WO2013171025A1 - Anordnung und verfahren zum erzeugen einer tastsinnreizung eines benutzers - Google Patents

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WO2013171025A1 PCT/EP2013/058198 EP2013058198W WO2013171025A1 WO 2013171025 A1 WO2013171025 A1 WO 2013171025A1 EP 2013058198 W EP2013058198 W EP 2013058198W WO 2013171025 A1 WO2013171025 A1 WO 2013171025A1
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Arne Dannenberg
Christina Leinenbach
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Robert Bosch Gmbh
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    • 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
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04108—Touchless 2D- digitiser, i.e. digitiser detecting the X/Y position of the input means, finger or stylus, also when it does not touch, but is proximate to the digitiser's interaction surface without distance measurement in the Z direction

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement and a method for generating a sense of touch of a user.
  • DE 101 28 908 A1 describes a control panel for technical equipment, with the possibility of generating menu structures by providing
  • Controls that are variable in function, size, shape and position programmable the control panel is composed of individual segments, which can independently take different positions on the base plate by a corresponding control, the segments with the force of a human finger in the direction Base plate are depressed, the segments of this movement can oppose a force on the finger.
  • Control system information which is usually necessary, is usually output via visual display devices in the electronic and mostly portable devices.
  • An input of information can be by a feedback directly on
  • Input device for which a tactile perceptible information output can be used.
  • Actuating surface arranged movable elements comprises elements as electromechanical transducers, which are activated by the control system with each other coupled and cause a tactile perceivable by the operator relative movement of the elements to the surface.
  • Communicate communication devices such as mobile phones or smartphones to the user.
  • the information is transferred through the perception of stimuli via receptors that lie in the skin.
  • receptors that lie in the skin.
  • mechanoreceptors of the skin are addressed, which allow humans, touches or
  • tactile perception belongs to the sense of touch.
  • the tactile perception is superior to the haptic perception, which also, for example, the
  • Temperature perception or the perception of pain in their terminology includes.
  • the present invention provides an arrangement for generating a sense of touch of a user with: a sensor device which is designed to contactlessly detect a position of a touch organ of the user and to provide it as position data; an evaluation device, which is coupled to the sensor device and which is designed to use the position data, a control signal
  • the arrangement comprises an actuator device, which is coupled to the evaluation device and which is designed based on the provided
  • Control signal mechanical waves, especially sound, send out and thereby generate the Tastsinn Standung on the sensing element of the user.
  • the invention also provides a method for generating a sense of touch of a user with the method steps: detecting a position of a touch organ of the user by a sensor device and providing the detected position as position data.
  • a control signal is provided by an evaluation device as a function of the position data provided; and transmitting mechanical waves through an actuator device based on the control signal and generating a sense of touch on the user's tactile device.
  • the idea of the invention is to avoid actively touching
  • non-contact, tactile feedback which may be amplitude controlled and / or spatially resolved.
  • the contactless communication with devices is comfortable.
  • the invention avoids, for example, the contamination of surfaces of the devices to be operated.
  • Another advantage of the invention is that actions or actions can be virtually simulated. This includes actions such as stroking on textured or smooth surfaces, pressing a control element
  • the invention enables
  • the invention allows the user to interact even with poorly placed or poorly visible displays. Operations can be made with the invention in the immediate driver arm position.
  • the invention can make these operations to be made easier.
  • the invention also makes it possible to avoid transmission risk of diseases by preventing direct contact of surfaces.
  • the sensor device as one or more bolometers, as one or more photodiodes, as a
  • Video camera or as one or more light barriers is formed. This allows the user's position detection to be accurate and simple. According to a further embodiment of the invention it is provided that the
  • Evaluation device is designed as an application-specific integrated circuit or as another electronic circuit in the form of an integrated circuit. This allows a simple way the integration of the arrangement in mobile devices or other portable electronic devices.
