交互式镜子的制作方法

本发明涉及可以通过运动和/或姿势来控制的交互式镜子。

背景技术：

我们一生中的一大部分时间花在镜子前面，例如，在刷牙或剃须时在浴室镜子前面。由于这些活动在很大程度上不需要我们的注意，因此希望将这个时间同时用于其它事情，诸如像更高效地操作电器、阅读新闻等。例如，从US 2002/0080494A1已知在镜子上显示附加信息。从该文献中还已知通过触摸屏与镜子的直接交互。

但是，在浴室中使用触摸屏实际上没有多大意义，因为与浴室中通常的湿度结合，触摸镜子留下不美观的印记。因此，WO 2005/031552A2建议通过由多个相机监视的姿势来控制集成到镜子中的显示器。但是，尤其是当这种交互式镜子旨在与另外的外部电器并且尤其是与互联网通信时，许多用户当他们没穿衣服(视情况而定)时将会回避被照相机记录。

因此，在本发明潜在的问题在于提供改进的交互式镜子，其例如(i.a.)考虑到了上面提到的缺点。这个问题由如权利要求1所述的交互式镜子来解决。根据本发明的交互式镜子的优选特征在从属权利要求中描述。

技术实现要素：

相应地，本发明涉及交互式镜子，其包括至少部分反射的镜子表面和集成到镜子表面中的至少一个显示器。根据本发明的镜子还包括集成到镜子中或附连到镜子的有源红外传感器。此外，镜子包括处理器，该处理器适于基于由至少一个传感器捕获的数据确定人在镜子前面做出的运动和/或姿势。换句话说，有源红外传感器的部件发送在镜子前面的人处被反射的红外范围内的辐射。反射的红外线被有源红外传感器的部件接收并且接收的数据由处理器评估。基于由至少一个传感器捕获的数据，处理器能够确定由镜子前面的人做出的运动和/或姿势。有源红外传感器的发送器和接收器部件可以集成到一个单独的传感器中或者由可以彼此相距一定距离地附连到镜子的分离的部件组成。

至少一个显示器被集成到镜子表面中，使得当显示器被接通时镜子表面的显示区域可以指示信息，同时在显示器关闭时显示区域被配置为是反射的，使得在镜子前面的人不会看到他/她的镜像在显示区域和剩余镜子表面之间有任何差异。为此，至少部分反射的镜子表面具有优选地至少10％，更优选地至少15％，最优选地至少20％的透光率。优选地，没有显示器集成在其中的镜子表面的区域在镜子的后侧覆盖有增强对比度的黑箔。关闭的黑色显示器和黑箔优选地在可见光谱中具有基本相同的光学性质，以便确保创建均匀的镜像。

优选地，根据本发明的交互式镜子包括至少两个有源红外传感器，其优选地布置在镜子表面或镜子的两个相对边界处或附近。优选地，根据本发明的镜子在两个侧向镜子边界处分别包括一个有源红外传感器。这使得例如右手和左手的姿势可以特别好地被确定和彼此区分。虽然有源红外传感器的使用特别优选，但是本发明不限于这种传感器。实际上，代替有源红外传感器，还有可能使用仅测量由人发射的红外辐射的无源红外传感器或者提供超声传感器。由此，结合本发明描述的所有特征也可以用于包括集成到镜子中的无源红外传感器或集成在镜子中的超声传感器的交互式镜子。

处理器优选地适于将集成的显示器的亮度调节到环境亮度。为此，根据本发明的镜子优选地包括亮度传感器，诸如像光电二极管。附加地或作为替代，这种亮度传感器可以用于激活镜子，即，将镜子从仅仅反射状态(商业上可用的镜子)转换为适于确定运动和/或姿势和/或在显示器上显示信息的交互式镜子。因此，根据本发明的镜子可以被激活，例如，因为浴室中灯被打开。

优选地，本发明的交互式镜子适于与一个或多个外部电子设备无线地或经由电缆连接进行通信。这些电子设备可以是例如服务器、PC、平板计算机、智能电话或互联网接入。最优选地，外部电子设备是例如电动剃须刀、电动牙刷、吹风机等。

