DE10110978A1

DE10110978A1 - Identifizierung unterschiedlicher Zeigeobjekte

Info

Publication number: DE10110978A1
Application number: DE2001110978
Authority: DE
Inventors: Christoph Maggioni; Hans Roettger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-09-26
Also published as: WO2002071321A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Interaktion eines Zeigeobjekts mit der Anordnung. Die Anordnung zur Interaktion weist eine Aufnahmeeinheit zur Aufnahme des Zeigeobjekts, Datenverarbeitungsmittel, mittels derer die von der Aufnahmeeinheit aufgenommene Aufnahme des Zeigeobjekts auswertbar ist, und Identifikationsmittel zum Identifizieren eines Zeigeobjekts als bestimmtes Zeigeobjekt einer Mehrzahl unterschiedlicher Zeigeobjekte auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Interaktion eines Zeigeobjekts mit der Anordnung.

Im Rahmen der Interaktion eines Benutzers mit einer Anordnung ist es wünschenswert, wenn der Benutzer möglichst frei mit der Anordnung interagieren kann. Verfahren und Anordnungen, die dies ermöglichen sind beispielsweise in US 5 533 177, US 5 751 843, US 5 828 779, EP 0 560 779 B1, EP 0 713 592 B1, EP 0 800 145 A2 und WO 98/38533 offenbart.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Verfahren und eine Anordnung zur Interaktion anzugeben, die eine erweiterte Funktionalität aufweisen.

Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung und durch Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Demnach weist die Anordnung zur Interaktion eines realen Zei geobjekts mit der Anordnung eine Aufnahmeeinheit zur Aufnahme des Zeigeobjekts und Datenverarbeitungsmittel auf, mittels derer die von der Aufnahmeeinheit aufgenommene Aufnahme des Zeigeobjekts ausgewertet wird. Darüber hinaus ist die Anord nung mit Identifikationsmitteln zum Identifizieren eines Zei geobjektes als bestimmtes Zeigeobjekt einer Mehrzahl unter schiedlicher Zeigeobjekte ausgestattet. Die anderen Zeigeob jekte der Mehrzahl unterschiedlicher Zeigeobjekte brauchen bei der Identifikation des Zeigeobjektes nicht notwendiger weise anwesend zu sein und sind dies in der Regel auch nicht. Wichtig ist nur, dass die Anordnung zwischen mehreren Zeige objekten unterscheiden und anhand der Aufnahme eines Zeigeob jektes feststellen kann, welches Zeigeobjekt dies ist. Die Identifikationsmittel dienen also als Unterscheidungsmittel zum Unterscheiden unterschiedlicher Zeigeobjekte. Dadurch lassen sich beispielsweise unterschiedlichen Zeigeobjekten unterschiedliche Funktionen zuordnen, wodurch die Funktiona lität der Anordnung erhöht wird.

Die Identifikation durch die Datenverarbeitungsmittel er folgt, indem diese die Aufnahme des Zeigeobjektes mit Reprä sentationen von Zeigeobjekten vergleichen, die in einem mit dem Datenverarbeitungsmitteln verbundenen Speicher abgelegt sind. Für jedes unterschiedliche Zeigeobjekt der Mehrzahl un terschiedlicher Zeigeobjekte ist im Speicher mindestens eine Repräsentation abgelegt. Die Mehrzahl unterschiedlicher Zei geobjekte ist insbesondere größer oder gleich 2, 3, 4, 8 oder 16.

Es wird bevorzugt auch die Position des Zeigeobjekts be stimmt. Mit dem Zeigeobjekt kann auf einen Ausschnitt inner halb einer dargestellten Benutzeroberfläche gezeigt werden. Dieser Ausschnitt ist insbesondere mit einer vorgegebenen Funktion verknüpft, das heißt, diese Funktion kann von dem Benutzer anhand des Zeigeobjekts ausgelöst werden. Eine Mög lichkeit der Auslösung besteht darin, dass der Benutzer mit dem Zeigeobjekt für eine vorgegebene Zeitdauer über dem Aus schnitt verweilt. Eine andere Möglichkeit ist es, dass bei Unterschreiten eines vorgegebenen Abstandes zwischen Zeigeob jekt und Ausschnitt die Funktion ausgelöst wird. Der Benutzer kann somit durch Veränderung der Position des Zeigeobjekts innerhalb der dargestellten Benutzeroberfläche das Zeigeob jekt vergleichbar mit einer Computermaus bewegen. Die Auslö sung der Funktion, dies entspricht einem Klicken bzw. einem Doppelklick mit einer Computermaus, geschieht auf die oben beschriebene Art und Weise.

