JP2003251580A - 人工目およびそれを用いたロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生物の目に出来るだけ類似するよう、透明凸
状体を設けてなる電子表示素子を用い、これに表示する
パタンによってリアリティーの高い感情表現を果たす人
工目およびそれを用いたロボットを提供する。 【解決手段】 透明凸状体を設けてなる電子表示素子を
用いることにより、感情に対応した電気信号に従って目
に類似したパタン表示により感情表現を行うように構成
したことを特徴とする人工目としたものであり、瞳の輝
き、瞳孔サイズ、水晶体位置、まぶたの開き具合、まゆ
げの形などを、電子表示素子に表示する模様によって精
度よく模擬する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感情表現機能を高
めるための人工目の構成およびこれを用いたロボットに
関するもので、電子表示素子を用いて目の機能を代替し
て感情表現することを特徴としており、産業用ロボッ
ト、ペット用ロボット、介護や補助ロボット、案内板、
受付け業務、肖像画、マネキンなど感情表現が重要な役
割を果たす多数の機器に適用可能である。

【０００２】

【従来の技術】生物の目は感情を表すのに極めて重要な
もので、喜怒哀楽等の感情は目を中心とした表情による
ところが大きい。従ってロボットにおいても生物にでき
るだけ類似の目を持つことは親近感、親しみ、かわいさ
を与える上で大切である。

【０００３】生物の目は通常生物特有の形、大きさをし
ているが一般的には丸型、楕円型に近く、外から見える
部分としては、まぶたに覆われた角膜、虹彩、瞳孔、水
晶体、網膜、黄斑部などがある。通常外に向かっては凸
状であり、瞳孔開閉で明るさを調節し、水晶体の回転に
より視線を決定し、まぶたの開閉でまばたきのほか、瞳
孔サイズ、水晶体位置、まゆげの形および涙などと相俟
って感情表現を司っている。

【０００４】従来、人間の優れた機能を代替すべく、ま
たハイテク玩具として各種のロボットが開発、実用化さ
れている。

【０００５】特開２０００−０７０５５７には「眼部を
液晶等の表示装置とし、この表示装置の表示を変化させ
ることにより、人形の顔の表情等を変化させる人形」が
述べられている。

【０００６】また、特開２００１−２１５９４０では顔
に相当する部位全体を液晶などの表示素子に表示した画
像を投影することにより喜怒哀楽の感情を表現できる知
的ロボットが提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
でのロボットは動作、しぐさが中心であり、感情表現に
とって重要な目については極めて原始的で無表情であっ
たといわざるを得ない。今後はより意思疎通のできる、
かわいく、親しみ易いロボットが求められ、中でも目は
意思疎通の上で極めて重要である。喜怒哀楽は顔の表情
（特に目）によるところが大きく、これまでの無表情ロ
ボットに代わって、今後は感情表現できるロボットが人
とロボットの共生という面からは必須になると思われ
る。

【０００８】しかるに従来のロボットあるいはハイテク
玩具では目に相当する機能はＬＥＤの点滅や限られたパ
タンでの表示が用いられているにすぎず、表情、親しみ
易さ、意思疎通という面からは極めて不十分であった。

【０００９】特開２０００−０７０５５７では、単に従
来の液晶ないしＬＥＤで感情模様表示を行うだけで人工
目の構成や具体手段も明確ではなく、曲面化や異型化な
ど全く考慮されておらずリアリティーの高い感情表現と
はなり得ないものであった。

【００１０】また、特開２００１−２１５９４０ではロ
ボットが大型化し、ぬいぐるみやペット玩具、コードレ
スロボットに適応できるものではない。また顔全体とな
るとスクリーンの形状も複雑化し、表情が種々変化した
時、投影像とスクリーン形状を常に一致させることが困
難なためかえって不自然さを生じてしまうなどの欠点が
あった。

