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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Halten eines Gegenstands, insbesondere eines Getränkebehälters und/oder eines Mobiltelefons, welche mindestens eine aktive Fläche und ein Sensorsystem zum Erfassen mindestens eines Teils der aktiven Fläche.
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Hintergrund der Erfindung
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Für die Aufnahme von Gegenständen, wie Getränkebecher, Getränkeflaschen oder dergleichen, sind im Kraftfahrzeug mehrere Regale oder Behälter vorgesehen. Diese können die eingelagerten Gegenstände jedoch nicht immer zuverlässig halten. Vielmehr können die Gegenstände beim Beschleunigen, Abbremsen oder bei Kurvenfahrten aus dem Behälter fallen und innerhalb des Kraftfahrzeugs entweder beschädigt werden oder Schäden verursachen.
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Um Schäden oder sogar Verletzungen zu vermeiden, ist es üblich, Haltevorrichtungen zur Verfügung, die die Position eines gehaltenen Gegenstands an die einwirkenden Beschleunigungskräfte anpassen.
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EP 214 457 B1 beschreibt einen freilaufenden Getränkehalter, der sich automatisch an die Kurven- oder Beschleunigungssituation in einem Kraftfahrzeug anpassen soll. Bei solchen passiven Rückhaltesystemen kann jedoch nicht garantiert werden, dass das Positionseinstellen schnell genug erfolgt, insbesondere im Falle plötzlicher Beschleunigungen, z.B. um ein Auslaufen der im gehaltenen Gegenstand enthaltenen Flüssigkeit zu vermeiden.
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Andererseits ist es üblich, Getränkehalter mit einem aktiven Positionseinstellen bereitzustellen. Beispielsweise beschreibt
DE 102007012643 A1 einen montierten Getränkehalter, bei dem die Position eines gehaltenen Behälters durch aktive Aktuatormittel angepasst werden kann. In solchen aktiven Systemen sind jedoch in der Regel komplexe Aktuatoren erforderlich, die sowohl teuer als auch wartungsintensiv sind.
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DE 102017128019 A1 offenbart eine Haltevorrichtung für mindestens einen Gegenstand, mit einem Aufnahmebereich für das mindestens ein Gegenstand, wobei der Aufnahmebereich mindestens ein Halteelement aus einem vorbestimmten Material aufweist, das durch Anlegen eines elektrischen und/oder magnetischen Feldes aus einer Ruhekonfiguration in eine Haltekonfiguration für das mindestens ein Gegenstand gebracht werden kann, wobei sich mindestens eine innere Materialeigenschaft des Halteelements beim Wechsel von der Ruhekonfiguration in die Haltekonfiguration ändert.
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US 8,870,144 B2 enthüllt eine Vorrichtung, die aus einem aktiven Material besteht. Das Aktivieren des aktiven Materials bewirkt ein Verformen in der Vorrichtung, um den Gegenstand festzuhalten. In einer Verkörperung kann ein Gegenstandhalter folgendes umfassen: eine Vertiefung, eine Abdeckung über der Vertiefung und einen Wechsel zu einem aktiven Material, um eine verformte Form in der Vertiefung beizubehalten.
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DE 102011115562 A1 offenbart eine Haltevorrichtung, die verschiedene Gegenstände mit unterschiedlichen geometrischen Formen, Größen und/oder Dimensionen halten kann, bestehend aus einem Element aus einem aktiven Material.
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US 9569027 B2 enthüllt ein System und ein Verfahren zum Implementieren einer verborgenen Berührungfläche mit einem Berührungsdetektor zum Erfassen einer Berührung an/auf der verborgenen Berührungsfläche aufgebrachten Schicht; einem Berührungssensor zum Erfassen eines der Berührung zugeordneten Attributs; und einem Prozessor zum Zuordnen des Attributs zu einem vorbestimmten Befehl, wobei die Endschicht die verborgene Berührungsfläche verbirgt.
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WO 2017078362 A1 zeigt ein Fahrzeug an, das eine Vielzahl von Anzeigen umfasst, die an verschiedenen Positionen innerhalb des Fahrzeugs angeordnet sind, wobei jede Anzeige einen Berührungsbildschirm und eine Deckschicht auf einer oberen Fläche des Berührungsbildschirms umfasst, wobei die Deckschicht einer zugehörigen Anzeige eine Farbcharakteristik aufweist, die mit einem Innenteil des Fahrzeugs mit der Anzeige basiert, so dass, wenn die entsprechende Anzeige ausgeschaltet ist, die entsprechende Anzeige verborgen erscheint; einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Sitzposition einer in dem Fahrzeug sitzenden Person erfasst; und eine Steuerung, die so konfiguriert ist, dass sie die Vielzahl der Anzeigen auf der Grundlage der erfassten Sitzposition der in dem Fahrzeug sitzenden Person selektiv steuert.
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Ein Nachteil solcher Kfz-Haltevorrichtungen ist, dass der Gegenstand in seiner Form und Geometrie nicht mit der Schale übereinstimmt und daher während der Fahrt geworfen und beschädigt werden kann.
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Ein weiterer Nachteil solcher Haltevorrichtungen ist, dass die Vertiefungen schwer zu reinigen sind und sich Schmutz ansammeln kann.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher das Bereitstellen einer Haltevorrichtung und eines Halteverfahrens, das ein einfaches und genaues Halten von Gegenständen ermöglicht.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Halten eines Gegenstands, insbesondere eines Getränkebehälters und/oder eines Mobiltelefons, mit mindestens einer aktiven Fläche, ferner mit einem Sensorsystem und/oder einer Sensorfläche, wobei die Haltevorrichtung mindestens ein Einstellmittel der aktiven Fläche und ein Kontrollmittel umfasst, wobei die Haltevorrichtung so konfiguriert ist, dass bei Annähern des Gegenstands an die aktive Fläche oder bei Kontakt des Gegenstands mit der Sensorfläche der Gegenstand mittels des Sensorsystems und/oder der Sensorfläche erfassbar ist, wobei das mindestens eine Einstellmittel der aktiven Fläche durch das Kontrollmittel steuerbar ist, um die aktive Fläche so einzustellen, dass sich ein Aufnahmeraum zum Halten und/oder Aufnehmen des Gegenstands bildet, insbesondere mit einer Vertiefung der aktiven Fläche.
