(57)【要約】  【課題】  従来の視覚障害者用歩行支援システムに関しては、視覚障害者が前方の障害物までの距離を必ずしも直感的にたやすく認識することはできなかった。  【解決手段】  人体の頭部に装着される帽子タイプ本体１１０と、帽子タイプ本体１１０に取付けられている、前方の障害物までの距離の測定を行う距離測定センサー１２０と、距離測定センサー１２０によって行われた測定の結果に基づいて、振動または音声の所定の特性が障害物までの距離に応じて変化する警告を振動モーター１５０に行わせるための制御を行うマイクロコンピューター１３０と、を備える視覚障害者用センシング器具１００である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の頭部に装着される本体と、
前記本体に取付けられている、前方の障害物までの距離の測定を行う測定手段と、
前記測定手段によって行われた前記測定の結果に基づいて、振動または音声の所定の特性が前記障害物までの前記距離に応じて変化する警告を警告手段に行わせるための制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする視覚障害者用センシング器具。
【請求項２】
前記測定手段は、前記本体の前側の中央部に取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の視覚障害者用センシング器具。
【請求項３】
前記本体は、前記測定手段によって行われる前記測定を妨げない形状のつばを有する帽子であり、
前記測定手段は、前記つばの下面側に取付けられていることを特徴とする請求項２に記載の視覚障害者用センシング器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視覚障害者用歩行支援システムなどに利用される視覚障害者用センシング器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
視覚障害者用歩行支援システムが、知られている（たとえば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
より具体的には、つぎの通りである。
【０００４】
患者に装着または保持される距離情報取得部であって患者の周囲にある物体までの距離情報を所定の基準座標系に基づき複数の測定方向で取得する距離情報取得部と、距離情報取得部で取得された距離情報のうち、基準座標系の略水平方向にある物体の距離情報を水平距離に換算するとともに、基準座標系の水平方向の基準に対して上方向または下方向の鉛直方向にある物体の距離情報を高さに換算する距離情報演算手段と、距離情報演算手段で求められた水平距離または高さに応じて異なる刺激信号を患者に対して出力する刺激信号出力部と、を備える空間認識装置が、知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
複数方向の障害物を検知可能な指向性を有する距離センサーと、距離センサーから障害物検知情報を入力する入力手段と、複数の振動子を動作させる振動子動作手段と、入力手段が入力した障害物検知情報に基づいて振動子動作手段により複数の振動子を動作させる制御手段と、を備える視覚障害者用歩行支援装置が、知られている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００６】
視界内の障害物に対して光線を照射する照射器と物体からの反射光を受ける受光器からなる距離測定装置と、測定した距離を突出位置が変化する検知部材により感知できる距離感知装置と、を備える障害物位置検知システムが、知られている（たとえば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２２６３４５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５８４７２号公報
【特許文献３】特開２００６−２０８１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述された従来の視覚障害者用歩行支援システムに関しては、視覚障害者が前方の障害物までの距離を必ずしも直感的にたやすく認識することはできなかった。
【０００９】
そして、本発明者は、頭部が歩行時における視界内障害物への衝突から守られる、より優れた視覚障害者用歩行支援システムを実現することが望ましいと考えている。
【００１０】