  • Actuator is designed as a speaker or as an ultrasonic piezo speaker or as a microsystem speaker. This advantageously allows the integration of the arrangement in a small space.
  • Actuator as an array of a plurality of speakers or or one
  • a plurality of ultrasonic piezo speakers or a plurality of microsystem speakers is formed.
  • Arrangement further comprises a power supply device.
  • This embodiment has the advantage that the arrangement can be supplied with energy in a simple manner.
  • a two-dimensional or three-dimensionally extended sense of touch is generated on the tactile organ of the user by emitting the mechanical waves as the generated touch sensation.
  • Touch stimulation is generated to excite a person's attention by emitting the mechanical waves. This advantageously makes it possible to direct the perception of the person to the current traffic situation, for example, in order to avoid a dangerous traffic situation.
  • 1 shows a schematic representation of an embodiment of an arrangement according to the invention for generating a sense of touch of a user
  • 2 is a graphical representation of a flowchart of a method for generating a sense of touch of a user.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a
  • Arrangement according to the invention for generating a sense of touch of a user.
  • An arrangement 50 for generating a sense of touch of a user comprises a sensor device 10, an evaluation device 20, an actuator device 30 and a power supply device 40.
  • the sensor device 10 is designed, for example, to detect a position of a hand or another part of the body of the user and to provide it as position data.
  • the evaluation device 20 is, for example, coupled to the sensor device 10 and designed to provide a control signal based on the position data.
  • the actuator device 30 is, for example, coupled to the evaluation device 20 and designed to emit mechanical waves based on the control signal provided and thereby to generate the tactile sense stimulus on the hand or on the other body part of the user.
  • the amplitude-controlled and Locally controlled actuator device 30 gives the user a non-contact, tactile feedback, that is, the user feels through the Tastsinn Roadung an interaction with a virtual surface VO of a virtual object with the respective irritated touch organ.
  • the sensor device 10 is designed as one or more bolometers, as one or more photodiodes, as a video camera or as one or more light barriers.
  • the evaluation device 20 may be designed as an application-specific integrated circuit, ASIC for short, or as another electronic circuit in the form of an integrated circuit.
  • the actuator device 30 is designed, for example, as a loudspeaker or as an ultrasonic piezo loudspeaker or as a microsystem loudspeaker.
  • the actuator device 30 as an array of a plurality of speakers or a plurality of ultrasonic piezo-speakers or a plurality of
  • Microsystem speakers are designed.
  • the ultrasonic pulse For radiating the ultrasonic pulse, it is possible to position different smaller MEMS loudspeakers together and to each other so that the virtual touch field or target field into which the pulse is to be sent can be hit. In particular, it is possible to obtain a total pulse by composing the individual pulses generate and send at a desired angle to the MEMS loudspeaker array plane.
  • 2- or 3-dimensionally extended tactile stimuli can be generated which impinge on different points of the body regions, such as, for example, a hand H.
  • the evaluation device 20 is, for example, as a programmable logic
  • Control or as a programmable digital computer.
  • FIG. 2 shows a graphical representation of a flowchart of a method for generating a sense of touch of a user.
  • a provision S2 of a control signal is performed by an evaluation device 20 as a function of the position data provided.
  • a third step mechanical waves are emitted by an actuator device 30 based on the control signal, and a hand-touch stimulation of the hand H or of another body part of the user is generated.
  • the generated touch sensation may be extended as a 2- or 3-dimensional
  • Tastsinn Standung on the sensing organ of the user by sending the
  • a flat expanded sense of touch is generated and extended as the 3-dimensional
  • Tactile Stimulus produces a volume expanded Tastsinn Drung.
  • the tactile sense stimulus is generated to attract a person's attention by emitting the mechanical waves. The arousal of the
  • Attention of the person may direct the perception of the person, for example, to the traffic situation in order to avoid a dangerous traffic situation.
  • the person may be, for example, a vehicle, ship, or locomotive driver in a corresponding driver's cab of a rail or motor vehicle or a pilot in a cockpit.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (50) zum Erzeugen einer Tastsinnreizung eines Benutzers mit: einer Sensoreinrichtung (10), welche dazu ausgelegt ist, eine Position eines Tastorgans des Benutzers berührungslos zu erfassen und als Positionsdaten bereitzustellen; einer Auswerteeinrichtung (20), welche mit der Sensoreinrichtung (10) gekoppelt ist und welche dazu ausgelegt ist, anhand der Positionsdaten ein Steuersignal bereitzustellen; und einer Aktoreinrichtung (30), welche mit der Auswerteeinrichtung (20) gekoppelt ist und welche dazu ausgelegt ist, basierend auf dem bereitgestellten Steuersignal mechanische Wellen auszusenden und dadurch die Tastsinnreizung an dem Tastorgan des Benutzers zu erzeugen.

Description

Beschreibung Titel
Anordnung und Verfahren zum Erzeugen einer Tastsinnreizung eines Benutzers
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Erzeugen einer Tastsinnreizung eines Benutzers.
Stand der Technik
Die DE 101 28 908 A1 beschreibt ein Bedienfeld für technische Einrichtungen, mit der Möglichkeit zur Generierung von Menüstrukturen durch Bereitstellung von
Bedienelementen, die in Funktion, Größe, Form und Position variable programmierbar sind, wobei das Bedienfeld sich aus einzelnen Segmenten zusammensetzt, die durch eine entsprechende Ansteuerung unabhängig voneinander verschiedene Positionen über der Grundplatte einnehmen können, wobei die Segmente mit der Kraft eines menschlichen Fingers in Richtung Grundplatte niedergedrückt werden, wobei die Segmente dieser Bewegung eine auf den Finger gerichtete Kraft entgegensetzen können.
Die DE 41 40 780 A1 beschreibt Bedienungseinrichtungen in Form von beweglichen Elementen für vielfältige Arten von Eingaben an elektronischen Geräten. Die zur
Steuerung in der Regel notwendigen Systeminformationen werden bei den elektronischen und zumeist tragbaren Geräten normalerweise über visuelle Anzeigevorrichtungen ausgegeben.
Eine Eingabe von Informationen lässt sich durch eine Rückkopplung direkt am
Eingabegerät vornehmen, wofür eine taktil wahrnehmbare Informationsausgabe genutzt werden kann.
Die dort beschriebene Eingabevorrichtung mit an der Berührungs- und/oder
Betätigungsfläche angeordneten beweglichen Elementen umfasst Elemente als elektromechanische Wandler, die vom Steuersystem aktiviert werden, die miteinander gekoppelt sind und eine von der Bedienungsperson taktil wahrnehmbare Relativbewegung der Elemente zur Oberfläche bewirken.
Heutzutage werden taktile Displays genutzt, um Informationen elektronischer
Kommunikationsgeräte wie Handys oder Smartphones an den Anwender zu übertragen.
Dabei wird die Information durch die Wahrnehmung von Reizen über Rezeptoren, die in der Haut liegen, transferiert. Speziell werden hierzu die sogenannte Mechanorezeptoren der Haut angesprochen, die es dem Menschen ermöglichen, Berührungen oder
Vibrationen wahrzunehmen.
Diese Wahrnehmung von mechanischen Signalen ist auch unter der Bezeichnung der taktilen Wahrnehmung bekannt und gehört zum Tastsinn. Der taktilen Wahrnehmung übergeordnet ist die haptische Wahrnehmung, die zudem zum Beispiel auch die
Temperaturwahrnehmung oder die Schmerzwahrnehmung in ihrer Begrifflichkeit umfasst.
