Vorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Erfassung von Gegenständen und/oder Personen und von diesen ausgeführten
Gesten und/oder Bedienvorgängen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung von Gegenständen und/oder Personen und von diesen ausgeführten Gesten und/oder Bedienvorgängen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur berührungslosen
Erfassung von Gegenständen und/oder Personen und von diesen ausgeführten Gesten und/oder Bedienvorgängen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Es ist allgemein bekannt, dass im Innenraum von Kraftfahrzeugen eine Vielzahl von Funktionen vorhanden ist, welche von Fahrzeuginsassen steuerbar sind. Derartige Funktionen sind eine Klimaanlage,
Unterhaltungselektronik, Kommunikationsmittel, wie beispielsweise ein Mobiltelefon und Internetanwendungen, sowie ein Navigationssystem.
Zur Steuerung und Anzeige dieser Funktionen sind aus dem Stand der Technik verschiedene Ein- und Ausgabevorrichtungen bekannt. Dabei finden insbesondere Ein- und Ausgabevorrichtungen Verwendung, welche als berührungsempfindliche Anzeigeeinheiten (Touch Screens) oder Anzeigeeinheiten mit einer vorgesetzten, berührungsempfindlichen Ein- und/oder Ausgabevorrichtung (Touch Panel) ausgebildet sind. Diese Anzeigeeinheiten, beziehungsweise Ein- und/oder Ausgabevorrichtungen können z.B. resistiv oder kapazitiv ausgebildet sein.
Mit kapazitiv ausgebildeten berührungsempfindlichen Anzeigeeinheiten, beziehungsweise kapazitiv ausgebildeten berührungsempfindlichen Ein- und/oder Ausgabevorrichtungen, ist darüber hinaus ein kapazitives
Annäherungsverfahren (auch als„Proximity Sensing" bekannt) möglich, mittels welchem beispielsweise ein Einklemmschutz von Fahrzeuginsassen beim Schließen von Fenstern und/oder Türen und/oder insbesondere eine Unterscheidung von Fahrzeuginsassen, z.B. zwischen Fahrer und
Beifahrer, realisierbar ist. Bei Letzterem könnte beispielsweise eine Taste der Anzeigeeinheit zum Zoomen eines Navigationsgerätes Verwendung haben, welche für die Bedienung durch den Beifahrer gesperrt ist.
Insbesondere die Interaktion des Fahrers mit den zuvor beschriebenen Anzeigeeinheiten wird immer komplexer, wodurch intelligente und/oder intuitive Bedienkonzepte erforderlich sind.
Weiterhin sind im Stand der Technik Sitzbelegungserkennungen bekannt, welche mittels eines im Fahrzeugsitz angeordneten Sensors einen auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen erfassen.
Die DE 10 2007 028 645 A1 beschreibt eine Anordnung und ein Verfahren zur Steuerung von Geräteeinheiten, wobei mittels einer Sensoreinheit eine Gestik eines Objektes aufgenommen und interpretiert wird und die interpretierte Gestik in Steuersignale zur Steuerung der Geräteeinheit umgesetzt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur berührungslosen Erfassung von Gegenständen und/oder Personen und/oder von diesen ausgeführten Gesten und/oder Bedienvorgängen anzugeben.