本発明は、前述された従来の課題を考慮し、視覚障害者が前方の障害物までの距離を直感的によりたやすく認識することが可能な視覚障害者用センシング器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の本発明は、人体の頭部に装着される本体と、
前記本体に取付けられている、前方の障害物までの距離の測定を行う測定手段と、
前記測定手段によって行われた前記測定の結果に基づいて、振動または音声の所定の特性が前記障害物までの前記距離に応じて変化する警告を警告手段に行わせるための制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする視覚障害者用センシング器具である。
【００１２】
第２の本発明は、前記測定手段は、前記本体の前側の中央部に取付けられていることを特徴とする第１の本発明の視覚障害者用センシング器具である。
【００１３】
第３の本発明は、前記本体は、前記測定手段によって行われる前記測定を妨げない形状のつばを有する帽子であり、
前記測定手段は、前記つばの下面側に取付けられていることを特徴とする第２の本発明の視覚障害者用センシング器具である。
【発明の効果】
【００１４】
第１の本発明によって、人体の頭部に装着される本体に取付けられている、前方の障害物までの距離の測定を行う測定手段によって行われた測定の結果に基づいて、振動または音声の所定の特性が障害物までの距離に応じて変化する警告を警告手段に行わせるための制御を行うことにより、視覚障害者が前方の障害物までの距離を直感的によりたやすく認識することが可能である。
【００１５】
第２の本発明によって、第１の本発明の効果に加えて、測定手段は、本体の前側の中央部に取付けられていることにより、センシング精度を向上することが可能である。
【００１６】
第３の本発明によって、第２の本発明の効果に加えて、本体は、測定手段によって行われる測定を妨げない形状のつばを有する帽子であり、測定手段は、つばの下面側に取付けられていることにより、耐水性および耐光性を向上することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明における実施の形態１の視覚障害者用センシング器具のブロック図
【図２】本発明における実施の形態１の視覚障害者用センシング器具の模式的な斜視図
【図３】本発明における実施の形態１の別の視覚障害者用センシング器具の模式的な正面図
【図４】本発明における実施の形態１の視覚障害者用センシング器具の、障害物までの距離とマイクロコンピューターへのコンピューター入力アナログ電圧信号が有する電圧レベルとの関係の説明図
【図５】本発明における実施の形態１の視覚障害者用センシング器具の、障害物までの距離と可変電圧振動モーター駆動回路へのモーター駆動回路入力アナログ電圧信号が有する電圧レベルとの関係の説明図
【図６】本発明における実施の形態２の視覚障害者用センシング器具のブロック図
【図７】本発明における実施の形態２の視覚障害者用センシング器具の模式的な斜視図
【図８】本発明における実施の形態２の視覚障害者用センシング器具の、障害物までの距離とマイクロコンピューターへのコンピューター入力アナログ電圧信号が有する電圧レベルとの関係の説明図
【図９】本発明における実施の形態２の視覚障害者用センシング器具の、定電圧振動モーター駆動回路へのモーター駆動回路入力パルス電圧信号が有するパルス波形の説明図（その一）
【図１０】本発明における実施の形態２の視覚障害者用センシング器具の、定電圧振動モーター駆動回路へのモーター駆動回路入力パルス電圧信号が有するパルス波形の説明図（その二）
【図１１】本発明における実施の形態２の視覚障害者用センシング器具の、定電圧振動モーター駆動回路へのモーター駆動回路入力パルス電圧信号が有するパルス波形の説明図（その三）
【図１２】本発明における実施の形態３の視覚障害者用センシング器具のブロック図
【図１３】本発明における実施の形態３の視覚障害者用センシング器具の模式的な斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明における実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
はじめに、図１および２を主として参照しながら、本実施の形態の視覚障害者用センシング器具１００の構成について具体的に説明する。
【００２０】
ここに、図１は、本発明における実施の形態１の視覚障害者用センシング器具１００のブロック図であり、図２は、本発明における実施の形態１の視覚障害者用センシング器具１００の模式的な斜視図である。
【００２１】
