CN102779445B - 基于冷热信号的盲文阅读与书写装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于冷热信号的盲文阅读与书写装置。本发明包括系统控制器、显示屏、书写屏、控制屏、冷热笔、数据采集器、数据存储器及电源接口；显示屏镶嵌有冷热显示方；书写屏镶嵌有温度测量方；控制屏镶嵌有控制屏温度测量方和控制屏冷热显示方；所述冷热显示方、控制屏冷热显示方、数据采集器、数据存储器及电源接口均与系统控制器连接；温度测量方和控制屏温度测量方与数据采集器连接。本发明在盲文阅读及书写领域内首次引入冷热信号代替盲字的凸凹特性，从而实现一种无运动部件的大面积平面触摸式盲文阅读及书写装置。该装置原理新颖独特、无运动部件、可靠性高、成本低、易推广、显示面积及书写面积大。

Description

基于冷热信号的盲文阅读与书写装置

技术领域

本发明属于信息技术领域，具体涉及一种基于冷热信号的盲文阅读与书写装置。

背景技术

盲文，又称点字、凸字，其最小单位为“方”，由六个点按一定凹凸起伏的规律排列组合而成，是专为视障人士设计、依靠触觉感知的文字，亦是视障人士的主要书面交流工具。国际现行盲文“布莱尔(Braille)”为法国盲人路易·布莱尔于1824年创造的。我国于1952年参照布莱尔盲文体系，在“心目克明盲字”等旧盲字的基础上，经过调整和创新，提出了以普通话为基础，以北京语音为标准，采用分词连写方法拼写普通话的《新盲字方案》，并于1953年在全国公布推行。至此，中国有了统一的盲文，为新中国盲文出版事业的创建提供了可能。

现阶段，所有盲文阅读器的工作方式均为将获取的文字信息转换为声音或高低起伏的盲文输出。上述方法已得到社会及科技界广泛关注，并开发出不少相关产品。据报道，清华大学自动化系于2003年成功研制“盲人电子阅读器”，通过USB接口与个人电脑连接后，可以将电脑中储存的文字逐个用盲文的凸字形式显示出来，盲人只要触摸“阅读器”的阅读面板，就可以自由阅读电脑中储存的所有文字。2009年，韩国韩东国际大学和启明大学的研究人员设计了一种触觉阅读器--Haptic Reader，外形就像一本没打开的杂志。在使用过程中，向上的表面会形成凸点，组成盲人用的点字盲文；向下的表面则是内置扫描仪的扫描窗口。使用时将阅读器平放在普通的印刷书页上，扫描仪开始工作，识别书页上的印刷文字，识别后的文字转换成相应的盲文，凸点出现在阅读器的正面，供盲人触摸识读。2010年，浙江大学亿脑智造设计了戴在手指上的盲人阅读器(Touch Reader)，其集成了光电扫描仪、电子翻译和盲文生成三大功能，将之套在食指上后，直接用它去“触摸”书本等文字信息，扫描仪会自动将掠过的文字扫描识别，然后通过一个点阵将这些文字转换为凸起、凹下的盲文--由于点阵分布在指套的里层，所以手指头能感应到它的形状变化，从而让盲人朋友识别出这些盲文，进而理解其对应文字信息的意思。另外，设计师Sungwoo Park专门为视障人士设计的Voice Stick阅读器，可通过光学字符识别器将文字扫描进该设备，然后转化成语音，播放出来。它能够将书籍，报纸，合同，邮件，名片等信息准确的转化为语音信息，并播放给视障人士。

另外，开发不依赖视觉、适合视障人士特点的智能手机亦成为服务视障人士的一种方法。然而现阶段针对视障人士的智能手机尚没有进行深层次研究，只是在普通手机上进行简单的修改，如将按键换成带有盲文的按键，或提升手机的语音功能，并不能真正满足视障人士的手机需求。

综上所述，上述利用盲文凸字形式显示的阅读器设备均具有运动部件，不仅因工艺复杂制约了阅读器上盲文的显示面积，同时还对运动部件的可靠性提出了极高的要求；而将文字信息转化为语言的阅读器及手机系统构造复杂，成本高昂。到目前为止，尚无一种无运动部件的大面积平面触摸式盲文阅读及书写装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种无运动部件的大面积平面触摸式盲文阅读及书写装置。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于冷热信号的盲文阅读与书写装置。该盲文阅读与书写装置包括系统控制器、显示屏、书写屏、控制屏、冷热笔、数据采集器、数据存储器及电源接口。所述显示屏镶嵌有冷热显示方；所述书写屏镶嵌有温度测量方；控制屏镶嵌有控制屏温度测量方和控制屏冷热显示方。冷热显示方、控制屏冷热显示方、数据采集器、数据存储器及电源接口均与系统控制器连接；所述温度测量方和控制屏温度测量方与数据采集器连接。

