CH325289A - Facility for the orientation of the visually impaired - Google Patents

Facility for the orientation of the visually impaired

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CH325289A
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CH
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light
photoelectric
electromechanical
converter
transducers
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German (de)
Inventor
Michael Dipl Ing Rheingold
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Michael Dipl Ing Rheingold
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/08Devices or methods enabling eye-patients to replace direct visual perception by another kind of perception
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B21/00Teaching, or communicating with, the blind, deaf or mute
    • G09B21/001Teaching or communicating with blind persons
    • G09B21/003Teaching or communicating with blind persons using tactile presentation of the information, e.g. Braille displays
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J40/00Photoelectric discharge tubes not involving the ionisation of a gas
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Description

  

  



  Zur Orientierung von   Sehbehinderten    dienende Einrichtung    C m    die Orientierung'von   Sehbehinderten    oder gar Blinden zu erleichtern, hat man selon Einrichtungen vorgeschlagen, die einen oder mehrere photoelektrische Wandler zur Aufnahme von Helligkeitseindrüeken aufweisen. Gemäss diesem Vorschlag dienen die photoelektrischen Wandler zur Steuerung von tonfrequenten Wechselstr¯men, die der Seh  bellinderte mittels    eines Kopfhörers   wahrnell-    men kann.   Dabei können die Wechselströme    in der Amplitude und   ranch    in der Frequenz moduliert werden entsprechend der Helligkeit und gegebenenfalls auch der Farbe des auf die photoelektrischen Wandler auftreffenden Lichtes.

   Die Vermittlung eines Bildes ist auf diese Weise aber nicht   möglieh.   



   Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung dieses Mangels und betrifft eine   xur Orientierung    von   Sehbehinderten    dienende Einrichtung mit mehreren photoelektrischen Wandlern. Die Einrichtung gemäss der Er  findung    zeichnet sich dadurch aus, dass die   photoplektrischen    Wandler mit ihren lichtempfindlichen Teilen in einer Fläehe angeordnet sind und je mit einem elektromeehanisehen Wandler mit einem beweglichen Organ n in Verbindung stehen,   und dass die beweg-    liehen Organe der elektromechanischen Wand  ler Endflächen aufweisen,

      die in   einer gemein-    samen Fläche angeordnet sind in   iibereinstim-      mender    Lage mit den lichtempfindlichen Teilen der entsprechenden photoelektrischen Wandler, zwecks Erzeugung einer durch die   Hand abtastba. ren Raster-Abbildung    des von den photoelektrischen Wandlern jeweils aufgenommenen Bildes.



   Zweckmässigerweise ist den photoelektri  schen    Wandlern ein optisches Objektiv vorgesehaltet, welches auf der Fläche der   licht-    empfindlichen Teile ein Bild erzeugt.



   Ausführungsbeispiele des Erfindungsge  genstandes    sind in der beigefügten   Zeich-      nung    veranschaulicht. Es zeigt :
Fig. 1 einen   Sehbehinderten    mit einer bei  spielsweisen    Ausführungsform der   Einrich-    tung gemäss der Erfindung,
Fig. 2 schematisch einen Längsschnitt durch die Einrichtung,
Fig. 3 eine Vorderansicht der photoelektrischen Wandler,
Fig.   4    einen einzelnen   photoelektrisehen    Wandler in schaubildlicher Darstellung,
Fig. 5 eine erste Ausführungsform, eines   el'ektromechanischen    Wandlers im LÏngsschnitt,
Fig. 6 eine zweite Ausführungsform eines elektromechanischen Wandlers im LÏngssehnitt und
Fig. 7 in zu Fig.

     2    analoger Darstellung einen Teil einer ändern Ausbildungsform der Einrichtung.



   Die in Fig. 1   dargesteM'te,im.    Sehen behinderte Person trägt, eine Einrichtung 10, indem diese mittels eines Tragriemens 11 am  Hals der Person aufgehängt ist, und zwar derart, dass sich die Einrichtung 10 in be  quemer      Greifhöhe    vor dem Korper befindet.



  In einer   Kleidertasche    trÏgt der Sehbehinderte ferner eine elektrische Batterie 12, die zur elektrisehen Speisung der Einrichtung   10    dient und mit. dieser durch ein biegsames Kabel 13 in Verbindung steht.



