Beschreibung
Vorrichtung zum Erfassen und Darstellen von Bewegungen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen und Darstellen von Bewegungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist - ausgeführt als Mobilfunk- Endgerät - beispielsweise aus der EP 907 278 A3 bekannt. Die bekannte Vorrichtung umfasst einen stiftförmigen Gegenstand, mittels welchem auf einer Oberfläche bestimmte Bewegungen ausgeführt werden können, beispielsweise Schreibbewegungen. Die Bewegungen werden mittels eines Bewegungssensors erfasst und anschließend analysiert, so dass mit der Vorrichtung geschriebene Zeichen ermittelt werden können und durch Funkübertragung oder dergleichen weiter verarbeitet werden können. Die Vorrichtung gemäß diesem Stand der Technik hat jedoch den Nachteil, dass sie verhältnismäßig unkomfortabel zu bedienen ist, insbesondere deshalb, weil der Benutzer die von ihm mit der stiftförmigen Vorrichtung virtuell geschriebene Information nicht unmittelbar sieht.
Um die geschriebene Information zu visualisieren, ist aus der EP 1 302 891 AI eine Vorrichtung zum Erfassen und Darstellen von Bewegungen bekannt, welche umfasst ein Positionserfas- sungsmittel zum Erfassen der gegenwärtigen Position eines Bezugspunkts der Vorrichtung, Datenverarbeitungsmittel zum Verarbeiten von mit den Positionserfassungsmitteln erfassten Po- sitionsdaten und Projektionsmitteln zum Projizieren eines
Projektionsbildes der erfassten und verarbeiteten Positionsdaten auf einer Oberfläche, wobei die Datenverarbeitungsmittel eine Änderung der gegenwärtigen Position des Bezugspunktes derart berücksichtigen, dass das Projektionsbild auf der Oberfläche im wesentlichen orts- und lagestabil bleibt. Die bekannte Vorrichtung ist ferner als Mobilfunkendgerät ausgelegt, um die erfasste und visualisierte Schrift an eine Basis
zu übertragen. Das als Stift ausgeformte Mobiltelefon verfügt beispielsweise über einen Laserprojektor, dessen Bild bei der Bewegung des Stiftes auf der Unterlage mitbewegt wird. Die Position des Laserprojektors am Stift ist im bekannten Stand der Technik starr am Gerät angeordnet, wodurch sich beim Betrieb Schwierigkeiten bei der manuellen Handhabung ergeben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erfassen und Darstellen von Bewegungen zu schaffen, die eine bequeme Handhabung durch den Benutzer ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst . Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen und Darstellen von Bewegungen umfasst Positionserfassungsmittel zum Erfassen der gegenwärtigen Position eines Bezugspunktes der Vorrichtung, Datenverarbeitungsmittel zum Verarbeiten von mit dem Positionserfassungsmittel erfassten Positionsdaten und Projektionsmittel zum Projizieren eines Projektionsbildes der erfassten und verarbeiteten Positionsdaten auf eine Oberfläche, wobei die Vorrichtung zweiteilig ausgebildet ist und einen oberen Teil und einen unteren Teil aufweist. Dabei ist der obere Teil relativ zum unteren Teil klappbar um eine im wesentlichen senkrecht zur Achse der Vorrichtung angeordnete Drehachse ausgebildet, so dass der obere Teil aus einer Ruheposition heraus um einen vorgegebenen Winkel in eine Betriebsposition geklappt werden kann.
