DE19853915A1 - Verfahren zum Erfassen und Darstellen einer dreidimensionalen Struktur sowie Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Erfassen und Darstellen einer dreidimensionalen Struktur sowie Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Erfassen und Darstellen einer dreidimensionalen Struktur wird diese zunächst optisch erfaßt. Anschließend werden die erfaßten Strukturdaten in elektrische Signale und weiter in ein ertastbares und mit der dreidimensionalen Struktur korreliertes dreidimensionales Relief umgesetzt. Eine Einrichtung (1) zum Durchführen des Verfahrens umfaßt mindestens einen am Kopf des Benutzers anbringbaren optischen Detektor (4), mit dem die dreidimensionale Struktur erfaßt wird. Zusätzlich weist die Einrichtung eine elektronische Auswertschaltung auf, welche die erfaßten dreidimensionelen Strukturdaten in Steuersignale umsetzt. Mit diesen Steuersignalen wird ein Relief-Display (9) angesteuert, mit dem ein ertastbares und mit der dreidimensionalen Struktur korreliertes Relief erzeugt wird. Blinde bzw. Sehbehinderte erhalten mit Hilfe des Verfahrens und der Einrichtung einen räumlichen Eindruck ihrer Umgebung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen und Darstellen einer dreidimensionalen Struktur.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Blinde oder sehbehinderte Personen sind, wenn sie sich in einer ihnen fremden Umgebung zurechtfinden wollen, entweder auf die Hilfe anderer Personen oder auf sonstige Hilfsmittel angewiesen, die nur einen ungenügenden Eindruck über die tatsächliche Gestalt der sich in ihrem Wirkungs­ kreis bzw. ihrem Gesichtsfeld befindlichen Dinge vermitteln und zudem auf den Nahbereich der Umgebung beschränkt sind. Derartige Hilfsmittel sind außerdem auffällig und kenn­ zeichnen den Benutzer als behinderte Person. Dies wird von vielen blinden bzw. sehbehinderten Personen als nachteilig empfunden.
Es ist daher die Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubil­ den, daß eine dreidimensionale Struktur, insbesondere im etwas entfernteren Umgebungsbereich, möglichst prä­ zise und schnell erfaßt und in einer auch für blinde oder sehbehinderte Personen verständlichen Weise dargestellt werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit folgenden Verfahrensschritten gelöst:
  • a) optisches Erfassen der dreidimensionalen Struktur;
  • b) Umsetzen der erfaßten Strukturdaten in elektrische Signale, welche die Koordinaten der dreidimensiona­ len Struktur wiedergeben.
  • c) Umsetzen der elektrischen Signale in ein ertastbares, mit der dreidimensionalen Struktur korreliertes drei­ dimensionales Relief.
Durch das optische Erfassen der dreidimensionalen Struk­ tur liegen deren Strukturdaten präzise für eine weitere Verarbeitung vor. Das Umsetzen der Strukturdaten in elektrische Signale und weiter in ein ertastbares dreidi­ mensionales Relief führt zu einem Abbild der erfaßten Struktur, das auch von einer blinden bzw. sehbehinderten Person über den Tastsinn räumlich wahrgenommen werden kann. Damit ist es der Person möglich, sich ohne fremde Hilfe einen Eindruck von ihrer Umgebung zu verschaffen.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens wird die dreidi­ mensionale Struktur im Gesichtsfeld einer Person erfaßt. Dadurch wird der Ausschnitt der Umgebung für die Person erfaßbar, der auch normal sehenden Personen zugänglich ist. Dies erleichtert es, sich in einer fremden Umgebung zurechtzufinden, da der erfaßte Ausschnitt der Umgebung mit dem Gesichtsfeld der sich bewegenden Person wandert und damit die zur Orientierung relevante Umgebungsinforma­ tion herausgefiltert wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es weiter, eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens zu schaffen, die von einer blinden oder sehbehinderten Person als Orien­ tierungshilfe mitgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrich­ tung gelöst, die aufweist:
  • a) mindestens einen am Kopf des Benutzers anbringbaren optischen Detektor zur optischen Erfassung der drei­ dimensionalen Struktur;
  • b) eine elektronische Auswertschaltung, welche die von dem optischen Detektor erfaßte dreidimensionale Struktur in Steuersignale zur Wiedergabe von mit der dreidimensionalen Struktur korrelierten Koordina­ ten umsetzt;
  • c) ein tragbares Relief-Display, welchem die Steuersig­ nale zugeführt werden und das ein ertastbares und mit der dreidimensionalen Struktur korreliertes Relief erzeugt.