   Gemäss Fig. 2 weist die Einrichtung 10 ein Gehäuse   20    auf, dessen Vorderseite mit einem Tubus 21 versehen ist, welcher ein optisches   Objektiv 22 enthält.    Ferner ist das Gehäuse 20 mit einer durchgehenden Ausnehmung 23 versehen, die an den beiden Seitenwandungen des Gehäuses ausmündet und in welche der   Sehbehinderte mit einer Hand oder mit    beiden HÏnden hineingreifen kann. Diese Aus  nehmung      23    ist durch Innenwände 24,   25    und 26 des Gehäuses 10 begrenzt.



   Zwischen dem Objektiv 22 und der   Innen-    wand 24 sind eine Anzahl photoelektrischer Wandler 27 angeordnet, die durch sogenannte Phototransistoren gebildet sind, welche lichtempfindliche Organe 28 aus zum Beispiel   Germaniumkristallen    enthalten. Es ist be  kannt, dass solche Phototransistoren eine    ver  änderliche    elektrische LeitfÏhigkeit aufweisen, die von der IntensitÏt des auftreffenden Lichtes abhängig ist. Die   lichtempfindlieben    Organe 28 aller Wandler 27 befinden sich in einer einzigen Flache, die vorzugsweise eine Ebene ist, aber auch anders geformt sein konnte, sei es konkav oder konvex.

   Gemäss Fig. 3 sind die Wandler   27,      ähnlieh    wie Bie  nenwaben,    in Reihen   nebeneinander lmld über-    einander angeordnet, derart, dass die Wandler fähig sind, ein mittels des Objektivs 22 er  zeugtes    Bild in Form von Rasterpunkten aufzunehmen.



   In dem hinter der   Ausnehmung 23 liegen-    den Raum des Gehäuses 20 befinden sich mehrere elektromechanische Wandler 29, deren Anzahl mit derjenigen der photoelektrischen    Wandler27übereinstimmt.AuchdieAnord-    nung   der elektromeehanisehen Wandler 29    in bezug aufeinander ist in Übereinstimmung mit derjenigen der   photoelektrisehen Wandler 27.   



  Jeder der elektromeehanisehen Wandler 29 weist ein. bewegliches Organ 30 auf, das   durch    eine Durchbrechung der Wandung 26 hindurch in die Ausnchmung 23 hineinragt und eine abzutastende Endfläche 31 aufweist.



  Sämtliehe   Endfläehen    31 liegen in   einer ge-      meinsamen    Fläche, vorzugsweise einer Ebene, und sind der Vorderseite des Gehäuses 20 zugekehrt, derart, dass sie von   d'en    Fingern einer in die Ausnehmung 23 eingeführten Hand abgetastet werden können.



   Gemäss Fig. 5 enthalten die elektromechanisehen Wandler 29 in einer   aus ferromagne-      tischem Material bestehenden Hülse 32    je eine   Magnetspute    33, die auf einen Spulenkörper   34    gewiekelt ist. Dieser weist eine   axial durch-    gehende Ausnehmung auf, in welcher ein aus ferromagnetischem Material bestehender Bolzen 35 längsverschiebbar gelagert ist. Am einen Ende ist dieser Bolzen mit dem zuge   hörigen, verschiebbaren Organ 30 fest ver-    bunden, das aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff, zum Beispiel Messing oder Kunstharz, besteht.

   Das and'ere Ende des Bolzens 35 ist fest mit einer   Eisenscheibe      36    verbunden, welche mit ihrem Umfang die Wandung der    Hülse 3@ knapp berührt. Zwischen dieser    Seheibe 36 und dem benachbarten Ende des   Spulenkorpers 34 ist-eine Druckfeder    37 eingeschaltet, mit dem Bestreben, die Scheibe   36    nach hinten, das heisst in Fig. 5 nach rechts, zu schieben, bis eine Schulter des Organs 30    an der Hülse 32 2 anschlÏgt. In dieser Ruhelage    reicht das vordere, in Fig.   5    linke Ende des Bolzens 35 nicht vollstÏndig durch die Spule 33 hindurch.



