CZ278132B6

CZ278132B6 - Apparatus for steering a controlled device by a television set

Info

Publication number: CZ278132B6
Application number: CS887465A
Authority: CZ
Inventors: Robert S Broughton; William C Laumeister
Original assignee: Interactive Systems
Priority date: 1988-11-14
Filing date: 1988-11-14
Publication date: 1993-09-15
Also published as: CZ746588A3; SK746588A3; SK278104B6

Abstract

The interactive video method involves control data being encoded by subliminally modulating, prior to a remote, composite video broadcast of video program material, a selected sequence of video image fields. The resulting modulated video fields within the viewing area of a television, each having alternately, proportionately raised and lowered luminance horizontal scan lines, are monitored by a light sensitive device positioned adjacent the user's television screen. A semi-rigid, twisted pair cable connects the device to nearby receiver/transmitter electronics that discriminate the binary data from the program material and amplitude modulate a high frequency infrared (IR) carrier with the data. Interactive devices, e.g. educational aids or action toys, within range of the wireless IR transmission detect energy in this frequency range, decode the commands embedded in the control data, and selectively execute predetermined actions in response to the data-encoded broadcast. Low radio frequency (RF) electromagnetic radiation emanating from the television's raster scan electronics is coupled by a conventional RF antenna to the receiver electronics, which identically discriminate the binary data, from the program material, for transmission to the interactive devices.

Description

Zařízení pro řízení řízeného přístroje televizoremEquipment for controlling a controlled device by a television

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká zařízení pro řízení řízeného přístroje televizorem, obsahujícího v místě televizního vysílače kódovací obvod signálu videoprogramu s řídicími daty a dále obsahujícího v místě televizního přijímače detektor řídicích dat a sdělovací obvod řídicích dat řízenému přístroji. Výhodné provedení vynálezu je popsáno v souvislosti se řízením hraček nacházejících se v bytě příjemce televize pomocí televizního programu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a television control apparatus for controlling a controlled apparatus, comprising, at a television transmitter, a video program signal coding circuit with control data and further comprising, at a television receiver, a control data detector and a control data communication circuit controlled by the apparatus. A preferred embodiment of the invention is described in connection with the control of toys located in a television receiver's apartment by means of a television program.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Jsou známy videotextové systémy schopné provádět přenos dat z odlehlého místa vysílání do bytu televizního diváka po konvenčních vysílacích kanálech. Jeden z takových vidoetextových systémů provádí uzavřené titulkování audioprogramu pro špatně slyšící, kde interpretovaný text je vysílán během vertikálních synchronizačních intervalů procesu rozkladu obrazu. Pouze televizory vybavené speciálními dekodéry jsou schopny předvádět titulky a předvádění videotextu v synchronizaci s elektronikou rozkladu televizního obrazu vyžaduje fyzické propojení dekodéru s televizorem, například pomocný obvod v anténě. Často je žádán subskripční poplatek.Videotext systems are known which are capable of transmitting data from a remote broadcast location to a television viewer's apartment via conventional broadcast channels. One such vidoetext system performs closed captioning of an audio program for the hard of hearing, where the interpreted text is transmitted during vertical sync intervals of the image decomposition process. Only televisions equipped with special decoders are capable of showing subtitles, and demonstrating videotext in sync with the TV decay electronics requires the physical connection of the decoder to the TV, such as an auxiliary circuit in the antenna. A subscription fee is often required.

Snahy o vytvoření systémů schopných zobecněných komunikací daty uvnitř pásma měly pouze okrajový úspěch. To je způsobeno tím, že obvyklé signalizování uvnitř pásma působí rušivě na televizní obraz. Tak například když data a pixelová informace jsou spolu smíchány v jednom videopoli, jsou prostorově odděleny, aby bylo umožněno detektorem citlivým na světlo nepozorovatelné monitorovat pomocné pole zakódované daty. Typicky se tohoto prostorového oddělení dosahuje vymezením jedné nebo několika buněk, z nichž každá je napřed vyčištěna a vzápětí znovu naprogramována oblastmi nízkého a vysokého jasu, které představují binárně kódovaná data.Efforts to create systems capable of generalizing intra-band data communications have had only marginal success. This is because conventional signaling within the band interferes with the television picture. For example, when the data and the pixel information are mixed together in one video field, they are spatially separated to allow a light-sensitive detector unobservable to monitor the auxiliary field encoded by the data. Typically, this spatial separation is achieved by defining one or more cells, each of which is first cleaned and then reprogrammed by low and high brightness areas, which represent binary coded data.

V závislosti na velikosti, , počtu a kódu takovýchto datových buněk je účinná zobrazovací plocha videoprogramu více nebo méně nepříznivě porušována. Takovéto systémy komunikace videodat nejsou tudíž vhodné pro konvenční vysílací kanály, kde subskripční a nesubskripční televizní přijímače budou stejně předvádět informaci složenou z pixelů a dat. Vizuální nepořádek, který je viditelný na obrazovce nesubskripčních diváků, nebo na obrazovkách subskripčních diváků, kteří právě nepoužívají svůj detektor citlivý na světlo, má také za následek stížnosti konzumentů a omezení FCC.Depending on the size, number and code of such data cells, the effective display area of the video program is more or less adversely affected. Such video data communication systems are therefore not suitable for conventional broadcast channels, where subscriber and non-subscriber television receivers will equally display information composed of pixels and data. A visual disorder that is visible on non-subscriber viewers or on subscriber viewers who are not currently using their light-sensitive detector also results in consumer complaints and FCC restrictions.

Je žádoucí vytvořit videosystém pro jednoduchou komunikaci dat, který je tolerantní k chybám rastru časové základny a který nevyžaduje žádná elektrická propojení na televizní soustavu. Takový systém by měl být schopný komunikace v míře dostatečné k řízení nějakého řízeného elektromechanického přístroje, například činné hračky, v reálném čase k událostem televizního programu. Systém by měl být s výhodou kompatibilní s konvenčním televizním vysíláním, s přijímacími a záznamovými zařízeními a kanály. Přijímací zařízení by mělo mít nulový nebo nepatrný zapínací čas a námahu a mělo by být nenápadné, zejména když je v provozu. Důležité je, aby systém zbytečně neobtěžoval ony diváky, kteří řízeného přístroje právě nevyužívají.It is desirable to provide a video system for simple data communication that is tolerant of time base raster errors and that requires no electrical connections to the television system. Such a system should be capable of communicating to the extent sufficient to control any controlled electromechanical apparatus, such as an active toy, in real time to the events of the television program. The system should preferably be compatible with conventional television broadcasting, receiving and recording devices and channels. The receiving device should have zero or tiny switch-on time and effort and be inconspicuous, especially when in use. It is important that the system does not unnecessarily bother those viewers who are not currently using the controlled device.

V této souvislosti je účelem vynálezu vytvořit videosystém umožňující, aby odlehlé vysílání televizního programu bezdrátově spolupracovalo s ovladatelnými vyučovacími nebo zábavnými přístroji.· Další významné účely vynálezu jsou toto:In this context, it is an object of the invention to provide a video system that allows remote broadcast of a television program to cooperate wirelessly with controllable teaching or entertainment devices.

1. Vytvořit videosystém, který je kompatibilní s konvenčním vysíláním, zařízením a s kanály a s konvenčními přijímacími, záznamovými a playbackovými systémy, včetně domácích záznamových a playbackových systémů s omezenou šířkou pásma.1. Create a video system that is compatible with conventional broadcasting, equipment and channels and conventional reception, recording and playback systems, including limited bandwidth home recording and playback systems.

2. Vytvořit systém popsaný výše, který minimalizuje obrazovou i zvukovou interferenci s vysílaným programem.2. Create a system as described above that minimizes video and audio interference with the broadcast program.

3. Vytvořit způsob podprahového zakódování binárních dat uvnitř zobrazovací plochy televizního obrazu, který by byl v podstatě nepozorovatelný divákem normálního programu.3. Create a method of subliminal encoding of binary data within the display area of a television image that would be virtually unnoticeable by a viewer of a normal program.

4. Vytvořit videosystém, který by mohl být snadno instalován a provozován.4. Create a video system that can be easily installed and operated.

5. Vytvořit videopřístroj pro výuku a zábavu, který umožní uživateli spolupůsobit s televizním programem v reálném čase.5. Create a video teaching and entertainment device that allows the user to interact with the TV program in real time.

6. Vytvořit způsob pro podprahové digitální zakódování dat s předem zaznamenaným televizním vysíláním.6. Create a method for subliminal digital encoding of data with pre-recorded television broadcasts.

7. Vytvořit způsob zjednodušení dekodéru v podstatě neviditelným vyloučením nepravých dat z videovstupu do zakódovacího přístroje před zakódováním dat.7. Create a method of simplifying the decoder by virtually invisibly eliminating false data from the video input to the encoder before encoding the data.

8. Vytvořit videopřístroj, který nevyžaduje žádného elektrického připojení k televizoru a který komunikuje s jedním nebo několika ovladatelnými výukovými nebo zábavnými přístroji.8. Create a video device that requires no electrical connection to the TV and that communicates with one or more controllable educational or entertainment devices.

9. Vytvořit videosystém, který je výhodný, spolehlivý a nenákladný v provozu.9. Create a video system that is convenient, reliable and inexpensive in operation.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Nedostatky dosavadního stavu techniky odstraňuje zařízení pro řízení řízeného přístroje televizorem, obsahující v místě televizního vysílače kódovací obvod signálu videoprogramu s řídicími daty a dále obsahující v místě televizního přijímače detektor řídicích dat a sdělovací obvod řídicích dat řízenému přístroji podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že kódovací obvod signálu videoprogramu je vytvořen pro zakódování signálu videoprogramu subliminální modulací jasu nebo barvy uvnitř zobrazovací oblasti stínítka obrazovky televizního přijímače. Detektor řídicích dat je optickým nebo elektrickým detektorem modulace jasu nebo barvy, obsahující jeden nebo více sériově zapojených pásmových filtrů/zesilovačů, jehož výstup je přes usměrňovač připojen jednak k uzemněnému kondenzátoru a jednak ke vstupu prvního komparátorů úrovně, jehož výstup ovládá dekodér řídicích dat, spojený se řízeným přístrojem.The deficiencies of the prior art are eliminated by a television control apparatus comprising a control video signal coding circuit at a television transmitter and a control data detector at a television receiver and a control data communicating circuit controlled by a device according to the invention. wherein the video program signal coding circuit is configured to encode the video program signal by subliminally modulating the brightness or color within the display area of the television screen. The control data detector is an optical or electrical brightness or color modulation detector containing one or more serially connected bandpass filters / amplifiers, the output of which is connected via a rectifier to both a grounded capacitor and to the input of a first level comparator controlled by a control data decoder connected with controlled device.

