DE10042949A1

DE10042949A1 - Braille script display device used by visually handicapped persons, has several actuator sensor elements which are actuated individually corresponding to electronic image information

Info

Publication number: DE10042949A1
Application number: DE2000142949
Authority: DE
Inventors: Robert Depta
Original assignee: Fujitsu Technology Solutions GmbH
Current assignee: Fujitsu Technology Solutions GmbH
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2002-03-21

Abstract

The display device has several actuator elements (1) which are in the form of matrix. The sensor elements are actuated by mechanical vibration, electrical impulses or heat, corresponding to electronic image information containing signs and graphics, so as to make the information perceptible to the sense of touch. An Independent claim is also included for touch perceptible image generation method.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausgabevorrichtung und eine Ein gabevorrichtung, die vor allem für blinde Personen geeignet sind.The invention relates to an output device and an dispenser, especially suitable for blind people are.

Um auch blinden Personen das Lesen zu ermöglichen, wurde die sogenannte Braille-Schrift entwickelt, bei der Ziffern und Zahlen als codierte Mustern dargestellt sind. Kleine Ausprä gungen beispielsweise auf einem Geldschein oder in einem Buch sind für blinde Personen ertastbar und können somit erfaßt werden. Bei speziellen Schreibmaschinen für Blinde werden zu erst einzeln geschriebene Zeichen in einer Linie zusammenge faßt, bevor eine Perforation oder Prägung eines Trägers, der in der Regel aus Papier besteht, erfolgt.In order to enable blind people to read, the Developed so-called Braille, in which numbers and Numbers are shown as coded patterns. Small expression for example on a bill or in a book are palpable for blind people and can therefore be detected become. With special typewriters for blind people only individually written characters put together in a line before a perforation or embossing of a carrier, the usually consists of paper.

Bei der mittlerweile fast vollständigen Durchdringung der Ar beitswelt durch elektronische Geräte wie Computer, werden Blinde ständig mit dem Problem konfrontiert, den Inhalt des Bildschirms nicht erfassen zu können. Zwar können Ziffern und Zahlen über die Braille-Schrift bei Verwendung spezieller Zu satzgeräte vermittelt werden, graphische Darstellungen wie beispielsweise Diagramme oder Tabellen sind aber nach wie vor weder erfaßbar noch eingebbar.In the meantime almost complete penetration of the ar beitswelt by electronic devices such as computers Blind constantly faced with the problem of the content of the Not be able to capture the screen. Numbers and Numbers using Braille when using special Zu set devices are conveyed, graphic representations such as for example, diagrams or tables are still neither detectable nor enterable.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Ausga bevorrichtung und eine Eingabevorrichtung vorzuschlagen, die es blinden Personen ermöglicht, normalerweise auf einem Bild schirm dargestellte und über den menschlichen Sehsinn erfaß bare elektronische Bildinformationen auch für Blinde erfaßbar zu machen sowie die Eingabe graphischer Darstellungen zu er möglichen.The object of the present invention is therefore to provide an output device and to propose an input device that it enables blind people, usually in a picture screen represented and grasped over the human sense of sight bare electronic image information can also be recorded by the blind to make as well as the input of graphical representations possible.

Der erste Teil der Aufgabe wird durch eine Ausgabevorrichtung gelöst mit einer Vielzahl von flächenhaft angeordneten Ele menten, die einzeln ansteuerbar sind, und einer Ansteuervor richtung zur Ansteuerung der Elemente, wobei durch die Ele mente eine der Auswertvorrichtung zugeführte elektronische Bildinformation ertastbar dargestellt ist.The first part of the task is through an output device solved with a large number of elec elements that can be controlled individually, and a control device direction for controlling the elements, whereby by the Ele elements an electronic supplied to the evaluation device Image information is shown tactile.

