WO2015165618A1 - Objekterkennung - Google Patents

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WO2015165618A1
WO2015165618A1 PCT/EP2015/054389 EP2015054389W WO2015165618A1 WO 2015165618 A1 WO2015165618 A1 WO 2015165618A1 EP 2015054389 W EP2015054389 W EP 2015054389W WO 2015165618 A1 WO2015165618 A1 WO 2015165618A1
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module
detected
signal
detection means
primary beam
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PCT/EP2015/054389
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Christoph Delfs
Niklas Dittrich
Felix Schmidt
Frank Fischer
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention is based on a method for contactless interaction with a module according to the preamble of claim 1. Further, the present invention is based on a laser projector and a module with an interface for contactless interaction with an object.
  • Control commands is realized by detecting user gestures with relatively high precision.
  • a non-contact interaction of the object with the module preferably comprises a control of the module or an electrical device, if the module is integrated, for example, in the electrical device or is connected to the electrical device.
  • the first sub-module is a red-green-blue (RGB) module, in particular a semiconductor laser component, wherein the first sub-module for generating a laser beam (primary beam) is configured.
  • RGB red-green-blue
  • the scanning movement preferably relates to such a movement of the primary beam through which an image visible to the user, for example a single image of a video sequence or a still image, is assembled by line-by-line projection of the image information into the projection area.
  • a control command is preferably an input command for controlling the module and / or the laser projector.
  • Control command takes place in particular by locating the object using the primary beam and detecting a generated by reflection on the object secondary signal.
  • the geometric shape of the object is detected by object contour detection.
  • Object recognition is realized, wherein the object recognition, for example, by the same primary beam, which is also used for the projection of the image information.
  • the object outline detection comprises in particular a
  • the control command is recognized by the module as a function of the detected geometric shape of the object and / or as a function of a detected further geometric shape of the object.
  • Shape of the object is changed, for example, the hand or the finger is transferred from a curved position to an extended position.
  • the second sub-module has a scanning mirror structure, wherein the
  • Scanning mirror structure is so applied with a deflection movement, that the primary beam sweeps the object during the scanning movement line-like.
  • Modular principle in an adapted manner in an electrical device - in particular a portable laser projector - can be integrated.
  • the electrical device - in particular a portable laser projector - can be integrated.
  • Scan mirror structure a microelectromechanical scanning mirror structure.
  • the module has a third submodule, wherein in the third method step, a secondary signal generated by reflection of the primary beam at the object is detected by the third submodule, wherein the module
  • Positioning signal is generated in response to the detected secondary signal such that the locating signal has information about the geometric shape of the object.
  • the information relating to the geometric shape of the object is deducible from the locating signal.
  • the locating signal comprises distance information relating to a distance of a projection point generated by the primary beam on the surface of the object to the module, wherein the distance information can be assigned to a deflection position of the scanning mirror structure.
  • the third submodule is spatially spaced from the second submodule, the locating signal being configured in dependence on the detected secondary signal such that the locating signal comprises shadowing information relating to a subarea of the object, wherein in particular the subarea relative to is shadowed another area.
  • the object contour detection is advantageously possible for the object contour detection to be realized by detecting a shaded area, wherein the shaded area relates in particular to a partial area of the object which is not or only partially detected by the primary beam during the scanning movement of the primary beam.
  • the module comprises two spatially spaced-apart detection means, wherein in the third method step, the secondary signal through the two
  • Detection is detected stereoscopically. According to a further preferred development, it is provided that in the third method step, a first detection means of the two detection means, a first
  • Secondary signal of the secondary signal is detected and detected by a second detection means of the two detection means, a second secondary signal of the secondary signal. According to another preferred
  • a first locating part signal is generated by the module as a function of the detected first secondary part signal and a second locating part signal depending on the detected second
  • Secondary signal is generated, wherein the locating signal is generated by superposition of the first and second locating part signal, in particular, the geometric shape of the object is detected by evaluating the locating signal.
  • recognition of control commands is realized by detecting user gestures with comparatively high precision.
  • a comparatively fast and reliable object recognition is thereby realized by object contour detection, wherein preferably at least one image of the object is formed by at least two
  • Detection means - in particular optical sensors - is detected, for example, on both sides relative to the second sub-module (or the
  • Scanning mirror structure are arranged.
  • the at least two images of the object detected by the at least two detection means are superimposed in such a way, wherein in particular a contour or an outline of the object and / or a shadowed area is detected.
  • the second submodule has a scanning mirror structure for deflecting the primary steel in a deflection position of the scanning mirror structure, the scanning mirror structure being configured to change the deflection position such that the primary beam performs a line-like scanning movement.
  • Modular principle in an adapted manner in an electrical device - in particular a portable laser projector - can be integrated.
  • the electrical device - in particular a portable laser projector - can be integrated.
  • Scan mirror structure a microelectromechanical scanning mirror structure.
