JPS6331658A - 画像変換装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主として盲人や弱視者に供される画像変換装
置に関し、特に各種の画像情報を機械的な振動パターン
に変換する画像変換装置に関する。

［従来の技術］ 従来から印刷物等の紙面上に形成された文字や記号ある
いは写真の如き光学的な画像パターンを、指先の触覚を
通じて読取ることのできる盲人用の画像変換装置として
は、例えば特開昭第５５−６６９３号公報に開示されて
いる画像パターン−機械振動パターン変換方式のものが
一般に知られている。

その方式の装置では、光学系を介して読み取られる画像
パターンをあらかじめマトリックス状に配置した多数個
の点に対応せしめた上で、そのパターンの各点の白黒像
をデジタル的な電気的信号に変換し、この電気信号を上
述のマトリックス状の白黒像に対応して振動する複数の
可動点で形成された２次元マトリックス状の触知部の機
械的振動パターンに変換して出力する。盲人はその触知
部に出力される振動性のパターンを指先で感じ、認識す
ることによって文字や記号等の光学的画像パターンを判
読する。

さらに、最近では、このような画像変換装置に、電気的
な画像情報信号を外部から人力する入力手段を設け、例
えばパーソナルコンピュータやテレビあるいはビデオ等
で作られる電気的画像情報信号を上述と同様な機械的振
動パターンに変換して出力する新たな機能が付加された
。また、上述の機械的振動パターンを作りだす内部の電
気信号を装置の外部にも出力することのできるインタフ
ェース機能も付加されて実用に供されるようになってき
た。これ等の機能の付加により、例えばパーソナルコン
ピュータ上に作られた文字、記号、幾何学的なパターン
を機械的撮動パターンとして出力することが可能になる
とともに、複数の画像変換装置を直列または並列に接続
して同一の機械的振動パターンを複数の人に対して同時
に出力することも可能となった。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の画像変換装置は一般に
盲人が常時携帯して使用するものであるので、大きさや
重量等の制約から大容量の電池を使用することができな
い。また、その装置において、光学的な画像情報を電気
的な信号に変換する画像読取手段であるカメラ内部に組
込まれている画像照明用光源としては、タングステンラ
ンプが一般的に用いられているが、このタングステンラ
ンプは電力の消費が大きいといった欠点を有している。

さらに、従来装置においてはこのタングステンランプは
装置の電池に直接接続されており、そのため装置の稼動
時に点灯の必要や不必要のいかんにかかわらず、常時点
灯している。

だが、最近では特にパーソナルコンピュータなどからの
電気的画像情報信号の入力による使用が多く、このよう
な場合にはランプの点灯は本来、不必要であるが、上述
の理由により常時点灯したままである。このため、無駄
な電力の消費が行われて、電池の充電回数が増加し、装
置の稼動率を悪くしている。さらにランプの寿命は点灯
時間に比例するので、このような従来装置のような使用
状態においては頻繁にランプを交換しなければならない
という問題があった。

本発明は、上述の問題点に鑑み、無駄な電力の消費を防
止して電池の充電回数を減らし、それにより装置の稼動
率を向上し、ひいては画像照明用の光源の寿命を延ばし
て光源交換回数を少なくした画像変換装置を提供するこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段〕 かかる目的を達成するため、本発明は照明手段により照
明された光学的画像情報を読み取り、電気的な画像情報
信号に変換する画像情報読取手段と、外部装置から画像
情報信号および画像パターン信号の少なくとも一方を人
力する信号入力手段と、画像情報信号を画像パターン信
号に変換する変換手段と、画像パターン信号を機械的振
動パターンに変換して一定配列の振動子群に出力する出
力手段と、信号入力手段から人力する画像情報信号また
は画像パターン信号の入力を検出する検出手段と、検出
手段の検出に応じて照明手段への電力供給を制御する点
灯制御手段とを具備したことを特徴とする。

［作　用］ 本発明では、照明を必要とする光学的画像読取時にのみ
光源に電力を供給するように、電気的画像情報信号の入
力の検出に応じて光源の点灯制御を行うようにしたので
、省電力化が得られて電池の充電回数が減少し、それに
より装置の稼動率が向上するとともに、ひいては光源の
寿命が延びて光源の交換回数も少なくなる。

