專利名稱：光通信玩具組合系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光通信系統(tǒng)。具體地，本發(fā)明涉及以光通信在玩具組合塊之間傳遞信息的玩具組合系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在某些已知的具有功能組合塊的玩具組合系統(tǒng)中，功能組合塊之間以聯(lián)接短柱連接，該聯(lián)接短柱以摩擦配合關(guān)系與另一功能組合塊上的凹腔接合，在聯(lián)接短柱和凹腔的表面具有可導(dǎo)電的金屬組件，用作信號觸點以提供組合塊之間的電連接，并借此傳送電信號。然而，由于該已知的組合塊使用硬性接合機制，在連接組合塊時對位置配合需要較高的準確性，因此不適合幼兒玩耍。而且，該組合塊上的信號觸點必須外露，易于受到損壞。故仍存在改進這些組合塊的需要，以增加玩耍價值并提高產(chǎn)品壽命?！?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種光通信玩具組合系統(tǒng)，適于在鄰接組合塊之間進行光通信，從而確定組合塊處于預(yù)定排列組合模式，并執(zhí)行響應(yīng)于該排列組合模式的功能。根據(jù)本發(fā)明的玩具組合塊系統(tǒng)，由于使用光通信取締了傳統(tǒng)的接插式的電聯(lián)接裝置，可實現(xiàn)硬性接合機制所不能提供的非接觸的、寬松的排列方式。這種非接觸和寬松的排列組合可以為玩具帶來更多的變化及可能性。例如，可應(yīng)用在幼兒玩具積木塊，相對傳統(tǒng)的硬性接合機制，根據(jù)本發(fā)明的光通信玩具組合塊對拼合位置的準確性要求低，能夠以非接觸和寬松的形式排列但仍然保持積木塊之間的通信而得知其排列次序。對于小肌肉未完全發(fā)展的幼兒，這種不須要準確地接合但同時能對排列方式進行互動功能的積木塊顯然是更適合的玩具。此外，由于取締了傳統(tǒng)上采用外露的信號觸點相接觸的通信機制，根據(jù)本發(fā)明的玩具組合塊光通信組件可被構(gòu)造成密封于透明或半透明的組合塊外殼下，達到防水、防塵的效果，防止物理性撞擊產(chǎn)生的破壞，而且也避免了接插式聯(lián)接裝置因反復(fù)使用而出現(xiàn)的摩擦損耗，從而提聞了廣品的壽命。本發(fā)明的一個方面提供了一種光通信玩具組合系統(tǒng)，所述玩具組合系統(tǒng)包括多個組合塊，組合塊上設(shè)有發(fā)光二極管，其適于用作發(fā)光組件和光學(xué)傳感器，通過所述發(fā)光二極管，組合塊之間進行光通信，向鄰接組合塊傳遞信息。優(yōu)選地，所述組合塊根據(jù)所述來自鄰接組合塊的信息確定各組合塊處于預(yù)定排列組合模式，并執(zhí)行響應(yīng)于該排列組合模式的功能。優(yōu)選地，所述向鄰接組合塊傳遞的信息包括組合塊自身的識別碼。優(yōu)選地，所述向鄰接組合塊傳遞的信息進一步包括排列組合中在先組合塊的識別碼。優(yōu)選地，所述發(fā)光二極管安裝于組合塊外殼表面之下，所述外殼包括透明或半透明窗口，光信號從所述窗口進入或離開所述發(fā)光二極管。
優(yōu)選地，所述執(zhí)行響應(yīng)于預(yù)定排列組合模式的功能選自物理性動作，包括發(fā)聲、發(fā)光和機械動作。本發(fā)明的另一個方面提供了一種光通信玩具組合塊，所述組合塊上設(shè)有發(fā)光二極管，其適于用作發(fā)光組件和光學(xué)傳感器；通過所述發(fā)光二極管，所述組合塊與鄰接組合塊進行光通信傳遞信息。優(yōu)選地，所述組合塊根據(jù)來自鄰接組合塊的信息確定光通信玩具組合系統(tǒng)中各組合塊處于預(yù)定排列組合模式，并執(zhí)行響應(yīng)于該排列組合模式的功能。優(yōu)選地，所述向鄰接組合塊傳遞的信息包括所述組合塊自身的識別碼。優(yōu)選地，所述向鄰接組合塊傳遞的信息進一步包括排列組合中在先組合塊的識別碼。優(yōu)選地，所述發(fā)光二極管安裝于所述組合塊外殼表面之下，所述外殼包括透明或 半透明窗口，光信號從所述窗口進入或離開所述發(fā)光二極管。優(yōu)選地，所述執(zhí)行響應(yīng)于預(yù)定排列組合模式的功能選自物理性動作，包括發(fā)聲、發(fā)光和機械動作。本發(fā)明的另一個方面提供了一種光通信玩具組合塊的控制器，包括用于指示組合塊上用作發(fā)光組件和光學(xué)傳感器的發(fā)光二極管與鄰接組合塊進行光通信傳遞信息的裝置。優(yōu)選地，所述控制器進一步包括用于從來自鄰接組合塊的信息確定光通信玩具組合系統(tǒng)中各組合塊處于預(yù)定排列組合模式，并執(zhí)行響應(yīng)于該排列組合模式的功能的裝置。優(yōu)選地，所述向鄰接組合塊傳遞的信息包括所述組合塊自身的識別碼。優(yōu)選地，所述向鄰接組合塊傳遞的信息進一步包括排列組合中在先組合塊的識別碼。優(yōu)選地，所述執(zhí)行響應(yīng)于預(yù)定排列組合模式的功能選自物理性動作，包括發(fā)聲，發(fā)光和機械動作。在以下的說明書和附圖以及所附技術(shù)特征說明中闡述了本發(fā)明的特征和優(yōu)點。


圖IA是根據(jù)本發(fā)明的光通信玩具組合塊的實施例。圖IB是根據(jù)本發(fā)明的光通信玩具組合塊的另一實施例。圖2是根據(jù)本發(fā)明的光通信玩具組合塊的另一實施例。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光通信玩具組合塊的系統(tǒng)方塊圖。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光信號數(shù)據(jù)格式。圖5是根據(jù)本發(fā)明的光通信玩具組合系統(tǒng)的一個實施例的示意圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的二維玩具組合塊系統(tǒng)。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例以發(fā)光二極管為組合塊上的發(fā)光組件的玩具組合塊系統(tǒng)。
具體實施方式
在不背離本發(fā)明精神或基本特征的前提下，本發(fā)明可以以幾種形式實施。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求確定，而并非由以下的具體實施方式
確定。因此落在權(quán)利要求書等同特征的意圖和范圍內(nèi)的所有實施例應(yīng)被權(quán)利要求書包含。圖IA示出了按照本發(fā)明的實施例的一種光通信玩具組合塊。玩具組合塊110包括外殼111、光電組件112。光電組件112實施發(fā)光組件和光學(xué)傳感器的功能。按照本發(fā)明的一個實施例，光電組件112設(shè)于玩具組合塊110上對應(yīng)的位置，當兩個或以上的組合塊110,120排列在一起時，相鄰的組合塊可以通過光電組件112進行光通信，判別組合塊是否按照預(yù)定排列模式放置，并據(jù)此執(zhí)行響應(yīng)該排列模式的功能。按照本發(fā)明的一個實施例，玩具組合塊110為起始組合塊而組合塊120為尾組合塊，且各自具有不同的識別碼。當組合塊110和組合塊120被放置于相鄰位置，使用者按下組合塊110上的激活按鈕115，使發(fā)光組件112發(fā)出帶有識別碼的光信號101。光信號101隨后被組合塊120上的光學(xué)傳感器121接收，在譯碼后得出組合塊110的識別碼。
組合塊120將組合塊110的識別碼與自身的識別碼結(jié)合成組合碼，如果該組合碼為預(yù)定的組合碼，組合塊120執(zhí)行相應(yīng)該預(yù)定組合碼的功能，令使用者明白組合塊110、120正確地被配對。按照本發(fā)明的一個實施例，執(zhí)行的功能可包括發(fā)出與該組合塊模式相關(guān)意義的音效信息，例如發(fā)出聲音、語音或音樂。在另一實施例中，所執(zhí)行的功能可包括發(fā)出與該組合塊模式相關(guān)意義的視覺信息，例如通過顯示裝置顯示圖像或發(fā)光模式。在另一實施例中，所執(zhí)行的功能可包括機械動作，例如通過致動器使組合塊上的機械裝置活動。圖IB示出了按照本發(fā)明的另一實施例的一種光通信玩具組合塊。在圖IB中，玩具組合塊130包括兩組光電組件131、132，其分別對應(yīng)于組合塊上的兩款圖案。使用時，將玩具組合塊例如170與組合塊160相同圖案的一端并合,光信號從光電組件161發(fā)出然后被組合塊170上的光電組件171接收，借此組合塊170得知圖案配對正確，并執(zhí)行響應(yīng)該配對的功能。圖2示出了按照本發(fā)明的另一實施例的光通信玩具組合塊。在該實施例中，組合塊的預(yù)定排列模式可以由超過兩個的玩具組合塊組成，包括起始組合塊210和尾組合塊240。在圖2，起始組合塊210響應(yīng)于使用者的激活，或按照周期性的模式，通過光電組件向外發(fā)出載有自身識別碼信息的光信號201。第二組合塊220接收到光信號201，將其譯碼得出起始組合塊210的識別碼，并將其連同自身的識別碼編碼成光信號202向外發(fā)送。起始組合塊210因接收到第二組合塊220的光信號202，從其中的識別碼內(nèi)容得知其發(fā)出的光信號201已被第二組合塊220接收，起始組合塊210因此停止持續(xù)發(fā)出信號201以防止信號回路令識別碼不斷疊加。在另一實施例中第一組合塊210可繼續(xù)發(fā)出光信號201，但不會將第二組合塊220的識別碼加進光信號201中。同時，第三組合塊230也接收了第二組合塊發(fā)出光信號202，其加上自身識別碼一并傳送下去。第二組合塊220根據(jù)來自第三組合塊230的光信號203得知自身并非排列中的最末組合塊，遂停止發(fā)送光信號202。在另一實施例中第二組合塊220繼續(xù)發(fā)出光信號202但不會將第三組合塊230的識別碼加進光信號202中。光信號如上述通過排列中的每一個隨后的組合塊傳送下去，而每一個組合塊也將自身識別碼迭加在光信號上。
當光信號傳遞到排列中的最末組合塊240，其發(fā)出光信號205在預(yù)定時間沒有接收到帶有組合塊240自身識別碼的回彈光信號。因此組合塊240可以判定其處于排列中的最末位置。得知自身為最末組合塊，組合塊240將接收到的光信號中的所有在先組合塊的識別碼和自身的識別碼組合，并與記憶模組中的各種預(yù)定識別碼組合進行比較，得出相應(yīng)的指令，從而按照該指令執(zhí)行預(yù)定的動作。按照本發(fā)明的一個實施例，最末組合塊可以被設(shè)置成具有與其余組合塊不同的構(gòu)造。例如只有最末組合塊具有執(zhí)行所述預(yù)定動作或功能的機構(gòu)。圖3示出了按照本發(fā)明的一個實施例的光通信玩具組合塊的系統(tǒng)方塊圖。在圖3，組合塊300包括控制電路301、編碼器302、前端電路303、光學(xué)組件304、譯碼器305。光學(xué)組件304響應(yīng)于光信號而產(chǎn)生相應(yīng)的電流/電動勢變化。所述電流/電動勢 變化被前端電路303解調(diào)成為數(shù)字信號，其進而被譯碼器305演繹并得出辨識碼。該辨識碼被傳送至控制電路301，與自身辨識碼組合。組合塊300可進一步包括記憶模組306和至少一個執(zhí)行機構(gòu)307?？刂齐娐凡⑴袛鄬⑺霰孀R碼組合傳送到記憶模組306或傳送到編碼器302。記憶模組可按辨識碼組合查找出相關(guān)指令，并將該指令送往執(zhí)行機構(gòu)307以執(zhí)行預(yù)定的動作。圖4示出了按照本發(fā)明的一個實施例的光信號數(shù)據(jù)格式。該數(shù)據(jù)格式包括同步碼401，用于確定隨后碼字的起止位置；起始位402，用于標示數(shù)據(jù)位的開始；識別碼403，分配給當下組合塊及在先組合塊的識別碼；停止位404，用于標示數(shù)據(jù)位的結(jié)束。在另一實施例中，數(shù)據(jù)格式可進一步包括檢查碼或錯誤校正碼405，用于檢查或校正被傳輸后數(shù)據(jù)中的可能出現(xiàn)的錯誤。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的光通信玩具組合系統(tǒng)的一個實施例的示意圖。如圖5所示，積木塊501、502、503等能夠以非接觸和寬松的形式串聯(lián)排列但仍然保持積木塊之間的通信而得知其排列次序。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的玩具組合塊系統(tǒng)。除了如圖5中的串聯(lián)組合外，組合塊還可以響應(yīng)于多維的組合模式。例如，如圖6所示，組合塊可被設(shè)置為裝上多于兩組光學(xué)組件以適于辨別二維陣列600的排列組合模式。按照本發(fā)明的一個實施例，光通信從二維陣列的最左上方的組合塊610開始，光學(xué)組件611、612分別向右方及下方發(fā)出光信號，其后的組合塊在光信號上加上辨識碼，而預(yù)定動作的執(zhí)行則由最右下方的組合塊650完成。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例以發(fā)光二極管為組合塊上的發(fā)光組件的玩具組合塊系統(tǒng)。如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的玩具組合塊系統(tǒng)700包括發(fā)光二極管701和處理器710。當發(fā)送光信號時，處理器710TXB端為低電平，三極管703導(dǎo)通；RXB端為高電平，三極管702關(guān)閉；處理器710從TX_DATA端輸出電信號并經(jīng)放大電路包括三極管705加以放大,從而驅(qū)動發(fā)光二極管701發(fā)出光信號。在一個實施例中，發(fā)光二極管701同時作為光學(xué)傳感器對外在光源的強度作出反應(yīng)并輸出信號至包括三極管704、低通濾波器706、線性放大器707的放大電路。為了避免受到輸出至發(fā)光二極管701的電信號干擾，當接收光信號時，處理器710的RXB端為低電平，三極管702導(dǎo)通；處理器710的TXB端為高電平，三極管703關(guān)閉；經(jīng)放大的傳感器信號被傳送至處理器710的RX_DATA端。
盡管由此對本發(fā)明的實施例的組合塊所執(zhí)行的動作或其工作狀態(tài)進行了描述，但應(yīng)理解為，很多其它為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的執(zhí)行的動作或工作狀態(tài)的替代或使用都是很明顯的，包括發(fā)光、發(fā)聲或機械動作，本發(fā)明并不是由實施例中的特別公開的內(nèi)容所限定。這里所述的各種實施例也可被組合以提供其它實施例 。雖然參照本發(fā)明的實施例具體示出并描述了本發(fā)明，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在不背離本發(fā)明的范圍的前提下，可對其形式和細節(jié)進行各種改變。對于所有上述實施例，無需順序地執(zhí)行方法的步驟。
權(quán)利要求
1.一種光通信玩具組合系統(tǒng)，包括多個組合塊，其特征在于，組合塊上設(shè)有發(fā)光二極管，其適于用作發(fā)光組件和光學(xué)傳感器；通過所述發(fā)光二極管，組合塊之間進行光通信，向鄰接組合塊傳遞信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光通信玩具組合系統(tǒng)，其特征在于，組合塊從所述來自鄰接組合塊的信息確定各組合塊處于預(yù)定排列組合模式，并執(zhí)行響應(yīng)于所述排列組合模式的功倉泛。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光通信玩具組合系統(tǒng)，其特征在于，所述向鄰接組合塊傳遞的信息包括組合塊自身的識別碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光通信玩具組合系統(tǒng)，其特征在于，所述向鄰接組合塊傳遞的信息進一步包括排列組合中在先組合塊的識別碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光通信玩具組合系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)光二極管安裝于組合塊外殼表面之下，所述外殼包括透明或半透明窗口，光信號從所述窗口進入或離開所述發(fā)光二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光通信玩具組合系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行響應(yīng)于預(yù)定排列組合模式的功能選自物理性動作，包括發(fā)聲、發(fā)光和機械動作。
