ВСТРАИВАНИЕ ДАННЫХ В СВЕТ Российский патент 2020 года по МПК H04B10/116 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее раскрытие относится к модуляции света для того, чтобы встраивать данные в свет.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Кодированный свет относится к способам, посредством чего данные модулируются в свет, излучаемый источником света, таким как источник света на основе светоизлучающего диода (LED). Таким образом, данные, как можно говорить, будут встроены в свет от источника света. Например, данные могут модулироваться в освещение, испускаемое осветительным устройством, таким как осветительное устройство на основе LED. Таким образом, вдобавок к обеспечению освещения, чтобы освещать окружающую среду (для каковой цели источник света может уже присутствовать в среде), источник света также действует как передатчик, способный передавать данные на подходящий приемник кодированного света. Модуляция обычно выполняется с достаточно высокой частотой, что, несмотря на нахождение освещения в видимой области спектра, модуляция является незаметной зрению человека. То есть, поэтому пользователь воспринимает только полное освещение, а не воздействие данных, модулируемых в это освещение.

Данные модулируются в свет с помощью способа, такого как амплитудная манипуляция или частотная манипуляция, посредством чего модулированная характеристика (например, амплитуда или частота) используется для представления символов канала. Модуляция обычно включает в себя схему кодирования, чтобы отображать информационные биты (иногда называемые пользовательскими битами) на такие символы канала. Пример представляет общепринятый Манчестерский код, который является двоичным кодом, посредством чего пользовательский бит со значением 0 отображается на символ канала в форме импульса с перепадом уровней от низкого к высокому, и пользовательский бит со значением 1 отображается на символ канала в форме импульса с перепадом уровней от высокого к низкому. Другим примером является недавно разработанный троичный Манчестерский код.

Имеются несколько известных способов для детектирования и декодирования кодированного света на стороне приема. Например, кодированный свет может быть детектирован с использованием обычной камеры типа 'со скользящим затвором', поскольку часто включается в состав мобильного устройства, подобного мобильному телефону или планшету. В камере со скользящим затвором элемент захвата изображения камеры разделяется на множество линий (обычно горизонтальных линий, то есть, строк), которые экспонируются в последовательности построчно. То есть, для захвата данного кадра, сначала одна строка подвергается воздействию света в целевой среде, затем следующая строка из последовательности экспонируется в момент времени немного позднее, и т.д. Обычно последовательность по порядку 'прокручивается' по кадру, например, по строкам сверху вниз, отсюда наименование 'скользящий затвор'. Когда используется для захвата кодированного света, это означает, что различные строки внутри кадра захватывают свет в различные моменты времени и, следовательно, если частота строк является достаточно высокой относительно частоты модуляции, то и в разные фазы формы сигнала модуляции. Таким образом, модуляция в свете может быть детектирована. Кодированный свет также может быть детектирован с использованием камеры с глобальным затвором, если частота кадров является достаточно высокой относительно частоты модуляции, или с использованием специализированного фотоэлемента с подходящей частотой выборки.

Осветительное устройство, которое поддерживает передачу сигналов кодированного света, может делать возможными многие представляющие интерес применения.

Например, данные, встроенные в освещение, испускаемое источником света, могут содержать идентификатор этого источника света. Этот идентификатор затем может детектироваться блоком дистанционного управления и использоваться для идентификации источника света, чтобы управлять им удаленно через обратный канал, такой как радиочастотный (RF) обратный канал. Например, устройство дистанционного управления может быть в форме смартфона или планшета, исполняющего приложение дистанционного управления (или "приложение"), в каком случае светочувствительный датчик может быть внутренней камерой в устройстве. Приложение детектирует идентификатор, используя камеру, и затем использует его, чтобы обращаться к источнику света с помощью технологии RF доступа, такой как Wi-Fi, ZigBee или Bluetooth.

В другом примере идентификатор может использоваться для навигации или для предоставления другой, основанной на местонахождении информации или функциональности. Это достигается обеспечением отображения между идентификатором источника света и известным местонахождением источника света, и/или другой информации, связанной с местонахождением. В этом случае устройство, такое как мобильный телефон или планшет, которое воспринимает свет (например, при посредстве внутренней камеры) может детектировать встроенный идентификатор и использовать его для поиска соответствующего местонахождения и/или другой информации, отображаемой на идентификатор (например, в базе данных местонахождений с доступом по сети, такой как сеть Интернет). Назначение поиска местонахождения устройства может состоять в помощи пользователю устройства в навигации, например, чтобы найти свой маршрут по большому зданию или комплексу, такому как больница; и/или в определении, имеется ли у устройства право для доступа к некоторой, предоставляемой на основе местонахождения услуге, такой как способность управлять освещением в конкретном помещении. Или в случае отображения другой информации на идентификатор, это может использоваться для поиска информации, релевантной для местонахождения, в котором развернут источник света, как например, для поиска информации о музейной выставке в некотором помещении или зоне музея.

В еще дополнительных применениях информация, отличная от просто идентификатора, может быть непосредственно закодирована в свет (в отличие от поиска на основе ID, встроенного в свет). Таким образом, кодированный свет может использоваться в качестве альтернативы (или дополнения) средства на основе радиосвязи для широковещания любого произвольного информационного контента, который может потребоваться для рассматриваемого применения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В существующих системах, чтобы создавать кодированный свет, свет модулируют путем модулирования величины света, излучаемого источником света. Однако здесь признается, что это не является единственным возможным подходом для получения кодированного света. Например, может быть желательным иметь способность встраивать данные в свет от уже существующих или естественных источников света, в соответствии с чем сам излучаемый свет не может быть модулирован в точке излучения.

Согласно одному аспекту, раскрытому здесь, обеспечивается устройство сигнализации, содержащая несветоизлучающий элемент, выполненный с возможностью пропускать и/или отражать свет от светоизлучающего элемента, причем несветоизлучающий элемент имеет переменное пропускание и/или отражение, соответственно. Несветоизлучающий элемент является отдельным от светоизлучающего элемента, по меньшей мере, в том, что несветоизлучающий элемент и светоизлучающий элемент не размещаются вместе в каком-либо том же блоке (и в исполнении также не обязательно должен размещаться в каком-либо блоке вовсе). Кроме того, устройствло содержит контроллер, сконфигурированный для управления пропусканием и/или отражением несветоизлучающего элемента, чтобы модулировать во времени свет, и посредством этого встраивать данные в свет незаметным для зрения человека образом. Несветоизлучающий элемент выполнен с возможностью пропускать и/или отражать свет по направлению к устройству детектирования, размещенному в узле, отдельном от светоизлучающего элемента и несветоизлучающего элемента, чтобы встроенные данные детектировались устройством детектирования.

Имеются многие возможные применения этого, причем устройство сигнализации имеет любую форму из множества форм. В различных вариантах осуществления светоизлучающий элемент может быть искусственным источником света, или может быть солнцем или другим природным источником света. В особо полезном применении свет содержит рассеянный свет, освещающий окружение, занимаемое пользователем, например, дневной свет от солнца или освещение от осветительного устройства. Несветоизлучающий элемент может быть любым элементом из (или модернизированным при эксплуатации (retrofitted) слоем, наложенным поверх любого из): окна; или поверхности обычного объекта, такого как пользовательский терминал, кухонное оборудование, предмет мебели, здание, транспортное средство или предмет одежды или другой носимый предмет; или указатель, рекламная панель или другой набор панелей. Например, пропускаемость окна в помещении может быть модулирована, чтобы сигнализировать ID помещения, например, для помощи пользователю перемещаться по зданию или отыскивать специфическую для местонахождения информацию о помещении или местонахождении, или условно предоставлять доступ к услуге на основе местоположения. В качестве другого примера, светоизлучающий элемент может быть осветительным устройством, и несветоизлучающий элемент может быть модернизированным слоем (например, фольгой или пленкой) с модернизацией поверх поверхности осветительного устройства, чтобы добавить функциональность кодированного света "действующему" осветительному устройству, самого по себе не снабженного этой возможностью. Или отражательная способность переднего слоя экрана дисплея на оборудовании, таком как экран телевизионного приемника, монитор компьютера, ноутбук или планшет (отражающий рассеянный свет от солнца либо одного или нескольких осветительных устройств, освещающих окружающую среду) может быть модулирована, чтобы сигнализировать идентификатор рассматриваемого оборудования, так чтобы мобильное пользовательское устройство, такое как смартфон или планшет, могло управлять оборудованием или составлять пару с оборудованием. Или в качестве другого примера, отражательная способность экрана телевизионного приемника может модулироваться, чтобы сигнализировать дополнительную информацию, например, связанный контент, такой как EPG (электронная программа передач). В вариантах осуществления это снова может достигаться с помощью модифицированного слоя поверх экрана.

Таким образом, как проиллюстрировано, в вариантах осуществления свет может иметь первичную функцию, которая является заметной пользователю-человеку, и встраивание упомянутых данных может быть вторичной функцией, не заметной пользователю. Например, первичной функций может являться освещение среды, занимаемой пользователем (свет от осветительного устройства). Альтернативно, первичная функция может быть предоставлением визуально заметной информации пользователю, являющейся информацией иной, чем упомянутые данные.

Хотя существующий кодированный свет часто использует существовавший ранее источник света, как например светильник для освещения комнаты, здесь признается, что это все еще является непроизводительным, поскольку быстрая модуляция уровня излучаемого света (например, включение/выключение) все еще потребляет значительную величину дополнительной мощности. Мощность, требуемая для переключения пропускания или отражения другого несветоизлучающего элемента, с другой стороны потребляет относительно малую дополнительную мощность. Следовательно, с использованием ранее существовавшего источника света, который уже присутствует для другой цели, но к тому же модулирующего пропускание и/или отражение надлежаще выполненного несветоизлучающего элемента, а не излучение света от источника света непосредственно, потребуется только относительно небольшой величины дополнительная мощность для добавления встраиваемых данных к свету от источника света.

Предпочтительно, светоизлучающий элемент не встраивает данные в свет, который излучает, так что только модуляция с целью встраивания данных в свет имеет место согласно упомянутой модуляции пропускания и/или отражения несветоизлучающего элемента.

В вариантах осуществления несветоизлучающий элемент является отдельным от светоизлучающего элемента в том, что он не присоединен к светоизлучающему элементу, и не присоединен ни к какому-либо блоку(узлу), заключающему в себе светоизлучающий элемент, ни к какому-либо покрытию, размещенному поверх светоизлучающего элемента. В вариантах осуществления светоизлучающий элемент отделен от несветоизлучающего элемента на расстояние не менее чем 10 см воздушного или свободного пространства между любыми двумя соответственными точками на светоизлучающем элементе и несветоизлучающих элементах, так что свет проходит через воздушное или свободное пространство прежде, чем пропускается и/или отражается несветоизлучающим элементом. В вариантах осуществления расстояние может составлять не менее чем 50 см, не менее чем 1 м, не менее чем 2 м, не менее чем 5 м или не менее чем 10 м между любыми двумя точками на этих двух элементах, соответственно.

Во избежание сомнения отмечается, что термин «пропускание» здесь используется в смысле оптической передачи или пропускаемости, то есть, прохождения света через среду передачи, или степени, в которой элемент позволяет свету проходить (а не излучения или начальной посылки сигнала). Чтобы избежать путаницы, процесс передачи сигнала будет именоваться здесь сигнализацией. Отмечается также, что с целью настоящего раскрытия, "пропускание" и "пропускаемость" используются взаимозаменяемо, чтобы обращаться к какой-либо мере прохождения света через материал; и подобным образом "отражение" и "отражательная способность" используются взаимозаменяемо, чтобы обращаться к какой-либо мере света, перенаправляемого назад от поверхности материала при его падении на эту поверхность.

Предпочтительно, пропускание и/или отражательная способность несветоизлучающего элемента является переменной в том, что по площади несветоизлучающего элемента пропускание и/или отражение могут изменяться только однородно, так что упомянутая модуляция выполняется путем изменения во времени пропускания и/или отражения однородно по упомянутой площади. То есть, где говорят, что пропускание или отражение несветоизлучающего элемента изменяется, чтобы модулировать во времени свет, или такое подобное, это предпочтительно означает, что пропускание или отражение в данной точке является переменным, и модуляция содержит изменение пропускания или отражения каждой данной точки совместно поверх той же площади несветоизлучающего элемента (в отличие от модулирования путем переключения между использованием различных дискретных соседних элементов, имеющих отличную друг от друга отражательную способность или пропускаемость).

В вариантах осуществления модуляция состоит только из изменения во времени пропускания или отражения однородно по всей упомянутой площади. В конкретных вариантах осуществления этого, несветоизлучающий элемент может быть единой однородной средой (например, "e-skin" (электронной кожей)), без пространственной вариации в пропускании или отражении, то есть, предпочтительнее непрерывным элементом, а не дискретными соседними элементами, расположенными рядом.

Альтернативно, несветоизлучающий элемент может содержать множество различных сегментов (дискретных пространственных областей), имеющих каждый независимо переменное пропускание и/или отражение; и контроллер может быть сконфигурирован для управления пропусканием и/или отражением каждого сегмента из упомянутых сегментов, чтобы модулировать свет, прошедший и/или отраженный каждым, и посредством этого незаметно встраивать различные компоненты в свет, прошедший и/или отраженный каждым сегментом из различных сегментов. Например, несветоизлучающий элемент может быть рекламной панелью или окном с фильтром регулируемой яркости в виде пленки или фольги, наложенной поверх одной его поверхности (передней стороны рекламной панели или любой стороны окна), и это может быть разделено на сегменты. В вариантах осуществления различные сегменты могут сигнализировать различные отдельные сигналы (независимо декодируемые и содержащие каждый значимую информацию свою собственную). Альтернативно различные сегменты могут использоваться синергетически, чтобы сигнализировать информацию, то есть, информация сигнализируется с помощью и временной, и пространственной модуляции вместе (конфигурация модулируемых во времени сегментов), так что декодеру требуется подсигнал от каждого сегмента для декодирования.

В вариантах осуществления несветоизлучающий элемент не предоставляет динамическую видимую информацию (поэтому только невидимую динамическую информацию и статическую видимую информацию, такую как на рекламной панели). В вариантах осуществления несветоизлучающий элемент является не-пикселизированным элементом, то есть, нематричным элементом.

В вариантах осуществления свет находится в видимой области спектра, и контроллер сконфигурирован для выполнения упомянутой модуляции с частотой вне визуального восприятия человеком. В вариантах осуществления данные содержат последовательность символов, упомянутая частота является символьной частотой для символов, и при этом символьная частота больше чем или равна 50 Гц, или предпочтительно больше чем или равна 100 Гц, или более предпочтительно больше чем или равна 150 Гц или даже 200 Гц. Альтернативно свет может быть сделан невидимым путем использования света в невидимой части спектра, то есть, инфракрасного излучения или ультрафиолетового излучения.

В вариантах осуществления несветоизлучающий элемент может быть конформным (плотноприлегающим) слоем, расположенным поверх поверхности объекта, например, объекта домашнего обихода. В вариантах осуществления этот слой может быть модернизированным при эксплуатации слоем.

