(57)【要約】【課題】制御対象機器の操作入力を簡便に行うことが可能な制御信号生成方法を提供すること。【解決手段】触感センサからの検出信号を取得し、取得した前記検出信号に基づいて制御信号を生成する場合に、取得した前記検出信号のうち人間の触感の感域の信号に応じて、異なる制御信号を生成する、制御信号生成方法。【選択図】図１
2015216456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触感センサからの検出信号を取得し、
取得した前記検出信号に基づいて制御信号を生成する場合に、取得した前記検出信号のうち人間の触感の感域の信号に応じて、異なる制御信号を生成する、
ことを特徴とする制御信号生成方法。
【請求項２】
取得した前記検出信号のうち人間の触感の感域の信号のパターンが所定のパターンと所定の類似関係にある場合に、同じ制御内容の制御信号又は同じ種別のデバイスに対する制御信号を生成する、
ことを特徴とする請求項１記載の制御信号生成方法。
【請求項３】
生成された制御信号は、取得した前記検出信号のうち人間の触感の不感域の信号に応じて送信先が制御される、ことを特徴とする請求項１又は２記載の制御信号生成方法。
【請求項４】
前記感域及び不感域と前記制御対象機器に対する制御内容を規定した操作情報とを対応付けて触感制御対応データベースに格納する、
ことを特徴とする請求項３に記載の制御信号生成方法。
【請求項５】
前記感域に基づいて、前記触感制御対応データベースに格納された操作情報を検索し、
前記検索された操作情報に対応する制御信号を生成する、
ことを特徴とする請求項４に記載の制御信号生成方法。
【請求項６】
前記検出信号のうち人間の触感の感域と前記触感制御対応データベースに格納された感域との相関値が所定の範囲内である場合、前記所定の範囲内にある感域に対応付けられた操作情報を前記触感制御対応データベースから抽出し、
前記抽出された操作情報に対応する同じ制御内容の制御信号又は同じ種別の制御対象機器に対する制御信号を生成する、
ことを特徴とする請求項５記載の制御信号生成方法。
【請求項７】
前記検出信号のうち人間の触感の不感域と前記触感制御対応データベースに格納された不感域の相関値が所定の範囲内である場合、前記所定の範囲内にある不感域に対応付けられた操作情報を前記触感制御対応データベースから抽出し、
前記抽出された操作情報に対応する制御対象機器に対する制御信号を生成する、
ことを特徴とする請求項５記載の制御信号生成方法。
【請求項８】
前記生成された制御信号によって前記制御対象機器を制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の制御信号生成方法。
【請求項９】
触感センサからの検出信号を取得する取得部と、
取得した前記検出信号のうち人間の触感の感域の信号に応じて、異なる制御信号を生成する生成部と、
を備えることを特徴とする制御信号生成装置。
【請求項１０】
触感センサからの検出信号を取得し、
取得した前記検出信号に基づいて制御信号を生成する場合に、取得した前記検出信号のうち人間の触感の感域の信号に応じて、異なる制御信号を生成する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする制御信号生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御対象機器を制御するための制御信号を生成する制御信号生成方法、制御信号生成装置及び制御信号生成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
我々を取り巻く環境内には様々な制御対象機器が存在する。例えば、テレビ、エアコン、電灯等の制御対象機器がある。これらの制御対象機器を操作するには、利用者による制御対象機器への操作入力が必要となる。操作入力するためには、操作入力器として専用のリモコンが用いられることも多い。
【０００３】
また、プッシュボタン型のリモコンに代わりに、タッチパネル型のリモコンも出現している。更に、スマホやタブレットＰＣなどのタッチパネル機能付きの携帯情報端末をリモコンとして用いることもある。この場合、複数の制御対象機器を１つの携帯情報端末で操作する、兼用のリモコンとして用いることもできる。
【０００４】
また、タッチスクリーンを投射するプロジェクターと、操作入力を実行する利用者の動作を検出するモーショントラッキングカメラを用い、利用者の操作動作を検出して操作入力を行う技術も開示されている。この技術は、画像が投影された壁等を、利用者が指でタッチ動作することにより、制御対象機器への操作を可能にしている（例えば、非特許文献１を参照。）。
【０００５】
また、人が物に触れた際の触感を数値計測し、再現する技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００６】
また、取得した触覚情報を視覚的に表現する技術が開示されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００７】
また、時間的に変化する多様な触覚情報を提示する技術が開示されている（例えば、特許文献３を参照。）。
【０００８】
また、携帯情報端末に指で振動を伝達することにより情報を入力する技術が開示されている（例えば、特許文献４を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／１３４３４９号公報
【特許文献２】特開２００８−２５０９７８号公報
【特許文献３】特開２００３−９９１７７号公報
【特許文献４】ＷＯ２０１０／０２４０３０号公報
