專利名稱：用于系統(tǒng)控制的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人類用來控制機(jī)器的設(shè)備的領(lǐng)域，并且特別地涉及無源 通信設(shè)備。
背景技術(shù)：
人類用來控制系統(tǒng)的傳統(tǒng)設(shè)備是遙控器。遙控器是昂貴的，易受機(jī) 械沖擊和接觸濕氣的影響，并且需要電子部件和電源。人類用來控制系
統(tǒng)的另 一個(gè)設(shè)備是指向設(shè)備(pointing device )。指向設(shè)備可以用于指向 顯示器所顯示的圖像中的特征。指向設(shè)備包括鼠標(biāo)和跟蹤球，并且例如 可以用于控制個(gè)人計(jì)算機(jī)。 一些系統(tǒng)使用用于與顯示器所顯示的圖像進(jìn) 行交互的觸摸屏來加以控制。這里，指向設(shè)備可以是手指或桿。美國專 利申請公布2001/0030668 (此后稱為參考文獻(xiàn)1 )描迷了包括以下三個(gè) 硬件元件的裝置的實(shí)施例顯示器；光傳感器或照相機(jī)，其可以記錄顯 示圖像和指向設(shè)備或其對顯示器的影響；和指向設(shè)備，其可以被顯示器 記錄或在顯示器中產(chǎn)生可識(shí)別的特性，該顯示器可以被光傳感器或照相 機(jī)記錄。使用例如參考文獻(xiàn)l中所描述的用于控制系統(tǒng)的指向設(shè)備的一 個(gè)缺陷在于，該設(shè)備必須與用于顯示圖像的顯示器和/或投影儀交互以控 制該系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
擁有用于控制系統(tǒng)的設(shè)備將是有利的，所述系統(tǒng)不需要與用于顯示 圖像的顯示器和/或投影儀交互以便控制該系統(tǒng)。
為了解決這個(gè)問題，在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了用于控制系統(tǒng)的 通信設(shè)備，該通信設(shè)備包括用于構(gòu)成(compose)系統(tǒng)控制命令的反射 元件，其中所構(gòu)成的系統(tǒng)控制命令由反射元件反射的光包含。
在本發(fā)明的另一方面，提供了用于接收系統(tǒng)控制命令的接收器，所 述系統(tǒng)控制命令由通信設(shè)備的反射元件構(gòu)成，并且由該反射元件反射的 光包含，該接收器包括
-感測單元，其用于感測由反射元件反射的光；以及
4-處理單元，其用于基于由感測元件所感測的光獲取系統(tǒng)控制命令。
可以由操作通信設(shè)備的用戶例如通過適當(dāng)定位反射元件來確定由 反射元件反射的光。由反射元件反射的光由接收器的感測單元感測并且 由接收器的處理單元獲得。所述感測單元可以包括例如光傳感器或光傳 感器陣列。所述處理單元被設(shè)置為執(zhí)行對包括由反射元件反射的光的被 感測光的分析。所述處理單元還被設(shè)置為基于對被感測的光的分析來確 定系統(tǒng)控制命令并且將該系統(tǒng)控制命令應(yīng)用到該系統(tǒng)。
在所述通信設(shè)備的實(shí)施例中，所構(gòu)成的系統(tǒng)控制命令基于反射元件 的位置。可以由操作通信設(shè)備的用戶來確定反射元件的位置，例如反射 表面與入射光的方向之間的角度。由反射元件反射并且由接收器的感測 單元的光傳感器陣列感測的光的強(qiáng)度可能依賴于反射表面與入射光的 方向之間的角度。角度的第一范圍可以對應(yīng)于第一系統(tǒng)控制命令，而角 度的第二范圍可能對應(yīng)于第二系統(tǒng)控制命令。
在所述通信設(shè)備的實(shí)施例中，所述反射元件包括反向反射的表面。 使用反向反射表面的優(yōu)點(diǎn)在于，它在基本上與入射光束的方向相同的方 向上反射光。這允許反射光使之朝向與反射元件的位置無關(guān)的光源。將 感測單元置于光源附近改進(jìn)了接收器感測被反射的光的能力。
在所述通信設(shè)備的實(shí)施例中，該通信設(shè)備還包括用于確定反射元件 的形狀的形狀確定裝置。反射元件的不同形狀可以對應(yīng)于不同的系統(tǒng)控 制命令。因此，該形狀確定裝置允許基于反射元件的形狀來構(gòu)成不同的 系統(tǒng)控制命令。
在所述通信設(shè)備的實(shí)施例中，該通信設(shè)備還包括用于識(shí)別該通信設(shè) 備的標(biāo)識(shí)符。這允許基于所述標(biāo)識(shí)符將所構(gòu)成的系統(tǒng)控制命令與該通信 設(shè)備相關(guān)聯(lián)。因此，如果通信設(shè)備的標(biāo)識(shí)符滿足一定的條件，則該系統(tǒng) 可以扭j亍該系統(tǒng)控制命令。