Podle výhodného provedení předloženého vynálezu kódovací obvod řídicích dat obsahuje kódovací obvod modulace jasu, který obsahuje vyrovnávací obvod, jehož vstup představuje vstupní svorku signálu videoprogramu a jehož výstup je připojen ke vstupu oddělovače barvy. První výstup oddělovače barvy je připojen jednak ke vstupu omezujícího zesilovače, jednak přes barevný procesor ke druhému vstupu druhého směšovače. Druhý výstup oddělovače barvy je připojen k prvnímu vstupu omezovače, jehož výstup je připojen ke vstupu oddělovače synchronizace. První výstup oddělovače synchronizace je připojen k prvnímu vstupu prvního směšovače, jehož výstup je připojen přes bílý/černý omezovači obvod k prvnímu vstupu druhého směšovače. Výstup druhého směšovače je připojen k prvnímu vstupu zatemňovače. Výstup zatemňovače je připojen k prvnímu vstupu koncového zesilovače a směšovače, jehož výstup je připojen k prvnímu vstupu výstupního ovladače, jehož výstup je výstupní svorkou videosignálu se zakódovanými daty. Vstupní svorka řídicích dat je připojena ke vstupu prvního klopného obvodu,k jehož hodinovému vstupu je připojena svorka vertikálního synchronizačního signálu a jehož výstup je připojen k prvnímu vstupu součtového obvodu, jehož výstup je připojen přes zatemňovací obvod ke druhému vstupu prvního směšovače. Svorka vodorovného synchronizačního signálu je připojena ke vstupu druhého klopného obvodu, jehož výstup je připojen ke druhému vstupu součtového obvodu. Výstup omezujícího zesilovače je připojen přes fázovač ke druhému vstupu koncového zesilovače a směšovače. Druhý výstup oddělovače je připojen ke vstupu synchronního procesoru, jehož první výstup je připojen jednak ke vstupu synchronního zesilovače a ovládače a jednak ke druhému vstupu výstupního ovládače, a jehož druhý výstup je připojen ke vstupu zatemňovacího generátoru. První výstup zatemňovacího generátoru je připojen ke druhému vstupu omezovače a druhý výstup zatemňovacího generátoru je připojen ke druhému vstupu zatemňovače.According to a preferred embodiment of the present invention, the control data coding circuit comprises a luminance modulation coding circuit comprising an equalizer circuit whose input is an input terminal of a video program signal and the output of which is connected to a color separator input. The first output of the color separator is connected both to the input of the limiting amplifier and through the color processor to the second input of the second mixer. The second output of the color separator is connected to the first input of the limiter, the output of which is connected to the input of the sync separator. The first output of the sync separator is connected to the first input of the first mixer, the output of which is connected via a white / black limiting circuit to the first input of the second mixer. The output of the second mixer is connected to the first input of the blackout. The blackout output is connected to the first input of the final amplifier and mixer, the output of which is connected to the first input of the output driver, whose output is the output terminal of the encoded video signal. The control data input terminal is connected to the input of the first flip-flop whose clock input is connected to the vertical sync signal terminal and whose output is connected to the first summation circuit input, whose output is connected via the blackout circuit to the second input of the first mixer. The horizontal synchronization signal terminal is connected to the input of the second flip-flop, the output of which is connected to the second input of the summation circuit. The output of the limiting amplifier is connected via a phaser to the second input of the final amplifier and mixer. The second output of the splitter is connected to the input of the synchronous processor, the first output of which is connected both to the input of the synchronous amplifier and the controller and to the second input of the output controller, and the second output of which is connected to the input of the blanking generator. The first output of the blackout generator is connected to the second input of the limiter and the second output of the blackout generator is connected to the second input of the blackout.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu kódovací obvod zahrnuje prohlížecí videopřístroj, který obsahuje ultrazvukovou zpožďovací linku, jejíž vstup představuje vstupní svorku signálu videoprogramu a jejíž výstup je přes invertor připojen k prvnímu vstupu fázového směšovače, jehož výstup je připojen přes nízkopropustný filtr jednak k prvnímu vstupu prvního omezovače a jednak k prvnímu vstupu prvního hradla. Výstup prvního hradla je připojen přes pásmový filtr a dvoucestný usměrňovač k prvnímu vstupu integrátoru, jehož výstup je připojen ke vstupu referenčního komparátorů, jehož výstup představuje výstupní svorku dat pro zakódování signálu videoprogramu. Vstup ultrazvukové zpožďovací linky jje připojen jednak ke druhému vstupu fázového směšovače a jednak ke vstupu omezovače, jehož výstup je připojen k prvnímu vstupu druhého hradla a třetího hradla. Výstupy hradel jsou připojeny jednotlivě přes detektory bílého a černého vrcholu jednak ke vstupům prvního a druhého komparátorů úrovně, jejichž výstupy představují svorky příliš bílého a příliš černého výstupního signálu, a jednak ke vstupům prvního a druhého omezovače. Vstupní svorka signálu okna je připojena jednak přes čtvrtý omezovač ke druhému vstupu integrátoru a jednak ke druhému vstupu prvního hradla a dále ke druhým vstupům druhého a třetího hradla.According to a further preferred embodiment of the present invention, the coding circuit comprises a viewing video apparatus comprising an ultrasonic delay line, the input of which is the input terminal of the video program signal and whose output is connected via an inverter to the first input of the phase mixer. the first gate of the first gate. The output of the first gate is connected via a bandpass filter and a two-way rectifier to the first integrator input, the output of which is connected to the reference comparator input, the output of which is the data output terminal for encoding the video program signal. The ultrasonic delay line input is connected both to the second input of the phase mixer and to the input of the restrictor, the output of which is connected to the first input of the second gate and the third gate. The gate outputs are connected individually through the white and black peak detectors to both the first and second level comparator inputs, the outputs of which are the terminals of too white and too black the output signal, and to the inputs of the first and second limiter. The window signal input terminal is connected via the fourth limiter to the second integrator input and to the second input of the first gate and to the second inputs of the second and third gate.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu kódovací obvod řídicích dat zahrnuje odlučovač dat, který obsahuje třetí směšovač, jehož první vstup představuje vstupní svorku signálu videoprogramu a k jehož druhému vstupu je přes zkušební spínač připojen generátor kmitočtu 7.867 kHz, a jehož výstup je připojen přeš první invertor a první rezistor k prvnímu vstupu čtvrtého směšovače. Výstup čtvrtého směšovače je připojen přes nízkopropustný filtr a přes druhý invertor ke druhému spínači signálu prostého dat. Výstup třetího směšovače je dále připojen přes první zpoždovací linku jednak ke vstupu druhé zpožďovací linky a jednak přes druhý rezistor ke druhému vstupu čtvrtého směšovače a dále ke vstupu kompenzačního zpožďovacího obvodu. Výstup druhé zpožďovací linky je připojen přes třetí invertor a třetí rezistor ke třetímu vstupu čtvrtého směšovače.According to another preferred embodiment of the present invention, the control data coding circuit comprises a data separator comprising a third mixer, the first input of which is a video program signal input terminal and the second input of which is a 7.867 kHz frequency generator connected via a test switch; a first resistor to the first input of the fourth mixer. The output of the fourth mixer is connected via a low-pass filter and a second inverter to a second data-free signal switch. The output of the third mixer is further connected via a first delay line to both the input of the second delay line and through a second resistor to the second input of the fourth mixer and further to the input of the compensating delay circuit. The output of the second delay line is connected via a third inverter and a third resistor to the third input of the fourth mixer.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu detektor řídicích dat obsahuje optický měnič, který je kabelem připojen ke vstupu vstupního zesilovače. Výstup vstupního zesilovače je připojen ke vstupu jednoho nebo více sériově zapojených pásmových filtrů/zesilovačů, jehož výstup je přes usměrňovač a komparátor úrovně připojen ke vstupu infračerveného modulátoru. Výstupy infračerveného modulátoru jsou připojeny k jedné nebo více infračerveným diodám, opticky spřaženým se řízeným přístrojem, který je umístěn v dosahu působení infračervených diod a který obsahuje přijímač infračerveného záření, připojený přes vyrovnávací zesilovač a přijímací zesilovač ke vstupu dvoucestného usměrňovače. Výstup dvoucestného usměrňovače je přes druhý komparátor úrovně připojen k dekodéru řídicích dat.According to a further preferred embodiment of the present invention, the control data detector comprises an optical converter which is connected by cable to the input of the input amplifier. The input amplifier output is connected to the input of one or more serially connected bandpass filters / amplifiers, the output of which is connected to the infrared modulator input via the rectifier and level comparator. The outputs of the infrared modulator are connected to one or more infrared diodes, optically coupled to a controlled instrument, which is located within the range of the infrared diode and which includes an infrared receiver coupled through a buffer amplifier and a receiver amplifier to the input of the two-way rectifier. The output of the two-way rectifier is connected to the control data decoder via the second level comparator.

Podle jednoho výhodného provedení vynálezu je optický měnič á kabel nahrazen anténou pro příjem vln rádiové frekvence zavedených do konvenčního přijímače. Bylo zjištěno, že neslyšitelná, leč detekce schopná nízkofrekvenční složka pomocné nosné vlny videosignálu modulovaná daty je vytvářena elektronikou řádkového rozkladu televizoru, který předvádí výše popsaný složený videosignál. Ačkoliv tato vlna má dosti nízkou energii, musí být anténa umístěna dosti blízko a proti stínítku obrazovky, což je možné, protože nezakrývá žádné pozorovací pole. Výhodné je, že anténa je méně citlivá na rušení od cizích zdrojů světla například brumem o kmitočtu sítě působeným reostaty řízených stmívačů.According to one preferred embodiment of the invention, the optical transducer and the cable are replaced by an antenna for receiving radio frequency waves introduced into a conventional receiver. It has been found that the inaudible but detection-capable low-frequency component of the video-assisted subcarrier is generated by the line-breaking electronics of the television showing the composite video signal described above. Although this wave has a fairly low energy, the antenna must be positioned close enough and opposite the screen, which is possible because it does not cover any field of view. Advantageously, the antenna is less susceptible to interference from external light sources, for example by a hum at the network frequency caused by the rheostats of the controlled dimmers.

Subliminální modulace v zobrazovací ploše televizoru umožňuje detekci v ní zakódovaných dat, zatímco modulace zůstává nepozorovatelná pro televizního diváka. Optický měnič, který může být nenápadně zaměřen na stínítko obrazovky z jistého rozmezí vzdáleností a v jistém rozmezí úhlů, vyčnívá jako polotuhá struktura z přijímacího/vysílacího přístroje, který může být nenápadně připevněn k boční stěně televizoru, takže odpadá obvykle nutné propojení. Detektor či dekodér je zjednodušen a komunikace dat je mnohem spolehlivější tím, že před vysíláním je vynecháno zakódování oněch videosignálů, které by jinak mohly být interpretovány jako data. Infračervený přenos mezi přijímacím/vysílácím přístrojem a řízenými přístroji umístěnými v místnosti je bezdrátový a neslyšitelný a nevytváří žádné zatížení uživatele ani neuživatele interaktivního televizoru. Zakódování selektivních postup5 ných polí videoobrazu sériovým bitovým proudem binárních dat dosahuje rychlosti dat umožňující řízení množství řízených přístrojů v reálném čase uvnitř nebo mimo kontext televizního programu. Logika detekce chyby parity v řízených přístrojích jí řízených tím zajišťuje integritu dat, takže řízené přístroje spolehlivě odovídají předem určeným způsobem. Elektronika zařízení podle vynálezu používá obvyklé logické obvody a výrobní metody včetně velmi vysokého stupně integrace (VLSI), čímž se dále zvyšuje spolehlivost systému a snižuje jeho nákupní cena.The subliminal modulation in the display area of the television allows the detection of the data encoded therein, while the modulation remains unnoticeable to the television viewer. An optical transducer, which can be discreetly aimed at a screen screen from a certain range of angles and a certain range of angles, protrudes as a semi-rigid structure from a receiving / transmitting apparatus which can be discreetly attached to the side wall of the TV, thus eliminating the usually necessary wiring. The detector or decoder is simplified and the communication of the data is much more reliable by omitting to encode those video signals that could otherwise be interpreted as data before transmitting. The infrared transmission between the receiving / transmitting device and the controlled devices located in the room is wireless and inaudible and does not impose any burden on the user or non-user of the interactive TV. The encoding of the selective video image fields by a serial binary data stream achieves a data rate allowing control of a plurality of controlled devices in real time within or outside the television program context. The parity error detection logic in the controlled devices controlled thereby ensures data integrity so that the controlled devices respond reliably in a predetermined manner. The electronics of the device of the invention use conventional logic circuits and manufacturing methods including a very high degree of integration (VLSI), further increasing the reliability of the system and reducing its purchase price.

jasu podle vynálezu, schéma elektroniku znázorňuje blokové a obr. 5 znázorňuje videosignálu podleIn the brightness of the invention, the electronics scheme shows the block and FIG. 5 shows the video signal of FIG

Tyto i jiné účely a výhody předloženého vynálezu budou vysvětleny na základě výkresů a popisu výhodného provedení vynálezu. Na výkresech ukazuje obr. 1 použití řízeného hračkového systému vytvořeného podle výhodného provedení vynálezu, obr. 2 znázorňuje schematicky nový způsob modulace obr. 3 znázorňuje ve formě blokového videopřijímače/IR-vysílače přístroje, obr. schéma přijímací elektroniky řízené hračky blokové vynálezu.These and other purposes and advantages of the present invention will be explained by reference to the drawings and the description of a preferred embodiment of the invention. In the drawings, Fig. 1 shows the use of a controlled toy system constructed in accordance with a preferred embodiment of the invention; Fig. 2 shows schematically a new modulation method; Fig. 3 shows a block video receiver / IR transmitter apparatus; Fig.

V j ΰ J. JLGL XO L.J. J UJJL · elektroniky řízené hračky schéma elektroniky zakódováníJ.JLGL XO L.J. J UJJL · Electronics Controlled Toys Scheme Electronics Encoding

Obr. 1 je ukázka použití videopřístroje podle předloženého vynálezu. Vzdálená anténa 10 je znázorněna, jak vysílá složenou videoinformaci nebo složený videosignál, který obsahuje televizní program a řídící data, a je vyznačen čerchovanou čarou 12, k televizoru 14. Anténa 14a televizoru 14 přijímá vzdálené vysílání a předvádí je na stínítku 14b obrazovky. Pro účely tohoto popisu může, být stínítko 14b uvažováno tak, že má zobrazovací plochu 14c pro předvádění programu, která je obecně soumístná se stínítkem 14b, a která obsahuje kódovací oblast 14d, která je použita v obr. 2 schematicky ke znázornění nového kódování dat podle vynálezu. Pouze pro účely vysvětlení, jak se používá videozařízení se zábavnými přístroji, je znázorněn videoobraz jedoucího vozu jako hlavní objekt předváděného televizního programu.Giant. 1 is an illustration of the use of a video apparatus according to the present invention. The remote antenna 10 is shown to transmit a composite video information or composite video signal that includes a television program and control data and is indicated by a dashed line 12 to the television 14. The television 14's antenna 14a receives the remote broadcast and shows it on the screen 14b. For purposes of this description, the screen 14b may be considered to have a program presentation display area 14c that is generally coincident with the screen 14b and that includes a coding area 14d that is used schematically in Figure 2 to illustrate the new data coding according to the present invention. invention. For the purpose of explaining how to use video equipment with entertainment devices only, a video image of a moving car is shown as the main object of the television program being shown.