【非特許文献１】Turn any surface into a touch screen、[online]、Ubi Interactive Inc、[2014年4月14日検索]、インターネット、＜ＵＲＬ：http://www.ubi-interactive.com/＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、操作入力器として専用のリモコンを用いる場合、制御対象機器が複数設置されている環境ではその環境周辺に複数のリモコンを存在することになる。余りにも多数のリモコンが所定範囲の環境内に存在すると、環境内の美観を損ねたりリモコンの設置コストがかかり過ぎてしまったりする。
【００１１】
また、１つの携帯情報端末を兼用のリモコンとして用いる場合、携帯情報端末の画面等の操作パネルが小さい。携帯情報端末の携帯性を考慮すると、操作パネルを大きくすることは困難である。小さな操作パネルでは、操作が容易でない。
【００１２】
また、所定範囲の環境内に大型のタッチパネルを設置することは、物理的にもコスト的にも困難である。
【００１３】
また、利用者の操作動作を検出して操作入力を行う場合、操作動作を視覚的に検出するため、プロジェクターとカメラと利用者の位置関係により、カメラに死角部分が生じることがある。死角が生じると利用者の操作動作を検出できなくなる。
【００１４】
上述したように、利用者の環境内に存在する様々な制御対象機器の操作入力を、簡便に行うことは困難である、という問題点があった。
【００１５】
１つの側面において、本発明は、制御対象機器の操作入力を簡便に行うことが可能な制御信号生成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】
【００１６】
１つの案では、触感センサからの検出信号を取得し、取得した前記検出信号に基づいて制御信号を生成する場合に、取得した前記検出信号のうち人間の触感の感域の信号に応じて、異なる制御信号を生成する、制御信号生成方法が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
実施の形態によれば、制御対象機器の操作入力を簡便に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態に係る制御信号生成装置の基本的な機能ブロックを示す図である。
【図２】触感感度分布フィルタの原理を説明するための図である。
【図３】本実施の形態に係る制御信号生成装置の適用例を示す図である。
【図４】本実施の形態に係る制御信号生成装置の全体像を説明するための図である。
【図５】接触センサの出力例を示す図である。
【図６】触感制御対応データベースの例を示す図である。
【図７】本実施の形態に係る制御信号生成処理による課題解決の考え方を説明するための図である。
【図８】制御信号生成装置のコンピュータが実行する登録処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】制御信号生成装置のコンピュータが実行する制御信号生成処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】操作グループを利用した触感制御対応データベースの例を示す図である。
【図１１】情報処理装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る制御信号生成装置の基本的な機能ブロックを示す図である。
【００２０】
図１において、制御信号生成装置１は、例えば、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、携帯通信端末等の情報処理装置である。制御信号生成装置１は、接触センサ２、制御対象機器３及び触感制御対応データベース４と接続されている。制御信号生成装置１は、検出信号取得部１１、検出信号分離部１２、制御信号生成部１３、触感制御登録部１４、検索部１５、及び制御部１６を備える。なお、制御信号生成装置１は、触感制御対応データベース４を内部に備えていても良い。また、制御信号生成装置１は、接触センサ２を内部に備えていても良い。
【００２１】
接触センサ２は、スイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、静電容量方式等、様々な周知の方式の接触センサである。
【００２２】
制御対象機器３は、パソコン、照明機器、テレビジョン受像機、洗濯機、エアコンディショナ、冷蔵庫、電子レンジ、電源タップ、ヘアドライヤ等、操作制御の対象となる機器である。
【００２３】
接触対象物５は、ぬいぐるみ、ソファ、壁、洋服、人体等、利用者の周辺環境内に存在する物体である。
【００２４】
検出信号取得部１１は、接触対象物５との接触状態を検出する接触センサ２からの検出信号を、伝送経路を経由して接触センサ２から取得する。ここで、検出信号は、例えば、圧電素子が検出する振動波形である。望ましくは、後述するように、振動波形をＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）で周波数スペクトルに変換した結果を用いる。
【００２５】
検出信号分離部１２は、前記検出信号取得部１１によって取得された検出信号を、触感情報と非触感情報（コンテクスト情報）に分離する。ここで、触感情報は、例えば、「すべすべ」、「ざらざら」、「さらさら」、「でこぼこ」、「ごつごつ」等、人間が知覚できる情報であり、非触感情報は、人間が知覚できない情報である。触感情報と非触感情報との分離には、予め外部メモリ等に格納された触感感度分布フィルタ６を用いる。
【００２６】
図２は、触感感度分布フィルタの原理を説明するための図である。
図２の（Ａ）は、人間の皮膚構造と触覚受容器の配置を示す。人間は、指先など接触部位に生じる振動情報から触感を判別する。皮膚の振動に対して人間の指が感じるのは、主にメルケル細胞（ＳＡＩ）、マイスナー小体（ＦＡＩ）、パチニ小体（ＦＡII）の３種の触覚受容器である。
【００２７】
各触覚受容器には、図２の（Ｂ）のような、振動周波数に関する感度分布が存在する。これら各触覚受容器の感度分布の最小振動振幅部分を触感感度分布フィルタ６として用いる。
【００２８】
