JP2001265213A

JP2001265213A - 点字ピン駆動装置

Info

Publication number: JP2001265213A
Application number: JP2000077874A
Authority: JP
Inventors: Masaki Esashi; 正喜江刺; Yoichi Haga; 洋一芳賀
Original assignee: Tohoku Techno Arch Co Ltd
Current assignee: Tohoku Techno Arch Co Ltd
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2001-09-28
Anticipated expiration: 2020-03-21
Also published as: JP3624785B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】点字ピン駆動のための消費電力を低減させ、
さらに構造を単純化して、従来のものよりも安価な点字
ディスプレイ装置を提供する。【解決手段】ピン１１１を上昇させるためには、スイ
ッチで配線１５２に電流源を接続し、形状記憶合金コイ
ル１３２に通電する。形状記憶合金コイル１３２は通電
加熱されて伸張し、ピン１１１は上昇する。金属ストッ
パ１２４が磁石板１６０に十分近づくと、磁石板１６０
と金属ストッパ１２４との磁気結合によりピン１１１が
固定され、ピン１１１を上の位置に保持するための電流
を流し続ける必要はない。ピン１１１を下降させるため
には、スイッチを切り替えて、配線１５４に電流源を接
続し、形状記憶合金コイル１３４に通電する。これによ
り、形状記憶合金コイル１３４は通電加熱されて伸張
し、ピン１１１が下降し、ストッパ１２２、および１２
６によってピン１１１は停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、点字ディスプレ
イ装置に用いられる、電気駆動の点字ピン駆動装置に関
するものである。

【０００２】

【背景技術】視覚障害を持つ人にも情報処理装置に接続
して情報を点字として読み取ることのできる点字ディス
プレイ装置は、以前から存在していた。この点字ディス
プレイ装置は、主に６点、または８点を１マスとし、各
点にピンを配置してそのピンを突出させることで点字を
構成している。ピンを突出させる機構としては様々なも
のが提供されている。それらのほとんどがピンの位置状
態を保持するため、常に通電して電力を消費するもので
ある。また、ピンの駆動機構などの構造が複雑なものが
多く、製品自体も非常に高価である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、本発明の目
的は、点字ピン駆動のための消費電力を低減させ、さら
に構造を単純化して、従来のものよりも安価な点字ディ
スプレイ装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、点字ピン駆動装置であって、点字ピン
と、一方の端を前記点字ピンに固定し、上下に２つ配置
した、通電加熱されると伸張又は圧縮する形状記憶合金
コイルと、前記２つの形状記憶合金コイルの一端を固定
するとともに、前記形状記憶合金コイルの前記一端に通
電するための配線を有する支持部と、前記形状記憶コイ
ルの他端に通電するための配線と、前記点字ピンに取り
付けてある磁性体のストッパと、前記磁性体のストッパ
よりも上に位置し、磁気を帯びた保持部とを備え、前記
形状記憶合金コイルのいずれか片方に、点字ピンの上下
駆動するための通電を行うことで前記点字ピンを駆動
し、前記磁性体のストッパと前記保持部との磁力によっ
て点字ピンが上がった状態を保持することを特徴とす
る。前記保持部は、磁石または磁石と磁性体との組み合
わせとすることができる。形状記憶合金コイルの両端は
支持部と点字ピンに固定されているため、形状記憶合金
コイルに電流を流して発生する熱により形状記憶合金コ
イルが元の形状に戻ろうとして伸張または圧縮する。こ
の作用によって点字ピンが上下し、ピンに取り付けてあ
る磁性体のストッパは、磁気を帯びた保持部によって固
定され、ピンの状態を維持できるので、そのために電力
を用いる必要がない。前記形状記憶合金コイルの他端と
接続される配線は導電性のある前記ピン自体であり、前
記ピン自体が共通接地に接続されている構成とすること
ができる。また、前記ピンの前記共通接地への接続とし
ては、前記共通接地又は前記ピンに設けられ、前記ピン
又は前記共通接地に接触している導電性のブラシや、前
記ピンと電気的に接続されている導電性のあるコイルに
より行うことができる。このような構成とすることによ
り、配線を簡単に行うことができる。

