CN102805945A - 光通信玩具组合系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光通信玩具组合系统，包括多个组合块，组合块上设有光通信组件，其适于用作发光组件和光学传感器。通过所述发光二极管，组合块之间进行光通信，向邻接组合块传递信息，组合块根据所述来自邻接组合块的信息确定各组合块处于预定排列组合模式，并执行响应于该排列组合模式的功能。该光通信玩具组合块对拼合位置的准确性要求低，能够以非接触和宽松的形式排列但仍然保持积木块之间的通信而得知其排列次序。光通信组件可被构造成密封于透明或半透明的组合块外壳下，达到防水、防尘的效果，防止物理性撞击产生的破坏，避免了接插式联接装置因反复使用而出现的摩擦损耗，从而提高了产品的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种光通信系统。具体地，本发明涉及以光通信在玩具组合块之间传递信息的玩具组合系统。
背景技术
在某些已知的具有功能组合块的玩具组合系统中，功能组合块之间以联接短柱连接，该联接短柱以摩擦配合关系与另一功能组合块上的凹腔接合，在联接短柱和凹腔的表面具有可导电的金属组件，用作信号触点以提供组合块之间的电连接，并借此传送电信号。然而，由于该已知的组合块使用硬性接合机制，在连接组合块时对位置配合需要较高的准确性，因此不适合幼儿玩耍。而且，该组合块上的信号触点必须外露，易于受到损坏。故仍存在改进这些组合块的需要，以增加玩耍价值并提高产品寿命。
发明内容
本发明提供了一种光通信玩具组合系统，适于在邻接组合块之间进行光通信，从而确定组合块处于预定排列组合模式，并执行响应于该排列组合模式的功能。
根据本发明的玩具组合块系统，由于使用光通信取缔了传统的接插式的电联接装置，可实现硬性接合机制所不能提供的非接触的、宽松的排列方式。这种非接触和宽松的排列组合可以为玩具带来更多的变化及可能性。例如，可应用在幼儿玩具积木块，相对传统的硬性接合机制，根据本发明的光通信玩具组合块对拼合位置的准确性要求低，能够以非接触和宽松的形式排列但仍然保持积木块之间的通信而得知其排列次序。对于小肌肉未完全发展的幼儿，这种不须要准确地接合但同时能对排列方式进行互动功能的积木块显然是更适合的玩具。
此外，由于取缔了传统上采用外露的信号触点相接触的通信机制，根据本发明的玩具组合块光通信组件可被构造成密封于透明或半透明的组合块外壳下，达到防水、防尘的效果，防止物理性撞击产生的破坏，而且也避免了接插式联接装置因反复使用而出现的摩擦损耗，从而提高了产品的寿命。
本发明的一个方面提供了一种光通信玩具组合系统，所述玩具组合系统包括多个组合块，组合块上设有发光二极管，其适于用作发光组件和光学传感器，通过所述发光二极管，组合块之间进行光通信，向邻接组合块传递信息。
优选地，所述组合块根据所述来自邻接组合块的信息确定各组合块处于预定排列组合模式，并执行响应于该排列组合模式的功能。
优选地，所述向邻接组合块传递的信息包括组合块自身的识别码。
优选地，所述向邻接组合块传递的信息进一步包括排列组合中在先组合块的识别码。
优选地，所述发光二极管安装于组合块外壳表面之下，所述外壳包括透明或半透明窗口，光信号从所述窗口进入或离开所述发光二极管。
优选地，所述执行响应于预定排列组合模式的功能选自物理性动作，包括发声、发光和机械动作。
本发明的另一个方面提供了一种光通信玩具组合块，所述组合块上设有发光二极管，其适于用作发光组件和光学传感器；通过所述发光二极管，所述组合块与邻接组合块进行光通信传递信息。
优选地，所述组合块根据来自邻接组合块的信息确定光通信玩具组合系统中各组合块处于预定排列组合模式，并执行响应于该排列组合模式的功能。
优选地，所述向邻接组合块传递的信息包括：所述组合块自身的识别码。
优选地，所述向邻接组合块传递的信息进一步包括：排列组合中在先组合块的识别码。
