TWI582525B - 影像感測器定位裝置及方法 - Google Patents

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TWI582525B
TWI582525B TW102125426A TW102125426A TWI582525B TW I582525 B TWI582525 B TW I582525B TW 102125426 A TW102125426 A TW 102125426A TW 102125426 A TW102125426 A TW 102125426A TW I582525 B TWI582525 B TW I582525B
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佛德瑞克 史特葛蘭
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安訊士有限公司
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Description

影像感測器定位裝置及方法
本發明係關於用以量測一相機中之一影像感測器之定位之一裝置及一方法。
由諸如數位相機之數位成像器件所擷取之影像之影像品質愈加重要。為了獲得更高品質，製造商已增加了由該感測器所擷取之像素之數目、光敏度、經配置以導引表示該影像之光至該相機之一影像感測器之光學器件。直接影響所擷取之一影像之該品質之另一重要因素係該影像感測器之該定位。為了獲得最佳影像品質，該相機之該影像感測器必須相對於該等光學器件之透鏡以一正確距離進行定位，否則該影像會由於失焦而模糊。而且，該影像感測器相對於該相機之該等光學器件之該等透鏡之光軸不應傾斜，因為傾斜會使該焦點隨著感測器表面而改變。
因此，影響獲得高影像品質之一個影響因素係正確定位該影像感測器。為了正確定位該影像感測器，必須對其位置進行檢查以便確認正確的定位或建議對該影像感測器位置進行調節。現今，為了檢查該影像感測器之該位置通常使用兩種方法之一者。
第一方法包含將平行於該相機之該光軸之一雷射光束發送至該影像感測器上且量測自該影像感測器所反射之反射角。在該量測期間，該相機之該等光學器件之該等透鏡被移除。從此方法來看，無法 斷定至該相機光學器件之該距離是否係恰當之距離。而且，若該影像感測器之該表面不平坦光滑，則該量測之精確性會降低。
第二方法包含藉由一透鏡擷取一目標影像、分析該擷取之影像以及按照對該擷取影像之分析結果所指示來調節該影像感測器或該透鏡之位置。此方法可有利地用於其中該透鏡相對於該影像感測器固定配置之相機，因為基於該分析之該等調節亦考慮該透鏡中之缺陷。
本發明之一目標係在量測一相機中之一影像感測器之位置時提供改良的精確性。
藉由如技術方案1之用以定位一影像感測器之一方法而達到該目標。在附屬技術方案中呈現本發明之進一步之實施例。
特定而言，根據本發明之一個實施例，用以將包含一光接收平面之一影像感測器定位在一相機內之一方法包括：以某一入射角將表示一第一預定圖案之一第一組實質上平行的光束投射至該影像感測器之該光接收平面上；以某一入射角將表示一第二預定圖案之一第二組實質上平行之光束投射至該影像感測器之該光接收平面上；暫存該影像感測器之該光接收平面上該影像感測器偵測出該等光束之位置；基於該等暫存位置產生調節資訊；指示該影像感測器之當前位置是否係一錯誤位置；以及基於該調節資訊調節該影像感測器之該位置。
此方法之一個優點係該影像感測器之該定位之精度由於已知方法而增加。另一優點係該方法使得能夠偵測複數個不同類型之定位錯誤且因此可有助於實施該影像感測器之正確定位。而且，該影像感測器之該定位直接影響所擷取影像之影像品質且因此可將該方法視為用以使來自相機之影像品質增加之一方法。
在另一實施例中，該第一組實質上平行之光束具有朝該影像感測器之該光接收平面之一第一行進方向，其中該第二組實質上平行之 光束具有朝該影像感測器之該光接收平面之一第二行進方向，且其中該等第一及第二方向係相交之方向。此等特徵之一個優點係其有利於增加該影像感測器之該定位之精度。
