專利名稱：光學設備及其坐標校正方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學設備及其坐標校正方法，特別是指一種利用一標記 有二不相平行的直線的校正元件來使一掃描坐標系與一感應坐標系間的一 正交角度差歸零的坐標校正方法。
背景技術：
隨著時勢的發(fā)展與演進，許多產品在加工尺寸精準度方面的要求，亦隨 之日趨嚴謹，特別是對于光電類或微機電類元件而言，其精準度往往必須達 到納米等級的要求。然而，在光電類或微機電類元件的整個加工過程中，往 往不可避免地必須將待加工的工件輸送至特定的加工位置來進行加工作業(yè)， 甚至還可能會在工件尚處于運動狀態(tài)時，就進行特定的加工作業(yè)。在此狀況 下，從微觀的角度來看，即便這些運動非常微小，也勢必會對加工品質造成 重大的影響。在此前提之下，往往必須借助于更精密的光學設備(或儀器)在每個重 要的生產工藝中對工件進行檢測與檢査工作，才能進一步確保加工品質，提 供工件的加工合格率。為了使這些光學設備在進行檢測時能夠得到更精確的 檢測效果，則必須先對這些光學設備進行精確的自我校正。為了進一步闡述 相關的校正技術，下面將列舉一公知實施例來詳述光學設備的坐標自我校正 技術。請參閱圖1至圖3，圖1是顯示公知光學設備的局部立體外觀示意圖， 圖2是顯示公知光學設備的顯示器顯示校正點位置的示意圖，圖3是顯示感 應坐標系與掃描坐標系之間存在正交角度差的示意圖。如圖所示， 一光學設 備100包含有一光學鏡頭組件1與一掃描平臺2。光學鏡頭組件1包含有一殼體11、 一掃描光源12、 一光學感應模塊13、 一顯示器14、 一懸臂15與 —立桿16。掃描光源12、光學感應模塊13與顯示器14是位于殼體11的內部或表 面，殼體11連接懸臂15，懸臂15連接于立桿16，立桿16則連接于固定承 載基座(未標示)。光學感應模塊13內建置有一感應坐標系Sec。，其是由一 第一感應方向軸X。'與一正交于第一感應方向軸X。'的第二感應方向軸Y。' 所組成。同時，光學感應模塊13尚且包含有一運算處理單元(未標示)與 一坐標調整機構(未標示)。掃描平臺2建置有一掃描坐標系Sac。，其是由 一第一掃描方向軸X。與一正交于第一掃描方向軸X。的第二掃描方向軸Y。所 組成。同時，掃描平臺2上標記有二校正點P,與P2，其中，校正點P,是位于 掃描坐標系Saco的原點，故校正點P,的坐標為(0， 0)，校正點P2是位于掃 描坐標系Sac。的第一掃描方向軸X(,上，其坐標為(x,， 0)。在進行坐標校正前，可先利用掃描光源12將一檢測光線投射至一涵蓋 校正點P'的校正區(qū)域CA。，使檢測光線自該校正區(qū)域CA。反射至光學感應模塊 13，光學感應模塊13會感應出校正點P,的位置，并感應出位置校正點P,的 位置而顯示于顯示器14上。此時，可透過顯示器14來調整光學感應模塊13 的坐標調整機構，以使校正點Pr落于感應坐標系Sec。的原點位置而完成初始 化調整。在進行坐標校正時，掃描平臺2會沿一平行于上述第一掃描方向軸X() 的掃描方向1。移動一掃描距離Ax,，使校正點P2進入校正區(qū)域CA。。此時， 在顯示器14上，是顯示掃描平臺2上的校正點P2位于一感應校正點P2'的 位置，且該感應校正點P/的坐標為(x,' ， )，因此，感應校正點P2， 與第二感應方向軸Y。'間相距一感應距離差Ax,， = Xl'，感應校正點P2' 與第一感應方向軸X。'間相距另一感應距離差Ay,' = y,'。同時，校正點 P,與感應校正點P2'的連線是與第一感應方向軸X。'之間相差一正交角度差 A 90，利用眾所周知的三角函數(shù)關系，可以得到A e。 = tan—' (y,， /Xl，)，相關的計算工作可透過光學感應模塊13內的運算處理單元來完成。