模块和用于运行模块的方法技术

本发明专利技术提出一种用于提供人机接口的模块，其中，所述模块配置用于定位在测位区中对象的测位，其中，所述模块配置用于产生初级射束，其中，所述模块具有扫描镜结构，其中，所述扫描镜结构能够如此被控制，使得由所述初级射束实施在所述测位区内基本上沿辐射面的扫描运动，其中，所述模块如此配置，使得如果通过所述初级射束与定位在所述辐射面中的对象的相互作用产生次级信号，则探测所述次级信号，其中，所述模块配置用于根据所述次级信号产生测位信息，其中，所述模块具有用于产生所述初级射束的光源和用于探测所述次级信号的光学探测装置，其中，所述光源、所述扫描镜结构以及所述光学探测装置集成在所述模块中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术基于一种根据权利要求1的前序部分的模块。
技术介绍
众所周知用于提供人机接口的设备。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，提出一种用于提供人机接口的模块，所述模块具有相对紧凑的结构型式并且由此可多方面地应用。根据并列的权利要求的根据本专利技术的模块和根据本专利技术的方法相比现有技术具有以下优点：提供相对紧凑并且简单设计的模块，该模块尽管如此可以相对精确并且可靠地确定用户命令。此外能够实现对象的、尤其手指的特别快速的测位，从而实现具有非常灵活的应用可能性的模块，尤其用于通过检测用户姿势来识别用户命令。光源、扫描镜结构以及光学探测装置如此汇总在唯一的根据本专利技术的模块中，使得模块可以灵活的方式安装到多个不同的设备类型中。基于模块化结构，根据组合部件原理(Baukasten)原理可以将各个部件或整个模块更灵活地匹配于不同要求。通过应用扫描镜结构——其尤其包括微机电系统(MEMS)——根据本专利技术的模块提供如下优点，即提供相比于现有技术相对大幅小型化的模块，该模块用于提供人机接口。人机接口在此称为HMI，而模块称为HMI模块。尤其应将人机接口理解为如下用户接口，通过该用户接口人员可以与电设备和/或模块如此相互作用或者可以输入命令，使得电设备和/或模块通过人员控制和/或操作。该模块尤其用作用于电设备的命令输入装置。优选地，对象是手指、笔或其他物品，其由用户定位在测位区中和/或由用户使其在测位区中运动。测位在此尤其表示：确定对象相对于模块的位置坐标，其中，尤其由位置坐标探测对象与模块之间的距离和/或对象相对于模块的速度。初级射束与对象的相互作用尤其表示：初级射束在对象上被反射，从而次级信号是经反射的初级射束的一部分，该部分可通过光学探测装置探测。优选地，光源配置用于产生辐射到测位区中的初级射束，其中，初级射束例如包括可见光和/或红外光。尤其应将初级射束(基本上沿辐射面)的扫描运动理解为初级射束在测位区的两个测位边界之间的周期性的网格式或行式的运动，其中，初级射束尤其是连续的或脉冲式的光束。优选地，光学探测装置配置用于探测次级信号，其中，次级信号尤其通过初级射束与对象的相互作用而产生并且因此如果对象定位在辐射面中则次级信号是可探测的。本专利技术有利的构型和扩展方案可由从属权利要求以及参照附图的说明书得出。根据一个优选的扩展方案设置，所述扫描镜结构能够被调节到在两个最大偏转位置之间的偏转位置上，其中，所述扫描镜结构如此配置，使得所述初级射束在所述测位平面内的扫描运动期间在所述测位区的两个测位边界之间运动。由此有利地可能的是，以高精度定位对象。基本上沿辐射面实现的扫描运动在此尤其表示基本上单行的扫描运动。根据另一优选的扩展方案设置，所述扫描镜结构是微机电系统(MEMS)，其中，所述扫描镜结构具有微机电扫描镜元件，其中，所述扫描镜元件尤其具有能够绕第一轴线和/或绕与所述第一轴线基本上垂直的第二轴线摆动的镜单元，其中，所述镜单元尤其能够绕所述第一和第二轴线或者仅仅绕所述第一轴线摆动。由此有利地可能的是，提供相对紧凑的模块，所述模块尽管如此允许对象的相对精确和快速的测位。根据另一优选的扩展方案设置，所述模块具有广角光学器件，其中，所述广角光学器件或者扩张光学器件(Aufweitungsoptik)包括凸镜光学器件、凹镜光学器件、衍射光学元件(DOE)和/或透镜或者透镜系统。