KR100914648B1 - Braille module made by MEMS process and Braille apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 점자 출력 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저렴한 비용으로 소형으로 제작할 수 있으며 용이하게 점자를 인식할 수 있는 점자 출력 모듈 및 이를 구비하는 점자 출력 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a braille output device, and more particularly, to a braille output module and a braille output device having the same that can be manufactured in a small and low cost at a low cost.

본 발명에 따른 점자 출력 모듈과 점자 출력 장치는 MEMS 공정을 이용하여 제작함으로써, 점자 출력 모듈을 휴대하기 편리한 소형으로 저렴하게 제작할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 점자 출력 장치는 출력하고자 하는 문자가 입력되는 입력부와 입력된 문자를 점자로 변환하는 변환부를 구비함으로써, 다양한 디지털 기기로부터 입력되는 문자를 용이하게 점자로 변환하여 출력할 수 있다. The braille output module and the braille output device according to the present invention can be manufactured by using a MEMS process, so that the braille output module can be manufactured in a small size and at a low cost, which is convenient to carry. In addition, the braille output device according to the present invention includes an input unit for inputting a character to be output and a conversion unit for converting the input character into braille, thereby easily converting and outputting characters input from various digital devices to Braille. .

점자, 점자 출력, MEMS Braille, braille output, MEMS

Description

ＭＥＭＳ 공정으로 제작된 점자 출력 모듈 및 이를 구비하는 점자 출력 장치{Braille module made by MEMS process and Braille apparatus}Braille output module manufactured by MEMS process and braille output device having the same {Braille module made by MEMS process and Braille apparatus}

본 발명은 점자 출력 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저렴한 비용으로 소형으로 제작할 수 있으며 용이하게 점자를 인식할 수 있는 점자 출력 모듈 및 이를 구비하는 점자 출력 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a braille output device, and more particularly, to a braille output module and a braille output device having the same that can be manufactured in a small and low cost at a low cost.

컴퓨터, 이동통신 단말기, PDA, PMP 등의 각종 전자 및 휴대 전자 장치의 보급도가 증대되고 있다. 이러한 전자 장치들의 사용은 디지털 정보에의 접근 여부를 결정함으로써 다른 형태의 디지털 디바이드(digital divide)를 야기하고 있는데, 기존의 통상적인 전자 장치들은 신체적인 어려움을 수반하지 않은 비장애인을 기준으로 설계되기 때문에, 장애인들의 접근성이 어려웠다.The spread of various electronic and portable electronic devices such as computers, mobile communication terminals, PDAs, and PMPs is increasing. The use of such electronic devices causes other forms of digital divide by determining access to digital information. Conventional conventional electronic devices are designed based on the non-disabled person without physical difficulties. As a result, the accessibility of the disabled was difficult.

이에 따라, 장애인들의 사용을 가능하게 하는 각종 장치들이 개발되고 있는데, 그 중에서도 시각 장애인들에게 정보를 촉각으로써 제공하기 위한 다양한 점자 출력 장치가 개발 상용화되고 있다. Accordingly, various devices for enabling the use of the disabled have been developed, and among them, various braille output devices have been developed and commercialized for providing information to the visually impaired.

보급화된 점자 출력 장치로는 점자 표시 방식이 프랑스의 브레일(Braille)에 의해 고안된 이후, 1969년에 상용화된 Optacon을 시작으로 최근 (주)힘스 코리아 사(社)의 '브레일 한소네'에 이르기까지 다양한 제품이 상용화되었다. The Braille display system that has been popularized has been developed by Braille of France, and then commercialized by Optacon in 1969 and recently by 'Bray Hansone' of Hemps Korea Co., Ltd. Various products have been commercialized up to now.

