JP3708674B2

JP3708674B2 - Finger-mounted Braille information input / output device

Info

Publication number: JP3708674B2
Application number: JP11964297A
Authority: JP
Inventors: 忠裕坂井; 達哉石原; 英二牧野; 卓司関口
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2017-05-09
Also published as: JPH10307530A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、文字放送、ワードプロセッサ、パソコンあるいは各種キー入力型情報機器のデータ入出力装置を兼ねることのできる指装着型点字情報入出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、視覚障害者は電子文字による情報を電子式点字情報伝達装置を用いて獲得している。６点で構成される１文字の点字の各刺激ピンを上に凸の状態に維持し、元に戻らない静的な呈示方法（以下、静的呈示法と称する）で指を能動的に動かすことによって文字を触知する能動的触知方式として、１行３０〜４０文字分の点字呈示機構から構成される点字情報伝達装置（以下、方式１と称する）が実用化されている。この点字情報伝達装置を使用するにあたっては、触読者は指を前後あるい左右に動かしながら点字１文字を触読し、さらに、右方向に向かって１文字ずつ触読する。数行の文書を触読するにはこの動作を１行ずつ改行しながら繰り返すものとする。
【０００３】
また、他の点字情報伝達の手段としては、特開平６−４３８０３号「点字入力キー」に記載のように、視覚障害者用ワードプロセッサの６点入力キーに圧電素子などの触覚刺激素子を埋め込み、キー入力の機能と点字呈示機能とを兼ね備え、入力した文字を６点入力キーで確認する点字キー入力装置（以下、方式２と称する）がある。この方式のものは、６点入力キーによる入力文字情報を同じ６点入力キー上で確認するものである。
【０００４】
なお、この特開平６−４３８０３号記載のものにおいては、文書の触読に１文字ずつ静的呈示をさせる方法と、触覚刺激ピンを短時間のパルス信号で駆動し、ある時間で刺激ピンが上下に往復する動的呈示をさせる方法とが提案されている。これらいずれの方法でも、１単語あるいは全ての文章をあらかじめ設定された呈示速度で連続的に次々と呈示したものを、指を呈示部にのせたままで触読するようにしている（受動的触知）。
【０００５】
また、バーチャルリアリティ技術の触覚による入出力デバイスとして、「サイバーグローブ」あるいは「サイバータッチ」と呼ばれる入出力装置が実用化されている（以下、方式３と称する）。これは、指の関節などに具えられた歪みゲーシあるいはファイバによって指の曲がり角に応じた電圧を出力し、これを情報機器への入力情報とするものである。情報機器からの出力情報は、データグローブ（データ手袋）の指装着部に備え付けられた空気袋など特殊なデバイスにより、物体に触れたときの触覚を発生してフィードバックを行うことにより伝達している。
【０００６】
さらに、入力情報を獲得するのに、福本ほか「ウェアラブルコンピュータ用キーボード FingeRing」電子情報通信学会論文誌Ａ Vol. Ｊ７９−Ａ No.２ pp. ４６０−４７０（１９９６年２月）に記載されているように、指輪状のリングに加速度センサを設け、これにより、キーボードを打鍵する際の指の振動を検出して情報機器への入力情報を獲得するものもある（以下、方式４と称する）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
視覚障害者が文字放送やＣＤ−ＲＯＭなどの電子文字情報を、「いつでも」あるいは「どこでも」入手できるようにするには、携帯型あるいは装着型の触覚情報伝達装置が必要となる。方式１のものは、１行３０〜４０文字で装置が大型化し、携帯性に問題がある。方式２のものは触覚受容器への刺激の個数が６個しかないため、携帯型には適しているが、この装置も、方式１と同様、デスクトップ型の入出力形態を前提とした装置なので、場所や時間を問わず、例えば、電車の中や歩きながら情報を獲得するには適さない。
【０００８】
さらに、視覚障害者がデータベース検索を実行し、ある情報を触読している途中に別の情報の取得に移行したい場合、意志表示として、その内容を伝えるための何らかの入力操作が必要となるが、入力操作を実行する器官は触読操作を実行している器官と同じ指となるのが一般的である。入出力両機能を具える指との整合を考えると、点字呈示器に入力機能を持たせる（入力キーに点字呈示機能を持たせる）ことが使い易さの上から必要となる。
その上、触読による情報検索を効率よく行うには、文節送りや文節戻しができる必要があり、点字情報伝達装置には触読しながらの呈示速度制御等が行える機能が必要とされる。
【０００９】
これらの問題を解決するためには、方式３のもののように、グローブ（手袋）形式の入出力デバイスを応用して点字入力や点字情報を呈示する方法が考えられる。この場合、点字入力はパーキンス方式の６点入力に対応して指を曲げることによって行い、出力は６本の指に取り付けられた出力デバイスが６点点字に対応した触覚を発生し文字を伝えることになる。しかしながら、この方式は入力部と出力部の両方が独立して必要で装置が複雑化すること、指の曲げによる文字入力は非常に疲れること、さらには、触読する文字列の呈示速度や呈示文字の更新を制御するために、ほかにスイッチ等を設ける必要があるなど、使い勝手の点でまた別の問題がある。
【００１０】
さらに、文字入力方式に関しては、方式４のもののように加速度センサを用いる方式があるが、これは、加速度を検出するのに、他の指とのアイソレーションをとるために指一本一本の加速度センサに対してフィルタが必要であるなどの問題がある。また文字呈示の制御に関しても、方式３の場合と同様な問題を有している。
【００１１】
