特許 7430950 情報伝達装置と情報伝達方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-05

(45)【発行日】2024-02-14

(54)【発明の名称】情報伝達装置と情報伝達方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/01 20060101AFI20240206BHJP

【ＦＩ】

G06F3/01 560

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2023088407

(22)【出願日】2023-05-30

【審査請求日】2023-05-30

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】320001558

【氏名又は名称】株式会社エヌアンドエヌ

(74)【代理人】

【識別番号】100185937

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 輝行

(72)【発明者】

【氏名】四宮 孝史

(72)【発明者】

【氏名】永瀬 明男

(72)【発明者】

【氏名】当麻 哲哉

(72)【発明者】

【氏名】増田 朗菜

【審査官】▲高▼瀬 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０６０２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１４９８９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザの少なくとも一方の前腕の表面において、橈骨の外側に当たる位置と、尺骨Ｂ２の内側に当たる位置に配置され、供給された振動情報に応じて振動する複数の振動子と、
各々の前記振動子から前記ユーザの特定位置に到達する複数の振動波形や、前記複数の振動子が共振することによる振動波形の少なくとも一方を累積して得られる合成振動波形が前記ユーザへ伝達する情報に応じた振動波形となるように特定された前記複数の振動波形に対応する振動情報を生成して前記各々の前記振動子へ供給する振動情報生成手段と、
各々が、一つの前記振動子を内蔵して前記ユーザと狭小部位で当接する複数の保持体と、
各々が、一つの前記保持体を包含する複数の防振手段を備えた情報伝達装置。

【請求項2】

前記振動情報生成手段は、さらに、前記ユーザへ伝達する情報に応じた振動音を前記振動子において発生させるための前記振動情報を生成し、前記振動子へ供給する、請求項１に記載の情報伝達装置。

【請求項3】

前記振動情報生成手段は、各種の音データからなるデータベース、及び各々の前記音データに対応した振動情報を含み、供給された音データを前記データベースの構成要素である前記音データと照合することにより前記供給された音データの種類を特定した上で、特定された前記音データに対応した前記振動情報を生成する、請求項２に記載の情報伝達装置。

【請求項4】

前記振動情報生成手段は、前記複数の振動子を協調発振させる前記振動情報を生成する、請求項１に記載の情報伝達装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ユーザへ情報を伝達する技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ユーザへ装着したデバイスを用いて当該ユーザへ情報を提供する技術は種々知られているが、特許文献１及び２に示されるように、本願の発明者らはこれまでに、ユーザが有する指等の所定の位置に配置された振動子を振動させることによって、当該ユーザへ情報を伝達する技術の開発を進めてきた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２１－１４９８９０号公報

【文献】特許第７１８０９４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１及び２の技術を深化させていく過程においては、短時間により多くの情報をより確実にユーザへ伝達する技術が求められる。

【0005】

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、短時間により多くの情報をより確実にユーザへ伝達する情報伝達装置と情報伝達方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記課題を解決するため、ユーザの異なる位置に装着され、供給された振動情報に応じて振動する複数の振動子と、各々の上記振動子からユーザの特定位置に到達する複数の振動波形や、上記複数の振動子が共振することによる振動波形の少なくとも一方を累積して得られる合成振動波形がユーザへ伝達する情報に応じた振動波形となるように特定された上記複数の振動波形に対応する振動情報を生成して各々の振動子へ供給する振動情報生成手段を備えた情報伝達装置を提供する。

【0007】

また、本発明は、上記課題を解決するため、ユーザに装着され、供給された振動情報に応じて振動する振動子と、ユーザへ伝達する情報に応じた振動音を上記振動子において発生させるための振動情報を生成し、上記振動子へ供給する振動情報生成手段を備えた情報伝達装置を提供する。

【0008】

また、本発明は、上記課題を解決するため、供給された振動情報に応じて振動する振動子と、上記振動子により生成された振動波を特定の領域へ限定的に波及させる防振手段と、ユーザへ伝達する情報に応じた振動情報を生成し、上記振動子へ供給する振動情報生成手段を備えた情報伝達装置を提供する。

【0009】

また、本発明は、上記課題を解決するため、ユーザに装着された複数の振動子による振動により、ユーザへ情報を伝達する情報伝達方法であって、各々の上記振動子からユーザの特定位置に到達する複数の振動波形や、上記複数の振動子が共振することによる振動波形の少なくとも一方を累積して得られる合成振動波形が上記情報に応じた振動波形となるように、上記複数の振動子を振動させる情報伝達方法を提供する。

【0010】

また、本発明は、上記課題を解決するため、ユーザに装着された振動子による振動により、ユーザへ情報を伝達する情報伝達方法であって、上記情報に応じた振動音を上記振動子に発生させることによって、上記情報をユーザへ伝達する情報伝達方法を提供する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、短時間により多くの情報をより確実にユーザへ伝達する情報伝達装置と情報伝達方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施の形態に係る情報伝達装置１０の構成を示すブロック図である。

【図2】図１に示された情報伝達装置１０に係る第１の実施例としての腕輪型（リストバンド型）発振子１１の構成を示す斜視図である。

【図3】図２に示されたリストバンド型発振子１１の構成を示す断面図である。

【図4】図３に示された振動子Ｒ１の構成を示す斜視図である。

【図5】図１に示された情報伝達装置１０に係る第２の実施例としてのグローブ型発振子１２の構成を示す斜視図である。

【図6】図１に示された情報伝達装置１０に係る第３の実施例としての指輪型発振子１３の構成を示す斜視図である。

【図7】図１に示された情報伝達装置１０に係る第４の実施例としてのハンドル８の構成を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の実施の形態においては、共振や変調による振動波形を活用することにより、ユーザへ提示する情報量の増大を図ることを特徴としている。ここで、変調は個々に独立した振動子に適用するが、共振若しくは共鳴させる場合には複数の振動子に適用する。なお、共振や共鳴は個々の振動子相互の振動干渉によるものとされる。2つ以上の波動が起す位相による相互作用となるので、近隣に配する他の振動子の波動が必要となる。

【0014】

また、上記振動子は、ユーザの手の指や前腕などに行列配置させることが好適であり、個々の振動子を局所に限定的に起振させる他、必要に応じて振動強度を高めるなどして振動を拡散させる。

【0015】

以下において、このような本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一又は相等部分を示す。

【0016】

図１は、本発明の実施の形態に係る情報伝達装置１０の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、情報伝達装置１０は、ユーザに装着されて供給された振動情報に応じて振動する振動子を含む振動部２０と、上記ユーザへ伝達する情報に応じた上記振動情報を生成して上記振動子へ供給する振動情報生成部３０と、スマートフォン、各種カメラ、全地球測位システム（ＧＰＳ）、マイク等の外部機器において取得された情報を入力して情報生成部３０へ供給する情報入力部４０を備える。

【0017】

ここで、上記振動子としては、例えば、起振及び振動波形の変調や発振停止などにおける応答特性が優れた円盤型振動モータが好適であるが、電気的な制御により起振可能な圧電（ピエゾ）素子などを用いても良い。

【0018】

また、振動情報生成部３０は、所定のプログラムを実行することにより、情報入力部４０から供給された情報に応じて、ユーザへ伝達する情報に応じた上記振動情報を生成する中央演算処理装置（ＣＰＵ）により構成される。

【0019】

図２は、図１に示された情報伝達装置１０に係る第１の実施例としてのリストバンド型発振子１１の構成を示す斜視図である。図２に示されるように、本実施例における振動部２０は、前腕Ａに装着されるリストバンド型発振子１１に含まれた円盤型振動モータからなる６個の振動子Ｒ１～Ｒ３，Ｕ１～Ｕ３により構成される。

【0020】

ここで、図３に示されるように、前腕Ａの表面において、振動子Ｒ１～Ｒ３は橈骨Ｂ１の外側（撓側）に当たる位置に配置され、振動子Ｕ１～Ｕ３は尺骨Ｂ２の内側（尺側）に当たる位置に配置される。より具体的には、振動子Ｒ１～Ｒ３，Ｕ１～Ｕ３は橈側手根伸筋、総指伸筋、及び尺側根伸筋に隔てられた対極的な位置近傍における前腕Ａの表皮上に配置される。なお、前腕Ａと同様に、筋骨の配置を考慮して上腕にも装着することができる。

【0021】

図４は、図３に示された振動子Ｒ１の構成を示す斜視図である。なお、図４は振動子Ｒ１の構成を示したものであるが、図３に示された他の振動子Ｒ２，Ｒ３，Ｕ１～Ｕ３も振動子Ｒ１と同じ構成を有する。

【0022】

図４に示されるように、円盤型振動モータ６を内蔵して上記表面と半球面上の狭小部位で当接することにより局所的に振動を伝える振動子ホルダＨと、振動子ホルダＨを包含する防振部材７により構成される。ここで、例えば、振動子ホルダＨは導振性を持った金属、硝子、樹脂や合成樹脂、植物性樹脂、木材などにより形成され、防振部材は振動を吸収する樹脂や合成樹脂系のゴムなどにより形成される。

【0023】

また、上記ゴムの替わりに、振動エネルギーを吸収、若しくは消耗させるよう、例えば、適したバネ定数を有する他の材料を使用したり、振動子６を傾斜配置させ、若しくは振動子６とユーザの間に溝加工した部材を介在させたりしても良い。

【0024】

このような構成を有する振動子Ｒ１～Ｒ３，Ｕ１～Ｕ３によれば、上記狭小部位から振動波を限定的に波及させ、橈骨Ｂ１と尺骨Ｂ２は振動波を遮断する効果を奏するため、上記振動波が特定領域以外へ拡散することを減じて、振動子Ｒ１～Ｒ３，Ｕ１～Ｕ３による振動相互の識別性が高められるが、一方で振動情報生成部３０が振動子Ｒ１～Ｒ３，Ｕ１～Ｕ３の発振強度を高めることによって上記振動波が拡散される。

【0025】

振動情報生成部３０及び情報入力部４０は、上記リストバンド型発振子１１に半導体集積回路（図示していない）として内蔵されるが、このような構成に限られず、サーバ等の外部機器に内蔵され、無線又は有線による通信によって振動情報生成部３０の出力が振動部２０へ供給されるようにしても良い。このことは、他の実施例でも同様である。

【0026】

以下において、振動情報生成部３０の動作、若しくは機能について説明する。
［合成振動波形による情報伝達］
振動情報生成部３０は、ユーザへ伝達する情報のイメージを当該ユーザに対して直感的に想起させるための振動に対応する合成振動波形を積分手法により生じさせるための振動情報を生成する。すなわち、振動情報生成部３０は、ユーザの異なる位置に配置された各々の振動子Ｒ１～Ｒ３，Ｕ１～Ｕ３から上記ユーザの特定位置に到達する複数の振動波形や振動子Ｒ１～Ｒ３，Ｕ１～Ｕ３が共振することによる振動波形をシミュレーション等によって累積することに得られる、振動干渉による変調も活用した波形が上記合成振動波形となるように特定された上記複数の振動波形に対応する振動情報を生成し、生成された振動情報を各々の振動子Ｒ１～Ｒ３，Ｕ１～Ｕ３へ供給する。

【0027】

ここで、上記の合成振動波形は、振動の強度や発振長を変化させ、若しくは間欠発振により生成される振動波形にとどまらず、共振や変調を活用して生成された波形とされる。また、上記の特定位置は、例えば、ユーザの皮下に存在するメルケル細胞、マイスナー小体など、上記ユーザにおいて振動刺激が知覚される受容器（細胞）が多く分布する位置で、隣接配置される他の振動子による振動と識別知覚できる位置とされる。

【0028】

［ユーザへイメージを喚起させる擬音による情報伝達］
振動情報生成部３０は、ユーザへ擬音によるイメージや情報を伝達するよう振動子を振動させる（以下、このような振動を「擬音振動」という。）ための振動情報を生成する。ここで、上記振動情報には、複数個の振動子を対象とした複雑変調や、一個の振動子を対象とした単純変調を実現するための情報が含まれる。

