本發明專利技術涉及一種應用于盲文閱讀的觸覺再現裝置和方法，屬于人機交互領域。包括主控制單元、觸覺激勵單元和盲文顯示單元，主控制單元，用于完成將文字、數字、字符等常用字符轉化為特定的6點制盲文體格式，并融合手指觸摸位置信息，向觸覺激勵單元發送指令信號；觸覺激勵單元，用于接收主控制單元指令信號，產生高壓激勵信號波形；盲文顯示單元，用于定位手指觸摸位置，并通過觸覺顯示面板對手指產生觸覺作用。本發明專利技術將文字、數字、字母等常用字符轉換為特定的6點制盲文體格式，采用靜電力觸覺再現技術，通過改變手指觸摸面板的摩擦力，可以使盲人有效的感知盲文符號，增強盲人閱讀的效率。
【技術實現步驟摘要】
一種應用于盲文閱讀的觸覺再現裝置和方法
本專利技術涉及人機交互領域，具體涉及一種應用于盲文閱讀的觸覺再現裝置和方法。
技術介紹
人們所獲得的信息80％來自于視覺，盲人作為社會的弱勢群體，因為視力受損，在接收信息方面存在很大的障礙，盡管當今科技發展迅猛，但是他們仍采用傳統的點字板、點字機、點字打印機等在紙張上制作出不同組合的凸點的方法來書寫和識別盲文，制作過程復雜，且信息量受限，隨著計算機技術、模式識別技術和觸覺再現技術的發展，如何讓盲人像正常人一樣使用電子產品，提高盲人獲取的信息的效率，已經成為人們研究的熱點問題。近年來,越來越多的研究人員利用現代電子技術來制造可以幫助視覺殘障人士日常生活和學習的輔助設備.例如,盲文點顯器、屏幕朗讀軟件等。盲文轉換和盲文翻譯等技術發展迅速，可以將常用的字符轉換為盲人熟悉的盲文字符，引領盲人走進正常人的世界，獲取信息和資源，認知真實的世界。21世紀則被稱為是觸覺時代,產品的觸覺體驗,帶給人精神上以及心理上的愉悅是無法被替代的,尤其是靠觸摸感知世界的盲人,更渴望在使用產品時實現溝通上的無障礙和心理上的自我滿足,但現存的輔助盲人閱讀的產品，大多裝置復雜，操作繁瑣，體積大，不方便攜帶，屏幕耐磨性不強，成本高，且資源受限。
技術實現思路
本專利技術提供一種應用于盲文閱讀的觸覺再現裝置和方法，以解決當前盲文閱讀裝置中存在的裝置復雜，操作繁瑣，體積大，不方便攜帶，且資源受限等問題。一種應用于盲文閱讀的觸覺再現裝置，包括：主控制單元，用于將文字、數字、字母等常用字符轉化為特定的6點制盲文體格式，并結合手指觸摸圖像的位置，對觸覺激勵單元發送指令信號；觸覺激勵單元，用于接收主控制單元的指令信號，生成相應的激勵信號，并進行高壓放大，激勵觸覺顯示面板；盲文顯示單元，采用紅外定位裝置定位手指觸摸位置，并通過觸覺顯示面板對手指進行作用，使用戶產生觸覺感受。本專利技術所述主控制單元，用于將文字、數字、字母等常用字符轉換為特定的6點制盲文體格式，分為盲點區和背景區，對于盲點區，6個盲點按照2列3行分布，對于每一個盲點，圓環區域始終為信號加載區域，觸摸可以感知觸覺作用，表征一個盲點位置；內部圓形區域，是信號加載區域或不加載區域，當加載信號時，觸摸可以感知觸覺作用，表征一個盲文凸點，當不加載信號時，觸摸不能感知觸覺作用，表征一個盲文非凸點，對于背景區，從不加載信號。本專利技術所述的觸覺激勵單元，用于當手指觸摸盲點的圓環區域時，主控制單元向觸覺激勵單元發送“1”指令信號，觸覺激勵單元接收指令信號并產生一個周期正弦激勵高壓信號；當手指觸摸盲點的內部圓形區域時，如果加載信號，主控制單元向觸覺激勵單元發送“1”指令信號，觸覺激勵單元接收信號，并產生一個周期正弦激勵高壓信號，如果不加載信號，主控制單元向觸覺激勵單元發送“0”指令信號，觸覺激勵單元接收信號，不產生激勵信號，當手指觸摸背景區時，主控制單元向觸覺激勵單元發送“0”指令信號，觸覺激勵單元接收信號，不產生激勵信號。本專利技術所述的盲文顯示單元，觸覺顯示面板由上到下依次是：透明絕緣層、透明導電極板、玻璃底板；透明導電極板采用氟摻雜錫氧化物(FTO)，經磁控濺射技術均勻噴涂在玻璃底板上，FTO層厚度0.185um±0.005um，透光率為94％；透明絕緣層采用聚醚砜(PES)，厚度為2um，介電常數為3.5，經磁控濺射技術均勻噴涂在FTO層上；當正弦波信號V(t)施加于導電極板，絕緣薄膜內部正負電荷周期性“跳躍”，產生一個周期性變化的電場，當手指觸摸觸覺面板時，手指因電荷感應而周期性攜帶正負電荷，電荷間庫侖力相互作用，增強手指滑動時的摩擦力，使手指感知觸覺力作用。一種應用于盲文閱讀的觸覺再現方法，其特征在于包括下列步驟：1)主控制器將待閱讀的文字、數字、字母等常用字符轉化為特定的6點制盲文體格式，分為盲點區和背景區，對于盲點區，6個盲點按照2列3行分布，對于每一個盲點，圓環區域始終為信號加載區域，觸摸可以感知觸覺作用，表征一個盲點位置；內部圓形區域，是信號加載區域或不加載區域，當加載信號時，觸摸可以感知觸覺作用，表征一個盲文凸點，當不加載信號時，觸摸不能感知觸覺作用，表征一個盲文非凸點，對于背景區，從不加載信號；2)當手指觸摸盲點的圓環區域時，主控制單元向觸覺激勵單元發送“1”指令信號，觸覺激勵單元接收指令信號并產生一個周期正弦激勵高壓信號，施加于觸覺顯示面板，對手指產生相應的觸覺作用；當手指觸摸盲點的內部圓形區域時，如果加載信號，主控制單元向觸覺激勵單元發送“1”指令信號，觸覺激勵單元接收信號，并產生一個周期正弦激勵高壓信號，施加于觸覺顯示面板，對手指產生相應的觸覺作用；如果不加載信號，主控制單元向觸覺激勵單元發送“0”指令信號，觸覺激勵單元接收信號，不產生激勵信號，不對手指產生相應的觸覺作用，當手指觸摸背景區時，主控制單元向觸覺激勵單元發送“0”指令信號，觸覺激勵單元接收信號，不產生激勵信號，不對手指產生相應的觸覺作用。本專利技術具有以下的優點：1、能夠讓盲人正常使用電子產品(如平板電腦等)閱讀信息，獲取網絡資源，而不局限于盲文專用的書籍和報刊。2、屏幕表面采用聚醚砜材料，耐磨性好，耐沖擊性強，不受酸、堿的侵蝕，無毒性。且成本低。3、該裝置操作簡單，體積小，方便攜帶。附圖說明圖1是本專利技術的整體框圖；圖2是本專利技術的盲文顯示單元的觸覺顯示面板結構圖；圖3是本專利技術的靜電力觸覺再現的原理示意圖；圖4是本專利技術的6點制盲文圖像格式設計圖；圖5是本專利技術的整體流程圖。具體實施方式一種應用于盲文閱讀的觸覺再現裝置，包括：主控制單元，用于將文字、數字、字母等常用字符轉化為特定的6點制盲文體格式，并結合手指觸摸圖像的位置，對觸覺激勵單元發送指令信號；觸覺激勵單元，用于接收主控制單元的指令信號，生成相應的激勵信號，并進行高壓放大，激勵觸覺顯示面板；盲文顯示單元，采用紅外定位裝置103-1定位手指觸摸位置，并通過觸覺顯示面板103-2對手指進行作用，使用戶產生觸覺感受。本專利技術所述主控制單元，用于將文字、數字、字母等常用字符轉換為特定的6點制盲文體格式，分為盲點區和背景區，對于盲點區，6個盲點按照2列3行分布，對于每一個盲點，圓環區域始終為信號加載區域，觸摸可以感知觸覺作用，表征一個盲點位置；內部圓形區域，是信號加載區域或不加載區域，當加載信號時，觸摸可以感知觸覺作用，表征一個盲文凸點，當不加載信號時，觸摸不能感知觸覺作用，表征一個盲文非凸點，對于背景區，從不加載信號。本專利技術所述的觸覺激勵單元，用于當手指觸摸盲點的圓環區域時，主控制單元向觸覺激勵單元發送“1”指令信號，觸覺激勵單元接收指令信號并產生一個周期正弦激勵高壓信號；當手指觸摸盲點的內部圓形區域時，如果加載信號，主控制單元向觸覺激勵單元發送“1”指令信號，觸覺激勵單元接收信號，并產生一個周期正弦激勵高壓信號，如果不加載信號，主控制單元向觸覺激勵單元發送“0”指令信號，觸覺激勵單元接收信號，不產生激勵信號，當手指觸摸背景區時，主控制單元向觸覺激勵單元發送“0”指令信號，觸覺激勵單元接收信號，不產生激勵信號。本專利技術所述的盲文顯示單元，觸覺顯示面板由上到下依次是：透明絕緣層、透明導電極板、玻璃底板；透明導電極板采用氟摻雜錫氧化物(FTO)，經磁控本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種應用于盲文閱讀的觸覺再現裝置，其特征在于包括：主控制單元，用于將文字、數字、字母等常用字符轉化為特定的6點制盲文體格式，并結合手指觸摸圖像的位置，對觸覺激勵單元發送指令信號；觸覺激勵單元，用于接收主控制單元的指令信號，生成相應的激勵信號，并進行高壓放大，激勵觸覺顯示面板；盲文顯示單元，采用紅外定位裝置定位手指觸摸位置，并通過觸覺顯示面板對手指進行作用，使用戶產生觸覺感受。
【技術特征摘要】
1.一種應用于盲文閱讀的觸覺再現裝置，其特征在于包括：主控制單元，用于將文字、數字、字母等常用字符轉化為特定的6點制盲文體格式，并結合手指觸摸圖像的位置，對觸覺激勵單元發送指令信號；觸覺激勵單元，用于接收主控制單元的指令信號，生成相應的激勵信號，并進行高壓放大，激勵觸覺顯示面板；盲文顯示單元，采用紅外定位裝置定位手指觸摸位置，并通過觸覺顯示面板對手指進行作用，使用戶產生觸覺感受；所述的主控制單元，用于將文字、數字、字母等常用字符轉換為特定的6點制盲文體格式，分為盲點區和背景區，對于盲點區，6個盲點按照2列3行分布，對于每一個盲點，圓環區域始終為信號加載區域，觸摸可以感知觸覺作用，表征一個盲點位置；內部圓形區域，是信號加載區域或不加載區域，當加載信號時，觸摸可以感知觸覺作用，表征一個盲文凸點，當不加載信號時，觸摸不能感知觸覺作用，表征一個盲文非凸點，對于背景區，從不加載信號；所述的盲文顯示單元的觸覺顯示面板由上到下依次是：透明絕緣層、透明導電極板、玻璃底板；透明導電極板采用氟摻雜錫氧化物，經磁控濺射技術均勻噴涂在玻璃底板上，FTO層厚度0.185um±0.005um，透光率為94％；透明絕緣層采用聚醚砜，厚度為2um，介電常數為3.5，經磁控濺射技術均勻噴涂在FTO層上；當正弦波信號V(t)施加于導電極板，絕緣薄膜內部正負電荷周期性“跳躍”，產生一個周期性變化的電場，當手指觸摸觸覺面板時，手指因電荷感應而周期性攜帶正負電荷，電荷間庫侖力相互作用，增強手指滑動時的摩擦力，使手指感知觸覺力作用。2.根據權利要求1所述的一種應用于盲文閱讀的觸覺再現裝置，其特征在于：所述的觸覺激勵單元，用于當手指觸摸盲點的圓環區域時，主控制單元向觸覺激勵單元發送“1”指令信號，觸覺...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫曉穎，吳賽文，王慶龍，董楊瑞，龍慧，王婷婷，燕學智，陳建，
申請(專利權)人：長春吉大博碩科技有限責任公司，
類型：發明
國別省市：吉林;22
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