TWI447355B - 具校正功能之測距系統與方法 - Google Patents

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TWI447355B
TWI447355B TW100105044A TW100105044A TWI447355B TW I447355 B TWI447355 B TW I447355B TW 100105044 A TW100105044 A TW 100105044A TW 100105044 A TW100105044 A TW 100105044A TW I447355 B TWI447355 B TW I447355B
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Chi Chieh Liao
Chung Yuo Wu
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Pixart Imaging Inc
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Description

具校正功能之測距系統與方法
本發明係有關於一種測距裝置，更明確地說，係有關於一種利用成像位置差異以測距之測距裝置。
在先前技術中，測距裝置係對待測物發射偵測光，並接收由待測物反射偵測光所產生之反射光。測距裝置可藉由反射光之成像位置之差異以推算測距裝置與待測物之間的距離。然而，測距裝置在感測待測物所產生之反射光時，會同時受到背景光與閃爍現象(如因電源系統之頻率而造成的日光燈閃爍)的影響，而產生量測誤差，得到不正確的待測距離。除此之外，於生產過程中，當組裝測距裝置時，由於測距裝置內部之元件之位置會因組裝誤差而產生偏移或旋轉角度，因此測距裝置在量測距離時會受到組裝誤差之影響，而得到不正確的待測距離，造成使用者的不便。
本發明提供一種具校正功能之測距系統。該測距系統包含一校正物；一半透明板；以及一測距裝置，與該校正物、該半透明板之間分別具有一第一及一第二已知距離，且該半透明板設置於該校正物與該測距裝置之間，該測距裝置包含一發光元件，用來發出一偵測光，具有一發光誤差角度；一影像感測器，具有一感測誤差角度；其中該偵測光之部分光線透過該半透明板被該校正物所反射以成為一第一反射光，並入射至該影像感測器之一第一成像位置；其中該偵測光之部分光線被該半透明板反射以成為一第二反射光，並入射至該影像感測器之一第二成像位置；以及一參數計算電路，用來根據該第一與該第二已知距離、該第一與該第二成像位置，計算出該發光誤差角度以及該感測誤差角度。
本發明另提供一種校正一測距裝置之方法。該方法包含設置一半透明板於該測距裝置與一校正物之間；其中該測距裝置與該半透明板之間具有一第一已知距離；其中該測距裝置與該校正物之間具有一第二已知距離；該測距裝置之一發光元件發出一偵測光以使該偵測光之一第一部份通過該半透明板而被該校正物反射以成為第一反射光以及該偵測光之一第二部份被該半透明板反射以成為第二反射光；該第一反射光入射至該測距裝置之一影像感測器之一第一成像位置；該第二反射光入射至該測距裝置之一影像感測器之一第二成像位置；以及根據該第一與該第二已知距離、該第一與該第二成像位置，得出該測距裝置之至少一誤差角度。
有鑑於此，本發明提供一種利用成像位置差異以測距之測距裝置，藉由將測距裝置中之影像感測器所感測之光感測訊號，移除掉背景光與閃爍光的部分，來降低背景光與閃爍現象之影響。除此之外，本發明另提供一種校正方法，來校正測距裝置之組裝誤差，以提高測距的精確度。
請參考第1圖與第2圖。第1圖與第2圖係為說明本發明之利用成像位置差異以測距之測距裝置100之結構及工作原理之示意圖。測距裝置110用來量測待測物MO與測距裝置100之間之待測距離DM 。測距裝置100包含一發光/感測控制電路110、一發光元件120、一影像感測器130、一距離計算電路140、一參數計算電路150，以及一鏡頭LEN1 。測距裝置100之內部各元件之耦接關係如第1圖所示，故不再贅述。
發光/感測控制電路110用來產生發光脈衝訊號SLD 、快門脈衝訊號SST 、階段訊號SP 、讀取訊號SRE ，以及已知距離訊號SD 。測距裝置100於測距時可分為兩階段：1.距離感測階段；2.雜訊感測階段。當測距裝置100於距離感測階段時，發光/感測控制電路110同時產生表示「發光」之發光脈衝訊號SLD 與表示「開啟」之快門脈衝訊號SST ，且二者的脈衝寬度皆為TC ；然後發光/感測控制電路110再同時產生表示「讀取」之讀取訊號SRE 與表示「總和」之階段訊號SP ，且二者的脈衝寬度皆為TR 。當測距裝置100於雜訊感測階段時，發光/感測控制電路110產生表示「開啟」之快門脈衝訊號SST 且同時發光脈衝訊號SLD 表示「不發光」，且快門脈衝訊號的脈衝寬度為TC ；然後發光/感測控制電路110再同時產生表示「讀取」之讀取訊號SRE 與表示「雜訊」之階段訊號SP ，且二者的脈衝寬度皆為TR 。
發光元件120，用來根據發光脈衝訊號SLD ，以發出偵測光LID 射向待測物MO，以使待測物MO產生反射光LRD 。更明確地說，當發光脈衝訊號SLD 表示「發光」時，發光元件120發出偵測光LID 射向待測物MO；當發光脈衝訊號SLD 表示「不發光」時，發光元件120不發出偵測光LID 。此外，發光元件120可為發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)或雷射二極體(laser diode)。當發光元件120為發光二極體時，測距裝置100可選擇性地包含一鏡頭LEN2 ，以用來匯聚偵測光LID 以射向待測物MO。
鏡頭LEN1 用來匯聚背景光LB 或反射光LRD 至影像感測器130。影像感測器130包含M個並排的感測單元CS1 ~CSM ，且每個感測單元之寬度皆等於畫素寬度WPIX ，意即M個並排的感測單元CS1 ~CSM 之總寬度為M×WPIX 。感測單元CS1 ~CSM 用來根據快門脈衝訊號SST ，以感測鏡頭LEN1 所匯聚之光之能量。更明確地說，當快門脈衝訊號SST 表示「開啟」時，感測單元CS1 ~CSM 感測鏡頭LEN1 所匯聚之光(如背景光LB 或反射光LRD )之能量以據以產生光感測訊號；當快門脈衝訊號SST 表示「關閉」時，感測單元CS1 ~CSM 不感測鏡頭LEN1 所匯聚之光之能量。舉例來說，當快門脈衝訊號SST 表示「開啟」時，感測單元CS1 感測鏡頭LEN1 所匯聚之光之能量並據以產生光感測訊號SLS1 ；感測單元CS2 感測鏡頭LEN1 所匯聚之光之能量並據以產生光感測訊號SLS2 ；依此類推，感測單元CSM 感測鏡頭LEN1 所匯聚之光之能量並據以產生光感測訊號SLSM 。此外，當讀取訊號SRE 表示「讀取」時，感測單元CS1 ~CSM 分別輸出光感測訊號SLS1 ~SLSM 。