优选地，交互式镜子适于在外部电子设备被带到镜子附近和/或在镜子附近接通时识别该外部电子设备。为此，交互式镜子可以包括以下接口中的一个或其组合：近场通信、蓝牙发送器和/或接收器、WiFi、TP以太网、433/866MHz网络、ZigBee网络、RFID传感器、红外发送器和/或接收器。

优选地，交互式镜子适于基于从外部电子设备接收的数据执行以下动作中的一个或多个：从非活动模式变为活动模式、从活动模式变为非活动模式、与外部电子设备相关的应用的开始和/或终止、特定于设备的信息在显示器上的指示、指令在显示器上的指示、与外部电子设备的先前和/或推荐使用方式相关联的使用数据的指示、对另一外部电子设备的控制、特定于设备的信息和/或使用数据向另一外部电子设备的传送。

例如，数字联网的牙刷可以在交互式镜子的显示器上显示控制和信息区域，以便通知用户关于牙刷的当前和先前使用和/或以便指示关于当前发生的牙齿护理过程的细节。镜子可以，例如，通过这种牙刷刚刚被带到镜子或镜子玻璃上的预定区域附近而被激活或停用。另一个例子是根据本发明的镜子与家庭自动化系统的组合，使得例如诸如入口门或车库的打开或者甚至烟雾或玻璃破损探测器的报警条件的多条信息作为信息在镜子上显示。

进一步优选的是，交互式镜子适于控制外部电子设备，优选地同时控制两个或更多个电子设备。优选地，控制可以经由在镜子前面做出的运动和/或姿势来控制。例如，浴缸水供应关于水温和注入时间的控制可以经由镜子控制，并且一旦浴缸已经充满，就经由另一设备向用户通知后续信号。经由由镜子识别的姿势将日期输入到例如智能电话上的日历中将是另一个例子。

交互式镜子优选地还包括麦克风。这启用了例如附加的声学控制。以这种方式，例如将有可能口述电子邮件或日历条目。而且，处理器可以适于根据由麦克风记录的噪声来推断当前活动的外部电子设备，其通过将接收的噪声与存储的外部电子设备的操作噪声进行比较实现。这是因为电动牙刷、吹风机和电动剃须刀分别生成特定的噪声，其可以通过麦克风被根据本发明的镜子识别。

优选地，处理器适于例如通过网络连接在显示器上显示具体的可改装应用(“应用”和“窗口小部件”)。这些应用可以包括例如与用户相关的一般或具体的信息，诸如像天气、交通信息、新闻等，而且还包括诸如Facebook和Twitter之类的社交网络的内容。作为替代或附加地，此类应用可以预先安装在处理器或存储器单元中。

根据本发明的镜子优选地适于将显示器上指示的信息集成到镜子前面的人的镜像中，或者在镜子前面的人的镜像中示出显示器上指示的信息。在这方面，应用优选地适应性地针对人的当前位置进行调整。例如，当使用兼容的电动剃须刀时，预定义的剃须图案可以叠加在人的镜像上。

根据本发明的镜子的处理器优选地能够区分镜子前面的人的预期交互与一般运动，以避免用户的错误操作。这可以被实现为例如具体姿势仅在它们与具体外部电子设备组合出现时才被识别为控制姿势。

进一步优选地，根据本发明的镜子也可以在没有人在镜子前面或在房间中的情况下以及在处于停用状态时自动地显示消息/信息和/或声学地和/或经由背景照明触发报警。这是有意义的，例如，在进入高优先级消息(烟雾探测器、恶劣天气警告等)的情况下。

优选地，根据本发明的镜子的处理器适于基于由至少一个传感器捕获的数据识别镜子前面的人。这可以被实现为例如处理器基于由至少一个传感器捕获的数据来推断在镜子前面的人的尺寸。附加地或作为替代，处理器可以适于识别具体的人典型的具体运动模式。个人物品(牙刷、RFID腕带、智能手表等)的使用可以表示另一种识别的可能性。处理器还优选地适于基于该识别在显示器上示出个性化的数据。

