WO2019207028A1 - Operating device - Google Patents

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WO2019207028A1
WO2019207028A1 PCT/EP2019/060580 EP2019060580W WO2019207028A1 WO 2019207028 A1 WO2019207028 A1 WO 2019207028A1 EP 2019060580 W EP2019060580 W EP 2019060580W WO 2019207028 A1 WO2019207028 A1 WO 2019207028A1
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infrared
radiation
operating
projection
display element
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Application number
PCT/EP2019/060580
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French (fr)
Inventor
Martin Goetz
Dietmar Weisser
Original Assignee
Marquardt Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/941Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated using an optical detector
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/0304Detection arrangements using opto-electronic means
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0425Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means using a single imaging device like a video camera for tracking the absolute position of a single or a plurality of objects with respect to an imaged reference surface, e.g. video camera imaging a display or a projection screen, a table or a wall surface, on which a computer generated image is displayed or projected
    • G06F3/0426Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means using a single imaging device like a video camera for tracking the absolute position of a single or a plurality of objects with respect to an imaged reference surface, e.g. video camera imaging a display or a projection screen, a table or a wall surface, on which a computer generated image is displayed or projected tracking fingers with respect to a virtual keyboard projected or printed on the surface
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/941Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated using an optical detector
    • H03K2217/94102Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated using an optical detector characterised by the type of activation
    • H03K2217/94108Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated using an optical detector characterised by the type of activation making use of reflection

Definitions

  • the invention relates to an operating device according to the preamble of patent claim 1.
  • Such an operating device can be used for operating and / or triggering functions by the user.
  • the operating device can be used in a motor vehicle.
  • Operating device has a light source for visible light radiation comprehensive Proj etations Rhein, a detection device, an evaluation and a display element, means of Proj etations coupled is at least one control element by means of the visible light radiation as an image projected onto the display element.
  • a detection device On this virtual control element by means of an object, in particular by means of a human finger, can be acted upon for operation.
  • the detection device By means of the detection device, the action of the object on the operating element can be detected.
  • Evaluation device is then a signal corresponding to the action, in particular in the manner of a switching signal for operating and / or triggering a
  • a camera is provided as the detection device, which detects the action on the operating element by means of the object. It has
  • the invention is based on the object, the operating device such as
  • control device is at least one IR (I nfrarot) -Quel le to
  • IR infrared
  • Detection device on at least one IR (infrared) receiver, wherein the IR (infrared) - receiver receives the reflected from the display element and / or from the object IR (infrared) - radiation. Finally, the evaluation device evaluates the reflected IR (infrared) radiation to generate the signal. In other words, therefore, the action of the object on the operating element is detected by means of the IR (infrared) radiation.
  • this detection is invisible to the human eye.
  • Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • the light source can be arranged in the projection device and / or in the detection device.
  • the IR (infrared) source can be arranged in the projection device or in the detection device.
  • the projector may preferably include an LCD (Liquid Crystal Display) display, a TFT (Thin Film Transistor) display, an LCoS (Liquid Crystal on Silicon) display, a micromirror array, a slide film, or the like.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • TFT Thin Film Transistor
  • LCoS Liquid Crystal on Silicon
  • micromirror array a micromirror array
  • slide film or the like.
  • the IR source for IR radiation may also consist of an IR (infrared) light-emitting diode, an IR (infrared) laser or the like in a cost-effective and functionally reliable manner.
  • the IR receiver can also consist of an IR (infrared) photodiode in a cost effective and functionally reliable manner.
  • Projection device to include a projection optics for the projection of the control element by means of the visible light radiation ln a simple and cost-effective manner, the IR (infrared) radiation by means of the projection optics corresponding to
  • Projection optics to the IR (infrared) receiver be steerable.
  • both the projecting of the visible light radiation and the IR (infrared) radiation, which is invisible to the human eye, can be applied to the
  • IR infrared
  • an IR source such as an LED (light-emitting diode) or a laser diode can be used to generate the IR (infrared) radiation.
  • an IR (infrared) receiver such as a receiver diode sensitive to IR (infrared) light can be used.
  • a ToF (Time of Flight) sensor can furthermore be provided for the operating device.
  • the distance of the object from the display element can then be determined by means of the ToF (time of flightj sensor).
  • ToF time of flightj sensor
  • a detection of the spatial location of the object relative to the object is also possible in a simple and cost-effective manner
  • the evaluation device can in this case act such that the signal in the manner of a switching signal only at a touch of the
  • Control element is generated on the display element by the object.
  • a possible Maloperation in the manner of unintentional intrusion of the object into the projected area of the operating element away from the display element can thereby be ruled out.
  • the invention further provides a method for operating and / or operating the
  • At least one operating element in the manner of a virtual operating element is projected onto a display element by means of a projection device, in particular by means of projection optics, by means of light radiation visible to the human eye.
  • a projection device in particular by means of projection optics, by means of light radiation visible to the human eye.
  • invisible IR (infrared) radiation from an IR (infrared) source and in particular again by means of the projection optics, projected onto the display element corresponding to the control element.
  • the reflected IR (infrared) radiation is then received.
  • the action by means of an object, in particular by means of a human finger, on the operating element thereby effects a change in the IR (infrared) radiation reflected by the display element and / or by the object.
  • the change in the IR (infrared) light results from the different reflection properties between the object and the object
  • the received reflected IR (infrared) radiation is then evaluated for detecting the action of the object on the operating element. If desired, then a corresponding to the action of the object on the control element signal, in particular in the manner of a switching signal for operating and / or triggering a
  • the distance of the object to the display element can be determined by means of a ToF (time of flight j-sensor for the IR (infrared) radiation.)
  • the IR (infrared) radiation reflected by the object can be easily determined for this purpose
  • a predetermined distance of the object from the display element is exceeded, a malfunction of the Operating device can be detected.
  • a correct operation of the operating device can be ensured in an advantageous manner.
  • the spatial location of the operating element on the display element relative to the location of the IR (infrared) light By means of the IR (infrared) light, the spatial location of the operating element on the display element relative to the location of the IR (infrared) light, the spatial location of the operating element on the display element relative to the location of the IR (infrared) light, the spatial location of the operating element on the display element relative to the location of the IR (infrared) light, the spatial location of the operating element on the display element relative to the location of the IR (infrared) light, the spatial location of the operating element on the display element relative to the location of the IR (infrared) light, the spatial location of the operating element on the display element relative to the location of the IR (infrared) light, the spatial location of the operating element on the display element relative to the location of the IR (infrared) light, the spatial location of the operating element on the display element relative to the location of the IR (infrared)
  • the ToF (Time of Flight) sensor can be based on the distance between the IR (infrared) source and on the ToF (Time of Flight) sensor.
  • Display element projected to determine the duration of the IR (infrared) light. In other words, in this way a calibration of the IR (infrared) light.
  • Detection device can be achieved. If the operating element is then acted upon by means of the object, the distance between the IR (infrared) source and the operating element is reduced by the thickness of the object, such that a change in the transit time of the IR (infrared) light is effected.
  • the thickness of the object can serve here as a threshold value for detecting the object by the evaluation device corresponding to the ToF (Time of Flight) sensor.
  • Control be detected safely. Will a touch of the object on the
  • the evaluation device can generate from this a signal in the manner of a switching signal for operating and / or triggering a function.
  • an unwanted operation of the operating element can be excluded by unintentional intrusion of the object in the projected area of the control in this way. It should be noted that preferably only upon detection of a touch of the object on the operating element, a signal is generated by the evaluation device.
  • Display element projected controls in a simple manner determine the respective actuated by the object control. For this purpose, at least two controls are projected onto the display element. Furthermore, the IR (infrared) radiation is projected selectively and / or cyclically corresponding to the operating elements. Finally will then that operating element, which is acted upon by the object, detected on the basis of the respective reflected IR (infrared) radiation.
  • the IR light can only be emitted onto the projected operating element and the IR light reflected by the operating element can be detected.
  • Display element is projected for a predetermined time. After that, the first one
  • Hidden control and the second control on the display element for the same predetermined time are projected. This process can be cyclical so that it is unnoticeable to the human eye. Is acted upon by the object on one of the controls, the object on the control element can be reliably detected by the effect of the object caused change of the reflected IR (infrared) light. In this way, a reliable detection of the action of the object on the respective control element is created. Besides, one possible one is
  • an operating device in which at least one operating element can be projected onto a control surface.
  • To display the controls on the control panel either displays or projectors are used.
  • projectors light is thrown onto the user interface from a device remote from the control surface, i. the light is directed to the control surface.
  • the project organization must be able to to recognize an object, more precisely a body part.
  • This body part will normally be a single human finger.
  • the disadvantage of using a camera is that additional costs are incurred.
  • the camera itself is cost-intensive and, on the other hand, due to the increased computing power, a more powerful microprocessor is necessary.
  • a more complex software is required.
  • Operating element can be realized in a cost effective manner and get along with as few and inexpensive additional components.
  • IR infrared
  • the IR light is also introduced into the optical path of the visible projection. This ensures that the IR light impinges only on the projection surface where an operating element is also inserted.
  • the visible light is generated by a light source, which is an LED or a laser.
  • the light source can also be multicolored when using, for example, a so-called RGB LED or an RGB laser.
  • the IR (infrared) light is also generated by an LED or a laser diode.
  • an IR (infrared) sensitive receiving diode is used as the IR (infrared) receiver which detects the reflected IR light.
  • Reflectance property changes, in that the projected operating element on the operating surface is touched with the object, this leads to a change in the light intensity detected by the receiving diode.
  • this method allows to determine the location of the interaction. As soon as the number of operating elements is two or more, it is not only interested in whether the machine has been operated, but also which of the operating elements has been actuated. With reference to the following embodiment, the operation of the method will be shown in more detail.
  • this interaction must have taken place on the control element (on / off). This process can be cyclical so that e.g. 50 ms later the
  • Misoperation for example, several controls are operated, can be excluded. If the frequency is high enough and / or the switch-off duration is selected short enough, the described procedure is imperceptible to the human eye, as this avoids flickering.
  • the so-called ToF (time of flight) method is used to detect whether an object is in the room or on the control surface.
  • the IR (infrared) light emitted from an IR (infrared) source is received by the IR (infrared) receiver.
  • the transit time of the IR (infrared) light is also evaluated. The runtime tells you how far the captured object is from the IR (infrared) source.
  • the following is the method on hand of a
  • the projection device is arranged at a defined distance from the operating surface, i.
  • the distance is predetermined and usually does not change during operation.
  • a detection device with a ToF (Time of Flight) sensor detects the measured transit time [s] when it is switched on and sets it to zero for calibration. The runtime is converted immediately into a distance [m]. If the object is now introduced for interaction, the measured transit time or the calculated distance changes.
  • a threshold is defined, which must not be underrun, so that a plausible interaction is detected. This threshold is within the range of the thickness of the object. Assuming that the interaction takes place with a human finger, in this case the threshold value would be approximately 10 to 20 mm.
  • FIG. 1 is a perspective view of an operating device
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of an element of the operating device from FIG. 1 with a first operating element, a second operating element and a third operating element, FIG.
  • Fig. 3 is a schematic view of the B edienvoroplasty of FIG. 1 in a further
  • FIG. 4 is a schematic view as in Fig. 3 according to yet another embodiment
  • Fig. 5 is a schematic plan view of a display element with a projected
  • FIG. 6 is a view as in FIG. 5, wherein the operating element is projected onto the object and
  • Fig. 7 is a view as in Fig. 5, wherein the projection of the operating element is hidden on the object.
  • the operating device 1 comprising a projection device 2 with a light source 12 for light radiation, which is visible to the human eye, and a detection device 3 with at least one IR (infrared) source 9 for IR (infrared) - Radiation, which is invisible to the human eye, and at least one IR (infrared) receiver 10 shown, wherein the detection device 3 in the
  • Projection device 2 is integrated and corresponding to the projection device 2 acts.
  • the projection optics 2 'of for the IR source 9 for emitting the IR light and for the IR receiver 10 for detecting the IR light, the projection optics 2 'of
  • Projection device 2 used.
  • an IR source 9 is provided in the manner of an LED or a laser diode, and for detecting the reflected IR light, an IR receiver 10 is provided in the manner of a sensitive to IR light receiver diode.
  • the projection device 2 preferably furthermore comprises an LCD (Liquid Crystal Display) display, a TFT (Thin Film Transistor) display, an LCoS (Liquid Crystal on Silicon Display, a micromirror array or a slide film
  • the display element 4 is designed in the manner of a control surface, in particular a control surface in the vehicle interior of a motor vehicle Furthermore, at least one control element 5 can be projected as a virtual image onto the display element 4 by means of the visible light radiation 13.
