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Verfahren und Vorrichtung zur Änderung der Transmissionseigenschaften einer lichtdurchlässigen Fläche.
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Einige Beispiele der Erfindung betreffen eine Vorrichtung und ein Verfahren, eine lichtdurchlässige Fläche, beispielsweise eine Scheibe, deren Transmissionseigenschaften geändert werden können, anhand von Sensorinformationen anzusteuern.
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Die
DE 10 2010 021 563 A1 lehrt die Möglichkeit der Abblendung eines Teilbereichs einer Scheibe eines Fahrzeugs, indem durch elektrische Ansteuerung der Transmissionsgrad oder die Größe des abdunkelbaren Bereichs verändert werden kann. Weiterhin wird ein Bedienfeld vorgeschlagen, das beispielsweise in die Scheibe eingebettet ist. Als Sensorelemente dieses Bedienfeldes werden kapazitive Sensorelemente vorgeschlagen, über die die Lage des abzudunkelnden Bereiches eingestellt werden kann.
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Darüber hinaus wird ein Bedienfeld erwähnt, das außerhalb der Scheibe angebracht ist und über das zusätzlich der Grad der Abdunkelung eingestellt werden kann, beispielsweise über die Dauer der Betätigung, während die Stelle der Betätigung den abzudunkelnden Bereich bestimmt.
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Die
DE 19824084 A1 lehrt eine automatische Abblendung, um den Insassen vor Blendung zu schützen. Dabei wird die Augenposition mittels einer Innenraumvideokamera sowie die Position bzw. Richtung des Blendobjekts (z. B. Sonne) festgestellt. Aus diesen beiden Positionen wird der Schnittpunkt auf der Scheibe bestimmt und damit die Position, an der abgedunkelt werden muss.
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Dabei ist der Benutzer auf singuläre Beeinflussungen der Transmission beschränkt und muss dies über eine genau lokalisierte Eingebesensorik anstoßen.
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Dies wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche verbessert. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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In einem Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zur Änderung einer Charakteristik einer Transmission einer lichtdurchlässigen Fläche vorgeschlagen, das Empfangen einer Information einer Sensorik, das Ausgeben eines Signals zur Änderung zumindest einer Charakteristik der Transmission der Fläche, wobei anhand der Information eine Klassierung in eine Klassifikation stattfindet, anhand derer eine zu verändernde Charakteristik aus einer Mehrzahl von möglichen Charakteristiken bestimmt wird.
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Die Lehre der unabhängigen Patentansprüche schlägt eine Klassifizierung verschiedener Sensorinformationen vor.
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Vorteilhafterweise kann mit dieser Ausgestaltung die Abdunkelung oder Transmission viel selektiver, flexibler und feiner eingestellt. werden.
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Eine lichtdurchlässige Fläche, deren Transmission beeinflusst werden kann, ist ein Gegenstand oder Stoff, der flächig angeordnet ist, Licht hindurch lassen kann, wobei diese Fähigkeit jedoch von außen gesteuert werden kann. Ein solcher Gegenstand kann der Abdunkelung einer Lichtquelle dienen, wie zum Beispiel von hellem Sonnenlicht oder Scheinwerfern, die das menschliche Auge blenden können oder diesem Mühe machen, insbesondere wenn es sich um einen Fahrer oder Beifahrer in einem Fahrzeug handelt.
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Die Transmission in Bezug auf die Licht durch lässige Fläche hat viele Merkmale oder Eigenschaften, die schlussendlich die genaue Art und Weise bestimmen, wie und wo das Licht durchgelassen wird, also wie die Charakteristik beschaffen ist.
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So kann die Lichtdurchlässigkeit durch viele einzelne Elemente bestimmt werden, zum Beispiel durch kleine LCD Elemente, die quasi je ein Pixel schalten können, im einfachsten Fall zwischen lichtdurchlässig und lichtundurchlässig. Je nach technischer Realisierung kann auch der Transmissionsgrad kontinuierlich eingestellt werden.
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Eine Sensorik misst oder bestimmt physikalische Parameter oder aus diesen abgeleitete Größen. Diese Messwerte, bzw. Größen, stellen Informationen dar, die in diesem Fall maßgeblich dafür sind, wie die Charakteristik aussehen, bzw. geändert werden soll.
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Eine Klasse fasst Dinge zusammen, die einer Reihe von Bedingungen (hier: bestimmten Informationen) genügen. In einer Klasse werden im Allgemeinen Dinge zusammengefasst, die in ihren Merkmalen gleich oder ähnlich sind. Die Gesamtheit aller Klassen bildet eine Klassifikation. Die Klassifikation ist das Endprodukt einer Klassifizierung; meist wird jedoch nicht unterschieden und Klassifizierung und Klassifikation gleichbedeutend verwendet.
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Während bei der Klassifizierung die Klassengrenzen erst erstellt werden, ordnet die Klassierung Objekte in ein bereits bestehendes Klassensystem ein. Die Unterscheidung zwischen Klassierung und Klassifizierung ist optional, manchmal werden beide Vorgehensweisen unter dem Begriff Klassifizierung zusammengefasst.
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Zur Umsetzung dieser Informationen in die Festlegung der Charakteristik wird eine Klassifikation vorgesehen, die entsprechende Klassen aufweist. Je nach Art der Informationen oder verschiedener Informationsbestandteile wird anhand der Klassifikation eine Klassierung bei entsprechend vorliegenden Informationen durchgeführt. Gemäß einiger Ausführungsbeispiele wird anhand der Klassierung eine zu verändernde Charakteristik aus einer Mehrzahl von möglichen Charakteristiken bestimmt.
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Dadurch kann ein erweiterbares System geschaffen werden, bei dem neue Klassen hinzugefügt, oder alte geändert werden können. Auch ist dieses System flexibler, da mehrere oder unterschiedliche Informationen verknüpft werden können, um über eine Platzierung ein gewünschtes Ergebnis zu erzielen.
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Die Klassifikation kann konfiguriert werden, bevor die Vorrichtung zum Einsatz kommt.
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Dieses Ergebnis ist die gewünschte Charakteristik der Transmission, insbesondere die Bestimmung der Eigenschaft und gegebenenfalls eines Wertes (falls die Eigenschaft nicht digital ist, sondern mehr als zwei mögliche Werte besitzt), die neu zu setzen bzw. zu verändern sind.
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Nach der Bestimmung der Charakteristik bzw. der jeweiligen Eigenschaft und gegebenenfalls einem Wert wird ein entsprechendes Signal ausgegeben, das geeignet ist, diese Charakteristik der Transmission auf der lichtdurchlässigen Fläche umzusetzen. Dies kann üblicherweise eine elektrische oder elektronische Ansteuerung sein, die beispielsweise analoge Spannungswerte ausgibt oder digitale Signale beispielsweise über einen Bus versendet.
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In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Mehrzahl von möglichen Charakteristiken wenigstens eine der Eigenschaften Flächenteil, Form, Größe, Position, Transmissionsgrad, Transmissionsgradgradient und Farbe.
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Vorteilhafterweise kann durch eine Benutzereingabe eine aus einer Vielzahl von möglichen Eigenschaften eingestellt werden. Alternativ können mehrere Eigenschaften einer Vielzahl von möglichen Eigenschaften mit einer einzelnen Benutzereingabe eingestellt werden.
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Die Charakteristik besteht aus vielen Eigenschaften, die in ihrer Gesamtheit festlegen, welche Teile der lichtdurchlässigen Fläche wie stark lichtdurchlässig sind.
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Die Eigenschaft des Flächenteils oder Bereichs bestimmt die Zone der lichtdurchlässigen Fläche, im Falle einer pixelweisen Steuerbarkeit der Transmission ist das die Menge der Pixel, die diesen Flächenteil abbilden.
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Die Eigenschaft der Form oder Umriss bestimmt die Zone der lichtdurchlässigen Fläche, wobei auch die Grenzen der lichtdurchlässigen Fläche Teil der Form sein können. Beinhaltet die Form nur einen Teilumriss, so kann die Grenze implizit oder automatisch den Umriss vervollständigen.
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Ein Bereich grenzt sich vom Rest der lichtdurchlässigen Fläche ab durch seinen Umriss bzw. Abgrenzung. Diese(r) hat eine gewisse Form. Sie besteht aus einer oder mehrerer Grenzlinien, die in ihrer Gesamtheit den Umriss bilden.
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Die Eigenschaft der Größe bestimmt in Zusammenhang mit der Form auf alternative Weise den Flächenteil. So würde die Änderung der Größe bewirken, dass der Umriss in seiner Form erhalten bleibt, jedoch die Größe bzw. der Flächenteil verkleinert oder vergrößert wird.
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Die Eigenschaft der Position bestimmt die Lage des Flächenteils auf der lichtdurchlässige Fläche. Eine Verschiebung der Position bewirkt zum Beispiel, dass andere Flächenelemente (Pixel) die gleiche Form in der gleichen Größe bilden und somit das Flächenelement räumlich auf der Fläche verschoben wird.
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Die Eigenschaft des Transmissionsgrad gibt an, wie viel Licht durch die lichtdurchlässige Fläche in durchgelassen wird. Dies kann üblicherweise in Prozent angegeben werden, wobei 100 % komplett lichtdurchlässig bedeutet und 0 % komplett abgedunkelt. Je nach Skala kann dies auch genau umgekehrt sein.
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Die Eigenschaft des Gradienten des Transmissionsgrads besagt, wie sich der Transmissionsgrad im Verlaufe einer Fläche ändert. So kann ein Flächenteil auf der einen Seite lichtdurchlässig und auf der anderen undurchlässig sein, und dazwischen besteht ein fließender Übergang.
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Die Eigenschaft der Farbe besagt, welcher Farbanteil des Lichts der lichtdurchlässigen Fläche transmittiert werden soll. Dies ist natürlich nur dann möglich, wenn technisch die Vorrichtung ausgebildet ist, farbanteilsspezifisch die Transmission zu verändern.
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In einem Ausführungsbeispiel ist die lichtdurchlässige Fläche eine Scheibe, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug.
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Vorteilhafterweise kann eine Scheibe verwendet werden, die ein weit verbreitetes Beispiel einer lichtdurchlässigen Fläche darstellt und deren Anwendung und Integration daher relativ einfach möglich ist.
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Die lichtdurchlässige Fläche kann eine Scheibe sein. Diese ist meist durchsichtig, kann aus Glas bestehen (auch durchsichtiger Kunststoff) und als Fensterscheibe dienen. Auch andere Varianten, wie Milchglas oder Folien, starr oder flexibel sind denkbar und hier nicht abschließend aufgeführt. Insbesondere am Beispiel einer Fahrzeugscheibe, sei es eine Frontscheibe, Heckscheibe, Seitenscheibe oder Dachscheibe, wird die vorliegende Idee erläutert.
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Die Scheibe kann Elemente enthalten, die die Transmission verändern und dazu elektrisch angesteuert werden. Dies kann mit einer pixelähnlichen Matrix realisiert sein. Solche Scheiben sind beispielsweise elektrochrome Scheiben oder Gläser. Die Vorrichtung kann bei einer solchen Scheibe beispielsweise jedes Pixel separat ansteuern oder über eine Schnittstelle, beispielsweise einen Bus die Pixel und damit ihren Flächenteil selektieren.
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In einem Ausführungsbeispiel ist die Sensorik geeignet, Eingaben eines Benutzers zu detektieren und ferner ausgebildet, Gesten zu erkennen.
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Vorteilhafterweise werden Gesten erkannt, die für einen Benutzer eine sehr einfache Möglichkeit darstellen, seinen Wunsch auszudrücken.
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Die Sensorik soll beschaffen sein, Gesten zu erkennen, die ein Benutzer von sich gibt mit der Absicht, die Charakteristik der Transmission zu ändern. Gesten sind Bewegungen von Teilen des menschlichen Körper, die einen semantischen Sinninhalt besitzen. Das kann intuitive Gesten genauso umfassen, wie solche, die speziell gelernt werden müssen, um dieses System zu bedienen. Im Besonderen dürften für die vorgeschlagene Anwendung Finger- und Handgesten von Bedeutung sein, aber auch exotischere Varianten, wie Augentracking oder Kopfgesten (neigen, nicken) sind denkbar. Gegebenenfalls ist eine Pluralität an Sensoren auch oder sogar besser geeignet, solche Gesten zu erkennen. Dabei können auch verschiedene Sensortypen gemischt werden, deren erkannte Gesten miteinander plausibilisiert werden können.
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Beispielsweise kann eine klassische Innenraumkamera, die den Innenraum des Fahrzeugs und damit auch einen möglichen Benutzer im Blickfeld hat, diese Gesten bildlich aufnehmen, so dass die Gesten aus einer Bildsequenz (Auswertung mehrerer aufeinander folgender Bilder) extrahierbar sind.
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Beispielsweise kann ein Sensor verwendet werden, der speziell darauf ausgelegt ist, Finger- und Handgesten zu erkennen, z.B. mit einer 3-D Kamera, die auch eine Tiefe eines Bildes aufnehmen kann und daher Bewegungen von Körperteilen in allen drei Dimensionen verfolgen kann. Das Annähern eines Körperteils an die Kamera ist so ebenso feststellbar, wie eine laterale Bewegung im Bild.
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Die Kamera kann auch eine Infrarotkamera, oder im einfachsten Fall, ein singulärer IR-Sensor sein, da diese besonders die Körperwärme wahrnimmt und eine Bildauswertung ggf. leichter wird.
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So gibt es einfache Sensoren, die nur eine Achse vermessen, z.B. die Annäherung eines Fingers, während andere hingegen komplexe Bewegungen wahrnehmen können. Je nachdem, welche Gesten voneinander unterschieden werden sollen, muss eine Technik mit entsprechenden Fähigkeiten gewählt werden.
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Es gibt bereits Systeme, die diese sensorischen Fähigkeiten haben. Hierbei tauchen die Finger in einen sensorisch überwachten Bereich ein, und die Tiefe der Bewegung, Anzahl der verwendeten Finger, auch Bewegungsmuster der Finger oder Handformen, wie geballte Fäuste, sind erkennbar.
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Eine spezielle Art der Gestenerkennungsssensoren sind Berührungssensoren (touchsensitiv), wobei Berührungsgesten streng genommen nicht zu den Gesten zählen, ihrem Wesen nach (Bewegungsmuster beim Bewegen über eine touchsensitive Fläche) aber ähnlich sind.
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So kann auch eine berührungsempfindliche Fläche eine Sensorik enthalten, die erkennt, ob und ggf. wo, ggf. wie stark (mit wie viel Druck) und mit welcher Bewegungsabfolge eine Eingabe erfolgt. Hierbei gibt es z.B. kapazitive oder resistive Berührungssensorik.
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Die Sensorik, insbesondere eine berührungsempfindliche, kann auch direkt in der lichtdurchlässigen Fläche eingebaut sein, die auch die Aktorik besitzt, um die Transmissivität zu ändern, z.B. eine elektrochrome berührungsempfindliche Scheibe. Diese Anordnung kann aber beispielsweise annähernd genau auch dadurch erreicht werden, dass eine Folie auf die Scheibe fixiert (z.B. geklebt) wird, die die berührungsempfindliche Sensorik beinhaltet, während die Scheibe die Aktorik besitzt, die Transmissivität zu ändern. Solche Folien können ein feines, nicht sichtbares Raster enthalten, das eine Matrix mit einzelnen Sensorelementen darstellt. Diese reagieren auf Fingerberührungen, sind aber so dünn, dass sie die Lichtdurchlässigkeit kaum beeinträchtigen. Auch wäre es denkbar, zwei Folien auf diese Weise auf eine herkömmliche Scheibe zu fixieren, wobei die eine die Sensorik und eine die Aktorik enthält.
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Insbesondere kann auf diese Weisen die ganze Scheibenfläche als Sensorfläche benutzt werden (vorausgesetzt, die Sensorik umfasst diese). Andere Realisierungsvarianten, wie diskrete oder räumlich oder lokal begrenzte Eingabemöglichkeiten bieten diese Variante nicht.
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In einem Ausführungsbeispiel ist die Sensorik an wenigstens einer Stelle eines die lichtdurchlässige Fläche umgebenden Rahmens angeordnet.
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Vorteilhafterweise kann so die Benutzereingabe (Gestik) in räumlichen Bezug zur lichtdurchlässigen Fläche gebracht werden, was die Anwendungsfreundlichkeit erhöht. Auch kann eine Baugruppe gebildet werden, die leichter herzustellen ist.
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Die Sensorik kann auch im Türrahmen eingebaut werden. Prinzipiell ist es günstig, die Sensorik nahe der sensorisch überwachten Bereichs zu wählen, der (je nach geplanter und zu erwartender Gestik) in der Nähe der Fensterscheibe liegt. Dadurch kann die Erkennungsgenauigkeit (für die korrekte Gestenerkennung) erhöht werden.
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Es bieten sich verschiedene Einbaupositionen an, beispielsweise oberhalb der Scheibe. Dabei blickt die Sensorik nach unten und überwacht eine Schicht einer gewissen Dicke vor der Scheibe (z.B. eine Schicht in vertikaler Richtung zur Scheibenoberfläche). Wenn z.B. ein Finger sich der Scheibe nähert oder über dieser schwebend eine Bewegung ausführt, so können diese Gesten von der Sensorik erkannt werden. Eine praktische Möglichkeit ist, zu erwarten, dass die Gesten vor der Fensterscheibe ausgeführt werden. Auch andere Einbaupositionen sind denkbar, z.B. seitlich der Fensterscheibe, so ist denkbar, dabei mehrere fluchtend angeordnete Scheiben zu überwachen.
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Falls die Scheibe eine Fensterscheibe in einer Tür oder einem beweglichen Fenster ist, so kann die Sensorik entweder im beweglichen Teil (Türrahmen, Fensterrahmen) oder im fixen Teil (Fensterstock, Türstock, Karosserie) eingebaut sein. Entsprechend bewegt sich der sensorisch überwachte Bereich mit dem Öffnen der Tür/Fensters mit oder nicht.
