DE2953288T1 - Braille display reader - Google Patents

Description

Pr-aieotanwAlte

Dlpl.-lng. Dlpl.-Chem.

E. Prinz - Dr. G. Hauser

Ernsberger stresse 19

8 München 60

4. Juli 1980

Leonard ROSE Stanley E. ROSE

184 Seapit Road 9 Broadway

East Falmouth Saugus

Massachusetts 02536/V.St.A. Massachusetts 01906 /V.St.A,

Unser Zeichen: R 1000

Aktenzeichen der internationalen Patentanmeldung PCT/US 79/00944 vom 5. November 1979

BESCHREIBUNG
Braille-Anzeige- und -Lesegerät

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft Braille-Lesevorrichtungen für Blinde, insbesondere eine Anordnung zur Erzeugung einer ertastbaren Darstellung einer Seite in Braille-Schrift.

Zugrundeliegender Stand der Technik

In den letzten Jahren wurden zahlreiche Hilfen für Blinde entwickelt, um ihre Sehbehinderung zu lindern. Das am besten bekannte und am weitesten verbreitete Hilfsmittel ist die Braille-Schrift. Bräille-Buchstaben sind geprägte Zeichen aus einem bis sechs Punkten, die in Form von zwei Spalten zu jeweils drei Punkten angeordnet sind. Seit der Erfindung der Braille-Schrift im Jahre 1852 haben viele Blinde diese Schrift gelernt, ¹UrId zahlreiche Texte wurden in diese

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Schrift umgeschrieben. Es gibt jedoch derzeit bedeutende Schwierigkeiten bei der Verbreitung großer Zahlen von Textkopien in Braille-Schrift, und zwar aufgrund von verschiedenen Faktoren.

Zunächst ist es schwierig bzw. undurchführbar, eine große Anzahl von Kopien der meisten in Braille-Schrift vorliegenden Bücher zu erstellen. Die meisten Texte in Braille-Schrift sind in der zweiten Braille-Stufe geschrieben, bei der eine Art Kurzschrift oder Schnellschrift angewandt wird, um die Anzahl von Braille-Zellen zu reduzieren, die erforderlich ist, um das zu lesende Textmaterial umzuschreiben. Die Braille-Schrift der zweiten Stufe enthält viele Kontraktionen und Abkürzungen für häufig gebrauchte englische Wörter und Sätze. Es werden zwar derzeit rechnergesteuerte Umsetzer zum Umsetzen von englischer Sprache in Braille der zweiten Stufe entwickelt, die große Mehrzahl von Braille-Ubersetzungen wird jedoch zur Zeit noch von Freiwilligen ausgeführt, die die Braille-Schrift der zweiten Stufe beherrschen und die Braille-Schrift unter Verwendung einer handbetätigten Braille-Schreibmaschine mit sechs Tasten erzeugen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß jeweils nur eine Kopie angefertigt werden kann. Um weitere Kopien des Textmaterials anzufertigen, kann ein thermisches Formverfahren angewandt werden, bei dem ein Blatt aus Polyvinylchlorid von dem ursprünglichen Papieroriginal abgeformt wird, um ein Duplikat desselben zu erstellen. Dieses Verfahren kann nur jeweils seitenweise durchgeführt werden, wodurch die Anfertigung einer Braille-Kopie eines Buches zu einem sehr langsamen und zeitraubenden Vorgang wird. Dieser Vorgang ist auch kostenaufwendig, denn jedes Blatt kostet etwa 5 Cent, zusätzlich zu den Kosten der Ausrüstung für das thermische Abformen und zu den Arbeitskosten. Zwar können große Mengen von Braille-Seiten hergestellt werden, indem eine Druckpresse verwendet wird, die so abgewandelt ist, daß sie

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Braille-Schrift auf Papierblätter unter Verwendung von Braille-Originalklischees auf Zinkplatten aufprägt, das Drucken solcher Braille-Seiten ist jedoch kostenaufwendig, weil eine abgewandelte Druckpresse erforderlich ist und weil Kosten für die Herstellung der Braille-Originalklischees auf Zinkplatten entstehen. Es ist daher wirtschaftlich nicht vertretbar, dieses Verfahren zur Anfertigung einer kleinen Auflage eines Buches anzuwenden; dieses Verfahren ist somit auf Textmaterial beschränkt, das für eine große Anzahl von Lesern bestimmt ist.

Die Lagerung und Verbreitung von Braille-Büchern wird ferner durch ihr Volumen behindert. Die Braille-Schrift wird gewöhnlich auf Blättern der Größe 28 χ 29 cm (11 χ 11,5") geprägt. Diese Blätter enthalten jeweils 25 Zeilen zu 40 Zellen. Die in Braille der Stufe.2 geschriebenen Texte erfordern im Mittel zwei Blätter für jedes Blatt gedruckten Textmaterials. Ein Buch mit 200 Seiten erfordert somit 400 Braille-Seiten. Bei der Umschreibung in Braille-Schrift werden somit für ein einziges Buch verschiedene Einzelbände aus Braille-Seiten benötigt. Jeder dieser Bände ist auf etwa 100 Braille-Seiten begrenzt, und zwar aufgrund von zwei Faktoren. Zunächst sind die geprägten Braille-Seiten dicker und benötigen mehr Volumen als flache, gedruckte Seiten. Ferner müssen die Braille-Seiten im wesentlichen flach liegen, wenn der Band geöffnet ist, damit sie schnell und leicht gelesen werden können. Das Binden der Braille-Seiten derart, daß sie flach liegen, führt ferner zu Schwierigkeiten, die Braille-Bände auf etwa 100 Seiten begrenzen. Dies hat zur Folge, daß Texte, die leicht in einem oder zwei gedruckten Büchern vernünftiger Größe enthalten sein können, viele Braille-Bände benötigen, die schwer sind und ein großes Volumen aufweisen.

Wegen des großen Volumens von Braille-Textmaterial können

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viele Büchereien nicht mehr als einige wenige Braille-Bände in den Regalen aufnehmen, weil nur ein beschränkter Raum zur Verfügung steht. Blinde Schüler, die verschiedene Bücher für die verschiedenen Unterrichtsfächer benötigen, begegnen ferner der Schwierigkeit, daß sie zahlreiche sperrige Braille-Bände umhertragen müssen, die für die Umschreibung jeweils eines Buchtextes erforderlich sind.

Es wurden verschiedene Systeme zur elektronischen Speicherung von Daten entwickelt, die Braille-Zeichen darstellen und sie für Blinde reproduzieren. Allen bisherigen Systemen haftet jedoch der Mangel an, daß sie nur einige wenige Zeichen bis höchstens eine Braille-Zeile reproduzieren können. Häufig wünschen sowohl normal Sehende als auch Sehbehinderte Leser, zu einer vorhergehenden Textstelle auf einer Seite oder einer vorhergehenden Seite zurückzukehren. Dies ist natürlich besonders wichtig, wenn komplizierte Sachverhalte studiert werden. Beispiele hierfür sind Karten, Tabellen, musikalische und mathematische Werke. Vorrichtungen zum elektronischen Reproduzieren der Braille-Schrift, die nur eine einzige Zeile liefern, ermöglichen es dem Braille-Leser nicht, leicht zu vorhergehenden Textstellen zurückzukehren oder tabellenförmiges Material oder Material aus einer Vielzahl von Zeilen zu erfassen. Während der blinde Leser in einem normalen Braille-Buch leicht die vorhergehenden Textstellen überfliegen oder aufsuchen kann, indem er eine Zeile oder zwei einer Seite liest, um die genaue Stelle dieses Materials aufzufinden, machen die derzeit verfügbaren elektronischen Braille-Reproduziervorrichtungen, die jeweils nur eine einzige Zeile anzeigen, diese Bezugnahme auf vorhergehende Stellen verwirrend, schwierig und zeitraubend. Es wurde auch gefunden, daß der Braille-Leser wesentlich langsamer liest, wenn er nur jeweils eine Zeile nachgeboten bekommt, im Vergleich zu der Geschwindigkeit, mit der ganze Seiten von Braille-Büchern gelesen werden können.

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Offenbarung der Erfindung

Kurz gesagt wird durch die Erfindung eine Braille-Anzeigeeinheit geschaffen, die in der im folgenden beschriebenen Weise arbeitet. Codes, die herkömmliche Braille-Zeichen darstellen, werden auf einem Speichermedium aufgezeichnet. Das bevorzugte Medium sind Magnetbandkassetten, die in geeigneter Weise leicht zur Verfügung stehen. Die gespeicherte Information wird jeweils seitenweise in einem Zwischenspeicher eingelesen. Die Daten aus dem Zwischenspeicher werden einer elektronischen Vorrichtung zugeführt, die eine Anzeigeeinheit steuert, welche die Braille-Zeichen in ertastbarer Weise auf einer Anzeigeoberfläche reproduziert, die dieselbe Größe wie eine genormte Braille-Buchseite hat.

Die vorliegende Erfindung hat zahlreiche Vorteile gegenüber den derzeit verfügbaren Verfahren, um Blinde mit Braille-Textmaterial zu versorgen. Gemäß der Erfindung werden die Braille-Zeichen darstellenden Daten elektronisch gespeichert, vorzugsweise auf herkömmlichen Bandkassetten. Dies hat zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Braille-Büchern, die geprägtes Papier oder thermisch geformte Plastikseiten enthalten. Die Größe, das Gewicht und die Kosten für die einzelnen Braille-Bücher und die Kosten zur Speicherung der herkömmlichen Braille-Bücher werden stark vermindert. Da Bandkassetten mit darauf gespeicherten Daten schnell und leicht reproduziert werden können, können die auf Kassetten in Braille umgeschriebenen Bücher zur Ausübung der vorliegenden Erfindung leicht kopiert werden, im Gegensatz zu den geprägten Braille-Seiten, die nur durch langsames und kostenaufwendiges Warmformen reproduziert werden können, außer wenn ein ausreichender Bedarf besteht, der den Druck von Braille-Büchern mit geprägten Braille-Zinkplatten rechtfertigt. Derzeit ist der Zugang von Blinden zu Braille-Textmaterial auf regionale Braille-Büchereien begrenzt, die eine beschränkte Anzahl von Büchern halten. Die Erfindung

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ermöglicht es, daß die örtlichen Büchereien leicht und kostengünstig eine große Sammlung von Braille-Werken in Form von Kassetten zu günstigen Kosten für Kauf und Lagerung anschaffen können.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Braille-Schrift auf der Oberseite der Anzeigeeinheit dargeboten, deren Größe einer normalen Braille-Seite von etwa 30,5 χ 30,5 cm (12 χ 12") entspricht. Die gesamte Anzeigeeinheit hat eine Dicke von etwa 10 cm (4") und enthält die ertastbaren Reproduziereinrichtungen, die Elektronik, den Bandtransport und die Stromversorgung. Die Erfindung hat also den zusätzlichen Vorteil gegenüber den herkömmlichen elektronischen Braille-Lesern, daß sie tragbar ist und leicht von einer Stelle zur anderen mitgenommen werden kann. Praktisch alle derzeit verfügbaren elektronischen Braille-Lesevorrichtungen sind relativ groß, schwer und praktisch nicht tragbar. Sie haben einen hohen Strombedarf, der im allgemeinen für eine ausreichende Nutzungsdauer nicht durch Batterien gedeckt werden kann. Diese Vorrichtungen können also nur an einer Stelle benutzt werden, an der Wechselstrom zur Verfügung steht.

