(57)【要約】  点字ディスプレイ装置が開示されている。その装置は、対応する触知ピンを有する個々の点字セルのアレイをサポートする。ピンは、使用者が感知できるブライユ文字を生成するように、リードによって選択的に持ち上げられる。ブライユ文字は、コンピュータスクリーン上の文字等の目で見える文字に対応し得る。ディスプレイは、行、段落、又はページを順次表示することを可能にするためにリフレッシュ可能である。本開示にしたがって、点字セルは、製造コストを最小限する態様で、さらに、ディスプレイのサイズが非常に低減されることを可能にする態様で製造される。
2015511726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一連の個々の点字セルを備えるリフレッシュ可能な点字ディスプレイであって、
前方延在部と後方延在部とを有するハウジングであって、該ハウジングは、内部領域と、上側カバーと、下側トレイとをさらに有し、前記上側カバーは、点字ピンを受容するためのアパチャと、キーを受容するための一連の開口部とを備え、前記上側カバー内にチャネルが形成されている、前記ハウジングと、
前記ハウジングの前記内部領域に取り付けられるマザーボードであって、該マザーボードは、一連の点字セルアセンブリに相互接続されており、該点字セルアセンブリの各々は、個々の点字セルに対応し、８つのバイモルフ・リードをサポートしている、前記マザーボードと、
一連のマウンティングブロックであって、各マウンティングブロックは、ピンアパチャのアレイを有するハウジングを有し、該ハウジングは、垂下しているエッジをさらに備え、前記マウンティングブロックは、前記上側カバー内の前記チャネル内に解放可能に固定されている、前記マウンティングブロックと、
一連の触知ピンであって、各触知ピンは、丸い上端部と、長さ部分とを備え、前記マウンティングブロックの前記ピンアパチャ内に配置されており、該長さ部分に位置する襟部を各々備える、前記一連の触知ピンと、
前記一連の触知ピンの頂部の上方に固定されているプレートであって、該プレートは、前記触知ピンの通過を可能にする開口部を備え、該開口部が前記触知ピン上に位置する前記襟部の直径より小さいサイズを有することによって、前記触知ピンの上向きの動きが制限される、前記プレートとを備える、点字ディスプレイ。
【請求項２】
複数の点字セルを備える点字ディスプレイであって、
前方延在部と後方延在部とを有するハウジングであって、該ハウジングは、内部領域と、上側カバーと、下側トレイとをさらに有し、前記上側カバーは、点字ピンを受容するためのアパチャを備える、前記ハウジングと、
前記ハウジングの前記内部領域に取り付けられるマザーボードであって、該マザーボードは、一連の点字セルアセンブリに相互接続されており、該点字セルアセンブリの各々は、前記点字セルのうちの１つに対応している、前記マザーボードと、
ハウジングを有し、前記ハウジングの内部領域に加えて配置される、マウンティングブロックと、
一連の触知ピンであって、該一連の触知ピンは、前記マウンティングブロック内に収容され、前記マウンティングブロックは、前記触知ピンをモジュラユニットとして一体に維持する、前記一連の触知ピンとを備える、点字ディスプレイ。
【請求項３】
前記マウンティングブロックは、４つの異なる点字セルに対して十分な複数の触知ピンを収容する、請求項２に記載の点字ディスプレイ。
【請求項４】
前記マウンティングブロックは、６つの異なる点字セルに対して十分な複数の触知ピンを収容する、請求項２に記載の点字ディスプレイ。
【請求項５】
前記マウンティングブロックの頂部にわたって固定されているプレートであって、前記触知ピンの上向きの動きを制限する前記プレートをさらに備える、請求項２に記載の点字ディスプレイ。
【請求項６】
前記上側カバーの内部領域の表面内に形成される対向する壁を有するチャネルであって、前記対向する壁の各々は一連のオス型の係合フィーチャを有する、前記チャネルをさらに備え、
前記マウンティングブロックは、一連のメス型係合フィーチャを有し、
前記マウンティングブロックは、前記オス型及びメス型の係合フィーチャを接続することによって前記チャネル内に解放可能に固定されている、請求項２に記載の点字ディスプレイ。
【請求項７】
リフレッシュ可能な点字ディスプレイ内においてマザーボードに着脱可能に接続されるように構成される点字セルアセンブリであって、
基端と、先端と、基端と先端との間の中間延在部と、対向する側面と、上側エッジと、下側エッジとを有するプリント回路基板であって、メス型の電気コネクタは、前記基端に近接して前記プリント回路基板に相互接続され、一連の係止部は、前記中間延在部に沿って前記プリント回路基板の前記対向する側面上に形成される、前記プリント回路基板と、
オス型の電気コネクタを有するマザーボードであって、前記プリント回路基板の前記メス型の電気コネクタは、前記マザーボードの前記オス型の電気コネクタに結合される、前記マザーボードと、
前記プリント回路基板の前記対向する側面の各々に取り付けられる近接した一連の接点であって、各接点は、ベースポーションと、支持アームと、付勢アームとから形成されており、該付勢アームは、前記支持アームに対して角度を付けられており、各接点の前記ベースポーションは前記プリント回路基板にはんだ付けされており、近接した前記一連の接点がずらした配置で取り付けられており、一連の支点の各々は上側接点の付勢アームと下側接点の支持アームとの間に形成されている、近接した前記一連の接点と、
基端と、先端と、基端と先端との間の中間延在部とを各々有する一連のバイモルフ・リードであって、各バイモルフ・リードは、上側表面と、下側表面とをさらに有し、前記上側接点の前記付勢アームが前記バイモルフ・リードの前記上側表面に接触し、前記下側接点の前記支持アームが前記バイモルフ・リードの前記下側表面に接触するとともに、各バイモルフ・リードの前記基端は、対応する支点に固定されており、前記バイモルフ・リードの前記中間延在部は、対応する係止部に近接して配置されている、前記一連のバイモルフ・リードと、
近接した接点同士に前記オス型及びメス型の電気コネクタを介して反対の極性の電圧を送達する電圧源であって、前記対応するバイモルフ・リードの前記上側表面及び下側表面は、反対の極性の電圧にさらされる、前記電圧源とを備える、点字セルアセンブリ。
【請求項８】
点字セルアセンブリであって、
対向する側面を有するプリント回路基板と、
前記プリント回路基板に取り付けられる近接した一連の電気接点であって、近接した電気接点は互いに絶縁されており、支点は、近接した電気接点同士の間に形成される、近接した一連の電気接点と、
上側表面と、下側表面とを各々備える一連のバイモルフ・リードであって、対応する支点に固定されている、前記一連のバイモルフ・リードと、
近接した電気接点同士に反対の極性の電圧を送達するための電力源であって、反対の極性の電圧は、対応する支点を介し、前記対応するバイモルフ・リードの前記上側表面及び下側表面に送達される、前記電力源とを備える、点字セルアセンブリ。
【請求項９】
前記バイモルフ・リードの動きを制限するために、前記プリント回路基板上に形成される一連の係止部をさらに備える、請求項８に記載の点字セルアセンブリ。
【請求項１０】
近接した一連の接点は、ずらして取り付けられている、請求項８に記載の点字セルアセンブリ。
【請求項１１】
各電気接点は、ベースポーションと、支持アームと、付勢アームとから形成され、各接点の前記ベースポーションは前記プリント回路基板にはんだ付けされ、各支点は、上側接点の前記付勢アームと、下側接点の前記支持アームとの間に形成される、請求項８に記載
の点字セルアセンブリ。
【請求項１２】
前記付勢アームと前記支持アームとは、対応するバイモルフ・リードの前記上側表面及び下側表面に電気的に接続する電極である、請求項１１に記載の点字セルアセンブリ。
【請求項１３】
整合アパチャを有するプリント回路基板（ＰＣＢ）と、一連のバイモルフ・リードとを備える点字セルアセンブリを組み立てるための方法であって、該方法は、互いに対して角度を付けられている第１表面及び第２表面を有する整合ガイドを利用し、第２表面は、一対の整合タブと、周辺エッジとを有し、一連の接点は、切込線部を介して前記整合ガイドの前記周辺エッジに解放可能に固定され、接点の各々は、ベースポーションと、支持アームと、付勢アームとから形成される、前記方法において、
前記整合タブを前記整合アパチャ中に挿入することによって前記整合ガイドを前記プリント回路基板上に配置する工程であって、一連の接点は、ずらされた関係でＰＣＢ上に位置合わせされる、前記工程と、
前記ＰＣＢがＩＲリフローはんだプロセスを経る工程であって、各接点の前記ベースポーションは、前記ＰＣＢ上にはんだ付けされ、近接した接点同士の前記支持アームと、前記付勢アームとは支点を形成する、前記工程と、
前記切込線部を破壊するように前記整合ガイドを曲げることによって、前記整合ガイドをはんだ付けされた接点から分離する工程と、
前記バイモルフ・リードの各々を近接した接点同士によって形成された対応する支点中に挿入する工程とを備える方法。
【請求項１４】
整合アパチャを有するプリント回路基板（ＰＣＢ）を備える点字セルアセンブリを組み立てるための方法であって、該方法は、第１表面及び第２表面を有する整合ガイドを利用し、第２表面は、整合タブと、周辺エッジとを有し、一連の接点は、前記整合ガイドの前記周辺エッジに解放可能に固定される、前記方法において、
前記整合タブを前記整合アパチャ中に挿入することによって前記整合ガイドを前記プリント回路基板上に配置する工程であって、一連の接点は、ＰＣＢ上に位置合わせされる、前記工程と、
各接点は、前記ＰＣＢ上にはんだ付けされる工程と、
前記整合ガイドをはんだ付けされた接点から分離する工程とを備える方法。
【請求項１５】
前記はんだ付け工程は、ＩＲリフローはんだ付けによって実行される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