【０００５】上述の点字ピン駆動装置を縦に３個あるい
は４個に並べて２列にしたものをユニットとし、前記ユ
ニットを複数個用いて少なくとも１行を表示できる点字
表示部と、データを入力して、前記点字表示部に、デー
タに対応する点字を表示する制御部とを備える点字ディ
スプレイ装置、または、上述の点字ピン駆動装置を複数
個２次元に配列した表示部と、画像データを入力して、
それに対応する画像を前記表示部に表示する制御部とを
備えるピン・ディスプレイ装置も本発明である。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に関し
て図を用いて詳しく説明する。図１は、本発明の実施形
態の１例である点字ピン駆動装置の構成を示す図であ
る。図１において、金属等の導電性のあるピン１１１は
絶縁体１１２を被覆してあり、ピン１１１に対して、上
部ストッパ１２２および下部ストッパ１２６、金属など
の磁性体ストッパ１２４が固定してある。また、形状記
憶合金コイル１３２、形状記憶合金コイル１３４は、基
板１５０に一端を固定され、他の一端は、ピン１１１に
固定されている。基板１５０の表裏の表面には、形状記
憶合金１３２，１３４に電流を供給するための配線１５
２，１５４がある。配線電線１４０はピン１１１に接続
され、ピン１１１は形状記憶合金コイル１３２および１
３４の一端と接続されている。形状記憶合金コイル１３
２および１３４の他の一端は基板１５０上の配線１５
２，１５４にそれぞれ接続されている。基板１５０はピ
ンを支持するばかりでなく、駆動するための電流を供給
する役割をしている。形状記憶合金コイル１３２，１３
４は、加熱すると記憶している形状に戻るために伸張ま
たは圧縮し、冷えると変形できる材料で形成されてい
る。このため、形状記憶合金コイル１３２，１３４に電
流を流すと、これにより発生する熱により、形状記憶合
金コイル１３２，１３４は伸張または圧縮する。これら
の形状記憶合金コイル１３２，１３４の両端は基板１５
０とピン１１１に固定されているため、形状記憶合金コ
イル１３２または、形状記憶合金コイル１３４に電流を
流し、発生する熱による形状記憶合金コイルの伸張また
は圧縮によって、ピン１１１を上下させることができ
る。この形状記憶合金コイル１３２又は１３４により、
ピン１１１が上昇した際、ピン１１１の位置を保持する
ため、金属ストッパ１２４に対する磁力によって固定さ
せる磁石板１６０がある。最上部には本装置の表面板１
７０があり、下部には下部板１８０があるという構成と
なっている。表面板１７０から突き出したピン１１１の
頭部を指で感じることで、点字を読みとることができ
る。磁石板１６０と磁性ストッパ１２４により保持され
たピン１１１は、この形状記憶合金コイル１３２又は１
３４により下降する。

【０００７】次に、図１の点字ピン駆動装置の電気的接
続関係を、図２を用いて説明する。図１のピン１１１
は、形状記憶合金コイル１３２，１３４の一端に接続さ
れている。形状記憶合金コイル１３２，１３４の他の一
端はそれぞれ、基板１５０の両側にある配線１５２およ
び１５４に接続されている。形状記憶合金コイルに電流
を流すための電流源２００と、電流源２００を基板１５
０の配線１５２または１５４に接続するための切り替え
スイッチ２５０がある。なお、図１や図２では、基板１
５０上の配線１５２および１５４は基板１５０の上下に
配線されているが、ピン１１１への通電のためには配線
を必ずしも上下にする必要はなく、上部だけに配線する
などしてもよい。

【０００８】図１および図２を用いて、形状記憶合金コ
イル１３２，１３４が加熱によって伸張するものである
ときの点字ピン駆動装置の動作を説明する。図１の左側
のピンは上昇状態のピンを表しており、図１の右側のピ
ンは下降状態のピンを表している。これらを見てもわか
る通り、上側の形状記憶合金コイル１３２を伸張すると
ピン１１１が上昇する。一旦上昇されると、ピン１１１
に取り付けてある金属ストッパ１２４は磁石板１６０の
磁力によって固定されるので、ピン１１１は上昇したま
まの状態を維持できる。さて、形状記憶合金コイル１３
２を伸張するためには、形状記憶合金で作成されている
形状記憶合金コイル１３２に対して、通電して加熱する
必要がある。このため、図２に示されているように、形
状記憶合金コイル１３２に接続されている配線１５２
に、電流源２００を接続するように切り替えスイッチ２
５０を倒し、形状記憶合金コイル１３２に電流を流す。
電流が流されることで形状記憶合金コイル１３２は加熱
されて伸張し、ピン１１１は上昇する。金属ストッパ１
２４が磁石板１６０に十分近づくと、磁石板１６０と金
属ストッパ１２４との磁力によりピン１１１が固定され
るので、ピン１１１を上の位置に保持するために、電流
を流し続ける必要はない。