Optický měnič 16 mající fotodiodu 18 na jednom konci polotuhého páru kabelů 18a může být zamířen proti zobrazovací ploše 14c ve vzdálenosti s výhodou větší než 150 mm a úhlu výhodně větším než 30°. U výhodného vytvoření je kabel 18a vyztužen slitím do jednoho kusu s tuhým drátem použitím vhodného elastomerického kompaundu. Když je měnič 16 umístěn do určitého bodu proti zobrazovací ploše 14c, je jeho poloha potom udržována, pokud není změněna uživatelem. Druhý konec páru kabelů 18a je připojen k přijímacímu/vysílacímu přístroji 20., který může být umístěn v blízkosti televizoru 14., například nahoře nebo na straně a upevněn například neznázorněnou smyčkovou tkaninou s vlasem. Měnič 16 přivádí modulaci jasu uvnitř svého zorného pole k neznázorněnému detekčnímu prostředku uvnitř přijímacího/vysílacího přístroje 20. Přístroj 20 obsahuje elektroniku přijímače/vysílače uloženou na kartě 22 a čelní panel 24. Infračervené diody 26, 28, 30 jsou upevněny na kartě 22 podél čelního panelu 24 a vysílají infračervenou energii obecně ve směru čerchovaných čar 32a, 32b, 32c. Je zřejmé, že být použit libovolný počet infračervených diod v závislosti na proudové kapacitě napájecí elektroniky a žádané oblasti vysílání.The optical transducer 16 having a photodiode 18 at one end of the semi-rigid pair of cables 18a may be directed toward the display surface 14c at a distance preferably greater than 150 mm and an angle preferably greater than 30 °. In a preferred embodiment, the cable 18a is reinforced by solid-wire alloying using a suitable elastomeric compound. When the transducer 16 is positioned at a certain point against the display surface 14c, its position is then maintained unless changed by the user. The other end of the pair of cables 18a is connected to a receiving / transmitting apparatus 20, which may be located near the television 14, for example on top or side, and fastened, for example, with a pile loop fabric (not shown). The transducer 16 applies the brightness modulation within its field of vision to a detection means (not shown) within the receiving / transmitting apparatus 20. The apparatus 20 comprises receiver / transmitter electronics stored on the card 22 and a front panel 24. The infrared diodes 26, 28, 30 are mounted on the card 22 along the front panel 24 and emit infrared energy generally in the direction of the dashed lines 32a, 32b, 32c. Obviously, any number of infrared diodes can be used depending on the current capacity of the power electronics and the desired transmission area.

Řízený přístroj, například vůz 34 umístěný v oblasti dosahu infračervených diod 26, 28, 30., je opatřen prostředkem citlivým na světlo nebo fotodiodou 36 uloženou na kartě 38 ve voze 34.. Způsobem dále popsaným mohou být v zobrazovací ploše 14c zakódována binární data, která, ač jsou nepozorovatelná diváka televizního programu, jsou schopna detekce přijímacím/vysílácím přístrojem 20 vazbou modulace jasu v zobrazovací ploše 14c přes měnič 16. Elektronika přijímače/vysílače v přístroji 20 rekonstruuje řídící data z modulace jasu a vyšle je k vozu 34.. Vůz 34, odpovídající na povel uložený v řídících datech, začne předem určenou akci. V daném příkladu vůz 34 napodobuje akci vozu předváděného v televizním programu spuštěním motoru a akcelerací.The controlled apparatus, for example, the car 34 located within the range of the infrared diodes 26, 28, 30, is provided with a light-sensitive means or a photodiode 36 stored on the card 38 in the car 34. In the method described below, binary data may be encoded in the display area 14c. which, although unnoticeable by the viewer of the television program, are capable of being detected by the receiving / transmitting apparatus 20 by binding the brightness modulation in the display area 14c through the transducer 16. The receiver / transmitter electronics in the apparatus 20 reconstructs the brightness modulation control data and transmits them to the car 34. 34, responding to a command stored in the control data, initiates a predetermined action. In the present example, the car 34 mimics the action of the car shown in the television program by starting the engine and accelerating.

Řízený přístroj může být výukový nebo zábavný přístroj a pod., schopný reagovat předepsaným způsobem na řídící data, která jsou vysílána jako infračervená energie v určitém kmitočtovém rozsahu. Možnosti použití videopřístroje zde popsaného jsou ve skutečnosti neomezené. Zdrojem složeného videosignálu, obsahujícícho televizní program a řídící data, nemusí nutně být vzdálená vysílací anténa 10, jak je znázorněno na obr. 1, nýbrž může to být videomagnetofon, běžně připojený k televizoru 14 a bud přehrávající dříve zaznamenanou videokazetu, nebo zaznamenávající takový vysílaný program pro lokální předvádění na televizoru 14 nebo jiném videomonitoru.The controlled device may be an educational or entertainment device, etc., capable of responding in a prescribed manner to control data that is transmitted as infrared energy over a certain frequency range. The possibilities of using the video apparatus described herein are in fact unlimited. The source of the composite video signal containing the television program and control data need not necessarily be a remote broadcast antenna 10 as shown in Fig. 1, but may be a video tape conventionally connected to a television 14 and either playing a previously recorded video tape or recording such broadcast program. for local demonstration on a television 14 or other video monitor.

V obměně výhodného provedení vynálezu je měnič 16 vytvořen jako některý druh obvyklé radiové antény, schopné vazby na dlouhovlnné elektromagnetické záření, vyzařující ze stínítka 14b obrazovky k přijímacímu/vysílacímu přístroji 20. Z důvodů jasnosti a stručnosti může být obr. 1 vysvětlen, jako že ukazuje toto alternativní provedení, s jediným rozdílem v tom, že foto— dioda 18 a zkroucený pár kabelů 18a jsou nahrazeny tuhým vodičem podobně umístěným a podobně orientovaným, který je dimenzován a tvarován způsobem dobře známým k vytvoření požadované citlivosti na elektromagnetické vlny. Zatímco fotodioda 18 přednostního provedení může být umístěna v podstatné vzdálenosti od stínítka 14b obrazovky, s výhodou ve vzdálenosti větší než 150 mm, je účinný rozsah vzdáleností antény v obměněném provedení menší, tj. anténa je umístěna ve vzdálenosti do několika stop, ne však v dotyku se stínítkem 14b obrazovky.In a variation of the preferred embodiment of the invention, the transducer 16 is formed as some kind of conventional radio antenna capable of binding to long-wave electromagnetic radiation emanating from the display screen 14b to the receiving / transmitting apparatus 20. For clarity and brevity, Fig. 1 can be explained as showing this alternative embodiment, with the only difference that the photo diode 18 and the twisted pair of cables 18a are replaced by a rigid conductor similarly positioned and similarly oriented, which is sized and shaped in a manner well known to produce the desired sensitivity to electromagnetic waves. While the photodiode 18 of the preferred embodiment may be located at a significant distance from the screen 14b, preferably at a distance greater than 150 mm, the effective range of the antenna distances in the modified embodiment is smaller, i.e. the antenna is located at a distance of several feet but not in contact with screen 14b of the screen.

Na obr. 2 je znázorněn nový způsob zakódování dat v zobrazovací ploše 14c z obr. 1. Detail A ukazuje kódovací oblast 14d za nepřítomnosti modulace jasu. Detail B ukazuje v podstatně přehnané formě kódovací oblast 14d za přítomnosti modulace jasu. Z důvodů jasnosti a s ohledem na omezené možnosti grafického znázornění jsou detaily A a B znázorněny s velmi přehnaným vertikálním prostorovým odstupem mezi jednotlivými vodorovnými řádky obrazu a s velmi přehnanou modulací jasu. Nicméně tyto obrázky dobře vysvětlují nový navržený způsob modulace jasu.FIG. 2 shows a new method of encoding data in the display area 14c of FIG. 1. Detail A shows the coding area 14d in the absence of brightness modulation. Detail B shows in a substantially exaggerated form the coding region 14d in the presence of brightness modulation. For the sake of clarity and due to the limited possibilities of graphical representation, details A and B are shown with a very exaggerated vertical spatial spacing between the individual horizontal lines of the image and with a very exaggerated brightness modulation. However, these figures well explain the new proposed way of modulating brightness.

V detailu A jsou vodorovné řádky s nízkým jasem znázorněny čarami jako je například čára 40. Části řádků s poměrně vysokým jasem jsou znázorněny tlustšími čarami, jako je čára 42. Tímto způsobem úseky řádků s vysokým jasem, jako ony v kódovací oblasti 14d z obr. 1, kontrastují s oblastmi pozadí s nominálním jasem pohyblivého obrazu zachyceného jako příklad v obr. 1 a 2. Je tře ba uvést, že tloušťky čar zvolené pro účely vysvětlení jsou pouze příkladem a obecně nepředstavují skutečné tloušťky čar řádků obrazu a vzdálenosti řádků obrazu viditelné v zobrazovací ploše 14c. Ve vztahu k obr. 2 je zřejmé, že vodorovné čáry detailů A a B nejsou proloženy a representují čáry v jediném poli spíše než rastr s proloženými čarami. Modulací vystřídaných čar mohou být zakódována data v po sobě následujících polích televizního obrazu při kmitočtu například 60 Hz.In detail A, low brightness horizontal lines are represented by lines such as line 40. Portions of relatively high brightness lines are represented by thicker lines, such as line 42. In this way, high brightness line segments such as those in coding region 14d of FIG. It should be noted that the line weights selected for explanation are merely exemplary and generally do not represent the actual line widths of the image lines and the line spacing of the image visible in the image. the display surface 14c. Referring to Figure 2, it is clear that the horizontal lines of detail A and B are not interlaced and represent lines in a single array rather than a grid with interlaced lines. By modulating the staggered lines, data may be encoded in successive fields of the television image at a frequency of, for example, 60 Hz.

Detail B znázorňuje účinek v kódovací oblasti 14d modulace jasu v zobrazovací ploše 14c, jak je vyjádřen v detailu A. Střídavým zvyšováním a snižováním jasu sousedních vodorovných čar rastru uvnitř zobrazovací plochy 14c je vytvářena pomocná nosná vlna, která je schopna detekce optoelektronickým prostředkem, zatímco prostorový vztah mezi elementy obrazu uvnitř zobrazovací plochy 14c, jas napříč zobrazovací plochy 14c' a kontrast mezi částmi s poměrně vysokým a poměrně nízkým jasem v zobrazovací ploše 14c zůstanou zachovány. Pozadí tudíž nyní obsahuje střídavě čáry 44 a 46 se zvýšeným a sníženým jasem. To znamená, že čáry se zvýšeným jasem, representované první čarou 44, mají o něco vyšší jas než čáry 40 detailu A a naopak, střídavé čáry representované druhou čarou 46., mají o něco nižší jas ve srovnání s čarami 40 detailu A. Odpovídající čarám 42 poměrně vysokého jasu detailu A jsou čáry 48 zvýšeného jasu a čáry 50 sníženého jasu.Detail B illustrates the effect in the brightness modulation coding region 14d in the display surface 14c as expressed in detail A. By alternately increasing and decreasing the brightness of adjacent horizontal grid lines within the display surface 14c, an auxiliary carrier wave is generated capable of being detected by optoelectronic means while the relationship between the image elements within the display surface 14c, the brightness across the display surface 14c 'and the contrast between the relatively high and relatively low brightness portions in the display surface 14c will be maintained. Thus, the background now comprises alternately lines 44 and 46 with increased and decreased brightness. That is, the brightness lines represented by the first line 44 have a slightly higher brightness than the lines 40 of detail A and vice versa, the alternating lines represented by the second line 46 have a slightly lower brightness compared to the lines 40 of detail A. 42 of relatively high brightness detail A are lines 48 of increased brightness and lines 50 of reduced brightness.

Jak je znázorněno na obr. 2, modulace jasu, která umožňuje níže popsanému detektoru provádět detekci a dekódovat binární data zakódovaná přednostním způsobem podle vynálezu, je nevýznamný podíl normální úrovně jasu vodorovných čar znázorněných v detailu Á. Ačkoliv tato modulace je v detailu B znázorněna přehnaně -As shown in Fig. 2, the brightness modulation that allows the detector described below to detect and decode the binary data encoded by the preferred method of the invention is an insignificant fraction of the normal brightness level of the horizontal lines shown in detail.. Although this modulation is exaggerated in detail B -

- a je znázorněna tloušťkou čar spíše než intenzitou modulace —- and is represented by line thickness rather than modulation intensity -

- pro účely vysvětlení je z detailů A a B zřejmé, že celkový střední jas a kontrast mezi předměty videoprogramu a pozadím v oblasti zobrazovací plochy 14c jsou zachovány.- for purposes of explanation, it is clear from details A and B that the overall mean brightness and contrast between the video program objects and the background in the area of the display area 14c are maintained.

Nyní věnujme pozornost oblastem 52, 54 na obr. 2. Potom bude zřejmé, že i za přítomnosti modulace jasu, když má být zakódována binární nula nebo jednička, je prostorový vztah mezi elementy obrazu v malé části zobrazovací plochy 14c zachován. Tak například, i když oblasti 52., 54 jsou tak malé, že zahrnují pouze dva řádky zobrazovací plochy 14c, celkový jas v první oblasti 54 bude stejný jako v odpovídající druhé oblasti 52. To je způsobeno novým schématem proporcionální střídavé liniové modulace podle vynálezu tzv. subliminální modulace, kde podíl, o který je zvýšen jas jednoho řádku, je rovný podílu, o který je snížen jas přilehlého řádku. Stejná metoda může být použita na signál barevného rozdílu k vytvoření detekce schopné podprahové pomocné nosné vlny modulované daty.Referring now to regions 52, 54 in FIG. 2. It will then be appreciated that even in the presence of brightness modulation, when a binary zero or one is to be encoded, the spatial relationship between the image elements is retained in a small portion of the display area 14c. For example, although the areas 52, 54 are so small that they comprise only two lines of the display surface 14c, the overall brightness in the first area 54 will be the same as in the corresponding second area 52. This is due to the new proportional AC line modulation scheme subliminal modulation, where the ratio by which the brightness of a single line is increased is equal to the ratio by which the brightness of the adjacent line is reduced. The same method can be applied to a color difference signal to create a detection-capable sub-threshold sub-carrier wave modulated by data.

Vodorovné řádky v oblasti skutečného televizního obrazu, znázorněné v obr. 2 pouze schematicky, jsou těsně u sebe, takže jakákoli hrubost struktury vyplývající z vystřídané modulace jasu je v podstatě nepozorovatelná pro diváka televizoru 14.. V praxi výhodného způsobu podle vynálezu, ačkoliv poměrná modulace od minima k maximu je skutečně nepozorovatelná pro diváka, je nicméně schopna detekce optoelektronickými prostředky a je rovna asi % nebo méně než polovina viditelné modulace zde schematicky znázorněné.The horizontal lines in the real TV image area shown only schematically in FIG. 2 are close together so that any roughness of the structure resulting from the alternating brightness modulation is substantially unnoticeable to the television viewer 14. In practice of the preferred method of the invention, although proportional modulation from minimum to maximum, it is actually unnoticeable to the viewer, but is capable of being detected by optoelectronic means and is equal to about% or less than half the visible modulation shown schematically herein.

Výše popsaná proporcionální vystřídaná modulace je pouze jedním z mnoha způsobů podprahového kódování dat v rámci vynálezu. Je zřejmé, že mohou být vystřídané modulovány přilehlé páry, trojice atd. vodorovných řádků vždy při zachování celkového jasu a kontrastu mezi předměty obrazu a pozadím v zobrazovací ploše 14c. Jak bude dále vysvětleno v souvislosti s obr. bude muset být přizpůsobeno, a kmitočtu rozličných filtrů modifikaci modulačního schéma, ploše 14c televizoru 14. může být prováděna tak přítomno několik pomocných nosných vln. přenášen a detekován více než jeden v jediném videopoli k dosažení rychlosti dat lost televizního pole. Vyšší rychlost rozdělením zobrazovací plochy 14c do každá může být podprahově modulována několika bitů binárních může být namířeno v oddělených oblastech a dekódovací vídající na signály těchto měničů může detekovat binární data přiváděná paralelně do televizoru 14.The proportional rotation modulation described above is only one of many methods of subliminal data coding within the invention. It will be appreciated that adjacent pairs, triplets, etc. of horizontal lines may alternately be modulated while still maintaining the overall brightness and contrast between the image objects and the background in the display area 14c. As will be explained further below with reference to FIG., The modulation scheme will have to be adapted to the frequency of the various filters, to the surface 14c of the television 14, so that several auxiliary carriers can be provided. transmitted and detected by more than one in a single video field to achieve the lost data rate of the television field. A higher rate by splitting the display area 14c into each may be subliminally modulated by several binary bits may be directed in separate areas, and the decoding ones viewing the signals of these transducers may detect binary data fed in parallel to the television 14.

a 5, vše, co jsou odpovídající změny periody a zpožďovacích linek pro takovou Podprahová modulace v zobrazovací uak, že je současně V tomto případě může být binární bit měničem 16 vyšší než je rychdat může být také dosažena množství oblastí, z k zakódování jednoho dat. Množství měničů jako nichž nebo je měnič Tj5 obvod odpo— a dekódovatand 5, all that are the corresponding period and delay line changes for such subliminal modulation in the display u so that in this case, the binary bit by the converter 16 may be higher than the data rate, a plurality of areas z can also be achieved to encode one data. A plurality of transducers such as or is the transducer Tj5 circuit to decode and decode

Nyní bude s přihlédnutím k obr. 3 popsáno blokové schéma elektroniky přijímače/vysílače schopné detekce, dekódování a vysílání binárních kódovaných dat z televizoru 14 na řízenou hračku 34. Detekční prostředek je měnič 16., který je namířen na stínítko 14b a obsahuje prostředek citlivý na světlo, optický měnič 18. například fotodiodu, která je spojena kabelem 18a s elektronikou 56 přijímače, která produkuje posloupnost dat pro řízení řízeného přístroje. Elektronika 56 přijímače analyzuje elektrický signál v pásmu kolem 7.867 kHz, což je polovina nominálního kmitočtu vodorovných řádků a je to tedy kmitočet, kterým je modulován jas v zobrazovací ploše 14c obrazovky. Za přítomnosti modulace jasu v tomto rozsahu kmitočtů dává výstup elektroniky 56 přijímače binární jedničku nebo nulu, oznamující přítomnost a smysl řídících dat pro řízení řízeného přístroje.Referring now to Fig. 3, a block diagram of a receiver / transmitter electronics capable of detecting, decoding, and transmitting binary coded data from the television 14 to the controlled toy 34 will be described. The detecting means is a transducer 16 which is directed at the screen 14b and comprises means responsive to light, an optical transducer 18, for example a photodiode, which is connected by a cable 18a to a receiver electronics 56 that produces a sequence of data for controlling the controlled apparatus. Receiver electronics 56 analyze an electrical signal in the band of about 7.867 kHz, which is half the nominal horizontal line frequency and is thus the frequency that modulates the brightness in the display area 14c of the screen. In the presence of brightness modulation in this frequency range, the receiver electronics output 56 gives a binary one or zero indicating the presence and meaning of the control data for controlling the controlled apparatus.

Elektronika 56 přijímače zahrnuje vstupní zesilovač 58, jehož zisk je řízen zpětnovazebním rezistorem Rf, jehož hodnota může být určena známými metodami, dále sériové pásmové filtry/zesilovače 60, 62., oba naladěné na průchod, a zesilující poněkud v pásmu kolem 7.867 kHz, přičemž každý z nich má selektivitu nebo Q asi 10, dvoucestný usměrňovač 64, jehož výstup je vyhlazen kondenzátorem C, a první komparátor 66 úrovně, který komparuje vyhlazený výstup usměrňovače 64 s předem určeným referenčním napětím, aby určil, zdali energie na kmitočtu 7.678 kHz skutečně obsahuje zakódovaná data či náhodný videošum. Filtry/zesilovače 60, 62 mohou být spojeny do jednostupňového zesilovače, který dává podobný zisk a selektivitu.Receiver electronics 56 include an input amplifier 58 whose gain is controlled by a feedback resistor Rf, the value of which can be determined by known methods, as well as serial band filters / amplifiers 60, 62, both tuned to pass, and amplifying somewhat in the band around 7.867 kHz, each having a selectivity or Q of about 10, a two-way rectifier 64 whose output is smoothed by capacitor C, and a first level comparator 66 that compares the smoothed output of the rectifier 64 to a predetermined reference voltage to determine whether the energy at 7.678 kHz actually contains encrypted data or random video noise. The filters / amplifiers 60, 62 may be combined into a single stage amplifier which gives similar gain and selectivity.

První komparátor 66 úrovně, který má mít vysoký zisk, ale omezený dynamický rozsah, komparuje vyhlazený výstup usměrňovače 64 s výhodou počasový úsek delší než je čas několika vodorovných řádků, čímž působí proti falešné indikaci přítomnosti zakódova ných dat v poli, které má sousední vodorovné řádky odlišného jasu, například vodorovné rozhraní mezi předměty vysokého a nízkého jasu v televizním obrazu. U výhodného provedení je časové období, po které je komparátor v činnosti, přibližně rovné času odpovídajícímu patnácti řádkům televizního obrazu. Výstup prvního komparátoru 66 je bistabilní obvod, který má první aktivní stav po dobu s výhodou delší než 1 ms‘, odpovídající přítomnosti modulace jasu, a druhý, neaktivní stav v ostatním čase. Detekční prostředky tedy vytvářejí posloupnost řídících dat plynulým monitorováním modulace jasu v zobrazovací ploše 14c televizoru 14.The first level comparator 66, which is to have a high gain but a limited dynamic range, compares the smoothed output of the rectifier 64 preferably for a period longer than the time of several horizontal lines, thereby countering false indication of the presence of encoded data in an array having adjacent horizontal lines. different brightness, such as the horizontal interface between high and low brightness objects in a television picture. In a preferred embodiment, the time period over which the comparator is operating is approximately equal to the time corresponding to fifteen lines of the television picture. The output of the first comparator 66 is a bistable circuit having a first active state for a time preferably greater than 1 ms ‘corresponding to the presence of brightness modulation, and a second, inactive state at the other time. Thus, the detection means creates a sequence of control data by continuously monitoring the brightness modulation in the display area 14c of the television 14.

Pásmové filtry/zesilovače 60, 62 mohou být také nastaveny na jiné kmitočty než 7.867 kHz, aby souhlasily s kmitočtem modulace jasu, na kterém jsou zakódována data. Může být též použito více detekčních prostředků, z nichž každý je schopný detekce modulace jasu v odlišných pásmech kmitočtu reprezentujících více bitů binárních dat.The bandpass filters / amplifiers 60, 62 may also be set to frequencies other than 7.867 kHz to match the brightness modulation frequency on which the data is encoded. Multiple detection means may also be used, each of which is capable of detecting the brightness modulation in different frequency bands representing multiple bits of binary data.

Z obr. 3 plyne, že prostředek pro bezdrátový přenos řídících dat k řízenému přístroji zahrnuje infračervený modulátor 68, který moduluje nosnou vlnu 32 kHz bistabilním výstupem prvního komparátoru 66 a napájí řadu infračervených diod, s výhodou tři infračervené diody 26, 28, 30 ♦ Infračervené diody 26., 28, 30 jsou uloženy na kartě 22 a neseny čelní deskou 24 (obr. 1) a emitují infračervenou energii ve směru znázorněném čerchovanými čarami 32a, 32b, 32c. Nosná vlna může mít libovolný kmitočet, s výhodou však nad pásmem slyšitelnosti k vyloučení nežádoucích akustických vazeb a s výhodou odlišný od nosných vln jiných zařízení, například odlehlého řídícího přístroje, který ovládá televizor 14.It can be seen from FIG. 3 that the means for wirelessly transmitting control data to the controlled apparatus comprises an infrared modulator 68 which modulates the 32 kHz carrier wave through the bistable output of the first comparator 66 and supplies a series of infrared diodes, preferably three infrared diodes 26,28,30. the diodes 26, 28, 30 are mounted on the card 22 and supported by the faceplate 24 (FIG. 1) and emit infrared energy in the direction shown by the dashed lines 32a, 32b, 32c. The carrier wave may have any frequency, but preferably above the audible range to avoid unwanted acoustic coupling, and preferably different from the carrier waves of other devices, such as a remote control device that controls the television 14.

Elektronika přijímače/vysílače znázorněná na obr. 3 nevyžaduje žádnou synchronizaci se řádkovým kmitočtem televizoru 14. Také nevyžaduje žádné elektrické spojení s televizorem 14 nebo anténou 14a. Elektronika přijímače/vysílače přístroje 20 je ve výhodném provedení napájena z baterie, čímž se vyloučí potřeba napájecího střídavého zdroje. Pouhá přítomnost podprahové modulace jasu vlastního kmitočtu v kterémkoli místě zobrazovací plochy 14c svázané měničem 16 s elektronikou 56 přijímače umožňuje, že elektronika v přístroji 20 rozlišuje řídící data od náhodných signálů televizního programu. Vynález tedy umožňuje podprahovou vnitropásmovou komunikaci dat při rychlosti dat vyšší, stejné nebo menší, než. je rychlost pole konvenční televize, bez nutnosti interních nebo externích pomocných obvodů.The receiver / transmitter electronics shown in Fig. 3 does not require any synchronization with the line frequency of the television 14. Also, it does not require any electrical connection to the television 14 or the antenna 14a. Advantageously, the receiver / transmitter electronics of the apparatus 20 are battery-powered, eliminating the need for an AC power source. The mere presence of sub-threshold brightness modulation at any point in the display area 14c bound by the transducer 16 to the receiver electronics 56 allows the electronics in the apparatus 20 to distinguish the control data from the random signals of the television program. Thus, the invention allows subliminal in-band data communication at a data rate of greater than, equal to or less than. is the speed of a conventional TV field without the need for internal or external auxiliary circuits.

Když se použije antény místo fotodiody k vazbě pomocné nosné vlny televizního programu modulované daty na příjímač/vysílač 20. podle navržené obměny výhodného provedení vynálezu, elektronika 56 přijímače musí být upravena pouze v tom rozsahu, že vstup do vyrovnávacího vstupního zesilovače 58 bude tvořen signálem přijímaným anténou místo signálu vytvářeného fotodiodou 18 a že mohou být provedena drobná známá nastavení zisku a selektivity filtrů/zesilovačů 60, 62 a/nebo referenčního napětí prvního komparátoru 66 úrovně.When an antenna is used instead of a photodiode to couple the data carrier of the data modulated television program to the receiver / transmitter 20. according to the proposed variation of the preferred embodiment of the invention, the receiver electronics 56 need only be modified to the extent that the input to the equalization input amplifier 58 will be antenna, instead of the signal generated by the photodiode 18, and that small known gain and selectivity adjustments of the filters / amplifiers 60, 62 and / or the reference voltage of the first level comparator 66 can be made.

