JP6669369B1 - 表示装置及び表示方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】視覚障害者へ形状と色相とを伝達する。【解決手段】表示装置1において、移動自在に設けられた触知ピンPは、平面上にN本(図示例では、16本)設けられ、さらに、N本より少数のM本(図示例では4本)ずつのグループ(群)Gに分割して配置されている。前記触知ピンPは、表示対象の形状に対応して、群G1〜G4毎に高さを調整することにより、表示対象を触覚で認識可能に表示する。各群Gに属する触知ピンP1〜P4の高さの相違によって、表示対象の色を表示する。【選択図】図1

Description

本発明は、表示装置及び表示方法に関する。
視覚障害者へ画像イメージを伝達する手段として、表示すべき形状に応じて多数のピンの凹凸を調整することができるタブレットを用い、視覚障害者に触覚を介して形状の情報を伝達することが考えられる。また視覚障害者のうち、色の概念を理解している場合が多い中途失明者には、形状を把握するだけでなく、色調も把握したいという需要がある。このような背景に関連する技術として、特許文献1がある。この特許文献1に記載された装置は、二次元平面上に配置された多数の触知ピンの出入りにより形状を表現するとともに、色相に対応した振動数で触知ピンを振動させる方式を採用している。
特開2014−146194号公報 実用新案登録第3198866号公報 特開2005−229189号公報
しかしながら、特許文献1に記載された触覚表示技術は、振動により色相を表示する方式であって、色相に対応して振動数の微妙な相違を判別する必要があるから、的確に振動数を認識して色相に対応付けるに足る触覚を得るには、利用者が必要な触覚を習得するために、長期間にわたる訓練が求められるという課題がある。
また特許文献2には、色相環に対応する凸点をタグに形成し、このタグを衣服や日用品等に取り付ける技術が開示されているが、対象となる所定形状の物品に色相の情報のみを追加して表現するに過ぎず、様々な画像イメージ(形状)に関連付けて色相を表現することができるものではない。
また特許文献3には、色相に対応する高低差を持つ立体画像を形成する技術が開示されているが、画像イメージ(形状)を色相とともに触覚として表現する具体的な構成を開示するものではない。
この発明は、視覚に障害を持つ使用者に対し、色相を表示することができる表示装置および表示方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の第1態様にかかる表示装置は、それぞれ第1の位置と、この第1の位置とは異なる第2の位置との間で移動可能に構成されたN本の触知ピンを有し、前記N本の触知ピンは、前記N本より少数のM本を一の群として複数群に分割され、各群に含まれるM本の触知ピンは、それぞれ、表示対象となる色相に対応する組み合わせで、前記第1の位置または第2の位置に配置されたことを特徴とする。
本発明の第2態様にかかる表示装置は、上記第1の態様にかかる表示装置と、表示対象の形状と色相とに対応する相対位置に前記触知ピンを移動させる制御装置とを有することを特徴とする。
本発明の第3態様にかかる表示方法は、N本の触知ピンをN本より少数のM本ずつの群に分類する工程と、表示すべき形状に対応して、前記触知ピンを群毎に異なる高さに移動させる工程と、表示すべき色相に応じて、各群の前記触知ピンを群内で異なる高さに移動させる工程とを有することを特徴とする。
本発明は、視覚に障害のある使用者に色を伝えることができる。
本発明の第1態様にかかる表示装置の最小構成を示す図である。 本発明の第2態様にかかる表示装置の最小構成を示す図である。 本発明の第1実施形態の触知ピンの配置を示す平面図である。 図3の触知ピンの詳細を示す縦断面図である。 第1実施形態に使用される色環の配置例の説明図である。 第1実施形態の触知ピンの配置例を示す平面図である。 第1実施形態により表示例の説明図である。 図7の表示例の表示対象の実際の色彩の説明図である。 第1実施形態の全体構成のブロック図である。 第1実施形態の動作を示すフローチャートである。 ピン配置の変形例を示す平面図である。
本発明の第1態様の表示装置の触知ピン部分の最小構成例について、図1を参照して説明する。