이러한 종래 기술에 따른 점자 출력 장치는, 사용되는 액츄에이터의 유형에 따라 다양한 방식이 사용되는데, 그 중 대표적인 방식으로는 솔레노이드 방식, 압전체 방식, 고분자 유전체 방식 등이 있다. 솔레노이드 방식은 코일에 입력되는 전기적 신호에 따라 자기장이 발생하고 코일 내에 배치되는 플런져가 힘을 받아 이동함으로써 점자를 출력하는 방식이다. 압전체 방식은 압전체에 인가되는 전기적 신호에 따라 길이가 변하고 변화된 길이의 압전체에 의해 직접적으로 점자를 인식하는 방식이다. 그리고, 고분자 유전체는 실리콘이나 우레탄과 같이 유전율이 높은 고분자 재료의 양면에 전극을 입히고 전압을 가하여 상호간에 발생되는 인력에 의해 고분자 유전체를 두께 방향으로 압축하고 면적 방향으로 팽창시키는 원리를 이용하는 방식이다. The braille output device according to the prior art, a variety of methods are used depending on the type of actuator used, and representative examples thereof include a solenoid method, a piezoelectric method, a polymer dielectric method. The solenoid type is a method in which a magnetic field is generated according to an electrical signal input to a coil and a plunger disposed in the coil is moved by force to output braille. The piezoelectric method is a method in which braille is directly recognized by a piezoelectric member having a changed length and a changed length according to an electrical signal applied to the piezoelectric body. In addition, the polymer dielectric is a method using a principle of compressing the polymer dielectric in the thickness direction and expanding it in the area direction due to the attraction generated between each other by applying electrodes and applying voltage to both surfaces of the polymer material having a high dielectric constant such as silicon or urethane.

하지만, 솔레노이드 방식은 점자 출력 요소로서의 솔레노이드를 소형 집적화시키는데 어려움이 수반되고, 압전체 방식은 길이가 긴 압전체에 길이 변화를 일으키기 위하여 양단에 인가되는 전위차의 크기가 상당하여 제어하기 어렵다는 문제점이 있다. 그리고, 고분자 유전체 방식은 원하는 소정의 고분자 재료의 부피 변화를 일으키기 위해서는 약 1~2㎸ 정도의 고압 전원을 공급해야 한다는 어려움이 수반되었다. 즉, 점자 출력 장치의 구동부 및/또는 구동부를 제어할 제어기를 소형화시키고 우수한 응답성을 수반하는 점자 출력 장치를 제공하기 어렵다는 문제점이 있었다.However, the solenoid method has a difficulty in miniaturizing the solenoid as the braille output element, and the piezoelectric method has a problem in that it is difficult to control because the magnitude of the potential difference applied to both ends is large in order to cause a length change in the long piezoelectric body. In addition, the polymer dielectric method has been accompanied by the difficulty of supplying a high-voltage power of about 1 ~ 2 위해서는 in order to cause a desired volume change of the predetermined polymer material. In other words, there is a problem that it is difficult to provide a braille output device that has a smaller size and a controller to control the drive portion and / or the drive portion of the braille output device.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, MEMS 공정을 이용하여 소형으로 저렴하게 제작하여 휴대가 용이하며 우수한 응답성을 가지는 점자 출력 모듈 및 이를 구비하는 점자 출력 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to provide a braille output module having a small and inexpensive portable and excellent responsiveness using a MEMS process and a braille output device having the same will be.

상기 전술한 본 발명의 일면에 따른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 점자 디스프레이 모듈은 다수의 개구를 구비하는 하우징과, 하우징의 개구를 덮고 있는 PDMS(polydimethylsiloane) 재질의 탄성막과, 각 개구의 하단에 배치되어 있어 있으며 열팽창하는 작동 유체를 구비하는 PDMS 재질의 챔버와 각 개구로 탄성막을 돌출시키도록 작동 유체를 개별적으로 열팽창시키는 다수의 히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object according to an aspect of the present invention, the braille display module according to the present invention, a housing having a plurality of openings, an elastic membrane of PDMS (polydimethylsiloane) material covering the openings, and each opening It is characterized in that it comprises a chamber of PDMS material having a working fluid to be thermally expanded and a plurality of heaters for thermally expanding the working fluid to project the elastic membrane to each opening.

