DE7922356U1

DE7922356U1 - Sehbehinderten-Hilfsgerät zum Erkennen und Identifizieren von Farbinformationen

Info

Publication number: DE7922356U1
Application number: DE7922356U
Authority: DE
Original assignee: A I D Electronic 1000 Berlin GmbH
Current assignee: A I D Electronic 1000 Berlin GmbH
Publication date: 1981-02-05

Description

AID ELECTRONIC GMBH, BERLIN

Sehbehinderten-Hilfsgerät zum Erkennen und Identifizieren von Farbinformationen.

Die Neuerung betrifft ein Sehbehinderten-Hilfsgerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und geht dabei von der Arbeit aus, die im Rahmen von "Jugend forscht 1978" unter dem Thema "Akustischer Farbdetektor für Blinde" von A. Gruhle, 5063 Overath vorgestellt wurde.

Wie bei dem bekannten Prototyp beruht die Wirkungsweise der Ausführungsformen der Neuerung auf folgendem Prinzip:

Das Gorät übermittelt alle zur Identifizierung einer Farbe notwendigen Informationen: Farbton, Farbsättigung und Helligkeit. Von der mit einem Tastkopf abgetasteten Oberfläche werden deren Farben erkannt und von einer analogen Rechenschaltung in charakteristische Klänge umgewandelt und über einen Lautsprecher abgestrahlt« Die Klänge variieren zwischen knarrenden 30 HZ Tönen für blau, über einen klaren 800 Hz-Ton für grün, bis zu einem frequenzmodulierten Klang für rot, der rasen zwischen 200 Hz und 5 KHz wechselt. Alle zwischen den reinen Farbtönen liegenden Tönungen werden durch ein entsprechendes Klanggemisch dargestellt. Die Farbsättigung, d.h. die Intensität der abgetasteten Farbe, wird leicht durch den Mischungsanteil mit einem neutralen Rauschen für farblos (weiß) erkannt, wobei das Rauschen mit zunehmender Farbsättigung abnimmt. Die Helligkeit der abgetasteten Oberfläche bestimmt die Lautstärke der akustischen Wiedergabe. Ein dunkler, z.B. schwarzer Untergrund läßt das Gerät verstummen. Die entstehenden Klänge sind so charakteristisch, Han der Ungang mit dem Farberkenner rasch erlernbar ist.

Die Farbanalyse beruht auf dem Prinzip eines Dreibereichs-Farbwertmessers: Die zu dem abgetasteten Farbton gehörenden Anteile der Grundfarben rot, grün und blau werden gemessen und in ein analoges Klanggemisch übersetzt, wobei anteiliges Rauschen gleichzeitig eine Aussage über die Intensität des Farbtons macht.

Der Neuerung liegt dia Aufgabe zugrunde, die erforderlichen Einzelteile des Hilfsgerätes so aufzugliedern, unterzubringen, anzuordnen und auszugestalten, daß eine einfache und bequeme Handhabung bei den verschiedensten Einsatzmöglichkeiten erreicht wird. Dazu sollen folgende Förde-

rangen et'füllt werden können:

a) Netz-/Akkubetrieb wahlweise für den stationären bzw. den mobilen Betrieb.

b) Robuster Aufbau bei möglichst geringer Baugröße.

c) Sinnfällige Bedienbarkeit.

d) Schnelles Ansprechen und möglichst gutes Auflösungsvermögen des Tastkopfes.

e) Wartungsfreier Betrieb sowie optimale Servicefreundlichkeit.

Diese Forderungen, nicht-zuletzt der nicht unerhebliche elektronische Aufwand, verbieten die Integration der Elektronik, insbesondere auch eines Akkus (1) im eigentlichen Tastkopf, der dann bei Anwendung gänggiger und ökonomisch vertretbarer Technik mit Sicherheit zu schwer und somit zu unhandlich werden würde.