表示装置1において、符号Pは図1の紙面と交差する方向に移動自在に設けられた触知ピンである。この触知ピンPは、平面上にN本(図示例では、16本)設けられ、さらに、N本より少数のM本(図示例では4本)ずつのグループ(群)Gに分割して配置されている。便宜上、一の群Gに含まれる複数の触知ピンPをP1〜P4の符号により区別する。また、各群GをG1〜G4の符号により区別する。
前記触知ピンPは、表示対象の形状に対応して、群G1〜G4毎に相対的な高さ(図1の紙面と交差する方向への高さ)を調整することにより、表示対象を触覚で認識可能に表示する。また各群Gに属する触知ピンP1〜P4の高さの相違によって、表示対象の色を表示する。例えば、P1〜P3の高さによって、P1〜P3に対応する三原色(赤、黄、青)のレベルの比率を表示し、また、触知ピンP4の高さによって、明度のレベルを表示する。すなわち形状を表示するXY座標の一の点に対応して一の群Gが他の群Gに対して形状に対応して相対的に所定の凹凸となるよう高さが調整され、一の群Gに包含される複数の触知ピンP1〜P4が色に対応して相対的に所定の凹凸となるよう高さが調整される。なお、一の群G内の触知ピンP1〜P4の高さによる色相の表示は、群G1〜G4全体の形状表示の分解能とは異なる分解能に設定すること、あるいは、群G1〜G4の相対的な高さ調整による形状表示から時間差をおいて、各群G内の触知ピンP1〜P4の相対的な高さ調整による色の表示を行うことなど、形状の表現と色相の表現との区別をつけ易くするよう配慮することが望ましい。
なお、触知ピンPの配置は、図1の例では、M本を一群として、一の群G1に属する触知ピンPを互いに物理的に近接して配置し、他の群G2に属する触知ピンPも同様に互いに物理的に近接して配置するとともに、一の群G1に属する触知ピンPと他の群G2に属する触知ピンPとを互いに離す配置とした。しかしながら、触知ピンPの配置と群Gの配置とは、図1の配置に限られるものではない。例えば、物理的に一様な行列状に配置された多数の触知ピンPを便宜上複数の群G毎に分割して、群G毎に、当該群Gに含まれるM本の触知ピンPの高さを調整しても良い。また、群Gに対応する一段目の触知ピン(例えば、図1に鎖線の円で示す群Gの輪郭に対応する形状)から、さらに二段目の触知ピンを移動可能な構成として、図1に図示された前記触知ピンPを設け、一段目の群Gの単位での相対位置によって形状を表現し、二段目の触知ピン単位での相対位置によって色相を表現しても良い。
本発明の第2態様の触知ピンとその制御装置とを有する表示装置の最小構成例について、図2を参照して説明する。なお図1と共通の構成には同一符号を付し、説明を簡略化する。
符号2は、制御装置であって、この制御装置2は、表示すべき形状、色相のデータを前記触知ピンPの移動量(図2の紙面と交差する方向への高さ)に変換し、この移動量の信号によって、例えばリニアアクチュエータ等の駆動装置(図示略)の駆動量を制御することにより、群G1〜G4の単位で移動量を制御し、また、各群Gを構成する触知ピンP1〜P4の単位での移動量を制御するよう構成されている。
第3態様の表示方法を図2を参照して説明する。
すなわち、N本の触知ピンPをN本より少数のM本ずつの群G1〜G4に分類し、前記触知ピンPを表示すべき形状に対応して、群G毎に異なる高さに移動させ、表示すべき色相に応じて、各群Gの前記触知ピンP1〜P4を群内で異なる高さに移動させることにより、N本の触知ピンPが全体として形状と色相とに対応する凹凸で配置される。したがって、触知ピンPを触った使用者が形状と色相を認識することができる。
図3〜図10を参照して本発明の第1実施形態を説明する。なお図1、図2と共通の構成要素には同一符号を付し、説明を簡略化する。
図3は表示装置1を構成するN本のピンPの群(グループ)Gの配置を示す。この表示装置1は、複数(例えばNより少ないM本)の触知ピンにより構成された群Gを二次元平面上で行列状に配置した構成となっている。なお図3には、便宜上、群Gのみを図示したが、各群Gは、後述する図6に示すように、所定の配置とされた複数の触知ピンPを備えている。
表示装置1を構成する基板10には、図4に示すように、触知ピンPが埋め込まれており、各触知ピンPは、基体11とこの基体11に対して軸方向(図4における上下方向であって、表示装置1を含む平面と直交する方向)に出入り可能に構成されたピン本体12とを有する。ピン本体12は、例えば、前記基体11に内蔵された、磁気的、あるいは機械的に動作するリニアアクチュエータによって移動する。またピン本体12は、表示すべき形状、色相に応じて、凹凸いずれかの2位置、あるいは、最凸部と最凹部との間の任意の位置へ移動することできるよう構成されている。
