专利名称：用于交互式电视系统的电话子机的制作方法
本申请要求在1997年10月28日申请的临时申请60/063,307的优先权。
背景技术：
A.发明领域本发明涉及一种系统，其中的电话有双重用途，一是标准的电话交谈，二是控制对web页和从因特网或其他方式接收的其他信息的访问以及将其显示在标准电视机上。
B.现有技术的说明因特网的出现使得人们可以通过标准电话线从家里、办公室，实际是任何地方获得广大范围的各类信息。而且，这些信息对商业、娱乐、教育或其他类似目的都很有用，而且几乎可以即时获得。标准因特网访问方式的缺点在于它仍依赖膝上电脑或PC机。人们已经尝试各种方法使用特殊的连接盒在标准电视机上提供因特网访问。因为难以使用，这些尝试都不成功。而且，这些盒子的运转还需遥控。因此，需要一种有效的系统来访问因特网，该系统不需要遥控，而且相对简单并易于使用。
本发明的目标与概述本发明的目标是提供这样一种系统，它能使用标准的广播频道方便地访问因特网或者其他图形数据。
进一步的目标是提供一套因特网访问系统，其中传送到远程位置(即，用户)的信息使用广播电视信号的可视部分，一个电话连接被用户用于发送获取信息的请求。
进一步的目标是提供一套因特网访问系统，其中，经改进的、最好是无绳的电话用于控制对因特网的访问。
本发明的其他目标和优点如下描述。简短地说，标准电视节目通过卫星、有线电缆和其他已知方式通过空间广播给众多用户。节目以视频信号形式广播，视频信号中嵌入指示信号，表明有附加的信息。这些指示信号最好包含在电视节目的可视部分中。例如，这些指示信号可能包含一个web站点地址，所述的web，所述附加信息可从所述web站点获得。
典型的用户站包含一个接收站，它包括一台标准电视机，一个控制盒和一台电话机。控制盒截取视频信号，并带有检测器检测所述的指示信号。当检测到指示信号时，控制盒最好是但不一定必须是在电视机上生成显示，指出有附加信息。
电话机提供标准电话通讯，也提供对因特网的访问，使得人们能够从所述因特网站点检索所述的附加信息。为达到此目的，电话机须与控制盒处于通信状态(通过RF链接、硬接线性连接或其他方式)。当收到因特网站点地址时，控制盒把它传给电话机，然后电话机激活内置的调制解调器，访问因特网站点，检索信息并同时送给控制盒。控制盒接收附加信息并将它发往电视机，以便与标准电视节目一同显示，或者替换掉标准电视节目。
电话机也给用户提供了几个附加的选择键。当控制盒产生初始显示，表明有附加信息时，用户可以激活电话机上相应的键请求附加信息。这样检索并显示附加信息的过程就开始了。其他一些键则可用于导航因特网站点。
与电话机关联可能会有其他附件，如智能卡阅读机，使用户能够购买因特网提供的特定商品和服务，还有打印文档的打印机等等。
最好电话机包括座机和与座机无线通讯的子机。座机包括与子机进行通信的装置，与控制盒、调制解调器通信的装置，以及控制座机和子机的操作的控制器。
附图的简要介绍
图1简单的示意了本发明的系统构成及系统内部各组成之间的内部互连；图2为控制本发明操作的无绳电话正面视图；图3图2所示无绳电话的背面视图；图4图2、图3所示电话子机的框图；图5为图2，3所示无绳电话的另一具体实施例；图6图1所示系统的电话座机的框图；图7图1所示系统的控制盒的框图；图8图7所示控制盒的操作流程图；图9图6所示座机的操作流程图；以及图10图2，3所示电话子机的操作流程图。
本发明的详细说明如图1所示，按照本发明，系统10提供因特网访问，它包括电视机12，接收来自控制盒14的标准RF信号。控制盒14接收来自VCR16的RF信号。或者，系统还可能包括有线电视解码器(未画出)代替VCR或者与VCR一起使用，远程天线18产生标准电视广播信号，并由VCR 16内的调谐器(未画出)接收。如果使用了有线电视解码器，则该盒子从有线电视线缆(未画出)接收标准电视信号。正常操作时，控制盒14不处理这些RF信号，只是直接输送到电视机12。如果既没有使用VCR 16也没有使用有线电视解码器，控制盒14将直接接收广播信号。用户将在电视机12上看到平常的电视节目。
