投影裝置和用于運(yùn)行投影裝置的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種尤其用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的投影裝置(2)，包括將信息投影到表面(14)的投影儀(4)，其中，該投影裝置具有用于確定所述表面(14)之上的關(guān)鍵區(qū)域(KB)的傳感器單元(6)并且該投影裝置具有控制單元，該控制單元被如此配置，使得在被確定的關(guān)鍵區(qū)域(KB)上以至少減少的強(qiáng)度投影信息。
【專利說明】投影裝置和用于運(yùn)行投影裝置的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種尤其用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的投影裝置，包括投影信息到表面的投影儀， W及涉及一種用于運(yùn)行相應(yīng)的投影裝置的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 為了支持治療的醫(yī)生，在一些情況下在患者的檢查和/或治療期間將信息借助 投影儀在患者的身體上投影。在該里將來自投影儀的光線向患者方向并由此也向患者 的眼睛的方向發(fā)射，所W必須確保，患者的眼睛通過投影儀的運(yùn)行沒有被過載或甚至于 被損傷。在此需要考慮的是，在用藥的和/或麻醉的患者的情況下必須假設(shè)，瞬目反射 (Lidschlussreflex)并非沒有問題地生效和/或患者的瞳孔人為地被張開，使得天然的保 護(hù)功能未生效或僅僅部分地生效。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 由此出發(fā)的本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，給出一種具有優(yōu)勢(shì)的投影裝置和運(yùn)行相 應(yīng)投影裝置的方法。
[0004] 所述基于本裝置的技術(shù)問題通過根據(jù)本發(fā)明的帶有本發(fā)明技術(shù)特征的投影裝置 來解決?；诒痉椒ǖ募夹g(shù)問題根據(jù)本發(fā)明通過具有本發(fā)明技術(shù)特征的方法來解決。
[0005] 在此，投影裝置尤其設(shè)置用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和在那里例如被使用，W便在患者的檢查 和/或治療的情況下對(duì)于治療的醫(yī)生進(jìn)行支持，其方法是在檢查或治療期間將信息對(duì)于治 療的醫(yī)生投影到患者的身體上。為此投影裝置包括；投影儀，用于將信息投影到身體的表 面；和除此W外的傳感器單元，用于確定表面之上的關(guān)鍵區(qū)域；W及控制單元，其被如此配 置，在所確定的關(guān)鍵區(qū)域之上將信息W至少減少的強(qiáng)度投影。
[0006] 在該里作為關(guān)鍵區(qū)域理解為，在其中光線W相對(duì)高的強(qiáng)度引起不希望的反應(yīng)，例 如損傷。如果投影裝置在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域被用于將信息投影到患者身體上，則將患者的頭部尤其 眼部作為關(guān)鍵區(qū)域看待，因?yàn)閹в懈邚?qiáng)度的光線可W引起患者眼睛的過度刺激和在最壞情 況下眼睛的損傷。為了避免該點(diǎn)而使光線W至少減少的強(qiáng)度擊中關(guān)鍵區(qū)域。
[0007] 投影裝置由此具有防護(hù)功能，借助其幫助優(yōu)選全自動(dòng)地避免關(guān)鍵區(qū)域被過高強(qiáng)度 的光線照射。為此首先借助傳感器單元檢查，是否和必要時(shí)在哪個(gè)位置在投影儀的投影區(qū) 域中存在關(guān)鍵區(qū)域，并且接下來借助控制單元如此控制投影儀，即在投影情況下，也就是在 發(fā)射光線到所確定的關(guān)鍵區(qū)域的投影區(qū)域的情況下，光線W至少減少的強(qiáng)度擊中。在之前 引證的示例的情況下該些意味著，借助傳感器單元確定頭部的位置或眼睛的位置，并且通 過控制單元如此控制投影儀，使得在投影儀的運(yùn)行的情況下在頭部區(qū)域或在眼睛區(qū)域光線 W至少減少的強(qiáng)度擊中，從而在兩種情況下防止眼睛的過度刺激或至少避免損傷。
[0008] 在此，優(yōu)選對(duì)于所確定的關(guān)鍵區(qū)域預(yù)先規(guī)定關(guān)于強(qiáng)度的極限值，其中除此之外優(yōu) 選在投影儀的運(yùn)行中在所確定的關(guān)鍵區(qū)域上將信息W不為零的且低于極限值的強(qiáng)度投影。 基于之前所提及的來自醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的示例該些意味著，假如頭部被定義為關(guān)鍵區(qū)域且傳感器 單元在投影區(qū)域確定了頭部，在患者的頭部?jī)?yōu)選投影其它信息，假如信息投影被設(shè)置在頭 部位于的區(qū)域，其中投影儀仍然如此被控制，即光線W小于極限值的強(qiáng)度擊中頭部。在此極 限值如此被選擇，即，即使在光線福射直接進(jìn)入患者的眼睛的情況下過度刺激和/或損傷 也會(huì)被避免。替代地如此進(jìn)行投影儀的控制，即在患者頭部的區(qū)域W技術(shù)上盡可能小的光 線擊中。在該情況下防護(hù)功能如此被構(gòu)造，使得關(guān)鍵區(qū)域?qū)τ谛畔⒌耐队氨粶?zhǔn)禁止，于是在 所確定的關(guān)鍵區(qū)域中根本不進(jìn)行投影。作為特別重要分類的信息然后優(yōu)選作為替代投影到 投影區(qū)域的其它位置，尤其是鄰近的區(qū)域。
[0009] 在此，優(yōu)選使用激光投影儀或視頻投影儀作為投影儀，其中激光投影儀在一些情 況下是特別有效的，其中僅僅應(yīng)該投影簡(jiǎn)單的標(biāo)記到表面，而當(dāng)在表面待投影的信息還包 括數(shù)字、字母和/或圖示時(shí)，于是具有優(yōu)勢(shì)地設(shè)置視頻投影儀。
[0010] 此外優(yōu)點(diǎn)在于，傳感器單元包括攝像頭和尤其是數(shù)碼攝像頭，其中所述攝像頭或 數(shù)碼攝像頭和投影儀在具有優(yōu)勢(shì)的改進(jìn)方案中被安置到共同的殼體中，并由此被構(gòu)造為設(shè) 備單元。借助攝像頭采集的圖像信息然后被輸送到集成在傳感器單元之內(nèi)的評(píng)估單元，其 被有效地配置用于目標(biāo)識(shí)別或模式識(shí)別。W此方式由此將預(yù)先給定的例如是患者頭部的關(guān) 鍵區(qū)域（假如存在于投影區(qū)域中）自動(dòng)化地識(shí)別，并且將如此確定的在投影區(qū)域內(nèi)的關(guān)鍵 區(qū)域（尤其是其范圍和相對(duì)位置）傳輸給控制單元，從而最終在所確定的關(guān)鍵區(qū)域?qū)⑿畔?W至少減少的強(qiáng)度投影。
[0011] 在此值得注意的是，在計(jì)算的圖像識(shí)別的情況下始終必須在所尋找的目標(biāo)錯(cuò)誤地 無法識(shí)別的概率和非所尋找的目標(biāo)錯(cuò)誤地判定為所尋找的目標(biāo)的概率之間做出妥協(xié)。在之 前多次引證源自醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的示例的情況中在該里設(shè)置，如下地優(yōu)化對(duì)于計(jì)算的圖像識(shí)別所 使用的算法，在任何情況下，即W至少95%的概率識(shí)別患者的頭部或眼部。錯(cuò)誤地將目標(biāo)解 釋為所尋找的目標(biāo)與之相反被分類為較少重要。在具有優(yōu)勢(shì)的改進(jìn)方案中，能夠可變地預(yù) 設(shè)在該兩個(gè)目標(biāo)之間的妥協(xié)，其中優(yōu)選取決于應(yīng)該投影到相應(yīng)的位置處的信息的重要性而 進(jìn)行評(píng)估。因?yàn)樾畔⒃街匾?，則高概率地將目標(biāo)錯(cuò)誤解釋為所尋找的目標(biāo)產(chǎn)生越不利的效 果。鑒于此在如此的情況下優(yōu)選對(duì)概率默認(rèn)規(guī)定較小的闊值，即將非所尋找的目標(biāo)錯(cuò)誤地 判定為所尋找的目標(biāo)。替代地將特別重要的信息作為補(bǔ)償投影到表面的其它位置。
[0012] 投影裝置的優(yōu)選構(gòu)造相應(yīng)地對(duì)于將信息投影到表面和對(duì)于確定表面之上的關(guān)鍵 區(qū)域使用基本相同的空間角。在此投影裝置為了對(duì)于將信息投影到表面和對(duì)于確定表面之 上的關(guān)鍵區(qū)域使用共同的空間角而具有優(yōu)勢(shì)地包括半透性反射鏡。也就是說，傳感器單元 (例如說數(shù)碼攝像頭）和投影儀（例如是視頻投影儀）幾乎從同樣的角度向表面觀察，從而 據(jù)此不需要在各角度之間的復(fù)雜的換算。尤其當(dāng)其如優(yōu)選涉及到多像素視頻投影儀和多像 素?cái)?shù)碼攝像頭時(shí)，數(shù)碼攝像頭的單個(gè)像素能夠和視頻投影儀的單個(gè)像素相對(duì)應(yīng)，從而當(dāng)借 助數(shù)碼攝像頭的相應(yīng)的像素例如來采集患者的頭部時(shí)，簡(jiǎn)單地將所對(duì)應(yīng)的視頻投影儀的像 素調(diào)暗或暫時(shí)關(guān)閉。