一の群に含まれる触知ピンPは、例えば、図5に示す色環に対応して配置されることにより、当該位置に対応する色相を表している。すなわち、環状に並べられた赤、赤橙、橙、黄橙、黄、黄緑、緑、青緑、青、青紫、紫、赤紫の各位置に対応して、より具体的には、色毎に、30度ずつ周方向に間隔をおいて、図6に示すように12個所に配置されている。
図6は、一の群Gに含まれる触知ピンP1〜P14を平面視した(移動方向と直交方向から見た)配置図である。
ここで、P1は赤、P2は赤橙、P3は橙、P4は黄橙、P5は黄、P6は黄緑、P7は緑、P8は青緑、P9は青、P10は青紫、P11は紫、P12は赤紫にそれぞれ対応し、全体として環状に配置されている。また触知ピンP1〜P12がなす環の内側には、径方向に沿って触知ピンP13、P14が配置されている。これら触知ピンP13、14は、相対的な凹凸によって、表示すべき明度を表すよう相対位置が調整される。なお二つの触知ピンP13、P14に代えて、単一の触知ピンPの突出高さにより、例えば突出高さが大きいほど明度が高いといった規則に基づいて、明度を表示しても良い。
図9は、触知ピンPの移動を制御する制御部の構成を示すものである。符号1は表示装置を示し、この表示装置1は、多数の触知ピンPを前述の図3〜6に示すように所定の配列で配置して構成された、触覚ディスプレイ13を有する。触覚ディスプレイ13内の触知ピンPは、触知ピン制御部14によって個々に駆動制御される構成となっている。前記触知ピン制御部14は、制御部15が有するCPU(Central Processing Unit)により、ROM(Read Only Memory)16、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)17に記憶されたデータに従って制御されて、蝕知ピンPを所定の位置(突出高さ)に制御する。
上記制御部15の制御動作を図9のフローチャートにしたがって説明する。
ステップSP1
電源を投入することにより、表示装置1が動作を開始する。
ステップSP2
制御部15がROM16に格納されたカラー画像データ(表示対象についての三次元形状データと、色データ)を取り出す。
ステップSP3
制御部15が、ROM16から読み出したカラー画像データを展開してSDRAM17に記憶させる。
ステップSP4
制御部15が、カラー画像データから、三次元形状についての触知ピンPの凹凸(突出高さ)量、および、色(色相、および明度)についての触知ピンPの凹凸(突出高さ)量を含む指示データを生成する。この指示データは、例えば、触知ピンPのピン本体12に内蔵されたリニアアクチュエータの作動量、換言すれば、該リニアアクチュエータを所定量だけ作動させる命令となる電気信号である。ここで制御部15は、例えば、触知ピンPの群(グループ)G毎に制御することによって表示対象の三次元形状を表示し、一の群Gに属する触知ピンPの相対的な位置を制御することによって色相、明度を表示する。
ステップSP5
制御部15が、触知ピン制御部14に対して触知ピンPの駆動量について指示データを供給する。例えば、図8に示すような信号機の赤(R)、黄(Y)、青(B)(便宜上、各々の色を異なるハッチングで図示する)は、図7に示すような、グレースケール(便宜上、赤に対応する明度をR’、黄に対応する明度をY’、青に対応する明度をB’で図示する)に変換し、各グレースケールに対応する触知ピンPの突出量に変換し、これを指示データとして出力する。
ステップSP6
触知ピン制御部14が指示データに従って触覚ディスプレイ13上の該当する触知ピンPを突出させることにより、触知ピンPが所定の形状、色彩、明度を凹凸としてとして表示する。
SP6終了後、所定時間にわたって触知ピンPの突出量を維持した後、SP2に戻って次に表示すべき画像の読み込みを繰り返す。すなわちSP2〜SP6を連続的に実行することにより、動画に相当する形状、色相、明度の変化を表示することができる。またSP6により触知ピンPを所定の高さとした後、SP2へ戻らずに、所定時間にわたって待機することにより、静止画に相当する表示を行うことができる。なお所定時間経過しても新たなデータが供給されない場合には、最後に供給された表示状態で停止するか、全部の触知ピンPを同じ高さに戻す。
なお、上記第1実施形態では、触知ピンP1〜P12を色環に対応する配置としたが、3つの触知ピンPを三原色に対応する配置として、その凹凸の程度により各原色のレベルを表現しても良い。また、触知ピンPの突出高さに差を設けることにより、例えば、16階調の濃淡を表現しても良い。さらに、より多くの触知ピンPを用いることにより高分解能化し、例えば、36種の細かい色相を表現しても良い。
