JPH11133850A - 触覚による情報伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 話者の音声を文字化した後、指や掌等への触
覚情報として被伝達者に伝える。 【解決手段】 触覚による情報伝達装置１において、話
者の音声を入力するための音声入力手段２と、音声入力
手段２からの音声情報を記憶するための音声記憶手段４
と、音声記憶手段４の情報を文字情報に変換する情報変
換手段５と、情報変換手段５からの文字情報を指や掌の
触覚情報として被伝達者に出力する触覚情報出力手段６
とを設け、話者の音声を文字情報に変換してこれを触覚
情報、例えば、指や掌への圧力による感触として被伝達
者に送出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音声情報を触覚情
報、例えば、指や掌への圧力による感触として伝達する
ことができる情報伝達装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】全盲聾疾患における情報伝達方法として
「指点字」と称される方法が知られている。これは情報
の伝達者がその手を被伝達者の手に上から重ね合わせ
て、お互いの指同士を各別に接触させておいてから、伝
達者が意図する言語情報に応じてその指の選択を行う、
つまり、特定の指の組み合わせ（例えば、右手の中指と
左手の人差し指等）を選んで、これらの指に対応する被
伝達者の指を押圧することで、被伝達者が押圧された指
から文字情報を把握することができるようにした方法で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、指点字
が人の手から手への直接的な意思疎通法であるがため
に、下記に示すような問題がある。

【０００４】（１）指点字を習得していない人が情報伝
達を行う場合には習得者の介在を要する 即ち、指点字を習得していない人は、先ず、習得者の送
話内容を伝達し、これを習得者に通訳してもらう必要が
ある。

【０００５】（２）注意信号や危険回避のための情報伝
達が遅れる虞がある 例えば、全盲聾疾患の人が運動（スキー、乗馬、水泳
等。）を行う際に、該運動の指導者との間の情報伝達に
おいて、運動の中止後に指点字の習得者が指導者の指示
内容を通訳することになるため、運動中の注意や危険回
避のための指示が遅れる虞が生じ得る。

【０００６】（３）指点字の習得に時間がかかる 例えば、脳性麻痺等によって途中で全盲聾疾患を患った
人が指点字を習得するには、先ず、点字を習得し、その
後に指導者から１対１で指点字を習得するため、指点字
を習得するのに時間がかかる。

【０００７】そこで、本発明は、話者の音声を文字化し
た後触覚情報として被伝達者に伝えることを課題とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を
解決するために、話者の音声を入力するための音声入力
手段と、音声入力手段からの音声情報を記憶するための
音声記憶手段と、音声記憶手段から読み出した情報を文
字情報に変換する情報変換手段と、情報変換手段からの
文字情報を指若しくは掌の触覚情報として被伝達者に出
力する触覚情報出力手段とを有するものである。

【０００９】従って、本発明によれば、話者の発する音
声情報を記憶しておき、これを文字情報に変換してから
触覚情報として被伝達者に伝えることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、話者の音声を文字情報
に変換するとともに、当該文字情報を触覚情報として被
伝達者に送出する情報伝達装置であり、例えば、触覚情
報を被伝達者の手の指に伝達すれば本発明は指点字装置
として機能する。

【００１１】図１は本発明に係る情報伝達装置１の基本
構成を示すものであり、装置の形態としては据え置き
型、携帯型が挙げられるが、使い勝手の観点からは後者
の方が好ましい。

【００１２】音声入力手段２は、話者の音声を入力する
ために必要とされ、例えば、マイク等を用いて音声を電
気信号に変換した後、フィルタ手段３を介して音声記憶
手段４に送出する。尚、フィルタ手段３は人間の可聴周
波数帯以外の信号をカットすることで誤検出の頻度を低
減するものである。

【００１３】音声記憶手段４は、音声入力手段２からの
音声情報を記憶するために設けられており、該音声記憶
手段４に格納された記憶情報は、後段の情報変換手段５
に送出される。