   Von den beiden   Ansehlussenden jeder    Spule 33 steht das eine über einen elektri  schen    Leiter 38 mit dem seiner Lage entsprechenden photoelektrischen Wandler 27 in Verbindung, während das andere   Anschluss-    ende aller Spulen an den einen Pol der Batterie   12    angeschlossen ist, deren anderer Pol mit den GehÏusen der photoelelitrischen Wandler   9S7    in   Verbindungsteht.   



   Die Gebrauchs- und Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist wie folgt :
Das   Objektiv 22 entwirft    auf der Fläche der lichtempfindlichen Teile 28 ein Bild, wobei die einzelnen photoelektrischen Wandler   27    ihre Leitfähigkeit entsprechend der auf ihre lichtempfindlichen Teile 28 auftreffenden Helligkeit verändern. Wenn diese Helligkeit    eipen bestimmten Schwellenwert überschreitet,    fliesst durch den betreffenden Phototransi . stor 27 und den zugehörigen Wandler 29 ein elektrischer Strom, der ausreicht, um den Bolzen 35 zufolge des magnetischen Zuges entgegen dem Einfluss der Feder 37 zu verschieben.

   Je grosser die Intensität des auf einen bestimmten Transistor 27 fallenden Liehtesist, um so stärker wird der Bolzen 35 des   zugeordneten elektromechanisehen Wand-    lers   29    verschoben, so dass die Endfläehe 31 des betreffenden. Organs 30 im Verhältnis der Liehtstärke vorgeschoben wird. Die Ge  samtheit    der Endfläehen 31 erzeugt somit eine durch die Hand des Sehbehinderten ahtastbare   Rasterabbildung    des von den photo   elektrischen Wandlern 2t7 aufgenommenen    Bildes. Der Sehbehinderte ist daher, nach einiger ¯bung, imstande, mittels seines Tast  sinnes festzustel4en,    was in einer gewissen Entfernung vor dem Objektiv sich befindet oder bewegt.



   Selbstverständlich ist das Auflosevermogen der beschriebenen Sehhilfeeinrichtung beschränkt und abhängig von der Anzahl der   Wandler 27    und 29. Aus diesem   Gronde zist    es zweckmässig, das Objektiv so auszubilden    bzw. einzustellen, dass Gegenstände ausser-    halb des unmittelba. ren Gefahrenbereiches für den Sehbehinderten praktisch nicht mehr auf der Fläche der lichtempfindlichen Teile   28    abgebildet werden.



   In Fig. 6 ist eine andere Ausf hrungs  tarin    eines   elektromeehanisehen    Wandlers 29a gezeigt, der an an Stelle der Wandler   29    gemäss Fig. 5 vorhanden sein kann. In einer Hülse 40 ist   wieder ein Organ 30a verschiebbar ge-    lagert, das eine abzutastende Endfläche 31 aufweist.   Zwisehen einem Innenflanseh *1    der Hülse 40 und einem Aussenflansch   4@    ? des Organs 30a ist eine Druckfeder 43 ein @ die das Bestreben hat, das Organ 30a naeh hinten, also in Fig. 6 nach rechts, zu verschieben.

   Im   a-ndern Ende    der Hülse 40 ist mittels eines Bodenstückes 44 ein piezoelektrisches Element 45 eingespannt, das zwei Elektroden 46 und 47 aufweist und beim Anlegen einer elektrischen Spannung sieh mit seinem freien Ende nach oben durchbiegt, wie mit strichpunktierten Linien angedeutet ist. Am freien Ende des Elemen   tes 45 ist ein Keil 48 starr befestigt, gegen    welchen eine Kugel 49 anliegt, die in einer Ausnehmung des verschiebbaren Organs 30a   drehba.rgelagertist.   



   Die Wirkungsweise des beschriebenen elektromechanischen Wandlers 29a ist wie folgt :
Entsprechend der jeweiligen Leitfähigkeit des angeseh] ossenen photoelektrischen Wandlers 27 liegt an den Elektroden 46 und 47 eine mehr oder weniger hohe elektrische Spannung, die mit der Helligkeit des auf den photoelektrischen Wandler auftreffenden Lichtes zunimmt. Mit zunehmender Spannung zwischen den   Elektroden 46 und 47 wird    das piezoelektrische Element 45 mehr und mehr nach oben gebogen, wobei mittels des Keils   48    die Kugel 49 und damit das Organ 30a naeh vorn verschoben wird, entgegen dem Einfluss der Feder 43. Bei sinkender Span  nung    an den Elektroden streckt, sich das Element 45 wieder und die Feder 43 drüekt das Organ so weit nach hinten, bis die Kugel 49 durch den Keil 48 in der Bewegung angehalten wird.