由于校正點P,與校正點P2的連線是位于第一掃描方向軸X。上，但是校正點P,與感應校正點P/的連線是與第一感應方向軸x。'之間相差一正交角 度差 a e。，表示第一感應方向軸x。'與第一掃描方向軸x。之間相差該正 交角度差 Ae。。因此，必須利用光學感應模塊13的坐標調整機構，將感應坐標系Sec。沿反時針方向調整該正交角度差A e。，使該正交角度差a e。 歸為零，而完成感應坐標系Sec。與掃描坐標系Sac。間的校正作業(yè)。舉凡在所屬技術領域具有通常知識者皆能輕易理解，亦可另外制備一校 正元件，在該校正元件上標記上述的校正點P,與P2后，在將其放置于掃描平 臺2上，通過該掃描平臺2而沿掃描方向1。移動而得到類似的結果，從而取 代上述直接在掃描平臺2上標記校正點P,與P2的作法。舉凡在所屬技術領域具有通常知識者亦能輕易理解，在以上所揭露的技 術中，普遍存在四項嚴重的問題。其一，校正點P,與P2的連線必須平行于掃 描方向1。；其二，為了讓光學感應模塊13的感應范圍能涵蓋校正點P,與P2， 則勢必會縮小第一感應方向軸X。'與第一掃描方向軸X。間的比值，亦即縮小 感應倍率，如此一來，則容易造成解析失真度變高而影響校正的精準度；其 三，相對于其二，若欲維持高感應倍率，則勢必要縮小感應范圍，則可能會 使其中一個校正點落于感應范圍之外；其四，在上述方法中，由于量測二個數(shù)據點，即決定感應坐標系Sec。，在取樣點少的情況下，勢必會造成量測不 確定度(Uncertainty of Measurement)偏高。綜觀以上所述可知，公知技術中存在著二校正點的連線必須平行于掃描 方向，分辨率不佳，感應范圍小無法同時感應到校正參考標的(即公知實施 例中的第二個校正點)，以及量測不確定度偏高四個主要問題。發(fā)明內容本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種光學設備及其坐標校正方法，其是利用感應坐標系來感應在掃描坐標系中二不平行的直線，在進行掃描前后的 方程式變化關系，結合統(tǒng)計學上的最小平方線性回歸演算法，求得最佳化趨 近直線方程式的計算技術，以同時解決上述四個問題。
為解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種光學設備的坐標校正方法，其 是用以校正與調整該光學儀器的一掃描坐標系與一感應坐標系間的一正交 角度差，以使該正交角度差歸零。該方法是先制備一校正元件，其表面是上 標記有二不相平行的校正直線。然后，利用感應坐標系感應與計算出上述二 校正直線的二初始直線方程式。接著，使校正元件沿該掃描坐標系的一掃描 方向移動，以使上述二校正直線亦同時沿掃描方向移動。之后，利用感應坐 標系感應并計算出上述二校正直線在沿掃描方向移動后的二校正直線方程 式。最后，再利用校正直線方程式與初始直線方程式來計算出掃描坐標系與 感應坐標系間的正交角度差，并調整感應坐標系或掃描坐標系，以使正交角 度差歸零。
本發(fā)明還提出了一種光學設備，包含 一校正元件，其一表面上標記有 二不相平行的校正直線； 一掃描平臺，是建置一掃描坐標系，并結合有該校
正元件，以帶動該校正元件沿該掃描坐標系的一掃描方向移動； 一光學感應 模塊，是建置一感應坐標系，以在該校正元件沿該掃描方向移動前，利用該 感應坐標系感應該校正元件的表面上的上述二校正直線以計算出二初始直 線方程式，并在該校正元件沿該掃描方向移動后，再利用該感應坐標系分別 感應該校正元件表面上的上述二校正直線以計算出二校正直線方程式，并進 一步計算該感應坐標系與該掃描坐標系間的一正交角度差；以及一調整機 構，是用以調整該光學感應模塊的掃描坐標系，以使該正交角度差歸零。