Die zur Lösung dieser Aufgabe gemäß der Neuerung erforderlichen Merkmale sind im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegeben, die sich, kurz gefaßt, dahingehend zusamnenfassen lassen, dem Benutzer einen möglichst handlichen Tastkopf zur Verfügung zu stellen, der in der Betriebsstellung die abzugebenden akustischen Signale aus verhältnismäßig geringer Entfernung und aus einer Richtung liefert, auf die er sich ohnehin schon orientiert hat. Ihm wird die farbige Fläche beim Abtasten gewissermaßen unmittelbar als akustisches Klangbild dargeboten. Da aus den oben erwähnten Gründen eine Integration aller erforderlichen Einzelheiten im Tastkopf nicht möglich bzw. sinnvoll ist, werden alle Teile, die nicht unmittelbar zur Aufnahme der optischen und zur Wiedergabe der akustischen Signale erforderlich sind, in einem über ein flexibles Anschlußkabel mit dem Tastkopf verbundenen Gehäuse untergebracht. Eine weitere Ausnahme bildet die Einrichtung zur Energieversorgung. Da zwischen stationärem und mobilen Betrieb gewählt werden kann, soll das Netzgerät all diejenigen Teile enthalten, die das Hilfsgerät unnötig schwer machen und das Hitführen in einer beliebigen Tragetasche ungünstig beeinflussen würden. Insbesondere ist in diesem Zusammenhang der "gewichtige" Netztransformator zu nennen. Auf diese Weise ist gleichzeitig die Frage der elektrischen Sicherheit des Hilfsgeräts gelöst, da das Netzgerät den Elektronik-Teil über ein flexibles Kabel bereits mit Niederspannung versorgt. Dieses Kabel ist am Netzgerät fest verankert

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und am anderen Ende mit einem soliden Stecker versehen.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Neuerung, die teilweise auch aus den Unteransprüchen hervorgehen, werden in» Zusammenhang mit den in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1: ein Sehbehinderten-Hilfsgerät mit seinen

Einzelteilen in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2: einen Längsschnitt durch einen Tastkopf;

Fig- 3: einen Längsschnitt durch das Ende des Tastkopfes gem. Fig. 2 mit einem eingebauten Lautsprecher;

Fig. 4: den Schnitt X-Y von Fig. 2 und Fig. 5: den Schnitt A-B von Fig. 2.

Das in Fig. 1 dargestellte Sehbehinderten-Hilfsgerät besteht aus einem Tastkopf T und einem Kofferapparat E, der die opto-akustische Signalwandlerschaltung enthält und einen Akkumulator Z zur Versorgung des Geräts für mobilen Betrieb aufnimmt, sowie aus dem Netzgerät N. Der Tastkopf T ist mit dem Kofferapparat E über ein flexibles Kabel K, verbunden, das in die Anschlußbuchse A, auf der Frontplatte F. eirgesteckt wird. Ebenso läßt sich das Netzgerät N über das Kabel K- in eine Anschlußbuchse A- einstecken, um sowohl im stationären Betrieb für die Stromversorgung als auch zum Aufladen des Akkumulators Z zu dienen. Ein Ein-/Ausschalter B„,. wird vorzugsweise für seine beiden Stellungen mit tastbaren Markierungen versehen, damit Blinde eine Kontrollmöglichkeit haben, ob das Gerät ein- oder ausgeschaltet ist.

Die Abmessungen des Kofferapparates E und insbesondere seine mittelgroßen Gehäuseseiten F sind so gewählt, ^aft die Teile zusammen und auf m ³

engem Raum z.B. in eine Tragetasche passen, also insbesondere der Tastkopf T in seiner Länge, gegebenenfalls zusammen mit dem Netzgerät N, und in seiner Breite neben die Gehäuseseite F„.

Der handliche, mit dem flexiblen Kabel K, an den Kofferapparat E angeschlossene Tastkopf T kann durch die beschriebene Anordnung quasi wie ein selbständiges Einzelgerät verwendet, werden. Bei eingeschaltetem Gerät gibt der Tastkopf T automatisch nur dann Farb-Infonnationen ab.

wenn er von seinem Benutzer auf der abzufragenden Oberfläche O eines Objektes angesetzt wird. In der Praxis bedeutet dies, daß, abgesehen vom ganz abgeschalteten Gerät, das Hilfsgerät nicht unablässig stört, wenn es vorübergehend nicht benutzt wird.

Wenn der Ein-/Ausschalter B^ . statt am Kofferapparat E am Tastkopf T angeordnet ist, sind dort nicht nur die wesentlichen Bedienelemente vereinigt, es läßt sich dann auch auf einfache Weise das Hilfsgerät nur für die tatsächliche Dauer des Abtastens einer farbigen Fläche einschalten. Hierzu kann vorteilhaft die Fingermulde 7 mit einem unterlegten Mikroschal ter dienen.

Die Fig. 2 zeigt den inneren Aufbau des Tastkopfes T, der vielfältigen Forderungen genügen muß. Sehr diffizil ist hierbei die Aufhängung der verschiedenen optischen Linsen S., S₂, S_, der Filter F, F,, der Lichtquelle L sowie der drei Photosensoren R, G, B. Diese müssen genau auf der gleichen optischen Achse liegen und möglichst gleiche Empfindlichkeit aufweisen. Das gesamte optische System muß im Tastkopf T einerseits leicht justierbar sein, andererseits darf sich die Justierung nur bei grober unsachgemäßer Behandlung verändern. Die Konstruktion des Tastkopf es T geht von einem aus z.B. 1,3 mm starkem Alu-Blech abgekanteten U-Profilgehäuse aus, das in dem das optische System beherbergenden Bereich mit mattem Fotolack gespritzt ist. Während des Aufbaus und für spätere Wartungsarbeiten kann von der offenen Seite des U-Profils ungehindert am optischen System gearbeitet werden. Ein - abgesehen von der Vorderkante an der Tastfläche etwas "zu klein "geschnittenes - Schließblech 8 schirmt ^ System für Prüfzwecke (gegebenenfalls Lichteinwirkung mit Tesaband verhindern) hinreichend ab. Im Bereich des Lautsprechers sorgen (nicht dargestellte) Entlüftungsschlitze für eine ausreichende Belüftung des Systems, da mit einer gewissen "Kaminwirkung" im geschlossenen Tastkopf T gerechnet werden darf. Arbeitet der Tastkopf T zufriedenstellend, wird er mit schwarzem Schrumpfschlauch 3 überzogen, der bis in die dargestellte Hinterschneidung 19 (s. Fig. 3) reicht, die bis hinter die mit schwarzem Strukturlack gespritzte Lautsprecherabdeckung 9 reicht. Nach dem Aufschrumpfen bildet der schwarze Schrumpfschlauch 3 eine sehr griffige, gegen Stoß, Schlag und Handschweiß unempfindliche Oberfläche, die dem Gerät gleichzeitig ein elegantes Aussehen verleiht. Für größere Stückzahlen ist das Spritzen der perforierten Lautsprecherabdeckung 9 in Erwägung zu ziehen.

Das optische Systam läßt sich vor dem Einbau in den Tastkopf T auf dem Steg 4 so befestigen, daß sich die optischen Achsen in einem Punkt schneiden. Dieses System besteht einerseits aus der Lichtquelle L, z.B. einer Glühlampe mit angegossener Sammellinse, einem Infrarot-Filter F, sowie den Linsen S₃ und S- und andererseits aus der Linse S,, dem Farbfilter F, z.B. einem Gelatine-Filter und den Leuchtdioden für "rot" R, "grün" G und "blau" B. Beim Einbau des optischen Systems in den Tastkopf T wird der Steg 4 so in der Klemmvorrichtung 5 befestigt, daß der Schnittpunkt der optischen Achsen in die Lichtöffnung 1 der Platte 2 fällt, mit der der Tastkopf T an seinem abgeschrägten, auf die abzutastende Oberfläche 0 aufzusetzenden Ende abgeschlossen ist. Die Platte 2 besteht vorzugsweise aus schwarzem Kunststoff und läßt sich, da sie durch Abrieb verschleißt, einfach und schnell auswechseln. In diesem Zusammenhang ist noch auf die Bedeutung der Fingermulde 7 hinzuweisen. Der Zeigefinger des Benutzers vermittelt durch die Tage in der Fingermulde 7 eine besonders feinfühlige Richtungsempfi nriimg, und da die Fingermulde 7 so angeordnet ist, daß die Kuppe d&s Zeigefingers auf die Lichtöffnung 1 weist, kann die jeweils auf der abzutastenden CSserflache 0 von der Lichtöffnung 1 überdeckte Position mit großer Genauigkeit lokalisiert werden (siehe auch Pfeilrichtung in Fig. 2) ·

Die Zwischenwand 6 dient innerhalb des Tastkopfes T einerseits als Stützwand und andererseits als Abschirmung zwischen dem "optischen" und dem "akustischen" Teil.

