投射控制图形的系统和方法

专利名称：投射控制图形的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种将图形投射(PROJECT)到表面上的系统和方法， 尤其是涉及将控制图形投射到包括控制功能例如控制面板和/或触摸面 氺反表面上的系统和方法。
背景技术：
电子部件在现代生活的很多方面变得很普遍。在很多情况中，将电 子部件设计成响应用户输入。在这点上，对于电子部件通常包括响应用 户交互的控制功能，例如借助于控制面板、远程控制单元、图形用户界 面(GUI)等等。在用户交互受到控制面板支持的情况中，对于控制面 板一般采用触摸屏或者类似结构/机构的形式。对于控制面板非不平常 的是包括图形信息例如，文字和/或图标/符号，以有助于与此的用户交 互。
电视单元和计算机系统是电子部件的典型类型，它们通常适于响应 用户输入和/或用户交互。在多个应用中，控制面板和/或触摸屏适于有 助于用户和这种电碎见/计算机系统的交互。典型地，控制面+反和/或触4莫 屏包括关于控制面板/触摸屏的各个控制部件特性的图形信息。例如， 在电视单元的情况中，第一控制部件可以适于控制"音量"，第二控制 部件可以适于控制"频道，，，第三控制部件可以适于控制"输入"等等。 类似地，在其它电子部件的情况中，通常提供图形信息，例如文字和/ 或图标/符号以有助于与此的交互(INTERACTION)。
对于多个原因，不期望包括和支持用户交互的控制元件密切相关的 图形信息。例如，图形信息通常可能是不好看的和/或降低电子部件的 期望的视觉效果/表现。另外，在某些情况下，图形信息在一些时间点， 对于延长的时间周期，可以是不必要的。因此，就电^L控制特征来i兑以 及基于远程控制技术的普遍使用，很少要求观众直接和设置在其控制台 上的控制元件交互。而且，包含图形信息影响到电子部件的空间设计/ 布局，因为设计者/制造者必须提供印刷、粘接或者相对于各个控制元 件在适当位置对于文字/图标/符号的其它定位。
Cappendijk的美国专利公开号2003/0025676描述了一种专门用于 触摸屏面板的动态图形用户界面。图形用户界面包括显示信息内容的窗 口和包括触摸选择元件的图形菜单，例如图标或者按钮。设计图形的用 户界面，使得当感知装置检测到面板附近的存在物时显示图形菜单。菜 单的显示使得信息内容的显示变化。菜单可以使得窗口减小或者菜单可 以覆盖窗口。在预定的时间周期之后，菜单再次隐藏并恢复窗口。
Kurakane的美国专利公开号2 003/0092470公开了 一种折叠型蜂窝 电话，包括盖板和通过铰链耦合的基础面板，铰链用于使盖板在折叠状 态和打开状态之间旋转。基板包括安装在其上触敏面板，然而盖板包括 图像投射器，用于将键盘信息投射到触敏面板上。键盘信息包括用于指 定每个键盘的键盘功能的标签。还提供了控制单元，检测由基板的前表 面上的输入操作指定的功能。
尽管对数据进行了努力，但是仍然需要一种系统和方法，其使得直 到所需要的用户剌激，和控制面板有关的图形信息，例如文字和/或图 标/符号才会可见或者存在。另外，仍然需要系统/方法，其中直到用户 在接近于控制面板的预定附近处移动时才使得上述的图形信息可见或 者存在。通过公开的系统和方法使这些需要得到满足，通过下面的描述 这对于本领域技术人员来说是显而易见的。
提供了将图形投射到表面上的系统和方法。才艮据典型实施例，提供 了将控制图形投射到包括控制功能的表面上的系统和方法。该表面可以 采用控制面板、触摸面板等等的形式。控制面板通常可操作地连接到多 个部件和/或系统，并典型地适于控制多种操作和/或功能。为了响应刺
