[发明专利]定位装置及用于定位装置的方法

说明书

本发明公开了一种定位装置及用于定位装置的方法，用于定位装置的方法包含经由影像感应器阵列在相异的时间取得多个影像；根据时间差，从该多个影像中选择第一影像与第二影像，其中取得该第一影像的时间与取得该第二影像的时间相隔该时间差；比较该第一影像与该第二影像，以决定该第一影像与该第二影像之间的重迭量；及根据该第一影像与该第二影像之间的该重迭量，调整该时间差。

技术领域

本发明提供一种定位装置及用于定位装置的方法，尤指具备超高图框率撷取系统(ultra high frame rate acquisition system)且所需的硅晶粒尺寸已被减低的定位装置。

背景技术

定位感应器(navigation sensor)(例如安装于电脑鼠标中的定位感应器)，会通过比较输入影像与参考影像，决定X方向与Y方向的位移量(displacement)。为了达成高精准度的轨迹追踪，输入影像与参考影像之间必须存在足够的重迭量。此重迭量是包含了定位程序所需的信号，而这些所需的信号可指示出追踪表面的精细特征。在追踪表面的各个位置上，输入影像与参考影像的互相比较结果，会反应出定位感应器的移动速度与移动方向。

在现有技术的定位感应器中，影像撷取(image acquisition)是以图框为计量基准，也就是说，介于连续的图框撷取之间，有固定的时段。举例而言，定位感应器若具有每秒5000图框的图框率，则定位感应器将于每200us撷取影像。

又以具有20画素×20画素阵列的定位感应器为例，每个画素是具有30um x30um的尺寸。假设为了达到理想的定位处理，输入影像与参考影像之间的重迭量必须至少为10画素×10画素的画素区块，则定位感应器的移动速度，将受到有效最大「速限」限制。假使定位感应器移动时，速度高于此速限，则重迭量将会小于10画素×10画素的影像重迭量，而导致定位资讯不足。图1是为上述举例提及的定位感应器移动时，其具有10画素×10画素的影像重迭的示意图。由图1可见，当使用数字信号处理器(digital signal processor；DSP)进行定位处理时，输入影像与参考影像之间必须维持至少10画素×10画素的影像重迭量。

图1的范例中，每秒有5000图框，图框IMG10是撷取时间T0撷取的参考影像的图框，具有20画素×20画素的面积；图框IMG11是撷取时间T1撷取的输入影像的图框，也具有20画素×20画素的面积；图框IMG10和图框IMG11之间有影像重迭面积OVE1，具有10画素×10画素的面积。在图1的范例中，撷取时间T1与撷取时间T0之间的时间差距是200us，也就是T1-T0＝200us。其中，影像重迭面积OVE1是供数字信号处理(DSP)使用。因为每一画素的尺寸是30um×30um，所以图1中，X轴的位移量是：在200us的时段内，10画素×30um，也就是300um。X轴方向的移动速度就是300um/200us＝1.5m/sec＝每秒60英寸。

在此范例的定位感应器中，其最大速限可通过1比1(非放大)透镜被计算得知：在200us的时段内有10画素的X轴位移量，也就是等于在200us的时段内具有300um的X轴位移量。因此，X轴方向的最大速限是为300um/200us＝1.5m/s，也就是大约为每秒60英寸(即60inches per second；60ips)。

当上述的定位感应器以超过最大速限的速度移动时，将导致介于输入影像与参考影像之间的重迭量太小。图2是为当移动速度高于最大速限，导致介于输入影像与参考影像的重迭量太小的示意图。如图2所示，两影像间仅有5画素×5画素的画素区块的重迭量，当使用数字信号处理(DSP)进行定位处理时，此重迭量是不够的。