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Weiterhin kann die Sensorfläche als weitere Schicht auf die aktive Fläche aufgebracht werden. Die Sensorfläche kann eine Vielzahl von Berührungssensoren aufweisen. Die berührungsempfindliche Sensorfläche kann als Eingabegerät als auch Ausgabegerät sowie als berührungsempfindlicher Bildschirm konzipiert werden. Der Benutzer kann die Sensorfläche mit der Hand berühren und durch Ausführen einzelner Berührungen oder Berührungsgesten, wie z.B. Streichen, Drücken und / oder Berühren mit einem oder mehreren Fingern, einzelne vordefinierte Befehle an den Computer und die Kontrollmittel übertragen. Der Benutzer kann beispielsweise durch Berühren der Sensorfläche an einer bestimmten vordefinierten Stelle einen Befehl an das Kontrollmittel übermitteln, um z.B. mit dem Kontrollmittel und dem Antriebsmittel die erste Vertiefung für das Mobiltelefon oder die zweite Vertiefung für den Getränkebehälter zu erzeugen. Die aktive Fläche kann z.B. nur in einem Teilbereich die Sensorfläche als weitere Schicht aufweisen. Alternativ kann die Sensorfläche auch jeden Bereich der aktiven Fläche als weitere Schicht vollständig abdecken.
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Die Sensorfläche kann verschiedene Anordnungen der Berührungssensoren haben, wie z.B. ein rechteckiges Gitter aus rechteckigen Berührungssensoren oder in Form mehrerer konzentrischer Kreise. Wenn einer der Berührungssensoren berührt wird, wird ein Signal zum Bestimmen der Position der Berührung auf der Sensorfläche übertragen.
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Die Sensorfläche mit den Berührungssensoren kann auf unterschiedlichen Funktionsprinzipien basieren, wie z.B. resistiven Systemen, oberflächenkapazitiven Systemen, projektiv-kapazitiven Systemen, induktiven Systemen, SAW (Surface Acoustic Wave) - „(schall)wellengesteuerten Systemen“, optischen Systemen (meist Infrarot-Lichtgitter vor dem Monitor) oder Systemen der dispersiven Signaltechnik.
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Der Benutzer kann beispielsweise seine Hand näher an die aktive Fläche heranführen oder eine bestimmte Geste ausführen, die mit Hilfe des Sensorsystems erkannt werden kann, wobei die Sensorfläche dann aktiviert werden kann, um durch das Berühren Kommandos oder Befehle zu erfassen. Wenn die Sensorfläche als Eingabemittel für den Benutzer verwendet wird, kann der entsprechende Bereich der aktiven Fläche deaktiviert werden, um eine feste Unterlage für die Eingabe durch Berühren der Sensorfläche mit der Hand zu ermöglichen.
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Nach Entfernen der Hand aus einem Erfassungsbereich des Sensorsystems oder durch Ausführen einer bestimmten Geste kann die Sensorfläche wieder deaktiviert und / oder die aktive Fläche wieder aktiviert werden, um ein mechanisches Einstellen mit Hilfe der Antriebsmittel zu ermöglichen.
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Die Sensorfläche mit den Berührungssensoren kann auch zur Erkennen des Gegenstands, wie z.B. des Mobiltelefons oder des Getränkebehälters, verwendet werden, indem der Gegenstand auf die Sensorfläche gelegt wird und durch den Kontakt des Gegenstands mit der Sensorfläche, wobei auf diese Weise die Dimensionen und die Art des Gegenstands bestimmt werden können. Die aktive Fläche kann dann mit Hilfe der Kontrollmittel gesteuert und mit Hilfe der Antriebsmittel eingestellt werden, um beispielsweise die erste Vertiefung oder die zweite Vertiefung zu erzeugen. Das Sensorsystem mit den Kameras ist daherfür diese Verkörperung nicht zwingend erforderlich.
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Ein Vorteil der Haltevorrichtung besteht darin, dass der Gegenstand mit Hilfe des Sensorsystems und/oder der Sensorfläche automatisch erkannt wird und auf Basis der Eingabe des Sensorsystems und/oder der Sensorfläche automatisch eine geeignete Vertiefung für diesen Gegenstand geformt wird. Dadurch kann der Gegenstand in der geeigneten Vertiefung sicherer gelagert werden, so dass Beschädigungen des Gegenstands während der Fahrt verhindert werden.
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Ein weiterer Vorteil der Haltevorrichtung besteht darin, dass die aktive Fläche im deaktivierten Zustand eine ebene Fläche bildet und erst bei dem Annähern eines Gegenstands eine geeignete Vertiefung geformt wird. Die Vertiefung wird also von der aktiven Fläche nur dann geformt, wenn sie zur Ablage des Gegenstands verwendet wird.
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Die aktive Fläche kann vorteilhaft auf einer Mittelkonsole, einer Haupteinheit und/oder einem Armaturenbrett angeordnet sein.
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Dies ermöglicht es dem Benutzer, den Gegenstand, wie z.B. ein Mobiltelefon oder einen Getränkebehälter, an einer bestimmten Stelle ähnlich wie bei einer herkömmlich festen Vertiefung zu platzieren.
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Vorteilhaft ist, dass das Sensorsystem mindestens eine Kamera, vorzugsweise mindestens eine optische 2D-Kamera, mehrere optische 2D-Kameras, einen Infrarotsensor, einen elektromagnetischen Sensor und/oder eine optische 3D-Kamera umfasst.
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Es kann jedes Sensorsystem verwendet werden, das in der Lage ist, die Form und Geometrie des Gegenstands zu erfassen. Für die vorliegende Haltevorrichtung kann ein vorhandenes Sensorsystem eines Kraftfahrzeugs, zum Beispiel ein Kamerasystem zum Überwachen des Innenraums, verwendet werden.
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Vorteilhafterweise kann das Erfassen des Gegenstands durch das Auswerten von Bilddaten des Sensorsystems mittels eines computergestützten Auswertungsmittels durchgeführt werden und der Gegenstand, insbesondere ein Getränkebehälter und/oder ein Mobiltelefon mittels eines Erkennungsalgorithmus erkannt wird.
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Als Ergebnis werden die Gegenstandart und die Dimensionen des Gegenstands mit Hilfe eines computerunterstützten Erkennungsalgorithmus in Verbindung mit den erfassten Bilddaten des Sensorsystems vollautomatisch erkannt. Der Erkennungsalgorithmus kann auch ein Modell des Gegenstands, zum Beispiel ein Mobiltelefon, automatisch erfasst, so dass über die aktive Fläche eine entsprechend vordefinierte Vertiefung geformt wird.
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Der Erkennungsalgorithmus wertet die Bilddaten des Sensorsystems aus und sucht nach Formen oder Strukturen des gesuchten Gegenstands, die zuvor in einer Datenbank, z.B. eines Mobiltelefons, gespeichert wurden. Sobald der Gegenstand durch Vergleich der gespeicherten Form mit den Bilddaten des Sensorsystems erkannt wurde, wird über die aktive Fläche eine entsprechende Vertiefung geformt.
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Alternativ kann der Erkennungsalgorithmus auch einen unbekannten Gegenstand in den Bilddaten des Sensorsystems erfassen und insbesondere die Form und den Abstand des Gegenstands relativ zum Sensorsystem bestimmen, so dass daraus automatisch die geometrischen Dimensionen des Gegenstands ermittelt werden. Abhängig von diesen Dimensionen des Gegenstands wird dann mittels der aktiven Fläche eine geeignete Vertiefung geformt.
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Vorteilhafterweise kann ein Einstellmittel der aktiven Fläche mindestens ein Antriebsmittel umfassen, wobei das Antriebsmittel, insbesondere ein Elektromotor, von dem Kontrollmittel entsprechend gesteuert wird.
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Dabei wird die aktive Fläche nach Wunsch durch Kontrollmittel gesteuert und durch das Antriebsmittel angetrieben, um die vordefinierte Vertiefung zu bilden.
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Es können andere Antriebsmittel verwendet werden, die geeignet sind, die aktive Fläche in die gewünschte Form zu bringen, um die gewünschte Vertiefung zu bilden, wie dielektrische Elastomere, magnetische Elemente, Elektromagnete, mechanische Antriebsmittel, Formgedächtnismaterialien und magnetorheologische Elastomere.
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Vorteilhafterweise kann der geformte Aufnahmeraum der aktiven Fläche eine vordefinierte Form zur Aufnahme des Gegenstands haben.
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Dadurch ist es möglich, eine Vielzahl von Formen unterschiedlicher Vertiefungen, z.B. für verschiedene Modelle von Mobiltelefonen, in einer Datenbank zu speichern. Wird ein bestimmtes Modell des Gegenstands erkannt, so wird der Gegenstand einem passenden Datensatz in der Datenbank zugeordnet und die aktive Fläche entsprechend angesteuert, um die Vertiefung mit der vordefinierten Form zu bilden.
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Vorteilhaft ist, dass der Aufnahmeraum der aktiven Fläche in Abhängigkeit von der Form oder den Dimensionen des erfassten Gegenstands so geformt werden kann, dass der Gegenstand in den geformten Aufnahmeraum passt.
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Demnach ist die Haltevorrichtung so konstruiert, dass die Form oder die Geometrie des Gegenstands mit Hilfe des Sensorsystems erfasst und eine geeignete Vertiefung mit Hilfe eines Computers kalkuliert wird, wobei die aktive Fläche so gesteuert und eingestellt wird, dass die geeignete Vertiefung entsteht.
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Um den Gegenstand freizugeben, wird vorteilhafterweise, sobald ein sich der aktiven Fläche nähernder Körperteil, insbesondere eine Hand, mittels des Sensorsystems erfasst ist, die aktive Fläche mit Hilfe des Kontrollmittels und Einstellmittels in seine ursprüngliche Form zurückgefahren.
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Dadurch wird der Körperteil beispielsweise eine Hand, erkannt und die aktive Fläche an die ursprüngliche Form angepasst, so dass der Gegenstand wieder aus der Vertiefung herausgehoben wird und somit vom Anwender leichter entnommen werden kann.
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Vorteilhaft ist, dass die Sensorfläche als weitere Schicht auf mindestens einem Teilbereich der aktiven Fläche aufgebracht ist, wobei die Sensorfläche aus einer Vielzahl von Berührungssensoren aufgebaut ist.
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Infolgedessen kann sich die Sensorfläche zusammen mit der aktiven Fläche verformen, so dass der Gegenstand von den Berührungssensoren erfasst werden kann, wenn es auf die Sensorfläche gelegt wird. Auf diese Weise können dann die Dimensionen und die Art des Gegenstands bestimmt werden. Anschliessend kann mit Hilfe der Kontroll- und Antriebsmittel eine für die ermittelten Dimensionen des Gegenstands geeignete Vertiefung entsprechend geformt werden.
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Vorteilhafterweise basieren die Berührungssensoren auf einem Funktionsprinzip, wie einem resistiven System, einem oberflächenkapazitiven System, einem projektiv-kapazitiven System, einem induktiven System, einem akustischen Oberflächenwellensystem oder einem dispersiven signaltechnischen System.
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Dadurch können geeignete Berührungssensoren eingesetzt werden, um die Berührung mit den Fingern einer Hand des Benutzers oder mit dem Gegenstand präzise genug zu erfassen.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung.
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EinVerfahren zum Halten eines Gegenstands mittels der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung umfasst die Schritte des Erfassens des Gegenstands, der sich der aktiven Fläche innerhalb eines Sichtfeldes des Sensorsystems nähert oder mit der Sensorfläche in Kontakt steht, durch das Sensorsystem und/oder durch die Sensorfläche, des Kontrollierens mindestens eines Einstellmittels der aktiven Fläche durch Kontrollmittel, um die aktive Fläche so einzustellen, dass einen Aufnahmeraum zum Halten und/oder Aufnehmen des Gegenstands bilden, insbesondere mit einer Vertiefung der aktiven Fläche.
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Ein Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass der Gegenstand mit Hilfe des Sensorsystems oder der Sensorfläche automatisch erkannt wird und automatisch eine geeignete Vertiefung für diesen Gegenstand geformt wird. So kann der Gegenstand exakt in der Vertiefung gelagert werden, so dass Beschädigungen des Gegenstands während der Fahrt verhindert werden.
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Vorteilhaft kann das Verfahren ferner das Auswerten von Bilddaten des Sensorsystems mittels eines computergestützten Auswertungsmittels umfassen, wobei der Gegenstand unter dem Verwenden eines Erkennungsalgorithmus erkannt wird.
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Folglich kann das Verfahren ferner umfassen, dass ein Körperteil, wie z.B. eine Hand, durch das Sensorsystem erfasst wird, sobald der Gegenstand manuell mit der Hand in die Nähe der aktiven Fläche gebracht wird, dass die aktive Fläche mit Hilfe der Kontrollmittel und der Einstellmittel nur dann eingestellt wird, wenn eine vordefinierte Geste der Hand erfasst wird.
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Vorteilhaft kann die Methode ferner darin bestehen, dass eine Hand mittels des Sensorsystems erkannt wird, sobald sich die Hand dem Gegenstand nähert, und dass die aktive Fläche durch die Einstellmittel so eingestellt wird, dass sie in ihre ursprüngliche Form zurückfährt, um den Gegenstand freizugeben.
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Die Vertiefung wird also nur dann durch die Vertiefung der aktiven Fläche geformt, wenn eine vordefinierte Handbewegung erkannt wird. Die vordefinierte Geste der Hand kann z.B. eine Handgriffgeste sein, die von einer Hand gemacht wird, die der Gegenstand hält, wie beispielsweise ein Mobiltelefon oder ein Trinkbecher.
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Vorteilhaft ist, dass die aktive Fläche nur dann mit dem Einstellmittel justiert wird, wenn eine vordefinierte Handbewegung zur Freigabe des Gegenstands erkannt wird.
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Dadurch wird die aktive Fläche an die ursprüngliche Form angepasst, sobald ein Körperteil, z.B. eine Hand, an die aktive Fläche angenähert oder in das Sichtfeld des Sensorsystems gebracht wird. Der Gegenstand wird dadurch aus der Vertiefung herausgehoben und ist somit für den Benutzer leichter zu entfernen.
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Vorteilhaft ist, dass zum Entfernen des Gegenstands aus der Vertiefung der aktiven Fläche die Hand mit Hilfe des Sensorsystems erkannt werden kann und die aktiven Fläche nur dann mit dem Einstellmittel justiert werden kann, wenn eine vordefinierte Geste der Hand erkannt wird.
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Dadurch wird die aktive Fläche im aktivierten Zustand erst dann wieder in die ursprüngliche Form gebracht, wenn die vordefinierte Geste der Hand in der Nähe der aktiven Fläche erkannt wird. Die definierte Geste der Hand kann z.B. eine OK-Geste oder eine Daumen-hoch-Geste sein. Nach dem Erfassen dieser definierten Geste wird daher die aktive Fläche deaktiviert und der Gegenstand aus der Vertiefung herausgehoben, so dass der Benutzer den Gegenstand leichter entfernen kann.
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Vorteilhafterweise kann das Verfahren ferner das Erfassen des Gegenstands mittels der Sensorfläche umfassen, wobei der Gegenstand auf der Sensorfläche abgelegt wird und in Kontakt mit der Sensorfläche steht, wobei Kontaktpunkte des Gegenstands unter dem Verwenden der Sensorfläche erfasst werden und dadurch die Form oder der Typ des Gegenstands durch das Auswerten von Signalen der Sensorfläche unter dem Verwenden eines Computeralgorithmus mittels eines computergestützten Auswertungsmittels bestimmt wird, wobei an den Kontaktpunkten des Gegenstands mit der Sensorfläche unter dem Verwenden der Kontrollmittel die Vertiefung der aktiven Fläche so geformt wird, dass sie den erfassten Dimensionen des Gegenstands entspricht.
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Auf diese Weise werden die Signale der Berührungssensoren der Sensorfläche computerunterstützt ausgewertet und bewertet, wobei die Dimensionen und der Typ des Gegenstands bestimmt und eine geeignete Vertiefung für den jeweiligen Gegenstand geformt wird.