   Auch auf diese Weise   wer-    den die Helligkeitsunterschiede in mechanische Versehiebungen umgesetzt, die durch das Tastgefühl ermittelt werden können.



   Gemäss Fig. 7 ist an Stelle eines  blichen Objektivs 22 eine sogenannte Fazettenlinse 50 vorhanden. Hinter jeder einzelnen Fazette 51 derselben befindet sich der liehtempfindliche   Teil 28 eines photoelektmischen    Wandlers 27. Zweckmässigerweise sind die Fazettenlinse und die Fläche, in welcher die lichtempfindlichen'Teile 28 angeordnet sind, von vorn gesehen konvex gekr mmt. Man erreicht dadurch, dass ein verhältnismässig grosser   Sehbereich,    in   Raumwinkeln gemessen,    auf einmal erfasst werden kann. Im übrigen sind die photoelektrischen Wa. ndler 27 wieder je mit einem elektromechanischen Wandler verbunden, analog dem Beispiel   gemäss Fig. 2.   



  Die Endflächen 31 dieser Wandler 29 oder   29a    können hierbei in einer Ebene oder auch in einer konvex gekrümmten Fläche angeor, dnet sein.



   Das Abfühlen eines Rasterbildes mittels des Tastsinns wird erheblich erleichtert, wenn man einen Wechselstrom zu Hilfe zieht, welcher eine Vibration der beweglichen Organe 30 bzw. 30a der elektromechanischen Wandler 29 bzw. 29a hervorruft. Dieser Wechselstrom kann dem in der, StÏrke gesteuerten Gleichstrom des   erstbesehriebenen Ausführungsbei-    spiels überlagert sein.



   Zweckmässiger ist es jedoch, ganz auf den Gleichstrom zu verzichten und in der Einrichtung Mittel vorzusehen, um den jedem einzelnen   elektromeehanischen Wandler zuge-    führten Wechselstrom zu modulieren in Ab  hängigkeit    von der Lichtbestrahlung des   zu-    geordneten   photoelektrisehen    Wandlers. Die   Iodulation kann    in der Amplitude oder in der Frequenz des Wechselstromes erfolgen.



  Der Sehbehinderte   fühlt dann versehieden    starke oder   versehieden    rasche Vibrationen der Endfläehen 31 entsprechend der   Hellig-    keit des betreffenden Bildpunktes.



   Mit dem   Gehäuse 20    kann auch eine Lichtquelle zum Aussenden einer   Lichtstrahlung    verbunden sein, die, von Gegenständen re  flektiert,    auf die photoelektrischen Wandler   27    einwirken kann. Diese Massnahme ist nieht nur in der Nacht. von   Vortex,    sondern auch tagsüber zur Unterscheidung von reflektiertem Licht und von fremdem Licht, das zum Beispiel von einer Signallampe oder der Sonne herrühren kann. Diese   Unterscheidungsmog-    liehkeit wird beispielsweise dadurch erzielt, dass die a. usgesandte Lichtstrahlung moduliert wird, beispielsweise durch periodisches Ein- und Ausschalten der Lichtquelle.

   Das reflektierte Licht erzeugt dann eine Vibration der EndflÏchen 31, wÏhrend fremdes Licht eine konstante Versehiebung der Endflächen 31 hervorruft. Bei Anwendung eines   moduliertenLiehtstrahls    wird zweckmϯigerweise auf einen Wechselstrom zur Erzeugung   vonVibrationenderEndflachen31verzichtet,    damit keine   Verwirrung entsteht.   



   Durch Filter kann man der ausgesandten Lichtstra. hlung aueh eine   Spektralfarbe    er  teilen,diesich    von derjenigen üblicher   Kunst-    lichtquellen unterscheidet, zum   Beispiel ultra-      violet.    Dann kann der Sehbehinderte ebenfalls feststellen, ob ein bestimmter   Hellig-      keitseindruek durch    Reflexion oder durch Strahlung eines vor ihm befindlichen Gegenstandes zustande kommt. Er braucht sieh nur durch eigene Bewegung bzw. durch Schwenkung seiner Lichtquelle zu   überzeu-    gen, ob der Helligkeitseindruck von seiner Bewegung abhÏngt oder nicht.