Согласно другому аспекту, раскрытому здесь, обеспечивается система, содержащая: устройство сигнализации, содержащую несветоизлучающий элемент, выполненный с возможностью пропускать и/или отражать свет от светоизлучающего элемента, несветоизлучающий элемент, имеющий переменное пропускание и/или отражение, соответственно, и несветоизлучающий элемент является отдельным от светоизлучающего элемента, по меньшей мере, в том, что несветоизлучающий элемент и светоизлучающий элемент не размещаются вместе в каком-либо том же узле; и устройство детектирования, размещенное в узле, отдельном от светоизлучающего элемента и несветоизлучающего элемента (то есть, устройство сигнализации не размещается в каком-либо том же узле, что и устройство детектирования); причем передающее устройство содержит контроллер, сконфигурированный для управления пропусканием и/или отражением несветоизлучающего элемента, чтобы модулировать во времени свет и посредством этого встраивать данные в свет незаметным для зрения человека образом; и при этом несветоизлучающий элемент выполнен с возможностью пропускать и/или отражать свет по направлению к устройству детектирования, причем устройство детектирования выполнено с возможностью детектировать встроенные данные из упомянутого света.

В вариантах осуществления система может содержать устройство сигнализации и/или устройство детектирования в соответствии с любым из примеров, раскрытых здесь.

Согласно другому аспекту настоящего раскрытия, обеспечивается способ сигнализации, содержащий: использование несветоизлучающего элемента, чтобы пропускать и/или отражать видимый свет, излучаемый от светоизлучающего элемента, несветоизлучающий элемент имеет переменное пропускание и/или отражение, соответственно, и несветоизлучающий элемент является отдельным от светоизлучающего элемента, по меньшей мере, в том, что несветоизлучающий элемент и светоизлучающий элемент не размещаются вместе в каком-либо том же узле; управление пропусканием и/или отражением несветоизлучающего элемента, чтобы модулировать свет с частотой вне визуального восприятия человеком, и посредством этого незаметно встраивать данные в свет незаметным для зрения человека образом; направление прошедшего и/или отраженного света к аппаратуре детектирования, размещенной в блоке, отдельном от светоизлучающего элемента и несветоизлучающего элемента, так чтобы встроенные данные детектировались устройством детектирования.

В вариантах осуществления способ может содержать операции в соответствии с любым из примерных признаков, раскрытых в документе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Чтобы содействовать пониманию настоящей заявки и показать, каким образом варианты осуществления могут выполняться на практике, ссылка делается в качестве примера на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг.1 - схематичное представление системы связи, содержащей устройство сигнализации и устройство детектирования, причем устройство сигнализации сигнализирует посредством модулированного пропускания света от источника к устройству детектирования;

Фиг.2 - схематичное представление другой системы связи, содержащей устройство сигнализации и устройство детектирования, причем устройство сигнализации сигнализирует посредством модулированного отражения света от источника к устройству детектирования;

Фиг.3 схематично иллюстрирует примерное применение сигнализации посредством модулированного пропускания света; и

Фиг.4 схематично иллюстрирует примерное применение сигнализации посредством модулированного отражения света.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Кодированный свет является технологией, которая встраивает информацию в свет, обычно в ином случае нормальный видимый свет, таким образом, что передача данных не мешает первичной функции источника света (например, рабочее освещение, окружающее освещение, и т.д.). Это иногда также именуется связью в видимой части спектра (VLC). Встроенная информация является, следовательно, незаметной людям-наблюдателям, каковое добиваются путем использования достаточно высоких частот модуляции.

Встроенная информация может быть детектирована посредством любого светочувствительного элемента или группы светочувствительных элементов. Это, например, может быть фотодиодом, который является частью устройства дистанционного управления или устанавливается на потолке в виде части системы освещения, например, для мониторинга отдельных вкладов света. Это также может быть датчиком изображений. Например, датчик на комплементарной металло-оксидной структуре (КМОП, CMOS) в камере мобильного телефона, так что он может обеспечивать дистанционное управление отдельными светильниками в системе освещения или обеспечивать информацию о товаре или местонахождении в условиях розничной торговли.

Данные, встроенные в кодированный свет, могут нести любую форму цифровой информации, такую как поток видеоданных, но могут также представлять идентификационный код, который является уникальным для каждого источника света из совокупности источников света. Такой идентификатор (ID), так сказать 'помечает' источник света, так что он может использоваться, например, в качестве радиомаяка местоположения. Кроме того, такой ID является меткой освещаемого объекта, так что он несет незаметный идентификатор, который, например, позволяет мобильному телефону предоставлять информацию об объекте.

Кодированный свет в настоящее время создают посредством модуляции светоизлучающего элемента, который часто является светоизлучающим диодом (LED), но также может быть флуоресцентным или даже источником-лампой накаливания при условии, что может модулироваться с достаточно высокой частотой.

Концепции кодированного света, таким образом, использовались полезно с различными источниками света в различных применениях. Однако имеются многие обстоятельства, в которых не обязательно может быть возможным или желательным модулировать излучаемый свет, например, поскольку источником света является ранее существовавшее 'действующее' устройство или естественный источник света, излучение которого не является регулируемым, или поскольку модулирование излучаемого света повысит энергопотребление, или поскольку обеспечение источника регулируемого света повысит стоимость. Будет полезным, если динамическая информация, тем не менее, включалась в свет от таких источников света. Чтобы решить этот вопрос или другие соображения, последующее раскрывает компоновки для формирования кодированного света с использованием источника немодулированного света в комбинации с модуляцией пропускания или отражательной способностью поверхности, которая иначе активно не создает свет.

Идея состоит в том, чтобы использовать технологии типа ʺe-paperʺ (электронная бумага), ʺe-skinʺ или ʺsmart-windowʺ (интеллектуальное окно) или подобные, чтобы модулировать отражательную способность и/или пропускание не-излучающих поверхностей или объектов. Немодулированный падающий свет (который может быть дневным светом или искусственным светом) таким образом становится модулированным после пропускания или отражения. На стороне приема этот прошедший или отраженный кодированный свет может быть детектирован таким же образом, как в настоящем делается с кодированным светом, исходящим от источников модулированного света.

Возможные варианты технологии для реализации модуляции включают в себя технологии, такие как:

- электрофоретическая, такая как плоскостная электрофоретическая, например, e-Skin компании Philips (например, см. K.-M.H. Lenssen, M.H.W.M. van Delden, M. Müller и L.W.G. Stofmeel, ʺBright e-skin technology and applications: simplified gray-scale e-paperʺ, J. Soc.Info. Display 19/1, стр. 1-7, 2011), или в качестве другого примера e-INK (отмечается, что поверхности e-INK не могут быть прозрачными, поэтому могут использоваться только для отражения);

- электрокинетическая (например, см. Brad Benson, Qin Liu, Tim R. Koch, Jeff Mabeck, Randy L. Hoffman, Devin A. Mourey, Gregg Combs, Zhang-Lin Zhou and Dick Henze, ʺReflective Full Color Electrokinetic Displaysʺ, Proc. IDW'11, EP4-1, 2011);

- устройства на взвешенных частицах (например, http://www.smartglass.com); или

- другие известные технологии, такие как электросмачивание, электроструйная, жидкого кристалла, электрохромная и т.д., или даже микромеханические технологии, подобные дисплеям или микро-шторкам Mirasol (отмечается, что Mirasol не могут быть прозрачными, поэтому это может использоваться только для отражения).

Вышеуказанные технологии являются сами по себе известными специалисту в данной области техники для цели переключаемых окон, наборов цифровых панелей, электронных считывателей и дисплеев на электронной бумаге. Однако при этом признается, что у них имеется потенциал для нового применения, то есть, в виде нового подхода к созданию кодированного света, и что частота переключения для нескольких из этих технологий является достаточно высокой, чтобы добиться этого в видимой области спектра без модуляции, являющейся заметной зрению человека (выше 50 Гц и предпочтительно выше 100 Гц). Прочие, подобные e-skin, могут в настоящее время переключаться только приблизительно до одного раза каждые 300 мс, каковое не является достаточно высокой частотой, чтобы быть невидимым. Однако в этом случае модуляцию вместо этого можно сделать невидимой путем модулирования света вне видимого спектра.

