FI93916B - Vuorovaikutteinen videomenetelmä ja -laite - Google Patents

Description

9391 6

Vuorovaikutteinen videomenetelmä ja -laite

Keksinnön taustaa Tämä keksintö liittyy yleisesti vuorovaikutteisiin 5 opetus- ja ajanvietejärjestelmiin ja tarkemmin menetelmään videosignaalin datakoodaamiseksi etäisellä lähetyspaikal-la, signaalin dekoodaamiseksi vastaanottopaikalla ja datan lähettämiseksi paikallisesti ohjaamaan yhtä tai useampaa vuorovaikutteista laitetta. Keksinnön ensisijainen toteu-10 tus kuvataan yhteydessä, jossa televisio-ohjelma ohjaa te-levisiokatselijan kotona olevia leluja.

Videotekstijärjestelmien tiedetään pystyvän huolehtimaan tietoliikenteestä etäiseltä videolähetyspaikalta kotitelevisiokatselijoille tavanomaisilla lähetyskanavil-15 la. Eräs tällainen videotekstijärjestelmä huolehtii sisäisesti audio-ohjelmamateriaalin tekstityksestä kuulovammaisille, kun tulkitseva teksti lähetetään rasteripyyhkäi-syprosessin pystytahdistusaikavälien aikana. Vain erityisesti dekoodereilla varustetut televisiot pystyvät näyt-20 tämään tekstit ja videotekstin esittäminen tahdissa tele vision rasteripyyhkäisyelektroniikan kanssa edellyttää dekooderin ja television fyysistä yhteenkytkemistä, esim. antenninyhteislii tärinällä. Usein vaaditaan tilausmaksun maksamista.

.I 25 Yritykset muodostaa järjestelmiä, jotka pystyvät yleistettyyn kaistalla tapahtuvaan tietoliikenteeseen, ovat onnistuneet vain rajoitetussa määrin. Tämä koska tavanomainen kaistalla tapahtuva signaalivälitys rikkoo television videokuvan. Esimerkiksi kun data- ja kuvapiste-30 informaatiota sekoitetaan samaan videokenttään tai -ku- „· vaan, erotetaan ne paikallisesti, jotta valoherkkä ilmai sin pystyisi esteettä havaitsemaan datakoodatun apukentän. Tyypillisesti tämä paikallinen erottaminen saadaan aikaan määräämällä yksi tai useampi solu, joista kukin ensin pi-35 mennetään ja sitten ohjelmoidaan uudelleen suuren ja pie- 2 9391 6 nen valoisuuden alueilla vastaten binäärikoodattua dataa.

Riippuen näiden datasolujen koosta, lukumäärästä ja koodauksesta, on vaikutus video-ohjelman efektiiviseen kuva-alaan enemmän tai vähemmän haitallinen. Tällaiset vi-5 deotietoliikennejärjestelmät eivät oikein sovellu tavanomaisille lähetyskanaville, joissa tilanneet ja tilaamat-tomat televisiovastaanottimet kumpaisetkin näyttävät yhdistetyn kuvapiste- ja datainformaation. Näkyvä väike, joka on näkyvissä ei-tilanneiden televisioiden kuvaruu-10 dullia tai tilaajien, jotka eivät käytä sillä hetkellä valoherkkää ilmaisintaan, kuvaruuduilla, saa todennäköisesti aikaan kuluttajavalituksia ja FCC:n rajoituksia.

On toivottavaa saada vuorovaikutteinen videojärjestelmä, joka pysty yksisuuntaiseen tietoliikenteeseen, joka 15 on rasterin aikakantavirheitä sietävä ja joka ei edellytä sähköisiä llitäntöjä televisiolaitteeseen. Tällaisen järjestelmän pitäisi pystyä tiedonvälitykseen nopeudella, joka on riittävä ohjaamaan vuorovaikutteista sähkömekaanista laitetta, esim. toimintalelua, ajantasaisesti video-20 ohjelman kertomuksen kanssa. Järjestelmä olisi ensisijaisesti yhteensopiva tavanomaisen televisiolähetys, -vastaanotto ja tallennuslaitteiston ja -kanavien kanssa. Vas-taanottolaitteiston järjestämisen tulisi viedä vain vähän tai el ollenkaan aikaa ja vaivaa, sen tulisi olla häirit-* 25 semätön myös käytettäessä. Ehkä kaikkein tärkeimpänä seik- kana, järjestelmä ei saa tarpeettomasti rasittaa tai viedä huomiota katsojilta, jotka eivät käytä vuorovaikutteista piirrettä.

Näin ollen, esillä olevan keksinnön päätavoitteena 30 on videojärjestelmä, joka mahdollistaa kaukovideolähetyk-sen langattomasti vuorovaikuttaa ostettavissa olevan opetus- tai ajanvietelaitteen kanssa. Keksinnön muihin tärkeisiin päämääriin kuuluvat seuraavat: (1) vuorovaikutteinen videojärjestelmä, joka on 35 yhteensopiva tavanomaisten lähetyslaitteistojen ja -kana- 9391 6 3 vien kanssa, sekä tavanomaisten televisiovastaanotto-, -tallennus-, ja -toistojärjestelmien kanssa; (2) kuvatun kaltainen järjestelmä, joka minimoi videon ja audion sekoittumisen ohjelmamateriaalin kanssa; 5 (3) menetelmä binaaridatan huomaamattomaksi koodaa miseksi video-ohjelmakuvan katselualueelle siten, että se on oleellisesti näkymätön televisiokatselijalle; (4) vuorovaikutteinen videojärjestelmä, joka voidaan helposti ja häiriöttä asentaa ja käyttää: 10 (5) vuorovaikutteinen opetus- ja ajanvietevideolai- te, joka sallii käyttäjän vuorovaikuttaa televisio-ohjelman kanssa ajantasaisesti: (6) menetelmä datan koodaamiseksi huomaamattomasti esitallennettuun videolähetykseen; 15 (7) menetelmä dekooderin yksinkertaistamiseksi oleellisesti näkymättömästi poistamalla häiriödataa koo-dauslaitteen videotulosta ennen datan koodausta; (8) vuorovaikutteinen videolaite, joka ei edellytä sähköistä kytkentää televisioon ja joka välittää tietoa 20 yhden tai useamman opetus- tai ajanvletelaitteen kanssa; (9) vuorovaikutteinen videojärjestelmä, joka on miellyttävä, luotettava ja edullinen käyttää.

Keksinnön yhteenveto

Kuvataan menetelmä ja laite, jotka mahdollistaat ‘ 25 tavanomaisen televislovastaanottimen läheisyydessä olevien vuorovaikutteisten laitteiden kauko-ohj auksen lähettämällä niihin yhdistettyä videoinformaatiota. Menetelmä muodostuu yhdistetyn videosignaalin, joka sisältää ohjelmamateriaalin ja huomaamattomalla valoisuus ja/tai värikkyysmodulaa-30 tiolla lisättyä ohjausdataa, tuottamisesta; signaalin lä-. teettämisestä televisioon; television suorittamasta signaa lin vastaanotosta; televisiossa tapahtuvasta modulaation ilmaisemisesta ohjausdatan toistamiseksi; ja ohjausdatan lähettämisestä paikallisesti, jotta lähetysalueella olevat 35 ajanviete- tai opetuslaitteet voisivat vastata ohjelmama- 4 9391 6 teriaaliin ennalta määrätyllä tavalla. Kauko-ohjauslaite sisältää välineet ohjausdatan sisältävän signaalin synnyttämiseksi; välineet vldeo-ohjelmaslgnaalln modulolmiseksl ohj ausdatasignaalllla ohjelmaslgnaaliln nähden ajoitetussa 5 suhteessa, jolloin syntyy ohjausdata-apukantoaalto, joka voidaan havaita modulaationa ainakin yhdessä television ennalta määrätyssä katselualueessa; televisiossa olevista välineistä tällaisen modulaation ilmaisemiseksi katselu-alueessa ohjausdatasekvenssin tuottamiseksi; ja välineis-10 tä, joilla ennalta määrätyllä tavalla ohjataan ohjausda-tasekvenssin mukaan ainakin yhden ajanviete-, opetus- tai muun laitteen toimintaa.

Keksinnön datakoodausmenetelmä sisältää videosignaalin moduloinnin taajuuksilla, jotka liittyvät vaakajuo-15 vataajuuden monikertoihin ja tasajakoihin, herkän video-apukantoaallon tuottamiseksi. Vaikka modulaatio onkin televisioruudun katselualueella, pysyy se oleellisesti näkymättömänä katsojalle, koska sen intensiteetti on verrattain alhainen, se on ajastettu vaakaJuovataajuuteen ja 20 ihmissilmän luontaisten yhdistämis- ja erotuskykyomlnai-suuksien vuoksi. Tietoliikenteen yhtenäisyyden varmistamiseksi ja samalla rajoittaen käyttäjälle dekooderista aiheutuvia kustannuksia, tietoliikenteen signaali/kohina -suhdetta kasvatetaan, keksinnön ensisijaisessa toteutuk-; 25 sessa, siten, että datakooderi poistaa dataksi tulkitta- vissa olevia apukantoaaltokomponentteja silloin kun binääri 0 koodataan, ja lisää apukantoaallon kun binääri 1 koodataan (tai päin vastoin). Alaa tuntevat tietävät, että yksi tai useampi apukantoaalto voidaan datamoduloida kul-30 jettamaan informaatiota, sarja- tai rinnakkaismuodossa, . usealla eri tavalla, mukaan lukien, muttei rajoittaen, pulssimodulaatio (PM), vaihemodulaatio (PM), amplitudi-modulaatio (AM), taajuusmodulaatio (FM), aika- tai pulssi-lntervallimodulaatio (PIM), vaihtotaajuusavainnus (FSK), 35 nollaan paluu (RZ), ei nollaan paluu (NRZ) tai mikä muu , 93916 o tahansa useista eri avaruusajallisista modulaatio- ja koo-daustekniikoista.

Ensisijaisessa toteutuksessaan vuorovaikutteinen videolaite on optinen transduktori eli valoherkkä diodi, 5 jolla voidaan "tähdätä" televisioruutuun ja joka on kytketty kerratulla johdinparikaapelilla lähistöllä sijaitsevaan yhtenäiseen paristoilla toimivaan vastaanotin/lähe-tin -laitteeseen. Vastaanottimen elektroniikka rekonstruoi ohjausdatan ilmaisemalla moduloidussa videokuvassa olevan 10 videoapukantoaallon ja tuottamalla ohjausdataa edustavan bittisarjasignaalin. Lähettimen elektroniikka amplitudi-moduloi infrapuna- (IR) kantoaaltoa rekonstruoidulla ohjausdatalla ja ohjaa infrapunaista valodiodimatriisia (IRED). Yksi tai useampi vuorovaikutteinen lelu, jotka 15 voidaan ostaa erikseen, havaitsevat kantoaallon, dekoodaa-vat ohjausdatan komentokentän ja aloittavat sen mukaan yhden tai useamman toiminnon.

Ensisijaiseen toteutukseen ehdotetussa modifikaatiossa antenni, joka pystyy nappaamaan radiotaajuista (RF) 20 sähkömagneettista säteilyä ja kytkemään sen tavanomaiseen vastaanotinelektroniikkaan, korvaa optisten transduktorin ja kerratun johdinparikaapelin ensisijaisessa toteutuksessa. On todettu, että tässä kuvattua yhdistettyä videosignaalia esittävän television rasteripyyhkäisyelektroniikka *' 25 tuottaa datamoduloidun videoapukantoaallon kuulumattoman, mutta havaittavissa olevan alhaisen RF-häiriön. Vaikka tämän vaihtoehtoinen toteutus toimiikin hieman rajoitetummalla alueella, ts. antennin tulee sijaita muutaman jalan päässä televisioruudusta ja sen edessä, RF-häiriösäteilyn 30 alhaisen tason vuoksi, saadaan sillä tiettyjä etuja: an-. tenni voi sijaita lähempänä television kuvaruutua, koska se ei tarvitse näkökenttää; ja antenni on vähemmän herkkä satunnaisille, näkyvien valolähteiden aiheuttamille häiriöille, esimerkiksi säätövastuksella ohjattavan valon 35 himmennyskytkimen aiheuttamalle 60 Hz:n huminalle.