すなわち、検出信号分離部１２は、検出信号取得部１１によって取得された検出信号のうち、触感感度分布フィルタ６より強度の高い（振幅の大きい）領域を触感情報として分離し、強度の低い（振幅の小さい）領域を非触感情報として分離する。
【００２９】
制御信号生成部１３は、前記検出信号分離部１２によって分離された触感情報及び非触感情報に応じて、制御対象機器３を制御するための制御信号を生成する。ここで、制御対象機器３を制御するための制御信号は、制御対象機器３を特定するための情報と制御内容である。例えば、制御信号生成部１３は、制御対象機器３である電灯Ａの電源をオンするための制御信号を生成する。
【００３０】
触感制御登録部１４は、前記触感情報及び前記非触感情報と、前記制御対象機器３に対する制御内容を規定した操作情報とを対応付けて触感制御対応データベース４に格納する。類似の触感情報には類似の制御内容を規定した操作情報を対応付ける。また、類似の非触感情報には類似の制御対象機器３を与える。
【００３１】
検索部１５は、前記検出信号分離部１２によって分離された触感情報又は非触感情報に基づいて、前記触感制御対応データベース４に格納された触感情報又は非触感情報に対応付けられた操作情報を検索する。この場合、前記制御信号生成部１３は、前記検索部１５によって検索された操作情報に対応する制御信号を生成する。
【００３２】
また、前記検索部１５は、前記検出信号分離部１２によって分離された触感情報と前記触感制御対応データベース４に格納された触感情報との相関値が所定の範囲内である場合、前記所定の範囲内にある触感情報に対応付けられた操作情報を前記触感制御対応データベース４から抽出する。この場合、前記制御信号生成部１３は、前記検索部１５によって抽出された操作情報に対応する同じ制御内容の制御信号又は同じ種別の制御対象機器に対する制御信号を生成する。
【００３３】
また、前記検索部１５は、前記検出信号分離部１２によって分離された非触感情報と前記触感制御対応データベース４に格納された非触感情報との相関値が所定の範囲内である場合、前記所定の範囲内にある非触感情報に対応付けられた操作情報を前記触感制御対応データベース４から抽出する。この場合、前記制御信号生成部１３は、前記検索部１５によって抽出された操作情報に対応する制御対象機器３に対する制御信号を生成する。
【００３４】
そして、制御部１６は、前記制御信号生成部１３によって生成された制御信号によって前記制御対象機器３を制御する。
【００３５】
上述のような制御信号生成装置１は、利用者を取り巻く環境内に存在する多様な触感を、制御対象機器３を操作するための操作キーに対応付ける。制御信号生成装置１は、その触感の検出により対応する制御対象機器３の操作入力が行われたと判定する。そして、制御信号生成装置１は、制御対象機器３の操作を実行させる。すなわち、制御信号生成装置１は、触感による操作入力装置となる。触感を用いる操作入力は、視覚や聴覚を用いることができない状況下や、視覚や聴覚を妨げたくない状況下での操作入力で有益になる。例えば、暗闇や操作機器背面側での入力操作、運転時の入力操作などでの操作入力で有益になる。
【００３６】
図３は、本実施の形態に係る制御信号生成装置の適用例を示す図である。
図３において、制御信号生成装置１は、利用者の指に装着可能な接触センサ２と、スマートフォン等の携帯通信端末３１を備える。
【００３７】
携帯通信端末３１は、後述する制御信号生成処理を実行する。接触センサ２を指に装着した利用者が、接触センサ２で接触対象物５に接触する。接触センサ２は、利用者の指に装着可能なタイプの他、センシング機能を備えたペンでも良い。また、携帯通信端末３１自身がセンシング機能を備えていても良い。利用者の指に装着可能な接触センサ２、センシング機能を備えたペンであっても、また、センシング機能を備えた携帯通信端末３１自身の何れであっても、利用者が身に着けていることが望ましい。
【００３８】
携帯通信端末３１は、接触時に接触センサ２が検出した振動波形をＦＦＴで周波数スペクトルに変換する。携帯通信端末３１は、変換した周波数スペクトルを触感情報と非触感情報に分離する。触感情報は、例えば、「すべすべ」等、人間が知覚できる情報であり、非触感情報は、人間が知覚できない情報である。触感情報と非触感情報との分離には、人間の触覚受容器の周波数に対する感度分布を示す触感感度分布フィルタ６を用いる。携帯通信端末３１は、触感情報の周波数成分が類似な振動波形（同様な触感）に対して、同様な操作入力（例えば、電灯の点灯）を割り付ける。また、携帯通信端末３１は、非触感情報の周波数成分の違いを操作入力のコンテクスト（隣室にある電灯Ａ）の違いに割り付ける。そして、携帯通信端末３１は、得られた振動波形に対してどのコンテクストでどのような操作入力かを決定し、無線通信又は有線通信を介して制御対象機器３の制御を実行する。
【００３９】
図４は、本実施の形態に係る制御信号生成装置の全体像を説明するための図である。
図４において、制御信号生成装置１は、接触センサ２、触感制御対応データベース４、ＦＦＴ部４１、フィルタ部４２、触感制御登録部１４、検索部１５、制御部１６、操作格納部４３、及び登録・入力モード切替部４４を備える。
【００４０】
接触センサ２は、スイッチ方式等、様々な周知の方式の接触センサであり、ぬいぐるみ等、利用者の周辺環境内に存在する物体である接触対象物５の表面に接触及び移動する際に検出される振動波形を出力する。出力される振動波形は、接触対象物５の表面上を接触センサ２が軽く走査されることにより得られる。
【００４１】
図５は、接触センサの出力例を示す図である。
図５の（Ａ）は、アトピー性皮膚炎の患者の皮膚を接触センサ２で測定した際の振動波形を示す。図５の（Ｂ）は、健常者の皮膚を接触センサ２で測定した際の振動波形を示す。このように、皮膚性状により出力される振動波形が異なることが分かる。
【００４２】
ＦＦＴ部４１は、接触センサ２で得られた振動波形を取得し、周波数スペクトルに変換して出力する。
【００４３】