   Es ist klar, dass an Stelle   von Phototransi-    storen auch andere photoelektrische Wandler vorhanden sein konnten, zum Beispiel Selenzellen. Zwischen den photoelektrischen Wandlern und den   zugeordneten elektromechani-    schen Wandlern können n¯tigenfalls VerstÏrker eingeschaltet sein, die beispielsweise an Stelle von Elektronenröhren Transistoren enthalten können.



  



  For the orientation of the visually impaired device serving to facilitate the orientation of the visually impaired or even the blind, selon devices have been proposed which have one or more photoelectric converters for recording brightness impressions. According to this proposal, the photoelectric converters are used to control audio-frequency alternating currents, which the visually impaired can perceive using headphones. The alternating currents can be modulated in amplitude and ranch in frequency according to the brightness and, if necessary, also the color of the light incident on the photoelectric transducer.

   It is not possible to convey an image in this way.



   The present invention aims to remedy this deficiency and relates to a device for the orientation of the visually impaired, comprising a plurality of photoelectric converters. The device according to the invention is characterized in that the photoplectric transducers are arranged with their light-sensitive parts in a surface and are each connected to an electro-mechanical transducer with a movable organ n, and that the movable organs of the electromechanical transducer Have end faces,

      which are arranged in a common area in a coincident position with the light-sensitive parts of the corresponding photoelectric converters, for the purpose of generating a scanned by hand. ren raster image of the image recorded by the photoelectric converters.



   The photoelectric transducers are expediently provided with an optical lens which generates an image on the surface of the light-sensitive parts.



   Embodiments of the subject matter of the invention are illustrated in the accompanying drawing. It shows :
1 shows a visually impaired person with an exemplary embodiment of the device according to the invention,
2 schematically shows a longitudinal section through the device,
Fig. 3 is a front view of the photoelectric converters;
4 shows a single photoelectric converter in a diagrammatic representation,
5 shows a first embodiment, an electromechanical transducer in longitudinal section,
6 shows a second embodiment of an electromechanical transducer in longitudinal section and
Fig. 7 in to Fig.

     2 an analogous representation of part of a different embodiment of the facility.



   The shown in Fig. 1, im. Seeing disabled person carries a device 10 by being suspended by means of a shoulder strap 11 on the neck of the person, in such a way that the device 10 is located in front of the body at a convenient height.



  The visually impaired person also carries an electric battery 12 in a clothes bag, which is used to supply the device 10 with electricity. this is connected by a flexible cable 13.



   According to FIG. 2, the device 10 has a housing 20, the front side of which is provided with a tube 21 which contains an optical objective 22. Furthermore, the housing 20 is provided with a continuous recess 23 which opens out on the two side walls of the housing and into which the visually impaired can reach with one hand or with both hands. This recess 23 is limited by inner walls 24, 25 and 26 of the housing 10.



   A number of photoelectric converters 27 are arranged between the objective 22 and the inner wall 24 and are formed by so-called phototransistors which contain light-sensitive organs 28 made of, for example, germanium crystals. It is known that such phototransistors have a variable electrical conductivity that depends on the intensity of the incident light. The light-sensitive organs 28 of all transducers 27 are located in a single surface, which is preferably a plane, but could also be shaped differently, be it concave or convex.

   According to FIG. 3, the transducers 27, similar to honeycombs, are arranged in rows next to one another and one above the other in such a way that the transducers are able to record an image generated by means of the objective 22 in the form of raster points.



   In the space of the housing 20 located behind the recess 23 there are several electromechanical converters 29, the number of which corresponds to that of the photoelectric converters 27. The arrangement of the electromechanical converters 29 in relation to one another is also the same as that of the photoelectric converters 27.



  Each of the electro-mechanical converters 29 has a. movable member 30 which protrudes through an opening in the wall 26 into the recess 23 and has an end face 31 to be scanned.



