CN1918623A

CN1918623A - 用于电梯的超声波/电磁非接触式按钮/开关

Info

Publication number: CN1918623A
Application number: CNA2004800419715A
Authority: CN
Inventors: J·-H·奥; A·维基奥蒂; J·M·米尔顿－本诺伊特; P·-Y·彭; N·A·M·胡特斯曼斯
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2007-02-21
Also published as: US7597177B2; WO2005093708A1; US20080084382A1; JP2007525669A

Abstract

一种提供非接触式数据选择的方法，包括以下步骤：提供至少一个数据选择，靠近至少一个数据选择发射至少一个信号(21)，通过与选择装置(31)的交互改变至少一个已发射信号的路径，检测至少一个被改变的信号(23)，并且根据至少一个被改变的信号确定选择装置的选择。

Description

用于电梯的超声波/电磁非接触式按钮/开关

技术领域

本发明涉及一种用于提供非接触式数据选择的设备和方法。更具体地说，本发明涉及使用超声波和电磁信号以非接触方式检测选择装置的位置，并将该位置与数据选择相关联。

背景技术

如SARS之类的潜在危险疾病的爆发的出现，引起了对于通过接触公众日常使用的表面(如电梯按钮)可能传播疾病的更多关注。在SARS在亚洲爆发的情形下，为了减小建筑物的住户间传染扩散的可能，中国的建筑物管理者将电梯的呼叫按钮用每小时进行移除并更换的玻璃纸覆盖起来。除此之外，由于特定的人群常常被认为不卫生而且容易引起细菌及其它疾病的传播，所以对于他们接触公众使用的表面存有常见的反感。

所以需要一种允许数据选择的非接触式激活的设备以及使用这种设备的方法，例如将电梯的按钮激活用于选择需要的楼层目的地。

发明内容

因此，并发明的目的是提供一种用于非接触式数据选择的设备和方法。更具体地说，本发明涉及使用超声波和电磁信号以非接触方式检测选择装置的位置，并将该位置与数据选择相关联。

根据本发明的提供非接触式数据选择的方法包括以下步骤：提供至少一个数据选择，靠近至少一个数据选择发射至少一个信号，通过与选择装置的交互来改变至少一个已发射信号的路径，检测至少一个被改变的信号，以及根据至少一个被改变的信号确定选择装置的选择。

另外根据本发明的非接触式数据选择系统包括：至少一个数据选择，用于靠近多个数据选择发射多个信号的部件，用于接收多个被改变的信号中的至少一个信号的部件，用于根据被改变的信号中的至少一个信号确定选择装置的位置的部件，以及用于将选择装置的位置与该至少一个数据选择相关联的部件。

本发明的一个或多个实施例的详情将在附图和下面的说明中阐述。根据说明、附图和权利要求，本发明的其它特性、目的和有利点是显而易见的。

附图说明

图1是使用多个电磁信号发射器的本发明的非接触式数据选择系统的实施例的示意图。

图2是使用多个超声波信号发射器的本发明的非接触式选择系统的实施例的示意图。

图3是图1实施例的运行的示意图。

图4是图2实施例的运行的示意图。

各个附图中的相似的参考数字和名称指示相似的部件。

具体实施方式

因此，本发明的目的是提供一种提供数据选择的非接触式激活的设备以及使用该设备的方法。在每个实施例中，与至少一个数据选择(如按钮)相关联的至少一个信号发射器和一个信号接收器用于确定用户以非接触方式对于数据选择的激活。在从信号发射器发射并且由信号接收器接收的信号是电磁信号的情形下，本发明用来检测信号在信号发射器和信号接收器之间的阻隔或改变。通过将一列信号发射器和信号接收器排列在数据选择区周围，能够对一个或多个已发射的信号的这种阻隔进行处理，从而确定数据选择器、典型地是靠近数据选择区的手指或手的位置。在其中由信号发射器发射并且由信号接收器接收的信号是声波的情形下，可以确定从信号发射到信号反射回信号接收器之间经过的时间间隔，根据三个或三个以上信号发射器/信号接收器对，可在三维空间中确定信号被反射离开的数据选择器的位置。根据在三维空间中数据选择器位置的这种确定，因此能够推算出在数据选择区内需要被激活的数据选择。

另外可以使用一对声波发射器和接收器或声波传感器来实现非接触式数据选择。在这种情形下，成对的声波发射器和接收器或传感器检测被反射的信号，并且根据被反射的信号的强度推算出数据选择。

