Устройство для чтения слепыми печатного текста

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

35I23l

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства _#_o

М. Кл. G 09b 21/00

G 0Gk 9/00

Заявлено 19.Х,1961 (№ 748429/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет комитет ло аелам изобретений и отнрмтнй лри Совете Министров

СССР

УДК 621.391.19(088.8) Опубликовано 13.IX 1972. Бюллетень М 27

Дата опубликования описания 26.1Х.1972

Автор изобретения

А. А, Лебедев

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЧТЕНИЯ СЛЕПЫМИ

ПЕЧАТНОГО ТЕКСТА,Изобретение опносится к аппаратам сенсорного протезирования, в частности к тифлотехническим приборам, и предназначено для самостоятельного чтения слепыми обычного печатного текста в условиях, когда и сам текст, и его носитель (бумага) не:подготовлены специально для у казанной цели.

После некоторых, переделок, замены или исключения ряда основных и вспомогательных узлов возможно использование читающей машины также в полиграфии, технике связи, вычислительной технике, шифровальном деле в других отраслях, где целесообразно автоматическое чтение печатных знаков, Известен ряд электромеханических и электронных читающих машин, не предназначенных для тифлотехнического использования.

Все такие машины конструктивно сложны и дороги, эксплуатация их также сложна, а обслуживание требует специального оператора. Поэтому для тифлотехнических целей подобные машины непригодны.

Известен аппарат для чтения слепыми плоскопечатного текста, который преобразует изображения печатных знаков в условный полифонический сигнал.

Однако, в этом ап парате перемежающиеся сигналы разных тонов на выходе не обеспечивают высокой разборчивости читаемого текста; восприятие незрячим этих сигналов происходит в обстановке напряжешюго внимания и носит субъективный характер, так как сип1алы необ ьектпвно однозначны; для пользования аппаратом необходимо cnLцпальное обучение; оп гическая головка (датчик) движется по строке возвратно-поступательно, что ухудшает кинематику аппарата;

10 скорость чтения невелика -- примерно пять знаков в сек; установку строки в плоокости движеш1я датчика и коррекцшо ее перекоса незрячий должен производить вручную, что для него край15 не затруднительно из-за отсутствия ориентиров; одинаковые по значению печатные буквы разной конфигурации (например 1 и а) воспроизводятся па выходе аппарата совершенно

20 разными по звуковому рисунку сигналамп; сигнал от читаемого знака (буквы) воспроизводится пе одновременно на выходе, а последовательно во времени, по мере прохождения контура Знака ОПТ11ческои головкой.

25 Целью настоящего изобретения явлЯется повышение надежности и разборчивости распознавания слепыми с помощью машины обычных печатных знаков (букв и цифр); получение обьективно однозначных, одина30 ковых сигналов от разных по форме, но сов351231

3 падающих по значению знаков (например Е и е); достижение скорости чтения в 10 и более значков в сек, соответствующей максимальной скорости, с которой слепые могут читать знаки азбуки Брайля; преобразование обычных печатных знаков в хорошо знакомые подавляющему большинству незрячих тактильные знаки азбуки Брайля а не в трудно распознаваемые, непривычные для незрячих сложные звуковые сигналы разных тонов; воспроизведение,в,выходном устройстве (сигнал изатора) каждого очередного прочитанного знака не,по частям, lIQ мере продвижения датчика по строке, а комплексно— сразу после схода датчика с контура знака; автоматическая, а не ручная настройка (наведение) датчика на строку и автоматическое устранение бокового сдвига (перекоса) строки по î" íîøåíèþ к плоскости движения датчика; улучшение кинематики машины путем применения вращательного движения датчика (без регулярного изменения направления этого движения) с тем, чтобы на холостом ходу датчик одновременно автоматически смещался вниз, на следующую строку .печатного текста.

Предлагаемое устройство содержит генератор импульсов отсечки, подключенный к выхода м фотоэл,. ментов,воспринимающего у зла, и фотоэлектрический узел настройки на строку, связанный с электроприводом каретки механизма перемещения и воспринимающим узлом, который закреплен на вращающемся валу привода, соосным желобообразному. откидному держателю носителя текста, а блок сигнализации выполнен в виде многознакового такторного столика со знаками азбуки Брайля.

На фиг. 1 показана общая блок-схема усТройства; на фиг. 2 — схема размещения световодов на строке текста; на фиг. 3 — компоновочный эскиз устройства в трех проекциях.

