DE2833979A1 - Einrichtung zur reliefartigen abfuehlbaren wiedergabe von daten auf einem feld nach art eines displays - Google Patents

Description

DlPL-ING. HELMUT KOEPSELL 5 KÖLN 1 2.8.1978

PATENTANWALT Mittelstrasse 7

Telefon (0221) 21 94 23 _ Q _ Telegrammadresse: Koepsellpatent Köln

Te/102

Reg.-Nr. bitte angeben

Titel: Einrichtung zur reliefartigen abfühlbaren Wiedergabe von Daten auf einem Feld nach Art eines Display.

Die Erfindung bezieht sich auf eine neuartige Einrichtung zur reliefartigen abfühlbaren Wiedergabe von Daten in Form eines Display, auf ein Verfahren zum Einsatz der Wiedergabeeinrichtung und auf in der Wiedergabeeinrichtung vorhandene Bauteile.

Die Erfindung ist dabei eine Verbesserung des in der DE-OS 2 536 819.8 von den Anmeldern beschriebenen elektromechanischen Wandlers.

Dabei bezieht sich die Erfindung allgemein auf eine Ausgabeeinheit für Blinde und speziell auf Verfahren und Einrichtungen zum Umwandeln von Daten in und/oder aus Tastsymbolen, wie beispielsweise Blindenschrift.

Elektronische Taschenrechner könnten von besonderem Wert für Blinde sein, die die größten Schwierigkeiten bei numerischen Rechnungen haben speziell, wenn diese Rechnungen die Verwendung von Größen benötigen, welche in Tabellen gesucht werden müssen (beispielsweise Logarithmen, trigonometrische Funktionen usw) .

Solche Rechner können von blinden Personen nicht verwendet werden, da die Ergebnisse in Form einer visuellen Anzeige, d.h. durch Leuchtziffern in einem Fenster wiedergegeben werden.

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Bei den Blindenschriftsystemen wird jedes Zeichen (Buchstabe, Ziffer oderInterpunktion) dargestellt durch eine geometrische Figur, welche aus hervorstehenden Punkten bis zur Maximalanzahl von 6 gebildet wird. Diese geometrischen Figuren sind leicht zu erkennen durch Abfühlen. Dabei können bei ausreichendem Training Blinde jeden Text sehr schnell lesen.

Bedauerlicherweise sind Blindenbücher sehr schwer, voluminös und teuer in der Herstellung, was die Möglichkeit für blinde Personen, Informationen zu lesen, begrenzt.

Zur Vermeidung dieser Nachteile und zur Darstellung von Texten in einer abfühlabren Reliefform aus elektrischen Signalen sind elektromechanische Verfahren bekannt, welche die Erzeugung von Blindenschriftzeichen in Reliefdarstellung ermöglichen. Die bekannten Methoden haben alle folgende Nachteile: mechanische Komplexität, Unhandlichkeit, Gewicht, Geräuschbelästigung sowie großen Strombedarf.

In neuer Zeit wurde vorgeschlagen vibrierende Oberflächenpunkte mit piezoelektrischer Auslösung zu verwenden und Zeichen zu bilden, welche geeignet sind durch Abfühlung gelesen zu werden (US-PS 3 229 387). Diese Einrichtungen haben jedoch eine Reihe von Nachteilen. Zunächst ermüdet bei einer Mehrzahl der blinden Menschen das Tastgefühl sehr rasch und die Blinden werden durch die Schwingungen irritiert. Dabei müssen sich die Blinden der veränderten Lesemethode anpassen, welche sehr unterschiedlich ist von der von Büchern in Reliefdarstellung: anstelle des Führens der Finger über eine Zeile von Reliefzeichen, wobei sie in der Lage sind die Gleitbewegung zu verzögern, zu beschleunigen, anzuhalten oder gar bei Bedarf zu wiederholen, müssen sie - um die vibrierenden Punkte nicht zu beschädigen - die Finger unbeweglich auf den vibrierenden Punkten belassen, welche nacheinander die Zeichen des Textes

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wiedergeben. Schließlich geben die vibrierenden Punkte einen deutlich hörbaren Ton, welcher dann ein Geräusch in der Umgebung erzeugt, welches besonders störend wird, wenn mehrere Personen nebeneinander arbeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Einrichtung zur elektromechanischen Wiedergabe von reliefartigen abfühlbaren Zeichen mit Hilfe elektromechanischer Wandler anzugeben, welche geeignet ist, graphische oder bildliche Konturen oder Profile in modifizierbaren Reliefdisplays wiederzugeben.

Dabei soll eine Wiedergabeeinrichtung in Form eines Display geschaffen werden, auf welcher eine Person (sehend oder blind) Zeilen von Zeichen in Reliefdarstellung abfühlen kann, wobei die Zeichen im wesentlichen identisch zu denjenigen sind, wie sie in Blindenbüchern der besten Qualität angewendet werden.

Die Einrichtung soll auch eine geräuschlose und vibrationsfreie Darstellung der Zeichen auf dem Display ermöglichen.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich aller Teilmerkmale mit einer Einrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird auch ein verbessertes Verfahren zur Aufzeichnung geschriebener, gedruckter oder von Reliefzeichen auf einem Magnetband einschließlich der Wiedergabe der Aufzeichnungen in einer abfühlbaren Weise durch Anwendung eines verbesserten Reliefausgabedisplays angeben.

Darüberhinaus wird auch ein verbessertes Verfahren zum Auslesen von Daten in Blindenschrift von einem Magnetband angegeben, derart, daß die Darstellung der Information fühlbar auf einem verbesserten Reliefausgabedisplay ermöglicht wird.

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Ein weiteres Merkmal liegt in der Angabe eines Verfahrens zur Ausgabe von in Blindenschrift vorliegenden Daten auf einem Magnetband in vorbestimmter Kummulierung von Zeichen.

Dabei soll gemäß einem weiteren Merkmal ein Magnetband, welches Daten trägt, angepaßt werden, um auf einem Display Blindenschriftzeichen zu erzeugen, die durch eine verbesserte Methode erzeugt werden; dabei wird die Möglichkeit angegeben, solch ein Blindenschriftmagnetband in Form einer üblichen Kassette zu verwenden.

Diese und andere Merkmale gemäß der Erfindung werden mit Hilfe einer elektromechanischen Wandlereinrichtung erreicht, welche eine bikristalline piezoelektrische, um eine senkrechte Achse zur Längsachse bei Anlegen einer Gleichspannung, biegbare Zunge, Trägergliedern für mindestens ein Ende der piezoelektrischen Zunge, Kupplungsglieder, welche am freien Ende der Zunge befestigt sind, einen Stift, welcher über die Kupplungsglieder mit der piezoelektrischen Zunge verbunden sind, sowie Schaltglieder zum Anlegen einer Gleichspannung an die Zunge aufweisen, wobei beim Anlegen der Spannung die Biegebewegung der Zunge in eine statische Versetzung des Stiftes in Richtung seiner eigenen Längsachse übertragen wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform gemäß der Erfindung wird eine Platte zur Darstellung eines Reliefbildes vorgesehen, welche eine durch Tasten abfühlbare Platte aufweist mit einer Vielzahl von öffnungen darin, die in Reihen angeordnet sind und einer Vielzahl von Stiften, welche mit ihren entsprechenden Enden verschiebbar in den Öffnungen angeordnet sind. Weiter ist eine Vielzahl von bikristallinen piezoelektrischen Zungen vorgesehen, welche an einer Seite der Platte angeordnet sind und deren Enden einseitig gehalten und dort elektrisch mit Elektroden versehen sind. Ferner sind Verbindungsglieder für Stifte

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vorhanden, welche an den freien Enden der Zungen angeordnet sind, wobei jeder Stift längs seiner Längsachse bewegbar ist zwischen einer ersten festen Lage, in welcher eine Abfühlende aus der Platte heraussteht, und einer zweiten statischen Lage, in welcher sein Ende in die Öffnung zurückgezogen ist, bei und nach Anwendung von Gleichspannung auf die entsprechende piezoelektrische Züngeln einem Elektronikrechner, welcher entsprechend der Erfindung aufgebaut ist, können die Ergebnisse dargestellt werden in der Form von Blindenschriftzeichen im Relief, welche in einem Fenster ähnlich zu üblichen Taschenrechnern auftreten. In diesen Rechnern kann das Steuertastenfeld zusätzliche Bedienungsknöpfe aufweisen für die Betätigung verschiedener Operationen, nämlich vorzugsweise zur Eingabe eines Zeichens in den Rechner, zur Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division, Wurzelziehen usw.

Bei einem Rechner gemäß der Erfindung wird jede der möglichen Operationen durch Zusammensetzung eines Blindenchriftzeichens mit Hilfe eines Siebenercode ähnlich zu dem einer Blindenfernschreibmaschine ausgelöst.

Gemäß einem anderen Aspekt der ERfindung wird ein Verfahren zum Aufzeichnen geschriebener oder gedruckter Zeichen auf einem Magnetband einschließlich der Wiedergabe angegeben. Gemäß diesem Verfahren werden die Signale entsprechend den darzustellenden Zeichen erzeugt und angepaßt zur Aufzeichnung auf dem magnetischen Band an eine Reliefdisplayeinrichtung abgegeben. Die Displayeinrichtung weist dabei ein Gehäuse auf mit einer durch Abfühlen abtastbaren Platte mit einer Vielzahl von öffnungen darin, die in einer Reihe angeordnet sind, sowie eine Vielzahl von elektromechanischen Wandlereinrichtungen mit bikristallinen piezoelektrischen bei Anwendung einer Gleichspannung um die Längsachse biegbaren Zungen. Weiter sind Halte-

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glieder für jedes Ende der Zungen, Kupplungsglieder, die von den freien Enden der Zungen getragen werden und Stifte vorgesehen, welche transversal zu den piezoelektrischen Zungen angeordnet und mit diesen über Kupplungsgliedern gekuppelt sind, wobei diese Stifte in den öffnungen verschiebbar zwischen einer ersten statischen Lage, in welchem die Stiftenden abfühlbar aus der öffnung herausschauen, und einer zweiten statischen Lage, in welcher die Stifte nicht aus den öffnungen herausschauen, gehalten sind. Das Verschieben erfolgt dabei durch Anlegen einer Gleichspannung an die Zungen. Weiter ist ein gedruckter Schaltkreis vorgesehen, welcher im Gehäuse gehalten ist und welcher eine Vielzahl von elektrisch betätigbaren Kreisen für die einzelnen piezoelektrischen Zungen aufweist.

Vorzugsweise umfaßt das Verfahren nach der Erfindung folgende Verfahrensschritte:

1) Führen des Bandes unter einem Magnetbandabfühlkopf zur Erzeugung von Signalen, 2) Weitergabe der Signale an einen Dekodier-Anpassungskreis, 3) Weitergabe der dekodierten Signale an einen Speicher bis eine vorbestimmte Menge von Zeichen erreicht ist und 4) Aussendung der Zeichengruppe an die Reliefdisplayeinrichtung.

Gemäß einem anderen Aspekt gemäß der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Auslesen von in üblicher Blindenschrift aufgezeichneten Daten aus Magnetbändern die vorgenannten Schritte 1) bis 4).

Bei den vorgenannten Verfahren gemäß der Erfindung werden Magnetbänder vorgesehen, welche die zur Erzeugung der Zeichen in Blindenschrift auf einem Display geeigneten Daten tragen, und zwar vorzugsweise in Form üblicher Standardkassetten.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die vorgenannten Stiftverbindungssysteme zur Darstellung der Daten auf der neuartigen Reliefdisplayeinrichtung eine im wesentlichen rechteckige Platte aus Isoliermaterial, wobei die Platte eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, welche durch die Platte senkrecht zu seinen zwei größten Oberflächen verläuft, wobei eine dieser Öffnungen angeschnitten ist zum Halten eines mit einem entsprechend mit Gewinde versehenen Stiftes, während die übrigen Öffnungen Stifte frei führen, wobei der Schlitz mit der angeschnittenen öffnung zu einer von den schmaleren Flächen des Blockes verläuft, um einen guten Griffeffekt zwischen Umfang der angeschnittenen Öffnung und Gewindestift zu erzeugen.

Eine Weiterbildung der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung solch eines Stiftverbindungssystems, das darin besteht, daß zunächst der Schlitz in den Block und dann die angeschnittene Öffnung geformt wird. Der Schlitz kann beim Gießen oder durch Schneiden gebildet werden.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Gewinde auf den Gewindestift durch Rändeln gebildet.

Weitere Merkmale und Vorteile des Erfindungsgegenstandes werden ersichtlich aus der folgenden Beschreibung von verschiedenen Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der anliegenden Zeichnungen, wobei die Ausführungsbeispiele lediglich zur Erläuterung und nicht als einzige Ausführungsmöglichkeit wiedergegeben werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 und 2 eine Ausführungsform einer Stiftkoppeleinrichtung für eine elektromechanische Wandlereinrichtung gemäß der Erfindung in Drauf- und Seitenansicht,

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Fig. 3 ein Blockdiagramm zur Erläuterung des Verfahrens gemäß der Erfindung zur Aufzeichnung geschriebener und gedruckter Zeichen auf ein Magnetband oder zum Auslesen von einem Magnetband, welches Daten in einer Blindenschriftform enthält,

Fig. 4 zwei nebeneinander angeordnete Einrichtungen, gemäß der Erfindung zur Betätigung von Abfühlstiften innerhalb einer Relieflese- und/oder Schreibeinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 5 und 6 einen Bügel und ein Verbindungsglied zur Verwendung in der Einrichtung nach Fig. 4

Fig. 7 schematisch unterschiedliche Phasen der Arbeitsweise einer Einrichtung entsprechend nach der Fig. 4.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 einen rechteckförmigen Halteblock, welcher eines der Verbindungsglieder für die Verbindung eines Anzeigestiftes zu der jeweiligen piezoelektrischen Zunge bildet. Der Halteblock besitzt einen Einschnitt 2 an einer seiner Längskanten, in welchem die piezoelektrische Zunge liegend lagert. Der Halteblock besitzt drei Öffnungen senkrecht zu ihren größten Oberflächen und getrennt vom Einschnitt 2. Zwei der öffnungen 3 besitzen einen Durchmesser, welcher ausreichend für ein freies Durchführen der Anzeigestifte ist. Die dritte öffnung 4 ist angeschnitten, um in ein Gewinde auf dem durch sie geführten Stifte einzugreifen, welcher mit einer Verdrehungsmöglichkeit, wie beispielsweise einem Schlitz am anderen Ende, zur Drehung um seine Achse versehen ist, um ein Justieren des überstehenden Teils des abgerundeten Endes des Stiftes oberhalb der Oberfläche des Trägers der Anzeigetafel (nicht dargestellt) zu erleichtern. Ein Schlitz 7 verbindet die angeschnittene öffnung 4 mit einer der langen

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Kanten des Halteblockes. Vorzugsweise beträgt die Breite des Schlitzes 5 weniger als 1/4 des Durchmessers der öffnung 4. Die Wirkung des Schlitzes erhöht wesentlich eine gleichmäßige Führung und die Festigkeit des Eingriffes zwischen der Eindrehung des Halteblockes und den Gewindegängen auf dem Stift.

Um die angeschnittene, mit einem Gewinde versehene Öffnung 4 zufriedenstellend auszubilden, ist es vorteilhaft, zunächst den Schlitz in dem Block anzubringen und dann die angeschnittene Öffnung zu bohren.

Es wurde auch gefunden, daß es vorteilhaft ist, das Gewinde durch Rollen oder Rändeln herzustellen.

Das den Halteblock bildende Material muß gut isolierend sein, da die Innenflächen der Einschnitte in Kontakt mit den Elektroden der piezoelektrischen Streifen stehen, zwischen welchen eine Spannungsdifferenz von einigen 100 Volt auftritt.

Das den Halteblock bildende Material muß auch eine geeignete Elastizität (Biegefestigkeit zwischen 10.000 und 20.000 kg/cm^a) aufweisen, um einen entsprechenden Halt des mit Gewinde versehenen Stiftes in der öffnung zu garantieren, sowie eine ausreichende Härte (Bruchfestigkeit größer als 500 kg/cm²), um das Eindrehen der vorher geschlitzten öffnung und das Einsetzen des Gewindestiftes zu ermöglichen, und das Material muß diese Eigenschaften ohne Fehler (Ermüdung) über einige 1000 Stunden beibehalten.

Die Fig. 3 zeigt in einer Gruppenanordnung ein System zum Aufzeichnen geschriebener oder gedruckter Zeichen auf ein Magnetband und zum Auslesen der Daten von dem Magnetband in einer mechanisch abfühlbaren Form nach Art der Blindenschrift oder dergleichen mit einer Wiedergabeeinrichtung nach der Erfindung.

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Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Anordnung analog zu dem in Fig. 1 der oben bezeichneten Patentanmeldung beschriebenen Ausführungsbeispiel gewählt. Allerdings ist anstelle der dort vorgesehenen Recheneinheit AU eine Rechen- und Logikeinheit ALU. vorgesehen. Diese ist einerseits mit einem Speichersystem M und einer Eingabe-Ausgabe-Anpaßeinheit IF verbunden. In diesem Fall enthält das Tastenfeld KB zusätzlich zu den sechs Blindenzeichentasten eine Zwischenraumtaste und eine oder mehrere zusätzliche Steuertasten zur Steuerung der Rechen- und Logikeinheit ALU. Beispielsweise kann eine Taste für einen Datentransfer vom Tastenfeld KB in das Speichersystem M, zum Anzeigefeld DP und zur Eingabe-Ausgabe-Anpaßeinheit IF, zum Datentransfer vom Speichersystem M zum Tastenfeld KB und zur Eingabe-Ausgabeanpaßeinheit IF und zum Datentransfer von der Eingabe-Ausgabeanpaßeinheit zum Speichersystem M und zum Anzeigefeld DP vorgesehen sein. Speziell kann das Speichersystem M mit einer Aufzeichnungs-Wiedergabeeinheit für Magnetbänder, insbesondere in Minikassetten ausgerüstet sein, weil diese einfach zu handhaben sind.

