JPS60184280A - パタ−ン変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明はパターン変換装置に関し、特に読み取った図形
情報を機械的な振動パターン又は拡大した表ｉＪ＜パタ
ーンに変換し、白人や弱視者にも容易に図形情報を知覚
できるパターン変換装置に関するものである。

「従来技術」 従来、白人や弱視譜のために通常の文字で表された印刷
物を知覚させるために使用されるパターン変換装置とし
て第１図の胴親図に示される様なものがあった。これは
印刷物」二の画像情報を電気値−）に変換するカメラ装
置ｌＯと画像情報を機械的な振動パターンとして出力す
る触覚出力装置ｌｌに制御信号を送る制御装置（不図示
）と各部に電源を供給する電力供給部（不図示）を内蔵
する本体１２を主なる構成とするものである。

前記カメラ装置ｌＯは、用紙１３Ｊ−に印刷された文字
１４上を手動又はその他の駆動装置に依って行方向すな
わち矢印ａ又はｂ方向に走査するもので、読取部１５に
対応して人力される文字１４の画像は、光学系を内蔵す
るカメラ装置１０を通じて光電変換部１６にりえられ、
ここで６×２４のマトリクス状の１４４個の点に対ＩＬ
、した白黒状態を電気的な信号に変換し、ケーブル１７
を通して本体１２に人力するものである。

また、前記触覚出力装置１１は本体１２の一部に取り付
けられており、湾曲面１８上に前記充電変換部１６の１
４４個の点に対応して６×２４のマトリクス状に配され
た１４４個の小金属ロット（杆）を挿通ずる穴１９を備
え、前記杆は１Ｆ電素子又は小型の電磁石に依って、駆
動され前記カメラ装置１０からの電気０１士に依って、
前記穴１９の中を夫々か別個に振動する事が出来る如く
構成されるものである。

なお、前記杆は前記カメラ装置１０で得られた１４４個
の点に対応する電気信号に適宜閾値を設けてイＩＩられ
る２値信−士、即ち、１４４個の点の黒又は白の状態に
従って、例えば黒に対しては振動、白に対しては非振動
とする如き信号に依り。

触覚出力装置１１の湾曲面１８上に前記金属ロツ１−の
振動の分７ｉｉで表わされる振動パターンを形成する１
１が出来るものである。すなわち、カメラ装置１０で捕
えられた用紙１３Ｌの文字１４は触覚出力装置１１の湾
曲面１８１−に、機械的な振動パターンとして変換出力
されるもので、前記湾曲面１８に指又はその他の機械的
な刺激を感する！ｈの出来る身体の・部を当接せしめる
！１１に依り、カメラ装置１０の読取部４’５に対応す
る用紙１３　、Ｊ二の文字１４を触覚出力装置１１の湾
曲面１８１．で振動という機械的な刺激を通して読み取
る′Ｊｔが出来るものである。

なお、カメラ装置ＩＯには、読取部１５に対応する用紙
１３４Ｚの文字の大きさが小さい場合には、これを拡大
して光電変換部１６に投射し、文字が大きい場合は縮少
して投射出来る如く、ズームレンズ系を備えており、つ
まみ２０によってこのズーム系を操作する如く操作され
るものである。

また、本体１２に設けたつまみ２１は触覚出力装置１１
の杆の振動の強さ、即ち、湾曲面１８１、に得られる刺
激の強さを調整するもので、指の感度に従って適宜調整
操作される。

また、つまみ２２は光電変換部１６で得られた′屯気信
吟をコンパレータにより２値のデジタル信号に変換する
際の境界電圧を調整するためのもので、用紙１３と文字
１４の白黒のコントラスト又は全体の黒白の１・−ンに
依って適宜調整操作される。しかし、用紙１３の色や光
沢、カメラ装置ｌＯ内のランプの明るさ、レンズ位−等
によりセンサの出力はＴ７万別に変化する。従ってつま
み２２により境界電圧を変化させるとコンパレータの出
力も種々に変化するが、盲人、弱視者は紙」−の文字等
がどのようなパターンであるのか分らないために境界電
圧を最適なイー１に決定するのは極めて困難であり、満
足に使用できるようになるまで相１１１の期間の訓練が
必要であった。

［目的］ 本発明はに述の点に鑑み成されたもので、境界゛電圧を
読み取った図形の情報の最大値と最小値により自動的に
決定し、操作の習熟なしでも読み取った図形情報を確実
に知覚することか可能な／＜ターン変換装置を提供する
ことを目的とする。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の一実施例をλγ細に説明す
る。

第２図は本発明の一実施例のパターン変換装置のブロッ
ク図であり、図中ｌはＭＯＳ型、ＣＣＤ型等の光センサ
（第１図カメラ装置１０に対応する）。２は並列に出力
されるセンサｌの出力部りを直列信号に変換するための
マルチプレクサで、信号をぽ１列に出力するセンサを使
用する場合は不要である。３はセンサからのアナログ信
号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル（Ａ、
／Ｄ）コンバータでアル。４０〜４　ｎ　Ｉｔ　Ａ　／
　Ｄコンバータ３よりのデジタル信号を処理し、出力部
６、〜６ｎ　、７．〜７ｎ　、−・、Ｎ（、ＮＮｎに対
応する出カバターンを出力するデータ処理部である。５
はタイミング回路でセンサｌへはクロックパルスを、ま
たセンサｌよりの同期信号５ＹＮＣに同Ｊ！Ｊｌ　シて
マルチプレクサ２へはチャンネル切換えイ、１号−を、
Ａ／Ｄコンバータ３へはスタート信号を、データ処理部
４０〜４ｎには順次Ａ／Ｄコンバータ３よりのデジタル
信号出力に同期して読込み、及びデータ処理を開始させ
るための処理開始（＋ｊ　Ｑをセンサｌの一＝列分の数
にだけずつ供給する。６６〜６ｎ、７゜−７ｎ、Ｎ６−
Ｎｎは例えば月０電素ｒ・等よりなる知覚パターンの出
力装趙で月、゛屯素ｒより成る場合には第１図の触覚出
力装置１１に相当し、タイミング回路５かもの交番信号
により振動し、小金ｈＩＸロットに振動を伝える。セン
サｌからの各並列出力は一列毎にデータ処理部４゜〜４
ｎにそれぞれ読込まれ、各センサ素子の状態が一列４σ
に６０〜６ｎ、７６〜７ｎ、・・・。

Ｎ０〜Ｎｎに出力される。

このデータ処理部４０〜４ｎの詳細を第３図に示す。こ
こでデータ処理ＢＢ　４６〜４ｎは共通構成となってい
る。

図中１４１はＡ／Ｄコンバータ３よりのデジタル情報を
記憶するメモリ、１４２はデータ処理部全体制御を司る
制御部、１４３は比較部であり、Ａ／Ｄコンバータ３よ
りのメモリ１４１への格納データの般大仙と最小値を検
出するためのものである。１４４は比較部１．４３でめ
た最大（ｆｉと最少イ１６より境界値を決定する境界（
＋／ｉ決定部、１４５はメモリ１４１に格納されたデジ
タル情報を境界値決定部１４４よりの境界値を基準とし
て２　（ｉ／ｊ化する２値化回路、１４６は２値化回路
１４５よりの２　（ｉｒｊ化デジタル信号をシリアル−
パラレル変換し、対応する出力部を駆動する出力部駆動
回路である。

１、、記構成より成るテーク処理部のデータ処理制御を
第４図のフローチャー１・を参１！ζ！して説明する。

まずステップ３１で（カウンタ）の値をクリアし、ステ
ップＳ２でタイミング回路５よりの処理開始イ１）壮に
回期してＡ／Ｄコンバータ３よりデジタル’ｂ’ｊ　（
’ＩＪを受け取り、メモリ１４１内に格納する。また１
１１目Ｉ１１′にこのデジタル情報は比較ｒｔ＋＋　１
４３にも取り込まれ、比較部１４３にてステップＳ３以
下の最大（＋ｒｉ、最小値の決定が行なわれる。即ちス
テップＳ３にてＤｎ−Ｍｍａｘの演ｑを行ない、（Ｍｍ
ａｘは今までの最大（ｔｌ′ｉである）結果が正、つま
りＤｎが新たな最大値の時にはステップＳ４にてＤｎを
最大値Ｍ＋ｇａｘに変更する。続いてステップＳ５にテ
Ｄ　ｎ−Ｍ　ｍ１ｎ（７）演算を行ない、（Ｍｍｉｎは
今までの最小値である）結果が負、つまりＤｎか新たな
最小値の時にはステップＳ６にてＤｎを最小値Ｍ１１ｉ
ｎに変更する。最小（１ｒｊ　＜　Ｄ　ｎ　＜最大値の
場合には変更は行なわない。

そしてステップＳ７で（カウンタ）のイＩＣｉを＋１し
、ステップＳ８で（カウンタ）のｉ＋ｒｉがｋになった
か台か調べ、ｋでなければまだＡ／Ｄコン八−へ３より
のデータがあるためステップＳ２に戻り次のデータの送
出に俯１える。カウンタのイ〆１がｋの場合には−・列
分のデータが全て送られて来たためこの比較部１４３は
最大イ（ｔＭ　Ｉｌａｍと最小イ（ｉＭｍｉｎを境界値
決定部１４４に送る。境界イダ１決疋部１４４でほこの
値を基にステップＳ９と３１０にて境界値ＳＨＹをめる
。

境界値ＳＨＶは以下の式により最大値Ｍ　ｌ１ｌａｘと
最小値Ｍ　’ｍ１ｎＯ間の適νＪな仙に決められる。

Ｓ　ＨＶ　＝　Ｍ　ｍｉｎ＋　（Ｍ　ｍａｗ　−Ｍ　ｍ
１ｎ）　／ＸここでＸ＝２とすれは境界値は最大（＋７
ｉ　Ｍ　ｍａ　ｘと最小値Ｍｍｉｎの１゛度中間となる
。

そして境界（ｔｒｉ決定部１４４で決定された境界（１
ｆｉＳＨＶは２値化回路１ｊ５に送られる。

続いてステップ３１１−３Ｌ４で１１］目コＩＩ（イ８
１４２の制ｔＪｌｌてステップＳ２でメモリ１４１に格
納したデジタル情報を順次読み出し、２イ１＾化回路に
送り、境界イ＋Ｉｉ　Ｓ　ＨＶにより２値化され、（Ｄ
ｎ≧Ｓ　ＨＶ　（７）　ＩＩ！ｆにはＤｎ＝”Ｏ”とし
て、またＤｎ＜Ｓ　ＨＶ　１７）　１１！ｉにはＤｎ＝
”Ｉ”）出力部駆動Ｉｕｌ路１４６に送られる。

出力駆動回路１４６では送られてきた２　ｉ＋ｔｉ化デ
ータにより対応する出力部の圧電素ｒ−を駆動する。な
お、Ｄｎ＝Ｏの時は変換すべき画素があるため圧電素子
は駆動され、Ｄｎ＝１の時は変換すべき画素がないため
（白）、駆動されない。この結果センサｌで読み取った
パターンに対応して圧電素子が振動し、盲人などがこの
振動を指イ、やで知覚することができる。

以−にの説ψノでは出カン°ζＩＩ　６　ｏ　”　Ｎ　
ｎを圧ｉＬ素ｆによる振動出力としたが、出力部６゜−
ＮｎをＬＥＤとすることによりセンサｌでの読み取りパ
ターンを任狂の大きさでＬＥＤによるマＩ・リックス表
示がｉｉ）能となり弱視者等が確実に知覚することがで
きる。