Insbesondere umfasst das Projektionsmittel ein reflektierendes Element, beispielsweise einen Spiegel, das beim Ausklappen oder Aufklappen der Vorrichtung aus der Ruheposition heraus in die Betriebsposition ausgefahren wird. Insbesondere wird das reflektierende Element um den vorgegebenen Winkel, d.h. den Klappwinkel, aus der Vorrichtung ausgefahren.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der obere Teil der Vorrichtung, der gegen das untere Teil geklappt wird, einen am oberen Teil angeordneten Deckel auf, der in der Ruheposition zumindest teilweise den unteren Teil der Vorrichtung ü- berdeckt. An dem äußeren Ende des Deckels ist vorzugsweise das reflektierende Element angeordnet, das in der ausgeklappten Betriebsposition das Projektionsbil d erzeugt. Im besonderen weist der untere Teil der Vorrichtung eine Aussparung auf, so dass der Deckel des oberen Teils in die Ruheposition passt.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung in der Form eines Stiftes ausgeführt, wodurch Schreibbewegungen ermöglicht bzw. vereinfacht werden. Dabei kann das Projektionsmittel im unteren Teil der Vorrichtung angeordnet sein, edoch kann innerhalb des Stiftes auch ein geeigneter Ort im oberen Vorrichtungsteil eingesetzt werden. Vorzugsweise sind der obere Teil und der untere Teil unterschiedlich lang ausgebildet, wobei insbesondere der untere Teil länger als der obere Teil ist. Durch die unterschiedlichen Längen des oberen und des unteren Teils wird erreicht, dass der Schwerpunkt der Vorrichtung, der sich in Ruheposition innerhalb der Vorrichtung befindet, in der Betriebsposition an den Rand der Vorrichtung oder an eine Position außerhalb der Vorrichtung wandert. Dadurch wird erreicht, dass der Schwerpunkt der Vorrichtung in die Benutzerhand bzw. in Richtung der Benutzerhand im ausgeklappten Zustand bewegt wird, wodurch die Bedienung des Stiftes in der Betriebsposition erleichtert wird, da der obere Teil des Stiftes auf der Region zwischen Daumen und Zeigefinger der Benutzerhand zu liegen kommt und damit der Schwerpunkt des
Stiftes in die Hand des Benutzers wandert, da der Deckel mit Spiegel relativ zum Gesamtgewicht des oberen Teils der Vorrichtung relativ gering ist.
Vorzugsweise weist das Positionserfassungsmittel wenigstens einen optischen Sensor oder/und wenigstens einen mechanischen Sensor oder/und wenigstens einen Beschleunigungssensor o-
der/und eine Kombination von mindestens zweien dieser Sensoren auf. Insbesondere kann der wenigstens eine mechanische Sensor als Rollsensor zur Erfassung einer Abrollbewegung auf der Oberfläche ausgeführt sein, wobei der Rollsensor an der Spitze des unteren Vorrichtungsteils angeordnet ist.
Vorzugsweise ist der wenigstens eine Beschleunigungssensor als Drehwinkel-Beschleunigungssensor oder als Longitudinal- Beschleunigungssensor zur Erfassung der Beschleunigung des Bezugspunktes in der Vorrichtung ausgeführt und ist vorzugsweise im Inneren des unteren Teils der Vorrichtung angeordnet.
Vorzugsweise berücksichtigt das Datenverarbeitungsmittel der Vorrichtung eine Änderung der gegenwärtigen Position des Bezugspunktes derart, dass das Projektionsbild, welches räumlich begrenzt ist, auf der Oberfläche im wesentlichen orts- und lagestabil bleibt. Vorzugsweise umfasst das Datenverarbeitungsmittel einen Mikroprozessor und das Projektionsmittel mindestens einen Laserprojektor.
Weiter ist bevorzugt, dass die Datenverarbeitungseinrichtung eine Einrichtung zur Zeichenerkennung aufweist, die eine erfasste Änderung des Bezugspunktes der Vorrichtung auf eine Übereinstimmung mit vorbestimmten Zeichen untersucht und anhand vorgegebener Kriterien entscheidet, welches Zeichen vom Benutzer geschrieben wurde und dieses gegebenenfalls abspeichert oder weiterverarbeitet. Somit ist es möglich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung geschriebene Schriftzeichen er- kennt, wodurch beispielsweise mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Text geschrieben werden kann, der dann zeichenweise erkannt und weiterverarbeitet werden kann.
