DE9308390U1

DE9308390U1 - Vorrichtung zur Bestimmung der Flimmerverschmelzfrequenz

Info

Publication number: DE9308390U1
Application number: DE9308390U
Authority: DE
Original assignee: HABERL STEPHANIE; MAYER MICHAELA; MUNZERT DIANA; SEYBEL MARTINA
Current assignee: HABERL STEPHANIE; MAYER MICHAELA; MUNZERT DIANA; SEYBEL MARTINA
Priority date: 1992-06-05
Filing date: 1993-06-04
Publication date: 1993-10-21
Anticipated expiration: 2003-06-05

Description

STRASSE, MAIWALD, ME YS, STACHdVONNEMANN

Ihr Zeichen:

Unser Zeichen:
S 7104

MÜNCHEN

Dipl.-Ing, JOACHIM STRASSE

Dipl.-Chem. Dr. WALTER MAIWALD

Dipl.-Ing. AXEL H. CH. DRAUDT

PATENTANWÄLTE

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Oipl.-Chem. Dr, JUTTA H DRAUDT PATENTANWÄLTIN

HANS A.R REICHARDT RECHTSANWALT

HAMBURG

Dipl.-Chem. Dr. HARALD STACH t

Dr-Ing. GERHARD R. VONNEMANN

PATENTANWALT

EUROPEAN PATENT ATTORNEY

BERLIN

Dipl.-Chem. Dr. HILDEGARD MEYS PATENTANWÄLTIN
EUROPEAN PATENT ATTORNEY

München

4. Juni 1993

Neue Gebrauchsmusteranmeldung Vorrichtung zur Bestimmung der Flimmerverschmelzfrequenz

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Flimmerverschmelzfrequenz (FVF).

Eine derartige Vorrichtung wird im Abschlußbericht zum
Forschungsauftrag FP 7351 der Bundesanstalt für Straßenwesen, zu ingenieurpsychologischen Forschungen hinsichtlich der Straßenverkehrssicherheit von Gerald W. Radi, ausgegeben vom Institut für Unfallforschung des Technischen Überwachungs-Vereins Rheinland e.V., vorgeschlagen.

Bisherige Geräte zur Bestimmung der Flimmerverschmelzfrequenz sind nur für den Laborbetrieb konzipiert und dementsprechend nur provisorisch aufgebaut und benutzt worden. Zur Weiterentwicklung der Bestimmung der Flimmerverschmelzfrequenz

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zu einer Standard-Methode sind derartige sogenannte "fliegenden Aufbauten" nicht geeignet. Der schwerwiegendste Nachteil ist die fehlende Portabilität: Messungen können nur in dem Labor und nur an dem Tisch durchgeführt werden, auf dem der provisorische Aufbau realisiert ist. Als Standard-Methode wäre es wünschenswert, daß das Messgerät tragbar und leicht zu bedienen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die eine einfache Bedienung erlaubt, kostengünstig und aus handelsüblichen Teilen herstellbar, sowie kompakt, netzunabhängig und tragbar ausgeführt ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zur Bestimmung der FVF erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung umfaßt: eine Lichtquelle (Leuchtdiode), eine Einrichtung zur Erzeugung und Veränderung periodischer Schwankungen der Lichtintensität der Lichtquelle, eine Einrichtung zur Veränderung der Frequenz der periodischen Schwankungen der Lichtquelle (Potentiometer), eine Einrichtung zur Messung der periodischen Schwankungen der Lichtquelle, eine Einrichtung zur Anzeige des Meßergebnisses, eine Einrichtung zur Frequenzteilung um das x-fache und ein Okular.

Durch die Kombination dieser Merkmale wird eine Weiterentwicklung der Messung der Flimmerverschmelzfrequenz zu einer Standard-Methode möglich.

Von besonderem Vorteil ist die Einrichtung zur Frequenzteilung. Die Frequenz der periodischen Schwankungen der Lichtquelle wird so zunächst um einige Größenordnungen höher erzeugt, z.B. im Bereich von einigen 1OkHz und wird dann durch die Einrichtung zur Frequenzteilung beispielsweise um den Faktor 1000 auf einige lOHz reduziert und der Lichtquelle zugeführt. Dadurch kann die Frequenz der periodischen Schwankung der Lichtquelle wesentlich genauer erzeugt und vor allem genauer gemessen werden, als dies bei der direkten

Erzeugung bei Frequenzen von einigen lOHz möglich ist.

Das Okular zwischen der Lichtquelle und dem Auge des Betrachters, das derart angeordnet ist, daß das Auge auf "unendlich" akkomodiert, ermöglicht dem Betrachter, mit entspanntem Auge die Lichtquelle zu betrachten.

Eine Einrichtung zur Veränderung des Tastverhältnisses der periodischen Schwankungen der Lichtquelle ergibt den weitern Vorteil, zusätzliche Meßgrößen bei der Entwicklung der Standard-Methode zur Verfügung zu haben, nämlich das Tastverhältnis der periodischen Schwankungen.

Führt man die Lichtquelle als Leuchtdiode aus, so nutzt man den Vorteil, daß eine Leuchtdiode ein kurzes Ansprechverhalten hat und eine kaum sichtbare Trägheit bei der Ansteuerung besitzt, wie man es beispielsweise bei Glühfadenlampen findet. Außerdem zeichnen sich Leuchtdioden durch eine lange Lebensdauer und geringen Stromverbrauch aus, der vor allem bei Batteriebetrieb zu einem wesentlichen Vorteil wird.

Ein Rechteckgeneratorbaustein des Typs ICM 7555 in Kombination mit einem Schaltransistor BCY59X, als Einrichtung zur Erzeugung der periodischen Schwankungen und Ansteuerung der Lichtquelle, ein Potentiometer zur Veränderung der Frequenz der periodischen Schwankungen der Lichtquelle, ein weiteres Potentiometer zur Veränderung des Tastverhältnisses und ein IC-Baustein des Typs MM74C90 als Einrichtung zur Frequenzteilung sind Standard-Bausteine und als Massenartikel überall erhältlich. Darüber hinaus haben sie die Vorteile, daß sie stromsparend arbeiten, kleine Ausmaße besitzen und eine kostengünstige Herstellung der Meßvorrichtung erlauben.

Eine Skala zur Anzeige des Meßergebnisses am Frequenzveränderungs-Potentiometer, ist ein kostengünstiges und

einfach abzulesendes Meß- und Anzeigeinstrument, das auch keinerlei Stromverbrauch mit sich bringt, wie z.B. ein interner Frequenzzähler. Außerdem ist eine Störanfälligkeit eines solchen Instruments praktisch nicht vorhanden.

Eine mechanische Blende zur Erzeugung der periodischen Schwankungen der Lichtquelle bringt den Vorteil, daß man eine Unabhängigkeit von der Art der Lichtquelle erhält. Benutzt man als Lichtquelle das umgebende Licht, beispielsweise das Tageslicht der Sonne, so entfällt ein Einbau einer speziellen Lichtquelle in die Vorrichtung. Dies bewirkt eine noch kostengünstigere Herstellung und einfachere Bedienung.

Ist ein Anschluß einer externen Steuerung vorgesehen, die von einem Computer mit entsprechender Software durchgeführt wird, so ist unter anderem die Entwicklung der Standard-Methode einfacher realisierbar. Auch eine Objektivierung der Meßergebnisse ist erreichbar, da ein Computer zufallsbedingte Vorgaben und auch Testsituationen zur Überprüfung der Ehrlichkeit der Testpersonen gibt. Außerdem entfallen Einflüsse auf das Meßergebnis durch das Bedienungspersonal.

Eine Einrichtung zur internen Strom- und Spannungsversorgung macht die Vorrichtung netzunabhängig. Eine 9V Blockbatterie und ein Spannungskonstanthalter erlauben einen störungsfreien Betrieb und eine kostengünstige Herstellung, da beides preiswerte Massenartikel sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der beigefügten Zeichnungen.

Darin zeigen:

Figur 1: den Einsatz der Vorrichtung im portablen Betrieb an

einer Testperson,

Figur 2: eine Schnittansicht der Vorrichtung, Figur 3: ein Blockschaltbild der Elektronik, Figur 4: ein Schaltbild der Elektronik.