近接した接点同士によって形成された対応する支点中にバイモルフ・リードの各々を挿入する工程をさらに備える、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点字ディスプレイ装置に関する。より詳細には、本発明は、製造、修理、保守点検のうちの少なくとも１つが容易に行われる構造を使用するリフレッシュ可能なディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
点字ディスプレイは、有線接続又は無線接続によってコンピュータに接続する電気機械装置である。ディスプレイは、一行の触知セルからなる。典型的なディスプレイは、２０、４０、又はさらには８０ものセルを備える。そして、この各セルが、電圧に応じて上下に動く６つ又は８つの触知ピンを収納する。触知ピンは、機械的効果、電気機械的効果、圧電効果、空気圧効果、又は磁気的効果によって駆動される場合がある。その上げられた位置にあるとき、ピンは触知表面より上方に延在し、使用者がピンを感知することが可能である。一部のピンを上げて他のピンを触知表面より下方に維持することによって、個々のブライユ文字（点字）を生成することができる。一連のセルは一体となって、一行の文字を表す。一行を読んだ後、使用者は、さらなる行を提示させて読むことができるように、ディスプレイをリフレッシュできる。点字ディスプレイは、大抵、他のハードウェア及びソフトウェアと組み合わされて、一体化されたユニットをなす。例えば、点字ディスプレイは、表示ユニットとして機能するようにビデオモニタの代わりに接続され、多くのユニットには、スクリーンプロンプトの音声出力が組み込まれている。この点について、コンピュータのスクリーンバッファにおける視覚的な像を点字ディスプレイ上に表示される文字に変換するべく、コンピュータソフトウェアが使用される。
【０００３】
リフレッシュ可能な点字ディスプレイとグラフィカル触知ディスプレイとにおける使用のための電気機械的触知セルが本技術分野において知られている。本技術分野において既知の例示的な触知セルは、８つの触知ピンに対応する、８つの圧電リード（ｒｅｅｄ）要素からなる。このリードを作動させるように必要な電気的接続及び駆動力が提供されることによって、触知ピンは、触知表面より上方に突出させられ、ブライユ文字又はグラフィック要素が表示されることが可能になる。本技術分野において既知の点字セルは、製造性に適うようには設計されておらず、また、修理及び取替が容易なようには設計されていない。
【０００４】
現在最新の技術では、触知ピンを駆動するために圧電バイモルフ・リードが使用される。バイモルフ・リードは、２つの圧電振動子の間に配置された共通の中央の導体を有している。単純な回路では、中央の導体が動作させられ、外側の導体は固定されている。この構成では、導線をプリント回路基板にはんだ付け可能にするべく、特別な金属めっきが外側の圧電セラミック接点に施されることがさらに必要とされる。
【０００５】
そのような特別な金属めっきと導線の個々の装着との必要性によって、各点字セルに関連する製造コストが増大させられる。今の技術では、１６の手はんだ付けされる導線の使用が必要とされ、ディスプレイにおける各点字セルのための電気的接続を確立するには、３２の手はんだ付けされるはんだ接合部が必要とされる。リードの正確な配置は、触知ピンがリードの作動に際して触知表面を越えて一定の距離だけ延びることと、要求時に表面より下方に完全に引っ込むこととを確実にするために必要とされる。触知ピンの上向きの軌道を伴うリードのこの正確な配置及び位置合わせは、手はんだ付け製造技術では非常に困難であると分かっている。さらに、点字セルの修理のためのリードの取替は、この設計において使用される手はんだ付けされる導線の数が多いので、複雑になる。
【０００６】
先行技術の点字セルでは、個々の点字セル当たり１つの個々の触知ピンキャップが使用される。触知ピンキャップは、ピンを配置し、位置合わせするように機能するとともに、カーソル制御ボタンを提供する。互いに近接して配置される、点字セルと、関連する触知ピンキャップとによって、触知表面が確立される。各点字セルに対して個々のセルキャップを使用することによって、製造コストと材料のコストが増大させられる。個々のセルキャップを配置し、位置合わせするには、追加の安定化部材が必要である。許容可能な触知感覚を読み手に提供するために、厳密な裕度が必要とされる。読者は、この設計による各セル間における固有の隔たりに敏感である。各セル間におけるこの非一様性は、先行技術における既知の全ての点字ディスプレイに存在する悩みである。触知による使用者にとっては、溝を触知したりセル間の一様でないことを触知したりすることは、視覚による使用者によって経験されるコンピュータモニタ上のノイズ又は明滅に匹敵する。さらに、個々の触知ピンのメンテナンス及び取替が度々必要である。ピン上に蓄積する汚れは取り除かれる必要があり、また、ピンは過度の摩耗の際には取替えられる必要がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の点字ディスプレイの斜視図。
【図１Ａ】図１の線１Ａ−１Ａに沿った点字ディスプレイの断面図。
【図２】上側カバーが取り除かれている点字ディスプレイの詳細図。
【図３】点字ディスプレイの上側カバーの内部領域の詳細図。
【図４】点字ディスプレイに関連する触知ピンを収容するための、４セルのマウンティングブロックの斜視図。
【図４Ａ】点字ディスプレイに関連する触知ピンを収容するための、６セルのマウンティングブロックの斜視図。
【図５】図４のマウンティングブロックの分解図。
【図６】バックプレーンボードに相互接続される点字セルアセンブリの斜視図。
【図７】点字セルアセンブリの側面図。
【図８】図７の点字セルアセンブリの上面斜視図。
【図９】整合ガイドに取り付けられている一連の接点の斜視図。
【図９Ａ】プリント回路基板と合わせられている整合ガイドの斜視図。
【図１０】整合ガイドから取り除かれた接点の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
したがって、本技術分野において、リフレッシュ可能な点字ディスプレイにおける使用のための改良された電気機械触知セルの必要性が存在する。製造性と修理とにおける改良は、使用者の触知経験における向上に加えて必要である。圧電リードをプリント回路基板に固定するための改良された手段や、必要な電気的接続を確立するための改良された手段の必要性が存在する。ユーザインタフェースを向上させ、触知ピンの容易なメンテナンスを可能にする、個々のセルについての改良された整合手法の必要性がさらに存在する。
【０００９】
しかしながら、本発明がなされた時点において全体として考慮される先行技術を鑑みて、識別される改良がなされるべきことは当業者に対して明らかではなく、また、たとえそのような改良の必要性が認識されていたとしても、その改良をどのようにしてなすのかに関しても明らかではない。
【００１０】
本点字ディスプレイによって提供される利点の１つは、本点字ディスプレイは非常に小さな形状因子により作成ができることによって、ディスプレイを持ち運びに便利でハンドヘルドにすることである。
【００１１】
本開示のディスプレイの別の利点は、ディスプレイが最小限の労力で製造されることができることによって製造時間及び製造コストを最小限にすることである。
さらなる別の利点は、整合ガイドを使って点字セルアセンブリを製造し、それによってセルアセンブリに関連する接点はプリント回路基板上で迅速及び適切に配向されることが可能であることにより実現される。
【００１２】
さらなる利点は、一連の点字ピンを保持するためのハウジングを提供することによってピンが取替、修理、又はその両方のために点字ディスプレイに容易に据え付けられることと点字ディスプレイから容易に取り除かれることとを可能にすることにより達成される。
【００１３】
続く本発明の詳細な説明がより良く理解されることによって技術に対する本寄与がより十分に認められるように、以上によって本発明のより要を得た重要な特徴が幾分広く概説されている。本発明の特許請求の範囲の主題を構成する本発明のさらなる特徴が以下に説明される。開示される概念及び具体的な実施形態は、本発明と同じ目的を実行するために他の構成を改変又は設計するための基礎として直ちに利用され得ることが当業者によって認められるべきである。さらに、そのような均等な構造は、添付の特許請求の範囲において述べられている本発明の趣旨及び範囲から逸脱しないことが当業者によって了解されるべきである。
【００１４】
本発明の性質及び目的のより十分な理解のため、添付の図面と照らし合わせて以下の詳細な説明に対して参照がなされるべきである。
類似の参照符号は、図面における複数の図を通じて類似の部分を参照する。
【００１５】
【表１】
2015511726.tif 000003
本開示は、点字ディスプレイに関する。このディスプレイは、対応する触知ピンを有する個々の点字セルからなるアレイをサポートする。点字セルアセンブリは、各セルの動作を制御する。セルアセンブリは、電気接点を介してプリント回路基板（ＰＣＢ）に装着される複数のリードを備える。リードは、使用者が感知できるブライユ文字を生成する触知ピンを選択的に持ち上げるように機能する。一連のセルに関連する触知ピンは、モジュラブロックにおいて一体となって収容されている。ディスプレイによって生成されるブライユ文字は、コンピュータスクリーン上の文字等の目で見える文字に対応する。ディスプレイは、行、段落、又はページを順次表示することを可能にするためにリフレッシュ可能である。本開示にしたがって、ディスプレイは、労力及び製造コストを最小限する態様で、また、ディスプレイのサイズが非常に低減されることを可能にする態様で製造される。本発明の様々な構成要素や、その構成要素が相互に関係する態様は、以下において極めて詳細に説明される。
【００１６】
点字ディスプレイ装置