  • the control element 5 is assigned to a function in the motor vehicle and can, for example, represent the symbol of the function "switching on rear window heating.” 5 is by means of a s object 6, in particular by means of a human finger, acted upon. In order to detect the action of the object 6 on the operating element 5, the detection device 3 with the IR receiver 10 and the evaluation device 7 is used, wherein the IR radiation 14 from the IR source 9 to the display element. 4
  • a signal 8 in the manner of a switching signal can finally be generated by the evaluation device 7.
  • the detection device 3 may also have a ToF (Time of Flight) sensor 1 1, which by means of transit time measurement for the emitted from the IR source 9 IR radiation 14 and for the infrared radiation received by the IR receiver 15 15th to Detection of the spatial location of the object 6 with respect to the control element 5 is used.
  • the evaluation device 7 then acts in such a way that the signal 8 is generated in the manner of a Sehaltsignals only upon contact of the operating element 5 by the object 6 or in the presence of a slight distance to the control element 5.
  • a possible incorrect operation in the manner of unintentional intrusion of the object 6 in the projected area of the operating element 5 is thereby excluded. In this way, an improved user feelings when operating the operating element 5 is achieved on the display element 4.
  • At least one operating element 5 is projected onto the display element 4 by means of the visible light radiation 13 by means of the projection device 2.
  • the IR source 9 located in the detection device 3 emits by means of the
  • the reflected from the control element 5 IR radiation 15 is detected by the also located in the detection device 3 IR receiver 10. If now the operating element 5 is acted upon by means of the object 6, in particular by means of a human finger, a change in the reflected IR radiation 15 by the object 6 is effected. The change in the IR radiation 15 results from the different reflection properties between the object 6 and the control element 5 projected onto the display element 4. The IR radiation 15 reflected by the object 6 is then detected by the IR receiver 10, so that the
  • Evaluation 7 detects the action of the object 6 on the control element 5 and generates the signal 8 in the manner of a switching signal for operating and / or triggering the respective function.
  • the spatial location of the operating element 5 with respect to the display element 4 as well as relative to the location of the IR source can be determined by measuring the transit time for the IR radiation 14, 15 with the ToF (time of flight j sensor 11) in the detection device 3 9. To this end, the ToF sensor 11 determines from the
  • Control element 5 the duration of the IR light 14, 15, so that a calibration of the Is now achieved by means of the object 6 on the control element 5, the distance between the IR source 9 and the control element 5 is reduced by the thickness of the object 6, such that a change in the duration of the IR light 14, 15 is effected.
  • the thickness of the object 6 serves as a threshold for detecting the object 6 by the evaluation device 7 using the ToF sensor 1 1. With the help of the threshold relative to the duration of the IR radiation 14, 15 is in this way a touch of the Operating element 5 by the object 6 safely detected. If such a touch is detected, the evaluation device 7 then generates the signal 8 in the manner of the switching signal for operating and / or triggering the respective function. In addition, in this way an unwanted operation of the operating element 5 by unintentional penetration of the object 6 in the projected area of
  • Control element 5 excluded.
  • the signal 8 is generated by the evaluation device 7 only upon detection of a touch of the operating element 5 by the object 6, so that an improved user experience is achieved.
  • FIG. 1 a further embodiment of the method for operating the operating device 1 shown in FIG. 1 is shown, in particular in the case of projection of at least two operating elements 5 on the display element 4.
  • FIG. 2 a further embodiment of the method for operating the operating device 1 shown in FIG. 1 is shown, in particular in the case of projection of at least two operating elements 5 on the display element 4.
  • Display element 4 are by means of the projection device 2, a first control element 5 'and a second control element 5 "and further a third control element 5'" selectively and / or cyclically projected.
  • the first operating element 5 ' represents the symbol for the
  • the second control 5 "represents the symbol for the function" on / off 'and the third control 5 “' represents the symbol of the function" + ".
  • the IR radiation source 9 correspondingly emits the IR radiation by means of the projection device 2 only on the first operating element 5 ', and the IR radiation reflected by the first operating element 5' is detected by the IR receiver 10.
  • the second operating element 5 is projected onto the display element 4 for 50 ms while the first operating element 5 'and the third operating element 5"' are hidden.
  • the IR radiation is projected onto the second operating element 5 "and the IR radiation reflected by the second operating element 5" is detected by the IR receiver 10. Thereafter, only the third control element 5 "'for 50 ms is projected onto the display element 4 while the first control element 5' and the second control element 5" are hidden.
  • the IR radiation is projected onto the third operating element 5 "'and the IR radiation reflected by the third operating element 5"' is detected by the IR receiver 10. This process is cyclical, so that it is unnoticeable to the human eye.
  • the reflected from the object 6 IR radiation is then received by the IR receiver 10, such that the evaluation device 7 with the aid of the IR receiver 10, the object 6 detected on the second control element 5 "and on the basis of which the signal 8 is generated in the manner of a switching signal for operating the function" on / off.
  • the evaluation device 7 with the aid of the IR receiver 10
  • a reliable detection of the action of the object 6 on the respective operating element 5 is created.
  • a possible incorrect operation for example, by simultaneous action on the second control element 5 "and on the third control element 5" 'excluded, since always only one control element 5 on the
  • Display element 4 is projected and thereby detected by the detection device 3.
  • the method is applicable to any number of projected controls 5 on the
  • the detection device 3 can also have at least one ToF sensor 11 which, in conjunction with the evaluation device 7, serves to detect the spatial location of the object 6 with respect to the operating element 5.
  • the signal 8 is generated by the evaluation device 7 only upon detection of a touch of the operating element 5 by the object 6 in order to ensure an improved user experience.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the operating device 1 from FIG. 1 comprising the display element 4 from FIG. 2.
  • the proj etations prepared 2 includes a
  • the projection device 2 can have a first IR receiver 10 'and a second JR receiver 10 "as well as a third IR receiver 10'" in the manner of a photodiode
  • the first IR receiver 10 'in the projection device 2 is
  • the second IR receiver 10 is arranged in the projection device 2 corresponding to the second operating element 5".
  • the third IR receiver 10 ' in the
  • Projection device 2 corresponding to the third operating element 5 "' is arranged. Accordingly, a corresponding IR receiver 10 is assigned to the respective operating element 5. For emitting the IR radiation by means of the IR source 9 and for detecting the reflected IR radiation by means of the respective IR Receiver 10 becomes
  • the projection optics 2 used.
  • the IR radiation reflected by the respective operating element 5 is detected only by the respective IR receiver 10.
  • a flexible embodiment may also be mounted in the projection device 2 instead of the IR receiver 10, a light guide.
  • the IR receiver 10 can thus be located at a freely selectable location, such that the optical waveguide serves to guide the reflected IR radiation to the IR receiver 10.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the operating device 1 from FIG. 1.
  • the IR source 9 is arranged separately from the projection device 2.
  • the respective operating element 5 ', 5 ", 5'" is projected onto the display element 4 by the projection device 2 with the aid of the projection optics 2 'by means of visible light radiation.
  • Projection device 2 arranged IR source 9 with the aid of the projection optics 2 "the IR radiation corresponding to the respective control element 5 ', 5", 5 "' on the
  • Display element 4 emitted.
  • the respective reflected IR radiation is then directed by means of the projection optics 2 'to the respective IR receiver 10', 10 ", 10" 'in the projection device 2 and evaluated as already described.
  • FIGS. 5 to 7 show a detail view of the operation of the operating element 5 through the object 6.
  • the display element 4 is shown with the projected by the visible light radiation control element 5, wherein the operating element 5 the Symbol of the "Telephone" function.
  • the object 6 is still outside the display element 4 in approximation to the control element 5, in order then to the
  • the representation shown in FIG. 6 results.
  • the object 6 is located on the projected operating element 5 for operating the "telephone" function and in this case covers the projected area of the operating element 5 on the display element 4. Since the projection of the operating element 5 on the
  • Display element 4 is continuous, the control element 5 is now projected onto the object 6. This is unfamiliar to the user, since now the projected control element 5 is visible on the object 6, which is not the case with the known man-machine interfaces, such as a display.
  • At least the part of the operating element 5 covered by the object 6 during the action of the object 6 on the operating element 5 can be faded out during the projection of the operating element 5.
  • the object 6 is located on the projected operating element 5 for operating the "telephone" function.
  • the projected operating element 5 according to FIG. 7 is hidden and thus invisible to the user.
  • the hidden from the object 6 of the control element 5 is hidden in the projection of the control element 5 only falls below a predetermined distance of the object 6 from the display element 4. A crossing This maximum distance means that the object 6 is indeed located in the projection area for the operating element 5, but the display element 6 is not substantially touched by the object 6. This is a faulty operation of the operating element 5, which is recognizable by the display of the operating element 5 on the object 6 corresponding to FIG. 6 for the user.
  • the distance of the object 6 to the display element 4 can, as already described above, be determined by means of the ToF sensor 11.
  • Operating device can also be used on other devices, for example for household appliances, machine tools, computer control o. The like., Use.
  • first control element' second control element '': third control element: object

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Abstract

The invention relates to an operating device (1), comprising a projection apparatus (2), a detection apparatus (3), an evaluation apparatus (7) and a display element (4). By means of the projection apparatus (2), at least one operating element (5) can be projected onto the display element (4) as an image by means of visible light radiation (13) in such a way that the operating element (5) can be acted upon by means of an object (6), more particularly by means of a human finger. The action of the object (6) upon the operating element (5) can be detected by means of the detection apparatus (3). A signal (8) corresponding to the action, more particularly in the form of a switching signal for operating and/or triggering a function, can be generated by means of the evaluation apparatus (7). The operating device (1) comprises at least one IR (infrared) source (9) for projecting IR radiation (14) onto the display element (4) in correspondence with the operating element (5). The detection apparatus (3) has at least one IR receiver (10). The IR receiver (10) receives the IR radiation (15) reflected by the display element (4) and/or by the object (6). The evaluation apparatus (7) evaluates the reflected IR radiation (15) in order to generate the signal (8).

Description

Bedienvorrichtung  operating device
Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to an operating device according to the preamble of patent claim 1.
Eine derartige Bedienvorrichtung kann zum Bedienen und/oder Auslösen von Funktionen durch den Benutzer eingesetzt werden. Insbesondere kann die Bedienvorrichtung in einem Kraftfahrzeug verwendet werden. Such an operating device can be used for operating and / or triggering functions by the user. In particular, the operating device can be used in a motor vehicle.
Aus der DE 10 2013 007 105 Al ist eine solche Bedienvorrichtung bekannt. Diese From DE 10 2013 007 105 Al, such an operating device is known. These
Bedienvorrichtung weist eine eine Lichtquelle für sichtbare Lichtstrahlung umfassende Proj ektionseinrichtung, eine Detektionseinrichtung, eine Auswerteeinrichtung und ein Anzeigeelement auf, Mittels der Proj ektionseinrichtung ist wenigstens ein Bedienelement mittels der sichtbaren Lichtstrahlung als Bild auf das Anzeigeelement projizierbar. Auf dieses virtuelle Bedienelement ist mittels eines Objekts, insbesondere mittels eines menschlichen Fingers, zur Bedienung einwirkbar. Mittels der Detektionseinrichtung ist die Einwirkung des Objekts auf das Bedienelement detektierbar. Mit Hilfe der Operating device has a light source for visible light radiation comprehensive Proj ektionseinrichtung, a detection device, an evaluation and a display element, means of Proj ektionseinrichtung is at least one control element by means of the visible light radiation as an image projected onto the display element. On this virtual control element by means of an object, in particular by means of a human finger, can be acted upon for operation. By means of the detection device, the action of the object on the operating element can be detected. With the help of
Auswerteeinrichtung ist dann ein zur Einwirkung korrespondierendes Signal, und zwar insbesondere in der Art eines Schaltsignals zum Bedienen und/oder Auslösen einer Evaluation device is then a signal corresponding to the action, in particular in the manner of a switching signal for operating and / or triggering a
Funktion, erzeugbar. Function, producible.
Bei der bekannten Bedienvorrichtung ist als Detektionseinrichtung eine Kamera vorgesehen, die das Einwirken auf das Bedienelement mittels des Objekts erfasst. Es hat sich In the known operating device, a camera is provided as the detection device, which detects the action on the operating element by means of the object. It has
herausgestellt, dass die Verwendung einer Kamera für die Detektion des Objekts auf dem Bedienelement kostenintensiv ist. Die Kamera bedingt neben eines leistungsfähigen Mikroprozessors auch eine erhöhte Rechenleistung sowie eine aufwändige Software in der Auswerteeinrichtung. pointed out that the use of a camera for the detection of the object on the control is costly. The camera requires besides a powerful Microprocessors also increased computing power and a sophisticated software in the evaluation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bedienvorrichtung derart The invention is based on the object, the operating device such
weiterzuentwickeln, dass eine kostengünstige sowie funktionssichere Detektion des Objekts auf dem Bedienelement geschaffen ist. further develop that a cost effective and reliable detection of the object is created on the control.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Bedienvorrichtung durch die This object is achieved in a generic operating device by the
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. characterizing features of claim 1 solved.