参见图1，示出了本发明的非接触式数据选择系统10的实施例。数据选择区19由设置在类似网格模型中的多个数据选择17组成。每个数据选择17代表了使用数据选择器31可激活的离散的选择，下面将给出更详尽的解释。例如，为了指挥电梯的升降，每个数据选择17可以与用户希望选择的建筑物中的楼层相关联。靠近数据选择区19及其周围设置的是信号发射器13和信号接收器15的对置排列。“靠近”的意思是将信号发射器13和信号接收器15设置为通常在数据选择区19之上或之前不超过一米处发送和接收信号。在优选实施例中，将单个信号接收器15设置的与单个信号发射器13相对应。信号发射器13发射包括电磁能的信号。在优选实施例中，信号包括由发光二极管(LED)发射的红外脉冲。然而，本发明可广泛的包括任何及所有的可由信号发射器13发射并由信号接收器15接收的电磁信号。如上所述，在本实例中，每个信号发射器13有一个对应的信号接收器15。例如，信号发射器13′将它的信号射向信号接收器15′。类似地，信号发生器13″和13分别将它们的信号主要发射到信号接收器15″和15。在本实例中，在数据选择区19的周围一组水平、一组垂直地设置了两组信号发射器13和信号接收器15。

因为每个信号发射器13均被配置为将它的电磁能的发射瞄准单个信号接收器15，所以由对应的信号接收器15接收的信号强度主要取决于信号发射器13和它对应的信号接收器15之间空间所受阻隔(如果存在)的程度。尽管从每个信号发射器发射的信号被较好地集中起来以使其主要落在单个信号接收器15上，但是在运行中，从每个信号发射器13发射的少量信号可能会激活信号瞄准的信号接收器15附近的信号接收器15。

参见图3，说明了靠近数据选择器31的本发明的非接触式输入装置10。数据选择器31是任何被放置在靠近数据选择器31、近到足够能阻隔从信号发射器13发射到信号接收器15的至少一个信号的物理实体。如图所示，从信号发射器13″发射的信号21在它到达信号接收器15″的路径中被部分阻隔。结果是，由信号接收器15″记录的信号21的强度在强度上经历了衰减。在强度上的该衰减由处理器41检测。处理器41是任何形式的能够激活信号发射器13发射信号21、检测信号接收器15对该信号的接收、以及计算数据选择器的位置及由此对应的数据选择的计算机或电子装置。处理器41接收由每个信号接收器15接收的信号的强度的信息，并指示每个信号发射器13何时发射信号21。如上所述，从信号发射器13发射的每个信号21极有可能将一部分信号发射到一个以上的信号接收器15。如上所述，当单个信号接收器15接收到瞄准它的对应信号发射器13的信号21的主要数量时，随着信号21所射向的信号接收器15与其邻近的信号接收器15之间的距离的增加，产生信号21的信号发射器13的对应的信号接收器15邻近的信号接收器15接收的信号21的数量通常以高斯方式衰落。其结果是，以这种方式放置数据选择器31来阻隔从信号发射器13发射到信号接收器15的部分信号时，经常的结果是所接收信号的强度在多个信号接收器15上呈衰减的模式。处理器41能够在接收信号21的多个信号接收器15上对信号插入或求平均。通过这种求平均或插入处理，处理器41能够在排列的信号接收器15和信号发射器13的空间范围内准确地确定数据选择器31位于何处。因为信号发射器13和信号接收器15都水平和垂直地排列，所以处理器41能够水平和垂直地确定数据选择器31的位置，从而识别对应于数据选择器31的水平和垂直位置的数据选择区19上的单个点。具体说来，在确定数据选择器31的水平和垂直位置之后，处理器41能够将数据选择器31的位置与单个数据选择17相关联。

在优选实施例中，并非在同一时间激活所有信号发射器13。而是以快速连续、最好以水平和垂直均进行的方式激活信号发射器13，直到每个信号发射器13都被激活，此时重复上述过程。通过快速连续地执行该动作，将所有水平设置和那些垂直设置的信号发射器13反复顺序地激活，以识别数据选择器31的位置和对应的数据选择17。为了进一步减小由信号发射器13发射的能量，直到检测到靠近数据选择区19的数据选择器31才开始信号发射器13的激活顺序或者以其它方式激活。在一个实施例中，使用接近性检测器37在数据选择器31出现时激活非接触式选择系统10。接近性检测器37可由与组成本发明的非接触式系统检测器10的信号发射器13和信号接收器15相近或相同的信号发射器和信号接收器组成。在运行中，接近性检测器37重复发射电磁或超声波信号21，当检测到这种信号的任何反射时即说明在数据选择区19前出现了物体或对象。当检测到这类物体时，则激活本发明的非接触式选择系统10。类似地，当接近性检测器37检测到物体离开了数据选择区19的附近时，则停用本发明的非接触式数据选择系统10。

