JP4104084B1 - 3D tactile display driven by magnetic force - Google Patents
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Abstract
【課題】
コンピュータに接続された3次元触覚ディスプレイについて、出力時の触知面上における触知ピンの見た目煩わしい往復動(上下動)を解消すること。重力の影響に左右されない触知ピン駆動機構を実現すること。出力速度を高めること。低コストとすること。触知ピンの高い実装密度を可能とすること。
【解決手段】
触知ピンを磁力にて吸着した状態で触知ピン吸着板を触知ピンの突出方向へ移動させることにより、前記触知ピンを突出方向に移動させる。該移動過程において、個別に触知ピンの突出方向移動を制動しうる制動機構にて、各触知ピンが任意の位置に達した時にそれぞれ個別に制動すれば、前記吸着が外れ、触知ピンは制動位置にて保持される。
【選択図】図6【Task】
To eliminate the troublesome reciprocation (vertical movement) of the tactile pin on the tactile surface at the time of output for the three-dimensional tactile display connected to the computer. To realize a tactile pin drive mechanism that is not affected by the influence of gravity. Increase output speed. Make it low cost. Enable high mounting density of tactile pins.
[Solution]
The tactile pin is moved in the projecting direction by moving the tactile pin suction plate in the projecting direction of the tactile pin while the tactile pin is attracted by the magnetic force. In the moving process, if the brake mechanism that can individually brake the movement of the tactile pin in the protruding direction is braked individually when each tactile pin reaches an arbitrary position, the suction is released, and the tactile pin is released. Is held at the braking position.
[Selection] Figure 6
Description
本発明は、コンピュータに接続された3次元触覚ディスプレイの触知ピンの駆動機構に関するものである。 The present invention relates to a drive mechanism for a tactile pin of a three-dimensional tactile display connected to a computer.
特開2005−3797の図3には、圧電素子アクチュエータの自由端にて触知ピンを押し上げる様子が示されている。貼り合わされた2層の圧電素子の伸縮差によって曲がるタイプの圧電素子アクチュエータが、水平方向に自由端をずらして幾層にも配設されている。圧電素子アクチュエータを駆動すると自由端が触知ピンを押し上げる。 FIG. 3 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-3797 shows a state where the tactile pin is pushed up at the free end of the piezoelectric element actuator. A piezoelectric element actuator of a type that bends due to a difference in expansion and contraction between two layers of bonded piezoelectric elements is arranged in several layers with the free end shifted in the horizontal direction. When the piezoelectric element actuator is driven, the free end pushes up the tactile pin.
特開平6−301335は、上下方向に移動自在に支持される触知ピンと、その略鉛直下方に配設されて前記触知ピンを押し上げるカムと、その略鉛直下方に配設されて前記カムを作動させる圧電素子アクチュエータによって構成される。垂直方向に配設される前記圧電素子アクチュエータの上端は自由端となっており、圧電素子アクチュエータを駆動すると該自由端が動いてカムを回転させ、触知ピンが押し上げられる。 Japanese Patent Laid-Open No. 6-301335 discloses a tactile pin that is supported so as to be movable in the vertical direction, a cam that is disposed substantially vertically below to push up the tactile pin, and a cam that is disposed substantially vertically below the cam. It is constituted by a piezoelectric element actuator to be operated. The upper end of the piezoelectric element actuator arranged in the vertical direction is a free end. When the piezoelectric element actuator is driven, the free end moves to rotate the cam, and the tactile pin is pushed up.
特開2000−89895の段落「0009」には、先行技術として、「取付板に摺動可能に貫通した多数のピンと、ピンのそれぞれを取付板内に没する方向に付勢する付勢手段とを備える装置が提案されている。この装置は、取付板と平行な昇降板を移動して全てのピンを同時に最高位置まで突出させた後、昇降板を降下してこれらのピンを後退させ、ブレーキ機構により各ピンを上下方向の任意の位置で係止させるようにしたもの」との記述がある。 In paragraph “0009” of Japanese Patent Laid-Open No. 2000-89895, as a prior art, “a large number of pins that slidably penetrate the mounting plate, and biasing means that biases each of the pins in a direction to be immersed in the mounting plate,” A device is proposed which moves a lifting plate parallel to the mounting plate to project all pins simultaneously to the highest position, then lowers the lifting plate to retract these pins, There is a description that “the brake mechanism locks each pin at an arbitrary position in the vertical direction”.
実開平3−14674は、昇降板にて触知ピン群を初期位置まで押し上げ、該初期位置から該昇降板を降下させてくる過程において個々の触知ピンを制動するという構成が示されている。
特開2005−3797のような方式は、触知ピンの数が増えるにしたがって圧電素子アクチュエータの配設される階層が増え、装置の厚みが増していくし、触知ピンは凸と凹の2値出力しか表現できない。 In a method such as Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-3797, the number of piezoelectric element actuators increases as the number of tactile pins increases, and the thickness of the device increases. Only value output can be expressed.
特開平6−301335は、構造が複雑になるうえ、触知ピンは凸と凹の2値出力しか表現できない。 Japanese Patent Laid-Open No. 6-301335 has a complicated structure, and the tactile pin can express only a binary output of a convex and a concave.
特開2000−89895の記述について、該先行文献についてはその存在を確認できない。そのため、どのような手段にて触知ピンを付勢しているのか明らかでないが、技術常識として、ばね等の弾性体による付勢が想定される。その場合、触知ピンの数だけばねを用意しなければならないのでコストが大きくなるし、触知ピンの軸方向可動量を大きく確保しようとすると、それに応じてばねを長くしなければならないので、更にコストがかかる。また、触知ピンの数が多くなるに応じて、それを付勢するばねの数が増えるので、支持台を該付勢に抗して初期化位置まで触知ピン群を押し上げるために要する力が大きくなり、そのためのアクチュエータを強化せねばならず、消費電力も大きくなってしまう。また、触知ピンの軸方向移動を制動する制動機構は、ばねの力に抗して制動しなければならないため、強い制動力が要求されるため、制動機構の消費電力が大きくなってしまう。 Regarding the description of Japanese Patent Laid-Open No. 2000-89895, the existence of the prior document cannot be confirmed. For this reason, it is not clear by what means the tactile pin is urged, but urging by an elastic body such as a spring is assumed as technical common sense. In that case, as many springs as the number of tactile pins have to be prepared, the cost increases, and if the amount of axial movement of the tactile pins is to be secured large, the spring must be lengthened accordingly. Further costs are incurred. Also, as the number of tactile pins increases, the number of springs that urge them increases, so the force required to push up the tactile pins to the initialization position against the urging force. Therefore, the actuator for that purpose must be strengthened, and the power consumption increases. Moreover, since the braking mechanism that brakes the axial movement of the tactile pin must be braked against the force of the spring, a strong braking force is required, so that the power consumption of the braking mechanism increases.
実開平3−14674は、いったん全ての触知ピンが昇降板によって初期位置まで押し上げられる(ステップ1)、次にそれら触知ピンが重力によって引き込まれる過程で個々の触知ピンが制動される(ステップ2)。というように、触知板上における触知ピンの出没が2段階のステップを経て出力される(すなわち、触知ピンが触知板上で上下に往復動することによって出力される)。この2段階のステップを要することが使用者にとって見た目に煩わしく感じられ、また、出力速度の制約要因ともなっている。3次元触覚ディスプレイは、視覚障害者にとっては触覚表現であるが、晴眼者にとっては視覚表現でもある。その意味で、3次元触覚ディスプレイはバリアフリーであるといえる。本発明の課題の一つは、触知板上における触知ピンの見た目煩わしい上下動(出没動)を解消することである。また、その過程において出力速度を高めることも本発明の課題である。 In the actual open flat 3-14674, all the tactile pins are once pushed up to the initial position by the lifting plate (step 1), and then the individual tactile pins are braked in the process in which the tactile pins are pulled in by gravity (see FIG. Step 2). As described above, the appearance of the tactile pin on the tactile plate is output through two steps (that is, output by reciprocating the tactile pin up and down on the tactile plate). The need for these two steps is bothersome for the user and is a limiting factor for the output speed. The three-dimensional tactile display is a tactile expression for visually impaired persons, but is also a visual expression for sighted persons. In that sense, it can be said that the three-dimensional tactile display is barrier-free. One of the problems of the present invention is to eliminate the troublesome vertical movement (in / out movement) of the tactile pin on the tactile plate. It is also an object of the present invention to increase the output speed in the process.
本発明の課題は、先行技術におけるこれら諸問題を解決することにある。また、本発明の他の課題は、3次元触覚ディスプレイにおいて、触知ピンの実装密度を高くすること、触知ピンの数を増やしても装置の厚みが増さないようにすること、出力速度を速くすること、消費電力を小さくすること等である。 An object of the present invention is to solve these problems in the prior art. Another object of the present invention is to increase the mounting density of tactile pins in a three-dimensional tactile display, to prevent the thickness of the device from increasing even if the number of tactile pins is increased, and to output speed. Speeding up, reducing power consumption, and the like.
また、本発明の別の課題は、逆さまや壁掛けや無重力状態など重力の影響に左右されずに動作しうるようにすることである。 Another object of the present invention is to enable operation without being influenced by the influence of gravity, such as upside down, wall hanging, or weightlessness.
また、本発明の別の課題は、製造コストの低い触知ピンを用いることにより、3次元触覚ディスプレイの製造コストを低く抑えることである。触知ピンの突出量にて表現される3次元触覚ディスプレイは、触知ピンを大量に用いる。そのため、触知ピンの製造コストは3次元触覚ディスプレイの製造コストに影響を及ぼす。本発明の課題の一つは、低コストで製造しうる触知ピンを利用可能な構成とすることにより、製造コストの低い3次元触覚ディスプレイを提供することである。 Another object of the present invention is to keep the manufacturing cost of a three-dimensional tactile display low by using a tactile pin with a low manufacturing cost. The three-dimensional tactile display expressed by the protruding amount of the tactile pins uses a large amount of tactile pins. Therefore, the manufacturing cost of the tactile pin affects the manufacturing cost of the three-dimensional tactile display. One of the objects of the present invention is to provide a three-dimensional tactile display with low manufacturing cost by adopting a configuration in which a tactile pin that can be manufactured at low cost can be used.
上記の目標を達成するため、具体的には次のような構成とした。すなわち、コンピュータに接続され、該コンピュータからの出力によって触知ピンの突出量が制御される出力装置であり、触知ピンを有し、触知ピン吸着板を有し、前記触知ピンと前記触知ピン吸着板は磁力にて相互に吸着されうるものであり、前記触知ピンと前記触知ピン吸着板が磁力にて相互に吸着された状態で、前記触知ピン吸着板を前記触知ピンの突出方向へ移動させうる移動機構を有し、前記触知ピンの突出方向移動を個別に制動しうる制動機構を有する構成とした。 Specifically, in order to achieve the above goals, the following configuration was adopted. That is, an output device that is connected to a computer and controls the protruding amount of the tactile pin by an output from the computer, has a tactile pin, has a tactile pin suction plate, and has the tactile pin and the tactile pin. The intelligent pin adsorption plate can be mutually adsorbed by a magnetic force, and the tactile pin adsorption plate is attached to the tactile pin in a state where the tactile pin and the tactile pin adsorption plate are mutually adsorbed by a magnetic force. It has the structure which has the moving mechanism which can be moved to the protrusion direction of this, and has the brake mechanism which can brake individually the protrusion direction movement of the said tactile pin.
また、コンピュータに接続され、該コンピュータからの出力によって触知ピンの突出量が制御される出力装置であり、触知ピンを有し、触知ピン吸着板を有し、前記触知ピンと前記触知ピン吸着板は磁力にて相互に吸着されうるものであり、前記触知ピンと前記触知ピン吸着板が磁力にて相互に吸着された状態で、前記触知ピン吸着板を前記触知ピンの突出方向へ移動させうる移動機構を有し、前記触知ピンの突出方向移動を個別に制動しうる制動機構を有し、前記触知ピン吸着板と前記触知ピンが、前記触知ピンの側面において、磁力にて相互に吸着されうるものである構成とした。 Further, the output device is connected to a computer, and the protruding amount of the tactile pin is controlled by an output from the computer, has a tactile pin, has a tactile pin suction plate, and includes the tactile pin and the tactile pin. The intelligent pin adsorption plate can be mutually adsorbed by a magnetic force, and the tactile pin adsorption plate is attached to the tactile pin in a state where the tactile pin and the tactile pin adsorption plate are mutually adsorbed by a magnetic force. A moving mechanism that can move in the protruding direction of the tactile pin, and a braking mechanism that can individually brake the movement of the tactile pin in the protruding direction. On the other side, the structure can be mutually adsorbed by magnetic force.
また、コンピュータに接続され、該コンピュータからの出力によって触知ピンの突出量が制御される出力装置であり、触知ピンを有し、触知ピン吸着板を有し、前記触知ピンと前記触知ピン吸着板は磁力にて相互に吸着されうるものであり、前記触知ピンと前記触知ピン吸着板が磁力にて相互に吸着された状態で、前記触知ピン吸着板を前記触知ピンの突出方向へ移動させうる移動機構を有し、前記触知ピンの突出方向移動を個別に制動しうる制動機構を有し、前記触知ピンが、側面に突起形状部位を有するものであり、前記触知ピン吸着板と前記触知ピンが、前記突起形状部位の上面又は側面において、磁力にて相互に吸着されうるものである構成とした。 Further, the output device is connected to a computer, and the protruding amount of the tactile pin is controlled by an output from the computer, has a tactile pin, has a tactile pin suction plate, and includes the tactile pin and the tactile pin. The intelligent pin adsorption plate can be mutually adsorbed by a magnetic force, and the tactile pin adsorption plate is attached to the tactile pin in a state where the tactile pin and the tactile pin adsorption plate are mutually adsorbed by a magnetic force. A moving mechanism that can move in the protruding direction of the tactile pin, and a braking mechanism that can individually brake the movement of the tactile pin in the protruding direction, and the tactile pin has a protruding portion on the side surface, The tactile pin adsorbing plate and the tactile pin can be adsorbed to each other by magnetic force on the upper surface or side surface of the protrusion-shaped portion.
また、コンピュータに接続され、該コンピュータからの出力によって触知ピンの突出量が制御される出力装置であり、触知ピンを有し、触知ピン吸着板を有し、前記触知ピンと前記触知ピン吸着板は磁力にて相互に吸着されうるものであり、前記触知ピンと前記触知ピン吸着板が磁力にて相互に吸着された状態で、前記触知ピン吸着板を前記触知ピンの突出方向へ移動させうる移動機構を有し、前記触知ピンの突出方向移動を個別に制動しうる制動機構を有し、前記触知ピンが、上向き段差面を有するものであり、前記触知ピン吸着板と前記触知ピンが、前記上向き段差面において、磁力にて相互に吸着されうるものである構成とした。 Further, the output device is connected to a computer, and the protruding amount of the tactile pin is controlled by an output from the computer, has a tactile pin, has a tactile pin suction plate, and includes the tactile pin and the tactile pin. The intelligent pin adsorption plate can be mutually adsorbed by a magnetic force, and the tactile pin adsorption plate is attached to the tactile pin in a state where the tactile pin and the tactile pin adsorption plate are mutually adsorbed by a magnetic force. A moving mechanism that can move in the protruding direction of the tactile pin, a braking mechanism that can individually brake the movement of the tactile pin in the protruding direction, and the tactile pin has an upward step surface, The intelligent pin adsorption plate and the tactile pin can be mutually adsorbed by magnetic force on the upward stepped surface.
以下、より詳しく説明する。
本発明の基本的な構成は、触知ピンと、該各触知ピンの突出方向移動を個別に制動し得る制動機構と、触知ピン吸着板と、該触知ピン吸着板を触知ピンの突出方向へ移動させうる移動機構とからなる。前記触知ピン吸着板及び前記触知ピンはそれぞれ磁石あるいは磁性体であり、磁力によって相互に吸着される。ここで、前記触知ピン吸着板が磁力によって前記触知ピンを吸着した状態で、前記移動機構にて触知ピンの突出方向へ移動されることにより、前記触知ピンは突出方向へ移動される。触知ピンの該移動過程において、前記各触知ピンはそれぞれ目的の位置あるいはタイミングに達したところで、個別に、前記制動機構にて制動される。各触知ピンは制動された時点で吸着が外れ、該制動位置にて保持される。本発明の重要な特徴は、触知ピンが磁力にて吸着されたまま牽引されることにある。
This will be described in more detail below.
The basic configuration of the present invention includes a tactile pin, a braking mechanism capable of individually braking the movement in the protruding direction of each tactile pin, a tactile pin suction plate, and the tactile pin suction plate. And a moving mechanism capable of moving in the protruding direction. The tactile pin suction plate and the tactile pin are each a magnet or a magnetic body and are attracted to each other by a magnetic force. Here, the tactile pin adsorption plate is moved in the protruding direction by being moved in the protruding direction of the tactile pin by the moving mechanism in a state where the tactile pin is adsorbed by the magnetic force. The In the process of moving the tactile pin, each tactile pin is individually braked by the brake mechanism when it reaches a target position or timing. Each tactile pin is desorbed when it is braked and held at the braking position. An important feature of the present invention is that the tactile pin is pulled while being attracted by a magnetic force.
請求範囲でいう、(触知ピンの突出方向移動を個別に制動しうる)制動機構は、触知ピンの突出方向移動を個別に制動しうるものであるならば、どのようなものでも良い。該制動機構の仕組み・数・配置などについて、どのようなものを用いても良い。触知ピン制動機構は触知ピン1本につき、かならずしも1個が用いられる必要は無いのであり、制動機構は複数用いられていても良い。例えば、触知ピン制動機構は図7のように触知ピンの軸方向に複数個設けても良いし、図3のように触知ピンの両側から挟みこむように設けても良いのであり、このように複数個の制動機構を用いることにより、制動力を上げる方法も考えられる。ただし、これらはあくまで1例であり、触知ピン制動機構の仕組み・数・配置などについて、触知ピンの突出方向移動を個別に制動しうるものであるならば、どのようなものでも良いのであり、これによって本発明が制約されるものではない。 The braking mechanism (which can individually brake the movement in the protruding direction of the tactile pin) in the claims may be any as long as it can individually brake the movement in the protruding direction of the tactile pin. Any mechanism, number, arrangement, etc. of the braking mechanism may be used. It is not always necessary to use one tactile pin braking mechanism for each tactile pin, and a plurality of braking mechanisms may be used. For example, a plurality of tactile pin braking mechanisms may be provided in the axial direction of the tactile pin as shown in FIG. 7, or may be provided so as to be sandwiched from both sides of the tactile pin as shown in FIG. Thus, a method of increasing the braking force by using a plurality of braking mechanisms is also conceivable. However, these are only examples, and any mechanism, number, and arrangement of the tactile pin braking mechanism may be used as long as they can individually brake the movement in the protruding direction of the tactile pins. There is no limitation on the present invention.
本発明において、触知ピン制動機構による触知ピンの制動及び解除は必ずしも触知ピンの位置や触知ピン吸着板の位置等の位置情報に応じてなされる必要は無く、タイミング情報に応じてなされても良い。例えば、ステッピングモータにて触知ピン吸着板を移動し、その位置情報に基づいて触知ピンを制動・解除しても良いし、あるいは、個々の触知ピンの突出量を検知するセンサー(位置情報)に基づいて触知ピンを制動・解除しても良いし、あるいは、触知ピン吸着板をほぼ一定速度で連続的に移動させながら、任意のタイミングで触知ピンを制動・解除しても良い。ただし、これらはあくまで一例であり、どのような情報に基づいてなされても良いのであり、本発明はこれによって制約されるものではない。 In the present invention, the braking and release of the tactile pin by the tactile pin braking mechanism does not necessarily have to be performed according to position information such as the position of the tactile pin or the position of the tactile pin suction plate, but according to the timing information. May be made. For example, the tactile pin suction plate may be moved by a stepping motor, and the tactile pin may be braked / released based on the position information, or a sensor (position for detecting the protruding amount of each tactile pin) The tactile pin may be braked / released based on the information), or the tactile pin suction plate may be braked / released at any time while continuously moving the tactile pin suction plate at a substantially constant speed. Also good. However, these are merely examples, and may be made based on any information, and the present invention is not limited thereby.
請求範囲でいう、触知ピンについて、該触知ピンはどのようなものを用いても良い。例えば、触知ピンは戻り止めを有する形状とすることにより、該触知ピンが脱落することを防ぐことができる。また、触知ピンは必ずしも円柱である必要は無く、該触知ピンの軸に垂直な断面はどのような形状でも良いのであり、例えば、該断面を四角形その他の多角形にしても良い。また、触知ピンの軸に垂直な断面の断面積は必ずしも均一である必要は無く、触知ピンは円錐、三角錐、四角錐などを用いても良い。また、図4に示すように、段差面を有する形状としても良い。また、側面に突起形状部位を有する形状でもよい。また、触知ピンの大きさ(太さ・長さなどを含む)はどのようなものでも良い。ただし、視覚障害者の利用を考慮すると、点字が表現できる大きさのものが望ましい。また、触知ピンは異質な材料を組み合わせて構成しても良いのであり、例えば先端部に柔らかい材料を用いることにより、指で触知した時の感触に配慮することもできる。ただし、これらはあくまで一例であり、本発明における触知ピンの形状・大きさ・材質などはどのようなものでも良いのであり、本発明はこれによって制約されるものではない。 Regarding the tactile pin referred to in the claims, any tactile pin may be used. For example, when the tactile pin has a detent shape, the tactile pin can be prevented from falling off. Further, the tactile pin is not necessarily a cylinder, and the cross section perpendicular to the axis of the tactile pin may have any shape. For example, the cross section may be a quadrilateral or other polygon. Further, the cross-sectional area of the cross section perpendicular to the axis of the tactile pin is not necessarily uniform, and the tactile pin may be a cone, a triangular pyramid, a quadrangular pyramid, or the like. Moreover, as shown in FIG. 4, it is good also as a shape which has a level | step difference surface. Moreover, the shape which has a protrusion-shaped site | part may be sufficient as a side surface. The tactile pin may have any size (including thickness and length). However, considering the use of visually impaired people, it is desirable to have a size that can represent Braille. Further, the tactile pin may be configured by combining different materials. For example, by using a soft material at the tip, it is possible to consider the touch when touching with a finger. However, these are merely examples, and any shape, size, material, and the like of the tactile pins in the present invention may be used, and the present invention is not limited thereby.
触知ピンは必ずしもマトリックス状に配列されている必要は無く、どのような配列・配置でも良い。例えば、点字に対応した配列でも良い。もちろん、該触知ピンがマトリックス状に配列されている場合でも、3次元形状の出力のみならず、通常の点字ディスプレイとして使用する(2値出力)ことも出来る。 The tactile pins do not necessarily have to be arranged in a matrix, and any arrangement / arrangement may be used. For example, an arrangement corresponding to Braille may be used. Of course, even when the tactile pins are arranged in a matrix, not only a three-dimensional shape output but also a normal braille display (binary output) can be used.
請求範囲でいう、(触知ピン側面に有する)突起形状部位について、該突起形状部位の形状・個数・配置などはいかなるものでもよく、これによって本発明が制約されるものではない。例えば、図10aに示すように、触知ピンの周囲を取り巻くように円盤状の突起形状部位が設けられていても良い(このように触知ピンの周囲を取り巻いている状態も、請求範囲でいう触知ピンの「側面に有する」概念に含まれる)し、図10bに示すようなタブ状の突起形状部位が設けられていても良い。また、図10cに示すように触知ピン下端部に設けられていても良いのであり、この場合も請求範囲でいう触知ピンの「側面に有する」概念に含まれる。図10に示した例は、いずれも触知ピンの側面に設けた突起形状部位の例を示している。ただし、これらはあくまで一例であり、触知ピン側面に有する突起形状部位はどのようなものでも良いのであり、これによって本発明が制約されるものではない。 Regarding the protrusion-shaped part (having the tactile pin side surface) in the claims, the shape, number, arrangement, etc. of the protrusion-shaped part may be anything, and the present invention is not limited thereby. For example, as shown in FIG. 10a, a disk-like protrusion-shaped portion may be provided so as to surround the tactile pin (the state surrounding the tactile pin is also within the scope of the claims). (It is included in the concept of “having on the side” of the tactile pin), and a tab-like protrusion-shaped portion as shown in FIG. 10b may be provided. Further, as shown in FIG. 10c, it may be provided at the lower end portion of the tactile pin, and this case is also included in the concept of “having on the side surface” of the tactile pin in the claims. The example shown in FIG. 10 shows an example of a protrusion-shaped portion provided on the side surface of the tactile pin. However, these are merely examples, and any protrusion-shaped portion on the side surface of the tactile pin may be used, and the present invention is not limited thereby.
請求範囲でいう、磁力にて相互に吸着されうる構成とは、触知ピン吸着板と触知ピンは磁力によって相互に吸着されうるものであれば、どのような構成を用いても良い。例えば、触知ピン吸着板が磁石で触知ピンが磁性体(鉄など磁石に吸着されるもの)であっても良いし、触知ピン吸着板が磁性体で触知ピンが磁石であっても良いし、極性の異なる(相互に吸着する)磁石同士であっても良い。また、触知ピンが磁性体あるいは磁石である場合、かならずしも、触知ピン全体が磁性体あるいは磁石である必要は無く、触知ピンの一部が磁性体あるいは磁石であっても良い。また、触知ピン吸着板が磁石あるいは磁性体である場合、かならずしも、触知ピン吸着板の全体が磁石あるいは磁性体である必要は無く、その一部が磁石あるいは磁性体で構成されていても良い。また、触知ピンを磁力にて吸着する場合、触知ピンのいかなる部位を触知ピン吸着板のいかなる部位にて吸着しても良いし、いかなる方向から吸着しても良い。例えば、触知ピンの側面を吸着しても良い。また、側面に突起形状部位を有する触知ピンの場合は該突起形状部位を吸着しても良い。この際、該突起形状部位のどの部位をいかなる方向から吸着しても良い。また、段差面を有する触知ピンの場合は該段差面を吸着しても良い。ただし、これらはあくまで一例であり、これらによって本発明が制約されるものではない。 The configuration that can be mutually attracted by magnetic force as used in the claims may be any configuration as long as the tactile pin suction plate and the tactile pin can be mutually attracted by magnetic force. For example, the tactile pin adsorption plate may be a magnet and the tactile pin may be a magnetic body (such as iron). The tactile pin adsorption plate may be a magnetic body and the tactile pin is a magnet. Alternatively, magnets having different polarities (adsorbed to each other) may be used. Further, when the tactile pin is a magnetic body or a magnet, it is not always necessary that the tactile pin is a magnetic body or a magnet, and a part of the tactile pin may be a magnetic body or a magnet. In addition, when the tactile pin adsorption plate is a magnet or a magnetic body, the entire tactile pin adsorption plate is not necessarily a magnet or a magnetic body, and a part of the tactile pin adsorption plate may be composed of a magnet or a magnetic body. good. Further, when the tactile pin is attracted by a magnetic force, any part of the tactile pin may be adsorbed at any part of the tactile pin adsorption plate or may be adsorbed from any direction. For example, the side surface of the tactile pin may be adsorbed. In the case of a tactile pin having a protrusion-shaped part on the side surface, the protrusion-shaped part may be adsorbed. At this time, any part of the protrusion-shaped part may be adsorbed from any direction. In the case of a tactile pin having a step surface, the step surface may be adsorbed. However, these are merely examples, and the present invention is not limited by these.
本発明において「上」や「上方」などの表現は、触知ピンの突出方向を大まかに指す。同じく「下」や「下方」などの表現は、触知ピンの没入方向を大まかに指す。 In the present invention, expressions such as “upper” and “upper” roughly indicate the protruding direction of the tactile pin. Similarly, expressions such as “below” and “below” generally indicate the immersion direction of the tactile pin.
請求範囲でいう、触知ピン吸着板について、該触知ピン吸着板は磁力によって触知ピンと相互に吸着されうるものであれば、どのようなものでも良いのであり、これによって本発明が制約されることは無い。なぜなら、触知ピン吸着板がどのようなものであるかは、該触知ピン吸着板と磁力にて相互に吸着される触知ピンとの関係によって左右されるからである。すなわち、どんな形状の触知ピンと吸着されるのか、触知ピンのどの部位と吸着されるのか、触知ピンをどの方向から吸着するのかなど、磁力にて相互に吸着される触知ピンとの相互関係によって最適な触知ピン吸着板が用いられるべきである。 With respect to the tactile pin adsorption plate referred to in the claims, the tactile pin adsorption plate may be any one as long as it can be mutually adsorbed by the magnetic force, which restricts the present invention. There is nothing to do. This is because what the tactile pin suction plate is is dependent on the relationship between the tactile pin suction plate and the tactile pins that are mutually attracted by magnetic force. That is, the shape of the tactile pin that is attracted, the part of the tactile pin that is attracted, the direction from which the tactile pin is attracted, etc. Depending on the relationship, the best tactile pin suction plate should be used.
触知ピン吸着板を触知ピンの突出方向へ移動させる時、該触知ピン吸着板はとどまることなく連続的に移動させても良いし、例えば、移動中において触知ピンを制動する度毎に一時停止しても良いのであり、本発明は、触知ピン吸着板のこのような移動の制御の仕方によって制約されるものではない。 When the tactile pin suction plate is moved in the protruding direction of the tactile pin, the tactile pin suction plate may be continuously moved without staying, for example, every time the tactile pin is braked during the movement. The present invention is not limited by the manner of controlling such movement of the tactile pin suction plate.
請求範囲でいう(触知ピン吸着板を触知ピンの突出方向へ移動させうる)移動機構について、触知ピン吸着板を触知ピンの(おおまかに)突出方向へ移動させうるものであれば、該移動機構はどのようなものでも良いのであり、移動機構の仕組みなどによって本発明が制約されるものではない。一例として、送りねじとガイドを用いた方法を挙げることが出来る。例えば、触知ピン吸着板を移動する複数の送りねじを歯付きベルトで連動させることにより、広い面であっても略水平を保ったまま(触知ピンの)突出方向に移動させることが出来る。また、図1及び図2は斜面を利用して触知ピン吸着板を突出方向へ移動させる方法を例示している。ただし、これらの移動機構はあくまで一例であり、いかなる移動機構を用いても良いのであり、本発明は特定の移動機構に制約されるものではない。 As for the movement mechanism (which can move the tactile pin suction plate in the protruding direction of the tactile pin) in the claims, if it can move the tactile pin suction plate in the (roughly) protruding direction of the tactile pin Any moving mechanism may be used, and the present invention is not limited by the mechanism of the moving mechanism. As an example, a method using a feed screw and a guide can be mentioned. For example, by interlocking a plurality of feed screws that move the tactile pin suction plate with a toothed belt, the tactile pin suction plate can be moved in the protruding direction (of the tactile pin) while maintaining almost horizontal even on a wide surface. . 1 and 2 exemplify a method of moving the tactile pin suction plate in the protruding direction using the slope. However, these moving mechanisms are merely examples, and any moving mechanism may be used, and the present invention is not limited to a specific moving mechanism.
全ての触知ピンを出力完了した後、触知ピンの突出状態として表現された出力結果を人が指で触知する時、指によってピンに加えられる(触知ピンの)没入方向の圧力(以下、「触知圧力」と呼ぶ)に抗して該触知ピンの位置を保持する必要がある。制動機構の制動力によって触知圧力に抗しても良いが、全てのピンを出力完了した後にストッパー(以下、「耐圧ストッパー」と呼ぶ)にて全触知ピンを固定して触知圧力に抗する機構を設けても良い。本発明における耐圧ストッパーは、指によって触知ピンに加えられる没入方向の圧力に抗して触知ピンの位置を保持し得るものであるならば、いかなる方式・機構のものを用いても良い。例えば、摩擦力によるものでも良いし、凹凸の噛み合いによって係止されるものでも良いし、戻り止めによるものでも良い。また例えば、触知圧力を受けた時に該触知ピンが押し下げられ、該触知圧力が取り除かれた時に弾性力にて元の位置に復帰する構成としても良い。3次元触覚ディスプレイは視覚障害者の使用が想定される。そのため、点字出力を考慮すると触知ピンの実装密度は高いものが要求される。触知ピンの高い実装密度を得るためには、(触知ピンの)制動機構が触知ピン間の狭い隙間に収まるものでなければならない。大まかに言って、(制動機構として用いられる)アクチュエータのサイズとその制動力は比例すると考えられるので、そのような狭い隙間に収まるサイズの制動機構が触知圧力に十分抗しうるかどうかは疑問の余地がある。そのため、触知圧力に抗して触知ピンの没入方向移動を制動しうる耐圧ストッパーは意義がある。ただし、耐圧ストッパーは必ず設けなければならないというわけではない。例えば、制動機構による制動力が触知圧力に抗しうるものである場合は耐圧ストッパーは必ずしも設けなくても良いものと思われる。 After the output of all the tactile pins is completed, when the person touches the output result expressed as the protruding state of the tactile pins with the finger, the pressure in the immersive direction (of the tactile pin) (of the tactile pin) is applied. Hereinafter, it is necessary to hold the position of the tactile pin against "tactile pressure". Although the tactile pressure can be resisted by the braking force of the braking mechanism, after all the pins have been output, all tactile pins are fixed with a stopper (hereinafter referred to as “pressure-resistant stopper”). A mechanism to resist may be provided. The pressure stopper in the present invention may be of any system / mechanism as long as it can hold the position of the tactile pin against the pressure in the immersion direction applied to the tactile pin by the finger. For example, it may be due to frictional force, may be locked by engagement of irregularities, or may be due to detent. Further, for example, the tactile pin may be pushed down when receiving a tactile pressure, and returned to the original position by an elastic force when the tactile pressure is removed. The three-dimensional tactile display is assumed to be used by visually impaired persons. For this reason, in consideration of Braille output, a high tactile pin mounting density is required. In order to obtain a high mounting density of the tactile pins, the braking mechanism (of the tactile pins) must fit in a narrow gap between the tactile pins. Roughly speaking, the size of an actuator (used as a braking mechanism) and its braking force are thought to be proportional, so it is questionable whether a braking mechanism of a size that fits in such a narrow gap can sufficiently resist tactile pressure. There is room. Therefore, a pressure-resistant stopper that can brake the movement of the tactile pin in the immersion direction against the tactile pressure is significant. However, the pressure-resistant stopper is not necessarily provided. For example, when the braking force by the braking mechanism can resist tactile pressure, it is considered that the pressure-resistant stopper is not necessarily provided.
図18は、触知ピンが側面に凹部を有する形状である場合の例を示している。図18に示す触知ピンは、段差面を有する形状と解釈することができるとともに、図18の32は、触知ピン側面に有する突起形状部位であると解釈することもできる。すなわち、図18の31は、触知ピンに有する上向き段差面であるとともに、触知ピン側面に有する突起形状部位(図18の32)の上面でもある。このように、本請求範囲において、どちらの用語・概念に含まれるものとしても解釈することができる場合は、どちらに解釈しても良いのであり、両方の用語・概念に含まれうる。本請求範囲において、複数の用語・概念に含まれうると解釈することができるものは、それら複数の用語・概念の全てに同時に含まれてよいのであり、請求範囲における用語・概念の範囲が重複することを妨げない。 FIG. 18 shows an example where the tactile pin has a shape having a recess on the side surface. The tactile pin shown in FIG. 18 can be interpreted as a shape having a stepped surface, and 32 in FIG. 18 can also be interpreted as a protrusion-shaped portion on the side of the tactile pin. That is, 31 in FIG. 18 is an upward stepped surface of the tactile pin, and is also an upper surface of the protruding portion (32 in FIG. 18) on the side surface of the tactile pin. Thus, in this claim, when it can be interpreted as included in either term / concept, it can be interpreted as either, and can be included in both terms / concepts. In this claim, what can be interpreted as being included in a plurality of terms / concepts may be included in all of the plurality of terms / concepts at the same time, and the scope of terms / concepts in the claims overlaps. Does not prevent you from doing.
本発明を実施した3次元触覚ディスプレイは、触知ピン吸着板にて磁力で吸着した状態で触知ピンを突出方向へ移動させる方法を用いることにより、重力の影響を受けずに触知ピンを駆動することができるので、逆さまや壁掛けや宇宙空間等の無重力状態などの環境においても重力の影響に左右されずに動作しうる。また、ばね等の弾性体によって触知ピンを付勢する必要が無いので、低コストや省電力が実現できる。また、触知ピンが突出方向へ移動される過程で制動されるので、触知面上における触知ピンの出没方向の動きが1段階のステップにて出力される(すなわち、触知ピンが突出方向へ移動されることによって出力される)ので、触知板上における触知ピンの見た目煩わしい上下動(出没動)が解消される。また、その機構によって出力速度を高めることが出来る。また、触知ピンの実装密度を高くすることができる。また、触知ピンの数を増やしても装置の厚みが増さない。また、もちろん、3次元触覚ディスプレイとしてだけでなく、通常の点字ディスプレイ(2値出力)として使用することも出来る。また、低コストにて製造した触知ピンを利用することができるため、3次元触覚ディスプレイの製造コストが低く抑えられる。 The three-dimensional tactile display embodying the present invention uses a method in which the tactile pin is moved in the protruding direction while being magnetically attracted by the tactile pin suction plate, so that the tactile pin can be moved without being affected by gravity. Since it can be driven, it can operate without being influenced by the influence of gravity even in an environment such as upside down, wall hanging, or a non-gravity state such as outer space. Further, since it is not necessary to bias the tactile pin by an elastic body such as a spring, low cost and power saving can be realized. In addition, since the brake is braked in the process of moving the tactile pin in the protruding direction, the movement of the tactile pin on the tactile surface in the direction of appearance is output in one step (ie, the tactile pin protrudes). Therefore, it is possible to eliminate annoying vertical movement (in / out movement) of the tactile pin on the tactile plate. Further, the output speed can be increased by the mechanism. Further, the mounting density of the tactile pins can be increased. Also, increasing the number of tactile pins does not increase the thickness of the device. Of course, it can be used not only as a three-dimensional tactile display but also as a normal braille display (binary output). Moreover, since the tactile pin manufactured at low cost can be used, the manufacturing cost of the three-dimensional tactile display can be kept low.
発明を実施するための最良の形態は以下のようなものと思われる。すなわち、実施例1に示すように、触知ピンの側面を磁力にて吸着する方法を用いる。また、耐圧ストッパーを設け、触知圧力に抗するものとする。出力が完了したことを音声やアクチュエータにて視覚障害者に知らせる機構を設ける。 The best mode for carrying out the invention seems to be as follows. That is, as shown in Example 1, a method of adsorbing the side surface of the tactile pin with a magnetic force is used. A pressure-proof stopper is provided to withstand tactile pressure. A mechanism is provided to notify the visually impaired by voice or actuator that the output has been completed.
本実施例においては、磁力にて触知ピンの側面を吸着した状態で、触知ピン吸着板が移動する場合の一例を示す。この方法は、吸着する面積を大きくすることが出来るので、触知ピンの吸着状態を安定して保持出来る。また、触知ピン側面に有する突起形状部位を吸着する場合に比べ、触知面から見た触知ピンの実装密度を高めることが出来る。 In the present embodiment, an example is shown in which the tactile pin suction plate moves in a state where the side surface of the tactile pin is sucked by magnetic force. Since this method can increase the area to be adsorbed, the adsorbed state of the tactile pin can be stably maintained. In addition, the mounting density of the tactile pins as viewed from the tactile surface can be increased as compared with the case where the protrusion-shaped portion on the side of the tactile pin is adsorbed.
請求範囲でいう、触知ピンの側面の形状は、どのようなものでも良い。例えば、平面でも良いし、曲面でも良いし、どのような起伏を伴う形状でも良い。もちろん、材質もどのようなものでも良い。例えば、触知ピン吸着板にて吸着した状態で突出方向へ移動される際、該移動過程において触知ピンが突出方向移動を制動された時に吸着がスムーズに外れるように、摩擦係数の小さい材質あるいは摩擦係数を小さくするコーティングなどを施しても良い。 The shape of the side surface of the tactile pin referred to in the claims may be anything. For example, it may be a flat surface, a curved surface, or a shape with any undulations. Of course, any material may be used. For example, when moving in the protruding direction while adsorbed by the tactile pin adsorption plate, a material with a small friction coefficient so that the adsorption is smoothly released when the tactile pin is braked in the protruding direction during the movement process Or you may give the coating etc. which make a friction coefficient small.
請求範囲でいう、触知ピンの側面とは、例えば図4のように段差面を有する触知ピンの場合でも、このような段差などには関係なく、触知ピンの軸に平行な面(すなわち、図4の54に示す部位)が、該当する。 The side surface of the tactile pin referred to in the claims refers to a surface parallel to the axis of the tactile pin regardless of such a step even in the case of a tactile pin having a step surface as shown in FIG. That is, the part shown by 54 in FIG.
図8は、触知ピンの側面に金属などの磁性体を設け、触知ピン吸着板に有する磁石にて吸着した状態で該触知ピン吸着板を(触知ピンの)突出方向へ動かす例を示している。ここで、触知ピンの形状を図9に示すように平面を有する形状とし、該平面にて吸着するようにすれば、吸着力や吸着時の安定性が向上するものと思われる。あるいは、触知ピンの形状を断面積が多角形の柱状にすれば側面に平面の吸着部位を容易に確保できる。触知ピンの側面を吸着する場合、必ずしも該側面の全長あるいは全面積を吸着部位とする必要は無く、その一部を吸着部位としても良い。 FIG. 8 shows an example in which a magnetic material such as metal is provided on the side surface of the tactile pin, and the tactile pin adsorption plate is moved in the protruding direction (of the tactile pin) in a state of being adsorbed by the magnet included in the tactile pin adsorption plate. Is shown. Here, if the tactile pin has a flat shape as shown in FIG. 9 and is attracted to the flat surface, it is considered that the attractive force and the stability at the time of adsorption are improved. Or if the shape of a tactile pin is made into a columnar shape with a polygonal cross-sectional area, a plane adsorption part can be easily secured on the side surface. When adsorbing the side surface of the tactile pin, the entire length or the entire area of the side surface is not necessarily used as the adsorption site, and a part thereof may be used as the adsorption site.
図12は、円柱状の触知ピンを用いた例を示している。ここで、図12のc及び図12のdは、吸着部が触知ピンの側面形状に沿うように、円筒形状あるいは半円筒形状とした例を示している。このように、吸着部を触知ピンの側面形状に沿う形状とすることにより、吸着時の保持安定性を図っても良い。このように、触知ピン吸着板において吸着部の形状はどのようなものでも良いのであり、触知ピンとの相互関係において、最適な形状が選択されるべきであろう。 FIG. 12 shows an example using a cylindrical tactile pin. Here, c of FIG. 12 and d of FIG. 12 show an example in which the adsorbing portion has a cylindrical shape or a semi-cylindrical shape so as to follow the side shape of the tactile pin. In this way, holding stability at the time of suction may be achieved by forming the suction portion along the shape of the side surface of the tactile pin. Thus, the shape of the suction portion in the tactile pin suction plate may be any shape, and an optimum shape should be selected in relation to the tactile pin.
本実施例の場合、触知ピン吸着板を上昇させて触知ピン出力を完了した後、次の出力に備えて触知ピン吸着板を下降させておくことができる。すなわち、触知ピン吸着板を(突出方向へ)上昇させて触知ピン出力を完了した後、次の出力に備えて触知ピン吸着板を(没入方向へ)下降させ、下降終端にて待機させておく。次の出力の際には、触知ピンを制動解除して没入方向に重力落下させると、前記下降終端にて待機していた触知ピン吸着板に触知ピンの磁性体部位が磁力にて吸着される。そのため、すぐに触知ピン吸着板を上昇させることができ、速やかに次の出力へ移ることが出来る。本実施例の利点として、ここで示した如き制御を行うことにより、出力の切り替えを極めて迅速に行いうることが挙げられる。ただし、制御方法はどのようなものを用いても良いのであり、本発明は制御方法によって制約されるものではない。 In the case of the present embodiment, after the tactile pin suction plate is raised to complete the tactile pin output, the tactile pin suction plate can be lowered in preparation for the next output. That is, after raising the tactile pin suction plate (in the protruding direction) to complete the tactile pin output, lower the tactile pin suction plate (in the immersive direction) in preparation for the next output and wait at the lower end Let me. At the time of the next output, when the tactile pin is braked off and dropped in the gravitational direction in the immersive direction, the magnetic material part of the tactile pin is magnetically applied to the tactile pin suction plate waiting at the lowering end. Adsorbed. Therefore, the tactile pin suction plate can be raised immediately, and the next output can be promptly moved. An advantage of this embodiment is that the output can be switched very quickly by performing the control as shown here. However, any control method may be used, and the present invention is not limited by the control method.
本実施例はあくまで一例であり、これによって本発明が制約されるものではない。 The present embodiment is merely an example, and the present invention is not limited thereby.
図11は、触知ピンの低コストな製造方法の一例を示している。板材表面の一端寄りの位置に、帯状の金属薄板(磁性体)を貼り付け、同図点線方向に切断・分離することによって、触知ピンが形成される。触知ピン側面の平面部を吸着する場合は、図11に示すような触知ピン製造方法により、低コストで製造された触知ピンを用いることができる。ただし、ここで示した触知ピン製造方法は本発明を制約するものではない。 FIG. 11 shows an example of a low-cost method for manufacturing a tactile pin. A tactile pin is formed by attaching a band-shaped metal thin plate (magnetic material) to a position near one end of the surface of the plate material, and cutting and separating in the dotted line direction in the figure. When adsorbing the flat portion on the side surface of the tactile pin, a tactile pin manufactured at a low cost by a tactile pin manufacturing method as shown in FIG. 11 can be used. However, the tactile pin manufacturing method shown here does not limit the present invention.
図13は、円柱状触知ピンの低コストな製造方法の一例を示している。ここで、熱可塑性材料からなる円柱状触知ピンは下端部において小径部を有している。該小径部へ、磁性体リングを嵌合させる。該磁性体リングは金属パイプを切断してなるものである。嵌合後、加熱した金属製工具を下端部へ押し当てることにより、前記小径部をフレア状に変形させる。このように触知ピン下端部をフレア状に変形させることにより、磁性体リングの脱落防止及び触知ピンの脱落防止の効果を得る。ただし、ここで示した触知ピン製造方法は本発明を制約するものではない。 FIG. 13 shows an example of a low-cost manufacturing method of the cylindrical tactile pin. Here, the cylindrical tactile pin made of a thermoplastic material has a small diameter portion at the lower end. A magnetic ring is fitted into the small diameter portion. The magnetic ring is formed by cutting a metal pipe. After the fitting, the small-diameter portion is deformed into a flare by pressing a heated metal tool against the lower end portion. Thus, by deforming the lower end portion of the tactile pin into a flare shape, an effect of preventing the magnetic ring from falling off and preventing the tactile pin from falling off is obtained. However, the tactile pin manufacturing method shown here does not limit the present invention.
本実施例においては、磁力にて触知ピンの側面に有する突起形状部位を吸着した状態で、触知ピン吸着板が突出方向へ移動する場合の一例を示す。この方法は、吸着する面積を大きくすることが出来るので、吸着力を大きくすることができ、また、触知ピンの吸着状態をより安定して保持出来る。 In the present embodiment, an example is shown in which the tactile pin suction plate moves in the protruding direction in a state in which the protrusion-shaped portion on the side surface of the tactile pin is sucked by magnetic force. Since this method can increase the adsorption area, the adsorption force can be increased, and the adsorption state of the tactile pin can be more stably maintained.
図5及び図6は、側面に円盤状の突起形状部位を有する形状の触知ピンを用い、該突起形状部位を磁力にて吸着した状態で触知ピン吸着板を突出方向へ移動させる例を示している。ここで、該触知ピンは図10aに示す如き形状である。図5及び図6について、触知ピン側面に有する円盤状の突起形状部位を上方(触知面に近い側)から磁力にて吸着した状態で、触知ピン吸着板が突出方向(図6の矢印方向)へ移動されることにより、触知ピンは突出方向へ移動される。該移動過程において、任意の触知ピンが任意の位置にて制動されることにより、吸着が外れ、触知ピンは該位置にて保持される。 5 and 6 show an example in which a tactile pin having a disk-like protrusion-shaped part is used on the side surface, and the tactile pin suction plate is moved in the protruding direction while the protrusion-shaped part is adsorbed by a magnetic force. Show. Here, the tactile pin has a shape as shown in FIG. 5 and 6, the tactile pin adsorbing plate is in the protruding direction (in FIG. 6) in a state where the disk-shaped protrusion-shaped portion on the side surface of the tactile pin is adsorbed by magnetic force from above (side close to the tactile surface). By moving in the direction of the arrow, the tactile pin is moved in the protruding direction. In the movement process, any tactile pin is braked at an arbitrary position, so that the suction is released, and the tactile pin is held at the position.
触知ピン側面の突起形状部位はどのようなものでも良い。図10は、触知ピン側面の突起形状部位の様々な例を示している。その際、該突起形状部位の形状に応じて最適な吸着方法を用いることができる。例えば、図10aに示すような円盤状の突起形状部位を有する場合、該円盤の上面を吸着する方法が最適であろうし、また、図10bに示すようなタブ状の突起形状部位を有する場合、該タブの側面(タブ面)を吸着する(すなわち、該突起形状部位の面積が広い部分を吸着する)ことができる。ただし、図10は触知ピン側面に有する突起形状部位のあくまで一例であり、該突起形状部位はどのような形状でも良い。また、触知ピン側面に有する突起形状部位を磁力にて吸着する際、該突起形状部位の、どの面をどの方向から吸着しても良いのであり、触知ピンと吸着板の相互関係によって最適なものが選択されるべきであろう。 Any protrusion-shaped portion on the side surface of the tactile pin may be used. FIG. 10 shows various examples of the protrusion-shaped portion on the side surface of the tactile pin. At that time, an optimum adsorption method can be used according to the shape of the protrusion-shaped portion. For example, in the case of having a disk-shaped protrusion-shaped portion as shown in FIG. 10a, the method of adsorbing the upper surface of the disk would be optimal, and in the case of having a tab-shaped protrusion-shaped portion as shown in FIG. A side surface (tab surface) of the tab can be adsorbed (that is, a portion having a large area of the protruding portion can be adsorbed). However, FIG. 10 is only an example of the protrusion-shaped part on the side surface of the tactile pin, and the protrusion-shaped part may have any shape. In addition, when the projection-shaped portion on the side surface of the tactile pin is attracted by magnetic force, any surface of the projection-shaped portion may be attracted from any direction. One should be chosen.
図14は、触知ピン側面に有する突起形状部位の一例を示している。図14に示す触知ピン側面に有する突起形状部位において、本発明において出力するために触知ピン吸着板が吸着可能なのは、該突起形状部位の上面(図14の48)、及び上向き斜面(図14の49)、及び側面(図14の50)である。本発明においては、該突起形状部位の下面(図14の51)を吸着して出力することはできない。なぜなら、もし下面を吸着した状態で触知ピン吸着板を突出方向へ移動させると、触知ピン吸着板は下方から突起形状部位を押し上げることになるため、該移動過程において触知ピンを制動しても、触知ピンの突出方向移動を止めることが出来ないからである。それに対して、該突起形状部位の上面(図14の48)、あるいは上向き斜面(図14の49)、あるいは側面(図14の50)を吸着した状態で触知ピン吸着板を突出方向へ移動させ、該移動過程において触知ピンの突出方向移動を個別に制動すると、該触知ピンの吸着が外れ、該制動時点において該触知ピンの突出方向移動が停止・保持され、本発明の意図する出力動作が行なわれることになる。ただし、図14はあくまで一例であり、上方に向かって開かれている面及び側面であれば、どのような面でも吸着して良いのであり、例えば、上方に向かって開かれた曲面でも良いし、どのような起伏を有する面でも良い。請求範囲でいう突起形状部位の「上面又は側面」とは、このように上方に向かって開かれている面及び側面を含むものである。 FIG. 14 shows an example of a protrusion-shaped portion on the side surface of the tactile pin. 14, the tactile pin adsorbing plate can be adsorbed in order to output in the present invention, the upper surface (48 in FIG. 14) and the upward slope (FIG. 14). 14 of 49), and a side surface (50 of FIG. 14). In the present invention, the lower surface (51 in FIG. 14) of the protruding portion cannot be sucked and output. This is because if the tactile pin suction plate is moved in the projecting direction with the lower surface sucked, the tactile pin suction plate will push up the protruding portion from below, so that the tactile pin is braked in the moving process. However, the movement of the tactile pin in the protruding direction cannot be stopped. On the other hand, the tactile pin adsorbing plate is moved in the protruding direction with the upper surface (48 in FIG. 14), the upward slope (49 in FIG. 14), or the side surface (50 in FIG. 14) adsorbed. When the movement in the protruding direction of the tactile pin is individually braked during the movement process, the tactile pin is desorbed and the movement in the protruding direction of the tactile pin is stopped and held at the time of the braking. An output operation is performed. However, FIG. 14 is merely an example, and any surface may be adsorbed as long as the surface and the side surface are opened upward. For example, a curved surface opened upward may be used. Any surface with undulations may be used. The “upper surface or side surface” of the protrusion-shaped portion referred to in the claims includes a surface and a side surface that are opened upward as described above.
図16及び図17は(触知圧力に抗して触知ピンの没入方向移動を制動しうる)耐圧ストッパーを設けた例を示している。図16は、側面に突起形状部位を有する触知ピンについて、該突起形状部位の上面を磁力にて吸着した状態で、触知ピン吸着板を触知ピンの突出方向へ移動させ、該移動過程において触知ピンを制動機構にて制動すると、該制動時点において吸着が外れ、触知ピンが該制動位置にて保持されている様子を示している。その後、図17に示すように、耐圧ストッパーにて触知ピンを固定し、触知圧力に抗するべく備える。図16及び図17において、耐圧ストッパーは触知面に対して平行な面のプレート状をしており、これによって全触知ピンあるいは複数の触知ピンを制動しうるよう構成されている。 16 and 17 show an example in which a pressure-resistant stopper (which can brake the movement of the tactile pin in the immersion direction against the tactile pressure) is provided. FIG. 16 shows a tactile pin having a protrusion-shaped part on the side surface, and the tactile pin suction plate is moved in the protruding direction of the tactile pin in a state where the upper surface of the protrusion-shaped part is adsorbed by a magnetic force. When the tactile pin is braked by the braking mechanism, the suction is released at the time of the braking, and the tactile pin is held at the braking position. Then, as shown in FIG. 17, the tactile pin is fixed with a pressure-resistant stopper, and is prepared to resist the tactile pressure. 16 and 17, the pressure-resistant stopper has a plate shape parallel to the tactile surface, and is configured to be able to brake all tactile pins or a plurality of tactile pins.
本実施例はあくまで一例であり、これによって本発明が制約されるものではない。 The present embodiment is merely an example, and the present invention is not limited thereby.
本実施例においては、磁力にて触知ピンの上向き段差面を吸着した状態で、触知ピン吸着板が移動する場合の一例を示す。 In the present embodiment, an example is shown in which the tactile pin suction plate moves in a state where the upward step surface of the tactile pin is attracted by magnetic force.
図4は、触知ピンが上向き段差面を有する形状である場合の例を示している。触知ピン吸着板は該上向き段差面を吸着した状態で突出方向へ移動しても良い。該上向き段差面はどのような形状でも良いのであり、例えば、斜面になっていても良いし、どのような起伏を伴う形状であっても良い。本実施例の出力動作は、触知ピン側面に有する突起形状部位を吸着する場合と同様に考えることができる。 FIG. 4 shows an example where the tactile pin has a shape having an upward stepped surface. The tactile pin suction plate may move in the protruding direction with the upward stepped surface sucked. The upward stepped surface may have any shape. For example, the upward stepped surface may be a slope or a shape with any undulation. The output operation of the present embodiment can be considered in the same manner as in the case of sucking the protrusion-shaped portion on the side surface of the tactile pin.
請求範囲でいう上向き段差面とは、図4の31に示すように、上方(突出方向)に向かって開かれた段差面を指す。これに対し、例えば図15の52に示すような下方(没入方向)に向かって開かれた段差面(下向き段差面)の場合、本発明で用いることは出来ない。なぜなら、該下向き段差面を吸着した状態で触知ピン吸着板を突出方向へ移動させると、触知ピン吸着板は下方から触知ピンを押し上げることになるため、該移動過程において触知ピンを制動しても、触知ピンの突出方向移動を止めることが出来ないからである。 The upward step surface referred to in the claims refers to a step surface opened upward (in the protruding direction), as indicated by 31 in FIG. On the other hand, for example, in the case of a step surface (downward step surface) opened downward (immersion direction) as shown in 52 of FIG. 15, it cannot be used in the present invention. Because, when the tactile pin suction plate is moved in the protruding direction with the downward stepped surface being sucked, the tactile pin suction plate pushes up the tactile pin from below. This is because the movement of the tactile pin in the protruding direction cannot be stopped even after braking.
本実施例はあくまで一例であり、これによって本発明が制約されるものではない。 The present embodiment is merely an example, and the present invention is not limited thereby.
点字ディスプレイとしても、3次元触覚ディスプレイとしても用いることが出来る。例えば、地形その他の地図情報を3次元として表示することにより、視覚障害者の道案内に利用することができる。その際、壁掛け式とすると、スペースを占有しないので狭い場所にも設置できる。また、宇宙空間等の無重力環境においても使用可能である。また、コンピュータゲームの表示装置として用いれば、表現の幅が広がる。 It can be used as a braille display or as a three-dimensional tactile display. For example, by displaying the terrain and other map information as a three-dimensional display, it can be used to guide the visually impaired. In that case, if it is a wall-mounted type, it does not occupy space, so it can be installed in a narrow place. It can also be used in a weightless environment such as outer space. Further, when used as a display device for a computer game, the range of expression is widened.
1 触知ピン
2 制動機構
4 触知ピン吸着板
5 触知板(触知ピンが突き出している様子を指で触知する表面の板)
22 触知ピン吸着板を軸方向移動させるための斜面
23 車輪
24 送りねじ
25 モーター
26 歯車
27 ガイド
31 触知ピンの上向き段差面
32 触知ピン側面に有する突起形状部位
35 磁石
36 磁性体
37 平面部位
41 板材
42 帯状の金属薄板(磁性体)
43 吸着部
44 磁性体(金属リング)
45 熱可塑性材料触知ピンの小径部
46 加熱した金属製工具
47 フレア状に広がった触知ピン下端部
48 触知ピン側面に有する突起形状部位の上面
49 触知ピン側面に有する突起形状部位の上向き斜面
50 触知ピン側面に有する突起形状部位の側面
51 触知ピン側面に有する突起形状部位の下面
52 触知ピンの下向き段差面
53 耐圧ストッパー
54 触知ピンの側面
DESCRIPTION OF
22
43
45 Thermoplastic material tactile pin small-
Claims (4)
2次元状に配置された複数の触知ピンを有し、
複数の前記触知ピンに対して共通に設けられた触知ピン吸着板を有し、
前記触知ピンと前記触知ピン吸着板は、複数の前記触知ピンが一括して、磁力にて前記触知ピン吸着板と相互に吸着されうるものであり、
複数の前記触知ピンが一括して、磁力にて前記触知ピン吸着板と相互に吸着された状態で、前記触知ピン吸着板を前記触知ピンの突出方向へ移動させうる移動機構を有し、
前記触知ピンの突出方向移動を個別に制動しうる制動機構を有し、
前記制御は、前記コンピュータからの出力に応じて、前記移動機構及び前記制動機構が駆動されることによってなされる
ことを特徴とするもの A three-dimensional tactile display that is connected to a computer and whose protrusion amount of a tactile pin is controlled by an output from the computer;
Having a plurality of tactile pins arranged two-dimensionally,
Having a tactile pin suction plate provided in common for the plurality of tactile pins,
The tactile pin and the tactile pin adsorption plate are a plurality of the tactile pins that can be adsorbed to the tactile pin adsorption plate by a magnetic force.
A moving mechanism capable of moving the tactile pin suction plate in the protruding direction of the tactile pin in a state where the plurality of tactile pins are collectively attracted to the tactile pin suction plate by magnetic force. Have
A braking mechanism capable of individually braking the movement of the tactile pins in the protruding direction;
The control is performed by driving the moving mechanism and the braking mechanism in accordance with an output from the computer.
前記触知ピン吸着板と前記触知ピンが、前記触知ピンの側面において、磁力にて相互に吸着されうるものである
ことを特徴とするもの In claim 1,
The tactile pin adsorption plate and the tactile pin can be mutually adsorbed by magnetic force on the side surface of the tactile pin.
前記触知ピンが、側面に突起形状部位を有するものであり、
前記触知ピン吸着板と前記触知ピンが、前記突起形状部位の上面又は側面において、磁力にて相互に吸着されうるものである
ことを特徴とするもの In claim 1,
The tactile pin has a protruding portion on the side surface,
The tactile pin adsorbing plate and the tactile pin can be adsorbed to each other by magnetic force on the upper surface or the side surface of the protruding portion.
前記触知ピンが、上向き段差面を有するものであり、
前記触知ピン吸着板と前記触知ピンが、前記上向き段差面において、磁力にて相互に吸着されうるものである
ことを特徴とするもの In claim 1,
The tactile pin has an upward stepped surface,
The tactile pin adsorption plate and the tactile pin can be mutually adsorbed by magnetic force on the upward stepped surface.
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