7.—種光通信玩具組合塊，其特征在于，所述組合塊上設(shè)有發(fā)光二極管，其適于用作發(fā)光組件和光學(xué)傳感器；通過所述發(fā)光二極管，所述組合塊與鄰接組合塊進行光通信傳遞信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光通信玩具組合塊，其特征在于，所述組合塊從來自鄰接組合塊的信息確定光通信玩具組合系統(tǒng)中各組合塊處于預(yù)定排列組合模式，并執(zhí)行響應(yīng)于該排列組合模式的功能。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光通信玩具組合塊，其特征在于，所述向鄰接組合塊傳遞的信息包括所述組合塊自身的識別碼。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光通信玩具組合塊，其特征在于，所述向鄰接組合塊傳遞的信息進一步包括排列組合中在先組合塊的識別碼。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光通信玩具組合塊，其特征在于，所述發(fā)光二極管安裝于所述組合塊外殼表面之下，所述外殼包括透明或半透明窗口，光信號從所述窗口進入或離開所述發(fā)光二極管。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光通信玩具組合塊，其特征在于，所述執(zhí)行響應(yīng)于預(yù)定排列組合模式的功能選自物理性動作，包括發(fā)聲、發(fā)光和機械動作。
13.—種光通信玩具組合塊的控制器，包括用于指示組合塊上用作發(fā)光組件和光學(xué)傳感器的發(fā)光二極管與鄰接組合塊進行光通信傳遞信息的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制器，進一步包括用于從來自鄰接組合塊的信息確定光通信玩具組合系統(tǒng)中各組合塊處于預(yù)定排列組合模式，并執(zhí)行響應(yīng)于所述排列組合模式的功能的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制器，其特征在于，所述向鄰接組合塊傳遞的信息包括所述組合塊自身的識別碼。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制器，其特征在于，所述向鄰接組合塊傳遞的信息進一步包括排列組合中在先組合塊的識別碼。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制器，其特征在于，所述執(zhí)行響應(yīng)于預(yù)定排列組合模式的功能選自物理性動作，包括發(fā)聲、發(fā)光和機械動作。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光通信玩具組合系統(tǒng)，包括多個組合塊，組合塊上設(shè)有光通信組件，其適于用作發(fā)光組件和光學(xué)傳感器。通過所述發(fā)光二極管，組合塊之間進行光通信，向鄰接組合塊傳遞信息，組合塊根據(jù)所述來自鄰接組合塊的信息確定各組合塊處于預(yù)定排列組合模式，并執(zhí)行響應(yīng)于該排列組合模式的功能。該光通信玩具組合塊對拼合位置的準確性要求低，能夠以非接觸和寬松的形式排列但仍然保持積木塊之間的通信而得知其排列次序。光通信組件可被構(gòu)造成密封于透明或半透明的組合塊外殼下，達到防水、防塵的效果，防止物理性撞擊產(chǎn)生的破壞，避免了接插式聯(lián)接裝置因反復(fù)使用而出現(xiàn)的摩擦損耗，從而提高了產(chǎn)品的壽命。
文檔編號A63H33/26GK102805945SQ201110148178
公開日2012年12月5日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者謝潮聲, 陳安邦, 鄧志強 申請人:科域半導(dǎo)體有限公司