基于温度控制的盲文显示装置

摘要

本发明提出了一种基于温度控制的盲文显示装置，属于盲文显示领域。该装置中盲文显示屏包括由多个温显单元组成的温显阵列层以及由多个半导体制冷片组成的半导体制冷片层，每一温显单元的下表面均设置有一个半导体制冷片；此外，本发明将根据文字信息对应的盲文触点，确定各半导体制冷片冷端的设定温度，并将半导体制冷片冷端的当前温度与其设定温度之进行比较，通过PID调节使得PWM发生器生成多组PWM脉冲并分别加载在各半导体制冷片的两端，由此实现对应温显单元的冷热显示，其中温显单元为冷极时表示盲文触点的平点，温显单元为热极时表示盲文触点的凸点。本发明的结构简单，制造成本低且盲文显示过程的稳定性好，转换效率高。

权利要求

1.一种基于温度控制的盲文显示装置，其特征在于：包括微处理器、盲文显示屏、温度传感器、模数转换器、PID调节器和PWM（脉冲宽度调制）发生器, 盲文显示屏包括温显阵列层（1）和半导体制冷片层（2），该温显阵列层（1）由多个间隔设置的温显单元（5）组成且该半导体制冷片层（2）由多个间隔设置的半导体制冷片（8）组成，每一温显单元（5）的下表面均设置有一个半导体制冷片（8）且与对应半导体制冷片（8）的冷端连接；

该温度传感器用于采集半导体制冷片冷端的当前温度并发送给该模数转换器；

该模数转换器用于将半导体制冷片冷端的当前温度转换成数字信号形式并发送给该微处理器；

该微处理器用于接收文字信息，并将该文字信息转换成盲文触点信息，计算半导体制冷片冷端的当前温度与其设定温度之间的温度偏差并发送给该PID调节器；

该PID调节器用于根据该温度偏差获得调节参数并发送给PWM发生器；

该PWM发生器用于根据该调节参数生成多组PWM脉冲并分别加载在各半导体制冷片（8）的冷端和热端,通过控制加载在各半导体制冷片（8）两端的PWM脉冲的方向和占空比来改变对应温显单元（5）的冷热显示，其中温显单元（5）为冷极时表示盲文触点的平点，温显单元（5）为热极时表示盲文触点的凸点。

2.根据权利要求1所述的基于温度控制的盲文显示装置，其特征在于：每一半导体制冷片（8）的热端均设置有散热翅（4）。

3.根据权利要求1所述的基于温度控制的盲文显示装置，其特征在于：该温显阵列层（1）的温显单元（5）之间设置有隔热栅（7）。

4.根据权利要求1所述的基于温度控制的盲文显示装置，其特征在于：还包括设置于半导体制冷片层下侧的控制基板（3），该微处理器、温度传感器、模数转换器和PID调节器及其布线均集成在该控制基板（3）上，且各半导体制冷片（8）热端的散热翅（4）从该控制基板（3）穿出。

5.根据权利要求1所述的基于温度控制的盲文显示装置，其特征在于：该温显阵列层（1）由18*3个温显单元（5）组成，且每2*3个温显单元（5）构成一个方块（6）。

说明书

基于温度控制的盲文显示装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种盲文显示装置，尤其涉及一种基于温度控制的盲文显示装置。

背景技术

[0002] 视力严重受损或者致盲的人群由于身体机能上的缺陷，在阅读互联网或者其他电子信息时显得相当的不方便，亟需社会为他们提供简单实用的盲文电子阅读器。现有常用的盲文阅读器都是基于盲文触点的平凸变化来设计的，这种设计往往机械装置复杂且对材料形变强度要求较高，制造成本居高不下。

[0003] 传统地，盲文显示屏采用机械控制方式，如在专利号为CN200510105242.8的专利中采用压电片的方式控制显示盲文，这种方式结构复杂，工艺繁琐，制作困难。

[0004] 随着材料科技的进步，采用特殊材料可以在没有复杂的机械结构的条件下实现盲文触点的平凸变化。诸如在专利号为CN03256935.1的专利中采用单程记忆合金丝来控制盲文触点变化，专利号为CN200810047306的专利改进了材料采用双程记忆合金薄片控制
盲文触点变化。然而，合金材料存在形状状态变化慢且机械强度较弱的缺点，这严重影响了盲文显示屏的变频率和耐用性能。此外，由于合金材料价格较高，使得盲文显示屏的制造成本较高且不便于推广。

