EP1031109A1 - Vorrichtung zum identifizieren und markieren von stellen in einer fläche - Google Patents

Vorrichtung zum identifizieren und markieren von stellen in einer fläche

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Publication number
EP1031109A1
EP1031109A1 EP97950193A EP97950193A EP1031109A1 EP 1031109 A1 EP1031109 A1 EP 1031109A1 EP 97950193 A EP97950193 A EP 97950193A EP 97950193 A EP97950193 A EP 97950193A EP 1031109 A1 EP1031109 A1 EP 1031109A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
control unit
converter
control
receiver
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP97950193A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Richter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VLG Virtual Laser Games GmbH
Original Assignee
VLG Virtual Laser Games GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VLG Virtual Laser Games GmbH filed Critical VLG Virtual Laser Games GmbH
Publication of EP1031109A1 publication Critical patent/EP1031109A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
    • G06F3/0386—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry for light pen
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor

Definitions

  • the present invention relates to a device for identifying and marking locations in a surface.
  • the surface is preferably a projection surface for an image to be projected or an image sequence to be projected (e.g. a film screen).
  • the images or the image sequence can be recorded by means of a digital camera and fed into a computer for reproduction by means of a suitable projector, and can also be images or image sequences which are created directly in a computer (as a still image or as a moving image) and then onto the Area to be projected.
  • laser pens in which a viewer or a speaker directs a visible, continuous light beam onto the projection surface, which is visible there as a light spot.
  • the present invention is therefore based on the object of creating a possibility by which the viewers are able to mark points of the images in a controlled manner during the display of the images or image sequences, this marking or identification being intended to be accessible to an evaluation .
  • the invention teaches a device for identifying and marking locations in a surface, with a control unit, which is connected to a manually operable signal transmitter arrangement, and with a converter, which is a function of one output by the control unit Control signal generates a directed electromagnetic beam, the control unit being connected to a receiver in order to receive an externally generated release signal, and the control unit is set up to transmit the control signal for the
  • the manually operable signal transmitter arrangement is preferably a switch arrangement or a single or multi-axis arrangement
  • the control unit being set up to generate a switch or the joystick. Evaluate and take into account the switching, direction or path signal when generating the control signal for the converter. This enables the viewer to easily mark objects or areas in the images. These markings by means of the (light) rays can be detected by suitable sensors or scanners oriented to the (projection) surface and evaluated with appropriate hardware and / or software precautions and taken into account, for example, in the representation of subsequent images. If information about the actuation of the joystick is also impressed on the respective beam in addition to its identification by the control unit, this information can also be used, for example, to shift the marked objects in the respective direction or the like when displaying subsequent images. Perform operations with the respective object depicted on the projection surface.
  • the converter preferably has a laser diode or a for generating a directed electromagnetic beam
  • the receiver for the externally generated release signal has a direction-dependent reception sensitivity and is in a spatially defined relationship with the transducer for generating a directed electromagnetic beam in such a way that the emission of a directed electromagnetic beam is only possible then when the reception of a release signal coming from the direction of the surface he follows.
  • This configuration ensures that an uncontrolled actuation of the device in any direction is not possible. On the one hand, this ensures that a viewer does not direct rays to the rest of the audience. In addition, by not emitting the release signal, it can be prevented that, regardless of the direction of the beam desired by the respective viewer, no beams can be emitted at certain times.
  • control unit is connected to a display device which is set up to display an optical, acoustic or tactical signal which is recognizable to the user of the device.
  • the playback device can also emit several signals (e.g. optical and tactile). With this, the respective viewer can e.g. be signaled that his respective device has received an enable signal and that he can now make a mark on the projection surface.
  • an identification signal can be sent to the devices, which identification signal is received by the receiver and evaluated in the control unit of each device, i.e. is compared with the identifier of the respective device. If the comparison is positive, the control unit can also activate the display device accordingly, so that the respective viewer knows that "his" beam is detected and e.g. is taken into account in the manner described above.
  • control unit is connected to a sound recording device which is set up for this is to record sounds and send them to a receiver for transmission in the auditorium by means of a transmission device.
  • the viewer selected via the identification signal can thus speak to the rest of the audience. It is also possible to present the voice of the selected viewer (eg together with a previously recorded image of the viewer on the projection surface) to the rest of the audience.
  • control unit is set up to use the signal received by the receiver to transmit a signal transmitted into or with the release signal To determine the duration signal and to generate the drive signal for the converter as a function of the duration signal. This ensures that every viewer cannot direct (light) rays onto the screen for any length of time.
  • the transmitted time signal can either be the maximum
  • Time period for an uninterrupted (light) beam can be specified, and / or the time duration signal specifies how long the accumulated time period is, during which the viewer can direct any number of (light) beams onto the projection surface.
  • the control unit assigns e.g. a counter, which is set to a certain value by the time duration signal. The counter is decremented during the time in which the viewer actuates the signaling device to direct a (light) beam onto the projection surface. As soon as the counter has reached zero, the control unit blocks the generation of the control signal for the converter (regardless of whether the signaling device is actuated or not).