在所述接收器的實(shí)施例中，所述感測單元還被設(shè)置用于基于由反射 元件反射的光獲得圖像。用戶可以例如通過定位反射元件和/或通過確定 反射元件的形狀來確定由通信設(shè)備的反射元件反射的光，由此構(gòu)成系統(tǒng) 控制命令。該感測單元可以包括被設(shè)置為基于由反射元件反射的光獲得 圖像的數(shù)字照相機(jī)。所述處理單元可以被設(shè)置為分析所述圖像并且根據(jù) 該圖像來獲取系統(tǒng)控制命令。
在所述接收器的實(shí)施例中，所獲取的系統(tǒng)控制命令基于由感測單元在多個(gè)時(shí)間情況(time instance)感測的光。例如，用戶可以移動(dòng)通信 設(shè)備的反射元件或者改變該反射元件的形狀。可以由處理單元來分析由 感測單元在多個(gè)時(shí)間情況感測的光。該處理單元可以被設(shè)置為基于由感 測單元在所述多個(gè)時(shí)間情況感測的光來獲取系統(tǒng)控制命令。因此，系統(tǒng) 控制命令的構(gòu)成可以基于無源控制設(shè)備的移動(dòng)或改變形狀。
在所述接收器的實(shí)施例中，該接收器還包括用于發(fā)射由通信設(shè)備的 反射元件反射的光的光源。該光可以是無害的不可見輻射，例如紅外輻 射。此外，該光可以被調(diào)制，例如以脈沖發(fā)射。這可以進(jìn)一步使得由處 理單元所進(jìn)行的圖像處理具有更好的魯棒性。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了控制系統(tǒng)的方法，該方法包括 -構(gòu)成步驟，其用于構(gòu)成系統(tǒng)控制命令，其中所構(gòu)成的系統(tǒng)控制命 令由被通信設(shè)備的反射元件反射的光包含；
-感測步驟，其用于感測由反射元件反射的光；以及
-處理步驟，其用于基于在感測步驟中被感測的光獲取系統(tǒng)控制命令。
在本發(fā)明的另 一方面，提供了將由計(jì)算機(jī)裝置加載的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn) 品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于控制系統(tǒng)的指令，該計(jì)算機(jī)裝置包括處 理器和存儲(chǔ)器，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在被加載之后向所述處理器提供以下 能力基于由接收器的感測單元感測的光來獲取由通信設(shè)備的反射元件 所構(gòu)成的系統(tǒng)控制命令。
在本發(fā)明的另一方面，提供了用于制造控制設(shè)備的裝置，該裝置包 括用于制造控制設(shè)備的反射元件的裝置，所述反射元件用于構(gòu)成系統(tǒng)控 制命令，其中所構(gòu)成的系統(tǒng)控制命令由被反射元件反射的光包含。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，本發(fā)明的上述實(shí)施例、實(shí)現(xiàn)方式和/ 或各個(gè)方面中的兩個(gè)或更多可以以可用的方式進(jìn)行結(jié)合。
技術(shù)人員可以基于本說明書實(shí)施對所迷方法和/或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品 的修改和改變，其對應(yīng)于通信設(shè)備和/或接收器的所述修改和改變。


根據(jù)下面所描述的實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)施例并且參照附圖，本發(fā)明的這些 和其他方面將變得清楚明白并且將被闡述，在附圖中 圖1示意性示出通信設(shè)備的兩個(gè)示范性實(shí)施例；圖2示意性示出接收器的示范性實(shí)施例；
圖3示意性示出由接收器的光感測單元的照相機(jī)獲得的兩個(gè)示范性 圖像；
圖4示意性示出通信設(shè)備的示范性標(biāo)識(shí)符的視圖； 圖5示出通信設(shè)備的示范性實(shí)施例；
