BR112015005465B1

BR112015005465B1 - Filtro dinâmico ajustável

Info

Publication number: BR112015005465B1
Application number: BR112015005465-0A
Authority: BR
Inventors: Zachary A. Miller
Original assignee: Zachary A. Miller
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2021-11-09
Also published as: CA2884513C; KR101633821B1; AU2013315628B2; EP2896050A1; JP6050500B2; KR20150042835A; AU2013315628A1; CN104781888A; CN104781888B; EP2896050B1; BR112015005465A2; CA2884513A1; JP2015537232A; EP2896050A4; WO2014043217A1

Abstract

filtro dinâmico ajustável. a presente invenção refere-se a uma grade que utiliza linhas de grade dinâmicas e ajustáveis que se comunicam com um objeto transmissor e/ou um objeto receptor. as linhas de grade podem ser, mas não são limitadas a em formato linear, hachurado ou de cata-vento. a grade pode alternar entre opaca e translúcida e as linhas de grade podem mirar, calibrar para e localizar um objeto, transmissor ou receptor. a grade pode ser utilizada como um filtro ou uma tela de privacidade em uma tela de computador, por exemplo. as linhas de grade são inclinadas para igualar o ângulo da posição de um usuário com relação à grade.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a filtros ajustáveis, em particular, a filtros dinamicamente ajustáveis e sistemas de privacidade.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Em uma instalação hospitalar, exames radiográficos móveis são executados em pacientes que são incapazes de serem movidos, ou são difíceis de mover. Em centros médicos de cuidado terciários, exames radiográficos móveis representam uma porcentagem significativa dos exames radiográficos executados. Os raios X passando através de um objeto, tal como um corpo humano, experimentam algum grau de dispersão. Os raios x primários transmitidos através de um objeto percorrem em uma trajetória de linha reta da fonte de raios x (também chamada aqui como o ponto focal do raio x) para o receptor da imagem e transportam a informação de densidade do objeto. Os raios x dispersos formam uma imagem difusa que degrada o contraste da imagem do raio x primário. Em alguns pacientes, a intensidade do raio x disperso excede a intensidade dos raios x primários. Fenômenos de dispersão são bem conhecidos e rotineiramente compensados na radiografia geral, fluoroscopia e mamografia através do uso de grades antidispersão.

[003] Uma grade antidispersão é geralmente formada de faixas alternadas de material opaco do raio x (ou radiopaco) e material transmissivo do raio x (ou radiolúcido). O chumbo pode ser usado como o material opaco do raio x e plástico, alumínio ou fibra podem ser usados como o material transmissivo do raio x. A grade é posicionada entre o objeto de interesse e a placa receptora da imagem de raio x e orientada, tal que os raios x primários de formação da imagem ficam incidentes somente com as bordas do material opaco do raio x. Assim, a maior parte dos raios x primários atravessa as faixas do espaçador radiolúcido. Em contraste, os raios x dispersos são emitidos em todas as direções depois da interação com o objeto alvo e, como tal, os raios x dispersos são incidentes em uma área maior das faixas de chumbo e somente uma pequena porcentagem de raios x dispersos é transmitida pela grade, quando comparado com os raios x primários.

[004] O grau de controle da dispersão para uma dada grade depende da razão da grade, que é definida como a razão da espessura da faixa radiopaca na direção da trajetória do raio x em relação à largura do material do espaçador radiolúcido quando medida ortogonal à trajetória do feixe de raios x. Assim, quanto maior a razão da grade, maior o controle da dispersão. Uma razão de grade elevada, enquanto mais efetiva, também é mais difícil de alinhar em relação a um ponto focal. De modo a compensar a divergência do feixe do raio x em uma grade focalizada, as faixas radiopacas são inclinadas em uma maior extensão com distância crescente do centro da grade. Todos os planos das pás da grade convergem ao longo de uma linha conhecida como a linha focal. A distância da linha focal para a superfície da grade é chamada como o comprimento focal da grade. A linha focal coincide com a trajetória da linha reta para o ponto focal. Assim, quando o ponto focal é coincidente com a linha focal da grade, os raios x primários têm interação mínima com as faixas de chumbo radiopacas e uma máxima transmissão primária é obtida. O desalinhamento da linha focal da grade antidispersão com o ponto focal diminui a transmissão do raio x primário enquanto a transmissão do raio x disperso permanece inalterada. Assim, uma ótima transmissão de raio x primário exige alinhamento (de posição e orientação) do ponto focal com a linha focal da grade antidispersão.

[005] Na radiografia geral, fluoroscopia e mamografia, o receptor da imagem e o tubo de raios x são montados rigidamente e em uma posição fixa em relação um ao outro, dessa forma tornando o alinhamento do ponto focal e da grade um processo simples. Na radiografia móvel, o receptor da imagem é colocado sob um paciente acamado e a fonte do raio x é posicionada acima do paciente. Desde que a separação relativa do ponto focal e do receptor de imagem é variável, a determinação da posição e orientação apropriadas da grade antidispersão entre um paciente e o receptor da imagem se torna um problema difícil de alinhamento. Se uma grade não é usada, somente uma pequena fração do contraste possível é obtida na imagem do raio x.

[006] Quando grades são utilizadas em conjunto com a radiografia móvel, a grade tipicamente não fica alinhada. Os problemas de desalinhamento são diminuídos utilizando uma grade tendo uma baixa razão de 8:1 ou menor. Embora o contraste da imagem de raio x seja melhorado com o uso de uma grade de razão baixa, o contraste permanece significativamente menor do que de outra forma poderia ser obtido com uma grade apropriadamente alinhada, de razão elevada tendo uma razão de grade de 10:1 ou maior.

[007] Assim, embora a radiografia móvel seja, em muitas maneiras, mais conveniente do que a radiografia de instalação fixa, sua utilidade clínica diminui devido à qualidade inferior da imagem causada pela radiação dispersa. Esse é um problema maior na radiografia móvel devido à diferença na produção do alinhamento apropriado do ponto focal com as grades antidispersão. Um modo para produzir o alinhamento apropriado que fosse fácil para o operador usar melhoraria significativamente o contraste da imagem radiográfica móvel e a qualidade da imagem e, assim, aumentaria a utilidade clínica da radiografia móvel.

[008] Os mecanismos usados com as grades para as técnicas de raio x proporcionam uma solução específica para um problema que pode ser mais generalizado e correlacionado com as grades usadas em outras áreas para filtragem dinâmica e ajustável de ondas incluindo outros componentes do espectro eletromagnético, fluidos e ar. Por exemplo, grades flexíveis e dinâmicas podem ser utilizadas como telas de privacidade, filtrando a luz visual em uma maneira que segue seletivamente um alvo particular. Aqui, as grades usadas fora das técnicas de raio x utilizarão linhas de grade dinamicamente ajustáveis que almejam, calibram para e localizam um usuário.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[009] Um sistema e método para determinar a localização de uma fonte de raios x de uma máquina de raio x e para ajustar as linhas de grade em uma grade antidispersão são revelados. Em uma modalidade, a invenção usa um localizador de fonte em conjunto com um transmissor de infravermelho (IR) e receptor de IR para localizar a fonte de raios x e para alinhar as linhas de grade com uma trajetória de feixe de raios x ideal. Pelo alinhamento das linhas de grade com a trajetória do feixe, imagens com maior contraste e ruído reduzido podem ser produzidas.

[010] A presente invenção apresenta um sistema para determinar a localização de uma fonte de raios x de uma máquina de raio x, tal como uma máquina de raio x portátil. O sistema inclui uma fonte de raios x e um localizador de fonte. A fonte de raios x emite feixes de raios x que têm uma trajetória de feixe idealizada. O localizador de fonte é associado com a fonte de raios x e tem um mecanismo de comunicação da sua posição parecido, mas não limitado a um transmissor/receptor de IR. O transmissor/receptor de IR do localizador de fonte transmite a informação de localização definindo a localização da fonte de raios x com a informação de localização sendo gerada pelo localizador de fonte. O sistema pode ainda compreender uma grade de raios x também tendo um mecanismo de comunicação da sua posição parecido, mas não limitado a um transmissor/receptor de IR e linhas de grade de raios x que se ajustam à informação de posição determinada pela comunicação entre os dois elementos, nesse caso o localizador de fonte e o componente de grade de raios x que se aproxima da trajetória ideal dos feixes de raios x emitidos. As linhas de grade permitem seletivamente que os feixes de raios x emitidos atravessem a dita grade de raios x e se alinhem com a trajetória idealizada dos feixes de raios x emitidos. As linhas de grade se ajustam à trajetória de feixe idealizada e permitem seletivamente que os feixes de raios x emitidos atravessem a grade de raios x em resposta às emissões de IR recebidas pelo receptor de IR.

[011] A presente invenção também apresenta um sistema para obter imagens de raios x com maior contraste e ruído reduzido. O sistema inclui uma fonte do feixe de raios x e uma grade de raios x ajustável. A fonte do feixe de raios x emite feixes de raios x e tem um localizador de fonte associado com ela para determinar a localização da fonte de raios x. A grade de raios x inclui uma pluralidade de linhas de grade compreendendo materiais alternados radiopacos e radiolúcidos. As linhas de grade da grade de raios x podem ser ajustadas à dita fonte do feixe de raios x usando um campo eletromagnético, um servomotor ou outros mecanismos acionados por computador. As linhas de grade podem ser ajustadas entre uma primeira posição desobstruída que permite que as emissões do feixe de raios x atravessem a grade e uma segunda posição obstruída que proíbe que as emissões do feixe de raios x atravessem a grade. As linhas de grade podem compreender faixas de material ou esferas radiolúcidas individuais com material radiopaco disposto no plano central de cada esfera radiolúcida. O material radiolúcido tem um primeiro lado carregado e um segundo lado carregado, onde o dito primeiro lado carregado é de uma carga oposta ao dito segundo lado carregado.

[012] A presente invenção ainda apresenta um método de ajuste das linhas de grade em uma grade antidispersão fornecendo uma fonte de raios x, fornecendo uma grade de raios x ajustável e ajustando as ditas linhas da grade de raios x para se alinharem com emissões do feixe de raios x da dita fonte de raios x. Em uma modalidade, esferas radiolúcidas incluem uma camada de material radiopaco disposto no plano central de cada esfera. O mecanismo de ajuste alinha seletivamente as ditas linhas da grade de raios x para permitir a passagem das ditas emissões do feixe de raios x através da dita grade de raios x. O mecanismo de ajuste também inclui o uso de um computador que recebe a informação de localização obtida pelo localizador de fonte para alinhar seletivamente as ditas linhas da grade de raios x com a trajetória idealizada das ditas emissões do feixe de raios x e para permitir a passagem das ditas emissões do feixe de raios x através da dita grade de raios x.

[013] A presente invenção também apresenta um dispositivo e método para filtrar outros elementos incluindo outras partes do espectro eletromagnético incluindo luz visível, bem como fluido e o fluxo de ar. O filtro é dinâmico, já que as linhas de grade do dispositivo se ajustam a um alvo com base na informação que ele recebe de uma fonte e/ou do alvo ou do receptor.

[014] A presente invenção apresenta uma tela de privacidade dinâmica tendo um dispositivo de exibição ou uma grade que inclui linhas de grade dinâmicas nela. O dispositivo de exibição tem um sensor de movimento, tal como, mas não limitado a emissores de LED de IR. As linhas de grade dinâmicas podem ter a capacidade de transitar em qualquer ponto entre o estado opaco e o estado claro e podem ser orientadas para terem um ângulo em qualquer ponto entre 0 a 180 graus. As linhas de grade são dinâmicas, já que as linhas se ajustam a um ângulo que iguala o ângulo de um objeto localizado para a grade. Um objeto localizado pode incluir um usuário individual de uma tela, tais como uma tela de computador, uma tela de smartphone, uma tela de tablet ou uma tela de televisão. O objeto localizado pode ter um marcador que é detectado pelo sensor de movimento do dispositivo de exibição ou pode ser localizado via o uso de sistemas integrados já utilizados no dito dispositivo parecido, mas não limitado a uma câmera de vídeo virada para frente. Os usuários terão a capacidade de calibrar a localização da grade com relação ao objeto localizado e o campo de visão dos usuários em uma maneira similar ao exemplo da grade de raios x onde a própria fonte do feixe pode ter um representante da sua posição codificado dentro do sistema. A detecção do marcador pelo sensor define uma informação de localização sobre o objeto localizado e/ou o dispositivo de exibição. A informação de localização é enviada para um computador e é usada para ajustar a orientação angular das linhas de grade para igualarem o ângulo do objeto localizado com o dispositivo de exibição. Similarmente, a câmera de vídeo pode utilizar software existente incluindo, mas não limitado ao software de reconhecimento facial. Quando as linhas de grade são opacas e a informação de localização é obtida, o computador ajustará as linhas de grade para se alinharem com o objeto localizado. Com esse alinhamento, o objeto localizado ou o usuário do computador, por exemplo, será capaz de perceber áreas transparentes no dispositivo de exibição. Um objeto não alinhado com as linhas de grade opacas não perceberá as áreas transparentes no dispositivo de exibição, mas ao contrário, verão somente as áreas opacas no dispositivo de exibição. Por exemplo, um usuário não marcado em pé próximo do objeto localizado somente verá as linhas opacas e, assim, uma tela de exibição opaca.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[015] A figura 1 é uma ilustração de um aparelho de raios x portátil de acordo com a presente invenção.

[016] As figuras 2A e 2D são ilustrações de um localizador de fonte disposto em uma fonte de raios x do aparelho de raios x portátil de acordo com a figura 1. As figuras 2B e 2C ilustram maneiras nas quais a localização da fonte de raios x pode ser calculada.

[017] A figura 3 é uma modalidade de uma placa de raios x utilizada na figura 1.

[018] A figura 4 é outra modalidade de uma placa de raios x utilizada na figura 1.

[019] As figuras 5A a 5C ilustram o uso de esferas radiolúcidas como modalidades de uma grade de raios x.

[020] A figura 6 ilustra uma grade de uma modalidade alternativa.

[021] A figura 7 mostra uma vista superior da grade mostrada na figura 6 quando a grade é ligada.

[022] A figura 8A mostra uma orientação da linha de grade em zero grau ou cento e oitenta graus.

[023] A figura 8B mostra uma orientação da linha de grade em aproximadamente 45 graus.

[024] A figura 8C mostra uma orientação da linha de grade em 90 graus.

[025] A figura 8D mostra uma orientação da linha de grade em aproximadamente 135 graus.

[026] A figura 9 mostra uma grade de uma segunda modalidade alternativa.

[027] A figura 10A mostra uma grade de uma terceira modalidade alternativa com a linha de grade orientada em aproximadamente 0 grau.

[028] A figura 10B mostra a grade da figura 10A com a linha de grade orientada em aproximadamente 135 graus.

[029] A figura 11A mostra uma grade de uma quarta modalidade alternativa com as linhas de grade orientadas em uma formação.

[030] A figura 11B mostra duas grades da figura 11A uma ao lado da outra.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[031] As figuras 1 e 3 mostram um sistema 100 da presente invenção para alinhar emissões de raios x de uma máquina de raios x e para ajustar as linhas de grade em uma grade antidispersão para obter a informação de imagem diagnóstica com maior contraste e ruído reduzido devido aos raios x dispersos. O sistema 100 inclui uma máquina de raios x portátil 110 tendo uma cabeça de raios x 115 e uma placa de raios x 150 usada para receber de modo removível um cassete de filme de raios x ou detector de raios x digital 155. Em uma modalidade, um localizador de fonte 120 é preso no alojamento da cabeça de raios x 115 da máquina de raios x 110 e a placa de raios x 150 é presa em uma grade antidispersão de filtro flexível 160. Ambos o localizador de fonte 120 e a grade antidispersão de filtro flexível 160 são mecanismos usados para facilitar a aquisição de imagens com maior contraste e ruído reduzido quando comparado com as imagens obtidas usando máquinas de raios x portáteis da técnica anterior e grades da técnica anterior.

[032] Com referência agora à figura 2A, é mostrado um localizador de fonte 120 em mais detalhes. A finalidade do localizador de fonte 120 é determinar a localização da fonte de raios x 200, e gravar essa informação de localização em um dispositivo de armazenamento digital apropriado. O dispositivo de armazenamento digital é então associado com um conjunto de circuitos afixado na cabeça de raios x 115, de modo que uma vez que o localizador de fonte seja removido, ou a própria cabeça de raios x seja movida, a localização da fonte de raios x em uma cabeça de raios x particular é armazenada e conhecida precisamente em todos os momentos.

