台湾专利TW201319515A 數位移動量測裝置

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专利摘要:
一種用於量測在至少一方向上移動的一行動元件之移動的裝置，其包含：-一光源，其經調適以發射一光束；-至少一光學部件，其截斷該光束且經附接至該行動元件以追蹤該行動元件之移動；-像素類型感測器，其俘獲由該光學部件相對於該光源之相對位置判定的透射射束，該等像素經安置以使得該等像素中之至少一些在該行動元件移動時接收隨該行動元件之位置改變的照度；-一比較器模組，其比較自該等感測器之該等像素獲得之值與兩個相異臨限值以便將一邏輯值指派給該等像素中之一些；-一計算模組，其根據來自該比較器模組之資料判定該行動元件之該位置。
公开号:TW201319515A
申请号:TW101126345
申请日:2012-07-20
公开日:2013-05-16
发明作者:Bertrand Arnold
申请人:Bertrand Arnold；Benarrosh Jean Claude；Benarrosh Helen；
IPC主号:G01B11-00

专利说明:
數位移動量測裝置
本發明係關於移動量測裝置。此處，移動量測之概念涵蓋一位置相對於一參考位置之量測。通常，移動量測裝置儲存來自感測器之類比資訊，將類比資訊轉換成數位資料，並將數位資料傳輸至電腦，以便使移動量測被處理。
在文獻US 2009/0248351中描述了一利用光學感測器之移動量測裝置。一行動元件在一垂直於光束之發射方向的方向上移動，且一具有CCD(電荷耦合裝置)類型或CMOS(互補金氧半導體)類型之像素陣列的線性光學感測器儲存以此方式獲得之關於由該行動元件透射及部分阻擋之光通量的資料。來自感測器之類比資訊經轉換成經整合至一根據數位資料判定行動元件之位置的計算模組中的數位資料。
此裝置尤其在來自感測器之所有類比資訊至數位資料的轉換方面具有缺點。類比雜訊被添加至誤差及數位轉換雜訊。此不需要之雜訊限制所量測信號之動態(信雜比)。此外，轉換需要一不可忽略之計算時間及一不可忽略之計算能力。
詳言之，當裝置在麥克風中使用時，背景雜訊及類比-數位轉換被視為限制動態之主要因素。
因此，將呈現避免類比動態極限及儘可能多地限制類比-數位轉換之缺點的優點。
為此，本發明提出一用於量測在至少一方向上移動的一行動元件之移動的裝置，其包含：- 一光源，其經調適以發射一光束；- 至少一光學部件，其經調適以截斷該光束且經附接至該行動元件以追蹤該行動元件之移動；- 至少一像素類型感測器，其經調適以俘獲由該光學部件相對於該光源之相對位置判定的透射射束，該等像素經安置以使得該等像素中之至少一些在該行動元件移動時接收隨該行動元件之位置改變的照度；- 一比較器模組，其經調適以比較自該至少一感測器之該等像素獲得之值與兩個相異臨限值並將邏輯值指派給該等像素，使得：- 低於該第一臨限值的所有發光值經指派相同之第一邏輯值；- 高於該第二臨限值的所有發光值經指派相同之第二邏輯值；- 處於該兩個臨限值之間的所有發光值分別經指派發光值之一轉換，該轉換表示適合由計算構件處理之發光值；及- 一計算模組，其經調適以根據來自該比較器模組之資料判定該行動元件之該位置。
比較器模組之使用能夠將未必對應於由感測器接收之類比信號至數位信號之轉換的一邏輯值指派給感測器之一些像素。因此，該裝置不僅僅取決於轉換器或相關聯計算構件之效能。
因此，判定行動元件之位置所必需的計算時間減少，且同樣地，相關聯計算能力減少。資料之傳輸可因此而簡化且傳輸之速度增加。
應注意，另外，行動元件之位置之判定之準確度則僅取決於所選擇的像素之數目，且增加此數目足以改良準確度。