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Vorteilhafterweise kann das Verfahren ferner das Erfassen einer Hand durch das Sensorsystem, sobald der Gegenstand manuell durch die Hand in die Nähe der aktiven Fläche gebracht wird, und dann das Aktivieren der Sensorfläche, um Berührungsbefehle durch den Benutzer zu erfassen, umfassen, wobei bei dem Entfernen des Gegenstands aus der Nähe der aktiven Fläche die Sensorfläche deaktiviert wird.
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Auf diese Weise wird die Sensorfläche aktiviert, sobald sich eine Hand oder der Gegenstand der Sensorfläche nähert. Beim Entfernen des Gegenstands oder der Hand wird die Sensorfläche wieder deaktiviert. Dadurch werden die Ressourcen und die Rechenleistung des computergestützten Auswertungsmittels minimiert. Darüber hinaus werden fehlerhafte Operationen der aktiven Fläche vermieden.
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Figurenliste
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Die Aspekte der Erfindung sind in den Zeichnungen wie folgt detailliert dargestellt:
- 1 eine schematische Skizze der Haltevorrichtung zum Halten eines Gegenstands, die eine aktive Fläche und ein Sensorsystem umfasst;
- 2 eine schematische Skizze der Haltevorrichtung aus 1 zur Veranschaulichung der Einstellung zwischen einem aktivierten Zustand der aktiven Fläche und einem deaktivierten Zustand der aktiven Fläche;
- 3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Erzeugen einer Vertiefung unter dem Verwenden der aktiven Fläche;
- 4 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Lösen des Gegenstands von der aktiven Fläche;
- 5 eine Skizze einer rechteckigen aktiven Fläche;
- 6 eine Skizze einer zirkulären aktiven Fläche;
- 7 eine Skizze einer Ausführungsform der Haltevorrichtung;
- 8 eine Skizze einer weiteren Ausführungsform der Haltevorrichtung.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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1 zeigt eine schematische Skizze der Haltevorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug zur Aufnahme eines Gegenstands, wie z.B. eines Mobiltelefons 2 oder eines Getränkebehälters 3, bestehend aus einer aktiven Fläche 4, einem Sensorsystem 5, bestehend aus einer ersten optischen 2D-Kamera 6 mit einem ersten Sichtfeld 7 und einer zweiten optischen 2D-Kamera 8 mit einem zweiten Sichtfeld 9. Die Sichtfelder 7 und 9 des Sensorsystems 5 sind so dimensioniert, dass die gesamte aktive Fläche 4 erfasst wird. Ein Einstellmittel 10 besteht aus einem Antriebsmittel 11, wie z.B. einem Elektromotor, und Parallelstäben 12. Die aktive Fläche 4 kann durch die einzelnen Stäbe 12 eingestellt werden, die von dem mindestens einen Antriebsmittel 11 einzeln angetrieben werden. Die Stangen 12 sind an einem oberen Ende 13 an der flexiblen aktiven Fläche 4 befestigt, so dass durch Einstellen der einzelnen Stangen 12 die Form der aktiven Fläche 4 zu einer passenden ersten Vertiefung 14 für das Mobiltelefon 2 oder einer zweiten Vertiefung 15 für den Getränkebehälter 3 verformt wird. Die Bilddaten des Sensorsystems 5 werden an ein Auswertungsmittel 16, wie z.B. einen Computer 17 oder einen Mikrochip mit entsprechender Software, übertragen und mit Hilfe eines Erkennungsalgorithmus ausgewertet, wobei der Gegenstand, wie z.B. das Mobiltelefon 2 oder der Getränkebehälter 3, automatisch erkannt wird. Anschließend wird das Antriebsmittel 11 mittels eines Kontrollmittels 18, wie einem Computer 17 oder einem Mikrochip mit entsprechender Software, angesteuert und damit die aktive Fläche 4 so eingestellt, dass sie die Vertiefungen 14 und 15 bildet, die genau zu den Gegenständen 2 und 3 passen. Um die aktive Fläche 4 zu aktivieren, wird eine Hand 19 eines Benutzers, der den Gegenstand 3 hält, mit Hilfe des Sensorsystems 5 erfasst. Sobald die Hand 19 den Gegenstand 3 in die Nähe der aktiven Fläche 4 bringt, wird die aktive Fläche 4 aktiviert und das Einstellmittel 10 über das Kontrollmittel 18 so angesteuert, dass die passende Vertiefung 15 geformt wird. Zum Deaktivieren der aktiven Fläche 4 wird eine Hand 19 in die Nähe der aktiven Fläche 4 bzw. in die Nähe der jeweiligen Vertiefungen 14 oder 15 gebracht und vom Sensorsystem 5 erfasst wird, wobei das Kontrollmittel 18 das Einstellmittel 10 so steuert, dass sich die aktive Fläche 4 in eine ursprüngliche Form zurückfährt und somit den Gegenstand 2 oder 3 zur leichteren Entnahme aus der jeweiligen Vertiefung 14 oder 15 herausbewegt wird. Das Deaktivieren der aktiven Fläche 4 kann auch nur dann ausgelöst werden, wenn eine definierte Geste 20 der Hand 19, wie die OK-Geste oder die Daumen-hoch-Geste, vom Sensorsystem 5 erkannt wird.