【０００９】ピン１１１を下降させるためには、形状記
憶合金コイル１３４が伸張し、その力で金属ストッパ１
２４を磁石板１６０から引き離す必要がある。このた
め、図２における切り替えスイッチ２５０を切り替え
て、下側の配線１５４に電流源２００を接続し、形状記
憶合金コイル１３４に通電する。これにより、形状記憶
合金コイル１３４に電流が流れ、形状記憶合金コイル１
３４が加熱されて伸張し、ピン１１１が下降する。そし
て、ストッパ１２２は磁石板１６０に、ストッパ１２６
は下部板１８０によって係止されてピン１１１は停止す
る。ピン１１１の下降状態は必ずしも保持する必要はな
い。なお、上部ストッパ１２２を磁性体のものにすれ
ば、ピン１１１の下降後、ストッパ１２２は磁石板１６
０の磁力によって固定されるため、その状態を安定的に
保つことができる。

【００１０】上述の点字ピン駆動装置における具体的な
数値例として、例えば、ピンの直径は１．５ｍｍ、隣り
合うピンとピンの間隔は２．４ｍｍ、上下の移動は０．
４ｍｍ、上昇したピンの保持力は８０〜１２０ｍＮ（８
〜１２ｇｆ）程度である。また、形状記憶合金コイル
は、素線径０．１５ｍｍ、外径１．８ｍｍ、ピッチ０．
８ｍｍ、巻数１８Turnである。この場合に必要な駆動電
流は、１５０ｍＡ以上であった。

【００１１】上述の点字ピン１１１は金属などの導電性
のものを使用したが、導電しないものを用いた場合、ピ
ン内部に電線等を配線することにより、同様な動作を得
ることができる。形状記憶合金コイル１３２，１３４を
加熱によって圧縮するもので構成するときは、形状記憶
合金コイル１３４が圧縮するときにピン１１１は上昇
し、形状記憶合金コイル１３２が圧縮するときにピン１
１１は下降することになる。つまり、ピン１１１を上下
させるために通電加熱しなければならない形状記憶合金
コイルは、加熱によって伸張するものとは逆になる。こ
のため、図２のスイッチ２５０の上下の切り替え動作も
逆になる。形状記憶合金コイル１３２，１３４の一端を
固定するためには、基板１５０のような面状のものばか
りではなく、棒状の物体などを支持部として用いること
もできる。また、上部ストッパ１２２や下部ストッパ１
２６は必ずしも必要はないが、これらのストッパ１２２
および１２６は、ピン１１１が下降したときの停止位置
を定めるストッパとなっている。表面板１７０に磁気を
帯びさせる構成とすることで、表面板１７０が磁石板１
６０の働きを行うこともでき、表面板１７０と磁石板１
６０とを一体にすることもできる。

【００１２】図３は、形状記憶合金コイルへの配線を簡
単にすることができる配置の例を示す。下部板１８０
を、導電性を有する例えば金属板の下部板１８２にし、
電線１４０を導電性の下部板１８２に接続している。導
電性の下部板１８２には導電性のブラシ１８４を取り付
けてある。ピン１１１は、ストッパ１２６より下部では
絶縁体１１２によって被覆されておらず、その箇所に導
電性のブラシ１８４が触れるようになっている。他の構
成は、図１および図２に示した構成と同じである。この
ような構成とすることにより、導電性の下部板１８２は
全ピンに共通の接地として機能し、また、ブラシ１８４
を用いて電流を供給しているので、各ピンに一つ一つ電
線を配線しなくてもすむようになる。また、導電性の下
部板１８２とピン１１１との電気的接続を行うために、
図３では下部板１８２に導電性のブラシ１８４を取り付
けているが、ピン１１１に取りつけて、導電性の下部板
１８２に触れるようにすることもできる。

【００１３】図４は、本発明の他の実施形態である点字
ピン駆動装置の構成を示す図である。図１と同様の動作
を行う点字ピン駆動装置であるが、磁石板１６０を用い
ずに、磁石１６２および板状の磁性体１７２（例えば金
属板）を用いていることである。なお、磁石１６２は表
面板１７０と板状の磁性体１７２に挟まれてもよい。磁
石板として用いられるフェライトなどは、安価で高い保
持力を持っているが、加工するときなどに割れやすい。
この構成では穴あけ加工など比較的難しいフェライトな
ども磁石１６２として用いることができる。また、表面
板１７０や上部ストッパ１２２に、金属などの磁性体を
用いると、ピンが上昇したときには、磁石１６２により
磁化した表面板１７０およびストッパ１２２と、磁化し
た磁性体１７２およびストッパ１２４とがそれぞれ保持
され、より強力な点字ピン１１１の保持が可能である。
そして、下降したときには上部ストッパ１２２が磁化し
ている金属板１７２によって保持され、その状態を安定
的に保つことができる。