Der am Kopf des Benutzers anbringbare optische Detektor gewährleistet eine optische Erfassung der Umgebungsstruk­ turen im Gesichtsfeld des Benutzers. Die elektronische Auswertschaltung und das Relief-Display lassen sich kompakt und unauffällig in eine Einheit, z. B. innerhalb einer Tragtasche, integrieren. Durch das Betasten des Relief- Displays, das die dreidimensionale Struktur einschließlich des Tiefeneindrucks der Umgebung im Gesichtsfeld des Benutzers wiedergibt, kann sich der Benutzer in seiner Umgebung orientieren.
Bevorzugt umfaßt der optische Detektor einen eine korrela­ toroptische Phasenmessung durchführenden Tiefenkarten- Sensor. Ein derartiger Sensor ist in der Zeitschrift "Tech­ nisches Messen", Vol. 65, Nr. 7-8, Seiten 260 bis 263 (1998) beschrieben und arbeitet in ähnlicher Weise wie das Autofocus-System eines Fotoapparates. Mit ihm läßt sich der Abstand der individuellen Gegenstandspunkte einer Struktur im Erfassungsbereich des Sensors und damit der Tiefeneindruck der Struktur bestimmen. Ein solcher Sensor arbeitet monokular, benötigt also nur eine Kamera. Dies verringert den apparativen Aufwand beim optischen Erfassen der Struktur und führt zu einer im Vergleich zu einer binokularen Erfassung vereinfachten Verarbeitung der optisch erfaßten Daten.
Alternativ umfaßt der optische Detektor eine Stereokamera. Eine derartige Stereokamera ist beispielsweise im DE-GM 92 17 643 beschrieben. Mit Hilfe einer nachgeordneten Bild­ verarbeitungsschaltung (z. B. durch eine Stereoauswertung in einem Mikrocomputer) lassen sich, analog zum räumlichen Sehen, die optischen Informationen einer Stereokamera in einen Tiefeneindruck und nachfolgend in die Steuersignale für das Relief-Display umsetzen. Derartige Stereokameras können ohne bewegliche Teile ausgeführt werden.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung umfaßt die Auswert­ schaltung eine Rechnereinheit zur Verarbeitung der er­ faßten Strukturdaten. Die Unterstützung der Auswertschal­ tung durch eine Rechnereinheit gewährleistet die rasche Umsetzung der erfaßten Strukturdaten in die Steuersignale für das Relief-Display.
Die Signalübertragungsmittel zwischen dem optischen Detektor und einer die elektronische Auswertschaltung und das Relief-Display umfassenden Relief-Darstellungseinrich­ tung können für eine bidirektionale Signalübertragung ausgelegt sein. Dadurch ist neben der Übertragung der erfaßten Strukturdaten vom Detektor zur Relief-Darstel­ lungseinrichtung beispielsweise auch die Übertragung von Statusinformationen der Relief-Darstellungseinrichtung, wie beispielsweise dem Abbildungsmaßstab, der Auflösung oder der Wiederholrate der Strukturwiedergabe, zum Detektor möglich, die dann durch entsprechende Signale, z. B. akustisch über einen am Detektor angebrachten Signalgeber, an den Benutzer weitergeleitet werden können.
Die Signalübertragungsmittel zwischen dem optischen Detektor und der Relief-Darstellungseinrichtung können drahtlos arbeiten. Dies erhöht die Flexibilität der Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung. Die drahtlose Signalübertragung führt zudem zu einem unauffälligen optischen Detektor.