図５の（Ｃ）は、アトピー性皮膚炎の患者の皮膚の振動波形を、周波数スペクトルに変換した結果を示す。図５の（Ｄ）は、健常者の皮膚の振動波形を、周波数スペクトルに変換した結果を示す。
【００４４】
フィルタ部４２は、ＦＦＴ部４１で得られた周波数スペクトルを、人間が感知可能な範囲の周波数スペクトル（触感情報）と、感知不能な範囲の周波数スペクトル（非触感情報、コンテクスト情報）に分離して、それぞれを出力する。上述の検出信号分離部１２に対応する。
【００４５】
触感制御登録部１４は、利用者により指定された触感と操作の対応関係を、触感と対応付けられた操作群を格納する操作格納部４３から取り出す。そして、フィルタ部４２で得られた触感情報とコンテクスト情報および操作格納部４３に格納された操作の三つ組みとして、触感制御対応データベース４に格納された触感操作対応表に登録する。
【００４６】
図６は、触感制御対応データベースの例を示す図である。
図６に例示した触感制御対応データベース４の触感操作対応表には、「部屋１」および「部屋２」の電灯に対する「オン操作」が、「触感情報１」として共通している。しかしながら、コンテクスト情報としては、「コンテクスト情報１」と「コンテクスト情報３」として区別されている。同様に、「部屋１」および「部屋２」の電灯に対する「オフ操作」は、「触感情報２」として共通している。しかしながら、コンテクスト情報としては、「コンテクスト情報２」と「コンテクスト情報４」として区別されている。このように、利用者は、「部屋１」及び「部屋２」の電灯「オン操作」又は「オフ操作」を、同一触感で操作できる。すなわち、制御信号生成装置１は、「コンテクスト情報１」及び「コンテクスト情報３」により、ユーザにとっては同一触感（触感情報１）を異なるものとして、異なる操作である「部屋１」の電灯オン及び「部屋２」の電灯オンを実行できる。また、制御信号生成装置１は、「コンテクスト情報２」及び「コンテクスト情報４」により、ユーザにとっては同一触感（触感情報２）を異なるものとして、異なる操作である「部屋１」の電灯オフ及び「部屋２」の電灯オフを実行できる。
【００４７】
検索部１５は、フィルタ部４２によって分離された触感情報又は非触感情報に基づいて、前記触感制御対応データベース４に格納された触感情報又は非触感情報に対応付けられた操作情報を検索する。そして、触感情報と前記触感制御対応データベース４に格納された触感情報との相関値が所定の範囲内である場合、前記所定の範囲内にある触感情報に対応付けられた操作情報を前記触感制御対応データベース４から抽出する。また、非触感情報と前記触感制御対応データベース４に格納された非触感情報との相関値が所定の範囲内である場合、前記所定の範囲内にある非触感情報に対応付けられた操作情報を前記触感制御対応データベース４から抽出する。
【００４８】
制御部１６は、検索部１５によって検索、抽出された操作情報を実現する実行コマンドによって、前記制御対象機器３を制御する。
【００４９】
登録・入力モード切替部４４は、使用者の指示に基づいて、触感制御登録部１４によって現在の触感と操作の対応関係を登録するモード（登録モード）であるのか、検索部１５によって現在の触感に対応付けられた操作を実行するモード（入力モード）であるのかを切り替える。
【００５０】
図７は、本実施の形態に係る制御信号生成処理による課題解決の考え方を説明するための図である。
【００５１】
上述したように、本実施の形態に係る制御信号生成装置１は、接触対象物５への接触時に接触センサ２（圧電素子など）により得られる振動波形から、触感に関する情報（触感情報）を抽出する。そして、得られた触感情報に対して制御対象機器３の制御操作を割り付ける。
【００５２】
そのためには、利用者の周辺環境内に存在する様々な触感を制御操作の入力として用いる必要がある。しかしながら、図７の（Ａ）に示すように、単に周辺環境内に存在する様々な触感を制御操作の入力に対応させるだけでは、制御操作の入力の種類が増加し、利用者が対応関係を記憶する負担が大きくなる。また、図７の（Ｂ）に示すように、利用者の負担を下げる目的で、利用する触感の数を少なくすると、可能な制御操作の入力の種類が減ってしまう。
【００５３】
そこで、図７（Ｃ）に示すように、人間の触覚では類似な触感として知覚される触感情報群を、コンテクストが異なるが同様な操作入力に対する触感情報に割り付けることにより、利用者が記憶すべき対応関係を減少させる。例えば、異なる部屋Ｒ１、Ｒ２にある照明Ｌ１、Ｌ２を点灯させるという操作入力Ｃ１、Ｃ２を考える。これら操作入力Ｃ１、Ｃ２は「点灯」という操作に関して同様である。そこで人間にとって類似な触感Ｔと知覚される触感を持つが、それぞれ部屋Ｒ１、Ｒ２にある対象Ｏ１、Ｏ２から得られる触感情報Ｓ１、Ｓ２に対して、操作入力Ｃ１、Ｃ２を割り付ける。これにより、利用者には共通な触感Ｔと「点灯」という操作（抽象的操作）の対応関係を記憶しておけば、部屋Ｒ１、Ｒ２にある照明Ｌ１、Ｌ２を点灯させるという異なる具体的な操作入力Ｃ１、Ｃ２と異なる触感情報Ｓ１、Ｓ２の対応関係そのものを記憶する必要が無く、記憶する対応関係を減少できる。
【００５４】
上述したように、本実施の形態に係る制御信号生成装置１は、人間の触覚能力を超える接触センサ２を用いる。そして、制御信号生成装置１は、接触センサ２で得られる触感情報（振動波形）から、人間が触感の類似性を判定する手段を備える。
【００５５】
上述したように、人間が触感として感知する振動には感度分布があり、人間は接触時に得られる全ての振動情報を触感判別に用いていない。そこで、制御信号生成装置１は、人間の触感感度分布を触感感度分布フィルタ６として用い、接触センサ２から得られる振動波形を触感情報又は非触感情報に分離する。そして、分離された触感情報の振動波形に基づいて、触感の類似性を判定する。また、人間には類似触感と判定される触感情報群を、それぞれの操作入力に対応させるには、非触感情報の振動波形の違いを利用する。感度分布が振動周波数に対する感度として与えられていること、また振動波形そのものは振動時系列となるため類似性が判定し難いため、振動波形から得られるＦＦＴによる周波数スペクトルを用いて類似性を判定する。