距離計算電路140包含複數個儲存單元，分別用來儲存感測單元CS1 ~CSM 所輸出之光感測訊號SLS1 ~SLSM ，且根據階段訊號SP ，設定所接收之光感測訊號之屬性。在本實施例中，以距離計算電路140包含M個儲存單元M1 ~MM 作舉例說明。當階段訊號SP 表示「總和」時，儲存單元M1 ~MM 將所接收之光感測訊號SLS1 ~SLSM 設定為正，意即所接收之光感測訊號SLS1 ~SLSM 根據階段訊號SP 表示「總和」而被標記為正光感測訊號SLS1+ ~SLSM+ ；當階段訊號SP 表示「雜訊」時，儲存單元M1 ~MM 將所接收之光感測訊號SLS1 ~SLSM 設定為負，意即所接收之光感測訊號SLS1 ~SLSM 根據階段訊號SP 表示「雜訊」而被標記為負光感測訊號SLS1- ~SLSM- 。距離計算電路140便可根據正光感測訊號SLS1+ ~SLSM+ 與負光感測訊號SLS1- ~SLSM- ，計算出待測距離DM 。以下將說明距離計算電路140計算待測距離DM 之工作原理。
如第2圖左半部所示，於距離感測階段內，發光/感測控制電路110會產生代表「發光」之發光脈衝訊號SLD ，而使得發光元件120發出偵測光LID 射向待測物MO，以使待測物MO產生反射光LRD 。此時，發光/感測控制電路110產生代表「開啟」之快門脈衝訊號SST ，而使得感測單元CS1 ~CSM 感測反射光LRD 與背景光LB 之能量，以分別產生光感測訊號SLS1 ~SLSM 。然後發光/感測控制電路110會輸出代表「讀取」之讀取訊號SRE ，以使影像感測器130輸出光感測訊號SLS1 ~SLSM 至距離計算電路140，且發光/感測控制電路110會產生代表「總和」之階段訊號SP 以指示距離計算電路140此時所接收之光感測訊號係為距離感測階段內之光感測訊號，意即為正光感測訊號SLS1+ ~SLSM+ 。設於距離感測階段內，反射光LRD 主要匯聚成像於感測單元CSK ，則此時距離計算電路140所接收之正光感測訊號SLS1+ ~SLSM+ 之值如第2圖右上半部所示，感測單元CSK 同時感測到背景光LB 與反射光LRD (意即待測物MO成像於感測單元CSK 上)。因此，感測訊號SLSK+ 係等於感測單元CSK 感測背景光LB 所累積之能量BK 加上感測單元CSK 感測反射光LRD 所累積之能量RK ，而其他感測單元則只接收到背景光LB 。因此，感測訊號SLS1+ 係等於感測單元CS1 感測背景光LB 所累積之能量B1 ；感測訊號SLS21+ 係等於感測單元CS2 感測背景光LB 所累積之能量B2 ；依此類推，感測訊號SLSM+ 係等於感測單元CSM 感測背景光LB 所累積之能量BM 。
如第2圖左半部所示，於雜訊感測階段內，發光/感測控制電路110會產生代表「開啟」之快門脈衝訊號SST ，而使得感測單元CS1 ~CSM 感測鏡頭LEN1 所匯聚之光，以產生光感測訊號SLS1 ~SLSM 。然而，此時發光/感測控制電路110會產生代表「不發光」之發光脈衝訊號SLD ，因此發光元件120不會發出偵測光LID 射向待測物MO，且待測物MO也不會產生反射光LRD 。然後發光/感測控制電路110會輸出代表「讀取」之讀取訊號SRE ，以使影像感測器130輸出光感測訊號SLS1 ~SLSM 至距離計算電路140，且發光/感測控制電路110會產生代表「雜訊」之階段訊號SP 以指示距離計算電路140此時所接收之光感測訊號係為雜訊感測階段內之光感測訊號，意即為負光感測訊號SLS1- ~SLSM- 。此時距離計算電路140所接收之光感測訊號SLS1- ~SLSM- 之值如第2圖右下半部所示。由於快門脈衝訊號SST 於距離感測階段與雜訊感測階段之脈衝寬度相同(皆為時間長度TC )。因此感測單元CS1 ~CSM 在距離感測階段與雜訊感測階段所產生之光感測訊號SLS1 ~SLSM 對應於背景光LB 累積的部分會相等。換句話說，正光感測訊號SLS1+ ~SLSM+ 中之背景光累積的能量會等於負光感測訊號SLS1- ~SLSM- 中之背景光累積的能量(B1 ~BM )。
在經過距離感測階段與雜訊感測階段後，發光/感測控制電路110會產生代表「計算距離」之階段訊號SP 。此時距離計算電路140會將儲存單元中的正光感測訊號與負光感測訊號相減，並選出相減之後所儲存的值最大的儲存單元並據以判斷反射光LRD 於影像感測器130上之成像位置。也就是說，距離計算電路140之儲存單元M1 ~MM 所儲存之值係分別等於正光感測訊號SLS1+ ~SLSM+ 之值減去負光感測訊號SLS1- ~SLSM- 之值。更明確地說，儲存單元M1 儲存正光感測訊號SLS1+ 與負光感測訊號SLS1- ，由於正光感測訊號SLS1+ 等於B1 且負光感測訊號SLS1- 等於B1 ，因此儲存單元M1 經過相減之後所儲存之值為零；儲存單元M2 儲存正光感測訊號SLS2+ 與負光感測訊號SLS2- ，由於正光感測訊號SLS2+ 等於B2 且負光感測訊號SLS2- 等於B2 ，因此儲存單元M2 經過相減之後所儲存之值為零；依此類推，儲存單元MK 儲存正光感測訊號SLSK+ 與負光感測訊號SLSK- ，由於正光感測訊號SLS2+ 等於(BK +RK )且負光感測訊號SLS2- 等於BK ，因此儲存單元MK 餘香減之後所儲存之值為RK ；儲存單元MM 儲存正光感測訊號SLSM+ 與負光感測訊號SLSM- ，由於正光感測訊號SLSM+ 等於BM 且負光感測訊號SLSM- 等於BM ，因此儲存單元MM 相減之後所儲存之值為零。換句話說，在儲存單元M1 ~MM 之中，儲存單元MK 之值等於RK ，而其他儲存單元之值皆等於零，因此距離計算電路140可據以選擇儲存單元MK ，意即儲存單元MK 所儲存之光感測訊號具有對應於反射光LRD 之能量。由於儲存單元MK 係為儲存感測單元CSK 所產生之光感測訊號，因此距離計算電路140可判斷出待測物MO所產生之反射光LRD 主要匯聚成像於感測單元CSK 。如此，距離計算電路140可更進一步地根據待測物MO所產生之反射光LRD 主要匯聚成像於感測單元CSK ，而由下式推算出第1圖中反射光LRD 之成像位置DCS ：