6 9391 6 Täten keksinnön kaikki päämäärät saavutetaan. Huomaamaton valoisuusmodulaatio television katselualueella mahdollistaa sinne koodatun datan ilmaisemisen kun modulaatio samalla pysyy näkymättömällä television katselijai-5 le. Optinen transduktori, jolla voidaan häiriöttä "tähdätä" televisioruutua tiettyjen matkojen päästä ja tietyistä kulmista, ulkonee puolikiinteästi vastaanotin/lähetin-laitteesta, joka voidaan erikseen lisätä televisiovastaan-ottimen viereen, jolloin vältetään tavallisesti vaaditta-10 vat yhteenliitännät. Ilmaisin eli dekooderi yksinkertaistuu ja tiedonvälitys tulee luotettavammaksi kun datakoo-deri poistaa ennen lähetystä videopiirteet, jotka muuten voitaisiin tulkita dataksi. Infrapunainen lähetys vastaanotin/ lähetin -laitteen ja huoneessa sijaitsevien vuorovai-15 kutteisten laitteiden välillä on langatonta ja kuulumatonta, eikä aiheuta haittaa vuorovaikutteisen videolaitteen käyttäjille tai ei-käyttäjille. Videokuvan valittujen peräkkäisten kenttien koodauksella binääridatan sarjabitti-virralla saadaan datataajuus, joka on riittävä usean vuo-20 rovaikutteisen laitteen ajantasaiseen ohjaukseen video-ohjelmamateriaalin sisällön puitteissa tai sen ulkopuolella. Vuorovaikutteisten laitteiden sisällä oleva ja sieltä ohjattu pariteettivirhelogiikka varmistaa datan yhtenäisyyden niin, että vuorovaikutteiset laitteet vastaavat ’ 25 luotettavasti ennalta määrätyllä tavalla. Laitteen elek- troniikka käyttää tavanomaisia logiikkapiirejä ja valmistusmenetelmiä, mukaan lukien hyvin suurimittainen integrointi (VLSI), mikä edelleen lisää järjestelmän luotettavuutta ja vähentää sen kustannuksia.

30 Nämä ja muut esillä olevan keksinnön päämäärät ja . edut ymmärretäään selvemmin tarkastelemalla piirroksia ja seuraavaa ensisijaisen toteutuksen kuvausta.

Piirrosten lyhytkuvaus

Kuvio 1 esittää vuorovaikutteista lelusysteemiä, 35 joka on tehty keksinnön ensisijaisen toteutuksen mukaan.

9391 6 7

Kuvio 2 esittää kaavamaisesti keksinnön uutta va-loisuusmodulointimenetelmää.

Kuvio 3 esittää kaavamaisesti, lohkokaaviomuodossa, vuorovaikutteisen laitteen videovastaanotin/IR-lähetin-5 elektroniikkaa.

Kuvio 4 esittää, lohkokaaviomuodossa, vuorovaikutteisen lelun vastaanotinelektroniikkaa.

Kuvio 5 esittää kaavamaisesti, lohkokaaviomuodossa, keksinnön videokoodauselektroniikkaa.

10 Ensisijaisen toteutuksen yksityiskohtainen kuvaus

Kuvio 1 on kuvallinen esitys esillä olevan keksinnön vuorovaikutteisen videolaitteen käytöstä. Etäisen te-levisiolähetysantennin 10 esitetään lähettävän yhdistettyä videoinformaatiota, eli yhdistettyä videosignaalia, joka 15 sisältää video-ohjelmairtateriaalin ja ohjausdatan, merkitty viiva-piste-piste -viivalla 12, televisioon 14. Television 14 antennin 14a poimii etäisen lähetyksen ja näyttää sen kuvaruudulla, merkitty yleisesti 14b. Tämän kuvauksen tarpeita silmällä pitäen, kuvaruudulla 14b voidaan ajatella 20 olevan ohjelman katselualue 14c, joka yleisesti on yhteneväinen ruudun 14b kanssa, joka sisältää esittävän alueen 14d, johon viitataan kuviossa 2 kaavamaisesti keksinnön uuden datakoodausmenetelmän havainnollistamiseksi. Vain havainnollisuuden vuoksi, ja jotta ymmärrettäisiin, kuin-' 25 ka vuorovaikutteista videolaitetta voidaan käyttää ajan- vietelaitteissa, risteyksen ohi kulkevan auton videokuva on esitetty esittävän televisio-ohjelman silmiinpistävänä piirteenä.

Optisella trandsduktorilla 16, jossa on valoherkkä 30 diodi 18 kerratun johdinparikaapelin 18a yhdessä päässä, : "tähdätä” katselualuetta 14c etäisyydeltä, joka on mie luusti suurempi kuin kuusi tuumaa, ja kulmasta, joka mieluusti on suurempi kuin kolmekymmentä astetta. Ensisijaisessa toteutuksessa kaapeli 18a jäykistetään valamalla 35 kaapelin 18a kanssa yhteen jäykkä lanka käyttämällä sopi- 8 9391 6 vaa elastomeerista yhdistettä. Täten, kun transinduktori 16 on kerran asetettu osoittamaan katselualuetta 14c, sen paikka pysyy kunnes käyttäjä asettaa sen uudelleen. Trans-duktorin 16 toinen pää on kytketty vastaanotin/lähetin-5 laitteeseen 20, joka voi sijaita television 14 rinnalla, esim. sen päällä tai vieressä ja voi olla kiinnitety teks-tiilihihnalla (ei kuviossa). Transduktori 16 kytkee näköpiirissään olevan valoisuusmodulaation ilmaisinvälineisiin (ei kuviossa) vastaanotin/lähetin -laitteessa 20. laite 10 20 sisältää vastaanotin/lähetin -elektroniikkaa asennettu na piirilevylle 22 ja etulevyn 24. IREDit 26, 28, 30 ovat asennettu painetulle piirilevylle 22 ja ulottuvat etulevyssä 24 olevalle paikalle, mikä mahdollistaa niiden lähettää infrapunaista energiaa yleisesti viiva-piste -vii-15 vojen 32a, 32b, 32c osoittamaan suuntaan. On ymmärrettävissä, että mitä tahansa haluttua määrää IREDejä voidaan käyttää, riippuen ohjauselektroniikan virranantokyvystä ja halutusta lähetysmatkasta.

Vuorovaikutteinen laite, kuten auto 34, iREDien 26, 20 28, 30 vaikutusalueella sisältää valoon reagoivat välineet eli valoherkän diodin 36 asennettuna painetulle piirilevylle 38 autossa 34. Tavalla, joka kuvataan jäljempänä, voidaan binääristä dataa koodata katselualueelle 14c, jonka datan, vaikka se onkin näkymätöntä television katseli-·' 25 jalle, voi vastaanotin/lähetin -laite 20 kuitenkin ilmais-ta katselualueella 14c olevan valoisuusmodulaation trans-duktorin 16 kautta tapahtuvan kytkennän avulla. Laitteessa 20 oleva vastaanotin/lähetin -elektroniikka rekonstruoi ohjausdatan valoisuusmodulaatiosta ja lähettää sen autoon 30 34. Auto 34 aloittaa ennalta määrätyn toiminnan ohjausda taan sisältyvän komennon mukaan. Havainnollistuksessa auto 34 matkii televisio-ohjelmassa olevaa autoa käynnistämällä moottorinsa ja kiihdyttämällä.

On ymmärrettävä, että vuorovaikutteinen laite voi 35 olla mikä tahansa opetus- tai ajanvietelaite tai vastaava, 9391 6 9 joka pystyy vastaamaan ennalta määrätyllä tavalla ohjaus-dataan, joka lähetetään Infrapunalsena energiana sopivalla taajuusalueella. Tässä kuvatun videolaitteen mahdolliset käyttöalueet ovat käytännöllisesti katsoen rajattomat. On 5 myös ymmärrettävää, että video-ohjelmamateriaalin sisältävän yhdistetyn videosignaalin lähteen ei tarvitse olla etäinen lähetysantenni 10, kuten kuviossa 1, vaan se pikemminkin voi olla tavanomaisesti televisioon 14 kytketty videokasettisoitin, joka voi joko toistaa ennalta nauhoi-10 tettua videokasettinauhaa tai vastaanottaa etäistä lähetystä paikallisesti esitettäväksi televisiossa 14 tai muussa videomonitorissa.

Keksinnön ensisijaiseen toteutukseen ehdotetussa modifikaatiossa transduktori 16 on muodoltaan mikä tahansa 15 tavanomaisista RF-antenneista, joka pystyy kytkemään televisioruudusta 14b lähtevän alhaisen sähkömagneettisen säteilyn vastaanotin/lähetinlaitteeseen 20. Esityksen lyhyyden ja selkeyden nimissä kuvion 1 voidaan tulkita esittävän tätä vaihtoehtoista toteutusta, ainoana erona olles-20 sa sen, että valoherkkä diodi 18 ja kerrattu johdinpari-kaapeli 18a suoraviivaisesti korvataan jäykällä johtimella, joka on samassa paikassa ja samalla tavoin sijoitettu ja joka voidaan mitoittaa ja muotoilla, kuten hyvin tunnettuna, antamaan riittävä RF-herkkyys. Kun ensisijaisen 25 toteutuksen valoherkkä diodi 18 voi sijaita kohtalaisen etäisyyden päässä televisioruudusta 14b, mutta mieluusti suuremman etäisyyden kuin kuusi tuumaa päässä, ehdotetun modifikaation antennin tehokas toiminta-alue on sekä pienempi että lähempi, ts. antenni sijaitsee ensisijaisesti 30 muutaman jalan päässä televisioruudusta, muttei ole kosketuksissa sen kanssa.

Tarkastellaan seuraavaksi kuviota 2, jossa on kaavamaisesti esitetty uusi menetelmä datan koodaamiseksi kuvion 1 katselualueelle 14c. Yksityiskohta A esittää mal-35 lialuetta 14d, kun kirkkausmodulaatiota ei ole; yksityis- 10 93916 kohta B esittää, melkoisesti liioitellussa muodossa, mal-lialuetta 14d kirkkausmodulaation vallitessa. Selkeyden ja piirustusteknillisten seikkojen vuoksi yksityiskohdat A ja B ovat esitetty suuresti liioitelluin vaakapyyhkäisy-5 juovien pystypaikkaeroin ja suuresti liioitellulla valoi-suusmodulaatiolla. Piirroksia pidetään kuitenkin tässä ehdotettua uutta valoisuusmodulaatiomenetelmää opettavana.

Yksityiskohdassa A verrattain alhaisen valoisuuden vaakapyyhkäisyjuovia edustavat juovat kuten juova 40. Ver-10 rattain suuren valoisuuden vaakajuovasegmenttejä edustavat suhteellisesti leveämmät juovat kuten juova 42. Tällä tavoin suuren valoisuuden piirteet, kuten kuvion 1 alueella 14d esitetyt, erottuvat kuvoihin 1 ja 2 havainnollisuuden vuoksi otetun liikkuvan kuvan nimellisen valoisuuden taus-15 ta-alueista. On ymmärrettävä, että havainnollisuuden vuoksi valitut juovaleveydet ovat ainoastaan viitteellisiä ja eivät yleisesti edusta todellisia pyyhkäisyjuovaleveyksiä tai -välimatkoja, jotka ovat näkyvissä tässä mittakaavassa katselualueella 14c. On ymmärrettävä, viitaten kuvioon 2, 20 että yksityiskohtien A ja B vaakajuovat ovat ei-limitettyjä ja edustavat yhden kentän juovia pikemmin kuin juo-valimitetyn ruudun juovia. Moduloimalla peräkkäisten kenttien vuorottelevia juovia, data voidaan koodata lähetettäväksi television kenttätaajuudella, esim. 60 Hz kansal-: 25 lisen televisiojärjestelmäkomitean, National Television

System Committee, (NTSC) -televisiolähetyksen tapauksessa.

