SE522552C2 - Mobiltelefon med integrerad eller ansluten laseravståndsmätare - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 522 552 ett tidsödande steg. Dessutom är denna metod inte helt till- förlitlig, utan fungerar bäst vid klar sikt, dvs. vid fint vä- der. Vidare tar det flera minuter innan resultatet erhålls på en skärm, vilket av en användare kan upplevas som länge.

Det finns således behov av en avståndsmätare som av en använ- dare upplevs som behändig att medföra, och som snabbt och tillförlitligt visar resultatet av en önskad avståndsmätning, och som vidare är ekonomisk.

Samanfattning av uppfinningen Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahål- ler en avståndsmätare som löser ovan nämnda problem.

Enligt föreliggande uppfinning åstadkommes detta genom en av- stàndsmätare av LADAR typ (Laser Detection and Ranging) som kan komprimeras till att uppta endast ett mycket litet utrym- me, till exempel på en integrerad krets, varigenom avståndsmä- taren enkelt och behändigt kan anslutas till en bärbar handen- het, såsom en mobiltelefon. Mobiltelefonens display och tan- gentuppsättning utnyttjas för interaktion mellan användaren och avståndsmätaren. Konventionella mobiltelefoner av detta slag innefattar ofta även ett batteri, som också kan utnyttjas av avstàndsmätaren.

Genom att mobiltelefonens display utnyttjas för att visa re- sultatet av en avstàndsmätning kan resultatet på ett enkelt sätt visas för en användare. Denna visning kan ske väsentligen i realtid, varigenom tidsödande väntan undviks. Vidare, genom att utnyttja mobiltelefonens tangentuppsättning, som använda- ren redan är välbekant med, erhålles fördelen av ett effektivt användargränssnitt.

I enlighet med en annan föredragen utföringsform innefattar avståndsmätaren ett anslutningsgränssnitt till en mobiltelefo- 71754 .doc; 2003-10-02 10 15 2O 25 30 522 552 nens. Därigenom kan avståndsmätaren enkelt anslutas till en mobiltelefon vid behov, men kan även avskiljas från mobiltele- fonen då avstàndsmätning inte erfordras.

I enlighet med en annan föredragen utföringsform omvandlas en av laseranordningen erhållen bild till ett format som kan vi- sas på mobiltelefonens display. Därigenom kan användaren på displayen se en bild av området innefattande föremålet som denne vill mäta avståndet till. Användaren kan därmed enkelt sikta in avståndsmätaren på föremålet.

I enlighet med en annan föredragen utföringsform kan avstånds- mätaren innefatta mjukvara för att möjliggöra zoomning av om- rådet. Vidare kan en markör visas på displayen vilket ytterligare förenklar för användaren att rikta in avståndsmätaren på önskat objekt. När markören är i linje med det inzoomade objektet instrueras avståndsmätaren att uppmäta avståndet.

I enlighet med den föredragna utföringsformen utgörs den bär- bara handenheten av en mobiltelefon. Detta är en anordning som många användare redan har, speciellt har mer än hälften av Sveriges befolkning tillgång till en mobiltelefon, och denna siffra ökar snabbt. Att en avståndsmätare enkelt kan anslutas till eller integreras med en mobiltelefon, utan att öka dess storlek eller vikt, är således en mycket användbar förbätt- ring.

Enligt en andra aspekt av föreliggande uppfinning uppnås syf- tena genom en avståndsmätare av LADAR typ (Laser Detection and Ranging) som kan komprimeras till att uppta endast ett mycket litet utrymme, till exempel på en integrerad krets, varigenom avståndsmätaren kan integreras med en mobiltelefon. Mobiltel- fonens display och tangentuppsättning utnyttjas för interak- tion mellan användaren och avståndsmätaren. Konventionella mo- biltelefoner av detta slag innefattar ofta även ett batteri, 71754 .dOC; 2003-10-02 10 15 20 25 '522 552 som även i denna utföringsform kan utnyttjas av avståndsmäta- IÉGI1.

Höljet till mobiltelefonen måste i denna utföringsform förses med åtminstone en öppning genom vilken laserstrålen, som gene- reras av laseranordningen i avståndsmätare, kan sändas ut och tas emot för att uppmäta ett önskat avstånd.

Ytterligare fördelar uppnås genom olika aspekter av uppfin- ningen och kommer att framgå av följande detaljerade beskriv- ning.

Kort beskrivning av de bifogade ritningarna FIG. l visar en bärbar handenhet i form av en mobiltelefon, med vilken en avståndsmätare är integrerad.

FIG. 2 visar en bärbar handenhet i form av en mobiltelefon, där avståndsmätaren är en separat modul.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Såsom nämndes inledningsvis finns det ett stort antal situa- tioner i vilka en avståndsmätare skulle vara önskvärd och mycket användbar. En golfspelare som efter utslaget vill veta hur långt det är till green kan enligt föreliggande uppfinning plocka fram sin mobiltelefon med en integrerad eller ansluten avståndsmätare. Golfspelaren får fram en bild av golfbanan på mobiltelefonens display och riktar in den mot flaggan på green eller annat lämpligt föremål, och trycker därefter exempelvis på en knapp, varigenom en laserstråle skickas ut, träffar flaggan och skickas tillbaka till mobiltelefonen, allt inom loppet av en hundradels sekund. Avståndet mellan bollen och flaggan beräknas och visas på displayen. Detta kan ske så gott som i realtid. Förutom i golfsammanhang finns det ett flertal andra tillämpningar där en behändig anordning för avståndsmät- 71754.dOC; 2003-10-02 10 15 20 25 30 522 552 ning är önskvärd, såsom till exempel vid segling, bergsklätt- ring, fotografering eller jakt.

Föreliggande uppfinning utnyttjar företrädesvis en LADAR (La- ser Detection and Ranging) princip. I denna skickas en laser- signal ut för att skanna ett geografiskt område benämnt ett skanningsmönster. Varje sådant mönster genereras genom att skanna i höjdled, dvs. vertikalt, upprepade gånger samtidigt som en skanning i sidled, dvs. horisontellt, sker. Data er- hålls från den reflekterade signalen och behandlas. Genom bland annat hastighet, vinkeln för en sensor relativt horison- ten kan en bild av omgivningen skapas, där varje bildpunkt motsvarar en reflekterad stråle. Tekniken bakom LADAR-system är väl känd och kommer inte att diskuteras i detalj i förelig- gande ansökan.

För att denna laser radar teknik ska kunna integreras med en bärbar handenhet, såsom en mobiltelefon, utan att storleken eller vikten för den bärbara handenheten påverkas nämnvärt, måste laser radar funktionerna integreras till ett komponent- liknande mikrosystem, där alla grundläggande enheter (laserdi- od, fotomottagare, mottagarkanal(er), elektronik för mätning av tidsintervall) företrädesvis kan placeras på en enda krets.

Detta får inte ske på bekostnad av systemets prestanda. Forsk- ning sker inom detta område, där det har visats att till exem- pel effektregleringselement kan uteslutas. Kommersiellt till- gängliga LADAR-kretsar finns.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning integreras en sådan krets med en bärbar handenhet. I följande beskrivning kommer en mobiltelefon att användas för att illustrera uppfin- ningen.

Den laserteknik som föreliggande uppfinning utnyttjar är inte på något sätt farlig för människor. En människa kan t. ex. un- 'íl754.doC; 2003-10-02 10 15 20 25 30 4522 552 der lång tid titta in i en laserstråle utan att påverkas. Ti- digare har påverkan av laser, dess farlighet, i olika samman- hang varit ett problem.