Предлагаемое устройство содержит оптическую систему с осветителем и об ьекти вом 1, воспринимающий узел 2, генератор импульсов отсечки 3, амплитудный селектор 4, блок логической обработки 5, блок сигнализации 6, механизм подачи текста с держателем 7, электропрпвод перемещения каретки 8, фотоэлектрический узел настройки на строку 9, станина 10, подвижная каревка 11, место размещения электронных узлов 12 и электропривода подачи, горизонтальный вал 18 привода вращения воспринимающего узла, электропривод

14 воспринимающего узла, воспринимающий узел в кожухе 15, откидной желобообразный держатель 1б, направляющие валы 17 с резьбой, контактный узел 18 и такторный столик 19.

Для листов с текстом имеется полукруглый откидной держатель из двух секций (крыльев) с прорезью .внизу между ними и плоской подпружиненной подставкой, закрепленной на подвижной каретке с опорами, передвигающейся по двум направляющим валам с резьбой, связанным через редуктор с реверсивным мотором. Имеются также вспомогательные устройства — для смещения датчика на следующую строку, для сигнализации об оконча. нии чтения страницы и для перелистывания стра ниц.

Воспринимающий узел 2 выполнен в виде системы световодов со светочувствительными элементами, расположенными так, чтобы использовать для лучшего распознавания печатных знаков междубу квенный пробел, имеет вспомогательные устройства — для членения контура читаемы знаков на стандартные,вертикальные полоски (элементы) и для настройки (наведения) .датчика на читаемую строку и удержания его на этой строке, причем воспринимающий узел, с целью сообщить ему непрерывное вращательное движение, закреплен на горизонтальной оси транспортера.

Блок логической обработки 5, электрически связанный с датчиком, выполнен в виде цепочек запоминающих устройств и логических схем «И» и «ИЛИ», и имеет вспомогательное устройство для предварительной дифференциации читаемых знаков по основным группам в зависимости от конфигурации их переднего фронта и для отключения цепей распознавания знаков в блоке, контуры которых целиком покрываются контуром другой буквы.

Механизм подачи текста с электроприводом и,кареткой 11 расположен в станине 10, где также размещены электронные узлы 12. Устройство может быть оборудовано узлом сигнализации об окончании чтения страницы и механизмом перелистывания прочитанных страниц.

На станине 10 расположен горизонтальный вал 18 с электроприводом 14, на одном конце которого укреплен воспринимающий узел в кожухе 15; на том же конце станины (ниже оси) находится двухсекторный полукруглый откидной держатель 1б и плоская подвижная. каретка 11 для носителя читаемого текста (на. пример книги) .

Через каретку 11 проходят два направляющих вала 17 с резьбой, имеющих шаг в один типографский пункт (0,375 .им), которые связаны через редукторы с реверсивным мотором.

На горизонтальном валу 18 находятся также скользящие контакты 18 для питания фотоэлементов воспринимающего узла 2 и передачи импульсов от них к блоку логической обработки 5. Датчик состоит из кожуха осветителя, оптической системы.

«Читающие» световоды расположены на

«главной»,вертикали (перпендикулярно линии .шрифта) и дополнительно — рядом с ней вертикально, горизонтально и по диагонали.

Фотоэлементы отрегулированы на различение разных градаций освещенности — диффузного отражения света от чистого фонда носителя текста (бумаги), и такого же отражения

351231 света от штриха читаемого знака («белый» и

«черный» сигналы).

Генератор импульсов отсеч ки 3 представляет собой генератор низкой частоты, связанный через схему совпадения «И» с группой читаю,щих фотоэлементов воспринимающего узла, расположенных на «главной» вертикали и подключенный к цепям всех читающих фотоэлементов.

Фотоэлектрический узел настройки на строку 9 состоит из двух световодов (см. фиг. 2) или двух групп световодов, расположенных параллельно линии шрифта, фотоэлементов, электронных балансных схем и подключен к реле питания двигателя привода, .который приводит в движение направляющие валики подающего механизма.

Блок сигнализации б, электрически связанный с блоком логической обработки, расположенный перед механизмом подачи со стороны воспринимающего узла, представляет узкую горизонтальную площадку (многознаковый такторный столик со знаками 19 Брайля), на которой размещены tB гнездах (отверстиях) группами по шесть штифты с опускными пружинами и обшей защелкой. Под такторной площадкой размещена на рельсах — направляющих передвижная каретка с шестью электромапнитными ударниками (типа соленоидов), расположенными, как и штифты такторного столика, соответственно шеститочию азбуки

Брайля. Оптимальное число знаков на такторном столике соответствует количеству печатных знаков в строке читаемого текста (порядка 70 — 100). Механизм подачи удерживает носитель текста (книгу и т. д.) в фиксированном положении, перемещает датчик по строке читаемого текста, а также передвигает лист или книгу относительно датчика, обеспечивая переход датчика с прочитанной строки на следующую строку.