由此有利地可能的是，随着可运动的扫描镜元件的相对小的偏转或偏转位置的相对小的变化通过广角光学器件产生相对大的张角。由此可以借助仅仅一个唯一可运动的镜结构精确并且快速地对对象测位。广角光学器件尤其抗相对运动(bewegungsfest)地集成在模块中。根据另一优选的扩展方案设置，所述模块具有集成在所述模块中的另一光源，其中，所述另一光源配置用于产生另一初级射束，其中，所述扫描镜结构如此配置，使得所述另一初级射束的另一扫描运动基本上沿另一辐射面在所述测位区内实现，其中，所述模块如此配置，使得如果通过所述另一初级射束与定位在所述另一辐射面中的对象的相互作用产生另一次级信号，则探测所述另一次级信号，其中，所述模块配置用于根据所述另一次级信号产生另一测位信息。由此有利地可能的是，还进一步提高不仅在辐射面中而且在另一辐射面中对象测位的精度。根据另一优选的扩展方案设置，所述扫描镜元件配置用于产生所述扫描运动并且用于产生所述另一扫描运动；或者所述扫描镜结构具有另一扫描镜元件，其中，所述扫描镜元件配置用于产生扫描运动，并且所述另一扫描镜元件配置用于产生所述另一扫描运动。由此有利地可能的是，为了提高测位精度，通过不同方式实现两个辐射面并且因此将模块匹配于不同要求。根据另一优选的扩展方案设置，所述辐射面和所述另一辐射面相互平行地布置，其中，所述辐射面和所述另一辐射面沿基本上垂直于所述辐射面的投影方向重叠，其中，所述辐射面和所述另一辐射面尤其完全重叠。此外，根据另一优选的扩展方案设置，所述辐射面和所述另一辐射面沿所述投影方向以一辐射间距间隔开，其中，所述辐射间距优选在0与50毫米之间、特别优选在1毫米与5毫米之间，完全特别优选为3毫米。由此有利地可能的是，还进一步提高测位精度。此外尤其有利地可能的是，如果对象以时间顺序依次穿过辐射面和另一辐射面地运动，则探测对象沿与辐射面的投影方向垂直的对象运动。由此尤其可以探测对象的点击移动或轻拍运动。根据另一优选的扩展方案设置，所述广角光学器件和所述辐射面沿基本上垂直于辐射面的投影方向布置在不同平面中。由此有利地可能的是，提供模块的更紧凑的结构型式，因为一方面光源和扫描镜结构而另一方面广角光学器件相叠布置。根据另一优选的扩展方案设置，所述模块配置用于借助于飞行时间方法和/或借助于强度测量的测位。由此有利地可能的是，进行对象的相对精确和高分辨率的测位。根据另一优选的扩展方案设置，所述光学探测装置包括光学探测元件，其中，所述光学探测元件和所述光源集成在相同的半导体激光构件中，其中，所述半导体激光构件尤其是具有垂直空穴(VCSEL)的表面发射激光器或者具有外部垂直空穴(VeCSEL)的表面发射激光器；或者所述光学探测元件和所述光源相互分离地布置，其中，所述光学探测元件与所述扫描镜结构具有错位间距(Versatzabstand)，其中，所述错位间距小于5厘米、优选小于2厘米、完全特别优选小于1厘米。由此有利地可能的是，提供模块的更紧凑和更小的实施方式。根据另一优选的扩展方案设置，所述电设备能够根据所述测位信息和/或所述另一测位信息被控制。由此有利地可能的是，使用具有电设备的模块并且由此在电设备上提供人机接口。尤其电设备是便携式电设备、电信终端设备、膝上型电脑、笔记本电脑、个人计算机、电视机或用于电子数据处理的其他设备。根据本专利技术的方法的一个优选的扩展方案设置，在第二运行步骤中使朝所述扫描镜结构定向的初级射束如此偏转并且朝所述广角光学器件定向，使得通过所述广角光学器件使所述初级射束偏转到所述辐射面中。通过广角光学器件根据本专利技术有利地可能的是，可以相比于镜单元的扫描角更大地选择初级射束的扫过的角。