Die Erfindung schafft einen neuartigen Braille-Zellen-Anzeigemodul, der Braille-Zeichen durch Verwendung von federbetätigten Stiften anzeigt, die durch Bimetall-Einrastelemente' gesteuert sind. Jeder Modul enthält sechs Stifte, welche die sechs Punkte jeder Braille-Zelle bilden. Diese Stifte erstrecken sich durch Löcher in einer flachen Oberfläche, um eine ertastbare Darstellung der Braille-Zeichen zu ermöglichen. Vor der Anzeige einer Seite befinden sich alle Stifte für die Buchstaben einer Seite in einer "niedrigen" Stellung. Die Stifte werden in dieser "niedrigen" Stellung durch die Bimetall-Einrastvorrichtung gehalten, die mit jedem Stift in Eingriff gelangt und ihn niederhält. Um Braille-Zeichen anzuzeigen, wird ein elektrischer Strom an ausgewählte Bi-

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metall-Einrastvorrichtungen angelegt, Ansprechend auf diesen Strom verbiegen sich die ausgewählten Bimetall-Einrastvorricht'ungen und lösen sich von dem Stift, wodurch die zusammengedrückte Feder den Stift durch die Plattenoberfläche hindurch nach oben bewegt und einen Braille-Punkt anzeigt. Die Feder hält den Stift in dieser Stellung, ohne daß Leistung aus der Stromversorgung benötigt wird; sobald eine Seite auf der Anzeigeeinheit angezeigt ist, wird keine weitere Leistung benötigt, um die Anzeige während einer unbegrenzten Zeitspanne aufrecntzuerhalten. Vor dem Anzeigen der nächsten Seite werden die angehobenen Stifte mechanisch nach unten bewegt, bis alle Bimetall-Einrastvorrichtungen mit den Stiften in Eingriff gelangt sind, um sie in der 'niedrigen" Stellung zu halten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Diese und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die Arbeitsweise eines Bimetallelements;

Fig. 2a und 2b die Arbeitsweise eines federbelasteten Tauchkolbenelements in Verbindung mit einer Bimetall-Einrastvorrichtung ;

Fig. 3a und 3b die Deformierung der Bimetall-Einrastvorrichtung durch Anlegen eines elektrischen Stromes;

Fig. 4a, 4b und 4c eine Drauf-, Seiten- bzw. Vorderansicht eines Teils der Anzeigeeinheit, wobei der Aufbau der Braille-Zellen-Anzeigemoduln dargestellt ist und eine andere Ausführungsform der Betätigungselemente gezeigt ist;

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Fig. 5a und 5b Darstellungen zur Erläuterung von zwei Herstellungs- und Zusammenbauverfahren der Bimetallelemente für ein schnelles Zusammenbauen der Anzeigeeinheit;

Fig. 6 eine vollständige Braille-Anzeigeeinheit;

Fig. 7 einen Mechanismus, durch den die Braille-Anzeigemoduln in einer Anzeigeeinheit zurückgesetzt werden;

Fig. 8 ein Blockschaltbild der elektronischen Steuerschaltung der Braille-Anzeigeeinheit;

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Schaltung zur Ausführung der in Fig. 8 gezeigten Decodiermatrix;

Fig. 10 ein Flußdiagramm der Arbeitsweise der Anzeigesteuerung; und

Fig. 11 eine Grafik des Stromes in Abhängigkeit von der Betätigungszeit bei einem typischen Bimetallelement.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Herstellung von elektromechanischen Systemen, die eine große Anzahl von Braille-Zeichen reproduzieren können, besteht in der Entwicklung eines Mechanismus zum mechanischen Erzeugen der ertastbaren Braille-Punkte, die klein genug sein können, damit eine große Anzahl von Braille-Zeichen mit dem normalen Braille-Abstand reproduziert werden kann, wobei der Mechanismus jedoch ausreichend kostengünstig sein muß, damit die große Anzahl von erforderlichen Mechanismen zu tragbaren Kosten vorgesehen werden kann. Z.B. besteht eine Braille-Seite aus 25 Zeilen zu jeweils 4O Zeichen, wobei jedes Zeichen bis zu

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sechs Punkte aufweist. Um eine Braille-Seite zu reproduzieren, sind also etwa 6000 Mechanismen erforderlich, und diese 6000 Mechanismen müssen in einen Bereich von etwa 28 χ 29 cm (11 χ 11,5") passen.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist ein neuartiger Betätigungsmechanismus, der ein thermisch betätigtes Bimetallelement enthält, das ansprechend auf ein daran angelegtes elektrisches Signal einen zugeordneten federbelasteten Tauchkolben zur Bewegung freigibt, um einen erhabenen Punkt eines Braille-Zeichens zu bilden.

Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen", in der ein Bimetallstreifen 10 dargestellt ist. Solche Streifen sind wohlbekannt und können von vielen Handelsquellen bezogen werden. Der Bimetallstreifen ist aus zwei verschiedenen Metallen gebildet, die unterschiedliche Temperaturkoeffizienten aufweisen. Dies ist in Fig. 1 dargestellt, wo ein Streifen aus einem ersten Metall mit einem Streifen 12 verbunden ist, der aus einem zweiten Metall gebildet ist, das eine unterschiedliche Wärmeausdehnungscharakteristik aufweist. Eine typische Metallpaarung ist Invar mit Kupfer.

Wenn der Bimetallstreifen 10 so zusammengebaut wird, daß er bei einer bestimmten Temperatur T_Q gerade ist, wie in Fig. 1 als Streifen 10 dargestellt ist, bewirkt ein Erhöhen der Temperatur über den Wert T_Q, daß sich einer der Streifen stärker ausdehnt als der andere, da unterschiedliche Temperaturkoeffizienten vorhanden sind. Wenn z.B. der Streifen 12 einen größeren Temperaturkoeffizienten als der Streifen 14 aufweist und die Temperatur des Bimetallstreifens über T₀ erhöht wird, biegt sich der Streifen, wie in Fig. 1 als 10' gezeigt ist.

Es wird auf die Fig. 2a und 2b Bezug genommen. Dort ist ein

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neuartiges Betätigungselement 8 zur Erzeugung eines ertastbaren Braille-Punktes dargestellt. Ein Tauchkolben 16 erstreckt sich durch ein Loch 18 in einer Bodenplatte 20. Der Tauchkolben 16 ist typischerweise im Querschnitt kreisförmig. Eine Feder 22 umgibt denjenigen Teil des Tauchkolbens 16, der sich durch das Loch 18 hindurch erstreckt, und stößt gegen eine Schulter 24 an, die am Oberteil des Tauchkolbens 16 gebildet ist. Die Feder 22 hat einen größeren Durchmesser als das Loch 18, und das untere Ende der Feder 22 ruht auf der Platte 20. Die Feder 22 wird durch die Schulter 24 und die Bodenplatte 20 zusammengedrückt und erzeugt eine nach oben gerichtete Kraft auf den Tauchkolben 16.

Von der Schulter 24.ausgehend erstreckt sich ein Stift 26 nach oben. Der Stift 26 ist derjenige Teil des Mechanismus, der angehoben wird, um einen Braille-Punkt "anzuzeigen", der von einer Person ertastet werden kann. Die Spitze des Stiftes 26 ist abgerundet und erstreckt sich in ein Loch 28 in einer Deckelplatte 30.

Aus einer Seite des Tauchkolbens 16 erstreckt sich ein Einraststift 32 heraus. In der in Fig. 2a gezeigten Stellung ist der "Anzeigestift" 26 in bezug auf die Platte so angeordnet, daß die Sptize des Stiftes 26 innerhalb des Loches 28 liegt und mit der oberseitigen Oberfläche der Deckelplatte 30 fluchtet. In dieser Stellung paßt der Einraststift 32 in ein Loch 34 in einem Bimetallelement 36, das an der Bodenplatte 20 befestigt ist. Das Bimetallelement 36 hält den Tauchkolben. 16 in der in Fig. 2a gezeigten Stellung fest, entgegen der nach oben gerichteten Kraft, die durch die Feder 22 erzeugt wird, wenn der Einraststift 32 sich innerhalb des Loches 34 befindet.

Fig. 2a zeigt das Betätigungselement 8 in einer Stellung, in der ein Braille-Punkt durch das Betätigungselement nicht

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"angezeigt" wird. Das Bimetallelement 36 ist aus einem Bimetallstreifen zusammengesetzt und in bezug auf den Tauchkolben 16 so orientiert, daß das Element 36 sich von dem Tauchkolben 16 fortbiegt, wenn es erhitzt wird. Um einen Braille-Punkt anzuzeigen, wird der Bimetallstreifen 36 erhitzt, wodurch er sich von dem Kolben 16 fortbiegt und veranlaßt, daß das Loch 34 in dem Bimetallelement 36 von dem Einraststift 32 freikommt. Der Tauchkolben 16 wird dann nicht mehr in der zurückgezogenen Stellung festgehalten, und die Kraft der Feder 22 bewegt den Tauchkolben 16 nach oben, bis die oberseitige Oberfläche der Schulter 24 an die Unterseite der Platte 3O anstößt. In dieser Stellung erstreckt sich der Stift 26 über die Oberseite der Deckelplatte 30 hinaus, um eine ertastbare Darstellung eines Braille-Punktes zu bilden. Die Oberflächen des Stiftes 26 und/oder der Deckelplatte 30 können eine stumpfe Oberflächenbearbeitung erhalten, um die Tendenz glatter Oberflächen zu vermindern, die Fingerspitzen nach lange andauerndem Braille-Lesen unempfindlich zu machen.

Dies ist in Fig. 2b dargestellt, wo ein Bimetallelement erhitzt ist, so daß es sich in der durch einen Pfeil 38 bezeichneten Richtung von dem Tauchkolben 16 fortbewegt und von dem Einraststift 32 lostkommt. Ansprechend darauf bewegt sich der Tauchkolben nach oben, wie durch Pfeil 40 bezeichnet ist. Der Anzeigestift 26 erstreckt sich etwa 0,58 mm (O,O23") über die Oberfläche der Deckelplatte 30 hinaus. Dies ist die genormte Höhe von Braille-Punkten. Es können jedoch auch andere Abmessungen günstig sein, um leichter erkennbare und lesbare Zeichen zu bilden. Insbesondere können das sogenannte "Jumbo-Braille" oder andere nicht genormte Braille-Größen verwendet werden, um eine Anpassung an Personen zu schaffen, die ein geringeres Ertastungsvermögen als der Durchschnitt aufweisen, z.B. Kinder und ältere Personen.

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Die Bimetallelemente 36 werden selektiv in der im folgenden beschriebenen Weise erhitzt. Die Bimetallelemente sind in Form eines umgekehrten "U" ausgebildet, so daß die zwei Schenkel des "U" mit der Bodenplatte 20 in Berührung sind und von dieser gestützt werden; das Loch 34 in dem Bimetallelement ist in dem Mittelabschnitt des "U" gebildet, der die zwei Schenkel verbindet. Dies ist deutlicher in Fig. 3a gezeigt, wo ein Bimetallelement 36 in seinem undeformierten . Zustand gezeigt ist, den es annimmt, wenn ein Tauchkolben 16 in der zurückgezogenen Stellung gehalten wird. Das Bimetallelement 36 kann selektiv erhitzt werden, indem ein Potential an den beiden Schenkeln 4 2 des U-förmigen Elementes angelegt wird. Dies ist schematisch in Fig. 3a gezeigt, wo eine Spannungsquelle 4 6 direkt an einen Schenkel 4 2 des Bimetallstreifens 36 und über einen Schalter 48 an den anderen Schenkel angelegt ist. Durch Schließen des Schalters 48fließt ein Strom zu dem einen Schenkel 4 2 des Bimetallelementes, dann über den oberen Abschnitt 44 und den anderen Schenkel 42. Da das Bimetallelement 36 einen recht hohen Widerstand aufweist, erzeugt dieser Stromfluß eine Widerstandserhitzung des Bimetallelements, wodurch dieses sich biegt. Dies ist in Fig. 3b dargestellt, wo der Schalter 48 einen Strom I durch das Bimetallelement 36 zugelassen hat, um das Element zu erhitzen und in der durch Pfeil 50 bezeichneten Richtung zu verbiegen. Auf diese Weise können Bimetallelemente, die aus einer großen Anzahl von Betätigungsvorrichtungen ausgewählt sind, leicht erhitzt werden, damit der zugeordnete Tauchkolben 16 einen Braille-Punkt "anzeigt".