Der zweite Teil der Aufgabe, nämlich die Ermöglichung der Eingabe, wird durch eine Eingabevorrichtung gelöst mit einer Vielzahl von flächenhaft angeordneten Sensorelementen, die einzeln abtastbar sind, und einer Auswertvorrichtung zur Aus wertung der Informationen der abgetasteten Sensorelemente, wobei durch die Eingabevorrichtung ein durch mechanische Be rührung der Sensorelemente erzeugtes Bild in eine elektro nische Bildinformation umsetzbar ist.The second part of the task, namely enabling the Input is solved with an input device A large number of sensor elements arranged over a wide area are individually scanned, and an evaluation device for off evaluation of the information of the sensed sensor elements, whereby by the input device a by mechanical loading stirring the sensor elements generated image in an electro African image information can be implemented.

Die Arbeitsweise der Ausgabevorrichtung basiert auf der phy siologischen Tatsache, daß die Fingerkuppen besonders emp findlich auf Mikrovibrationen und Wärme reagieren. Die abge tasteten Ereignisse werden im Kurzzeitgedächtnis behalten, wodurch die Möglichkeit entsteht, nach einer Lernphase ein Gesamtbild der einzelnen Abtastungen im Gehirn zu erstellen.The operation of the output device is based on the phy Siological fact that the fingertips are particularly emp sensitive to micro-vibrations and heat. The abge keyed events are kept in short-term memory, which creates the opportunity after a learning phase Generate overall picture of each scan in the brain.

Vorteilhafterweise sind die Elemente in einer Matrix angeord net. Durch kleine Matrixelemente bei entsprechender Größe der Gesamtmatrix können auch komplexe graphische Bildinformatio nen erfaßbar bzw. ertastbar dargestellt werden. In verschie denen Ausgestaltungen der Erfindung erzeugen die Elemente Vi brationen, Wärme oder elektrische Impulse, beispielsweise Mi kroentladungen. In einer weiteren Verbesserung ist die Fre quenz der Vibrationen steuerbar. In einer besonders vorteil haften Ausgestaltung werden die Darstellungsmöglichkeiten kombiniert. Dadurch können zusätzliche Informationen, bei spielsweise die dreidimensionalen Eigenschaften der darge stellten Objekte oder Farbunterschiede dargestellt werden.The elements are advantageously arranged in a matrix net. Through small matrix elements with the appropriate size Overall matrix can also complex graphic image information NEN can be detected or felt. In various The embodiments of the invention generate the elements Vi brations, heat or electrical impulses, for example Mi kroentladungen. In a further improvement, the Fre Frequency of vibrations controllable. In a particularly advantageous way The presentation options are liable combined. This can provide additional information when for example, the three-dimensional properties of the darge presented objects or color differences.

Werden die Matrixelemente mit sensorischen Eigenschaften aus gestattet, kann die Anordnung als Eingabevorrichtung verwen det werden. Are the matrix elements made with sensory properties permitted, the arrangement can be used as an input device be det.

In einer insbesondere für die Arbeit mit Computern vorteil haften Ausgestaltung ist die Ausgabevorrichtung mit einer Zeichen-Eingabevorrichtung, die aus einer bekannten Braille- Schrift-Eingabeinheit besteht, einem Lautsprecher und Funkti onstasten ergänzt. Bei Verwendung der Ausgabevorrichtung als elektronisches Buch wird die Ausgabevorrichtung mit einer Einlesevorrichtung versehen, die über eine Kamera oder bei spielsweise einen Scanner konventionelle Bücher einlesen kann. Weiterhin ist es vorteilhaft, eine Vorrichtung zum Ein lesen von elektronischen Datenträgern, beispielsweise Disket ten oder CD-ROMs, vorzusehen. Durch Ergänzung mit weiteren Funktionseinheiten kann die Ausgabevorrichtung als eigenstän diges System betrieben werden.In a particularly advantageous for working with computers The design is the output device with a Character input device made from a known Braille Font input unit consists of a speaker and functi on buttons added. When using the output device as electronic book is the output device with a Read device provided, via a camera or at for example, read a scanner of conventional books can. Furthermore, it is advantageous to have a device for reading from electronic data media, for example disks or CD-ROMs. By adding others Functional units, the output device can stand alone be operated system.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further details and refinements of the invention are specified in the subclaims.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spieles näher erläutert. Die Figur zeigt eine kombinierte Ausgabe- und Eingabevorrichtung, die für den Einsatz an einem Computer mit Funktionsbuttons und einem Lautsprecher ausgerü stet ist.In the following the invention will be explained with reference to an embodiment game explained in more detail. The figure shows a combined Output and input device for use on one Computer equipped with function buttons and a loudspeaker is steady.

In dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ausgabevorrichtung als Matrix realisiert. Die Matrix weist eine Vielzahl von Elementen 1 auf, die durch Isolationsrahmen 2 voneinander getrennt sind. Die Elemente werden einzeln und zyklisch angesteuert, wie es prinzipiell von Bildschirmen be kannt ist. Die Aufgabe der Isolationsrahmen besteht darin, die Elemente so voneinander zu trennen, daß eine einzelne An steuerung sichergestellt ist, ohne daß sich beispielsweise Vibrationen oder Wärme auf die Nachbarelemente erstrecken. Um eine gute Erkennbarkeit sicherzustellen, ist es wichtig, daß die Eigenschaften jedes einzelnen Elementes separat und unab hängig von anderen Elementen steuerbar sind. Die Trennung der Matrixelemente ist sowohl elektrisch als auch mechanisch und thermisch. In Bezug auf die Ansteuerung der thermischen Ei genschaften ist es wichtig, daß die Isolationsrahmen auch ei ne kleine thermische Kapazität aufweisen, damit schnelle Tem peraturänderungen möglich sind. Die Auflösung der Ausgabevor richtung wird sowohl von der Dimensionierung der Matrixele mente 1 als auch von der Ausführung des Isolationsrahmen 2 bestimmt.In the embodiment shown in the figure, the output device is implemented as a matrix. The matrix has a large number of elements 1 which are separated from one another by insulation frames 2 . The elements are controlled individually and cyclically, as is known in principle from screens. The task of the insulation frame is to separate the elements so that a single control is ensured without, for example, vibrations or heat extending to the neighboring elements. In order to ensure good visibility, it is important that the properties of each individual element can be controlled separately and independently of other elements. The separation of the matrix elements is electrical as well as mechanical and thermal. With regard to the control of the thermal egg properties, it is important that the insulation frame also have a small thermal capacity so that rapid temperature changes are possible. The resolution of the output device is determined both by the dimensioning of the matrix elements 1 and by the design of the insulation frame 2 .

Die Matrixelemente 1 sind, wie bereits dargelegt, in mehreren Eigenschaften ansteuerbar. Für die Erzeugung von Wärme kommt dabei ein Infrarotsender in Frage, ein Spannungsgeber kann elektrische Impulse erzeugen und zur Generierung von Schwin gungen sind sowohl Piezoelemente als auch mikromechanische Elemente oder magnetostriktive Elemente einsetzbar.As already explained, the matrix elements 1 can be controlled in several properties. For the generation of heat, an infrared transmitter comes into question, a voltage generator can generate electrical impulses, and piezoelectric elements as well as micromechanical elements or magnetostrictive elements can be used to generate vibrations.

Die verschiedenen Bildinformationen werden nun dadurch gebil det, daß die Nerven der Finger beim Gleiten über die aktiven Matrixelemente die entstehenden Reize, nämlich thermische, mechanische und/oder elektrische als verschiedene Appreturen der betasteten Oberfläche empfinden. Dadurch können im Gehirn sehr realistische, fast dreidimensionale Abbildungen entste hen. Die einfachste Methode ist die Erzeugung der Bildinfor mationen durch mechanische Schwingungen der Elemente. Die an deren Methoden benötigen mehr Übungen und sind abhängig so wohl von der externen Temperatur und Feuchtigkeit als auch von der psychischen Verfassung des Benutzers. Die kombinierte Lösung hat den Vorteil, daß gleichzeitig mehrere Nervenzel len, die für verschiedene Reizerkennungen zuständig sind, an gesprochen werden und man dadurch eine bessere Auflösung der graphischen Informationen erreichen kann. Durch die unter schiedlichen Reizarten können sowohl verschiedene Konturen als auch verschiedene Formen und Farbtöne dem Benutzer über mittelt werden.The various image information is now created det that the nerves of the fingers when sliding over the active Matrix elements the resulting stimuli, namely thermal, mechanical and / or electrical as different finishes feel the touched surface. This can in the brain very realistic, almost three-dimensional images hen. The simplest method is to generate the picture information mations by mechanical vibrations of the elements. The on their methods require more exercises and are dependent on them probably from the external temperature and humidity as well from the user's mental state. The combined Solution has the advantage of having multiple nerves at the same time len, which are responsible for different stimulus detections be spoken and this gives a better resolution of the graphic information. Through the under Different types of stimuli can both have different contours as well as different shapes and shades to the user be averaged.