优选地，所述发光二极管安装于所述组合块外壳表面之下，所述外壳包括透明或半透明窗口，光信号从所述窗口进入或离开所述发光二极管。
优选地，所述执行响应于预定排列组合模式的功能选自物理性动作，包括发声、发光和机械动作。
本发明的另一个方面提供了一种光通信玩具组合块的控制器，包括：用于指示组合块上用作发光组件和光学传感器的发光二极管与邻接组合块进行光通信传递信息的装置。
优选地，所述控制器进一步包括：用于从来自邻接组合块的信息确定光通信玩具组合系统中各组合块处于预定排列组合模式，并执行响应于该排列组合模式的功能的装置。
优选地，所述向邻接组合块传递的信息包括：所述组合块自身的识别码。
优选地，所述向邻接组合块传递的信息进一步包括：排列组合中在先组合块的识别码。
优选地，所述执行响应于预定排列组合模式的功能选自物理性动作，包括发声，发光和机械动作。
在以下的说明书和附图以及所附技术特征说明中阐述了本发明的特征和优点。
附图说明
图1A是根据本发明的光通信玩具组合块的实施例。
图1B是根据本发明的光通信玩具组合块的另一实施例。
图2是根据本发明的光通信玩具组合块的另一实施例。
图3是根据本发明的一个实施例的光通信玩具组合块的系统方块图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的光信号数据格式。
图5是根据本发明的光通信玩具组合系统的一个实施例的示意图。
图6是根据本发明的另一个实施例的二维玩具组合块系统。
图7是示出根据本发明的一个实施例以发光二极管为组合块上的发光组件的玩具组合块系统。
具体实施方式
在不背离本发明精神或基本特征的前提下，本发明可以以几种形式实施。本发明的范围由所附权利要求确定，而并非由以下的具体实施方式确定。因此落在权利要求书等同特征的意图和范围内的所有实施例应被权利要求书包含。
图1A示出了按照本发明的实施例的一种光通信玩具组合块。玩具组合块110包括：外壳111、光电组件112。光电组件112实施发光组件和光学传感器的功能。按照本发明的一个实施例，光电组件112设于玩具组合块110上对应的位置，当两个或以上的组合块110、120排列在一起时，相邻的组合块可以通过光电组件112进行光通信，判别组合块是否按照预定排列模式放置，并据此执行响应该排列模式的功能。
按照本发明的一个实施例，玩具组合块110为起始组合块而组合块120为尾组合块，且各自具有不同的识别码。当组合块110和组合块120被放置于相邻位置，使用者按下组合块110上的激活按钮115，使发光组件112发出带有识别码的光信号101。光信号101随后被组合块120上的光学传感器121接收，在译码后得出组合块110的识别码。
组合块120将组合块110的识别码与自身的识别码结合成组合码，如果该组合码为预定的组合码，组合块120执行相应该预定组合码的功能，令使用者明白组合块110、120正确地被配对。按照本发明的一个实施例，执行的功能可包括发出与该组合块模式相关意义的音效信息，例如发出声音、语音或音乐。在另一实施例中，所执行的功能可包括发出与该组合块模式相关意义的视觉信息，例如通过显示装置显示图像或发光模式。在另一实施例中，所执行的功能可包括机械动作，例如通过致动器使组合块上的机械装置活动。
图1B示出了按照本发明的另一实施例的一种光通信玩具组合块。在图1B中，玩具组合块130包括两组光电组件131、132，其分别对应于组合块上的两款图案。使用时，将玩具组合块例如170与组合块160相同图案的一端并合，光信号从光电组件161发出然后被组合块170上的光电组件171接收，借此组合块170得知图案配对正确，并执行响应该配对的功能。
