(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の側縁部に設けられるとともに、点字を表示する複数の触知ピンを上下動可能に保持した触知ピン保持部と、
前記基板の面上に前記触知ピンに対応させて複数配置されるとともに、湾曲動作により自由端部において前記触知ピンを上下動させる、２つの圧電層の間に弾性導電材料の薄片を介挿してなる圧電素子片と、
前記基板の面上に配置され、少なくとも前記圧電素子片の薄片を電気的に接続する端子を有する電気回路を形成した配線手段と、
前記配線手段の電気回路上に設けられ、前記圧電素子片の湾曲動作の支点を挟持するとともに、前記圧電素子片の２つの圧電層を電気的に前記電気回路に接続する導電性の支点支持部材と
を具備したことを特徴とする点字セル。
【請求項２】
前記配線手段は、前記電気回路上に穴部を有し、
前記支点支持部材は、前記穴部に差し込まれるとともに、前記圧電素子片を挟持する一対のピンからなることを特徴とする請求項１記載の点字セル。
【請求項３】
前記一対のピンは、弾性力を有し、該弾性力をもって前記圧電素子片を挟持することを特徴とする請求項２記載の点字セル。
【請求項４】
前記一対のピンは、前記圧電素子片との間に、導電性ゴムを介在させたことを特徴とする請求項２又は３記載の点字セル。
【請求項５】
前記一対のピンは、前記圧電素子片との間に、先の尖った凸部を有し、該凸部が前記圧電素子片に当接されるように配置される導電性の弾性部材を介在させたことを特徴とする請求項２又は３記載の点字セル。
【請求項６】
前記配線手段は、前記電気回路上に前記圧電素子片を各別に駆動する駆動手段および他の点字セルとの連結を可能にするコネクタを取り付けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の点字セル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、視覚障害者に対して文字情報を伝えるための点字セルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、視覚障害者に対して文字情報を伝える手段として、コンピュータの文字情報を触知ピンの上下運動により点字に置き換え、利用者は、これら触知ピンにより構成される点字を指先でなぞることにより文字情報を読み取るようにした点字セルが用いられている。
【０００３】
このような点字セルとして、例えば、特許文献１に開示されるように直流電圧を印加することにより湾曲変位する圧電素子片を、基体両面に階段状に４個ずつ積み重ねて支持するとともに、これら圧電素子片の自由端に触知ピンを配置し、圧電素子片の湾曲変位により触知ピンを上下動させることで点字を表示させるようにしたものが知られている。
【０００４】
この場合、特許文献１には、図示していないが、一般に、このような点字セルの圧電素子片は、２つの圧電層の間に弾性導電材料の薄片を介挿してなるバイモルフタイプのものが用いられ、基端部側に配置されるプリント基板上の各端子に、薄片を直接半田付けするとともに、各圧電層をリード線を介して半田付けするようになっている。プリント基板は、電気回路を構成するプリント配線を有するもので、各端子をコネクタなどに導くようにしている。
【０００５】
そして、このような点字セルは、コネクタを介して複数連結され、各点字セル共通のドライブ基板に設けたドライブＩＣによりコンピュータからの文字情報に応じたデータにより駆動すべき点字セルが判断されるとともに、該当する点字セルに対しプリント基板のプリント配線を介して電源が供給され、駆動されるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第５２２６８１７号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近、このような点字セルは、実際に使用するときの取り扱いを容易にするため、さらなる小型化が望まれている。
【０００８】
ところが、プリント基板上の端子に対し圧電素子片の各圧電層をリード線を介して半田付けするような構成になっているため、リード線のスペースが必要となり、点字セル全体として外観寸法が大きくなり、大型化が避けられないという問題があった。また、リード線を半田付けする作業も必要となるため、組み立て工数も増え、コスト的にも高価になるという問題もあった。
【０００９】
