WO2006074993A2 - Vorrichtung zur vermittlung von umgebungsinformationen an einen sehbehinderten menschen - Google Patents

Vorrichtung zur vermittlung von umgebungsinformationen an einen sehbehinderten menschen Download PDF

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WO2006074993A2
WO2006074993A2 PCT/EP2006/050112 EP2006050112W WO2006074993A2 WO 2006074993 A2 WO2006074993 A2 WO 2006074993A2 EP 2006050112 W EP2006050112 W EP 2006050112W WO 2006074993 A2 WO2006074993 A2 WO 2006074993A2
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sensor
touch
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Günter DOEMENS
Peter Mengel
Wolfgang Stark
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a device for communicating environmental information to a visually impaired person with an information transmitter and a playback device that converts the information supplied by the information transmitter into a signal perceivable by a visually impaired person.
  • Such devices are well known. With such devices, it is possible, for example, to make the information displayed by a computer screen readable for the blind. For this purpose, a text displayed by the computer monitor is converted from a tactile matrix into a height profile that can be felt by the blind person.
  • a tactile matrix usually consists of a large number of surface-mounted styli, which can be lifted individually by an actuator.
  • blind people depend on orientation aids such as the stick and the guide dog. However, both aids only allow limited mobility.
  • the blind person in the vicinity which extends up to about one meter away, can orient themselves without further aids by means of keys. Beyond this range of distances, his immediate and real surroundings open up to him directly only through acoustic impressions.
  • the invention has the object to provide a device for conveying environmental information to a visually impaired people, with the orientation ability and movement safety of a visually impaired people can be significantly improved.
  • This object is achieved by a device having the features of the independent claim.
  • advantageous embodiments and developments are given.
  • the device for communicating environmental information to a visually impaired person comprises a distance sensor that can be attached to the body of the visually impaired person.
  • the distance information provided by the distance sensor is displayed on a portable player.
  • Distance sensors can be manufactured as integrated components. Such a distance sensor can easily be worn by a visually impaired person. Since the measuring range of a distance sensor goes far beyond the near range which the visually impaired person can detect by means of keys, the apparatus considerably broadens the range of perception of a visually impaired person. The device thus contributes to considerably increase the orientation ability and the movement safety of a visually impaired person.
  • the distance sensor operates on the principle of the time of flight measurement.
  • Such distance sensors function independently of the daylight and of the optical properties of the reflecting objects.
  • such distance sensors have a large measurement accuracy of about one centimeter.
  • a functional element specific to the distance sensor should be understood as meaning all functional elements which determine at least one for determining the distance serve useful measure.
  • Functional elements which serve the power supply and the buffering of an integrated semiconductor component should, however, be excluded from it.
  • the functional elements specific to the distance sensor thus include in each case the functional elements in which light is generated and received. If the functional elements specific for the distance sensor are integrated in one semiconductor component or a plurality of semiconductor components, this results in light and small distance sensors, which can be carried on the body without difficulty.
  • the distance sensor can be integrated in a headgear.
  • the visually impaired person can change the orientation of the field of view of the distance sensor by moving the head.
  • the range information provided by the range sensor is displayed on a portable touch device.
  • the portable touch device form variable height profiles that can be easily felt by the visually impaired people. In this way even complex distance information can be conveyed to a visually impaired person.
  • the distance sensor has a line-shaped field of view.
  • a touch surface of the touch device is designed according to the beam fan of the distance sensor. The distance profile of an obj ect in the field of view is then reproduced by an educated on the touch surface height level, which follows the course of the distance profile.
  • the field of view is expanded in terms of area.
  • a height profile corresponding to the distance image is formed on the touch surface.
  • This embodiment thus provides visually impaired people not only with the outline of the outer contour of an obj ect, but a complete distance image.
  • a disadvantage is that the range resolution is low, since with the relatively small stroke of the styli the entire distance measuring range of the distance sensor must be displayed.
  • the probe is a tactile matrix integrated into a cane.
  • the visually impaired person always has the probe at hand when he reaches for the cane.
  • the device can also convey speed information about objects in the visual field. For example, it is possible to vibrate areas of the tactile surface which reproduce a fast-moving object, depending on the speed of the object. Thus, the visually impaired person is made aware of obj ekte that quickly approach him.