Med hänvisning till figur l visas en mobiltelefon l innefat- tande ett hölje 2, en tangentuppsättning 3, en display 4 och en antenn 6, och andra delar som konventionellt innefattas i mobiltelefoner. I mobiltelefonen l finns en avståndsmätare av LADAR typ integrerad (ej visad). För att en laserstråle ska kunna skickas ut från mobiltelefonen l måste dess hölje 2 in- nefatta åtminstone en öppning 5, belägen på mobiltelefonens 1 undersida, i figuren antydda genom streckade rektanglar. I en alternativ utföringsform är dessa öppningar 5' placerade på mobiltelefonens l kortsida. Det inses att öppningarna med för- del placeras så att en användare kan rikta mobiltelefonen l mot ett föremål, till vilket avståndet ska bestämmas, och sam- tidigt kan se mobiltelefonens 1 display 4 på ett bekvämt sätt.

Placeringen av dessa öppningar är i andra avseenden inte vä- sentlig för uppfinningen.

Genom att rikta mobiltelefonen l mot ett föremål och trycka på en knapp 7, eller på annat sätt indikera att en avståndsmät- ning ska genomföras, skickas en laserstråle ut, reflekteras och tas emot av mobiltelefonen l, såsom beskrevs ovan i sam- band med beskrivningen av LADAR tekniken. Data för den mottag- na signalen behandlas och genom denna kan en bild 8 genereras och visas på mobiltelefonens l display 4. Användaren ser såle- des en bild av området som mobiltelefonen l riktas mot, och kan på ett enkelt sätt rikta in mobiltelefonen l mot ett öns- kat föremål. En indikator eller markör av något slag kan med fördel visas på displayen 4 för att underlätta för användaren att träffa föremålet med laserstrålen. Denna markör kan till exempel vara ett kryss 9, och när krysset ligger över önskat föremål exekveras avstàndsmätningen. 71754 .d0C; 2003-10-02 10 15 20 25 30 522 552 Den erhållna bilden kan manipuleras på ett flertal sätt, t. ex. är det möjligt att vrida bilden på displayen t. ex. 90 grader, vilket kan vara önskvärt om displayens höjd är större än dess bredd.

I en mobiltelefon 1 innefattas avståndsmätning med fördel som en applikation i mobiltelefonens 1 meny som användaren kan välja. Här väljer användare med fördel även i vilken mod mo- biltelefonen ska befinna sig i, vilket förklaras närmare ned- an.

Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning kan en kamera utnyttjas för att skapa en bild av om- givningen, och med vars hjälp avståndsmätningen genomförs.

Denna typ av mobiltelefon, med inbyggd digitalkamera, finns redan på marknaden. I denna utföringsform kan en användare zooma in objektet till vilket avståndet ska mätas. Zoomningen kan göras i flera steg, så att objektet kommer närmare och närmare. Därigenom erhålls ett mycket enkelt sätt för använda- ren att zooma in och mäta avståndet till ett önskat objekt.

Efter exekvering av en avståndsmätning beräknas avståndet till föremålet och resultatet visas på displayen 4. Detta kan ske så gott som i realtid, och en användare får snabbt resultatet, till skillnad mot den kända tekniken där en användare får vän- ta flera minuter på ett resultat. Uppmätta avstånd kan lagras i ett minne och tas fram vid behov. Genom detta kan en använ- dare genomföra ett antal mätningar och därefter bearbeta och använda resultatet vid ett senare tillfälle. Det är även möj- ligt att genomföra andra funktioner än avståndsmätning. Det är till exempel möjligt att mäta ytors storlek, avståndet mellan två utvalda föremål eller objekt, och även volymen av ett valt objekt. Därmed kan olika yrkeskategorier utnyttja sin kombine- rade avståndsmätare och mobiltelefon enligt föreliggande upp- 71754 .d0C; 2003-10-02 10 15 20 25 30 522 552 finning i sin yrkesverksamhet. En mäklare kan exempelvis mäta rummens storlek i ett objekt som denne ska sälja, eller stor- leken av en tomt, arkitekter kan mäta avståndet mellan olika hus, och andra avstånd som denne kan behöva i sin yrkesutöv- ning.