【００５６】
図８は、制御信号生成装置のコンピュータが実行する登録処理の流れを示すフローチャートである。
【００５７】
図８に示した登録処理は、使用者の指示に基づいて、登録・入力モード切替部４４が、現在の触感と操作の対応関係を登録するモード（登録モード）に切り替えた場合に実行される。
【００５８】
まず、ステップＳ８０１において、上述の制御信号生成装置１に登録する（割り付ける）入力操作、例えば、上述した「部屋１の電灯オン操作」を決定する。
【００５９】
ステップＳ８０２において、ユーザの指先などに取り付けた接触センサ２を用いて、検出信号取得部１１が、接触対象物５との接触状態を検出する接触センサ２から、検出信号を取得する。
【００６０】
ステップＳ８０３において、ＦＦＴ部４１が、ステップＳ８０２で得られた振動波形から、ＦＦＴで周波数スペクトルに変換して出力する。
【００６１】
ステップＳ８０４において、フィルタ部４２が、ステップＳ８０３で得られた周波数スペクトルを、人間が感知可能な範囲の周波数スペクトル（触感情報）と、感知不能な範囲の周波数スペクトル（非触感情報、コンテクスト情報）に分離して、それぞれを出力する。触感情報と非触感情報との分離には、触感感度分布フィルタ６を用いる。図２に示した３つの受容器の感度曲線より下側にしか出ない振動は、人間に感知できない振動となる。ＦＦＴにより得られた周波数成分は、振動幅と周波数の関係であるため、図２に示した触感感度分布フィルタ６より下か上かで感知可能な振動周波数であったか否かを判定できる。これにより得られた振動波形の周波数成分を、触感情報と非触感情報（コンテクスト情報）に分離する。
【００６２】
そして、ステップＳ８０５において、割り付ける操作、触感情報、コンテクスト情報の３つ組を、触感制御対応データベース４に格納された触感操作対応表に登録する。
【００６３】
図９は、制御信号生成装置のコンピュータが実行する制御信号生成処理の流れを示すフローチャートである。
【００６４】
図９に示した制御信号生成処理は、使用者の指示に基づいて、登録・入力モード切替部４４が、現在の触感に対応付けられた操作を実行するモード（入力モード）に切り替えた場合に実行される。
【００６５】
まず、ステップＳ９０１において、ユーザの指先などに取り付けた接触センサ２を用いて、検出信号取得部１１が、接触対象物５との接触状態を検出する接触センサ２から、検出信号を取得する。
【００６６】
ステップＳ９０２において、ＦＦＴ部４１が、ステップＳ９０１で得られた振動波形から、ＦＦＴで周波数スペクトルに変換して出力する。
【００６７】
ステップＳ９０３において、フィルタ部４２が、ステップＳ９０２で得られた周波数スペクトルを、人間が感知可能な範囲の周波数スペクトル（触感情報）と、感知不能な範囲の周波数スペクトル（非触感情報、コンテクスト情報）に分離して、それぞれを出力する。
【００６８】
ステップＳ９０４において、触感の類似性判定処理を実行し、ステップＳ９０５において、現在得られている接触での触感情報と登録されている触感の触感情報間の相関値などから、現在の触感と類似する登録済の触感があるか否かを判定する。類似性の有無は、事前に設定する閾値を相関値が超えたか否かで判定する。例えば、以下のようにして類似判定を行う。
【００６９】
人間の触覚受容器は、その感度曲線より下側の振動幅を持つ周波数の振動を感知できない。触感感度分布曲線（図２に示した触感感度分布フィルタ６を参照）より振動幅が上の場合は感知可能な振動周波数であり、下の場合は感知不能な振動周波数と判定できる。
【００７０】
接触センサ２により得られた振動波形ＷをＦＦＴして得られる周波数成分Ｆは、周波数と振動幅の関係である。いま周波数成分Ｆに現れる周波数のうち有限個の周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎを選び代表周波数と呼ぶ。周波数成分Ｆを代表周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎの成分で量子化したものを代表周波数成分と呼びＦ＊で表す。 Ｆ＊は、代表周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎを次元、周波数成分Ｆにおける代表周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎでの振動幅ｖ１、ｖ２、・・・、ｖｎをそれぞれの代表周波数での値とするベクトル＜ ｖ１:ｆ１、ｖ２:ｆ２、・・・、ｖｎ:ｆｎ＞で表現される。ｖｉ:ｆｉは、代表周波数ｆｉの振動幅がｖｉであることを表す。
【００７１】
上記触感感度分布曲線を用いた判定に従い、周波数成分Ｆの各代表周波数ｆ１、ｆ２、・・・、ｆｎは、それぞれの振動幅ｖ１、ｖ２・・・、ｖｎ の値により、感知可能な周波数か不能な周波数かを判定する。代表周波数成分Ｆ＊の感知可能及び不可能な代表周波数での値である振動幅を０に設定した周波数成分を、それぞれ触感情報及びコンテクスト情報と呼び、Ｆ＋及びＦ−と表す。ここで、代表周波数ｆｉが感知可能な代表周波数である場合、触感情報における代表周波数ｆｉでの振動幅ｖｉを代表周波数成分Ｆ での値（０）とする。また、代表周波数ｆｉが感知不可能な代表周波数である場合、コンテクスト情報で０（代表周波数成分Ｆ＊での値）とする。
【００７２】
次に、代表周波数で量子化された周波数成分Ｆ１とＦ２間の類似度ｓ（Ｆ１、Ｆ２）を、例えば周波数成分Ｆ１、Ｆ２間の相関係数で与える。類似度ｓ（Ｆ１、Ｆ２）は、相関係数に限定するものでなく、それ以外の方法で与えてもよい。
【００７３】
