(57)【要約】【課題】  現状のインフラ整備状況下でも広範に利用可能であり、比較的単純な構成で、視覚障害者が簡単に扱うことができ、情報告知が確実になされる白杖を提供すること。【解決手段】  外形が棒状の杖本体１の下端部に石突３が付設され、内部に収納空間を有するグリップ２が杖本体１の上端部に取り付けられ、杖本体１はその内部にグリップ２の内部の光源１１の光を杖本体の下端部に導く第１の導光路１ｂと路面で反射した光をグリップの内部のカラーセンサ１２に導く第２の導光路１ａが形成され、グリップ２にはカラーセンサにより生じた信号に基づいて色判別を行う色判別装置及び色判別装置１０による色判別に基づいて情報を告知する手段１４，１８が設けられている。【選択図】        図１
2006204667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外形が棒状で下端部に石突が付設された杖本体と、該杖本体の上端部に取り付けられ内部に収納空間を有するグリップとを備えてなる白杖において、
前記杖本体はその内部に前記グリップの内部から前記杖本体の下端部に達する第１の導光路及び第２の導光路を備え、
前記グリップはその内部に前記第１の導光路に向けて光を送出する光源と、路面で反射し前記第２の導光路を通過して出射した光を受光するカラーセンサと、該カラーセンサにより生じた信号に基づいて色判別を行う処理装置とを含む色判別装置を備え
ていることを特徴とする多機能白杖。
【請求項２】
前記光源が白色光源であることを特徴とする請求項１に記載の多機能白杖。
【請求項３】
前記グリップに、前記色判別装置により判別された色の情報および他の必要な情報を告知する情報告知手段を備えていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の多機能白杖。
【請求項４】
前記グリップに、前記色判別装置により判別された色の情報および他の必要な情報を告知する外部の情報告知手段に接続ケーブルを介して送出するための接続端子を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の多機能白杖。
【請求項５】
前記処理装置は、色判別を行うための既定の色のマップデータの記憶手段を備えるとともに、該マップデータと前記カラーセンサにより生じた信号との比較により色判別を行い、その結果を前記情報告知手段により告知するように制御するための制御回路部を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の多機能白杖。
【請求項６】
前記処理装置は、前記既定色とは異なる判別すべき任意の色のマップデータを記憶するための記憶手段をさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載の多機能白杖。
【請求項７】
前記グリップに、前記色判別装置に電力を供給する電源及び設定スイッチを備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の多機能白杖。
【請求項８】
前記光源がスイッチによりオン・オフ切換え可能であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の多機能白杖。
【請求項９】
前記石突が上側及び下側２位置に切換え可能に設けられ、前記光源のオン切換えに連動して下側の位置をとり、光源のオフ切換えに連動して上側の位置をとるようにしたことを特徴とする請求項８に記載の多機能白杖。
【請求項１０】
前記処理装置における色判別のために比較される外部光の強度に応じて異なる前記マップデータを複数組用意し、前記光源をオフにした時に外部光の挙動に応じて前記マップデータに切換えられるようにしたことを特徴とする請求項８または９のいずれかに記載の多機能白杖。
【請求項１１】
前記グリップに外部光を検知する受光手段を設け、該受光手段により検知された外部光の強さのレベルを複数段階に分け、各断階に応じて前記光源をオフにした時に前記処理装置におけるいずれかの組の前記マップデータを切換えるようにしたことを特徴とする請求項１０に記載の多機能白杖。
【請求項１２】
前記情報告知手段が音声発生部及び／または振動発生部を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の多機能白杖。
【請求項１３】
前記杖本体が前記光源からの光を杖本体の下端に導く棒状または筒状の硬質の光透過性プラスチック体と、路面からの反射光を前記カラーセンサに導く硬質の光透過性プラスチック体とを組合せ、間に遮光材を介在させて全体的な外形が棒状になるようにしたものであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の多機能白杖。
【請求項１４】
前記杖本体が白色系の金属で形成された筒状体からなり、該筒状体の内部に前記光源からの光を杖本体の下端に導く導光路と路面からの反射光を前記カラーセンサに導く導光路とを区画する仕切り壁が設けられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の多機能白杖。
【請求項１５】
前記杖本体が筒状体として形成され、該筒状体の内部に前記光源からの光を杖本体の下端に導く光ファイバーないし光ファイバー束と、路面からの反射光を前記カラーセンサに導く光ファイバーないし光ファイバー束とがそれぞれ下端側及び上端側を杖本体内部で固定されて設けられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の多機能白杖。
【請求項１６】
前記第１及び第２の導光路が棒状または筒状の硬質の光透過性プラスチック体、白色系金属からなる筒状体、光ファイバーないし光ファイバー束のいずれか複数を組みあわせたものであり、杖本体の全体的な外形が棒状になるようにしたものであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の多機能白杖。
【請求項１７】
前記グリップに方位検知器及び突起が備えられ、方位確認モードの指定により前記突起が向いている方位を情報告知手段により告知するようにしたことを特徴とする請求項１１〜６のいずれかに記載の多機能白杖。
【請求項１８】
前記電源のチェック手段を備え、チェックした結果を情報告知手段により告知するようにしたことを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の多機能白杖。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視覚障害者が歩行の際に携帯する多機能の白杖に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路交通法では、視覚障害者が外出する際に白杖を携帯するか、盲導犬（白いハーネスを持つ）を連れていることが定められている。盲導犬はトレーニングに膨大なコストと時間がかかり、また使役できる年数にも限りがあることから、ほとんど普及していない。このため白杖が視覚障害者の歩行支援器具のうちで最も普及している。白杖は、材質や構造に多少の差異はあるものの、基本的には杖先端と物体との接触による反響音や衝撃感触をグリップで感知し、歩行路の状況、障害物の存在等を認識するのが本来の機能であって、利用者は杖先端を左右に連続して振りながら歩行する形態をとる。
【０００３】
そのため壁やガードレール、縁石等の物体がある場所では機能するが、横断歩道、建物の玄関ホール、駅構内のような平坦で手がかりのない場所では機能しない。ただし、目につきやすい白い杖を持つことにより、周囲の晴眼者が視覚障害者の存在を認識し、特別に注意を払うきっかけをもたらすということも、白杖の有する重要な客体的機能ではある。しかしながら、使用する上での主体的機能としてはやはり制限を受けている。
【０００４】
一方、バリアフリー社会への環境整備として代表的なものに、点字ブロックがある。これは歩道や駅のプラットホームなどに整備されるもので、約３０センチ四方のタイルの表面に、円や四角の突起をマトリクス状に配置してある。全盲者だけでなく、弱視の人にも視認しやすいように黄色系に着色したものが主流であるが、景観を損ねるという理由からあまり目立たない色彩の製品もある。この点字ブロックを道路や駅のプラットホーム等に設置する場合、既設の舗装を撤去し、改めて点字ブロックの取付け工事が必要となるが、コストの問題もあり限られた場所にしか設置されていない。
【０００５】
また施工ルート上にある道路の管理者が異なる場合など統一した基準で施工されないケースでは、色や形の異なるブロックの存在により利用者の混乱を招く場合もある。点字ブロックはその突起のために車椅子利用者には走行の障害になるほか、高齢者がブロックの突起部分につまずき転倒する事故や、走行中の自転車のタイヤが突起間に挟まりハンドルがとられ転倒するケースも報告されている。本来視覚障害者が靴底で突起を確認するための点字ブロックであるにも関わらず、つまずき転倒を恐れブロックの上ではなくすぐ脇を歩行する人が多いのが現状である。
これまでに視覚障害者の利用を想定した電子技術による歩行誘導システムが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−４７６２３号公報
【特許文献２】特開２００４−１３３７０１号公報
【特許文献３】特開２００２−１２３８９０号公報
【特許文献４】特開平１０−１１３３５９号公報
【特許文献５】特開２００３−９３４５４号公報
【特許文献６】特開平１０−１０８８８５号公報
【０００７】
特許文献１の技術は歩道の際に設けられた防護柵に誘導レールを付設しそれによって視覚障害者を誘導するものであり、特許文献２の技術は視覚障害者を誘導する誘導信号を送信する手段を横断歩道入口近傍の電柱等に設置するものであり、特許文献３の技術は歩道、バス停近辺の点字ブロックの下等に音声モジュールを設置しておき、これを視覚障害者の白杖先端に設けたアンテナで検知するものであり、特許文献４の技術は点字ブロックに磁石の粉を練り込む等により形成した磁気発生型のブロックを路面に敷設しておき、これを視覚障害者が磁気センサを備えた白杖で検知するものであるが、いずれも既存の路面における設備とは別に新たにそれらの検知用設備を設けるというインフラの整備が不可欠である。
【０００８】
特許文献５の技術は視覚障害者の白杖に撮像素子やＧＰＳシステムを備えるものであるが、これらの撮像素子、ＧＰＳシステムには信号の受信と処理に高度のものになり、コストが高くなって、路上での歩行用の検知手段の精度、分解能においても適切ではない。
【０００９】
特許文献６の技術は白杖先端に反射型光電センサを設け、これから発せられた赤外線が路面の誘導表示で反射されたか否かを検知するものであるが、赤外線の反射により判別できる程度の路面表示と段差の検出に限られ、必要な色の識別はできず、また、光電センサが使用時に衝撃を多く受ける白杖先端に設けられるため、光電センサ及びその配線等に故障が生じやすい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
視覚障害者に対する情報提示の手段として、障害なく残された感覚を使う（感覚代行）以外に方法はない。このため、聴覚、触覚、嗅覚のうち、情報提示に適した聴覚への音声提示と、触覚への振動提示がこの分野での汎用的な公知技術としてほぼ確立している。公知の機能付き白杖の情報提示ではこの両者のうちいずれかが採用されている。
【００１１】
公知の電子技術を用いた歩行支援システムの実現のためには、必要な情報発信のための専用の装置・インフラの整備が前提となり、官民の枠を超えた連携と財政的裏付けが必要である。現実にモデルケースとしての実証試験は都市部のごく限られた場所に限定して行われており、高齢化の進む地方において視覚障害者の居住する地域の生活道路をこうしたインフラで網羅することは事実上不可能である。そのため、現実のインフラ整備状況においても白杖の利用有効性を高めることが望まれている。
【００１２】
ＧＰＳを利用することは有効であるが、そのためには、受信した信号の処理のため携帯型のコンピュータ程度の処理能力を有する専用端末装置を利用者各自が入手し携帯する必要があり、この端末装置には複数のデータを高速で処理する高度な能力が要求され、コストがかかる。そのため、コストをそれほど要することなく、白杖の有効利用性を高めることが望まれている。
【００１３】
従来提案されている技術では、杖の先端にセンサやＬＥＤなどの電子部品を設けているが、白杖は左右に振ってその先端を物体に当てることにより手元のグリップ部分に伝わる振動と耳に届く衝突音でその存在を認知するのが本来の機能であり、過大な衝撃を受けたり路上の雨水にもさらされたりする杖先端部分に電子部品が配置されていると、素子の故障、配線の接続部分の断列、回路の短絡等の故障が生じる。このような故障が生じた場合に白杖の利用者は故障の発生を認知せずに、誤った判断をそのまま続けることになり危険であった。そのため、白杖に組み込まれる電子部品等の故障をなくすことが望まれている。
【００１４】
平均寿命が高くなるにつれて視覚障害者の平均年齢も高くなっており、また新たに中年世代での中途失明者も増加しているという状況において、機械の操作に慣れていない高齢者にも多機能を有する白杖を簡単に扱えることが必要とされる。さらに、視覚障害者の高齢化に伴い、聴覚障害も加わった利用者が増加傾向にあり、このような利用者には、従来のような単純な音声提示手段では使用できないという状況が生じ、また、糖尿病患者のように指先の感覚が鈍くなっている利用者の場合、振動による提示が適さないということにもなっている。そのため、障害の種類の異なる者にも有効な情報提示がなされ、広く利用可能な白杖とすることが望まれている。
【００１５】
実際に白杖を用いて視覚障害者が歩行する際の問題点について、図１１に示される、それほどインフラ整備のされていない郊外の住宅地の生活道路を例として考える。図１１の例で、片側１車線の道路にセンターライン（白色または黄色）１１１、車道と歩道とを区分する区画線１１２（白色）、１１３（白色）、横断歩道１１４（白色）の表示があり、視覚障害者が例えば矢印Ａのように路肩を歩行する際、道路の端には側溝や壁など、杖で感知できる物体があるので、伝い歩きができるが、車道側には通常そのような手がかりがないので、通常の白杖では確認できない。
【００１６】
また、矢印Ｂのように横断歩道を渡る際に、横断歩道の表示１１４を確認できず、矢印Ｃの用に歩行する際に、区画線１１３を確認することができない。しかしながら、これらの路面の標示を確認できれば、歩行に際してさらに歩行状態の判断のための情報が増え、安全性も高まる。このように、既存の路面の区画線、センターライン、横断歩道等の表示を確認できるようにすることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、前述した課題を解決すべくなしたものであり、外形が棒状で下端部に石突が付設された杖本体と、該杖本体の上端部に取り付けられ内部に収納空間を有するグリップとを備えてなる白杖において、前記杖本体はその内部に前記グリップの内部から前記杖本体の下端部に達する第１の導光路及び第２の導光路を備え、前記グリップはその内部に前記第１の導光路に向けて光を送出する光源と、路面で反射し前記第２の導光路を通過して出射した光を受光するカラーセンサと、該カラーセンサにより生じた信号に基づいて色判別を行う処理装置とを含む色判別装置を備えるものである。
【００１８】
光源が白色光源であることが好ましく、グリップに、前記信号処理部により判別された色の情報および他の必要な情報を告知する情報告知手段を備えるようにしてもよい。
また、グリップに、前記信号処理部により判別された色の情報および他の必要な情報を告知する外部の情報告知手段に接続ケーブルを介して送出するための接続端子を備えるようにしてもよい。
【００１９】
処理装置は、色判別を行うための既定の色のマップデータの記憶手段を備えるとともに、該マップデータと前記カラーセンサにより生じた信号との比較により色判別を行い、その結果を前記情報告知手段により告知するように制御するための制御回路部を備えるようにしてもよく、また、既定色とは異なる判別すべき任意の色のマップデータを記憶するための記憶手段をさらに備えるようにしてもよい。
グリップに、前記色判別装置に電力を供給する電源及び設定スイッチを備えるようにしてもよい。
【００２０】
光源はスイッチによりオン・オフ切換え可能にしてもよく、また、石突が上側及び下側２位置に切り替え可能に設けられ、光源のオン切換えに連動して下側の位置をとり、光源のオフ切換えに連動して上側の位置をとるようにしてもよい。  
光源をオフにした時に色判別手段における色判別のための比較される基準の光強度を複数段階に切換えられるようにしてもよく、さらに、グリップ部に外部光を検知する受光手段を設け、該受光手段により検知され．外部光の強さのレベルを複数段階に分け、各断階に応じて前記光源をオフにした時に色判別手段における色判別のための基準光強度データを切換えられるようにしてもよい。
【００２１】
情報告知手段は音声発生部及び／または振動発生部を有するようにしてもよく、また、グリップに端子を備え、制御回路部からの信号を該端子、ケーブルを介して接続された外部装置に伝送し、外部装置により情報告知を行えるようにしてもよい。
杖本体内部に第１及び第２の導光路を備えるようにするために、光源からの光を杖本体の先端に導く棒状または筒状の硬質の光透過性プラスチックと、路面からの反射光を前記カラーセンサに導く硬質の光透過性プラスチックとを組合せ、間に遮光材を介在させて全体として外形棒状になるように形成することができる。
【００２２】
また、杖本体内部に第１及び第２の導光路を備えるようにするために、杖本体が白色系の金属で形成された筒状体からなり、該筒状体の内部に前記光源からの光を杖本体の先端に導く導光路と路面からの反射光を前記カラーセンサに導く導光路とを区画する仕切り壁が設けられるようにすることができる。また、杖本体内部に第１及び第２の導光路を備えるようにするために、前記杖本体が筒状体として形成され、該筒状体の内部に前記光源からの光を杖本体の先端に導く光ファイバーないし光ファイバー束と、路面からの反射光を前記カラーセンサに導く光ファイバーないし光ファイバー束とがそれぞれ下端側及び上端側を杖本体内部で固定されて設けられるようにすることができる。
【００２３】
また、第１及び第２の導光路が棒状または筒状の硬質の光透過性プラスチック体、白色系金属からなる筒状体、光ファイバーないし光ファイバー束のいずれか複数を組合せたものであり、杖本体の全体的な外形が棒状になるようにしてもよい。
また、グリップに方位検知器及び突起が備えられ、方位確認モードの指定により前記突起が向いている方位を情報告知手段により告知するようにしてもよく、さらに、グリップ内に電源のチェック手段を備え、チェックした結果を情報告知手段により告知するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、このような特徴を有する多機能白杖としたものであり、現状のインフラ整備状況下でも広範に利用可能であり、比較的単純な構成で、機能選択を簡単なスイッチ操作で行えるというように、高齢者、他の障害を有する者等、幅広い視覚障害者が簡単に扱うことができ、情報提示が確実になされ、また故障することも少なく、白杖として長期間使用できるという効果を有する。さらに、それほど高度のセンサ、処理回路等を用いていないので、コストも低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の１乃至５の実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する構成要素においては、同一符合を付し、重複説明は必要な場合のみ行う。
【実施形態１】
【００２６】
本発明の実施形態１による白杖の全体的な構成が図１に示されており、白杖は杖本体１とその上側に設けられるグリップ２とを有している。ただし、上下の向きは、杖を用いた場合に即したものである。杖本体１はアクリル樹脂等の光透過性の硬質プラスチック材料により形成された円棒状の心部１ａと、その外周に配置され同様に光透過性の硬質プラスチック材料で形成された筒状部１ｂとからなり、筒状部１ｂはグリップ２内の光源の光を杖本体１の先端に伝える第１の導光路をなし、心部１ａは路面で反射した光をグリップ２内のカラーセンサに伝える第２の導光路をなす。心部１ａと筒状部１ｂとの上下の端面はほぼ同一面になっており、心部１ａの側周面全体を覆って心部１ａと筒状部１ｂとの間での光の通過を遮断するための遮光材１ｃが心部１ａと筒状部１ｂとの間に配設されている。
【００２７】
杖先端となる筒状部１ｂの下端部外周に杖先端の外部物体との接触による衝撃から杖を保護し、物体との接触音を発生させるアルミニウム等により形成された石突３が付設されており、石突３はこのように杖の保護としての強度、発音性を備えるとともに、筒状部１ｂの下端面よりある程度（１〜２センチ程度）下方に突出し、心部１ａ及び筒状部１ｂの下端面より下側の空間を取り囲み、筒状部１ｂを通ってくる光源からの光は石突３の内側の面で反射され外方への散逸光を少なくする。石突３は筒状部１ｂの下端部外周に固設してもよいが、杖路面や路上の物体との接触、衝突で摩耗した場合に交換できるように取り付けてもよい。また、後述するように、杖の備える光源を用いる場合と、外部光により路面の検知を行う場合とで上下に位置変更可能に取り付けるようにしてもよい。
【００２８】
杖本体１を断面図で示すと図２のようになる。筒状部１ｂは光透過性の硬質プラスチック等で形成されているが、その外側周面は規格により白色に塗装されるか、表面が白色の材質で被覆され、外部光が筒状の外側周面から混入することはない。
筒状部の上側に設けられたグリップ２内部に光源、カラーセンサ、信号処理部、制御回路等を含む色判別装置１０、電源１３、情報告知手段が設けられ、グリップ２には色判別装置を動作させるための設定スイッチ１７、外部の情報告知手段への接続のための端子１９が備えられている。杖本体１はグリップ２の下部内側に挿入され、外れないように固定される。また、グリップ２には、把持した場合の杖本体の向きを触覚的に確認できる突起４と、グリップ２に取付けられ、あるいは収納された方角検知器５とを適宜備えるようにする。
【００２９】
図３にグリップ２内の構成が示されており、杖本体１の上側に装着されたグリップ２内の色判別装置１０（二点鎖線で示す部分）は、杖本体１の筒状部１ｂ上に位置する光源１１、心部１ａ上に位置するカラーセンサ１２、処理装置２０からなる。グリップ２内には、さらに電源１３、処理装置２０により出力される色判別信号に基づいて情報告知を行うための振動発生用モータ１４、音声発生部１８等からなる情報告知手段、設定スイッチ１７、出力端子１９が設けられている。
【００３０】
光源１１とカラーセンサ１２との間は遮光材１６によって遮光されており、この遮光材１６は杖本体１内の遮光材１ｃの上方延長部の位置にあり、光源１１の光が直接カラーセンサ１２に達しないようにするためであり、そのために、遮光材１６はカラーセンサ１２の周面を覆うだけでなく、光源１１とカラーセンサ１２との少なくとも一方の上部を含めて他方の側との間での遮光をするものである。また、杖本体１の遮光材１ｃと、グリップ２内の色判別装置１０側の遮光材１６との間に隙間がなく完全に遮光するように密接した状態となるようにする。そのためには、例えば杖本体側の遮光材１ｃを心部１ａ及び筒状体１ｂの上面より少し上方に突出するように形成しておき、色判別装置１０側の遮光材１６がその内側または外側にその突出した部分に重なって接するようにすればよい。
【００３１】
光源１１は白色光源であるのが好ましく、１つまたは複数個のＬＥＤを筒状部１ｂの上側に間隔をおいて配置したもの、あるいは筒状部１ｂの形状と同様な環状の白色冷陰極管を用いてもよい。ＬＥＤの場合、パルス点灯にすれば、消費電力を節約できる。また、白色光源を用いるのが好ましいが、判別すべき色によっては必ずしも白色光源でなくてもよい。
【００３２】
図４に色判別装置１０の構成をさらに詳細に示してある。カラーセンサ１２は三原色赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色成分光を検知する光センサ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを組合せてなり、検知した各色成分光の強度に応じた信号を出力するものであるが、ＲＧＢそれぞれの単体の光センサを組合せる代りに、三原色を一体化した素子を用いれば装置を小型化できる。処理装置２０は光センサ１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂそれぞれに対応して接続された各色成分光の強度に応じた信号をＡ／Ｄ変換したデータに変換し出力するＡ／Ｄ変換回路２０ａと、Ａ／Ｄ変換回路２０ａからの出力信号を処理し色の判別を行い色判別信号を出力する信号処理部２０ｂと、信号処理部２０ｂからの色判別信号を受けて振動発生用モータ１４、音声発生部１８に必要な動作をさせる信号、ケーブルを介して端子１９に接続される外部情報告知手段への信号を発生する制御回路部２０ｃとからなる。制御回路部２０ｃは既定の色のマップデータと、使用時に付加される任意色データを記憶するメモリー領域を有しており、さらに、制御回路部２０ｃは光源１１の点灯制御も行う。
【００３３】
情報告知手段は、交通量の多い屋外道路での使用を前提とするため、騒音下でも情報伝達ができる触覚への刺激（振動）を第一の手段とし、振動は携帯電話のバイブレータ機能でも用いられている振動モータにより行うとよい。振動モータ以外にソレノイドを振動させるものでもよい。設定、モード切換え等操作上の情報告知は音声によるのが多様にできる。
【００３４】
電源１３は色判別装置１０、振動発生用モータ１４、音声発生部１８、処理装置２０に電力を供給するように接続される。電源１３のオン・オフ切換えは設定スイッチ１７の初期段階操作として行うようにしてもよく、また別個の電源スイッチを備えてもよい。光源１１のオン・オフ切換えは電源のオン・オフ切換えに連動するようにしてもよいが、電源オンのもとで光源のオン・オフ切換ができるようにするようにしてもよい。電源オンで光源のオン・オフ切換えをするためには、スイッチを２段階にするか、光源用のスイッチを別個に設けるようにする。光源をオフにした時には外部光を用いて色判別装置１０により色判別を行う。
【００３５】
設定スイッチ１７は判別したい既定の色の設定モード、任意色の設定モード等を選択可能にし、あるいは情報告知に関する設定をするものであるが、電源のオン・オフ切換え、光源のオン・オフ切換えを設定スイッチ１７で行う形態では、設定スイッチ１７の操作段階、あるいは操作形態によりなされる。図では、１つのダイアル型のものとして示しているが、白杖の機能の設定が多い場合、例えば、色の選択、モードの設定と情報告知等のように、２つ以上に分けて、複数の設定スイッチを備え、ダイアル、ノブ等のスイッチの形状に差を与えてスイッチを使いやすくするようにしてもよい。
【００３６】
既定の色の設定モードでは、通常は例えば「白色」、「黄色」、「白色及び黄色」のいずれかを選択し設定する。任意色の設定モードでは設定すべき実際の路面上の色の表示に杖の下面を向けて接触させ、光源１１を発光させ反射光をカラーセンサ１２で受光しそのＲＧＢの色成分の強度を、制御回路部２０ｃ内の既定色のマップデ―タが記憶されているメモリー領域に任意色データとして追加記憶する。電源のオン・オフ切換え、光源のオン・オフ切換え、既定の色及び任意色の設定の際に、使用者は触覚により操作するので、余り複雑な形態とすべきではなく、単純な操作で切換えられるようにする必要がある。また、電源のオン・オフ切換え、光源のオン・オフ切換え、モード設定等設定スイッチ１７による設定に応じて、設定内容を音声で告知するのがよい。
【００３７】
図５に示されるように、杖本体１の筒状部１ｂの下端部外周に付設された石突３は、筒状部１ｂの下面より下方に３３の部分だけ突出しており（１〜２センチ程度）、杖を路面に接触させた状態で心部１ａ及び筒状部１ｂの下面の下側に、石突３と路面とにより囲まれた空間が形成される。光源１１をオンにした時に、光源１１からの光が筒状部１ｂを通り、その下面から照射光３１として出て路面に当たり、反射光３２として反射して一部が心部１ａを通りその上側に配置されたカラーセンサ１２に達する。路面からの反射光３２は路面がアスファルトの部分か、白色、黄色等の表示の部分かに応じた色成分となっている。
【００３８】
白杖により路面の色判別を行う際に、電源をオンに、光源をオンの状態にして、杖の下端を路面に向け近接または接触させると、路面からの反射光が杖本体１の心部１ａを通り、カラーセンサ１２で受光され、受光された光のＲＧＢの色成分の強度に応じた信号がＡ／Ｄ変換回路２０ａでＡ／Ｄ変換されて生成された色成分強度信号が信号処理部２０ｂに供給される。信号処理部２０ｂはＡ／Ｄ変換回路２０ａから送られた色検出信号を、制御回路部２０ｃ内のメモリー領域における既定色のマップデータのうちの設定された色データ及び設定された任意色データと比較し、色信号のパターンを示すデータとして一致するか否かを判断し、一致する場合どの色かを音声発生部により告知する。設定された既定の色あるいは任意色のいずれとも一致しないと判断されれば、アスファルトの部分であることになり、特に音声による告知はしない。これらの動作は制御回路部２０ｃにより制御される。この場合のマップデ―タと検出された色信号との「一致」は色信号パターンとしての完全な一致ではなく、ある程度の幅をもたせた意味での色信号パターンの一致とするものである。
【００３９】
外部光をもとに色判別を行う場合、杖の色判別装置１０内の光源１１を用いて色判別を行う場合と光源としての輝度が異なり、それによってカラーセンサ１２の受ける光の強度が異なることが考えられる。そのため、色判別装置１０の信号処理部２０ｂにおいては、光源１１をオフにした場合の比較判断のための色データとして、光源１１を用いた場合のほかに、外部光を用いた場合の強度レベルに対応するマップデータを複数組用意しておき、光源のオン・オフ切換えに応じて切換えられるようにする方が正確な色判断ができる。この切換えは光源１１のオン・オフ切換えに連動してなされるようにするのがよい。また、外部光は昼間であっても、程度の差があるので、図６に示すように、グリップ２のうちなるべく手で把持する位置から外れた箇所に外部光の明るさ検出用の受光素子１５を別途設けておき、この受光素子１５により検知された外部光の明るさに応じて２〜３段階程度に外部光のレベルを分けて、それに応じて色判別装置における複数組のマップデータのいずれかに切換えるようにする。
【００４０】
さらに、光源１１からの光は杖本体１の筒状部１ｂを通って筒状部１ｂの下面の下側の空間に出るので、石突３の突出した部分３３がある程度多くあった方が光の利用効率として有利であるが、外部光を用いる場合には、この石突３の突出部分３３はむしろ外部光の利用の面からは妨げになる。そのため、外部光の利用のために石突３の突出部を少なくするのが好ましく、石突３の位置を、光源１１を用いる下方の位置と、外部光を用いる上方の位置とに切換え可能にするのがよい。この動作は光源のオン・オフの切換え動作と連動するのがさらに都合がよい。そのためには、図７に示すように、光源のオン・オフ切換えを設定スイッチ１７とは別個のスイッチとし、そのためのスライド式の部材によるスイッチ部材をグリップに設け、このスイッチ部材と一体的に接合された剛性の細いロッド状部材を石突３に接合し、スイッチを上方にスライドさせた時に石突が上昇するとともに光源オフになり、スイッチを下方スライドさせた時に石突３が下降するとともに光源オフになるように設定し、さらにこの２つの位置で石突３が安定した状態になるように石突３の内側と筒状部１の下端側外周との間の２つの位置でクリック的な凹凸部嵌合による位置決め手段を設けるのがよい。
【００４１】
また、受光素子１５により検知された外部光の明るさが色判別に十分な程度でないことが判別された場合には、外部光では十分でないことを情報告知手段により告知するのがよく、それによって、白杖の使用者は光源をオンに切換えることになる。
【実施形態２】
【００４２】
杖本体１は色判別装置１０の光源１１からの光を杖本体１の下端部に導く第１の導光路と、路面からの反射光をカラーセンサ１２に導く第２の導光路とを有し、かつ杖本体としての剛性を有する外形棒状のものとして形成される必要があるが、そのような機能を有するものとしては、前述した形態以外に種々の変更が可能である。
杖本体を光透過性の硬質プラスチック材料により形成された心部及び筒状部とする代りに、図８に断面で示したように、例えば断面円形の光透過性の硬質プラスチック材料からなる棒体を縦に二分したもの（１ｄ，１ｅ）を、間に遮光材１ｃを介在させて接着等により一体化し、補強のため周囲にカバー材を被覆することにより形成してもよい。二分された形の硬質プラスチック材料の一方が光源からの光を導く第１の導光路をなし、他方が路面からの反射光をカラーセンサに導く第２の導光路になる。
【実施形態３】
【００４３】
杖本体をアルミニウム等の白色系の金属製パイプで形成し、内側の空間を導光路とする。パイプ内には第１の導光路と第２の導光路との仕切り壁が必要であり、これもアルミニウム等の金属で形成する。アルミニウムの表面は白色系の金属光沢を有し、内面反射による導光路を形成するのに適している。仕切り壁は円筒を二分する平板状でもよく、同心状の細い筒体としてもよい。同心状の筒体の場合は、図９に断面で示すように、内側の筒体が仕切り壁１ｃになり、外側及び内側の筒体同士を接続する支持部が杖の少なくとも上端側、下端側を含めて適宜設けられる必要がある。仕切り壁で仕切られた一方の部分が光源からの光を導き、他方が路面からの反射光をカラーセンサに導くことになる。
【実施形態４】
【００４４】
図１０に示すように、杖本体を断面円形の剛性の筒状体で形成し、筒状体内部に光源１１から杖の下端に光を伝える第１の導光路としての光ファイバーないし光ファイバー束１ｆと、杖の下端からカラーセンサ１２に光を伝える第２の導光路としての光ファイバーないし光ファイバー束１ｇとを備える形態である。照明用の光ファイバーとしては光量を確保するために、複数本の光ファイバーを帯状ないし束状にしたものを用いるのがよい。光フアイバーないし光ファイバー束１ｆの上端は杖本体の上端側に達し、光源１１の光を第１の導光路としての光ファイバーないし光ファイバー束１ｆの入射端面に取り込むようにレンズにより光学的に結合させる。光ファイバーないし光ファイバー束１ｆの下端は杖本体の下端近くに達して、その先端側にレンズないしレンズ要素を配置し路面近くに集光する形にする。
【００４５】
第２の導光路としての受光用の光ファイバーないし光ファイバー束１ｇは光源からの光ファイバーないし光ファイバー束１ｆと同様のもので、路面からの反射光を杖本体上端側に配置されたカラーセンサ１２に導光するものであり、光ファイバーないし光フアイバー束１ｇの入射面及び出射面にレンズを適宜設ける。杖本体の下端側及び上端側において内部に光ファイバーないし光ファイバー束１ｆ、１ｇの先端部及びレンズを支持する支持体が設けられる。光ファイバーないし光ファイバー束の配置形態としては、例えば光源１１からの光を導く光ファイバーないし光ファイバー束１ｆを杖本体内部の周辺側に環状に配置し、中心に反射光を導く光ファイバーないし光フアイバー束１ｇを配置する。この場合光源からの光を導く光ファイバーないし光ファイバー束の先端を少し中心側に向けると反射光の受光の効率がよくなる。
【実施形態５】
【００４６】
光源１１からの光を杖本体１の下端部に導き、路面からの反射光をカラーセンサ１２に導き、かつ杖本体としての剛性を有する外形棒状の杖本体を、実施形態１〜４の組合せとして、すなわち、棒状または筒状の硬質の光透過性プラスチック体、白色系金属からなる筒状体、光ファイバーないし光ファイバー束のいずれか複数を組合せたものとして、杖本体の全体的な外形が棒状になるようにしてもよい。
［付随機能］
【００４７】