視覚障害者用センシング器具１００は、距離測定センサー１２０、マイクロコンピューター１３０、可変電圧振動モーター駆動回路１４０、および振動モーター１５０などを備えるセンシング器具である。
【００２２】
器具電力供給は、ボタン電池によって行われる。
【００２３】
なお、器具電力供給がボタン電池によって行われるのではなく、市販のＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）モバイルバッテリーによって行われる、変形例としての別の実施の形態も、考えられる。
【００２４】
帽子タイプ本体１１０は、距離測定センサー１２０によって行われる測定を妨げない形状のつば１１０ａを有する帽子である。
【００２５】
帽子タイプ本体１１０には、距離測定センサー１２０、マイクロコンピューター１３０、可変電圧振動モーター駆動回路１４０、および振動モーター１５０などが収納筐体を利用して一体化されている。
【００２６】
距離測定センサー１２０は、人体の頭部に装着される帽子タイプ本体１１０に取付けられている、前方の障害物までの距離の測定を行うセンサーである。
【００２７】
距離測定センサー１２０は、帽子タイプ本体１１０の前側の中央部に取付けられている。より具体的には、距離測定センサー１２０は、つば１１０ａの上面側に取付けられている。
【００２８】
なお、本発明における実施の形態１の別の視覚障害者用センシング器具１００の模式的な正面図である図３に示されているように、距離測定センサー１２０がつば１１０ａの上面側にではなく、つば１１０ａの下面側に取付けられていてもよい。距離測定センサー１２０がつば１１０ａの下面側に取付けられていると、つば１１０ａが日除けおよび雨除けの役割を果たし、耐水性および耐光性が向上される。
【００２９】
位置決め用突出マーク１１１Ｌおよび１１１Ｒは、前方の障害物までの距離の正確な測定が距離測定センサー１２０によって行われるように帽子タイプ本体１１０をまっすぐ人体の頭部に装着するための、帽子タイプ本体１１０の左右対称位置に設けられているマークである。
【００３０】
マイクロコンピューター１３０は、距離測定センサー１２０によって行われた測定の結果に基づいて、振動の振動圧強度特性が障害物までの距離に応じて変化する警告を振動モーター１５０に行わせるための制御を行うコンピューターである。
【００３１】
可変電圧振動モーター駆動回路１４０は、マイクロコンピューター１３０からのモーター駆動回路入力アナログ電圧信号に基づいて振動モーター１５０を駆動する回路である。
【００３２】
視覚障害者用センシング器具１００は、本発明の視覚障害者用センシング器具の一例である。帽子タイプ本体１１０は、本発明の本体の一例である。距離測定センサー１２０は、本発明の測定手段の一例である。マイクロコンピューター１３０は、本発明の制御手段の一例である。振動モーター１５０は、本発明の警告手段の一例である。
【００３３】
つぎに、図１を主として参照しながら、本実施の形態の視覚障害者用センシング器具１００の制御系の構成についてより具体的に説明する。
【００３４】
距離測定センサー１２０は、測定の結果に基づいてアナログ電圧信号を出力する赤外線センサーである。
【００３５】
なお、距離測定センサー１２０が赤外線センサーではなく、超音波センサーである、変形例としての別の実施の形態も、考えられる。
【００３６】
距離測定センサー１２０からマイクロコンピューター１３０へのセンサー出力アナログ電圧信号、すなわちコンピューター入力アナログ電圧信号は、マイクロコンピューター１３０における信号処理の前にＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換される、２０〜１５０センチメートル程度の障害物までの距離に基づいて変化する０．４〜２．５ボルト程度の電圧レベルを有する可変電圧信号である。
【００３７】
図４に示されているように、２０〜１５０センチメートル程度の範囲内の障害物までの距離がより小さいと、センサー出力アナログ電圧信号、すなわちコンピューター入力アナログ電圧信号が有する電圧レベルはより大きい。
【００３８】
ここに、図４は、本発明における実施の形態１の視覚障害者用センシング器具１００の、障害物までの距離とマイクロコンピューター１３０へのコンピューター入力アナログ電圧信号が有する電圧レベルとの関係の説明図である。
【００３９】
より具体的に説明すると、つぎの通りである。
【００４０】
２０センチメートル程度の障害物までの距離は、２．５ボルト程度の電圧レベルを有するコンピューター入力アナログ電圧信号に対応する。１５０センチメートル程度の障害物までの距離は、０．４ボルト程度の電圧レベルを有するコンピューター入力アナログ電圧信号に対応する。
