用于顯示電子設(shè)備信息的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)設(shè)備信息傳輸?shù)念I(lǐng)域。更具體來(lái)說(shuō)，是利用電子設(shè)備指示燈將信息傳遞至移動(dòng)設(shè)備的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]許多設(shè)備需要將其狀態(tài)或?qū)傩燥@示給用戶(hù)。顯示設(shè)備的靜態(tài)屬性的方法已被開(kāi)發(fā)出來(lái)，如線(xiàn)性條形碼和二維條形碼(美國(guó)專(zhuān)利4939354，美國(guó)專(zhuān)利5053609，美國(guó)專(zhuān)利5124536，美國(guó)專(zhuān)利5726435)。用戶(hù)可以使用移動(dòng)設(shè)備的軟件應(yīng)用程序，利用移動(dòng)設(shè)備的照相機(jī)捕捉條形碼圖像并解碼其中的信息。
[0003]然而，除了靜態(tài)的性質(zhì)外，許多電子設(shè)備還需要?jiǎng)討B(tài)地顯示與其相關(guān)的工作狀態(tài)，以及當(dāng)其處于故障狀態(tài)時(shí)用出錯(cuò)信息提醒用戶(hù)。由于有限的面板空間或基于成本的限制，設(shè)備通常使用一個(gè)或多個(gè)指示燈光，例如開(kāi)啟或閃爍幾盞小燈泡或發(fā)光二極管(LED)來(lái)傳遞信息。但此種簡(jiǎn)單的指示燈不能給用戶(hù)提供詳細(xì)的信息。用更復(fù)雜的光學(xué)數(shù)據(jù)通信方法才可將詳細(xì)消息傳達(dá)到用戶(hù)。
[0004]利用可見(jiàn)光通訊的方法已被用于發(fā)送信息(美國(guó)專(zhuān)利2008/0131140A1，美國(guó)專(zhuān)利 2009/0269073A1,美國(guó)專(zhuān)利 2009/0310971A1，美國(guó)專(zhuān)利 2010/0196018A1,美國(guó)專(zhuān)利 2010/0284697A1，美國(guó)專(zhuān)利 2010/0327780A1,美國(guó)專(zhuān)利 2011/0243570A1，美國(guó)專(zhuān)利2012/0091896A1，美國(guó)專(zhuān)利2012/0269520A1)。通過(guò)光纜來(lái)傳輸可見(jiàn)光圖案的方法也有報(bào)導(dǎo)(美國(guó)專(zhuān)利2011/0052195A1)。然而，這些方法都要依賴(lài)于專(zhuān)門(mén)的光傳感器或光纜來(lái)接收數(shù)據(jù)。
[0005]電子裝置或設(shè)備通常需要將各種信息，無(wú)論是在正常運(yùn)行亦或在故障狀態(tài)的信息，呈現(xiàn)給用戶(hù)。例如，使用交流供電的電氣設(shè)備需要表明其電源是否處于完好或故障狀態(tài)。汽車(chē)需要將其機(jī)械和電氣條件報(bào)告給駕駛員。由于有限的面板空間或基于成本的限制，設(shè)備通常使用一個(gè)或多個(gè)指示燈光，例如開(kāi)啟或閃爍幾盞小燈泡或發(fā)光二極管(LED)來(lái)傳遞信息。但此種簡(jiǎn)單的指示燈不能提供給用戶(hù)詳細(xì)的信息。例如，網(wǎng)絡(luò)路由器上的一個(gè)簡(jiǎn)單的閃爍的指示燈不能向用戶(hù)提供有關(guān)網(wǎng)絡(luò)地址，軟件版本或網(wǎng)絡(luò)的連接傳導(dǎo)特性等詳細(xì)信息。而這些信息正是用戶(hù)在安裝和設(shè)置過(guò)程中必不可少的，特別是在排除故障時(shí)不能通過(guò)正常網(wǎng)絡(luò)的連接渠道獲取設(shè)備信息的狀況下尤為重要。