На каретку 11 механизма подачи укладывается книга, причем часть ее листов в вертикальном положении пачкой вдвигается в прорезь держателя 1б и фиксируется прижимными рамками на обоих полукруглых крыльях держателя.

После включения мотора воспринимающий узел 15 начинает вращение против часовой стрелки.

По окончании чтения строки датчик прохо,дит часть окружности, не входящую в сектор ра боты (т. е. часть окружности, где нет листа бумаги с текстом), .вхолостую и на повышенной скорости. Одновременно включается мотор, имеющий привод к направляющим валам

17 с резьбой. Контактные лепестки на валах при каждом обороте последних дают импульсы на счетчик кегля шрифта. При кегле «10», например, счетчик, отсчитав десять оборотов валика, выключает через реле мотор. Таким образом, воспринимающий узел оказывается передвинутым вниз на одну строку. Когда воспринимающий узел вступает в свой рабочий

25 зо

6 сектор, в действие всту пает узел наведения 9 датчика на строку.

Как указано, после прочтения последней строки на странице воспринимающий узел 2 передвигается на одну строку вниз. В свою очередь, узел настройки на строку, начав работать, обнаруживает только белое поле и немедленно возвращает воспринимающий узел вверх на предыдущую строку. Затем цикл повторяется, после чего включается автомат сигнализации об окончании чтения страницы, Воспринимающий узел преобразует изображения печатных знаков в группы электрических импульсов.

Осветитель (лампа) отбрасывает пучок света на участок читаемого текста, находящийся под датчиком. Оптическая система направляет свет, диффузно отраженный от бумаги и штрихов печатных знаков, на торцы световодов, через которые свет попадает иа фотоэлементы, которые подают импульсы тока различной силы на вход амплитудных реле селектораа.

Генератор отсечки З.запускается от первого

«черного» импульса на любом фотоэлементе

«главной» вертикали (см. фиг. 2) и выключается, когда на всех этих элементах от междубуквенного пробела возникает «белый» сигнал.

Это обеспечивает идентичность размещения полосок сканирования, выделяемых на изображении знака с помощью генератора отсечки, при чтении одинаковых знаков шрифта одной гарнитуры и кегля.

Генератор импульсов отсечки подает отпирающие импульсы на выходы всех читающих фотоэлементов. В это время торцовые части световодов последовательно проходят вертикальные сечения изображения знака. Таким образом, на знаке поочередно выделяются вертикальные полоски, отражение света от которых регистрируют фотоэлементы. Ширина полосок интегрирования не должна превышать междубуквенного пробела, чтобы срабатывание на нем было достаточно отчетливым для разделения одного знака от другого и для включения сигнализатора, а также сброса на нуль электронных схем селектора, Узел настройки на строку действует во время рабочего хода датчика, Первый световод узла (см. фиг, 2) находится нормально ниже линии шрифта и получает «белый» сигнал, а второй световод в,правильном положении датчика на строке расположен на линии шрифта и получает «черный» сигнал не полного насыщения.

При смешении воспринимающего узла 2 вверх .по строке первый световод начинает получать «черный» сигнал и электронная балансная схема меняет состояние, включая через реле мотор, вследствие чего направляющие валы поворачиваются на определенный угол. В результате узел 2 продвигается вниз 11o строке в нормальное положение, и балансная схема возвращается в исходное положение, включая мотор.

351231

При смещении воспринимающего узла 2 из правильного положения вниз по строке второй световод начинает получать «белый» сигнал и балапсная схема срабатывает таким образом, что узел 2 передвигается вверх и нормальная ситуация восстанавливается, Блок логической обработки 5 перерабатывает полученные от узла 2 импульсы, запоминает их, отбирает и направляет к сигнализатору.

Амплитудные реле селектора 4, на входы которых, поступают импульсы от воспринимающего узла 2, формируют при «черном» сигнале (минимум тока фотоэлементов) им пульс необходимой амплитуды, а,при «белом» сигнале (максимум тока) — не выдают импульса вовсе.