Es wird erneut auf die Fig. 2a und 2b Bezug genommen. Das Bimetallelement 36 ist an der Bodenplatte 20 befestigt dargestellt. Die Leiter für die Zuführung eines Stromes zu den Schenkeln des Bimetallelements 36 können leicht und kostengünstig erzeugt werden, indem gedruckte Leiterbahnen auf der Oberseite und/oder Unterseite der Bodenplatte 20 gebildet

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In diesem Fall haben dann die Schenkel 4 2 des Bimetallelements 36 Beinchen 52, die sich von den Schenkeln 42 aus nach unten erstrecken. Diese Beinchen sind in Löcher eingesetzt, die in der Grundplatte 20 gebildet sind, und können an den gedruckten Leiterbahnen verlötet werden, um damit eine elektrische Verbindung herzustellen. Es ist in den Fig. 2a und 2b zwar nur ein einziges Betätigungselement 8 gezeigt, in einem Braille-Reproduziergerät wird jedoch eine sehr große Anzahl von solchen Betätigungselementen verwendet, und diese Betätigungselemente haben einen sehr geringen Abstand voneinander. Gedruckte Leiterbahnen sind ideal geeignet, um die elektrischen Verbindungen der Bimetallelemente 36 herzustellen, da sie leicht und kostengünstig mit sehr geringen Toleranzen auf der Bodenplatte gebildet werden können, um die Verbindung mit den Bimetallelementen 36 herzustellen. .

Sobald der Einraststift 32 von dem Bimetallelement 36 freigegeben ist, so daß der Tauchkolben 36 sich in seine verlängerte Stellung begibt, bleibt er unbegrenzt in dieser Stellung zum Anzeigen eines Braille-Punktes, ohne weiteren elektrischen Strom zu benötigen. Dies ist vorteilhaft, insbesondere für tragbare Systeme, da es erwünscht sein kann, die Anzeige einer Seite von Braille-Zeichen während langer Zeitspannen aufrechtzuerhalten.

Um den Tauchkolben 16 in seine zurückgezogene Stellung zurückzuführen, wird eine nach unten gerichtete Kraft auf den Tauchkolben 16 ausgeübt, wodurch sich dieser dann nach unten bewegt und die Feder 22 wieder zusammendrückt, bis der Einraststift 32 wieder mit dem Loch 34 in Eingriff gelangt.

Zur vereinfachten Darstellung ist die Größe der Bewegungen des Tauchkolbens 16 und des Bimetallelements 36 in der Zeichnung übertrieben dargestellt. Wie bereits erwähnt wurde,

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hat die gesamte senkrechte Bewegung des Tauchkolbens 16 die Größenordnung von 0,58 mm (0,023"). In Wirklichkeit bewegen sich der Tauchkolben 16 und der Einraststift 32 nicht so weit, daß der obere Abschnitt 44 des Bimetallelements 36 völlig freigegeben wird. Das Bimetallelement wird typischerweise durch einen kurzen Stromimpuls erhitzt; nach Fortfall des Stromes kehrt das Bimetallelement 36 zu seiner Normaltemperatur zurück und ist bestrebt, sich in seine ursprüngliche Stellung zurück zu bewegen, bis der obere Abschnitt 4 4 gegen das Ende des Einraststiftes 32 anstößt. Wenn also der Tauchkolben 16 nach unten bewegt wird, gleitet das Ende des Einraststiftes 32 entlang dem oberen Abschnitt 44 des Bimetallelements 36, bis es mit dem Loch 34 wieder in Eingriff gelangt. Natürlich können andere Verfahren angewandt werden, um den Einraststift 32 wieder mit dem Bimetallelement 36 in Eingriff gelangen zu lassen, wenn die erforderliche senkrechte Bewegung des Tauchkolbens 16 bewirkt, daß der Einraststift 32 sich vollständig über das Bimetallelement 36 anhebt. Z.B. kann die Unterseite des Einrastiftes 32 abgeschrägt sein, oder der obere Abschnitt 44 des Bimetallelements 36 ist unter einem Winkel von dem Tauchkolben 16 abgebogen, damit der Einraststift 32 das Bimetallelement 36 von dem Tauchkolben 16 bei dessen Abwärtsbewegung fortbiegen kann.

Die folgenden Betrachtungen und Gleichungen ermöglichen die Bestimmung der Parameter, die zur Konstruktion eines Betätigungselem^nts 8 erforderlich sind, wie es in den Fig. 2a und 2b gezeigt ist. Die thermische Ablenkung D für ein Bimetallelement der in der Zeichnung gezeigten Art ist gegeben durch:

_{D =} O,53F . AT . L² ₍₁₎

Darin ist F eine Eigenschaft des Materials, ΔΤ der Tempera turanstieg, L die Länge des Bimetallelements 36 und t die

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-yi-

Dicke des Bimetallelements. Für ein praktisches Beispiel eines Bimetallelements, das aus Truflex gebildet ist, das von Texas Instruments hergestellt und in den Handel gebracht wird, ist F = 215 χ 1O~⁷, L = 12,5 mm (0,5"), t hat den Wert 0,127 mm (0,005") und T beträgt typischerweise 24°C (75°F). Bei diesen Parametern beträgt die nutzbare Ablenkung D gleich 1,09 mm (0,0432"). Wenn das thermische Element erhitzt wird und in seiner Bewegung behindert wird, erzeugt es eine Kraft P, die in N (bzw. Ounces) gegeben ist durch:

P = 2,12 E · F (AT) wt² ₍₂₎

Darin sind.E der Elastizitätsmodul und w die Breite des Bimetallelements. Für das betrachtete Material ist E = 1,273 x 10⁶ bar (19 χ 10⁶ psi) und ergibt eine Kraft P von 0,0347 N (0,125 Ounces). Für einen Reibungskoeffizienten von 0,5 zwischen dem Einraststift 32 und der Innenoberfläche des Loches 34 und für eine aufwärts gerichtete Kraft von 0,556 N (2 Ounces), die von der Feder 22 geliefert wird, muß ein Bimetallelement 36 eine Reibungskraft von 0,139 N (0,5 Ounces) überwinden, um den Tauchkolben 16 freizugeben. Die erforderliche Temperaturänderung ΔΤ zur Überwindung dieser Reibungskraft kann aus Gleichung (2) bestimmt werden; es ist ein Temperaturanstieg von 16,5°C (30°F) erforderlich, um die Reibungskraft zu überwinden. Für einen gesamten Temperaturanstieg von 41°C (75°F) verbleiben etwa 25°C (45°F) für die Auslenkung. Die maximal verfügbare Auslenkung bei diesem Temperaturanstieg kann also durch Gleichung (1) bestimmt werden _r in der ΔΤ 25°C (45°F) beträgt. Diese maxi- · male ausnutzbare Ablenkung für einen Temperaturanstieg von 41°C (75°F) beträgt 0,66 mm (O,O26"). Dieser Wert bestimmt die Länge des Stiftes 32, die etwas geringer sein sollte als 0,66 mm (0,026"), damit das Freiwerden von dem Loch 34 ansprechend auf die oben berechnete Bewegung des Bimetallelements 36 gewährleistet ist.

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Die Fig. 2a und 2b zeigen ein einziges Betätigungselement 8, das einen einzigen Braille-Punkt anzeigt. In Wirklichkeit ist natürlich eine große Anzahl von Betätigungselementen erforderlich, um eine Mehrzahl von Braille-Zeichen anzuzeigen. In wohlbekannter Weise enthält ein einzelnes Braille-Zeichen sechs Punktpositionen, die aus zwei Spalten zu jeweils drei Punkten zusammengesetzt sind. Diese Punkte haben Mittelpunkte, die einen Abstand von etwa 3,17 mm (1/8") haben. Die Fig. 4a, 4b und 4c zeigen eine bevorzugte Ausführungsform des Betätigungselements zur Anzeige einer Anzahl von Braille-Zeichen, und ferner ist eine andere Ausführungsform des Betätigungselements dargestellt. Fig. 4a ist eine Draufsicht auf eine Deckelplatte 30, welche die Anordnung der Betätigungselemente zum Anzeigen von vier Braille-Zeichen darstellt. Fig. 4b ist eine Seitenansicht, und Fig. 4c ist eine Ansicht auf das Ende der Anordnung von Betätigungselementen für ein einzelnes Braille-Zeichen. Die vier in Fig. 4a gezeigten Braille-Zeichen belegen eine Fläche von etwa 19 χ 9,5 mm (3/4 χ 3/8"). Es sind 24 Braille-Punktpositionen vorhanden, und folglich müssen 24 Betätigungselemente auf diesem sehr kleinen Bereich untergebracht werden. Die Erfindung ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung mit dieser Größe, so daß die Betätigungselemente mit dieser hohen Dichte oder einer noch größeren Dichte angeordnet werden können.

Die Fig. 4a, 4b und 4c zeigen eine andere Ausführungsform der Betätigungselemente. Diese andere Ausführungsform ist deutlicher in Fig. 4c dargestellt. Aus Fig. 4c ist ersichtlich, daß anstelle des Einraststiftes 32 und des entsprechenden Loches 34 in dem Bimetallelement 3 6 jeder Tauchkolben 16 mit einer Rille 66 versehen ist, die in seiner Schulter 24 gebildet ist. Das obere Ende jedes Bimetallelements 36 hat eine hakenförmige Biegung 68, die mit der Rille 66 in Eingriff gelangt, um den Tauchkolben 16 in der zurückge-

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zogenen Stellung zu halten. Dies ist in Fig. 4c an dem rechten Betätigungselement gezeigt. Ansprechend auf ein an das Bimetallelement angelegtes elektrisches Signal verbiegt sich das Bimetallelement von dem Tauchkolben 16 in der vorstehend beschriebenen Weise fort und gibt den Tauchkolben frei. Nachdem das elektrische Signal entfernt ist und das Bimetallelement 36 abgekühlt ist, gelangt die hakenförmige Biegung 68 des Bimetallelements auf dem Oberteil der Schulter 24 und an die Rille 66 anstoßend zur Auflage, wie in Fig. 4c gezeigt ist. Wenn der Tauchkolben 16 abgesenkt wird, gelangt die.Biegung 68 wieder in Eingriff mit der Rille 66 in dem Tauchkolben, um das Betätigungselement in der nicht betätigten Stellung zu halten.

Es wird auf die Fig. 4a und 4b Bezug genommen. Dort ist die bevorzugte Positionierung der Bimetallelemente für die Betätigungselemente eines Braille-Zeichens dargestellt. In wohlbekannter Weise enthält ein Braille-Zeichen zwei parallele Spalte zu jeweils drei Punkten. Wie in Fig. 4a gezeigt ist, können die Bimetallelemente neben den Tauchkolben auf der Außenseite jedes Zeichens angeordnet sein. Diese Anordnung ist besonders günstig, wenn die Bimetalle3.emente in Form von kontinuierlichen Streifen gebildet oder zusammengefügt sind, wie weiter unten in Verbindung mit den Fig. 5a und 5b erläutert wird. Fig. 4b ist eine Seitenansicht der in Fig. 4a gezeigten Anordnung. Zwar ist dies aus Fig. 4a nicht ersichtlich, jedes der anderen gezeigten Zeichen ist jedoch aus sechs Betätigungselementen gebildet, die dieselbe relative Orientierung zwischen den Tauchkolben 16 und den Bimetallelementen 36 aufweisen. Die Erfindung ermöglicht also eine sehr hohe Dichte der Elemente, die in einem sehr geringen Volumen zusammengesetzt werden können.

Die in Fig. 4a gezeigte Anordnung der Betätigungselemente und .Bimetallelemente 36 schließt andere Anordnungen nicht

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aus. Die in Fig. 4a gezeigte Anordnung hat jedoch den Vorteil, daß alle Bimetallelemente in einer Reihe von Zeilen angeordnet sind, und diese Anordnung kann zu einfacheren Zusammenbautechniken führen. Z.B. werden die Bimetallelemente 36 typischerweise durch Ausstanzen aus einem großen Blech Bimetallmaterial hergestellt. Damit eine große Anzahl von Bimetallelementen auf der Bodenplatte 20 mit minimalem Herstellungsaufwand aufgebaut werden kann, können die Bimetallelemente bei dem Stanzvorgang so ausgebildet werden, daß sie durch einen Streifen verbunden bleiben, der später abgelöst und entfernt wird. Dies ist in Fig. 5a dargestellt, wo eine Mehrzahl von Bimetallelementen 36, die aus einem Blech ausgestanzt wurden, miteinander durch ein Oberteil 65 fest verbunden sind. Wie aus Fig. 4a für eine Seite.von 24 Zeilen zu 40 Braille-Zeichen ersichtlich ist, sind alle Bimetallelemente eines Zeichens parallel mit und liegen in derselben Ebene wie die Elemente von Zeichen in dieser Spalte und in anderen Reihen. Durch Herstellung der in Fig. 5 gezeigten Struktur mit den richtigen Abständen zwischen den Bimetallelementen 36 können die parallelen Bimetallelemente in einer Spalte gleichzeitig in die Bodenplatte 20 eingesetzt werden. Jedes Bimetallelement 36 wird dann an der Bodenplatte 20 befestigt. Zweckmäßigerweise ist die Bodenplatte 20 eine gedruckte Schaltungskarte, die elektrische Leiterbahnen zu jedem Bimetallelement aufweist, und diese Elemente werden leicht und schnell an der Bodenplatte 20 durch Löten o.dgl. befestigt.

Nach der Befestigung der Bimetallelemente 36 an der Bodenplatte 20 wird das Oberteil 65, das die Bimetallelemente verbindet, entfernt. Dies kann durch Abschneiden des Oberteils 65 geschehen. Bei dem Stanzvorgang kann aber auch das Bimetallblech an der Verbindungsstelle des Oberteils 65 mit den Bimetallelementen teilweise eingeschnitten werden, so daß das Oberteil 65 abgebrochen werden kann. Es können auch andere

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Herstellungsverfahren Anwendung finden. Da ein Blatt mit Braille-Zeichen 6000 Elemente enthält/ ist dieses schnelle Herstellungsverfahren ein großer Vorteil/ denn das individuelle Einsetzen und Befestigen jedes Bimetallelements 36 würde die Herstellungskosten bedeutend erhöhen.

Fig. 5b zeigt ein anderes Verfahren zum Aufbauen der Bimetallelemente 36. Die in Fig. 5b gezeigten Bimetallelemente sind diejenigen, die bei der Ausführungsform des Betätigungselements nach den Fig. 4a, 4b und 4c verwendet werden. Die in den Fig. 5a und 5b gezeigte Anordnung kann jedoch auch bei anderen Ausführungsformen Anwendung finden. In Fig. 5b ist eine Anzahl von in einer Linie liegenden Bimetallelementen 36, die Braille-Punkten in entsprechenden Spalten verschiedener Zeilen zugeordnet sind, auf einem relativ langen Trägerelement 71 aufgebaut, das zweckmäßigerweise aus Phenolmaterial oder anderem Werkstoff für gedruckte Schaltungen gebildet ist. Ein leitender Streifen 73 erstreckt sich entlang dem oberen Rand des Trägerelements 71. Die einzelnen Bimetallelemente 36 haben einen abgebogenen Schenkel, um eine Versetzung 75 zwischen den beiden Schenkeln zu bewirken. Ein Schenkel jedes Bimetallelements ist an dem leitenden Streifen 73 z.B. durch Löten befestigt. Die Bimetallelemente werden selektiv aktiviert durch eine Decodiermatrix, wie sie in Verbindung mit Fig. 9 weiter unten beschrieben wird. In einer solchen Matrix ist ein Schenkel jedes Bimetallelements in einer Spalte mit einer gemeinsamen Busleitung verbunden. Diese entspricht dem leitenden Streifen 73. Wenn ein-Bimetallelement in dieser Spalte erregt werden soll, wird die Busleitung 73 elektrisch mit der geeigneten Spannung verbunden. Diese Verbindung erfolgt zweckmäßigerweise durch Durchschalten eines Transistors oder eines gesteuerten Siliziumgleichrichters. Wenn dieses Verfahren zur Ansteuerung von Bimetallelementen verwendet wird, kann der Transistor bzw. gesteuerte Gleichrichter als Teil der Einheit ausge-

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bildet werden, wie durch einen Halbleiter 38 dargestellt ist, der an dem Trägerelement 71 befestigt ist. Ein Anschluß des Halbleiters 78 ist elektrisch mit dem leitenden Streifen 73 verbunden, während die anderen zwei Anschlüsse mit Stiften 79 verbunden sind, die von einer Mutterplatine aufgenommen werden, die gedruckte Leiterbahnen zur Zusammenschaltung einer Mehrzahl von Einheiten enthält. Die Decodiermatrix erfordert im allgemeinen, daß eine Diode in Reihe mit jedem Bimetallelement 36 geschaltet wird. Die Diode kann dann ein Teil der Einheit sein, wie die Diode 77 in Fig. 5b. Dioden 77 sind zwischen die zweiten Schenkel der Bimetallelemente und Stifte 76 geschaltet, die ebenfalls in die Mutterplatine eingesetzt sind und die Signale zur Aktivierung der einzelnen Elemente empfangen. In Fig. 5b sind zwar nur zwei Bimetall- . elemente gezeigt, bei einer praktischen Ausführungsform sind jedoch natürlich alle Bimetallelemente in den entsprechenden Spalten verschiedener Zeilen Bestandteil einer einzelnen Einheit.

Wie vorstehend im Zusammenhang mit den Fig. 2a und 2b beschrieben wurd, muß nach.dem Anzeigen einer ersten Gruppe von Braille-Zeichen jedes herausstehende Betätigungselement 8 wieder in die zurückgezogene Stellung zurückgeführt werden, bevor die nächste Gruppe von Zeichen angezeigt werden kann. Dies erfolgt mechanisch durch Bewegen der herausstehenden Kolben 16 nach unten, damit die Stifte 36 wieder in den Löchern 34 in Eingriff gelangen. Ein Verfahren zur Durchführung dieses mechanischen Absenkens besteht darin, daß eine dritte Platte unter der Bodenplatte 20 vorgesehen ist, an der alle Tauchkolben 16 befestigt sind. Durch Absenken dieser Platte um einen geeigneten Abstand können die herausstehenden Kolben in ihre !zurückgezogene Stellung zurückbewegt werden.

Es wird auf Fig. 4b Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel zur Ausführung dieser Funktion dargestellt ist.

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Eine dritte Platte 70, die in der Figur punktiert eingezeichnet ist, befindet sich unterhalb der Platte 20. Jeder Kolben 16 erstreckt sich ein Stück unter die Bodeplatte 20, und die Platte 70 ist mit einer Mehrzahl von Löchern versehen, die so angeordnet sind, daß der Kolben 16 jedes Betätigungselementes 8 sich durch ein entsprechendes Loch in der Platte 70 erstreckt, wie in den Fig. 4b und 4c dargestellt ist. Durch Ausbildung einer Verbreiterung 74 am Boden jedes Tauchkolbens 16 nach dem Einsetzen durch die Löcher in die Bodenplatte 70 werden alle herausstehenden Kolben in einer großen Anzahl von Braille-Zeichen gleichzeitig in die zurückgezogene Stellung zurückgeführt, indem die Platte abgesenkt wird, wie durch Pfeil 72 angedeutet ist. Wenn die Kolben 16 aus thermisch deformierbarem Plastikmaterial gebildet sind, kann der in Fig. 4b gezeigte Aufbau leicht hergestellt werden, indem die Kolben 16 durch Löcher in der Platte 70 eingesetzt und dann ihre Enden erhitzt werden, wobei Druck angewandt wird, um die Verbreiterungen 74 an den unteren Enden zu erzeugen. Fig. 4c zeigt ein anderes Verfahren zur Rückführung der Kolben 16 in die unbetätigte Stellung. In Fig. 4c wird die Deckelplatte 30 nach unten bewegt, wie durch Pfeile 67 angedeutet ist. Die Unterseite der Deckelplatte 30 drückt die Kolben 16 nach unten, bis die Bimetallelemente 36 mit der Schulter 24 in Eingriff gelangen, um das Bimetallelement in der zurückgezogenen Stellung zu halten.

Es wird nun auf Fig. 6 Bezug genommen. Dort ist eine Braille-Anzeigeeinheit 86 gezeigt, die Gebrauch von den zuvor beschriebenen Betätigungselementen macht, um ein System zu bilden, in dem die auf Magnetband gespeicherten Braille-Zeichen als ertastbare Zeichen auf einer Oberfläche angezeigt werden, die der genormten Größe von Seiten in Braille-Büchern entspricht. Die Oberseite des Braille-Lesegerätes enthält eine Mehrzahl von Betätigungselementen, wie sie zuvor

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beschrieben wurden, die in 25 Zeilen 90 zu 40 Braille-Zeichen angeordnet sind. Die Oberseite 88 der Anzeigeeinheit 86 hat eine Größe von etwa 28 χ 29 cm (11 χ 11,5") entsprechend der Größe der Seiten in herkömmlichen Braille-Büchern. Ansprechend auf die elektronische Information stellt das in Fig. 6 gezeigte Lesegerät eine gesamte Seite Braille-Informatioh dar. Wie zuvor beschrieben wurde, können diese Zeichen, nachdem die ausgewählten Betätigungselemente 8 zur Anzeige von Braille-Zeichen vorgeschoben wurden, unbegrenzt ohne weiteren Strombedarf aufrechterhalten werden.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform wird die die Braille-Zeichen auf einer Seite darstellende Information als Digitaldaten auf einer herkömmlichen Magnetbandkassette 92 gespeichert. Diese Kassette wird in einen Bandtransport 94 in dem Lesegerät eingesetzt, und ansprechend darauf können Seiten von Braille-Zeichen in der nachfolgend beschriebenen Weise angezeigt werden. Es kann vorteilhaft sein, einen Braille-Identifizierungsstreifen 96 vorzusehen, der an jeder Kassette 92 befestigt ist, so daß Blinde die gewünschte Kassette identifizieren können. Für 6000 Bits pro Seite (1 Bit pro Braille-Pünkt) und unter der Annahme einer Speicherdichte von 800 Bit pro 25,4 mm (1") Bandlänge werden etwa 190 mm (7,5") Bandlänge benötigt, um die eine Braille-Seite darstellende Information zu speichern. Für eine typische Bandkassette mit einer Bandlänge von 105 m (350 Fuß) können etwa 560 Braille-Seiten gespeichert werden. Eine einzige Seite einer normal gedruckten Information benötigt etwa zwei Braille-Seiten, und jede Kassette enthält somit das Äquivalent von 280 gedruckten Informationsseiten. Somit können die meisten Bücher auf einer oder zwei Kassetten gespeichert werden.

Ein Hebel 98 ist auf der Seite des in Fig. 6 gezeigten Lesegerätes angeordnet. Der Hebel 98 ist ein "Seitenwender", und die Bewegung des Hebels 98 bewirkt, daß die gerade ange-

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zeigte Braille-Seite mechanisch gelöscht wird, indem alle Betätigungselemente, die zur Anzeige von Braille-Punkten herausstehen, in der nachfolgend beschriebenen Weise zurückgezogen werden. Durch Weiterdrehen des Hebels 98 erhält der Bandtransport 94 einen elektrischen Befehl, damit er die Information auf dem Band ausliest, die der nächsten Seite entspricht. Diese Information wird an die Elektronik angelegt, die dann die nächste Braille-Seite auf der Oberfläche der Braille-Anzeigeeinheit anzeigt.