DCS =R×WPIX ...(1)；
此外，由於在第1圖中鏡頭LEN1 之焦點OF1 與感測單元CS1 之間所形成之直線LF 係平行於偵測光LID ，因此偵測光LID 及反射光LRD 之夾角θ1 與直線LF 及反射光LRD 之夾角θ2 相等。換句話說tanθ1 與tanθ2 之關係可以下式表示：
tanθ1 =L/DM =tanθ2 =DCS /DF ...(2)；
其中L代表發光元件120與影像感測器130(偵測光LID 與直線LF )之間之預定距離、DCS 代表反射光LRD 之成像位置、DF 代表鏡頭LEN1 之焦距。根據式(2)，待測距離DM 可以下式表示：
DM =(DF ×L)/DCS ...(3)；
因此，距離計算電路140可藉由式(1)先計算出成像位置DCS ，再藉由式(3)，根據預定距離L、焦距DF ，以計算出待測距離DM 。
綜上所述，在測距裝置100之中，於距離感測階段內，發光/感測控制電路110控制發光元件120發出偵測光LID 射至待測物MO，且將感測單元CS1 ~CSM 感測鏡頭LEN1 所匯聚之光(如反射光LRD 與背景光LB )而據以產生之正光感測訊號SLS1+ ~SLSM+ 儲存於儲存單元M1 ~MM 。於雜訊感測階段內，發光/感測控制電路110控制發光元件120不發出偵測光LID ，且將感測單元CS1 ~CSM 感測鏡頭LEN1 所匯聚之光(如背景光LB )而據以產生之負光感測訊號SLS1+ ~SLSM+ 儲存於儲存單元M1 ~MM 。此時，儲存單元M1 ~MM 之值會等於正光感測訊號SLS1+ ~SLSM+ 減去負光感測訊號SLS1- ~SLSM- 。因此，對應於反射光LRD 所匯聚之感測單元CSK 之儲存單元MK 之值會大於其他儲存單元之值。如此，距離計算電路140可判斷出反射光LRD 所匯聚之感測單元CSK ，並據以計算出反測光LRD 之成像位置DCS 。因此，距離計算電路140可根據成像位置DCS 、鏡頭LEN1 之焦距DF 、預定距離L以計算出待測距離DM 。
此外，在測距裝置100中，距離感測階段與雜訊感測階段可反覆進行多次(如Y次)，以使儲存單元M1 ~MM 可儲存對應於Y個距離感測階段之正光感測訊號，與對應於Y個雜訊感測階段之負光感測訊號。由於每個距離感測階段之正光感測訊號對應於背景光之能量之部分，會被對應的雜訊感測階段之負光感測訊號所抵銷，因此除了對應於反射光LRD 所匯聚成像之感測單元CSK 之儲存單元MK 之值會等於(Y×RK )之外，其他儲存單元之值皆等於零。如此一來，即使因反射光LRD 之能量較弱而使感測單元CSK 所據以累積之能量RK 較小，測距裝置100仍可藉由進行多次的距離感測階段與雜訊感測階段(也就是說，將Y變大)，以放大儲存單元MK 之值與其他儲存單元之間的差異，而讓距離計算電路140可正確地找出具有最大值之儲存單元MK ，並據以計算出反射光LRD 之成像位置DCS ，以提高準確度。
請參考第3圖。第3圖係為說明測距裝置100減少閃爍現象之工作原理之示意圖。由於一般室內光源所接收之電源為交流電，因此除了背景光LB 外，另一部分之背景光(閃爍光)LF 會受到交流電之頻率之影響而閃爍。舉例而言，室內之日光燈之電源係為交流電，因此日光燈所發射之光會受到交流電之頻率之影響而閃爍。在第3圖中，設交流電之週期為TF (如交流電之頻率為60Hz、交流電之週期為0.0167秒)。交流電之功率P會隨著時間不停的變動，因此閃爍光LF 之功率也會隨著時間不停的變動。然而，交流電之功率P每隔半交流電週期(TF /2)就會循環一次。舉例而言，當時間為T時，交流電之功率P等於PT ；則當時間為(T+TF /2)時，交流電之功率P仍等於PT 。又閃爍光LF 之功率係正比於交流電之功率P，因此閃爍光LF 之功率會類似交流電之功率，以每隔半交流電週期(TF /2)就會循環一次。如此一來，在測距裝置100中，發光/感測控制電路110可藉由控制距離感測階段(如第3圖所示之T1+ 與T2+ )與雜訊感測階段(如第3圖所示之T1- 與T2- )之時間間隔等於半交流電週期(TF /2)，以減低閃爍現象的影響。更明確地說，發光/感測控制電路110，控制感測單元CS1 ~CSM 於距離感測階段T1+ (或T2+ )感測對應於交流電之功率P1 (或P2 )之閃爍光LF ，而使得感測單元CS1 ~CSM 所產生之正光感測訊號對應於閃爍光LF 之部份會等於F11 ~FM1 (或F12 ~FM2 )。且發光/感測控制電路110控制距離感測階段T1+ (或T2+ )與雜訊感測階段T1- (或T2- )之時間間隔等於半交流電週期TF /2(如0.0083秒)。因此，感測單元CS1 ~CSM 於雜訊感測階段T1- (或T2- )內所感測之閃爍光LF 之功率與感測單元CS1 ~CSM 於距離感測階段T1+ (或T2+ )內所感測之閃爍光LF 之功率相同。如此於雜訊感測階段T1- (或T2- )內，感測單元CS1 ~CSM 所產生之負光感測訊號對應於閃爍光LF 之部分也會等於F11 ~FM1 (或F12 ~FM2 )。因此，距離感測階段T1+ (或T2+ )之正光感測訊號對應於閃爍光LF 之部分，會被對應的雜訊感測階段T1- (或T2- )之負光感測訊號所抵銷。換句話說，除了對應於反射光LRD 所匯聚成像之感測單元CSK 之儲存單元MK 之值會等於RK 之外，其他儲存單元之值皆等於零。因此即使感測單元CS1 ~CSM 會感測到閃爍光LF ，發光/感測控制電路110仍可藉由控制距離感測階段T1+ 或T2+ 分別與雜訊感測階段T1- 或T2- 之時間間隔等於半交流電週期(TF /2)，以減低閃爍現象的影響，而使距離計算電路140可正確地判斷出反射光LRD 之成像位置DCS 且計算出待測距離DM 。
由於在生產過程中，當組裝測距裝置100時，測距裝置100內部之元件之位置會因組裝誤差而產生偏移，因此測距裝置100在量測距離時會受到組裝誤差之影響。因此測距裝置100所包含之參數計算電路150係用來校正測距裝置100之組裝誤差。以下將說明參數計算電路150之工作原理。
參數計算電路150接收發光/感測控制電路110所輸出之距離訊號SD ，而得到已知距離DC1 與已知距離DC2 。其中已知距離DC1 係為校正物CO1 與測距裝置100之間之距離，已知距離DC2 係為校正物CO2 與測距裝置100之間之距離。藉由如同第2圖所述之方法，發光元件120發出偵測光LID 射向校正物CO1 或CO2 ，而使參數計算電路150可根據影像感測器130所輸出之光感測訊號而得到反射光LRD 之成像位置，並據以校正測距裝置100之組裝誤差角度。