  • the module has a first detection means for detecting a first partial signal of a secondary signal generated by reflection of the primary beam on the object and / or wherein the module has a second detection means for detecting a second partial signal of the secondary signal,
  • first and / or second detection means is spaced from the second sub-module and / or
  • first and second detection means are spaced apart from each other such that by the two detection means, the object stereoscopic is detectable.
  • an improved object recognition is realized by detecting a shaded subregion, wherein in particular an outline or a contour of an object or of a subregion of the object (for example of the shadowed region) is detected.
  • the first and / or second detection means is integrated in the third submodule of the module.
  • FIG. 1 shows a module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a laser projector according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 3 and 4 show a module according to different embodiments of the present invention.
  • Module 1 shows a module 2 according to an embodiment of the present invention.
  • Module 2 provides an interface, in particular a user interface or human-machine interface (HMI), for non-contact interaction with an object 4.
  • the object 4 is a selection object or control object guided by a user - for example a finger, a pencil or another spatial-physical object.
  • the interaction takes place of the module 2 with the object 4 by detecting a movement and / or position of the object 4, wherein the object 4 is located in particular.
  • HMI human-machine interface
  • the module 2 has a first submodule 21 for generating a primary beam 3.
  • the first submodule 21 is in particular a light module 21, preferably a laser module 21, particularly preferably a red-green-blue (RGB) module 21.
  • RGB red-green-blue
  • the primary beam 3 is a primary laser beam 3, wherein the
  • Primary laser beam 3 red light, green light, blue light and / or infrared light has.
  • the module 2 has a second sub-module 22 for deflecting the primary beam 3, so that the primary beam 3 in particular performs a line-like scanning movement.
  • the second sub-module 22 is configured such that by deflection of the primary beam 3 image information in a
  • Projection area 200 - in particular on a projection surface 200 of a projection object 20 - is projected.
  • the scanning movement of the primary beam 3 takes place in such a way that with the primary beam 3 an image visible to the user is projected onto the projection object 20, for example a wall.
  • the image information refers to a line-by-line composite image, such as a still image of a video sequence, a photographic image, a computer-generated image, and / or another image.
  • the second sub-module 22 is a scanning module 22 or scanning mirror module 22, wherein the
  • Scan mirror module 22 particularly preferably comprises a microelectromechanical system (MEMS) for deflecting the primary beam 3.
  • MEMS microelectromechanical system
  • the primary beam 3 through the second sub-module 22 is so with a MEMS microelectromechanical system
  • Distraction movement acts on the primary beam 3, the scanning movement (ie in particular a multi-cell or grid-like scanning movement) along the projection area 200 (ie in particular along the projection surface 200 of the projection object 20) performs.
  • the scanning mirror module 22 is configured to generate a (time-dependent) deflection position signal with respect to a deflection position of the scanning mirror module 22 during the scanning movement.
  • the module 2 preferably has a third submodule 23, in particular
  • Detection module 23 for detecting an interaction of the
  • the secondary signal is generated by reflection of the primary beam 3 on the object 4 when the object 4 is positioned and / or moved relative to the module 2 such that the object 4 is detected by the primary beam 3 during the scanning movement of the primary beam 3.
  • the object 4 is positioned in a location zone 30 associated with the primary beam 3.
  • the detection module 23 a by the detection module 23 a
  • the detection signal in particular comprises information relating to the detected secondary signal 5.
  • the module 2 preferably has a fourth submodule 24 for generating a locating signal, the locating signal in particular having information relating to a (temporal) correlation of the detection signal with the locating signal
  • Deflection signal includes.
  • location means in particular a position determination and / or distance determination (using the primary beam 3).
  • the module 2 preferably also has a fifth submodule 25 for controlling the first submodule 21 and / or the second submodule 22.
  • the fifth submodule 25 is a control module 25 for generating a control signal for controlling the first submodule 21 and / or the second submodule 22, wherein the control signal is generated in particular as a function of the locating signal.
  • FIG. 2 shows a laser projector 1 according to one embodiment of the
  • a module 2 according to an embodiment of the present invention is integrated.
  • the embodiment shown here is in particular substantially identical to the other embodiments according to the invention.
  • the laser projector 1 arranged on a base 10, for example, a table 10, wherein in the laser projector 1, the module 2 is integrated.
  • the primary beam 3 - ie in particular an RGB laser beam - generated by the RGB module 21 and directed to a scanning mirror structure 7 of the scanning module 22, wherein the primary beam 3 is deflected by the scanning mirror structure 7, that the primary beam 3 performs a scanning movement.
  • the scanning movement of the primary beam 3 takes place in such a way that image information on a projection surface 200 on a projection object 20 - for example, a wall or another
  • Umbrella means - is projected.
  • FIG. 3 shows a module 2 according to an embodiment of the present invention, the embodiment shown here being shown in FIG.
  • the module 2 comprises a
  • Detection means 431 for detecting a generated by reflection of the primary beam 3 at the object 4 secondary signal 5.
