CN114144325A - 光学机构和方法 - Google Patents

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Ames Osram Automotive Lighting System Co ltd
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Ames Osram Automotive Lighting System Co ltd
Continental Automotive GmbH
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Abstract

本发明涉及一种光学机构，包括至少一个用于光的空间调制器、至少一个光源、和至少一个投影区域，其中空间调制器能够被光源的光照射，并且投影区域在光的光路中连接在空间调制器的下游，其特征在于，光源至少能够被暂时地调制，并且调制器可以被操控为，投影区域的至少一个局部区域能够通过调制的光照射，并且光学机构还包括至少一个传感器，通过该传感器能够检测经调制的光由于物体相对于局部区域的接近和/或离开和/或在局部区域中的布置所引起的变化。本发明还涉及一种使用光学装置的方法。

Description

光学机构和方法
技术领域
本发明涉及一种光学机构，其包括至少一个用于光的空间调制器、至少一个光源和至少一个投影区域。此外，本发明还涉及一种车辆、一种用于车辆的窗玻璃(Scheibe)和一种使用该光学机构的方法。
背景技术
许多的投影应用需要或者期望用户能够与投影仪(例如DMD(数字微镜装置)投影仪)投影的图像交互。例如当投影仪投影到玻璃时，例如投影到车辆的侧窗玻璃或购物中心的观察窗时，期望能够识别移动和/或反应，例如用户从内部以及外部在投影到玻璃的投影上的手势和/或按压移动和/或接触。例如，可以投影键盘和/或数字字段和/或符号字段，并且用户可以优选在被投影于其上的玻璃的两侧进行输入。换句话说，其上被投影的区域(例如智能手机或平板电脑)将用作图像，并且将识别该图像区域上的手势和接触。
对于手势和/或接触的识别，已知的是激光扫描仪和/或ToF(飞行时间)传感器(具有传播时间规程的3D相机)、和/或投影仪和附加的相机和/或红外或超声传感器的组合。例如，在ToF传感器中是利用附加的照明单元的光照射投影，并且ToF传感器针对投影的每个像素(Bildpunkt)测量光的传播时间(Laufzeit)。如果传播时间改变，则可以假定已接触像素。照明单元通常是非常复杂的。例如，需要脉冲激光束，其只能由昂贵的照明单元发射。相机可以识别例如一区域上的投影以及手势和/或接触，然后提取用户移动，例如手移动。在利用红外和/或超声传感器的检测中，例如可以识别物体的距离和/或手势。所有系统的共同之处在于，除了投影仪之外，系统中还集成了附加的传感器模块，该传感器模块通常必须与投影仪空间上分开地安装。这增加了复杂性，例如信号和/或信号传播时间的定时，在投影于玻璃时可能会发生不期望的反射，并且系统也非常昂贵。此外，该附加的传感器模块不允许被紧凑的设计。另外，通常不可能同时检测在玻璃两侧的交互。如果使用相机来识别反应和/或移动，则在投影仪与相机镜头之间会产生额外的角度偏移，这是系统必须要考虑的。这里不仅存在角度偏移的困难，而且还可能由于环境影响(例如不利的太阳情况)而出现不期望的反射。
发明内容
本发明的目的是提供一种设备技术简单且成本低廉的光学机构，其允许用户与投影交互。本发明的另一目的是提供一种包括该光学机构并且设备技术简单、成本低廉的车辆。此外，本发明还提供了一种包括该光学机构并且设备技术简单且成本低廉的窗玻璃，以及一种使用该光学机构的简单的方法。
关于光学机构的目的通过权利要求1的特征来实现。关于车辆的目的通过权利要求12的特征来实现，关于窗玻璃的目的通过权利要求13的特征来实现，并且关于方法的目的通过权利要求14的特征来实现。
特别优选的设计方案由从属权利要求给出。
