Пространственная мышь - устройство связи



Пространственная мышь - устройство связи
Пространственная мышь - устройство связи
Пространственная мышь - устройство связи
Пространственная мышь - устройство связи
Пространственная мышь - устройство связи
Пространственная мышь - устройство связи
Пространственная мышь - устройство связи
Пространственная мышь - устройство связи

 


Владельцы патента RU 2472206:

КОНИНКЛЕЙКЕ ФИЛИПС ЭЛЕКТРОНИКС Н.В. (NL)

Изобретение относится к области устройств, используемых людьми для управления машинами, и, в частности, к пассивным устройствам связи. Техническим результатом является обеспечение определения ориентации устройства и повышения точности определения ориентации устройства, используя изображение только с одной камеры. Устройство (101; 102; 103) связи для управления системой, причем устройство связи содержит отражательный элемент (111; 112; 113) для создания команды управления системой, причем созданная команда управления системой состоит из света, отраженного отражательным элементом, устройство связи содержит неотражающую круглую крышку (122, 123) отражающего элемента (112, 113), выполненного так, что свет, отраженный отражательным элементом, формирует изображение (302, 303), содержащее отражение (311, 312, 313) отражательного элемента (112, 113) и тень (322, 323) крышки от круглой крышки (122, 123). 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области устройств, используемых людьми для управления машинами, и, в частности, к пассивным устройствам связи.

Уровень техники изобретения

Традиционным устройством, используемым людьми для управления системой, является пульт дистанционного управления. Пульты дистанционного управления являются дорогостоящими, восприимчивыми к механическим ударам и подверженными воздействию влаги и требуют электронных частей и электропитания. Еще одним устройством, используемым людьми для управления системой, является координатно-указательное устройство. Координатно-указательное устройство может использоваться для наведения указателя на признак в изображении, отображенном на устройстве отображения. Координатно-указательные устройства содержат мышь и шаровой манипулятор и могут использоваться, например, для управления персональным компьютером. Некоторые системы управляются с использованием сенсорного экрана для взаимодействия с изображением, отображенным на устройстве отображения. Здесь координатно-указательным устройством может быть палец или прутик. Публикация 2001/0030668 заявки на выдачу патента США, в дальнейшем указываемая ссылкой как Ref.1, описывает вариант осуществления устройства, содержащего три аппаратных элемента: устройство отображения, световой датчик или камеру, которые могут регистрировать изображение на устройстве отображения и координатно-указательное устройство или его воздействие на устройство отображения, и координатно-указательное устройство, которое может регистрироваться посредством или создает распознаваемые характеристики на устройстве отображения, которые могут регистрироваться световым датчиком или камерой. Ограничение на использование координатно-указательного устройства, такого как описанное в Ref. 1, для управления системой состоит в том, что устройство должно взаимодействовать с устройством отображения и/или проектором для отображения изображения для управления системой.

WO 2006/028158 раскрывает способ обнаружения наклона и развлекательную систему, которая изображает световозвращающее полотно для получения пикселей максимальной яркости по абсциссе и ординате, чтобы обнаруживать угол наклона световозвращающего полотна.

WO 2006/135087 раскрывает устройство ввода, способ имитационного испытания и развлекательную систему, которая включает в себя световозвращающее полотно на внутренней поверхности прозрачного элемента, который прикреплен к ремню. Устройство носится на руке пользователя и избирательно затеняется его пальцами.

Сущность изобретения

Было бы полезным иметь устройство для управления системой, в котором системе не обязательно взаимодействовать с устройством отображения и/или проектором для отображения изображения для управления системой.

Чтобы принять меры в этом отношении, в аспекте изобретения предложено устройство связи для управления системой, устройство связи содержит отражательный элемент для создания команды управления и идентификатора для идентификации устройства связи, при этом созданная команда управления системой сформирована из света, отраженного отражательным элементом.

В дополнительном аспекте изобретения предложен приемник для приема команды управления системой, созданной посредством и сформированной из света, отраженного отражательным элементом устройства связи, и для приема идентификатора устройства связи ради идентификации устройства связи, приемник содержит:

- блок восприятия для восприятия света, отраженного отражательным элементом; и

- блок обработки для извлечения команды управления системой на основании света, воспринятого блоком восприятия.

Свет, отраженный отражательным элементом, может обнаруживаться пользователем, эксплуатирующим устройство связи, например, посредством надлежащего позиционирования отражательного элемента. Свет, отраженный отражательным элементом, воспринимается блоком восприятия приемника и получается блоком обработки приемника. Блок восприятия, например, может содержать световой датчик или матрицу световых датчиков. Блок обработки выполнен с возможностью выполнения анализа воспринятого света, содержащего свет, отраженный отражательным элементом. Блок обработки, кроме того, выполнен с возможностями определения команды управления системой на основании анализа воспринятого света и применения команды управления системой к системе.

В варианте осуществления устройства связи созданная команда управления системой основана на положении отражательного элемента. Положение отражательного элемента, например угол между отражающей поверхностью и направлением падающего света, может обнаруживаться пользователем, эксплуатирующим устройство связи. Интенсивность света, отраженного отражательным элементом и воспринятого матрицей световых датчиков блока восприятия приемника, может зависеть от угла между отражающей поверхностью и направлением падающего света. Первый диапазон углов может соответствовать первой команде управления системой, а второй диапазон углов может соответствовать второй команде управления системой.

В варианте осуществления устройства связи отражательный элемент содержит световозвращающую поверхность. Преимущество использования световозвращающей поверхности состоит в том, что она отражает свет в направлении, по существу идентичном направлению падающего светового пучка. Это предоставляет возможность отражения света по направлению на источник света независимо от положения отражательного элемента. Размещение блока восприятия возле источника света улучшает способность приемника воспринимать отраженный свет.

В варианте осуществления устройства связи устройство связи дополнительно содержит средство определения формы для определения формы отражательного элемента. Разные формы отражательного элемента могут соответствовать разным командам управления системой. Средство определения формы, таким образом, предоставляет возможность создания разных команд управления системой на основании формы отражательного элемента.

Согласно изобретению, устройство связи дополнительно содержит идентификатор для идентификации устройства связи. Это предоставляет возможность ассоциативного связывания созданной команды управления системой с устройством связи на основании упомянутого идентификатора. Команда управления системой, таким образом, может выполняться системой, если идентификатор устройства связи удовлетворяет условию.

В варианте осуществления приемника блок восприятия, кроме того, выполнен с возможностью получения изображения на основании света, отраженного отражательным элементом. Пользователь может обнаруживать свет, который должен отражаться отражательным элементом устройства связи, например, посредством позиционирования и/или посредством определения формы отражательного элемента, тем самым создавая команду управления системой. Блок восприятия может содержать цифровую камеру, выполненную с возможностью получения изображения на основании света, отраженного отражательным элементом. Блок обработки может быть выполнен с возможностями анализа изображения и извлечения команды управления системой на основании этого изображения.

В варианте осуществления приемника извлеченная команда управления системой основана на свете, воспринятом блоком восприятия за множество моментов времени. Например, пользователь может перемещать или изменять форму отражательного элемента устройства связи. Свет, воспринятый блоком восприятия за множество моментов времени, может анализироваться блоком обработки. Блок обработки может быть выполнен с возможностью извлечения команды управления системой на основании света, воспринятого блоком восприятия за множество моментов времени. Таким образом, создание команды управления системой может быть основано на перемещении или изменении формы пассивного устройства управления.

В варианте осуществления приемника приемник дополнительно содержит источник света для испускания света, который должен отражаться отражательным элементом устройства связи. Свет может быть безопасным невидимым излучением, например инфракрасным излучением. Кроме того, свет может модулироваться, например испускаться импульсами. Это, кроме того, может делать обработку изображения блоком обработки, более устойчивой к ошибкам.

В дополнительном аспекте изобретения предложен способ управления системой, такой способ содержит:

- этап создания для создания команды управления системой, при этом созданная команда управления системой сформирована из света, отраженного отражательным элементом устройства связи, при этом отражательный элемент устройства связи включает в себя идентификатор для идентификации устройства связи;

- этап восприятия для восприятия света, отраженного отражательным элементом; и

- этап обработки для извлечения команды управления системой на основании света, воспринятого на этапе восприятия.

В дополнительном аспекте изобретения предложен компьютерный программный продукт, который должен загружаться компьютерным приспособлением, компьютерный программный продукт содержит инструкции для управления системой, компьютерное приспособление содержит процессор и память, компьютерный программный продукт, после загрузки, снабжает упомянутый процессор возможностью извлечения команды управления системой, созданной отражательным элементом устройства связи, и для приема идентификатора устройства связи для идентификации устройства связи, на основании света, воспринятого блоком восприятия приемника.

В дополнительном аспекте изобретения предложено устройство для изготовления устройства управления, такое устройство содержит средство для изготовления отражательного элемента устройства управления для создания команды управления системой, при этом созданная команда управления системой сформирована из света, отраженного отражательным элементом.

Специалистами в данной области техники будет приниматься во внимание, что два или более вышеупомянутых вариантов осуществления, реализаций и/или аспектов изобретения могут комбинироваться полезным образом.

Модификации и варианты способа и/или компьютерного программного продукта, которые соответствуют описанным модификациям и вариантам устройства связи и/или приемника, могут быть выполнены специалистом на основе настоящего описания.

Краткое описание чертежей

Эти и другие аспекты изобретения станут очевидными из и будут разъяснены по реализациям и вариантам осуществления, описанным в дальнейшем, и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 схематически показывает два примерных варианта осуществления устройства связи;

фиг.2 схематически показывает примерный вариант осуществления приемника;

фиг.3 схематически показывает два примерных изображения, полученных камерой блока восприятия света приемника;

фиг.4 схематически показывает вид примерного идентификатора устройства связи;

фиг.5 показывает примерный вариант осуществления устройства связи;

фиг.6 показывает примерное изображение, полученное камерой блока восприятия света приемника;

фиг.7 показывает примерный вариант осуществления блока восприятия и источника света приемника; и

фиг.8 показывает блок-схему последовательности операций способа у примерной реализации способа. Одинаковые номера ссылок используются для указания подобных частей на протяжении всех фигур.

Подробное описание вариантов осуществления

Фиг.1 схематически показывает два примерных варианта осуществления устройства связи. Первое изображение f1 и второе изображение s1, соответственно, показывают вид спереди и вид сбоку первого варианта осуществления устройства 101 связи. Устройство содержит плоский круглый отражательный элемент 111 и цилиндрическую рукоятку 131. Оси плоского круглого отражательного элемента 111 и рукоятки 131 по существу идентичны. Поверхность плоского круглого отражательного элемента 111 изготовлена из светоотражающего материала, такого как, но не в качестве ограничения, алюминиевая фольга или световозвращающая краска. Третье изображение f2 и четвертое изображение s2, соответственно, показывают вид спереди и вид сбоку второго варианта осуществления устройства 102 связи. Этот вариант осуществления содержит отражательный элемент 112 в виде отражательного наконечника, профилированного в виде конуса с верхним срезом, круглую крышку 122 наконечника 112 и цилиндрическую рукоятку 132. Оси наконечника 112, крышки 122 и рукоятки 132 по существу идентичны. Поверхность наконечника 112 изготовлена из светоотражающего материала, такого как, но не в качестве ограничения, алюминиевая фольга или световозвращающая краска, и содержит промежуток 115. Поверхность промежутка имеет отражательные свойства, по существу отличные от остальной поверхности наконечника, например, поверхность промежутка может быть по существу неотражающей.

Специалист будет понимать, что есть многие возможные варианты осуществления устройства связи, которые могут отличаться, например, формой отражательного элемента и светоотражающими свойствами материалов, составляющих отражательный элемент, и/или распределением этих материалов по поверхности отражательного элемента.

В варианте осуществления устройства связи отражательный элемент покрыт тонкопленочным фильтрующим покрытием для пропускания света определенной длины волны, например инфракрасного света. Преимущество использования инфракрасного света состоит в том, что инфракрасный свет безвреден и невидим для людей. Таким образом, отражательный элемент может быть выполнен с возможностью отражения света только определенной длины волны. Более того, отражательный элемент будет отражать свет, только если падающий световой пучок содержит свет определенной длины волны. Этот признак, например, может использоваться для назначения разной длины волны каждому пассивному устройству управления для идентификации, какое пассивное устройство управление создало команду управления системой, на основе длины волны отраженного света. Специалист будет знать другие способы реализации светофильтров. Использование других оптических фильтров и устройств, например дихроичных фильтров, поляризационных фильтров, интерференционных фильтров, призм, полуволновых пластин и четвертьволновых пластин, также предполагается.

Фиг.2 схематически показывает примерный вариант осуществления приемника 200 для приема команды управления системой, созданной посредством и сформированной из света, отраженного отражательным элементом устройства связи, приемник содержит:

- блок 210 восприятия для восприятия света, отраженного отражательным элементом; и

- блок 220 обработки для извлечения команды управления системой на основании света, воспринятого блоком 210 восприятия.

Примерный вариант осуществления приемника 200, показанный на фиг.2, дополнительно содержит необязательный источник 230 света для испускания света, который должен отражаться отражательным элементом устройства связи.

Блок 220 обработки выполнен с возможностью анализа света, воспринятого блоком 210 восприятия. Блок 210 восприятия может содержать световой датчик, например, использующий фоторезистор или фотодиод, для измерения интенсивности падающего света. Свет, воспринятый блоком 210 восприятия, содержит свет, отраженный отражательным элементом управляющего устройства связи. Блок 220 обработки может быть выполнен с возможностями анализа интенсивности света, воспринятого световым датчиком, и извлечения команды управления системой на основании анализа.

В варианте осуществления приемника 200 блок 210 восприятия, кроме того, выполнен с возможностью получения изображения на основании света, отраженного отражательным элементом. Например, блок восприятия может содержать цифровую камеру. Полученное изображение может изображать отражательный элемент. Изображение на основании света, отраженного отражательным элементом, зависит от конструкции и положения устройства связи. Положение определяется пользователем, удерживающим устройство связи. Изображение, основанное на свете, отраженном отражательным элементом, дополнительно может зависеть от положения блока 210 восприятия и/или источников света, освещающих отражательный элемент и блок 210 восприятия. Изображение, основанное на свете, отраженном отражательным элементом, переносится в блок 220 обработки. Блок 220 обработки выполнен с возможностями анализа изображения и определения команды управления системой на основании анализа изображения, например, с использованием справочной таблицы, где изображение, основанное на свете, отраженном отражательным элементом, приписывается команде управления системой. По выбору блок 210 восприятия может иметь цветовой фильтр, установленный на линзе, чтобы улучшить контраст воспринятого света. Цветовой фильтр может пропускать свет из узкой полосы длин волн, например из инфракрасной полосы, и блокировать другой свет.

Чтобы улучшить работу приемника, блок 220 обработки приемника 200 может применять алгоритм обработки изображений для анализа изображения, снятого блоком 210 восприятия, составленного приемником 200. Обработка изображений может включать в себя, но не в качестве ограничения, фильтрацию изображений и/или усреднение по времени многочисленных изображений, заснятых блоком 210 восприятия. Фильтрация изображений может быть полезна при устранении артефактов изображений, являющихся результатом, например, дефектов и повреждений у отражательного элемента пассивного устройства управления. Усреднение по времени многочисленных изображений может быть полезным для устранения артефактов движения.

В варианте осуществления приемник дополнительно содержит источник 230 света для испускания света, который должен отражаться отражательным элементом устройства связи. Источник 230 света может быть расположен в любом подходящем положении относительно блока восприятия. Источник 230 света может быть выполнен с возможностью испускания светового пучка, например параллельного светового пучка или конического светового пучка. Положение источника 230 света или размер светового пучка, например радиус цилиндрического светового пучка или конусный угол конического светового пучка, может быть конструктивным параметром приемника. По выбору может быть множество источников света. В принципе, свет может быть любым безопасным электромагнитным излучением, например инфракрасным излучением или видимым излучением. Свет может быть монохромным или может содержать множество частот излучения. Свет может испускаться параллельно оптической оси блока 210 восприятия, например оптической оси линзы цифровой камеры, составленной из блока 210 восприятия.

В варианте осуществления приемника 200 источник 230 света выполнен с возможностью непрерывного испускания света. В качестве альтернативы источник света может быть выполнен с возможностью испускания света световыми импульсами. Испускание света импульсами преимущественно может уменьшать количество потребляемой энергии и увеличивать срок службы источника 230 света. Кроме того, испускание света импульсами может уменьшать подвергание людей, например операторов устройств связи, воздействию излучения. Еще одно преимущество использования световых импульсов состоит в том, что интенсивность освещения светового импульса может быть гораздо большей, чем интенсивность освещения непрерывного света. Форма каждого импульса может обнаруживаться электронной схемой, входящей в состав приемника 200. Блок 210 восприятия может синхронизироваться с источником света.

В варианте осуществления устройства связи отражательный элемент содержит световозвращающую поверхность. Например, плоская поверхность круглого отражательного блока 111 или коническая поверхность наконечника отражательного блока 112, показанного на фиг.1, могут быть сделаны из или покрыты световозвращающим материалом. В наши дни световозвращающие материалы не дороги и легкодоступны. Например, может использоваться листовой материал с гладкой поверхностью фотоэлектрического качества, имеющийся в ленточных рулонах с клеем и подкладкой. Преимущество использования световозвращающего материала состоит в том, что направление отраженного света является приблизительно таким же, как направление падающего света. Поэтому свет, испускаемый из источника 230, расположенного возле блока 210 восприятия, отражается по направлению на блок 210 восприятия. Таким образом, блок 210 восприятия будет воспринимать свет, отраженный световозвращающими частями устройства связи, освещаемого источником 230 света, наряду с тем, что окружающие части устройства связи могут быть сконструированы и построены таким образом, что они не отражают свет. Это значительно повышает чувствительность и разрешение приемника 200.

Фиг.3 схематически показывает два примерных изображения 301 и 302, полученных камерой блока 210 восприятия света приемника 200. Первое изображение 301 соответствует первому примерному варианту осуществления устройства 101 связи, схематически проиллюстрированного на видах f1 и s1 по фиг.1. Плоская круглая поверхность 111 примерного варианта осуществления устройства 101 связи может быть покрыта световозвращающим материалом. Приемник 200 содержит источник 200 света, расположенный возле камеры блока 210 восприятия света. Изображение 301 содержит отражение 311 круглой поверхности 111. Форма отражения 311 круглой поверхности 111 является эллипсом.

В варианте осуществления приемника 200 извлеченная команда управления системой основана на изображении 301, полученном камерой блока 210 восприятия света, и анализируется блоком 220 обработки. Например, эллипс отражения 311 может быть описан отношением b/a длины b малой оси эллипса к длине a большой оси эллипса. Угол α является углом между осью абсцисс системы координат и большой осью a эллипса 311. Отношение b/a и угол α могут быть примерными параметрами изображения 301, полученного камерой блока 210 восприятия. Эти примерные параметры могут вычисляться блоком 220 обработки приемника 200. Вычисленные значения отношения b/a и угла α могут использоваться для получения команды управления системой на основании изображения 301. Например, отношение b/a, большее, чем пороговое значение, может соответствовать первой команде управления системой, а отношение, равное или меньшее, чем пороговое значение, может соответствовать второй команде управления системой.