  • the object 4 secondary signal 5 For example, the
  • Projection area 4 ' is generated, wherein the projection area 4' in the further portion 402 of the object 4 is arranged. Furthermore, by the
  • shadowed area 401 is realized by the detection means 231 is spaced from the second sub-module 22, through which the
  • FIG. 4 shows a module 2 according to an embodiment of the present invention, wherein the embodiment shown here is shown in FIG.
  • the module 2 comprises two spatially spaced-apart detection means 231, 232.
  • the two detection means 231, 232 with respect to the second sub-module 22 arranged on both sides, wherein the two detection means 231, 232 each have an equal distance 230 to the second sub-module 22.
  • the secondary signal 5 which is generated by reflection of the primary beam 3 in a projection area 4 '(or pixel 4') generated on the object 4 during the scanning movement, is stereoscopically detected by the two detection means n 231, 232.
  • the secondary signal 5 comprises two secondary part signals 51, 52.
  • a first secondary part signal 51 of the secondary signal 5 is detected by a first detection means 231 of the two detection means 231, 232, and a second secondary part signal 52 of the secondary signal 5 is detected by a second detection means 232 of the two detection means 231, 232.
  • Detection means 231, 232 - which are for example two optical sensors - detected.
  • the at least two images of the object 4 detected by the at least two detection means 231, 232 are superimposed, wherein in particular a contour or an outline of the object 4 and / or a shaded area 401 is detected (see reference numeral 200 ').

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur berührungslosen Interaktion mit einem Modul vorgeschlagen, wobei das Modul ein erstes Teilmodul und ein zweites Teilmodul aufweist, wobei in einem ersten Verfahrensschritt durch das erste Teilmodul ein Primärstrahl erzeugt wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt der Primärstrahl durch das zweite Teilmodul derart mit einer Scanbewegung beaufschlagt wird, dass eine Bildinformation in einen Projektionsbereich projiziert wird, wobei in einem dritten Verfahrensschritt ein von einem Objekt ausgeführter Steuerbefehl durch das Modul erkannt wird, wobei sich der Steuerbefehl auf die berührungslose Interaktion mit dem Modul bezieht, wobei in dem dritten Verfahrensschritt eine geometrische Form des Objekts durch das Modul detektiert wird.

Description

Beschreibung
Titel
Objekterkennung Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur berührungslosen Interaktion mit einem Modul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner geht die vorliegende Erfindung aus von einem Laserprojektor und von einem Modul mit einer Schnittstelle zur berührungslosen Interaktion mit einem Objekt.
Vorrichtungen zur Bereitstellung einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle sind allgemein bekannt. Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, ein Modul und einen Laserprojektor vorzuschlagen, wodurch eine Erkennung von
Steuerbefehlen durch Erfassung von Benutzergesten mit vergleichsweise hoher Präzision realisiert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur berührungslosen Interaktion mit dem Modul, das Modul und der Laserprojektor gemäß den nebengeordneten
Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass ein zur berührungslosen Interaktion mit dem Modul verwendetes Objekt - beispielsweise ein Finger oder eine Hand eines Benutzers - von einem Modul mit
vergleichsweise hoher Präzision detektiert wird, sodass insbesondere die Erkennung von Steuerbefehlen bzw. Eingabebefehlen durch eine Erfassung von Benutzergesten realisiert wird. Weiterhin wird durch die Detektion einer geometrischen Form des Objekts eine Zuordnung zwischen einer geometrischen Form und eines bestimmten Steuerbefehls realisiert, wobei sich die geometrische Form beispielsweise auf bestimmten Handzeichen und/oder Fingerbewegungen bezieht. Eine berührungslose Interaktion des Objekts mit dem Modul umfasst dabei bevorzugt eine Steuerung des Moduls bzw. eines elektrischen Geräts, wenn das Modul beispielsweise in dem elektrischen Gerät integriert ist oder an dem elektrischen Gerät angeschlossen ist. Bevorzugt ist das erste Teilmodul ein Rot-Grün-Blau-(RGB-)Modul, insbesondere ein Halbleiterlaserbauelement, wobei das erste Teilmodul zur Erzeugung eines Laserstrahls (Primärstrahl) konfiguriert ist. Die Scanbewegung bezieht sich bevorzugt auf eine solche Bewegung des Primärstrahls, durch die durch zeilenweise Projektion der Bildinformation in den Projektionsbereich ein für den Benutzer sichtbares Bild, beispielsweise ein Einzelbild einer Videosequenz oder ein Standbild - zusammengesetzt wird. Bei einem Steuerbefehl handelt es sich bevorzugt um einen Eingabebefehl zur Steuerung des Moduls und/oder des Laserprojektors. Die Detektion des
Steuerbefehls erfolgt insbesondere durch Ortung des Objekts unter Verwendung des Primärstrahls und Detektion eines durch Reflexion an dem Objekt erzeugten Sekundärsignals.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die geometrische Form des Objekts durch Objektumrissdetektion erkannt wird.