Hinsichtlich der Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung von
Gegenständen und/oder Personen und von diesen ausgeführten Gesten und/oder Bedienvorgängen wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Hinsichtlich des Verfahrens zur berührungslosen Erfassung von
Gegenständen und/oder Personen und von diesen ausgeführten Gesten und/oder Bedienvorgängen wird die Aufgabe durch die im Anspruch 9 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Bei der Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung von Gegenständen und/oder Personen und von diesen ausgeführten Gesten und/oder
Bedienvorgängen ist die Vorrichtung erfindungsgemäß in einem Fahrzeuginnenraum angeordnet und umfasst zumindest eine Beleuchtungseinheit, eine Anzeigeeinheit und eine optische Erfassungseinheit, wobei die Beleuchtungseinheit aus zumindest einem Infrarot-Laser, insbesondere einer Infrarot-Laser-Diode, gebildet ist. Vorteilhafterweise sind mittels der optischen Erfassungseinheit ein Gegenstand und/oder eine Person und/oder von dieser Person ausgeführte Gesten und/oder Bedienvorgänge dreidimensional erfassbar. Beispielsweise wird somit eine Bewegung einer Hand oder eines Fingers eines Fahrzeugführers dreidimensional erfasst, welche beispielweise einer virtuellen Betätigung einer Anzeigeeinheit im Fahrzeug entspricht. Dabei kann es sich um die Erfassung eines Bedienvorgangs mit einer Geste, wie beispielsweise ein Hin- und Herbewegen eines Fingers oder eine Wischbewegung oder Öffnen der Hand als
Zoombewegung, handeln.
Herkömmlicherweise wird eine Mehrzahl von Leuchtdioden als Beleuchtungseinheit verwendet. Im Vergleich dazu weist die erfindungsgemäß verwendete Infrarot-Laser-Diode eine verbesserte Kohärenz und eine höhere spektrale Leistungsdichte auf, woraus eine höhere Modulationsbandbreite und eine effektivere optische Filterung resultieren. Dadurch ist vorteilhafterweise eine signifikant verbesserte Auflösung der optischen Erfassungseinheit ermöglicht, wodurch komplexere Gesten der
Fahrzeuginsassen erfassbar sind.
Die Erfassungseinheit wandelt die erfasste Geste oder Bewegung in ein entsprechendes elektrisches Signal um und übermittelt dieses an ein Steuergerät, beispielweise einer herkömmlichen Anzeigeeinheit, welche die entsprechend der in dem elektrischen Signal enthaltene Information den gewünschten Bedienvorgang ausführt.
Eine solche Anzeigeeinheit umfasst zumindest ein Anzeigefeld und eine Steuereinheit. Damit ist mittels der Vorrichtung eine berührungsempfindliche Anzeigeeinheit emulierbar, welche ein emuliertes kapazitives
Annäherungsverfahren, z.B. zur Unterscheidung ob die Anzeigeeinheit durch den Fahrer oder Beifahrer bedient wird, ermöglicht. Die
dreidimensionale Erfassung der Bedienvorgänge ermöglicht weiterhin eine Einsparung von Speicherplatz in der Anzeigeeinheit. Dies ermöglicht es, Herstellungskosten und -aufwand der Anzeigeeinheit zu verringern.
Weiterhin ist eine kostenintensive Anbindung einer berührungsempfindlichen Ein- und/oder Ausgabevorrichtung (Touch Panel) an einen Bildschirm, welches ein mögliches Ausführungsbeispiel zur Herstellung einer berührungsempfindlichen Anzeigeeinheit darstellt, nicht erforderlich.
Darüber hinaus ist eine Ausgabequalität der Anzeigeeinheit in Bezug auf Beleuchtungsverhältnisse gegenüber berührungssensitiven
Anzeigeeinheiten verbessert, da diese üblicherweise aus mehreren
Schichten bestehen, welche die Hintergrundbeleuchtung zum Teil reflektieren.
Zweckmäßigerweise umfasst die optische Erfassungseinheit zumindest einen optischen Sensor.
Die optische Erfassungseinheit ist besonders bevorzugt als dreidimensionales Kamerasystem ausgebildet, mittels dem ein Laufzeitverfahren zur Distanzmessung durchführbar ist. Beispielsweise ist die optische
Erfassungseinheit als eine sogenannte Time-of-flight (TOF) Kamera ausgebildet, welche die Beleuchtungseinheit, zumindest ein optisches Element, zumindest einen optischen Sensor und eine entsprechende Elektronik zur Ansteuerung und Auswertung umfasst.
Das Prinzip der TOF-Kamera beruht auf einem Laufzeitverfahren zur Distanzmessung. Dazu werden beispielsweise ein Fahrzeuginnenraum oder ein Teil des Fahrzeuginnenraums mittels eines von der
Beleuchtungseinheit, insbesondere der Laserdiode, erzeugten Lichtpulses beleuchtet, wobei die TOF-Kamera für jeden Bildpunkt die Zeit misst, die das Licht bis zum Objekt und wieder zurück zum optischen Sensor benötigt. Vorzugsweise ist die benötigte Zeit proportional zur entsprechenden
Distanz. Auf dem optischen Sensor wird die erfasste Szene, insbesondere der erfasste Bedienvorgang, abgebildet und anschließend entsprechend ausgewertet. Die TOF-Kamera ist dabei sehr robust, anpassungsfähig und liefert 3D-Daten.
Besonders bevorzugt oder alternativ ist die optische Erfassungseinheit als eine Stereokamera, insbesondere als eine Infrarot-Stereokamera
ausgebildet, mittels der ein Bedienvorgang dreidimensional optisch erfassbar ist.
Der zumindest eine optische Sensor ist dabei besonders bevorzugt als ein Photomischdetektor ausgebildet. Mittels des optischen Sensors ist Licht in einem Infrarotbereich erfassbar. Der optische Sensor ist dabei bevorzugt in der TOF-Kamera integriert oder mit dieser gekoppelt. Beispielsweise ist der optische Sensor in der Dachkonsole eines Fahrzeugs anordbar. Alternativ dazu kann der optische Sensor auch in einer Innenraumkonsole in Richtung des Fahrers ausgerichtet oder in der Instrumententafel oder in einer Kopfstütze eines Fahrzeugs angeordnet sein oder in A-Säule.
In einer alternativen Ausführungsform ist die optische Erfassungseinheit als ein sogenannter Strukturiertes-Licht-Scanner ausgebildet sein, bei welchem ein Infrarotlichtgitter auf einen Fahrzeuginsassen appliziert wird. Mittels des Scanners ist vorzugsweise ein Energieverbrauch verringerbar.
Besonders bevorzugt ist der optische Sensor im dreidimensionalen
Kamerasystem (TOF) oder der Stereokamera integriert oder mit diesem oder dieser gekoppelt.
Die Anzeigeeinheit ist bevorzugt als Frontsichtdisplay in einem Sichtbereich eines Fahrzeugsführers ausgebildet, so dass die dargestellten Informationen vom Fahrzeugführer intuitiv und ohne Änderung der Blickrichtung erfassbar sind. Dazu ist die Anzeigeeinheit als ein sogenanntes Head-up- Display oder alternativ als ein kombiniertes Head-up-Display, auch als combiner Head-up-Display bezeichnet, ausgebildet und beispielsweise in oder an der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs angeordnet.
Beim Verfahren zur berührungslosen Erfassung von Gegenständen und/oder Personen und von diesen ausgeführten Gesten und/oder
Bedienvorgängen werden erfindungsgemäß in einem Fahrzeuginnenraum mittels einer optischen Erfassungseinheit ein Gegenstand und/oder eine
Person und/oder von dieser Person ausgeführte Gesten und/oder
Bedienvorgänge dreidimensional erfasst.
Besonders vorteilhafterweise wird mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eine berührungsempfindliche Anzeigeeinheit emuliert, welche ein emuliertes kapazitives Annäherungsverfahren zur Unterscheidung, ob die Anzeigeeinheit durch einen Fahrzeugführer oder eine andere Person bedient wird, ermöglicht.
Abhängig von einer Blendenöffnung und/oder dem Aufbau der optischen Erfassungseinheit ist diese kontrolliert, z.B. mittels eines Schalters, steuerbar und kann zur Erfassung einer Kopfbewegung und/oder einer Blickrichtung, z.B. eines Fahrzeugfahrers, verwendet werden. Anhand der erfassten Kopfbewegung und/oder Blickrichtung kann darüber hinaus eine Nachführung oder eine Einstellung der Kopfstütze erfolgen und/oder eine Ablenkung des Fahrzeugfahrers vom aktuellen Verkehrsgeschehen erfasst werden. Vorzugsweise können dann entsprechende Aktionen, beispielsweise Warnsignale, aktiviert werden, wodurch eine Verkehrssicherheit erhöht ist.
