재생 가능 점자 디스플레이
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1. 개요
재생 가능 점자 디스플레이는 전자기계 문자 셀을 사용하여 점자를 표시하는 장치이다. 이 디스플레이는 핀을 올리거나 내리는 방식으로 점자를 표현하며, 40개 또는 80개의 점자 셀을 갖춘 것이 일반적이다. 압전 효과, 솔레노이드, 형상 기억 합금 등 다양한 기술이 점자 핀을 작동시키는 데 사용된다. 소프트웨어는 운영 체제에서 화면 내용을 점자 문자로 변환하여 디스플레이로 전송하며, 화면 낭독기는 그래픽 요소를 텍스트로 설명한다. 2000년에는 회전 휠 방식의 점자 디스플레이가 개발되어 연속적인 텍스트 읽기를 가능하게 했으며, 점자 전자책에도 활용된다.
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재생 가능 점자 디스플레이 |
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2. 기계적 세부사항
재생 가능 점자 디스플레이는 기계적으로 복잡하여 제작 비용이 높은 편이다.
점자 디스플레이를 제어하기 위해서는 소프트웨어가 필요하다. 이 소프트웨어는 표시해야 할 내용을 운영 체제로부터 받아와 점자로 변환한 뒤 디스플레이 장치로 전송하는 역할을 한다. 특히, GUI 환경에서는 창(window)이나 슬라이드 바 같은 그래픽 요소를 텍스트 정보로 변환해야 하므로 스크린 리더 소프트웨어의 역할이 더욱 복잡해진다. 이러한 변환 과정을 지원하기 위해 최근의 운영 체제들은 스크린 리더가 필요한 정보에 접근할 수 있도록 API를 제공한다. 예를 들어, 윈도우 운영 체제에서는 MSAA를, GNOME 데스크톱 환경에서는 AT-SPI와 같은 API를 지원한다.
2. 1. 구동 원리

재생 가능 점자 디스플레이는 일반적으로 점자 자판과 함께 사용된다. 입력 방식은 퍼킨스 점자 타자기와 유사하게 양쪽에 각각 4개의 키를 사용하는 방식이나 일반적인 QWERTY 키보드를 사용하는 방식 등이 있다. 출력은 전자기계적인 점자 셀을 통해 이루어지는데, 각 셀은 8개의 핀 조합을 올리거나 내릴 수 있다. 입력 전용 또는 출력 전용 장치도 존재한다.
점을 올리는 메커니즘으로는 여러 방식이 사용되며, 대표적으로 특정 결정체의 압전 효과를 이용하는 방식 등이 있다.
이러한 디스플레이는 일상적인 사용에 견딜 수 있는 신뢰성 있는 장치를 만드는 것이 복잡하여 가격이 비싼 편이다. 일반적으로 40개 또는 80개의 점자 셀을 표시하며, 일부 휴대용 기기에는 18개에서 40개 사이의 셀을 가진 모델도 있다.
일부 모델에서는 커서의 위치를 해당 점의 진동으로 표시하기도 하며, 각 셀에 관련된 스위치를 통해 커서를 해당 셀로 직접 이동시키는 기능을 제공하기도 한다.