本発明の目的は、文字放送、ワードプロセッサ、パソコンあるいは各種キー入力型情報機器などで電子化文字情報のデータ入出力装置を兼ねることのできる点字情報入出力装置において、従来装置における上記諸問題を解決し、視覚障害者が指に装着したままで、電子化文字情報の入出力が可能となり、さらに文字の呈示速度や呈示文字の更新の制御が可能となる指装着型点字情報入出力装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明指装着型点字情報入出力装置は、指に装着するリングおよび指サックのいずれかまたはグローブ（手袋）に設けた刺激発生素子を作動させて、触覚受容器としての指を刺激して受動的な触知法により文字情報を伝達するとともに、刺激発生素子と一体化された感圧型センサによって打鍵を検出し、さらに、隣接リング間あるいはグローブの隣接した指間の接触を電気的に検出する手段を併設したもので、これにより、点字情報の刺激による呈示、データ入出力機能および呈示状態の制御を、「いつでも」あるいは「どこでも」簡単に行えるようにした。
【００１３】
すなわち、本発明指装着型展示情報入出力装置は、指に装着して指先に点字情報を伝達する指装着型点字情報入出力装置において、指に装着可能なリングと指サックのうちのいずれか一方又はグローブに設けられた刺激発生素子と、前記刺激発生素子と一体化された感圧型センサとを具えることによって、点字情報について刺激呈示機能とデータ入力機能を併せ有し、前記リングと指サックのうちのいずれか一方又はグローブが、導電性の接点を有し、前記接点への指の接触によって電気的な導通を検出する電気的導通検出手段と、前記電気的導通検出手段によって検出された電気的導通検出信号に応じて呈示する点字情報の更新を行う点字情報更新信号発生手段と、前記電気的導通検出信号に応じて、呈示される点字情報の呈示速度を制御する呈示速度制御手段とを具えることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明指装着型展示情報入出力装置は、前記電気的導通検出手段で検出された前記電気的導通検出信号を、電気的導通時間に応じた２種類の制御信号として検出し、前記制御信号を前記点字情報更新信号発生手段及び前記呈示速度制御手段に出力する接触情報分離検出手段を更に具えることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照し、発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明指装着型点字情報入出力装置の一実施形態を示している。
図１において、１は指輪状をなし、指に装着するための指装着リングである。なお、本図においては、６点点字文字を入力または触読することができるように右、左手の各３本の指（人指し指、中指および薬指）に装着する入出力装置を、それぞれダッシュなし、ダッシュ付き、２ダッシュ付きで右、左のいずれか一方の手についてのみ示している。２は指装着リングの外周の一部あるいは全部をカバーする導電性の接点であり、この場合、指装着リングの内周は絶縁材料とするのが好ましい。３は触覚受容器としての指先を刺激する振動モータなどからなる刺激発生素子である。４は指装着リング１と刺激発生素子３とを接続するための刺激発生素子支持部であり、その長さは、刺激発生素子３が指先に位置するようにするのが好ましいが、刺激発生素子３が直接指装着リング１に接続されたかたちであってもよい。５は、刺激発生素子３と一体となり、これに貼り付けられたスイッチング素子や抵抗変化素子などからなる感圧センサである。また、６は刺激発生素子３と感圧センサ５を支持する支持部である。なお、図１では、接続のためのリード線は省略して示していない。
【００１６】
図２は、以上の構成からなる本発明指装着型点字情報入出力装置を使用し、電子文字情報を入力または触読することができる点字情報伝達装置の一構成例を示している。
図２において、７は電子文字入力メモリ部で、その入力端子から文字放送（リアルタイムの情報）やディスクに記憶されている電子文字情報が取り込まれ、いったん記憶される。所望に応じ、提示のために読み出された電子文字情報（提示情報）は呈示出力刺激素子選択部８において点字情報に変換され、さらに、上述した本発明指装着型点字情報入出力装置の刺激発生素子３をそれぞれ駆動するために６点の駆動信号となる。これら６点の駆動信号は、それぞれアナログＡＮＤゲート９および刺激素子駆動部１０を介して上述の刺激発生素子３に供給される。
【００１７】
一方、呈示状態の制御に関しては、本発明指装着型点字情報入出力装置の指装着リング１の外周に設けられている導電性の接点２を用いてこれを行う。
すなわち、図２においては、ＳＷ₁は点字情報伝達装置の一部ではなく、図１に示す本発明入出力装置のとくに隣接する指の導電性の接点２（例えば、人指し指の）と２′（例えば、中指の）とで構成されるスイッチを意味している。このスイッチＳＷ₁が開放状態にあるかあるいは閉成されているか、閉成されているときには、その閉成時間はどうかの情報を用いて以下の制御を行う。このスイッチＳＷ₁に接続される回路として、１１は、指装着リング１の導電性の接点２，２′の接点情報を相互の接触時間に応じて呈示文字更新（呈示文字更新制御信号（Ａ））と文字の呈示速度の２通りの制御情報に分離する接点情報分離回路である。
なお、図２では、導電性の接点２，２′および接点情報分離回路１１がそれぞれ１つずつしか図示されていないが、その詳細を図３を用いて後述するように、複数の導電性の接点２，２′および接点情報分離回路１１に基づき制御を行うように構成することもできる。
【００１８】
１２は、同じく接点情報から点字情報の更新信号を生成する点字情報更新信号発生部である。１３は点字の呈示速度を制御する呈示速度制御部、それに接続される１４は、呈示速度制御部１３からのクロック周波数制御電圧（Ｂ）に応じて刺激発生素子３（本発明入出力装置の）の駆動信号の周期を決定するクロック発生部であり、Ｖ−Ｆ（電圧−周波数）変換回路によって構成されている。
【００１９】
１５は、接点情報分離回路１１からの文節送り・文節戻し制御信号（Ｃ）および状態検出信号（Ｄ）が供給され、電子文字入力メモリ部７から順に呈示情報を出力する際に、呈示文字を決定する点字情報読出制御部で、これはソフトウェアで制御することも可能である。クロック発生部１４からのクロックが供給され、符号１６で示される回路部は、次段の呈示駆動信号発生部１７のＲＯＭのアドレスを制御し刺激発生素子３を駆動する周期的な駆動信号を生成するための駆動信号制御部であり、カウンタで構成されている。カウンタのスタートは点字情報更新信号発生部１２から供給される更新制御信号をトリガとして行われる。
【００２０】
