振動アクチュエータは、筒状ボビン、該ボビンの軸方向に単一コイルを少なくとも２分割して該ボビンの外周面に所定間隔をあけて巻回してなる励磁コイルと、前記ボビン内にて軸方向に往復動自在に配置した棒状可動子と、前記棒状可動子に装着した磁性体と、前記棒状稼動子の軸方向両側にて前記可動子に装着した永久磁石と、を具備した可動体とからなり、該可動体内で、前記磁性体をはさんだ両側の前記永久磁石は互いに反発する磁極同士が隣り合う配置になっていることを特徴とする。

上述の通信端末装置による作用は、次の通りである。すなわち、持ち運び容易な端末装置の送信器にて、キーの移動に応じたコード化信号を発信し、一方、有線または無線の形で同端末装置の受信器にてコード化された信号を受信して端末装置のキーを移動させるようにしたので、これらコードを言語たとえば点字に対応させれば、容易かつ正確に、この端末装置を持つ盲ろう者を含めた何らかの障害を持つ人と、他のこの端末装置を持つ周囲の人とのコミュニケーションを図ることができる。また、この通信端末装置をコミュニケーションに障害を持つ人が持ち、他方、同じまたは同様な通信端末装置をその周りの人が持ち、双方にて信号のやり取りを行ってコミュニケーションを図ることの他、これら通信端末装置をパソコンに接続して信号のやり取りを行って、パソコンのディスプレイに文字出力や音声出力をするようにしてもよい。
かかる通信端末装置にて、モジュールの各々のリニア振動アクチュエータにおいて、固定子側の少なくとも２分割のリニア励磁コイルと、可動体側の磁性体とその両側の永久磁石との作用により、固定子側の磁性体と可動体側の磁性体が位置的に一致し、結局は可動体が固定子の中央に定着する。すなわち可動体は、非動作時に中立状態または平衡状態に位置する。その結果、可動体の左右のストロークを確保することができる。この状態において、励磁コイルに通電すると、それぞれの磁極との間に吸引力や反発力が発生し、その結果、可動体が移動する。ここで、励磁コイル通電方向を変えることで、可動体が逆の方向に移動する。つまり、励磁コイルの通電方向の切り換えが、可動体の移動方位を変えることになる。この単一のリニア励磁コイルの通電とは逆に、人的または機械的に可動体の棒状可動子の一方または他方の端に力を与えることでも、電磁誘導の法則により励磁コイルに起電力が発生して電流の変化が現れる。この電流の変化をセンサとして活用する。
したがって、このモジュールを、多数の振動アクチュエータを用いる機器例えば視聴覚障害者の情報伝達手段としての触覚ディスプレイに使用することができるだけでなく、触覚センサにも兼用できるという効果も発揮する。

００２３
さらに、少なくとも２分割以上の単一励磁コイルをそれぞれ適当な間隔を置いてリニアに巻回配置すれば、相互インダクタすなわち電気抵抗の増加を抑え、可動子のダイナミックすなわち移動ストロークを大きくすることが可能となる。その結果、可動体の棒状可動子に人的または機械的に力を加えることでも、逆に励磁コイルの起電位を効率よく変化せることができる。

また上述の通信端末装置による作用は、少なくとも一対のクリックスイッチにより文字入力を決定または解除することができ、また文字を読み込むための移動又はスクロール機能スイッチにより文字の入力と出力を可能とすることができる。

また上述の通信端末装置による作用は、片手入力でも可能とすることにより、片手しか使えない人またはもう片方の手で何かを作業しながら入力することを可能とする。

また上述の通信端末装置による作用は、６点からなる点字入力をより可能とし、両手で一度に６点の点字を入力可能とするように２つの通信端末装置を有線又は無線で一体化する。

また上述の他の通信端末装置による作用は、リニア振動アクチュエータにおいて、各リニア振動アクチュエータの固定子での磁性体をそれぞれ設けるのではなく、1つの磁性体で賄うようにした点が異なり、隣り合うリニア振動アクチュエータの互いに引き合うための磁束線をガイドする1本の磁性体の軌道を設けたことを特徴とする。この磁性体の軌道は、隣り合う複数のリニア振動アクチュエータの磁極を１本の磁性体で吸い寄せて、隣接するリニア振動アクチュエータの磁界の反発干渉を打ち消し、中立状態を安定して保つ役割を果たす。

上述したような本発明に係る通信端末装置は、特に盲ろう者などのコミュニケーションに何らかの障害を持つ人とその周りの人が、持ち運びが容易であって、しかも容易かつ正確にコミュニケーションを図れる通信端末装置を提供できる。