Bei der erfmdungsgemäßen Bedienvorrichtung ist wenigstens eine IR( I nfrarot)-Quel le zurIn the inventive control device is at least one IR (I nfrarot) -Quel le to
Projektion von IR(Infrarot)-Strahlung korrespondierend zum Bedienelement auf das Anzeigeelement vorgesehen. Zusätzlich zu der Lichtquelle, die für das menschliche Auge sichtbare Lichtstrahlung erzeugt, ist also eine IR-Quelle für die Erzeugung von für das menschliche Auge nicht sichtbarer IR-Strahlung vorgesehen. Weiterhin weist die Projection of IR (infrared) radiation corresponding to the operating element provided on the display element. In addition to the light source, which generates light radiation visible to the human eye, an IR source is thus provided for the generation of IR radiation which is invisible to the human eye. Furthermore, the
Detektionseinrichtung wenigstens einen IR(Infrarot)-Empfänger auf, wobei der IR(Infrarot)- Empfanger die vom Anzeigeelement und/oder vom Objekt reflektierte IR(Infrarot)- Strahlung empfangt. Schließlich wertet die Auswerteeinrichtung die reflektierte IR(Infrarot)- Strahlung zur Erzeugung des Signals aus. Mit anderen Worten wird also die Einwirkung des Objekts auf das Bedienelement mit Hilfe der IR(Infrarot)-Strahlung delektiert. In Detection device on at least one IR (infrared) receiver, wherein the IR (infrared) - receiver receives the reflected from the display element and / or from the object IR (infrared) - radiation. Finally, the evaluation device evaluates the reflected IR (infrared) radiation to generate the signal. In other words, therefore, the action of the object on the operating element is detected by means of the IR (infrared) radiation. In
vorteilhafter Weise erfolgt diese Detektion für das menschliche Auge unsichtbar. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageously, this detection is invisible to the human eye. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
In flexibler Art und Weise kann die Lichtquelle in der Proj ektionseinrichtung und/oder in der Detektionseinrichtung angeordnet sein. Ebenso kann in flexibler Art und Weise die IR(Infrarot)-Quelle in der Projektionseinrichtung oder in der Detektionseinrichtung angeordnet sein. In einfacher sowie kostengünstiger Art und Weise kann die In a flexible manner, the light source can be arranged in the projection device and / or in the detection device. Likewise, in a flexible manner, the IR (infrared) source can be arranged in the projection device or in the detection device. In a simple and cost effective way, the
Projektionseinrichtung mit der Detektionseinrichtung einstückig ausgebildet sein, und zwar insbesondere derart dass die Detektionseinrichtung in die Projektionseinrichtung integriert ist. Die Proj ektionseinrichtung kann in bevorzugter Weise ein LCD(Liquid Crystal Display)- Display, ein TFT(Thin Film T ransi stor)-Di splay , ein LCoS(Liquid Crystal on Silicon)- Display, ein Mikrospiegel-Array, einen Diafilm o. dgl. für die Erzeugung des Bedienelements umfassen. In kostengünstiger sowie funktionssicherer Art kann die Projection device to be integrally formed with the detection device, in particular such that the detection device is integrated into the projection device. The projector may preferably include an LCD (Liquid Crystal Display) display, a TFT (Thin Film Transistor) display, an LCoS (Liquid Crystal on Silicon) display, a micromirror array, a slide film, or the like. Like. For the production of Control include. In a cost effective and reliable manner, the
Lichtquelle für sichtbare Lichtstrahlung aus einer Leuchtdiode, einem Laser o. dgl. bestehen. Die IR-Quelle für IR-Strahlung kann ebenfalls in kostengünstiger sowie funktionssicherer Art aus einer IR(Infrarot)-Leuchtdiode, einem IR(Infrarot)-Laser o. dgl. bestehen. Light source for visible light radiation from a light emitting diode, a laser o. The like. Exist. The IR source for IR radiation may also consist of an IR (infrared) light-emitting diode, an IR (infrared) laser or the like in a cost-effective and functionally reliable manner.
Schließlich kann der IR-Empfänger auch in kostengünstiger sowie funktionssicherer Weise aus einer IR(Infrarot)-Fotodiode bestehen.  Finally, the IR receiver can also consist of an IR (infrared) photodiode in a cost effective and functionally reliable manner.
Zur qualitativ hochwertigen Darstellung des Bedienelements kann die For high quality representation of the control element, the
Projektionseinrichtung eine Projektionsoptik für die Projektion des Bedienelements mittels der sichtbaren Lichtstrahlung umfassen ln einfacher sowie kostengünstiger Art und Weise kann die IR(Infrarot)-Strahlung mittels der Projektionsoptik korrespondierend zum Projection device to include a projection optics for the projection of the control element by means of the visible light radiation ln a simple and cost-effective manner, the IR (infrared) radiation by means of the projection optics corresponding to
Bedienelement projizierbar sein. Des Weiteren kann wiederum in einfacher sowie kostengünstiger Art und Weise die reflektierte IR(Infrarot)-Strahlung mittels der Control be projected. Furthermore, in turn, in a simple and cost-effective manner, the reflected IR (infrared) radiation by means of
Projektionsoptik zum IR(Infrarot)-Empfanger lenkbar sein. Mit anderen Worten kann mittels derselben Projektionsoptik sowohl das Projizieren der sichtbaren Lichtstrahlung als auch der vom menschlichen Auge nicht sichtbaren IR(Infrarot)-Strahlung auf das Projection optics to the IR (infrared) receiver be steerable. In other words, by means of the same projection optics, both the projecting of the visible light radiation and the IR (infrared) radiation, which is invisible to the human eye, can be applied to the
Anzeigeelement sowie die Lenkung der reflektierten IR(Infrarot)-Strahlung zum Display element as well as the steering of the reflected IR (infrared) radiation to
IR(Infrarot)-Empfänger zu deren Erfassung erfolgen. IR (infrared) receiver to detect them.
Wie bereits erwähnt, kann zum Erzeugen der IR(Infrarot)- Strahlung eine IR-Quelle in der Art einer LED(Leuchldiode) oder einer Laserdiode verwendet werden. Zum Erfassen der reflektierten IR(Infrarot)-Strahlung kann ein IR(Infrarot)-Empfänger in der Art einer für IR(Infrarot)-Licht empfindlichen Empfängerdiode eingesetzt werden. As already mentioned, an IR source such as an LED (light-emitting diode) or a laser diode can be used to generate the IR (infrared) radiation. For detecting the reflected IR (infrared) radiation, an IR (infrared) receiver such as a receiver diode sensitive to IR (infrared) light can be used.
Vorteilhafterweise kann für die Bedienvorrichtung weiterhin ein ToF(Time of Flight)- Sensor vorgesehen sein. Mittels des ToF(Time of Flightj-Sensors kann dann der Abstand des Objekts zum Anzeigeelement bestimmbar sein. Neben der Detektion des Objekts auf dem Bedienelement mittels des IR-Empfängers ist damit in einfacher sowie kostengünstiger Weise zusätzlich eine Detektion des räumlichen Orts des Objekts relativ zum Bedienelement auf dem Anzeigeelement geschaffen. Die Auswerteeinrichtung kann hierbei derartig wirken, dass das Signal in der Art eines Schaltsignals lediglich bei einer Berührung des Advantageously, a ToF (Time of Flight) sensor can furthermore be provided for the operating device. The distance of the object from the display element can then be determined by means of the ToF (time of flightj sensor). In addition to the detection of the object on the operating element by means of the IR receiver, a detection of the spatial location of the object relative to the object is also possible in a simple and cost-effective manner The evaluation device can in this case act such that the signal in the manner of a switching signal only at a touch of the
Bedienelements auf dem Anzeigeelement durch das Objekt erzeugt wird. Eine mögliche Fehlbedienung in der Art eines unbeabsichtigten Eindringens des Objekts in den projizierten Bereich des Bedienelements entfernt vom Anzeigeelement kann dadurch ausgeschlossen werden. Auf funktionssicherer Art ist so ein verbessertes Benutzerempfinden geschaffen. Control element is generated on the display element by the object. A possible Maloperation in the manner of unintentional intrusion of the object into the projected area of the operating element away from the display element can thereby be ruled out. In a functionally reliable way so an improved user experience is created.
Die Erfindung stellt weiter ein Verfahren zum Bedienen und/oder zum Betrieb der The invention further provides a method for operating and / or operating the
Bedienvorrichtung bereit. Operating device ready.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird von einer Projektionseinrichtung, insbesondere mittels einer Projektionsoptik, wenigstens ein Bedienelement in der Art eines virtuellen Bedienelements mittels für das menschliche Auge sichtbarer Lichtstrahlung als Bild auf ein Anzeigeelement projiziert. Weiter wird zusätzlich für das menschliche Auge nicht sichtbare lR(Infrarot)-Strahlung von einer IR(Infrarot)-Quelle, und zwar insbesondere wiederum mittels der Projektionsoptik, korrespondierend zum Bedienelement auf das Anzeigeelement projiziert. Mittels wenigstens eines IR(Infrarot)-Empfangers wird dann die reflektierte IR(Infrarot)-Strahlung empfangen. Die Einwirkung mittels eines Objekts, und zwar insbesondere mittels eines menschlichen Fingers, auf das Bedienelement bewirkt dabei eine Veränderung der vom Anzeigeelement und/oder vom Objekt reflektierten IR(Infrarot)- Strahlung. Und zwar ergibt sich die Veränderung des IR(Infrarot)-Lichts dabei durch die unterschiedlichen Reflexionseigenschaften zwischen dem Objekt und dem auf das In the method according to the invention, at least one operating element in the manner of a virtual operating element is projected onto a display element by means of a projection device, in particular by means of projection optics, by means of light radiation visible to the human eye. Furthermore, in addition to the human eye invisible IR (infrared) radiation from an IR (infrared) source, and in particular again by means of the projection optics, projected onto the display element corresponding to the control element. By means of at least one IR (infrared) receiver, the reflected IR (infrared) radiation is then received. The action by means of an object, in particular by means of a human finger, on the operating element thereby effects a change in the IR (infrared) radiation reflected by the display element and / or by the object. The change in the IR (infrared) light results from the different reflection properties between the object and the object
Anzeigeelement projizierten Bedienelement. Anschließend wird dann die empfangene reflektierte IR(Infrarot)-Strahlung, und zwar insbesondere deren Veränderung, zur Detektion der Einwirkung des Objekts auf das Bedienelement ausgewertet. Falls gewünscht kann dann ein zur Einwirkung des Objekts auf das Bedienelement korrespondierendes Signal, und zwar insbesondere in der Art eines Schaltsignals zum Bedienen und/oder Auslösen einer Display element projected control. Subsequently, the received reflected IR (infrared) radiation, in particular its change, is then evaluated for detecting the action of the object on the operating element. If desired, then a corresponding to the action of the object on the control element signal, in particular in the manner of a switching signal for operating and / or triggering a
Funktion, erzeugt werden. Function, be generated.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann der Abstand des Objekts zum Anzeigeelement mittels eines ToF(Time of Flightj-Sensors für die IR(Infrarot)-Strahlung ermittelt werden. Insbesondere lässt sich hierfür in einfacher Art und Weise die vom Objekt reflektierte IR(Infrarot)-Strahlung verwenden. Bei Überschreiten eines vorbestimmten Abstandes des Objektes vom Anzeigeelement kann dann auf einfache Weise eine Fehlbedienung der Bedienvorrichtung erkannt werden. Somit lässt sich in vorteilhafter Weise eine korrekte Bedienung der Bedienvorrichtung sicherstellen. In a further advantageous embodiment, the distance of the object to the display element can be determined by means of a ToF (time of flight j-sensor for the IR (infrared) radiation.) In particular, the IR (infrared) radiation reflected by the object can be easily determined for this purpose When a predetermined distance of the object from the display element is exceeded, a malfunction of the Operating device can be detected. Thus, a correct operation of the operating device can be ensured in an advantageous manner.
Bei dieser Ausgestaltung, die mit wenigstens einem in der Detektionseinrichtung In this embodiment, with at least one in the detection device
befindlichen ToF(Time of Flight)-Sensor arbeitet, kann mittels des IR(Infrarot)-Lichts der räumliche Ort des Bedienelements auf dem Anzeigeelement relativ zu dem Ort der By means of the IR (infrared) light, the spatial location of the operating element on the display element relative to the location of the
IR(Infrarot)-Quelle detektiert werden. Hierfür kann der ToF(Time of Flight)-Sensor ausgehend von dem Abstand zwischen der IR(Infrarot)-Quelle und dem auf das  IR (infrared) source can be detected. For this purpose, the ToF (Time of Flight) sensor can be based on the distance between the IR (infrared) source and on the
Anzeigeelement projizierten Bedienelement die Laufzeit des IR(Infrarot)-Lichts ermitteln. Mit anderen Worten ausgedrückt kann auf diese Weise eine Kalibrierung der Display element projected to determine the duration of the IR (infrared) light. In other words, in this way a calibration of the
Detektionseinrichtung erzielt werden. Wird nun mittels des Objekts auf das Bedienelement eingewirkt, wird der Abstand zwischen der IR(Infrarot)-Quelle und dem Bedienelement um die Dicke des Objekts reduziert, derart dass eine Veränderung der Laufzeit des IR(Infrarot)- Lichts bewirkt wird. Die Dicke des Objekts kann hierbei als ein Schwellwert zum Erfassen des Objekts durch die Auswerteeinrichtung korrespondierend mit dem ToF(Time of Flight)- Sensor dienen. In einfacher und vorteilhafter Art kann bezogen auf die Laufzeit des Detection device can be achieved. If the operating element is then acted upon by means of the object, the distance between the IR (infrared) source and the operating element is reduced by the thickness of the object, such that a change in the transit time of the IR (infrared) light is effected. The thickness of the object can serve here as a threshold value for detecting the object by the evaluation device corresponding to the ToF (Time of Flight) sensor. In a simple and advantageous way, based on the term of the
IR(Infrarot)-Lichts mittels des Schwellwerts eine Berührung des Objekts auf dem IR (infrared) light by means of the threshold touching the object on the
Bedienelement sicher detektiert werden. Wird eine Berührung des Objekts auf dem Control be detected safely. Will a touch of the object on the
Bedienelement erfasst, kann die Auswerteeinrichtung ausgehend davon ein Signal in der Art eines Schaltsignals zum Bedienen und/oder Auslösen einer Funktion erzeugen. Außerdem kann auf diese Weise ein ungewolltes Bedienen des Bedienelements durch unbeabsichtigtes Eindringen des Objekts in den projizierten Bereich des Bedienelements ausgeschlossen werden. Es ist festzustellen, dass bevorzugterweise nur bei Detektion einer Berührung des Objekts auf dem Bedienelement ein Signal von der Auswerteeinrichtung erzeugt wird.Detected control element, the evaluation device can generate from this a signal in the manner of a switching signal for operating and / or triggering a function. In addition, an unwanted operation of the operating element can be excluded by unintentional intrusion of the object in the projected area of the control in this way. It should be noted that preferably only upon detection of a touch of the object on the operating element, a signal is generated by the evaluation device.
Somit ist ein verbessertes Benutzerempfinden erzielt. Thus, an improved user experience is achieved.
In einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung lässt sich bei mehreren auf das In an advantageous further embodiment can be at several on the
Anzeigeelement projizierten Bedienelementen in einfacher Art und Weise das jeweilig vom Objekt betätigte Bedienelement ermitteln. Hierzu werden wenigstens zwei Bedienelemente auf das Anzeigeelement projiziert. Des Weiteren wird die IR(Infrarot)-Strahlung selektiv und/oder zyklisch korrespondierend zu den Bedienelementen projiziert. Schließlich wird dann dasjenige Bedienelement, auf das vom Objekt eingewirkt wird, anhand der jeweilig reflektierten IR(Infrarot)-Strahlung erkannt. Display element projected controls in a simple manner determine the respective actuated by the object control. For this purpose, at least two controls are projected onto the display element. Furthermore, the IR (infrared) radiation is projected selectively and / or cyclically corresponding to the operating elements. Finally will then that operating element, which is acted upon by the object, detected on the basis of the respective reflected IR (infrared) radiation.
Bei dieser Ausgestaltung mit mindestens zwei Bedienelementen, und zwar einem ersten Bedienelement und einem zweiten Bedienelement, wird jeweils nur eines der In this embodiment, with at least two control elements, namely a first control element and a second control element, only one of the
Bedienelemente selektiv auf das Element projiziert. Korrespondierend dazu kann das IR- Licht nur auf das projizierte Bedienelement emittiert und das von dem Bedienelement reflektierte IR-Licht erfasst werden. In einfacher Weise kann hierbei das zweite Controls selectively projected onto the element. Corresponding to this, the IR light can only be emitted onto the projected operating element and the IR light reflected by the operating element can be detected. In a simple way, in this case, the second
Bedienelement ausgeblendet werden während das erste Bedienelement auf das Control are hidden while the first control on the
Anzeigeelement für eine vorgegebene Zeit projiziert wird. Danach kann das erste Display element is projected for a predetermined time. After that, the first one
Bedienelement ausgeblendet und das zweite Bedienelement auf das Anzeigeelement für dieselbe vorgegebene Zeit projiziert werden. Dieses Verfahren kann zyklisch erfolgen, derart dass es für das menschliche Auge unmerklich ist. Wird mittels des Objekts auf eines der Bedienelemente eingewirkt, so kann das Objekt auf dem Bedienelement durch die von dem Objekt bewirkte Veränderung des reflektierten IR(Infrarot)-Lichts funktionssicher delektiert werden. Auf diese Weise ist eine zuverlässige Erfassung der Einwirkung des Objekts auf das jeweilige Bedienelement geschaffen. Außerdem ist eine mögliche Hidden control and the second control on the display element for the same predetermined time are projected. This process can be cyclical so that it is unnoticeable to the human eye. Is acted upon by the object on one of the controls, the object on the control element can be reliably detected by the effect of the object caused change of the reflected IR (infrared) light. In this way, a reliable detection of the action of the object on the respective control element is created. Besides, one possible one is
Fehlbedienung beispielsweise durch Einwirken auf beide Bedienelemente ausgeschlossen, da stets nur ein Bedienelement auf das Anzeigeelement projiziert und dabei das reflektierte IR(Infrarot)-Licht erfasst wird. Für den Fachmann ist ersichtlich, dass dieses Verfahren auf eine beliebige Anzahl von Bedienelementen auf dem Anzeigeelement übertragen werden kann. Incorrect operation, for example, by acting on both controls excluded, since always only one control element projected onto the display element while the reflected IR (infrared) light is detected. It will be apparent to those skilled in the art that this method can be applied to any number of controls on the display element.
Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist nachfolgendes festzustellen. For a particularly preferred embodiment of the invention is to be determined below.
Es wird eine Bedienvorrichtung vorgeschlagen, bei der wenigstens ein Bedienelement auf eine Bedienfläche projizierbar ist. Um die Bedienelemente auf der Bedienfläche darstellen zu können, werden entweder Displays oder Projektoren verwendet. Bei Projektoren wird Licht aus einer von der Bedienfläche entfernten Einrichtung auf die Bedienoberfläche geworfen, d.h. das Licht wird gezielt auf die Bedienfläche gebracht. Um nun eine It is proposed an operating device in which at least one operating element can be projected onto a control surface. To display the controls on the control panel, either displays or projectors are used. In projectors, light is thrown onto the user interface from a device remote from the control surface, i. the light is directed to the control surface. Order now
Benutzerinteraktion zu ermöglichen, muss die Proj ektionseinrichtung dazu in der Lage sein, ein Objekt, genauer ein Körperteil zu erkennen. Dieser Körperteil wird im Normalfall ein einzelner menschlicher Finger sein. User interaction, the project organization must be able to to recognize an object, more precisely a body part. This body part will normally be a single human finger.
Zur Objekterkennung wurden bereits einige Technologien entwickelt. Anwendungen sind z.B. sogenannte„Smart Boards“ bzw.„interaktive Whiteboards“, wie sie z.B. in Schulen eingesetzt werden. Aus der US 5 528 263 A ist bekannt, dass mindestens eine separate Kamera verwendet wird, um das„Soll-Bild“ mit dem„Ist-Bild“ zu vergleichen und somit eine Hand oder einen Zeigestock erkennen zu können. Weiter ist aus der US 6 421 042 Bl bekannt, dass mit zwei Kameras in der Art einer Stereo-Kamera die Position einer Eingabe ermittelt wird. Some technologies have already been developed for object recognition. Applications are e.g. so-called "smart boards" or "interactive whiteboards", as described e.g. be used in schools. From US Pat. No. 5,528,263 A it is known that at least one separate camera is used in order to compare the "target image" with the "actual image" and thus to be able to recognize a hand or a pointing stick. Furthermore, it is known from US Pat. No. 6,421,042 B1 that the position of an input is determined with two cameras in the manner of a stereo camera.
Nachteilig bei der Verwendung einer Kamera ist, dass zusätzliche Kosten erzeugt werden. Zum einen ist die Kamera selbst kostenintensiv und zum anderen ist bedingt durch die erhöhte Rechenleistung ein leistungsfähigerer Mikroprozessor notwendig. Außerdem ist eine aufwändigere Software erforderlich. The disadvantage of using a camera is that additional costs are incurred. On the one hand, the camera itself is cost-intensive and, on the other hand, due to the increased computing power, a more powerful microprocessor is necessary. In addition, a more complex software is required.
Erfindungsgemäß soll die Erfassung einer Interaktion mittels des Objekts auf dem According to the invention, the detection of an interaction by means of the object on the
Bedienelement in kostengünstiger Art realisiert werden und mit möglichst wenigen und preiswerten zusätzlichen Bauteilen auskommen. Operating element can be realized in a cost effective manner and get along with as few and inexpensive additional components.
Zur Detektion der Interaktion soll erfindungsgemäß IR(Infrarot)-Licht verwendet werden. Somit wird eine Detektion unabhängig von der Umgebungshelligkeit realisiert. Das IR-Licht wird ebenfalls in den optischen Pfad der sichtbaren Projektion mit eingebracht. Somit wird gewährleistet, dass das IR-Licht lediglich dort auf die Projektionsfläche auftrifft, wo auch ein Bedienelement eingeblendet ist. For detecting the interaction, IR (infrared) light is to be used according to the invention. Thus, a detection is realized regardless of the ambient brightness. The IR light is also introduced into the optical path of the visible projection. This ensures that the IR light impinges only on the projection surface where an operating element is also inserted.
Die Projektion erfolgt mithilfe eines LCD-Displays oder eines TFT-Displays oder eines LCoS-Displays oder eines Diafilms. Auch sind Mikrospiegel mit z.B. DLP-Technologie denkbar. Das sichtbare Licht wird von einer Lichtquelle erzeugt, bei der es sich um eine LED oder einen Laser handelt. Die Lichtquelle kann bei Verwendung von z.B. einer sogenannten RGB-LED bzw. einem RGB-Laser auch mehrfarbig sein. Das IR(Infrarot)- Licht wird ebenfalls von einer LED oder einer Laserdiode erzeugt. Zusätzlich wird eine für IR(Infrarot)-Licht empfindliche Empfangsdiode als IR(Infrarot)- Empfänger verwendet, die das reflektierte IR-Licht erfasst. Wird nun die Projection is performed using an LCD display or TFT display or LCoS display or slide film. Also, micromirrors with eg DLP technology are conceivable. The visible light is generated by a light source, which is an LED or a laser. The light source can also be multicolored when using, for example, a so-called RGB LED or an RGB laser. The IR (infrared) light is also generated by an LED or a laser diode. In addition, an IR (infrared) sensitive receiving diode is used as the IR (infrared) receiver which detects the reflected IR light. Will now the
Reflexionseigenschaft verändert, dadurch dass das projizierte Bedienelement auf der Bedienfläche mit dem Objekt berührt wird, führt dies zu einer Veränderung der von der Empfangsdiode erfassten Lichtintensität. Reflectance property changes, in that the projected operating element on the operating surface is touched with the object, this leads to a change in the light intensity detected by the receiving diode.
Desweiteren ermöglicht dieses Verfahren den Ort der Interaktion zu bestimmen. Sobald die Anzahl an Bedienelementen zwei oder größer ist, interessiert nicht nur ob überhaupt bedient wurde, sondern auch welches der Bedienelemente betätigt wurde. An Hand des folgenden Ausführungsbeispiels soll die Funktionsweise des Verfahrens näher aufgezeigt werden. Furthermore, this method allows to determine the location of the interaction. As soon as the number of operating elements is two or more, it is not only interested in whether the machine has been operated, but also which of the operating elements has been actuated. With reference to the following embodiment, the operation of the method will be shown in more detail.