Na obr. 4 je znázorněna elektronika přijímače řízené hračky, například vozu 34.. Infračervená energie, znázorněná čerchovanou čarou 32a. dopadající na selektivní infračervený detektor, napři klad fotodiodu 36, vytváří signál vedený do detektoru nosné vlny nebo do konvenčního okruhu infračerveného předzesilovače typu obecně známého v bezdrátově řízených televizorech. Infračervený předzesilovač 70 obsahuje vyrovnávací zesilovač 7.2, přijímací zesilovač 74 naladěný na nosnou frekvenci infračerveného modulátoru 68, dvoucestný usměrňovač 76 a druhý komparátor 78 úrovně. Předzesilovač 70 transformuje amplitudově modulovanou infračervenou energii 32a, o kmitočtu 32 kHz, dopadající na fotodiodu 36, na demodulovaný digitální .signál. Tento digitální signál představuje bitová sériová data, která byla detekována jako modulace jasu v televizoru 14 v binárně kódovaném formátu. To znamená, že binární jedničky a nuly, představující data, jsou v čase odděleny nulovými nebo neaktivními periodami, během kterých hladina digitálního výstupu druhého komparátoru 78 by měla být logická nula.Fig. 4 shows the electronics of a receiver of a controlled toy, for example a car 34. Infrared energy, shown in dashed line 32a. impinging on a selective infrared detector, such as photodiode 36, generates a signal to a carrier wave detector or to a conventional infrared preamplifier circuit of the type commonly known in wirelessly controlled televisions. The infrared preamplifier 70 comprises a buffer amplifier 7.2, a receiver amplifier 74 tuned to the carrier frequency of the infrared modulator 68, a two-way rectifier 76, and a second level comparator 78. The preamplifier 70 transforms the amplitude modulated infrared energy 32a, at a frequency of 32 kHz, impinging on the photodiode 36, to a demodulated digital signal. This digital signal represents bit serial data that was detected as a brightness modulation in the television 14 in binary coded format. That is, the binary ones and zeros representing the data are separated in time by zero or inactive periods during which the digital output level of the second comparator 78 should be logical zero.

U výhodného provedení jsou řídící data, která jsou zakódována modulací jasu televizního vysílání do televizoru 14, formátována v asynchronním nebo start/stop protokolu. V tomto velmi dobře známém formátu, který je kompatibilní s obvyklými univerzálními asynchronními UART-čipy a komunikačními linkami, mohou být data reprezentována pěti- až osmibitovým kódem s předchozím startovacím bitem, dle volby následovaným paritním bitem a následovaným stop-bitem. Ačkoliv ve výhodném provedení vynálezu má datové pole délku pět bitů, a paritní bit je použit k zajištění integrity dat, je zřejmé, že v řídících datech může být použit libovolný předurčený počet bitů a jejich uspořádání.In a preferred embodiment, the control data that is encoded by modulating the brightness of the television broadcast to the television 14 is formatted in an asynchronous or start / stop protocol. In this well-known format, which is compatible with conventional universal asynchronous UART chips and communication lines, data can be represented by a five to eight bit code with a previous start bit, optionally followed by a parity bit and followed by a stop bit. Although in a preferred embodiment of the invention the data field has a length of five bits, and the parity bit is used to ensure data integrity, it is understood that any predetermined number of bits and their arrangement can be used in the control data.

V datovém poli reprezentujícím informaci povel/adresa pro aktivaci řízeného přístroje může být informace povel/adresa zakódována rozličnými způsoby. Ve výhodném provedení jsou první tři z pěti datových bitů vždy binární jedničky a zbývající dva bity jsou rezervovány k vedení předem určené povelové informace k řízenému přístroji dále popsaným způsobem.In the data field representing the command / address information for activating the controlled apparatus, the command / address information may be encoded in various ways. In a preferred embodiment, the first three of the five data bits are always binary ones and the remaining two bits are reserved to convey predetermined command information to the controlled apparatus in the manner described below.

Digitální výstup druhého komparátoru 78, který představuje binárně kódovanou posloupnost řídících dat, je klíčován, vyhodnocen a dekódován klíčovací/dekódovací logikou, představovanou dekodérem 80, která má rytmus například 60 Hz. Jak je posloupnost bitů, včetně startovacího bitu, paritního bitu a stop-bitu předem určených logických úrovní postupně zaváděna do dekodéru 80, je pole řídících dat vyhodnoceno jako informace obsahující povel/adresu. Když bylo vyhodnoceno jako správně odděleno startovním bitem a stop-bitem a se správnou paritou, je pět bitů informace povel/adresa přivedeno na sběrnici 82, která je připojena k rozličným řídícím bodům v řízeném přístroji, například vozu 34.The digital output of the second comparator 78, which represents a binary coded sequence of control data, is keyed, evaluated and decoded by the keying / decoding logic represented by the decoder 80 having a rhythm of, for example, 60 Hz. As the sequence of bits, including the start bit, the parity bit, and the stop bit of the predetermined logic levels are successively introduced into the decoder 80, the control data field is evaluated as information containing a command / address. When evaluated as correctly separated by a start bit and a stop bit and with the correct parity, five bits of the command / address information are applied to the bus 82 which is connected to different control points in the controlled apparatus, e.g. the car 34.

Klíčovací/dekódovací logika může být sestavena z některých známých digitálních logických obvodů. Tak například může být použit posuvný registr pro akumulaci posloupnosti bitů řídících dat a některé z rozličných rekurentních hodinových schémat může být použito k vytvoření signálu, jehož hrana zavádí postupné bity řídicích dat do posuvného registru. Nebo například je možno invertováním a protažením výstupu druhého komparátoru 78 na trvání delší než je polovina doby jednoho bitu, například použitím monostabilního multivibrátoru, použít UART k implementaci klíčovací/dekódovací logiky přiváděním hodinových pulzů ryhlostí rovnou šestnáctinásobku rychlosti dat. Použitím UART jsou binární data automaticky vyhodnocována (proti chybám parity a oddělování) a jsou klíčována pro jejich paralelní reprezentaci na sběrnici 82. Ve výhodném provedení vynálezu je klíčovací/dekódovací logika jakož i infračervený předzesilovač 70 implementován ve VLSI-čipu, čímž se podstatně sníží náklady a zvýší se spolehlivost vozu 34.The keying / decoding logic may be composed of some known digital logic circuits. For example, a shift register may be used to accumulate a sequence of control data bits and some of the various recurrent clock schemes may be used to produce a signal whose edge introduces successive control data bits into the shift register. Or, for example, by inverting and stretching the output of the second comparator 78 for a duration longer than half the time of one bit, for example using a monostable multivibrator, UART can be used to implement keying / decoding logic by providing clock pulses at 16 times the data rate. Using UART, the binary data is automatically evaluated (against parity and separation errors) and keyed to represent them in parallel on bus 82. In a preferred embodiment of the invention, the keying / decoding logic and infrared preamplifier 70 are implemented in the VLSI chip, thereby substantially reducing costs and increase the reliability of the car 34.

Pole povel/adresa řídících dat může mít libovolnou délku a může být zakódováno mnoha způsoby v závislosti na požadovaném systému tj. jak mají být mnohé řízené přístroje adresovány a kolik povelů má každý rozlišovat. Srovnáním pole adresy s jednou nebo několika předem definovanými hodnotami mohou jednotlivé řízené přístroje v bytě uživatele, mající selektivně odpovídající prostředky na adresy, zahájit akci oznámenou polem povelu, když pole povelu a pole adresy a jedna nebo několik takových hodnot jsou shodné. Tak například pole adresa/povel může být označeno jako bit řízení způsobu, který určí, jak mají být ostatní bity interpretovány řízeným přístrojem. V případě velkého počtu řízených přístrojů s poměrně omezenou kapacitou muže být nejvíce zbývajících bitů rezervováno pro adresu a poměrně málo pro povel. V případě menšího počtu schopnějších řízených přístrojů může být větší počet zbývajících bitů rezervován pro povel a poměrně málo pro adresu. Tímto způsobem může být navržen pružný systém, ve kterém řízené přístroje různého počtu a schopnosti jsou umístěny v poli adresa/povel nějaké žádoucí délky a odpovídají pouze na předem určené, pro přístroj specifické adresy.The control data command / address field can be of any length and can be coded in many ways depending on the desired system, ie how many controlled devices are to be addressed and how many commands each should distinguish. By comparing the address field with one or more predefined values, individual managed devices in the user's home having selectively matching address means can initiate the action reported by the command field when the command field and the address field and one or more such values are identical. For example, the address / command field may be referred to as a method control bit that determines how other bits are to be interpreted by the controlled apparatus. In the case of a large number of controlled devices with relatively limited capacity, the most remaining bits can be reserved for the address and relatively little for the command. In the case of a smaller number of more capable controlled instruments, a larger number of remaining bits may be reserved for a command and relatively little for an address. In this way, a flexible system can be designed in which controlled devices of varying numbers and capabilities are located in an address / command field of some desired length and respond only to predetermined device-specific addresses.

Zvláštní řízený přístroj je ve výhodném provedení pevně zadrátován, aby odpovídal předepsaným způsobem na přijímána řídicí data. Místo toho může být naprogramován nebo řízen ROM-pamětí, takže odpovědi mohou být,, snadněj i měněny. Akce prováděné jedním nebo několika řízenými přístroji mohou se týkat motoru, řízení, osvětlení, sirény, složení rychlosti a jiných dalších funkcí. V případě řízeného přístroje, který není aktivní hračkou, může posloupnost polí povelů reprezentovat například ASCII-text, který může být předváděn na předváděcím zařízení, nebo digitální interface pro hudební nástroj k jeho.řízení. Zvláštní použití znázorněné na obr. 1, kde řízený přístroj je vůz 34./ je pouze jedno z mnohých použití nového televizoru podle předloženého vynálezu.The particular controlled apparatus is preferably wired to match the control data received in a prescribed manner. Instead, it can be programmed or controlled by ROM memory, so that responses can be more easily changed. Actions performed by one or more controlled instruments may relate to the engine, control, lighting, siren, speed composition and other other functions. In the case of a controlled device that is not an active toy, the sequence of command fields may represent, for example, an ASCII text that can be performed on a demo device or a digital interface for a musical instrument to control it. The particular use shown in Fig. 1, wherein the controlled apparatus is a car 34./ is only one of many uses of the new television according to the present invention.

Na obr. 5 je znázorněno v blokovém schéma přednostní provedení kódovací elektroniky 84, použité k vytvoření složeného videosignálu se zakódovanými řídícími daty pro vzdálené vysílání. Kódovací elektronika 84 představuje modifikaci provozního videozesilovače, obecně používaného při televizním vysílání k zajištění jakosti, formátování a jiných požadavků na videopásky. Nejprve budou popsány části diagramu, které se týkají vytváření složeného videosignálu, obsahujícího televizní program a řídící data. Dále bude popsán obvod, který umožňuje uvést videopásek s předem zakódovanými daty do původního stavu před zakódováním.FIG. 5 is a block diagram showing a preferred embodiment of the encoding electronics 84 used to produce a composite video signal with encoded remote control data. Encoding electronics 84 represent a modification of the operational video amplifier generally used in television broadcasting to provide quality, formatting, and other video tape requirements. First, the parts of the diagram relating to the creation of a composite video signal containing a television program and control data will be described. Next, the circuit that allows the video tape with the pre-encoded data to be restored prior to the encoding will be described.

Kódovací obvod podle obr. 5b, který provádí modulaci jasu, zahrnuje vyrovnávací obvod 88 s neznázorněnými prostředky pro generování signálu televizního programu. Oddělovač 90 barvy vytahuje barevnou složku obvyklého složeného barevného signálu, zatímco oddělovač 92 synchronizace z něho vytahuje synchronizační složku, takže pouze jasová složka se dostává do prvního směšovače 94 videosignálu a dat. Druhý vstup do prvního směšovače 94. (s otevřeným spínačem 190 odebírání dat) obsahuje řídící data, která máji být směšována s televizním programem. _The coding circuit of FIG. 5b, which performs luminance modulation, comprises a buffer circuit 88 with means for generating a television program signal (not shown). The color separator 90 extracts the color component of a conventional composite color signal, while the sync separator 92 extracts the synchronization component therefrom, so that only the luminance component reaches the first video and data mixer 94. The second input to the first mixer 94 (with the take-off switch 190 open) contains control data to be mixed with the television program. _

Prostředek pro generování signálu dat, například neznázorněný počítač, přivádí řídící data sériově po bitech ke vstupu D prvního klopného obvodu 96, kde logická úroveň představující jedničku nebo nulu k zakódování pro vysílání, je synchronizována s vertikálním synchronizačním signálem, majícím kmitočet rovný rychlosti pole. Synchronizovaný výstup prvního klopného obvodu 96 je v součtovém obvodu 98. logicky sečítán s 50% výstupu pracovního cyklu druhého klopného obvodu 100, na jehož vstup I je přiveden horizontální synchronizační signál. Ochranný zatemňovací obvod 102 omezí hladinu výstupu logického součtového obvodu 98, aby normální synchronizační videosignály, horizontální signál, vertikální signál a barevný referenční signál, které jsou vysílány během zatemňovacích intervalů, nebyly zkreslovány datovou modulací. Zatemňovací obvod 102 také vytváří předpětí logického součtového obvodu 98, aby měl přibližně stejnou kladnou i zápornou výchylku k zajištění proporcionálně zvýšeného a sníženého jasu, když řídící signál odpovídá binární jedničce, a aby nedával žádný příspěvek k jasovému výstupu prvního směšovače 94, když řídicí signál je binární nula.The data signal generating means, for example a computer (not shown), supplies control data serially by bit to input D of the first flip-flop 96, where a logic level representing one or zero to be encoded for transmission is synchronized with a vertical synchronization signal having a frequency equal to field speed. The synchronized output of the first flip-flop 96 is in the summing circuit 98, logically added to 50% of the duty cycle output of the second flip-flop 100, to which input a horizontal synchronization signal is applied. The protection blanking circuit 102 limits the output level of the logic totalization circuit 98 so that normal sync video signals, the horizontal signal, the vertical signal, and the color reference signal that are transmitted during the blanking intervals are not distorted by data modulation. The blanking circuit 102 also biases the logic summation circuit 98 to have approximately the same positive and negative bias to provide proportionally increased and decreased brightness when the control signal corresponds to the binary one, and to make no contribution to the brightness output of the first mixer 94 when the control signal is binary zero.

Bílý a černý omezovači obvod 104 zajišťuje, že po smíšení programu a řídících dat v prvním směšovači 94 nebyla přestoupena maximální bílá úroveň a minimální černá úroveň. Druhý směšovač 106 rekombinuje signál barevného rozdílu a signál jasu a vytváří signál, který je zatemněn během horizontálního návratu v zatemňovači 108.The white and black limiting circuit 104 ensures that the maximum white level and the minimum black level have not been exceeded after mixing the program and control data in the first mixer 94. The second mixer 106 recombines the color difference signal and the brightness signal and produces a signal that is obscured during the horizontal return in the blanker 108.

Kódovací obvod 86., jehož činnost je známá, zahrnuje omezující zesilovače 110, fázovač 112, barevný procesor 114, omezovač 116. synchronní procesor 118, omezovači a zatemňovací generátor 120, koncový zesilovač a směšovač 122, synchronní zesilovač a ovladač 124, vytvářející signál SYNC OUT, a výstupní ovladač 126, který vytváří signál VIDEO OUT. Kódovací obvod 86 tedy představuje prostředek pro modulování programového signálu signálem dat v časové relaci k němu, tudíž vytváří pomocnou nosnou vlnu řídicích dat..The coding circuit 86 known to include the limiting amplifiers 110, the phaser 112, the color processor 114, the limiter 116, the synchronous processor 118, the limiting and blanking generator 120, the output amplifier and the mixer 122, the synchronous amplifier and the controller 124 generating a SYNC signal. OUT, and an output driver 126 that produces a VIDEO OUT signal. Thus, the coding circuit 86 represents a means for modulating a program signal by signaling the data in a time relation thereto, thereby forming a subcarrier of the control data.

Na obr. 5c je znázorněn prohlížecí videopřístroj 128, jehož účelem je zajistit způsob prohlížení videoprogramu pole za polem pro zjištění jeho vhodnosti pro modulaci jasu zakódovanými daty podle výhodného způsobu. Prohlížecí přístroj 128 umožňuje identifikaci posloupnosti postupných videopolí, z nichž každé obsahuje v okénku obklopujícím oblast, která má být zakódována, vysoký a nízký jas nad a pod odpovídající prahovou úrovní. Podobně prohlížecí přístroj 128 umožňuje identifikaci videopásku, obsahujícího pomocnou nosnou vlnu o kmitočtu 7.867 kHz bud se zakódovanými daty nebo s objekty, které by mohly být detekovány jako zakódovaná data, i když jimi ve skutečnosti nejsou. Dobře známými technikami mohou být pole, která jsou bud příliš bílá nebo příliš černá pro modulaci jasu, nebo pole obsahující videoobjekty, které by se mohly jevit jako data, identifikována jejich časově kódovanými postupnými čísly a vyloučena jako nevhodná pro zakódování dat. Přidání vhodného zpoždění mezi prohlížecím přístrojem 128 a kódovacím přístrojem 86., to je zpoždění delší než předem určená délka slova řídících dat, umožní prohlédnutí a zakódování dat v jediném kroku nebo periodě playbacku.Fig. 5c shows a video viewer 128 to provide a method of viewing a field program video field after field to determine its suitability for modulating brightness with encoded data according to a preferred method. The viewer 128 allows the sequence of successive video fields to be identified, each containing high and low brightness above and below the corresponding threshold level in the window surrounding the area to be encoded. Similarly, the viewer 128 allows the identification of a video tape containing a 7.867 kHz subcarrier with either scrambled data or objects that could be detected as scrambled data even if they are not. Well-known techniques may be fields that are either too white or too black to modulate brightness, or fields containing video objects that might appear as data, identified by their time-coded sequential numbers, and excluded as inappropriate for encoding data. Adding a suitable delay between the viewing apparatus 128 and the coding apparatus 86, that is, a delay longer than the predetermined length of the control data word, allows the data to be viewed and encoded in a single playback step or period.

Pokud jde o prohlížecí přístroj 128, je zřejmé, že videoprogram je zpožděn ve výhodném provedení o jeden vodorovný řádek v ultrazvukové zpožďovací lince 130. Výsledný signál je potom invertován invertorem 132 (předpokládaje, že TEST 2 spínač 194, je sepnut), a smíšen s nezpožděnou verzí téhož programového signálu v nastavitelném fázovém směšovači 134, což může být korelátor dvojité linky. Nízkopropustný filtr 136 na 250 kHz odstraní nežádoucí vysokofrekvenční složky vodorovné ultrazvukové zpožďovací linky 130. Výstup nízkopropustného filtru 136 je omezen v omezovači 138 (když je vertikální synchronizace aktivní) a vzorkován během průchodu okénkovou částí analyzovaného pole, když toto je jediný čas zvláštního zájmu. Pásmový filtr 142 na kmitočtu 7.867 kHz, dvojčestný usměrňovač 144, integrátor 146 a referenční komparátor 148 vytvářejí binární signál DATA PRESENT, když pole okénka, které je analyzováno, obsahuje to, co se jeví jako zakódovaná data.With respect to the viewer 128, it is clear that the video program is preferably delayed by one horizontal line in the ultrasonic delay line 130. The resulting signal is then inverted by the inverter 132 (assuming the TEST 2 switch 194 is closed), and mixed with a non-delayed version of the same program signal in the adjustable phase mixer 134, which may be a double link correlator. The low-pass filter 136 at 250 kHz removes unwanted high-frequency components of the horizontal ultrasonic delay line 130. The output of the low-pass filter 136 is limited in the limiter 138 (when vertical synchronization is active) and sampled during passage through the window portion of the analyzed field when this is the only time of special interest. The bandpass filter 142 at 7.867 kHz, the two-way rectifier 144, the integrator 146, and the reference comparator 148 produce a binary DATA PRESENT signal when the window field being analyzed contains what appears to be the encoded data.

Je zřejmé, že okénko, které vymezuje rozměr obsaženého dílčího pole zobrazovací plochy, ve kterém se směšují videoprogram a řídící data, se užívá ke spínání spínacího obvodu, tvořeného prvním hradlem 140, a přes čtvrtý omezovač 150 k vymezení periody, po kterou je pomocná nosná vlna integrována. Okénko může být vytvořeno kombinací horizontální synchronizace, vertikální synchronizace a vzorováním neznázornéného generátoru, který může být definován programovatelnou pamětí PROM nebo jiný neznázorněným mikrořídicím zařízením. Bez ohledu na to, že ve výhodném provedení dílčí pole obklopené okénkem je celá zobrazovací plocha 14c televizoru 14., může být v rámci vynálezu definováno dílčí pole menší než je zobrazovací plocha 14c a jeho meze mohou být zatemněny použitím okrajového generátoru k potlačení rozdílu mezi modulovanými a nemodulovanými oblastmi zobrazovací plochy 14c na jejich rozhraní. Dílčí pole s modulací jasu nemusí mít tvar pravoúhelníka, nebo pevný tvar, může být definováno amorfně za pseudonáhodného řízení vzorovacího generátoru. Výhodný způsob a zařízení podle vynálezu odstraňuje okrajový problém modulací jasu celé zobrazovací plochy 14c televizoru 14.Obviously, a window that defines the size of the sub-field of the display area in which the video program and the control data are mixed is used to switch the switching circuit formed by the first gate 140 and through the fourth limiter 150 to define the period for which the subcarrier is wave integrated. The window may be formed by a combination of horizontal synchronization, vertical synchronization, and patterning of a generator (not shown) that may be defined by a programmable PROM or other microcontroller (not shown). Despite the fact that in a preferred embodiment the subfield surrounded by a window is the entire display area 14c of the television 14, a subfield smaller than the display area 14c may be defined within the invention and its limits may be obscured by using an edge generator to reduce the difference between modulated and unmodified areas of the display surface 14c at their interface. The luminance modulation subfield does not need to be rectangular, or fixed, may be defined amorphously under pseudo-random control of the pattern generator. The preferred method and apparatus of the invention eliminates the marginal problem by modulating the brightness of the entire display area 14c of the television 14.

Signál videoprogramu je omezován v omezovači 152 a přes spínací obvody tvořené druhým a třetím hradlem 154, 156, je vzorkován po dobu signálu okénka. Výstup druhého hradla 154 je vrcholově detekován v detektoru 158, omezen v prvním omezovači 160 (zatímco vertikální synchronizace je aktivní) a komparován v komparátoru 168 na předem určené minimum černé” k vytvoření TOO BLACK signálu příliš černého, který indikuje, ída jas v dílčím poli je příliš nízko detekovatelný pro modulaci jasu. Signál příliš bílý TOO WHITE a příliš černý TOO BLACK mohou být monitorovány neznázorněným počítačem, aby příslušné dílčí pole bylo zjištěno jako pole s příliš vysokým nebo příliš nízkým jasem. Během procesu zakódování dat mohou být taková pole vyloučena a mnohem vhodnější posloupnost polí může být zakódována řídícími daty. V alternativním provedení by taková pole mohla být učiněna vhodnými spíše než aby byla vyloučena, počítačovými prostředky, například modifikací videohladin jako je zisk a základna synchronizačního signálu barvy.The video program signal is limited in the limiter 152 and is sampled through the switching circuits formed by the second and third gates 154, 156 for the duration of the window signal. The output of the second gate 154 is peak detected in the detector 158, limited in the first limiter 160 (while vertical synchronization is active), and compared in the comparator 168 to a predetermined minimum of black ”to generate a TOO BLACK signal too black indicating is too low to detect brightness modulation. The TOO WHITE signal too white and the TOO BLACK signal too black can be monitored by a computer (not shown) to detect the subfield as too bright or too low. During the data encoding process, such fields may be excluded and a more convenient sequence of fields may be encoded by the control data. In an alternative embodiment, such fields could be made suitable rather than excluded by computer means, for example by modifying video levels such as gain and base of the color sync signal.

Ultrazvuková zpožďovací linka 130, která ve výhodném provedení dává zpoždění 63.556 με, což je normální perioda vodorovných řádků NTSC, umožňuje připočtení inverzní hodnoty okamžitého jasu předchozího vodorovného řádku k okamžitému jasu stávajícího řádku ve fázovém směšovači 134, čímž se vytvoří okamžitý rozdíl jasu mezi dvěma přilehlými řádky. Za přítomnosti modulace jasu na kmitočtu 7.867 kHz bude signál, představující tento rozdíl obsahovat podstatnou složku pomocné nosné vlny, která může být detekována na výstupu z referenčního komparátoru 148. Okruh obsahující data prohlížecího přístroje 128 videoprogramu je v mnohých ohledech podobný elektronice 56 přijímače, znázorněné na obr. 3, v tom že se snaží detekovat prahovou úroveň videoenergie na jedné polovině frekvence NTSC vodorovných řádků. Ultrazvuková zpožďovací linka 130 videosignálu může být implementována i do jiných přístrojů, například posuvných registrů CCD.The ultrasonic delay line 130, which preferably provides a delay of 63.556 με, which is the normal horizontal row period of the NTSC, allows adding the inverse instantaneous brightness value of the previous horizontal row to the instantaneous brightness of the current row in the phase mixer 134, thereby creating an instantaneous brightness difference between two adjacent lines. In the presence of brightness modulation at 7.867 kHz, the signal representing this difference will contain a substantial component of the subcarrier that can be detected at the output of reference comparator 148. The circuit containing the data of the video program viewer 128 is in many respects similar to the receiver electronics 56 shown in FIG. FIG. 3, in that it attempts to detect a video power threshold at one half of the NTSC horizontal line frequency. The video ultrasonic delay line 130 may also be implemented in other devices, such as CCD shift registers.

Na obr. 5a je odlučovač 170 dat, který může být vytvořen jako třílinkový korelátor. Za přítomnosti pomocné nosné vlny videosignálu o kmitočtu 7.867 kHz jako mezi třemi sousedními vodorovnými řádky vytváří odlučovač 170 dat invertovanou pomocnou nosnou vlnu stejné amplitudy, použitou v prvním směšovači 94 (když je REMOVE DATA spínač 192 sepnut), pro potlačení detekované pomocné nosné vlny. Jak plyne z obr. 5a, když je použit odlučovač 170 dat, videosignál programu je jím předem zpracován před zavedením do obvodu 86 zakódování data do prohlížecího přístroje 128, čímž se zajistí vhodnost polí pro modulaci, zatímco program · je ovlivněn v podstatě nepozorovatelně.In Fig. 5a there is a data separator 170 that can be formed as a three-line correlator. In the presence of a 7.867 kHz video subcarrier as between three adjacent horizontal lines, the data separator 170 creates an inverted subcarrier of the same amplitude used in the first mixer 94 (when the REMOVE DATA switch 192 is closed) to suppress the detected subcarrier. As shown in Fig. 5a, when a data separator 170 is used, the video signal of the program is pre-processed by it before being introduced into the data encoding circuit 86 to the viewer 128, thereby ensuring the suitability of the fields for modulation while the program is substantially unnoticed.