激(STIMULUS),例如用户交互，控制图形通常投射到表面上，例如控 制面板或者触摸面板。在典型实施例中，刺激/用户交互可以采用声音 指令、用户接近(例如和传感器)等等的形式。投射到表面上的图形的 强度可以变化(例如在暗淡到明亮的范围中)，并在没有必须的刺激的 时候是无法检测的(例如，不存在)。在另一个典型实施例中，可以将 信息(例如编程提醒信号)或者图像(例如装饰图像)投射到表面上来 代替控制图形，例如在没有必须的刺激时。
根据本发明^^开的典型实施例，系统包括投射单元、和包括控制元 件的投射单元对准的表面，以及定位成感知预定刺激的感知机构。例 如，感知机构可以适于感知用户的声音指令、在接近表面的预定范围内
个体的存在或者其它的预定刺激。控制元件通常和相关的控制系统电通 讯。因此，例如，在电一见系统的情况中，音量控制元件通常和电-见系统 内的音量控制电路电通讯等等。
在本发明公开的典型实施例中，相对于控制面板表面将投射单元定 位在升高的位置中。在替换实施例中，可以将投射单元定位在控制面板 表面的后面或者内部，例如以当启动时荻得"背面点亮"的效果。投射 的图形可以采用多种形式，例如文字、图标、符号和/或其组合。投射 的图形可以直4妄在控制面板表面例如触摸面*反表面的响应部分或者在 接近于响应部分中显示。可以以不同的颜色和不同的强度投射图形。例 如，投射图形的强度/亮度可以和不同的感知等级成比例，例如个体越 靠近控制面板表面，光强度越亮。投射的图形通常在预定时间之后和/ 或响应用户对该部分的最终作用之后消失，例如声音指令和/或控制元 件的执行。
公开的系统和方法可以有利地应用在多种应用中，包括用户应用、 工业应用、医药应用等等。因此，例如，所公开的用于将图形信息投射 到控制面板表面上的投射系统可以有利地应用在医药应用中，例如在和
需要定期用户接口的医药设备的连接中(例如雨R单元、MRI单元、X 射线单元)。类似地，牙科应用、眼科/验光应用和病房监控设备可以 受益于公开的图形投射系统。附加的应用包括电话亭接口、制造设备、 住宅应用等等。
公开的系统/方法向系统制造商和系统用户提供了多种优点。根据 典型实施例，除非以及直到用户使投射单元将控制图形投射到相关的控 制面板表面上才能看见控制图形。以这种方式，控制面板表面保持清楚 并没有被当时不需要的控制图形弄乱。另外，可以以很多方式和/或为 了其他的目的，应用包括控制元件的区域/表面，直到图形信息投射到 其上时，例如，作为不混乱或者另外没有被前述的图形信息弄模糊的可 视显示器的部分。实际上，公开的投射单元可以将第一图形内容投射到 控制表面上，直到感知机构接收到预定的刺激、和第二图形内容，例如 响应预定刺激的图形控制文字、图标和/或符号的时候。
通过随后的具体描述，尤其是当结合附图阅读时，和所公开的系统 /方法有关的附加特征和功能将变得显而易见。
为了帮助所属本领域技术人员，其中这里的主题涉及制造和使用公开的系统和方法，参考附图作出参考，其中


图1是根据本发明公开的典型电视系统的示意图； 图2是图1的典型电视系统部分的剖视图3是涉及本发明公开的典型实施例的操作的示意流程单/方框 图；以及
图4是具有投射到其上的图形的典型电视系统部分的剖视图。
本发明的公开提供了有利的系统和方法，用于将图形投射到控制面 板表面上。 一般来说，控制表面采用了控制面板的形式，其和整个设备 (例如，电视机、计算机系统、电话亭、设备等等)的多个部件和/或 系统电通讯和/或可操作地连接。尽管考虑到控制面板可以"硬连接" 到有关的元件部分，但是还考虑到控制面板(和其各个控制元件)通过 无线装置例如红外线、RF等等可以和有关的部件通讯。控制面板的控制 元件通常控制下面设备的多个特征和/或功能，并可以在"导通"和"关 断"状态之间"转换"特征/功能，或者可以通过例如改变音量、强度、 频道等等调节特征/功能的等级、位置和/或振幅。