Angenommen, es werden drei unterschiedliche Bedienelemente projiziert, und zwar (-) und (on/off) und (+). Wenn alle drei Bedienelemente sichtbar sind, so befindet sich auch an allen drei Bedienelementen ebenfalls das IR(Infrarot)-Licht. Werden nun kurzzeitig, beispielsweise 50 ms lang, die Bedienelemente (-) und (+) ausgeblendet, befindet sich dort kein IR(Infrarot)-Licht mehr und auch kein sichtbares Licht. Wird gleichzeitig eine Suppose three different controls are projected, namely (-) and (on / off) and (+). If all three controls are visible, so is also on all three controls also the IR (infrared) light. If the control elements (-) and (+) are now temporarily hidden, for example for 50 ms, there is no IR (infrared) light and no visible light. Becomes at the same time a
Interaktion detektiert, so muss diese Interaktion am Bedienelement (on/off) stattgefunden haben. Dieses Verfahren kann zyklisch erfolgen, so dass z.B. 50 ms später die Interaction detected, this interaction must have taken place on the control element (on / off). This process can be cyclical so that e.g. 50 ms later the
Bedienelemente (-) und (on/off) und wiederum 50 ms später die Bedienelemente (on/off) und (+) ausgeblendet werden. Währenddessen wird die IR(Infrarot)-Empfangsdiode ausgelesen, so dass jeweils erkannt wird, welches Bedienelement betätigt wurde. Nach spätestens 150 ms sind also alle drei Bedienelemente abgefragt, so dass auch eine Controls (-) and (on / off) and again 50 ms later the controls (on / off) and (+) are hidden. Meanwhile, the IR (infrared) receiving diode is read so that it is detected in each case, which control element has been pressed. After 150 ms so all three controls are queried, so that also one
Fehlbedienung, beispielsweise mehrere Bedienelemente werden betätigt, ausgeschlossen werden kann. Falls die Frequenz hoch genug und/oder die Ausschaltdauer kurz genug gewählt wird, ist der beschriebene Ablauf für das menschliche Auge unmerklich, da auf diese Weise ein Flackern vermieden wird. Misoperation, for example, several controls are operated, can be excluded. If the frequency is high enough and / or the switch-off duration is selected short enough, the described procedure is imperceptible to the human eye, as this avoids flickering.
Nachfolgend werden Anwendungsbeispiele für die Erfindung vorgeschlagen: In the following, application examples for the invention are proposed:
Virtueller (Licht)Schalter auf beliebigen Oberflächen, wie Metall, Holz usw.. - Hygiene-Schalter, bei dem die Interaktionsfläche keine Elektronik enthält und somit z,B. mit aggressiven Reinigungsmitteln gesäubert werden kann. Virtual (light) switch on any surface, like metal, wood, etc. - Hygiene switch, where the interaction surface contains no electronics and thus z, B. can be cleaned with aggressive cleaning agents.
- Ex-Schutz Schalter.  - Ex-protection switch.
Allerdings ist es noch sinnvoll, zusätzlich die Z-Achse der Interaktion zu überprüfen. Es kann nämlich Vorkommen, dass der Lichtweg der Projektion absichtlich oder unabsichtlich in der Luft durch das Objekt durchkreuzt wird. Daher soll in einer weiteren Ausgestaltung überprüft und/oder plausibilisiert werden, ob das projizierte Bedienelement auf der durch die X- und Y-Achse ausgebildeten Bedienfläche berührt wurde oder lediglich eine Art However, it still makes sense to additionally check the Z-axis of the interaction. Namely, there may be occurrences that the light path of the projection is deliberately or unintentionally thwarted in the air by the object. Therefore, it should be checked and / or made plausible in a further embodiment, whether the projected operating element was touched on the formed by the X and Y-axis control surface or just a kind
Fehlbedienung im Freiraum erkannt wurde. Maloperation in free space was detected.
Dazu wird das sogenannte ToF(Time of Flight - Flugzeit)- Verfahren genutzt, um zu erkennen, ob sich ein Objekt im Raum oder auf der Bedienfläche befindet. Das von einer IR(Infrarot)-Quelle ausgestrahlte IR(Infrarot)-Licht wird von dem IR(Infrarot)-Empfänger empfangen. Neben der empfangenen Intensität wird auch die Laufzeit des IR(Infrarot)- Lichts ausgewertet. Die Laufzeit gibt Aufschluss darüber, wie weit das erfasste Objekt von der IR(Infrarot)-Quelle entfernt ist. Nachfolgend soll das Verfahren an Hand eines For this purpose, the so-called ToF (time of flight) method is used to detect whether an object is in the room or on the control surface. The IR (infrared) light emitted from an IR (infrared) source is received by the IR (infrared) receiver. In addition to the received intensity, the transit time of the IR (infrared) light is also evaluated. The runtime tells you how far the captured object is from the IR (infrared) source. The following is the method on hand of a
Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden. Embodiment described in more detail.
Die Projektionseinrichtung ist in einem definierten Abstand zur Bedienfläche angeordnet, d.h. der Abstand ist vorgegeben und ändert sich im Betrieb normalerweise nicht. Eine Detektionseinrichtung mit einem ToF(Time of Flight)-Sensor erfasst beim Einschalten die gemessenen Laufzeit [s] und setzt diese zur Kalibrierung als Nullwert. Die Laufzeit wird unmittelbar in einen Abstand [m] umgerechnet. Wird nun das Objekt zur Interaktion eingebracht, ändert sich die gemessene Laufzeit bzw. der errechnete Abstand. Für den Betrieb wird ein Schwellwert definiert, der nicht unterschritten werden darf, damit eine plausible Interaktion erkannt wird. Dieser Schwellwert liegt im Bereich der Dicke des Objekts. Nimmt man an, dass die Interaktion mit einem menschlichen Finger erfolgt, würde in diesem Fall der Schwellwert bei ca. 10 bis 20 mm liegen. The projection device is arranged at a defined distance from the operating surface, i. The distance is predetermined and usually does not change during operation. A detection device with a ToF (Time of Flight) sensor detects the measured transit time [s] when it is switched on and sets it to zero for calibration. The runtime is converted immediately into a distance [m]. If the object is now introduced for interaction, the measured transit time or the calculated distance changes. For the operation, a threshold is defined, which must not be underrun, so that a plausible interaction is detected. This threshold is within the range of the thickness of the object. Assuming that the interaction takes place with a human finger, in this case the threshold value would be approximately 10 to 20 mm.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine The advantages achieved by the invention are in particular that a
kostengünstige sowie funktionssichere Detektion der Einwirkung des Objekts auf das auf das Anzeigeelement projizierte Bedienelement erzielt ist. Des Weiteren ist eine Fehlbedienung durch unabsichtliches Eindringen des Objekts in den projizierten Bereich ausgeschlossen. Das Benutzerempfmden ist somit verbessert, da die für das Bedienelement hinterlegte Funktion erst dann ausgeführt wird, wenn das Objekt mit dem projizierten Bedienelement auf dem Anzeigeelement beziehungsweise auf der Bedienfläche in cost-effective and functionally reliable detection of the action of the object on the the display element projected control is achieved. Furthermore, an incorrect operation is prevented by unintentional penetration of the object into the projected area. The user perception is thus improved, since the function stored for the operating element is only executed when the object with the projected operating element on the display element or on the operating surface in
Berührung kommt. Touch comes.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below. Show it
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Bedienvorrichtung, 1 is a perspective view of an operating device,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf ein Element der Bedienvorrichtung aus Fig.l mit einem ersten Bedienelement, einem zweiten Bedienelement sowie einem dritten Bedienelement, 2 shows a schematic plan view of an element of the operating device from FIG. 1 with a first operating element, a second operating element and a third operating element, FIG.
Fig. 3 eine schematische Ansicht der B edienvorrichtung aus Fig. 1 in einer weiteren Fig. 3 is a schematic view of the B edienvorrichtung of FIG. 1 in a further
Ausführung,  Execution,
Fig.4 eine schematische Ansicht wie in Fig. 3 gemäß einer nochmals weiteren Ausführung, 4 is a schematic view as in Fig. 3 according to yet another embodiment,
Fig. 5 in einer schematischen Draufsicht ein Anzeigeelement mit einem projizierten Fig. 5 is a schematic plan view of a display element with a projected
Bedienelement sowie einem auf das Bedienelement einwirkenden Objekt,  Operating element and an object acting on the operating element,
Fig 6 eine Ansicht wie in Fig. 5, wobei das Bedienelement auf das Objekt projiziert ist und 6 is a view as in FIG. 5, wherein the operating element is projected onto the object and
Fig. 7 eine Ansicht wie in Fig. 5, wobei die Projektion des Bedienelements auf das Objekt ausgeblendet ist. Fig. 7 is a view as in Fig. 5, wherein the projection of the operating element is hidden on the object.
In Fig. 1 ist die Bedienvorrichtung 1 umfassend eine Projektionseinrichtung 2 mit einer Lichtquelle 12 für Lichtstrahlung, die für das menschliche Auge sichtbar ist, und eine Detektionseinrichtung 3 mit wenigstens einer IR(lnfrarot)-Quelle 9 für IR(Infrarot)- Strahlung, die für das menschliche Auge unsichtbar ist, sowie wenigstens einem IR(Infrarot)-Empfänger 10 dargestellt, wobei die Detektionseinrichtung 3 in die In Fig. 1, the operating device 1 comprising a projection device 2 with a light source 12 for light radiation, which is visible to the human eye, and a detection device 3 with at least one IR (infrared) source 9 for IR (infrared) - Radiation, which is invisible to the human eye, and at least one IR (infrared) receiver 10 shown, wherein the detection device 3 in the
Projektionseinrichtung 2 integriert ist und korrespondierend mit der Projektionseinrichtung 2 wirkt. In vorteilhafter Weise wird für die IR-Quelle 9 zum Emittieren des IR-Lichts sowie für den IR-Empfönger 10 zum Erfassen des IR-Lichts die Projektionsoptik 2' der Projection device 2 is integrated and corresponding to the projection device 2 acts. Advantageously, for the IR source 9 for emitting the IR light and for the IR receiver 10 for detecting the IR light, the projection optics 2 'of
Projektionseinrichtung 2 verwendet. Zum Erzeugen des IR-Lichts ist eine IR-Quelle 9 in der Art einer LED oder einer Laserdiode vorgesehen, und zum Erfassen des reflektierten IR- Lichts ist ein IR-Empfanger 10 in der Art einer für IR- Licht empfindlichen Empfängerdiode vorgesehen. Die Projektionseinrichtung 2 umfasst bevorzugt weiterhin ein LCD(Liquid Crystal Displayj-Display, ein TFT(Thin Film Transistorj-Display, ein LCoS(Liquid Crystal on Siliconj-Display, ein Mikrospiegel-Array oder einen Diafilm. Des Weiteren sind ein Anzeigeelement 4 sowie eine Auswerteeinrichtung 7 vorgesehen. Das Anzeigeelement 4 ist dabei in der Art einer Bedienfläche, insbesondere einer Bedienfläche im F ahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeugs, ausgebildet. In Bezug darauf ist die Proj ektionseinrichtung 2 ferner derartig ausgebildet, dass sie auf ein frei wählbares Anzeigeelement 4 ausrichtbar ist. Im Weiteren ist mittels der Projektionseinrichtung 2 wenigstens ein Bedienelement 5 als ein virtuelles Bild auf das Anzeigeelement 4 mittels der sichtbaren Lichtstrahlung 13 projizierbar. Das Bedienelement 5 ist einer Funktion im Kraftfahrzeug zugeordnet und kann beispielsweise das Symbol der Funktion„Einschalten Heckscheibenheizung“ darstellen. Auf das Bedienelement 5 ist mittels eines Objekts 6, insbesondere mittels eines menschlichen Fingers, einwirkbar. Zur Detektion der Einwirkung des Objekts 6 auf das Bedienelement 5 dient die Detektionseinrichtung 3 mit dem IR-Empfönger 10 sowie die Auswerteeinrichtung 7, wobei von der IR-Quelle 9 die IR-Strahlung 14 auf das Anzeigeelement 4 Projection device 2 used. For generating the IR light, an IR source 9 is provided in the manner of an LED or a laser diode, and for detecting the reflected IR light, an IR receiver 10 is provided in the manner of a sensitive to IR light receiver diode. The projection device 2 preferably furthermore comprises an LCD (Liquid Crystal Display) display, a TFT (Thin Film Transistor) display, an LCoS (Liquid Crystal on Silicon Display, a micromirror array or a slide film The display element 4 is designed in the manner of a control surface, in particular a control surface in the vehicle interior of a motor vehicle Furthermore, at least one control element 5 can be projected as a virtual image onto the display element 4 by means of the visible light radiation 13. The control element 5 is assigned to a function in the motor vehicle and can, for example, represent the symbol of the function "switching on rear window heating." 5 is by means of a s object 6, in particular by means of a human finger, acted upon. In order to detect the action of the object 6 on the operating element 5, the detection device 3 with the IR receiver 10 and the evaluation device 7 is used, wherein the IR radiation 14 from the IR source 9 to the display element. 4
korrespondierend zum Bedienelement 5 projiziert wird und die vom Anzeigeelement 4 und/oder vom Objekt 6 reflektierte IR-Strahlung 15 vom IR-Empfönger 10 empfangen sowie von der Auswerteeinrichtung 7 ausgewertet wird. Zum Bedienen und/oder Auslösen der jeweiligen Funktion im Kraftfahrzeug ist schließlich von der Auswerteeinrichtung 7 ein Signal 8 in der Art eines Schaltsignals erzeugbar. is projected corresponding to the operating element 5 and the reflected from the display element 4 and / or 6 from the object IR radiation 15 received by the IR receiver 10 and is evaluated by the evaluation device 7. For operating and / or triggering the respective function in the motor vehicle, a signal 8 in the manner of a switching signal can finally be generated by the evaluation device 7.
Falls gewünscht, kann die Detektionseinrichtung 3 noch einen ToF(Time of Flight)-Sensor 1 1 aufweisen, der mittels Laufzeitmessung für die von der IR-Quelle 9 ausgesandte IR- Strahlung 14 sowie für die vom IR-Empfänger 10 empfangene IR-Strahlung 15 zur Detektion des räumlichen Orts des Objekts 6 in Bezug auf das Bedienelement 5 dient. Damit ist der Abstand des Objekts 6 zum Anzeigeelement 4 bestimmbar. Die Auswerteeinrichtung 7 wirkt dann derartig, dass das Signal 8 in der Art eines Sehaltsignals lediglich bei einer Berührung des Bedienelements 5 durch das Objekt 6 oder bei Vorliegen eines geringfügigen Abstands zum Bedienelement 5 erzeugt wird. Eine mögliche Fehlbedienung in der Art eines unbeabsichtigten Eindringens des Objekts 6 in den projizierten Bereich des Bedienelements 5 ist dadurch ausgeschlossen. Auf diese Weise ist ein verbessertes Benutzerempfmden beim Bedienen des Bedienelements 5 auf dem Anzeigeelement 4 erzielt. If desired, the detection device 3 may also have a ToF (Time of Flight) sensor 1 1, which by means of transit time measurement for the emitted from the IR source 9 IR radiation 14 and for the infrared radiation received by the IR receiver 15 15th to Detection of the spatial location of the object 6 with respect to the control element 5 is used. Thus, the distance of the object 6 to the display element 4 can be determined. The evaluation device 7 then acts in such a way that the signal 8 is generated in the manner of a Sehaltsignals only upon contact of the operating element 5 by the object 6 or in the presence of a slight distance to the control element 5. A possible incorrect operation in the manner of unintentional intrusion of the object 6 in the projected area of the operating element 5 is thereby excluded. In this way, an improved user feelings when operating the operating element 5 is achieved on the display element 4.
Nachfolgend ist das Verfahren zum Bedienen der in Fig. 1 dargestellten Bedienvorrichtung 1 näher beschrieben. Zunächst wird mittels der Projektionseinrichtung 2 wenigstens ein Bedienelement 5 auf das Anzeigeelement 4 mittels sichtbarer Lichtstrahlung 13 projiziert. Die in der Detektionseinrichtung 3 befindliche IR-Quelle 9 emittiert mittels der The method for operating the operating device 1 shown in FIG. 1 is described in more detail below. First, at least one operating element 5 is projected onto the display element 4 by means of the visible light radiation 13 by means of the projection device 2. The IR source 9 located in the detection device 3 emits by means of the
Projektionseinrichtung 2 dazu korrespondierend IR-Strahlung 14 auf das Bedienelement 5. Die von dem Bedienelement 5 reflektierte IR-Strahlung 15 wird von dem ebenfalls in der Detektionseinrichtung 3 befindlichen IR-Empfanger 10 detektiert. Wird nun auf das Bedienelement 5 mittels des Objekts 6, insbesondere mittels eines menschlichen Fingers, eingewirkt, so wird dabei eine Veränderung der reflektierten IR-Strahlung 15 durch das Objekt 6 bewirkt. Die Veränderung der IR-Strahlung 15 ergibt sich dabei durch die unterschiedlichen Reflexionseigenschaften zwischen dem Objekt 6 und dem auf das Anzeigeelement 4 projizierten Bedienelement 5. Die von dem Objekt 6 reflektierte IR- Strahlung 15 wird dann von dem IR-Empfänger 10 detektiert, so dass die Projection device 2 to corresponding IR radiation 14 to the control element 5. The reflected from the control element 5 IR radiation 15 is detected by the also located in the detection device 3 IR receiver 10. If now the operating element 5 is acted upon by means of the object 6, in particular by means of a human finger, a change in the reflected IR radiation 15 by the object 6 is effected. The change in the IR radiation 15 results from the different reflection properties between the object 6 and the control element 5 projected onto the display element 4. The IR radiation 15 reflected by the object 6 is then detected by the IR receiver 10, so that the
Auswerteeinrichtung 7 die Einwirkung des Objekts 6 auf das Bedienelement 5 erfasst und das Signal 8 in der Art eines Schaltsignals zum Bedienen und/oder Auslösen der jeweiligen Funktion erzeugt. Evaluation 7 detects the action of the object 6 on the control element 5 and generates the signal 8 in the manner of a switching signal for operating and / or triggering the respective function.
Falls gewünscht, kann mit dem in der Detektionseinrichtung 3 befindlichen ToF(Time of Flightj-Sensor 11 durch Laufzeitmessung für die IR-Strahlung 14, 15 der räumliche Ort des Bedienelements 5 in Bezug auf das Anzeigeelement 4 sowie relativ zu dem Ort der IR- Quelle 9 detektiert werden. Hierfür ermittelt der ToF-Sensor 11 ausgehend von dem If desired, the spatial location of the operating element 5 with respect to the display element 4 as well as relative to the location of the IR source can be determined by measuring the transit time for the IR radiation 14, 15 with the ToF (time of flight j sensor 11) in the detection device 3 9. To this end, the ToF sensor 11 determines from the
Abstand zwischen der IR-Quelle 9 und dem auf das Anzeigeelement 4 projizierten Distance between the IR source 9 and projected onto the display element 4
Bedienelement 5 die Laufzeit des IR-Lichts 14, 15, so dass eine Kalibrierung der Detektionseinrichtung 3 erzielt wird Wird nun mittels des Objekts 6 auf das Bedienelement 5 eingewirkt, so wird der Abstand zwischen der IR-Quelle 9 und dem Bedienelement 5 um die Dicke des Objekts 6 reduziert, derart dass eine Veränderung der Laufzeit des IR- Lichts 14, 15 bewirkt wird. Die Dicke des Objekts 6 dient hierbei als ein Schwellwert zum Erfassen des Objekts 6 durch die Auswerteeinrichtung 7 unter Verwendung des ToF-Sensors 1 1. Mit Hilfe des Schwellwerts bezogen auf die Laufzeit der IR-Strahlung 14, 15 ist auf diese Weise eine Berührung des Bedienelements 5 durch das Objekt 6 sicher erfassbar. Wird eine derartige Berührung detektiert, erzeugt die Auswerteeinrichtung 7 hiervon ausgehend dann das Signal 8 in der Art des Schaltsignals zum Bedienen und/oder Auslösen der jeweiligen Funktion. Außerdem wird auf diese Weise ein ungewolltes Bedienen des Bedienelements 5 durch unbeabsichtigtes Eindringen des Objekts 6 in den projizierten Bereich des Control element 5, the duration of the IR light 14, 15, so that a calibration of the Is now achieved by means of the object 6 on the control element 5, the distance between the IR source 9 and the control element 5 is reduced by the thickness of the object 6, such that a change in the duration of the IR light 14, 15 is effected. The thickness of the object 6 serves as a threshold for detecting the object 6 by the evaluation device 7 using the ToF sensor 1 1. With the help of the threshold relative to the duration of the IR radiation 14, 15 is in this way a touch of the Operating element 5 by the object 6 safely detected. If such a touch is detected, the evaluation device 7 then generates the signal 8 in the manner of the switching signal for operating and / or triggering the respective function. In addition, in this way an unwanted operation of the operating element 5 by unintentional penetration of the object 6 in the projected area of
Bedienelements 5 ausgeschlossen. Das Signal 8 wird von der Auswerteeinrichtung 7 nur bei Detektion einer Berührung des Bedienelements 5 durch das Objekt 6 erzeugt, derart dass ein verbessertes Benutzerempfinden erzielt ist. Control element 5 excluded. The signal 8 is generated by the evaluation device 7 only upon detection of a touch of the operating element 5 by the object 6, so that an improved user experience is achieved.
Im Folgenden ist eine weitere Ausführung des Verfahrens zum Bedienen der in Fig. 1 dargestellten Bedienvorrichtung 1 aufgezeigt, insbesondere bei Projektion von mindestens zwei Bedienelementen 5 auf das Anzeigeelement 4. Auf das in Fig. 2 dargestellte In the following, a further embodiment of the method for operating the operating device 1 shown in FIG. 1 is shown, in particular in the case of projection of at least two operating elements 5 on the display element 4. In the illustrated in Fig. 2
Anzeigeelement 4 sind mittels der Projektionseinrichtung 2 ein erstes Bedienelement 5' sowie ein zweites Bedienelement 5" und weiter ein drittes Bedienelement 5'" selektiv und/oder zyklisch projizierbar. Das erste Bedienelement 5' stellt das Symbol für die Display element 4 are by means of the projection device 2, a first control element 5 'and a second control element 5 "and further a third control element 5'" selectively and / or cyclically projected. The first operating element 5 'represents the symbol for the
Funktion dar, das zweite Bedienelement 5" stellt das Symbol für die Funktion„on/off‘ dar und das dritte Bedienelement 5"' stellt das Symbol der Funktion„+“ dar. Zuerst wird nur das erste Bedienelement 5' für 50 ms auf das Anzeigeelement 4 projiziert während das zweite Bedienelement 5" und das dritte Bedienelement 5'" ausgeblendet werden. Dabei wird von der IR-Quelle 9 dazu korrespondierend mittels der Projektionseinrichtung 2 nur auf das erste Bedienelement 5' die IR-Strahlung emittiert und die von dem ersten Bedienelement 5' reflektierte IR-Strahlung von dem IR-Empfanger 10 erfasst. Als nächstes wird nur das zweite Bedienelement 5" für 50 ms auf das Anzeigeelement 4 projiziert während das erste Bedienelement 5' und das dritte Bedienelement 5"' ausgeblendet werden. Korrespondierend dazu wird nur auf das zweite Bedienelement 5" die IR-Strahlung projiziert und die von dem zweiten Bedienelement 5" reflektierte IR-Strahlung wird von dem IR-Empfanger 10 erfasst. Danach wird nur das dritte Bedienelement 5"' für 50 ms auf das Anzeigeelement 4 projiziert während das erste Bedienelement 5' und das zweite Bedienelement 5" ausgeblendet werden. Korrespondierend dazu wird nur auf das dritte Bedienelement 5"' die IR-Strahlung projiziert und die von dem dritten Bedienelement 5"' reflektierte IR-Strahlung wird von dem IR- Empfanger 10 erfasst. Dieses Verfahren erfolgt zyklisch, derart dass es für das menschliche Auge unmerklich ist. Function, the second control 5 "represents the symbol for the function" on / off 'and the third control 5 "' represents the symbol of the function" + ". First, only the first control 5 'for 50 ms on the Display element 4 projects while the second operating element 5 "and the third operating element 5 '" are hidden. In this case, the IR radiation source 9 correspondingly emits the IR radiation by means of the projection device 2 only on the first operating element 5 ', and the IR radiation reflected by the first operating element 5' is detected by the IR receiver 10. Next, only the second operating element 5 "is projected onto the display element 4 for 50 ms while the first operating element 5 'and the third operating element 5"' are hidden. Correspondingly, the IR radiation is projected onto the second operating element 5 "and the IR radiation reflected by the second operating element 5" is detected by the IR receiver 10. Thereafter, only the third control element 5 "'for 50 ms is projected onto the display element 4 while the first control element 5' and the second control element 5" are hidden. Correspondingly, the IR radiation is projected onto the third operating element 5 "'and the IR radiation reflected by the third operating element 5"' is detected by the IR receiver 10. This process is cyclical, so that it is unnoticeable to the human eye.