发明内容

[0005] 本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于温度控制的盲文显示装置，半导体制冷片和温显单元共同作用实现了基于温度控制的盲文显示，结构简单且制造成本低。

[0006] 为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种基于温度控制的盲文显示装置，包括微处理器和盲文显示屏，该微处理器用于接收文字信息，并将该文字信息转换成盲文触点，通过该盲文显示屏显示，其特征在于：还包括PWM发生器且该盲文显示屏包括温显阵列层（1）和半导体制冷片层（2），该温显阵列层（1）由多个间隔设置的温显单元（5）组成且该半导体制冷片层（2）由多个间隔设置的半导体制冷片（8）组成，每一温显单元（5）的下表面均设置有一个半导体制冷片（8）且与对应半导体制冷片（8）的冷端连接；

[0007] 该微处理器用于根据该盲文触点确定各半导体制冷片冷端的设定温度，该PWM发生器根据该设定温度生成多组PWM脉冲并分别加载在各半导体制冷片的冷端和热端，通过控制加载在各半导体制冷片两端的PWM脉冲的方向和占空比来改变对应温显单元的冷热显示，其中温显单元为冷极时表示盲文触点的平点，温显单元为热极时表示盲文触点的凸点。

[0008] 本发明通过控制加载在半导体制冷片层两端的PWM脉冲方向及占空比来改变温显单元的冷热显示，并且在温显单元为冷极时表示盲文触点的平点，温显单元为热极时表示盲文触点的凸点，实现了基于温度控制的盲文显示，本发明结构简单且制造成本低。

[0009] 该基于温度控制的盲文显示装置还包括温度传感器、模数转换器和PID调节器，其中该温度传感器用于采集半导体制冷片冷端的当前温度并发送给该模数转换器；

[0010] 该模数转换器用于将半导体制冷片冷端的当前温度转换成数字信号形式并发送给该微处理器；

[0011] 该微处理器用于计算半导体制冷片冷端的当前温度与其设定温度之间的温度偏差并发送给该PID调节器；

[0012] 该PID调节器用于根据该温度偏差获得调节参数并发送给PWM发生器；

[0013] 该PWM发生器用于根据该调节参数生成多组PWM脉冲并分别加载在各半导体制冷片（8）的冷端和热端。本发明在温显单元的冷热显示过程中考虑了半导体制冷片冷端的当前温度，使得温显单元的冷热显示更加精确、稳定且转换效率较高。

[0014] 每一半导体制冷片（8）的热端均设置有散热翅（4），提高了散热效率。

[0015] 该温显阵列层（1）的温显单元（5）之间设置有隔热栅（7），可以防止温显单元之间热量的转移，使得温显单元的冷热显示更加明显。

[0016] 该基于温度控制的盲文显示装置还包括设置于半导体制冷片层下侧的控制基板（3），该微处理器、温度传感器、模数转换器和PID调节器及其布线均集成在该控制基板（3）上，且各半导体制冷片（8）热端的散热翅（4）从该控制基板（3）穿出。控制基板起到了支撑的作用，并且各半导体制冷片热端的散热翅从该控制基板穿出进一步提高了散热效率。

[0017] 该温显阵列层（1）由18*3个温显单元（5）组成，且每2*3个温显单元（5）构成一个方块，满足了目前广大使用者的操作习惯，便于产品的推广。

[0018] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

[0019] 1、本发明通过控制加载在半导体制冷片层两端的PWM脉冲电压方向及占空比来改变温显单元的冷热显示，并且在温显单元为冷极时表示盲文触点的平点，温显单元为热极时表示盲文触点的凸点，由此实现了基于温度控制的盲文显示，本发明结构简单且制造成本低；此外，在温显单元的冷热显示过程中考虑了半导体制冷片冷端的当前温度，使得温显单元的冷热显示更加精确、稳定且转换效率较高；