  • control unit can be set up to determine a number of light pulses transmitted in or with the release signal and control signals for to generate the converter depending on the number of light pulses.
  • control unit has a counter which is set to a specific value by the light pulse number signal. This counter is decremented each time the viewer actuates the signaling device to direct a (light) beam onto the projection surface. As soon as the counter has reached zero, the control unit blocks the generation of the control signal for the converter.
  • control unit can be set up to determine a group identification signal transmitted in or with the release signal and to generate control signals for the converter as a function of the group identification signal.
  • control unit has a storage element in which a predetermined group membership feature (a combination of numbers or bits) is stored. If a group identifier signal is transmitted in or with the release signal, the control unit compares the content of this memory element with the received group identifier signal. If the comparison is negative, the control unit blocks the generation of the control signal for the converter.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a device according to the invention.
  • FIG 2 shows the device according to the invention in cooperation with other components of an image projection system.
  • FIG. 1 The block diagram of a device according to the invention illustrated in FIG. 1 shows a microcontroller 10 as Control unit, which is equipped with a central processor unit, a program memory and a data memory and a number of data inputs and outputs.
  • a microcontroller 10 as Control unit, which is equipped with a central processor unit, a program memory and a data memory and a number of data inputs and outputs.
  • the microcontroller 10 is connected to a manually operable signal transmitter arrangement configured as a four-quadrant (two-axis) joystick 12 in order to send control commands to the microcontroller 10. Either one of the four switches can be actuated to generate a direction control command, or two or more buttons can be actuated to generate a control command without a direction.
  • a manually operable signal transmitter arrangement configured as a four-quadrant (two-axis) joystick 12 in order to send control commands to the microcontroller 10. Either one of the four switches can be actuated to generate a direction control command, or two or more buttons can be actuated to generate a control command without a direction.
  • the microcontroller 10 is also connected to a converter 14 designed as a laser diode, which emits an electromagnetic beam in the form of a directed visible light beam 16 when the converter 14 receives a corresponding control signal from the microcontroller 10.
  • a switching or direction signal generated by the switch arrangement 12 is taken into account by the microcontroller 10 when generating the control signal for the converter 14 in such a way that corresponding information is modulated onto the light beam 16.
  • the microcontroller 10 is connected to an infrared receiver 18 in order to receive an externally generated release signal.
  • the receiver can also be designed to receive signals in the ultrasound range or other frequencies or types of propagation.
  • the microcontroller 10 is programmed accordingly to impress the control signal for the converter 14 with an identifier which is characteristic of the respective device.
  • the microcontroller 10 can receive corresponding information about the infrared receiver during operation of the device, or about a (serial) data transmission before the intended start-up (by a viewer). input 20 corresponding data was fed.
  • the identifier can consist of information about the viewer using the respective device (age, gender, name, etc.).
  • the microcontroller 10 is also programmed so that it only emits the control signal for the converter when a corresponding enable signal has been received via the infrared receiver 18.
  • the infrared receiver 18, with which the externally generated release signal is received, is arranged in a tube 22 in order to bring about a direction-dependent reception sensitivity of the infrared receiver 18.
  • the tube instead of the tube, other optically effective components can also be used.
  • the infrared receiver 18 is arranged next to the laser diode 14, the laser diode 14 being oriented such that the central longitudinal axis of the tube 22 runs parallel to the axis of the light beam 16. This spatial arrangement of the two components ensures that one
  • Light beam 16 can only be emitted in the direction from which the release signal is also received.
  • a deviation from the parallel direction of incidence is possible.
  • the microcontroller 10 is connected to a display device 24 with illuminated displays 24a, 24b and 24c as well as a vibrator 24d and a buzzer 24e in order to display an optical, acoustic or tactile signal that is recognizable to the user of the device.
  • Appropriate programming of the microcontroller 10 makes it possible, for example, for the light indicators to be activated when the user actuates the switch arrangement, the number and / or the light intensity of the activated light indicators 24 a, 24 b, 24 c changing as the number of switching operations increases.
  • the sum mer 24e emit a signal that rises in pitch with an increasing number of switching operations.
  • the reception of an enable signal can also be signaled, for example, by activating the vibrator 24d by the microcontroller 10.
  • the microcontroller 10 is connected to a sound recording device in the form of a with microphone 28, which is set up to record speech, noises, singing or the like.
  • a radio transmission device 30 By means of a radio transmission device 30 to a receiver 32 (see FIG. 2) with a loudspeaker Broadcast in the auditorium.
  • the microcontroller 10 can receive the information via the infrared receiver 18 in or with the release signal that the sound recording device 28, 30 is to be enabled for the respective user.
  • the microcontroller 10 can additionally be programmed such that it also emits a corresponding signal to the light indicators 24a, 24b and 24c, and / or the vibrator 24d and / or the buzzer 24e.
  • the microcontroller 10 is also programmed such that it determines a time duration signal transmitted in or with the release signal from the signal received by the infrared receiver 18 and then generates the drive signal for the laser diode as a function of the time duration signal. This prevents the respective user from emitting light beams as often as he wishes.