在一個實施例中，該第一組實質上平行之光束具有朝該影像感測器之該光接收平面之一第一行進方向，此第一方向具有實質上垂直朝向該影像感測器之該光接收平面引導之一第一分量以及垂直於該第一分量引導之一第二分量，其中該第二組實質上平行之光束具有朝該影像感測器之該光接收平面之一第二行進方向，此第二方向具有實質上垂直朝向該影像感測器之該光接收平面引導之一第一分量以及垂直於該第一分量引導之一第二分量，且其中該第一方向之該第二分量之該方向具有與該第二方向之該第二分量之該方向相反之一方向。此等特徵之一個優點係其有利於增加該影像感測器之該定位之精度。
在一特定實施例中，該第一組及該第二組之該等實質上平行之光束之該入射角分別係至少30度。
在另一實施例中，該第一組及該第二組之該等實質上平行之光束之該入射角分別係至少45度。
根據一個實施例，該第一組實質上平行之光束之該等光束之顏色與該第二組實質上平行之光束之該等光束之顏色不同。使用不同顏色之光可有利於分析該等暫存之光束。
根據又一實施例，該第一組實質上平行之光束的該等光束之顏色係紅色、綠色及藍色的群組中所包含之該等顏色之一者，且其中該第二組實質上平行之光束的該等光束之該顏色係紅色、綠色及藍色的群組中所包含之該等顏色之另一者。若該等顏色區別明顯，則更加有利於識別該等組之實質上平行之光束。
根據另一實施例，顏色差異對應於該兩組之實質上平行之光束的該等顏色之間的波長之至少25nm的差異。若顏色的波長區別明 顯，則更加有利於識別該等組之實質上平行之光束。
在一個實施例中，在一第一時間週期期間實施將該第一組實質上平行之光束投射至該影像感測器之該光接收平面上，其中在一第二時間週期期間實施將該第二組實質上平行之光束投射至該影像感測器之該光接收平面上，且其中該第一時間週期包含並不包含在該第二時間週期內之至少一個時間週期。此實施例之優點係亦有利於識別屬於該等組之實質上平行之光束之每一組之該等光束。該前述實施例亦可包含以下限制：該第二時間週期包含並不包含在該第一時間週期內之至少一個時間週期。
在另一實施例中，投射一第一及一第二組實質上平行之光束之動作包含準直該光之動作。
在又一實施例中，該第一預定圖案及該第二預定圖案係實質上相同。此實施例可有利於識別由該影像感測器之錯誤定位而引起之差異。
在又一實施例中，該等預定圖案之至少一者包含具有實質上自該影像感測器之有效表面的一個邊緣延伸至該影像感測器之該有效表面的一相反邊緣之一長度的平行線。
根據一個實施例，該方法進一步包含：判定用該第一組實質上平行之光束所投射之該第一預定圖案與用該第二組實質上平行之光束所投射之該第二預定圖案之間的一距離；以及基於該第一預定圖案及該第二預定圖案之間的該距離而判定至少一個錯誤狀態。
根據另一實施例，該第一組實質上平行之光束及該第二組實質上平行之光束係使用單一光發射器件而產生。
在另一實施例中，投射一第一組實質上平行之光束之動作包含：以實質上垂直於該影像感測器之該光接收平面的一角度將實質上平行之光束發送至該相機中、在一重新定向表面處以該入射角朝向該 影像感測器之該光接收平面重新定向該等實質上平行之光束，該等光束之該重新定向係在該等光束已穿過該相機之一透鏡支架之後才實施。此實施例之優點係即使該相機之該光進入開口太小而不能提供足夠大之入射角用於以此角度直接發送該等光束，仍可獲得該感測器位置測試之解決。
根據本發明之另一態樣，用以量測一相機內之一影像感測器的該位置之一量測系統包括：經配置以發射表示一第一預定圖案之一第一組實質上平行的光束之一第一光源、經配置以發射表示一第二預定圖案之一第二組實質上平行之光束之一第二光源，且其中該第一光源及該第二光源經引導以使來自各自光源之該等光束與來自另一光源之該等光束相交。此系統之一個優點係其允許一影像感測器精確定位在一相機中。該系統之另一優點係該系統可識別該影像感測器之不同類型之定位錯誤。
根據一個實施例，該第一光源包括一光發射器件、一光準直儀以及一圖案產生器。
根據另一實施例，該第一光源包括一光引導構件，其經配置以將來自一光發射器件之光束重新定向至與來自該第二光源之該等光束相交之一方向上。
