[发明专利]可用来判断参考物件或光源相对位置的光学侦测装置

说明书

本发明是公开一种可根据一光源发出之一侦测光讯号透过一参考物件产生的一反射光讯号来判断该参考物件或该光源相对位置的光学侦测装置。该光学侦测装置包含有一透光元件、至少一不透光结构以及一光学侦测元件。该透光元件之一焦距是大于一预定距离。该不透光结构相对该透光元件位于特定位置。该光学侦测元件以间隔该预定距离之方式邻设于该透光元件。该反射光讯号通过该透光元件投射到该光学侦测元件之一侦测面，该不透光结构阻挡部份的该反射光讯号而在该侦测面形成一特征影像，并根据该特征影像之一参数判断该参考物件或该光源的相对位置。

技术领域

本发明是提供一种光学侦测装置，尤指一种可用来判断参考物件或光源相对位置的光学侦测装置。

背景技术

传统的光学测距装置具有发光单元、光学透镜与光学侦测元件。发光单元产生侦测光线以投向外部的待测物件，自参考物件折回的反射光线经由光学透镜投射到光学侦测元件上，光学侦测元件分析反射光线的参数变化以判定待测物件的相对距离关系。光学透镜的作用在于聚焦反射光线后再打入光学侦测元件，因此传统光学测距装置的结构尺寸受限于光学透镜的焦距长度，难以设计出轻巧薄型的外观。此外，传统光学测距装置以光学透镜将反射光线聚焦到光学侦测元件上，若光学测距装置相对于待测物件的测试距离越短，光学侦测元件的侦测精准度就会大幅衰退，故传统的光学测距装置在外型设计与使用功能上都有极大的改进空间。

发明内容

本发明是提供一种可用来判断参考物件或光源相对位置的光学侦测装置，以解决上述之问题。

本发明之申请专利范围是揭露一种光学侦测装置，可根据一光源发出之一侦测光讯号透过一参考物件产生的一反射光讯号来判断该参考物件或该光源的相对位置。该光学侦测装置包含有一透光元件、至少一不透光结构以及一光学侦测元件。该透光元件之一焦距是大于一预定距离。该不透光结构位于与该透光元件呈一预定相对关系的位置上。该光学侦测元件以间隔该预定距离之方式邻设于该透光元件。该反射光讯号沿着一投射方向通过该透光元件投射到该光学侦测元件之一侦测面，该不透光结构阻挡部份的该反射光讯号而在该侦测面形成一特征影像，且该光学侦测元件根据该特征影像之一参数判断该参考物件或该光源的该相对位置。其中该投射方向不平行于该侦测面之一法矢量。

本发明之申请专利范围另揭露该透光元件之一面积大于该不透光结构之一面积，且该不透光结构固设于该透光元件之一特定区域。该透光元件之一平面法矢量相对于该侦测面之该法矢量的夹角为一定值。该不透光结构以涂布、黏着或嵌合方式形成于该透光元件之至少一侧表面。该不透光结构为一独立元件，该独立元件以可拆装方式设置在该透光元件上。该光学侦测装置另包含有一隔光元件，设置在该透光元件与该光学侦测元件旁，用以阻挡该侦测光讯号和/或该反射光讯号在未通过该透光元件的情况下投射到该侦测面。该光学侦测元件利用一内建运算单元计算该参考物件或该光源的该相对位置、或将相关资料传送至一外部运算器以计算该相对位置。

本发明之申请专利范围另揭露该光源为设置在该光学侦测元件旁的一发光单元，该光学侦测元件利用该特征影像的位移变化取得该参考物件相对于该光学侦测装置的距离。该光学侦测元件利用该特征影像的亮度变化，取得该参考物件之一平面法矢量相对于该侦测面之该法矢量的倾斜角度。该发光单元相对于该光学侦测元件的一间距与一出光方向是为定值。

本发明之申请专利范围另揭露该侦测光讯号来自一外部光源，该参考物件间隔于该不透光结构的距离为一已知值，该光学侦测元件根据该特征影像的参数变化取得该外部光源相对于该光学侦测装置的方向与距离。该参数为该特征影像之一重心位置、一边缘值、和/或一面积量。

本发明之申请专利范围另揭露该不透光结构为一实心物件、或为具有一孔洞结构的一非实心物件。该反射光讯号通过该孔洞结构在该侦测面形成干涉条纹和/或投影图案，该光学侦测元件分析该干涉条纹和/或该投影图案之变化，取得该参考物件或该光源的该相对位置。该孔洞结构为一微孔或一狭缝。

本发明之申请专利范围另揭露该光学侦测装置另包含复数个不透光结