さらに、コネクタを介して複数の点字セルを連結した状態で、各点字セル共通のドライブＩＣにより各別に点字セルを駆動するようにしているため、ドライブＩＣによって連結可能な点字セルが決まってしまい、ユーザの要求に適切に応じきれないなど、使い勝手が悪いという問題もあった。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、小型化と安価を実現できるとともに、使い勝手も改善できる点字セルを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、基板と、前記基板の側縁部に設けられるとともに、点字を表示する複数の触知ピンを上下動可能に保持した触知ピン保持部と、前記基板の面上に前記触知ピンに対応させて複数配置されるとともに、湾曲動作により自由端部において前記触知ピンを上下動させる、２つの圧電層の間に弾性導電材料の薄片を介挿してなる圧電素子片と、前記基板の面上に配置され、少なくとも前記圧電素子片の薄片を電気的に接続する端子を有する電気回路を形成した配線手段と、前記配線手段の電気回路上に設けられ、前記圧電素子片の湾曲動作の支点を挟持するとともに、前記圧電素子片の２つの圧電層を電気的に前記電気回路に接続する導電性の支点支持部材とを具備したことを特徴としている。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記配線手段は、前記電気回路上に穴部を有し、前記支点支持部材は、前記穴部に差し込まれるとともに、前記圧電素子片を挟持する一対のピンからなることを特徴としている。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記一対のピンは、弾性力を有し、該弾性力をもって前記圧電素子片を挟持することを特徴としている。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記一対のピンは、前記圧電素子片との間に、導電性ゴムを介在させたことを特徴としている。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記一対のピンは、前記圧電素子片との間に、先の尖った凸部を有し、該凸部が前記圧電素子片に当接されるように配置される導電性の弾性部材を介在させたことを特徴としている。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記配線手段は、前記電気回路上に前記圧電素子片を各別に駆動する駆動手段および他の点字セルとの連結を可能にするコネクタを取り付けたことを特徴としている。
【００１７】
この結果、本発明によれば、圧電素子片の湾曲動作の支点を挟持する支点支持部材により、圧電素子片の２つの圧電層を電気的に配線手段の電気回路に接続できるので、従来用いていたリード線のスペースが必要でなくなり点字セル全体の外観寸法を小さくできる。
【００１８】
また、本発明によれば、支点支持部材は、導電性の材質であると同時に、弾性力を持たせる構造とし、圧電素子片の各圧電層との接触を確実にしたので、圧電素子片側に確実に電源を供給でき、圧電素子片での安定した動作を確保できる。
【００１９】
さらに、本発明によれば、圧電素子片に対し、リード線を半田付けする作業を必要としないので、組み立て工数を低減でき、コスト的に安価にできる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、圧電素子片を各別に駆動する駆動手段を配線手段の電気回路上に設けたので、必要数だけ点字セルを連結して使用することが可能となり、ユーザの要求に適切に応じることができ、使い勝手の改善も実現できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従い説明する。
【００２２】
図１は、本発明が適用される点字セルの概略構成を示している。図において、１は基板で、この基板１は、合成樹脂などのモールド成型により横長の板状に形成されている。
【００２３】
基板１の側面には、配線手段としてのプリント基板２が設けられている。プリント基板２には、図２に示すように駆動手段としてのドライブＩＣ３およびコネクタ４が一体に取り付けられている。また、プリント基板２には、穴部２０１および端子２０２が設けられ、さらに、これら穴部２０１および端子２０２をドライブＩＣ３およびコネクタ４に電気的に接続するための電気回路としてプリント配線２０３が設けられている。穴部２０１は、後述する圧電素子片７の支点を支持する支点支持部材としての一対のピン８が差し込まれ固定するものである。端子２０２は、圧電素子片７の薄片７ｃが直接半田付けされるものである。
【００２４】
ドライブＩＣ３は、圧電素子片７のための駆動回路を有するもので、ここでは、８回路分の駆動回路を備えている。また、ドライブＩＣ３は、不図示のコンピュータからのデータにより駆動すべき圧電素子片７を判断するとともに、該当する駆動回路から圧電素子片７に対して駆動電源を供給するようにしている。また、コネクタ４は、複数の点字セルを連結可能にするとともに、コンピュータとのデータのやり取りおよび駆動電源の供給などを行なうためのものである。
【００２５】