图2示出了按照本发明的另一实施例的光通信玩具组合块。在该实施例中，组合块的预定排列模式可以由超过两个的玩具组合块组成，包括起始组合块210和尾组合块240。在图2，起始组合块210响应于使用者的激活，或按照周期性的模式，通过光电组件向外发出载有自身识别码信息的光信号201。第二组合块220接收到光信号201，将其译码得出起始组合块210的识别码，并将其连同自身的识别码编码成光信号202向外发送。起始组合块210因接收到第二组合块220的光信号202，从其中的识别码内容得知其发出的光信号201已被第二组合块220接收，起始组合块210因此停止持续发出信号201以防止信号回路令识别码不断叠加。在另一实施例中第一组合块210可继续发出光信号201，但不会将第二组合块220的识别码加进光信号201中。
同时，第三组合块230也接收了第二组合块发出光信号202，其加上自身识别码一并传送下去。
第二组合块220根据来自第三组合块230的光信号203得知自身并非排列中的最末组合块，遂停止发送光信号202。在另一实施例中第二组合块220继续发出光信号202但不会将第三组合块230的识别码加进光信号202中。
光信号如上述通过排列中的每一个随后的组合块传送下去，而每一个组合块也将自身识别码迭加在光信号上。
当光信号传递到排列中的最末组合块240，其发出光信号205在预定时间没有接收到带有组合块240自身识别码的回弹光信号。因此组合块240可以判定其处于排列中的最末位置。
得知自身为最末组合块，组合块240将接收到的光信号中的所有在先组合块的识别码和自身的识别码组合，并与记忆模组中的各种预定识别码组合进行比较，得出相应的指令，从而按照该指令执行预定的动作。
按照本发明的一个实施例，最末组合块可以被设置成具有与其余组合块不同的构造。例如只有最末组合块具有执行所述预定动作或功能的机构。
图3示出了按照本发明的一个实施例的光通信玩具组合块的系统方块图。在图3，组合块300包括控制电路301、编码器302、前端电路303、光学组件304、译码器305。
光学组件304响应于光信号而产生相应的电流/电动势变化。所述电流/电动势变化被前端电路303解调成为数字信号，其进而被译码器305演绎并得出辨识码。该辨识码被传送至控制电路301，与自身辨识码组合。组合块300可进一步包括记忆模组306和至少一个执行机构307。控制电路并判断将所述辨识码组合传送到记忆模组306或传送到编码器302。记忆模组可按辨识码组合查找出相关指令，并将该指令送往执行机构307以执行预定的动作。
图4示出了按照本发明的一个实施例的光信号数据格式。该数据格式包括：同步码401，用于确定随后码字的起止位置；起始位402，用于标示数据位的开始；识别码403，分配给当下组合块及在先组合块的识别码；停止位404，用于标示数据位的结束。在另一实施例中，数据格式可进一步包括检查码或错误校正码405，用于检查或校正被传输后数据中的可能出现的错误。
图5示出了根据本发明的光通信玩具组合系统的一个实施例的示意图。如图5所示，积木块501、502、503等能够以非接触和宽松的形式串联排列但仍然保持积木块之间的通信而得知其排列次序。
图6示出了根据本发明的一个实施例的玩具组合块系统。除了如图5中的串联组合外，组合块还可以响应于多维的组合模式。例如，如图6所示，组合块可被设置为装上多于两组光学组件以适于辨别二维阵列600的排列组合模式。按照本发明的一个实施例，光通信从二维阵列的最左上方的组合块610开始，光学组件611、612分别向右方及下方发出光信号，其后的组合块在光信号上加上辨识码，而预定动作的执行则由最右下方的组合块650完成。
图7示出了根据本发明的一个实施例以发光二极管为组合块上的发光组件的玩具组合块系统。如图7所示，根据本发明一个实施例的玩具组合块系统700包括：发光二极管701和处理器710。当发送光信号时，处理器710TXB端为低电平，三极管703导通；RXB端为高电平，三极管702关闭；处理器710从TX_DATA端输出电信号并经放大电路包括三极管705加以放大，从而驱动发光二极管701发出光信号。在一个实施例中，发光二极管701同时作为光学传感器对外在光源的强度作出反应并输出信号至包括三极管704、低通滤波器706、线性放大器707的放大电路。为了避免受到输出至发光二极管701的电信号干扰，当接收光信号时，处理器710的RXB端为低电平，三极管702导通；处理器710的TXB端为高电平，三极管703关闭；经放大的传感器信号被传送至处理器710的RX_DATA端。
尽管由此对本发明的实施例的组合块所执行的动作或其工作状态进行了描述，但应理解为，很多其它为本领域技术人员熟悉的执行的动作或工作状态的替代或使用都是很明显的，包括发光、发声或机械动作，本发明并不是由实施例中的特别公开的内容所限定。
这里所述的各种实施例也可被组合以提供其它实施例。
虽然参照本发明的实施例具体示出并描述了本发明，但是，本领域的技术人员将理解，在不背离本发明的范围的前提下，可对其形式和细节进行各种改变。对于所有上述实施例，无需顺序地执行方法的步骤。
Claims (17)
1.一种光通信玩具组合系统，包括多个组合块，其特征在于，组合块上设有发光二极管，其适于用作发光组件和光学传感器；通过所述发光二极管，组合块之间进行光通信，向邻接组合块传递信息。
2.根据权利要求1所述的光通信玩具组合系统，其特征在于，组合块从所述来自邻接组合块的信息确定各组合块处于预定排列组合模式，并执行响应于所述排列组合模式的功能。
3.根据权利要求2所述的光通信玩具组合系统，其特征在于，所述向邻接组合块传递的信息包括：组合块自身的识别码。
4.根据权利要求3所述的光通信玩具组合系统，其特征在于，所述向邻接组合块传递的信息进一步包括：排列组合中在先组合块的识别码。
5.根据权利要求1所述的光通信玩具组合系统，其特征在于，所述发光二极管安装于组合块外壳表面之下，所述外壳包括透明或半透明窗口，光信号从所述窗口进入或离开所述发光二极管。
6.根据权利要求1所述的光通信玩具组合系统，其特征在于，所述执行响应于预定排列组合模式的功能选自物理性动作，包括发声、发光和机械动作。
7.一种光通信玩具组合块，其特征在于，所述组合块上设有发光二极管，其适于用作发光组件和光学传感器；通过所述发光二极管，所述组合块与邻接组合块进行光通信传递信息。
8.根据权利要求7所述的光通信玩具组合块，其特征在于，所述组合块从来自邻接组合块的信息确定光通信玩具组合系统中各组合块处于预定排列组合模式，并执行响应于该排列组合模式的功能。
9.根据权利要求8所述的光通信玩具组合块，其特征在于，所述向邻接组合块传递的信息包括：所述组合块自身的识别码。
10.根据权利要求9所述的光通信玩具组合块，其特征在于，所述向邻接组合块传递的信息进一步包括：排列组合中在先组合块的识别码。
11.根据权利要求7所述的光通信玩具组合块，其特征在于，所述发光二极管安装于所述组合块外壳表面之下，所述外壳包括透明或半透明窗口，光信号从所述窗口进入或离开所述发光二极管。
12.根据权利要求7所述的光通信玩具组合块，其特征在于，所述执行响应于预定排列组合模式的功能选自物理性动作，包括发声、发光和机械动作。
13.一种光通信玩具组合块的控制器，包括：用于指示组合块上用作发光组件和光学传感器的发光二极管与邻接组合块进行光通信传递信息的装置。
14.根据权利要求13所述的控制器，进一步包括：用于从来自邻接组合块的信息确定光通信玩具组合系统中各组合块处于预定排列组合模式，并执行响应于所述排列组合模式的功能的装置。
15.根据权利要求14所述的控制器，其特征在于，所述向邻接组合块传递的信息包括：所述组合块自身的识别码。
16.根据权利要求15所述的控制器，其特征在于，所述向邻接组合块传递的信息进一步包括：排列组合中在先组合块的识别码。
17.根据权利要求13所述的控制器，其特征在于，所述执行响应于预定排列组合模式的功能选自物理性动作，包括发声、发光和机械动作。
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