詳言之，該第一邏輯值可為值0且該第二邏輯值可為值1。
此等臨限值可選用介於0與1之間的任何值，詳言之，(例如)介於0與0.5之間的第一臨限值及介於0.5與1之間的第二臨限值。舉例而言，第一臨限值等於0.1且第二臨限值等於0.9。
此尤其使得可能藉由轉換僅幾個類比值而準確地判定該光學部件之位置，此在改良裝置之總準確度的同時限制轉換器之使用。
在一特定實施例中，該光學部件包含一遮罩，該遮罩之輪廓之至少部分與該行動元件之該至少一移動方向形成一非零角。
舉例而言，該遮罩為單片遮罩，其輪廓相對於光源之移動使由感測器之像素接收的照度改變。
或者，該遮罩為包括一開口或一槽的遮罩，其內部輪廓之移動改變由感測器之像素接收的照度。
在另一特定實施例中，該光學部件經調適以反射光束之一部分。
在此狀況下，所謂之反射光學部件根據其移動而反射光束之可變部分。光束之每一經反射部分接著被投影至感測器上。
根據一可能特徵，該裝置進一步包括一第二光學部件，該第二光學部件經調適以設定該第一光學部件之輪廓之影像的尺寸並對該第一光學部件調焦。
此補充部件之使用能夠增強由感測器接收之影像的品質，尤其在此部件係置放於該第一光學部件與感測器之間的光徑上時。為此，此第二光學部件係由用於聚焦、重定向或設定該第一光學部件在感測器上之此影像的大小之任何構件(諸如，透鏡、光纖或鏡子)組成。
根據一可能特徵，感測器為由以一線性圖案安置的像素之至少一列形成的一線性光學感測器。
以此方式，該光學部件之位置可藉由計算標記光學部件之輪廓之像素之間的距離來簡單地判定。然而，可設想像素之其他配置。
為了校正與定位誤差或計算誤差有聯繫之任何誤差，對光學部件在除該所量測移動之方向外的方向上之移動的三角校正係有效的。
此處，措辭三角校正指代藉由觀測所投影影像相對於感測器之變形及根據該等變形推斷感測器相對於其至行動部分之附接點的旋轉角來判定(計算)感測器定位誤差。
術語三角源於為此將自身所熟知的三角數學關係用於所投影之影像之輪廓上的事實。
若該光學部件具有兩個平行輪廓(兩者之間的距離係預先知曉的)，則(例如)可藉由量測形成於光學感測器上的影像之輪廓之間的距離來計算並確認兩個平行輪廓之間的距離。
繞光學部件至行動部分之附接點的角移動的存在(換言之，定位誤差之存在)之特徵在於投影至感測器上之未變形影像。
相反，所觀測影像之幾何變形將使得能夠使用三角關係來計算相對於標稱位置之旋轉角。
涉及光學部件之每一輪廓之形狀或傾斜至感測器上之投影或(在適當處)複數個輪廓之相對距離的光學定律使得能夠驗證由數學公式獲得之資料並對該資料進行校正。然而，可考慮隱含計算冗餘、添加補充像素或校準所使用元件的其他校正方法。
以此方式，一類比-數位轉換並非必須的，因為來自比較器之資訊為一邏輯值且因此直接為數位的，從而能夠限制與轉換器有聯繫之誤差。
因此，資料之傳輸可得以簡化且傳輸之速度增加。
詳言之，該第一邏輯值可為值0且該第二邏輯值可為值1。在此特定例項中，臨限值等於0.5。
此尤其使得能夠藉由轉換僅幾個類比值而準確判定光學部件之位置，此在改良裝置之總準確度的同時限制轉換器之使用。
再次，與先前技術系統相比，資料之傳輸可得以簡化且傳輸之速度增加。
詳言之，該第一邏輯值可為值0且該第二邏輯值可為值1。此等臨限值可選用介於0與1之間的任何值，詳言之，(例如)介於0與0.5之間的第一臨限值及介於0.5與1之間的第二臨限值。舉例而言，第一臨限值等於0.1且第二臨限值等於0.9。
為了準確地獲得感測器之每一像素之實體位置，該裝置進一步包括一用於根據已指派給該至少一感測器之像素的邏輯值來定址該等像素的模組。
此使得可能促進光學部件之位置的計算。
為了偵測任何誤差，該等像素之該等定址值(該等像素之俘獲值係處於該第一臨限值與該第二臨限值之間)將與計入每一群組中之像素的數目作比較。
本發明亦涉及一包括本發明之移動量測裝置之麥克風。
本發明亦涉及一包括以下步驟之移動量測方法：- 發射一光束；- 定位一光學部件，該光學部件經調適以截斷該光束且經連接至該行動元件以追蹤該行動元件之移動；- 藉由一像素類型感測器俘獲由該光學部件相對於光源之相對位置判定的透射射束，該等像素經安置以使得該等像素中之至少一些在該行動元件移動時接收隨該行動元件之位置改變的一照度：- 比較藉由俘獲獲得之值與兩個相異臨限值以將邏輯值指派給該等像素，使得：- 低於該第一臨限值的所有發光值經指派相同之第一邏輯值；- 高於該第二臨限值的所有發光值經指派相同之第二邏輯值；- 處於該兩個臨限值之間的所有發光值分別經指派發光值之一轉換，該轉換表示適合由計算構件處理之發光值；及- 根據來自該比較器模組之資料判定該行動元件之該位置。
其他特徵及優點在以下描述過程中將變得顯而易見，以下描述係藉由非限制性實例及參看隨附圖式給出。
在圖1中藉由實例展示之移動量測裝置1包括至少一光源2、連接至移動待量測之元件之行動部分5的光學部件4、感測器6及分析構件8(此處以圖解方式而非以其最終實施形式表示)。
光源2產生沿一光徑而行之固定光束9以便由感測器6俘獲。
光源6尤其能夠發射適於感測器之敏感度(同樣適於感測器之功率)的至少一波長，以便利用光源之動態範圍之大部分。
光源產生之光束9在空間中較佳具有均勻強度且在感測器6之量測時間中具有恆定強度。
或者，光束9在一些特定區域中可更強。
在圖1中所示之實施例中，光源為線產生器雷射10。然而，可設想其他解決方案。
詳言之，光源可為LED、雷射二極體或雷射二極體條、遠心雷射、脈衝式雷射、雷射線產生器或此等解決方案中之任一者與一或多個透鏡、光纖總成、光纖錐體、準直器、一或多個鏡子的組合。
光源2可視情況與使得更均勻光束9能夠經形成、設定大小、變形或定向的一或多個光學裝置12相關聯。在圖1中所示之實施例中，光學裝置12為一透鏡。
在未展示之其他實施例中，光源2經加倍以產生朝向複數個感測器或一具有複數個像素列之感測器的平行發光平面。此光源或此等光源經特別調適以發射複數個波長或不同強度之發光平面，以便改良感測器之可靠性。詳言之，由該或該等源發射之每一波長經選擇以限制對環境光之干擾。
在通過透鏡12或上文所引用的其他光學裝置中之任一者之後，光束9在其光徑上為光學部件4所截斷。
光學部件4為一緊扣至移動待量測之行動部分5之部分或形成行動部分5之部分的元件。光學部件4視各種實施例而較佳由剛性、不透明或反射材料(或具有反射塗層之材料)或使光轉向之材料(光纖)製成。與行動部分之質量相比，光學部件4較佳具有可忽略之質量以便限制該光學部件可對其移動產生之任何影響。
光學部件4經定位於一含有移動之該或該等所量測空間維度的平面中或經定位於一平行於含有移動之該或該等所量測空間維度的平面之平面中。在所有狀況下，光學部件4所處的平面與光束9相交。
在圖1中所示之實施例中，行動部分5垂直地移動。此處，光學部件4為不透明的且截斷光束9，光束9在一有利地垂直於移動之方向(亦即，水平)上橫向地投影。
以此方式，當行動部分移動時，光學部件4阻擋光束之可變部分並定界一在下文中將被稱作陰影區域之可變區域。未被阻擋之每一部分接著經投影至感測器6之像素上並由感測器6之像素俘獲。
在未展示之第一替代實施例中，光學部件4包含諸如一或多個鏡子之反射構件，以便在光學部件移動時反射光束9之可變部分。光束9之每一反射部分接著經投影至感測器6之像素上。
在所有狀況中，光學部件4之尺寸經選擇以使得投影至感測器上之陰影區域或發光影像之最大長度及厚度適於感測器之整個敏感表面之尺寸。
