WO2020129395A1 - 表示装置及び表示方法 - Google Patents
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- G09B21/00—Teaching, or communicating with, the blind, deaf or mute
Definitions
- the present invention relates to a display device and a display method.
- Patent Document 1 As a means for transmitting image images to the visually impaired, it is possible to transmit the shape information to the visually impaired by tactile sensation by using a tablet that can adjust the unevenness of many pins according to the shape to be displayed. Conceivable. Further, among visually impaired people, there is a demand for blind people who often understand the concept of color not only to understand the shape but also to understand the color tone. A technique related to such a background is described in Patent Document 1.
- the device described in Patent Document 1 expresses a shape by projecting and retracting (moving in and out) a large number of tactile pins arranged on a two-dimensional plane, and vibrates the tactile pins at a frequency corresponding to a hue. The method of letting is adopted.
- Patent Document 1 is a method of displaying a hue by vibration, and it is necessary to determine a subtle difference in frequency corresponding to the hue. That is, the user needs to accurately recognize the frequency and obtain a tactile sensation sufficient to associate it with the hue. Thus, there is a problem in that long-term training is required for the user to acquire the necessary tactile sensation.
- Patent Document 2 discloses a technique in which a convex point corresponding to a hue circle is formed on a tag and the tag is attached to clothes, daily necessities, or the like.
- this technique merely adds and expresses only hue information to a target article having a predetermined shape. Therefore, this technique cannot express the hue in association with various image images (shapes).
- Patent Document 3 discloses a technique of forming a stereoscopic image having a height difference corresponding to a hue. This technique also does not disclose a specific configuration for expressing an image (shape) as a tactile sensation together with a hue.
- the purpose of the present invention is to provide a display device and a display method capable of displaying the hue of an article for a visually impaired user.
- a display device has N tactile pins configured to be movable between a first position and a second position different from the first position,
- the N tactile pins are divided into a plurality of groups with a smaller number of M twelve pins as one group, and each of the M tactile pins included in each group corresponds to a hue to be displayed.
- the combination is set at the first position or the second position.
- a display device includes the display device according to the first aspect, and a control device that moves the tactile pin to a relative position corresponding to a shape and a hue of a display target. Characterize.
- a display method is a step of classifying N tactile pins into groups each having a smaller number of M than N, and the tactile pins for each group corresponding to a shape to be displayed. And a step of moving the tactile pins of each group to different heights within the group according to the hue to be displayed.
- the present invention can convey color to a visually impaired user.
- reference numeral P is a tactile pin provided so as to be movable in a direction intersecting the plane of FIG.
- These tactile pins P are provided on the plane in N (16 in the illustrated example).
- the N tactile pins P are arranged by being divided into M groups (groups) G each of which is a smaller number than N (4 in the illustrated example).
- the plurality of tactile pins P included in one group G are distinguished by the symbols P1 to P4.
- each group G is distinguished by the symbols G1 to G4.
- the tactile pin P adjusts the relative height (height in the direction intersecting the paper surface of FIG. 1) of each of the groups G1 to G4 in accordance with the shape of the display target to display the display target. Displayed in a tactile manner. Further, the color to be displayed is displayed by the difference in height of the tactile pins P1 to P4 belonging to each group G. For example, the level ratio of the three primary colors (red, yellow, blue) corresponding to P1 to P3 is displayed by the height of P1 to P3, and the lightness level is displayed by the height of the tactile pin P4. That is, the height is adjusted so that one group G has a predetermined unevenness relative to another group G corresponding to one point of XY coordinates displaying the shape, corresponding to the shape.
- the height of the plurality of tactile pins P1 to P4 included in one group G is adjusted so as to have a predetermined unevenness corresponding to the color.
- the display of the hue by the heights of the tactile pins P1 to P4 in the group G is preferably such that it is easy to distinguish between the expression of the shape and the expression of the hue.
- the plurality of tactile pins P are arranged such that the M tactile pins P belong to one group and the tactile pins P belonging to the one group G1 are physically close to each other.
- the tactile pins P belonging to the other group G2 are also arranged physically close to each other.
- the plurality of tactile pins P belonging to the one group G1 and the plurality of tactile pins P belonging to the other group G2 are arranged to be separated from each other.
- the arrangement of the tactile pins P and the arrangement of the group G are not limited to the arrangement shown in FIG.
- a plurality of tactile pins P may be arranged in a physically uniform matrix and divided into a plurality of groups G.
- the height of the M tactile pins P included in the group G is adjusted for each group G.
- the tactile pin of the second stage can be further moved from the tactile pin of the first stage corresponding to the group G (for example, the shape corresponding to the contour of the group G indicated by the chain line circle in FIG. 1)
- the tactile pin P shown in FIG. 1 is provided and the shape is expressed by the relative position of the unit G of the first stage and the hue is expressed by the relative position of the tactile pin of the second stage. good.
- the control device 2 converts the shape and hue data to be displayed into the movement amount of the tactile pin P (height in the direction intersecting the paper surface of FIG. 2).
- the control device 2 controls the drive amount of a drive device (not shown) such as a linear actuator by the signal of the movement amount.
- a drive device such as a linear actuator
- the control device 2 controls the movement amount in units of the groups G1 to G4, and also controls the movement amount in units of the tactile pins P1 to P4 forming each group G.
- the display method of the third aspect will be described with reference to FIG.
- the N tactile pins P are divided into groups G1 to G4 each having a smaller number of M than N.
- the control device 2 moves the tactile pins P to different heights for each group G according to the shape to be displayed. Further, the control device 2 moves the tactile pins P1 to P4 of each group G to different heights within the group according to the hue to be displayed.
- the N tactile pins P as a whole are arranged with unevenness corresponding to the shape and the hue. Therefore, the user who touches the tactile pin P can recognize the shape and the hue.
- FIG. 3 shows an arrangement of a group (group) G of N pins P constituting the display device 1.
- the display device 1 has a configuration in which a group G configured by a plurality of (for example, M less than N) tactile pins is arranged in a matrix on a two-dimensional plane.
- a group G configured by a plurality of (for example, M less than N) tactile pins is arranged in a matrix on a two-dimensional plane.
- each group G includes a plurality of tactile pins P arranged in a predetermined arrangement, as shown in FIG. 6 described later.
- the tactile pins P are embedded in the substrate 10 that constitutes the display device 1.
- Each of the tactile pins P has a base body 11 and a pin body 12 configured to be able to move in and out (project and retract) in the axial direction of the base body 11.
- the axial direction of the pin P is the vertical direction in FIG. 4 and is the direction orthogonal to the plane including the display device 1.
- the pin main body 12 is moved by, for example, a linear actuator built in the base 11 and operating magnetically or mechanically. Further, the pin body 12 is configured so as to be able to move to any two positions of the unevenness or any position between the most convex part and the most concave part depending on the shape and hue to be displayed.
- the tactile pins P included in one group represent the hue corresponding to the position by being arranged corresponding to the color circle shown in FIG. 5, for example. That is, the tactile pin P is arranged corresponding to each position of red, red-orange, orange, yellow-orange, yellow, yellow-green, green, blue-green, blue, blue-violet, purple, and red-purple arranged in a ring. It More specifically, the tactile pins P are arranged at 12 positions as shown in FIG. 6 at intervals of 30 degrees in the circumferential direction for each color.
- FIG. 6 is a layout view of the tactile pins P1 to P14 included in the first group G in a plan view (viewed from a direction orthogonal to the moving direction).
- P1 is red
- P2 is red-orange
- P3 is orange
- P4 is yellow-orange
- P5 is yellow
- P6 is yellow-green
- P7 is green
- P8 is blue-green
- P9 is blue
- P10 is blue-violet
- P11 is purple.
- P12 respectively correspond to magenta and are arranged in a ring shape as a whole. Further, inside the ring formed by the tactile pins P1 to P12, tactile pins P13 and P14 are arranged along the radial direction.
- the relative positions of these tactile pins P13 and 14 are adjusted by the relative unevenness so as to represent the brightness to be displayed.
- the lightness may be displayed based on the projection height of the single tactile pin P, for example, based on the rule that the lightness increases as the projection height increases.
- FIG. 9 shows the configuration of a control unit that controls the movement of the tactile pin P.