在本發(fā)明較佳實施例中，上述的初始直線方程式與校正直線方程式，是 在校正元件移動前與移動后，分別感應校正直線上的多個初始觀察點與校正 觀察點的坐標數(shù)據，結合統(tǒng)計學的最小平方線性回歸演算法的計算技術所求 得的最佳化趨近直線方程式。同時，本發(fā)明較佳實施例更進一步揭露了一種用以調整該感應坐標系的調整機構，以精密調整該感應坐標系的角度而使該 正交角度差歸零。
本發(fā)明對照現(xiàn)有技術具有下述功效
相較于公知的坐標校正技術，本發(fā)明是利用感應坐標系來感應二不相平 行(彼此之間互為線性獨立)的直線在沿掃描坐標系的掃描方向移動時的直 線方程式變化，結合坐標轉換的數(shù)學運算技術而求得存在于感應坐標系與掃 描坐標系間的正交角度差。
在此前提下，校正元件的放置方向可以不必受到限制，故可有效解決上 述第一項問題而提升操作的方便性。同時，由于只需二不相平行的直線在沿 掃描方向移動的些微距離即可感應計算出上述的正交角度差的緣故，所以不 必為了增加視野而縮小感應倍率，也不會有感應不到校正參考標的(校正直 線)的問題。因此，此種校正方法仍可維持高放大倍率與分辨率，故可同時 解決上述第二項問題和第三項問題。
此外，由于本發(fā)明較佳實施例是利用坐標轉換的數(shù)學運算技術與統(tǒng)計學 上的最小平方線性回歸演算法所求取的最佳化趨近直線方程式來代表初始 直線方程式與校正直線方程式，據以描述感應坐標系與掃描坐標系間所偏差 的正交角度差。在初始觀察點與校正觀察點的坐標數(shù)據的數(shù)量越多時，所計 算出的初始直線方程式與校正直線方程式將會越準確，故可有效降低量測不 確定度而提升校正的精準度。


圖1是顯示公知光學設備的局部立體外觀示意圖2是顯示公知光學設備的顯示器顯示校正點位置的示意圖3是顯示感應坐標系與掃描坐標系之間存在正交角度差的示意圖;
圖4是顯示本發(fā)明較佳實施例的局部外觀示意圖5是顯示圖4中圈A所示區(qū)域的局部放大圖；圖6是顯示本發(fā)明較佳實施例的顯示器顯示校正直線位置的示意圖； 圖7是顯示感應坐標系與掃描坐標系之間存在正交角度差的示意圖； 圖8是顯示本發(fā)明較佳實施例的調整機構的元件配置示意圖； 圖9是顯示本發(fā)明較佳實施例的調整機構調整影像傳感器作微小角度旋 轉的動作示意圖；以及
圖IO是顯示本發(fā)明較佳實施例坐標校正的簡易流程圖。
附圖標記說明
100、 200光學設備
1、 3光學鏡頭組件
2、 4掃描平臺
11、 31殼體
12、 32掃描光源
13、 33光學感應模塊
14、 34顯不器
15、 36懸臂
16、 37立桿
331影像傳感器
331a中心軸
35調整機構
351基座
352固定座
3521n字型本體
3521a第一區(qū)段
3521b第二區(qū)段
3521c第三區(qū)段
3522凸伸部353、 353a固定元件
354、 354a萬向元件
355、 355a夾持元件
356調整器
356a抵制部
356b調整部
357緩沖組件
357a緩沖固定座
357b壓縮彈簧
5校正元件
Sec(i、 SeCi感應坐標系
Saco、 Saci掃描坐標系
V 、 X，第一感應方向軸
V 、 Y，第二感應方向軸
X0、 X第一掃描方向軸
Y0、 Y第二掃描方向軸
CAo、 CAi校正區(qū)域
P!、 P2校正點
P2，感應校正點
P" P13、 P2l P23初始觀察點
P"， P13，、 V P23，校正觀察點
U L2校正直線
△ Xl、 Ax掃描距離
△ x, 、 Ay,感應距離差
厶x'感應距離
△ 9 o、 A 9 !正交角度差I。、 I, 掃描方向 II 調整方向
m 調整旋轉方向
具體實施例方式
由于本發(fā)明所提供的光學設備及其坐標校正方法可廣泛運用于多種具 備掃描坐標系與感應坐標系的光學裝置、設備與系統(tǒng)，其組合具體實施方式