以下、本発明に係る通信端末装置の第１の実施の形態を、図１ないし図１４に基づいて説明する。
この実施の形態に係る通信端末装置は、左右の一対の通信端末機１，１０１からなる。図１に示した右手用通信端末機１と左手用通信端末機１０１とは、右、左の差はあるが、基本的構成は同様であるので、以後では、右手用通信端末機１を説明するのと同時にその構成要素の符号にかっこ書きで左手用通信端末機の同じ構成要素の符合を併記し,左手用通信端末機１０１の各構成要素の説明を省略する。

通信端末機１（１０１）は、筐体２（１０２）と、この筐体２（１０２）を握持する使用者のそれぞれの指があたる位置にて筐体に対して出没動可能に配設された４個のキー３（１０３），４（１０４），５（１０５），６（１０６）とを具備している。この筐体２（１０２）の形は、使用者が握りやすく、かつ使用者が筐体を握った状態にて人指指、中指、薬指、小指があたるよう、４個のキーをそれぞれ配設している。

これらキーのそれぞれには、図３および図４に示すように、使用者のそれぞれの指の動きに応動したキーの移動に従って電位を発生させるキー電位発生器１０（１１０）が設けてある。このキー電位発生器１０（１１０）はまた、後述するアンコード回路からの変換電位によってこのキーを移動させるキー駆動発生器を兼ねている。

それぞれのキー電位発生器１０（１１０）は、図２ないし図４は、このリニア振動アクチュエータの基本的な構成を示す図である。このリニア振動アクチュエータＡは、円筒型のボビンＢと、ボビンＢの外周面に３分割に巻回した励磁コイルＣと、これらコイルを覆う非磁性体であるカバーＳと、カバーＳの外面に取り付けた半円状の磁性体Ｄと、励磁コイルの電極端子Ｏと、可動体Ｅの可動軸Ｆの軸受Ｐ，Ｑとからなる。可動体Ｅは、磁性体Ｇの中心方向に同じ磁極をつき合せるように取り付けられた左右２つづつの永久磁石ＨとＩからなる。励磁コイルＣは単一コイルからなり、その巻き方がボビンＢの軸方向の中央位置から適当な間隙で３等分に振り分けられて、ボビンＢに巻線されている。励磁コイルＣ−ａ，Ｃ−ｂ，Ｃ−ｃは、それらのコイルの巻線方向をそれぞれ１８０°に逆方向巻きの励磁コイルであって３分割のリニア励磁コイルを形成している。ここで、３分割されたリニアの励磁コイルＣについてさらに詳しく述べると、可動体Ｅの可動軸Ｆのストロークを長く取り、一定した駆動力と起電力を得るためには励磁コイルＣをリニアに多く設けることが必要になった。それを実現する目的で、励磁コイルＣは単層巻で３分割した励磁コイルＣ−ａ，Ｃ−ｂ，Ｃ−ｃによって広い範囲に渡り直線的ダイナミックス即ち可動体を安定した力で直線移動でき、さらに３分割した励磁コイルＣは相互インダクタ即ち電気抵抗の増加を抑えるようにして、広い範囲の移動に対応して効率的な起電力を発生するようにした。

可動体Ｅは、非磁性体の可動子Ｆ、磁性体Ｇ、および２つの永久磁石Ｈ，Ｉから構成される。可動子Ｆは、軸受Ｐ，Ｑに回転自在に支持されている。磁性体Ｇと、永久磁石Ｈ，Ｉとの位置関係は、磁性体Ｇがリニア振動アクチュエータＡの磁性体Ｄと同一位置になるように、また永久磁石Ｈ，Ｉが磁性体Ｇの両側に密着するように配置されている。さらに、２つの永久磁石Ｈ，Ｉは、磁性体Ｇを挟んでＳ極−Ｎ極、Ｎ極−Ｓ極（またはＮ極−Ｓ極、Ｓ極−Ｎ極）と互いに反発するように向き合せて配置され、それぞれが可動子Ｆに堅牢に固定される。ここで、磁性体Ｇを挟んで磁極を反発するようにつき合せた可動体Ｅついてさら詳しく述べると、駆動力や起電力を大きく取るためには強力な磁極が必要になった。それを実現する目的で、磁性体Ｇにネオジュームやなどの強力な永久磁石で反発する磁極をつき合わせることにより磁束線を高密度に集中させた強力な磁極を可動体Ｅの磁性体Ｇに設けた。可動体Ｅ自体は、リニア振動アクチュエータＡのボビンＢ内に挿入された状態のとき、中央部の磁性体Ｇには単極の磁力線が放射され、両端にその磁束線が収束する。可動体Ｅは、励磁コイルＣに電位を印加しない限り、移動しない。可動体Ｅは、リニア振動アクチュエータＡの磁性体Ｄに引寄せられて、可動体Ｅの磁性体Ｇと磁性体Ｄと同位置になるようにして中立状態が保持される。なお、可動体Ｅの可動子Ｆは、図２ないし図４に示すように、両側の長さが左右の長さが非対称であっても、また同じであっても、使用目的にあわせて決定されるものである。可動体Ｅは、外部からの環境条件として人的圧力、機械的圧力または電気的極性の変化などが与えられることにより、図２に示すように、磁性体Ｄを中立点として左右方向に自由に駆動される。可動体Ｅが中立状態になるのは、可動体Ｅにての永久磁石Ｈ、Ｉに挟まれた磁性体Ｇから高密度の強い磁極が形成され、可動体Ｅの永久磁石Ｈ，Ｉの各外端部に反対の弱い磁極が形成されるので、磁性体Ｇから永久磁石Ｈ，Ｉの各外端部に磁力線が収束する。さらに可動体の磁性体Ｇから放射される磁束線は、電位の印加が無い状態では、リニア振動アクチュエータの磁性体Ｄを経由して永久磁石Ｈ、Ｉの端部に再び戻るような磁路が形成されるため、磁性体Ｇが磁性体Ｄに吸引されて、可動体Ｅの中立状態が保たれる。磁性体Ｇに強い磁極が形成されるのは、両永久磁石からそれぞれの磁力線が入り込むからである。

図２ないし図４において、可動体Ｅの可動軸Ｆの一先端から人的力を加えて一時的に他方の先端に向けて強制移動させる。その結果、フレーミングの電磁誘導の法則によって励磁コイルＣに移動を妨げる方向の磁束が生じ、入出力端子Ｏに電流が出力される。この機能が上記第１の実施形態におけるキー電位発生器に相当するものである。この電流が生じる仕組みを磁力線に従って説明する。ここに励磁コイルＣは、電流をある方向に流したとき可動子Ｆの軸方向にコイルＣ−ａの外端がＮ極（またはＳ極）、コイルＣ−ａとＣ−ｂとの間の分割点がＳ極（またはＮ極）、コイルＣ−ｂとＣ−ｃとの間の分割点がＮ極（またはＳ極）、コイルＣ−ｃの外端がＳ極（またはＮ極）となるよう、可動体Ｅの磁極配列と同じようなリニア配置としている。この状態において可動体Ｅが上述のある方向に分割コイル間の２つの分割点間を移動すると、可動体Ｅの中心の強い磁極がコイル間の分割点に近づくにつれ、その分割点にはその運動と反発する磁界の変化が生じて電流が流れる。他方のコイル間の分割点には可動体Ｅの中心の強い磁極が遠ざかろうとするので、上述とは反対に引き戻そうとする磁界の変化が生じて反対の電流が流れる。その結果、リニアコイルゆえにこれら電流が一方向に流れて効率的に起電力を生じさせる。続いて、人的力を解除することで、可動体が戻ろうとする。その結果、フレーミングの電磁誘導の法則によって励磁コイルＣに移動を妨げる方向の磁束が生じ、入出力端子Ｏに上述の電流とは逆方向の電流が出力される。その原理は、上述とは逆の作用となることに基づく。その直後、可動体Ｅは元の中立状態に戻る。この状態は、起電力と時間の関係で図示した図５に示してある。

次に、電極端子Ｏに電位を印加したとき、リニア振動アクチュエータＡは励磁コイルＣに電流が流れて磁界の変化が生じる。それによって、平衡状態が失われて、勿論、２つの前記磁極の変化が生じる。その結果、励磁コイルＣに磁石の方向から見てフレーミングの電磁誘導の法則に従い運動が生じる。その結果、可動体Ｅは、図２中、矢印Ｌ方向に力が働き同一方向に移動する。この機能が上記第１の実施形態におけるキー駆動発生器に相当するものである。この励磁コイルへの印加電位により可動体Ｅが移動する仕組みを磁力線に従って説明する。ここに励磁コイルＣは、印加電位に基づく電流により、可動軸Ｆの軸方向にコイルＣ−ａの外端がＮ極（またはＳ極）、コイルＣ−ａとＣ−ｂとの間の分割点がＳ極（またはＮ極）、コイルＣ−ｂとＣ−ｃとの間の分割点がＮ極（またはＳ極）、コイルＣ−ｃの外端がＳ極（またはＮ極）となるよう、可動体Ｅの磁極配列と同じようなリニア配置となる。この状態において隣接コイル間の分割点の磁極が可動体Ｅと反発し、もう片方の隣接コイル間の分割点の磁極が可動体Ｅを吸引しようとする。その結果、可動体Ｅが移動する。引き続いて、電極端子Ｏに印加する電圧の極性を反転して電流の流れる向きを逆にすると、リニア振動アクチュエータＡの励磁コイルＣに逆電流が流れて磁界の変化が生じる。それによって、平衡状態が失われ、上述と同じ原理に基づいて磁極の変化をもたらす。その結果、励磁コイルＣに磁石の方向から見てフレーミングの電磁誘導の法則に従い運動生じる。その結果、可動体Ｅは、図２中、矢印Ｒ方向に力が働き同一方向に移動する。人的圧力または機械的圧力によるこの現象を人的圧力または機械的圧力を電気変換して捉えることができるので、リニア振動アクチュエータＡの励磁コイルＣは特に、スイッチの種類で言えば、トグルスイッチのＯＮ−ＯＦＦ−ＯＮタイプの機能を有した電磁スイッチの動作といえる。さらにはこの電気変換の波形をそのまま、印加して振動させれば、触覚センサ兼用触覚ディスプレイともなる。

図６ないし図９は、本発明のリニア振動アクチュエータモジュールの一実施の形態を示す図である。これら図において、Ｊは平面四角形状の枠体で、図２ないし図４に示した小型リニア振動アクチュエータのＮ個（ここにＮは２以上の正の整数を示す。）を一体にして、これらアクチュエータの各可動子Ｆの軸受を兼ねた取付け台としての機能を持ち、非磁性体で作られている。これら各リニア駆動アクチュエータＡの各磁性体Ｄは、これらリニア振動アクチュエータを並べた方向に延びる直線上に配設してある。Ｋ，Ｔは各軸受Ｐ，Ｑの間に設けた機械的なぶれ止めのカラーである。

このリニア振動アクチュエータモジュールにおいて、可動体Ｅの中心部である磁性体Ｇを挟んだ同一磁極の極性すなわちＳ−Ｓ極またはＮ−Ｎ極は、隣り合う可動体Ｅの磁極すなわち上記Ｓ−Ｓ極の場合はＮ−Ｎ極、上記Ｎ−Ｎ極の場合はＳ−Ｓ極と、引き合うように異なる磁極とし、交互に異なる磁極を並べたリニア振動アクチュエータモジュールとすることにより各可動体Ｅを中立状態に安定させるという効果を有する。

このモジュール自体は、盲ろう者や障害者同士、または健常者との点字による通信端末内に組み込んで利用することができる。それも、有線や無線または赤外線等の媒体を利用した携帯通信端末機器での通信を可能とする。

キー電位発生器１０（１１０）にて発生した電流は、図１および図１０に示すように回路基板２２（１２２）に配設した入力アンプ回路２３（１２３），２４（１２４），２５（１２５），２６（１２６）にて増幅され、Ａ／Ｄ変換回路２７（１２７），２８（１２８），２９（１２９），３０（１３０）にてアナログ信号からデジタル信号へと変換されて、マイクロコンピュータであるＣＰＵ４０（１４０）へと入る。

ＣＰＵ４０（１４０）は、変換されたデジタル信号を送信コードに変換するコード回路４１（１４１）を具備するとともに、送受信器５０（１５０）から受信したコード信号を、キー３（１０３），４（１０４），５（１０５），６（１０６）を駆動する電位に変換するアンコード回路４２（１４２）を具備している。

コード回路４１（１４１）は、信号を種々のコードに変換できるコード表テーブルを備えている。例えば図１１に一例を示すと、デジタル信号を日本語のひながなおよび各種記号に変換するコード表テーブルを備えている。左右８個のキー３，４，５，６，１０３，１０４，１０５，１０６の組み合わせで２５６種類の信号を作ることが可能で、従来のキーボードの信号を全て賄う。文字は、キー３，４，５，１０３，１０４，１０５の組み合わせの指点字で、１６進法表示により６４種類を表現できる。またキー６，１０６とキー３，４，５，１０３，１０４，１０５の指点字の組み合わせにより２５６種類の文字を含めた命令や記号が表現できる。