以上の２例における出力１ｆｈの出カバターンは例えば
第５図に示す抹にテーク処１＋（Ｈ７４ＪＩ　４　ｏ〜
４ｎがそれぞれ１列イげの出力を１目当することにより
得られる。

以１−の説明におけるタイミング回路５においては出力
部６゜−Ｎｎに対して交番信号が出力され、この交番信
号によりパターンの出力を行なっていたが、出力部にて
データ処理部４０〜４ｎの２値化回路１４５よりの２値
化データを受け取り、読み取りパターンの出力を行なっ
てもよい。

この場合の例を第６図にノ」（す。

第６図において第２図と同様の構成については同一番５
３を１ｉｆｔ　した。ここでタイミング回路５′は交番
イＡ吟の出力がない点以外は第２図のタイミング回路５
ど同様の回路であり、データ処理部４０〜４ｎは出力部
駆動回路１４６が２値化回路１４５よりの２値化データ
と制御部４２よりの２　’（ｊｔｉ化データ送出タイミ
ング信号を出力する構成となっているのみで他は第２図
と同様である。

次に出力部６の構成及び動作を説明する。

７はラッチ付シフトレジスタであり、データ処理部より
の２値化データ出力であるＰｏｔ〜Ｐｎ１出力をＰｏｔ
〜Ｐｎ２よりのクロックパルスにより読み込み、セン′
すｌよりの５ＹＮＣ（８号に同期してラッチ回路へ転送
するものである。８は“ｌ　”の信号が５ＹＮＣ信号に
同期して循環してシフトされる循環レジスタ、Ａ０〜Ａ
ｎ、Ｂ、）〜Ｂｎ、２ｏ−ＺｎはＬＥＤである。

データ処理部よりの出力部６へのデータ出力制御におい
てＡ／Ｄコンバータ３よりのデータの取り込み及び境界
値の決定は第４図のステップＳ１よりステップ３１０と
全く同様であり、ステップＳｌｌ以下が相違するのみで
ある。この相違する処理を第７図のフローチャー１・に
示す。

第４図のデータ処理と同様の処理にてステップＳｌより
ステップＳ１０を行ないステップ３１１に進む。ステッ
プ３１１で２値化回路４５での境界１＋ｒ＋　Ｓ　ＨＶ
とメモリｌよりのデジタル情報Ｄｎとの比較が行なわれ
、Ｄｎ≧ＳＨＶのときはステップＳ　２１　テＤ　ｎ＝
　”Ｏ”とし、Ｄｎ＜、ＳＨ：Ｖのときはス戸ツブ３２
２でＤｎ−“１°゛としてノ（にＰ。、〜Ｐｎｌに出力
する。そしてこのＰｏｔ〜Ｐｎ１出力をラッチ伺シフト
レジスタ７で取り込むｔ−めのクロック４１を号を出力
するべく出力Ｐ。、〜Ｐｎ７をステップ３２３で０°゛
にステップＳ２４で“ｉ　”　とする。

この出力ＰＯ７〜Ｐｎ’７よりのクロック信壮に回期し
てその１１＋ｉの出力Ｐ０１〜Ｐｎｌをラッチ伺シソＩ
・レジスタ７で取り込む。そしてステラ７’Ｓ２５で一
列分緯ったか調べ、　・列分終ｒしなければステップＳ
ｌｌに戻り、−列分終ｒした場合にはステップＳｌにｌ
ズる。

ラッチ伺シフトレジスタ７に２値化された読み取り情報
がシフＩ・レジスタに読み込まれると５ＹＮＣ信号毎に
ラッチ回路内の信号か入れ昇り、又一方循環レジスタの
出力によりＡ。−Ａ’ｎ、Ｚ。

