JP2007198979A - Speckle capturing device, optical mouse, and speckle capturing method - Google Patents
Speckle capturing device, optical mouse, and speckle capturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007198979A JP2007198979A JP2006019755A JP2006019755A JP2007198979A JP 2007198979 A JP2007198979 A JP 2007198979A JP 2006019755 A JP2006019755 A JP 2006019755A JP 2006019755 A JP2006019755 A JP 2006019755A JP 2007198979 A JP2007198979 A JP 2007198979A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- speckle
- aperture
- image
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
Description
本発明は、コヒーレント光源を利用する相対移動検出の応用と、スペックルパターン画像形成構成及び技術の改良に関する。 The present invention relates to an application of relative movement detection using a coherent light source, and an improvement in speckle pattern image formation configuration and technology.
レーザは、高コヒーレンスを有する光源である。二つの高コヒーレンス光が互いに近接し、且つ光路差(OPD)がコヒーレント長未満である場合、これらの光は、互いに干渉する。建設的干渉と相殺的干渉があり、前者の干渉は、明フリンジを生成する一方、後者の干渉は、暗フリンジを生成する。従って、2つのコヒーレント光ビームの間の干渉は、しばしば明と暗のフリンジが交互するパターンを生成する。更に、この干渉は、光の波長に関連する。二つのビームがオーバーラップすると、位相差が波長の半分である場合、相殺的干渉が生じるが、位相差が波長の整数倍である場合、建設的干渉を生じる。その結果、検出精度が波長の半分である。レーザ光の波長は、極めて短い(例えば、可視光の波長は、0.3から0.7μmの範囲である)ので、半波長精度は、非常に感度がよい。従って、干渉効果には、多くの用途がある。 A laser is a light source having high coherence. When two high coherence lights are close to each other and the optical path difference (OPD) is less than the coherent length, these lights interfere with each other. There is constructive interference and destructive interference, where the former interference produces a bright fringe, while the latter interference produces a dark fringe. Thus, interference between two coherent light beams often produces a pattern of alternating light and dark fringes. Furthermore, this interference is related to the wavelength of the light. When the two beams overlap, destructive interference occurs when the phase difference is half the wavelength, but constructive interference occurs when the phase difference is an integral multiple of the wavelength. As a result, the detection accuracy is half the wavelength. Since the wavelength of the laser light is extremely short (for example, the wavelength of visible light is in the range of 0.3 to 0.7 μm), the half-wavelength accuracy is very sensitive. Thus, the interference effect has many uses.
高コヒーレント光が粗い表面上に投射されると、その光は、全ての方向に強く散乱される。二つの高コヒーレンス光が互いに近接し、且つOPDがコヒーレント長未満である場合、干渉が生じ且つ多くの明と暗のスポットのパターンが形成される。これが、レーザスペックルの原因である。 When highly coherent light is projected onto a rough surface, the light is strongly scattered in all directions. When two high coherence lights are close to each other and the OPD is less than the coherent length, interference occurs and many bright and dark spot patterns are formed. This is the cause of laser speckle.
光源の変位に関連しないスペックルは、ノイズと考えられ、これらのノイズは、画像品質を低下させる。しかしながら、光源の変位に相関するスペックルは、測定手段として使用されることが出来ることが発見された。最近、光源の変位に相関するスペックルの特性は、ナビゲータの相対移動を検出するために使用された。例えば、米国特許第20050024623(ここでは、特許623と呼ばれる)は、光学変位方法とデバイスを開示している。特許623の実施の形態は、コヒーレント光源を使用してコヒーレントビームを表面に向けて発射し、次に、光ビームは、表面に反射されてそこから去る。センサは、鏡面反射光のパスに配置され、センサによって受取られた反射ビームは、このスペックルパターン内に多数のスペックルを有するスペックルパターンを含む。連続する狭バンド幅散乱パターン画像の相関は、典型的には、相対移動の変位を決定するために使用される。 Speckle that is not related to the displacement of the light source is considered noise, which reduces the image quality. However, it has been discovered that speckle that correlates with the displacement of the light source can be used as a measurement means. Recently, speckle properties that correlate with the displacement of the light source have been used to detect relative movement of the navigator. For example, US 20050024623 (herein referred to as Patent 623) discloses an optical displacement method and device. The embodiment of Patent 623 uses a coherent light source to launch a coherent beam toward the surface, which is then reflected off the surface and leaves it. The sensor is placed in a specularly reflected light path, and the reflected beam received by the sensor includes a speckle pattern having a number of speckles within the speckle pattern. Correlation of successive narrow bandwidth scattering pattern images is typically used to determine relative movement displacement.
他の関連する技術は、PCT特許番号第WO2004075040号(ここでは、特許040と呼ばれる)の特許である。この特許は、デジタルデータ処理機能を有する光学式マウス用の光信号処理方法及びデバイスを開示している。マウスのレーザビーム信号とスペックルを発生するオブジェクトの表面との間の相対変位ベクトルは、スペックルの移動する信号を収集することによって計算される。このアイデアを実施するために使用されるデバイスは、マウス中に、光―電気信号増幅整流モジュールと、方向決定カウントモジュールと、コンピュータインターフェースを含む。このデバイスは、更に、レーザ源と光―電気センサを含み、そこでは、このセンサは、オブジェクト表面から反射されたレーザ光のスペックル信号を受信するために使用される。光―電気センサは、受信した光―電気信号を増幅整流モジュールへ送信する。 Another related technology is the patent of PCT Patent No. WO2004075040 (herein referred to as Patent 040). This patent discloses an optical signal processing method and device for an optical mouse having a digital data processing function. The relative displacement vector between the mouse laser beam signal and the surface of the object generating the speckle is calculated by collecting the speckle moving signal. Devices used to implement this idea include in the mouse an opto-electric signal amplification rectification module, a direction determination count module, and a computer interface. The device further includes a laser source and an opto-electrical sensor, where the sensor is used to receive a speckle signal of the laser light reflected from the object surface. The optical-electrical sensor transmits the received optical-electrical signal to the amplification rectification module.
上述の信号読取手段は、センサによって捕獲された画像のスペックル輝度の変動に基づき、それによって、マウスの移動方向と距離を計算する。040特許は、単純な構造を備える。しかしながら、反射表面が非常に滑らかである場合、生成されたスペックルのサイズは、非常に小さくなる。従って、スペックルの輝度変動を検出することが困難である。その場合、解像度が大きく減少し、より低い感度となる。 The signal reading means described above calculates the moving direction and distance of the mouse based on the fluctuation of speckle brightness of the image captured by the sensor. The 040 patent has a simple structure. However, if the reflective surface is very smooth, the size of the speckle produced will be very small. Therefore, it is difficult to detect speckle brightness fluctuations. In that case, the resolution is greatly reduced, resulting in lower sensitivity.
623特許は、主に、センサを使用して鏡面反射に等しい反射ビームを受信している。従って、センサによって受信される信号は、直流(DC)部と交流(AC)部に分割されることが出来る。DC部は、反射光の均一分布を指す。スペックルの輝度変動は、AC部に属する。スペックルのサイズが、小さ過ぎると、AC部は、抽出され且つ解析されるのが困難である。 The 623 patent mainly uses a sensor to receive a reflected beam equal to specular reflection. Thus, the signal received by the sensor can be divided into a direct current (DC) portion and an alternating current (AC) portion. The DC portion indicates a uniform distribution of reflected light. Speckle brightness fluctuations belong to the AC section. If the speckle size is too small, the AC portion is difficult to extract and analyze.
