JP3624712B2 - Braille display device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は点字表示装置に係り、特に、形状記憶合金を用いて駆動するように構成された点字表示装置の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複数の可動部材をケース体の開口部から出没自在に構成し、該可動部材の各々を形状記憶合金の相変態に伴う変形によって出没駆動するように構成した点字表示装置が提案されている。これらの点字表示装置においては、いずれも形状記憶合金と表示カップとを組み合わせた可動機構を複数配列し、ケース体の前面の開口部から出没させるように構成されている。その形状記憶合金としては、棒形状のような簡単な構造のものから、コイル状或いは屈折状に形成したバネとして構成されたものまでがある。
【0003】
たとえば、特開昭61−166580号においては、表示用カップはケース体の開口部の内側に配置され、開口部から外部に脱出しないように、開口部のすぐ内側に配置される部分につば部を備えており、該つば部の形成された表示用カップの底部にコイル状の形状記憶合金バネが下方から表示カップを押し上げるように配置されている。形状記憶合金バネは下端に接触した熱トランスデューサから熱を受け、加熱されて伸びることによって、表示用カップの頂部を開口部から突出させるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の点字表示装置においては、基本的な構造の開示はあるものの、実際に点字表示装置として組み立てた場合の動作性能を高め、精密な動作を得るための具体的な構造の提案が存在しない。特に、上記公報の構造においては、表示用カップが形状記憶合金バネの上端に載っているだけであるため、表示用カップが安定せず、誤動作や動作不良が起きやすいという懸念がある。また、点字用装置として複数の表示用カップを配列させた場合に、隣接する表示用カップとの間に壁面を形成する必要があり、このような構造は、特開昭62−249182号にも記載されているが、装置の容積を増大させ、小型化を妨げるものとなる。
【0005】
そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、形状記憶合金によって動作する可動部材の動作を安定させることができるとともに、全体としての小型化が容易で、しかも、好適な動作性能を得ることのできる点字表示装置を実現することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は、盤面に形成された開口部から出没自在に構成された複数の可動部材と、所定の温度若しくは温度範囲を基準温度として該基準温度を上回るか或いは下回ると所定の形状復元力を発生させ、前記可動部材のそれぞれを出没動作させる複数のコイル状の形状記憶合金バネと、該形状記憶合金バネを加熱及び/又は冷却するための温度制御手段とを備えた点字表示素子において、可動部材をグループ化し、前記グループ毎にタイミングをずらして電力を供給することを特徴とする。
【0007】
この手段によれば、使用電力量の平準化が図られるため、電源の小型化が実現できる。また、装置の小型化を図ることができる。
【0008】
請求項1において、前記可動部材は、前記開口部の内外近傍に配置される部分において出没方向にほぼ等しい外径を備えていることが好ましい。可動部材が開口部の近傍において出没方向にほぼ等しい外径を備えていることによって、可動部材が開口部に引っ掛かるなどの原因による誤動作や動作不良を防止することができ、可動部材を確実に動作させることができる。
【0009】
請求項1又は請求項2において、前記可動部材は、前記形状記憶合金バネと、前記係合部に対して前記形状記憶合金バネの反対側から係合するコイル状の補助バネとを軸線方向に挿通していることが好ましい。補助バネを用いることによって形状記憶合金バネの相変態時における一方向の変形を用いて可動部材を一方向に動作させ、補助バネの弾性力を用いて元位置に復帰させることができる。
【0010】
請求項3において、前記形状記憶合金バネと前記補助バネとのいずれか一方が前記開口部の開口縁部の内側に係合されていることが望ましい。前記形状記憶合金バネと前記補助バネの一方が開口縁部の内側に係合されていることによって、ケース体に対して可動部材を動作させるときの支持部を特別に設けることなく、前記形状記憶合金バネ又は前記補助バネを可動部材に対して作用させることができる。
【0011】
請求項3又は請求項4において、前記形状記憶合金バネのコイル半径を前記補助バネのコイル半径よりも小さくすることが好ましい。形状記憶合金バネを小径にすることによって複数の隣接する形状記憶合金バネの間隔を広げることができるため、隔壁などを設けなくても隣接する形状記憶合金バネ間の熱的影響を低減することができ、また、補助バネを大径にすることにより充分な支持構造がなくても可動部材の動作を安定させることができる。
【0012】
請求項5において、前記可動部材には、前記形状記憶合金バネを挿通する第1の挿通部と、前記補助バネを挿通する第2の挿通部とを設け、前記第1の挿通部の外径を前記第2の挿通部の外径よりも小さくすることが望ましい。形状記憶合金バネのコイル径と補助バネのコイル径に応じて可動部材の第1及び第2の挿通部の外径が形成されているので、両バネと、可動部材との間の軸支状態を安定させることができる。
【0013】
次に、盤面に形成された開口部から出没自在に構成された複数の可動部材と、所定の温度若しくは温度範囲を基準温度として該基準温度を上回るか或いは下回ると所定の形状復元力を発生させ、前記可動部材のそれぞれを出没動作させる複数のコイル状の形状記憶合金バネと、該形状記憶合金バネに電流を流して加熱するための給電手段とを有し、前記形状記憶合金バネの弾性力の弾性力を受けつつ当接し、前記形状記憶合金バネに導電接続される端子部材が設けられ、前記端子部材はフレキシブルな導電素材よりなり、前記可動部材と前記形状記憶合金バネの端部により挟持され該端子部材から電力供給が前記形状記憶合金バネになされることを特徴とする。
【0014】
この手段によれば、形状記憶合金バネに当接する端子部材を設け、形状記憶合金バネから弾性力を受ける端子部材を介して形状記憶合金バネに電力を供給するように構成しているため、端子部材と形状記憶合金バネとの当接部分を形状記憶合金バネの素材に応じた素材や当接構造とすることによって、単に接触しているだけであっても弾性力に基づいて形状記憶合金バネとの導電接続性を確保でき、コンタクト性を向上させることができるので、信頼性の高いアクチュエータを構成することができる。さらに、フレキシブルな素材を使用しているため、形状記憶合金バネの動きに柔軟に追従し、安定かつ致用寿命な接続を実現できる。また、簡単な構造であるので、小型化を妨げることもなく、製造コストを大きく上昇させることもない。
【0015】
請求項7において、前記形状記憶合金バネにおける前記端子部材との当接部位と、前記端子部材における前記当接部位に当接する表面部とが共に電気コンタクト性の良好な素材で構成されていることが好ましい。一般に形状記憶合金バネは電気コンタクト性に劣るため、形状記憶合金バネの当接部位と端子部材の表面部とを共に電気コンタクト性の良好な素材で構成することによって形状記憶合金バネへの給電の信頼性を向上させることができる。この場合には、端子部材と形状記憶合金バネとの接触が電気コンタクト性の良好な素材によってなされるため、さらに両者の導電接続性を高めることができる。
【0016】
ここで、前記素材は金めっきにより構成されていることが好ましい。端子部材の表面部と形状記憶合金バネの当接部位とが共に金メッキにて構成されているため、安定かつ良好な導電接続を得ることができる。また、前記形状記憶合金バネと前記端子部材とが導通状態で固着されていることが好ましい。溶接や導電性ペーストなどによって形状記憶合金バネと端子部材とを固着させることによって、より確実な導電接続性を確保できるとともに、当該固着部には形状記憶合金バネの弾性力が加わっているため、固着部の耐久性乃至は信頼性も高いものとなる。
【0017】
さらに、盤面に形成された開口部から出没自在に構成された可動部材と、所定の温度若しくは温度範囲を基準温度として該基準温度を上回るか或いは下回ると所定の形状復元力を発生させ、前記可動部材を出没動作させる形状記憶合金バネと、該形状記憶合金バネを加熱及び/又は冷却する温度制御手段とを備えた点字表示素子において、前記温度制御手段は熱電素子を有し、該熱電素子は電流の向きを切り換えることによって、前記形状記憶合金バネに接触または近接した側が発熱部及び/又は吸熱部となり、該熱電素子における発熱部及び/又は吸熱部によって前記形状記憶合金バネを加熱及び/又は冷却するように構成されていることを特徴とする。
【0018】
この手段によれば、温度制御手段として熱電素子を用いて、形状記憶合金バネの温度を制御するように構成したので、電気エネルギーによって加熱若しくは冷却を精密に行うことが可能になるとともに、小型化を妨げることもない。
【0019】
請求項9において、前記温度制御手段は、前記熱電素子が前記形状記憶合金バネの温度に応じて前記形状記憶合金を加熱及び冷却するように構成されていることが好ましい。熱電素子によって形状記憶合金バネの加熱と冷却の双方が可能なように構成されているため、迅速な温度制御が可能になり、アクチュエータの応答性を高めることができる。
【0020】
請求項1から請求項10までのいずれか1項において、前記形状記憶合金バネの温度を検出する温度検出手段を設け、該温度検出手段による検出温度により前記形状記憶合金バネに対する電気的若しくは熱的な制御量を調整することが好ましい。この手段によれば、温度検出手段を設けることによって形状記憶合金バネの温度制御をより精密に行うことができる。この場合、形状記憶合金バネ自体の抵抗値に基づいて温度検出を行うことも可能である。
【0021】
請求項1から請求項11までのいずれか1項において、複数の前記可動部材を制御するための制御指令手段と、該制御指令手段から受ける駆動指令に基づいて、前記形状記憶合金バネを加熱若しくは冷却するための駆動信号を発生する駆動信号生成手段とを設けることが好ましい。
【0022】
請求項12において、前記駆動信号生成手段は、前記制御指令手段により、駆動休止期間若しくは駆動開始前に、常温と前記基準温度との間の値に設定された待機温度になるように、前記形状記憶合金バネの加熱若しくは冷却を予め行うように構成されていることが望ましい。常温から待機温度に予め加熱若しくは冷却を行っておくことにより、形状記憶合金バネを迅速に駆動することができる。
【0023】
請求項12又は請求項13において、前記駆動信号生成手段には、前記制御指令手段から受ける充電指令に基づいて前記駆動信号を生成するための電力を蓄積する充電手段を備えていることが望ましい。充電手段によって任意のタイミングで予め充電を行い、充電手段から形状記憶合金バネを加熱するための電力を得ることができるので、多数の可動部材を並列に構成し、同時に駆動するような場合にも電源に要求される電力需要をならすことが可能になるため、電源容量の増大を抑制し、装置の小型化、軽量化を図ることができる。
【0024】
請求項12から請求項14までのいずれか1項において、複数の前記形状記憶合金バネを複数の群に分け、該群毎に一括して前記制御指令手段からの前記駆動指令を受けて前記群内の前記形状記憶合金バネに分配する駆動指令分配手段を備えていることが望ましい。駆動指令分配手段を設けることによって、駆動指令を多数のアクチュエータに迅速に供給することができる。特に、単一の制御指令手段から駆動指令を与える場合に、簡易な構成で、迅速に制御することが可能になる。
【0025】
なお、上記各手段において、形状記憶合金としては一方にのみ(非可逆的に)復元力を発生するものが多く、したがって、形状記憶合金バネと、補助バネ(バイアスバネ)とを用いて、両者の弾性力のバランスによって可逆的に2つの状態を切り換えるように構成されていることが好ましい。もっとも、形状記憶合金として可逆的に形状変化するものもあり、その場合には単独でも可動部材を動作させることが可能である。
【0026】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る実施形態について詳細に説明する。
【0027】
[第1実施形態] 図1は本発明に係る点字表示装置の第1実施形態の構造を示す縦断面図、図2は同実施形態の平面図である。この実施形態では、合成樹脂などからなるケース体10の上部盤面に複数の開口部10aが形成されている。これらの開口部10aには、内部に取り付けられた可動部材11の頂部11aが出没するように構成されている。可動部材11は、上端に頂部11aを備えた上側挿通部11Aと、ケース体10の下部開口を封鎖するベース板12を摺動自在に貫通し、下端にリテーナー11dを装着した下側挿通部11Bと、上側挿通部11Aと下側挿通部11Bとの間において拡径し、周囲に張り出すように構成されたフランジ部11Cとを備えている。
【0028】
可動部材11の上側挿通部11Aにはコイル状のバイアスバネ14が挿通されており、このバイアスバネ14の下端はフランジ部11Cに係合し、バイアスバネ14の上端は、ケース体の開口部10aの内側に固定された係止板18の開口縁部の内面に係合している。
【0029】
可動部材11の下側挿通部11Bには、コイル状の形状記憶合金バネ15が挿通されており、形状記憶合金バネ15の上端は端子板16の環状部16aを介してフランジ部11Cに係合し、形状記憶合金15の下端は端子板17の環状部17aを介してベース板12の内面に係合している。
【0030】
図1の状態でバイアスバネ14と形状記憶合金バネ15とは互いの弾性力でバランスを保っており、可動部材11の頂部11aは開口部10aの中に没入した状態となっている。
【0031】
形状記憶合金バネ15としては、例えばNi−Ti合金を処理して製作したものを用いることができる。このNi−Ti合金には、NiとTiとの2元合金の他に、NiとTiにさらにFe、Cu、Nb、Cr、V、Co等を加えた3元系以上の各種合金がある。形状記憶合金は固有の基準温度を備えており、所定形状にて処理することによって、その後に機械的応力を加えて変形させても、その状態で基準温度を越えた場合には元形状に復帰しようとする復元力を発生する。このような性質は、形状記憶合金における相変態によって発生する。形状記憶合金バネ15においては、例えば、ロンボヘラルド相(低温)からオーステナイト相(高温)への変態を利用することによって、元形状への復元力を発現させる。このときの形状記憶合金バネの剛性変化は、低温相では柔らかく、高温相に変態する際には剛性が高まる。この場合にはオーステナイト変態の開始温度から完了温度までが上記基準温度となり、逆に、温度低下によって低温相へと変態する際にはロボヘラルド変態の開始温度から完了温度までが上記の基準温度となる。ロボヘラルド相とオーステナイト相との間の相変態を利用する場合、オーステナイト相の変態開始温度と変態完了温度との温度差は2〜3℃程度である。なお、マルテンサイト相とオーステナイト相との間の相変態を用いて駆動力を得ることも可能である。
【0032】
これらの場合、基準温度は合金組成などによって広い範囲(例えば上記のNi−Ti合金の場合は−50℃から100℃までの範囲)にわたって適宜に設定することができる。
【0033】
端子板16,17は導電素材自体で構成されていても、或いは、絶縁体の表面若しくは内部に配線が形成されたものでもよいが、本実施形態では、柔軟な絶縁板よりなるフレキシブル基板の表面上に、導電パターンが形成されたもので構成されている。導電パターンは銅箔などにより構成され、環状部16a,17aの表面上に存在する部分には金メッキが施されている。一方、形状記憶合金バネ15の上端及び下端にも金メッキが施されており、形状記憶合金バネ15の上端及び下端と、環状部16a,17aの表面との間のコンタクトは、金メッキ層同士によりなされるようになっている。
【0034】
図示しない給電装置から端子板16と17との間に電圧が印加されると、所定の電流が形状記憶合金バネ15に流れ、抵抗によって発熱し、温度が上昇する。形状記憶合金バネ15の温度が上記の基準温度に達すると、形状記憶合金バネ15は伸長し剛性を増して、図3に示すように、バイアスバネ14の弾性力に抗して可動部材11を上方に押し上げるので、頂部11aは開口部10aから突出する。また、給電装置から形状記憶合金バネ15への給電を停止すると、形状記憶合金15の発熱は停止し、温度は下降して基準温度以下になるので、形状記憶合金バネ15は柔軟になり、バイアスバネ14の弾性力によって可動部材11は押し下げられるため、図1に示す状態に戻る。
【0035】
なお、ベース板12はボルトによってケース体10に固定されている。ケース体10の上部内面からは図2に示すボス10bが下方に向けて伸びており、ボス10bの先端はベース板12の内面上に当接している。
【0036】
図4は可動部材11の正面図である。可動部材11は、上側挿通部11Aから頂部11aまでがほぼ等しい外径に形成されており、開口部10aから頂部11aが出没するようになっている。したがって、開口部10aの内外近傍に配置される部分において可動部材11の外径がほぼ一定であり、ここに段差などが形成されていないため、開口部10aに対する抵触が発生しにくく、動作不良の発生を低減することができる。
【0037】
また、形状記憶合金バネ15は可動部材11に挿通されることによって支持されており、可動部材11の動作を補助するバイアスバネ14もまた可動部材11に挿通されていることから、これらの部品を支持収容するための隔壁が不要になり、全体として点字表示装置の小型化を図ることができる。
【0038】
さらに、図4に示すように、可動部材11の上側挿通部11Aは大径のバイアスバネ14に合わせて比較的大きな外径を有し、下側挿通部11Bは小径の形状記憶合金15に合わせて比較的小さな外径を有する。特に、本実施形態では、複数の可動機構が互いに隔壁を介することなく隣接しているので、形状記憶合金バネ15の外径が小さいことによって形状記憶合金バネ15の間の距離を大きくとることが可能になり、相互間の熱的影響を小さくすることができるという利点がある。また、バイアスバネ14の外径を形状記憶合金バネ15の外径よりも大きくすることによって可動部材11の安定性を高めることができる。この場合、可動部材11の上側挿通部11Aを大径に、下側挿通部11Bを小径に形成することによって可動部材11の動作をさらに安定させることができる。
【0039】
本実施形態では、上述のように端子板16,17が形状記憶合金バネ15の弾性力を受けるように当接しているとともに、当接部の両側が共にコンタクト性の良好な金で被覆されているため、確実な導通を得ることができ、動作の信頼性、耐久性を確保することができる。
【0040】
[第2実施形態] 次に、図5を参照して本発明に係る第2実施形態の構造について説明する。この実施形態において、ケース体20、可動部材21、ベース板22、バイアスバネ24、形状記憶合金バネ25、及び係止板28は、先の第1実施形態と同様のものであり、それらの説明は省略する。
【0041】
本実施形態においては、形状記憶合金バネ25に電流を流すことなく、熱電素子26,27によって形状記憶合金バネ25を加熱若しくは冷却するように構成されている点が第1実施形態と異なる。熱電素子26,27は電力を熱の移動エネルギーに変換する公知のものであるが、例えば、電極間にp型半導体とn型半導体とを並列に接続してπ型構造としたペルチェ素子などがある。熱電素子26,27はエネルギー変換を行う変換部26a,27aと、その両側に形成された発熱部26A,27B及び吸熱部26B,27Aと、変換部26a,27aから引き出された一対ずつの端子部26b,27bとから構成されている。熱電素子26の発熱部26Aと、熱電素子27の吸熱部27Aとは、それぞれケース体21の内部に配置された形状記憶合金バネ25の外周部に当接するか、或いはきわめて接近するように構成されている。
【0042】
この実施形態では、熱電素子26,27によって熱を発生させたり吸収したりして形状記憶合金バネ25を加熱したり冷却したりすることにより、上記各実施形態と同様に可動部材21を上下に動作させるようになっている。この場合、熱電素子26,27によって加熱、冷却がそれぞれ強制的に行われるため、特に冷却時における応答性が向上する。
【0043】
この場合に、熱電素子26,27を一方のみとし、或いは、複数の熱電素子を同期して動作させ、一つ若しくは複数の熱電素子に供給する電流の向きを切り換え可能に構成してもよい。この場合には、電流の向きを切り換えることによって熱電素子の形状記憶合金バネに接触若しくは近接している側の作用部分が発熱部となったり吸熱部となったりし、形状記憶合金バネ25の加熱、冷却を行うことができる。
【0044】
〈制御系の構成に関する実施例〉 次に、上記各実施形態のいずれか或いは、その他の駆動部構造を備えた実施形態に好適な制御系の構成に関する実施形態について説明する。以下に説明する構成は、制御系の機能ブロックに関するもの、制御方法自体に関するものなどである。
【0045】
[第3実施形態] 図6には、本発明に係る第3実施形態の制御系の構成を示す。この実施形態は、上記第1実施形態の駆動構造を備えた点字表示装置に対応したものであり、中央処理ユニット(CPU)などの制御指令手段40と、この制御指令手段に接続された駆動信号生成手段41とを備えている。
【0046】
駆動信号生成手段41には、制御指令手段40の指令によって制御され、パルス幅制御において基本となる制御信号を形成するPWM制御回路42と、制御信号を受けてその制御パルスの発生時間のみ電流を流すように構成された定電流回路44と、後述する温度センサからの検出信号を受けてこれを増幅する増幅回路46と、増幅回路46をディジタル信号に変換するAD(アナログ/ディジタル)変換回路47と、制御指令手段40からの温度指令値と、AD変換回路47からの温度検出値とを適宜に比較して、上記PWM制御回路に対して温度指令値と温度検出値とによって決定される適宜の指令信号を送るディジタルコンパレータなどからなる比較手段48とが設けられている。
【0047】
上記定電流回路44から出力される駆動信号は端子板16,17を介して形状記憶合金バネ15を流れ、抵抗加熱によって形状記憶合金バネ15の温度を上昇させる。温度センサ19は、形状記憶合金バネ15若しくはその周辺の温度を検出して増幅回路46に検出信号を送るようになっている。
【0048】
本実施形態では、温度センサ19から得られる温度検出値と、制御指令手段40から与えられる温度制御データ信号に含まれる温度指令値とに基づいて、さらに制御指令手段40から与えられる所定の駆動データ信号にしたがって形状記憶合金バネ15に電流が流される。駆動信号生成手段41によって形成される駆動信号はパルス幅制御によって形状記憶合金バネ15を駆動する。このパルス幅制御における駆動信号Popと、駆動信号Popを受けた形状記憶合金バネ15が発生する熱量との関係を図8に示す。駆動信号のパルス幅は通常、温度指令値と温度検出値との差(温度差)が大きい程大きくなり、熱移動も大きくなるようになっている。
【0049】
比較手段48は通常入力モードにあり、制御指令手段40から温度制御データ信号TDを受け取り、温度制御データ信号TDに含まれる温度指令値を所定タイミングで取り込み、内部に格納する。比較手段48内にて記憶された温度指令値は、制御指令手段40から異なる温度指令が出て、これが比較手段48に取り込まれない限り変更されない。したがって、比較手段48内に新たな温度指令値が取り込まれない限り、同一の温度指令値に基づいて得られた差分データ(温度指令値と温度検出値との差、或いは、これに相当する他の値)をPWM制御回路42,43に送出するように構成されている。
【0050】
また、比較手段48は、制御指令手段40からの温度制御データ信号TDに温度検出値を送り返す指示が含まれていると出力モードに一時的に変更され、制御指令手段40に対して温度検出値を送出する。このとき、制御指令手段40は、比較手段48から返送された温度検出値によって駆動部の温度環境を把握し、当該温度環境に応じて次の指令を出力する。
【0051】