圖6示出由接收器的光感測單元的照相機(jī)獲得的示范性圖像； 圖7示出接收器的感測單元和光源的示范性實(shí)施例；以及 圖8示出所述方法的示范性實(shí)現(xiàn)方式的流程圖。 在整個(gè)附圖中，相同的附圖標(biāo)記用于表示相似的部件。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性示出通信設(shè)備的兩個(gè)示范性實(shí)施例。第一圖片fl和第二 圖片sl分別示出了通信設(shè)備101的笫一實(shí)施例的前視圖和側(cè)視圖。該設(shè) 備包括平坦的圓形反射元件111和圓柱形手柄(grip) 131。平坦圓形反 射元件111與手柄131的軸基本相同。平坦圓形反射元件111的表面由 反光材料制成，比如但不限于鋁箔或反向反射的涂料(paint)。第三圖 片f2和第四圖片s2分別示出通信設(shè)備102的第二實(shí)施例的前—見圖和側(cè) 視圖。該實(shí)施例包括反射帽形式的反射元件112、帽112的圓形蓋122 和圓柱形手柄132，所述反射元件定形為截去頂部的圓錐形。帽112、 蓋122和手柄132的軸基本相同。帽112的表面由反光材料制成并且包 括間隙115，所述反光材料比如但不限于鋁箔或反向反射的涂術(shù)牛。該間 隙表面具有明顯不同于帽表面其余部分的反射特性，例如該間隙表面可 以是基本上非反射性的。
技術(shù)人員將會(huì)理解，存在通信設(shè)備的許多可能的實(shí)施例，這些實(shí)施 例例如在反射元件的形狀方面以及在反射元件包含的材料的反光特性
^ 在^述通信設(shè)備的實(shí)施例中，反射元件被薄膜^波器涂5層覆蓋以便 透射特定波長的光，比如紅外光。使用紅外光的優(yōu)點(diǎn)在于，紅外光對人 類無害并且不可見。因此，反射元件可以被設(shè)置為僅僅反射所述特定波 長的光。而且，只有入射光束包括所述特定波長的光的情況下，反射元 件才會(huì)反射該光。這個(gè)特征可以用于例如將不同的波長分配給每個(gè)無源 控制設(shè)備以便識(shí)別哪個(gè)無源控制設(shè)備已經(jīng)基于被反射光的波長構(gòu)成了系統(tǒng)控制命令。技術(shù)人員將會(huì)知道實(shí)現(xiàn)濾光器的其他方式。也可以考慮 使用其他光學(xué)濾波器和設(shè)備，比如二向色濾波器、偏振濾波器、干涉濾 波器、棱鏡、半波片和四分之一波片。
圖2示意性示出用于接收由通信設(shè)備的反射元件構(gòu)成并且由該反射 元件反射的光包含的系統(tǒng)控制命令的接收器200的示范性實(shí)施例，該接 收器包括
-感測單元210，其用于感測由反射元件反射的光；以及 誦處理單元220，其用于基于由感測單元210感測的光獲取系統(tǒng)控 制命令。
圖2所示的接收器200的示范性實(shí)施例還包括用于發(fā)射由通信設(shè)備 的反射元件反射的光的可選光源230。
處理單元220被設(shè)置為分析由感測單元210所感測的光。感測單元 210可以包括〗吏用例如光電晶體管或光電二極管的光傳感器以用于感測 入射光的強(qiáng)度。感測單元210感測的光包括由控制通信設(shè)備的反射元件 反射的光。處理單元220可以被設(shè)置為分析由光傳感器所感測的光的強(qiáng) 度并且基于該分析獲取系統(tǒng)控制命令。
在接收器200的實(shí)施例中，感測單元210還被設(shè)置用于基于由反射 元件反射的光獲得圖像。例如，該感測單元可以包括數(shù)字照相機(jī)。所獲 得的圖像可以描繪反射元件。基于由反射元件反射的光的圖像依賴于通 信設(shè)備的設(shè)計(jì)和位置。該位置由持有該通信設(shè)備的用戶確定?；谟煞?射元件反射的光的圖像還可以依賴于感測單元210的位置和/或照明反 射元件和感測單元210的光源的位置?；谟煞瓷湓瓷涞墓獾膱D像 被傳輸?shù)教幚韱卧?20。處理單元220被設(shè)置為分析該圖像并且基于該 圖像分析使用例如查找表確定系統(tǒng)控制命令，其中基于由反射元件反射 的光的圖像被分配給系統(tǒng)控制命令。可選地，感測單元210可以具有安 裝到透鏡上以提高被感測的光的對比度的濾色器。該濾色器可以透射來 自窄帶波長(例如來自紅外波段)的光并且阻擋其他光。
為了改進(jìn)接收器的操作，接收器200的處理單元220可以采用圖像 處理算法來分析由接收器200包含的感測單元210所獲取的圖像。該圖 像處理可以包括但不限于由感測單元210所獲取的多個(gè)圖像的圖像濾波 和/或時(shí)間平均。圖像濾波可以用于消除由于例如無源控制設(shè)備的反射元 件的缺陷和損傷所造成的圖像偽影。多個(gè)圖像的時(shí)間平均可以用于〉'肖除
8運(yùn)動(dòng)偽影。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述接收器還包括用于發(fā)射將被通信設(shè)備的反射
