[發明專利]定位裝置及用于定位裝置的方法

有效

• 申請號: 201410436586.6
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN105021131B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 陳賢宗;龐谷金
• 申請（專利權）人: 原相科技(檳城)有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

本發明公開了一種定位裝置及用于定位裝置的方法，用于定位裝置的方法包含經由影像感應器陣列在相異的時間取得多個影像；根據時間差，從該多個影像中選擇第一影像與第二影像，其中取得該第一影像的時間與取得該第二影像的時間相隔該時間差；比較該第一影像與該第二影像，以決定該第一影像與該第二影像之間的重迭量；及根據該第一影像與該第二影像之間的該重迭量，調整該時間差。

技術領域

本發明提供一種定位裝置及用于定位裝置的方法，尤指具備超高圖框率擷取系統(ultra high frame rate acquisition system)且所需的硅晶粒尺寸已被減低的定位裝置。

背景技術

定位感應器(navigation sensor)(例如安裝于電腦鼠標中的定位感應器)，會通過比較輸入影像與參考影像，決定X方向與Y方向的位移量(displacement)。為了達成高精準度的軌跡追蹤，輸入影像與參考影像之間必須存在足夠的重迭量。此重迭量是包含了定位程序所需的信號，而這些所需的信號可指示出追蹤表面的精細特征。在追蹤表面的各個位置上，輸入影像與參考影像的互相比較結果，會反應出定位感應器的移動速度與移動方向。

在現有技術的定位感應器中，影像擷取(image acquisition)是以圖框為計量基準，也就是說，介于連續的圖框擷取之間，有固定的時段。舉例而言，定位感應器若具有每秒5000圖框的圖框率，則定位感應器將于每200us擷取影像。

又以具有20畫素×20畫素陣列的定位感應器為例，每個畫素是具有30um x30um的尺寸。假設為了達到理想的定位處理，輸入影像與參考影像之間的重迭量必須至少為10畫素×10畫素的畫素區塊，則定位感應器的移動速度，將受到有效最大「速限」限制。假使定位感應器移動時，速度高于此速限，則重迭量將會小于10畫素×10畫素的影像重迭量，而導致定位資訊不足。圖1是為上述舉例提及的定位感應器移動時，其具有10畫素×10畫素的影像重迭的示意圖。由圖1可見，當使用數字信號處理器(digital signal processor；DSP)進行定位處理時，輸入影像與參考影像之間必須維持至少10畫素×10畫素的影像重迭量。

圖1的范例中，每秒有5000圖框，圖框IMG10是擷取時間T0擷取的參考影像的圖框，具有20畫素×20畫素的面積；圖框IMG11是擷取時間T1擷取的輸入影像的圖框，也具有20畫素×20畫素的面積；圖框IMG10和圖框IMG11之間有影像重迭面積OVE1，具有10畫素×10畫素的面積。在圖1的范例中，擷取時間T1與擷取時間T0之間的時間差距是200us，也就是T1-T0＝200us。其中，影像重迭面積OVE1是供數字信號處理(DSP)使用。因為每一畫素的尺寸是30um×30um，所以圖1中，X軸的位移量是：在200us的時段內，10畫素×30um，也就是300um。X軸方向的移動速度就是300um/200us＝1.5m/sec＝每秒60英寸。

在此范例的定位感應器中，其最大速限可通過1比1(非放大)透鏡被計算得知：在200us的時段內有10畫素的X軸位移量，也就是等于在200us的時段內具有300um的X軸位移量。因此，X軸方向的最大速限是為300um/200us＝1.5m/s，也就是大約為每秒60英寸(即60inches per second；60ips)。

當上述的定位感應器以超過最大速限的速度移動時，將導致介于輸入影像與參考影像之間的重迭量太小。圖2是為當移動速度高于最大速限，導致介于輸入影像與參考影像的重迭量太小的示意圖。如圖2所示，兩影像間僅有5畫素×5畫素的畫素區塊的重迭量，當使用數字信號處理(DSP)進行定位處理時，此重迭量是不夠的。