專利名稱：基于光傳感器的盲文計算機點字輸入系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機輸入領(lǐng)域，尤其涉及基于光傳感器的盲文計算機點字 輸入系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
io 我國目前普遍采用的盲文方案主要有二種， 一種是1953年由原教育部頒布并在全國推行的盲文方案，簡稱"現(xiàn)行盲文"，此方案有21個聲母、34個 韻母、聲調(diào)符號和標點符號。它以北京語音為標準，以普通話為基礎(chǔ)，以詞 為單位，采用分詞連寫規(guī)則。另一種盲文方案是1988年由國家語言文字工作 委員會同意試行推廣的盲文改革方案，簡稱"漢語雙拼盲文"，該方案可在兩 15 方盲符內(nèi)表示漢語聲、韻、調(diào)三要素，整個體系包括字母表、標點符號、 同意分化法、簡寫法、亞音定字法等，同時也采用分詞連寫規(guī)則。不管采用哪一種盲文方案，它們都是以"盲符"為基本結(jié)構(gòu)，按編碼方 案的規(guī)則進行排列，并通過觸感來感受方案(亦稱為點字)。盲符由六個凸點 (5:.)組成， 一個盲符也簡稱一 "方"。通過六個凸點上有點和無點進行排 20列組合，就可以表達相應的代碼。盲文的書寫和閱讀比較特殊，盲文的書寫是在比較厚的紙張上通過打 孑L (點字)實現(xiàn)的。點字時，先把紙張壓在點字模板的上下二層之間，然 后在點字模板的導引下，按照盲文編碼方案，從右向左進行打孔(點字)；閱讀時，則把帶有穿透孔的紙張翻過來，用手從左向右觸摸紙張上的凸點25 來進行閱讀。隨著我國信息化水平的不斷提高，計算機也已經(jīng)在人們的工作、學習 和生活中得到廣泛應用。但是，目前幾乎所有的信息業(yè)產(chǎn)品，特別是計算 機的輸入/輸出方式都是針對普通人設(shè)計的，沒有考慮到殘障人士的應用需 求，肓人無法像正常人那樣享受信息技術(shù)帶來的便利。信息產(chǎn)品的現(xiàn)狀造 30 成了盲人和正常人之間的信息鴻溝不斷擴大，使盲人在信息化社會中的生存和發(fā)展能力受到進一步制約，無法真正融入到正常的社會生活中。為了解決盲人在計算機上輸入漢字的問題，國內(nèi)外相關(guān)廠商推出了一 些相關(guān)產(chǎn)品。歸納起來主要有兩種， 一種是用普通計算機上的漢字輸入方 法輸入肓文。5 申請?zhí)枮?1129619.4的屮國發(fā)明專利申請公開了一種盲人用的漢語智能計算機系統(tǒng)，主要由能夠上網(wǎng)的個人計算機主機，與該主機各接口相連 的麥克風、音箱或耳機、掃描儀、盲人用點顯器、打印機組成的硬件及設(shè) 置在所說主機及相關(guān)硬件中的軟件模塊構(gòu)成。該發(fā)明使盲人在使用計算機 時充分發(fā)揮聽、說、摸能力，有選擇性地更自然、更方便地操作計算機。10使得交互過程更加人性化、智能化。給盲人文檔處理，與正常人交流，盲校教師教學提供了工具。申請?zhí)枮?00410070161.4的中國發(fā)明專利申請公開了一種運行于 Windows平臺的盲漢對照編輯排版系統(tǒng)及編輯排版方法。該盲漢對照編輯 排版系統(tǒng)由盲文輸入裝置，漢盲自動轉(zhuǎn)換器，盲漢自動轉(zhuǎn)換器，語音導航 15 器，打印機，盲文刻印機，顯示器，點顯器，盲漢對照編輯排版裝置所組 成。該系統(tǒng)具有多種輸入和輸出功能，可以實現(xiàn)高準確度的漢語與盲文的 自動翻譯轉(zhuǎn)換，盲漢對照的"所見即所得"的排版，盲文自動校對，同時針對盲文用戶提供自動語音跟隨功能，從而大大提高了盲文排版的效率和實 用性。該盲漢對照編輯排版方法通過分行、分頁和對開等格式化排版、自 20動對照、同步編輯、智能校對等步驟，實現(xiàn)了盲文編輯排版工作的自動化， 為盲文出版工作提供了便利。但是，顯然現(xiàn)有的這些輸入方法對肓人而言，使用起來是非常困難的。 另一種方法是在標準鍵盤上定義6個鍵，對應于盲文六個凸點，用兩 只手進行操作，左右手的三個指頭分別對應盲符的左右三個點。 25 申請?zhí)枮?00410006304.5的中國發(fā)明專利申請公開了一種集合符號電腦鍵盤及其信號輸入系統(tǒng)編碼設(shè)計。它是以對應鍵的一次按鍵組成一個相 應的集合符號的方式生成并表示輸入的符號信息和操作信號的新型電腦鍵 盤形式以及用于此種鍵盤信號輸入的系統(tǒng)編碼設(shè)計。這種鍵盤輸入方式與盲符相對應，相對來說盲人不需要花太多時間來 30學習，但由于操作的時候經(jīng)常需要幾個手指頭同時按鍵，還是很不方便，完全掌握還是需要相當?shù)臅r間，輸入速度也不可能太快。