CN102608612B - 用于游戏设备的近程传感器装置 - Google Patents

Abstract

一种近程传感装置，包括：设备壳体，多个能量发射器，能量检测器，反射器和控制器系统。近程传感装置将反射的能量引导到能量检测器，并且确定反射源的位置。能量到能量检测器的引导能通过利用较少硬件而降低制造成本，同时维持高水平的可靠性。

Description

用于游戏设备的近程传感器装置

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119要求于2010年12月20日提交的标题为“PROXIMITY SENSOR APPARATUS FOR A GAME DEVICE”的美国临时专利申请第61/425,128号的优先权，其全部公开内容通过引用结合在本文中。

技术领域

本公开通常涉及近程传感器。更具体地，涉及可用在游戏设备中的近程传感器。

背景技术

记忆游戏已经成为并且将继续成为儿童教育和娱乐的丰富资源。激发儿童想象力并且吸引儿童持续参与游戏的增强和特征增加了其游戏价值。

一种触摸音调记忆游戏设备是MILTON BRADLEY的SIMON。该设备包括四种颜色的按钮，每个按钮被按下时发出一种音调。一种游戏方法包括，按照特定顺序点亮这些按钮中的一个或多个，然后游戏者必须通过按下按钮来重现该顺序。虽然这种游戏是吸引人的，但游戏者与设备互动的方式是有限的。长期并且重复地与设备进行物理接触可能会导致按键部件迅速老化。

另一种记忆游戏设备是MATTEL公司的LOOPZ游戏。该设备包括四个被照亮的U形区域。当特定U形区域中的一束光被打断时，如，当游戏者的手穿过“U”形的两个分支之间时，该设备发出音调。一种游戏方法包括，设备按照特定顺序点亮U形区域中的一个或多个，然后游戏者必须通过将手穿过这些U形区域来再现该顺序。同样，该游戏是吸引人的，但是该设备在交互区域上使用大量的传感器，这会导致制造成本较高。LOOPZ的一种变形是TAPZ反射游戏，同样由MATTEL公司提供，这种游戏在美国专利申请第13/219,407号中有更加详细的描述，其全部公开内容通过引用结合在本文中。

美国专利第7,155,308号(“Jones”)公开了一种机器人障碍检测系统。该机器人障碍检测系统包括机器人壳体和传感器子系统，机器人壳体相对于表面行走，传感器子系统与壳体具有限定的关系并且瞄准表面以检测该表面。该传感器子系统包括具有已定义视场的光学发射器和光子检测器，该视场在一定范围内与发射器的发射场相交。与LOOPZ游戏类似，Jones系统在发射器上使用了大量的传感器，这会导致制造成本较高。

美国专利第5,308,985号(“Lee”)公开了一种宽角度的无源红外辐射检测器。该红外辐射检测器使用包括镜式锥面(mirrored conic section)或多面体的反射器，以增加传感器的视场。该Lee检测器是一种无源系统，其仅检测物体(如入侵者)是否存在于整个视场范围内。Jones和Lee的文献的全部内容通过引用结合在本文中。

发明内容

本公开包括一种近程传感装置。该近程传感装置可包括设备壳体、多个能量发射器、能量检测器、反射部件和控制器系统。近程传感装置将反射的能量引导到能量检测器，并确定反射源的位置。

在仔细阅读以下附图和具体实施方式之后，其它系统、方法、特征和优点对于本领域技术人员来说将会，或者将变得显而易见。所有这种附加的系统、方法、特征和优点都包括在该说明书内，并且在所要求的保护主题的保护范围内，受到所附的权利要求的保护。

附图说明

参考以下附图和说明，可以更好地理解本发明的近程传感装置。图中的元素不一定是按比例绘制的，而是强调示出该近程传感装置的原理。在附图中，相同的附图标记表示不同视图之中的相应部分。

图1是感测一个或多个物体在装置的特定近程内的处理的流程图。

图2是近程传感装置的一个实施例的示意图。

图3是一种示例性的时分模式的时序图。

图4是一种示例性的光学近程传感器装置的电路图。

图5是近程传感装置的一个可替代实施例的示意图。

图6是自律机器人的视图。

图7是车辆的视图。

图8是近程传感装置的一个可替代实施例的视图。

图9是近程传感装置的一个可替代实施例的示意图。

图10是图9所示的近程传感装置的横截面示意图。

图11是另一示例性光学近程传感器装置的电路图。

图12是另一示例性光学近程传感器装置的电路图。

具体实施方式

近程传感装置包括设备壳体、多个能量发射器、能量检测器、一个或多个反射部件和控制器系统。近程传感装置可以配置成控制能量发射和将反射的能量引导到能量检测器，使得能量检测器可以确定反射源的位置。由于减少了能量检测器数量，可以实现节省制造成本。

