[發明專利]可用來判斷參考物件或光源相對位置的光學偵測裝置

有效

• 申請號: 201610701434.3
• 申請日: 2016-08-22
• 公開（公告）號: CN107765258B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 鍾慶霖;林典立
• 申請（專利權）人: 原相科技股份有限公司
• 主分類號: G01S17/06
• 分類號: G01S17/06;G01S17/08;G01S17/50;G01S17/58
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

本發明是公開一種可根據一光源發出之一偵測光訊號透過一參考物件產生的一反射光訊號來判斷該參考物件或該光源相對位置的光學偵測裝置。該光學偵測裝置包含有一透光元件、至少一不透光結構以及一光學偵測元件。該透光元件之一焦距是大于一預定距離。該不透光結構相對該透光元件位于特定位置。該光學偵測元件以間隔該預定距離之方式鄰設于該透光元件。該反射光訊號通過該透光元件投射到該光學偵測元件之一偵測面，該不透光結構阻擋部份的該反射光訊號而在該偵測面形成一特征影像，并根據該特征影像之一參數判斷該參考物件或該光源的相對位置。

技術領域

本發明是提供一種光學偵測裝置，尤指一種可用來判斷參考物件或光源相對位置的光學偵測裝置。

背景技術

傳統的光學測距裝置具有發光單元、光學透鏡與光學偵測元件。發光單元產生偵測光線以投向外部的待測物件，自參考物件折回的反射光線經由光學透鏡投射到光學偵測元件上，光學偵測元件分析反射光線的參數變化以判定待測物件的相對距離關系。光學透鏡的作用在于聚焦反射光線后再打入光學偵測元件，因此傳統光學測距裝置的結構尺寸受限于光學透鏡的焦距長度，難以設計出輕巧薄型的外觀。此外，傳統光學測距裝置以光學透鏡將反射光線聚焦到光學偵測元件上，若光學測距裝置相對于待測物件的測試距離越短，光學偵測元件的偵測精準度就會大幅衰退，故傳統的光學測距裝置在外型設計與使用功能上都有極大的改進空間。

發明內容

本發明是提供一種可用來判斷參考物件或光源相對位置的光學偵測裝置，以解決上述之問題。

本發明之申請專利范圍是揭露一種光學偵測裝置，可根據一光源發出之一偵測光訊號透過一參考物件產生的一反射光訊號來判斷該參考物件或該光源的相對位置。該光學偵測裝置包含有一透光元件、至少一不透光結構以及一光學偵測元件。該透光元件之一焦距是大于一預定距離。該不透光結構位于與該透光元件呈一預定相對關系的位置上。該光學偵測元件以間隔該預定距離之方式鄰設于該透光元件。該反射光訊號沿著一投射方向通過該透光元件投射到該光學偵測元件之一偵測面，該不透光結構阻擋部份的該反射光訊號而在該偵測面形成一特征影像，且該光學偵測元件根據該特征影像之一參數判斷該參考物件或該光源的該相對位置。其中該投射方向不平行于該偵測面之一法矢量。

本發明之申請專利范圍另揭露該透光元件之一面積大于該不透光結構之一面積，且該不透光結構固設于該透光元件之一特定區域。該透光元件之一平面法矢量相對于該偵測面之該法矢量的夾角為一定值。該不透光結構以涂布、黏著或嵌合方式形成于該透光元件之至少一側表面。該不透光結構為一獨立元件，該獨立元件以可拆裝方式設置在該透光元件上。該光學偵測裝置另包含有一隔光元件，設置在該透光元件與該光學偵測元件旁，用以阻擋該偵測光訊號和/或該反射光訊號在未通過該透光元件的情況下投射到該偵測面。該光學偵測元件利用一內建運算單元計算該參考物件或該光源的該相對位置、或將相關資料傳送至一外部運算器以計算該相對位置。

本發明之申請專利范圍另揭露該光源為設置在該光學偵測元件旁的一發光單元，該光學偵測元件利用該特征影像的位移變化取得該參考物件相對于該光學偵測裝置的距離。該光學偵測元件利用該特征影像的亮度變化，取得該參考物件之一平面法矢量相對于該偵測面之該法矢量的傾斜角度。該發光單元相對于該光學偵測元件的一間距與一出光方向是為定值。

本發明之申請專利范圍另揭露該偵測光訊號來自一外部光源，該參考物件間隔于該不透光結構的距離為一已知值，該光學偵測元件根據該特征影像的參數變化取得該外部光源相對于該光學偵測裝置的方向與距離。該參數為該特征影像之一重心位置、一邊緣值、和/或一面積量。

本發明之申請專利范圍另揭露該不透光結構為一實心物件、或為具有一孔洞結構的一非實心物件。該反射光訊號通過該孔洞結構在該偵測面形成干涉條紋和/或投影圖案，該光學偵測元件分析該干涉條紋和/或該投影圖案之變化，取得該參考物件或該光源的該相對位置。該孔洞結構為一微孔或一狹縫。

本發明之申請專利范圍另揭露該光學偵測裝置另包含復數個不透光結