【0029】

具体的には例えば、本振動情報は、当該ユーザへ移動物体の接近速度を伝達する場合に、線路のつなぎ目を鉄道車両が当該速度で通過する際に発せられるガタガタという音に似せた擬音振動や、当該速度で走行する自動車音に似せた擬音振動を振動子に生じさせるものとされる。

【0030】

また他の例として、振動情報生成部３０は、プッ、プッ、プ―ンという時報音に似せた擬音振動を振動子に生じさせて、時刻に関する情報をユーザへ伝達することを予告するための振動情報を生成したり、大雨を予報するためにザァーザァーという雨音に似せた擬音振動を振動子に生じさせ、あるいは強風を予報するためにヒューヒューという風の音に似せた擬音振動を振動子に生じさせるための振動情報を生成したりしても良い。

【0031】

なお、上記のような振動情報は、ユーザへ伝達する情報と紐付けられた上で予め振動情報生成部３０に保存される。

【0032】

また、情報入力部４０が、連携するスマートフォンに内蔵されたマイクなどの集音マイクを活用して街中で収集されたリアルな音を示す音データを入力し、振動情報生成部３０が当該音情報に対応する振動情報を生成することによって振動刺激に変換して聾者や難聴者の手指や前腕などに伝え、上記音を再現するようにしても良い。ここで、振動情報生成部３０は、各種の音データからなるデータベース、及び各々の音データに対応した振動情報を含み、供給された音データを本データベースの構成要素である上記音データと照合することにより、上記供給された音データの種類を特定し、特定された音データに対応した振動情報を生成して振動子へ供給する。

【0033】

このような情報伝達装置１０によれは、ユーザへ擬音によるイメージの喚起を図ることができ、例えば、警報、警笛などのアラームを用いた注意喚起や行動の促しを図ることができる。また、例えば、緊急車両の警報音、一般車両のクラクションやエンジン音、鉄道踏切の警報音や駅ホームの階段位置への誘導音、横断歩道の誘導音、街の雑踏（混雑）音などを擬音振動により再現することができる。

【0034】

さらに、振動情報生成部３０は、音の共鳴原理を活用し、ユーザの異なる位置に配設された複数の振動子を協調発振させて擬音イメージ振動を創出するための振動情報を生成する。音楽の分野では和音が知られているが、この原理を活用して異なる振動波形を2つ以上組み合わせて共振（和振）させても良い。このような和振によれば、ユーザにイメージさせたい物や情景などを、よりリアルに表現することが可能となる。

【0035】

図５は、図１に示された情報伝達装置１０に係る第２の実施例としてのグローブ型発振子１２の構成を示す斜視図である。図５に示されるように、本実施例における振動部２０は、グローブ型発振子１２に含まれ、ユーザの少なくとも片手における指の背側で、示指、中指、及び環指を構成する末節骨と中節骨及び基節骨の直上にそれぞれ配置された円盤型振動モータからなる複数の振動子２ａ～２ｃ，３ａ～３ｃ，４ａ～４ｃにより構成される。

【0036】

このようなグローブ型発振子１２によっても、上記第１の実施例に係るリストバンド型発振子１１と同様に、合成振動波形や擬音による情報伝達が実現される。

【0037】

ここで、複数の振動子２ａ～２ｃ，３ａ～３ｃ，４ａ～４ｃにおいては、同一指内での共振や異なる指間での共振も活用される。

【0038】

なお、振動子の配置は上記に限るものではなく、例えば、ユーザにおいて母指と示指を用いて作業を行うことが前提とされる場合には、示指の替わりに小指の末節骨と中節骨及び基節骨の直上に振動子を配置しても良い。

【0039】

図６は、図１に示された情報伝達装置１０に係る第３の実施例としての指輪型発振子１３の構成を示す斜視図である。図６に示されるように、本実施例における振動部２０は、ユーザの指に装着される指輪型発振子１３に含まれた円盤型振動モータからなる１個の振動子６により構成される。なお、振動部２０が１個の振動子６からなる場合には、振動部２０は指輪型発振子１３のほか、腕時計型の発振子により構成しても良い。

