專(zhuān)利名稱(chēng)：盲人用頭戴式紅外多維探測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種盲人用探測(cè)儀，特別是涉及一種盲人用頭戴式紅外多維探測(cè)儀。
背景技術(shù)：
目前用于盲人輔助探測(cè)周?chē)矬w的儀器種類(lèi)很多，但真正傳達(dá)給盲人的信息量往 往很少，比如用超聲波反射的原理做成的探測(cè)儀，需要使用者不斷對(duì)各個(gè)方向探索，并用耳 朵根據(jù)聲音的強(qiáng)弱來(lái)判斷物體的遠(yuǎn)近。見(jiàn)諸報(bào)端的比較高級(jí)的探測(cè)儀有用舌頭感知類(lèi)型， 還有直接在眼部安裝人工視覺(jué)神經(jīng)類(lèi)型，這些要么不方便，要么成本太高，大多數(shù)盲人無(wú)法 采用。本發(fā)明提供的盲人用頭戴式紅外多維探測(cè)儀可以將周?chē)矬w大致的多維信息 (遠(yuǎn)近、大小、高低、移動(dòng)方向和快慢等)用較低的成本方便的傳達(dá)給盲人，同時(shí)不需要使用 者用耳朵、嘴巴等參與，也不影響使用者四肢做各種動(dòng)作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種成本低、使用方便的盲人用頭戴式紅外 多維探測(cè)儀。為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種盲人用頭戴式紅外多維探測(cè)儀， 包括一個(gè)內(nèi)有兩個(gè)紅外發(fā)射單元和二十四個(gè)紅外接收單元的小型頭戴式發(fā)射/接收屏和 與所述頭戴式發(fā)射/接收屏連接的貼在盲人佩戴者前額的由特殊柔性材料如復(fù)合導(dǎo)電橡 膠制作的點(diǎn)陣電極，該探測(cè)儀使用調(diào)制的紅外光作為探測(cè)源，通過(guò)CPU對(duì)頭戴式發(fā)射/接 收屏發(fā)射和接收的控制和測(cè)量，隨時(shí)將探測(cè)到的區(qū)間內(nèi)障礙物的信息以脈沖刺激電流刺激 的形式通過(guò)二十四個(gè)電子開(kāi)關(guān)分配給對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣電極，傳達(dá)給所述點(diǎn)陣電極中對(duì)應(yīng)的皮膚
；^^，I .所述脈沖刺激電流采用可調(diào)節(jié)強(qiáng)度的雙向不對(duì)稱(chēng)窄脈沖電流(50μ s)，屬于交流 低頻電流，電子開(kāi)關(guān)由CPU控制與接收掃描單元同步對(duì)應(yīng)。優(yōu)選的，所述點(diǎn)陣電極由面電極與點(diǎn)電極構(gòu)成。優(yōu)選的，所述盲人用頭戴式紅外多維探測(cè)儀為帽子形式。優(yōu)選的，所述盲人用頭戴式紅外多維探測(cè)儀還可以增加探測(cè)單元數(shù)量，增加如判 斷周?chē)鷽](méi)有物體時(shí)自動(dòng)降低掃描頻率、周?chē)矬w長(zhǎng)時(shí)間靠近則停止刺激改為報(bào)警等智能化 功能。本發(fā)明的有益效果一種盲人用頭戴式紅外多維探測(cè)儀，包括一個(gè)內(nèi)有兩個(gè)紅外 發(fā)射單元和二十四個(gè)紅外接收單元的小型頭戴式發(fā)射/接收屏、與所述頭戴式發(fā)射/接收 屏連接的貼在盲人佩戴者前額的由特殊柔性材料如復(fù)合導(dǎo)電橡膠制作的點(diǎn)陣電極，該探測(cè) 儀使用調(diào)制的紅外光作為探測(cè)源，通過(guò)CPU對(duì)頭戴式發(fā)射/接收屏發(fā)射和接收的控制和測(cè) 量，隨時(shí)將探測(cè)到的區(qū)間內(nèi)障礙物的信息以脈沖刺激電流刺激的形式通過(guò)二十四個(gè)電子開(kāi) 關(guān)分配給對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣電極，傳達(dá)給所述點(diǎn)陣電極中對(duì)應(yīng)的皮膚點(diǎn)，其中