更是不勝枚舉，故在此不再一一贅述，僅列舉其中一較佳實施例來加以具體 說明。
請參閱圖4至圖7，圖4是顯示本發(fā)明較佳實施例的局部外觀示意圖， 圖5是顯示圖4中圈A所示區(qū)域的局部放大圖，圖6是顯示本發(fā)明較佳實施 例的顯示器顯示校正直線位置的示意圖，圖7是顯示感應坐標系與掃描坐標 系之間存在正交角度差的示意圖。如圖所示， 一光學設備200包含有一光學 鏡頭組件3、 一掃描平臺4與一校正元件5。光學鏡頭組件3包含有一殼體 31、 一掃描光源32、 一光學感應模塊33、 一顯示器34、 一調整機構35、 一 懸臂36與一立桿37。
掃描光源32、光學感應模塊33、顯示器34與調整機構35是位于殼體 31的內部或表面，殼體31是連接懸臂36,懸臂36連接于立桿37，立桿37 則連接于固定承載基座(未標示)。光學感應模塊33內建置有一感應坐標系 Sec,，其由一第一感應方向軸X'與一正交于第一感應方向軸X'的第二感應 方向軸Y'所組成。同時，光學感應模塊33尚且包含有一運算處理單元(未 標示)與一影像傳感器331 (標示于圖8)，在本實施例中，上述的感應坐標 系Seci是建置于影像傳感器331，且影像傳感器331具備一中心軸331a (標 示于圖8)。掃描平臺4建置有一掃描坐標系Sac,，其是由一第一掃描方向軸 X與一正交于第一掃描方向軸X的第二掃描方向軸Y所組成。
同時，第一感應方向軸與第二感應方向軸Y'是分別對應于第一掃描方向軸與第二掃描方向軸Y。感應坐標系Secl與掃描坐標系Sacl間是存在一 正交角度差a e。其中，正交角度差a e,等于第一掃描方向軸x與該第一 感應方向軸間x'的夾角，由于上述的正交關系，當然，正交角度差a e,
亦等于第二掃描方向軸Y與該第二感應方向軸間Y,的夾角。校正元件5是 固定于掃描平臺4，其表面標記有二不相平行(即彼此互為線性獨立)的校 正直線L與U
在進行坐標校正前，可先利用掃描光源32將一檢測光線投射至一涵蓋 校正直線L與L2的校正區(qū)域CA1;使檢測光線自該校正區(qū)域CA,反射至光學 感應模塊33，光學感應模塊33的影像傳感器331會感應出校正直線L,上隨 意擷取的三個初始觀察點Pu、 Pu與Pu的坐標數(shù)據，同時也會感應出校正直 線U上隨意擷取的三個初始觀察點P2i、 P22與P23的坐標數(shù)據。然后，可利用 統(tǒng)計學上的最小平方線性回歸演算法來分別計算出校正直線L與U的二初 始直線方程式。
在進行坐標校正時，掃描平臺4會沿一平行于第一掃描方向軸X的掃描 方向L移動一掃描距離Ax，使校正直線L,與U仍保持部分線段位于校正區(qū) 域CA,。此時，在顯示器34上，會感應到掃描平臺4上的校正直線L,與L2 移動一感應距離A x'，而光學感應模塊33的影像傳感器331會感應出校正 直線L上隨意擷取的三個校正觀察點Pu' 、 P12'與P,3'的坐標數(shù)據，同時
也會感應出校正直線L2上隨意擷取的三個校正觀察點P2,'、P22，與P23'的
坐標數(shù)據。然后，可利用統(tǒng)計學上的最小平方線性回歸演算法來分別計算出
校正直線l,與L2的二校正直線方程式。
以下，將進一步詳述如何利用初始直線方程式與校正直線方程式來計算 出的正交角度差a 61q假設上述二初始直線方程式分別為
Y， =aiX， +b,...................(等式1)
Y， =a2X， +b2...................(等式2)
其中，a,與&表示斜率，b,與b2分別表示二初始直線方程式在第二感應方向軸Y'上的截距。因此，a,、 a2、 b!與b2皆為已知參數(shù)。
同時，由于校正直線是沿一直線移動而未旋轉，故在移動前后所得的初 始直線方程式與校正直線方程式應具備相同的斜率，故可假設上述二校正直