本發明之適用性之一進一步範疇將自下文所給出的詳細描述變得顯而易見。然而，應瞭解，該等詳細描述及特定實例雖然指示本發明之較佳實施例，但其僅藉由說明方式而給出，因為熟悉此項技術者將從此詳細描述容易了解本發明之範疇內之各種變更及修改。因此，應瞭解，本發明不受限於所描述之器件之特定組件部件或所描述之方法之步驟，因為此器件及方法可能改變。亦應瞭解，本文所使用之術語僅出於描述特定實施例之目的，且不應被視為限制性。必須注意，如在本說明書及所附申請專利範圍中所使用，冠詞「一(a),an)」、「該 (the,said)」意指存在一個或多個元件(除非上下文另外明確指示)。因此，舉例來說，所稱「一感測器」或「該感測器」可包含若干感測器及類似者。此外，詞語「包括」並不排除其他元件或步驟。
10‧‧‧量測系統
12‧‧‧影像感測器
14‧‧‧相機外殼
15‧‧‧相機
16‧‧‧第一光源
18‧‧‧第二光源
20‧‧‧定位處理器
22‧‧‧連接器
23‧‧‧調節介面
40‧‧‧第一組準直光
42‧‧‧第二組準直光
48‧‧‧光束
50‧‧‧法線
52‧‧‧入射點
54‧‧‧直線
56‧‧‧光接收平面
58‧‧‧光接收平面之正確位置
60‧‧‧直線
62‧‧‧直線
64‧‧‧光軸
70‧‧‧準直光束/光學路徑
72‧‧‧準直光束/光學路徑
74‧‧‧直線
76‧‧‧直線
202‧‧‧步驟
204‧‧‧步驟
206‧‧‧步驟
208‧‧‧步驟
210‧‧‧步驟
250‧‧‧光發射器件
252‧‧‧準直儀
254‧‧‧圖案產生透鏡
270‧‧‧光引導構件
272‧‧‧光引導構件
274‧‧‧表面
276‧‧‧表面
278‧‧‧表面
L1‧‧‧直線之間之距離
L2‧‧‧與正確定位之偏差
參考附圖，本發明之其他特徵及優點將從一當前較佳實施例之以下之詳細描述變得顯而易見，其中圖1係描繪用於根據本發明之一個實施例定位一影像感測器之一配置之一示意圖，圖2係根據本發明之一個實施例之抵達一影像感測器之光束組之一示意圖，圖3係圖2中不在該等光束抵達其之位置中之該影像感測器之一示意圖，圖4係與圖3之該影像感測器處於相同位置中之圖3中之該影像感測器之側視圖，圖5a係根據一個實施例當該影像感測器配置於該最佳位置中時至一影像感測器上之投射線之一示意性側視圖，圖5b係由圖5a中之該感測器暫存之該光之一示意圖，圖6a係該影像感測器之一示意圖，其展示當沿著光學路徑較遠地配置該影像感測器時抵達該影像感測器之該等光束，圖6b係由圖6a中之該感測器暫存之該光之一示意圖，圖7a係該影像感測器之一示意圖，其展示當過早地在該光學路徑中配置該影像感測器時抵達該影像感測器之該等光束，圖7b係由圖7a中之該感測器暫存之該光之一示意圖，圖8a係該影像感測器之一示意圖，其展示當相對於該光學路徑傾斜地配置該影像感測器時抵達該影像感測器之該等光束，圖8b係由圖8a中之該感測器暫存之該光之一示意圖， 圖9係當該影像感測器繞圖式中x軸傾斜時由該影像感測器暫存之該光之一示意圖，圖10係當該影像感測器之該光接收表面相對於該影像感測器之該主體向外或向內凸出時由該影像感測器暫存之該光之一示意圖，圖11係根據本發明之一個實施例之一方法之一流程圖，圖12係根據本發明之一個實施例之一光源發射準直光(collimated light)之一示意圖，圖13係根據本發明之另一實施例之一光源發射準直光之一示意圖，圖14a至圖14e展示在本發明之一實施方案中可被投射至該影像感測器上之圖案之實例，圖15根據一個實施例展示用以調整該投射圖案中之該等光束之角度的一光引導構件之一示意圖，圖16根據另一實施例展示用以調整該投射圖案中之該等光束之角度的一光引導構件之一示意圖，及圖17根據又一實施例展示用以調整該投射圖案中之該等光束之角度的一光引導構件之一示意圖。
此外，在該等圖式中，在遍及若干圖式中相同參考字元指定相同或對應部件。
本發明係關於用以將一影像感測器定位於一相機中之一方法以及用以識別一相機中之一影像感測器之錯誤定位之一器件或系統。
現在參考圖1，根據本發明之一個實施例，一量測系統10或量測器件經配置以量測一相機15之一相機外殼14中之一影像感測器12之該定位以使該影像感測器12能夠進行高精度定位，該量測系統10包含兩個光源(一第一光源16及一第二光源18)，其經引導為朝向彼此且朝向 待經定位之該影像感測器12。根據一個實施例，自該兩個光源16、18發射之光可發源於兩個個別之光發射器件，或根據一替代實施例，其可發源於一單一光發射器件及某一種類之光束分光鏡，例如一棱鏡、反射鏡等。該等光源16、18經配置以產生形成一預定圖案之準直光。準直光或準直光束係實質上平行之光束。