【００１４】情報変換手段５は、音声記憶手段４から読
み出した音声情報を文字情報（点字文字や絵文字等も含
む。）に変換するものであり、音声情報について母音や
子音等を把握してこれらを対応する文字情報に変換す
る。尚、音声認識法や音声から文字への変換法には既知
の方法を用いれば良く、音声情報は最終的に５０音や濁
音等を表記するひらがな、カタカナ等の文字情報に変換
される。また、他の言語への応用についても同様に（例
えば、英語の場合には母音や子音に対応するアルファベ
ットへの変換。）行うことができることは勿論である。

【００１５】情報変換手段５の出力する文字情報は触覚
情報出力手段６に送出され、ここで指や掌等への触覚情
報に変換されて被伝達者に出力される。尚、被伝達者へ
の伝達箇所については、手の指や掌だけに限らず、足の
指や足裏等でも良いことは勿論である。

【００１６】触覚情報の伝達方法については、文字情報
が被伝達者の手や指等の感覚に翻訳されて伝達される
（例えば、圧力や振動、熱等。）のであれば基本的には
如何なる方法でも良く、例えば、携帯電話で用いられる
バイブレーションモータ等によって手や指等に所定の振
動を加える方法が挙げられる。また、手の指の各々に対
応する可動部材を駆動し、該可動部材によってこれに対
応する指を下方に押圧する方法等が挙げられるが、情報
伝達の確実性や識別性の観点からは図２乃至図６に示す
ように、指に圧力を加えたり、指若しくは掌の所定箇所
に圧力を加える加圧手段を触覚情報出力手段６に設ける
方法が好ましい。

【００１７】図２は指サック状をした加圧手段７、７、
・・・が手の各指に取り付けられており、音声認識及び
文字変換後において指毎の選択信号にコード化された情
報（例えば、各指の選択の有無を２値化信号に符号化し
て、２進１０桁値「０１０００００１００」で表す等。
「１」が選択を意味する。）は、これに対応した加圧手
段によって指を各別に圧迫することで触覚情報に変換さ
れて被伝達者に送出される。

【００１８】尚、加圧手段には、例えば、繊維質の基材
に対して人工筋肉や形状記憶合金を編み込んだもの等を
用いることができ、また、人工筋肉としては、図３及び
図４に示す基本素子８を１つのセルとしてこれを縦横に
多数配列して得られる構成を用いることができる。

【００１９】図３に示す基本素子８において、２つの電
磁石９と９′との間に収縮可能な弾性部材１０が設けら
れて３者が結合されている。電磁石９、９′はそれぞれ
の磁性体９ａ、９′ａ及び弾性部材１０の周囲に亘って
コイル１１が所定の巻き方向に巻回された構成を有して
おり、図４に示すようにコイル１１の一端を正極とし、
コイル１１の他端を負極として定電圧源１２を接続した
場合には電磁石９と９′間に引力が働くため（図にはそ
のときの極性を「Ｎ」、「Ｓ」で示す。）、弾性部材１
０が潰れて、基本素子８が縮むことになる。よって、こ
の力が多数の基本素子のそれぞれに生じて合力としての
圧力となり、これによって指等を圧迫するのに充分な力
を得ることができる。尚、電磁石９と９′との間に斥力
を生じさせるには電磁石９と９′とでコイル１１の巻方
向を逆にすれば良い。

【００２０】また、図５に示すように、一本の指（人差
し指等）に嵌めた指サック状の加圧手段１３が、図に○
印で示す多数の点圧部１３ａ、１３ａ、・・・（例え
ば、上記基本素子８を用いて形成される。）を有してお
り、各点圧部１３ａが点字の構成点にそれぞれ対応して
いる。即ち、この場合には上記情報変換手段５によって
出力される点字情報に応じて各点圧部１３ａを駆動して
点字の突部と等価な感触を伝達することができる。

【００２１】図６は、掌に装着された加圧手段１４が、
同図に○印や●印で示す多数の点圧部１４ａ、１４ａ、
・・・を有しており、各点圧部１４ａが文字の構成点に
それぞれ対応している。例えば、同図に●印で示すよう
にカタカナの「ア」の文字を構成する点圧部だけを順次
駆動することにより、あたかも掌に指で「ア」の文字を
描くかのように被伝達者に触覚情報を与えることで、文
字情報を伝達することができる。この方法では、例え
ば、肯定（Ｙｅｓ）や否定（Ｎｏ）の意思表示や、注
意、危険等、緊急性を要する情報を絵文字として確実か
つ迅速に被伝達者に伝えることができるという利点があ
る。