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種基于光傳感器的盲文計算機點字輸入系統(tǒng)和 5裝置，其通用性強，成本低，使用方便。本發(fā)明提供了一種盲文計算機點字輸入系統(tǒng)，包括計算機和點字筆，還 包括盲文點字輸入板，所述盲文點字輸入板上設(shè)有由盲符點字模塊構(gòu)成的盲符點字模塊陣列、X軸方向的光發(fā)射器、Y軸方向的光發(fā)射器、X軸方向的 光接收器和Y軸方向的光接收器；io 所述盲符點字模塊上設(shè)有X方向的光通道，用于將光線從X軸方向的光發(fā)射器傳送到X軸方向的光接收器；所述盲符點字模塊上設(shè)有Y方向的光通道，用于將光線從Y軸方向的光 發(fā)射器傳送到Y(jié)軸方向的光接收器；所述盲符點字模塊上的每個盲符點位在z軸力向設(shè)有一個點字孔，該點15 子空分別穿透Y軸方向的光通道和X軸方向的光通道；所述盲文點字輸入板，用于使用者將所述點字筆插入點字孔并遮擋住X 軸方向和Y軸方向的光線后，依據(jù)X軸方向的光接收器和Y軸方向的光接收器接收的光線獲取當前盲符點的坐標并計算出當前盲符點位的盲符點位信息；在一方輸入結(jié)束時，將屬于同一方的所有盲符點位信息轉(zhuǎn)換為盲符編碼， 20并將該盲符編碼發(fā)送至計算機；所述計算機，用于將盲符編碼轉(zhuǎn)換為文字。所述盲文點字輸入板還包括通用處理器、編碼電路、第一盲文點字處理 模塊以及與計算機通信的接口 ；所述通用處理器，用于對盲文點字輸入板進行控制，以實現(xiàn)盲符點位信 25息到盲文編碼的轉(zhuǎn)換；所述編碼電路，用于依據(jù)X軸方向的光接收器和Y軸方向的光接收器接 收的光線確定盲符點位的坐標；第一盲文點字處理模塊，用于依據(jù)盲符點位的坐標得到盲符點位信息； 在一方輸入結(jié)束時，將屬于同一方的所有盲符點位信息為盲符編碼發(fā)送至計30 算機。所述計算機包括第二盲文點字處理模塊，用于將盲符編碼轉(zhuǎn)換為文字。所述盲符點字模塊從上到下由三層組成；第一層為盲文點位框，設(shè)有一 方盲符點位；第二層為Y軸方向的2個光通道，與第一層面上的2列盲符點 位相對應，并且該光通道的位置分別位于2列點位的垂直下方；第三層為X 5軸方向的3個光通道，與第一層面上的3行盲符點位相對應，并且該光通道 的位置分別位于3行點位的垂直下方。第一盲文點字處理模塊包括第一初始化模塊、讀點位模塊、點位到編 碼轉(zhuǎn)換模塊、發(fā)送數(shù)據(jù)模塊、坐標點位映射表以及盲符點位編碼表；所述坐標點位映射表，用于描述坐標到盲符點位信息的映射關(guān)系； 10 所述盲符點位編碼表，用于描述盲符點位信息與盲符編碼的對應關(guān)系；所述第一初始化模塊，用于對盲文點字輸入板進行初始化設(shè)置，調(diào)入盲 符點位編碼表和坐標點位映射表；所述讀點位模塊，用于使用者在所述盲文點字輸入板進行點字時，依據(jù) 當前盲符點的坐標查詢坐標點位映射表得到當前盲符點位的盲符點位信息， 15并判斷到一方點位輸入結(jié)束時，調(diào)用該方點位中所有的盲符點位信息到編碼 轉(zhuǎn)換模塊；所述點位到編碼轉(zhuǎn)換模塊，用于將屬于同一方的所有盲符點位信息讀出，依據(jù)盲符編碼表得到相應的盲符編碼，并將該盲符編碼發(fā)送到發(fā)送數(shù)據(jù)模塊； 所述發(fā)送數(shù)據(jù)模塊，是將所述盲符編碼發(fā)送給計算機。 20 所述坐標點位映射表，保存盲符點位的坐標和該盲符點的坐標所對應的二進制值；所述盲符點位編碼表，保存所述二進制值和該二進值對應的盲符編碼。 第二盲文點字處理模塊包括第二初始化模塊、接收數(shù)據(jù)模塊和編碼到文字轉(zhuǎn)換模塊，其中 25 所述第二初始化模塊，用于對第二盲文點字處理模塊進行初始化，并建立與盲文點字板之間的通信；所述接收數(shù)據(jù)模塊，用于接收來自第一盲文點字處理模塊發(fā)送的盲符編碼；如果當前接收到的盲符編碼不是句子結(jié)束符，則保存該盲符編碼，否則調(diào)用盲符編碼到編碼文字轉(zhuǎn)換模塊；所述編碼到文字轉(zhuǎn)換模塊，用于將接收數(shù)據(jù)模塊所保存的屬于同一句子 的所有盲符編碼全部取出，并實現(xiàn)盲符編碼到文字的轉(zhuǎn)換。所述點字筆，由筆座、筆桿、筆尖和微型按鈕組成，所述筆尖嵌入到所 述筆桿中，所述筆桿上部具有一安裝微型按鈕的空腔，所述微型按鈕與筆尖 5的頂蓋緊密接觸，所述筆座安裝在筆桿的頂部，與筆桿緊固連接。本發(fā)明提供了一種盲文計算機點字輸入方法，包括步驟91 ，使用者將點字筆插入當前盲符點位對應的點字孔并遮擋住X軸 方向和Y軸方向的光線；步驟92，依據(jù)X軸方向的光接收器和Y軸方向的光接收器接收的光線 10獲取當前盲符點的坐標并計算出當前盲符點位的盲符點位信息；在一方輸入結(jié)束時，將屬于同一方的所有盲符點位信息轉(zhuǎn)換為盲符編碼，并將該盲符編碼發(fā)送至計算機；步驟93，計算機將肓符編碼轉(zhuǎn)換為文字。 步驟91之前包括15 步驟1001:運行第一初始化模塊，調(diào)入盲符點位編碼表和坐標點位映射表；步驟1002,運行讀點位模塊，等待使用者點字輸入；步驟1003，若使用者利用點字筆在盲文點字輸入板上點字，則執(zhí)行步驟 91，否則執(zhí)行1002。 20 步驟92包括步驟1004，運行讀點位模塊，依據(jù)讀取當前盲符點位的坐標，并依據(jù)該 坐標査詢坐標點位映射表得到當前肓符點位的盲符點位信息；步驟1005，運行點位到編碼轉(zhuǎn)換模塊，判別當前盲符點位信息與之前保 存的當前盲符點位信息是否屬于同一方，如果是同一方，執(zhí)行步驟1002，否25 則進入歩驟1006;步驟1006，取出所有保存的盲符點位信息，并査詢盲符點位編碼表得到 對應的盲符編碼；步驟1007，運行發(fā)送數(shù)據(jù)模塊，將所述對應的盲符編碼發(fā)送給計算機， 執(zhí)行步驟1002，等待新的輸入。30 歩驟93包括步驟1009，運行第二盲文點字處理模塊進行初始化，并建立與盲文點字 板之間的通信；步驟IOIO，運行接收數(shù)據(jù)模塊，接收來自盲文點字輸入板發(fā)送的所述對應的 盲符編碼；如果當前接收到的對應的盲符編碼不是句子結(jié)束符，則保存該盲 5 符編碼，否則執(zhí)行步驟1011;步驟IOII，運行編碼到文字轉(zhuǎn)換模塊，將接收數(shù)據(jù)模塊所保存的所冇編 碼全部取出，并將盲符編碼轉(zhuǎn)換為文字。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的盲文計算機點字輸入系統(tǒng)，是以微處理 器為控制部件，以盲文點字輸入板上的盲符點字模塊陣列以及光傳感器構(gòu)成 10 點字輸入陣列，再經(jīng)過編碼電路和第一盲文點字處理模塊，從而實現(xiàn)了盲文 的計算機點字輸入功能，具有通用性強、成本低、使用方便等優(yōu)點，完全符 合盲人平時書寫盲文的使用習慣。


15 圖1為本發(fā)明盲文計算機點字輸入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中盲文點字輸入板電路示意圖； 圖3為本發(fā)明點字筆結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為第一盲文點字處理模塊和第二盲文點字處理模塊結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明盲文點字處理過程流程圖； 20 圖6為一方盲符點字模塊示意圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及 實施例，對本發(fā)明的一種盲文計算機點字輸入系統(tǒng)和裝置進行進一步詳細說 25明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限 定本發(fā)明。本發(fā)明針對目前現(xiàn)有的盲文輸入方法所存在的問題，提出了一種盲文計 算機點字輸入系統(tǒng)，其基本原理是利用光接收器可以接收光并進行光電轉(zhuǎn) 換的特點，采用光發(fā)射器和光接收器陣列，組成一個縱橫交叉光傳感器網(wǎng)， 30 每個交叉點對應盲符上的一個點位。當用點字筆在某個交叉點上點字時，光傳感器網(wǎng)中縱向和橫向各有一路光線被遮擋，這樣在光接收器一端，被遮擋 的一路沒有信號，而其他各路都有信號，通過編碼電路就能確定當前點字位 置的坐標；通過坐標位置計算出點位信息，最后通過第二盲文點字處理模塊 將輸入的盲符點位信息轉(zhuǎn)換成文字信息，從而實現(xiàn)了盲文的計算機點字輸入 5功能。如圖1所示，本發(fā)明的盲文計算機點字輸入系統(tǒng)，包括計算機3，盲文 點字輸入板1，盲文點字筆2，在盲文點字輸入板1上的第一盲文點字處理模 塊(圖1中未不出)和在計算機3上的第二盲文點字處理模塊(圖1中未示 出)。io 所述盲文點字輸入板1通過接口與所述計算機3相連接。所述第一盲文點字處理模塊，用于當使用者在所述盲文點字輸入板1上 進行點字時，對點字輸入信息進行處理，并轉(zhuǎn)換成盲符編碼。