专利名称：用于接近识别的探测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种探测系统，用于对手或手臂运动在显示和操作单元的方向上的接 近进行识别，其中分两阶段地进行探测。
背景技术：
在机动车内部区域中越来越经常地使用接近和接触传感器，以便以对使用者友好 的方式优化在使用者和例如信息和辅助系统之间的交互作用。在此，对手势或接近进行探 测和分析。这通过产生物理的测量参数和将其转换为电信号来实现。然后通过控制器触发 动作。
为了对在使用者和信息系统之间的交互作用过程加以支持，已知了一些系统，它 们对接近显示器或操作元件进行探测和/或能够在驾驶员和副驾驶员之间进行区分。然后 根据探测结果对显示和操作方案进行匹配于对应关系的改变。在一些出版物中对用于接近 探测的装置进行了阐述。
出版物WO 2007/006514 Al公开了一种用于接近探测的、带有发射和接收单元的 装置。在此，该装置光电地在机动车外部区域中工作。当人员从预定的、中心的方向接近时， 在机动车的近区域中借助于在人员身上的编码发送器触发控制信号。
在已知的装置中的探测在限定的探测区域中进行，该探测区域位于显示器或操 作单元的近区域中。通过使用电容式的传感器实现在使用者方面的稳定的信号输入耦合 (Signaleinkopplung) 0
已知的装置和方法具有的缺点是，使用者必须自身携带发射单元或例如芯片卡形 式的编码发送器或者例如集成在汽车锁中的发射单元，以便触发控制信号。此外，通过在人 体上的稳定的信号输入耦合必要的是较高的能量消耗。由于持续的信号输入耦合，即使用 者暴露在磁场和/或电场中，探测装置被认为对使用者的健康有害。发明内容
因此，本发明的目的在于，实现一种用于接近识别的探测系统，该探测系统不需要 在使用者方面的发射单元，节能地工作并且使发射到人体上的信号最小化。
用于机动车的、要求保护的探测系统用于在机动车内舱中对手或手臂运动在显示 和操作单元的方向上的接近进行识别，该探测系统具有分两阶段的探测。第一阶段包括通 过至少一个光学或声学传感器的远区域探测，第二阶段包括借助于电容式的传感器通过信 号输入耦合和输出耦合(auskopplimg)实现的近区域探测。该系统这样设计，即当手或手 臂运动过渡到近区域中时，远区域探测自动地触发近区域探测。
一种用于对用于机动车、特别是机动车内舱的探测系统进行操作的方法，该探测 系统用于对手或手臂运动在显示和操作单元的方向上的接近进行识别，其中探测分两阶段 地进行，并且其中远区域探测随着手或手臂在显示和操作单元的方向上的运动的开始而一 起开始，并且远区域探测当从远区域到近区域的运动过渡时自动地触发近区域探测。
通过将探测过程分割成近和远区域实现了一种节能的方法。当使用者进入远区域 中时，通过相对于其它传感器特别节能地工作的光学传感器识别出接近，并且仅仅当进入 近区域中时才执行消耗能量的控制命令和系统-使用者-对话。如果使用者在向前进入到 近区域中之前，又离开远区域，则因此确定没有对话并且将系统保持在需要较小能量消耗 的模式中。
通过在从属权利要求中给出的措施，可以实现有利的改进方案和改善之处。
根据本发明，第一探测阶段的传感器是反射红外线-光栅或超声波传感器。这有 利地在于，这些传感器在机动车内舱中通过使用在毫米范围中和该范围以下的短波长而适 于在半米以下的相对较短的有效距离。远区域可以具有从IOcm到半米的使用者-显示距 离。因此特别在较小的距离中需要注意的是，所使用的传感器必须总是足够快，以便当进入 近区域时接通近区域传感器。用于近和远区域的精确的移动单元取决于机动车类型并且可 以相应地调节。远区域传感器优选地布置在车顶天花板上、例如在阅读灯或后视镜附近或 者在显示和操作元件的区域中。
在一个优选的实施例中，探测的第一阶段随着手或手臂开始在显示和操作单元的 方向上的运动而执行远区域探测。根据本发明由此激活第二探测阶段，其通过发射到手臂 或手上的信号来探测在显示和操作单元的近区域中的运动和相应的电容式的信号输出耦 合。近区域传感器设计为接近开关。电容式的接近开关的功能以在其传感器电极之前的环 境中的电场的改变为基础，例如通过手臂或手进入到显示和操作元件的近区域中引起，该 近区域由该传感器覆盖。通过探测，采取用于匹配与显示和操作方案的措施。接近该系统 则触发控制命令。对此例如可以是显示和操作表面的外表形状的变化、适当的断开，或将对 于驾驶员和/或副驾驶员的功能关闭或者分配对于驾驶员或副驾驶员的功能。
在本发明的一个优选的实施例中，用于触发信号的编码发送器并不是必要的。在 显示和操作单元的近区域中的接近本身已经导致了执行控制命令。
根据本发明，显示和操作单元可以设计为触摸屏并且布置在机动车的中控台中。
通过根据本发明的分两阶段的探测，特别在近区域中取消了在使用者上的稳定的 信号输入耦合。
通过接近识别的第一阶段激活了根据使用者特性的接近识别(Naherkenrumg)。因 此可以提早地示出根据使用者特性的内容。通过操作者的提早的识别能够根据系统缩短在 使用者输入方面的操作滞后期。
根据几个实施例详细地说明用于接近识别的探测系统。图中示出
图1示出了接近探测的第一阶段(远区域探测)；
图2示出了接近探测的第二阶段(近区域探测)；
图3示出了分两阶段的接近探测的流程。
具体实施方式
图1示出了接近探测的第一阶段，在机动车内舱9中的通过至少一个光学传感器 4实现远区域探测，该传感器设计为反射红外线-光栅。显示和操作单元1设计为触摸屏7或另外的显示器，并且位于机动车的中控台8中。反射红外线-光栅位于机动车的车顶10 处的后视镜的高度中。探测的第一阶段同样可能利用超声波传感器实现。远区域探测随着 手或手臂在显示和操作单元1的方向上的运动5而同时开始。远区域在机动车内舱9中可 在几厘米和半米之间调节。
在经过光栅时，从使用者反射的光信号由反射光栅的接收器接收并且在评估单元 中被如下地评估，接近运动是否在显示和操作单元1的方向上持续，或者中断。当离开远区 域进入近区域时激活近区域的信号传输传感器。通过反射光栅的适合的布置可以对运动的 开始进行记录，并且该探测在早先的运动阶段中已经开始。
在图2中示出了接近探测的第二阶段，近区域探测。借助于在人体6上的信号输 入耦合，进行在显示和操作单元1的近区域中的探测。探测在近区域中通过电容式的距离 传感器实现。该传感器将需要检测的参数，在此是距离转换成进一步处理的信号。该功能 以在激活区、即近区域的周围环境中的电场的变化为基础。通过手臂或手5在显示和操作 单元1的方向上的接近，在传感器的电场中实现了电容改变。通过该电容改变，将控制命令 输出到显示和操作单元1上。实现了显示和操作方案的使用者规定的匹配，也就是说根据 第一信号从哪个方向到达接收器上，显示和操作单元1在第二探测阶段中接入到具有相应 的信息的驾驶员-或副驾驶员模式中。
在图3中示出分两阶段的接近探测的流程。该过程随着在显示和操作单元1的方 向上的手运动5的远区域探测借助于反射-红外线-光栅而一起开始。如果识别了这样的 运动，则在运动延续时在近区域中激活近区域探测。
如果通过信号输入耦合，在显示和操作单元1之前几厘米探测到使用者6的手5， 则采取用于改变显示和操作方案的措施。探测由于使用者的手5的抽回而失败并且解除近 区域探测。重新进行远区域探测。
权利要求
1.一种用于机动车的探测系统，用于对手或手臂运动(5)在显示和操作单元(1)的方 向上的接近进行识别，其中所述系统这样设计，即分两阶段地进行探测，并且相对于所述显 示和操作单元，直接在所述显示和操作单元之前在较远的距离中存在远区域和在一定距离 中存在近区域，其特征在于，在机动车内舱(9)中的接近识别包括作为第一阶段的远区域 探测和作为第二阶段的近区域探测，其中所述远区域探测为了识别接近而具有至少一个光 学传感器(4)或至少一个声学传感器G)，并且所述远区域探测这样地设计，即所述远区域 探测在所述手或手臂运动( 从所述远区域过渡到所述近区域中时自动地触发所述近区 域探测。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，至少一个所述光学传感器(4)是反射红外 线-光栅。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，至少一个所述声学传感器(4)是超声波传 感器。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述远区域作为在所述显示 和操作单元(1)和使用者(6)之间的距离在1和50cm之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述显示和操作单元具有触 摸屏(7)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述显示和操作单元(1)集 成在机动车的中控台(8)中。
7.一种用于对用于机动车的探测系统进行操作的方法，所述探测系统用于在机动车内 部区域中对手或手臂运动( 在显示和操作单元(1)的方向上的接近进行识别，其中通过 所述系统实现分两阶段的探测，其中远区域探测具有至少一个光学传感器(4)或至少一个 声学传感器G)，并且所述远区域探测随着在所述显示和操作单元(1)的方向上的所述手 或手臂运动(5)的开始而一起开始，并且近区域探测通过所述手或手臂运动(5)直接接近 所述显示和操作单元(1)通过所述远区域探测自动触发。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过在所述近区域中接近所述显示和操 作单元(1)来触发显示和操作方案的改变。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述显示和操作单元(1)可通过接近 所述显示和操作单元(1)的方向识别，通过所述远区域探测根据驾驶员或副驾驶员方面的 使用者特性进行调节。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述远区域探测随着所述 使用者(6)的所述手或手臂开始在所述显示和操作单元(1)的方向上的运动(5)的同时而 一起开始。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述近区域探测实现 对所述显示和操作方案的匹配。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述近区域探测通过至少 一个电容传感器实现。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述近区域探测通过信号 的电容输入耦合来实现。
全文摘要
本发明涉及一种探测系统，用于对手或手臂运动(5)在显示和操作单元(1)的方向上的接近进行识别。该探测通过远区域探测和近区域探测分两阶段地实现，其中第一阶段通过至少一个光学或声学传感器(4)探测。
文档编号H03K17/96GK102037648SQ200980118120
公开日2011年4月27日 申请日期2009年5月28日 优先权日2008年6月3日
发明者吉多·迈尔-阿伦特, 霍尔默-海尔特·格林德曼 申请人:大陆汽车有限责任公司