通過視頻投影儀的特定像素在運(yùn)行中W光線照射特定的空間區(qū)域，并 且光學(xué)地W數(shù)碼攝像頭的特定像素來監(jiān)控同樣的區(qū)域，從而在視頻投影儀的像素和數(shù)碼攝 像頭的像素之間給出簡(jiǎn)單的透視（perspektivisch)關(guān)系，其能夠優(yōu)選通過簡(jiǎn)單的移動(dòng)向 量和/或簡(jiǎn)單的比例因子（Skalierungs化ktor)被描述。W此方式特別易于對(duì)于投影裝置 進(jìn)行校正，其中對(duì)此優(yōu)選設(shè)置自動(dòng)校準(zhǔn)裝置巧inmessautomatik)。在借助自動(dòng)校準(zhǔn)裝置的 校正范圍內(nèi)然后例如借助投影儀將隨機(jī)模式投影到表面，并且借助傳感器單元將所投影的 隨機(jī)模式光學(xué)地采集和確定相互聯(lián)系。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 下面，根據(jù)示意性圖示對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的說明。其中：
[0014] 圖1是投影裝置的透視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面舉例描述的投影裝置2被使用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域并且包括視頻投影儀4 W及攝像頭 6,該二者都安置在共同的殼體8之內(nèi)。殼體8被組裝在計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備的機(jī)架10之 上，由此使患者床12位于投影裝置2的工作區(qū)域AB內(nèi)。因此借助作為多像素?cái)?shù)碼攝像頭 構(gòu)造的攝像頭6能夠生成被定位在患者床12之上的患者14的圖像，和借助作為多像素視 頻投影儀構(gòu)造的視頻投影儀4能夠?qū)⑿畔ⅲɡ缡菢?biāo)記）投影到患者14的身體的表面。
[0016] 攝像頭6是未具體顯示的傳感器單元的其它部件，所述傳感器單元此外構(gòu)造用于 自動(dòng)化的圖像處理或圖像評(píng)價(jià)。相應(yīng)地，評(píng)估借助攝像頭6所生成的圖像或圖像數(shù)據(jù)，其中 為了評(píng)估而使用目標(biāo)識(shí)別算法。
[0017] 如果此時(shí)治療醫(yī)生希望在定位在患者床12之上的患者的檢查和/或治療期間使 用投影裝置2,則其可W通過未示出的控制面板激活投影裝置2。通過激活而開始自動(dòng)運(yùn)行 的程序，其中首先借助攝像頭6生成帶有其上定位的患者14的患者床12的圖像。該圖像 在傳感器單元中被評(píng)價(jià)，其中構(gòu)造了對(duì)此所使用的用于識(shí)別患者的頭部的目標(biāo)識(shí)別算法。
[0018] 如果在所生成的圖像中識(shí)別出頭部，則將頭部位于的相應(yīng)區(qū)域判斷為關(guān)鍵區(qū)域， 并且將該區(qū)域的范圍、形狀W及相對(duì)位置告知給集成在投影裝置2之中的控制單元。相反， 如果在生成的圖像中未識(shí)別出頭部，則將給出錯(cuò)誤提示，治療的醫(yī)生可W然后在重新啟動(dòng) 程序和終止程序之間選擇。
[0019] 與其相反，僅當(dāng)在生成的圖像中識(shí)別了頭部并確定了相應(yīng)的關(guān)鍵區(qū)域KB時(shí)，才可 W繼續(xù)程序。如果情況是該樣，則激活視頻投影儀4并將信息投影到患者14的身體的表面， 其中所述視頻投影儀4如此通過控制單元被控制，使得在特定的關(guān)鍵區(qū)域邸內(nèi)僅僅有具有 小于預(yù)定的極限值的強(qiáng)度的光線擊中。W此方式確保通過視頻投影儀4的運(yùn)行不會(huì)引起患 者14的眼睛的損傷。
[0020] 對(duì)于其余區(qū)域UB，不通過控制單元對(duì)視頻投影儀4施加強(qiáng)度限制，從而其在此將 信息W基礎(chǔ)強(qiáng)度投影。該基礎(chǔ)強(qiáng)度在此是相對(duì)較高選擇的，因?yàn)榛颊?4的身體的表面實(shí)際 上不適合于作為"投影墻"。鑒于此必須為了在患者14的身體的表面上的好的信息可視性， 分別根據(jù)環(huán)境中的光照度W相對(duì)高的光強(qiáng)度來處理。