図１は、本開示にしたがって製造される点字ディスプレイ２０の斜視図である。ディスプレイ２０の側面は、パワーボタンと、ディスプレイ２０を従来の壁のコンセントに結合
させるための電力ポート２２とを備える。あるいは、ディスプレイ２０は、バッテリ電源式であってもよい。マイクロＢ−ＵＳＢポート２４も、ディスプレイ２０をコンピュータ等の装置に結合させるために備えられる。ディスプレイ２０は、あるいは、ブルートゥース（登録商標）等の無線接続を介して結合されてもよい。
【００１７】
リフレッシュ可能な点字セル２６は、ディスプレイ２０の前部にわたって位置合わせされる。示す実施形態では、ディスプレイ２０は、３２０個の個々の触知ピンを有する一列の４０個の点字セルを備える。２０個又は８０個のセル等の他のセル構成を利用するディスプレイは、本発明の範囲内である。ポータブルの１４セルの構成を使用することも、本発明の範囲内である。セル２６は、一体構造の表面にわたって延在する。これにより、ディスプレイ２０の近接するセル２６間における間隔又は隙間が存在しない。カーソルルーティングボタン２８は、各点字セル２６に関連し、各点字セル２６より上方に位置する。明確さのため、セル２６及びボタン２８の全てに参照符号を付してはいない。カーソルルーティングボタン２８は、カーソルを特定の一点に動かしたり、文字を選択したりするのに使用される。そのカーソルルーティングボタン２８は、ファンクションキー又はパンボタンとして役立つ。ロッカー（ｒｏｃｋｅｒ）キー３４と押しボタン３６とがディスプレイの両端に存在する。ロッカーキー３４は、表示されている文字を通じて上下にスクロールするために使用される。押しボタン３６は、ロッカーキー３４が文書の行、段落、又はページのいずれを通じてスクロールするかを選択するトグル制御部である。ディスプレイ２０は、ロッカーキー３４のスクロール速度及び感度を決定するように使用者によってプログラムされてもよい。
【００１８】
さらに、一連のキー３８は、ディスプレイ２０の後部に沿って位置合わせされる。その一連のキー３８には、６つの内側のキー３８（ｂ）と、２つの外側のキー３８（ａ）とが含まれる。示す実施形態では、キー３８は、点字キーであり、従来のパーキンススタイルキーボード上に見出されるキーと類似する。キー３８は、使用者の指の自然な配置に従うように、ディスプレイの中心線に向かって内向きに角度を付けられている。キーの間隔は均一ではない。すなわち、２つの外側のキー３８（ａ）は、内側のキー３８（ｂ）同士よりもさらに隔てて離間されている。外側のキー３８（ａ）は、使用者の小指の自然な伸びと配置の便宜のためにさらに遠くに離間されている。スペースキー４２も、ディスプレイ２０の前部エッジに近接して中央に位置し、使用者の親指によって到達可能である。
【００１９】
さらに、ディスプレイ２０の前部表面は、自動進行フィーチャを制御する選択ボタン４４を含む。さらに、点字セル２６によって表示されている行の上下の移動を制御するためのロッカーバー４６が備えられている。さらに、１ディスプレイ幅だけ左右にパンすることを可能にするパンボタン４８が備えられている。ディスプレイ２０は、上側カバー５４と、下側トレイ５６とから形成される外側のハウジング５２を備える。上側カバー５４と、下側トレイ５６とは、耐衝撃プラスチックから射出成形される場合がある。上側カバー５４と、下側トレイ５６とは、ねじ又は他の機械的留具（図示せず）等によって一体となって解放可能につなげられる。図３に示すように、上側カバー５４は、触知ピンと、ディスプレイに関連するキーとを受け入れるための開口部５８を備える。図３は、カバー５４の内側の表面上のフィーチャを示すために、逆さまにしたすなわち上下逆にした構成における上側カバー５４を示したものである。
【００２０】
バックプレーンボード６２は、ハウジング５２の内部領域に固定される（図６参照）。本技術分野において既知なように、一連の点字セルアセンブリ６４は、バックプレーンボード６２に相互接続される。明確さのため、図６には、単にセルアセンブリ６４のみを示している。しかし、完成したディスプレイ２０では一連のセルアセンブリ６４が備えられる。バックプレーンボード６２には、インテグレーテッドマザーボードが含まれる。バックプレーンボードに固定されている点字セルアセンブリの一例は、権利者が共通するマー
フィ（Ｍｕｒｐｈｙ）らによる米国特許第７，４１０，３５９号明細書に開示されている。米国特許第７，４１０，３５９号明細書の内容は、全ての目的のために本明細書において参照として援用される。各点字セルアセンブリ６４（図６参照）は、個々の点字セル２６に対応し、対応する数の６つ及び８つのいずれかの触知ピン６６をサポートする。より詳細には、各セルアセンブリ６４は、６つ又は８つのバイモルフ・リード７２が固定されるプリント回路基板（ＰＣＢ）６８を備える。好適な実施形態では、４つのリード７２がＰＣＢ６８の各側面に着脱可能に留められた状態で、８つのリード７２が備えられる。各触知ピン６６の下側延在部は、対応するリード７２の先端に接触する。以下においてより詳細に説明するように、個々の触知ピン６６は、対応するリード７２に電圧を加えることによって選択的に上げられる。加えられる電圧は、対応するリード７２において曲げモーメントを生じ、次いで、その曲げモーメントは、リード７２の先端を上向きに屈曲し、関連するピン６６を持ち上げる。
【００２１】
リード７２は、好適には、並列型のポールド（ｐｏｌｌｅｄ）バイモルフである。本技術分野において周知なように、バイモルフは、金属板（ｍｅｔａｌ  ｖａｎｅ）に接着される２つの伸縮プレート（ｅｘｐａｎｄｅｒ  ｐｌａｔｅ）からなる屈曲要素である。プレートの分極によって、電圧を加えた際、一方のプレートは伸長し、他方のプレートは収縮する。次いで、このことによって、バイモルフが曲がる。バイモルフは、直列型のポールドバイモルフ及び並列型のポールドバイモルフのいずれかであってよい。直列型のポールドバイモルフでは、プレートは、板に対して同じ方向に分極している。並列型のポールドバイモルフでは、プレートは、中央の板に対して反対の方向に分極している。直列タイプのバイモルフでは、電気的接続は２つの外側のプレートに対して形成され（電極を介して）、中央の板に対しては接続が形成されない。並列タイプのバイモルフでは、一方の電気的導線は、中央の板に至り、他方の導線は、２つの外側のプレートに至る（電極を介して）。直列型及び並列型のポールドバイモルフの例は、権利者が共通するマーフィらによる米国特許第７，３６７，８０６号明細書に開示されている。米国特許第７，３６７，８０６号明細書の内容は、全ての目的のために本明細書において参照として援用される。並列型及び直列型のいずれかのポールドバイモルフは本開示とともに使用されてもよいが、並列型のポールドバイモルフが好適である。
【００２２】
モジュラマウンティングブロック
本開示にしたがって、触知ピン６６は、マウンティングブロック７４を介して群に保持される。各マウンティングブロックは、アパチャのアレイを有するハウジング７６を備える。ブロック７４は、４セル及び６セルのいずれかの構成におけるピン６６をサポートできる。図４は、４セルのマウンティングブロック７４を示している一方、図４Ａは、６セルのマウンティングブロック７４を示している。各ブロック７４は、さらに、垂下している前方エッジ７８を備える。垂下している前方エッジ７８は、ハウジング５２の下側トレイ５６内に配置されるチャネル内に受容される（図１Ａ参照）。図３に最良に示すように、上側カバー５４の内部表面は、２つの対向する壁８４から形成されるチャネル８２を備える。壁８４は、摩擦型の嵌合により、ブロック７４を受容するように構成されている。これを達成するため、壁８４は、係合フィーチャ８４（ａ）（オス型のフィーチャであり得る）を備え、その係合フィーチャ８４（ａ）は、ハウジング７６内の対応する係合フィーチャ７６（ａ）（メス型のフィーチャであり得る）中にスナップフィットする（図１Ａ参照）。壁８４は、上側カバー５４の長さに及ぶ。したがって、一連の異なるブロック７４は、チャネル８２の長さにスナップフィットされることが可能である。例えば、図１に示す４０セルのディスプレイについて、一連の１０個の４セルのブロック７４がチャネル８２中にスナップされる。
【００２３】
組み立て中、マウンティングブロック７４は、初めに、上側カバー５４内に保持されることが可能であり、その後、下側トレイ５６の前方エッジ中に挿入される。配置されると
、各ピン６６の下側延在部は、関連するセルアセンブリ６４のリード７２に接触する。ディスプレイ２０のサイズによって、マウンティングブロック７４の異なる構成が利用される場合がある。例えば、全部で１４個の点字セルを利用するポータブルディスプレイについて、１つの６セルブロックと、２つの４セルブロックとが利用され得る。２０個の点字セルを使用するディスプレイでは、２つの６セルブロックと、２つの４セルブロックとが利用され得る。様々なサイズのディスプレイに対して、なおもさらに他の構成が使用される場合がある。ブロック７４を介して触知ピン６６をモジュラ群の中に収める１つの利益は、これによって、より保守点検しやすい（ｓｅｒｖｉｃｅａｂｌｅ）製品が作られることである。先行技術のユニットでは、ピン６６は、カバーが取り除かれるとき、解放されて散乱し得る。さらに、ピンのモジュラ構成によって、ディスプレイの長さにわたって累積公差が排除される。４セル及び６セルの構成におけるブロック７４を提供することによって、様々なサイズのディスプレイ２０が作られることが可能である。
【００２４】
図５の分解図に最良に示すように、触知ピン６６の各々は、カバー５４より上方に延びて使用者が感知するように構成されている丸みのある上側延在部８６を備える。襟部８８も、各ピンの周囲に長さ部分において備えられている。プレート９２は、スナップフィット接続を介して各マウンティングブロック７４の頂部にわたって固定される（図５参照）。プレート９２は、ピン６６の上側延在部８６が収まるサイズだが襟部８８より小さいアパチャを備える。したがって、プレート９２は、ピン６６が上向きに進むことを制限する際に機能する。プレート９２は、特に、組み立てプロセス中に有用である。すなわち、ブロック７４を上側カバー５４のチャネル８２中に据え付けた後、カバー５４が下側トレイ５６と噛み合わされるとき、ピン６６は、逆さまにされてもよい。
【００２５】
点字セルアセンブリ
次に、点字セルアセンブリ６４について説明する。各セルアセンブリ６４は、バックプレーンボード６２に着脱可能に及び電気的に結合されるＰＣＢを備える。ＰＣＢ６８は、固定されると、バックプレーンボード６２に垂直である。含まれるセルアセンブリ６４の総数は、ディスプレイ２０内に含まれる点字セル２６の数に対応する。各ＰＣＢは、基端にメス型の電気コネクタ９４を備える。このメス型の電気コネクタ９４は、バックプレーンボード６２上の対応するオス型のコネクタ９８に結合されるように構成されている。ＰＣＢ６８は、必要なとき、取り除かれ、取替えられることが可能である。さらに、各ＰＣＢ６８は、中間延在部に沿って一連の係止部１０４を備える（図７参照）。係止部１０４の機能は、以下において極めて詳細に説明される。
【００２６】
一連のバイモルフ・リード７２は、電気接点１０６によってＰＣＢ６８の両側に相互接続される。より詳細には、４つのリード７２は、ＰＣＢ６８の各側面に接続される。各リード７２の先端は、対応する触知ピン６６の下に配置される（図１Ａ参照）。電圧が加えられると、個々のリード７２は、上側ハウジング５４を通じて対応するピン６６を露出させるのに必要な上向きの力を加える。各ＰＣＢ６８は、個々の点字セル２６の動作を制御する。接点１０６の各々は、ベースポーション１０８と、支持アーム１１２と、付勢アーム１１４とを備える。ベースポーション１０８は、接点の重量を減少させるために一連のアパチャを備えていてもよい。各ベース１０８は、任意の様々な周知のはんだ付け技術を使用してＰＣＢ６８にはんだ付けされるように構成されている。据え付けられると、接点１０６の支持アーム１１２は、ＰＣＢ６８の面に垂直であり、バックプレーンボード６２に平行である。さらに、付勢アーム１１４は、約４５°の角度で支持アーム１１２に対して角度を付けられている。接点１０６は、好適には、ずらされた、すなわち、階段状の配置で取り付けられる。すなわち、最上の接点１０６は、ＰＣＢ６８の基端に最も近く、最下の接点１０６は、ＰＣＢ６８の先端に最も近い。据え付けられると、リード７２は、類似のずらされた構成を有する。リード７２のずらされた配置によって、ピン６６が列状に位置合わせされることが可能になる。点字セル２６の各列は、ＰＣＢ６８の一方の側面に
対応する。
【００２７】
所定の位置にはんだ付けされると、接点１０６は、互いに分離されており、電気的に絶縁されている。近接する接点１０６同士によって、関連するバイモルフ・リード７２に対して支点１１６が形成される。支点１１６の各々は、上側の接点１０６についての付勢アーム１１４と、下側の近接する接点１０６についての支持アーム１１２との間に形成される。そのように配置されると、付勢アーム１１４は、リード７２の上側表面において電極との電気接点を形成し、すぐ近くの近接する接点１０６の支持アーム１１２は、リード７２の下側表面において電極との電気接点を形成する。リード７２は、電圧を上側及び下側の接点１０６に加える際、その支点１１６の周囲において曲がるように構成されている。バイモルフ・リード７２の各々は、支点１１６のうちの１つに挿入されるように構成されている。次に、バイモルフ７２の中間延在部は、対応する係止部１０４に近接して配置される。係止部１０４は、リード７２の下向きの曲げモーメントを制限することにおいて機能し、また、近接するリード７２間の干渉を別様に妨げる。これによって、係止部１０４は、リード７２がより近くに配置されることを可能にし、裕度をより緊密にできる。
【００２８】
据え付けられると、電気コネクタ９４，９８は、対応するＰＣＢ６８に電圧を提供し、反対の極性の電圧がＰＣＢ６８上の接点１０６同士に送達されることが可能になる。すなわち、負電圧が第１の一連の接点１０６に加えられ、正電圧が第２の一連の接点１０６に加えられる。したがって、例えば、正電圧が最上の接点１０６に加えられ得る一方、負電圧が近接する下側の接点１０６に加えられる。近接する接点１０６同士は、反対の極性の電圧にさらされる。次いで、このことによって、個々のリード７２の上側表面及び下側表面に反対の極性の電圧が加えられることが可能になる。すなわち、付勢アーム１１４は、リード７２の上側表面に正電圧を加え得る一方、その下側の、近接する接点１０６の支持アーム１１２は、同じリード７２の下側表面に負電圧を加える。このように電圧を加えることによって、各バイモルフ・リード７２は、反対の極性の電圧を加える際、曲げられる。したがって、対応する触知ピン６６が持ち上げられる。電圧が取り除かれると、ピン６６は下げられる。
【００２９】
接点を据え付ける方法
本開示は、さらに、電気接点１０６をＰＣＢ６８上に据え付けるための改良された方法に関する。その方法は、一連の接点１０６をＰＣＢ６８上で配向するための整合ガイド１１８を利用する。整合ガイド１１８は、互いに対して角度を付けられている第１表面１２２及び第２表面１２４を備える。示している実施形態では、第１表面１２２及び第２表面１２４は、互いに直角である。整合タブ１２６は、第２表面１２４の両端に形成される。整合タブ１２６は、ＰＣＢ６８上に存在する対応するアパチャ１２８中に嵌合するように寸法決定されている。一連の接点１０６は、ガイド１１８の第２表面１２４の周辺エッジ１３２に解放可能に固定される。接点１０６は、好適には、切込線部を介して第２表面１２４に接続されている。切込線部は、破壊されやすく、接点１０６がＰＣＢ６８にはんだ付けされた後、整合ガイド１１８を曲げることによって接点１０６が分離されることを可能にする。示している好適な実施形態では、一連の５つの接点１０６は、整合ガイド１１８の第２表面１２４に固定されている。
【００３０】
据え付ける方法は、装着された接点１０６を有する整合ガイド１１８をＰＣＢ６８上に配置することを伴う。図９Ａに最良に示すように、これは、ガイド１１８上のタブ１２６をＰＣＢ６８の整合アパチャ１２８中に挿入することによって達成される。整合ガイド１１８がそのように配置されているので、一連の接点１０６は、ＰＣＢ６８上に適切に位置合わせ及び離間され、近接する接点１０６同士の間にリード７２を受容する準備ができている。各接点１０６のベースポーション１０８は、ＰＣＢ６８の表面に支えられるように構成されている。これによって、接点１０６の各々が互いにずらされた関係で配置もされ
る。すなわち、最上の接点１０６は、ＰＣＢ６８の後方エッジに最も近く、最下の接点１０６はＰＣＢ６８の前方エッジに最も近い。このことによって、バイモルフ・リード７２がずらされた、すなわち、階段状の様式で同様に配置されることが可能になる。
【００３１】
接点１０６が整合ガイド１１８（並びにタブ１２６及びアパチャ１２８）を介して適切に配置されると、接点１０６は、ＰＣＢ６８に付着させられる準備ができる。好適な実施形態では、各接点１０６のベース１０８は、所定の位置へとはんだ付けされる。これは、従来のはんだごてによってなされることが可能である。ウェーブはんだ付けやリフローはんだ付け等の他の既知のはんだ付け技術が使用されてもよい。好適な実施形態では、赤外（“ＩＲ”）リフローはんだプロセスが使用される。使用される技術にかかわらず、電気接点は、ＰＣＢ６８上において、各接点１０６のベース１０８と、下に存在する回路との間において形成される。
【００３２】
各接点１０６の支持アーム１１２と付勢アーム１１４とは、適切に配向されると、ＰＣＢ６８の面に垂直である。さらに、付勢アーム１１４は、相互接続されている支持アーム１１２に対し約４５°の角度で配向されている。付勢アーム１１４の下側延在部と、近接する接点１０６の支持アーム１１２との間に間隔が形成される。この間隔は、バイモルフ・リード７２が挿入される支点１１６である。記載したように、好適な実施形態では、５つの異なる接点１０６がＰＣＢ６８の各側面に固定される。これによって、近接する接点１０６同士の間に４つの支点１１６が形成される。示すように、最下の接点の付勢アーム１１４は、排除されてもよい。同様に、最上の接点の支持アーム１１２は、存在していても使用されない。
【００３３】
接点１０６がはんだ付けされると、整合ガイド１１８は取り除かれることが可能である。これは、はんだ付けされた接点１０６に対して整合ガイド１１８を曲げることによって達成される。使用者は、好適には、切込線部が破壊されるまで前後にガイド１１８を曲げるために、ガイド１１８の第１表面１２２をハンドルとして使用する。切込線部が破壊されると、はんだ付けされた接点１０６は、整合ガイド１１８から分離される。整合ガイド１１８は、その後、処分され得る。次に、新たな整合ガイド１１８は、ＰＣＢ６８の反対の側面に別の一連の５つの接点１０６を位置合わせ及びはんだ付けするために使用される。接点１０６がＰＣＢ６８の各側面に固定された後、バイモルフ・リード７２は、対応する支点１１６中に挿入される。このプロセスは、ディスプレイ２０の各点字セルアセンブリ６４について繰り返される。
【００３４】
本開示には、以上の説明による開示に加え、添付の特許請求の範囲に含まれるものも含まれる。本発明は、ある程度の具体性を有する好適な形態において説明されてきたが、好適な形態の本開示は一例としてのみなされてきたことと、構造の詳細と、部品の組み合わせ及び構成とにおける多数の変形が本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく利用される場合があることとが理解される。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図９Ａ】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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