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass eine vergleichsweise schnelle
Objekterkennung realisiert wird, wobei die Objekterkennung beispielsweise durch denselben Primärstrahl erfolgt, der auch für die Projektion der Bildinformation verwendet wird. Die Objektumrissdetektion umfasst insbesondere eine
Bestimmung einer Kontur bzw. Begrenzung des Objekts (bzw. eines Teilbereichs des Objekts) bezogen auf eine Umrisslinie des Objekts (bzw. des Teilbereichs des Objekts) entlang einer zu einer Ausbreitungsrichtung des Primärstrahls im Wesentlichen senkrechten Ebene um das Objekt herum. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Steuerbefehl in Abhängigkeit der detektierten geometrischen Form des Objekts und/oder in Abhängigkeit einer detektierten weiteren geometrischen Form des Objekts durch das Modul erkannt wird.
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, eine Änderung der geometrischen Form des Objekts zu detektieren. Insbesondere wird hierdurch die Erfassung von
Benutzergesten realisiert. Weiterhin wird insbesondere ein Steuerbefehl detektiert, welcher der Benutzergeste zugeordnet ist, wobei insbesondere die Erfassung solcher Benutzergesten realisiert wird, bei denen die geometrische
Form des Objekts geändert wird, wobei beispielsweise die Hand bzw. der Finger aus einer gekrümmten Stellung in eine ausgestreckte Stellung überführt wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das zweite Teilmodul eine Scanspiegelstruktur aufweist, wobei die
Scanspiegelstruktur derart mit einer Ablenkungsbewegung beaufschlagt wird, dass der Primärstrahl das Objekt während der Scanbewegung zeilenartig überstreicht.
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass ein vergleichsweise kompakt und kostengünstig konstruiertes Modul bereitgestellt wird, welches nach dem
Baukastenprinzip in angepasster Weise in ein elektrisches Gerät - insbesondere einen tragbaren Laserprojektor - integrierbar ist. Bevorzugt ist die
Scanspiegelstruktur eine mikroelektromechanische Scanspiegelstruktur.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Modul ein drittes Teilmodul aufweist, wobei in dem dritten Verfahrensschritt durch das dritte Teilmodul ein durch Reflexion des Primärstrahls an dem Objekt erzeugtes Sekundärsignal detektiert wird, wobei durch das Modul ein
Ortungssignal in Abhängigkeit des detektierten Sekundärsignals derart erzeugt wird, dass das Ortungssignal eine Information bezüglich der geometrischen Form des Objekts aufweist.
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass die Information bezüglich der geometrischen Form des Objekts aus dem Ortungssignal herleitbar ist. Beispielsweise umfasst das Ortungssignal eine Abstandsinformation bezüglich eines Abstands eines durch den Primärstrahl auf der Oberfläche des Objekts erzeugten Projektionspunkt zu dem Modul, wobei die Abstandsinformation einer Ablenkstellung der Scanspiegelstruktur zuordenbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das dritte Teilmodul räumlich von dem zweiten Teilmodul beabstandet ist, wobei das Ortungssignal in Abhängigkeit des detektierten Sekundärsignals derart konfiguriert wird, dass das Ortungssignal eine Abschattungsinformation bezüglich eines Teilbereichs des Objekts umfasst, wobei insbesondere der Teilbereich relativ zu einem weiteren Teilbereich abgeschattet ist.
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass die Objektumrissdetektion durch Detektion eines abgeschatteten Bereichs realisiert wird, wobei sich der abgeschattete Bereich insbesondere auf einen Teilbereich des Objekts bezieht, welcher während der Scanbewegung des Primärstrahls nicht oder nur teilweise von dem Primärstrahl erfasst wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Modul zwei räumlich voneinander beabstandete Detektionsmittel umfasst, wobei in dem dritten Verfahrensschritt das Sekundärsignal durch die zwei
Detektionsmittel stereoskopisch detektiert wird. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in dem dritten Verfahrensschritt durch ein erstes Detektionsmittel der zwei Detektionsmittel ein erstes
Sekundärteilsignal des Sekundärsignals detektiert wird und durch ein zweites Detektionsmittel der zwei Detektionsmittel ein zweites Sekundärteilsignal des Sekundärsignals detektiert wird. Gemäß einer weiteren bevorzugten
Weiterbildung ist vorgesehen, dass durch das Modul ein erstes Ortungsteilsignal in Abhängigkeit des detektierten ersten Sekundärteilsignals erzeugt wird und ein zweites Ortungsteilsignal in Abhängigkeit des detektierten zweiten
Sekundärteilsignals erzeugt wird, wobei das Ortungssignal durch Überlagerung des ersten und zweiten Ortungsteilsignals erzeugt wird, wobei insbesondere die geometrische Form des Objekts durch Auswertung des Ortungssignals erkannt wird. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass eine Erkennung von Steuerbefehlen durch Erfassung von Benutzergesten mit vergleichsweise hoher Präzision realisiert wird. Insbesondere wird hierdurch eine vergleichsweise schnelle und zuverlässige Objekterkennung durch Objektumrissdetektion realisiert, wobei bevorzugt wenigstens je ein Abbild des Objekts durch wenigstens zwei
Detektionsmittel - insbesondere optische Sensoren - erfasst wird, die beispielsweise beidseitig relativ zum zweiten Teilmodul (bzw. der
Scanspiegelstruktur) angeordnet sind. Bevorzugt werden die durch die wenigstens zwei Detektionsmittel erfassten wenigstens zwei Abbilder des Objekts derart überlagert, wobei insbesondere eine Kontur bzw. ein Umriss des Objekts und/oder eines abgeschatteten Bereichs detektiert wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Moduls ist vorgesehen, dass das zweite Teilmodul eine Scanspiegelstruktur zur Ablenkung des Primärstahls in einer Ablenkstellung der Scanspiegelstruktur aufweist, wobei die Scanspiegelstruktur zur Änderung der Ablenkstellung derart konfiguriert ist, dass der Primärstrahl eine zeilenartige Scanbewegung durchführt.
