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Technisches Gebiet
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Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Laufzeitsysteme und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Bestimmen von Distanzinformationen, auf ein mobiles Gerät, eine Laufzeit-Lichtquelle und eine Dockingstation.
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Hintergrund
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Laufzeit-Kameras (TOF-Kameras; TOF = Time of flight) basieren auf einer Messung einer Verzögerung zwischen der Emission eines modulierten Lichtsignals, das dann durch ein Objekt reflektiert wird, und dem Empfang des modulierten Signals an einem Photomischdetektor-Bilderzeuger (PMD-Bilderzeuger; PMD = photon mixing device). Die gemessene Verzögerung ist proportional zu der Distanz des Objekts. Das modulierte Lichtsignal entspricht einem modulierten Licht, das durch eine Laufzeitlichtquelle emittiert wird, basierend auf einer Lichtmodulation.
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Zusammenfassung
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Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Vorrichtung zum Bestimmen von Distanzinformationen. Die Vorrichtung umfasst ein Steuerungsmodul, das ausgebildet ist, um eine Übertragung eines Anfragesignals durch ein Sendemodul zu steuern. Das Anfragesignal umfasst Informationen, die sich auf eine Anfrage nach Informationen beziehen, die sich auf eine Lichtmodulation eines modulierten Lichts beziehen, das durch eine Laufzeitlichtquelle emittiert wird. Das Steuerungsmodul ist ausgebildet, um ein Modulationsreferenzsignal an eine Laufzeitsensorschaltung zum Bestimmen von Distanzinformationen nach der Anfrage nach Informationen bereitzustellen, die sich auf die Lichtmodulation beziehen. Das Modulationsreferenzsignal basiert auf einem Empfangssignal, das durch ein Empfängermodul von der Laufzeitlichtquelle empfangen wird.
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Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Laufzeitlichtquelle. Die Laufzeitlichtquelle umfasst eine Laufzeitlichtquellenschaltung, die ausgebildet ist, um moduliertes Licht zu emittieren. Die Laufzeitlichtquelle umfasst ferner ein Steuerungsmodul, das ausgebildet ist, um eine Übertragung eines Modulationssignals, das Informationen umfasst, die sich auf eine Modulation des modulierten Lichts beziehen, das durch die Laufzeitlichtquellenschaltung emittiert wird, an zumindest zwei Geräte, die eine Laufzeitsensorschaltung umfassen, zu steuern.
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Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Dockingstation für ein mobiles Gerät. Die Dockingstation umfasst eine Ausgangsschnittstelle, die ausgebildet ist, um ein Modulationsreferenzsignal für ein mobiles Gerät bereitzustellen, die mit der Dockingstation verbunden ist. Das Modulationsreferenzsignal basiert auf einer Lichtmodulation eines modulierten Lichts, das durch eine Laufzeitlichtquelle in der Nähe der Dockingstation emittiert wird.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Einige Ausführungsbeispiele von Vorrichtung und/oder Verfahren werden nachfolgend ausschließlich beispielhaft und bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren beschrieben, in denen
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1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Bestimmen von Distanzinformationen zeigt;
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2 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Bestimmen von Distanzinformationen mit einer internen Lichtquelle zeigt;
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3 ein Blockdiagramm eines mobilen Geräts zeigt, das eine Vorrichtung zum Bestimmen von Distanzinformationen umfasst;
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4 ein Blockdiagramm einer Laufzeitlichtquelle zeigt; und
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5 ein Blockdiagramm einer Dockingstation zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
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Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In den Figuren kann die Dicke der Linien, Schichten und/oder Regionen der Klarheit halber übertrieben sein.
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Während dementsprechend verschiedene Abänderungen und alternative Formen von weiteren Ausführungsbeispielen möglich sind, werden Ausführungsbeispiele davon in den Zeichnungen beispielhaft gezeigt und hier ausführlich beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass es nicht beabsichtigt ist, Ausführungsbeispiele auf die offenbarten bestimmten Formen zu begrenzen, sondern im Gegensatz die Ausführungsbeispiele alle in den Schutzbereich der Offenbarung fallenden Abänderungen, Entsprechungen und Alternativen abdecken sollen. In der gesamten Beschreibung der Figuren beziehen sich gleiche Ziffern auf gleiche oder ähnliche Elemente.
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Es versteht sich, dass wenn ein Element als mit einem anderen Element „verbunden” oder „gekoppelt” bezeichnet wird, es direkt mit dem anderen Element verbunden oder gekoppelt sein kann oder Zwischenelemente vorhanden sein können. Wenn im Gegensatz ein Element als „direkt” mit einem anderen Element „verbunden” oder „gekoppelt” bezeichnet wird, sind keine Zwischenelemente vorhanden. Sonstige zum Beschreiben des Verhältnisses zwischen Elementen benutzte Worte sollten auf gleichartige Weise ausgelegt werden (z. B. „zwischen” gegenüber „direkt zwischen”, „benachbart” gegenüber „direkt benachbart” usw.).
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Die hier angewandte Terminologie bezweckt nur das Beschreiben bestimmter Ausführungsbeispiele und soll nicht begrenzend für weitere Ausführungsbeispiele sein. Nach hiesigem Gebrauch sollen die Singularformen „ein, eine” und „das, der, die” auch die Pluralformen umfassen, wenn der Zusammenhang nicht deutlich sonstiges anzeigt. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe „umfasst”, „umfassend”, „aufweisen” und/oder „aufweisend” bei hiesigem Gebrauch das Vorhandensein angegebener Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bestandteile angeben, aber nicht das Vorhandensein oder die Zufügung eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Bestandteile und/oder Gruppen derselben ausschließen.
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Sofern nicht anderweitig definiert besitzen alle hier benutzten Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) die gleiche Bedeutung wie sie gewöhnlich von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet verstanden wird, zu dem Ausführungsbeispiele gehören. Weiterhin versteht es sich, dass Begriffe, z. B. die in gewöhnlich benutzten Wörterbüchern definierten, als eine Bedeutung besitzend ausgelegt werden sollten, die ihrer Bedeutung im Kontext der entsprechenden Technik entspricht. Sollte jedoch die vorliegende Offenbarung einem Ausdruck eine spezifische Bedeutung geben, die von einer Bedeutung abweicht, die ein Durchschnittsfachmann üblicherweise versteht, soll diese Bedeutung in dem spezifischen Kontext berücksichtigt werden, in dem diese Definition hierin gegeben ist.
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1 zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 10 zum Bestimmen von Distanzinformationen. Die Vorrichtung 10 umfasst ein Steuerungsmodul 12, das ausgebildet ist, um eine Übertragung eines Anfragesignals durch ein Sendemodul 14 zu steuern. Das Anfragesignal umfasst Informationen, die sich auf eine Anfrage nach Informationen beziehen, die sich auf eine Lichtmodulation eines modulierten Lichts beziehen, das durch die Laufzeitlichtquelle 80 emittiert wird. Das Steuerungsmodul 12 ist ausgebildet, um ein Modulationsreferenzsignal an eine Laufzeitsensorschaltung 50 zur Bestimmung von Distanzinformationen ansprechend auf die Anfrage nach Informationen bereitzustellen, die sich auf die Lichtmodulation beziehen. Das Modulationsreferenzsignal basiert auf einem Empfangssignal, das durch ein Empfängermodul 16 von der Laufzeitlichtquelle 80 empfangen wird.
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Aufgrund der Anfrage nach Informationen, die sich auf eine Lichtmodulation eines modulierten Lichts beziehen, kann eine externe, gemeinschaftlich verwendete oder öffentliche Laufzeitlichtquelle verwendbar sein. Auf diese Weise kann ein Energieverbrauch reduziert werden und/oder weniger Komponentenraum kann für die Vorrichtung erforderlich sein. Wenn ein Anfragesignal verwendet wird, kann eine gemeinschaftlich verwendete Lichtquelle aktiviert werden oder eine Modulation einer gemeinschaftlich verwendeten Lichtquelle kann gestartet werden, wenn eine Anfrage nach moduliertem Licht vorhanden ist.
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1 zeigt ferner ein Sendemodul 14, ein Empfängermodul 16, eine Laufzeitsensorschaltung 50 und eine Laufzeitlichtquelle 80. Das Steuerungsmodul 12 kann mit dem internen oder externen Sendemodul 14 und dem internen oder externen Empfängermodul 16 gekoppelt sein.