首先假設發光元件120因組裝誤差而使發光元件120所發出之偵測光LID 旋轉發光誤差角度θLD 。
請參考第4圖。第4圖係為說明校正發光元件120所發出之偵測光LID 之發光誤差角度θLD 之方法之示意圖。發光/感測控制電路110控制發光元件120發射偵測光LID 射向校正物CO1 。其中校正物CO1 與測距裝置100之距離為已知距離DC1 。由於偵測光LRD 受到發光元件120之組裝誤差之影響，因此偵測光LID 會以一發光誤差角度θLD 入射校正物CO1 ，而校正物CO1 反射偵測光LID 所產生之反射光LRD 會匯聚成像於感測單元CSI 。偵測光LID 與反射光LRD 之夾角為θ1I ，而直線LF 與反射光LRD 之夾角為θ2I 。如第4圖所示，由於直線LF 係平行於校正物之平面之法線，因此(θ1I -θLD )會等於θ2I 。也就是說，tan(θ1I -θLD )等於tanθ2I 。因此可得下列公式：
DC1 =1/[1/(DF ×L)×DCSI +B]...(4)；
B=tanθLD /L...(5)；
其中B代表用來校正發光誤差角度θLD 之校正參數、DCSI 代表反射光LRD 之成像位置。因此，參數計算電路150根據式(4)可計算得到校正參數B。如此，參數計算電路150可透過參數訊號SAB 以輸出校正參數B至距離計算電路140，以使距離計算電路140可將式(2)校正如下式，以計算經校正後之待測距離DM ：
DM =1/[1/(DF ×L)×DCS +B]...(6)；
因此，即使測距裝置100因組裝誤差而使發光元件120所發出之偵測光LID 旋轉發光誤差角度θLD ，測距裝置100仍可藉由參數計算電路150計算出可校正發光誤差角度θLD 之校正參數B，以讓距離計算電路140根據校正參數B、鏡頭LEN1 之焦距DF 、預定距離L，以及量測待測物MO時反射光之成像位置DCS ，而正確地計算出待測距離DM 。
請參考第5圖與第6圖。第5圖、第6圖係為說明因組裝誤差而使影像感測器130旋轉感測誤差角度θCS1 與θCS2 之校正方法之示意圖。第5圖係為測距裝置100之上視圖。如第5圖所示，影像感測器130之感測誤差角度θCS1 係處於XY平面上。第6圖係為測距裝置100之側視圖。此外，從第6圖可看出影像感測器130所旋轉之感測誤差角度θCS1 與θCS2 。發光/感測控制電路110控制發光元件120發射偵測光LID 射向校正物CO2 ，其中校正物CO2 與測距裝置100之距離為已知距離DC2 。此時假設發光元件120沒有組裝誤差(意即假設發光誤差角度θLD 為零)，偵測光LID 會入射校正物CO1 ，而校正物CO1 反射偵測光LID 所產生之反射光LRD 會匯聚成像於感測單元CSJ 。偵測光LID 與反射光LRD 之夾角為θ1J ，而直線LF 與反射光LRD 之夾角為θ2J 。由第6圖可看出，DCSX 係為反射光LRD 之成像位置DCSJ 投影至X軸之投影距離，且成像位置DCSJ 與投影距離DCSX 之關係可以下式表示：
DCSX =DCSJ ×cosθCS2 ×cosθCS1 ...(6)；
又在第5圖中，直線L係與偵測光LID 平行，因此直線L與反射光LRD 之夾角θ2J 係等於偵測光LID 與反射光LRD 之夾角θ1J 。也就是說，tanθ1J 等於tanθ2J 。如此，已知距離DC2 與投影距離DCSX 之關係可以下式表示：
L/DC2 =DCSX /DF ...(7)；
因此，根據式(6)與(7)可得到下列公式；
DC2 =1/(A×DCSJ )...(8)；
A=(cosθCS2 ×cosθCS1 )/(DF ×L)...(9)；
其中A代表用來校正感測誤差角度θCS2 與θCS1 之校正參數。因此，參數計算電路150根據式(8)計算得到校正參數A。如此，參數計算電路150可透過參數訊號SAB 以輸出校正參數A至距離計算電路140，以使距離計算電路140可將式(2)校正如下式，以計算經校正後之待測距離DM ：
DM =1/(A×DCS )...(10)；
由此可知，即使測距裝置100因組裝誤差而使影像感測器130旋轉感測誤差角度θCS1 與θCS2 ，測距裝置100仍可藉由參數計算電路150計算出可校正感測誤差角度θCS2 與θCS1 之校正參數A，以讓距離計算電路140可藉由校正參數A與量測待測物MO時反射光之成像位置DCS ，而正確地計算出待測距離DM 。
假設測距裝置100因組裝誤差而使發光元件120所發出之偵測光LID 旋轉發光誤差角度θLD ，且同時影像感測器130旋轉感測誤差角度θCS1 與θCS2 。藉由第4圖、第5圖、第6圖之說明可知，測距裝置100可藉由發光元件120發出偵測光LID 至校正物CO1 與CO2 ，以分別得到對應於校正物CO1 之反射光LRD 之成像位置DCS1 、與對應於校正物CO2 之反射光LRD 之成像位置DCS2 。又成像位置DCS1 與DCS2 、測距裝置100與校正物CO1 之間的已知距離DC1 、測距裝置100與校正物CO2 之間的已知距離DC2 ，以及校正參數A與B之關係可以下式表示：
DC1 =1/[A×DCS1 +B]...(11)；
DC2 =1/[A×DCS2 +B]...(12)；
此時，參數計算電路150可根據式(11)與式(12)計算出可校正感測誤差角度θCS1 與θCS2 之校正參數A，以及可校正發光誤差角度θLD 之校正參數B。參數計算電路150可透過參數訊號SAB 以輸出校正參數A與B至距離計算電路140，以使距離計算電路140可將式(2)校正如下式，以計算經校正後之待測距離DM ：
DM =1/[A×DCS +B]...(13)；
如此，即使測距裝置100因組裝誤差而使發光元件120所發出之偵測光LID 旋轉發光誤差角度θLD ，且同時影像感測器130旋轉感測誤差角度θCS1 與θCS2 。測距裝置100仍可藉由參數計算電路150計算出可校正感測誤差角度θCS2 與θCS1 之校正參數A與可校正發光誤差角度θLD 之校正參數B，以讓距離計算電路140可正確地計算出待測距離DM 。
除此之外，根據式(13)可知，當距離計算電路140計算待測距離DM 時，只需要參數計算電路150所輸出之校正參數A、校正參數B與量測待測物MO時反射光LRD 之成像位置DCS ，而不需鏡頭LEN1 之焦距DF 與預定距離L。換句話說，即使在生產過程中，鏡頭LEN1 之焦距DF 有誤差，或是預定距離L因組裝而產生誤差，距離計算電路140仍可根據式(13)以正確地計算出待測距離DM 。