［実施例コ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明実施例の基本構成を示す。本図において
、ａは照明手段、ｂは照明手段ａで照明された印刷物等
の光学的画像情報Ｓ１を読み取り、電気的な画像情報信
号Ｓ２に変換する画像情報読取手段である。

Ｃは外部装置ｄから画像情報信号Ｓ２および画像パター
ン信号Ｓ３の少なくとも一方を人力する信号入力手段、
ｅはその画像情報信号Ｓ２を画像パターン信号Ｓ３に変
換する変換手段、ｆは画像パターン信号Ｓ３を機械的振
動パターンＳ４に変換して一定配列の振動子群ｇに出力
する出力手段である。出力手段ｆは画像パターン信号Ｓ
３を外部にも出力することができる。

ｈは上述の信号入力手段Ｃから人力する画像情報信号Ｓ
２または画像パターン信号Ｓ３の人力を検出する検出手
段、ｉは検出手段りの検出に応じて照明手段ａへの電力
供給を制御する点灯制御手段である。ｊは電池である。

第２図は本発明実施例の全体のシステム構成を示す。こ
こでは同一構成の３台の画像変換装置を直列に接続した
場合について説明する。本図において、１は１台目の画
像変換装置（Ａ）であり、その入力端子１−１には１台
目のテレビカメラ（Ａ）１−５が、その入力端子１−３
にはパーソナルコンピュータ１−８が、またその出力端
子１−４には２台目の画像変換装置（８）２の入力端子
２−２がそれぞれ接続している。その装置（Ｂ）２の入
力端子２−１には２台目のテレビカメラ（Ｂ）　２−５
が、その出力端子２−４には３台目の画像変換装置（Ｃ
）３の入力端子３−２がそれぞれ接続している。また、
ｌ−６，２−６゜３−６はそれぞれ機械的振動パターン
を出力する従来例で説明したと同様の触知部であり、各
装置ｌ。

２．３の上部に配設する。

以上の構成において、装！　（Ａ＞　１のカメラ（＾）
１−５により印刷物１−９の光学的画像から光電変換し
て得られる電気信号、またはパーソナルコンピュータ１
−１から入力する電気的画像情報信号が機械的振動パタ
ーンに変換される装置（Ａ）１の触知部１−６と、装置
（Ｂ）２の触知部２−６とおよび装置（Ｃ）３の触知部
３−６とに出力される。それに先立ち、装置（八）１の
電源を図示しない電源スィッチによりＯＮにすると、装
置（Ａ）１内の第３図で示す後述のマイクロプロセッサ
が両入力端子１−２および１−３の少なくとも一方に電
気的画像情報信号が入力されているかを判定し、もしそ
の信号が入力されていなければ、そのマイクロプロセッ
サは装置（八）１の出力端子１−７を通じてカメラ（Ａ
）　ｌ−５内の照明ランプ１−８に電力を供給する。照
明ランプはこれにより通電されて点灯し、印刷物１−９
を照明して、印刷物からの反射光像がカメラ（八）１−
５の反射ミラー１−１ｏおよび結像レンズ１−１１とを
通ってＣＣＤ　（電荷結合素子）等の固体撮像素子から
なるエリア・フォトセンサ１−１２の受光面に投影・結
像する。

エリア・フォトセンサ１−１２のイ列えば５ｘ２０ドツ
トのマトリクスの各交点の光強度に対応した出力アナロ
グ信号が、装置（八）１の出力端子１−１から内部のマ
イクロプロセッサ中のＡ／Ｄ　（アナログデジタル）変
換器に人力する。そのアナログ信号はＡ／Ｄ変換器によ
って所定の閾値でデジタル信号にデジタル化された後、
内部のＣＰＵにより標準的黒色の反射光のデジタル値と
比較され、もし両者が同じであるならば“°１ｎ１両者
が異なれば０°°として２値化されて触知部１−６に送
出されるとともに、出力端子１〜４にも出力される。