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Das Steuerungsmodul kann eine Übertragung des Anfragesignals auslösen. Das Sendemodul 14 kann das Anfragesignal z. B. drahtlos oder drahtgebunden übertragen. Das Sendemodul 14 kann ferner zusätzliche Signalverarbeitungsmechanismen verwenden, wie zum Beispiel Kodierung, Vorverzerrung etc., zum Beispiel vor der Übertragung. Das Sendemodul 14 kann das Anfragesignal durch Verwenden eines WiFi-Netzwerk-Übertragungskanals (WiFi = Wireless fidelity), eines WLAN-Übertragungskanals (WLAN = Wireless Local Area Network; drahtloses, lokales Netz), eines Bluetooth-Übertragungskanals, eines NFC-Übertragungskanals (NFC = Near Field Communication, Nahfeldkommunikation), oder eines LAN-Übertragungskanals (LAN = Local Area Network = lokales Netz) übertragen.
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Das Anfragesignal kann zum Beispiel einem Signal entsprechen, das einen Einzelpuls oder eine Sequenz aus Pulsen umfasst, die eine Anfrage nach einem Lichtmodulationsdienst anzeigen können oder ein Datenübertragungssignals sein können, dass auf eine Netzwerktechnik baut, wie zum Beispiel WLAN, NFC, LAN oder Bluetooth. Optional kann das Datenübertragungssignal zusätzlich zu der Anfrage nach Informationen, die sich auf eine Lichtmodulation beziehen, zumindest ein Element der Gruppe umfassen aus Informationen bezogen auf einen Geräteidentifizierer, Informationen bezogen auf eine Authentifizierung, Informationen bezogen auf einen Verwendungstyp, Informationen bezogen auf eine Verwendungsdauer, Informationen bezogen auf eine Dienstanfrage, Informationen bezogen auf eine Aktivierung der Laufzeitlichtquelle, Informationen bezogen auf eine Polarisierung des modulierten Lichts, Informationen bezogen auf eine Wellenlänge des modulierten Lichts und Informationen bezogen auf einen Modulationsfrequenzbereich. Die Informationen bezogen auf eine Lichtmodulation können, zusätzlich zu Informationen bezogen auf eine Frequenz und/oder Wellenlänge des modulierten Lichts, Informationen bezogen auf eine Phase des moduliert Lichts oder Informationen bezogen auf eine Polarisierung des modulierten Lichts umfassen. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann das Anfragesignal ansprechend auf die Aktivierung durch einen Benutzer eines Steuerpults oder einer Taste einer Benutzerschnittstelle, zum Beispiel einer App in einem Smartphone-Gerät, übertragen werden.
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Die Laufzeitlichtquelle 80 kann das modulierte Licht bei einer vorbestimmten Lichtmodulation erzeugen. Das modulierte Licht kann eine Amplituden-(Intensitäts-)Modulation der Lichtwellen des modulierten Lichts sein. Dies kann erzeugt werden durch oder basieren auf einem Oszillatorsignal, das innerhalb der Laufzeitlichtquelle 80 mit der vorbestimmten Lichtmodulation erzeugt wird.
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Das modulierte Licht der Laufzeitlichtquelle 80 kann auf einer Lichtmodulation basieren. Die Lichtmodulation kann auf dem Ausgangssignal eines Oszillators basieren. Die Laufzeitlichtquelle kann ein Infrarotlicht emittierende Schaltung oder sichtbares Licht emittierende Schaltung umfassen und das modulierte Licht kann zum Beispiel Infrarotlicht oder sichtbares Licht umfassen. Die emittierende Schaltung kann eine oder mehrere Infrarotlicht oder sichtbares Licht emittierende Dioden umfassen, die basierend auf der Lichtmodulation aktiviert werden können.
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Das Empfängermodul 16 kann das Empfangssignal z. B. drahtlos oder drahtgebunden empfangen. Das Empfängermodul 16 kann zum Beispiel während des Empfangs ferner zusätzliche Signalverarbeitungsmechanismen verwenden, wie zum Beispiel Dekodieren, Entzerren etc. Das Empfängermodul 16 kann das Empfangssignal unter Verwendung eines WiFi-Netzwerk-Übertragungskanals (WiFi = Wireless Fidelity), eines WLAN-Übertragungskanals (Wireless Local Area Network), eines Bluetooth-Übertragungskanals oder eines NFC-Übertragungskanals (NFC = Near Field Communication) empfangen. Alternativ kann das Empfängermodul einen Photodetektor verwenden, um das modulierte Licht der Laufzeitlichtquelle 80 zu detektieren, um das Empfangssignal wiederherzustellen. Das Empfängermodul 16 und/oder das Sendemodul 14 können durch ein Sendeempfängermodul implementiert sein.
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Das Empfangssignal kann ansprechend auf das Anfragesignal empfangen werden. Das Empfangssignal kann zum Beispiel einem Signal entsprechen, das auf der Lichtmodulation der Laufzeitlichtquelle 80 basiert, oder kann Informationen umfassen, die sich auf die Lichtmodulation der Laufzeitlichtquelle 80 beziehen. Das Empfangssignal kann dieselbe Frequenz oder dieselbe Modulation aufweisen wie das modulierte Licht, das durch die Laufzeitlichtquelle emittiert wird. Das Empfangssignal kann basieren auf oder gleich sein zu dem Ausgangssignal des Oszillators der Laufzeitlichtquelle 80, die z. B. zum Modellieren des emittierten Lichts verwendet wird. Die Informationen, die sich auf die Lichtmodulationen beziehen, können zum Beispiel Informationen umfassen, die sich auf eine Frequenz und/oder Wellenlänge der Lichtmodulation der Laufzeitlichtquelle 80 beziehen. Zusätzlich dazu kann das Empfangssignal optional Informationen umfassen, die sich auf eine Phase der Lichtmodulation der Laufzeitlichtquelle 80 beziehen. Optional kann das Empfangssignal ferner Informationen umfassen, die sich auf eine Verwendung der Laufzeitlichtquelle 80 beziehen, oder Informationen, die sich auf eine Verwendungsdauer beziehen, etc. Das Empfangssignal kann z. B. unter Verwendung eines dedizierten Kanals empfangen werden, zum Beispiel einer drahtlosen oder verdrahteten Verbindung. Alternativ kann das Empfangssignal aus dem modulierten Licht hergeleitet werden, zum Beispiel durch Ausführen einer Taktwiedergewinnung oder eines ähnlichen Vorgangs an dem modulierten Licht, wie es durch einen Photodetektor detektiert wird.
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Das Modulationsreferenzsignal kann basieren auf oder gleich sein zu dem Empfangssignal (zum Beispiel dieselbe Frequenz und/oder dieselbe Modulation aufweisen). Zum Beispiel kann das Modulationsreferenzsignal basieren auf oder gleich sein zu dem Ausgangssignal des Oszillators der Laufzeitlichtquelle 80, die zum Modulieren des emittierten Lichts verwendet wird. Alternativ kann das Steuerungsmodul das Modulationsreferenzsignal basierend auf den Informationen bezogen auf die Lichtmodulation der Laufzeitlichtquelle erzeugen, die in dem Empfangssignal enthalten sind. Zum Beispiel kann das Empfangssignal Informationen über die Frequenz der Lichtmodulation aufweisen und das Steuerungsmodul steuert ein Oszillatormodul so, dass das Oszillatormodul ein Oszillatorausgangssignal ausgibt (das das Modulation-Referenzsignal repräsentiert), das die Frequenz der Lichtmodulation aufweist.
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Die Vorrichtung 10 kann ein Bilderzeugungsgerät oder ein Gerät aufweisen oder sein, das verwendet werden kann, um Distanzinformationen zu bestimmen, die sich auf ein Objekt beziehen. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 10 ein Laufzeitsystem (TOF-System) sein. Es kann erwünscht sein, Distanzinformationen zu bestimmen, die sich auf ein Objekt beziehen. Das Objekt kann z. B. eine Hand oder ein Finger einer Person oder ein Gegenstand oder eine Szene sein, die fotografiert werden soll. Zum Beispiel kann das Objekt dreidimensional sein (3D), zum Beispiel kann das Objekt eine Höhe, Breite und Tiefe aufweisen. In dem Fall, in dem die Vorrichtung 10 ein Bilderzeugungsbauelement ist, zum Beispiel eine Laufzeitkamera, kann die Vorrichtung 10 verwendet werden, um ein dreidimensionales Bild des Objekts zu erzeugen.