  • the microcontroller 10 has a counter which is set to a specific value by the time duration signal. The counter is decremented during the time that the user operates the signaling device to emit a light beam. As soon as the counter has reached zero, the generation of the control signal for the converter 18 is blocked for the microcontroller 10.
  • the microcontroller 10 can be programmed so that it also sends a signal to the light emitting the status of the counter. 24a, 24b and 24c, and / or the vibrator 24d and / or the buzzer 24e.
  • the microcontroller 10 is programmed so that it determines a group identification signal transmitted in or with the release signal from the signal received by the infrared receiver 18 and to generate control signals for the converter as a function of the group identification signal.
  • the microcontroller 10 can also be programmed in this case in such a way that it outputs the signal representing the respective group identifier to the light indicators 24a, 24b and 24c, and / or the vibrator 24d and / or the buzzer 24e.
  • the power supply of the microcontroller 10 and the other components can be realized by an UltraCap or GoldCap 40, which is characterized in that it is a capacitor that has a capacitance of 20 farads or more. Charging such capacitors is many times faster than charging conventional batteries.
  • a power supply management circuit 42 is connected between the capacitor 40 and the microcontroller 10, so that a low charge level can also be communicated to the microcontroller 10 so that the latter outputs a corresponding (e.g. optical) signal.
  • the device is designed so that it can be constructed as a portable, hand-held device that a viewer can easily hold, carry, rotate, pivot and use in one hand.
  • FIG. 2 illustrates how the device works in conjunction with a projection system.
  • a projection system has a computer unit 50 which is connected to an image projector 52 (for example a so-called video cannon) in order to project images or images onto a projection surface 54 To project (running) image sequences.
  • the computer unit 50 is connected to an infrared transmitter 56 in order to supply it with control signals which can be received by the device described in FIG. 1 by means of the infrared receiver 18.
  • the infrared transmitter 56 can either emit its emitted infrared light onto the entire projection surface 54, or the infrared transmitter 56 is set up to always illuminate only a certain area.
  • This particular irradiation area 58 can be varied in that the infrared transmitter 56 is pivoted in a controlled manner by the computer unit 50, or that only an orientable optic is provided in the infrared transmitter 56.
  • the computer unit 50 is connected to a scanner or detector 60, which is set up to detect light beams from a handheld transmitter 70, as described in detail in FIG. 1, and to send corresponding signals to the computer unit 50 which transmit these signals again taken into account when driving the image projector 52.
  • the scanner 60 preferably scans only a predetermined area, which is defined by the computer unit 50.
  • the scanner can be swiveled or provided with an adjustable lens.
  • the area scanned by the scanner 60 is preferably identical to the irradiation area 58 of the infrared transmitter 56.
  • the computer unit 50 can position this area both in its position be changed on the projection surface as well as in its shape.
  • the infrared receiver 18 can receive the release signal emitted by the infrared transmitter.
  • a light beam turns into this area sends, which the scanner 60 can detect and forward corresponding signals to the computer unit. This ensures that, in particular, the scanner 60 can also detect the characteristic identifier of the respective transmitter 70 and pass it on to the computer unit 50.

Abstract

Eine Vorrichtung zum Identifizieren und Markieren von Stellen in einer Fläche, mit einer Steuereinheit, die mit einer manuell betätigbaren Signalgeberanordnung und mit einem Wandler verbunden ist, der in Abhängigkeit von einem von der Steuereinheit abgegebenen Ansteuersignal einen gerichteten elektromagnetischen Strahl erzeugt, wobei die Steuereinheit mit einem Empfänger verbunden ist, um ein extern erzeugtes Freigabesignal zu empfangen, und die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, dem Ansteuersignal für den Wandler eine für die jeweilige Vorrichtung charakteristische Kennung aufzuprägen, und das Ansteuersignal für den Wandler nur dann abzugeben, wenn ein entsprechendes Freigabesignal vorliegt.

Description

Vorrichtung zum Identifizieren und Markieren von Stellen in einer Fläche
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Identifizieren und Markieren von Stellen in einer Fläche. Vorzugsweise ist hierbei die Fläche eine Projektionsfläche für ein zu proj izierendes Bild oder eine zu projizierende Bildsequenz (also z.B. eine Filmleinwand). Die Bilder oder die Bildsequenz können mittels einer digitalen Kamera aufgenommen sein und in einen Computer zur Wiedergabe mittels eines geeigneten Projektors eingespeist werden, als auch Bilder oder Bildfolgen sein, die direkt in einem Computer (als Standbild oder als Laufbild) erstellt werden und dann auf die Fläche projiziert werden.
Wenn ein Bild auf einer Projektionsflache dargestellt wird, besteht oftmals die Anforderung, durch einen oder mehrere Zuschauer einen bestimmten Bereich oder eine bestimmte
Stelle in dem Bild bezeichnen zu lassen. Herkömmlicherweise kann dies durch sog. "Laserpens" geschehen, bei denen ein Zuschauer oder ein Redner einen sichtbaren kontinuierlichen Lichtstrahl auf die Projektionsfläche richtet, der dort als Lichtfleck sichtbar ist.