  • FIG. 1 shows a blind person who orients himself with the aid of an assistance device in the region of a passage
  • FIG. 2 shows a plan view of a tactile matrix attached to a blind stick
  • FIGS. 3 to 6 show the representation of the outer contours of different objects on the tactile matrix according to FIG. 2;
  • FIG. 7 shows the illustration of a further assistance device with a field of view which is expanded in terms of area
  • FIG. 8 shows a plan view of the tactile matrix of the assistance device from FIG. 7;
  • FIG. 9 shows the illustration of the object from FIG. 7 on the tactile matrix from FIG. 8.
  • FIG. 1 shows a blind person 1 who orientates with the aid of an assistance device in the region of an obj ect 2.
  • the object 2 is a wall in which a passage is formed.
  • the assistance device comprises a distance sensor 3, which is integrated into a head covering 4 of the blind person 1.
  • the headgear 4 may be, for example, a headband, hat or hat.
  • the distance sensor 3 can also be carried at a different location on the body of the blind person 1.
  • the distance sensor 3 may also be integrated in a pair of sunglasses.
  • the distance sensor 3 preferably operates on the basis of a light transit time measurement.
  • laser light illumination is modulated synchronously with the sensitivity of photosensitive receivers operating on the Surface of a semiconductor device are arranged either line-shaped or matrix-shaped.
  • PMD Photonic Mixing Device
  • MDSI Multiple Double Short Time Integration
  • the blind person 1 can direct a line-shaped visual field 7 of the distance sensor 1 to a space area of interest.
  • the distance sensor 3 emits a beam fan 8, which comprises a multiplicity of sensor beams 9, which are preferably distributed uniformly over the angular extent of the line-shaped visual field 7. For example, 64 sensor beams may be distributed over a viewing angle of 100 degrees.
  • the distance images taken, for example, at a frequency of 10 Hz are reproduced by means of a tactile matrix 10, which is integrated into a cane 11.
  • the distance information contained in the distance images is preferably transmitted by wireless distance between the distance sensor 3 and the tactile matrix 10.
  • FIG. 2 shows a plan view of the tactile matrix 10 integrated in the cane 11.
  • the tactile matrix 10 has on a touch surface 12 a multiplicity of styli 13, which can be raised above the touch surface 12.
  • Tactile matrices are known in the art and as such are not the subject of the invention.
  • the touch surface 12 of the tactile matrix 10 is designed in accordance with the jet fan 8 of the distance sensor 3.
  • the touch surface 12 is therefore preferably designed circular segment-shaped.
  • FIGS. 3 to 6 each show the outline of the obj ect 2 located in the field of view 7 and the associated display on the touch surface 12.
  • FIG. 3 shows the representation of a wall 14 located on the touch surface 12 immediately before the blind 1.
  • the styli 13 form an elevation 15, which is indicated in FIG. 3 by the hatched area of the touch surface 12.
  • An elevation step 16 bounding the elevation 15 thereby moves away from the wall 14 via the touch surface 12, depending on the distance of the blind person 1. Since the height level 16 can be easily felt by the blind 1, the blind receives 1 information about the nature and distance to the wall 14th
  • FIG. 4 shows the illustration of a corner 17 on the touch surface 12.
  • the elevation 15 is limited to a corner-shaped section of the touch surface 12.
  • the blind 1 By sensing the elevation 15 on the touch surface 12, the blind 1 can determine its distance from the corner 17, which is, for example, a building corner, and bypass it over a wide area.
  • the details of the profiles of obj ekten 2 can be displayed on the touch surface 12.
  • Figure 5 shows the representation of a rounded corner 18 on the touch surface 12. In this case, the height level 16 of the
  • the obj ect shown in Figure 1 comprises a passage 19 in a wall 20.
  • the elevation 15 is limited to two corner-shaped sections, wherein between the corner-shaped elevations 15 is a depression 21 which indicates the passage 19.
  • the blind person 1 is informed about the passage 2 which lies in front of him in the measuring range of the distance sensor 3.
  • the blind person 1 can therefore approach the passage 19 from a distance which corresponds to the measuring range of the distance sensor 3.
  • free areas can also be indicated by elevations, as are obstacles.
  • obstacles are indicated by a lowering of the styli 13.
  • FIG. 7 shows a modified assistance device.