１７は、刺激発生素子３を駆動する信号を生成する呈示駆動信号発生部で、台形、sin 波形などの駆動信号が記憶されたＲＯＭなどから構成されている。１８は、適切な周波数の振動を発生する振動発生部で、呈示駆動信号発生部１７の駆動信号と混合される。ここでは混合の例として加算器を用いる場合を示したが、加算器に代わり乗算器を用いても同様の効果を得ることができる。１９は、１文字の呈示の終了を検出し、自動で文字の更新を行うトリガ信号を生成する呈示周期検出部である。ＳＷ₂は、触読モードにより文字更新信号発生制御を切り替えるスイッチで、手動で文字更新を行う場合には接点ａが、自動で文字更新を行う場合には接点ｂがそれぞれ選択される。また、上述した符号９で示すアナログＡＮＤゲート回路は、呈示駆動信号とＯＮまたはＯＦＦの呈示出力刺激素子選択信号とを混合するゲート回路である。
【００２１】
図３は、上述の点字情報伝達装置において、接点情報分離回路１１および自動の場合における呈示速度制御部１３の詳細を示していて、特に、本例の場合、右、左両手それぞれの指装着リング１の導電性の接点２および２′（図１参照）を用いて、２種類以上の呈示状態の制御を行い得るようにしたものである。
【００２２】
図３において、右手の２本の指でスイッチＳＷ₁を構成する隣接リング間の導電性の接点がそれぞれ２_R,２_R′で示され、同様に左手に関してそれぞれ２_L,２_L′で示されている。以下に、これら接点から得られる接点情報、すなわち接点の接触時間の短長により２種類の制御信号に分離する動作を、図４に示すタイムチャートを参照して説明する。
【００２３】
この場合、制御項目の一つ目は、文字呈示速度の制御である。例えば、右手の指装着リング１の接点２_R,２_R′が接触する毎に呈示速度を速く、左手の指装着リング１の接点２_L,２_L′が接触する毎に遅くなるような制御信号Ｂ（図３参照）を発生するようにする。また、制御項目の二つ目は、文章を触読するときに文節送り、あるいは文節戻しを行う場合の制御である。この場合には、右手の指装着リング１の接点２_R,２_R′が接触する時間を文字更新の速度制御の場合と比較して十分長くし、例えば、右手の指装着リング１の接点２_R,２_R′が接触したときは文節送り、左手の指装着リング１の接点２_L,２_L′が接触したときは文節戻しとする制御信号Ｃ（図３参照）を発生するようにする。
また、呈示文字更新制御信号Ａ（図３参照）は手動（マニュアル）文字更新モードの場合の制御信号で、図示のスイッチＳＷ₂により切り替えられる。
【００２４】
図４において、（ａ）は短時間の接点入力、（ｂ）は反転出力を示している。右手の指装着リング１の接点２_R,２_R′がtin １時間接触すると、モノマルチ２０は一定期間のパルス幅ｔ１の信号（ｄ）を発生する。接点入力の反転信号（ｂ）は微分回路２１において微分（ｃ）され、これとモノマルチ２０の出力（ｄ）との間でゲート出力（ｅ）を発生する。
【００２５】
いま、スイッチＳＷ₂がｂ側（すなわち、自動）を選択しているものとする。呈示速度制御部１３（図２参照）中のＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ２２は接点ゲート出力ｅをカウントしリング接触回数に応じてカウントを増加する。ここで、左手の指装着リング１の接点２_L,２_L′が接触したとき状態ラッチ２４の出力は反転する。状態（ｈ）の反転によりＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ２２はダウン動作となり、接点入力数に応じてカウントを減少する。ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ２２の出力（ｉ）はＤ−Ａコンバータ２３でアナログ電圧（ｊ）に変換され、クロック周波数制御電圧となる。上記において、ラッチ回路は、例えば左手の指装着リング１の接点２_L,２_L′がＯＮ動作を繰り返すときには論理“Ｌ”、右手の場合には、論理“Ｈ”に設定されているものとする。
【００２６】
また、右手の指装着リング１の接点２_R,２_R′の接点入力信号のローパスフィルタ２５の出力は（ｆ）に示すような積分波形となり、短時間の接点入力では波形整形回路２６のスレッシホールドゲートレベルに到達しない（図４の波形（ｆ）に点線で示す）ので波形整形回路２６を介して取り出された出力（ｇ）は論理“Ｈ”である。
【００２７】
これに対し、上述のtin １に比べて十分に長い接触時間tin ２の場合、微分回路２１の出力とモノマルチ２０の出力とのゲート出力＜ｏ＞が論理“Ｈ”とはならず、従って、ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ２２の状態は変化しない。また、ローパスフィルタ２５の出力は接点の接触時間が十分長いのでスレッシホールドゲートレベルを超え（図４の波形＜ｐ＞に点線で示す）波形整形回路２６により文節送り・文節戻し制御信号＜ｑ＞を得る。文節送りか文節戻しかは、状態検出信号Ｄにより行う。
【００２８】
次に、本発明指装着型点字情報入出力装置を用いて、点字の触読時において文字の呈示が自動的に更新される自動更新モード、および１字毎に確認して文字を更新する手動（マニュアル）更新モードについて、再度、図１および図２を参照して詳細に説明する。
【００２９】
まず、自動更新モードについて説明する。
外部情報機器の点字情報が、まず電子文字入力メモリ部７に格納されている。自動更新モードでは、既に説明したように、触読者が隣接する指装着リング１の導電性の接点２，２′を短時間任意の回数接触することによって、クロック周波数制御電圧を設定し、これによって呈示速度制御部１３、クロック発生部１４で電圧に応じたクロック信号を発生させる。駆動信号制御部１６は巡回型のカウンタにより入力されたクロック信号をカウントし、呈示駆動信号発生部１７においてカウントアドレスに応じ、あらかじめＲＯＭに記憶された駆動信号、例えば台形波などの波形を有する駆動信号を生成する。また、この駆動信号は、クロック周波数に応じ巡回型カウンタの１周期ごとに繰り返し生成されるようになっている。さらに、この駆動信号は、振動発生部１８から供給される適切な周波数を有する振動波形と混合され、刺激発生素子３（本発明指装着型点字情報入出力装置の）の駆動信号となる。
【００３０】
これと同時に、駆動信号の周期が呈示周期検出部１９により検出されるとともに、点字情報更新信号発生部１２において、次の呈示文字をアクセスする文字更新信号が生成され、点字情報読出制御部１５に送られる。点字情報読出制御部１５においては、電子文字入力メモリ部７に格納されている文字列情報から次の呈示文字を読み出す。呈示出力刺激素子選択部８からは各刺激発生素子３に対して６点の点字に対応し論理“Ｈ”を出力する。この出力はアナログＡＮＤゲート回路９において混合器（図２において、
【外１】