上述盲文阅读与书写装置还包括基底，所述系统控制器、显示屏、书写屏、控制屏、数据采集器、数据存储器及电源接口均封装和固定于基底之上；冷热笔相对于基底可固定与拆卸，并与基底进行电连接。

上述盲文阅读与书写装置还包括无线通讯接口，无线通讯接口与系统控制器连接。

上述盲文阅读与书写装置还包括有线通讯接口，有线通讯接口与系统控制器连接。

阅读信息时，冷热显示方内和控制屏冷热显示方中冷热节点的冷热状态代表盲字的凹陷与凸起信息。视障人士通过触摸显示屏上的冷热显示方内冷热节点从而展开阅读，通过书写屏上的温度测量方进行信息输入，并借助控制屏上的控制屏冷热显示方与控制屏温度测量方实现阅读控制。

(三)有益效果

本发明在盲文阅读及书写领域内首次引入冷热信号代替盲字的凸凹特性，从而实现一种无运动部件的大面积平面触摸式盲文阅读及书写装置。该装置原理新颖独特、无运动部件、可靠性高、成本低、易推广、显示面积及书写面积大。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是本发明实施例中盲文显示工作原理图；

图3是本发明实施例中盲文书写工作原理图。

其中，1：基底；2：系统控制器；3：显示屏；4：书写屏；5：控制屏；56：控制屏冷热显示方；58：控制屏温度测量方；6：冷热显示方；7：冷热笔；8：温度测量方；9：数据采集器；10：数据存储器；11：无线通讯接口；12：有线通讯接口；13：电源接口；61：第一冷热显示节点；62：第二冷热显示节点；63：第三冷热显示节点；64：第四冷热显示节点；65：第五冷热显示节点；66：第六冷热显示节点；81：第一温度测量探头；82：第二温度测量探头；83：第三温度测量探头；84：第四温度测量探头；85：第五温度测量探头；86：第六温度测量探头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本实施例中的盲文阅读与书写装置包括基底1、系统控制器2、显示屏3、书写屏4、控制屏5、冷热显示方6、冷热笔7、温度测量方8、控制屏冷热显示方56、控制屏温度测量方58、数据采集器9、数据存储器10、无线通讯接口11、有线通讯接口12及电源接口13。

冷热显示方6镶嵌排列于显示屏3上；温度测量方8镶嵌排列于书写屏4上。控制屏冷热显示方56及控制屏温度测量方58镶嵌于控制屏5上。显示屏3、书写屏4及控制屏5为机玻璃板材制作而成。

系统控制器2、显示屏3、书写屏4、控制屏5、数据采集器9、数据存储器10、无线通讯接口11、有线通讯接口12及电源接口13均封装和固定于基底1之上。冷热笔7相对于基底1为可固定与拆卸，并与基底1进行电连接。冷热笔7为单一加热笔，加热方式为电加热。

冷热显示方6、控制屏冷热显示方56、数据采集器9、数据存储器10、无线通讯接口11、有线通讯接口12及电源接口13均与系统控制器2连接。温度测量方8、控制屏温度测量方58与数据采集器9连接。

上述基底1用于封装和支撑所有部件；系统控制器2用于冷热显示方6、控制屏冷热显示方56、数据采集器9、数据存储器10、无线通讯接口11、有线通讯接口12及电源接口13的统一操控；

冷热显示方6和控制屏冷热显示方56用于显示盲字；温度测量方8和控制屏温度测量方58用于感应冷热笔7的温度信号；数据采集器9用于采集冷热信息；数据存储器10用于存储数据采集器9采集到的数据或存储通过通讯接口传递来的信息；

无线通讯接口11用于与计算机、手机等实现无线数据交换及通讯；有线通讯接口12用于与外部计算机、服务器等连接；电源接口13用于与外部电源连接；

显示屏3用于支撑若干个冷热显示方6；所述书写屏4用于支撑若干个温度测量方8；所述控制屏5用于同时支撑若干个控制屏冷热显示方56和控制屏温度测量方58。

每个冷热显示方6或控制屏冷热显示方56包括六个冷热节点：第一冷热显示节点61；第二冷热显示节点62；第三冷热显示节点63；第四冷热显示节点64；第五冷热显示节点65；第六冷热显示节点66；冷热节点为单一加热节点，单一加热节点可由电加热、半导体热电加热、LED通电加热、激光加热等方式实现。

