DE3929275C1 - Tactile display unit for blind people - has groups of projecting pegs forming Braille symbols - Google Patents

Tactile display unit for blind people - has groups of projecting pegs forming Braille symbols

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Abstract

A tactile display panel for blind persons or persons with seriously impaired vision consists of a panel with groups of projecting pegs arranged to form Braille symbols. Each peg (2) fits in a hole in the panels (1) (18) and covers a hole (16) in a thin plate (17). This hole is also covered on the underside by a piston (13) attached to a wire (14) made of memory metal. A duct (10) supplied with compressed air is formed immediately below the thin plate (17). When the memory wire (14) is heated by passing an electric current through it, it contracts and pulls the piston (13) away from the hole (16) in the thin plate (17). Compressed air then flows through the hole (16) and lifts the peg (2) so that its tip projects above the surface of the panel.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vor­ richtung zur taktilen Darstellung von Informationen auf einem Displayschirm für Blinde oder stark Sehbe­ hinderte nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a front direction for the tactile representation of information on a display screen for the blind or severely sighted hindered according to the preamble of claim 1.

Mit den bekannten Vorrichtungen dieser Art (vgl. Nassimbene, E. G. u. a.: Digital Display for the Blind; In: IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 17, Nr. 12, Seiten 3733-3735, Mai 1975) werden zur Darstellung von Braille-Zeichen im allgemeinen nur relativ wenige Abtaststifte gesetzt. Es ist zwar möglich, großformatige Braille-Displays zu reali­ sieren, jedoch lassen die bekannten Vorrichtungen auf Grund des relativ großen Raumbedarfs der einzelnen Abtaststifte keine graphikfähige Auflösung zu. Schließlich muß jeder einzelne Abtaststift elektrisch angesteuert werden können und dies ist bei den bekannten Mechanismen nicht mit der für eine graphikfähige Auflösung erforderlichen "Packungs­ dichte" möglich. Bei dem zitierten Stand der Technik Nassimbene werden die einzelnen Abtaststifte z. B. durch zickzackförmige oder spiralförmige Memory-Metall-Drähte gesetzt, deren Anordnung relativ zueinander jedoch - wie erwähnt - einen zu großen Raumbedarf bedingt.With the known devices of this type (cf. E.G. u. a .: digital display for the blind; In: IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 17, No. 12, pages 3733-3735, May 1975) are used to represent Braille characters in generally only relatively few tracer pens. It it is possible to realize large format braille displays sieren, but leave the known devices on the ground the relatively large space requirement of the individual stylus no graphic resolution. After all, everyone has to individual stylus can be controlled electrically and this is not the case with the known mechanisms required for a graphics-capable resolution density "possible. With the cited prior art Nassimbene the individual stylus z. B. by zigzag or spiral memory metal wires set, but their arrangement relative to each other - like mentioned - requires too much space.

Ferner ist aus der DE-PS 2 97 897 bereits ein Mechanismus be­ kannt, bei dem Druckluft zum Setzen der Stifte eines Braillemoduls verwendet wird. Dabei wird die Auswahl der zu setzenden Stifte über einen Lochstreifen bewirkt, der sich zwischen dem Druckluftbereich und den Stiften be­ findet. Furthermore, a mechanism is already from DE-PS 2 97 897 knows, with the compressed air to set the pins one Braille module is used. The selection of the pins to be placed over a paper tape, between the compressed air area and the pins finds.  

Hier findet die Stiftansteuerung nicht elektrisch, sondern durch die auf dem Streifen vorgegebene Lochung statt.Here the pin control is not electrical, but through the perforation specified on the strip instead of.