光源的射束成形光学器件优选如此匹配于广角光学器件，使得初级射束在广角光学器件之后的射束成形不超过5毫米、优选3毫米、进一步优选1毫米、完全特别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提供人机接口的模块(2)，其中，所述模块(2)配置用于定位在测位区(30、30’)中对象(4)的测位，其中，所述模块(2)配置用于产生初级射束(3)，其中，所述模块(2)具有扫描镜结构(7、7’)，其中，所述扫描镜结构(7、7’)能够如此被控制，使得由所述初级射束(3)实施在所述测位区(30、30’)内基本上沿辐射面(30)的扫描运动，其中，所述模块(2)如此配置，使得如果通过所述初级射束(3)与定位在所述辐射面(30)中的对象(4)的相互作用产生次级信号(5)，则探测所述次级信号(5)，其中，所述模块(2)配置用于根据所述次级信号(5)产生测位信息，其特征在于，所述模块(2)具有用于产生所述初级射束(3)的光源(6)和用于探测所述次级信号(5)的光学探测装置(9、9’)，其中，所述光源(6)、所述扫描镜结构(7、7’)以及所述光学探测装置(9、9’)集成在所述模块(2)中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.28 DE 102014207902.01.一种用于提供人机接口的模块(2)，其中，所述模块(2)配置用于定位在测位区(30、30’)中对象(4)的测位，其中，所述模块(2)配置用于产生初级射束(3)，其中，所述模块(2)具有扫描镜结构(7、7’)，其中，所述扫描镜结构(7、7’)能够如此被控制，使得由所述初级射束(3)实施在所述测位区(30、30’)内基本上沿辐射面(30)的扫描运动，其中，所述模块(2)如此配置，使得如果通过所述初级射束(3)与定位在所述辐射面(30)中的对象(4)的相互作用产生次级信号(5)，则探测所述次级信号(5)，其中，所述模块(2)配置用于根据所述次级信号(5)产生测位信息，其特征在于，所述模块(2)具有用于产生所述初级射束(3)的光源(6)和用于探测所述次级信号(5)的光学探测装置(9、9’)，其中，所述光源(6)、所述扫描镜结构(7、7’)以及所述光学探测装置(9、9’)集成在所述模块(2)中。2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述扫描镜结构(7、7’)能够被调节到在两个最大偏转位置之间的偏转位置上，其中，所述扫描镜结构(7、7’)如此配置，使得所述初级射束(3)在所述测位平面(30)内的扫描运动期间在所述测位区(30、30’)的两个测位边界(101’、101”)之间运动。3.根据权利要求1或2所述的模块(2)，其特征在于，所述扫描镜结构(7、7’)是微机电系统(MEMS)，其中，所述扫描镜结构(7、7’)具有微机电扫描镜元件(7)，其中，所述扫描镜元件(7)尤其具有能够绕第一轴线(701)和/或绕与所述第一轴线(701)基本上垂直的第二轴线(702)摆动的镜单元(71)，其中，所述镜单元(71)尤其能够绕所述第一和第二轴线(701、702)或者仅仅绕所述第一轴线(701)摆动。4.根据以上权利要求中任一项所述的模块(2)，其特征在于，所述模块(2)具有广角光学器件(8)，其中，所述广角光学器件(8)包括凸镜光学器件、凹镜光学器件、衍射光学元件(DOE)和/或透镜，其中，所述广角光学器件(8)优选如此与所述光源的射束成形光学器件如此协调，使得所述初级射束(3)的在所述广角光学器件(8)之后的射束成形不超过5毫米、优选3毫米、进一步优选1毫米、完全特别优选0.5毫米的直径。5.根据以上权利要求中任一项所述的模块(2)，其特征在于，所述模块(2)具有集成在所述模块(2)中的另一光源(6’)，其中，所述另一光源(6’)配置用于产生另一初级射束(3’)，其中，所述扫描镜结构(7、7’)如此配置，使得所述另一初级射束(3’)的另一扫描运动基本上沿另一辐射面(30’)在所述测位区(30、30’)内实现，其中，所述模块(2)如此配置，使得如果通过所述另一初级射束(3’)与定位在所述另一辐射面(30’)中的对象(4)的相互作用产生另一次级信号(5’)，则探测所述另一次级信号(5’)，其中，所述模块(2)配置用于根据所述另一次级信号(5’)产生另...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·德尔夫斯，F·菲舍尔，S·赖斯，G·皮拉德，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE