光学传感装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光学传感装置，用来检测目标容器。该光学传感装置包括线光源、光学传感数组以及处理器。该线光源用来投射长条型照明光到该目标容器。该光学传感数组包括排列成长条状的多个传感单元，用来接收该目标容器反射生成的长条型侦测光。该处理器电连接该光学传感数组。该处理器分析该多个传感单元所接收该长条型侦测光的亮度分布，以取得该光学传感数组和该目标容器的杯缘之间的相对距离，能够快速且精准地计算出目标容器内的注入液体的水位高度，有效预估机器出水量以防止注入液体溢出目标容器。溢出目标容器。溢出目标容器。

【技术实现步骤摘要】
光学传感装置


[0001]本专利技术涉及一种光学传感装置，特别是有关一种用来检测目标容器的尺寸或其水位高度的光学传感装置。

技术介绍

[0002]传统饮水机不能侦测容器内的水面高度。使用者需目视观察容器，并且手动控制饮水机的出水按钮以避免液体溢出容器。传统咖啡机利用近接传感器或超声波传感器侦测容器是否放在出水口；然而，近接传感器与超声波传感器无法侦测容器的剩余容量和容器内的液面信息。因此，如何设计一种能利用光学检测技术侦测容器的剩余容量和容器内的液面信息以提高饮水机或咖啡机附加功能的液体检测装置，便为相关光学检测产业的发展目标之一。

技术实现思路

[0003]本专利技术涉及一种用来检测目标容器的尺寸或其水位高度的光学传感装置。
[0004]本专利技术进一步公开一种光学传感装置，用来检测目标容器。该光学传感装置包括线光源、光学传感数组以及处理器。该线光源用来投射长条型照明光到该目标容器。该光学传感数组包括排列成长条状的多个传感单元，用来接收该目标容器反射生成的长条型侦测光。该处理器电连接该光学传感数组。该处理器分析该多个传感单元所接收该长条型侦测光的亮度分布，以取得该光学传感数组和该目标容器的杯缘之间的相对距离。
[0005]本专利技术还公开该长条型侦测光区分为多个区段，分别反射自该目标容器的多个区块，并且分别为该多个传感单元所接收，该处理器进一步分析该多个区段的亮度以计算该光学传感数组相对于该多个区段的距离变化，以取得该多个区块的轮廓。该处理器进一步分析该多个区块的该轮廓以取得该杯缘内的深度变化信息，并且根据该深度变化信息判断该目标容器内的液体是否具有多余对象。该距离变化为各区块与一对应传感单元之间的多个相对距离的组合。
[0006]本专利技术还公开该处理器将该亮度分布划分为具有最大亮度运算值的第一区域和具有最小亮度运算值的第二区域，并且分析该第一区域与该第二区域，以利用该杯缘与该目标容器所在承载面之间高度差判断该目标容器的高度。该处理器将该亮度分布划分为该第一区域、该第二区域和第三区域，该第三区域具有介于该最大亮度运算值与该最小亮度运算值之间的亮度运算值，该处理器进一步分析该第三区域，以利用该杯缘与该目标容器的基部之间的高度差判断该目标容器的剩余容量。
[0007]本专利技术还公开该处理器进一步分析该多个区段之间的亮度差异，找出光学参数异常的区段视为该目标容器的基部，以利用光学参数异常的该区段判断该目标容器的剩余容量。
[0008]本专利技术还公开该光学传感装置进一步包括记忆模块，电连接该处理器，用来储存多种液体的光学参数，该处理器进一步利用该亮度分布和该光学参数的分析与补偿，计算
出该光学传感数组与该目标容器内的该液体之间的相对距离。该处理器进一步分析该亮度分布转换产生的图像，利用该图像的几何中心信息判断该光学参数的数值范围，从而确认该液体的种类。该光学参数为反射率、折射率与吸收率的其中一个或多个。该目标容器的杯口为该杯缘所环绕并且指向该光学传感数组，该液体容置在该目标容器内并且通过该杯口外露。
[0009]本专利技术还公开该处理器进一步辨识该目标容器的该杯缘与基部，并且利用该光学传感数组与该杯缘之间的该相对距离计算该杯缘的口径。该光学传感数组相对于该杯缘的所在平面的垂直投射点视为对齐点，该处理器分析该光学传感数组的视角范围以取得该对齐点与该视角范围的边界之间的视野间距，并且利用该视野间距计算出该杯缘与该对齐点之间的杯缘间距，以相应取得该口径。
[0010]本专利技术还公开该光学传感装置进一步包括压力传感器，电连接该处理器，用来检测该目标容器的重量。该光学传感装置进一步包括压力传感器，电连接该处理器，用来检测该目标容器的重量。当该重量增加并且该目标容器内的该液体的该水位高度增加时，该处理器利用该光学传感数组的检测结果作为该液体的该水位高度，当该重量增加但该液体的该水位高度没有增加时，该处理器利用该压力传感器与该光学传感数组的检测结果作为该液体的该水位高度。
[0011]本专利技术还公开该线光源包括一个长条型发光单元，用来输出该长条型照明光。该线光源包括相邻排列的多个发光单元，用来输出该长条型照明光。该光学传感数组为Mx1的数组，并且M为正整数，或者为MxN的数组，并且M与N都为正整数。
[0012]本专利技术还公开该光学传感装置进一步包括旋转马达，用来承托并且旋转该线光源或该目标容器，以使该线光源能够扫描该目标容器。或者，该光学传感装置进一步包括移动马达，用来承托并且移动该线光源或该目标容器，以使该线光源能够扫描该目标容器。
[0013]本专利技术还公开一种光学传感装置，用来检测目标容器。该光学传感装置包括光源、光学传感数组以及处理器。该光源投射照明光到该目标容器。该光学传感数组用来接收该目标容器反射生成的侦测光。该处理器电连接该光学传感数组。该处理器分析该侦测光的亮度分布找出两个或两个以上的第一亮度区域，并且根据该些第一亮度区域的间距取得该目标容器的径向尺寸。
[0014]本专利技术还公开一种光学传感装置，用来检测目标容器。该光学传感装置包括第一线光源、第二线光源、光学传感数组以及处理器。该第一线光源用来投射第一长条型照明光到该目标容器。该第二线光源用来投射方向不同于该第一长条型照明光的第二长条型照明光到该目标容器。该光学传感数组用来接收该目标容器反射生成的第一长条型侦测光与第二长条型侦测光。该处理器电连接该光学传感数组。该处理器分析该第一长条型侦测光与该第二长条型侦测光的亮度分布，以取得该目标容器和该光学传感数组之间的相对距离。
[0015]本专利技术的光学传感装置可利用线光源或点光源投射到目标容器与承载平面所拍摄取得的图像，判断出目标容器的高度与口径；若目标容器内液体的光学参数为已知，如折射率、反射率与吸收率等，还能再进一步利用光学参数进行补偿以计算出目标容器内的正确液体水位高度。除此之外，光学传感装置还能以压力传感器作为辅助，侦测目标容器内的注入液体的重量变化，再利用光学传感数组的像素数、与光学传感数组相对于目标容器杯缘的高度取得目标容器的口径，从而分析注入液体的增加重量与密度以及目标容器的口
径，计算出目标容器内的注入液体的水位高度。
[0016]光学传感装置可同时应用光学传感数组与压力传感器侦测目标容器内的液体。若光学传感装置侦测到注入液体的水位上升、并且目标容器的重量也增加，表示注入液体可能为深色或非透明(例如咖啡)，此时致发光学传感数组即能测量到正确的注入液体的水位高度；若光学传感装置没有侦测到注入液体的水位上升、或侦测到注入液体的水位缓慢上升或非线性上升、但是目标容器的重量持续增加，表示注入液体可能为浅色或透明(例如水)，这时就须进一步致发压力传感器，以辅助光学传感数组测量正确的注入液体的水位高度。相比于公知技术，本专利技术的光学传感装置可应用在饮水机、咖啡机或汽水机等机器，能够快速且精准地计算出目标容器内的注入液体的水位高度，有效预估机器出水量以防止注入液体溢出目标容器。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例的光学传感装置的功能方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学传感装置，用来检测目标容器，其特征在于，该光学传感装置包括：线光源，用来投射长条型照明光到该目标容器；光学传感数组，包括排列成长条状的多个传感单元，用来接收该目标容器反射生成的长条型侦测光；以及处理器，电连接该光学传感数组，该处理器分析该多个传感单元所接收该长条型侦测光的亮度分布，以取得该光学传感数组和该目标容器的杯缘之间的相对距离。2.如权利要求1所述之光学传感装置，其特征在于，该长条型侦测光区分为多个区段，分别反射自该目标容器的多个区块，并且分别为该多个传感单元所接收，该处理器进一步分析该多个区段的亮度以计算该光学传感数组相对于该多个区段的距离变化，以取得该多个区块的轮廓。3.如权利要求2所述之光学传感装置，其特征在于，该处理器进一步分析该多个区块的该轮廓以取得该杯缘内的深度变化信息，并且根据该深度变化信息判断该目标容器内的液体是否具有多余对象。4.如权利要求2所述之光学传感装置，其特征在于，该距离变化为各区块与一对应传感单元之间的多个相对距离的组合。5.如权利要求2所述之光学传感装置，其特征在于，该处理器将该亮度分布划分为具有最大亮度运算值的第一区域和具有最小亮度运算值的第二区域，并且分析该第一区域与该第二区域，以利用该杯缘与该目标容器所在承载面之间高度差判断该目标容器的高度。6.如权利要求5所述之光学传感装置，其特征在于，该处理器将该亮度分布划分为该第一区域、该第二区域和第三区域，该第三区域具有介于该最大亮度运算值与该最小亮度运算值之间的亮度运算值，该处理器进一步分析该第三区域，以利用该杯缘与该目标容器的基部之间的高度差判断该目标容器的剩余容量。7.如权利要求2所述之光学传感装置，其特征在于，该处理器进一步分析该多个区段之间的亮度差异，找出光学参数异常的区段视为该目标容器的基部，以利用光学参数异常的该区段判断该目标容器的剩余容量。8.如权利要求1所述之光学传感装置，其特征在于，该光学传感装置进一步包括记忆模块，电连接该处理器，用来储存多种液体的光学参数，该处理器进一步利用该亮度分布和该光学参数的分析与补偿，计算出该光学传感数组与该目标容器内的该液体之间的相对距离。9.如权利要求8所述之光学传感装置，其特征在于，该处理器进一步分析该亮度分布转换产生的图像，利用该图像的几何中心信息判断该光学参数的数值范围，从而确认该液体的种类。10.如权利要求8所述之光学传感装置，其特征在于，该光学参数为反射率、折射率与吸收率的其中一个或多个。11.如权利要求8所述之光学传感装置，其特征在于，该目标容器的杯口为该杯缘所环绕并且指向该光学传感数组，该液体容置在该目标容器内并且通过该杯口外露。12.如权利要求1所述之光学传感装置，其特征在于，该处理器进一步辨识该目标容器的该杯缘与基部，并且利用该光学传感数组与该杯缘之间的该相对距离计算该杯缘的口径。
13.如权利要求12所述之光学传感装置，其特征在于，该光学传感数组相对于该杯缘的所在平面的垂直投射点视为对齐点，该处理器分析该光学传感数组的视角范围以取得该对齐点与该视角范围的边界之间的视野间...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘峰其，廖祈杰，王国振，赖鸿庆，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：