Wird nun mittels des Objekts 6 auf das zweite Bedienelement 5" eingewirkt, so wird die von dem zweiten Bedienelement 5" reflektierte IR-Strahlung von dem Objekt 6 verändert. Die Veränderung der IR-Strahlung ergibt sich dabei durch die unterschiedlichen If the second operating element 5 "is then acted upon by means of the object 6, the IR radiation reflected by the second operating element 5" is changed by the object 6. The change in the IR radiation results from the different
Reflexionseigenschaften des Objekts 6 im Vergleich zu dem zweiten Bedienelement 5" auf dem Anzeigeelement 4. Die von dem Objekt 6 reflektierte IR-Strahlung wird dann von dem IR-Empfänger 10 empfangen, derart dass die Auswerteeinrichtung 7 mit Hilfe des IR- Empfangers 10 das Objekt 6 auf dem zweiten Bedienelement 5" erfasst und ausgehend davon das Signal 8 in der Art eines Schaltsignals zum Bedienen der Funktion„on/off erzeugt. Auf diese Weise ist eine zuverlässige Erfassung der Einwirkung des Objekts 6 auf das jeweilige Bedienelement 5 geschaffen. Außerdem ist eine mögliche Fehlbedienung, beispielsweise durch zeitgleiches Einwirken auf das zweite Bedienelement 5" und auf das dritte Bedienelement 5"', ausgeschlossen, da stets nur ein Bedienelement 5 auf das Reflection properties of the object 6 in comparison to the second control element 5 "on the display element 4. The reflected from the object 6 IR radiation is then received by the IR receiver 10, such that the evaluation device 7 with the aid of the IR receiver 10, the object 6 detected on the second control element 5 "and on the basis of which the signal 8 is generated in the manner of a switching signal for operating the function" on / off. In this way, a reliable detection of the action of the object 6 on the respective operating element 5 is created. In addition, a possible incorrect operation, for example, by simultaneous action on the second control element 5 "and on the third control element 5" 'excluded, since always only one control element 5 on the
Anzeigeelement 4 projiziert und dabei von der Detektionseinrichtung 3 detektiert wird. Das Verfahren ist auf eine beliebige Anzahl von projizierten Bedienelementen 5 auf dem Display element 4 is projected and thereby detected by the detection device 3. The method is applicable to any number of projected controls 5 on the
Anzeigeelement 4 übertragbar. Wie in Fig. 1 beschrieben, kann die Detektionseinrichtung 3 falls gewünscht noch wenigstens einen ToF-Sensor 11 aufweisen, der in Verbindung mit der Auswerteeinrichtung 7 zur Detektion des räumlichen Orts des Objekts 6 in Bezug auf das Bedienelement 5 dient. Das Signal 8 wird dabei von der Auswerteeinrichtung 7 nur bei Detektion einer Berührung des Bedienelements 5 durch das Objekt 6 erzeugt, um ein verbessertes Benutzerempfinden zu gewährleisten. Display element 4 transferable. As described in FIG. 1, if desired, the detection device 3 can also have at least one ToF sensor 11 which, in conjunction with the evaluation device 7, serves to detect the spatial location of the object 6 with respect to the operating element 5. The signal 8 is generated by the evaluation device 7 only upon detection of a touch of the operating element 5 by the object 6 in order to ensure an improved user experience.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführung der Bedienvorrichtung 1 aus Fig. 1 umfassend das Anzeigeelement 4 aus Fig. 2 zu sehen. Die Proj ektionseinrichtung 2 umfasst einen FIG. 3 shows a further embodiment of the operating device 1 from FIG. 1 comprising the display element 4 from FIG. 2. The proj ektionseinrichtung 2 includes a
Diapositivfilm mit wenigstens einem Dia, derart dass korrespondierend zu dem Dia mittels der Projektionsoptik 2* das erste Bedienelement 5' sowie das zweite Bedienelement 5" und weiter das dritte Bedienelement 5"' auf das Anzeigeelement 4 projizierbar sind. Des Weiteren weist die Projektionseinrichtung 2 einen ersten IR-Empfanger 10' und einen zweiten JR-Empfänger 10" sowie weiter einen dritten IR-Empfanger 10'" in der Art einer Photodiode auf. Der erste IR-Empfanger 10' in der Projektionseinrichtung 2 ist Slide film with at least one slide, such that corresponding to the slide by means of the projection optics 2 * the first control element 5 'and the second control element 5 "and Furthermore, the projection device 2 can have a first IR receiver 10 'and a second JR receiver 10 "as well as a third IR receiver 10'" in the manner of a photodiode The first IR receiver 10 'in the projection device 2 is
korrespondierend zu dem ersten Bedienelement 5' angeordnet. Im Weiteren ist der zweite IR-Empfänger 10" in der Projektionseinrichtung 2 korrespondierend zu dem zweiten Bedienelement 5" angeordnet. Weiter ist der dritte IR-Empfanger 10'" in der arranged corresponding to the first operating element 5 '. In addition, the second IR receiver 10 "is arranged in the projection device 2 corresponding to the second operating element 5". Further, the third IR receiver 10 '"in the
Projektionseinrichtung 2 korrespondierend zu dem dritten Bedienelement 5"' angeordnet. Folglich ist dem jeweiligen Bedienelement 5 ein korrespondierender IR-Empfänger 10 zugeordnet. Zum Emittieren der IR-Strahlung mittels der IR-Quelle 9 sowie zum Erfassen der reflektierten IR-Strahlung mittels des jeweiligen IR-Empfängers 10 wird Projection device 2 corresponding to the third operating element 5 "'is arranged. Accordingly, a corresponding IR receiver 10 is assigned to the respective operating element 5. For emitting the IR radiation by means of the IR source 9 and for detecting the reflected IR radiation by means of the respective IR Receiver 10 becomes
vorteilhafterweise die Projektionsoptik 2' verwendet. Auf diese Weise wird die von dem jeweiligen Bedienelement 5 reflektierte IR-Strahlung nur von dem jeweiligen IR-Empfänger 10 delektiert. In flexibler Ausgestaltung kann ferner in der Projektionseinrichtung 2 anstatt des IR-Empfängers 10 ein Lichtleiter angebracht sein. Der IR-Empfänger 10 kann somit an einem frei wählbaren Ort befindlich sein, derart dass der Lichtleiter zum Führen der reflektierten IR-Strahlung zu dem IR-Empfänger 10 dient. advantageously the projection optics 2 'used. In this way, the IR radiation reflected by the respective operating element 5 is detected only by the respective IR receiver 10. In a flexible embodiment may also be mounted in the projection device 2 instead of the IR receiver 10, a light guide. The IR receiver 10 can thus be located at a freely selectable location, such that the optical waveguide serves to guide the reflected IR radiation to the IR receiver 10.
Schließlich zeigt die Fig. 4 eine nochmals weitere Ausführung der Bedienvorrichtung 1 aus Fig. 1. Bei dieser Bedienvorrichtung 1 ist die IR-Quelle 9 separat zur Proj ektionseinrichtung 2 angeordnet. Wie bereits beschrieben wird das jeweilige Bedienelement 5', 5", 5'" von der Projektionseinrichtung 2 mit Hilfe der Projektionsoptik 2' mittels sichtbarer Lichtstrahlung auf das Anzeigeelement 4 projiziert. Weiter wird von der separat in Bezug auf die Finally, FIG. 4 shows a further embodiment of the operating device 1 from FIG. 1. In this operating device 1, the IR source 9 is arranged separately from the projection device 2. As already described, the respective operating element 5 ', 5 ", 5'" is projected onto the display element 4 by the projection device 2 with the aid of the projection optics 2 'by means of visible light radiation. Next is the separately in terms of the
Projektionseinrichtung 2 angeordneten IR-Quelle 9 mit Hilfe der Projektionsoptik 2" die IR- Strahlung korrespondierend zum jeweiligen Bedienelement 5', 5", 5"' auf das Projection device 2 arranged IR source 9 with the aid of the projection optics 2 "the IR radiation corresponding to the respective control element 5 ', 5", 5 "' on the
Anzeigeelement 4 emittiert. Die jeweilig reflektierte IR-Strahlung wird dann mittels der Projektionsoptik 2' zum jeweiligen IR-Empfänger 10', 10", 10"' in der Projektionseinrichtung 2 gelenkt und wie bereits beschrieben ausgewertet. Display element 4 emitted. The respective reflected IR radiation is then directed by means of the projection optics 2 'to the respective IR receiver 10', 10 ", 10" 'in the projection device 2 and evaluated as already described.
In Fig. 5 bis Fig. 7 ist in einer Detailansicht die Bedienung des Bedienelements 5 durch das Objekt 6 näher zu sehen. So ist in Fig. 5 das Anzeigeelement 4 mit dem durch die sichtbare Lichtstrahlung projizierten Bedienelement 5 gezeigt, wobei das Bedienelement 5 das Symbol der Funktion„Telefon“ darstellt. Das Objekt 6 befindet sich noch außerhalb des Anzeigeelements 4 in Annäherung auf das Bedienelement 5, um dann auf das FIGS. 5 to 7 show a detail view of the operation of the operating element 5 through the object 6. Thus, in Fig. 5, the display element 4 is shown with the projected by the visible light radiation control element 5, wherein the operating element 5 the Symbol of the "Telephone" function. The object 6 is still outside the display element 4 in approximation to the control element 5, in order then to the
Bedienelement 5 einzuwirken. Operating element 5 to act.
Wird ohne weitere Maßnahmen mittels des Objekts 6 auf das Bedienelement 5, das auf das Anzeigeelement 4 projiziert ist, eingewirkt, so ergibt sich die in Fig. 6 gezeigte Darstellung. Das Objekt 6 befindet sich auf dem projizierten Bedienelement 5 zum Bedienen der Funktion„Telefon“ und deckt hierbei den projizierten Bereich des Bedienelements 5 auf dem Anzeigeelement 4 ab. Da dabei die Projektion des Bedienelements 5 auf das If the operating element 5, which is projected onto the display element 4, is acted upon without further measures by means of the object 6, the representation shown in FIG. 6 results. The object 6 is located on the projected operating element 5 for operating the "telephone" function and in this case covers the projected area of the operating element 5 on the display element 4. Since the projection of the operating element 5 on the
Anzeigeelement 4 stetig erfolgt, wird das Bedienelement 5 nunmehr auf das Objekt 6 projiziert. Dies ist für den Benutzer ungewohnt, da jetzt das projizierte Bedienelement 5 auf dem Objekt 6 sichtbar ist, was bei den bekannten Mensch-Maschine-Schnittstellen, wie einem Display, nicht der Fall ist. Display element 4 is continuous, the control element 5 is now projected onto the object 6. This is unfamiliar to the user, since now the projected control element 5 is visible on the object 6, which is not the case with the known man-machine interfaces, such as a display.
Um diesem für den Benutzer ungewohnten Verhalten abzuhelfen, ist wenigstens der bei der Einwirkung des Objekts 6 auf das Bedienelement 5 vom Objekt 6 verdeckte Teil des Bedienelements 5 bei der Projizierung des Bedienelements 5 ausblendbar. Insbesondere kann es sich anbieten, und zwar vor allem wenn die Größe des Bedienelements 5 in etwa gleich oder kleiner als die Größe des Objekts 6 ist, dass das gesamte Bedienelement 5 bei der Einwirkung des Objekts 6 auf das Bedienelement 5 ausblendbar ist, wie näher in Fig. 7 dargestellt ist. Wie in Fig. 6 befindet sich das Objekt 6 auf dem projizierten Bedienelement 5 zum Bedienen der Funktion„Telefon“. Anders als in Fig. 6 ist erfindungsgemäß das projizierte Bedienelement 5 gemäß Fig. 7 ausgeblendet und somit für den Benutzer unsichtbar. Der Benutzer empfindet dies in der Art, dass das Bedienelement 5 auf dem Anzeigeelement 4 von dem Objekt 6 abgedeckt ist. In vorteilhafter Weise ist dadurch ein Benutzerempfinden, wie es bekanntermaßen bei einem Display der Fall ist, geschaffen. Bei mehreren projizierten Bedienelementen 5 auf dem Anzeigeelement 4 wird nur das jeweilige Bedienelement 5, auf das mittels des Objekts 6 eingewirkt wird, ausgeblendet. In order to remedy this behavior, which is unfamiliar to the user, at least the part of the operating element 5 covered by the object 6 during the action of the object 6 on the operating element 5 can be faded out during the projection of the operating element 5. In particular, it may be appropriate, especially if the size of the operating element 5 is approximately equal to or smaller than the size of the object 6, that the entire operating element 5 can be faded out upon the action of the object 6 on the operating element 5, as described in more detail in FIG Fig. 7 is shown. As in FIG. 6, the object 6 is located on the projected operating element 5 for operating the "telephone" function. Unlike in FIG. 6, according to the invention, the projected operating element 5 according to FIG. 7 is hidden and thus invisible to the user. The user feels this in the way that the operating element 5 is covered on the display element 4 of the object 6. Advantageously, this is a user experience, as is known in a display case, created. In the case of several projected operating elements 5 on the display element 4, only the respective operating element 5 which is acted on by means of the object 6 is hidden.
Es kann sich weiterhin anbieten, dass der vom Objekt 6 verdeckte Teil des Bedienelements 5 bei der Projizierung des Bedienelements 5 lediglich bei Unterschreiten eines vorbestimmten Abstandes des Objektes 6 vom Anzeigeelement 4 ausgeblendet wird. Ein Überschreiten dieses maximalen Abstandes bedeutet, dass das Objekt 6 im Projektionsbereich für das Bedienelement 5 zwar befindlich ist, jedoch das Anzeigeelement 6 nicht im Wesentlichen vom Objekt 6 berührt wird. Damit liegt eine Fehlbedienung des Bedienelements 5 vor, welche durch die Anzeige des Bedienelements 5 auf dem Objekt 6 entsprechend Fig. 6 für den Benutzer erkennbar ist. Der Abstand des Objekts 6 zum Anzeigeelement 4 kann, wie bereits weiter oben beschrieben, mittels des ToF-Sensors 11 bestimmt werden. It may further offer that the hidden from the object 6 of the control element 5 is hidden in the projection of the control element 5 only falls below a predetermined distance of the object 6 from the display element 4. A crossing This maximum distance means that the object 6 is indeed located in the projection area for the operating element 5, but the display element 6 is not substantially touched by the object 6. This is a faulty operation of the operating element 5, which is recognizable by the display of the operating element 5 on the object 6 corresponding to FIG. 6 for the user. The distance of the object 6 to the display element 4 can, as already described above, be determined by means of the ToF sensor 11.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann die Erfindung nicht nur für Bedienelemente im Kraftfahrzeug Verwendung finden. Die erfindungsgemäße The invention is not limited to the described and illustrated embodiments. Rather, it also encompasses all expert developments within the scope of the invention defined by the claims. Thus, the invention can not be used only for controls in the motor vehicle. The inventive
Bedienvorrichtung lässt sich auch an sonstigen Geräten, beispielsweise für Haushaltsgeräte, Werkzeugmaschinen, Computersteuerungen o. dgl., einsetzen. Operating device can also be used on other devices, for example for household appliances, machine tools, computer control o. The like., Use.
Bezugszeichen-Liste : : Bedienvorrichtung: Projektionseinrichtung ', 2": Projektionsoptik: Detektionseinrichtung: Anzeigeelement: BedienelementReference symbol list:: Operating device: Projection device ', 2 ": Projection optics: Detection device: Display element: Operating element
': erstes Bedienelement ": zweites Bedienelement "': drittes Bedienelement: Objekt': first control element': second control element '': third control element: object
: Auswerteeinrichtung: Signal: Evaluation device: Signal
: IR-Quelle: IR source
0: IR- Empfänger0: IR receiver
0': erster IR-Empfänger0": zweiter IR-Empfänger0"': dritter IR-Empfänger 1 : ToF-Sensor0 ': first IR receiver 0': second IR receiver 0 '': third IR receiver 1: ToF sensor
2: Lichtquelle2: light source
3: Lichtstrahlung3: light radiation
4: IR-Strahlung 4: IR radiation
5 : reflekti erte IR- Strahlung 5: reflected IR radiation

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e : P a t e n t a n c e rs:
1. Bedienvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer eine Lichtquelle (12) für sichtbare Lichtstrahlung (13) umfassenden Projektionseinrichtung (2), mit einer Detektionseinrichtung (3), mit einer Auswerteeinrichtung (7) und mit einem 1. Operating device, in particular for a motor vehicle, comprising a light source (12) for visible light radiation (13) comprehensive projection device (2), with a detection device (3), with an evaluation device (7) and with a
Anzeigeelement (4), wobei mittels der Projektionseinrichtung (2) wenigstens ein Display element (4), wherein by means of the projection device (2) at least one
Bedienelement (5) mittels der sichtbaren Lichtstrahlung (13) als Bild auf das Operating element (5) by means of the visible light radiation (13) as an image on the
Anzeigedement (4) projizierbar ist, derart dass auf das Bedienelement (5) mittels eines Objekts (6), insbesondere mittels eines menschlichen Fingers, einwirkbar ist, wobei mittels der Detektionseinrichtung (3) die Einwirkung des Objekts (6) auf das Bedienelement (5) detektierbar ist, und wobei mittels der Auswerteeinrichtung (7) ein zur Einwirkung korrespondierendes Signal (8), insbesondere in der Art eines Schaltsignals zum Bedienen und/oder Auslösen einer Funktion, erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine IR(Infrarot)-Quelle (9) zur Projektion von IR(Infrarot)-Strahlung (14) korrespondierend zum Bedienelement (5) auf das Anzeigeelement (4) vorgesehen ist, dass die Anzeigeedement (4) is projected, such that the operating element (5) by means of an object (6), in particular by means of a human finger, can be acted upon, by means of the detection device (3) the action of the object (6) on the operating element (5 ) is detectable, and wherein by means of the evaluation device (7) a signal corresponding to the action (8), in particular in the manner of a switching signal for operating and / or triggering a function, can be generated, characterized in that at least one IR (infrared) Source (9) for the projection of IR (infrared) radiation (14) corresponding to the operating element (5) on the display element (4) is provided that the
Detektionseinrichtung (3) wenigstens einen IR(Infrarot)-Empfänger (10) aufweist, dass der IR(Infrarot)-Empfanger (10) die vom Anzeigeelement (4) und/oder vom Objekt (6) reflektierte IR(Infrarot)-Strahlung (15) empfängt, und dass die Auswerteeinrichtung (7) die reflektierte IR(Infrarot)- Strahlung (15) zur Erzeugung des Signals (8) auswertet Detection device (3) has at least one IR (infrared) receiver (10), that the IR (infrared) receiver (10) from the display element (4) and / or the object (6) reflected IR (infrared) radiation ( 15) receives, and that the evaluation device (7) evaluates the reflected IR (infrared) - radiation (15) for generating the signal (8)
2. Bedienvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle2. Control device according to claim 1, characterized in that the light source
(12) in der Projektionseinrichtung (2) und/oder in der Detektionseinrichtung (3) angeordnet ist, dass vorzugsweise die IR-Quelle (9) in der Projektionseinrichtung (2) und/oder in der Detektionseinrichtung (3) angeordnet ist, und dass weiter vorzugsweise die (12) in the projection device (2) and / or in the detection device (3) is arranged, that preferably the IR source (9) in the projection device (2) and / or in the detection device (3) is arranged, and that more preferably the
Projektionseinrichtung (2) mit der Detektionseinri chtung (3) einstückig ausgebildet ist. Projection device (2) with the Detektionsseinri rectification (3) is integrally formed.
3. Bedienvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung (2) ein LCD(Liquid Crystal Displayj-Display, ein TFT(Thin Film Transistor)-Display, ein LCoS(Liquid Crystal on Silicon)-Display, ein Mikrospiegel-Array, einen Diafilm o. dgl. zur Erzeugung des Bedienelements (5) umfasst, dass vorzugsweise die Lichtquelle (12) für sichtbare Lichtstrahlung (13) aus einer Leuchtdiode, einem Laser o. dgl, besteht, das weiter vorzugsweise die IR-Quelle (9) für IR-Strahlung (14) aus einer IR(Infrarot)-Leuchtdiode, einem IR(Infrarot)-Laser o. dgl. besteht, und dass noch weiter vorzugsweise der IR-Empfänger (10) aus einer lR(Infrarot)-Fotodiode besteht 3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that the projection device (2) an LCD (Liquid Crystal Displayj display, a TFT (Thin Film Transistor) display, a LCoS (Liquid Crystal on Silicon) display, a micromirror For generating the operating element (5), the light source (12) for visible light radiation (13) preferably consists of a light-emitting diode, a laser or the like, which is preferably the IR source (9) for IR radiation (14) from a IR (infrared) light emitting diode, an IR (infrared) laser o. The like. Exists, and that more preferably, the IR receiver (10) consists of a lR (infrared) -Fotodiode
4. Bedienvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung (2) eine Projektionsoptik (2') für die Projektion des Bedienelements4. Operating device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the projection device (2) has a projection optical system (2 ') for the projection of the operating element
(5) mittels der sichtbaren Lichtstrahlung (13) umfasst, dass vorzugsweise die IR(Infrarot)- Strahlung (14) mittels der Projektionsoptik (2') korrespondierend zum Bedienelement (5) projizierbar ist, und dass weiter vorzugsweise die reflektierte IR(Infrarot)- Strahlung (15) mittels der Projektionsoptik (2') zum IR(Infrarot)-Empfanger (10) lenkbar ist. (5) by means of the visible light radiation (13) comprises that preferably the IR (infrared) radiation (14) by means of the projection optics (2 ') corresponding to the operating element (5) is projected, and further preferably that the reflected IR (infrared) - Radiation (15) by means of the projection optics (2 ') to the IR (infrared) -Empfanger (10) is steerable.
5. Bedienvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein ToF(Time of Flightj-Sensor (11) vorgesehen ist, wobei mittels des ToF(Time of Flight)- Sensors (11) der Abstand des Objekts (6) zum Anzeigeelement (4) bestimmbar ist. 5. Operating device according to one of claims 1 to 4, characterized in that a ToF (Time of Flightj sensor (11) is provided, wherein by means of the ToF (Time of Flight) - sensor (11), the distance of the object (6) to the display element (4) can be determined.
6. Verfahren zum Betrieb einer Bedienvorrichtung (1), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Projektionseinrichtung (2), insbesondere mittels einer Projektionsoptik (2'), wenigstens ein Bedienelement (5) mittels sichtbarer Lichtstrahlung (13) als Bild auf ein Anzeigeelement (4) projiziert wird, dass IR(Infrarot)-Strahlung (14) von einer IR(Infrarot)-Quelle (9), insbesondere mittels der Projektionsoptik (2% korrespondierend zum Bedienelement (5) auf das Anzeigeelement (4) projiziert wird, dass mittels wenigstens eines lR(Infrarot)-Empfängers (10) die reflektierte IR(Infrarot)-Strahlung (15) empfangen wird, wobei die Einwirkung mittels eines Objekts6. A method for operating an operating device (1), in particular according to one of the preceding claims, characterized in that by a projection device (2), in particular by means of a projection optical system (2 '), at least one operating element (5) by means of visible light radiation (13). as an image on a display element (4) is projected that IR (infrared) radiation (14) from an IR (infrared) source (9), in particular by means of the projection optics (2% corresponding to the control element (5) on the display element ( 4) is projected to receive the reflected IR (infrared) radiation (15) by means of at least one IR (infrared) receiver (10), the action being by means of an object
(6), insbesondere mittels eines menschlichen Fingers, auf das Bedienelement (5) eine Veränderung der vom Anzeigeelement (4) und/oder vom Objekt (6) reflektierten (6), in particular by means of a human finger, on the operating element (5) a change of the display element (4) and / or the object (6) reflected
IR(Infrarot)-Strahlung (15) bewirkt, und dass die empfangene reflektierte IR(Infrarot)- Strahlung (15), insbesondere deren Veränderung, zur Detektion der Einwirkung des Objekts (6) auf das Bedienelement (5) ausgewertet wird. IR (infrared) radiation (15) causes, and that the received reflected IR (infrared) - radiation (15), in particular their change, for detecting the action of the object (6) is evaluated on the operating element (5).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zur Einwirkung des Objekts (6) auf das Bedienelement (5) korrespondierendes Signal (8), insbesondere in der Art eines Schaltsignals zum Bedienen und/oder Auslösen einer Funktion, erzeugt wird. 7. The method according to claim 6, characterized in that a to the action of the object (6) on the operating element (5) corresponding signal (8), in particular in the manner of a switching signal for operating and / or triggering a function is generated.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des Objekts (6) zum Anzeigeelement (4) mittels eines ToF(Time of Flightj-Sensors (11) für die IR(Infrarot)-Strahlung (14, 15), insbesondere für die vom Objekt (6) reflektierte 8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the distance of the object (6) to the display element (4) by means of a ToF (Time of Flightj sensor (11) for the IR (infrared) radiation (14, 15) , in particular for the object (6) reflected
IR(Infrarot)-Strahlung (15), ermittelt wird,  IR (infrared) radiation (15),
9. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei 9. The method according to claim 6, 7 or 8, characterized in that at
Überschreiten eines vorbestimmten Abstandes des Objektes (6) vom Anzeigeelement (4) eine Fehlbedienung der Bedienvorrichtung (1) erkannt wird. Exceeding a predetermined distance of the object (6) from the display element (4) an incorrect operation of the operating device (1) is detected.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Bedienelemente (5) auf das Anzeigeelement (4) projiziert werden, dass vorzugsweise die IR(Infrarot)-Strahlung (14) selektiv und/oder zyklisch korrespondierend zu den Bedienelementen (5) projiziert wird, und dass weiter vorzugsweise das 10. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that at least two control elements (5) are projected onto the display element (4), that preferably the IR (infrared) radiation (14) selectively and / or cyclically corresponding to the Operating elements (5) is projected, and more preferably that
Bedienelement (5), auf das vom Objekt (6) eingewirkt wird, anhand der jeweilig reflektierten lR(Infrarot)-Strahlung (15) erkannt wird. Control element (5), which is acted upon by the object (6), is detected on the basis of the respective reflected IR (infrared) radiation (15).
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