JPH06202572A

JPH06202572A - 三次元ピンディスプレイ

Info

Publication number: JPH06202572A
Application number: JP8980991A
Authority: JP
Inventors: Akira Mochizuki; 晃望月; Michio Sumiya; 通夫角谷; Tomohide Nakaegawa; 知秀仲江川
Original assignee: GIJUTSU KENKYU KUMIAI IRYO FUKUSHI KIKI KENKYUSHO
Current assignee: GIJUTSU KENKYU KUMIAI IRYO FUKUSHI KIKI KENKYUSHO
Priority date: 1991-03-28
Filing date: 1991-03-28
Publication date: 1994-07-22

Abstract

(57)【要約】【目的】文字、図形等を三次元に立体的に表示できる
とともに、触圧に強く、消費電力の節減等を行うことの
できる三次元ディスプレイを得る。【構成】複数のピン２８を互いに間隔をあけて且つ互
いの軸線を平行にして、各々のピン２８の軸線方向に移
動可能に配設する一方、ステッピングモータ１８を基板
２０上に、その軸線を前記ピン２８の軸線と略一致させ
て配設する。そして、モータ１８の出力軸２２に形成さ
れたねじ部を、ピン２８の内側に固定されたナット状部
材に螺合させる。出力軸２２の軸線とナット状部材の軸
線とは微少量偏心している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、盲人に形状を認識さ
せる場合に用いられる他、広告、絵画を立体的に表示す
る場合や、コンピュータディスプレイの文字、図形等を
立体表示する場合等に用いられるもので、互いに間隔を
あけて且つ互いの軸線を平行にして配設された複数のピ
ンを、これらのピンの軸線方向に多段階に位置制御し
て、文字や図形等を三次元に表示するための三次元ピン
ディスプレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のピンディスプレイを、図
６乃至図８を参照して説明する。まず、ピンディスプレ
イが用いられるシステムの概要は、図６に示されるよう
に、ディジタルカメラ２等によって撮像された二次元画
素データがコンピュータ４に送られ、該コンピュータ４
によって演算処理された後、インターフェースボード６
及びソレノイドコントロールカード８を介して、ピンデ
ィスプレイ１０が画像を出力するようになっている。

【０００３】ピンディスプレイ１０は、図７及び図８に
示されるように、複数のソレノイド１２ａ、１２ｂが上
下二段に分けて配設され、これらのソレノイド１２ａ、
１２ｂ中に、該ソレノイド１２ａ、１２ｂの励磁によっ
てヘッド部を表板１６から上下方向に二値的に出没制御
されるピン１４ａ、１４ｂが装入されて構成されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の如きピンディス
プレイにあっては、ソレノイド１２ａ、１２ｂを二値的
に制御できるのみであり、実質的には二次元表示である
ため、二次元形状の認識に用いることはできるものの、
立体形状を表現することができないという欠点があっ
た。また、盲人がピンディスプレイを指で触れる圧力は
通常２５０（ｇ／ｃｍ²）程度、最大４５０（ｇ／ｃ
ｍ²）程度あるため、この触圧によって表板１６から突
出したピン１４ａ、１４ｂが下降しやすく、また、ピン
１４ａ、１４ｂの突出状態を維持するためには、ソレノ
イド１２ａ、１２ｂに通電し続けなければならないた
め、消費電力の無駄が多いことや、コイルが破損してし
まうという欠点があった。さらに、ピン１４ａ、１４ｂ
の配置の密度が低く、また、曲線を十分に表現できない
という欠点もあった。

【０００５】また、上記のようにソレノイドを用いたピ
ンディスプレイの他に、超音波振動子を内蔵した超音波
アクチュエータを各ピンにつけたものもあったが、発熱
が大きく、騒音が大きいという課題があった。本発明は
上記の如き課題を解決することのできるピンディスプレ
イを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数のピンを互いに間隔をあけて且つ互いの軸線を平行
にして、各々のピンの軸線方向に上下移動可能に配設
し、前記各ピンの基端部に、出力部が直線方向に上下移
動可能で且つ上下移動端以外の中間位置で停止可能なア
クチュエータの出力部先端部を、該出力部の軸線が前記
ピンの軸線とほぼ一致する状態で取り付けたものであ
る。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の三
次元ピンディスプレイにおいて、前記アクチュエータ
を、出力軸（出力軸に連結する軸状の部材を含むものと
する。）の外周部に雄ねじ部が形成されたモータと、前
記雄ねじ部に内径部を螺合せしめられ、軸線回りの回転
を抑止されたナット状部材とから構成し、該ナット状部
材の先端部を前記ピンの基端部取り付けたものである。
なお、ナット状部材とピンを一体に形成してもよい。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載の三次元ピンディスプレイにおいて、前記複数
のピンを、これらのピンの軸線方向視において、これら
のピンの各中心間を結ぶ線分がそれぞれ直線をなし、且
つ、これらの直線が正三角形を連続的に形成するように
配設したものである。

【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載の三次元ピンディスプレイにおいて、前記複数
のアクチュエータを、これらのアクチュエータの出力部
に取り付けられるピンの軸線の方向に三段に位置をずら
して三つの群に分けて配設するとともに、これらのアク
チュエータの出力部に取り付けられた複数のピンを、該
ピンの軸線方向視において、これらのピンの各中心間を
結ぶ線分がそれぞれ直線をなし、且つ、これらの直線が
正三角形を連続的に形成し、且つ、該正三角形を構成す
る三つのピンが必ず前記三つの群の各群に属するアクチ
ュエータに１つずつ接続するように配設したものであ
る。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明にあっては、アクチュエー
タの出力部を多段階に位置制御することにより、複数の
ピンによって立体形状の表現を行うことが可能となる。
また、請求項２記載の発明にあっては、モータの出力軸
を正逆方向に回転させることによりナット状部材がモー
タの出力軸に沿って上下移動し、これによりピンもその
軸線方向上下に移動せしめられる。請求項３記載の発明
にあっては、ピン配列の密度が高められるとともに、一
つのピンを中心として他の六つのピンが略円形（正確に
は正６角形）をなすように配列されるため、円や楕円等
の曲線の表示が容易となる。請求項４記載の発明にあっ
ては、ピンの直径に比してアクチュエータの直径が大き
い場合、一つの層に配列可能なピン数の３倍の数のピン
を配列することが可能となり、ピンの配置密度が著しく
高められる。

【００１１】

【実施例】以下、図１乃至図３を参照して本発明の一実
施例を説明する。これらの図において、符号１８は基板
２０上に互いの軸線を平行にして且つ互いに所定間隔だ
け離間して配設されたステッピングモータ（以下、「モ
ータ」と略称する。）であり、各モータ１８は、図示さ
れないコントローラにより制御されるドライバにより駆
動されるようになっている。各モータ１８の出力軸２２
のうち、モータ１８から外部に露出する部分の外周部に
は、雄ねじ部２４が形成されており、該雄ねじ部２４の
外周部には、ナット状部材２６が螺合されている。そし
て、該ナット状部材２６の外周部には、キャップ状に形
成されたピン２８の後端側の内周部が固着されている。
ピン２８の軸線と出力軸２２の軸線は、互いに平行で、
且つ、回り止めのために水平方向に微少量偏心されてお
り、また、ピン２８は表板３０に形成された貫通穴３２
に出没自在となっている。

【００１２】ピン２８の平面配列は図３に示すようであ
り、ピン２８の軸線方向視において、これらのピン２８
の各中心間を結ぶ線分がそれぞれ直線（同図のｍ1、ｍ
2、ｍ3等）をなし、且つ、これらの直線が正三角形（同
図の斜線部ｎ参照）を連続的に形成するように配列され
ている。

【００１３】上記のピンディスプレイにあっては、コン
トローラから出力される駆動信号に基づいて各モータ１
８が個々にその出力軸２２の正逆方向の回転量を駆動制
御され、これにより、表板３０に回転を拘束されたピン
２８が、ナット状部材２６とともに軸線方向上下に移動
制御され、これら複数のピン２８によって形状表示が行
われる。

【００１４】上記のようなピンディスプレイにおいて
は、モータの出力軸２２の正逆方向の回転量を多段階に
任意の値に制御することができるため、ピン２８の軸線
方向上下の移動量を多段階に任意の値にすることがで
き、図７及び図８に示される従来のピンディスプレイと
異なり、三次元の立体形状を表現することが可能であ
る。これにより盲人の形状識別率を著しく高めることが
可能となる。

【００１５】また、モータ１８の出力軸２２の雄ねじ部
２４に、軸線回りの回転を抑止されたナット状部材２６
を螺合し、このナット状部材２６にピン２８を固着する
構成としているため、ピン２８を表板３０から上方に突
出させた状態において、モータ１８への通電を停止すれ
ばピン２８の突出状態を維持することができ、ピンの突
出状態を維持するための消費電力を節減することが可能
となる。また、ピンに加わる垂直方向の圧力（触圧）
は、ナット状部材２６と出力軸２２の螺合部によって受
け止められるため、盲人の触圧によってピンが下降する
ことがない。

【００１６】さらに、複数のピン２８の平面配列を、こ
れらのピンの軸線方向視において、これらのピンの各中
心間を結ぶ線分がそれぞれ直線をなし、且つ、これらの
直線が正三角形を連続的に形成するように配設したこと
により、ピン２８の配置密度が高められる。また、一つ
のピン２８を中心として他の六つのピンが略円形（正確
には正六角形）をなすように配列されるため、円や楕円
等の曲線の表示が容易となる。

【００１７】なお、上記実施例では、ピン２８の回り止
めのため、モータ１８の出力軸２２の軸線とナット状部
材２６の軸線を一致させるとともに、ナット状部材２６
の軸線とピン２８の軸線を偏心させる構成としている
が、例えば、出力軸２２の軸線とナット状部材２６の軸
線を偏心させ、且つナット状部材２６の軸線とピン２８
の軸線を一致させる構成としてもよい。

【００１８】次に、図４及び図５を参照して本発明の他
の実施例を説明する。これらの図において、符号３４
ａ、３４ｂ、３４ｃは、互いの軸線を平行にして且つ互
いに所定間隔だけ離間して配設された複数のモータ（ス
テッピングモータ）であり、前記実施例と同様に、図示
されないコントローラにドライバを介して接続されてい
る。これらのモータは、図４に示すようにその軸線の方
向に三段に位置をずらして三つの群に分けて配設され、
上基板３６上には複数のモータ３４ａが配設され、中基
板３４ｂ上には複数のモータ３４ｂが配設され、下基板
３４ｃには複数のモータ３４ｃが配設されている。ま
た、各モータ３４ａ、３４ｂ、３４ｃの出力軸の外周部
には雄ねじ部が形成され、これらの雄ねじ部には、内径
部に雌ねじ部が形成されたピンＡ、Ｂ、Ｃが、それぞれ
内径部を螺合させられている。各モータ３４ａ、３４
ｂ、３４ｃの出力軸の軸線と、ピンＡ、Ｂ、Ｃの軸線
は、互いに平行で、且つ、回り止めのために水平方向に
微少量偏心されており、また、ピンＡ、Ｂ、Ｃは表板４
２に形成された貫通穴４４に出没自在となっている。

【００１９】ピンＡの平面配列は図５に示すようであ
り、前記実施例と同様に、ピンＡの軸線方向視におい
て、これらのピンＡの各中心間を結ぶ線分がそれぞれ直
線をなし、且つ、これらの直線が正三角形（図５の斜線
部ｎ１参照）を連続的に形成するように配列されてい
る。

【００２０】同様に、ピンＢの平面配列は、ピンＢの軸
線方向視において、これらのピンＢの各中心間を結ぶ線
分がそれぞれ直線をなし、且つ、これらの直線が正三角
形（図５の斜線部ｎ２参照）を連続的に形成するように
配列されている。

【００２１】同様に、ピンＣの平面配列は、ピンＣの軸
線方向視において、これらのピンＣの各中心間を結ぶ線
分がそれぞれ直線をなし、且つ、これらの直線が正三角
形（図５の斜線部ｎ３参照）を連続的に形成するように
配列されている。

【００２２】そして、ピンＡ、ピンＢ及びピンＣの相互
の配列関係は、図５に示すように、各ピンＡ、Ｂ、Ｃの
軸線方向視において、これらのピンＡ、Ｂ、Ｃの各中心
間を結ぶ線分がそれぞれ直線をなし、且つ、これらの直
線が正三角形（図５の斜線部ｎ４参照）を連続的に形成
し、且つ、該正三角形を構成する三つのピンが必ず３つ
の群Ａ、Ｂ、Ｃの各群に属するアクチュエータに１つず
つ接続するように配列されている。

【００２３】上記のディスプレイの駆動態様は、前述の
実施例の場合と同様であり、コントローラから出力され
る駆動信号に基づいて各モータ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ
が個々にその出力軸の正逆方向の回転量を駆動制御さ
れ、これにより、表板３０に回転を拘束されたピンＡ、
Ｂ、Ｃが、その軸線方向上下に移動制御されて形状表示
が行われるようになっている。

【００２４】上記のようなピンディスプレイにおいて
は、前述の図１乃至図３に示した実施例の効果を有する
のみならず、ピンの直径に比してアクチュエータの直径
が大きい場合、一つの層に配列可能なピン数の３倍の数
のピンを配列することが可能となり（斜線部ｎ４の面積
は、斜線部ｎ１、ｎ２又はｎ３の面積の三分の一となっ
ている。）、ピンの配置密度が著しく高められる。これ
により盲人の形状認識率を向上させることができるとと
もに、ピンディスプレイの解像度を高めることができ
る。。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、各ピンの基端部に、出力部が直線方向に上下移動可
能で且つ上下移動端以外の中間位置で停止可能なアクチ
ュエータの出力部先端部を、該出力部の軸線が前記ピン
の軸線とほぼ一致する状態で取り付けているため、従来
のピンディスプレイと異なり、立体形状を表現すること
ができ、これにより盲人の形状識別率を著しく高めるこ
とが可能となる。

【００２６】また、アクチュエータを、出力軸の外周部
に雄ねじ部が形成されたモータと、前記雄ねじ部に内径
部を螺合せしめられ、軸線回りの回転を抑止されたナッ
ト状部材とから構成し、該ナット状部材の先端部を前記
ピンの基端部取り付ける構成とすれば、ピンの突出状態
を維持するためにモータに通電する必要がなく、消費電
力の節減となり、また、ピンに加わる垂直方向の圧力
（触圧）は、ナット状部材とモータ出力軸の雄ねじ部と
の螺合部によって受け止められるため、盲人の触圧によ
ってピンが下降することがない。

【００２７】また、複数のピンを、これらのピンの軸線
方向視において、これらのピンの各中心間を結ぶ線分が
それぞれ直線をなし、且つ、これらの直線が正三角形を
連続的に形成するように配設することにより、ピンの配
置密度を高めることができるとともに、曲線の表現が容
易となる。さらに、複数のアクチュエータを、これらの
アクチュエータの出力部に取り付けられるピンの軸線の
方向に三段に位置をずらして三つの群に分けて配設する
とともに、これらのアクチュエータの出力部に取り付け
られた複数のピンを、該ピンの軸線方向視において、こ
れらのピンの各中心間を結ぶ線分がそれぞれ直線をな
し、且つ、これらの直線が正三角形を連続的に形成し、
且つ、該正三角形を構成する三つのピンが必ず前記三つ
の群の各群に属するアクチュエータに１つずつ接続する
ように配設した場合には、ピンの配置密度を著しく高め
ることができ、盲人の形状認識率を向上させることがで
きるとともに、ピンディスプレイの解像度を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るピンディスプレイの側
面図である。

【図２】図１のピンディスプレイのピン近傍の拡大図で
ある。

【図３】同実施例に係るピンディスプレイのピン配列を
示す説明的平面図である。

【図４】本発明の他の実施例に係るピンディスプレイの
側面図である。

【図５】図４のＩ−Ｉ線断面図である。

【図６】従来のピンディスプレイシステムのシステム概
要図である。

【図７】従来のピンディスプレイの側面図である。

【図８】図７のピンディスプレイの平面図である。

【符号の説明】

１８、３４ａ、３４ｂ、３４ｃモータ２２出力軸２４雄ねじ部２６ナット状部材２８、Ａ、Ｂ、Ｃピン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のピンを互いに間隔をあけて且つ互
いの軸線を平行にして、各々のピンの軸線方向に上下移
動可能に配設し、前記各ピンの基端部に、出力部が直線方向に上下移動可
能で且つ上下移動端以外の中間位置で停止可能なアクチ
ュエータの出力部先端部を、該出力部の軸線が前記ピン
の軸線とほぼ一致する状態で取り付けたことを特徴とす
る三次元ピンディスプレイ。
【請求項２】前記アクチュエータは、出力軸の外周部
に雄ねじ部が形成されたモータと、前記雄ねじ部に内径
部を螺合せしめられ、軸線回りの回転を抑止されたナッ
ト状部材とから構成され、該ナット状部材の先端部が前
記ピンの基端部に取り付けられたことを特徴とする請求
項１記載の三次元ピンディスプレイ。
【請求項３】前記複数のピンを、これらのピンの軸線
方向視において、これらのピンの各中心間を結ぶ線分が
それぞれ直線をなし、且つ、これらの直線が正三角形を
連続的に形成するように配設したことを特徴とする請求
項１又は請求項２記載の三次元ピンディスプレイ。
【請求項４】前記複数のアクチュエータを、これらの
アクチュエータの出力部に取り付けられるピンの軸線の
方向に三段に位置をずらして三つの群に分けて配設する
とともに、これらのアクチュエータの出力部に取り付けられた複数
のピンを、該ピンの軸線方向視において、これらのピン
の各中心間を結ぶ線分がそれぞれ直線をなし、且つ、こ
れらの直線が正三角形を連続的に形成し、且つ、該正三
角形を構成する三つのピンが必ず前記三つの群の各群に
属するアクチュエータに１つずつ接続するように配設し
たことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の三次元
ピンディスプレイ。