元件反射的光的光源230。光源230可以相對于感測單元定位在《壬何適 當(dāng)?shù)奈恢谩９庠?30可以被設(shè)置為發(fā)射光束，例如平行光束或錐形光束。 光源230的位置或光束的尺寸(例如圓柱形光束的半徑或錐形光束的錐 角)可以是接收器的設(shè)計(jì)參數(shù)?？蛇x地，可以存在多個(gè)光源。原則上， 所述光可以是任何無害的電磁輻射，例如紅外輻射或可見光輻射。該光 可以是單色的或者可以包括多個(gè)輻射頻率。該光可以平行于感測單元 210的光軸而被發(fā)射，例如平行于感測單元210包含的lt字照相才幾的透 鏡的光軸而被發(fā)射。
在接收器200的實(shí)施例中，光源230被設(shè)置為連續(xù)地發(fā)光?？商娲?地，該光源可以被設(shè)置為以光脈沖發(fā)光。以脈沖發(fā)光可以有利地減少光 源230所使用的能量并且增加光源230的壽命。此外，以脈沖發(fā)光可以 減少人(比如通信設(shè)備的操作者)暴露在輻射下的時(shí)間。使用光脈沖的 另 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，光脈沖的照明強(qiáng)度可以比連續(xù)光的照明強(qiáng)度大得多。 每個(gè)脈沖的形狀可以由接收器200包含的電子電路確定?？梢允沟酶袦y 單元210與光源同步。
在所述通信設(shè)備的實(shí)施例中，所述反射元件包括反向反射的表面。 例如，圖1所示的圓形反射單元111的平坦表面或者反射單元112的帽 的錐形表面可以由反向反射材料制成或覆蓋。目前，反向反射材料是便 宜的并且容易獲得。例如，可以使用可以用在具有粘合劑和襯墊的磁帶 巻軸中的3MTM Scotchlite 光電等級(jí)平滑表面板(Photoelectric Grade Smooth Surface Sheeting )。使用反向反射材料的優(yōu)點(diǎn)在于，反射光的方向 近似與入射光的方向相同。因此，從位于感測單元210附近的光源230 發(fā)射的光朝向感測單元210反射。因此，感測單元210將感測由光源230 照射的通信設(shè)備的反向反射部分所反射的光，同時(shí)通信設(shè)備的周圍部分 可以被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成使得它們不反射光。這顯著增加了接收器200的靈 敏度和分辨率。
圖3示意性示出由接收器200的感測單元210的照相機(jī)獲得的兩個(gè) 示范性圖像301和302。第一圖像301對應(yīng)于圖1中的視圖fl和si所 示意性示出的通信設(shè)備101的第一示范性實(shí)施例。通信設(shè)備101的該示 范性實(shí)施例的平坦圓形表面111可以由反向反射材料覆蓋。接收器200包括位于光感測單元210的照相機(jī)附近的光源230。圖像301包括圓形 表面111的映像3U。圓形表面111的映像311的形狀為橢圓。
在接收器200的實(shí)施例中，所獲取的系統(tǒng)控制命令基于由光感測單 元210的照相才幾獲得的并且由處理單元220分碎斤的圖像301。例如，映 像311的橢圓可以由橢圓的短軸長度b與橢圓的長軸長度a的比率b/a 來描述。角度a是坐標(biāo)系統(tǒng)的x軸與橢圓311的長軸a之間的角度。比 率b/a和角度a可以是由感測單元210的照相機(jī)獲得的圖像301的示范 性參數(shù)。這些示范性參數(shù)可以由接收器200的處理單元220計(jì)算。所計(jì) 算的比率b/a和角度a的值可以用于基于圖像301獲得系統(tǒng)控制命令。 例如，比一定閾值大得多的比率b/a可以對應(yīng)于第一系統(tǒng)控制命令，而 等于或小于該閾值的比率可以對應(yīng)于第二系統(tǒng)控制命令。
第二圖像302對應(yīng)于圖1中的視圖f2和s2所示意性示出的通信設(shè) 備102的第二示范性實(shí)施例。通信設(shè)備102的該示范性實(shí)施例的錐形表 面112可以由反向反射材料覆蓋并且間隙115可以由基本上不反射光的 材料制成。非反射圓形蓋122也可以由基本不反射光的材料覆蓋。接收 器200包括位于光感測單元210的照相機(jī)附近的光源230。圖像302包 括錐形表面112的映像312、間隙115的間隙陰影315和圓形蓋122的 蓋陰影322。錐形表面112的映像312的形狀為橢圓。圓形蓋122的蓋 陰影322的形狀也為橢圓。映像312和蓋陰影322的橢圓的尺寸和方向 依賴于通信設(shè)備102相對于光感測單元220的位置。圖3中所示的圖像 302還包括手指陰影325。