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Als weitere Schicht ist auf der aktiven Fläche 4 eine Sensorfläche 21 angebracht. Die Sensorfläche 21 kann eine Vielzahl von Berührungssensoren 22 aufweisen. Die berührungsempfindliche Sensorfläche 21 kann auch als Eingabegerät und als Ausgabegerät, wie beispielsweise als berührungsempfindlicher Bildschirm, ausgeführt werden. Der Benutzer kann die Sensorfläche 21 mit der Hand 19 berühren und durch Ausführen einzelner Berührungen oder Berührungsgesten, wie z.B. Streichen, Drücken und / oder Berühren mit einem oder mehreren Fingern, einzelne vordefinierte Befehle an den Computer 17 und die Kontrollmittel 18 übermittelt werden. Der Benutzer kann z.B. durch Berühren der Sensorfläche 21 an einer bestimmten vordefinierten Stelle einen Befehl an das Kontrollmittel 18 übermitteln, um z.B. mit Hilfe des Kontrollmittels 18 und des Antriebsmittels 11 die erste Vertiefung 14 für das Mobiltelefon 2 oder die zweite Vertiefung 15 für den Getränkebehälter 3 zu erzeugen. Die aktive Fläche 4 kann z.B. nur in einem Teilbereich die Sensorfläche 21 als weitere Schicht aufweisen. Die Sensorfläche 21 kann aber auch jeden Bereich der aktiven Fläche 4 als weitere Schicht vollständig abdecken.
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Die Sensorfläche 21 kann verschiedene Anordnungen der Berührungssensoren 22 haben, wie z.B. ein rechteckiges Gitter aus rechteckigen Berührungssensoren 22 oder in Form mehrerer konzentrischer Kreise. Wenn einer der Berührungssensoren 22 berührt wird, wird dann ein Signal übertragen, um die Position der Berührung auf der Sensorfläche 21 zu bestimmen. Die Sensorfläche 21 mit den Berührungssensoren 22 können auf unterschiedlichen Funktionsprinzipien beruhen, wie z.B. resistiven Systemen, oberflächenkapazitiven Systemen, projektiv-kapazitiven Systemen, induktiven Systemen, SAW (Surface Acoustic Wave) - „(schall)wellengesteuerten Systemen“, optischen Systemen (meist Infrarot-Lichtgitter vor dem Monitor) oder Systemen der dispersiven Signaltechnik.
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Der Benutzer kann z.B. seine Hand 19 näher an die aktive Fläche 4 heranführen oder eine bestimmte Geste 20 ausführen, die mit Hilfe des Sensorsystems 5 erkannt werden kann, wobei die Sensorfläche 21 dann aktiviert werden kann, um durch Berühren Befehle oder Kommandos zu erfassen. Bei Verwenden der Sensorfläche 21 als Eingabemittel für den Benutzer kann der entsprechende Bereich der aktiven Fläche 4 deaktiviert werden, um durch Berühren der Sensorfläche 21 mit der Hand 19 eine feste Unterlage für die Eingabe zu ermöglichen.
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Nach Entfernen der Hand 19 aus dem Sichtfeld des Sensorsystems 5 oder durch Ausführen einer bestimmten Geste 20 kann die Sensorfläche 21 wieder deaktiviert und / oder die aktive Fläche 4 wieder aktiviert werden, um ein mechanisches Einstellen mit dem Antriebsmittel 11 zu ermöglichen.
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Die Sensorfläche 21 mit den Berührungssensoren 22 kann auch zum Erfassen des Gegenstands, wie z.B. des Mobiltelefons 2 oder des Getränkebehälters 3, durch Auflegen des Gegenstands auf die Sensorfläche 21 und durch den Kontakt des Gegenstands mit der Sensorfläche 21 verwendet werden, wobei auf diese Weise die Dimensionen und der Typ des Gegenstands bestimmt werden können. Die aktive Fläche 4 kann dann mit Hilfe des Kontrollmittels 18 gesteuert und mit dem Antriebsmittel 11 eingestellt werden, um z.B. die erste Vertiefung 14 oder die zweite Vertiefung 15 zu erzeugen. Das Sensorsystem 5 mit den Kameras 6 und 8 ist für diese Ausführungsform also nicht unbedingt erforderlich.
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2 zeigt eine schematische Skizze der Haltevorrichtungen aus 1 zur Veranschaulichung des Anpassens der aktiven Fläche 4. Sobald die Hand 19, die das Mobiltelefon 2 hält, in die Nähe eines ersten vorbestimmten Bereichs 30 der aktiven Fläche 4 zur Aufnahme des Mobiltelefons 2 mit Hilfe des Sensorsystems 5, bestehend aus den Kameras 6 und 8, erfasst wird, wird die aktive Fläche 4 im ersten Bereich 30 in einen aktivierten Zustand versetzt, wobei die aktive Fläche 4 mit Hilfe der Einstellmittel 10 von einer gestrichelt dargestellten Ausgangsform 31 in eine aktivierte Form 32 eingestellt wird. Sobald die Hand 19, die den Getränkebehälter 3 hält, in der Nähe eines zweiten vorbestimmten Bereiches 33 der aktiven Fläche 4 zum Abstellen des Getränkebehälters 3 mittels des Sensorsystems 5 erfasst wird, wird die aktive Fläche 4 im zweiten Bereich 33 in einen aktiven Zustand versetzt, wobei die aktive Fläche 4 im zweiten Bereich 33 mittels der Einstellmittel 10 zwischen einer ursprünglichen deaktivierten Form 34, die gestrichelt dargestellt ist, und einer aktivierten Form 35 eingestellt wird, um die entsprechende Vertiefung 15, wie durch den Pfeil 36 angezeigt, zu erzeugen. Zum Deaktivieren der aktiven Fläche 4 wird, sobald mit Hilfe des Sensorsystems 5 und der Auswertungsmittel 16 eine Hand 19 ohne Gegenstand 2 oder 3 in die Nähe des ersten Bereiches 30 oder des zweiten Bereiches 33 erfasst wird, die aktive Fläche 4 der Bereiche 30 oder 33 deaktiviert und in die ursprüngliche deaktivierte Form 31 oder 34 verschoben, um den Gegenstand 2 oder 3 leichter entfernen zu können.