【0040】

このような指輪型や腕時計型の発振子のように、上記第１の実施例に係るリストバンド型発振子１１や上記第２の実施例に係るグローブ型発振子１２と異なり複数の振動子の組合せ制御が制限される場合は、擬音振動の活用範囲は制限されるものの、擬音振動による情報伝達を実現することができる。

【0041】

図７は、図１に示された情報伝達装置１０に係る第４の実施例としてのハンドル８の構成を示す平面図である。

【0042】

船舶の舵輪（ステアリング・ホイール）、若しくは自動車、自転車、バイク等のハンドルなどへ警告振動を発振する方法は、既に自動車で採用されている。しかし、識別して提示できる情報の量は極めて限られるため、当該振動は車線離脱を警告することなど一部の用途に限られた使い方となっている。そこで、ハンドル等に上記情報伝達装置１０を適用することで、運転や操縦時により多くの情報を当該ユーザへ伝達することが可能となる。

【0043】

図７に示されるように、例えば自動車のハンドル８では、円環をなす把持部を等角度で例えば４分割し、その分割された領域ＲＮ１～ＲＮ４は、それぞれ防振部材７で隔てられる。そして、これらの各領域ＲＮ１～ＲＮ４に振動モータ等の振動子を内蔵させることで、領域ＲＮ１～ＲＮ４毎に振動を発生させることができる。なお、上記領域の分割数は、４分割の他、６分割などであっても良い。

【0044】

このような構成によれば、例えば、ハンドル８の領域ＲＮ１，ＲＮ４といった対角線上や相対する位置など離れた範囲を別個独立に振動させることができるため、例えば縦列駐車時など、適切な把持位置に対応する領域だけに振動を与えて、当該領域と隣接する領域へは微振動を伝播させる（振動の漏れ）ことによって、ユーザが把持すべき位置を矯正させることができる。

【0045】

また例えば、ステアリング・ホイール等を握る左右の掌や指に最も近い範囲で振動子に発振させることによって、当該ユーザへ左右で異なる振動情報を与えることもできる。

【0046】

以上より、本発明の実施の形態に係る情報伝達装置１０によれば、ユーザにおける振動知覚の識別能を効率良く活用して短時間により多くの情報をより確実にユーザへ伝達することができる。

【符号の説明】

【0047】

１０ 情報伝達装置、１１ リストバンド型発振子、１２ グローブ型発振子、１３ 指輪型発振子、２０ 振動部、３０ 振動情報生成部、４０ 情報入力部、１ａ，１ｃ，２ａ～２ｃ，３ａ～３ｃ，４ａ～４ｃ，５ａ～５ｃ，Ｒ１～Ｒ３，Ｕ１～Ｕ３ 振動子、６ 円盤型振動モータ、７ 防振部材、８ ハンドル、Ａ 前腕、Ｂ１ 橈骨、Ｂ２ 尺骨、Ｈ 振動子ホルダ、ＲＮ１～ＲＮ４ 領域。

【要約】

【課題】短時間により多くの情報をより確実にユーザへ伝達する情報伝達装置と情報伝達方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
上記課題を解決するため、ユーザの異なる位置に装着され、供給された振動情報に応じて振動する複数の振動子Ｒ１～Ｒ３，Ｕ１～Ｕ３と、各々の上記振動子Ｒ１～Ｒ３，Ｕ１～Ｕ３からユーザの特定位置に到達する複数の振動波形や、上記複数の振動子が共振することによる振動波形の少なくとも一方を累積して得られる合成振動波形がユーザへ伝達する情報に応じた振動波形となるように特定され、上記ユーザの振動刺激知覚能により識別知覚できる振動刺激を活用した上記複数の振動波形に対応する振動情報を生成して各々の振動子Ｒ１～Ｒ３，Ｕ１～Ｕ３へ供給する振動情報生成手段を備えた情報伝達装置に係るリストバンド型発振子１１を提供する。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】