KR20230042479A

KR20230042479A - 시각 장애인을 위한 촉각 그리기 및 쓰기 장치

Info

Publication number: KR20230042479A
Application number: KR1020237005259A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 루비너
Original assignee: 터치패드 프로 파운데이션 인코포레이티드
Priority date: 2020-07-26
Filing date: 2021-07-23
Publication date: 2023-03-28
Also published as: JP2023543540A; CA3185905A1; AU2021315855A1; EP4189663A1; CN116134505A; US20230368700A1; WO2022026304A1

Abstract

개시된 장치는 점자의 교육 및 실습에 유용하다. 컴퓨터 또는 스마트폰 앱과 결합되면, 이 장치는 점자 학습과 교실 및 원격 환경에서의 예술 창작에서 시각 장애인을 지원하는 애플리케이션을 갖는다.

Description

시각 장애인을 위한 촉각 그리기 및 쓰기 장치

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2020년 7월 26일에 출원된 미국 가출원 번호 63/056,708의 이익을 주장하며, 이는 참조로 본 명세서에 포함된다.

기술분야

본 발명의 실시예는 촉각 그리기 장치 및 점자 교육 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 촉각 그림을 생성하기 위한 기계 장치에 관한 것이고, 선택적으로 전자 부품을 가질 수 있는 점자 교구이다.

시각 장애인과 저시력자들 중에서 32%만이 고등학교를 졸업하고, 16% 미만이 학사 학위 이상을 취득한다. 실업률은 약 70%를 유지하고 있다. 일자리를 찾는 시각 장애인 인구의 30% 중 90%는 점자에 능통하다. 점자의 명백하고 확실한 가치에도 불구하고 시각장애 아동의 약 10%만이 현재 점자를 배우고 있다. 따라서 시각장애 어린이와 성인에게 점자를 가르치기 위한 매력적이고 효과적인 장치가 필요하다. 더욱이, 원격 학습이 전 세계 모든 곳에서 표준이 됨에 따라 오늘날 우리가 알고 있는 교육은 무기한으로 영향을 받을 수 있다. 따라서 여기에 공개된 것과 같은 장치와, 이를 인터넷을 통해 사용하기 위한 해당 "앱"은 긴급한 요구를 충족시킨다.

또한, 예술을 경험하고 창작하는 것은 시각 장애인에게 도전적인 일이다. 새로 고칠 수 있는 표면으로 예술을 창조하는 것은 즐겁고 교육적인 장난감이 되었다. 본 실시예는 교실 안팎에서 즐겁고 도움이 되도록 맹인, 농맹인 또는 저시력자들을 위해 특별히 설계되었다.

기존의 점자 교육 장치는 여러 가지 단점이 있다. 미국 특허출원공개 US 2012/0082313은 점자 학습을 위한 대화형 시스템을 설명하지만, 시각 장애인 학습자가 촉각 상호작용이 아닌 키보드를 사용하여 점자 문자를 형성하는 것만 허용한다. 미국 특허 제10,453,359호는 점자 교습을 위한 대화형 시스템이지만, 키보드가 없고, 이 시스템은 시각장애인 학습자가 사용하기 어려운 점자 문자용 개별 블록을 사용하고 있다. 본 발명자의 미국 특허 출원 US 2020/0242969는 촉각 이미지 생성에 중점을 두며 점자 교육에 최적화되어 있지 않다. 전술한 모든 개시 내용은 참조에 의해 여기에 포함되며, 시각 장애인 학습자를 가르치기 위한 도구를 만들고 사용하는 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 알려진 공통적인 기능을 교시한다.

본 발명의 더 나은 이해는 첨부된 도면과 관련하여 읽을 때 본 발명의 구성 및 예시적인 실시예에 대한 다음의 상세한 설명과 청구범위로부터 명백해질 수 있으며, 이 모두는 본 발명의 개시의 일부를 형성한다. 상기 및 이하의 기재된 및 예시된 개시는 본 발명의 구성 및 실시예의 개시에 초점을 맞추지만, 이는 단지 설명과 예시를 위한 것임을 분명히 이해해야 한다. 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

한 양태에서, 본 발명은 시각 장애인을 보조하기 위한 촉각 장치로서 구현되며, 구멍들의 어레이를 포함하는 단단한 표면으로서, 상기 구멍들 각각은 업(up) 위치에서 상기 표면으로부터 돌출하고 다운(down) 위치에서 상기 표면 아래에 숨도록 구성된 요소(element)를 포함하는, 단단한 표면과; 상기 구멍들 내의 상기 요소를 상기 업 위치 및 다운 위치로 상승 및 하강시키도록 구성된 스타일러스(stylus)를 포함하며, 여기서 상기 구멍들 각각은, 촉각 효과를 생성하기 위해, 미리 결정된 수준의 힘에 대응하여 상기 업 위치에 상기 요소를 고정하는 고정부(lock)를 포함한다.

실시예들에서, 상기 요소들은 금속 또는 자성체이며, 회전 타원체 또는 구형 부분을 가질 수 있다.

상기 구멍들 각각의 상기 고정부는 상기 구멍의 개구를 향한 상기 구멍의 벽의 좁아짐(narrowing)을 포함하여, 상기 요소가 상기 구멍의 개구를 향해 이동할 때 상기 요소에 대해 마찰을 증가시킬 수 있다.

대안적인 실시예에서, 상기 구멍들 각각의 상기 고정부는 스프링-장착(spring-loaded) 메커니즘을 포함하여, 상기 요소가 상기 업 위치에서 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 실시예들에서, 상기 고정 메커니즘은 상기 업 위치에서 상기 요소를 고정하기 위해 상기 요소가 통과해야 하는 추가의 재료를 각 구멍 내에 포함한다.

실시예들에서 상기 스타일러스는 자성을 가지며 자성 또는 금속 요소에 작용한다. 실시예들에서, 상기 스타일러스는 전자석을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 상기 장치는 상기 요소에 대한 상기 스타일러스의 자력을 변경하기 위해 상기 전자석 스타일러스에 스위치 또는 다이얼을 더 포함할 수 있다. 실시예들에서, 상기 스타일러스는 접개들이식 코드(retractable cord)에 의해 상기 장치에 연결될 수 있다. 실시예들에서, 상기 장치는 상기 스타일러스를 위한 보관 장소를 포함한다.

실시예들에서, 상기 장치는 태블릿 모양이며 절개부(cutout) 부분들을 가진 슬리브(sleeve)를 추가로 포함할 수 있다. 여기서 그 표면은 표면 위에 꼭 맞는 상기 슬리브 내에 수용되며, 직사각형 절개부들은 점자 셀들의 프레임을 구성하는 구멍들의 2x3 어레이를 보여준다. 촉각 그림을 그릴 수 있게 하는 큰 절개부들을 포함하여 절개부의 다른 모양들도 본 발명의 범위 내에 있다.

실시예들에서, 상기 구멍들은 표준 퍼킨스(Perkins) 및 점보(jumbo) 퍼킨스 셀과 같은 점자 셀들의 라인들로 배열되며, 여기에서 2x3 셀의 "점들(dots)"은 지정된 양만큼 분리되고 인접한 셀들 사이의 거리는 마찬가지로 왕립 시각장애인 연구소(RNIB: Royal National Institute for the Blind) 표준의 의해 규제된다. 실시예들에서, 상기 표면에는 인접한 점자 셀들 사이에 촉각 경계를 제공하는 융기된 릿지(ridge)가 제공된다.

실시예들에서, 상기 어레이 내의 점자 셀들의 라인들은 점점 더 작아져서, 예를 들어 표준 퍼킨스 셀들의 하나 이상의 라인 다음에 점보 퍼킨스 셀들의 하나 이상의 라인이 따라올 수 있다.

본 발명에 따른 또 다른 실시예에서, 시각 장애인을 보조하기 위한 촉각 장치는 다음을 포함한다: 표면의 구멍들의 어레이로서, 여기서 각 구멍은 업 위치에서 상기 표면으로부터 돌출하고 다운 위치에서 상기 표면 아래에 안착하는 요소를 포함하고 상기 구멍들은 2x3 점자 셀들로 배열되는, 구멍들의 어레이와; 상기 구멍 내의 요소를 상기 업 또는 다운 위치로 상승 또는 하강시키도록 구성된 수동 또는 자동 메커니즘과; 퍼킨스-스타일의 점자 키보드와; 상기 점자 셀에서 점자 문자를 생성하도록 구성된 프로세서를 포함하며, 상기 구멍들 각각은 촉각 효과를 생성하기 위해 상기 업 위치에서 상기 요소를 고정하기 위한 고정부를 포함한다.

실시예들에서, 상기 촉각 장치는 다른 크기의 새로 고칠 수 있는 점자 셀들을 포함할 수 있다. 상기 요소가 상기 업 또는 다운 위치에 있는지를 등록하는 센서가 상기 구멍들 내에 제공될 수 있다. 이러한 방식으로 한 문자 또는 한 세트의 문자들이 제자리에 고정되거나, 정보가 전송 또는 저장될 수 있다.

어린이용 실시예에서, 상기 퍼킨스 스타일 점자 키보드는 소형이다.

본 발명의 실시예는 오디오 피드백을 위한 스피커 및/또는 헤드폰 잭을 포함한다. 아래에서 논의되는 바와 같이, 키보드 키는 상기 장치의 키보드 내에 햅틱스(haptics) 또는 진동 모터를 포함할 수 있다. 이것들은 사용자의 손을 올바른 키스트로크(keystrokes)로 안내하는 데 사용될 수 있다.

상기 장치는 음성 입력을 위한 마이크를 포함할 수 있으며 상기 프로세서는 음성 명령에 응답하고, 및/또는 교육용 게임(음성 인식 등을 사용하는) 예를 들면 "Find the letter", "Match that Sound", "Spelling Bee", 및 "Hangman"과 같은 게임을 구현하도록 구성될 수 있다.

실시예들에서, 상기 장치에는 하나의 점자 셀을 다음 점자 셀과 구별하기 위해 작은 촉각 분리기(tactile separation)가 제공될 수 있다. 상기 장치는 USB 포트를 포함할 수 있고, 블루투스(Bluetooth) 기능을 가질 수 있고, 및/또는 WiFi를 통해 인터넷에 연결될 수 있다.

전형적으로 스타일러스가 제공되지만, 점자 셀에서 점자를 형성하기 위한 기계적 수단 없이 음성에 의해 또는 키보드에 의해서만 점자 셀에서 점자 문자를 형성하는 것은 본 발명의 범위 내에 있다.

