CN211086594U - 量测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种量测系统,包括反射件及电子元件。反射件具有反射曲面,反射曲面具有中心。电子元件配置在中心,电子元件包括数个待校正单元,各待校正单元相距反射曲面的距离相等。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种量测系统,且特别是涉及一种具有反射件的量测系统。
背景技术
一般而言,在使用电子元件前,通常会对电子元件进行误差校正。例如,电子元件发出发射信号,此发射信号自反射件反射后回到电子元件。电子元件依照发射信号及反射信号对电子元件进行误差校正。电子元件的误差通常由以下几种误差来源组成:(1)电子元件本身电路设计(称“电路设计误差”);(2) 反射件与电子元件之间的距离远近,例如距离愈远,误差愈大(称“距离误差”);(3)反射件本身形状所导致的误差(称“反射件形状误差”)。然而,前述误差来源互相混杂于电子元件所计算出的量测值,增加误差校正上的困难。因此,有需要提出一种校正方法,以改善现有误差校正的问题。
发明内容
本实用新型提出一种量测系统,可改善前述误差校正问题。
根据本实用新型的实施例,提出一种量测系统。量测系统包括反射件及电子元件。反射件具有反射曲面,反射曲面具有中心。电子元件配置在中心,电子元件包括数个待校正单元,各待校正单元相距反射曲面的距离相等。
附图说明
图1A、图1B是本实用新型实施例的量测系统示意图。
图2是图1A的电子元件的功能方块图。
图3是图2的影像传感器的示意图。
图4A是图1A的反射件形变的示意图。
图4B是图1A之反射件与电子元件之间的距离改变的示意图。
具体实施方式
为了对本新型的上述及其他方面有更佳的了解,下文特举较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下:
请参照图1A~图3,图1A、图1B是本实用新型实施例的量测系统100的示意图,图2是图1A的电子元件120的功能方块图,而图3是图2的影像传感器122的示意图。
如图1A所示,量测系统100用以对电子元件120进行误差校正,以提高电子元件120的量测准确度。量测系统100包括反射件110、电子元件120、基座130、驱动器140、处理器150及承载件160。如图2所示,电子元件120 包括光源121、影像传感器(image sensor)122及控制器123。在一实施例中,影像传感器122与控制器123可整合成单一元件。影像传感器122和/或控制器123例如是采用半导体制程所形成的实体电路结构(circuit)。在一实施例中,电子元件120例如是采用飞时测距检测(Time ofFlight,ToF)装置,其可量测本身与待测目标之间的距离,或待测目标的表面轮廓。
如图2所示,光源121例如是发光二极管(Light Emitting Diode,LED)或雷射二极管(Laser Diode,LD),其可发射光线L1照射反射件110。光线L1例如是红外光,然本实用新型实施例不以此为限。光线L1自反射件110反射后成为反射光线L2,反射光线L2反射至影像传感器122。影像传感器122将接收的反射光线L2转换成反射信号S1。控制器123可依据发射光线L1的发射信号及影像传感器122所检测到的反射信号S1进行对应的处理和计算,并产生输出值S2给处理器150。输出值S2例如是发射信号与反射信号S1的相位差值,处理器150依据此相位差值计算电子元件120与反射件110之间的实测距离。由于反射件110与电子元件120之间的实际距离为已知,因此在比较实测距离与实际距离的大小关系后,即可取得实测距离与实际距离之间的误差。处理器150或使用者再依据此误差计算或设定对该实测距离的校正值。
如图3所示,电子元件120包括数个待校正单元1221,待校正单元1221 例如是检测像素(sensing pixel),其包含检测电路。待校正单元1221从电子元件120之检测面120s露出,以检测反射光线L2,并通过检测电路将反射光线 L2转换成反射信号S1,以供控制器123进行取得输出值S2的信号处理。
如图1A所示,反射件110具有反射曲面110s,反射曲面110s具有中心C1。在实施例中,反射曲面110s的面积大于电子元件120的视野(field of view, FOV),使电子元件120的发射光线L1大部分都可入射至反射曲面110s,可增加误差校正的准确度。
电子元件120大致配置在中心C1,可缩小各待校正单元1221相距反射曲面110s的任一点的距离差,使各待校正单元1221相距反射曲面110s的任一点的距离大致上相等,如反射曲面110s的三个不同点到各待校正单元1221的距离R1~R3大致上相等。反射曲面110s的数个不同点到各待校正单元1221 的距离差介于可忽略不计的误差范围,因此可视为距离大致上相等。在实施例中,反射曲面110s为球形反射曲面,中心C1为球形反射曲面110s的曲率中心。电子元件120的位置大致位于球形反射曲面的曲率中心,因此各待校正单元1221相距反射曲面110s的任一点的距离大致上相等。如此,反射光线L2 至各待校正单元1221的传输时间大致上相等,等同于可忽略反射件110本身形状所导致的误差(称“反射件形状误差”)。