Die Display-Grundfläche des Relief-Displays nimmt bei einer Weiterbildung der Erfindung mindestens einen Teil der Oberfläche einer Tasche ein, die die Relief-Darstel­ lungseinrichtung enthält. Eine derartige Tasche ist unauffällig und kann beispielsweise als Umhängetasche getragen werden. Das Relief-Display kann einfach abge­ tastet werden, indem der Benutzer seine Hand beim Tragen der Tasche auf das Relief-Display legt. Dies ist beson­ ders bei Umhängetaschen einfach und unauffällig möglich.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Relief- Display eine Mehrzahl von senkrecht zur Display-Grund­ fläche hin- und herbewegbaren Relief-Stiften auf. Die Relief-Stifte erfüllen dabei den gleichen Zweck wie die z. B. ein Fernsehbild aufbauenden Bildpunkte (sog. Pixel). Durch die individuelle Ansteuerung der Relief- Stifte läßt sich das Relief-Display in eine beliebige ertastbare Oberflächenform bringen.
Bevorzugt sind dabei Inkrementalgeber vorgesehen, welche die Auslenkung der ertastbaren Spitzen der Relief-Stifte bezüglich der Display-Grundfläche des Relief-Displays überwachen. Mit derartigen Inkrementalgebern ist eine präzise Überwachung und damit eine Kontrolle der Wieder­ gabegenauigkeit des Relief-Displays möglich. Feine Kontur­ unterschiede in der Tiefendimension können auf diese Weise wiedergegeben werden.
Die Relief-Stifte können durch Elektromotoren bewegt werden, denen die Steuersignale der Auswertschaltung zugeführt werden. Derartige Elektromotoren sind relativ preiswert sowie leicht und platzsparend ausführbar.
Bevorzugt sind dabei die Relief-Stifte über an ihnen angebrachte Nocken an von den Wellen der Elektromotoren angetriebene Schneckenwendeln angekoppelt. Auf diese Weise ist eine einfache und sichere Verbindung zwischen den Relief-Stiften und den Elektromotoren gegeben. Über die Steigung der Schneckenwendeln läßt sich die Empfindlichkeit der Auslenkung der Relief-Stifte variieren.
Die Elektromotoren sind bevorzugt Schrittmotoren. Die Auslenkung der Relief-Stifte läßt sich dann auch durch Zählung der von den individuellen Elektromotoren durchge­ führten Schritte überwachen.
Die Display-Grundfläche des Relief-Displays kann Teil des die Elektromotoren tragenden Rahmens sein. Diese Grundfläche verbindet die Funktion einer definierten "Null- Stellung" des Relief-Displays mit der Tragefunktion der Elektromotoren.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 schematisch die physische Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit einer elektroni­ schen Brille und einer das Relief-Display enthal­ tenden Tasche;
Fig. 2 schematisch die Aufsicht auf ein Relief-Display;
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Bereichs des Relief-Dis­ plays von Fig. 2, die Details zweier Pixelele­ mente des Relief-Displays zeigt; und
Fig. 4 ein Blockdiagramm, das den Datenfluß innerhalb der Einrichtung von Fig. 1 darstellt.
Die insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 versehene Einrichtung von Fig. 1 weist eine elektronische Brille 2 und eine Relief-Darstellungseinrichtung 3 auf, die in einer Trage­ tasche 25 untergebracht ist. Die von einer Person getragene elektronische Brille 2 umfaßt zwei Kameras 4, die jeweils über den anstelle von Brillengläsern ausgebildeten Dis­ plays 5 der elektronischen Brille 2 angeordnet sind. In die Displays 5 können von der Einrichtung 1 erzeugte Informationen eingespiegelt werden, wie unten noch näher erläutert wird. Die beiden Kameras 4 sind Bestandteil einer Stereokamera. Die Seitenansicht der Fig. 1 zeigt nur eine der beiden Kameras 4. Die von den beiden Kameras 4 empfangenen Stereo-Bilder werden in elektronische Signale umgewandelt und über eine Signalleitung 6 an die Relief- Darstellungseinrichtung 3 übertragen, wo sie einer nach­ geschalteten Stereo-Bildauswertung unterzogen werden.