此外，該影像感測器連接至該量測系統10之一定位處理器20。該定位處理器20係經配置以處理該相機外殼14內之該影像感測器12所擷取之影像資料之一器件。該影像資料可由該相機電子器件經由配置於該相機外殼14中之一連接器22而輸出且隨後在該定位處理器20處之一輸入處被接收。隨後該定位處理器20處理該影像資料且將資料呈現給一操作者，該操作者可能夠基於該資料判定可能發生之偏差之藝術，或該定位處理器20處理影像資料、對其進行分析且基於自該相機15所獲得之擷取影像判定相對於一預期影像之任何偏差。對一操作者之一呈現可僅係該擷取影像之一視覺呈現。在該定位處理器20判定偏差之情形中，可將此資料發送至能夠基於自該定位處理器20接收之該資料調節該影像感測器之一調節器件。
在圖2中展示一簡化實例以有利於對本發明之理解。在此實例中，展示兩組準直光束40、42，一第一組準直光40及一第二組準直光42。每一組準直光係形成一直線。分別以入射角α1及α2朝向該影像感測器發射兩組準直光束。該第一組準直光束40之入射角α1可與該第二組準直光束42之入射角α2不同。然而，使該兩組準直光40、42之入射角α1、α2相同(即α1=α2)可為有利的。在此實例中，α1=α2=45度。入射角為一光束48落在一表面上時在入射點52處與法線50所成之角度。在此實例之情形中，該量測系統10經配置以便在距離一參考平面一預定距離處將該兩組準直光束投射成單一直線54，即該第一組準直光40之該投射圖案為一直線、該第二組準直光42之該投射圖案為一直線且該 等第一及第二組準直光之此等投射圖案傾向於在該預定距離處疊合。因此，若該影像感測器及(因此)該影像感測器之一光接收平面56定位在該預定距離處(如在圖2中)，則該影像感測器偵測出單一直線。
上文所討論之該參考平面可為由該相機之一透鏡支架之性質而定義之一平面，藉此使該距離及該等角度與至該相機內之該光學路徑有關聯且與安裝在該相機上之透鏡之焦平面有關聯。
在圖3中使用與圖2中之該量測系統相同之設置。因此，該等第一及第二組之準直光之該等圖案係直線且兩組中之該等光束之該等入射角係45度。然而，該影像感測器12及其光接收平面56並未正確地定位。該光接收平面之正確位置由虛線框58指示。如在圖3中所見，現在每一組準直光束40、42之該等投射直線作為兩條單獨直線60、62抵達該光接收平面。該等兩條直線之間之距離L1指示與該正確定位之偏差L2。在此實例中，雖然該影像感測器12定位在距離該正確位置一距離處，但其仍係與一光接收平面之該正確位置平行定位。可使用本發明之系統或方法偵測出之其他錯誤係影像感測器傾斜、感測器表面不平坦等。圖3之實例於圖4中展示為一側視圖。在下文其他實例中將使用簡化說明朝向該感測器投射之光束組之此方式。
在圖4中，使用圖3之該實例說明此種類型之量測方法之精度。可藉由判定該等兩個光束40、42之該等偵測位置60、62及獲悉該等光束之該入射角來計算該影像感測器的該光接收平面56的該定位沿著該相機系統的該光軸64與該光接收平面之該正確位置58之偏差。在圖4中之該實例中，此等兩個光束匯聚於該正確定位之光接收平面58中，且因此當該光接收平面56沿著該相機系統之該光軸64移動時在彼此相距一距離L1處此等兩個光束被偵測出。由於在此實例中該入射角為45度，所以該光接收平面56之該位置與該光接收平面之該正確位置58在平行於該光軸之一方向上的偏差L2可易於進行計算，因為該偏差L2 係抵達該光接收平面56處之該等光束之該等兩個位置之間的距離L1之一半的距離之幾何關係。因此，在此特定情形中，可將該光軸之該方向上之該位置錯誤計算為L2=L1/2。若將該入射角設為另一角度，則可使用三角函數基於距離L1計算該位置錯誤L2。
從此實例，我們亦可斷定量測的精度取決於影像感測器上位置之量測的精度。舉例而言，若對該感測器之位置之量測精度係一個像素，則該精度將係半個像素。對如Aptina MT9P401之一影像感測器(其中該像素間距係2.2μm)而言，該精度將係1.1μm。