Drei Drehschalter oder anders ausgebildete Schalter 100 sind auf einer Seite der Anzeigeeinheit 86 angeordnet. Der Braille-Leser kann außer der nachfolgenden Seite zu irgendeiner anderen gewünschten Seite gelangen, indem die Nummer der gewünschten Seite über die Schalter 100 eingestellt wird. Ansprechend darauf sucht der Bandtransport 94 die bezeichnete Seite auf..Wenn die diese Seite darstellende Information gefunden ist, wird die Anzeige durch die Anzeigeeinheit 86 angezeigt. Die Schalter 100 können direkt mit Braille-Zeichen versehen sein, welche die ausgewählte Seitenzahl angeben. Es können aber auch zusätzlich Braille-Zeichen 102 angezeigt werden, die elektronisch betätigt werden, um die von den Drehschaltern 100 ausgewählte Seite anzugeben.

In Fig. 7 ist eine Schnittansicht der Anzeigeeinheit 86 gezeigt, wobei der Mechanismus dargestellt ist, der die Betätigungselemente 8 in der Anzeigeeinheit ansprechend auf die Bewegung des Seiten-Wendehebels 98 zurücksetzt. Die Oberseite 88 der Anzeigeeinheit 86 ist durch die Deckelplatte gebildet, die mit einer Mehrzahl von hindurchführenden Löchern versehen ist, entsprechend den möglichen Lagen der Braille-Punkte. Die Deckelplatte 30 ist durch Seitenteile 108 abgeschlossen, durch die diese gehaltert ist und die wiederum an dem Boden 110 befestigt sind. In die Löcher der Deckelplatte 30 erstreckt sich eine Vielzahl von Betätigungsele-

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menten 8 hinein. Zur Erläuterung sind zwei Betätigungselemente 112 dargestellt, wobei jedoch vorausgesetzt ist, daß viele weitere Betätigungselemente vorhanden sind, die in Fig. 7 zur klareren Darstellung nicht eingezeichnet sind. Jedes Betätigungselement 8 enthält einen Kolben 16, einen Bimetallstreifen 32 und eine Feder 22. Die Kolben 16 erstrek· ken sich durch Löcher in einer Trägerstruktur 113, die auch als Bodenplatte 20 für jedes Betätigungselement 8 dient. Die Trägerstruktur 113 für die verschiedenen Betätigungselemente ist an einer gedruckten Schaltungsplatine 114 befestigt, die auf Stutzen 116 oder anderen geeigneten Mitteln gelagert ist. Die Deckelplatte 30 ist an einem Lager 120 befestigt und dadurch in Stellung gebracht, welches sich unterhalb der gedruckten Schaltungsplatine 114 befindet und an der Deckelplatte 30 befestigt ist. Stutzen 116 erstrecken sich durch Öffnungen in dem Lager 120 und dienen zur Ausrichtung des Lagers in bezug auf die gedruckte Schaltungsplatine 114 und die Deckelplatte 30. In das Lager 120 können Hülsen 122 mit geringem Reibungskoeffizient um die Stutzen 116 herum eingesetzt sein, damit das Lager leicht aufwärts und abwärts gleiten kann.

Die Stellung des Lagers in der Senkrechten wird durch eine Welle 125 bestimmt, deren oberer Abschnitt 124 mit Gewinde versehen ist und sich in eine entsprechend mit Gewinde versehene Kupplung 126 hinein erstreckt, die an dem Lager 120 befestigt ist. Der Gewindeabschnitt 124 ist in einer Hülse bzw. einem Lager 128 im Boden 110 drehbar, und bei Drehung der Welle 125 wird das Lager 120 für die Deckelplatte durch den Gewindeteil 124 in Zusammenwirkung mit der Kupplung nach oben und nach unten bewegt. Der Seitenwendehebel 98 ist an einer zweiten Welle 130 befestigt, die sich durch die Seite der Anzeigeeinheit 86 hindurch erstreckt und i η einem Stirnrad 132 endet. Ein zweites Stirnrad 134 ist an der Welle 125 befestigt und mit dem Stirnrad 132 in Eingriff.

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Durch Bewegung des Hebels 98 versetzt das Stirnrad 132 das Stirnrad 134 in Drehung, wodurch die Welle 125 gedreht und das Lager 120 für die Deckelplatte sowie die Deckelplatte 30 nach unten bewegt werden, um die Kolben 16 zurückzuziehen, wodurch alle Betätigungselemente 8 in dem Braille-Lesegerät in die zurückgezogene Stellung zurückgesetzt werden. Die Bewegung des Hebels 98 verursacht ferner die Erzeugung eines elektrischen Signals, das an die Bändantriebselektronik angelegt wird. Ansprechend auf dieses Signal liest der Bandantrieb die Daten aus, welche die nächste Seite darstellen, und die Elektronik des Lesegerätes legt die geeigneten Signale an die Bimetallelemente 36 an, um die nächste Seite anzuzeigen. Dieses elektrische Signal kann durch einen Exzenternocken 138 auf der Welle 130 erzeugt werden, der einen Schalter 140 betätigt, wenn der Hebel gedreht wird, um ein elektrisches Signal zu erzeugen.

Es wird auf Fig. 8 Bezug genommen, in der ein Blockschaltbild der elektronischen Steuerschaltung für die Erfindung dargestellt ist. Ansprechend auf Signale von. dem Seitenwendehebel 98 und von den Seitenwahlschaltern 100 l'iefert eine Seitenwahlsteuerung 150 Signale an eine Steuerlogik 152, die angibt, daß eine neue Seite angezeigt werden soll, und auch angibt, welche Seite, wenn es sich um eine andere als um die nachfolgende Seite handelt. Ansprechend darauf legt die Steuerlogik 152 Signale an die Bandantriebs-Steuerschaltung 154 an, wodurch der Bandantrieb das Magnetband in der Kassette 92 weiterbewegt. Wenn eine anschließende Seite angezeigt wird, führt der Bandantrieb das Band lediglich weiter, um die Daten auzulesen, die die nächste Seite darstellen. Wenn der Leser eine andere Seite als die anschließende Seite gewählt hat, bewirkt die Steuerlogik 152, daß der Bandantrieb 154 das Band in der geeigneten Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung bewegt. Die Daten des Magnetbandes 156 werden durch die Steuerlogik 152 überwacht, bis die richtige Seite gefunden ist.

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Sobald das Magnetband 156 auf den Anfang der richtigen Seite eingestellt ist/ werden die die Braille-Zeichen dieser Seite darstellenden Daten in einem internen Speicher 158 gespeichert. Die im Speicher 158 gespeicherten Daten werden an eine Decodiermatrix 160 angelegt, die weiter unten im einzelnen beschrieben ist. Die Decodiermatrix 160 liefert elektrische Signale an alle Betätigungselemente, die die jeweiligen Braille-Punkte anzeigen. Ansprechend auf diese Signale werden die entsprechenden Kolben 16 freigegeben. Sobald diese Kolben freigegeben sind , ist kein weiterer Strom erforderlich, um die Anzeige aufrechtzuerhalten. Die Elektronik ruht, bis der Leser angibt, daß die nächste Seite angezeigt werden soll, indem er den Hebel 98 dreht. Dadurch wird die gerade vorhandene Seite gelöscht, indem alle Betätigungseinheiten mechanisch zurückgesetzt werden, wie durch eine gestrichelte Linie 164 angedeutet ist, und der oben beschriebene Vorgang wird wiederholt.

Jeder der in Fig. 8 gezeigten Blöcke stellt eine Elektronikschaltung dar, die dem Elektronikfachmann wohlbekannt ist, und die leicht ausgebildet werden kann, um die Steuerschaltung des Braille-Lesegerätes aufzubauen. Ih Fig. 9 ist jedoch eine bevorzugte Ausführungsform dieser Schaltung dargestellt.

Es wird nun auf Fig. 9 Bezug genommen. Ansprechend auf Signale aus der Steuerlogik 152 werden Daten aus dem Magnetband durch den Bandantrieb 154 ausgelesen, und diese Daten werden im Speicher 158 gespeichert. Der Speicher 158 speichert typischerweise Daten, die eine ganze Seite von Braille-Zeichen darstellen. Die im Speicher 158 gespeicherten Seiten werden dann sequentiell durch die Steuerlogik 152 ausgelesen, wodurch die geeigneten Signale an die Bimetallelemente angelegt werden, um die gewünschten Braille-Zeichen in der nachstehend beschriebenen Weise anzuzeigen.

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In Fig. 9 ist jedes Bimetallelement durch ein Widerstandssymbol 186 angedeutet, das den Widerstand dieses Elements darstellt. Jedes Bimetallelement ist in Reihe mit einer zugeordneten Diode 187 geschaltet. Die Bimetallelemente 186 sind in einer Matrix mit 80 Spalten und 75 Zeilen angeordnet. In jeder Spalte ist ein Anschluß eines Bimetallelementes und einer damit kombinierten Diode an eine Sammelleitung bzw. einen Bus 176 gemeinsam mit den anderen Bimetallelementen dieser Spalte angelegt. Jeder Bus 176 ist mit einem zugeordneten Halbleiterschalter 132 verbunden. Die Schalter können als gesteuerte Siliziumgleichrichter, Transistoren oder andere Halbleiterschalter ausgebildet sein. Es können auch mechanische Relais oder Schalter verwendet werden, um diese Funktion zu erfüllen. Bei der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform sind die Schalter 182 als gesteuerte Siliziumgleichrichter ausgebildet. Die Schalter 182 werden als Spaltenschalter bezeichnet, und ansprechend auf an den Steueranschluß eines Schalters angelegte Signale verbindet jeder Schalter die zugeordnete Spalte von Bimetallelementen mit einer positiven Spannungsquelle.

Der zweite Anschluß jeder Kombination aus Diode und Bimetallelement ist mit einer aus einer Reihe von Busleitungen 174 verbunden. Jede Busleitung 174 verbindet die Bimetallelemente in jeder Zeile miteinander. Jede Zeile 174 ist mit einem zugeordneten Zellenschalter 184 verbunden, in ähnlicher Weise wie die Busleitungen 176 für die Spalten. Jede Zeilen-Busleitung 174 hat einen zugeordneten Schalter 184, so daß insgesamt 75 Zellenschalter vorhanden sind. Ansprechend auf die an jeden Schalter 184 angelegten Steuersignale verbindet der Schalter selektiv die zweiten Anschlüsse der Bimetallelemente in der zugeordneten Zeile mit Masse. Auf diese Weise kann durch Anlegen der geeigneten Signale an die Leitungen zur Steuerung der Spaltenschalter 182 und Zeilenschalter 184 ein Strom zu jedem einzelnen ausgewählten Bimetallelement geliefert werden.

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Die Steuerlogik 152 aktiviert selektiv die Spaltenschalter 182 durch Signale auf drei Adreßleitungen 190 und zehn Freigabeleitungen 192. Die 80 Spaltenschalter 182 sind in Untergruppen zu jeweils acht Schaltern unterteilt, und die acht Steuersignale für die Schalter in jeder Untergruppe werden von einer 3-auf-8-Decodierschaltung 180 gespeist. Zehn Decodierschaltungen 180 werden verwendet, um die Steuersignale für die 80 Spaltenschalter 182 zu erzeugen. Die Freigabeleitungen 192 enthalten eine Leitung für jede Decodierschaltung 180, und wenn die zu einer bestimmten Decodierschaltung führende Freigabeleitung aktiviert ist, wird diese Decodierschaltung freigegeben. Adreßleitungen 190 sind mit jeder Decodierschaltung 180 verbunden, und die Signale auf den Adreßleitungen 190 bezeichnen denjenigen der acht Ausgänge des durch das Signal auf Freigabeleitung 192 freigegebenen Decoders, der aktiviert werden soll, indem der zugeordnete Spalterischalter 182 geschlossen wird.