Bei einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel einer Einrichtung zur dreidimensionalen Strukturdarstellung sind die Kameras 4 durch einen mono­ kularen Tiefenkarten-Sensor ersetzt. Mit Hilfe eines solchen Tiefenkarten-Sensors ist es möglich, auch bei der Verwendung von nur einer Kamera dreidimensionale Informa­ tionen über das von der Kamera erfaßte Gesichtsfeld zu erhalten. Dazu bedient sich der Tiefenkarten-Sensor einer korrelatoroptischen Phasenmessung, die auch bei Autofocus- Einrichtungen in Fotoapparaten Verwendung findet. Eine zweite Kamera und eine nachgeordnete Stereo-Bildauswertung sind bei dieser Ausführungsform nicht mehr erforderlich.
Die Kameras 4 erfassen ein Gesichtsfeld mit einem Öffnungs­ winkel von ca. 40°.
Für Personen, die noch über eine hierzu ausreichende Sehkraft verfügen, ist die elektronische Brille 2 mit transparenten Displays 5 ausgerüstet. Beim Einsatz als Blindenhilfe können die Displays 5 natürlich ganz fehlen; in diesem Fall können die Kameras 4 direkt an die Stelle der Displays 5 rücken.
Die Tragetasche 25 weist ein Bedienfeld 7 auf, mit dessen Hilfe Benutzereingaben möglich sind. Zur Stromversorgung der Einrichtung 1 enthält die Tragetasche 25 eine Batterie 8. Die Tragetasche 25 hat im wesentlichen eine quaderför­ mige Form. Dabei nimmt das Bedienfeld 7 eine Seite dieses Quaders ein. Eine weitere Seite des Gehäuses weist ein Relief-Display 9 auf.
In der schematisierten Darstellung von Fig. 2 ist das Relief-Display 9 als Array mit 10 Reihen und 10 Spalten von mechanischen Pixelelementen 10 ausgeführt. Der Abstand zwischen zwei aneinander angrenzenden Pixelelementen ist ein Maß für die mit dem Relief-Display 9 erreichbare laterale Auflösung der Konturwiedergabe.
Im Zentrum jedes Pixelelements 10 sitzt ein beweglicher Relief-Stift 11, der senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 2 beweglich ist.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist jedem Relief-Stift 11 ein Elektromotor 12 zugeordnet, der die Bewegung des Relief-Stifts 11 bewirkt, wie unten noch beschrieben wird. Die Welle 13 des Elektromotors 12 ist parallel zur Achse des Relief-Stifts 11. Der Elektromotor 12 sowie der Relief- Stift 11 sind mittels eines Rahmens 14 gehaltert, der im wesentlichen aus zwei Rahmenteilen 15, 16 aufgebaut ist. Die in Fig. 3 obenliegende Fläche des Rahmenteils 15 bildet die Grundfläche des Relief-Displays 9, über die hinaus sich die Relief-Stifte 11 erstrecken. Das von einem Gehäuse 17 des Elektromotors 12 abgewandte Wellenende 18 der Welle 13 des Elektromotors 12 sitzt in einer Aufnahme 19 des Rahmenteils 15, die ein Axial-/Radiallager bildet. Das Gehäuse 17 des Elektromotors 12 ist am Rahmenteil 16 in nicht näher dargestellter Weise befestigt.
Der Relief-Stift 11 gleitet in Durchgangsbohrungen 20, 21 der Rahmenteile 15, 16. Er sowie die Durchgangsbohrungen 20, 21 weisen eine in der Zeichnung nicht dargestellte axial verlaufende Nut-/Federkombination auf, die eine Rotation des Relief-Stifts 11 um seine Längsachse ver­ hindert.
Ein dem Elektromotor 12 zugewandter Abschnitt der Mantel­ fläche des Relief-Stifts 11 weist eine Nocke 22 auf. Die Nocke 22 greift in eine Schneckenwendel 23 ein, die koaxial zur Welle 13 ist und sich bei Betätigung des Elektromotors 12 mit dieser dreht. Beim Betätigen des Elektromotors 12 nimmt somit die sich drehende Schneckenwendel 23 die in sie eingreifende Nocke 22 des Relief-Stifts 11 mit und bewirkt dessen Verstellung.
Die Position des Relief-Stifts 11 wird durch einen opti­ schen Inkrementalgeber 24 gesteuert. Dazu sind auf der Außenfläche der Welle 13 Markierungen angebracht (in der Zeichnung nicht dargestellt), deren Bewegung beim Verdrehen der Welle 13 von einer Detektionseinheit des optischen Inkrementalgebers 24 überwacht wird. Aus der dadurch erhaltenen Information über die durchgeführte Winkelver­ drehung der Welle 13 kann die Vertikalposition des Relief- Stifts 11 gegenüber der Grundfläche bestimmt werden.
Der Elektromotor 12 ist als Gleichstrom- oder alternativ als Schrittmotor ausgeführt.
Die kleinste durch den Inkrementalgeber 24 steuerbare Änderung in der Position des Relief-Stifts 11 bzw. die entsprechende durch einen Schritt des als Schrittmotor ausgeführten Elektromotors 12 bewirkte Änderung ist ein Maß für die vertikale Auflösung der Konturwiedergabe.
Fig. 4 verdeutlicht den Datenfluß innerhalb der Einrich­ tung 1. Eine in Fig. 4 beispielhaft als Quader dargestell­ te Struktur 26 wird optisch von den Kameras 4 erfaßt und in analoge elektrische Signale umgesetzt. Diese Signale werden anschließend an eine elektronische Auswertschaltung 27 übertragen, die die elektrischen Signale mit Hilfe eines Rechners 28 digitalisiert und in Steuersignale für das Relief-Display 9 umrechnet. Diese Steuersignale steuern die Auslenkung der Pixelelemente 10 des Relief-Displays 9.
Sowohl die Funktion der Auswertschaltung 27 als auch die der symbolisch als Kasten dargestellten elektronischen Brille 2 können vom Benutzer über das Bedienfeld 7 beein­ flußt werden, wie unten noch näher erläutert wird. Der jeweilige Systemstatus, z. B. der aktuelle Wert eines Abbildungsmaßstabs oder der Auflösung, werden von der Relief-Darstellungseinrichtung 3 in analoge elektrische Signale gewandelt und an die elektronische Brille 2 übertragen, um dort zur Anzeige mittels der Displays 5 zur Verfügung zu stehen.
Die Funktion der beschriebenen Einrichtung ist wie folgt:
Mit Hilfe der Kameras 4 bzw. alternativ des Tiefenkarten- Sensors ist die Erfassung dreidimensionaler Bilddaten möglich. Die vorgenannten optischen Detektoren sind so an der elektronischen Brille 2 montiert, daß eine diese Brille 2 tragende Person mit den optischen Detektoren ein Gesichtsfeld abdeckt, das dem einer normal sehenden Person vergleichbar ist. Die in elektronische Signale umgewandelten dreidimensionalen Bildinformationen werden in der Relief-Darstellungseinrichtung 3 in Steuerimpulse für die Elektromotoren 12 des Relief-Displays 9 umgesetzt, so daß die den Elektromotoren 12 zugeordneten Relief- Stifte 11 ein Abbild der sich im Gesichtsfeld der Person befindenden Kontur wiedergeben.
Die Wiederholrate, mit der die Konturwiedergabe erfolgt, ist im Bereich von 1 Hz. Die ständige Wiedergabe der erfaßten Kontur mit maximaler Wiederholrate wird als online-Status bezeichnet.
Durch Betasten des durch die Relief-Stifte 11 gebildeten Reliefs kann der Benutzer diese Kontur-Information abrufen.
Zur angepaßten Darstellung verschieden großer Struk­ turen mit unterschiedlichen Geometrien kann ein Abbildungs­ maßstab für die erfaßten Koordinaten durch die Einrichtung 1 automatisch nachgeregelt oder über das Bedienfeld 7 der Relief-Darstellungseinrichung 3 eingegeben werden, der das "gesehene" Bild mit dem dargestellten Relief korreliert. Die Wahl eines konstanten Abbildungsmaßstabs durch den Benutzer erfolgt beispielsweise in Fällen, in denen die Einrichtung 1 zur Darstellung von Strukturen vorbestimmter Größe verwendet wird.
Neben dem Abbildungsmaßstab kann der Benutzer über das Bedienfeld 7 ggf. auch die Auflösung des Relief-Displays 9 eingeben. Dies ist z. B. dann sinnvoll, wenn die erreich­ bare Auflösung des Relief-Displays 9 höher ist, als diejenige, die zum Erkennen einer Struktur erforderlich ist. In diesem Fall kann die niedrigere Auflösung, mit der ein geringerer Rechenaufwand der Relief-Darstellungs­ einrichtung 3 und damit eine potentiell höhere Wiederhol­ rate der Konturwiedergabe mittels des Relief-Displays 9 resultiert, über das Bedienfeld 7 gewählt werden.
Zusätzlich sind über das Bedienfeld 7 auch weitere System­ parameter einstellbar, wie z. B. die Größe des durch die Kameras 4 erfaßten Bildausschnitts, also des "Gesichtsfelds" der Einrichtung 1.
Statt der elektronischen Brille 2 der oben beschriebenen Ausführungsformen kann auch ein anderweitig am Kopf des Benutzers angebrachtes Gestell, das die optischen Detektoren der Einrichtung 1 trägt, Verwendung finden.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Signalleitung 6 zur bidirektionalen Übertragung ausgerüstet. Es können somit nicht nur Daten von der elektronischen Brille 2 zur Relief-Darstellungseinrichtung 3 übertragen werden, sondern auch umgekehrt. Auf diese Weise ist der Systemstatus der Relief-Darstellungseinrichtung 3 auch an die elektro­ nische Brille 2 übermittelbar. Zur Weitergabe des System­ status (online/offline-Status, Verstärkungsfaktor usw.) an den Benutzer ist die elektronische Brille 2 mit den Displays S. in die die Information eingespiegelt wird, oder alternativ mit einem akustischen Signalgeber ausge­ rüstet.
Die Signalübertragung zwischen den Kameras 4 und der Relief-Darstellungseinrichtung 3 kann auch drahtlos, z. B. mittels einer Funkübertragung mit hoher Übertragungsrate erfolgen. In diesem Fall ist die elektronische Brille 2 mit einer unabhängigen Energiequelle ausgerüstet, z. B. mit einer Batterie.

Claims (16)

1. Verfahren zum Erfassen und Darstellen einer dreidimen­ sionalen Struktur, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • a) optisches Erfassen der dreidimensionalen Struktur (26);
  • b) Umsetzen der erfaßten Strukturdaten in elektrische Signale, welche die Koordinaten der dreidimensionalen Struktur (26) wiedergeben;
  • c) Umsetzen der elektrischen Signale in ein ertastbares, mit der dreidimensionalen Struktur (26) korreliertes dreidimensionales Relief.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dreidimensionale Struktur (26) im Gesichtsfeld einer Person erfaßt wird.
3. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch:
  • a) mindestens einen am Kopf des Benutzers anbringbaren optischen Detektor (4) zur optischen Erfassung der dreidimensionalen Struktur (26);
  • b) eine elektronische Auswertschaltung (27), welche die von dem optischen Detektor (4) erfaßte dreidimensionale Struktur (26) in Steuersignale zur Wiedergabe von mit der dreidimensionalen Struktur (26) korrelierten Koordinaten umsetzt;
  • c) ein tragbares Relief-Display (9), welchem die Steuer­ signale zugeführt werden und das ein ertastbares und mit der dreidimensionalen Struktur (26) korreliertes Relief erzeugt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Detektor (4) einen eine korrelator­ optische Phasenmessung durchführenden Tiefenkarten-Sensor umfaßt.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Detektor (4) eine Stereokamera umfaßt.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (27) eine Rech­ nereinheit (28) zur Verarbeitung der erfaßten Strukturdaten umfaßt.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Signalübertragungsmittel (6) zwischen dem optischen Detektor (4) und einer die elektro­ nische Auswertschaltung (27) und das Relief-Display (9) umfassenden Relief-Darstellungseinrichtung (3) für eine bidirektionale Signalübertragung ausgelegt sind.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragungsmittel (6) zwischen dem optischen Detektor (4) und der Relief-Darstel­ lungseinrichtung (3) drahtlos arbeiten.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Display-Grundfläche des Relief- Displays (9) mindestens einen Teil der Oberfläche einer Tasche (25) einnimmt, die die Relief-Darstellungseinrich­ tung (3) enthält.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Detektor (4) an einem Brillengestell (2) angebracht ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Relief-Display (9) eine Mehrzahl von senkrecht zur Display-Grundfläche hin- und herbewegbaren Relief-Stiften (11) aufweist.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Inkrementalgeber (24) vorgesehen sind, welche die Auslenkung der ertastbaren Spitzen der Relief-Stifte (11) bezüglich der Display-Grundfläche des Relief-Displays (9) überwachen.
13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Relief-Stifte (11) durch Elektromo­ toren (12) bewegbar sind, denen die Steuersignale der Auswertschaltung (27) zugeführt werden.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Relief-Stifte (11) über an ihnen angebrachte Nocken (22) an von den Wellen (13) der Elektromotoren (12) angetriebene Schneckenwendeln (23) angekoppelt sind.
15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elektromotoren (12) Schrittmotoren sind.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Display-Grundfläche des Relief- Displays (9) Teil des die Elektromotoren (12) tragenden Rahmens (14) ist.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001085076A1 (fr) * 2000-05-12 2001-11-15 Thales Systeme de visualisation pour aveugle
DE10041085A1 (de) * 2000-08-22 2002-03-21 Fujitsu Siemens Computers Gmbh Tragbares Orientierungssystem
DE10157921A1 (de) * 2001-11-26 2003-06-12 Andreas Hub Tragbare Videokamera
EP1453026A2 (de) * 2002-12-11 2004-09-01 Eastman Kodak Company Dreidimensionale Bilder
DE10334009A1 (de) * 2003-07-25 2005-02-10 Diehl Munitionssysteme Gmbh & Co. Kg Orientierungshilfe für Blinde und Sehbehinderte
WO2006074993A2 (de) * 2005-01-13 2006-07-20 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur vermittlung von umgebungsinformationen an einen sehbehinderten menschen
DE102006012451A1 (de) * 2006-03-17 2007-09-20 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Bildaufnahmevorrichtung
DE102004032289B4 (de) * 2003-07-02 2009-09-17 Thomas Leberer Vorrichtung zum Erfassen der Umgebung sehbehinderter Personen
DE102008039153A1 (de) * 2008-08-21 2010-02-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sehhilfe, Wahrnehmungshilfe und Sehhilfeverfahren
DE102013011461A1 (de) 2013-07-10 2015-01-15 Nils Niehörster Vorrichtung zur somatosensorischen Übertragung bildhafter Darstellungen mittels flächenhaft angeordneter vibrotaktiler Aktoren.
