(57)【要約】【課題】視覚障害者および晴眼者が点字の習得あるいは触読することを支援する点字読取装置を提供するとともに、平板の弾性変形を利用して３行２列で構成される点字の突起および突起位置を直接検出することにより、高精度な点字読み取り装置を提供する。【解決手段】平板状の３枚の点字走査部１１で構成される点字読み取りセンサ１０によって、３行２列で構成される点字を行ごとに走査し、点字の突起を直接検出する。個々の点字走査部１１には点字接触部１２および曲げ変形検出手段１３が備えられていて、点字接触部１２と点字の突起が接触することによって点字走査部１１に生じる弾性曲げ変形を検出し、点字の突起の有無および突起位置が検出される。検出された突起の有無は点字１文字ごとに０−１配列に変換され、さらに対応する文字に変換される。変換された文字列は文字表示装置４３ｂや音声伝達装置４４ｂを介して使用者に適切に提示される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３行２列を一組とする突起の配列によって構成される点字を読み取るための点字読み取りセンサであって、３行２列の各行を走査する平板状の点字走査部と、該点字走査部の一端を屈曲させた点字接触部と、該点字接触部が点字の突起と接触することによって前記点字走査部に生じる弾性曲げ変形を検出する曲げ変形検出手段と、を備えていることを特徴とする点字読み取り装置。
【請求項２】
請求項１記載の点字読み取り装置において、個々の点字接触部は、前記点字走査部の一端をすべて同一形状に屈曲させて構成されていて、該点字接触部が点字の突起面側にあるように個々の点字走査部を配置し、前記点字接触部を有する個々の点字走査部が点字の各行と平行で、かつ個々の点字走査部が点字の各行を覆うように構成された点字読み取りセンサであって、個々の点字走査部が有する点字接触部が点字の列方向と平行な直線上にあるように構成されていることを特徴とする点字読み取り装置。
【請求項３】
請求項１および請求項２記載の点字読み取り装置において、曲げ変形検出手段によって検出された信号が蓄積される記録装置と、該記録装置に記録された信号を点字の配列に変換する演算装置と、を備えていて、該演算装置の出力結果を文字に変換する文字変換装置と、変換された文字を表示する文字表示装置と、を備えていることを特徴とする点字読み取り装置。
【請求項４】
請求項１および請求項２記載の点字読み取り装置において、曲げ変形検出手段によって検出された信号が蓄積される記録装置と、該記録装置に記録された信号を点字の配列に変換する演算装置と、を備えていて、該演算装置の出力結果を音声に変換する音声変換装置と、音声出力する音声伝達装置と、を備えていることを特徴とする点字読み取り装置。
【請求項５】
請求項３および請求項４記載の文字変換装置は、前記記録装置の信号を、点字の突起部を１、点字の平坦部を０と見なしたディジタル形式の系列に変換する機能と、該ディジタル系列を３行２列の０−１配列に変換する機能と、該０−１配列とあらかじめ用意された文字変換テーブルとを比較して前記０−１配列に相当する文字を順次抽出する機能と、を備えていることを特徴とする点字読み取り装置。
【請求項６】
請求項１乃至４記載の点字読み取り装置において、点字読み取りセンサを点字面に対して平行を保ったまま、常に点字面から一定の高さに保つセンサ支持機構を有し、該センサ支持機構の底部には点字にそって点字読み取りセンサを走査させるためのガイド機構が備えられていて、該ガイド機構は、点字導入部と、点字上下用ガイドと、点字点間用ガイドと、を備えていることを特徴とする点字読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視覚障害者あるいは晴眼者が点字を習得あるいは点字を触読する行為を補助するための点字読み取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
視覚障害者にとって点字は有効なコミュニケーション手段の一つである。ところが、後天的な視覚障害者にとっては、視覚を失うまでに視覚から得られる情報を十分に活用してきたことにより、点字などの触覚情報によって視覚を失う前と同程度の情報を得られるようになるためには、相当の困難が伴う。そのため、後天的視覚障害者の中には点字の習得をあきらめてしまう人も多い。これは、先天的な視覚障害者と比較して、後天的な視覚障害者に特徴的な傾向である。その結果、自ら情報を得ようとする意識が弱くなり、閉鎖的な生活を送る人が増えてしまう。
【０００３】