で示される）からの振動を伴った駆動信号と論理積（乗算処理）がとられ、さらに、刺激素子駆動部１０で電圧増幅されて本発明指装着型点字情報入出力装置の刺激発生素子３を駆動する。
【００３１】
また、触読時に文節送りや文節戻しが必要になった時には、隣接する指装着リング１の接点２，２′を時間的に長めに接触させることにより点字情報読出制御部１５を制御し、文節の文字長を検出した後で文字数だけアドレスを前進あるいは後退させることによって、電子文字入力メモリ部７から制御に応じたデータ読み出しを行う。
【００３２】
一方、手動（マニュアル）更新モードでは、スイッチＳＷ₂は接点ａ側を選択しているので、呈示文字更新制御信号Ａが接点情報分離回路１１より直接点字情報更新信号発生部１２に出力される。これにより文字更新が触読者の意志で行われる。なお、図３では右手の指装着リング１の接点２_R，２_R′が接触したときに呈示文字更新制御信号Ａが出力される構成を示したが、これは左手の指装着リング１の接点２_L，２_L′が接触したとき出力されるようにしてもよいことは言うまでもない。
【００３３】
このように、隣接する指装着リング１の導電性の接点を接触させることによりその接触時間に応じて、状態変更のための２つの制御を行うことができ、隣接する指装着リングの接点によって構成される数少ない制御スイッチで文字更新や文字呈示速度の変更あるいは文節送りあるいは文節戻しなどの制御を行うことができる。
【００３４】
最後に、文字などのキー入力動作を説明する。
図５は、本発明指装着型点字情報入出力装置を用いて６点点字ワープロキー入力動作を行う構成例を示している。
図５において、５は抵抗変化素子などからなる感圧センサ、２７は、感圧センサ５から供給される電圧が適正なスレシホールド電圧を越えたときに論理“Ｈ”を出力するコンパレータなどのレベル検出回路である。文字のキー入力時は、例えば、机上や大腿部上で６点点字の規則に従い打鍵される。抵抗変化素子を用いた場合、感圧センサ５は打鍵された強さに応じて抵抗値が変化する。レベル検出回路２７ではその抵抗値変化を電圧変化に変換する。変換された電圧がスレシホールドゲートレベル以上の電圧で論理“Ｈ”となり、１の点から６の点まで６点それぞれの点字の入力信号となって外部に出力する。これにより、本発明指装着型点字情報入出力装置の入力動作を可能にする。
【００３５】
上記において、感圧センサの出力は、通常の押し下げ圧力をかけた場合と打鍵した場合とでは明確に出力値に差があるので、設定されたスレシホールドゲートレベルを超えない範囲での押し下げ圧力の変化を上記のスレシホールドゲートレベルより低い電圧に設定した第２のスレシホールドゲートレベルを用いてこれを検出することにより、呈示文字の更新、文字呈示速度の制御など他の制御信号として使用することも可能である。
【００３６】
以上においては、指装着リングに適用した本発明指装着型点字情報入出力装置を、その発明の実施形態として説明してきたが、同一位置に導電性の電極を取り付けるなどして、これはまた、指に装着する指サックやグローブ（手袋）に適用し得ることも自明であろう。
【００３７】
【発明の効果】
本発明指装着型点字情報入出力装置は、指に装着可能なリング（指装着リング）、指サックあるいはグローブ（手袋）に、刺激発生素子と感圧センサを一体化して装着し、さらに、隣接する指装着リングの接触を電気的に検出する手段を併設するようにしたものであるから、点字文字の触読および点字ワープロの入力ができ、さらに、文字情報の触読時には指先の押し下げ圧力を検出し、または指装着リング、指サックあるいはグローブの隣接する指の導電性の電極の接触を検出することにより、呈示文字の更新、文字呈示速度あるいは文節送り・文節戻しなど複数の制御を行うことが可能となる。
【００３８】
また、本発明点字情報入出力装置によれば、文字放送などの電子文字の取得に際してのキーボードの操作や、文節送り・文節戻し制御のための特別なスイッチあるいはボリュームの操作などが不要となり、小型・携帯に適し、「いつでも」あるいは「どこでも」点字情報の入出力が可能な指装着型点字情報入出力装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明指装着型点字情報入出力装置の一実施形態を示している。
【図２】本発明点字情報入出力装置を使用し、電子文字情報を入力または触読することができる点字情報伝達装置の一構成例を示している。
【図３】図２に示す点字情報伝達装置中、接点情報分離回路および呈示速度制御部の詳細を示している。
【図４】図３に示す回路中の各部信号波形を示している。
【図５】本発明指装着型点字情報入出力装置を用いて６点点字ワープロのキー入力動作を行う構成例を示している。
【符号の説明】
１，１′，１″ 指装着リング
２，２′，２″ 導電性の接点
２_R,２_R′右手の導電性の接点
２_L,２_L′左手の導電性の接点
３，３′，３″ 刺激発生素子
４，４′，４″ 刺激発生素子支持部
５，５′，５″ 感圧センサ
６，６′，６″ 支持部
７電子文字入力メモリ部
８呈示出力刺激素子選択部
９アナログＡＮＤゲート
10 刺激素子駆動部
11, 11′接点情報分離回路
12 点字情報更新信号発生部
13 呈示速度制御部
14 クロック発生部
15 点字情報読出制御部
16 駆動信号制御部
17 呈示駆動信号発生部
18 振動発生部
19 呈示周期検出部
20，20′ モノマルチ
21，21′ 微分回路
22 ＵＰ−ＤＯＷＮカウンタ
23 Ｄ−Ａコンバータ
24 状態検出ラッチ
25，25′ ローパスフィルタ
26，26′ 波形整形回路
27 レベル検出回路
SW₁, SW₁′, SW₂，SW₂′ スイッチ
Ａ呈示文字更新制御信号
Ｂクロック周波数制御電圧
Ｃ文節送り・文節戻し制御信号
Ｄ状態検出信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a finger-worn Braille information input / output device that can also serve as a data input / output device for character broadcasting, a word processor, a personal computer, or various key input type information devices.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, visually handicapped persons acquire information by electronic characters using an electronic braille information transmission device. Each stimulus pin of one character composed of six points is maintained in a convex state upward, and the finger is actively moved by a static presentation method (hereinafter referred to as a static presentation method) that does not return to the original state. As an active tactile method for palpating characters, a braille information transmission device (hereinafter referred to as method 1) composed of a braille presentation mechanism for 30 to 40 characters per line has been put into practical use. When using this Braille information transmission device, the palpator touches one Braille character while moving his / her finger back and forth or left and right, and further touches it one character at a time in the right direction. To read several lines of documents, this operation is repeated line by line.
[0003]
As another means for transmitting Braille information, as described in JP-A-6-43803 “Braille input key”, a tactile stimulation element such as a piezoelectric element is embedded in the 6-point input key of a word processor for the visually impaired, There is a Braille key input device (hereinafter referred to as method 2) that has both a key input function and a Braille presentation function and confirms an input character with a 6-point input key. In this system, input character information by a 6-point input key is confirmed on the same 6-point input key.
[0004]
In the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-43803, a tactile stimulation pin is driven by a short pulse signal and a method for statically presenting one character at a time for tactile reading of a document. A method for dynamic presentation that reciprocates up and down has been proposed. In any of these methods, one word or all sentences are continuously presented at a preset presentation speed one after another with the finger placed on the presentation part (passive palpation). ).
[0005]