請參考第7圖。第7圖係為說明本發明之影像感測器之結構之第一實施例700之示意圖。如第7圖所示，影像感測器700之M個感測單元排列成N行K列。在影像感測器700中，每一行感測單元之水平方向(或第7圖所示之X軸之方向)上之位置皆相同。更進一步地說，設感測單元CS11 ~CSNK 之寬度皆為WPIX ，且設感測單元CS11 之左側於水平方向之位置可表示為零，如此，以每一行感測單元之中心來代表其水平方向上之位置，則第1行感測單元CS11 ~CS1K 於水平方向之位置可表示為1/2×WPIX ；第2行感測單元CS21 ~CS2K 於水平方向之位置可表示為3/2×WPIX ；第N行感測單元CSN1 ~CSNK 於水平方向之位置可表示為[(2×N-1)×WPIX ]/2，其他可依此類推，故不再贅述。因此，由上述說明可知，在影像感測器700中，每一列感測單元於水平方向上之位置皆可表示為{1/2×WPIX ,3/2×WPIX ,...,[(2×N-1)×WPIX ]/2}，因此每一列感測單元於水平方向上之位置皆相同。
請參考第8圖。第8圖係為說明利用影像感測器700以偵測反射光LRD 之成像位置DCS 之工作原理之示意圖。第8圖之上半部所示之圓圈係用來表示反射光LRD 於影像感測器700成像之位置，也就是說，被圓圈所覆蓋之感測單元，可感測到反射光LRD 之能量，而產生較大之光感測訊號SLS 。為了得到反射光LRD 之成像位置DCS ，此時，可將每一行感測單元所產生之光感測訊號SLS 相加(如第8圖下半所示)，以得到水平方向(X軸方向)上之累計光感測訊號SALS 。舉例而言，根據第1行感測單元CS11 ~CS1K 之光感測訊號相加而產生之累計光感測訊號為SALS1 ；根據第2行感測單元CS21 ~CS2K 之光感測訊號相加而產生之累計光感測訊號為SALS2 ；根據第N行感測單元CSN1 ~CSNK 之光感測訊號相加而產生之累計光感測訊號為SALSN ，其他可依此類推，故不再贅述。由於接收到反射光LRD 之感測單元會產生較高之光感測訊號，因此接近反射光LRD 之成像位置DCS (意即圓圈中心)之感測單元皆會產生較高之光感測訊號。換句話說，若在累計光感測訊號SALS1 ~SALSN 中，對應於第F行感測單元CSF1 ~CSFK 之累計光感測訊號SALSF 具有最大值，則表示反射光LRD 之成像位置(圓圈中心)位於第F行感測單元。如此一來，即可以第F行感測單元於水平方向上之位置來代表反射光LRD 之成像位置DCS 。舉例而言，如第8圖所示，第5行感測單元CS51 ~CS5K 所對應之累計光感測訊號SALS5 具有最大值，因此可判斷反射光LRD 之成像位置(圓圈中心)位於第5行感測單元，如此一來，即可以第5行感測單元於水平方向上之位置9/2×WPIX 來代表反射光LRD 之成像位置DCS 。
請參考第9圖。第9圖係為說明本發明之影像感測器之結構之另一實施例900之示意圖。如第9圖所示，影像感測器900之M個感測單元排列成N行K列。相較於影像感測器700，影像感測器900之每一列感測單元與其相鄰之其他列感測單元之水平方向(或第9圖所示之X軸之方向)上之位置相隔一位移距離DSF (在第9圖中係假設位移距離DSF 等於WPIX /2)。舉例而言，第1列感測單元CS11 ~CSN1 於水平方向上之位置可表示為{1/2×WPIX ,3/2×WPIX ,...,[(2×N+1)×WPIX ]/2}；第2列感測單元CS12 ~CSN2 於水平方向上之位置可表示為{WPIX ,2×WPIX ,...,[2×N×WPIX ]/2}；第K列感測單元CS1K ~CSNK 於水平方向上之位置可表示為{[1/2+(K-1)/2]×WPIX ,[3/2+(K-1)/2]×WPIX ,...,[(2×N-1)/2+(K-1)/2]×WPIX }，其他可依此類推，故不再贅述。
請參考第10圖。第10圖係為說明利用影像感測器900以偵測反射光LRD 之成像位置DCS 之工作原理之示意圖。第10圖之上半部所示之圓圈係用來表示反射光LRD 於影像感測器900成像之位置。根據影像感測器900之感測單元CS11 ~CSNK 之光感測訊號而產生之累計光感測訊號為SALS1 ~SALS2N 。其中累計光感測訊號SALS1 所對應之感測範圍係為水平方向上位置0~WPIX /2，由於在感測單元CS11 ~CSNK 之中，僅有感測單元CS11 之感測範圍涵蓋累計光感測訊號SALS1 所對應之感測範圍，因此累計光感測訊號SALS1 係等於感測單元CS11 之光感測訊號之值；累計光感測訊號SALS2 所對應之感測範圍係為水平方向上位置WPIX /2~WPIX ，由於在感測單元CS11 ~CSNK 之中，感測單元CS11 與CS12 之感測範圍皆涵蓋累計光感測訊號SALS2 所對應之感測範圍，因此累計光感測訊號SALS2 係可藉由相加感測單元CS11 與CS21 之光感測訊號而得，其他累計光感測訊號可由類似方法而得，故不再贅述。若在累計光感測訊號SALS1 ~SALS2N 中，累計光感測訊號SALSF 具有最大值，則表示反射光LRD 之成像位置(圓圈中心)位於對應於累計光感測訊號SALSF 之水平方向上之位置。舉例而言，如第10圖所示，累計光感測訊號SALS10 具有最大值，因此可判斷反射光LRD 之成像位置(圓圈中心)位於對應於累計光感測訊號SALS10 之水平方向上之位置。由於累計光感測訊號SALS10 所對應之感測範圍係為9/2×WPIX ~5×WPIX ，因此累計光感測訊號SALS10 所對應之水平方向上之位置可表示為19/4×WPIX 。如此，反射光LRD 之成像位置(圓圈中心)可以累計光感測訊號SALS10 水平方向上之位置19/4×WPIX 來表示。
此外，相較於影像感測器700，影像感測器900具有更高的解析度。舉例而言，當利用影像感測器700來偵測反射光LRD 之成像位置DCS 時，若反射光LRD 之成像位置DCS (圓圈中心)於水平方向上之實際位置為(17/4)×WPIX ，則此時累計光感測訊號SALS5 具有最大值，因此反射光LRD 之成像位置DCS 會以影像感測器700之第5行感測單元於水平方向上之位置9/2×WPIX 來表示；若反射光LRD 之成像位置DCS (圓圈中心)於水平方向上之實際位置略為移動，而變成為(19/4)×WPIX ，此時累計光感測訊號SALS5 仍然具有最大值，也就是說，雖然反射光LRD 之成像位置DCS (圓圈中心)於水平方向上之實際位置已經從(17/4)×WPIX 變為(19/4)×WPIX ，但是反射光LRD 之成像位置DCS 仍會以影像感測器700之第5行感測單元於水平方向上之位置9/2×WPIX 來表示。