본 발명의 다른 일면에 따른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 점자 출력 장치는 출력 모듈과 제어 모듈을 포함하며, 출력 모듈은 다수의 개구를 구비하는 하우징, 하우징의 개구를 덮고 있는 PDMS(polydimethylsiloane) 재질의 탄성막, 상기 각 개구의 하단에 배치되어 있으며 열팽창하는 작동 유체를 구비하는 PDMS 재질의 챔버 및 상기 각 개구로 탄성막을 돌출시키도록 상기 작동 유체를 개별적으로 열팽창시키는 다수의 히터를 포함하며, 제어 모듈은 출력하고자 하는 문자가 입력되는 입력부, 입력된 문자를 점자로 변환하는 변환부, 출력하고자 하는 점자를 구성하는 각 도트의 위치를 판단하는 점자 판단부 및 판단한 각 도트의 위치에 해당하는 히터를 각각 온/오프 제어하는 히터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the object according to another aspect of the present invention, the braille output device according to the present invention includes an output module and a control module, the output module is a housing having a plurality of openings, PDMS (polydimethylsiloane covering the opening of the housing) ) An elastic membrane of a material, a chamber of PDMS material disposed at a lower end of each opening and having a thermally expanding working fluid, and a plurality of heaters for thermally expanding the working fluid to protrude the elastic membrane into each opening. The control module may include an input unit for inputting characters to be output, a converter for converting input characters into braille, a braille determination unit for determining the position of each dot constituting the braille to be output, and a position corresponding to each determined dot. It characterized in that it comprises a heater control unit for controlling the heater on / off respectively.

상기와 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 점자 출력 모듈과 점자 출력 장치는 아래와 같은 효과를 가진다.The braille output module and the braille output device according to the present invention having the configuration as described above have the following effects.

첫째, 본 발명에 따른 점자 출력 모듈은 MEMS 공정을 이용하여 제작함으로써, 점자 출력 모듈을 휴대하기 편리하게 소형으로 제작할 수 있다.First, the braille output module according to the present invention can be manufactured using a MEMS process, so that the braille output module can be conveniently made small.

둘째, 본 발명에 따른 점자 출력 모듈은 MEMS 공정을 이용하여 일체로 제작함으로써, 점자 출력 모듈을 저렴하게 제작할 수 있다.Second, the braille output module according to the present invention can be manufactured at a low cost by integrally fabricating the MEMS process.

세째, 본 발명에 따른 점자 출력 모듈은 탄성력이 우수한 PDMS를 탄성막으로 사용함으로써, 점자를 용이하게 인식할 수 있다.Third, the braille output module according to the present invention can be easily recognized by using the PDMS excellent elastic force as the elastic film.

네째, 본 발명에 따른 점자 출력 장치는 출력하고자 하는 문자가 입력되는 입력부와 입력된 문자를 점자로 변환하는 변환부를 구비함으로써, 다양한 디지털 기기로부터 입력되는 문자를 용이하게 점자로 변환하여 출력할 수 있다. Fourth, the braille output device according to the present invention includes an input unit for inputting a character to be output and a converting unit for converting the input character into braille, so that characters input from various digital devices can be easily converted to braille and output. .

이하 첨부한 도면을 참고로, 본 발명에 따른 점자 출력 모듈 및 이를 구비하는 점자 출력 장치에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, a braille output module and a braille output device having the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점자 출력 장치의 작동 예를 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining an operation example of a braille output device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고로 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 점자 출력 장치는 점자 출력 모듈(10)과 제어 모듈(20)로 구성되어 있다. PDA, 핸드폰, 노트북 등과 같은 문자 출력 장치(30)와 제어 모듈(20)은 케이블 단자(40)로 접속되어 있다. 문자 출력 장치(30)는 케이블 단자(40)를 통해 점자로 출력하고자 하는 문자의 시퀀스를 제어 모듈(20)로 출력한다. 바람직하게, 케이블 단자는 USB 케이블 단자인 것을 특징으로 한다.Referring to Figure 1, the braille output device according to an embodiment of the present invention is composed of a braille output module 10 and a control module 20. A text output device 30 such as a PDA, a mobile phone, a notebook computer, etc., and the control module 20 are connected by a cable terminal 40. The character output device 30 outputs a sequence of characters to be output in braille through the cable terminal 40 to the control module 20. Preferably, the cable terminal is characterized in that the USB cable terminal.

점자로 출력하고자 하는 문자의 시퀀스를 입력받은 제어 모듈(20)은 문자 시퀀스를 차례로 점자로 변환하고, 변환한 점자를 출력하기 위한 제어 명령을 점자 출력 모듈(10)로 출력한다. 점자 출력 모듈(10)은 M×N 행렬의 개구(1)를 구비하고 있으며, 제어 모듈(20)로부터 입력된 제어 명령에 따라 소정의 점자를 형성하는 도트를 점자 출력 모듈(10)의 개구 돌출로 표현한다. 바람직하게, 점자 출력 모듈(10)은 3×2 행렬의 개구(1)를 구비하는 것을 특징으로 한다.The control module 20 that receives the sequence of characters to be output in Braille converts the sequence of characters into Braille in sequence, and outputs a control command for outputting the converted Braille to the Braille output module 10. The braille output module 10 includes an opening 1 of the M × N matrix, and protrudes an opening of the braille output module 10 to dot forming a predetermined braille according to a control command input from the control module 20. Expressed as Preferably, the braille output module 10 is characterized by having an opening 1 in a 3 × 2 matrix.

도 2를 참고로 점자 출력 모듈(10)의 개구 돌출을 통해 소정의 점자를 출력하는 일 예를 살펴보도록 한다. 점자 출력 모듈(10)이 3×2 행렬의 개구를 구비하고 있으며, 점자 출력 모듈(10)에 구비되어 있는 개구를 상단 좌측부터 차례로 A1 내지 A6한다. 점자가 3×2 행렬의 도트로 구성되어 있다고 가정하면, 상단 2개의 도트, 중간 좌측 도트 및 하단 우측의 도트로 구성된 점자를 출력하기 위하여 출력 모듈(10)은 A1, A2, A3, A6의 개구를 돌출시켜 점자를 출력한다. Referring to FIG. 2, an example of outputting predetermined braille through the opening protrusion of the braille output module 10 will be described. The braille output module 10 has an opening of a 3 × 2 matrix, and the openings provided in the braille output module 10 are A 1 to A 6 sequentially from the upper left. Assuming that the braille consists of dots of a 3 × 2 matrix, the output module 10 outputs A 1 , A 2 , A 3 , in order to output the braille consisting of the top two dots, the middle left dot, and the bottom right dot. Braille is output by protruding the opening of A 6 .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점자 출력 모듈(10)의 분해 사시도를 도 시하고 있다.3 is an exploded perspective view of the braille output module 10 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참고로 살펴보면, 점자 출력 모듈(10)은 상부부터 차례로 다수의 개구를 구비하는 하우징(11), 저항 발열로 열을 발생하는 다수의 마이크로 히터(13), 탄성막(15) 및 열팽창하는 작동 유체를 구비하는 챔버(17)를 구비하고 있다. Referring to FIG. 3, the braille output module 10 includes a housing 11 having a plurality of openings in order from the top, a plurality of micro heaters 13 generating elastic heat by resistance heating, an elastic membrane 15 and thermal expansion. And a chamber 17 having a working fluid.

다수의 마이크로 히터(13)는 하우징(11)의 각각의 개구 하단에 위치하고 있으며, 챔버(17)에 구비되어 있는 작동 유체로 열을 제공하여 작동 유체를 열팽창시킨다. 점자를 출력하기 위하여 점자를 형성하는 도트에 상응하는 마이크로 히터(13)에 전원이 공급되는 경우, 작동 유체는 마이크로 히터(13)로부터 제공받은 열에 의해 팽창한다. 이로 인해 점자를 형성하는 도트에 상응하는 개구로 탄성막(15)이 돌출된다. A plurality of micro heaters 13 are located at the bottom of each opening of the housing 11 and provide heat to the working fluid provided in the chamber 17 to thermally expand the working fluid. When power is supplied to the micro heater 13 corresponding to the dots forming the braille to output the braille, the working fluid expands by the heat provided from the micro heater 13. This causes the elastic membrane 15 to protrude into an opening corresponding to the dots forming the braille.

도 4는 본 발명에 따른 점자 출력 모듈의 작동 상태를 나타내는 단면도를 도시하고 있다.Figure 4 shows a cross-sectional view showing the operating state of the braille output module according to the present invention.