下面說明盲文計算機點字輸入系統(tǒng)的制作步驟。15 首先，根據(jù)實際使用的需要，按照國家標準中對點字板的技術(shù)規(guī)定，制作一塊盲文點字輸入板1，該板是一塊印刷電路板，上面包括了通用處理器(MCU)、通用串行接口(USB)、盲文點字模塊陣列、光發(fā)射器和光接收器陣 列以及編碼電路。其中通用處理器用于控制整個裝置，實現(xiàn)坐標到盲文編 碼的轉(zhuǎn)換；通用串行接口用于連接計算機；光發(fā)射器和光接收器陣列組成縱20橫交叉光傳感網(wǎng)；編碼電路用于確定點字位置的坐標。第二，制作一支點字輸入筆2，如圖3所示，包括筆尖2a、筆桿2b、微 動按鈕2c、筆座2d、頂蓋2e。第三，將盲文點字輸入板通過通用串行接口(USB)與普通計算機相連接， 然后運行在計算機上的盲文點字處理軟件，進入等待處理狀態(tài)；當使用者在25點字板上進行點字時，計算機對來自盲文點字輸入板1的點字輸入信號進行 處理，并轉(zhuǎn)換成文字。下面詳細說明本發(fā)明的盲文點字輸入板1:盲文點字輸入板l，是本發(fā)明的主要組成部分。如圖2所示，整個盲文 30點字輸入板的硬件模塊包括 通用微處理器單元(MCU)
盲符點字模塊陣列
*光發(fā)射器和光接收器
*編碼電路
5 接口電路(USB)
* 電源電路
下面詳細說明的各個硬件模塊部分以及連接關(guān)系。
1. 通用微處理器單元
所述盲文點字輸入板上的通用微處理器單元(MCU)，是板上的核心部件， io用于控制整個板的工作，本例中選用AVR的ATmegal28單片機。
ATmegal28是一種基于AVR RISC結(jié)構(gòu)的8位低功耗CMOS微處理器。 ATmegal28具有如下特點32個通用工作寄存器、53個通用I/O 口線、128K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash、 4K字節(jié)的EEPROM、 4K字節(jié)的SRAM、實時 時鐘RTC、 4個靈活的具有比較模式和PWM功能的定時器/計數(shù)器(T/C)、 15 兩個USART、面向字節(jié)的兩線接口 TWI、 8通道10位ADC、具有片內(nèi)振蕩 器的可編程看門狗定時器、SPI串行端口、與IEEE 1149.1規(guī)范兼容的JTAG 測試接口，以及六種可以通過軟件選擇的省電模式。
ATmegal28的引腳可以分為， 一是電源Vcc和地GND; 二是I/0端口， 共有7組(A G)，其中的5組(A E)為8位雙向I/O 口，第六組端口(F)為8位 20的模擬輸入口(ADC)，同時也可以作為雙向1/0 口，第七組端口(G)為5位雙 向I/0口；三是其他控制信號端口。
2. 盲符點字模塊陣列
所述盲文點字輸入板上的盲符點陣列，是在印刷電路板上排列的、由多 方盲符點字模塊組成的點字陣列，在國標GB/T15720-1995的附錄A中，對 25盲符的點徑、點距、方距和行距都有規(guī)定。本例中，每個點的尺寸以及點之 間的距離是按照國家標準進行排列的。
圖6是一方盲符點字模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，下面詳細說明一方盲符點字模 塊的結(jié)構(gòu)。本例中的盲符點字模塊4，是一個矩形體，從上到下由三層組成。 第一層為盲文點位框，每個模塊安排一方盲符點位，共六個盲符點4a;第二層為Y軸方向的光通道，安排2個Y軸方向的光通道4b，與第一層面上的2
列盲符點位相對應，并且光通道的位置分別位于2列點位的垂直下方；第三
層為X軸方向的光通道，安排3個X軸方向的光通道4c，與第一層面上的3
行盲符點位相對應，并且光通道的位置分別位于3行點位的垂直下方；三層
5結(jié)構(gòu)在水平面上是不重疊的。此外，在Z軸方向，從每個盲符點位4a向下 安排一個點字孔，每個點字孔分別穿透下方的Y軸方向光通道4b和X軸方 向光通道4c。
輸入板上的盲符點字模塊陣列的數(shù)量是根據(jù)用戶的需要進行安排的，本 例中安排了 2行4列共8方的盲符點字模塊。這S方盲符點字模塊排列時， 10倆倆之間緊挨在一起，并保證X軸和Y軸的各方的光通道對齊，以便光可以 從中通過。
3.光發(fā)射器和光接收器
根據(jù)本發(fā)明的原理，需要在肓符點字模塊陣列X軸和Y軸光通道的一端 發(fā)射光，在光通道的另一端接收光。為此，本例中我們安排在盲符點字模塊
15陣列X軸的左側(cè)發(fā)射光，右側(cè)接收光；在盲符點字模塊陣列Y軸的下方發(fā)射 光，在上方接收光。
由于本例中安排的盲符點字模塊共有8方(2行4列)，那么在X軸方 向的光通道有6個(每一方有3個，共2行)，在Y軸方向有8個光通道(每 方有2個，共4列)，因此，在盲符點字輸入板的印刷電路板上，在盲符點
20字模塊陣列的右側(cè)安排6個光接收單元，在盲符點字模塊陣列的上方安排8 個光接收單元，每個光接收單元都與盲符點字模塊陣列中的各個光通道對齊。 下面我們再來說明光發(fā)射器。理論上，發(fā)光單元的數(shù)量應該與光的接收 單元數(shù)量一致，這樣配對使用構(gòu)成光傳感器。本例中，為了節(jié)約成本，采用 通過光導纖維共享發(fā)光單元的方式，只采用了二個發(fā)光單元。其中在X軸
25方向，安排一個發(fā)光單元，并用6根光纖共享這個發(fā)光單元，這6根光纖的 一端安在發(fā)光單元前端，6根光纖的另一端分別安在6個X軸方向的光通道 口；在Y軸方向，安排一個發(fā)光單元，并用8根光纖共享這個發(fā)光單元，這 8根光纖的一端安在發(fā)光單元前端，8根光纖的另一端分別安在8個Y軸方 向的光通道口。本例中，光接收單元選用普通光敏二極管，共有14個(6行+8列)， 每個光接收單元與編碼電路連接，構(gòu)成光傳感器陣列。光發(fā)射單元選用低功 耗、低成本的微型激光器(類似于激光教鞭)，光發(fā)射單元直接與電源連接。
4. 編碼電路
5 所述盲文點字輸入板上的編碼電路，負責對光傳感器陣列進行編碼。編
碼電路可以選用專門的編碼芯片，按照行/列輸入進行設(shè)計，每個行/列的輸 入端與每個光接收單元相連，從而組成編碼電路?？紤]到盲符之間相關(guān)點的 特點，相隔的二方盲符之間的點可以復用編碼輸入端口 。
本例中，由于選用的通用微處理器單元(MCU)為ATmegal28單片機，它 10本身帶有53個通用I/O 口，所以編碼電路直接使用了 ATmegal28單片機上 的14個通用I/0口 (PA0~7， PB0~5)，這樣節(jié)省了專門的編碼器件。
5. 接口電路
所述盲文點字輸入板上的接口電路，負責實現(xiàn)與所述計算機的連接與通 信，并通過計算機為板提供電源。所述接口是通用串行接口，可以是USB或 15 者是RS-232。
本例中，采用了 CP2102芯片，它是一種高度集成的USB轉(zhuǎn)UART(RS-232) 的控制器，可以實現(xiàn)USB的控制功能以及與RS-232的轉(zhuǎn)換。
本例中，CP2102芯片的USB端口引腳連接一個標準插口，用于同計算 機之間的通信。UART(RS-232)端口引腳連接ATmegal28點片機的 20 UART(RS-232)端口弓|腳上。
6. 電源電路
所述盲文點字輸入板上的接口電路，負責為板提供工作電源。本例中沒 有采用獨立的電源，而是直接利用USB接口所提供的電源，將ATmega128 的電源引腳Vcc和地的引腳GND可以直接與USB的電源正極及地相連接。 25 如圖3所示，下面詳細說明本發(fā)明的點字筆2
由于盲人在紙上點字時有穿透感，并會發(fā)出"噠噠"的聲音，為了使盲 人在電腦點字板上輸入盲文時也有像在紙上點字的感覺，本發(fā)明提供一種點 字筆2，它由筆座2d、筆桿2b、筆尖2a、微型按鈕2c組成。如圖3所示， 所述筆桿2b為圓柱狀空心棒體，所述筆尖2a為一直徑小于筆桿2b內(nèi)圈的圓 30珠筆尖狀棒，嵌入到筆桿2b中，頂部具有一大于筆尖2a的圓形或者方形頂蓋2e，以防止筆尖從筆桿中脫落；所述筆桿2b上部具有一安裝微型按鈕2c 的空腔；所述微型按鈕2c與筆尖2a的頂蓋2e緊密接觸；所述筆座2d安裝 在筆桿2b的頂部，與筆桿2b緊固連接，為一橢圓形球體。筆座2d的設(shè)計是為了便于掌心握筆，筆尖2a用于點字，筆桿2b用于固 5定筆尖2a，同時在筆尖2a的后部安裝了一個微型按鍵2c，這樣在點字的時 候筆也會有一點向下的位移，同時會發(fā)出"噠噠"的聲音，就跟在紙上點字 感覺一樣。所述的微型按鈕2c可以是口本NIKKAI公司的G3B15系列的超微型按鈕。io 如圖4所示，下面說明本發(fā)明的在盲文點字板上的第一盲文點字處理模塊5和運行在計算機上的第一盲文點字處理模塊6。所述第一盲文點字處理模塊5包括4個子模塊第一初始化模塊53、讀 點位模塊54、點位到編碼轉(zhuǎn)換模塊55、發(fā)送數(shù)據(jù)模塊56，以及坐標點位映 射表51和盲符點位編碼表52。其巾 15 所述坐標點位映射表51，用于描述光傳感器陣列中每個節(jié)點的坐標與點位之間的映射關(guān)系。所述坐標點位映射表，是一個二列的表格，第一列是點 位的坐標，第二列是該點位坐標所對應的點位二進制值。所述盲符點位編碼表52，用于描述點位與編碼的對應關(guān)系。所述盲符點 位編碼表52，是按照盲文編碼國家標準，建立的一個—列的表格，第一列是 20點位的編碼值，第二列是該代碼所表示的符號。例如拼音方案中的前四個 聲母表示為[3隱b]、 [15隱p]、 [13-m]、 [ll-f]。較佳地，所述編碼為拼音編碼，點位與拼音編碼的對應關(guān)系采用國家標 準，如GB/T15720畫1995。所述第一初始化模塊53，用于對盲文點字輸入板1進行初始化設(shè)置，調(diào) 25入坐標點位映射表51和盲符點位編碼表52。所述讀點位模塊54，用于讀取輸入板上的點字信息，當接收到輸入信號 時，讀取該點字信息(坐標數(shù)據(jù))，通過查坐標點位映射表51，得到該坐標 對應的盲符點位信息(即其對應的二進制值)，保存該點位的數(shù)據(jù)并調(diào)用點 位到編碼轉(zhuǎn)換模塊55。較佳地，讀點位模塊54不保存全部的輸入點位，只是用6個存儲單元來 保存一方的點位，也就是說它只保留當前一方盲符的坐標點位，等到讀到下 一方的點位時，它就把已有保存的點位轉(zhuǎn)換成了編碼，不再保留這方的點位， 而是用這6個存儲單元來保存下一方的點位。5 所述點位到編碼轉(zhuǎn)換模塊55，當判斷到一方輸入結(jié)束時，將屬于同一方的所有點位數(shù)據(jù)讀出，然后將二進制值與盲符編碼表進行比對，從而得到相應的盲符編碼，再調(diào)用發(fā)送數(shù)據(jù)模塊56。所述判斷一方輸入結(jié)束，是比對當前輸入的點位與之前輸入的點位是否 屬于同一方，如果不是則判斷前一方的點位輸入結(jié)朿。io 所述發(fā)送數(shù)據(jù)模塊56，是將盲符編碼發(fā)送給計算機6。所述第二盲文點字處理模塊6包括3個子模塊第二初始化模塊61、接 收數(shù)據(jù)模塊62、編碼到文字轉(zhuǎn)換模塊63。其中所述的第二初始化模塊61，是對運行在計算機上的盲文點字處理模塊進 行初始化，并建立與盲文點字板之間的通信。 15 所述的接收數(shù)據(jù)模塊62，是用于接收來自盲文點字板發(fā)送的盲符編碼信息。如果當前接收到的編碼不是句子結(jié)束符，則保存該編碼，否則調(diào)用編碼 到文字轉(zhuǎn)換模塊63。所述的編碼到文字轉(zhuǎn)換模塊63，是將接收數(shù)據(jù)模塊62所保存的所有編 碼全部取出，并進行編碼到文字的轉(zhuǎn)換。 20 如圖5所示，為第一盲文點字處理模塊的工作過程，即本發(fā)明的盲文點字處理流程圖。本發(fā)明的盲文點字處理過程包括下列步驟步驟S1，先運行第一初始化模塊，調(diào)入坐標點位映射表51和盲符點位 編碼表52;25 步驟S2，運行讀點字模塊，等待使用者的點字輸入；步驟S3，判別是否有輸入，當接收到輸入信號時，進入步驟S4，否則 重復步驟S2;歩驟S4，讀取該點字信息(坐標數(shù)據(jù))，通過査坐標點位映射表51， 得到該坐標對應的點位，保存該點位的數(shù)據(jù)并執(zhí)行步驟S5;歩驟S5，判別當前的數(shù)據(jù)與之前保存的數(shù)據(jù)是否屬于同一方，如果是同 一方，重復步驟S2，否則進入步驟6;步驟S6，取出所有保存的點位，并計算出這些點位所表示的二進制值， 然后進入步驟7; 步驟S7，根據(jù)步驟6所計算得到的二進制值，通過查盲符點位編碼表 ，從而得到對應的編碼，再進入步驟8。步驟S8，將盲符編碼發(fā)送給計算機3，并重復步驟2，等待新的輸入。 本發(fā)明的盲文計算機點字輸入系統(tǒng)，是基于光傳感器陣列來實現(xiàn)的，由 肓文點字輸入板、點字筆2，計算機3、在盲文點字輸入板1上的第一盲文 io點字處理模塊和在計算機3上的第二盲文點字處理模塊組成。本例中，利用光接收器可以接收光并進行光電轉(zhuǎn)換的特點，采用光發(fā)射 器和光接收器陣列，組成一個縱橫交叉光傳感器網(wǎng)，每個交叉點對應盲符上 的一個點位。當用點字筆在某個交叉點上點字時，光傳感器網(wǎng)中縱向和橫向 各有一路光線被遮擋，這樣在光接收器一端，被遮擋的一路沒有信號，而其 15 他各路都有信號，通過編碼電路就能確定當前點字位置的坐標；通過坐標與點位映射表可以得到盲符點位信息，再通過第一盲文點字處理模塊將盲符點 位信息轉(zhuǎn)換成盲符編碼，最后由第二盲文點字處理模塊將全部盲符編碼轉(zhuǎn)換 成文字信息，從而實現(xiàn)盲文的計算機點字輸入功能。其具有通用性強、成本 低、使用方便等優(yōu)點，完全符合盲人平時書寫盲文的使用習慣，有著非常廣 泛的應用前景。通過以上結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例的描述，本發(fā)明的其它方面及特 征對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求書確定的本發(fā)明的精神和范圍的條 件下，還可以對以上內(nèi)容進行各種各樣的修改。因此本發(fā)明的范圍并不僅限 于以上的說明，而是由權(quán)利要求書的范圍來確定的。