【００１１】そこで本発明は、生物の目に出来るだけ類
似するよう電子表示素子の上に透明凸状体を設けてなる
ことを特徴とする人工目であって、これに表示するパタ
ンによってリアリティーの高い感情表現を果たす人工目
およびそれを用いたロボットを提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の人工目およびそ
れを用いたロボットにおいては、透明凸状体を設けてな
る電子表示素子を用いて、感情に対応した電気信号に従
って目に類似したパタン表示により感情表現を行うよう
に構成したものである。

【００１３】この発明によれば、生物の目に出来るだけ
類似するよう透明凸状体を設けてなる電子表示素子を用
い、これに表示するパタンによってリアリティーの高い
感情表現を果たす人工目およびそれを用いたロボットが
得られる。

【００１４】また、以上のように構成された人工目によ
って、従来のように平板の液晶やＬＥＤでの単純なパタ
ン表示や機械的なまぶたの開閉、水晶体の回転などに較
べてはるかに複雑かつデリケートなパタン表示ができ、
より豊かな感情表現が可能となる。これにより今後の多
くの電子機器たとえば個人用ＰＣ、ＰＤＡ、携帯電話、
電子ペット、ウオッチ、オーディオビジュアル機器、電
子ゲーム機、キャラクターグッズ等に感情や遊び心を持
たせることができるようになり今までより一層親しみ、
寛ぎ、楽しみ、個性を与え、使いやすさを向上させる作
用をもたらすものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、電子表示素子を用い、感情に対応した電気信号に従
って目に類似したパタン表示により感情表現を行う人工
目において、電子表示素子の上に透明凸状体を設けてな
ることを特徴とするものであり、透明凸状体を設けてな
る電子表示素子を用いるので、奥行き、瞳孔サイズ、水
晶体位置、瞳の輝きなどを、透明凸状体のレンズ効果に
より現実味高く模擬するという作用を有する。

【００１６】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１記載の人工目において、前記電子表示素子は液晶表示
素子、電気泳動表示素子、可変ミラー表示素子、エレク
トロルミネッセンス表示素子のいずれかから選ばれたも
のであることを特徴とする人工目としたものであり、反
射型のみならず発光型などインパクトの高い多様な表示
を容易に形成できるという作用を有する。

【００１７】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１に記載の人工目において、両眼の前記電子表示素子が
一体の表示素子から構成されていることを特徴とする人
工目としたものであり、駆動信号源、コネクタ等の回路
部品を共通化して部品数を減らしかつ小型化できるとい
う作用を有する。

【００１８】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１から３のいずれかの項に記載の人工目において、両眼
の前記電子表示素子が１個の駆動用集積回路によって表
示されることを特徴とする人工目としたものであり、駆
動ＬＳＩを共通化して部品数を減らすという作用を有す
る。

【００１９】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１から４のいずれかの項に記載の人工目において、電子
表示素子駆動法として、スタティック駆動、セグメント
電極型マトリクス駆動、Ｘ−Ｙドットマトリクス駆動、
アクティブマトリクス駆動のいずれかから選ばれたこと
を特徴とする人工目としたものであり、簡単なパネル構
成でのイラスト的感情表現からフルカラーでリアリティ
ーの高い人工目まで、表示パタンならびに表示媒体を用
途に応じて種々選択できるという作用を有する。

【００２０】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
１ないし請求項５のいずれかの項に記載の電子表示素子
は該表示素子を駆動する駆動回路のほか感情表現用表示
パタンを格納したＲＯＭ、光、音、温度などのセンサ、
センサ情報処理回路のいずれかを内蔵していることを特
徴とする人工目としたものであり、コンパクトな構成に
もかかわらず、外界の刺激に対して迅速、適切に感情対
応できるという作用を有する。

【００２１】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
１ないし請求項６のいずれかの項に記載の電子表示素子
は光、音、温度刺激から刺激発生方向や距離を判断し、
少なくとも視線をその方向に向ける機能を有することを
特徴とする人工目としたものであり、外界の刺激に対し
て迅速、適切に感情対応できるため、より生物に近づ
き、親近感を高められるという作用を有する。

【００２２】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
１ないし請求項７のいずれかの項に記載の電子表示素子
は感情情報を光、電波、音波などワイアレスで受信して
これに対応して感情表現する機能を有することを特徴と
する人工目としたものであり、ワイアレスであるために
感情対応をより高度化すると共に、ペットとして親近感
を高められるという作用を有する。

【００２３】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
１ないし請求項８のいずれかの項に記載の電子表示素子
はまゆげ、まつげ、まぶた、角膜、虹彩、瞳孔、水晶
体、毛細血管、涙など目の感情表現にかかわる要素を総
合して表示することを特徴とする人工目としたものであ
り、各要素を組み合わせて感情表現のパタンの種類を増
やし、よりリアリティーの高い感情表現を果たすという
作用を有する。

【００２４】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項１ないし請求項９のいずれかの項に記載の電子表示素
子はこれを覆う人口まぶたおよび／または人工まつげを
有し、該人工まぶたないし人工まつげは該電子表示素子
の感情表現に呼応した形で開閉、変形するように構成さ
れていることを特徴とする人工目としたものであり、人
間ないし動物の目の形態をさらに精度よく模擬するとい
う作用を有する。

【００２５】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求
項１から１０のいずれかの項に記載の人工目を有するロ
ボットとしたものであり、高精度な表示パタンを有する
人工目を用いて多彩な感情表現を行うという作用を有す
る。

【００２６】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図４を用いて説明する。

【００２７】（実施の形態１）図１は本発明の第１の実
施の形態に係る人工目の電子表示素子の正面図、図２
は、同電子表示素子の側面図を示す。

【００２８】図１、図２に示すように、本発明に係る第
１の実施の形態に係る人工目は、表面に反射防止膜を設
けたガラスまたはプラスチックから成る透明凸状体２の
背面に液晶、電気泳動表示パネル、可変ミラー表示パネ
ルなど反射模様を変化できる、またはＥＬ（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）のように発光模様を変
化できる電子表示素子１を設けて構成され、感情に対応
した電気信号によりその表示パタンを変化させることを
特徴とするものである。ここで透明凸状体２とは生物の
目の構造に類似した形状をしており、外観上だけでな
く、眼球の移動、開閉などがレンズ効果によりよりリア
ルに表現できる特徴を有する。

【００２９】人工目は、当然その表示パタンで表示でき
るパタンの種類を多くするほどデリケートな感情表現が
可能となる。すなわち一般に電子的２次元表示素子はＸ
−Ｙマトリクス電極構成にし、双方の電極数が多いほど
また階調数が多く、多色表示できるほど複雑かつ微妙な
模様が表示できる。電極が複数のセグメント構成であれ
ば表示素子の構成および駆動回路は簡単になるが、表示
できる模様の種類に制約が出る。いずれの電極構成の表
示を採用するかは目的に応じて選択すればよい。

【００３０】人間の感情表現は単に瞳孔サイズ、水晶体
位置だけで決まるものではなくまゆげの形、口の形、顔
の筋肉の伸縮による形やしわの形成、水晶体、毛細管、
目や皮膚の色などが総合されて発現される。従ってより
リアリティーの高い人工目を構成するには、高解像度、
フルカラーでかつ表示面の凹凸がその生物に特有の形状
をしていることが望ましい。これをすべて再現できれば
最もリアリティーの高い感情表現になるが現在の技術で
これらをすべて実現することは困難である。しかし瞳孔
サイズ、水晶体位置、まぶたの開き具合、まゆげの形な
どはある程度上記表示素子に表示する模様によって模擬
することができる。

【００３１】ポリマーフィルム基板を用いたフィルム液
晶パネルは既に携帯電話やウオッチとして実用化されて
いる。フィルム液晶パネルは、矩形形状でかつ平板状の
ガラス液晶パネルと違って異型や曲面表示が容易である
という特徴を有する。

【００３２】図１に示す通り、楕円形状のＸ−Ｙマトリ
クス型白黒フィルムＳＴＮ液晶パネルである電子表示素
子１の上に、表面を反射防止処理したプラスチック製の
透明凸状体２を接着剤で貼り付けることで人工目の基本
形が形成できる。

【００３３】図３には、電子表示素子の向かって右側の
片眼部を示す説明図を示す。

【００３４】ＳＴＮ液晶パネルの電極は図３に示すよう
にＸ−Ｙマトリクス構成であり、たとえば縦方向６４本
（行電極８）、横方向１２８本（列電極９）の電極から
構成されるものが用いられ、通常の電圧平均化法と呼ば
れる駆動信号を印加することによって８階調程度の階調
表示も可能である。目は通常２つがある距離を隔てて存
在するが、走査電極は２眼で共通にでき、信号電極のみ
両眼で別々にすればよい。なお図３の符号７は、シール
を表す。

【００３５】上記６４×１２８画素程度の解像度のもの
なら両眼を１チップのＬＳＩで駆動することは容易であ
り、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉ
ｒｃｕｉｔ）やＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ
Ｂｏｎｄｉｎｇ）などのフレキシブル回路基板６、液
晶駆動ＬＳＩ５、液晶パネルの列電極９の端子とＦＰＣ
を繋ぐたとえばＨＳＣ（Ｈｅａｔ Ｓｅａｌ Ｃｏｎｎ
ｅｃｔｏｒ）等のコネクタ（図示せず）などで構成され
る。

【００３６】図１では簡略化しているが、行、列電極を
公知の上下導通化樹脂ボールなどで同一面に引き出すよ
うに構成することも可能である。

【００３７】図４には、両眼の電子表示素子を一体的に
接合した表示素子の側面図を示す。フィルム液晶パネル
の特徴は任意の形状のものの形成が容易なことであり、
図４に示す通り、両眼の電子表示素子を一体化した表示
素子１０を形成することも容易である。この場合走査電
極は共通化し、信号電極部の液晶セルのみ別々にもでき
るし、両眼を１個の液晶セルで構成することも容易であ
る。よりリアリティーの高い人工目は平面よりも曲面の
方が望ましい。曲面型液晶パネルを作るには、パネルを
平面で製造したのち凸形状の構造体に貼り付けて凸状に
する以外に、あらかじめ液晶セル製造時にたとえば基板
上下を貼り合せ硬化する時点で曲面化しておく、あるい
は平面で作成して鋳型など用いて曲面状態で加熱処理す
るなどの方法を取ることも可能である。

【００３８】上記例では白黒ＳＴＮ反射液晶パネルを例
に述べたが、公知の半透過型や透過型パネル構成にし、
ＥＬのようなフィルム状背面光源を設けるか構造体自体
を背面光源に構成しておけば、暗い所でも見ることがで
きる人工目となる。既に広く実用化されているカラーＳ
ＴＮ構成にすればカラー表示が可能であり、よりリアリ
ティーの高い人工目を構成することが可能である。ＳＴ
ＮモードのみならずＴＮ、ゲストホスト液晶、コレステ
リック液晶、強誘電液晶、ＰＤ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉ
ｓｐｅｒｓｅ：高分子分散）などのモードもフィルム液
晶パネルとして使用可能である。

【００３９】Ｘ−Ｙマトリクス電極の構成は、通常の直
交型、図３のような楕円型など形状、本数、電極ピッチ
などは必要とする解像度、サイズ、コストなど目的に応
じて選定される。

【００４０】（実施の形態２）第１の実施の形態では液
晶パネルについて述べたが、偏光板を用いる液晶パネル
では反射率が５０％以下になり表示が暗いのが難点であ
る。同じく曲面表示が可能で反射率に優れた公知の電子
表示法として電気泳動表示技術がある（詳細は２００１
年７月培風館発行「電子情報ディスプレイハンドブッ
ク」８章を参照のこと）。本発明の曲面型電子表示素子
を構成するには、表情を表すためにデザインされたセグ
メント電極を形成したたとえばＦＰＣ基板とＩＴＯ透明
電極を有するフィルム基板の間に電気泳動表示用分散系
をカプセル状ないし分個セル状に挟み、セグメント電極
とＩＴＯ電極間に所定の極性の電圧を印加すれば明るさ
や視野角に優れた反射型表情表示素子となる。

【００４１】（実施の形態３）生物の目は反射型であ
る。しかしながら自ら発光する発光型表示素子を本発明
の人工目に用いれば、暗い所でも表情が読み取れ、玩具
やマネキンなどではかえってインパクトのある人工目を
構成できる。

【００４２】この目的のためには蛍光体粒子がポリマー
に分散された分散型ＥＬや薄膜発光層が電極に挟まれた
有機ＥＬなどが利用できる。ポリマー基板を用いたフレ
キシブルな各色有機ＥＬは既に開発されている。ガラス
基板、ポリマーフィルム、金属薄膜、ＦＰＣなどの基板
を利用して、本発明の人工目の電子表示素子を構成する
ことが可能である。

【００４３】以上、第１〜第３の実施の形態において、
液晶、電気泳動、可変ミラー表示素子、ＥＬなどを表示
素子に用いるいわゆる単純マトリクスないしスタティッ
ク駆動の表示素子について述べた。しかるに解像度、コ
ントラスト、応答速度、視角、色数などより品位の優れ
た表示はアクティブマトリクスによって実現される。

【００４４】電子表示素子をフィルムタイプのアクティ
ブマトリクスによって形成する方法として主として以下
の手段がある。 （１）基板フィルムが耐えられる低温プロセスでフィル
ム上に２端子ないし３端子の無機アクティブマトリクス
を形成する。 （２）ガラス等剛体基板上に形成したアクティブマトリ
クスをフィルム基板上に転写する。 （３）低温形成が可能な有機ＴＦＴなどを直接フィルム
上に形成する。 （４）絶縁膜をコートしたステンレスフィルムなど曲面
化が容易な耐熱基板上に高温プロセスでアクティブマト
リクスを形成する。

【００４５】上記フレキシブルアクティブマトリクス基
板を用いて、図１のような液晶、電気泳動、可変ミラー
表示素子、ＥＬなどの表示素子を構成すれば、よりイン
パクトの高い、豊富な感情表現が可能な電子表示素子と
なる。

【００４６】小型の平板型電子表示素子として特に適し
たものは結晶Ｓｉ基板を直接利用するいわゆるシリコン
ベース表示素子すなわちＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒ
ｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）と呼ばれるもの
で、特徴としては、アクティブマトリクスとして既に高
度に発展したＳｉ半導体技術と設備が活用できること、
微細加工が可能で高密度、高解像度の表示素子が作り易
い、駆動回路を一体形成できるので駆動回路を含めた表
示素子のサイズを微小にできる、超小型で高精細なもの
が低コストで実現できる、などがあげられる。たとえば
米ｅＭａｇｉｎ社製の有機ＥＬを搭載した表示容量（８
５２×３×６００ドット）対角１５．６ｍｍ（画素ピッ
チ１５μ）のフルカラーディスプレイ、米Ｚｉｇｈｔ社
製対角４．８ｍｍ３２０×２４０ドット（ピッチ１２
μ）の液晶ディスプレイなどが既に実用されている。こ
れら高精細マイクロディスプレイを用いれば本発明の電
子表示素子を用いた人工目を人間の実目玉相当のサイズ
に作り上げることは現状でも可能である。近接して両眼
用を作り込んだ一体型も容易であり、光学系で両眼の間
隙分隔てさせてスクリーンに投射すればよい。シリコン
ベース表示素子としてＳｉ基板そのものを用いる場合は
光不透明性であるから反射構成しか無理であるが、Ｓｉ
基板上に形成したアクティブマトリクスをガラスなどの
透明基板に転写するタイプのものは透過型平板型電子表
示素子として利用可能である。米Ｋｏｐｉｎ社製の対角
６ｍｍ画素数３２０×２４０の透過型液晶ディスプレイ
も利用でき、フィールドシーケンシャル法でフルカラー
化も可能である。シリコンベースのアクティブマトリク
スと同様石英やガラス基板上に形成される高温ｐ−Ｓｉ
および低温ｐ−Ｓｉも駆動回路内蔵の小型で高精細ディ
スプレイを構成でき、広く普及しているａ−ＳｉＴＦＴ
も透過および反射型電子表示素子として使用できること
は言うまでもない。シリコンベース表示素子、ｐ−Ｓｉ
或いはａ−Ｓｉベースのアクティブマトリクス表示素子
用表示媒体としては液晶、電気泳動分散系、可変ミラー
表示素子、有機および無機ＥＬなど多くのものが活用可
能である。