〜Ｚｎのグループが５ＹＮＣ信号ブσに叱１にＪパ択ｙ
れるのでＬＥＤによるタイナミック表示が行なわれる。

またここでは、ＬＥＤによる表示パターンの＋＋ｆ視表
示を例として説明したがＬＥＤに（＋え圧電ふ子を駆動
しても全く同様のパターンの出力ができる。

またＬＥＤに替え、サーマルヘッドを接続し、センサ１
の動きに合わせて感熱紙を移動させると文字等の印字が
可能となる。

以上の説明でのデータ処理部４゜〜４１１゜４ｏ　′〜
４ｎ′はそれぞれが第３図に示した構成となっており、
これを容易に１チツプＬＳＩとすることができる。また
マイクロプロセッサを用い出力部への出力をマイクロプ
ロセッサの出カポ−Ｉ・より１１なうことにより更に高
信頼性のものとすることができる。

またデータ処理部４０〜４ｎ又は４゜′〜４ｎ′の出力
駆動１！ｊ１路１４６以外の部分を全て共通とし一体化
する４１１１成とすることもできる。又、第６図の構成
に於いて４゜′〜４ｎ′を１個のマイクロプロセッサに
置き換えることも可能である。

［効果Ｊ 以ト説明した様に本発明によれば、図形情報を読み取り
、２イ＋７ｆ化する場合に境界値を手動で調整すること
なく１．１動的に適切な伯とし、人間にて知覚可能な情
報として出力することができるパターン変換装置が提供
でき、盲人や弱視者等でも特別の訓練をすることなく容
易に取り扱うことができる。

特に出力を機械的な振動による出力端＋ｌＪとすること
により商人に適した、また拡大してｒＪｆ視表示するこ
とにより弱視者に適したパターン変換装置を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な商人や弱視者用パターン変換装趙の斜
視図。 第２図は本発明の一実施例パターン変換装置のブロック
図、 第３図は本実施例のデータ処理部の詳細を示すブロック
図、 第４図は本実施例のデータ処理部の動作フローチャート
、 第５図は本実施例の出力部構成例を示す図。 第６図は本発明の他の実施例パターン変換装置のブロッ
ク図、 ′第７図は他の実施例のデータ処理部の動作フローチャ
ー１・である。 図中、■・・・センサ、２・・・マルチプレクサ、３・
・・Ａ／Ｄコンバータ、４ｏ〜４ｎ、４ｏ　′〜４ｎ′
・・・データ処理：ａ＋、５・・・タイミング回路、６
，６゜−６ｎ　、　７．）　−７ｎ　、　ＮＯ〜Ｎ　ｎ
−出力部、７・・・ラッチ（−１シフト【／ジスタ、８
・・・循環レジスタ、ｌＯ・・・カメラ装置、ｌｌ・・
・削ｉ覚出力装置、１４１・・・メモリ、１４２・・・
制ｉ１’ｌ１部、１４３・・・比１咬部、１４４・・・
境界イ１ｒ１快疋７′イ１１．１４５・・・２値化回路
、１４６・・・出力部駆動回路である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）図形情報を読み込む読み込み手段と、該読み込み
   ｒ段よりのアナログ図形情報をデジタル図形情報に変換
   する変換手段と、該変換手段よりの１１１記デジタル図
   形情報中の最大値と最小イー１をめる［１段と、該ｒ段
   でめた前記最大値と最小（＋Ｑより該最大値と最小値間
   に特定の境界値をめる境界決定ｒ段と、該境界値決定り
   段よりの前記境界（１’口こ従い前記変換［段よりの前
   記デジタル図形情報を２伯のデジタルイぽ１に変換する
   デジタル仙変換ｒ段と、該デジタル値変換手段よりの２
   　（（ｉのデジタルイ〆１を知覚ｉｆ）能に表現する表
   現手段とを備えたことを特徴とするパターン変換装置。
2. （２）表現手段は読み込み手段で読み込んだ図形情報に
   対応する機械的な振動による図形情報であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のパターン変換装置。
3. （３）表示手段は読み込み−ｒ１段で読み込んだ図形情
   報に対応する該図形情報を拡大して可視表示された図形
   情報であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のパターン変換装置。