실시예들에서, 본 발명에 따른 장치는 앱을 사용하여 스마트폰 또는 컴퓨터에 연결하도록 구성된다. 상기 앱은 스마트폰이나 컴퓨터에 설치된 앱을 이용하여 원격으로 점자 문자를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 앱은 원격 휴대폰이나 컴퓨터에 상기 장치의 상태를 표시하도록 구성될 수 있다.

발명으로 간주되는 주제는 본 명세서의 결론 부분에서 구체적으로 지적되고 명확하게 청구된다. 그러나 본 발명의 목적, 특징 및 장점과 함께 구성 및 작동 방법에 관한 본 발명은 첨부된 도면과 함께 읽을 때 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 도면으로, 그 표면은 조밀하게 함께 배치된 구멍들로 덮여 있고 스타일러스가 부착되어 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 표면에 있는 3개의 구멍의 측면도 또는 내부를 보여주는 도면이다.
도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따라 표면 위로 미끄러지는 태블릿형 장치용 슬리브의 도면이다.
도 3의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬리브의 다른 도면이다.
도 3의 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따라 슬리브 내에 수용된 장치의 표면을 도시한다.
도 4는 점진적으로 작아지는 3개의 점자 라인들을 포함하는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 장치의 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예의 배면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 점자 교육을 위한 전자 및 기계 장치를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 상기 장치의 전면과 후면에 서로 다른 특징을 포함하는 장치의 배면도이다.
도 8은 상이한 형상의 촉각 요소들 및 대응하는 고정 메커니즘을 사용하여 원하는 촉각 효과의 생성을 도시한다.
도 9는 요소들을 구멍들에 유지하기 위한 "클릭 펜" 타입 메커니즘의 확대도이다.
도 10은 "클릭 펜" 타입 메커니즘을 사용하여 원하는 촉각 효과를 생성하는 수단을 도시한다.
도 11은 "푸시 래치" 타입 메커니즘을 사용하여 원하는 촉각 효과를 생성하는 수단을 도시한다.

이하의 상세한 설명에서, 잘 알려진 방법, 절차, 구성요소 및 회로는 본 발명의 양태를 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 상세히 설명하지 않는다. 본 발명이 이들 특정 세부사항 없이 실시될 수 있다는 것은 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 표면은 구멍들(1)의 어레이로 덮여 있다. 구멍들(1)의 어레이는 함께 조밀하게 배치된 수백 개의 구멍을 포함할 수 있다. 각각의 구멍(1)은 작은 금속 또는 자성 구체 또는 작은 원통형 요소일 수 있는 요소를 포함한다. 이 요소는 스타일러스(2)에 의해 표면으로 당겨져 촉각 효과를 생성할 수 있는 위치에 고정되며, 상기 요소는 사용자에 의해 만져지고 느껴질 수 있다. 이 "장치 1" 구현은 반복적으로 사용될 수 있는 표면에 촉각 예술의 독립적인 생성을 허용한다. 학습자는 간단한 그림을 그리고 형상과 그래프를 더 잘 이해할 수 있다.

도 2는 구체(7)와 같은 금속 요소가 어떻게 "마찰 트랩(friction trap)"(8)을 사용하여 업 위치에 유지되거나 구멍 또는 오목부(6)의 바닥 부분의 다운 위치로 밀려나는지를 도시한다. 스타일러스(2)에는 구체를 표면으로 끌어당기기 위한 자석이 제공될 수 있으며, 사용자가 점자로 글자를 만들고 그림을 그리거나 단순히 촉각 디자인을 만들 수 있도록 한다. 학습자는 형상과 그래프를 더 잘 이해할 수도 있다. 스타일러스(2)의 자석은 또한 버튼(95)에 의해 활성화되는 전자석일 수도 있다. 전자석 스타일러스 상의 슬라이딩 스위치 또는 다이얼(미도시)은 자력을 변경하여 더욱 개인화된 효과를 허용할 수 있다. 소형 배터리로 구동되는 이 스타일러스는 본 발명의 실시예에 따라 단일 구체를 더욱 정확하게 선택하는 사용자의 능력을 향상시킬 수 있다.

때때로 "장치 1"(BrailleDoodle이라고도 함)이라고도 하는 이 실시예는 시각 장애인, 청각-시각 장애인 또는 저시력자들에게 재미있고 교육적일 수 있다; 이것은 또 매우 저렴하고 유지 관리가 용이할 것이다. 이러한 장치를 제조하는 비용이 낮기 때문에, 장치 1의 소매가격을 미화 40달러 미만으로 상상하는 것은 비합리적이지 않을 것이다. 또한, 장치 1에는 요구되는 전자장치가 없으므로 전기 부품이 필요하지 않을 것이다. 스타일러스의 전자석에 대한 옵션은 단순한 디자인과 AA 배터리로 달성된다.

몇 가지 혁신에 의해 장치 1은 시각장애인 및 저시력 사용자에게 유용할 수 있다. 상기 "마찰 트랩"은 사용자가 구체를 떨어뜨리지 않고 자신이 생성한 것을 부드럽게 만질 수 있을 만큼 충분히 강하다. 그러나 사용자는 만족스러운 "팝(pop)"과 함께 미리 결정된 힘으로 구체를 다시 아래로 밀어서 생성을 지울 수 있어야 한다. 이 힘은 예를 들어 손가락이나 스타일러스의 상단 또는 측면으로 생성될 수 있다.

상기 "마찰 트랩"은, 상단 가까이 구멍을 약간 좁히거나 또는 약간의 추가 플라스틱을 가짐으로써 생성될 수 있고, 상기 요소가 업 위치(21)로 당겨질 때 통과하는 더 얇은 통로를 생성할 수도 있다. 또 다른 방법은 구체를 업 위치에 유지하기 위해 스프링 플런저(spring plunger)(8)를 사용할 수 있다. 또 다른 가능성은 구체를 제자리에 고정하기 위해 구체 아래로 플레이트를 밀어넣는 상기 장치상의 스위치(20)일 수 있다. 원하는 촉각 효과를 만드는 다른 수단이 아래에 설명된다.

실시예들에서, 장치 1은 장치(5) 내부의 접개들이 메커니즘을 사용하는 접개들이식 코드(4)에 의해 상기 장치에 연결된 스타일러스를 포함한다. (해당 분야의 통상의 기술자에게 알려진 바와 같이 예를 들어 진공청소기 및 기타 가전제품에서 사용될 수 있는) 상기 접개들이 메커니즘은 2가지 상태를 갖는다: 첫 번째 상태에서, 상기 코드는 장력을 받지 않아, 사용자가 스타일러스를 자유롭게 사용할 수 있게 하고; 두 번째 상태에서 스타일러스를 안으로 당긴다. 이렇게 하면 스타일러스를 잃어버리지 않게 하면서 자유로운 이동을 허용한다. 스타일러스와 같은 것은 떨어뜨리기 쉽고, 시각 장애인이나 저시력 사용자가 그것을 찾기 어려울 수 있다. 이 장치는 또한 추가의 편의성과 휴대성을 위해 측면에 스타일러스를 위한 보관 장소(3)를 구비한다.

도 3(a)에 도시된 실시예에서, 장치 1은 3면이 폐쇄된 직사각형 프리즘과 같은 형상의 슬리브 또는 커버(15)를 구비할 수 있다. 슬리브 또는 커버(15)는 플라스틱과 같은 가요성 재료로 만들어질 수 있고, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 장치 1(25)이 내부에 꼭 맞도록 장치의 치수에 맞춰질 수 있다. 슬리브(15)는, 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 장치의 표면을 덮는 수십 개의 균일한 간격의 직사각형 절개부를 포함할 수 있다. 각 절개부는 2x3로 배열된 6개의 "점 위치"를 갖는 점자 셀(16)을 포함할 수 있다. 상이한 조합의 융기된 점들은 모든 문자와 숫자를 나타낼 수 있다. 따라서, 각각의 직사각형은 점자 셀(16)을 나타낼 것이다. 그러면 사용자는 스타일러스(2)를 사용하여 금속 구체(또는 다른 요소)를 들어올려 상기 융기된 점들을 임의의 조합으로 생성하여 문자 또는 숫자를 나타낼 수 있다. 6개의 구체를 모두 들어올리고 주어진 점자 문자에 속하지 않는 구체를 아래로 내리는 것이 바람직할 것이다 - 이에 의해 사용자가 올바른 조합으로 더듬어 갈 수 있도록 한다.

다수의 이러한 직사각형 절개부, 예를 들어 6개 이상의 직사각형, 셀은 한 행(row)을 구성할 것이며, 4개 이상의 행이 있을 것이다. 각 행에서, 한 단어가 사용자에 의해 철자되고 느껴질 수 있다. 이것은 초보 점자 학습자, 즉 어린이가 사용하기 위한 장치이므로, 짧은 단어나 작은 문장을 철자하는 데 유용하다. 예를 들어, 학생은 "Now braille is fun!"와 같은 짧은 문장을 철자할 수 있다. 예술과 점자 모두에 대해, 이렇게 저렴하고 간단하게 작동할 수 있는 도구는 거의 없다.

도 4에 도시된, "장치 2"(또는 MagnaBraille)로 본 명세서에서 언급되는 또 다른 실시예는 자석과 작은 금속 또는 자화된 구체 또는 유사한 요소만을 사용하는 순수 기계적 장치로 만들어질 수 있다는 점에서 장치 1과 유사하다. 그러나 장치 2는 주로 점자의 교육 및 연습을 위해 만들어졌다. 이것은, 학습용 장난감을 가지고 노는 것처럼, 동기를 부여하고 재미있는 방식으로 사용자가 점자 숫자, 문자, 단어를 만들고 지울 수 있는 장치이다. 장치 2의 특유한 측면은 학습자가 "점들"의 공간 관계 및 배치를 이해하기 위해 특정 점자 문자 또는 숫자의 큰 버전을 형성하고 경험할 수 있는 방법이다. 그러면 학습자는 큰 셀(18)에서 중간-크기 셀(17)을 거쳐, 작은 점자 셀(16)까지 점차 더 작은 방식으로 점자를 모방할 수 있다. 작은 점자 셀은 크기가 "퍼킨스 표준(Perkin's Standard)" 또는 "퍼킨스 점보(Perkin's Jumbo)” 점자 셀에 가까울 수 있으며 한 손가락으로 읽혀질 수 있을 것이다. 이들은 점자 셀에 대한 표준 척도이며 점자 교육 분야의 통상의 기술자에게 알려져 있을 것이다. 릿지(13)는 초기 학습자가 하나의 점자 셀을 다음 점자 셀과 쉽게 구별할 수 있도록 상기 큰 점자 셀들을 분리할 수 있다.

스타일러스(2)는 구체들을 표면으로 끌어당기고, 접개들이식 코드(4)에 의해 부착되고 보관 장소(3)에 보관되며, 사용자가 점자 문자를 형성할 수 있도록 한다. 전술한 바와 같이 스타일러스는 또한 버튼(95)에 의해 작동되는 전자석일 수 있다. 전자석 스타일러스는 개별 구체를 보다 정확하게 선택하는 사용자의 능력을 향상시킬 수 있다. 하부의 스위치(20)는 기계적 고정 메커니즘을 작동할 수 있다.

사용자는 장치 2를 가지고 독립적으로 작업할 수 있지만, 상기 장치는 교육적인 환경에서 사용될 수 있으며, 여기서 강사는 문자, 숫자 및 단어의 예를 제공할 수 있다. 그러면 학습자는 예제를 느끼고 그것을 복사하고 연습할 수 있다. 그러나 필요한 경우 강사는 점자를 형성하기 위해 어떤 구체를 올려야 하는지 화상 회의를 통해 학습자에게 안내할 수 있다. 이상적으로, 사람은 실행을 통해 배우며, 장치 2는 이를 제공할 것이다. 실시예들에서, 장치 1의 특징부들(features)은 표면의 한쪽에 배치될 수 있고 장치 2는 도 5에 도시된 바와 같이 반대쪽에 배치될 수 있다. 이미 사용 가능한 스타일러스(2)는, 장치 1에 대해 설명된 바와 같이, 수백 개의 구멍(1) 어레이 위에 그릴 수 있다.

도 6은 "장치 3" 또는 때로는 "The Braille Cloud"로 지칭되는 또 다른 실시예를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는, 점자의 독립적인, 교실 및 원격 학습을 위한 전자 장치가 설계된다. 이것은 점자의 자율적인, 자체-수정 학습 및 점자 키보드 작업을 위한 방법을 제공한다. 장치 3은 점자 교육을 구현하기 위한 알려진 장치들과 관련된 일부 문제를 해결하며, 특히 종래 기술은 사용자가 만지고 읽을 수 있는 점자 셀을 가지고 점자를 쓰기 위해 키보드를 결합하는 데 실패한다.

대형 점자 셀(45) 및 표준 점자 셀(48)은 일반적으로 새로 고칠 수 있는 점자 셀로 알려져 있다. 새로 고칠 수 있는 점자는 프로세서의 지시에 응답하여 점자 문자를 형성하기 위해 팝업되는 일련의 전자식-구동 핀으로 구성된다. 점자 문자는 제거되고 다른 점자로 "새로 고칠" 수 있다. 새로 고칠 수 있는 점자 라인을 이용하는 장치인 점자 디스플레이 및 메모 작성기는 점자 판독자를 위한 널리 사용되는 보조 기술이 되었다. 따라서 장치 3은 어린 아이들이 표준 크기의 점자 읽기를 마스터하는 동시에 더 복잡한 새로 고칠 수 있는 장치를 사용하는 방법을 이해할 수 있게 한다. 장치 3은 교육과 고용 모두에서 사용자의 미래에 중요한 역할을 할 새로 고칠 수 있는 점자 장치를 사용하는 방법을 배우는 데 유리한 출발점을 제공한다.

작은 퍼킨스 스타일의 점자 키보드(55)는 작은 손을 위해 만들어질 수 있다. 학습자는 키보드를 사용하여 문자, 단어 또는 문장을 형성하기 위해 누를 키들의 적절한 조합을 배울 수 있다. 학습자는 스피커(35) 또는 헤드폰 잭(38)을 통해 청각적 피드백을 받을 수 있다. 문자의 점자 버전은 큰/점보 새로 고칠 수 있는 점자 셀(45) 및 표준 크기의 점자 셀(48)에서 전자적으로 형성될 수 있다.

햅틱스는 또한 키보드 키(55) 내에 배치될 수 있으므로, 진동이 올바른 키를 누르도록 손가락을 안내할 수 있다. 도시한 실시예에서, 11개의 크고 상응하는 표준 점자 셀이 있지만 그 수는 달라질 수 있다. 큰 점자 셀(45)에서 표시되는 것은 무엇이든 표준 크기 셀(48)에서 표시될 것이다. 예를 들어 학습자는 문자 'A'를 입력하고, 'A'가 내는 소리와 같은 오디오 피드백을 듣고, 큰 및 표준 셀 모두에서 점자 'A'를 느낄 수 있다. 도 6에는 점자 문자 'a' 내지 'k'가 예시되어 있다.

위의 기능을 통해, 학습자는 표준 점자 문자의 느낌을 배우면서 키보드 작업 기술을 개발할 수 있다. 장치 3은 점자 학습을 강화하기 위해 시스템에 바로 내장된 게임을 가질 수 있다. 게임은 학습자가 성공하도록 격려하는 "행복한" 소리와 친근한 사람의 목소리를 가질 수 있다. 점자 문자의 변경은 자동으로 이루어질 것이다. "Find the letter", "Match that sound", "Spelling Bee", "Hangman" 유형의 게임은 이 실시예가 상기 장치를 가지고 수행하도록 적응될 수 있는 일부 게임들 중에 있을 수 있다.