도 4를 참고로 살펴보면, 점자의 도트에 상응하는 위치에 존재하는 마이크로 히터(13-1, 13-3)에 전원이 인가되는 경우, 마이크로 히터(13-1, 13-3)의 아래 부분에 위치하는 작동 유체(16-1, 16-3)로 마이크로 히터(13-1, 13-3)에서 발생한 열이 전달된다. 작동 유체(16-1, 16-3)는 전달된 열에 의해 팽창하며, 일정 임계 시간과 온도를 초과하는 경우 탄성막(15)을 개구로 돌출시킨다. Referring to FIG. 4, when power is applied to the micro heaters 13-1 and 13-3 present at positions corresponding to the dots of the braille, the lower portion of the micro heaters 13-1 and 13-3 is provided. Heat generated by the micro heaters 13-1 and 13-3 is transferred to the working fluids 16-1 and 16-3 which are located. The working fluids 16-1 and 16-3 expand by the transferred heat and project the elastic membrane 15 into the opening when exceeding a certain threshold time and temperature.

작동 유체(16-1, 16-2, 16-3)가 열팽창시 탄성막(15)을 개구로 용이하게 돌출시키기 위하여, 작동 유체(16-1, 16-2, 16-3)와 챔버(17)의 상부 표면 사이의 두께(D)는 작동 유체(16-1, 16-2, 16-3)의 열팽창을 이겨낼 수 있는 탄성력을 가지는 범위에서 최대한 얇아야 한다. The working fluids 16-1, 16-2, and 16-3 and the chambers (13-1, 16-2, 16-3) easily protrude the elastic membrane 15 into the opening when the thermal fluid expands. The thickness D between the upper surfaces of 17) should be as thin as possible in the range having elastic force that can withstand thermal expansion of the working fluids 16-1, 16-2, 16-3.

점자를 판독하기 위하여 사용자가 점자 출력 모듈(10)의 개구를 모두 덮도록 손가락(1)의 밑면을 점자 출력 모듈(10)에 갖다 놓으면, 사용자의 손가락(1)의 밑면 피부와 개구를 통해 돌출한 탄성막(15)이 서로 접촉하게 된다. 사용자는 점자 출력 모듈(10)의 개구로 돌출한 탄성막(15)을 손가락(1)의 촉각으로 감지하여 점자를 판독하게 된다.When the user places the bottom of the finger 1 on the braille output module 10 so as to cover all the openings of the braille output module 10 to read the braille, it protrudes through the bottom skin and the opening of the user's finger 1. One elastic membrane 15 comes into contact with each other. The user reads the braille by sensing the elastic membrane 15 protruding into the opening of the braille output module 10 by the tactile sense of the finger 1.

도 5는 MEMS 공정을 이용하여 본 발명에 따른 점자 출력 모듈을 제작하는 공정을 설명하는 도면이다. 5 is a view illustrating a process of manufacturing a braille output module according to the present invention using a MEMS process.

도 5(a)를 참고로 살펴보면, 실리콘 웨이퍼(54)를 제1 시간 동안 건식 산화시키고 제2 시간 동안 습식 산화시키며 다시 제3 시간 동안 건식 산화시켜, 3000Å 두께를 가지는 실리콘 산화막(51, 53)을 형성한다. 사직 식각 공정을 이용하여 개구를 형성하기 위한 패턴(52)을 형성한다. 바람직하게, 제1 시간과 제3 시간은 15분이며 제2 시간은 30분이다.Referring to FIG. 5 (a), the silicon wafer 54 is dry oxidized for a first time, wet oxidized for a second time, and dry oxidized for a third time, so that the silicon oxide films 51 and 53 have a thickness of 3000 μm. To form. The pattern 52 for forming the opening is formed using a photolithography etching process. Preferably, the first time and the third time are 15 minutes and the second time is 30 minutes.

