JPH1074039A - 書き換え可能な点字表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 点字ピッチが２．４〜３ｍｍ程度の点字を誤
動作なくかつ確実に表示し、小型で動作音の小さい書き
換え可能な点字表示装置を提供する。 【解決手段】 任意の点字を表示パネルに書き換え可能
に表示する装置であり、点字を構成する点（１）〜（１
２）に点字表示部２０が対応して設けられ、この表示部
２０は、それぞれ光源４２からの光を受けて動作する光
駆動型アクチュエータと、このアクチュエータの動作に
より表示パネル平面より突出して点字を構成する点を触
知させる点字触知部２１を備える。各アクチュエータに
は光ファイバ４０によって光源４２からの光が伝達さ
れ、光源４２は、表示する点字に応じて光源制御部５２
から出力される制御信号に基づいて個別に発光し、これ
が各アクチュエータに供給される。アクチュエータは、
光が供給されると密閉空間内のカーボン繊維が発熱して
封入された不活性気体が気化し、内部気圧が上昇し、点
字触知部２１が表示パネル面より突出し、これによって
点字の各点が示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、書き換え可能な
点字表示装置の構成であり、点字教育、催事場における
視覚障害者への説明、点字翻訳機の端末など様々な場所
で利用される装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、紙などに替わり、書き換え可
能な点字表示装置として、図４に示すようなソレノイド
を用いて任意の点字表示を行う装置が提案されている。
図４において、ソレノイド７０のコイル７２に電流を供
給することによりプランジャ７４をソレノイド内に吸引
する。このプランジャ７４の上部には一体的にプッシュ
バー７６が固着されており、プランジャ７４がソレノイ
ド７０内に吸引されることにより、プッシュバー７６先
端の点字表示部７８が表示パネル８０の平面より突出
し、点字を構成する各点を表わす。

【０００３】また、他の従来例としては、特開平２−１
６０２７８号公報に開示されているように、電磁石と可
動鉄心を備え、この可動鉄心の舌片部を延出させ、さら
に舌片部の先端に点字表示を行う触知ピンを設けた点字
表示装置が知られている。この構成では、電磁石に電流
を供給することにより可動鉄心が電磁石に磁気吸着され
て回動し、これにより可動鉄心から延出した舌片部によ
り触知ピンが押し上げられて点字を表示する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、点字は、３
行２列の６点を基本単位として文字を表しており、各点
の点字ピッチは、２．４〜３ｍｍであることが望まれて
いる。

【０００５】しかしながら、上述のような従来の点字表
示装置では、各点を示すためにソレノイドや電磁石のよ
うな電磁機械を利用している。従って、上記点字ピッチ
を維持して点字表示を行うには、例えば図４に示すよう
に点字を構成する各点を示すために各点に対してそれぞ
れ設けられるソレノイド７０の外径が大きすぎ、上述の
点字ピッチ内で表示できるように、複数のソレノイド７
０を近接配置することが困難であるという問題や、装置
自体が大きくまた重くなるという問題があった。

【０００６】更に、ソレノイドや、電磁石にプランジャ
や鉄心を吸着させて点字表示を行っていることから、動
作音が大きいといった問題もあった。

【０００７】さらに、最近では、電子レンジや携帯電話
などの電子機器が普及しており、それらの発する電磁波
でソレノイドや電磁石が誤動作して点字表示の信頼性を
損ねる可能性もある。

【０００８】この発明は、上記課題を解決するためにな
され、点字ピッチが２．４〜３ｍｍ程度の点字を誤動作
なくかつ確実に表示し、小型で動作音の小さい書き換え
可能な点字表示装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の点字表示装置は、任意の点字を表示パネルに
書き換え可能に表示する装置であり、点字を構成する点
に対応して設けられ、光源からの光を受けて動作する光
駆動型アクチュエータと、この光駆動型アクチュエータ
の動作により表示パネル平面より突出して点字を構成す
る点を触知させる点字触知部を備える。また、各光駆動
型アクチュエータへ光源からの光を伝達する光伝達部
と、表示する点字に応じて各光駆動アクチュエータに対
する光の供給を制御して、動作させる光駆動アクチュエ
ータを決定する光供給制御部と、を備えることを特徴と
する。

【００１０】このように、本発明の構成では、光源から
の光、つまり光信号を用いてこれにより選択的に光駆動
型アクチュエータに供給して動作させ、対応する点字触
知部を突出させて点字の各点を任意に表示する。光信号
を利用して点字触知部を突出させるので、動作音はほと
んど発生せず、また、ソレノイドなど電磁波によって誤
動作する構成でないため、電磁誘導による誤動作は防止
され、確実に点字表示を行うことが可能である。

【００１１】上記光駆動型アクチュエータは、基板内に
前記光伝達部からの光を照射可能な密閉空間であって、
光の供給に応じて膨張収縮する物質が封入された密閉空
間を備えている。さらに、密閉空間の表示パネル面側に
点字触知部を設け、この密閉空間に光を照射すれば封入
された上記物質が膨張して、点字触知部が表示パネル平
面から突出する。よって、点字を構成する任意の位置の
点を表示できる、つまり対応する位置の点字触知部を突
出させることにより点を表示することができる。

【００１２】また、上記光駆動型アクチュエータの密閉
空間内に、光が供給されると発熱する発熱体と、発熱体
の発熱により膨張する膨張係数の大きい物質と、を封入
する構成によっても任意の位置の点を表示することがで
きる。

【００１３】上述のような光駆動型アクチュエータの密
閉空間構造は、例えば半導体微細加工技術を用いること
により精度よく、また容易に製造することができる。従
って、点字触知部の駆動機構のレイアウトの自由度が極
めて高く、点字表示装置の小型化にも有利である。

【００１４】本発明の各光駆動型アクチュエータの駆動
機構では、例えば、上述の光源を複数の光駆動型アクチ
ュエータに一対一で対応させて複数設けている。そし
て、各光源に対して光供給制御部が選択的に制御命令を
供給し、光源はこの制御命令に応じて発光して所定の光
駆動型アクチュエータに光を供給する。

【００１５】このような駆動機構においては、光源とし
て例えば半導体レーザ光源など、微細な半導体レーザ素
子などを用いることができ、また、このような光源から
の光は、曲げ耐性の高い光ファイバなどの光伝達部によ
り任意の光駆動型アクチュエータに供給できるため、小
型の装置が実現可能である。

【００１６】以上のような本発明の点字表示装置であれ
ば、光供給制御部の制御方法次第で、点字の約束に従っ
て、五十音、数字、アルファベットなどのあらゆる文字
を例えば一文字ずつなどで時系列表示することも自在で
ある。このため、本発明の点字表示装置を用いれば、点
字表示をより身近にかつ低コストで視覚障害者に提供す
ることが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下実施形態という）について図面を用いて説明す
る。

【００１８】実施形態１．図１は、本実施形態１の点字
表示装置の概略を示している。図１において、装置の点
字表示パネル５０には、３行２列の計６つの点を基本構
成とする点字を表示すべく点字の各点に対応する位置に
それぞれ点字表示部２０が配置されている。図１では、
表示可能な点の総数が３行２列の２倍、つまり１２点
［図１の（１）〜（１２）］の場合を示している。但
し、点の数は３行２列の倍数であれば、１２点には限ら
れず、更に多くの点字を同一表示パネル５０に表示する
構成としてもよい。

【００１９】各点字表示部２０［２０-(1)〜２０-(1
2)］は、それぞれ、点字触知部２１と、光源４２から供
給される光に応じて動作し、対応する点字触知部２１を
突出させて点を表示、つまり触知させるための光駆動型
アクチュエータ２３とを備えている。図２はこのような
各点字表示部２０の断面構成を示している。半導体基板
などの不透明基板３０と、その非表示側に接合されたガ
ラス基板などの透明基板３２とにより構成される基板に
は、その点字表示位置（１）〜（１２）にそれぞれ密閉
空間が形成されている。