例えば、接触対象物５から接触センサ２及びＦＦＴ部４１を通じて、触感情報Ｆ＋およびコンテクスト情報Ｆ−が得られたとする。このとき検索部１５では、触感操作対応表に記録されている触感情報群から、触感情報Ｆ＋に最も類似度ｓ（Ｆ＋、＊）が高い触感情報Ｆ´＋を選択し、さらに触感操作対応表に記録され、かつ最も類似度が高い触感情報Ｆ´＋に対応するコンテクスト情報群から、現時点でのコンテクスト情報Ｆ−に対して最も類似度ｓ（Ｆ−、＊）が高いコンテクスト情報Ｆ´−を選択する。ただし事前に類似度に対して閾値δを設定し、類似度が閾値δ以上あることが類似性のある条件とする。また、類似性が低い触感情報、コンテクスト情報が触感操作対応表から選択されないようにする。触感操作対応表において、触感情報Ｆ´＋及びコンテクスト情報Ｆ´−に対応する操作をＣ´とすると、操作Ｃ´が検索部１５から制御部１６に送られ実行される。
【００７４】
ステップＳ９０５で現在の触感と類似する登録済の触感がないと判断された場合（ステップＳ９０５：ＮＯ）、ステップＳ９０１に戻り、あると判断された場合（ステップＳ９０５：ＹＥＳ）、ステップＳ９０６において、その類似する登録済みの触感が唯一か否かを判断する。
【００７５】
唯一である場合（ステップＳ９０６：ＹＥＳ）、ステップＳ９０７において、その触感に対する操作を制御部１６が実行する。
【００７６】
他方、類似する登録済みの触感が唯一でなく複数存在する場合（ステップＳ９０６：ＮＯ）、ステップＳ９０８において、それら複数の登録済の触感に対してコンテクスト判定を行い、ステップＳ９０９において、得られているコンテクスト情報と、登録済触感のコンテクスト情報間の相関値などから、現在の触感と類似する登録済触感のコンテクスト情報があるか否かを判定する。類似性の有無は、事前に設定する閾値を相関値が超えたか否かで判定する。
【００７７】
現在の触感と類似する登録済触感のコンテクスト情報がないと判断された場合（ステップＳ９０９：ＮＯ）、ステップＳ９０１に戻り、あると判断された場合（ステップＳ９０９：ＹＥＳ）、ステップＳ９１０において、コンテクスト情報が最も類似と判定された登録済触感に対する操作を制御部１６が実行する。
【００７８】
上述の触感の入力は、各触感に対して単独な操作を割り付けていた。しかしながら、例えば、照明の操作には、オン、オフ、照度減、照度増、照明パターン変更など、単一の制御対象機器３に複数の操作が存在する場合が多い。ここで、これら同一の制御対象機器３に関する操作の集合を「操作グループ」と呼ぶ。
【００７９】
図１０は、操作グループを利用した触感制御対応データベースの例を示す図である。
図１０に例示した触感制御対応データベース４の触感操作対応表には、図６に示した触感操作対応表と比較して、どの操作グループに属するかの識別子である「操作グループ」が追加されている。
【００８０】
異なる操作グループに共通な触感が登録されている場合、操作グループを決定すれば、どの操作を対応付けるかが判明する場合がある。したがって、上述の制御信号生成処理において、最も類似な登録済の触感が決定できない場合、例えば、「（同じ操作グループの）他の操作に割り付けられた触感を入力してください」というようなメッセージを利用者に提示し、入力された触感から操作グループを決定して、対応付けられた操作を決定してもよい。
【００８１】
例えば、「部屋１電灯オン操作」と「部屋３テレビオン操作」は、図１０の触感操作対応表に例示したように、それぞれ「触感情報」が「触感情報１」、「コンテクスト情報」が「コンテクスト情報１」であり、同一である。利用者にとっては、「部屋１電灯オン操作」と「部屋３テレビオン操作」は異なる操作になるが、制御信号生成装置１にとっては区別できない。
【００８２】
しかしながら、同じ「操作グループ」に属す操作である「部屋１電灯オン操作」と「部屋３テレビオン操作」は、「触感情報２」、「触感情報６」と異なる触感情報を持つため、制御信号生成装置１は、他の操作の触感を利用者に問い合わせ（入力させる）ことにより、どちらの操作であるかを判断できる。
【００８３】
以上、本実施の形態に説明してきたが、本実施の形態に係る制御信号生成装置１は、下記のように応用することが出来る。
【００８４】
例えば、暗証入力や段階的な抽象的操作の絞り込みのように複数の触感を用いた操作入力が有用な場合がある。段階的な抽象的操作の絞り込みとは、「照明を半分だけ点灯する」というような場合、まず「照明」、「半分」、「点灯」の順で触感入力するなどの操作入力である。したがって、触感系列また同時触感入力、さらには触感継続時間などを用いた操作決定をしてもよい。
【００８５】
また、利用者自身が、操作を行いたい環境に存在する接触対象物５から得られる触感に対して入力操作に結び付けることで、利用者周辺にある触感を用いた入力操作を実現することができる。例えば、壁に触り電灯スイッチオンオフしたり、ポケット内側生地など直接見えないものへの接触などで入力する。
【００８６】
また、利用者自ら対応関係を設定し、触感情報に対応する入力情報対応関係を隠すことで、どんなものを順に触ったか、例えば、ぬいぐるみ、コップ、絨毯の順で暗証入力することができる。特定の利用者だけが触感と操作の対応関係を知っている場合に有効である。
【００８７】
また、事前に触感検出してある接触対象物５に対して、その接触対象物５の特定部分の触感がどのような操作に対応するかの対応関係を、接触対象物５に記載するなどして利用者に知らせた接触対象物５を、触感入力パネルとすることもできる。この場合、利用者は、実行したい操作が記載された接触対象物５（ポスター、絵本、マニュアルなど印刷物など）の表面へ接触することで、制御対象機器３への入力操作をする。利用者は、触感と操作の対応関係を事前には知らない、あるいは覚えきれないような状況で有効である。
【００８８】
図１１は、情報処理装置の構成図である。
図１の制御信号生成装置１は、例えば、図１１に示すような情報処理装置（コンピュータ）を用いて実現することが可能である。図１１の情報処理装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０１、メモリ１１０２、入力装置１１０３、出力装置１１０４、外部記録装置１１０５、媒体駆動装置１１０６及びネットワーク接続装置１１０７を備える。これらはバス１１０８により互いに接続されている。