舉例而言，在圖1中所示之實施例中，18 μm高之光學部件以一包含256個像素之線性感測器為中心，每一像素為具有12 μm之邊長的正方形。
詳言之，光束9可具有一厚度，使得投影至感測器6上的來自該光束之光覆蓋感測器6之像素之敏感表面的大部分或全部。
裝置1亦可在光學部件4與感測器6之間的光徑上包括固定光學投影部件13，固定光學投影部件13之功能尤其為增加由感測器接收之影像的品質。
詳言之，此投影光學部件10包含(個別地或組合地)用於將光學影像聚焦於感測器上之構件、用於在感測器6之方向上重定向光束9之構件及用於設定光學部件4在感測器6上之影像的大小之構件。
在圖1中所示之實施例中，投影光學部件13為一平凹透鏡。
然而，可設想其他元件，諸如會聚透鏡或凸透鏡、鏡子、光纖或光纖錐體。
在圖1中以及圖2a至圖2c、圖3a至圖3c、圖4a至圖4f及圖5a至圖5b中所示之實施例中，感測器6為由以一線性圖案對準或安置的像素之至少一列形成的一線性光學感測器；換言之，像素沿一線延伸以形成一連續之線性敏感表面。
感測器6經定位以使得其上之光學部件4之影像的移動與該或該等所量測空間維度內的行動部分5之移動成正比。
與單一像素相比，感測器6之像素的數目為所需的額外數位準確度之函數。若此額外準確度為n個位元，則感測器之像素的數目為2ⁿ。因此，舉例而言，8個位元之額外準確度需要256個像素。
感測器6尤其為CCD(電荷耦合裝置)感測器、CMOS(互補金氧半導體)感測器、光電二極體陣列型感測器或電子或光學密閉型感測器。
圖2a至圖2c展示來自圖1的由光學部件4投影之陰影區域14之三個位置。在此等圖中，陰影區域14為邊平行於像素之邊且沿感測器6之像素的對準方向移動之矩形。
在圖2a中，行動部分在中間位置中，光學部件4在中間位置中，且陰影區域14因此具有在感測器6之像素之陣列上的中間位置。
在圖2b中，光學部件4在高位置中，且陰影區域14因此朝感測器6上之上部像素定位。
在圖2c中，光學部件4在低位置中，且陰影區域14因此朝感測器6上之下部像素置放。
或者，光學部件4具有與行動元件5之移動方向成非零角的兩個非平行輪廓，例如，陰影區域14'在圖3a至圖3c中表示的光學部件。應注意，在此等圖中，行動元件5之移動方向與感測器6之像素之列的方向垂直。
此處，陰影區域14'具有挖出三角形之矩形之形狀，該三角形之內邊緣之輪廓阻擋由感測器6之像素接收的光。
因此，在圖3a中，光學部件4在中間位置中且陰影區域14'因此覆蓋光學感測器6之陣列的周邊像素及中央部分之像素中之一些。
在圖3b中，光學部件4在高位置中，且陰影區域14'因此覆蓋光學感測器6之周邊像素。
在圖3c中，光學部件4在低位置中，且陰影區域14'因此覆蓋光學感測器6之除中間像素外的幾乎所有周邊像素。
接下來描述光學感測器6之像素之陣列的不同可能配置。
在圖4c、圖4e及圖4f中所示之特定實施例中，像素係以兩個列對準(儘管可設想更多列)，以便供給對裝置之光學部件或其他元件的不需要橫向移動的機械校正、過取樣及/或感測器6之動態之改良。
舉例而言，像素之每一列對不同波長敏感。
或者，在圖4b、圖4d及圖4f中所示之實施例中，像素相對於彼此傾斜。
在此實施例中，在圖5a中展示針對此實施例的圖2a之放大，陰影區域之輪廓與像素之邊係平行的。然而，例如，如在圖5b中所示之實施例中，陰影區域之輪廓與像素之邊可為傾斜的。
在此等圖中，陰影區域14經由光學部件4之移動而隨行動部分5移動(此處沿垂直方向)。因此，陰影區域14在每一位置中照射感測器6之不同像素。