«Черные» сигналы поступают на запоминающие элементы блока логической обработки, каждая из цепочек которых фиксирует сигналы от одного фотоэлемента. Таким о бразом, к моменту окончания чтения знака на этих запоминающих элементах откладываются соответственные отметки (состояния спусковых схем). Когда все световоды «главной»,верти кали пройдут междубуквенный пробел, т. е. получат одновременно «белый» сигнал, выдается импульс на включение вентилей от запоминающих элементов к логическим схемам совпадения «И».

На одной из этих схем, относящейся,к читаемому знаку, возникает сигнал, однозначный для данной буквы или цифры, что вызывает в свою очередь импульс на схеме «ИЛИ», соответствующей данному знаку в любой его форме. Это приводит к срабатыванию запоминающего устройства лю бого типа, связанного, как и все остальные запоминающие элементы, через шесть схем «ИЛИ» с блоком сигнализации, Блок логической обработки 5 производит также предварительное разделение букв на три группы:

:с вертикальным передним фронтом (типа к,,я, н); с закругленным передним фронтом (типа е, о, с); с открытым передним фронтом (типа э, ж, y).

При чтении букв латинского алфа вита этот же блок обеспечивает различение «зеркальных» букв (вида д и p, b и d) .

При чтении строчных букв блок лопгческой обработки фиксирует на трех логических схемах «И» появление (сразу после междубуквенного пробела) «черного» сигнала либо на всех световодах «главной» вертикали, или только на одном световоде, проходящем rto средней линии строки, либо же только на двух световодах, идущих по нижней и верхней линиям строки, что соответствует трем указанчым вьппе группам букв.

Остал|пые три логических схемы фиксируют таким же образом признаки прописных букв.

От каждой из шести логических схем (по5

45,парно) выдаются через схемы «ИЛИ» отпирающие импульсы на группы цепоче|к запоминающих элементов, соответствующих группе букв, различающихся по очертанию переднего фронта.

Размещение дополнительных световодов рядом (справа) с «главной» вертикалью, включаемых в один определенный момент, позволяет с высокой точностью .производить селекцию знаков, трудно дифференцируемых с помощью только световодов «главной» вертикали.

Блок сигнализации преобразовывает электрические импульсы, полученные от блока логической обработчики в знаки азбуки Брайля, эквивалентные прочитанным машиной, печатным знакам.

Импульсы от селектора вызывают срабатывание реле некоторых электромагнитов каретки такторного столика. Каждый электромагнит толкает вверх ударник, который выдвигает над поверхностью такторного столика соответственный штифт, закрепляющийся на общей защелке. Таким образом, на такторном столике появляется знак Брайля, идентичный только что прочитанной букве или цифре.

Перед(вижная каретка с электромагнитами после этого стартстопно передвигается на один шаг и устанавливается под следующей группой из шести штифтов.

Постепенно к концу чтения строки печатного текста, на такторном столике появляется строка знаков Брайля.

Очистить для новой записи такторный столик можно через любое удобное для незрячего время.

Нажатие кнопки, находящейся сбоку такторного столика, вызывает срабатывание электромагнита и он оттягивает общую для всех штифтов .защелку. При этом штифты под воздействием собственной пружины опускаются вниз, заподлицо с поверхностью столика.

Общая защелка, удерживающая штифты, может быть отведена для их сброса и автоматически — по сигналу об окончании чтения строки и о выходе датчика из его рабочего сектора.

Предмет изобретения

Устройство для чтения слепымп печатного текста, содержащее механизм подачи носителя текста с держателем, закрепленным на подвижной каретке, оптическую систему, подвижный воспринимающий узел, выполненный в виде системы световодов со светочувствительными элементами, выходы которых через амплитудные селекторы подключены !к блоку логической обработки, соединенному с блоком сигнализации, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, оно содержит генератор импульсов отсечки, подключенный к выходам фотоэлементов воспринимающего узла, и фотоэлектрический узел

10 Ри8 Ф

1б Puz Л

Составитель В. Кудрввцов

Текред Е. Борисова Корректор А. Васильева

Редактор E. Гончар

Заказ 3206/8 Изд. М 1285 Тираж 406 Подписное

Ц11ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4, 5

Типографии, пр. Сапунова, 2 настроики на строку, связанный с электроприводом каретки механизма перемещения и воспринимающим узлом, закрепленным на вращающемся валу привода, соосным желобообразному откидному держателю носителя текста, а блок сигнализации, выполнен в виде многознакового такторного столика со знаками азбуки Брайля.