【００４１】
マイクロコンピューター１３０から可変電圧振動モーター駆動回路１４０へのコンピューター出力アナログ電圧信号、すなわちモーター駆動回路入力アナログ電圧信号は、マイクロコンピューター１３０における信号処理の後にＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）変換された、前述のコンピューター入力アナログ電圧信号に基づいてリニアに変化する２．０〜３．０ボルト程度の電圧レベルを有する可変電圧信号である。
【００４２】
コンピューター入力アナログ電圧信号が有する電圧レベルがより小さいと、コンピューター出力アナログ電圧信号、すなわちモーター駆動回路入力アナログ電圧信号が有する電圧レベルはより小さい。
【００４３】
より具体的に説明すると、つぎの通りである。
【００４４】
０．４ボルト程度の電圧レベルを有するコンピューター入力アナログ電圧信号は、２．０ボルト程度の電圧レベルを有するモーター駆動回路入力アナログ電圧信号に対応する。２．５ボルト程度の電圧レベルを有するコンピューター入力アナログ電圧信号は、３．０ボルト程度の電圧レベルを有するモーター駆動回路入力アナログ電圧信号に対応する。
【００４５】
図５に示されているように、結局のところ、２０〜１５０センチメートル程度の範囲内の障害物までの距離がより小さいと、モーター駆動回路入力アナログ電圧信号が有する電圧レベルはより大きい。
【００４６】
ここに、図５は、本発明における実施の形態１の視覚障害者用センシング器具１００の、障害物までの距離と可変電圧振動モーター駆動回路１４０へのモーター駆動回路入力アナログ電圧信号が有する電圧レベルとの関係の説明図である。
【００４７】
より具体的に説明すると、つぎの通りである。
【００４８】
２０センチメートル程度の障害物までの距離は、３．０ボルト程度の電圧レベルを有するモーター駆動回路入力アナログ電圧信号に対応する。１５０センチメートル程度の障害物までの距離は、２．０ボルト程度の電圧レベルを有するモーター駆動回路入力アナログ電圧信号に対応する。
【００４９】
かくして、振動モーター１５０によって行われる警告における振動の振動圧強度特性が、障害物への接近の程度に応じたモーター駆動強度によって変化する構成が、実現される。
【００５０】
つぎに、図１を主として参照しながら、本実施の形態の視覚障害者用センシング器具１００の動作について具体的に説明する。
【００５１】
距離測定センサー１２０は、前方の障害物までの距離の測定を行い、測定の結果に基づいてセンサー出力アナログ電圧信号をマイクロコンピューター１３０へ出力する。
【００５２】
マイクロコンピューター１３０は、距離測定センサー１２０からのセンサー出力アナログ電圧信号をコンピューター入力アナログ電圧信号として入力し、Ａ／Ｄ変換、信号処理、およびＤ／Ａ変換を順番に行い、コンピューター出力アナログ電圧信号を可変電圧振動モーター駆動回路１４０へ出力する。
【００５３】
可変電圧振動モーター駆動回路１４０は、マイクロコンピューター１３０からのコンピューター出力アナログ電圧信号をモーター駆動回路入力アナログ電圧信号として入力し、モーター駆動回路入力アナログ電圧信号に基づいて振動モーター１５０を駆動する。
【００５４】
前述された通り、障害物までの距離がより小さいと、モーター駆動回路入力アナログ電圧信号が有する電圧レベルはより大きい。
【００５５】
かくして、振動モーター１５０は、振動の振動圧強度特性が障害物までの距離に応じて変化する警告を行う。
【００５６】
以上で詳細に説明されたように、視覚障害者は前方の障害物までの距離を振動の振動圧強度特性に応じて直感的にたやすく認識し、頭部が歩行時における視界内障害物への衝突から守られるので、優れた視覚障害者用歩行支援システムが実現される。
【００５７】
（実施の形態２）
はじめに、図６および７を参照しながら、本実施の形態の視覚障害者用センシング器具２００の構成について具体的に説明する。
【００５８】
ここに、図６は、本発明における実施の形態２の視覚障害者用センシング器具２００のブロック図であり、図７は、本発明における実施の形態２の視覚障害者用センシング器具２００の模式的な斜視図である。
【００５９】
視覚障害者用センシング器具２００は、距離測定センサー２２０、マイクロコンピューター２３０、定電圧振動モーター駆動回路２４０、および振動モーター２５０などを備えるセンシング器具である。
【００６０】