  All of the end surfaces 31 lie in a common surface, preferably a plane, and face the front side of the housing 20 in such a way that they can be scanned by the fingers of a hand inserted into the recess 23.



   According to FIG. 5, the electromechanical converters 29 each contain a magnet coil 33 in a sleeve 32 made of ferromagnetic material, which is wound onto a coil body 34. This has an axially continuous recess in which a pin 35 made of ferromagnetic material is mounted so as to be longitudinally displaceable. At one end, this bolt is firmly connected to the associated, displaceable member 30, which consists of a non-magnetizable material, for example brass or synthetic resin.

   The other end of the bolt 35 is firmly connected to an iron disk 36, the circumference of which just touches the wall of the sleeve 3 @. A compression spring 37 is connected between this Seheibe 36 and the adjacent end of the bobbin 34, with the aim of pushing the washer 36 backwards, that is to say to the right in FIG. 5, until a shoulder of the organ 30 is on the sleeve 32 2 hits. In this rest position, the front end of the bolt 35, on the left in FIG. 5, does not extend completely through the coil 33.



   Of the two connection ends of each coil 33, one is connected to the photoelectric converter 27 corresponding to its position via an electrical conductor 38, while the other connection end of all coils is connected to one pole of the battery 12, the other pole of which with the Housing of the photoelectric converter 9S7 is connected.



   The use and operation of the device described is as follows:
The objective 22 projects an image on the surface of the photosensitive parts 28, the individual photoelectric converters 27 changing their conductivity in accordance with the brightness impinging on their photosensitive parts 28. If this brightness exceeds a certain threshold value, flows through the relevant phototransi. stor 27 and the associated converter 29 generate an electric current which is sufficient to move the bolt 35 against the influence of the spring 37 due to the magnetic pull.

   The greater the intensity of the light falling on a specific transistor 27, the more the bolt 35 of the associated electromechanical transducer 29 is displaced, so that the end face 31 of the relevant. Organ 30 is advanced in proportion to the thickness of the bed. The entirety of the end surfaces 31 thus generates a raster image of the image recorded by the photoelectric converters 2t7 that can be touched by the hand of the visually impaired person. The visually impaired is therefore able, after some practice, to determine by means of his sense of touch what is or is moving at a certain distance in front of the lens.



   Of course, the resolution of the described visual aid device is limited and depends on the number of transducers 27 and 29. For this reason, it is expedient to design or adjust the objective so that objects outside of the immediate area. ren danger area for the visually impaired are practically no longer imaged on the surface of the light-sensitive parts 28.



   In FIG. 6, another embodiment of an electro-mechanical converter 29a is shown, which can be present instead of the converter 29 according to FIG. An organ 30a, which has an end face 31 to be scanned, is again displaceably mounted in a sleeve 40. Between an inner flange * 1 of the sleeve 40 and an outer flange 4 @? of the organ 30a is a compression spring 43 which aims to move the organ 30a near the rear, that is to say to the right in FIG. 6.

   In the other end of the sleeve 40, a piezoelectric element 45 is clamped by means of a bottom piece 44, which has two electrodes 46 and 47 and when an electrical voltage is applied, its free end bends upwards, as indicated by dot-dash lines. At the free end of the element 45, a wedge 48 is rigidly attached, against which a ball 49 rests, which is rotatably mounted in a recess of the displaceable member 30a.



   The described electromechanical transducer 29a works as follows:
According to the respective conductivity of the photoelectric converter 27 in question, a more or less high electrical voltage is applied to the electrodes 46 and 47, which voltage increases with the brightness of the light striking the photoelectric converter. As the voltage between the electrodes 46 and 47 increases, the piezoelectric element 45 is bent more and more upwards, the ball 49 and thus the organ 30a being moved closer to the front by means of the wedge 48, against the influence of the spring 43. With decreasing voltage at the electrodes stretches, the element 45 again and the spring 43 presses the organ backwards until the ball 49 is stopped in its movement by the wedge 48.

   In this way, too, the differences in brightness are converted into mechanical offsets that can be determined by tactile sensation.