約３０万人と推計されている日本全国の視覚障害者のうち、点字を触読できる人（点字ができる人）は約４万人と推計されている（非特許文献１）。一方、日常生活において点字を必要としながらも点字ができない人が約２万人と推計されており、点字ができる人の人数と比較しても無視できない数字であり、点字の触読（利用および習得）に困難を感じている人が非常に多いことがわかる。
【０００４】
点字は３行２列を一組とする突起の配列によって一文字が形成されている。この組み合わせでは、６点すべてが平坦な場合（空白を意味する）を含めて６４文字を表現するだけで限界である。しかしながら、５０音の表現を基本として、５０音の表現に用いない点配列を利用することで、数字表現や外字表現への切り替えを行い、６４文字以上を表現することが可能となっている。また、５０音の点配列の前に特定の点配列を配置することで濁音や拗音の表現を可能としている。この場合、一文字の表現には３行２列の突起配列を２組用いる。さらに、３組以上用いて特殊記号を表現することもある。
【０００５】
以上のように、点字ではさまざまな表現方法を実現するため、２組以上の点配列の組み合わせで１文字を表現することも多く、上記以外にも柔軟な表現に対応するための文法も定められている。そのため、視覚障害者が点字を触読できるようになるためには、点の有無および一文字に相当する突起配列の範囲を指先感覚のみで正確に把握できるようになるための十分な訓練が必要である。
【０００６】
後天的な視覚障害者が点字を習得あるいは触読することを支援するために、これまでに特許文献１，特許文献２，特許文献３などの点字読取装置が開発されている。特許文献１では、一方の手によって点字を先行読みし、他方の手によって保持するセンサが提案されており、先行読みの指と接触しながら走査するものであり、点字を触読する動作に近い構造である。点字の突起の検出は、光源から照射された光によって生じる点字突起の影を、カメラによって画像データとして認識することによって行っている。この場合、点字の突起を直接検出していない。
【０００７】
また、特許文献２ではマトリックス状に配置された複数の受光素子によって点字の突起を検出することを特徴としている。ところが、光源として自然光を前提としているため、使用条件が制限されてしまう。自然光を使用しない場合には、外部に光源が必要であり、従来の装置と同様の欠点が生じてしまう。また、複数の受光素子を利用しているため、耐久性や信頼性の点での課題も残されている。
【０００８】
特許文献３では、単一の感圧センサを利用した点字読取装置を提案しており、複数の感圧センサを利用する方式と比較して、システムが単純化されること、耐久性や信頼性が向上すること、などを利点としている。感圧センサ方式は、点字の突起との接触によって生じる圧力変化を検出することが基本である。特許文献３の方式では、感圧センサを直角三角形で構成することにより、点字の行ごとの接触時間が異なることを利用して突起の情報を検出している。ところが、同時に２個以上の突起と接触する場合には、いずれの突起と接触しているかを判断することが困難であるという問題が残されていた。すなわち、類似した突起配列の場合には、誤認識の可能性がある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１９５２１４号公報
【特許文献２】特開平１０−２４０１１８号公報
【特許文献３】特開２００３−１５０８９７号公報
【非特許文献１】厚生労働省、平成１８年身体障害児・者実態調査結果（２００８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
後天的な視覚障害者は、先天的な視覚障害者と比較して点字の識字率が極端に低いといわれている。それは、点字のさまざまな規則を覚えたり、突起の配列と文字の組み合わせを覚えたりすること以前に、点字一文字に相当する３行２列の配列を指先感覚のみで認識できるようになることが非常に困難なためと考えられる。特に、糖尿病患者の場合には、指先感覚が通常よりも鈍くなり、突起の認識が一層困難になるためと考えられる。
【００１１】
従来の点字読み取り装置は、突起の検出手段として画像を用いたり、光センサや感圧センサを使用したりするものが多かった。これらの手段では点字の突起を間接的に検出していることになるため、突起検出の基になる画像データなどに突起情報が十分正確に含まれていることが必要である。すなわち、文字変換、音声変換の精度を向上させても、突起情報が正確に含まれていなければ、点字を正確に文字または音声に変換することは困難である。
【００１２】
以上の問題を解決するために、本発明は、視覚障害者および晴眼者が点字の習得あるいは触読することを支援する点字読み取り装置を提供する。本発明にかかる点字読取装置によれば、平板の弾性変形を利用して３行２列で構成される点字の突起を直接検出するため、従来の間接的な突起検出と比較して、高精度な点字読み取り装置を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本装置は、屈曲した平板の一端が点字の突起と衝突することによって生じる弾性変形を利用し、点字の突起の有無を行ごとに判断する目的を達成するため、つぎの装置を備える。
【００１４】
３行２列を一組とする突起の配列によって構成される点字を読み取るための点字読み取りセンサであって、３行２列の各行を走査する平板状の点字走査部と、該点字走査部の一端を屈曲させた点字接触部と、該点字接触部が点字の突起と接触することによって前記点字走査部に生じる弾性曲げ変形を検出する曲げ変形検出手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１５】
請求項１記載の点字読み取り装置において、個々の点字接触部は、前記点字走査部の一端をすべて同一形状に屈曲させて構成されていて、該点字接触部が点字の突起面側にあるように個々の点字走査部を配置し、前記点字接触部を有する個々の点字走査部が点字の各行と平行で、かつ個々の点字走査部が点字の各行を覆うように構成された点字読み取りセンサであって、個々の点字走査部が有する点字接触部が点字の列方向と平行な直線上にあるように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項１および請求項２記載の点字読み取り装置において、曲げ変形検出手段によって検出された信号が蓄積される記録装置と、前記記録装置に記録された信号を点字の配列に変換する演算装置と、を備えていて、該演算装置の出力結果を文字に変換する文字変換装置と、変換された文字を表示する文字表示装置と、前記演算装置の出力結果を音声に変換する音声変換装置と、音声出力する音声伝達装置と、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３および請求項４記載の文字変換装置は、前記記録装置の信号を、点字の突起部を１、点字の平坦部を０と見なしたディジタル形式の系列に変換する機能と、該ディジタル系列を３行２列の０−１配列に変換する機能と、該０−１配列とあらかじめ用意された文字変換テーブルとを比較して前記０−１配列に相当する文字を順次抽出する機能と、を備えていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１乃至４記載の点字読み取り装置において、点字読み取りセンサを点字面に対して平行を保ったまま、常に点字面から一定の高さに保つセンサ支持機構を有し、該センサ支持機構の底部には点字にそって点字読み取りセンサを走査させるためのガイド機構が備えられていて、該ガイド機構は、点字導入部と、点字上下用ガイドと、点字点間用ガイドと、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかる点字読み取り装置を使用することにより、視覚障害の有無に関係なく、誰でも点字を読み取ることが可能となる。また、従来の点字読み取り装置で使用されているカメラや感圧センサ，あるいは発光・受光素子などを用いることなく、平板ばねの弾性変形によって点字の突起部を直接検出する機構を有していることを特長とするため、従来の画像認識や感圧センサなどによる間接的な突起検出手段と比較して、より正確に点字の突起配列を検出することが可能であり、さらに、検出結果を文字あるいは音声に変換して使用者に伝達することもできる。
【００２０】
さらに、本発明にかかる点字読み取り装置を使用者が携帯可能な大きさで構成することにより、個人所有で使用することも十分可能であり、これまで以上に点字の習得支援あるいは触読支援のための機器として普及することが期待できる。
【００２１】
本発明にかかる点字読み取り装置によれば、３行２列の突起の配列によって構成される点字を読み取る際に、点字接触部１２を有する３枚の独立な平板ばねで点字の各行を走査することで、前記点字接触部１２と点字の個々の突起が直接接触するために、点字の突起および突起位置を直接検出することが可能である。
【００２２】
平板ばねの一端を屈曲させておくことにより、平板ばねを点字面と平行に保ったまま走査させるだけで、先端の点字接触部１２が点字の突起と接触するため、点字の突起および突起位置を直接検出することが可能となる。また、３枚の平板ばねの一端を同一形状に屈曲させることにより、同一列にある突起との接触を均一にすることができる。すなわち、突起を各行独立に認識しながら走査し、同一列の各行を同時に走査することが可能である。さらに、各点字走査部１１の短手方向の幅を突起１個の直径と同程度とすることにより、点字接触部１２と突起との接触領域を十分に確保できる。平板ばねを３枚使用する構造において、たとえば、結合部１４を有するように１枚の平板を３ツ又状に形成することにより、各行の接触部を容易に同期させることが可能となる。
【００２３】
請求項３および請求項４に記載のように、弾性曲げ変形の信号を記録装置に蓄積することにより、たとえば、点字文１行を操作した後に読み取り結果を文字または音声として出力することが可能となるため、使用者は走査と内容理解のそれぞれに集中できる。さらに、点字読み取りセンサによる読み取り結果を文字あるいは音声として使用者に伝達することにより、視覚障害の有無に関係なく、点字読み取り動作を効果的に支援することができる。
【００２４】
前記点字読み取りセンサによって得られた時系列信号を、請求項５に記載のようにディジタル信号として扱うことにより、３行２列の０−１配列で突起の有無を明確に示すことができる。さらに、マトリックス形式で記録されている文字変換テーブル中の文字位置との比較を容易に行うことができる。
【００２５】
さらに、請求項６に記載の要件を備えることで、前記点字読み取りセンサが点字文から外れることを防止する。そのため、使用者は前記点字読み取りセンサを使用中に点字面との接触状態を気にすることなく、点字の触読に集中することができる。さらに、点字読み取りセンサを一定の高さに保つことで、点字突起との接触によって生じる弾性曲げ変形量のばらつきを最小限に抑制することができ、不要な前処理などを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明における点字読み取り装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は点字読み取り装置で使用する点字読み取りセンサ１０の基本構造の図である。該点字読み取りセンサ１０は本発明にかかる点字読み取り装置に装備され、３つの点字走査部１１を備えている。個々の点字走査部１１は、短手方向に点字の突起１個の直径程度の幅を有していて、点字の突起と接触することによって弾性変形を生じるのに適当な厚さおよび長手方向成分を有していて、弾性変形を検出するための曲げ変形検出手段１３を備えている。さらに、前記点字走査部１１の一端には点字接触部１２が備えられていて、点字走査部１１を点字面と平行に移動させたときに、点字の突起に点字走査部１１の一部が接触するような形状である。
【００２８】
以上のように構成される点字走査部１１を他端で三つ結合することによって点字読み取りセンサ１０が構成され、該点字読み取りセンサ１０の大きさは、縦幅が３行２列で構成される点字の全行を覆う程度であり、横幅は点字数文字分程度である。また、前記点字読み取りセンサ１０を構成した際の前記点字走査部１１は、互いに干渉しない位置で固定される。
【００２９】
図１の点字接触部１２は鋭角な接触部を備えているが、この形状は鋭角あるいは鈍角に限ることなく、前記点字読み取りセンサ１０を走査時に点字接触部１２が点字の突起に接触し、点字走査部１１に弾性変形を生じさせる形状であれば、たとえば円弧状であっても構わない。
【００３０】
また、点字読み取りセンサ１０を構成する点字走査部１１の平板ばねは、たとえば、ステンレスやりん青銅などの金属材料で実現されるが、適当な形状の点字接触部１２を備えていて、該点字接触部１２が点字の突起と接触することで点字走査部１１に曲げ変形が生じる材質であれば、金属材料に限らない。
【００３１】
前記点字走査部１１は、前記点字接触部１２の列方向位置を点字の列と平行な直線上に配置するために、走査方向端で結合されていることが好適である。この場合、結合部１４の形状は平板に限らない。ただし、前記点字読み取りセンサ１０を点字面と平行に配置する際に、前記結合部１４が点字の突起と接触しないことが好適である。さらに、点字走査部１２が列方向の一直線上に配置されていれば、３つの点字走査部１１と結合部１４は一体で形成されていても構わない。
【００３２】
前記点字走査部１１に備えられている点字接触部１２が点字の突起に接触して生じた弾性変形は、前記点字走査部１１ごとに備えられた曲げ変形検出手段１３によって独立に検出される。該曲げ変形検出手段１３の取り付け位置は、前記点字接触部１２が点字の突起と接触・通過をした際に前記点字走査部１１の弾性変形を検出可能であればよく、上記の条件を満たす限りは、前記曲げ変形検出手段１３を備える位置に制限はない。前記曲げ変形検出手段１３として、たとえば、ひずみゲージを使用する場合、該ひずみゲージの特性を考慮して点字走査部１１の点字面側に貼り付けることが好適である。ただし、前記ひずみゲージを前記点字走査部１１の点字面と反対側に貼り付けた場合であっても、出力電圧の正負が変化するのみであり、最終的に得られる結果に相違はない。
【００３３】
図２は標準的な点字の寸法を示した図である。６点で構成される点字一文字を、左列の上から順に、「１の点」、「２の点」、「３の点」、右列の上から順に「４の点」、「５の点」、「６の点」のように番号を付けて呼ぶことがある。これによると、「１、２、４の点」が５０音の母音を表し、「３、５、６の点」が子音を表す部分となる。基本的には３行２列の一組が一文字に相当が、濁音や撥音などの５０音以外の文字では、３行２列を二組以上用いて一文字を表現する場合もある。また、当該点字以降の点字が数字であることを明示するための数符や、当該点字文字がアルファベットであることを明示する外字符などは、先頭点字文字に前置して利用されるため、数字あるいはアルファベットの先頭の点字のみが３行２列の配列を二組使用し、それに続く数字あるいはアルファベットは一組の３行２列の配列で表現される。
【００３４】
図３は点字読み取りセンサ１０と点字２０の位置関係を示す図である。点字読み取りセンサ１０を点字面に対して平行に設置し、点字接触部１２が点字の突起と接触するような位置で保持された状態で点字読み取りセンサ１０を走査することが好適である。点字読み取りセンサ使用時には、点字接触部１２は点字面と接触していても接触していなくても構わない。ただし、点字文の平坦部を点字読み取りセンサ１０で走査している状態で、点字走査部１１に弾性変形が生じていないことが望ましい。
【００３５】
図４は点字で５０音の「た」行を表示した例である。ここでは、３行２列で構成される点字一文字において、黒丸が突起を、白丸が平坦を表すと仮定する。点字読み取りセンサ１０を用いて、たとえば図４に示す「た」行の点字上を走査する。点字は左から右に読み取るように規定されており、突起部を１、平坦部を０として行ごとに表記すると、５０音「た」行を走査した出力に適当な処理を施した後の出力は、１行目が「１０１０１１１１０１」、２行目が「０１１１０１１１１１」、３行目が「１００１０１０１０１０」と表される。ただし、以上の表記では点間、文字間は表現されていない。
【００３６】
図５は、点字読み取りセンサ１０を用いて点字を走査した際の信号取得から文字出力および音声出力までのフローチャートである。点字読み取りセンサ１０によって得られた３つの時系列信号に対し、ステップＳ１において前記時系列信号の最大値を系列ごとに取り出す。ステップＳ２において系列ごとの最大値でそれぞれの系列を正規化する。ステップＳ２での正規化により、出力信号は０から１の無次元量に変換される。前記正規化処理によって系列間の振幅のばらつきが抑制される。ステップＳ３では、適当な閾値以上の値および時刻と、該閾値未満の値および時刻が抽出される。ステップＳ４では、ステップＳ３で分離された値に対し、閾値以上の値に１を、閾値未満の値に０を割り当てる。ステップＳ４の操作によって２値のディジタル信号系列（以下、０−１系列と略記）に変換される。以上の操作で生成された３つの０−１系列に対して、ステップＳ５で３行２列の０−１配列へと変換される。
【００３７】
ステップＳ６は、ステップＳ５で得られた０−１配列に相当する文字を抽出する処理であり、すべての０−１配列と文字を対応づけて文字表示装置４３ｂによって出力される。最後にステップＳ７では、ステップＳ６で変換された文字が音声伝達装置４４ｂを介して出力される。
【００３８】