Die Aufgabe einer Ansteuervorrichtung liegt darin, elektroni sche Bildinformationen 7 so umzusetzen und die Elemente anzu steuern, daß ein für den Benutzer interpretierbares "Bild" auf der Matrix erzeugt wird. Da die Wahrnehmungsfähig individuell unterschiedlich ist, sind Verarbeitungsoptionen der Ansteuer vorrichtung 6 einstellbar.The task of a control device is to implement electronic image information 7 and to control the elements in such a way that an "image" which can be interpreted by the user is generated on the matrix. Since the perceptual ability differs individually, processing options of the control device 6 can be set.

Als Eingabevorrichtung ist ein Block mit Funktionstasten 3 und einer Eingabeeinheit 4 für Braille-Schrift vorgesehen. Durch Legen der Finger auf die Eingabefelder der Eingabeein heiL für Braille-Schrift können die codierten Zeichen durch das Gerät gelesen werden und durch ein OCR-Modul in Ziffern oder Zahlen umgesetzt werden. Die Ausgabe erfolgt durch die zuvor beschriebene Ausgabevorrichtung. Insbesondere über die Funktionstasten 3 können die Verarbeitungsoptionen der An steuervorrichtung 6 eingestellt werden.A block with function keys 3 and an input unit 4 for Braille is provided as the input device. By placing your fingers on the input fields of the input unit for Braille, the coded characters can be read by the device and converted into numbers or numbers by an OCR module. The output takes place through the previously described output device. The processing options of the control device 6 can be set in particular via the function keys 3 .

Als zusätzliche Ausgabevorrichtung ist ein Lautsprecher 5 vorgesehen.A loudspeaker 5 is provided as an additional output device.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten für die Ausgabevorrichtung bestehen im Einsatz als TV-Bildschirm oder auch in Verbindung mit einer Video-Kamera als "Auge" im normalen Leben. Bei letztgenannter Anwendung ist es vorteilhaft, zwei Kameras zu verwenden, so daß unter Verwendung entsprechender Software, die beispielsweise Konturenumsetzung und Kontrastveränderun gen vornimmt, auch dreidimensionale Bilder erzeugt werden können.Other uses for the dispenser exist in use as a TV screen or in connection with a video camera as an "eye" in normal life. at the latter application, it is advantageous to use two cameras use so that using appropriate software, which, for example, contour conversion and contrast changes three-dimensional images are also generated can.

Claims

1. dispenser with
a large number of planar elements ( 1 ) which can be controlled individually,
a control device ( 6 ) for controlling the elements ( 1 ), wherein by the control device ( 6 ) an electronic image information ( 7 ) is tactile represented.

2. Output device according to claim 1, characterized in that the elements ( 1 ) are arranged in a matrix.

3. Output device according to claim 1, characterized, that the electronic image information characters and graphi have ken.

4. Output device according to claim 1, characterized in that the elements ( 1 ) generate vibrations.

5. Output device according to claim 1, characterized in that the elements ( 1 ) are heatable.

6. Output device according to claim 1, characterized in that the elements ( 1 ) generate electrical pulses.

7. Output device according to claim 4, characterized, that the frequency of the vibrations is controllable.

8. Output device according to claim 6, characterized, that the frequency of the electrical pulses is controllable.

9. Output device according to claim 1, characterized in that the elements ( 1 ) are separated by an insulation frame ( 2 ) from the other elements ( 1 ).

10. Input device with
a large number of surface-mounted sensor elements, which can be scanned individually,
an evaluation device ( 8 ) for evaluating the informa tion of the scanned sensor elements, an image generated by mechanical contact of the sensor elements being convertible into electronic image information ( 9 ) by the input device.

11. Output device according to one of claims 1 to 9, characterized, that the output device with a Braille input device device and / or a function key block is connected.