优选地，至少一个显示器包括彼此相邻布置的两个显示器和/或彼此相邻布置的两个单独的显示阵列，其可以由用户依赖偏好使用(例如，对于左撇子或右撇子)。优选地，彼此相邻布置的两个显示器或显示阵列可以由同时在镜子前面的两个人使用。基于由至少一个传感器捕获的数据，处理器优选地适于确定由同时在镜子前面的两个人做出的运动和/或姿势，并将它们指派给相应的人。

根据本发明的镜子还允许用户定义具体的姿势和/或姿势组合，并且将具体的控制命令与其关联，使得每当做出如此定义的姿势或姿势组合时，镜子的处理器就执行与其关联的动作，即，例如，在显示器上示出具体的内容、开始与具体的外部电子设备的通信等。这种姿势或姿势组合可以包括身体或者身体的一个或多个部分(诸如手臂或手)的任何运动，例如水平和/或垂直擦拭运动、手指的拍动运动、利用一个或多个手指的指向运动、打开和/或合上手、抬起或放下手臂、点头和/或摇头等。

本发明还涉及一种方法，包括以下步骤：提供包括显示器、传感器和处理器的交互式镜子，优选地是如上所述的交互式镜子；在镜子前面做出运动和/或姿势，其中运动和/或姿势可以由一个或多个人同时进行；由至少一个传感器捕获所做出的运动和/或姿势；以及由处理器评估所捕获的数据，以便识别在镜子前面做出的运动和/或姿势。

基于所识别出的运动和/或姿势，动作优选地由处理器触发和/或由其执行。优选地，动作是以下动作中的一个或其组合：将镜子从非活动模式变为活动模式，将镜子从活动模式变为非活动模式，与外部电子设备相关的应用的起动和/或终止，特定于设备的信息在显示器上的指示，指令在显示器上的指示，与外部电子设备的先前和/或推荐使用方式相关联的使用数据的指示，一般和/或特定于用户的信息的指示，诸如像新闻、电子邮件、天气、Twitter、Facebook等。

优选地，根据本发明的方法还包括交互式镜子与一个或多个外部电子设备的无线通信和/或一个或多个外部电子设备的无线控制的步骤。优选地，根据本发明的方法还包括通过在镜子前面做出的运动和/或姿势对一个或多个外部电子设备进行无线控制的步骤。

优选地，根据本发明的方法还包括交互式镜子的配置步骤，其中用户将一个或多个运动和/或姿势与镜子的处理器要在用户做出运动和/或姿势时执行或触发的具体动作相关联。为此，在镜子前面做一次或多次运动或姿势，直到镜子发信号通知运动和/或姿势以足够的准确度被识别并被存储。然后，姿势和/或运动与诸如像“指示新闻”的具体动作相关联，使得例如，每当用户在镜子前将手握成拳头并重新打开它时，当前新闻在镜子的显示器上被指示。

根据本发明的方法优选地还包括基于由至少一个传感器捕获的数据识别在镜子前面的人的步骤。这种识别可以例如通过在镜子前面的人的尺寸来进行。附加地或作为替代，可以将其它身体特征和/或典型的运动行为作为基础来识别人。另一种识别可能性可以是个人物品(牙刷、RFID腕带、智能手表等)的使用。如果交互式镜子包括麦克风，则附加地或作为替代，识别也可以经由人的语音发生。此外，根据本发明的方法优选地包括基于人的识别在显示器上指示个性化数据的步骤。为此，可以影响数据的输出(个性化)的个人用户的简档和请求(用户简档)优选地存储在处理器的主软件中。在识别期间，由一个或多个传感器提供的数据优选地由处理器的主软件来解释，以便例如根据姿势、尺寸(红外线)、轮廓(相机)和/或语音(语音输入)彼此区分可能的用户。

