CN104224322B - 投影装置和用于运行投影装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尤其用于医学领域的投影装置(2)，包括将信息投影到表面(14)的投影仪(4)，其中，该投影装置具有用于确定所述表面(14)之上的关键区域(KB)的传感器单元(6)并且该投影装置具有控制单元，该控制单元被如此配置，使得在被确定的关键区域(KB)上以至少减少的强度投影信息。

Description

投影装置和用于运行投影装置的方法
技术领域
本发明涉及一种尤其用于医学领域的投影装置，包括投影信息到表面的投影仪，以及涉及一种用于运行相应的投影装置的方法。
背景技术
为了支持治疗的医生，在一些情况下在患者的检查和/或治疗期间将信息借助投影仪在患者的身体上投影。在这里将来自投影仪的光线向患者方向并由此也向患者的眼睛的方向发射，所以必须确保，患者的眼睛通过投影仪的运行没有被过载或甚至于被损伤。在此需要考虑的是，在用药的和/或麻醉的患者的情况下必须假设，瞬目反射(Lidschlussreflex)并非没有问题地生效和/或患者的瞳孔人为地被张开，使得天然的保护功能未生效或仅仅部分地生效。
发明内容
由此出发的本发明要解决的技术问题是，给出一种具有优势的投影装置和运行相应投影装置的方法。
所述基于本装置的技术问题通过根据本发明的带有本发明技术特征的投影装置来解决。基于本方法的技术问题根据本发明通过具有本发明技术特征的方法来解决。
在此，投影装置尤其设置用于医学领域和在那里例如被使用，以便在患者的检查和/或治疗的情况下对于治疗的医生进行支持，其方法是在检查或治疗期间将信息对于治疗的医生投影到患者的身体上。为此投影装置包括：投影仪，用于将信息投影到身体的表面；和除此以外的传感器单元，用于确定表面之上的关键区域；以及控制单元，其被如此配置，在所确定的关键区域之上将信息以至少减少的强度投影。
在这里作为关键区域理解为，在其中光线以相对高的强度引起不希望的反应，例如损伤。如果投影装置在医学领域被用于将信息投影到患者身体上，则将患者的头部尤其眼部作为关键区域看待，因为带有高强度的光线可以引起患者眼睛的过度刺激和在最坏情况下眼睛的损伤。为了避免这点而使光线以至少减少的强度击中关键区域。
投影装置由此具有防护功能，借助其帮助优选全自动地避免关键区域被过高强度的光线照射。为此首先借助传感器单元检查，是否和必要时在哪个位置在投影仪的投影区域中存在关键区域，并且接下来借助控制单元如此控制投影仪，即在投影情况下，也就是在发射光线到所确定的关键区域的投影区域的情况下，光线以至少减少的强度击中。在之前引证的示例的情况下这些意味着，借助传感器单元确定头部的位置或眼睛的位置，并且通过控制单元如此控制投影仪，使得在投影仪的运行的情况下在头部区域或在眼睛区域光线以至少减少的强度击中，从而在两种情况下防止眼睛的过度刺激或至少避免损伤。
在此，优选对于所确定的关键区域预先规定关于强度的极限值，其中除此之外优选在投影仪的运行中在所确定的关键区域上将信息以不为零的且低于极限值的强度投影。基于之前所提及的来自医学领域的示例这些意味着，假如头部被定义为关键区域且传感器单元在投影区域确定了头部，在患者的头部优选投影其它信息，假如信息投影被设置在头部位于的区域，其中投影仪仍然如此被控制，即光线以小于极限值的强度击中头部。在此极限值如此被选择，即，即使在光线辐射直接进入患者的眼睛的情况下过度刺激和/或损伤也会被避免。替代地如此进行投影仪的控制，即在患者头部的区域以技术上尽可能小的光线击中。在该情况下防护功能如此被构造，使得关键区域对于信息的投影被准禁止，于是在所确定的关键区域中根本不进行投影。作为特别重要分类的信息然后优选作为替代投影到投影区域的其它位置，尤其是邻近的区域。
在此，优选使用激光投影仪或视频投影仪作为投影仪，其中激光投影仪在一些情况下是特别有效的，其中仅仅应该投影简单的标记到表面，而当在表面待投影的信息还包括数字、字母和/或图示时，于是具有优势地设置视频投影仪。
