障害物検出装置
【課題】 従来の視覚障害者用物体検知装置及び誘導装置は室内や歩行通路や階段等に装置を取りつける方法が多く、大規模な装置が報告されている。
【解決手段】本装置は視覚障害者や高齢者が歩行の際進行方向にある障害物を検出し使用者に報知する極小型なポータブルで安易に装着脱可能な安全で安定した視覚障害物検出装置である。この装置の特徴とするのは、使用者はその障害物までの距離と物体を身体に優しい音や振動で感受しその信号によって判別しうるものである。この装置の装着場所の選択肢は多種多様である。メガネ、帽子、ブローチ、靴、指輪、腕輪と使用者の好みの要望に応じて提供できる装置である。
【解決手段】本装置は視覚障害者や高齢者が歩行の際進行方向にある障害物を検出し使用者に報知する極小型なポータブルで安易に装着脱可能な安全で安定した視覚障害物検出装置である。この装置の特徴とするのは、使用者はその障害物までの距離と物体を身体に優しい音や振動で感受しその信号によって判別しうるものである。この装置の装着場所の選択肢は多種多様である。メガネ、帽子、ブローチ、靴、指輪、腕輪と使用者の好みの要望に応じて提供できる装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視覚障害者や高齢者の為の障害物検出装置で視覚障害者や高齢者が歩行する際 進行方向にある障害物を検出して使用者に知らせるポータブルで安易に装着脱可能な安全又軽便で安定した障害物検出システムである。
【０００２】
本装置は赤外線ＬＥＤを投射し障害物がある場合その反射を検出し聴覚や振動で受信し危険を回避することを目的としているシステムである。
【０００３】
本発明は、廉価な赤外線ＬＥＤを利用した、視覚障害者や高齢者の為の障害物検出装置で、視覚障害者や高齢者が歩行する際進行方向などにある物体を検出して、その障害物までの位置、距離を利用者に音や振動によって、それを知らせるものである。特に、安全且軽便、さらに利用者に合わせてデザインすることが可能な点を特徴とする。この装置の特徴とするところはその障害物までの距離を信号よって判別しうるものである。
【０００４】
また、非常口など利用者にその存在を知らせたい物体や、交通信号などを報知するときには、これらにあらかじめ赤外ＬＥＤを取り付け、特別な変調信号を入力しておくことによって、本装置を通してその存在を知らせることをも可能にする。
【背景技術】
【０００５】
従来のこの種の物体感知装置及び誘導装置は室内や歩行通路や階段等に装置を取りつける方法が多く報告されている。例えば従来の視覚障害者のために開発されている杖にＩＣチップを埋め込み（１）、視覚障害者誘導用ブロックに情報読み出し装置に対応させている。一方（２）、無線信号による衝突回避システム又、人工衛星利用による電波受信システム（３）他方コンピュウターによる音声ガイダンス、等がある。もっとも類似しているのは（４）でこの視覚障害者用物体検知装置は超音波を用いているが 我々の装置は最も安全かつ取り扱い簡便で安価赤外線を使用しているのが特徴である。
【０００６】
【特許文献１】 特開２００５−２７４２４５号
【特許文献２】 特開２００６−１２７１６
【特許文献３】 特開２０００−２６３
【特許文献４】 公開２００２−３０６５５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
視覚障害者や高齢者が歩行の際、送られてくる信号で前方や左右の障害物を検出し安全を確かめられるための装置のシステムであり、障害物まで距離や方向を計測する信号処理回路を持つ極めて小型で簡便な装置である。
【０００８】
この装置は視覚障害者や高齢者が好みによってその信号を選ぶ事が可能であり、更に使用者は好みの場所に容易に着脱できる至って簡便な装置である。
【課題を解決しようとする手段】
【０００９】
本装置は赤外線ＬＥＤを投射し障害物がある場合その反射を検出し聴覚や振動で受信し危険を回避することを目的としているシステムである
【００１０】
上記目的を達成するために、このシステムは 送信部の赤外ＬＥＤにはパルス変調をかけた赤外発光ＬＥＤを用い、受信部にはフィルタと増幅回路を内蔵した赤外線センサに出力増幅器を接続した極小型な着脱可能な送受信器装置である。
反射（可視）距離 平均約２メートル
角度 ４５度
【００１１】
本装置は、発光部・受光部・増幅発振部、電気信号から機械信号への変換部を分離し、それぞれ独立にマウント出来るようにする。これによってシステムの柔軟性を得る。発光ＬＥＤおよび受光センサを頭部装置にマウントして障害者の前方の障害物を監視するが、利用者からの注文に応じて、左右・足元及び頭上などに発光ＬＥＤ、受光センサなどを配置し、これらの障害物体を察知できる。
【００１２】