Yksityiskohta B esittää, alueen 14d sisällä, kat-selualueen 14c valoisuusmoduloinnin vaikutusta, esitetty yksityiskohdassa A. Nostamalla ja laskemalla vuorotellen 30 vierekkäisten vaakapyyhkäisyjuovien valoisuutta katselu-alueella 14c tuotetaan videoapukantoaalto, joka voidaan ilmaista optoelektronisin välinein, kun samalla katselu-alueella 14c olevien kuvalementtien väliset palkkasuhteet, katselualueen 14c valoisuus ja kontrasti suhteellisesti 35 suurten ja suhteellisesti alhaisten valoisuuspiirteiden 9391 6 11 välillä katselualueella 14c säilyvät:. Täten tausta sisältää nyt vuorotellen nostettuja ja laskettuja valoisuudeltaan olevia vaakapyyhkäisyjuovia 44 ja 46, vastaavasti. Toisin sanoen, nostetun valoisuuden juovat, joita edustaa 5 juova 44, ovat valoisuustasolla, joka on hieman suurempi kuin yksityiskohdassa A olevan juovan 40 valoisuus, ja, kömpiementaarisesti, vuorottaiset juovat, joita edustaa juova 46, ovat jonkin verran alhaisemmalla valoisuustasolla verrattuna yksityiskohdan A vastaaviin juoviin 40.

10 Kuten kuviossa 2 esitetty, valoisuusmodukaatio, joka mahdollistaa jäljempänä kuvattavan ilmaisimen ilmaista ja dekoodata keksinnön ensisijaisella menetelmällä koodatun binäärisen datan, on merkityksetön prosentti yksityiskohdassa A esitettyjen vaakajuovien normaaleista va-15 loisuustasoista. Vaikka tätä modulaatiota onkin liioiteltu yksityiskohdassa B (ja esitetty juovan leveys-, pikemmin kuin juovan intensiteetti-, modulaationa), havainnollisuuden vuoksi, yksityiskohdista A ja B on ilmeistä, että katselualueella 14c olevien videopiirteiden ja taustan koko-20 naiskeskimääräisvaloisuus ja välinen kontrasti säilyvät.

Kiinnitetään huomio nyt kuvion 2 alueisiin 52, 54, on ymmärrettävissä, että myös valoisuusmodulaation, jossa binäärinen 0 tai 1 koodataan, vallitessa katselualueen 14c mielivaltaisen pienellä alueella olevien kuvaelementtien 25 keskinen paikallinen suhde säilyy. Esimerkiksi, vaikka alueet 52, 54 supistettaisiin käsittämään vai kaksi vierekkäistä katselualueen 14c vaakapyyhkäisyjuovaa, koko-naisvaloisuus alueen 54 sisällä olisi sama kuin vastaavan alueen 52 sisällä. Tämä perustuu esillä olevan keksinnön 30 uuteen, vuorottelevan juovan suhteelliseen modulaatiokaa-vaan, jossa prosentti, jolla yhden juovan valoisuutta lisätään, on yhtäsuuri kuin prosentti, jolla viereisen juovan valoisuutta vähennetään. Alaa tuntevat ymmärtävät, että samaa menetelmää voidaan soveltaa värikkyyssignaaliin 35 ja tuottaa ilmaistavissa oleva, mutta huomaamaton datamo- 12 9391 6 i duloitu värikkyysapukantoaalto.

Tärkeää on, että todellisen videokuvan kentässä olevat vaakapyyhkäisyjuovat, jotka ovat vain kaavamaisesti esitetty kuviossa 2, ovat lähekkäin, jolloin vuorojuova-5 valoisuudmodulaatiosta aiheutuva mahdollinen karkeus on oleellisesti näkymätöntä television 14 katselijalle. Keksinnön ensisijaisen menetelmän käytännössä huipusta-huip-puun modulaatioprosentti, joka, vaikka onkin käytännöllisesti katsoen näkymätön katselijalle, on kuitenkin il-10 maistavissa optoelektronisin välinein, on noin 10 prosenttia, eli vähemmän kuin puolet tässä kaavamaisesti esitetystä näkyvästä modulaatiosta.

On ymmärrettävä, että juuri edellä kuvattu vuorot-televan juovan suhteellinen modulaatiokaava on ainoastaan 15 yksi monista keksinnön suoja-alueeseen kuuluvista datakoo-dausmenetelmistä. Ilmeisestikin, viereisten parien, kolmikkojen jne vaakajuovia voidaan vuorotellen suhteellisesti valoisuusmoduloida samalla edelleen säilyttäen katselu-alueella 14c olevien taustan ja videopiirteiden kokonais-20 valoisuus ja välinen kontrasti. Kuten tullaan kuvaamaan, viitaten kuvioihin 3 ja 5, vastaavat muutokset eri suodattimien ja viivelinjojen jaksoihin ja taajuuksiin ovat ainoat seikat, joita edellytetään tällaisen modifikaation sovittamiseksi modulaatiokaavaan. On myös ymmärrettävissä, : 25 että huomaamaton modulaatio television 14 katselualueella 14c voidaan toteuttaa siten, että alueella samanaikaisesti on läsnä useampi apukantoaalto. Tällä tavoin useampi kuin yksi binäärinen databitti voidaan viedä transduktorin 16 ilmaistavaksi yhdessä videokentässä ja saada aikaan data-30 taajuus, joka on suurempi kuin television kenttätaajuus.

Suurempiin datataajuuksiin päästään myös jakamalla katse-lualue 14c useisiin alueisiin, joista kutakin moduloidaan huomaamattomasti yhden tai useamman binäärisen databitin koodaamiseksi. Useita transduktoreita, kuten transduktori 35 16, voidaan "tähdätä" erillisille alueille ja transdukto- « 13 9391 6 rien mukaan toimiva dekooderipiiri voi ilmaista ja dekoodata televisiolle 14 rinnakkaismuodossa esitetyn binäärisen datan.

Tarkastellaan seuraavaksi kuviota 3, jossa on esi-5 tetty lohkokaavio vastaanotin/lähetin-elektroniikasta, joka pystyy ilmaisemaan, dekoodaamaan ja lähettämään binäärikoodatun datan televisiosta 14 vuorovaikutteiseen leluun 34. Ilmaisemisvälineet sisältävät transduktorin 16, jolla "tähdätään" kuvaruutuun 14b; valoherkät välineet, 10 kuten diodi 18, joka kytkee optisesti näköpiirissään olevan valoisuuden kaapelin 18a kautta ilmaisin- eli vastaan-otinelektroniikkaan; ja vastaanotinelektroniikan 56, joka tuottaa ohjausdatasekvenssin vuorovaikutteisen laitteen ohjaamiseksi. Vastaanotinelektroniikka 56 analysoi sähköi-15 sen signaalin 7,867 kHz:n ympärillä olevalla energia-alueella, joka taajuus on puolet NTSC:n nimellisestä (väri-) vaakajuovataajuudesta kentän sisällä, ja on näin ollen taajuus, jolla valoisuutta moduloidaan televisioruudun katselualueella 14c. Valoisuusmodulaation esiintyessä täl-20 lä taajuusalueella, vastaanotinelektroniikan 56 lähtö antaa binäärisen 1 tai 0, mikä ilmaisee apukäyttöön tarkoitetun, esim. vuorovaikutteinen laite, ohjausdatan läsnäoloa ja havaitsemista.

Vastaanotinelektroniikka 56 sisältää vahvistimen : 25 58, jonka vahistuksen määrää takaisinkytkentävastus Rf, jonka arvo voidaan määrittää hyvin tunnetuilla menetelmillä; kaksisuuntaiset, sarjamuotoiset kaistanpäästösuoda-tin/vahvistimet 60, 62, molemmat viritettyinä päästämään ja jossain määrin vahvistamaan energiaa 7,687 kHz:aa ym-30 päröivällä alueella, kummankin valikoivuuden, eli Q:n, ollessa noin 10, kokoaaltotasasuutnaajan 64, jonka lähtö tasoitetaan kondensaattorilla C; ja tasokomparaattorin 66, joka vertaa tasasuuntaajan 64 tasoitettua lähtöä ennalta määrättyyn vertailujännitteeseen ja määrittää, onko 7,867 35 kHz:n energia itse asiassa koodattua dataa vaiko satun- 14 9391 6 naista videokohinaa. On ymmärrettävä, että suodatin/vah-vistimet 60, 62 voidaan yhdistää yhdeksi vahvistinasteek-si, joka antaa samanlaisen vahvistuksen ja valikoivuuden.

Tasokomparaattori 66, jolla voidaan ajatella ole-5 van suuren vahvistuksen mutta rajoitetun dynaamisen alueen, vertaa tasasuuntajan 64 tasoitettua lähtöä mieluusti ajanjakson, joka on suurempi kuin usean vaakajuovan jakso, jolloin varmistutaan, ettei saada väärää ilmaisua koodatun datan läsnäolosta kentässä, jolla sattuu olemaan eri va-10 loisuuden vierekkäiset vaakajuovat, esim. videokuvan korkean ja alhaisen valoisuuden piirteiden vaakasuora rajapinta. Ensisijaisessa toteutuksessa, ajanjakso, jolloin komparaattori 66 on aktiivinen, on suurinpiirtein yhtä suuri kuin aika, joka televisio 14 rasteripyyhkäisyelek-15 troniikalta vie viidentoista vaakajuovan pyyhkäisyyn. Komparaattorin 66 lähtö on bistabiili, ja sillä on ensimmäinen, aktiivinen tila aikavälin aikana, joka on ensisijaisesti suurempi kuin yksi millisekunti (vastaten valoisuus-modulaation esiintymistä), ja toinen, inaktiivinen tila 20 kaikkina muina aikoina. Täten ilmaisemisvälineet tuottavat ohjausdatasekvenssin jatkuvasti tarkkailemalla valoisuus-modulaatiota television 14 katselualueella 14c.

On ymmärrettävissä, että kaistanpäästösuodatin/vah-vistimien 60, 62 keskustaajuuksina voivat olla muut taa-: 25 juudet kuin 7,867 kHz vastaten valoisuusmodulaatiotaajuut ta, jolla data on koodattu. On myös ymmärrettävissä, että voidaan käyttää useita ilmaisemisvälineitä, keksinnön suoja-alueen puitteissa, joista kukin pystyy ilmaisemaan va-loisuusmodulaation erillisellä taajuusalueella, edustaen 30 moninkertaisia binääridatabittejä.

Tarkastellaan edelleen kuviota 3, havaitaan, että välineet, joilla ohjausdata välitetään langattomasti vuorovaikutteiseen laitteeseen, sisältävät IR-modulaattorin 68, joka moduloi 32 kHz kantoaaltoa komparaattorin 66 bis-35 tabiililla lähdöllä ja ohjaa IRED-matriisia, joka ensisi- I! 15 93916 jäisessä toteutuksessa muodostuu kolmesta iREDistä 26, 28, 30. IREDit 26, 28, 30 ovat asennettu painetulle piirilevylle 22 ja niitä tukee etulevy 24 (kuvio 1) ja ne lähettävät IR-energiaa yleisesti viiva-piste -viivoilla 32a, 5 32b, 32c esitettyyn suuntaan. On ymmärrettävissä, että kantoaalto voi olla millä taajuudella tahansa, mutta on ensisijaisesti kuultavan alueen yläpuolella olevalla taajuudella ei-toivotun akustisen kytkennän välttämiseksi ja on mieluusti eri kuin muiden laitteiden kantoaaltotaajuus, 10 esim. kaukosäätölaite, joka langattomasti ohjaa televisiota.

On ymmärrettävissä, että kuviossa 3 esitetty vastaanotin/ lähetin-elektroniikka ei edellytä tahdistusta television 14 rasteripyyhkäisyajoituksen kanssa. Se ei 15 edellytä minkäänlaista sähköistä kytkentää televisioon 14 tai antenniin 14a. Edelleen ymmärretään, että laitteen 20 vastaanotin/lähetinelektroniikka on ensisijaisessa toteutuksessa paristokäyttöinen, jolloin vältytään syöttämästä sinne vaihtovirtaa. Sopivalla taajuudella olevan huomaa-20 mattoman valoisuusmodulaation pelkkä läsnäolo missä tahansa katselualueen 14c sisällä, kytkettynä transduktorilla 16 vastaanotinelektroniikkaan 56, mahdollistaa laitteen 20 elektroniikan erottaa ohjausdatan satunnaisista video-kuvioista. Täten keksintö mahdollistaa huomaamattoman, : 25 kaistalla tapahtuvan tietoliikenteen datanopeudella, joka on suurempi, yhtä suuri tai pienempi kuin tavanomaisen television kenttätaajuus, ilman että tarvitaan sisäisiä tai ulkoisia yhteenliitäntöjä.