然而，當利用影像感測器900來偵測反射光LRD 之成像位置DCS 時，若反射光LRD 之成像位置DCS (圓圈中心)於水平方向上之實際位置為(17/4)×WPIX ，則此時累計光感測訊號SALS9 具有最大值，因此反射光LRD 之成像位置DCS 會以累計光感測訊號SALS9 於水平方向上之位置17/4×WPIX 來表示；然而，若反射光LRD 之成像位置DCS (圓圈中心)於水平方向上之實際位置略為移動，而變成為(19/4)×WPIX ，則此時累計光感測訊號SALS10 具有最大值，因此反射光LRD 之成像位置DCS 會以累計光感測訊號SALS10 於水平方向上之位置19/4×WPIX 來表示。由此可知，利用影像感測器900可更精確地偵測到反射光LRD 之成像位置DCS 。更進一步地說，相較於影像感測器700，在影像感測器900中，藉由調整每一列感測單元與其相鄰之其他列感測單元之水平方向上之位置相隔之位移距離，可使影像感測器900具有更高的解析度。
此外，在影像感測器900中，每一列感測單元與其相鄰之其他列感測單元之水平方向(或第9圖所示之X軸之方向)上之位置相隔之位移距離並不限定要相同。舉例而言，第1列感測單元與第2列之感測單元之間之位移距離為WPIX /2，而第2列感測單元與第3列之感測單元之間之位移距離為WPIX /4。此時，仍可第10圖所述之方法以利用影像感測器900來偵測反射光LRD 之成像位置DCS 。
請參考第11圖。第11圖係為說明本發明之影像感測器之結構之另一實施例1100之示意圖。如第11圖所示，影像感測器1100之M個感測單元排列成N行Q列。影像感測器1100與700之不同之處在於，影像感測器700之每一感測單元係為一正方形，而影像感測器1100之每一感測單元係為一長方形。舉例而言，影像感測器700之每一感測單元之寬度與高度皆等於WPIX ，而影像感測器1100之每一感測單元之寬度為WPIX ，高度則設計為(WPIX ×K/Q)，其中Q<K，也就是說，影像感測器1100之每一感測單元之長邊位於水平方向(X軸方向)上，短邊位於垂直方向上。換句話說，影像感測器1100之每一行感測單元具有與影像感測器700之每一感測單元相同之寬度，且影像感測器1100之每一行感測單元之數目Q雖然少於影像感測器700之每一行感測單元之數目K，但是影像感測器1100之每一行感測單元之總面積仍維持與影像感測器700相同。類似於影像感測器700，影像感測器1100提供M個感測單元所產生之M個感測訊號給距離計算電路，以使距離計算電路計算出累計光感測訊號SALS1 ~SALSN 。舉例而言，根據第1行感測單元CS11 ~CS1Q 之光感測訊號相加而產生之累計光感測訊號為SALS1 ；根據第2行感測單元CS21 ~CS2Q 之光感測訊號相加而產生之累計光感測訊號為SALS2 ；根據第N行感測單元CSN1 ~CSNQ 之光感測訊號相加而產生之累計光感測訊號為SALSN ，其他可依此類推，故不再贅述。如此一來，距離計算電路可利用第8圖所述之方法，以根據累計光感測訊號SALS1 ~SALSN 來得到反射光LRD 之成像位置，並進而計算出待測距離DM 。
相較於影像感測器700，由於在影像感測器1100中，每一感測單元之長邊位於水平方向上而使得每一行感測單元之數目較少(意即Q<K)，因此可減少距離計算電路於產生累計光感測訊號SALS1 ~SALSN 時所需累加之次數。由於影像感測器1100之每一行感測單元之總面積仍維持與影像感測器700相同，因此每一行感測單元所接收到之鏡頭LEN所匯聚之光之能量維持不變。換句話說，當利用影像感測器1100時，可減少距離計算電路於產生累計光感測訊號SALS1 ~SALSN 時所需處理之運算量，且同時維持累計光感測訊號SALS1 ~SALSN 之訊雜比。此外，在影像感測器1100中，每一感測單元之短邊位於水平方向上，且其寬度仍維持為WPIX 。換句話說，利用影像感測器1100來計算反射光LRD 於水平方向上之成像位置時，其解析度與利用影像感測器700之情況相同。因此，相較於影像感測器700，影像感測器1100可減少距離計算電路所需處理之運算量，並同時維持累計光感測訊號之訊雜比與成像位置於水平方向(意即短邊所位於之方向)上之解析度。
請參考第12圖。第12係為說明本發明之一具校正功能的測距系統1200之示意圖。如第12圖所示，測距系統1200包含一測距裝置100以及一半透明板1201。為了方便說明，於第12圖中僅描繪出測距裝置100的部分元件(發光元件120與影像感測器130)，而其餘元件則予以省略。如先前第4至6圖的相關描述，為了校正測距裝置100的發光誤差角度以及感測誤差角度，測距裝置100需要進行兩次的校正，亦即要發出兩次偵測光LID ，才能分別得到發光與感測誤差角度。相較於測距裝置100，測距系統1200僅需進行一次校正，亦即只要發出一次偵測光LID ，便能同時得到發光與感測誤差角度。細節說明如後。此外，為了能讓讀者更加瞭解測距系統1200的運作方式，於第12圖中關於光線的繪製係以一光線的寬度代表該光線的強度。
半透明板1201與測距裝置100之間的距離係為已知距離DCT ；校正物CO1 與測距裝置100之間的距離係為已知距離DC1 。半透明板1201之特性係為當一光線射至半透明板1201時，該光線之部份光線會被反射，而其餘部份則會穿透過去。當發光元件發射偵測光LID 時，偵測光LID 會先抵達半透明板1201，此時偵測光LID 的部份光線會穿透半透明板1201而成為偵測光LIDX ；偵測光LID 的部份光線會被半透明板1201所反射而成為反射光LRDY 。接著反射光LRDY 入射至影像感測器130並成像於感測單元CSY (亦即成像位置DCSY )。然後偵測光LIDX 抵達校正物CO1 ，被校正物CO1 所反射而成為反射光LRDX 。反射光LRDX 入射至影像感測器130並成像於感測單元CSX (亦即成像位置DCSx )。如此一來，參數計算電路150便可根據已知距離DC1 與DCT ，以及成像位置DCSX 與DCSY ，得出測距裝置100的發光誤差角度以及感測誤差角度而產生校正參數A與B，以讓距離計算電路140可正確地計算出待測距離。