器具電力供給は、ボタン電池によって行われる。
【００６１】
なお、器具電力供給がボタン電池によって行われるのではなく、市販のＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）モバイルバッテリーによって行われる、変形例としての別の実施の形態も、考えられる。
【００６２】
ヘアバンドタイプ本体２１０は、距離測定センサー２２０によって行われる測定を妨げない形状のヘアバンドである。
【００６３】
ヘアバンドタイプ本体２１０には、距離測定センサー２２０、マイクロコンピューター２３０、定電圧振動モーター駆動回路２４０、および振動モーター２５０などが収納筐体を利用して一体化されている。
【００６４】
距離測定センサー２２０は、人体の頭部に装着されるヘアバンドタイプ本体２１０に取付けられている、前方の障害物までの距離の測定を行うセンサーである。
【００６５】
距離測定センサー２２０は、ヘアバンドタイプ本体２１０の前側の中央部に取付けられている。
【００６６】
位置決め用突出マーク２１１は、前方の障害物までの距離の正確な測定が距離測定センサー２２０によって行われるようにヘアバンドタイプ本体２１０をまっすぐ人体の頭部に装着するための、ヘアバンドタイプ本体２１０の中央位置に設けられているマークである。
【００６７】
マイクロコンピューター２３０は、距離測定センサー２２０によって行われた測定の結果に基づいて、振動のパルス周期特性が障害物までの距離に応じて変化する警告を振動モーター２５０に行わせるための制御を行うコンピューターである。
【００６８】
定電圧振動モーター駆動回路２４０は、マイクロコンピューター２３０からのモーター駆動回路入力パルス電圧信号に基づいて振動モーター２５０を駆動する回路である。
【００６９】
視覚障害者用センシング器具２００は、本発明の視覚障害者用センシング器具の一例である。ヘアバンドタイプ本体２１０は、本発明の本体の一例である。距離測定センサー２２０は、本発明の測定手段の一例である。マイクロコンピューター２３０は、本発明の制御手段の一例である。振動モーター２５０は、本発明の警告手段の一例である。
【００７０】
つぎに、図６を主として参照しながら、本実施の形態の視覚障害者用センシング器具２００の制御系の構成についてより具体的に説明する。
【００７１】
距離測定センサー２２０は、測定の結果に基づいてアナログ電圧信号を出力する赤外線センサーである。
【００７２】
なお、距離測定センサー２２０が赤外線センサーではなく、超音波センサーである、変形例としての別の実施の形態も、考えられる。
【００７３】
距離測定センサー２２０からマイクロコンピューター２３０へのセンサー出力アナログ電圧信号、すなわちコンピューター入力アナログ電圧信号は、マイクロコンピューター２３０における信号処理の前にＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換される、２０〜１５０センチメートル程度の障害物までの距離に基づいて変化する０．４〜２．５ボルト程度の電圧レベルを有する可変電圧信号である。
【００７４】
図８に示されているように、２０〜１５０センチメートル程度の範囲内の障害物までの距離がより小さいと、センサー出力アナログ電圧信号、すなわちコンピューター入力アナログ電圧信号が有する電圧レベルはより大きい。
【００７５】
ここに、図８は、本発明における実施の形態２の視覚障害者用センシング器具２００の、障害物までの距離とマイクロコンピューター２３０へのコンピューター入力アナログ電圧信号が有する電圧レベルとの関係の説明図である。
【００７６】
より具体的に説明すると、つぎの通りである。
【００７７】
２０センチメートル程度の障害物までの距離は、２．５ボルト程度の電圧レベルを有するコンピューター入力アナログ電圧信号に対応する。１５０センチメートル程度の障害物までの距離は、０．４ボルト程度の電圧レベルを有するコンピューター入力アナログ電圧信号に対応する。
【００７８】
マイクロコンピューター２３０から定電圧振動モーター駆動回路２４０へのコンピューターポート出力パルス電圧信号、すなわちモーター駆動回路入力パルス電圧信号は、マイクロコンピューター２３０における信号処理の後にパルス変換された、前述のコンピューター入力アナログ電圧信号に基づいて周期的に変化する、３．０ボルト程度のパルスＯＮ電圧レベルおよび０．２秒程度のパルスＯＮ期間を有するパルス電圧信号である。
【００７９】
コンピューター入力アナログ電圧信号が有する電圧レベルがより小さいと、コンピューターポート出力パルス電圧信号、すなわちモーター駆動回路入力パルス電圧信号が有するパルスＯＦＦ期間はより大きい。