Dazu dienen Methoden basierend auf einer Verwendung von mit verschiedenen
Oberflächenstrukturen versehenen Bedienelementen oder von durch Vibrationen verursachten Stimulationen des Tastsinns, etwa ausgelöst durch kleine
mikromechanische Antriebe.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine Anordnung zum Erzeugen einer Tastsinnreizung eines Benutzers mit: einer Sensoreinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, eine Position eines Tastorgans des Benutzers berührungslos zu erfassen und als Positionsdaten bereitzustellen; einer Auswerteeinrichtung, welche mit der Sensoreinrichtung gekoppelt ist und welche dazu ausgelegt ist, anhand der Positionsdaten ein Steuersignal
bereitzustellen.
Ferner umfasst die Anordnung eine Aktoreinrichtung, welche mit der Auswerteeinrichtung gekoppelt ist und welche dazu ausgelegt ist, basierend auf dem bereitgestellten
Steuersignal mechanische Wellen, insbesondere Schall, auszusenden und dadurch die Tastsinnreizung an dem Tastorgan des Benutzers zu erzeugen. Die Erfindung schafft außerdem ein Verfahren zum Erzeugen einer Tastsinnreizung eines Benutzers mit den Verfahrensschritten: Erfassen einer Position eines Tastorgans des Benutzers durch eine Sensoreinrichtung und Bereitstellen der erfassten Position als Positionsdaten. Als nächster Verfahrensschritt erfolgt ein Bereitstellen eines Steuersignal durch eine Auswerteeinrichtung in Abhängigkeit der bereitgestellten Positionsdaten; und Aussenden von mechanischen Wellen durch eine Aktoreinrichtung basierend auf dem Steuersignal und Erzeugen einer Tastsinnreizung an dem Tastorgan des Benutzers.
Vorteile der Erfindung
Die Idee der Erfindung liegt darin, eine Vermeidung von aktivem Berühren von
Oberflächen zum Austausch von Informationen oder zum Ausführen von Befehlen und zur Bedienung von Geräten zu ermöglichen. Aktoren geben dem Benutzer ein
berührungsloses, taktiles Feedback, das amplitudengesteuert und/oder ortsaufgelöst sein kann.
Die berührungslose Kommunikation mit Geräten ist komfortabel. Die Erfindung vermeidet beispielsweise die Verschmutzung von Oberflächen der zu bedienenden Geräte. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass Handlungen oder Aktionen virtuell simuliert werden können. Dazu gehören Handlungen wie etwa ein entlang streichen an strukturierten oder glatten Oberflächen, ein Drücken eines Bedienelementes, ein
Anfassen eines Gerätes oder ein Ertasten von Umrissen und Konturen. Im Bereich der Kommunikation und Informationstechnik ermöglicht die Erfindung,
Bildschirme und Oberflächen schonend zu behandeln und eine erhöhte Verschmutzung und die Gefahr von Beschädigungen zu vermeiden.
Bei Verkehrssystemen ermöglicht die Erfindung dem Benutzer, auch mit schlecht platzierten oder schlecht einsehbaren Displays zu interagieren. Bedienungen können mit der Erfindung in unmittelbarer Fahrer-Armposition vorgenommen werden.
Im Bereich der Konsumer-Industrie und Computerspiele kann eine verbesserte räumliche Atmosphäre in den Produkten erzielt werden. Im Bereich der Medizintechnik können mit der Erfindung bei Operationen mit optischen Systemen umständliche Bewegungen vermieden werden.
Die Erfindung kann diese vorzunehmenden Bedienungen leichter machen. Die Erfindung ermöglicht ferner ein Übertragungsrisiko von Krankheiten durch ein Verhindern eines direkten Berührens von Oberflächen zu vermeiden.