[0006]在電子設(shè)備上增加一個(gè)字母數(shù)字顯示屏是昂貴的，有時(shí)由于有限的面板空間的緣故可能是完全無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。大多數(shù)設(shè)備用LED或其它指標(biāo)燈提醒用戶(hù)相關(guān)的工作狀態(tài)或出現(xiàn)的錯(cuò)誤。有些設(shè)備則使用特殊的電子端口連接到一個(gè)專(zhuān)用的監(jiān)控裝置以獲取該設(shè)備的信息。例如，大多數(shù)現(xiàn)代化的機(jī)動(dòng)車(chē)都使用電子處理器來(lái)監(jiān)測(cè)和診斷機(jī)車(chē)的機(jī)械和電氣故障。然而，人們必需要用一種特殊的裝置來(lái)連接到車(chē)輛中的特殊端口，即所謂的車(chē)載診斷端口(OBD)，來(lái)獲取診斷故障碼(DTC)。獲取所述的DTC的過(guò)程是麻煩的，并且需要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的機(jī)械師來(lái)操作。如果一個(gè)普通汽車(chē)駕駛員能簡(jiǎn)單地把手機(jī)的視頻攝像頭對(duì)準(zhǔn)儀表板的閃爍的LED燈即可讀出故障原因以及推薦的維修步驟，這將是非?？扇〉?。此時(shí)的LED指示燈同時(shí)具備有雙重的功能:用戶(hù)可以通過(guò)它用肉眼對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行快速評(píng)估；以及作為光發(fā)射器，通過(guò)它將詳細(xì)的數(shù)據(jù)傳遞到手機(jī)移動(dòng)設(shè)備上。
[0007]因此，一種能將設(shè)備的動(dòng)態(tài)信息顯示于當(dāng)前兼容的手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上的裝置及其方法是有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]通過(guò)相應(yīng)的實(shí)施方案的描述，本發(fā)明在此提供了一個(gè)從數(shù)據(jù)源獲取并顯示信息的裝置。在一些實(shí)施方案的描述中，該裝置包括一個(gè)將數(shù)據(jù)源轉(zhuǎn)換成陣列光信號(hào)的電子設(shè)備，而該電子設(shè)備進(jìn)一步包括一個(gè)從數(shù)據(jù)源收集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收集模塊，一個(gè)根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)產(chǎn)生編碼信號(hào)的編碼器模塊，一個(gè)接收編碼信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器模塊，和由驅(qū)動(dòng)器模塊驅(qū)動(dòng)和根據(jù)編碼信號(hào)調(diào)制的多個(gè)發(fā)光器件；以及一個(gè)用于處理視頻圖像的移動(dòng)設(shè)備，而該移動(dòng)設(shè)備包括:
[0009]一個(gè)用于接收從所述的多個(gè)發(fā)光器件所發(fā)射的信號(hào)的攝像機(jī)，一個(gè)對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行解碼的解碼器，以及一個(gè)將解碼后的信號(hào)送至顯示屏幕的顯示驅(qū)動(dòng)器。
[0010]在一些實(shí)施例中，由所述驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)多個(gè)發(fā)光器件產(chǎn)生時(shí)域上的脈沖序列信號(hào)。而在另一實(shí)施例中，由所述的驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)多個(gè)發(fā)光器件產(chǎn)生空間圖形信號(hào)，其中包括單個(gè)，線(xiàn)性陣列或二維陣列的信號(hào)。
[0011]本發(fā)明的一些實(shí)施例也相應(yīng)地展示了在移動(dòng)設(shè)備上如何顯示數(shù)據(jù)源信息的方法，其包括:在電子設(shè)備中用數(shù)據(jù)收集器從數(shù)據(jù)源收集數(shù)據(jù)，然后根據(jù)從數(shù)據(jù)源所收集的數(shù)據(jù)產(chǎn)生調(diào)制控制信號(hào)；根據(jù)調(diào)制的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)多個(gè)發(fā)光器件發(fā)射光信號(hào)，其中，所述的光信號(hào)包含時(shí)間序列，空間陣列的樣式，以及時(shí)間序列和空間格局的組合；在所述移動(dòng)設(shè)備上設(shè)有視頻成像裝置，用視頻成像裝置記錄所述光信號(hào)；利用移動(dòng)設(shè)備上的解碼器對(duì)光信號(hào)進(jìn)行解碼；將解碼的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可讀的信息；以及把可讀信息顯示在移動(dòng)設(shè)備的屏幕上。
[0012]該方法的另一個(gè)實(shí)施方案包括了具有連接互聯(lián)網(wǎng)獲取參考資料功能的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制器，以及如何把所述資料轉(zhuǎn)換為可讀的信息顯示在屏幕上。
[0013]該方法的另一個(gè)實(shí)施方案還包括一個(gè)能產(chǎn)生時(shí)鐘基準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)鐘發(fā)生器，其中，所述基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)與數(shù)據(jù)收集器所編碼的數(shù)據(jù)流分開(kāi)，由一個(gè)單獨(dú)的流從時(shí)鐘光驅(qū)動(dòng)器發(fā)送到一個(gè)單獨(dú)的光發(fā)射器，例如一個(gè)單獨(dú)的LED。
[0014]該方法的另一個(gè)實(shí)施方案還包括一個(gè)能產(chǎn)生時(shí)鐘基準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)鐘發(fā)生器，其中，所述的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)與編碼信號(hào)交織在一起驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)發(fā)光器件。
[0015]本發(fā)明另一實(shí)施例中相應(yīng)地描述了一個(gè)把數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)發(fā)送到攝像機(jī)的裝置，包括一個(gè)把數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到陣列光信號(hào)的電子設(shè)備，而該電子設(shè)備進(jìn)一步包括一個(gè)從數(shù)據(jù)源收集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收集模塊，一個(gè)根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)產(chǎn)生編碼信號(hào)的編碼器模塊，一個(gè)接收編碼信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器模塊，以及由驅(qū)動(dòng)器模塊驅(qū)動(dòng)和根據(jù)編碼信號(hào)調(diào)制的多個(gè)發(fā)光器件，其中，所述調(diào)制率是接收攝像機(jī)幀速率的一半以下。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1示出一個(gè)移動(dòng)設(shè)備捕捉從電子設(shè)備的面板指示燈發(fā)射的光圖形并顯示所傳遞的信息。
[0017]圖2例示在所述電子裝置中對(duì)信息進(jìn)行編碼和發(fā)射光的過(guò)程。
[0018]圖3描繪了具有一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘的實(shí)施范例。
[0019]圖4示出在移動(dòng)設(shè)備中對(duì)信息進(jìn)行解碼的過(guò)程。
[0020]圖5顯示了移動(dòng)設(shè)備的攝相機(jī)捕捉和解譯從設(shè)備傳遞的單個(gè)光序列信號(hào)。
[0021]圖6描繪了本發(fā)明的傳遞交通信息的示例性應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明描述了一種將普通指示燈增強(qiáng)為能傳遞信息的功能裝置及其方法。該方法可適用于一個(gè)指示燈或一組指示燈。在一組指示燈的情況下，指示燈的明暗形成線(xiàn)性陣列或二維矩陣。設(shè)備內(nèi)部的信息通過(guò)編碼形成一序列的控制信號(hào)用于調(diào)制指示燈的供電電流或電壓。其結(jié)果使每個(gè)指示燈在時(shí)間上改變發(fā)光強(qiáng)度或顏色。用一組指示燈還可形成空間圖形。用手機(jī)移動(dòng)設(shè)備或個(gè)人計(jì)算機(jī)上常備的攝像機(jī)可以捕獲從所述指示燈發(fā)射出來(lái)的時(shí)空上的光圖形。移動(dòng)設(shè)備或個(gè)人計(jì)算機(jī)上的軟件應(yīng)用程序可以將信息解碼出來(lái)并最終顯示在移動(dòng)設(shè)備的屏幕上。該軟件應(yīng)用程序還可以自動(dòng)從外部數(shù)據(jù)源，例如從本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，或通過(guò)手機(jī)無(wú)線(xiàn)電互聯(lián)網(wǎng)連接功能從遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)庫(kù)，查詢(xún)相關(guān)的信息以將更全面的信息顯示給用戶(hù)。
[0023]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施案例示于圖1和圖2。一組光源例如一組LED在電子設(shè)備10的面板13上形成一個(gè)二維陣列11。在圖2中所示的LED驅(qū)動(dòng)電路16對(duì)LED陣列11中的每個(gè)LED 12的電流進(jìn)行調(diào)制，從而改變了從LED 12發(fā)出的光強(qiáng)度。移動(dòng)設(shè)備20，例如智能手機(jī)，iPhone手機(jī)，iPad，藍(lán)莓手機(jī)或個(gè)人電腦，通過(guò)圖2中的內(nèi)置的攝像機(jī)21捕捉時(shí)間和空間的光圖形。捕獲的視頻圖像31顯示在移動(dòng)設(shè)備的屏幕30上以作為瞄準(zhǔn)和定位的參考。在移動(dòng)設(shè)備20中的解碼處理過(guò)程中把捕獲的光圖形恢復(fù)成人類(lèi)可識(shí)別的信息32并將此信息32顯示在移動(dòng)設(shè)備的屏幕30上，此過(guò)程將在后面詳細(xì)敘述。
[0024]另外一種實(shí)施案例中所用的LED陣列11的LED可由多色發(fā)光二極管替代。這種LED的顏色和光強(qiáng)可以進(jìn)行組合以提高信息傳輸吞吐量。
[0025]圖2例示電子設(shè)備10中的信息編碼和發(fā)射光的過(guò)程。在該實(shí)施案例中，系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集器14監(jiān)視設(shè)備的狀態(tài)并記錄下所有要顯示數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)被編碼器模塊15編譯成為二進(jìn)制序列。為了最大限度地降低平均光密度變化，在這里可以使用直流平衡編碼方案，諸如曼徹斯特編碼或8B/10B編碼。編譯好的數(shù)據(jù)被送往LED驅(qū)動(dòng)器模塊16。LED驅(qū)動(dòng)器模塊16的輸出端口與安置在設(shè)備10面板上的LED陣列11中每個(gè)LED 12相連接。LED驅(qū)動(dòng)器模塊16對(duì)所有LED 12供應(yīng)電流，而電流的大小則是受到LED驅(qū)動(dòng)器模塊16根據(jù)編碼器模塊15輸出的編碼數(shù)據(jù)序列來(lái)控制的。因而，從LED 12發(fā)出的光強(qiáng)度在時(shí)間序列上被調(diào)制，同時(shí)整個(gè)LED陣列11在平面空間也呈現(xiàn)一個(gè)動(dòng)態(tài)的圖形。移動(dòng)設(shè)備20內(nèi)置的視頻攝像頭21用于捕獲從LED陣列11所發(fā)出的被調(diào)制過(guò)的光。根據(jù)奈奎斯特采樣定理，LED的調(diào)制頻率應(yīng)當(dāng)?shù)陀跀z像機(jī)21幀速的一半。
[0026]為了確保對(duì)LED編碼數(shù)據(jù)采樣的可靠性，LED陣列的一個(gè)或幾個(gè)LED可作為基準(zhǔn)時(shí)鐘LED，并由LED驅(qū)動(dòng)模塊供給固定頻率的電流進(jìn)行調(diào)制。圖3描繪了用一個(gè)LED來(lái)顯示單一基準(zhǔn)時(shí)鐘示范性實(shí)施例。系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集器214在電子設(shè)備210中監(jiān)視設(shè)備的狀態(tài)，并記錄下所有要顯示的數(shù)據(jù)。編