Функциональность кодирования может либо включаться в основную функциональность объекта, подобного панелям интеллектуальных окон или рекламным панелям, либо она может добавляться отдельно (возможно послепродажной установкой в форме модернизации) путем наложения активной фольги, наклейки или оболочки (возможно иначе пассивного) объекта.

Некоторые преимущества, которые могут достигаться посредством таких различных вариантов осуществления, могут включать в себя, например:

- сверхнизкое энергопотребление (по сравнению со способами светоизлучения кодированного света);

- потенциально более низкую стоимость, поскольку пленки могут делаться в крупносерийном процессе сматываемыми в рулон, и не требуется, чтобы в состав включался какой-либо источник света, или пленки могут осаждаться на уже существующие подложки;

- возможность добавлять функциональность сигнализации к почти любому бытового объекту или другой поверхности, например, путем модуляции пропускания или отражения для экрана или корпуса оборудования, подобного телевизионному приемнику, или прикрепления плотноприлегающей пленки или фольги к объекту - таким образом давая возможность потенциально любому объекту испускать сигналы или даже делаться интерактивным, включая традиционно неэлектронные объекты, подобные мебели, орнаментам, и т.д.; и/или

- лучшую локализацию, которая в особенности интересна для движущихся объектов. То есть, кодированный свет, излучаемый от осветительного устройства, отражается от всего в среде, которую он освещает, каковое иногда затрудняет определение местонахождения источника сигнала. Тогда как свет, являющийся модулируемым, является тем, который уже отражался один раз от поверхности, то компонент кодированного света не затеняется значительными дополнительными отражениями от других соседних поверхностей.

N.B., обратите внимание на вопрос терминологии, пленка относится к слою, осажденному на подложке, тогда как объединенные подложка и слой могут быть фольгой, если подложка является гибкой (альтернативно, подложка может быть уже существовавшей поверхностью, такой как поверхность обычного домашнего объекта, которую не обязательно образует фольга). Или если обсуждаемый материал может использоваться в качестве подложки (имеет структурную целостность), но не нуждается в отдельном, осажденном на нем слое, для достижения того же эффекта (в этом случае способности модулировать), это также будет фольгой. Поэтому фольга подразумевает слой, содержащий подложку или являющийся таковой, тогда как обычно слой это не подразумевает. Отмечается также, что модулируемый элемент не обязательно должен быть пленкой или фольгой, например, в качестве другой альтернативы, модулируемая пропускаемость или отражательная способность могут быть неотъемлемой характеристикой, скажем, листа прозрачного или полупрозрачного твердого материала, такого как интеллектуальное окно.

Некоторые примеры различных вариантов осуществления теперь обсуждаются более подробно по отношению к фигурам Фиг.1-4.

Каждая из Фиг. 1 и 2 иллюстрирует систему, содержащую: (i) источник 102 света, содержащий светоизлучающий элемент, (ii) устройство 103 сигнализации и (iii) устройство 108 детектирования.

Источник 102 света выполнен, или оказывается с возможностью излучения света, предпочтительно в видимой области спектра. Это может быть естественным источником света, таким как солнце, или искусственным источником света, таким как осветительное устройство для обеспечения освещения. Свет, как излучается от источника 102 света, является немодулированным в том, что является постоянным или, по меньшей мере, не имеет информационного сигнала, встроенного в него ("немодулированный" не обязательно исключает уменьшение силы света или такое подобное, то есть, псевдостатические регулировки общей интенсивности или другой характеристики излучаемого света, которые не передают данные).

Устройство 103 сигнализации содержит несветоизлучающий элемент 104 и контроллер 106, функционально соединенный с несветоизлучающим элементом 104. Несветоизлучающий элемент 104 не излучает свет свой собственный. Предпочтительнее несветоизлучающий элемент 104 выполнен с возможностью либо передавать (пропускать), либо отражать, по меньшей мере, часть света от источника 102 света по направлению к устройству 108 детектирования. Фиг.1 схематично иллюстрирует случай пропускания, и Фиг.2 схематично иллюстрирует случай отражения. Контроллер 106 может быть размещен вместе в том же блоке(узле), что и несветоизлучающий элемент 104, например, в том же оборудовании, или может быть отдельным. Как будет проиллюстрировано с дополнительной подробностью вкратце, несветоизлучающий элемент 104 может иметь любую форму из множества форм, такую как оконная панель, передний слой экрана дисплея, или гибкая пленка или фольга, расположенная (например, установленная при модернизации) поверх бытового объекта.

Несветоизлучающий элемент 104 имеет переменную пропускаемость или отражательную способность, посредством чего характеристика света, прошедшего или отраженного несветоизлучающим элементом 104, соответственно, является регулируемой через соединение от контроллера 106 к несветоизлучающему элементу 104. В вариантах осуществления изменяемой характеристикой является количество света, прошедшего или отраженного (то есть, пропорциональное отношение падающего света, который пропускается или отражается), но потенциально модулируемой характеристикой может быть другая характеристика, такая как поляризация или длина волны света, который пропускается или отражается (например, может использоваться жидкий кристалл, чтобы модулировать поляризацию). Контроллер 106 является таким образом способным модулировать сигнал в свет путем модулирования этой характеристики через соединение от контроллера 106 к несветоизлучающему элементу 104, которое может быть или проводным, или беспроводным соединением. Сам контроллер 106 может быть реализован в форме управляющего программного обеспечения, выполненного с возможностью работы на одном или нескольких процессорах, или специализированных аппаратных схем, или конфигурируемых либо повторно конфигурируемых аппаратных схем, таких как PGA (программируемая логическая матрица) или FPGA (базовый матричный кристалл), или любой комбинации этих возможных вариантов.

Таким образом, устройство 103 сигнализации сконфигурировано для модулирования первоначально немодулированного света, излучаемого источником 102 света. Там, где модуляция описывается ниже как выполняемая посредством устройства 103 сигнализации, будет пониматься, что это является условным обозначением, под которым понимается, что пропускающий или отражающий элемент 104 добавляет модуляцию к свету под управлением контроллера 106.

Модуляция может выполняться с использованием любой подходящей схемы модуляции, например, линейного кода, такого как NRZ (без возврата к нулю), Манчестерское кодирование или троичный Манчестер; или вообще любого средства модуляции на основе различных способов, таких как амплитудная модуляция, частотная модуляция, фазовая модуляция, широтно-импульсная модуляция, фазово-импульсная модуляция и т.д. Отмечается также, что модулирование или переключение, как изложено здесь, не обязательно должно означать переключение между полностью «включено» и полностью «выключено», то есть, между пропускаемостью в 0% и 100%, или между отражением в 0% и 100%. Предпочтительнее также является возможным переключаться между двумя или более дискретными уровнями, чтобы кодировать данные, например, между пропускаемостью в 80% и 90%, или между отражением в 10% и 20% (где процентное отношение может быть любой подходящей характеристикой света, например, прошедшей или отраженной мощностью или интенсивностью, или амплитудой, или изменением поляризации). Фактически, когда модуляция охватывает только часть полного диапазона пропускания или отражения, это может давать возможность более высоких частот модуляции. Кроме того, модуляция даже не должна быть между дискретными уровнями, и вместо этого можно модулировать пропускаемость или отражение непрерывно изменяемым (или эффективно непрерывно изменяемым) образом в соответствии с аналоговой схемой модуляции.

Предпочтительно, свет, излучаемый источником 102 света и модулированный устройством 103 сигнализации, содержит видимый свет. В этом случае, устройство 103 сигнализации сконфигурировано для выполнения модуляции с частотой, которая является незаметной зрению человека (детектируемой только одним или несколькими устройствами детектирования, в отличие от человека-наблюдателя). Это может означать не заметную среднему пользователю или всем пользователям совершенно (всем возможным пользователям). Обычно сигнал содержит последовательность дискретных символов, например, в случае регулярного (двоичного) Манчестерского кодирования, каждый символ является либо импульсом включено-выключено, чтобы представлять бит информационного контента со значением 0, либо импульсом выключено-включено, чтобы представлять бит информационного контента со значением 1, или наоборот. В таких случаях, чтобы быть незаметной, символьная частота должна быть выше чем 50 Гц и предпочтительно выше чем 100 Гц, или более предпочтительно выше чем 150 Гц, или даже 200 Гц.