   According to FIG. 7, a so-called facet lens 50 is provided instead of a conventional lens 22. Behind each individual facet 51 of the same there is the loan-sensitive part 28 of a photoelectmic converter 27. The facet lens and the surface in which the light-sensitive parts 28 are arranged are expediently curved in a convex manner when viewed from the front. The result is that a relatively large viewing area, measured in solid angles, can be recorded at once. In addition, the photoelectric converters 27 are each again connected to an electromechanical converter, analogous to the example according to FIG. 2.



  The end faces 31 of these transducers 29 or 29a can be arranged in a plane or in a convexly curved surface.



   Sensing a raster image by means of the sense of touch is made considerably easier if an alternating current is used, which causes vibration of the movable members 30 and 30a of the electromechanical transducers 29 and 29a. This alternating current can be superimposed on the controlled direct current of the first-described embodiment.



   However, it is more expedient to forego the direct current entirely and to provide means in the device in order to modulate the alternating current supplied to each individual electromechanical converter as a function of the light irradiation of the associated photoelectric converter. The iodulation can take place in the amplitude or in the frequency of the alternating current.



  The visually impaired person then feels differently strong or differently rapid vibrations of the end surfaces 31 according to the brightness of the relevant image point.



   A light source for emitting light radiation can also be connected to the housing 20, which light source, reflected by objects, can act on the photoelectric converter 27. This measure is not only available at night. from vortex, but also during the day to differentiate between reflected light and extraneous light that can come from a signal lamp or the sun, for example. This differentiation possibility is achieved, for example, in that the a. emitted light radiation is modulated, for example by periodically switching the light source on and off.

   The reflected light then generates a vibration of the end surfaces 31, while external light causes a constant displacement of the end surfaces 31. When using a modulated light beam, it is advisable to dispense with an alternating current for generating vibrations of the end surfaces 31 so that there is no confusion.



   You can filter the emitted light beam. It also has a spectral color that differs from that of conventional artificial light sources, for example ultraviolet. The visually impaired person can then also determine whether a certain brightness impression is caused by reflection or radiation from an object in front of him. He only needs to convince by his own movement or by pivoting his light source whether the impression of brightness depends on his movement or not.



