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Akustisches, nach dem Echolotverfahren arbeitendes Blindenleitgerät
Um Blinden die Orientierung im Raum zu erleichtern, ist bereits vorgeschlagen worden,
das Vorhandensein von Hindernissen sowie ihre Lage zum Blinden auf akustischem Wege
festzustellen, in ähnlicher Weise, wie es in der Natur beim Nachtflug der Fledermaus
vorgebildet ist oder wie es in der Technik bereits durch das zur Ortung im See-
und Luftverkehr verwendete Echolotverfahren bekahntgeworden ist. Um die Entfernung
der reflektierenden Objekte dem Binden wahrnehmbar anzuzeigen, ist vorgeschlagen
worden;, die Entfernung durch akustische Zeichen .unterschiedlicher Tonhöhe wahrnehmbar
zu machen, während die Richtung mechanisch -durch Drehen des entsprechend- scharf
gerichteten Senders ermittelt wird.
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Eine der Zweckbestimmung der Blindenleitung besonders - gut
angepaßte Entfernungsanzeige läßt sich dadurch erzielen, daß für die Wahrnehmung
der Entfernung von Hindernissen im Weg des Blinden die unter dem Namen Binauraleffekt
bekannte Fähigkeit des menschlichen Gehörorgans ausgenutzt wird, zeitliche Unterschiede
in der Ankunft von Schallimpulsen an beiden Ohren als Richtungseindruck zu empfinden.
Für den Blinden kommt es weniger darauf an, genau zu erkennen, ob sich ein Objekt
in 5 oder 1o m Entfernung befindet, als vielmehr darauf, sinnfällig zu bemerken,
ob sich ein- Hindernis in - gefährlicher Nähe befindet. Die Anzeige muß zweckmäßigerweise
in Form eines sinnfälligen Warnungssignals erfolgen, beispielsweise wenn das Hindernis
sich in, einer Entfernung von z oder 2 m vor dem Blinden befindet, so daß er sich
leicht durch Ausstrecken des Armes und Berühren von dem Vorhandensein des Hindernisses
überzeugen
kann. Diese Möglichkeit eines Warnungssignals für gefahrdrohende Annäherung an ein
Hindernis wird durch Ausnutzung des Binauraleffekts beim Abhören der Echowirkungen
in folgender Weise erzielt: Die vom Ultraschallsender ausgesandten Schallimpulse
werden nach ihrer Reflexion an vorhandenen Hindernissen erfindungsgemäß nur von
einem Echoempfänger aufgenommen und nur dem einen Ohr des Blinden zugeführt und
dort zur Wahrnehmung gebracht. Das andere Ohr dagegen wird unmittelbar durch elektrische
Impulse, die unter Zwischenschaltung einer bestimmten Verzögerung einen Telefonhörer
zur Abgabe entsprechender Schallimpulse veranlassen, erregt. Der Echoimpuls auf
das eine Ohr und die Erzeugung des entsprechenden Schallimpulses am anderen Ohr
verschmelzen infolge des Binauraleffektes zu einem einheitlichen Schallbild, das
je nach der Zeitdifferenz, mit der das rechte und linke Ohr von den entsprechenden
Impulsen erregt wird, mehr oder weniger rechts- bzw. linksseitlich empfunden wird.
Wird beispielsweise die Verzögerungszeit, die in den Stromkreis des einen Telefonhörers
eingeschaltet wird, so bemessen, daß sie einem Schallwegunterschied von 2 m entspricht,
d. . h. einer Echoentfernung von i m, und wird dieser Telefonhörer mit dem linken
Ohr verbunden, so werden alle reflektierenden Objekte, die sich in einer größeren
Entfernung als i m vor dem- Blinden befinden, linksseitlich gehört. Nähert sich
der Blinde einem reflektierenden Objekt bis etwa i m, so,. be- . girint plötzlich
dieser Richtungseindruck von links seitlich nach der Mitte zu wandern; der Mitteneindruck
ist erreicht, wenn das Objekt sich i m vor dem Blinden befindet, und wandert dann
nach rechts seitlich, sobald sich der Blinde dem Objekt weiter nähert. Dieses Wandern
des Richtungsein- ' druckes von links seitlich über die-Mitte nach rechts. seitlich
erfolgt in .der kritischen Lage sehr schnell, nämlich bei einer Änderung des Abstandes
des reflektierenden Objekts vori i,io m auf 90 cm. Dieses plötzliche Springen des
Richtungseindruckes von links nach rechts wird vom Blinden als sinnfälliges Warnungszeichen
empfunden, @daß sich das Objekt in unmittelbarer Nähe vor ihm befindet. Solange
Objekte sich in sehr großer Entfernung befinden, so daß sie den Echoempfänger nicht
'zu nennenswerten Lautstärken erregen können, wird nur das Arbeiten des Gerätes
durch einen in regelmäßigen Zeitabständen empfundenen Schallimpuls am einen Ohr
wahrgenommen. Tritt ein Hindernis in den Wirkungsbereich des Gerätes; d. h. wird,der
Echoempfänger, der mit dem anderen Ohr verbunden ist, so stark erregt, daß ein hörbarer
Impuls auf das andere Ohr gegeben wird, so macht sich dies durch ein Herausspringen
des im linken Ohr empfundenen Schallbildes nach links seitlich bemerkbar. Diese
Linksseitlichkeit bleibt so lange erhalten, bis sich der Blinde dem Objekt auf etwa
i m genähert hat. Intensitätsunterschiede in der Erregung der beiden Ohren haben
keinen großen Einsfuß, da .der Binauraleffekt, insbesondere bei niederfrequenten
Schalleindrücken, verhältnismäßig unabhängig vom Intensitätsverhältnis an beiden
Ohren ist.
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Zweckmäßig wird die Einrichtung so getroffen, daß die Verzögerungszeit,
die in den Stromkreis des direkt erregten Telefonhörers eingeschaltet ist, wahlweise
ein- und ausschaltbar ist bzw. in ihrer Länge veränderbar. Auf diese Weise ist es
dem Blinden möglich, sich die Entfernung, in der er das Warnungszeichen von einem
reflektierenden Objekt erhalten will, selbst einstellen zu können. Wird die Verzögerungszeit
ganz ausgeschaltet und .der entsprechende Telefonhörer mit einem zweiten Echoempfänger,
der sich in einem bestimmten horizontalen Abstand vom ersten Echoempfänger befindet,
verbunden, so kann -das Gerät -als normales Binauralhörgerät benutzt werden, d.
h. der Blinde kann Schallrichtungen wie beim natürlichen freiohrigen Hören -dann
unmittelbar empfinden und die Objekte entsprechend ihrer seitlichen Lage im Raum
wahrnehmen.
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Die Erfindung möge an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert
werden. Durch einen gerichteten Schallsender i, der mit einem Generator 2 verbunden
ist, werden in regelmäßigen Zeitabständen kurze Schallimpulse innerhalb eines nach
vorn gerichteten Sektors 3 ausgesandt. Das rechte Ohr ist über einen Telefonhörer
q. mit einem Echoempfänger 5 verbunden, während das linke Ohr durch den Telefonhörer
6 durch direkt vom Generator 2 über ein Verzögerungsglied 7 kommende Impulse erregt
wird. Die Verzögerungszeit, -die das Glied 7 bewirkt, wird zweckmäßig so gewählt,
daß sie einem Echoweg von i m entspricht. Wenn der Generator.2 einen elektrischen
Impuls abgibt, strahlt der Schallsender i diesen Impuls im Sektor 3 aus. Befindet
sich kein reflektierendes Objekt in diesem Sektor; so wird auf dem rechten 'Ohr"kein
Schalleindruck wahrgenommen: Das linke Ohr dagegen wird im Augenblick der Schallaussendung
erregt. Befindet sich ein reflektierendes Objekt beispielsweise bei 811 in einem
Abstand von 2 m., so wird der Echoempfänger 5 von den rückkehrenden Schallimpulsen
getroffen, und zwar um einen gewissen Zeitbetrag später, als die Erregung des linken
Ohres erfolgte. Es entsteht infolgedessen durch Verschmelzung der beiden Schalleindrücke
am rechten und linken Ohr ein- einheitliches Schallbild, das links seitlich empfunden.
wird. Befindet sich bei weiterer Annäherung des Blinden an das Hindernis dieses
bei 8b in einer Entfernung von etwa i m, so wandert-das Schallbild von links seitlich
über Mitte plötzlich nach rechts seitlich, da die Zeitdifferenz zwischen der Erregung
des Echoempfängers 5 und dem linken Ohr 6 des Beobachters immer geringer wird und
bei Erreichung des Abstandes von i m zu Null geworden ist. -Bei weiterer Annäherung
an das Objekt bis zur Lage 8c wird der Echoempfänger 5 und damit das rechte Ohr
des Beobachters q. früher erregt als das linke Ohr, und der Schallrichtungseindruck
liegt jetzt rechts. Der Übergang des ursprünglich als links seitlich empfundenen
- Schalleindruckes über Mitteneindruck
nach rechts seitlich vollzieht
sich sprunghaft und für den Blinden leicht wahrnehmbar, so daß er als Warnungssignal
für die Annäherung an das Hindernis empfunden wird.