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In einem Ausführungsbeispiel wird bei der Klassierung der Gesten wenigstens eins der Merkmale Intensität der Bewegung, Dauer der Bewegung, Richtung der Bewegung, Handhaltung, Trajektorie der Bewegung, Anzahl verwendeter Finger, Relativbewegung der Finger zueinander berücksichtigt.
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Vorteilhafterweise können viele Gesten ausgewertet werden und geben so dem Benutzer eine vereinfachte Eingabemöglichkeit im Vergleich zur Eingabe mit nur einer bestimmten Geste.
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Gesten können eine beinahe unendliche Vielzahl haben, vor allem in Kombination verschiedener Merkmale: Ein Merkmal ist die Intensität einer Bewegung. Bei einer nicht berührungsempfindlichen Sensorik entfällt das Merkmal des ausgeübten Drucks. Bei berührungslosen Gesten kann die Intensität z.B. durch die Schnelligkeit oder Ruckartigkeit einer Bewegung oder der Dauer des statischen Haltens einer Geste ausgedrückt werden.
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Das Merkmal der Dauer einer Bewegung oder eines statischen Haltens mag an sich auch ein unabhängiges Merkmal und damit Aussagekraft darstellen.
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Das Merkmal der Richtung einer Bewegung dient gerne als Geste für das Ändern der Position oder Form einer Charakteristik. In einer einfachen Klassifizierung kann angenommen werden, dass alle Bewegungen geradlinig sind (was eine menschliche Bewegung eigentlich nie perfekt ist). Wenn nur lineare Bewegungen angenommen werden, können diese durch ihren Ausgangspunkt und die Richtung der Bewegung beschrieben werden.
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Das Merkmal der Trajektorie ist eine Erweiterung des Merkmals der Richtung der Bewegung, nur dass diese sich während der Bewegung ändern kann. So kann diese anstatt über eine Richtung auch mit verschiedenen Wegpunkten (und nicht nur einem Anfangspunkt) beschrieben werden. Es wird der Verlauf einer Bewegung dargestellt, die in Projektion auch als Linie auf einer Fläche (z. B. der lichtdurchlässigen) aufgefasst werden kann.
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In einem besonderen Fall kann die Trajektorie auch geschlossen sein, z.B. wenn die Bewegung der Geste wieder an einem Ausgangspunkt ankommt.
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Das Merkmal Anzahl der Finger kann eine Zusatzinformation beinhalten. Beispielsweise kann eine Bewegung mit einem Finger gestikuliert eine andere Bedeutung haben als die gleiche mit zwei Fingern. Das ist dann eine Frage, welche Merkmale, sprich Informationen, vom Sensor bereitgestellt werden und wie diese klassifiziert werden.
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Auch bestimmte Haltungen können Zusatzinformationen enthalten und Unterscheidungskraft bieten, z.B. ob die Hand offen ist, gekrümmt, zur Faust geballt, etc.
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Die Körperteile können auch Relativbewegungen zueinander durchführen, die auch wieder ein eigenständiges Merkmal darstellen. So können Finger gespreizt, oder Hände gegeneinander bewegt werden (Multi(touch)gesten). Beispielsweise kann eine Klasse existieren, die beim Spreizen der Finger (zweier Hände, oder eines Daumens und Zeigefingers derselben Hand) eine Transmissionsgradänderung bestimmt, während die Bewegung mit einem Finger (was ja keinem Spreizen mehr entsprechen kann) eine Positionsänderung des Flächenteils bestimmt.
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In einem Ausführungsbeispiel hat eine vorangegangene Klassierung Einfluss auf die Klassifikation für die nächste Klassierung.
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Vorteilhafterweise kann so eine typische Abfolge von Gesten berücksichtigt werden. Die Gesten können kontextsensitivität ausgewertet werden.
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Für manche Charakteristik ist es schwierig, alle notwendigen Merkmale aus einer einzelnen Geste zu abzuleiten. In diesem Fall kann die Klassierung einer Geste dazu führen, dass eine zusätzliche Information benötigt wird, um eine Charakteristik vollständig zu bestimmen, die in einer zweiten Geste erwartet wird. Eine mögliche Doppeldeutigkeit dieser zweiten Geste mit einer ersten Geste kann im Kontext damit, dass eine bestimmte erste Geste voran ging, aufgelöst werden.
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Beispielsweise kann in einer ersten Geste ein Flächenbereich festgelegt werden, in einer zweiten wird dieser verschoben, also einer Position auf der lichtdurchlässigen Fläche zugeordnet. Während die zweite Geste allein auch klassiert werden könnte, als Bewegung, die selber einen Flächenbereich festlegt. Ggf. kann auch ein Timeout festgelegt werden, innerhalb die zweite Geste eingegeben werden muss. Wird dieser überschritten, gilt für die folgende Eingabe wieder die Klassifizierung wie für eine erste Eingabe (einer ersten Geste).
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Im Folgenden sind auch weitere Beispiele für die Verwendung einer zweiten Geste beschrieben.
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In einem Ausführungsbeispiel wird bei dem Vorliegen des Merkmals einer Bewegung in horizontaler Richtung auf die Bestimmung des Transmissionsgrad klassifiziert.
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Vorteilhafterweise wird so dem Benutzer eine zum Anwendungszweck passende eingängige Geste ermöglicht.
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In einer besonderen Ausführungsform wird das Merkmal, dass eine Bewegung in horizontaler Richtung ausgeführt wird, dahingehend klassifiziert, dass eine Änderung des Transmissionsgrades erfolgt, bzw. dieser festgelegt oder bestimmt wird. Das kann in zweierlei Richtung erfolgen. Entweder wird die Lichtdurchlässigkeit größer, wenn der Benutzer die Bewegung von links nach rechts ausführt und kleiner, wenn er sie von rechts nach links ausführt. Und natürlich andersherum auch. Die Änderung kann dabei in einem linearen Zusammenhang zur Strecke der Bewegung umgesetzt werden oder auch nichtlinear, z.B. um es an die Nichtlineare Helligkeitswahrnehmung des Auges anzupassen.