此外，於測距系統1200中，可利用調整光線通過半透明板1201的比例，使得最後入射至影像感測器130的反射光LRDX 與LRDY 的強度約略相等。如此一來，便可有效提高訊雜比(signal noise rate,SNR)。為了不讓第12圖過於混亂，反射光LRDX 係被描繪為直接入射至影像感測器130。實際上，反射光LRDX 仍會通過半透明板1201而造成反射光LRDX 的部份光線被半透明板1201反射，使得最後入射至影像感測器130的反射光LRDX 的強度再度減弱。因此，假設一光線入射至半透明板1201所通過的比例為M/N，其中N大於M；且校正物的反射率為K/L，其中L大於K，則最後入射至影像感測器130的反射光LRDX 與LRDY 相較於原始的偵測光LID 的強度(以Q表示)可以以下式得出：
QX =(M/N)×(K/L)×(M/N)；
QY =(N-M/N)；
舉一實際的數值為例，設M/N為65%、K/L為90%，則強度QX 等於65%×90%×65%=38%；強度QY 等於35%，則可得知在這樣的情況下最後入射至影像感測器130的光線強度是約略相等的。
請參考第13圖。第13圖係為說明本發明之半透明板1201之兩種實施例之示意圖。如第13圖A所示，半透明板1201可為一整塊具有一穿透率的半透明板，此處所謂之穿透率係針對發光元件120所發出的偵測光的波長而言。舉例來說，若發光元件120發出的偵測光係為紅外線，則第13圖A的半透明板1201係對紅外線具有一穿透率。另外，如第13圖B所示，半透明板1201亦可由兩部份J1 與J2 所構成。部份J1 係為對於發光元件120所發出之偵測光LID 為全透明，亦即偵測光LID 可完全通過部份J1 ；部分J2 係為對於發光元件所發出之偵測光LID 為全不透明，亦即偵測光LID 會完全被部分J2 所反射。因此，在當發光元件120發出偵測光LID 時，有部分的偵測光LID 會入射至部分J1 而通過成為偵測光LIDX ；有部分的偵測光LID 會入射至部分J2 而反射成為反射光LRDY 。如此一來，第13圖B所示的半透明板1201亦能達成所需的效果。
綜上所述，本發明所提供之具校正功能的測距系統，藉由設置一半透明板，來達成以發出一次偵測光，便能得知組裝誤差角度並予以校正，提供給使用者更大的方便。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100．．．測距裝置
110．．．發光/感測控制電路
120．．．發光元件
130、700、900、1100．．．影像感測器
140．．．距離計算電路
150．．．參數計算電路
B1 ~BM ．．．感測背景光之能量
CS1 ~CSM 、CS11 ~CSNK 、CSNQ 、CSX 、CSY ．．．感測單元
LEN1 、LEN2 ．．．鏡頭
CO1 、CO2 ．．．校正物
DC1 、DC2 、DCT ．．．已知距離
DCS 、DCSI 、DCSJ ．．．成像位置
DCSX ．．．投影距離
DF ．．．焦距
DM ．．．待測距離
L．．．預定距離
LB ．．．背景光
LID 、LIDX ．．．偵測光
LF ．．．直線
LRD 、LRDX 、LRDY ．．．反射光
MO．．．待測物
OF ．．．焦點
P1 、P2 ．．．功率
RK ．．．感測反射光之能量
SAB ．．．參數訊號
SALS 、SALS1 ~SALS2N ．．．累計光感測訊號
SLD ．．．發光脈衝訊號
SLS ．．．光感測訊號
SP ．．．階段訊號
SRE ．．．讀取訊號
SST ．．．快門脈衝訊號
T1+ 、T2+ ．．．距離感測階段
T1- 、T2- ．．．雜訊感測階段
TC 、TR ．．．脈衝寬度
TF ．．．交流電週期
θ1 、θ2 、θ1I 、θ2I 、θ1J 、θ2J ．．．角度
θLD ．．．發光誤差角度
θCS1 、θCS2 ．．．感測誤差角度
1200．．．測距系統
1201．．．半透明板
第1圖與第2圖係為說明本發明之利用成像位置差異以測距之測距裝置之結構及工作原理之示意圖。
第3圖係為說明測距裝置減少閃爍現象之工作原理之示意圖。
第4圖係為說明校正發光元件所發出之偵測光之發光誤差角度之方法之示意圖。
第5圖與第6圖係為說明因組裝誤差而使影像感測器旋轉感測誤差角度之校正方法之示意圖。
第7圖係為說明本發明之影像感測器之結構之第一實施例之示意圖。
第8圖係為說明利用第7圖之影像感測器以偵測反射光之成像位置之工作原理之示意圖。
第9圖係為說明本發明之影像感測器之結構之另一實施例之示意圖。
第10圖係為說明利用第9圖之影像感測器以偵測反射光之成像位置之工作原理之示意圖。
第11圖係為說明本發明之影像感測器之結構之另一實施例之示意圖。
第12係為說明本發明之一具校正功能的測距系統之示意圖。
第13圖係為說明本發明之半透明板之兩種實施例之示意圖。
100‧‧‧測距裝置
120‧‧‧發光元件
130‧‧‧影像感測器
CSX 、CSY ‧‧‧感測單元
CO1 ‧‧‧校正物
DC1 、DCT ‧‧‧已知距離
LID 、LIDX ‧‧‧偵測光
LRDX 、LRDY ‧‧‧反射光
1200‧‧‧測距系統
1201‧‧‧半透明板

Claims (12)

  1. 一種具校正功能之測距系統，包含：一校正物；一半透明板；以及一測距裝置，與該校正物、該半透明板之間分別具有一第一及一第二已知距離，且該半透明板設置於該校正物與該測距裝置之間，該測距裝置包含：一發光元件，用來發出一偵測光，具有一發光誤差角度；一影像感測器，具有一感測誤差角度；其中該偵測光之部分光線透過該半透明板被該校正物所反射以成為一第一反射光，並入射至該影像感測器之一第一成像位置；其中該偵測光之部分光線被該半透明板反射以成為一第二反射光，並入射至該影像感測器之一第二成像位置；以及一參數計算電路，用來根據該第一與該第二已知距離、該第一與該第二成像位置，計算出該發光誤差角度以及該感測誤差角度；其中該第一與該第二反射光之強度約略相同。
  2. 一種具校正功能之測距系統，包含：一校正物；一半透明板；以及 一測距裝置，與該校正物、該半透明板之間分別具有一第一及一第二已知距離，且該半透明板設置於該校正物與該測距裝置之間，該測距裝置包含：一發光元件，用來發出一偵測光，具有一發光誤差角度；一影像感測器，具有一感測誤差角度；其中該偵測光之部分光線透過該半透明板被該校正物所反射以成為一第一反射光，並入射至該影像感測器之一第一成像位置；其中該偵測光之部分光線被該半透明板反射以成為一第二反射光，並入射至該影像感測器之一第二成像位置；以及一參數計算電路，用來根據該第一與該第二已知距離、該第一與該第二成像位置，計算出該發光誤差角度以及該感測誤差角度；其中該半透明板對於該偵測光具有一穿透率。