Die Zielvorgabe der vorliegenden Erfindung besteht allge­ mein darin, blinden oder stark schwachsichtigen Menschen ein graphikfähiges taktiles Display an die Hand zu geben, dessen Auflösung, d. h. Stiftabstand, hinreichend klein und dessen Abtastfläche hinreichend groß ist, um eine normale Bildschirmgraphik darstellen zu können. Die Auf­ lösung sollte dabei etwa bei einem Stiftabstand von 1,5 Millimeter liegen.The object of the present invention is general my in it, blind or very poorly sighted people to provide a graphic-capable tactile display, its dissolution, d. H. Pin spacing, sufficiently small and whose scanning area is sufficiently large to be one to be able to display normal screen graphics. The on solution should be about a pin spacing of 1.5 millimeters.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei der einerseits der vorgenannte Stiftab­ stand ereicht werden soll, bei der der Setzmechanismus an sich einfach konzipiert ist, bei der die Abtaststifte sicher in ihrer Abtaststellung gehalten werden, und auf deren Grundlage eine Abtastfläche, d. h. ein Displayschirm, konstruiert werden kann, mit dem eine Bildschirmgraphik ganz oder zumindest zum wesentlichen Teil dargestellt werden kann.The object underlying the present invention consists of a device of the generic type to indicate, on the one hand, the abovementioned pen stood to be reached at the setting mechanism is simply designed in itself, in which the stylus be held securely in their scanning position, and on the basis of which is a scanning area, i. H. a display screen, can be constructed using a screen graphic shown completely or at least in part can be.

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Abtaststifte in den Displayschirm eingesetzte axial verschiebbare zylindrische Bolzen sind, daß den zylindrischen Bolzen an ihrer Unterseite je ein koaxial verschiebbarer Stift zuge­ ordnet ist, daß die Stifte mit einem Draht aus Memory- Metall verbunden sind und daß im Übergangsbereich zwischen den zylindrischen Bolzen und den Stiften ein Druckluft- Kanalsystem vorgesehen ist, das bei Verkürzung des Memory- Drahts infolge Überschreitens der Sprungtemperatur eine zur Unterseite des korrespondierenden zylindrischen Bolzens offene Bohrung freigibt und so eine Druckbeaufschlagung des Bolzens ermöglicht, so daß dieser in die erhabene Abtast­ stellung bringbar ist. This task is performed according to the characteristic part of the Claim 1 solved in that the stylus axially displaceable inserted in the display screen Cylindrical bolts are attached to the cylindrical bolt a coaxially displaceable pin is added to its bottom is that the pins with a wire of memory Metal are connected and that in the transition area between the cylindrical bolts and the pins a compressed air Channel system is provided, which when shortening the memory Wire due to exceeding the transition temperature one to Underside of the corresponding cylindrical bolt releases an open hole and thus pressurization allows the bolt so that this in the raised scan position is feasible.  

Der Grundgedanke besteht - mit anderen als im Anspruch 1 gebrauchten Worten - somit darin, die Abtaststifte mit Hilfe eines über eine Koordinatensteuerung oder der­ gleichen ausgewählten Drahtes aus Memory-Metall bei Über­ schreiten der sogenannten Sprungtemperatur und mit Hilfe eines Druckluft-Kanalystems in die erhabene Abtast­ stellung zu setzen und zwar durch Erhitzen des Drahtes über diese Sprungtemperatur und nachfolgender Freigabe einer mit der Unterseite des ausgewählten Abtaststiftes korrespondierenden Bohrung. Sobald der Draht abkühlt und seine Temperatur entsprechend der Hysterese unter die Sprungtemperatur abfällt, kehrt der Draht dann wieder in seine Ausgangsform zurück (die genannte Bohrung bleibt zunächst offen, bis im Druckluft-Kanalsystem ein Unterdruck zur Rücksetzung der Abtaststifte erzeugt wird - vergleiche Beschreibung). Da die genannte Ausgangsform einer Drahtverlängerung gegenüber einer bei Überschreiten der Sprungtemperatur auftretenden Drahtverkürzung entspricht, läßt sich letztlich mit dieser Längenveränderung ein ein­ facher Stiftsetzmechanismus konzipieren.The basic idea is - with others than in claim 1 used words - thus in using the stylus Help one over a coordinate control or the same selected wire made of memory metal at Über step the so-called crack temperature and with the help of a compressed air duct system in the raised sampling position by heating the wire about this step temperature and subsequent release one with the bottom of the selected stylus corresponding hole. Once the wire cools down and its temperature according to the hysteresis below Temperature drops, the wire then returns its original shape back (the hole mentioned remains open until creates a vacuum in the compressed air duct system to reset the stylus will - see description). Since the starting form mentioned is a Wire extension compared to one when the Wire temperature occurring can ultimately one with this change in length Design a simple pin-setting mechanism.

Ein besonderer Vorzug dieser Konzeption besteht darin, daß der (Setz-)Draht für die Abtaststifte nur dann erhitzt werden muß, wenn dieser in die erhabene Abtaststellung ge­ bracht werden soll. Dies ist in Verbindung mit Graphik­ darstellungen insofern von Bedeutung, als relativ zur Ge­ samtheit der Abtaststifte nur wenige gesetzt werden müssen, und somit der Energiebedarf und damit auch die entstehende Verlustwärme in diesem Fall relativ gering sind.A particular advantage of this concept is that the (setting) wire for the styli only heats up must be if this ge in the raised scanning position should be brought. This is in connection with graphics representations insofar as relative to Ge only a few need to be set, and thus the energy requirement and thus the arising Heat loss in this case is relatively low.

Die Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt
einen pneumatischen Stiftsetzmechanismus in der Abtaststellung einerseits und der Grundstellung andererseits.The details of the invention are explained below with reference to the drawing. This shows
a pneumatic pin mechanism in the scanning position on the one hand and the basic position on the other.

In der Zeichnung ist eine sogenannte Abtaststellung mit der Bildschirmebene gegenüber vorgeschobenem Abtast­ stift und eine sogenannte Grund- oder Löschstellung eines Abtaststiftes dargestellt.In the drawing, a so-called scanning position is included the screen level versus advanced scan pen and a so-called basic or delete position a stylus shown.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel geht von einem Displayschirm 1 aus, in den der vorgegebenen Matrixanordnung entsprechend eine Vielzahl von axial ver­ schiebbaren zylindrischen Bolzen 2 oder allgemein Ab­ taststiften eingesetzt ist. An der Unterseite des Display­ schirms 1 ist ein Druckluft-Kanalsystem 10 vorgesehen, das von einer parallel zum Displayschirm 1 liegenden, ebenen ausgedehnten Platte 11 begrenzt ist.The embodiment shown in the drawing is based on a display screen 1 , in which a large number of axially slidable cylindrical bolts 2 or generally pins are used in accordance with the given matrix arrangement. Screen at the bottom of the display 1, a compressed-air duct system 10 is provided, which is bounded by a the display screen 1 parallel, planar expanded sheet. 11

In dieser Platte 11 ist korrespondierend mit der Matrix­ anordnung der Bolzen 2 eine Matrix von Bohrungen 12 vorge­ sehen, in denen Stifte 13 ebenfalls axial verschiebbar ein­ gesetzt sind. Diese Stifte 13 sind je mit einem Draht 14 aus Memory-Metall verbunden, der am zweiten Ende mit einem Gewindestück 15 verbunden ist, über das der (Memory-)Draht 14 mit dem Stift 13 dem Druckluft-Kanalsystem 10 gegenüber justiert werden kann. In this plate 11 , corresponding to the matrix arrangement of the bolts 2, a matrix of bores 12 is provided, in which pins 13 are also axially displaceable. These pins 13 are each connected to a wire 14 made of memory metal, which is connected at the second end to a threaded piece 15 via which the (memory) wire 14 with the pin 13 can be adjusted relative to the compressed air duct system 10 .

Im Grundzustand, d. h. unterhalb der Sprungtemperatur des Memory-Metalls (etwa 50°C) liegt der Stift 13 dicht an einer offenen Bohrung 16 gegenüber der Unterseite des Bolzens 2 an. Dieser liegt somit quasi lose dem Stift 13 gegen­ über, wobei die offene Bohrung 16 in einer das Druck­ luft-Kanalsystem 10 an der Unterseite des Display­ schirms 1 abschließenden dünnen Platte 17 vorgesehen ist. Im Grundzustand wird diese offene Bohrung 16 somit einerseits vom Bolzen 2 und andererseits vom Stift 13 verschlossen.In the basic state, ie below the crack temperature of the memory metal (approximately 50 ° C.), the pin 13 lies tightly against an open bore 16 opposite the underside of the bolt 2 . This is thus virtually loose against the pin 13 , the open bore 16 being provided in a compressed air duct system 10 on the underside of the display screen 1 final thin plate 17 . In the basic state, this open bore 16 is thus closed on the one hand by the bolt 2 and on the other hand by the pin 13 .

Wird nunmehr der Memory-Draht 14 durch entsprechende Ansteuerung über eine Koordinatensteuerung mit einer Spannungsquelle verbunden und aufgrund des Stromflusses über die Sprungtemperatur erhitzt, so verkürzt sich der Draht 14. Damit wird der Stift 13 nach unten gezo­ gen und die offene Bohrung 16 zum Bolzen 2 hin freige­ geben. Der im Druckluft-Kanalsystem 10 herrschende Überdruck treibt nun den Bolzen 2 in Richtung zur Vorderseite des Displayschirms 1 hin, so daß dieser abtastbar wird. Der Stift 13 bleibt dabei aufgrund seines Eigengewichts und aufgrund des im Druckluft- Kanalsystem 10 herrschenden Überdrucks auch dann in der Lage, wenn der Memory-Draht 14 abkühlt und sich dementsprechend wieder längt.If the memory wire 14 is now connected to a voltage source by appropriate control via a coordinate control and is heated to the transition temperature due to the current flow, the wire 14 is shortened. So that the pin 13 is pulled down gene and give the open bore 16 to the bolt 2 clear. The overpressure prevailing in the compressed air duct system 10 now drives the bolt 2 towards the front of the display screen 1 , so that it can be scanned. Because of its own weight and because of the excess pressure prevailing in the compressed air duct system 10 , the pin 13 remains in a position even when the memory wire 14 cools down and lengthens accordingly.

Der Rücksetz- oder Löschvorgang bezüglich des Bolzens 2 wird so bewirkt, daß im Druckluft-Kanalsystem 10 ein Unterdruck erzeugt wird. Damit wird sowohl der Bolzen 2, als auch der Stift 13 wieder gegen die offene Bohrung 16 gesetzt und diese ist wiederum abgedichtet.The resetting or erasing process with respect to the bolt 2 is effected in such a way that a negative pressure is generated in the compressed air duct system 10 . This means that both the bolt 2 and the pin 13 are again placed against the open bore 16 and this is in turn sealed.

Zur Erhöhung der Dichtwirkung und zur besseren Haftung des Stiftes 13 an der Platte 17 dient eine zwischen dieser und dem Displayschirm 1 angeordnete magnetische Platte 18. Zwischen dieser magnetischen Platte und dem Displayschirm 1 ist, darüber hinaus noch eine seit­ lich verschiebbare Arretierungslochmaske 19 vorgesehen, über die die in die Abtaststellung gesetzten Abtaststifte 2 - nach dem Setzvorgang für alle Abtast­ stifte einer Information - seitlich verkeilt werden können.A magnetic plate 18 arranged between the latter and the display screen 1 serves to increase the sealing effect and to improve the adhesion of the pin 13 to the plate 17 . Between this magnetic plate and the display screen 1 , there is also a locking pinhole mask 19 which can be moved since, via which the scanning pins 2 placed in the scanning position - after the setting process for all scanning pins of information - can be wedged laterally.

Bezüglich der Dimensionen beziehungsweise Arbeitsbe­ dingungen des Stiftsetzmechanismus und des mit diesem bestückten Displayschirms soll ergänzend und abschlie­ ßend noch folgendes angemerkt werden:Regarding the dimensions or working conditions of and with the pen setting mechanism equipped display screen should complement and complete The following should also be noted:

  • - Die Auflösung, d. h. der Stiftabstand beträgt circa 1,5 Millimeter;- The resolution, d. H. the pin spacing is approximately 1.5 millimeters;
  • - die Länge l des (Memory-)Drahtes beträgt circa 10 Zentimeter;- The length l of the (memory) wire is approximately 10 centimeters;
  • - bei einer Verkürzung von 1,5 bis 2% ergibt sich ein Hub Δ von etwa 1,5 bis 2 Millimeter;- a reduction of 1.5 to 2% results a stroke Δ of about 1.5 to 2 millimeters;
  • - der Durchmesser des Memory-Drahtes beträgt circa 0,2 Millimeter.- The diameter of the memory wire is approximately 0.2 millimeters.

