Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Wahrnehmungshilfen, Sehhilfen
und Sehhilfeverfahren.The
The present invention relates to perception aids, vision aids
and visual aid procedures.
Die
Wahrnehmung der Umwelt stellt für
blinde und stark sehbehinderte Personen eine große Herausforderung dar, denn
für deren
Wahrnehmung fehlt ihnen der Sinn, der die meisten räumlichen
Informationen liefert, nämlich
der Sehsinn bzw. der visuelle Wahrnehmungssinn. Somit müssen solche
Personen zur Wahrnehmung dieser Informationen auf andere Sinne zurückgreifen.
Lange Zeit war der Blindenstock die einzige Hilfe für sehbehinderte
Personen. Er ermöglichte
das mechanische Abtasten der näheren
Umgebung.The
Perception of the environment provides for
blind and severely visually impaired people is a great challenge because
for their
Perception lacks the sense of the most spatial
Provides information, namely
the sense of sight or the visual sense of perception. Thus, such must
People resort to the perception of this information to other senses.
For a long time the blind stick was the only aid for the visually impaired
People. He enabled
the mechanical scanning of the closer
Surroundings.
Neuerdings
werden auch verbesserte Sehhilfen angeboten, die mit Sensoren ausgestattet
sind, um dem Benutzer Informationen über seine Umgebung zu liefern,
die er mit dem Blindenstock allein nicht oder nur in unverhältnismäßig langer
Zeit erhalten würde.
So gibt es beispielsweise Versionen von Gehstöcken, die mit einem Laser-
oder Ultraschallsensor ausgestattet sind, die in der Lage sind,
Hindernisse auf Kopfhöhe
des Blinden aufzufinden, und in dem Fall des Auftretens eines Hindernisses
dem Blinden hierüber über den
Griff des Blindenstocks zu informieren.recently
Also, improved vision aids are offered, which are equipped with sensors
are to provide the user with information about his environment,
he alone with the cane alone or only in disproportionately long
Time would be obtained.
For example, there are versions of walking sticks that are equipped with a laser
or ultrasound sensor that are capable of
Obstacles at head height
of the blind, and in the case of the occurrence of an obstacle
the blind man over the
To inform grip of the blind stick.
Eine
weitere Option stellen Blindenhunde dar, die bei hinreichender Ausbildung
eine Vielzahl an problematischen Situationen lösen können. Allerdings besitzen gerade
einmal 1 bis 2% der Blinden in Deutschland einen Blindenhund. Das
ist natürlich
mit den sehr hohen Kosten verbunden, die für einen Blindenhund zu entrichten
sind. Außerdem
ist ein gut ausgebildeter Blindenhund kein Gegenstand sondern ein
Individuum mit eigenem Charakter.A
Another option is to provide guide dogs with sufficient training
solve a variety of problematic situations. However, just own
once 1 to 2% of the blind in Germany a guide dog. The
is natural
associated with the very high costs to pay for a guide dog
are. Furthermore
a well-trained guide dog is not an object but an object
Individual with his own character.
Es
besteht demnach ein großer
Bedarf nach einer Verbesserung der Wahrnehmung der Umwelt für die Menge
der Blinden, deren Anzahl in Deutschland beispielsweise 150.000
beträgt.It
is therefore a big one
Need to improve the perception of the environment for the crowd
the blind, whose number in Germany, for example, 150,000
is.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Wahrnehmungshilfe,
eine Sehhilfe und/oder ein Sehhilfeverfahren zu schaffen, die es sehbehinderten
Personen der solchen, die ihrem Sehsinn aus sonstigen Gründen nicht
einsetzen können,
ermöglichen,
ihre Umwelt besser wahrnehmen zu können.The
The object of the present invention is to provide a perception aid,
To provide a visual aid and / or a visual aid method that it visually impaired
Persons who do not have their sense of sight for other reasons
can use
enable,
better able to perceive their environment.
Ein
Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, erkannt zu
haben, dass die Wahrnehmungsfähigkeit
für sehbehinderte
Personen bezüglich
ihrer Umwelt verbessert werden kann, wenn Informationen über die
Umwelt, die Sehenden über ihren
visuellen Sinn zur Verfügung
stehen, nicht einfach zeitaufgelöst
mittels eindimensionaler Variation eines der anderen Sinnesorgane
vermittelt werden, sondern wenn ausgenutzt wird, dass die Haut eine sehr
große
Oberfläche
und zudem eine ausreichende Ortsauflösung bietet, so dass Abstandsinformationen über die
Umgebung des Benutzers raumwinkelbereichs- bzw. abstandsaufgelöst zur Verfügung gestellt
werden können,
und zwar beispielsweise unter Zuordnung zwischen Hautstellen und
Raumwinkelbereichen oder unter Zuordnung zwischen Hautstellen und
Abstandsbereichen. Es ist beispielsweise möglich, ein Abstandsbild einer
Umgebung des Benutzers auf die Haut des Benutzers zu projizieren. Durch
die orts- bzw. raumwinkelbereichsaufgelöste Vermittlung von Abstandsinformationen
einer Umgebung vermittels der haptischen Wahrnehmung des Benutzers
ist es dem Benutzer möglich,
sich besser in seiner Umwelt zurechtzufinden.One
The core idea of the present invention is to be recognized
have that perception
for the visually impaired
Persons regarding
their environment can be improved if information about the
Environment, the sighted about her
visual sense available
are not just time-resolved
by means of one-dimensional variation of one of the other sense organs
but when it is taken advantage of that the skin is a very
size
surface
and also provides sufficient spatial resolution, so that distance information about the
Environment of the user raumwinkelbereich- or distance-resolved provided
can be
namely, for example, under association between skin areas and
Solid angle ranges or under association between skin areas and
Distance ranges. It is possible, for example, a distance image of a
Projecting the user's environment onto the skin of the user. By
the location or space angle resolved resolution of distance information
an environment by means of the haptic perception of the user
is it possible for the user
to better understand your environment.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Anmeldung besteht ein Kerngedanke
der vorliegenden Erfindung darin, dass alternativ oder zusätzlich zur
raumwinkelbereichs- oder
abstandsaufgelösten
Stimulation der Haut des Benutzers abhängig von Abstandsinformationen
der Umgebung der hapti sche Wahrnehmungssinn des Benutzers auch dazu
verwendet werden kann, dem Benutzer Informationen über eine
Materialbeschaffenheit der Umgebung zur Verfügung zu stellen. Eine solche
materialbeschaffenheitsabhängige
Stimulation kann beispielsweise verwendet werden, um dem Benutzer mitzuteilen,
welche Farbe seine Umgebung hat, welchen Aggregatzustand oder dergleichen.
Auf diese Weise erhält
der Benutzer ebenfalls Informationen, die ihm die Wahrnehmung seines
Umfelds erleichtern.According to one
Another aspect of the present application is a core idea
the present invention in that, alternatively or in addition to
room angle range or
distance resolution
Stimulation of the skin of the user depending on distance information
the environment of the hapti sense perception of the user also
can be used to give the user information about one
To provide material condition of the environment. Such
material texture-dependent
For example, stimulation can be used to tell the user
which color has its environment, which state of aggregation or the like.
In this way receives
The user also has information that gives him the perception of his
Environment.
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:preferred
embodiments
The present invention will be described below with reference to FIG
the enclosed drawings closer
explained.
Show it:
1a ein.
Blockschaltbild einer Sehhilfe gemäß einem Ausführungsbeispiel; 1a one. Block diagram of a visual aid according to an embodiment;
1b eine
schematische Raumdarstellung einer am Rumpf des Benutzers tragbaren
Stimulationseinrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel; 1b a schematic representation of a space on the user's torso portable stimulation device according to an embodiment;
2 ein
Blockschaltbild einer Sehhilfe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; 2 a block diagram of a visual aid according to another embodiment;
3 eine
schematische Zeichnung zur Veranschaulichung einer Möglichkeit
zur Abbildung von Abstandswerten auf die Haut gemäß einem
Ausführungsbeispiel; 3 a schematic drawing illustrating a possibility for imaging distance values on the skin according to an embodiment;
4 eine
schematische Zeichnung zur Veranschaulichung einer weiteren Möglichkeit
zur Abbildung von Abstandswerten plus Farb- und Helligkeitsinformationen
auf die Haut gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel; 4 a schematic drawing illustrating another possibility for mapping distance values plus color and brightness Information on the skin according to another embodiment;
5 eine
schematische Zeichnung zur Veranschaulichung einer Möglichkeit
zur Projektion des Abstandsbildes einer Umgebung des Benutzers auf die
Haut gemäß einem
Ausführungsbeispiel; 5 a schematic drawing illustrating a way to project the distance image of a user environment on the skin according to an embodiment;
6 eine
schematische Zeichnung zur Veranschaulichung der Abbildung von Abstandsinformationen
der Umgebung des Benutzers auf die Haut des Benutzers gemäß einem
Ausführungsbeispiel; 6 a schematic drawing illustrating the mapping of distance information of the user's environment on the skin of the user according to an embodiment;
7 eine
schematische Zeichnung zur Veranschaulichung der Abbildung von Abstandsinformationen
der Umgebung des Benutzers auf die Haut des Benutzers gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel; 7 a schematic drawing illustrating the mapping of distance information of the user's environment on the skin of the user according to another embodiment;
8 eine
schematische Zeichnung zur Veranschaulichung der Abbildung von Abstandsinformationen
der Umgebung des Benutzers auf die Haut des Benutzers gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel; 8th a schematic drawing illustrating the mapping of distance information of the user's environment on the skin of the user according to yet another embodiment;
9 eine
schematische Zeichnung zur Veranschaulichung einer Stimulation der
Haut des Benutzers abhängig
von einer erkannten Stufe und/oder Flüssigkeits- oder Schlammstelle in der Richtung
vor dem Benutzer gemäß einem
Ausführungsbeispiel; 9 a schematic drawing illustrating a stimulation of the skin of the user depending on a detected stage and / or liquid or mud spot in the direction in front of the user according to an embodiment;
10 eine
schematische Zeichnung einer Sehhilfe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
und 10 a schematic drawing of a visual aid according to another embodiment; and
11 ein
Blockschaltbild einer Wahrnehmungshilfe gemäß einem Ausführungsbeispiel. 11 a block diagram of a perception aid according to an embodiment.
1a zeigt
eine Sehhilfe 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Sie umfasst eine Einrichtung 12 zum Erzeugen eines Abstandsbildes 14 einer
Umgebung eines Benutzers 16 der Vorrichtung 10 sowie eine
Stimulationseinrichtung 18 zur Stimulation der Haut 20 des
Benutzers. 1a shows a visual aid 10 according to an embodiment. It includes a facility 12 for generating a distance image 14 an environment of a user 16 the device 10 and a stimulation device 18 to stimulate the skin 20 the user.
Die
Abstandsbilderzeugungseinrichtung 12 erzeugt das Abstandsbild 14 der
Umgebung des Benutzers 16 so, dass das Abstandsbild 14 jeweils
einen Abstandswert 22 für
eine Mehrzahl von Raumwinkelbereichen 24 aufweist. Die
Abstands bilderzeugungseinrichtung 12 ist beispielsweise
ausgebildet, um relativ zu einer Richtung 26, der der Benutzer 16 zugewandt
ist, in verschiedenen Raumwinkelbereichen 24 von dem Benutzer 16 aus
Abstände
von dem Benutzer 16 zu seiner Umgebung zu erfassen, wie
z. B. zu einer Wand (nicht gezeigt), vor der der Benutzer 16 steht.
Durch das Erfassen der Abstände
des Benutzers 16 zu seiner Umgebung in unterschiedlichen Raumwinkelbereichen 24 erhält die Abstandsbilderzeugungseinrichtung 12 das
Abstandsbild 14 der Umgebung des Benutzers 16 mit
jeweils einem Abstandswert 22 pro Raumwinkelbereich 24.
In 1 ist exemplarisch der Fall dargestellt,
dass die Abstandsbilderzeugungseinrichtung 12 regelmäßig Abstandswerte 22 in
azimuthaler Richtung 28 und Höhenwinkelrichtung 30 erfasst,
so dass ein im Wesentlichen rechwinkliges Abstandsbild 14 in
kartesischen koordinanten entsteht, aber dies stellt lediglich eine mögliche Ausführungsform
unter vielen dar. In 1 ist das Abstandsbild
nicht nur als rechteckige regelmäßige Matrix
von Abstandswerten 22 dargestellt, sondern es ist auch
grauskaliert bzw. schraffurdichtemäßig exemplarisch veranschaulicht.The distance image generation device 12 generates the distance image 14 the environment of the user 16 so that the distance image 14 each one distance value 22 for a plurality of solid angle ranges 24 having. The distance imaging device 12 For example, it is designed to be relative to one direction 26 who is the user 16 facing, in different solid angle ranges 24 from the user 16 from distances from the user 16 to capture his surroundings, such as B. to a wall (not shown), in front of which the user 16 stands. By capturing the distances of the user 16 to its environment in different solid angle ranges 24 receives the distance image generator 12 the distance image 14 the environment of the user 16 each with a distance value 22 per solid angle range 24 , In 1 is exemplified the case that the distance image generating device 12 regularly distance values 22 in azimuthal direction 28 and elevation angle direction 30 detected, so that a substantially rectangular spacing image 14 in Cartesian coordinates, but this is just one possible embodiment among many 1 the distance image is not just a rectangular regular matrix of distance values 22 but it is also illustrated by gray scale or hatch density moderate exemplified.