所述脈沖刺激電流采用可調(diào)節(jié)強(qiáng)度的雙向不對(duì)稱(chēng)窄脈沖電流(50μ S)，屬于交流 低頻電流，電子開(kāi)關(guān)由CPU控制與接收掃描單元同步對(duì)應(yīng)。采用此種結(jié)構(gòu)使得該裝置在一秒中大約可以掃描數(shù)次到幾十次，由此佩戴者就得 到了前方物體的多維信息。對(duì)佩戴者前額的電刺激，是一種可調(diào)節(jié)強(qiáng)度的雙向不對(duì)稱(chēng)窄脈 沖電流(50μ S)，屬于交流低頻電刺激，可以長(zhǎng)時(shí)間刺激皮膚而不會(huì)產(chǎn)生副作用。選擇在前 額粘貼點(diǎn)陣電極主要是方便，對(duì)佩戴者來(lái)說(shuō)實(shí)用性最強(qiáng)?？紤]使用、結(jié)構(gòu)等幾方面因素，在 70X40mm點(diǎn)陣電極中選擇二十四個(gè)刺激單元作為實(shí)驗(yàn)樣機(jī)可以達(dá)到分辨率最低要求。每個(gè) 點(diǎn)的電刺激僅局限在每個(gè)單元內(nèi)，不會(huì)影響其他部分，使得本發(fā)明成本低、使用方便。


下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，其中圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的紅外接收單元觸及的接收區(qū)域俯視圖；圖3為本發(fā)明的紅外接收單元觸及的接收區(qū)域側(cè)視圖；圖4為本發(fā)明的整個(gè)紅外接收單元二十四個(gè)接收區(qū)域示意圖；圖5為本發(fā)明的工作原理示意圖。1、光導(dǎo)管2、紅外接收區(qū)域3、紅外接收單元4、紅外發(fā)射單元5、24個(gè)反射區(qū)域 6、頭戴式發(fā)射/接收屏7、點(diǎn)陣電極8、主機(jī)
具體實(shí)施例方式如圖1至圖5所示，一種盲人用頭戴式紅外多維探測(cè)儀，包括一個(gè)內(nèi)有兩個(gè)紅外發(fā) 射單元3和二十四個(gè)紅外接收單元4的小型頭戴式發(fā)射/接收屏6、與所述頭戴式發(fā)射/接 收屏6連接的貼在盲人佩戴者前額的由特殊柔性材料如復(fù)合導(dǎo)電橡膠制作的點(diǎn)陣電極7， 該探測(cè)儀使用調(diào)制的紅外光作為探測(cè)源，通過(guò)CPU對(duì)頭戴式發(fā)射/接收屏6發(fā)射和接收的 控制和測(cè)量，隨時(shí)將探測(cè)到的區(qū)間內(nèi)障礙物的信息以脈沖刺激電流刺激的形式通過(guò)二十四 個(gè)電子開(kāi)關(guān)分配給對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣電極7，傳達(dá)給所述點(diǎn)陣電極7中對(duì)應(yīng)的皮膚點(diǎn)。本發(fā)明利用紅外光輻射遇到物體可以反射的原理，在佩戴者頭部帶有一個(gè)小型頭 戴式發(fā)射/接收屏6，內(nèi)有兩個(gè)紅外發(fā)射單元4和二十四個(gè)紅外接收單元3，可將佩戴者前 方扇形紅外接收區(qū)域2量化為二十四個(gè)小的區(qū)間(見(jiàn)圖2和圖3)。對(duì)應(yīng)這些區(qū)間，佩戴者 在前額貼有一個(gè)特殊柔性材料(復(fù)合導(dǎo)電橡膠)制作的點(diǎn)陣電極7。通過(guò)CPU對(duì)發(fā)射與接 收的控制和測(cè)量，隨時(shí)將這些區(qū)間內(nèi)障礙物的信息以微電流刺激的形式傳達(dá)給點(diǎn)陣電極7 中對(duì)應(yīng)的皮膚點(diǎn)，佩戴者即可根據(jù)各點(diǎn)的刺激量(感覺(jué))大致判斷出前方數(shù)米范圍內(nèi)障礙 物的大小、形狀、方位、遠(yuǎn)近及移動(dòng)變化的信息(見(jiàn)圖4)。