   It is clear that other photoelectric converters could also be present instead of phototransistors, for example selenium cells. If necessary, amplifiers can be connected between the photoelectric converters and the associated electromechanical converters, which can contain transistors instead of electron tubes, for example.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Zllr Orientierung von Sehbehinderten dienende Einrichtung mit mehreren photoelek- trischen Wandlern, dadurch gekennzeichnet, dass die photoelektrisehen Wandler mit ihren lichtempfindlichen Teilen in einer Fläche angeordnet sind und je mit einem elektromechanischen Wandler mit einem beweglichen Organ in Verbindung stehen, und dass die beweglichen Organe der elektromechanischen Wandler EndflÏchen aufweisen, die in einer gemeinsamen Fläehe angeordnet sind, in ber einstimmender Lage mit den lichtempfindlichen Teilen der entsprechenden photoelek- trischenWandler, PATENT CLAIM Zllr orientation of the visually impaired serving device with several photoelectric converters, characterized in that the photoelectric converters are arranged with their light-sensitive parts in a surface and are each connected to an electromechanical converter with a movable organ, and that the movable organs of the electromechanical transducers have end faces which are arranged in a common area in a coincident position with the light-sensitive parts of the corresponding photoelectric transducers, zwecksErzeugungeiner durch die Hand abtastbaren Raster-Abbi]- dung des von den photoelektrischen Wandlern jeweils aufgenommenen Bildes. for the purpose of generating a hand-scanned raster image of the image recorded by the photoelectric converters. UNTERANSPRÜOHE 1. Einrichtung gemϯ Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass den photoelektriselien Wandlern ein optisches Objektiv vor g @eschaltet ist, welches auf der FlÏche der lichtempfindlichen Teile ein Bild erzeugt. SUB-CLAIMS 1. Device according to claim, characterized in that the photoelectric transducers an optical lens is switched in front of g, which generates an image on the surface of the light-sensitive parts. 2.EinrichtungnachPatentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da¯ den photoelektrischen Wandlern eineFazettenlinsevorgeschal- tet ist, derart, da¯ hinter jeder Fazette der Fazettenlinse der lichtempfindliche Teil mindestens eines photoelektrischen Wandlers liegt. 2. Device according to claim, characterized in that a facet lens is upstream of the photoelectric converters in such a way that the light-sensitive part of at least one photoelectric converter is located behind each facet of the facet lens. 3. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die photoelektri schen Wandler Phototransistoren sind. 3. Device according to claim, characterized in that the photoelectric transducers are phototransistors. 4. Einrichtung naeh Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da¯ die elektromechanischen Wandler je ein magnetisch verschiebbares Organ und eine Magnetspule zum Ver @ desselben aufweisen. 4. Device according to claim, characterized in that the electromechanical transducers each have a magnetically displaceable member and a magnetic coil for ver @ the same. 5. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromecha- nischen Wandler je ein piezoelektrisehes Element ausweisen, das mit einem versehieb barmen Organ gekuppelt ist. 5. Device according to claim, characterized in that the electromechanical transducers each have a piezoelectric element which is coupled to an organ that is poor in mistake. 6. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeiehnet, dass ein Oszillator vor handen ist zur Erzeugung eines Wechsel stromes,welcher eine Vibration der beweg lichen Organe der elektromechanischen Wand- ler hervorruft. 6. Device according to claim, characterized in that an oscillator is available for generating an alternating current which causes vibration of the movable organs of the electromechanical converter. 7. Einrichtung nach Patentanspruch und l, nteransprueh 6, dadureh gekennzeichnet, dass Alittel vorhanden sind, um dem jedemelektromechanischenWandlerzuge- f hrten Wechselstrom einen Gleichstrom zu überlagern, dessen Stärke von der Lichtbestrahlung des zugeordneten photoelektrischen Wandlers abhangt. 7. Device according to claim and first claim 6, characterized in that there are means for superimposing a direct current on the alternating current supplied to each electromechanical converter, the strength of which depends on the light irradiation of the associated photoelectric converter. 8. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprueh 6, dadurch gekennzeichnet, da@ Mittel vorhanden sind, um den jedem einzelnenelektromechanischen Wandler zugef hrten Wechselstrom zu modulieren in Ab hängigkeit von der Lichtbestrahlung des zugeordneten photoelektrisehen Wandlers. 8. Device according to claim and sub-claim 6, characterized in that @ means are present to modulate the alternating current supplied to each individual electromechanical converter as a function of the light irradiation of the associated photoelectric converter. 9. Einrichtung naeh Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Liehtquelle zum Aussenden einer Lichtstrahlung vorhanden ist, die, von Gegenständen reflektiert, auf die photoelektrischen Wandler einwirken kann. 9. Device according to claim, characterized in that a source of light is provided for emitting a light radiation which, reflected from objects, can act on the photoelectric converter. 10. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle eine modulierte Licht- strahlung aussendet, welche, nach Reflexion an Gegenständen, eine Vibration der beweg- lichen Organe der elektromechanischen Wandler hervorruft, so dass an der abtastbaren Abbildung eine Unterscheidung des reflektierten Lichtes von fremdem Licht möglich ist. 10. Device according to claim and dependent claim 9, characterized in that the light source emits a modulated light radiation which, after reflection on objects, causes a vibration of the moving organs of the electromechanical transducer, so that a differentiation of the scannable image reflected light from other light is possible. 11. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstrahlung eine Spektralfarbe aufweist, die sieh von derjenigen der üblichen Kunstliehtquellen unterscheidet. 11. Device according to patent claim and dependent claim 9, characterized in that the light radiation has a spectral color that distinguishes it from that of the usual art sources. 12. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die photoelektri- schen Wandler in einem Vorderteil eines Ge häuses angeordnet sind, das eine Ausnehmung zum Einschieben mindestens einer Hand aufweist, und dia. hinter der Ausnehmung die elektromechanischen Wandler so angeordnet sind, dass ihre beweglichen Organe der Vorderseite des Gehäuses zugekehrt sind und durch die Ausnehmung hindurch abgetastet werden k¯nnen. 12. Device according to claim, characterized in that the photoelectric converters are arranged in a front part of a housing which has a recess for insertion of at least one hand, and dia. the electromechanical transducers are arranged behind the recess in such a way that their movable members face the front of the housing and can be scanned through the recess.
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WO2003034959A2 (en) * 2001-10-26 2003-05-01 Universite De Technologie De Compiegne Method for enabling at least a user, in particular a blind user, to perceive a shape and device therefor

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