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Alternativ kann auch die Dauer der Bewegung oder des Halten des Fingers nach Ausführung der Bewegung den Grad der Verdunklung bestimmen, ähnlich wie bei Dimmern mit Berührungssensor. Die Bewegung muss in diesem Fall lediglich so sein, dass die Richtung links/rechts und daher der Wunsch nach heller/dunkler klar ist.
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Die maximale Strecke der Bewegung, die von hell bis dunkel durch die Bewegung zu durchlaufen wäre, ist i.d.R. konfigurationsabhängig.
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Wird eine Bewegung in vertikaler Richtung ausgeführt, so kann auf ein anderes charakteristisches Merkmal der Transmission klassifiziert werden, beispielsweise das den Flächenteil der Abdunkelung festlegt, bzw. verändert. So kann der Flächenteil mit der Fingerbewegung mitwandern. Die Fingerposition gibt dabei die Position der Grenzlinie des Flächenteils an. Der Umriss des Flächenteils kann hierbei vorgegeben sein, da nur eine Grenzlinie verschoben wird. Bildlich gesprochen, kann mit einer Fingerbewegung die Abdunkelung ähnlich wie die Funktionsweise eines Rollos Begriff erfolgen, wobei die Geste oben an der Scheibe (bzw. Sensorbereichs) beginnt und diesen virtuellen Rollo (Bereich der Abdunkelung) mit der Geste nach unten bewegt (siehe 3).
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Da die horizontale und vertikale Bewegung direkt voneinander unterscheidbar und daher in verschiedene Klassen eingeordnet werden kann, können diese beiden Funktionen auch gemeinsam implementiert sein. D.h. ein hoch-runter Ziehen bewegt ein Öffnen-Schließen des Rollos, ein links-rechts die Helligkeitseinstellung.
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Die soeben beschriebene Klassifizierung für horizontale und vertikale Bewegungen könnte natürlich auch vertauscht werden.
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Anstatt einer Verschiebung der Grenzlinie kann eine Bewegung auch die Größe eines vorhandenen Flächenteils ändern. Als Möglichkeit zur Unterscheidung von anderen Bewegungen in der gleichen Richtung kann ein weiteres Merkmal herangezogen werden. Beispielsweise kann die Form der abgedunkelten Fläche in der Größe verändert werden, wenn man eine Bewegung mit 3 Fingern macht (d.h. 3 Finger aussteckt und die Hand (mit den Fingern) von links nach rechts bewegt). Würde diese Bewegung nur mit einem Finger ausgeführt werden, so wäre nur eine Änderung des Transmissionsgrads die Folge.
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Alle beschriebenen Klassifizierungen, d.h. die Zuordnung der Eingangsmerkmale zur entsprechenden Charakteristik der Transmission können natürlich auch vertauscht werden. Aufgrund der Vielzahl an Permutationsmöglichkeiten werden hier nicht alle angegeben, sollen hier aber auch umfasst sein.
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In einem Ausführungsbeispiel wird bei dem Vorliegen des Merkmals einer Trajektorie auf die Bestimmung eines Flächenteils, der der Form der Trajektorie und dem Bereich links oder rechts davon entspricht, klassiert.
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Vorteilhafterweise kann der Benutzer einen Teil des Umrisses eines abgedunkelten Bereichs festlegen. Weiterhin wird eine zu tätigende Bestimmung (die des Bereichs) dem Benutzer abgenommen, wenn es er Applikation entsprechend sinnvoll erscheint.
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Wird das Merkmal einer Trajektorie erkannt, so kann diese eine Grenzlinie (die als freie Form gezeichnet wird) zwischen einem abgedunkelten und nicht abgedunkelten Bereich definieren. Dazu ist es sinnvoll, wenn die Geste im Maßstab 1:1 auf die Transmission der lichtempfindlichen Fläche abgebildet wird.
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Je nach Klassifizierung kann eine Trajektorie nicht so einfach von anderen Bewegungen unterschieden werden, z.B. von einer links-rechts Bewegung zur Änderung des Transmissionsgrades. Hier können als unterscheidendes Merkmal z.B. die Anzahl der Finger herangezogen werden oder der Ort, von dem aus die Bewegung beginnt. Ist dieser nahe des Randes der lichtdurchlässigen Fläche/Scheibe, so kann davon ausgegangen werden, dass eine Trajektorie gezeichnet werden soll. Bei einer einfacheren Alternative wird unterschieden, ob die Bewegung gerade ist und wenn nicht, wird die Bewegung als eine Trajektorie angesehen und die Grenzlinie entsprechend festgelegt. Hierbei könnten dann jedoch keine geraden Grenzlinien gezeichnet werden.
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Durch das Festlegen der Grenzlinie ist aber noch nicht bestimmt, ob der Bereich links oder rechts der Trajektorie (aus Blickrichtung der Trajektorie – respektive oben und unten aus Sicht des Benutzers, falls die Trajektorie quer gezeichnet wurde) der dunkle oder helle Bereich sein soll. Dies kann z.B. dadurch bestimmt werden, dass die Bereiche immer auf einer bestimmten Seite liegen, in Zeichnungsrichtung gesehen und daher der Benutzer durch Zeichnen der Trajektorie von links nach rechts den jeweils anderen Bereich abgedunkelt bekommt, als beim Zeichnen von rechts nach links. Alternativ kann immer pauschal der aus Sicht des Benutzers linke/rechte oder obere/untere Bereich als der abzudunkelnde gewählt werden. Würde beispielsweise eine Trajektorie quer über die Scheibe gezogen werden, so könnte man immer den oberhalb der Trajektorie liegenden Bereich abdunkeln. Alternativ kann auch dem Benutzer in einem zweiten Schritt, d.h. mit einer zweiten Geste, den Bereich wählen, z.B. indem er erst die Trajektorie zeichnet und dann den Bereich antippt, ggf. mit z.B. der flachen Hand oder Faust als Unterscheidung zum "Trajektorie zeichnen mit dem Finger".
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In einem Ausführungsbeispiel wird beim Vorliegen des Merkmals einer geschlossenen Trajektorie auf die Bestimmung eines Flächenteil klassiert, der dem Bereich innerhalb oder außerhalb der geschlossenen Trajektorie entspricht.