도 5(b)를 참고로 살펴보면, 패턴(52)이 형성되어 있는 실리콘 웨이퍼(54)를 식각 용액에 넣어 개구 패턴(52)이 형성되어 있는 부분의 실리콘 웨이퍼(54)를 식각한다. 개구 패턴(52)이 형성되어 있는 부분의 실리콘 웨이퍼(54)를 소정 두께(D1)을 가질 때까지 식각하며, 바람직하게 10㎛의 구께를 가질 때까지 식각한다.Referring to FIG. 5B, the silicon wafer 54 in which the pattern 52 is formed is placed in an etching solution to etch the silicon wafer 54 in a portion in which the opening pattern 52 is formed. The silicon wafer 54 in the portion where the opening pattern 52 is formed is etched until it has a predetermined thickness D1, and preferably until it has a thickness of 10 mu m.

도 5(c)를 참고로 살펴보면, 개구가 형성되는 부분의 아래 부분에 마이크로 히터(13)를 제작한다. 마이크로 히터(13)를 제작하기 위해, 먼저 E-beam 증착기를 이용하여 300Å 두께로 크롬(Cr)를 증착시킨 후 그 위에 은(Au)을 300Å 두께로 증 착시킨다. 마이크로 히터(13)의 패턴을 구비하는 마스크를 이용하여 사진식각 공정으로 마이크로 히터(13)를 제작한다. Referring to FIG. 5 (c), a micro heater 13 is manufactured at a lower portion of the portion where the opening is formed. In order to fabricate the micro heater 13, first, chromium (Cr) is deposited to a thickness of 300 kW using an E-beam evaporator, and then silver (Au) is deposited thereon to a thickness of 300 kW. The micro heater 13 is manufactured by a photolithography process using a mask having a pattern of the micro heater 13.

도 5(d)를 참고로 살펴보면, 제작한 마이크로 히터(56) 위에 탄성막(15)을 제작한다. 탄성막(15)을 제작하기 위해, PDMS(polydimethylsiloane) 원액과 경화제를 혼합하여 마이크로 히터(13) 위에 회전 도포한다. PDMS(polydimethylsiloane) 원액과 경화제의 혼합 비율에 따라 탄성막(15)의 기계적인 성질이 정해진다. 바람직하게 PDMS(polydimethylsiloane) 원액과 경화제의 혼합 비율은 10:1인 것을 특징으로 한다. Referring to FIG. 5 (d), an elastic membrane 15 is manufactured on the manufactured micro heater 56. In order to manufacture the elastic membrane 15, a polydimethylsiloane (PDMS) stock solution and a curing agent are mixed and spun on the micro heater 13. Mechanical properties of the elastic membrane 15 are determined according to the mixing ratio of the polydimethylsiloane (PDMS) solution and the curing agent. Preferably, the mixing ratio of the PDMS (polydimethylsiloane) stock solution and the curing agent is 10: 1.

도 5(e)를 참고로 살펴보면, 개구(52) 패턴이 형성되어 있는 실리콘 웨이퍼(54)에서 식각되고 남은 소정 두께(D1)의 실리콘 웨이퍼(54)를 완전히 식각하여 다수의 개구를 가지는 하우징을 제작한다.Referring to FIG. 5E, the housing having a plurality of openings is completely etched by completely etching the silicon wafer 54 of the predetermined thickness D1 remaining after being etched from the silicon wafer 54 having the opening 52 pattern formed therein. To make.

도 5(f)를 참고로 살펴보면, 작동 유체(16)를 구비하고 있는 챔버(17)와 탄성막(15)을 접합한다. 챔버(17)를 제작하기 위해, 먼저 챔버(17)의 패턴을 구비하는 음각 몰드에 PDMS를 넣어 60도 내지 70도의 오븐에서 1시간 내지 2시간 동안 응고시킨다. 작동 유체(16)는 주사 방식으로 응고된 PDMS에 삽입된다. 바람직하게, 작동 유체(16)는 PF-5050, PF-5052, PF-5060 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다. PF-5050, PF-5052, PF-5060는 아래의 표1과 같다.Referring to FIG. 5 (f), the chamber 17 including the working fluid 16 and the elastic membrane 15 are bonded to each other. In order to fabricate the chamber 17, first, PDMS is put into a concave mold having a pattern of the chamber 17 and solidified in an oven at 60 degrees to 70 degrees for 1 to 2 hours. The working fluid 16 is inserted into the PDMS that has been coagulated by injection. Preferably, the working fluid 16 is characterized in that any one of PF-5050, PF-5052, PF-5060. PF-5050, PF-5052 and PF-5060 are shown in Table 1 below.