  • the assistance device illustrated in FIG. 7 comprises a distance sensor 22 with a field of view 23 expanded in area.
  • a tactile matrix 24 shown in FIG. 8 is provided to display the distance image recorded by the distance sensor 22.
  • the touch surface 25 of the tactile matrix is designed according to the shape of the field of view 23.
  • On the touch surface 25, a height profile is generated, which corresponds to the distance sen- Sor 22 taken distance image corresponds.
  • the deflection of the styli 13 is preferably proportional to the measured distance of obj ect 2. If no obj ect 2 is in the field of view 23, the styli 13 are retracted as far as possible. Conversely, if the obj ect 2 is in close proximity to the blind 1, the styli are raised as far as possible.
  • FIG. 9 shows the display of the object 2 from FIGS. 1 and 6 on the touch surface 25.
  • This obj ect 2 is the wall 20 with the passage 19.
  • an elevation 26 is formed on the touch surface 25, which corresponds to the distance image of the wall 20.
  • the passage 19 is indicated by a sink 27.
  • the tactile matrix integrated into the cane 11 11 or 24 can provide both the representation of the outline of the outer contours of Obj ect 2 as well as the display of a distance image. This can be accomplished either via two separate touch surfaces 12 and 25 as well as a switchable touch surface 12 or 35.
  • the speed of each pixel in the direction of the blind person 1 can be calculated by comparing two successive distance images.
  • the speed information can be sent to the blind person 1, for example, by means of a velocity-proportional vibration of the respective stylus 13 corresponding to the respective pixel. This alerts the blind person to those objects 2 that are approaching him quickly.
  • the display of the speed can be both the frequency and the
  • a vibration signal can also be imparted by means of a vibrator carried close to the body.
  • the distance information is communicated to the blind person via an acoustic signal.
  • the immediate vicinity of an obstacle may be indicated by a warning sound, which is the higher the nearer the blind comes to the obstacle.
  • a spoken warning when approaching an obstacle with the aid of a speech generator.
  • the acoustic signal can be conveyed in an inconspicuous manner with the aid of a hearing device or a device that has the appearance of a hearing aid.
  • the assistance devices described here facilitate the mobility of the blind considerably.
  • the ability to perceive the blind person 1 equipped with the assistance devices described here is sometimes even beyond that of a seeing person. Because the assistance devices described here work even in complete darkness.
  • the blind person 1 can therefore also orient himself at night.
  • the blind person 1 is provided with reliable information about the distance and speed of objects 2.

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Abstract

Eine Assistenzvorrichtung für einen Blinden (1) umfasst einen Entfernungssensor (3) der ein Entfernungsbild von einem Objekt (2) erstellt. Die vom Entfernungssensor (3) erzeugten Entfernungsinformationen werden an eine taktile Matrix (10) übertragen, die in einem Blindenstock (11) integriert ist. Durch Abtasten der taktilen Matrix (10) kann der Blinde (1) Informationen über seine Umgebung gewinnen.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zur Vermittlung von Umgebungsinformationen an einen sehbehinderten Menschen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vermittlung von Umgebungsinformationen an einen sehbehinderten Menschen mit einem Informationsgeber und einem Wiedergabegerät, das vom Informationsgeber gelieferte Informationen in ein vom sehbe- hinderten Menschen wahrnehmbares Signal umsetzt .
Derartige Vorrichtungen sind allgemein bekannt . Mit derartigen Vorrichtungen ist es beispielsweise möglich, die von einem Computerbildschirm dargestellte Informationen für einen Blinden lesbar zu machen . Zu diesem Zweck wird ein vom Computermonitor dargestellter Text von einer taktilen Matrix in ein Höhenprofil umgesetzt, das vom Blinden ertastet werden kann . Eine taktile Matrix besteht üblicherweise aus einer Vielzahl von flächenhaft angeordneten Taststiften, die von einer Stellvorrichtung einzeln angehoben werden können .
Außerhalb der eigenen Wohnung und der gewohnten Umgebung sind Blinde auf Orientierungshilfen wie Taststock und Blindenhund angewiesen . Beide Hilfsmittel ermöglichen j edoch nur eine eingeschränkte Mobilität . Daneben kann sich der blinde Mensch im Nahbereich, der sich bis etwa einem Meter Entfernung erstreckt, ohne weitere Hilfsmittel durch Tasten orientieren . Über diesen Entfernungsbereich hinaus erschließt sich ihm seine momentane und reale Umgebung unmittelbar nur durch a- kustische Eindrücke .