【００４７】なお、前記第１〜第３の実施の形態に係る
人工目を、案内用そのほか各種のロボットに設けること
によって、このロボットは、多彩な感情表現を行うこと
ができるため、動作のバリエーションを増やすことがで
きる。

【００４８】以上、本発明の人工目について、電子表示
素子を中心に述べたが、人工目のほかの重要な機能とし
ては外界の刺激に対する表情の対応がある。光、音、温
度などの外界の刺激に対して人工目が適切に対応できる
ことが人間の友達としてまたより親しみの持てる存在と
して重要である。

【００４９】すなわち本発明の人工目およびこれを用い
たロボットはリアリティーの高いものであるから、人工
目そのものないし近傍に光、音、温度に対するセンサー
を１ないし複数個設けておけば、人が近づいたり、声を
かけることによってその方向、距離や強さを判断し視線
をそちらに向けたり、驚いたり、愛嬌を振りまいたり外
界の刺激に対して適切な表情対応が可能になり、より一
層親近感が高まる。実際の生物の目を両眼用に１台ない
し各眼１台のＣＣＤカメラでとらえ、この信号を本発明
の人工目へ送って表示すれば喜怒哀楽、まばたき、ウイ
ンクなど刻々と変化する動的表情が現出され、人目を惹
きつけるマネキン、宣伝マン、受付嬢などにインパクト
のある演出効果を持たせることができる。

【００５０】なお、本発明における人工目とは目玉のみ
を意味することもあれば、まぶた、まつげ、まゆげなど
を含む感情表現に影響する目近傍の総称であり、ロボッ
トとは生物の目に似た表情表現をするものの総称であ
る。

【００５１】一般に人工目という表現は体内に埋め込ん
だ刺激電極を通じて、電気信号により脳神経系を刺激
し、失明者の視覚を回復させようとする人工感覚器を言
う場合が多い。すなわちＴＶカメラで周囲の情景をとら
え、特徴抽出などの画像処理を施して画像データを作成
し、体内に埋め込まれたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅ
ｃｔｒｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅ
ｍ：電子回路を備えたマイクロマシン）へ有線または無
線で画像データとＭＥＭＳ駆動用の電力を伝送する。Ｍ
ＥＭＳは送られてきたデータに基づいて神経信号に似た
電気パルス信号を作り出しその信号を刺激電極を通じて
脳神経系へ伝える。このようにして人工的に視覚信号を
脳内へ送れば、失われた視覚を回復できると考えられて
いる。

【００５２】一方、人工網膜ＬＳＩというものも既に開
発・実用化されており、人間の網膜を模した画像処理機
能を有するＬＳＩで、従来のＣＣＤより高速、高度な画
像処理機能を有し、上記ＭＥＭＳへ送る信号源として有
効な働きを行う。

【００５３】本発明のこれまで述べた人工目は真の目に
模した表示を行うだけのもので、真の目のような視覚を
有するものではない。しかるに実際の視覚は上記ＭＥＭ
Ｓが司り、脳内に送られた視覚情報に応じた行動（視線
の移動、瞳孔の開閉など）に対応して本発明の人工目の
表示を変化させれば、従来の、表情を伴わない義眼より
ははるかに真の目に近い感情表現が可能となる。

【００５４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、凸状構造
体を設けた電子表示素子を用いるので、瞳の輝き、瞳孔
サイズ、水晶体位置、まぶたの開き具合、まゆげの形な
どを、電子表示素子に表示する模様によって精度よく模
擬でき、外部から入力される感情データや外界からの刺
激に対応して曲面型電子表示素子に感情に対応した模様
を高現実感をもって表示することができる。また、ＭＥ
ＭＳの進歩により将来は義眼としても有用となることが
期待できる。さらに、本発明の人工目で解像度の高いも
のは目の表情表示を行いながらディスプレイの１部で文
字や映像を表示するとか、単に文字、映像のみの表示を
使うとか、自由度の高い、感情表現を伴った、親しみの
もてるモーバイル機器として活用できる。

【００５５】電子表示素子を液晶表示素子、電気泳動表
示素子、可変ミラー表示素子、ＥＬ表示素子のいずれか
から選択すると、複雑な形状の曲面を容易に形成でき、
表示精度を高めることができる。

【００５６】電子表示素子の上に透明凸状体を設けるこ
とにより、電子表示素子の表面を保護すると共に、より
現実感の高い人工目を構成することができる。

【００５７】両眼の前記電子表示素子を一体の表示素子
から構成すると、電子回路やコネクタ等の回路部品を共
通化して部品数を減らし、装置を小型化できる。

【００５８】両眼の前記電子表示素子を１個の駆動ＬＳ
Ｉによって表示すると、駆動ＬＳＩを共通化して部品数
を減らし、装置を小型化できる。

【００５９】電子表示素子は結晶Ｓｉ、ｐ−Ｓｉ、ａ−
Ｓｉ、ないし有機半導体よりなるアクティブマトリクス
表示素子にすると、高精細、高コントラスト、フルカラ
ーのリアリティーの高い表示を実現できるという効果を
有する。

【００６０】電子表示素子の両眼を一体の表示素子で構
成すると、電子回路やコネクタ等の回路部品を共通化し
て部品数を減らし、電子表示素子を小型化できる。

【００６１】電子表示素子をスタティック駆動用電極パ
タン、マトリクス駆動型セグメント電極パタン、Ｘ−Ｙ
ドットマトリクス型電極パタンのいずれかで構成する
と、表示媒体の選択肢が広がると同時に、用途に対応し
て、イラスト的表示からリアリティーの高い高精細表示
まで多様な人工目を構成できるという効果を有する。

【００６２】電子表示素子に該表示素子を駆動する駆動
回路のほか感情表現用表示パタンを格納したＲＯＭ、
光、音、温度などのセンサ、センサ情報処理回路のいず
れかを設けると、コンパクトな構成にもかかわらず、外
界の刺激に対して迅速、適切に感情対応できるという効
果を有する。

【００６３】電子表示素子に光、音、温度刺激から刺激
発生方向や距離を判断し、少なくとも視線をその方向に
向ける機能を設けると、外界の刺激に対して迅速、適切
に感情対応できるため、より生物に近づき、親近感を高
められる。

【００６４】電子表示素子に感情情報を光、電波、音波
などワイアレスで受信してこれに対応して感情表現する
機能を設けると、ワイアレスであるために感情対応をよ
り高度化すると共に、ペットとして親近感を高められる
という作用を有する。

【００６５】電子表示素子にまゆげ、まつげ、まぶた、
角膜、虹彩、瞳孔、水晶体、毛細血管、涙など目の感情
表現にかかわる要素を総合して表示すると、各要素を組
み合わせて感情表現のパタンの種類を増やし、現実感の
高い感情表現を実現することができる。