应当理解，结合根据本发明的交互式镜子描述的所有优选特征也是根据本发明的方法的优选特征，反之亦然。

根据本发明的镜子是非常多用途的设备，其提供了与镜子本身和与其它外部电子设备的复杂交互可能性，而不需要使用键盘或触摸屏。用户的姿势和/或运动以保密的方式被确定，因为识别姿势和/或运动不需要用户的相机记录。虽然根据本发明的镜子的优选特征主要结合浴室中的镜子来描述，但是应当理解，根据本发明的镜子也可以应用在浴室之外，例如在走廊中、在酒店房间中、在健身房中等等。

附图说明

在下文中，参考附图更详细地描述本发明的优选实施例，其中：

图1示出了根据本发明的交互式镜子的优选实施例的示意性俯视图；

图2a示出了根据本发明的交互式镜子的优选实施例的局部截面的示意性俯视图；

图2b示出了图2a的实施例的侧向局部截面图；及

图2c示出了图2a的实施例的局部截面俯视图。

具体实施方式

图1示意性地绘出了根据本发明的交互式镜子的优选实施例。交互式镜子包括至少部分反射的镜子表面1、集成到镜子表面中的多个显示器2a和2b、集成到镜子中的两个有源红外传感器3，及未示出的处理器，处理器适于基于由两个传感器3捕获的数据确定和识别人在镜子前面做出的运动和/或姿势。此外，根据图1的交互式镜子包括两个可选的麦克风4，其可以提供音频信息，一方面，音频信息可以根据噪声本身(例如，电动牙刷或剃须刀的操作噪声)来评估，但是另一方面，音频信息也可以作为语音被记录和评估，以便启用例如语音输入。

处理器的可能实现是用于嵌入式解决方案的8位或32位微处理器，例如以编程语言C编写的软件在其上读取传感器3，传感器3例如经由串行数据总线(像I2C)以基于中断的方式被连接。然后所传送的数据由微处理器相对于合理性(cogency)和姿势来检查，并且转换为姿势代码，该姿势代码由镜子的控制软件用于进一步的应用。Mechaless Systems GmbH的传感器Halios E909.05是适于根据本发明确定姿势的有源红外传感器的例子。然后，这个传感器向处理器的主系统软件提供姿势代码。E909.05传感器的文档详细地记录了如何识别这些姿势。

为了识别和通信的目的，处理器优选地设有对应的子系统(蓝牙、WiFi等)。在与这些子系统的连接建立期间，处理器通过设备代码执行设备的识别(例如，经由蓝牙的牙刷)并且触发镜子的主程序中的相应功能。

交互式镜子优选地适于基于从外部电子设备接收的数据执行以下动作中的一个或多个：从非活动模式变为活动模式、从活动模式变为非活动模式、与外部电子设备相关的应用的开始和/或终止、特定于设备的信息在显示器上的指示、指令在显示器上的指示、与外部电子设备的先前和/或推荐使用方式相关联的使用数据的指示、对另一外部电子设备的控制、特定于设备的信息和/或使用数据向另一外部电子设备的传送。为此所需的功能由镜子处理器的主软件例如经由本地控制处理器以及经由网络数据来触发。主软件优选地同样控制显示器上的视觉表示并且评估来自传感器3或另外的设备(未示出)的数据。

在所绘出的优选实施例中，具有不同形状和尺寸的多个显示阵列2a在镜子表面1的两个侧向边界区域中提供。优选地，这些显示阵列不是单独的显示器。相反，镜子表面1的两个边界区域包括大表面显示器，其例如是矩形的，并且通过其被处理器控制，可以在需要时显示一个或多个显示阵列。可以为不同的内容提供单独的显示阵列。例如，当需要时，可以在单独的显示阵列中显示新闻、交通信息、天气信息、电子邮件、Facebook、Twitter、日历条目等。被指派给不同内容的显示阵列的布置、形状和尺寸可以优选地由用户调整和/或编程。

在镜子表面1的两个侧向边界区域中提供两个显示器是特别优选的，因为它允许根据需要在镜子表面1的左侧和/或右侧显示信息(例如，在左撇子和右撇子的情况下)。此外，在左侧和右侧的两个单独的显示器可以由在镜子前面的两个人同时使用，其中向每个人指派一个显示器。优选地，两个侧向显示器中的每一个占据小于镜子表面1的宽度的30％，更优选地小于25％，最优选地小于20％的宽度。优选地，还提供在中心布置并且优选地适于在用户的镜像中显示信息的另一显示器2b。例如，当使用兼容的电动剃须刀时，预定义的剃须图案可以在人的镜像中示出。对于这个功能，人的位置的分析优选地从内置传感器取得并且用于对应于人的表示的物理位置的图像存储器的相应位置。因此，即使在运动的情况下，主软件也能够在正确的地方集成和显示信息。

这个居中显示器2b优选地占据镜子表面1的宽度的至少40％，更优选地至少50％，并且最优选地至少60％。代替两个侧向布置的显示器和一个居中显示器2b，还有可能提供单个大表面显示器，其在需要时在一个或两个边界区域中显示信息，并且将信息叠加在居中区域中的用户的镜像上。

集成到镜子中的两个有源红外传感器3优选地布置在镜子表面1的两个侧向边界处，如图1中所绘出的。最优选地，两个传感器3相对于镜子宽度大致在中心布置，同样如图1中所绘出的。但是，两个传感器3也可以朝顶部或底部移位和/或布置在镜子表面1的顶部和/或底部边界。也有可能提供多于两个传感器3，例如四个或六个传感器。至少两个传感器3至少在镜子表面1的两个侧向边界处的布置允许例如尤其很好地区分右手和左手的姿势和/或在镜子前面的两个人。每个有源红外传感器3优选地由在红外范围内的两个外部辐射发送器3a和用于红外范围内的反射辐射的居中(优选地在中心)布置的一个接收器3b。但是，根据本发明还有可能使用其它传感器几何构造。例如，还有可能在一个或多个红外光电二极管周围布置呈三角形、矩形或正方形形式的三个或四个红外LED。

两个麦克风4优选地同样布置在镜子表面1的两个侧向边界处，如图1中所示。但是，它们不必布置在镜子表面1的下边界处，而是还可以在更上面提供。

图2a至2c示出了根据本发明的交互式镜子的另一优选实施例。镜子包括安装到框架9上并且优选地包括具有反射涂层的镜子玻璃的镜子表面1，反射涂层具有至少10％，优选地至少15％，最优选地至少20％的透光率。优选地，涂覆的镜子玻璃的后侧覆盖有增强对比度的黑箔。这个箔优选具有用于显示元件2a和2b的切口，以便能够在镜像上显示数据和信息。

在所示的优选实施例中，提供了布置在侧向镜子边界处的两个显示器和居中在中心布置的一个显示器2b。虽然三个显示器2a和2b以大致相同的尺寸和形状示出，但是一方面的两个侧向显示器2a和另一方面的中心显示器2b的尺寸和形状可以彼此不同。优选地，中心显示器2b占据镜子表面1的宽度的至少40％，更优选地至少50％，并且最优选地至少60％。如上面结合图1所描述的，具有不同信息的不同显示阵列优选地在两个侧向显示器2a上显示，而关于用户的镜像的信息优选地在居中显示器2b上显示。但是，还有可能提供用于在居中显示器2b中显示信息的显示阵列，同时利用两个侧向显示器2a用于显示关于在镜子前面的两个人的镜像的信息。

在所示的优选实施例中，三个显示器2a和2b中的每一个配备有其自己的处理器5a和5b。作为替代，可以为所有三个显示器提供单个处理器。显示器和处理器经由电源单元6供电。两个有源红外传感器3位于镜子表面1的两个侧向边界处。此外，提供两个近场传感器7和两个传感器8，它们适于检测人是否在镜子前面。这些近场传感器可以例如基于有源或无源红外技术(PIR)、激光跟踪、光截面测量或超声来实现。在所示的优选实施例中，有源红外传感器3和这种传感器8连接到处理器5a(由虚线指示)，使得左和/或右单元中的每一个由两个传感器3和8、显示器2a和处理器5a构成。但是，还有可能所有传感器和显示器都连接到单个处理器。每个近场传感器7连接到处理器5a。