為了更精確，在圖5a中，陰影區域14(其高度對應於一個半像素(此高度隨光學部件4之尺寸改變))完全遮蔽像素6.4並部分地遮蔽像素6.5。其他像素6.1、6.2、6.3、6.6、6.7及6.8代表該等像素之由來自光源2之光束9完全照射的部分。
像素6.n中之每一者經分配一與由每一像素接收並傳遞之光成正比的類比或數位值。類比或數位值之值接著由分析構件8分析。在單一量測之狀況下，分析構件能夠計算行動部分5之位置。在循環量測之狀況下，分析構件能夠計算表示行動部分之振動的數位信號。
圖6展示分析構件8的經由其包括之各種模組的操作。應注意，此等模組未必為獨立的且可直接整合至諸如感測器之特定元件中。舉例而言，定址模組可直接整合至感測器中。
感測器6之像素的電或數位值係根據所使用的感測器之類型而藉由(例如)經定址之並列輸出或以脈衝流之形式傳輸至比較器模組20。
比較器模組20藉由將像素之類比或數位值與一或多個臨限值作比較而將像素排序。
在第一實施例中，僅存在對應於(例如)像素之光飽和值之一半之臨限值S。
傳遞低於此臨限值S之值的像素被視為專門在陰影區域中。該等像素之值被忽略且邏輯值GB(底部群組B)經發送至計數模組22以用於對該等像素計數。
傳遞高於此臨限值S之值的像素被視為專門在經照射區域中。該等像素之值被忽略且邏輯值GH(高群組H)經發送至計數模組22以用於對該等像素計數。
在第二實施例中，比較器模組20藉由將像素之類比或數位值與兩個臨限值(一低臨限值SB及一高臨限值SH)作比較而對像素排序。第一臨限值較佳對應於為像素之光飽和值之0至0.5倍(例如，0.1倍)的值。第二臨限值較佳對應於為像素之光飽和值之0.5至1倍(例如，0.9倍)的值。
傳遞低於臨限值SB之值的像素被視為專門在陰影區域中。該等像素之值被忽略且邏輯值GB(底部群組B)經發送至計數模組22以用於對該等像素計數。
傳遞高於臨限值SH之值的像素被視為專門在經照射區域中。該等像素之值被忽略且邏輯值GH(高群組H)經發送至計數模組22以用於對該等像素計數。
介於該兩個臨限值之間的值經發送至轉換模組26。該等值對應於界定光學部件4之輪廓的部分經照射之邊緣像素(圖5a中之6.4及6.5)。
轉換模組26在類比光學感測器之狀況下為類比/數位轉換器或在數位光學感測器或具整合轉換器之感測器之狀況下為數位/數位轉換器。
因此，轉換模組26將自經分析像素獲得的類比或數位值轉換成經發送至計數模組22之邏輯(數位)值。
無論什麼實施例，與比較器模組20及轉換模組26之操作並行，定址模組24收集每一像素之位址(換言之，像素在感測器上之實體位置)。
位址係由感測器6供應或藉由感測器之並列輸出(每一像素或每一像素群組之獨立輸出，以實現較高讀取頻率)之識別獲得及/或藉由對到達串列資料計數獲得。所收集之資訊經傳輸至計數模組22。
計數模組22根據由比較器模組20傳輸之邏輯值對像素計數並將該等像素指派給群組。計數模組22亦將來自定址模組24之資訊與該等像素相關聯。因此，每一像素與一位址及一邏輯值相關聯。
在具有兩個臨限值之實施例的狀況下，指示邊緣像素(亦即，傳遞介於臨限值SB與SH之間的值之像素)之邏輯值尤其能夠確認像素群組之正確定界。
在此分析循環之結尾，含於每一群組中之像素的數目、類型及位址以及該等像素之名稱被發送至計算模組28。
計算模組28收集來自計數模組22之資料並藉由比較所接收之資訊與參考資訊及計算資訊之數位偏移來校正任何誤差。
第一類型之校正包括比較所謂邊緣像素之定址值與計入每一群組中的像素。若偵測到一差別，則由計算模組28來校正該差別。
替代此或除此之外，計算模組28使用來自記憶體模組30之含有參考資料之資訊來將該資訊與量測資料作比較。此資訊對應於在行動部分在其參考位置中時獲得之資料。此資料係(例如)在校準程序期間被重新初始化或儲存。對於相對於先前位置之量測或移動之量測，將使用用於先前量測之資料。
