[发明专利]用于实现探测功能的设备以及用于运行这种设备的方法

说明书

提出一种用于实现探测功能的设备以及一种用于运行这种设备的方法，所述设备包括至少一个扫描模块(1)、探测模块(2)和分析处理装置(22)，其中，所述探测模块(2)能够与所述扫描模块(1)在空间上远离地运行。所述扫描模块(1)包括：用于产生至少一个探测激光射束(L)的至少一个第一激光源(11)；用于所述至少一个探测激光射束(L)的偏转装置(12)；用于操控所述第一激光源(11)和所述偏转装置(12)的控制装置(13)，使得所述探测激光射束(L)能够以预给定的扫描模式运动。所述探测模块(2)包括至少一个光探测器(21)，借助所述光探测器能够检测所述至少一个探测激光射束(L)在光路中的对象(O)上反射的光，并且能够将所述反射光转换为接收信号。用于所述探测激光射束(L)的第一激光源(11)能够如此操控，使得根据所述探测激光射束(L)的偏转来调制所述探测激光射束，并且以这种方式给所述探测激光射束设置同步标记。所述分析处理装置(22)设计用于在所述接收信号中识别同步标记，并且基于所述同步标记使所述接收信号与所述探测激光射束(L)的偏转同步。

技术领域

本发明涉及一种用于实现探测功能的设备以及一种用于运行这种设备的方法。在此提到的设备包括至少一个扫描模块、探测模块和分析处理装置，其中，探测模块能够与扫描模块在空间上远离地运行。扫描模块包括：至少一个第一激光源，其用于产生至少一个探测激光射束；用于至少一个探测激光射束的偏转装置；以及控制装置，其用于操控所述至少一个第一激光源和所述偏转装置，使得至少一个探测激光射束以预给定的扫描模式运动。探测模块包括至少一个光探测器，借助该光探测器能够检测至少一个探测激光射束在光路中的对象上反射的光，并且能够将所述光转换为接收信号。

在此提到的本发明的探测功能可以用于不同的应用——例如用于读取条形码、或者也可以用于识别扫描区域中的对象的其他定义的光学特征。另一重要应用领域是(例如在手势识别的范畴内)实现交互功能——即探测对象、必要时探测对象在探测激光射束的光路中的运动。

背景技术

在WO 2015/185247 A1中描述一种具有交互功能的扫描式激光投影仪，该扫描式激光投影仪由用于图像产生的投影仪模块和交互模块构成。这两个模块可以远程地(abgesetzt)、即在空间上彼此远离地运行。

在本发明的意义上，投影仪模块充当扫描模块，其方式是：投影仪模块包括用于图像产生和交互功能的激光源，并且该投影仪模块包括用于由激光源产生的激光射束的偏转装置。投影仪模块还包括控制装置，该控制装置用于根据待投影的图像信息来操控激光源和偏转装置。使用红外激光器来实现交互功能，而使用可见光谱中的激光源用于图像产生。使红外激光射束(在此充当探测激光射束)与用于图像产生的激光射束一起在图像区域上以预给定的扫描模式运动。

在本发明的意义上，WO 2015/185247 A1中描述的激光投影仪的交互模块充当探测模块。交互模块包括光电二极管作为光探测器，该光电二极管将所反射的红外激光转换为光电流作为接收信号。通过分析处理该接收信号可以求取对象是否位于红外激光的光路中。如果接收信号与扫描模块的扫描过程同步，则也可以在扫描模式中定位这种所探测的对象，因为能够将接收信号可靠地分配给扫描模式中的定义位置。同步的前提条件是尽可能准确地了解扫描过程、尤其发送时钟和扫描模式。因为发送时钟基本上由偏转装置的机械特性共同决定，所以发送时钟可能会经受一定的波动，这主要归因于环境影响(例如温度波动、湿度波动和压力波动)。因此，在连续的运行中接收信号必须一直反复与发送信号(即与探测激光射束)同步。然而，发送时钟仅相对缓慢且略微地发生变化，使得对于大多数应用情况而言，以定期的时间间隔来重复该同步就是足够的。在同步过程之间的时间间隔中，可以简单地通过对发送时钟进行计数来将接收信号分配给发送信号并且因此分配给扫描模式中的相应位置。如果扫描过程例如以具有定义像素数的行或列逐帧进行，并且如果已知帧率、行频率或列频率以及每行或每列的像素数，则可以通过对发送时钟进行计数来求取各个同步过程之间的扫描过程的帧开始和行开始，并将该帧开始和行开始分配给接收信号。