０−１系列から３行２列の０−１配列への変換手順の概略を以下に示す。３つの０−１系列を同期して順次走査し、いずれかの系列が０から１に変化した瞬間に、「１」の持続時間を計測するカウンターをスタートする。カウンターのスタートと同時に、それぞれの系列の出力を保持する。つぎに、すべての系列が「０」になった瞬間に「１」の持続時間のカウンターおよび系列の保持を停止する。カウンターを停止した瞬間までに保持されている系列の出力より、点字突起の有無を判断し、突起ありの時には「１」を、無の場合には「０」を返す。以上のようにして３つの系列から得られる０−１配列を点字文字の１列目あるいは２列目とする。つぎに、すべての出力が「０」に変化した瞬間に、出力が０の持続時間のカウンターをスタートする。以上の処理を繰り返しながら、ディジタル変換した全時間範囲の信号を点字文字に対応する０−１配列に変換する。このとき、点字の１列目と２列目の間隔の検出、あるいは点字文字の間隔の検出などには、出力が１の状態の持続時間履歴および出力が０の状態の持続時間履歴を利用することも可能である。
【００３９】
ところが、点字では３行２列の０−１配列のうち、１列目がすべて０の配列、または２列目がすべて０の配列が出現することもある。そのため、ステップＳ５ではいずれかの系列に１が出現することを検出する機能だけでなく、１列目と２列目の空白や、文字間の空白に相当する０−１系列の０の長さを検出する機能を備えている。また、３行２列の０−１配列のすべての要素が０となることもありえる。これは、明示的に空白を表現するものであり、点字独特の「分かち書き」と呼ばれる表記法によるものである。そのため、すべての要素が０である０−１配列も検出できるように、０−１系列における０系列の長さを検出する機能や、１系列の長さを検出する機能を備えている。
【００４０】
図６は文字変換テーブルの一例である。ステップＳ６での文字の抽出に利用するものである。ステップＳ５で得られた０−１配列の各列を３ビットのディジタル信号とみなして、文字変換テーブルにある文字を特定することができる。この文字変換テーブルは、５０音、濁音、数字、外字、濁音、拗音などの文字種別に作成されており、通常は、５０音の文字変換テーブルを参照するように構成され、５０音の文字変換テーブルにある「数符」が特定された場合には、数字の文字変換テーブルを参照し、同様に、５０音の文字変換テーブルにある「外字符」が特定された場合には外字の文字変換テーブルを、「濁音」が特定された場合には濁音の文字変換テーブルを参照する構成である。
【００４１】
５０音の文字変換テーブルから、たとえば、数字の文字変換テーブルを参照した場合、０から９までの数字が参照される。ただし、０から９以外の箇所は空白であり、空白に該当する場合には再度５０音の文字変換テーブルに戻り、５０音の文字変換テーブルにおいて該当する文字を再検索する。以上の処理は、５０音の文字変換テーブル以外を参照している場合に行われる。すなわち、５０音の文字変換テーブルを基準として文字変換が実行される。
【実施例】
【００４２】
図７は本発明にかかる点字読み取り装置の構成例である。点字読み取りセンサ１０が備えられていて、点字走査部１１の曲げ変形検出手段１３として、たとえば、ひずみゲージを利用した場合には、動ひずみアンプ４０を介して記録装置４１に各点字走査部の曲げ変形量が電圧信号として記録される。該記録装置に記録された信号は、図５に示すフローチャートに従って処理される。前記演算装置４２によってステップＳ１乃至ステップＳ５までの処理が実行される。ステップＳ６およびステップＳ７の処理は、文字変換装置４３ａおよび音声変換装置４４ａによって実行される。前記文字変換装置４３ａは、５０音、濁音、数字、外字などの文字種ごとに図６で示したような文字変換テーブルを備えている。
【００４３】
図７の記録装置４１では、点字読み取りセンサ１０によって点字を走査したときの各点字走査部１１の曲げ変形を時系列信号として記録するが、点字の突起を正確に検出可能な信号として記録するためには、サンプリング周波数を適切に定める必要がある。これは、点字の寸法および点字読み取りセンサ１０の移動速度に依存する値である。点字の突起を検出可能な信号とは、たとえば、点字１文字の突起の両端点および頂点の位置での曲げ変形量が記録されている信号であり、点字の１つの突起上を点字読み取りセンサ１０を走査させたときに、３点以上を記録することができるサンプリング周波数を設定することが必要であり、実用的には、点字読み取りセンサの平均走査速度ｖ（ｍｍ／ｓ）の２倍乃至それ以上の値を記録装置４１のサンプリング周波数ｆｓ（Ｈｚ）とすることが好適である。
【００４４】
前記記録装置４１に記録された信号を正規化するためのステップＳ１およびステップＳ２は、点字走査部１１の出力ごとに実行されるが、演算装置４２は、正規化処理の前に閾値処理を行う機能を備えている。この目的は、たとえば「あ」行のように、３行目（３、６の点）にひとつも突起がない場合に、突起が存在する出力と同様の正規化を行うことで、本来出力が無いものを出力があるように誤認識してしまうため、不適切な信号が生じることを避けるためである。すなわち、正規化前の閾値処理により、一定値以上の出力信号振幅が点字の突起によって生じた点字走査部１１の弾性変形であることを保証する機能を備えている。