Vorzugsweise sind die Datenverarbeitungsmittel so eingerich tet, dass sie zumindest ein Teil der oder die Identifikati onsmittel sind. Die Datenverarbeitungsmittel können weiter so eingerichtet sein, dass sie zumindest ein Teil der oder die Mittel zur Bestimmung der Position des Zeigeobjekts sind. In diesem Fall können die Datenverarbeitungsmittel in Form einer zentralen Recheneinheit gleichzeitig zur Auswertung der von der Aufnahmeeinheit aufgenommenen Aufnahme des Zeigeobjekts, zur Bestimmung der Position des Zeigeobjekts und zum Identi fizieren des Zeigeobjekts eingesetzt werden. Dadurch ergibt sich auch ein besonders kompakter und rationeller Aufbau der Anordnung.

Die Aufnahmeeinheit ist insbesondere eine optische Aufnahme einheit, beispielsweise in Form einer Kamera. Die optische Aufnahmeeinheit nimmt das Zeigeobjekt vorzugsweise im infra roten Spektralbereich auf, um Störungen durch die Umgebung zu unterdrücken. Alternativ kann zum Aufnehmen, Bestimmen der Position und Identifizieren des Zeigeobjekts aber zum Bei spiel auch eine Ultraschallaufnahmeeinheit eingesetzt werden.

Ist die Aufnahmeeinheit als optische Aufnahmeeinheit ausges tattet, so sollten die unterschiedlichen Zeigeobjekte anhand optischer Eigenschaften durch die Identifikationsmittel der Anordnung identifizierbar sein. Solche optischen Eigenschaf ten können beispielsweise Farbe, Form und/oder ein am Zeige objekt angeordneter Code, insbesondere ein Strichcode, sein.

Sollen die Eigenschaften für den Benutzer nicht oder in ande rer Form als für die Identifikationsmittel wahrnehmbar sein, dann ist die Anordnung vorzugsweise so ausgestattet, dass das Zeigeobjekt anhand optischer Eigenschaften durch die Identi fikationsmittel identifizierbar ist, die im nicht sichtbaren, insbesondere infraroten, Spektralbereich liegen.

Die Eigenschaften, anhand derer das Zeigeobjekt durch die I dentifikationsmittel identifiziert wird, können, statt in passiven Reflexionseigenschaften zu bestehen, auch aktiv durch das Zeigeobjekt erzeugt werden. Eine solche aktive Er zeugung besteht zum Beispiel im Aussenden eines, insbesondere optischen, Signals durch eine in das Zeigeobjekt eingebaute Lampe. Diese aktiv erzeugten Eigenschaften weisen den Vorteil auf, dass sie ein- und ausschaltbar ausgestaltet sein können und dadurch wahlweise bestimmt werden kann, wann das Zeigeob jekt als bestimmtes Zeigeobjekt einer Mehrzahl von Zeigeob jekten identifiziert wird und wann nicht.

Die Anordnung ist insbesondere so eingerichtet, dass unter schiedlichen Zeigeobjekten von der Anordnung unterschiedliche Funktionen zugewiesen werden. Diese Funktionen können zum Beispiel ein Mausklick, das Schreiben auf der dargestellten Benutzeroberfläche mit unterschiedlichen Farben, das Schrei ben auf der dargestellten Benutzeroberfläche mit unterschied lichen Breiten oder andere Funktionen sein, wie sie auch im Zusammenhang mit einer grafischen Benutzeroberfläche einer Computermaus zugeordnet werden können. Dies ist beispielswei se auch eine Scherenfunktion, mit der bestimmte Bereiche ei ner grafischen Benutzeroberfläche ausgeschnitten werden, oder eine Lupenfunktion, mit der bestimmte Bereiche einer grafi schen Benutzeroberfläche vergrößert werden.

Die Anordnung ist besonders intuitiv zu bedienen, wenn den unterschiedlichen Zeigeobjekten jeweils eine Funktion zuge ordnet wird, die das jeweilige Objekt auch in der Realität hätte. So schreibt etwa ein als roter Stift ausgestaltetes Zeigeobjekt auch für die Anordnung zur Interaktion rot, wäh rend das für die Scherenfunktion zuständige Zeigeobjekt tat sächlich in Form einer Schere ausgestaltet ist.

Ein Verfahren zur Interaktion eines Zeigeobjekts mit einer Anordnung, wobei das Zeigeobjekt von einem Benutzer der An ordnung geführt wird, lässt sich beispielsweise durch Über tragung einzelner oder sämtlicher oben in Zusammenhang mit der Anordnung zur Interaktion genannten Merkmale auf das Ver fahren realisieren. Bei dem Verfahren wird insbesondere aus der Aufnahme des Zeigeobjekts die Position des Zeigeobjekts bestimmt, die Position des Zeigeobjekts zum Bestimmen von In teraktionen ausgewertet und zwischen unterschiedlichen Zeige objekten unterschieden.

