JPH11196497A

JPH11196497A - 振動による情報伝達装置

Info

Publication number: JPH11196497A
Application number: JP107998A
Authority: JP
Inventors: Kenjiro Tsuda; 賢治郎津田; Yoshihisa Nishigori; 義久錦織; Tetsuya Imamura; 哲也今村; Takayasu Miki; 孝保三木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-01-06
Filing date: 1998-01-06
Publication date: 1999-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】体に触れる振動体の振動の振動数や振幅を変
えることにより、種々のメッセージを伝達することがで
きる、振動による情報伝達装置を提供することを目的と
する。【解決手段】音声の周波数や振幅を分析し、得られた
周波数や振幅を所定の変換処理により変換し、変換処理
後の周波数と振幅により振動体を振動する。これによ
り、振動体の振動を感じた者は、振動パターンからメッ
セージを理解することができ、振動により、情報を伝達
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音声信号の特徴
を分析して振動データに変換し、振動パターンにより情
報を伝える振動による情報伝達装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】情報を伝達する手段として、聴覚、視
覚、触覚のいずれかを利用して行われる方法が知られて
いる。聴覚を利用する方法としては、電話の着信音、電
話での会話、ポケットベルの着信音などがある。視覚を
利用する方法としては、ポケットベルのメッセージ表示
などがある。触覚を利用する方法としては、携帯電話
や、ポケットベルの着信音の代わりに利用される振動が
ある。

【０００３】振動を利用する場合は、単一のリズムの振
動が利用されている。すなわち、携帯電話や、ポケット
ベルを会議中や、映画館で利用する場合、着信音は、他
人の迷惑となるので、着信音の代わりに、振動体が単一
のリズムで振動する。利用者は、振動があれば、他人に
気づかれることなく、着信があったことを知ることがで
きる。

【０００４】従来においては、触覚を利用した振動よる
情報伝達は、もっぱら有り無しの確認のためにのみ用い
られており、振動自身に、有り無し以上の情報を持たせ
ていなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】触覚を利用した振動に
よる情報伝達には、上述したように、有り無しと言った
一定限度の情報しか伝達されていなかった。そこで、本
発明は、触覚を利用した振動による情報伝達であって
も、有り無し以上の固有の意味を持たせて情報を伝達す
ることができる、振動による情報伝達装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の観点による本発明
は、音声情報を入力する手段と、入力された音声情報
を、音節ごとに分解すると共に、各音節における音に関
する一次分析データを抽出し、それを記憶する手段と、
記憶手段から読み出された一次分析データを修正された
二次分析データに変換する手段と、周波数と振幅の少な
くともいずれか一方が調整可能な振動発生手段を有し、
該二次分析データを用いて振動発生手段を振動するよう
にしたことを特徴とする振動による情報伝達装置であ
る。

【０００７】これにより、振動発生手段を保持している
者は、振動の強弱または、振動の周波数を肌で感じ、振
動の有無だけでなく、固有の意味を受けることが可能と
なる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明にかかる、振動に
よる情報伝達装置の第１の実施形態を示す。図1におい
て、２は音声／テキスト入力装置、４はＣＰＵ（中央演
算装置）、6はメモリ、8は記憶ユニット、10は表示装
置、12は振動出力装置である。

【０００９】音声／テキスト入力装置２は、たとえば
「がんばれ」、「あせるな」、「おちつけ」などを人間
の音声により入力する。図9に「がんばれ」の音声パタ
ーンが示されいる。音声の代わりに、キーボードまたは
タッチペンによりテキストデータとして「がんばれ」と
入力することも可能である。

【００１０】ＣＰＵ４、メモリ６、記憶ユニット８は、
マイクロコンピュータＭを構成する。ＣＰＵ４は、入力
された音声信号をＡ／Ｄ変換し、音声を音節ごとに分け
ると共に、各音節における音の存続期間Ｔと、音の最大
振幅Ａと最大周波数Ｆを記憶する。図11にＣＰＵにおけ
る動作が示されている。

【００１１】図11において、まず音声が入力され（ステ
ップＳ１）、音声のＡ／Ｄ変換がなされる（ステップ
２）。入力された音声の振幅がゼロでないかどうかが判
断され（ステップＳ３）、ゼロでなければカウンタＡが
インクリメントされる（ステップＳ４）。続いて、振幅
データが検出され（ステップＳ５）、カウンタＡがカウ
ントを始めてから今までの最大振幅データＡが記憶され
る（ステップＳ６）。さらに、入力された音声の波形の
傾きにより周波数変換がなされ（ステップＳ７）、周波
数成分を検出する（ステップＳ８）。そして、カウンタ
Ａがカウントを始めてから今までの最大周波数データＦ
が記憶される（ステップＳ９）。

【００１２】ステップＳ３において、入力された音声の
振幅がゼロであれば、カウンタＢがインクリメントされ
る（ステップＳ１０）。続いて、カウンタＢのカウント
値が所定の閾値を超えたかどうかが判断され（ステップ
１１）、超えている場合は、所定長さの無音部が続いた
と判断され、音節の区切りがあったと判断される。超え
ていない場合は、ステップＳ2に戻る。音節の区切りが
あったと判断された場合は、カウンタＡの値からカウン
タＢの値を引き算し（ステップＳ１２）、その差を音の
存続期間Ｔとして記憶する（ステップＳ１３）。そし
て、カウンタＡ，Ｂをリセットする（ステップＳ１
４）。音節の区切りがあったと判断されれば、音の区切
り情報を挿入する（ステップＳ１５）。そして、音声デ
ータが終わりかどうかを判断し、終わりでなければステ
ップＳ１に戻る。

【００１３】ステップ12、13においてカウンタＡ，カウ
ンタＢのカウント値の差をとり、その差を記憶するよう
にしていたが、カウンタＡ，カウンタＢのそれぞれのカ
ウント値をそのまま記憶するようにしてもよい。

【００１４】このフローチャートの動作の一例として、
入力された音声データが、「がんばれ」であれであると
する。この場合、「が」「ん」「ば」「れ」の4つの音
節が検出されると共に、「が」については、最大振幅デ
ータＡ1，最大周波数データＦ１，存続期間Ｔ１が記憶
され、「ん」については、最大振幅データＡ２，最大周
波数データＦ２，存続期間Ｔ２が記憶され、「ば」につ
いては、最大振幅データＡ３，最大周波数データＦ３，
存続期間Ｔ３が記憶され、「れ」については、最大振幅
データＡ４，最大周波数データＦ４，存続期間Ｔ４が記
憶される。記録は、記録ユニット８において行われる。

【００１５】以上のようにしてコンピュータＭで生成さ
れた音声の一次分析データ（音の存続期間Ｔ、最大振幅
Ａ、最大周波数Ｆ）は、振動出力装置１２に送られる。
振動出力装置１２は、最大振幅Ａについては、所定の係
数Ｃａを掛け、最大周波数Ｆについては、別の所定の係
数Ｃｆを掛け、音声の二次分析データを生成する。係数
Ｃａ，Ｃｆは、後述する振動出力装置の構造や大きさに
したがって決められる。なお、音声の一次分析データか
ら二次分析データへの変換は、係数を用いる代わりに、
所定の変換式または変換テーブルを用いてもよい。