ここで、触知部１−６ではパ１”の人力信号の時には該
当のアドレスの触知点が上下または左右に振動し、“０
“の信号の時は、その触知点は無振動になるよう構成さ
れており、カメラ（Ａ）ｌ−５で撮影した文字、記号あ
るいは幾何学的パターン等の光学的画像情報が触知部１
−６に機械的振動パターンとして出力される。

この状態で、装置（Ｂ）２の図示しない電源スィッチが
ＯＮになると、装置（Ｂ）２内のマイクロプロセッサは
両入力端子２−２および２−３の少なくともいずれか一
方に信号の人力があるか否かをまず判定する。上述のよ
うに、入力端子２−２に１台目の装置（＾）ｌの出力信
号が入力されているので、２台目のカメラ（Ｂ）２−５
のランプ２−８を点灯するための電力を供給しない。装
置（八）１からの人力データはそのまま装置（Ｂ）２内
のマイクロプロセッサに入力されて、触知部２−６に送
出され、機械的振動パターンをその触知部２−６から出
力するとともに、出力端子２−４から出力される。３台
目の装置（Ｃ）３の入力端子３−２には２台目の装置（
Ｂ）の出力端子２−４からの出力信号が人力されている
ので、上述と同様な手順により装ｆｆｉ　（Ａ）　１と
装置（Ｂ）２とに出力されている機械的振動パターンと
同じ出力が触知部３−６で得られる。このように、１台
目のカメラ（Ａ）１−５で撮影した印刷物１−９上の文
字、記号あるいは幾何学的パターンを３台の装置の触知
部１−８．２−６　。

３−６に同時に出力することができるので、教育やセミ
ナー等の多人数での同時使用に供することができる。

一方、この状態で装置（Ａ）１に接続されているパーソ
ナルコンピュータ１−６から電気的画像情報信号が入力
端子１３に人力されると、出力端子１−７からの照明ラ
ンプ１−８への電力が断たれる。

それと同時に、後述する電気的画像情報信号の取込みル
ーチンにマイクロプロセッサのコントロールは切り換え
られ、その電気的画像情報信号から変換した機械的振動
パターンの信号を触知部１−６と出力端子１−４とに出
力する。上述と同様にこのパターンの信号は触知部２−
６．３−８にも出力される。その後、パーソナルコンピ
ュータｌ−６から入力した電気的画像情報信号に対応す
る機械的振動パターンを触知部１−８，２−６．３−６
に出力し続ける。

次に、この状態で１台目の装置（Ａ）１の電源をＯＦＦ
にした場合は、２台目の装置（Ｂ）２の入力端子２−２
に機成的振動パターンの入力信号がなくなる。２台目の
装置（Ｂ）２中のマイクロプロセッサはこの入力端子２
−２の入力信号がなくなったことを判定すると、照明ラ
ンプ２−８を点灯するために端子２−７から電力を供給
し始めるとともに、２台目のカメラ（Ｂ）２−５からの
画像読取りを開始する。

これにより、照明ランプ２−８が印刷物２−９を照明し
て、印刷物からの反射光がカメラ（Ｂ）　２−５内の反
射ミラー２−１０および結像レンズ２−１１を通り、エ
リア・フォトセンサ２−１２の受光面に投影・結像され
る。エリア・フォトセンサ１−１２の５×２０ドツトの
マトリックスの各交点の光強度に対応した出力が装置（
Ｂ）２の入力端子２−１から内部マイクロプロセッサ中
のＡ／Ｄ変換器に人力される。入力された信号はＡ／Ｄ
変換器でデジタル化された後、標準的黒色の反射光のデ
ジタル値と比較され、もし同じであるならば°°１”、
異なれば°°０”として２値化され、触知部１−６と同
様の触知部２−６に送出されるとともに、出力端子２−
４に出力され、装置（Ｃ）３の触知部３−６にも同様な
機械的振動パターンが出力される。