【００１４】図５は本発明のもう一つの実施形態である
形状記憶合金コイル１３２，１３４を用いた点字ピン駆
動装置の構成を示す図である。図５に示すように、表面
板１７４は、導電性のある例えば金属板とし、電線１４
０を介して電流源２００と接続している。コイル１３０
は、点字ピン１１１と導電性の表面板１７４の電気的接
続を行っており、金属などの導電性があり、できるだけ
弱い弾性のあるものを用いている。この弾性は、点字ピ
ン１１１の位置に関係なく常に圧縮されている状態で導
電性の表面板１７４と接触して、電流を供給できれば十
分である。形状記憶合金コイル１３２，１３４は、一端
を点字ピン１１１に、他端を基板１５０上の配線１５２
または１５４に接続されており、スイッチ２５０によ
り、どちらか一方に電流源２００からの電流を供給す
る。また、磁性体を用いた下部板１８５は、その下に磁
石１６４を設けることで磁化しており、磁性体のストッ
パ１２８とともに、点字ピン１１１の上昇した状態を保
持している。このような構成とすることにより、形状記
憶合金コイル１３２，１３４への電流の供給は、導電性
の表面板１７４およびコイル１３０を介して、全ピンに
共通に行われ、各ピンに一つ一つ電線を配線しなくても
すむようになる。上昇した点字ピン１１１の固定は、磁
化された磁性体の下部板１８５の磁力により磁性体のス
トッパ１２８が固定されることにより行われる。点字ピ
ン１１１の下降時は、ストッパ１２６が下部板１８５に
よって停止されてピン１１１は停止する。なお、ピン１
１１の下降状態は必ずしも保持する必要はない。しか
し、ストッパ１２６を磁性体のものにすれば、ピン１１
１の下降後、ストッパ１２６は磁化された磁性体の下部
板１８５の磁力によって固定されるため、その状態を安
定的に保つことができる。また、磁石１６４は、図５で
は磁性体の下部板１８５の下に設置してあるが、磁性体
の下部板１８５の上にあってもよい。

【００１５】点字１マスは、縦に３個あるいは４個の点
を２列に並べたもので表している。このため、点字ピン
駆動装置を縦に３個あるいは４個を２列に並べることで
点字１マスをあらわすことができる。これを複数個１行
に並べ、各点字ピン駆動装置を制御する事によって点字
ディスプレイ装置を構成することができる。図６は、上
述の点字１マスを縦に４個の点を２列に並べて表した、
点字ピン駆動装置を点字ディスプレイ装置に応用したと
きの構成を示す図である。図６（ａ）は点字の１マスを
表す１ユニット４００を示す。例えば、このユニット４
００は上述した、８個の点字ピン駆動装置４０１〜４０
８から構成されている。点字ピン駆動装置４０１には点
字ピン４１１が備えられている。同様に駆動装置４０２
〜４０８にも点字ピンが備わっているが、この図では省
略している。図６（ｂ）は、複数のユニット４００が一
列に並んだ、１行の点字を表示できる点字ディスプレイ
装置を示す。図６（ｂ）において、点字ディスプレイ装
置は、複数のユニット４００およびその駆動回路４５
０、各ユニット４００のピンの表示情報を設定するため
のレジスタ４６０を備えている。そして、情報処理装置
（図示せず）とデータを送受し、レジスタ４６０に点字
表示のためのデータを設定し、駆動回路４５０に駆動パ
ルス信号を送出する等を行うための制御部４７０を有し
ている。

【００１６】図６に示した点字ディスプレイ装置の動作
を説明する。図６の点字ディスプレイ装置において、こ
れと接続している情報処理装置から表示データ等を制御
部４７０が受信すると、制御部４７０はレジスタ４６０
に各ユニットのピンの上下位置を決定する点字の表示情
報を設定する。そして、駆動回路４５０に対しパルスを
発生し、各ユニット４００のピンを上下させるために十
分な時間、駆動電流を流す。これにより、ピンをレジス
タ４６０に設定した情報に従って上下させて各マスの点
字情報を表示することができる。各ユニット４００の点
字ピンの上昇状態は上述したように、点字ピンに固定さ
れている金属などの磁性体のストッパが磁力で磁石板等
に固定される。また、点字ピンの下降状態は、必ずしも
保持する必要はない。そのため、点字ピンの状態を保持
するための電流は必要ない。また、駆動電流は点字ピン
が上下するときだけに流せばよいので、ピンの状態が変
化しない場合は、そのピンに対して駆動電流を流さない
ように制御することにより、消費電力を最小限とするこ
とができる。このように、本装置を動作させるための消
費電力は従来のものよりも小さくてすむ。