Diese Vorgehensweise ist jedoch sehr beschränkt in ihrer Aussage. Zum einen kann ein oder eine Vielzahl solcher Lichtstrahl (en) nicht ohne weiteres maschinell ausgewertet werden. Zum anderen besteht nicht die Möglichkeit, daß mehrere Personen Bereiche oder Stellen der Projektionsfläche markieren oder identifizieren, wobei die jeweiligen Person und die durch diese Person markierte Stelle einander eindeutig zugeordnet werden können. Außerdem ist das Aussenden des Lichtstrahls durch den Zuschauer nicht zeitlich oder örtlich begrenzbar. Damit kann das Darstellen der Bilder oder der Bildsequenzen jederzeit durch ggf. störende Lichtstrahlen oder Lichtblitze beeinträchtigt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, durch die die Zuschauer in die Lage versetzt werden, während der Darstellung der Bilder oder Bildsequenzen Stellen der Bilder in kontrollierter Weise zu markieren, wobei dieses Markieren oder Identifizieren einer Auswertung zugänglich sein soll.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung eine Vorrichtung zum Identifizieren und Markieren von Stellen in einer Fläche, mit einer Steuereinheit, die mit einer manuell betätigbaren Signalgeberanordnung verbunden ist, und mit ei- nem Wandler verbunden ist, der in Abhängigkeit von einem von der Steuereinheit abgegebenen Ansteuersignal einen gerichteten elektromagnetischen Strahl erzeugt, wobei die Steuereinheit mit einem Empfänger verbunden ist, um ein extern erzeugtes Freigabesignal zu empfangen, und die Steuer- einheit dazu eingerichtet ist, dem Ansteuersignal für den
Wandler eine für die jeweilige Vorrichtung charakteristische Kennung aufzuprägen, und das Ansteuersignal für den Wandler nur dann abzugeben, wenn ein entsprechendes Freigabesignal vorliegt.
Mit dieser Ausgestaltung der Vorrichtung ist es möglich, die Zuordnung von Zuschauern und den von diesen ausgesendeten (Licht-) strahlen sehr einfach zu treffen. Außerdem kann der Ort, an dem die (Licht-) strahlen auf der Fläche auf- treffen sehr leicht erkannt werden, da die Strahlungsintensität der (Licht-) strahlen gegenüber den Bildern um ein Vielfaches größer gewählt werden kann.
Vorzugsweise ist die manuell betätigbare Signalgeberanord- nung eine Schalteranordnung oder ein ein- oder mehrachsiger
Joystick, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, ein mittels der Schalteranordnung oder dem Joystick erzeug- tes Schalt-, Richtungs- oder Wegsignal bei der Erzeugung des Ansteuersignal für den Wandler auszuwerten und zu berücksichtigen. Damit können einfache Markierungen von Objekten oder Bereichen in den Bildern durch die Zuschauer vorgenommen werden. Diese Markierungen mittels der (Licht-) Strahlen können durch geeignete, auf die (Projektions-) Fläche orientierte Sensoren oder Scanner erfaßt und mit entsprechendem Hard- und/oder Softwarevorkehrungen ausgewertet werden und z.B. bei der Darstellung nachfolgender Bilder berücksichtigt werden. Wenn dem jeweiligen Strahl neben seiner Kennung durch die Steuereinheit auch noch eine Information über die Betätigung des Joysticks aufgeprägt wird, kann diese Information zusätzlich verwendet werden, um z.B. bei der Darstellung nachfolgender Bilder die mar- kierten Objekte in der jeweiligen Richtung zu verschieben oder dergl. Operationen mit dem jeweiligen auf der Projektionsfläche abgebildeten Objekt auszuführen.
Vorzugsweise weist der Wandler zum Erzeugen eines gerichte- ten elektromagnetischen Strahls eine Laserdiode oder eine
Ultra-Bright-LED auf. Damit kann die erforderliche Informationsübertragung einfach realisiert werden, da der (Licht- ) Strahl mit den Informationen amplituden- oder frequenzmoduliert werden kann. Außerdem ist insbesondere bei einer Laserdiode keine aufwendige Bündelung erforderlich, um einen präzisen punktförmigen Markierungsfleck auf der Projektionsfläche zu erzielen. Dies erleichtert die Erfassung durch die Sensoren oder den Scanner erheblich.
Ein weiterer Aspekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß der Empfänger für das extern erzeugte Freigabesignal eine richtungsabhängige Empfangsempfindlichkeit aufweist und mit dem Wandler zum Erzeugen eines gerichteten elektromagnetischen Strahls in derart räumlich festgelegter Bezie- hung steht, daß das Aussenden eines gerichteten elektromagnetischen Strahls nur dann möglich ist, wenn der Empfang eines aus der Richtung der Fläche kommenden Freigabesignals erfolgt. Diese Ausgestaltung stellt sicher, daß ein unkontrolliertes Betätigen der Vorrichtung in beliebige Richtungen nicht möglich ist. Damit wird zum einen sichergestellt, daß ein Zuschauer nicht Strahlen auf das übrige Publikum richtet. Außerdem kann durch Nicht-Aussenden des Freigabesignals verhindert werden, daß - unabhängig von der vom jeweiligen Zuschauer gewünschten Richtung des Strahls - zu bestimmten Zeiten überhaupt keine Strahlen ausgesendet werden können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist die Steuereinheit mit einer Wiedergabeeinrichtung verbunden, die dazu eingerichtet ist, ein für den Benutzer der Vorrichtung erkennbares optisches, akustisches oder takti- les Signal wiederzugeben. Die Wiedergabeeinrichtung kann dabei auch mehrere Signale (z.B. optisch und taktil) abgeben. Damit kann dem jeweiligen Zuschauer z.B. signalisiert werden, daß seine jeweilige Vorrichtung ein Freigabesignal empfangen hat, und er jetzt eine Markierung auf der Projek- tionsflache vornehmen kann.
