传感器模块、感测单元、识别外围物件与定义环境的系统技术方案

揭露书公开一种传感器模块、一感测单元与识别周围物件与定义环境的系统。其中传感器模块安装在一感测单元内，传感器模块包括引导来自感测单元周围物件的光线的光学组件，以及影像传感器，影像传感器用以感测来自物件的光线。光线可直接由物件内光源产生，或是由物件表面所反射的光线，根据从影像传感器自物件表面得到的光学特征，可以识别出物件，当影像传感器接收由光学组件引导的光线，读取其中作为唯一标识符的光学特征，以识别物件，如此，定义出在感测单元周围的环境。

Sensor Module, Sensor Unit, System for Identifying Peripheral Objects and Defining Environment

The disclosure Book discloses a sensor module, a sensing unit and a system for identifying surrounding objects and defining the environment. The sensor module is installed in a sensing unit. The sensor module includes an optical component that guides light from objects around the sensing unit, and an image sensor, which senses light from objects. Light can be directly generated by the light source inside the object or reflected by the surface of the object. According to the optical characteristics obtained from the image sensor from the surface of the object, the object can be identified. When the image sensor receives the light guided by the optical component, it reads the optical characteristics as a unique identifier to identify the object. Thus, the environment around the sensing unit is defined.

【技术实现步骤摘要】
传感器模块、感测单元、识别外围物件与定义环境的系统
说明书公开一种识别外围物件的技术，特别是关于通过不同物件所产生至少两个光线识别外围物件的系统，以及其中传感器模块与感测单元。
技术介绍
在一些特定情况下，人们喜欢用道具描述一些具体事务，例如，建筑师使用以一些组件(如积木)组成的模型展示一个建筑物；军事家、策略家利用以积木组成的地形地物模型来表示他的策略。如果以娱乐或教育为目的，例如是小朋友，积木是最受欢迎的玩具的一种，可以用在娱乐，并可启发小朋友的创造力。一些著名的品牌，如乐高即生产许多样式的积木组，让小朋友可以自己创造样式。以上所述的积木可以包括多种颜色、形状与大小的基本构成组件，这些基本构成组件如单纯的立方体，可以通过堆栈、排列与相互链接而创造出多样的事物。现在已知的玩具制造商已经开发出多样的智慧方块(smartblock)，可以通过相互电性连接的方块创造出有趣与兼具教育性的物品。
技术实现思路
为了要了解本揭露书，以下提出的图式与实施方式所描述的实施例仅用以描述揭露书内容，而非用以限定申请专利范围。在说明书记载的实施例中，提出一传感器模块，安装于一个用以识别其周围物件的装置中，传感器模块较佳地包括一个光学组件，光学组件用以导引从周围物件接收的光线，其中影像传感器则用以感测周围物件所產生的光学特征。优选地，其中光学相关组件包括有光源模块，例如有两个光源，光源模块用以发射至少两个不同波长的光线，其中光学组件为一个涂布或装载有光学膜的装置，其特征是可以反射特定光波长的光线，并同时让另一光波长的光线穿透，如此，所述传感器模块亦可采用此光学组件导引光线到装置周围的物件上。影像传感器用以感测自周围物件所反射的光线，这些光线同样可包括至少两个波长的光线，使得影像传感器可以通过物件表面反射不同波长的反射光所感测的图案(pattern)影像识别出物件。在另一优选方案中，所述光学组件导引光线，影像传感器感应到影像，而光线可以是装置周围物件内部的光源所发射，如此，在此方案中，在传感器模块中可以不用设置光源模块。更者，在另一实施方案中，所述至少两个光源可以循序被启动而在不同时间发射光线，并使影像传感器可在不同时间槽(timeslot)感测到不同的光线。进一步地，所述从周围物件的图案得到影像中的光学特征，如条形码，这些图案形成识别物件的唯一识别信息(ID)，当装置周围的物件被识别出，整个装置的位置、角度以及/或转向所成立的状态可被识别，使得装置的状态被定义好。