I enlighet med en alternativ utföringsform, visad i FIG. 2, integreras avståndsmätaren inte med den bärbara handenheten, utan utgörs av en separat enhet 10 som innefattar ett gräns- snitt för anslutning till en mobiltelefon l. Mobiltelefonen l innefattar i denna utföringsform att gränssnitt för anslutning av en avståndsmätare 10. Även avståndsmätaren 10 innefattar således ett gränssnitt för anslutning till mobiltelefonen 1.

Detta gränssnitt består företrädesvis av ett standardiserat gränssnitt, som idag utnyttjas av ett flertal enheter som kan anslutas till mobiltelefoner. Genom att denna separata plug-in enhet 10 utnyttjar mobiltelefonens 1 batteri etc., kan enheten 10 göras liten, och i stort sett endast innefatta en LADAR- modul och mjukvara för beräkning av avstånd. Den kan vidare, såsom beskrevs ovan i anslutning till den integrerade utfö- ringsformen, innefatta mjukvara för att åstadkomma zoomning av ett område. I en annan utföringsform innefattas denna mjukvara i mobiltelefonen 1. I denna utföringsform behöver mobiltelefo- nens hölje 2 inte innefatta öppningar 5 för laserstrålen, des- sa öppningar kan i denna utföringsform istället vara belägna på den separata enheten. Mobiltelefonen 1 måste dock vara an- ordnad att kunna anslutas till den separata enheten lO och ge- nom denna anslutning, som kan vara mekanisk och elektrisk, överföra information från denna. Informationen som mobiltele- fonen erhåller från den separata enheten 10 innefattar data som omvandlas till en bild av omgivningen som kan visas på mo- biltelefonens display, såsom förklarades ovan, samt även data för att kunna visa resultatet av avståndsmätningen. Mobiltele- 71754 .d0C; 2003-10-02 10 15 20 25 30 522 552 fonen är således något modifierad för att en avståndsmätare ska kunna anslutas till denna. Mobiltelefonen innefattar exem- pelvis mjukvara för att visning av bild och resultat av av- ståndsmätningen på mobiltelefonens display. Det utesluts inte att avståndsmätaren innehåller mjukvara som påverkar en kon- ventionell handenhet utan modifieringar att samverka med av- ståndsmätaren.

Såsom nämndes ovan bör man kunna välja vilken av exempelvis tre moder som mobiltelefonen ska befinna sig i. I det tidigare beskrivna exemplet med golfspelaren kan det vara olämpligt att ha mobiltelefonen påslagen, dvs. i ringningsläge, eftersom en spelare kan straffas med pliktslag om telefonen ringer under spelet. Enligt föreliggande uppfinning kan en mobiltelefon 1, som har en integrerad eller anslutningsbar avståndsmätare, be- finna sig i olika moder. I en första mod fungerar mobiltelefo- nen som en vanlig telefon, dvs. den kan ta emot samtal och hantera utgående samtal, och kan inte användas som avståndsmä- tare. I en andra mod fungerar mobiltelefonen som en avstånds- mätare med samtalsfunktionen avstängd. Detta är den mod som till exempel en golfspelare vill använda. I en tredje mod kan både samtalsfunktionen och avståndsmätningsfunktionen användas samtidigt, dvs. en användare kan ta emot och ringa samtal sam- tidigt som en avståndsmätning genomförs.

Föreliggande uppfinning utnyttjar företrädesvis en LADAR- modul, såsom beskrevs ovan. De avstånd som ska kunna mätas är alla avstånd upp till ungefär 500 m, vilket är ett fullt till- räckligt avstånd för de flesta tillämpningar. Även större av- stånd kan uppmätas genom att t ex en starkare laser utnyttjas, vilket möjliggör tillämpningar där större avstånd måste mätas, såsom t ex vid segling. Avståndsmätaren enligt föreliggande uppfinning kan även i vissa sammanhang ersätta ett vanligt 71754 .d0C; 2003-10-02 10 15 20 0522 552 10 måttband, dvs. man kan med hjälp av avståndsmätaren göra nog- granna mätningar på relativt korta avstånd.