Weiterbildungen und Variationen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung als ein oder mehrere Bolometer, als eine oder mehrere Photodioden, als eine
Videokamera oder als eine oder mehrere Lichtschranken ausgebildet ist. Dadurch kann die Positionserfassung des Benutzers auf eine genaue und einfache Art erfolgen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Auswerteeinrichtung als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder als eine sonstige elektronische Schaltung in Form eines integrierten Schaltkreises ausgebildet ist. Dies ermöglicht auf einfache Weise die Integration der Anordnung in Mobilfunkgeräte oder sonstigen tragbaren elektronischen Geräten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Aktoreinrichtung als ein Lautsprecher oder als ein Ultraschall-Piezo-Lautsprecher oder als ein Mikrosystem-Lautsprecher ausgebildet ist. Dies erlaubt vorteilhaft die Integration der Anordnung auf kleinstem Raum.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Aktoreinrichtung als ein Array einer Mehrzahl von Lautsprechern oder oder einer
Mehrzahl von Ultraschall-Piezo-Lautsprechern oder einer Mehrzahl von Mikrosystem- Lautsprechern ausgebildet ist. Mit dieser Ausführungsform kann sehr effektiv und sicher eine gewünschte Geometrie der Tastsinnreizung und damit des virtuell berührten
Gegenstandes erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Anordnung ferner eine Stromversorgungseinrichtung aufweist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Anordnung in einfacher Weise mit Energie versorgt werden kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass als die erzeugte Tastsinnreizung eine 2- oder 3-dimensional ausgedehnte Tastsinnreizung an dem Tastorgan des Benutzers durch das Aussenden der mechanischen Wellen erzeugt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Tastsinnreizung zum Erregen einer Aufmerksamkeit einer Person durch das Aussenden der mechanischen Wellen erzeugt wird. Dies ermöglicht vorteilhaft, die Wahrnehmung der Person beispielsweise auf die aktuelle Verkehrssituation zu lenken, um eine gefährdende Verkehrssituation zu vermeiden.
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren.
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der
Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Zeichnungen
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im
Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht
notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
Es zeigen: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Erzeugen einer Tastsinnreizung eines Benutzers; und Fig. 2 eine grafische Darstellung eines Flussdiagrammes eines Verfahrens zum Erzeugen einer Tastsinnreizung eines Benutzers.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In den Figuren der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Komponenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. Es versteht sich ferner, dass Komponenten und Elemente in den Zeichnungen aus Gründen der Übersichtlichkeit und Verständlichkeit nicht notwendigerweise
maßstabsgetreu zueinander wiedergegeben sind.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Anordnung zum Erzeugen einer Tastsinnreizung eines Benutzers.
Eine Anordnung 50 zum Erzeugen einer Tastsinnreizung eines Benutzers umfasst eine Sensoreinrichtung 10, eine Auswerteeinrichtung 20, eine Aktoreinrichtung 30 und eine Stromversorgungseinrichtung 40.
Die Sensoreinrichtung 10 ist beispielsweise dazu ausgelegt, eine Position einer Hand oder eines sonstiges Körperteils des Benutzers zu erfassen und als Positionsdaten bereitzustellen. Die Auswerteeinrichtung 20 ist beispielsweise mit der Sensoreinrichtung 10 gekoppelt und dazu ausgelegt, anhand der Positionsdaten ein Steuersignal bereitzustellen.
Die Aktoreinrichtung 30 ist beispielsweise mit der Auswerteeinrichtung 20 gekoppelt und dazu ausgelegt, basierend auf dem bereitgestellten Steuersignal mechanische Wellen auszusenden und dadurch die Tastsinnreizung an der Hand oder an dem sonstigen Körperteil des Benutzers zu erzeugen.
Wird der Druck nun von extern den Rezeptoren in der Haut, wie etwa in der Hand H, zugeführt, etwa über die ausgesendeten mechanischen Wellen, so nimmt der Benutzer durch die Tastsinnreizung seines Tastorgans einen solchen Druck wahr, als würde er beispielsweise aktiv auf eine Oberfläche drücken. Die amplitudengesteuerte und ortsaufgelöst gesteuerte Aktoreinrichtung 30 gibt dem Benutzer ein berührungsloses, taktiles Feedback, das heißt der Benutzer empfindet durch die Tastsinnreizung eine Interaktion mit einer virtuellen Oberfläche VO eines virtuellen Gegenstandes mit dem jeweils gereizten Tastorgan.