2. 1. 1. 압전식
점자를 올리는 기구에 압전 효과를 이용하는 방식이다. 압전 소자는 특정 결정체로 만들어지는데, 이 결정체에 전압을 가하면 부피가 팽창하는 성질을 가지고 있다. 이 결정체에 레버를 연결해 두면, 전압이 가해져 결정체가 팽창할 때 발생하는 힘으로 레버를 눌러 점자를 위로 솟아오르게 할 수 있다. 따라서 디스플레이의 각 점자마다 압전 소자가 하나씩 필요하며, 일반적으로 하나의 문자 셀은 8개의 점으로 이루어지므로 문자 하나당 8개의 압전 소자가 필요하다.2. 1. 2. 전자기식
각 마그넷 핀마다 소형 솔레노이드를 갖추고, 발생하는 전자기력으로 핀을 가동시킨다.[2]2. 1. 3. 형상 기억 합금
열로 변형하는 형상 기억 합금으로 핀을 가동한다. 전력 없이도 핀의 위치를 유지할 수 있다는 장점이 있다.[3]2. 2. 발전된 형태: 회전 릴(wheel) 식
2000년 미국 국립 표준 기술 연구소(NIST)와 벨기에의 루벤 가톨릭 대학교에서 새로운 형태의 점자 디스플레이인 회전 휠(wheel) 방식이 개발되었다.[1][4] 이 방식은 회전하는 바퀴의 가장자리에 점자를 배치하여 사용자가 손가락을 한 곳에 고정한 채로 연속적으로 점자 텍스트를 읽을 수 있도록 설계되었다.작동 원리는 바퀴가 회전하면서 점자들이 고정된 액추에이터를 지나갈 때, 액추에이터가 해당 위치의 핀을 밀어 올려 점자를 형성하는 방식이다. 이는 기존의 점자 디스플레이처럼 각 점마다 압전 소자와 같은 구동 장치를 배치할 필요가 없어 제조 공정이 단순화된다.[4] 결과적으로 제조 복잡성이 크게 줄어들어, 회전 휠 점자 디스플레이는 상용화될 경우 기존 방식보다 저렴한 가격으로 생산될 수 있을 것으로 기대된다.[1]
한편, 일본의 주식회사 아스크가 2003년에 개발한 "아스크 텐텐"은 유사한 원반형 점자 디스플레이이지만[5], 각 점자 셀에 압전 소자가 통합되어 있어 회전 휠 방식과 같은 비용 절감 효과는 거두지 못했다.[4]
3. 소프트웨어
소프트웨어는 운영 체제에서 화면의 내용을 수집하여 점자 문자로 변환한 후 디스플레이로 전송한다. 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 환경에서는 스크린 리더가 창이나 슬라이드 바와 같은 그래픽 요소를 해석하고 텍스트 형태로 설명해야 하기 때문에 특히 복잡하다. 최신 운영 체제는 일반적으로 스크린 리더가 이 정보를 쉽게 얻는 데 도움이 되는 API를 제공한다. 예를 들어, Microsoft Windows에서는 UI 자동화(UIA)나 MSAA가 있고, macOS 및 iOS에서는 VoiceOver가 있으며, GNOME 환경에서는 AT-SPI가 지원된다.
4. 역사
점자 디스플레이의 기반은 점자 단말기이다. 점자 단말기는 세 개의 키 두 쌍과 스페이스바로 구성된 퍼킨스 브레이러와 같은 입력 기구와 점자 디스플레이를 이용한 출력 기구로 이루어져 있다. 그 외에도 QWERTY 자판을 사용하는 점자 단말기도 있으며, 입력 전용 기기나 출력 전용 기기도 존재한다. 1951년, 퍼킨스 맹학교의 목공 교사였던 데이비드 아브라함(David Abrahameng)이 최초의 휴대용 점자 단말기를 개발했다.
5. 점자 전자책
참조
[1]
뉴스
Flemish researcher (Tiene Nobels) develops braille computer mouse / Vlaamse onderzoekster (Tiene Nobels) ontwikkelt braillecomputermuis
https://web.archive.[...]
ZDNet
[2]
웹사이트
触覚ディスプレイ素子の構造
http://www.a.tsukuba[...]
2021-02-24
[3]
웹사이트
Pindisplay
http://www.memsas.co[...]
2021-02-24
[4]
뉴스
Vlamish researcher develops computermouse / Vlaamse onderzoekster ontwikkelt braillecomputermuis
http://www.zdnet.nl/[...]
ZDNet
[5]
문서
ASKKてんてんホームページ
http://www.askktente[...]
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