图1是在装置的特定近程内感测一个或多个物体的处理的流程图100。该处理开始于发送能量信号102。控制器系统可将控制信号发送到位于装置上或者装置附近的能量发射器并指示能量发射器发送该能量信号。能量信号可包括使得该能量信号能够与其它能量发射器的能量信号区分开的属性。能量信号可在装置的特定近程内从一个或多个物体反射出去并返回到该装置。物体可以处于监视下或者避开潜在的障碍物。在一些实施例中，物体可以是一个或多个手指、手或者其它人体附属器官。

反射的能量信号可进一步被反射部件103(如，反射锥体)反射出去。特定近程可以不是设定值。相反，特定近程可取决于各种因素，包括，发射的能量信号的强度以及物体的反射强度。替代地，特定近程可以是期望的值。例如，预期物体将是手部皮肤并且期望的近程是特定值，本领域技术人员可调整发射的能量信号的强度以达到用于检测的期望近程。

在104，接收已偏转的反射能量信号。能量检测器可接收被反射部件偏转的反射量信号。反射能量可经过包括不止一个反射部件的路径行进。能量检测器可与控制器系统进行通信。在106，处理反射能量信号。控制器系统可处理由能量检测器收集的关于接收到的能量信号的数据。例如，控制器系统可比较该数据和能量发射器的定时数据，或者可以对该数据进行解码。在108，基于该处理产生反馈。控制器系统可发信号给指示器，如LED或者扬声器，以通知游戏者从装置周围的特定部分接收到能量信号，或者从特定能量发射器接收到能量信号。类似于SIMON记忆设备，这种处理可能对在游戏设备上进行的游戏有帮助。在这种游戏期间，游戏者可将手指或者手放在游戏设备周围的部分中，而不是按下按钮，来指示选择。

图2是近程传感装置202的一个实施例的示意图200。近程传感装置202包括设备壳体204、多个能量发射器206、反射部件208、能量检测器210和控制器系统212。设备壳体204为近程传感装置202提供结构支撑。设备壳体204可以用耐久塑料制成，如，聚氯乙烯(PVC)。设备壳体204可包括各种结构特征。这些结构特征可包括不透明壁214，其将近程传感装置202分成多个部分。该示例性实施例包括四个不透明壁214，它们将近程传感装置202分成四个等面积的部分或者象限。通过在概念上将不透明壁214扩展到近程传感装置202周围的空间，这些不透明壁214也将近程传感装置202的周围区域分成多个部分。例如，形成四个等面积的部分的不透明壁214在概念上可被扩展为将近程传感装置202周围空间分成四个部分。

结构特征还可包括一个或多个准直器。准直器可调整辐射束或粒子的大小和角度，或者帮助辐射束或粒子聚集。该示例性实施例包括用于各能量发射器206的发射准直器216。发射准直器216可帮助将能量束的角度从能量发射器206引开并向外指向邻近近程传感装置202的空间的特定部分。该示例性实施例还包括接收准直器218。接收准直器218可帮助聚集来自邻近近程传感装置202的空间的特定部分的反射能量束。一些实施例包括接收准直器218，用于近程传感装置202附近空间的各部分。

能量发射器206将能量引导到近程传感装置202的周围空间中。每个能量发射器可将具有特定频率、幅度或能量水平的能量引导到该空间。例如，发射的能量可以被引导到近程传感装置202周围空间的特定部分中。可以通过设备壳体204中的特定结构来帮助引导发射能量，如不透明壁214和发射准直器216。

可以根据预定频率、幅度、能量或者时序模式来对能量进行定向。这样的模式可以帮助辨别接收到的能量模式来自于能量发射器206中的哪一个或者来自于空间中的哪个特定部分。例如，模式可包括时分模式或者码分模式。

