JP3840943B2

JP3840943B2 - 点字読取装置

Info

Publication number: JP3840943B2
Application number: JP2001309840A
Authority: JP
Inventors: 智治岡田
Original assignee: Chuo Electronics Co Ltd
Current assignee: Chuo Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2018-03-10
Also published as: JP2002202114A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、盲人用点字紙に形成されている点字を読み取るための点字読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の点字読取装置としては、画像処理方式を採用したものと直接接触方式を採用したものとが知られている。画像処理方式の点字読取装置にあっては、点字紙をＣＣＤカメラで撮影して画像を取り込み、この画像を処理して点字紙に突設されている点字を認識する。また、直接接触方式の点字読取装置にあっては、複数のスイッチを直線上に配置するとともに所定の速度で点字紙を送って、各スイッチを点字紙に接触させ、各スイッチのオン又はオフにより点字の凸部を検出して点字を認識する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像処理方式の点字読取装置にあっては、読み取り対象となる点字紙が何度となく指先で読まれ汚れている場合や、絵や文字（メモ）がかかれていたりすると、これらに起因して誤認識が生じ読み取り精度が低下してしまう。一方、直接接触方式の点字読取装置は、点字紙との直接接触により点字を読み取ることから、接触により点字紙が傷ついたり、点字の突起が摩耗するおそれがあり、点字紙への悪影響が懸念されてしまう。
【０００４】
しかも、画像処理方式及び直接接触方式のいずれの装置であっても、点字紙の表裏に各々点字が形成されている場合、表面側の点字と裏面側の点字とを別々に処理しなければならず、迅速に読み取りを行うことができない。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、点字紙に悪影響を及ぼすことなく、精度よくかつ迅速に読み取りを行うことができる点字読取装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために請求項１記載の発明にあっては、平坦部に表面側の点字を構成する点字凸部と裏面側の点字を構成する点字凹部とが形成された点字紙上を水平移動しつつレーザーを発信して走査し、前記点字紙までの距離を順次計測するレーザー距離計測手段と、このレーザー距離計測手段の各計測した位置を順次取得する位置取得手段と、前記距離と前記位置とに基づき、前記点字凸部とその位置、前記点字凹部とその位置、及び前記平坦部とその位置を認識する点字認識手段とを備えている。
【０００８】
また、請求項２記載の発明にあっては、前記レーザー距離計測手段により計測された距離と前記位置取得手段により取得された前記位置とを記憶する記憶手段をさらに備えている。したがって、前記点字紙に形成されている点字凸部とその位置、さらには点字凹部とその位置を示すデータが記憶手段に記憶され、この記憶手段に記憶されたデータをパソコンに送ることにより、パソコン側で点字を認識して文字あるいは音声等の他の表現形式に変換することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に従って説明する。図１に示すように、本実施の形態にかかる点字読取装置は、点字認識処理部１とレーザー距離計測部２、及び紙送り機構３で構成されている。点字認識処理部１は、ＣＰＵ４を有しこのＣＰＵ４に、記憶装置５、表示器６及びキーボード７が接続されている。
【００１２】
記憶装置５は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等で構成され、ＲＯＭにはＣＰＵ４が後述するフローチャートに従って処理動作するためのプログラムや、複数の凸部で構成される点字と各点字に対応する文字との関係を示す点字−文字変換データ等が記憶されている。また、ＲＡＭの所定エリアには、後述するスキャニング時に取得するデータが記憶される。
【００１３】
レーザー距離計測部２は、共にＣＰＵ４に接続されたヘッド移動機構９とアンプユニット１０、及びこのアンプユニット１０に接続されたセンサーヘッド１１とを有している。センサーヘッド１１は、三角測量を応用した公知の方式であって、半導体レーザーと光位置検出素子（ＰＳＤ）の組み合わせで構成されている。そして、半導体レーザーの光は投光レンズを通して集光されて、測定対象物に照射され、対象物から拡散反射された光線の一部が、受光レンズを通して光位置検出素子上にスポットを結ぶように構成されている。したがって、センサーヘッド１１と対象間の距離に応じて、光位置検出素子上でスポットを結ぶ位置が変化し、このスポットを結ぶ位置の変化により対象までの距離を検出し、この検出した距離を示す信号がアンプユニット１０及びＡ／Ｄコンバータ８を介してＣＰＵ４に入力される。