要約すれば、感度は、スペックルのサイズによって決定される。小さなサイズのスペックルは、効果的に識別されることが出来ない。従って、変位センサの移動中にスペックルのサイズを制御し且つスペックルパターンの変動を減少する方法が、感度を向上するキーとなる。 In summary, sensitivity is determined by speckle size. Small size speckles cannot be identified effectively. Therefore, a method for controlling the speckle size during movement of the displacement sensor and reducing the fluctuation of the speckle pattern is a key for improving the sensitivity.
本発明は、コヒーレント光源を利用する相対移動検出の応用と、スペックルパターン画像形成構成及び技術の改良に関する。本発明の目的は、変位監視用途においてスペックル画像を制御し且つ測定するデバイスと方法を提供することである。コヒーレント光源のビームによって照射された表面を動き回る散乱光が小さな光拘束アパーチャを通過させられると、回折現象が生じる。アパーチャを通過した互いに隣接する光からの回折光学波は、互いに干渉して小さなアパーチャを通過しないものよりも大きなスペックルを生成する。このサイズ拡大効果によって、検出器アレイが各スペックルスポットをより確実に記録し、より正確にパターンの移動を決定出来る。表面とビーム源−検出器アセンブリとの間の相対移動は、検出器ユニットによって取られる連続するピクチャーフレームからスペックルパターンの位置変化を比較することによって計算されることが出来る。 The present invention relates to an application of relative movement detection using a coherent light source, and an improvement in speckle pattern image formation configuration and technology. It is an object of the present invention to provide a device and method for controlling and measuring speckle images in displacement monitoring applications. When scattered light moving around the surface illuminated by the beam of the coherent light source is passed through a small light constraining aperture, a diffraction phenomenon occurs. Diffracted optical waves from adjacent lights that have passed through the aperture produce speckles that are larger than those that interfere with each other and do not pass through the small aperture. This size enlargement effect allows the detector array to more reliably record each speckle spot and more accurately determine pattern movement. The relative movement between the surface and the beam source-detector assembly can be calculated by comparing the speckle pattern position change from successive picture frames taken by the detector unit.
本発明に従って、検出器アレイ内に散乱された光が、照射表面から十分に小さな領域に制限されることは重要である。レンズと一つのアパーチャ、又は複数のアパーチャの組合せは、散乱光の入射角を制限することによってその目的を果たす。小さな照射スポットを達成するために適切なビーム成形ユニットを通過するコヒーレント光源ビームを制限することによって、同じ目的を達成することをさらに助けることが出来る。 In accordance with the present invention, it is important that the light scattered in the detector array is limited to a sufficiently small area from the illumination surface. A lens and one aperture, or a combination of apertures, serves its purpose by limiting the angle of incidence of the scattered light. Limiting the coherent light source beam passing through a suitable beam shaping unit to achieve a small illumination spot can further help achieve the same objective.
上記目的を達成するために、本発明によって開示されるスペックル画像形成デバイスは、高コヒーレント光を表面に発射して散乱光を生成する光源を有する。散乱光は、小さなアパーチャ光制限要素を通過して、次に、このアパーチャによって回折される。回折光は、互いに干渉してスペックルパターンを生成する。最後に、センサは、スペックルパターンをピックアップしてスペックル画像を形成する。 To achieve the above object, the speckle imaging device disclosed by the present invention has a light source that emits highly coherent light onto a surface to generate scattered light. The scattered light passes through a small aperture light limiting element and is then diffracted by this aperture. The diffracted light interferes with each other to generate a speckle pattern. Finally, the sensor picks up the speckle pattern and forms a speckle image.
更に、光収縮ユニットは、光源によって発射された高コヒーレント光の直径を減少するために使用されることが出来る。或いは、光収束手段は、移動するスペックルパターンから解析出来るダイナミックレンジを増加するようにオブジェクト表面に入射するビームの直径を最小にするように使用されることが出来る。 Furthermore, the light contraction unit can be used to reduce the diameter of highly coherent light emitted by the light source. Alternatively, the light focusing means can be used to minimize the diameter of the beam incident on the object surface so as to increase the dynamic range that can be analyzed from the moving speckle pattern.
本発明のスペックル画像形成方法の他の実施の形態は、高コヒーレント光を表面に発射して散乱光を生成する。散乱光は、小さなアパーチャ光制限要素を通過し、次に、回折効果を発生する。回折光は、互いに干渉してスペックルパターンを生成する。最後に、スペックルパターンが、記録されて画像を形成する。 Another embodiment of the speckle imaging method of the present invention emits highly coherent light onto the surface to generate scattered light. The scattered light passes through a small aperture light limiting element and then generates a diffractive effect. The diffracted light interferes with each other to generate a speckle pattern. Finally, the speckle pattern is recorded to form an image.
画像を形成するために現在生成されているスペックルパターンを記録した後、この画像を画像センサの移動中にすでに得られた先の画像と比較するステップがあり、それによって、表面に対するセンサアセンブリの移動が決定されることが出来る。 After recording the speckle pattern currently generated to form the image, there is a step of comparing this image with the previous image already obtained during the movement of the image sensor, thereby allowing the sensor assembly to be Movement can be determined.
高コヒーレント光を発射するステップの後に、本方法は、高コヒーレント光の直径を減少するステップを更に含む。 After the step of emitting highly coherent light, the method further includes reducing the diameter of the highly coherent light.
或いは、高コヒーレント光を表面に投射することによって散乱光を発生するステップの後に、本方法は、散乱光をアパーチャに通過させて散乱光の入射角度を制限するステップを更に備える。 Alternatively, after the step of generating scattered light by projecting highly coherent light onto the surface, the method further comprises passing the scattered light through the aperture to limit the incident angle of the scattered light.
このように、オブジェクト表面に対するセンサアセンブリの移動を検出するために、良好な感度は、スペックルパターンの画像が明瞭且つ安定していることを必要とする。更に、スペックル自体は、容易に識別されるために、サイズが十分に大きく且つ背景に対して高いコントラストを有することが必要である。更に、センサアセンブリの基準表面に対する移動中にスペックルパターンの変動は、識別の便宜上、十分に小さくなければならない。本発明は、回折と干渉効果を利用してスペックルのサイズを拡大し、且つ散乱光の入射角を制限してスペックル画像の変動を減少する。このように、スペックル画像は、明瞭であり、ある距離に対して基準表面に対するセンサアセンブリの移動中に殆ど変動がない。従って、ここで開示されるスペックルパターンを捕獲するためのデバイスと方法は、安定していると共に感知性がある。 Thus, good sensitivity requires that the speckle pattern image be clear and stable in order to detect movement of the sensor assembly relative to the object surface. Furthermore, the speckle itself needs to be sufficiently large in size and have a high contrast to the background in order to be easily identified. Furthermore, the speckle pattern variation during movement of the sensor assembly relative to the reference surface must be small enough for identification purposes. The present invention uses diffraction and interference effects to increase the speckle size and limit the incident angle of scattered light to reduce speckle image variation. Thus, the speckle image is clear and has little variation during movement of the sensor assembly relative to the reference surface for a certain distance. Thus, the devices and methods for capturing speckle patterns disclosed herein are stable and sensitive.