第３図は上述の各装置（Ａ）１〜（Ｃ）３内のマイクロ
プロセッサ等の回路構成例を示す。本図において、１−
１３はマイクロプロセッサである。１−１４は中央処理
装置（ＣＰｔｌ）　、１−１５はＡ／Ｉ）変換器、１−
１６は第４図に示すような制御手順（プログラム）をあ
らかじめ格納したＲＯＭ　（リードオンリメモリ）であ
り、これらの１−１４〜１−１６はマイクロプロセッサ
１−１３内に収納されている。また、１−１７は電源ス
ィッチ、１−１８は電源スイッチ１−１７で開閉される
電池、１−２０はｃｐｕｔ−ｔ４　ｇ）出力端子１−２
１ｍ接続する電流制限抵抗、１−１９は電流制限抵抗１
−２０と直列に接続するランプ点灯制御用のパワートラ
ンジスタ、１−２４は電源スイッチ１−１７と触知部１
−６間に接続したＤＣ−ＤＣコンバータである。トラン
ジスタ１−１９は上述の端子１−７の開閉を行う。さら
に、１−２２はＣＰＵｌ−１４のクロック端子、１−２
５はＣＰＩＩＩ−１４のデータ端子、１−２３はＧＰＵ
Ｉ−１４のラッチ端子、１−２４はＣＰｌｌｌ−１４の
ドライブ用信号端子、１−２１はＣＰｔ１ｌ−１４のラ
ンプ制御用信号端子である。これらの端子１−２２〜１
−２５の中で端子１−２２〜１−２５が触知部１−６の
入力端子に接続する。

いま、電源スイッチ１−１７をＯＮにすると、電池１−
１８からマイクロプロセッサ１−１３とＤＣ−Ｄ（：コ
ンバータ１−２４に電力が供給される。これによりＲＯ
Ｍｌ−１６内のプログラムがＣＰＵｌ−１３内に読み込
まれ、制御動作を開始する。ＣＰＵｌ−１３は最初の処
理ステップで入力端子１−２および端子１−３に電気的
画像情報信号が入力されているか否かを検出判定する。

いずれの端子１−２．１−３にも入力信号がないと判定
すると、ＣＰｔ１ｌ−１４から出力端子１−２１に対し
Ｈ”　（ハイレベル）の信号が出力され、この信号は電
流制限抵抗１−２０を通してランプ点灯制御用トランジ
スタ１−１９のベースに加えられる。これにより、制御
用トランジスタ１−１９は導通状態となって、電池１−
１８の電力はスイッチ１−１７を通って出力端子１−７
からランプ１−８へ送られ、ランプｌ−８が点灯する。

次の処理ステップで、ＣＰＩＩＩ−１４は出力端子１−
７′　　にエリア・フォトセンサ駆動用のクロックパル
スを出力し、それにより発生したエリア・フォトセンサ
１−１２からの画像信号を入力端子ｌ−１からＡ／Ｄ変
換器１−１５を通じて取込む。＾／Ｄ変換器１−１５で
デジタル化した画像信号のレベル値を標準の黒レベル信
号のレベル値と比較して、同一レベルなら°１”、異な
るときには０″の２値デ一タ信号に変換する。このよう
にして変換した２値デ一タ信号をクロック端子１−２２
から出力するシフトレジスタクロツタとともにデータ端
子１−２５を通じて触知部１−６に出力する。また、同
じデータ信号を端子１−４を通して外部にも出力する。

以上の変換動作をエリア・フォトセンサ１−１２のマト
リックスの全ての交点（５Ｘ　２０）について行うと、
ラッチ端子１−２３からラッチ信号を出力する。

触知部１−６では上述のデータ信号とラッチ信号とによ
り一画面の全てのデータが蓄えられるとともに、端子１
−２４から人力する２３０Ｈｚのドライブ用信号がその
データに重畳され、蓄えられたデータの１点について２
３０）１ｚの信号がＤＣ−ＤＣコンバータ１−２４で昇
圧された５０Ｖの電圧で駆動される触知部のドライバー
に人力され、５０■のパルスとしてこのドライバーの出
力端に接続したマトリックス配列の針状バイモルフ素子
（圧電素子）の−組に１画面分を同時にまたは順次に出
力され、その５０■パルスの信号をバイモルフ素子で機
械撮動に変換して出力する。