【００２２】尚、上記した加圧手段７、１３、１４への
駆動信号の伝送方法としては有線による通信（電線や光
ファイバー等）又は無線通信が挙げられるが、装置とし
ての携帯性を重視する場合には無線通信が好ましい。

【００２３】上記した情報伝達装置１において、話者が
複数存在する場合であって話者の音声を切り替えてこれ
らを音声記憶手段に選択的に記憶させるときには、図７
に示す情報伝達装置１Ａのように、音声入力手段２
（ｉ）、フィルタ手段３（ｉ）、音声記憶手段４（ｉ）
からなる複数の信号入力部１５（ｉ）（但し、ｉ＝１、
２、・・・）を選択手段（セレクタ）１６に接続すると
ともに、所望の音声記憶情報を選択的に切り替えて情報
変換手段５に送出すれば良い。

【００２４】そして、各信号入力部１５（ｉ）にはそれ
ぞれの音声入力手段２（ｉ）を使用する人を識別するた
めの識別情報（氏名や略称等。）を前もって付与してお
き、情報変換手段５における音声から文字への変換に際
して、当該識別情報をその前段部に付加することで、被
伝達者が情報の発信者を特定することができるようにす
ることが好ましい。そのためには、音声入力手段２
（ｉ）によって得られる音声情報がどの話者から発した
のかを特定するための話者識別情報記憶手段１７を設け
るとともに、選択手段１６によって選ばれた音声記憶手
段４（ｉ）の音声情報を情報変換手段５によって文字情
報に変換する前に、当該音声情報に対応する話者の識別
情報を話者識別情報記憶手段１７から読み出して、これ
を情報変換手段５で変換される文字情報の直前に付加す
る話者識別情報付加手段１８を設ければ良い。尚、話者
識別情報記憶手段１７に話者の識別情報を記憶させるに
あたっては、例えば、当該識別情報を装置に入力するた
めの話者識別情報入力手段１９を設ける方法や、話者に
自分の氏名等を発音してもらってこれを上記信号入力部
１５（ｉ）を通して情報変換手段５に送出して文字情報
に変換したものを選択手段１６での選択信号と併せて話
者識別情報記憶手段１７に記憶させる方法が挙げられ
る。

【００２５】但し、図７に示す構成では、音声入力手段
やフィルタ手段の数が話者の数だけ必要となり、装置が
大掛かりになってしまうので、図８の装置１Ｂに示すよ
うに、音声入力手段やフィルタ手段を共通化して入力を
一系統とし、声紋によって話者を区別する構成を採用す
ることが好ましい。

【００２６】情報伝達装置１Ｂでは、複数の話者につい
て音声入力手段２から得られる音声情報を各別に記憶す
るための複数の音声記憶手段４（ｉ）（ｉ＝１、２、・
・・）を設けることにより、音声入力手段２の捉えた音
声信号がフィルタ手段３及び声紋フィルタ２０を経た後
切換部２１を介して各音声記憶手段４（ｉ）にそれぞれ
格納される。

【００２７】声紋フィルタ２０は入力音声についての声
紋を抽出して識別するために設けられており、声紋情報
は声紋記憶手段２２に格納される。そして、話者を特定
するための識別情報を入力するための話者識別情報入力
手段１９を設け、当該識別情報を声紋記憶手段２２に記
憶された話者の声紋情報に関連付けて話者識別情報記憶
手段１７に格納する。

【００２８】つまり、声紋フィルタ２０、声紋記憶手段
２２、話者識別情報記憶手段１７は声紋登録手段２３を
構成しており、該声紋登録手段２３は、音声入力手段に
よる音声信号から声紋を識別して該声紋と上記話者識別
情報入力手段による入力情報とを関連付けて記憶する。