In addition, an input / output device called “Cyber Globe” or “Cyber Touch” has been put into practical use as an input / output device based on the sense of touch of virtual reality technology (hereinafter referred to as “method 3”). In this method, a voltage corresponding to the bending angle of a finger is output by a strain gage or fiber provided in a finger joint or the like, and this is used as input information to an information device. Output information from information equipment is transmitted by generating feedback and giving feedback when touching an object using a special device such as an air bag attached to the finger wearing part of a data glove. .
[0006]
Furthermore, Fukumoto et al. “Wearable Computer Keyboard FingeRing” is described in IEICE Transactions A Vol. J79-A No.2 pp. 460-470 (February 1996) to obtain input information. In some cases, an acceleration sensor is provided on a ring-shaped ring, and thereby, vibration of a finger when a keyboard is pressed is detected to acquire input information to an information device (hereinafter referred to as method 4).
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In order for visually handicapped persons to obtain electronic character information such as teletext and CD-ROM “anytime” or “anywhere”, a portable or wearable tactile information transmission device is required. In the system 1, the apparatus becomes large with 30 to 40 characters per line, and there is a problem in portability. The method 2 is suitable for a portable type because there are only 6 stimuli to the tactile receptor, but this device is also a device based on a desktop type input / output form, as in the case of the method 1. It is not suitable for acquiring information while walking or walking, for example, regardless of place or time.
[0008]
Furthermore, if a visually handicapped person wants to move to the acquisition of other information while performing a database search and palpating some information, some input operation is required to convey the contents as a will display. Generally, the organ that performs the input operation is the same finger as the organ that performs the tactile reading operation. Considering the matching with a finger having both input and output functions, it is necessary for ease of use to provide the braille presenter with an input function (providing the input key with a braille presenting function).
In addition, in order to efficiently perform information retrieval by tactile reading, it is necessary to be able to send and return clauses, and the Braille information transmission device is required to have a function capable of controlling the presentation speed while tactilely reading.
[0009]
In order to solve these problems, there is a method of applying Braille input and Braille information by applying a glove-type input / output device as in the method 3. In this case, Braille input is performed by bending a finger corresponding to Perkins 6-point input, and output is performed by an output device attached to 6 fingers generating a tactile sensation corresponding to 6 Braille. become. However, this method requires both an input unit and an output unit independently, which complicates the device, makes it very tiring to input characters by bending a finger, and presents the speed and presentation of the character string to be read. There is another problem in terms of usability, for example, it is necessary to provide other switches to control the update of characters.
[0010]
Furthermore, as for the character input method, there is a method that uses an acceleration sensor like the one of method 4, but this detects each acceleration in order to isolate the finger from other fingers. There is a problem that a filter is necessary for the acceleration sensor. Further, the control of character presentation has the same problem as in the case of method 3.
[0011]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in conventional devices in a Braille information input / output device that can also serve as a data input / output device for digitized character information in character broadcasting, word processors, personal computers or various key input type information devices. In addition, a finger-worn Braille information input / output device is provided that enables digitized character information to be input / output while the visually handicapped person is wearing it on the finger, and further enables control of character display speed and update of the displayed character. There is to do.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a finger-worn Braille information input / output device according to the present invention operates a stimulus generating element provided on any of a ring and a finger sack or a glove (gloves) to be worn on a finger, thereby providing a tactile receptor. Stimulates the finger and transmits character information by passive tactile sensing, detects keystrokes with a pressure-sensitive sensor integrated with the stimulus generating element, and further between adjacent rings or between adjacent fingers of the glove This means that the presentation of Braille information, the data input / output function, and the control of the presentation state can be easily performed “anytime” or “anywhere”.
[0013]