すなわち、本願の第1発明は、スペックル画像形成装置であって、 表面に投射され且つ複数の散乱光を生成するように高コヒーレント光のビームを発する光源と、散乱光の入射角を制限し、複数の回折光が互いに干渉して複数のスペックルを生成するように複数の回折光を生成する光制限要素と、スペックルを受けて第1のスペックル画像を発生する画像センサと、を備え、光制限要素と画像センサが前記表面に関して移動された後に、第2のスペックル画像が発生され、この移動の方向と距離は、第1のスペックル画像を第2のスペックル画像と比較することによって決定される、スペックル画像形成装置である。 That is, the first invention of the present application is a speckle image forming apparatus that restricts an incident angle of a scattered light and a light source that emits a high-coherent light beam so as to be projected on a surface and generate a plurality of scattered lights. A light limiting element that generates a plurality of diffracted lights such that a plurality of diffracted lights interfere with each other to generate a plurality of speckles, and an image sensor that receives the speckles and generates a first speckle image. A second speckle image is generated after the light limiting element and the image sensor are moved with respect to the surface, the direction and distance of this movement comparing the first speckle image with the second speckle image This is a speckle image forming apparatus determined by the operation.
また、本願の第2発明は、光制限要素は、スペックルの画像を画像センサで形成し且つ散乱光が回折光を生成するように画像センサの前に配置されたマイクロレンズである、本願の第1発明に記載のスペックル画像形成装置である。 In the second invention of the present application, the light limiting element is a microlens formed in front of the image sensor so that a speckle image is formed by the image sensor and the scattered light generates diffracted light. A speckle image forming apparatus according to the first invention.
また、本願の第3発明は、不必要な散乱光を阻止するためにマイクロレンズの回りに光阻止プレートを更に備える、本願の第1発明に記載のスペックル画像形成装置である。 The third invention of the present application is the speckle image forming apparatus according to the first invention of the present application, further comprising a light blocking plate around the microlens to block unnecessary scattered light.
また、本願の第4発明は、光制限要素は、アパーチャとレンズを含み、レンズは、アパーチャの前に配置され、アパーチャによって行われる空間フィルタのために、散乱光の入射角が制限され、且つ散乱光がアパーチャを通過し且つアパーチャによって回折されると、回折光が互いに干渉して画像センサ上に画像を形成するスペックルを生成する、本願の第1発明に記載のスペックル画像形成装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, the light limiting element includes an aperture and a lens, the lens is disposed in front of the aperture, and the incident angle of the scattered light is limited due to a spatial filter performed by the aperture, and When the scattered light passes through the aperture and is diffracted by the aperture, the diffracted light interferes with each other to generate speckle that forms an image on the image sensor. is there.
また、本願の第5発明は、光制限要素は、アパーチャとレンズを含み、アパーチャは、レンズの前に配置され、散乱光がアパーチャを通過し且つアパーチャによって回折されると、回折光が互いに干渉して画像センサ上に画像を形成するスペックルを生成する、本願の第1発明に記載のスペックル画像形成装置である。 In the fifth invention of the present application, the light limiting element includes an aperture and a lens. The aperture is disposed in front of the lens, and when the scattered light passes through the aperture and is diffracted by the aperture, the diffracted light interferes with each other. Then, the speckle image forming apparatus according to the first invention of the present application, which generates speckles for forming an image on the image sensor.
また、本願の第6発明は、前記表面に面するアパーチャの側に配置された第2のアパーチャを更に備え、第2のアパーチャとアパーチャは、画像センサの視界を制限する、本願の第5発明に記載のスペックル画像形成装置である。 The sixth invention of the present application further includes a second aperture arranged on the side of the aperture facing the surface, and the second aperture and the aperture limit the field of view of the image sensor. The speckle image forming apparatus described in 1.
また、本願の第7発明は、高コヒーレント光を収束ビームに収束するために光源の前に配置された収束レンズであるビーム減少ユニットを更に備える、本願の第1発明に記載のスペックル画像形成装置である。 The seventh invention of the present application further includes a beam reduction unit that is a converging lens disposed in front of the light source for converging highly coherent light into a convergent beam. Speckle image formation according to the first invention of the present application Device.
また、本願の第8発明は、高コヒーレント光を平行ビームに変換するために光源の前に配置されたレンズ系を更に備える、本願の第1発明に記載のスペックル画像形成装置である。 The eighth invention of the present application is the speckle image forming apparatus according to the first invention of the present application, further comprising a lens system disposed in front of the light source for converting highly coherent light into a parallel beam.
また、本願の第9発明は、光源によって発された高コヒーレント光のビームの直径を減少するためのビーム減少ユニットを更に備える、本願の第8発明に記載のスペックル画像形成装置である。 The ninth invention of the present application is the speckle image forming apparatus according to the eighth invention of the present application, further comprising a beam reduction unit for reducing the diameter of the beam of highly coherent light emitted from the light source.
また、本願の第10発明は、ビーム減少ユニットは、高コヒーレント光のビーム直径を減少するために焦点が一致する第1の収束レンズと第2の収束レンズを含む、本願の第9発明に記載のスペックル画像形成装置である。 The tenth invention of the present application is the ninth invention of the present application, wherein the beam reduction unit includes a first converging lens and a second converging lens that are in focus to reduce the beam diameter of the highly coherent light. Speckle image forming apparatus.
また、本願の第11発明は、ビーム減少ユニットは、焦点が一致する第1のレンズと第3のレンズとを含む、第3のレンズは、発散レンズであり、それによって、高コヒーレント光のビームがその直径を減少される、本願の第9発明に記載のスペックル画像形成装置である。 According to an eleventh aspect of the present invention, the beam reduction unit includes a first lens and a third lens that are in focus, and the third lens is a diverging lens, whereby a beam of highly coherent light is obtained. The speckle image forming apparatus according to the ninth aspect of the present invention, wherein the diameter is reduced.
また、本願の第12発明は、光学式マウスであって、表面に投射され且つ複数の散乱光を生成するように高コヒーレント光のビームを発する光源と、散乱光から複数の回折光を生成し、それによって回折光が互いに干渉して複数のスペックルを生成する光制限要素と、回折光を受ける画像センサであって、当該画像センサの移動の前に第1のスペックル画像を発生し、且つ前記表面に関して画像センサの移動の後に第2のスペックル画像を発生する画像センサと、第1のスペックル画像と第2のスペックル画像を受け取り、両者を比較して、光制限要素と画像センサの変位の方向と距離を決定する処理ユニットと、を備える光学式マウスである。 The twelfth invention of the present application is an optical mouse, which generates a plurality of diffracted lights from a light source that emits a beam of highly coherent light that is projected on a surface and generates a plurality of scattered lights. A light limiting element that causes the diffracted light to interfere with each other to generate a plurality of speckles, and an image sensor that receives the diffracted light, wherein a first speckle image is generated before the movement of the image sensor, And an image sensor that generates a second speckle image after movement of the image sensor with respect to the surface, and receives the first speckle image and the second speckle image, compares them, and compares the light limiting element and the image An optical mouse comprising a processing unit for determining the direction and distance of displacement of a sensor.
また、本願の第13発明は、光制限要素は、アパーチャとレンズを含み、レンズは、アパーチャの前に配置され、それによって、散乱光の入射角がアパーチャによって制限され、回折光が散乱光によって生成され、且つ回折光が互いに干渉して画像センサにスペックル画像を生成する、本願の第12発明に記載の光学式マウスである。 In the thirteenth invention of the present application, the light limiting element includes an aperture and a lens, and the lens is disposed in front of the aperture, whereby the incident angle of the scattered light is limited by the aperture, and the diffracted light is limited by the scattered light. The optical mouse according to the twelfth aspect of the present invention, wherein the diffracted light interferes with each other to generate a speckle image on the image sensor.
また、本願の第14発明は、光源によって発射された高コヒーレント光のビームの直径を減少するためビーム減少ユニットを更に備える、本願の第12発明に記載の光学式マウスである。 The fourteenth invention of the present application is the optical mouse according to the twelfth invention of the present application, further comprising a beam reduction unit for reducing the diameter of the beam of highly coherent light emitted by the light source.
また、本願の第15発明は、スペックル捕獲方法であって、高コヒーレント光のビームを発射するステップと、高コヒーレント光を表面に投射して複数の散乱光を生成するステップと、散乱光を光制限要素に通過させて複数の回折光を発生するステップと、回折光を互いに干渉させて複数のスペックルを発生し、且つスペックルの画像を記録するステップと、を備えるスペックル捕獲方法である。 The fifteenth aspect of the present invention is a speckle capturing method, the step of emitting a beam of highly coherent light, the step of projecting the highly coherent light onto the surface to generate a plurality of scattered light, and the scattered light. A speckle capturing method comprising: passing a light limiting element to generate a plurality of diffracted lights; and generating a plurality of speckles by causing the diffracted lights to interfere with each other and recording a speckle image. is there.
また、本願の第16発明は、スペックルの画像を記録するステップに、画像センサと表面との相対移動中に発生される連続するパターン画像を比較してスペックルの移動を決定するステップが続く、本願の第15発明に記載のスペックル捕獲方法である。 In the sixteenth aspect of the present invention, the step of recording the speckle image is followed by the step of determining the speckle movement by comparing successive pattern images generated during the relative movement of the image sensor and the surface. The speckle capturing method according to the fifteenth aspect of the present invention.
また、本願の第17発明は、高コヒーレント光のビームを発射するステップに、高コヒーレント光の直径を減少するステップが続く、本願の第15発明に記載のスペックル捕獲方法である。 The seventeenth aspect of the present invention is the speckle capturing method according to the fifteenth aspect of the present invention, wherein the step of emitting a beam of highly coherent light is followed by a step of reducing the diameter of the highly coherent light.
また、本願の第18発明は、高コヒーレント光のビームを発射するステップに、散乱光の入射角を減少して画像を入射するステップが続く、本願の第15発明に記載のスペックル捕獲方法である。 The eighteenth aspect of the present invention is the speckle capturing method according to the fifteenth aspect of the present invention, in which the step of emitting a beam of highly coherent light is followed by the step of reducing the incident angle of the scattered light and making the image incident. is there.
また、本願の第19発明は、高コヒーレント光を表面に投射して複数の散乱光を生成するステップには、散乱光を第2のアパーチャに通過させてそれによって第2のアパーカチャと光制限要素の組合せが画像センサの視界を制限するステップが続く、本願の第15発明に記載のスペックル捕獲方法である。 According to a nineteenth aspect of the present invention, in the step of projecting highly coherent light onto the surface to generate a plurality of scattered light, the scattered light is passed through the second aperture, whereby the second aperture and the light limiting element. The speckle capturing method according to the fifteenth aspect of the present invention, wherein the combination is followed by a step of limiting the field of view of the image sensor.
本発明の応用性の更なる範囲は、以降で与えられる詳細な記述から明白となる。しかしながら、本発明の好適な実施の形態を示す詳細な記述と特定の例は、例示として与えられているに過ぎないことを理解すべきである。理由は、本発明の精神と範囲内での種々の変更及び修正は、この詳細な記述から当業者にとって明白であるからである。 Further scope of the applicability of the present invention will become apparent from the detailed description given hereinafter. However, it should be understood that the detailed description and specific examples, while indicating the preferred embodiment of the invention, are provided for purposes of illustration only. This is because various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will be apparent to those skilled in the art from this detailed description.
本発明は、以下で例示としてのみ与えられる詳細な記述からより十分に理解され、従って、本発明を制限するものではない。 The present invention will be more fully understood from the detailed description given below by way of example only, and thus is not intended to limit the invention.
本発明のシステム構造が図1Aに示されている。光が表面100に放射されると、反射光の特性は、表面100の粗さによって決定される。表面100が滑らかであればある程、表面100は、より鏡面状となる。その場合、入射光110は、殆ど全反射され、反射エネルギーは、入射エネルギーに略等しい。表面100が粗くなればなる程、表面100は、よりぼんやりする。粗い表面100に投射した後、光は、略全方向に散乱される。これは、表面100は、光が散乱光に起因して任意の方向に伝播するように粗くなっているからである。
The system structure of the present invention is shown in FIG. 1A. When light is emitted to the
入射光110が、表面100に投射した後に、レンズ140と画像センサ150は、散乱光120を受光するために使用される。スペックルを拡大するために、光制限要素が、画像センサ150の前に配置される。光制限要素は、アパーチャ130とレンズ140の組合せである。アパーチャ130は、スペックルのサイズを制御し、図1Aに示されるように、レンズ140の前に配置されることが出来、或いは、図1Bに示されるように、レンズ140と画像センサ150間に配置されることが出来る。更に、図1Bのアパーチャ130の位置と直径は、スペックルのサイズを制御するのみならず、散乱光120の入射角を制限する。この実施の形態において、センサは、画像を捕獲するための、電荷結合デバイス(CCD)、相補型金属酸化物半導体(CMOS)のような2次元アレイである。
After the
或いは、アパーチャは、マイクロレンズ131によって交換されてもよく、このレンズは、図1Cに示されるように、光阻止プレート132が、光制限要素として働くようにマイクロレンズ131の回りに配されることを特徴とする(マイクロレンズ131の直径が小さいので、このレンズがアパーチャ130の効果を提供する)。散乱光がマイクロレンズ131を通過し、スペックルのサイズを制御するこのマイクロレンズ131によって回折する。また、マイクロレンズ131は、レンズ140として機能し、画像を画像センサ150上に形成する。以下のパラグラフで、光制限要素がスペックルのサイズを拡大する方法を記述する。
Alternatively, the aperture may be replaced by a
図2は、光制限要素を通過する散乱光の回折パターンを示す。レーザ光のような、高コヒーレント光160が、小さな直径のアパーチャ170を通過すると、回折が発生する。従って、光は、回折に起因して幾つかの同心リングをスクリーン190上に形成する。中心のものは、最大を表し、横方向幅2δの明るいスポット180を形成する。明るいスポット180の半幅δ、光波の波長λ、アパーチャ170の直径d、及びアパーチャ170とスクリーン190との間の距離Zは、以下の関係を満たす。
FIG. 2 shows the diffraction pattern of the scattered light passing through the light limiting element. When highly
図3は、散乱光120が照射表面上の異なった隣合う散乱中心から生成されたことを示す。散乱光120の各光線は、光制限要素を通過する。光制限要素は、小さな直径のアパーチャ130を使用して実施され、その結果、入射光の回折効果が得られる。従って、異なる明るいスポット180は、互いに干渉して、その結果、スペックルパターンを形成する明と暗スポットのインターレース分布となる。回折理論は、より小さなアパーチャによってより大きなスペックルサイズが造られることを予測している。従って、画像センサを使用してスペックルパターンの移動を抽出することがより容易となる。
FIG. 3 shows that scattered light 120 was generated from different adjacent scattering centers on the illuminated surface. Each ray of scattered light 120 passes through a light limiting element. The light limiting element is implemented using a
開示されたシステム構造において、散乱光が光制限要素を通過しアパーチャによって回折されることによって、スペックルのサイズを画像センサアレイの最小解像要素のサイズよりも大きくする。従って、センサは、スペックルの形状を正確にディスプレイ出来、オブジェクト表面に対するセンサの移動中にスペックルパターンの移動を決定出来る。 In the disclosed system structure, the scattered light passes through the light limiting element and is diffracted by the aperture, thereby making the speckle size larger than the minimum resolution element size of the image sensor array. Therefore, the sensor can accurately display the shape of the speckle and can determine the movement of the speckle pattern during the movement of the sensor relative to the object surface.
画像センサ150のスペックルパターンの位置は、表面100が移動すると、変化するので、スペックルパターンは、各スペックルスポットの位置変化の方向と量を告げるために、表面100が移動する前後で略同じでなければならない。しかしながら、スペックルパターンは、不均一な表面100から反射される散乱光120の干渉によって形成される。このように、スペックルのパターンは、画像センサ150の表面100に対する相対移動中に変化する。しかしながら、スペックルパターンの変動は、離散的ではなくて連続的である。スペックルパターンの変動が、画像センサの表面に相対する移動中に減少されると、スペックル画像センサ150が表面100に対して移動する時に、スペックルパターンは、所定の移動範囲内で強い相関を有する。従って、シーケンシャルピクチャーフレームのスペックル画像を比較することによってスペックルパターンの移動を決定する事が可能となり、従って、スペックル捕獲デバイスの変位の方向と距離を決定出来る。
Since the position of the speckle pattern of the
光源は、高コヒーレント光を発光する。最も一般的に見られる高コヒーレント光は、レーザである。従って、光源は、垂直キャビティ面発光レーザ(VECSEL)、エッジ発光レーザ(EEL),或いは狭帯域フィルタで高コヒーレント光を発光出来る発光ダイオード(LED)であることが出来る。 The light source emits highly coherent light. The most commonly seen highly coherent light is a laser. Thus, the light source can be a vertical cavity surface emitting laser (VECSEL), an edge emitting laser (EEL), or a light emitting diode (LED) capable of emitting highly coherent light with a narrow band filter.
図4は、本発明に従ってスペックルがどのように移動するかを示す。アパーチャ130が移動していない時、ポイントAとポイントBからの散乱光120は、アパーチャ130のポイントOを介して画像センサ150上の夫々ポイントA’とポイントB’に画像を形成する。アパーチャ130が、距離dl移動すると、照射領域もまたそれによって距離dl移動し、次に、ポイントAとポイントBからの散乱光120は、アパーチャ130のポイントO’を介して画像センサ150上のポイントA”とB”に画像を形成する。アパーチャ130が、距離dl移動すると、光ビームによって照射される表面100の領域も、同じ方向へ距離dl移動する。元の照射領域のポイントAと等価な新たな照射領域のポイントは、ポイントAeqと呼ばれる。元の照射領域のポイントBと等価な新たな照射領域のポイントは、ポイントBeqと呼ばれる。ポイントAeqとポイントBeqからの散乱光は、アパーチャ130のポイントO’を介して画像センサ150上の夫々のポイントAeq”とポイントBeq”に夫々画像を形成する。画像センサ150とアパーチャ130が共に移動するので、従って、画像センサ150に対して、パスAからA’及びAeqからAeq”は、幾何学的に等価となる。ポイントAとAeqは、画像センサ150上の同じ位置に画像を形成すべきである。換言すれば、画像センサ150に対して、ポイントA’とAeq”が同じ画素に入ると共にポイントB’とBeq”が同じ画素に入る。画像センサが移動した後、画像センサ150からスペックル画像を観察すると、ポイントAの特徴画像が元のポイントAeq”からポイントA”へ移動した。同様に、Bの特徴画像もポイントBeq”からポイントB”へ移動する。従って、スペックルパターンを比較することによって、ポイントAeq”とポイントA”との間の及びポイントBeq”とポイントB”との間の変位関係を決定でき、それによって、画像センサ150の表面100に対する変位の方向と距離を決定出来る。ポイントAeq”からポイントA”への及びポイントBeq”からポイントB”への移動によって引き起こされる変化は、幾何光学における画像の位置変化を表す。しかしながら、ポイントA”又はB”で測定されたレーザスペックルの強度の変化は、反射光路の変動によって引き起こされる光路差(OPD)に関連する。図5Aおよび5Bを参照すると、画像センサ移動後のポイントAの光路(AとA”の間の光路)と画像センサ移動前のポイントAの等価光路(AeqとA”eqの間の光路)とを比較し、A−A”とAeq−Aeq”の間のOPDであるOPDAを計算する。アパーチャ130の移動距離dl、OPDA、及びポイントAからの散乱光120とアパーチャの法線との間の角度におって定義される入射角ΦAは、以下の関係を満たす。
FIG. 4 shows how the speckle moves in accordance with the present invention. When the
従って、アパーチャ130の移動距離dl、OPDB、及びポイントBからの散乱光120とアパーチャの法線との間の角度によって定義される入射角ΦBは、以下の関係を満たす。
Accordingly, the incident angle Φ B defined by the moving distance dl of the
ΦAがΦBに等しい場合、OPDAは、OPDBに等しい。このことは、センサアセンブリの表面に対する移動の前後のスペックルパターンの位相分布は、不変であり、これは、スペックルパターンの強度分布が、センサアセンブリの表面に対する移動の前後で変化しないことを意味している。ΦAとΦBが互いに等しくない場合、OPDAは、OPDBに等しくない。両者の差が臨界値を越えると、移動後のスペックルパターンは、移動前のスペックルパターンから大きく異なるように大きく変形する。その場合、センサの移動後に得られるスペックルパターンは、認識されることが出来ない。表面100の粗さに依存して、スペックルがあまり変形しないように、OPDAとOPDB間のかなりの差が、許容出来る。実験結果では、アルミニウムや銅プレートの最大許容OPDは、プラスチックプレートや滑らかな写真紙の最大許容OPDよりもかなり大きい。異なる表面とコヒーレント光源が使用される場合、最大許容OPDが異なるが、同じコヒーレント光源200と同じ表面100に対する最大許容OPDは、一定である。
If Φ A is equal to Φ B , OPD A is equal to OPD B. This means that the phase distribution of the speckle pattern before and after movement relative to the surface of the sensor assembly is unchanged, which means that the intensity distribution of the speckle pattern does not change before and after movement relative to the surface of the sensor assembly. is doing. If Φ A and Φ B are not equal to each other, OPD A is not equal to OPD B. When the difference between the two exceeds a critical value, the speckle pattern after movement largely deforms so as to be greatly different from the speckle pattern before movement. In that case, the speckle pattern obtained after the movement of the sensor cannot be recognized. Depending on the roughness of the
従って、OPDの変化は、散乱光120の入射角Φと画像センサ150と組み合わされるアパーチャ130の変位に関連する。入射角Φは、照射領域の半径rおよびアパーチャ130と表面100との間の距離Z’に関連する。
Therefore, the change in OPD is related to the incident angle Φ of the
入射角Φが非常に小さい場合、 If the incident angle Φ is very small,
となる。更に、最大許容OPDが、一定であり、アパーチャ130と表面100間の距離Z’が一定に保持される場合、入射角Φを減少することの必要性は、rが減少されなければならないことを意味する。このことは、照射領域が減少されなければならないことを示す。この場合、ある移動の範囲内では、スペックルパターンの形状が維持されることが出来、認識可能なままである。即ち、スペックル画像形成デバイスを表面に対して所定の限られた範囲内で移動すると、スペックルの形状が変化しないか或いはほんの僅かしか変化せず、その形状が依然認識可能なままである。スペックル画像形成デバイスが変位するので、このように、新たなスペックルパターンの画像が、センサアセンブリの移動後に画像センサの他の位置に形成される。従って、スペックル画像形成デバイスの移動の方向と距離は、移動中にスペックルパターンの連続する画像を記録し、それに続いてこれらの画像を連続的に比較することによって、決定されることが出来る。
It becomes. Furthermore, if the maximum allowable OPD is constant and the distance Z ′ between the
このような状態を達成するために、入射ビームの直径が減少されなければならない。図6A、6B、及び6Cを参照すると、本発明の実施の形態は、発光源の近くにビーム減少ユニット210を配置し、入射ビームが表面100に投影される時に、その入射ビームの直径を減少するように働く。実施の形態の一つでは、図6Aに示されるように、収束レンズ211が光源200の前に配置され、光源200から発光される光が収束レンズ211を通過する時に、その光が収束される。従って、表面100が、この収束ビームの焦点に近接しているとき、照射領域は小さい。或いは、高コヒーレント光を平行ビームに変換するために、収束レンズ211が光源200の前に配置される場合、焦点が一致する、第2の収束レンズ213と組み合わされる第1の収束レンズ212を配置出来る。第1のレンズ212と第2のレンズ213の焦点距離は、夫々、f1とf2である。図6Bに示されるように、f<f1である場合、入射ビームの直径が、
In order to achieve such a situation, the diameter of the incident beam must be reduced. Referring to FIGS. 6A, 6B, and 6C, an embodiment of the present invention places a
だけ減少される。更に他の解決策は、第1のレンズ212と第3のレンズ214を使用して発散レンズである第3のレンズ214を有するビーム減少ユニット210を形成する。第1のレンズ212と第3のレンズ214の焦点が一致する場合、入射ビームが、レンズ212と214によって構成される2レンズ系を通過すると、そのビームは、収縮する。このスキームでは、第1のレンズ212と第3のレンズ214間の距離がより小さくなる。図6Cに示されるように、このことは、この系の全体のサイズを減少することを助ける。
Only reduced. Yet another solution uses a
図7Aを参照すると、光源200近くのビームを操作することに加えて、散乱光120を操作することも実行可能となる。より明白には、散乱光120が、レンズ140とアパーチャ130に入る前に、第2のアパーチャ215が配置される。この第2のアパーチャ215は、最初に、散乱光120の一部を阻止し、散乱光120の所定の部分のみの通過を許容する。このように、画像センサの視野が第2のアパーチャ215によって減少される。
Referring to FIG. 7A, in addition to manipulating the beam near the
図7Bを参照すると、表面100の二つのオブジェクトポイントEとFが基準ポイントとして選択される。ポイントEとFからの散乱光は、アパーチャ130とレンズ140を通過して、最終的に画像センサ150上の夫々ポイントE’とF’に焦点が合うべきである。光線トレーシングを使用することによって、アパーチャ130が位置Gにある場合、ポイントEとFからの散乱光が画像センサ150上に焦点が合うことが認識される。アパーチャ130が位置Hにあると、ポイントFからの散乱光のみが画像センサ150上に焦点が合う。このように、アパーチャ130の直径と位置を適切に調節することによって、スペックルサイズが拡大され、且つ散乱光120の入射角は制限されることが出来る。
Referring to FIG. 7B, two object points E and F on the
開示された、スペックルを捕獲するためのデバイス及び方法は、図8に示されているように、光学マウス300に適用されることが出来る。光源200と画像センサ150は、共に光学マウス300のケース310内に配置される。光源200から発光されるビームは、収束レンズ211によって収束されて表面100に投射され、そこから、散乱光120がレンズ140及びそれに続く小さなアパーチャ130を通過し、最終的に画像センサ150上に画像形成され、次に、処理ユニット320に伝送される。第1のスペックル画像は、ケース310が移動する前に画像センサ150で記録され、次に、第2のスペックル画像は、ケース310が表面100に対して移動した後、処理ユニット320で記録される。処理ユニット320によって、第1と第2のスペックル画像同士間の相関、及びケース310の表面100に対する変位の大きさと方向が、コンピュータのカーソルの動作に対して決定される。
The disclosed device and method for capturing speckle can be applied to an
図9Aを参照して、スペックルパターン画像形成方法は、高コヒーレント光のビームを発光すること(ステップ500)によって開始する。この高コヒーレント光の直径が減少された後(ステップ510)、光は、表面に投射されて散乱光を生成する(ステップ520)。 Referring to FIG. 9A, the speckle pattern image forming method starts by emitting a beam of highly coherent light (step 500). After the diameter of this highly coherent light is reduced (step 510), the light is projected onto the surface to produce scattered light (step 520).
散乱光は、光制限要素を通過して回折光を生成する(ステップ530)。回折光は、結果として、干渉してスペックルパターンを生成する(ステップ540)。スペックルパターンの画像が記録される(ステップ550)。次に、センサの表面に対する移動は、スペックルパターンの画像を比較することによって決定される(ステップ560)。 The scattered light passes through the light limiting element to generate diffracted light (step 530). As a result, the diffracted light interferes to generate a speckle pattern (step 540). An image of a speckle pattern is recorded (step 550). Next, movement of the sensor relative to the surface is determined by comparing the images of the speckle pattern (step 560).
図9Bを参照すると、他の実施の形態は、高コヒーレント光のビームを発光すること(ステップ500)から開始する。次に、高コヒーレント光が表面に投射して散乱光を生成する(ステップ511)。散乱光は第2のアパーチャを通過する(ステップ521)。更に、散乱光は、第2のアパーチャを通過し、画像センサの視野角がこの第2のアパーチャによって制限され、この第2のアパーチャは、光制限要素としても働く。散乱光が、光制限要素を通過するとき、回折光が、生成される(ステップ530)。回折光は、互いに干渉してスペックルパターンを生成する(ステップ540)。スペックルパターンの画像は、センサハウジングのオブジェクト表面に対する連続移動中に記録される(ステップ550)。次に、この相対移動は、スペックルパターンの連続画像を比較することによって決定される(ステップ560)。 Referring to FIG. 9B, another embodiment begins with emitting a beam of highly coherent light (step 500). Next, highly coherent light is projected onto the surface to generate scattered light (step 511). The scattered light passes through the second aperture (step 521). Furthermore, the scattered light passes through the second aperture, the viewing angle of the image sensor is limited by this second aperture, and this second aperture also acts as a light limiting element. As the scattered light passes through the light limiting element, diffracted light is generated (step 530). The diffracted lights interfere with each other to generate a speckle pattern (step 540). An image of the speckle pattern is recorded during continuous movement of the sensor housing relative to the object surface (step 550). This relative movement is then determined by comparing successive images of the speckle pattern (step 560).
図9Cを参照すると、スペックル画像形成方法は、高コヒーレント光のビームを発光すること(ステップ500)によって開始する。高コヒーレント光が表面に投射して散乱光を生成する(ステップ511)。光制限要素は、アパーチャとレンズとを含み、レンズは、アパーチャの前に配置され、この光制限要素は、散乱光の入射角を制限するために使用される(ステップ522)。散乱光に光制限要素を通過させることによって、多数の回折光波が発生される(ステップ531)。回折光は、互いに干渉してスペックルパターンを生成する(ステップ540)。スペックルパターンの画像は、センサハウジングのオブジェクト表面に対する連続移動中に記録される(ステップ550)。次に、この表面に対する移動は、スペックルパターンの連続画像を比較することによって決定される(ステップ560)。 Referring to FIG. 9C, the speckle imaging method begins by emitting a beam of highly coherent light (step 500). Highly coherent light is projected onto the surface to generate scattered light (step 511). The light limiting element includes an aperture and a lens, the lens is placed in front of the aperture, and the light limiting element is used to limit the incident angle of the scattered light (step 522). A large number of diffracted light waves are generated by passing the scattered light through the light limiting element (step 531). The diffracted lights interfere with each other to generate a speckle pattern (step 540). An image of the speckle pattern is recorded during continuous movement of the sensor housing relative to the object surface (step 550). The movement relative to the surface is then determined by comparing successive images of the speckle pattern (step 560).
要約すれば、本発明は、スペックルを捕獲するための方法とデバイスを提供する。光制限要素を画像センサの前に配置することによって、スペックルが拡大され、スペックルパターンの相対移動の測定の便宜のために、スペックルパターンの変動が減少する。従って、スペックルパターンの相対移動を決定することが極めて容易である。本発明が光学式マウスに適用されて高精度と高感度でマウスの移動を検出出来る。更に、スペックルを捕獲するための開示された方法とデバイスは、多くの種類の表面に適用され得る。 In summary, the present invention provides a method and device for capturing speckle. By placing the light limiting element in front of the image sensor, the speckle is magnified and the speckle pattern variation is reduced for the convenience of measuring the relative movement of the speckle pattern. Therefore, it is very easy to determine the relative movement of the speckle pattern. The present invention is applied to an optical mouse, and the movement of the mouse can be detected with high accuracy and high sensitivity. Furthermore, the disclosed methods and devices for capturing speckle can be applied to many types of surfaces.
本発明は、特定の実施の形態に関連して記述されたが、多くの代替、修正、及び変更が、前述に照らして明白であることが当業者には明らかである。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神と範囲内に入る全ての他のこのような代替、修正、及び変更を包含することを意図している。 Although the present invention has been described in connection with specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that many alternatives, modifications, and variations will be apparent in light of the foregoing. Accordingly, the present invention is intended to embrace all other such alternatives, modifications and variations that fall within the spirit and scope of the appended claims.
Claims (19)
表面に投射され且つ複数の散乱光を生成するように高コヒーレント光のビームを発する光源と、
散乱光の入射角を制限し、複数の回折光が互いに干渉して複数のスペックルを生成するように複数の回折光を生成する光制限要素と、
スペックルを受けて第1のスペックル画像を発生する画像センサと、を備え、
光制限要素と画像センサが前記表面に関して移動された後に、第2のスペックル画像が発生され、この移動の方向と距離は、第1のスペックル画像を第2のスペックル画像と比較することによって決定される、スペックル画像形成装置。 A speckle image forming apparatus,
A light source that emits a beam of highly coherent light that is projected onto the surface and generates a plurality of scattered light;
A light limiting element that limits the incident angle of the scattered light and generates a plurality of diffracted lights such that the plurality of diffracted lights interfere with each other to generate a plurality of speckles;
An image sensor that receives the speckle and generates a first speckle image,
After the light limiting element and the image sensor are moved with respect to the surface, a second speckle image is generated and the direction and distance of this movement is to compare the first speckle image with the second speckle image. Speckle image forming apparatus determined by
表面に投射され且つ複数の散乱光を生成するように高コヒーレント光のビームを発する光源と、
散乱光から複数の回折光を生成し、それによって回折光が互いに干渉して複数のスペックルを生成する光制限要素と、
回折光を受ける画像センサであって、当該画像センサの移動の前に第1のスペックル画像を発生し、且つ前記表面に関して画像センサの移動の後に第2のスペックル画像を発生する画像センサと、
第1のスペックル画像と第2のスペックル画像を受け取り、両者を比較して、光制限要素と画像センサの変位の方向と距離を決定する処理ユニットと、を備える光学式マウス。 An optical mouse,
A light source that emits a beam of highly coherent light that is projected onto the surface and generates a plurality of scattered light;
A light limiting element that generates a plurality of diffracted light from the scattered light, whereby the diffracted light interferes with each other to generate a plurality of speckles;
An image sensor for receiving diffracted light, wherein the image sensor generates a first speckle image before movement of the image sensor and generates a second speckle image after movement of the image sensor with respect to the surface; ,
An optical mouse comprising: a processing unit that receives a first speckle image and a second speckle image and compares them to determine the direction and distance of the light limiting element and the displacement of the image sensor.
高コヒーレント光のビームを発射するステップと、
高コヒーレント光を表面に投射して複数の散乱光を生成するステップと、
散乱光を光制限要素に通過させて複数の回折光を発生するステップと、
回折光を互いに干渉させて複数のスペックルを発生し、且つスペックルの画像を記録するステップと、を備えるスペックル捕獲方法。 Speckle capture method,
Firing a beam of highly coherent light;
Projecting highly coherent light onto the surface to generate a plurality of scattered light;
Passing scattered light through a light limiting element to generate a plurality of diffracted lights;
A step of generating a plurality of speckles by causing the diffracted light to interfere with each other and recording an image of the speckles.
The step of projecting highly coherent light onto the surface to generate a plurality of scattered light is to pass the scattered light through a second aperture, whereby the combination of the second aperture and the light limiting element limits the field of view of the image sensor. The speckle capturing method according to claim 15, further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006019755A JP4335218B2 (en) | 2006-01-27 | 2006-01-27 | Speckle capture device, optical mouse and speckle capture method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006019755A JP4335218B2 (en) | 2006-01-27 | 2006-01-27 | Speckle capture device, optical mouse and speckle capture method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007198979A true JP2007198979A (en) | 2007-08-09 |
JP4335218B2 JP4335218B2 (en) | 2009-09-30 |
Family
ID=38453721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006019755A Active JP4335218B2 (en) | 2006-01-27 | 2006-01-27 | Speckle capture device, optical mouse and speckle capture method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4335218B2 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008003650A (en) * | 2006-06-20 | 2008-01-10 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte Ltd | Pointing device |
JP2009139134A (en) * | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Ministry Of National Defense Chung Shan Inst Of Science & Technology | Apparatus and method for imaging invariant light spot with large area |
JP2010055064A (en) * | 2008-08-01 | 2010-03-11 | Ricoh Co Ltd | Speed detector and multicolor image forming apparatus |
JP2010117253A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Chung-Shan Inst Of Science & Technology Armaments Bureau Ministry Of National Defense | Device for capturing image invariant optical speckle and method for the same |
EP2202613A1 (en) * | 2008-12-18 | 2010-06-30 | Chung Shan Institute of Science and Technology | Image invariant optical speckle capturing device and method |
JP2011117917A (en) * | 2009-12-03 | 2011-06-16 | Ministry Of National Defense Chung Shan Inst Of Science & Technology | Localization method of speckle and localization system therefor |
CN102236168A (en) * | 2010-04-20 | 2011-11-09 | 埃派克森微电子(上海)股份有限公司 | Optical device |
JP2016526725A (en) * | 2013-06-26 | 2016-09-05 | 林 大偉LIN,Dai Wei | Ray tracing method and apparatus |
JP6333352B1 (en) * | 2016-12-28 | 2018-05-30 | 國家中山科學研究院 | Measurement calibration compensation system and method for machine tool |
CN111638039A (en) * | 2020-04-20 | 2020-09-08 | 中国科学技术大学智慧城市研究院(芜湖) | Laser speckle measurement system based on human visual characteristics |
CN113504837A (en) * | 2017-06-02 | 2021-10-15 | 原相科技股份有限公司 | Trajectory tracking device capable of increasing working surface applicability |
-
2006
- 2006-01-27 JP JP2006019755A patent/JP4335218B2/en active Active
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008003650A (en) * | 2006-06-20 | 2008-01-10 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte Ltd | Pointing device |
JP2009139134A (en) * | 2007-12-04 | 2009-06-25 | Ministry Of National Defense Chung Shan Inst Of Science & Technology | Apparatus and method for imaging invariant light spot with large area |
US8587774B2 (en) | 2008-08-01 | 2013-11-19 | Ricoh Company, Ltd. | Velocity detecting device and multi-color image forming apparatus |
JP2010055064A (en) * | 2008-08-01 | 2010-03-11 | Ricoh Co Ltd | Speed detector and multicolor image forming apparatus |
JP2010117253A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Chung-Shan Inst Of Science & Technology Armaments Bureau Ministry Of National Defense | Device for capturing image invariant optical speckle and method for the same |
EP2202613A1 (en) * | 2008-12-18 | 2010-06-30 | Chung Shan Institute of Science and Technology | Image invariant optical speckle capturing device and method |
US8144339B2 (en) | 2009-12-03 | 2012-03-27 | Chung Shan Institute Of Science And Technology, Armaments Bureau, M.N.D. | Method and system for positioning by using optical speckle |
JP2011117917A (en) * | 2009-12-03 | 2011-06-16 | Ministry Of National Defense Chung Shan Inst Of Science & Technology | Localization method of speckle and localization system therefor |
CN102236168A (en) * | 2010-04-20 | 2011-11-09 | 埃派克森微电子(上海)股份有限公司 | Optical device |
JP2016526725A (en) * | 2013-06-26 | 2016-09-05 | 林 大偉LIN,Dai Wei | Ray tracing method and apparatus |
JP6333352B1 (en) * | 2016-12-28 | 2018-05-30 | 國家中山科學研究院 | Measurement calibration compensation system and method for machine tool |
JP2018106604A (en) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 國家中山科學研究院 | Measurement calibration compensation system and method for machine tool |
CN113504837A (en) * | 2017-06-02 | 2021-10-15 | 原相科技股份有限公司 | Trajectory tracking device capable of increasing working surface applicability |
CN113885717A (en) * | 2017-06-02 | 2022-01-04 | 原相科技股份有限公司 | Trajectory tracking device using different light sources with respect to different work surfaces |
CN113885717B (en) * | 2017-06-02 | 2023-11-28 | 原相科技股份有限公司 | Track following device using different light sources for different working surfaces |
CN111638039A (en) * | 2020-04-20 | 2020-09-08 | 中国科学技术大学智慧城市研究院(芜湖) | Laser speckle measurement system based on human visual characteristics |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4335218B2 (en) | 2009-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4335218B2 (en) | Speckle capture device, optical mouse and speckle capture method | |
US20070139659A1 (en) | Device and method for capturing speckles | |
US7205521B2 (en) | Speckle based sensor for three dimensional navigation | |
US7715016B2 (en) | Image invariant optical speckle capturing device and method | |
US20040109170A1 (en) | Confocal distance sensor | |
US11287248B2 (en) | Method and system for optical three dimensional topography measurement | |
JP2009139134A (en) | Apparatus and method for imaging invariant light spot with large area | |
JP2007147299A (en) | Apparatus and method for measuring displacement | |
TW201250199A (en) | Apparatus and method for inspecting and an object with increased depth of field | |
CN109342028A (en) | Diffraction optical element detection method and system | |
TWI411860B (en) | Focal position detecting method | |
US9562761B2 (en) | Position measuring device | |
WO2018047547A1 (en) | Measurement device, microscope, and measurement method | |
JP2009092426A (en) | Surface inspection method and surface inspection device | |
JP4667965B2 (en) | Light beam measuring device | |
JP2008157788A (en) | Surface inspection method and device | |
JP2005050349A (en) | Method and device for optical input guidance | |
EP1918674B1 (en) | Device and method for capturing speckles | |
JP2010117253A (en) | Device for capturing image invariant optical speckle and method for the same | |
CN101751148B (en) | Capturing device and capturing method for non-deformable light spots | |
JP2010216922A (en) | Optical displacement meter and optical displacement measurement method | |
JP2006292513A (en) | Refractive index distribution measuring method for refractive index distribution type lens | |
JP2007071583A (en) | Device providing reproduced image of object, phase shift digital holography displacement distribution measuring device, and method for identifying parameter | |
JP2006023279A (en) | Wave front measuring interferometer unit, and light beam measuring instrument and method | |
US8605291B2 (en) | Image correlation displacement sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080319 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080325 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20080625 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20080630 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080723 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090609 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090624 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120703 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4335218 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120703 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130703 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |