(57)【要約】【課題】視覚障害者を案内するための音声データ発生源と現在位置との距離又は存在する障害物との距離を知らせる。【解決手段】視覚障害者用受信機に超音波送受波手段を備え、距離算出手段により、超音波送受信号の発生から受信までの時間により距離を算出し、音声又は振動により例えば障害物までの距離を知る。あるいは、視覚障害者用送信機から変調された案内音声データを含む光を発射するとともに超音波を発射し、視覚障害者受信機において、光信号の受信から超音波の受信までの時間を計測することにより距離を算出し、視覚障害者用送信機までの距離を算出し、音声によりその距離を知らせる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定方向からの光を受けるとともにその受光に応じた電気信号に変換する光電変換手段と、
前記光電変換された電気信号から音声データを復調する復調手段と、
前記復調された音声データを音声に変換する音声変換手段と、
超音波を発生し反響音を受信する超音波送受波手段と、
超音波送受波信号の発生から受信するまでの時間により距離を算出し距離情報を得る距離算出手段と、
前記距離情報を音声又は振動に変換する音声・振動変換手段とを備えたことを特徴とする視覚障害者用受信機。
【請求項２】
距離算出手段が、算出された距離に割り当てられた離散的な距離情報を得るものであることを特徴とする請求項１記載の視覚障害者用受信機。
【請求項３】
視覚障害者の誘導に関する音声データを設定する音声データ設定手段と、前記設定した音声データに応じて所定の搬送波を変化させる変調手段と、前記変調手段で変調された被変調波に応じた光を特定方向に向けて発射する発光手段とを備えてなる視覚障害者用送信機と、
請求項１又は２に記載の視覚障害者用受信機と、
からなることを特徴とする視覚障害者案内装置。
【請求項４】
超音波の発生を制御する信号発生手段と、
前記信号発生手段からの信号により超音波を特定方向へ発射する超音波発生手段と、
視覚障害者の誘導に関する音声データを設定する音声データ設定手段と、
前記設定した音声データに応じて所定の搬送波を変化させる変調手段と、
前記変調手段で変調された被変調波及び前記信号発生手段からの信号に応じた光を特定方向に向けて発射する発光手段とを備えてなることを特徴とする視覚障害者用送信機。
【請求項５】
特定方向からの光を受けるとともにその受光に応じた電気信号に変換する光電変換手段と、
前記光電変換された電気信号から音声データを復調する復調手段と、
特定方向からの超音波を受信する超音波受信手段と、
前記光電変換手段からの電気信号と前記超音波受信手段からの超音波受信信号との時間差から距離情報を算出する距離算出手段と、
前記復調手段により復調した音声データ及び前記距離算出手段により算出した距離情報を得て、それぞれの音声データと距離情報による音声を発生する音声発生手段とを備えてなることを特徴とする視覚障害者用受信機。
【請求項６】
距離算出手段が、算出された距離に割り当てられた離散的な距離情報を得るものであることを特徴とする請求項５記載の視覚障害者用受信機。
【請求項７】
超音波の発生を制御する信号発生手段と、前記信号発生手段からの信号により超音波を特定方向へ発射する超音波発生手段と、視覚障害者の誘導に関する音声データを設定する音声データ設定手段と、前記設定した音声データに応じて所定の搬送波を変化させる変調手段と、前記変調手段で変調された被変調波及び前記信号発生手段からの信号に応じた光を特定方向に向けて発射する発光手段とを備えてなる視覚障害者用送信機と、
請求項５又は６記載の視覚障害者用受信機と、
を備えてなることを特徴とする視覚障害者案内装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、視覚障害者が現在地、目的地の方向、又は道路状況などの各種の情報を認識し、安全かつ確実に目的地まで行くことが出来るために、光及び超音波を利用した視覚障害者用送信機、視覚障害者用受信機、及び視覚障害者案内装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置として、特許第２６７３２５８号に記載のものがある。図５は従来の視覚障害者案内装置の機能ブロック図を示す。図５において、５０１は視覚障害者用送信機、５０２は視覚障害者用受信機である。視覚障害者用送信機５０１は、音声データ設定手段５０１１、変調手段５０１２、発光手段５０１３を備える。また、視覚障害者用受信機５０２は、光電変換手段５０２１、復調手段５０２２、音声変換手段５０２３を備える。
【０００３】
視覚障害者用送信機５０１は視覚障害者が移動しようとする目的地や、その途中の所定個所に設置される。視覚障害者用送信機５０１では、音声データ設定手段５０１１により視覚障害者の案内に関する音声データを、例えば「まもなく○○交差点です。」や「○○市立図書館前です。」のように、各設置場所に応じて設定する。変調手段５０１２は、音声データ設定手段５０１１から読み出した音声データに応じて所定の搬送波を変化させる。発光手段５０１３は前記変調手段５０１２により変調された被変調波に応じた光を特定方向に向けて発射する。
【０００４】
また、視覚障害者用受信機５０２では、光電変換手段５０２１は指向性を有し、視覚障害者用送信機５０１の発光手段５０１３から視覚障害者の進行方向とは逆方向からの光を受け取ると、その受けた光に応じた電気信号に変換する。復調手段５０２２は、その光電変換された電気信号から音声データを復調する。音声変換手段５０２３は、その復調した音声データを音声に変換するので、視覚障害者は歩行の際に、例えば「まもなく○○交差点です。」や「○○市立図書館前です。」のような進行方向に応じた適切な音声が得られる。
【０００５】
このように、視覚障害者が視覚障害者用受信機５０２を外出時に携帯すれば、視覚障害者は歩行の際に進行方向に応じた適切な音声情報を聞くことが出来る。したがって、視覚障害者は目的地に案内されていくことが出来る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように説明した視覚障害者用送信機、視覚障害者用受信機、視覚障害者案内装置では、上述のように視覚障害者を目的地に案内することが出来るものであった。しかし、音声情報の対象の目的地例えば交差点が現在位置からどれくらいの距離にあるか、あるいは進行しようとする方向に障害物があるかは不明であり、視覚障害者にとってこれを知りたいという要望があった。
【０００７】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、視覚障害者を案内するための音声データ発生源と現在位置との距離又は存在する障害物との距離を知らせるための装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に係る視覚障害者用受信機は、特定方向からの光を受けるとともにその受光に応じた電気信号に変換する光電変換手段と、前記光電変換された電気信号から音声データを復調する復調手段と、前記復調された音声データを音声に変換する音声変換手段と、超音波を発生し反響音を受信する超音波送受波手段と、超音波送受波信号の発生から受信するまでの時間により距離を算出し、前記算出された距離に割り当てられた離散的な距離情報を得る距離算出手段と、前記距離情報を音声又は振動に変換する音声・振動変換手段とを備えたものである。そして、請求項２のように、距離算出手段が、算出された距離に割り当てられた離散的な距離情報を得るようにすることができる。
【０００９】
そして、請求項３に係る視覚障害者案内装置は、視覚障害者の誘導に関する音声データを設定する音声データ設定手段と、前記設定した音声データに応じて所定の搬送波を変化させる変調手段と、前記変調手段で変調された被変調波に応じた光を特定方向に向けて発射する発光手段とを備えてなる視覚障害者用送信機と、請求項１又は２に記載の視覚障害者用受信機と、からなるものである。
【００１０】
また、請求項４に係る視覚障害者用送信機は、超音波の発生を制御する信号発生手段と、前記信号発生手段からの信号により超音波を特定方向へ発射する超音波発生手段と、視覚障害者の誘導に関する音声データを設定する音声データ設定手段と、前記設定した音声データに応じて所定の搬送波を変化させる変調手段と、前記変調手段で変調された被変調波及び前記信号発生手段からの信号に応じた光を特定方向に向けて発射する発光手段とを備えてなるものである。
【００１１】
また、請求項５に係る視覚障害者用受信機は、特定方向からの光を受けるとともにその受光に応じた電気信号に変換する光電変換手段と、前記光電変換された電気信号から音声データを復調する復調手段と、特定方向からの超音波を受信する超音波受信手段と、前記光電変換手段からの電気信号と前記超音波受信手段からの超音波受信信号との時間差から距離情報を算出する距離算出手段と、前記復調手段により復調した音声データ及び前記距離算出手段により算出した距離情報を得て、それぞれの音声データと距離情報による音声を発生する音声発生手段とを備えてなるものである。そして、請求項６のように、距離算出手段が、算出された距離に割り当てられた離散的な距離情報を得るようにすることができる。
【００１２】