Wenn bei der beschriebenen Ausführungsform das Braille-Lesegerät an die Wechselstromleitung angelegt wird, ist das an die Spaltenschalter 80 angelegte Stromsignal ein 5-V-Wechselstromsignal. Die Schalter 182 und 184 sind als gesteuerte Siliziumgleichrichter (SCR) ausgebildet. Es sind relativ kostengünstige gesteuerte Siliziumgleichrichter (SCR) verfügbar, die Strompulse verarbeiten können, die an die Bimetallelemente 1 86 angelegt werden. Die Signale, die an die mit den Steueranschlüssen der gesteuerten Gleichrichter verbundenen Steuerleitungen angelegt werden, brauchen nur kurze. Impulse zu sein, um jeden Gleichrichter während des geeigneten Halbzyklus des 5-V-Wechselstromsignals einzuschalten. Am Ende jedes Halbzyklus wird der gesteuerte Siliziumgleichrichter in Sperrichtung polarisiert und abgesperrt. Der gesteuerte Siliziumgleichrichter bleibt dann gesperrt, bis , erneut während der geeigneten Halbwelle des Wechselstromsignals ein Signal an den Steueranschluß angelegt wird.

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Jeder der 75 Zeilenschalter 184 kann selektiv in gleicher Weise wie die Spaltensnhalter 182 freigegeben werden. Drei Adreßleitungen 194 verbinden die Steuerlogik 152 mit jeder der zehn S-auf-e-Decodierschaltungen 178, um einen der acht möglichen Ausgänge der Decodierschaltung auszuwählen. Die Steuerlogik 152 gibt eine ausgewählte Decodierschaltung 178 frei, und zwar mittels individueller Freigabeleitungen 196, welche die Steuerlogik mit jedem Decoder verbinden. Die Ausgänge der Decodierschaltungen 178 sind mit den Steueranschlüssen der gesteuerten Siliziumgleichrichter verbunden, um die Zeilenschalter 184 zu verwirklichen.

Die erforderlichen Funktionen der Steuerlogik 152 bestehen hauptsächlich darin zu veranlassen, daß die Daten aus dem Bandantrieb 154 im Speicher 158 gespeichert werden und die geeigneten Signale an die Matrixschalter ansprechend auf die gespeicherten Daten angelegt werden. Die Funktionen der Steuerlogik 152 können durch viele verschiedenartige Digitaldaten-Verarbeitungsgeräte, einschließlich Mikroprozessoren, ausgeführt werden. Es sind im Handel viele Mikroprozessoren verfügbar, die zur Ausführung der Erfindung geeignet sind, · und die allgemeinen Grundlagen zur Ausführung und Arbeitsweise dieser Mikroprozessoren sind in der Technik wohlbekannt. Ein zur Anwendung bei der Erfindung geeigneter Mikroprozessor ist das Pro-Log-PLS-868-Mikroprozessorsystem. Dieser Mikroprozessor wird bei der beschriebenen Ausführungsform verwendet. Er ist wohlbekannt und leicht verfügbar, und über seinen Aufbau und seine Arbeitsweise steht eine veröffentlichte Dokumentation zur Verfügung. Aus diesem Grunde müssen die Arbeitsweise und die Steuerlogik 152 hier nicht weiter erläutert werden. Es sind auch andere Digitalprozessoren und Mikroprozessoren zur Durchführung der Erfindung geeignet, und die Ausführung der Erfindung mit einem anderen Prozessor ist für den Fachmann leicht ersichtlich. Die Beschreibung eines besonderen Prozessors im Zusammenhang mit

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der bevorzugten Ausführungsform darf also nicht als Einschränkung der Erfindung verstanden werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform wird ein von der Netzwechselspannung abgeleitetes. 60-Hz-Taktsignal an einen Unterbrechungseingang der Steuerlogik 152 angelegt. Dieses Taktsignal liefert die geeignete Taktinformation für die Steuerlogik 152, so daß die Zeilen- und Spaltenschalter synchron mit dem Wechselstromsignal aktiviert werden können, das die Stromversorgung der Bimetallelemente 186 bildet. Wenn das Braille-Lesegerät tragbar ausgeführt wird, liefert ein 60-Hz-Oszillator das erforderliche Unterbrechungssignal zu der Steuerlogik 152, und die an die Spaltenschalter 182 angelegte Spannung ist eine Gleichspannung, die aus der Versorgungsbatterie gewonnen wird. '.■..■:■

Es wird nun auf Fig. TO Bezug genommen. Dort ist ein Flußdiagramm dargestellt, das einen typischen Vorgang zeigt, durch den die Steuerlogik 152 die oben beschriebenen Funktionen ausführt. Ansprechend auf ein Signal von dem Seitenwendehebel 98 beginnt der Prozessor seine Arbeit, was in Fig. 10 als Block 210 dargestellt ist. Zunächst liest der Prozessor die eine Braille-Seite darstellenden Daten aus dem Bandantrieb 154 aus und speichert diese Information in dem Speicher 158 (Block 212). Diese Information stellt 75 Zeilen zu 80 Braille-Punktpositionen dar, wobei die Anwesenheit einer binären 1 in einer Speicherstelle bedeutet, daß ein Braille-Punkt angezeigt werden soll. Dann stellt der Prozessor zwei Indexvariablen auf Null, nämlich eine X-Zählraten-Variable, welche die Spalte eines Braille-Punktes darstellt, und eine Y-Zählraten-Variable, welche die Zeile eines Braille-Punktes darstellt (Block 214). Zu Beginn des Vorgangs wird die Y-Zählraten-Variable um 1 inkrementiert (Block 216).

Zu diesem Zeitpunkt lädt der Prozessor ein Register mit acht Datenbits aus dem Speicher 158, welche die ersten acht

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Braille-Punktpositionen der ersten Zeile der Braille-Seite darstellen (Block 218). Dann wird dann wird das 8-Bit-Zeichen so gedreht, daß das erste Bit in die Bitübertragungsposition geschoben wird, und die X-Zählraten-Variable wird um 1 inkrementiert (Block 220). Die X-Zählraten- und Y-Zählraten-Variablen stellen nun die erste Braille-Punktposition auf der Seite dar. Danach wird das Ubertragsbit geprüft (Block 222). Das Vorhandensein einer 1 bedeutet, daß ein Braille-Punkt angezeigt werden muß. Der Prozessor geht dann zum Block 224 über und sucht in einem Festwertspeicher die Adresse auf, die dem Braille-Punkt entspricht, der gerade durch die X- und Y-Zählraten-Variablen bezeichnet wird, und die an die Adreßleitungen 190, 194 angelegt werden muß, um die Leitungen 192 und 196 freizugeben, um das geeignete Bimetallelement 186 zu aktivieren. Nachdem dieser Wert bestimmt ist, wartet der Prozessor eine Unterbrechung ab (Block 226). Die Unterbrechung wird durch das erwähnte 60-Hz-Taktsignal geliefert und ermöglicht dem Prozessor, den Zeilen- und Spaltenschaltern ein Signal zuzuführen, um sie während des geeigneten Halbzyklus des 5-V-Wechselstromsignals, das an die Spaltenschalter 182 angelegt ist, durchzuschalten. Um die Unterbrechung abzuwarten, überprüft der Prozessor das Unterbrechungssignal, um zu bestimmen, ob dieses durch das 60-Hz-Taktsignal gesetzt wurde (Block 230). Diese Schlaufe 228 wird wiederholt, bis die Unterbrechung gesetzt ist.

Beim Setzen des Unterbrechungs-Kennzeichens wird die Adresse in die Decoder 180 und 178 eingetaktet (Block 232). Der Prozessor wartet dann die Löschung des Unterbrechungs-Kennzeichens ab (Block 234). Dazu wird ein Halbzyklus des 60-Hz-Taktsignals benötigt, und während dieser Zeit wird , Strom an das ausgewählte Bimetallelement über die geeigneten Zeilen- und Spaltenschalter angelegt. Am Ende dieses Halbzyklus kehrt der Prozessor aus dem Unterbrechungs-Unterprogramm zurück (Block 236).

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Der Prozessor prüft dann die X-Zählraten-Variable, ob eine ganze Zeile vervollständigt wurde (Block 238). Wenn dies nicht der Fall ist, so prüft der Prozessor danach, ob die X-Zählrate ein Vielfaches von 8 ist (Block 240). Wenn dies zutrifft, muß ein neues 8-Bit-Wort aus dem Speicher 158 ausgelesen werden, und der Prozessor geht über den Weg 242 zum Block 218 über. Anderenfalls geht der Prozessor direkt über den Weg 244 zum Block 220 über und prüft die verbleibenden Bits des gerade eingeladenen 8-Bit-Wortes.

Wenn die X-Zählrate im Block 238 gleich 80 ist, ist eine vollständige Zeile angezeigt. Der Prozessor geht dann zu dem Block 246 über, in dem die Y-Zählraten-Variable überprüft wird, um festzustellen, ob die ganze Seite vervoll-, ständigt ist. Wenn die Y-Zählraten-Variable den Wert 75 überschreitet, hält der Prozessor an und wartet die nächste Anweisung aus dem Lesegerät ab (Block 24 8). Anderenfalls wird die X-Zählraten-Variable auf Null zurückgesetzt (Block 250). Der Prozessor kehrt dann zu dem Block 216 zurück, um die nächste Zeile von Braille-Punkten anzuzeigen.

Wenn der Prozessor im Block 222 feststellt, daß die gerade adressierte Braille-Punktposition nicht angezeigt werden soll, geht der Prozessor zum Block 252 über. Im Block 252 prüft der Prozessor, ob das Unterbrechungs-Kennzeichen gesetzt ist. Wenn es gesetzt ist, geht er zum Block 243 über und wartet das Löschen dieses Kennzeichens ab. Anderenfalls geht er direkt zum Block 238 über und fährt in der oben beschriebenen Weise.fort, um den nächsten Punkt zu überprüfen.

Der Zweck des Blocks 252 besteht darin, anfangs die Arbeitsweise des Prozessors mit dem 60-Hz-Taktsignal zu synchronisieren, das an den Unterbrechungseingang angelegt wird.-Die Prozessor-Zykluszeit hat die Größenordnung von einigen wenigen Mikrosekunden oder weniger, und das Unterbrechungs-Kennzeichen wird während einer Zeitspanne gesetzt, die gleich

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einem halben Zyklus des 60-Hz-Unterbrechungs-Taktsignals ist, also etwa 8,33 Millisekunden. Es können folglich viele digitale Nullen von dem Prozessor geprüft werden, die nicht anzuzeigende Punkte darstellen, bevor das Unterbrechungs-Kennzeichen erneut gesetzt wird. Ein angezeigter Punkt synchronisiert den Prozessor erneut mit dem 60-Hz-Taktsignal. Sobald der Prozessor einmal mit dem 60-Hz-Unterbrechungs-Taktsignal synchronisiert ist, ergibt in der Praxis eine Abzweigung vom Block 222 zum Block 252 ansprechend auf Daten, die einen nicht anzuzeigenden" Punkt bedeuten, stets den direk ten Übergang zum Block 238 über den Weg 254. Auf diese Weise durchläuft der Prozessor schnell die Zyklen für die nicht anzuzeigenden Punkte.

Jeder der in Fig. 8 gezeigten Elektronikblöcke ist in der Technik bekannt und kann leicht ausgeführt werden. Wenn jedoch der erfindungsgemäße Braille-Leser tragbar sein soll, so sollten vorzugsweise bestimmte Stromversorgungseinschränkungen berücksichtigt werden, im Hinblick auf die durch die verfügbaren Batterieeinheiten auferlegten Einschränkungen. Die erforderliche Zeit zur Bewegung jedes Bimetallelements In ausreichender Weise, um den zugeordneten Tauchkolben freizugeben, ist von dem Strom I abhängig, der an das Bimetallelement angelegt wird, und ist durch folgende Gleichung gegeben :

S .

(1_f73 x 10 ■ )

Darin sind: R der spezifische elektrische Widerstand in (Ohm - Circ.Mil/ft = 1,662 χ 10~⁷ Ohm cm) S die Zeit in Sekunden,

und die übrigen Symbole sind wie vorstehend bereits definiert. Für den bereits angegebenen Werkstoff Truflex ist R = 85Ο. Für einen zuvor angegebenen Temperaturanstieg ΔΤ von 41°C

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(75°F) ist die Beziehung zwischen S und I durch die Grafik gemäß Fig. 11 gegeben. Die Abszisse stellt den Stromfluß durch das Bimetallelement 36 dar. Die Ordinate stellt die Zeit dar, die das Bimetallelement benötigt, um den zugeordneten Tauchkolben ansprechend auf diesen Strom freizugeben. In Fig. 10 sind zwei Kurven dargestellt, welche die Beziehung zwischen Strom und Zeit wiedergeben. Die mit 170 ber zeichnete Kurve gibt diese Beziehung für eine Konstruktionsbreite von 2,36 mm (0,093"), die Breite bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel, wieder. Eine zweite Kurve 172 zeigt die Beziehung für eine Konstruktionsbreite von 3,17 mm (0,125").

Aus der Gleichung (3) ist zu entnehmen, daß die von einem

Element aufgenommene Leistung proportional zu I R ist. Die gesamte zur Erzeugung des gewünschten Temperaturanstiegs erforderliche Energie wird erhalten, indem die aufgenommene Leistung mit der Zeit multipliziert wird, während der sie aufgenommen wird. Aus Gleichung (3) ist ersichtlich, daß

2
dieses Produkt S χ IR für eine gegebene Ausbildung und einen gegebenen Wert von ΔΤ eine Konstante ist, und somit ist die zur Ablenkung eines Elementes erforderliche Energie unabhängig von der Höhe des Stromes (hier handelt es sich in Wirklichkeit um eine Näherung, die nur für Zeiten gilt, die ausreichend kurz sind, damit die Energieverluste durch Wärmeableitung und Konvektionskühlung vernachlässigbar im Vergleich zu der Gesamtenergieaufnahme des Elementes ist). Da jedoch die Zeit im umgekeHrten Verhältnis zum Quadrat des angelegten Stromes besteht, kann zur Aktivierung einer gegebenen Anzahl von Elementen in einer gegebenen Zeitspanne der aus der Stromversorgung benötigte mittlere Strom vermindert werden, indem jedes Element mit einem höheren Strom während einer kürzeren Zeitdauer gepulst wird. Dieser scheinbare Widerspruch klärt sich durch die Tatsache auf, daß der höhere Strom eine höhere Stromversorgungsspannung benötigt.

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Da die Gesamtenergie und die erforderliche Leistung konstant sind, ergibt der höhere mittlere Spannungsabfall an dem Bimetallelement einen geringeren mittleren Strom.

Vorstehend ist eine neuartige Vorrichtung zur Anzeige von Braille-Zeichen für den Braille-Leser beschrieben, die ein neuartiges Betätigungselement zur Erzeugung jedes Braille-Punktes mit einem Bimetallelement als aktives Element enthält, Es ist zu beachten, daß der Fachmann das hier beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel abwandeln und Hinzufügungen daran vornehmen kann, die unter den Erfindungsgedanken fallen. Die vorliegende Erfindung soll allenfalls durch die beigefügten Ansprüche eingeschränkt werden.

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Claims (29)

PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Anzeige einer Mehrzahl von Braille-Zeichen, gekennzeichnet durch:

eine Oberfläche, auf der eine Mehrzahl von Zeichen angezeigt wird;

eine mit einem Datenspeichermedium, das darin eine Mehrzahl von Braille-Zeichen darstellende Daten gespeichert hat, zusammenwirkende Einrichtung zum Auslesen der die Braille-Zeichen darstellenden Daten aus dem Datenspeichermedium und zum Erzeugen von elektrischen Signalen, die diese darstellen;

eine Anzeigeeinrichtung, die thermisch auf daran angelegte elektrische Signale anspricht, zur Bildung einer ertastbaren Darstellung einer Mehrzahl von Braille-Zeichen; und

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eine Einrichtung zum Anlegen der elektrischen Signale aus der Ausleseeinrichtung an die Anzeigeeinrichtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Datenspeichermediuin ein Magnetband enthält und daß die Einrichtung zum Auslesen einen Bandtransport zur Bewegung des Magnetbandes und zur Erzeugung von elektrischen Signalen, welche die auf dem Magnetband gespeicherten Daten darstellen, enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung zur Erzeugung eines Seitenwendesignals ansprechend auf die Betätigung durch den Braille-Leser, wobei die Einrichtung zum Auslesen ferner Daten liest, die eine neue Mehrzahl von Braille-Zeichen darstellen, und zwar ansprechend auf das Auftreten eines Seitenwendesignals, und

wobei die Anzeigeeinrichtung ferner die neue Mehrzahl von Braille-Zeichen aus der Ausleseeinrichtung ansprechend auf die Betätigung der Seitenwendeeinrichtung anzeigt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichet, daß die Anzeigeeinrichtung Mittel 2um Aufrechterhalten der ertastbaren Darstellung einer Mehrzahl von gerade angezeigten Braille-Zeichen ohne Anlegen elektrischen Stroms enthält.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Braille-Zeichen auf der Oberfläche in Form einer Mehrzahl von Zeilen angezeigt werden, wobei jede Zeile eine Mehrzahl von Zeichen aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeein-richtung gleichzeitig wenigstens 25 Zeilen von Braille-Zeichen anzeigt, wobei jede Zeile wenigstens 40 Zeichen umfaßt.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die 25 Zeilen zu 40 Zeichen auf der Oberfläche in einem Bereich von etwa 28 χ 29 cm (11 χ 11,5") angezeigt werden.

8. Vorrichtung zum Anzeigen einer ertastbaren Seite von Braille-Zeichen für einen Braille-Leser, wobei die Zeichen in einer Mehrzahl von Zeilen mit einer Mehrzahl von Zeichen in jeder Zeile angeordnet sind, jedes Zeichen aus sechs möglichen Punkten gebildet ist, die in zwei Spalten zu jeweils drei Punkten angeordnet sind, und wobei jedes Braille-Zeichen durch das Vorhandensein von ertastbaren Darstellungen von Braille-Punkten für ausgewählte mögliche Punkte in jedem Zeichen angezeigt wird, , gekennzeichnet durch:

ein Deckelteil mit einer Deckfläche und mit einem allgemein flachen Bereich auf der Deckfläche, auf dem die Seite' von Braille-Zeichen angezeigt wird;

Mittel, die auf die Betätigung durch den Braille-Leser ansprechen, um ein Seitenwendesignal zu erzeugen; eine

auf das Seitenwendesignal ansprechende und mit einem Datenspeichermedium, auf dem eine Mehrzahl von Braille-Seiten darstellende Daten gespeichert sind, zusammenwirkende Einrichtung zum Auslesen der eine Seite von Braille-Seiten darstellenden Daten aus dem Datenspeichermedium und zum Erzeugen von elektrischen Signalen, die diese darstellen;

eine Mehrzahl von Anzeigeeinrichtungen, die jeweils ansprechend auf daran angelegte elektrische Signale aktiviert werden, zur Erzeugung einer ertastbaren Darstellung eines Punktes, wobei jede Anzeigeeinrichtung einem zugehörigen möglichen Punkt auf einer Seite von Braille-Zeichen zugeordnet ist und im wesentlichen direkt unter der Stelle an

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der Deckfläche liegt, wo der zugeordnete Punkt angezeigt wird;

auf die Signale aus der Leseeinrichtung ansprechende Steuermittel zum Anlegen von elektrischen Signalen an ausgewählte Anzeigeeinrichtungen, um diese zu veranlassen, Darstellungen einer Seite von Braille-Zeichen zu erzeugen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung ferner die Darstellung einer Seite von Braille-Zeichen ohne Aufnahme von elektrischem Strom aufrechterhält, nachdem die von der Steuereinrichtung daran angelegten elektrischen Signale entfernt sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anzeigeeinrichtung ein Bimetallelement enthält, an das die elektrischen Signale aus der Steuereinrichtung angelegt sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8_r dadurch gekennzeichnet, daß jede Zeile von Braille-Zeichen ferner unterteilt ist in drei Unterzeilen aus einzelnen möglichen Punkten, wobei jede Unterzeile aus jeweils einer Spalte jedes Zeichens in der Zeile jeweils einen der drei Punkte in jedem Braille-Zeichen enthält; und daß die Steuereinrichtung ferner Mittel zum Anlegen der elektrischen Signale an die ausgewählten Anzeigeeinrichtungen in einer Reihenfolge enthält, in der die diesen anzuzeigenden Punkten entsprechenden Anzeigeeinrichtungen sequentiell aktiviert werden, wobei die Steuereinrichtung die elektrischen Signale an aufeinander·^ folgende zu aktivierende Anzeigeeinrichtungen in jeder Unterzeile anlegt und dann anschließend von jeder Unterzeile zu der nächsten Unterzeile in der Sequenz fortschreitet.

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12. Vorrichtung zur Erzeugung einer ertastbaren Darstellung eines erhabenen Punktes, der einen Teil eines Braille-Zeichens bildet, gekennzeichnet durch:

ein Deckelteil mit einer allgemein ebenen Oberfläche und einem hindurchführenden Loch;

eine Aktivierungseinrichtung zum Ansprechen auf eine Temperaturveränderung durch Deformierung aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung;

eine Anzeigeeinrichtung, die in das Loch vorgeschoben werden und einen ertastbaren Vorsprung oberhalb der Oberfläche des Deckelteils bilden kann; und -. _>'

eine Vorschiebeinrichtung, die auf die Deformierung der Aktivierungseinrichtung aus der ersten Stellung in die zweite Stellung anspricht, um die Anzeigeeinrichtung in eine herausstehende Stellung in dem Loch vorzuschieben und die ertastbare Darstellung des Braille-Puriktes zu ergeben.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorschiebeinrichtung ferner die Anzeigeeinrichtung in dem vorgeschobenen Zustand festhält, wenn die Aktivierungseinrichtung in die erste Stellung zurückkehrt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschiebeinrichtung einen federbelasteten Tauchkolben enthält.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung einen Stift enthält, der an dem federbelasteten Tauchkolben befestigt ist und sich in das Loch in dem Deckelteil hinein erstreckt.

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16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der federbelastete Tauchkolben eine Einrasteinrichtung enthält, die mit der Aktivierungseinrichtung in Eingriff gelangen kann, wenn diese sich in ihrer ersten Stellung befindet, zum Festhalten des Tauchkolbens in einer zurückgezogenen Stellung, derart, daß der Stift in dem Loch sich nicht über die Oberfläche des Deckelteils hinaus erstreckt, und zum Freigeben der Aktivierungseinrichtung, wenn diese in die zweite Stellung deformiert ist, damit der federbelastete Tauchkolben den Stift durch das Loch über die Oberfläche des Deckelteils hinaus vorschiebt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrasteinrichtung ferner erneut mit der Aktivierungseinrichtung in Eingriff gelangt,, wenn eine Bewegung des federbelasteten Tauchkolbens aus der vorgeschobenen Stellung in die zurückgezogene Stellung auftritt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 12, 13, 14, 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregungseinrichtung ein Bimetallelement enthält, das auf eine Änderung der. Temperatur anspricht, indem es sich von der ersten in die zweite Stellung deformiert.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Leitung eines Stromes durch das Bimetallelement und zur Erzeugung einer resistiven Erhitzung desselben, wobei sich das Bimetallelement dann von der ersten Stellung in die zweite Stellung ansprechend auf diese Erhitzung defomiert.

