(57)【要約】【課題】ポンプの負担を低減し、消費電力を抑制することが可能な表示装置を提供する。【解決手段】膜は、本体の所定面上に設けられる。また、膜は、内部に導入された液体の圧力により変形可能な第１の領域と、本体に接着し、第１の領域の外側に配置された第２の領域とを有する。注入通路は、膜が設けられる本体の面のうち、膜に覆われた部分に第１の口を備え、当該第１の口へ液体を供給する。排出通路は、膜が設けられる本体の面のうち、膜に覆われた部分に第２の口を備え、当該第２の口から液体を排出する。第１のポンプは、第１の口に液体を供給するように注入通路内に圧力を付与する。第２のポンプは、第２の口から液体を排出するように排出通路内に圧力を付与する。第１のバルブは、第１の口の導通及び遮断を切り替える。第２のバルブは、第２の口の導通及び遮断を切り替える。【選択図】図３
2012032732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体の所定面上に設けられ、内部に導入された液体の圧力により変形可能な第１の領域と、前記本体に接着し、前記第１の領域の外側に配置された第２の領域とを有する膜と、
前記所定面のうち、前記第１の領域に覆われた部分に第１の口を備え、当該第１の口へ液体を供給する通路となる注入通路と、
前記所定面のうち、前記第１の領域に覆われた部分に第２の口を備え、当該第２の口から液体を排出する通路となる排出通路と、
前記第１の口に液体を供給するように前記注入通路内に圧力を付与する第１のポンプと、
前記第２の口から液体を排出するように前記排出通路内に圧力を付与する第２のポンプと、
前記第１の口の導通及び遮断を切り替える第１のバルブと、
前記第２の口の導通及び遮断を切り替える第２のバルブと、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１及び第２のポンプの駆動及び停止を制御すると共に、前記第１及び第２のバルブの開弁及び閉弁を制御する制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記膜の状態を変更しない場合には、前記第１及び第２のポンプを停止させると共に、前記第１及び第２のバルブを閉弁させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記注入通路及び前記排出通路と連通する容量可変のタンクをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記本体は、複数のモジュールが隣接して並べられることで形成され、
前記注入通路は、前記モジュール内に設けられた第１の通路が、前記モジュールが隣接して並べられることで連通して形成され、
前記排出通路は、前記モジュール内に設けられた第２の通路が、当該モジュールが隣接して並べられることで連通して形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記第１の領域を水圧がかっていない通常状態から変形状態に遷移させる場合、前記第１のポンプを駆動させると共に当該変形状態に遷移させる第１の領域に対応する前記第１のバルブを開弁かつ前記第２のバルブを閉弁させ、
さらに当該第１の領域の変形状態を維持させる場合には、前記第１のポンプを停止させると共に前記第１及び第２のバルブを閉弁させ、
当該第１の領域を変形状態から水圧がかかっていない通常状態へ遷移させる場合には、前記第２のポンプを駆動させると共に前記第１のバルブを閉弁かつ前記第２のバルブを開弁させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
複数の第１の領域を有し、
前記制御手段は、
前記第１の領域を通常状態から変形状態へ遷移させる場合には、前記変形状態に遷移させる第１の領域以外の他の第１の領域に対応する前記第１のバルブは閉弁させることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記第１の領域を変形状態から通常状態へ遷移させる場合には、前記通常状態へ遷移させる第１の領域以外の他の第１の領域に対応する前記第２のバルブは閉弁させることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項８】
前記制御手段は、
前記通常状態から前記変形状態へ遷移させる前記第１の領域の個数に基づき、前記第１のポンプを駆動させる時間幅または回転速度を定め、
前記変形状態から前記通常状態へ遷移させる前記第１の領域の個数に基づき、前記第２のポンプを駆動させる時間幅または回転速度を定めることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第１の領域に加えられた圧力を検出する圧力センサをさらに備え、
前記制御手段は、前記圧力センサからの検出信号に基づき、前記第１の領域が押下されたか否か判定することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１０】
ユーザが片手で保持した状態で移動させることが可能なハンドヘルド点字変換装置に搭載され、
前記膜は、前記ハンドヘルド点字変換装置を保持している手の少なくとも一本の指が接触可能な位置に配置され、点字を表示することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点字などの情報を表示する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、情報を触覚によりユーザに伝達する表示装置が知られている。例えば、特許文献１には、視覚障害者用の文字閲覧装置として、カメラにより撮像された文字列の電子データを点字に変換し表示する点字表示装置が開示されている。また、特許文献２には、流体の注入・排出により所定形状に変形する変形部が各々配された複数の層を有し、ポンプが吐出した流体を変形部へ供給及び排出する流路を有する表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１０／０２９９８０