到达天线18的信号源于广播信号源20。在特定的预定时间，或者连同信号源20产生的特定节目的特定内容，附加信息就会变得可用并指定特定的因特网站点，所述附加信息与所述节目相关。例如，如果节目中有音乐表演，最好能给用户提供这些音乐的录像带和/或CD的销售服务。提供此服务的因特网地址和其他相关的控制信息存储在存储器22内。编码器24对来自广播源20的信号调制，从而在所述信号上叠加来自存储器22的信息。把电视节目的可视部分用来传输信息的优选调制方案见于共同拥有、共同未决的申请S.N.09/046,143，它于1998年3月23申请，标题为《在视频信号的可见部分传输数据的方法》，现在___________。如此申请所述，简单的说，数据以称为符号的数据位的组的形式传输。每个符号都有预定数目的称为PN序列的更长“碎片”(chip)序列中之一与其关联。为任何符号而传输的PN序列分为多个碎片行。每个碎片行都是与其反转一同，以成对方式通过被嵌入视频信号的相应行扫描对中而传输的。例如，代表4个数据位的每个符号可能有各有80个碎片的16个PN序列中之一与其关联。任何此种将被加到视频信号中的PN序列被分为4行，每行20个碎片。每行碎片以正常和反转方式传输，因此有8行(每行20个碎片)加到视频信号的相应行扫描，或从视频信号的相应行扫描减去。
对收到的行扫描对进行处理，以提取出它们所代表的20个碎片。通过从另一行扫描减去一次行扫描，以减小视频的影响，以及通过在每碎片期间集成差异的信号可达到此目的。因为原始PN序列中的每个碎片被加到一行扫描中并从另一行扫描中减掉，当一行扫描从另一行扫描减掉时，不仅视频影响最小化，而且碎片幅度的大小也加倍了。在所有80个碎片对都按这种方式处理，产生80个“集成碎片值”，收到的代码与16个可能的PN序列中的每一个关联以获得最佳匹配。传输的符号被认为是其PN序列与收到的代码最为相关。
现在回到图1，修改过的广播信号被传往发射塔18，它将信号发送给各种用户。在用户处，修改过的信号由控制盒14接收，并解码由编码机24叠加的信息。作为响应，控制盒14对传往电视机12的信号作修改从而将指示显示给用户，指示与当前演奏的音乐有关的附加信息可以从因特网站点获得。
用户方还有电话子机26。通常26为以RF方式与座机28连接的无绳电话。另外，电话子机26也可以用标准线路与座机连接。座机28和子机26协同工作，通过线路30提供标准的电话通讯。另外，这些单元进一步协同工作，提供一种访问由控制盒14指出的因特网站点的方法，如下所述。
如前所述，最初当附加信息可用时，控制盒在电视机12上产生相应的指示。例如，该指示可能为在电视机左上角闪烁的颜色块。用户可以选择操作子机26(后面将详细介绍)上的控制钮将子机26转为因特网控制器。如果用户现在要访问附加信息，他可以操作此按钮，于是子机通过座机28发信号给控制盒14。控制盒14传送相关因特网站点的地址给座机28。座机使用线路30向ISP 32拨号。然后ISP32提供对相关因特网站点34的访问。
站点34包括web服务器36，数据38和数据管理系统40。作为对来自座机28的请求的响应，站点34发送描述web页的数据。这些数据由座机28发送到控制盒14。控制盒或者替换掉来自发射塔18的正常视频图象，或者是在图象的一部分上叠加，把web页显示在电视机12上。通过这种方式，用户能够访问到站点34，如果愿意，还可以使用标准因特网协议定购显示在web页上的商品。
现在请参考图2和3，电话子机26有机壳40、前面板42和后面板44。机壳往外是一个与座机28通信的RF天线44。排列在前面板42上有标准键盘46和显示窗口50，各种消息和信息将在该窗口显示。子机26还有附加的控制按钮52，用于发出与子机26作为电话的操作相关的命令。
在后面板44上，子机26有多个按钮54(图3中分别以54A到54F表示)，用来在交互事件时操作子机访问因特网站点。该术语在本申请中专指与特定web页相关的电视节目。从图4可见，除了如上所述的元素外，子机26还包括数字编码/解码器56、RF调制器58、耳机60和话筒62。对于普通电话操作，用户使用键盘48拨号。当号码拨出时，数字编码器56产生相应的DTMF码发往RF调制器58以传给座机28。当控制按钮52被激活时，对应的控制信号由编码器56产生并同样被RF调制器58发送。拨出的号码和其他信息在显示器50上显示。
语音从话筒62送往调制器，收到的信号从调制器发送到耳机60。前面描述的操作和结构对无绳话子机是通用的。
数字编码/解码器56经过了改造，因而会感应到因特网键54的激活，并有相应的信号送往座机28，下面有详细描述。
图5为另一实施例，前面板42A有键盘48，控制键52以及因特网控制键54。
现在请看图6，电话座机28有话筒60、调制解调器62、多路复用器64、电话连接终端66、电话控制电路68和RF调制器70。座机28还包括键盘接口72、并行接口74、智能卡接口76、RF收发信器78和串行端口80。
先从标准的电话通讯开始，来自电话子机26的信号被RF调制器70接收。这些信号被送到电话控制电路68。信号被转为与电话线路兼容的标准信号。然后信号通过多路复用器64传送到电话连接器66，再到标准电话线路30。
如前面所提到的，交互事件首先由盒子14从电视机12中指出。当用户要访问与正在观看的电视机12上内容有关的特定web页时，激活其中一个因特网控制按钮54，比如是54F。当指示出此次激活的信号被座机28接收时，这些信号就会被调制器70发送到微处理器70。微处理器70之后启动为交互式处理模式，用户可以在这种模式中访问web页，执行与因特网相关的功能。此时标准电话功能被禁止。在交互模式下，信号通过RF收发信器78发送到控制盒14，或者从控制盒14接收。与ISP 32之间的信号使用调制解调器62进行交互。为达到此目的，多路复用器64被设为将调制解调器62连接到电话连接器66。智能卡接口76可以在用户购买东西时用来记入用户的信用卡(如果因特网站点设置为允许此类操作)。各类信息可通过并行接口74在打印机82上打印。其他的命令和信息可由用户通过键盘接口72在键盘84上输入。其他信息也可使用串行接口80和与其相连的适当设备输入。
现在请看图7，控制盒14包括微处理器90、收发信器92、视频输入94、视频输出96、双路视频切换开关98、加法器或组合器102、存储器104和图形生成器106。图8为系统的一般流程图，结合此流程图，可以对控制盒14的操作进行更好的描述。
通常开关98位于图7所示位置，这样从视频输入来的视频信号直接传送到视频输出96。此时，普通的未经修改的电视信号被接收，并由电视机12显示。信号也受到解码器100监视，它会搜索指示交互事件的信号(例如，从编码器24来的定义web页的附加信息的指示)。当检测到这样的信号时(步骤200)，解码器发送对应信号给微处理器90。微处理器90更改开关98的位置，并从存储器104获取预定义的符号和消息。该符号被馈送到图形生成器，它产生与存储器104中的信息对应的图形符号和元素。此符号被送到加法器或组合器102，它将当前标准的电视节目与此符号组合。加法器102的输出通过开关98送到RF输出96并由电视机12显示(步骤202)，从而告诉用户可以查看与当前节目相关的web页了。之后，微处理器90监视(步骤204)与座机28的连接中来自用户的命令。如果在预定义时间内(例如10秒)没有收到这样的信号，则假设为用户不想看web页(步骤206)。这样在步骤208中开关98被重置，继续标准电视节目。