映<象312的橢圓可以由該橢圓的最左邊的點(diǎn)的X坐標(biāo)Xlr、該橢圓的 最右邊的點(diǎn)的x坐標(biāo)x 、該橢圓的最上邊的點(diǎn)的y坐標(biāo)h和該橢圓的 最下邊的點(diǎn)的y坐標(biāo)ybr來描述。類似地，蓋陰影322的橢圓可以由該橢 圓的最左邊的點(diǎn)的x坐標(biāo)xls、該橢圓的最右邊的點(diǎn)的x坐標(biāo)xrs、該橢 圓的最上邊的點(diǎn)的y坐標(biāo)yts和該橢圓的最下邊的點(diǎn)的y坐標(biāo)ybs來描述。 可以例如在圖像302的坐標(biāo)系統(tǒng)中給出這些點(diǎn)的坐標(biāo)。a是坐標(biāo)系統(tǒng)的 x軸與圖像302中的間隙陰影315的方向之間的角度。
基于使用通信設(shè)備102所獲得的圖像302,可以由接收器200的處 理單元220計(jì)算光圖案的下列示范性參數(shù)
-映像312的橢圓的中心位置((Xk-x汀)/2, (ytr-ybr)/2);
-蓋陰影322的橢圓的中心位置((x!s-Xrs)/2, (yts-ybs)/2);-例如由映像312的橢圓的主軸長度定義的映像312的尺寸； -橫擺(roll) a;
-纟從々頁(pitch) yur+yus-ybr-ybS; 以及 -偏轉(zhuǎn)(yaw) xrr+xrs-xir-xis。
在接收器200的實(shí)施例中，所獲得的系統(tǒng)控制命令基于由光感測單 元210的照相機(jī)獲得的并且由處理單元220分析的圖像。例如，進(jìn)一步 參照圖3，該分析可以包括計(jì)算參數(shù)的值，該參數(shù)例如映像312的橢圓 的中心位置、蓋陰影322的橢圓的中心位置、映像312的尺寸、橫擺、 縱傾或偏轉(zhuǎn)。具有包括參數(shù)值范圍的域的函數(shù)可以將參數(shù)值映射成系統(tǒng) 控制命令。例如， 一種函數(shù)可以將每個(gè)凸角a映射成第一系統(tǒng)控制命令 并且將每個(gè)非凸角a映射成第二控制命令。可選地，該函數(shù)可以依賴于 兩個(gè)或更多參數(shù)。例如，依賴于縱傾和偏轉(zhuǎn)的函數(shù)可以在縱傾和偏轉(zhuǎn)的 值都為正的情況下將一對縱傾和偏轉(zhuǎn)值映射成第一系統(tǒng)控制命令，在縱 傾值為正且偏轉(zhuǎn)值為負(fù)的情況下映射成第二系統(tǒng)控制命令，在縱傾值為 負(fù)且偏轉(zhuǎn)值為正的情況下映射成第三系統(tǒng)控制命令，并且在兩個(gè)值都為 負(fù)的情況下映射成第四系統(tǒng)控制命令。手指陰影325可以被分配觸發(fā)開 /關(guān)功能，以用于開啟或關(guān)閉受控制的系統(tǒng)。
技術(shù)人員將會(huì)理解，存在許多可能的參數(shù)和函數(shù)，其適合用于將系 統(tǒng)控制命令分配給由光感測單元210的照相機(jī)獲得的圖像。這些參數(shù)可 以由接收器200的處理單元220計(jì)算并且使用。所描述的參數(shù)和函數(shù)說 明了本發(fā)明并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制了權(quán)利要求的范圍。
在接收單元200的實(shí)施例中，所獲取的系統(tǒng)控制命令基于由感測單 元210在多個(gè)時(shí)間情況感測的光。處理單元220可以祐 沒置為分一斤由感
制命令。例如，處理單元220可以被設(shè)置為分析由接收器200的光感測 單元210的照相機(jī)在所述多個(gè)時(shí)間情況獲得的圖像。用戶可以朝向或遠(yuǎn) 離感測單元210移動(dòng)無源控制設(shè)備，由此分別增加或減小了圖像302中 的映像312的尺寸。以大于一定速度閾值的速度增加映像312的尺寸可 以映射成笫一系統(tǒng)控制命令。以大于該閾值速度的速度減小映像312的 尺寸可以映射成第二系統(tǒng)控制命令。當(dāng)映像312的尺寸不變化或者當(dāng)它 以等于或小于所述閾值速度的速度變化時(shí)，處理單元220不獲取任何系 統(tǒng)控制命令。技術(shù)人員將會(huì)理解，所述通信設(shè)備可以被設(shè)計(jì)和制造成使得它是輕 便的、在勞動(dòng)和材料成本方面便宜的、魯棒的、抗流體損害的、符合人
機(jī)工程學(xué)的和/或無菌的(sterile)。該設(shè)備可以是一次性的。例如，包 括所述通信設(shè)備和接收器200的裝置可以由想要從她/他的床控制比如 電視機(jī)的系統(tǒng)的病人使用，或者由外科醫(yī)生使用，該外科醫(yī)生需要控制 手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)以便顯示該外科醫(yī)生實(shí)施手術(shù)的器官的解剖圖像。所述設(shè) 備可以被設(shè)計(jì)和制造用于不同的條件下，例如在各種(甚至極端的)溫 度和濕度水平下用于戶內(nèi)、戶外、水下。
