JPH0830189A - 入出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】視覚障害者に図形情報等を触覚により読み取る
ことができ、また自由に図形情報などを入力することが
できる入出力装置を提供する。 【構成】外部記憶装置（１０１）から電子計算機（１０
２）内に読み込まれたデータやプログラムによって生成
された画像は、制御部（１０３）を通してピン高低変換
部（１０４）およびピン振動変換部（１０５）に渡され
る。ピン高低駆動部（１０６）はマトリックスピン入出
力装置（１１４）のピンを上下に動かし、マトリックス
ピン表面に凹凸を付ける。ピン振動駆動部（１０７）は
マトリックスピンの先を振動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に電子計算機のデー
タの入出力にピンの上下運動および振動を用いる入出力
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の視覚障害者用入出力装置は、点字
タイプライターや紙に点字を印刷する点字プリンタ，ピ
ンの上下運動で点字出力する点字ディスプレイ（特開平
5− 165400号）など、点字を扱うものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述した従来
の入出力装置にあっては、文書としての点字出力は可能
であっても、ハイライト表示というものはなく、またグ
ラフや差し絵といった図形データの出力は不可能であっ
た。また、逆に視覚障害者が図形データを入力すること
も困難であった。

【０００４】本発明の目的は、視覚障害者に図形情報等
を触覚により読み取ることができ、また自由に図形情報
などを入力することができる入出力装置を提供する点に
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】電子計算機の画像出力か
らデータを読み取り、そのデータをピンの高低情報と振
動情報に変換し、変換された情報に基づいて駆動部によ
り出力器のピンを上下運動させ、振動板により振動させ
ることと、出力器自体に座標を検出できる機能および高
低情報と振動情報を入力することのできる入力装置を備
え、視覚障害者自身でデータを作成できる機能を有する
ことで上記の目的が達成される。

【０００６】

【作用】点字および図形の入出力を行う装置において、
上下運動および振動するピンをマトリックス状に配置す
るようにする。これによって上下運動によって点字や図
形の線を表すことができ、振動によってハイライト表示
や連続変化量を表すことができる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の一実施例の装置構成を示す。
図１において、線や面などの図形や点字からなる画像情
報を指先で読み取り可能な情報として出力する場合、外
部記憶装置１０１から電子計算機１０２内に読み込まれ
たデータやプログラムによって生成された画像は、制御
部１０３を通してピン高低変換部１０４およびピン振動
変換部１０５に渡される。ピン高低駆動部１０６はマト
リックスピン入出力装置１１４のピンを上下に動かし、
マトリックスピン表面に凹凸を付ける。ピン振動駆動部
１０７はマトリックスピンの先を振動させる。

【０００８】また、画像情報の入力の場合、マトリック
スピン入出力装置１１４上に指を置くと、座標値読み取
り部１１０によってマトリックス上の指がおかれた位置
の座標を読み取り、圧力読み取り部１１１によって指で
押している位置の圧力を読み取る。

【０００９】このとき、図２に示すようなマトリックス
ピン入出力装置１１４に備えられたボタン２０１−２０
３からの入力をボタン読み取り部１０９で読み取る。制
御部１０３で圧力データを押されたボタンに応じて、そ
れぞれピンの高低，ピンの振動の振幅，ピンの振動の周
期データに変換して、座標データと共に電子計算機に渡
される。マトリックスピン入出力装置１１４上の目盛表
示ボタン２０４を押すと、図１７のように目盛表示部１
０８により、マトリックス上に入力の目安になる等間隔
の凹凸が浮き上がる。

【００１０】点字の入力や、一定の高低または振動の振
幅，周期のデータを入力する場合、点字およびスライダ
ー入力装置１１５によって入力する。読み取ったデータ
は制御部１０３に渡され、圧力データはマトリックスピ
ン入出力装置１１４上のボタンによって高低データまた
は振動データに区別されて変換され、座標データと共に
電子計算機に渡される。

【００１１】次に図２に従って、マトリックスピン入出
力装置１１４について述べる。図２において２０５は上
下運動および振動するマトリックスピン、２０１は入力
の際に使用する高低入力ボタン、２０２は振動振幅入力
ボタン、２０３は、振動周期入力ボタン、２０４は目盛
表示ボタン、２０６は電子計算機との接続端子(背面)を
示す。

【００１２】入出力に用いられるピンは図４のような構
造をしている。図４において４０１は圧電素子からなる
振動板、４０２はピン本体、４０３はピン駆動部、４０
４は圧力センサを示す。圧電素子への電源の供給のため
ピン本体は中空構造になっている。