【００１４】
また、図２に示すように、センサーヘッド１１を収容するハウジング１２は、装置本体（図示せず）に水平状態に架設されたヘッド送りシャフト１３に、移動可能な状態で支持されている。そして、ヘッド移動機構９が動作することにより、ハウジング１２がヘッド送りシャフト１３に沿った水平方向であるヘッド移動方向Ｘに往復駆動されるように構成されており、センサーヘッド１１は、ハウジング１２の下方にレーザー発信部及び受信部を向けるように配置されている。なお、センサーヘッド１１のヘッド移動方向Ｘにおける位置データであるＸ座標値は、ヘッド移動機構９に含まれるパルスモーター等を制御するＣＰＵ４により定められる。
【００１５】
前記紙送り機構３は、図２に示すように、前記ヘッド送りシャフト１３と平行に延在する一対のアッパシャフト１４とロアシャフト１５とを有している。この両シャフト１４、１５の両端部には、各々ローラ１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂが固定されている。そして、図外の駆動源及び減速機構を介して両シャフト１４、１５が所定方向に回転駆動されることにより、各々ローラ１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ間に狭圧された点字紙１６が、前記ヘッド移動方向Ｘと直交する方向である紙送り方向Ｙに駆動されるように構成されている。なお、センサーヘッド１１の紙送り方向Ｙにおける位置データであるＹ座標値は、紙送り機構３に含まれるパルスモーター等を制御するＣＰＵ４により定められる。
【００１６】
前記点字紙１６は、その表面１６ａ側と裏面１６ｂ側とに、各々表面側点字１７ａと裏面側点字１７ｂとが施されている（図３参照）。この点字紙１６は、所定サイズ（例えばＢ５版サイズ）の紙に、点字タイプライタ等を用いて反対面側から打点することにより形成された縦方向に３個、横方向に２個の計６個の凸部１８で構成される。また、この計６個の凸部１８が、所定の枠内のどの箇所にあるかにより、文字コードが形成されている。
【００１７】
つまり、表面側点字１７ａは点字紙１６の裏面１６ｂ側から打点することにより、表面１６ａ側に突出した複数の凸部１８で構成され、裏面側点字１７ｂは点字紙１６の表面１６ａ側から打点することにより、裏面１６ｂ側に突出した複数の凸部で構成されている。それ故、点字紙１６を表面１６ａ側から見た場合、表面側点字１７ａは図２及び図３に“〇”で示したように凸部１８で表れ、裏面側点字１７ｂは“●”で示したように、凹部１９で表れる。
【００１８】
なお、点字紙１６が紙送り機構３のローラ１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ間に挾持された適正セット状態（図２の状態）における、センサーヘッド１１と点字紙１６の平坦部２０との距離（図５（３）の距離Ｃ参照）は、既知であって、予め記憶装置５に記憶されている。
【００１９】
以上の構成にかかる本実施の形態において、点字紙１６の端部が紙送り機構３のローラ１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ間に挾持された適正セット状態が形成されると、これに伴ってあるいはキーボード７でのキー操作に伴って、ＣＰＵ４は、プログラムに基づき図４に示すフローチャートに従って制御を開始する。すなわち、先ず水平スキャニング処理を実行し（ステップＳ１）、ヘッド移動機構９を動作させて、レーザー距離計測部２を点字紙１６の一端部から他端部までヘッド移動方向Ｘに移動させる。
【００２０】
この間、センサーヘッド１１からレーザーＬを発信して、図５（１）に示す点字凸部１８までの距離Ａ、同図（２）に示す点字凹部１９までの距離Ｂ、及び同図（３）に示す平坦部２０までの距離Ｃを計測する。また、ヘッド移動機構９の動作量に基づき各計測位置のＸ座標値を検出するとともに、紙送り機構３の動作量に基づき各計測位置のＹ座標値を検出し、このＸ，Ｙ座標値に対応させて、前記距離Ａ，Ｂ，Ｃを記憶装置５の所定エリアに記憶させる。
【００２１】
次に、ヘッド移動機構９の動作量に基づき、ヘッド移動方向Ｘにおける１ライン分の水平スキャニング処理が完了したか否かを判別し（ステップＳ２）、１ライン分の水平スキャニング処理が完了したならば、さらに紙送り機構３の動作量に基づき、点字紙１６の全紙面に対して水平スキャニング処理を完了したか否かを判別する（ステップＳ３）。この判別の結果、全紙面に対して水平スキャニング処理を完了していないならば、紙送り機構３を動作させて点字紙１６を微少量紙送り方向Ｙに駆動し（ステップＳ４）、ステップＳ１からの処理を繰り返す。
【００２２】
したがって、点字紙１６の全面に対して水平スキャニング処理が完了するまで、ステップＳ１〜Ｓ４の処理が繰り返され、これにより記憶装置５の所定エリアには、点字凸部１８の存在を示す距離ＡとそのＸ，Ｙ座標値、点字凹部１９の存在を示す距離ＢとそのＸ，Ｙ座標値、平坦部２０の存在を示す距離ＣとそのＸ，Ｙ座標値からなる点字紙データ、つまりは図２に示した点字紙１６全体の構成を距離と座標とに変換したデータが記憶されることとなる。
【００２３】
そして、点字紙１６の全面に対して水平スキャニング処理が完了したならば、ステップＳ３からステップＳ５に進み、点字認識処理を実行する。この際、点字の凹凸の一つ一つについて距離Ａ，Ｂ，Ｃを測定し、点字の凸部または凹部とその周辺の平坦部との差をもって点字を認識する。すなわち、前記距離Ａ，Ｂ，Ｃは、Ａ＜Ｃ＜Ｂの関係にあることから、この関係から最も距離が短い部位は凸部１８であり、次に距離が短い部位は平坦部２０であり、最も距離が長い部位は凹部１９であると判断することができる。
【００２４】
したがって、このステップＳ５ではこの判断手法あるいは他の判断手法を用いて、記憶装置５の所定エリアに記憶されたデータに基づき、凸部１８と凹部１９及びその位置を認識する。
【００２５】
次に、照合・変換処理を行って、各凸部１８の位置と、予め記憶装置５に記憶されている点字−文字変換データとを照合することにより、各々６個の凸部１８で構成される表面１６ａ側の点字を文字データに変換する（ステップＳ６）。さらに、各凹部１９の位置と、前記点字−文字変換データとを照合することにより、各々６個の凹部１９で構成される裏面１６ｂ側の点字を文字データに変換する。このとき、各凹部１９の位置は、裏面１６ｂ側に突出している凸部を表面１６ａ側から認識したデータであることから、凹部１９の位置データを裏面側から認識した状態に反転させて、照合を行う。
【００２６】
そして、このステップＳ６での処理により表面１６ａ側の点字の照合と変換、及び裏面１６ｂ側の点字の照合と変換とが完了したならば、次のステップＳ７で変換結果出力処理を実行して、変換結果を順次表示器６に出力する。これにより、表示器６には、点字紙１６の表面１６ａ側に形成されていた点字に対応する文字列と、裏面１６ｂ側に形成されていた点字に対応する文字列とが表示される。よって、この表示された文字列を視認することにより、晴眼者において点字紙１６に突設されている点字に基づく文章を理解することが可能となる。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、ステップＳ５〜ステップＳ７に示したように、点字紙１６全面の水平スキャニング処理を終了して得られたデータに基いて、点字認識処理、照合・変換処理、変換結果出力処理を全て点字読取装置側で行うようにした。しかし、前記全面の水平スキャニング処理を終了して得られたデータを、図６に示すパソコン２０側に送り、このパソコン２０側でステップＳ５〜ステップＳ７を実行することにより、変化結果をプリンタ２１に印字出力させるようにしてもよい。このようにすれば、点字読取装置の処理内容を簡略化することができるとともに、汎用的なパソコン２０やプリンタ２１を用いて変換や出力を行うことができる。
【００２８】
また、点字の変換表現形式としては、前記表示器６やプリンタ２１による文字表現に限らず、音声により表現するようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、点字紙上を水平移動しつつ走査し、レーザーにより点字紙までの距離を順次計測するとともに、各計測した位置を順次取得し、前記距離と前記位置とに基づき、点字凸部とその位置、点字凹部とその位置、及び平坦部とその位置を認識するようにした。したがって、点字紙が汚れている場合や、絵や文字（メモ）がかかれている場合、さらには点字紙に歪みがある場合であっても、これらに左右されることなく精度よく点字を示すデータを得ることができるとともに、点字紙を傷つけたり、点字凸部が摩耗することがなく、点字紙への悪影響を回避することができる。しかも、計測した距離と取得した位置とにより、点字紙の表面側の点字を構成する点字凸部のみならず、その裏面側の点字を構成する点字凹部を示すデータも得られることから、点字紙の片面側からの走査のみにより、両面の点字を読み取ることができ、迅速な点字の読み取りが可能となる。
【００３０】
また、計測された距離と取得された位置とを記憶する記憶手段を設けるようにしたことから、この記憶手段に記憶されたデータをパソコンに送ることにより、パソコン側で点字を認識して文字あるいは音声等の他の表現形式に変換することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態のレーザー距離計測部及び紙送り機構を示す模式図である。
【図３】点字の構成を示す図である。
【図４】本実施例における処理手順を示すフローチャートである。
【図５】レーザー距離計測部による点字凸部、点字凹部、平坦部の距離計測状態を示す図である。
【図６】変換出力に用いる他の装置を示す概念図である。
【符号の説明】
１点字認識処理部
２レーザー距離計測部
３紙送り機構
４ＣＰＵ
５記憶装置
１６点字紙
１６ａ表面
１６ｂ裏面
１８点字凸部
１９点字凹部

Claims

平坦部に表面側の点字を構成する点字凸部と裏面側の点字を構成する点字凹部とが形成された点字紙上を水平移動しつつレーザーを発信して走査し、前記点字紙までの距離を順次計測するレーザー距離計測手段と、
このレーザー距離計測手段の各計測した位置を順次取得する位置取得手段と、
前記距離と前記位置とに基づき、前記点字凸部とその位置、前記点字凹部とその位置、及び前記平坦部とその位置を認識する点字認識手段と、
を備えたことを特徴とする点字読取装置。
前記レーザー距離計測手段により計測された距離と前記位置取得手段により取得された前記位置とを記憶する記憶手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項１記載の点字読取装置。