用于控制系統(tǒng)的包括所述通信設(shè)備和接收器200的裝置的所有電子 部件可以存在于接收器200中。因此，所述設(shè)備可以不需要電子部件和 /或電源。
在用于控制系統(tǒng)的裝置的實(shí)施例中，接收器200的感測單元210被 設(shè)置為感測來自有限區(qū)域的光，和/或光源230被設(shè)置為照明有限的區(qū) 域。這允許相同位置處的許多用戶控制他們的系統(tǒng)而彼此互不干^l尤。例 如，每個(gè)病人可以從她/他的床操控她/他自己的電視^幾，而不干4尤另一 個(gè)病人的電視i/L。此外，每個(gè)光源230可以采用從光源230發(fā)射的光的 唯一波長和/或脈沖形狀或頻率?？蛇x地，每個(gè)通信設(shè)備可以由標(biāo)識(shí)符標(biāo) 記，例如所述設(shè)備的反射元件包含的字母數(shù)字符號(hào)、條形碼或點(diǎn)碼?？?替代地，通過使用不同形狀的反射元件，通信設(shè)備的反射元件的形狀可 以起到不同用戶的標(biāo)識(shí)符的作用。
圖4示意性示出通信設(shè)備101的示范性標(biāo)識(shí)符161的視圖。示范性 標(biāo)識(shí)符161利用非反射字母數(shù)字符號(hào)標(biāo)記反射單元111上。關(guān)于標(biāo)識(shí)符 的信息由所述設(shè)備的反射元件反射的光包含。反射元件反射的光被接收 器200的感測單元210感測。接收器200的處理單元220被設(shè)置為從感 測的光獲取標(biāo)識(shí)符。如果所獲取的標(biāo)識(shí)符滿足一定條件，例如如果所獲 取的標(biāo)識(shí)符與存儲(chǔ)在處理單元220中的標(biāo)識(shí)符相同，則由被所述i殳備的 反射元件反射的光包含的系統(tǒng)控制命令被接收器200的處理單元220獲 取。否則，由接收器200的處理單元220對由感測單元210感測的光執(zhí) 行另外的處理或不進(jìn)行處理。例如，處理單元220可以;故設(shè)置用于檢查 標(biāo)識(shí)符是否滿足另外的條件。所述另外的條件可以是證實(shí)所獲取的標(biāo)識(shí) 符是否與存儲(chǔ)在處理單元220中的另外的標(biāo)識(shí)符相同。例如，所迷標(biāo)識(shí) 符可以是個(gè)別用戶(比如病人)的標(biāo)識(shí)符，并且所述另外的標(biāo)識(shí)符可以
12是系統(tǒng)管理員(比如護(hù)士)的標(biāo)識(shí)符?？蛇x地，所述另外的處理可以包
括鎖住系統(tǒng)，其只有通過使用具有適當(dāng)標(biāo)識(shí)符的通信設(shè)備才能^:解鎖。 雖然結(jié)合醫(yī)療應(yīng)用(比如結(jié)合用于由病人控制電視機(jī)的設(shè)備或由外 科醫(yī)生使用的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng))描述了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例，但是技術(shù)人 員將會(huì)理解，也可以考慮本發(fā)明的其他應(yīng)用。例如，可以將反向反射的 標(biāo)簽用作通信設(shè)備，以將分派系統(tǒng)中的項(xiàng)目加標(biāo)簽從而將所述項(xiàng)目路由 到適當(dāng)?shù)哪康牡亍Ｃ總€(gè)標(biāo)簽可以包括標(biāo)識(shí)符和到分派系統(tǒng)的命令。包括 標(biāo)簽和接收器的裝置可以被設(shè)置為照明項(xiàng)目的標(biāo)簽、感測反射光、獲得 標(biāo)識(shí)符、基于該標(biāo)識(shí)符獲得用于分派系統(tǒng)的命令并且將命令發(fā)送到分派 系統(tǒng)。所述分派系統(tǒng)可以被設(shè)置為基于所獲得的項(xiàng)目特定命令處理該項(xiàng) 目。
圖5示出通信設(shè)備103的示范性實(shí)施例。反射元件113的環(huán)的表面 由反向反射帶覆蓋。反射元件113的環(huán)包括未被反向反射帶覆蓋的窄的 徑向間隙118。為了允許通過設(shè)置示范性設(shè)備103的縱傾和/或偏轉(zhuǎn)構(gòu)成 許多相互不同的系統(tǒng)命令，蓋123的前環(huán)被放置在距反射元件113的環(huán) 一定3巨離的i也方。
圖5所示的通信設(shè)備103的示范性實(shí)施例還包括兩個(gè)半圓141和 142。每個(gè)半圓的表面由反向反射材料制成。所述設(shè)備的手柄133還包 括兩個(gè)按鈕151和152。較亮的按鈕151移動(dòng)第一半圓141使之遠(yuǎn)離所 述示范性設(shè)備的軸。較暗的按鈕152移動(dòng)第二半圓142使之遠(yuǎn)離該設(shè)備 的軸。按鈕151和152以及半圓141和142可以用于實(shí)現(xiàn)另外的控制命 令，例如用于控制受控系統(tǒng)的顯示器上的指針的點(diǎn)擊命令。
圖6示出由接收器200的光感測單元210的照相機(jī)獲得的示范性圖 像303。示范性圖像303通過使用圖5所示的通信設(shè)備303的示范性實(shí) 施例而獲得。圖像303包括示范性設(shè)備103的反射元件113的映像313、 間隙118的間隙陰影318、蓋123的蓋陰影323以及半圓141和142的 對應(yīng)兩個(gè)半圓形映像341和342。
圖7示出接收器的感測單元和光源的示范性實(shí)施例。感測單元的示 范性實(shí)施例包括具有透鏡211的數(shù)字照相機(jī)。由該照相機(jī)記錄的圖像經(jīng) 過由電纜束240組成的連接傳輸?shù)教幚韱卧?。技術(shù)人員將會(huì)理解，可替 代地，數(shù)據(jù)可以經(jīng)過任何其他的連接(例如經(jīng)過無線連接)而被傳輸。 可選地，處理單元可以與感測單元的數(shù)字照相機(jī)和光源集成在 一 起。所述光源的示范性實(shí)施例包括7個(gè)發(fā)光二^l管(LED) 231-237。第 一LED 231的光束體積(beam volume)祐:設(shè)置為照射圍繞透4竟211的 光軸的第一區(qū)域。其余六個(gè)LED 232-237照射第一區(qū)域鄰近的區(qū)域。透 鏡和通信設(shè)備的反射元件的表面之間的距離應(yīng)當(dāng)確保反射元件的表面 被LED充分照射，并且由照相機(jī)捕獲的圖像的分辨率足以解釋這些圖像 并且因此足夠處理單元獲取系統(tǒng)控制命令。圖7所示的光傳感器的照相 機(jī)和光源的實(shí)際工作距離范圍為20cm-5m。技術(shù)人員將會(huì)理解，在本發(fā) 明的其他實(shí)施例中該范圍可以是不同的。
在所述通信設(shè)備的實(shí)施例中，所述反射元件為反射鏡。例如，反射 元件可以是凸面鏡，比如半球。凸面半球鏡在所有方向上反射平行光束。 因此，只要凸面半球鏡被光源230照射，那么光源230的位置就基本沒 有限制。可選地，可以使用多個(gè)光源來確保所述反射鏡被充分照射?？?替代地，不需要專用光源，而可以使用現(xiàn)有光源，比如自然日光。可以 旋轉(zhuǎn)凸面半球鏡朝向光傳感器并且遠(yuǎn)離接收器200的光感測單元210。 光感測單元210被設(shè)置為周期性地測量光強(qiáng)。所述光感測單元可以使用 單個(gè)光傳感器，比如光電晶體管。如果測量序列滿足預(yù)定的條件，則該 序列被解釋為系統(tǒng)控制命令。否則，忽略該測量序列。
圖8示出控制系統(tǒng)的方法800的示范性實(shí)現(xiàn)方式的流程圖。方法800 開始于用于構(gòu)成系統(tǒng)控制命令的構(gòu)成步驟810,其中所構(gòu)成的系統(tǒng)控制 命令由被通信設(shè)備的反射元件反射的光包含。在構(gòu)成步驟810之后，方 法800繼續(xù)到用于感測由反射元件反射的光的感測步驟820。在感測步 驟820之后，方法800繼續(xù)到用于基于感測步驟820中感測的光獲取系 統(tǒng)控制命令的處理步驟830。在處理步驟830之后，方法800結(jié)束。
應(yīng)當(dāng)注意的是，上述實(shí)施例說明了而非限制了本發(fā)明，并且本領(lǐng)域 技術(shù)人員將能夠在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下設(shè)計(jì)出可替代 的實(shí)施例。在權(quán)利要求中，置于括號(hào)之間的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)當(dāng)被解 釋為限制了權(quán)利要求。措詞"包括/包含"并沒有排除在權(quán)利要求或說明書 中未列出的元件或步驟的存在。元件前面的措詞"一"或"一個(gè)"并沒有 排除多個(gè)這樣的元件的存在。本發(fā)明可以借助于包括多個(gè)不同元件的硬 件以及借助于經(jīng)過編程的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。在列出多個(gè)單元的系統(tǒng)權(quán)利要 求中，這些單元中的一些可以由同一項(xiàng)硬件或軟件來實(shí)施。措詞第一、 第二、第三等的使用并不表示任何特定的順序。這些措詞應(yīng)當(dāng)被解釋為 命名。