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass ein vergleichsweise kompakt und kostengünstig konstruiertes Modul bereitgestellt wird, welches nach dem
Baukastenprinzip in angepasster Weise in ein elektrisches Gerät - insbesondere einen tragbaren Laserprojektor - integrierbar ist. Bevorzugt ist die
Scanspiegelstruktur eine mikroelektromechanische Scanspiegelstruktur.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Moduls ist vorgesehen, dass das Modul ein erstes Detektionsmittel zur Detektion eines ersten Teilsignals eines durch Reflexion des Primärstrahls an dem Objekt erzeugten Sekundärsignals aufweist und/oder wobei das Modul ein zweites Detektionsmittel zur Detektion eines zweiten Teilsignals des Sekundärsignals aufweist,
-- wobei das erste und/oder zweite Detektionsmittel von dem zweiten Teilmodul beabstandet ist und/oder
-- wobei das erste und zweite Detektionsmittel derart voneinander beabstandet sind, dass durch die zwei Detektionsmittel das Objekt stereoskopisch detektierbar ist.
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass eine verbesserte Objekterkennung durch Detektion eines abgeschatteten Teilbereichs realisiert wird, wobei insbesondere ein Umriss bzw. eine Kontur eines Objekts bzw. eines Teilbereichs des Objekts (beispielsweise des abgeschatteten Bereichs) detektiert wird.
Insbesondere ist das erste und/oder zweite Detektionsmittel in dem dritten Teilmodul des Moduls integriert.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen
Figur 1 ein Modul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Figur 2 einen Laserprojektor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figuren 3 und 4 ein Modul gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen
Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
In Figur 1 ist ein Modul 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Durch das Modul 2 wird eine Schnittstelle - insbesondere eine Benutzerschnittstelle bzw. Mensch-Maschinen-Schnittstelle (Human- Machine-Interface - HMI) - zur berührungslosen Interaktion mit einem Objekt 4 bereitgestellt. Das Objekt 4 ist insbesondere ein von einem Benutzer geführtes Auswahlobjekt bzw. Steuerobjekt - beispielsweise ein Finger, Stift oder ein anderer räumlich-körperlicher Gegenstand. Insbesondere erfolgt die Interaktion des Moduls 2 mit dem Objekt 4 durch Detektion einer Bewegung und/oder Position des Objekts 4, wobei das Objekt 4 insbesondere geortet wird.
Das Modul 2 weist ein erstes Teilmodul 21 zur Erzeugung eines Primärstrahls 3 auf. Das erste Teilmodul 21 ist insbesondere ein Lichtmodul 21, bevorzugt ein Lasermodul 21, besonders bevorzugt ein Rot-Grün-Blau (RGB-)Modul 21.
Bevorzugt ist der Primärstrahl 3 ein Primärlaserstrahl 3, wobei der
Primärlaserstrahl 3 rotes Licht, grünes Licht, blaues Licht und/oder Infrarotlicht aufweist.