[033] São mostrados na figura 2A uma fonte de raios x 200, cuja localização precisa ser determinada, um objeto opaco de raios x 201 e uma imagem 202 do raio x opaco gravado no filme 203. Como descrito abaixo, a determinação das diferenças de tamanho entre o objeto 201 e a imagem 202, junto com cálculos de computador apropriados com base nessas diferenças, permite uma determinação precisa da localização da fonte de raios x. Quando a máquina de raios x móvel é ligada, a radiação de raios x 204 é gerada que passa sobre o objeto 201 e é gravada no filme 203 como a imagem 202. Como o objeto 201 é opaco nos raios x, o tamanho da imagem 202 variará com base nas localizações relativas da fonte de raios x 200, do objeto 201 e da imagem.

[034] Com referência agora à figura 2B, é mostrada a maneira na qual a localização da fonte de raios x pode ser calculada. Mais particularmente, as coordenadas da localização dos pontos A e C que são conhecidas como a dimensão “Y” (distância 205) são conhecidas e fixadas. Similarmente, a distância 207 é conhecida, de modo que as localizações dos pontos B e D são conhecidas, mas a distância 206 é variável e não conhecida. Usando técnicas conhecidas, a diferença no tamanho entre o objeto 201 e a imagem 202 pode ser prontamente determinada.

[035] Conhecendo a localização dos pontos D e C, é possível calcular o ângulo relativo da linha 208 e conhecendo esse ângulo, é possível calcular o ângulo correto da linha 209. As extensões das linhas 208 e 209 podem ser calculadas para determinar a localização precisa da fonte de raios x 200. Deve ser entendido que os cálculos conhecidos descritos acima seriam realizados em um dispositivo de computação (não mostrado) associado com o localizador de fonte 120. A figura 2C ilustra o uso de um objeto em formato de estrela 201, que representa um exemplo de uma figura com marcos visuais mais distintos do que o disco 201 mostrado na figura 2B, o que pode ser utilizado para simplificar os cálculos necessários.

[036] A figura 2D mostra um exemplo onde o raio x está fora de centro, mas o mesmo processo descrito acima pode ser usado para calcular a sua localização precisa. A figura 2D também ilustra uma representação do dispositivo de armazenamento digital 210 descrito acima, no qual a informação de localização para a fonte de raios x 200 é armazenada.

[037] Com referência especificamente à figura 3, o localizador de fonte 120 é disposto sobre, integrado com ou pode ser preso de modo removível na cabeça de raios x 115 da máquina de raios x 110. O localizador 120 é usado para determinar a localização do ponto focal de raios x real 200 da máquina de raios x portátil 110, como descrito acima. O localizador de fonte 120 tem, por exemplo, transmissores de infravermelho (IR) 130 dispostos nele e a placa de raios x 150 tem, por exemplo, um receptor de IR 140 disposto nela. As transmissões de IR do transmissor 130 são recebidas pelo receptor de IR 140, a fim de transmitir a localização da fonte de raios x 200. É entendido que a localização da fonte de raios x 200 fica armazenada no dispositivo digital 210, cuja informação armazenada é usada pelo transmissor de IR 130. O conceito geral do uso de um transmissor de IR e um receptor de IR para transmitir a localização de um objeto particular é conhecido. Ver, por exemplo, Patente U.S. 5.627.524. Esse sistema ou técnicas conhecidas similares podem ser usados de acordo com a presente invenção.

[038] Depois que a localização da fonte de raios x 200 foi determinada e a grade 160 ajustada como descrito abaixo, o localizador de fonte 120 pode ser removido da cabeça de raios x 115. Entretanto, a localização da fonte de raios x 200 permanece armazenada no dispositivo de armazenamento digital 210, de modo que a localização da fonte 200 fica disponível para uso subsequente da máquina de raios x portátil.

[039] Com referência agora à figura 4, uma modalidade da placa de raios x 150 é mostrada. Em uma modalidade, a grade antidispersão de filtro flexível 160 é presa na placa de raios x 150 que é usada para receber de modo removível o detector 155. Em outras modalidades, a grade 160 pode ser presa de forma removível na placa de raios x 150. Em uso, a placa de raios x 150 seria orientada, de modo que um paciente ficaria situado no topo da grade 160 da placa 150 com o detector 155 sendo disposto abaixo. A grade 160 reduz o efeito da dispersão impedindo que os raios x dispersos alcancem o detector 155.

[040] O detector 155 pode incluir um filme fotossensível aos raios x ou um detector de raios x digital. Por exemplo, um detector digital adequado pode incluir uma substância fosforescente de iodeto de césio (cintilador) em uma formação de fotodiodo-transistor de silício amorfo tendo um afastamento de pixel de aproximadamente 100 micrômetros. Outros detectores adequados podem incluir um dispositivo acoplado com carga (CCD) ou um detector digital direto que converte os raios x diretamente para sinais digitais. Embora o filme fotossensível seja ilustrado como sendo plano e definindo um plano de imagem plano, outras configurações do filme fotossensível e de detectores digitais podem ser utilizadas adequadamente, por exemplo, um filme fotossensível em formato curvado ou detector digital tendo um plano de imagem curvado.

[041] Ainda com referência à figura 4, a grade 160 tem linhas de grade ajustáveis e dinâmicas 162 que são ajustadas em resposta à localização do ponto focal dos raios x como determinado pelo localizador de fonte 112. Isso cria uma trajetória de feixe idealizada das emissões de raios x da fonte de raios x 200. A grade 160 se comunica com o localizador de fonte 120 via os transmissores e receptores de IR descritos acima, de modo a determinar a trajetória idealizada dos feixes de raios x e depois, com base na trajetória idealizada, as linhas de grade 162 se ajustam para se alinharem com a trajetória idealizada. As linhas de grade 162 compreendem um conjunto de faixas individuais de material radiopaco e um conjunto de faixas individuais de material radiolúcido como descrito acima.