도 6에서, 스위치(65)는 상기 장치와 그 소리를 켜고 끈다. 보드 내 충전 배터리용 충전 포트(68)가 제공될 수 있다. 선택적으로, 일반 배터리를 사용할 수 있다. 위, 아래, 오른쪽, 왼쪽 지우기 및 선택 버튼이 있는 비디오 게임 유형의 컨트롤러(75)는 옵션들이나 다음 줄 또는 단어 사이를 전환하는 데 유용하다. 앞서 언급한 바와 같이, 조기 학습자가 하나의 점자 셀을 다음 점자 셀과 쉽게 구별할 수 있도록 작은 릿지(13)가 큰 점자 셀들을 분리한다. USB 포트는 장치 3이 컴퓨터에 연결하여 업데이트를 다운로드하거나 옵션을 변경할 수 있도록 한다. 블루투스 및 Wi-Fi는 무선 연결을 허용한다.

마이크로폰(36)은 사용자 또는 성인이 특정 행동과 부합하는 자신의 소리 또는 단어를 녹음할 수 있도록 한다. 이것은 또한 부모나 강사가 상이한 행동과 활동에 의해 만들어진 소리를 변경할 수 있도록 함으로써 "장치 3"이 다중 언어가 가능하도록 할 것이다. '말을 문자로(talk to text)' 또는 이 경우에는 '말을 점자로(talk to braille)' 옵션을 버튼(37)으로 활성화하여 사용자가 단어나 문자를 말하고 그것이 새로 고칠 수 있는 점자 셀에 점자로 표시되게 할 수 있다.

음성 명령은 또한 상기 장치에 통합된 SIRI® 또는 ALEXA®와 같은 음성-제어형 디지털 지원의 음성 인식 및 AI 소프트웨어와 같이 음성 인식 및 AI 소프트웨어에서 유용할 수 있다. 이것은 자율적이고 자체-수정하는 점자 학습을 위한 또 다른 방법을 제공한다. 예를 들어, 학습자는 "Cloud, let's play hangman,' 또는 "Cloud, show me the word 'excellent'"라고 말할 수 있다.

큰 점자 셀(18)의 윗줄은 "장치 2"에서 설명되어 있다. 자석 스타일러스(2)는 접개들이식 코드(3)에 의해 장치 3에 부착되고 내장된 보관 구역(4)에 보관된다. 다른 장치와 마찬가지로, 자석 스타일러스는 사용자가 점자 문자, 숫자, 단어, 짧은 문장을 만들 수 있도록 한다. 이렇게 하여, 학습자는 아래 줄에 형성된 점자를 모방할 수 있다. 실행을 통한 학습은 가장 효과적인 교육 방식 중 하나로 간주된다. 전술한 바와 같이, 스타일러스는 또한 버튼(95)에 의해 작동되는 전자석일 수 있다. 이것은 단일 요소를 보다 정확하게 선택하는 사용자의 능력을 향상시킬 것이다. 큰 자성 점자 구멍(18) 내의 센서는 사용자가 어떤 문자를 만들고 있는지 온-보드 컴퓨터 및 앱으로 효과적으로 번역할 수 있다. 그러면 사용자는 강사 또는 장치 자체로부터 직접적이고 즉각적인 피드백을 받을 수 있다.

장치 3의 또 다른 특징은 (Braille Cloud) 앱에 연결될 수도 있다는 것이다. 이 애플리케이션은 강사나 성인이 스마트폰이나 컴퓨터에 설치된 앱을 사용하여 다양한 기능과 게임을 통해 사용자를 원격으로 안내할 수 있도록 설계되었다. 예를 들어, 강사는 학습자가 상기 장치에서 복호화할 수 있도록 자신의 개인 장치인 전화, 태블릿 또는 컴퓨터로부터 단어나 문자를 입력할 수 있다. 대안으로, 강사는 학습자에게 요청하여 키보드를 사용하여 입력하고 수정을 위해 앱을 통해 자신의 스마트폰에서 즉시 피드백을 받도록 할 수 있다. 실시예들에서, 강사는 또한 학습자를 위한 게임을 시작하고 그들의 개인 장치에서 앱을 사용하여 함께 플레이할 수 있다. 이 앱은 강사의 장치 화면에 "장치 3"의 간단한 다이어그램을 표시하여 어떤 키가 눌렸는지, 어떤 점자 핀들이 표시되었는지에 대해 즉각적인 피드백을 제공하도록 구성되어 있다. 상기 장치는 강사가 키 내의 햅틱스를 작동하여 학습자의 손을 올바른 키로 안내하도록 구성될 수 있다.

전술한 내용에서, 예를 들어 "앱", "처리", "컴퓨팅", "계산", "결정", "수립", "분석", "체크" 등과 같은 용어를 사용하는 논의는 컴퓨터, 컴퓨팅 플랫폼, 컴퓨팅 시스템 또는 기타 전자 컴퓨팅 장치의 동작(들) 및/또는 프로세스(들)를 지칭하며, 이는 컴퓨터의 레지스터 및/또는 메모리 내의 물리적(예: 전자적) 양으로 표현된 데이터를 조작하고 및/또는 컴퓨터의 레지스터 및/또는 메모리 또는 동작 및/또는 프로세스를 수행하기 위한 명령을 저장할 수 있는 기타 비-일시적 정보 저장 매체 내의 물리량으로 유사하게 표현되는 다른 데이터로 변환한다.

도 8은 점자의 쓰기 및 지우기와 촉각 그림 생성("Click Braille")을 달성하기 위한 또 다른 메커니즘을 예시한다. 기계적 특징부(100)는 잘 알려진 접개들이식 "클릭" 펜(100)에서 파생된다. 작은 플런저와 스프링은, 도 1, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 원하는 효과를 달성하기 위해 함께 조밀하게 배치된 3mm 내지 5mm의 직경을 유지한다.

위의 실시예에서와 같이, 장치 표면(110)의 구멍(130)은 요소가 구멍으로부터 돌출하도록 허용한다. 더 작은 구멍들을 가진 플레이트(150)는 스프링이 제자리에 고정되어 있는 동안 피스톤(160)이 상기 플레이트를 통과하여 이동할 수 있게 하며, 접개들이식 펜의 팁을 모방한다. 업 위치(120)에 있는 플런저는 촉각 효과를 만든다. 다운 위치(140)에 있는 플런저는 표면과 동일 평면이다. 플런저가 표면과 같은 높이에 있을 것이기 때문에, 플런저를 선택하고 아래로 눌러 플런저를 업 위치로 올리기 위해 스타일러스(170)(이 경우에는 자성이 없음)가 사용될 것이다.

사용자의 손(180)은 촉각 표면을 만질 수 있는 사용자의 손가락을 나타낸다. 또한, 손가락이나 스타일러스를 사용하여 플런저를 다운 위치로 누를 수 있다. 도 9의 플런저의 확대도는 플런저(160)의 상단에 있는 만입부를 도시한다. 이것은 스타일러스의 팁과 일치하고 사용자가 플런저를 업 위치 또는 다운 위치로 밀어내기 위해 스타일러스를 배치할 곳을 찾을 수 있게 한다.

원하는 촉각 효과를 생성하는 다른 수단이 도 10에 도시되어 있다. 요소 형상(220)의 독특한 측면은 중력과 자성 스타일러스(2)만이 필요하다는 것이다. 스타일러스가 요소를 들어올리고 약간 움직여 고정된 업 위치에서 다운 위치로 옮긴다. 요소(220)의 평면도는 업 위치(260) 및 다운 위치(270)에서 볼 수 있다. 요소(210)의 형상은 간단한 스프링(200)이 요소를 업 또는 다운 위치에 고정하도록 허용한다. 자화된 스타일러스가 요소를 위로 당기면, 독특한 모양의 스프링이 요소를 업 위치에 고정한다. 요소(240)는 반원형 절개부를 갖고 스프링 플런저(250)를 사용하여 요소를 업 또는 다운 위치에 고정한다. 손가락 또는 스타일러스의 뒷면은 요소(210 또는 240)를 다운 위치로 밀 수 있다. 요소(210, 240)의 장점은 다운 위치에서 고정될 수 있는 능력이다. 그런 다음 요소가 흔들리거나 표면에서 회수되지 않은 채 장치를 운반하고 기울이고 뒤집을 수 있다. 요소는 회전하더라도 그 모양을 유지하고 고정될 수 있다는 것을 주목해야 한다.

도 11에 묘사된 것은 "푸시 래치(push latch) 장치"로 원하는 효과를 달성하는 또 다른 수단이다. 여러 기존 장치는 요소를 장치 내부에 고정하기 위해 눌려지고 요소를 해제하기 위해 다시 눌려질 수 있는 작은 스프링 구동식 장치를 지칭한다. 이러한 기술의 두 가지 예와, 이들이 본 발명에서 어떻게 활용될 수 있는지는 요소(300) 및 요소(310)에 도시되어 있다. 상기 "푸시 래치"는 부엌 찬장의 작은 문들이나 손잡이가 필요하지 않은 전자제품의 작은 문을 열고 닫기 위해 종종 사용된다. 예를 들어, 캐비넷 도어는 눌려 닫히고 작은 자석에 의해 제자리에 고정된 다음, 다시 눌리면 스프링이 작동하여 부드럽게 열린다. 이러한 유형의 메커니즘은 사용자가 전술한 바와 같이 촉각 효과를 생성할 수 있게 함으로써 본 발명에서 유용할 수 있다. 스타일러스(320)는 자석이 필요하지 않을 수 있으며 요소가 표면과 같은 높이일 때 요소를 누르는 데 사용될 것이다.