Weiterhin weist das Modul 2 ein zweites Teilmodul 22 zur Ablenkung des Primärstrahls 3 auf, sodass der Primärstrahl 3 insbesondere eine zeilenartige Scanbewegung durchführt. Das zweite Teilmodul 22 ist derart konfiguriert, dass durch Ablenkung des Primärstrahls 3 eine Bildinformation in einen
Projektionsbereich 200 - insbesondere auf eine Projektionsfläche 200 eines Projektionsobjekts 20 - projiziert wird. Das bedeutet insbesondere, dass die Scanbewegung des Primärstrahls 3 in einer solchen Weise erfolgt, dass mit dem Primärstrahl 3 ein für den Benutzer sichtbares Bild auf das Projektionsobjekt 20 - beispielsweise eine Wand - projiziert wird. Insbesondere bezieht sich die Bildinformation auf ein zeilenweise zusammengesetztes Bild - beispielsweise ein Einzelbild bzw. Stehbild einer Videosequenz, eine fotografische Abbildung, ein computergeneriertes Bild und/oder ein anderes Bild. Bevorzugt ist das zweite Teilmodul 22 ein Scanmodul 22 bzw. Scanspiegelmodul 22, wobei das
Scanspiegelmodul 22 besonders bevorzugt ein mikroelektromechanisches System (MEMS) zur Ablenkung des Primärstrahls 3 umfasst. Bevorzugt wird der Primärstrahl 3 durch das zweite Teilmodul 22 derart mit einer
Ablenkungsbewegung beaufschlagt, dass der Primärstrahl 3 die Scanbewegung (d.h. insbesondere eine mehrzellige bzw. rasterartige Abtastbewegung) entlang des Projektionsbereichs 200 (d.h. insbesondere entlang der Projektionsfläche 200 des Projektionsobjekts 20) durchführt. Bevorzugt ist das Scanspiegelmodul 22 zur Erzeugung eines (zeitabhängigen) Ablenkstellungssignals bezüglich einer Ablenkstellung des Scanspiegelmoduls 22 während der Scanbewegung konfiguriert. Bevorzugt weist das Modul 2 ein drittes Teilmodul 23, insbesondere ein
Detektionsmodul 23, zur Detektion eines durch Wechselwirkung des
Primärstrahls 3 mit dem Objekt 4 erzeugten Sekundärsignals 5 auf.
Beispielsweise wird das Sekundärsignal durch Reflexion des Primärstrahls 3 an dem Objekt 4 erzeugt, wenn das Objekt 4 derart relativ zum Modul 2 positioniert ist und/oder bewegt wird, dass das Objekt 4 von dem Primärstrahl 3 während der Scanbewegung des Primärstrahls 3 erfasst wird. Das bedeutet beispielsweise, dass das Objekt 4 in einer mit dem Primärstrahl 3 assoziierten Ortungszone 30 positioniert wird. Insbesondere wird durch das Detektionsmodul 23 ein
(zeitabhängiges) Detektionssignal erzeugt, wobei das Detektionssignal insbesondere eine Information bezüglich des detektierten Sekundärsignals 5 umfasst.
Bevorzugt weist das Modul 2 ein viertes Teilmodul 24 zur Erzeugung eines Ortungssignals auf, wobei das Ortungssignal insbesondere eine Information bezüglich einer (zeitlichen) Korrelation des Detektionssignals mit dem
Ablenkstellungssignal umfasst. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass eine Position und/oder eine Bewegung und/oder ein Abstand des Objekts 4 (relativ zum Modul 2 und/oder relativ zum Projektionsobjekt 20) berührungslos - insbesondere durch Ortung des Objekts 4 mit dem Primärstrahl 3 - detektiert wird. Hierbei bedeutet„Ortung" insbesondere eine Positionsbestimmung und/oder Abstandsbestimmung (unter Verwendung des Primärstrahls 3).
Bevorzugt weist das Modul 2 ferner ein fünftes Teilmodul 25 zur Steuerung des ersten Teilmoduls 21 und/oder des zweiten Teilmoduls 22 auf. Beispielsweise ist das fünfte Teilmodul 25 ein Steuermodul 25 zur Erzeugung eines Steuersignals zur Steuerung des ersten Teilmoduls 21 und/oder des zweiten Teilmoduls 22, wobei das Steuersignal insbesondere in Abhängigkeit des Ortungssignals erzeugt wird.
In Figur 2 ist ein Laserprojektor 1 gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei in dem Laserprojektor 1 ein Modul 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung integriert ist. Die hier dargestellte Ausführungsform ist insbesondere im Wesentlichen identisch zu den anderen erfindungsgemäßen Ausführungsformen. Hier ist der Laserprojektor 1 auf einer Unterlage 10 beispielsweise einem Tisch 10 angeordnet, wobei in dem Laserprojektor 1 das Modul 2 integriert ist. Hier wird der Primärstrahl 3 - d.h. insbesondere ein RGB-Laserstrahl - durch das RGB-Modul 21 erzeugt und auf eine Scanspiegelstruktur 7 des Scanmoduls 22 gerichtet, wobei der Primärstrahl 3 derart durch die Scanspiegelstruktur 7 abgelenkt wird, dass der Primärstrahl 3 eine Scanbewegung durchführt. Die Scanbewegung des Primärstrahls 3 erfolgt dabei in der Weise, dass eine Bildinformation auf eine Projektionsfläche 200 auf ein Projektionsobjekt 20 - beispielsweise eine Wand oder ein anderes
Schirmmittel - projiziert wird.
In Figur 3 ist ein Modul 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die hier dargestellte Ausführungsform im
Wesentlichen identisch zu den anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist. In dieser Darstellung ist ein Teilbereich 401 und ein weiterer Teilbereich 402 des Objekts 4 gezeigt, wobei der Teilbereich 401 relativ zum weiteren Teilbereich 402 abgeschattet ist. Das bedeutet, dass der Teilbereich 401 dunkler ist, als der weitere Teilbereich 402, da der Primärstrahl 3 während der Scanbewegung nur den weiteren Teilbereich 402 und den Projektionsbereich 200 (und nicht den Teilbereich 401) erfasst. Das Modul 2 umfasst ein
Detektionsmittel 431 zur Detektion eines durch Reflexion des Primärstrahls 3 an dem Objekt 4 erzeugten Sekundärsignals 5. Beispielsweise wird das
Sekundärsignal 5 durch Reflexion des Primärstrahls 3 in einem
Projektionsbereich 4' erzeugt, wobei der Projektionsbereich 4' in dem weiteren Teilbereich 402 des Objekts 4 angeordnet ist. Weiterhin sind durch die
Bezugszeichen 3' und 3" weitere Ausbreitungsrichtungen des Primärstrahls 3 während der Scanbewegung dargestellt, wodurch illustriert werden soll, dass der Primärstrahl 3 auf die Projektionsfläche 200 trifft. Die Detektion des
abgeschatteten Bereichs 401 wird dadurch realisiert, dass das Detektionsmittel 231 von dem zweiten Teilmodul 22 beabstandet ist, durch welches der
Primärstrahl 3 abgestrahlt wird. Aufgrund des Versatzes zwischen dem
Detektionsmittel 231 und dem zweiten Teilmodul 22 erreicht dabei das reflektierte Licht des Primärstrahls 3 (Sekundärsignal 5) einiger Bildpunkte (der projizierten Bildinformation) nicht das Detektionsmittel 231. In Figur 4 ist ein Modul 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die hier dargestellte Ausführungsform im
Wesentlichen identisch zu den anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist. Das Modul 2 umfasst zwei räumlich voneinander beabstandete Detektionsmittel 231, 232. Beispielsweise sind die zwei Detektionsmittel 231, 232 bezogen auf das zweite Teilmodul 22 beidseitig angeordnet, wobei die zwei Detektionsmittel 231, 232 jeweils einen gleichgroßen Abstand 230 zum zweiten Teilmodul 22 aufweisen. Bevorzugt wird das Sekundärsignal 5, welches durch Reflexion des Primärstrahls 3 in einem während der Scanbewegung auf dem Objekt 4 erzeugten Projektionsbereich 4' (bzw. Bildpunkt 4') erzeugt wird, durch die zwei Detektionsmittel n 231, 232 stereoskopisch detektiert. Das bedeutet insbesondere, dass das Sekundärsignal 5 zwei Sekundärteilsignale 51, 52 umfasst. wobei durch ein erstes Detektionsmittel 231 der zwei Detektionsmittel 231, 232 ein erstes Sekundärteilsignal 51 des Sekundärsignals 5 detektiert wird und durch ein zweites Detektionsmittel 232 der zwei Detektionsmittel 231, 232 ein zweites Sekundärteilsignal 52 des Sekundärsignals 5 detektiert wird.
Hierdurch wird wenigstens je ein Abbild des Objekts 4 durch die zwei
Detektionsmittel 231, 232 - welche beispielsweise zwei optische Sensoren sind - erfasst. Bevorzugt werden die durch die wenigstens zwei Detektionsmittel 231, 232 erfassten wenigstens zwei Abbilder des Objekts 4 überlagert, wobei insbesondere eine Kontur bzw. ein Umriss des Objekts 4 und/oder eines abgeschatteten Bereichs 401 detektiert wird (siehe Bezugszeichen 200').

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur berührungslosen Interaktion mit einem Modul (2), wobei das Modul (2) ein erstes Teilmodul (21) und ein zweites Teilmodul (22) aufweist, wobei in einem ersten Verfahrensschritt durch das erste Teilmodul (21) ein Primärstrahl (3) erzeugt wird, wobei in einem zweiten
Verfahrensschritt der Primärstrahl (3) durch das zweite Teilmodul (22) derart mit einer Scanbewegung beaufschlagt wird, dass eine
Bildinformation in einen Projektionsbereich (200) projiziert wird, wobei in einem dritten Verfahrensschritt ein von einem Objekt (4) ausgeführter Steuerbefehl durch das Modul (2) erkannt wird, wobei sich der
Steuerbefehl auf die berührungslose Interaktion mit dem Modul (2) bezieht, dadurch gekennzeichnet, dass in dem dritten Verfahrensschritt eine geometrische Form des Objekts (4) durch das Modul (2) detektiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
geometrische Form des Objekts (4) durch Objektumrissdetektion erkannt wird. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Steuerbefehl in Abhängigkeit der detektierten geometrischen Form des Objekts (4) und/oder in Abhängigkeit einer detektierten weiteren geometrischen Form des Objekts (4) durch das Modul (2) erkannt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das zweite Teilmodul (22) eine Scanspiegelstruktur (7, 7') aufweist, wobei die Scanspiegelstruktur (7, 7') derart mit einer Ablenkungsbewegung beaufschlagt wird, dass der Primärstrahl (3) das Objekt (4) während der Scanbewegung zeilenartig überstreicht. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (2) ein drittes Teilmodul (23) aufweist, wobei in dem dritten Verfahrensschritt durch das dritte Teilmodul (23) ein durch Reflexion des Primärstrahls (3) an dem Objekt (4) erzeugtes Sekundärsignal (5) detektiert wird, wobei durch das Modul (2) ein
Ortungssignal in Abhängigkeit des detektierten Sekundärsignals (5) derart erzeugt wird, dass das Ortungssignal eine Information bezüglich der geometrischen Form des Objekts (4) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Teilmodul (23) räumlich von dem zweiten Teilmodul (22) beabstandet ist, wobei das Ortungssignal in Abhängigkeit des detektierten Sekundärsignals (5) derart konfiguriert wird, dass das Ortungssignal eine Abschattungsinformation bezüglich eines Teilbereichs (401) des Objekts umfasst, wobei insbesondere der Teilbereich (401) relativ zu einem weiteren Teilbereich (402) abgeschattet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (2) zwei räumlich voneinander beabstandete Detektionsmittel (231, 232) umfasst, wobei in dem dritten Verfahrensschritt das Sekundärsignal (5) durch die zwei Detektionsmittel (231, 232) stereoskopisch detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem dritten Verfahrensschritt durch ein erstes Detektionsmittel (231) der zwei Detektionsmittel (231, 232) ein erstes Sekundärteilsignal (51) des
Sekundärsignals (5) detektiert wird und durch ein zweites Detektionsmittel (232) der zwei Detektionsmittel (231, 232) ein zweites Sekundärteilsignal (52) des Sekundärsignals (5) detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Modul (2) ein erstes Ortungsteilsignal in Abhängigkeit des detektierten ersten Sekundärteilsignals (51) erzeugt wird und ein zweites
Ortungsteilsignal in Abhängigkeit des detektierten zweiten Sekundärteilsignals (52) erzeugt wird, wobei das Ortungssignal durch Überlagerung des ersten und zweiten Ortungsteilsignals erzeugt wird, wobei insbesondere die geometrische Form des Objekts (4) durch Auswertung des Ortungssignals erkannt wird.
10. Modul (2) mit einer Schnittstelle zur berührungslosen Interaktion mit
einem Objekt (4), wobei das Modul (2) ein erstes Teilmodul (21) zur Erzeugung eines Primärstrahls (3) aufweist, wobei das Modul (2) ein zweites Teilmodul (22) zur Ablenkung des Primärstrahls (3) aufweist, wobei das zweite Teilmodul (22) zur Erzeugung einer Scanbewegung des Primärstrahls (3) derart konfiguriert ist, dass durch das Modul (2) eine Bildinformation in einen Projektionsbereich (200) projiziert wird, wobei das Modul (2) zur Erkennung eines von einem Objekt (4) ausgeführten Steuerbefehls konfiguriert ist, wobei sich der Steuerbefehl auf die berührungslose Interaktion des Objekts (4) mit dem Modul (2) bezieht, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (2) derart konfiguriert ist, dass eine geometrische Form des Objekts (4) durch das Modul (2) detektierbar ist.
11. Modul (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teilmodul (22) eine Scanspiegelstruktur (7, 7') zur Ablenkung des Primärstahls (3) in einer Ablenkstellung der Scanspiegelstruktur (7, 7') aufweist, wobei die Scanspiegelstruktur (7, 7') zur Änderung der
Ablenkstellung derart konfiguriert ist, dass der Primärstrahl (3) eine zeilenartige Scanbewegung durchführt.
12. Modul (2) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, dass das Modul (2) ein erstes Detektionsmittel (231) zur Detektion eines ersten Teilsignals (51) eines durch Reflexion des
Primärstrahls (3) an dem Objekt (4) erzeugten Sekundärsignals (5) aufweist und/oder wobei das Modul (2) ein zweites Detektionsmittel (232) zur Detektion eines zweiten Teilsignals (52) des Sekundärsignals (5) aufweist,
-- wobei das erste und/oder zweite Detektionsmittel (231, 232) von dem zweiten Teilmodul (22) beabstandet ist und/oder
-- wobei das erste und zweite Detektionsmittel (231,232) derart voneinander beabstandet sind, dass durch die zwei Detektionsmittel (231, 232) das Objekt (4) stereoskopisch detektierbar ist.
13. Laserprojektor (1) mit einem Modul (2) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserprojektor (1) durch das Modul (2) in Abhängigkeit einer Erkennung des von dem Objekt (4) ausgeführten Steuerbefehls berührungslose steuerbar ist.
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