Anhand der beigefügten schematischen Figuren wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert.
Dabei zeigen:
Figur 1 schematisch eine Darstellung zum Funktionsprinzip der
erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 2 schematisch einen Ausschnitt eines simulierten Fahrzeuginnenraums mit einer Vorrichtung zur berührungslosen
Erfassung von Bedienvorgängen einer Anzeigeeinheit sowie eine Anzeigeeinheit in Vorderansicht,
Figur 3 schematisch den Ausschnitt des simulierten Fahrzeuginnenraums mit der Vorrichtung und Anzeigeeinheit gemäß Figur 1 in Seitenansicht,
Figur 4 perspektivisch eine optische Erfassungseinheit in einer
bevorzugten Ausführungsform,
Figur 5 schematisch eine Darstellung zum Funktionsprinzip der
optischen Erfassungseinheit in der bevorzugten Ausführungsform gemäß Figur 4,
Figur 6 schematisch ein Ausgabebild eines optischen Sensors der optischen Erfassungseinheit gemäß Figur 4,
Figur 7 schematisch einen Ausschnitt des Ausgabebildes gemäß
Figur 6,
Figur 8 schematisch eine Draufsicht auf ein Fahrzeug in semitransparenter Darstellung, und
Figur 9 schematisch ein Ausführungsbeispiel für eine Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Fahrzeug.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt schematisch eine Darstellung zum Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 . Die Vorrichtung 1 ist in einem in Figur 2
dargestellten Fahrzeuginnenraum 2 angeordnet und auf zumindest einen Fahrzeuginsassen 10 ausgerichtet.
Die Vorrichtung 1 umfasst zumindest eine Beleuchtungseinheit 5 und eine optische Erfassungseinheit 3, mittels der ein Bedienvorgang, z.B. eine Handbewegung zum Vergrößern einer dargestellten Information (Hand öffnen), eines Fahrzeuginsassen 10 in einem vorgebbaren Erfassungsbereich 4 dreidimensional erfassbar ist.
Die optische Erfassungseinheit 3 ist in einer bevorzugten Ausführungsform als eine sogenannte Time-of-flight (TOF) Kamera ausgebildet, welche zumindest ein optisches Element 6, zumindest einen optischen Sensor 7 und eine entsprechende Elektronik zur Ansteuerung und Auswertung umfasst.
Die Beleuchtungseinheit 5 dient dabei der Beleuchtung des Erfassungsbereichs 4, welcher vorzugsweise auf einen Fahrzeuginsassen 10 ausgerichtet ist. Die Beleuchtungseinheit 5 umfasst dazu ein oder mehrere Lichtquellen, welche als herkömmliche Laserdioden, insbesondere Infrarot- Laser-Dioden, ausgebildet sind. Vorzugsweise erzeugt die Beleuchtungseinheit 5 Licht im Infrarotbereich, damit beispielsweise die Fahrzeuginsassen 10 durch die Vorrichtung 1 optisch nicht beeinträchtigt werden.
Der optische Sensor 7, welcher vorzugsweise als ein herkömmlicher Photomischdetektor ausgebildet ist, erfasst die Laufzeit für jeden Bildpunkt der Kamera separat. Der optische Sensor 7 ist dabei in der TOF-Kamera integriert oder mit dieser gekoppelt. Beispielsweise ist der optische
Sensor 7 in der Dachkonsole eines Fahrzeugs anordbar. Alternativ dazu kann der optische Sensor 7 auch in einer Innenraumkonsole in Richtung des Fahrers ausgerichtet oder in der Instrumententafel oder in einer Kopfstütze eines Fahrzeugs angeordnet sein.
Mittels des optischen Elements 6 der optischen Erfassungseinheit 3 ist der beleuchtete Erfassungsbereich 4 auf dem optischen Sensor 7 abbildbar. D.h. das optische Element 6 ist beispielsweise als ein optischer Bandpassfilter ausgebildet, welcher Licht nur mit der Wellenlänge passieren lässt, mit der der Erfassungsbereich 4 beleuchtet wird. Damit wird störendes Licht aus der Umgebung weitestgehend eliminiert oder ausgeblendet.
Mittels der Ansteuerelektronik 8 werden sowohl die Beleuchtungseinheit 5 als auch die optische Erfassungseinheit 3 angesteuert. Die Auswerteelektronik 9 wandelt den erfassten Bedienvorgang in ein entsprechendes Signal um und übermittelt dieses an eine nicht dargestellte Steuereinheit, welche den gewünschten Bedienvorgang entsprechend durchführt oder aktuiert.
Besonders bevorzugt ist die optische Erfassungseinheit 3 als eine
Stereokamera, insbesondere als eine Infrarot-Stereokamera ausgebildet, mittels der ein Bedienvorgang dreidimensional optisch erfassbar ist.
Abhängig von einer nicht näher dargestellten Ausformung einer
Blendenöffnung der optischen Erfassungseinheit 3 und/oder einer
Linsenstruktur des optischen Elements 6 können erfasste Bildbereiche verwendet werden, um beispielsweise eine Kopfbewegung des
Fahrzeugführers zu erfassen, um eine Ablenkung des Fahrzeugführers vom aktuellen Verkehrsgeschehen zu erfassen, und/oder um anhand der erfassten Kopfbewegung des Fahrzeugführers eine Kopfstütze einzustellen und/oder eine Fehlposition des Kopfes des Fahrzeugführers zu erfassen. Hierzu kann beispielsweise als optischer Sensor 7 ein multifokaler optischer Sensor verwendet werden. Alternativ ist ein einzelner Fokus des
optischen Sensors 7 mittels eines beweglichen optischen Systems, z.B. eines mikromechanischen Systems, schwenkbar.
Wird beispielsweise eine Fehlposition des Fahrzeugführers und/oder eine Ablenkung vom aktuellen Verkehrsgeschehen erfasst, so können vorzugsweise entsprechende Aktionen, beispielsweise Warnsignale, aktiviert werden, wodurch eine Verkehrssicherheit verbessert ist und/oder Informationen auf einer Anzeigeeinheit, beispielsweise einem
herkömmlichen Kombinationsanzeigeinstrument ausgegeben werden.
Die Figuren 2 und 3 zeigen in einer schematischen Ansicht einen simulierten Fahrzeuginnenraum 17. Die Betrachtungsrichtung in Figur 2 verläuft dabei in Richtung einer simulierten Windschutzscheibe 18, auf der ein virtuelles Verkehrsgeschehen abgebildet ist. Figur 3 zeigt den simulierten Fahrzeuginnenraum 17 in einer Seitenansicht.
Seitlich eines im simulierten Fahrzeuginnenraum 17 angeordneten
Lenkrades 19 ist eine Anzeigeeinheit 20 angeordnet, welche zur Anzeige von Informationen und zur Bedienung von Funktionen dient. Die
Anzeigeeinheit 20 ist vorzugsweise als eine kombinierte Anzeige- und Eingabevorrichtung, insbesondere als ein sogenanntes Head-up-Display oder kombiniertes Head-up-Display, auch als combiner Head-up-Display bezeichnet, beispielsweise zur Bedienung einer Fahrzeuginnenraumbeleuchtung und zur Anzeige von Informationen, welche die Beleuchtung des Innenraums eines Fahrzeugs betreffen, ausgebildet.
Die Anzeigeeinheit 20 ist in nicht näher dargestellter Art und Weise mit einer Vorrichtung 1 zur berührungslosen Erfassung von Bedienvorgängen der Anzeigeeinheit 20 mechanisch und/oder elektrisch gekoppelt.