如果用户按下按钮，例如“服务按钮”54F，表示他确实想看web页，(该动作将从子机26传送到座机28然后到控制盒14)，那么在步骤212中，微处理器把web页的URL解码并送到(步骤214)座机28。在步骤216，微处理器90检索待命消息并在步骤216中将其显示出来，告知用户访问因特网并检获所请求的web页的工作已经开始。
座机28中的微处理器60产生所需的访问ISP32的信号并通过调制解调器62发送出去。在此过程中，标准电话功能被禁止。ISP 32接受请求，作为响应，从服务器36检索web页信号并发回座机28。座机28再将信号发到控制盒14中的微处理器90。
微处理器90在一段预定时间内等待来自座机28的web页信息。如果在设定时间内未收到信息(步骤218)，那么在步骤220中，会在电视机12上显示错误消息(步骤220)，开关98被重置，重新开始普通运转。如果及时收到web页信息，微处理器将把它送到图形生成器106。这样最后web页就出现在电视机12上(页面224)。在这种方式下，只要收到URL，座机28、控制盒14和子机26即协同工作，使用拨号因特网连接获得对web页的访问，以获得并显示指定的web页。
web页被显示后，用户可以选择执行通常与因特网有关的其他功能(步骤224)，例如下载文本(可以在打印机82中打印)，查看原始web页上链接的其他页面等等。
一项必需的功能是允许用户从web站点选择和购买产品。为实现此目的，用户可使用因特网控制键54。付款可以通过用键盘48或外部键盘84输入信用卡号进行。作为选择，如果现场有智能卡系统，用户也可以将他的智能卡插入智能卡接口76。微处理器60检查智能卡中的可用金额，如果资金充足，它将从智能卡扣除对应金额并给服务器36发消息，表明已经正确付款。
微处理器90监视因特网连接中的活动(步骤226)，一旦连接中断，开关98将回到它的初始位置，重新开始观看标准的节目。
图8的流程图显示了系统为使用户能访问与交互事件关连的一个web页或几个web页所执行的一般步骤。余下的流程图更详细地描述了系统各元素的运作过程。从图9开始，介绍从控制盒14发送数据到座机28(和电话子机26)的典型顺序。从步骤250开始，微处理器90使用内部定时器以固定间隔轮循电话子机26。在步骤250中，如果定时器超时就执行检查，因此也就是对子机26作检查的时间了。如果定时器超时，在步骤252中将送出轮循信号到座机28。在步骤254中，微处理器90等待来自座机28的响应。如果没有响应，在步骤255中设置“电话无应答”标记，且循环返回到步骤250。如果在步骤254中收到回答，则步骤256执行检查保证响应是完整的。步骤258执行检查确定响应是否正确应答了轮循。如果没有，步骤260执行检查确定座机28是否已经至少被轮循了N次，N是个编程变量。如果还没有，则步骤262中发出REPOLL信号到座机28，循环继续直到上面描述的步骤254。
如果步骤260中座机28已经被轮循了N次，则循环继续到步骤255。
如果步骤258中响应正确则在步骤264中，微处理器90对从广播天线收到的数据解包并存储在缓冲区中。步骤264之后循环返回到步骤250。
如果还未到轮循座机28的时间，步骤266中执行检查确定缓冲区中是否有数据要发送到座机28。如果有，则步骤268中数据被打包或者以其他方式被格式化而用于座机28，在步骤270中将数据送出。
在步骤272中执行检查确定座机28是否已经于步骤270之后在预定时间段内返回任何消息。在步骤274中执行检查确定座机28是否已经收到完整的数据。如果没有，在步骤276执行检查确定已经尝试多少次发送数据。如果数据重发未超过例如3次，则步骤280中消息会重发。否则循环重回到步骤255。