如图3所示,各待校正单元1221与控制器123之间以导线W1连接。导线W1的长度视待校正单元1221与控制器123的距离而定,这些导线W1的至少二者的长度都不等长。由于导线W1的长度,待校正单元1221所检测到的反射信号在导线W1的传输过程会产生误差(本文称“像素误差”,属于电路设计误差)。若各待校正单元1221与控制器123的长度不一,则各待校正单元1221具有不同的像素误差。然而,由于反射件110的设计,电子元件120 所取得的输出值S2大致上排除反射件形状误差,使得在校正像素误差或其余误差来源的情况变得更单纯且更准确。
如图1A及图1B所示,基座130包括第一连接部131,反射件110包括第二连接部111。第一连接部131连接第二连接部111,且第一连接部131与第二连接部111可相对移动。在实施例中,第一连接部131与第二连接部111例如是齿轮齿条组、皮带轮组或其它合适的传动机构,然只要第一连接部131 与第二连接部111可相对移动,本实用新型实施例不限定第一连接部131与第二连接部111的机构类型。驱动器140例如是马达,其可驱动第一连接部131与第二连接部111之至少一者,使第一连接部131与第二连接部111相对移动,以带动反射件110沿一校正方向(如Z轴向)移动,进而调整反射件110与电子元件120之间的距离。如此,量测系统100可对电子元件120进行距离误差校正。由于可忽略反射件形状误差,因此增加了距离误差的校正准确性。前述校正方向例如是电子元件120的检测面120s的法线方向(如Z轴方向)。在实施例中,校正方向例如是水平方向。
请参照图4A及图4B,图4A是图1A的反射件110形变的示意图,而图 4B是图1A的反射件110与电子元件120之间的距离改变示意图。反射件110 例如是可挠式反射件,中心C1的位置可依据可挠式反射件的形变量而定。例如,如图4A所示,由于反射件110的可挠性,可将反射件110的边缘往外拉,以将形变后反射件110’的中心C1’拉远,例如形变后反射件110’的反射曲面 110s至中心C1’的距离R1’(半径)大于图1A之反射件110的反射曲面110s至中心C1的距离R1(半径)。如此,如图4B所示,当反射件110与电子元件120 的距离拉大时,电子元件120仍可位于形变后的反射件110的中心C1的位置。此外,如图4B所示,电子元件120可配置在承载件160上,承载件160可沿高度方向(如沿Y轴向)连接于基座130。如此,当配置在基座130上的反射件 110’的中心C1’的位置沿高度方向改变时,处理器150可控制驱动器140控制承载件160相对基座130沿高度方向移动,以改变电子元件120沿高度方向的位置,使电子元件120位于在形变后反射件110’的中心C1’的位置。
前述的像素误差校正及距离误差校正可由处理器150完成。详言之,处理器150可操作在:(1)如图1A所示,当电子元件120位于中心C1时,进行前述像素误差校正;(2)在像素误差校正后且在反射件110形变后,如图4B所示,控制驱动器140驱动反射件110沿校正方向相对基座130移动且控制承载件 160沿高度方向相对基座130移动,以改变反射件110之中心C1与电子元件 120之间的相对距离,以进行距离误差校正。无论是像素误差校正或距离误差校正,电子元件120都大致上位于反射件的中心。此外,距离误差校正可于数个不同距离值进行数次,以取得数个不同距离下的距离误差校正值,以提升距离误差的校正准确性。
在进行前述数种校正误差后,处理器150可依据误差校正结果取得或计算出校正值,并储存校正值。在后续正式使用电子元件120时,处理器150以校正值校正电子元件120所测的量测值,然后再输出校正后的量测值。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中的普通技术人员,在不脱离本实用新型的精神和范围内,当可作各种的修改与完善。因此,本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。
Claims (7)
1.一种量测系统,其特征在于,该量测系统包括:
反射件,具有反射曲面,该反射曲面具有中心;以及
电子元件,配置在该中心,该电子元件包括多个待校正单元,各该待校正单元相距该反射曲面的距离相等,该电子元件具有检测面,该些待校正单元从该检测面露出;
承载件,用以承载该电子元件;
驱动器,连接于该反射件且驱动该反射件沿校正方向移动,该校正方向为该电子元件的该检测面的法线方向,该驱动器还连接于该承载件,且驱动该承载件沿一高度方向移动;以及
处理器,电性连接该电子元件,且操作在:当该电子元件配置在该中心时,进行像素误差校正;在该像素误差校正后,改变该反射件的该中心与该电子元件之间的相对距离,以进行距离误差校正。
2.如权利要求1所述的量测系统,其特征在于,该反射曲面为球形反射曲面,该中心为该球形反射曲面的曲率中心。
3.如权利要求1所述的量测系统,其特征在于,该反射件为可挠式反射件,该中心的位置依据该可挠式反射件的形变量而定。
4.如权利要求1项所述的量测系统,其特征在于,该校正方向为水平方向。
5.如权利要求1项所述的量测系统,其特征在于,该处理器还操作在:
改变该反射件的该中心与该电子元件沿校正方向的相对距离,其中该校正方向为该电子元件的该检测面的法线方向。
6.如权利要求1项所述的量测系统,其特征在于,该反射曲面的面积大于该电子元件的视野。
7.如权利要求1项所述的量测系统,其特征在于,该电子元件系飞时测距影像检测元件。
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