【００１３】次に図５に従って、電子計算機１０２によ
って作成された画像データの出力について述べる。電子
計算機１０２から出力される画像データの各ピクセルは
赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の三原色からなり、電子
計算機から制御部１０３に渡された画像データは、画像
上の座標（ｉ，ｊ）のピクセルのＲＧＢ値をマトリック
スピン上の座標（ｉ，ｊ）のピンの高さ、振動振幅，振
動周期に対応して処理される。

【００１４】処理は以下の５０２−５０８の処理を画像
データの全てのピクセルについて行う。まず、画像上の
ピクセル（ｉ，ｊ）のピンの高さをＲとする（５０
２）。そのときマトリックスピン入出力装置上の目盛表
示ボタン（図２，２０３）が押されているかを調べ（５
０３）、押されている場合、現在のピクセル（ｉ，ｊ）
が目盛座標上かどうか調べ（５０４）、目盛座標上のと
きは高さの値に一定値を足す（５０５）。そうすること
により入力の目安になるグリッドを表示させる。次にＧ
の値をピンの振動の振幅の値とする（５０６）。同様に
Ｂの値をピンの振動の周期の値とする（５０７）。計算
されたピンの高さのデータは、ピン高低駆動部（図１，
１０６）に渡され（５０８）、ピンを上下に動かし、ピ
ンの振動の振幅と周期データは、ピン振動駆動部（図
１，１０７）に渡され（５０８）、ピンの先を振動させ
る。全てのピクセルについて行った後（５０９）終了す
る。

【００１５】表示例として、図１５に棒磁石の磁界の表
示に適用したものを示す。図１５中（ａ）は棒磁石の外
形、（ｂ）は本発明を用いて棒磁石の輪郭をピンの高さ
で表し、棒磁石の磁界をピンの振動で表した例である。

【００１６】図１６に地図情報表示に適用したものを示
す。図１６中（ａ）は一般的な地図と道順を示す画像、
（ｂ）は本発明を用いて目的地を高さと振動で表した例
である。

【００１７】図１８にダイアログ表示に適用したものを
示す。図１８中（ａ）は一般的なダイアログ表示、
（ｂ）は質問をマトリックスピン上に点字で表示し、ハ
イライト表示を振動で表した例である。

【００１８】次に図６に従って、画像データの入力につ
いて述べる。入力には画像入出力装置上のボタン（図
２，２０１−２０３）を押下してフリーハンドで入力す
る方法と、点字およびスライダー入力装置（３００）に
よる入力の２種類の入力方法がある。モードの選択は、
はじめにマトリックスピン入出力装置（図１，１１４）
上の高低入力ボタン（図２，２０１），振動振幅入力ボ
タン（図２，２０２），振動周期入力ボタン（図２，２
０３）が一つ以上押されているかどうか調べ（６０
２）、押されている場合はボタン入力モードになる（６
０３）。

【００１９】ボタンが押されていない場合は、図３に示
すような点字およびスライダー入力装置１１５を使った
入力になる（６０４）。入力された画像は、制御部で各
ピンの高低，振動振幅，振動周期を、対応するピクセル
のＲＧＢに変換され電子計算機（図１，１０２）に渡さ
れる。

【００２０】ここで、図３の３０１は点字入力部、３０
２は点字確定ボタン、３０３は点字取消ボタン、３０４
は高低入力スライダー、３０５は振動振幅入力スライダ
ー、３０６は振動周期入力スライダーを示す。

【００２１】はじめに図８に従ってボタンによる入力に
ついて述べる。ボタンによる入力では、マトリックスピ
ン（図２，２０５）上に置かれた指の位置と圧力によっ
て自由曲線を入力する。マトリックスピン入出力装置
（図１，１１４）上の高低入力ボタン（図２，２０
１），振動振幅入力ボタン（図２，２０２），振動周期
入力ボタン（図２，２０３）の一つ以上のボタンが押さ
れ、かつマトリックスピン上に指がおかれると、以下の
（８０２−８１０）の処理を指が離されるまで連続して
行う。

【００２２】まず、指の置かれた位置の座標値を読み
（８０２）、圧力を読む（８０３）。このとき押された
中の一番圧力の高い点の値を取る。高低入力ボタン（図
２，２０１）が押されている場合は（８０４）、圧力を
ピンの高さの値に変換する（８０５）。振動振幅入力ボ
タン(図２，２０２)が押されている場合は(８０６)、圧
力をピンの振動の振幅の値に変換する（８０７）。振動
周期入力ボタン（２０３）が押されている場合は（８０
８）、圧力をピンの振動の周期の値に変換する（８０
９）。変換された各値は、ピンの高さをマトリックスピ
ン上の座標に対応するピクセルのＲ値に、ピンの振動の
振幅をＧ値に、ピンの振動の周期をＢ値にそれぞれ変換
され、電子計算機（図１，１０２）に渡される（８１
０）。８１０において指がマトリックスピンから離され
ていない場合は８０２の処理に戻り、離されている場合
は終了する。

