專利名稱：具有環(huán)境依賴顏色的發(fā)光外殼的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有可定制外觀的設(shè)備，尤其涉及家用設(shè)備。
背景技術(shù)：
家用設(shè)備通常包括一個或多個支配色的外殼。例如，(機器人)真空清潔器的主 色可以是紅色。但無論制造商為其設(shè)備選擇了什么主色，還是將會有要求不同顏色樣品的 可能。這只是因為顏色是高度主觀的欣賞品質(zhì)。為了滿足這種要求，制造商可以選擇將其 設(shè)備制作成一系列的顏色。例如，可以將其他方面相同的真空清潔器以紅色、綠色和藍色在 市場上銷售。這種方法使得消費者能夠按其選擇挑選真空清潔器，諸如最適合其家庭內(nèi)部 的一款。然而，由于不可能生產(chǎn)出五顏六色的設(shè)備，某些消費者仍可能對顏色上必然受限的 選擇表示失望。此外，機器人真空清潔器是可以在不同環(huán)境中使用的移動設(shè)備的良好示例。機器 人真空清潔器可以在房屋里獨立地徘徊，從而遍歷不同的房間。由于每個房間可以具有其 自身的著色方案，所以機器人真空清潔器可能完美地符合一間房間，但相對于另一間的背 景卻表現(xiàn)得很糟糕。除了引起不太令人滿意的審美感受，顏色還可能致使機器人真空清潔 器不安全。例如，在其主色為棕色的情況下，該機器人真空清潔器可能在其中一間房間中的 棕色地板材料上表現(xiàn)得不明顯，這可能引起某人忽略該機器人真空清潔器并給其絆倒。尤 其是老年人，由于其通常衰弱的體質(zhì)，可能逐漸地需要依賴獨立機器人來輔助并為此冒意 外遭遇的風險。US 6，774，596公開了一種顯示出上文所提及缺陷的示例性機器人真空清潔器。具 有多個傳感器(諸如，超聲波傳感器、熱電傳感器和無源紅外傳感器)的機器人真空清潔 器，通過這些傳感器該機器可以在房間周圍導航其道路而不碰到物體或墻壁。真空清潔器 進一步具有一種指示燈，該指示燈根據(jù)各種傳感器與環(huán)境互動的狀態(tài)來改變顏色，從而指 示清潔器的心情。這里“心情”用作針對狀態(tài)條件的術(shù)語，該狀態(tài)條件如被卡住、發(fā)生故障 組件、正在接近溫暖物體等。尤其在設(shè)備具有稍大尺寸時，可能更加期望能夠用不同顏色提供給設(shè)備的不同部 分。本發(fā)明的目的是提供一種克服了或緩和了一個或多個上述問題的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
為了這個目的，本發(fā)明提供了一種包括外殼的設(shè)備，其中所述外殼的至少一部分 為光學透射，所述光學透射部分具有外表面，通過該外表面透射穿過光學透明部分的光，以 便使得所透射的光在查看外表面時是可見的。設(shè)備進一步包括可控制光源組件，其能夠產(chǎn) 生各種顏色的光，并且配置成用于將所產(chǎn)生的光耦合至外殼的光學透射部分。設(shè)備還包括 控制單元和色彩視覺系統(tǒng)，該色彩視覺系統(tǒng)配置成用于光學上觀察設(shè)備環(huán)境，并且將關(guān)于 所觀察環(huán)境的顏色的數(shù)據(jù)輸出到控制單元。該控制單元配置成用于控制由光源組件所產(chǎn)生的外殼顏色，由此所述外殼顏色的確定依賴于從色彩視覺系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)。外殼的光學 透射部分包括兩個或更多區(qū)域，其中可控制光源組件配置成用于將相應(yīng)區(qū)域外殼顏色的光 耦合至每個相應(yīng)區(qū)域，以便獨立于其他區(qū)域?qū)γ總€區(qū)域進行著色?？刂茊卧渲贸捎糜诟?據(jù)從色彩視覺系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)來控制每個所述區(qū)域的區(qū)域外殼顏色。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可以說是匹配于發(fā)光皮膚。該發(fā)光皮膚由至少部分光學透射的 外殼形成，并且該外殼可以與可控制光源組件操作性地關(guān)聯(lián)起來。對于查看該設(shè)備的人來 說，已經(jīng)由可控制光源組件耦合至外殼的光學透射部分并且已經(jīng)通過其外表面透射的光是 可見的。因此，此人所感知到的設(shè)備的顏色可以與由光源組件耦合或發(fā)射至外殼的光學透 射部分的光的顏色相對應(yīng)。在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中，光源組件產(chǎn)生的光的顏色通過控制單 元依賴關(guān)于環(huán)境顏色的數(shù)據(jù)來確定。該數(shù)據(jù)通過色彩視覺系統(tǒng)進行收集。因此，設(shè)備可以 使其顏色動態(tài)地適應(yīng)于其環(huán)境。所公開的設(shè)備允許其外觀的高度個性化。例如，設(shè)備可以調(diào)整或配置成用于呈現(xiàn) 與房間內(nèi)相稱的顏色。此外，除了審美之外，通過協(xié)調(diào)顏色程序，控制單元還可以例如設(shè)置 成用于執(zhí)行安全相關(guān)的顏色程序，該安全相關(guān)的顏色程序保持與該設(shè)備背景形成對比的外 殼顏色，以便使其突出。由此，外殼發(fā)光(而不是無源著色)這一事實可以確保該設(shè)備即使 是在昏暗或黑暗的空間里也是可見的。另外，用戶可定義的色彩程序也是可行的。設(shè)備能夠用不同顏色提供給該設(shè)備的不同部分。例如，面向赭黃色墻的設(shè)備左邊 可以與此相對比地進行著色，而面向棗紅色椅子的右邊可以著色成棗紅色。為了使外殼的 這種多著色成為可能，外殼的光學透射部分可以裝配若干基本上獨立可著色的區(qū)域。例如， 這種區(qū)域可以通過物理上分開它們來創(chuàng)建，或者在波導的情況下，通過對波導整形來使得 穿過一個區(qū)域的光不能夠到達另一區(qū)域。給定這些區(qū)域，可控制光源組件可以配置成用于 將相應(yīng)區(qū)域外殼顏色的光耦合至每個相應(yīng)區(qū)域，以便基本上互相獨立地對區(qū)域進行著色。 控制單元可以配置成用于依賴于從色彩視覺系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)，并且如果需要的話，根據(jù) 用戶可調(diào)整的顏色程序，來設(shè)置針對每個所述區(qū)域的區(qū)域外殼顏色。在設(shè)備的一個實施方式中，外殼光學透射部分的外表面至少覆蓋25%，并且在根 據(jù)其預期目的使用該設(shè)備時，優(yōu)選超過該設(shè)備總外表面的50%，其對觀察者是可見的。例 如，對于(機器人)真空清潔器，這意味著在真空清潔期間面向正在被真空清潔的地面的其 外表面部分可以不計入計算。光學透射部分在整個可見外殼面積中所占部分的最小值有助 于確保其顏色能夠得到調(diào)節(jié)的外殼部分對于設(shè)備的感知顏色是非常顯著的。在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的優(yōu)勢實施方式中，外殼的光學透射部分可以通過光波導來 形成。光波導的性質(zhì)使得耦合至其中的光能夠輕易地分散到設(shè)備的外殼周圍，例如由此來 促進基本上均質(zhì)的著色。波導通?？梢苑Q作“泄漏”波導，即，用于可見光的波導，其被配置 為每個長度或面積單元，穿過其中的光允許經(jīng)由外表面逃脫的一部分。在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一優(yōu)勢實施方式中，控制單元配置成用于根據(jù)用戶可調(diào) 整顏色程序并且依賴于從視覺系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)來控制外殼顏色。也就是說，控制單元可 以能夠執(zhí)行不止一個的顏色程序，每個顏色程序依賴于從色彩視覺系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)來確 定外殼顏色，但是通過不同的方式并且具有不同的結(jié)果。設(shè)備允許用戶選擇最適合他的顏 色程序。這與設(shè)備的另一實施方式形成對比，其中控制單元只能夠執(zhí)行已經(jīng)由制造商預先 選定了的單一顏色程序。在權(quán)利要求中，此差別可以通過措詞“可調(diào)整或配置成”來獲得，其中“可調(diào)整”暗示用戶可以自由選擇，而“配置”旨在覆蓋簡單配置成用于執(zhí)行明確的顏 色程序的設(shè)備，可能對于用戶沒有任何選擇。設(shè)備的控制單元通常可以配置成用于根據(jù)從色彩視覺系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)來確定 至少一種環(huán)境顏色。此至少一種環(huán)境顏色繼而可以形成便利的參數(shù)，在該參數(shù)的基礎(chǔ)上通 過預定模型或關(guān)系，可以確定期望的外殼顏色。在設(shè)備的一個實施方式中，控制單元可調(diào)整 或配置成用于基于關(guān)于所觀察環(huán)境顏色的數(shù)據(jù)來評估通過外殼的光學透射部分的外表面 透射的光的影響，并且在確定至少一種環(huán)境顏色時對此影響進行補償。在某些情況下，由發(fā)光外殼發(fā)出的光可以影響所感知的環(huán)境顏色。這在昏暗和相 對滿或密封的空間尤其如此，其中部分所發(fā)出的光反射回來并由設(shè)備的色彩視覺系統(tǒng)記 錄。為了防止設(shè)備對其自身顏色改變做出反應(yīng)，控制單元可以配置成用于評估發(fā)光外殼在 /對視覺系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)的影響或起得作用，并且對其進行補償。例如，可以通過監(jiān)視所 收集的圖像數(shù)據(jù)中的改變來做出評估，所收集的圖像數(shù)據(jù)中的改變可以(立即)響應(yīng)于向 光源組件給出的改變外殼顏色的指令而發(fā)生。所確定環(huán)境顏色中的改變與所指示的外殼顏 色改變之間的相關(guān)性可以被歸納并且被采用作為確定(真實的)環(huán)境顏色的修正。對所感知環(huán)境顏色的自身影響問題的備選解決方案可以是將色彩視覺系統(tǒng)的任 何光傳感器置于相對接近地面的位置，可能在設(shè)備的底部或在設(shè)備外殼中的凹處。這樣測 量可以減小由環(huán)境四周散射又被這些光傳感器記錄的自身生成光的可能性。除了光源組件所產(chǎn)生的光的顏色，光的亮度也可以是值得控制的因素。例如，可以 期望設(shè)備在黑暗的環(huán)境中明亮，而在光強烈的空間暗淡。在設(shè)備的實施方式中，控制單元由 此可以配置成用于根據(jù)從色彩視覺系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)來確定環(huán)境亮度級，并且用于設(shè)置由 與此有關(guān)的光源組件產(chǎn)生的光的亮度。應(yīng)當理解，本發(fā)明尤其可應(yīng)用于由于其性質(zhì)而旨在不同或各種環(huán)境中使用的設(shè) 備。這種設(shè)備可以包括自主移動的設(shè)備(例如，上文提到的機器人真空清潔器)和隨用戶 四處移動的設(shè)備(例如，遙控器或蜂窩電話)。根據(jù)其功能或正常使用，可以將旨在四處移 動/被四處移動的移動設(shè)備稱作“固有移動設(shè)備”。本發(fā)明的上文所述和其他特征和優(yōu)勢根據(jù)如下與附圖一起講述的本發(fā)明某些實 施方式的詳細描述將更加完整地得以理解，該附圖旨在說明而不是用于限制本發(fā)明。WO 01/14856公開了用于從源表面捕獲可見和不可見電磁輻射的裝置，該源表面 在第二表面上顯示相同的輻射。US 2004/0036006公開了采用一個或多個光源來減少識別或標識一個或多個物體 的能力的裝置。EP 1619934公開了用于復制物體目標顏色來匹配該目標顏色的裝置。第一顏色傳 感器對目標顏色進行測量。顏色投射機制來改變物體的顏色。將顏色匹配機制耦合至第一 顏色傳感器用于接收目標顏色。基于目標顏色，顏色匹配機制控制顏色投射機制來改變物 體的顏色從而匹配目標顏色。US 2005/0047132公開了具有外罩的顏色改變設(shè)備，該外罩具有所期望的材料部 分用于改變顏色。提供了照明設(shè)備用于照亮該材料。US 2003/0002246公開了包括具有可照明部分外殼的計算設(shè)備，該設(shè)備還具有置 于外殼內(nèi)部的發(fā)光設(shè)備，該外殼配置成用于產(chǎn)生改變計算設(shè)備裝飾性外觀的光效應(yīng)。
WO 2004/023850公開了具有照明設(shè)備的牙刷，該照明設(shè)備包括發(fā)光系統(tǒng)。該牙 刷可以配有清楚的、透明的、半透明的或類似材料，從而允許通過發(fā)光系統(tǒng)顏色改變。WO 2004/023850還公開了商品的封裝，該商品可以包括發(fā)光系統(tǒng)用于為該封裝提供照明功能。 可以在架子上對封裝進行照明來吸引對任何產(chǎn)品或商品的注意。W02004/023850還公開了 具有照明功能的設(shè)備。其具有發(fā)光系統(tǒng)，該發(fā)光系統(tǒng)可以耦合至傳感器用于感測環(huán)境條件 并且顯示指示該條件的照明。US 7511631公開了用于修改設(shè)備顏色的方法。該方法包括接收信號、標識鄰近區(qū) 域的著色方案、改變設(shè)備的顏色來符合該鄰近著色方案和將設(shè)備顏色改變成不同于鄰近著 色方案的顏色。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性機器人真空清潔器的示意性截面圖。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備1可以包括包含光學透射部分2的外殼、可控制光源組件6、色 彩視覺系統(tǒng)8和控制單元10。以下將首先在理論上并隨后參考圖1中示出的示例性機器人 真空清潔器，依次對設(shè)備1的這些分別可標識卻一起合作的組件進行討論并且例證。為了 方便起見，關(guān)于圖1的參考標號還包括在本發(fā)明一般抽象的討論中。外殼(即，設(shè)備1的外部包容結(jié)構(gòu))包括光學透射部分2，例如以能夠引導可見光 的電磁波導的形式出現(xiàn)。光波導本身在本領(lǐng)域是已知的并且以不同的形式存在，諸如電介 質(zhì)波導和具有高反射內(nèi)表面的中空結(jié)構(gòu)。稍后將有時稱作“光導”。舉例來說，電介質(zhì)波導 將在下文更詳細地進行討論。然而，注意權(quán)利要求中所使用的術(shù)語“光學透射部分”不應(yīng)解 釋為僅僅是“電介質(zhì)波導”的意思；相反其旨在包括適于實踐本發(fā)明的任何類型的光學透明 結(jié)構(gòu)。作為大多數(shù)電介質(zhì)波導操作基礎(chǔ)的物理現(xiàn)象可以稱作“全內(nèi)反射”。該全內(nèi)反射在 波導內(nèi)核介質(zhì)中傳播的光束以相對邊界法線大于臨界角的角度碰到邊界時發(fā)生，其中鄰近 介質(zhì)具有較低的折射率。相應(yīng)的光線繼而從邊界反射并且通過波導內(nèi)核介質(zhì)繼續(xù)其傳播。 由于全內(nèi)反射是無損的，所以光可以在波導中傳播超長距離而沒有過多衰減。唯一的損失 因素是波導本身的內(nèi)核介質(zhì)對光的吸收。雖然為了達到全內(nèi)反射，通常需要具有較低折射率的介質(zhì)包裹具有較高折射率的 內(nèi)核介質(zhì)，但前者并不是波導的必要結(jié)構(gòu)部分。例如，具有折射率為1.48并且通過具有折 射率大約為1.00的空氣進行延伸的裸光纖形成波導，盡管從“制造部分”意義上來說，空氣 不是該波導的結(jié)構(gòu)組件。相應(yīng)地，當在本文中采用術(shù)語“波導”來指定電介質(zhì)波導(其操作 是基于所述的全內(nèi)反射)，都應(yīng)當理解為包括內(nèi)核介質(zhì)，同時周圍介質(zhì)可以是該設(shè)備的結(jié)構(gòu) 部分，例如以包層的形式，但這不是必需的。外殼可以包括以一個或多個光學透射結(jié)構(gòu)形式出現(xiàn)的電介質(zhì)光波導2，其可以連 接至(例如，粘附或嵌入)具有比所述結(jié)構(gòu)低的折射率的載體。備選地，該外殼可以通過其 自身實施波導的單片進行構(gòu)建。在假設(shè)空氣是圍繞(家用)設(shè)備的介質(zhì)的情況下，這種透 明外殼結(jié)構(gòu)的外表面幾乎總是包裹于具有較低折射率的介質(zhì)。可以按照需要選擇波導的材料，例如包括玻璃或光學透明塑料，諸如聚甲基丙烯酸甲酯(更熟知為有機玻璃或PMMA)。為了使光從波導2逃脫，可以適當?shù)貙﹄娊橘|(zhì)波導的外表面4進行處理，例如通過 打磨、彎曲或沖口加工(notching)。這種處理可以阻斷在外表面邊界的全內(nèi)反射，從而允許 至少一部分光入射將要通過其傳輸?shù)倪吔缟?。備選地，光散射可以通過有選擇地將涂層材 料應(yīng)用于波導2的外表面4，或者通過有選擇地合并散射材料或波導中的光柵圖案來實現(xiàn)。 在某些實施方式中，光可以通過自然光泄漏從波導中逃脫。用于實現(xiàn)來自波導2的光發(fā)射 的這些和其他方法本身在本領(lǐng)域是已知的，因此沒有詳細闡述。外殼的光學透射部分2可以優(yōu)選地配置為通過其外表面4透射的光的光強在宏觀 表面之間基本上均勻。由于均勻性，外殼將對查看該設(shè)備1的人呈現(xiàn)出基本上均質(zhì)的照明。 在電介質(zhì)波導的情況下，均質(zhì)的光強可以通過有選擇地應(yīng)用任何剛剛提到的相應(yīng)處理來達 到?？煽刂乒庠唇M件6可以包括一個或多個光源。在一個實施方式中，例如，單一白光 源可以與多色濾光器或折射元件(諸如，棱鏡)結(jié)合使用，從而產(chǎn)生期望顏色的光。在另一 實施方式中，光源組件可以包括多個光源，每個光源具有不同的顏色。通過混合不同顏色的 光，可以獲得期望的顏色。在優(yōu)選實施方式中，光源組件可以包括一個或多個發(fā)光二極管 (LED)，例如以單個多色LED的形式出現(xiàn)，或以若干獨立可控制原色LED的形式出現(xiàn)。由于 LED的耐用性和高效率，LED非常適于照明遭受機械振動和/或切斷電源后靠電池運行的家 用設(shè)備。除了光源和可選元件(像濾光器、色散棱鏡和光柵)，可控制光源組件還可以包括 電子控制電路，該電子控制電路控制光源的操作并且與控制單元對接。色彩視覺系統(tǒng)8可以包括一個或多個光傳感器，例如以分開的光電二極管或1像 素光傳感器，或者綜合圖像傳感器(諸如，電荷耦合設(shè)備(CCD))或互補型金屬氧化物半導 體(CMOS)傳感器的形式出現(xiàn)。色彩視覺系統(tǒng)，以及光傳感器的組件因此被理解為能夠注冊 不同顏色(在可見電磁光譜中)。色彩視覺系統(tǒng)的分辨率是次要的。在使用圖像傳感器的 情況下，例如大約256X256像素的特定最小值似乎適于確保可以收集到足夠的數(shù)據(jù)來可 靠地確定優(yōu)勢性環(huán)境顏色。如果需要，設(shè)備1甚至可以裝配不止一個圖像傳感器。例如，可 以將不同的傳感器置于外殼上空間分開的位置，以便使得色彩視覺系統(tǒng)8能夠從不同方向 收集顏色信息，從而使得控制單元10能夠改進其環(huán)境著色方案的評估。備選地，可以將若 干光傳感器/單個圖像傳感器安裝在可旋轉(zhuǎn)的電動支座上，以便有源地掃描設(shè)備1的環(huán)境 16。圖像傳感器可以輔之以透鏡系統(tǒng)，從而使得色彩視覺系統(tǒng)8能夠拍攝周圍環(huán)境銳利并 有意義的快照?？刂茊卧?0可操作地與色彩視覺系統(tǒng)8和可控制光源組件6進行連接，其中該控 制單元10從色彩視覺系統(tǒng)8接收關(guān)于所觀察環(huán)境16的顏色的數(shù)據(jù)，并且可控制光源組件 服從該控制單元的控制?？刂茊卧?0可以包括電子電路(例如，微處理器加上某些工作存 儲器)和輸入設(shè)備，該電子電路能夠執(zhí)行一個或多個用戶可選擇的顏色程序，并且輸入設(shè) 備允許用戶選擇或適配顏色程序?，F(xiàn)將對控制單元10的操作進行更詳細地討論。在通常操作期間，控制單元10可以重復地執(zhí)行相同的指令集。在設(shè)備1的一個實 施方式中，主要高級指令可以示意性地讀取如下(i)從色彩視覺系統(tǒng)獲得圖像數(shù)據(jù)(ii)根據(jù)從色彩視覺系統(tǒng)獲得的圖像數(shù)據(jù)確定至少一種環(huán)境顏色
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(iii)基于所選擇的顏色程序和所確定的環(huán)境顏色確定期望的外殼顏色(iv)調(diào)整所期望的外殼顏色步驟(i)著眼于從色彩視覺系統(tǒng)8獲得圖像數(shù)據(jù)。該 圖像數(shù)據(jù)可以包括一張或多張設(shè)備所處環(huán)境的顏色照片，這些照片的分辨率為上述圖像傳 感器的分辨率。在多張照片的情況下，這些照片可以通過不同圖像傳感器和/或從關(guān)于環(huán) 境的不同方位在不同時刻拍攝。例如，圖像數(shù)據(jù)可以呈現(xiàn)設(shè)備所在環(huán)境的360°全景照片， 其中該全景圖由若干較小照片組成。在第二步驟(ii)，控制單元可以對所獲得的圖像數(shù)據(jù) 進行處理從而從中推斷出至少一種環(huán)境顏色。例如，要確定的至少一種環(huán)境顏色可以是環(huán) 境中最頻繁出現(xiàn)的顏色，該顏色可以通過繪制顏色直方圖或平均顏色來獲得，該平均顏色 可以通過對像素的數(shù)字顏色值求平均來計算。當然，還可以使用其他環(huán)境顏色索引。步驟 (iii)繼而將該至少一種環(huán)境顏色轉(zhuǎn)換成與所選顏色程序相對應(yīng)的所期望外殼顏色?？梢?實現(xiàn)多種顏色程序。例如，一種顏色程序可以配置成用于確定與該至少一種環(huán)境顏色形成 對比的外殼顏色，以便使設(shè)備從其環(huán)境中突出。其他顏色程序可以配置成用于設(shè)置與該至 少一種環(huán)境顏色相對應(yīng)或形成吸引人結(jié)合的外殼顏色，以便使該設(shè)備與其周圍環(huán)境相稱或 看起來優(yōu)雅。另一顏色程序可以配置成用于基于該至少一種環(huán)境顏色和用戶可指明的關(guān)系 來確定外殼顏色，該關(guān)系將若干環(huán)境顏色中的每種顏色都鏈接至期望的外殼顏色。例如，用 戶可指明的關(guān)系可以通過公式或表格來反映，其中參數(shù)或條目可以由用戶根據(jù)其個人偏好 進行適配。一旦確定了期望的外殼顏色，步驟(iv)繼而真正地改變外殼的顏色。注意，外 殼的顏色沒必要一次性就改變成所確定的外殼顏色。在許多情況下，逐漸過渡(經(jīng)由一系 列當前外殼顏色與期望外殼顏色之間的中間色)可能是優(yōu)選的，例如從而防止設(shè)備1以閃 爍、令人不安的方式改變其顏色。在某些情況下，由發(fā)光外殼發(fā)出的光可以影響所感知的環(huán)境顏色。這在昏暗并且 相對滿或密封的空間中尤其如此，其中一部分所發(fā)出的光反射回到設(shè)備的圖像傳感器。為 了防止設(shè)備對其自身的顏色改變做出反應(yīng)，控制單元可以配置成用于評估發(fā)光外殼在/對 圖像傳感器照明的影響或起的作用，并且對其進行補償。例如，可以通過監(jiān)視所收集圖像數(shù) 據(jù)中的改變來做出評估，這種改變會(立即)響應(yīng)于向光源組件給出的用于改變外殼顏色 的指令來發(fā)生。所確定的環(huán)境顏色中的改變與所指示的外殼顏色改變之間的相關(guān)性可以被 歸納并被采用作為確定(真實的)環(huán)境顏色的修正。備選解決方案可以包括將色彩視覺系 統(tǒng)的光傳感器/圖像傳感器置于相對接近地面的位置，優(yōu)選在光學透射部分的下面。這將 減小自身生成而反射到一個或多個傳感器上的入射光的量。在對本發(fā)明的變化中，設(shè)備可 以裝配無源(即，光吸收并反射)而非能夠改變顏色的有源(即，發(fā)光)表面。這種表面可 以基于感溫變色或電致變色材料，例如，液晶或聚合物。然而，無源表面在昏暗環(huán)境中很少 使用，并且不總是能夠以期望的顏色出現(xiàn)。這是因為外界光必須包括期望的外殼顏色綠色 光照射的固有紅色表面將不會出現(xiàn)紅色反而主要是黑色。同樣地，無源有色外殼將幾乎不 或根本就不在黃昏或黑暗中顯露。除了光源組件產(chǎn)生的光的顏色，光的亮度還可以是值得控制的因素。例如，可能期 望設(shè)備在昏暗的環(huán)境中明亮，而使其在光強烈的空間暗淡。在設(shè)備1的實施方式中，控制單 元由此可以配置成用于根據(jù)從色彩視覺系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)來確定環(huán)境亮度級，并且設(shè)置與 此有關(guān)的由光源組件產(chǎn)生的光的亮度。尤其在設(shè)備1具有大尺寸時，可能更加期望能夠用不同顏色來提供給設(shè)備的不同部分。在這種實施方式中，例如，面向赭黃色墻的設(shè)備1左邊于是可以與其形成對比進行著 色，而面向棗紅椅子的右邊可以著色成棗紅色。為了使外殼的這種多著色成為可能，外殼的 光學透射部分可以配有若干基本上獨立可著色的區(qū)域。例如，這種區(qū)域可以通過物理上分 開他們來創(chuàng)建，或者在波導的情況下，通過對波導進行整形來使得穿過一個區(qū)域的光不能 夠到達其他區(qū)域。給定這些區(qū)域，可控制光源組件可以配置成用于將相應(yīng)區(qū)域外殼顏色的 光耦合至每個相應(yīng)區(qū)域，以便基本上互相獨立地對區(qū)域進行著色。控制單元可以配置成用 于依賴于從色彩視覺系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)，并且如果需要的話，根據(jù)用戶可調(diào)整的顏色程序 來設(shè)置每個所述區(qū)域的區(qū)域外殼顏色。已經(jīng)對根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的特征進行了詳細闡述，接下來注意以圖1中示出的機 器人真空清潔器1的形式出現(xiàn)的示例性、實用性實施方式。圖1示意性示出了示例性機器人真空清潔器1的截面圖。該機器人真空清潔器1 裝配有驅(qū)動系統(tǒng)，該驅(qū)動系統(tǒng)包括若干電動輪14，這些電動輪使得其可以自主地探索周圍 環(huán)境。真空系統(tǒng)和除了輪子14之外的驅(qū)動系統(tǒng)的組件從圖1中省略。它們在本領(lǐng)域是已 知的，將不再詳細闡述。機器人真空清潔器進一步包括外殼，該外殼頂部是由無色有機玻璃制成的光波導 2形成。光波導2大致包繞機器人真空清潔器1的上半部分，因此從上面看便可以確定其 外觀。在波導2下面和在外殼內(nèi)，設(shè)備1容納了可控制光源組件6、控制單元10和電池12。 光源組件6裝配有RGB LED(即，能夠產(chǎn)生紅、綠和藍原色的典型合成LED，繼而可以將該原 色混合來產(chǎn)生期望的顏色)，該RGB LED由控制單元10控制并供電。適于將組件6的發(fā)光 面連接至波導2的內(nèi)表面，從而確保由光源組件產(chǎn)生的光有效地耦合至波導。將控制單元 10連接至電池12。電池12可以專用于向設(shè)備1的發(fā)光皮膚饋電，但還可以是相設(shè)備的所 有電子系統(tǒng)進行饋電的唯一電源，該電子系統(tǒng)包括真空系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)。耗盡的電池12通 常在機器人真空清潔器1與其擴展塢對接時進行充電?？刂茊卧?0其本身可以由用戶經(jīng) 由置于外殼底部的用戶控制11來進行控制。在所描繪的實施方式中，用戶控制11是可轉(zhuǎn) 動旋鈕，其轉(zhuǎn)動位置可以設(shè)置由控制單元執(zhí)行的顏色程序。在其他實施方式中，用戶控制可 以包括更通用的輸入設(shè)備，諸如鍵盤。沒有用戶控制的實施方式也是可行的。以小型數(shù)字 照相機8形式出現(xiàn)的色彩視覺系統(tǒng)裝配在波導2上面的位置。為了能夠獨立于真空清潔器 1的位置而在視覺上掃描環(huán)境，將照相機8置于可旋轉(zhuǎn)的電動支座上。支座和照相機都由控 制單元10控制并供電。機器人真空清潔器1的操作(就所關(guān)心的發(fā)光皮膚而言)如下。如果存在用戶控 制11，則用戶經(jīng)由該用戶控制來選擇期望的顏色程序。繼而將真空清潔器1送出以做其工 作?？刂茊卧?0同時指示電動平臺來旋轉(zhuǎn)和數(shù)字照相機8來拍攝周圍環(huán)境的快照。所記錄 的照片繼而從照相機8下載。控制單元10分析該數(shù)據(jù)并且確定周圍環(huán)境的相關(guān)顏色。接下 來，該控制單元根據(jù)用戶選擇的顏色程序確定期望的外殼顏色，并且指示光源組件6產(chǎn)生 相應(yīng)的顏色。光源組件6所產(chǎn)生的光耦合至波導2，并且通過其進行擴散。由于外表面4的 適當處理，通過其進行透射的部分光用于實現(xiàn)由查看該設(shè)備的人感知的同樣的外殼顏色。應(yīng)當理解，本發(fā)明不限于機器人真空清潔器。原則上，任何家用設(shè)備、設(shè)備或物體 都可以裝配有上述發(fā)光外殼。優(yōu)勢實例可以包括遙控器、電話、機器人割草機(對比色程序 可以有助于定位他們)和移動空調(diào)單元(同樣的顏色程序可以有助于掩飾他們不被發(fā)現(xiàn))。
關(guān)于本文中所使用的術(shù)語，注意術(shù)語“光”、“光學的”、“光學透射”、“波導”、“視覺
系統(tǒng)”、“圖像傳感器”等都涉及的都是可見光，或者涉及配置成用于處理可見光的結(jié)構(gòu)、組 件或設(shè)備?！翱梢姽狻崩斫鉃槿祟惵阊鬯芨兄碾姶泡椛?，因此排除光譜不可見部分中的 電磁輻射，諸如微波輻射和紅外輻射。雖然上文已經(jīng)對本發(fā)明的說明性實施方式進行了描述，其中部分參考了附圖，但 應(yīng)當理解本發(fā)明不限于這些實施方式。通過附圖、公開和所附權(quán)利要求的學習，在實踐所聲 明的發(fā)明時，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解并實現(xiàn)對所公開實施方式的變化。貫穿本說明書，關(guān) 于“一種實施方式”或“實施方式”意味著結(jié)合實施方式進行描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性， 包括在本發(fā)明的至少一個實施方式中。因此，貫穿本說明書在多個地方出現(xiàn)的措詞“在一個 實施方式中”或“在實施方式中”不必都指向同一實施方式。此外，注意一個或多個實施方 式的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以通過任何適當方式組合來形成新的、沒有明確描述的實施 方式。元件列表1機器人真空清潔器2外殼的光學透射部分/光波導4外殼光學透射部分的外表面6可控制光源組件8色彩視覺系統(tǒng)10控制單元11用戶控制12 電池14驅(qū)動系統(tǒng)的電動輪16設(shè)備的環(huán)境
權(quán)利要求
一種設(shè)備(1)，特別是自主可移動的設(shè)備，諸如機器人真空清潔器(1)，和可由用戶移動的設(shè)備，諸如遙控器、真空清潔器或蜂窩電話，包括外殼，其中所述外殼的至少一部分是光學透射的，所述光學透射部分具有外表面(4)，通過所述外表面透射穿過所述光學透明部分的光，以便使所述透射的光在查看所述外表面時是可見的；可控制光源組件(6)，能夠產(chǎn)生各種顏色的光，并且配置成用于將產(chǎn)生的光耦合至所述外殼的光學透射部分；控制單元；以及色彩視覺系統(tǒng)(8)，其配置成用于光學地觀察所述設(shè)備的環(huán)境(16)，并且向所述控制單元(10)輸出關(guān)于所觀察環(huán)境的顏色的數(shù)據(jù)；其中所述控制單元(10)配置成用于控制由所述光源組件產(chǎn)生外殼顏色，由此所述外殼顏色根據(jù)從所述色彩視覺系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)來確定，其中所述外殼的光學透射部分(2)包括兩個或多個區(qū)域，其中所述可控制光源組件(6)配置成用于將相應(yīng)區(qū)域外殼顏色的光耦合至每個相應(yīng)區(qū)域，以便獨立于其他區(qū)域?qū)γ總€區(qū)域進行著色，以及其中所述控制單元(10)配置成用于依賴于從所述色彩視覺系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)來控制針對每個所述區(qū)域的區(qū)域外殼顏色。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述外殼的光學透射部分(2)是光波導。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中所述控制單元(10)配置成用于根據(jù)用戶可調(diào) 整顏色程序和依賴于從所述色彩視覺系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)來控制所述外殼顏色。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中所述控制單元(10)配置成用于根據(jù)從所述色 彩視覺系統(tǒng)(8)接收到的數(shù)據(jù)來確定至少一種環(huán)境顏色。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述控制單元(10)可調(diào)整或配置成用于控制所述 外殼顏色，使所述顏色與所述至少一種環(huán)境顏色形成對比，以便使所述設(shè)備從其環(huán)境中突 出ο
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述控制單元(10)可調(diào)整或配置成用于控制外殼 顏色，使所述顏色與所述至少一種環(huán)境顏色相符，以便使所述設(shè)備融入其環(huán)境。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述控制單元(10)可調(diào)整或配置成用于基于所述 至少一種環(huán)境顏色和用戶指定關(guān)系來控制外殼顏色，所述關(guān)系將多種環(huán)境顏色的每種顏色 鏈接至所期望的外殼顏色。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述控制單元(10)配置成用于根據(jù)用戶可調(diào)整顏 色程序和依賴于從所述色彩視覺系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)來控制針對每個所述區(qū)域的區(qū)域外殼 顏色。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中所述控制單元(10)可調(diào)整或配置成用于根據(jù) 從所述色彩視覺系統(tǒng)(8)接收到的數(shù)據(jù)確定環(huán)境亮度級，并且控制與此有關(guān)的由光源組件 (6)產(chǎn)生的光的亮度。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述控制單元(10)可調(diào)整或配置成用于基于關(guān) 于所觀察環(huán)境顏色的數(shù)據(jù)來評估通過外殼光學透射部分(2)的外表面(4)透射的光的影 響，并且在確定所述至少一種環(huán)境顏色時對此影響進行補償。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中對所述外殼的光學透射部分(2)配置為通過外表面(4)透射的光的光強在宏觀表面之間是均勻的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中所述可控制光源組件(6)包括至少一個發(fā)光 二極管，用于產(chǎn)生耦合到所述外殼的光學透射部分(2)的光。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中所述外殼的光學透射部分(2)至少部分由透 明塑料制成。
全文摘要
一種具有環(huán)境依賴顏色的發(fā)光外殼的設(shè)備，其中所述外殼的一部分為光學透射的，所述光學透射部分具有外表面，通過該外表面透射穿過該光學透明部分的光，以便使透射的光在查看外表面時是可見的。設(shè)備進一步包括能夠產(chǎn)生各種顏色的光的可控制光源組件，并且配置成用于將產(chǎn)生的光耦合至外殼的光學透射部分。設(shè)備還包括控制單元和色彩視覺系統(tǒng)，配置成用于光學上觀察該設(shè)備的環(huán)境，并且向所述控制單元輸出關(guān)于所觀察環(huán)境的顏色的數(shù)據(jù)?？刂茊卧渲贸捎糜诳刂朴晒庠唇M件產(chǎn)生的外殼顏色，由此所述外殼顏色根據(jù)從色彩視覺系統(tǒng)接收到的數(shù)據(jù)而確定。
文檔編號G05D1/00GK101907892SQ201010192790
公開日2010年12月8日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
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