【００２９】音声記憶手段４（ｉ）の後段に設けられた
選択手段１６は、複数の音声記憶手段のうちのいずれか
の音声記憶手段を選択するために設けられており、各音
声記憶手段に格納された音声情報は選択手段１６を介し
て順次に取り出されて情報変換手段５に送出される。

【００３０】そして、情報変換手段５において変換され
た文字情報がどの話者によって発せられたものかを区別
するための識別情報を、当該文字情報のヘッダー部とし
て付加するために話者識別情報付加手段１８が設けられ
ており、該話者識別情報付加手段１８には選択手段１６
からの音声情報、そして声紋記憶手段２２からの声紋情
報や話者識別情報記憶手段１７からの識別情報が入力さ
れる。話者識別情報付加手段１８は、選択手段１６によ
って選ばれた音声記憶手段の声紋を識別するとともに該
声紋と上記声紋登録手段２３によって予め登録されてい
る声紋情報とを比較し、両者が一致した場合には当該声
紋情報に対応する話者の識別情報を話者識別情報記憶手
段１７から読み出して情報変換手段５に送出し、これを
情報変換手段５によって変換される文字情報の直前に付
加する。そして、当該文字情報を触覚情報出力手段６に
送出する。

【００３１】図９及び図１０は上記情報伝達装置１Ｂに
係る処理例を示すフローチャート図であり、先ず、ステ
ップＳ１において話者が初めて会話をする人であるか否
かを問い、そうであればステップＳ２に進み、そうでな
ければステップＳ５に進む。

【００３２】ステップＳ２では話者に対して一定期間の
音声を発してもらい、これを音声入力手段２により取得
した後、ステップＳ３に進む。

【００３３】ステップＳ３では声紋フィルタ２０により
話者の声紋情報を抽出した後当該情報を声紋記憶手段２
２に格納して次ステップＳ４に進む。

【００３４】ステップＳ４では話者識別情報入力手段１
９を用いて話者の氏名等を入力し、これを話者識別情報
記憶手段１７に格納した後ステップＳ５に進む。

【００３５】ステップＳ５では話者の発する音声を音声
入力手段２によって取得した後、次ステップＳ６ではフ
ィルタ手段３によって可聴周波数帯域外の不要信号成分
を除去する。

【００３６】そして、ステップＳ７において声質の違い
によって話者の音声を区別（分離）して切換部２１を介
して音声情報を各音声記憶手段に順次送出して、図１０
のステップＳ８に進む。

【００３７】ステップＳ８では前ステップＳ７の音声情
報を音声記憶手段に格納した後、ステップＳ９に進み、
上記した選択手段によって記憶された音声信号を選択す
るが、その順序は音声記憶手段に記録した順番通りとす
る。そして、次ステップＳ１０で、選んだ音声信号に係
る声紋が既に登録済の声紋情報のどれかと一致するか否
かを判断し、一致するものがあればステップＳ１２に進
み、また、一致する声紋がなければ、ステップＳ１１に
進んで声紋及び氏名等の登録を行うか否かを問い、登録
する場合には上記ステップＳ３に進み、登録しないので
あればステップＳ１３に進む。尚、声紋については本ス
テップで新たに声紋フィルタ２０で抽出するか、又は音
声信号の記憶前に当該音声信号について声紋フィルタ２
０で事前に抽出しておいた声紋情報を本ステップで読み
込めば良い。

【００３８】ステップＳ１２では登録済の声紋に対応す
る話者の識別情報、つまり、話者識別情報記憶手段１７
に格納されている氏名等の文字情報を、話者識別情報付
加手段１８が情報変換手段５に送出する。

【００３９】ステップＳ１３では、どのステップから本
ステップに来たかによって処理が異なる。即ち、前ステ
ップＳ１２から本ステップに到達した場合には、話者の
氏名等の文字情報を、音声から文字への変換情報に対す
る見出しとして当該変換情報に前に付加した後ステップ
Ｓ１４に進む。つまり、「話者の氏名等」＋「話者の発
声音を変換した文字列」という構成の文字情報を生成し
てこれを触覚情報出力手段６に送出する。

【００４０】また、前記ステップＳ１１から本ステップ
に到達した場合には、単に話者の発声音を文字列に変換
したものを触覚情報出力手段６に送出して次ステップＳ
１４に進む。

【００４１】尚、音声の文字列への変換については、音
声記憶手段に記憶されている全てのデータが文字情報に
変換されるまでの期間中、次の音声が選択されないよう
にする。

【００４２】ステップＳ１４では前ステップＳ１３で得
られた文字情報を指や掌等への触覚情報として被伝達者
に伝える。

【００４３】上記したステップＳ４では話者識別情報入
力手段１９を用いて話者の氏名等を入力したが、これに
限らず、ステップＳ２で話者の氏名等を発音してもらっ
てからステップＳ５に進み、ステップＳ６乃至Ｓ９を経
てからステップＳ１３に飛んでその音声信号を文字情報
に変換した後、ステップＳ３に進んで声紋の登録を行
い、ステップＳ４においてステップＳ１３で既に変換済
の文字情報（氏名等）を登録すれば、話者識別情報入力
手段１９を付設する必要がなくなる（この場合には図８
において話者識別情報入力手段１９を削除し、同図に破
線で示すように情報変換手段５で変換された氏名等の文
字情報が話者識別情報記憶手段１７に送出される構成と
なる。）ので、氏名等を入力する作業が簡単になる。

【００４４】尚、上記した例では図７や図８に示す話者
識別情報付加手段１８によって話者名等をヘッダー情報
として送話内容に前に付加する方法を挙げたが、これに
限らず指点字の会話で使用しない部位（拇指や小指）へ
の触覚情報によって被伝達者が話者を特定する方法（例
えば、右手の拇指に与える触覚情報により話者「Ａさ
ん」を特定し、左手の拇指に与える触覚情報により話者
「Ｂさん」を特定するといった約束を指点字で事前に被
伝達者に与えておく。）が挙げられる。この場合には話
者を特定するための触覚情報を、指点字での会話中にお
いて常に被伝達者に伝達することによって、話者の認識
に要する時間を短縮して会話速度の向上を図ることがで
きる。

【００４５】また、特定の話者を選定することによって
当該話者の声紋に一致する音声情報だけを音声記憶手段
から取り出して該音声情報を触覚情報に変換する機能、
あるいは被伝達者自身の音声を入力してこれを触覚情報
として直に確認する機能を装置に設ける等、各種の形態
で本発明を実施することが可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、請求項１に係る発明によれば、話者の発する音声情
報を記憶しておき、これを文字情報に変換してから触覚
情報として被伝達者に伝えることができる。従って、例
えば、指点字を習得していない人でも習得者の介在を要
することなく情報伝達を行うことができ、また、注意信
号や危険回避のための情報伝達が通訳者の介在に起因し
て遅れるといった不都合がない。そして、１人の話者か
ら本装置を使用する多数の被伝達者に情報を同時に伝え
ることができるので、指点字の習得等を効率的に行うこ
とができる。

【００４７】請求項２に係る発明によれば、複数の話者
について音声入力手段から得られる音声情報及び該情報
の発信者を特定するための識別情報を触覚情報として被
伝達者に伝えることで多対１の意思疎通を図ることがで
きる。

【００４８】請求項３に係る発明によれば、話者の音声
信号から識別した声紋情報と、話者を特定するための識
別情報とを関連付けて予め登録しておき、選択手段によ
って選ばれた音声記憶手段から読み出した音声情報の声
紋を識別するとともに該声紋と登録済の声紋情報とを比
較し、両者が一致した場合に当該声紋情報に対応する話
者の識別情報を、情報変換手段によって変換される文字
情報の直前に付加することによって、話者の発する情報
を被伝達者が受け取る前に話者が誰であるかを把握する
ことができる。

【００４９】請求項４乃至請求項６に係る発明によれ
ば、指若しくは掌の所定箇所に圧力を加える加圧手段を
設けて触覚情報を被伝達者に伝えることによって情報伝
達の確実性や識別性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る装置の基本構成を示す回路ブロッ
ク図である。