In other words, the finger-mounted display information input / output device of the present invention is a finger-mounted Braille information input / output device that is mounted on a finger and transmits Braille information to the fingertip . One or both of the stimulus generating element provided on the globe and a pressure-sensitive sensor integrated with the stimulus generating element have a stimulus presentation function and a data input function for braille information, and the ring and finger Either one of the sacks or the glove has a conductive contact, and is detected by the electrical continuity detecting means for detecting electrical continuity by contact of a finger with the contact, and the electrical continuity detecting means. Braille information update signal generating means for updating Braille information presented in response to the electrical continuity detection signal, and controlling the presentation speed of the Braille information presented in response to the electrical continuity detection signal It is characterized in that it comprises a presentation speed control means that.
[0014]
The finger-mounted display information input / output device of the present invention detects the electrical continuity detection signal detected by the electrical continuity detection means as two types of control signals corresponding to the electrical continuity time, and controls the control. It further comprises contact information separation detecting means for outputting a signal to the Braille information update signal generating means and the presentation speed control means .
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of the finger-fitting Braille information input / output device of the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a finger attachment ring that has a ring shape and is attached to a finger. In this figure, the input / output devices attached to the three fingers (index finger, middle finger, and ring finger) of each of the right and left hands so that 6 Braille characters can be input or read can be displayed without dashes, Only one of the right and left hands with dashes and with two dashes is shown. Reference numeral 2 denotes a conductive contact that covers part or all of the outer periphery of the finger mounting ring. In this case, the inner periphery of the finger mounting ring is preferably made of an insulating material. Reference numeral 3 denotes a stimulus generating element including a vibration motor for stimulating a fingertip as a tactile receptor. 4 is a stimulus generating element support for connecting the finger wearing ring 1 and the stimulus generating element 3, and the length thereof is preferably such that the stimulus generating element 3 is located at the fingertip. 3 may be directly connected to the finger mounting ring 1. Reference numeral 5 denotes a pressure-sensitive sensor that is integrated with the stimulus generating element 3 and includes a switching element, a resistance change element, and the like attached thereto. Reference numeral 6 denotes a support portion that supports the stimulus generating element 3 and the pressure sensor 5. In FIG. 1, lead wires for connection are not shown.
[0016]
FIG. 2 shows an example of the configuration of a Braille information transmission device that can input or read electronic character information using the finger-fitting Braille information input / output device of the present invention having the above-described configuration.
In FIG. 2, reference numeral 7 denotes an electronic character input memory unit which takes in character broadcast (real-time information) and electronic character information stored on a disk from its input terminal and temporarily stores it. If desired, the electronic character information (presentation information) read for presentation is converted into Braille information by the presentation output stimulating element selection unit 8, and the stimulus of the above-described finger-worn braille information input / output device of the present invention is further converted. In order to drive each of the generating elements 3, six driving signals are obtained. These six driving signals are supplied to the above-described stimulation generating element 3 via the analog AND gate 9 and the stimulation element driving unit 10, respectively.
[0017]
On the other hand, regarding the control of the presentation state, this is performed using the conductive contact 2 provided on the outer periphery of the finger wearing ring 1 of the finger wearing type Braille information input / output device of the present invention.
In other words, in FIG. 2, SW ₁ is not a part of the Braille information transmission device, but the conductive contacts 2 (for example, the index finger) and 2 ′ (for example, the index finger) of the adjacent finger of the input / output device of the present invention shown in FIG. For example, it means a switch composed of a middle finger). When the switch SW ₁ is in the open state, closed, or closed, the following control is performed using information about the closing time. As a circuit connected to the switch SW ₁ , reference numeral 11 is used to update the contact information of the