Außerdem kann bei entsprechender Auswertung der Kennung der auf die Projektionsfläche gerichteten Strahlen neben oder anstelle des Freigabesignals ein Identifizierungssignal an die Vorrichtungen ausgesendet werden, das durch den Empfänger aufgenommen und in der Steuereinheit jeder Vorrichtung ausgewertet, d.h. mit der Kennung der jeweiligen Vorrichtung verglichen wird. Wenn der Vergleich positiv ausfällt, kann die Steuereinheit die Wiedergabeeinrichtung ebenfalls entsprechend aktivieren, so daß der jeweilige Zuschauer weiß, daß "sein" Strahl erfaßt und bei der Bilddarstellung z.B. in der oben beschriebenen Weise berücksichtigt wird.
Neben oder anstelle der Aktivierung der Wiedergabeeinrich- tung ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Steuereinheit mit einer Klangaufzeichnungseinrichtung verbunden, die dazu eingerichtet ist, Klänge aufzunehmen und mittels einer Übertragungsein- richtung an einen Empfänger zur Ausstrahlung im Auditorium zu senden. Damit kann der über das Identifizierungssignal ausgewählte Zuschauer zu dem übrigen Publikum sprechen. Es ist auch möglich, die Stimme des ausgewählten Zuschauers (z.B. zusammen mit einem vorher aufgezeichneten Bild des Zuschauers auf der Projektionsflache) dem übrigen Publikum zu präsentieren.
Um für den einzelnen Zuschauer die Zeitdauer zu begrenzen, während der er (Licht-) strahlen auf die Projektionsfläche richten kann, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung die Steuereinheit dazu eingerichtet, aus dem von dem Empfänger erhaltenen Signal ein in oder mit dem Freigabesignal übertragenes Zeitdauersignal zu ermitteln und das Ansteuersignal für den Wandler in Abhängigkeit von dem Zeitdauersignal zu erzeugen. Damit wird sichergestellt, daß jeder Zuschauer nicht beliebig lange (Licht-) strahlen auf die Projektionsfläche richten kann. Dabei kann durch das übertragenes Zeitdauersignal entweder die maximale
Zeitdauer für einen ununterbrochenen (Licht-) strahl festgelegt sein, und/oder das Zeitdauersignal legt fest, wie lange die akkumulierte Zeitdauer ist, während der der Zuschauer (beliebig viele) (Licht-) strahlen auf die Projektions- fläche richten kann. Die Steuereinheit weist dazu z.B. einen Zähler auf, der durch das Zeitdauersignal auf einen bestimmten Wert gesetzt wird. Während der Zeit, in der Zuschauer die Signalgeberanordnung betätigt, um einen (Licht- ) strahl auf die Projektionsfläche richten, wird der Zähler dekrementiert. Sobald der Zähler der Stand Null erreicht hat, wird durch die Steuereinheit die Erzeugung des Ansteuersignais für den Wandler gesperrt (unabhängig davon, ob die Signalgeberanordnung betätigt wird, oder nicht) .
Alternativ dazu kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, ein in oder mit dem Freigabesignal übertragenes Lichtimpuls-Anzahlsignal zu ermitteln und Ansteuersignale für den Wandler in Abhängigkeit von dem Lichtimpuls-Anzahlsignal zu erzeugen. Auch hier weist die Steuereinheit einen Zähler auf, der durch das Lichtimpuls-Anzahlsignal auf einen bestimmten Wert gesetzt wird. Jedes mal, wenn der Zuschauer die Signalgeberanordnung betätigt, um einen (Licht- ) strahl auf die Projektionsfläche richten, wird dieser Zähler dekrementiert. Sobald der Zähler der Stand Null erreicht hat, wird durch die Steuereinheit die Erzeugung des Ansteuersignais für den Wandler gesperrt.
Außerdem kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, ein in oder mit dem Freigabesignal übertragenes Gruppenken- nungs-signal zu ermitteln und Ansteuersignale für den Wandler in Abhängigkeit von dem Gruppenkennungs-signal zu er- zeugen. Hierzu weist die Steuereinheit ein Speicherelement auf, in dem ein vorherbestimmtes Gruppenzugehörigkeitsmerkmal (eine Zahlen- oder Bitkombination) abgelegt ist. Wenn in oder mit dem Freigabesignal ein Gruppenkennungs-signal übertragen wird, vergleicht die Steuereinheit den Inhalt dieses Speicherelementes mit dem empfangenen Gruppenkennungs-signal. Wenn der Vergleich negativ ausfällt, wird durch die Steuereinheit die Erzeugung des Ansteuersignais für den Wandler gesperrt.
Weitere Eigenschaften, Merkmale, Alternativen und Vorteile werden anhand der nachstehenden Beschreibung der Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfin- dungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung im Zusammenwirken mit anderen Komponenten eines Bild-Projektionssystems .
Das in Fig. veranschaulichte Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung weist einen Microcontroller 10 als Steuereinheit auf, der mit einer zentralen Prozessoreinheit, einem Programmspeicher und einem Datenspeicher sowie einer Anzahl von Datenein-und Ausgängen ausgestattet ist.
Mit dem Microcontroller 10 ist eine als vier-Quadranten- (zwei-Achsen) -Joystick 12 ausgestaltete manuell betätigbaren Signalgeberanordnung verbunden ist, um Steuerbefehle an den Microcontroller 10 zu schicken. Dabei kann entweder einer der vier Schalter betätigt werden, um ein Richtungs- Steuerbefehl zu erzeugen, oder es werden zwei oder mehr Tasten betätigt, um einen Steuerbefehl ohne Richtungsangabe zu erzeugen.
Der Microcontroller 10 ist außerdem mit einem als Laserdi- ode ausgestalteten Wandler 14 verbunden, der einen elektromagnetischen Strahl in Form eines gerichteten sichtbaren Lichtstrahls 16 aussendet, wenn der Wandler 14 von dem Microcontroller 10 ein entsprechendes Ansteuersignal erhält. Ein mittels der Schalteranordnung 12 erzeugtes Schalt- oder, Richtungssignal wird durch den Microcontroller 10 bei der Erzeugung des Ansteuersignais für den Wandler 14 in der Weise berücksichtigt, daß dem Lichtstrahl 16 entsprechende Informationen aufmoduliert werden.
Weiterhin ist der Microcontroller 10 mit einem Infrarot- Empfänger 18 verbunden, um ein extern erzeugtes Freigabesignal zu empfangen. Alternativ dazu kann der Empfänger auch dazu ausgelegt sein, Signale im Ultraschallbereich oder anderen Frequenzen bzw. Ausbreitungsarten zu empfangen.
Der Microcontroller 10 ist entsprechend programmiert, dem Ansteuersignal für den Wandler 14 eine für die jeweilige Vorrichtung charakteristische Kennung aufzuprägen. Dazu kann der Microcontroller 10 während des Betriebes der Vor- richtung entsprechende Informationen über den Infrarotempfänger erhalten, oder vor der bestimmungsgemäßen Inbetriebnahme (durch einen Zuschauer) über einen (seriellen) Daten- eingang 20 entsprechende Daten eingespeist bekommen. Die Kennung kann dabei aus Informationen über den die jeweilige Vorrichtung benutzenden Zuschauer (Alter, Geschlecht, Name, etc.) bestehen.
Der Microcontroller 10 ist außerdem so programmiert, daß er das Ansteuersignal für den Wandler nur dann abgibt, wenn ein entsprechendes Freigabesignal über den Infrarot-Empfänger 18 empfangen wurde.
Der Infrarot-Empfänger 18, mit dem das extern erzeugte Freigabesignal empfangen wird, ist in einem Tubus 22 angeordnet, um eine richtungsabhängige Empfangsempfindlichkeit des Infrarot-Empfängers 18 zu bewirken. Anstelle des Tubus können auch andere optisch wirksame Komponenten verwendet werden. Der Infrarot-Empfänger 18 ist neben der Laserdiode 14 angeordnet, wobei die Laserdiode 14 so ausgerichtet ist, daß die Mittellängsachse des Tubus 22 parallel zur Achse des Lichtstrahl 16 verläuft. Durch diese räumliche Anord- nung der beiden Komponenten ist sichergestellt, daß ein
Lichstrahl 16 nur in die Richtung ausgesendet werden kann, aus der auch das Freigabesignal empfangen wird. Abhängig der konkreten Ausgestaltung der optisch wirksamen Komponenten an dem Infrarot-Empfänger 18 ist dabei eine Abweichung von der parallelen Einfallsrichtung möglich.
Des weiteren ist der Microcontroller 10 mit einer Wiedergabeeinrichtung 24 mit Leuchtanzeigen 24a, 24b und 24c sowie einem Vibrator 24d und einem Summer 24e verbunden, um ein für den Benutzer der Vorrichtung erkennbares optisches, akustisches oder taktiles Signal wiederzugeben. Durch entsprechende Programmierung des Microcontrollers 10 ist es möglich, daß z.B. die Leuchtanzeigen dann aktiviert werden, wenn der Benutzer die Schalteranordnung betätigt, wobei die Anzahl und/oder die Leuchintensität der aktivierten Leuchtanzeigen 24a, 24b, 24c bei steigender Anzahl von Schaltvorgängen sich verändert. In gleicher Weise kann auch der Sum- mer 24e ein in der Tonhöhe ansteigendes Signal mit steigender Anzahl von Schaltvorgängen abgeben. Auch der erfolgte Empfang eines Freigabesignals kann z.B. durch eine Aktivierung des Vibrators 24d durch den Microcontroller 10 signa- lisiert werden.