【００８０】
より具体的に説明すると、つぎの通りである。
【００８１】
０．４〜０．８ボルト程度の電圧レベルを有するコンピューター入力アナログ電圧信号は、０．８秒程度のパルスＯＦＦ期間を有するモーター駆動回路入力パルス電圧信号に対応する。０．８〜２．１ボルト程度の電圧レベルを有するコンピューター入力アナログ電圧信号は、０．２秒程度のパルスＯＦＦ期間を有するモーター駆動回路入力パルス電圧信号に対応する。２．１〜２．５ボルト程度の電圧レベルを有するコンピューター入力アナログ電圧信号は、０秒のパルスＯＦＦ期間を有する、すなわち連続的なＯＮ状態を保つモーター駆動回路入力パルス電圧信号に対応する。
【００８２】
図９〜１１に示されているように、結局のところ、２０〜１５０センチメートル程度の範囲内の障害物までの距離がより小さいと、モーター駆動回路入力パルス電圧信号が有するパルスＯＦＦ期間はより小さい。
【００８３】
ここに、図９〜１１は、本発明における実施の形態２の視覚障害者用センシング器具２００の、定電圧振動モーター駆動回路２４０へのモーター駆動回路入力パルス電圧信号が有するパルス波形の説明図（その一から三）である。
【００８４】
より具体的に説明すると、つぎの通りである。
【００８５】
図９に示されているように、２０〜４０センチメートル程度の障害物までの距離は、０秒のパルスＯＦＦ期間を有する、すなわち連続的なＯＮ状態を保つモーター駆動回路入力パルス電圧信号に対応する。図１０に示されているように、４０〜９０センチメートル程度の障害物までの距離は、０．２秒程度のパルスＯＦＦ期間を有するモーター駆動回路入力パルス電圧信号に対応する。図１１に示されているように、９０〜１５０センチメートル程度の障害物までの距離は、０．８秒程度のパルスＯＦＦ期間を有するモーター駆動回路入力パルス電圧信号に対応する。
【００８６】
かくして、振動モーター２５０によって行われる警告における振動のパルス周期特性が、障害物への接近の程度に応じたモーター駆動パルス周期によって変化する構成が、実現される。
【００８７】
つぎに、図６を主として参照しながら、本実施の形態の視覚障害者用センシング器具２００の動作について具体的に説明する。
【００８８】
距離測定センサー２２０は、前方の障害物までの距離の測定を行い、測定の結果に基づいてセンサー出力アナログ電圧信号をマイクロコンピューター２３０へ出力する。
【００８９】
マイクロコンピューター２３０は、距離測定センサー２２０からのセンサー出力アナログ電圧信号をコンピューター入力アナログ電圧信号として入力し、Ａ／Ｄ変換、信号処理、およびパルス変換を順番に行い、コンピューターポート出力パルス電圧信号を定電圧振動モーター駆動回路２４０へ出力する。
【００９０】
定電圧振動モーター駆動回路２４０は、マイクロコンピューター２３０からのコンピューターポート出力パルス電圧信号をモーター駆動回路入力パルス電圧信号として入力し、モーター駆動回路入力パルス電圧信号に基づいて振動モーター２５０を駆動する。
【００９１】
前述された通り、障害物までの距離がより小さいと、モーター駆動回路入力パルス電圧信号が有するパルスＯＦＦ期間はより小さい。
【００９２】
かくして、振動モーター２５０は、振動のパルス周期特性が障害物までの距離に応じて変化する警告を行う。
【００９３】
以上で詳細に説明されたように、視覚障害者は前方の障害物までの距離を振動のパルス周期特性に応じて直感的にたやすく認識し、頭部が歩行時における視界内障害物への衝突から守られるので、優れた視覚障害者用歩行支援システムが実現される。
【００９４】
（実施の形態３）
はじめに、図１２および１３を参照しながら、本実施の形態の視覚障害者用センシング器具３００の構成について具体的に説明する。
【００９５】
ここに、図１２は、本発明における実施の形態３の視覚障害者用センシング器具３００のブロック図であり、図１３は、本発明における実施の形態３の視覚障害者用センシング器具３００の模式的な斜視図である。
【００９６】
視覚障害者用センシング器具３００は、距離測定センサー３２０、マイクロコンピューター３３０、およびワイヤレス遠隔スマートフォン駆動回路３４０などを備えるセンシング器具である。
【００９７】
器具電力供給は、ボタン電池によって行われる。
【００９８】
なお、器具電力供給がボタン電池によって行われるのではなく、市販のＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）モバイルバッテリーによって行われる、変形例としての別の実施の形態も、考えられる。