Weitere wesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung erge ben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an hand der Zeichnung. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Anordnung zur Interaktion eines Zeigeobjekts mit der Anordnung.

In Fig. 1 erkennt man eine Anordnung zur Interaktion eines Zeigeobjekts 1 mit der Anordnung. Das Zeigeobjekt 1 wird von der Hand 2 eines Benutzers zu bestimmten Positionen gegenüber der grafischen Benutzeroberfläche 3 geführt, die durch die Anordnung dargestellt wird. Dazu weist die Anordnung einen Projektor 4 auf, der mit Datenverarbeitungsmitteln 5 verbun den ist und von diesen Datenverarbeitungsmitteln 5 die Daten für die Projektion der Benutzeroberfläche 3 erhält. Der Pro jektor 4 ist damit das Ausgabemittel der Datenverarbeitungs mittel 5. Das Eingabemittel der Datenverarbeitungsmittel 5 ist eine optische Aufnahmeeinheit 6 in Form einer Kamera. Die optische Aufnahmeeinheit 6 nimmt eine Aufnahme des Zeigeob jekts 1 auf und leitet diese Aufnahme des Zeigeobjekts 1 an die Datenverarbeitungsmittel 5 weiter. Dazu wird die Aufnahme des Zeigeobjekts 1 über einen Framegrabber digitalisiert.

Durch die Datenverarbeitungsmittel 5 wird die von der Aufnah meeinheit 6 aufgenommene Aufnahme des Zeigeobjekts 1 ausge wertet. Die Datenverarbeitungsmittel 6 sind gleichzeitig die Identifikationsmittel, die unterschiedliche Zeigeobjekte un terscheiden, indem sie das Zeigeobjekt 1 aus einer vorgegebe nen Mehrzahl von Zeigeobjekten identifizieren. Im dargestell ten Ausführungsbeispiel wird das Zeigeobjekt 1 von den Daten verarbeitungsmitteln 5 als das bestimmte Zeigeobjekt "Stift" einer Mehrzahl von durch die Anordnung unterscheidbaren Zei geobjekten identifiziert. Mit dem als Stift identifizierten Zeigeobjekt 1 kann der Benutzer auf der Benutzeroberfläche 3 schreiben. Dazu verändert der Benutzer die Position des Zei geobjekts 1 gegenüber der Benutzeroberfläche. Die Datenverarbeitungsmittel 5 sind auch als Mittel zur Bestimmung der Po sition des Zeigeobjekts 1 ausgestaltet. Sie bestimmen die Po sition des Zeigeobjekts 1 für bestimmte Zeitabschnitte und generieren daraus Daten, die vom Projektor 4 auf der grafi schen Benutzeroberfläche 3 als eine vom Benutzer der Anord nung mit dem Zeigeobjekt 1 gezeichnete Linie dargestellt wer den.

Um dem Benutzer den Umgang mit der Anordnung zu vereinfachen, kann auf der Benutzeroberfläche eine Markierung 7 dargestellt werden, die die Position des Zeigeobjekts 1 gegenüber der Be nutzeroberfläche 3 angibt. In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung nimmt die Markierung 7 eine Form an, die dem von den Identifikationsmitteln identifizierten Zeigeobjekt 1 zugeordnet ist bzw. entspricht. Dadurch kann der Benutzer er kennen, dass das richtige Zeigeobjekt identifiziert ist oder welche Funktionalität dem gerade von ihm benutzten Zeigeob jekt zugeordnet ist.

Auf der Projektionsfläche 9, auf der die Benutzeroberfläche 3 projiziert wird, ist weiterhin ein zweites, vom ersten Zeige objekt 1 unterscheidbares Zeigeobjekt 1' in Form eines Ra diergummis abgelegt. Das zweite Zeigeobjekt 1' wird von den Identifikationsmitteln, die als die Datenverarbeitungsmittel 5 ausgestaltet sind, von dem ersten Zeigeobjekt 1 unterschie den und als das bestimmte Zeigeobjekt "Radiergummi" der Mehr zahl durch die Anordnung identifizierbarer Zeigeobjekte iden tifiziert. Demgemäß wird dem unterschiedlichen Zeigeobjekt 1' eine andere Funktionalität zugewiesen, indem es mit anderen Funktionen verknüpft wird. Im dargestellten Ausführungsbei spiel ist mit dem zweiten Zeigeobjekt 1' die Funktion eines Radiergummis verbunden. Die zugehörigen Funktion ist das Aus löschen von mit dem ersten Zeigeobjekt 1, das mit einer Stiftfunktion verbunden ist, gezogenen Linien.