[042] Em uma modalidade, o material radiopaco das linhas de grade 162 compreende venezianas de chumbo em paralelo que utilizam servomotores para ajustar as venezianas de chumbo com base na trajetória idealizada calculada. Nessa modalidade, um sistema de computador pode ser usado para obter a informação da trajetória idealizada do localizador de fonte, calcular a localização do ponto focal e depois ajustar as venezianas usando o servomotor.

[043] A figura 5A mostra outra modalidade da placa de raios x 150 que compreende uma grade 260 formada de linhas de grade tomando a forma de esferas 262 flutuando em uma matriz de fluido. A grade 260 seria parte de um sistema de fluido onde as esferas 262 existem em um plano ou sistema planar. As esferas 262 podem ficar suspensas em qualquer tipo de material radiolúcido fluido ou semifluido 270. Cada esfera 262 tem uma disposição de material radiopaco 275 disposto nela, nesse exemplo a disposição é na forma de um plano. Por exemplo, cada esfera 262 tem uma camada fina de chumbo ou material radiopaco similar 275 que corta através da esfera 262 no plano central 275. Cada esfera 262 teria a mesma polaridade, de modo que cada plano central de cada esfera 262 se alinharia em resposta à aplicação de um campo eletromagnético apropriado. Quando a trajetória de raios x idealizada é determinada, como descrito acima, o computador de controle aplicaria um campo eletromagnético no sistema planar da grade 260, então o plano de chumbo 275 de cada esfera 262 se alinha com a trajetória idealizada emitida da fonte de raios x 200. Pelo uso de um campo eletromagnético, as esferas 262 são seletivamente ajustadas para obstruir ou permitir as emissões do feixe de raios x da fonte de raios x 200. A figura 5B ilustra um alinhamento específico das esferas 262 e a figura 5C ilustra uma esfera 262 tendo mais do que um plano, especificamente dois planos nesse caso, o que pode aumentar o desempenho da grade antidispersão.

[044] A mecânica da grade descrita acima pode ser utilizada em áreas fora das técnicas da tecnologia de raios x. Por exemplo, grades alternativas podem ser utilizadas para controlar ou direcionar o fluxo de ar, os movimentos do fluido ou outros comprimentos de onda dentro do espectro eletromagnético, por exemplo, transmissões de luz de um objeto transmissor T ou para um objeto receptor localizado R. Em uma modalidade, a grade 360 é usada com um objeto transmissor T que pode ser uma tela de um computador ou televisão e um objeto receptor localizado R, que pode ser um indivíduo ou o usuário do computador ou televisão. Ver figura 6.

[045] Em uma modalidade, a grade 360 é uma tela ou dispositivo de exibição que pode utilizar a tecnologia de LCD ou LED para definir linhas de grade ajustáveis e dinâmicas 362. Em outras modalidades, as linhas de grade 362 podem compreender substâncias químicas, LED de IR ou outra tecnologia. Em outra modalidade, as linhas de grade química podem compreender tecnologia fotocromática. A figura 6 descreve a grade 360 que usa tecnologia de LCD ou LED. A grade 360 pode ser composta de placas transparentes superior e inferior 324 e 325, respectivamente, que são comprimidas. As placas transparentes 324, 325 estabelecem uma trajetória de transmissão de luz através da grade 360. Uma das placas, a placa 325 na exibição exemplar mostrada no desenho, contém excisões ou depressões exemplificadas em 328. Cada uma das depressões 328 contém um reservatório de material de cristal líquido e é configurada em qualquer forma ou configuração. Em uma modalidade, a configuração é de conjuntos de elementos lineares paralelos ou de uma orientação sombreada com linhas cruzadas. Trajetórias condutoras (não mostradas) se estendem para cada um dos reservatórios de cristal líquido nas depressões respectivas para causar a excitação desde um conjunto de circuitos (não mostrado) cooperando com a grade 360, de modo a exibir linhas de grade ajustáveis e dinâmicas de saída 362 na grade 360. Ver figura 7.

[046] Como é conhecido, a excitação dos elementos em um monitor de cristal líquido faz com que o elemento excitado se torne relativamente opaco à transmissão de luz. A saída mostrada na figura 7 exibe as linhas de grade ajustáveis e dinâmicas 362 como regiões opacas na forma de linhas escuras, as porções restantes da grade 360 são transparentes. As regiões opacas podem ser excitadas seletivamente ou ligadas e desligadas. Quando os elementos são excitados ou ligados, as linhas de grade 362 ficam opacas. Quando os elementos não estão excitados ou desligados, as linhas de grade 362 ficam translúcidas. As linhas de grade 362 são capazes de atingir uma orientação entre 0 a 180 graus. Ver figuras 8A a 8D.

[047] Deve ser observado que as placas 324, 325 e as depressões 328 podem ser feitas para ter qualquer dimensão, com isso permitindo que os elementos excitados, linhas de grade 362 quando opacas, tenham qualquer dimensão, tais como largura e altura. Em um tema relacionado, onde as linhas de grade 362 têm qualquer dimensão, a dita grade 360 e as ditas linhas de grade ajustáveis e dinâmicas 362 podem ser usadas como uma tela de privacidade. A grade 360 pode ser colocada sobre e ficar em paralelo com um objeto transmissor T, tal como uma tela de computador, para filtrar as transmissões de luz do objeto transmissor T, uma tela de computador, para um objeto receptor planejado R, um usuário do computador. Em uma modalidade alternativa, a grade 360 pode ser integrada com o objeto transmissor T.

