单片式图像感知装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种设备，其能够基于向诸如玻璃或塑料的透明或半透明基板中或在其上插入或嵌入光敏元件，拍摄、读出和感知场景。基板自身可以充当光学装置，其将入射图像的光子偏转到光敏元件中。可以训练数字神经存储器以识别入射光子中的图案。可以布置光敏元件和数字神经存储元件，从而根据探测的图案控制光元件。在一种应用中，智能照明设备提供光，同时监测周围环境和/或根据这样的周围环境调节光。在另一种应用中，智能显示器显示图像和/或视频，同时监测周围环境和/或根据这种周围环境调节所显示的图像和/或视频。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及成像装置和方法。具体而言，本专利技术涉及嵌入或定位于具有光元件的透明或半透明衬底(例如玻璃或塑料)，用于图像识别的微装置，以及用于图像识别的方法。
技术介绍
透明表面，例如玻璃，已经存在了几百年。透明表面一开始旨在保护生活空间，同时令居住者能够感知到外部世界(风景、天气和可能的威胁)。最近以来，显示器工业对透明表面的需求巨大，从阴极射线管(CRT)开始，最近以来，用于液晶显示器(LCD)和很多其他种类的平板显示器。在使用时，在大多数情况下，将人或活性有机体(动物、植物)定位得接近这样的透明表面。图像传感器已经出现了几十年(例如C⑶或CMOS传感器)。例如，参见美国专利N0.6617565 了解单芯片CMOS图像传感器，在此通过引用将其内容并入本文。典型的图像传感器基于摄像机设计，一般包括位于透镜后方的集成电路，其可以是微型的或可移除的(例如，螺旋座透镜)。传感器用于将光能(光子)变换成与组织成传感器上的阵列的光敏元件接收的光量成比例的电信号。从光敏元件的输出合成图像。图像识别技术正变得越来越需要。诸如安全、标识、情报、质量检查、交通检查等应用需要各种尺寸和构造的视频摄像机。视频摄像机常常通过有线或无线连接而连接到显示装置。当今，手机常规上配备有连接到设置于其中的IXD显示装置的小型摄像机。高级图像识别需要高分辨率成像合成。当前的图像识别系统工作在较低速度，因为缺少处理能力和/或因为处理器仅能够一次处理图像的一个像素。于是，需要一种相对于现有技术获得改进的新型成像识别装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种图像识别装置，其具有感测区域(例如光敏元件)，感测区域直接包括在构成入射图像和感测区域之间光学界面的透明或半透明材料中或上。图像识别装置自身优选是透明或半透明的。本专利技术的另一个目的是利用可训练处理元件的阵列提供具有“本地”判定能力的感测区域。在本专利技术的一个实施例中，可训练的认知存储元件或单元与一个或多个光敏元件相关联。本地判定能力提供了如下优点:降低了装置的传输要求(即带宽)，尤其是在光敏元件的数目大时以及在光敏元件的传输频率必须高时。通过提供感测区域的大阵列，每个感测区域都具有本地判定能力，可以实现高分辨率、高速成像装置。根据本专利技术的实施例，可训练的认知存储元件能够在低频下并行操作并汲取极低的电流。结果，确保了每个元件的自主工作，能够使用非常经济的能源，例如太阳能电池或等效物。根据本专利技术的实施例，通过将一个或多个光敏元件关联到一个或多个可训练的认知存储元件来形成一种新颖的单片式图像识别装置，所有认知存储元件都嵌入基板中或定位于其上。根据本专利技术的实施例，与多个可训练的认知元件相关联的多个光敏元件可以布置成一个或多个阵列并在平坦的透明或半透明基板上方扩展。阵列可以具有不一的几何形状和连通性。典型的几何形状可以是，但不限于平行神经元的线性阵列或以光栅或蜂巢几何形状连接的神经元2维阵列。在一个方面中，本专利技术提供了一种具有多个认知传感器、多个光学界面和多个光元件的图像识别装置。多个认知传感器嵌入透明或半透明基板中或定位于其上。每个传感器都具有光敏元件以及与光敏元件相关联的可训练的认知存储单元。嵌入基板中或形成于基板上的多个光学界面的每个都光学耦合到多个认知传感器的对应一个。多个光元件定位于基板上并被配置成发光。在一些实施例中，可以根据来自所述多个认知传感器中的一个或多个的输出来控制所述多个光元件中的一个或多个输出的光。可以在几何上布置多个光元件以形成图像显示设备。图像显示设备可以被配置成显示代表多个认知传感器中的一个或多个的光敏元件上接收的光的图像。每个认知传感器都是可训练的并配置成基于入射光识别图案，图像显示设备可以被配置成显示图像并根据多个认知传感器中的一个或多个识别的图案修改图像。