文字部は１６進法表示され、図１１中、縦軸は左手キー１０３，１０４，１０５，１０６での組み合わせ、横軸は右手キー３，４，５，６での組み合わせを示している。左手キー１０３は縦軸の１６進法での１を示し、キー１０４は１６進法で２、３を示し、キー１０５は１６進法での４〜７を示す。同様に右手キー３は、１６進法での１を示し、キー４は１６進法での２，３を、キー５は１６進法での４〜７を示す。一番下の左手キー１０６はキーボードにてのＳｈｉｆｔ（シフト）キーの機能を果たし、右手キー６はキーボードにてのＡｌｔ（変換）キーの機能を果たす。したがって、図１１中、Ｓｈｉｆｔキーが記載してある左下の空白部分は、英語ほか外国語の小文字を表示する配列となり、Ａｌｔキーが記載してある右上の空白部分は、キーボードでのＭｅｎｕ（メニュー）キーを表示する配列となる。Ｃｔｒｌ（コントロール）キーが記載してある図１１の右下の空白部分はキーボードでのＦｕｎｃｔｉｏｎ（ファンクション）キーを表示する配列となる。

また例えば図１２に示した例に従えば、デジタル信号を英語のアルファベットの大文字および各種記号に変換するコード表テーブルを備えている。左右８個のキー３，４，５，６，１０３，１０４，１０５，１０６の組み合わせで２８６種類の信号を作ること、また文字はキー３，４，５，１０３，１０４，１０５の組み合わせの指点字で、１６進法表示により６４種類を表現できること、またキー６，１０６とキー３，４，５，１０３，１０４，１０５の指点字の組み合わせにより２５６種類の文字を含めた命令や記号が表現できることは、図１１の場合と同様である。

図１２中、Ｓｈｉｆｔ（シフト）キーが記載してある左下の空白部分は、英語のアルファベットの小文字を表示する配列となり、Ａｌｔ（変換）キーが記載してある右上の空白部分は、キーボードにてのＭｅｎｕ（メニュ）キーを表示する配列となる。Ｃｔｒｌ（コントロール）キーが記載してある図１２の右下の空白部分は、キーボードにてのＦｕｎｃｔｉｏｎ（ファンクション）キーを表示する配列となる。

アンコード回路４２（１４２）もまた、コード回路４１（１４１）と同様なテーブルを具備しているが、丁度コード回路４１（１４１）とは逆となり、日本語のひらがなまたは英語のアルファベットなどの信号をデジタル信号に変換することとなる。

送受信器５０（１５０）は、双方向通信可能な受信回路５１（１５１）と、赤外ＬＥＤ，ＦＭモジュレータなどを備えた発信回路５２（１５２）とを具備している。この送受信器５０にアンテナ６０（１６０）が電気的に接続している。
なお、図示例では、アンテナとして赤外線ポートの例を示しているが、アンテナを介さずに、その信号はリード線を経由して、直接、ＵＳＢポートからパソコンまたは他方の端末機に接続してもよいし、また図１または図２の端末機を１対として使用する場合は、図示を省略したリード線６８、１６８を介して信号を双方向に送受信してもよい。

ＣＰＵ４０（１４０）に、受信したデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換回路３１（１３１），３２（１３２），３３（１３３），３４（１３４）が接続し、さらにこれらＤ／Ａ変換回路にそれぞれリニア出力アンプ回路３５（１３５），３６（１３６），３７（１３７），３８（１３８）が接続し、これらリニア出力アンプ回路はキー電位発生器を兼ねたキー駆動回路１０（１１０）のそれぞれに接続している。

ＣＰＵ４０（１４０）にはまた、マウスまたはポインティング入力装置にての右クリックスイッチボタンを操作する右クリックスイッチ操作回路６１（１６１）、マウスまたはポインティング入力装置での左クリックスイッチボタンを操作する左クリックスイッチ操作回路６２（１６２）、およびマウスまたはポインティング入力装置にてのスクロールスイッチダイアル・クリックスイッチボタンを操作するスクロール操作回路６２（１６２）がそれぞれ接続している。図１に、クリックスイッチボタン６４（１６４）、移動又はスクロールスイッチボタン６６（１６６）示されている。
クリックスイッチボタン６４および１６４は、クリックされることにより、スイッチをＯＮにして対応する電気信号を出力する。
スクロールスイッチボタン６６および１６６は、図中、時計方向および逆時計方向に回転させることにより動作し、回転方向に対応した電気信号を出力する。

次に、上述の実施の態様につき、その動作を説明する。
ある操作者がその手によってキー３，４，５，６，１０３，１０４，１０５，１０６のいずれかを押して離すと、それぞれのキーに対応したキー電位発生器１０，１１０の可動軸Ｆ上の磁石Ｈ，Ｉが励磁コイルＣ−ａ，Ｃ−ｂ，Ｃ−ｃの中を振動して、励磁コイルに電位が発生する。