【００２０】この密閉空間は、不透明基板３０に形成さ
れた開口部を点字表示側から点字触知部２１で塞ぎ、非
表示側から透明基板３２で塞いで形成されている。そし
て、この密閉空間には、光の供給に応じて膨張収縮する
物質が封入されている。より具体的には、光が供給され
ると発熱する発熱体と、発熱体の発熱により膨張する膨
張係数の大きい物質とが封入されている。本実施形態に
おいては、この発熱体として、光が照射されると効率よ
く発熱するカーボン繊維２２を用い、発熱体の発熱によ
り膨張する膨張係数の大きい物質として、比較的沸点の
低い液体であるフッ素系などの不活性液体２４および不
活性気体（例えば不活性液体２４が気化したもの）２６
が用いられている。膨張係数の大きい物質としては、液
体、気体のいずれでもよく、また本実施形態のようにそ
の２つを両方用いてもよい。

【００２１】各光駆動型アクチュエータ２３には、その
透明基板３２側にそれぞれ光伝達部である光ファイバ４
０が個別に接続され、上述の各アクチュエータ２３の密
閉空間内に光が照射可能となっている。各光ファイバ４
０には、光源として光ファイバ４０ごとに対応した半導
体レーザ光源４２［４２-(1)〜-(12)］がそれぞれ接続
されている。

【００２２】各半導体レーザ光源４２は、化合物半導体
などを利用した半導体レーザ素子により構成され、そし
て各半導体レーザ光源４２はそれぞれ対応する制御配線
４４により、電源を内蔵した光源制御部５２に電気的に
接続されている。光源制御部５２から所望の半導体レー
ザ光源４２にむけて制御信号が出力されると、対応する
半導体レーザ素子が動作してレーザ光が発生し、これが
対応する光ファイバ４０によって所望の光駆動アクチュ
エータ２３の密閉空間内に照射されることとなる。

【００２３】次に、以上のような構成を備えた点字表示
装置の動作について、図１の表示パネル５０上の３行２
列×２の表示領域に”アイ”と表示する場合を例にとっ
て説明する。

【００２４】ここで、”アイ”と点字表示するために
は、図１に示されるように点字表示部２０のうち表示部
２０-(1)を突出させることにより「ア」を表し、表示部
２０-(7)および２０-(8)を突出させることにより「イ」
を表さなければならない。従って、これらの表示部２０
-(1)、-(7)、-(8)に対応した光駆動型アクチュエータ３
２-(1)、-(7)、-(8)を駆動する必要がある。

【００２５】そこで、光源制御部５２は、対応する制御
配線４４-(1)、-(7)、-(8)に制御信号を出力し、これに
より半導体レーザ光源４２-(1)、-(7)、-(8)がそれぞれ
レーザ光を発生する。この光源からのレーザ光は、光フ
ァイバ４０-(1)、-(7)、-(8)を通って光駆動型アクチュ
エータ２３-(1)、-(7)、-(8)にそれぞれ供給される。こ
れらのアクチュエータ２３-(1)、-(7)、-(8)に供給され
た光は、透明基板３２を透過してカーボン繊維２２に吸
収され、カーボン繊維２２が発熱して密閉空間内の温度
を上昇させる。この温度上昇によって不活性液体２４が
気化し、密閉空間内の内圧が平衡状態から上昇して、こ
れによりダイヤフラムにより構成された点字触知部２１
は、図２の２１（ｂ）の状態から２１（ａ）の状態へと
表示パネル５０のパネル平面から突出する。従って、こ
の突出状態で、読者が表示パネル５０を指で触ると、
（１）、（７）、（８）の位置に点が示されていること
がわかり、”アイ”と読みとることができる。

【００２６】なお、本実施形態では、図１に示すよう
に、各光ファイバ４０は離れているように示されている
が、実際には、光ファイバ４０は装置の筺体内のスペー
スに応じて曲げて配置でき、このため点字表示装置全体
の厚みを小さくすることが可能となっている。

【００２７】また、光駆動型アクチュエータ２３は、図
２に示されるようにシリコン半導体の微細加工技術を利
用し作成する事が可能であるため、２．３〜３ｍｍのピ
ッチで密閉空間を作ることは極めて容易である。

【００２８】ところで、点字の表示品質を向上して点字
の誤読を防ぐには、点字触知部２１の突出量を大きくす
ることが好ましい。そのための方法としては、光駆動型
アクチュエータ２３に供給するレーザ光のエネルギを増
やすことが考えられる。そこで、大出力のレーザ光源な
どを用いれば、エネルギを増加させることが可能とな
る。ところが、このような大出力のレーザ光源を用いる
と、装置のイニシャルコスト、ランニングコスト共にア
ップする。

【００２９】そこで、これらの観点から、パルス発振型
の半導体レーザを用いることが好ましい。例えば、光源
制御部５２に内蔵された電源を１０Ｈｚのパルス電源に
替え、半導体レーザ光源４２をパルス発光させれば、各
アクチュエータ２３の密閉空間内に１０Ｈｚのパルス光
が供給されることとなる。このため、点字触知部２１
は、１０Ｈｚで往動し、突出状態と平状態と繰り返すこ
とになる。人間の触感は静置された点より動点に対して
より敏感であるので、このように点字触知部２１の突出
が１０Ｈｚで断続すれば、突出量がそれほど大きくなく
ても確実に点字を読み取ることができる。なお、電源と
してパルス発振型のパルス電源を用いる方法だけでな
く、例えば光源制御部５２の制御信号出力部トランジス
タ等を１０Ｈｚで動作させて１０Ｈｚ程度の制御パルス
信号を発生する構成でもよい。

【００３０】このように、パルス光を発生させて点字触
知部を往動させることは、例えば、光源光のエネルギを
増大させて点字触知部の突出量を増大させることと比較
すると、装置のイニュシャルコストやランニングコスト
の観点から効果が高い。

【００３１】実施形態２．次に、本実施形態２について
図３を用いて説明する。実施形態例１では、図１に示す
ように光駆動型アクチュエータのそれぞれに個別に半導
体レーザ光源４２［-(1)〜-(12)］を設けているが、本
実施形態２では、光源を一つにして装置の更なる小型化
を図っていることを特徴とする。なお、点字表示部２０
自体の構成は、図２に示される実施形態１の構成と同様
である。

【００３２】本実施形態２では、図３に示されるよう
に、例えばレーザ光を発生する単一の光源６０を設け、
単一の光ファイバ５８が光源６０からの光を光スイッチ
部５４に供給している。光スイッチ部５４は、例えば、
リチウムニオブ酸結晶を用いて形成されたいわゆる方向
性結合器型のスイッチにより構成され、方向性結合器に
形成された電極への印加電圧を切り換えることにより、
１入力に対して複数出力（本実施形態２では１２出力）
が行われる。つまり、この光スイッチ部５４は、光ファ
イバ５８を通じて供給される単一の光源光を各光駆動型
アクチュエータ２３-(1)〜-(12)に対応した光ファイバ
４０-(1)〜-(12)に対して選択的に供給する。スイッチ
制御部５６は、電源を内蔵したスイッチング回路より構
成されており、表示する点字内容に応じて光スイッチ部
５４の上記電極に選択的に制御電圧信号を印加する。

【００３３】次に、本実施形態２の動作を説明する。ま
ず、図示していない半導体レーザ電源をオンして、半導
体レーザ光源６０を点灯する。この光源６０からのレー
ザ光は光ファイバ５８を通って光スイッチ部５４に供給
する。例えば、図３に示すように表示パネル５０に”ア
イ”と表示させる場合には、スイッチ制御部５６は、光
スイッチ部５４の中の特定の３つの電極に制御電圧信号
を印加し、これにより光源６０からのレーザ光を光ファ
イバ４０-(1)、-(7)、-(8)を通じて光駆動型アクチュエ
ータ２３-(1)、-(7)、-(8)に供給する。これによって、
実施形態１と同様に光駆動型アクチュエータ２３-(1)、
-(7)、-(8)がそれぞれ動作して点字触知部２１-(1)、-
(7)、-(8)が突出して、「ア」と「イ」とを表示するこ
とが可能となる。

【００３４】以上説明した本実施形態２では、光源とし
て単一光源６０を用い、また、光供給制御部であるスイ
ッチ制御部５６からの制御命令に応じて動作し、複数の
光駆動型アクチュエータ２３に対して、単一光源６０か
らの光の供給を選択的に切り換える光スイッチ部５４を
設けている。このように、単一光源を用いて、光源光を
選択的に複数の光駆動型アクチュエータに供給すること
とすれば、光源と光スイッチ部との経路間をつなぐ光伝
達部は１本で済み、一段と装置の小型化に有利となる。

【００３５】なお、実施形態１と同様に光源６０として
例えば１０Ｈｚ程度のパルス光を発生するパルス発振型
光源を用いるか、あるいは光スイッチ部５４の電極に供
給する制御電圧信号を１０Ｈｚのパルス波形とすること
により、誤読の少ない表示装置が実現でき、また装置の
小型化にも有利となる。

【００３６】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の構成によ
れば、ピッチ２．４〜３ｍｍの点字を音を出すことな
く、電磁障害を受けることなく確実に表示することがで
き、かつ小型でコンパクトな表示装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１に係る書き換え可能な点
字表示装置の概略構成を示す部分斜視図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ’線に沿った断面を示す図であ
る。

【図３】 本発明の実施形態２に係る書き換え可能な点
字表示装置の概略構成を示す部分斜視図である。

【図４】 従来の書き換え可能な点字表示装置の基本構
成を示す図である。

【符号の説明】

２０，２０（ａ），２０（ｂ） 点字表示部、２２ 発
熱体、２４ フッ素系不活性液体、２６ 封入気体、３
０ 不透明基板、３２ 透明基板、４０，５８光ファイ
バ、４２，６０ 半導体レーザ光源、４４ 制御配線、
５０ 点字表示パネル、５２ 光源制御部、５４ 光ス
イッチ部、５６ スイッチ制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 各務 学 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 長谷川 和男 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 任意の点字をその表示パネル上に書き換
   え可能に表示する点字表示装置において、 点字を構成する点に対応して設けられ、光源からの光を
   受けて動作する光駆動型アクチュエータと、 前記光駆動型アクチュエータの動作により表示パネル平
   面より突出して前記点字を構成する点を触知させる点字
   触知部と、 光源から前記各光駆動型アクチュエータへ光を伝達する
   光伝達部と、 表示する点字に応じて前記各光駆動アクチュエータに対
   する光の供給を制御して、動作させる前記光駆動アクチ
   ュエータを決定する光供給制御部と、 を備えることを特徴とする書き換え可能な点字表示装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の点字表示装置におい
   て、 前記光駆動型アクチュエータは、基板内に前記光伝達部
   からの光を照射可能な密閉空間であって、光の供給に応
   じて膨張収縮する物質が封入された密閉空間を備え、 前記密閉空間の前記表示パネル面側に前記点字触知部が
   設けられ、この点字触知部が、密閉空間内の物質の膨張
   に応じて前記表示パネル平面から突出し、前記点を構成
   する点を触知させることを特徴とする書き換え可能な点
   字表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の点字表示装置におい
   て、 前記光駆動型アクチュエータは、基板内に前記光伝達部
   からの光が照射可能な密閉空間を備え、 この密閉空間内には、光が供給されると発熱する発熱体
   と、前記発熱体の発熱により膨張する膨張係数の大きい
   物質とが、が封入され、 前記密閉空間の前記表示パネル面側に前記点字触知部が
   設けられ、この点字触知部が、密閉空間内の物質の膨張
   に応じて前記表示パネル平面から突出し、前記点を構成
   する点を触知させることを特徴とする書き換え可能な点
   字表示装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれか一つに記
   載の点字表示装置において、 前記光源は、複数の前記光駆動型アクチュエータに一対
   一で対応して設けられ、この各光源は、前記光供給制御
   部の制御命令に応じて発光し、対応する前記光駆動型ア
   クチュエータに光を供給することを特徴とする書き換え
   可能な点字表示装置。