Figur 1 zeigt ein FVF-Meßgerät 10 im portablen Einsatz an einer Testperson 12. Das Meßgerät 10 wird an ein Auge 14 der Testperson 12 gehalten, so daß das Auge 14 auf eine Lichtquelle 16 blickt. Mit einem Potentiometer 18 verändert die Testperson 12 die Frequenz der periodischen Schwankungen der Lichtquelle 16 so lange, bis der Eindruck eines kontinuierlichen Leuchtens der Lichtquelle 16 entsteht. Mit Hilfe einer Markierung am Drehknopf des Potentiometers 18 kann der Wert für die FVF an einer Skala 20 abgelesen werden. Die Skala 20 ist in Figur 2 in der Schnittansicht zu sehen.

Weiterhin illustriert Figur 2, wie eine Lichtquelle 16, eine interne Strom- und Spannungsversorgung 22 sowie weitere Einrichtungen in einem Gehäuse 24 mit einer Öffnung 26 angeordnet sind. Das Auge 14 einer Testperson 12 blickt durch die Öffnung 26 auf die Lichtquelle 16.

Figur 3 veranschaulicht das Blockschaltbild der im Gehäuse 24 enthaltenen Elektronik. Ein Frequenzgenerator 40 erzeugt ein Signal mit periodischen Schwankungen der Frequenz f. Die Frequenz f kann über einen regelbaren Widerstand 42 verändert werden. Danach greift ein externer Frequenzzähler 44 das Signal ab und bestimmt die Frequenz f. Dieser externe Frequenzzähler 44 ist optional und wird beispielsweise bei der ersten Inbetriebnahme des Meßgerätes 10 zur Eichung der Skala 20 benötigt. Das Signal durchläuft dann einen Teiler 46 der die Frequenz f des Signals durch einen vorbestimmten Faktor X

teilt. Das Signal nach dem Teiler 46 hat die Frequenz f/X. Ein Verstärker 48 führt dann das Signal auf die Lichtquelle 16, die entsprechende periodische Schwankungen der Intensität des abgegebenen Lichts mit der Frequenz f/X durchführt.

Figur 4 zeigt das Schaltbild der im Gehäuse 24 enthaltenen Elektronik. Eine 9V Blockbatterie 50 liefert über einen Spannungskonstanthalter 52 und Siebkondensatoren 54 die nötige Versorgungsspannung. Ein Rechteckgenerator 56 mit der Bezeichnung ICM 7555 erzeugt das benötigte Signal, dessen Frequenz über einen Anschluß 58 gemessen und beeinflußt werden kann. An den Anschluß 58 kann wahlweise ein internes logarithmisches 100 Kiloohm Potentiometer 70 oder ein externes Steuergerät, wie beispielsweise ein Computer, angeschlossen werden. Das Signal wird dann auf entsprechende Anschlüsse eines Frequenzteilers 60 (MM77C90) gegeben und danach über einen Transistor 64 mit der Bezeichnung BCY59X und einen Widerstand 62, die zusammen als Verstärker 48 wirken, über einen Strombegrenzungswiderstand 68 auf eine Leuchtdiode 66 gegeben.

In die Öffnung 26 läßt sich zusätzlich ein Okular (nicht dargestellt) integrieren, durch das die Testperson auf die Lichtquelle 16 blickt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Okular derart ausgeführt und angeordnet, daß das betrachtende Auge der Testperson auf "unendlich" akkomodiert und sich damit in einem entspannten Zustand befindet. Der Testperson wird ein möglicherweise vorhandenes Gefühl der Anstrengung während der Messung genommen und Einflüsse von Fehlakkomodation auf das Meßergebnis werden vermieden.

In einer weiteren, nicht dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird das Frequenzsignal der Einrichtung 4 0 bzw. 56 nicht direkt auf die Leuchtdiode gegeben, sondern auf eine mechanische Blende, die an der Leuchtdiode angeordnet

ist. Die Leuchtdiode kann dann kontinuierlich leuchten, während die mechanische Blende die periodische Schwankung der Lichtintensität der Leuchtdiode erzeugt. Hierbei läßt sich dann, z. B. aus Gründen der Stromersparnis, auf die Leuchtdiode ganz verzichten und stattdessen das umgebende Licht als Lichtquelle verwenden.