[0021] 在投影信息到患者14的身體的表面期間W規(guī)則的距離借助攝像頭6檢查，是否患 者14的頭部的位置有變化，如果是有變化，則確定相適應(yīng)的關(guān)鍵區(qū)域KB和相應(yīng)于所變化的 關(guān)鍵區(qū)域KB來控制視頻投影儀4。
[0022] 本發(fā)明不受前面所描述的實(shí)施例所限制。而是可W由技術(shù)人員從中推導(dǎo)出本發(fā)明 的其它變形，而不脫離本發(fā)明的范圍。尤其其它所有與本實(shí)施例所描述有聯(lián)系的單個(gè)特征 也可W其它方式相組合，而不脫離本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種尤其用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的投影裝置（2)，包括將信息投影到表面（14)的投影儀（4)， 其特征在于，所述投影裝置具有用于確定所述表面（14)之上的關(guān)鍵區(qū)域（KB)的傳感器單 元（6)并且所述投影裝置具有控制單元，所述控制單元被如此配置，使得在被確定的關(guān)鍵 區(qū)域（KB)上以至少減少的強(qiáng)度投影信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置（2)，其特征在于，對(duì)于所確定的關(guān)鍵區(qū)域（KB)預(yù) 先規(guī)定關(guān)于強(qiáng)度的極限值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投影裝置（2)，其特征在于，在所確定的關(guān)鍵區(qū)域（KB)上以 不為零且小于所述極限值的強(qiáng)度投影信息。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的投影裝置（2)，其特征在于，使用激光投影 儀作為所述投影儀（4)。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的投影裝置（2)，其特征在于，使用視頻投影 儀作為所述投影儀（4)。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的投影裝置（2)，其特征在于，所述傳感器單 元（6)包括攝像頭（6)。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的投影裝置（2)，其特征在于，對(duì)于將信息投 影到表面（14)和確定所述表面（14)之上的關(guān)鍵區(qū)域（KB)，使用基本相同的空間角。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的投影裝置（2)，其特征在于，所述投影裝置為了對(duì)于將信息投 影到表面（14)和確定所述表面（14)之上的關(guān)鍵區(qū)域（KB)使用共同的空間角而包括半透 性反射鏡。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的投影裝置（2)，其特征在于，所述傳感器單 元（6)被配置用于目標(biāo)識(shí)別或模式識(shí)別。
10. 根據(jù)上述權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的投影裝置（2)，其特征在于：所述表面 (14)通過患者（14)的表面（14)被給定；患者（14)的頭部和尤其是眼部被預(yù)先規(guī)定作為 關(guān)鍵區(qū)域（KB);和所述傳感器單元（6)被配置用于識(shí)別頭部或眼部的位置。
11. 一種用于運(yùn)行投影裝置（2)、尤其是根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的投影裝置 ⑵的方法，其特征在于：借助投影儀⑷將信息投影到表面（14);借助傳感器單元（6)確 定所述表面（14)之上的關(guān)鍵區(qū)域（KB);和在所確定的關(guān)鍵區(qū)域（KB)之上以至少減少的強(qiáng) 度投影信息。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于：在所確定的關(guān)鍵區(qū)域（KB)之上不投影 信息；并且將為該區(qū)域所安排的信息投影到鄰近的區(qū)域。
【文檔編號(hào)】A61B19/00GK104224322SQ201410247404
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月6日
【發(fā)明者】T.漢尼曼 申請(qǐng)人:西門子公司