Устройство 108 детектирования содержит светочувствительный датчик 110, такой как камера или специализированный фотоэлемент, и декодер 112, функционально соединенные, и размещенные вместе в узле, таком как смартфон, планшет, портативный компьютер, специализированный блок дистанционного управления, или другом переносном или стационарном пользовательском устройстве. Устройство 108 детектирования размещается в узле, отдельном от источника 102 света, и устройство сигнализации, то есть источник 102 света, не размещается в том же блоке, что и устройство 108 детектирования (также не обязательно размещается в каком-либо блоке, например, в случае солнца). В вариантах осуществления светочувствительный датчик 110 устройства 108 детектирования может быть отделен от источника 102 света кратчайшим расстоянием по прямой (то есть, между ближайшими точками на поверхности двух компонентов) более чем 0,1 м, или более чем 0,5 м, или более чем 1 м, или более чем 2 м, или более чем 5 м, или более чем 10 м. Узел или блок, в котором размещается устройство 108 детектирования, также отделен от устройства 103 сигнализации. То есть, устройство сигнализации не размещается в том же блоке, что и устройство 108 детектирования (также не обязательно размещается в каком-либо конкретном блоке, например, в случае окна, или пленки, прикрепленной к внешней стороне объекта). В вариантах осуществления светочувствительный датчик 110 устройства 108 детектирования может быть отделен от несветоизлучающего элемента 104 кратчайшим расстоянием по прямой более чем 0,1 м, или более чем 0,5 м, или более чем 1 м, или более чем 2 м, или более чем 5 м, или более чем 10 м. Кроме того, устройство 103 сигнализации может быть отделено от источника 102 света, снова не объединяемое в корпус того же узле или блоке (ни даже обязательно размещаемая в каком-либо конкретном блоке), и в вариантах осуществления несветоизлучающий элемент 104 отделяется от источника 102 света кратчайшим расстоянием по прямой более чем 0,1 м, или более чем 0,5 м, или более чем 1 м, или более чем 2 м, или более чем 5 м, или более чем 10 м.

Несветоизлучающий элемент 104 устройства 103 сигнализации выполнен с возможностью либо пропускать, либо отражать, по меньшей мере, часть света от источника 102 света по направлению к светочувствительному датчику 110 устройства 108 детектирования с тем, чтобы захватываться светочувствительным датчиком 110. В случае отражения, в вариантах осуществления отражение является предпочтительно рассеянным или ламбертовским (ʺподобным красочномуʺ) в отличие от зеркального (ʺподобным зеркальномуʺ). Однако зеркальное отражение также не исключается. Отмечается также, что светоизлучающий элемент 102 и несветоизлучающий элемент 104 отделены воздушным или свободным пространством, так что свет проходит от светоизлучающего элемента 102 к несветоизлучающему элементу 104 через воздушное или свободное пространство до описанного пропускания или отражения несветоизлучающим элементом 104. Подобным образом несветоизлучающий элемент 104 и светочувствительный датчик 110 отделяются воздушным или свободным пространством, так что свет проходит от несветоизлучающего элемента 104 к светочувствительному датчику 110 через воздушное или свободное пространство до описанного детектирования светочувствительным датчиком 110. Действительно, кодированный свет иногда также именуется оптической связью в свободном пространстве.

Светочувствительный датчик 110 выполнен с возможностью захвата света, прошедшего или отраженного от несветоизлучающего элемента 104. В вариантах осуществления светочувствительный датчик 110 может иметь форму камеры, такую как камера со скользящим затвором или камера с глобальным затвором, или может иметь другую форму, такую как специализированный фотоэлемент. Декодер 16 может быть реализован в форме программного обеспечения, сохраненного в памяти приемного устройства 108 и выполненного с возможностью работы на процессоре приемного устройства, или альтернативно может быть реализован в аппаратных средствах или любой комбинации аппаратных средств или программного обеспечения.

Независимо от того, какими средствами реализован, декодер 112 сконфигурирован для декодирования встроенного сигнала, принимаемого в свете, захваченном светочувствительным датчиком, на основе любой из ряда известных методик. Например, один подход к детектированию кодированного света состоит в том, чтобы использовать камеру со скользящим затвором, посредством чего элемент захвата изображения разделяется на множество строк, и каждый кадр экспонируется построчно, то есть экспонирование каждой последовательной строки имеет смещение во времени относительно предыдущей строки. Таким образом, соответственная выборка света захватывается из каждой строки, каждая представляет уровень модулированного света в незначительно отличающейся точке во времени. Декодер 112 затем объединяет выборки из различных строк в кадр, чтобы восстановить сигнал или части сигнала (и если сообщение длится более чем один кадр, он также сшивает вместе части из разных кадров). Альтернативно однако, также является возможным детектировать кодированный свет с помощью других средств, таких как камера с глобальным затвором или специализированный фотоэлемент, если частота кадров или частота выборки (соответственно) является достаточно высокой относительно символьной скорости для сигнала. Способы для детектирования кодированного света сами по себе известны в области техники и не будут обсуждаться здесь более подробно. В вариантах осуществления способы сигнализации по настоящему раскрытию могут полезно использоваться, чтобы посылать сигналы для детектирования посредством обычного средства детектирования кодированного света, например, приложения, работающего на пользовательском терминале, таком как смартфон или планшет, и использующего внутреннюю камеру со скользящим затвором из пользовательского терминала, чтобы захватывать кодированный свет.

Некоторые примеры применения модулированного пропускания света теперь обсуждаются в отношении фиг. 3.

В сценарии, иллюстрируемом на фиг.3, источник 102 света принимает вид солнца, и несветоизлучающий элемент 104 принимает вид пропускающего элемента, имеющего переменную пропускаемость. Конкретно в иллюстрируемом сценарии, пропускающий элемент 104 принимает вид окна, установленного в помещении 300, выполненного с возможностью позволять немодулированному естественному освещению от солнца 102 входить во внутреннюю часть помещения 300. Окно 104 сформировано из материала, такого как интеллектуальное стекло, которое является прозрачным или полупрозрачным, позволяющим свету проходить сквозь него, но с переменной (и регулируемой) пропускаемостью. Контроллер 106 выполнен с возможностью модулировать пропускаемость окна 104, чтобы вводить сигнал в свет, входящий в помещение 300 (то есть, поэтому свет вне помещения является немодулированным, но свет, впущенный в помещение 300 окном 104, является модулированным). Контроллер 106 (не показан на фиг.3) может находиться где угодно и соединяться с окном 104 проводным или беспроводным средством, например, он может быть встроен в рамку окна или может быть беспроводным контроллером, размещенным где угодно в помещении.

В качестве разновидности вышеуказанного, несветоизлучающий элемент 104 может иметь форму модернизированной прозрачной или полупрозрачной пленки с модулируемым пропусканием, наложенной поверх поверхности традиционного "неинтеллектуального" окна.

Отмечается, что термин "окно", как используется здесь, может относиться к любому элементу, закрывающему проем в помещении 300, позволяющему при этом свету проходить через проем в помещение 300. К тому же помещение 300 более в общем может быть любым пространством, занимаемым пользователем-человеком, причем окно находится на любой поверхности, ограничивающей это пространство. Таким образом, окно 104 может быть обычным окном в наружной стене здания, или световым фонарем на крыше здания, или окном в стене частично-замкнутого пространства, или боковым окном или окном на крыше автомобиля, и т.д.

Устройство 108 детектирования может иметь форму портативного пользовательского терминала, такого как смартфон, планшет или переносной компьютер, имеющего светочувствительный датчик 110 в форме внутренней камеры и исполняющего приложение ("app"), реализующее декодер 112. В этом случае, приложение сконфигуровано для использования камеры 110, чтобы детектировать сигнал, который был добавлен к свету, входящему через окно 104, и предоставлять связанную функциональность пользователю 302 пользовательского устройства 108.

Например, сигнал, введенный в свет посредством окна 104, может содержать ID окна, или ID помещения 300, или ID здания, в котором находится помещение 300; и приложение, работающее на пользовательском устройстве 108, может быть сконфигурировано, чтобы предоставлять пользователю 302 основанную на информации о местонахождении функциональность на основе детектирования встроенного ID, введенного с помощью окна 104. В одном таком приложении эта функциональность может содержать детектирование приблизительного местоположения пользовательского устройства 108 на карте или общей топологической структуре, например, чтобы детектировать его приблизительные координаты на карте, или местоположения помещения внутри здания, или, по меньшей мере, детектировать, в каком здании оно находится. Это достигается путем детектирования встроенного ID в свете, детектированном пользовательским устройством 108, и затем осуществления доступа к базе данных местоположений для поиска информации, поставленной в соответствие детектированному ID, такой как координаты GPS или другие такие координаты на карте помещения 300, или индикация местонахождения помещения на общей топологической структуре, или имя помещения или адрес здания. И/или, если окна на различных стенах имеют различные ID (или только одно окно излучает ID), то в некоторых вариантах осуществления даже может быть определена ориентация (направление) камеры 110.

Чтобы отыскивать такую информацию, база данных может сохраняться локально на мобильном пользовательском устройстве 108, или она может сохраняться на сервере (содержащим один или несколько серверных блоков на одном или нескольких сайтах), и приложение может осуществлять доступ к базе данных через одну или несколько сетей, к которым пользовательское устройство 108 способно подключаться, таким как сеть Интернет.

Альтернативно или дополнительно информация в базе данных может содержать другую информацию, релевантную для помещения 300, например, информацию о музейном экспонате или выставке в помещении, или специфическое для местонахождения рекламное объявление.

В качестве другого примера, встроенный ID может использоваться для проверки, правомочно ли пользовательское устройство 108 осуществлять доступ к некоторой зависящей от местонахождения услуге, такой как способность управлять служебной функцией в помещении, подобной освещению, отоплению и/или кондиционированию воздуха. Относительно таких служебных функций, в настоящее время часто возможно управлять служебной функцией с пользовательского устройства 108 с помощью беспроводного соединения между пользовательским устройством и контроллером служебной функции (например, Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth или даже соединения сотовой связи). Однако обычно пользователю 302 должно быть разрешено управление служебной функцией со своего пользовательского устройства 108, если физически присутствует в помещении 300 или интересующей среде, или, по меньшей мере, внутри некоторой предопределенной области. Обычно это оценивается с помощью сети внутреннего позиционирования, но в соответствии с настоящим применением присутствие пользователя в некотором помещении 300 или области может быть сделано условным на пользовательском устройстве 108, способном детектировать ID или код, сигнализированный с помощью окна 104. Либо это условие может быть запрограммировано в приложение непосредственно, или приложению может требоваться подать код на сервер услуг, предоставляемых на основе информации о местоположении, до предоставления полномочий доступа. Отмечается также, что в таких случаях устройство 108 детектирования альтернативно может быть специализированным устройством дистанционного управления.

Альтернативно или дополнительно, отсутствие или присутствие ID может указывать, гарантирована ли конфиденциальность, или что ʺзавеса охраныʺ была открыта. То есть, если ID или другой индикатор присутствуют в свете из окна, это может указывать устройству 108 детектирования, что некоторое действие запрещается для проведения устройством детектирования, причем устройство 108 детектирования сконфигурировано для соблюдения этого. Например, устройство 108 детектирования может иметь форму пользовательского терминала, такого как смартфон или планшет, и присутствие некоторого ID или другого предварительно заданного индикатора может указывать, что некоторое пользовательское действие, такое как получение изображения (фотографии или видео) запрещается, причем пользовательский терминал 110 сконфигурирован, чтобы блокировать его использование пользователем для получения изображений, содержащих ID. Или эквивалентный эффект может быть реализован обратным образом: некоторое пользовательское действие, такое как получение изображения (фотографии или видео), позволяется только пока ID детектируется пользовательским устройством 108.

Другие примеры зависимых от местонахождения услуг включает в себя прием зависимых от местонахождения платежей, таких как дорожные сборы, доступ к событиям, распространение предварительно заказанных товаров или услуг, и так далее.

В качестве еще одного примера, ID окна 104 может использоваться, чтобы адресовать окно для того, чтобы управлять им с пользовательского устройства 108 через обратный канал, такой как радиочастотный (RF) обратный канал (например, Wi-Fi, ZigBee или Bluetooth). Например, это может использоваться, чтобы управлять обработкой окна, например, управлять полной непропускаемостью или цветом окна из интеллектуального стекла непосредственно, или шторкой или занавесками с электроприводом. Снова в таких случаях устройство 108 детектирования может быть пользовательским устройством, исполняющим подходящее приложение, или альтернативно может быть специализированным устройством дистанционного управления.

Отмечается, что пример окна не является единственным примером модулированного пропускания света, который входит в рамки объема настоящего раскрытия. Например, в другом примере, источник 102 света может иметь форму экрана дисплея, такого как дисплей с жидкокристаллическим (LCD) экраном, и пропускающий элемент 104 может иметь форму модернизированной пленки, наложенной поверх экрана. В этом случае модулированный слой 104 не образует часть того же блока экрана 104 в том, что он не включен в корпус блока (оболочку и лицевую панель), и блок, составляющий корпус экрана, не был изготовлен или продан с этим слоем. Контроллер 106 предпочтительно включается в тот же корпус, что и остальная часть устройства, включая экран 104, но это не обязательно так, и вместо этого он может быть внешним контроллером. Модулирование пропускаемости экрана может использоваться, чтобы сигнализировать различную возможную информацию невидимо с точки зрения пользователя 302 (в дополнение к первичной функции предоставления видимых изображений или видео пользователю). Например, ID оборудования, содержащего экран, может сигнализироваться на пользовательское устройство 108 путем модулирования пропускаемости пропускающего слоя 104 экрана. Пользовательское устройство 108 может затем использовать это для адресации оборудования, например, чтобы управлять им, или составлять пару с ним, чтобы передать дополнительные данные через отдельный RF канал (например, Wi-Fi, ZigBee или Bluetooth).

В еще одном примере пленка или фольга могут быть нанесены на ранее существовавшее осветительное устройство для того, чтобы обеспечить функциональность кодированного света с помощью просто модернизации без изменения существующего осветительного устройства. Снова это может детектироваться устройством 108 детектирования, таким как пользовательский терминал (например, смартфон или планшет), и использоваться для одного или нескольких различных назначений, обсужденных выше, таких как внутренняя навигация, обеспечение другой зависящей от местонахождения информации, детектирование, предоставлен ли пользовательскому терминалу 108 доступ для управления осветительным устройством, детектирование настройки обеспечения конфиденциальности, которая будет связана со средой, освещаемой осветительным устройством и т.д.

Некоторые примеры применения модулированного отражения света теперь обсуждаются в отношении фиг.4.