Alaa tuntevat ymmärtävät, että kun käytetään anten-30 nia, eikä valoherkkää diodia, kytkettäessä datamoduloitu videoapukantoaalto vastaanotin/lähettimeen 20, keksinnön ensisijaisen toteutuksen ehdotetun modifikaation mukaan, vastaanotinelektroniikka 56 tarvitsee muuttaa vain siinä että puskurivahvistimen 58 tulo on antennin vastaanottama 35 signaali eikä valoherkän diodin 18 tuottama signaali, ja 16 9391 6 pieniä muutoksia voidaan haluttaessa tehdä, kuten hyvin tunnettua, suodatin/vahvistimien 60, 62 vahvistukseen ja valikoivuuteen tai tasokomparaattorin 66 vertailujännitteeseen.

5 Tarkastellaan nyt kuviota 4, jossa on esitetty vuo rovaikutteisen lelun, kuten auto 34, sisällä oleva elektroniikka. IR-energia, kuten viiva-piste -viivalla 32a esitetty, joka osuu valikoivasti IR-valoherkille välineille, sisältäen valoherkän diodin 36, tuottaa signaalin, 10 joka viedään kantoaallon ilmaiseville välineille tai tavanomaiselle IR-esivahvistimelle, joka on langattomasti kaukosäädettävissä televisioissa yleisesti käytettävää tyyppiä. Yleisesti IR-esivahvistin 70 sisältää puskurivahvistimen 72, IR-modulaattorin 68 kantoaaltotaajuudelle 15 viritetyn vahvistimen 74, kokoaaltotasasuntaajan 76 ja tasokomparaattorin 78. Esivahvistin 70 muuntaa amplitudi-moduloidun 32 kHz IR-energian 32a, joka osuu valoherkälle diodille 36, demoduloiduksi digitaaliseksi signaaliksi.

Tämä digitaalinen signaali edustaa bittisarjadataa, joka 20 havaittiin valoisuusmodulaationa televisiossa 14, siten, että sen voidaan ymmärtää olevan RZ binääri-koodattu formaatti. Toisin sanoen, dataa edustavat binääriset l:t ja 0:t ovat ajansuhteen erotettu toisistaan tyhjämerkillä, eli inaktiivisilla jaksoilla, joiden aikana komparaattorin : 25 78 digitaalinen lähdön taso on, ylätila-tosi -käytännön mukaan, looginen 0.

Ensisijaisessa toteutuksessa ohjaustiedot, jotka koodataan valoisuusmodulaatiolla lähetettäväksi televisioon 14, ovat formatoitu asynkronisella, eli aloitus/lo-30 petus-, protokollalla. Tässä hyvin tunnetussa formaatissa, joka on yhteensopiva yleisten asynkronisten vastaanotin/-lähetin (UART) -piirien sekä tietoliikennelinjojen tarkkailu- ja tietojenkeruulaitteistojen kanssa, data voidaan esittää viidestä kahdeksaan bitin koodilla, jota edeltää 35 aloitusbitti ja jota valinnan mukaan seuraa pariteettibit- 17 9391 6 ti ja jota seuraa lopetusbitti. Vaikka keksinnön ensisijaisessa toteutuksessa datakenttä on viisi bittiä pitkä ja pariteettibittiä käytetään varmistamaan datan yhtenäisyys, on ymmärrettävissä, että mitä tahansa ennaltamäärät-5 tyä bittien lukumäärää ja bittien järjestystä ohjaustiedoissa voidaan käyttää.

On myös ymmärrettävissä, että datakentässä, joka edustaa komento/osoite-informaatiota, jonka tarkoitus on käynnistää vuorovaikutteinen laite, komento/osoite-infor-10 maatio voidaan koodata usealla eri tavalla. Ensisijaisessa toteutuksessa viidestä databitistä kolme ensimmäistä ovat aina binääri 1 ja jäljelle jäävät kaksi bittiä ovat varattu kuljettamaan ennalta määrättyä komentoinformaatiota vuorovaikutteiseen laitteeseen tavalla, joka tullaan ku-15 vaarnaan.

Komparaattorin 78 digitaalinen lähtö, joka edustaa RZ-, binäärikoodattua ohjausdatasekvenssiä, salvataan, kelpoisuus tarkastetaan ja dekoodataan salpa/dekoodaus -logiikassa 80, jota kellotetaan datataajuudella, esim. 20 60 Hz. Kun peräkkäiset bitit, mukaan lukien aloitusbitti, pariteettibitti ja lopetusbitti, jotka ovat ennalta määrätyillä loogisilla tasoilla, kellotetaan ohjaimeen, eli salpa/dekooderi -logiikkaan 80, ohjausdatakentän tarkastetaan sisältävän komento/osoite -informaaatiota. Kun on ’. 25 tarkastettu, että komento/osoite -informaation viisi bit- » tiä ovat oikein aloitus- ja lopetusbittien ympäröimät ja ovat oikeaa pariteettia, ne viedään väylään 82, joka on johdettu useisiin ohjauspisteisiin vuorovaikutteisen laitteen, kuten auto 34, sisällä.

30 Ymmärretään, että salpa/dekooderi -logiikka 80 voi daan toteuttaa millä tahansa lukuisista hyvin tunnetuista digitaalisista logiikkapiireistä. Esimerkiksi, siirtore-kisteriä voidaan käyttää keräämään peräkkäisiä ohjausda-tabittejä ja mitä tahansa lukuisista kellotuskaavioista 35 voidaan käyttää määräämään signaali, jonka reuna kellottaa t 18 9391 6 peräkkäiset ohjausdatabitit siirtorekisteriin. Tai, esimerkiksi, invertoimalla ja venyttämällä komparaattorin 78 lähes kestoltaan suuremmaksi kuin puolet bittiajasta, esim. käyttämällä monostabiilia multivibraattoria, voidaan 5 käyttää UART:ia toteuttamaan salpa/dekooderi -logiikka, syöttämällä kellotaajuus, joka on yhtä kuin 16 kertaa datat aajuus. Ymmärretään, että käyttämällä UART:tä binääri-datan kelpoisuus tarkistetaan automaattisesti (pariteettiin ja rakenteeseen nähden) ja salvataan rinnakkaisesti 10 vietäväksi dataväylään 82. Keksinnön ensisijaisessa toteutuksessa salpa/dekooderi -logiikka 80 sekä IR-esivahvistin 70 piiri ovat toteutettu mittatilaus VLSI-piirillä, mikä oleellisesti pienentää auton 34 kustannuksia ja lisää sen luotettavuutta.

15 Ymmärretään, että ohjausdatan osoite/komentokenttä voi olla minkä pituinen tahansa ja että se voidaan koodata lukuisilla tavoilla riippuen järjestelmän vaatimuksista, esim. kuinka monta vuorovaikutteista laitetta tarvitsee osoitteistaa ja kuinka monta käskyä ymmärtää. Edelleen ym-20 märretään, että vertaamalla osoitekenttää yhteen tai useampaan ennalta määrättyyn arvoon, nimenomaiset vuorovaikutteiset laitteet käyttäjän kotona, joilla on osoitteen mukaan toimivat välineet, voivat valikoivasti aloittaa komentokentän osoittaman toiminnan kun osoitekenttä • 25 ja yksi tai useampi tällainen arvo ovat yhtä suuria. Esi merkiksi, osoite/komento -kenttään voidaan nimetä toimin-tamuoto-ohjausbitti joka määrää kuinka vuorovaikutteinen laite tulkitsee jäljellä olevat bitit. Tapauksessa, jossa on suuri lukumäärä kapasiteetiltaan verrattain rajallisia 30 vuorovaikutteisia laitteita, suurin osa jäljellä olevista biteistä voidaan varata osoitteelle ja verrattain harva komennoille. Tapauksessa, jossa vuorovaikutteisia laitteita on vähemmän mutta ne ovat pystyvämpiä toimimaan, suurin osa jäljellä olevista biteistä voidaan varata komennolle 35 ja verrattain harva osoitteelle. Tällä tavoin voidaan j 9391 6 19 suunnitella joustava järjestelmä, jossa lukumäärältää ja kyvyiltään vaihtelevia vuorovaikutteisia laitteita sijoitetaan halutun pituiseen osoite/komento -kenttään, jolloin laitteet toimivat ainoastaan ennalta nimettyjen laitekoh-5 täisten osoitteiden mukaan.

Nimenomainen vuorovaikutteinen laite on ensisijaisessa toteutuksesa langoitettu kiinteästi vastaamaan ennalta määrätyllä tavalla vastaanottamaansa ohjausdataan. Ymmärretään, että tämän sijasta se voi olla ohjelmoitu tai 10 lukumuisti-(ROM) ohjattu, jolloin sen vasteita voidaan helpommin muuttaa. Yhden tai useamman vuorovaikutteisen laitteen aloittamat toiminnat voivat sisältää moottorin; ohjauksen; valojen; äänimerkin; puhesynteesiä; tai monia muita. Tapauksessa, jolloin vuorovaikutteinen laite ei ole 15 toimintalelu, peräkkäiset komentokentät voivat edustaa, esimerkiksi, ASCII-(American Standard Code for Information Interchange) tekstiä, joka voidaan näyttää sylissä pidettävällä näyttölaitteella, tai MIDI- (Musical Instrument Digital Interface) dataa, jota voidaan käyttää ohjaamaan 20 musiikki-instrumenttia. Täten kuviossa 1 esitetty nimenomainen sovellus, jossa vuorovaikutteinen laite on leik-kiauto 34, on ainoastaan yksi monista esillä olevan keksinnön uuden vuorovaikutteisen videolaitteen käyttötavoista.

: 25 Tarkastellaan lopuksi kuviota 5, jossa on esitetty lohkokaaviomuodossa ja yleisesti merkitty numerolla 84 ensisijainen toteutus koodauselektroniikasta, jolla tuotetaan datakoodattu yhdistetty videosignaalil etäislähe-tyksiin. Koodauselektroniikka 84 ymmärretään parhaiten 30 modifikaationa tunnettuun videoprosessointivahvistimeen, jota yleisesti käytetään videolähetyksen yhteydessä varmistamaan, että videonauhat mukautuvat lähetyksen laatuun, formaattiin ja muihin säännösten vaatimuksiin. Ensiksi kuvataan kaavion ne osat, jotka liittyvät video-ohjelma-35 materiaalin ja ohjausdatan sisältävän yhdistetyn videosig- « i 20 9391 6 naalin tuottamiseen. Toiseksi kuvataan videoesikatselupii-ri, joka mahdollistaa videonauhan katselun ennen datakoo-dausta ohjelmamateriaalin sopivuuden valoisuusmodulaatioon määrittämistä varten. Lopuksi kuvataan datapoistopiiri, 5 joka sallii aikaisemmin datakoodatun videonauhan palauttamisen ennen koodausta olleeseen tilaan.

86:11a on merkitty ne lohkot, jotka keksinnön ensisijaisessa toteutuksessa toteuttavat valoisuusmodulaa-tion datakoodauskaavion. Datakooderi 86 sisältää tulopus-10 kurin johon ohjelmasignaalin synnyttävät välineet (ei kuviossa) syöttävät video-ohjelmamateriaalin. Värierotin 80 irrottaa tavanomaisen väri-yhdistetyn signaalin värikkyys-komponentin ja tahdistuserotin 92 erottaa siitä tahdistus-komponentin, jolloin ainoastaan valoisuuskomponentti pää-15 see video/data-sekoittajaan 94. Sekoittajan 94 ainoa muu tulo (REMOVE DATA -kytkimen ollessa auki) on video-ohjelmamateriaalin kanssa sekoitettava ohjausdata.

Välineet datasignaalin synnyttämiseksi (esim. tie-tokonevälineet, (ei kuviossa), antavat ohjausdatan bitti-20 sarjamuodossa flip-flopin 96 tuloon D, jossa looginen taso, edustaen lähetettäväksi koodattava l:tä tai 0:aa, tahdistetaan VERTICAL SYNC -signaalin kanssa, jonka taajuus on yhtä suuri kuin kenttätaajuus. Flip flop -piirin 96 tahdistettu lähtö yhdistetään AND-piirissä 98 flip ’· 25 flop -piirin 100 50 % toimintajakson lähdön kanssa, kun piirin 100 viputulo on HORIZONTAL SYNC -signaali. Sammu-tussuojaus eli sammutussuojapiiri 102 tasolukitsee AND-veräjän, jotta varmistuttaisiin, että normaalit videotah-distussignaalit, HORIZONTAL SYNC, VERTICAL SYNC ja väri-30 vertailu, joita lähetetään sammutusvälien aikana, eivät j häiriinny datamodulaation vuoksi. Piiri 102 myös antaa esijännitteen AND-veräjän 98 lähdölle niin, että sillä on suurin piirtein yhtäsuuret positiiviset ja negatiiviset poikkeamat, jotta saataisiin suhteellisesti nostettu ja 35 laskettu valoisuus kun ohjaustieto on binäärinen 1, ja ei • t 9391 6 21 annettaisi mitään sekoittajan 94 valoisuuslähdössä, kun ohjaustieto on binäärinen 0.

"Valkoinen" ja "musta" leikkainpiiri 104 huolehtii, että ohjausdatan ja ohjelmamateriaalin sekoittajassa 94 5 tapahtuneen sekoittamisen jälkeen maksimi "valkoista" ja maksimi "mustaa" tasoja ei ylitetä. Toinen sekoittaja 106 uudelleen yhdistää värikkyys- ja valoisuussignaalit tuottaen signaalin, joka sammutetaan vaakapaluujuovan aikana sammutussummaimessa 108.

10 Tarkastellaan vielä datakooderia 86, kun esitetyn piirin toiminnon alaa tuntevat ymmärtävät hyvin ja kun piiri sisältää; purstivahvistimen 110; purstivaihesäädön 112; väriprosessorin 114; lukitsimen 114; tahdistusproses-sorin 118; lukitsin- ja sammutusgeneraattorin 120; pääte-15 astevahvistimen ja sekoittajan 122; tahdistusvahvistimen ja ohjaimen 124, joka tuottaa signaalin SYNC OUT; ja läh-töohjaimen 126, joka antaa VIDEO OUT -signaalin. Täten datakooderi 86 sisältää välineet, joilla voidaan moduloida ohjelmasignaalia datasignaalilla ajastetussa suhteessa, 20 jolloin tuotetaan ohjausdata-apukantoaalto.

Tarkastellaan edelleen kuviota 5, video esikatse-lulaite 128 kuvataan yksityiskohtaisesti. Esikatselulait-teen 128 tarkoituksena on antaa menetelmä, jolla video-ohjelmamateriaalia voidaan esikatsella kenttä kentältä ja '· 25 tarkastaa sen sopivuus ensisijaisen menetelmän valoisuus- ψ modulaatiodatakoodauskaavioon. Esikatselulaite 128 mahdollistaa tunnistaa peräkkäisten videokenttien sekvenssi, kun kukin kentistä sisältää, ikkunassa, joka ympäröi koodattavaa katselualuetta, korkeaa ja alhaista valoisuutta vas-30 taavasti vastaavan kynnystason ala- ja yläpuolella. Samal- • la tavoin, esikatselulaite 128 mahdollistaa 7,867 kHz vi- · · deoapukantoaallon sisältävän videonauhan tunnistamisen joko jo datakoodatuksi tai sisältäväksi videopilrteitä, jotka ilmaistaisiin koodatuksi dataksi kun ne eivät itse 35 asiassa sitä ole. Hyvin tunnetuilla kentän merkitsemistek- 22 9391 6 nilkoilla kentät, jotka ovat joko liian "valkoisia" tai liian "mustia", jotta ne voitaisiin tehokkaasti valoisuus-moduloida, tai kentät, jotka sisältävät videopiirteitä, jotka näyttäisivät datalta, voidaan tunnistaa aikakoodi-5 sekvenssinumeroidensa avulla ja poistaa datakoodausehdok-kaista. Alaa tuntevat ymmärtävät, että lisäämällä sopiva videoviive esikatselulaitteen 128 ja kooderin 86 väliin, esim. viive, joka on pitempi kuin ennalta määrätty ohjaus-datasanapituus, mahdollistetaan videonauhojen esikatselun, 10 merkitsemisen ja datakoodauksen yhdellä läpiajolla eli toistokerralla.

Tarkastellaan videoesikatselulaitetta 128, ensiksi nähdään, että video-ohjelmamateriaalia viivästetään ensisijaisessa toteutuksessa yhdellä vaakaviivalla ultraääni-15 viivelinjan 130 kautta. Saatava signaali invertoidaan sitten analogiainvertterissä 132 (olettaen, että TEST 2 -kytkin on suljettu) ja sekoitetaan saman ohjelmamateriaalin viivästämättömän version kanssa säädettävässä vaihesekoit-tajassa 134, jonka voi ajatella kaksoisjuovakorrelaatto-20 riksi. 250 kHz:n alipäästösuodatin 136 poistaa vaakavii-velinjan 130 ei-toivotut suurtaajuiset häiriöt. Suodattimen 136 lähtö lukitaan 138:ssa (kun VERTICAL SYNC on aktiivinen) ja näytteistetään, kun kentän ikkunoitua osaa pyyhkäistään tämän ollessa ainoa kiinnostava aikaväli. a; 25 7.867 kHz:n kaistanpäästösuodatin 142, kokoaaltotasasuun- taaja 144, integraattori 146 ja vertailujännitekomporaat-tori 148 tuottavat binäärisen signaalin DATA PRESENT kun analysoitava ikkunoitu kenttä sisältää jotain, joka näyttää olevan koodattua dataa.

30 Ymmärretään, että WINDOW -signaalia, joka määrää | katselualueeseen, jossa video-ohjelmamateriaalia ja ohja usdataa sekoitetaan, kuuluvan alikentän ympäryksen, käytetään kytkemään veräjä 140 ja, lukituksen 150 kautta, määräämään jakso, jolloin apukantoaaltoa integroidaan.

35 Ymmärretään, että WINDOW voidaan tuottaa yhdistämällä vaa- 9391 6 23 katahdistus, pystytahdistus ja kuviogeneraattori, jonka määritellä ohjelmoitava lukumuisti (PROM) tai muu mikro-ohjauslaite (ei kuviossa). Siitä huolimatta, että ensisijaisessa toteutuksessa WINDOW-signaalin ympäröimä kenttä 5 alikenttä on television 14 koko katselualue 14c, ymmärretään, että voidaan määritellä kelpo apukenttä - alueeltaan pienempi kuin katselualue 14c -, keksinnön hengen puitteissa, ja sen rajat sekoittaa pengerfunktiogeneraattorin avulla, jotta vältettäisiin havaittava ero katselualueen 10 14c rajapinnalla moduloimattomien ja moduloitujen alueiden välillä. Ymmärretään, että valoisuusmoduloidun alikentän ei tarvitse olla suorakulmainen tai mitään kiinteää muotoa, vaan pikemminkin voi olla kuviogeneraattorin näen-näissatunnaisohjauksen muodottomaksi määräämä. Tärkeänä 15 seikkana keksinnön ensisijainen menetelmä ja toteutus välttää raj apintaongelman valoisuusmoduloimalla television 14 koko katselualueen 14c.

Video-ohjelmamateriaalisignaali lukitaan 152:ssa ja sitä näytteistetään, veräjien 154, 156 kautta, WIND0W-20 signaalin keston ajan. Veräjän 154 lähtö huippuilmaistaan 158:ssa, lukitaan 160:ssa (kun VERTICAL SYNC on aktiivinen) ja sitä verrataan 162.ssa ennalta määrättyyn "valkoiseen" valoisuusmaksimiin, jolloin tuotetaan signaali TOO WHITE, joka ilmaisee, onko alikentän valoisuus suuri, jot-*. 25 ta sitä pystyttäisiin havaittavalla tavalla datalla valoi-suusmoduloimaan. Täydentävästi, veräjän 156 lähtö huippu-ilmaistaan 164:ssa, lukitaan 166:ssa (kun VERTICAL SYNC on aktiivinen) ja sitä verrataan 168:sa ennalta määrättyyn "mustaan" valoisuusminimiin signaalin TOO BLACK tuottami-30 seksi, joka ilmaisee, onko valoisuus alikentässä liian alhainen havaittavastu valoisuusmoduloitavaksi. On ymmärrettävissä signaaleja TOO WHITE, TOO BLACK voidaan tarkkailla tietokonevälineillä (ei kuviossa) vastaavan alikentän merkitsemiseksi valoisuudeltaan joko liian korkeaksi 35 tai alhaiseksi. Datakoodausprosessin aikana tällaisia 24 93916 i kenttiä voidaan välttää ja sopivampi mutta ajallisesti yhtäläinen kenttäsekvenssi voidaan koodata ohjausdatalla. Vaihtoehtoisessa toteutuksessa tällaiset kentät voidaan tehdä sopiviksi, pikemmin kuin että vältettäisiin niitä, 5 tietokonevälineillä, esim. modifioimalla videotasoja kuten vahvistusta ja perustasoa.

Viivelinja 130, joka ensisijaisessa toteutuksessa aiheuttaa noin 63.556 ps viiveen, joka on NTSC:n nimellinen vaakajakso, mahdollistaa edellisen vaakajuovan hetkello lisen valoisuuden käänteisarvon lisäämisen tämän hetkisen vaakajuovan hetkelliseen valoisuuteen, sekoittajassa 134, jolloin syntyy hetkellinen valoisuusero kahden vierekkäisen juovan välille. Valoisuusmodulaation ollessa läsnä taajuudella 7,867 kHz tai ympäristössä, tätä eroa edustava 15 signaali sisältää melkoisen apukantoaaltokomponentin, joka voidaan todeta komparaattorin 148 lähdössä. Ymmärretään, että videoesikatselulaitteen 129 dataesityspiiri on monessa suhteessa samanlainen kuin vastaanotinelektroniikka 56, kuvio 3, siinä että se pyrkii ilmaisemaan kynnysvideoener-20 giatasoa NTSC vaakajuovataajuuden puolikkaalla. Ymmäretään myös, että videoviivelinja 130 voidaan toteuttaa vaihtoehtoisilla laitteilla, esim. varauskytketyn laitteen (CCO) siirtorekistereillä.

Tarkastellaan vielä kuviota 5, havaitaan, että da-: 25 tan poistaja on merkitty 170. Yleisesti datan poistajan 170 voi ajatella olevan kolmoisjuovakorrelaattori. Kun 7.867 kHz:n videoapukantoaalto on kolmen vierekkäisen vaa-kapyyhkäisyjuovan joukossa, datan poistaja 170 tuottaa amplitudiltaan yhtäläisen invertoidun apukantoaallon, jota 30 käytetään sekoittajassa 94 (kun REMOVE DATA -kytkin on suljettu) kumoamaan ilmaistu apukantoaalto. Kuten kuviossa 5 on esitetty, käytettäessä datan poistajaa 170 video-oh-jelmamateriaali esikäsitellään siellä ennen kuin se viedään datakooderiin 86 ja videoesikatselulaitteeseen 128, 35 jolloin lisätään kenttien soveltuvuutta modulaatioon sa- » 93916 25 maila kuitenkin oleellisesti näkymättömällä tavalla vaikuttamalla itse ohjelmamateriaaliin.