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Die Laufzeitsensorschaltung 50 kann zumindest ein Pixelelement umfassen, zum Beispiel einen Photomischdetektor (PMD; photonic mixing device) oder zumindest Teil einer Bildsensorschaltung sein und kann z. B. ein Pixelsensorarray umfassen, zum Beispiel ein Array aus Pixelelementen. Jedes Pixelelement des Pixelarrays kann ausgebildet sein, um reflektiertes, moduliertes Licht zu empfangen, das z. B. durch die Laufzeitlichtquelle 80 emittiert und durch ein Objekt reflektiert werden kann.
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Die Operation der Laufzeitsensorschaltung 50 kann gesteuert werden durch das Modulationsreferenzsignal. Zum Beispiel kann das Modulationsreferenzsignal ein Vorspannungssignal sein, das an die Pixelelemente der Sensorschaltung zum Ein- oder Aus-Schalten der Pixelelemente (zum Beispiel oder der Photogate(s)) der Sensorschaltung angelegt wird. Zum Beispiel kann das Modulationsreferenzsignal alternierend jedes der Photogates des PMD bei einer Vorspannungsfrequenz vorspannen oder umschalten, basierend auf oder gleich zu einem Mehrfachen der Frequenz des Modulationsreferenzsignals. Das Modulationsreferenzsignal kann daher die Operation der Laufzeitsensorschaltung 50 und die Erzeugung eines Sensorsignals steuern, das durch ein Pixelelement erzeugt wird, ansprechend auf das eingehende reflektierte modulierte Licht, das durch das Pixelelement empfangen wird. Das Sensorsignal kann eine Spannung oder einen Strom proportional zu einer Anzahl von fotogenerierten Ladungsträgern umfassen, die an einem Pixelelement erzeugt werden, wenn das Modulationsreferenzsignal z. B. an ein oder mehrere Photogates des Pixelelements angelegt wird.
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Die Laufzeitsensorschaltung, ein Verarbeitungsmodul oder das Steuerungsmodul 12 kann ausgebildet sein, um eine Distanzinformation zu erzeugen, die sich auf einen oder mehrere Punkte (zum Beispiel nur einen Punkt, eine Linie aus Punkten oder Array aus Punkten) eines Objekts bezieht, basierend auf dem Sensorsignal, das durch die Laufzeitsensorschaltung 50 empfangen wird, durch Bestimmen einer Phasenverzögerung zwischen dem Modulationsreferenzsignal und dem eingehenden, reflektierten modulierten Licht. Durch Bestimmen der Distanzinformationen kann ein dreidimensionales Bild des Objekts erzeugt werden. Bei einigen Implementierungen kann zumindest ein Teil des Steuerungsmoduls 12 innerhalb des Pixelbild-Arrays implementiert sein, zum Beispiel innerhalb des Pixel-Sensor-Arrays.
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Die Vorrichtung 10 kann zum Beispiel ferner die Laufzeit-Sensor-Schaltung 50 umfassen, die ausgebildet ist, um die Distanzinformationen basierend auf dem Modulationsreferenzsignal und dem reflektierten, modulierten Licht bereitzustellen, das durch die Laufzeitlichtquelle 80 emittiert und durch ein Objekt reflektiert wird. Durch Integration auf demselben Hardwarebauelement oder Halbleiterchip kann eine Kommunikation mit der Laufzeitsensorschaltung vereinfacht werden und Raumanforderungen können reduziert werden.
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Die Verwendung eines Anfragesignals, um das Modulationsreferenzsignal von einer externen Quelle zu erhalten, zum Beispiel einer Lichtquelle, die als Infrastruktur in Gebäuden implementiert ist, oder einer Lichtquelle, die in anderen mobilen Geräten mit größerer Batteriekapazität implementiert ist, wie zum Beispiel einem Laptop, ermöglicht, dass die Laufzeitsensorschaltung 50 in einem Gerät implementiert wird und als eine 3D-Kamera funktioniert, obwohl das Gerät, in dem die Laufzeitsensorschaltung 50 implementiert ist, nicht in der Lage ist, das Modulationsreferenzsignal und das modulierte Licht zu erzeugen. Dies ermöglicht, dass die Laufzeitsensorschaltung ohne Lichtquelle und Modulationsreferenzschaltung zum Beispiel in Mobiltelefonen implementiert wird, wo Energieeinsparungs- und Kosteneinsparungs-Betrachtungen wichtig sind.
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Zusätzlich dazu kann das Steuerungsmodul 12 ausgebildet sein, um eine Übertragung eines Authentifizierungssignals zu steuern, das Informationen umfasst, die auf eine Authentifizierung bezogen sind. Die auf eine Authentifizierung bezogenen Informationen können verwendet werden, um zu bestimmen, ob das Gerät, das die Vorrichtung enthält, autorisiert ist, die Ressource zu verwenden, einen Benutzer zu identifizieren und/oder eine Verwendung zu protokollieren, was zu einer verbesserten Verwendung von gemeinschaftlich verwendeten Laufzeitlichtquellen führen kann. Bei Ausführungsbeispielen können die Informationen, die sich auf eine Authentifizierung beziehen, zum Beispiel auf einem Authentifizierungs-Token, einen Zugriffsschlüssel oder einer Identitätserfassung basieren.
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Optional kann das Steuerungsmodul 12 zusätzlich oder alternativ ferner ausgebildet sein, um die Übertragung eines Anfragesignals basierend auf Informationen zu steuern, die sich zumindest auf eines beziehen aus einer lokalen Nähe und einer Verfügbarkeit der Laufzeitlichtquelle 80. Eine Such- und Paarungs-Funktion kann verwendet werden, um Laufzeitlichtquellen zu detektieren. Das Steuerungsmodul 12 kann zum Beispiel ausgebildet sein, um eine kontinuierliche Suche nach verfügbaren Lichtquellen in der Nähe auszulösen und diese zu detektieren, die Informationen bezogen auf die Lichtmodulation anzufragen, das Gerät oder den Gerätebenutzer zu authentifizieren und/oder die Bestimmung von Distanzinformationen basierend auf der Lichtmodulation zu ermöglichen, was eine nahtlose Verwendung des modulierten Lichts ermöglichen kann. Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 12 optional einen Übergabevorgang zwischen unterschiedlichen Laufzeitlichtquellen ausführen, sodass die Laufzeit-Sensorschaltung eine unterschiedliche Laufzeitlichtquelle verwenden kann, zum Beispiel wenn sich die Bedingungen ändern und die unterschiedliche Laufzeitlichtquelle vorteilhafte Signaleigenschaften bieten kann.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen kann das Anfragesignal zum Beispiel Informationen umfassen, die sich auf eine Anfrage nach Informationen beziehen, die sich auf eine erste Lichtmodulation aus einer ersten Laufzeitlichtquelle beziehen, und Informationen umfassen, die sich auf eine zweite Lichtmodulation aus einer zweiten Laufzeitlichtquelle beziehen. Das Steuerungsmodul 12 kann ferner ausgebildet sein, um eine Adaption der Phase der ersten Lichtmodulation oder der zweiten Lichtmodulation zu steuern, basierend auf der Anfrage nach Informationen, die sich auf die erste Lichtmodulation aus der ersten Laufzeitlichtquelle beziehen, und nach Informationen, die sich auf die zweite Lichtmodulation aus einer zweiten Laufzeitlichtquelle beziehen. Das Modulationsreferenzsignal für die Laufzeitsensorschaltung 50 kann auf der ersten und zweiten Lichtmodulation basieren. Ein Adaptieren der Phase der ersten oder zweiten Lichtmodulation kann die erste und zweite Lichtmodulation in eine feste Beziehung bringen, was eine gleichzeitige Verwendung des modulierten Lichts aus beiden Laufzeitlichtquellen ermöglichen kann.
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Das Verwenden von moduliertem Licht aus zwei Lichtquellen kann die Präzision und Auflösung der Distanzinformationen verbessern. Ein Bild einer Region eines Objekts kann basierend auf ersten Sensor-Pixel-Bilddaten und den zweiten Sensor-Pixel-Bilddaten produziert werden. Dies kann zum Beispiel zu Distanzinformationen einer Region des Objekts mit einer verbesserten Auflösung oder detaillierten Informationen führen. Ferner kann zum Beispiel eine Mehrwegausbreitung von Licht, das von der ersten oder zweiten Laufzeitlichtquelle übertragen wird, eliminiert oder reduziert werden, basierend auf einem Vergleich der ersten und zweiten Sensor-Pixel-Bilddaten aus Lichtemittern mit unterschiedlichen räumlichem Versätzen.