Второе изображение 302 соответствует второму примерному варианту осуществления устройства 102 связи, схематически проиллюстрированного на видах f2 и s2 по фиг.1. Коническая поверхность 112 примерного варианта осуществления устройства 102 связи может быть покрыта световозвращающим материалом, а промежуток 115 может быть сделан из материала, который по существу не отражает свет. Неотражающая круглая крышка 122 также может быть покрыта материалом, который по существу не отражает свет. Приемник 200 содержит источник 200 света, расположенный возле камеры блока 210 восприятия света. Изображение 302 содержит отражение 312 конической поверхности 112, тень 315 промежутка от промежутка 115 и тень 322 крышки от круглой крышки 122. Форма отражения 312 конической поверхности 112 является эллипсом. Форма тени 322 крышки от круглой крышки 122 также является эллипсом. Размер и ориентация эллипсов отражения 312 и тени 322 крышки зависят от положения устройства 102 связи относительно блока 220 восприятия света. Изображение 302, показанное на фиг.3, также содержит тень 325 пальца.

Эллипс отражения 312 может быть описан абсциссой xlr самой левой точки эллипса, абсциссой xrr самой правой точки эллипса, ординатой ytr самой верхней точки эллипса и ординатой ybr самой нижней точки эллипса. Подобным образом эллипс тени 322 крышки может быть описан абсциссой xls самой левой точки эллипса, абсциссой xrs самой правой точки эллипса, ординатой yts самой верхней точки эллипса и ординатой ybs самой нижней точки эллипса. Координаты точек могут быть заданы в системе координат изображения 302, например, α - угол между осью абсцисс системы координат и направлением тени 315 промежутка в изображении 302.

На основании изображения 302, полученного с использованием устройства 102 связи, блоком 220 обработки приемника 200 могут вычисляться следующие примерные параметры картины освещения:

- положение центра эллипса отражения 312 ((xlr - xrr)/2, (ytr - ybr)/2);

- положение центра эллипса у тени 322 крышки ((xls - xrs)/2, (yts - ybs/2);

- размер отражения 312, например, определенный длиной большой оси эллипса отражения 312;

- угол α поворота;

- угол ytr+yts-ybr-ybs наклона; и

- угол xrr+xrs-xlr-xls отклонения относительно вертикальной оси.

В варианте осуществления приемника 200 извлеченная команда управления системой основана на изображении, полученном камерой блока 210 восприятия света, и анализируется блоком 220 обработки. Например, с дополнительной ссылкой на фиг.3, анализ может повлечь за собой вычисление значений параметров, таких как положение центра эллипса отражения 312, положение центра эллипса тени 322 крышки, размер отражения 312, угол поворота, угол наклона или угол отклонения относительно вертикальной оси. Функция с областью определения, содержащей диапазон значений параметров, может отображать значение параметра в команду управления системой. Например, функция может отображать выпуклый угол α в первую команду управления системой, а каждый невыпуклый угол α - во вторую команду управления. По выбору функция может зависеть от двух или более параметров. Например, функция, зависящая от угла наклона и угла отклонения относительно вертикальной оси, может отображать пару значений угла наклона и угла отклонения относительно вертикальной оси в первую команду управления системой, если оба значения положительны, во вторую команду управления системой, если значение угла наклона положительно, а значение угла отклонения относительно вертикальной оси отрицательно, в третью команду управления системой, если значение угла наклона отрицательно, а значение угла отклонения относительно вертикальной оси положительно, и в четвертую команду управления системой, если оба значения отрицательны. Тени 325 пальца может быть назначена функция подключения/отключения для включения или выключения управляемой системы.

Специалист будет принимать во внимание, что есть много возможных параметров и функций, пригодных для назначения команды управления системой изображению, полученному камерой блока 210 восприятия света. Эти параметры могут вычисляться и использоваться блоком 220 обработки приемника 200. Описанные параметры и функции иллюстрируют изобретение и не должны интерпретироваться в качестве ограничивающих объем формулы изобретения.

В варианте осуществления приемника 200 извлеченная команда управления системой основана на свете, обнаруженном блоком 210 восприятия за множество моментов времени. Блок 220 обработки может быть выполнен с возможностями анализа изменения света, воспринятого блоком 210 восприятия за множество моментов времени, и определения команды управления системой на основании этого анализа. Например, блок 220 обработки может быть выполнен с возможностью анализа изображений, полученных камерой блока 210 восприятия света приемника 200 за множество моментов времени. Пользователь может перемещать пассивное устройство управления к и от блока 210 восприятия, тем самым, соответственно, увеличивая или уменьшая размер отражения 312 в изображении 302. Увеличение размера отражения 312 со скоростью, большей, чем пороговое значение скорости, может отображаться в первую команду управления системой. Уменьшение размера отражения 312 со скоростью, большей, чем пороговое значение скорости, может отображаться во вторую команду управления системой. Когда размер отражения 312 не изменяется или когда он изменяется со скоростью, равной или меньшей, чем пороговое значение скорости, никакая команда управления системой не извлекается блоком 220 обработки.

Специалист будет принимать во внимание, что устройство связи может быть сконструировано и изготовлено таким образом, что оно будет являться легким, недорогим в показателях затрат на рабочую силу и на материалы, надежным, устойчивым к текучим средам, эргономичным и/или стерильным. Устройство может быть одноразовым. Например, устройство, содержащее устройство связи и приемник 200, может использоваться пациентом, который желает управлять системой, такой как телевизионный приемник, с ее/его кровати, или хирургом, которому необходимо управлять хирургической системой навигации для отображения анатомических изображений органа, на котором хирург проводит операцию. Устройство может быть сконструировано и изготовлено для использования в разных условиях, например для использования внутри помещения, вне помещения, под водой, на различных, даже экстремальных, уровнях температур и влажности.

Все электронные компоненты устройства для управления системой, устройства, содержащего устройство связи и приемник 200, могут присутствовать в приемнике 200. Таким образом, устройство может не требовать электронных деталей и/или электропитания.

В варианте осуществления устройства для управления системой блок 210 восприятия приемника 200 выполнен с возможностью восприятия света, возникающего из ограниченной области, и/или источник 230 света выполнен с возможностью освещать ограниченную область. Это предоставляет многим пользователям в одном и том же местоположении возможность управлять своими системами, не мешая друг другу. Например, каждый пациент может эксплуатировать ее/его собственный телевизионный приемник с ее/его кровати, не мешая телевизионному приемнику другого пациента. Кроме того, каждый источник 230 света может использовать уникальную длину волны и/или форму импульса или частоту света, испускаемого из источника 230 света. По выбору каждое устройство связи может быть помечено идентификатором, например алфавитно-цифровым символом, штриховым кодом или точечным кодом, выполненным в виде отражательного элемента устройства. В качестве альтернативы, форма отражательного элемента устройства связи может играть роль идентификатора, причем разные пользователи используют отражательные элементы разных форм.

Фиг.4 схематически показывает вид примерного идентификатора 161 устройства 101 связи. Примерный идентификатор 161 метит отражательный блок 111 неотражающим алфавитно-цифровым символом. Информация об идентификаторе сформирована из света, отраженного отражательным элементом устройства. Свет, отраженный отражательным элементом, воспринимается блоком 210 восприятия приемника 200. Блок 220 обработки приемника 200 выполнен с возможностью извлекать идентификатор из воспринимаемого света. Если извлеченный идентификатор удовлетворяет условию, например, если извлеченный идентификатор идентичен идентификатору, хранимому в блоке 220 обработки, команда управления системой, сформированная из света, отраженного отражательным элементом устройства, извлекается блоком 220 обработки приемника 200. Иначе, дополнительная обработка или никакая дополнительная обработка света, воспринятого блоком 210 восприятия, выполняется блоком 220 обработки приемника 200. Например, блок 220 обработки может быть выполнен с возможностью проверки, удовлетворяет ли идентификатор дополнительному условию. Дополнительное условие может быть проверяющим, является ли извлеченный идентификатор идентичным дополнительному идентификатору, хранимому в блоке 220 обработки. Например, идентификатор может быть идентификатором отдельного пользователя, например пациента, а дополнительный идентификатор может быть идентификатором администратора системы, например медсестры. По выбору дополнительная обработка может включать в себя блокирование системы, которая может быть разблокирована только посредством использования устройства связи с надлежащим идентификатором.

Хотя варианты осуществления изобретения описаны в отношении медицинских применений, таких как в отношении устройства для управления телевизионным приемником пациентом или хирургической системы навигации для использования хирургом, специалист будет понимать, что также могут предполагаться другие применения изобретения. Например, можно использовать световозвращающие этикетки в качестве устройств связи, чтобы помечать изделия в системе диспетчеризации для маршрутизации упомянутых изделий в надлежащие пункты назначения. Каждая этикетка может содержать идентификатор и команду для системы диспетчеризации. Устройство, содержащее этикетку и приемник, может быть выполнено с возможностями подсвечивать этикетку изделия, воспринимать отраженный свет, получать идентификатор, получать команду для системы диспетчеризации на основании по меньшей мере идентификатора и отправлять команду в систему диспетчеризации. Система диспетчеризации может быть выполнена с возможностью обрабатывать изделие на основании полученной специфичной изделию команды.

Фиг.5 показывает примерный вариант осуществления устройства 103 связи. Поверхность кольца отражательного элемента 113 покрыта световозвращающей лентой. Кольцо отражательного элемента 113 содержит узкий радиальный промежуток 118, который не покрыт световозвращающей лентой. Чтобы дать возможность создания многих взаимно разных системных команд посредством установки угла наклона и/или угла отклонения относительно вертикальной оси примерного устройства 103, переднее кольцо крышки 123 помещено на некотором расстоянии от кольца отражательного элемента 113.

Примерный вариант осуществления устройства 103 связи, показанного на фиг.5, дополнительно содержит два полукруга 141 и 142. Поверхность каждого полукруга сделана из световозвращающего материала. Рукоятка 133 устройства дополнительно содержит две кнопки 151 и 152. Более светлая кнопка 151 отодвигает первый полукруг 141 от оси примерного устройства. Более темная кнопка 152 отодвигает второй полукруг 142 от оси устройства. Кнопки 151 и 152, а также полукруги 141 и 142, могут использоваться для реализации дополнительных команд управления, например команды нажатия и отпускания для управления указателем на устройстве отображения системы управления.

Фиг.6 показывает примерное изображение 303, полученное камерой блока 210 восприятия света приемника; примерное изображение 303 было получено с использованием примерного варианта осуществления устройства 103 связи, показанного на фиг.5. Изображение 303 содержит отражение 313 отражательного элемента 113 примерного устройства 103, тень 318 промежутка от промежутка 118, тень 323 крышки от крышки 123 и два полукруглых отражения 341 и 342 полукругов 141 и 142, соответственно.

Фиг.7 показывает примерный вариант осуществления блока восприятия и источника света приемника. Примерный вариант осуществления блока восприятия содержит цифровую камеру с линзой 211. Изображение, зарегистрированное камерой, переносится в блок обработки через соединение, составленное из кабельной бухты 240. Специалист будет понимать, что в качестве альтернативы данные могут переноситься через любое другое соединение, например через беспроводное соединение. По выбору блок обработки может быть объединен с цифровой камерой блока восприятия и источником света.

Примерный вариант осуществления источника света содержит семь светоизлучающих диодов с 231 по 237 (СИД, LED). Объем пучка первого СИД 231 выполнен с возможностью освещать первую область вокруг оптической оси линзы 211. Шесть оставшихся СИД с 232 по 237 освещают области, соседние первой области. Расстояние между линзой и поверхностью отражательного элемента устройства связи должно гарантировать, что поверхность отражательного элемента в достаточной мере освещается из СИД, и что разрешение изображений, снимаемых камерой, достаточно для интерпретации изображений и, тем самым, чтобы блок обработки извлекал команду управления системой. Практическим диапазоном рабочих расстояний для камеры светового датчика и для источника света, показанных на фиг.7, является диапазон от 20 см до 5 м. Специалист будет понимать, что этот диапазон может быть иным в других вариантах осуществления изобретения.

В варианте осуществления устройства связи отражательный элемент является зеркалом. Например, отражательный элемент может быть выпуклым зеркалом, таким как полусфера. Выпуклое полусферическое зеркало отражает параллельный пучок света во всех направлениях. Таким образом, по существу нет ограничений на положение источника 230 света до тех пор, пока выпуклое полусферическое зеркало освещается источником 230 света. По выбору многочисленные источники света могут использоваться, чтобы гарантировать, что зеркало по существу освещено. В качестве альтернативы, никакой выделенный источник света не обязателен, и может использоваться существующий источник света, например естественный дневной свет. Выпуклое полусферическое зеркало может поворачиваться по направлению на световой датчик и от блока 210 восприятия света приемника 200. Блок 210 восприятия света выполнен с возможностью периодически измерять интенсивность света. Блок восприятия света может использовать одиночный световой датчик, такой как фототранзистор. Последовательность измерений интерпретируется в качестве команды управления системой, если последовательность удовлетворяет предопределенному условию. В ином случае последовательность измерений игнорируется.

Фиг.8 показывает блок-схему примерной реализации способа 800 управления системой. Способ 800 начинается этапом 810 создания для создания команды управления системой, при этом созданная команда управления системой сформирована из света, отраженного отражательным элементом устройства связи. После этапа 810 создания способ 800 продолжается этапом 820 восприятия для восприятия света, отраженного отражательным элементом. После этапа 820 восприятия способ 800 продолжается этапом 830 обработки для извлечения команды управления системой на основании света, воспринятого на этапе 820 восприятия. После этапа 830 обработки способ 800 заканчивается.

Должно быть отмечено, что вышеупомянутые варианты осуществления скорее иллюстрируют, чем ограничивают изобретение и что специалисты в данной области техники будут способны сконструировать альтернативные варианты осуществления, не выходя из объема прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения любые символы ссылок, помещенные между круглыми скобками, не должны истолковываться в качестве ограничивающих формулу изобретения. Слово «содержащий» не исключает присутствия элементов или этапов, не перечисленных в формуле изобретения или описании. Использование единственного числа при описании элемента не исключает наличия множества таких элементов. Изобретение может быть реализовано посредством аппаратных средств, содержащих несколько отдельных элементов, и посредством запрограммированного компьютера. В пункте формулы изобретения об устройстве, перечисляющем несколько блоков, некоторые из этих блоков могут быть воплощены одним и тем же элементом аппаратных средств или программного обеспечения. Использование слов «первый», «второй», «третий» и т.д. не указывает ни на какую конкретную последовательность. Эти слова должны интерпретироваться в качестве наименований.

1. Приемник (200) для приема команды управления системой, сформированной из света, отраженного отражательным элементом (111; 112; 113) устройства (101; 102; 103) связи по п.7, приемник (200) содержит:
- блок (210) восприятия для получения изображения (301, 302, 303), содержащего отражение (311, 312, 313) отражательного элемента (111; 112; 113), причем форма отражения (311, 312, 313) отражательного элемента (111; 112; 113) представляет собой эллипс; и
- блок (220) обработки для извлечения команды управления системой на основании света, воспринятого блоком (210) восприятия, причем блок обработки вычисляет параметры, описывающие эллипс.

2. Приемник (200) по п.1, в котором устройство связи содержит неотражающую круглую крышку (122, 123) отражающего элемента (112, 113), выполненную так, что изображение (302, 303) содержит тень (322, 323) крышки от круглой крышки (122, 123), причем форма тени (322, 323) крышки (122, 123) представляет собой эллипс.

3. Приемник (200) по п.1 или 2, в котором отражающий элемент (111; 112; 113) содержит неотражающий промежуток (115, 118), выполненный так, что изображение (302, 303) содержит тень (315, 318) промежутка от промежутка (115, 118), блок (220) обработки вычисляет угол между осью x координатной системы и направлением тени (315, 318) промежутка на изображении.

4. Приемник (200) по п.1, в котором блок восприятия содержит световой датчик для восприятия интенсивности света, отраженного отражательным элементом.

5. Приемник (200) по п.1, в котором извлеченная команда управления системой основана на свете, воспринятом блоком (210) восприятия за множество моментов времени.

6. Приемник (200) по п.1, дополнительно содержащий источник (230) света для испускания света, который должен отражаться отражательным элементом (111; 112; 113) устройства (101, 102, 103) связи.

7. Устройство (101; 102; 103) связи для управления системой, причем устройство связи содержит
- отражательный элемент (111; 112; 113) для создания команды управления системой, причем созданная команда управления системой состоит из света, отраженного отражательным элементом, устройство связи содержит неотражающую круглую крышку (122, 123) отражающего элемента (112, 113), выполненного так, что свет, отраженный отражательным элементом, формирует изображение (302, 303), содержащее отражение (311, 312, 313) отражательного элемента (112, 113) и тень (322, 323) крышки от круглой крышки (122, 123).

8. Устройство (101; 102; 103) связи по п.7, в котором созданная команда управления системой основана на положении отражательного элемента(111; 112; 113).

9. Устройство (101; 102; 103) связи по п.7, в котором отражательный элемент (111; 112; 113) содержит световозвращающую поверхность.

10. Устройство (101; 102; 103) связи по п.7, дополнительно содержащее средство (141; 142; 151; 152) определения формы для определения формы отражательного элемента.

11. Устройство (101; 102; 103) связи по п.7, дополнительно содержащее идентификатор (161) для идентификации устройства связи.

12. Способ (800) управления системой, причем способ содержит:
- этап (810) создания для создания команды управления системой, при этом созданная команда управления системой сформирована из света, отраженного отражательным элементом устройства связи,
- этап (820) восприятия для получения изображения (301, 302, 303), содержащего отражение (311, 312, 313) отражательного элемента (111; 112; 113), причем форма отражения (311, 312, 313) отражательного элемента (111; 112; 113) представляет собой эллипс; и
- этап (830) обработки для извлечения команды управления системой на основании света, воспринятого на этапе (820) восприятия, в том числе для вычисления параметров, описывающих эллипс.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам и способам измерения скорости заживления биологической ткани. .

Изобретение относится к обработке изображений. .

Изобретение относится к технике организации видеонаблюдения, а именно к системам и способам автоматического выделения и отслеживания лица человека для биометрической идентификации личности.

Изобретение относится к определению местоположения части документа, захваченной в изображении. .

Изобретение относится к устройствам и способам автоматического программирования. .

Изобретение относится к области стереологического анализа. .

Изобретение относится к области компьютерной техники, а именно к устройствам ввода данных в персональный компьютер. .

Изобретение относится к устройствам ввода информации и управления виртуальными объектами в виртуальном трехмерном пространстве. .

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для перемещения курсора, управления ориентацией изображений подвижных объектов на экране монитора в морских, корабельных системах отображения информации.

Изобретение относится к устройствам ввода. .

Изобретение относится к области терминалов мобильной связи, имеющих устройство ввода для ввода различной информации. .

Изобретение относится к виртуальным контроллерам для визуальных отображений. .

Изобретение относится к способу определения координат манипулятором типа «пространственная мышь» и устройствам ввода информации в компьютер
Наверх