[0020] 2、每一半导体制冷片的热端均设置有散热翅，提高了散热效率；

[0021] 3、该温显阵列层的温显单元之间设置有隔热栅，可以防止温显单元之间热量的转移，使得温显单元的冷热显示更加明显；

[0022] 4、采用控制基板起到了支撑的作用，并且各半导体制冷片热端的散热翅从该控制基板穿出进一步提高了散热效率；

[0023] 5、该温显阵列层由18*3个温显单元组成，且每2*3个温显单元构成一个方块，满足了目前广大使用者的操作习惯，便于产品的推广。

附图说明

[0024] 图1是本发明盲文显示屏的立体结构示意图；

[0025] 图2是本发明中盲文显示屏的侧视图；

[0026] 图3是本发明中盲文显示屏的俯视图；

[0027] 图4是本发明中控制基板的电路原理图；

[0028] 图5是本发明中盲文显示屏的第一效果图；

[0029] 图6是本发明中盲文显示屏的第二效果图。

[0030] 图中：1. 温显阵列层，2. 半导体制冷片层，3. 控制基板，4. 散热翅，5. 温显单元，6. 盲文显示方块，7. 隔热栅，8. 半导体制冷片。

具体实施方式

[0031] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0032] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0033] 在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

[0034] 该基于温度控制的盲文显示装置由盲文显示屏和控制基板3组成，如图1～2所示，该盲文显示屏包括温显阵列层1、半导体制冷片层2和散热翅4组成，该温显阵列层1由多个间隔设置的温显单元5组成且该半导体制冷片层2由多个间隔设置的半导体制冷片8
组成，每一温显单元5的下表面均设置有一个半导体制冷片8且与对应半导体制冷片8的
冷端连接。每一半导体制冷片8的热端均设置有散热翅4，提高了散热效率。

[0035] 此外，该控制基板3上集成有该微处理器、PWM发生器、温度传感器、模数转换器、PID调节器及其布线，且该控制基板3设置于半导体制冷片层2下侧，各半导体制冷片8热端的散热翅4从该基板3内穿出，进一步提高了散热效率。

[0036] 如图3所示，该温显阵列层1的温显单元5之间设置有隔热栅7，防止温显单元之间热量的转移，使得温显单元的冷热显示更加明显。

[0037] 如图4所示，微处理器接收文字信息并将该文字信息转换成盲文触点，并且根据该盲文触点确定各半导体制冷片冷端的设置温度。温度传感器采集半导体制冷片冷端的当前温度并发送给模数转换器，该模数转换器将半导体制冷片冷端的当前温度转换成数字信号形式并发送给微处理器，微处理器计算半导体制冷片冷端的当前温度与其设定温度之间的温度偏差并发送给PID调节器，PID调节器根据该温度偏差获得调节参数并发送给PWM发生器，该PWM发生器根据该调节参数生成多组PWM脉冲并分别加载在各半导体制冷片的冷端和热端，通过控制加载在各半导体制冷片两端的PWM脉冲的方向和占空比来改变对应温显单元的冷热显示，其中温显单元为冷极时表示盲文触点的平点，温显单元为热极时表示盲文触点的凸点。本发明在温显单元的冷热显示过程中考虑了半导体制冷片冷端的当前温度，使得温显单元的冷热显示更加精确、稳定且转换效率较高。

[0038] 为了满足目前广大使用者的操作习惯，便于产品的推广，本发明中该温显阵列层1由18*3（即18行*3列）个温显单元A组成，且每2*3（即2行*3列）个温显单元构成一个方块6。此外，本发明中微处理器通过USB接口连接互联网资源等外部信息，更加方便快捷。

[0039] 在本发明的第一实施例中，该温显单元选用铝制导热材料，该微处理器选用英特尔公司的MCS-51系列芯片，该温度传感器选用型号为PT1000的铂电阻温度传感器，该隔热栅采用超薄隔热材料FiberGC-10，半导体制冷片选用TEC1-00715T125型的半导体制冷片。

[0040] 如图5～6所示，黑色小方框表示温显单元的热极，即盲文触点的凸点；无色小方框表示温显单元的冷极，即盲文触点的平点，图5中整个盲文显示单元表示盲文中的“我”；图6中整个盲文显示单元表示盲文中的“亦我所欲也”。

[0041] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0042] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。