【００９９】
ヘアバンドタイプ本体３１０は、距離測定センサー３２０によって行われる測定を妨げない形状のヘアバンドである。
【０１００】
ヘアバンドタイプ本体３１０には、距離測定センサー３２０、マイクロコンピューター３３０、およびワイヤレス遠隔スマートフォン駆動回路３４０などが収納筐体を利用して一体化されている。
【０１０１】
距離測定センサー３２０は、人体の頭部に装着されるヘアバンドタイプ本体３１０に取付けられている、前方の障害物までの距離の測定を行うセンサーである。
【０１０２】
距離測定センサー３２０は、ヘアバンドタイプ本体３１０の前側の中央部に取付けられている。
【０１０３】
位置決め用突出マーク３１１は、前方の障害物までの距離の正確な測定が距離測定センサー３２０によって行われるようにヘアバンドタイプ本体３１０をまっすぐ人体の頭部に装着するための、ヘアバンドタイプ本体３１０の中央位置に設けられているマークである。
【０１０４】
マイクロコンピューター３３０は、距離測定センサー３２０によって行われた測定の結果に基づいて、音声のパルス周期特性が障害物までの距離に応じて変化する警告をスマートフォン３５０に行わせるための制御を行うコンピューターである。
【０１０５】
ワイヤレス遠隔スマートフォン駆動回路３４０は、マイクロコンピューター３３０からのスマートフォン駆動回路入力パルス電圧信号に基づいてスマートフォン３５０を短距離無線通信により遠隔駆動する回路である。
【０１０６】
視覚障害者用センシング器具３００は、本発明の視覚障害者用センシング器具の一例である。ヘアバンドタイプ本体３１０は、本発明の本体の一例である。距離測定センサー３２０は、本発明の測定手段の一例である。マイクロコンピューター３３０は、本発明の制御手段の一例である。スマートフォン３５０は、本発明の警告手段の一例である。
【０１０７】
つぎに、図１２を主として参照しながら、本実施の形態の視覚障害者用センシング器具３００の制御系の構成についてより具体的に説明する。
【０１０８】
距離測定センサー３２０は、測定の結果に基づいてアナログ電圧信号を出力する赤外線センサーである。
【０１０９】
なお、距離測定センサー３２０が赤外線センサーではなく、超音波センサーである、変形例としての別の実施の形態も、考えられる。
【０１１０】
距離測定センサー３２０からマイクロコンピューター３３０へのセンサー出力アナログ電圧信号、すなわちコンピューター入力アナログ電圧信号は、マイクロコンピューター３３０における信号処理の前にＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換される、２０〜１５０センチメートル程度の障害物までの距離に基づいて変化する０．４〜２．５ボルト程度の電圧レベルを有する可変電圧信号である。
【０１１１】
２０〜１５０センチメートル程度の範囲内の障害物までの距離がより小さいと、センサー出力アナログ電圧信号、すなわちコンピューター入力アナログ電圧信号が有する電圧レベルはより大きい。
【０１１２】
より具体的に説明すると、つぎの通りである。
【０１１３】
２０センチメートル程度の障害物までの距離は、２．５ボルト程度の電圧レベルを有するコンピューター入力アナログ電圧信号に対応する。１５０センチメートル程度の障害物までの距離は、０．４ボルト程度の電圧レベルを有するコンピューター入力アナログ電圧信号に対応する。
【０１１４】
マイクロコンピューター３３０からワイヤレス遠隔スマートフォン駆動回路３４０へのコンピューターポート出力パルス電圧信号、すなわちスマートフォン駆動回路入力パルス電圧信号は、マイクロコンピューター３３０における信号処理の後にパルス変換された、前述のコンピューター入力アナログ電圧信号に基づいて周期的に変化する、３．０ボルト程度のパルスＯＮ電圧レベルおよび０．２秒程度のパルスＯＮ期間を有するパルス電圧信号である。
【０１１５】
コンピューター入力アナログ電圧信号が有する電圧レベルがより小さいと、コンピューターポート出力パルス電圧信号、すなわちスマートフォン駆動回路入力パルス電圧信号が有するパルスＯＦＦ期間はより大きい。
【０１１６】
より具体的に説明すると、つぎの通りである。
【０１１７】
０．４〜０．８ボルト程度の電圧レベルを有するコンピューター入力アナログ電圧信号は、０．８秒程度のパルスＯＦＦ期間を有するスマートフォン駆動回路入力パルス電圧信号に対応する。０．８〜２．１ボルト程度の電圧レベルを有するコンピューター入力アナログ電圧信号は、０．２秒程度のパルスＯＦＦ期間を有するスマートフォン駆動回路入力パルス電圧信号に対応する。２．１〜２．５ボルト程度の電圧レベルを有するコンピューター入力アナログ電圧信号は、０秒のパルスＯＦＦ期間を有する、すなわち連続的なＯＮ状態を保つスマートフォン駆動回路入力パルス電圧信号に対応する。