Die
Abstandsbilderzeugungseinrichtung 12 kann, wie es im Folgenden
noch beschrieben wird, aktiv ausgeführt sein, d. h. sie kann einen
Sender zur Ausstrahlung bzw. Aussendung eines Abtastsignals aufweisen
sowie einen Empfänger
zum Empfangen eines durch eine Wechselwirkung der Umgebung des Benutzers
mit dem Abtastsignal entstehenden Rücksignals. Das Abtastsignal
kann dabei elektromagnetischer Natur sein oder ein Schallsignal.
Die Abstandsbilderzeugungseinrichtung kann dabei als Laufzeitmesssystem
ausgebildet sein, um die Abstandswerte 22 durch Laufzeitmessung
zu erhalten. Es ist möglich,
dass die Abstandsbilderzeugungseinrichtung die unterschiedlichen
Abstandswerte 22 für die
unterschiedlichen Raumwinkelbereiche 24 dadurch erhält, dass
sie die unterschiedlichen Raumwinkelbereiche 24 sequentiell
durchläuft
bzw. abscannt. Dazu kann die Abstandsbilderzeugungseinrichtung 12 beispielsweise
einen Sender pro Raumwinkelbereich 24 umfassen, die sequentiell
aktiviert werden.The distance image generation device 12 may, as will be described below, be actively executed, ie it may comprise a transmitter for emitting or transmitting a scanning signal and a receiver for receiving a resulting from an interaction of the user's environment with the scanning signal return signal. The scanning signal can be electromagnetic or a sound signal. The distance image generating device can be designed as a transit time measuring system to the distance values 22 obtained by transit time measurement. It is possible that the distance image generating means the different distance values 22 for the different solid angle ranges 24 This preserves that they the different solid angle ranges 24 runs through or scans sequentially. For this purpose, the distance image generation device 12 for example, one transmitter per solid angle range 24 include, which are activated sequentially.
Alternativ
wird der Sender sequentiell auf die unterschiedlichen Raumwinkelrichtungen 24 ausgerichtet,
wie z. B. durch eine entsprechende Mechanik. Der Sender sendet hierzu
beispielsweise das Abtastsignal nur in einem relativ kleinen Raumwinkelbereich
aus. Hierzu könnte
ein Laser vorgesehen sein. Anstelle eines Senders, der ein zielgerichtetes
Abtastsignal erzeugt, könnte
allerdings auch eine Kombination aus Sendern verwendet werden, die
eine ungerichtete Abstrahlung erzeugen, wobei die Raumwinkelselektivität beispielsweise
durch Einstellung von Phasenunterschieden zwischen denselben eingestellt
wird. Schließlich
könnte
anstelle eines sequentiellen Abtastens der Umgebung des Benutzers durch
Sender mit einem zielgerichteten Abtastsignal auch eine gleichzeitige
Abtastung erzielt werden, indem beispielsweise die Sender unterschiedlicher Frequenzen
verwenden, so dass der Empfänger
die Winkelbereichszugehörigkeit
bzw. -zuordnung aufgrund einer Spektralzerlegung des Rücksignals
wiedergewinnen kann.Alternatively, the transmitter is sequentially adjusted to the different solid angle directions 24 aligned, such. B. by a corresponding mechanism. For this purpose, the transmitter transmits, for example, the scanning signal only in a relatively small solid angle range. For this purpose, a laser could be provided. However, instead of a transmitter producing a targeted scanning signal, a combination of transmitters producing non-directional radiation could also be used, the solid angle selectivity being set by, for example, adjusting phase differences therebetween. Finally, instead of sequentially scanning the user's environment by transmitters with a targeted sampling signal, simultaneous sampling could also be achieved using, for example, the transmitters of different frequencies, so that the receiver can regain angular range membership due to spectral decomposition of the return signal.
Daneben
ist aber auch eine passive Ausgestaltung der Abstandsbilderzeugungseinrichtung 12 möglich, wonach
dieselbe Signale auswertet, die von der Umgebung des Benutzers selbst
ausgestrahlt werden, wie z. B. Wärmestrahlung
oder Geräusche, oder
von anderswo her stammen und mit der Umgebung des Benutzers Wechselwirken,
wie z. B. die Sonnenstrahlung oder dergleichen. Eine Abstandserfassung
kann hier beispielsweise durch Objektive mit sehr geringer Tiefenschärfe und
sequentielles Verändern
des Objektabstands, auf den das Objektiv eingestellt ist, erhalten
werden, um anhand der Schärfe des
Bildes auf den Abstand der Umgebung des Benutzers in der jeweiligen
Richtung rückzuschließen, oder
durch Aufnahmen aus zwei verschiedenen Kamerapositionen oder dergleichen.In addition, however, is also a passive embodiment of the distance image generating device 12 possible, after which the same evaluates signals emitted by the user's environment itself, such. As heat radiation or noise, or come from elsewhere and interact with the environment of the user, such. B. the solar radiation or the like. Distance detection can be obtained here, for example, by means of objectives with very shallow depth of field and sequential changing of the object distance to which the objective is set, in order to deduce the distance of the surroundings of the user in the respective direction from the sharpness of the image, or by taking pictures two different camera positions or the like.
Die
Abstandsbilderzeugungseinrichtung 12 kann dazu ausgebildet
sein, von dem Benutzer 16 getragen zu werden. Beispielsweise
ist sie in eine Brille des Benutzers 16 integriert, oder
sie ist dazu vorgesehen, wie ein Hut von dem Benutzer 16 getragen
zu werden. Alternativ weist sie beispielsweise ein Band auf, um
am Körper
des Benutzers 16 befestigt zu werden, wie z. B. am Oberarm
oder dergleichen.The distance image generation device 12 may be designed by the user 16 to be worn. For example, she is in a pair of glasses of the user 16 integrated, or it is intended as a hat by the user 16 to be worn. Alternatively, it includes, for example, a tape to the body of the user 16 to be attached, such. B. on the upper arm or the like.
Die
Stimulationseinrichtung 18 ist ausgebildet, um die Haut
des Benutzers an unterschiedlichen Stellen der Haut 20 abhängig von
dem Abstandsbild 14 und einer Zuordnung der Mehrzahl von
Raumwinkelbereichen zu den unterschiedlichen Stellen zu stimulieren,
so dass die Stimulation der Haut 20 an den unterschiedlichen
Stellen von dem Abstandswert 22 des zugeordneten Raumwinkelbereiches 24 abhängt. Beispielsweise
ist die Stimulationseinrichtung 18 so ausgebildet, dass
sie jedem Raumwinkelbereich 24 eine unterschiedliche Stelle
der Haut 20 des Benutzers 16 zuordnet. In 1 ist die Zuordnung des Abstandsbilds 14 auf
die Haut 20 mit einem Pfeil 32 versinnbildlicht.
Zudem ist in 1 dargestellt, dass die
Zuordnung 32 exemplarisch derart ausgestattet sein kann,
dass das Abstandsbild 14 auf die Haut 20 des Benutzers 16t projiziert
wird. Jedem Raumwinkelbereich 24 wird somit eine unterschiedliche
Stelle 34 auf der Haut 20 des Benutzers 16 zugeordnet.
In 1 ist zur Vereinfachung die Projektion so
dargestellt, dass das linear über
Azimuthwinkel und Vertikalwinkel aufgetragene Abstandsbild 14 auf der
Haut 20 des Benutzers 16 wieder im Wesentlichen
rechteckig ist. Andere Projektionen sind allerdings ebenfalls möglich. Vorzugsweise
ist die Projektion allerdings derart ausgestattet, dass sie einfach zusammenhängende Gebiete
in dem Abstandsbild wieder auf einfach zusammenhängende Gebiete auf der Haut 20 des
Benutzers abbildet.The stimulation device 18 is designed to keep the user's skin in different places on the skin 20 depending on the distance image 14 and stimulating an association of the plurality of solid angle regions to the different sites, thereby stimulating the skin 20 at the different locations of the distance value 22 of the assigned solid angle range 24 depends. For example, the stimulation device 18 designed to fit any solid angle range 24 a different part of the skin 20 the user 16 assigns. In 1 is the assignment of the distance image 14 onto the skin 20 with an arrow 32 symbolizes. Moreover, in 1 shown that the assignment 32 may be exemplarily equipped such that the distance image 14 onto the skin 20 the user 16t is projected. Every solid angle area 24 thus becomes a different place 34 on the skin 20 the user 16 assigned. In 1 For simplicity, the projection is shown as the distance image plotted linearly through azimuth angle and vertical angle 14 on the skin 20 the user 16 again essentially rectangular. Other projections are also possible. Preferably, however, the projection is designed to simply return contiguous areas in the distance image to simply contiguous areas on the skin 20 of the user.
Es
wird allerdings darauf hingewiesen, dass die Zuordnung 32 nicht
notwendigerweise in der Art einer Projektion des Abstandsbilds 14 der
Umgebung des Benutzers 16 ausgebildet sein muss. Die nachfolgenden
Ausführungsbeispielen
zeigen, dass es ferner möglich
ist, dem Benutzer 16 auch dann sehr wertvolle Informationen über seine
Umgebung zur Verfügung
zu stellen, wenn nicht das Abstandsbild 14 so wie in 1 dargestellt quasi zusammenhängend fast
1:1 abgebildet wird, sondern wenn dem Benutzer 16 spezielle
Abstandswerte in unterschiedlichen Raumwinkelbereichen an unterschiedlichen
Stellen der Haut 20 vermittels der Stimulation der Haut 20 wahrnehmbar
gemacht werden.It is noted, however, that the assignment 32 not necessarily in the manner of projecting the distance image 14 the environment of the user 16 must be trained. The following embodiments show that it is further possible for the user 16 even then provide very valuable information about its environment, if not the distance image 14 as in 1 displayed quasi-contiguous almost 1: 1, but if the user 16 special distance values in different solid angle ranges at different points of the skin 20 by stimulating the skin 20 be made noticeable.
Die
Stimulationseinrichtung 18 ist beispielsweise so ausgebildet,
dass sie wie ein Kleidungsstück
am Körper
bzw. auf der Haut 20 des Benutzers 16 getragen
wird. Sie kann beispielsweise einen elastischen Stoffträger (nicht
gezeigt) aufweisen, an dessen Innenseite, d. h. der Seite, die beim
Tragen der Haut 20 zugewandt ist, an verschiedenen Stellen Stimulatoren
angeordnet sind, die die Haut stimulieren können. Ein solcher Stimulator
stimuliert die Haut 20 beispielsweise an einer Stelle 34 durch
Anlegen einer mechanischen Schwingung bzw. Vibration an die Haut,
durch Kühlen/Erwärmen der
Haut, durch elektrische Stimulation der Haut und/oder durch Anlegen
eines Druckes an die Haut. Der Grad der jeweiligen Stimulation hängt dann
beispielsweise von dem Abstandswert 22 an demjenigen Raumwinkelbereich 24 ab,
der der jeweiligen Stelle 34 zugeordnet ist, an der der
Stimulator der Stimulationseinrichtung 18 angeordnet ist.The stimulation device 18 For example, it is designed to act like a garment on the body or on the skin 20 the user 16 will be carried. It may, for example, have an elastic fabric carrier (not shown), on the inside of which, ie the side which carries the skin 20 is facing, at various points stimulators are arranged, which can stimulate the skin. Such a stimulator stimulates the skin 20 for example, at one point 34 by applying a mechanical vibration or vibration to the skin, by cooling / heating the skin, by electrical stimulation of the skin and / or by applying a pressure to the skin. The degree of the respective stimulation then depends, for example, on the distance value 22 at that solid angle area 24 from that of the respective body 34 associated with the stimulator of the stimulation device 18 is arranged.
In 1b ist
eine soeben exemplarisch skizzierte Stimulationseinrichtung veranschaulicht.
Sie weist einen korsettartig geschnittenen elastischen Stoffträger 36 auf,
an dessen Innenseite 38, die beim Tragen der Haut 20 zugewandt
ist, über
die Innenseite 38 lateral verteilt Stimulatoren 40 angeordnet
sind. Die Anordnung an der Innenseite kann durch eine Einarbeitung
in den Stoff Order eine Anordnung an der Außenseite ersetzt werden, solange
die Stimulatoren 40 nur wirksam mit der Haut gekoppelt
sind. Wie es in 1b gezeigt ist, kann der Stoffträger 36 beispielsweise
eine Schließeinrichtung 42,
wie z. B. Knöpfe
oder einen Reißverschluss,
aufweisen, um das Anziehen der Stimulationseinrichtung zu erleichtern.
Neben den Stimulatoren kann dann noch beispielsweise eine Verarbeitungseinrichtung 44,
wie z. B. eine integrierte Schaltung, an dem Stoffträger 36 befestigt
sein, der die Informationen über
das Abstandsbild 14 von der Abstandsbilderzeugungseinrichtung 12 empfängt und
entsprechend verarbeitet, um die Stimulatoren 40 entsprechend
anzusteuern.In 1b an example just sketched stimulation device is illustrated. It has a corset-cut elastic fabric carrier 36 on, on the inside 38 while wearing the skin 20 facing, over the inside 38 laterally distributed stimulators 40 are arranged. The arrangement on the inside can be replaced by an incorporation into the fabric Order an arrangement on the outside, as long as the stimulators 40 only effectively coupled with the skin. As it is in 1b shown can be the substance carrier 36 For example, a locking device 42 , such as As buttons or a zipper, to facilitate the tightening of the stimulation device. In addition to the stimulators can then, for example, a processing device 44 , such as As an integrated circuit, on the fabric carrier 36 be attached to the information about the distance image 14 from the distance image generator 12 receives and processes accordingly to the stimulators 40 to control accordingly.