この電位の変化は、アナログ信号として、入力アンプ回路２３,２４,２５，２６，１２３，１２４，１２５，１２６によって増幅され、Ａ/Ｄ変換回路２７,２８,２９,３０，１２７，１２８，１２９，１３０によりあらかじめ設定された電圧の入力レンジの範囲内において必要な解像度でデジタル信号として採取され、ＣＰＵ４０，１４０に送られる。ＣＰＵ４０，１４０内のコード回路４１，１４１は、キーの押された個所から図１１または図１２に示したコード表テーブルに従い、指点字に従った文字のコード信号を送受信器５０，１５０から発信する。その信号は図示を省略したリード線を経由してＵＳＢポートから図示を省略したパソコンまたは、他の操作者が持っている他方の通信端末機に有線接続されるか、図示を省略したアンテナを通して無線接続される。パソコンは信号を受信して適切な文字、点字などを表示する。

一方、パソコンおよび上記他の操作者から発信された文字や点字信号は、ＵＳＢポートを介してまたは直接送受信器５０，１５０を通してＣＰＵ４０，１４０へ送られる。ＣＰＵ４０，１４０のアンコード回路４２，１４２は、文字や点字信号に従いキーの振動の信号を発信し、Ｄ／Ａ変換回路３１，３２，３３，３４，１３１，１３２，１３３，１３４にてアナログ信号に変換し、リニア出力アンプ回路３５，３６，３７，３８，１３５，１３６，１３７，１３８によって信号を増幅し、それぞれのキーに接続したキー駆動発生器１０により対応するキーを適切に振動させて、筐体２，１０２に対し出没動させる。この場合の振動は、入力とは可逆の作用により入力の時と同じ発生電位を逆の方向で与えることにより入力時の指が押した同じ振動を得る。

なお、通信端末機１，１０１を片手操作する場合は、キー３ないし６および１０３ないし１０６を２回の入力または２回の出力振動により認識させることによって上述のようなコミュニケーションを達成することができる。

図１３ないし図１７は、本発明のリニア振動アクチュエータモジュールの他の実施の形態を示す図である。これら図において、リニア振動アクチュエータＡの磁性体を除き、図６ないし図９と同様な構成であり、これら図と同一部材にはこれら図にて用いた符号を使用し、その説明を以下では省略する。

また、リニア駆動アクチュエータＡの磁性体を除き、それぞれのリニア振動アクチュエータは図２ないし図４にて述べたアクチュエータの機能と全く同じである。
Ｍは、前記リニア振動アクチュエータＡの磁性体Ｄと同じ働きをする磁性体であるが、ｎ個のリニア振動アクチュエータＡに対してｎ個の磁性体は必要なく、一個の磁性体で賄うようにしたものである。さらに磁性体Ｍは、図１５に示すように、凹状の形状を持ち、ｎ個のリニア振動アクチュエータにおいて可動体Ｅの磁性体Ｇの位置に合わせて中央に位置するように枠体Ｊに埋め込まれている。そして、磁性体Ｍの直線部分Ｍ−ａとリニア振動アクチュエータＡの周面最下位部分との空隙は略ゼロとする。

このリニア振動アクチュエータモジュールにおいて、可動体Ｅの中心部である磁性体Ｇを挟んだ同一磁極の極性すなわちＳ−Ｓ極またはＮ−Ｎ極は、隣り合う可動体Ｅの磁極すなわち上記Ｓ−Ｓ極の場合はＮ−Ｎ極、上記Ｎ−Ｎ極の場合はＳ−Ｓ極と、引き合うように異なる磁極とし、交互に異なる磁極を並べたリニア振動アクチュエータモジュールとすることにより各可動体Ｅを中立状態に安定させるという効果を有する。また、中立位置に置いた磁性体を直線軌道とすることにより、上述の一実施の形態に比べて中立状態がより軌道上で安定するという効果を有する。