In einer Weiterentwicklung der Erfindung ist vorzugsweise vorgesehen, dass diese zur kabelgebundenen oder kabellosen
Kommunikation mit einer entfernt angeordneten Basis ausgebildet ist. Die gespeicherten und erfassten Positionsdaten, ins-
besondere die erfassten Zeichen, können dann an die Basis ü- bertragen werden, so dass der vorstehend angesprochene mit der Vorrichtung niedergeschriebene Text an die Basis, beispielsweise einen Computer oder dergleichen, übertragen werden kann und dort im Rahmen eines Editors weiterverarbeitet werden kann. In gleichem Maße ist es möglich, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Nachrichten, beispielsweise SMS- Nachrichten (Short Message Service) zu verfassen und diese an die Basis zu versenden.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung Funkübertragungsmittel aufweist, insbesondere zur Übertragung der erfassten Bewegung und/oder der ermittelten Zeichen. Funkübertragungsmittel können beispielsweise auf dem GSM-Standard (Global System for Mobile Communication) , dem
UMTS-Standard (Universal Mobile Telecommunication System) o- der einem anderen Mobilfunkstandard beruhen. Auch ist es möglich, dass die Funkübertragungsmittel auf dem DECT-Standard (Digital European Cordless Telecommunication) oder dem Blue- tooth-Standard oder auf einer IrDA-Schnittstelle beruhen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erfüllt daher vorzugsweise folgende Kriterien: der Projektor wirft keinen Schatten, ist geschützt im Stift verborgen, und der Schwerpunkt der Vor- richtung bewegt sich nicht aus der Hand des Benutzers heraus. Insbesondere führt beispielsweise ein höheres Gewicht an der Stiftspitze den Schwerpunkt mehr in die Benutzerhand hinein. Ferner rutscht der Schwerpunkt der Vorrichtung in ausgeklappter Position außerhalb des Stiftes in die Hand des Benutzers hinein, indem beispielsweise die zum Betrieb notwendigen Akkus im unteren rückwärtigen Teil der Vorrichtung deponiert werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittansicht einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Ruheposition,
Fig. 2 zeigt die erste Ausführungsform der Vorrichtung im ausgeklappten Zustand, und
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung im ausgeklappten Zustand.
Fig. 1 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erfassen und Darstellen von Bewegungen umfassend einen unteren Teil 1 und einen oberen Teil 2 in der Ruheposition, d.h. im eingeklappten Zustand. Der untere Teil weist ferner eine Spitze 3 auf, die beispielsweise einen Rollsensor (nicht dargestellt) aufweist. Der obere Teil 2 der Vorrichtung ist gegenüber dem unteren Teil um eine Drehachse 4, die im wesentlichen senkrecht zur Achse der Vorrichtung 5 angeordnet ist, klappbar. Weiterhin weist die Vorrichtung einen am oberen Teil 2 angeordneten Deckel 6 auf, an dessen unterem Ende ein reflektierendes Element 7, beispielsweise ein Spiegel, angeordnet ist. Weiterhin ist ein Projektor 8 dargestellt, der im Inneren des unteren Teils 1 der Vorrichtung angeordnet ist. Hinsichtlich der Wirkungsverteilung ist die Lage des Gesamtschwerpunktes 9 eingezeichnet, der sich aus der Lage des unteren Schwerpunktes 10 und der
Lage des oberen Schwerpunktes 11 zusammensetzt, wobei die Lage des Gesamtschwerpunktes sich innerhalb der Vorrichtung befindet. Ferner ist die Vorrichtung als Stift ausgebildet, so dass eine Benutzung ähnlich einem Schreibstift für einen Be- nutzer möglich ist.
Fig. 2 zeigt die erste Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 1 im ausgeklappten Zustand. Hier ist der obere Teil 2 um die Drehachse 4 gegen den unteren Teil 1 gekippt, d.h. die Achse des oberen Teils ist um einen Klappwinkel um die Drehachse 4 gegenüber der Vorrichtungsachse 5, die mit der Achse des unteren Teils identisch ist, gekippt. Dadurch ist der am
Ende des Deckels 6 befindliche Spiegel 7 aus der Ruheposition in die Betriebsposition geklappt und wird vom Projektor 8 angestrahlt und erzeugt ein Bild 14 auf einer Oberfläche 15, auf der die Spitze 3 der Vorrichtung aufsitzt . Ferner ist schematisch der mögliche Bildbereich 16 auf der Oberfläche 15 dargestellt. Zum Schutz des Spiegels 7 des Projektors 8 ist im unteren Teil 1 der Vorrichtung eine Aussparung 17 vorgesehen, in die der Deckel 6 im Ruhezustand angeordnet ist . Durch den aufgeklappten Zustand, d.h. den Betriebszustand, ver- schiebt sich die Lage des gesamten Schwerpunktes 18 im ausgeklappten Zustand gegenüber der Lage des gesamten Schwerpunktes im eingeklappten Zustand 9 in Richtung der Rückseite der Vorrichtung .
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die sich von der ersten, in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen, dadurch unterscheidet, dass im oberen Teil 2 der Vorrichtung Akkumulatoren 19 und 20, vorzugsweise auf der Rückseite, angeordnet sind. Bedingt durch das Gewicht der Akkumulatoren 19, 20 wandert die Lage des gesamten Schwerpunkts 18 im ausgeklappten Zustand nach außerhalb der Vorrichtung und befindet sich daher in der Hand des Benutzers.