グリップ２に備えられた突起４はグリップを把持して使用する状態、すなわち路面に対してほぼ垂直になった状態で白杖の向きを示すものであるが、グリップ２に備えられた方位検知器により白杖の使用状態においてグリップ２の突起４がどの方位を向いているかを判別することができる。設定スイッチ１７により方位検知のモードを選択できるようにしておき、このモードを選択した時に方位を検知して音声発生部により告知するようにしておけば、使用者はグリップ２の突起４が常に自分の正面にくるように白杖のグリップ２を把持しておくことにより、自分がどの方位を向いているかが判断でき、歩行における情報が増す。
【００４８】
さらに、白杖を安全に利用する上で、必要な動作チェック機能を備えることが好ましい。まず、本発明の白杖は電源が消耗していれば動作しないので、適宜電源が十分であるか否かをチェックする公知の検知手段を制御装置２０に付随しておき、設定スイッチ１７の操作に電源チェックのモードを用意しておき、あるいは別途電源チェック用ボタン等を付設しておいて、電源のチェックを行えるようにし、電源が十分か否かを音声表示により告示する。
【００４９】
また、白杖は路面や路上の物体に接触させながら用いるので、使用時間経過とともに、杖本体１の下面、すなわち心部１ａ、筒状部１ｂの下面にごみ、埃等が付着することが考えられる。このようにごみ、埃等が付着すると、光源１１，カラーセンサ１２、制御装置２０内の回路等に故障がなくても、制御装置２０で正確に色判別できなくなる事態も起こる。そこで、色判別装置１０が正常に色判別の動作を行うか否かをチェックする必要性があるが、この動作チェックは前述した白杖の機能により行うことができる。そのためには、使用者が実際に白杖を使用する状態で判別対象となる色の物体に白杖の先端を向けて正常に色判別をするか否か確認すればよいが、判別対象の色を特定するのは自分ではできないので、他者の協力を必要とする。あるいは、判別対象となる色の物体を自ら携行していれば、それを用いてもよい。
［動作形態］
【００５０】
白杖を動作させる時に、使用者は白杖のグリップを把持し、設定スイッチにより電源スイッチをオンにし、光源をオンにした状態で歩行する。昼間の明るい時には、光源をオフにし、外部光により動作させてもよい。設定スイッチを用いて、予め判別すべき路面の表示の色を設定しておき、音声発生部または振動発生モータにより情報告知の動作を設定しておく。白杖を路面に当てながら歩行して、白杖の下端がアスファルトの部分の時には情報告知はせず、白杖の下端が白色の線または黄色の線を指した時に「シロ」、「キイロ」等の音声による告知または振動により告知を行う。振動の場合、振動のタイミング等を変化させて「シロ」、「キイロ」等の区別をできるようにしておく。
【００５１】
図１１に示される表示のなされた道路を歩行する場合、視覚障害者が矢印Ａのように路肩を歩行しながら自分の右側にある区画線１１２に白杖を向けると、白杖の色判別作用により「シロ」が告知され、白線の存在を確認できる。矢印Ｂのように横断歩道を渡る際、横断中に梯子状の白色表示が断続的に感知され、自身が横断歩道のエリアを逸脱していない状態を確認できる。仮にエリアを逸脱した場合には連続して白色を検出しなくなるので、危険な状況に入りつつあることが認識され、より広い範囲を探知するというような対応が必要になる。横断歩道を渡って矢印Ｃのように歩行する際に、白杖で左側に区画線７３を検知する。細い道路で横断中に黄色のセンターライン１１１を検知した場合、道路中央に到達したことが確認される。黄色の確認は歩道上の突起の配置された部分の色表示の場合にもなされる。突起の配置された部分の色表示が地域的に異なる彩色を用いてなされている場合、白杖の任意色の記憶、設定の機能を用いて色判別できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の１つの実施形態による多機能白杖の全体的な構成を示す図である。
【図２】図１で杖本体の部分の断面を示す図である。
【図３】グリップ内に設けられる色判別装置の構成を概略的に示す図である。
【図４】色判別装置をより詳細に示す図である。
【図５】杖本体の下端部が路面上にある時の光源からの光の状況を示す図である。
【図６】グリップに受光素子を設けた例を示す図である。
【図７】光源スイッチと石突を関連させた例を示す図である。
【図８】杖本体の第２の実施形態を横断面で示した図である。
【図９】杖本体の第３の実施形態を横断面で示した図である。
【図１０】杖本体の第４の実施形態を縦断面で示した図である。
【図１１】道路の標示形態の一例を示す図である。
【符合の説明】
【００５３】
１…杖本体  
１ａ…心部、  １ｂ…筒状部、  １ｃ…遮光材
２…グリップ
３…石突
１０…色判別装置
１１…光源
１２…カラーセンサ
１４…振動発生用モータ
１７…設定スイッチ
１８…音声発生部
１９…端子
２０…処理装置
２０ａ…Ａ／Ｄ変換回路
２０ｂ…信号処理部
２０ｃ…制御回路部
【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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【図１１】
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