[표 1]TABLE 1

Figure 112007076482266-pat00001
Figure 112007076482266-pat00001

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 모듈의 기능 블록도를 도시하고 있다.6 is a functional block diagram of a control module according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참고로 살펴보면, 입력 포트(100)를 통해 문자가 입력되는 경우, 변환부(110)는 입력된 문자를 점자로 변환한다. 입력 포트(100)를 통해 제어 모듈은 PDA, 핸드폰, 노트북 등과 같은 각종 전자 및 휴대 전자 장치와 접속되며, 입력 포트(100)를 통해 각종 전자 및 휴대 전자 장치로부터 문자를 입력받는다. 바람직하게, 입력 포트(100)는 USB 포트인 것을 특징으로 한다. 저장부(120)에는 문자와 각 문자에 상응하는 점자들이 저장되어 있으며, 변환부(110)는 저장된 점자와 입력된 문자를 비교하여 입력된 문자를 점자로 변환한다.Referring to FIG. 6, when a character is input through the input port 100, the conversion unit 110 converts the input character into Braille. The control module is connected to various electronic and portable electronic devices such as a PDA, a mobile phone, a notebook, and the like through the input port 100, and receives characters from various electronic and portable electronic devices through the input port 100. Preferably, the input port 100 is characterized in that the USB port. The storage unit 120 stores characters and braille corresponding to each character, and the conversion unit 110 converts the input characters into braille by comparing the stored braille with the input characters.

점자 판단부(130)는 변환된 점자를 점자 출력 모듈에 출력하기 위하여 점자 를 구성하는 도트의 위치를 판단한다. 예를 들어, 점자가 3×2 행렬로 구성되어 있으며 출력하고자 하는 점자가 상단 좌측/우측, 중간 좌측 및 하단 우측의 도트로 이루어졌다면, 점자 판단부(130)는 출력하고자 하는 점자가 상단 좌측/우측, 중간 좌측 및 하단 좌측의 도트로 구성되었음을 판단한다. 히터 제어부(140)는 판단된 도트에 상응하는 위치의 개구를 돌출시키기 위해, 마이크로 히터(13)를 온/오프 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여 점자 출력 모듈로 출력한다.The braille determining unit 130 determines the position of the dot constituting the braille to output the converted braille to the braille output module. For example, if the braille is composed of a 3 × 2 matrix, and the braille to be output is composed of dots on the upper left / right, the middle left and the lower right, the braille determining unit 130 outputs the braille to the upper left / It is determined that it consists of dots of the right, middle left and bottom left. The heater controller 140 generates a control signal for controlling the on / off control of the micro heater 13 and outputs it to the braille output module so as to protrude the opening at the position corresponding to the determined dot.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점자 출력 장치의 작동 예를 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining an operation example of a braille output device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고로 출력 모듈(10)의 개구 돌출을 통해 소정의 점자를 출력하는 일 예를 살펴보도록 한다.Referring to FIG. 2, an example of outputting predetermined braille through an opening protrusion of the output module 10 will be described.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점자 출력 모듈(10)의 분해 사시도를 도시하고 있다.3 is an exploded perspective view of the braille output module 10 according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 점자 출력 모듈의 작동 상태를 나타내는 단면도를 도시하고 있다.Figure 4 shows a cross-sectional view showing the operating state of the braille output module according to the present invention.

도 5는 MEMS 공정을 이용하여 본 발명에 따른 점자 출력 모듈을 제작하는 공정을 설명하는 도면이다. 5 is a view illustrating a process of manufacturing a braille output module according to the present invention using a MEMS process.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 모듈의 기능 블록도를 도시하고 있다.6 is a functional block diagram of a control module according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing

10: 점자 출력 모듈 20: 제어 모듈10: braille output module 20: control module

30: 문자 출력 장치 30: character output device

Claims (8)

다수의 개구를 구비하는 하우징;A housing having a plurality of openings; 상기 하우징의 개구를 덮고 있는 PDMS(polydimethylsiloane) 재질의 탄성막;An elastic membrane made of polydimethylsiloane (PDMS) material covering the opening of the housing; 상기 각 개구 하단에 배치되어 있으며 열팽창하는 작동 유체를 구비하는 PDMS 재질의 챔버; 및A chamber of PDMS material disposed under each of the openings and having a thermally expanding working fluid; And 상기 각 개구로 탄성막을 돌출시키도록 상기 작동 유체를 개별적으로 열팽창시키는 다수의 마이크로 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 점자 출력 모듈. And a plurality of micro heaters for individually thermally expanding the working fluid to protrude the elastic membrane through the respective openings. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성막은The method of claim 1, wherein the elastic membrane PDMS 원액 90% 체적비와 경화제 10% 체적비를 혼합하여 제작된 것을 특징으로 하는 점자 출력 모듈. Braille output module, characterized in that the PDMS stock solution 90% volume ratio and hardener 10% volume ratio produced by mixing. 제 2 항에 있어서, 상기 작동 유체는The method of claim 2, wherein the working fluid is PF-5050, PF-5052, PF-5060 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 점자 출력 모듈.Braille output module, characterized in that any one of PF-5050, PF-5052, PF-5060. 제 2 항에 있어서, 상기 하우징, 탄성막 및 마이크로 히터는The method of claim 2, wherein the housing, the elastic membrane and the micro heater MEMS 공정으로 일체로 제작되는 것을 특징으로 하는 점자 출력 모듈.Braille output module characterized in that the manufacturing integrally by the MEMS process. 다수의 개구를 구비하는 하우징과, 상기 하우징의 개구를 덮고 있는 PDMS(polydimethylsiloane) 재질의 탄성막과, 상기 각 개구의 하단에 배치되어 있으며 열팽창하는 작동 유체를 구비하는 PDMS 재질의 챔버 및 상기 각 개구로 탄성막을 돌출시키도록 상기 작동 유체를 개별적으로 열팽창시키는 다수의 마이크로 히터를 포함하는 출력 모듈; 및A chamber made of PDMS material comprising a housing having a plurality of openings, an elastic membrane made of polydimethylsiloane (PDMS) covering the opening of the housing, a working fluid disposed at a lower end of each opening, and having a thermally expanding working fluid; An output module including a plurality of micro heaters that individually thermally expand the working fluid to protrude the elastic membrane into the furnace; And 상기 출력 모듈의 개구로 탄성막을 돌출시켜 소정의 점자를 형성하도록 상기 마이크로 히터를 온/오프 제어하는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 점자 출력 장치.And a control module configured to control on / off of the micro heater so as to protrude an elastic film to the opening of the output module to form a predetermined braille. 제 5 항에 있어서, 상기 제어 모듈은The method of claim 5, wherein the control module 출력하고자 하는 점자를 구성하는 각 도트의 위치를 판단하는 점자 판단부; 및Braille determination unit for determining the position of each dot constituting the braille to be output; And 상기 판단한 각 도트의 위치에 해당하는 마이크로 히터를 각각 온/오프 제어하는 히터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 점자 출력 장치. And a heater controller configured to control on / off of the micro heaters corresponding to the determined positions of the dots, respectively. 제 6 항에 있어서, 상기 제어 모듈은The method of claim 6, wherein the control module 출력하고자 하는 문자가 입력되는 입력 포트; 및An input port through which a character to be output is input; And 상기 입력된 문자를 점자로 변환하고 상기 변환한 점자를 상기 점자 판단부로 출력하는 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 점자 출력 장치A braille output device for converting the input character into a braille and outputting the converted braille to the braille determination unit further comprising: 제 7 항에 있어서, 상기 입력 포트는The method of claim 7, wherein the input port is USB 입력 포트인 것을 특징으로 하는 점자 출력 장치. Braille output device characterized in that the USB input port.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20020013410A (en) * 2000-08-09 2002-02-20 로렐세이키 가부시키가이샤 Information input/output device for visually impaired person
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