なお、制御指令手段40は、PWM制御回路42に駆動データ信号を発し、PWM制御回路によるパルス幅制御された駆動パルスの出力の有無を制御する。例えば、温度指令値に較べて温度検出値が低くても、駆動データ信号がオン状態になっていないと駆動信号は出力されない。この場合、制御指令手段40によってより高度な制御を行うこともできる。例えば、上記の比較手段48により返送された温度検出値に基づいて、温度指令値に較べて温度検出値がかなり低い場合には温度差の値に拘わらず通常の駆動パルスの最大デューティ比に設定したり、温度指令値−温度検出値が正の場合、すなわち加熱を要する場合と、温度指令値−温度検出値が負の場合、すなわち冷却を要する場合とによってパルス幅制御の制御係数を変えたり、さらには過去の加熱、冷却履歴に応じて最適な制御係数を用いたりするなど、通常のハード構成によるPWM制御では困難な制御内容を制御モードの変更によって容易に行うことができる。
【0052】
[第4実施形態] 次に、上記第2実施形態の駆動部を制御するための別の制御系の例を図7に基づいて説明する。この制御系は、特に、点字表示装置の応答性の向上と、多数の点字表示装置を共通の制御指令手段に接続する場合などに最適化する目的で構成されている。
【0053】
この駆動信号生成手段70においては、定電圧回路71から供給される電力を電源制御信号DCC(例えば、オン(高電位)のときに充電、オフ(低電位)のときに充電停止)によって充電回路72に充電し、充電回路72から定電流回路73に電力が供給されるように構成されている。このように構成することによって、点字表示装置における複数の可動部材を制御、駆動する場合に発生する急激な電力需要が定電圧回路71や電源部に発生せず、充電回路72からの放電によって駆動できるようになっている。一方、充電回路72への充電は充電経路中の回路構成によって比較的ゆっくりと充電を行うように設定できるので、図示しない制御指令手段などから与えられる電源制御信号DCCによって、電力需要を分散させることができる。特に、一度に多数の可動部材が同時に動作を開始したとしても、電力需要のピーク値を抑制できるという効果がある。
【0054】
本実施形態では、駆動データ信号DDと駆動ラッチ信号DRとがDフリップフロップ74aに入力され、Dフリップフロップ74aの出力QがAND回路74bの一方の入力端子に入力される。AND回路74bの他方の入力端子にはPWM制御回路74の出力が入力される。一方、先の実施形態と同様に増幅回路76、AD変換回路77及び比較手段78が設けられ、比較手段78には温度ラッチ信号TRと、温度指令値を示す温度制御データ信号TDとが入力される。比較手段78の出力は温度指令値と温度検出値との差分データであり、PWM制御回路74に入力される。PWM制御回路74の出力は図8に示す駆動信号と同様に、差分データに応じたパルス幅を備えたパルス信号であり、AND回路74bの他の入力端子に入力されるとともに、AND回路74cにも入力される。AND回路74cのもう一つの入力端子にはDフリップフロップ74aの反転出力も入力される。また、AND回路74cの出力を受けて定電流回路73の出力を促すトランジスタ73bが設けられる。
【0055】
AND回路74bからは、駆動ラッチ信号DRに同期したタイミングで駆動データ信号DDがオン状態(例えば高電位「H」)のときのみ所定のパルス信号が出力され、トランジスタ73aのベースに入力されて定電流回路73からパルス信号が熱電素子26に与えられ、形状記憶合金バネ25が加熱される。駆動データ信号DDがオフ(例えば低電位「L」)のときにはAND回路74cから所定のパルス信号が出力され、熱電素子27に与えられ、形状記憶合金バネ25が冷却される。温度センサ29は形状記憶合金バネ25の温度を検知して上記の増幅回路76に検出信号を出力する。
【0056】
この実施形態では、点字表示装置の或る可動部材を駆動する前及びその駆動を休止している間において、予め設定された予熱温度T1に形状記憶合金バネ25を予熱しておき、駆動開始若しくは駆動再開後の応答時間を短縮する工夫がなされている。図9に示すように、制御指令手段からの温度制御データ信号TDにより温度指令値T1が送出されると、温度ラッチ信号TRによって比較手段78に取り込まれ、駆動データ信号DDがオンになると駆動ラッチ信号DRによって定電流回路73から駆動信号が熱電素子26に出力され、形状記憶合金バネ25が加熱される。形状記憶合金バネ25の温度が高くなっていき、フィードバック制御により徐々に温度指令値のT1に接近する。
【0057】
ここで、制御指令手段から比較手段78に送出される温度制御データ信号TDは、図9の最下部にあるように、4ビットの制御データ列S3,S2,S1,S0と、8ビットの温度データ列T7,T6,T5,T4,T3,T2,T1,T0とからなる12ビットのシリアルデータを含む。ここで、温度制御データ信号TDの制御データ列により示される数値によって、制御指令手段からの指令内容が比較手段78に伝えられ、温度データ列により示される数値によって制御指令手段からの温度指令値やPWM係数値などが比較手段78に伝えられる。温度制御データ信号TDにおける制御データ列の数値とその意味の例を以下の表1に示す。
【0058】
【表1】
【0059】
上記制御データ列が1又は5を示す場合には、温度データ列に示された数値が加熱側の温度指令値又は加熱側のPWM係数として比較手段78に格納され、制御データ列が2又は6を示す場合には温度データ列に示された数値が冷却側の温度指令値又は冷却側のPWM係数として比較手段78に格納される。なお、冷却温度データ入力モードにするのは、冷却機構が存在する場合のみであるから、本実施形態では有効であるが、冷却機構がない場合には無効となる。また、制御データ列が3を示す場合には、比較手段78は出力モードに変更され、温度センサから送られてきた温度検出値を制御指令手段へと送り返す。さらに、制御データ列が4を示す場合には、比較手段78は差分データを制御指令手段へと出力するようになっている。
【0060】
比較手段78から返送されるデータにより制御指令手段が温度検出値がT1にほぼ到達したことを知ると、駆動準備ができたこととなり、制御指令手段からの指令によって駆動可能な状態になる。
【0061】
上記のような予熱状態において、制御指令手段からの温度制御データ信号TDが温度指令値T2を知らせ、上記と同様に、温度ラッチ信号TRによって比較手段78に温度指令値T2が取り込まれると、比較手段78が出力する差分データによって温度が上昇し始める。温度指令値T2が基準温度よりも高ければ、やがて形状記憶合金バネ25は動作し、可動部材22が上昇する。なお、図中におけるPHは予熱準備期間、PPは予熱期間、DPは駆動期間、NDPは非駆動期間である。
【0062】
このように予め点字表示装置を駆動させる前に形状記憶合金バネ25を予熱しておくことによって、動作開始までの時間を短縮し、短時間のうちに点字表示装置を動作させることができる。図9に点線で示すように、予熱をしない場合と較べて大幅に動作開始時間を短縮することができる。
【0063】
図10は、本実施形態における充電回路72の充電量と、駆動状態との関係を示すものである。この場合、点字表示装置における或る可動部材21が間欠的に(出没するように)駆動されている場合を例にとって説明する。
【0064】
点字表示装置における或る可動部材21の駆動(熱電素子26への電流供給)が中断した後、制御指令手段からの電源制御信号DCCがオンになると、充電回路72(例えば大容量コンデンサなど)に定電圧回路71から電力が供給される。充電回路72の電圧が当初のV0から徐々に上昇し、飽和電圧Vsatに到達してからしばらく経つと電源制御信号DCCはオフになり、充電は終了する。このとき、充電が終了していなくても、駆動可能状態であれば、上記のように予熱が開始され、やがて温度指令値がT0からT1に変わって上述のように予熱準備が始まり、やがて予熱が完了する(予熱期間PP)。その後、前述のように点字表示装置の駆動が始まる。駆動開始後、電源制御信号はオフになり、そのまま駆動状態が解除されるまで温度制御がなされる。駆動状態が解除されるときには、駆動データ信号DDがオフになり、駆動ラッチ信号によって駆動が停止される。以後、駆動及び停止が繰り返され、充電回路72への充電もまた、上述のように再び電源制御信号DCCによって繰り返される。この場合、間欠駆動サイクルに応じて充電を図10のタイミングで常に行ってもよく、或いは、駆動タイミングとは関係なく、駆動量や充電量に応じて適宜の間隔で充電を行ってもよい。
【0065】
このように、点字表示装置における可動部材毎に設けられた充電回路72への充電を適宜に行い、充電回路72から電力を供給することによって、点字表示装置における複数の可動部材を駆動するための熱電素子に共通の電源回路から電力を供給している場合にも、複数の点字表示装置が一度に電力供給を受けても電源容量不足になることがなく、電源回路の容量を小さくすることができ、全体として駆動制御系の小型化、軽量化を図ることができる。
【0066】
なお、先の第3実施形態及び本実施形態においては、温度センサの代わりに、形状記憶合金バネ自体の抵抗値を検出して温度を検出してもよい。形状記憶合金バネ自体の抵抗は温度によって変化するので、サーミスタと同様に温度検出に利用できる。温度と形状記憶合金の抵抗値との関係を調整するために、増幅回路や比較手段などにおいて適宜のデータ補償を行ってもよい。
【0067】
[第5実施形態] 最後に、複数の点字表示装置を駆動するシステムの実施形態について図11を参照して説明する。この実施形態では、図11に示すように、点字表示装置に複数の可動機構ACTが複数設けられ、これに対応して、駆動信号生成手段DCもまた複数設けられている。ここで、可動機構ACTとしては、上記の第1又は第2実施形態及びその変形例のいずれの動作部分(少なくとも可動部材11,21と、これに作用する形状記憶合金15,25に相当するものを含む部分であって、上記実施形態ではさらにバイアスバネ14,24も含む。)でもよく、また、駆動信号生成手段としては、上記第3又は第4実施形態及びその変形例のいずれの駆動信号生成手段41,70でもよい。但し、図11及び以下の説明では、第4実施形態の駆動信号生成手段70であることを前提としている。
【0068】
駆動信号生成手段DCのそれぞれには、図示しない制御指令手段から温度制御データ信号TDを受け、信号を分配するセレクタSLから導出されたラインが入力されている。セレクタとしては、所定の制御信号によりデータ信号を分配するデマルチプレクサなどにより構成される。また、駆動信号生成手段DCには、先の第3又は第4実施形態にて説明した、温度ラッチ信号TR、駆動ラッチ信号DR1,DR2、電源制御信号DCCを受け渡すための各ラインが接続されている。後者のラインは複数の駆動信号生成手段DCに対して共通のラインとなっている。
【0069】
駆動データ信号DD1,DD2は、シフトレジスタSR1,SR2に導入され、駆動ラッチ信号DR1,DR2に基づいて個々の駆動信号生成手段DCに供給される。ここでは、複数の可動機構ACTに対応する駆動信号生成手段DCのうちの半分がシフトレジスタSR1及び駆動ラッチ信号DR1によって制御され、残りの半分がシフトレジスタSR2及び駆動ラッチ信号DR2によって制御される。
【0070】
この例では、温度データなどの温度指令値及び駆動データ信号を駆動信号生成手段DC毎に受けて、共通の温度ラッチ信号によって温度指令値を読み込み、共通の駆動ラッチ信号によって個々の点字表示装置をオンオフ駆動するように構成されている。
【0071】
本実施形態では、点字表示装置の複数の可動部分を2つのグループに分け、駆動データ信号DD1,DD2及び駆動ラッチ信号DR1,DR2をグループ毎に送出しているため、多数の可動部分に対しても迅速に駆動の切り換えを行うことができる。
【0072】
なお、上記実施形態では各駆動信号生成手段DC内に充電回路を設けることによって電源容量への負荷を低減することができるが、さらに、電源制御信号DCCをグループ毎にタイミングをずらして切り換えることなどによって、多数駆動の場合の電力需給をより平滑化することができ、電源回路の容量を低減することが可能になる。
【0073】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、可動部材が形状記憶合金バネを挿通し、形状記憶合金バネに対して軸線方向に係合する係合部を備えていることによって、形状記憶合金バネが係合部を介して可動部材に作用することによって可動部材を駆動することができるとともに、形状記憶合金バネを軸支することができるので、簡単な構造でありながら安定した動作を行うことができ、また、形状記憶合金バネを支持収容する隔壁などの周囲から支持する支持部を設ける必要がないため、装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る点字表示装置の第1実施形態(機械的構造)の概略構造を示す縦断面図である。
【図2】第1実施形態の平面図である。
【図3】第1実施形態において可動部材が突出した状態を示す縦断面図である。
【図4】第1実施形態における可動部材の形状を示す正面図である。
【図5】本発明に係る点字表示装置の第2実施形態(機械的構造)の概略構造を示す縦断面図である。
【図6】本発明に係る点字表示装置の第3実施形態(制御系の構成)を示す構成ブロック図である。
【図7】本発明に係る点字表示装置の第4実施形態(制御系の構成)を示す構成ブロック図である。
【図8】第3及び第4実施形態におけるパルス幅制御による駆動信号を示すグラフである。
【図9】第4実施形態における予熱駆動を行う場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図10】第4実施形態における充電駆動を行う場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図11】本発明に係る点字表示装置の第5実施形態(制御系の構成)を示す構成ブロック図である。
【符号の説明】
10,20 ケース体
10a,20a 開口部
11,21 可動部材
11A,21A 上側挿通部
11B,21B 下側挿通部
11C,21C フランジ部
11a,21a 頂部
14,24 バイアスバネ
15,25 形状記憶合金バネ
16,17 端子板
26,27 熱電素子
40 制御指令手段
41,70 駆動信号生成手段
ACT 可動機構
DC 駆動信号生成手段
SR1,SR2 シフトレジスタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a braille display device, and more particularly to a structure of a braille display device configured to be driven using a shape memory alloy.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a braille display device has been proposed in which a plurality of movable members are configured so as to be able to appear and retract from the opening of the case body, and each of the movable members is driven to appear and retract by deformation accompanying the phase transformation of the shape memory alloy. . Each of these braille display devices is configured such that a plurality of movable mechanisms that combine a shape memory alloy and a display cup are arranged and protruded from an opening on the front surface of the case body. The shape memory alloys include those having a simple structure such as a rod shape, and those configured as a spring formed in a coil shape or a refractive shape.