EP3215865A4 (de) * 2014-11-04 2018-06-13 Imerciv Inc. Vorrichtung und verfahren zur detektion von objekten

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4218869A1 (de) * 1992-06-09 1993-12-16 Franzen Kerstin Vorrichtung zur dreidimmensionalen Darstellung optischer Signale
WO1995021595A1 (fr) * 1994-02-08 1995-08-17 Farcy Rene A Prothese usuelle pour non-voyants
DE29719995U1 (de) * 1997-11-11 1998-02-19 Schlosser Mario System zum Umwandlung von visuell aufgenommenen Raumdaten in erfühl- und ertastbare Informationen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4218869A1 (de) * 1992-06-09 1993-12-16 Franzen Kerstin Vorrichtung zur dreidimmensionalen Darstellung optischer Signale
WO1995021595A1 (fr) * 1994-02-08 1995-08-17 Farcy Rene A Prothese usuelle pour non-voyants
DE29719995U1 (de) * 1997-11-11 1998-02-19 Schlosser Mario System zum Umwandlung von visuell aufgenommenen Raumdaten in erfühl- und ertastbare Informationen

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2808676A1 (fr) * 2000-05-12 2001-11-16 Thomson Csf Systeme de visualisation pour aveugle
WO2001085076A1 (fr) * 2000-05-12 2001-11-15 Thales Systeme de visualisation pour aveugle
DE10041085A1 (de) * 2000-08-22 2002-03-21 Fujitsu Siemens Computers Gmbh Tragbares Orientierungssystem
US6549122B2 (en) 2000-08-22 2003-04-15 Fujitsu Siemens Computers Gmbh Portable orientation system
DE10041085C2 (de) * 2000-08-22 2003-04-30 Fujitsu Siemens Computers Gmbh Tragbares Orientierungssystem
DE10157921A1 (de) * 2001-11-26 2003-06-12 Andreas Hub Tragbare Videokamera
DE10157921B4 (de) * 2001-11-26 2004-06-24 Hub, Andreas, Dr. Tragbare Videokamera
US7561730B2 (en) 2002-12-11 2009-07-14 Eastman Kodak Company Three dimensional images
EP1453026A2 (de) * 2002-12-11 2004-09-01 Eastman Kodak Company Dreidimensionale Bilder
EP1453026A3 (de) * 2002-12-11 2005-03-09 Eastman Kodak Company Dreidimensionale Bilder
DE102004032289B4 (de) * 2003-07-02 2009-09-17 Thomas Leberer Vorrichtung zum Erfassen der Umgebung sehbehinderter Personen
DE10334009A1 (de) * 2003-07-25 2005-02-10 Diehl Munitionssysteme Gmbh & Co. Kg Orientierungshilfe für Blinde und Sehbehinderte
DE102005009110A1 (de) * 2005-01-13 2006-07-27 Siemens Ag Vorrichtung zur Vermittlung von Umgebungsinformationen an einen sehbehinderten Menschen
WO2006074993A3 (de) * 2005-01-13 2006-09-21 Siemens Ag Vorrichtung zur vermittlung von umgebungsinformationen an einen sehbehinderten menschen
WO2006074993A2 (de) * 2005-01-13 2006-07-20 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur vermittlung von umgebungsinformationen an einen sehbehinderten menschen
US7855657B2 (en) 2005-01-13 2010-12-21 Siemens Aktiengesellschaft Device for communicating environmental information to a visually impaired person
DE102006012451A1 (de) * 2006-03-17 2007-09-20 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Bildaufnahmevorrichtung
DE102008039153A1 (de) * 2008-08-21 2010-02-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sehhilfe, Wahrnehmungshilfe und Sehhilfeverfahren
DE102013011461A1 (de) 2013-07-10 2015-01-15 Nils Niehörster Vorrichtung zur somatosensorischen Übertragung bildhafter Darstellungen mittels flächenhaft angeordneter vibrotaktiler Aktoren.
EP3215865A4 (de) * 2014-11-04 2018-06-13 Imerciv Inc. Vorrichtung und verfahren zur detektion von objekten
US10404950B2 (en) 2014-11-04 2019-09-03 iMerciv Inc. Apparatus and method for detecting objects

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