根据本发明提供一种光学机构，其包括至少一个用于光的空间调制器(SLM(Spatial Light Modulator，空间光调制器))。该调制器可以是例如空间微镜执行器(DMD(数字微镜装置))、或液晶显示器(LCD)、或一个或多个微机电系统(MEMS)、或硅上液晶(LCOS)、或单一材料。此外，该光学机构包括至少一个光源和至少一个投影区域。该空间调制器被来自光源的光照射，并且投影区域在光的光路中是连接该空间调制器的下游。也就是说，光源的光至少部分或完全地通过调制器被引导到投影区域。此外，光源可以至少被暂时调制，并且调制器可以被操控为，以调制光照射投影区域的至少一个局部区域或操作范围。通过光源的调制光，可以至少部分地产生投影，调制光由调制器引导到投影区域。光学机构还具有至少一个传感器。该传感器被构造为能够检测光源所发射的光，特别是投影区域的回射(zurückgestreutes)和/或散射的光。此外，还可以确定调制光的变化，该变化特别是由于物体相对于局部区域的接近和/或离开和/或在局部区域中的布置而引起。换句话说，特别是被设计用于检测投影区域的光的传感器，特别是检测由物体回射和/或散射或反射的光。即，通过调制光在投影区域中生成至少一部分投影。如果物体接触到在投影区域中由调制光产生的投影的局部区域或接近该局部区域，则传感器可以检测到由物体反射和/或回射和/或散射的调制光。
本发明具有以下优点：通过在光学机构中使用价格适宜的附加硬件、即传感器，可以实现与操作者和/或物体的交互，因为传感器能够检测到投影区域的调制光的变化。另一优点在于，该光学机构可以类似于常规投影仪地构造并且可以几乎不变地使用，并且除了传感器的集成之外，只需要执行相应的软件和/或应用适配。这意味着，该光学机构尤其具有成本效益，特别是与用于检测投影区域中的接触的常规系统相比。在传统的交互式视觉系统中是通过对环境的扫描来检测物体，例如用户的手。为此，可以采用例如LIDAR(lightdetection and ranging，光检测和测距)系统或ToF(Time of Flight，飞行时间)传感器或立体观视(Stereoskopie)。这些系统与本发明的光学机构相比需要较高的技术成本，并且除了常规投影仪之外所需的组件非常昂贵，因为这些系统需要例如生成投影区域环境的3D模型。这在本发明的光学机构中是不需要的。此外，在本发明的光学机构中，在投影区域中投影的图像可以通过调制光进行投影，因此不需要另外的投影仪来产生投影，并且仅设置一个传感器用于在投影系统中检测调制光。因此与常规系统相比，可以额外地节省成本和安装空间，因为不需要有主动传感器模块和额外的照明单元，例如相机或ToF传感器和激光光源。另一个优点在于，传感器能够通过模拟信号，即通过调制光的变化、特别是幅度的变化，来检测物体相对于局部区域的接近和/或离开和/或在局部区域中的布置，并且由此可以特别是识别手势。这是有利的，因为例如使用数字信号不允许检测关于接触类型的信息，而只允许检测“开/关”状态。此外，还可以实现如同距离传感器一样的扩展功能，因为通过由传感器检测到的调制光可以推导出物体相对于局部区域和/或投影区域的距离有多大。此外，该光学机构不像传统的允许交互的投影仪那样复杂。另一个优点在于，传感器能够被放置在空间调制器上和/或被灵活地放置在该光学机构的其他位置上，这可以简化整体应用。
调制光的幅度变化特别是通过传感器来检测。光源发射调制光，调制光通过调制器被引导到投影区域，并且通过该调制光可以将图像的至少一部分投影到投影区域中。从投影区域反射回来的光通过传感器来检测。如果有物体接触到通过调制光投影在投影区域中所产生的投影的至少一局部区域或出现在该局部区域附近，则从投影区域反射回来的调制光、特别是幅度将发生变化。例如，当物体接触投影区域的由调制光产生的投影的局部区域时，由传感器检测到的调制光的幅度可以变小。因此，通过该光学机构可以容易地检测物体是否接触投影区域中的由调制光产生的投影的局部区域。例如，通过该光学机构可以在投影区域中投影一图像，该图像具有至少两个由调制光产生的局部区域，其中用于投影生成各个局部区域的调制光的调制频率是不同的。现在，如果有物体接触其中一个局部区域，则通过传感器可以很容易地检测到该局部区域的调制光的变化，特别是幅度的变化。由于这些局部区域的调制光彼此不同，因此还能够简单和低成本地检测到接触了哪个局部区域。
优选地，该光学机构具有解调器，该解调器可以被配置为评估由传感器检测到的变化和/或由传感器检测到的传感器信号。该解调器特别是还可以检测对局部区域的接触。附加地，该解调器还可以根据传感器信号检测到至少有物体，例如手或手指和/或人员接近局部区域。该解调器还可以通过传感器信号检测到至少两个物体对局部区域的接触。也就是说，解调器可以检测到例如至少两个手指和/或物体的接近和/或接触。该解调器可以是例如RF解调器(射频解调器)，也称为HF解调器(高频解调器)。这是有利的，因为这种解调器是廉价的。
这种由传感器检测到并且可以由解调器根据传感器信号进行评估的变化可以具有不同的强度。例如，如果接触局部区域的物体是污物和/或是其他的特别是无意接触局部区域的小物体，则光的变化可能非常小。因此，优选地为变化定义一阈值，并且如果变化超过该阈值，则可以例如触发动作，例如改变光学机构的投影，和/或可以记录操作。
光学机构还可以具有至少一个计算元件，通过该计算元件可以控制调制器或光源，使得投影区域的至少一局部区域能够被调制光照射。换句话说，例如如果以调制光照射一局部区域，而以未调制光照射另一局部区域，则计算元件可以控制光源和调制器，使得这些局部区域在时间上分开显示，但对于眼睛却是同时显示。例如与具有调制器(例如DMD)的RGB投影仪一样，其中颜色在时间上是分开显示，但对于眼睛却是同时显示。计算元件还可以操控调制器和光源，以不同调制光照射至少两个局部区域。解调器和计算元件可以形成共同的控制器。
优选地，光源的调制频率高于、特别是至少十倍于空间调制器的切换频率。换句话说，调制频率优选明显超过调制器的切换频率。例如，调制频率可以在100KHz至几MHz的范围内。例如，如果以调制光照射多个局部区域，则它们分别具有不同的调制频率，例如100KHz、105KHz和110KHz等。这是有利的，因为由此可以实现最佳的信噪比，并且可以最佳地检测物体与局部区域的接触和/或物体的移动，即，物体相对于局部区域的接近和/或离开和/或在局部区域中的布置。此外优选地，调制器具有较低的切换频率并因此可以最佳地执行对接触局部区域的探测。
优选地，传感器检测光的调制频率和具有这种调制频率的光的变化。换句话说，传感器信号在调制频率的相应频率分量中变化。即，特别是包括光源的光的调制频率的传感器信号发生变化。
优选地，传感器可以是光传感器和/或光探测器，其带宽至少包含了调制频率，从而通过传感器能够可靠地检测调制光的变化。这是有利的，因为这种传感器特别廉价。替代地或附加地，传感器可以检测调制光的幅度的变化。换句话说，通过接触局部区域，调制光和/或未调制光的光量和/或光强可以改变，并且可以测量例如光量和/或光强的传感器能够识别这种变化。换句话说，传感器也能够检测出未调制光的变化。
此外，投影区域优选设置在至少部分透明的层上，例如机动车辆的侧窗玻璃和/或不同的窗玻璃表面和/或树脂玻璃表面和/或挡风玻璃。替代地或附加地，投影区域也可以是光源的光的光路。换句话说，所述局部区域可以是该至少部分透明的层的一部分，即层的局部表面，和/或所述局部区域可以是调制光的光路。如果提供具有不同调制光的多个局部区域，则这些局部区域可以是层的不同的局部表面，和/或这些局部区域可以是各个调制光的各自的光路。
此外，层可以被电泳涂覆，使其能够在不透明状态和透明状态之间切换。优选地，当层是不透明的并且入射到层的光被散射时，可以进行投影。这是有利的，因为投影因此在投影区域中是良好可见的，即使是在例如日光下。
此外，光可以被传感器检测到的局部区域，即局部表面，可以位于层的相对侧上。这意味着，通过解调器和/或通过传感器，可以在层的两侧检测到物体的接近和/或离开和/或在局部区域中的布置。这意味着，无论局部区域位于窗玻璃的哪一侧，传感器都能够识别出局部区域的光的变化，和/或物体无论是从层的一侧接近，还是从层的另一侧接近，解调器都能够根据所评估的传感器信号来检测物体。替代地和/或附加地，局部区域(其可以是调制光的光路)可以在层的两侧延伸，并且传感器可以在层的两侧检测局部区域的光的变化。
调制光的变化可以是例如调制光穿过层的透射率、也就是通过量的变化。换句话说，传感器能够检测到透射过层的光的变化。此外，调制光的变化可以是调制光在层上的反射的变化，也就是穿过局部区域或在局部区域上。换句话说，传感器能够检测到被层反射的光的变化。
解调器可以通过信号格式分析来检测例如光的变化，例如光的幅度的变化以及光的频率分量的变化和/或调制频率的变化。由传感器检测到的传感器信号可以优选地被传输到解调器，并且解调器可以例如根据傅立叶变换获知具有不同调制频率的光的光强和/或光量什么时候发生变化，特别是当多个局部区域被以不同的调制光照射时。
优选地，可以用调制光照射至少两个局部区域，其中这些局部区域是以不同调制频率的光照射。这是有利的，因为解调器由此可以通过对由传感器检测到的传感器信号的信号格式分析来确定：哪个局部区域被物体接触，和/或哪个局部区域被物体接近，或者物体从哪个局部区域离开，或者物体被布置在哪个局部区域。换句话说，光源能够时间上分开地针对两个不同的局部区域产生具有两个调制频率的光，从而能够确定其中一局部区域与一物体的接触。
解调器还可以只评估具有一特定调制频率和/或具有多个特定调制频率的调制光。例如，可以利用调制光照射投影区域的一局部区域，该调制光的变化可以由传感器检测。但是解调器不对传感器信号进行评估，因为例如不希望该局部区域的光的变化导致动作。
此外，可以通过改变调制光的调制频率来调整和影响灵敏度，即更灵敏和/或更好地检测变化。光的调制频率离空间光调制的切换频率越远，就能够越好地检测例如由于接触局部区域引起的光的最轻微变化。
此外，投影区域或局部区域能够以彩色光和/或白光照射，彩色光和白光两者均是可调制的。例如，可以使用RGB光源，其可以交替发射不同颜色的光，其中例如至少可以调制一种颜色的光。此外，光学机构可以具有色盘(Farbrad)，其可以例如布置在光源与调制器之间，并且可以通过白光来过滤以使其着色。此外，局部区域可以具有不同的颜色。换句话说，既可以用不同调制频率的光照射局部区域，也可以用不同颜色的光照射局部区域。替代地，可以用具有相同调制频率和不同颜色的光照射局部区域。
例如，通过在检测期间改变局部区域的光，可以改进利用传感器对调制光的变化的检测。也就是说，局部区域被动态地改变。例如，局部区域可以在投影区域中移动，即，可以改变所要接触的局部区域的位置。这是有利的，因为物体(例如手指)的移动方向更容易识别。
还可以考虑使用自学习人工智能算法(KI算法)，其将传感器信号和用户输入关联起来。对局部区域的接触可以产生相应的传感器信号，这些传感器信号根据例如物体是快速、有意地接近和接触局部区域还是犹豫不决而不同。可以训练KI算法以区分这些行为，并且根据结果，物体的接触和/或接近随后可以引起光学机构的不同反应。这是有利的，因为光学机构运行时间越长，传感器对变化的检测和/或解调器对检测到的传感器信号的评估就越好。
根据光的调制频率，如果调制器是空间微镜执行器，则能够以高达一个空间微镜执行器像素的精度进行位置检测。以调制光照射更大的局部区域会要求更好的可评估信号，也就是例如更高的调制频率。
光学机构可以例如投影按键，例如数字块，并且人员可以将按键组合输入到数字块中，用于解锁集成有光学机构的车辆。优选地，传感器或解调器还可以检测擦拭和引导运动(Wisch-und Leitbewegungen)，即物体的移动。
附加地，该光学机构还可以用于功能启动，例如，电动车的充电进程和/或打开行李箱和/或使窗玻璃变暗和/或显示和隐藏信息。还可以通过识别轮廓来识别手势。
在用于检测光学机构的局部区域的调制光的强度变化的方法中，可以首先至少暂时地调制光源的光，并且可以操控空间调制器，使得层上的至少一个局部区域能够被调制光照射。现在，如果有物体接触该局部区域，则传感器能够检测调制光的变化，特别是由于物体接触该局部区域而引起的调制光的变化。