此外优点在于，传感器单元包括摄像头和尤其是数码摄像头，其中所述摄像头或数码摄像头和投影仪在具有优势的改进方案中被安置到共同的壳体中，并由此被构造为设备单元。借助摄像头采集的图像信息然后被输送到集成在传感器单元之内的评估单元，其被有效地配置用于目标识别或模式识别。以此方式由此将预先给定的例如是患者头部的关键区域(假如存在于投影区域中)自动化地识别，并且将如此确定的在投影区域内的关键区域(尤其是其范围和相对位置)传输给控制单元，从而最终在所确定的关键区域将信息以至少减少的强度投影。
在此值得注意的是，在计算的图像识别的情况下始终必须在所寻找的目标错误地无法识别的概率和非所寻找的目标错误地判定为所寻找的目标的概率之间做出妥协。在之前多次引证源自医学领域的示例的情况中在这里设置，如下地优化对于计算的图像识别所使用的算法，在任何情况下，即以至少95％的概率识别患者的头部或眼部。错误地将目标解释为所寻找的目标与之相反被分类为较少重要。在具有优势的改进方案中，能够可变地预设在这两个目标之间的妥协，其中优选取决于应该投影到相应的位置处的信息的重要性而进行评估。因为信息越重要，则高概率地将目标错误解释为所寻找的目标产生越不利的效果。鉴于此在如此的情况下优选对概率默认规定较小的阈值，即将非所寻找的目标错误地判定为所寻找的目标。替代地将特别重要的信息作为补偿投影到表面的其它位置。
投影装置的优选构造相应地对于将信息投影到表面和对于确定表面之上的关键区域使用基本相同的空间角。在此投影装置为了对于将信息投影到表面和对于确定表面之上的关键区域使用共同的空间角而具有优势地包括半透性反射镜。也就是说，传感器单元(例如说数码摄像头)和投影仪(例如是视频投影仪)几乎从同样的角度向表面观察，从而据此不需要在各角度之间的复杂的换算。尤其当其如优选涉及到多像素视频投影仪和多像素数码摄像头时，数码摄像头的单个像素能够和视频投影仪的单个像素相对应，从而当借助数码摄像头的相应的像素例如来采集患者的头部时，简单地将所对应的视频投影仪的像素调暗或暂时关闭。通过视频投影仪的特定像素在运行中以光线照射特定的空间区域，并且光学地以数码摄像头的特定像素来监控同样的区域，从而在视频投影仪的像素和数码摄像头的像素之间给出简单的透视(perspektivisch)关系，其能够优选通过简单的移动向量和/或简单的比例因子(Skalierungsfaktor)被描述。以此方式特别易于对于投影装置进行校正，其中对此优选设置自动校准装置(Einmessautomatik)。在借助自动校准装置的校正范围内然后例如借助投影仪将随机模式投影到表面，并且借助传感器单元将所投影的随机模式光学地采集和确定相互联系。
附图说明
下面，根据示意性图示对于本发明的实施例作进一步的说明。其中：
图1是投影装置的透视图。
具体实施方式
下面举例描述的投影装置2被使用在医学领域并且包括视频投影仪4以及摄像头6，这二者都安置在共同的壳体8之内。壳体8被组装在计算机断层造影设备的机架10之上，由此使患者床12位于投影装置2的工作区域AB内。因此借助作为多像素数码摄像头构造的摄像头6能够生成被定位在患者床12之上的患者14的图像，和借助作为多像素视频投影仪构造的视频投影仪4能够将信息(例如是标记)投影到患者14的身体的表面。
摄像头6是未具体显示的传感器单元的其它部件，所述传感器单元此外构造用于自动化的图像处理或图像评价。相应地，评估借助摄像头6所生成的图像或图像数据，其中为了评估而使用目标识别算法。
如果此时治疗医生希望在定位在患者床12之上的患者的检查和/或治疗期间使用投影装置2，则其可以通过未示出的控制面板激活投影装置2。通过激活而开始自动运行的程序，其中首先借助摄像头6生成带有其上定位的患者14的患者床12的图像。该图像在传感器单元中被评价，其中构造了对此所使用的用于识别患者的头部的目标识别算法。