基板１の上部側縁には、左隅部に触知ピン保持部５が設けられている（図３参照）。この触知ピン保持部５には、左右二列で、各列４個の合計８個の触知ピン保持孔５０１が形成されている。これら各列の触知ピン保持孔５０１は、それぞれ基板１の両面に沿って配置されるようになっている。
【００２６】
触知ピン保持部５の各触知ピン保持孔５０１には、触知ピン６が上下動可能に保持されている。これら触知ピン６は、常時、自重により下がってピン頭部６ａが触知ピン保持部５上面と面一になっており、圧電素子片７の湾曲動作により押し上げ力が作用されると、ピン頭部６ａが触知ピン保持部５上面より所定寸法だけ突出するようになっている。
【００２７】
基板１の両側面には、圧電素子片７が配置されている。この場合、圧電素子片７は、図３に示すように基板１側面の長手方向に配置されるとともに、幅方向に階段状に積み重ねて４本ずつ配置され、それぞれの圧電素子片７の自由端部７０１が各触知ピン６の下端に当接可能になっている。
【００２８】
圧電素子片７は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、圧電材料、例えばＰＺＴからなる圧電層７ａ、７ｂの間にニッケル合金のような弾性導電材料の薄片７ｃを介挿してなるバイモルフタイプのものからなっている。この圧電素子片７は、図４（ａ）に示すように、一方の圧電層７ａに２００Ｖを印加し、他方の圧電層７ｂと薄片７ｃを接地した状態から、同図（ｂ）に示すように一方の圧電層７ａと薄片７ｃに２００Ｖを印加すると、湾曲動作を生じて自由端部７０１を上下動するようになっている。
【００２９】
圧電素子片７は、湾曲動作の節部（支点）を一対のピン８により挟持されている。これらピン８は、圧電素子片７が湾曲動作したときに触知ピン６に対する押圧力を高めるために用いられるものである。
【００３０】
また、ピン８は、導電性の材質からなるもので、図５に示すように円筒状本体の軸方向に沿ってスリット８ａが形成され、弾性力を持たせた構造になっている。このようなピン８は、プリント基板２の穴部２０１に差し込まれ、この状態で、圧電素子片７を弾性力をもって挟持するとともに、圧電層７ａおよび圧電層７ｂをプリント配線２０３を介してドライブＩＣ３に電気的に接続させるようになっている。
【００３１】
この場合、圧電素子片７は、比較的高い電圧を加えられるため、電気的ショートを防ぐ目的で表面に絶縁コーティングが施されている。このため、ピン８で圧電素子片７を挟持して電気的に接続するには、予め圧電素子片７側の絶縁コーティングを除去する必要がある。
【００３２】
なお、図面中の符号９は、スイッチで、このスイッチ９は、コンピュータ側に他の操作を指示するための信号を出力するもので、この機能は、本発明とは直接関係しないので、説明は省略する。
【００３３】
このように構成された点字セル１０は、図６に示すように水平方向に複数個（図示例では８個）コネクタ４を介して連結される。コネクタ４は不図示のコンピュータに接続される。
【００３４】
この状態から、コンピュータから文字情報に応じたデータが出力されると、各点字セル１０のドライブＩＣ３に送られる。各点字セル１０のドライブＩＣ３は、与えられたデータに基づいて駆動すべき圧電素子片７を判断する。そして、該当する圧電素子片７の圧電層７ａ、７ｂにピン８を介して駆動電源を供給する。これにより、圧電素子片７は、湾曲動作し、このときの変位により触知ピン６が上下動され点字が表示される。
【００３５】
従って、このようにすれば、圧電素子片７の湾曲動作の支点を挟持する一対のピン８をプリント基板２の穴部２０１に差し込むことで、圧電素子片７の圧電層７ａ、７ｂをプリント配線２０３を介してドライブＩＣ３側に電気的に接続できるので、従来のプリント基板上の端子に圧電素子片の各圧電層をリード線を介して半田付けするものと比べ、リード線のスペースが必要でなくなり、これにより点字セル全体の外観寸法を小さくでき、小型化を実現できる。
【００３６】
この場合、ピン８は、導電性の材質であると同時に、弾性力を持たせる構造とし、圧電素子片７の圧電層７ａ、７ｂとの接触を確実にしたので、圧電素子片７側に確実に電源を供給できるようになり、圧電素子片７での安定した動作により触知ピン６に正確な点字情報を表示させることができる。
【００３７】
また、圧電素子片７に対し、従来のリード線を半田付けするなどの作業を必要とせず、ピン８をプリント基板２の穴部２０１に差し込むだけで電気的接続を完了するので、組み立て工数を大幅に低減でき、コスト的に安価にできる。
【００３８】
さらに、プリント基板２上には、各圧電素子片７を駆動するためのドライブＩＣ３が設けられるので、つまり、各点字セルごとにドライブＩＣ３が設けられるようになるので、従来の複数の点字セル共通のドライブＩＣにより点字セルを各別に駆動するため、ドライブＩＣによって連結可能な点字セルが決まってしまうものと比べ、必要数だけ点字セルを連結して使用することが可能となり、ユーザの要求に適切に応じることができ、使い勝手の飛躍的な改善も実現できる。
【００３９】