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Die erste und zweite Laufzeitlichtquelle können zum Beispiel an unterschiedlichen äquidistanten Positionen relativ zu der Laufzeit-Sensorschaltung angeordnet sein oder symmetrisch im Hinblick auf zumindest eine Symmetrieachse der Laufzeitsensorschaltung. Zum Beispiel kann die erste Laufzeitlichtquelle ausgebildet sein, um Licht während eines ersten Zeitintervalls zu emittieren und die zweite Laufzeitlichtquelle kann ausgebildet sein, um Licht während eines zweiten Lichtintervalls zu emittieren. Die erste und zweite Laufzeitlichtquelle können zum Beispiel ausgebildet sein, um gleichzeitig unterschiedlich polarisiertes Licht zu emittieren.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen kann das Steuerungsmodul 12 ausgebildet sein, um das Modulationsreferenzsignal basierend auf einem von zumindest zwei Empfangssignalen bereitzustellen, die durch das Empfängermodul 16 von zumindest zwei unterschiedlichen verfügbaren Laufzeitlichtquellen empfangen werden. Das Verwenden von einem von zumindest zwei verfügbaren Empfangssignalen kann dem Steuerungsmodul 12 ermöglichen, eine Lichtmodulation mit vorteilhaften Eigenschaften zu verwenden.
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Zum Beispiel kann das Steuerungsmodul 12 ferner ausgebildet sein, um das eine Empfangssignal der zumindest zwei Empfangssignale basierend auf einem Grad der Verwendbarkeit auszuwählen. Der Grad der Verwendbarkeit für die zumindest zwei verfügbaren Laufzeitlichtquellen kann zum Beispiel auf zumindest einem aus dem modulierten Licht, das durch eine der zumindest zwei verfügbaren Laufzeitlichtquellen emittiert wird, und einem der zumindest zwei Empfangssignale für die zumindest zwei verfügbaren Laufzeitlichtquellen basieren. Der Grad der Verwendbarkeit kann ein Kriterium zum Bestimmen des zu verwendenden Empfangssignals bereitstellen, basierend auf einer Messung von Eigenschaften des emittierten Lichts der zumindest zwei verfügbaren Lichtquellen. Das Steuerungsmodul kann zum Beispiel ausgebildet sein, um den Grad der Verwendbarkeit durch Messen der Intensität, Abdeckung, Mehrwegausbreitung etc. des modulierten Lichts und des reflektierten modulierten Lichts zu bestimmen.
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Optional kann das Empfängermodul 16 zum Beispiel ausgebildet sein, um moduliertes Licht aus der Laufzeitlichtquelle 80 zu empfangen und ein Detektionssignal mit einer Frequenz bereitzustellen, die von einer Modulationsfrequenz des modulierten Lichts abhängt. Das Steuerungsmodul 12 kann ausgebildet sein, um das modulierte Referenzsignal basierend auf dem Detektionsignal zu erzeugen (das zum Beispiel das Empfangssignal repräsentiert). Das Erzeugen des modulierten Referenzsignals aus dem modulierten Licht kann z. B. den Bedarf nach einer dedizierten verdrahteten oder drahtlosen Übertragung der Informationen beseitigen, die sich auf die Lichtmodulation beziehen.
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Zum Beispiel kann das Empfängermodul 16 einen Photodetektor umfassen, der ausgebildet ist, um moduliertes Licht zu detektieren. Der Photodetektor kann ferner ein Detektionssignal bereitstellen, das eine Spannung oder einen Strom proportional zu einer Intensität des modulierten Lichts umfasst, das durch das Empfängermodul 16 empfangen wird. Auf diese Weise kann das Empfängermodul 16 ausgebildet sein, um das Detektionssignal basierend auf dem empfangenen, modulierten Licht bereitzustellen und/oder zu erzeugen. Das Detektionssignal kann eine Frequenz aufweisen, die basieren kann auf oder abhängen kann von der Frequenz der Lichtmodulation des modulierten Lichts. Zum Beispiel kann die Frequenz des Detektionssignals im Wesentlichen gleich zu oder ein Mehrfaches sein der Frequenz der Lichtmodulation des modulierten Lichts.
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Das Steuerungsmodul 12, das Sendemodul 14, das Empfängermodul und/oder die Laufzeitsensorschaltung können unabhängige Hardwareeinheiten sein oder Teil eines Basisbandprozesses, eines digitalen Signalprozessors, eines Senders, eines Sendeempfängers oder einer Mikrosteuerung oder ein Computerprogramm oder ein Softwareprodukt zum Laufen auf einem Basisbandprozessor, einem digitalen Signalprozessor oder einer Mikrosteuerung.
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Weitere Details und Aspekte der Vorrichtung 10 werden in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren der vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Beispiele erwähnt. Die Vorrichtung 10 kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder einem oder mehreren der vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Beispiele entsprechen.
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2 zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 10, umfassend das Steuerungsmodul 12 und eine optionale interne Laufzeitlichtquelle 20. 2 zeigt ferner das Sendemodul 14, das Empfängermodul 16, eine Laufzeitsensorschaltung 50 und eine Laufzeitlichtquelle 80. Das Steuerungsmodul 12 ist mit dem Sendemodul 14, dem Empfängermodul 16, der internen Laufzeitlichtquelle 20 und der Laufzeitsensorschaltung 50 gekoppelt.
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Die Vorrichtung kann ferner die interne Laufzeitlichtquelle 20 umfassen, die moduliertes Licht basierend auf einem internen Modulationssignal emittiert (zum Beispiel erzeugt durch ein internes Oszillatormodul). Das Steuerungsmodul 12 kann ferner ausgebildet sein, um eine Adaption der Phase des Empfangssignals der Laufzeitlichtquelle 80 oder des internen Modulationssignals zu steuern. Das Modulationreferenzsignal für die Laufzeitsensorschaltung 50 kann auf dem Empfangssignal der Laufzeitlichtquelle 80 und dem internen Modulationssignal basieren. Das Adaptieren der Phase des Empfangssignals oder des internen Modulationssignals kann die Modulation basierend auf dem empfangenen Signal und dem internen Modulationssignal in eine feste Beziehung bringen, was eine gleichzeitige Verwendung des modulierten Lichts von beiden Laufzeitlichtquellen ermöglichen kann.
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Das Verwenden von moduliertem Licht aus zwei Lichtquellen kann die Präzision und Auflösung der Distanzinformationen verbessern. Ein Bild einer Region eines Objekts kann produziert werden basierend auf ersten Sensor-Pixel-Bilddaten und den zweiten Sensor-Pixel-Bilddaten. Dies kann z. B. zu Distanzinformationen einer Region des Objekts mit einer verbesserten Auflösung und detaillierteren Informationen führen. Ferner kann zum Beispiel eine Mehrwegausbreitung des Lichts, das von der ersten oder zweiten Laufzeitlichtquelle übertragen wird, eliminiert oder reduziert werden, basierend auf einem Vergleich der ersten und zweiten Sensor-Pixel-Bilddaten aus Lichtemittern mit unterschiedlichem räumlichen Versätzen.
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Die interne Laufzeitlichtquelle 20 und die Laufzeitlichtquelle 80 können zum Beispiel symmetrisch im Hinblick auf zumindest eine Symmetrieachse der Laufzeitsensorschaltung angeordnet sein. Z. B. kann die interne Laufzeitlichtquelle 20 ausgebildet sein, um Licht während eines ersten Zeitintervalls zu emittieren, und die Laufzeitlichtquelle 80 kann ausgebildet sein, um Licht während eines zweiten Zeitintervalls zu emittieren. Die interne Laufzeitlichtquelle 20 und die Laufzeitlichtquelle 80 können zum Beispiel ausgebildet sein, um gleichzeitig unterschiedlich polarisiertes Licht zu emittieren.
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Weitere Details und Aspekte der Vorrichtung werden in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren der vorangehend beschriebenen Beispiele erwähnt (z. B. 1). Die Vorrichtung 10 kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder einem oder mehreren der vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Beispiele entsprechen.
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3 zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines mobilen Geräts 100, umfassend eine Vorrichtung 10 zum Bestimmen von Distanzinformationen. Die Vorrichtung 10 kann in dem mobilen Gerät 100 implementiert sein. Das mobile Gerät 100 kann zum Beispiel einem Smartphone, einem Mobiltelefon, einer Benutzereinrichtung, einem Handy, einer mobilen Station, einem Laptop, einem Notebook, einem Personalcomputer, einen persönlichen digitalen Assistenten (PDA; Personal Digital Assistant), einem Spielgerät oder einem Fahrzeug entsprechen.
