JP2009288757A - Braille display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は超小型点字表示装置を実現するために、圧電素子のバイアスドPWM制御を利用した直線駆動機構を使用するものである。The present invention uses a linear drive mechanism using biased PWM control of a piezoelectric element in order to realize an ultra-small braille display device.
従来の圧電素子を使用した点字表示装置には、圧電素子の反りを利用して触知ピンを持ち上げるものが主であった(例えば、特許文献1参照。)。
以下、図1により従来の点字表示装置について説明する。
Hereinafter, a conventional braille display device will be described with reference to FIG.
従来の技術では圧電素子の反りの単位寸法あたりの変位は微小であることから、視覚障害者が知覚可能な触知ピンの変位量0.5ミリ程度を確保するためには、圧電素子の長さは50ミリ程度が必要であり、これが点字表示装置の小型軽量化を妨げている。
図1に示すように、圧電素子と触知ピンは直行する形に配置されているため、点字を表示するためにはピンに対し圧電素子を奥行き方向に配置する必要があり、多行の点字表示装置を作成しようとすると、奥行きが非常に大きくなることからこの事も小型軽量の点字表示装置の開発を困難にしていた。In the conventional technology, the displacement per unit dimension of the warp of the piezoelectric element is very small. Therefore, in order to secure a displacement amount of about 0.5 mm of the tactile pin that can be perceived by the visually impaired, The length is required to be about 50 mm, which prevents the braille display device from being reduced in size and weight.
As shown in FIG. 1, since the piezoelectric element and the tactile pin are arranged in an orthogonal shape, it is necessary to arrange the piezoelectric element in the depth direction with respect to the pin in order to display the Braille. When trying to create a display device, the depth becomes very large, which also makes it difficult to develop a small and light Braille display device.
また圧電素子の変位には経時変化があり通電しない状態での圧電素子の位置が不安定であるため、電圧を与えない状態で触知ピンが押し出されるという事態を生じる場合があり、これを防ぐために表示しないピンに対しては負の電圧をかける必要があり、結局全ての圧電素子に対して正負いずれかの電圧をかけることとなり、一旦点字表示装置の電源を入れると点字が表示されない状態でも常に電力を消費するという問題があった。この事は携帯型の点字表示装置を作成する上での課題であった。In addition, since the displacement of the piezoelectric element changes with time and the position of the piezoelectric element when it is not energized is unstable, a tactile pin may be pushed out without applying a voltage. Therefore, it is necessary to apply a negative voltage to the pins that are not displayed, and eventually, either a positive or negative voltage is applied to all the piezoelectric elements, and once the Braille display device is turned on, even if the Braille display is not displayed, There was a problem of constantly consuming power. This was a problem in creating a portable Braille display device.
円盤状の圧電素子に電圧を与えると、与える電圧の方向により円盤の中央部分が凹もしくは凸に変形する。この荷電を断続的に繰り返すことにより、この圧電素子の中央に垂直に配置した軸に嵌められた移動子が振動によって移動することを利用し、移動子と連動する触知ピンにより点字表示を行う。When a voltage is applied to the disk-shaped piezoelectric element, the central portion of the disk is deformed to be concave or convex depending on the direction of the applied voltage. By repeating this charge intermittently, using the fact that the moving element fitted on the axis vertically arranged in the center of the piezoelectric element moves by vibration, braille display is performed by a tactile pin interlocked with the moving element. .
圧電素子は荷電時の動きと、開放時の動きの速度に差があり、この動きの速度の差により軸に嵌められた移動子は摩擦力と慣性力の均衡で軸上のどちらの方向に移動するかが決定される。すなわち、移動速度が早い時は慣性力が摩擦力より強く移動子に働き、移動速度が遅い時は摩擦力が慣性力より強く移動子に働くことで、移動子の移動の方向が異なる性質を利用して移動子の移動の方向を確定する。Piezoelectric elements have a difference in the speed of movement when charged and the speed of movement when opened, and due to the difference in speed of movement, the slider fitted on the shaft moves in either direction on the shaft due to the balance between frictional force and inertial force. It is decided whether to move. In other words, when the moving speed is fast, the inertial force is stronger than the frictional force and acts on the mover, and when the moving speed is slow, the frictional force is stronger than the inertial force and acts on the mover. Use to determine the direction of movement of the slider.
移動子を目的の方向に移動させるために、圧電素子に正負いずれかの電圧を断続的に与える電子回路を作成する。この電子回路は点字表示の信号を受け、目的の点字を表示するために所定の圧電素子に対し電圧を与える。In order to move the moving element in a target direction, an electronic circuit that intermittently applies a positive or negative voltage to the piezoelectric element is created. The electronic circuit receives a Braille display signal and applies a voltage to a predetermined piezoelectric element in order to display the target Braille.
点字表示装置と一体となった、電子回路に対しどのような点字を表示するかを指示するため、携帯電話・パーソナルコンピュータの表示画面の文字列を抽出しデータを送出するドライバーソフトを作成する。このドライバーソフトにより抽出した文字列を点訳エンジンで点字データに変換し、目的の点字表示を行う。In order to instruct what kind of braille to display on the electronic circuit integrated with the braille display device, driver software that extracts the character string on the display screen of the mobile phone / personal computer and sends the data is created. The character string extracted by this driver software is converted into Braille data by the braille translation engine, and the target Braille display is performed.
本発明における点字表示装置は、従来の点字表示装置と異なり、触知ピンの下部に配置された円形の圧電素子の振動により触知ピンの上下を行う方式であることから、従来の点字表示装置に比し非常な小型軽量化が可能となる。また、従来の方式では不可能であった、触知ピンの自由な配置が可能なことから、多行にわたる点字表示装置、銀行のATMでの点字表示機器、面ディスプレイ装置等の開発が可能である。この事は、視覚障害者への情報伝達手段として非常に有効である。Unlike the conventional Braille display device, the Braille display device according to the present invention is a system in which the tactile pin is moved up and down by the vibration of a circular piezoelectric element disposed below the tactile pin. Compared to the above, it is possible to reduce the size and weight significantly. In addition, because tactile pins can be freely arranged, which was not possible with conventional methods, it is possible to develop multi-line braille display devices, braille display devices at bank ATMs, surface display devices, etc. is there. This is very effective as a means for transmitting information to the visually impaired.
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図2に本発明が適用される点字セルの外観図を、図3、図4に動作概要を示している。FIG. 2 shows an external view of a braille cell to which the present invention is applied, and FIGS. 3 and 4 show an outline of the operation.
円盤型の圧電素子11の中心部分にカーボン製の軸12が接着されており、その軸12を移動子14が挟んでいる。軸12は軸受け13で固定されている。移動子14は弾性体で出来ており、所定の強さで軸2を掴んでいる。移動子14の上部には触知ピン15が接続されており、移動子14と一体となって上下する。この触知ピン15が躯体16から出ることにより、点字の表示を行う。A carbon shaft 12 is bonded to the central portion of the disk-type
点字表示の制御基板と点字表示装置は電線17で接続されており、圧電素子11は電圧がかかると、電圧の方向により中央部分が隆起、もしくは陥没する。その電圧が開放された際に圧電素子17は荷電前の平坦な状態に復帰する。この荷電時の隆起・陥没の速度と平坦に復帰する際の速度が異なることから、高速で動作する際には、慣性の法則により移動子14は軸12の動作に追随できず移動子14と軸12の位置関係にずれが生じる。また低速で動作する場合は、移動子14の摩擦力により移動子14と軸12は一体として移動する。この原理を利用し、圧電素子11に断続的に電荷を与えることにより、移動子14は軸12上を連続的に移動する、このことにより移動子14と一体で移動する触知ピン15が上下し、点字の表示を行う。The braille display control board and the braille display device are connected by an
図3に触知ピン15が下がった状態、図4に触知ピンが上昇した状態を示す。FIG. 3 shows a state where the tactile pin 15 is lowered, and FIG. 4 shows a state where the tactile pin is raised.
11圧電素子、12軸、13軸受、14移動子、15触知ピン、16躯体11 piezoelectric elements, 12 shafts, 13 bearings, 14 sliders, 15 tactile pins, 16 housings
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008165050A JP2009288757A (en) | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Braille display device |
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Family
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Family Applications (1)
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JP2008165050A Pending JP2009288757A (en) | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Braille display device |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013134715A (en) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Aisin Aw Co Ltd | Operation input device |
JP2015511726A (en) * | 2012-02-28 | 2015-04-20 | フリーダム サイエンティフィック インコーポレイテッド | Braille display device and manufacturing method thereof |
WO2016182419A1 (en) * | 2015-05-08 | 2016-11-17 | Uprobots, S. De R. L. De C.V. | Transversely perforated for plate controlling the movement of objects |
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2008
- 2008-05-28 JP JP2008165050A patent/JP2009288757A/en active Pending
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JP2015511726A (en) * | 2012-02-28 | 2015-04-20 | フリーダム サイエンティフィック インコーポレイテッド | Braille display device and manufacturing method thereof |
WO2016182419A1 (en) * | 2015-05-08 | 2016-11-17 | Uprobots, S. De R. L. De C.V. | Transversely perforated for plate controlling the movement of objects |
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