【０１１８】
結局のところ、２０〜１５０センチメートル程度の範囲内の障害物までの距離がより小さいと、スマートフォン駆動回路入力パルス電圧信号が有するパルスＯＦＦ期間はより小さい。
【０１１９】
より具体的に説明すると、つぎの通りである。
【０１２０】
２０〜４０センチメートル程度の障害物までの距離は、０秒のパルスＯＦＦ期間を有する、すなわち連続的なＯＮ状態を保つスマートフォン駆動回路入力パルス電圧信号に対応する。４０〜９０センチメートル程度の障害物までの距離は、０．２秒程度のパルスＯＦＦ期間を有するスマートフォン駆動回路入力パルス電圧信号に対応する。９０〜１５０センチメートル程度の障害物までの距離は、０．８秒程度のパルスＯＦＦ期間を有するスマートフォン駆動回路入力パルス電圧信号に対応する。
【０１２１】
かくして、スマートフォン３５０によって行われる警告における音声のパルス周期特性が、障害物への接近の程度に応じたスマートフォン駆動パルス周期によって変化する構成が、実現される。
【０１２２】
つぎに、図１２を主として参照しながら、本実施の形態の視覚障害者用センシング器具３００の動作について具体的に説明する。
【０１２３】
距離測定センサー３２０は、前方の障害物までの距離の測定を行い、測定の結果に基づいてセンサー出力アナログ電圧信号をマイクロコンピューター３３０へ出力する。
【０１２４】
マイクロコンピューター３３０は、距離測定センサー３２０からのセンサー出力アナログ電圧信号をコンピューター入力アナログ電圧信号として入力し、Ａ／Ｄ変換、信号処理、およびパルス変換を順番に行い、コンピューターポート出力パルス電圧信号をワイヤレス遠隔スマートフォン駆動回路３４０へ出力する。
【０１２５】
ワイヤレス遠隔スマートフォン駆動回路３４０は、マイクロコンピューター３３０からのコンピューターポート出力パルス電圧信号をスマートフォン駆動回路入力パルス電圧信号として入力し、スマートフォン駆動回路入力パルス電圧信号に基づいてスマートフォン３５０を短距離無線通信により遠隔駆動する。
【０１２６】
前述された通り、障害物までの距離がより小さいと、スマートフォン駆動回路入力パルス電圧信号が有するパルスＯＦＦ期間はより小さい。
【０１２７】
かくして、スマートフォン３５０は、音声のパルス周期特性が障害物までの距離に応じて変化する警告を行う。
【０１２８】
以上で詳細に説明されたように、視覚障害者は前方の障害物までの距離を音声のパルス周期特性に応じて直感的にたやすく認識し、頭部が歩行時における視界内障害物への衝突から守られるので、優れた視覚障害者用歩行支援システムが実現される。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明における視覚障害者用センシング器具は、視覚障害者が前方の障害物までの距離を直感的によりたやすく認識することが可能であり、視覚障害者用歩行支援システムなどに利用される視覚障害者用センシング器具に利用する目的に有用である。
【符号の説明】
【０１３０】
１００  視覚障害者用センシング器具
１１０  帽子タイプ本体
１１０ａ  つば
１１１Ｌ、１１１Ｒ  位置決め用突出マーク
１２０  距離測定センサー
１３０  マイクロコンピューター
１４０  可変電圧振動モーター駆動回路
１５０  振動モーター
２００  視覚障害者用センシング器具
２１０  ヘアバンドタイプ本体
２１１  位置決め用突出マーク
２２０  距離測定センサー
２３０  マイクロコンピューター
２４０  定電圧振動モーター駆動回路
２５０  振動モーター
３００  視覚障害者用センシング器具
３１０  ヘアバンドタイプ本体
３１１  位置決め用突出マーク
３２０  距離測定センサー
３３０  マイクロコンピューター
３４０  ワイヤレス遠隔スマートフォン駆動回路
３５０  スマートフォン
【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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【図１２】
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【図１３】
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