權(quán)利要求
1.一種用于控制系統(tǒng)的通信設(shè)備(101；102；103)，該通信設(shè)備包括用于構(gòu)成系統(tǒng)控制命令的反射元件(111；112；113)，其中所構(gòu)成的系統(tǒng)控制命令由被反射元件反射的光包含。
2. 如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備(101; 102; 103),其中所構(gòu)成 的系統(tǒng)控制命令基于反射元件(111; 112; 113)的位置。
3. 如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備(101; 102; 103),其中反射元 件(lll; 112; 113)包括反向反射表面。
4. 一種通信設(shè)備(101; 102; 103),還包括用于確定反射元件的 形狀的形狀確定裝置(141; 142; 151; 152)。
5. —種通信設(shè)備(101; 102; 103),還包括用于識(shí)別該通信設(shè)備 的標(biāo)識(shí)符(161 )。
6. —種接收器(200),用于接收系統(tǒng)控制命令，所述系統(tǒng)控制命 令由如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備(101; 102; 103 )的反射元件(111; 112; 113)構(gòu)成并且由該反射元件反射的光包含，該接收器(200)包 括-感測單元(210),其用于感測由反射元件反射的光； -處理單元(220),其用于基于由感測單元(210)感測的光獲取 所述系統(tǒng)控制命令。
7. 如權(quán)利要求6所述的接收器(200)，其中感測單元210還被設(shè) 置用于基于由反射元件(111; 112;13)反射的光獲得圖像(301; 302; 303 )。
8. 如權(quán)利要求6所述的接收器(200),其中所獲取的系統(tǒng)控制命 令基于由感測單元(210)在多個(gè)時(shí)間情況感測的光。
9. 如權(quán)利要求6所述的接收器(200),還包括用于發(fā)射將被通信 設(shè)備(101; 102; 103)的反射元件(111; 112; 113)反射的光的光源(230 )。
10. —種控制系統(tǒng)的方法(800),該方法包括-構(gòu)成步驟(810),其用于構(gòu)成系統(tǒng)控制命令，其中所構(gòu)成的系統(tǒng) 控制命令由被通信設(shè)備的反射元件反射的光包含；-感測步驟(820),其用于感測由反射元件反射的光；以及-處理步驟(830),其用于基于在感測步驟(820)中被感測的光獲取所述系統(tǒng)控制命令。
11. 一種由計(jì)算機(jī)裝置加載的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品 包括用于控制系統(tǒng)的指令，該計(jì)算機(jī)裝置包括處理單元和存儲(chǔ)器，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在被加載之后向所述處理單元提供以下能力基于由接收 器(200)的感測單元感測的光來獲取由通信設(shè)備(101; 102; 103)的 反射元件(lll; 112; 113)所構(gòu)成的系統(tǒng)控制命令。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制所提供的系統(tǒng)的通信設(shè)備(101；102；103)，該通信設(shè)備包括用于構(gòu)成系統(tǒng)控制命令的反射元件(111；112；113)，其中所構(gòu)成的系統(tǒng)控制命令由被反射元件(111；112；113)反射的光包含。本發(fā)明還涉及用于接收由所述通信設(shè)備的反射元件(101；102；103)構(gòu)成并且由該反射元件反射的光包含的系統(tǒng)控制命令的接收器(200)，該接收器包括用于感測由反射元件反射的光的感測單元(210)和用于基于由感測元件(210)感測的光來獲取系統(tǒng)控制命令的處理單元(220)。
文檔編號(hào)G06F3/03GK101663635SQ200880011141
公開日2010年3月3日 申請日期2008年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者M·J·G·A·范維格爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司