- Reference numeral 1 denotes a display device, and the display device 1 has a tactile display 13 configured by arranging a large number of tactile pins P in a predetermined arrangement as shown in FIGS.
- the tactile pins P in the tactile display 13 are individually driven and controlled by the tactile pin control unit 14.
- the tactile pin control unit 14 is controlled by a CPU (Central Processing Unit) included in the control unit 15 in accordance with data stored in a ROM (Read Only Memory) 16 and an SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) 17, and the erosion is performed.
- the intellectual pin P is controlled to a predetermined position (projection height).
- Step SP1> When the power is turned on, the display device 1 starts operating.
- Step SP2> The control unit 15 takes out the color image data (three-dimensional shape data and color data of the display target) stored in the ROM 16.
- Step SP3> The control unit 15 expands the color image data read from the ROM 16 and stores it in the SDRAM 17.
- Step SP4> The control unit 15 determines, based on the color image data, the unevenness (protrusion height) amount of the tactile pin P for the three-dimensional shape and the unevenness (projection height) of the tactile pin P for the color (hue and brightness). Generate instruction data including quantity.
- the instruction data is, for example, an operation amount of a linear actuator built in the pin body 12 of the tactile pin P, in other words, an electric signal that gives an instruction to operate the linear actuator by a predetermined amount.
- the control unit 15 displays the three-dimensional shape of the display target by controlling for each group (group) G of the tactile pins P, and the relative position of the tactile pins P belonging to one group G, for example. Hue and lightness are displayed by controlling.
- the control unit 15 supplies the tactile pin control unit 14 with instruction data regarding the driving amount of the tactile pin P.
- red (R), yellow (Y), and blue (B) of a traffic light as shown in FIG. 8 are grayscale (for convenience, as shown in FIG. 7).
- the brightness corresponding to red is represented by R′
- the brightness corresponding to yellow is represented by Y′
- the brightness corresponding to blue is represented by B′
- the tactile pin control unit 14 projects the corresponding tactile pin P on the tactile display 13 in accordance with the instruction data, so that the tactile pin P displays a predetermined shape, color, and brightness as unevenness.
- the protrusion amount of the tactile pin P is maintained for a predetermined time, and then the process returns to SP2 and the reading of the image to be displayed next is repeated. That is, by continuously executing SP2 to SP6, changes in shape, hue, and brightness corresponding to a moving image can be displayed. Further, after setting the tactile pin P to a predetermined height by SP6, by waiting for a predetermined time without returning to SP2, a display equivalent to a still image can be displayed. If new data is not supplied even after the lapse of a predetermined time, it is stopped in the last supplied display state or all the tactile pins P are returned to the same height.
- the tactile pins P1 to P12 are arranged corresponding to the color wheel, but the three tactile pins P are arranged corresponding to the three primary colors, and the levels of the respective primary colors are set according to the degree of the unevenness. You may express it. Further, by providing a difference in the protrusion height of the tactile pin P, for example, 16 gradations of light and shade may be expressed. Further, the resolution may be increased by using more tactile pins P, and for example, 36 kinds of fine hues may be expressed.
- FIG. 11 shows a modification of the pin arrangement of the display device.
- This display device 1A has N pins P and P'arranged in a matrix on orthogonal coordinates, and when colors are not displayed, a shape is expressed by using all pins P as a normal tablet. To do.
- the 13 shaded pins P′ are regarded as a group of pins, and a plurality of groups G having 13 pins P′ are arranged in a matrix on orthogonal coordinates. Assuming that they are arranged, similar to the one group G in the first embodiment, the shape is expressed by the unevenness of the one group G and the other group G, and the unevenness of the pins P′ constituting each group G is expressed.
- the hue can be expressed by.
- the hue can be expressed using a general-purpose display device in which the pins P are arranged in a matrix on the Cartesian coordinates on the XY plane.
- the apparatus of FIG. 11 when only the shape is displayed, it is possible to display with high resolution by using all (N) tactile pins P, and when displaying the shape and hue.
- the number of tactile pins and the specific arrangement are not limited to those in the embodiment and the modified examples.
- the present invention relates to an apparatus and a method for expressing shapes and colors by a user's sense of touch.