Mit dem vorbeschriebenen Stiftsetzmechanismus läßt sich letztlich ein hoch auflösendes graphikfähiges taktiles Display mit mehreren tausend Abtaststiften bei einiger­ maßen vertretbaren Kosten aufbauen.With the above-described pin setting mechanism ultimately a high-resolution graphics-capable tactile Display with several thousand stylus pens on some build reasonable costs.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur taktilen Darstellung von Informationen auf einem Displayschirm (1) für Blinde oder stark Sehbehinderte mit einer Vielzahl matrixartig angeordneter Abtaststifte, die über eine der Matrixbohrung entsprechende Koordinatensteuerung jeweils einer erhabenen ge­ setzten Abtaststellung und einer zurückgezogenen (Grund- bzw. Lösch-)Stellung entsprechend einstell­ bar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtaststifte in den Displayschirm (1) eingesetzte axial verschiebbare zylindrische Bolzen (2) sind,
daß den zylindrischen Bolzen (2) an ihrer Unter­ seite je ein koaxial verschiebbarer Stift (13) zugeordnet ist,
daß die Stifte (13) mit einem Draht (14) aus Memory-Metall verbunden sind, und
daß im Übergangsbereich zwischen den zylindrischen Bolzen (2) und den Stiften (13) ein Druckluft- Kanalsystem (10) vorgesehen ist, das bei Verkürzung des Memory-Drahts (14) infolge Überschreitens der Sprungtemperatur eine zur Unterseite des korrespondierenden zylindrischen Bolzens (2) offene Bohrung (16) freigibt und so eine Druckbeaufschlagung des Bolzens (2) ermöglicht, so daß dieser in die erhabene Abtaststellung bringbar ist. 1.Device for the tactile display of information on a display screen ( 1 ) for the blind or visually impaired with a large number of matrix-like styluses, each of which has a raised coordinate position corresponding to the matrix drilling and a withdrawn (basic or erased) scanning position. Position can be set accordingly, characterized in that
that the tracer pins are axially displaceable cylindrical bolts ( 2 ) inserted into the display screen ( 1 ),
that the cylindrical bolt ( 2 ) is assigned a coaxially displaceable pin ( 13 ) on its underside,
that the pins ( 13 ) are connected to a wire ( 14 ) made of memory metal, and
that in the transition area between the cylindrical bolts ( 2 ) and the pins ( 13 ) a compressed air duct system ( 10 ) is provided which, when the memory wire ( 14 ) is shortened as a result of the cracking temperature being exceeded, causing a corresponding underside of the corresponding cylindrical bolt ( 2 ) releases open bore ( 16 ) and thus enables the bolt ( 2 ) to be pressurized so that it can be brought into the raised scanning position. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (13) Stahlstifte sind, und daß an der Unterseite des Displayschirms (1) eine magnetische Folie oder Platte (18) vor­ gesehen ist, die den Stahlstift (13) gegen die offene Bohrung (16) zieht.2. Device according to claim 1, characterized in that the pins ( 13 ) are steel pins, and that on the underside of the display screen ( 1 ) a magnetic film or plate ( 18 ) is seen before, the steel pin ( 13 ) against the open Bore ( 16 ) pulls. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Displayschirms (1) eine der Matrixanordnung der Abtaststifte (2) entsprechende Arretierungslochmaske (19) vorge­ sehen ist, die nach dem Setzvorgang der Abtast­ stifte (2) seitlich verschoben ist und die Abtaststifte (2) arretiert.3. Device according to claims 1 or 2, characterized in that on the underside of the display screen ( 1 ) one of the matrix arrangement of the stylus ( 2 ) corresponding locking hole mask ( 19 ) is easily seen, the pins after the setting process of the scanning ( 2 ) laterally is shifted and the stylus ( 2 ) locked. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsbereich des Memory-Metalls im Bereich zwischen 5°C und 30°C liegt.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized, that the working area of the memory metal in Range is between 5 ° C and 30 ° C.
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