記憶體模組30亦可含有裝置1之特性，諸如光學部件4之尺寸及能夠校正誤差之另一資料。
詳言之，在校準期間，記憶體模組對一參考校準點或此等點之一集合及用於中間值之內插模型求積分。此內插採用一線性模型或包括光學變形模型或電子失真模型。
替代此或除此之外，一自動校準協定係實施於裝置1中以使得能夠考慮磨損、量測受影響之媒體(壓力、溫度等)的修改或裝置之光學部件4或任何其他元件的變形。
為此，諸如行動部分5之靜止位置及/或光學部件4之尺寸的資訊得以週期性地更新。
最後，涉及光學部件4之輪廓之投影的光學定律能夠驗證並校正資料。詳言之，對光學部件4在除所量測移動之空間維度外的空間維度中之移動的三角校正可為有效的。
一旦任何誤差已得到校正，計算模組28便判定接收光學部件4之輪廓之影像的像素。若輪廓之影像在兩個像素之間，則來自一個群組之像素及來自另一群組之像素的接續演替指示此位置。選擇群組轉變之後的第一像素作為輪廓之位置。
在具有兩個臨限值之實施例的狀況下，在與介於該兩個臨限值之間的值相關聯之群組中特別地尋找此等像素。
因此，光學部件4之輪廓的位置經判定且因此行動部分5之位置經判定。
詳言之，計算模組28之準確度為N+n，其中N為以轉換模組26之位元計的準確度且n為該感測器中之像素之數目。裝置之準確度因此相對於轉換模組26之準確度增加。
上文所描述之裝置及方法的實施例僅為本發明之可能實施例，本發明並不限於該等實施例。
1‧‧‧移動量測裝置
2‧‧‧光源
4‧‧‧光學部件
5‧‧‧行動部分
6‧‧‧感測器
6.1‧‧‧像素
6.2‧‧‧像素
6.3‧‧‧像素
6.4‧‧‧像素
6.5‧‧‧像素
6.6‧‧‧像素
6.7‧‧‧像素
6.8‧‧‧像素
8‧‧‧分析構件
9‧‧‧光束
10‧‧‧線產生器雷射
12‧‧‧光學裝置或透鏡
13‧‧‧光學投影部件或投影光學部件
14‧‧‧陰影區域
14'‧‧‧陰影區域
20‧‧‧比較器模組
22‧‧‧計數模組
24‧‧‧定址模組
26‧‧‧轉換模組
28‧‧‧計算模組
30‧‧‧記憶體模組
圖1為本發明之移動量測裝置之圖解透視圖；圖2a為光學感測器之影像至本發明之裝置之感測器及同樣感測器之像素上的投影之圖解視圖，光學部件在第一位置中；圖2b為光學部件之影像至本發明之裝置之感測器及同樣感測器之像素上的投影之圖解視圖，光學部件在第二位置中；圖2c為光學部件之影像至本發明之裝置之感測器及此同樣感測器之像素上的投影之圖解視圖，光學部件在第三位置中；圖3a為圖2a之替代，光學部件具有一不同形狀且感測器之像素在水平方向上對準；圖3b為圖2a之替代，光學部件具有一不同形狀且感測器之像素在水平方向上對準；圖3c為圖2a之替代，光學單元具有一不同形狀且感測器之像素在水平方向上對準；圖4a為光學部件之影像之輪廓在本發明之裝置之感測器及同樣感測器之像素上的投影之圖解視圖，該等像素在一對應於第一實施例之組態中；圖4b為光學部件之影像之輪廓至本發明之裝置之感測器及同樣相機之像素上的投影之圖解視圖，該等像素在一對應於第二實施例之組態中；圖4c為光學部件之影像之輪廓至本發明之裝置之感測器及同樣感測器之像素上的投影之圖解視圖，該等像素在一對應於第三實施例之組態中；圖4d為光學部件之影像之輪廓至本發明之裝置之感測器及同樣感測器之像素上的投影之圖解視圖，該等像素在一對應於第四實施例之組態中；圖4e為光學部件之影像之輪廓至本發明之裝置之感測器及同樣感測器之像素上的投影之圖解視圖，該等像素在一對應於第五實施例之組態中；圖4f為光學部件之影像之輪廓至本發明之光學裝置之感測器及同樣感測器之像素上的投影之圖解視圖，該等像素在一對應於第六實施例之組態中；圖5a為來自圖2a之細節的放大；圖5b為圖5a之替代，光學部件具有一橫切於水平方向之輪廓；且圖6為說明本發明之各種模組之間的關係之方塊圖。