In einer besonderen Ausgestaltung können mehrere Zeigeobjekte gleichzeitig identifiziert und unterschieden werden, so dass beispielsweise durch ein als Zeigestab ausgestaltetes Zeige objekt der Mauszeiger auf der Benutzeroberfläche bewegt wer den kann, während gleichzeitig die Verwendung eines als Stift ausgestalteten Zeigeobjekts die Eingabe von Annotationen aus löst.

Auf der Benutzeroberfläche 3 wird weiterhin ein Ausschnitt 8 dargestellt, dessem Auslösen bestimmte Funktionen zugeordnet sind. Vorzugsweise sind diese Funktionen für unterschiedliche Zeigeobjekte unterschiedlich. Das Auslösen kann dadurch er folgen, dass ein Zeigeobjekt für längere Zeit über dem Aus schnitt 8 still gehalten wird.

Weiterhin weist die Anordnung zur Interaktion Infrarotlam pen 9 und einen Infrarotfilter 10 auf. Durch die Verwendung von Infrarotlicht zur Identifizierung, Unterscheidung und Po sitionsbestimmung der Zeigeobjekte 1, 1' werden Störeinflüsse aus der Umgebung unterdrückt.

Allen Ausgestaltungen der Erfindung ist der Vorteil gemein sam, dass der Anordnung eine erhöhte Funktionalität zugewie sen wird, indem mit unterschiedlichen Zeigeobjekten unter schiedliche Funktionen ausgelöst werden können, und dass die Anordnung intuitiver bedient werden kann, weil einem Zeigeob jekt nicht mehr virtuell eine bestimmte Funktion zugeordnet werden muss, sondern das Zeigeobjekt als solches und damit seine Funktion automatisch erkannt wird.

Claims

1. Anordnung zur Interaktion eines Zeigeobjekts (1, 1') mit der Anordnung
mit einer Aufnahmeeinheit (6) zur Aufnahme des Zeige objekts (1, 1') und
mit Datenverarbeitungsmitteln (5), mittels derer die von der Aufnahmeeinheit (6) aufgenommene Aufnahme des Zeigeobjekts (1, 1') auswertbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anordnung Identifikationsmittel (5) zum Identi fizieren des Zeigeobjekts (1, 1') als bestimmtes Zeigeob jekt (1, 1') einer Mehrzahl unterschiedlicher Zeigeobjek te aufweist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung Mittel (5) zur Bestimmung der Position des Zeigeobjekts (1, 1') aufweist.

3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungsmittel (5) so eingerichtet sind, dass sie zumindest ein Teil der oder die Identifi kationsmittel (5) sind.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (6) eine optische Aufnahmeein heit ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeigeobjekt (1, 1') anhand optischer Eigenschaf ten durch die Identifikationsmittel (5) identifizierbar ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeigeobjekt (1, 1') anhand optischer Eigenschaf ten, die im nichtsichtbaren, insbesondere infraroten, Spektralbereich liegen, durch die Identifikationsmit tel (5) identifizierbar ist.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Identifikationsmittel (5) so ausgestaltet sind,
dass das Zeigeobjekt (1, 1') anhand einer Farbe, Form und/oder eines am Zeigeobjekt angeordneten Codes identi fizierbar sind.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Identifikationsmittel (5) so ausgestaltet sind,
dass das Zeigeobjekt (1, 1') anhand eines vom Zeigeobjekt aktiv erzeugten, insbesondere optischen, Signals, identi fizierbar ist.

9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedlichen Zeigeobjekten (1, 1') von der An ordnung unterschiedliche Funktionen zuweisbar sind.

10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung Mittel (4) zum Darstellen einer grafi schen Benutzeroberfläche (3) aufweist.

11. Anordnung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionen aus der Gruppe Mausklick, Schreiben auf der Benutzeroberfläche mit unterschiedlichen Farben, Schreiben auf der Benutzeroberfläche mit unterschiedli chen Breiten, Lupen- und Scherenfunktion sind.

12. Verfahren zur Interaktion eines Zeigeobjekts mit einer Anordnung,
bei dem das Zeigeobjekt (1, 1') aufgenommen wird,
bei dem die Aufnahme des Zeigeobjekts (1, 1') ausge wertet wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zeigeobjekt (1, 1') als bestimmtes Zeigeob jekt (1, 1') einer Mehrzahl unterschiedlicher Zeigeobjek te identifiziert wird.

13. Verwendung eines Zeigeobjekts (1, 1') für eine Anordnung und/oder ein Verfahren nach einem der vorhergehenden An sprüche.