В сценарии, иллюстрируемом на фиг.4, источник 102 света имеет вид либо источника естественного света, такого как солнце, либо источника искусственного света, такого как осветительное устройство, чтобы освещать помещение 300 (или его часть). В качестве примера случай, где источник 102 света является осветительным устройством, будет описан в последующем. Несветоизлучающий элемент 104 имеет форму отражающего элемента, имеющего переменную отражательную способность. Конкретно в иллюстрируемом сценарии, отражающий элемент 104 имеет форму переднего (обращенного наружу) слоя экрана, либо передней панели экрана, как вмонтирована после изготовления, либо с модернизацией пленкой поверх передней поверхности экрана. Оборудование, заключающее в себе экран 104, может быть, например, телевизионным приемником, компьютерным монитором, планшетом или электронным считывателем; или даже с увеличивающимся распространением интерактивной функциональности в ранее "неинтеллектуальных" приборах, любом домашнем или конторском оборудовании с вмонтированным экраном, таком как холодильник, журнальный столик, столик помещения для деловых встреч, принтер, фотокопировальное устройство и т.д. Снова, контроллер 106 предпочтительно вмонтирован в тот же корпус, что и остальная часть оборудования, включая экран 104, но это не обязательно так, и вместо этого он может быть внешним контроллером.

Относительная компоновка источника 102 света и экрана 104 является такой, что немодулированный свет от источника 102 света отражается от экрана 104 в камеру (или другой светочувствительный датчик) 110 пользовательского устройства 108. Контроллер 106 сконфигурирован для управления переменной отражательной способностью экрана 104 для того, чтобы встраивать сигнал в отраженный свет, для детектирования посредством пользовательского устройства (например, снова с помощью приложения, работающего на устройстве 108).

Случаи возможного применения являются подобными обсужденным выше, например, содержащийся ID оборудования может быть сигнализирован на пользовательское устройство 108 путем модулирования отражательной способности отражающего слоя 104 экрана. Пользовательское устройство 108 затем может использовать это для адресации оборудования, например, чтобы управлять им или составлять пару с ним для передачи дополнительных данных через отдельный RF канал (например, Wi-Fi, ZigBee или Bluetooth). В качестве другого примера, модуляция отражающего слоя (или действительно модернизированного пропускающего слоя) экрана 104 может использоваться для передачи дополнительного контента изображения на пользовательское устройство 108, чтобы дополнять основной контент изображения, используемый через видимый выход экрана 104. Например, оборудование может быть телевизионным приемником, и дополняющий контент может быть контентом, связанным с ТВ показом или каналом, который пользователь 302 смотрит в текущий момент, и/или с диапазоном доступных показов или каналов. В этом случае пользователь 302 использует этот контент параллельно с основным показом через свое пользовательское устройство 108. Например, этот дополняющий контент может содержать краткое изложение текущего показа, электронную программу передач (EPG) или интерактивный контент. Дополняющий контент можно отыскивать на основе сигнализированной ссылки, указателя, кода или ID, встроенного в отраженный свет (например, в хранилище данных, к которому пользовательское устройство 108 осуществляет доступ через одну или несколько сетей, например, сеть Интернет); и/или дополняющий контент даже может быть встроен явно (непосредственно) в отраженный свет.

Отмечается, что пример экрана не является единственным примером модулированного отражения света, который входит в рамки объема настоящего раскрытия. Например, поверхность с модулированной отражательной способностью может быть включенной на лицевую поверхность указателя, рекламной панели или другого набора указателей, или пленкой или фольгой с модернизацией поверх поверхности указателя или рекламной панели. Например, это может использоваться, чтобы невидимо сигнализировать ссылку, указатель, код или ID, которому пользовательское устройство 108 может следовать или его отыскивать, чтобы извлечь дополнительную информацию, связанную с указателем (в дополнение к видимому контенту изображения указателя непосредственно), такую как информация о товаре, рекламируемом рекламной панелью, или информация о безопасности, относящаяся к указателю. Или снова, связанная информация даже может встраиваться явно (непосредственно) в отраженный свет.

В качестве другого примера, гибкий, конформный (плотноприлегающий) слой, такой как фольга или пленка с модулированной отражательной способностью, может прикрепляться к внешней стороне фактически любого объекта, даже объектов, которые традиционно являются лишь "неинтеллектуальными" объектами, которые иначе не будут иметь электронную функциональность или, по меньшей мере, не будут иначе сигнализировать информацию. Например, такой слой может быть расположен по поверхности или части поверхности одного или нескольких объектов из множества объектов, таких как предмет мебели, стена, стол, плита, холодильник, морозильная камера, транспортное средство, предмет одежды, предмет посуды, скульптурный или другой орнамент, игрушка, домашнее животное и т.д. Кроме того, имеющие переменный коэффициент пропускания фольга или пленка могут добавляться к некоторым объектам, например, к прозрачной дверце духовки, причем источник 102 света является внутренним светом, который светит, когда духовка включена. Из-за низкого энергопотребления в частности эти пленки или фольга являются особенно подходящими для носимых или перемещаемых объектов (например, "метка" для людей или одежды).

Следует указать, что вышеуказанные варианты осуществления были описаны только в качестве примера.

В различных вариантах осуществления выше (в случае или модулированного отражения, или пропускания), отражающий или пропускающий элемент могут быть единым однородным слоем или поверхностью, то есть, допускающим только одно значение коэффициента отражения или пропускания по всему слою в любой момент времени. Или даже если отражающий или пропускающий элемент не является единым однородным слоем или поверхностью, все еще может иметь место, что модулирование является только временным, а не пространственным (поэтому способность отражения или пропускания может быть структурированной или неоднородной, но вся структура модулируется вместе во времени, без информации, кодируемой пространственно в структуру или неоднородность).

Альтернативно, однако, также является возможным, что поверхность сегментируется на множество дискретных областей, с являющейся индивидуально переменной отражательной способностью или пропускаемостью каждого сегмента (каждой области). В этом случае, информация может быть закодирована с помощью специфической последовательности переключающихся сегментов. То есть, данные могут кодироваться согласно и временным, и пространственным вариациям вместе, то есть, временной вариации пространственной структуры. Это пространственно распределенное кодирование может быть полезным, когда скорость переключения каждого сегмента является относительно низкой. Альтернативно отдельный, индивидуально декодируемый подпоток может быть закодирован в каждый сегмент.

Отмечается: где говорится, что несветоизлучающий элемент является сегментированным, это не означает, что он является пикселизированным. То есть, он все еще является нематричным элементом. В матричной панели каждый пиксель адресуется индивидуально с помощью, по меньшей мере, двух линий: имеются строки и столбцы, и в точке пересечения строки и столбца комбинация сигналов определяет состояние пикселя. В панели с активной матрицей имеется коммутационный элемент (обычно транзистор) в каждой точке пересечения. Для сегментов с другой стороны, каждый сегмент непосредственно приводится в действие своим собственным драйвером и своим собственным соответственным сигналом, без какого-либо коммутационного элемента для направления сигнала из общей линии на выбранный сегмент. Поэтому, тогда как сегмент имеет, по меньшей мере, один "собственный" вывод (второй может быть общим электродом), в матричной панели пиксели совместно используют свои выводы с другими пикселями, и коммутационные элементы гарантируют, что каждый пиксель получает требуемое значение. Действительно матричная панель обычно имеет драйверы строки и столбца, то есть, драйвер, совместно используемый всеми пикселями данной строки, и драйвер, совместно используемый всеми пикселями данного столбца; тогда как сегментированная компоновка будет иметь один соответственный драйвер с прямыми подключениями к каждому из сегментов.

Кроме того, пиксели матрицы имеют правильную геометрию (или, по меньшей мере, имеют схему расположения с регулярными повторами), тогда как в нематричной структуре это необязательно так. Можно рассмотреть, например, знак с наименованием на нем: если можно включать отдельные символы знака (то есть, символы в целом), то это будет сегментным отображением; тогда как матричное отображение потребует множество идентичных, структурированных, эквидистантных, повторяющихся матричных элементов, чтобы представить более сложные геометрии. Поэтому и сегмент, и пиксель имеют контуры, задающие геометрию, но в нематричном отображении, эти элементы не являются регулярно разнесенными или структурированными, тогда как в матрице они являются.

Кроме того, хотя вышеуказанное было в значительной степени описано в терминах модулирования света в видимой области спектра, с высокой частотой модуляции, являющейся средством, посредством которого модуляция поддерживается невидимой для пользователя 302, это не обязательно так во всех возможных вариантах осуществления. Альтернативно, модулированный свет может быть вне видимого спектра, то есть, инфракрасным излучением или ультрафиолетовым излучением (в каком случае источник 102 света может излучать свет только вне видимого спектра, или может излучать свет и внутри, и вне видимого спектра, но пропускающий или отражающий элемент 104 модулирует только компонент вне видимого спектра). В качестве другой альтернативы, невидимости можно добиться путем модулирования параметра света, который не является видимым человеческим глазом, но все еще может детектироваться фотодатчиком, таким как камера или фотодиод, такого как поляризация.

Отмечается также, что солнце не является единственным источником естественного света, и осветительное устройство не является единственно возможным источником искусственного света. В других вариантах осуществления могут использоваться другие источники 102 искусственного или естественного света, например, биолюминесцентные источники света, хемилюминесцентные источники света, и т.д.

Другие разновидности раскрытых вариантов осуществления могут быть поняты и исполнены специалистами в данной области техники в осуществлении на практике заявленного изобретения исходя из изучения чертежей, раскрытия и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения термин "содержащий" не исключает другие элементы или этапы, и использование единственного числа не исключает множества. Одиночный процессор или другой блок могут выполнять функции нескольких пунктов, изложенных в формуле изобретения. Простой факт, что некоторые меры изложены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает, что комбинация этих мер не может использоваться выгодным образом. Компьютерная программа может сохраняться/распространяться на подходящем носителе, таком как носитель информации на оптическом диске или твердотельный носитель, предоставляемый вместе или в виде части других аппаратных средств, но может также распространяться в других формах, таких как через сеть Интернет или другие проводные или беспроводные системы связи. Любые ссылочные знаки в пунктах формулы изобретения не должны рассматриваться ограничением объема изобретения.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах оптической связи. Технический результат состоит в повышении надежности связи. Для этого устройство содержит: несветоизлучающий элемент, выполненный с возможностью пропускать и/или отражать свет от светоизлучающего элемента, несветоизлучающий элемент имеет переменное пропускание и/или отражение соответственно и несветоизлучающий элемент является отдельным от светоизлучающего элемента; и контроллер, сконфигурированный для управления пропусканием и/или отражением несветоизлучающего элемента, чтобы модулировать во времени свет и посредством этого встраивать данные в свет незаметным для зрения человека образом; причем несветоизлучающий элемент выполнен с возможностью пропускать и/или отражать свет по направлению к устройству детектирования, размещенному в узле, отдельном от светоизлучающего элемента и несветоизлучающего элемента, для того чтобы встроенные данные детектировались устройством детектирования. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Система сигнализации, содержащая:

несветоизлучающий элемент (104, 204), расположенный так, чтобы пропускать и/или отражать свет от светоизлучающего элемента (102), при этом несветоизлучающий элемент имеет переменное пропускание или отражение соответственно, и несветоизлучающий элемент является отдельным от светоизлучающего элемента, по меньшей мере, в том, что несветоизлучающий элемент и светоизлучающий элемент не размещаются вместе в каком-либо том же узле; и

контроллер (106), сконфигурированный для управления пропусканием или отражением несветоизлучающего элемента для того, чтобы модулировать во времени свет и посредством этого встраивать данные в прошедший и/или отраженный свет незаметным для зрения человека образом;

причем несветоизлучающий элемент выполнен с возможностью пропускать или отражать свет по направлению к устройству (108) детектирования, размещенному в узле, отдельном от светоизлучающего элемента и несветоизлучающего элемента, для того, чтобы встроенные данные подлежали детектированию устройством детектирования;

при этом пропускание или отражение несветоизлучающего элемента является переменным в том, что по площади несветоизлучающего элемента пропускание или отражение может изменяться только однородно, так что упомянутая модуляция выполняется путем изменения во времени пропускания или отражения однородно по упомянутой площади.

2. Система сигнализации по п.1, в которой свет имеет первичную функцию, которая является заметной человеку-пользователю (302), и встраивание упомянутых данных является вторичной функцией, не заметной пользователю.

3. Система сигнализации по п.1, в которой светоизлучающий элемент (102) не встраивает данные в свет, который излучает, так что только модуляция для встраивания данных в свет имеет место посредством упомянутой модуляции пропускания или отражения несветоизлучающего элемента (104, 204).

4. Система сигнализации по любому из пп.1, 2 или 3, в которой свет является рассеянным светом, освещающим окружающую среду (300), занимаемую пользователем (302).

5. Система сигнализации по п.4, в которой светоизлучающий элемент (102) является осветительным устройством.

6. Система сигнализации по любому из пп.1, 2 или 3, в которой светоизлучающий элемент (102) является искусственным источником света.

7. Система сигнализации по п. 6, в которой светоизлучающий элемент (102) является осветительным устройством.

8. Система сигнализации по любому из пп.1, 2 или 3, в которой светоизлучающий элемент отделен от несветоизлучающего элемента воздушным или свободным пространством не менее чем 10 см между любыми двумя соответственными точками на светоизлучающем элементе и несветоизлучающих элементах, так что свет распространяется через воздушное или свободное пространство прежде, чем пропускается или отражается несветоизлучающим элементом.

9. Система сигнализации по п.7, в которой несветоизлучающий элемент (104, 204) является модернизированным слоем с модернизацией поверх поверхности осветительного устройства.

10. Система сигнализации по п.6, в которой светоизлучающий элемент является экраном дисплея, и несветоизлучающий элемент является модернизированным слоем с модернизацией поверх экрана дисплея.

11. Система сигнализации по любому из пп.1, 2 или 3, в которой несветоизлучающий элемент (104, 204) является одним из или модернизированным слоем с модернизацией поверх одного из:

окна;

поверхности пользовательского терминала, кухонного оборудования, предмета мебели, здания, транспортного средства, или предмета одежды, или другого носимого предмета; или

указателя, рекламной панели или другой сигнализационной панели.

12. Система сигнализации по любому из пп.1, 2 или 3, в которой модуляция состоит только из изменения во времени пропускания или отражения однородно по всей упомянутой площади.

13. Система сигнализации по любому из пп.1, 2 или 3, в которой свет находится в видимой области спектра и контроллер сконфигурирован для выполнения упомянутой модуляции с частотой вне визуального восприятия человека.

14. Система сигнализации по п.13, в которой данные содержат последовательность символов, упомянутая частота является символьной частотой для символов, и при этом символьная частота больше чем или равна 100 Гц.

15. Способ сигнализации, содержащий:

использование несветоизлучающего элемента (104, 204), чтобы пропускать и/или отражать видимый свет, излучаемый от светоизлучающего элемента (102), несветоизлучающий элемент имеет переменное пропускание или отражение соответственно, и не-светоизлучающий элемент является отдельным от светоизлучающего элемента, по меньшей мере, в том, что несветоизлучающий элемент и светоизлучающий элемент не размещаются вместе в каком-либо том же узле, причем пропускание или отражательная способность несветоизлучающего элемента является переменной в том, что по площади несветоизлучающего элемента пропускание или отражение может изменяться только однородно, так что упомянутая модуляция выполняется путем изменения во времени пропускания или отражения однородно по упомянутой площади;

управление пропусканием или отражением несветоизлучающего элемента для того, чтобы модулировать свет с частотой вне визуального восприятия человека и посредством этого незаметно встраивать данные в свет незаметным для зрения человека образом;

направление прошедшего или отраженного света к устройству (108) детектирования, размещенному в узле, отдельном от светоизлучающего элемента и несветоизлучающего элемента, так чтобы встроенные данные детектировались устройством детектирования.