【００８９】
メモリ１１０２は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリであり、制御信号生成装置１が実行する制御信号生成処理に用いられるプログラム及びデータを格納する。例えば、ＣＰＵ１１０１は、メモリ１１０２を利用してプログラムを実行することにより、上述の制御信号生成処理を行う。
【００９０】
入力装置１１０３は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス等であり、オペレータからの指示や情報の入力に用いられる。出力装置１１０４は、例えば、表示装置、プリンタ、スピーカ等であり、オペレータへの問い合わせや処理結果の出力に用いられる。
【００９１】
外部記録装置１１０５は、例えば、磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置、テープ装置等である。この外部記録装置１１０５には、ハードディスクドライブも含まれる。情報処理装置は、この外部記録装置１１０５にプログラム及びデータを格納しておき、それらをメモリ１１０２にロードして使用することができる。
【００９２】
媒体駆動装置１１０６は、可搬型記録媒体１１０９を駆動し、その記録内容にアクセスする。可搬型記録媒体１１０９は、メモリデバイス、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク等である。この可搬型記録媒体１１０９には、Compact Disk Read Only Memory （ＣＤ−ＲＯＭ）、Digital Versatile Disk（ＤＶＤ）、Universal Serial Bus（ＵＳＢ）メモリ等も含まれる。オペレータは、この可搬型記録媒体１１０９にプログラム及びデータを格納しておき、それらをメモリ１１０２にロードして使用することができる。
【００９３】
このように、制御信号生成処理に用いられるプログラム及びデータを格納するコンピュータ読み取り可能な記録媒体には、メモリ１１０２、外部記録装置１１０５、及び可搬型記録媒体１１０９のような、物理的な（非一時的な）記録媒体が含まれる。
【００９４】
ネットワーク接続装置１１０７は、通信ネットワーク１１１０に接続され、通信に伴うデータ変換を行う通信インターフェースである。情報処理装置は、プログラム及びデータを外部の装置からネットワーク接続装置１１０７を介して受け取り、それらをメモリ１１０２にロードして使用することができる。
【００９５】
開示の実施の形態とその利点について詳しく説明したが、当業者は、特許請求の範囲に明確に記載した本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更、追加、省略をすることができるであろう。
【００９６】
図面を参照しながら説明した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
触感センサからの検出信号を取得し、
取得した前記検出信号に基づいて制御信号を生成する場合に、取得した前記検出信号のうち人間の触感の感域の信号に応じて、異なる制御信号を生成する、
ことを特徴とする制御信号生成方法。
（付記２）
取得した前記検出信号のうち人間の触感の感域の信号のパターンが所定のパターンと所定の類似関係にある場合に、同じ制御内容の制御信号又は同じ種別のデバイスに対する制御信号を生成する、
ことを特徴とする付記１記載の制御信号生成方法。
（付記３）
生成された制御信号は、取得した前記検出信号のうち人間の触感の不感域の信号に応じて送信先が制御される、ことを特徴とする付記１又は２記載の制御信号生成方法。
（付記４）
前記感域及び不感域と前記制御対象機器に対する制御内容を規定した操作情報とを対応付けて触感制御対応データベースに格納する、
ことを特徴とする付記３に記載の制御信号生成方法。
（付記５）
前記感域に基づいて、前記触感制御対応データベースに格納された操作情報を検索し、
前記検索された操作情報に対応する制御信号を生成する、
ことを特徴とする付記４に記載の制御信号生成方法。
（付記６）
前記検出信号のうち人間の触感の感域と前記触感制御対応データベースに格納された感域との相関値が所定の範囲内である場合、前記所定の範囲内にある感域に対応付けられた操作情報を前記触感制御対応データベースから抽出し、
前記抽出された操作情報に対応する同じ制御内容の制御信号又は同じ種別の制御対象機器に対する制御信号を生成する、
ことを特徴とする付記５記載の制御信号生成方法。
（付記７）
前記検出信号のうち人間の触感の不感域と前記触感制御対応データベースに格納された不感域の相関値が所定の範囲内である場合、前記所定の範囲内にある不感域に対応付けられた操作情報を前記触感制御対応データベースから抽出し、
前記抽出された操作情報に対応する制御対象機器に対する制御信号を生成する、
ことを特徴とする付記５記載の制御信号生成方法。
（付記８）
前記生成された制御信号によって前記制御対象機器を制御する、
ことを特徴とする付記１乃至７の何れか１項に記載の制御信号生成方法。
（付記９）
触感センサからの検出信号を取得する取得部と、
取得した前記検出信号のうち人間の触感の感域の信号に応じて、異なる制御信号を生成する生成部と、
を備えることを特徴とする制御信号生成装置。
（付記１０）
取得した前記検出信号のうち人間の触感の感域の信号のパターンが所定のパターンと所定の類似関係にある場合に、同じ制御内容の制御信号又は同じ種別のデバイスに対する制御信号を生成する、
ことを特徴とする付記９記載の制御信号生成装置。
（付記１１）
生成された制御信号は、取得した前記検出信号のうち人間の触感の不感域の信号に応じて送信先が制御される、ことを特徴とする付記９又は１０記載の制御信号生成装置。
（付記１２）
前記感域及び不感域と前記制御対象機器に対する制御内容を規定した操作情報とを対応付けて触感制御対応データベースに格納する、
ことを特徴とする付記１１に記載の制御信号生成装置。
（付記１３）
前記感域に基づいて、前記触感制御対応データベースに格納された操作情報を検索し、
前記検索された操作情報に対応する制御信号を生成する、
ことを特徴とする付記１２に記載の制御信号生成装置。
（付記１４）
前記検出信号のうち人間の触感の感域と前記触感制御対応データベースに格納された感域との相関値が所定の範囲内である場合、前記所定の範囲内にある感域に対応付けられた操作情報を前記触感制御対応データベースから抽出し、
前記抽出された操作情報に対応する同じ制御内容の制御信号又は同じ種別の制御対象機器に対する制御信号を生成する、
ことを特徴とする付記１３記載の制御信号生成装置。
（付記１５）
前記検出信号のうち人間の触感の不感域と前記触感制御対応データベースに格納された不感域の相関値が所定の範囲内である場合、前記所定の範囲内にある不感域に対応付けられた操作情報を前記触感制御対応データベースから抽出し、
前記抽出された操作情報に対応する制御対象機器に対する制御信号を生成する、
ことを特徴とする付記１３記載の制御信号生成装置。
（付記１６）
前記生成された制御信号によって前記制御対象機器を制御する、
ことを特徴とする付記９乃至１５の何れか１項に記載の制御信号生成装置。
（付記１７）
触感センサからの検出信号を取得し、
取得した前記検出信号に基づいて制御信号を生成する場合に、取得した前記検出信号のうち人間の触感の感域の信号に応じて、異なる制御信号を生成する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする制御信号生成プログラム。
（付記１８）
取得した前記検出信号のうち人間の触感の感域の信号のパターンが所定のパターンと所定の類似関係にある場合に、同じ制御内容の制御信号又は同じ種別のデバイスに対する制御信号を生成する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする付記１７記載の制御信号生成プログラム。
（付記１９）
生成された制御信号は、取得した前記検出信号のうち人間の触感の不感域の信号に応じて送信先が制御される、ことを特徴とする付記１７又は１８記載の制御信号生成プログラム。
（付記２０）
前記感域及び不感域と前記制御対象機器に対する制御内容を規定した操作情報とを対応付けて触感制御対応データベースに格納する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする付記１９に記載の制御信号生成プログラム。
（付記２１）
前記感域に基づいて、前記触感制御対応データベースに格納された操作情報を検索し、
前記検索された操作情報に対応する制御信号を生成する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする付記２０に記載の制御信号生成プログラム。
（付記２２）
前記検出信号のうち人間の触感の感域と前記触感制御対応データベースに格納された感域との相関値が所定の範囲内である場合、前記所定の範囲内にある感域に対応付けられた操作情報を前記触感制御対応データベースから抽出し、
前記抽出された操作情報に対応する同じ制御内容の制御信号又は同じ種別の制御対象機器に対する制御信号を生成する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする付記２１記載の制御信号生成プログラム。
（付記２３）
前記検出信号のうち人間の触感の不感域と前記触感制御対応データベースに格納された不感域の相関値が所定の範囲内である場合、前記所定の範囲内にある不感域に対応付けられた操作情報を前記触感制御対応データベースから抽出し、
前記抽出された操作情報に対応する制御対象機器に対する制御信号を生成する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする付記２１記載の制御信号生成プログラム。
（付記２４）
前記生成された制御信号によって前記制御対象機器を制御する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする付記１７乃至２３の何れか１項に記載の制御信号生成プログラム。
【符号の説明】
【００９７】
１          制御信号生成装置
２          接触センサ
３          制御対象機器
４          触感制御対応データベース
５          接触対象物
６          触感感度分布フィルタ
１１        検出信号取得部
１２        検出信号分離部
１３        制御信号生成部
１４        触感制御登録部
１５        検索部
１６        制御部
３１        携帯通信端末
４１        ＦＦＴ部
４２        フィルタ部
４３        操作格納部
４４        登録・入力モード切替部
１１０１    ＣＰＵ（Central Processing Unit）
１１０２    メモリ
１１０３    入力装置
１１０４    出力装置
１１０５    外部記録装置
１１０６    媒体駆動装置
１１０７    ネットワーク接続装置
１１０８    バス
１１０９    可搬型記録媒体
１１１０    通信ネットワーク
【図１】
2015216456.tif 000003
【図６】
2015216456.tif 000004
【図８】
2015216456.tif 000005
【図９】
2015216456.tif 000006
【図１０】
2015216456.tif 000007
【図１１】
2015216456.tif 000008
【図２】
2015216456.tif 000009
【図３】
2015216456.tif 000010
【図４】
2015216456.tif 000011
【図５】
2015216456.tif 000012
【図７】
2015216456.tif 000013