1‧‧‧移動量測裝置
2‧‧‧光源
4‧‧‧光學部件
5‧‧‧行動部分
6‧‧‧感測器
8‧‧‧分析構件
9‧‧‧光束
10‧‧‧線產生器雷射
12‧‧‧光學裝置或透鏡
13‧‧‧光學投影部件或投影光學部件

权利要求:
Claims (11)
[1] 一種用於量測在至少一方向上移動的一行動元件之移動的裝置，其特徵在於該移動量測裝置包含：一光源，其經調適以發射一光束；至少一光學部件，其經調適以截斷該光束且經附接至該行動元件以追蹤該行動元件之移動；至少一像素類型感測器，其經調適以俘獲由該光學部件相對於該光源之相對位置判定的透射射束，該等像素經安置以使得該等像素中之至少一些在該行動元件移動時接收隨該行動元件之位置改變的照度；一比較器模組，其經調適以比較自該至少一感測器之該等像素獲得之值與兩個相異臨限值並將邏輯值指派給該等像素，使得：低於該第一臨限值的所有發光值經指派相同之第一邏輯值；高於該第二臨限值的所有發光值經指派相同之第二邏輯值；處於該兩個臨限值之間的所有發光值分別經指派發光值之一轉換，該轉換表示適合由計算構件處理之發光值；及一計算模組，其經調適以根據來自該比較器模組之資料判定該行動元件之該位置。
[2] 如請求項1之移動量測裝置，其中該光學部件包含一遮罩，該遮罩之輪廓之至少部分與該行動元件之該至少一移動方向形成一非零角。
[3] 如請求項1之移動量測裝置，其中該光學部件經調適以反射該光束之一部分。
[4] 如請求項1至3中任一項之移動量測裝置，其中該移動量測裝置進一步包括一第二光學部件，該第二光學部件經調適以設定該第一光學部件之該輪廓之影像的大小並對該第一光學部件調焦。
[5] 如請求項1至3中任一項之移動量測裝置，其中至少一感測器為由以一線性圖案安置的像素之至少一列形成的一線性光學感測器。
[6] 如請求項1至3中任一項之移動量測裝置，其中該移動量測裝置將三角校正應用於該光學部件在除該所量測移動之方向外的方向上之該等移動。
[7] 如請求項1至3中任一項之移動量測裝置，其中該移動量測裝置進一步包括一用於按照該資料之到達次序定址該至少一感測器之該等像素的模組。
[8] 如請求項1至3中任一項之移動量測裝置，其中該移動量測裝置進一步包括一用於根據該至少一感測器之形成群組之像素的位址及已指派給該等像素之該邏輯值來計數該等像素的模組。
[9] 如請求項7之移動量測裝置，其中該等像素之該等定址值將與計入每一群組中之像素的數目作比較，該等像素之該等俘獲值係處於該第一臨限值與該第二臨限值之間。
[10] 一種麥克風，其特徵在於該麥克風包括一如請求項1至3中任一項之移動量測裝置。
[11] 一種量測在至少一方向上移動的一行動元件之移動的方法，其特徵在於該移動量測方法包括以下步驟：發射一光束；定位一光學部件，該光學部件經調適以截斷該光束且經連接至該行動元件以追蹤該行動元件之移動；藉由一像素類型感測器俘獲由該光學部件相對於該光源之相對位置判定的透射射束，該等像素經安置以使得該等像素中之至少一些在該行動元件移動時接收隨該行動元件之位置改變的一照度：比較藉由俘獲獲得之值與兩個相異臨限值以將邏輯值指派給該等像素，使得：低於該第一臨限值的所有發光值經指派相同之第一邏輯值；高於該第二臨限值的所有發光值經指派相同之第二邏輯值；處於該兩個臨限值之間的所有發光值分別經指派發光值之一轉換，該轉換表示適合由計算構件處理之發光值；及根據來自該比較器模組之資料判定該行動元件之該位置。

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