每个温度测量方8或控制屏温度测量方58包括六个温度测量探头：第一温度测量探头81；第二温度测量探头82；第三温度测量探头83；第四温度测量探头84；第五温度测量探头85；第六温度测量探头86；温度测量探头为热电偶温度传感器。

显示屏3具体用于将PC机或手机终端经邮箱或无线通信接口发送的文字信息以冷热信号的形式传递给视障人士。系统控制器2接收PC机或手机终端经有线或无线通讯接口发送的文字信息，并发送至数据存储器10中，再通过系统控制器2将数据存储器中的信息转换为代表相应盲字并以六个节点为一方的电信号，将电信号传输至镶嵌于显示屏3上的冷热显示方6，借助冷热显示方6内冷热节点的冷热状态代表盲字的凹陷与凸起信息。视障人士通过触摸显示屏上的冷热显示方3内冷热节点从而展开阅读。

如图2所示，由3个冷热显示方输出显示盲文“温度”，第一个冷热显示方的第二冷热显示节点62、第五冷热显示节点65，第二个冷热显示方的第一冷热显示节点61、第四冷热显示节点64、第五冷热显示节点65，第三个冷热显示方的第一冷热显示节点61、第三冷热显示节点63、第六冷热显示节点66加热输出热信号，显示为盲文“温度”。

冷热笔7与书写屏4具体用于获取视障人士输入的冷热信号。冷热笔7在书写屏4上进行冷热信号的输入。书写屏上的温度测量方8内的温度测量探头获取冷热信号输入后，将其转换为电信号，通过数据采集器9发送给系统控制器2，系统控制器2将所获得六个节点为一方的电信号转换为相应文字，并存储于数据存储器中。视障人士再通过有线或无线通讯接口将书写文字发送至PC机或手机终端。

如图3所示，由3个温度测量方实现盲文“复位”的输入。以此用冷热笔7在第一个温度测量方的第一温度测量探头81、第二温度测量探头82、第四温度测量探头84，第二个温度测量方的第一温度测量探头81、第三温度测量探头83、第六温度测量探头86，第三个温度测量方的第二温度测量探头82、第四温度测量探头84、第五温度测量探头85、第六温度测量探头86输入热信号，通过数据采集器9后发送给系统控制器2，系统控制器2识别为盲文“复位”。

控制屏5具体用于显示控制信息并接受视障人士输入的控制确认信息。系统控制器2将控制信息转换为代表相应盲字并以六个节点为一方的电信号，并将电信号传输至相应的控制屏冷热显示方56内的冷热节点之上，借助冷热节点的冷热状态代表盲字的凹陷与凸起信息。

视障人士通过触摸控制屏5上的冷热节点从而获取控制信息，再借助冷热笔7将代表确认控制信息的冷热信号以六个节点为一方输入控制屏温度测量方58中的温度测量探头并转换为电信号，通过数据采集器9发送给系统控制器2，系统控制器2将所获得六个节点为一方的确认控制信息电信号，并实现对显示屏3或书写屏4的控制。

冷热笔在书写屏上进行冷热信号的输入，温度测量方获取冷热信号输入后，将其转换为电信号，通过数据采集装置发送给系统控制器2，系统控制器2将所获得电信号转换为相应文字并存储于数据存储器中，再通过有线或无线通讯接口将书写文字发送至PC机或手机终端。

系统控制器2将所接收的文字信息转换为代表相应盲字并以六个节点为一方的电信号，将电信号传输至镶嵌于触摸屏内的冷热显示方和控制屏冷热显示方，借助冷热显示方或控制屏冷热显示方内冷热节点的冷热状态代表盲字的凹陷与凸起信息。视障人士通过触摸显示屏上冷热节点展开阅读。另外，视障人士通过触摸控制屏上的冷热节点从而获取控制信息，再借助冷热笔将代表确认控制信息的冷热信号输入控制屏温度测量方中并转换为电信号，系统控制器2将所获得确认控制信息电信号，并实现对显示屏的控制。