多个认知传感器可以具有视场，光元件可以被配置成在视场中发光。可以配置光元件以显示视场中的对象可看到的图像。可以配置光元件以向视场中的对象提供照明并向视场中的对象显示图像。可以配置多个认知元件中的一个或多个以识别入射光的图案并根据所识别的图案控制照明的提供和多个光元件中的一个或多个的图像显示。可以教导每个认知存储单元以识别图像的不同部分，多个认知存储单元可以被配置成集体工作以识别图像。每个认知存储元件可以具有通过多路复用的输入总线耦合在其输入侧并通过输出总线耦合在其输出侧的多个神经元，利用知识教导每个神经元，该知识允许对应的神经元识别信号并执行判定。多个认知传感器可以被配置成通过多个并联元件而无需软件程序来以数字方式执行图像识别，每个并联元件都具有自含的自主行为。多个光元件的光元件是从发光二极管(LED)、有机LED和等离子体腔中选择的。在一些实施例中，图像识别装置可以具有嵌入基板中或定位于基板上的光伏装置。光伏装置可以被配置成接收无线供应的功率，并向多个认知传感器和多个光元件供应接收的功率。图像识别装置可以具有直接刻划或扩散于基板上的输出传输线和供电线路。多个认知传感器的每个都可以被配置成从供电线路接收功率并利用供电线路输出通信。图像识别装置可以具有透明或半透明覆盖层，多个认知传感器和多个光元件可以布置于覆盖层和基板之间。多个光元件中的一个或多个可以被配置成发光透过基板。多个光元件中的一个或多个可以被配置成发光透过覆盖层。多个光元件和多个认知传感器可以布置成行和列，多个光元件和多个认知传感器可以在每行中交替并在每列中交替。可以布置多个光元件和多个认知传感器，使得多个认知传感器的每个都被光元件围绕。多个光元件可以包括，但不限于红色像素、绿色像素和蓝色像素。在另一方面中，本专利技术提供了一种具有感测元件、耦合到感测元件的处理元件和发光元件的图像识别装置。感测元件嵌入透明或半透明基板中或定位于透明或半透明基板上。处理元件嵌入基板中或定位于基板上。发光元件嵌入基板中或定位于基板上。透明或半透明基板构成要感测的入射图像和感测元件的感测像素之间的光学界面。发光元件被配置成向入射图像或远离入射图像发光。在一些实施例中，发光元件可以是一个或多个发光二极管(LED)、有机LED (OLED)或等离子体腔。可以由处理元件的输出选择性地控制照明元件。处理元件可以是可训练的并配置成基于感测的入射图像识别图案。处理元件可以被配置成根据处理元件识别的图案控制光元件发射的光。感测元件可以具有视场，光元件可以被配置成在视场中发光。感测元件可以具有视场，光元件可以被配置成在远离视场的方向中发光。处理元件可以包括通过多路复用的输入总线耦合在其输入侧并通过输出总线耦合在其输出侧的多个神经元。可以利用知识教导每个神经元，该知识允许对应的神经元识别信号并执行判定。处理元件可以被配置成通过多个并联元件无需软件程序以数字方式执行图像识别操作，每个并联元件都具有自含的自主行为。图像识别装置还可以包括嵌入所述基板中或定位于所述基板上的光伏装置。图像识别装置还可以包括直接刻划或扩散于所述基板上的输出传输线和供电线路。处理元件可以被配置成从供电线路接收功率并利用供电线路输出通信。图像识别装置还可以包括透明或半透明覆盖层，感测元件、处理元件和光元件可以布置于覆盖层和基板之间。光元件可以被配置成发光透过基板。光元件可以被配置成发光透过覆盖层。在另一方面中，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.13 US 12/880,9641.一种图像识别装置，包括: 嵌入透明或半透明基板中或定位于其上的多个认知传感器，每个传感器包括: 光敏元件；以及 与所述光敏元件相关联的可训练的认知存储单元； 形成于所述基板上或嵌入其中的多个光学界面，所述多个光学界面中的每个都光学耦合到所述多个认知传感器中的对应一个；以及 定位于所述基板上并配置成发光的多个光元件。2.根据权利要求1所述的图像识别装置，其中根据来自所述多个认知传感器中的一个或多个的输出来控制所述多个光元件中的一个或多个输出的光。3.根据权利要求1所述的图像识别装置，其中几何布置所述多个光元件以形成图像显示设备。4.根据权利要求3所述的图像识别装置，其中所述图像显示设备被配置成显示代 表所述多个认知传感器中的一个或多个的所述光敏元件上接收的光的图像。5.根据权利要求3所述的图像识别装置，其中每个认知传感器是可训练的并且被配置成基于入射光来识别图案；并且所述图像显示设备被配置成显示图像并且根据所述多个认知传感器中的一个或多个识别的图案来修改所述图像。6.根据权利要求1所述的图像识别装置，其中所述多个认知传感器具有视场，所述光元件被配置成在所述视场中发光。7.根据权利要求1所述的图像识别装置，其中所述多个认知传感器具有视场，所述光元件被配置成显示视场中的对象能够看见的图像。8.根据权利要求1所述的图像识别装置，其中所述多个认知传感器具有视场，所述光元件被配置成向视场中的对象提供照明并且向视场中的对象显示图像。9.根据权利要求8所述的图像识别装置，其中所述多个认知元件中的一个或多个被配置成识别入射光的图案并且根据所识别的图案来控制所述多个光元件中的一个或多个的照明和图像显示的提供。10.根据权利要求1所述的图像识别装置，其中每个认知存储单元被教导以识别图像的不同部分，并且所述多个认知存储单元被配置成集体工作以识别所述图像。11.根据权利要求1所述的图像识别装置，其中每个所述认知存储元件包括通过多路复用的输入总线耦合在其输入侧，并且通过输出总线耦合在其输出侧的多个神经元，利用知识教导每个所述神经元，所述知识允许对应的神经元识别信号并且执行判定。12.根据权利要求1所述的图像识别装置，其中所述多个认知传感器被配置成通过多个并联元件以数字方式执行图像识别而无需软件程序，每个所述并联元件都具有自含的自主行为。13.根据权利要求1所述的图像识别装置，其中所述多个光元件中的光元件是从发光二极管(LED)、有机LED和等离子体腔中选择的。14.根据权利要求1所述的图像识别装置，还包括嵌入所述基板中或定位于其上的光伏装置。15.根据权利要求1所述的图像识别装置，还包括直接刻划或扩散于所述基板上的输出传输线和供电线路。16.根据权利要求1所述的图像识别装置，其中所述多个认知传感器中的每个被配置成从供电线路接收功率并且利用所述供电线路输出通信。17.根据权利要求1所述的图像识别装置，还包括透明或半透明覆盖层，其中所述多个认知传感器和所述多个光元件布置于所述覆盖层和所述基板之间。18.根据权利要求17所述的图像识别装置，其中所述多个光元件中的一个或多个被配置成发光透过所述基板。19.根据权利要求17所述的图像识别装置，其中所述多个光元件中的一个或多个被配置成发光透过所述覆盖层。20.根据权利要求1所述的图像识别装置，其中所述多个光元件和多个认知传感器被布置成行和列，其中所述多个光元件和多个认知传感器在每个行中交替布置，并且在每个列中交替布置。21.根据权利要求1所述的图像识别装置，其中布置所述多个光元件和多个认知传感器，使得所述多个认知传感器中的每个都被光元件围绕。22.根据权利要求1所述的图像识别装置，其中所述多个光元件包括红色像素、绿色像素和蓝色像素。23.一种图像识别装置，包括: 嵌入透明或半透明基板中或定位于其上的感测元件； 耦合到所述感测元件的处理元件，所述处理元件嵌入所述基板中或定位于其上；以及 嵌入所述基板中或 定位于其上的光元件； 其中所述透明或半透明基板构成要感测的入射图像和所述感测元件的感测像素之间的光学界面；并且 其中所述光元件被配置成朝向所述入射图像或远离所述入射图像发光。24.根据权利要求23所述的图像识别装置，其中所述光元件包括一个或多个发光二极管(LED)、有机LED (OLED)或等离子体腔。25.根据权利要求23所述的图像识别装置，其中由所述处理元件的输出来选择性地控制所述光元件。26.根据权利要求23所述的图像识别装置，其中所述处理元件是可训练的，并且所述处理元件被配置成基于所感测的入射图像来识别图案。27.根据权利要求26所述的图像识别装置，其中所述处理元件被配置成根据所述处理元件识别的所述图案来控制所述光元件发射的光。28.根据权利要求23所述的图像识别装置，其中所述感测元件具有视场，所述光元件被配置成在所述视场中发光。29.根据权利要求23所述的图像识别装置，其中所述感测元件具有视场，所述光元件被配置成在远离所述视场的方向上发光。30.根据权利要求23所述的图像识别装置，其中所述处理元件包括通过多路复用的输入总线耦合在其输入侧，并且通过输出总线耦合在其输出侧的多个神经元，利用知识教导每个所述神经元，所述知识允许对应的神经元识别信号并且执行判定。31.根据权利要求23所述的图像识别装置，其中所述处理元件被配置成通过多个并联元件以数字方式执行图像识别而无需软件程序，每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·帕耶，A·梅嫩德斯，
申请(专利权)人：北美AGC平板玻璃公司，美商诺利科技有限公司，
类型：
国别省市：