在一個實施例中，參看圖5a及5b，藉由每一組準直光束70、72而投射至該影像感測器12上之該圖案係複數條直線。在圖5a中展示朝向該影像感測器12而行進之該等光束。在此實施例中，該兩組準直光束70、72之每一組均將直線74、76之一圖案投射至該影像感測器上。在圖5b中展示於該影像感測器上所得之影像。來自該兩組準直光束之該等光束匯聚於單一圖案中，即來自該第一組準直光束之該圖案中之每一直線74匯聚於來自該第二組準直光之該圖案中之一對應直線76中，且因此導致與由該第一或第二組準直光所產生之該等個別圖案之任一者相同之一圖案。當該光接收平面56正確定位時(其不傾斜且其沿著該光學路徑定位在正確位置處)獲得此所得之疊合圖案。
現在參考圖6a至圖6b，舉例而言，當該光接收平面56並未定位在最佳位置58處而沿著該光學路徑定位於一更遠(相對於該光沿著該光學路徑行進之方向更遠)距離處且仍平行於該最佳接收平面時，則如圖6b中所描繪之一圖案係由該影像感測器12暫存。相較於該光接收表面之該最佳定位而言，該圖案包含兩倍數目之直線74、76，因為形成該等直線之來自該等兩個個別組之準直光束70、72之該光束因該影像感測器之該定位而不疊合。因此來自該第一組準直光束70之該等光束被暫存為直線74，且來自該第二組準直光束72之該等光束被暫存為直 線76。如上文所描述，本應已互相重合之兩條直線之間的距離L1指示沿著該光軸之一方向上的位置錯誤。而且，比較圖6a至圖6b與圖7a至圖7b，不論該光接收平面56相對於該最佳定位光接收表面58更早定位於該光學路徑中，抑或沿著該光學路徑定位於更遠處，若與該最佳位置之該偏差相同，則該圖案將相同，即若該光接收表面56提早一距離x定位於該光學路徑中或沿著該光學路徑定位於更遠達一距離x處，則結果將係相同圖案。下文將描述用以找出該錯誤之方向之一方案。
在圖8a至圖8b中，來自該兩組準直光束70、72之該等光束形成直線之一圖案，其中應彼此重合之兩條直線74、76之間之距離L1沿著該光接收表面56自圖8b中之最左邊位置處之彼此重合改變成在最右邊位置處之位於彼此相距最遠之距離處。此係該光接收平面56之結果，且因此該影像感測器12如在圖8a中所展示傾斜。
在圖9中，來自該兩組準直光束70、72之該等光束產生彼此相交之直線之該圖案，正如來自每一組準直光束70、72之直線74、76在不同方向上傾斜。若此圖案由該影像感測器12暫存，且該系統仍經配置以在該光接收表面處於該最佳位置處時產生圖5b之該圖案，則該等傾斜直線74、76指示該影像感測器繞該x軸(該x軸在圖9中進行定義)而傾斜。
一影像感測器12具有不平坦而相對於該影像感測器之該主體向外或向內凸出之一光接收表面，若系統以其他方式經配置以在該光接收表面處於該最佳位置處且平坦時產生圖5b之該圖案，則該影像感測器12可暫存與圖10中所描繪之圖案相似之一圖案。可偵測出之研究或分析由該感測器暫存之該圖案之與該最佳位置之其他偏差係與該光軸64正交之一平面中的該影像感測器12的中心，且若該影像感測器12繞該光軸轉動。此等位置錯誤可偵測為一錯置之圖案，即該圖案之該中心並未暫存於該影像感測器之該中心內，或作為一翻轉圖案，例如該 圖案與該影像感測器12之該等邊緣並不對準。
在該等上述實例之多數者中，可快速而方便地發現並識別該影像感測器之該位置與該最佳位置之偏差或感測器表面不平整。然而，補償方向並不會自該偵測圖案顯而易見。舉例而言，在上文所提出之該實例中，若該影像感測器12之該位置沿著該光學路徑處於距離該最佳位置之一特定距離處，那麼不論此位置是否更早處於該光學路徑中或沿著該光學路徑位於更遠處，由該影像感測器12暫存之該圖案均相同。在該上文之實例中，該影像感測器之此等兩個不同位置處之該等圖案之間之差異係來自由該等位置之一者中的該第一組準直光束投射的該圖案的直線被暫存至來自由該第二組準直光束投射之圖案的直線的一側，且在該影像感測器之另一位置中，來自由該第一組準直光束投射之該圖案之該直線被暫存至來自由該第二組準直光束投射的該圖案的該直線的另一側，參看圖6a至圖6b與圖7a至圖7b之間之光束抵達該影像感測器處之差異。為了偵測出由該影像感測器暫存之該圖案所表示的係此兩個位置之哪一者，該系統可經配置以判定該圖案中一特定直線之起點，即在此實施例中，該直線係起源於該第一組準直光束還是起源於該第二組準直光束。
獲得此之一個方法係使來自該第一組準直光束之該光束與來自該第二組準直光之該等光束具有一不同波長。舉例而言，來自該第一組之該等光束可為藍色且來自該第二組之該等光束可為紅色。可使用來自該等不同組之該等光束之其他波長。舉例而言，該等第一及第二組準直光之間之波長差異可小至25nm。
獲得來自該等不同組準直光束之該等光束之間之一可偵測差異的另一方法係及時在不同點處發送來自該等不同組之該等光束，例如在時間t處發送來自第一組之光束且在時間t+td處發送來自該第二組之光束。替代地，可以p時間單元之一週期週期性發送來自該第一組之 該等光束，即在時間p*n處發送週期數n，且可以相同週期但與該第一組相距半個週期來發送來自該第二組之該等光束，即，可在時間p*n+p/2處發送來自該第二組之週期數n。
獲得一可偵測差異之其他方法係使該等組之準直光束之一組所投射之直線比其他組之準直光束所投射之直線更寬、使該等組之一組所投射之光強度比其他組更弱或者結合此等實施例之兩者。
現參考圖11，在一個實施例中，藉由以一預定入射角將來自該第一組準直光束之一圖案投射至該影像感測器上來實施該影像感測器12之定位，步驟202。亦以一預定入射角將來自該第二組準直光束之一圖案投射至該影像感測器12上，步驟204。當在該兩組準直光束中使用相同顏色的光或不同顏色的光時，可同時或實質上同時實施來自該等兩個不同組之準直光束之光束的投射。替代地，當以相同週期交替發送該光以便將來自一個組之光束之該等圖案與來自另一組之光束之該等圖案分開時，隨後在不同於來自該第二組之該等光束之投射的時間點處實施來自該第一組之該等光束之該圖案的投射。偵測且暫存在該影像感測器處接收之該光之該等位置，步驟206。在該位置處理器20中暫存該接收之光之該等位置用於進一步的處理。然後傳遞基於該等偵測位置之調節資訊(步驟208)至一調節介面。此調節資訊指示該影像感測器之當前位置是否係一錯誤位置。在一個實施例中，該調節資訊亦指示為了正確定位應如何調節該影像感測器及調節多少。
至一調節介面之該傳遞可包含將一影像或一影像流傳遞至一顯示器。在傳遞影像或影像流之情形中，該調節介面係該定位處理器與該顯示器之間之該介面，或其係該顯示器本身。
替代地，調節資訊至一調節介面之該傳遞可包含傳遞偏差距離、偏差方向、在不同維度中之偏差角度等之任意組合，且可將該調節介面連接至經配置以調節一影像感測器之定位之一影像感測器調節 組合件。此調節組合件可建置至該相機中，且倘若如此，則該調節介面係該相機與該定位處理器之間之該介面。
當該調節資訊已被傳遞，則基於該傳遞之調節資訊來調節該影像感測器之位置及/或傾斜，步驟210。在該調節資訊被顯示在一顯示器上之情形中，一操作者控制該影像感測器之該重定位，且根據一個實施例，其可重複讀取該顯示器上之該調節資訊且對該影像感測器重複進行重定位。在該調節資訊被傳遞至一影像感測器調節組合件之情形中，該影像感測器調節組合件隨後根據該調節資訊來實施該等調節。
現在參考圖12，根據一個實施例，該光源16、18或光源16、18可包括一雷射形式之一光發射器件250、一準直儀252以及一圖案產生透鏡254。該雷射250可為任何雷射，在一個實施例中發射具有不同波長之光的兩個雷射可用於該等不同光源16、18，以便提供兩組光束，該兩組中之該等光束之波長不同。該準直儀252配置在該雷射250之該光路徑中以便準直來自該雷射之光。若來自該雷射之該光在其自該雷射250發射時被準直，則不需要使用該準直儀252，參看圖13。該經準直的光隨後被引導穿過一圖案產生透鏡254且抵達該影像感測器12上，以便將該預定圖案投射至該影像感測器12上。
投射至該影像感測器上之該圖案可為使其易於量測或觀察由於該影像感測器之該位置錯誤而產生之相對於一第二圖案之該圖案之失真或異常的任何設計。替代地，對於上文所討論之該直線圖案而言，該圖案可由複數個間隔均勻的點形成(參看圖14a)，其中單一圖案中之點之間之距離或兩個圖案之點之間之距離可指示該影像感測器之錯誤定位。可使用之另一圖案係單一圓圈(參看圖14b)、複數個圓圈(參看圖14c)、一十字絲圖案(參看圖14d)或一交叉影線圖案(參看圖14e)。基於此說明書，待考慮之進一步圖案將顯而易見。
在一些應用中，可能難以使經準直光以相對於該影像感測器12之該光接收平面56之一大的入射角抵達該影像感測器12而不被該相機15之特徵阻擋。當該影像感測器12被配置在距離該相機外殼14中之開口(其經配置以接收光用以由該影像感測器12暫存)一較大距離處時此可尤其困難。可以多種方法解決此問題。一種方法係在該系統之該設置中包含一光引導構件270。該光引導構件經配置以將平行於該光學路徑(在許多情形中，此亦意味著垂直於該影像感測器12之該光接收平面56)而發送之經準直光束70、72重新定向至朝向該影像感測器之該光接收平面56具有一入射角α之一路徑中。可根據前述討論選擇入射角α之值。
在圖15中展示一光引導構件270之一個實施例。使用該壁272之該等光束之反射實施該光之重新定向。該光引導構件270可為由於材料之折射率而使得能夠自其壁272反射之一光導引材料之部份，或其可為其中已使壁272具有反射性之一管。該管之橫截面可為任意形狀，例如圓形、正方形、三角形、橢圓形、長方形、星形或任何其他多邊形。
在圖16中展示一替代性實施例。在此實施例中，該光引導構件272經設計以具有一小的寬度，例如類似於該影像感測器12之寬度之一寬度。使該光引導構件272較小之一個原因係使得能夠插入一小的相機開口，以使該光引導構件與該影像感測器12之該影像光接收平面56足夠接近用以產生有用光束。此實施例可為允許該等光束以特定經選擇入射角進行折射及反射以便使該入射光方向重新定向至具有所需入射角之光束之光導引材料之一個主體或個別主體之一配置。為了有利於對該等光引導構件270之理解，現在說明穿過一個特定光束之該等光引導構件之該路徑。該光束在一表面274處進入該光引導構件，在該表面274處該光束易於發生折射且被引向入射角如此之大以至該 光束朝向表面278(其中該光束再一次易於發生折射且具有所需方向之一光束正自該光引導構件向外行進)而反射之表面276。圖17中所展示之一光引導構件270之實施例類似於圖16中所展示之實施例。此實施例具有與圖17之實施例相同之一較小寬度，且除了圖17之該實施例之外此實施例之該高度甚至更小。另一不同係該等光學路徑之組織。在圖16之該實施例中，該等光引導構件270之該出口部份之一側之該等光學路徑70均被引向來自該光引導構件270之出口部份之另一側之光學路徑72。在圖17之該實施例中，被引向另一光學路徑72之一光學路徑70總是彼此靠近而離開該光引導構件270，即沒有其他光學路徑定位在中間。
在一系統中實施與上文所描述之構件相同之一光引導構件，該光引導構件可被視為光源。若該實施例使用兩個不同組之準直光且該光引導構件因此輸出兩個不同組之準直光(其以任何前文所描述之方法而不同)，則該光引導構件可被視為兩個不同的光源。
12‧‧‧影像感測器
40‧‧‧第一組準直光
42‧‧‧第二組準直光
56‧‧‧光接收平面
58‧‧‧光接收平面之正確位置
L1‧‧‧直線之間之距離
L2‧‧‧與正確定位之偏差

Claims (15)

  1. 一種用於將包含一光接收平面(56)之一影像感測器(12)定位在一相機(camera,15)內之方法，該方法包括：產生形成複數個預定圖案之準直光(collimated light)；以針對一第一預定圖案之一入射角(α1)將表示該第一預定圖案之第一複數個準直光束(40)投射至該影像感測器(12)之該光接收平面(56)上，以針對一第二預定圖案之一入射角(α2)將表示該第二預定圖案之一第二複數個準直光束(42)投射至該影像感測器(12)之該光接收平面(56)上，暫存該影像感測器(12)之該光接收平面(56)上之該等投射光束(40、42)之位置，基於該等暫存位置來產生調節資訊，從而指示該影像感測器(12)之當前位置是否係一錯誤位置，及基於該調節資訊來調節該影像感測器(12)之該位置。
  2. 如請求項1之方法，其中該第一複數個準直光束(40)具有朝向該影像感測器(12)之該光接收平面(56)行進之一第一方向，其中該第二複數個準直光束(42)具有朝向該影像感測器(12)之該光接收平面(56)行進之一第二方向，且其中該等第一及第二方向係相交方向。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該第一複數個準直光束(40)具有朝向該影像感測器(12)之該光接收平面(56)行進之一第一方向，此第一方向具有實質上垂直朝向該影像感測器(12)之該光接收平面(56)引導之一第一分量以及垂直於該第一分量引導之一第二分量，其中該第二複數個準直光束(42)具有朝向該影像感測器(12) 之該光接收平面行進(56)之一第二方向，此第二方向具有實質上垂直朝向該影像感測器(12)之該光接收平面(56)引導之一第一分量以及垂直於該第一分量引導之一第二分量，且其中該第一方向之該第二分量之方向具有與該第二方向之該第二分量之方向為相反方向之一方向。
  4. 如請求項1之方法，其中該第一複數個準直光束(40)及該第二複數個準直光束(42)之準直光束之該等入射角(α1，α2)分別係至少30度。
  5. 如請求項1之方法，其中該第一複數個準直光束(40)及該第二複數個準直光束(42)之準直光束之該等入射角(α1，α2)分別係至少45度。
  6. 如請求項1之方法，其中該第一複數個準直光束(40)之該等光束之顏色與該第二複數個準直光束(42)之該等光束之顏色不同。
  7. 如請求項6之方法，其中該顏色差異為至少25nm的波長之差異。
  8. 如請求項1之方法，其中在一第一時間週期期間實施將該第一複數個準直光束(40)投射至該影像感測器(12)之該光接收平面(56)上，其中在一第二時間週期期間實施將該第二複數個準直光束(42)投射至該影像感測器(12)之該光接收平面(56)上，且其中該第一時間週期包含不包含於該第二時間週期中之至少一個時間週期。
  9. 如請求項1之方法，其中投射該第一複數個準直光束(40)及該第二複數個準直光束(42)之動作包含校準該光之動作。
  10. 如請求項1之方法，其中該等預定圖案之至少一者包含具有實質上自該影像感測器(12)之有效表面之一個邊緣延伸至該影像感測器(12)之該有效表面之一相反邊緣之一長度之平行線。
  11. 如請求項1之方法，進一步包括判定使用該第一複數個準直光束(40)所投射之該圖案與使用該第二複數個準直光束(42)所投射之該圖案之間之一距離，且基於所投射之該第一複數個預定圖案及所投射之該第二複數個預定圖案之間之該距離來判定至少一個錯誤狀態。
  12. 如請求項1之方法，其中投射一第一複數個準直光束(40)之該動作包含：以實質上垂直於該影像感測器(12)之該光接收平面(56)之一角度將實質上平行之光束發送至該相機(15)中、在一重新定向表面(272；274,276,278)處以該入射角(α1)使該等實質上平行之光束朝向該影像感測器(12)之該光接收平面(56)重新定向，該等光束之該重新定向係在該等光束已通過該相機之一透鏡支架之後實施。
  13. 一種用於量測一相機中之一影像感測器(12)之位置之量測系統(10)，該系統包括：一第一光源(16)，其經配置以朝向該影像感測器(12)發射表示一第一預定圖案之一第一組實質上平行之光束(40)，一第二光源(18)，其經配置以朝向該影像感測器(12)發射表示一第二預定圖案之一第二組實質上平行之光束(42)，及一輸入，其經組態以接收由該影像感測器(12)所擷取之影像資料，其中該第一光源(16)及該第二光源(18)經引導以使來自各自光源(16，18)之該等光束與來自另一光源(16，18)之該等光束相交(intersect)。
  14. 如請求項13之量測系統，其中該第一光源(16)包括一光發射器件(250)、一光準直儀(252)及一圖案產生器(254)。
  15. 如請求項13或14之量測系統，其中該第一光源(16)包括一光引導 構件(270)，其經配置以使來自一光發射器件(250)之光束重新定向至與來自該第二光源(18)之該等光束相交之一方向上。
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