  3. 一種具校正功能之測距系統，包含：一校正物；一半透明板；以及一測距裝置，與該校正物、該半透明板之間分別具有一第一及一第二已知距離，且該半透明板設置於該校正物與該測距裝置之間，該測距裝置包含：一發光元件，用來發出一偵測光，具有一發光誤差角度； 一影像感測器，具有一感測誤差角度；其中該偵測光之部分光線透過該半透明板被該校正物所反射以成為一第一反射光，並入射至該影像感測器之一第一成像位置；其中該偵測光之部分光線被該半透明板反射以成為一第二反射光，並入射至該影像感測器之一第二成像位置；以及一參數計算電路，用來根據該第一與該第二已知距離、該第一與該第二成像位置，計算出該發光誤差角度以及該感測誤差角度；其中該半透明板包含一第一部分與一第二部分，該第一部分對於該偵測光係為透明；該第二部分對於該偵測光係為不透明。
  4. 如請求項3所述之測距系統，其中該偵測光入射於該半透明板之該第二部分之光線被反射而成為該第二反射光。
  5. 一種具校正功能之測距系統，包含：一校正物；一半透明板；以及一測距裝置，與該校正物、該半透明板之間分別具有一第一及一第二已知距離，且該半透明板設置於該校正物與該測距裝置之間，該測距裝置包含： 一發光元件，用來發出一偵測光，具有一發光誤差角度；一影像感測器，具有一感測誤差角度；其中該偵測光之部分光線透過該半透明板被該校正物所反射以成為一第一反射光，並入射至該影像感測器之一第一成像位置；其中該偵測光之部分光線被該半透明板反射以成為一第二反射光，並入射至該影像感測器之一第二成像位置；以及一參數計算電路，用來根據該第一與該第二已知距離、該第一與該第二成像位置，計算出該發光誤差角度以及該感測誤差角度；其中該測距裝置另包含一第一鏡頭；該發光元件用來發出一偵測光射向一待測物，以使該待測物產生一反射光，該第一鏡頭用來匯聚一背景光或該反射光，該影像感測器用來感測該第一鏡頭所匯聚之光之能量，以產生M個光感測訊號。
  6. 如請求項5所述之測距系統，其中該測距裝置另包含：一發光/感測控制電路，用於一距離感測階段時，控制該發光元件發光，且同時控制該影像感測器感測該第一鏡頭所匯聚之光之能量，以產生M個第一光感測訊號，於一雜訊感測階段內控制該發光元件不發光，且同時控制該影像感測器感測該第一鏡頭所匯聚之光之能量，以產生M個第二光感 測訊號；其中M代表正整數；以及一距離計算電路，用來根據該M個第一光感測訊號與該M個第二光感測訊號，以判斷該反射光於該影像感測器上之一成像位置，並根據該成像位置、該第一鏡頭之一焦距、該發光元件與該影像感測器之間之一預定距離，以計算該測距裝置與該待測物之間之一待測距離。
  7. 一種校正一測距裝置之方法，包含：設置一半透明板於該測距裝置與一校正物之間；其中該測距裝置與該半透明板之間具有一第一已知距離；其中該測距裝置與該校正物之間具有一第二已知距離；該測距裝置之一發光元件發出一偵測光以使該偵測光之一第一部份通過該半透明板而被該校正物反射以成為第一反射光以及該偵測光之一第二部份被該半透明板反射以成為第二反射光；該第一反射光入射至該測距裝置之一影像感測器之一第一成像位置；該第二反射光入射至該測距裝置之一影像感測器之一第二成像位置；以及根據該第一與該第二已知距離、該第一與該第二成像位置，得出該測距裝置之至少一誤差角度；其中該誤差角度係為該發光元件之一發光誤差角度。
  8. 一種校正一測距裝置之方法，包含：設置一半透明板於該測距裝置與一校正物之間；其中該測距裝置與該半透明板之間具有一第一已知距離；其中該測距裝置與該校正物之間具有一第二已知距離；該測距裝置之一發光元件發出一偵測光以使該偵測光之一第一部份通過該半透明板而被該校正物反射以成為第一反射光以及該偵測光之一第二部份被該半透明板反射以成為第二反射光；該第一反射光入射至該測距裝置之一影像感測器之一第一成像位置；該第二反射光入射至該測距裝置之一影像感測器之一第二成像位置；以及根據該第一與該第二已知距離、該第一與該第二成像位置，得出該測距裝置之至少一誤差角度；其中該誤差角度係為該影像感測器之一感測誤差角度。
  9. 一種校正一測距裝置之方法，包含：設置一半透明板於該測距裝置與一校正物之間；其中該測距裝置與該半透明板之間具有一第一已知距離；其中該測距裝置與該校正物之間具有一第二已知距離；該測距裝置之一發光元件發出一偵測光以使該偵測光之一第一部份通過該半透明板而被該校正物反射以成為第一反 射光以及該偵測光之一第二部份被該半透明板反射以成為第二反射光；該第一反射光入射至該測距裝置之一影像感測器之一第一成像位置；該第二反射光入射至該測距裝置之一影像感測器之一第二成像位置；以及根據該第一與該第二已知距離、該第一與該第二成像位置，得出該測距裝置之至少一誤差角度；其中該第一與該第二反射光之強度約略相同。
  10. 一種校正一測距裝置之方法，包含：設置一半透明板於該測距裝置與一校正物之間；其中該測距裝置與該半透明板之間具有一第一已知距離；其中該測距裝置與該校正物之間具有一第二已知距離；該測距裝置之一發光元件發出一偵測光以使該偵測光之一第一部份通過該半透明板而被該校正物反射以成為第一反射光以及該偵測光之一第二部份被該半透明板反射以成為第二反射光；該第一反射光入射至該測距裝置之一影像感測器之一第一成像位置；該第二反射光入射至該測距裝置之一影像感測器之一第二成像位置；以及根據該第一與該第二已知距離、該第一與該第二成像位置，得 出該測距裝置之至少一誤差角度；其中該半透明板對於該偵測光具有一穿透率。
  11. 一種校正一測距裝置之方法，包含：設置一半透明板於該測距裝置與一校正物之間；其中該測距裝置與該半透明板之間具有一第一已知距離；其中該測距裝置與該校正物之間具有一第二已知距離；該測距裝置之一發光元件發出一偵測光以使該偵測光之一第一部份通過該半透明板而被該校正物反射以成為第一反射光以及該偵測光之一第二部份被該半透明板反射以成為第二反射光；該第一反射光入射至該測距裝置之一影像感測器之一第一成像位置；該第二反射光入射至該測距裝置之一影像感測器之一第二成像位置；以及根據該第一與該第二已知距離、該第一與該第二成像位置，得出該測距裝置之至少一誤差角度；其中該半透明板包含一第一部分與一第二部分，該第一部分對於該偵測光係為透明；該第二部分對於該偵測光係為不透明。
  12. 如請求項11所述之方法，其中該偵測光入射於該半透明板之該第二部分之光線被反射而成為該第二反射光。
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