conductive contacts

2 and 2 ′ of the finger wearing ring 1 according to the mutual contact time (presented character update control signal (A)). ) And the character information presentation speed.
In FIG. 2, only one

conductive contact

2, 2 ′ and one contact information separation circuit 11 are shown. However, as will be described in detail later with reference to FIG. 3, a plurality of conductive contacts The control may be performed based on the contacts 2, 2 'and the contact information separation circuit 11.
[0018]
Reference numeral 12 denotes a Braille information update signal generator that similarly generates an update signal of Braille information from the contact information. Reference numeral 13 denotes a presentation speed control unit for controlling the presentation speed of braille, and 14 connected to the stimulus generation element 3 (of the input / output device of the present invention) according to the clock frequency control voltage (B) from the presentation speed control unit 13. This is a clock generator that determines the period of the drive signal of the first and second circuits, and is constituted by a VF (voltage-frequency) conversion circuit.
[0019]
15 is supplied with the phrase feed / sentence return control signal (C) and the state detection signal (D) from the contact information separation circuit 11, and when the presentation information is sequentially output from the electronic character input memory unit 7, The Braille information reading control unit to be determined can be controlled by software. A clock is supplied from the clock generator 14, and a circuit unit indicated by reference numeral 16 generates a periodic drive signal for controlling the ROM address of the presentation drive signal generator 17 in the next stage to drive the stimulus generator 3. This is a drive signal control unit for the purpose, and is configured by a counter. The counter is started by using an update control signal supplied from the braille information update signal generator 12 as a trigger.
[0020]
Reference numeral 17 denotes a presentation drive signal generation unit that generates a signal for driving the stimulus generating element 3, and includes a ROM that stores drive signals such as trapezoids and sin waveforms. Reference numeral 18 denotes a vibration generating unit that generates vibrations of an appropriate frequency, and is mixed with the drive signal of the presentation drive signal generating unit 17. Here, the case of using an adder is shown as an example of mixing, but the same effect can be obtained even if a multiplier is used instead of the adder. Reference numeral 19 denotes a presentation cycle detection unit that detects the end of presentation of one character and generates a trigger signal for automatically updating the character. SW ₂ is a switch for switching the character update signal generation control according to the tactile reading mode. The contact a is selected when the character is updated manually, and the contact b is selected when the character is automatically updated. The analog AND gate circuit denoted by reference numeral 9 described above is a gate circuit that mixes the presentation drive signal and the ON / OFF presentation output stimulation element selection signal.
[0021]
FIG. 3 shows details of the contact information separating circuit 11 and the presenting speed control unit 13 in the case of the automatic in the Braille information transmission device described above, and in particular, in the case of this example, the finger wearing rings of the right and left hands respectively. One conductive contact 2 and 2 '(see FIG. 1) can be used to control two or more types of presentation states.
[0022]
In FIG. 3, the conductive contacts between adjacent rings constituting the switch SW ₁ with the two fingers of the right hand are indicated by 2 _{R and} 2 _R ′, respectively, and are similarly indicated by 2 _{L and} 2 _L ′ for the left hand, respectively. Has been. In the following, the contact information obtained from these contacts, that is, the operation of separating into two types of control signals according to the short contact time of the contacts will be described with reference to the time chart shown in FIG.
[0023]
In this case, the first control item is control of the character presentation speed. For example, the control is such that the presentation speed is increased each time the contacts 2 _{R and} 2 _R ′ of the right hand finger wearing ring 1 are brought into contact, and is slowed down every time the contacts 2 _{L and} 2 _L ′ of the left hand finger wearing ring 1 are brought into contact. A signal B (see FIG. 3) is generated. The second control item is control when a phrase is sent or returned when a sentence is read. In this case, the contact time of the contacts 2 _R, 2 _R ′ of the finger attachment ring 1 of the right hand is made sufficiently longer than the case of the speed control for character update. For example, the contact 2 of the finger attachment ring 1 of the right hand A control signal C (see FIG. 3) is generated to send a phrase when _R, 2 _R ′ touches, and to return a phrase when the contacts 2 _L, 2 _L ′ of the finger mounting ring 1 on the left hand touch. .
Further, (see FIG. 3) presented character update control signal A by a control signal for manual (manual) character update mode is switched by the switch SW ₂ illustrated.
[0024]
4A shows a short-time contact input, and FIG. 4B shows an inverted output. When the contacts 2 _R, 2 _R ′ of the finger mounting ring 1 on the right hand are in contact with tin for 1 hour, the monomulti 20 generates a signal (d) having a pulse width t1 for a certain period. The inversion signal (b) of the contact input is differentiated (c) in the differentiating circuit 21, and a gate output (e) is generated between this and the output (d) of the mono-multi 20.
[0025]
Now, it is assumed that the switch SW ₂ selects the b-side (i.e., automatic). The UP-DOWN counter 22 in the presenting speed control unit 13 (see FIG. 2) counts the contact gate output e and increases the count according to the number of ring contacts. Here, when the contacts 2 _{L and} 2 _L ′ of the finger mounting ring 1 of the left hand come into contact, the output of the state latch 24 is inverted. Due to the inversion of the state (h), the UP-DOWN counter 22 goes down, and the count is decreased according to the number of contact inputs. The output (i) of the UP-DOWN counter 22 is converted to an analog voltage (j) by the DA converter 23 and becomes a clock frequency control voltage. In the above, for example, the latch circuit is set to logic “L” when the contacts 2 _{L and} 2 _L ′ of the finger mounting ring 1 of the left hand repeat ON operation, and to logic “H” in the case of the right hand. To do.
[0026]
Further, the output of the low-pass filter 25 of the contact input signal of the contacts 2 _{R and} 2 _R ′ of the finger mounting ring 1 on the right hand has an integrated waveform as shown in FIG. Since the threshold gate level is not reached (indicated by a dotted line in the waveform (f) in FIG. 4), the output (g) taken out through the waveform shaping circuit 26 is logic “H”.
[0027]
On the other hand, when the contact time tin 2 is sufficiently longer than the above tin 1, the gate output <o> between the output of the differentiating circuit 21 and the output of the monomulti 20 does not become logic “H”. The state of the UP-DOWN counter 22 does not change. The output of the low-pass filter 25 exceeds the threshold gate level because the contact time of the contact is sufficiently long (indicated by a dotted line in the waveform <p> in FIG. 4). > Whether the phrase is sent or returned is determined by a state detection signal D.
[0028]
Next, using the finger-mounted Braille information input / output device of the present invention, an automatic update mode in which the presentation of characters is automatically updated when reading Braille, and a manual in which characters are updated by checking each character. The (manual) update mode will be described again in detail with reference to FIGS. 1 and 2 again.
[0029]
First, the automatic update mode will be described.
Braille information of the external information device is first stored in the electronic character input memory unit 7. In the automatic update mode, as described above, the tactile reader sets the clock frequency control voltage by touching the conductive contacts 2 and 2 'of the adjacent finger-mounted ring 1 for a short time and an arbitrary number of times. A clock signal corresponding to the voltage is generated by the presentation speed control unit 13 and the clock generation unit 14. The drive signal control unit 16 counts the clock signal input by the cyclic counter, and the drive signal having a waveform such as a trapezoidal wave is stored in advance in the ROM according to the count address in the presentation drive signal generation unit 17. Generate a signal. The drive signal is repeatedly generated for each cycle of the cyclic counter according to the clock frequency. Further, this drive signal is mixed with a vibration waveform having an appropriate frequency supplied from the vibration generator 18 and becomes a drive signal for the stimulus generator 3 (of the finger-fitting type braille information input / output device of the present invention).
[0030]
At the same time, the period of the drive signal is detected by the presentation period detector 19, and a character update signal for accessing the next presented character is generated in the Braille information update signal generator 12, and the Braille information read controller 15 Sent. The braille information read control unit 15 reads the next presented character from the character string information stored in the electronic character input memory unit 7. The presentation output stimulating element selection unit 8 outputs logic “H” corresponding to six brailles to each stimulating element 3. This output is mixed in the analog AND gate circuit 9 by a mixer (in FIG.
[Outside 1]