本装置は、遠距離近距離用の二種類の信号によって変調した、左右それぞれ二個計四個の赤外ＬＥＤを装置にマウントして、左右方向の物体の遠近を、左右のイヤホーンから利用者に知らせることを原則とするが、利用者の注文によって、赤外ＬＥＤやイヤホン（または振動、または微弱な電気刺激）のマウント法などを選択できるようにする。
【００１３】
赤外線発射素子、および受光素子などは、超音波素子に比べて、きわめて小型に製作でき、さらに光学系によって指向性などを自由に設計できるところから、利用者からの要望で発光ＬＥＤの数を増やす、または光学系を取り付けるなどによって精度を増す、また、左右・足元及び頭上などに発光ＬＥＤ、受光センサ、光学系などを配置して検出域を拡大することなどが可能である。さらに、注文や障害の程度に応じて、変調信号出力をさらに加工して、弱い電気による皮膚刺激、振動などによっても、これらの物体やその距離などを察知できる
【００１４】
本装置の赤外線発光は、３８ＫＨｚを中心とするパルス発光を行わせる。これによって安価な汎用リモコンセンサを利用することが出来る。また、中心周波数である３８ＫＨｚに変調をかけ、センサ出力にもフィルタをかけて、太陽光・蛍光灯など照明装置や、リモコン、さらには同様の装置などからの干渉を軽減する。
【００１５】
本装置の発光部分を独立させて、危険物体などに貼付すれば、危険物体などの存在を利用者に知らせることが出来る。これは同時に「道しるべ」としても利用できる。この信号と、反射信号とを区別するためにも、上記の変調を利用する。
【００１６】
使用者に与える信号を、反射光の強度や、反射光の方向によって変化させる。これによって本装置使用者に障害物までのおおよその距離を知らせることが出来る。使用者は、わずかな回転を本装置に与えることによって、物体のおおよその形を知ることが出来るようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
パルス変調を行った電流を赤外発光ＬＥＤに加える。反射した赤外光を受光センサで受け、変調パルスのフィルタをかけた後に増幅する。受光センサには、市販の安価な赤外線リモコンセンサＩＣを利用する。このＩＣの出力を、必要な波形に整形して増幅する。
【００１８】
赤外発光ＬＥＤを内蔵したアクティブ型としたため、夜間でも使用可能である。センサ部分及びアンプは極めて小型であり、使用者に負担をかけることなく使用できる。特に標準型の眼鏡フレーム型は着脱も簡単である。さらに各部を独立させてブローチ、ベルト、帽子、靴 などと使用者の希望に応じてシステムを作ることができるので非常にフレキシブルである。
【００１９】
パルス変調を行った電流を赤外発光ＬＥＤに加える。反射した赤外光を受光センサで受け、変調パルスのフィルタをかけた後に増幅する。受光センサには、市販の安価な赤外線リモコンセンサＩＣを利用する。このＩＣの出力を、必要な波形に整形して増幅する。
【００２０】
使用者の受ける信号としては聴覚からはイヤホーンを通じて音の大小、種類、触覚からは 皮膚に直接取り付けパルス信号の強弱等で判断できうる。
【００２１】
聴覚からの信号装置は 眼鏡型、ペンダント型、ブローチ型と多様であり触覚からは皮膚に直接貼り付け微弱な電気刺激をする。
【００２２】
使用者は、その好みに応じて、イヤホーンで聞く、パルスは微小なパルス発生素子を皮膚に直接取り付ける、またはこれらを併用するなどを選択することができる。この装置（発光ＬＥＤや受光センサ−）を装備する方法については、眼鏡フレームや指輪・腕輪・ベルト・帽子その外豊富な選択肢を提供することができる。
【００２３】
本装置は、赤外ＬＥＤと、廉価な赤外線センサを利用したアクティブ方式として、装置を小型化している。これによって夜間など照明のないところにおいてもその利用が可能である。
【００２４】
使用に与える信号を、反射光の強度や、反射光の方向によって変化させる。これによって本装置使用者に障害物までのおおよその距離を知らせることが出来る。使用者は、わずかな回転を本装置に与えることによって、物体のおおよその形を知ることが出来るようになる。
【００２５】
交通信号、非常口や危険物などに、いろいろな信号で変調された赤外ＬＥＤをあらかじめ取り付けておくことによって、本装置を通して、交通信号、非常口や危険物などの存在を利用者に知らせることができる。
【発明の効果】
【００２６】
この軽便軽量な装置を付ける事によって、聴覚・触覚などを通して、危険物の存在を知らせることを目的としこれまで躊躇していた高齢者や視覚障害者などの歩行・行動の積極性を助けるものである。
【００２７】
特徴として、赤外発光ＬＥＤを内蔵したアクティブ型としたため、夜間でも使用可能である。センサ部分及びアンプは極めて小型であり、使用者に負担をかけることなく使用できる。特に標準型の眼鏡フレーム型は着脱も簡単である。さらに各部を独立させてブローチ、ベルト、帽子、靴 などと使用者の希望に応じてシステムを作ることができるので非常にフレキシブルである。