Die konstruktive Ausbildung des "akustischen", dem Benutzer zugewandten Teiles und die Befestigung des Lautsprechers 20 an diesem Ende des Tastkopfes T ist aus den Fig. 3 und 4 zu erkennen. Die Lautsprecherabdeckung 9 wird über Haltestücke U am Tastkopfgehäuse befestigt. Zwischen den Haltestücken 11 und dem Korb des Lautsprechers 20 sorgt Moosgummi 10 für eine klapperfreie Anlage des Lautsprechers 20 an der - selbstverständlich im Bereich der Schallaustrittsöffnung perforierten - Lautsprecherabdeckung 9. Aus Fig. 4 ist zu erkennen, daß die Haltestücke 11 aus zwei Paaren lla und lib bzw. lic und lld bestehen, die aus baugleichen Stücken, also zwei unterschiedlichen Elementen, bestehen. Diese sind in ihren Abmessungen so unterschiedlich, daß beim Einbau keine Verwechslungen und keine Fehler auftreten können.

Die Fig. 5 zeigt als Detail die Klemmvorrichtung 5 im Schnitt. Innerhalb des Gehäuses 18, das zuletzt mit dem Deckel 15 abgeschlossen wird, befin-

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det sich das Stützlager 12, das abgeschrägt ist und eine Gewindebohrung für die Klenmschraube 16 aufweist. Das Gegenstück für das Stützlager 12 ist das Klemmstück 13 mit einer entsprechenden Schräge und einem Langloch für die Klemmschraube 16. Das auf dem Steg 4 befindliche optische System kann nun bei noch nicht festgezogener Klemmschraube 16 beim Einbau in den Tastkopf T justiert werden und wird sodann zwischen dem Widerlager 14 und dem Klemmstück 13 in dieser Lage festgespannt. Dazu ist lediglich die Klemmschraube 16 anzuziehen, wodurch das Klemmstück 13 am Stützlager 12 auf den Steg 4 zu bewegt wird. Der Bereich um den Kopf der Klenmschraube 16 zwischen dem Deckel 15 und dem Klemmstück 13 bildet eine Kafcelöffnung 17 für die Durchführung der zum optischen System führenden Adern des Kabels IC,.

Ein Benutzer eines solchen Sehbehincerten-Hilf sgerätes dürfte mit der Handhabung innerhalb kürzester Frist vertraut sein. Aus folgenden Gründen sind dabei keinerlei Probleme zu erwarten:

Das flexible, mit dem Tastkopf T fest verbundene (abgeschimte) Kabel K, verbindet diesen über eine solide Steckverbindung (Renkverschluß) mit dem Elektronik-Teil im Koffer apparat E. Neben dem über das ebenfalls ansteckbare Netzteil N aufladbaren Akku Z enthält dieses alle analogen Rechenschaltungen, Generatoren, Mixer und verstärker, die zur Identifizierung der Farbwerte und Gewinnung der entsprechenden akustischen Signale benötigt werden. Der koffer apparat E wird äußerlich ganz bewußt "spartanisch einfach" gestaltet, da er eigentlich ein "Schattendasein" führt, unbeachtet auf dem Tisch oder in einer leicht geöffneten Schublade liegend, bzw. bei mobilem Betrieb, in der Einkaufstasche oder in einer einfachen Tragetasche mitgeführt. Aus eben genanntem Grunde sind alle erhabenen Elemente

a) Steckverbindung Tastkopf

b) Steckverbindung Netzteil (unverwechselbar !)

c) E-/A-Schalter (Schiebeschalter gegen ungewolltes Einschalten)

d) Betriebsanzeige (taktil) - Betriebsbereit, Laden -

auf der Stirnseite angeordnet. Der eingebaute Akku Z wird von einer Ladeautomatik betreut, sein Ladezustand angezeigt.

Gegen ein Herunterfallen des Tastkopfee T bei mobilem Betrieb kann ein kleines Armband, z.B. preiswertes Uhrenarmband, zusammen mit einen geeigneten Verbinder zum Tastkopf T vorgesehen sein.