[0003]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-166580, the display cup is disposed inside the opening of the case body, and a collar portion is provided at a portion disposed just inside the opening so as not to escape from the opening to the outside. The coil-shaped shape memory alloy spring is arranged so as to push up the display cup from below at the bottom of the display cup formed with the collar. The shape memory alloy spring receives heat from a heat transducer in contact with the lower end, and is heated and stretched to project the top of the display cup from the opening.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional braille display device, although there is a disclosure of the basic structure, there is a proposal of a specific structure for improving the operation performance when actually assembling as a braille display device and obtaining a precise operation. not exist. In particular, in the structure of the above publication, since the display cup is only placed on the upper end of the shape memory alloy spring, there is a concern that the display cup is not stable and malfunction or malfunction is likely to occur. Further, when a plurality of display cups are arranged as a braille device, it is necessary to form a wall surface between adjacent display cups. Such a structure is also disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-249182. Although described, it increases the volume of the apparatus and prevents miniaturization.
[0005]
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and the problem is that the operation of the movable member operated by the shape memory alloy can be stabilized, and the overall size can be easily reduced, and the preferable operation is achieved. The object is to realize a braille display device capable of obtaining performance.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Means taken by the present invention to solve the above-described problem is that a plurality of movable members configured to be able to protrude and retract from an opening formed on the board surface, and a reference temperature or temperature range as a reference temperature, the reference temperature is exceeded. A plurality of coil-shaped shape memory alloy springs that generate a predetermined shape restoring force when the movable member is lowered or lowered, and temperature control means for heating and / or cooling the shape memory alloy springs In the braille display element having the above, movable members are grouped, and electric power is supplied at different timings for each group.
[0007]
According to this means, the power consumption can be leveled, so that the power supply can be downsized. In addition, the apparatus can be reduced in size.
[0008]
In
[0009]
3. The movable member according to
[0010]
In Claim 3, It is desirable that either one of the shape memory alloy spring and the auxiliary spring is engaged inside the opening edge of the opening. One of the shape memory alloy spring and the auxiliary spring is engaged inside the opening edge, so that the shape memory is not provided without specially providing a support when operating the movable member with respect to the case body. An alloy spring or the auxiliary spring can be applied to the movable member.
[0011]
In Claim 3 or Claim 4, it is preferable to make the coil radius of the shape memory alloy spring smaller than the coil radius of the auxiliary spring. By reducing the diameter of the shape memory alloy spring, the interval between a plurality of adjacent shape memory alloy springs can be widened, so that the thermal influence between adjacent shape memory alloy springs can be reduced without providing a partition or the like. In addition, since the auxiliary spring has a large diameter, the operation of the movable member can be stabilized without a sufficient support structure.
[0012]
6. The movable member according to claim 5, wherein the movable member is provided with a first insertion part for inserting the shape memory alloy spring and a second insertion part for inserting the auxiliary spring, and an outer diameter of the first insertion part. Is preferably smaller than the outer diameter of the second insertion portion. Since the outer diameters of the first and second insertion portions of the movable member are formed in accordance with the coil diameter of the shape memory alloy spring and the coil diameter of the auxiliary spring, the axial support state between the two springs and the movable member Can be stabilized.
[0013]
Next, a plurality of movable members configured to be able to protrude and retract from openings formed in the board surface and a predetermined shape restoring force when a predetermined temperature or temperature range is set as a reference temperature and the reference temperature is exceeded or decreased. A plurality of coil-shaped shape memory alloy springs that cause each of the movable members to move in and out, and power supply means for heating the shape memory alloy springs by supplying an electric current, and the elastic force of the shape memory alloy springs A terminal member that is in contact with the shape memory alloy spring and is conductively connected to the shape memory alloy spring, the terminal member is made of a flexible conductive material, and is sandwiched between the movable member and an end of the shape memory alloy spring. The terminal member is supplied with electric power to the shape memory alloy spring.
[0014]
According to this means, the terminal member that contacts the shape memory alloy spring is provided, and power is supplied to the shape memory alloy spring via the terminal member that receives the elastic force from the shape memory alloy spring. By making the contact portion between the member and the shape memory alloy spring a material or a contact structure corresponding to the material of the shape memory alloy spring, the shape memory alloy spring is based on the elastic force even if it is merely in contact. Therefore, it is possible to secure a highly reliable actuator. Furthermore, since a flexible material is used, it is possible to flexibly follow the movement of the shape memory alloy spring and realize a stable and useful life connection. In addition, since the structure is simple, the size reduction is not hindered and the manufacturing cost is not significantly increased.
[0015]
In Claim 7, both the contact part with the said terminal member in the said shape memory alloy spring and the surface part contact | abutted to the said contact part in the said terminal member are comprised with the material with favorable electrical contact property. Is preferred. In general, since shape memory alloy springs are inferior in electrical contact properties, it is possible to supply power to shape memory alloy springs by configuring both the contact portion of the shape memory alloy spring and the surface portion of the terminal member with materials having good electrical contact properties. Reliability can be improved. In this case, since the contact between the terminal member and the shape memory alloy spring is made by a material having good electrical contact properties, the conductive connectivity between them can be further improved.
[0016]
Here, the material is preferably made of gold plating. Since the surface portion of the terminal member and the contact portion of the shape memory alloy spring are both made of gold plating, a stable and good conductive connection can be obtained. The shape memory alloy spring and the terminal member are preferably fixed in a conductive state. By fixing the shape memory alloy spring and the terminal member by welding, conductive paste, etc., it is possible to ensure more reliable conductive connectivity, and because the elastic force of the shape memory alloy spring is applied to the fixed portion, The durability or reliability of the fixing portion is also high.