【００６６】電子表示素子に人口まぶたを設けると、人
間の目の形態をさらに精度よく模擬して感情表現のパタ
ンの種類を増やすことができる。

【００６７】本発明に係るロボットは、前述した人工目
を有するので、高精度な表示パタンを有する人工目を用
いて多彩な感情表現を行い、感情情報を音声認識、音声
合成などと連携した表情表示とするなど、従来より遥か
に優れた感情表現を達成でき、親しみの持てる相棒、ペ
ット、先生、仲間、補助者、スターなどのロボットとし
て広範囲に活用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る人工目の電子
表示素子の正面図

【図２】同電子表示素子の側面図

【図３】電子表示素子の向かって右側の片眼部を示す説
明図

【図４】両眼の電子表示素子を一体的に接合した表示素
子の側面図

【符号の説明】

１ 電子表示素子 ２ 透明凸状体 ５ ＬＳＩ ６ フレキシブル回路基板 ７ シール ８ 行電極 ９ 列電極 １０ 両眼の電子表示素子を一体化した表示素子

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C150 CA04 DC28 DG01 DG11 EE07 EF16 EF28 EF29 EF33 EF36 FA01 3C007 AS36 CY00 HS00 KS39 KX00 MT14 WB28 WC25 5G435 BB05 BB12 CC09 CC12 EE12 GG02 HH02 LL01 LL07

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子表示素子を用い、感情に対応した電
   気信号に従って目に類似したパタン表示により感情表現
   を行う人工目において、前記電子表示素子の上に透明凸
   状体を設けてなることを特徴とする人工目。
2. 【請求項２】 請求項１記載の人工目において、前記電
   子表示素子は液晶表示素子、電気泳動表示素子、可変ミ
   ラー表示素子、エレクトロルミネッセンス表示素子のい
   ずれかから選ばれたものであることを特徴とする人工
   目。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の人工目において、両眼
   の前記電子表示素子が一体の表示素子から構成されてい
   ることを特徴とする人工目。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３に記載の人工目
   において、両眼の前記電子表示素子が１個の駆動用集積
   回路によって表示されることを特徴とする人工目。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれかの項
   に記載の電子表示素子の駆動法として、スタティック駆
   動、セグメント電極型マトリクス駆動、Ｘ−Ｙドットマ
   トリクス駆動、アクティブマトリクス駆動のいずれかか
   ら選ばれたことを特徴とする人工目。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれかの項
   に記載の電子表示素子は該表示素子を駆動する駆動回路
   のほか感情表現用表示パタンを格納したＲＯＭ、光、
   音、温度などのセンサ、センサ情報処理回路のいずれか
   を内蔵していることを特徴とする人工目。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれかの項
   に記載の電子表示素子は光、音、温度刺激から刺激発生
   方向や距離を判断し、少なくとも視線をその方向に向け
   る機能を有することを特徴とする人工目。
8. 【請求項８】 請求項１ないし請求項７のいずれかの項
   に記載の電子表示素子は感情情報を光、電波、音波など
   ワイアレスで受信してこれに対応して感情表現する機能
   を有することを特徴とする人工目。
9. 【請求項９】 請求項１ないし請求項８のいずれかの項
   に記載の電子表示素子はまゆげ、まつげ、まぶた、角
   膜、虹彩、瞳孔、水晶体、毛細血管、涙など目の感情表
   現にかかわる要素を総合して表示することを特徴とする
   人工目。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし請求項９のいずれかの
    項に記載の電子表示素子はこれを覆う人工まぶたおよび
    ／または人工まつげを有し、該人工まぶたないし人工ま
    つげは該電子表示素子の感情表現に呼応した形で開閉、
    変形するように構成されていることを特徴とする人工
    目。
11. 【請求項１１】 請求項１から１０のいずれかの項に記
    載の人工目を有するロボット。