【００２３】次に図９に従って点字およびスライダー入
力装置（図３，１１５）による入力について述べる。

【００２４】点字およびスライダー入出力装置１１５に
よる入力では、点字およびスライダー入力装置を使い直
線，四角形，円などの図形や点字を入力する。マトリッ
クスピン（図２，２０５）上に置かれた指は、図形を入
力する際の目安になる始点，終点、および点字を入力す
る座標を指定し、ピンの高さや振動は、点字およびスラ
イダー入力装置（図３，１１５）で指定する。描く図形
はマトリックスピン上の表示される入力パレットで選択
する。点字入力ツール以外は、はじめに始点と終点を指
定する。このとき圧力に一定のしきい値を設定し、その
値以上の圧力が加わった場所を始点および終点とする。
点字入力ツールは始点だけを指定する。

【００２５】図７に入力パレットを示す。図７におい
て、７０１は直線入力ツール、７０２は四角形入力ツー
ル、７０３は楕円入力ツール、７０４は多角形入力ツー
ル、７０５は点字入力ツールを示す。入力パレットの直
線入力ツールが選択されている場合は（９０２）、直線
の入力ルーチンに処理が移る（９０３）。入力パレット
の四角形入力ツールが選択されている場合は（９０
４）、四角形入力ルーチンに処理が移る（９０５）。入
力パレットの楕円入力ツールが選択されている場合は
（９０６）、楕円（または円）の入力ルーチンに処理が
移る（９０７）。入力パレットの多角形入力ツールが選
択されている場合は（９０８）、多角形入力ルーチンに
処理が移る（９０９）。入力パレットの点字入力ツール
が選択されている場合は（９１０）、点字の入力ルーチ
ンに処理が移る（９１１）。

【００２６】直線の入力を図１０に従って説明する。は
じめに直線の始点を指定する(1002)。次に同様に直線の
終点を指定する（１００３）。終点が指定されるとスラ
イダーの値を読み（１００４）、その値をもとに始点終
点の間のピンをスライダーの値に従って駆動する（１０
０５）。

【００２７】四角形入力を図１１に従って説明する。は
じめに直線の入力と同様に始点と終点を指定する（１１
０２）（１１０３）。終点を指定したときにスライダー
の値を読み（１１０４）、その値をもとに始点終点を対
角とした四角形の枠上にあるピンを駆動する（１１０
５）。中を塗りつぶした四角形を描くときは、終点の指
定の際にマトリックスピン入出力装置の高低入力ボタン
（図２，２０１），振動振幅入力ボタン（図２，２０
２），振動周期入力ボタン（図２，２０３）のうち駆動
したいボタンを同時に押下すると（１１０６）、押され
ているボタンに対応した、高さと振動の振幅および周期
で四角形の内部を駆動する（１１０７）。

【００２８】楕円入力を図１２に従って説明する。はじ
めに直線の入力と同様に始点と終点を指定する（１２０
２）（１２０３）。終点を指定したときにスライダーの
値を読み（１３０４）、その値をもとに始点終点を対角
とした長方形に内接する楕円上のピンを駆動する（１２
０５）。中を塗りつぶした楕円を描くときは、終点の指
定の際にマトリックスピン入出力装置の高低入力ボタン
（図２，２０１），振動振幅入力ボタン（図２，２０
２），振動周期入力ボタン（図２，２０３）のうち駆動
したいボタンを同時に押下すると（１２０６）、押され
ているボタンに対応した、高さと振動の振幅および周期
で楕円の内部のピンを駆動する(１２０７)。

【００２９】多角形入力を図１３に従って説明する。は
じめに多角形の頂点を指定する（１３０２）。同じ点を
２回連続で指定した時点で頂点の入力は終了する(130
3)。その後スライダーの値を読み（１３０４）、その値
で多角形の枠上のピンを駆動する（１３０５）。中を塗
りつぶした多角形を描くときは、終点の指定の際にマト
リックスピン入出力装置の高低入力ボタン（図２，２０
１），振動振幅入力ボタン（図２，２０２），振動周期
入力ボタン（図２，２０３）のうち駆動したいボタンを
同時に押下すると（１３０６）、押されているボタンに
対応した、高さと振動の振幅および周期で多角形の内部
のピンを駆動する（１３０７）。

【００３０】点字入力を図１４に従って入力する。はじ
めに点字を書きはじめる位置をマトリックスピン（図
１，１１４）上で指定する（１４０２）。その後、点字
およびスライダー入力装置（図３，１１５）上の点字入
力部（図３，３０１）を使って点字を入力する(１５０
３)。点字取消ボタン(図３，３０３)を押すと(１４０
４)点字入力部がキャンセルされ（１４０５）、点字を
入れ直す。点字確定ボタンを押すと（１４０６）現在の
座標値上に点字が入力され（１４０７）、次の入力に備
えて座標値が移動する（１４０８）。

【００３１】次に作成した画像の保存，呼び出しに用い
るファイルのフォーマットについて述べる。作成された
画像は、電子計算機（図１，１０２）に渡される際に、
ピンの高低，振動の振幅，振動の周期をそれぞれＲＧＢ
値に変換される。変換された画像は図１９に示すフォー
マットで保存される。図１９において、（ａ）は画像の
例、（ｂ）は保存フォーマットを示す。保存フォーマッ
トでは、はじめに表示する画像の縦横のピクセル数を示
し、その後にＲ，Ｇ，Ｂの値がピクセルの数だけ連続す
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の入出力装
置によれば、外部からの画像情報を読み込み、ピンを上
下させ、また振動させることにより、視覚障害者にもわ
かりやすい絵や図を作成することができる。また、入力
装置を備えることで、視覚障害者自ら文書や図形データ
を作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像入出力装置の一実施例の構成図。

【図２】画像入出力装置を示す外観図。

【図３】点字およびスライダー入出力装置を示す外観
図。

【図４】マトリックスピンの外観図。

【図５】高低，振動変換手順の流れ図。

【図６】入力モード選択手順の流れ図。

【図７】入力パレットの外観図。

【図８】ボタン入力手順の流れ図。

【図９】点字およびスライダー入力手順の流れ図。

【図１０】直線の入力手順の流れ図。

【図１１】四角形の入力手順の流れ図。

【図１２】楕円の入力手順の流れ図。

【図１３】多角形の入力手順の流れ図。

【図１４】点字の入力手順の流れ図。

【図１５】本発明の画像入出力装置を棒磁石の磁化の可
視化に適用した一例を示す図。

【図１６】地図情報の表示に適用した一例を示す図。

【図１７】目盛表示ボタンを押したときの外観図。

【図１８】ダイアログ表示に適用した一例を示すを示す
図。

【図１９】保存フォーマットを示す図。

【符号の説明】

１０１…外部記憶装置、１０２…電子計算機、１０３…
制御部、１０４…ピン高低変換部、１０５…ピン振動変
換部、１０６…ピン高低駆動部、１０７…ピン振動駆動
部、１０８…目盛表示部、１０９…ボタン読み取り部、
１１０…座標値読み取り部、１１１…圧力読み取り部、
１１４…マトリックスピン入出力装置。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子計算機からの画像データを指先で読み
   取り可能な情報に変換する制御部と、格子上に配置され
   たピンを上下に運動および振動させる駆動部を備えるこ
   とを特徴とする入出力装置。
2. 【請求項２】連続変化量をピンの振動に変換し、指先で
   読み取ることができることを特徴とする請求項１記載の
   入出力装置。
3. 【請求項３】電子計算機からのＲＧＢ出力値をそれぞれ
   ピンの高低，振動の振幅，振動の周期に変換する機能を
   有する請求項１記載の入出力装置。
4. 【請求項４】指の圧力を検出し指の置かれた座標と圧力
   を用いて図形を入力する機能を有する請求項１記載の入
   出力装置。
5. 【請求項５】電子計算機とプログラムおよび外部入出力
   装置を内蔵し、独立して使用することができる請求項１
   記載の入出力装置。
6. 【請求項６】点字表示のハイライト表示をピンの振動で
   表現することを特徴とする表示方法。
7. 【請求項７】地図情報をピンの高低と振動で表示するこ
   とを特徴とする表示方法。
8. 【請求項８】特定のピンに高さを付け入力の目安となる
   目盛りを表示することを特徴とする表示方法。
9. 【請求項９】中空構造で内部に配線を通し、先端に振動
   体を有することを特徴とするピン。
10. 【請求項１０】圧電素子により振動させることを特徴と
    する請求項１記載の入出力装置。