[0017]
Furthermore, a movable member configured to be able to protrude and retract from an opening formed in the board surface, and a predetermined shape restoring force is generated when the predetermined temperature or temperature range is exceeded or below the reference temperature, and the movable member is moved. In a braille display element comprising a shape memory alloy spring that moves a member in and out and a temperature control means for heating and / or cooling the shape memory alloy spring, the temperature control means includes a thermoelectric element, and the thermoelectric element is By switching the direction of the current, the side in contact with or close to the shape memory alloy spring becomes a heat generating part and / or a heat absorbing part, and the heat generating part and / or the heat absorbing part in the thermoelectric element heats and / or heats the shape memory alloy spring. It is comprised so that it may cool.
[0018]
According to this means, since the temperature of the shape memory alloy spring is controlled by using a thermoelectric element as the temperature control means, heating or cooling can be precisely performed by electric energy, and the size can be reduced. There is no hindrance.
[0019]
The temperature control means is preferably configured so that the thermoelectric element heats and cools the shape memory alloy in accordance with the temperature of the shape memory alloy spring. Since the thermoelectric element is configured to be able to both heat and cool the shape memory alloy spring, rapid temperature control is possible, and the responsiveness of the actuator can be improved.
[0020]
The temperature detection means for detecting the temperature of the shape memory alloy spring is provided in any one of
[0021]
In any one of Claims 1-11, based on the control command means for controlling the said several movable member, and the drive command received from this control command means, the said shape memory alloy spring is heated or It is preferable to provide drive signal generating means for generating a drive signal for cooling.
[0022]
13. The shape of the drive signal generation unit according to
[0023]
In
[0024]
15. The structure according to
[0025]
In each of the above means, many of the shape memory alloys generate a restoring force only on one side (irreversibly). Therefore, both the shape memory alloy spring and the auxiliary spring (bias spring) are used. It is preferable that the two states are reversibly switched according to the balance of the elastic forces. However, some shape memory alloys reversibly change shape, and in that case, the movable member can be operated alone.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment according to the present invention will be described in detail.
[0027]
1ST EMBODIMENT FIG. 1: is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of 1st Embodiment of the braille display apparatus based on this invention, FIG. 2 is a top view of the same embodiment. In this embodiment, a plurality of
[0028]
A coil-shaped
[0029]
A coil-shaped shape
[0030]
In the state shown in FIG. 1, the
[0031]
As the shape
[0032]
In these cases, the reference temperature can be appropriately set over a wide range (for example, a range from −50 ° C. to 100 ° C. in the case of the Ni—Ti alloy) depending on the alloy composition and the like.
[0033]
The
[0034]
When a voltage is applied between the
[0035]
The
[0036]
FIG. 4 is a front view of the
[0037]
The shape
[0038]
Further, as shown in FIG. 4, the
[0039]
In the present embodiment, the
[0040]
Second Embodiment Next, the structure of a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the
[0041]
This embodiment is different from the first embodiment in that the shape
[0042]
In this embodiment, the shape
[0043]
In this case, the
[0044]
<Examples Regarding the Configuration of the Control System> Next, an embodiment related to the configuration of the control system suitable for any of the above-described embodiments or an embodiment including another drive unit structure will be described. The configuration described below relates to a functional block of the control system, a control method itself, and the like.
[0045]
[Third Embodiment] FIG. 6 shows a configuration of a control system according to a third embodiment of the present invention. This embodiment corresponds to the braille display device having the drive structure of the first embodiment, and includes a control command means 40 such as a central processing unit (CPU) and a drive signal connected to the control command means. And generating means 41.
[0046]
The drive signal generating means 41 is controlled by a command from the control command means 40, and a
[0047]
The drive signal output from the constant
[0048]
In the present embodiment, based on the temperature detection value obtained from the
[0049]
The
[0050]
Further, when the temperature control data signal TD from the control command means 40 includes an instruction to send back the temperature detection value, the comparison means 48 is temporarily changed to the output mode, and the temperature detection value is sent to the control command means 40. Is sent out. At this time, the
[0051]
The control command means 40 issues a drive data signal to the
[0052]
4TH EMBODIMENT Next, the example of another control system for controlling the drive part of the said 2nd Embodiment is demonstrated based on FIG. This control system is particularly configured for the purpose of improving the response of the braille display device and optimizing when a large number of braille display devices are connected to a common control command means.
[0053]
In the drive signal generating means 70, the power supplied from the
[0054]
In the present embodiment, the drive data signal DD and the drive latch signal DR are input to the D flip-
[0055]
The AND
[0056]
In this embodiment, the shape
[0057]
Here, the temperature control data signal TD sent from the control command means to the comparison means 78 is a 4-bit control data string S3, S2, S1, S0 and an 8-bit temperature as shown at the bottom of FIG. It includes 12-bit serial data consisting of data strings T7, T6, T5, T4, T3, T2, T1, and T0. Here, the command content from the control command means is transmitted to the comparison means 78 by the numerical value indicated by the control data string of the temperature control data signal TD, and the temperature command value from the control command means or the like is indicated by the numerical value indicated by the temperature data string. The PWM coefficient value and the like are transmitted to the comparison means 78. Table 1 below shows an example of numerical values of the control data string in the temperature control data signal TD and their meanings.
[0058]
[Table 1]
[0059]
When the control data string indicates 1 or 5, the numerical value shown in the temperature data string is stored in the comparison means 78 as the heating side temperature command value or the heating side PWM coefficient, and the control data string is 2 or 6 Is stored in the comparison means 78 as the cooling side temperature command value or the cooling side PWM coefficient. The cooling temperature data input mode is effective only in the case where the cooling mechanism is present, and thus is effective in the present embodiment, but is invalid when there is no cooling mechanism. When the control data string indicates 3, the comparison means 78 is changed to the output mode, and the temperature detection value sent from the temperature sensor is sent back to the control command means. Further, when the control data string indicates 4, the comparison means 78 outputs the difference data to the control command means.
[0060]
When the control command means knows from the data returned from the comparison means 78 that the temperature detection value has almost reached T1, it is ready for driving, and it can be driven by the command from the control command means.
[0061]
In the preheating state as described above, the temperature control data signal TD from the control command means informs the temperature command value T2, and if the temperature command value T2 is taken into the comparison means 78 by the temperature latch signal TR as described above, the comparison is made. The temperature starts to rise due to the difference data output by the
[0062]
Thus, by preheating the shape
[0063]
FIG. 10 shows the relationship between the charge amount of the charging
[0064]
After the drive of a certain
[0065]
As described above, the charging
[0066]
In the third embodiment and the present embodiment, the temperature may be detected by detecting the resistance value of the shape memory alloy spring itself instead of the temperature sensor. Since the resistance of the shape memory alloy spring itself changes depending on the temperature, it can be used for temperature detection like the thermistor. In order to adjust the relationship between the temperature and the resistance value of the shape memory alloy, appropriate data compensation may be performed in an amplifier circuit or a comparison means.