Såsom nämnts ovan är det ett krav att LADAR-modulen kan göras liten för att kunna integreras i en bärbar handenhet utan att påverka dess storlek eller vikt. LADAR-modulen ska även vara billig, varigenom avståndsmätaren kan göras attraktiv för en stor marknad. Det är således fördelaktigt om LADARn får plats på en integrerad krets, IC.

Det finns ett antal tillvägagångssätt för att erhålla den öns- kade kretsen. ”Passively Q-switched microchip laser” är en teknik som kan användas. VCSEL (Vertical Cavity Surface Emit- ting Laser) är en annan. Nanoteknologi är ytterligare ett al- ternativ, där en mycket kompakt radar-laser kan erhållas. yt- terligare ett alternativ är att avancerade verktyg (Candence) utnyttjas vid tillverkningen. Slutligen kan MEMS-teknik (Micro Electronic Mechanical Systems) användas, vilket är instrument på mikronivå. MEMS är egentligen mekaniska system skapade i en process kallad mikromaskinprocess. Denna process innefattar i allt väsentligt samma steg som vid tillverkning av integrerade kretsar. MEMS tillverkas på silikonsubstrat, och är små, lätta och relativt billiga att tillverka. Därigenom skulle en ekono- misk tillverkning åstadkommas. Även andra tekniker än de ovan nämnda är tänkbara. 71754 .doC; 2003-10-02

Claims (9)

lO 15 20 25 522i552 ll Patentkrav

1. En mobiltelefon kännetecknad av att den innefattar en avständsmätare innefattande en laseranordning för mätning av avstånd, varvid nämnda mobiltelefon innefattar åtminstone en öppning för att möjliggöra utsändande och mottagande av en laserstràle genererad i nämnda avståndsmätare, varvid avstàndsmätarens funktioner är integrerade på en krets placerad i nämnda mobiltelefon, och varvid mobiltelefonens användargränssnitt utnyttjas för interaktion mellan användaren och avståndsmätaren.

2. Mobiltelefon kännetecknad av att den innefattar medel för anslutning till en avstàndsmätarmodul innefattande en laseranordning för mätning av avstånd, varvid avstàndsmätarens funktioner är integrerade pä en krets och kan anslutas till mobiltelefonen, och varvid mobiltelefonens användargränssnitt utnyttjas för interaktion mellan användaren och avståndsmätaren.

3. Mobiltelefon enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av nämnda användargränssitt innefattar en display, varigenom ett uppmätt avstånd kan visas på displayen.

4. Mobiltelefon enligt något av de ovanstående kraven, kännetecknad av nämnda användargränssitt innefattar en tangentuppsättning, varigenom en användare kan manövrera avståndsmätaren.

5. Mobiltelefon enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att avståndsmätaren innefattar en laseranordning av LADAR typ (Laser Detection and Ranging). nyapatentkraVZ .doc; 2 003 - 10- 02 10 5220552 12

6. Mobiltelefon enligt krav 5, kännetecknad av att en bild, som erhålls genom nämnda laseranordning, omvandlas för visning på en display.

7. Mobiltelefon enligt något av kraven 1-6, kännetecknad av att avståndsmätaren innefattar mjukvara för zoomning av ett område.

8. Mobiltelefon enligt något av kraven 1-7, kännetecknad av att avståndsmätaren innefattar mjukvara för att visa en markör på displayen, genom vilket zoomning av objekt underlättas.

9. Mobiltelefon enligt något av kraven l-8, kännetecknad av att ett uppmätt avstånd visas på en display väsentligen i realtid. nyapatentkrav2 .doc; 2 003 - 10 - 0 2