Beispielsweise ist die Sensoreinrichtung 10 als ein oder mehrere Bolometer, als eine oder mehrere Photodioden, als eine Videokamera oder als eine oder mehrere Lichtschranken ausgebildet. Ferner kann die Auswerteeinrichtung 20 als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, kurz ASIC, oder als eine sonstige elektronische Schaltung in Form eines integrierten Schaltkreises ausgebildet sein.
Die Aktoreinrichtung 30 ist beispielsweise als ein Lautsprecher oder als ein Ultraschall- Piezo-Lautsprecher oder als ein Mikrosystem-Lautsprecher ausgebildet.
Ferner kann die Aktoreinrichtung 30 als ein Array einer Mehrzahl von Lautsprechern oder einer Mehrzahl von Ultraschall-Piezo-Lautsprechern oder einer Mehrzahl von
Mikrosystem-Lautsprechern ausgebildet sein.
Zur Ausstrahlung des Ultraschallimpulses ist es möglich, verschiedene kleinere MEMS- Lautsprecher aneinander sowie zueinander zu positionieren, so dass das virtuelle Berührungsfeld oder Zielfeld, in welches der Impuls gesendet werden soll, getroffen werden kann, Insbesondere ist es möglich einen Gesamtimpuls durch Zusammensetzen der Einzelimpulse zu generieren und in einem gewünschten Winkel zur MEMS- Lautsprecherarrayebene auszusenden.
Ebenso können auch durch Generierung mehrerer Gesamtimpulse 2- oder 3-dimensional ausgedehnte Tastsinnreizungen erzeugt werden, die an unterschiedlichen Stellen der Körperregionen, wie beispielsweise einer Hand H, auftreffen.
Damit ist auch eine variable Position und/oder Anordnung der Aktoren zur eigentlichen „Berührung", sprich dem Berührungsfeld oder Zielfeld, möglich. Es ist aber auch möglich, einen einzelnen Gesamtimpuls durch die Aktoreinrichtung 30 auszusenden. Der Gesamtimpuls wird dann in einem gewünschten Winkel zur Berührungsebene ausgesendet werden, so dass grundsätzlich der Impuls im Zielfeld ankommt und von entsprechendem Körperteil, wie etwa einer Hand H, wahrgenommen wird. Die Auswerteeinrichtung 20 ist beispielsweise als eine speicherprogrammierbare
Steuerung oder als ein programmierbarer Digitalcomputer ausgeführt.
Die Figur 2 zeigt eine grafische Darstellung eines Flussdiagrammes eines Verfahrens zum Erzeugen einer Tastsinnreizung eines Benutzers.
In einem ersten Schritt erfolgt ein Erfassen S1 einer Position der Hand H oder eines sonstigen Körperteils des Benutzers durch eine Sensoreinrichtung 10 und ein
Bereitstellen der erfassten Position als Positionsdaten. In einem zweiten Schritt erfolgt ein Bereitstellen S2 eines Steuersignals durch eine Auswerteeinrichtung 20 in Abhängigkeit der bereitgestellten Positionsdaten.
In einem dritten Schritt mechanischen Wellen durch eine Aktoreinrichtung 30 basierend auf dem Steuersignal ausgesendet und es erfolgt ein Erzeugen einer Tastsinnreizung der Hand H oder eines sonstigen Körperteils des Benutzers.
Die erzeugte Tastsinnreizung kann als eine 2- oder 3-dimensional ausgedehnte
Tastsinnreizung an dem Tastorgan des Benutzers durch das Aussenden der
mechanischen Wellen erzeugt werden.
Beispielsweise wird als die 2-dimensional ausgedehnte Tastsinnreizung eine flächig ausdehnte Tastsinnreizung erzeugt und als die 3-dimensional ausgedehnte
Tastsinnreizung eine im Volumen ausdehnte Tastsinnreizung erzeugt. Beispielsweise wird die Tastsinnreizung zum Erregen einer Aufmerksamkeit einer Person durch das Aussenden der mechanischen Wellen erzeugt. Die Erregung der
Aufmerksamkeit der Person kann die Wahrnehmung der Person beispielsweise auf die Verkehrssituation lenken, um eine gefährdende Verkehrssituation zu vermeiden. Die Person kann beispielsweise ein Fahrzeugs-, Schiffs-, oder Lok-Führer in einem entsprechenden Führerstand eines Schienen- oder Kraftfahrzeugs sein oder ein Pilot in einem Cockpit sein. Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.

Claims

Ansprüche
1 . Anordnung (50) zum Erzeugen einer Tastsinnreizung eines Benutzers mit:
- einer Sensoreinrichtung (10), welche dazu ausgelegt ist, eine Position eines Tastorgans des Benutzers berührungslos zu erfassen und als
Positionsdaten bereitzustellen;
- einer Auswerteeinrichtung (20), welche mit der Sensoreinrichtung (10) gekoppelt ist und welche dazu ausgelegt ist, anhand der Positionsdaten ein Steuersignal bereitzustellen; und
- einer Aktoreinrichtung (30), welche mit der Auswerteeinrichtung (20) gekoppelt ist und welche dazu ausgelegt ist, basierend auf dem
bereitgestellten Steuersignal mechanische Wellen auszusenden und dadurch die Tastsinnreizung an dem Tastorgan des Benutzers zu erzeugen.
Anordnung (50) nach Anspruch 1 , wobei das Tastorgan eine Hand (H) oder ein sonstiges Körperteil des Benutzers ist.
Anordnung (50) nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die
Sensoreinrichtung (10) als ein oder mehrere Bolometer, als eine oder mehrere Photodioden, als eine Videokamera oder als eine oder mehrere
Lichtschranken ausgebildet ist.
Anordnung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinrichtung (20) als eine anwendungsspezifische integrierte
Schaltung oder als eine sonstige elektronische Schaltung in Form eines integrierten Schaltkreises ausgebildet ist.
5. Anordnung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Aktoreinrichtung (30) als ein Lautsprecher oder als ein Ultraschall-Piezo- Lautsprecher oder als ein Mikrosystem-Lautsprecher ausgebildet ist.
6. Anordnung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aktoreinrichtung (30) als ein Array einer Mehrzahl von Lautsprechern oder oder einer Mehrzahl von Ultraschall-Piezo-Lautsprechern oder einer Mehrzahl von Mikrosystem-Lautsprechern ausgebildet ist.
7. Anordnung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Anordnung ferner eine Stromversorgungseinrichtung (40) aufweist.
8. Verfahren zum Erzeugen einer Tastsinnreizung eines Benutzers mit den
Verfahrensschritten:
- Erfassen (S1 ) einer Position eines Tastorgans des Benutzers durch eine Sensoreinrichtung (10) und Bereitstellen der erfassten Position als
Positionsdaten;
- Bereitstellen (S2) eines Steuersignal durch eine Auswerteeinrichtung (20) in Abhängigkeit der bereitgestellten Positionsdaten; und
- Aussenden (S3) von mechanischen Wellen durch eine Aktoreinrichtung (30) basierend auf dem Steuersignal und Erzeugen einer Tastsinnreizung an dem Tastorgan des Benutzers.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei als die erzeugte Tastsinnreizung eine 2- oder 3-dimensional ausgedehnte Tastsinnreizung an dem Tastorgan des Benutzers durch das Aussenden der mechanischen Wellen erzeugt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, wobei die Tastsinnreizung zum Erregen einer Aufmerksamkeit einer Person durch das Aussenden der mechanischen Wellen erzeugt wird.
PCT/EP2013/058198 2012-05-18 2013-04-19 Anordnung und verfahren zum erzeugen einer tastsinnreizung eines benutzers WO2013171025A1 (de)

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