根据本发明的典型实施例，系统包括投射单元、和包括控制元件的 才殳射单元对准的表面以及定位成感知预定刺激的感知机构。例如，感知 机构可以适于感知用户的声音指令、在接近表面的预定范围内个体的存 在或者其它的预定刺激。 一旦启动，投射单元将控制图形投射到控制面 板表面上或者在控制面板表面的附近。
因此，参考图1,示意性地描述根据本发明公开的典型系统10。系 统10包括限定观察屏14的电视控制台12、在观察屏14下面的壳体16 和控制面板18。尽管在电视控制台12的基座上示出了控制面板18,但 是本发明的公开不局限于这种控制面板18的相对定位。而是，控制面 板18可以沿着观察屏14的左侧、沿着观察屏l4的右侧或者这种相对 定位的组合定位。类似地，在不脱离本发明公开的精神或者范围时可以 改变电视控制台12和/或观察屏14的设计/几何图形，这对于本领域技
术人员将是显而易见的。
再参考图1，典型系统IO还包括在壳体16的上部区域从其突出的 壳体延伸部20。在图1的典型实施例中，壳体延伸部M基本上是矩形 的几何形状并跨过电—见控制台12的前表面延伸。然而，在不脱离本发 明的公开时可以应用替换的壳体延伸部几何形状以实现所需要的装饰/
可视效果。例如，可以将壳体延伸部的前表面22分成彼此相对成一定 角度的两个面板，在电视控制台12的中间点接触垂直平面。壳体延伸 部20限定内空腔或者区域22，在其内部定位着投射单元24。向下引导 投射单元24的投射透镜或者成像元件，使得从其投射的图像出现在控 制面板18上。
回到图2,提供壳体延伸部20的剖面图，以便于对内部空腔/区域 22和定位在其中的典型投射单元24提供更大的可见性。投射单元24包 括多个投射透镜/成像元件26a-26d，将朝着控制面板18向下引导它 们。尽管在图2中将投射透镜/成像元件26a-26d示意性地描绘为独立 的元件，但是可以理解的是本发明的公开接受多种实施和设计。因此， 例如，投射单元24的成像表面可以采用连续(也就是不间断)成像元 件的形式，该成像元件适于将不同的图形图像投射到控制面板18上面。 可以很好地在成像领域的技术人员范围内设计和操作投射单元，根据本 发明的公开，容易实现对合适的投射单元24的选择和使用。
再参考图1和图2，配置和对准投射透镜/成像元件26a-26d以朝着 控制面板18投射图形图像，使得(i )从成像元件26a投射的图像和 控制元件28a对准/或覆盖(完全地或部分地)在控制元件28a上面， (ii )从成像元件26b投射的图像和控制元件28b对准/或覆盖(完全 地或部分地)在控制元件28b上面等等。投射图像可以采用图形文字(以 多种语言)、图标和/或符号的形式。众所周知，通过编写适当的软件 和/或处理相对投射单元24的驱动的变化来以适当的国家语言投射图 形文字的能力有助于有利的制造和库存管理结果。
如图1示意性示出的，电视控制台12还包括一个或者多个感知机 构30，其从电视控制台12向外引导。在图1的典型实施例中，感知机 构30是"运动传感器"，其适于在相对于电视控制台12的预定距离内 4全测运动。因此，在本发明乂^开的典型实施例中，通过感知才几构感知三 英尺(或者更短)的预定距离内的运动，由此触发投射单元24 (如下所 述的)。在不脱离本发明公开的精神或者范围时可以使用不同的触发距 离。实际上，还要考虑的是设计/实施系统10,使得通过终端用户可以 调节感知距离，使得可以将公开的系统的触发特性调节/定制成使用的 特殊位置。可以以多种方式实施感知机构30操作的所需调节，例如改 变感知^L构30相对于水平平面(也就是地面)的角度。
要注意的是，根据本发明公开的感知机构不局限于这里参考典型系 统10所述的运动传感器。而是，在不脱离本发明公开的精神或者范围 时，可以使用替换的感知机构，例如声音识别传感器。实际上，可以相
对于电视控制台12安装多个感知机构，每一个感知机构响应不同的刺
