WO2015165617A1 - Module and method for operating a module - Google Patents

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WO2015165617A1
WO2015165617A1 PCT/EP2015/054385 EP2015054385W WO2015165617A1 WO 2015165617 A1 WO2015165617 A1 WO 2015165617A1 EP 2015054385 W EP2015054385 W EP 2015054385W WO 2015165617 A1 WO2015165617 A1 WO 2015165617A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
module
primary beam
locating
electrical device
secondary signal
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/054385
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Niklas Dittrich
Felix Schmidt
Lutz Rauscher
Frank Fischer
Georg Mrusek
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0421—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen
    • G06F3/0423—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen using sweeping light beams, e.g. using rotating or vibrating mirror

Definitions

  • the invention is based on a module according to the preamble of claim 1.
  • Devices for providing a man-machine interface are well known.
  • the inventive module, the inventive method and the inventive system according to the independent claims have the advantage over the prior art that a comparatively compact and simply constructed module is provided with a man-machine interface, which comparatively precise and reliable detection of Gestures of the user allows. Furthermore, a particularly rapid location of an object, in particular a finger, is possible, so that a module with a very flexible use possibility, in particular for the detection of user commands by detecting user gestures, is realized. Due to the modularized structure, individual components or the entire module can be adapted more flexibly to different requirements.
  • the human-machine interface is also referred to here as a human-machine interface (HMI) and the module as an HMI module.
  • HMI human-machine interface
  • the man-machine Interface a virtual interface - ie an interface for non-contact input of user gestures.
  • a human-machine interface is to be understood as meaning a user interface via which a user can interact with an electrical device and / or the module or enter commands such that the electrical device and / or the module are controlled by the user and / or operated.
  • the module serves as a command transmitter for an electrical device.
  • the object is a finger, pen, or other object that is positioned and / or moved by a user in the locating zone.
  • locating means that a distance between the object and the module and / or a position of the object relative to the module is detected using a primary beam and a secondary signal, the secondary signal being generated by interaction of the primary beam with the object.
  • interaction means reflection of the primary beam at the object.
  • the light source is configured to generate the primary beam radiated into the locating zone, the primary beam being, for example, a visible light beam or an infrared light beam.
  • a scanning movement of the primary beam substantially along an emission surface is to be understood in particular as a periodic pivoting movement between two detection boundaries of the location zone, wherein a scanning movement is also used here for a pulsed light beam.
  • the module is configured to detect the secondary signal, wherein the secondary signal is generated in particular by the interaction of the primary beam with the object and thus is detectable when the object is positioned in the radiating surface.
  • the module and / or an electrical device are configured in such a way that the command information is derived from the signal.
  • the module is a separate auxiliary device or a module integrated in the electrical device (monolithic) or a module connected to the electrical device.
  • the module is configured to provide a computer mouse functionality and / or a keyboard functionality for an electrical device.
  • computer mouse functionality means that the signal for deriving the command information includes motion information relating to movement of the object in the radiating surface.
  • the movement information is, for example, a trajectory of the object along the emission surface and / or information regarding a tip movement or click movement.
  • keyboard functionality means, for example, that the signal for deriving the command information has coordinate information, the coordinate information being related to a position of the object within a character area, the character area being associated with a character element.
  • the drawing element area is a virtual keyboard-that is, a keyboard projected onto a control surface.
  • the module is configured to generate a further primary beam
  • the scanning mirror structure is configured such that a further scanning movement of the further primary beam takes place substantially along a further radiating surface within the locating zone
  • the module being such is configured that a further secondary signal is detected when the further secondary signal is generated by interaction of the further primary beam with the positioned in the further radiating surface object
  • the module is configured to generate a further locating information in dependence of the further secondary signal
  • the module for Generation of the locating signal for deriving the command information is configured in dependence on the further locating information.
  • a further subject of the present invention is a system comprising an electrical device and a module according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrical device comprises a display means, wherein the module or the electrical device for deriving the command information from the locating signal is configured, in particular, the module for controlling the electrical device is configured in dependence on the command information.
  • the user preferably receives feedback about the user command entered via the virtual human-machine interface via the display means.
  • the module is integrated in the electrical device or is an external accessory connected to the electrical device.
  • a modularized module which can be flexibly adapted, for example, according to the modular principle, to a large number of different electrical devices and / or for a very wide variety of applications.
  • the module can thereby be used with a large number of already existing electrical devices.
  • the electrical device and the module are connected to one another via a wired or a wireless communication connection, wherein the electrical device and the module for data transmission of the
  • the system comprises a further module, wherein the further module is configured to provide a further human-machine interface for the electrical device.
  • the electrical device is a keyboard, wherein the module and the further module are integrated at opposite ends in the keyboard.
  • the emission zones of the two modules each extend mainly in a direction away from the electrical device.
  • the electrical device is a keyboard, a notebook, a personal computer, a tablet computer, a telecommunications terminal and / or a television set.
  • the command information for controlling an electrical device is derived from the locating signal, wherein in particular the command information for controlling the electrical device is sent to the electrical device.
  • a further primary beam is generated, wherein a further scanning movement of the further primary beam is generated substantially along a further radiating surface within the locating zone, wherein the object is positioned in the further radiating surface, wherein a further secondary signal is detected when the further secondary signal is generated by interaction of the further primary beam with the object, wherein a further locating information is generated in dependence of the further secondary signal, wherein the locating signal for deriving the command information in dependence of the further locating information is generated.
  • the scanning movement and / or the further scanning movement are one-line scanning movements, wherein the primary beam and the further primary beam have a radiation distance, the radiation distance preferably being between 0 and 50 millimeters, particularly preferably between 1 and 5 millimeters, most preferably 3 millimeters.
  • the command information is derived from the locating signal such that the command information comprises information relating to a movement of the object relative to the emission surface and / or relative to the further emission surface
  • FIGS. 1 to 7 show a module according to various embodiments of the present invention
  • FIGS. 8 to 8 show an electrical device according to various embodiments of the present invention
  • Figure 12 is a waveform of a signal according to an embodiment of the present invention.
  • the module 1 shows a module 2 for providing a human-machine interface according to an embodiment of the present invention in a schematic view.
  • the module 2 is configured here for locating an object 4 arranged in a radiating surface 30.
  • the module 2 is configured such that the primary beam 3 performs a scanning movement substantially along the radiating surface 30, wherein a secondary signal 5 is detected when the primary beam 3 interacts with the object 4 positioned in the radiating surface 30 such that the secondary signal 5 is generated ,
  • the secondary signal 5 is generated by reflection of the primary beam 3 on the object 4 when the primary beam 3 is emitted in an emission direction 101 and strikes the object 4 and if the object is positioned in the emission surface 30 in the emission direction 101 viewed from the module 2 ,
  • the module 2 is configured to locate the object 4 by detecting the secondary signal 5, the location of the object 4 being dependent on a distance detection. tion and / or intensity detection takes place, wherein the distance detection is carried out in particular by means of a time-of-flight method and / or the intensity detection by means of an intensity detection, wherein the intensity detection comprises an intensity comparison between a measured intensity of the secondary signal 5 and a reference intensity.
  • the reference intensity is for example in a
  • Location of the object 4 here means a position determination of the entire object or only an object part (for example, a projection point generated by the primary beam 3 on an object surface of the object 4), wherein the position determination is based on a determination of a distance or a distance between module 2 and Object 4 or object part relates and / or to a determination of a position of the (related to the object part) projection point relative to a (related to another object part) further projection point, in particular the projection point and further projection point respectively at different times during the Scan movement are generated.
  • the module 2 preferably has a first submodule 21, a second submodule 22, a third submodule 23, a fourth submodule 24, a fifth submodule 25, a sixth submodule 26, a seventh submodule 27, an eighth submodule 28 and / or further submodules.
  • a modularized module 2 is provided, which is flexibly adaptable to a variety of different electrical devices 1 and / or applications, for example, according to the modular principle.
  • the first submodule 21 is a light module 21 configured for generating the primary beam 3 and / or a further primary beam 3 'and / or the second submodule 22 is for generating a scanning movement of the primary beam 3 and / or one Further scan movement of the further primary beam 3 'configured scan module 22 and / or the third sub-module 23 a for generating a detection signal in response to the secondary signal 5 and / or further secondary signal 5' configured first control and / or detection module 23 and / or the fourth sub-module 24th an evaluation module 24 for generating a location information and / or the fifth
  • Submodule 25 a second control and / or detection module 25 and / or the sixth sub-module 26 a control module 26 for controlling a power supply and / or the seventh sub-module 27 a camera module and / or the eighth sub-module 28 configured for communication with an electrical device 1 and / or data transmission to the electrical device 1
  • a control module 26 for controlling a power supply and / or the seventh sub-module 27 a camera module and / or the eighth sub-module 28 configured for communication with an electrical device 1 and / or data transmission to the electrical device 1
  • FIG. 2 shows a module 2 according to an embodiment of the present invention.
  • the module 2 has a light source 6 for generating a primary beam 3.
  • the light source is preferably a laser diode, for example in the form of a surface emitting laser. The generated by the light source 6
  • Primary beam 3 is in particular a visible light beam 3 - ie light of about 380 nanometers (nm) to 780 nm wavelength - or an infrared (IR) light beam 3.
  • the module 2 has the scanning mirror structure 7 with the microelectromechanical scanning mirror element 7.
  • the module 2 is configured such that the primary beam 3 is deflected by the scanning mirror structure 7 in such a way that the primary beam 3 extends substantially along the (planar) radiating surface 30.
  • the micromechanical scanning mirror element 7 is adjustable into a plurality of deflection positions in a region between two maximum deflection positions (of the scanning mirror element 7 and of the further scanning mirror element 7 ').
  • the primary beam 3 is emitted by the scanning mirror structure 7 in a first emission direction 101 'along the emission surface 30.
  • the primary beam 3 is emitted by the scanning mirror structure 7 in a second emission direction 101 'along the emission surface 30.
  • the location limits 101', 101" of the location zone 30 are defined here.
  • the terms locating zone 30 and radiating surface 30 have the same meaning.
  • the micromechanical scanning mirror element 7 is configured in such a way that the scanning mirror element 7 executes a deflection movement between the two maximum deflection positions when a control signal is applied to the scanning mirror element 7.
  • the primary beam 3 is a laser beam 3 - for example a continuous laser beam 3 or a pulsed laser beam 3.
  • the primary beam 3 is moved during the scanning movement at a scanning frequency, wherein the scanning frequency is associated with a scanning period of the scanning movement.
  • the primary beam 3 is scanned from the first detection boundary 101 '(represented by a primary beam with reference numeral 3') to the second detection boundary 101 "(represented by a primary beam with reference numeral 3") and back again to the first detection boundary 101 ' swung.
  • the scanning frequency is preferably between 1 and 2,000 hertz (Hz), more preferably between 5 and 500 Hz, most preferably between 10 and 200 Hz.
  • the primary beam 3 is emitted in a radiation direction 101.
  • an object 4 such as a user's finger 4
  • the radiating surface 30 such that the object 4 contacts the radiating surface 30, it is caused by interaction - i.
  • reflection of the primary beam 3 with the object 4 generates the secondary signal 5.
  • the object 4 is moved into the emission surface 30 by an object movement of the object 4 along a projection direction 103 perpendicular to the emission surface 30, so that the object 4 is arranged or positioned in the emission surface 30.
  • the secondary signal 5 is generated when the primary beam 3 (during the scanning movement) is radiated in the emission direction 101.
  • the module 2 comprises an optical detection arrangement 9, 9 'configured for detecting the secondary signal 5 with an optical detection element 9 - for example a photodiode 9.
  • the optical detection element 9 is monolithically integrated with the light source 9, in particular if the light source is a VCSEL is.
  • the module 2 is preferably configured to generate a detection signal as a function of the secondary signal 5 detected by the optical detection element 9. In particular, that is
  • Module 2 configured to generate a location information as a function of the detection signal.
  • the module 2 is preferably configured to generate a position detection signal with respect to a deflection position of the scanning mirror element 7 and / or a further deflection position of the further scanning mirror element T during the detection of the secondary signal 5 in such a way that the positioning information is time-resolved as a function of the detection signal and the Location detection signal is generated.
  • the location information comprises a distance information relating to a distance of the object 4 to the module 2 and / or an orientation information with respect to an orientation direction of the object 4 relative to the module 2 and / or a position coordinate with respect to a position of a projection point on the object surface of the
  • FIG. 3 shows a module 2 according to an embodiment of the present invention.