- Control device 1 Control device 2
- Substrate 11 Base body 12
- Pin body 13 Tactile display 14
- Tactile pin control unit 15 Control unit (CPU) 16
- ROM 17 SDRAM P, P', P1 to P14 Tactile pins G, G1 to G4 Group (group)
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Abstract
表示装置において、移動自在に設けられた触知ピンは、平面上にN本設けられ、さらに、N本より少数のM本ずつのグループ(群)に分割して配置されている。前記触知ピンは、表示対象の形状に対応して、群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。各群に属する触知ピンの高さの相違によって、表示対象の色を表示する。
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は、特許文献1に記載されている。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突出および引込み(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。
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。すなわち、利用者は、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必要がある。このように、利用者が必要な触覚を習得するためには、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。しかしながら、この技術は、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ない。したがって、この技術によって、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はできない。
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。この技術も、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、物品の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、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本の触知ピンのそれぞれは、表示対象となる色相に対応する組み合わせで、前記第1の位置または前記第2の位置に配置されたことを特徴とする。
本発明の第1態様にかかる表示装置は、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本の触知ピンのそれぞれは、表示対象となる色相に対応する組み合わせで、前記第1の位置または前記第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、前記触知ピンを表示対象の形状と色相とに対応する相対位置に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態様の表示装置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。これらの触知ピンPは、平面上にN本(図示例では、16本)設けられる。さらに、N本の触知ピンPは、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。
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。これらの触知ピンPは、平面上にN本(図示例では、16本)設けられる。さらに、N本の触知ピンPは、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る。一の群Gに包含される複数の触知ピンP1~P4は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、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。例えば、一の群G内の触知ピンP1~P4の高さによる色相の表示を、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が望ましい。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が望ましい。
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、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。例えば、一の群G内の触知ピンP1~P4の高さによる色相の表示を、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が望ましい。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が望ましい。
なお、図1の例では、複数の触知ピンPの配置は、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ている。同様に、他の群G2に属する触知ピンPも互いに物理的に近接して配置している。さらに、一の群G1に属する複数の触知ピンPと他の群G2に属する複数の触知ピンPとは互いに離す配置としている。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多数の触知ピンPを配置し、複数の群G毎に分割してもより。この場合、群G毎に、当該群Gに含まれるM本の触知ピンPの高さが調整される。
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。
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。
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)に変換する。制御装置2は、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。これによって、制御装置2は、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。
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)に変換する。制御装置2は、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。これによって、制御装置2は、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。
第3態様の表示方法を図2を参照して説明する。
N本の触知ピンPはN本より少数のM本ずつの群G1~G4に分割される。制御装置2は、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る。さらに、制御装置2は、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。これにより、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。
N本の触知ピンPはN本より少数のM本ずつの群G1~G4に分割される。制御装置2は、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る。さらに、制御装置2は、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。これにより、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が埋め込まれている。各触知ピンPは、基体11と、この基体11に対して軸方向に出入り(突出および引込み)可能に構成されたピン本体12とを有する。ピンPの軸方向とは、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である。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。
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が埋め込まれている。各触知ピンPは、基体11と、この基体11に対して軸方向に出入り(突出および引込み)可能に構成されたピン本体12とを有する。ピンPの軸方向とは、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である。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、触知ピンPは、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配置される。より具体的には、触知ピンP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。
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。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。
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。
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。
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。
本願は、2018年12月20日に、日本に出願された特願2018-238915号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
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)
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 (10)
- 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表示装置。 - 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る、
請求項1に記載の表示装置。 - 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または2のいずれか1項に記載の表示装置。 - 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3に記載の表示装置。 - 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1~4のいずれか1項に記載の表示装置。 - 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1~4のいずれか1項に記載の表示装置。
- 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5または6のいずれか1項に記載の表示装置。 - 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1~7のいずれか1項に記載の表示装置。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載の表示装置と、
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、
を有する表示装置。 - 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、
を有する表示方法。
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- 2018-12-20 JP JP2018238915A patent/JP6669369B1/ja active Active
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2019
- 2019-10-23 WO PCT/JP2019/041530 patent/WO2020129395A1/ja active Application Filing
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