激，以便于进一步增强公开的系统/方法的响应和/或灵活性。因此，在 典型实施例中图，刺激/用户交互可以采用声音指令、用户接近感知机
构等等形式。
回到图3,提供了控制系统40的示意性描述。控制系统40包括响 应从感知;^构3(U妻收到的信号42的处理器44。信号42通过内部电线/ 光纤或者通过适当的无线技术传送到处理器44。处理器44和向投射单 元24提供输入的一个或者多个驱动器46通讯。众所周知，驱动器46 可以采取对处理器44进行操作的软件的形式，但是为了说明的目的， 将驱动器46描述成图3中的独立部件。
根据本发明公开的典型实施例，投射到控制表面18上的图形的强 度可以基于由处理器44和/或驱动器46提供的输入而变化(例如在暗 淡到明亮的范围中)，例如基于系统用户的接近程度和/或提供给声音 识别传感器的指令。然而，根据本发明公开的典型实施例，当预定刺激 不连续时，例如用户移动到预定距离外面/超出预定距离，处理器"从 感知机构30接收改变的信号42。在这种情形中，处理器"可以适于立 即停用投射单元24,或者开始计时器序列，其将使投射单元24在预定 周期之后停用。
在图4中提供了和控制表面54上的控制元件52相邻的典型投射图 像50。投射图像采取文字的形式，尽管还可以使用(单独或者组合)如 这里所述的图标和/或符号。附加的控制元件(没有示出)通常定位在 控制表面54上，以及适当投射的图像通常显示在这些附加控制元件上 或者和这些附加控制元件相邻(或者其组合)。
通常以软件/程序实现公开系统的典型实施例的操作细节，软件/程 序操作/运行处理器44和/或驱动器46。例如，可以编程公开的系统/ 方法的处理器44 ，以便于将辅助信息(例如编程提醒信号)或者图像(例 如装饰图像)投射到控制表面上，代替控制图形，例如在没有必须的刺 激时。
因此，本发明的公开提供了相对于控制面板表面定位在升高位置上
的投射单元。在替换实施例中，可以将投射定位在控制面板表面的后面 或者之内，例如当触发时实现"背面点亮"的效果。如这里所述的，投 射图形可以采用多种形式，例如，文字、图标、符号和/或其组合。投 射图形可以直接在控制面板表面的响应部分上显示，例如触摸面板表面 或者靠近这些响应部分的地方。可以以不同的颜色和不同的强度投射投 射的图形。例如，投射图形的强度/亮度可以与不同的感知等级成比例， 例如，个体越靠近控制面板表面，强度则越明亮。投射图形通常在预定 时间之后和/或响应用户对该部分的最终作用之后消失，例如声音指令 和/或控制元件的执行。
如上所述，公开的系统和方法可以有利地应用在多种应用中，包括 用户应用、工业应用、医药应用等等。因此，例如，所公开的用于将图 形信息投射到控制面板表面上的投射系统可以有利地应用在医药应用
中，例如在和需要定期用户接口的医药设备的连接中(例如丽R单元、 MRI单元、X射线单元)。类似地，牙科应用、眼科/验光应用和病房监 控设备可以受益于公开的图形投射系统。附加的应用包括电话亭接口 、 制造设备、住宅应用等等。
公开的系统/方法向系统制造商和系统用户提供了多种优点。根据 典型实施例，除非以及直到用户使投射单元将控制图形投射到相关的控 制面板表面上才能看见控制图形。以这种方式，控制面板表面保持清楚 并没有被当时不需要的控制图形弄乱。另外，可以以很多方式和/或为 了其他的目的，应用包括控制元件的区域/表面，直到图形信息投射到 其上时，例如，作为不混乱或者另外没有被前述的图形信息弄模糊的可 视显示器的部分。实际上，公开的投射单元可以将第一图形内容投射到 控制表面上，直到感知机构接收到预定的刺激、和第二图形内容，例如 响应预定刺激的图形控制文字、图标和/或符号的时候。
尽管参考本发明的有利投射系统的典型实施例和/或应用已经描述