更者，在一例中，装置以及其周围的物件的组合即定义了一个游戏环境。在实施方式中的一个实施例中，感测单元包括了一个具有多个表面与传感器模块的主体，传感器模块主要包括光学装置与影像传感器，当感测单元表面所装载的其他一或多个物件被识别时，感测单元所表示的装置即被定义好。当感测单元所形成的装置周围的物件被识别出，感测单元的对应环境可以被识别出来。根据在一实施例，提出一个系统，系统主要包括有多个感测单元，每个感测单元包括了具有多个表面的主体，主体则包括所述的传感器模块。当系统可以识别出感测单元周围的物件时，系统即据此定义出一个环境。附图说明图1显示揭露书所载实施例中传感器模块的主要电路实施例图；图2A显示具有传感器模块的感测单元的侧面实施例示意图；图2B显示感测单元的另一侧面实施例示意图；图3显示具有传感器的感测单元的实施例透视示意图；图4显示感测单元的另一实施例透视示意图；图5A与图5B显示传感器模块中具有可旋转光学组件的感测单元的实施例侧面示意图；图6显示具有感测单元与其他物件形成的环境实施例示意图；图7显示具有光传感器数组的感测组件实施例示意图；图8显示交互启动两个光源的时间序实施例示意图；图9显示一个描述传感器模块识别周围物件与定义环境的方法的实施例流程图；图10描述装载于物体上感测单元以定义环境的实施例示意图；图11显示描述装载于特定环境中感测单元以定义环境的实施例示意图。具体实施方式揭露书关于一传感器模块、包括有传感器模块的一感测单元，以及相關系统。系统包括有多个感测单元，可用以识别装置周围的物件，并定义相对应的环境。举例来说，感测单元可由积木形成，每个积木被授予一个特定属性，这个属性可以通过一个唯一标识符以识别出积木。因此，多个积木经堆栈，每个积木将可被识别出来，包括这些积木的环境也会被定义出来。图1显示所述安装于装置内的传感器模块的实施例的主要电路方块图。图中显示的传感器模块为安装于装置内，此装置用以识别出周围的两个或以上的物件，传感器模块包括一控制器13，用以运作传感器模块以实现通过取得可视别光学特征的方式识别物件的功能，所述光学特征如图案或颜色，在一实施例中，传感器模块使用一光源模块10，耦接于控制器13，以发出至少两个不同波长的光线。在一实施例中，光源模块10具有两个光源，如图显示的第一光源101与第二光源102，可以发射出至少两个不同光波长的光线。在一实施例中，光源模块10可以单一光源配合调变技术产生不同光波长的光线，以所述光调变的方式，可以周期性地调变光源的波长后，周期性地输出不同光波长的光线。举例来说，可以通过一或多个滤色片产生不同光波长的光线，如此，当一白光通过特定滤色片(colorfilter)时，即产生特定光波长的光线。传感器模块包括光学组件15，此为一种光学机制，用以收集从不同方向进入的光线，或是，在传感器模块内设置光源的情况下，光学组件15是用以引导光线到不同方向的目标，并且，光学组件15也可用以引导不同波长的光线到不同的光径上。举例来说，图中显示光源模块中有两个光源(101、102)，能沿着相同方向发射两个不同光波长的光线到光学组件15，通过光学组件15，光线被引导经过两个光径到达周围的物件上。在一实施例中，光学组件15如一涂布有特定材料的装置，或是装有光学膜的光学装置，光学膜特征在可以反射特定波长的入射光并同时让另一光波长的光线通过。如此，传感器模块采用此光学组件15能引导光线到装置周围的两个或以上的物件上，再由影像传感器12感测自物件表面反射的光线。影像传感器12耦接于控制器13，可用以感测到从物件表面反射的具有不同光波长的光线，以能根据其中光学特征识别这些物件。其中，光学特征如物件表面所感应到的图案或颜色。更进一步地，影像传感器12包括一内部微控制单元(micro-processorcontrolunit，MCU)121，用以处理从接收的光线所转换的信号，其中内存122用以暂存这些信号，感测组件123则包括了用以感测反光与转换光电子为电信号的感应画素。值得一提的是，为了要识别出装置周围的物件，相关识别信息应存储于内存122中，另有在传感器模块内的内存，或是包括有传感器模块的装置的存储器中。所述微控制单元121用以处理自光线转换的信号，并根据所述内存122或其他媒体所存储的识别信息来识别这些信号，于是，在装置周围的两个或以上的物件可以被识别出来。在另一实施方案中，传感器模块包括了耦接控制器13的通信单元，经由特定通信协议，传感器模块可与外部主机100建立联机，主机100可以服务用户得到传感器模块输出的结果，例如，执行于主机100内的程序用以接收传感器模块的输出，并据此定义环境。在一实施例中，在装置内部的传感器模块中，光学组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安装于用以识别两个或以上外围物件的装置的传感器模块，其特征在于所述的传感器模块包括：一光学组件，用以引导来自该装置外围的两个或以上物件的光线；以及一影像传感器，用以感测具有至少两个光波长的光线，该光线来自两个或以上外围物件，并以该光学组件引导，以根据该两个或以上物件表面得到的光学特征识别该两个或以上的物件。

【技术特征摘要】
2017.11.17 US 62/588,156;2018.05.21 US 15/984,5101.一种安装于用以识别两个或以上外围物件的装置的传感器模块，其特征在于所述的传感器模块包括：一光学组件，用以引导来自该装置外围的两个或以上物件的光线；以及一影像传感器，用以感测具有至少两个光波长的光线，该光线来自两个或以上外围物件，并以该光学组件引导，以根据该两个或以上物件表面得到的光学特征识别该两个或以上的物件。2.如权利要求1所述的传感器模块，其特征在于还包括一光源模块，其中具有至少两个光源，以分别发射具有不同波长的至少两个光线至该光学组件。3.如权利要求2所述的传感器模块，其特征在于所述的至少两个光源循序启动在不同时间发射光线，该影像传感器在不同时间槽感测反射光线。4.如权利要求3所述的传感器模块，其特征在于所述的光学组件为一光学涂层过滤器，以允许该具有特定频率的光线通过该光学涂层过滤器，以及反射其他一或多个光线。5.如权利要求3所述的传感器模块，其特征在于所述的光学组件为一可旋转镜子，以能反射光线到该装置周围的不同物件。6.如权利要求5所述的传感器模块，其特征在于所述的可旋转镜子是一个微机电系统镜子。7.如权利要求1所述的传感器模块，其特征在于所述的光学特征是一个从一或多个物件感应的图案，作为识别对应物件的唯一标识符。8.如权利要求7所述的传感器模块，其特征在于所述的图案为一条形码、一二维条形码或一点码矩阵。9.如权利要求8所述的传感器模块，其特征在于所述的图案指对应物件的属性。10.如权利要求9所述的传感器模块，其特征在于所述的装置周围的物件被识别，该装置的状态即被定义。11.如权利要求10所述的传感器模块，其特征在于所述的装置周围已被识别的物件定义的状态包括该装置的位置、角度以及/或转向。12.如权利要求11所述的传感器模块，其特征在于所述的装置与其周围物件的组合定义一游戏环境。13.如权利要求1所述的传感器模块，其特征在于所述由该光学组件引导到该影像传感器的光线由安装于对应物件的光源所发射。14.一感测单元，其特征在于所述的感测单元包括：一主体，具有至少两个表面，包括用於装载一第一物件的一第一表面；以及一传感器模块，包括于该主体内，其中该传感器模块包括：一光学组件，用以引导来自该至少两个表面的光线，其中的一个光线来自该第一物件；以及一影像传感器，用以感测来自该第一物件的光线，以根据该第一物件的光学特征识别该第一物件。15.如权利要求14所述的感测单元，其特征在于，当装载于该主体的第一表面的该第一物件被识别出，即定义该感测单元。16.如权利要求15所述的感测单元，其特征在于所述的主体包括装载该第二物件的一第二表面；该影像传感器感测自该第二物件来的光线，以根据该光学特征识别该第二物件；以及，当该第一物件与该第二物件被识别，即定义该感测单元。17.如权利要求16所述的感测单元，其特征在于，当该感测单元周围的该第一物件与该第二物件被识别出，即定义对应该感测单元的环境。18.如权利要求17所述的感测单元，其特征在于所述的光学特征为印在该第一物件或该第二物件基材上的图案。19.如权利要求16所述的感...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗学，黄昭荐，杨政霖，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71