Es
wird bereits jetzt darauf hingewiesen, dass die Abstandsbilderzeugungseinrichtung 12 nicht
wie im Vorhergehenden beschrieben ausgebildet sein muss, um das
Abstandsbild der tatsächlichen
Umgebung des Benutzers 16 zu erfassen. Es ist ferner möglich, dass
die Abstandsbilderzeugungseinrichtung 12 die Umgebung des
Benutzers simuliert, wie z. B. im Rahmen eines Computerspiels, das der
sehbehinderte Benutzers 16 natürlich nicht am Monitor sondern
vermittels der Stimulationseinrichtung 18 erleben und spielen
kann. Hierauf wird Bezug nehmend auf 10 noch
näher eingegangen.It is already pointed out that the distance image generator 12 not as described above, to the distance image of the user's actual environment 16 capture. It is also possible for the distance image generation device 12 simulates the user's environment, such as B. in the context of a computer game, that of the visually impaired user 16 Of course not on Monitor but by means of the stimulation device 18 experience and play. Reference is made to 10 discussed in more detail.
Die
Stimulatoren 40 können
beispielsweise Piezoelemente, Heizelemente, pneumatische Elemente
oder dergleichen umfassen, um die im Vorhergehenden erwähnten Stimulationen
der Haut zu erzeugen. Die Verarbeitungseinrichtung 44 kann
vollständig
in Hardware ausgeführt
sein oder als Kombination aus einem Prozessor und einer zugehörigen Software
oder in Form einer programmierbaren Hardware, wie z. B. einem FPGA.
Die Schnittstelle zur Abstandsbilderzeugungseinrichtung 12 kann
schnurlos oder drahtgebunden sein. Anstelle eines elastischen Stoffträgers 36 kann
auch ein starrer Träger 36 vorgesehen
sein, der beispielsweise über
elastische Bänder
an dem Körper
des Benutzers befestigt wird, wie z. B. ein Schienenbeinschoner
oder ein Rückenprotektor
oder dergleichen.The stimulators 40 For example, they may include piezo elements, heating elements, pneumatic elements or the like to produce the aforementioned stimulation of the skin. The processing device 44 can be implemented entirely in hardware or as a combination of a processor and associated software or in the form of programmable hardware, such. B. an FPGA. The interface to the distance image generation device 12 Can be wireless or wired. Instead of an elastic fabric carrier 36 can also be a rigid carrier 36 be provided, which is attached for example via elastic bands on the body of the user, such. As a tibia saver or a back protector or the like.
Bezug
nehmend auf 2 wird nun ein Ausführungsbeispiel
für eine
Sehhilfe beschrieben, bei der eine Erfassung eines Abstandsbilds
einer tatsächlichen
Umgebung des Benutzers auf die Haut des Benutzers stattfindet. Die
Sehhilfe von 2 umfasst eine Mehrzahl von
Aktoren bzw. Stimulatoren 60, eine Mehrzahl in möglicherweise
in einem Array angeordneten Sensoren 62, eine oder mehrere Strahlungsquellen 64, und
eine Verarbeitungs- und Steuereinheit 66. Die Aktoren 60 und
die Verarbeitungs- und Steuereinheit 66 wirken als Stimulationseinrichtung
zusammen, um abhängig
von Abstandsbildinformationen, die die Verarbeitungs- und Steuereinheit 66 im
Zusammenspiel mit der Strahlungsquelle 64 und den Sensoren 62,
von denen sie Rohsignale erhält,
ermittelt, die Haut (nicht gezeigt) des Benutzers zu stimulieren.
Hierdurch wird die äußere Welt
des Benutzers auf die Oberfläche
des Körpers
projiziert.Referring to 2 Now, an embodiment of a visual aid will be described in which a detection of a distance image of an actual environment of the user takes place on the skin of the user. The visual aid of 2 includes a plurality of actuators or stimulators 60 , a plurality of sensors possibly arranged in an array 62 , one or more radiation sources 64 , and a processing and control unit 66 , The actors 60 and the processing and control unit 66 act as stimulation means to adjust the distance and image information provided by the processing and control unit 66 in interaction with the radiation source 64 and the sensors 62 from which it receives raw signals, determines to stimulate the skin (not shown) of the user. This projects the user's external world onto the surface of the body.
Während des
Betriebs der Sehhilfe stimulieren die Aktoren 60 die Hautoberfläche des
Benutzers und ergeben somit ein gefühltes Bild 68 von
tatsächlichen
Objekten 70 in der Umgebung des Benutzers auf der Haut
des Benutzers. Die Aktoren 60 erhalten ihre Erregungssignale 72 von
der zentralen Verarbeitungseinheit 66, die einerseits die
Strahlenquelle bzw. die Strahlenquellen 64 steuert und
gleichzeitig die Informationen der Sensoren 62 aufnimmt.
Die Sensoren 62 nehmen Umgebungsinformationen auf, indem
sie Strahlung 74 erfassen, die sich aus einer Wechselwirkung
einer Primärstrahlung 76,
die von der bzw. den Strahlungsquellen 64 ausgesendet wird,
mit der Umgebung des Benutzers bzw. den Objekten 70 darin
ergibt, und/oder Strahlung 78, die von den Objekten 70 in
der Umgebung stammt aber nicht durch die Primärstrahlung 76 hervorgerufen
wird. Die Strahlenquelle(n) 64 emittiert beispielsweise
Strahlen 76 mit definierten Frequenzen. Allerdings kann wie
bereits erwähnt,
durch die Sensoren 62 sowohl die von den Objekten 70 unabhängig von
der Primärstrahlung 76 emittierte
Strahlung 78, die im Folgenden manchmal auch als passive
Strahlung bezeichnet wird, sowie auch durch die Primärstrahlen 76 hervorgerufene
Strahlung, die im Folgenden auch manchmal als aktive Strahlung bezeichnet
wird, erfasst werden. Wie im Vorhergehenden erwähnt kann die bzw. können die
Strahlungsquellen 64 an der Person geeignet angebracht
sein.During operation of the visual aid, the actuators stimulate 60 the skin surface of the user and thus give a perceived image 68 of actual objects 70 in the user's environment on the skin of the user. The actors 60 receive their excitation signals 72 from the central processing unit 66 , on the one hand, the radiation source or the radiation sources 64 controls and at the same time the information of the sensors 62 receives. The sensors 62 capture environmental information by using radiation 74 capture, resulting from an interaction of a primary radiation 76 from the radiation source (s) 64 is sent out, with the environment of the user or the objects 70 results in, and / or radiation 78 that of the objects 70 but in the environment is not due to the primary radiation 76 is caused. The radiation source (s) 64 emits rays, for example 76 with defined frequencies. However, as already mentioned, through the sensors 62 both of the objects 70 independent of the primary radiation 76 emitted radiation 78 sometimes referred to below as passive radiation, as well as the primary rays 76 caused radiation, which is also sometimes referred to as active radiation, are detected. As mentioned above, the radiation source (s) may be 64 be appropriate attached to the person.
Die
haptisch stimulierenden Aktoren 60 sind dazu vorgesehen,
auf der Haut des Benutzers getragen zu werden. Dazu kann ein Material
vorgesehen sein, das mit den haptisch stimulierenden Aktoren 60 in
Form eines möglichst
dichten Netzes durchzogen ist. Dies könnten also Druck-, Vibrations-,
Temperatur- oder Schmerzaktoren sein sowie auch andere die Haut
stimulierende Aktoren. Je dichter die Anzahl der Aktoren pro Hautoberfläche, desto
besser ist die Auflösung.
In 2 ist die Auflösung
exemplarisch am Beispiel des Bildes 68 des Objekts 70 dargestellt,
wobei von einer regelmäßigen Anordnung
der Aktoren in Spalten und Zeilen ausgegangen wurde. Andere Anordnungen
sind natürlich
ebenfalls möglich,
wie es ja auch bereits Bezug nehmend auf 1 beschrieben
worden ist. Jeder einzelne Aktor kann somit wie ein Pixel einer
Anzeige wirken. Beispielsweise werden die Aktoren 60 so
dicht zueinander angeordnet, dass ihr Wiederholabstand untereinander
in etwa gleich der minimalen durch die Haut wahrnehmbare Distanz
zwischen zwei Stimulationen solcher Aktoren ist. Jedenfalls ist
annehmbar, dass eine solche biologisch bedingte maximale Auflösung der
Haut existiert. Allerdings ist ebenfalls zu vermuten, dass, wenn die
Auflösung
eine biologische Grenze hat, der Träger bzw. Benutzer solcher Aktoren
nach einer gewissen Übungszeit
seine individuelle Auflösungsgrenze verbessern
und dieser Grenze beliebig annähern kann.The haptic stimulating actuators 60 are intended to be worn on the skin of the user. For this purpose, a material may be provided which with the haptic stimulating actuators 60 is traversed in the form of a dense network as possible. So these could be pressure, vibration, temperature or pain factors as well as other skin stimulating actuators. The denser the number of actuators per skin surface, the better the resolution. In 2 the resolution is exemplified by the example of the picture 68 of the object 70 in which a regular arrangement of the actuators in columns and rows was assumed. Of course, other arrangements are also possible, as already referring to 1 has been described. Each actor can thus act like a pixel of a display. For example, the actuators 60 arranged so close to each other that their repeating distance is approximately equal to the minimum perceptible by the skin distance between two stimulations of such actuators. In any case, it is acceptable that such a biologically induced maximum dissolution of the skin exists. However, it is also to be assumed that if the resolution has a biological limit, the wearer or user of such actuators can improve his individual resolution limit after a certain exercise time and can approach this limit as desired.
Die
Verarbeitungseinheit 66 übernimmt, wie im Vorhergehenden
erwähnt,
zweierlei Aufgaben. Ein Signalauswertungsblock 66a wertet
die Rohsignale 80 von den Sensoren 62 aus, um
die Abstandswerte bzw. das Abstandsbild der Umgebung des Benutzers zu
erhalten. Der Signalauswerteblock 66a bildet somit zusammen
mit den Sensoren 62 und dem oder den Strahlenquellen 64 die
Abstandsbilderzeugungseinrichtung. Ein Steuerblock 66b der
Verarbeitungseinheit 66 wertet das durch die Signalauswerteeinheit 66a gewonnene
Abstandsbild aus, um die Stimulation der Haut entsprechend dem Abstandsbild
vorzunehmen. Der Steuerblock 66b steuert somit den Ablauf
der Wahrnehmungsumsetzung. Die Verarbeitungseinheit 66 ist
gegebenenfalls in verschiedenen Modi betreibbar. Insbesondere kann
es sein, dass die Verarbeitungseinheit 66 aus- und einschaltbar
ist, um sich in einem An- oder Aus-Zustand zu befinden. Zusätzlich kann
es sein, dass die Verarbeitungs- und Steuereinheit 66 Modi
verschiedene Erregerumsetzungen aufweist, die durch den Benutzer
je nach Vorliebe eingestellt werden können. Das bedeutet, dass die
Verarbeitungseinheit 66 gegebenenfalls auf verschiedene
Arten und Weisen das Abstandsbild auf die Haut projiziert, je nachdem
in welchem Modus sie sich befindet. Ferner kann es sein, dass die
Verarbeitungseinheit 66 eine Feineinstellung der Zuordnung 32 (1) ermöglicht,
so dass es dem Benutzer ermöglicht
wird, eine Feineinstellung der Zuordnung von Außen zu steuern. Beispielsweise
besitzt die Verarbeitungseinheit 66 hierfür eine Schnittstelle zum
Anschluss an einen Computer, wobei der Benutzer über ein Programm auf dem Computer
die Feineinstellung in der Verarbeitungseinheit 66 vornehmen
kann.The processing unit 66 assumes, as mentioned above, two tasks. A signal evaluation block 66a evaluates the raw signals 80 from the sensors 62 to obtain the distance values or the distance image of the environment of the user. The signal evaluation block 66a thus forms together with the sensors 62 and the one or more radiation sources 64 the distance image generation device. A control block 66b the processing unit 66 evaluates this by the signal evaluation unit 66a obtained distance image to make the stimulation of the skin according to the distance image. The control block 66b thus controls the course of the perception implementation. The processing unit 66 is optionally operable in different modes. In particular, it may be that the processing unit 66 can be switched off and on in order to be in an on or off state. In addition, it may be that the processing and control unit 66 Modes has different exciter implementations that can be adjusted by the user depending on his preference. That means the processing unit 66 If necessary, the distance image is projected onto the skin in different ways, depending on which mode it is in. Furthermore, it may be that the processing unit 66 a fine adjustment of the assignment 32 ( 1 ), allowing the user to fine-tune the assignment from the outside. For example, the processing unit has 66 For this purpose, an interface for connection to a computer, wherein the user via a program on the computer fine-tuning in the processing unit 66 can make.
Die
Sensoren 62 könnten
ebenso wie die Aktoren 60 in Form eines Netzes installiert
bzw. von dem Benutzer getragen werden. Vorzugsweise liefert dieses
Netz von Sensoren 62 die gleiche Auflösung, wie sie durch die Aktoren 60 geliefert
wird, die auf dem Körper
des Benutzers angebracht sind.The sensors 62 could as well as the actors 60 be installed in the form of a network or worn by the user. Preferably, this network provides sensors 62 the same resolution as through the actuators 60 supplied, which are mounted on the body of the user.
In 2 ist
der Fall dargestellt worden, dass eine an der Person befestigbare
Strahlenquelle oder mehrere Strahlenquellen 64 ein möglichst
genau definiertes Signal an die Umwelt abgeben, nämlich das Signal 76,
und von den Sensoren 62 die von der Umwelt reflektierten
Signale 74 an der Person aufgenommen werden. Anstatt einer
solchen aktiven Wahrnehmung könnte
natürlich
auch eine passive Wahrnehmung vorgesehen sein, wonach die Strahlenquelle(n) 64 fehlt.
Die Signale für
die Sensoren 62 könnten
dann beispielsweise einfach äußere Signale 78 sein,
d. h. Signale, die von den Objekten 70 in der Umgebung
des Benutzers unabhängig
von dem Erregersignal 76 abgegeben werden.In 2 has been shown the case that a person attachable to the radiation source or multiple radiation sources 64 Give as accurately as possible a signal to the environment, namely the signal 76 , and from the sensors 62 the signals reflected by the environment 74 to be recorded on the person. Instead of such an active perception, of course, a passive perception could be provided, according to which the radiation source (s) 64 is missing. The signals for the sensors 62 could then, for example, simply external signals 78 be, ie signals coming from the objects 70 in the environment of the user independent of the exciter signal 76 be delivered.
Letzterer
Punkt, nämlich
die Möglichkeit, passive
Signale aufzunehmen, oder aktiv Signale erzeugen zu lassen, soll
im Folgenden noch einmal näher
erläutert
werden. In dem aktiven Wahrnehmungsfall können als Signalquellen 64 beispielsweise
elektromagnetische Strahlungsquellen dienen oder Schallquellen.
Trifft nun ein emittiertes Signal 76 auf ein Objekt 70,
so gibt es entweder Transmission, Reflexion oder Streuung. Da verschiedene
Materialien des Objekts 70 unterschiedlich auf eine Strahlungsart
reagieren, ist es möglich,
dass die Signalauswerteeinheit 76a eine Art grobe Spektroskopie
durchführt.
So könnte
die Signalauswerteeinheit 76a eine spektroskopische Auswertung
des Rücksignals 74 vornehmen,
um systemintern die Umgebung des Benutzers in verschiedene Materialien
zu unterteilen. Je unterschiedlicher und vielfältiger diese Signalquellen in
Bezug auf ihre physikalischen Eigenschaften dann sind, desto exakter
lassen sich über
Kreuzkorrelationen die Eigenschaften umgebender Objekte 70 unterteilen.
Darüber
hinaus ermöglicht
die aktive Wahrnehmung natürlich
vor allem auch die Entfernungsmessung, die dann, wie im Vorhergehenden
beschrieben, zu dem Abstandsbild bzw. dem Umgebungsbild des Benutzers
führt.The latter point, namely the possibility to record passive signals or to actively generate signals, will be explained in more detail below. In the active perceptual case can be used as signal sources 64 For example, serve electromagnetic radiation sources or sound sources. Now meets an emitted signal 76 on an object 70 , so there is either transmission, reflection or scattering. Because different materials of the object 70 react differently on a radiation type, it is possible that the signal evaluation unit 76a performs a kind of rough spectroscopy. So could the signal evaluation unit 76a a spectroscopic evaluation of the return signal 74 to systematically divide the user's environment into various materials. The more diverse and diverse these signal sources are with respect to their physical properties then, the more precisely can the properties of surrounding objects be determined via cross-correlations 70 divide. In addition, of course, the active perception of course also allows the distance measurement, which then, as described above, leads to the distance image or the environmental image of the user.
Der
zuvor beschriebene passive Wahrnehmungsfall ermöglicht die Einsparung der Strahlungsquelle(n) 64.
Gerade am Tage sind z. B. für
sichtbares Licht 78 genug Quellen vorhanden, deren Licht die
Sensoren 62 einfach aufnehmen können.The passive perception case described above enables the saving of the radiation source (s) 64 , Especially during the day are z. B. for visible light 78 There are enough sources, their light, the sensors 62 easy to record.
Nachdem
nun Bezug nehmend auf 1 und 2 Ausführungsbeispiele
für eine
Sehhilfe beschrieben worden sind, die es ermöglichen, Signale auf die Haut
zu übertragen,
die einem Umgebungs- bzw. Abstandsbild der Umgebung des Benutzers
entsprechen, soll im Folgenden auf die Bezug nehmend auf 2 bereits
angesprochene Möglichkeit
eingegangen werden, den Abstandsinformationen bzw. dem auf die Haut
projizierten Abstandsbild zusätzliche
Informationen über
die Umwelt zu überlagern, wie
z. B. eben Informationen, die aus einer spektralen Analyse von Strahlung
erhalten worden sind, die entweder durch Wechselwirkung des Abtastsignals 76 mit
der Umgebung des Benutzers entstanden ist, oder von anderer Strahlung 78.Now referring to 1 and 2 Embodiments have been described for a visual aid, which make it possible to transmit signals to the skin, which correspond to a distance image of the environment of the user, in the following with reference to the reference to 2 already mentioned possibility, the distance information or projected onto the skin distance image to superimpose additional information about the environment, such. B. just information obtained from a spectral analysis of radiation, either by interaction of the scanning signal 76 originated with the user's environment, or from other radiation 78 ,
Hierzu
wird vor allem zunächst
diskutiert, wie und auf welche Art und Weise die Haut des Menschen
Informationen aufzunehmen in der Lage ist. Während also im Vorhergehenden
darauf eingegangen wurde, welche Strahlen zur Abtastung bzw. Erregung 76 genutzt
werden können
und welche Informationen die Sensoren 62 bzw. die Auswerteeinheit 66a daraus
ziehen kann, wird im Folgenden auf die Aktuatorseite eingegangen.First and foremost, it is discussed how and in what way human skin is able to absorb information. Thus, while previously discussed which rays for sampling or excitation 76 can be used and what information the sensors 62 or the evaluation unit 66a From this, the following is an explanation of the actuator side.
Betrachtet
man die Wahrnehmungsarten der Haut eines Menschen, so erhält man durch
die unterschiedlichen wahrnehmbaren Informationen der Haut einen
mehrdimensionalen Ereignisraum, in dem im Prinzip beliebige der
Haut immanente Rezeptoren angesprochen werden können. Zum Beispiel können Temperatur-
und Druck- sowie Schmerzsignale miteinander kombiniert werden, um
einen dreidimensionalen Ereignisraum zu ergeben. Die auf die Haut
zu übertragenden
Informationen können
somit vielfältigerer
Natur sein als ein reines Abstandsbild.considered
the types of perception of the skin of a human, so you get through
the different perceptible information of the skin one
multidimensional event space in which, in principle, any of the
Skin immanent receptors can be addressed. For example, temperature
and pressure and pain signals are combined with each other
to give a three-dimensional event space. The on the skin
to be transferred
Information can
thus more diverse
To be nature as a pure distance picture.
Bevor
Bezug nehmend auf 3 ein konkretes Beispiel für die Nutzung
von zwei Wahrnehmungsarten der Haut beschrieben wird, um das Abstandsbild
auf die Haut zu projizieren bzw. die Abstandswerte der Haut erfahrbar
zu machen, soll im Folgenden noch einmal kurz Bezug nehmend auf 1 beschrieben werden, wie dort die Mehrfachnutzung
unterschiedlicher Wahrnehmungsarten der Haut generell verwendet
werden könnte.
Zu den unterschiedlichen Wahrnehmungsarten gehören, wie es Bezug nehmend auf 1 bereits angedeutet worden ist, beispielsweise
die Wahrnehmung unterschiedlicher Vibrationsfrequenzen, die Wahrnehmung
unterschiedlicher Vibrationsamplituden, die Wahrnehmung unterschiedlichen
an die Haut angelegten Drucks, die Wahrnehmung unterschiedlicher an
die Haut angelegter Temperatur sowie die Wahrneh mung unterschiedlichen
starken Schmerzes an die Haut. Die Abstandswerte könnten nun
pro Stelle 34 in einer Form auf die Haut übertragen
werden, bei der beispielsweise die Vibrationsamplitude von dem Abstand
in einer gewissen Art und Weise, wie z. B. gemäß einer monoton steigenden
oder fallenden Funktion, abhängt.
Allerdings wird durch die unterschiedlichen Wahrnehmungsarten der
Haut nicht nur eine eindimensionale sondern auch eine mehrdimensionale
Erregungsmöglichkeit
bzw. Mannigfaltigkeit von Erregungsmöglichkeiten bereitgestellt.
So könnte
die Abbildung der Definitionsmenge der möglichen Abstandswerte in den
mehrdimensionalen Ereignisraum der Haut auch anders verlaufen als
entlang einer der Wahrnehmungsartachsen. Beispielsweise könnten große Abstandswerte
auf die Haut auf eine entsprechende Vibrationsamplitude abgebildet
werden – je
geringer der Abstand, desto größer die
Amplitude. Wird ein gewisser Abstand jedoch unterschritten, könnte die
Abbildung der Abstandswerte zusätzlich
oder alternativ eine abstandsabhängige Erwärmung der
Haut vorsehen, so dass bei geringeren Abstandswerten die Haut mehr
erwärmt
wird. Natürlich
ist es aber ebenfalls möglich,
dass nicht nur die Abbildung der Definitionsmenge von Abstandswerten
in den mehrdimensionalen Ereignisraum der Haut mehr als nur eine
Wahrnehmungsart verwendet, sondern dass die mehr als eine Wahrnehmungsart
der Haut verwendet wird, um weitere Informationen über die
Objekte in der Umgebung des Benutzers auf die Haut zu übertragen,
gegebenenfalls sogar ebenfalls ortsaufgelöst. Beispielsweise könnte die
Helligkeit in jedem Raumwinkelbereich 24 erfasst und über eine
andere Wahrnehmungsart der Haut auf die Haut helligkeitsabhängig übertragen
werden. Die Raumwinkelauflösung
der Helligkeitsbildprojektion auf die Haut könnte geringer sein als die
der Projektion des Abstandsbilds auf die Haut.Before referring to 3 A concrete example of the use of two modes of perception of the skin is described, in order to project the distance image on the skin or to make the distance values of the skin experienced, will be briefly referred to again in the following 1 describe how the multiple use of different types of perception of the skin could generally be used there. The different modes of perception include, as referring to 1 already indicated For example, the perception of different vibration frequencies, the perception of different vibration amplitudes, the perception of different pressure applied to the skin, the perception of different applied to the skin temperature and the perception of different strong pain to the skin. The distance values could now per site 34 be transferred to the skin in a form in which, for example, the vibration amplitude of the distance in a certain manner, such. B. according to a monotonically increasing or decreasing function depends. However, the different types of perception of the skin provide not only a one-dimensional but also a multidimensional stimulation possibility or a multiplicity of arousal possibilities. Thus, the mapping of the definition set of the possible distance values into the multi-dimensional event space of the skin could also be different than along one of the perception type axes. For example, large distance values on the skin could be mapped to a corresponding vibration amplitude - the smaller the distance, the larger the amplitude. If, however, the distance falls below a certain distance, the mapping of the distance values could additionally or alternatively provide a distance-dependent warming of the skin so that the skin is heated more when the distance values are smaller. Of course, it is also possible that not only the mapping of the definition set of distance values into the multi-dimensional event space of the skin uses more than one mode of perception, but that more than one type of perception of the skin is used for more information about the objects in the environment of the user to the skin to transfer, if necessary, also also locally resolved. For example, the brightness could be in any solid angle range 24 and be transmitted to the skin in a brightness-dependent manner via a different type of perception of the skin. The solid angle resolution of the brightness image projection on the skin could be lower than that of the projection of the distance image on the skin.
Nachdem
nun kurz Bezug nehmend auf 1 ein Ausblick
auf die folgenden genaueren Ausführungsbeispiele
geliefert worden ist, soll die Verwendung der verschiedenen Wahrnehmungsarten der
Haut im Folgenden noch einmal anhand der schematischen 3 und 4 erläutert werden. Eine
mögliche
Projektion der Umwelt auf die Haut basiert beispielsweise auf der
oben skizzierten aktiven Wahrnehmung. Mit dieser ist es möglich, die
Entfernung zu Objekten in der unmittelbaren Nähe zu bestimmen und die Entfernungsinformationen
auf der Haut umzusetzen, wie es im Vorhergehenden ja beschrieben
worden ist. Dabei ist die Verwendung von Druckaktoren möglich, die
das Abstandsbild auf die Hautoberfläche abbilden würden, indem
beispielsweise die Stärke
des Drucks als Maß für die Entfernung
verwendet wird. In dem Fall der Verwendung oszillierender Aktoren,
wie z. B. Piezokristallen, könnte
entweder die Frequenz oder die Amplitude oder auch eine Kombination
dieser beiden Größen als
ein Maß für die Entfernung
dienen. Ferner wäre auch
die Verwendung von Temperaturaktoren möglich, wobei die Temperatur
als ein Maß für den Abstand
verwendet werden würde.
In dem Fall von Temperaturaktoren könnten beispielsweise Mikropeltierelemente
oder kleine Heizelemente verwendet werden.After briefly referring to 1 a view of the following more detailed embodiments has been provided, the use of the different modes of perception of the skin in the following again with reference to the schematic 3 and 4 be explained. For example, a possible projection of the environment on the skin is based on the active perception outlined above. With this it is possible to determine the distance to objects in the immediate vicinity and to implement the distance information on the skin, as has been previously described. It is possible to use pressure actuators which would image the distance image on the surface of the skin, for example by using the intensity of the pressure as a measure of the distance. In the case of using oscillating actuators, such as. As piezocrystals, either the frequency or the amplitude or a combination of these two sizes could serve as a measure of the distance. Furthermore, the use of temperature actuators would also be possible, the temperature being used as a measure of the distance. In the case of temperature actuators, for example, micropelt elements or small heating elements could be used.
Eine
weitere Möglichkeit
bestünde
darin, die Wahrnehmung der äußeren Welt
zu erweitern, indem aktive und/oder passive Wahrnehmung gemäß obiger
Darstellung unter Verwendung verschiedener Signalquellen und/oder
Detektoren verwendet wird. Beispielsweise könnte eine Materialbeschaffenheitsinformation über die
Umgebung des Benutzers an die Haut weitergegeben werden. Die Weitergabe
könnte eindeutig
in Form eines eindimensionalen Signals erfolgen. Dabei könnte die
Temperatur oder der Druck verwendet werden. Beispielsweise könnte die
passive Infrarotlichtaktivität 78 von
Objekten 70 als Maß für deren
Temperaturen als Wärme
oder Kälte
auf die Haut übertragen
werden. Eine andere Möglichkeit bestünde darin,
Zusatzinformationen als eine zwei- oder mehrdimensionale Überlagerung
von Hautwahrnehmungen zu übertragen,
wie z. B. einen Entfernungswert als Druck und Wärme.Another possibility would be to extend the perception of the external world by using active and / or passive perception as described above using different signal sources and / or detectors. For example, material condition information about the user's environment could be passed to the skin. The transfer could clearly take the form of a one-dimensional signal. The temperature or pressure could be used. For example, the passive infrared light activity 78 of objects 70 as a measure of their temperatures as heat or cold are transmitted to the skin. Another possibility would be to transmit additional information as a two- or more-dimensional overlay of skin perceptions, such as: B. a distance value as pressure and heat.
Natürlich ist
es ferner möglich,
verschiedene Farben und die Schwarz/Weiß-Informationen der Umwelt
verschiedenen Wahrnehmungsarten bzw. -dimensionen der Haut gleich
zu setzen. Dann wäre das
Ergebnis eine gefühlte
Linearkombination, die je nach Intensität der Farben und Schattierung
ein unterschiedliches Hautwahrnehmungsmuster ergibt, das es zu erkennen
gelte und das unserer farbigen Umwelt entspräche. Die Entfernungsinformationen plus
die Farb- und Schwarz/Weiß-Informationen
liefern im Grunde genommen die gleichen Informationen, die auch
das Auge einem Sehenden bietet. Gegebenenfalls wird die Informationsdichte
pro Zeiteinheit etwas kleiner sein, als sie beim Auge ist, aber dem
Benutzer der Sehhilfe wäre
so etwas Ähnliches wie
Sehen ermöglicht.
Das Erkennen der Erregungsmuster an den einzelnen Stellen der Haut
müsste
die betreffende Person bzw. der Benutzer der Sehhilfe gegebenenfalls
vielleicht erst erlernen, aber dies ist auch für die meisten anderen Techniken
der Fall, die Blinde zu einem möglichst
unabhängigen
Umgang mit ihrer Umgebung bringen soll.of course is
it is also possible
different colors and the black and white information of the environment
different types of perception or dimensions of the skin equal
to put. Then that would be
Result a felt
Linear combination depending on the intensity of the colors and shading
a different pattern of skin perception reveals that to recognize it
and that would correspond to our colored environment. The distance information plus
the color and black and white information
provide basically the same information, too
the eye offers sight. If necessary, the information density
be slightly smaller per unit of time than it is with the eye, but that
User of the visual aid would be
something like that
See allows.
The recognition of the excitation patterns at the individual points of the skin
should
the person concerned or the user of the visual aid, if necessary
maybe first learn, but this is also true for most other techniques
the case, the blind one as possible
independent
To handle their environment.
3 veranschaulicht
exemplarisch noch einmal das Prinzip eindimensionaler bzw. mehrdimensionaler
Hautwahrnehmung. 3 zeigt ein Koordinatensystem
mit drei Achsen, nämlich
einer Zeitachse 90, einer Druckachse 92 und einer
Temperaturachse 94. Druck und Temperatur stehen als Beispiel für zwei der
verschiedenen Wahrnehmungsarten der Haut. Druck und Temperatur,
so wie sie von der Haut empfunden werden, sind intervallskaliert
oder zumindest ordinalskaliert. Gemäß dem auf der linken Seite auf
der 3 gezeigten Beispiel 96 werden nun die intervallskalierten
Abstandswerte entlang genau einer der Wahrnehmungsachsen 92 oder 94 aufgetragen,
und zwar bei dem Beispiel 96 entlang der Druckachse. Anders
ausgedrückt
werden die Abstandswerte gemäß einer
monotonen steigenden oder fallenden Funktion in einen Druckwert
umgewandelt, der dann auf die entsprechende Hautstelle angewendet
wird. Hierdurch wird eine eindimensionale Codierung 96 für die Entfernung
als Druck realisiert. Auf der rechten Seite der 3 ist
ein Beispiel 98 gezeigt, wonach die intervallskalierten
Abstandswerte auf eine eindimensionale Funktion 100 abgebildet werden,
die sich innerhalb einer Ebene 102 erstreckt, die durch
die zwei Wahrnehmungsachsen 92 und 94 aufgespannt
wird. Vorzugsweise werden also die Temperaturwerte über jeweils
monotone Funktionen auf unterschiedliche Drücke und Temperaturen abgebildet.
Eine drei- oder mehrdimensionale Hautwahrnehmung des Abstands ist
natürlich
ebenfalls möglich. 3 exemplifies once again the principle of one-dimensional or multi-dimensional skin perception. 3 shows a coordinate system with three axes, namely a time axis 90 , a pressure axis 92 and a temperature rachse 94 , Pressure and temperature are an example of two of the different types of perception of the skin. Pressure and temperature, as perceived by the skin, are interval-scaled or at least ordinally scaled. According to the one on the left on the 3 shown example 96 Now, the interval-scaled distance values along exactly one of the perceptual axes 92 or 94 applied, in the example 96 along the pressure axis. In other words, the distance values are converted into a pressure value according to a monotonous increasing or decreasing function, which is then applied to the corresponding skin site. This becomes a one-dimensional encoding 96 realized as a print for the removal. On the right side of the 3 is an example 98 showing that the interval-scaled distance values are based on a one-dimensional function 100 be pictured, which are within one level 102 extends through the two axes of perception 92 and 94 is spanned. Preferably, therefore, the temperature values are mapped to different pressures and temperatures via monotonous functions. A three- or multi-dimensional skin perception of the distance is of course also possible.
4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
wonach nicht nur Abstandswerte auf die Haut intervall- oder zumindest
ordinalskaliert übertragen
werden, sondern zusätzliche
Informationen, wie sie im Vorhergehenden erwähnt worden sind, und die eine
Materialbeschaffenheit von Objekten in der Umgebung beschrieben,
wie z. B. Farben, Helligkeiten, Aggregatzustand, Dichte oder dergleichen.
In dem Beispiel von 4 werden die Zusatzinformationen
geliefert, ob es sich bei dem jeweiligen Objekt in der Umgebung
des Benutzers in der jeweiligen Raumwinkelrichtung um einen roten
Gegenstand, grünen
Gegenstand, blauen Gegenstand oder einen hellen/dunklen Gegenstand
handelt. Zusammen mit dem Abstand 104 werden dem Benutzer
also vier weitere bzw. zusätzliche
Informationen vermittelt, nämlich
die Helligkeit 106, der Blauanteil 108, der Grünanteil 110 sowie der
Rotanteil 112. Wie bei dem Beispiel von 3 ist auch
in 4 angezeigt, dass die verschiedenen Parameter 104–112 natürlich über die
Zeit variieren und dem Benutzer zeitaufgelöst vermittelt werden, was durch
die Zeitachse 90 angezeigt wird. Die insgesamt fünf Parameter 104–112 werden
auf fünf
verschiedene Wahrnehmungstypen des Menschen abgebildet, wobei die
Abbildung in 4 allgemein mit 114 angezeigt
ist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 4 wird der Rotanteil 112 auf das Heißempfinden 114 des
Menschen abgebildet, der Grünanteil 110 auf
das Kaltempfinden 116, der Blauanteil 108 auf
das Druckempfinden der menschlichen Haut 118, die Helligkeit 106 auf
die Empfindung der Vibrationsfrequenz 120 der menschlichen
Haut und der Abstand 104 wird der menschlichen Haut über die
Vibrationsamplitude 122 vermittelt. 4 shows an embodiment, according to which not only distance values are transmitted to the skin interval or at least ordinal scaled, but additional information, as mentioned above, and described the material properties of objects in the environment, such. As colors, brightness, state of matter, density or the like. In the example of 4 the additional information is provided as to whether the respective object in the environment of the user in the respective solid angle direction is a red object, green object, blue object or a light / dark object. Along with the distance 104 Thus, the user is provided with four additional or additional information, namely the brightness 106 , the blue part 108 , the green part 110 and the red portion 112 , As with the example of 3 is also in 4 indicated that the various parameters 104 - 112 Of course, they vary over time and are conveyed to the user in a time-resolved manner, reflecting the timeline 90 is shown. The total of five parameters 104 - 112 are mapped to five different types of human perception, with the illustration in 4 generally with 114 is displayed. According to the embodiment of 4 becomes the red portion 112 on the feeling of warmth 114 imaged by man, the green part 110 on the cold feeling 116 , the blue part 108 on the pressure sensation of the human skin 118 , the brightness 106 on the sensation of the vibration frequency 120 the human skin and the distance 104 is the human skin above the vibration amplitude 122 taught.
In 4 ist
die Abbildung 114 exemplarisch derart gestaltet, dass gemäß dem linken
Ausführungsbeispiel
von 3 jeder Parameter genau auf eine Wahrnehmungsempfindung
abgebildet wird. Eine Mischung des rechten Ausführungsbeispiels aus 3,
wonach ein Parameter auf eine Kombination zweier unterschiedlicher
Wahrnehmungstypen abgebildet wird, mit dem Ausführungsbeispiel von 4,
bei dem mehrere Parameter auf einer Haut überhaupt abgebildet werden,
ist aber natürlich ebenfalls
möglich.
Zudem muss die Abbildung 114 natürlich nicht so gestaltet sein,
dass die Rot-, Grün- und
Blauanteile der menschlichen Haut 1:1 bzw. intervallskaliert vermittelt
werden. Es bietet sich an, der Haut lediglich zu vermitteln, ob
es sich grundsätzlich um
einen roten, grünen
oder blauen Gegenstand handelt, was beispielsweise dadurch realisiert
werden kann, dass der Haut binär
skaliert lediglich das Maximum unter den drei Anteilen mitgeteilt
wird oder das Maximum der drei Anteile nur dann vermittelt wird,
wenn diese Anteile doppelt so groß wie jeder der beiden anderen
Anteile ist. Auf diese Weise könnte
einem Benutzer wenigstens vermittelt werden, ob es sich bei den
Gegenständen
in seiner Umgebung um „satt” rote,
grüne bzw.
blaue Gegenstände
handelt. Die Helligkeitsinformation vermittels der Vibrationsfrequenz 120 würde dem
Benutzer ein art grau skaliertes Bild der Umgebung vermitteln.In 4 is the picture 114 exemplarily designed such that according to the left embodiment of 3 each parameter is mapped exactly to a perceptual sensation. A mixture of the right embodiment 3 according to which a parameter is mapped to a combination of two different types of perception, with the exemplary embodiment of FIG 4 , in which several parameters on a skin are mapped at all, but of course also possible. In addition, the illustration must 114 Of course, not be designed so that the red, green and blue parts of the human skin 1: 1 or interval scales are mediated. It makes sense to give the skin only, whether it is basically a red, green or blue object, which can be realized, for example, that the skin is binary scaled only the maximum among the three shares communicated or the maximum of the three shares are only mediated if these shares are twice as large as each of the other two shares. In this way, a user could at least be taught whether the objects in his environment are "rich" red, green or blue objects. The brightness information by means of the vibration frequency 120 would give the user a kind of gray scale image of the environment.
Lediglich
vorsichtshalber wird darauf hingewiesen, dass in 4 ein
sechsdimensionaler Raum dargestellt worden ist, der in der Zeichenebene
der Figur natürlich
perspektivisch nicht darstellbar ist. Die Pfeile in 4 sollen
aber stellvertretend für
die verschiedenen Achsen stehen und insbesondere sollen die Pfeile 114–120 eine
Skalierung der verschiedenen Hautanregungen darstellen, wonach eben
Rot beispielsweise über
die Abbildung 114 in Heiß abgebildet wird.For the sake of brevity, please note that in 4 a six-dimensional space has been represented, which of course in the drawing plane of the figure is not representable in perspective. The arrows in 4 but should be representative of the different axes and in particular the arrows should 114 - 120 represent a scaling of the various skin stimuli, after which red, for example, via the image 114 is shown in hot.
Bei
den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
wurden bei der Abbildung von Informationen über die Schmerzrezeptoren der Haut
noch nicht berücksichtigt.
Für besondere
Gefahrensituationen könnte
aber auch der Einsatz von Schmerzaktoren 60 (2)
sinnvoll sein. Beispielsweise könnte
ein sich schnell näherndes
Objekt in der Umgebung des Benutzers, wie z. B. ein Auto, ein Warnsignal
an dem Körper
verursachen. Ein solcher Schmerzaktor sollte bevorzugterweise natürlich keinen
lähmenden Schmerz
verursachen, sondern nur einen leichten. Auch eine akustische Umsetzung
von Gefahrensituationen wäre
in diesem Rahmen denkbar, also ein Warnsignal, das mit Hilfe der
Ohren wahrgenommen wird.In the previous embodiments, the mapping of information about the pain receptors of the skin has not been considered. For special danger situations but could also the use of pain actuators 60 ( 2 ) make sense. For example, a rapidly approaching object in the user's environment, such as the As a car, cause a warning signal to the body. Of course, such a pain actor should not cause crippling pain, but only a mild one. An acoustic conversion of dangerous situations would also be conceivable in this context, ie a warning signal that is perceived with the help of the ears.
Zudem
wird darauf hingewiesen, dass im Vorhergehenden überwiegend davon ausgegangen worden
ist, dass die Abbildung 114 der optisch erfassbaren Umweltparameter,
wie z. B. 104–112,
absolut erfolgt. Dabei wird aber darauf hingewiesen, dass grundsätzlich die
Wahl besteht, ob man wahrzunehmende Signale differentiell oder absolut
auf die Haut abbildet bzw. darstellt. Welche Abbildungsart, d. h.
differentiell oder absolut, zu bevorzugen ist, kann vom Einzelfall
abhängen
sowie insbesondere auch vom darzustellenden Signal.It should also be noted that what has been said above predominantly that's the picture 114 the optically detectable environmental parameters such. B. 104 - 112 Absolutely done. It is pointed out, however, that in principle there is a choice as to whether the signals to be perceived are differentially or absolutely imaged on the skin. Which type of imaging, ie differential or absolute, is to be preferred may depend on the individual case and in particular also on the signal to be displayed.
Schließlich wird
noch mal darauf hingewiesen, dass die Wahrnehmung des Benutzers
natürlich auf
die Sehhilfe zu trainieren wäre.
Dies könnte
beispielsweise mittels einer Software und gegebenenfalls eines besonderen
Anzuges gewährleistet
werden, der von außen
mit Hilfe eines Computers angesteuert wird. Darauf wird noch Bezug
nehmend auf 10 kurz eingegangen.Finally, it is again pointed out that the perception of the user of course would train on the visual aid. This could be ensured, for example, by means of software and possibly a special suit, which is controlled externally with the aid of a computer. This will be referred to later 10 shortly received.
Die
vorhergehenden Ausführungsbeispiele gingen
noch nicht so sehr auf die verschiedenen Möglichkeiten ein, wie die erfasste
Umgebung auf die Haut des Menschen abgebildet werden könnte, d.
h. auf die unterschiedlichen Möglichkeiten
für die
Abbildung 32 (1). Die Sensoren,
die die Abtastung der Umwelt vornehmen, könnten überall am Körper verteilt angeordnet sein
und in einigen Fällen
wäre ein Anbringen
in der Nähe
oder direkt auf den Aktoren wünschens wert.
In einigen Fällen
kann es aber auch bevorzugt sein, ein Sensorarray als Ganzes zu
befestigen. Für
die Sensoren könnte
man beispielsweise auch die Bildsensoren einer Digitalkamera verwenden.
Digitalkameras besitzen eine ungemein hohe Auflösung und sind relativ kostengünstig, klein und
somit überall
am Körper
befestigbar. Gegebenenfalls ist es auch sinnvoll, Sensoren mit einer
relativ schmalen Bandbreite zu verwenden, die die Signale von möglichst
klar definierten am Körper
angebrachten Signalgebern detektieren, die dann das Abtastsignal
(beispielsweise 76 in 2) detektieren.The previous embodiments were not so much on the various ways in which the detected environment could be mapped to the skin of humans, ie the different possibilities for imaging 32 ( 1 ). The sensors that scan the environment could be distributed throughout the body and in some cases, attaching them near or directly to the actuators would be desirable. In some cases, however, it may also be preferable to attach a sensor array as a whole. For example, you could use the image sensors of a digital camera for the sensors. Digital cameras have an extremely high resolution and are relatively inexpensive, small and thus attachable anywhere on the body. Optionally, it is also useful to use sensors with a relatively narrow bandwidth, which detect the signals of clearly defined as possible on the body mounted signal transmitters, which then the scanning signal (for example 76 in 2 ).
Im
Folgenden wird auf spezielle Ausführungsbeispiele eingegangen,
die sich mit der Anordnung von Sensoren, Signalgebern und auf die
Haut umsetzenden Aktoren beschäftigen.in the
Below, specific embodiments will be discussed,
dealing with the arrangement of sensors, signalers and on the
Employing skin-replicating actuators.
5 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem ein Abstandsbild 120 einer Umgebung 122 des Benutzers 124 auf
einen Rumpf 126 des Benutzers 124 abgebildet wird.
Beispielsweise wird das Abstandsbild 120 der Umgebung 122 in
einem azimuthalen Raumwinkelbereich 128 erfasst und auf
360° des
Rumpfes 126 oder Torsos des Benutzers 124, d. h.
also rundherum von Bauch bis zum Rücken, abgebildet. Der Raumwinkelbereich 128 kann
ebenfalls 360° sein – die Umgebung
also ringsherum erfasst werden, oder kleiner, so dass der Benutzer 124 lediglich
die Umgebung vor sich vermittelt bekommt. 5 shows an embodiment in which a distance image 120 an environment 122 the user 124 on a hull 126 the user 124 is shown. For example, the distance image becomes 120 the environment 122 in an azimuthal solid angle range 128 captured and on 360 ° of the fuselage 126 or torsos of the user 124 ie from the belly to the back. The solid angle range 128 can also be 360 ° - so the surroundings are captured around, or smaller, leaving the user 124 only gets the environment in front of him.
Die
Person 124 könnte
beispielsweise ein Netz von Aktoren tragen, ähnlich wie es in 1b dargestellt
ist, bei dem die Aktoren rund herum vom Bauch bis zum Rücken angeordnet
sind. Das Netz von Aktoren kann eine sehr feine Auflösung haben. Hiermit
wäre eine
ständige
Beobachtung der Umwelt 120 über die Haut des Benutzers 124 möglich. Bewegt
sich die Person 124, so würde sich das Bild 120 mitbewegen,
im unbewegten Zustand allerdings statisch sein. Neben den Abstandswerten
des Abstandsbilds 120 kann auf die Haut in gleicher, geringerer
oder höherer
Auflösung
auch eine Zusatzinformation oder mehrere Zusatzinformationen vermit telt werden,
wie es Bezug nehmend auf 4 erwähnt worden ist.The person 124 could, for example, carry a network of actuators similar to those in 1b is shown, in which the actuators are arranged around the belly to the back. The network of actuators can have a very fine resolution. This would be a constant observation of the environment 120 over the skin of the user 124 possible. Does the person move? 124 That would be the picture 120 move, but be static in the stationary state. In addition to the distance values of the distance image 120 may be on the skin in the same, lesser or higher resolution, an additional information or more additional information vermit mined, as it is with reference to 4 has been mentioned.
Bei
dem Ausführungsbeispiel
von 5 kann es zudem sein, dass der Gesamtraumwinkelbereich,
in welchem das Abstandsbild 120 gewonnen wird, in Vertikalwinkelrichtung
auf eine Ausdehnung 130 eingeschränkt wird, die beispielsweise
Personen 132 in der Umgebung des Benutzers, die von dem Benutzer 124 beispielsweise
drei Meter entfernt sind, in der Höhe vollständig abbildet, Objekte darüber und darunter
aber nicht in das Abstandsbild 120 einbaut, was in 5 rechts
durch „nicht
sichtbar” bzw. „sichtbar” angedeutet
ist.In the embodiment of 5 In addition, it may be that the total space angle range in which the distance image 120 is obtained, in the vertical angle direction to an extent 130 is restricted, for example, persons 132 in the user's environment, by the user 124 for example, are three feet away, in the height completely images, objects above and below but not in the distance image 120 installs what is in 5 indicated on the right by "not visible" or "visible".
Die
360°-Wahrnehmung
auf Torsohöhe
der Peson gemäß 5 ist
lediglich ein Beispiel. Die Abbildung kann natürlich auch auf den Bauch- bzw.
den Brustbereich eingeschränkt
sein und zwar mit oder ohne Wahrnehmungsbereichsvergrößerung auf
der Haut. Ferner kann auch die Bereichseinschränkung in Vertikalwinkelrichtung
anders vorgenommen werden.The 360 ° perception on torso height of the peson according to 5 is just an example. Of course, the image may also be restricted to the abdominal or chest area, with or without perceptual area enlargement on the skin. Further, the range restriction in the vertical-angle direction may be made differently.
Am
Beispiel von 5 sieht man somit eine mögliche Anordnung,
mit der es dem Benutzer 124 ermöglicht wird, einen Überblick über seine
Umgebung 122 zu bekommen. In 5 sind exemplarisch baumförmige Wahrnehmungsmuster 134 dargestellt, die
auf der Haut abgebildet werden. Die Wahrnehmung ist exemplarisch
auf einen kleineren Bereich reduziert worden, so dass der Benutzer
beispielsweise nur den Bereich der umgebenden Umwelt 122 „sieht” bzw. spürt, der
sich in vertikaler Richtung von beispielsweise Fußhöhe 136 bis
ca. Scheitelhöhe 138 befindet.
In diesem Fall würde
man in diesem Beispiel nur die Stämme der Bäume 134 wahrnehmen,
obwohl dies auf der linken Seite der 5 anders
dargestellt ist. Die fortlaufende Abbildung 120 könnte allerdings
alternativ auch an jedem anderen Bereich des Körpers abgebildet werden. Der
Vorteil der in 5 dargestellten Konfiguration
besteht darin, dass auf dem Torso bzw. dem Rumpf des Benutzers 124 viel
Platz ist und somit ein recht feines Bild 120 der Umwelt 122 vermittelt
werden kann. Auch die abgebildete Raumtiefe kann wie im Vorhergehenden erwähnt über die
Abbildung 114 (vgl. 4) auf einen
gewissen Tiefenbereich begrenzt sein, wie z. B. auf Abstände von
0,5–20
m, um eine feinere bzw. ausreichende Auflösung zu erlangen.On the example of 5 One sees thus a possible arrangement, with which it the user 124 allows an overview of his environment 122 to get. In 5 are exemplary tree-shaped patterns of perception 134 represented on the skin. The perception has been exemplarily reduced to a smaller area, so that the user, for example, only the area of the surrounding environment 122 "Sees" or feels, in the vertical direction of, for example, foot height 136 up to about peak height 138 located. In this case, one would only use the trunks of the trees in this example 134 although this is on the left side of the 5 is shown differently. The continuous illustration 120 however, could alternatively be mapped to any other area of the body. The advantage of in 5 configuration shown is that on the torso or the trunk of the user 124 there is a lot of space and therefore a pretty fine picture 120 the environment 122 can be taught. The pictured depth of space can also be mentioned in the figure above 114 (see. 4 ) be limited to a certain depth range, such. B. at intervals of 0.5-20 m to obtain a finer or sufficient resolution.
6 zeigt
ein Beispiel dafür,
wie die Sehhilfen gemäß den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen
und insbesondere 1 und 2 dafür verwendet
werden können,
einen Stolper bzw. Fallschutz zu realisieren. 6 zeigt
einen Benutzer 140, der eine Treppe 142 hinauf
steigt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 6 trägt
der Benutzer 140 an seinem Schienenbein eine Schale 144,
die beispielsweise ähnlich
wie ein Schienenbeinschoner mit einem elastischen Band 146 am
Schienenbein des Benutzers befestigbar ist. In einem frontalen Teil der
Schale 144 sind Sensoren 148 angebracht, die Abstände des
Schienenbeins des Benutzers 140 von Hindernissen 150 vor
dem Schienenbein, wie z. B. die Treppenstufen der Treppe 142,
exemplarisch in verschiedenen Höhen
messen, wobei hier exemplarisch ein Abstand 152 in einer
ersten und ein Abstand 154 in einer zweiten Höhe dargestellt
sind. Die Abstände 152 und 154 werden
beispielsweise so auf das Schienenbein übertragen, dass höhere Abstände 152 zu
einer Stimulation des Schienenbeins an höheren Stellen führen als
die Abstände 154,
die von niedrigeren Höhen
stammen. Einen Vertikalabstandprofil der Umgebung vor dem Schienenbein
wird somit quasi auf das Schienenbein projiziert. 6 shows an example of how the visual aids according to the previous embodiments and in particular 1 and 2 can be used to realize a trip or fall protection. 6 shows a user 140 who has a staircase 142 climbs up. According to the embodiment of 6 carries the user 140 at his tibia a shell 144 , for example, similar to a shin guards with an elastic band 146 can be attached to the user's tibia. In a frontal part of the shell 144 are sensors 148 Installed, the distances of the user's shin bone 140 of obstacles 150 in front of the tibia, such. B. the steps of the stairs 142 , measure by way of example at different heights, with a distance here by way of example 152 in a first and a distance 154 are shown in a second height. The distances 152 and 154 for example, are transmitted to the tibia so that higher distances 152 lead to a stimulation of the buccal bone at higher points than the distances 154 that come from lower altitudes. A vertical distance profile of the environment in front of the tibia is thus projected onto the tibia.
Dazu
sind beispielsweise Aktoren (nicht gezeigt) an einer Innenseite
der Schale 144 vorgesehen, wobei die Innenseite in 6 nicht
sichtbar ist. Das Ausführungsbeispiel
von 6 adressiert damit ein häufig auftauchendes Problem
für Blinde,
nämlich
das Stolpern über
Stufen bzw. Hindernisse, Treppenstufen, kleine Erhebungen und Unebenheiten oder
Gegenstände
auf dem Boden. Die Schale 144 aus 6 ist am
Schienenbein/Knie tragbar. Ein Netz von Aktoren wird hierdurch im
Bereich des Schienenbeins angeordnet bzw. gehalten.For this purpose, for example, actuators (not shown) on an inner side of the shell 144 provided, with the inside in 6 is not visible. The embodiment of 6 Addresses a frequently occurring problem for the blind, namely tripping over steps or obstacles, steps, small bumps and bumps or objects on the floor. The shell 144 out 6 is wearable on the tibia / knee. A network of actuators is thereby arranged or held in the region of the rail bone.
Wie
es in 6 ebenfalls dargestellt ist, könnten auch ein oder mehrere
Abstandssensoren 156 vorgesehen sein, die Vertiefungen
bzw. eine Höhe
des Bodens des Benutzers 140 in Gehrichtung 158 vor
dem Benutzer 140 ausloten, indem der- bzw. dieselben in Vertikalrichtung
nach unten geneigt sind, um in Blickrichtung Abstände zum
Boden vor den Füßen (nicht
gezeigt) des Benutzers 140 zu erfassen. Mit den Abstandsinformationen,
die ein solcher geneigter Sensor 156 liefert, könnte ein
Benutzer 140 über
nach unten führende
Treppen, Schwellen oder Abgründe 157 informiert
werden, wie es in 9 gezeigt ist. Die Stelle am
Schienenbein, auf die der entsprechende Abstandswert eines solchen
geneigten Sensors 156 zur Stimulation übertragen würde, könnte beispielsweise ein unterer
Abschnitt des Schienenbeins sein. Schließlich könnten die Daten des Sensors 156 auch
dahingehend ausgewertet werden, ob es sich bei dem Material, auf
das der Sensor 156 entlang seiner Messgeraden 158 gerichtet
ist, um einen festen Boden 159 oder eine Flüssigkeit 160,
wie z. B. Wasser oder Schlamm, handelt, wobei diese Zusatzinformation
gemäß dem Beispiel von 4 an
der gleichen Stelle auf die Haut des Schienenbeins übertragen
werden könnte
wie der entlang der Messrichtung 158 erfasste Abstandswert dieses
bzw. dieser geneigten Sensors/en.As it is in 6 is also shown, could also one or more distance sensors 156 be provided, the wells or a height of the bottom of the user 140 in walking direction 158 in front of the user 140 in that they are inclined downwards in the vertical direction so as to be spaced in the direction of view from the ground in front of the feet (not shown) of the user 140 capture. With the distance information that such a tilted sensor 156 could deliver a user 140 over down stairs, thresholds or chasms 157 be informed as it is in 9 is shown. The location on the tibia, on which the corresponding distance value of such a tilted sensor 156 for example, could be a lower portion of the tibia. Finally, the data of the sensor could 156 be evaluated to determine whether it is the material to which the sensor 156 along its measuring line 158 is directed to a solid ground 159 or a liquid 160 , such as As water or sludge is, this additional information according to the example of 4 could be transferred to the skin of the tibia in the same place as the one along the direction of measurement 158 detected distance value of this or this inclined sensor / s.
Bei
den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
wurde hervorgehoben, dass ein Abstandsbild auf die Haut raumwinkelbereichselektiv übertragen wurde.
Das heißt,
verschiedene Raumwinkelbereiche wurden auf verschiedene Stellen
der Haut abgebildet. Gemäß den nachfolgenden
Ausführungsbeispielen
von 7 und 8 wird die Raumwinkelselektivität durch
die Bewegung der Arme bzw. der Finger erzeugt, die als Art Zeiger
verwendet werden. Die Raumwinkelselektivität wird bei diesen Ausführungsbeispielen
anders als bei dem Ausführungsbeispiel
von 1a (vgl. 32) somit über die Zeigefähigkeit
des Armes bzw. der Finger bewirkt. Die Skalierung der Abstände wird über die
Stimulation an unterschiedlichen Stellen des Armes bzw. der Finger
erzeugt. Gemäß den Ausführungsbeispielen
von 7 und 8 wird somit ein Abstandswert
bzw. ein Abstand der Umgebung des Benutzers zu dem Benutzer ermittelt,
wobei dieser Abstand verwendet wird, um die Haut des Benutzers an
einer Stelle zu stimulieren, die von dem Abstand abhängt. Die
Ausprägung
der Stärke
der Stimulation selbst kann wiederum gemäß dem Ausführungsbeispiel von 3 oder 4 verwendet
werden, um zusätzliche
Informationen über
die Umgebung des Benutzers dem Benutzer mitzuteilen, wie z. B. Farbe,
Oberflächenbeschaffenheit
usw.In the foregoing embodiments, it was emphasized that a distance image was selectively transmitted to the skin in an angular space region. That is, different solid angle areas were imaged on different parts of the skin. According to the following embodiments of 7 and 8th The solid angle selectivity is generated by the movement of the arms or fingers, which are used as a kind of pointer. The solid angle selectivity is different in these embodiments than in the embodiment of 1a (see. 32 ) thus on the pointing ability of the arm or the fingers causes. The scaling of the distances is generated by the stimulation at different points of the arm or the fingers. According to the embodiments of 7 and 8th Thus, a distance value or a distance of the user's environment is determined to the user, this distance is used to stimulate the skin of the user at a location that depends on the distance. The expression of the strength of the stimulation itself can in turn according to the embodiment of 3 or 4 used to communicate additional information about the user's environment to the user, such as: B. color, surface texture, etc.
Die
Beispiele von 7 und 8 nutzen die
Arme und Hände
als Teil eines Augenersatzes. Die Arme sollen dabei als besondere
Detektoren genutzt werden und zwar eben als von der Person ausrichtbare
Detektoren. 7 zeigt einen Arm 180 des Benutzers
und 8 einen Finger 182, wie z. B. den Zeigefinger.
Wie es in 7 dargestellt ist, ist der Arm 180 imaginär in Zonen 184 eingeteilt,
die unterschiedlichen Abstandsbereichen – nämlich vorzugsweise nicht-überlappenden aneinander angrenzenden
Abstandsbereichen – entsprechen,
so dass ein Abstand 185 der Person zu einem nächst gelegenen Objekt 186 in
derjenigen Richtung 188, in die der Arm 180 – und eventuell
genauer der Unterarm 190 – weist, eindeutig auf die
Haut des Armes 180 abgebildet wird. Der Abstand 188 wird
somit quasi über
eine Abbildungsfunktion auf einen Abstand zwischen Schulter und
Stimulationsbereich 184 auf die Haut des Armes 180 – gemessen
längs des
Armes – abgebildet.The examples of 7 and 8th use the arms and hands as part of an eye replacement. The arms are intended to be used as special detectors and just as can be aligned by the person detectors. 7 shows an arm 180 of the user and 8th a finger 182 , such as B. the index finger. As it is in 7 is shown, is the arm 180 imaginary in zones 184 divided, the different distance ranges - namely preferably non-overlapping adjoining distance ranges - correspond, so that a distance 185 the person to a nearest object 186 in that direction 188 into which the arm 180 - and maybe more precisely the forearm 190 - clearly points to the skin of the arm 180 is shown. The distance 188 is thus almost a mapping function to a distance between the shoulder and the stimulation area 184 on the skin of the arm 180 - Measured along the arm - shown.
In
dem Fall von 7 ist die Abbildungsfunktion
zwischen Abstand 188 und Abstand von der Schulter bzw.
Abstand zwischen jeweiligem Stimulationsbereich 184 und
dem proximalen Ende 192 des Armes 180 entlang
des Armes eine monotone Funktion, und zwar in 7 exemplarische
eine monoton fallende Funktion. In 7 ist beispielsweise
dargestellt, dass der Abstand 188 drei Meter beträgt und dass dementsprechend
alle Stimulationsbereiche 184 von der Schulter bzw. dem
proximalen Ende 192 an bis zu demjenigen Stimulationsbereich 184 aktiviert
werden, um dort die Haut des Armes 180 zu stimulieren,
der dem Abstand 185 entspricht, d. h. drei Meter. Die Stimulation
in dem exemplarischen Fall von 7 ist schattiert
bei 194 angezeigt. Es ist allerdings auch möglich, lediglich
den entsprechenden Stimulationsbereich 184 zu stimulieren,
der dann mit geringer werdendem Abstand 185 nach vorne
zur Hand 196 bzw. zum distalen Ende wandert anstatt sich
dahin von der Schulter an auszudehnen.In the case of 7 is the mapping function between distance 188 and distance from the Shoulder or distance between the respective stimulation area 184 and the proximal end 192 of the arm 180 along the arm a monotonous function, and in 7 exemplary a monotonically decreasing function. In 7 For example, it shows that the distance 188 is three meters and that accordingly all stimulation areas 184 from the shoulder or the proximal end 192 up to that stimulation area 184 be activated to there the skin of the arm 180 to stimulate the distance 185 equivalent, ie three meters. The stimulation in the exemplary case of 7 is shaded at 194 displayed. It is also possible, however, only the corresponding stimulation area 184 to stimulate, then with decreasing distance 185 forward to the hand 196 or to the distal end rather than extending therefrom from the shoulder to expand.
Zur
Realisierung der Stimulation gemäß 7 trägt der Benutzer
beispielsweise einen elastischen Stoff bzw. Ärmel, der in 7 jedoch
nicht dargestellt ist, um den Arm 180. Entlang dieses elastischen
Stoffes können
dann entsprechende Aktoren längs
des Armes bzw. des Ärmels
vorgesehen sein, wie es bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
der Fall war.To realize the stimulation according to 7 For example, the user wears an elastic fabric or sleeve, which in 7 however, not shown to the arm 180 , Corresponding actuators along the arm or the sleeve can then be provided along this elastic material, as was the case in the preceding exemplary embodiments.
Zusätzlich oder
alternativ kann der Finger 182 als Zeigemittel verwendet
werden. Über
Aktoren an der Innenseite eines Handschuhs (nicht gezeigt) sind
beispielsweise verschiedene Zonen 198 entlang des Fingers 182 individuell
stimulierbar. Wiederum kann es sein, dass die Zuordnung zwischen
den Zonen 198 und dem Abstand von Objekten 200 und 202 zu
dem Benutzer bzw. dem Finger 182 entlang der Richtung 204,
in die der Finger 182 weist, derart gewählt sind, dass mit zunehmender
Nähe bzw.
mit geringer werdendem Abstand die Stimulationszone 206 bzw.
die aktivierte unter den Abstandszonen 198 immer weiter
zum distalen Ende 208 des Fingers 182 wandert.
Wie es ferner in 8 gezeigt ist, können die
Abstandszonen 198 in der Nähe des distalen Endes 208 des
Fingers 182, wie z. B. an der Fingerkuppe, auch in Querrichtung,
d. h. quer zur Längsachse des
Fingers 182, unterteilt sein, um somit eine Art Ortsauflösung in
einer Richtung quer zu der Richtung 204 zu ermöglichen,
indem die verschiedenen Abstände
entlang der Richtung 204 in Querrichtung an der Fingerkuppe
bzw. dem distalen Ende 208 unter Unterscheidung der verschiedenen
Orte in Querrichtung auf die Haut des Fingers 182 abgebildet
werden.Additionally or alternatively, the finger can 182 be used as an indicator. By way of example, actuators on the inside of a glove (not shown) are different zones 198 along the finger 182 individually stimulable. Again, it may be that the association between the zones 198 and the distance of objects 200 and 202 to the user or the finger 182 along the direction 204 into which the finger 182 has, are chosen such that with increasing proximity or with decreasing distance, the stimulation zone 206 or the one activated under the distance zones 198 always on to the distal end 208 of the finger 182 emigrated. As it is further in 8th shown, the distance zones 198 near the distal end 208 of the finger 182 , such as B. at the fingertip, also in the transverse direction, ie transversely to the longitudinal axis of the finger 182 , so as to be a kind of spatial resolution in a direction transverse to the direction 204 to allow by the different distances along the direction 204 in the transverse direction at the fingertip or the distal end 208 distinguishing the different locations in the transverse direction on the skin of the finger 182 be imaged.
Sowohl
in 7 als auch in 8 können die
Abstandssensoren an der Hand oder dem Arm angebracht sein. Natürlich ist
es aber ferner möglich, dass
der Abstand zwischen Objekt 186, 200 oder 202 und
jedwedem Körperteil
des Benutzers, wie z. B. Arm oder Fingerspitze, durch Messen zweier
Abstände,
nämlich
dem Abstand des Objektpunktes auf der Geraden 188 bzw. 204 zum
Messsensor und dem Abstand des Messsensors zum entsprechenden Körperteil,
und Berechnen der Differenz der beiden Vektoren ermittelt wird.
Es ist also nicht unbedingt notwendig, dass der Abstandssensor an
der Fingerspitze 208 bzw. am distalen Ende des Armes 180 angeordnet
ist.As well in 7 as well as in 8th The distance sensors can be attached to the hand or the arm. Of course, it is also possible that the distance between object 186 . 200 or 202 and any part of the body of the user, such. B. arm or fingertip, by measuring two distances, namely the distance of the object point on the line 188 respectively. 204 to the measuring sensor and the distance of the measuring sensor to the corresponding body part, and calculating the difference of the two vectors is determined. So it is not absolutely necessary for the distance sensor to be at the fingertip 208 or at the distal end of the arm 180 is arranged.
Bei
den Beispielen von 7 und 8 können somit
die Arme durch den Benutzer als besondere Detektoren genutzt werden,
und zwar als von der Person ausrichtbare Detektoren. Sensoren (62)
und Signalgeber (64) können
in einem Handschuh, wie z. B. am Handteller oder auf dem Handrücken, angebracht
sein. Der Bezug nehmend auf 7 erwähnte Ärmel kann
eine Reihe von Zonenfeldern 184 aufweisen, in denen mit
Hilfe von Aktoren für
die Hautwahrnehmung eine Art von Entfernungsmessung in geometrischer
Weise realisiert wird. Das Ansprechen bestimmter Zonenfelder 184 kann
dann einer bestimmten groben Entfernung entsprechen, wobei die Stärke der
Vibration der Aktoren für
eine Feinauflösung für den jeweiligen
Bereich 184 verwendet werden könnte. Wird das Prinzip nach 7 und/oder 8 mit
demjenigen von 5 kombiniert, so wäre es dem
Benutzer möglich,
zusätzlich
zu dem Überblicksabstandsbild
genauere Informationen über
seine Umgebung zu erhalten. In den Beispielen von 7 und 8 entspricht
dabei die Zoneneinteilung einer Abbildung der Abstände 188 bzw. 210,
die wiederum einer Art Spiegelung an den Objekten 186 bzw. 202/200 entspricht.
Wie es ebenfalls im Fall von 7 und 8 gezeigt
ist, ist es vorteilhaft, wenn die Zonenfelder 184 zum distalen
Ende hin feiner werden. Die Zonenfelder 184 bzw. 198 können bis
zu den Fingerspitzen 208 gehen und dort eine extrem feine
Auflösung
aufweisen, die wenige Millimeter betragen könnte, wie es in 8 angedeutet
ist.In the examples of 7 and 8th Thus, the arms can be used by the user as special detectors, as detectors alignable by the person. Sensors ( 62 ) and signal generator ( 64 ) can in a glove, such. B. on the palm or on the back of the hand, be appropriate. The reference to 7 mentioned sleeve can be a number of zone fields 184 have, in which with the help of actuators for the perception of the skin a kind of distance measurement is realized in a geometric manner. The response of certain zone fields 184 may then correspond to a certain gross distance, wherein the magnitude of the vibration of the actuators for a fine resolution for the respective area 184 could be used. Will the principle after 7 and or 8th with that of 5 combined, it would be possible for the user to obtain more accurate information about his environment in addition to the overview distance image. In the examples of 7 and 8th The zone classification corresponds to a mapping of the distances 188 respectively. 210 , in turn, a kind of reflection on the objects 186 respectively. 202 / 200 equivalent. As in the case of 7 and 8th is shown, it is advantageous if the zone fields 184 become finer towards the distal end. The zone fields 184 respectively. 198 can be up to your fingertips 208 go there and have an extremely fine resolution, which could be a few millimeters, as in 8th is indicated.
Alternativ
oder zusätzlich
zu den Vorgehensweisen nach 7 und 8 könnten auch
Sensoren und Aktoren auf einer Handinnenfläche, nämlich beispielsweise der Handinnenfläche eines
Handschuhs, angebracht sein, die dann beispielsweise ermöglichen,
dass der Benutzer in einigem Abstand über ein Objekt, wie z. B. ein
Schreibtisch, mit seiner Hand fährt,
so dass auf seiner Handinnenseite wie ein Relief die auf dem Schreibtisch
befindlichen Gegenstände
abgebildet werden.Alternatively or in addition to the procedures according to 7 and 8th Sensors and actuators could also be mounted on a palm, namely, for example, the palm of a glove, which then allow, for example, that the user at some distance on an object such. As a desk, with his hand moves, so that on his hand inside like a relief the objects on the desk are displayed.
Solchermaßen ausgestattet
wäre es
einem Benutzer möglich,
die Welt quasi abzufahren, ohne sie wirklich abtasten zu müssen. Auch örtlich besonders
feine Strukturen könnten
so aufgelöst
werden ohne dass ein Anfassen notwendig wäre. Zudem könnten besonders tiefe, d. h.
mehrere Meter tiefe, Strukturen dargestellt werden. Die Arme würden somit
als Werkzeuge benutzt werden können,
die einen Augenersatz liefern, mit dem man die Welt abtasten kann.So equipped
would it be
a user possible,
to leave the world, without really having to touch it. Also locally especially
fine structures could
so dissolved
become without a touch would be necessary. In addition, particularly deep, d. H.
several meters deep, structures are shown. The arms would thus
can be used as tools
which provide an eye replacement that can be used to scan the world.
Es
ist möglich,
dass der Benutzer lediglich einen Handschuh bzw. einen Ärmel verwendet.
Bei der Verwendung von zwei Handschuhen bzw. zwei Ärmeln könnte die
hierdurch mögliche
gleichzeitige parallele Zweipunktmessung aber auch dazu verwendet
werden, einen 3D-Effekt zu liefern. Ferner ist es dem Benutzer durch
die Verwendung von beiden Armen als Abstandssensoren möglich, zwei
völlig
unterschiedliche Richtungen gleichzeitig zu untersuchen.It
is possible,
that the user uses only a glove or a sleeve.
When using two gloves or two sleeves, the
possible thereby
simultaneous parallel two-point measurement but also used
will deliver a 3D effect. Furthermore, it is through to the user
the use of both arms as distance sensors possible, two
completely
to study different directions simultaneously.
Zusätzlich zu
den Ausführungsbeispielen, die
im Vorhergehenden beschrieben wurden, wird darauf hingewiesen, dass
es möglich
ist, dem Benutzer mit einem Richtungs- und Farbdetektor auszustatten,
der speziell auf das von Ampeln ausge hende Licht eingestellt ist,
und der somit die Erkennung von Ampelphasen ermöglicht. Die Umsetzung des Signals
könnte
hier über
die Haut oder akustisch geschehen. Dies würde ebenfalls eine Verbesserung der
Verkehrssicherheit bei Sehproblemen ermöglichen. Ganz allgemein sind
die im Vorhergehenden vorgestellten Wahrnehmungshilfen im Übrigen auch für Menschen
vorteilhaft, die eigentlich keine Sehschwäche haben, nämlich in
dem Fall, wenn es darum geht, ohne das normale Licht oder ohne Umweg über die
Augen die äußere Umgebung
wahrzunehmen.In addition to
the embodiments, the
have been described above, it should be noted that
it possible
is to provide the user with a direction and color detector,
which is specially adjusted to the light emanating from traffic lights,
and thus enables the detection of traffic light phases. The implementation of the signal
could
over here
the skin or acoustically done. This would also be an improvement
Enable traffic safety in vision problems. Are very general
Incidentally, the perceptual aids presented above also apply to people
advantageous, which actually have no visual impairment, namely in
the case when it comes to, without the normal light or without going through the
Eyes the outside environment
perceive.
Ferner
wird noch darauf hingewiesen, dass die vorhergehenden Ausführungsbeispiele
immer davon ausgingen, dass die Sensoren über einen geeigneten Träger, wie
z. B. Stoff, an dem jeweiligen Körperteil
getragen werden. Bei diesen Ausführungsbeispielen
können
die Aktoren 60 dann quasi ausgezogen werden. Es wäre allerdings
ebenfalls denkbar, dass die Aktoren 60 in die Haupt implantiert
werden, um dort längere
Zeit zu verbleiben.It should also be noted that the preceding embodiments always assumed that the sensors via a suitable carrier, such as. B. fabric, are worn on the respective body part. In these embodiments, the actuators 60 then quasi pulled out. However, it would also be conceivable that the actors 60 implanted in the main to remain there for a long time.
Die
vorhergehenden Ausführungsbeispiele ermöglichen
somit eine Entfernungsdarstellung, die Blinden das Leben sehr erleichtern
kann. Sie ermöglichen
detailliertere Darstellungen, die die Augen nahezu ersetzen könnten. Ausgerüstet mit
einem oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsbeispiele wären Blinde
sicherer und geschützter
im Straßenverkehr
und von ihren Wahrnehmungen her fähig, den Alltag zu bewältigen.The
allow previous embodiments
thus a representation of distance, which makes life much easier for the blind
can. they allow
more detailed representations that could almost replace the eyes. Equipped with
One or more of the preceding embodiments would be blind
safer and more protected
in traffic
and from their perceptions capable of coping with everyday life.
Im
Vorhergehenden ist bereits erwähnt
worden, dass es gegebenenfalls notwendig ist, dass der Benutzer
den Umgang mit einem oder mehreren der Ausführungsbeispiele, die im Vorhergehenden
beschrieben worden sind, erst erlernt, damit das Gehirn die erfassten
Stimulationen an der Haut geeignet in „virtuelle” Bilder seiner Umgebung umsetzt.
Erlernen könnte
er dies beispielsweise so, wie es in 10 dargestellt
ist, indem nämlich
ein in einem Computer 230 befindliches Simulationsprogramm 232 über eine
geeignete Schnitt stelle, wie z. B. eine kabelgebundene Schnittstelle 234,
berechnete Abstandsbilder einer simulierten Umgebung an die Stimulationseinrichtung 18 weitergibt,
die einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele hierzu entsprechen kann,
wie z. B. derjenigen von 1b, 5, 6, 7 und/oder 8. Über einen
anderen Sinn als dem Sehsinn, wie z. B. akustisch über einen
Lautsprecher 236, könnte
dann ein mit dem Simulationsprogramm 232 zusammenwirkendes
Lernprogramm 238 dem Benutzer vermitteln, was er „sieht” bzw. was er
hätte „sehen
sollen”.
Auf diese Weise ist es dem Benutzer möglich, seine Erfahrungen zuzuordnen und
somit die Stimulationen durch die Stimulationseinrichtung 18 deuten
zu lernen. Auf diese Weise würde
ein Lernsystem gebildet werden, das es dem Benutzer ermöglicht,
den Umgang mit seiner Stimulationseinrichtung 18 zu erlernen
bzw. mit der Sehhilfe.It has already been mentioned above that it may be necessary for the user to learn how to deal with one or more of the embodiments described above in order for the brain to adapt the detected stimulations to the skin to "virtual" images its environment. He could learn this, for example, as it is in 10 is shown by one in a computer 230 located simulation program 232 via a suitable interface, such. B. a wired interface 234 , Computed distance images of a simulated environment to the stimulation device 18 weitergibt, which may correspond to one of the preceding embodiments, such. B. those of 1b . 5 . 6 . 7 and or 8th , About a different sense than the sense of sight, such. B. acoustically via a speaker 236 , could then one with the simulation program 232 collaborative tutorial 238 convey to the user what he "sees" or what he should have "seen". In this way it is possible for the user to assign his experiences and thus the stimulation by the stimulation device 18 suggest learning. In this way, a learning system would be formed that allows the user to interact with his stimulation device 18 to learn or with the visual aid.
10 zeigt
aber gleichzeitig auch eine Möglichkeit
dafür,
wie ein Benutzer, der den Umgang mit der Sehhilfe bereits erlernt
hat, mit Hilfe der Sehhilfe bzw. der Stimulationseinrichtung 18 Computerspiele
spielen könnte.
Die Simulationseinrichtung 232 würde in diesem Fall mit einem
Computerprogramm bzw. Spielprogramm 238 zusammenwirken, wobei
es dem Benutzer beispielsweise möglich
wäre, über geeignete
Eingabemittel des Computers 230, wie z. B. über eine
Tastatur 240 und eine Maus 242 mit dem Computerspiel
zu interagieren. Die Interaktionen hätten dann natürlich Einfluss
auf die durch das Simulationsprogramm 232 simulierte Umgebung.
Er würde
sich durch seine Eingaben vermittels der Eingabeeinrichtung 240–242 in
seiner Umgebung bewegen und würde
gegebenenfalls die Umgebung sogar verändern. 10 At the same time, however, it also shows a possibility for how a user who has already learned how to use the visual aid can use the visual aid or the stimulation device 18 Could play computer games. The simulation device 232 would in this case with a computer program or game program 238 cooperate, where it would be possible for the user, for example, via suitable input means of the computer 230 , such as B. via a keyboard 240 and a mouse 242 to interact with the computer game. Of course, the interactions would then have an impact on the simulation program 232 simulated environment. He would get through his inputs through the input device 240 - 242 move in its environment and would possibly even change the environment.
Sogar
Schrift könnte über die
Stimulationseinrichtung 18 auf der Haut abgebildet werden,
so dass dem Benutzer sogar der Umgang mit einem Textverarbeitungsprogramm
ermöglicht
werden würde.
Auf diese Weise könnte
die Stimulationsein richtung für
den Benutzer auch zur Erstellung von Texten mit dem Computer 230 verwendet
werden.Even writing could be via the stimulation device 18 be displayed on the skin, so that the user would even be enabled to deal with a word processing program. In this way, the Stimulationsein direction for the user could also create texts with the computer 230 be used.
Die
vorhergehenden Ausführungsbeispiele stellten
dem Benutzer durch die Stimulationseinrichtung stets die Abstandsinformationen
bereit. Eventuell wurden auch zusätzliche Informationen über die Umwelt
des Benutzers vermittels der Haut bereitgestellt. Gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 11 umfasst eine Sehhilfe eine Materialbeschaffenheitserfassungseinrichtung 250 und
eine Stimulationseinrichtung 252, wobei die Materialbeschaffenheitserfassungseinrichtung 250 ausgebildet
ist, um eine Materialbeschaffenheit einer Umgebung des Benutzers zu
erfassen und die Stimulationseinrichtung 252 ausgebildet
ist, um die Haut des Benutzers abhängig von der erfassten Information
zu stimulieren. Auf diese Weise erhält der Benutzer zwar keine
Abstandsinformationen zur Orientierung, aber beispielsweise kann die über die
Haut vermittelte Informationen anzeigen, ob sich vor dem Benutzer
auf dem Boden eine Pfütze befindet
oder nicht. Die Abbildung kann auch multidimensional erfolgen, beispielsweise
wie in 4 gezeigt, wobei die Abbildung von Abstand 104 auf
Vibrationsamplitude 122 wegzudenken ist.The previous embodiments always provided the user with the distance information through the stimulation device. There may also be additional information about the user's environment through the skin. According to the embodiment of 11 For example, a vision aid includes a material condition detection device 250 and a stimulation device 252 , wherein the material condition detection device 250 is designed to detect a material condition of a user environment and the stimulation device 252 is designed to stimulate the skin of the user depending on the detected information. In this way, the user does not receive any clearance information For example, skin-mediated information may indicate whether or not there is a puddle on the floor in front of the user. The mapping can also be multidimensional, for example as in 4 shown, showing the figure of distance 104 on vibration amplitude 122 is indispensable.