本发明上述实施例中，所述冷热节点可以是可冷热交替的节点，可冷热交替节点可由单独半导体热电模块实现；所述冷热节点还可以是单一加热节点与半导体热电模块组合。

本发明上述实施例中，所述温度测量探头还可以是热电阻温度传感器、辐射温度传感器、光纤温度传感器、石英温度传感器等。

本发明上述实施例中，所述显示屏3、书写屏4及控制屏5还可以是ABS板材、PC板材等质量轻，热导率低的板状材料。

本发明上述实施例中，所述冷热笔7单一加热方式还可以是半导体热电加热、LED通电加热、激光加热等方式。

冷热笔7还可以是冷热交替笔，冷热交替笔可由多个半导体热电模块串联后实现；或者由单一加热笔与半导体制冷模块组合实现。

本发明上述实施例中，所述数据存储器10为可存储数据文件的磁介质设备或者光记录介质，可在现有诸多数据存储器中选择，例如：CF卡、SD卡、SDHC卡、MMC卡、SM卡、记忆棒、XD卡。

本发明上述实施例中，所述无线通讯接口11可包括：蓝牙、WiFi、红外或基于第三代无线网络中的一种。

本发明上述实施例中，所述有线通讯接口12可包括：RS-232接口、USB接口中的一种。

本发明上述实施例中，所述电源接口13可与通过变压器与网电源连接或直接与PC机或笔记本电脑连接，所获得电量需满足基于冷热信号的盲文阅读及书写装置的所有负荷。

本发明还可用于盲文教学教具的制作，亦可与现有盲文阅读发声器配合使用。

从上述本发明实施例可以看出，本发明具有如下优点：首先，本发明可实现一种无运动部件的大面积平面触摸式盲文阅读及书写装置；其次，本发明在盲文阅读及书写领域内首次引入冷热信号代替盲字的凸凹特性的方法；最后，本发明可靠性高、成本低、易推广、显示面积及书写面积大，可根据需求进而开发适用于视障人士的触摸屏阅读器、触摸屏电脑、触摸屏手机等一系列现代消费电子，由此不仅为视障人士带来更多方便，更多关爱，更蕴藏着巨大的商业潜力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.基于冷热信号的盲文阅读与书写装置，其特征在于，包括系统控制器（2）、显示屏（3）、书写屏（4）、控制屏（5）、冷热笔（7）、数据采集器（9）、数据存储器（10）及电源接口（13）；所述显示屏（3）镶嵌排列有冷热显示方（6）；所述书写屏镶嵌排列有温度测量方（8）；所述控制屏镶嵌有控制屏温度测量方（58）和控制屏冷热显示方（56）；所述冷热显示方（6）、控制屏冷热显示方（56）、数据采集器（9）、数据存储器（10）及电源接口（13）均与系统控制器（2）连接；所述温度测量方（8）和控制屏温度测量方（58）与数据采集器（9）连接。

2.如权利要求1所述的基于冷热信号的盲文阅读与书写装置，其特征在于，还包括基底（1），所述系统控制器（2）、显示屏（3）、书写屏（4）、控制屏（5）、数据采集器（9）、数据存储器（10）及电源接口（13）均封装和固定于基底（1）之上；所述冷热笔（7）相对于基底（1）可固定与拆卸，并与基底（1）进行电连接。

3.如权利要求1所述的基于冷热信号的盲文阅读与书写装置，其特征在于，还包括无线通讯接口（11），所述无线通讯接口（11）与系统控制器（2）连接。

4.如权利要求1所述的基于冷热信号的盲文阅读与书写装置，其特征在于，还包括有线通讯接口（12），所述有线通讯接口（12）与系统控制器（2）连接。

5.如权利要求1所述的基于冷热信号的盲文阅读与书写装置，其特征在于，所述冷热显示方（6）或控制屏冷热显示方（56）各包括六个冷热节点；所述温度测量方（8）或控制屏温度方（58）各包括六个温度测量探头。

6.如权利要求5所述的基于冷热信号的盲文阅读与书写装置，其特征在于，所述冷热节点为单一加热节点或可冷热交替的节点；所述单一加热节点为电加热、半导体热电加热、LED通电加热、激光加热方式实现；所述可冷热交替节点为单独半导体热电模块实现，或由单一加热节点与半导体热电模块组合实现。

7.如权利要求1所述的基于冷热信号的盲文阅读与书写装置，其特征在于，所述冷热笔为单一加热笔或冷热交替笔；所述单一加热笔由电加热、半导体热电加热、LED通电加热或激光加热方式实现；所述冷热交替笔由多个半导体热电模块串联后实现，或由单一加热笔与半导体制冷模块组合实现。

8.如权利要求1所述的基于冷热信号的盲文阅读与书写装置的工作方法，其特征在于，所述显示屏（3）、书写屏（4）及控制屏（5）为质量轻，热导率低的板状材料。