【００４５】
本発明にかかる点字読み取り装置によって取得した信号の正規化の例を図８に示す。たとえば、「たちつてと」を走査して取得した信号を、ステップＳ２で正規化を行った結果が図８左の信号であり、前記正規化信号をステップＳ４で２値化処理した信号が図８右の信号である。両者とも、上から「１、４の点」（上段）、「２、５の点」（中段）、「３、６の点」（下段）を走査して得られた信号である。
【００４６】
前項で得られたディジタル表現された信号を、ステップＳ５で３行２列の０−１配列に変換したものが図９である。０−１系列から０−１配列への変換は以下のとおりである。
【００４７】
文字変換装置４３ａによって、図５に示すフローチャートのステップＳ６が実行される。文字変換装置４３ａには、ステップＳ６の実行に必要な文字変換テーブルが格納されている。たとえば、３次元配列によって適切に分類された状態で５０音、濁音、数字、外字などが格納されている。該３次元配列のサイズは、８行８列の２次元配列が３次元方向に広がりを有している。前記ステップＳ５で得られた３行２列の０−１配列において、該０−１配列を列ごとに３ビットの２進数として解釈し、１列目が文字変換テーブルの行番号を決定し、２列目が文字変換テーブルの列番号を決定する。ステップＳ５で３行２列の配列が得られているので、配列ごとに文字変換テーブルの行および列を特定することができる。以上の方法によって該当文字を取り出すことができ、文字表示装置４３ｂによって出力される。
【００４８】
文字変換装置４３ａで得られた文字列は、音声変換装置４４ａで音声に変換され、音声伝達装置４４ｂを介して利用者へ伝達される。本発明にかかる点字読み取り装置の使用者には視覚障害者も含まれるため、音声変換装置４４ａで変換された信号は、自動的に音声伝達装置４４ｂを介して出力される。音声伝達装置４４ｂは、たとえば、スピーカやイヤホンが好適である。
【００４９】
本発明にかかる点字読み取り装置を構成する上で、たとえば図７のような構成を実現するためには、曲げ変形検出手段１３と記録装置４１との通信手段としては、有線または無線のどちらも可能であるが、実用上は無線であることがより好適である。
【００５０】
図１０は点字読み取りセンサ１０の支持機構７０である。該支持機構７０の底面が点字面と接触する場合に、支持機構７０の底面に有する導入ガイド７１によって点字上へ点字読み取りセンサ１０を誘導する。さらに、上下用ガイド７２によって上下への移動を制限し、点字点間用ガイド７３が点字の点間に入ることによって、点字読み取りセンサ１０が点字列から外れることなく、点字を走査することができる。
【００５１】
点字読み取りセンサ１０は点字面と平行な状態で使用されることが好適であるが、点字接触部１２が点字の突起と接触した際に点字走査部１１に弾性変形が生じ、該弾性変形を前記曲げ変形検出手段１３によって検出できれば、前記点字読み取りセンサ１０が点字面と完全に平行な状態で使用されなくても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】点字読み取りセンサの基本構造
【図２】標準的な点字の規格
【図３】点字読み取りセンサと点字の位置関係
【図４】点字の表示例（たちつてと）
【図５】点字読み取り装置における信号処理のフローチャート
【図６】文字変換テーブルの一例（５０音の場合）
【図７】点字読み取り装置の構成
【図８】読み取り信号の正規化表現およびディジタル化表現の例（「たちつてと」の読み取り例）
【図９】ディジタル信号から点字配列への変換例
【図１０】点字読み取り装置におけるセンシング部とその支持機構
【符号の説明】
【００５３】
１０・・・点字読み取りセンサ
１１・・・点字走査部
１２・・・点字接触部
１３・・・曲げ変形検出手段
１４・・・結合部
２０・・・点字
４０・・・動ひずみアンプ
４１・・・記録装置
４２・・・演算装置
４３ａ・・・文字変換装置
４３ｂ・・・文字表示装置
４４ａ・・・音声変換装置
４４ｂ・・・音声伝達装置
９０・・・センサ支持機構
９１・・・点字導入部
９２・・・点字上下用ガイド
９３・・・点字点間用ガイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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