（変形例１）
次に、一実施の形態の変形例１を説明する。
【００４０】
図７（ａ）（ｂ）は、変形例１の要部の概略構成を示している。この場合、圧電素子片７の支点は、一対の柱状のピン１１により挟持されている。これらピン１１と圧電素子片７の間には、導電性ゴム１２が介在されている。導電性ゴム１２は、弾性力により各ピン１１と圧電素子片７の圧電層７ａおよび圧電層７ｂの間の接触状態を安定させるようにしている。
【００４１】
このようにすれば、導電性ゴム１２を介在させることで、各ピン１１と圧電素子片７の圧電層７ａおよび圧電層７ｂとの間の接触をさらに確実にできるので、この場合も、圧電素子片７側に確実に電源を供給することができ、圧電素子片７での安定した動作により、触知ピン６に正確な点字情報を表示させることができる。
【００４２】
（変形例２）
次に、一実施の形態の変形例２を説明する。
【００４３】
上述したように、圧電素子片７は、比較的高い電圧を加えられることから、電気的ショートを防ぐ目的で表面に絶縁コーティングが施されている。このため、ピンで圧電素子片を挟持して電気的に接続するには、予め圧電素子片側の絶縁コーティングを除去する必要がある。
【００４４】
そこで、この変形例２では、ピンによる圧電素子片の挟持を確実にできるのは勿論、圧電素子片の絶縁コーティングを簡単に除去できるようにしている
図８（ａ）（ｂ）は、変形例２の要部の概略構成を示している。
【００４５】
この場合も、圧電素子片７の支点は、一対の柱状のピン１３により挟持されている。
【００４６】
これらピン１３と圧電素子片７の間には、弾性部材１４が介在されている。弾性部材１４は、板状をなすとともに、両方の端部１４ａを同じ方向に折り曲げたコ字形状をしている。これら端部１４ａの先端には、先の尖った凸部１４ｂが形成されている。
【００４７】
この場合、弾性部材１４は、端部１４ａの尖った凸部１４ｂが圧電素子片７に当接されている。そして、ピン１３で中央部が押圧されると、尖った凸部１４ｂが圧電素子片７の絶縁コーティングを突き破り、圧電層７ａおよび圧電層７ｂに接触される。これにより、ピン１３と圧電層７ａおよび圧電層７ｂとの間は、弾性部材１４を介して電気的に接続される。
【００４８】
このようにしても、一対のピン１３による圧電素子片７の挟持を確実にできる。また、先の尖った凸部１４ｂを有する弾性部材１４を介在させることで、圧電素子片の絶縁コーティングを簡単に除去でき、ピン１３を圧電素子片７の圧電層７ａおよび圧電層７ｂに電気的に接続することができる。
【００４９】
これにより、圧電素子片７側に確実に電源を供給することができ、圧電素子片７での安定した動作により、触知ピン６に正確な点字情報を表示させることができる。また、圧電素子片７の絶縁コーティングを取り除くための作業を省略することができるので、組み立て工数を低減でき、コスト的にも安価にできる。
【００５０】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。
【００５１】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【００５２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、小型化と安価を実現できるとともに、使い勝手も改善できる点字セルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の概略構成を示す図。
【図２】一実施の形態に用いられるプリント基板の概略構成を示す図。
【図３】一実施の形態の圧電素子片の配置を説明するための図。
【図４】一実施の形態に用いられる圧電素子片を説明するための図。
【図５】一実施の形態に用いられるピンを説明するための図。
【図６】一実施の形態の点字セルを複数個連結した場合を示す図。
【図７】一実施の形態の変形例１の要部の概略構成を示す図。
【図８】一実施の形態の変形例２の要部の概略構成を示す図。
【符号の説明】
１…基板
２…プリント基板
２０１…穴部
２０２…端子
２０３…プリント配線
３…ドライブＩＣ
４…コネクタ
５…触知ピン保持部
５０１…触知ピン保持孔
６…触知ピン
６ａ…ピン頭部
７…圧電素子片
７０１…自由端部
７ａ．７ｂ…圧電層
７ｃ…薄片
８…ピン
９…スイッチ
１０…点字セル
１１…ピン
１２…導電性ゴム
１３…ピン
１４…弾性部材
１４ａ…端部
１４ｂ…尖った凸部
【図１】
0003713027.tif 000002
【図２】
0003713027.tif 000003
【図３】
0003713027.tif 000004
【図４】
0003713027.tif 000005
【図５】
0003713027.tif 000006
【図６】
0003713027.tif 000007
【図７】
0003713027.tif 000008
【図８】
0003713027.tif 000009