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Vorteilhafterweise kann so der gesamte Umriss vom Benutzer festgelegt werden. Wird die Trajektorie geschlossen, d.h. diese keine offenen Enden hat, so wird eine Fläche abgegrenzt durch die geschlossene Grenzlinie, die die Trajektorie bildet. Dies kann klassifiziert werden als Entsprechung oder Auswahl einer abzudunkelnden Fläche. Durch das Schließen der Trajektorie entfallen evtl. andere Doppeldeutigkeiten mit anderen Gesten, wie z.B. links-rechts Bewegung für Änderung des Transmissionsgrads.
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Offen ist hier auch die Frage, welche der Flächen, d.h. ob die innere oder äußere abgedunkelt werden soll, und welcher Flächenteil der lichtdurchlässigen Fläche zur Abdunkelung (oder Aufhellung) angesteuert werden soll. Dies kann auch wieder pauschal festgelegt werden (z.B. der innere). Ggf. kann dies in Abhängigkeit von der Position auf der Scheibe geschehen, wenn die Trajektorie z.B. mittig gezeichnet wird, betrifft das den inneren Bereich, wenn sie im unteren Bereich gezeichnet wird, den äußeren. Alternativ kann dieser wiederum auch durch eine zweite Geste festgelegt werden.
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Die Anzahl der für das Zeichnen einer Bewegungsgeste verwendeten Finger (bzw. gleichzeitig gezeigten Finger) kann die Klassifikation bestimmen, z.B. wie folgt: Wird ein Finger gezeigt, so wird eine Form durch die Bewegung bestimmt. Werden zwei Finger gezeigt, wird die Position des abgedunkelten Bereichs verschoben. Werden drei Finger gezeigt, wird der Transmissionsgrad verändert. Werden vier Finger gezeigt wird die Abdunkelung aktiviert oder deaktiviert.
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In einem Ausführungsbeispiel ist die Klassifikation vom Benutzer änderbar.
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Vorteilhafterweise kann der Benutzer entsprechend seinen Vorlieben das System gestalten.
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Die Klassifikation wird für gewöhnlich zu Beginn der Benutzung vorgegeben sein, bzw. eine Grundkonfiguration erhalten. Eine solche Konfiguration ist aber nicht immer auf den Benutzer optimal angepasst. Um dies zu erreichen, könnte dem Benutzer die Möglichkeit gegeben werden, die Konfiguration, bzw. die Klassifikation zu ändern. So kann er seine bevorzugten Gesten für die Bestimmung der Charakteristik selber festlegen. In einer Möglichkeit kann dies völlig frei geschehen, dabei muss der Benutzer eventuelle Doppeldeutigkeiten seiner frei gewählten Gesten selber bei der Konfiguration berücksichtigen oder auflösen. In einer anderen Möglichkeit kann er vorgegebene Gesten dem Charakteristiken zuordnen. Die Möglichkeit, dass der Benutzer seine Wunschklassifikation selber bestimmt, erhöht die individuelle Eingabe- und Benutzerfreundlichkeit des Systems.
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Denkbar ist auch, dass der Benutzer eine Grundkonfiguration vor der ersten Benutzung selber vornehmen muss.
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In einem Ausführungsbeispiel enthält die Information die Geschwindigkeit der lichtdurchlässigen Fläche und klassiert den Transmissionsgrad zu senken, wenn diese Geschwindigkeit unter einem Schwellenwert liegt.
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Vorteilhafterweise kann so eine Komfortfunktion z.B. für mehr Privatsphäre realisiert werden.
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In einer Ausgestaltung besitzt die Sensorik die Fähigkeit, die Geschwindigkeit der Vorrichtung bzw. der lichtdurchlässigen Fläche zu bestimmen. Ist die Vorrichtung z.B. in einem Fahrzeug eingebaut, so ist die Geschwindigkeit gleich der des Fahrzeugs und es kann die Geschwindigkeitsinformation aus einer im Fahrzeug ohnehin vorhandenen Sensorik benutzt werden. Es kann Sinn machen, die lichtdurchlässige Fläche dann abzudunkeln (den Transmissionsgrad zu senken), wenn das Fahrzeug steht bzw. beinahe steht, d.h. eine Geschwindigkeitsschwelle unterschreitet. Dies ermöglicht z.B. Komfortfunktionen wie eine erhöhte Privatsphäre, da keine länger dauernden Blicke in den Innenraum des Fahrzeugs möglich sind. Im Vorbeifahren ist die Blickzeit recht kurz, im Stand ist abgedunkelt. Der Schwellenwert ist üblicherweise konfiguriert oder einstellbar, kann aber auch vom dynamischen Betriebszustand abhängen.
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In einer einfachen Ausgestaltung kann hierbei auch auf eine Gestenerkennung verzichtet werden und eine Abdunkelung im Stand vorgenommen werden für eine fest vorgegebenen Flächenteil, oder die gesamte lichtdurchlässige Fläche. Die Information kann aber Merkmale von Gesten und die Geschwindigkeit enthalten, als ggf. auch andere Informationsbestandteile.
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In einem Ausführungsbeispiel enthält die Information die Position eines Bildschirms und die Position einer Beleuchtungsquelle, wobei der Lichtpfad zwischen beiden und eine Schnittfläche des Lichtpfades mit der lichtdurchlässigen Fläche bestimmt wird und der Flächenteil durch die Schnittfläche bestimmt wird und der Transmissionsgrad dort gesenkt wird.
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Vorteilhafterweise kann das Arbeiten mit Bildschirmen erleichtert werden, da Überstrahlung oder Blendung durch externe störende Lichtquellen vermindert werden kann.
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In einer Ausgestaltung besitzt die Sensorik die Fähigkeit zu erkennen, ob ein Bildschirm im Bereich eines Benutzers vorhanden ist oder von diesem verwendet wird. Dies kann z.B. eine Kamera sein, die mittels Bildauswertung die Position des Bildschirms feststellt, oder ein Sensor, der ausgesendetes Licht des Bildschirms und damit seine Position erkennt. Weiterhin muss diese oder eine andere Sensorik die Position einer Beleuchtungsquelle feststellen können.
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Nun wird der Pfad berechnet, den das Licht von der Lichtquelle zum Bildschirm nehmen muss (üblicherweise eine Gerade zwischen diesen beiden Punkten) und der Schnittpunkt berechnet, an dem dieser Pfad die lichtdurchlässigen Fläche schneidet. An dieser Position soll nun ein Flächenteil bestimmt und abgedunkelt werden. Die Form des Flächenteils kann vorgegeben sein oder von der Position der Lichtquelle (z.B. Sonnenstand) oder Position des Bildschirms abhängen. In einer verbesserten Version wird die ganze Fläche des Bildschirms berücksichtigt und die Form des Flächenteils so gewählt, dass die Verdunklung genau oder mindestens auf die gesamte Bildschirmfläche wirkt.
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Zweck dieser Funktion ist die Vermeidung der Überleuchtung des Bildschirms durch eine externe Lichtquelle. Der Bildschirm müsste sonst quasi gegen diese Lichtquelle mit höherer Helligkeit anleuchten. Das Abdunkeln dieser Lichtquelle macht dies unnötig. Beispielsweise wenn die Sonne in ein Fahrzeug scheint, in dem ein Benutzer auf seinem Gerät mit Bildschirm (Laptop, Handheld, Tablet, Smartphone) arbeitet.
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Falls ein Bildschirm fest eingebaut ist, z.B. in der Kopfstütze/Rückenlehne des Vordersitzes, so ist die Position des Bildschirms durch den Einbau vorgegeben und die Sensorik, die die Bildschirmposition erkennt, kann entfallen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird diese Funktion nur bei aktiv beleuchteten Bildschirmen/Displays verwendet, falls passive Displays eine externe Lichtquelle benötigen und diese daher nicht abgedunkelt werden soll.
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In einer einfachen Ausgestaltung kann hierbei auch auf eine Gestenerkennung verzichtet werden und eine Abdunklung dann vorgenommen werden, wenn ein Bildschirm erkannt wird.
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In einem Ausführungsbeispiel wird eine Vorrichtung zur Änderung einer Charakteristik einer Transmission einer lichtdurchlässigen Fläche vorgeschlagen, deren Transmission beeinflusst werden kann und eine Empfangseinrichtung, die ausgebildet ist, eine Information einer Sensorik zu empfangen, umfasst sowie eine Sendeeinrichtung, die ausgebildet ist, ein Signal zur Änderung zumindest einer Charakteristik der Transmission der Fläche auszugeben und eine Verarbeitungseinheit, die ausgebildet ist, anhand dieser Information eine Klassierung in eine Klassifikation durchzuführen, anhand derer eine zu verändernde Charakteristik aus einer Mehrzahl von möglichen Charakteristiken bestimmt wird.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die geeignet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, kann eine Empfangseinrichtung für die Sensorsignale und deren Informationen besitzen, weiterhin eine Verarbeitungseinheit aufweisen, die diese Informationen klassiert und weiterhin eine Sendeeinrichtung, die Signale zur Ansteuerung ausgibt.
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In einem Ausführungsbeispiel wird eine Vorrichtung zur Änderung einer Charakteristik einer Transmission einer Scheibe vorgeschlagen, die einen Sensor umfasst, der ausgebildet ist, Gesten die eine Benutzereingabe darstellen, erkennen zu können, sowie eine Vorrichtung, die mit einer Empfangseinrichtung eine Information des Sensors empfangen kann und eine Verarbeitungseinheit, die anhand dieser Information eine Klassierung in eine Klassifikation durchführt, die die Charakteristik der Transmission bestimmt und eine Sendeeinrichtung, die ein Signal zur Änderung der Charakteristik der Transmission der Fläche ausgeben kann und deren Empfangseinrichtung die Information des Sensors empfängt und deren Sendeeinrichtung ein Signal bereitstellt, das eine Scheibe ansteuert, die die Möglichkeit besitzt, die Charakteristik ihrer Transmission zu ändern.
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Es wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Änderung der Charakteristik einer Transmission einer lichtdurchlässigen Fläche verbindet mit der benötigten Sensorik, die Gesten erkennt und einer Scheibe, die die die Transmission entsprechend ändern kann.
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In einem Ausführungsbeispiel wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der die Scheibe eine Seiten-, Front- oder Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs ist.
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Vorteilhafterweise sind diese Funktionen besonders im mobilen Einsatz bei ändernden Lichtverhältnissen und Wünschen sinnvoll.
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Dies kann z.B. ein in einem Fahrzeug eingebautes Gesamtsystem umfassen, bei der ein Gestenerkennungssensor in der Nähe der Scheibe montiert ist und Benutzereingaben (Gesten) in Richtung der Scheibe erkennt. Diese Informationen werden von einem Steuergerät (dass nicht ausschließlich diese Aufgabe besitzen muss) ausgewertet, klassiert und in ein Ausgangssignal umgewandelt, das die betreffende Scheibe im Fahrzeug entsprechend ansteuert, so dass diese die Charakteristik ihrer Transmission entsprechend beeinflusst.
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Diese Vorrichtung kann für jede bzw. auch mehrere Scheiben in einem Fahrzeug getrennt vorgehalten werden oder auch in Kombination betrieben werden, wobei jede Scheibe natürlich separat vorhanden ist, jedoch ein gemeinsames Steuergerät oder eine gemeinsame Gestenerkennungsensorik (z.B. Innenraumkamera) verwendet werden kann.
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In einem Ausführungsbeispiel wird ein Kraftfahrzeug mit einer Scheibe und einer Vorrichtung gemäß einem der Ausführungsbeispiele vorgeschlagen.
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Weiterhin wird eine Vorrichtung zur Änderung des Transmissionsgrads wenigstens eines Teils einer Scheibe vorgeschlagen. Diese umfasst einen berührungsempfindliche Sensorik auf der Scheibe, deren Signale/Informationen von einer Vorrichtung nach Anspruch 14 empfangen werden, die Signale zur Ansteuerung der Scheibe oder in ihr befindlicher Aktoren ausgibt, so dass die Scheibe ihre Transmissionseigenschaften, bzw. Charakteristik der Transmission ändern kann.
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Hierbei erkennt die Sensorik Berührungen bzw. Berührungsgesten, nicht jedoch berührungslose Gesten.
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Die Sensorik ist in oder mit der Scheibe integriert. Dies kann über einen Teil oder über die gesamte Fläche der Scheibe der Fall sein.
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Beschreibung der Figuren
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Beispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 die erfindungsgemäße Vorrichtung, bzw. Blockschaltbild des Verfahrens;
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2a, b eine Geste zur Änderung des Transmissionsgrads;
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3 eine Geste zur Änderung der Höhe des abgedunkelten Bereichs;
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4 eine Geste zur Bestimmung der freien Form eines abgedunkelten Bereichs;
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5 eine Geste zur Bestimmung einer geschlossenen Form;
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6 eine automatische Trackingfunktion; und
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7a, b, c eine Geste zur Verschiebung eines abgedunkelten Bereichs.
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1 zeigt schematisch in Form eines Blockdiagramms ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung bzw. eines Verfahrens, wobei eine Sensorik 11 ein Signal mit einer Information 12a bereitstellt. Während einer Klassierung 13a wird anhand der Information 12a eine Klassierung in eine Klassifikation 14 (mit zwei beispielhaften Charakteristiken 14a, b) vorgenommen, anhand derer eine zu verändernde Charakteristik 14a aus einer Mehrzahl von möglichen Charakteristiken (14a, 14b) bestimmt wird.
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Basierend auf der Klassierung wird während einer Ausgabe 13b ein Signal 12b zur Änderung zumindest einer Charakteristik der Transmission der Fläche ausgegeben, d.h. es können bei unterschiedlicher Klassierung unterschiedliche Charakteristiken oder Kombinationen von Charakteristiken verändert werden.
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Die folgenden Figuren zeigen Beispiele für verschiedene Gesten und die dadurch gemäß einer vorgeschlagenen Klassierung bewirkten Änderungen der Charakteristik der Transmission einer Seitenscheibe eines Kraftfahrzeugs.
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2a und 2b zeigen eine Geste, die ein lineares (gerades) Bewegungsmuster in horizontaler Richtung besitzt. Hierbei wird die Hand oder Finger 16 in horizontaler Richtung vor (oder auf) der lichtdurchlässigen Fläche 15 bewegt. Die lichtdurchlässige Fläche ist hier als Seitenscheibe in einer Autotür dargestellt. In diesem Modus ist es möglich, die Durchlässigkeit der Scheibe durch eine Gestenbewegung nach links oder rechts zu regeln. Eine Bewegung nach rechts vermindert die Durchlässigkeit der Scheibe und unterstützt somit zusätzlich zum Sonnen/Reflexionsschutz auch die Privatsphäre der Insassen im Fahrzeuginneren. Somit ist das Einsehen in den Innenraum nur bedingt oder gar nicht möglich.
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In 2a (linearer Modus) hat der Benutzer die Abdunklung auf 40% eingestellt, indem er mit seinem Finger soweit nach links gestikuliert hat und damit die Information 12a geliefert hat, dass dieser Transmissionsgrad auf der Scheibe 15 eingestellt wurde.
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In 2b hat der Benutzer so weit nach rechts gestikuliert, bis die Abdunklung auf einen Grad von 75% eingestellt wurde. In der gezeigten Skala entsprechen 0% einer komplett transparenten (lichtdurchlässigen) Scheibe, während 100% eine vollständig abgedunkelten entspricht.
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In 3 stellt der Benutzer die Höhe der abgedunkelten Fläche 18 durch eine vertikale Fingerbewegung mit der Hand 16 ein. Die Grenzlinie 17 ist hierbei als eine Gerade vordefiniert. Hier wird der Sonnenschutz in einer vertikalen Achse hoch oder runterbewegt bis zu dem Punkt den man abdunkeln möchte.
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In 4 (Freeform Modus) kann der Benutzer eine freilaufende Form (Abgrenzung/Grenzlinie/Umriss) 17 erzeugen. Hierbei zeichnet er (gestikulierend) mit der Hand/Finger 16 die gewünschte Form.
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In 5 (Closed Modus) wird ein bestimmter Bereich 18 durch eine Form 17 umschlossen. Mit der Hand/Finger 16 wird dabei eine geschlossene Kurve/Trajektorie 17 gezeichnet. Bei dieser Variante ist es ebenfalls möglich nachdem der ausgewählte Abschnitt geschlossen wurde ihn auch über eine Geste im Ganzen neu zu positionieren, siehe 7.
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In 6 (Tracking Modus) wird ein Bereich 18 definiert, der dann automatisch mit Hilfe eines Trackingverfahrens den Kopf eines Benutzers erfasst und so das Blenden der Sonne oder anderer Blendquellen verhindern soll. D.h. das bei dieser Variante zusätzlich ein Trackingmodul zum Einsatz kommt der den abgedunkelten Bereich an die Bewegung und Position des Kopfes anpasst und mitverfolgt.
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In den 7 (Move Modus) wird die Verschiebung eines abgedunkelten Bereichs 18, der durch eine Grenzlinie 17 dargestellt.
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Ausgehend von der in 7a dargestellten Form, die z.B. wie in 5 erläutert festgelegt wurde, kann eine Hand- oder Fingergeste wie in den 7b und 7c dargestellt, den Bereich verschieben. Es sind zwei unterschiedliche Bewegungsrichtungen von einer Position A zu einer Position B dargestellt.
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Durch die unterschiedlichen Modi ist es nicht nur möglich einen Sonnenschutz oder Blendung zu regulieren, auch ist es möglich Reflexionen von außen oder innen durch das Abdunkeln der Scheiben zu vermindern während man auf einem I-Pad, Laptop und oder ähnlichem arbeitet.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Sensorik
- 12a
- Signal/Information
- 12b
- Signal zur Ansteuerung
- 13a
- Klassierung
- 13b
- Ausgabe
- 14
- Klassifikation
- 14a, b
- Charakteristiken
- 15
- lichtdurchlässige Fläche, z.B. Scheibe
- 16
- Hand oder Finger
- 17
- Grenzlinie
- 18
- abgedunkelter Bereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010021563 A1 [0003]
- DE 19824084 A1 [0005]