【００１６】上記の例について説明すれば、振動出力装
置１２に送られてきた音声の一次分析データ（Ａ1，Ｆ
1，Ｔ1）、（Ａ2，Ｆ2，Ｔ2）、（Ａ3，Ｆ3，Ｔ3）、
（Ａ4，Ｆ4，Ｔ4）は、振動出力装置１２内で修正さ
れ、音声の二次分析データ（Ｃａ・Ａ1，Ｃｆ・Ｆ1，Ｔ
1）、（Ｃａ・Ａ2，Ｃｆ・Ｆ2，Ｔ2）、（Ｃａ・Ａ3，Ｃｆ
・Ｆ3，Ｔ3）、（Ｃａ・Ａ4，Ｃｆ・Ｆ4，Ｔ4）を生成す
る。音声の二次分析データに基づき図10に示すような駆
動信号を生成する。すなわち、「が」の音節について
は、予め定められたタイムスロット内において、振幅が
Ｃａ・Ａ1で、周波数がＣｆ・Ｆ1である信号をＴ1期間出
力する。「ん」の音節については、次のタイムスロット
内において、振幅がＣａ・Ａ２で、周波数がＣｆ・Ｆ２で
ある信号をＴ２期間出力する。「ば」の音節について
は、次のタイムスロット内において、振幅がＣａ・Ａ３
で、周波数がＣｆ・Ｆ３である信号をＴ３期間出力す
る。「れ」の音節については、次のタイムスロット内に
おいて、振幅がＣａ・Ａ４で、周波数がＣｆ・Ｆ４である
信号をＴ４期間出力する。上述したように予め決められ
たタイムスロットの中に音節をはめ込み、各タイムスロ
ットの残りの時間を音節間のタイムインターバルとす
る。

【００１７】音声の一次分析データから二次分析データ
への変換は、マイクロコンピュータＭ内で行なうように
してもよい。

【００１８】音声の分析データに上記カウンタＢのカウ
ント値を含むようにすれば、音節間のタイムインターバ
ルは、カウンタＢからのカウント値に基づいて決定する
ようにしてもよい。

【００１９】振動出力装置12は、更に駆動装置を有す
る。駆動装置の一例を図4に示す。

【００２０】図４において、３０、３２はＤ／Ａ変換
器、３４はパルス発生器、36は増幅器、38は振動発生
器、40は電源である。周波数情報は、Ｄ／Ａ変換器３０
でアナログに変換され、パルス発生器34に加えられる。
振幅情報は、Ｄ／Ａ変換器３２でアナログに変換され、
増幅器36に加えられる。上述の例の場合、「が」に関す
る情報が送られてきたときは、パルス発生器34は、周波
数がＣｆ・Ｆ１であるパルスを、Ｔ１期間出力する。ま
た、増幅器３６は、送られてきたパルスをＣａ・Ａ１の
振幅に増幅する。そして、振動発生器３８は、周波数が
Ｃｆ・Ｆ１で、振幅がＣａ・Ａ１のパルスをもちいてＴ１
期間振動を行なう。振動発生器３８の一例を図5に示
す。なお、「が」「ん」「ば」「れ」についての周波数
情報、振幅情報は、所定のスタート信号により記憶ユニ
ット８から読み出される。

【００２１】図5は、圧電素子４４を用いた振動発生器3
8を示す。パルスからの電圧に従い、圧電素子４４は振
動を行なう。図６は、圧電素子44に加わる電圧と振動の
振幅の関係をしめす。電圧が大きくなるに従い、振動も
大きくなる。周波数情報に基づき、パルスの周波数が変
えられ、振幅情報に基づきパルスの振幅が変えられ、こ
れにより、圧電素子４４の振動周波数および振幅を変え
ることができる。

【００２２】図７、図８は、振動発生器３８の変形例を
示す。振動発生器３８は、モータ４６と、モータ４６に
つけられた偏心カム４８と、偏心カムに当接する振動体
５０と、振動体５０を指示する指示体５２と、振動体５
０を偏心カム４８に付勢するバネ５４により構成され
る。この場合、音声の二次分析データの内、周波数情報
と振幅情報のいずれかに準じて、または両情報を掛け合
わせた値に準じてモータに電圧を加えるようにして、モ
ータの回転数を変えるようにする。したがって、振動体
５０は、音声の強弱に応じて振動周波数を変えることが
できる。

【００２３】また、図７、図８において、偏心カム４８
の偏心程度を電気的に調整するようにすれば、周波数情
報によりモータの回転数を変えることができる一方、振
幅情報により偏心カム４８のストロークを変えることが
できる。これにより、振動体５０の振動周波数および振
幅を変えることができる。

【００２４】以上より明らかなように、「が」「ん」
「ば」「れ」についてそれぞれ周波数情報と振幅情報が
送られてくれば、その情報に従い、圧電素子４４は振動
する。振動出力装置12を保持している者は、振動出力装
置１２が、あたかも「が」「ん」「ば」「れ」と叫んで
いるような感覚を受ける。また、図1に示す表示装置１
０は、「がんばれ」の表示が、振動と並行して行なわれ
る。表示と振動との相乗効果により、送信者の意志を一
層強く伝えることができる。

【００２５】図２は、本発明にかかる、振動による情報
伝達装置の第２の実施形態を示す。第１の実施形態にお
いては、マイクロコンピュータＭの出力側に、表示装置
１０、振動出力装置１２が設けられていたが、第2の実
施形態においては、これらの代わりに送信装置１３が設
けられている。さらに、送信装置１３からの送られてき
た信号を受ける受信装置１６と、受信装置１６に接続さ
れた表示装置１７と、受信装置１６に接続された振動出
力装置１８が設けられている。

【００２６】送信装置１３は、上述した音声の二次分析
データと、テキストデータを送り出す。受信装置１６
は、これらの音声の二次分析データと、テキストデータ
を受信し、音声の二次分析データを振動出力装置１８に
出力すると共に、テキストデータは表示装置１７に出力
する。上述したように、振動出力装置１８は音声の二次
分析データにしたがって振動すると共に、表示装置１７
はテキストデータにしたがってテキストの表示がなされ
る。第２の実施形態により、送信装置から離れた位置に
ある受信装置に振動による情報を送ることができる。

【００２７】図３は、本発明にかかる、振動による情報
伝達装置の第３の実施形態を示す。第１の実施形態と比
べ、マイクロコンピュータＭの入力側に、さらにタイマ
ー２０、心拍計測器２２、脈拍計測器２６、発汗センサ
２４が設けられている。タイマー２０、心拍計測器２
２、脈拍計測器２６、発汗センサ２４は、いずれも上記
スタート信号を発生するために用いられる。

【００２８】タイマー２０は、設定時間が経過するとス
タート信号を発するように構成される。

【００２９】心拍計測器２２は、振動による情報伝達装
置を保持している者の心拍数を計測し、心拍数が所定値
を超えればスタート信号を発するように構成されてい
る。

【００３０】脈拍計測器２６は、振動による情報伝達装
置を保持している者の脈拍数を計測し、脈拍数が所定値
を超えればスタート信号を発するように構成されてい
る。

【００３１】発汗センサ２４は、振動による情報伝達装
置を保持している者の発汗程度、たとえば皮膚の２点間
の電気抵抗値を測定し、発汗程度が所定値を超えればス
タート信号を発するように構成されている。

【００３２】第３の実施形態において、表示装置１０と
振動出力装置１２は、第２の実施形態に示したように、
送信装置、受信装置を用いれば、送信装置から離れた位
置にある受信装置に振動による情報を送ることもでき
る。

【００３３】次に、利用方法の一例について説明する。
使用者は、あらかじめメッセージ（「がんばれ」、「あ
せるな」、「おちつけ」など）を音声またはキーボード
などによるテキストで、音声／テキスト入力装置２によ
り入力する。そして、入力された音声の二次分析データ
を記憶ユニット８に記憶しておく。テストスイッチ（図
示せず）をオンすることによりスタート信号が発せら
れ、メッセージがメッセージに対応する振動パターンに
変換されて、振動出力装置１２により振動される。使用
者は、メッセージとその振動パターンを学習することに
より、振動パターンの意味を習得する。

【００３４】使用者が、振動による情報伝達装置を携帯
した際に、タイマー２０、心拍計測器２２、脈拍計測器
２６、発汗センサ２４のいずれかから発せられたスター
ト信号により、振動出力装置１２は、ある振動パターン
で振動する。この振動パターンにより使用者は、学習し
た意味を理解し、メッセージの伝達がなされる。タイマ
ー２０、心拍計測器２２、脈拍計測器２６、発汗センサ
２４により異なったスタート信号を発するようにすれ
ば、異なったメッセージを対応づけることが可能であ
る。

【００３５】音声またはテキストのメッセージを振動パ
ターンに変換することにより、メッセージ表示のみを用
いて情報を伝達できないような状況の場合でも、メッセ
ージを伝達することが可能となる。また、体で振動を感
じることにより、臨場感、存在感のある情報伝達が可能
となる。

【００３６】なお、音声二次分析データは、振動出力装
置１２以外にも表示装置１０にも加えることができ、表
示の明るさを変化させるようにすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態による振動による情報伝達装置
のブロック図。

【図２】第２の実施形態による振動による情報伝達装置
のブロック図。

【図３】第３の実施形態による振動による情報伝達装置
のブロック図。

【図４】振動出力装置のブロック図。

【図５】圧電素子を用いた振動発生器の断面図。

【図６】圧電素子の動作特性図。

【図７】モータを用いた振動発生器の概略図。

【図８】モータを用いた振動発生器の別の状態にある概
略図。

【図９】音声一次分析データの波形図。

【図１０】音声二次分析データの波形図。

【図１１】音声一次分析データを得るためのフローチャ
ート。

【符号の説明】

２…音声／テキスト入力装置４…ＣＰＵ（中央演算装置）６…メモリ８…記憶ユニット１０…表示装置１２…振動出力装置１３…送信装置１６…受信装置２０…タイマー２２…心拍計測器２３…脈拍計測器２４…発汗センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三木孝保大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】音声情報を入力する手段と、入力された
音声情報を、音節ごとに分解すると共に、各音節におけ
る音に関する一次分析データを抽出し、それを記憶する
手段と、記憶手段から読み出された一次分析データを修
正された二次分析データに変換する手段と、周波数と振
幅の少なくともいずれか一方が調整可能な振動発生手段
を有し、該二次分析データを用いて振動発生手段を振動
するようにしたことを特徴とする振動による情報伝達装
置。
【請求項２】上記一次分析データは、音の振幅である
ことを特徴とする請求項１記載の振動による情報伝達装
置。
【請求項３】上記一次分析データは、音の周波数であ
ることを特徴とする請求項１記載の振動による情報伝達
装置。
【請求項４】上記一次分析データは、音の振幅である
一方、上記二次分析データは、音の振幅を所定の係数で
掛けたものであることを特徴とする請求項１記載の振動
による情報伝達装置。
【請求項５】上記一次分析データは、音の周波数であ
る一方、上記二次分析データは、音の周波数を所定の係
数で掛けたものであることを特徴とする請求項１記載の
振動による情報伝達装置。
【請求項６】上記一次分析データは、音節の時間的長
さであることを特徴とする請求項１記載の振動による情
報伝達装置。
【請求項７】上記一次分析データは、音節間の時間的
長さであることを特徴とする請求項１記載の振動による
情報伝達装置。
【請求項８】音声情報を入力する手段は、人間の音声
により入力することを特徴とする請求項１記載の振動に
よる情報伝達装置。
【請求項９】音声情報を入力する手段は、テキストに
より入力することを特徴とする請求項１記載の振動によ
る情報伝達装置。
【請求項１０】更に、一次分析データを送信する送信
手段と、送信された一次分析データを受信する受信手段を有する
ことを特徴とする請求項１記載の振動による情報伝達装
置。
【請求項１１】更に、記憶された一次分析データを読
み出すスタート信号を出力する手段を有することを特徴
とすることを特徴とする請求項１記載の振動による情報
伝達装置。
【請求項１２】上記スタート信号を出力する手段は、
タイマーであることを特徴とする請求項１１記載の振動
による情報伝達装置。
【請求項１３】上記スタート信号を出力する手段は、
心拍計測手段であることを特徴とする請求項１１記載の
振動による情報伝達装置。
【請求項１４】上記スタート信号を出力する手段は、
脈拍計測手段であることを特徴とする請求項１１記載の
振動による情報伝達装置。
【請求項１５】上記スタート信号を出力する手段は、
発汗センサ手段であることを特徴とする請求項１１記載
の振動による情報伝達装置。
【請求項１６】上記振動発生手段は、圧電素子から成
ることを特徴とする請求項１記載の振動による情報伝達
装置。
【請求項１７】上記振動発生手段は、モータと、偏心
カムと、振動体から成ることを特徴とする請求項１記載
の振動による情報伝達装置。