Videosignál VIDEO IN se vede do zkušebního třetího směšovače 172, jehož druhý vstup normálně nevytváří žádný příspěvek (při rozpojeném TEST 1, tj. zkušebním spínači 192). Třetí sméšovač 172 vydává signál, který je zpožděn o jeden řádek první zpožďovací linkou 174 se zpožděním 63.556 με a dále z důvodů, které budou zřejmé, zpožděn kompenzačním zpožďovacím obvodem 176 a potom je přiveden do vyrovnávacího obvodu 88 přístroje 86 zakódování dat a na ultrazvukovou zpožďovací linku 130 prohlížecího přístroje 128. Výstup třetího směšovače 172 je invertován analogovým prvním invertorem 178, jehož výstupní proud je omezován prvním rezistorem R1 před vstupem do čtvrtého směšovače 180. Tento první vstup do čtvrtého směšovače 180 přispívá minus jednou čtvrtinou okamžitého jasu stávajícího vodorovného řádku. Výstupní proud první zpožďovací linky 174 je omezován druhým rezistorem R2 a tvoří druhý vstup čtvrtého směšovače 180. Tento druhý vstup čtvrtého směšovače 180 přispívá plus jednou polovinou okamžitého jasu předchozího vodorovného řádku. Výstup první zpožďovací linky 174 je veden na vstup druhé zpožďovací linky 182, jejíž výstupním proud je invertován třetím invertorem 184 a omezován třetím rezistorem R3 a tvoří třetí vstup čtvrtého směšovače 180. Tento vstup čtvrtého směšovače 180 přispívá minus jednou čtvrtinou okamžitého jasu vodorovného řádku předcházejícího prve jmenovaný předchozí řádek.The VIDEO IN video signal is fed to the test third mixer 172, whose second input normally does not make any contribution (with TEST 1 open, i.e. test switch 192). The third mixer 172 emits a signal that is delayed one line by the first delay line 174 with a delay of 63.556 με and further for reasons obvious will be delayed by the compensating delay circuit 176 and then fed to the buffer circuit 88 of the data encoding device 86 and ultrasonic delay. The output of the third mixer 172 is inverted by an analog first inverter 178 whose output current is limited by the first resistor R1 prior to the input to the fourth mixer 180. This first input to the fourth mixer 180 contributes minus one quarter of the instantaneous brightness of the existing horizontal line. The output current of the first delay line 174 is limited by the second resistor R2 and forms the second input of the fourth mixer 180. This second input of the fourth mixer 180 contributes plus one half of the instantaneous brightness of the previous horizontal line. The output of the first delay line 174 is provided to the input of the second delay line 182, whose output current is inverted by the third inverter 184 and limited by the third resistor R3 and forms the third input of the fourth mixer 180. This input of the fourth mixer 180 contributes minus one quarter of the instantaneous brightness of the horizontal line preceding the previous line.

Výstup čtvrtého směšovače 180 tedy představuje vážený součet okamžitého jasu tří sousedních řádků videosignálu. V přítomnosti pomocné nosné vlny video o kmitočtu 7.867 kHz představuje výstup čtvrtého směšovače 180 inverzní hodnotu přítomné složky modulace vodorovného řádku. To je proto, že z kterýchkoli tří sousedních řádků v dílčím poli se zakódovanými daty bud je jas jednoho zvýšen a dvou snížen, nebo jas dvou je zvýšen a jednoho snížen. Tři sousední vodorovné řádky tedy definitivně umožňují detekci pomocné nosné vlny videosignálu. Vážený součet tří vstupů čtvrtého směšovače 180 je rovný střední amplitudě modulace jasu mezi kterýmikoli dvěma sousedními řádky a je roven nule při nepřítomnosti modulace jasu.Thus, the output of the fourth mixer 180 represents the weighted sum of the instantaneous brightness of the three adjacent lines of video signal. In the presence of a subcarrier waveform video at 7.867 kHz, the output of the fourth mixer 180 represents the inverse of the present horizontal-line modulation component. This is because of any of the three adjacent rows in the subcode field with encoded data, either the brightness of one is increased and two is reduced, or the brightness of two is increased and one is reduced. Thus, the three adjacent horizontal lines definitely allow the detection of the video carrier sub-wave. The weighted sum of the three inputs of the fourth mixer 180 is equal to the mean luminance modulation amplitude between any two adjacent lines and is zero in the absence of luminance modulation.

Když bylo zjištěno, že korelátor dvou řádků prohlížecího přístroje 128 videosignálu a korelátor tří řádků odlučovače 170 dat umožňují detekci a odloučení zakódovaných dat nebo složek nepravých dat videosignálu, objevila se v rámci myšlenky vynálezu alternativní vytvoření. Tak například může být použit korelátor n řádků ke zvýšení citlivosti obvodů na přítomnost složky pomocné nosné vlny, čímž se zvýší schopnost prohlížecího přístroje 128 detekovat nebo schopnost odlučovače 170 dat potlačovat zakódovaná nebo nepravá data. Sméšovač s n vstupy může vytvářet vážený součet inkrementálně zpožděných videovstupů, takže prohlížecí přístroj 128 nebo odlučovač 170 dat dostává širší, n-řádkový obraz signálu VIDEO-IN. Může tedy být rejekční poměr 36 db korelátoru tří řádků zvýšen kaskádovým spojením n zpožďovacích linek a definováním jejich plus nebo minus příspěvků k váženému součtu tak, že součet je nulový, když není přítomna pomocná nosná vlna určité frekvence.When it has been found that the two-line correlator of the video signal viewer 128 and the three-line correlator of the data separator 170 allow detection and separation of the encoded data or false video signal components, an alternative embodiment has appeared within the scope of the invention. For example, a n-line correlator may be used to increase circuit sensitivity to the presence of a subcarrier component, thereby increasing the ability of the scanner 128 to detect or the ability of the data separator 170 to suppress encoded or false data. The n-input mixer can produce a weighted sum of the incrementally delayed video inputs so that the viewer 128 or data separator 170 receives a wider, n-line image of the VIDEO-IN signal. Thus, the rejection ratio 36 db of the three-line correlator can be increased by cascading the n delay lines and defining their plus or minus contributions to the weighted sum so that the sum is zero when a subcarrier of a certain frequency is not present.

Zpožďovací linky, jako je první zpožďovací linka 174, mohou mít i jiné hodnoty zpoždění než 63.556 p.s. Obecně jsou zpožďovací linky specifikovány tak, aby dávaly zpoždění rovné jedné polovině inverzní hodnoty modulačního kmitočtu pomocné nosné vlny, jak tomu je u výhodného provedení zde popsaného. Vzhledem k obecné použitelnosti metody podprahové modulace podle vynálezu, u které vystřídané proporcionální zvyšování a snižování jasu sousedních vodorovných řádků je pouze jedním příkladem, může být kmitočet pomocné nosné vlny vyšší nebo nižší než 7.867 kHz a zpožďovací linky mohou působit menší nebo větší zpoždění videosignálu.The delay lines, such as the first delay line 174, may have delay values other than 63,556 p.s. Generally, the delay lines are specified to give a delay equal to one half of the inverse of the modulation frequency of the subcarrier, as in the preferred embodiment described herein. Due to the general applicability of the subliminal modulation method of the invention, where the alternating proportional increase and decrease in brightness of adjacent horizontal lines is just one example, the subcarrier frequency may be higher or lower than 7.867 kHz and the delay lines may cause less or greater video signal delay.

Z obr. 5 plyne, že výstup čtvrtého směšovače 180 je filtrován nízkopropustným 186, aby se vyloučily nežádoucí vysokofrekvenční složky včetně složky pomocné nosné vlny barevného rozdílu na 3.579 MHz, a je invertován druhým invertorem 188, aby byl zaveden přes REMOVE DATA spínač 190 do prvního směšovače 94. Následkem inherentního přenosového zpoždění výstupu čtvrtého směšovače 180 nízkopropustným filtrem 186 musí být zavedeno kompenzační zpoždění výstupu první zpožďovací linky 174 k zajištění synchronizovaného přivedení výstupů na první sméšovač 94 dat a videosignálu. Když .-ignál VIDEO IN obsahuje videosložky, které se v detektoru jeví jako modulace jasu, to je když signál VIDEO IN obsahuje nepravá data nebo skutečně zakódovaná data, potom modulační složka přítomného vodorovného řádku bude účinně vymazána nebo potlačena přidáním signálu stejné amplitudy avšak opačného znaménka ve směšovači 94 z modulační složky. Videovýstup výstupního ovladače 126 obsahuje následkem působení odlučovače 170 dat pouze signál videoprogramu spíše než kombinaci videoprogramu a jasem modulované pomocné nosné vlny nebo videosignál detekovaný jako nepravá data.Figure 5 shows that the output of the fourth mixer 180 is filtered by a low pass 186 to eliminate unwanted high frequency components including the 3.579 MHz color difference subcarrier component, and is inverted by the second inverter 188 to be introduced via the REMOVE DATA switch 190 into the first As a result of the inherent transmission delay of the output of the fourth mixer 180 by the low pass filter 186, a compensatory delay of the output of the first delay line 174 must be introduced to provide synchronized output to the first data and video mixer 94. When the VIDEO IN .alpha. Contains video components that appear to be brightness modulation in the detector, i.e., when the VIDEO IN signal contains false data or actually encoded data, then the modulation component of the present horizontal line will be effectively erased or suppressed by adding a signal of equal amplitude but opposite sign. in the mixer 94 from the modulation component. The video output of the output driver 126 contains only a video program signal as a result of the data separator 170 rather than a combination of the video program and the brightness modulated subcarrier or video signal detected as false data.

Žádá-li se odloučení dat z předem daty zakódovaného videopásku, například při prohlížení videopásku a monitorování signálu DATA PRESENT, musí uživatel pouze sepnout REMOVE DATA spínač 190, provést zakódovaný videopásek kódovacím okruhem 84 a zaznamenat videovýstup na čistý videopásek. Touto novou cestou může být proces zakódování dat umožněný zařízením podle vynálezu obrácen v restauraci takto zpracovaných videopásků do jejich původního nezakódovaného stavu. Zavedením do kódovacího okruhu 84 nebo do prohlížecího přístroje 128, kódovacího zařízení 86 a odlučovače 170 dat mohou být původní videopásky prohlíženy a opatřeny zakódovanými daty nebo restaurovány na základě přítomosti dat dílčích polí v nich. Kódovací zařízení 86 a odlučovač 170 dat alternativně mohou být použity současně 1) k odstranění nežádoucích videoobjektů, které jsou detekovatelné jako nepravá data nebo nežádoucí pomocné nosné vlny, a 2) ke přidání žádané modulované pomocné nosné vlny.If data separation from pre-encoded video tape data is desired, for example when viewing video tape and monitoring the DATA PRESENT signal, the user only needs to close the REMOVE DATA switch 190, perform the encoded video tape through the encoding circuit 84 and record the video output to clear video tape. In this new way, the data encoding process enabled by the device of the invention can be reversed in the restoration of the video tapes thus processed to their original unencoded state. By loading into the coding circuit 84 or the viewing apparatus 128, the coding apparatus 86 and the data separator 170, the original video tapes can be viewed and provided with encoded data or restored based on the presence of subfield data therein. Alternatively, the encoding device 86 and the data separator 170 may be used simultaneously 1) to remove unwanted video objects that are detectable as false data or unwanted subcarriers, and 2) to add the desired modulated subcarrier.

spínač 192. Je-li přiveden signál nosné vlny o kmitočtu 7.867 kHz do třetího směšovače PRESENT indikuje přítomnost pomocné nosné vlny nepraPodobně když se zavede pomocná nosná vlna o kmitočtu do třetího směšovače 172 a REMOVE DATA spínač 190 se je aktivní, VIDEO OUT nebudeswitch 192. When a 7.867 kHz carrier wave signal is applied to a third mixer PRESENT indicates the presence of a subcarrier waveform is unlikely when a third carrier mixer is inserted into the third mixer 172 and the REMOVE DATA switch 190 is active, VIDEO OUT will not

Je možné testovat prohlížecí přístroj 128 a odlučovač 170 dat zavedením signálu o kmitočtu 7.867 kHz do druhého vstupu třetího směšovače 172 přes TEST pomocné i 172, DATA vých dat. 7.867 kHz sepne, potom ačkoliv DATA PRESENT obsahovat žádnou složku pomocné nosné vlny vlivem rozdíl vytvářejícího působení odlučovače 170 dat a potlačovacího účinku prvního směšovače 94. Je-li TEST 2 spínač 194 otevřen, prohlížecí přístroj 128 vždy oznámí přítomnost dat, ale protože závisí na detekci jediného řádku, jak činí elektronika 56 přijímače, spíše nežna korelaci dvou řádků, prohlížecí přístroj 128 by dával menší poměr signálu k šumu. Konečně TEST 3 spínač 196 umožňuje zpětnovazební testování prohlížecího přístroje 128 a odlučovače 170 dat zavedením videoprogramu do zpožďovací linky 130, když je TEST 3 spínač 196 rozpojen, nebo zavedením VIDEO OUT signálu na ultrazvukovou zpožďovací linku 130 (když je TEST 3 spínač 196 sepnut).It is possible to test the viewer 128 and the data separator 170 by inputting a 7.867 kHz signal to the second input of the third mixer 172 via the TEST of the auxiliary 172 data DATA. The 7.867 kHz switches, then although the DATA PRESENT contain no subcarrier component due to the difference creating effect of the data separator 170 and the suppressing effect of the first mixer 94. When the TEST 2 switch 194 is open, the scanner 128 always reports the presence of data but In a single line, as the receiver electronics 56 do, rather than correlating the two lines, the viewer 128 would give a smaller signal to noise ratio. Finally, the TEST 3 switch 196 allows feedback testing of the viewer 128 and data separator 170 by loading a video program into the delay line 130 when the TEST 3 switch 196 is open, or by applying a VIDEO OUT signal to the ultrasonic delay line 130 (when the TEST 3 switch 196 is closed).