[048] Como mencionado acima, quando as linhas de grade 362 são ligadas, elas ficam opacas, mas quando os elementos são desligados, as linhas de grade 362 ficam transparentes. Quando a grade 360 fica transparente, o ângulo das linhas de grade 362 fica imaterial. Entretanto, quando as linhas de grade 362 ficam opacas, o ângulo das linhas de grade 362 pode ser usado para filtrar ou direcionar a luz do objeto transmissor T, a tela do computador, para o objeto receptor R, o usuário. Ver figuras 8A a 8B. Em uma modalidade, as linhas de grade 362 podem imitar uma cortina de venezianas, já que as linhas de grade 362 dividem a grade 360 em faixas que podem ser ajustadas ou colocadas em um ângulo com relação a um ângulo no qual o objeto transmissor T e/ou o objeto receptor R está para a grade 360. Por exemplo, olhando as figuras 8A a 8D, as linhas de grade 362 em zero grau (ou 180 graus) não deixam qualquer luz atravessar. Assim, nenhuma luz atravessaria a grade 360, a despeito de se o objeto receptor R foi colocado em quaisquer três pontos de referência identificados pelos pontos A, B e C. Ver figura 8A. As linhas de grade 362 giradas em aproximadamente um ângulo de 45 graus (ver figura 8B) podem ser vistas pelo ponto de referência C, essas em um ângulo de 90 graus podem ser vistas pelo ponto de referência B (ver figura 8C) e essas aproximadamente em um ângulo de 135 graus, podem somente ser vistas pelo ponto de referência A (ver figura 8D).

[049] Em outra modalidade, as linhas de grade podem ter uma orientação entrecruzada (crosshatched). As linhas de grade entrecruzadas podem não ter o estado transparente e serem opacas. Se a grade 360 tendo as linhas de grade entrecruzadas fosse orientada na mesma posição que essa mostrada na figura 6, isto é, entre o objeto transmissor T e o objeto receptor R, então no estado de repouso ou quando as linhas de grade entrecruzadas ficam perpendiculares ao objeto transmissor T, o objeto receptor R pode olhar através das linhas de grade entrecruzadas e ver o objeto transmissor T. Entretanto, quando as linhas de grade entrecruzadas não são perpendiculares ou oblíquas ao objeto transmissor T, o objeto receptor R pode somente ver o objeto transmissor T através da grade 369 quando o objeto receptor R está alinhado com as linhas de grade entrecruzadas. Se as linhas de grade entrecruzadas são projetadas para localizar o objeto receptor R, então as linhas de grade entrecruzadas ficarão alinhadas com o objeto receptor planejado R. Ver figura 9.

[050] Como uma extensão adicional da grade 360, a grade 560 é mostrada, onde cada linha de grade 562 pode ser composta, ela própria, de linhas de grade menores 564. Ver figura 10A. A grade 560, assim, tem a capacidade de deixar seletivamente a luz atravessar cada linha de grade 562 e 564 em ângulos diferentes. Ver figura 10B. Onde os raios I passam através das linhas de grade 562 e os raios II passam através das linhas de grade 564. Aqui, dois objetos receptores R podem ser almejados para ver a grade 360. Por exemplo, os dois objetos receptores R podem ser o olho esquerdo e o direito de um usuário R com cada olho recebendo os raios, raios I ou raios II. Um olho pode ser almejado para ficar paralelo com as linhas de grade 562 e o outro olho paralelo às linhas de grade 564, com isso permitindo a visualização 3D do objeto transmissor T.

[051] Em outra modalidade, a grade poderia consistir de uma composição similar a essa na figura 5A. Nesse caso, as esferas seriam compostas de um material translúcido à luz e o material dentro da esfera disposto em várias disposições. Em um exemplo ilustrativo, as trajetórias perpendiculares dividindo a esfera em 2 planos seriam opacas ou teriam a capacidade de ficar seletivamente opacas (isto é, ligadas ou desligadas).

[052] Em outra modalidade, a grade 460 pode ser composta de linhas de formação de grade ajustáveis e dinâmicas 462 que podem adotar qualquer variedade de formas ou desenhos. Ver figura 11A. As linhas da formação 462 se espalham como um leque ou uma roda de água. As linhas da formação 462 podem utilizar LCD, LED, LED de IR, substância química ou outra tecnologia, tal que os elementos podem ser seletivamente excitados para ficarem relativamente opacos à transmissão de luz. Cada linha da formação individual 462 pode ficar translúcida ou opaca dependendo do excitamento do elemento.

[053] As linhas da formação 462 da grade 460 são dispostas em ângulos variados entre ambos o objeto transmissor T, a tela do computador, e o objeto receptor R, o usuário do computador. Aqui, também, quando todas as linhas da formação 462 são ligadas, a grade 460 fica opaca obscurecendo as transmissões de luz do objeto transmissor T, a tela do computador. Quando todas as linhas da formação 462 são desligadas, a grade 460 fica translúcida permitindo que o objeto receptor R, o usuário do computador, veja as transmissões de luz do objeto transmissor T, a tela do computador.