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Ein Verwenden der Vorrichtung 10 in dem mobilen Gerät 100 kann zum Beispiel ermöglichen, dass das mobile Gerät 100 eine externe Laufzeitlichtquelle verwendet, die den Bedarf nach einer internen Lichtquelle beseitigen kann, was zu einem niedrigeren Leistungsverbrauch führen kann.
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Die Vorrichtung 10 kann entsprechend der Vorrichtung implementiert sein, die in Verbindung mit 1 oder anderen der vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Beispiele beschrieben ist.
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Zum Beispiel kann das mobile Gerät ohne eine Laufzeitlichtquelle implementiert sein. Dies kann zu einem verringerten Stromverbrauch führen und/oder kann weniger Raum erfordern und/oder die Kosten für das mobile Gerät reduzieren.
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Das Steuerungsmodul 12 kann zum Beispiel ferner ausgebildet sein, um einen Prozess innerhalb eines mobilen Geräts 100 basierend auf einer Bewegung eines Objekts auszulösen, die basierend auf den bestimmten Distanzinformationen detektiert wird. Die Bewegung eines Objekts kann einem Finger, einer Hand, einem Arm, einem Kopf oder Körpergesten oder einem Zeiger entsprechen, der durch einen Benutzer bewegt wird, was vordefiniert sein kann, und was spezifischen Auslöseimpulsen (Trigger) von Prozessen zugeordnet sein kann. Gesten können zum Beispiel verwendet werden, um eine Anwendungssoftware zu starten, Wiedergabe von Medien zu steuern, auf einer virtuellen Tastatur zu schreiben oder einen Zeigeindikator auf einer Benutzerschnittstelle zu bewegen.
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Weitere Details und Aspekte des mobilen Geräts 100 und der Vorrichtung 10 werden in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren der vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Beispiele erwähnt (zum Beispiel 1 oder 2). Das mobile Gerät 100 und die Vorrichtung 10 können ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder einem oder mehreren der vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Beispiele entsprechen.
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4 zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Laufzeitlichtquelle, umfassend eine Laufzeitlichtquellenschaltung 202 und ein Steuerungsmodul 204. Das Steuerungsmodul 204 ist mit der Laufzeitlichtquellenschaltung gekoppelt.
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Die Laufzeitlichtquellenschaltung 202 ist ausgebildet, um moduliertes Licht zu emittieren. Das Steuerungsmodul 204 ist ausgebildet, um eine Übertragung eines Modulationssignals, das Informationen umfasst, die sich auf eine Modulation des modulierten Lichts beziehen, das durch die Laufzeitlichtquellenschaltung 202 emittiert wird, an zumindest zwei Geräte zu steuern, die eine Laufzeitsensorschaltung umfassen.
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Das Bereitstellen von Informationen, die sich auf eine Modulation des modulierten Lichts beziehen, an zumindest zwei Geräte, die eine Laufzeitsensorschaltung umfassen, kann die Verwendung einer Laufzeitlichtquelle als eine gemeinschaftlich verwendete Ressource ermöglichen. Die gemeinschaftlich verwendete Ressource kann einer Laufzeitlichtquelle entsprechen, die lokal zum Beispiel innerhalb eines Büros oder Zuhause verwendet wird und gemeinschaftlich zwischen einer Mehrzahl von Benutzern verwendet wird. Sie kann auch einer öffentlichen Laufzeitlichtquelle entsprechen, die zum Beispiel umsonst an einem dedizierten Ort verwendet werden kann, so wie zum Beispiel einem Café, oder für eine Flatrate oder basierend auf einem Pay-per-Use-Modell verwendet werden kann, das durch einen Dienstanbieter für Laufzeitlichtquellen bereitgestellt wird. Die in 1 gezeigte Laufzeitlichtquelle kann ähnlich zu der Laufzeitlichtquelle 200 implementiert sein.
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Die Laufzeitlichtquellenschaltung 202 kann eine Infrarotlicht emittierende Schaltung oder eine sichtbares Licht emittierende Schaltung umfassen, und das modulierte Licht kann zum Beispiel Infrarotlicht oder sichtbares Licht sein. Die emittierende Schaltung kann eine oder mehrere Infrarotlicht emittierende Dioden oder eine oder mehrere sichtbares Licht emittierende Dioden umfassen. Die lichtemittierende Diode kann das modulierte Licht mit der Lichtmodulation emittieren, die durch ein Oszillatorausgangssignal eines Oszillators gesteuert wird. Zum Beispiel umfasst das modulierte Licht dieselbe Frequenz oder dieselbe Modulation wie das Oszillatorausgangssignal.
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Das Modulationssignal kann einem Signal entsprechen, das auf der Lichtmodulation (die zum Beispiel dieselbe Frequenz oder Modulation aufweist) der Laufzeitlichtquelle 200 basiert und kann dem Oszillatorausgangssignal entsprechen oder kann Informationen umfassen, die sich auf die Lichtmodulation der Laufzeitlichtquelle 200 beziehen. Zum Beispiel kann das Modulationssignal auf dem Ausgangssignal des Oszillators basieren. Die Informationen, die sich auf die Modulation beziehen, können Informationen sein, die sich auf eine Frequenz und/oder Wellenlänge der Lichtmodulation beziehen. Das Modulationssignal kann ferner Informationen umfassen, die sich auf eine Verwendung der Laufzeitlichtquelle 200 beziehen, Informationen, die sich auf eine Phase des modulierten Lichts beziehen, Informationen, die sich auf eine Verwendungsdauer beziehen oder Informationen, die sich auf eine Polarisierung des modulierten Lichts beziehen, etc.
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Die Laufzeitlichtquellenschaltung 202 kann zum Beispiel an einer festen Position einer Infrastruktur oder einer Nicht-Handhaltestruktur angeordnet sein. Die Infrastruktur kann zum Beispiel ferner eine Dockingstation für ein mobiles Gerät umfassen, das eine Laufzeit-Sensorschaltung umfasst, die die Laufzeitsensorschaltung in eine feste Distanz zu der Laufzeitlichtquelle setzt. Zum Beispiel kann die Infrastruktur einem öffentlichen Transportfahrzeug oder einer Station, einem Café, einem Flugzeug etc. entsprechen. Wenn eine Laufzeitlichtquelle 200 Teil einer Infrastruktur ist, kann dies den Leistungsverbrauch der Geräte reduzieren, die die Laufzeitlichtquelle verwenden, im Vergleich zur Verwendung einer internen Laufzeitlichtquelle. Ferner kann ein Gerät mit einer festen Distanz zu der Laufzeitlichtquelle bereitgestellt werden, wenn das Gerät an eine Andockstation angebracht ist, sodass das Modulationssignal zum Beispiel eine Lichtmodulation aufweisen kann, eingestellt durch eine Phasendifferenz, die verursacht wird durch die feste Distanz, sodass eine Bestimmung einer absoluten Distanz eines Objekts zu dem Gerät ermöglicht werden kann.
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Optional kann das Steuerungsmodul 204 ausgebildet sein, um die Übertragung des Modulationssignals ferner basierend auf Informationen zu steuern, die sich auf eine Authentifizierung für zumindest eines der zumindest zwei Geräte beziehen, die Laufzeitsensorschaltungen umfassen. Die Informationen, die sich auf eine Authentifizierung beziehen, können zum Bestimmen verwendet werden, ob das Gerät autorisiert ist, die Ressource zu verwenden, einen Benutzer zu identifizieren und/oder eine Verwendung zu protokollieren, was z. B. zu einer verbesserten Verwendung der Laufzeitlichtquelle führen kann. Die Informationen, die sich auf eine Authentifizierung beziehen, können zum Beispiel auf einen Authentifizierungstoken, einem Zugriffsschlüssel oder einer Identitätserkennung basieren.