Die Meßvorrichtung 10, wie sie oben an einer beispielhaften Ausfuhrungsform beschrieben ist, hat den Vorteil einer kostengünstigen Herstellung, da ausschließlich relativ preiswerte Massenartikel verwendet werden, und ist mit der internen Strom- und Spannungsversorgung portabel und netzunabhängig einsetzbar. Diese Meßvorrichtung 10 bietet den Grundstein, um die Messung der FVF zu einer Standard-Methode weiterzuentwickeln.

Claims

STRASSE, MAIWALD, MEYS, ST ACH & V C N NEM AN N

Ihr Zeichen:

Unser Zeichen:
S 7104

MÜNCHEN

Dipl.-Ing. JOACHIM STRASSE

Dipl.-Chem. Dr WALTER MAIWALD

Dipl -Ing AXEL H CH. DRAUDT

PATENTANWÄLTE

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dipl -Chem Dr. JUTTA H DRAUDT PATENTANWÄLTIN

HANS A.R REICHARDT RECHTSANWALT

HAMBURG

Dipl-Chem Dr HARALDSTACHt

Dr.-Ing GERHARDR VONNEMANN

PATENTANWALT

EUROPEAN PATENT ATTORNEY

BERLIN

Dipl-Chem. Dr HILDEGARD MEYS PATENTANWÄLTIN
EUROPEAN PATENT ATTORNEY

München

4. Juni 1993

Neue Gebrauchsmusteranmeldung

Vorrichtung zur Bestimmung der Flimmerverschmelzfreouenz

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Vorrichtung (10) zur Bestimmung der Flimmerverschmelzfrequenz
mit

einer auf das menschliche Auge (14) gerichteten
Lichtquelle (16;66), die als matte, grüne Leuchtdiode mit kleinem Stromverbrauch ausgeführt ist, die mit
einer Einrichtung (17;40;56) zur Erzeugung und
Veränderung periodischer Schwankungen der Lichtintensität der Lichtquelle (16;66) verbunden ist;

einer Einrichtung (18;42;70) zur Veränderung der Frequenz der periodischen Schwankungen der Lichtquelle (16;66), die als Potentiometer (42;70) ausgeführt ist, sowie einer Einrichtung (44) zur Messung der periodischen

jst/mk/hs

BALANSTR ASSE 55

Schwankungen der Lichtquelle (16,-66) und eine Einrichtung (72) zur Anzeige des Meßergebnisses, die an die Einrichtung (17;40;56) zur Erzeugung und Veränderung periodischer Schwankungen der Lichtintensität der Lichtquelle (16;66) angeschlossen sind; und mit einer Einrichtung (46;60) zur Frequenzteilung der von der Einrichtung (40;56) erzeugten Frequenz um das x-fache, wobei die Einrichtung (46;60) zur Frequenzteilung zwischen Lichtquelle (16;66) und Einrichtung (40;56) zur Frequenzerzeugung geschaltet ist;

einem Okular, das zwischen Lichtquelle (16;66) und Auge (14) derart angeordnet ist, daß das Auge (14) auf eine Entfernung "unendlich" akkomodiert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch

eine Einrichtung zur Veränderung des Tastverhältnisses der periodischen Schwankungen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß an die Einrichtung (40;56) zur Erzeugung und Veränderung der periodischen Schwankungen alternativ statt der Leuchtdiode eine an ihr angeordnete mechanische Blende angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach Ansprüche 3,
dadurch gekennzeichnet/

daß als Lichtquelle alternativ zur Leuchtdiode das umgebende Licht verwendet wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung (40) zur Erzeugung periodischer Schwankungen der Lichtintensität der Lichtquelle (16;66)

aus einem Rechteckgeneratorbaustein (56) des Typs ICM 7555 und einem Schalttransistor (64) des Typs BCY59X besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß bei der Einrichtung (46;60) zur Frequenzteilung &khgr; = 40 ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung zur Frequenzteilung ein IC-Baustein (60) des Typs MM74C90 ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung zur Veränderung des Tastverhältnisses der periodischen Schwankungen ein Potentiometer ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung zur Anzeige des Meßergebnisses eine Skala (72) am Potentiometer (18;42;70) ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (58) zum Anschluß einer externen Steuerung (74).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

daß die externe Steuerung (74) ein Computer mit entsprechender Software ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (22;50) zur internen Strom- und

Spannungsversorgung.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Stromversorgung eine 9V Blockbatterie (50) mit einem Spannungskonstanthalter (52) ist.