如果在所生成的图像中识别出头部，则将头部位于的相应区域判断为关键区域，并且将该区域的范围、形状以及相对位置告知给集成在投影装置2之中的控制单元。相反，如果在生成的图像中未识别出头部，则将给出错误提示，治疗的医生可以然后在重新启动程序和终止程序之间选择。
与其相反，仅当在生成的图像中识别了头部并确定了相应的关键区域KB时，才可以继续程序。如果情况是这样，则激活视频投影仪4并将信息投影到患者14的身体的表面，其中所述视频投影仪4如此通过控制单元被控制，使得在特定的关键区域KB内仅仅有具有小于预定的极限值的强度的光线击中。以此方式确保通过视频投影仪4的运行不会引起患者14的眼睛的损伤。
对于其余区域不通过控制单元对视频投影仪4施加强度限制，从而其在此将信息以基础强度投影。该基础强度在此是相对较高选择的，因为患者14的身体的表面实际上不适合于作为“投影墙”。鉴于此必须为了在患者14的身体的表面上的好的信息可视性，分别根据环境中的光照度以相对高的光强度来处理。
在投影信息到患者14的身体的表面期间以规则的距离借助摄像头6检查，是否患者14的头部的位置有变化，如果是有变化，则确定相适应的关键区域KB和相应于所变化的关键区域KB来控制视频投影仪4。
本发明不受前面所描述的实施例所限制。而是可以由技术人员从中推导出本发明的其它变形，而不脱离本发明的范围。尤其其它所有与本实施例所描述有联系的单个特征也可以其它方式相组合，而不脱离本发明的范围。

Claims (11)

1.一种投影装置(2)，包括将信息投影到表面(14)的投影仪(4)，其特征在于，所述投影装置具有用于确定所述表面(14)之上的关键区域(KB)的传感器单元(6)并且所述投影装置具有控制单元，所述控制单元被如此配置，使得将信息以至少减少的强度投影到被确定的关键区域(KB)上并且将信息以基础强度投影到其余区域上，
其中，所述表面(14)通过患者(14)的表面(14)被给定；患者(14)的头部和眼部被预先规定作为关键区域(KB)；和所述传感器单元(6)被配置用于识别头部或眼部的位置，
其中，如果传感器单元未识别出关键区域(KB)，则给出错误提示，并且仅当识别出关键区域(KB)时才能继续。
2.根据权利要求1所述的投影装置(2)，其特征在于，对于所确定的关键区域(KB)预先规定关于强度的极限值。
3.根据权利要求2所述的投影装置(2)，其特征在于，在所确定的关键区域(KB)上以不为零且小于所述极限值的强度投影信息。
4.根据上述权利要求1至3中任一项所述的投影装置(2)，其特征在于，使用激光投影仪作为所述投影仪(4)。
5.根据上述权利要求1至3中任一项所述的投影装置(2)，其特征在于，使用视频投影仪作为所述投影仪(4)。
6.根据上述权利要求1至3中任一项所述的投影装置(2)，其特征在于，所述传感器单元(6)包括摄像头。
7.根据上述权利要求1至3中任一项所述的投影装置(2)，其特征在于，对于将信息投影到表面(14)和确定所述表面(14)之上的关键区域(KB)，使用基本相同的空间角。
8.根据权利要求7所述的投影装置(2)，其特征在于，所述投影装置为了对于将信息投影到表面(14)和确定所述表面(14)之上的关键区域(KB)使用共同的空间角而包括半透性反射镜。
9.根据上述权利要求1至3中任一项所述的投影装置(2)，其特征在于，所述传感器单元(6)被配置用于目标识别或模式识别。
10.一种用于运行根据权利要求1至9中任一项所述的投影装置(2)的方法，其特征在于：借助投影仪(4)将信息投影到表面(14)；借助传感器单元(6)确定所述表面(14)之上的关键区域(KB)；和将信息以至少减少的强度投影到所确定的关键区域(KB)上并且将信息以基础强度投影到其余区域上。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：在所确定的关键区域(KB)之上不投影信息；并且将为该区域所安排的信息投影到邻近的区域。
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