そして、請求項７に係る視覚障害者案内装置は、超音波の発生を制御する信号発生手段と、前記信号発生手段からの信号により超音波を特定方向へ発射する超音波発生手段と、視覚障害者の誘導に関する音声データを設定する音声データ設定手段と、前記設定した音声データに応じて所定の搬送波を変化させる変調手段と、前記変調手段で変調された被変調波及び前記信号発生手段からの信号に応じた光を特定方向に向けて発射する発光手段とを備えてなる視覚障害者用送信機と、請求項５又は６記載の視覚障害者用受信機と、を備えてなるものである。
【００１３】
【作用】
請求項１に係る視覚障害者用受信機は、次のように作用する。光電変換手段は指向性を有し、その指向性による特定方向からの光を受けると、その受けた光に応じた電気信号に変換する。復調手段は、光電変換された電気信号から音声データ例えば光の発射源の位置名称を復調する。音声変換手段は前記復調された音声データを音声に変換して、利用者に聞かせることが出来る。超音波送受波手段は超音波を発生し、障害物からの反響音を受信する。距離算出手段は、前記超音波送受波手段が超音波送受波信号を発生したときから受信するまでの時間により距離を算出し、距離情報を得る。音声・振動変換手段は距離情報を音声又は振動に変換して、障害物までの距離を音声又は振動により利用者に知らせる。
【００１４】
請求項２に係る視覚障害者用受信機は、上記請求項１による作用に加えて次のように作用する。距離情報は算出された距離に割り当てられた離散的なものとして、利用者が所定の距離進む間は同じ距離情報を表示する。
【００１５】
請求項３に係る視覚障害者案内装置は、次のように作用する。視覚障害者用送信機において、音声データ設定手段は、視覚障害者の誘導に関する音声データを、例えば「まもなく○○交差点です。」や「○○市立図書館前です。」のように、各設置場所に応じて設定する。変調手段は、音声データ設定手段から読み出した音声データに応じて所定の搬送波を変化させる。発光手段は前記変調手段により変調された被変調波に応じた光を特定方向に向けて発射する。視覚障害者用受信機において、光電変換手段が視覚障害者用送信機の前記発光手段からの光を受けて、以下、請求項１及び２について説明したと同様の作用をする。
【００１６】
請求項４に係る視覚障害者用送信機は、次のように作用する。信号発生手段は、超音波の発生を制御する。超音波発生手段は前記信号発生手段からの信号により超音波を特定方向へ発射する。音声データ設定手段は、視覚障害者の誘導に関する音声データを、例えば「まもなく○○交差点です。」や「○○市立図書館前です。」のように、各設置場所に応じて設定する。変調手段は、音声データ設定手段から読み出した音声データに応じて所定の搬送波を変化させる。発光手段は前記変調手段により変調された被変調波と前記信号発生手段からの信号に応じた光を特定方向に向けて発射する。
【００１７】
請求項５に係る視覚障害者用受信機は、次のように作用する。光電変換手段は指向性を有し、その指向性による特定方向からの光を受けると、その受けた光に応じた電気信号に変換する。復調手段は、光電変換された電気信号から音声データ例えば光の発射源の位置名称を復調する。超音波受信手段は特定方向からの超音波を受信する。距離算出手段は、前記光電変換手段からの電気信号と前記超音波受信手段からの超音波受信信号との時間差により、超音波発生源から超音波受信手段までの距離を算出し、距離情報を得る。音声発生手段は、前記復調手段により復調した音声データ及び前記距離算出手段により算出した距離情報を得て、それぞれの音声データと距離情報による音声を発生して、利用者に位置名称を知らせるとともに、超音波発生源までの距離を知らせることが出来る。
音声発生手段とを備えてなるものである。
【００１８】
請求項６に係る視覚障害者用受信機は、上記請求項５による作用に加えて次のように作用する。距離情報は算出された距離に割り当てられた離散的なものとして、利用者が所定の距離進む間は同じ距離情報を表示する。
【００１９】
請求項７に係る視覚障害者案内装置は、次のように作用する。視覚障害者用送信機は請求項４による作用をする。視覚障害者用受信機において、光電変換手段が視覚障害者用送信機の発光手段からの光を受け、超音波受信手段が視覚証眼者用送信機の超音波発生手段からの超音波を受信し、以下、請求項５及び請求項６による作用をする。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について図を参照して説明する。図１は視覚障害者案内装置の実施例を説明する機能ブロック図である。図１（ａ）は第１の実施例として請求項１〜３を説明し、図１（ｂ）は第２の実施例として請求項４〜７を説明するための機能ブロック図である。図１（ａ）において、１ａ１は視覚障害者が移動しようとする目的地や、その途中の所定個所に設置される視覚障害者用送信機、１ａ２は視覚障害者が携帯する視覚障害者用受信機である。視覚障害者用送信機１ａ１は以下のものを備える。ＲＯＭにより構成した音声データ設定手段１ａ１１、変調手段１ａ１２、赤外線発光ダイオードで構成し、所定の方向に指向性を持たせた発光手段１ａ１３を備える。また、視覚障害者用受信機１ａ２は以下のものを備える。フォトダイオードからなり特定方向に指向性を持たせ、発光手段１ａ１３からの赤外線を受光できるように構成した光電変換手段１ａ２１、復調手段１ａ２２、音声変換手段１ａ２３、超音波送受波手段１ａ２４、マイクロコンピュータにより構成した距離算出手段１ａ２５、距離情報を音声及び振動情報に変換する音声・振動変換手段１ａ２６を備える。図１（ｂ）において、１ｂ１は視覚障害者が移動しようとする目的地や、その途中の所定個所に設置される視覚障害者用送信機、１ｂ２は視覚障害者が携帯する視覚障害者用受信機である。視覚障害者用送信機１ｂ１は以下のものを備える。ＲＯＭにより構成した音声データ設定手段１ｂ１１、変調手段１ｂ１２、赤外線発光ダイオードで構成し、所定の方向に指向性を持たせた発光手段１ｂ１３、超音波の発生を制御する信号発生手段１ｂ１４、所定の方向に指向性を持たせた超音波発生手段１ｂ１５を備える。また、視覚障害者用受信機１ｂ２は以下のものを備える。フォトダイオードからなり特定方向に指向性を持たせ、発光手段１ｂ１３からの赤外線を受光できるように構成した光電変換手段１ｂ２１、復調手段１ｂ２２、音声合成器を含む音声発生手段１ｂ２３、超音波受信手段１ｂ２４、マイクロコンピュータにより構成した距離算出手段１ｂ２５を備える。
【００２１】
第１の実施例について説明する。
視覚障害者用送信機１ａ１が交差点の信号機の近傍に設置された場合、音声データ設定手段１ａ１１に「○○町交差点です。」「赤です。渡れません。」「青になりました。青です。」等の音声データを記録しておく。いずれの音声データを出力するかは、交通信号機の状況に応じて制御部が読み出す。この音声データは、変調手段１ａ１２で搬送波を変化させる。発光手段１ａ１３は、音声データに応じて赤外線ダイオードの発光をオン・オフ制御され、信号機を正面にする向かいの歩道付近に向けて、赤外線を発射する。
【００２２】
図２（ａ）のように、視覚障害者２０１が信号機２０２付近に来て、視覚障害者用受信機１ａ２の光電変換手段１ａ２１がその指向性（破線で細細長く示すＤ１）により受光できる方向を向いていると、前方の信号機２０２に設置される視覚障害者用送信機１ａ１の発光手段１ａ１３から所定の指向性（破線の円形で示すＤ２）の光を受け、その光に応じた電気信号に変換される。電気信号は、復調手段１ａ２２により音声データに復調される。
【００２３】
一方、図２（ｂ）のように、超音波送受波手段１ａ２４は光電変換手段１ａ２１より広めの指向性（一点鎖線で示すＤ３）を持たせて、超音波を発射する。超音波は、その発射方向に障害物があると、それにより反射して超音波送受波手段１ａ２４において受信される。超音波送受波手段１ａ２４の受波の指向性は例えば発射の場合のＤ３と同じにする。超音波送受波手段１ａ２４は、超音波発射するタイミングで発射信号を、反射波受信したタイミングで受波信号を、距離算出手段１ａ２５へ出力する。距離算出手段１ａ２５は、超音波送受波手段１ａ２４からの発射信号と受波信号とのタイミングを計測し、そのタイミングと予め設定された音速度とにより障害物までの距離を計算し、距離情報を出力する。この距離情報は、計算された測定距離に対して、例えば図３のように離散的に割り当てられた代表的な距離である。
【００２４】
音声・振動変換手段１ａ２６は、距離算出手段１ａ２５からの距離情報を解析し、音声合成の技術を用いてその距離に適合した音声を発生するとともに、振動を発生する。したがって、視覚障害者は、振動により、障害物が近くにあることを知るとともに、音声による報知があることを知ることが出来る。音声の発生は、障害物の前方で、例えば「障害物が５メートル以内にあります。」、「障害物が２メートル以内にあります。」、「何も無し」のように、距離をある程度進む毎に離散的に切り替わりながら行われる。
【００２５】
音声・振動変換手段１ａ２６における振動は、その振動パターンを音声と同様に距離情報に対応するように予め定めておくこともでき、この場合、視覚障害者は振動により距離を知ることが出来る。
【００２６】
第２の実施例について説明する。
視覚障害者用送信機１ｂ１が交差点の信号機の近傍に設置された場合、音声データ設定手段１ｂ１１に「○○町交差点です。」「赤です。渡れません。」「青になりました。青です。」等の音声データを記録しておく。いずれの音声データを出力するかは、交通信号機の状況に応じて制御部が読み出す。この音声データは、変調手段１ｂ１２で搬送波を変化させる。信号発生手段１ｂ１４は、超音波発生の発生タイミング信号を発生する。この信号により超音波発生手段１ｂ１５に超音波Ｕを発生し（図４）、所定の方向、例えば、信号機を正面にする向かいの歩道付近に向けて発射する。発光手段１ｂ１３は、前記信号発生手段１ｂ１４からの発生タイミング信号Ｔとこれに続いた音声データＡの変調信号とに応じて赤外線ダイオードの発光をオン・オフ制御され、信号機を正面にする向かいの歩道付近に向けて、赤外線ＩＲを発射する（図４）。
【００２７】
第１の実施例において図２により説明したと同様に、視覚障害者が信号機付近に来て、視覚障害者用受信機１ｂ２の光電変換手段１ｂ２１がその指向性により受光できる方向を向いていると、前方の信号機に設置される視覚障害者用送信機１ｂ１の発光手段１ｂ１３からの光を受け、その光に応じた電気信号Ｅに変換される。電気信号は、復調手段１ｂ２２と距離算出手段１ｂ２５に送られる。復調手段１ｂ２２は音声データＡに復調する。距離算出手段１ｂ２５は、超音波の発生タイミング信号Ｔによる光信号に応じた電気信号を受けて、時間計測を開始する。
【００２８】
音声発生手段は、音声データを変換して、音声を発生する。したがって、視覚障害者は、信号機の近傍で、例えば「○○町交差点です。」のように、視覚障害者用送信機１ｂ１が設置される例えば位置名称を音声により知ることが出来る。
【００２９】
一方、超音波受信手段１ｂ２４は、超音波発生手段１ｂ１５からの音波を受信し、図４のようにこの受信信号Ｒを距離算出手段１ｂ２５に送る。距離算出手段１ｂ２５は、先に光電変換手段１ｂ２１から出力された超音波の発生タイミング信号Ｔによる光信号を受信して時間計測を開始し、超音波受信手段１ｂ２４からの受信信号Ｒを受けるまでの時間を計測する。そして、その時間と予め設定された音速度とにより視覚障害者用送信機１ｂ１間との距離を計算し、距離情報を出力する。この距離情報は、計算された距離に対して、例えば図３のように離散的に割り当てられた代表的な距離である。
【００３０】
音声発生手段１ｂ２３は、距離算出手段１ｂ２５からの距離情報を解析し、音声合成の技術を用いてその距離に適合した音声と、復調手段１ｂ２２で復調した音声データの内容に従った音声とを所定の順序で発生する。したがって、視覚障害者は、信号機の近傍で、例えば「○○町交差点です。５メートル以内にあります。」のように、視覚障害者用送信機１ａ１が設置される例えば位置名称とそれまでの距離を音声により知ることが出来る。視覚障害者が音声案内によりさらに進むと、「○○町交差点です。２メートル以内にあります。」のように、距離をある程度進む毎に離散的に切り替わりながら、音声案内が行われる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、音声情報の対象の目的地が現在位置からどれくらいの距離にあるか、及び進行しようとする方向に障害物があるかを知ることが出来、視覚障害者にとって安心して目的地まで及び施設内を進行することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】視覚障害者案内装置の実施例を説明する機能ブロック図である。
【図２】視覚障害者用受信機の指向性を説明する図である。
【図３】測定距離と出力を説明する図である。
【図４】第２の実施例を説明する信号タイミング図である。
【図５】従来の視覚障害者案内装置の機能ブロック図の一例を示す。
【符号の説明】
１ａ１…視覚障害者用送信機、１ａ２…視覚障害者用受信機、１ａ１１…音声データ設定手段、１ａ１２…変調手段、１ａ１３…発光手段、１ａ２１…光電変換手段、１ａ２２…復調手段、１ａ２３…音声変換手段、１ａ２４…超音波送受波手段、１ａ２５…距離算出手段、１ａ２６…音声・振動変換手段、１ｂ１…視覚障害者用送信機、１ｂ２…視覚障害者用受信機、１ｂ１１…音声データ設定手段、１ｂ１２…変調手段、１ｂ１３…発光手段、１ｂ１４…信号発生手段、１ｂ１５…超音波発生手段、１ｂ２１…光電変換手段、１ｂ２２…復調手段、１ｂ２３…音声発生手段、１ｂ２４…超音波受信手段、１ｂ２５…距離算出手段。
【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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