Das direkt in z.B. 220 V~ eingesteckte Netzteil N versorgt das Hilfsgerät mit der benötigten Niederspannung. Dadurch ist die erforderliche Sicherheit, der angesichts des zu versorgenden Benutzerkreises ganz besondere Aufmerksamkeit zu widmen ist, absolut gewährleistet. Das Netzteil N besitzt keinen Schalter, sondern wird nach Bedarf einfach in die Netzdose gesteckt. Der im Pufferbetrieb arbeitende Akku Z ist völlig wartungsfrei und nur nach Abnahme des Gehäuses zugänglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

AID ELECTRONIC QlBH, BERLIN Schutzansprüche

1. Senbehinderten-ttUfsgerät zum Erkennen und Identifizieren von Farbinfonnationen (Farbton, Farbsättigung und Helligkeit) durch Umwandlung ^>r Farbinfonnationen in akustische Signale, mit einem Farbendetektor, einer elektronischen Schalteinrichtung zur opto-akustischen Signalwandlung und mit einem Lautsprecher,
dadurch gekennzeichnet, daß

der Farbendetektor und der Lautsprecher in einem handlichen Tastkopf (T) untergebracht sind, der über ein flexibles Änschlußkabel (K-,) mit einem Kofferapparat (E) verbunden ist, der die opto-akustische Signalwandlerschaltung sowie zur mobilen Energieversorgung des Hilfsgeräts benötigte Einrichtungen enthält und mit einer Anschlußbuchse für ein Metzgerät (N) versehen ist.

2. Hilfsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kofferapparat (E) im wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist, alle Bedienelemente (Bg/^ » Anschlußbuchsen (A₁, A₃) und äergleichen auf einer Frontplatts (F. > angeordnet sind, die sich an einer der beiden kleinsten QuaderfläcJTen befindet, und eine mittelgroße Gehäuseseite (F_m) im wesentlichen der Größe des Tastkopfes (T) entspricht.

3. Hilfsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkopf (T) aus einem länglichen Gehäuse mit rechteckigem Querschnitt besteht, dessen der abzutasterden farbigen Fläche (0) zugekehrtes Ende abgeschrägt und mit einer eine Lichtöffnung (1) aufweisenden Platte (2) verschlossen ist, und an dessen gegenüber liegendem Ende der Lautsprecher (20) angebracht ist.

4. Hilfsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Tastkopfes (T) aus einem als Ü-Profil abgekanteten Blech und einem, außer am abgeschrägten Ende, mit Spielpassung einzusetzenden Schließblech (8), der Platte (2) mit der Lichtöffnung (1) und einer Lautsprecherabdeckung (9) besteht.

5. Hilfsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System, das eine Lichtquelle (L), Linsen (S₁, S₂, S₃), Filter (F, F₁) und Photosensoren (R, G, B) enthält, an einem Steg (4) befestigt ist, der in einer Klemmvorrichtung (5) gehaltert ist, die sich etwa im mitt-

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leren Bereich des Tastkopf gehäuses (T) fest mit dem U-Profil verbunden befindet.

6. Hilfsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Tastkopfgehäuses in dem das optische System beherbergenden Bereich mit mattem Fotolack gespritzt ist.

7. Hilfsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (2) mit der Lichtöffnung (1) aus schwarzem Kunststoff besteht.

8. Hilfsgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließblech (8) an seinem der Lautsprecherabdeckung (9) zugekehrten Ende mit einem Entlüftungsschlitz versehen ist.

9. Hilfsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, ffaft das Tastkopf gehäuse nach Einbau ccd Justage des optischen Systems, einschließlich des eingesetzten Schließblechs (8) mit schwarzem Schrumpfschlauch (3) überzogen wird.

10. Hilfsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lautsprecherabdeckung (9) als im wesentlichen quadratische Kappe ausgebildet und mittels zweier baugleicher Paare (lla, Hb; lic, lld) von Haltestücken (11), die sich hinter dem Kappenrand befinden, am Tastkopfgehäuse befestigt ist.

11. Hilfsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Lautsprecherkorb mitteln Moosgummi (10), der auf den Haltestücken (11) liegt, an die Lautsprecherabdeckung (9) gedrückt wird.

12. Hilfsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis !1, dadurch gekernzsichnet, daß die das optische System und den Lautsprecher beherbergenden Teile dee Tastkopfgehäuses durch eine Zwischenwand (6) voneinander abgeschirmt sind.

13. Hilfsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß am Tastkopfgehäuse die auf die Position der Lichtöffnung (1) weisende Fingermulde (7) für den Zeigefinger angebracht ist.

14. Hilfsgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastkopf (T) mit einer um das Handgelenk zu legenden Siclierheitshalteschlaufe ausgerüstet ist.