【００２８】
使用者が障害物を検出するのは音による聴覚刺激、又は弱い電気刺激、振動子などによる皮膚刺激であり これはまた 調整可能で 簡単に使用者の希望に沿える仕組みになっており、これによって、視覚障害者または高齢者は手軽に操作でき危険物を回避し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
視覚障害者または高齢者はこの装置を付けることに負担を感じることを避けるため操作は簡単で取り扱いやすい装置であることを目的としている。そのため装置は軽便軽量で着脱容易で幅広い使用者のニーズに即したものである。使用者が受ける信号も聴覚刺激、又は弱い電気刺激、振動子などによる皮膚刺激であるがこれも調整可能で使用者の希望に応じることが可能としている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】請求項１標準型を示す標準システムである。
【図２】請求項２、３，４においては、次のようなシステムを利用する。これは対象物体に、その存在または状況を示すセンサを取り付けたもので、受信用には図１と同じものを使用する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視覚障害者や高齢者の為の障害物検出装置で視覚障害者や高齢者が歩行する際 進行方向にある障害物を検出して使用者に知らせるポータブルで安易に装着脱可能な安全又軽便で安定した障害物検出システムである。
【０００２】
本装置は赤外線ＬＥＤを投射し障害物がある場合その反射を検出し聴覚や振動で受信し危険を回避することを目的としているシステムである。
【０００３】
本発明は、廉価な赤外線ＬＥＤを利用した、視覚障害者や高齢者の為の障害物検出装置で、視覚障害者や高齢者が歩行する際進行方向などにある物体を検出して、その障害物までの位置、距離を利用者に音や振動によって、それを知らせるものである。特に、安全且軽便、さらに利用者に合わせてデザインすることが可能な点を特徴とする。この装置の特徴とするところはその障害物までの距離を信号よって判別しうるものである。
【０００４】
また、非常口など利用者にその存在を知らせたい物体や、交通信号などを報知するときには、これらにあらかじめ赤外ＬＥＤを取り付け、特別な変調信号を入力しておくことによって、本装置を通してその存在を知らせることをも可能にする。
【背景技術】
【０００５】
従来のこの種の物体感知装置及び誘導装置は室内や歩行通路や階段等に装置を取りつける方法が多く報告されている。例えば従来の視覚障害者のために開発されている杖にＩＣチップを埋め込み（１）、視覚障害者誘導用ブロックに情報読み出し装置に対応させている。一方（２）、無線信号による衝突回避システム又、人工衛星利用による電波受信システム（３）他方コンピュウターによる音声ガイダンス、等がある。もっとも類似しているのは（４）でこの視覚障害者用物体検知装置は超音波を用いているが 我々の装置は最も安全かつ取り扱い簡便で安価赤外線を使用しているのが特徴である。
【０００６】
【特許文献１】 特開２００５−２７４２４５号
【特許文献２】 特開２００６−１２７１６
【特許文献３】 特開２０００−２６３
【特許文献４】 公開２００２−３０６５５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
視覚障害者や高齢者が歩行の際、送られてくる信号で前方や左右の障害物を検出し安全を確かめられるための装置のシステムであり、障害物まで距離や方向を計測する信号処理回路を持つ極めて小型で簡便な装置である。
【０００８】
この装置は視覚障害者や高齢者が好みによってその信号を選ぶ事が可能であり、更に使用者は好みの場所に容易に着脱できる至って簡便な装置である。
【課題を解決しようとする手段】
【０００９】
本装置は赤外線ＬＥＤを投射し障害物がある場合その反射を検出し聴覚や振動で受信し危険を回避することを目的としているシステムである
【００１０】
上記目的を達成するために、このシステムは 送信部の赤外ＬＥＤにはパルス変調をかけた赤外発光ＬＥＤを用い、受信部にはフィルタと増幅回路を内蔵した赤外線センサに出力増幅器を接続した極小型な着脱可能な送受信器装置である。
反射（可視）距離 平均約２メートル
角度 ４５度
【００１１】
本装置は、発光部・受光部・増幅発振部、電気信号から機械信号への変換部を分離し、それぞれ独立にマウント出来るようにする。これによってシステムの柔軟性を得る。発光ＬＥＤおよび受光センサを頭部装置にマウントして障害者の前方の障害物を監視するが、利用者からの注文に応じて、左右・足元及び頭上などに発光ＬＥＤ、受光センサなどを配置し、これらの障害物体を察知できる。