如果光学机构布置在车辆中，并且所述层例如是车辆的侧窗和/或其它的车窗，则可以通过光学机构在车窗上显示影像和/或视频。当具有无钥匙启动钥匙的驾驶员接近时，光学机构还可以显示欢迎的场景。替代地，驾驶员甚至可以在没有钥匙的情况下打开车辆，例如通过在光学机构所投影的键盘区输入PIN。换句话说，当用户希望交互时，光学机构可以使用在许多不同的车窗和/或附加层上。附加层可以例如是透明层，其布置在车辆的仪表板上，并且可以例如通过光学机构用于多媒体用途，例如无线电和/或音乐，和/或用于导航和/或其它的交互。
在另一实施例中，可以将多个光学机构集成在车辆中，其中例如车辆的所有车窗或至少一部分车窗可以显示共同的动画和/或影像。乘客可以例如从外部和内部看到影像或动画。特别是在自动驾驶车辆中，可以通过一个或多个光学装置在行驶过程中显示影像和/或动画。
此外，可以利用具有一个调制频率的调制光连续地照射至少两个不同的局部区域，即，例如在数字块上首先是数字1，然后是数字2，直至传感器在其中一个局部区域上检测到调制光的强度的变化。没有用具有该调制频率的光照射的其它数字可以例如用未调制光照射和/或用具有不同调制频率的调制光照射。换句话说，光源可以被调制为并且调制器可以被操控为，时间上交替地和/或在多于两个局部区域的情况下连续地照射不同的各个局部区域，直至有物体接近一局部区域，或者有物体从一局部区域离开，和/或有物体被布置在该局部区域中，和/或有物体接触一局部区域。解调器检测物体已经接触哪个局部区域。
照明装置的至少一个光源可以分别被构造为发光二极管(LED)，和/或有机LED(OLED)，和/或激光二极管和/或基于激光激活远程磷光体(LARP)原理工作的发光体，和/或卤素灯，和/或气体放电灯(高强度放电(HID))，和/或与基于数字光处理(DLP)原理工作的投影仪相结合地构成。由此提供了大量的替代方案作为用于根据本发明的照明装置的光源。
替代地，光源可以发射红外光。光学机构的观察者可以例如使用特殊眼镜和/或通过红外相机来观察层上的投影，并且可以在由光学机构投影的键盘区和/或所投影的按键上输入代码和/或密码。由此可以例如保护安全区域。
空间光调制器(SLM)特别是空间微镜执行器。然而，该调制器也可以是例如数字微镜执行器(DMD，数字微镜装置)或液晶显示器(LCD)，或者可以是一个或多个微电子-机械系统(MEMS)或硅上液晶(LCOS)和/或单一材料。此外，调制器可以数字或模拟地构成。
空间微镜执行器(DMD)具有许多的镜子(微镜)，其能够以较高的频率在两个镜姿势之间倾斜并且可以分别形成光像素。通常，在镜子的第一位置上，入射到镜子上的光是从车辆前灯发射，并且在第二位置上被引导到吸收器表面
Figure BDA0003482042020000091
光学机构可以优选地布置在车辆中，特别是在车窗中，例如前窗和/或侧窗。例如，车窗可以是至少部分透明的层。车辆可以是飞行器或水上交通工具或陆地交通工具。陆地交通工具可以是机动车辆或轨道车辆或自行车。特别优选地，车辆是卡车或客车或摩托车。车辆也可以被设计为非自主或半自主或自主车辆。
在此所述的各个方面也可以有利地应用于带挂车的车辆，在此，牵引车辆和拖车均可以配备该光学装置。
本发明还提出一种光学机构，包括至少一个空间光调制器、至少一个光源和至少一个投影区域，其中空间调制器能够被光源的光照射，并且投影区域在光的光路中连接在空间调制器的下游，其特征在于，光源可以至少被暂时调制，并且调制器可以被操控为，使得投影区域的至少一局部区域能够以调制光来照射；并且该光学机构具有至少一个传感器，通过该传感器可以检测调制光由于物体相对于局部区域的接近和/或离开和/或在局部区域中的布置所引起的变化。此外，本发明还提供了一种使用该光学机构的方法。
附图说明
下面参照实施例对本发明进行详细说明，其中：
图1为光学机构的示意图，
图2a和图2b为根据第一实施例的投影区域的俯视图以及根据第一实施例的方法的流程图，
图3a和图3b为根据另一实施例的投影区域的俯视图以及根据另一实施例的方法，和
图4a和图4b为根据又一实施例的投影区域的俯视图以及根据又一实施例的方法。
具体实施方式
图1示出了光学机构1，其包括数字微镜执行器2，光源4、6、8，和投影区域10。光源4、6、8通过光源驱动器12来操控，并且数字微镜执行器2通过微镜执行器驱动器14来操控，使得能够以调制光照射投影区域10上的至少一个局部区域16。光源4、6、8发射不同颜色的光，其优选被操控为，使得至少一个光源4、6、8发射调制光。然而，也可以对不同光源4、6、8的光进行调制，优选进行不同的调制。光源驱动器12和微镜执行器驱动器14形成计算元件，该计算元件是控制器18的一部分。
在微镜执行器2上布置有光传感器20形式的传感器。该传感器检测从局部区域16反射回来的散射的调制光。特别地，光传感器20能够检测调制光的变化。
此外，解调器22是控制器18的一部分，其优选地通过无线连接(例如蓝牙)和/或通过电缆与光传感器20连接。解调器22评估光传感器20的传感器信号。如果超过了变化的边界值，则解调器22可以通知控制器18例如局部区域16有接触，控制器据此例如通过光源驱动器12和/或微镜执行器驱动器14来控制光源4、6、8和微镜执行器2，使光学机构1的投影发生变化。换句话说，用户在投影区域和/或在局部区域中看到的图像可以改变。
图2a示出了包括两个局部区域26、28的投影区域24，其中这些局部区域分别以具有不同调制频率的光照射。局部区域26、28的光颜色可以相同或不同。被局部区域26包围的局部区域28的光也可以是未调制的。局部区域26优选是用户和/或物体可接触的局部区域。
在图2b中示出了一方法的流程。在第一步骤30中，通过控制器(例如控制器18)，操控至少一个光源和调制器(例如图1中所示的光源4、6、8和微镜装置2)，使得局部区域26、28在投影区域24中示出。在步骤32中，通过解调器(例如图1中的解调器22)评估传感器信号(例如光传感器20的传感器信号)。特别地，光传感器20的传感器信号探测局部区域26的光。在下一步骤34中检查：所评估的局部区域26的传感器信号是否变化和/或局部区域26的传感器信号的变化是(JA)或否(NEIN)大于变化的边界值。如果传感器信号包含涉及到局部区域28的光的变化的数据，也就是具有对应于局部区域28的调制频率的光发生变化，则不对该数据进行评估，因为对局部区域28的接触不发生动作。如果解调器22在步骤34中检测到已经发生变化和/或该变化大于边界值，亦即在步骤34后为“是(JA)”，则在步骤36中例如确定已经发生关于局部区域20的接近。如果在步骤34中确定光没有变化和/或变化小于边界值，亦即在步骤34之后为“否(NEIN)”，则重复步骤32。
图3a示出了投影区域38，该投影区域是以三种不同的状态示出。换句话说，示出了投影区域38的变化的过程。投影区域38向用户展示了一键盘区，该键盘区包括数字0至9的按键，用于输入例如PIN，以解锁配置有光学机构的车辆40。投影区域38具有至少三个局部区域，其中局部区域42提供基础环境。对于用户而言，局部区域42是仅用于信息的区域，并且优选地，物体对局部区域42的接触不触发任何动作。
在投影区域变化过程的第一步骤I中，局部区域42包括围绕按键的环境和数字0、3至9的区域。第二局部区域44包括数字1的区域，第三局部区域46包括数字2的区域。局部区域42、44、46分别以不同调制频率的光照射。为了清楚起见，局部区域42、44、46具有不同的颜色。对于观察者来说，局部区域42、44、46具有相同的颜色。换句话说，是以颜色相同但调制频率不同的光照射局部区域。
在第二步骤II中，局部区域42进一步包括环境和数字0到2、5到9的区域。第二局部区域44包括数字3的区域，第三局部区域包括数字4的区域。
在这里未示出的接下来的第三步骤III中，局部区域42包括环境和数字0到4、7到9的区域，局部区域44包括数字5的区域，局部区域46包括数字6的区域。在接下来的第四步骤IV中，局部区域44和46包括数字7和8的区域。
在这里示出的最后的第五步骤V中，局部区域44、46包括数字9和0的区域，而局部区域42包括投影区域的剩余部分。随后，从头开始再次执行这些步骤。
在图3b所示的流程图中，在第一步骤48中，在投影区域中显示具有不同调制频率的局部区域42、44、46。在图3a中示出了一个投影区域，例如步骤1的投影区域，其中局部区域42包括环境和数字0、3到9的区域，局部区域44包括数字1的区域，局部区域46包括数字2的区域。但是也可示出任意的步骤I-V。
在随后的步骤50中，解调器对传感器(例如图1中的光传感器20)检测到的变化进行评估。随后在步骤52中检查局部区域44、46的光的变化是(JA)否(NEIN)已经发生。
如果在步骤52中检测到变化，即在步骤52之后为“是(JA)”，则在步骤54中确定局部区域的位置。即，检查局部区域44、46包括哪些数字的区域，即，步骤I-V的哪个投影区域38由光学机构显示。此外，在该步骤中还检查哪个局部区域42、44的调制光受到变化的影响。
随后，在步骤56中，将传感器信号与修改的信号相关联，以便在步骤58中能够检测到哪个按键被物体接触。即，在这里进行关于哪个局部区域被接触的最终检测。根据步骤I-V的时间流程和解调器所评估的传感器数据的时间进程的相关性，特别是对所有局部区域42、44、46的传感器数据的评估，可以确定接触是否进行以及哪个数字与其相关联。在这里进行的是对例如数字3的接触的最终检测。
如果在步骤52中没有检测到改变，即在步骤52之后为“否(NEIN)”，则在步骤60中局部区域发生变化，对应于图3a中的投影区域38的变化的过程。换句话说，示出了光学机构的步骤I-V的不同的局部区域38。
图4a示出了投影区域62的另一俯视图。投影区域62可以布置在车辆的窗玻璃63上。投影区域62具有三个局部区域64、66、68，其中局部区域64是基础区域，并且优选地，如果局部区域64发生接触，不执行动作。局部区域66布置在投影区域62的上部，局部区域68布置在投影区域的下部。在两个局部区域66、68之间，局部区域62可以显示例如用户信息。这种信息优选地是持续的，也就是说，其显示“可滚动的”内容。换句话说，文本和/或信息在由光学机构显示的信息的上方和下方继续。
图4b示出了相应的流程图。在第一步骤70中，调制器(例如图1中的微镜执行器2)和至少一个光源(例如图1中的光源4、6、8)被操控为，展示在投影区域62中显示出的局部区域。
在步骤72中，通过解调器对传感器所检测到的变化进行评估，并且在下一步骤74中，分析在投影区域62中所展示出的局部区域64、66、68的形式。例如，根据对局部区域64、66、68的传感器信号的评估，通过调制器检查物体例如是否滚动图像，也就是说例如物体从下方经由一局部区域66、68向上移动。可以通过评估局部区域64、66、68的传感器信号的时间进程来识别和评估该移动。
随后，在步骤76中检查：接近局部区域和/或离开局部区域和/或在局部区域中布置物体是否会导致局部区域的变化，即，一局部区域的操作是否能够生效。换句话说，就是检查一局部区域中的光的变化是(JA)否(NEIN)触发动作。对移动和/或接触的评估需要非常好的信号分析。优选地，在接触和/或移动的无误差和高灵敏度的检测之间达成妥协。因此，特别是KI算法必须不断地分析解调器所评估的传感器信号，并确定信号进程是否对应于“有效手势”，该手势已被足够精确地识别。
如果在步骤76之后的答案为“是(JA)”，则例如在步骤78中验证接触的可靠性，换句话说，确定相对于或在一局部区域66、68的接近和/或离开和/或布置已经发生。
如果在步骤76之后的答案为“否(NEIN)”，则再次执行步骤72。
附图标记列表
1 光学机构
2 微镜执行器
4，6，8 光源
10，24，38，62 投影区域
12 光源驱动器
14 微镜执行器驱动器
16，26，28，42，44，46，64，66，68 局部区域
18 控制器
20 光传感器
22 解调器
30-36，48-58，70-78 步骤
40 车辆
63 窗玻璃。

Claims (15)

1.一种光学机构，包括：至少一个用于光的空间调制器(2)；至少一个光源(4，6，8)；和至少一个投影区域(10，24，38，62)，其中，所述空间调制器(2)能够被所述光源(4，6，8)的光照射，并且所述投影区域(10，24，38，62)沿光的辐射方向看设置在所述空间调制器(2)之后，其特征在于，所述光源(4，6，8)能够至少被暂时地调制，并且所述调制器(2)能够被操控为，所述投影区域(10，24，38，62)的至少一个局部区域(16，26，28，42，44，46，64，66，68)能够被经调制的光照射，并且所述光学机构包括至少一个传感器(20)，所述传感器被配置为，检测来自所述投影区域(10，24，38，62)的由所述光源(4，6，8)发射的光，其中，通过所述传感器至少能够确定所检测到的经调制的光的变化。
2.根据权利要求1所述的光学机构，其中，所述光学机构还包括解调器(22)，所述解调器被配置为评估由所述传感器(20)检测到的传感器信号，以便能够检测物体对所述局部区域(16，26，28，42，44，46，64，66，68)的接触。
3.根据权利要求1或2所述的光学机构，其中，所述光源(4，6，8)的调制频率高于所述空间调制器(2)的切换频率。
4.根据权利要求3所述的光学机构，其中，当确定所检测到的调制光变化时，所述调制频率能够通过计算元件进行设定和/或修改。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学机构，其中，所述解调器(22)被构造为，使用人工智能算法来评估由所述传感器(20)检测到的传感器信号。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学机构，其中，在所述投影区域(10，24，38，62)上，两个局部区域(16，26，28，42，44，46，64，66，68)能够被经调制的光照射，其中，照射相应的局部区域(16，26，28，42，44，46，64，66，68)的光以相应的调制频率被调制。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学机构，其中，所述投影区域(10，24，38，62)的光照射在至少部分透明的层上。
8.根据权利要求7所述的光学机构，其中，能够由所述传感器(20)检测到的变化是所述投影区域(10，24，38，62)的光穿过所述透明的层的透射率的变化，和/或是所述投影区域(10，24，38，62)的光被所述透明的层反射的变化。
9.根据权利要求7或8所述的光学机构，其中，所述传感器(20)被构造为，能够在所述透明的层的两侧检测光的变化。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光学机构，其中，所述投影区域(10，24，38，62)和/或所述局部区域(16，26，28，42，44，46，64，66，68)能够以彩色光和/或白光被照射。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的光学机构，其中，所述调制器(2)是空间微镜执行器。
12.一种车辆，具有根据权利要求1至11中任一项所述的光学机构(1)。
13.一种用于车辆的窗玻璃，具有根据权利要求1至11中任一项所述的光学机构(1)。
14.一种使用根据权利要求1至11中任一项所述的光学机构的方法，其中，至少部分地调制光源(4，6，8)的光，并且将空间调制器(2)操控为，以经调制的光照射所述投影区域(10，24，38，62)上的至少所述局部区域(16，26，28，42，44，46，64，66，68)，并且所述传感器(20)检测所述经调制的光由于物体相对于所述局部区域(16，26，28，42，44，46，64，66，68)接近和/或离开和/或在所述局部区域中的布置而引起的变化。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述经调制的光连续地照射所述投影区域(10，24，38，62)的至少两个局部区域(16，26，28，42，44，46，64，66，68)，直至所述传感器(20)检测到所述经调制的光的变化。
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