図５は、図２ないし図４に示した小型リニア振動アクチュエータの１実施例の起電位の変化様子を示す図である。
この実施例において、リニア振動アクチュエータＡのボビンＢの寸法は、長さが２４ｍｍ、径が１０ｍｍであり、非磁性体から形成している。コイルＣは、被服銅線製で０．２１ｍｍ径を用い、３つの分割コイルをそれぞれ２ｍｍあけて２４０回巻きしたものを用いた。可動体Ｅは、可動子Ｆとして非磁性の２ｍｍ径のものを使用し、磁性体Ｇとして、鉄製の６ｍｍ径で長さ２ｍｍのものを使用した。永久磁石は、ネオジューム製の６ｍｍ径で長さ６ｍｍのものを使用した。
図５は、人的に可動体の可動子を押して、離したときの起電力の大凡の振幅変化を示している。Ｘ軸は時間を表わし、Ｙ軸は起電力の大きさを表わしている。図５にて、ｔ１は可動子Ｆを押し初めてから押し終わるまでの可動子を移動させるのに要した時間、ｔ２は押し終わってから指を離す前までの可動子が停止している時間、ｔ３は可動子から指を離してから可動子が元の位置に復帰するまでに要した時間を示す。図中、２５０ｍｓは、２５０ミリ秒を意味する。

まず、図２ないし図４において、可動体Ｅの可動軸Ｆの一方の先端から人的力を加えて一時的に他方の先端に向けて強制移動させる。その結果、励磁コイルＣにフレーミングの電磁誘導の法則に従いプラスの起電位が生じる。その結果、電極端子Ｏに電流が出力される。これが図５において、加圧エネルギー曲線Ｐとして示されている。
続いて、人的力を解除することで、励磁コイルＣに磁石にフレーミングの電磁誘導の法則に従いマイナスの起電位が生じる。その結果、電極端子Ｏに逆電流が出力される。その直後、可動体Ｅは元の中立状態に戻る。これが図５において、復旧エネルギ曲線Ｒとして示されている。

視覚障害者の情報伝達手段として指先でなぞる点字ディスプレ−が、現在も広く使われているが、将来は認識が容易な指ごとの指点字ディスプレーによる情報伝達が多く望まれることになる。指ごとの触覚が双方向でリアルタイムに通信できるようになり、その情報伝達の手段に赤外線通信または遠隔地における通信手段として無線通信が使われることになる。本発明に係る通信端末機は、このような携帯端末の触覚入出力装置部分に使用されうる。またその他情報伝達機器などのほか、センサなどの他の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態を示す通信端末機の一部を切り欠いたの正面図 本発明に係わるリニア振動アクチュエータモジュールの実施の形態に使用するリニア振動アクチュエータを示す正面図 同アクチュエータの平面図 同アクチュエータの図３におけるＸ−Ｘ線に沿った拡大断面図 同アクチュエータの発生する起電力を示す縦軸に起電力とし横軸を時間としたグラフ（実施例） 本発明に係るリニア振動アクチュエータモジュールの一実施形態を示す平面図 同モジュールの側面図 同モジュールの正面図 同モジュールの図６におけるリニア振動アクチュエータおよび磁束収束用磁性体の磁極の状態を示す模式図 図１の通信端末機での回路基板の構成を示すブロック図 信号を種々のコードに変換できるコード表の一例を示すテーブル 信号を種々のコードに変換できるコード表の他の例を示すテーブル 本発明に係るリニア振動アクチュエータモジュールの他の実施形態を示す平面図 他の実施形態である同モジュールの側面図 他の実施形態である同モジュールの正面図 同モジュールの図１３におけるＹ−Ｙ線に沿った断面図 同モジュールの図１３におけるリニア振動アクチュエータおよび磁束収束用磁性体の磁極の状態を示す模式図 従来の常装着型入力システムを示す左手に装着した状態を示す斜視図 従来のポータブル対話装置の点字入力用キーボードの構成を示す平面図 従来のポータブル対話装置のディスプレイを示す平面図 従来のポータブル対話装置の基本システム構成を示すブロック図

符号の説明

１ 右手用通信端末装置
１０１ 左手用通信端末装置
２，１０２ 筐体
３〜６，１０３〜１０６ キー
１０，１１０ キー駆動発生器を兼ねたキー電位発生器（リニア振動アクチュエータ）
４０，１４０ ＣＰＵ
４１，１４１ コード回路
４２，１４２ アンコード回路
５０，１５０ 送受信器
６４，１６４ クリックスイッチボタン
６６，１６６ スクロールスイッチボタン
Ａ リニア振動アクチュエータ
Ｂ ボビン
Ｃ 励磁コイル
Ｄ 磁性体
Ｅ 可動体
Ｆ 可動軸
Ｇ 磁性体
Ｈ，Ｉ 永久磁石
Ｊ 枠体
Ｋ，Ｔ カラー
Ｍ 磁性体
Ｏ 電極端子
Ｐ，Ｑ 軸受
Ｓ カバー

Claims (11)