一方、もう１台の装置が端子１．−２に接続され、また
はパーソナルコンピュータが端子１−３に接続され、い
ずれかの端子から電気的画像情報信号が人力されると、
ＣＰＵｌ−１４の最初の判定で別のルーチンに入る。そ
の入力した電気的画像情報信号はそのまま端子１−２５
を通して触知部１−６と、端子１−４を通して外部とに
出力される。このようにして、１画面を構成する５行２
０列分の全ての画像データがそろうと、端子１−２３か
らラッチ信号が出力され、上述と同様に触知部１−６に
機械的撮動パターンとして出力される。

その際、端子１−２１は°Ｈ“にならないので、ランプ
点灯制御用トランジスタ１−１９は非導通状態のままと
なり、ランプ１−８に対し無駄な電力の供給がなされな
いので、電池１−１８の消耗が防げる。

次に、第４図のフローチャートを参照して、上述のマイ
クロプロセッサの動作をざらに詳細に説明する。

まず、マイクロプロセッサ１−１３に電力が供給される
と、本プログラムの実行が開始され、端子１−２の状態
判定を行う（ステップ１０１）。もし、端子１−２に人
力信号がなければ端子１−３の状態判定を行う（ステッ
プ１０２）。端子１−３にも人力信号がなければ、端子
１−２１を′Ｈ″にしてランプ１−８を点灯する（ステ
ップ１０３）。つづいて、フォトセンサクロックをセン
サ１−１２に出力しくステップ１０４）、それにより得
られるフォトセンサ出力をＡ／Ｄ変換器１−１５により
Ａ／Ｄ変換する（ステップ１０５）。そのＡ／Ｄ変換し
たデジタル値と所定の黒レベル値とを比較して（ステッ
プ１０６）、同じならば端子１−４および１−２５に°
°１′°を出力しくステップ１０７）、もし異なれば端
子１−４．１−２５に“０”を出力する（ステップ１０
８）。

次いで、ＣＰＵｌ−１４の内部カウンタに１を加算して
（ステップ１０９）、その加算結果が５の整数倍か否か
を判定する（ステップ１１０）。もし、５の整数倍でな
ければ上述のステップ１０６に戻り、同様処理を５の整
数倍になるまで繰り返し続ける。

ステップ１１０において５の整数倍になったならば、シ
フトレジスタ・クロックを出力しくステップ１１１）、
さらに上述のカウンタの値が１００になったか否かを判
定する（ステップ１１２）。もしカウンタの値が１００
でなければ上述のステップ１０４に戻り、同様な処理を
カウンタの値が１００になるまで繰り返し続ける。カウ
ンタの値が１００になったならば、そのカウンタをリセ
ットした後（ステップ１１３）、ラッチ信号を出力しく
ステップ１１４）、さらに２３０Ｈｚのドライバクロツ
タを出力する（ステップ１１５）。以上の処理により一
画面の画像取込み一変換処理−パターン出力が完了して
最初のステップｌｏｔ　に戻る。

ここで、例えば端子１−２に接続されているもう１台の
装置から信号が入力されたとすると、判定ステップ１０
１で分岐してステップ１２１に進む。ステップ１２１で
端子１−２１を０°Ｌ″　（ローレベル）にしてランプ
１−８を消灯する。端子１−２から入力されたデータ信
号を出力端子１−４と１−２５とにそれぞれ５回に分け
て送り（ステップ１２２）、シフトレジスタ用クロック
を出力して（ステップ１２３）、カウンタに１を加える
（ステップ１２４）　　。次のステップ１２５でカウン
タの値が２０となったか否かを判定し、もしカウンタの
値が２０でなければ同様な処理をカウンタの値が２０に
なるまで続ける。カウンタの値が２０になると、上述の
ステップ１１３に進んでカウンタをリセットし、ラッチ
信号を出力しくステップ１１４）、ドライバクロツタを
出力しくステップ１１５）、最初のステップ１θｌに戻
る。