【図２】手の指に嵌めるタイプの加圧手段を示す概略図
である。

【図３】図４とともに人工筋肉を構成する基本素子の構
成例を示す概略図である。

【図４】図３の基本素子を駆動して収縮させた状態を示
す概略図である。

【図５】多数の点圧部を有する加圧手段を指に装着した
様子を示す概略図である。

【図６】多数の点圧部を有する加圧手段を掌に装着した
様子を示す概略図である。

【図７】複数の話者から音声情報を取得する場合におけ
る装置の構成例を示す回路ブロック図である。

【図８】声紋によって話者を特定することができるよう
にした装置の構成例を示す回路ブロック図である。

【図９】図１０とともに図８の装置に係る処理例を示す
フローチャート図であり、本図は処理の前半部を示す。

【図１０】処理の後半部を示す図である。

【符号の説明】

１、１Ａ、１Ｂ…触覚による情報伝達装置、２…音声入
力手段、４…音声記憶手段、５…情報変換手段、６…触
覚情報出力手段、７、１３、１４…加圧手段、１６…選
択手段、１７…話者識別情報記憶手段、１８…話者識別
情報付加手段、２３…声紋登録手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 話者の音声を文字情報に変換するととも
   に、当該文字情報を触覚情報として被伝達者に送出する
   ための触覚による情報伝達装置であって、 話者の音声を入力するための音声入力手段と、 音声入力手段からの音声情報を記憶するための音声記憶
   手段と、 音声記憶手段から読み出した情報を文字情報に変換する
   情報変換手段と、 情報変換手段からの文字情報を触覚情報として被伝達者
   に出力する触覚情報出力手段とを有することを特徴とす
   る触覚による情報伝達装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した触覚による情報伝達
   装置において、 複数の話者によって音声入力手段から得られる音声情報
   を各別に記憶するための複数の音声記憶手段と、 音声入力手段によって得られる音声情報がどの話者から
   発したのかを特定するための識別情報を記憶する話者識
   別情報記憶手段と、 複数の音声記憶手段のうちのいずれかの音声記憶手段を
   選択するための選択手段と、 選択手段によって選ばれた音声記憶手段から読み出した
   音声情報を情報変換手段によって文字情報に変換する前
   に、当該音声情報に対応する話者の識別情報を上記話者
   識別情報記憶手段から読み出して、情報変換手段で変換
   される文字情報の直前に付加する話者識別情報付加手段
   とを設けたことを特徴とする触覚による情報伝達装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載した触覚による情報伝達
   装置において、 複数の話者によって音声入力手段から得られる音声情報
   を各別に記憶するための複数の音声記憶手段と、 音声入力手段による音声信号から声紋を識別して、該声
   紋と、話者を特定するための識別情報とを関連付けて記
   憶する声紋登録手段と、 複数の音声記憶手段のうちのいずれかの音声記憶手段を
   選択するための選択手段と、 選択手段によって選ばれた音声記憶手段から読み出した
   音声情報の声紋を識別するとともに該声紋と上記声紋登
   録手段によって予め登録されている声紋情報とを比較
   し、両者が一致した場合に当該声紋情報に対応する話者
   の識別情報を、情報変換手段によって変換される文字情
   報の直前に付加する話者識別情報付加手段とを設けたこ
   とを特徴とする触覚による情報伝達装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載した触覚による情報伝達
   装置において、 触覚情報出力手段が、指若しくは掌の所定箇所に圧力を
   加える加圧手段を有していることを特徴とする触覚によ
   る情報伝達装置。
5. 【請求項５】 請求項２に記載した触覚による情報伝達
   装置において、 触覚情報出力手段が、指若しくは掌の所定箇所に圧力を
   加える加圧手段を有していることを特徴とする触覚によ
   る情報伝達装置。
6. 【請求項６】 請求項３に記載した触覚による情報伝達
   装置において、 触覚情報出力手段が、指若しくは掌の所定箇所に圧力を
   加える加圧手段を有していることを特徴とする触覚によ
   る情報伝達装置。