图3是示例性的时分模式的时序图300。在时分模式中，能量发射器206可以被顺序启动，并且接收到的能量模式可以与接收时启动的特定能量发射器相关联。例如，第一能量发射器(发射器1)在第一个十毫秒周期中可以被启动五毫秒，而在其它情况下保持非启动。类似地，第二能量发射器(发射器2)在第二个十毫秒周期中可被启动五毫秒，第三能量发射器(发射器3)在第三周期的一部分被启动，并且第四发射器(发射器4)在第四周期被启动。如果能量接收器(接收器)在第二周期中接收能量模式，则可以得出结论，(1)接收器接收到的能量模式是由第二能量发射器发射的，并且，(2)接收到的能量模式是从空间的第二部分被反射回到能量接收器。

在一个示例性的码分模式中，可以根据每个发射器被分配的特定模式来启动每个能量发射器206。例如，可以根据二进制模式[1010]来启动一个能量发射器，而根据二进制模式[0101]来启动第二能量发射器，根据[0110]来启动第三能量发射器，根据[1001]来启动第四能量发射器。这样，接收到模式[0101]将指示：(1)这是源自第二能量发射器的，并且，(2)这是从空间的第二部分发射回到能量接收器的。码分模式可以与公共代码头同步。

在一些实施例中，能量发射器206是红外发射器。红外发射器可发射频率在38kHz左右的能量。示例性的红外发射器包括IE-0545HP红外LED，来自WAITRONY OPTOELECTRONICS。可替代地，能量发射器206可发射另一光学带宽的能量，如紫外或者近紫外的光，或者声波或超声波能量以及其它能量。

反射部件208将能量引导到能量检测器210。反射部件208可以大致为锥形并且由反射材料组成或者镀有反射材料涂层。在使用光学能量发射器的本发明的实施例中，如红外发射器，反射部件208的表面可镀有铝或者来自DUPONT的MYLAR双轴定向的聚乙烯对苯二酸盐聚酯薄膜，或者由亮面塑料组成。反射部件208的形状可以被设计成，基于入射到锥形表面的预期角度，最大化反射到能量检测器210的能量的量。例如，可能希望锥形表面将能量从大致平行于锥形的底面的大体为360°的平面视场上引导。在该示例性实施例中，反射锥形将被接收准直器218中的一个透过的能量引导到能量检测器210，不管该能量是从近程传感装置202附近空间的哪个部分发射的。如图所示，反射部件208是直圆锥，其轴线穿过能量检测器210的主检测表面。

可根据装置的应用而修改反射部件208的形状。例如在要求大致180°的平面视野时，可使用一半的反射圆锥表面。对于预期的入射角在较窄范围内的系统，可使用更加平坦的反射表面。根据装置的应用，可能需要其它形状的反射部件208，如椭圆形、双曲线形或者分段(segmented)形。

能量检测器210将所接收到的能量转换为发送至控制系统212的电信号。该能量检测器210可检测入射在检测表面的特定频率、幅度或能量水平的能量。在一些实施例中，该能量检测器210包括红外传感器。红外传感器可检测频率在38kHz左右的能量。示例性的红外传感器包括来自WAITRONY OPTOELECTRONICS的PIC-2T26ASMB红外传感器。可选地，能量检测器210可检测其它光波带宽的能量，例如紫外或近紫外光，或者检测声波或者超声波能量以及其它能量。

控制器系统212控制近程传感装置202的运行。控制器系统212可将信号发送至能量发射器206以控制能量发射模式。控制器系统212可从能量检测器210接收关于所检测到的能量的信号。控制器系统212可处理所接收到的来自能量检测器210的信号，以确定所检测到的能量反射自与近程传感装置202相邻的哪个空间部分，或者所检测到的能量来自哪个能量发射器。该控制器系统212可将信号发送至反馈系统，以向游戏者提供关于控制器系统212所做出的确认的反馈。在一些实施例中，控制器系统212包括微处理器。在所示的实施例中，控制器系统212包括来自GENERALPLUSTECHNILOGY的GPC11024A微处理器。可选地，控制器系统212可包括FPGA、EPROM、DSP、CPU、处理器、IC、电路或电路板、或者系统芯片方案。