  • a system with a module 2 and a base 10 is shown, wherein the module 2 has a module lower side 2 ', which rests on the base 10 (bearing surface) - for example, a table.
  • the support surface 10 here extends mainly along a plane 100.
  • the module 2 is in particular configured such that in the event that the module 2 with the module lower side 2 'rests on the support surface 10, the emission surface 30 and the main extension plane 100 substantially parallel are arranged to one another and have an emission distance 11 - along the projection direction 103 perpendicular to the emission surface 30 - between the support surface 10 and the emission surface 30.
  • the emission distance l 1 is preferably between 0, 1 and 10
  • Millimeters more preferably between 0.5 and 5 mm, most preferably about 1 mm.
  • the module 2 has a wide-angle optical system 8, wherein the wide-angle optical system 8 or
  • Expansion optics 8 comprises a convex-curved mirror optics, a concave mirror optics, a DOE (Diffractive Optical Element) and / or a lens or a lens system.
  • the primary beam 3 directed onto the scanning mirror structure 7 is preferably deflected in such a way and directed toward the wide-angle optical system 8 that the primary beam 3 is deflected into the emitting surface 30 by the wide-angle optical system 8.
  • the wide-angle optical system 8 it is advantageously possible according to the invention that the swept angle of the primary beam 3 can be selected to be greater than the scan angle of the scanning mirror 7.
  • a beam shaping optical system of the light source 6 is preferably adapted to the wide-angle optical system 8 such that the beam shape of the primary beam 3 behind the Wide-angle optics 8 has a diameter of 5 milli meter, preferably of 3 millimeters, more preferably of 1 millimeter, most preferably of 0.5 millimeters, does not exceed.
  • the light source 6, the scanning mirror element 7 and the optical detection element 9 are arranged essentially in a first module plane and the wide-angle optical system 8 is arranged in a second module plane, the first and second module planes being substantially plane-parallel and mutually distinct are spaced.
  • the first and second module planes being substantially plane-parallel and mutually distinct are spaced.
  • Scan mirror element 7, the optical detection element 9 and the wide-angle optical system 8 are arranged in a common module level.
  • FIG. 4 shows a module 2 according to an embodiment of the present invention.
  • the offset distance 12 is shown, wherein the offset distance from a first location of the module 2, at which the primary beam 3 is radiated from the module 2, to a second location of the module 2, at which the secondary signal 5 detected by the module 2 is extended.
  • the first location corresponds, for example, to the beam output area 34 (see FIG. 3) of the module 2
  • the second location corresponds, for example, to a detection area of the module 2, wherein the optical detection element 9 is arranged in the detection area.
  • the offset distance 12 is according to the invention less than 5 centimeters, preferably less than 2 centimeters, very particularly preferably less than 1 centimeter.
  • FIG. 5 shows a module 2 according to an embodiment of the present invention.
  • the module 2 comprises a light source 6 and a further light source 6 '.
  • the further light source 6 ' is configured to produce a further primary beam 3'.
  • the scanning mirror structure 7 is configured to generate a further scanning movement of the further primary beam 3 'substantially along a further radiating surface 30'.
  • the locating zone 30, 30 ' is formed by the radiating surface 30 and the further radiating surface 30'.
  • the further scanning movement of the further primary beam 3 'and the scanning movement of the primary beam 3 take place in particular with the same scanning frequencies or with different scanning frequencies and / or synchronized or in an asynchronous manner.
  • the wide-angle optical system 8 here has a mirror surface element 8 'and a
  • the primary beam 3 is directed by the scanning mirror element 7 onto the mirror surface element 8 'and the further primary beam 3' is directed onto the further mirror surface element 8 ".
  • the mirror surface element 8 'and the further mirror surface element 8 " are configured such that the primary beam 3 during the scanning movement along the emission surface
  • the emission surface 30 and the further primary beam 3 ' are emitted during the further scanning movement along the further radiating surface 30'.
  • the emission surface 30 and the further emission surface 30 ' have a radiation distance 13 along the direction of projection 103.
  • the secondary signal 5 is generated and detected by the optical detection element 9. If the object 4 is arranged in the further radiating surface 30 'and the further primary beam 3' interacts with the object 4, the further secondary signal 5 'is generated and detected by the optical detection element 9. In an alternative embodiment (not shown) the secondary signal 5 is detected by the light source 6 and the further secondary signal 5 'by the further light source 6', in particular if the light source 6 and the further light source 6 'are VCSELs.
  • FIG. 6 shows a module 2 according to an embodiment of the present invention.
  • the embodiment shown here differs from the embodiment illustrated in FIG. 8 in that the light source 6 and the further light source 6 'are positioned or arranged such that the primary beam 3 and the further primary beam 3' are guided such that the primary beam 3 essentially along the emission surface 30 and the further primary ray 3 'is emitted substantially along the further emission surface 30', the primary ray 3 and the further primary ray 3 'originating from the light source 6 or the further light source 6' being essentially in the same point on the scanning mirror structure 7 impinge.
  • the wide-angle optical system 8 is designed, for example, as a freeform.
  • a module 2 is shown according to an embodiment of the present OF INVENTION ⁇ dung.
  • the module 2 has a scanning mirror structure 7, 7 'with the microelectromechanical scanning mirror element 7 and a further microelectromechanical scanning mirror element T and the wide-angle optical system 8.
  • the radiating surface 30 and the further radiating surface 30 ' are arranged in the same plane 30, 30', the scanning movement of the primary beam 3 substantially along the radiating surface 30 through the scanning mirror element 7 and the further scanning movement of the further primary beam 3 'substantially along the other Radiating surface 30 'is generated by the further scanning mirror element T.
  • the light source 6 is alternatively a VCSEL Doppler sensor, wherein the VCSEL Doppler sensor is configured to generate the primary beam 3 and to detect the secondary signal 5.
  • FIG. 8 shows an electrical device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • an electrical device 1 with a module 2 and a further module 2 ' is shown, wherein the module 2 and the further module 2' are here in particular of a similar design.
  • the electrical device 1 is in particular a keyboard for a computer device, for example for a personal computer (PC) and / or a notebook and / or another computer device.
  • PC personal computer
  • the electrical device 1 is in particular a keyboard for a computer device, for example for a personal computer (PC) and / or a notebook and / or another computer device.
  • the electrical device 1 is in particular a keyboard for a computer device, for example for a personal computer (PC) and / or a notebook and / or another computer device.
  • the module 2 and the further module 2 'in the electrical device 1 either monolithically integrated or reversibly releasably attached to the electrical device 1.
  • FIG. 9 shows an electrical device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the embodiment shown here essentially corresponds to the embodiment according to FIG. 8, the module 2 here being a separate device 2, which is connected to the electrical device 1 via a cable connection 14.
  • the electrical device 1 is with the module 2 via a wireless connection - for example, a Bluetooth interface - or a telecommunications connection via a telecommunications network - for example, the Internet - connected.
  • a wireless connection for example, a Bluetooth interface - or a telecommunications connection via a telecommunications network - for example, the Internet - connected.
  • a ⁇ takes place ten modules for controlling the electric device 1 from a remote location thereby.
  • FIG. 10 shows an electrical device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the module 2 in the electrical device 1 is either monolithically integrated or releasably attached to the electrical device 1.
  • the electrical device 1 is a notebook, laptop or other portable electrical computing device.
  • the electrical device 1 comprises a display means extending mainly along a display plane 100 'and an input means 1 "for inputting user commands, the input means 1" being integrated here in the electrical appliance 1.
  • the module 2 is configured such that the locating zone 30, 30 'extends mainly into a space area outside the module 2.
  • FIG. 11 shows an electrical device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the embodiment shown here essentially corresponds to the embodiment according to FIG. 10, in which case the input means 1 is "a flat surface 100" (input region) of the electrical device 1, the locating zone 30, 30 'here being essentially parallel to the surface 100 ".
  • the locating zone 30, 30 overlaps the input area 100 "completely or at least partially along a projection direction 103, the projection direction 103 being oriented perpendicular to the main extension plane of the input area 100" and to the main extension plane of the radiating surface 30.
  • FIG. 12 shows a signal course of a locating signal course of a locating signal according to an embodiment of the present invention.
  • the module 2 is configured to generate a locating signal for deriving a command information, here a locating signal value (reference numeral 500 ") as a function of time (reference numeral 500 ') is represented.
  • a locating signal value reference numeral 500
  • the user moves the object 4 (for example a finger or pen). for entering a user command, in which Depending on the movement of the object 4, the locating signal is generated by the module 2.
  • a plurality of partial movements of the object 4 are detected, wherein the object 4 is moved, for example in an inactive position - wherein the object 4 is positioned in the inactive position outside the radiating surface 30 - or is moved to an active position - wherein the object 4 in the active position in the Radiating surface 30 is positioned.
  • an object movement from the inactive position into the active position is referred to as an activation movement
  • an object movement from the active position into the inactive position is referred to as an inactivation movement.
  • Time interval detects an inactive position of the object 4, wherein subsequently a first activation movement of the object 4 is detected, wherein following the first time interval 501 during a second time interval 502, an active position of the object 4 is detected, followed by a first inactivation movement of the object 4 is detected, wherein an inactive position of the object 4 is detected following the second time interval 502 during a third time interval 503.
  • the command information with an information relating to a single click is preferably derived from the locating signal if an inactive position of the object 4 is detected during a defined period of time which follows immediately after the third time interval 503. Otherwise, a second activating movement of the object 4 is detected (for example, as shown in FIG. 12) in the third time interval 503, an active position of the object 4 being detected following the third time interval 503 during a fourth time interval 504. Following this, a second inactivating movement of the object 4 is detected here, so that an inactive position of the object 4 is detected following the second inactivating movement during a fifth time interval 505.
  • an active position of the object 4 is detected after a third activation movement of the object 4 during a sixth time interval 506, an active position of the object 4 is detected.
  • the command information with information relating to the user command is preferably derived from the location signal, in particular if an inactive position of the object 4 is detected during a period immediately following and predetermined at the fifth time interval 505.

Abstract

The invention relates to a module for providing a human-machine interface, wherein the module is configured for locating an object positioned in a locating zone, wherein the module is configured for producing a primary beam, wherein the module has a scanning mirror structure, wherein the scanning mirror structure can be controlled in such a way that a scanning motion substantially along an emission surface with the locating zone is performed by the primary beam, wherein the module is configured in such a way that a secondary signal is detected if the secondary signal is generated by interaction of the primary beam with the object positioned in the emission surface, wherein the module is configured for generating locating information in dependence on the secondary signal, wherein the module is configured for generating a locating signal for deriving command information in dependence on the locating information.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Modul und Verfahren zum Betrieb eines Moduls Stand der Technik  Module and method for operating a module prior art
Die Erfindung geht aus von einem Modul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Vorrichtungen zur Bereitstellung einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle sind allgemein bekannt. The invention is based on a module according to the preamble of claim 1. Devices for providing a man-machine interface are well known.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Modul zur Bereitstellung einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle bereitzustellen, welches im Vergleich zum Stand der Technik einen erhöhten Nutzerkomfort aufweist, wobei das Modul dennoch vergleichsweise kompakt und dadurch vielseitiger einsetzbar ist. It is an object of the present invention to provide a module for providing a man-machine interface that has increased user comfort compared to the prior art, yet the module is still relatively compact and thus more versatile.
Das erfindungsgemäße Modul, das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße System gemäß den nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass ein vergleichsweise kompakt und einfach konstruiertes Modul mit einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle bereitgestellt wird, welches eine vergleichsweise präzise und zuverlässige Erkennung der Gesten des Benutzers ermöglicht. Weiterhin ist eine besonders schnelle Ortung eines Objekts, insbesondere eines Fingers, möglich, sodass ein Modul mit einer sehr flexiblen Verwendungsmöglichkeit, insbesondere zur Erkennung von Benutzerbefehlen durch Erfassung von Benutzergesten, realisiert wird. Auf Grund des modularisierten Aufbaus können einzelne Komponenten oder das gesamte Modul flexibler an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden. Die Mensch- Maschinen-Schnittstelle wird hier auch als Human-Machine-Interface (HMI) und das Modul als HMI-Modul bezeichnet. Insbesondere ist die Mensch-Maschinen- Schnittstelle eine virtuelle Schnittstelle - d.h. eine Schnittstelle zur berührungslosen Eingabe von Benutzergesten. The inventive module, the inventive method and the inventive system according to the independent claims have the advantage over the prior art that a comparatively compact and simply constructed module is provided with a man-machine interface, which comparatively precise and reliable detection of Gestures of the user allows. Furthermore, a particularly rapid location of an object, in particular a finger, is possible, so that a module with a very flexible use possibility, in particular for the detection of user commands by detecting user gestures, is realized. Due to the modularized structure, individual components or the entire module can be adapted more flexibly to different requirements. The human-machine interface is also referred to here as a human-machine interface (HMI) and the module as an HMI module. In particular, the man-machine Interface a virtual interface - ie an interface for non-contact input of user gestures.
Insbesondere soll unter einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle eine Benutzerschnittstelle verstanden werden, über die ein Benutzer mit einem elektrischen Gerät und/oder dem Modul derart interagieren kann bzw. Befehle eingeben kann, dass das elektrische Gerät und/oder das Modul durch den Benutzer gesteuert und/oder bedient wird. Insbesondere dient das Modul als Befehlsgeber für ein elektrisches Gerät. Bevorzugt ist das Objekt ein Finger, ein Stift oder ein anderer Gegenstand, der von einem Benutzer in der Ortungszone positioniert und/oder bewegt wird. Ortung bedeutet hier insbesondere, dass eine Entfernung zwischen dem Objekt und dem Modul und/oder einer Position des Objekts relativ zu dem Modul unter Verwendung eines Primärstrahls und eines Sekundärsignals detek- tiert wird, wobei das Sekundärsignal durch Wechselwirkung des Primärstrahls mit dem Objekt erzeugt wird. Insbesondere bedeutet Wechselwirkung hier Reflexion des Primärstrahls an dem Objekt. Bevorzugt ist die Lichtquelle zur Erzeugung des in die Ortungszone abgestrahlten Primärstrahls konfiguriert, wobei der Primärstrahl beispielsweise ein sichtbarer Lichtstrahl oder Infrarot- Lichtstrahl ist. Unter einer Scanbewegung des Primärstrahls im Wesentlichen entlang einer Abstrahlfläche (welche sich insbesondere entlang einer Abstrahlebene erstreckt) ist insbesondere eine periodische Schwenkbewegung zwischen zwei Ortungsgrenzen der Ortungszone zu verstehen, wobei hier auch bei einem gepulsten Lichtstrahl von einer Scanbewegung gesprochen wird. Bevorzugt ist das Modul zur Detektion des Sekundärsignals konfiguriert, wobei das Sekundärsignal insbesondere durch die Wechselwirkung des Primärstrahls mit dem Objekt erzeugt wird und somit detektierbar ist, wenn das Objekt in der Abstrahlfläche positioniert ist. Erfindungsgemäß bevorzugt sind das Modul und/oder ein elektrisches Gerät derart konfiguriert, dass die Befehlsinformation aus dem Signal abgeleitet wird. Beispielsweise ist das Modul ein separates Zusatzgerät oder ein in dem elektrischen Gerät (monolithisch) integriertes Modul oder ein an dem elektrischen Gerät angeschlossenes Modul. In particular, a human-machine interface is to be understood as meaning a user interface via which a user can interact with an electrical device and / or the module or enter commands such that the electrical device and / or the module are controlled by the user and / or operated. In particular, the module serves as a command transmitter for an electrical device. Preferably, the object is a finger, pen, or other object that is positioned and / or moved by a user in the locating zone. In particular, locating here means that a distance between the object and the module and / or a position of the object relative to the module is detected using a primary beam and a secondary signal, the secondary signal being generated by interaction of the primary beam with the object. In particular, interaction here means reflection of the primary beam at the object. Preferably, the light source is configured to generate the primary beam radiated into the locating zone, the primary beam being, for example, a visible light beam or an infrared light beam. A scanning movement of the primary beam substantially along an emission surface (which extends in particular along an emission plane) is to be understood in particular as a periodic pivoting movement between two detection boundaries of the location zone, wherein a scanning movement is also used here for a pulsed light beam. Preferably, the module is configured to detect the secondary signal, wherein the secondary signal is generated in particular by the interaction of the primary beam with the object and thus is detectable when the object is positioned in the radiating surface. According to the invention, the module and / or an electrical device are configured in such a way that the command information is derived from the signal. For example, the module is a separate auxiliary device or a module integrated in the electrical device (monolithic) or a module connected to the electrical device.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Modul zur Bereitstellung einer Computermausfunktionalität und/oder einer Tastaturfunktionalität für ein elektrisches Gerät konfiguriert ist. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, das Modul als Befehlsgeber für die Eingabe von Daten mit Hilfe von Benutzergesten zu konfigurieren. Insbesondere bedeutet Computermausfunktionalität, dass das Signal zur Ableitung der Befehlsinformation eine Bewegungsinformation bezüglich einer Bewegung des Objekts in der Abstrahlfläche aufweist. Die Bewegungsinformation ist beispielsweise eine Tra- jektorie des Objekts entlang der Abstrahlfläche und/oder eine Information bezüglich einer Tippbewegung bzw. Klickbewegung. Weiterhin bedeutet Tastaturfunktionalität beispielsweise, dass das Signal zur Ableitung der Befehlsinformation eine Koordinateninformation aufweist, wobei die Koordinateninformation mit einer Position des Objekts innerhalb eines Zeichenelementbereichs zusammenhängt, wobei der Zeichenelementbereich einem Zeichenelement zugeordnet ist. Beispielsweise ist der Zeichenelementbereich eine virtuelle Tastatur - d.h. eine auf eine Bedienfläche projizierte Tastatur. Advantageous embodiments and modifications of the invention are the dependent claims, as well as the description with reference to the drawings. According to a preferred development, it is provided that the module is configured to provide a computer mouse functionality and / or a keyboard functionality for an electrical device. This advantageously makes it possible to configure the module as a command generator for the input of data by means of user gestures. In particular, computer mouse functionality means that the signal for deriving the command information includes motion information relating to movement of the object in the radiating surface. The movement information is, for example, a trajectory of the object along the emission surface and / or information regarding a tip movement or click movement. Furthermore, keyboard functionality means, for example, that the signal for deriving the command information has coordinate information, the coordinate information being related to a position of the object within a character area, the character area being associated with a character element. For example, the drawing element area is a virtual keyboard-that is, a keyboard projected onto a control surface.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Mo- dul zur Erzeugung eines weiteren Primärstrahls konfiguriert ist, wobei die Scanspiegelstruktur derart konfiguriert ist, dass eine weitere Scanbewegung des weiteren Primärstrahls im Wesentlichen entlang einer weiteren Abstrahlfläche innerhalb der Ortungszone erfolgt, wobei das Modul derart konfiguriert ist, dass ein weiteres Sekundärsignal detektiert wird, wenn das weitere Sekundärsignal durch Wechselwirkung des weiteren Primärstrahls mit dem in der weiteren Abstrahlfläche positionierten Objekt erzeugt wird, wobei das Modul zur Erzeugung einer weiteren Ortungsinformation in Abhängigkeit des weiteren Sekundärsignals konfiguriert ist, wobei das Modul zur Erzeugung des Ortungssignals zur Ableitung der Befehlsinformation in Abhängigkeit der weiteren Ortungsinformation konfigu- riert ist. In accordance with a further preferred refinement, it is provided that the module is configured to generate a further primary beam, wherein the scanning mirror structure is configured such that a further scanning movement of the further primary beam takes place substantially along a further radiating surface within the locating zone, the module being such is configured that a further secondary signal is detected when the further secondary signal is generated by interaction of the further primary beam with the positioned in the further radiating surface object, wherein the module is configured to generate a further locating information in dependence of the further secondary signal, the module for Generation of the locating signal for deriving the command information is configured in dependence on the further locating information.
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, das Objekt mit vergleichsweise hoher Präzision zu orten, um daraus das Signal zur Ableitung der Befehlsinformation zu erzeugen. Durch die präzisere Ortung ist eine genauere Erkennung des vom Nut- zer eingegebenen Befehls möglich. Insbesondere ist es hierdurch vorteilhaft möglich, auch bei auftretenden Vibrationen oder Schwingungen des gesamten Moduls - beispielsweise bei mobilen Anwendungen - eine zuverlässige Mensch- Maschinen-Schnittstelle zur Verfügung zu stellen. As a result, it is advantageously possible to locate the object with comparatively high precision in order to generate the signal for deriving the command information therefrom. The more precise location allows a more accurate recognition of the command entered by the user. In particular, it is thereby advantageously possible, even with occurring vibrations or vibrations of the entire Module - for example, in mobile applications - to provide a reliable man-machine interface.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein System umfassend ein elektrisches Gerät und ein Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Gerät ein Anzeigemittel aufweist, wobei das Modul oder das elektrische Gerät zur Ableitung der Befehlsinformation aus dem Ortungssignal konfiguriert ist, wobei insbesondere das Modul zur Steuerung des elektrischen Geräts in Abhängigkeit der Befehlsinformation konfiguriert ist. A further subject of the present invention is a system comprising an electrical device and a module according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrical device comprises a display means, wherein the module or the electrical device for deriving the command information from the locating signal is configured, in particular, the module for controlling the electrical device is configured in dependence on the command information.
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, eine virtuelle Mensch-Maschinen- Schnittstelle durch das Modul an dem elektrischen Gerät bereitzustellen. Bevorzugt erhält der Nutzer über das Anzeigemittel eine Rückmeldung über den über die virtuelle Mensch-Maschinen-Schnittstelle eingegebenen Nutzerbefehl. This makes it advantageously possible to provide a virtual human-machine interface through the module to the electrical device. The user preferably receives feedback about the user command entered via the virtual human-machine interface via the display means.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass das Modul in dem elektrischen Gerät integriert oder ein an das elektrische Gerät angeschlossenes externes Zusatzgerät ist. According to a preferred development of the system according to the invention, it is provided that the module is integrated in the electrical device or is an external accessory connected to the electrical device.
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, ein modularisiert aufgebautes Modul bereitzustellen, welches beispielsweise nach dem Baukastenprinzip an eine Vielzahl unterschiedlicher elektrischer Geräte und/oder für verschiedenste Anwendungsfälle flexibel anpassbar ist. Beispielsweise ist das Modul hierdurch mit einer Viel- zahl von bereits existierenden elektrischen Geräten verwendbar. As a result, it is advantageously possible to provide a modularized module which can be flexibly adapted, for example, according to the modular principle, to a large number of different electrical devices and / or for a very wide variety of applications. For example, the module can thereby be used with a large number of already existing electrical devices.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass das elektrische Gerät und das Modul über eine kabelgebundene oder eine drahtlose Kommunikationsverbindung miteinander verbun- den sind, wobei das elektrische Gerät und das Modul zur Datenübertragung desAccording to a further preferred development of the system according to the invention, it is provided that the electrical device and the module are connected to one another via a wired or a wireless communication connection, wherein the electrical device and the module for data transmission of the
Ortungssignals oder der Befehlsinformation über die Kommunikationsverbindung konfiguriert sind. Location signal or the command information via the communication link are configured.
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, ein flexibel einsetzbares Modul bereitzustellen, wobei dennoch eine vergleichsweise zuverlässige und präzise Erkennung von Nutzerbefehlen möglich ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass das System ein weiteres Modul umfasst, wobei das weitere Modul zur Bereitstellung einer weiteren Mensch-Maschinen-Schnittstelle für das elektrische Gerät konfiguriert ist. As a result, it is advantageously possible to provide a module which can be used flexibly, although nevertheless a comparatively reliable and precise recognition of user commands is possible. According to a further preferred embodiment of the system according to the invention it is provided that the system comprises a further module, wherein the further module is configured to provide a further human-machine interface for the electrical device.