【特許文献２】特開２００９−０６４３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一つのポンプにより流体の変形部への供給及び排出を制御する場合、当該ポンプの負担が大きくなる。また、特許文献２の方法によれば、変形部の変形を維持させる間、ポンプを駆動する必要があり、電力消費が多くなる。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題としては、上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、ポンプの負担を低減し、消費電力を抑制することが可能な表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、表示装置は、本体と、前記本体の所定面上に設けられ、内部に導入された液体の圧力により変形可能な第１の領域と、前記本体に接着し、前記第１の領域の外側に配置された第２の領域とを有する膜と、前記所定面のうち、前記第１の領域に覆われた部分に第１の口を備え、当該第１の口へ液体を供給する通路となる注入通路と、前記所定面のうち、前記第１の領域に覆われた部分に第２の口を備え、当該第２の口から液体を排出する通路となる排出通路と、前記第１の口に液体を供給するように前記注入通路内に圧力を付与する第１のポンプと、前記第２の口から液体を排出するように前記排出通路内に圧力を付与する第２のポンプと、前記第１の口の導通及び遮断を切り替える第１のバルブと、前記第２の口の導通及び遮断を切り替える第２のバルブと、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る表示装置が搭載されたハンドヘルド点字変換装置を模式的に表した図である。
【図２】表示装置の概略構成図の一例である。
【図３】第１実施形態に係るモジュールの斜視図であって、膜及び本体を透視した図である。
【図４】第１実施形態に係るモジュールの平面図である。
【図５】モジュールと接続する注入ポンプ、排出ポンプ、及び容量可変タンクの概略構成を示す図である。
【図６】バルブの開閉に伴う膜の状態変化を示す図である。
【図７】バルブの開閉に伴う膜の状態変化を示す図である。
【図８】第２実施形態に係るモジュールの斜視図であって、膜及び本体を透過させた図である。
【図９】第２実施形態に係るモジュールの平面図である。
【図１０】図３に示すモジュールを変形させたモジュールを３つ連結させた場合の表示装置の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の１つの観点では、表示装置は、本体と、前記本体の所定面上に設けられ、内部に導入された液体の圧力により変形可能な第１の領域と、前記本体に接着し、前記第１の領域の外側に配置された第２の領域とを有する膜と、前記所定面のうち、前記第１の領域に覆われた部分に第１の口を備え、当該第１の口へ液体を供給する通路となる注入通路と、前記所定面のうち、前記第１の領域に覆われた部分に第２の口を備え、当該第２の口から液体を排出する通路となる排出通路と、前記第１の口に液体を供給するように前記注入通路内に圧力を付与する第１のポンプと、前記第２の口から液体を排出するように前記排出通路内に圧力を付与する第２のポンプと、前記第１の口の導通及び遮断を切り替える第１のバルブと、前記第２の口の導通及び遮断を切り替える第２のバルブと、を備える。
【０００９】
上記の表示装置は、例えば点字変換装置に搭載され、本体と、膜と、注入通路と、排出通路と、第１のポンプと、第２のポンプと、第１のバルブと、第２のバルブと、を備える。膜は、本体の所定面上に設けられる。また、膜は、内部に導入された液体の圧力により変形可能な第１の領域と、本体に接着し、第１の領域の外側に配置された第２の領域とを有する。注入通路は、膜が設けられる本体の面のうち、膜に覆われた部分に第１の口を備え、当該第１の口へ液体を供給する。排出通路は、膜が設けられる本体の面のうち、膜に覆われた部分に第２の口を備え、当該第２の口から液体を排出する。第１のポンプは、第１の口に液体を供給するように注入通路内に圧力を付与する。第２のポンプは、第２の口から液体を排出するように排出通路内に圧力を付与する。第１のバルブは、第１の口の導通及び遮断を切り替える。第２のバルブは、第２の口の導通及び遮断を切り替える。表示装置は、このように構成されることで、任意の第１の領域に対し、第１のポンプ及び第２のポンプの駆動・停止及び第１のバルブ及び第２のバルブの開閉により、圧力を加えた変形状態と、圧力がかかっていない通常状態とを切り替えることができる。また、表示装置は、注入通路と排出通路とに対応する第１及び第２のポンプを設けることで、ポンプに過度の負担がかかるのを抑制することができる。
【００１０】
上記の表示装置の一態様では、前記第１及び第２のポンプの駆動及び停止を制御すると共に、前記第１及び第２のバルブの開弁及び閉弁を制御する制御手段をさらに備え、前記制御手段は、前記膜の状態を変更しない場合には、前記第１及び第２のポンプを停止させると共に、前記第１及び第２のバルブを閉弁させる。これにより、表示装置は、膜の状態を維持する場合に第１又は第２のポンプの駆動による電力消費を抑制することができる。
【００１１】
上記の表示装置の他の一態様では、前記注入通路及び前記排出通路と連通する容量可変のタンクをさらに備える。このようにすることで、表示装置は、第１の口からの液体の流出又は第２の口からの液体の流入等に起因して注入通路及び排出通路内の圧力が過度に変化するのを抑制し、第１及び第２のポンプの負担を低減させることができる。
【００１２】
上記の表示装置の他の一態様では、前記本体は、複数のモジュールが隣接して並べられることで形成され、前記注入通路は、前記モジュール内に設けられた第１の通路が、前記モジュールが隣接して並べられることで連通して形成され、前記排出通路は、前記モジュール内に設けられた第２の通路が、当該モジュールが隣接して並べられることで連通して形成される。このように、表示装置は、本体がモジュールにより組み合わされて構成されることで、任意の大きさに設計されることが可能になると共に、製作コストも低減される。
【００１３】
上記の表示装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記第１の領域を水圧がかっていない通常状態から変形状態に遷移させる場合、前記第１のポンプを駆動させると共に当該変形状態に遷移させる第１の領域に対応する前記第１のバルブを開弁かつ前記第２のバルブを閉弁させ、さらに当該第１の領域の変形状態を維持させる場合には、前記第１のポンプを停止させると共に前記第１及び第２のバルブを閉弁させ、当該第１の領域を変形状態から水圧がかかっていない通常状態へ遷移させる場合には、前記第２のポンプを駆動させると共に前記第１のバルブを閉弁かつ前記第２のバルブを開弁させる。このようにすることで、表示装置は、好適に任意の第１の領域について、変形状態と通常状態とを切り替えて情報を提示することができる。
【００１４】
上記の表示装置の他の一態様では、複数の第１の領域を有し、前記制御手段は、前記第１の領域を通常状態から変形状態へ遷移させる場合には、前記変形状態に遷移させる第１の領域以外の他の第１の領域に対応する前記第１のバルブは閉弁させる。このようにすることで、表示装置は、好適に、任意の第１の領域について、変形状態から通常状態へ切り替えて情報を提示することができる。
【００１５】
上記の表示装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記第１の領域を変形状態から通常状態へ遷移させる場合には、前記通常状態へ遷移させる第１の領域以外の他の第１の領域に対応する前記第２のバルブは閉弁させる。このようにすることで、表示装置は、好適に、任意の第１の領域について、通常状態から変形状態へ切り替えて情報を提示することができる。
【００１６】
上記の表示装置の他の一態様では、前記制御手段は、通常状態から変形状態へ遷移させる前記第１の領域の個数に基づき、前記第１のポンプを駆動させる時間幅を定め、前記変形状態から前記通常状態へ遷移させる前記第１の領域の個数に基づき、前記第２のポンプを駆動させる時間幅を定める。このように、制御手段は、状態を切り替える第１の領域の個数に応じた時間幅に基づき第１及び第２のポンプを制御することで、必要以上にポンプを駆動させずに済むので消費電力を低減することができる。
【００１７】
上記の表示装置の他の一態様では、前記第１の領域に加えられた圧力を検出する圧力センサをさらに備え、前記制御手段は、前記圧力センサからの検出信号に基づき、前記第１の領域が押下されたか否か判定する。このようにすることで、表示装置は、第１の領域の変形に基づき情報を提示すると共に第１の領域への押下の有無に基づきユーザの入力を検出することができる。
【００１８】
上記の表示装置の他の一態様では、ユーザが片手で保持した状態で移動させることが可能なハンドヘルド点字変換装置に搭載され、前記膜は、前記ハンドヘルド点字変換装置を保持している手の少なくとも一本の指が接触可能な位置に配置され、点字を表示する。このように、表示装置は、ハンドヘルド点字変換装置に好適に適用される。
【実施例】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
以下では、まず、一例として、本発明に係る表示装置がハンドヘルド点字変換装置に搭載された場合の具体例について説明する。
【００２１】
［概略構成］
図１は、本発明に係る表示装置が搭載されたハンドヘルド点字変換装置１を模式的に表した図である。図１に示すように、ハンドヘルド点字変換装置１は、主に、表示装置１０、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、電源１４、カメラ１５、レンズ１６、照明用ＬＥＤ１７を備える。
【００２２】
表示装置１０は、後述するように、表示面に複数の隆起可能な第１の領域を備え、当該第１の領域を変形させて凸形状を形成することにより点字を表示する。
【００２３】
カメラ１５は、ユーザが印刷物の上にハンドヘルド点字変換装置１を置くことにより、ハンドヘルド点字変換装置１の周辺の所定範囲を撮影し、撮影画像をＣＰＵ１１に送信する。カメラ１５は、たとえば、ＣＣＤカメラである。
【００２４】
ＣＰＵ１１は、予めＲＡＭ１２又はＲＯＭ１３に記憶されたプログラムを実行することにより、カメラ１５から取得した撮影画像に対し、文字の有無を検知し、文字が有る場合はＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ；光学文字認識）処理を実行することで、文字の認識を行う。ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２及びＲＯＭ１３といったメモリに記憶された漢字と読みとを対応つけた辞書情報と、読みと点字、又は、文字と点字とを対応付けた点字定義情報とを参照し、認識した文字を点字に変換する。そして、ＣＰＵ１１は、変換した点字を表示装置１０に表示させる。ＣＰＵ１１は、本発明における「制御手段」の一例である。
【００２５】
電源１４は、ハンドヘルド点字変換装置１に電力を供給する。レンズ１６は、カメラのレンズであり、照明用ＬＥＤ１７は、カメラ１５が文字を撮影する際に必要な光源である。
【００２６】
［表示装置の構成］
次に、表示装置１０の構成について具体的に説明する。図２は、表示装置１０の概略構成図の一例である。図２に示すように、表示装置１０は、主に、３つのモジュール５００と、液体の通路となる注入通路２２Ｘ及び排出通路２２Ｙと、第１のポンプ３０Ｘと、第２のポンプ３０Ｙと、容量可変タンク３１と、を備える。
【００２７】
図２に示すように、表示装置１０は、３つのモジュール５００が一列に隣接して並べられている。そして、各モジュール５００の２つの対向する側面に設けられた第２の接続口２２Ｘｂ同士が、互いの位置に合致するように配置されていることにより、隣接するモジュール５００間で注入通路２２Ｘが連結されている。同様に、各モジュール５００の２つの対向する側面に設けられた第２の接続口２２Ｙｂ同士が、互いの位置に合致するように配置されていることにより、隣接するモジュール５００間で排出通路２２Ｙが連結されている。第２の接続口２２Ｘｂ、２２Ｙｂは、上述したように他のモジュール５００の第２の接続口２２Ｘｂ、２２Ｙｂと接続するか、又は、容量可変タンク３１と接続するか、若しくは栓２８Ｘ、２８Ｙによりそれぞれ液体が流出しないように蓋がなされる。
【００２８】
また、モジュール５００は、内部に導入された液体の圧力により凸形状を形成する第１の領域２０Ａを備える。モジュール５００の具体的な構成については、［モジュール］のセクションで詳しく説明する。
【００２９】
第１のポンプ３０Ｘは、注入通路２２Ｘ上に設けられたポンプである。第２ポンプ３０Ｙは、排出通路２２Ｙ上に設けられたポンプである。容量可変タンク３１は、注入通路２２Ｘ及び排気通路２２Ｙと連通する容量可変型のタンクである。第１のポンプ３０Ｘ、第２のポンプ３０Ｙ、及び容量可変タンク３１の具体的な説明については、［ポンプ及び容量可変タンク］のセクションで詳しく説明する。
【００３０】
ＣＰＵ１１は、図２に図示した全ての計１８個の第１の領域２０Ａに対し、第１のポンプ３０Ｘ、及び第２のポンプ３０Ｙ、及び後述するバルブを制御することで、各第１の領域２０Ａの通常状態と変形状態とを切り替える。これについては、［動作例］のセクションで詳しく説明する。
【００３１】
［モジュール］
図３は、モジュール５００の一部を透過させた斜視図である。後述するように、表示装置１０は、複数のモジュール５００が組み合わされて構成される。
【００３２】
図３に示すように、モジュール５００は、主に、膜２０と、本体２１と、通路２２と、バルブ２５と、電線２７とを備える。なお、図３では、膜２０及び本体２１が透過されて図示されている。具体的には、膜２０は、一点鎖線により図示され、本体２１は、破線により図示されている。
【００３３】
膜２０は、表示装置１０の表示面に相当し、本体２１の上面２１Ｕに貼り付けられている。膜２０は、水圧により凸形状を形成可能な第１の領域２０Ａと、本体２１の上面２１Ｕと接着した第２の領域２０Ｂと、を備える。第１の領域２０Ａは、３列２行の計６個存在する。第１の領域２０Ａは、通路２２の第１の接続口２２ａを覆うように略円状に形成される。第１の領域２０Ａは、注入通路２２Ｘの出口に相当する第１の接続口２２Ｘａから供給される液体の水圧により、伸びて膨らみあがることで、隆起して凸形状を形成する。以下では、この状態を、「変形状態」とも呼ぶ。また、第１の領域２０Ａは、液体の水圧がかからない場合には、第２の領域２０Ｂと略同一面上に形成された状態（以後、「通常状態」とも呼ぶ。）となる。以後では、第１の領域２０Ａと、上面２１Ｕと、第１の接続口２２ａとにより仕切られる空間を、「可変空間Ｖａ」と呼ぶ。
【００３４】
本体２１は、モジュール５００の本体に相当し、内部に通路２２を備える。通路２２は、本体２１内に設けられ、第１の領域２０Ａを水圧により変形させるための液体の通路である。通路２２は、注入通路２２Ｘと、排出通路２２Ｙと、を備える。注入通路２２Ｘは、第２の接続口２２Ｘｂから流入する液体を第１の接続口２２Ｘａから流出させることで可変空間Ｖａに液体を注入する通路である。排出通路２２Ｙは、第１の接続口２２Ｙａから流入する液体を第２の接続口２２Ｙｂへ流出させることで可変空間Ｖａの液体を排出する通路である。そして、第１の接続口２２Ｘａ、２２Ｙａは、それぞれ注入通路２２Ｘと排出通路２２Ｙとの境界部分に相当し、上面２１Ｕ上に形成されている。第１の接続口２２Ｘａは、本発明における「第１の口」に相当し、第１の接続口２２Ｙａは、本発明における「第２の口」に相当する。また、第２の接続口２２Ｘｂ、２２Ｙｂは、本体２１の上面２１Ｕの短辺を一辺に有する対向する２つの側面２１Ｓａ、２１Ｓｂにそれぞれ設けられる。
【００３５】
なお、図２に示したように、注入通路２２Ｘ及び排出通路２２Ｙは、他のモジュール５００と隣接して並べられた状態で、第２の接続口２２Ｘｂ、２２Ｙｂを介して、他のモジュール５００の注入通路２２Ｘ及び排出通路２２Ｙとそれぞれ連通する。このように、注入通路２２Ｘは、本発明における「注入通路」及び「第１の通路」の一例である。また、排出通路２２Ｙは、本発明における「排出通路」及び「第２の通路」の一例である。
【００３６】
通路２２上には、通路２２内の液体の流れを制御するためのバルブ２５が設けられる。バルブ２５は、第１の接続口２２Ｘａごとに注入通路２２Ｘ上に設けられた第１のバルブ２５Ｘと、第１の接続口２２Ｙａごとに排出通路２２Ｙ上に設けられた第２のバルブ２５Ｙと、を有する。第１のバルブ２５Ｘは、開閉により第１の接続口２２Ｘａの液体の流通及び遮断を切り替える。第１のバルブ２５Ｘは、本発明における「第１のバルブ」の一例である。また、第２のバルブ２５Ｙは、開閉により第１の接続口２２Ｙａの液体の流通及び遮断を切り替える。第２のバルブ２５Ｙは、本発明における「第２のバルブ」の一例である。バルブ２５は、電線２７を介してＣＰＵ１１から供給される制御信号に基づき、その開閉が制御される。バルブ２５は、例えばＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）により構成される。なお、電線２７は、モジュール５００の底面より下までつながっている。従って、モジュール５００は、表示装置１０の基盤等に直接載置可能に構成されている。
【００３７】
図４は、図３に示すモジュール５００の平面図である。図４は、説明の便宜上、膜２０、本体２１、バルブ２５、電線２７が透過されて破線により表示されている。図３及び図４に示すように、１組の第２の接続口２２Ｘｂ、２２Ｙｂが本体２１の対向する側面にそれぞれ設けられている。そして、これらの第２の接続口２２Ｘｂ、２２Ｙｂは、他のモジュール５００の第２の接続口２２Ｘｂ、２２Ｙｂと接続するか、又は、図５にて後述する容量可変タンク等と接続するか、若しくは栓２８Ｘ、２８Ｙによりそれぞれ液体が流出しないように蓋がなされる。
【００３８】
［ポンプ及び容量可変タンク］
図５は、モジュール５００と接続する第１のポンプ３０Ｘ、第２のポンプ３０Ｙ、及び容量可変タンク３１の概略構成を示す。なお、図５では、説明の便宜上、第１の領域２０Ａが３つのみ示され、かつ、第１の領域２０Ａは、図４に示す矢印Ａ−Ａ′に沿った断面図により示されている。なお、第１の領域２０Ａにより覆われた斜線部分の領域は、可変空間Ｖａに相当する。第１のポンプ３０Ｘ、第２のポンプ３０Ｙ、及び容量可変タンク３１は、表示装置１０につきそれぞれ１つ存在する。
【００３９】
第１のポンプ３０Ｘは、容量可変タンク３１に貯蔵されている液体を各可変空間Ｖａへ送り出すように注入通路２２Ｘ内に圧力を付与するポンプである。第１のポンプ３０Ｘは、本発明における「第１のポンプ」の一例である。第２のポンプ３０Ｙは、可変空間Ｖａに存在する液体を容量可変タンク３１へ戻すように排出通路２２Ｙ内に圧力を付与するポンプである。第２のポンプ３０Ｙは、本発明における「第２のポンプ」の一例である。第１のポンプ３０Ｘ及び第２のポンプ３０Ｙは、ＣＰＵ１１から供給される制御信号に基づき、その駆動及び停止が制御される。
【００４０】
容量可変タンク３１は、液体を貯蔵し、その貯蔵量に応じて容量が変化する貯水槽である。具体的には、容量可変タンク３１は、第１のポンプ３０Ｘが駆動した場合には、通路２２内の圧力を保つため、可変空間Ｖａに送り込まれた液体の体積分だけ容量が小さくなる。図５は、容量可変タンク３１の容量が小さくなっている状態を示している。一方、容量可変タンク３１は、第２のポンプ３０Ｙが駆動した場合には、可変空間Ｖａから流出した液体の体積分だけ容量が大きくなる。この場合、可変空間Ｖａは、破線２０ＡＡに示す位置まで収縮し、容量可変タンク３１は、矢印Ｙ１の示す方向に膨張する。これにより、モジュール５００は、圧力を一定に保ち、第１のポンプ３０Ｘ、第２のポンプ３０Ｙ、及びバルブ２５に過度の圧力がかかるのを抑制することができる。そして、液体は、注入通路２２Ｘ、排出通路２２Ｙ、及び容量可変タンク３１内を繰り返し循環する。
【００４１】
［動作例］
次に、バルブ２５、第１のポンプ３０Ｘ、及び第２のポンプ３０Ｙの制御に基づく表示装置１０の動作例について図６、図７を用いて説明する。以下では、説明の便宜上、まず、図示する１の第１の領域２０Ａのみを制御対象として説明する。
【００４２】
図６（ａ）は、第１の領域２０Ａが通常状態であり、第１のポンプ３０Ｘ及び第２のポンプ３０Ｙが動作していない場合の表示装置１０の状態を示す。図６（ａ）では、第１及び第２のバルブ２５Ｘ、２５Ｙが共に閉弁状態となっている。この場合、第１の領域２０Ａは、通常状態が保たれる。
【００４３】
図６（ｂ）は、第１の領域２０Ａが通常状態から変形状態に遷移する場合の表示装置１０の状態を示す。図６（ｂ）では、ＣＰＵ１１は、第１のポンプ３０Ｘを駆動させると共に、変形状態にさせる第１の領域２０Ａに対応する第１のバルブ２５Ｘを開弁させる。なお、このとき、ＣＰＵ１１は、第２のポンプ３０Ｙを停止させると共に、第２のバルブ２５Ｙを閉弁させる。即ち、この状態では、ＣＰＵ１１は、第１の領域２０Ａを通常状態から変形状態にするため、第１のポンプ３０Ｘを駆動させると共に、第１のバルブ２５Ｘを開弁させることにより、可変空間Ｖａに液体を供給する。この場合、容量可変タンク３１は、全ての可変空間Ｖａの体積増加分だけ収縮して容量が減少する。
【００４４】
図６（ｂ）の場合のＣＰＵ１１の制御についてより具体的に説明する。ＣＰＵ１１は、図６（ｂ）に示す状態で第１のポンプ３０Ｘを駆動させる時間幅（以後、「注入ポンプ駆動時間幅Ｔｉ」と呼ぶ。）を、通常状態から変形状態にさせる第１の領域２０Ａの個数（以後、「注入個数Ｎｉ」と呼ぶ。）に基づき決定する。具体的には、１の第１の領域２０Ａを通常状態から変形状態にさせるのに必要な時間幅（以後、「単位注入ポンプ駆動時間幅Ｔｉｕ」と呼ぶ。）を予めＲＡＭ１２又はＲＯＭ１３が記憶しておき、ＣＰＵ１１は、当該単位注入ポンプ駆動時間幅Ｔｉｕに注入個数Ｎｉを乗じた値を、注入ポンプ駆動時間幅Ｔｉに定める。なお、単位注入ポンプ駆動時間幅Ｔｉｕは、例えば実験等に基づき予め定められる。このようにすることで、ＣＰＵ１１は、注入個数Ｎｉが多い場合であっても、第１のポンプ３０Ｘの性能によらず、所望の全ての第１の領域２０Ａを変形状態にさせることができる。
【００４５】
図７（ａ）は、第１の領域２０Ａが変形状態を維持する場合の表示装置１０の状態を示す。この場合、ＣＰＵ１１は、第１及び第２のバルブ２５Ｘ、２５Ｙを共に閉弁状態にする。また、ＣＰＵ１１は、第１のポンプ３０Ｘ及び第２のポンプ３０Ｙを停止させている。この状態では、第１の領域２０Ａが変形状態のときに第１及び第２のバルブ２５Ｘ、２５Ｙが閉弁状態となったことにより、第１のポンプ３０Ｘ及び第２のポンプ３０Ｙがいずれも停止した状態で第１の領域２０Ａの変形状態が保たれている。具体的には、ＣＰＵ１１は、図６（ｂ）の状態で上述した注入ポンプ駆動時間幅Ｔｉが経過した後、第１のポンプ３０Ｘを停止させると共に、第１のバルブ２５Ｘを閉弁させる。これにより、表示装置１０は、第１のポンプ３０Ｘに過度の負担をかけることなく、第１の領域２０Ａの変形状態を保つことができる。
【００４６】
図７（ｂ）は、可変空間Ｖａ中の液体が排出される場合の表示装置１０の状態を示す。図７（ｂ）では、ＣＰＵ１１は、第１のバルブ２５Ｘを閉弁すると共に、第２のバルブ２５Ｙを開弁させる。また、ＣＰＵ１１は、第１のポンプ３０Ｘの動作を停止させると共に、第２のポンプ３０Ｙを駆動させる。この状態では、ＣＰＵ１１は、第１の領域２０Ａを変形状態から通常状態にするため、第２のポンプ３０Ｙを駆動させると共に、第２のバルブ２５Ｙを開弁させることにより、可変空間Ｖａから容量可変タンク３１へ液体を戻す。この場合、容量可変タンク３１は、全ての可変空間Ｖａの体積減少分だけ膨張して容量が増加する。
【００４７】
具体的には、ＣＰＵ１１は、第２のポンプ３０Ｙを駆動させる時間幅（以後、「排出ポンプ駆動時間幅Ｔｅ」と呼ぶ。）を、変形状態から通常状態に遷移させる第１の領域２０Ａの個数（以後、「排出個数Ｎｅ」と呼ぶ。）に基づき決定する。具体的には、１の第１の領域２０Ａを変形状態から通常状態にさせるのに必要な時間幅（以後、「単位排出ポンプ駆動時間幅Ｔｅｕ」と呼ぶ。）を予めＲＡＭ１２又はＲＯＭ１３が記憶しておき、ＣＰＵ１１は、当該単位排出ポンプ駆動時間幅Ｔｅｕに排出個数Ｎｅを乗じた値を、排出ポンプ駆動時間幅Ｔｅに定める。なお、単位排出ポンプ駆動時間幅Ｔｅｕは、例えば実験等に基づき予め定められる。このようにすることで、ＣＰＵ１１は、排出個数Ｎｅが多い場合であっても、第２のポンプ３０Ｙの性能によらず、所望の全ての第１の領域２０Ａを変形状態から通常状態に遷移させることができる。
【００４８】
また、ＣＰＵ１１は、第２のポンプ３０Ｙを排出ポンプ駆動時間幅Ｔｅだけ駆動させた後、第２のポンプ３０Ｙを停止させると共に第２のバルブ２５Ｙを閉弁状態にする。この状態は、図６（ａ）に示す状態と一致する。
【００４９】
次に、複数の第１の領域２０Ａを制御対象とした場合の各バルブ２５、第１のポンプ３０Ｘ、及び第２のポンプ３０Ｙの制御方法について説明する。
【００５０】
まず、１又は複数の第１の領域２０Ａを通常状態から変形状態に遷移させる場合について説明する。この場合、ＣＰＵ１１は、通常状態から変形状態に遷移させる第１の領域２０Ａと、当該第１の領域２０Ａ以外の他の第１の領域２０Ａと、をそれぞれ特定する。そして、ＣＰＵ１１は、この場合、第１のポンプ３０Ｘを駆動させると共に、前者の第１の領域２０Ａに対応する第１のバルブ２５Ｘを開弁状態かつ第２のバルブ２５Ｙを閉弁状態とし、後者の第１の領域２０Ａに対応する第１のバルブ２５Ｘ及び第２のバルブ２５Ｙを閉弁状態とする。そして、ＣＰＵ１１は、この状態を、上述した注入ポンプ駆動時間幅Ｔｉだけ継続させる。
【００５１】
次に、１又は複数の第１の領域２０Ａを変形状態から通常状態に遷移させる場合について説明する。この場合、ＣＰＵ１１は、変形状態から通常状態に遷移させる第１の領域２０Ａと、当該第１の領域２０Ａ以外の他の第１の領域２０Ａと、をそれぞれ特定する。そして、ＣＰＵ１１は、この場合、第２のポンプ３０Ｘを駆動させると共に、前者の第１の領域２０Ａに対応する第１のバルブ２５Ｘを閉弁状態かつ第２のバルブ２５Ｙを開弁状態とし、後者の第１の領域２０Ａに対応する第１のバルブ２５Ｘ及び第２のバルブ２５Ｙを閉弁状態とする。そして、ＣＰＵ１１は、この状態を、上述した排出ポンプ駆動時間幅Ｔｅだけ継続させる。
【００５２】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、点字に限定されない情報を、表示装置１０が凸形状を形成することにより提示し、かつ、入力を受け付ける例について説明する。この場合、表示装置１０は、例えば、透過性のある部材により作成され、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などのディスプレイ上に好適に設置される。なお、以後では、第１実施形態と同様の構成等については適宜その説明を省略する。
【００５３】
図８は、第２実施形態に係るモジュール５００Ａの斜視図であって、膜２０及び本体２１を透過させた図である。図８に示すように、モジュール５００Ａは、主に、膜２０と、本体２１と、通路２２と、バルブ２５と、電線２７とを備える。図８に示すように、第２実施形態では、モジュール５００Ａは、膜２０がマトリクス上に複数配置されている点で、モジュール５００と異なる。また、第２実施形態では、モジュール５００Ａは、後述する圧力センサ４０を備えている点で、モジュール５００と異なる。
【００５４】
膜２０は、略四角形に形成され、本体２１の上面２１Ｕにマトリクス上に複数貼り付けられている。具体的には、膜２０は、マトリクス上に、通路２２の延在方向である本体２１の側面２１Ｓｃに沿って３つ、かつ、本体２１の側面２１Ｓａ、２１Ｓｂに沿って２つ存在し、計６個が上面２１Ｕ上に敷き詰められている。それぞれの膜２０は、各第１の接続口２２ａを覆うように形成される。また、各膜２０は、水圧により凸形状を形成可能な第１の領域２０Ａと、第１の領域２０Ａの外縁（外周）に相当し、本体２１の上面２１Ｕと接着した第２の領域２０Ｂと、を備える。第１の領域２０Ａは、第１の接続口２２Ｘａから供給される液体の水圧により、伸びて膨らみあがることで、隆起して凸形状を形成する。
【００５５】
図９は、モジュール５００Ａの平面図である。図９では、説明の便宜上、膜２０、本体２１、バルブ２５、及び電線２７は透過されて破線により図示されている。図９に示すように、膜２０ごとに、圧力センサ４０が設けられている。具体的には、圧力センサ４０は、膜２０Ａの直下、かつ、通路２２上に設けられている。圧力センサ４０は、膜２０Ａが押下された場合にその圧力を検出する。圧力センサ４０は、検出した圧力に相当する検出信号を、電線４１を介してＣＰＵ１１へ供給する。なお、圧力センサ４０は、例えばＭＥＭＳにより構成される。電線４１は、電線２７と同様、モジュール５００Ａの底面より下までつながっている。従って、モジュール５００Ａは、直接表示装置１０の基盤等に直接載置可能に構成されている。
【００５６】
表示装置１０は、モジュール５００Ａを備えることで、タッチパネル機能を有する。これについて詳しく説明する。
【００５７】
まず、図６（ａ）に示す通常状態を維持している第１の領域２０Ａを対象にしたユーザによる押下の検出について説明する。この場合、ＣＰＵ１１は、圧力センサ４０により計測した圧力（以後、「圧力Ｐ」と呼ぶ。）が、所定の閾値（以後、「閾値Ｐｔｈ１」と呼ぶ。）以下のとき、膜２０Ａが押下されていないと判断する。閾値Ｐｔｈ１は、例えば実験等により定められ、ＲＡＭ１２又はＲＯＭ１３に予め記憶される。一方、ＣＰＵ１１は、圧力Ｐが閾値Ｐｔｈ１より大きいとき、第１の領域２０Ａが押下されたと判断する。
【００５８】
次に、図６（ｂ）に示す通常状態から変形状態へ遷移中の第１の領域２０Ａを対象にしたユーザによる押下の検出について説明する。この場合、ＣＰＵ１１は、所定の第１の領域２０Ａを変形状態に遷移させる前に、押下されている第１の領域２０Ａと、押下されていない第１の領域２０Ａとを、上述した閾値Ｐｔｈ１に基づき判断する。そして、ＣＰＵ１１は、各バルブ２５を制御することにより、押下されていない第１の領域２０Ａを先に変形状態に遷移させた後、押下されている第１の領域２０Ａを変形状態に遷移させる。これにより、ＣＰＵ１１は、押下されている第１の領域２０Ａでの液体の流れの悪化の影響を排除して、まず押下されていない第１の領域２０Ａを円滑に変形状態にさせることができる。
【００５９】
次に、図７（ａ）に示す変形状態を維持している第１の領域２０Ａを対象にしたユーザによる押下の検出について説明する。この場合、ＣＰＵ１１は、圧力Ｐが、所定の閾値（以後、「閾値Ｐｔｈ２」と呼ぶ。）以下のとき、第１の領域２０Ａが押下されていないと判断する。閾値Ｐｔｈ２は、閾値Ｐｔｈ１より大きい値に設定され、ＲＡＭ１２又はＲＯＭ１３に記憶される。即ち、ＣＰＵ１１は、変形状態を維持している第１の領域２０Ａの方が、通常状態を維持している第１の領域２０Ａよりも張力が大きいと判断し、閾値Ｐｔｈ２を閾値Ｐｔｈ１より大きい値に設定する。一方、ＣＰＵ１１は、圧力Ｐが閾値Ｐｔｈ２より大きいとき、第１の領域２０Ａが押下されたと判断する。次に、図７（ｂ）に示す変形状態から通常状態に遷移中の第１の領域２０Ａに対して、ＣＰＵ１１は、例えば通常状態を維持している場合と同様に押下の有無の検出を行う。
【００６０】
ここで、閾値Ｐｔｈ１、Ｐｔｈ２について補足説明する。第１の領域２０Ａが通常状態を維持している場合、圧力センサ４０にかかる圧力は、大気圧と、押下による圧力のみである。一方、第１の領域２０Ａが変形状態を維持している場合では、第１の領域２０Ａは、指が置かれた状態でも変形状態が保たれる必要がある。よって、変形状態を維持している第１の領域２０Ａの張力は、安定状態を維持し、指が置かれた第１の領域２０Ａにかかる圧力よりも常に大きくなる。一方、変形状態を維持している第１の領域２０Ａは、押下されている状態でも、変形状態を保つ必要がある。従って、閾値Ｐｔｈ２は、変形状態を維持している第１の領域２０Ａの張力よりも低く設定される必要がある。
【００６１】
以上を勘案し、一例では、閾値Ｐｔｈ１は、大気圧よりも２０％大きい圧力に設定され、閾値Ｐｔｈ２は、大気圧より７０％大きい圧力に設定される。これらの具体的な数値は、指が置かれた場合に圧力が１０％増となり、押下された場合には圧力が３０％増となり、変形状態を維持した第１の領域２０Ａの張力が大気圧よりも５０％大きいという前提の下に設定されている。なお、ＣＰＵ１１は、変形状態を維持している第１の領域２０Ａで、大気圧よりも３０％大きい圧力よりも小さい圧力Ｐを検出した場合、当該膜２０の破損による液体の漏れなどの異常があると判断する。
【００６２】
次に、モジュール５００Ａを用いた表示装置１０の構成例について説明する。表示装置１０は、第１実施形態と同様、例えば図２に示すように複数連結されたモジュール５００Ａを備え、かつ、第１のポンプ３０Ｘ、第２のポンプ３０Ｙ、及び容量可変タンク３１を備える。
【００６３】
＜変形例＞
以下、上述の第１実施形態及び第２実施形態に好適な変形例について説明する。以下に示す変形例は、組み合わされて第１実施形態及び第２実施形態に適用されてもよい。
【００６４】
［変形例１］
図６（ｂ）では、ＣＰＵ１１は、複数の第１の領域２０Ａを通常状態から変形状態にする場合、当該第１の領域２０Ａに対応する第１のバルブ２５Ｘを全て開弁して注入ポンプ駆動時間幅Ｔｉだけ第１のポンプ３０Ｘを駆動させた。
【００６５】
これに代えて、例えば、ＣＰＵ１１は、この場合、逐次的に各第１の領域２０Ａを通常状態から変形状態に遷移させるように制御してもよい。具体的には、ＣＰＵ１１は、変形させる第１の領域２０Ａに対応する第１のバルブ２５Ｘを任意に１つのみ開弁する。そして、ＣＰＵ１１は、当該第１のバルブ２５Ｘの開弁後から単位注入ポンプ駆動時間幅Ｔｉｕ経過後に当該第１のバルブ２５Ｘを閉弁すると共に、他の変形させる第１の領域２０Ａに対応する第１のバルブ２５Ｘを開弁させる。そして、ＣＰＵ１１は、この処理を注入個数Ｎｉだけ繰り返す。これによっても、ＣＰＵ１１は、好適に所望の第１の領域２０Ａを変形状態に遷移させることができる。
【００６６】
他の例では、ＣＰＵ１１は、所定個数ごとに第１の領域２０Ａを同時に通常状態から変形状態に遷移させるように制御してもよい。これによっても、ＣＰＵ１１は、好適に所望の第１の領域２０Ａを通常状態から変形状態に遷移させることができる。
【００６７】
同様に、ＣＰＵ１１は、複数の第１の領域２０Ａを変形状態から通常状態にする場合であっても、例えば、逐次的に各第１の領域２０Ａを変形状態から通常状態に遷移させるように制御してもよい。他の例では、ＣＰＵ１１は、この場合、所定個数ごとに第１の領域２０Ａを同時に変形状態から通常状態に遷移させるように制御してもよい。これによっても、ＣＰＵ１１は、好適に所望の第１の領域２０Ａを変形状態から通常状態に遷移させることができる。
【００６８】
［変形例２］
第１及び第２実施形態において、表示装置１００の構成は、図２に示す構成に限定されない。これについて具体例を用いて説明する。
【００６９】
図１０は、図３に示すモジュール５００を変形させたモジュール５００ｘを３つ連結させた場合の表示装置１０の構成例を示す。具体的には、図１０に示すモジュール５００ｘは、上面２１Ｕの長辺を一辺に有する本体２１の側面に第２の接続口２２Ｘｂ、２２Ｙｂがそれぞれ設けられている。そして、図１０では、図２と同様、隣接するモジュール５００ｘの第２の接続口２２Ｘｂ同士が、互いの位置に合致するように配置されていることにより、モジュール５００ｘ間で注入通路２２Ｘが連結されている。同様に、隣接するモジュール５００ｘの第２の接続口２２Ｙｂ同士が、互いの位置に合致するように配置されていることにより、モジュール５００ｘ間で排出通路２２Ｙが連結されている。表示装置１０がこのように構成された場合であっても、ＣＰＵ１１は、図２に図示した全ての計１８個の第１の領域２０Ａに対し、各々のバルブ２５、第１のポンプ３０Ｘ、及び第２のポンプ３０Ｙを［動作例］で述べた制御方法に従い制御することで、各第１の領域２０Ａの通常状態と変形状態とを切り替えることができる。従って、表示装置１０は、図１０に示す態様であっても、ＣＰＵ１１の制御に基づき、点字の表示を実行することができる。
【００７０】
別の例では、第２実施形態におけるモジュール５００Ａは、本体２１の側面２１Ｓａ、２１Ｓｂに加えて、側面２１Ｓｃ及びこれに対向する側面に第２の接続口２２ｂがさらに設けられてもよい。即ち、この場合、モジュール５００Ａは、側面に相当する４面全てに第２の接続口２２ｂが設けられる。この場合であっても、モジュール５００Ａがマトリクス上に密接させて並べられた場合に、互いに密接する面に設けられた第２の接続口２２ｂは、互いの位置に合致するように設けられる。即ち、この場合、注入通路２２Ｘ及び排出通路２２Ｙは、マトリクス上に密接して並べられたモジュール５００Ａ間で連通して形成される。このように、表示装置１０は、モジュール５００Ａをマトリクス上に並べることで、任意のサイズに設計されることができ、好適にディスプレイ上に載置される。
【００７１】
［変形例３］
図６（ｂ）では、ＣＰＵ１１は、注入ポンプ駆動時間幅Ｔｉを、注入個数Ｎｉに基づき決定した。これに代えて、ＣＰＵ１１は、注入ポンプ駆動時間幅Ｔｉを一定にしつつ、注入個数Ｎｉに応じて、第１のポンプ３０Ｘの回転速度を変化させることで、所定時間幅あたりの注入通路２２Ｘの流量を変えてもよい。具体的には、ＣＰＵ１１は、例えば所定のマップ又は式を参照し、注入個数Ｎｉが多いほど、第１のポンプ３０Ｘの回転速度を上げて所定時間幅あたりの注入通路２２Ｘの流量を増やす。上述のマップ等は、例えば実験等に基づき作成され、メモリに予め記憶される。
【００７２】
同様に、図７（ｂ）では、ＣＰＵ１１は、排出ポンプ駆動時間幅Ｔｅを、排出個数Ｎｅに基づき決定したが、これに代えて、ＣＰＵ１１は、排出ポンプ駆動時間幅Ｔｅを一定にしつつ、排出個数Ｎｅに応じて、第２のポンプ３０Ｙの回転速度を変化させることで、所定時間幅あたりの排出通路２２Ｙの流量を変えてもよい。具体的には、ＣＰＵ１１は、例えば所定のマップ又は式を参照し、排出個数Ｎｅが多いほど、第２のポンプ３０Ｙの回転速度を上げて排出通路２２Ｙの単位時間幅あたりの流量を増やす。上述のマップ等は、例えば実験等に基づき作成され、メモリに予め記憶される。
【符号の説明】
【００７３】
１  ハンドヘルド点字変換装置
１０  表示装置
１１  ＣＰＵ
１２  ＲＡＭ
１３  ＲＯＭ
１４  電源
２０  膜
２１  本体
２２  通路
２５  バルブ
２７、４１  電線
４０  圧力センサ
【図１】
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【図２】
2012032732.tif 000004
【図３】
2012032732.tif 000005
【図４】
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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】
2012032732.tif 000011
【図１０】
2012032732.tif 000012