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Vermittlung von Umgebungsinformationen an einen sehbehinderten Menschen zu schaffen, mit der sich die Orientierungsfähigkeit und Bewegungssicherheit eines sehbehinderten Menschen wesentlich verbessern lässt . Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst . In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun- gen angegeben .
Die Vorrichtung zur Vermittlung von Umgebungsinformationen an einen sehbehinderten Menschen umfasst einen Entfernungssensor, der am Körper des sehbehinderten Menschen anbringbar ist . Die vom Entfernungssensor gelieferten Entfernungsinformationen werden über ein tragbares Wiedergabegerät wiedergegeben .
Entfernungssensoren können als integrierte Bauelemente herge- stellt werden . Ein derartiger Entfernungssensor kann ohne weiteres von einem sehbehinderten Menschen getragen werden . Da der Messbereich eines Entfernungssensors weit über den Nahbereich hinausgeht, den der sehbehinderte Mensch durch Tasten erfassen kann, wird durch die Vorrichtung der Wahrneh- mungsbereich eines sehbehinderten Menschen wesentlich erweitert . Die Vorrichtung trägt damit dazu bei, die Orientierungsfähigkeit und die Bewegungssicherheit eines sehbehinderten Menschen beträchtlich zu steigern .
Bei einer bevorzugten Ausführungsform arbeitet der Entfernungssensor nach dem Prinzip der Lichtlaufzeitmessung . Derartige Entfernungssensoren funktionieren unabhängig vom Tageslicht und von den optischen Eigenschaften der reflektierenden Obj ekte . Außerdem weisen derartige Entfernungssensoren eine große Messgenauigkeit von etwa einem Zentimeter auf .
Vorzugsweise sind für den Entfernungssensor spezifische Funktionselemente zumindest teilweise in ein optoelektronisches Halbleiterbauelement integriert . Unter einem für den Entfer- nungssensor spezifischen Funktionselement sollen in diesem Zusammenhang alle Funktionselemente verstanden werden, die der Ermittlung wenigstens einer für die Entfernungsbestimmung verwendbaren Messgröße dienen . Funktionselemente, die der Stromversorgung und der Pufferung eines integrierten Halbleiterbauelements dienen, sollen j edoch davon ausgenommen sein . Die für den Entfernungssensor spezifischen Funktionselemente schließen somit auf j eden Fall diej enigen Funktionselemente ein, in denen Licht erzeugt und empfangen wird. Wenn die für den Entfernungssensor spezifischen Funktionselemente in einem Halbleiterbauelement oder mehreren Halbleiterbauelementen integriert sind, ergeben sich leichte und kleine Entfernungs- Sensoren, die ohne Mühe am Körper getragen werden können .
Der Entfernungssensor kann in eine Kopfbedeckung integriert sein . In diesem Fall kann der sehbehinderte Mensch die Ausrichtung des Gesichtfelds des Entfernungssensors durch Bewe- gen des Kopfes verändern .
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die vom Entfernungssensor gelieferten Entfernungsinformationen über ein tragbares Tastgerät wiedergegeben . Zu diesem Zweck kann das tragbare Tastgerät variable Höhenprofile ausbilden, die vom sehbehinderten Menschen auf einfache Weise ertastet werden können . Auf diese Weise können auch komplexe Entfernungsinformationen einem sehbehinderten Menschen vermittelt werden .
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Entfernungssensor ein linienförmiges Gesichtsfeld auf . Außerdem ist eine Tastfläche des Tastgeräts entsprechend dem Strahlfächer des Entfernungssensors gestaltet . Das Entfernungsprofil eines Obj ekts im Gesichtsfeld wird dann durch eine auf der Tastfläche ausgebildete Höhenstufe wiedergegeben, die dem Verlauf des Entfernungsprofils folgt .
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Entfer- nungsinformation einfach und robust an den sehbehinderten
Menschen weitergegeben werden kann, denn auf der Tastfläche werden gewissermaßen die Grundrisse der Obj ekte wiedergege- ben, die sich im Gesichtfeld der Entfernungssensoren befinden . Auch eine Bewegung des Obj ekts kann auf einfache Weise erfasst werden, da in diesem Fall die Höhenstufe auf der Tastfläche der Bewegung des Obj ekts entsprechend wandert .