用。而是，在不脱离本发明的精神或者范围时，这里公开的系统和方法 接受多种变形和改变。例如，可以基于预定的因素，例如用户的接近程 度、始于最后的用户的交互的时间周期、用户的优选等等，以变化的强 度等级(例如暗淡、明亮等等)投射投射的图形。类似地，基于用户选 择的标准，可以使用投射图形向系统用户(例如编程提醒信号)提供辅
助信息。因此，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的 精神或者范围时，可以增强、更改和/或变化公开的系统和方法。
权利要求
1.一种用于将图形投射到表面上的系统，包括a.投射单元；b.定位成接收从所述投射单元投射的图像的表面；以及c.感知机构，用于感知预定刺激，该感知机构适于使得控制信号传输到投射单元。
2. 根据权利要求1的系统，还包括处理器，可对其编程以接收来自感知机构的信号，并基于预定的标〉龟，产生传输到投射单元的一个或 者多个控制信号。
3. 根据前述任一权利要求的系统，其中该投射单元定位在表面上。
4. 根据前述任一权利要求的系统，其中该投射单元包括多个投射 元件。
5. 根据前述任一权利要求的系统，其中该表面是包括一个或者多 个控制元件的控制面板。
6. 根据前述任一权利要求的系统，其中该表面是用于电视单元的 控制面板，以及其中该控制面板包括用于控制和电浮见单元相关的功能的 多个控制元件。
7. 冲艮据前述任一权利要求的系统，其中相对于控制台安装该感知 机构，并且该感知机构适于感知在控制台的预定距离内用户的存在。
8. 根据前述任一权利要求的系统，其中投射图像选自于由文字、 图标、符号及其组合构成的组中。
9. 根据前述任一权利要求的系统，其中基于预定的强度标准以变 化的强度标准投射被投射图像。
10. 根据前述任一权利要求的系统，其中该表面和一台设备有关联。
11. 根据权利要求10的系统，其中该一台设备是包括一个或者多 个控制元件的一个电视单元、 一台医药设备、 一件消费电子产品、 一台 器械或者另一台设备。
12. 4艮据前述任一^K利要求的系统，其中该感知^L构响应声音指令。
13. —种用于控制投射图像的方法，包括a.提供包括投射单元、接收投射图像的表面以及和该投射单元通讯(直接或者间接)的感知机构的单元；b. 向所述感知机构提供刺激；以及c. 允许所述感知机构产生传输到投射单元的控制信号。
14. 根据权利要求13的方法，其中响应控制信号，该投射单元产 生一个或者多个投射到表面上的图像。
15. 根据前述任一方法权利要求的方法，其中该投射单元适于产生 选自于文字、图标、符号及其组合的图像。
16. 根据前述任一方法权利要求的方法，其中该刺激响应系统用户 的接近程度。
17. 根据前述任一方法权利要求的方法，其中该刺激是声音指令。
全文摘要
提供了将图形投射到表面上的系统和方法。根据实施例，提供了用于将控制图形投射到包括控制功能的表面上的系统和方法。该表面可采用控制面板、触摸面板等形式。控制面板可操作地连接到多个部件和/或系统，并通常适于控制多个操作和/或功能。响应刺激，例如用户交互，通常将控制图形投射到例如控制面板或者触摸面板的表面上。在示例中，刺激/用户交互可以采取声音指令、用户接近度(如到传感器)等形式。投射到表面上的图形的强度可改变(例如，在从暗淡到明亮范围中)，并可以在没有刺激时不能检测(如不存在)。在另一示例中，信息(如编程提醒信号)或者图像(如装饰图像)可以投射到表面上，代替控制图形，例如在没有所需的刺激时。
文档编号G06F1/16GK101171560SQ200680015131
公开日2008年4月30日 申请日期2006年4月28日 优先权日2005年5月4日
发明者C·比肖夫, E·斯塔姆, G·格里梅斯, T·科林斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司