Claims

시각 장애인을 보조하기 위한 촉각 장치에 있어서,
구멍들의 어레이가 있는 단단한 표면으로서, 상기 구멍들 각각은 업(up) 위치에서 상기 표면으로부터 돌출하고 다운(down) 위치에서 상기 표면 아래에 숨도록 구성된 요소를 포함하는, 단단한 표면; 및
상기 구멍들에서 상기 요소를 상기 업 위치 및 다운 위치로 상승 및 하강시키도록 구성된 스타일러스를 포함하고,
상기 구멍들 각각은, 촉각 효과를 생성하기 위해, 미리 결정된 수준의 힘에 대응하여 상기 업 위치에서 상기 요소를 고정하는 고정부를 포함하는, 촉각 장치.
제1항에 있어서,
상기 요소는 금속 또는 자성이 있는, 촉각 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 요소는 회전 타원체 또는 구형 부분을 갖는, 촉각 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구멍들 각각의 상기 고정부는 상기 구멍의 개구를 향해 상기 구멍의 벽이 좁아지는 것을 포함하여, 상기 요소가 상기 구멍의 개구를 향해 이동할 때 상기 요소에 대해 마찰을 증가시키는, 촉각 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구멍들 각각의 상기 고정부는 스프링-장착형 메커니즘으로서, 상기 요소가 상기 업 위치에서 떨어지는 것을 방지하는, 촉각 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 업 위치에서 상기 요소를 고정하기 위해 상기 요소가 통과해야 하는 추가의 재료를 각 구멍 내에 포함하는, 촉각 장치.
제1항에 있어서,
상기 스타일러스는 자성이 있으며 자성 또는 금속 요소에 작용하는, 촉각 장치.
제7항에 있어서,
상기 스타일러스는 전자석을 포함하는, 촉각 장치.
제8항에 있어서,
상기 요소에 대한 상기 스타일러스의 자력을 변경하기 위해 상기 전자석 스타일러스에 스위치 또는 다이얼을 더 포함하는, 촉각 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스타일러스는 접개들이식 코드(retractable cord)에 의해 상기 장치에 연결되는, 촉각 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스타일러스를 위한 보관 장소를 포함하는, 촉각 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 장치는 태블릿 형상인, 촉각 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
절개부 부분을 갖는 슬리브를 추가로 포함하며, 여기서 상기 표면은 그 위에 꼭 맞는 상기 슬리브 내에 수용되고, 상기 직사각형 절개부가 점자 셀들의 프레임을 형성하는 2×3 어레이의 구멍들을 보여주는, 촉각 장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구멍들은 점자 셀들의 라인들로 배열되는, 촉각 장치.
제14항에 있어서,
상기 표면에는 인접한 점자 셀들 사이에 촉각 경계를 제공하는 융기된 릿지(ridge)가 제공되는, 촉각 장치.
제14항에 있어서,
상기 어레이 내의 상기 점자 셀들의 라인들은 점차 더 작아지는, 촉각 장치.
시각 장애인을 보조하기 위한 촉각 장치로서,
표면에 있는 구멍들의 어레이로서, 상기 구멍들 각각은 업 위치에서 상기 표면으로부터 돌출하고 다운 위치에서 상기 표면 아래에 안착하는 요소를 포함하며, 상기 구멍들은 2x3 점자 셀로 배열된, 구멍들의 어레이;
상기 구멍 내에서 상기 요소를 상기 업 또는 다운 위치로 상승 또는 하강시키도록 구성된 수동 또는 자동 메커니즘;
퍼킨스-스타일의 점자 키보드; 및
상기 점자 셀에서 점자 문자를 생성하도록 구성된 프로세서를 포함하며,
상기 구멍들 각각은 촉각 효과를 생성하기 위해 상기 업 위치에서 상기 요소를 고정하는 고정부를 포함하는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
상이한 크기의 새로 고칠 수 있는 점자 셀들이 있는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
상기 요소가 상기 업 또는 다운 위치에 있는지를 등록하는 센서를 상기 구멍들 내에 포함하는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
상기 퍼킨스 스타일 점자 키보드는 소규모인, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
오디오 피드백을 위한 스피커 및 헤드폰 잭 중 적어도 하나를 포함하는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
상기 장치의 키보드 내에 햅틱스 또는 진동 모터를 포함하는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
음성 입력을 위한 마이크를 포함하는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
상기 프로세서는 교육용 게임을 구현하도록 구성되는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
상기 교육용 게임은 "Find the letter", "Match that Sound", "Spelling Bee", "Hangman" 중에서 선택되는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
하나의 점자 셀을 다음 점자 셀과 구별하기 위한 작은 촉각 분리기를 포함하는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
USB 포트를 포함하는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
블루투스 기능을 더 포함하는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
상기 프로세서는 음성 명령을 허용하는 음성 인식을 위해 구성되는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
상기 프로세서는 음성 명령 또는 키보드 입력으로부터 점자 문자를 생성하도록 구성되는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
전자석 또는 자성 스타일러스를 포함하는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
점자 셀에서 점자를 형성하기 위한 기계적 수단이 없는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
각 구멍 내의 상기 요소는 금속 또는 자성의 구체, 원통 또는 펠릿(pellet)인, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
상기 구멍 내 상기 업 위치에서 상기 요소를 유지하기 위해 병목 디자인을 포함하는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
상기 요소가 떨어지는 것을 방지하기 위해 상기 요소들 각각에 스프링 고정 요소가 제공되는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
상기 요소가 떨어지는 것을 방지하기 위해 상기 요소들 각각에 상기 요소가 통과해야 하는 상기 구멍 내에 추가 재료가 제공되는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
각 요소 내에 절단된 노치와, 상기 요소가 매달려 있는 클립을 포함하는, 촉각 장치.
제17항에 있어서,
인터넷에 연결하도록 구성된, 촉각 장치.
제38항에 있어서,
WiFi를 사용하여 인터넷에 연결하도록 구성된, 촉각 장치.
제38항에 있어서,
앱을 사용하여 스마트폰 또는 컴퓨터에 연결하도록 구성된, 촉각 장치.
제40항에 있어서,
상기 앱은 상기 스마트폰 또는 컴퓨터에 설치된 앱을 사용하여 원격으로 점자 문자를 생성하도록 구성되는, 촉각 장치.
제41항에 있어서,
상기 앱은 원격 스마트폰 또는 컴퓨터에 상기 장치의 상태를 표시하도록 구성된, 촉각 장치.