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Gesichtsfeld flächenmäßig ausgedehnt . In diesem Fall wird auf der Tastfläche ein dem Entfernungsbild entsprechendes Höhenprofil ausgebildet .
Diese Ausführungsform stellt dem sehbehinderten Menschen somit nicht nur den Grundriss der Außenkontur eines Obj ekts zur Verfügung, sondern ein vollständige Entfernungsbild. Ein Nachteil ist j edoch, dass die Entfernungsauflösung gering ist, da mit dem verhältnismäßig geringen Hub der Taststifte der gesamte Entfernungsmessbereich des Entfernungssensors dargestellt werden muss .
Vorzugsweise ist das Tastgerät eine taktile Matrix, die in einen Blindenstock integriert ist . Auf diese Weise hat der sehbehinderte Mensch das Tastgerät immer zur Hand, wenn er zum Blindenstock greift .
Mit der Vorrichtung können auch Geschwindigkeitsinformationen über Obj ekte im Gesichtsfeld vermittelt werden . Beispielsweise ist es möglich, Bereiche der Tastfläche, die ein schnell bewegendes Obj ekt wiedergeben, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Obj ekts vibrieren zu lassen . Damit wird der sehbehinderte Mensch auf Obj ekte aufmerksam gemacht, die schnell auf ihn zukommen .
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung im Ein- zelnen erläutert werden . Es zeigen : Figur 1 einen Blinden, der sich mit Hilfe einer Assistenzvorrichtung im Bereich einer Durchführung orientiert;
Figur 2 eine Aufsicht auf eine an einem Blindenstock angebrachte taktile Matrix;
Figur 3 bis 6 die Darstellung der Außenkonturen von verschiedenen Obj ekten auf der taktilen Matrix gemäß Figur 2 ;
Figur 7 die Darstellung einer weiteren Assistenzvorrichtung mit flächenmäßig ausgedehntem Gesichtsfeld;
Figur 8 eine Aufsicht auf die taktile Matrix der Assistenzvorrichtung aus Figur 7 ; und
Figur 9 die Darstellung des Obj ekts aus Figur 7 auf der taktilen Matrix aus Figur 8.
Figur 1 zeigt einen Blinden 1 , der sich mit Hilfe einer Assistenzvorrichtung im Bereich eines Obj ekts 2 orientiert . In Figur 1 ist das Obj ekt 2 eine Wand, in der ein Durchgang aus- gebildet ist . Die Assistenzvorrichtung umfasst einen Entfernungssensor 3, der in eine Kopfbedeckung 4 des Blinden 1 integriert ist . Die Kopfbedeckung 4 kann beispielsweise ein Stirnband, Mütze oder Hut sein . Der Entfernungssensor 3 kann aber auch an einer anderen Stelle des Körpers des Blinden 1 getragen werden . Zum Beispiel kann der Entfernungssensor 3 auch in eine Sonnenbrille integriert sein .
Der Entfernungssensor 3 arbeitet vorzugsweise auf der Grundlage einer Lichtlaufzeitmessung . Bei derartigen Entfernungs- sensoren, die ohne mechanisch bewegliche Teile auskommen, wird eine Laserlichtbeleuchtung synchron mit der Empfindlichkeit von photoempfindlichen Empfängern moduliert, die auf der Oberfläche eines Halbleiterbauelements entweder zeilenförmig oder matrixförmig angeordnet sind. Dem Fachmann sind verschiedene Grundprinzipien für derartige Entfernungssensoren 3 unter anderem unter der Bezeichnung PMD (= Photonic Mixing Device) sowie MDSI (= Multiple Double Short Time Integration) bekannt . Ein Vorteil der Lichtlaufzeitmessung ist, dass diese mit Hilfe von integrierten Halbleiterbauelementen durchgeführt werden kann . Insofern ergeben sich kleine und leichte Entfernungssensoren, die mühelos am Körper getragen werden können .
Grundsätzlich sind auch Entfernungssensoren mit mechanischen Ablenkeinheiten vorstellbar . Insbesondere können mit Hilfe der Silizium-Mikromechanik leichte und robuste Ablenkeinhei- ten geschaffen werden .