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, ein elektrisches Gerät mit zwei Modulen bereitzustellen, die beispielsweise an unterschiedlichen Positionen in dem elektrischen Gerät integriert sind. Beispielsweise ist das elektrische Gerät eine Tasta- tur, wobei das Modul und das weitere Modul an gegenüberliegenden Enden in der Tastatur integriert sind. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, eine Tastatur mit einer Computermausfunktionalität bereitzustellen. Insbesondere erstrecken sich dabei die Abstrahlzonen der beiden Module jeweils hauptsächlich in eine dem elektrischen Gerät abgewandte Richtung. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, an dem elektrischen Gerät zwei Mensch-Maschinen-Schnittstellen bereitzustellen, sodass beispielsweise die Eingabe von mehreren Nutzern gleichzeitig möglich ist. As a result, it is advantageously possible to provide an electrical device with two modules, which are integrated, for example, at different positions in the electrical device. For example, the electrical device is a keyboard, wherein the module and the further module are integrated at opposite ends in the keyboard. This advantageously makes it possible to provide a keyboard with a computer mouse functionality. In particular, the emission zones of the two modules each extend mainly in a direction away from the electrical device. As a result, it is advantageously possible to provide two human-machine interfaces on the electrical device, so that, for example, the input of several users is simultaneously possible.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Sys- tems ist vorgesehen, das elektrische Gerät eine Tastatur, ein Notebook, ein Personal Computer, ein Tablet-Computer, ein Telekommunikationsendgerät und/oder ein Fernsehgerät ist. According to a further preferred development of the system according to the invention, provision is made for the electrical device to be a keyboard, a notebook, a personal computer, a tablet computer, a telecommunications terminal and / or a television set.
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, das Modul mit einem elektrischen Gerät aus einer Vielzahl von flexiblen Geräten zu verwenden und eine Mensch-Maschinen- Schnittstelle bereitzustellen.  This makes it advantageously possible to use the module with an electrical device from a variety of flexible devices and to provide a man-machine interface.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Befehlsinformation zur Steuerung eines elektrischen Geräts aus dem Ortungssignal abgeleitet wird, wobei insbesondere die Befehlsin- formation zur Steuerung des elektrischen Geräts an das elektrische Gerät gesendet wird. According to a preferred embodiment of the method according to the invention it is provided that the command information for controlling an electrical device is derived from the locating signal, wherein in particular the command information for controlling the electrical device is sent to the electrical device.
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, eine effiziente Steuerung des Anzeigemittels in Abhängigkeit eines unter Verwendung der Mensch-Maschinen-Schnittstelle eingegebenen Nutzerbefehls zu realisieren. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass ein weiterer Primärstrahl erzeugt wird, wobei eine weitere Scanbewegung des weiteren Primärstrahls im Wesentlichen entlang einer weiteren Abstrahlfläche innerhalb der Ortungszone erzeugt wird, wobei das Objekt in der weiteren Abstrahlfläche positioniert wird, wobei ein weiteres Sekundärsignal detektiert wird, wenn das weitere Sekundärsignal durch Wechselwirkung des weiteren Primärstrahls mit dem Objekt erzeugt wird, wobei eine weitere Ortungsinformation in Abhängigkeit des weiteren Sekundärsignals erzeugt wird, wobei das Ortungssignal zur Ableitung der Befehlsinformation in Abhängigkeit der wei- teren Ortungsinformation erzeugt wird. As a result, it is advantageously possible to realize an efficient control of the display means as a function of a user command entered using the man-machine interface. According to a preferred embodiment of the method according to the invention it is provided that a further primary beam is generated, wherein a further scanning movement of the further primary beam is generated substantially along a further radiating surface within the locating zone, wherein the object is positioned in the further radiating surface, wherein a further secondary signal is detected when the further secondary signal is generated by interaction of the further primary beam with the object, wherein a further locating information is generated in dependence of the further secondary signal, wherein the locating signal for deriving the command information in dependence of the further locating information is generated.
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, das Objekt mit vergleichsweise hoher Präzision zu orten, um durch die präzisere Ortung eine genauere Erkennung des vom Nutzer eingegebenen Befehls zu realisieren, sodass eine zuverlässige Mensch- Maschinen-Schnittstelle zur Verfügung gestellt wird. As a result, it is advantageously possible to locate the object with comparatively high precision, in order to realize through the more precise location a more accurate recognition of the command entered by the user, so that a reliable man-machine interface is made available.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Scanbewegung und/oder die weitere Scanbewegung einzeilige Scanbewegungen sind, wobei der Primärstrahl und der weitere Primär- strahl einen Abstrahlabstand aufweisen, wobei der Abstrahlabstand bevorzugt zwischen 0 und 50 Millimeter, besonders bevorzugt zwischen 1 und 5 Millimeter, ganz besonders bevorzugt 3 Millimeter, beträgt. According to a preferred development of the method according to the invention, it is provided that the scanning movement and / or the further scanning movement are one-line scanning movements, wherein the primary beam and the further primary beam have a radiation distance, the radiation distance preferably being between 0 and 50 millimeters, particularly preferably between 1 and 5 millimeters, most preferably 3 millimeters.
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich auch eine Bewegung des Objekts entlang ei- ner zur Abstrahlfläche im Wesentlichen senkrechten Projektionsrichtung zu de- tektieren, sodass beispielsweise die Erkennung von Klickbewegungen und/oder Tippbewegungen des Objekts in zuverlässiger Weise möglich ist. In this way, it is advantageously possible to detect a movement of the object along a projection direction that is substantially perpendicular to the emission surface, so that, for example, the detection of click movements and / or jogging movements of the object is possible in a reliable manner.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Befehlsinformation derart aus dem Ortungssignal abgeleitet wird, dass die Befehlsinformation eine Information bezüglich einer Bewegung des Objekts relativ zur Abstrahlfläche und/oder relativ zur weiteren Abstrahlfläche umfasst According to a preferred development of the method according to the invention, it is provided that the command information is derived from the locating signal such that the command information comprises information relating to a movement of the object relative to the emission surface and / or relative to the further emission surface
Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle mit ei- nem erhöhten Nutzerkomfort bereitzustellen, wobei das Modul die Erkennung von Nutzerbefehlen verbessert wird. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. As a result, it is advantageously possible to provide a human-machine interface with increased user comfort, wherein the module improves the recognition of user commands. Embodiments of the present invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Es zeigen Show it
Figuren 1 bis 7 ein Modul gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung,  FIGS. 1 to 7 show a module according to various embodiments of the present invention,
Figuren 8 bis Hein elektrisches Gerät gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung,  FIGS. 8 to 8 show an electrical device according to various embodiments of the present invention,
Figur 12 einen Signalverlauf eines Signals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.  Figure 12 is a waveform of a signal according to an embodiment of the present invention.
Ausführungsform(en) der Erfindung Embodiment (s) of the invention
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt. In the various figures, the same parts are always provided with the same reference numerals and are therefore usually named or mentioned only once in each case.
In Figur 1 ist ein Modul 2 zur Bereitstellung einer Mensch-Maschinen- Schnittstelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in sche- matischer Ansicht dargestellt. Das Modul 2 ist hier zur Ortung eines in einer Abstrahlfläche 30 angeordneten Objekts 4 konfiguriert. Das Modul 2 ist derart konfiguriert, dass der Primärstrahl 3 eine Scanbewegung im Wesentlichen entlang der Abstrahlfläche 30 durchführt, wobei ein Sekundärsignal 5 detektiert wird, wenn der Primärstrahl 3 mit dem in der Abstrahlfläche 30 positionierten Objekt 4 derart wechselwirkt, dass das Sekundärsignal 5 erzeugt wird. Beispielsweise wird das Sekundärsignal 5 durch Reflexion des Primärstrahls 3 an dem Objekt 4 erzeugt, wenn der Primärstrahl 3 in eine Abstrahlrichtung 101 abgestrahlt wird und auf das Objekt 4 trifft und wenn das Objekt vom Modul 2 aus betrachtet in der Abstrahlfläche 30 in Abstrahlrichtung 101 positioniert ist. 1 shows a module 2 for providing a human-machine interface according to an embodiment of the present invention in a schematic view. The module 2 is configured here for locating an object 4 arranged in a radiating surface 30. The module 2 is configured such that the primary beam 3 performs a scanning movement substantially along the radiating surface 30, wherein a secondary signal 5 is detected when the primary beam 3 interacts with the object 4 positioned in the radiating surface 30 such that the secondary signal 5 is generated , By way of example, the secondary signal 5 is generated by reflection of the primary beam 3 on the object 4 when the primary beam 3 is emitted in an emission direction 101 and strikes the object 4 and if the object is positioned in the emission surface 30 in the emission direction 101 viewed from the module 2 ,
Das Modul 2 ist zur Ortung des Objekts 4 durch Detektion des Sekundärsignals 5 konfiguriert, wobei die Ortung des Objekts 4 in Abhängigkeit einer Distanzdetek- tion und/oder Intensitätsdetektion erfolgt, wobei die Distanzdetektion insbesondere mittels eines Flugzeitverfahrens und/oder die Intensitätsdetektion mittels einer Intensitätsdetektion erfolgt, wobei die Intensitätsdetektion einen Intensitätsvergleich zwischen einer gemessenen Intensität des Sekundärsignals 5 und einer Referenzintensität umfasst. Die Referenzintensität wird beispielsweise in einerThe module 2 is configured to locate the object 4 by detecting the secondary signal 5, the location of the object 4 being dependent on a distance detection. tion and / or intensity detection takes place, wherein the distance detection is carried out in particular by means of a time-of-flight method and / or the intensity detection by means of an intensity detection, wherein the intensity detection comprises an intensity comparison between a measured intensity of the secondary signal 5 and a reference intensity. The reference intensity is for example in a
Referenzmessung gemessen und in dem Modul 2 abgespeichert. Measured reference measurement and stored in the module 2.
Ortung des Objekts 4 bedeutet hier eine Positionsbestimmung des gesamten Objekts oder lediglich eines Objektteils (beispielsweise eines vom Primärstrahl 3 er- zeugten Projektionspunktes auf einer Objektoberfläche des Objekts 4), wobei sich die Positionsbestimmung auf eine Bestimmung einer Entfernung bzw. eines Abstands zwischen Modul 2 und Objekt 4 bzw. Objektteil bezieht und/oder auf eine Bestimmung einer Position des (mit dem Objektteil zusammenhängenden) Projektionspunktes relativ zu einem (mit einem weiteren Objektteil zusammen- hängenden) weiteren Projektionspunkt, wobei insbesondere der Projektionspunkt und weitere Projektionspunkt jeweils zu unterschiedlichen Zeitpunkten während der Scanbewegung erzeugt werden. Location of the object 4 here means a position determination of the entire object or only an object part (for example, a projection point generated by the primary beam 3 on an object surface of the object 4), wherein the position determination is based on a determination of a distance or a distance between module 2 and Object 4 or object part relates and / or to a determination of a position of the (related to the object part) projection point relative to a (related to another object part) further projection point, in particular the projection point and further projection point respectively at different times during the Scan movement are generated.
Bevorzugt weist das Modul 2 ein erstes Teilmodul 21 , ein zweites Teilmodul 22, ein drittes Teilmodul 23, ein viertes Teilmodul 24, ein fünftes Teilmodul 25, ein sechstes Teilmodul 26, ein siebtes Teilmodul 27 ein achtes Teilmodul 28 und/oder weitere Teilmodule auf. Hierdurch wird ein modularisiert aufgebautes Modul 2 bereitgestellt, welches beispielsweise nach dem Baukastenprinzip an eine Vielzahl unterschiedlicher elektrischer Geräte 1 und/oder Anwendungsfälle flexibel anpassbar ist. The module 2 preferably has a first submodule 21, a second submodule 22, a third submodule 23, a fourth submodule 24, a fifth submodule 25, a sixth submodule 26, a seventh submodule 27, an eighth submodule 28 and / or further submodules. As a result, a modularized module 2 is provided, which is flexibly adaptable to a variety of different electrical devices 1 and / or applications, for example, according to the modular principle.
In einer beispielhaften Ausführungsform des Moduls 2 ist das erste Teilmodul 21 ein zur Erzeugung des Primärstrahls 3 und/oder eines weiteren Primärstrahls 3' konfiguriertes Lichtmodul 21 und/oder das zweite Teilmodul 22 ein zur Erzeu- gung einer Scanbewegung des Primärstrahls 3 und/oder einer weiteren Scanbewegung des weiteren Primärstrahls 3' konfiguriertes Scanmodul 22 und/oder das dritte Teilmodul 23 ein zur Erzeugung eines Detektionssignals in Abhängigkeit des Sekundärsignals 5 und/oder weiteren Sekundärsignals 5' konfiguriertes erstes Steuer- und/oder Detektionsmodul 23 und/oder das vierte Teilmodul 24 ein Auswertemodul 24 zur Erzeugung einer Ortungsinformation und/oder das fünfteIn an exemplary embodiment of the module 2, the first submodule 21 is a light module 21 configured for generating the primary beam 3 and / or a further primary beam 3 'and / or the second submodule 22 is for generating a scanning movement of the primary beam 3 and / or one Further scan movement of the further primary beam 3 'configured scan module 22 and / or the third sub-module 23 a for generating a detection signal in response to the secondary signal 5 and / or further secondary signal 5' configured first control and / or detection module 23 and / or the fourth sub-module 24th an evaluation module 24 for generating a location information and / or the fifth
Teilmodul 25 ein zweites Steuer- und/oder Detektionsmodul 25 und/oder das sechste Teilmodul 26 ein Steuermodul 26 zur Steuerung einer Energieversorgung und/oder das siebte Teilmodul 27 ein Kameramodul und/oder das achte Teilmodul 28 ein zur Kommunikation mit einem elektrischen Gerät 1 und/oder Datenübertragung an das elektrische Gerät 1 konfiguriertes Kommunikationsmo- dul 28. Submodule 25, a second control and / or detection module 25 and / or the sixth sub-module 26 a control module 26 for controlling a power supply and / or the seventh sub-module 27 a camera module and / or the eighth sub-module 28 configured for communication with an electrical device 1 and / or data transmission to the electrical device 1 Kommunikationsmo- module 28th
In Figur 2 ist ein Modul 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Modul 2 weist eine Lichtquelle 6 zur Erzeugung eines Primärstrahls 3 auf. Die Lichtquelle ist bevorzugt eine Laserdiode, beispielsweise in Form eines oberflächenemittierenden Lasers. Der von der Lichtquelle 6 erzeugteFIG. 2 shows a module 2 according to an embodiment of the present invention. The module 2 has a light source 6 for generating a primary beam 3. The light source is preferably a laser diode, for example in the form of a surface emitting laser. The generated by the light source 6
Primärstrahl 3 ist insbesondere ein sichtbarer Lichtstrahl 3 - d.h. Licht von etwa 380 Nanometer (nm) bis 780 nm Wellenlänge - oder ein Infrarot (IR) Lichtstrahl 3. Das Modul 2 weist hier die Scanspiegelstruktur 7 mit dem mikroelektromechani- schen Scanspiegelelement 7 auf. Insbesondere ist das Modul 2 derart konfiguriert, dass der Primärstrahl 3 durch die Scanspiegelstruktur 7 in der Weise abgelenkt wird, dass der Primärstrahl 3 sich im Wesentlichen entlang der (ebenen) Abstrahlfläche 30 erstreckt. Das mikromechanische Scanspiegelelement 7 ist in mehrere Ablenkstellungen in einem Bereich zwischen zwei maximalen Auslenkstellungen (des Scanspiegelelements 7 bzw. des weiteren Scanspiegelelements 7') einstellbar. In einer ersten maximalen Auslenkstellung der zwei maximalen Auslenkstellungen wird der Primärstrahl 3 durch die Scanspiegelstruktur 7 in eine erste Abstrahlrichtung 101 ' entlang der Abstrahlfläche 30 abgestrahlt. In einer zweiten maximalen Auslenkstellung der zwei maximalen Auslenkstellungen wird der Primärstrahl 3 durch die Scanspiegelstruktur 7 in eine zweite Abstrahlrichtung 101 ' entlang der Abstrahlfläche 30 abgestrahlt. Durch die erste Abstrahlrichtung 101 ' und die zweite Abstrahlrichtung 101 " werden hier die Ortungsgrenzen 101 ', 101 " der Ortungszone 30 definiert. Insbesondere haben in dieser Ausfüh- rungsform die Begriffe Ortungszone 30 und Abstrahlfläche 30 dieselbe Bedeutung. Das mikromechanische Scanspiegelelement 7 ist insbesondere derart konfiguriert, dass das Scanspiegelelement 7 eine Auslenkungsbewegung zwischen den zwei maximalen Auslenkstellungen ausführt, wenn das Scanspiegelelement 7 mit einem Steuersignal beaufschlagt wird. Insbesondere ist der Primärstrahl 3 ein Laserstrahl 3 - beispielsweise ein kontinuierlicher Laserstrahl 3 oder ein gepulster Laserstrahl 3. Insbesondere wird der Primärstrahl 3 während der Scanbewegung mit einer Scanfrequenz bewegt, wobei die Scanfrequenz mit einer Scanperiode der Scanbewegung zusammenhängt. Insbesondere wird der Primärstrahl 3 während der Scanperiode aus der ersten Ortungsgrenze 101 ' (dargestellt durch einen Primärstrahl mit Bezugszeichen 3') bis zur zweiten Ortungsgrenze 101 " (dargestellt durch einen Primärstrahl mit Bezugszeichen 3") und wieder zurück zur ersten Ortungsgrenze 101 ' gescannt bzw. verschwenkt. Die Scanfrequenz beträgt bevorzugt zwischen 1 und 2000 Hertz (Hz), besonders bevorzugt zwischen 5 und 500 Hz, ganz besonders bevorzugt zwischen 10 und 200 Hz. Primary beam 3 is in particular a visible light beam 3 - ie light of about 380 nanometers (nm) to 780 nm wavelength - or an infrared (IR) light beam 3. Here, the module 2 has the scanning mirror structure 7 with the microelectromechanical scanning mirror element 7. In particular, the module 2 is configured such that the primary beam 3 is deflected by the scanning mirror structure 7 in such a way that the primary beam 3 extends substantially along the (planar) radiating surface 30. The micromechanical scanning mirror element 7 is adjustable into a plurality of deflection positions in a region between two maximum deflection positions (of the scanning mirror element 7 and of the further scanning mirror element 7 '). In a first maximum deflection position of the two maximum deflection positions, the primary beam 3 is emitted by the scanning mirror structure 7 in a first emission direction 101 'along the emission surface 30. In a second maximum deflection position of the two maximum deflection positions, the primary beam 3 is emitted by the scanning mirror structure 7 in a second emission direction 101 'along the emission surface 30. By the first emission direction 101 'and the second emission direction 101 ", the location limits 101', 101" of the location zone 30 are defined here. In particular, in this embodiment, the terms locating zone 30 and radiating surface 30 have the same meaning. In particular, the micromechanical scanning mirror element 7 is configured in such a way that the scanning mirror element 7 executes a deflection movement between the two maximum deflection positions when a control signal is applied to the scanning mirror element 7. In particular, the primary beam 3 is a laser beam 3 - for example a continuous laser beam 3 or a pulsed laser beam 3. In particular, the primary beam 3 is moved during the scanning movement at a scanning frequency, wherein the scanning frequency is associated with a scanning period of the scanning movement. In particular, during the scanning period, the primary beam 3 is scanned from the first detection boundary 101 '(represented by a primary beam with reference numeral 3') to the second detection boundary 101 "(represented by a primary beam with reference numeral 3") and back again to the first detection boundary 101 ' swung. The scanning frequency is preferably between 1 and 2,000 hertz (Hz), more preferably between 5 and 500 Hz, most preferably between 10 and 200 Hz.
In einer Ablenkstellung in einem Bereich zwischen den maximalen Auslenkstellungen des Scanspiegelelements 7 wird der Primärstrahl 3 in eine Abstrahlrichtung 101 abgestrahlt. Wenn ein Objekt 4 - beispielsweise ein Finger 4 eines Benutzers - so in der Abstrahlfläche 30 angeordnet bzw. positioniert wird, dass das Objekt 4 die Abstrahlfläche 30 berührt bzw. schneidet, wird durch Wechselwirkung - d.h. beispielsweise Reflexion - des Primärstrahls 3 mit dem Objekt 4 das Sekundärsignal 5 erzeugt. Beispielsweise wird das Objekt 4 durch eine Objektbewegung des Objekts 4 entlang einer zur Abstrahlfläche 30 senkrechten Projektionsrichtung 103 in die Abstrahlfläche 30 hinein bewegt, sodass das Objekt 4 in der Abstrahlfläche 30 angeordnet bzw. positioniert ist. Hier wird das Sekundärsignal 5 erzeugt, wenn der Primärstrahl 3 (während der Scanbewegung) in die Abstrahlrichtung 101 abgestrahlt wird.  In a deflection position in a region between the maximum deflection positions of the scanning mirror element 7, the primary beam 3 is emitted in a radiation direction 101. When an object 4, such as a user's finger 4, is positioned in the radiating surface 30 such that the object 4 contacts the radiating surface 30, it is caused by interaction - i. For example, reflection of the primary beam 3 with the object 4 generates the secondary signal 5. For example, the object 4 is moved into the emission surface 30 by an object movement of the object 4 along a projection direction 103 perpendicular to the emission surface 30, so that the object 4 is arranged or positioned in the emission surface 30. Here, the secondary signal 5 is generated when the primary beam 3 (during the scanning movement) is radiated in the emission direction 101.
Das Modul 2 umfasst eine zur Detektion des Sekundärsignals 5 konfiguriertes optische Detektionsanordnung 9, 9' mit einem optischen Detektionselement 9 - beispielsweise einer Fotodiode 9. In einer alternativen Ausführungsform ist das optische Detektionselement 9 mit der Lichtquelle 9 monolithisch integriert, insbesondere wenn die Lichtquelle ein VCSEL ist. Bevorzugt ist das Modul 2 zur Erzeugung eines Detektionssignals in Abhängigkeit des durch das optische Detek- tionselement 9 detektierten Sekundärsignals 5 konfiguriert. Insbesondere ist dasThe module 2 comprises an optical detection arrangement 9, 9 'configured for detecting the secondary signal 5 with an optical detection element 9 - for example a photodiode 9. In an alternative embodiment, the optical detection element 9 is monolithically integrated with the light source 9, in particular if the light source is a VCSEL is. The module 2 is preferably configured to generate a detection signal as a function of the secondary signal 5 detected by the optical detection element 9. In particular, that is
Modul 2 zur Erzeugung einer Ortungsinformation in Abhängigkeit des Detektionssignals konfiguriert. Bevorzugt ist das Modul 2 zur Erzeugung eines Lagede- tektionssignals bezüglich einer Ablenkstellung des Scanspiegelelements 7 und/oder einer weiteren Ablenkstellung des weiteren Scanspiegelelements T während der Detektion des Sekundärsignals 5 in derart konfiguriert, dass die Ortungsinformation zeitaufgelöst in Abhängigkeit des Detektionssignals und des Lagedetektionssignals erzeugt wird. Insbesondere umfasst die Ortungsinformation eine Entfernungsinformation bezüglich einer Entfernung des Objekts 4 zum Modul 2 und/oder eine Orientierungsinformation bezüglich einer Orientierungsrichtung des Objekts 4 relativ zum Modul 2 und/oder eine Positionskoordinate bezüglich einer Position eines Projektionspunktes auf der Objektoberfläche desModule 2 configured to generate a location information as a function of the detection signal. The module 2 is preferably configured to generate a position detection signal with respect to a deflection position of the scanning mirror element 7 and / or a further deflection position of the further scanning mirror element T during the detection of the secondary signal 5 in such a way that the positioning information is time-resolved as a function of the detection signal and the Location detection signal is generated. In particular, the location information comprises a distance information relating to a distance of the object 4 to the module 2 and / or an orientation information with respect to an orientation direction of the object 4 relative to the module 2 and / or a position coordinate with respect to a position of a projection point on the object surface of the
Objekts 4. Insbesondere ist das Modul 2 zur Ortung des Objekts mittels des Flugzeitverfahrens (engl. Time-of-Flight, TOF, Detection) und/oder mittels Intensitätsvergleichs jeweils mit zeitaufgelöster Auswertung konfiguriert. In Figur 3 ist ein Modul 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Hier ist ein System mit einem Modul 2 und einer Unterlage 10 dargestellt, wobei das Modul 2 eine Modulunterseite 2' aufweist, die auf der Unterlage 10 (Auflagefläche) - beispielsweise ein Tisch - aufliegt. Die Auflagefläche 10 erstreckt sich hier hauptsächlich entlang einer Ebene 100. Das Modul 2 ist insbesondere derart konfiguriert, dass in dem Fall, dass das Modul 2 mit der Modulunterseite 2' auf der Auflagefläche 10 aufliegt, die Abstrahlfläche 30 und die Haupterstreckungsebene 100 im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und eine Abstrahldistanz 11 - entlang einer zur Abstrahlfläche 30 senkrechten Projektionsrichtung 103 - zwischen der Auflagefläche 10 und der Abstrahlflä- che 30 aufweisen. Bevorzugt beträgt die Abstrahldistanz 1 1 zwischen 0, 1 und 10In particular, the module 2 is configured to locate the object by means of the time-of-flight method (English: Time-of-Flight, TOF, Detection) and / or by means of intensity comparison, each with time-resolved evaluation. FIG. 3 shows a module 2 according to an embodiment of the present invention. Here, a system with a module 2 and a base 10 is shown, wherein the module 2 has a module lower side 2 ', which rests on the base 10 (bearing surface) - for example, a table. The support surface 10 here extends mainly along a plane 100. The module 2 is in particular configured such that in the event that the module 2 with the module lower side 2 'rests on the support surface 10, the emission surface 30 and the main extension plane 100 substantially parallel are arranged to one another and have an emission distance 11 - along the projection direction 103 perpendicular to the emission surface 30 - between the support surface 10 and the emission surface 30. The emission distance l 1 is preferably between 0, 1 and 10
Millimeter (mm), besonders bevorzugt, zwischen 0,5 und 5 mm, ganz besonders bevorzugt ungefähr 1 mm. Millimeters (mm), more preferably between 0.5 and 5 mm, most preferably about 1 mm.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Mo- dul 2 eine Weitwinkeloptik 8 aufweist, wobei die Weitwinkeloptik 8 bzw. According to a further preferred embodiment, it is provided that the module 2 has a wide-angle optical system 8, wherein the wide-angle optical system 8 or
Aufweitungsoptik 8 eine konvex gewölbte Spiegeloptik, eine konkav gewölbte Spiegeloptik, ein DOE (Diffractive Optical Element) und/oder eine Linse bzw. ein Linsensystem umfasst. Bevorzugt wird der auf die Scanspiegelstruktur 7 gerichtete Primärstrahl 3 derart abgelenkt und auf die Weitwinkeloptik 8 gerichtet, dass der Primärstrahl 3 durch die Weitwinkeloptik 8 in die Abstrahlfläche 30 abgelenkt wird. Durch die Weitwinkeloptik 8 ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass der überstrichene Wnkel des Primärstrahls 3 größer gewählt werden kann als der Scanwinkel des Scanspiegels 7. Eine Strahlformungsoptik der Lichtquelle 6 ist bevorzugt an die Weitwinkeloptik 8 derart angepasst, dass die Strahlform des Primärstrahls 3 hinter der Weitwinkeloptik 8 einen Durchmesser von 5 Milli- meter, bevorzugt von 3 Millimeter, weiter bevorzugt von 1 Millimeter, ganz besonders bevorzugt von 0,5 Millimeter, nicht übersteigt. Expansion optics 8 comprises a convex-curved mirror optics, a concave mirror optics, a DOE (Diffractive Optical Element) and / or a lens or a lens system. The primary beam 3 directed onto the scanning mirror structure 7 is preferably deflected in such a way and directed toward the wide-angle optical system 8 that the primary beam 3 is deflected into the emitting surface 30 by the wide-angle optical system 8. By the wide-angle optical system 8, it is advantageously possible according to the invention that the swept angle of the primary beam 3 can be selected to be greater than the scan angle of the scanning mirror 7. A beam shaping optical system of the light source 6 is preferably adapted to the wide-angle optical system 8 such that the beam shape of the primary beam 3 behind the Wide-angle optics 8 has a diameter of 5 milli meter, preferably of 3 millimeters, more preferably of 1 millimeter, most preferably of 0.5 millimeters, does not exceed.
In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform sind die Lichtquelle 6, das Scan- spiegelelement 7 und das optische Detektionselement 9 im Wesentlichen in einer ersten Modulebene angeordnet und die Weitwinkeloptik 8 in einer zweiten Modulebene angeordnet, wobei die erste und zweite Modulebene im Wesentlichen planparallel und voneinander beabstandet sind. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, ein besonders kompakt konstruiertes Modul 2 bereitzustellen. Alternativ hierzu kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Lichtquelle 6, dasIn the embodiment illustrated in FIG. 3, the light source 6, the scanning mirror element 7 and the optical detection element 9 are arranged essentially in a first module plane and the wide-angle optical system 8 is arranged in a second module plane, the first and second module planes being substantially plane-parallel and mutually distinct are spaced. As a result, it is advantageously possible to provide a particularly compactly constructed module 2. Alternatively, it may be provided according to the invention that the light source 6, the
Scanspiegelelement 7, das optische Detektionselement 9 und die Weitwinkeloptik 8 in einer gemeinsamen Modulebene angeordnet sind. Scan mirror element 7, the optical detection element 9 and the wide-angle optical system 8 are arranged in a common module level.
In Figur 4 ist ein Modul 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Hier ist der Versatzabstand 12 dargestellt, wobei sich der Versatzabstand von einer ersten Stelle des Moduls 2, an der der Primärstrahl 3 von dem Modul 2 abgestrahlt wird, bis zu einer zweiten Stelle des Moduls 2, an der das Sekundärsignal 5 von dem Modul 2 detektiert wird, erstreckt. Die erste Stelle entspricht beispielsweise dem Strahlausgangsbereich 34 (siehe Fig. 3) des Moduls 2 und die zweite Stelle entspricht beispielsweise einem Detektionsbereich des Moduls 2, wobei in dem Detektionsbereich das optische Detektionselement 9 angeordnet ist. Der Versatzabstand 12 ist erfindungsgemäß kleiner als 5 Zentimeter, bevorzugt kleiner als 2 Zentimeter, ganz besonders bevorzugt kleiner als 1 Zentimeter. FIG. 4 shows a module 2 according to an embodiment of the present invention. Here, the offset distance 12 is shown, wherein the offset distance from a first location of the module 2, at which the primary beam 3 is radiated from the module 2, to a second location of the module 2, at which the secondary signal 5 detected by the module 2 is extended. The first location corresponds, for example, to the beam output area 34 (see FIG. 3) of the module 2, and the second location corresponds, for example, to a detection area of the module 2, wherein the optical detection element 9 is arranged in the detection area. The offset distance 12 is according to the invention less than 5 centimeters, preferably less than 2 centimeters, very particularly preferably less than 1 centimeter.
In Figur 5 ist ein Modul 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Hier umfasst das Modul 2 eine Lichtquelle 6 und eine weitere Lichtquelle 6'. Die weitere Lichtquelle 6' ist zur Erzeugung eines weiteren Primärstrahls 3' konfiguriert. Hier ist die Scanspiegelstruktur 7 zur Erzeugung einer weiteren Scanbewegung des weiteren Primärstrahls 3' im Wesentlichen entlang einer weiteren Abstrahlfläche 30' konfiguriert. Hier wird die Ortungszone 30, 30' durch die Abstrahlfläche 30 und die weitere Abstrahlfläche 30' gebildet. Die weitere Scanbewegung des weiteren Primärstrahls 3' und die Scanbewegung des Primärstrahls 3 erfolgen insbesondere mit gleichen Scanfrequenzen oder mit unterschiedlichen Scanfrequenzen und/oder synchronisiert oder in asynchroner Weise. Die Weitwinkeloptik 8 weist hier ein Spiegelflächenelement 8' und ein weiteres Spiegelflächenelement 8" auf. Der Primärstrahl 3 wird durch das Scanspiegelelement 7 auf das Spiegelflächenelement 8' gerichtet und der weitere Primärstrahl 3' auf das weitere Spiegelflächenelement 8". Hier sind das Spiegelflächenelement 8' und das weitere Spiegelflächenelement 8" derart konfiguriert, dass der Primärstrahl 3 während der Scanbewegung entlang der AbstrahlflächeFIG. 5 shows a module 2 according to an embodiment of the present invention. Here, the module 2 comprises a light source 6 and a further light source 6 '. The further light source 6 'is configured to produce a further primary beam 3'. Here, the scanning mirror structure 7 is configured to generate a further scanning movement of the further primary beam 3 'substantially along a further radiating surface 30'. Here the locating zone 30, 30 'is formed by the radiating surface 30 and the further radiating surface 30'. The further scanning movement of the further primary beam 3 'and the scanning movement of the primary beam 3 take place in particular with the same scanning frequencies or with different scanning frequencies and / or synchronized or in an asynchronous manner. The wide-angle optical system 8 here has a mirror surface element 8 'and a The primary beam 3 is directed by the scanning mirror element 7 onto the mirror surface element 8 'and the further primary beam 3' is directed onto the further mirror surface element 8 ". Here, the mirror surface element 8 'and the further mirror surface element 8 "are configured such that the primary beam 3 during the scanning movement along the emission surface
30 und der weitere Primärstrahl 3'während der weiteren Scanbewegung entlang der weiteren Abstrahlfläche 30' abgestrahlt werden. Hier weisen die Abstrahlfläche 30 und die weitere Abstrahlfläche 30' entlang der Projektionsrichtung 103 einen Abstrahlabstand 13 auf. 30 and the further primary beam 3 'are emitted during the further scanning movement along the further radiating surface 30'. Here, the emission surface 30 and the further emission surface 30 'have a radiation distance 13 along the direction of projection 103.
Wenn das Objekt 4 in der Abstrahlfläche 30 angeordnet ist und der Primärstrahl 3 mit dem Objekt 4 wechselwirkt, wird das Sekundärsignal 5 erzeugt und durch das optische Detektionselement 9 detektiert. Wenn das Objekt 4 in der weiteren Abstrahlfläche 30' angeordnet ist und der weitere Primärstrahl 3' mit dem Objekt 4 wechselwirkt, wird das weitere Sekundärsignal 5' erzeugt und durch das optische Detektionselement 9 detektiert. In einer alternativen Ausführungsform (nicht dargestellt) wird das Sekundärsignal 5 durch die Lichtquelle 6 und das weitere Sekundärsignal 5' durch die weitere Lichtquelle 6' detektiert, insbesondere wenn die Lichtquelle 6 und die weitere Lichtquelle 6' VCSELs sind. Durch die Verwen- dung von zwei (ebenen und parallel zueinander angeordneten) AbstrahlflächenIf the object 4 is arranged in the emission surface 30 and the primary beam 3 interacts with the object 4, the secondary signal 5 is generated and detected by the optical detection element 9. If the object 4 is arranged in the further radiating surface 30 'and the further primary beam 3' interacts with the object 4, the further secondary signal 5 'is generated and detected by the optical detection element 9. In an alternative embodiment (not shown) the secondary signal 5 is detected by the light source 6 and the further secondary signal 5 'by the further light source 6', in particular if the light source 6 and the further light source 6 'are VCSELs. By using two (flat and parallel) radiating surfaces
30, 30' ist es vorteilhaft möglich, das Objekt 4 mit vergleichsweise hoher Präzision zu Orten. 30, 30 ', it is advantageously possible to place the object 4 with comparatively high precision.
In Figur 6 ist ein Modul 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin- dung dargestellt. Die hier dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform dadurch, dass die Lichtquelle 6 und die weitere Lichtquelle 6' derart positioniert bzw. angeordnet sind, dass der Primärstrahl 3 und der weitere Primärstrahl 3' so geführt werden, dass der Primärstrahl 3 im Wesentlichen entlang der Abstrahlfläche 30 und der weitere Primär- strahl 3' im Wesentlichen entlang der weiteren Abstrahlfläche 30' abgestrahlt wird, wobei der Primärstrahl 3 und der weitere Primärstrahl 3' ausgehend von der Lichtquelle 6 bzw. der weiteren Lichtquelle 6' im Wesentlichen im gleichen Punkt auf die Scanspiegelstruktur 7 auftreffen. Die Weitwinkeloptik 8 ist beispielsweise als Freiform ausgebildet. ln Figur 7 ist ein Modul 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin¬ dung dargestellt. Hier weist das Modul 2 eine Scanspiegelstruktur 7, 7' mit dem mikroelektromechanischen Scanspiegelelement 7 und einem weiteren mikro- elektromechanischen Scanspiegelelement T und die Weitwinkeloptik 8 auf. Hier sind die Abstrahlfläche 30 und die weitere Abstrahlfläche 30' in derselben Ebene 30, 30' angeordnet, wobei die Scanbewegung des Primärstrahls 3 im Wesentlichen entlang der Abstrahlfläche 30 durch das Scanspiegelelement 7 und die weitere Scanbewegung des weiteren Primärstrahls 3' im Wesentlichen entlang der weiteren Abstrahlfläche 30' durch das weitere Scanspiegelelement T erzeugt wird. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, eine vergleichsweise hohe Winkelauflösung zur Ortung des Objekts 4 zu erreichen. FIG. 6 shows a module 2 according to an embodiment of the present invention. The embodiment shown here differs from the embodiment illustrated in FIG. 8 in that the light source 6 and the further light source 6 'are positioned or arranged such that the primary beam 3 and the further primary beam 3' are guided such that the primary beam 3 essentially along the emission surface 30 and the further primary ray 3 'is emitted substantially along the further emission surface 30', the primary ray 3 and the further primary ray 3 'originating from the light source 6 or the further light source 6' being essentially in the same point on the scanning mirror structure 7 impinge. The wide-angle optical system 8 is designed, for example, as a freeform. In Figure 7, a module 2 is shown according to an embodiment of the present OF INVENTION ¬ dung. Here, the module 2 has a scanning mirror structure 7, 7 'with the microelectromechanical scanning mirror element 7 and a further microelectromechanical scanning mirror element T and the wide-angle optical system 8. Here the radiating surface 30 and the further radiating surface 30 'are arranged in the same plane 30, 30', the scanning movement of the primary beam 3 substantially along the radiating surface 30 through the scanning mirror element 7 and the further scanning movement of the further primary beam 3 'substantially along the other Radiating surface 30 'is generated by the further scanning mirror element T. As a result, it is advantageously possible to achieve a comparatively high angular resolution for locating the object 4.
Beispielsweise ist die Lichtquelle 6 alternativ ein VCSEL Dopplersensor, wobei der VCSEL Dopplersensor zur Erzeugung des Primärstrahls 3 und zur Detektion des Sekundärsignals 5 konfiguriert ist. For example, the light source 6 is alternatively a VCSEL Doppler sensor, wherein the VCSEL Doppler sensor is configured to generate the primary beam 3 and to detect the secondary signal 5.
In Figur 8 ist ein elektrisches Gerät 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Hier ist ein elektrisches Gerät 1 mit einem Modul 2 und einem weiteren Modul 2' dargestellt, wobei das Modul 2 und das weitere Modul 2' hier insbesondere gleichartig ausgebildet sind. Hier ist das elektrische Gerät 1 insbesondere eine Tastatur für ein Computergerät, beispielsweise für einen Personal-Computer (PC) und/oder ein Notebook und/oder ein anderes Computergerät. Durch die Integration von wenigstens zwei Modulen 2, 2' in dem elektrischen Gerät 1 werden an dem elektrischen Gerät 1 bevorzugt wenigstens zwei separate Mensch-Maschinen-Schnittstellen bereitgestellt, die jeweils zur Eingabe von Nutzerbefehlen vorgesehen sind. Hierdurch ist es beispielsweise vorteilhaft möglich, eine Tastatur 1 mit einer Computermausfunktionalität bereitzustellen. Hier ist das Modul 2 und das weitere Modul 2' in dem elektrischen Gerät 1 entweder monolithisch integriert oder reversibel lösbar an dem elektrischen Gerät 1 befestigt. FIG. 8 shows an electrical device 1 according to an embodiment of the present invention. Here, an electrical device 1 with a module 2 and a further module 2 'is shown, wherein the module 2 and the further module 2' are here in particular of a similar design. Here, the electrical device 1 is in particular a keyboard for a computer device, for example for a personal computer (PC) and / or a notebook and / or another computer device. By integrating at least two modules 2, 2 'in the electrical device 1, preferably at least two separate human-machine interfaces are provided on the electrical device 1, each of which is provided for inputting user commands. This makes it advantageously possible, for example, to provide a keyboard 1 with a computer mouse functionality. Here, the module 2 and the further module 2 'in the electrical device 1 either monolithically integrated or reversibly releasably attached to the electrical device 1.
In Figur 9 ist ein elektrisches Gerät 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die hier dargestellte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform gemäß Figur 8, wobei das Modul 2 hier ein separates Gerät 2 ist, welches über eine Kabelverbindung 14 mit dem elektrischen Gerät 1 verbunden ist. Alternativ ist das elektrische Gerät 1 mit dem Modul 2 über eine Drahtlosverbindung - beispielsweise eine Bluetooth-Schnittstelle - oder eine Telekommunikationsverbindung über ein Telekommunikationsnetzwerk - beispielsweise das Internet - verbunden. Insbesondere erfolgt dabei ein Da¬ tenaustausch zur Steuerung des elektrischen Geräts 1 von einem entfernten Ort aus. FIG. 9 shows an electrical device 1 according to an embodiment of the present invention. The embodiment shown here essentially corresponds to the embodiment according to FIG. 8, the module 2 here being a separate device 2, which is connected to the electrical device 1 via a cable connection 14. Alternatively, the electrical device 1 is with the module 2 via a wireless connection - for example, a Bluetooth interface - or a telecommunications connection via a telecommunications network - for example, the Internet - connected. In particular, since a ¬ takes place tenaustausch for controlling the electric device 1 from a remote location thereby.
In Figur 10 ist ein elektrisches Gerät 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Hier ist das Modul 2 in dem elektrischen Gerät 1 entweder monolithisch integriert oder lösbar an dem elektrischen Gerät 1 befes- tigt. Beispielsweise ist das elektrische Gerät 1 ein Notebook, Laptop oder anderes tragbares elektrisches Computergerät. Das elektrische Gerät 1 umfasst ein sich hauptsächlich entlang einer Anzeigeebene 100' erstreckendes Anzeigemittel und ein Eingabemittel 1" zur Eingabe von Benutzerbefehlen, wobei das Eingabemittel 1 " hier in dem elektrischen Gerät 1 integriert ist. Bevorzugt ist das Modul 2 derart konfiguriert, dass sich die Ortungszone 30, 30' hauptsächlich in einen Raumbereich außerhalb des Moduls 2 erstreckt. FIG. 10 shows an electrical device 1 according to an embodiment of the present invention. Here, the module 2 in the electrical device 1 is either monolithically integrated or releasably attached to the electrical device 1. For example, the electrical device 1 is a notebook, laptop or other portable electrical computing device. The electrical device 1 comprises a display means extending mainly along a display plane 100 'and an input means 1 "for inputting user commands, the input means 1" being integrated here in the electrical appliance 1. Preferably, the module 2 is configured such that the locating zone 30, 30 'extends mainly into a space area outside the module 2.
In Figur 11 ist ein elektrisches Gerät 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die hier dargestellte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform gemäß Figur 10, wobei hier das Eingabemittel 1" eine sich flächig erstreckende Oberfläche 100" (Eingabebereich) des elektrischen Geräts 1 ist, wobei sich die Ortungszone 30, 30' hier hauptsächlich parallel zur Oberfläche 100" des elektrischen Geräts 1 erstreckt. Insbesondere überlappt die Ortungszone 30, 30' den Eingabebereich 100" vollständig oder we- nigstens teilweise entlang einer Projektionsrichtung 103, wobei die Projektionsrichtung 103 senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Eingabebereichs 100" und zur Haupterstreckungsebene der Abstrahlfläche 30 orientiert ist. FIG. 11 shows an electrical device 1 according to an embodiment of the present invention. The embodiment shown here essentially corresponds to the embodiment according to FIG. 10, in which case the input means 1 is "a flat surface 100" (input region) of the electrical device 1, the locating zone 30, 30 'here being essentially parallel to the surface 100 ". In particular, the locating zone 30, 30 'overlaps the input area 100 "completely or at least partially along a projection direction 103, the projection direction 103 being oriented perpendicular to the main extension plane of the input area 100" and to the main extension plane of the radiating surface 30.
In Figur 12 ist ein Signalverlauf eines Ortungssignalverlaufs eines Ortungssig- nals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Hier wird ein Verfahren zur Erkennung eines Nutzerbefehls durch das erfindungsgemäße Modul 2 beschrieben. Hier ist das Modul 2 zur Erzeugung eines Ortungssignals zur Ableitung einer Befehlsinformation konfiguriert, wobei hier ein Ortungssignalwert (Bezugszeichen 500") in Abhängigkeit der Zeit (Bezugszeichen 500') dargestellt ist. Beispielsweise bewegt der Benutzer das Objekt 4 (beispielsweise ein Finger oder Stift) zur Eingabe eines Benutzerbefehls, wobei in Abhängigkeit der Bewegung des Objekts 4 das Ortungssignal durch das Modul 2 erzeugt wird. Hierbei werden mehrere Teilbewegungen des Objekts 4 detektiert, wobei das Objekt 4 beispielsweise in eine Inaktivstellung bewegt wird - wobei das Objekt 4 in der Inaktivstellung außerhalb der Abstrahlfläche 30 positioniert ist - oder in eine Aktivstellung bewegt wird - wobei das Objekt 4 in der Aktivstellung in der Abstrahlfläche 30 positioniert wird. Das bedeutet beispielsweise, dass im Fall, dass das Objekt 4 parallel zur Abstrahlfläche 30 bewegt wird, eine von der Aktivstellung unabhängige weitere Aktivstellung detektiert wird, wenn der Abstand zwischen den jeweiligen detektierten Positionen des Objekts 4 größer ist als ein Referenzabstand. FIG. 12 shows a signal course of a locating signal course of a locating signal according to an embodiment of the present invention. Here, a method for recognizing a user command by the module 2 according to the invention will be described. Here, the module 2 is configured to generate a locating signal for deriving a command information, here a locating signal value (reference numeral 500 ") as a function of time (reference numeral 500 ') is represented. For example, the user moves the object 4 (for example a finger or pen). for entering a user command, in which Depending on the movement of the object 4, the locating signal is generated by the module 2. In this case, a plurality of partial movements of the object 4 are detected, wherein the object 4 is moved, for example in an inactive position - wherein the object 4 is positioned in the inactive position outside the radiating surface 30 - or is moved to an active position - wherein the object 4 in the active position in the Radiating surface 30 is positioned. This means, for example, that in the case that the object 4 is moved parallel to the emission surface 30, a further active position independent of the active position is detected when the distance between the respective detected positions of the object 4 is greater than a reference distance.
Weiterhin wird hier eine Objektbewegung aus der Inaktivstellung in die Aktivstellung als Aktivierungsbewegung bezeichnet und eine Objektbewegung aus der Aktivstellung in die Inaktivstellung als Inaktivierungsbewegung bezeichnet. Bei dem in Figur 12 dargestellten Ortungssignal wird zunächst während eines erstenFurthermore, here an object movement from the inactive position into the active position is referred to as an activation movement, and an object movement from the active position into the inactive position is referred to as an inactivation movement. In the locating signal shown in FIG. 12, first during a first
Zeitintervalls (siehe Bezugszeichen 501 ) eine Inaktivstellung des Objekts 4 detektiert, wobei anschließend eine erste Aktivierungsbewegung des Objekts 4 detektiert wird, wobei im Anschluss an das erste Zeitintervall 501 während eines zweiten Zeitintervalls 502 eine Aktivstellung des Objekts 4 detektiert wird, wobei anschließend eine erste Inaktivierungsbewegung des Objekts 4 detektiert wird, wobei im Anschluss an das zweite Zeitintervall 502 während eines dritten Zeitintervalls 503 eine Inaktivstellung des Objekts 4 detektiert wird. Time interval (see reference numeral 501) detects an inactive position of the object 4, wherein subsequently a first activation movement of the object 4 is detected, wherein following the first time interval 501 during a second time interval 502, an active position of the object 4 is detected, followed by a first inactivation movement of the object 4 is detected, wherein an inactive position of the object 4 is detected following the second time interval 502 during a third time interval 503.
Bevorzugt wird aus dem Ortungssignal die Befehlsinformation mit einer Informa- tion bezüglich eines Einzelklicks abgeleitet, wenn während eines definierten Zeitraums, der unmittelbar auf das dritte Zeitintervall 503 folgt, eine Inaktivstellung des Objekts 4 detektiert wird. Andernfalls wird (beispielsweise wie in Figur 12 dargestellt) in dem dritten Zeitintervall 503 eine zweite Aktivierungsbewegung des Objekts 4 detektiert, wobei im Anschluss an das dritte Zeitintervall 503 wäh- rend eines vierten Zeitintervalls 504 eine Aktivstellung des Objekts 4 detektiert wird. Im Anschluss daran wird hier eine zweite Inaktivierungsbewegung des Objekts 4 detektiert, sodass im Anschluss an die zweite Inaktivierungsbewegung während eines fünften Zeitintervalls 505 eine Inaktivstellung des Objekts 4 detektiert wird. Hier wird nach einer dritten Aktivierungsbewegung des Objekts 4 wäh- rend eines sechsten Zeitintervalls 506 eine Aktivstellung des Objekts 4 detektiert. Bevorzugt wird hier aus dem Ortungssignal die Befehlsinformation mit einer Information bezüglich des Benutzerbefehls (beispielsweise hier bezüglich eines Doppelklicks) abgeleitet, insbesondere wenn während eines auf das fünfte Zeitintervall 505 unmittelbar folgenden und vorbestimmten Zeitraums eine Inaktivstel- lung des Objekts 4 detektiert wird. The command information with an information relating to a single click is preferably derived from the locating signal if an inactive position of the object 4 is detected during a defined period of time which follows immediately after the third time interval 503. Otherwise, a second activating movement of the object 4 is detected (for example, as shown in FIG. 12) in the third time interval 503, an active position of the object 4 being detected following the third time interval 503 during a fourth time interval 504. Following this, a second inactivating movement of the object 4 is detected here, so that an inactive position of the object 4 is detected following the second inactivating movement during a fifth time interval 505. Here, after a third activation movement of the object 4 during a sixth time interval 506, an active position of the object 4 is detected. Here, the command information with information relating to the user command (for example with respect to a double-click) is preferably derived from the location signal, in particular if an inactive position of the object 4 is detected during a period immediately following and predetermined at the fifth time interval 505.

Claims

Modul (2) zur Bereitstellung einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle, wobei das Modul (2) zur Ortung eines in einer Ortungszone (30, 30') positionierten Objekts (4) konfiguriert ist, wobei das Modul (2) zur Erzeugung eines Primärstrahls (3) konfiguriert ist, wobei das Modul (2) eine Scanspiegelstruktur (7, 7') aufweist, wobei die Scanspiegelstruktur (7, 7') derart steuerbar ist, dass von dem Primärstrahl (3) eine Scanbewegung im Wesentlichen entlang einer Abstrahlfläche (30) innerhalb der Ortungszone (30, 30') durchgeführt wird, wobei das Modul (2) derart konfiguriert ist, dass ein Sekundärsignal (5) detektiert wird, wenn das Sekundärsignal (5) durch Wechselwirkung des Primärstrahls (3) mit dem in der Abstrahlfläche (30) positionierten Objekt (4) erzeugt wird, wobei das Modul (2) zur Erzeugung einer Ortungsinformation in Abhängigkeit des Sekundärsignals (5) konfiguriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (2) zur Erzeugung eines Ortungssignals zur Ableitung einer Befehlsinformation in Abhängigkeit der Ortungsinformation konfiguriert ist. Module (2) for providing a human-machine interface, wherein the module (2) is configured for locating an object (4) positioned in a locating zone (30, 30 '), the module (2) for generating a primary beam ( 3), wherein the module (2) has a scanning mirror structure (7, 7 '), wherein the scanning mirror structure (7, 7') is controllable such that a scanning movement of the primary beam (3) substantially along a radiating surface (30 ) within the locating zone (30, 30 '), wherein the module (2) is configured to detect a secondary signal (5) when the secondary signal (5) interacts with the primary beam (3) in the radiating surface (30) positioned object (4) is generated, wherein the module (2) for generating a location information in response to the secondary signal (5) is configured, characterized in that the module (2) for generating a locating signal for deriving a command Information is configured depending on the location information.
Modul (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (2) zur Bereitstellung einer Computermausfunktionalität und/oder einer Tastaturfunktionalität für ein elektrisches Gerät (1) konfiguriert ist. Module (1) according to claim 1, characterized in that the module (2) is configured to provide a computer mouse functionality and / or a keyboard functionality for an electrical device (1).
Modul (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (2) zur Erzeugung eines weiteren Primärstrahls (3') konfiguriert ist, wobei die Scanspiegelstruktur (7, 7') derart konfiguriert ist, dass eine weitere Scanbewegung des weiteren Primärstrahls (3') im Wesentlichen entlang einer weiteren Abstrahlfläche (30') innerhalb der Ortungszone (30, 30') erfolgt, wobei das Modul (2) derart konfiguriert ist, dass ein weiteres Sekundärsignal (5') detektiert wird, wenn das weitere Sekundärsignal (5') durch Wechselwirkung des weiteren Primärstrahls (3') mit dem in der weiteren Abstrahlfläche (30') positionierten Objekt (4) erzeugt wird, wobei das Modul (2) zur Erzeugung einer weiteren Ortungsinformation in Abhängigkeit des weiteren Sekundärsignals (5') konfiguriert ist, wobei das Modul (2) zur Erzeugung des Ortungssignals zur Ableitung der Befehlsinformation in Abhängigkeit der weiteren Ortungsinformation konfiguriert ist. Module (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the module (2) is configured to generate a further primary beam (3 '), wherein the scanning mirror structure (7, 7') is configured such that a further scanning movement of the other Primary beam (3 ') substantially along a further radiating surface (30') within the detection zone (30, 30 '), wherein the module (2) is configured such that a further secondary signal (5') is detected, if the other Secondary signal (5 ') is generated by interaction of the further primary beam (3') with the object (4) positioned in the further radiating surface (30 '), the module (2) being used to generate further locating information as a function of the further secondary signal (5 ') is configured, wherein the module (2) for generating the locating signal for deriving the command information is configured as a function of the further location information.
System umfassend ein elektrisches Gerät (1) und ein Modul (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Gerät (1) ein Anzeigemittel (V) aufweist, wobei das Modul (2) oder das elektrische Gerät (1) zur Ableitung der Befehlsinformation aus dem Ortungssignal konfiguriert ist, wobei insbesondere das Modul (2) zur Steuerung des elektrischen Geräts (1) in Abhängigkeit der Befehlsinformation konfiguriert ist. System comprising an electrical device (1) and a module (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical device (1) has a display means (V), wherein the module (2) or the electrical device (1) is configured to derive the command information from the locating signal, wherein in particular the module (2) for controlling the electrical device (1) is configured in dependence on the command information.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (2) in dem elektrischen Gerät (1) integriert oder ein an das elektrische Gerät (1) angeschlossenes externes Zusatzgerät ist. System according to Claim 4, characterized in that the module (2) is integrated in the electrical device (1) or is an external auxiliary device connected to the electrical device (1).
System nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Gerät (1) und das Modul (2) über eine kabelgebundene oder eine drahtlose Kommunikationsverbindung miteinander verbunden sind, wobei das elektrische Gerät (1) und das Modul (2) zur Datenübertragung des Ortungssignals oder der Befehlsinformation über die Kommunikationsverbindung konfiguriert sind. System according to one of claims 4 to 5, characterized in that the electrical device (1) and the module (2) via a wired or a wireless communication link are interconnected, wherein the electrical device (1) and the module (2) for Data transmission of the locating signal or the command information is configured via the communication link.
System nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das System ein weiteres Modul (2') umfasst, wobei das weitere Modul (2) zur Bereitstellung einer weiteren Mensch-Maschinen-Schnittstelle für das elektrische Gerät (1) konfiguriert ist. System according to one of claims 4 to 6, characterized in that the system comprises a further module (2 '), wherein the further module (2) for providing a further man-machine interface for the electrical device (1) is configured.
System nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Gerät (1) eine Tastatur, ein Notebook, ein Personal Computer, ein Tablet-Computer, ein Telekommunikationsendgerät und/oder ein Fernsehgerät ist. System according to one of claims 4 to 7, characterized in that the electrical device (1) is a keyboard, a notebook, a personal computer, a tablet computer, a telecommunication terminal and / or a television set.
Verfahren zum Betrieb eines Moduls (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei durch das Modul (2) ein Objekt (4) geortet wird, wenn sich das Objekt in einer Ortungszone (30, 30') befindet, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Betriebsschritt ein Primärstrahl (3) erzeugt wird, wobei der Primärstrahl (3) auf die Scanspiegelstruktur (7, 7') gerichtet wird, wobei in ei- nem zweiten Betriebsschritt die Scanspiegelstruktur (7, 7') derart gesteuert wird, dass von dem Primärstrahl (3) eine Scanbewegung entlang der Abstrahlfläche (30) der Ortungszone (30, 30') durchgeführt wird, wobei in einem dritten Betriebsschritt, in einer Ablenkstellung der Scanspiegelstruktur (7, 7'), ein Sekundärsignal (5) durch die optische Detektionsanordnung (9, 9') detek- tiert wird, wenn, in der Ablenkstellung der Scanspiegelstruktur (7, 7'), der Primärstrahl (3) mit dem Objekt (4) wechselwirkt, wobei in einem vierten Betriebsschritt eine Ortungsinformation in Abhängigkeit des detektierten Sekundärsignals (5) erzeugt wird, wobei ein Ortungssignal zur Ableitung einer Befehlsinformation in Abhängigkeit der Ortungsinformation erzeugt wird. Method for operating a module (2) according to one of claims 1 to 3, wherein an object (4) is located by the module (2) when the object is located in a locating zone (30, 30 '), characterized in that In a first operating step, a primary beam (3) is generated, the primary beam (3) being directed onto the scanning mirror structure (7, 7 '), wherein In a second operating step, the scanning mirror structure (7, 7 ') is controlled in such a way that a scan movement along the emission surface (30) of the locating zone (30, 30') is carried out by the primary beam (3), wherein in a third operating step, in a deflection position the scanning mirror structure (7, 7 '), a secondary signal (5) by the optical detection arrangement (9, 9') is detected when, in the deflection position of the scanning mirror structure (7, 7 '), the primary beam (3) with the Object (4) interacts, wherein in a fourth operating step, a locating information in response to the detected secondary signal (5) is generated, wherein a locating signal for deriving a command information in response to the location information is generated.
0. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Befehlsinformation zur Steuerung eines elektrischen Geräts (1) aus dem Ortungssignal abgeleitet wird, wobei insbesondere die Befehlsinformation zur Steuerung des elektrischen Geräts (1) an das elektrische Gerät (1) gesendet wird. 0. Method according to claim 9, characterized in that the command information for controlling an electrical device (1) is derived from the locating signal, wherein in particular the command information for controlling the electrical device (1) is sent to the electrical device (1).
1. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Primärstrahl (3') erzeugt wird, wobei eine weitere Scanbewegung des weiteren Primärstrahls (3') im Wesentlichen entlang einer weiteren Abstrahlfläche (30') innerhalb der Ortungszone (30, 30') erzeugt wird, wobei das Objekt (4) in der weiteren Abstrahlfläche (30') positioniert wird, wobei ein weiteres Sekundärsignal (5') detektiert wird, wenn das weitere Sekundärsignal (5') durch Wechselwirkung des weiteren Primärstrahls (3') mit dem Objekt (4) erzeugt wird, wobei eine weitere Ortungsinformation in Abhängigkeit des weiteren Sekundärsignals (5') erzeugt wird, wobei das Ortungssignal zur Ableitung der Befehlsinformation in Abhängigkeit der weiteren Ortungsinformation erzeugt wird. 1. The method according to claim 9 or 10, characterized in that a further primary beam (3 ') is generated, wherein a further scanning movement of the further primary beam (3') substantially along a further radiating surface (30 ') within the detection zone (30, 30 ') is generated, wherein the object (4) in the further radiating surface (30') is positioned, wherein a further secondary signal (5 ') is detected when the further secondary signal (5') by interaction of the further primary beam (3 '. ) is generated with the object (4), wherein a further locating information in dependence of the further secondary signal (5 ') is generated, wherein the locating signal for deriving the command information is generated in dependence of the further locating information.
2. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Scanbewegung und/oder die weitere Scanbewegung einzeilige Scanbewegungen sind, wobei der Primärstrahl (3) und der weitere Primärstrahl (3') einen Abstrahlabstand (13) aufweisen, wobei der Abstrahlabstand (13) bevorzugt zwischen 0 und 50 Millimeter, besonders bevorzugt zwischen 1 und 5 Millimeter, ganz besonders bevorzugt 3 Millimeter, beträgt. 2. The method according to any one of claims 9 to 1 1, characterized in that the scanning movement and / or the further scanning movement are one-line scanning movements, wherein the primary beam (3) and the further primary beam (3 ') have a Abstrahlabstand (13), wherein the emission distance (13) is preferably between 0 and 50 millimeters, more preferably between 1 and 5 millimeters, very particularly preferably 3 millimeters.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Befehlsinformation derart aus dem Ortungssignal abgeleitet wird, dass die Befehlsinformation eine Information bezüglich einer Bewegung des Objekts (4) relativ zur Abstrahlfläche (30) und/oder relativ zur weiteren Ab- strahlfläche (30') umfasst. 13. The method according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the command information is derived from the locating signal such that the command information information relating to a movement of the object (4) relative to the radiating surface (30) and / or relative to the further Ab - Radiation surface (30 ') comprises.
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