参见图2，说明了本发明的另一实施例。如图所示，将至少三个分组、最好四个分组(每组由信号发射器13和信号接收器15组成)放置在数据选择区19外围附近。将多个信号发射器13中的每一个均配置为发射具有频率不同于所有其它信号发射器13的信号频率的信号。在这种情形下，信号是包括声波的超声波信号。参见图4，说明了确定数据选择器31的位置的方法。每个信号发射器13发射特定频率的信号。另外，对应于每个信号发射器13的信号接收器15侦听反射的声波。如图所示，声波21从每个信号发射器13发射出来，并被数据选择器31反射为反射23。一旦信号接收器接收的反射23的频率对应于信号接收器15对应的信号发射器13，它与处理器41通信以指示接收到此反射23。处理器41负责激活每个信号发射器13，并且由此记录信号发射器13发射其独特频率信号21的时间。当处理器41获知信号接收器15接收到反射23，处理器41计算从信号发射器13发射信号21到由信号接收器接收到它对应的反射23的时间间隔。知道这个时间间隔和声音的速度，处理器41能够计算出数据选择器31与接收反射的每个信号接收器15的距离。在接收到至少三个这种反射的实例中，处理器41能够在数据选择区19之前或之后的三维空间中计算出数据选择器31的位置。在使用四个信号发射器13的实例中，数据选择器31在三维空间中的位置能够被更准确地计算。在已经确定了数据选择器31的位置和三维空间之后，处理器41能够将数据选择器31的位置与最靠近数据选择区19上的位置的数据选择17相关联。

在备选实施例中，将单个分组安装在作为数据选择17的按钮或区域中。当信号由分组中的信号发射器13发射并被反射到分组中的信号接收器15时，处理器41检测数据选择器31的出现，并由此选择数据选择17。

到目前为止讨论的所有实施例中，可能会出现当数据选择器31在数据选择区19中移动时，根据它的移动将产生其位置的多个确定。在优选实施例中，将处理器41编程以确定数据选择器31的多个位置，并记录每个位置之间经过的时间量。另外，直到数据选择器31在设定的时间段内保持几乎相同的位置，处理器41才确定数据选择器31的最终位置。“几乎相同的位置”意味着对应于数据选择器31的已确定位置的数据选择没有改变。在优选实施例中，该时间段最好在1/20秒到1/2秒之间。更优选地，这个时间段最好大约为0.1秒。

已经描述了本发明的一个或多个实施例。然而，应当理解在不偏离本发明的精神和范围前提下可以做出多种修改。因此，其它实施例在下列权利要求的范围之内。

Claims

1.一种提供非接触式数据选择的方法，包括以下步骤：

提供至少一个数据选择；

靠近所述多个数据选择发送多个信号；

通过与选择装置的交互，改变所述发送的多个信号中的至少一个信号的路径；

检测所述被改变的多个信号中的至少一个信号；

根据所述被改变的多个信号中的所述至少一个信号来确定所述选择装置的位置；以及

将所述选择装置的所述位置关联到所述至少一个数据选择。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述发送步骤包括从至少三个分组发送多个声波信号，所述至少三个分组中的每一分组均包括用于发射唯一频率的所述多个声波信号中的一个声波信号的信号发射器以及用于接收所述多个声波信号中的一个声波信号的信号接收器。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述改变步骤包括将所述多个声波信号中的每一个声波信号反射离开所述选择装置，用于由所述多个信号接收器中的一个信号接收器接收。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述确定步骤包括测量从所述多个声波信号中的每一个声波信号的发射到由所述多个信号接收器接收之间的时间量，将所述时间量转换为多个距离，并且使用所述多个距离来定位所述选择装置。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述发送步骤包括从每个都瞄准对应的信号接收器的多个信号发射器发射多个电磁信号。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述改变步骤包括部分阻隔所述多个电磁信号中的至少一个电磁信号的所述路径。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述检测步骤包括在所述多个信号接收器的每一个接收器处测量所述电磁信号的每一个电磁信号的强度。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述提供所述至少一个数据选择包括在电梯上提供所述至少一个数据选择。

9.一种非接触式数据选择系统，包括：

至少一个数据选择；

用于靠近所述多个数据选择来发送多个信号的部件；

用于接收所述多个信号中的至少一个信号的部件；

用于检测所述多个信号中的至少一个信号何时被改变的部件；

用于根据所述被改变的信号中的所述至少一个信号来确定选择装置的位置的部件；

以及用于将所述选择装置的所述位置关联到所述至少一个数据选择的部件。

10.如权利要求9所述的装置，其中所述至少一个数据选择对应于可由电梯访问的楼层。