[054] Quando uma ou mais linhas da formação 462 são desligadas, as porções da grade 460 ficam translúcidas. Por exemplo, a linha da formação 465 mostrada na figura 11A fica paralela à linha de visão do objeto receptor R e, portanto, quando a linha da formação 465 fica translúcida (ou desligada), as transmissões de luz podem passar do objeto transmissor T para o objeto receptor R. Assim, quando o objeto receptor R é o usuário e o objeto transmissor T é uma tela de computador, as transmissões de luz da tela do computador T podem ser vistas somente pelo usuário R. Se a posição do usuário R mudou para R’ e, assim, não ficou em alinhamento com a linha da formação 465 que está desligada, o usuário R’ não seria capaz de ver as transmissões de luz da tela do computador T. A linha de visão do usuário R’ ficaria focalizada em uma linha da formação 462 adjacente ou outra que está ligada e está opaca. A grade 460 pode permitir a visualização 3D utilizando uma grade 460 para cada olho. Ver figura 11B. Aqui, cada olho seria mirado individualmente para cada grade 460. Em uma modalidade adicional, as grades 460 podem ser empilhadas efetivamente uma em cima da outra.

[055] Os métodos e a mecânica de localização usados nas grades 360, 460 das modalidades alternativas podem espelhar os mecanismos de IR utilizados com as grades de raios x 160, 260, bem como outros tipos de mecanismos como localização de movimento da câmera de vídeo. Em uma modalidade, o usuário R pode se comunicar com a grade 360, 460 usando comunicações de IR. Aqui, o usuário R teria um primeiro dispositivo de IR ou de comunicação, tal como um dispositivo transmissor ou um marcador e a grade 360, 460 teria um segundo dispositivo de IR ou de comunicação, tal como um dispositivo receptor ou sensor de movimento. Naturalmente, o primeiro e o segundo dispositivos de IR poderiam ser invertidos para uso com a grade 360, 460 e o usuário R, respectivamente. Se o usuário utiliza um dispositivo de IR, tais dispositivos podem incluir dispositivos de IR colocados em óculos, lentes de contato, brincos, chapéus, faixas ou outros dispositivos vestidos sobre ou pelo usuário R.

[056] Em outra modalidade, a mecânica da localização pode utilizar software de reconhecimento de objeto/facial da câmera de vídeo onde a parte receptora R pode ou não precisar usar um marcador, sensor ou algum tipo de dispositivo de IR. Nesse caso, a câmera seria posicionada sobre ou dentro do dispositivo a ser filtrado e a dita câmera de vídeo e o software de computação embutidos dentro de um sistema de computador localizariam qualquer número de alvos ajustando o filtro para o alvo selecionado. Um computador (não mostrado) pode ser usado para coordenar a comunicação entre as ditas primeira e segunda localizações, quer elas representem dispositivos de IR ou entidades localizadas por câmera de vídeo. O computador receberá a informação de localização que é a informação obtida da primeira e da segunda localizações, especificamente do sensor de movimento depois de ter detectado o marcador do objeto receptor localizado R. A tecnologia para a interação entre o objeto transmissor T e o objeto receptor R é mais bem descrita em Johnny C. Lee, Hacking the Nintendo Wii Remote, 7 IEEE PERVASIVE COMPUTING, julho a setembro 39 (2008) e é incorporada por referência aqui. A informação de localização é usada para ajustar a orientação angular das linhas de grade 362, 462 para igualar o ângulo do objeto receptor R com a grade ou dispositivo de exibição 360, 460 quando as ditas linhas de grade são opacas. Assim, quando as linhas de grade são opacas, o objeto receptor R pode perceber as linhas de grade como opacas e as áreas sem as linhas de grade 362, 462 (o resto da grade 360, 460) como transparentes. O ângulo do objeto receptor localizado R para a grade 360, 460 dita o ângulo das linhas de grade dinâmicas 362, 462 dentro da dita grade 360, 460.

[057] Depois que a ação de localização está completa, a grade 360, 460 mira o usuário R, a grade 360, 460 pode ser calibrada para ele e localizar o usuário R. A calibragem pode ocorrer de muitas maneiras. Por exemplo, o usuário R pode usar pressionamentos de tecla da seta à esquerda e à direita para ajustar as linhas de grade 362, 462 da grade 360, 460. Em outra modalidade, o usuário R pode ajustar as linhas de grade 362, 462 tocando uma tela de toque quando a grade 360, 460 é utilizada com uma tela de toque. Ainda outra técnica de calibragem espelha a técnica de calibragem descrita acima com a fonte de raios x 200. Como descrito acima, a localização é determinada em uma diferença de tamanho entre um objeto opaco 201 e uma imagem 202 do objeto e cálculos de computador com base na diferença. Em outra modalidade, a grade 360, 460 pode usar dois alvos diferentes para finalidades de calibragem. Um primeiro alvo é o usuário R e um segundo alvo é um objeto que pode ser manualmente colocado entre o dispositivo de IR, a câmera de vídeo ou outro sistema usado para comunicar a informação de localização para a grade 360, 460 e o usuário R. O segundo alvo pode ser qualquer coisa que obstrua, tal como um controle remoto de televisão ou a própria mão dos usuários. O usuário R coloca a mão ou o controle remoto entre o usuário R e a grade 360, 460 e as linhas de grade 362, 462 ajustam para o usuário R, até que o usuário R possa ver adequadamente através das linhas de grade 362, 462. Similar ao funcionamento nos dispositivos como o Nintendo Wii ou Kinect da Microsoft, aqui um indivíduo que está a uma distância de uma grade pode ligar a tela de privacidade e depois ajudar a ajustar o alvo pelo gesto de mão. O uso do segundo alvo entre o primeiro alvo e o objeto transmissor T permite a criação de uma trajetória ideal para a qual as linhas de grade 362, 462 devem se ajustar.

[058] Em outra modalidade, as linhas de grade das grades 360, 460 podem ser ajustadas usando um campo eletromagnético, um servomotor ou outros mecanismos acionados por computador ou poderiam consistir das esferas flutuando em uma matriz de fluido 262 onde a porção do filtro tem a mesma capacidade de mudar a sua quantidade de transparência até o nível de se tornar completamente opaca. As grades 360, 460 podem ser ajustadas ainda pelo uso de um computador que recebe a informação de localização obtida pelas grades 360, 460 para alinhar seletivamente as ditas linhas de grade 362, 462 com uma trajetória idealizada que permite a transmissão de luz, se desejado, entre um objeto receptor R e um objeto transmissor T.

[059] A localização ocorre porque a grade 360, 460 ou especificamente as linhas de grade 362, 462 se ajustam ao movimento do campo visual dos usuários. A localização pode também acontecer usando dispositivos de IR e técnicas descritas na etapa de mira. A presente invenção é diferente das grades da técnica anterior. As grades da técnica anterior, tal como telas de privacidade, não se ajustam e somente permitem uma visão translúcida reta. Em contraste, a grade 360, 460 da presente invenção pode ser usada por qualquer objeto receptor R posicionado em qualquer ângulo do objeto transmissor T.

[060] Embora a presente invenção tenha sido descrita em conjunto com modalidades específicas, esses de conhecimento normal na técnica verificarão que modificações e variações podem ser feitas sem se afastar do escopo e do espírito da presente invenção. Tais modificações e variações são planejadas para ficarem dentro do escopo das de reivindicações anexas.

Claims

1. Tela de privacidade dinâmica, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende:um dispositivo de exibição, o dito dispositivo de exibição tendo um sensor de movimento,linhas de grade dinâmicas, as ditas linhas de grade ficam opacas em um primeiro estado e translúcidas em um segundo estado, as ditas linhas de grade são dispostas no dito dispositivo de exibição, as ditas linhas de grade são capazes de atingir uma orientação angular entre 0 a 180 graus,um objeto localizado, o dito objeto localizado tendo um marcador, o dito sensor de movimento detectando o dito marcador do dito objeto localizado e fornecendo a informação de localização sobre o dito objeto localizado eum computador, o dito computador recebendo a dita informação de localização, a dita informação de localização ajustando a orientação angular das linhas de grade para igualar um ângulo do objeto localizado para o dispositivo de exibição quando as ditas linhas de grade estão no dito primeiro estado opaco,em que o dito ângulo do objeto localizado para o dispositivo de exibição dita um ângulo das linhas de grade dinâmicas dentro do dito dispositivo de exibição.

2. Tela de privacidade dinâmica, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que as linhas de grade são faixas lineares, em que quando as ditas linhas de grade estão no dito primeiro estado opaco, o dispositivo de exibição é separado em uma série das ditas linhas de grade opacas alternando com uma série de áreas transparentes.

3. Tela de privacidade dinâmica, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que as linhas de grade são entrecruzadas, em que quando as ditas linhas de grade estão no dito primeiro estado opaco, o dispositivo de exibição é separado em uma série de caixas de áreas transparentes.

4. Tela de privacidade dinâmica, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que as linhas de grade são dispostas em formação, em que quando as ditas linhas de grade estão no dito primeiro estado opaco, o dispositivo de exibição fica opaco.

5. Tela de privacidade dinâmica, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que uma formação nas linhas de grade dispostas em formação está no dito segundo estado transparente, o dispositivo de exibição está alinhado com a formação que está transparente.

6. Tela de privacidade dinâmica, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que as ditas linhas de grade compreendem LCD, LED, substância química e tecnologias fotocromáticas.

7. Tela de privacidade dinâmica, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o marcador e o sensor de movimento são dispositivos de IR correspondentes.

8. Tela de privacidade dinâmica, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que o marcador é um LED de IR e o sensor de movimento é uma câmera de IR.

9. Método de ajuste das linhas de grade dinâmicas em uma grade, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:mirar um objeto localizado por uma grade, a dita grade tendo linhas de grade dinâmicas e um primeiro dispositivo de comunicação, as ditas linhas de grade dinâmicas ficam opacas em um primeiro estado e translúcidas em um segundo estado, as ditas linhas de grade são dispostas na dita grade, as ditas linhas de grade são capazes de atingir uma orientação angular entre 0 a 180 graus, o dito primeiro dispositivo de comunicação obtendo a informação de localização no dito objeto localizado, a dita informação de localização sendo processada por um computador para ajustar a orientação angular das linhas de grade, quando as ditas linhas de grade são opacas, para igualar o ângulo do objeto localizado para a dita grade, ajustar a orientação angular das linhas de grade para igualar o ângulo do objeto localizado com a dita grade, o dito ajuste baseado na dita informação de localização elocalizar o dito objeto localizado pelas ditas linhas de grade,em que as ditas linhas de grade ficam em um segundo estado claro quando a grade fica transparente e quando as linhas de grade ficam no dito primeiro estado opaco, porções da grade ficam opacas.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito primeiro dispositivo de comunicação inclui uma câmera de IR, um sensor e um SOFTWARE de reconhecimento facial armazenado em um computador.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito objeto localizado ainda inclui um segundo dispositivo de comunicação, o dito segundo dispositivo de comunicação e o dito primeiro dispositivo de comunicação interagem para produzir a dita informação de localização.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito segundo dispositivo de comunicação inclui transmissores de IR.

13. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito ajuste inclui calcular a distância entre o dito objeto localizado e um objeto de calibragem, o dito objeto de calibragem sendo posicionado entre o dito objeto localizado e a dita grade.

14. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito ajuste inclui usar pressionamentos de tecla e telas de toque.

15. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita localização inclui monitorar o dito objeto localizado usando uma câmera de IR, um sensor e um SOFTWARE de reconhecimento facial armazenado em um computador.