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Die Laufzeitlichtquelle 200 von Anspruch 13 kann zum Beispiel ferner ein Zeitgebermodul 206 umfassen, das ausgebildet ist, um ein Verwendungszeitsteuerungssignal bereitzustellen, dass Informationen bezogen auf einen Umfang der Verwendung der Laufzeitlichtquelle 200 umfasst. Das Steuerungsmodul 204 kann ausgebildet sein, um zumindest eines zu steuern aus der Übertragung des Modulationssignals, der Aktivierung der Laufzeitlichtquelle und der Deaktivierung der Laufzeitlichtquelle, basierend auf den Informationen, die sich auf den Umfang der Verwendung der Laufzeitlichtquelle 200 beziehen. Das Zeitmodul 206 kann zum Beispiel die Verwendung der Laufzeitlichtquelle für eine feste Zeitperiode basierend auf einem Kredit- oder Token-System ermöglichen oder kann zum Protokollieren und Abrechnen der Verwendung für ein Gerät verwendet werden. Das Zeitsteuerungssignal kann zum Beispiel Informationen bezogen auf eine Aktivierung der Laufzeitlichtquelle, Informationen bezogen auf eine Deaktivierung der Laufzeitlichtquelle, Informationen bezogen auf eine Verwendungsdauer, Informationen bezogen auf eine verbleibende Dauer für ein vordefiniertes Intervall, Informationen bezogen auf einen verbleibenden Zeitkontoausgleich, Informationen bezogen auf Verwendungszeitstempel etc. umfassen.
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Das Steuerungsmodul 204 kann zum Beispiel ausgebildet sein, um die Übertragung des Modulationssignals an die zumindest zwei Geräte zu steuern, die eine Laufzeitsensorschaltung umfassen, ebenfalls basierend auf Informationen, die sich auf zumindest eines aus einer lokalen Nähe und einer Verfügbarkeit von zumindest einem der zumindest zwei Geräte beziehen, die eine Laufzeitsensorschaltung aufweisen. Eine Such- und Paarungs-Funktion kann verwendet werden, um Geräte zu detektieren, die eine Laufzeitsensorschaltung aufweisen. Das Steuerungsmodul 204 kann zum Beispiel ausgebildet sein, um kontinuierlich nach verfügbaren Geräten zu suchen und diese zu detektieren, die eine Laufzeitsensorschaltung in der Nähe aufweisen, die Informationen bezogen auf die Lichtmodulation bereitzustellen und das Gerät oder den Gerätebenutzer zu authentifizieren. Eine solche Funktion kann eine nahtlose und konfigurationsfreie Verwendung der Laufzeitlichtquelle ermöglichen.
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Das Steuerungsmodul 204 kann zum Beispiel ausgebildet sein, um eine gleichzeitige Übertragung des Modulationsignals zu den zumindest zwei Geräten zu steuern, die eine Laufzeitsensorschaltung umfassen. Die gleichzeitige Übertragung kann zum Beispiel zur selben Zeit starten und enden oder kann Start- und End-Punkte aufweisen, die sich zwischen den Geräten unterscheiden. Eine solche gleichzeitige Verwendung kann die Verfügbarkeit von Lichtquellen steigern, da eine beliebige Anzahl von Geräten die Ressource gleichzeitig verwenden kann.
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Das Steuerungsmodul 204 und das optionale Zeitgebermodul 206 können unabhängige Hardwareeinheiten oder Teil eines Basisbandprozessors, eines digitalen Signalprozessors, eines Senders, eines Sendeempfängers oder einer Mikrosteuerung sein oder ein Computerprogramm oder ein Softwareprodukt, das auf einem Basisbandprozessor, einem digitalen Signalprozessor oder einer Mikrosteuerung laufen soll. Das Steuerungsmodul 204 und das optionale Zeitgebermodul 206 können unabhängig voneinander implementiert sein oder können zumindest teilweise miteinander realisiert sein.
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Weitere Details und Aspekte der Laufzeitlichtquelle 200 werden in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren der vorangehend beschriebenen Beispiele erwähnt (zum Beispiel 1 bis 3). Die Laufzeitlichtquelle 200 kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder einem oder mehreren der vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Beispiele entsprechen.
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5 zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Dockingstation 300 für ein mobiles Gerät 110, das eine Ausgangsschnittstelle 302 aufweist.
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Die Ausgangsschnittstelle 302 ist ausgebildet, um ein Modulationsreferenzsignal 303 für ein mobiles Gerät 110 bereitzustellen, das mit der Dockingstation verbunden ist. Das Modulationsreferenzsignal basiert auf einer Lichtmodulation eines modulierten Lichts, das durch eine Laufzeitlichtquelle in der Nähe der Dockingstation emittiert wird.
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Die Dockingstation 300 kann zum Beispiel mobilen Geräten ermöglichen, die Laufzeitlichtquelle in der Nähe der Dockingstation zu verwenden, was den Leistungsverbrauch des mobilen Geräts verringern kann, das eine Laufzeitsensorschaltung umfasst, oder Geräten, die eine Laufzeitsensorschaltung ohne eine interne Laufzeitlichtquelle aufweisen, ermöglichen kann, Distanzinformationen basierend auf dem Modulationsreferenzsignal und der Lichtquelle in der Nähe zu bestimmen.
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Die Ausgangsschnittstelle 302 kann zum Beispiel einer verdrahteten oder drahtlosen Schnittstelle zwischen den Dockingstation 300 und dem mobilen Gerät 100 entsprechen. Die Ausgangsschnittstelle 302 kann zum Beispiel unter Verwendung von Standardschnittstellen implementiert sein, wie zum Beispiel durch einen universellen, seriellen Bus (USB; Universal Serial Bus), Thunderbolt etc. oder Standardprotokolle, wie zum Beispiel LAN, WLAN, Bluetooth etc., oder unter Verwendung eines anwendungsspezifischen, verdrahteten oder drahtlosen Protokolls. Die Ausgangsschnittstelle 302 kann zum Beispiel das mobile Gerät auch mit einer Leistungsversorgung versehen.
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Optional kann die Dockingstation 300 ferner in einer festen Position relativ zu der Laufzeitlichtquelle sein und eine feste Distanz zu der Laufzeitlichtquelle aufweisen, zum Beispiel als Teil einer Infrastruktur. Das Modulationsreferenzsignal 303 kann drahtlos oder drahtgebunden von der Laufzeitlichtquelle übertragen werden oder kann aus einem separaten Modul kommen, das sowohl die Dockingstation als auch die Laufzeitlichtquelle mit dem Modulationsreferenzsignal oder Informationen bezogen auf das Modulationsreferenzsignal versorgt. Das mobile Gerät 110 kann ähnlich zu dem mobilen Gerät in 3 implementiert sein.
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Die Ausgangsschnittstelle 302 kann zum Beispiel ferner ausgebildet sein, um ein mobiles Gerät 110 zu detektieren, das eine Laufzeitsensorschaltung aufweist, die mit der Ausgangsschnittstelle 302 verbunden ist. Ein Steuerungsmodul 304 kann ausgebildet sein, um eine Übertragung eines Anfragesignals durch ein Sendemodul 306 basierend auf einer Detektion des Geräts 110 zu steuern. Das Anfragesignal kann Informationen umfassen, die sich auf eine Anfrage nach Informationen beziehen, die sich auf eine Lichtmodulation eines modulierten Lichts beziehen, das durch eine Laufzeitlichtquelle emittiert wird. Das Anfragesignal, die Informationen, die sich auf die Lichtmodulation beziehen, das Steuerungsmodul 304 und das Sendemodul 306 können dem Anfragesignal, dem Steuerungsmodul 12 und dem Sendemodul 14 entsprechen, wie oben erwähnt wurde (zum Beispiel 1). Das Modulationsreferenzsignal kann auf einem Empfangssignal basieren, das dem empfangenen Signal entsprechen kann, wie oben beschrieben wurde, das nach der Anfrage nach Informationen bezogen auf die Lichtmodulation empfangen wird.
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Weitere Details und Aspekte der Dockingstation 300 werden in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren der vorangehend beschriebenen Beispiele erwähnt (zum Beispiel 1 bis 4). Die Dockingstation 300 kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder einem oder mehreren der vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Beispiele entsprechen.
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Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf gemeinschaftlich verwendete TOF-Lichtquellen. TOF-Sensoren können 3D-Bilderzeugungsanwendungen erlauben, wie zum Beispiel eine Gesten-Steuerung. Zum Beispiel wird eine aktive Lichtquelle verwendet, die durch ein Modulationssignal moduliert wird.
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Der Leistungsverbrauch von Kameras sowie die Kosten würden erhöht werden, wenn eine volle TOF-Kamera (Bilderzeuger plus Lichtquelle) in einem kleinen und kostengünstigen Handhaltegerät, wie zum Beispiel in Handhalte-Mobiltelefonen, installiert wird.
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Gemäß einem Aspekt können Handhaltegeräte eine Laufzeit-Sensorschaltung ohne eine interne Laufzeitlichtquelle aufweisen und eine oder mehrere Laufzeitlichtquellen verwenden oder gemeinschaftlich verwenden, die in der Umgebung installiert sind und mit einer Leistungsversorgung oder einem großen Leistungsreservoir verbunden sind (zum Beispiel einer Hochkapazitätsbatterie). Die Kosten zum Implementieren einer Laufzeitsensorschaltung ohne eine interne Laufzeitlichtquelle können wesentlich niedriger sein und der Energieverbrauch für das Handhaltegerät kann niedriger sein, wenn das Laufzeitsystem verwendet wird.
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Um das Modulationssignal von der Laufzeitlichtquelle zu übertragen, kann zum Beispiel eine verdrahtete oder drahtlose Verbindung verwendet werden. Eine Such- und Paarungs-Funktion kann installiert sein, die dem Handhaltegerät sowie der Lichtquelle ermöglichen kann, miteinander zu kommunizieren und einander zu detektieren. Ferner können Identifikations- oder Authentifizierungs-Codes verwendet werden, um eine öffentliche Laufzeitlichtquelle zu verwenden. Hotspots von Laufzeitlichtquellen können in Cafés oder anderen öffentlichen Orten erzeugt werden. In Zügen und Flugzeugen können Sitze oder Gänge mit einer öffentlichen Laufzeitlichtquelle ausgestattet sein, die mit einem Identifikationscode aktiviert werden kann, der dem mobilen Gerät des Benutzers nach einem Zahlungsvorgang bereitgestellt wird. Ferner kann ein Sitz eine Dockingstation aufweisen, die ein Befestigen des Mobiltelefons und eine elektrische Verbindung mit der öffentlichen Laufzeitlichtquelle ermöglichen kann.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen kann ein Benutzer eine volle Laufzeitkamera aufweisen, die eine Laufzeit-Sensorschaltung und eine Laufzeitlichtquelle aufweist, zum Beispiel in einem Fernsehgerät oder einem Laptop. Der Benutzer kann auch eine Dockingstation für das Smartphone haben, die zum Laden des Smartphones verwendet werden kann und eine feste Installation aufweist. Die Befestigungsstation kann mit der Laufzeitlichtquelle über ein Kabel oder drahtlos verbunden sein, um das Modulationssignal an das Smartphone zu übertragen. Sobald sie installiert ist, kann der Benutzer eine Anwendung starten, die eine Übertragung einer Verwendungsanfrage an die Laufzeitlichtquelle startet. Wenn die Laufzeitlichtquelle abgeschaltet ist, kann die Laufzeitlichtquelle nach dem Empfang der Anfrage einschalten. Die Laufzeitlichtquelle kann das Übertragen des Modulationssignals zu der Befestigungsstation und von dort zu dem Smartphone starten. Die Laufzeitlichtquelle kann gleichzeitig das Übertragen des modulierten Lichts starten. Der Benutzer kann auch die Laufzeitlichtquelle ohne eine Dockingstation verwenden. Eine Verbindung kann mit der installierten Laufzeitlichtquelle zum Beispiel durch ein Kabel oder eine drahtlose Verbindung zwischen dem Handhaltegerät und der Laufzeitlichtquelle eingerichtet werden. Wenn das mobile Gerät eine Lichtquelle aufweist, kann der Laufzeitsensor trotzdem die installierte, externe Laufzeitlichtquelle verwenden, entweder zusätzlich, sodass die effektive Auflösung des Laufzeitsensors kann durch Verwenden beider Laufzeitlichtquellen erhöht werden, oder nur um Energie für das mobile Gerät zu sparen.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen kann ein Benutzer einen Sitz in einem Fahrzeug haben, der mit einer öffentlichen Laufzeitlichtquelle ausgerüstet ist. Der Benutzer kann einen Identifikationscode kennen, der es ihm erlauben kann, die öffentliche Laufzeitlichtquelle zu verwenden. Ähnlich zu dem oben genannten kann der Einfachheit halber eine Dockingstation für das mobile Gerät installiert sein. Der Benutzer kann die Anwendung starten und den Identifikationscode eingeben, um die Operation der Laufzeitlichtquelle zu starten.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen kann an einem öffentlichen Ort eine Mehrzahl von Laufzeitlichtquelle an unterschiedlichen Plätzen installiert sein. Ein Benutzer kann eine Anwendung auf seinem mobilen Gerät starten, um zu detektieren, ob Laufzeitlichtquellen verfügbar sind. Die Anwendung kann ein Testprogramm starten und mit der ersten der verfügbaren Laufzeitlichtquellen kommunizieren, um die Lichtemission und eine drahtlose Übertragung des Modulationsreferenzsignals zu starten. Die Anwendung kann dann einem Grad der Verwendbarkeit für diese Laufzeitlichtquelle bestimmen. Danach kann die nächste verfügbare TOF-Lichtquelle getestet werden. Am Ende kann die Anwendung entscheiden, welche Laufzeitlichtquelle verwendet werden soll. Wenn zumindest zwei Laufzeitlichtquellen für die Anwendung akzeptabel sind, kann die App (Application; Anwendung) entscheiden, eine Anfrage zu senden, um die Phase oder Verzögerung von zumindest einer der zwei Lichtquellen derart einzustellen, dass die Auflösung des Laufzeitsensors durch Verwenden beider Lichtquellen erhöht werden kann, wie oben beschrieben wurde. Wie ebenfalls oben beschrieben wurde, kann ein spezifischer Identifikationscode erforderlich sein, der durch den Benutzer eingegeben werden muss, um die öffentliche TOF-Lichtquelle zu starten.
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Bei Ausführungsbeispielen kann eine Leihstation für Laufzeitlichtquellen existieren (zum Beispiel an einem Strand). Nach Zahlung und Sicherheitspfand kann die Lichtquelle, die mit einer Hochkapazitätsbatterie mit Leistung versorgt wird, mit einem Verwendungszeitbetrag programmiert werden und einen Benutzer ausgehändigt werden. Der Benutzer kann die Verwendung der Laufzeitlichtquelle starten wie oben beschrieben ist. Wenn die Zeitgrenze basierend auf dem Zahlbetrag ausläuft, kann die Laufzeitlichtquelle deaktiviert werden und der Benutzer kann wiederum bezahlen, um die Verwendungszeit zu verlängern. Eine solche Zeitbegrenzung kann auch bei den obigen Ausführungsbeispielen einer öffentlichen Laufzeitlichtquelle verwendet werden. Bestimmte Sicherheitsmerkmale, wie sie bei sicherheitskritischen Anwendungen verwendet werden, wie zum Beispiel Chipkarten, können in die TOF-Lichtquelle installiert werden, um die Verwendung der Laufzeitlichtquelle ohne Zahlung zu verhindern.
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Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren zum Bestimmen von Distanzinformationen. Das Verfahren umfasst das Steuern einer Übertragung eines Anfragesignals. Das Anfragesignal umfasst Informationen, die sich auf eine Anfrage nach Informationen beziehen, die sich auf eine Lichtmodulation eines modulierten Lichts beziehen, das durch eine Laufzeitlichtquelle emittiert wird. Ferner umfasst das Verfahren das Bereitstellen eines Modulationsreferenzsignals an eine Laufzeitsensorschaltung zur Bestimmung von Distanzinformationen nach der Anfrage nach Informationen, die sich auf die Lichtmodulation beziehen. Das Modulationsreferenzsignal basiert auf einem Empfangssignal, das von der Laufzeitlichtquelle empfangen wird.
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Weitere Details und Aspekte des Verfahrens zum Bestimmen von Distanzinformationen werden in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren der vorangehend beschriebenen Beispiele erwähnt (zum Beispiel 1 bis 3). Das Verfahren zum Bestimmen von Distanzinformationen kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder einem oder mehreren der vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Beispiele entsprechen.
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Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren zum Bereitstellen eines Modulationssignals. Das Verfahren umfasst das Emittieren von moduliertem Licht durch eine Laufzeitlichtquellenschaltung. Ferner umfasst das Verfahren das Steuern einer Übertragung eines Modulationssignals, das Informationen bezogen auf eine Modulation des modulierten Lichts umfasst, das durch die Laufzeitlichtquelle emittiert wird, an zumindest zwei Geräte, die eine Laufzeitsensorschaltung umfassen.
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Weitere Details und Aspekte des Verfahrens zum Bereitstellen eines Modulationssignals werden in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren der vorangehend beschriebenen Beispiele erwähnt (zum Beispiel 1 bis 4). Das Verfahren zum Bereitstellen eines Modulationssignals kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder einem oder mehreren der vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Beispiele entsprechen.
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Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren zum Bereitstellen eines Modulationsreferenzsignals. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Modulationsreferenzsignals durch eine Ausgangsschnittstelle einer Dockingstation, die mit einem mobilen Gerät verbunden ist. Das Modulationsreferenzsignal basiert auf einer Lichtmodulation eines modulierten Lichts, das durch eine Laufzeitlichtquelle in der Nähe der Dockingstation emittiert wird.
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Weitere Details und Aspekte des Verfahrens zum Bereitstellen eines Modulationsreferenzsignals werden in Verbindung mit dem vorgeschlagenen Konzept oder einem oder mehreren der vorangehend beschriebenen Beispiele erwähnt (zum Beispiel 5). Das Verfahren zum Bereitstellen eines Modulationsreferenzsignals kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale umfassen, die einem oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder einem oder mehreren der vorangehend oder nachfolgend beschriebenen Beispiele entsprechen.
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Ausführungsbeispiele können weiterhin ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Durchführen eines der obigen Verfahren bereitstellen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder Prozessor ausgeführt wird. Ein Fachmann würde leicht erkennen, dass Schritte verschiedener oben beschriebener Verfahren durch programmierte Computer durchgeführt werden können. Hierbei sollen einige Ausführungsbeispiele auch Programmspeichervorrichtungen, z. B. Digitaldatenspeichermedien abdecken, die maschinen- oder computerlesbar sind und maschinenausführbare oder computerausführbare Programme von Anweisungen codieren, wobei die Anweisungen einige oder alle der Handlungen der oben beschriebenen Verfahren durchführen. Die Programmspeichervorrichtungen können z. B. Digitalspeicher, magnetische Speichermedien wie beispielsweise Magnetplatten und Magnetbänder, Festplattenlaufwerke oder optisch lesbare Digitaldatenspeichermedien sein. Auch sollen die Ausführungsbeispiele Computer programmiert zum Durchführen der Handlungen der oben beschriebenen Verfahren oder (feld-)programmierbare Logik-Arrays((F)PLA-(Field)Programmable Logic Arrays) oder (feld-)programmierbare Gate-Arrays((F)PGA-(Field)Programmable Gate Arrays) programmiert zum Durchführen der Handlungen der oben beschriebenen Verfahren abdecken.
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Durch die Beschreibung und Zeichnungen werden nur die Grundsätze der Offenbarung dargestellt. Es versteht sich daher, dass der Fachmann verschiedene Anordnungen ableiten kann, die, obwohl sie nicht ausdrücklich hier beschrieben oder dargestellt sind, die Grundsätze der Offenbarung verkörpern und in ihrem Sinn und Rahmen enthalten sind. Weiterhin sollen alle hier aufgeführten Beispiele grundsätzlich nur Lehrzwecken dienen, um den Leser beim Verständnis der Grundsätze der Offenbarung und der durch den (die) Erfinder beigetragenen Konzepte zur Weiterentwicklung der Technik zu unterstützen, und sollen als ohne Begrenzung solcher besonders aufgeführten Beispiele und Bedingungen dienend aufgefasst werden. Weiterhin sollen alle hiesigen Aussagen über Grundsätze, Aspekte und Beispiele der Offenbarung wie auch besondere Ausführungsbeispiele derselben deren Entsprechungen umfassen.
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Als „Mittel für...” (Durchführung einer gewissen Funktion) bezeichnete Funktionsblöcke sind als Funktionsblöcke umfassend Schaltungen zu verstehen, die jeweils zum Durchführen einer gewissen Funktion eingerichtet sind. Daher kann ein „Mittel für etwas” ebenso als „Mittel eingerichtet für oder geeignet für etwas” verstanden werden. Ein Mittel ausgebildet zum Durchführen einer gewissen Funktion bedeutet daher nicht, dass ein solches Mittel notwendigerweise die Funktion durchführt (in einem gegebenen Zeitmoment).
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Funktionen verschiedener in den Figuren dargestellter Elemente einschließlich jeder als „Mittel”, „Mittel zur Bereitstellung eines Sensorsignals”, „Mittel zum Erzeugen eines Sendesignals” usw. bezeichneter Funktionsblöcke können durch die Verwendung dedizierter Hardware wie beispielsweise „eines Signalanbieters”, „einer Signalverarbeitungseinheit”, „eines Prozessors”, „einer Steuerung”, usw. wie auch als Hardware fähig der Ausführung von Software in Verbindung mit zugehöriger Software bereitgestellt werden. Weiterhin könnte jede hier als „Mittel” beschriebene Instanz als „ein oder mehrere Module”, „eine oder mehrere Vorrichtungen”, „eine oder mehrere Einheiten”, usw. implementiert sein oder diesem entsprechen. Bei Bereitstellung durch einen Prozessor können die Funktionen durch einen einzigen dedizierten Prozessor, durch einen einzelnen geteilten Prozessor oder durch eine Vielzahl einzelner Prozessoren bereitgestellt werden, von denen einige geteilt sein können. Weiterhin soll ausdrückliche Verwendung des Begriffs „Prozessor” oder „Steuerung” nicht als ausschließlich auf zur Ausführung von Software fähige Hardware bezogen ausgelegt werden, und kann implizit ohne Begrenzung Digitalsignalprozessor-(DSP-)Hardware, Netzprozessor, anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC – Application Specific Integrated Circuit), feldprogrammierbare Logikanordnung (FPGA – Field Programmable Gate Array), Nurlesespeicher (ROM – Read Only Memory) zum Speichern von Software, Direktzugriffsspeicher (RAM – Random Access Memory) und nichtflüchtige Speicherung einschließen. Auch kann sonstige Hardware, herkömmliche und/oder kundenspezifische, eingeschlossen sein.
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Der Fachmann sollte verstehen, dass alle hiesigen Blockschaltbilder konzeptmäßige Ansichten beispielhafter Schaltungen darstellen, die die Grundsätze der Offenbarung verkörpern. Auf ähnliche Weise versteht es sich, dass alle Ablaufdiagramme, Flussdiagramme, Zustandsübergangsdiagramme, Pseudocode und dergleichen verschiedene Prozesse darstellen, die im Wesentlichen in computerlesbarem Medium dargestellt und so durch einen Computer oder Prozessor ausgeführt werden, ungeachtet dessen, ob ein solcher Computer oder Prozessor ausdrücklich dargestellt ist.
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Weiterhin sind die nachfolgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wo jeder Anspruch als getrenntes Ausführungsbeispiele für sich stehen kann. Wenn jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann, ist zu beachten, dass – obwohl ein abhängiger Anspruch sich in den Ansprüchen auf eine besondere Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen beziehen kann – andere Ausführungsbeispiele auch eine Kombination des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen oder unabhängigen Anspruchs einschließen können. Diese Kombinationen werden hier vorgeschlagen, sofern nicht angegeben ist, dass eine bestimmte Kombination nicht beabsichtigt ist. Weiterhin sollen auch Merkmale eines Anspruchs für jeden anderen unabhängigen Anspruch eingeschlossen sein, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt abhängig von dem unabhängigen Anspruch gemacht ist.
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Es ist weiterhin zu beachten, dass in der Beschreibung oder in den Ansprüchen offenbarte Verfahren durch eine Vorrichtung mit Mitteln zum Durchführen jeder der jeweiligen Handlungen dieser Verfahren implementiert sein können.
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Weiterhin versteht es sich, dass die Offenbarung vielfacher, in der Beschreibung oder den Ansprüchen offenbarter Handlungen oder Funktionen möglicherweise nicht als in der bestimmten Reihenfolge befindlich ausgelegt werden. Durch die Offenbarung von vielfachen Handlungen oder Funktionen werden diese daher nicht auf eine bestimmte Reihenfolge begrenzt, es sei denn, dass diese Handlungen oder Funktionen aus technischen Gründen nicht austauschbar sind. Weiterhin kann in einigen Ausführungsbeispielen eine einzelne Handlung mehrere Teilhandlungen einschließen oder in diese aufgebrochen werden. Solche Teilhandlungen können eingeschlossen sein und Teil der Offenbarung dieser Einzelhandlung bilden, sofern sie nicht ausdrücklich ausgeschlossen sind.