如果步骤274中座机28指示它已经收到完整的数据，在步骤276中微处理器90会清空消息缓冲区并准备接收和传输更多的消息。
座机28的操作如图10所示。从步骤300开始，座机28检查来自控制盒14的消息。当收到消息时，步骤302中执行检查确定消息是否完整。如果消息不完整，步骤304中执行测试确定是否在收到的消息中存在充分的数据识别它。如果有充分的数据，那么步骤306中发送响应到控制盒，表明消息不完整(NACK)。否则不会发出响应。
如果收到完整消息，那么在步骤308中执行测试确定收到的消息是否为POLL。如果不是，那么在步骤310中执行测试看此消息是否为数据。如果是，则在步骤312中将消息存在缓冲区中，并在步骤314中发送确认消息给控制盒14。
如果在步骤310中消息经识别并非数据，则在步骤318中执行测试确定是否有数据需要发送。如果有数据需要发送，则在步骤320中从本地缓冲区检索数据。在步骤322中产生响应指出已经收到POLL，而且如果需要，数据将与消息结合。
在步骤324中，消息被发送到控制盒14。
在步骤302中，如果收到完整消息，将在步骤326中执行进一步测试，确定收到的消息是否为REPOLL，就是说，是一个未成功的POLL的重复。在REPOLL情况下，对最后的POLL消息的响应在步骤328中重复。如果收到的消息被认为不是REPOLL，为响应最后消息所发的消息将被丢弃，循环继续到步骤308。
子机26的操作如图11所示。从步骤340开始，在每次数据消息交换或语音通讯后，子机26被设为非活动状态。在步骤342中执行检查以检测是否感应到指示交互事件的消息。如果没有，在步骤344中执行检查确定用户是否按下交互键(例如，键54其中之一，表示因特网命令)。如果没有，在步骤346中执行检查确定是否标准电话语音模式“打开”键被按下。在标准无绳电话中此键通常标为“交谈”或“电话”键。如果没有，循环继续到步骤342。
当收到交互事件消息时，在步骤248中子机26被设为交互状态。在步骤350中执行检查确定是否键盘48的某个键被按下。在步骤352中检测交互键状态。在步骤354中送出键码到控制盒，指出哪个键被激活。在步骤356中执行检查确定是否“交谈”键被按下。
如果不是，那么在步骤358中执行检查确定是否从控制盒14收到命令。如果收到命令，于步骤360中执行检查确定是否为指示交互事件结束的“END命令”。如果是则循环继续到步骤340。如果不是则命令在步骤362中执行。
在步骤346中，如果按下“交谈”键则电话被设为语音模式，允许标准电话通讯，直到子机挂断(步骤366、368)。
可以预期，使用其他方式也可以进行数据交换。例如，在备选实施例中，电话座机和控制单元之间，取代RF连接的可以是硬连接、红外连接和超声波连接，而基本无需改变上述的协议。
在其他实施例中，电话座机和控制盒可能组合为单个单元，比如放置在电视机中。电话子机将还象上面所描述那样运转，然而在电话座机和控制盒之间不再需要特殊的协议。
还有一些实施例，控制盒直接与电话座机中的调制解调器通信，对这种实施例，可以预见有两种rf连接一为控制盒与调制解调器之间的连接；另一为控制盒和座机其他部件中的某些，如智能卡阅读机、打印机等设备之间的连接。
很明显，在不脱离随附的权利要求中定义的范围的情况下，可以对本发明作出多种修改。
权利要求
1.一套向多个用户传输电视节目以及与所述节目相关的附加信息的系统，该系统包括A.一个广播站，接收和传输广播信号，该信号包括标准电视节目和表明与所述电视节目相关的附加信息的指示信号；以及B.一个接收站，包括(I)一个控制盒，接收所述信号，包括一个检测器检测所述指示信号，和一个显示生成器生成指示所述指示信号的显示；(II)一个电视机，显示所述电视节目和所述附加信息；以及(III)一个有如下双重用途的电话机，提供标准电话通讯以及控制所述附加信息在所述电视机上的显示。
2.权利要求1中的系统，其特征在于所述接收站还包含因特网访问组件，提供因特网访问，所述附加信息由该站使用所述因特网访问检索。
3.权利要求2中的系统，其特征在于所述电话站包括一个调制解调器和一个控制器，用来有选择地激活所述调制解调器以接收所述附加信息。
4.权利要求3中的系统，其特征在于所述电话站包括选择元素，这些元素由用户激活，用来在所述显示产生时请求所述附加信息。
5.权利要求4中的系统，其特征在于所述显示在所述电视机上是可视的。
6.一个电视接收机和显示站，用于显示其中嵌入了表明与所述节目相关的附加信息的附加指令的电视节目，所述站包括一个接收所述视频信号的控制盒，所述控制器包括一个检测器检测所述附加信号，以及一个指示生成器产生指示附加信息的显示，这些附加信息与某个特定的电视节目相关；以及一个与所述控制盒相关的电话站，包括用于正常通讯的子机；所述电话站和所述控制盒协同工作，在存在所述附加信号的情况下使用标准电话线路提供对所述附加信息的访问，并显示所述附加信息。
7.权利要求6中的接收机，其特征在于所述电话站和所述控制盒协同工作，使用因特网访问检索所述附加信息。
8.权利要求7中的接收机，其特征在于所述电话站包括由用户操作、用来请求检索和显示所述附加信息的选择器元素。
9.权利要求8中的接收机，其特征在于所述电话站包括电话座机和远程子机。
10.权利要求9中的接收机，其特征在于所述电话座机和远程子机之间为无线通讯。
11.权利要求7中的接收机，其特征在于所述电话站包括一个调制解调器和一个选择器组件，用来有选择地激活所述调制解调器。
12.权利要求7中的接收机，其特征在于所述电话站包括一个用来接收与所述节目相关的因特网站点的地址的地址接收机，所述电话站使用所述调制解调器响应信息请求，以访问指定的因特网站点，所述地址用于检索所述附加信息。
13.权利要求7中的接收站，其特征在于所述控制盒包括一个组合器，用来组合所述电视节目和所述附加信息，借此所述附加信息能够在电视机上显示。
14.权利要求13中的接收站，其特征在于组合器将所述附加信息叠加到所述电视节目中。
15.显示与标准电视节目相关的信息的方法包括给接收站传输视频信号，此视频信号含有与标准电视节目相关的电视信号和表明存在所述附加信息的附加信号，所述附加信号嵌在所述的视频节目中；在所述接收站检测所述的指示信号；选择性地检索所述附加信息；并促成所述标准电视节目和所述附加信息的显示。
16.权利要求15中的方法，其特征在于所述附加信号包括因特网地址，且其中所述检索步骤包括访问所述因特网站点以及从所述因特网站点检索所述信息。
17.权利要求16中的方法，其特征在于所述因特网站点是使用电话连接访问的。
18.权利要求15中的方法，还包括向用户产生显示，表明附加信息的可用性，以及检索所述附加信息以响应所述用户的请求。
19.权利要求15中的方法，还包括将所述附加信号作为所述电视节目的可视部分的一部分传输。
全文摘要
在电视广播传输过程中可带上附加信号,这种附加信号表明在因特网站点上可用的附加信息。最好这些附加信息与正在广播的电视节目有关。在接收站,提供一个与标准电话机(26,28)相关的控制盒(16)。电话机给用户提供标准的电话通讯,也能用于控制对具有附加信息的因特网站点的访问,以及检索所述信息与标准节目一起显示在标准电视机(12)上。为电话机提供了附加的键,使用它们可以实现这样的控制。
文档编号H04N5/44GK1338179SQ99816426
公开日2002年2月27日 申请日期1999年1月19日 优先权日1999年1月19日
发明者爱德华·J·科普拉, 丹尼尔·A·西阿杜罗 申请人:科普拉交互式系统国际公司