Durch Neigen 5 oder Drehen 6 des Kopfes kann der Blinde 1 ein linienförmiges Gesichtsfeld 7 des Entfernungssensors 1 auf einen Raumbereich von Interesse lenken . Um das Gesichtsfeld 7 abzutasten, sendet der Entfernungssensor 3 einen Strahlfächer 8 aus , der eine Vielzahl von Sensorstrahlen 9 umfasst, die vorzugsweise gleichmäßig über die Winkelausdehnung des Ii- nienförmigen Gesichtsfelds 7 verteilt sind. Beispielsweise können 64 Sensorstrahlen über einen Sehwinkel von 100 Grad verteilt sein . Die beispielsweise mit einer Frequenz von 10 Hz aufgenommenen Entfernungsbilder werden mit Hilfe einer taktilen Matrix 10 wiedergegeben, die in einen Blindenstock 11 integriert ist . Die in den Entfernungsbildern enthaltenen Entfernungsinformationen werden vorzugsweise auf drahtlosem Weg zwischen dem Entfernungssensor 3 und der taktilen Matrix 10 übertragen .
Figur 2 zeigt eine Aufsicht auf die in dem Blindenstock 11 integrierte taktile Matrix 10. Die taktile Matrix 10 weist auf einer Tastfläche 12 eine Vielzahl von Taststiften 13 auf, die über die Tastfläche 12 hinaus angehoben werden können . Taktile Matrizen sind dem Fachmann bekannt und als solche nicht Gegenstand der Erfindung .
Die Tastfläche 12 der taktilen Matrix 10 ist entsprechend dem Strahlfächer 8 des Entfernungssensors 3 gestaltet . Die Tastfläche 12 ist daher vorzugsweise kreissegmentförmig ausgestaltet .
Falls sich ein Obj ekt 2 im Gesichtsfeld 7 des Entfernungssen- sors 3 befindet, wird auf der Tastfläche 12 eine vom Blinden 1 leicht ertastbare Höhenstufe erzeugt, deren Verlauf über die Tastfläche 12 hinweg der Außenkontur des Obj ekts 2 entspricht .
In den Figuren 3 bis 6 sind j eweils der Grundriss des sich im Gesichtsfeld 7 befindenden Obj ekts 2 und die zugehörige Anzeige auf der Tastfläche 12 dargestellt .
Figur 3 zeigt die Darstellung einer sich unmittelbar vor dem Blinden 1 befindenden Wand 14 auf der Tastfläche 12. Entsprechend der Außenkontur der Wand 14 bilden die Taststifte 13 eine Erhöhung 15 aus , die in Figur 3 durch den schraffierten Bereich der Tastfläche 12 angedeutet ist . Eine die Erhöhung 15 begrenzende Höhenstufe 16 wandert dabei j e nach Abstand des Blinden 1 von der Wand 14 über die Tastfläche 12 hinweg . Da die Höhenstufe 16 vom Blinden 1 leicht ertastet werden kann, erhält der Blinde 1 Informationen über die Beschaffenheit und über die Entfernung zur Wand 14.
In Figur 4 ist die Darstellung einer Ecke 17 auf der Tastfläche 12 dargestellt . In diesem Fall ist die Erhöhung 15 auf einen eckenförmigen Ausschnitt der Tastfläche 12 beschränkt .
Durch Ertasten der Erhöhung 15 auf der Tastfläche 12 kann der Blinde 1 seinen Abstand zu der Ecke 17 , bei der es sich beispielsweise um eine Gebäudeecke handelt, bestimmen und diese weiträumig umgehen . Auch die Details der Profile von Obj ekten 2 können auf der Tastfläche 12 dargestellt werden .
Figur 5 zeigt die Darstellung einer verrundeten Ecke 18 auf der Tastfläche 12. In diesem Fall ist die Höhenstufe 16 der
Erhöhung 15 entsprechend der Außenkontur der Ecke 18 abgerundet .
In Figur 6 ist schließlich der Grundriss und die Anzeige des in Figur 1 perspektivisch dargestellten Obj ekts 2 dargestellt . Das in Figur 1 dargestellte Obj ekt umfasst einen Durchgangs 19 in einer Wand 20. In diesem Fall ist die Erhöhung 15 auf zwei eckenförmige Abschnitte beschränkt, wobei zwischen den eckenförmigen Erhöhungen 15 eine Senke 21 liegt, die den Durchgang 19 anzeigt . Durch Ertasten des auf der Tastfläche 12 ausgebildeten Höhenprofils wird der Blinde 1 über den Durchgang 2 informiert, der im Messbereich des Entfernungssensors 3 vor ihm liegt . Der Blinde 1 kann daher be- reits aus einer Entfernung, die dem Messbereich des Entfernungssensors 3 entspricht, auf den Durchgang 19 zugehen .
Es sei angemerkt, dass freie Bereiche ebenso durch Erhöhungen angedeutet werden können, wie Hindernisse . In diesem Fall werden Hindernisse durch eine Absenkung der Taststifte 13 angezeigt .
Eine weitere Abwandlung betrifft die Gestaltung des Gesichtsfelds 7. In Figur 7 ist eine abgewandelte Assistenzvorrich- tung dargestellt . Die in Figur 7 dargestellte Assistenzvorrichtung umfasst einen Entfernungssensor 22 mit einem flächenmäßig ausgedehnten Gesichtsfeld 23. Zur Darstellung des vom Entfernungssensor 22 aufgenommenen Entfernungsbildes ist eine in Figur 8 dargestellte taktile Matrix 24 vorgesehen . Die Tastfläche 25 der taktilen Matrix ist entsprechend der Form des Gesichtsfelds 23 gestaltet . Auf der Tastfläche 25 wird ein Höhenprofil erzeugt, das dem mit dem Entfernungssen- sor 22 aufgenommenen Entfernungsbild entspricht . Die Auslenkung der Taststifte 13 ist dabei vorzugsweise proportional dem gemessenen Abstand des Obj ekts 2. Falls sich kein Obj ekt 2 im Gesichtsfeld 23 befindet, sind die Taststifte 13 soweit wie möglich eingezogen . Wenn sich umgekehrt das Obj ekt 2 in nächster Nähe zum Blinden 1 befindet, sind die Taststifte soweit wie möglich angehoben .
In Figur 9 ist die Anzeige des Obj ekts 2 aus der Figuren 1 und 6 auf der Tastfläche 25 dargestellt . Bei diesem Obj ekt 2 handelt es sich um die Wand 20 mit dem Durchgang 19. In diesem Fall wird auf der Tastfläche 25 eine Erhöhung 26 ausgebildet, die dem Entfernungsbild der Wand 20 entspricht . Der Durchgang 19 ist durch eine Senke 27 angezeigt .
Es sei angemerkt, dass die in den Blindenstock 11 integrierte taktile Matrix 10 oder 24 sowohl die Darstellung des Grundrisses der Außenkonturen eines Obj ekts 2 als auch die Anzeige eines Entfernungsbildes bieten kann . Dies kann entweder über zwei getrennte Tastflächen 12 und 25 als auch über eine umschaltbare Tastfläche 12 oder 35 bewerkstelligt werden .
Ferner ist es möglich, über die taktilen Matrizen 10 und 24 Geschwindigkeitskomponenten j edes Bildpunkts in Richtung auf den Blinden 1 darzustellen . Durch die unmittelbare und kontinuierliche Erfassung des Entfernungsbilds durch die Entfernungssensoren 3 und 22 kann durch den Vergleich von zwei aufeinander folgenden Entfernungsbildern die Geschwindigkeit j edes Bildpunkts in Richtung auf den Blinden 1 berechnet wer- den . Die Geschwindigkeitsinformation kann an den Blinden 1 beispielsweise durch eine geschwindigkeitsproportionale Vibration des dem j eweiligen Bildpunkt entsprechenden Taststifts 13 erfolgen . Damit wird der Blinde auf diej enigen Obj ekte 2 aufmerksam gemacht, die schnell auf ihn zukommen . Die Anzeige der Geschwindigkeit kann sowohl die Frequenz als auch die
Amplitude der Vibration in Abhängigkeit von der Geschwindig- keit modulieren . Ein Vibrationssignal kann auch mit Hilfe eines in Körpernähe getragenen Vibrators vermittelt werden .