图4是用于示例性光学近程传感器装置的电路图400。电路图400包括能量发射器206、能量检测器210、控制器系统212和反馈系统402。该实施例中的能量发射器206包括四个红外(IR)发光二极管(LEDs)，其经由电路连接至控制器系统212。所述能量检测器210包括IR传感器，其经由电路连接至控制器系统212。控制器系统212包括微处理器，其经由电路连接至反馈系统402。该反馈系统402包括具有四个绿色、明亮、表面安装的LED的检测显示器。每个LED可安装在设备壳体外部的不同区域，从而LED的启动指示一个具体的区域。

图5是近程传感装置202的可选实施例的示意图500。在该实施例中，近程传感器装置202包括设备壳体204、多个能量发射器206、反射部件208、能量检测器210和控制器系统212。该设备壳体可包括多种结构特征。所述结构特征可包括不透明的壁214。

所述结构特征还可包括一个或多个透镜。所述透镜可处理能量，例如通过将能量束或者粒子汇聚或者发散。所示的实施例包括用于各能量发射器206的发射透镜502。发射透镜502可辅助将能量束的角度从能量发射器206离开，且向外至与近程传感装置202邻近的特定空间部分。所示的实施例还包括接收透镜504。该接收透镜504可辅助从与近程传感装置202相邻的特定空间部分收集反射的能量束。一些实施例包括用于与近程传感装置202相邻的各空间部分的接收透镜504。所述透镜可由透明树脂506或其它类似材料构成。

在该实施例中，反射部件208可以是在透明树脂506中的空气腔。该腔可设计有反射和/或折射特性，以基于入射至部件表面的预期角度将导向至能量检测器210的能量的量最大化。无论能量来自与近程传感装置202相邻的哪个空间部分，反射部件208都可将由接收透镜504中的一个所透过的能量引导至能量检测器210。如所示，反射部件208是直圆锥，其轴线穿过能量检测器210的主检测表面。在一些实施例中，反射部件208与透明树脂之间的边界可涂覆有反射表面。

图6是自律机器人602的示意图600。在该实施例中，该自律机器人602包括近程传感装置202。该近程传感装置202可帮助自律机器人602进行物体检测和回避。

图7是车辆702的示意图700。在该实施例中，车辆702包括近程传感装置202。该近程传感装置202可帮助车辆702进行物体检测和回避。

尽管示出了在自律机器人602的躯干中和车辆702的车顶上的近程传感装置202，然而其还可设置在机器人602和车辆702的任何部位或周围。例如，可将近程传感装置202设置在机器人602的头或脚上，或者在车辆702的底盘上或者前或后保险杠上。

图8是近程传感装置202的可选实施方式的示意图800。该近程传感装置202包括设备壳体204、多个能量发射器206、反射部件208、能量检测器210和控制器系统212。在所示的实施方式中，设备壳体204和游戏玩法可与红外音乐游戏(LOOPZ)装置相似。然而，能量检测器210和控制器系统212可确定没有从哪个部分收到反射的能量信号，而不是确定从哪个部分收到反射能量信号。

例如，控制器系统212可向能量发射器206发送信号，从而以时分模式顺序地启动能量发射器206。所发射的能量可从一个或多个反射部件208反射。由于能量的入射角度预期在较窄的范围内，因此反射部件208可包括反射平坦表面。能量检测器210将所接收到的能量转换为发送至控制器系统212的电信号。控制器系统212可检测没有从哪个部分收到反射的能量信号，并向反馈系统发送信号以向游戏者提供关于控制器系统212所作确认的反馈。

图9是近程传感装置902的另一个实施例的示意图900，且图10是示意图1000，示出了沿着线“10”-“10”截取的装置902的横剖侧视图。该近程传感装置902包括设备壳体904、多个能量发射器906(如LED)、反射部件908(例如镜面圆锥)、能量检测器910(如光敏感元件)和控制器(在图9和10中未示出)。设备壳体904为近程传感装置902提供了结构支撑。在一个实施例中，设备壳体904可由诸如聚氯乙烯(PVC)的耐用塑料制成，且可形成有不透明的墙。

近程传感装置902的结构特征还可包括一个或多个准直仪。该准直仪可调整能量束或者粒子的尺寸和角度，或者帮助收集能量束或者粒子。在该实施例中，尽管在图9和图10中仅示出了一个准直仪916，然而装置902包括分别用于每个能量发射器906的发射准直仪。该发射准直仪916可帮助将能量束的角度从能量发射器906引开，且向外至与近程传感装置902相邻的特定空间部分。

在该实施例中，装置902还包括多个接收准直仪918，各接收准直仪918与邻近近程传感装置902的不同空间部分相关。具体地，每个接收准直仪918可帮助收集来自特定相邻空间部分的反射能量束。

该能量发射器906将能量引至围绕近程传感装置902周围的空间。各能量发射器可将特定频率、幅度或能量水平的能量引至该空间。例如，可将发射的能量引至近程传感装置902周围的特定空间部分。通过设备壳体904中的特定结构可帮助引导发射能量，该特定结构例如不透明的壁和发射准直仪916。

如上所述，可根据预定频率、幅度、能量或定时模式引导能量。该模式可帮助确定所接收到的能量模式来自哪个能量发射器906或者来自哪个具体空间部分。例如，模式可包括时分模式或者码分模式。

近程传感器装置902包括位于壳体904中的内部反射部件914。在该实施例中，反射部件914大致为圆锥形并且是圆锥的一部分或者一段。在该实施例中，部件914围绕内部反射部件908延伸整个圆周。该反射部件914位于接收准直仪918下方，且其角度为使得穿过准直仪918的能量在部件914的表面和反射部件908的表面反射，将能量引至能量检测器910。将单个能量检测器910用于具有多个能量发射器906的装置902中，从而消除了装置902对为每个发射器906分别设置检测器的需要。

反射部件908可为大致圆锥形状，且由反射材料构成或涂覆有反射材料。类似地，反射部件914可由反射材料构成或涂覆有反射材料。在本发明的具有诸如红外发射器等的光能发射器的实施例中，反射部件908和914的表面可涂覆有铝或来自DUPONT的聚酯薄膜(MYLAR)双轴定向的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯膜，或者由亮面塑料构成。反射部件908和914的形状可被设计成基于入射至圆锥形表面的预期角度将反射至能量检测器910的能量的量最大化。

在可选实施方式中，一件式圆锥形反射部件914可由多个、独立反射部件914替换，各反射部件914位于相应的接收准直仪918的下方，并且成一定角度以将所接收到的能量引向反射部件908。

与能量检测器210相似，能量检测器910将所接收到的能量转换为电信号以发送至装置902的控制器系统。该能量检测器910可检测入射至检测表面上的特定频率、幅度或能量水平的能量。在一些实施例中，能量检测器910包括红外传感器。可选地，能量检测器910可检测其它光波带宽的能量，例如紫外或近紫外光，或者检测声波或者超声波能量以及其它能量。

上述近程传感装置中的任一个，可用于估计从该装置到检测到的物体的距离。在一个实施方式中，近程传感装置使用具有预设灵敏度和进入信号阈值的能量检测器，类似于PIC传感器。在该实施例中，检测从发射信号的低电平开始，且该电平逐步升高直到反射信号被检测器检测到或者所述电平升高至最高电平而没有检测到任何物体。在另一个实施方式中，近程传感器装置使用线性或接近线性检测器(例如光电晶体管或光电二极管)，且在检测器测量所反射的信号的电平(其表示至所检测的物体的大致距离)之后使用模拟数字转换器。

参考图11，示出了近程传感装置的另一个实施例的电路图。在该实施例中，电路1000包括微控制器1010，数字IR传感器或检测器1020，四个IR LED1030、1032、1034和1036，扬声器1040，和电源1042。此外，如图所示，电路1000包括晶体管1050、1052、1054、1056和1058，以及电阻1060-1069。晶体管1050、1052和1054通过开关电阻1067和1068形成可控制电流源。在电路1000中的四个电阻的设置提供了向LED提供16种不同电流水平的可能性且用于距离估计。晶体管1050为LED 1030、1032、1034和1036提供了高频率的电流调制，在该实施例中该频率为37.9kHz。

一个检测物体和估计至物体的距离的示例性程序使用图11中所示的近程传感装置。在该程序中，PRB端口中的一个被设置为低，且PRB2输出被调制为37.9kHz。接着，通过将端口PRE设置为数字1而建立LED中的一个(如LED 1030)的最低电流。在电路1000中，将以最高电阻值控制晶体管的端口PRE的输出中的一个输出设置为低电平，而将该端口PRE的所有其它输出设置为高电平。这时，检查检测器1020以确定输出信号是否出现。如果没有出现输出信号(表示没有检测到反射光)，则将端口PRE的输出代码改为数字2，其使得通过LED 1030的电流增大。再次检查检测器1020以确定反射能量是否被接收以及输出信号是否生成。如果没有出现所述信号，则端口PRE的输出代码被改为另一个数字或电平，且重复对来自检测器1020的输出信号进行检查的程序。一旦检测到输出信号，设置在端口PRE上的代码反映且可用于表示至所检测物体的距离。对于特定的LED，一旦检测到物体出现或者通过该LED的电流水平到达预定的最大值，则对其它的LED1032、1034和1036中的每一个重复进行该程序。

参照图12，示出了近程传感装置的另一实施例的电路图。该设备能用于距离评估并包括模拟IR检测器。在该实施例中，电路1100包括微控制器1105、光电晶体管1110、四个IR LED 1120、1122、1124和1126、扬声器1130和电源1140。在该实施例中，微控制器1105包括内嵌的模数转换器。微控制器1105以连续方式顺序启动LED 1120、1122、1124和1126，并且在每一步骤或每次启动时测量来自光电晶体管1110的信号水平，该信号水平对应于由反射的光引起的IR检测器1110的亮度。如果检测到反射的光，该微控制器1105产生输出，诸如一个或多个声音的音频输出，其取决于所检测的信号的方向以及所检测的信号的水平。

取决于设备的不同用途，根据本发明的近程传感装置的方位可改变。例如，近程传感装置，诸如设备202或902，可以被定向成使得能量发射器被定位成大体位于水平平面。结果，该设备能检测到相对于该设备处于竖直位置关系的物体。可选地，该近程传感装置能被定位成使得能量发射器大体位于竖直平面。在该方位中，该设备能检测到相对于该设备处于水平位置关系的物体。

在不同实施例中，近程传感装置能被用于控制发声机构的输出。发声机构能用于产生音频输出，包括声音或音乐，诸如来自一个或多个乐器的音符。检测器所接收到的能量被用作输入，用于控制发声机构的输出。在一个实施例中，每个能量发射器与诸如音调、音高、节拍、音量等一个音乐特征相关联。当来自发射器的能量被反射并被检测器接收时，响应于所检测的物体的移动，与该发射器相关的特定音乐特征改变。例如，对于一个发射器，所产生的信号涉及根据从设备到物体的距离而改变的音量。对于所检测到的来自另一发射器的能量改变，该音乐的音高改变。

应相信上文中所描述的公开内容包括具有独立应用的多个不同发明。尽管这些发明中的每一个已经以优选形式被公开，因为可能有多种变形，这里所公开和所示出的本发明的特定实施例不被认为是限制性的。本发明的主题包括这里所公开的多个元件、特征、功能和/或特性的全部新颖的和非显而易见的组合和子组合。类似地，在任何地方描述“一”或“第一”元件或其等同词汇，这样的公开应该被理解成包括一个或多个这种元件的结合，不要求也不排除两个或更多这种元件。

尽管已经描述了近程传感装置的多个实施例，对于本领域普通技术人员显而易见的，在本发明的范围能有许多其它实施例和实施方式。因此，本发明旨在涵盖本发明的改变和变形，只要这些改变和变形落入附属权利要求及等同权利要求范围内。例如，大部分元件可以由模制塑料形成。然而，在可选实施例中，元件可由不同于塑料的材料形成，只要该材料具有用于部件的预期功能的足够强度。

本发明的示例性描述包括以下。

一种近程传感装置，包括：设备壳体；多个能量发射器，所述多个能量发射器连接到所述设备壳体，使得每个能量发射器将能量发射到所述设备壳体以外的不同于任何其它所述能量发射器的不同区域；连接到所述设备壳体的能量检测器；反射器，所述反射器相对于所述设备壳体被定位，使得从一个或多个物体反射的所发射的所述能量被所述反射器反射并被引导到所述能量检测器；和控制器系统，所述控制器系统可操作地连接到所述能量发射器和所述能量检测器，所述控制器系统选择性地启动所述能量发射器，从所述能量检测器接收数据，并且处理所接收的数据，以确定所述一个或多个物体的位置。

如上述的近程传感装置，其中相对于所述多个能量发射器，所述能量检测器被居中地定位在设备本体上。

如上述的近程传感装置，其中相对于所述多个能量发射器，所述反射器被居中定位在所述设备本体上。

如上述的近程传感装置，其中所述能量发射器相对于所述设备壳体对称地定位。

如上述的近程传感装置，其中每个所述能量发射器将能量从所述设备壳体发射到不同空间部分，所发射的能量围绕所述设备壳体以径向对称模式延伸。

如上述的近程传感装置，其中所述能量是红外光。

如上述的近程传感装置，其中所述控制器系统通过将信号传送到所述能量发射器而选择性地启动所述能量发射器，以调制所发射的能量。

如上述的近程传感装置，其中每个能量发射器的启动时间不同于其它能量发射器。

如上述的近程传感装置，其中来自每个能量发射器的能量包括相对于来自其它能量发射器的能量来说独特的频率模式。

一种游戏套件，包括如上述的近程传感装置中的一个。

一种自律机器人，包括如上述的近程传感装置中的一个。

一种车，包括如上述的近程传感装置中的一个。

如上述的近程传感装置，进一步包括可操作地连接到所述控制器系统的反馈系统，所述反馈系统提供关于所述一个或多个物体的所确定的位置的反馈。

如上述的近程传感装置，其中所述反射器包括反射圆锥。

Claims (20)

1.一种近程传感装置，包括：

设备壳体；

多个能量发射器，所述多个能量发射器连接到所述设备壳体，使得各能量发射器将能量发射到所述设备壳体以外的不同于任何其它所述能量发射器的不同区域；

连接到所述设备壳体的能量检测器；和

控制器系统，所述控制器系统可操作地连接到所述能量发射器和所述能量检测器，所述控制器系统被配置成选择性地启动所述能量发射器，从所述能量检测器接收数据，并且处理所接收的数据，以确定所述一个或多个物体的位置；

其特征在于，所述近程传感装置还包括反射器，所述反射器相对于所述设备壳体被定位，使得从一个或多个物体反射的所发射的所述能量被所述反射器反射并被引导到所述能量检测器。

2.如权利要求1所述的近程传感装置，其中相对于所述多个能量发射器，所述能量检测器被居中地定位在设备本体上。

3.如权利要求1所述的近程传感装置，其中相对于所述多个能量发射器，所述反射器被居中定位在所述设备本体上。

4.如权利要求1所述的近程传感装置，其中所述控制器系统确定从所述一个或多个物体到所述设备壳体的距离。

5.如权利要求1所述的近程传感装置，其中各所述能量发射器将能量从所述设备壳体发射到不同空间部分，所发射的能量围绕所述设备壳体以径向对称模式延伸。

6.如权利要求1所述的近程传感装置，其中所述能量是红外光。

7.如权利要求1所述的近程传感装置，其中所述控制器系统通过将信号传送到所述能量发射器而选择性地启动所述能量发射器，以调制所发射的能量。

8.如权利要求1所述的近程传感装置，其中各能量发射器的启动时间不同于其它能量发射器。

9.如权利要求1所述的近程传感装置，其中来自各能量发射器的能量包括相对于来自其它能量发射器的能量来说独特的频率模式。

10.如权利要求1所述的近程传感装置，进一步包括可操作地连接到所述控制器系统的反馈系统，所述反馈系统提供关于所述一个或多个物体的所确定的位置的反馈。

11.如权利要求1所述的近程传感装置，其中所述反射器包括反射圆锥。

12.如权利要求1所述的近程传感装置，其中所述反射器包括空气腔。

13.如权利要求1所述的近程传感装置，进一步包括一个或多个透镜。

14.一种游戏套件，包括如权利要求1所述的近程传感装置。

15.一种自律机器人，包括如权利要求1所述的近程传感装置。

16.一种车，包括如权利要求1所述的近程传感装置。

17.一种使用近程传感装置来检测近程的方法，所述方法包括：

从能量发射器发送能量信号；

利用反射部件使反射的能量信号偏转；

利用能量检测器接收偏转的能量信号；

通过控制器系统处理反射的能量信号；和

基于来自所述控制器系统的处理后的反射的能量信号来产生反馈。

18.如权利要求17所述的方法，其中发送能量信号包括顺序地将能量定向到围绕所述近程传感装置的不同空间部分。

19.如权利要求17所述的方法，其中接收所述偏转的能量信号包括将来自围绕所述近程传感装置的多个空间部分的反射的能量信号引导到所述能量检测器。

20.如权利要求17所述的方法，其中处理所述反射的能量信号包括识别所述偏转的能量信号的时分模式。