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Die Sensorfläche 21 mit den Berührungssensoren 22 ist als weitere Schicht auf der aktiven Fläche 4 angeordnet, so dass durch Verformen der aktiven Fläche 4 und Ausbilden der Vertiefungen 14 und 15 auch die Sensorfläche 21 verformt wird. Die Sensorfläche 21 kann zusätzlich zum Sensorsystem 5 oder alternativ zum Sensorsystem 5 zum Erfassen des Gegenstands 2, 3 verwendet werden. Die Sensorfläche 21 kann auch als Eingabemittel für die Eingabe von Berührungsbefehlen durch den Benutzer verwendet werden.
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3 zeigt ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines beispielhaften Verfahrens zum Halten eines Gegenstands nach der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren beginnt mit Schritt 40, wobei der Gegenstand 2, 3 in der Nähe der aktiven Fläche 4 mit dem Sensorsystem 5 erfasst wird. Im zweiten Schritt 41 werden die Bilddaten des Sensorsystems 5 mit Hilfe des Auswertungsmittels 16 ausgewertet, wobei der Gegenstand 2, 3 computerunterstützt mit Hilfe eines Erkennungsalgorithmus erfasst wird. In diesem Fall können bekannte Erkennungsalgorithmen verwendet werden, die Gegenstände anhand ihrer Form erfassen, Struktur oder spezifische Merkmale. Im dritten Schritt 42 wird die Position des Gegenstands 2, 3 relativ zur aktiven Fläche 4 bestimmt, so dass insbesondere der Abstand und damit die Dimensionen des Gegenstands 2, 3 bestimmt werden können. In Schritt 43 wird entschieden, ob der erfasste Gegenstand 2, 3 mit einem Datensatz aus einer Datenbank übereinstimmt, wobei die Datensätze bekannte Formen oder Strukturen bestimmter Modelle von Mobiltelefonen 2 enthalten können. Wenn der Gegenstand 2, 3 mit einem bestimmten Datensatz aus der Datenbank übereinstimmt, werden in Schritt 44 die ermittelten Dimesionen verwendet, um die Dimensionen der Vertiefung der aktiven Fläche zu bestimmen. Wenn der ermittelte Gegenstand 2, 3 mit keinem der Datensätze aus der Datenbank übereinstimmt, werden die genauen geometrischen Dimensionen des Gegenstands 2, 3 auf der Grundlage des Abstands des Gegenstands 2, 3 relativ zur aktiven Fläche 4 und auf der Grundlage der Form des Gegenstands bestimmt. In Schritt 46 werden die ermittelten Dimensionen der passenden Vertiefung 14, 15 dazu verwendet, die Einstellmittel 10 der aktiven Fläche 4 durch die Kontrollmittel 18 zu steuern, um die Vertiefung 14, 15 der aktiven Fläche 4 zum Halten und/oder Aufnehmen des Gegenstands zu bilden.
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4 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines beispielhaften Verfahrens zur Freigabe eines Gegenstands nach der vorliegenden Erfindung. Im ersten Schritt 50 wird eine Hand 19 mit Hilfe des Sensorsystems 5 erkannt, sobald sich die Hand 19 dem in der Vertiefung 14, 15 positionierten Gegenstand 2, 3 nähert. Im Schritt 51 werden die Bilddaten des Sensorsystems 5 mit Hilfe der Auswertungsmittel 16 ausgewertet, wobei die Hand 19 mit Hilfe des Erkennungsalgorithmus aufgrund der charakteristischen Form automatisch erkannt wird. In Schritt 52 wird die Position der Hand 19 relativ zur aktiven Fläche 4 bestimmt. In Schritt 53 wird entschieden, ob eine vordefinierte Geste 20 der Hand 19 erkannt wird. Die vordefinierte Geste 20 kann z.B. die O.K.-Geste oder eine Daumen-hoch-Geste sein. Wenn keine vordefinierte Geste 20 erkannt wird, kehrt der Prozess zu Schritt 51 zurück, um die Bilddaten zu ausgewertet. Wenn eine vordefinierte Geste 20 erkannt wird, werden in Schritt 54 die Einstellmittel 10 der aktiven Fläche 4 durch Kontrollmittel 18 so gesteuert, dass die aktive Fläche 4 in ihre ursprüngliche Form zurückgefahren wird, um den Gegenstand 2, 3 freizugeben.
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5 zeigt eine Skizze einer aktiven Fläche 4, wobei an einer Teilfläche der aktiven Fläche 4 eine Sensorfläche 21 in Form eines rechteckigen Gitters mit rechteckigen Berührungssensoren 22 angeordnet ist. Der gestrichelt dargestellte Gegenstand in Form eines Mobiltelefons 2 wird auf die Sensorfläche 21 gelegt und kommt so mit der Sensorfläche 21 in Kontakt, so dass die Signale der Berührungssensoren 22 an den Computer 17 und das Auswertungsmittel 16 übertragen werden. Das Auswertungsmittel 16 wertet dann die Daten der Berührungssensoren 22 aus und kann daraus die Dimensionen des Gegenstands 2 bestimmen. Das genaue Modell oder der Typ des Mobiltelefons 2 kann auch durch Vergleich mit den Dimensionen von Gegenständen in einer Datenbank ermittelt werden. Dann wird eine geeignete Vertiefung 14 zur Aufnahme des Gegenstands 2 geformt, wie in 2 dargestellt.