選擇在前額粘貼點(diǎn)陣電極7主要 是方便，對(duì)佩戴者來(lái)說(shuō)實(shí)用性最強(qiáng)?？紤]使用、結(jié)構(gòu)等幾方面因素，在70X40mm點(diǎn)陣電極7 中選擇二十四個(gè)刺激單元作為實(shí)驗(yàn)樣機(jī)可以達(dá)到分辨率最低要求。具體來(lái)說(shuō)，CPU先讓紅外發(fā)射管發(fā)射一組經(jīng)過(guò)調(diào)制處理的最強(qiáng)的紅外光(20ms左 右)，這時(shí)如果在三、四米范圍內(nèi)有物體，其反射光線通過(guò)光導(dǎo)管1即可使對(duì)應(yīng)的紅外接收 單元3產(chǎn)生動(dòng)作電平，通過(guò)鎖存器將二十四組紅外接收單元3的接收結(jié)果全部記錄下來(lái)，然 后CPU開(kāi)始對(duì)鎖存器掃描，判斷出有信號(hào)即給對(duì)應(yīng)的輸出電極端發(fā)出一個(gè)刺激脈沖，佩戴者的對(duì)應(yīng)皮膚點(diǎn)就會(huì)受到一次刺激。當(dāng)二十四個(gè)單元都掃描完后(48ms左右)，CPU再讓紅 外發(fā)射管發(fā)射一組中等強(qiáng)度的紅外光，這時(shí)只有二、三米以?xún)?nèi)的物體才能使紅外接收單元 3產(chǎn)生動(dòng)作電平。依此類(lèi)推，做完中檔后再做一遍弱檔的掃描，這時(shí)只有一、二米范圍以?xún)?nèi) 的物體有反應(yīng)。經(jīng)過(guò)這么三遍掃描，每個(gè)單元就產(chǎn)生了四個(gè)結(jié)果物體大于三、四米時(shí)無(wú)脈 沖刺激；物體在三、四米處只有一個(gè)刺激脈沖；2、3米處兩個(gè)脈沖；一、二米處三個(gè)脈沖。也 就是佩戴者感覺(jué)到哪個(gè)點(diǎn)刺激強(qiáng)(脈沖數(shù)多)，就說(shuō)明哪個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)區(qū)域的障礙物近，反之則 遠(yuǎn)。在一秒中大約可以掃描數(shù)次到幾十次，由此佩戴者就得到了前方物體的多維信息。對(duì) 佩戴者前額的電刺激，是一種可調(diào)節(jié)強(qiáng)度的雙向不對(duì)稱(chēng)窄脈沖電流(50μ s)，屬于交流低頻 電刺激，可以長(zhǎng)時(shí)間刺激皮膚而不會(huì)產(chǎn)生副作用。與皮膚接觸的點(diǎn)陣電極7由復(fù)合導(dǎo)電橡 膠材料制成(見(jiàn)圖4)，主要由面電極與點(diǎn)電極構(gòu)成。每個(gè)點(diǎn)的電刺激僅局限在每個(gè)單元內(nèi)， 不會(huì)影響其他部分。為簡(jiǎn)化電路，脈沖刺激電流產(chǎn)生電路只有一組，通過(guò)二十四個(gè)電子開(kāi)關(guān)分配給對(duì) 應(yīng)的點(diǎn)陣電極7，電子開(kāi)關(guān)由主機(jī)8內(nèi)的CPU控制與接收掃描單元是同步對(duì)應(yīng)的。由于使用 調(diào)制的紅外光作為探測(cè)源，所以本產(chǎn)品具有一定的抗干擾能力，也不會(huì)對(duì)其他人造成影響。 進(jìn)一步的設(shè)計(jì)，還可以增加探測(cè)單元數(shù)量，增加智能化的功能，如判斷周?chē)鷽](méi)有物體時(shí)自動(dòng) 降低掃描頻率、周?chē)矬w長(zhǎng)時(shí)間靠近則停止刺激改為報(bào)警等。通過(guò)以上介紹可以看出本產(chǎn)品電能消耗不大，可以采用充電電池組工作，整體造 價(jià)也不高(試驗(yàn)機(jī)的材料成本僅幾百元)，可做成帽子形式佩戴(重量完全可以承受)(見(jiàn) 圖1)。必須指出，上述實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明做出的一些非限定性舉例說(shuō)明。