1. 筐体と、該筐体を握持する使用者のそれぞれの指があたる位置にて前記筐体に対して進退動可能に前記筐体に配設された複数のキーと、前記使用者の指の動きに応動した前記キーの移動に従って電位を発生させるキー電位発生器と、発生した電位を送信コード信号に変換するコード回路と、受信したコード信号を前記キーを移動させる電位に変換するアンコード回路と、前記アンコード回路からの変換電位によって前記キーを移動させるキー駆動発生器と、コード化された信号を送受信する送受信器とを備えた通信端末装置であって、
   リニア振動アクチュエータモジュールを含み、当該リニア振動アクチュエータモジュールは、
   前記キー電位発生器と前記キー駆動発生器とからなるリニア振動アクチュエータを、少なくとも２個、枠体に所定間隔をあけて配置してこれらリニア振動アクチュエータの各固定子の両端を固定支持し、かつこれらリニア振動アクチュエータの各固定子の各磁性体であって、前記リニア振動アクチュエータの中央の位置上に配設した磁束収束のための磁性体が、これらリニア振動アクチュエータを並べた方向に延びる直線上に配設されるリニア振動アクチュエータモジュールを、具備する
   ことを特徴とする通信端末装置。
2. 前記リニア振動アクチュエータは、
   筒状ボビン、該ボビンの軸方向に単一コイルを少なくとも２分割して該ボビンの外周面に所定間隔をあけて巻回してなる励磁コイルと、
   これら分割された前記励磁コイル列の中央に配設された磁束収束のための前記磁性体を具備した固定子と、
   前記ボビン内にて軸方向に往復動自在に配置した棒状可動子と、
   前記棒状可動子に装着した第２磁性体と、
   前記棒状稼動子の軸方向両側にて前記可動子に装着した永久磁石と、を具備した可動体とからなり、
   該可動体内で、前記第２磁性体をはさんだ両側の前記永久磁石は互いに反発する磁極同士が隣り合う配置になっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信端末装置。
3. 少なくとも一対のクリックスイッチと、移動又はスクロールスイッチとを具備したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の通信端末装置。
4. 前記筐体を使用者が片手で握持できる形状と成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の通信端末装置。
5. 使用者が片手で握持できる形状と成した前記筐体２個を一対として両手で握持し、これらを有線または無線にて接続して一体化したことを特徴とする請求項４記載の通信端末装置。
6. 前記リニア振動アクチュエータモジュールにおいて、前記固定子の前記磁束収束のための磁性体が前記ボビンの外周に沿わせた略半円状となしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の通信端末装置。
7. 筐体と、該筐体を握持する使用者のそれぞれの指があたる位置にて前記筐体に対して進退動可能に前記筐体に配設された複数のキーと、前記使用者の指の動きに応動した前記キーの移動に従って電位を発生させるキー電位発生器と、発生した電位を送信コード信号に変換するコード回路と、受信したコード信号を前記キーを移動させる電位に変換するアンコード回路と、前記アンコード回路からの変換電位によって前記キーを移動させるキー駆動発生器と、コード化された信号を送受信する送受信器とを具備し、
   前記キー電位発生器と前記キー駆動発生器とからなるリニア振動アクチュエータを、少なくとも２個、枠体に所定間隔をあけて配置してこれらリニア振動アクチュエータの各固定子の両端を固定支持し、かつこれらリニア振動アクチュエータの中央の位置上であってこれらリニア振動アクチュエータを並べた方向に直線的に延ばした磁束収束用磁性体を前記枠体に設けてなるリニア振動アクチュエータモジュールを、具備する
   ことを特徴とする通信端末装置。
8. 前記リニア振動アクチュエータは、
   筒状ボビン、該ボビンの軸方向に単一コイルを少なくとも２分割して該ボビンの外周面に所定間隔をあけて巻回してなる励磁コイルと、
   前記ボビン内にて軸方向に往復動自在に配置した棒状可動子と、
   前記棒状可動子に装着した磁性体と、
   前記棒状稼動子の軸方向両側にて前記可動子に装着した永久磁石と、を具備した可動体とからなり、
   該可動体内で、前記磁性体をはさんだ両側の前記永久磁石は互いに反発する磁極同士が隣り合う配置になっている
   ことを特徴とする請求項７に記載の通信端末装置。
9. 少なくとも一対のクリックスイッチと、移動又はスクロールスイッチとを具備したことを特徴とする請求項７または８記載の通信端末装置。
10. 前記筐体を使用者が片手で握持できる形状と成したことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１記載の通信端末装置。
11. 使用者が片手で握持できる形状と成した前記筐体２個を一対として両手で握持し、これらを有線または無線にて接続して一体化したことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項記載の通信端末装置。

Images