Die Vorrichtung 1 ist dabei in Betrachtungsrichtung oberhalb der
Anzeigeeinheit 20 angeordnet. Beispielsweise ist die Vorrichtung 1 an oder in einer Dachkonsole eines Fahrzeugs anordbar.
Die Vorrichtung 1 umfasst zumindest eine optische Erfassungseinheit 3, mittels der ein Bedienvorgang, z.B. eine Handbewegung zum Vergrößern einer dargestellten Information (Hand öffnen), eines Fahrzeuginsassen in einem vorgebbaren Erfassungsbereich 4 dreidimensional erfassbar ist.
Die optische Erfassungseinheit 3 ist in einer bevorzugten Ausführungsform als eine sogenannte Time-of-flight (TOF) Kamera ausgebildet, welche eine Beleuchtungseinheit 5, zumindest ein optisches Element 6, zumindest einen optischen Sensor 7, welcher in Figur 4 näher dargestellt ist, und die entsprechende Ansteuerelektronik 8 zur Ansteuerung und die
entsprechende Auswerteelektronik 9 umfasst.
Die mit dem Sensor 7 gekoppelte Beleuchtungseinheit 5 dient dabei in der bereits beschriebenen Art und Weise der Beleuchtung des Erfassungsbereichs 4, welcher sich vorzugsweise in unmittelbarer Umgebung der Anzeigeeinheit 20 befindet.
In einer ersten alternativen Ausführungsform ist die optische Erfassungseinheit 3 als eine Stereokamera, insbesondere als eine Infrarot-Stereokamera ausgebildet, mittels der ein Bedienvorgang dreidimensional optisch erfassbar ist.
In einer zweiten alternativen Ausführungsform ist die optische Erfassungseinheit 3 als ein sogenannter Strukturiertes-Licht-Scanner ausgebildet, bei welchem ein Infrarotlichtgitter auf einen Fahrzeuginsassen appliziert wird.
Mittels der Vorrichtung 1 ist eine mittels einer herkömmlichen Anzeigeeinheit 20 berührungsempfindliche Anzeigeeinheit emulierbar, welche ein emuliertes kapazitives Annäherungsverfahren, z.B. zur Unterscheidung ob die Anzeigeeinheit durch den Fahrer oder Beifahrer bedient wird,
ermöglicht. Damit ist ein sogenanntes Touch Panel als Center Information Display (kurz: CID) emulierbar.
Figur 4 zeigt eine als TOF-Kamera ausgebildete optische Erfassungseinheit 3 mit dem optischen Sensor 7 und der diesem zugeordneten
Beleuchtungseinheit 5 in perspektivischer Ansicht.
In Figur 5 ist schematisch ein Funktionsprinzip der optischen Erfassungseinheit 3 in der bevorzugten Ausführungsform gemäß Figur 4 dargestellt.
Das Funktionsprinzip basiert auf einem Laufzeitverfahren zur Distanzmessung (time of flight Verfahren).
Die Beleuchtungseinheit 5 emittiert ein Lichtsignal L1 in Form eines diffusen Lichtkegels mit modulierter Intensität, beispielsweise in Form eines Sinus, welches eine betrachtete Szene S beleuchtet und von dieser reflektiert wird. Die Wellenlänge des emittierten Lichtsignals L1 liegt im Bereich des nicht sichtbaren Infrarotlichts. Das reflektierte Lichtsignal L2 wird von dem optischen Sensor 7 erfasst. Durch eine Korrelation des emittierten und reflektierten Lichtsignals L1 , L2 kann eine Phasenverschiebung ermittelt werden, welche einer Distanzinformation entspricht. Hierzu werden die von dem optischen Sensor 7 empfangenen Photonen im photosensitiven
Halbleiterbereich in Elektronen umgewandelt und entfernungsabhängig in unterschiedlichen Ladungsschaukeln getrennt. Somit stellt das resultierende Ausgangssignal eines jeden Bildpunktes eine direkte Beziehung zur eigentlichen Tiefen Information der betrachteten Szene S her. Vorzugsweise ist die benötigte Zeit proportional zur entsprechenden Distanz.
Die Figuren 6 und 7 zeigen eine Ausgabe der in Figur 5 erfassten Szene S, wobei Figur 6 einen Ausschnitt der ausgegebenen Szene S' darstellt.
Figur 8 zeigt einen herkömmlichen Fahrzeuginnenraum 2 eines
semitransparent dargestellten Fahrzeugs 1 1 .
In dem Fahrzeuginnenraum 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 beispielsweise in einer Instrumententafel 12, einer Dachkonsole 13, einer Mittelkonsole 14, einer Türverkleidung 15 und/oder einer Kopfstütze 16 anordbar.
Figur 9 zeigt verschiedene Anwendungsbeispiele für die Vorrichtung 1 im Fahrzeuginnenraum 2. Dabei umfasst die Vorrichtung 1 in diesem
Ausführungsbeispiel als optische Erfassungseinheit 3 eine Infrarot-Kamera, z. B. einen Infrarot-Laser, insbesondere eine Infrarot-Laserdiode, mit einem zugeordneten und abzudeckenden Erfassungsbereich 4. Die optische Erfassungseinheit 3 ist hierzu im Bereich der Dachkonsole 13 angeordnet, wobei der Erfassungsbereich 4 in Richtung der Mittelkonsole 14
ausgerichtet ist.
Im Bereich der Mittelkonsole 14 ist als eine Anzeigeeinheit 20 eine herkömmliche Flüssigkristallanzeige, insbesondere ein TFT-Bildschirm, angeordnet.
Zusätzlich oder alternativ kann im Bereich der Dachkonsole 13 oder im Bereich der Instrumententafel 12 eine Projektionseinheit 21 mit einem Projektionsbereich 22 vorgesehen sein, die Informationen im Bereich der Mittelkonsole 14 bzw. im Bereich einer Windschutzscheibe 22 und somit im Sichtfeld eines Fahrzeuginsassen 10, z. B. von Fahrer und/oder Beifahrer, auf einer weiteren, als Head-down-Display ausgebildeten Anzeigeeinheit 20 einblenden kann.
Dabei kann die jeweilige oder jede weitere Anzeigeeinheit 20 in Kombination mit der optischen Erfassungseinheit 3 eine kombinierte Anzeige- und
Eingabevorrichtung bilden. In diesem Fall entspricht der Erfassungsbereich 4 der Erfassungseinheit 3 weitgehend dem Projektionsbereich der Projektionseinheit 21 . Somit können innerhalb des Erfassungsbereichs ausgeübte Aktionen und Gestiken des Fahrzeuginsassen 10 erfasst und zur Steuerung von Bedienfunktionen, virtuellen Bedienelementen und/oder virtuellen Anzeigen der Anzeigeeinheit 20 verwendet werden.
Alternativ zu einer im Bereich der Mittelkonsole projizierten Anzeigeeinheit 20 kann diese auf anderen Interior-Teilen und/oder anderen
Anzeigeeinheiten oder mit Projektion kombiniert als Touch-Panel realisiert werden.
In einer weiteren Ausführungsvariante können mittels der Vorrichtung 1 berührungsempfindliche Bedienelemente auf Oberflächen im Fahrzeuginnenraum 2, beispielsweise auf der Instrumententafel 12, an der
Dachkonsole 13, der Mittel konsole 14, der Türverkleidung 15 und/oder der Kopfstütze 16, emuliert werden. Dadurch sind herkömmliche, einem Verschleiß unterliegende Bedienelemente sowie aufwendige Verdrahtungen vermieden.
In einer weiteren möglichen Ausführungsvariante können mittels der Vorrichtung 1 in einer auf herkömmliche Weise projizierten Darstellung Bereiche emuliert werden, welche bei Annäherung oder Berührung einen Bedienvorgang auslösen.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist die Vorrichtung 1 derart ausgebildet, um zu unterscheiden, ob ein Fahrzeugführer oder ein anderer Fahrzeuginsasse 10 einen Bedienvorgang im Fahrzeug ausführt.