Der Microcontroller 10 ist mit einer Klangaufzeichnungseinrichtung in Gestalt eines mit Mikrophons 28 verbunden, das dazu eingerichtet ist, Sprache, Geräusche, Gesang oder dergl. aufzunehmen und mittels einer Funk-Übertragungseinrichtung 30 an einen Empfänger 32 (siehe Fig. 2) mit einem Lautsprecher zur Ausstrahlung im Auditorium zu senden. Dabei kann der Microcontroller 10 über den Infrarot-Empfänger 18 in oder mit dem Freigabesignal die Information übermit- telt bekommen, daß die Klangaufzeichnungseinrichtung 28, 30 für den jeweiligen Benutzer freizuschalten ist. Zusätzlich kann in diesem Fall der Microcontroller 10 so programmiert sein, daß er auch ein entsprechendes Signal an die Leuchtanzeigen 24a, 24b und 24c, und/oder den Vibrator 24d und/ oder den Summer 24e abgibt.
Der Microcontroller 10 ist außerdem so programmiert, daß er ein in oder mit dem Freigabesignal übertragenes Zeitdauersignal aus dem von dem Infrarot-Empfänger 18 empfangenen Signal ermittelt und dann das Ansteuersignal für die Laserdiode in Abhängigkeit von dem Zeitdauersignal zu erzeugt. Damit wird der jeweilige Benutzer daran gehindert, beliebig oft Lichtstrahlen auszusenden. Der Microcontroller 10 weist dazu einen Zähler auf, der durch das Zeitdauersignal auf einen bestimmten Wert gesetzt wird. Während der Zeit, in der Benutzer die Signalgeberanordnung betätigt, um einen Lichtstrahl auszusenden, wird der Zähler dekrementiert . Sobald der Zähler der Stand Null erreicht hat, wird den Microcontroller 10 die Erzeugung des Ansteuersignais für den Wandler 18 gesperrt. Zusätzlich kann in diesem Fall der Microcontroller 10 so programmiert sein, daß er auch ein den Stand des Zählers wiedergebendes Signal an die Leucht- anzeigen 24a, 24b und 24c, und/oder den Vibrator 24d und/ oder den Summer 24e abgibt.
Schließlich ist der Microcontroller 10 so programmiert, daß er ein in oder mit dem Freigabesignal übertragenes Gruppenkennungs-signal aus dem von dem Infrarot-Empfänger 18 empfangenen Signal ermittelt und Ansteuersignale für den Wandler in Abhängigkeit von dem Gruppenkennungs-signal zu erzeugen. Zusätzlich kann auch in diesem Fall der Microcon- troller 10 so programmiert sein, daß er die jeweilige Grup- penkennung wiedergebendes Signal an die Leuchtanzeigen 24a, 24b und 24c, und/oder den Vibrator 24d und/ oder den Summer 24e abgibt.
Die Stromversorgung des Microcontrollers 10 und der anderen Komponenten kann durch einen UltraCap oder GoldCap 40 realisiert sein, der sich dadurch auszeichnet, daß er ein Kondensator ist, der eine Kapazität von 20 Farad oder mehr aufweist. Das Aufladen derartiger Kondensatoren geht ein Vielfaches schneller als das Laden von herkömmlichen Akkumulatoren. Eine Stromversorgungsmanagement-Schaltung 42 ist zwischen den Kondensator 40 und den Microcontroller 10 geschaltet, so daß ein niedriger Ladestand auch an den Microcontroller 10 mitgeteilt werden kann, damit dieser ein ent- sprechendes (z.B. optisches) Signal ausgibt.
Insgesamt ist die Vorrichtung so gestaltet, daß sie als portables, handgehaltenes Gerät aufgebaut sein kann, das ein Zuschauer leicht in einer Hand halten, tragen, drehen, schwenken und benutzen kann.
In Fig. 2 ist veranschaulicht, wie die Vorrichtung im Zusammenspiel mit einem Projektionssystem funktioniert.
Ein Projektionssystem weist eine Rechnereinheit 50 auf, die mit einem Bildprojektor 52 (z.B. einer sog. Videokanone) verbunden ist, um auf eine Projektionsflache 54 Bilder oder (Lauf-) Bildsequenzen zu projizieren. Außerdem ist die Rechnereinheit 50 mit einem Infrarot-Sender 56 verbunden, um diesen mit Steuersignalen zu speisen, die durch die in Fig. 1 beschriebene Vorrichtung mittels des Infrarot-Empfängers 18 empfangen werden können. Dabei kann der Infrarot-Sender 56 entweder sein ausgesendetes Infrarotlicht auf die gesamte Proj ektionsflache 54 aussenden, oder der Infrarot-Sender 56 ist dazu eingerichtet, stets nur einen bestimmten Bereich anzustrahlen. Dieser bestimmte Bestrahlungsbereich 58 kann dadurch variiert werden, daß der Infrarot-Sender 56 durch die Rechnereinheit 50 gesteuert verschwenkt wird, oder daß lediglich eine ausrichtbare Optik in dem Infrarot- Sender 56 vorgesehen ist.
Weiterhin ist die Rechnereinheit 50 mit einem Scanner oder Detektor 60 verbunden, der dazu eingerichtet ist, Lichtstrahlen von einem Handsender 70, wie er im Detail in Fig. 1 beschrieben ist, zu erfassen und entsprechende Signale an die Rechnereinheit 50 zu senden, die diese Signale wiederum bei der Ansteuerung des Bildprojektors 52 berücksichtigt.
Der Scanner 60 tastet dabei vorzugsweise lediglich einen vorherbestimmten Bereich ab, der durch die Rechnereinheit 50 definiert ist. In gleicher Weise wie der Infrarot-Sender 56 kann dazu der Scanner verschwenkbar oder mit einer ver- stellbaren Optik versehen sein. Vorzugsweise ist der von dem Scanner 60 abgetastete Bereich identisch mit dem Bestrahlungsbereich 58 des Infrarot-Senders 56. Durch die Rechnereinheit 50 kann - in Abhängigkeit vom Darstellungsinhalt der Bilder, die der Bildprojektor 52 auf die Pro- jektionsflache projiziert - dieser Bereich sowohl in seiner Position auf der Projektionsfläche als auch in seiner Gestalt verändert werden. Wenn Zuschauer ihren Sender 70 auf diesen Bereich richten, kann der Infrarot-Empfänger 18 das von dem Infrarotsender ausgesendete Freigabesignal empfan- gen. Dies wird durch den Microcontroller 10 in dem Handsender 70 registriert und wenn der Benutzer einen Schalter 12 betätigt, wird einen Lichtstrahl in diesen Bereich ausge- sendet, den der Scanner 60 erfassen und entsprechende Signale an die Rechnereinheit weiterleiten kann. Damit wird sichergestellt, daß insbesondere der Scanner 60 auch die charakteristische Kennung der jeweiligen Sender 70 erfassen und an die Rechnereinheit 50 weiterleiten kann.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zum Identifizieren und Markieren von Stellen in einer Fläche, mit einer Steuereinheit, die
- mit einer manuell betätigbaren Signalgeberanordnung verbunden ist, und
- mit einem Wandler verbunden ist, der in Abhängigkeit von einem von der Steuereinheit abgegebenen Ansteuersignal ei- nen gerichteten elektromagnetischen Strahl erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Steuereinheit mit einem Empfänger verbunden ist, um ein extern erzeugtes Freigabesignal zu empfangen, und die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, - dem Ansteuersignal für den Wandler eine für die jeweilige Vorrichtung charakteristische Kennung aufzuprägen, und
- das Ansteuersignal für den Wandler nur dann abzugeben, wenn ein entsprechendes Freigabesignal vorliegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- die manuell betätigbare Signalgeberanordnung eine Schalteranordnung oder ein ein- oder mehrachsiger Joystick ist, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, ein mittels der Schalteranordnung oder dem Joystick erzeugtes Schalt-, Richtungs- oder Wegsignal bei der Erzeugung des Ansteuersignal für den Wandler auszuwerten und zu berücksichtigen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- der Wandler zum Erzeugen eines gerichteten elektromagne- tischen Strahls eine Laserdiode oder eine Ultra-Bright-LED aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- der Empfänger für das extern erzeugte Freigabesignal eine richtungsabhängige Empfangsempfindlichkeit aufweist und mit dem Wandler zum Erzeugen eines gerichteten elektromagnetischen Strahls in derart räumlich festgelegter Beziehung steht, daß das Aussenden eines gerichteten elektromagnetischen Strahls nur dann möglich ist, wenn der Empfang eines aus der Richtung der Fläche kommenden Freigabesignals erfolgt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Steuereinheit mit einer Wiedergabeeinrichtung verbunden ist, die dazu eingerichtet ist, ein für den Benutzer der Vorrichtung erkennbares optisches, akustisches oder taktiles Signal wiederzugeben.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Steuereinheit mit einer Klangaufzeichnungseinrichtung verbunden ist, die dazu eingerichtet ist, Klänge aufzuneh- men und mittels einer Übertragungseinrichtung an einen Empfänger zur Ausstrahlung im Auditorium zu senden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, ein in oder mit dem Freigabesignal übertragenes Zeitdauersignal zu ermitteln und das Ansteuersignal für den Wandler in Abhängigkeit von dem Zeitdauersignal zu erzeugen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, ein in oder mit dem Freigabesignal übertragenes Lichtimpuls-Anzahlsignal zu ermitteln und Ansteuersignale für den Wandler in Abhängigkeit von dem Lichtimpuls-Anzahlsignal zu erzeugen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, ein in oder mit dem Freigabesignal übertragenes Gruppenkennungs-signal zu ermitteln und Ansteuersignale für den Wandler in Abhängigkeit von dem Gruppenkennungs-signal zu erzeugen.
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