显示器2a和2b可以是例如经由适当的连接(例如，HDMI、LVDS等)连接到处理器的TFT显示元件，以便能够进行尽可能无损的表示。包括电源和可选的背景照明的显示器和/或显示元件的控制经由集成的控制元件来执行。控制计算机可以掌控一个或多个屏幕。一个或多个控制计算机的核心任务是经由诸如以太网、WiFi、蓝牙、ZigBee等的网络标准来接收和传输数据、信息和控制序列，在安装在镜子玻璃后面的显示单元和/或显示器上的准备和呈现数据和操作元件，以及所安装的传感器(接近传感器、姿势传感器、NFC读取器、亮度传感器)的数据的利用和处理。控制计算机可以由适当的嵌入式系统组成，该系统可以配备有操作系统，诸如像Linux，并允许一个或多个显示单元的连接。传感器优选地经由诸如USB或蓝牙的连接直接嵌入，但也可以经由捕获传感器信息的具体电子器件扩展来集成。嵌入式系统的处理能力和存储性能必须足以在并发的网络和传感器操作期间还能够进行复杂的表示。

优选地，交互式镜子适于控制外部电子设备，优选地同时控制两个或更多个电子设备。控制优选地由主操作软件执行，主操作软件可以经由本地网络部件/子系统以及经由标准网络接口(WiFi、以太网、蓝牙等)控制外部电子设备。用于控制的规则和依赖关系可以以稳固锚定的方式在主操作软件中实现，或者也可以作为替代随后经由网络连接作为一组规则加载。

有源红外传感器3优选地在中心集成在镜子表面1的左和右边界中。基于由传感器的发送器部分3a(参见图1)在每个显示区域前面的区域中建立的红外场，可以辨别出2D或3D场中的姿势，因为它们生成红外场信号的具体反射。这些反射由位于红外发射器3a正上方和正下方的红外传感器3b(参见图1)捕获。通过对两个传感器的反射信息的信号分析，可以相对于其位置和深度实时地确定反射造成者(例如，做出姿势的手)。这个信息例如经由串行总线被传递到控制计算机，并且所述控制计算机基于位置数据确定当前姿势并且执行为交互存储的规则(例如，显示天气数据)。Mechaless Systems GmbH的传感器Halios E909.05是适于根据本发明确定姿势的有源红外传感器的例子。

当提供两个或更多个显示器时(参见图2a)，它们可以优选地由在镜子前面的两个人同时使用。这在技术上是允许的，例如，通过主软件被编程为同时处理多于一个用户上下文(并行处理/线程)。作为替代，可以安装彼此独立的两个系统。在这种情况下，处理器优选地还适于基于由至少一个传感器捕获的数据确定在镜子前面的两个人同时做出的运动和/或姿势，并将它们指派给相应的人。这些传感器信号的评估优选地在红外传感器的情况下通过可以基于坐标进行的对所生成的运动/姿势的三维分析或者作为替代在相机图片的情况下通过图像分析来进行。

框架9可以是例如由例如L型材制成的铝框架。镜子玻璃可以例如通过具体的粘合膜附连到框架9。框架9保证离墙壁有某个最小距离(例如，4-6cm)，以便部件和屏幕可以安装在镜子玻璃的后面。此外，框架9优选地充当用于间接镜子照明(未示出)的安装表面，并充当用于灯和电子元件的冷却构件。铝尤其适用于后者。优选地，一个或多个LED条粘附到框架9，以便为了间接背景照明的目的向后发射它们的光。

应当理解，各个部件的布置、各个部件的相对尺寸和形状等仅仅意味着是例子。代替三个显示器2a和2b，可以仅提供一个或两个显示器。传感器3、7和8可以不同地布置并且也可以具有多于两个一种类型的传感器。除了所绘出的传感器、麦克风之外，还可以提供其它接口和输入元件。