VIDEO IN viedään testisekoittajaan 172, jonka toisella tulolla ei normaalisti ole vaikutusta (TEST 1 kytkin 5 auki). Sekoittaja 172 antaa videosignaalin, jota on viivästetty yhden vaakajuovan verran 63.556 ps:n viivelinjässä 174, viivästetty lisää, syistä jotka selviävät kohta, kompensoivassa viivepiirissä 176 ja joka on sitten viety datakooderin 86 puskuriin 88 ja esikatselulaitteen 128 10 viivelinjaan 130. Sekoittajan 172 lähtö invertoidaan ana-logiainvertterillä 178, jonka virtalähtöä rajoitetaan vastuksella Rl ennen viemistä sekoittajaan 180. Sekoittajan 180 ensimmäisen tulon vaikutuksen voidaan ajatella olevan miinus yksi neljäsosa tämän hetkisen vaakajuovan hetkel-15 lisestä valoisuudesta. Viivelinjan 174 virtalähtöä rajoitetaan vastuksella R2 ja siitä tulee sekoittajan 180 toinen tulo. Sekoittajan 180.toisen tulon vaikutuksen voidaan ajatella olevan plus yksi kahdesosa edellisen vaakajuovan hetkellisestä valoisuudesta. Viivelinjan 174 lähtö viedään 20 myös viivelinjaan 182, jonka virtalähtö invertoidaan 184:ssa ja rajoitetaan vastuksella R3, jolloin muodostuu kolmas tulo sekoittajalle 180. Sekoittajan 180 viimeisen tulon vaikutuksen voidaan ajatella olevan miinus yksi neljäsosa edellistä vaakajuovaa välittömästi edeltävän vaa-*: 25 kajuovan hetkellisestä valoisuudesta.

Nähdään, että sekoittajan 180 lähtö edustaa signaalin VIDEO IN kolmen vierekkäisen vaakajuovan hetkellisten valoisuuksien painotettua summaa. Kun videoapukantoaalto on läsnä 7.867 kHz:n taajuudella tai sen ympäristössä, 30 sekoittajan 180 lähtö edustaa tämän hetkisen vaakajuovan valoisuusmodulaatlokomponentin käänteisarvoa. Tämä koska datakoodatussa alikentässä minkä tahansa kolmen vierekkäisen vaakajuovan joukossa, 1) yhden valoisuutta on nostettu ja kahden laskettu, tai 2) kahden valoisuutta on nostettu 35 ja yhden laskettu. Kolme vierekkäistä vaakajuovaa täten ♦ 26 9391 6 varmasti mahdollistavat apukantoaallon havaitsemisen signaalissa VIDEO IN. Ymmärretään, että sekoittajan 180 kolmen tulon painotettu summa on yhtä suuri kuin valoisuus-modulaation keskimääräinen amplitudi minkä tahansa kahden 5 vierekkäisen juovan välillä, joka arvo valoisuusmodulaa-tion puuttuessa on nolla.

Alaa tuntevat ymmärtävät, että vaikka on todettu, että videoesikatselulaitteen 128 kaksoisj uovakorrelaattori ja datan poistajan 170 kolmoisjuovakorrelaattori vastaa-10 vasti mahdollistavat VIDEO IN signaalin koodatun datan ja häiriökomponenttien ilmaisemisen ja poistamisen, vaihtoehtoiset toteutukset ovat keksinnön hengen puitteissa. Esimerkiksi voidaan käyttää n-juovakorrelaattoria lisäämään piirien herkkyyttä apukantaoaaltokomponentin läsnäololle, 15 jolloin videoesikatselulaitteen 128 kyky ilmaista, tai datan poistajan 170 kyky poistaa, koodattua tai häiriöda-taa, lisääntyy. Suoraviivaisesti, n-tuloinen sekoittaja voi tuottaa lisääntyvästi viivästettyjen videotulojen painotetun summan siten, että itse asiassa esikatselulaite 20 128 tai poistaja 170 ottaa laajemman, n-juovaisen "kuvan" signaalista VIDEO IN. Täten kolmoisjuovakorrelaattorin 36 db vaimennussuhdetta, esimerkiksi, voidaan kasvattaa asettamalla kaskadiin n viivelinjaa ja määräämällä niiden suhteelliset plus- ja miinusvaikutukset painotettuun summaan : 25 sillä tavoin, että summa on nolla, kun nimenomaisella taa juudella ei ole apukantoaaltoa.

Alaa tuntevat ymmärtävät myös, että viivelinjat, kuten viivelinja 174, voivat keksinnön hengen puitteissa saada muita arvoja kun 65.556 ps. Yleisesti viivelinjat 30 ovat määritetty antaamaan viive, joka on nimellisesti yhtä kuin puolet apukantoaallon modulaatiotaajuuden käänteis-luvusta, kuten on tässä kuvatun ensisijaisen toteutuksen tapauksessa. Keksinnön huomaamattoman modulointimenetelmän yleisen sovellettavuuden vuoksi, josta vierekkäisten vaa-35 ka juovien vuorot täinen suhteellinen valoisuuden nostaminen «

II

9391 6 27 ja laskeminen on vain yksi esimerkki, apukantoaaltotaajuus voi olla korkeampi tai matalampi kuin 7,867 kHz ja viive-linjat voivat aiheuttaa vastaavasti pienemmän tai suuremman videoviiveen.

5 Tarkastellaan edelleen kuviota 5, nähdään, että sekoittajan 180 lähtö suodatetaan 186:ssa el-toivottujen suurtaajuuskomponenttien poistamiseksi, mukaan lukien NTSC väriapukantoaaltokomponentti nimellisesti taajuudella 3.579 MHz, ja invertoidaan 188:ssa vietäväksi, REMOVE DATA 10 -kytkimen 190 kautta, videosekoittajaan 94. Ymmärretään, että sekoittajan 180 lähtöön suodattimen 186 kautta tulevan luontaisen viiveen vuoksi, täytyy viivelinjan 174 lähdölle antaa kompensoiva viive, jotta varmistettaisiin vi-deo/data sekoittajan 94 tulojen synkroninen saapuminen. 15 Jos VIDEO IN sisältää videopiirteitä, jotka ilmaisimen kannalta näyttävät valoisuusmodulaatiolta, ts. jos VIDEO IN sisältää häiriödataa tai jos VIDEO IN' itse asiassa sisältää koodattua dataa, niin tämän hetkisen vaakajuovan modulaatiokomponentti asiallisesti tuhoutuu eli kumoutuu 20 lisäämällä sekoittajassa 94 amplitudiltaan yhtäsuuri mutta merkiltään modulaatiokomponentille vastakkainen signaali. Täten lähtöohjaimen 126 videoiähtö, datan poistajan 170 toiminnan vaikutuksesta, sisältää ainoastaan videomateriaalia pikemmin kuin video-ohjalmamateriaalin ja valoisuus-: 25 moduloidun apukantoaallon tai häiriödatana havaittavien videopiirteiden yhdistelmän.

Kun halutaan poistaa dataa aikaisemmin datakooda-tusta videonauhasta, mikä data on todettu, esimerkiksi, esikatselemalla videonauhaa ja tarkkailemalla DATA PRESENT 30 -signaalia, käyttäjän tarvitsee ainoastaan sulkea REMOVE DATA -kytkin, prosessoida koodattu videonauha koodauspii-rin 84 kautta ja nauhoittaa VIDEO OUT tyhjälle videonauhalle. Tällä uudella tavalla, esillä olevan keksinnön mahdollistama datakoodausprosessi voidaan suorittaa takaperin 35 ja palauttaa näin prosessoidut videonauhat aikaisempaan, 28 9391 6 prosessoimattomaan tilaan. Sisällyttämällä videoesikatse-lulaitteen 128 koodauspiiriin 84 datakooderi 86 ja datan poistaja 170 videopäänauhoja voidaan esikatsella ja data-koodata tai palauttaa, perustuen alikenttien DATA PRESENT 5 -merkitsemisiin. Ymmärretään, että datakooderia 86 ja datan poistajaa 170 voidaan vaihtoehtoisesti käyttää samanaikaisesti 1) poistamaan ei-haluttuja videopiirteitä, jotka voidaan havaita häiriödatana tai ei-haluttuna moduloituna apukantoaaltona ja 2) lisäämään haluttu moduloitu 10 apukantoaalto.

On mahdollista testata videoesikatselulaitetta 128 ja datan poistajaa 170 syöttämällä 7.867 kHz signaali sekoittajan 172 toiseen tuloon TEST 1 -kytkimen 192 kautta. Ymmärretään, että mikäli 7,867 kHz:n apukantoaalto syöte-15 tään sekoittajaan 172, DATA PRESENT -signaali ilmaisee tämän valedata-apukantoaallon. Samalla tavoin, ymmärretään, että mikäli 7,867 kHz:n apukantoaalto syötetään sekoittajaan 172 ja jos REMOVE DATA -kytkin 190 on suljettu, niin vaikka DATA PRESENT signaali on aktiivnen, ei VIDEO 20 OUT sisällä apukantoaaltokomponenttia datan poistajan 170 eron aiheuttavan vaikutuksen ja sekoittajan 94 kumoavan vaikutuksen vuoksi. Ymmärretään, että mikäli TEST 2 -kytkin olisi auki, videoesikatselulaite 128 silti ilmaisisi datan läsnäoloa mutta, koska se riippuisi yhden juovan : 25 ilmaisemisesta (kuten tapahtuu vastaanotinelektroniikassa 56) eikä kaksoisjuovakorrelaatiosta, esikatselulaitteen 128 signaali/kohina -suhde olisi almepi. Lopuksi TEST 3 kytkin 196 mahdollistaa videoesikastelulaitteen 128 ja datan poistajan 170 silmukkatestin viemällä video-ohjel-30 mamateriaalin viivelinjaan 130 (kun kytkin 196 on OFF-asennossa) tai viemällä VIDEO OUT -signaalin viivelinjaan 130 (kun kytkin 196 on ON-asennossa).

Esillä olevan keksinnön ensisijainen menetelmä voidaan nyt ymmärtää tässä kuvatun laitteen valossa. Valoi-35 suusmoduloimalla televisio katselualueella olevien peräk-

II

9391 6 29 käisten videoalikenttien vuorottaisia vaakapyyhkäisyjuovia isten, että modulaatio on oleellisesti näkymätöntä television katselijalle, voidaan tuottaa video-ohjelmamateri-aalin ja ohjausdatan sisältävä yhdistetty videosignaali, 5 esim. käyttämällä koodauspiiriä 84. Ilmaisemalla videoapu-kantoaaltokomponentti, esimerkiksi ilmaisinvälineillä, joihin kuuluvat transduktori 16 ja ilmaisin 56, koodattu data voidaan palauttaa televisiossa tai sen läheisyydessä, mutta asynkronisesti television rasteripyyhkäisyajoituk-10 seen nähden, apukäyttöön esimerkiksi vuorovaikutteisen laitteen ohjaamiseen.

Video-ohjelmamateriaalin ja ohjausdatan sisältävä yhdistetty videosignaali voidaan tuottaa merkitsemällä ja keräämällä tiedot peräkkäisten kenttien sekvenssistä, jot-15 ka kentät ovat sopivia datakoodatukseen, esimerkiksi vi-deoesikatselulaitteella 128. Vaihtoehtoisesti, esim. käyttämällä datan poistajaa 170, koodattua tai häiriödataa sisältävät kentät voidaan poistaa videoapukantoaallosta, jolloin ne saadaan sopiviksi datakoodaukseen, esim. käyt-20 tämällä datakooderia 86. Binääridatasekvenssin formatointi, esim. käyttämällä tietokonevälineitä, joilla pääsee käsiksi DATA PRESENT, TOO WHITE ja TOO BLACK -signaaleihin mahdollistaa ohjausdatasekvenssin sovituksen tunnistettuun kenttäsekvenssiin. Sen jälkeen kun on kehitetty tahdistus-: 25 signaalit, jotka määräävät ikkunan, joka ympäröi mukaan otetun videoalikentän, ohjelmamateriaali ja ohjausdata voidaan sekoittaa, ikkunan sisällä ja signaalien mukaan, valoisuusmoduloimalla ohjelmamateriaalia ohjausdatalla. Ymmärretään, että vaikka tässä onkin kuvattu analogiset 30 välineet videonauhojen esikatseluun, koodaukseen ja palauttamiseen, digitaalisten välineiden, esim. harmaaskaa-lakoodattujen kuvapisteiden käsittely kuvapuskurissa, kuuluvat keksinnön henkeen.