Beispielsweise ist derart unterscheidbar, ob der Fahrzeugführer während der Fahrt eine Navigationsvorrichtung bedient, woraus eine Ablenkung vom Verkehrsgeschehen und eine Gefährdung identifiziert werden könnte, oder
ein anderer Fahrzeuginsasse 10 die Navigationsvorrichtung bedient. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann beispielsweise ein solcher Bedienvorgang des Fahrzeugführers unterdrückt oder nicht ausgeführt werden, wohingegen ein Bedienvorgang durch einen anderen
Fahrzeuginsassen 10 zugelassen wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante können mittels der Vorrichtung 1 Bedienvorgänge eines Fahrzeuginsassen 10 erfasst werden, welche mehrere Anzeigemittel 20 betreffen. Dabei können beispielsweise dargestellte Inhalte und/oder Informationen zwischen den verschiedenen Anzeigemitteln 20 verschoben und/oder ausgetauscht werden.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die virtuellen Anzeigen in einem der Anzeigemittel 20 manipuliert werden können. Beispielsweise können dargestellte Informationen und/oder Anzeigen durch entsprechende Aktion und/oder Gestik des Fahrzeuginsassen 10 vergrößert, verkleinert und/oder gesteuert werden. Auch können dargestellte Anzeigen und/oder Informationen verschiedener Anzeigemittel 20 vereinigt werden, indem Inhalte der Anzeigen bei Schieben einer der Anzeigen über eine andere Anzeige grafisch vereinigt werden. Auch können dargestellte Objekte ausgewählt und bewegt und/oder gesteuert werden.
Bei Ausbildung zumindest eines der Anzeigemittel 20 als eine
autostereoskopische Einheit können dargestellte 3D-Anzeigen durch Gesten und/oder Aktionen des Fahrzeuginsassen im Freiraum oder Erfassungsraum 4 manipuliert werden. Beispielsweise können Perspektiven von dargestellten 3D-Anzeigen geändert, beispielsweise gedreht, werden.
In einer weiteren vorteilhaften, nicht dargestellten Ausführungsvariante können mittels der Vorrichtung 1 geöffnete Fahrzeugfenster und/oder Schiebedächer überwacht und in der dadurch jeweils geschaffenen Öffnung
angeordnete Körperteile von Fahrzeuginsassen 10 und/oder Gegenstände erfasst werden. Bei einer solchen Erfassung von Körperteilen und/oder Gegenständen in der Öffnung wird ein Schließen des betreffenden
Fahrzeugfensters oder Schiebedachs verhindert.
In einer weiteren vorteilhaften, nicht dargestellten Ausführungsvariante können mittels der Vorrichtung 1 Bewegungen im Fahrzeuginnenraum 2 überwacht und erfasste Bewegungen bei einem abgestellten Fahrzeug ausgewertet und bei einem identifizierten unerwünschten Eingriff in den Fahrzeuginnenraum 2 einer herkömmlichen Alarmanlage zugeleitet werden.
Alle vorstehend beschriebenen Verwendungsmöglichkeiten der
Vorrichtung 1 können alternativ oder kumulativ verwendet werden.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Fahrzeuginnenraum
3 optische Erfassungseinheit
4 Erfassungsbereich
5 Beleuchtungseinheit
6 optisches Element
7 optischer Sensor
8 Ansteuerelektronik
9 Auswerteelektronik
10 Fahrzeuginsasse
1 1 Fahrzeug
12 Instrumententafel
13 Dachkonsole
14 Mittel konsole
15 Türverkleidung
16 Kopfstütze
17 simulierter Fahrzeuginnenraum
18 simulierte Windschutzscheibe
19 Lenkrad
20 Anzeigeeinheit
21 Projektionseinheit
22 Projektionsbereich
L1 emittiertes Lichtsignal L2 reflektiertes Lichtsignal
S Szene
S' ausgegebene Szene