Die in Fig. 3 schematisch gezeigte Anordnung kann entweder ein einfaches Blindenschriftaufzeichnungs- und Wiedergabesystem bilden, und zwar sogar ohne die Anpaßeinheit IF, oder sie kann ein vollständiges "Blinden-Anschlußgerät" darstellen, das geeignet ist zur Weitergabe und zum Empfang von Nachrichten, sofern es mit einer Anpaßeinheit IF ausgerüstet ist. Die Umwandlung der Code von und in die Blindenschrift, welche vorzugsweise von eigenen Kodierkreisen CO und Dekodierkreisen DCO durchgeführt wird, erfolgt über die Rechen- und Logikeinheit ALU. Diese Einheit wird nach dem heutigen Stand der Technik am besten mittels eines Mikroprozessors realisiert.

Ein derartiges System, wie es vorstehend beschrieben wurde, kann beispielsweise als tragbarer Blindenschrift-Rekorder von etwa

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Buchgröße mit einem Gewicht von ca 2 kg ausgeführt werden. Eine Standardminikassette C-90 kann mit Hilfe der Einrichtung nach der Erfindung etwa 300.000 Blindenschriftzeichen (150 auf jeder Seite) aufnehmen, was in etwa 220 Buchseiten oder 6 normalen Blindenschriftbänden entspricht. Dabei kann auch zusätzlich auf demselben Band, welches die Blindenschrift aufnimmt, eine Tonaufzeichnung erfolgen und ein Schalter kann eingebaut werden, welcher das unmittelbare Umschalten von Ton auf die Schrift und umgekehrt innerhalb desselben Bandes ermöglicht und auch ein Mikrofon oder ein Lautsprecher kann vorgesehen werden, so daß die Einrichtung verwendet werden kann wie ein üblicher Kassettenrekorder.

Ein elektronischer Rechner kann sehr einfach mit dem Blindenschriftrekorder verbunden werden und der Rechner kann gesteuert werden entweder durch sein eigenes Tastenfeld oder durch das Blindenschrifttastenfeld des Blindenschriftrekorders. In letzterem Fall können die von dem Rechner gegebenen Befehle unmittelbar an dem Blindenschriftanzeigefeld gelesen werden und die Ergebnisse des Rechners werden wiedergegeben in Blindenschrift auf der Wiedergabeeinheit so gut wie auf einem visuellen Anzeigefeld eines elektronischen Rechners.

Auch eine elektrische Schreibmaschine wie beispielsweise eine IBM 82 C Maschine kann mit einem elektromagnetischen Antriebssystem und mit einem Anpaßglied verbunden werden, welches erlaubt, diese oder unmittelbar den Blindenschriftrekorder zu steuern. Irgend eine sehende Bedienungsperson, welche nichts über Blindenschrift weiß, kann dann einen normalen Text auf der Schreibmaschine eingeben und jedes Knopfdrücken wird aufgezeichnet zur selben Zeit in Blindenschrift in dem Zwischenspeicher des Blindenschriftrekorders. Am Ende einer Zeile von' 120 Zeichen erzeugt das Rückkehren in die folgende Zeile automatisch die Aufzeichnung der ganten Zeile auf dem Kassettenband, welche gerade eingegeben wurde.

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Eine blinde Person kann einen Text in Blindenschrift auf dem Tastenfeld des Blindenschriftrekorders schreiben und dieser Text wird zur gleichen Zeit in üblichen Zeichen auf einem Papierblatt in der elektrischen IBM-Schreibmaschine niedergeschrieben. Ein Text kann auch in üblichen Zeichen automatisch von dem vorher in Blindenschrift beschriebenen Band niedergeschrieben werden.

Sofern zwei oder mehr Blindenschriftrekorder miteinander verbunden sind, ist es möglich diese gemeinsam von irgend einem von ihnen zu steuern und die Blindenschriftdaten von einem Band eines Rekorders auf die Bänder von allen anderen zu übertragen.

Ein übliches Anpaßgerät kann dazu verwendet werden, um Blindenschriftzeichen für Lese-/Schreiboperationen zu und von dem Blindenschriftrekorder umzuwandeln in eine asynchrone Folge von Serienzeichen, welcher mit dem internationalen Standard übereinstimmen. Die Geschwindigkeit der Übertragung sowie der durch die externen Einrichtungen verwendeten Codes kann durch den Benutzer ausgewählt werden. Die durchschnittliche übertragungsgeschwindigkeit beträgt 60 Zeichen pro Sekunde. Der Blindenschriftrekorder bildet dann ein tragbares Blindenschriftterminal, welches einer blinden Person in ausgezeichneter Weise ermöglicht, mit einer großen Datenverarbeitungsanlage zusammenzuarbeiten. Ein blinder Programmierer könnte beispielsweise seine Programme mit dem Blindenschriftrekorder schreiben, wieder auslesen, Korrekturen, soweit notwendig, durchführen und dann seinem Blindenschriftrekorder über eine geeignete Ausgangsverbindung zu einer Datenverarbeitungsanlage durchschalten. Das Programm würde dann direkt an die Anlage übertragen werden.

Solch eine Anpaßeinrichtung ist unmittelbar verbindbar mit Standard Modems, welche die Durchführung von all diesen Operationen über weite Verbindungen beispielsweise über Telefonleitungen oder über Spezialnetze ermöglichen.

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Ein Dialog zwischen einer sehenden Person, welche einen üblichen Fernschreiber benützt, und einer blinden Person, welche ein Blindenanschlußgerät bedient, kann ohne Schwierigkeit eingerichtet werden. Fernschreibnachrichten können beispielsweise empfangen und direkt in Blindenschrift auf eine Kassette aufgezeichnet werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel einer elektromechanischen Umwandlungseinrichtung gemäß der Erfindung folgen die geometrischen Abmessungen der piezoelektrischen Streifen und der Stifte in ihrer gegenseitigen Zuordnung einem Modul, welches ein Blindenschriftzeichen senkrecht zur LängserStreckung der Module darstellen und diese können nicht kleiner sein als die Länge der verwendeten piezoelektrischen Streifen. Folglich ist, sofern es- gewünscht ist zwei Zeilen von Bildenschriftzeichen nebeneinander darzustellen eine unterhalb der die anderen, der Abstand der Zeilen mindestens gleich mit der Länge der Streifen, welche aber viel größer sind als der übliche Abstand von Zeilen in Blindenschriftbüchern. Ausführungsformen werden nunmehr beschrieben, welche besonders geeignet sind, diesen Nachteil zu eliminieren und die Verwendung von kürzeren Streifen zu ermöglichen unter Aufrechterhaltung der Vorteile einer Betätigung mittels piezoelektrischer Streifen mit einer Bewegungsamplitude und einer Stabilität der Anzeigeelmente, welche gleich ist mit der in dem vorstehend beschriebenen Beispiel.

Solch eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei bimorphe (bikristalline) piezoelektrische Streifen im wesentlichen parallel zueinander vorgesehen werden, wobei jeder Streifen mit einem Ende eingespannt ist und am anderen Ende beweglich einen Verbindungshebel trägt und wobei die freien Enden von zwei Verbindungshebeln wiederum schwenkbar miteinander befestigt sind. Mittels einer geeigneten Spannungsquelle, welche, mindestens

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zwei verschiedene Spannungen abgibt, werden die Streifen nach innen und außen gebogen und die Biegebewegung erzeugt eine Bewegung des gemeinsamen Verbindungspunktes der Verbindungshebel, an welchem ein Anzeigeelement befestigt, z.B. angelenkt ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform, in welcher der Schwenkpunkt der Verbindungshebel 2 unterschiedliche Lagen einnehmen kann, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle so ausgelegt ist, um zwei Spannungen entgegengesetzter Polarität zu erzeugen, so daß eine Polarität eine Biegung der Streifen zueinander und die andere in der entgegengesetzten Richtung auslöst.

In diesem Fall jedoch wird aber jede Lage durch eine bestimmte Potentialdifferenz eingestellt, welche aufrechterhalten werden muß. Gemäß einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung werden die beiden Lagen markiert durch den Zustand an dem Verbindungspunkt der Verbindungshebel an einer Seite oder der anderen Seite einer Ebene senkrecht zu den Streifen, welche durch den Verbindungspunkt zwischen Streifen und Verbindungshebeln verläuft, während die Spannungsquelle und ihre Verbindungen so angeordnet sind, daß sie eine Potentialdifferenz oder keine zwischen der Elektroden der Streifen erzeugen, um diese in entgegengesetzte Richtung zu biegen. Diese Spannungsdifferenz wird nur während der Bewegung von dem Verbindungspunkt angelegt, so daß dieser von einer Lage zu der anderen bei jedem Anlegen der Spannungsdifferenz wechselt. Damit werden die Streifen oder Teile von diesen nur während der Bewegung gebogen und behalten ihre Ausgangslage am Ende der Bewegung wieder bei. In diesem Fall kann die Potentialdifferenz weggenommen werden spätestens in dem Moment, wenn die Geschwindigkeit von dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Verbindungshebel und von der Anzeigeeinrichtung, welche dieser antreibt, Null wird.

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Die piezoelektrischen Streifen können senkrecht angeordnet werden und es ist selbstverständlich, daß dann ihre horizontale Ausdehnung auf ein Minimum reduziert wird. Die Stifte werden in Gruppen von 6 verteilt und so angeordnet, daß in jeder Gruppe die übliche Anordnung der Punkte einer Blindenschrift gegeben ist. Die Einrichtung kann dabei einige Zeilen solcher Gruppen aufweisen.

Es ist auch möglich, die Lochungen zu verteilen und die Stifte in Reihen und Kolonnen regelmäßig anzuordnen, um ein Netzwerk von Spitzen zu bilden, welche geeignet ist, jegliche Art eines Reliefs mit guter Auflösung wiederzugeben durch gesteuerte Auswahl dieser Spitzen.

Es ist selbstverständlich, daß die Erfindung in keiner Weise auf eine von diesen Anwendungen begrenzt ist. Vielmehr kann diese im Gegensatz in jeder Art eines Apparates Verwendung finden, wo Bewegungen mit geringer Amplitude benötigt werden und wo eine Geräuscharmut gefragt ist.

Die Einrichtung I und II der Fig. 4 sind identisch, aber sie zeigen zwei unterschiedliche Lagen, nämlich eine obere und eine untere Lage.

Jede der Einrichtungen enthält zwei vertikal angeordnete bikristalline piezoelektrische Streifen L1 und L2 von gleicher Länge, welche im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Diese Streifen sind an einem von ihren Enden angeordnet, und zwar senkrecht auf einem Träger S1 aus Isoliermaterial, während ihre entgegengesetzten Enden einen Bügel aus Isoliermaterial E1 und E2 tragen, die sich in Verlängerung der Streifen L1 und L2 erstrecken. Diese Bügel E1 und E2 haben beispielsweise eine Form, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, d.i. eine im wesentlichen parallelepipedische Form, welche mit einem Fenster auf der großen Oberfläche und einer Queröffnung hinzu versehen ist.

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Stifte P mit halbrunden oberen Enden sind gleitbar montiert in entsprechenden Öffnungen, welche angeordnet sind in einer Trägerplatte S2, welche sofern notwendig mit der Trägerplatte S1 verbunden ist. Es wurde schon festgestellt, daß jeder Stift P bestimmt ist, ein Relief aus Spitzen in der Anordnung der Blindenchrift zu bilden, welches aus dem Träger S2 durch Herausragen um etwa den Radius von seinem Ende zu bilden. Jeder Stift P ist an einem Bügel E3 von ähnlicher Form zu den Bügeln E1 und E2 befestigt, welcher zwischen letzteren so angeordnet ist, daß seine Längsfläche im wesentlichen in Kontakt mit diesen steht, während die Querflächen der Bügel E1, E2, E3 im wesentlichen coplanar verlaufen.

Die Bügel E1 und E2 halten Verbindungshebel B1 und B2, welche schwenkbar um die Achsen A1 und Ά2 angelenkt sind. Die freien Enden der Verbindungshebel B1 und B2 sind an dem Bügel E3 in einer gemeinsamen Achse A3 angelenkt, welche quer durch den Bügel E3 und durch die beiden Verbindungshebel B1 und B2 verläuft. Ein Verbindungshebel ist in Fig. 6 gezeigt. Die Verbindungshebel haben Enden unterschiedlicher Dicke, wobei das dickere Ende der Verbindungshebel in den Fenstern der Bügel E.1 und E2 und die dünnere Enden gemeinsam und schwenkbar um die Achse A3 in dem Fenster des Bügels E3 zu liegen kommen.

Die Elektroden der Oberflächen der Streifen L1 und L2 führen zu den Anschlußklemmen C1 und C2. Eine Spannungsquelle ist vorgesehen zur Erzeugung einer Spannungsdifferenz zwischen den Klemmen CT und C2 derart, daß innerhalb der Streifen L1 und L2 elektrische Felder der gleichen Intensität aber entgegengesetzter Richtung erzeugt werden. Diese Felder erzeugen innere Kräfte und aufgrund deren entgegengesetzter Richtung biegen sich die Streifen und bewegen symmetrisch die Bügel E1 und E2 voneinander weg.

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ORiGiNAL INSPECTED

Wenn die Streifen E1 und E2 dadurch angetrieben werden, wirken diese über die Hebel B1 und B2 auf die Achse A3 und damit den Bügel E3 mit einer Kraft, welche senkrecht zu der durch die Achse A1 und A2 gerichtet ist und führen die Achse A3 nach unten. Sofern die Einrichtung sich in der Lage I, Fig. 4, befindet bewegt sich die Achse, welche zu einer Annäherung in die Ebene der Achsen A1 und A2 tendiert, nach unten. Andererseits führt die Bewegung bei einer Ausgangslage II zu einer Bewegung nach oben. Diese Bewegung ist schaubildlich dargestellt in Fig. 7, in welcher die Lagen (a) und (c) jeweils der oberen und der unteren Lage entsprechen und die Zwischenlage (b) dem Moment, wenn die Achse A3 die Ebene A1, A2 durchläuft und wenn die Streifen L1 und L2 deformiert sind. Wenn die Potentialdifferenz aufrechterhalten wird, erreicht die Geschwindigkeit der Bewegung der Achse A3 ein Maximum in dem Moment wenn sie durch die Ebene der Achsen A1 und A2 läuft und die Bewegung nimmt anschließend ab. Bei Abwesenheit von Reibung erreicht die vertikale Geschwindigkeit Null in dem Moment, wenn die bewegliche Einheit die entgegengesetzte Lage zur Ausgangslage erreicht ist und es ist ausreichend, die Potentialdifferenz in diesem Moment zu beseitigen um die Bewegung zu steuern.

Eine Reibung muß jedoch in Rechnung gezogen werden und deshalb ist es notwendig, die Potentialdifferenz abzuschalten, ehe die Geschwindigkeit der beweglichen Teile 0 wird, so daß diese ihre Bewegung geeignet beenden. Tatsächlich erreichen die Streifen L1 und L2, nachdem die Achse A3 durch die Ebene A1, A2 geführt wurde, ihre Ausgangsposition und wirken auf die Ebene B1 und B2, welche dann einen Winkel bilden und eine geeignete Kraft zur Begrenzung der Bewegung ausüben.

Zu dem vorgenannten Beispiel, welches nicht als einzige Ausführungsmöglichkeit betrachtet werden darf, werden im folgenden einige mögliche Abmessungen für die enzelnen Bauteile gegeben :

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Bikristalline piezoelektrische Streifen Li und L2:

Dicke, 07 mm

Breite 1,7 mmm

Länge 35 mm

angewandte Spannungsdifferenz 300 V Bügel E1 , E2, E3_:

Dicke 0,8 mm

Breite 2 mm

Länge 4 mm

Verbindungshebel Bi und B2;

Dicke 0,5 mm und 1 mm

Breite 0,8 mm

Länge 1,8 mm

Achsen A1, A2, A3:

Durchmesser 0,4 mm

Länge 2 mm

Stifte P:

Radius 0,7 mm

Gesamtweg 1,2 mm.

Die Fig. 4 zeigt zusätzlich zwei nebeneinander angeordnete Einrichtung, welche voneinander etwa 0,8 mm (Abstand zwischen zwei entsprechenden Bügeln E2) getrennt sind. Unter Berücksichtigung des notwendigen Radius der Stiftoberseite und der vorgenannten Breiten der Bügel kann es vorteilhaft sein, um zwei Zeilen oder Reihen von Stiften anzuordnen, daß die Bügel E3 im wesentlichen nur die äußere Hälfte von der Unterseite der Spitzen tragen, so daß zwei aufeinanderfolgende Stifte so nah als möglich zueinandergebracht werden können.

Die vorerwähnten Vorteile ermöglichen die Herstellung von modularen Blindenschriftzeichen in einem Block mit einer Höhe von weniger als 50 mm und geometrisch identisch mit denjenigen von üblichen Blindenschriftbügeln. Zusätzlich können die Zeichen

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nebeneinander in mehreren Zeilen von beliebiger Länge angeordnet werden, wodurch die Bildung von ganzen Seiten ermöglicht ist.

Damit ermöglicht die beschriebene Einrichtung auch die Erzeugung von einem regelmäßigen Netzwerk von Reliefspitzen, welche elektrisch betätigt wird, um Zeichnungen zu bilden, welche abgefühlt werden können durch einen Blinden. Solch eine Anordnung bildet ein abfühlbares Element von einem Kathodenstrahlgitter mit beispielsweise einer vertikalen und horizontalen Auflösung von etwa 2,5 mm.

Es ist gezeigt worden, daß gemäß der Erfindung mittels binärer Signale, wie sie von einem Magnetband oder einem anderen Datenspeichersystem abgeleitet sein können, auch verschiedene andere Symbole als Blindenschriftzeichen abfühlbar angezeigt werden können, z.B. Diagramme, Profile, Kurvenblätter usw., wenn entsprechende Stifte nebeneinander angeordnet und mechanische bewegt werden. Diese und andere Änderungen können bei dem beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiel vorgenommen werden ohne die Erfindungsidee zu verlassen, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist.

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Claims (22)

1. Patentansprüche

   .) Einrichtung zur relief artigen, abfühlbaren Wiedergabe von
   Informationen, vorzugsweise Daten auf einem Feld nach Art eines Display mit

   a) einer Vielzahl von elektromagnetischen Wandlern mit jeweils mindestens einer bikristallinen, piezoelektrischen, bei Anlegen einer Gleichspannung senkrecht zur Längserstreckung
   biegbaren Zunge, welche

   b) einseitig gehalten sind und welche

   c) an ihren freien Enden Verbindungsglieder zu

   d) Anzeigestiften aufweisen, welche an den Verbindungsgliedern derart angelenkt sind, daß ein Verbiegen der piezoelektrischen Zungen eine Verschiebung der Anzeigestifte in ihrer Längsrichtung auslöst, und mit

   e) Schaltglieder zum vorübergehenden Anschalten einer Gleichspannung an die piezoelektrischen Zungen,

   dadurch gekennzeichnet, daß

   f) jeder Anzeigestift mit seinem freien Ende in öffnungen einer Trägerplatte geführt ist,

   g) die Stifte quer zu den piezoelektrischen Zungen angeordnet
   sind, und daß

   h) die Verbindungsglieder zur Verbinung der Stifte mit den

   Zungen aus einem im wesentlichen rechteckigen Block (1) aus Isoliermaterial bestehen, der eine Mehrzahl von öffnungen
   (3,4) quer zu seiner größten Oberfläche aufweist, von denen eine (4) angeschnitten ist zur Aufnahme eines Gewindestiftes während der Rest der öffnungen frei die übrigen Stifte führt und wobei ein Schlitz (5) vorgesehen ist, welcher die angeschnittene öffnung mit einer der schmäleren Oberflächen der

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   Trägerplatte verbindet, um einen Greifeffekt vom Umfang der angeschnittenen öffnung mit dem Gewindestift zu erreichen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (5) schmäler als 1/4 des Durchmessers der angeschnittenen Öffnung (4) ist.
3. 3. Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsgliedes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Schlitz (5) in die Trägerplatte hergestellt und dann die öffnung gebohrt wird.
4. 4. Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsgliedes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form durch Gießen hergestellt wird.
5. 5. Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsgliedes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichner, daß die Form durch Schneiden und Bohren erzeugt wird.
6. 6. Verfahren zur Herstellung einer Gewindestange für einen elektromechanischen Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde auf der Gewindestange durch Rändeln (Rollen) erzeugt wird.
7. 7. Einrichtung zur reliefartigen, abfühlbaren Wiedergabe von Informationen, vorzugsweise Daten auf einem Feld nach Art eines
   Display mit

   a) einer Vielzahl von elektromagnetischen Wandlern mit jeweils mindestens einer bikristallinen, piezoelektrischen, bei Anlegen einer Gleichspannung senkrecht zur Längserstreckung
   biegbaren Zunge, welche

   b) einseitig gehalten sind und welche

   c) an ihren freien Enden Verbindungsglieder zu

   d) Anzeigestiften aufweisen, welche an den Verbindungsgliedern derart angelenkt sind, daß ein Verbiegen der piezoelektrischen Zungen eine Verschiebung der Anzeigestifte in ihrer Längsrichtung auslöst, und mit

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   e) Schaltglieder zum vorübergehenden Anschalten einer Gleichspannung an die piezoelektrischen Zungen,

   dadurch gekennzeichnet, daß

   i) jeder elektromagnetische Wandler zwei im wesentlichen parallel zueinander angeordnete bikristalline piezoelektrische Zungen (L₁ und L-) aufweist, welche einseitig in einer Grundplatte (S₁) eingespannt sind und an deren freien Enden Verbindungsglieder (B₁, B„) angelenkt sind, wobei

   k) die freien Enden der Verbindungsbügel um eine Achse (A_) schwenkbar miteinander derart verbunden sind, daß beim Durchbiegen der Zungen nach außen bzw. innen aufgrund des Anlegens einer geeigneten Spannung an die Elektroden der piezoelektrischen Zungen der gemeinsame Verbindungspunkt (Achse A_) der Verbindungsglieder parallel zur LängserStreckung der Zungen verschoben wird.
8. 8. Verfahren zum Aufzeichnen geschriebener oder gedruckter Zeichen auf ein Magnetband einschließlich der Verfahrensstufe zur Anzeige der Aufzeichnung mit einer Weitergabe der in einer für die Aufzeichnung auf einem magnetischen Band geeigneten Zeichen an eine Reliefdisplayeinrichtung nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trägergehäuse einschließlich einer durch Tasten abfühlbaren Platte mit einer Vielzahl von öffnungen darin, welche in Reihen angeordnet sind, vorgesehen ist, wobei in jeder öffnung ein Anzeigestift mit einem Ende querverschiebbar zwischen einer ersten festen Lage, in welchem das Ende aus einer öffnung fühlbar heraussteht, und einer zweiten festen Lage in welcher der Stift nicht aus der öffnung heraussteht, geführt wird nach Anlegen einer Gleichspannung an die piezoelektrische Zunge und daß weiter ein gedruckter Schaltkreis in dem Gehäuse gehalten wird, welcher eine Vielzahl von elektrisch betätigbaren Kreisen für die einzelnen piezoelektrischen Zungen aufweist.

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9. 9. Verfahren zum Aufzeichnen geschriebener oder gedruckter Zeichen auf ein Magnetband nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Verfahrensstufen umfaßt:

   1) Führen des Bandes unter einem magnetischen Bandlesekopf zur Erzeugung von Signalen,

   2) Weitergabe der Signale an einem Dekodieranpaßkreis,

   3) Weitergabe der dekodierten Signale an einen Speicher, bis eine vorbestimmte Menge von Zeichen gespeichert ist, und

   4) Weitergabe der gesammelten Zeichen an der Reliefdisplayeinrichtung.
10. 10. Magnetische Datenaufzeichnungseinrichtung zur Speisung eines Display mit Blindenschriftzeichen, dadurch gekennzeichnet, daß es die Zeichen nach dem Verfahren gemäß Anspruch 8 erzeugt.
11. 11. Eine magnetische Bandaufzeichnungseinrichtung nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufzeichnung Bänder in einer Standardkassettenform vorgesehen sind.
12. 12. Verfahren zum Auslesen von in allgemeiner Blindenschrift auf einem Magnetband aufgezeichneten Daten, dadurch gekennzeichnet, daß

    1) das Magnetband unter einem Lesekopf zur Erzeugung allgemeiner Signale geführt wird, daß

    2) die Signale an einen Dekodieranpaßkreis weitergegeben werden, daß

    3) die dekodierten Signale einem Speicher zur Zusammenstellung einer Anzahl von Zeichen zugeführt werden und daß

    4) die gesammelten Zeichen an eine Reliefdisplayeinrichtung weitergegeben wird, welche folgende Bauteile enthält:

    1) ein Trägergehäuse einschließlich einer durch Tasten abfühlbaren Trägerplatte mit einer Vielzahl von Öffnungen darin, welche in Reihen angeordnet sind,

    m) elektromechanische Wandler entsprechend dem Anspruch 1 oder 7, welche in dem Gehäuse untergebracht sind, wobei jeder An-

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    zeigestift an einem Ende quer verschiebbar bei Anwendung einer Gleichspannung auf die Zungen zwischen einer ersten statischen Lage, in welcher die Stiftenden abfühlbar aus der öffnung herausschauen, und einer zweiten Lage, in welcher die Stiftenden nicht aus der Öffnung herausschauen, angeordnet ist und einen gedruckten Schaltkreis, welcher in dem Gehäuse untergebracht ist und der eine Vielzahl von elektrischen Betätigungskreisen für die einzelnen piezoelektrischen Zungen aufweist.
13. 13. Tragbarer elektronischer Rechner, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Anzeigereliefeinrichtung nach Anspruch 1 oder 7 enthält.
14. 14. Steuerpult, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Blindenschrifttastenfeld und eine Wiedergabeeinrichtung entsprechend den Ansprüchen 1 oder 7 enthält.
15. 15. Datenverarbeitungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß eine Displayeinrichtung nach Anspruch 1 oder 7 vorgesehen ist.
16. 16. Transportable Minikassetten-Magnetaufzeichnungs-/Wiedergabeeinheit bestehend aus der Kombination eines Blindenschriftsteuerpults, einer Bandtransporteinrichtung, eines Steuerkreises und einer Reliefdisplayeinrichtung nach den Ansprüchen 1 oder
17. 17. Reliefdisplayeinrichtung nach Anspruch 7, wobei die gemeinsame Achse der Verbindungshebel zwei unterschiedliche Lagen annehmen kann und wobei die Spannung in Form von zwei entgegengesetzten Spannungsdifferenzen angelegt wird, von denen die eine eine Biegung der Zungen zueinander und die andere Spannungsdifferenz eine Biegung der Zungen auseinander hervorruft.

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18. 18. Reliefdisplayeinrichtung nach Anspruch 7, bei welcher die gemeinsame Achse der Verbindungsglieder zwei unterschiedliche Punkte einnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Punkte bestimmt sind durch die Lage des gemeinsamen Punktes der Verbindungsglieder auf der einen bzw. der anderen Seite einer Ebene senkrecht zu den Zungen durch den Drehpunkt der Verbindungshebel an diesen Zungen, wobei die Bewegung des gemeinsamen Drehpunktes durch ein Biegen der piezoelektrischen Zungen hervorgerufen wird, und dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle und ihre Verbindungen si ausgelegt sind, daß eine oder keine Potentialdifferenz zwischen den Elektroden der Zungen anliegt, um diese in entgegengesetzter Richtung nach innen zu biegen, wobei diese Spannungsdifferenz nur angewendet wird, während der Bewegung oder einem Teil der Bewegung von dem Verbindungspunkt, so daß der letztere von einer Lage zu der anderen bei jedem Anlegen einer Potentialdifferenz läuft.
19. 19. Reliefanzeigeeinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialdifferenz in dem Moment abgeschaltet wird, wenn die Geschwindigkeit des gemeinsamen Verbindungspunktes der Verbindungshebel und von der angetriebenen Einheit Null wird.
20. 20. Reliefdisplayeinrichtung nach einem der Ansprüche 7, 17, oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die verschwenkbaren Enden der Zungen mit Bügeln versehen sind, welche schwenkbar mit den Verbindungshebeln verbunden sind und daß die gemeinsame Achse der Verbindungshebel zusammengehalten sind durch einen mit dem Anzeigestift verbundenen Bügel.
21. 21. Reliefdisplayeinrichtung nach Anspruch 1 oder 7, bestimmt für die Bedienung durch Blinde einschließlich bekannter Wiedergabeglieder mit einer perforierten Ausgabeplatte und Stiften, welche zum Heraustreten durch öffnungen angeordnet sind und

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    elektrisch gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen und die Stifte regelmäßig in Reihen und Kolonnen verteilt sind, um ein Netzwerk von Punkten zu bilden, geeignet zur Darstellung irgendeiner Form von Blindenschriftzeichen oder Reliefwiedergaben mit einer guten Auflösung durch Mittel zur getrennten Ansteuerung der einzelnen Stifte.
22. 22. ReliefWiedergabeeinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der piezoelektrischen Zungen von zwei zusammenarbeitenden Wandlern in Reihe und/oder in einer Kolonne senkrecht zueinander angeordnet sind.

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