Juuri edellä kuvattuja askelia käyttäen tuotetun 35 yhdistetyn videosignaalin lähettäminen mahdollistaa yhden 30 93916 i tai useamman television vastaanottaa signaali, mahdollistaa television läheisyydessä olevien ilmaisemisvälineiden palauttaa data ja mahdollistaa iR-modulaattorin ja IRED-matriisin lähettää data paikallisesti saaden vuorovaikut-5 teiset laitteet vastaamaan datakoodattuun ohjelmamateriaa-liin. Keksinnön ensisijaisessa menetelmässä ilmaiseminen suoritetaan paikallisesti kytkemällä modulaatio optisesti, esim. transduktorin 16 kautta, vastaanotinelektroniikkaan, jolloin ohjelmamateriaali erotetaan ohjausdatasta. Ampli-10 tudimoduloimalla IR-kantoaaltoa ohjausdatalla, viimeksi mainittu voidaan äänettömästi ja langattomasti välittää lähetysalueella oleviin vuorovaikutteisiin laitteisiin.

Keksinnön tarjoamat edut lienevät ilmeisiä alaa tunteville. Tässä esitetty menetelmä ja laite mahdollis-15 tavat huomaamattoman, kaistalla tapahtuvan tietoliikenteen tavanomaisilla televisiolähetyskanavilla, apukäyttöä varten kotitelevisiokatselijan sijaintipaikalla. Ilmaisinlai-te, mukaanlukien optinen transduktori, joka häiröttä tarkka ilee mitä tahansa haluttua aluetta television kuvaruudun 20 ohjelmakatselualueella, mahdollistaa vastaanotin/lähetin -elektroniikan erottaa ohjausdata satunnaisesta videokohi-nasta ja lähettää paikallisesti ohjausdata yhteen tai useampaan vuorovaikutteiseen laitteeseen IR-lähetysalueen-sa sisällä. Tällaiset vuorovaikutteiset laitteet voidaan : 25 joustavasti ohjelmoida aloittamaan ennaltamäärättyjä toimintoja televisioohjelman tarinan mukaan. Laite ei edellytä sähköisiä kytkentöjä televisiovastaanottimeen tai antenniin ja kauko-ohjaa langattomasti vuorovaikutteisia laitteita televisiokatselijan kotona. Vuorovaikutteiset 30 laitteet, joita keksinnön menetelmällä ja laitteella voidaan kauko-ohjata, sisältävät opetus- sekä ajanvietelait-teita.

Alaa tuntevat ymmärtävät, että esillä olevan keksinnön hengen puitteissa, välineet, joilla video-ohjelma-35 signaalin huomaamaton modulointi voidaan ilmaista, voidaan « 31 9391 6 toteuttaa kädessä pidettävällä luotaimella, joka luotain itse voi olla ohjausdatan ohjaama vuorovaikutteinen laite, jolloin ei tarvita, rekonstruoidun ohjausdatan paikallista välittämistä. Ymmärretään myös, että keksinnön hengen 5 puitteissa, ohjausdatan välittäminen vuorovaikutteiseen laitteeseen voidaan suorittaa muutoin kuin IR-välineillä, esim. RF-lähetin, joka sijaitsee television vieressä, voi välittää ohjausdatan vuorovaikutteisessa laitteessa olevaan RF-vastaanottimeen, tai RF-antennilla ja vastaanotit) timella varustettu vuorovaikutteinen laite voi ilmaista televisiosta tulevan RF-säteiltyn, ensisijaisen menetelmän tässä ehdotetun modifikaation mukaan.

Näin ollen, vaikka tässä on kuvattu ensisijainen menetelmä keksinnön käyttämiseksi, ja keksinnön laitteen 15 ensisijainen toteutus ja siihen ehdotettu muunnelma, ymmärretään, että keksinnön suoja-alueen piiriin kuuluvat lisämodifikaatiot ovat mahdollisia.

«

Claims (29)

32 9391 6

1. Menetelmä, jolla tuotetaan video-ohjelmamateri-aalin (VIDEO IN) ja ohjausdatan (CONTROL DATA) sisältävä 5 yhdistetty videosignaali ja esitetään signaali televisiossa (14) ja dekoodataan ohjausdata (CONTROL DATA) apukäyt-töön, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää; ainakin yhden videokentän (14d) moduloinnin television (14) katselualueella siten, että modulaatio on 10 oleellisesti näkymätöntä television (14) katselijalle, jolloin tuotetaan signaalin videoapukantoaaltokomponentti, komponentin sisältäessä datan (CONTROL DATA); ja komponentin ilmaisemisen datan (CONTROL DATA) palauttamiseksi apukäyttöön.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että ilmaiseminen suoritetaan optoelek-tronisesti.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmaiseminen suoritetaan asynkroni- 20 sesti television (14) rasteripyyhkäisyajoitukseen nähden.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että modulointi koskee vuorottaisia vaa-kapyyhkäisyjuovia (40, 42) kunkin kentän sisällä. ..t

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, joka 25 edelleen käsittää video-ohjelmamateriaalin esikatselun ennen modulointia ainakin yhden datakoodauksen sopivan kentän valitsemiseksi, kun modulointi suoritetaan valikoivasti tällaiseen valittuun kenttään.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, joka 30 edelleen käsittää video-ohjelmamateriaalin prosessoinnin ennen modulointia ainakin yhden kentän sopivuuden modulointiin vahvistamiseksi, kun prosessointi suoritetaan siten, että vahvistelminen on oleellisesti näkymätöntä television (14) katselijalle.

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, t u n- 33 9391 6 n e t t u siitä, että prosessointiin kuuluu ainakin yhden kentän poistaminen videopiirteistä, jotka muutoin olisivat ilmaistavissa videoapukantoaaltokomponenttina.

8. Menetelmä, jolla tuotetaan ennalta nauhoitetun 5 video-ohjelmamateriaalin (VIDEO IN) ja ohjausdatan (CONTROL DATA) sisältävä yhdistetty videosignaali, signaalin esittämiseksi televisiossa (14) ohjelmamateriaalin katselemiseksi ja ohjausdatan ilmaisemiseksi ulkoisella laitteella apukäyttöön, tunnettu siitä, että menetel- 10 mä käsittää: ohjelmamateriaalin peräkkäisten kenttien ainakin yhden sekvenssin tunnistamisen, missä kukin kenttä sisältää ainakin yhden mukaan otetun videoalikentän, joka voidaan huomaamattomasti ja ilmaistavalla tavalla moduloida 15 ainakin yhdellä binääridatan bitillä; ainakin yhden ohjausdatan sisältävän binääridata-sekvenssin (CONTROL DATA) formatoinnin siten, että da-tasekvenssin voidaan sovittaa kenttäsekvenssiin; tahdistussignaalien (WINDOW) synnyttämisen, jotka 20 määrittävät ikkunan (14d), joka ympäröi videoalikenttiä; ja ohjelmamateriaalin (VIDEO IN) ja datan (CONTROL DATA) sekoittamisen kenttäsekvenssin sisällä ja ikkunan \ sisällä signaalien mukaan, moduloimalla materiaalia (VIDEO

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekoittaminen suoritetaan valoi- 30 suusmoduloimalla materiaalia (VIDEO IN) datalla (CONTROL DATA) siten, että kokonaisvaloisuustaso ikkunan (14d) sisällä säilyy.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekoittaminen suoritetaan 35 moduloimalla materiaalia (VIDEO IN) datalla (CONTROL DATA) « 34 9391 6 siten, että kuvalementtien palkkasuhteet ikkunan (14d) sisällä säilyvät.

11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekoittaminen suoritetaan 5 valoisuusmoduloimalla vuorottaisia vaakapyyhkäisyjuovia (40, 42) ikkunan (14d) sisällä, jolloin, minkä tahansa kahden vierekkäisen pyyhkäisyjuovan (40, 42) välillä, ensimmäisen valoisuustasoa nostetaan ennalta määrätyllä prosentilla (44, 48) ja toisen valoisuustasoa lasketaan 10 oleellisesti samalla prosentilla (46, 50), modulaation ollessa ilmaistavissa osoittamaan ohjausdatan (CONTROL DATA) läsnäoloa ja merkitystä.

12. Menetelmä vuorovaikutteisten laitteiden (34) kauko-ohjäämiseksi lähettämällä yhdistetty videoinformaa- 15 tio televisioon (14), tunnettu siitä, että se käsittää: ohjelmamateriaalin (VIDEO IN) ja ohjausdatan (CONTROL DATA) sisältävän yhdistetyn videosignaalin tuottamisen moduloimalla valittuja ohjelmamateriaalin (VIDEO IN) kat-20 selualueita (14d) ohjausdatalla (CONTROL DATA), jolloin muodostetaan signaalin videoapukantoaaltokomponentti, joka sisältää dataa (CONTROL DATA), signaalin lähettämisen ainakin yhteen televisioon (14); 25 signaalin vastaanottamisen ainakin yhdessä televi siossa (14); mainitun komponentin ilmaisemisen, ainakin yhden television (14) läheisyydessä, datan (CONTROL DATA) palauttamiseksi; ja 30 datan (CONTROL DATA) lähettämisen lähetysalueella olevien vuorovaikutteisten laitteiden (34) toiminnan mahdollistamiseksi ohjelmamateriaalin (VIDEO IN) mukaan ennalta määrätyllä tavalla.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että tuottaminen suoritetaan si- II 9391 6 35 ten, että modulaatio on oleellisesti näkymätöntä television katselijalle.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuottaminen suoritetaan va- 5 loisuusmoduloimalla ohjelmamateriaalin (VIDEO IN) valittuja katselualueita (14d) ohjausdatalla (CONTROL DATA).

15. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmaiseminen suoritetaan op-toelektronisesti.

16. Laite vuorovaikutteisten laitteiden (34) kauko- ohjaamiseksi lähettämällä yhdistetty videoinformaatio televisioihin (14), laitteen käsittäessä välineet video-ohjelman sisältävän ohjelmasignaalin (VIDEO IN) synnyttämiseksi ja 15 välineet ohjausdatan sisältävän datasignaalin syn nyttämiseksi, tunnettu siitä, että laite edelleen käsittää: välineet (86), joilla huomaamattomasti moduloidaan 20 ohjelmasignaalia (VIDEO IN) datasignaalilla (CONTROL DATA) ajastetussa suhteessa, jolloin tuotetaan ohjausdatalla moduloitu apukantoaalto, joka on ilmaistavissa digitaalisena modulaationa ainakin yhdellä ennalta määrätyllä >·· katselualueella (14d) ainakin yhdessä televisiossa (14); 25 välineet (16, 56) ainakin yhden television (14) lä- heisyydssä modulaation ilmaisemiseksi ainakin yhdessä kat-selualueessa (14d) ohjausdatasekvenssin tuottamiseksi; ja välineet (68, 24, 36, 38), joilla ohjataan ennalta määrätyllä tavalla datasekvenssin mukaan ainakin yhden 30 vuorovaikutteisen laitteen (34) toimintoja.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen laite, tunnettu siitä, että modulointivälineet (86) tuottavat videoapukantoaallon, joka on oleellisesti näkymätön television katselijalle.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen laite, t u n - 36 9391 6 n e t t u siitä, että ohjausvälineet (68, 24, 36, 38) sisältävät välineet (68, 24, 36, 70) datasekvenssin langattomaksi lähettämiseksi ainakin yhteen vuorovaikutteisista laitteista (34).

19. Laite ainakin yhden vuorovaikutteisen laitteen (34) ohjaamiseksi tuottamalla ohjelmamateriaalin (VIDEO IN) ja ohjausdatan (CONTROL DATA) sisältävä yhdistetty videoinformaatio televisioihin, ohjelmamateriaalin (VIDEO IN) katselemiseksi televisioiden kuvaruuduilla (14b) vide-10 oinformaation ollessa tuotettu moduloimalla ohjelmateriaa-lin (VIDEO IN) valittuja katselualueita (14d) ohjausdatalla (CONTROL DATA) videoapukantoaaltokomponentin tuottamiseksi, joka sisältää tämän datan (CONTROL DATA), tunnettu siitä, että laite sisältää: 15 välineet (16, 56), ainakin yhden television kuva ruudun vieressä, ohjausdatalla moduloimalla tuotetun videoapukantoaaltokomponentin ilmaisemiseksi mainitun datan (CONTROL DATA) palauttamiseksi, ja välineet (68, 24, 36, 38) tämän palautetun ohjaus-20 datan (CONTROL DATA) välittämiseksi ainakin yhteen vuorovaikutteiseen laitteeseen (34).