Výhodný způsob podle předloženého vynálezu bude nyní vysvětlen s přihlédnutím k po psanému zařízení. Modulací jasu vystřídaných vodorovných řádků po sobě následujících dílčích polí v zobrazovací ploše televizoru, takže modulace je v podstatě nepozorovatelná pro televizního diváka, může být složený videosignál, obsahující videoprogram a řídící data, vytvořen například použitím kódovacího okruhu 84. Detekcí složky pomocné nosné vlny videosignálu, například detekčním prostředkem zahrnujícím měnič 16 a detektor 56., mohou být zakódovaná data reprodukována v televizoru nebo jeho blízkosti, avšak asynchronně vzhledem k jejich časovému rastru, pro použití například k řízení řízeného přístroje.The preferred method of the present invention will now be explained with reference to the apparatus described. By modulating the brightness of the alternate horizontal lines of consecutive subfields in the display area of the television so that the modulation is substantially unnoticeable to the television viewer, a composite video signal containing the video program and control data can be generated, for example, using a coding circuit 84. for example, by detecting means including transducer 16 and detector 56, the encoded data may be reproduced in or near the television, but asynchronously with respect to their time grid, for use, for example, to control a controlled apparatus.

Složený videosignál, obsahující videoprogram a řídicí data, může být vytvořen vyšetřováním po sobě následujících polí, která jsou vhodná pro zakódování dat, například použitím prohlížecího přístroje 128. Dle volby, například použitím odlučovače 170 dat, mohou být pole, obsahující zakódovaná nebo nepravá data, vyloučena z pomocné nosné vlny videosignálu, čímž se učiní vhodnými pro zakódování dat například použitím kódovacího zařízení 86,. Formátování posloupnosti binárních dat, například použitím počítače, který má přístup k DATA PRESENT, příliš bílým a příliš černým signálům, umožňuje· zavést posloupnost řídicích dat do identifikované posloupnosti polí. Po generování synchronizačních signálů definujících okénko, které obklopuje dílčí pole, mohou být programový signál a řídící data smíšeny uvnitř okénka v odpovědi na signály modulací jasu programu řídícími daty. Zatímco zde jsou popsány analogové prostředky pro prohlížení, kódování a restaurování videopásků, je v rámci myšlenky vynálezu také použití digitálních prostředků, například manipulace s pixely, kódovanými v šedé stupnici uvnitř vyrovnávacího obvodu.The composite video signal containing the video program and the control data may be generated by examining successive fields that are suitable for encoding data, for example using a viewer 128. Optionally, for example using a data separator 170, the fields containing encoded or false data may be excluded from the subcarrier of the video signal, thereby making it suitable for encoding the data, for example by using a coding apparatus 86 ,. Formatting a binary data sequence, for example by using a computer that has access to DATA PRESENT, with too white and too black signals, allows you to • introduce the control data sequence into the identified sequence of fields. After generating the sync signals defining a window that surrounds the subfield, the program signal and control data may be mixed within the window in response to the signals by modulating the brightness of the program by the control data. While analog means for viewing, encoding and restoring video tapes are described herein, it is also within the scope of the invention to use digital means, for example, manipulating gray-coded pixels within the buffer circuit.

Vysílání složeného vidosignálu, vytvářeného kroky zde popsanými, umožňuje příjem signálu jedním nebo více televizory, umožňuje k nim přiblížit detekční prostředky pro reprodukci dat a umožňuje lokální přenos dat infračerveným modulátorem a řadou infračervených diod, čímž se způsobí odezva řízených přístrojů na program kódovaný daty. V přednostním způsobu vynálezu se detekce provádí místní optickou vazbou modulace například přes měnič 16 do přijímací elektroniky, kde je program oddělen od řídicích dat. Amplitudovou modulací nějakého infračerveného nosiče s řídícími daty může tento neslyšitelně a bezdrátově komunikovat s řízenými přístroji v rozsahu vysílání.The transmission of the composite video signal generated by the steps described herein allows reception of the signal by one or more TVs, allows the detection of data reproduction means, and allows local data transmission by an infrared modulator and a series of infrared diodes, thereby causing the controlled devices to respond to the data encoded program. In a preferred method of the invention, the detection is performed by local optical coupling of modulation, for example, via a transducer 16 to the receiving electronics, where the program is separated from the control data. By amplitude modulation of an infrared carrier with control data, it can inaudibly and wirelessly communicate with the controlled devices in the transmission range.

Výhody vynálezu jsou zřejmé. Způsob a zařízení zde popsané umožňují podprahovou vnitropásmovou komunikaci po konvenčních televizních vysílacích kanálech pro použití v bytu televizního diváka. Detekční přístroj’včetně optického měniče, který nepozorovatelně monitoruje jakoukoli žádanou oblast uvnitř zobrazovací plochy programu na televizním přijímači, umožňuje přijímací/vysílací elektronice oddělení řídících dat z náhodného videošumu a lokální vysílání řídících dat k jednomu nebo několika řízeným přístrojům uvnitř rozsahu jejich infračerveného vysílání. Takové řízené přístroje mohou být pružně programovány, aby začaly předem určené akce v odezvě na události televizního programu. Zařízení nevyžaduje žádného elektrického připojení k televiznímu přijímači nebo anténě a řídí řízené přístroje v bytě diváka bezdrátovým přenosem. Řízené přístroje, které mohou být dálkově řízeny způsobem a zařízením podle předloženého vynálezu, jsou výukové nebo zábavné přístroje.The advantages of the invention are obvious. The method and apparatus described herein allow subliminal in-band communication over conventional television broadcast channels for use in a television viewer's apartment. A detector, including an optical transducer that unnoticeably monitors any desired area within the program display area on the television, allows the receiving / transmitting electronics to separate control data from random video noise and locally transmit control data to one or more controlled devices within their infrared transmission range. Such controlled devices may be flexibly programmed to initiate predetermined actions in response to television program events. The device does not require any electrical connection to the television or antenna and controls the controlled devices in the viewer's apartment by wireless transmission. Controlled devices that can be remotely controlled by the method and apparatus of the present invention are educational or entertainment devices.

radiový vysílač umístěný řídící data do nějakého přístroje, nebo radiovou přímo detekovat radiofrekV rámci myšlenky vynálezu mohou být prostředky pro detekci podprahové modulace videosignálu uspořádány v ručně ovládaném vzorku, který sám může být řízeným přístrojem dálkově ovládaným řídícími daty, čímž se splní požadavek lokální komunikace rekonstruovaných řídících dat. V rámci myšlenky vynálezu může být předávání řídících dat řízenému přístroji uskutečněno i jiným než infračerveným prostředkem, například v blízkosti televizoru může vysílat radiového přijímače uvnitř řízeného anténou opatřený řízený přístroj může venční emanace z televizoru podle modifikace výhodného provedení, které je zde navrženo.Within the scope of the invention, means for detecting subliminal modulation of the video signal may be arranged in a manually operated sample, which itself may be a controlled device by remote control data, thereby meeting the local communication requirement of the reconstructed control signals. give. In accordance with the idea of the invention, the transmission of control data to the controlled apparatus may be effected by means other than infrared means, for example near the television, may transmit radio receivers within the antenna controlled apparatus may outdoors emanate from the television according to the preferred embodiment proposed herein.

Byl popsán výhodný způsob pro praktické uskutečnění vynálezu a přednostní vytvoření zařízení podle vynálezu a jejich obměna, je však zřejmé, že jsou možné další obměny v rámci myšlenky vynálezu.A preferred method for practicing the invention has been described and preferred embodiments of the device according to the invention and variations thereof have been described, but it is clear that further variations are possible within the spirit of the invention.

Claims

PATENT CLAIMS

A television control apparatus for controlling a controlled apparatus, comprising, at a television transmitter, a coding circuit of a video program signal with control data and further comprising, at a television receiver, a control data detector and a control data communication circuit for the controlled apparatus; The video program is designed to encode a video program signal by subliminally modulating brightness or color within the display area (14d) of the television screen (14b), wherein the control data detector is an optical or electrical brightness or color modulation detector comprising one or more serially connected bandpass filters. amplifiers (60, 62), the output of which is connected via a rectifier (64j) to the grounded capacitor (C) and to the input of the first level comparator (66), the output of which is controlled by the control data decoder (80) apparatus (34).

Device according to claim 1, characterized in that the control data coding circuit (84) comprises a luminance modulation coding circuit (86) comprising an equalization circuit (88) whose input forms an input terminal of a video program signal and whose output is connected to an input a color separator (90), the first output of which is connected both to the input of the limiting amplifier (110) and the color processor (114) to the second input of the second mixer (106), and the second output of which is connected to the input of the synchronization separator the first output is connected to a first input of the first mixer (94), the output of which is connected via a white / black limiting circuit (104) to the first input of the second mixer (106), the output of which is connected to the first input of the darker (108) connected to the first input of the output amplifier and mixer (122), the output of which is connected to the first input of the output driver (126), its the output is the output terminal of the encoded data signal, while the control data input is connected to the input (D) of the first flip-flop (96), to whose clock input (CLK) the vertical sync signal terminal is connected and whose output (Q) is connected to the first the summing circuit input (98) whose output is connected via a blackout circuit (102) to the second input of the first mixer (94), the horizontal sync signal terminal being connected to the input (T) of the second flip-flop (100) whose output (Q) is connected to the second input of the summation circuit (98), while the output of the limiting amplifier (110) is connected via a phaser (112) to the second input of the final amplifier and mixer (122), the second output of the separator (92) connected to the input of the synchronous processor. 118), the first output of which is connected both to the input of the synchronous amplifier and the controller (124) and to the second the output of the output controller (126), and whose second output is connected to the input of the blanking generator (120), the first output of which is connected to the second input of the limiter (116) and whose second output is connected to the second input of the dimmer (108).

The apparatus of claim 1, wherein the coding circuit (84) comprises a video viewing apparatus (128) comprising an ultrasonic delay line (130), the input of which is the input terminal of the video program signal and the output of which is connected via the inverter (132). to a first input of a phase mixer (134) whose output is connected via a low pass filter (136) both to a first input of the first limiter (138) and to a first input of the first gate (140) whose output is connected via a bandpass filter (142); a two-way rectifier (144) to a first integrator input (146) whose output is connected to a reference comparator input (148) whose output is a data output terminal for encoding a video program signal, while an ultrasonic delay line input (130) is connected to a second input a phase mixer (134) and, on the other hand, an input of a limiter (152) whose output is connected to the a first input of a second gate (154) and a third gate (156), the gate outputs (154, 156) being connected individually via white and black peak detectors (158, 164) to the inputs of the first and second comparators (162, 168) levels whose outputs are terminals of too white and too black of the output signal, and to the inputs of the first and second limiter (160, 166), the window signal input terminal being connected via the fourth limiter (150) to the second input of the integrator (146) on the one hand the second inlets of the first gate (140) and, on the other hand, the second entrances of the second and third gates, (154, 156).

Device according to claim 1, characterized in that the control data coding circuit (84) comprises a data separator (170) comprising a third mixer (172), the first input of which is a video program signal input terminal and to which is input via a test switch ( 192) coupled to a 7.867 kHz frequency generator, the output of which is connected via a first inverter (178) and a first resistor (R1) to a first input of a fourth mixer (180), the output of which is connected via a lowpass filter (186) and a second inverter (188) to the second plain data signal switch (190), while the output of the third mixer (172) is further coupled via the first delay line (174) to the second delay line (182) and second resistor (R2) to the second input of the fourth mixer ( 180) and on the other hand to the input of the compensation delay circuit (176), while the output of the second delay line (182) is connected via a third invert or (184) and a third resistor (R3) to the third input of the fourth mixer (180).

Device according to claim 1, characterized in that the control data detector comprises an optical transducer (18) which is connected by a cable (18a) to the input of one or more serially connected bandpass filters / amplifiers (60, 62), whose output is connected via an rectifier (64) and a first level comparator (66) to an infrared modulator (68) input, the outputs of which are connected to one or more infrared diodes (26, 28, 30) optically coupled to a controlled device (34) is located within the range of the infrared diodes (26, 28, 30) and comprises an infrared receiver (36) connected via an equalization amplifier (72) and a receiver amplifier (74) to an input of a two-way rectifier (76) a level comparator (78) coupled to the control data decoder (80).