DE3537366A1 - Verfahren zur erkennung der fingerposition beim taktilen lesen auf einem blindenschriftdisplay - Google Patents

Description

In der Offenlegungsschrift DE 30 42 390 A1 und an anderen Stellen werden Vorrichtungen beschrieben zur Darstellung von taktilen Zeichen, insbesondere zur Darstellung von Braille-Schrift. Vielen dieser Lösungen ist ein elektromagnetischer Antrieb jedes einzelnen Punktes gemeinsam, der durch eine - im gängigen 3-mm-Raster untergebrachte - Spule bewirkt wird. Anderen Vorschlägen entsprechend werden verschiedene piezoelektrische Antriebselemente verwendet, um die Veränderung der Punktpositionen zu bewerkstelligen.

In DE 30 42 390 A1 ist nun eine Lösung beschrieben, die aus dem einzelnen taktilen Punkt den Aufbau von großen flächig angeordneten Bildtafeln ermöglicht. Solche Tafeln sind zur Darstellung von geometrischen Strukturen und von mehreren Zeilen Text gleichermaßen geeignet. Ein Anwendungsfall ist zm Beispiel die Präsentation von Bildschirmtext (BTX)-Seiten für den Blinden, der damit Zugriff zu diesem Medium erhält. Mit gewissen Einschränkungen wird also dem Blinden ein "taktiler Bildschirm" zur Verfügung gestellt.

Die Arbeit des Sehenden mit einem Bildschirm, sei es im Bildschirmtextsystem, am Programmierplatz oder am Schreibarbeitsplatz, wird heute durch viele Hilfsmittel wie Maus, Lichtgriffel oder "Touch-Screen" erleichtert, mit denen der benutzer z. B. eine gewünschte Position auf dem Bildschirm bezeichnet, sodaß der Computer dort Operationen ausführen kann oder daß bei entsprechender Programmierung so Befehle eingegeben werden können. Für den Blinden stehen solche Hilfsmittel bisher nicht zur Verfügung. Die Verwendung der üblichen Lösungen z. B. mit Hilfe gekreuzter Lichtschrankenarrays oder von druckempfindlichen Oberflächen scheitert am physiologischen Ablauf des taktilen Lesevorganges und der Notwendigkeit, auf die Handhaltung und die beeinträchtigung des Tastsinns Rücksicht zu nehmen. Diesem Mangel soll durch die nachfolgend beschrieben Vorgehensweise abgeholfen werden:

Die Aufgabe, beispielsweise auf einer Bildtafel, die aus z. B. 60 × 120 im 3-mm-Raster angeordneten taktilen Punkten nach DE 30 42 390 A1 besteht, oder aus ähnlich arbeitenden Systemen, die Position des tastneden Fingers zu erkennen wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit dem bevorzugt benutzten Tastfinger ein Sensor mitgeführt wird. Dieser Sensor kann eine Spule sein, die in geeigneter Weise am Finger besestigt wird, sodaß einerseits die Fingerkuppe frei bleibt, andererseits das vom Finger betastete Feld von der Spule umschlossen wird. Es kann auch eine Spule sein, die in anderer geeigneter Weise ohne Beeinträchtigung des Tastvorganges mit dem Finger mitgeführt wird. Es kann ebenso auch ein auf Feldplatten oder einem Hall-Element aufgebauter Sensor sein, der in der Lage ist, kleine Magnetfeldänderungen zu erkennen. (Für andere Punktsysteme kann es auch ein Sensor sein, der auf elektrische Felder anspricht)

Wird nun in die Bildtafel ein Bild eingeschrieben, werden also die Punkte angehoben oder abgesenkt, so wierd in dem Augenblick ein Signal in dem Sensor empfangen, in dem er sich über dem gerade angesteuerten Punkt befindet, dessen Feld sich also gerade ändert. Wird der Sensor nun in geeigneter Weise - über Draht oder Drahtlos - mit der Ansteuerelektronik der Bildplatte verbunden, so kann aus der zeitlichen Zuordnung des empfangenen Sensorsignals zu der seriellen, punktweisen Ansteuerung der Braille-Punkte die Position des Sensors exakt bestimmt werden und damit die Position des tastenden Fingers.

Da gerade bei einer solchen Bildtafel der Lesevorgang meist wesentlich länger dauert als das Einschreiben, wird nun in den Schreibpausen ein hochfrequentes oder impulsförmiges Signal seriell durch die Braille-Punkte geschickt. Dieses Signal wird vorteilhaft so ausgeführt, daß sich in der verwendeten kurzen Ansteuerzeit der Zustand des Punktes sich nicht ändern kann oder so, daß es dem zuletzt eingeschriebenen Signal in der Polarität und Höhe nicht jedoch in der zeitdauer entspricht, sodaß in keinem Fall die Information, die ja in der Punktstellung gespeichert ist, verändert wird. So kann es in keinem Fall zu Informationsverlusten oder Fehlern kommen, während die Spulen der Braille-Punkte nacheinander in regelmäßiger Reihenfolge eine Feldänderung erzeugen, die der Sensor dann detektieren kann. Bei geeigneter Auswahl von Signaldauer, Wiederholfrequenz und angesteuerter Punktzahl lassen sich sehr kurze Abfragezeiten für das ganze display erreichen.

Das Verfahren lässt sich nicht nur mir großen Bildtafeln, sondern auch insbesondere bei Arbeiten am Bildschirm (z. B. als programmierer) mit einer üblichen Braille-Zeile vorteilhaft einsetzen. Beispielsweise kann der Cursor des Bildschirms parallel an den Sensor angehängt werden, sodaß sich der Cursor mit dem lesenden Finger bewegt. Oder z. B. beim Lesen von Texten kann der Datenspeicher so gesteuertwerden, daß bei Erreichen des letzten Zeichens der Zeile automatisch die nächste Zeile in das Display eingeschrieben wird oder beim Rückgang auf das erste Zeichn der Zeile die vorhergehende. Auch lässt sich mit zusätzlichen Schaltern, die vorteilhaft als Fußschalter ausgeführt wreden, ein interaktives Arbeiten mit dem Bildschirm ermöglichen, sei es zusammen mit einer Bildtafel, die einen größeren Ausschnitt aus einem Videoschirm repräsentiert, sei es zusammen mit einem üblichen Braille-Display, das nur eine einzelne Zeile aus dem Schirm wiedergibt.

Wenn auch heute der meßtechnische Aufwand für das umgekehrt arbeitende System recht hoch erscheint, so ist seine Realisierung doch möglich: Wenn mit dem Finger anstatt eines Sensors eine Sendespule mitgeführt wird, so können die unter dieser Spule liegenden Spulen der Braille-Punkte auf ein dort induziertes Signal abgefragt werden, und zwar seriell während der Schreibpausen. Auch so lässt sich ein Zusammenhang von Abfragezeit und Stiftposition und Tafstfinger mit Sendespule ermitteln.

Claims (8)

1.) Verfahren zur Erkennung der Tastfingerposition auf einem elektromechanischen Blindschriftdisplay, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Tastfinger mitgeführter Magnetfeldsensor eine Feldänderung in der Antriebsspulen der Braille-Punkte erkennt und zur zeitlichen Reihenfolge der seriellen Ansteuerung der abzutastenden taktilen Punkte in Beziehung setzt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnetfeldsensor eine in geeigneter Weise um den Tastfinger gewickelte Spule verwendet wird.

3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfeldsensor neben dem Finger mitgeführt wird.

4.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in einem Schreibstiftähnlichen Gerät untergebrachter Magnetfeldsensor mit der anderen Hand an die ertastete Stelle aud dem Braille-Display geführt wird.

5.) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle einer Spule eine Feldplatte oder ein Hall-Element als Sensor verwendet wird.

6.) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Feldsensor verwendet wird, der auf das elektrische Feld von piezoelektrisch angetriebenen Braille-Punkten anspricht.

7.) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Braille-Punkte während der Schreibpausen mit hoher Repetitionsrate impulsartige oder hochfrequente Ströme eingespeist werden, die jeweils eine kurze Feldänderung in dem angesteuerten Punkt hervorrufen, ohne die eingeschriebene Information zu beeinträchtigen.

8.) Verfahren zur Erkennung der Tastfingerposition auf einem elektromechanischen Blindenschriftdisplay, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Tastfinger eine Sendespule mitgeführt wird, die in den darunterliegenden Spulen der Braille-Elemente in den Schreibpausen eine Spannung induziert, die von einer Auswerteelektronik der jeweiligen Spulenposition zugeordnet werden kann.