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6 zeigt eine Skizze einer aktiven Fläche 4, wobei in einem zentralen Teilbereich eine Sensorfläche 21 mit kreisförmigen Berührungssensoren 22 angeordnet ist. Auf der gestrichelt dargestellten Sensorfläche 21 ist ein Gegenstand, nämlich ein Getränkebehälter 3, platziert. Die Daten der Berührungssensoren 22 werden an den Computer 17 und das Auswertungsmittel 16 übertragen, wobei das Auswertungsmittel 16 die Dimensionen des Gegenstands 3 bestimmt und die aktive Fläche 4 von dem Kontrollmittel 18 so gesteuert wird, dass eine geeignete Vertiefung 15 geformt wird, wie in 2 dargestellt.
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7 zeigt eine Skizze einer Ausführungsform der Haltevorrichtung 1 zum Halten eines Gegenstands, wie z.B. eines Mobiltelefons 2, bestehend aus der aktiven Fläche 4, die durch das Antriebsmittel 11 geformt und durch das Kontrollmittel 18 gesteuert wird. Auf der aktiven Fläche 4 ist als zusätzliche Schicht die Sensorfläche 21 mit den Berührungssensoren 22 angeordnet. Sobald die Hand 19 des Benutzers mittels des Sensorsystems 5 mit einer einzigen Kamera 6 im Sichtfeld 7 des Sensorsystems 5 erfasst wird, wird die Sensorfläche 21 aktiviert.
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Der Benutzer bewegt dann die Hand 19 auf die Sensorfläche 21, wie durch den Pfeil 60 angezeigt, wobei der Benutzer die Berührungssensoren 22 der Sensorfläche 21 mit einem Finger 61 der Hand 19 berührt. Der Benutzer kann verschiedene Berührungsbefehle wie Streichen, Berühren, Drücken mit einem oder mehreren Fingern ausführen. Durch das Ausführen eines vordefinierten Berührungsbefehls, wie z.B. das Berühren eines bestimmten vordefinierten Bereichs 62 der Sensorfläche 21, werden die Signale der Berührungssensoren 22 an den Computer 17 und das Auswertunsgmittel 16 weitergeleitet. Ein vordefinierter Steuerbefehl wird dann von dem Kontrollmittel 18 an die Einstellmittel 11 weitergeleitet, um die vordefinierte Vertiefung 14 zu bilden, die so geformt ist, dass sie dem Gegenstand 2 entspricht. Nach Entfernen der Hand 19 aus dem Sichtfeld 7 des Sensorsystems 5 wird die Sensorfläche 21 wieder deaktiviert.
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8 zeigt als Skizze eine weitere Ausführungsform der Haltevorrichtung 1, wobei die Haltevorrichtung 1 im Vergleich zur Haltevorrichtung aus kein Sensorsystem 5 aufweist, sondern nur eine Sensorfläche 21, wobei auf der aktiven Fläche 4 als zusätzliche Schicht Berührungssensoren 22 ausgeformt sind. Der Benutzer legt der Gegenstand, wie ein Mobiltelefon 2, mit der Hand 19 auf die Sensorfläche 21. Die Signale der Berührungssensoren 22 der Sensorfläche 21 werden dann an den Computer 17 übertragen und mit Hilfe des Auswertungsmittels 16 ausgewertet. Das Auswertungsmittels 16 ermittelt aus den Signalen die Dimensionen und damit das Modell des Gegenstands 2, die Antriebsmittel 11, nicht dargestellt, werden dann, wie in dargestellt, mit Hilfe des Kontrollmittels 18 eingestellt, um die Vertiefung 14 zu bilden, die gestrichelt dargestellt ist. Die aktive Fläche 4 und die Sensorfläche 21 werden dadurch, wie in gestrichelten Linien dargestellt, verformt, wobei der Gegenstand, nämlich das Mobiltelefon 2, in die Vertiefung 14 einsinkt und von ihr gehalten wird, wie durch den Pfeil 70 angezeigt wird. In dieser Ausführungsform der Haltevorrichtung 1 ist ein Sensorsystem 5 mit optischen Kameras ist nicht erforderlich. Das Erfassen des Gegenstands 2 erfolgt somit ausschließlich über die Sensorfläche 21.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Haltevorrichtung
- 2
- Mobiltelefon
- 3
- Getränkebehälter
- 4
- Aktive Fläche
- 5
- Sensorsystem
- 6
- Erste optische 2D-Kamera
- 7
- Sichtfeld der ersten optischen 2D-Kamera
- 8
- Zweite optische 2D-Kamera
- 9
- Sichtfeld der zweiten optischen 2D-Kamera
- 10
- Einstellmittel
- 11
- Antriebsmittel
- 12
- Stäbe
- 13
- Oberes Ende
- 14
- Erste Vertiefung
- 15
- Zweite Vertiefung
- 16
- Auswertungsmittel
- 17
- Computer
- 18
- Kontrollmittel
- 19
- Hand
- 20
- Definierte Geste
- 21
- Sensorfläche
- 22
- Berührungssensoren
- 30
- Erster vordefinierter Bereich
- 31
- Originale Form des ersten Bereichs
- 32
- Aktivierte Form des ersten vordefinierten Bereichs
- 33
- Zweiter vordefinierter Bereich
- 34
- Ursprüngliche des 2. Vordefinierten Bereichs
- 35
- Aktivierte Form des zweiten vordefinierten Bereichs
- 36
- Pfeil
- 40-46
- Verfahrensschritte
- 50-54
- Verfahrensschritte
- 60
- Pfeil
- 61
- Finger
- 70
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 214457 B1 [0004]
- DE 102007012643 A1 [0005]
- DE 102017128019 A1 [0006]
- US 8870144 B2 [0007]
- DE 102011115562 A1 [0008]
- US 9569027 B2 [0009]
- WO 2017078362 A1 [0010]