And a drive signal accompanied by vibration (multiplier processing) is taken, and the voltage is amplified by the stimulating element driving unit 10 to be stimulated generating element 3 of the finger-fitting braille information input / output device of the present invention. Drive.
[0031]
In addition, when it becomes necessary to send or return a sentence during palpation, the braille information reading control unit 15 is controlled by bringing the contact points 2 and 2 'of the adjacent finger-mounted ring 1 into contact with each other for a long time. After the character length is detected, the address is moved forward or backward by the number of characters to read data from the electronic character input memory unit 7 in accordance with the control.
[0032]
On the other hand, in the manual (manual) update mode, the switch SW ₂ selects the contact a side, so that the presentation character update control signal A is directly output from the contact information separation circuit 11 to the braille information update signal generator 12. As a result, the character is updated at the will of the reader. FIG. 3 shows a configuration in which the presentation character update control signal A is output when the

contacts

2 _R and 2 _R ′ of the right hand finger wearing ring 1 are in contact with each other. Needless to say, it may be output when 2 _L and 2 _L ′ contact.
[0033]
In this way, by contacting the conductive contact of the adjacent finger mounting ring 1, two controls for changing the state can be performed according to the contact time, and it is configured by the contact of the adjacent finger mounting ring. With few control switches, it is possible to perform control such as character update, change of the character presentation speed, phrase feed or phrase return.
[0034]
Finally, the key input operation for characters and the like will be described.
FIG. 5 shows a configuration example in which a 6-braille word processor key input operation is performed using the finger-mounted braille information input / output device of the present invention.
In FIG. 5, reference numeral 5 denotes a pressure-sensitive sensor composed of a resistance change element, and 27 denotes a comparator that outputs logic “H” when the voltage supplied from the pressure-sensitive sensor 5 exceeds an appropriate threshold voltage. This is a level detection circuit. When inputting a character key, for example, the key is struck in accordance with a six-point braille rule on a desk or thigh. When a resistance change element is used, the resistance value of the pressure-sensitive sensor 5 changes according to the keyed strength. The level detection circuit 27 converts the resistance value change into a voltage change. The converted voltage becomes logic “H” when the voltage is equal to or higher than the threshold gate level, and is output to the outside as Braille input signals of 6 points from 1 point to 6 points. Thereby, the input operation of the finger wearing type braille information input / output device of the present invention is enabled.
[0035]
In the above, the output of the pressure sensor has a clear difference between the output value when the normal pressing pressure is applied and when the key is pressed, so the pressing pressure within the range that does not exceed the set threshold gate level. By detecting this using the second threshold gate level set to a voltage lower than the above threshold gate level, other control signals such as the updating of the presentation character, the control of the character presentation speed, etc. It is also possible to use it.
[0036]
In the above, the present invention finger-fitting Braille information input / output device applied to the finger-fitting ring has been described as an embodiment of the invention, such as attaching conductive electrodes at the same position, It will be obvious that the present invention can be applied to a finger sack or a glove attached to a finger.
[0037]
【The invention's effect】
The finger-fitting Braille information input / output device of the present invention has a stimulus generating element and a pressure-sensitive sensor integrally attached to a ring (finger wearing ring), finger sack or glove (glove) that can be attached to a finger, Since it is equipped with a means to electrically detect the contact of the finger wearing ring, it is possible to read Braille characters and input Braille word processors, and to press down the fingertip pressure when reading character information Performing multiple controls such as detection or renewal of the presented character, character presentation speed or phrase advance / return, by detecting or detecting contact of the conductive electrode of the finger wearing ring, finger sack or adjacent finger of the glove Is possible.
[0038]
In addition, according to the Braille information input / output device of the present invention, it is not necessary to operate a keyboard when acquiring electronic characters such as teletext, or to operate a special switch or volume for controlling phrase forwarding / sentence return, and so on. A finger-fitting Braille information input / output device that is suitable for carrying and can input / output Braille information “anytime” or “anywhere” can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of the finger-fitting braille information input / output device of the present invention.
FIG. 2 shows an example of the configuration of a Braille information transmission device that can input or tactile electronic character information using the Braille information input / output device of the present invention.
FIG. 3 shows details of a contact information separating circuit and a presentation speed control unit in the Braille information transmission device shown in FIG. 2;
4 shows signal waveforms at various parts in the circuit shown in FIG. 3;
FIG. 5 shows a configuration example in which a key input operation of a 6-braille word processor is performed using the finger-fitting braille information input / output device of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 1 ', 1 "

finger mounting ring

2, 2', 2" conductive contact 2 _R, 2 _R 'right hand conductive contact 2 _L, 2 _L ' left hand

conductive contact

3, 3 ', 3 "

stimulus generating element

4, 4 ', 4" stimulus generating

element supporting part

5, 5', 5 "

pressure sensor

6, 6 ', 6" supporting part 7 electronic character input memory part 8 presentation output stimulating element selecting part 9 Analog AND gate
10 Stimulator drive
11, 11 'contact information separation circuit
12 Braille information update signal generator
13 Presentation speed controller
14 Clock generator
15 Braille information readout controller
16 Drive signal controller
17 Presentation drive signal generator
18 Vibration generator
19 Presentation cycle detector
20, 20 ′ mono multi
21, 21 'Differentiation circuit
22 UP-DOWN counter
23 DA converter
24 Status detection latch
25, 25 'low-pass filter
26, 26 'waveform shaping circuit
27 level detection circuit
SW ₁ , SW ₁ ′, SW ₂ , SW ₂ ′ Switch A Presented character update control signal B Clock frequency control voltage C Phrase feed / phrase return control signal D State detection signal

Claims

In a finger-worn braille information input / output device that is worn on a finger and transmits braille information to a fingertip, a stimulus generating element provided on one of a ring and a finger sack that can be worn on the finger or a glove, and the stimulus By providing a pressure-sensitive sensor integrated with the generating element, it has a stimulus presentation function and a data input function for braille information, and either one of the ring and the finger suck or a glove is made of conductive material. An electrical continuity detecting means for detecting electrical continuity by contact of a finger with the contact, and braille information presented in response to the electrical continuity detection signal detected by the electrical continuity detecting means and braille information update signal generating means for updating, in response to said electrical conduction detection signal, characterized in that it comprises a presentation speed control means for controlling the presentation speed of the braille information to be presented Wearable braille information input and output device.

The finger-worn Braille information input / output device according to claim 1, wherein the electrical continuity detection signal detected by the electrical continuity detection means is detected as two types of control signals according to electrical continuity time, A finger-worn Braille information input / output device further comprising contact information separation detection means for outputting a control signal to the Braille information update signal generation means and the presentation speed control means .