(57)【要約】      （修正有）【課題】触知ピンの下部に配置された円形の圧電素子の振動により触知ピンの上下を行う方式であることから、従来の点字表示装置に比し非常な小型軽量化が可能となる。また、触知ピンの自由な配置が可能なことから、多行にわたる点字表示装置、銀行のＡＴＭでの点字表示機器、面ディスプレイ装置等の開発が可能である。【解決手段】圧電素子１１に垂直に軸１２を設置し、その軸１２を挟んで移動子１４を設置するアクチュエータを作成し、圧電素子１１に断続的に電圧を与え振動させる。振動速度が速い場合は慣性力が摩擦力より大きくなり、振動速度が遅い場合は摩擦力が慣性力より大きくなることで、移動子１４が軸１２上を移動する。点字の触知ピン１５をこの移動子１４に接続し点字の表示を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子に対し、電圧を断続的に与えることで起きる振動を利用して、その圧電素子に接続された軸に嵌められた移動子が振動によって移動することを利用して、点字の表示を行うことを目的とした点字表示装置。
【請求項２】
［請求項１］の点字表示装置の各触知ピンを駆動し目的の点字を表示するための制御を行う電子回路。
【請求項３】
［請求項２］の電子回路に接続された、携帯電話・パーソナルコンピュータの表示画面に表示される文字情報のうち、点字表示させる文字列を抽出し、点字表示装置に送り出すドライバーソフトウェア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は超小型点字表示装置を実現するために、圧電素子のバイアスドＰＷＭ制御を利用した直線駆動機構を使用するものである。
【背景技術】
【０００２】従来の圧電素子を使用した点字表示装置には、圧電素子の反りを利用して触知ピンを持ち上げるものが主であった（例えば、特許文献１参照。）。
以下、図１により従来の点字表示装置について説明する。
【特許文献１】特許公開２００７−７１９７７（第３頁、図１）従来の点字表示装置はバイモルフ型の圧電素子７の端に、電極２０２から約２００Ｖ程度の高電圧を印加することで圧電素子７が反る性質を利用する。圧電素子７は印加される電圧の極性によって反る向きが決まっていることから、電圧を印加する端と反対側の端に接して配置された触知ピン６を押し上げる方向に反った場合は触知ピンは躯体５から突出することで、点字として表示される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】従来の技術では圧電素子の反りの単位寸法あたりの変位は微小であることから、視覚障害者が知覚可能な触知ピンの変位量０．５ミリ程度を確保するためには、圧電素子の長さは５０ミリ程度が必要であり、これが点字表示装置の小型軽量化を妨げている。
図１に示すように、圧電素子と触知ピンは直行する形に配置されているため、点字を表示するためにはピンに対し圧電素子を奥行き方向に配置する必要があり、多行の点字表示装置を作成しようとすると、奥行きが非常に大きくなることからこの事も小型軽量の点字表示装置の開発を困難にしていた。【０００４】また圧電素子の変位には経時変化があり通電しない状態での圧電素子の位置が不安定であるため、電圧を与えない状態で触知ピンが押し出されるという事態を生じる場合があり、これを防ぐために表示しないピンに対しては負の電圧をかける必要があり、結局全ての圧電素子に対して正負いずれかの電圧をかけることとなり、一旦点字表示装置の電源を入れると点字が表示されない状態でも常に電力を消費するという問題があった。この事は携帯型の点字表示装置を作成する上での課題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】円盤状の圧電素子に電圧を与えると、与える電圧の方向により円盤の中央部分が凹もしくは凸に変形する。この荷電を断続的に繰り返すことにより、この圧電素子の中央に垂直に配置した軸に嵌められた移動子が振動によって移動することを利用し、移動子と連動する触知ピンにより点字表示を行う。【０００６】圧電素子は荷電時の動きと、開放時の動きの速度に差があり、この動きの速度の差により軸に嵌められた移動子は摩擦力と慣性力の均衡で軸上のどちらの方向に移動するかが決定される。すなわち、移動速度が早い時は慣性力が摩擦力より強く移動子に働き、移動速度が遅い時は摩擦力が慣性力より強く移動子に働くことで、移動子の移動の方向が異なる性質を利用して移動子の移動の方向を確定する。【０００７】移動子を目的の方向に移動させるために、圧電素子に正負いずれかの電圧を断続的に与える電子回路を作成する。この電子回路は点字表示の信号を受け、目的の点字を表示するために所定の圧電素子に対し電圧を与える。【０００８】点字表示装置と一体となった、電子回路に対しどのような点字を表示するかを指示するため、携帯電話・パーソナルコンピュータの表示画面の文字列を抽出しデータを送出するドライバーソフトを作成する。このドライバーソフトにより抽出した文字列を点訳エンジンで点字データに変換し、目的の点字表示を行う。
【発明の効果】
【０００９】本発明における点字表示装置は、従来の点字表示装置と異なり、触知ピンの下部に配置された円形の圧電素子の振動により触知ピンの上下を行う方式であることから、従来の点字表示装置に比し非常な小型軽量化が可能となる。また、従来の方式では不可能であった、触知ピンの自由な配置が可能なことから、多行にわたる点字表示装置、銀行のＡＴＭでの点字表示機器、面ディスプレイ装置等の開発が可能である。この事は、視覚障害者への情報伝達手段として非常に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。【００１１】図２に本発明が適用される点字セルの外観図を、図３、図４に動作概要を示している。【００１２】円盤型の圧電素子１１の中心部分にカーボン製の軸１２が接着されており、その軸１２を移動子１４が挟んでいる。軸１２は軸受け１３で固定されている。移動子１４は弾性体で出来ており、所定の強さで軸２を掴んでいる。移動子１４の上部には触知ピン１５が接続されており、移動子１４と一体となって上下する。この触知ピン１５が躯体１６から出ることにより、点字の表示を行う。【００１３】点字表示の制御基板と点字表示装置は電線１７で接続されており、圧電素子１１は電圧がかかると、電圧の方向により中央部分が隆起、もしくは陥没する。その電圧が開放された際に圧電素子１７は荷電前の平坦な状態に復帰する。この荷電時の隆起・陥没の速度と平坦に復帰する際の速度が異なることから、高速で動作する際には、慣性の法則により移動子１４は軸１２の動作に追随できず移動子１４と軸１２の位置関係にずれが生じる。また低速で動作する場合は、移動子１４の摩擦力により移動子１４と軸１２は一体として移動する。この原理を利用し、圧電素子１１に断続的に電荷を与えることにより、移動子１４は軸１２上を連続的に移動する、このことにより移動子１４と一体で移動する触知ピン１５が上下し、点字の表示を行う。【００１４】図３に触知ピン１５が下がった状態、図４に触知ピンが上昇した状態を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の点字表示機
【図２】本発明の点字表示器の外観図
【図３】本発明の点字表示の動作の原理図（触知ピンの下降時）
【図４】本発明の点字表示の動作の原理図（触知ピンの上昇時）
【符号の説明】
１１圧電素子、１２軸、１３軸受、１４移動子、１５触知ピン、１６躯体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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