[0067]
Fifth Embodiment Finally, an embodiment of a system for driving a plurality of braille display devices will be described with reference to FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 11, a plurality of movable mechanisms ACT are provided in the braille display device, and a plurality of drive signal generation means DC are also provided correspondingly. Here, as the movable mechanism ACT, any of the operation parts of the first or second embodiment and its modifications (corresponding to at least the
[0068]
A line derived from a selector SL that receives a temperature control data signal TD from a control command means (not shown) and distributes the signal is input to each of the drive signal generation means DC. The selector is configured by a demultiplexer that distributes a data signal by a predetermined control signal. The drive signal generating means DC is connected to each line for passing the temperature latch signal TR, the drive latch signals DR1 and DR2, and the power supply control signal DCC described in the third or fourth embodiment. ing. The latter line is a common line for the plurality of drive signal generating means DC.
[0069]
The drive data signals DD1 and DD2 are introduced into the shift registers SR1 and SR2, and are supplied to the individual drive signal generation means DC based on the drive latch signals DR1 and DR2. Here, half of the drive signal generation means DC corresponding to the plurality of movable mechanisms ACT is controlled by the shift register SR1 and the drive latch signal DR1, and the other half is controlled by the shift register SR2 and the drive latch signal DR2.
[0070]
In this example, a temperature command value such as temperature data and a drive data signal are received for each drive signal generating means DC, a temperature command value is read by a common temperature latch signal, and individual braille display devices are read by a common drive latch signal. It is configured to drive on and off.
[0071]
In the present embodiment, the plurality of movable parts of the braille display device are divided into two groups, and the drive data signals DD1, DD2 and the drive latch signals DR1, DR2 are transmitted for each group. The drive can be switched quickly.
[0072]
In the above embodiment, the load on the power supply capacity can be reduced by providing a charging circuit in each drive signal generating means DC. Furthermore, the power supply control signal DCC is switched at different timings for each group. As a result, it is possible to further smooth the power supply and demand in the case of a large number of driving, and to reduce the capacity of the power supply circuit.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the shape memory alloy spring is provided with the engaging member that is inserted into the shape memory alloy spring and engages the shape memory alloy spring in the axial direction. Since the movable member can be driven by acting on the movable member via the engaging portion, and the shape memory alloy spring can be pivotally supported, it is possible to perform a stable operation with a simple structure. In addition, since it is not necessary to provide a support portion that supports the shape memory alloy spring from the periphery, such as a partition wall that supports and accommodates the shape memory alloy spring, the apparatus can be downsized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic structure of a first embodiment (mechanical structure) of a braille display device according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the first embodiment.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a state in which a movable member protrudes in the first embodiment.
FIG. 4 is a front view showing a shape of a movable member in the first embodiment.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a schematic structure of a second embodiment (mechanical structure) of the braille display device according to the present invention.
FIG. 6 is a configuration block diagram showing a third embodiment (configuration of control system) of the braille display device according to the present invention.
FIG. 7 is a configuration block diagram showing a fourth embodiment (configuration of control system) of the braille display device according to the present invention.
FIG. 8 is a graph showing a drive signal by pulse width control in the third and fourth embodiments.
FIG. 9 is a timing chart showing an operation when preheating driving is performed in the fourth embodiment.
FIG. 10 is a timing chart showing an operation when charge driving is performed in the fourth embodiment.
FIG. 11 is a configuration block diagram showing a fifth embodiment (configuration of control system) of the braille display device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
10,20 Case body
10a, 20a opening
11, 21 Movable member
11A, 21A Upper insertion part
11B, 21B Lower insertion part
11C, 21C flange
11a, 21a Top
14,24 Bias spring
15, 25 Shape memory alloy spring
16, 17 Terminal board
26, 27 Thermoelectric element
40 Control command means
41, 70 Drive signal generating means
ACT movable mechanism
DC drive signal generating means
SR1, SR2 shift register
Claims (15)
前記可動部材をグループ化し、前記グループ毎にタイミングをずらして電力を供給することを特徴とする点字表示装置。A plurality of movable members configured to be able to protrude and retract from openings formed in the board surface, and a predetermined shape restoring force is generated when the predetermined temperature or temperature range is exceeded or below the reference temperature, and the movable A braille display device comprising a plurality of coil-shaped shape memory alloy springs that cause each of the members to move in and out, and temperature control means for heating and / or cooling the shape memory alloy springs,
A Braille display device, wherein the movable members are grouped and electric power is supplied at different timings for each group .
前記給電手段は、前記形状記憶合金バネの弾性力を受けつつ当接し、前記形状記憶合金バネに導電接続される端子部材が設けられ、前記端子部材はフレキシブルな導電素材よりなり、前記可動部材と前記形状記憶合金バネの端部により挟持され、該端子部材から前記形状記憶合金バネに電力供給がされることを特徴とする点字表示装置。A plurality of movable members configured to be able to protrude and retract from openings formed in the board surface, and a predetermined shape restoring force is generated when the predetermined temperature or temperature range is exceeded or below the reference temperature, and the movable A plurality of coil-shaped shape memory alloy springs that cause each of the members to move in and out, and a power feeding means for heating the shape memory alloy springs by passing an electric current,
The power supply means abuts while receiving the elastic force of the shape memory alloy spring, and is provided with a terminal member that is conductively connected to the shape memory alloy spring, the terminal member is made of a flexible conductive material, and the movable member and A braille display device characterized in that the shape memory alloy spring is sandwiched between ends of the shape memory alloy spring, and power is supplied from the terminal member to the shape memory alloy spring.
前記温度制御手段は電流の向きを切り換えることによって、前記形状記憶合金バネに接触または近接した側が発熱部及び/又は吸熱部となる熱電素子を有し、該熱電素子における発熱部及び/又は吸熱部によって前記形状記憶合金バネを加熱及び/又は冷却するように構成されていることを特徴とする点字表示装置。A movable member configured to be able to protrude and retract from an opening formed in the board surface, and a predetermined shape restoring force is generated when the predetermined temperature or temperature range is exceeded or below the reference temperature, and the movable member is and the shape memory alloy spring which infested operation, a Braille display device having a temperature control means for heating and / or cooling the shape memory alloy spring,
The temperature control means has a thermoelectric element in which the side in contact with or close to the shape memory alloy spring becomes a heat generating part and / or a heat absorbing part by switching the direction of current, and the heat generating part and / or the heat absorbing part in the thermoelectric element A braille display device configured to heat and / or cool the shape memory alloy spring.
複数の前記可動部材を制御するための制御指令手段と、該制御指令手段から受ける駆動指令に基づいて、前記形状記憶合金バネを加熱若しくは冷却するための駆動信号を発生する駆動信号生成手段とを有し、
前記形状記憶合金バネを予熱し動作開始時間を短縮したことを特徴とする点字表示装置。A plurality of movable members configured to be able to protrude and retract from openings formed in the board surface, and a predetermined shape restoring force is generated when the predetermined temperature or temperature range is exceeded or below the reference temperature, and the movable A braille display device comprising a plurality of coil-shaped shape memory alloy springs that cause each of the members to move in and out, and temperature control means for heating and / or cooling the shape memory alloy springs,
Control command means for controlling the plurality of movable members, and drive signal generation means for generating a drive signal for heating or cooling the shape memory alloy spring based on a drive command received from the control command means Have
A braille display device, wherein the shape memory alloy spring is preheated to shorten an operation start time .
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