權(quán)利要求
1、一種基于光傳感器的盲文計算機點字輸入系統(tǒng)，包括計算機和點字筆，其特征在于，還包括盲文點字輸入板，所述盲文點字輸入板上設(shè)有由盲符點字模塊構(gòu)成的盲符點字模塊陣列、X軸方向的光發(fā)射器、Y軸方向的光發(fā)射器、X軸方向的光接收器和Y軸方向的光接收器；所述盲符點字模塊上設(shè)有X方向的光通道，用于將光線從X軸方向的光發(fā)射器傳送到X軸方向的光接收器；所述盲符點字模塊上設(shè)有Y方向的光通道，用于將光線從Y軸方向的光發(fā)射器傳送到Y(jié)軸方向的光接收器；所述盲符點字模塊上的每個盲符點位在Z軸方向設(shè)有一個點字孔，該點子空分別穿透Y軸方向的光通道和X軸方向的光通道；所述盲文點字輸入板，用于使用者將所述點字筆插入點字孔并遮擋住X軸方向和Y軸方向的光線后，依據(jù)X軸方向的光接收器和Y軸方向的光接收器接收的光線獲取當前盲符點的坐標并計算出當前盲符點位的盲符點位信息；在一方輸入結(jié)束時，將屬于同一方的所有盲符點位信息轉(zhuǎn)換為盲符編碼，并將該盲符編碼發(fā)送至計算機；所述計算機，用于將盲符編碼轉(zhuǎn)換為文字。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的盲文計算機點字輸入系統(tǒng)，其特征在于，所述 20盲文點字輸入板還包括通用處理器、編碼電路、第一盲文點字處理模塊以及與計算機通信的接口；所述通用處理器，用于對盲文點字輸入板進行控制，以實現(xiàn)盲符點位信 息到盲文編碼的轉(zhuǎn)換；所述編碼電路，用于依據(jù)X軸方向的光接收器和Y軸方向的光接收器接 25收的光線確定盲符點位的坐標；第一盲文點字處理模塊，用于依據(jù)盲符點位的坐標得到盲符點位信息； 在一方輸入結(jié)束時，將屬于同一方的所有盲符點位信息為盲符編碼發(fā)送至計 算機。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的盲文計算機點字輸入系統(tǒng)，其特征在于，所述 30計算機包括第二盲文點字處理模塊，用于將盲符編碼轉(zhuǎn)換為文字。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的盲文計算機點字輸入系統(tǒng)，其特征在于，所述盲符點字模塊從上到下由三層組成；第一層為盲文點位框，設(shè)有一方盲符點 位；第二層為Y軸方向的2個光通道，與第一層面上的2列盲符點位相對應， 并且該光通道的位置分別位于2列點位的垂直下方；第三層為X軸方向的3 5 個光通道，與第一層面上的3行盲符點位相對應，并且該光通道的位置分別 位于3行點位的垂直下方。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的盲文計算機點字輸入系統(tǒng)，其特征在于，第一 盲文點字處理模塊包括第一初始化模塊、讀點位模塊、點位到編碼轉(zhuǎn)換模 塊、發(fā)送數(shù)據(jù)模塊、坐標點位映射表以及肓符點位編碼表；所述坐標點位映射表，用于描述坐標到盲符點位信息的映射關(guān)系；所述盲符點位編碼表，用于描述盲符點位信息與盲符編碼的對應關(guān)系； 所述第一初始化模塊，用于對盲文點字輸入板進行初始化設(shè)置，調(diào)入盲 符點位編碼表和坐標點位映射表；所述讀點位模塊，用于使用者在所述盲文點字輸入板進行點字時，依據(jù) 15當前盲符點的坐標查詢坐標點位映射表得到當前盲符點位的盲符點位信息， 并判斷到一方點位輸入結(jié)束時，調(diào)用該方點位中所有的盲符點位信息到編碼 轉(zhuǎn)換模塊；所述點位到編碼轉(zhuǎn)換模塊，用于將屬于同一方的所有肓符點位信息讀出， 依據(jù)盲符編碼表得到相應的盲符編碼，并將該盲符編碼發(fā)送到發(fā)送數(shù)據(jù)模塊； 20 所述發(fā)送數(shù)據(jù)模塊，是將所述盲符編碼發(fā)送給計算機。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的盲文計算機點字輸入系統(tǒng)，其特征在于，所述坐標點位映射表，保存盲符點位的坐標和該盲符點的坐標所對應的二進制值；所述盲符點位編碼表，保存所述二進制值和該二進值對應的盲符編碼。
7、根據(jù)權(quán)利要求3所述的盲文計算機點字輸入系統(tǒng)，其特征在于，第二盲文點字處理模塊包括第二初始化模塊、接收數(shù)據(jù)模塊和編碼到文字轉(zhuǎn)換 模塊，其中所述第二初始化模塊，用于對第二盲文點字處理模塊進行初始化，并建 立與盲文點字板之間的通信；所述接收數(shù)據(jù)模塊，用于接收來自第一盲文點字處理模塊發(fā)送的盲符編 碼；如果當前接收到的盲符編碼不是句子結(jié)束符，則保存該盲符編碼，否則 調(diào)用盲符編碼到編碼文字轉(zhuǎn)換模塊；所述編碼到文字轉(zhuǎn)換模塊，用于將接收數(shù)據(jù)模塊所保存的屬于同一句子的所有盲符編碼全部取出，并實現(xiàn)盲符編碼到文字的轉(zhuǎn)換。
8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的盲文計算機點字輸入系統(tǒng)，其特征在于，所述 點字筆，由筆座、筆桿、筆尖和微型按鈕組成，所述筆尖嵌入到所述筆桿中， 所述筆桿上部具有一安裝微型按鈕的空腔，所述微型按鈕與筆尖的頂蓋緊密 接觸，所述筆座安裝在筆桿的頂部，與筆桿緊固連接。 10
9、 一種基于光傳感器的盲文計算機點字輸入方法，其特征在于，包括:步驟91，使用者將點字筆插入當前盲符點位對應的點字孔并遮擋住X軸 方向和Y軸方向的光線；步驟92，依據(jù)X軸方向的光接收器和Y軸方向的光接收器接收的光線 獲取當前盲符點的坐標并計算出當前盲符點位的盲符點位信息；在一方輸入 15結(jié)束時，將屬于同一方的所有盲符點位信息轉(zhuǎn)換為盲符編碼，并將該盲符編 碼發(fā)送至計算機；步驟93，計算機將盲符編碼轉(zhuǎn)換為文字。
10、如權(quán)利要求9所述的盲文計算機點字輸入方法，其特征在于，步驟 91之前包括步驟1001:運行第一初始化模塊，調(diào)入盲符點位編碼表和坐標點位映射表；步驟1002，運行讀點位模塊，等待使用者點字輸入； 步驟1003，若使用者利用點字筆在盲文點字輸入板上點字，則執(zhí)行步驟 91，否則執(zhí)行1002。
11、如權(quán)利要求9所述的盲文計算機點字輸入方法，其特征在于，步驟92包括歩驟1004，運行讀點位模塊，依據(jù)讀取當前盲符點位的坐標，并依據(jù)該 坐標査詢坐標點位映射表得到當前盲符點位的盲符點位信息；歩驟1005，運行點位到編碼轉(zhuǎn)換模塊，判別當前盲符點位信息與之前保 存的當前盲符點位信息是否屬于同一方，如果是同一方，執(zhí)行步驟1002，否 則進入步驟1006;步驟1006，取出所有保存的盲符點位信息，并査詢盲符點位編碼表得到 對應的盲符編碼；步驟1007，運行發(fā)送數(shù)據(jù)模塊，將所述對應的盲符編碼發(fā)送給計算機， 執(zhí)行歩驟1002，等待新的輸入。
12、如權(quán)利要求9所述的盲文計算機點字輸入方法，其特征在于，步驟 93包括步驟1009，運行第二盲文點字處理模塊進行初始化，并建立與盲文點字 板之間的通信；步驟IOIO，運行接收數(shù)據(jù)模塊，接收來自盲文點字輸入板發(fā)送的所述對 應的盲符編碼；如果當前接收到的對應的盲符編碼不是句子結(jié)束符，則保存 該盲符編碼，否則執(zhí)行步驟1011;步驟IOII，運行編碼到文字轉(zhuǎn)換模塊，將接收數(shù)據(jù)模塊所保存的所有編 碼全部取出，并將盲符編碼轉(zhuǎn)換為文字。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于光傳感器的盲文計算機點字輸入系統(tǒng)和方法。該方法包括步驟91，使用者將點字筆插入當前盲符點位對應的點字孔并遮擋住X軸方向和Y軸方向的光線；步驟92，依據(jù)X軸方向的光接收器和Y軸方向的光接收器接收的光線獲取當前盲符點的坐標并計算出當前盲符點位的盲符點位信息；在一方輸入結(jié)束時，將屬于同一方的所有盲符點位信息轉(zhuǎn)換為盲符編碼，并將該盲符編碼發(fā)送至計算機；步驟93，計算機將盲符編碼轉(zhuǎn)換為文字。本發(fā)明實現(xiàn)了盲文的計算機點字輸入功能，具有通用性強、成本低、使用方便等優(yōu)點，完全符合盲人平時書寫盲文的使用習慣。
文檔編號G06F3/03GK101324810SQ20081011675
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月16日
發(fā)明者褚誠緣, 縈 謝, 錢躍良 申請人:中國科學院計算技術(shù)研究所