図11は、表示装置のピン配置の変形例を示すものである。
この表示装置1Aは、直交座標上にN本のピンP、P’を行列状に配置したものであり、色を表示しない場合は、通常のタブレットとして、全てのピンPを用いて形状を表現する。また、色を表示する場合には、図中斜線を施した13本のピンP’を一群のピンと見做し、13本のピンP’を有する複数の群Gが直交座標上に行列状に配置されたと仮想して、前記第1実施形態における一の群Gと同様、一の群Gと他の群Gとの凹凸によって形状を表現するとともに、各群Gを構成するピンP’の凹凸によって色相を表現することができる。
すなわち、変形例のように、XY平面の直交座標上の行列状にピンPが配置された汎用の表示装置を用いて、色相を表現することができる。また図11の装置では、形状のみを表示する場合には、全部(N本)の触知ピンPの全部を使って高分解能で表示することができ、また、形状と色相を表示する場合には、N/M群Gの触知ピンPの凹凸によって形状を表示するとともに、各群Gを構成するM本のピンP’によって色相、明度を表現することができる。
なお触知ピンの数、具体的な配置は、実施形態、変形例に限定されるものではない。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
本発明は、形状と色彩とを使用者の触覚により表現する装置、方法に関する。
1、1A 表示装置
2 制御装置
10 基板
11 基体
12 ピン本体
13 触覚ディスプレイ
14 触知ピン制御部
15 制御部(CPU)
16 ROM
17 SDRAM
P、P’、P1〜P14 触知ピン
G、G1〜G4 群(グループ)

Claims (8)

  1. それぞれ第1の位置と、この第1の位置とは異なる第2の位置との間で移動可能に構成されたN本の触知ピンと、
    これらの触知ピンを移動させる制御装置とを有し、
    前記N本の触知ピンは、前記N本より少数のM本を一の群として複数群に分割され、
    各群に含まれるM本の触知ピンは、それぞれ、表示対象となる色相に対応する組み合わせで、前記第1の位置または第2の位置に配置され、
    前記複数群の触知ピンのうち、一の群の触知ピンと他の群の触知ピンとの相対位置が、表示対象の形状に対応して異なり、
    各群に含まれるM本の触知ピンの相対位置が、表示対象の色相に対応して異なり、
    前記制御装置は、
    表示対象の形状と色相とに対応する相対位置に前記触知ピンを移動させるものであって、
    前記表示対象の形状を表示するための前記触知ピンの高さ調整と、前記色相を表示するための前記触知ピンの高さ調整とを所定の時間差をおいて行う、
    表示装置。
  2. 前記M本の触知ピンを有する複数の群は、行列状に配置された、
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記触知ピンは、前記複数の群がなす行列を含む平面と交差する方向に移動可能に構成された、
    請求項に記載の表示装置。
  4. 前記M本の触知ピンを有する各群において、触知ピンが色環に対応して配置された、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示装置。
  5. 前記M本の触知ピンを有する各群において、触知ピンが3原色に対応して配置された、請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示装置。
  6. 表示対象の明度を表示する触知ピンをさらに有する、
    請求項4または5のいずれか1項に記載の表示装置。
  7. 前記触知ピンの数Nは、各群の触知ピンの数Mの2以上の整数倍である、
    請求項1〜6のいずれか1項に記載の表示装置。
  8. N本の触知ピンをN本より少数のM本ずつの群に分類する工程と、
    表示すべき形状に対応して、前記触知ピンを群毎に異なる高さに移動させる工程と、
    表示すべき色相に応じて、各群の前記触知ピンを群内で異なる高さに移動させる工程と、
    を有し、
    前記触知ピンの群毎の高さ調整と、群内における高さ調整とを所定の時間差をおいて行う、
    表示方法。
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