20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite edelleen sisältää välineet ·. (86)/ joilla tuotetaan yhdistetty videoinformaatio siten, 25 että ohjausdata (CONTROL DATA) on oleellisesti näkymätöntä television katselijalle.

21. Vuorovaikutteinen laite (34) video-ohjelmamate-riaalin (VIDEO IN) sisältävän yhdistetyn videosignaalin tuottamiseksi, joka yhdistetty videosignaali edelleen si- 30 sältää videoapukantoaaltokomponentin, joka sisältää oh-jausdataa (CONTROL DATA) television (14) läheisyydessä sijaitsevien vuorovaikutteisten laitteiden (34) kauko-oh-jaamiseksi, ja käytettäväksi laitteiston (16, 22), joka pystyy ilmaisemaan, dekoodaamaan ja välittämään tällaista 35 ohjausdataa (CONTROL DATA), kanssa, tunnettu sii-.* tä, että laite (34) sisältää: II 37 9391 6 vastaanottimen (36, 70), joka pystyy vastaanottamaan ohjausdatan (CONTROL DATA); ja ohjaimen (80), joka pystyy aloittamaan ennalta määrätyn toiminnan vasteellisesti sellaiselle vastaanotetulle 5 ohjausdatalle (CONTROL DATA).

22. Laite ainakin yhden vuorovaikutteisen laitteen (34) ohjaamiseksi tuottamalla ohjelmamateriaalin (VIDEO IN) ja ohjausdatan (CONTROL DATA) sisältävä yhdistetty videoinformaatio ainakin yhteen televisioon (14) ohjelma- 10 materiaalin (VIDEO IN) katselemiseksi televisioiden kuvaruuduilla, videoinformaation ollessa tuotettu moduloimalla ohjelmamateriaalia (VIDEO IN) television (14) katselualu-een (14cJ sisällä ohjausdatalla (CONTROL DATA), niin että tuotetaan apukantoaalto, joka kykenee ilmoittamaan ohjaus-15 datan (CONTROL DATA) olemassaolon ja merkityksen, tunnettu siitä, että laite käsittää: television (14) läheisyydessä olevat välineet (16, 56) apukantoaallon ilmaisemiseksi mainitun datan (CONTROL DATA) palauttamiseksi, ja 20 välineet (80), jotka reagoivat tällaiseen palautet tuun dataan (CONTROL DATA) ainakin yhden vuorovaikutteisen laitteen (34) ohjaamiseksi.

23. Laite ainakin yhden vuorovaikutteisen laitteen ’·, (34) kauko-oh jäämiseksi lähettämällä ohjelmamateriaalia 25 (VIDEO IN) ja ohjausdataa (CONTROL DATA) sisältävä yhdistetty videoinformaatio televisioihin (14) ohjelmamateriaalin (VIDEO IN) katselemiseksi televisioiden (14) kuvaruuduilla (14b), videoinformaation ollessa tuotettu moduloimalla ohjelmamateriaalin (VIDEO IN) valitut katselualueet 30 (14d) ohjausdatalla (CONTROL DATA), niin että on tuotettu videoapukantoaaltokomponentti, joka sisältää tämän datan (CONTROL DATA), moduloinnin ollessa suoritettu sillä tavoin, että modulaatio on oleellisesti näkymätöntä television (14) katselijalle, tunnettu siitä, että 35 laite käsittää: « k 38 9391 6 television (14) vieressä olevat välineet (16, 56) apukantoaaltokomponentin ilmaisemiseksi datan (CONTROL DATA) palauttamista varten, ja välineet (80), jotka reagoivat tällaiseen palautet-5 tuun dataan (CONTROL DATA) ainakin yhden vuorovaikutteisen laitteen (34) ohjaamiseksi.

24. Menetelmä video-ohjelmamateriaalia (VIDEO IN) ja ohjausdataa (CONTROL DATA) sisältävän yhditetyn videosignaalin tuottamiseksi ja tämän signaalin näyttämisek- 10 si televisiossa (14) sekä tällaisen ohjausdatan (CONTROL DATA) dekoodaamiseksi (80) apukäyttöä varten, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää: ainakin yhden videokentän (14d) moduloinnin television katselualueella (14d) siten, että modulaatio on 15 oleellisesti näkymätöntä television katselijalle, jolloin modulointi koskee vuorottaisia vaakapyyhkäisyjuovia (40, 42. kentän (14d) sisällä, millä tuotetaan signaalikom-ponentti, joka ilmoittaa tämän datan (CONTROL DATA) olemassaolon ja merkityksen, ja 20 tämän signaalikomponentin ilmaisemisen datan (CONT ROL DATA) palauttamiseksi apukäyttöön.

25. Menetelmä vuorovaikutteisten laitteiden (34) kauko-ohjaamiseksi lähettämällä yhdistettyä videoinformaa- ··, tiota televisiolle (14), tunnettu siitä, että se 25 käsittää: ohjelmamateriaalia (VIDEO IN) ja ohjausdataa (CONTROL DATA) sisältävän yhdistetyn videosignaalin tuottamisen moduloimalla ohjelmamateriaalin (VIDEO IN) valittuja kat-selualueita (14c) ohjausdatalla, jolloin modulointi koskee 30 vuorottaisia vaakapyyhkäisyjuovia (40, 42) ohjelmamateri-aalin valituissa videokentissä (14d), siten luoden signaa-likomponentti, joka ilmoittaa tämän datan (CONTROL DATA) olemassaolon ja merkityksen; tämän signaalin lähettämisen ainakin yhteen tele-35 visioon (14); II « 9391 6 39 tämän signaalin vastaanottamisen ainakin yhdessä televisiossa (14); signaalikomponentin ilmaisemisen, ainakin yhden television (14) vieressä, tämän datan (CONTROL DATA) pa-5 lauttamiseksi; ja tämän datan (CONTROL DATA) siirtämisen aktivoimaan siirtoalueen sisällä olevat vuorovaikutteiset laitteet (34) toimimaan ohjelmamateriaalista (VIDEO IN) riippuvaisesti ennaltamäärätyllä tavalla.

25 IN) datalla (CONTROL DATA) siten, että modulaatio on oleellisesti näkymätöntä television (14) katselijalle ja on ilmaistavissa apukäyttöön.

26. Laite vuorovaikutteisten laitteiden (34) kauko- ohjaamiseksi lähettämällä yhdistettyä videoinformaatiota televisioihin (14), laitteen käsittäessä: välineet video-ohjelman sisältävän ohjelmasignaalin (VIDEO IN) synnyttämiseksi; 15 välineet ohjausdataa sisältävän datasignaalin (CONTROL DATA) synnyttämiseksi, laitteen ollessa tunnettu siitä, että se käsittää välineet (86) ohjelmasignaalin (VIDEO IN) moduloi-miseksi huomaamattomasti datasignaalilla (CONTROL DATA) 20 ajoitetussa suhteessa siihen, jolloin modulointi koskee vuorottaisia vaakapyyhkäisyjuovia (40, 42) videokentässä (14d) ja ainakin yhden television (14) katselualueella (14c), millä tuotetaan datalla moduloitu videokomponentti, *. joka on ilmaistavissa digitaalisena modulaationa katselu- 25 alueella (14c); ainakin yhden television (14) vieressä olevat välineet (16, 56) katselualueella (14c.) olevan modulaation ilmaisemiseksi ohjausdatasekvenssin (CONTROL DATA) tuottamista varten; ja 30 välineet (80) ainakin yhden vuorovaikutteisen lait- teen (34) toimintojen ohjaamiseksi ennalta määrättynä vasteena tälle datasekvenssille (CONTROL DATA).

27. Laite käytettäväksi sellaisen yhdistetyn videosignaalin kanssa, joka sisältää televisiossa (14) katsel-35 tavaa ohjelmamateriaalia (VIDEO IN) ja ainakin yhden vuo- 40 9391 6 rovaikutteisen laitteen (34) ohjaamiseen tarkoitettua ohjausdataa (CONTROL DATA), jolloin ohjausdatan (CONTROL DATA) olemassaolo ja merkitys määritellään oleellisesti näkymättömän valoisuusmodulaation esiintymisenä valituissa 5 videokentissä (14d) television (14) katselualueella (14c.), tunnettu siitä, että laite käsittää: television (14) vieressä olevat välineet (16, 56) valoisuusmodulaation valituissa videokentissä (14d) esiintymisen ilmaisemiseksi, jolloin ilmaisuvälineet (16, 56) 10 reagoivat (14) television katselualueella (14c) olevaan oleellisesti näkymättömään valoisuusmodulaatioon, joka on oleellisesti suuremmalla modulaatiotaajuudella kuin television (14) kenttätaajuus, palauttaen tällä tavoin mainitun datan (CONTROL DATA), ja 15 välineet (80), jotka reagoivat tällaiseen palautet tuun dataan (CONTROL DATA) ainakin yhden vuorovaikutteisen laitteen (34) ohjaamiseksi.

28. Järjestelmävasteinen vuorovaikutteinen laite (34) käytettäväksi yhdessä järjestelmän kanssa, joka si-20 sältää videonäytön (14), joka on valoisuusmoduloitu sisältämään näyttöaktiviteettiin liittyvää koodattua dataa (CONTROL DATA), ja datakoodattuun valoisuusmodulaatioon reagoivan siirtolaitteen (16, 22), joka kykenee paikalli-sesti projektoimaan projektiokentäksi tällaisesta ohjaus- >· 25 datasta (CONTROL DATA) koodatusta valosta lähtöisin olevan koodatun informaation, tunnettu siitä, että laite (34) käsittää: vastaanottimen (36, 70), joka on sovitettu vastaanottamaan tällaista projektoitua informaatiota, kun se on 30 tällaisessa kentässä, ohjaimen (80), joka on toiminnallisesti kytketty vastaanottimeen (36, 70) ja erityisesti sovitettu dekoo-daamaan tällaista informaatiota siihen liittyvien ohjaussignaalien (82) tuottamiseksi, ja 35 aktiviteetin tuottavan välineen, joka on toiminnal- II 9391 6 41 lisesti kytketty ohjaimeen (80) ja joka reagoi ohjaussig-naaleihin (82) synnyttäen laitteessa (34) aktiviteetin, joka liittyy tällaisen valoisuusmoduloidun videonäytön (14) datasisältöihin, koordinoiden täten laitteen (34) 5 aktiviteettia näytön (14) aktiviteetilla.

29. Näyttöaktiviteetteja imitoiva vuorovaikutteinen laite (34) käytettäväksi yhdessä järjestelmän kanssa, joka sisältää videonäytön (14), jota valoisuusmoduloidaan sisältämään näyttöaktiviteettiin liittyvää koodattua dataa 10 (CONTROL DATA), ja datakoodattuun valoisuusmodulaatioon reagoivan lähetinvastaanottimen (20), joka kykenee lähettämään moduloidun valokantoaallon ennaltamäärätylle etäisyydelle, jolloin valo on ennalta määrätyn spektrin sisällä, kantoaalto on ennalta määrätyn taajuinen ja moduloitu 15 tällä datalla (CONTROL DATA), tunnettu siitä, että tämä videonäytön (14) aktiviteettia imitoiva vuorovaikutteinen laite käsittää valoon reagoivat välineet (36), jotka on sovitettu reagoimaan tällaisen ennalta määrätyn spektrin sisällä 20 olevaan valoon, kun ne ovat tällaisen lähetyksen siirtoetäisyydellä , kantoaallon ilmaisuvälineet (70), jotka on toiminnallisesti kytketty valoon reagoiviin välineisiin ja viri-tetty tälle ennalta määrätylle kantoaaltotaajuudelle, tä-25 ten tuottaen demoduloidun digitaalisen signaalin, joka edustaa koodattua dataa (CONTROL DATA), ohjaimen (80), joka on toiminnallisesti kytketty kantoaallon ilmaisuvälineisiin (70) ja erityisesti sovitettu dekoodaamaan dataa (CONTROL DATA), tuottaen täten 30 siihen liittyviä ohjaussignaaleja (82), ja aktiviteetin tuottavan välineen, joka on toiminnallisesti kytketty ohjaimeen (80) ja joka reagoi ohjaussig-naaleihin (82) tuottaen näytön (14) aktiviteettia imitoivan laitteen (34) aktiviteetin. 42 9S916