次に、パーソナルコンピュータの出力が端子１−３に入
力された場合について説明する。この場合判定ステ；ブ
１０２が肯定判定となるので、ステップ１１６に分岐し
、端子１−２１をＬ”にしてランプ１−８を消灯する。

その後は上述のステップ１２２〜１２５と同様に処理を
行う。すなわち、５ケのデータを５回に分は端子１−４
と１−２５に送り（ステップ１１７）、シフトレジスタ
用クロックを出力しくステップ１１８）、カウンタに１
を加え（ステップ１１９）、そのカウント値が２０か否
かを判定しくステップ１２０）、もし２０でなければ同
様な処理をカウント値が２０になるまで繰り返し続ける
。カウント値が２０になると、ステップ１１３に進みカ
ウンタをリセットし、ラッチを出力しくステップ１１４
）、ドライバクロツタを出力しくステップ１１５）、最
初のステップ１０１に戻る。

上述の本実施例では、カメラや他の画像変換装置からの
画像信号およびパーソナルコンピュータの画像信号の３
つの人力信号が可能な画像変換装置について述べたが、
その入力信号の数はこれに限定されない。また、他の画
像変換装置からの入力信号、パーソナルコンピュータか
らの人力信号、カメラからの画像信号の順に優先順位を
付けて処理する場合について説明したが、この優先順位
には限定されず、処理順位は例えばソフトウェア上の判
定ルーチンを並びかえる等により自由に変更できる。ま
た、マニュアルスイッチにより１または２の入力信号を
無視させることもできることは勿論である。

また、本実施例では各入力データの有無によってランプ
点灯制御を行ったがこれに限定されず、例えば各入力信
号毎に一定の識別コードをあらかじめ与えておき、デー
タ送出に先だってそのコードを送り、そのコードに基づ
いて人力データの種類を判断してランプ点灯制御を行う
ことができる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、照明を必要とす
る光学的画像読取時にのみ光源に電力を供給するように
、電気的画像情報の入力の検出に応じて光源の点灯制御
を行うようにしたので、電池の消耗を少なくし、これに
より同一容量の電池では長時間の、稼動が可能となり、
また同一時間の稼動ではより小型な電池が使用でき、装
置の小型化が図れる。

さらに、本発明によれば光源の点灯している時間が短く
なるので、光源の寿命が従来より格段に延び、光源の交
換の回数が減少する効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の基本構成を示すブロック図、 第２図は３台の画像変換装置を直列に接続した場合の本
発明実施例の全体のシステム構成を示すブロック図、 第３図は第２図の画像変換装置の回路構成を示すブロッ
ク図、 第４図は第３図のマイクロプロセッサの動作手順を示す
フローチャートである。 １．２．３・・・画像変換装置、 ■−５，２−５，３−５・・・カメラ、１−８．２−８
．３−６・・・触知部、１−８．２−８・・・ランプ、 １−９．２−９・・・印刷物、 １−１３・・・マイクロプロセッサ、 １−１４・・・ｃｐｕ　。 １−１５・・・Ａ／Ｄ変換器、 １−１６・・・ＲＯＭ　。 １−１７・・・電源スィッチ、 １−１８・・・電池、 １−１９・・・ランプ制御用トランジスタ、１−２０・
・・制限抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ａ）照明手段により照明された光学的画像情報を読
   み取り、電気的な画像情報信号に変換する画像情報読取
   手段と、 ｂ）外部装置から画像情報信号および画像パターン信号
   の少なくとも一方を入力する信号入力手段と、 ｃ）前記画像情報信号を画像パターン信号に変換する変
   換手段と、 ｄ）前記画像パターン信号を機械的振動パターンに変換
   して一定配列の振動子群に出力する出力手段と、 ｅ）前記信号入力手段から入力する前記画像情報信号ま
   たは前記画像パターン信号の入力を検出する検出手段と
   、 ｆ）該検出手段の前記検出に応じて前記照明手段への電
   力供給を制御する点灯制御手段と を具備したことを特徴とする画像変換装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記出
   力手段は前記画像パターン信号を外部にも出力すること
   を特徴とする画像変換装置。