【００１７】なお、この点字ディスプレイ装置に表示さ
れている行の前後の行を表示させるために、ボタン等の
操作部（図示せず）を設けることもできる。この構成の
場合、制御部４７０は情報処理装置に対して別の点字情
報の要求をすることもできる必要がある。また、この図
６の例では、１行の点字情報を表示する点字ディスプレ
イ装置を示したが、例えば、複数行の点字ユニットを設
けた点字ディスプレイ装置や、２次元的にピン駆動装置
を並べることにより、画像データ等を表示する点字ディ
スプレイ装置を構成することもできる。

【００１８】

【発明の効果】上述の構成を用いることにより、点字ピ
ン駆動のための消費電力を低減させ、さらに構造を単純
化して、従来のものよりも安価な点字ディスプレイ装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の構成を示す図である。

【図２】図１に示す実施形態の電気的接続関係を示す図
である。

【図３】形状記憶合金コイルへの配線の例を示す図であ
る。

【図４】本発明の他の実施形態の構成を示す図である。

【図５】本発明の他の実施形態の構成を示す図である。

【図６】（ａ）点字ピン駆動装置で点字ディスプレイの
１マスを構成しているユニットを示した図である。
（ｂ）点字ディスプレイ装置の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１１１点字ピン１１２絶縁体１２２上部ストッパ１２４金属ストッパ１２５ストッパ１２６下部ストッパ１３０導電性のコイル１３２，１３４形状記憶合金コイル１４０電線１５０基板１６０磁石板１６２磁石１６４磁石１７０表面板１７２金属板１７４導電性の表面板１８０下部板１８２導電性の下部板１８４導電性のブラシ１８５磁性体の下部板２００電流源２５０スイッチ４００ユニット４０１〜４０８点字ピン駆動装置４１１点字ピン４５０駆動回路４６０レジスタ４７０制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】点字ピン駆動装置であって、点字ピンと、一方の端を前記点字ピンに固定し、上下に２つ配置し
た、通電加熱されると伸張又は圧縮する形状記憶合金コ
イルと、前記２つの形状記憶合金コイルの一端を固定するととも
に、前記形状記憶合金コイルの前記一端に通電するため
の配線を有する支持部と、前記形状記憶コイルの他端に通電するための配線と、前記点字ピンに取り付けてある磁性体のストッパと、前記磁性体のストッパよりも上に位置し、磁気を帯びた
保持部とを備え、前記形状記憶合金コイルのいずれか片方に、点字ピンの
上下駆動するための通電を行うことで前記点字ピンを駆
動し、前記磁性体のストッパと前記保持部との磁力によ
って点字ピンが上がった状態を保持することを特徴とす
る点字ピン駆動装置。
【請求項２】請求項１に記載の点字ピン駆動装置にお
いて、前記形状記憶合金コイルの他端と接続される配線は導電
性のある前記ピン自体であり、前記ピン自体が共通接地
に接続されていることを特徴とする点字ピン駆動装置。
【請求項３】請求項２に記載の点字ピン駆動装置にお
いて、前記ピンの前記共通接地への接続は、前記共通接地又は
前記ピンに設けられ、前記ピン又は前記共通接地に接触
している導電性のブラシにより行われることを特徴とす
る点字ピン駆動装置。
【請求項４】請求項２に記載の点字ピン駆動装置にお
いて、前記ピンの前記共通接地への接続は、前記ピンと電気的
に接続されている導電性のあるコイルが、前記共通接地
に接触して行われることを特徴とする点字ピン駆動装
置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の点字ピ
ン駆動装置において、前記保持部は、磁石または磁石と磁性体との組み合わせ
であることを特徴とする点字ピン駆動装置。
【請求項６】請求項１〜４のいずれかに記載の点字ピ
ン駆動装置を、縦に３個あるいは４個に並べて２列にし
たものをユニットとし、前記ユニットを複数個用いて少
なくとも１行を表示できる点字表示部と、データを入力して、前記点字表示部に、データに対応す
る点字を表示する制御部とを備えることを特徴とする点
字ディスプレイ装置。
【請求項７】請求項１〜４のいずれかに記載の点字ピ
ン駆動装置を複数個２次元に配列した表示部と、画像データを入力して、それに対応する画像を前記表示
部に表示する制御部とを備えることを特徴とするピン・
ディスプレイ装置。