【００１２】
本装置は、遠距離近距離用の二種類の信号によって変調した、左右それぞれ二個計四個の赤外ＬＥＤを装置にマウントして、左右方向の物体の遠近を、左右のイヤホーンから利用者に知らせることを原則とするが、利用者の注文によって、赤外ＬＥＤやイヤホン（または振動、または微弱な電気刺激）のマウント法などを選択できるようにする。
【００１３】
赤外線発射素子、および受光素子などは、超音波素子に比べて、きわめて小型に製作でき、さらに光学系によって指向性などを自由に設計できるところから、利用者からの要望で発光ＬＥＤの数を増やす、または光学系を取り付けるなどによって精度を増す、また、左右・足元及び頭上などに発光ＬＥＤ、受光センサ、光学系などを配置して検出域を拡大することなどが可能である。さらに、注文や障害の程度に応じて、変調信号出力をさらに加工して、弱い電気による皮膚刺激、振動などによっても、これらの物体やその距離などを察知できる
【００１４】
本装置の赤外線発光は、３８ＫＨｚを中心とするパルス発光を行わせる。これによって安価な汎用リモコンセンサを利用することが出来る。また、中心周波数である３８ＫＨｚに変調をかけ、センサ出力にもフィルタをかけて、太陽光・蛍光灯など照明装置や、リモコン、さらには同様の装置などからの干渉を軽減する。
【００１５】
本装置の発光部分を独立させて、危険物体などに貼付すれば、危険物体などの存在を利用者に知らせることが出来る。これは同時に「道しるべ」としても利用できる。この信号と、反射信号とを区別するためにも、上記の変調を利用する。
【００１６】
使用者に与える信号を、反射光の強度や、反射光の方向によって変化させる。これによって本装置使用者に障害物までのおおよその距離を知らせることが出来る。使用者は、わずかな回転を本装置に与えることによって、物体のおおよその形を知ることが出来るようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
パルス変調を行った電流を赤外発光ＬＥＤに加える。反射した赤外光を受光センサで受け、変調パルスのフィルタをかけた後に増幅する。受光センサには、市販の安価な赤外線リモコンセンサＩＣを利用する。このＩＣの出力を、必要な波形に整形して増幅する。
【００１８】
赤外発光ＬＥＤを内蔵したアクティブ型としたため、夜間でも使用可能である。センサ部分及びアンプは極めて小型であり、使用者に負担をかけることなく使用できる。特に標準型の眼鏡フレーム型は着脱も簡単である。さらに各部を独立させてブローチ、ベルト、帽子、靴 などと使用者の希望に応じてシステムを作ることができるので非常にフレキシブルである。
【００１９】
パルス変調を行った電流を赤外発光ＬＥＤに加える。反射した赤外光を受光センサで受け、変調パルスのフィルタをかけた後に増幅する。受光センサには、市販の安価な赤外線リモコンセンサＩＣを利用する。このＩＣの出力を、必要な波形に整形して増幅する。
【００２０】
使用者の受ける信号としては聴覚からはイヤホーンを通じて音の大小、種類、触覚からは 皮膚に直接取り付けパルス信号の強弱等で判断できうる。
【００２１】
聴覚からの信号装置は 眼鏡型、ペンダント型、ブローチ型と多様であり触覚からは皮膚に直接貼り付け微弱な電気刺激をする。
【００２２】
使用者は、その好みに応じて、イヤホーンで聞く、パルスは微小なパルス発生素子を皮膚に直接取り付ける、またはこれらを併用するなどを選択することができる。この装置（発光ＬＥＤや受光センサ−）を装備する方法については、眼鏡フレームや指輪・腕輪・ベルト・帽子その外豊富な選択肢を提供することができる。
【００２３】
本装置は、赤外ＬＥＤと、廉価な赤外線センサを利用したアクティブ方式として、装置を小型化している。これによって夜間など照明のないところにおいてもその利用が可能である。
【００２４】
使用に与える信号を、反射光の強度や、反射光の方向によって変化させる。これによって本装置使用者に障害物までのおおよその距離を知らせることが出来る。使用者は、わずかな回転を本装置に与えることによって、物体のおおよその形を知ることが出来るようになる。
【００２５】
交通信号、非常口や危険物などに、いろいろな信号で変調された赤外ＬＥＤをあらかじめ取り付けておくことによって、本装置を通して、交通信号、非常口や危険物などの存在を利用者に知らせることができる。
【発明の効果】
【００２６】
この軽便軽量な装置を付ける事によって、聴覚・触覚などを通して、危険物の存在を知らせることを目的としこれまで躊躇していた高齢者や視覚障害者などの歩行・行動の積極性を助けるものである。
【００２７】
特徴として、赤外発光ＬＥＤを内蔵したアクティブ型としたため、夜間でも使用可能である。センサ部分及びアンプは極めて小型であり、使用者に負担をかけることなく使用できる。特に標準型の眼鏡フレーム型は着脱も簡単である。さらに各部を独立させてブローチ、ベルト、帽子、靴 などと使用者の希望に応じてシステムを作ることができるので非常にフレキシブルである。
【００２８】
使用者が障害物を検出するのは音による聴覚刺激、又は弱い電気刺激、振動子などによる皮膚刺激であり これはまた 調整可能で 簡単に使用者の希望に沿える仕組みになっており、これによって、視覚障害者または高齢者は手軽に操作でき危険物を回避し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
視覚障害者または高齢者はこの装置を付けることに負担を感じることを避けるため操作は簡単で取り扱いやすい装置であることを目的としている。そのため装置は軽便軽量で着脱容易で幅広い使用者のニーズに即したものである。使用者が受ける信号も聴覚刺激、又は弱い電気刺激、振動子などによる皮膚刺激であるがこれも調整可能で使用者の希望に応じることが可能としている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】請求項１標準型を示す標準システムである。
【図２】請求項２、３，４においては、次のようなシステムを利用する。これは対象物体に、その存在または状況を示すセンサを取り付けたもので、受信用には図１と同じものを使用する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を送信する電磁波送信手段、前記電磁波送信手段により送信された前記電磁波が被検出障害物により反射されると、その反射された前記電磁波を受信する電磁波受信手段、前記電磁波受信手段により受信された前記電磁波を電気信号に変換する電気信号変換手段、前記電気信号を振動又は音声として出力する出力手段とを備えたことを特徴とする障害物検出装置。
【請求項２】
前記電磁波送信手段は、複数の電磁波出力部を備え、当該複数の電磁波出力部は、それぞれ異なった波長又は異なったパターンの電磁波のパルス波を出力するものであることを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項３】
前記電気信号変換手段は、前記電磁波受信手段により受信された赤外線のパルス波を信号に変換するものであることを特徴とする請求項１から２に記載の障害物検出装置。
【請求項４】
前記電磁波送信手段は、装身具及び障害物に取り付けられるものであることを特徴とする請求項１から３に記載の障害物検出装置。
【請求項５】
前記出力手段は、装身具に取り付けられるものであることを特徴とする請求項１から４に記載の障害物検出装置。
【請求項１】
電磁波を送信する電磁波送信手段、前記電磁波送信手段により送信された前記電磁波が被検出障害物により反射されると、その反射された前記電磁波を受信する電磁波受信手段、前記電磁波受信手段により受信された前記電磁波を電気信号に変換する電気信号変換手段、前記電気信号を振動又は音声として出力する出力手段とを備えたことを特徴とする障害物検出装置。
【請求項２】
前記電磁波送信手段は、複数の電磁波出力部を備え、当該複数の電磁波出力部は、それぞれ異なった波長又は異なったパターンの電磁波のパルス波を出力するものであることを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
【請求項３】
前記電気信号変換手段は、前記電磁波受信手段により受信された赤外線のパルス波を信号に変換するものであることを特徴とする請求項１から２に記載の障害物検出装置。
【請求項４】
前記電磁波送信手段は、装身具及び障害物に取り付けられるものであることを特徴とする請求項１から３に記載の障害物検出装置。
【請求項５】
前記出力手段は、装身具に取り付けられるものであることを特徴とする請求項１から４に記載の障害物検出装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−１８８３９１（Ｐ２００８−１８８３９１Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３４３５（Ｐ２００７−５３４３５）
【出願日】平成１９年２月３日（２００７．２．３）
【出願人】（５０７０６８８７７）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月３日（２００７．２．３）
【出願人】（５０７０６８８７７）
【Ｆターム（参考）】
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