Bei einer weiteren abgewandelten Ausführungsform wird die Entfernungsinformation dem Blinden über ein akustisches Signal vermittelt . Beispielsweise kann die unmittelbare Nähe eines Hindernisses durch einen Warnton angezeigt werden, der umso höher ist, j e näher der Blinde dem Hindernis kommt . Daneben ist auch denkbar, bei Annäherung an ein Hindernis mit Hilfe eines Sprachgenerators eine gesprochene Warnung auszugeben . Letzteres hat den Vorteil, dass die Warnung nicht im Umgebungslärm untergeht . Das akustische Signal kann auf unauffällige Weise mit Hilfe eines Hörgeräts oder eines Geräts , das das Aussehen eines Hörgeräts hat, vermittelt werden .
Die hier beschriebenen Assistenzvorrichtungen erleichtern die Mobilität eines Blinden erheblich . Die Wahrnehmungsfähigkeit des mit den hier beschriebenen Assistenzvorrichtungen ausgestatteten Blinden 1 geht teilweise sogar über die eines sehen- den Menschen hinaus . Denn die hier beschriebenen Assistenzvorrichtungen arbeiten sogar bei vollkommener Finsternis . Der Blinde 1 kann sich daher auch in der Nacht orientieren . Außerdem werden dem Blinden 1 zuverlässige Informationen über die Entfernung und Geschwindigkeit von Obj ekten 2 vermittelt .

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Vermittlung von Umgebungsinformationen an einen sehbehinderten Menschen (1 ) mit einem Informations- geber (3, 22 ) und einem Widergabegerät (10 , 24 ) , das vom Informationsgeber (3, 22 ) gelieferte Informationen in vom sehbehinderten Menschen (1 ) wahrnehmbare Signale (15, 16, 21 , 26, 27 ) umsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsgeber ein am Körper des sehbehinderten Menschen (1 ) anbringbarer Entfernungssensor (3, 22 ) ist und dass das tragbare Wiedergabegerät (10 , 24 ) eine vom Entfernungssensor gelieferte Entfernungsinformation wiedergibt .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Entfernungssensor (3, 22 ) auf der Basis einer Lichtlaufzeitmessung arbeitet .
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass für den Entfernungssensor (3, 22 ) spezifische Funktionselemente in ein optoelektronisches Halbleiterbauelement integriert sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Entfernungssensor (3, 22 ) in eine Kopfbedeckung (4 ) integriert ist .
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, dass der Entfernungssensor (3, 22 ) Entfernungsinformationen auf drahtlosem Wege zum Wiedergabegerät (10 , 24 ) überträgt .
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wiedergabegerät die Entfernungsinformation durch ein a- kustisches Signal wiedergibt .
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wiedergabegerät ein tragbares Tastgerät (10 , 24 ) ist, das die vom Entfernungssensor (3, 22 ) gelieferten Entfernungsinformationen über Höhenprofile (15, 16, 21 , 26, 27 ) wiedergibt .
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, dass der Entfernungssensor (3) ein linienförmiges Gesichtsfeld (7 ) aufweist .
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8 , dadurch gekennzeichnet, dass das Tastgerät eine entsprechend dem Strahlfächer (8 ) des Entfernungssensors (3) gestaltete Tastfläche (12 ) aufweist, auf der ein Entfernungsprofil eines sich im Gesichtsfeld (7 ) befindenden Obj ekts (2 ) durch eine dem Verlauf des Entfernungsprofils folgende Höhenstufe (16) wiedergegeben ist .
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, dass der Entfernungssensor (22 ) ein flächenmäßig ausgedehntes Gesichtsfeld (23) aufweist .
11. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 10 , dadurch gekennzeichnet, dass das Tastgerät (24 ) eine entsprechend der Form des Gesichtsfelds gestaltete Tastfläche (25) aufweist, die das vom Entfernungssensor (22 ) aufgenommene Entfernungsbild durch ein dem Entfernungsbild entsprechendes Höhenprofil (26, 27 ) wie- dergibt .
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Tastgerät eine taktile Matrix (10 , 24 ) ist .
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12 , dadurch gekennzeichnet, dass das Tastgerät (10 , 24 ) in einen Blindenstock (11 ) integriert ist .
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastgerät Geschwindigkeitsinformationen zu einem Obj ekt (2 ) durch eine geschwindigkeitsabhängige Vibration von dem j eweiligen Obj ekt (2 ) zugeordneten Tastelementen (13) wieder- gibt .
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