20. Vorrichtung zur Erzeugung einer ertastbaren Darstellung eines Braille-Zeichens, das aus erhabenen Punkten gebildet ist, gekennzeichnet durch:

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ein Deckelteil mit einer Mehrzahl von hindurchführenden Löchern, wobei jedes Loch einer möglichen Stellung eines Braille-Punktes in einem Braille-Zeichen entspricht;

eine gleiche Mehrzahl von Betätigungseinrichtungen, die jeweils einem der Löcher zugeordnet sind und jeweils eine erste und eine zweite Stellung einnehmen können, die durch Ertasten unterschieden werden können, wobei jedes Betätigungselement 'enthält:

ein Bimetallelement, das auf eine Temperaturänderung mit einer Deformierung aus einer Stellung heraus, die der Umgebungstemperatur entspricht, anspricht;

einen innerhalb dem zugeordneten Loch angeordneten Stift; und

*
eine Vorschiebeinrichtung zur Bewegung des Stiftes aus einer zurückgezogenen Stellung ansprechend auf die Deformierung des Bimetallelements in eine vorgeschobene Stellung, um eine ertastbare Darstellung eines Braille-Punktes zu bilden, sowie

eine Einrichtung zum Verändern der Temperatur ausgewählter Bimetallelemente zur Erzeugung einer Darstellung eines Braille-Zeichens.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschiebeinrichtung ferner wirksam ist, um den Stift in der vorgeschobenen Stellung zu halten, wenn das Bimetallelement in seine der Umgebungstemperatur entsprechende Stellung zurückkehrt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verändern der Temperatur Mittel'

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zum selektiven Durchleiten eines Stromes durch ausgewählte Bimetallelemente enthält, zur Bewirkung einer Temperaturerhöhung derselben.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Betätigungselement eine erste und eine zweite Eingriffeinrichtung enthält, von denen die eine an der Vorschiebeinrichtung und die andere an dem Bimetallelement des Betätigungselements befestigt ist, zum Festhalten des Stiftes in der zurückgezogenen Stellung, solange das Bimetallelement in seiner der Umgebungstemperatur entsprechenden Stellung befindet.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschiebeinrichtung einen mit dem Stift verbundenen federbelasteten Tauchkolben enthält.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der federbelastete Tauchkolben öder das Bimetallelement einen daran befestigten Einraststift enthält und das Bimetallelement bzw. der federbelastete Tauchkolben ein darin gebildetes Loch zur Aufnahme des Stiftes zum Zurückhalten des federbelasteten Tauchkolbens in einer nicht vorgeschobenen Stellung, wenn das Bimetallelement sich in seiner der Umgebungstemperatur entsprechenden Stellung befindet, enthält.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch'eine Einrichtung zum mechanischen Zurückziehen derjenigen federbelasteten Kolben der Vorschiebeinrichtungen, die sich in einer vorgeschobenen Stellung befinden, wobei der Einraststift mit dem Loch zusammenwirkt, das den Einraststift aufnimmt, um ihn wieder zu erfassen, wenn der federbelastete Tauchkolben zurückgezogen wird.

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27. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Eingriffeinrichtung eine Vertiefung enthält, die in der Vorschiebeinrichtung gebildet ist, zur Aufnahme der zweiten Eingriffeinrichtung, und daß die zweite Eingriffeinrichtung einen Vorsprung an dem Bimetallelement zum Erfassen der Vertiefung und Zurückhalten der zugeordneten Vorschiebeinrichtung in der zurückgezogenen Stellung enthält.

28. Vorrichtung nach Anspruch 20, 21, 22, 24, 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung wirksam ist, um ertastbare Darstellungen einer Mehrzahl von Braille-Zeichen zu erzeugen, wobei jedes Zeichen aus sechs möglichen Punkten zusammengesetzt ist, die in einer Matrix von zwei Zeilen zu jeweils drei Punkten angeordnet sind> und daß die Bimetallelemente der Betätigungseiemente jeder Spalte neben dem zugehörigen Betätigungselement in einer Richtung von dem Zeichen fort angeordnet sind.

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- U

PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Anzeige einer Mehrzahl von Braille-Zeichen, gekennzeichnet durch:

eine Oberfläche, auf der eine Mehrzahl von Zeichen angezeigt wird;

eine mit einem Datenspeichermedium, das darin eine Mehrzahl von Braille-Zeichen darstellende Daten gespeichert hat, zusammenwirkende Einrichtung zum Auslesen der die Braille-Zeichen darstellenden Daten aus dem Datenspeichermedium und zum Erzeugen von elektrischen Signalen, die diese darstellen;

eine Anzeigeeinrichtung, die thermisch durch daran angelegte elektrische Signale aktivierbar ist, zum Verursachen einer mechanischen Verschiebung für die Bildung einer ertastbaren Darstellung einer Mehrzahl von Braille-Zeichen; und

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-χ-

eine Einrichtung zum Anlegen der elektrischen Signale aus der Ausleseeinrichtung an die Anzeigeeinrichtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß das Datenspeichermedium ein Magnetband enthält und daß die Einrichtung zum Auslesen einen Bandtransport zur Bewegung des Magnetbandes und zur Erzeugung von elektrischen Signalen, welche die auf dem Magnetband gespeicherten Daten darstellen, enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung zur Erzeugung eines Seitenwendesignals ansprechend auf die Betätigung durch den Braille-Leser, wobei die Einrichtung zum Auslesen ferner Datön liest, die eine neue Mehrzahl von Braille-Zeichen darstellen, und zwar ansprechend auf das Auftreten eines Seitenwendesignals, und

wobei die Anzeigeeinrichtung ferner die neue Mehrzahl von Braille-Zeichen aus der Ausleseeinrichtung ansprechend auf die Betätigung der Seitenwendeeinrichtung anzeigt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3/ dadurch gekennzeichet, daß die Anzeigeeinrichtung Mittel zum Aufrechterhalten der ertastbaren Darstellung einer Mehrzahl von gerade angezeigten Braille-Zeichen ohne Anlegen elektrischen Stroms enthält.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Braille-Zeichen auf der Oberfläche in Form einer Mehrzahl von Zeilen angezeigt werden, wobei jede Zeile eine Mehrzahl von Zeichen aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeein-richtung gleichzeitig wenigstens 25 Zeilen von Braille-Zeichen anzeigt, wobei jede Zeile wenigstens 40 Zeichen umfaßt.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die 25 Zeilen zu 40 Zeichen auf der Oberfläche in einem Bereich von etwa 28 χ 29 cm (11 χ 11,5") angezeigt werden.

8. Vorrichtung zum Anzeigen einer ertastbaren Seite von Braille-Zeichen für einen Braille-Leser, wobei die Zeichen in einer Mehrzahl von Zeilen mit einer Mehrzahl von Zeichen in jeder Zeile angeordnet sind, jedes Zeichen aus sechs möglichen Punkten gebildet ist, die in zwei Spalten zu jeweils drei Punkten angeordnet sind, und wobei jedes Braille-Zeichen durch das Vorhandensein von ertastbaren Darstellungen von Braille-Punkten für ausgewählte mögliche Punkte in jedem "Zeichen angezeigt wird, gekennzeichnet durch:

ein Deckelteil mit einer Deckfläche und mit einem allgemein flachen Bereich auf der Deckfläche, auf dem die Seite von Braille-Zeichen angezeigt wird;

Mittel, die auf die Betätigung durch den Braille-Leser ansprechen, um ein Seitenwendesignal zu erzeugen;

auf das Seitenwendesignal ansprechende und mit einem Datenspeichermedium, auf dem eine Mehrzahl von Braille-Seiten darstellende Daten gespeichert sind, zusammenwirkende Einrichtung zum Auslesen der eine Seite von Braille-Seiten darstellenden Daten aus dem Datenspeichermedium und zum Erzeugen von elektrischen Signalen, die diese darstellen;

eine Mehrzahl von Anzeigeeinrichtungen, die jeweils ansprechend auf daran angelegte elektrische Signale aktiviert werden, zur Erzeugung einer ertastbaren Darstellung eines Punktes, wobei jede Anzeigeeinrichtung einem zugehörigen möglichen Punkt auf der Darstellung einer Seite von Braille-Zeichen zugeordnet ist und im wesentlichen vollständig direkt unter der Stelle an

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-χ-

der Deckfläche liegt, wo der zugeordnete Punkt angezeigt wird;

auf die Signale aus der Leseeinrichtung ansprechende Steuermittel zum Anlegen von elektrischen Signalen an ausgewählte Anzeigeeinrichtungen, um diese zu veranlassen, Darstellungen einer Seite von Braille-Zeichen zu erzeugen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung ferner die Darstellung einer Seite von Braille-Zeichen ohne Aufnahme von elektrischem Strom aufrechterhält, nachdem die von der Steuereinrichtung daran angelegten elektrischen Signale entfernt sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anzeigeeinrichtung ein Bimetallelement enthält, an das die elektrischen Signale aus der Steuereinrichtung angelegt sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zeile von Braille-Zeichen ferner unterteilt ist in drei Unterzeilen aus einzelnen möglichen Punkten, wobei jede Unterzeile aus jeweils einer Spalte jedes Zeichens in der Zeile jeweils einen Punkt enthält; und daß die Steuereinrichtung ferner Mittel zum Anlegen der elektrischen Signale an die ausgewählten Anzeigeeinrichtungen in einer Reihenfolge enthält, in der die diesen anzuzeigenden Punkten entsprechenden Anzeigeeinrichtungen sequentiell aktiviert werden, wobei die Steuereinrichtung die elektrischen Signale an

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ο U ^

eine Vorschiebeinrichtung zur Bewegung des Stiftes aus einer zurückgezogenen Stellung ansprechend auf die Deformierung des Bimetallelements in eine vorgeschobene Stellung, um eine ertastbare Darstellung eines Braille-Punktes zu bilden, sowie

eine Einrichtung zum Verändern der Temperatur ausgewählter Bimetallelemente zur Erzeugung einer Darstellung eines Braille-Zeichens.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschiebeinrichtung ferner wirksam ist, um den Stift in der vorgeschobenen Stellung zu halten, wenn das Bimetallelement in seine der Umgebungstemperatur entsprechende Stellung zurückkehrt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verändern der Temperatur Mittel

O-

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-yi-SA

zum selektiven Durchleiten eines Stromes durch ausgewählte Bimetallelemente enthält, zur Bewirkung einer Temperaturerhöhung derselben.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Betätigungselement eine erste und eine zweite Eingriffeinrichtung enthält, von denen die eine an der Vorschiebeinrichtung und die andere an dem Bimetallelement des Betätigungselements befestigt ist, zum Festhalten des Stiftes in der zurückgezogenen Stellung, solange das Bimetallelement in seiner der Umgebungstemperatur entsprechenden Stellung befindet.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, da'durch gekennzeichnet, daß die Vorschiebeinrichtung einen mit dem Stift verbundenen federbelasteten Tauchkolben enthält.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der federbelastete Tauchkolben oder das Bimetallelement einen daran befestigten Einraststift enthält und das Bimetallelement bzw. der federbelastete Tauchkolben ein darin gebildetes Loch zur Aufnahme des Stiftes zum Zurückhalten des federbelasteten Tauchkolbens in einer nicht vorgeschobenen Stellung, wenn das Bimetallelement sich in seiner der Umgebungstemperatur entsprechenden Stellung befindet, enthält.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum mechanischen Zurückziehen derjenigen

. federbelasteten Kolben der Vorschiebeinrichtungen, die sich in einer vorgeschobenen Stellung befinden, wobei der Einraststift mit dem Loch zusammenwirkt, das den Einras tstift aufnimmt, um ihn wieder zu erfassen, wenn der federbelastete Tauchkolben zurückgezogen wird.

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27. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Eingriffeinrichtung eine Vertiefung enthält, die in der Vorschiebeinrichtung gebildet ist, zur Aufnahme der zweiten Eingriffeinrichtung, und daß die zweite Eingriffeinrichtung einen Vorsprung an dem Bimetallelement zum Erfassen der Vertiefung und Zurückhalten der zugeordneten Vorschiebeinrichtung in der zurückgezogenen Stellung enthält.

28. Vorrichtung nach Anspruch 20, 21, 22, 24, 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung wirksam ist, um ertastbare Darstellungen einer Mehrzahl von Braille-Zeichen zu erzeugen, wobei jedes Zeichen aus sechs möglichen Punkten zusammengesetzt ist, die in einer Matrix von zwei Zeilen zu jeweils drei Punkten angeordnet sind, und daß die Bimetallelemente der Betätigungselemente jeder Spalte neben dem zugehörigen Betätigungselement in einer Richtung von dem Zeichen fort angeordnet sind.

29. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung ein Bimetallelement enthält, das thermisch auf daran angelegte elektrische Signale anspricht.

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