但本領(lǐng)域的 技術(shù)人員會(huì)理解，在沒(méi)有偏離本發(fā)明的宗旨和范圍下，可以對(duì)本發(fā)明做出修改、替換和變 更，這些修改、替換和變更仍屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種盲人用頭戴式紅外多維探測(cè)儀，包括一個(gè)內(nèi)有兩個(gè)紅外發(fā)射單元和二十四個(gè)紅外接收單元的小型頭戴式發(fā)射/接收屏和與頭戴式發(fā)射/接收屏連接的貼在盲人佩戴者前額的由特殊柔性材料如復(fù)合導(dǎo)電橡膠制作的點(diǎn)陣電極，該探測(cè)儀使用調(diào)制的紅外光作為探測(cè)源，通過(guò)CPU對(duì)頭戴式發(fā)射/接收屏發(fā)射和接收的控制和測(cè)量，隨時(shí)將探測(cè)到的區(qū)間內(nèi)障礙物的信息以脈沖刺激電流的形式通過(guò)二十四個(gè)電子開(kāi)關(guān)分配給對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣電極，傳達(dá)給所述點(diǎn)陣電極中對(duì)應(yīng)的皮膚點(diǎn)，其中所述脈沖刺激電流采用可調(diào)節(jié)強(qiáng)度的雙向不對(duì)稱(chēng)窄脈沖電流(50μs)，屬于交流低頻電流，電子開(kāi)關(guān)由CPU控制與接收掃描單元同步對(duì)應(yīng)。
2 根據(jù)權(quán)利要求1所述的盲人用頭戴式紅外多維探測(cè)儀，其特征是所述點(diǎn)陣電極由 面電極與點(diǎn)電極構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盲人用頭戴式紅外多維探測(cè)儀，其特征是所述盲人用頭戴 式紅外多維探測(cè)儀為帽子形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的盲人用頭戴式紅外多維探測(cè)儀，其特 征是所述盲人用頭戴式紅外多維探測(cè)儀還可以增加探測(cè)單元數(shù)量，增加如判斷周?chē)鷽](méi)有 物體時(shí)自動(dòng)降低掃描頻率、周?chē)矬w長(zhǎng)時(shí)間靠近則停止刺激改為報(bào)警等智能化功能。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種盲人用頭戴式紅外多維探測(cè)儀，包括一個(gè)內(nèi)有兩個(gè)紅外發(fā)射單元和二十四個(gè)紅外接收單元的小型頭戴式發(fā)射/接收屏和與所述頭戴式發(fā)射/接收屏連接的貼在盲人佩戴者前額的由特殊柔性材料如復(fù)合導(dǎo)電橡膠制作的點(diǎn)陣電極，該探測(cè)儀使用調(diào)制的紅外光作為探測(cè)源，通過(guò)CPU對(duì)頭戴式發(fā)射/接收屏發(fā)射和接收的控制和測(cè)量，隨時(shí)將探測(cè)到的區(qū)間內(nèi)障礙物的信息以脈沖刺激電流刺激的形式通過(guò)二十四個(gè)電子開(kāi)關(guān)分配給對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣電極，傳達(dá)給所述點(diǎn)陣電極中對(duì)應(yīng)的皮膚點(diǎn)，其中所述脈沖刺激電流采用可調(diào)節(jié)強(qiáng)度的雙向不對(duì)稱(chēng)窄脈沖電流(50μs)，屬于交流低頻電流，電子開(kāi)關(guān)由CPU控制與接收掃描單元同步對(duì)應(yīng)。本發(fā)明成本低、使用更方便。
文檔編號(hào)A61F9/08GK101975970SQ201010527129
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者鄺亦工 申請(qǐng)人:鄺亦工