線方程式，分別為
Y， =aiX， +bZ ...................(等式3)
Y， =a2X， +b2，...................(等式4)
其中，a,、 a2、 bZ與b/為已知參數(shù)，利用上述等式1至等式4，以及
以上定義的相關參數(shù)，可整理出以下關系。
b,， -b一厶x， cos ( △ 9 ,) —a,Ax， sin(厶e,)……(等式5) b2， =b2+Ax， cos (厶8 ,) —a2Ax， sin ( △ 0 J . …(等式6) 將以上的等式5與等式6進行一連串的整理與計算后，可求得正交角度 差A卜與感應距離Ax'，由于相關的繁雜數(shù)學運算過程是在所屬領域具有 通常知識者所熟知的計算技藝，在此則不再予以贅述。同時，在求出感應距 離△ x，后，可將其除以掃描坐標系Sac,上的該掃描距離A x，所得的比值(△ x' / Ax)即為感應坐標系相對于掃描坐標系的感應倍率。此外，上述的初 始直線方程式、校正直線方程式、正交角度差A e,與感應距離Ax'的相關 運算公式可直接建置于上述的運算處理單元而自動進行運算處理。
在求出正交角度差A e,后，可進一步利用上述的調整機構35來調整影 像傳感器331作微小角度的旋轉，以調整該感應坐標系Sed的角度，使上述 的正交角度差歸零。因此，以下將繼續(xù)對調整機構35的結構提出更詳盡的 說明。
請參閱圖8與圖9，圖8是顯示本發(fā)明較佳實施例的調整機構的元件配 置示意圖，圖9是顯示本發(fā)明較佳實施例的調整機構調整影像傳感器作微小 角度旋轉的動作示意圖。如圖所示，調整機構35包括一基座351、 一固定座 352、 一對固定元件353與353a、 一對萬向元件354與354a、 一對夾持元件 355與355a、 一調整器356與一緩沖組件357?；?51與影像傳感器331的中心軸331a是互為相對固定件。固定座 352包含一n字型本體3521與一凸伸部3522。 n字型本體3521內部是容納 影像傳感器331，并且包含一第一區(qū)段3521a， 一垂直于第一區(qū)段3521a的 第二區(qū)段3521b，以及一平行于第一區(qū)段3521a并與垂直于第二區(qū)段3521b 的第三區(qū)段3521c，影像傳感器331是接觸于第二區(qū)段3521b。凸伸部3522 是自第二區(qū)段3521b凸伸出，并可移動地結合于基座351。
固定元件353與353a是穿透結合于該第一區(qū)段3521a與第三區(qū)段 3521c。萬向元件354與354a是在n字型本體3541內部，并且分別結合于 固定元件353與353a的一端，夾持元件355與355a是分別結合于萬向元件 354與354a，并分別以一對夾持方向夾持影像傳感器331 。
調整器356包含一抵制部356a與一調整部356b，抵制部356a是接觸于 該凸伸部3522。緩沖組件357是接觸于固定座352的凸伸部3522與調整器 356相反的一側，并且包含緩沖固定座357a與一壓縮彈簧357b，其中，緩 沖固定座357a是結合于基座351，壓縮彈簧357b位于緩沖固定座357a與固 定座352的凸伸部3522之間。
在調整影像傳感器331的感應坐標系Sec,時，調整器356的調整部356a 是調控抵制部356b沿一調整方向II移動，借此控制固定座352沿調整方向 II而相對于基座351與上述的中心軸331a進行相對的移動。然后，夾持元 件355與355a會透過萬向元件354與354a而轉向，借此改變夾持元件355 與355a夾持影像傳感器331的夾持方向而使影像傳感器以中心軸331a為中 心而沿一旋轉調整方向III旋轉。
在本實施例中，由于緩沖組件357是接觸于固定座352的凸伸部3522 與調整器356相反的一側的緣故，因此在整個調整過程中，緩沖組件357可 緩沖上述調整器356調控該固定座352沿調整方向II移動的速度與力量，而 達到輔助精密調控的效果。
以下，將匯整以上繁雜的敘述，將本發(fā)明較佳實施例的運作流程予以匯整與簡化。請繼續(xù)參閱圖10，其是顯示本發(fā)明較佳實施例坐標校正的簡易流
程圖，并請一并參閱圖4至圖9。如圖所示，在進行光學設備200的坐標校 正之前，先制備表面標記有上述二不相平行(即彼此互為線性獨立)的校正 直線L與L2的校正元件5 (步驟110)。
接著，利用光學感應模塊33的影像傳感器331內的感應坐標系Sec，感 應校正直線，并利用統(tǒng)計學上的最小平方線性回歸演算法來計算出初始直線 方程式(步驟120)。然后，沿掃描坐標系Sac,的掃描方向I,移動校正元件5， 使校正直線L與L2同時沿掃描方向I,移動(步驟130)，并利用感應坐標系 Sed感應校正直線L,與L2以計算出校正直線方程式(步驟140)。
最后，利用初始直線方程式與校正直線方程式來計算感應坐標系SeCl 與掃描坐標系Sad間的正交角度差A 0 ,(步驟150)，并調整感應坐標系Sec, 角度，使正交角度差A 6t歸零(步驟160)。
舉凡在所屬技術領域具有通常知識者皆能理解，在掃描平臺4鄰接位置， 亦可裝設適當?shù)淖鴺苏{整機構來調整掃描平臺4的角度，因此，在執(zhí)行步驟 160中，亦可調整掃描坐標系Sac,而使上述的正交角度差A ^歸零。同時， 在實務運用面上，可擷取更多數(shù)量的初始觀察點的坐標數(shù)據與校正觀察點的 坐標數(shù)據，使得利用上述最小平方線性回歸演算法所計算的初始直線方程式 與校正直線方程式更為精確，進而降低量測不確定度。
以上的實施例說明，僅為本發(fā)明的較佳實施例說明，舉凡所屬技術領域 中具有通常知識者當可依據本發(fā)明的上述實施例說明而作其它種種的改良 及變化。然而這些依據本發(fā)明實施例所作的種種改良及變化，當仍屬于本發(fā) 明的發(fā)明精神及界定的專利范圍內。
權利要求
1.一種光學設備的坐標校正方法，是用以校正與調整該光學儀器的一感應坐標系與一掃描坐標系間的一正交角度差，以使該正交角度差歸零，該方法包含(a)制備一校正元件，其一表面上標記有二不相平行的校正直線；(b)利用該感應坐標系感應上述二校正直線以分別計算出二初始直線方程式；(c)使該校正元件沿該掃描坐標系的一掃描方向而對該感應坐標系相對移動，以使上述二校正直線亦同時沿該掃描方向而對該感應坐標系相對移動；(d)在完成步驟(c)后，利用該感應坐標系感應上述二校正直線以分別計算出二校正直線方程式；以及(e)利用該校正直線方程式與該初始直線方程式來計算出該感應坐標系與該掃描坐標系間的該正交角度差，并調整該感應坐標系或該掃描坐標系，以使該正交角度差歸零。
2. 如權利要求1所述的光學設備的坐標校正方法，其特征是，在該步驟(b) 中，是利用該感應坐標系感應上述二校正直線上的多個初始觀察點的坐標數(shù)據， 并利用統(tǒng)計學上的最小平方線性回歸演算法與上述多個初始觀察點的坐標數(shù)據 而計算出上述二初始直線方程式。
3. 如權利要求1所述的光學設備的坐標校正方法，其特征是，在該步驟(d) 中，是在上述二校正直線在沿該掃描方向相對移動后，利用該感應坐標系感應 上述二校正直線上的多個校正觀察點的坐標數(shù)據，并利用統(tǒng)計學上的最小平方 線性回歸演算法與上述多個校正觀察點的坐標數(shù)據而計算出上述二校正直線方 程式。
4. 如權利要求1所述的光學設備的坐標校正方法，其特征是，該掃描坐標 系是由一第一掃描方向軸與一正交于該第一掃描方向軸的第二掃描方向軸所組成，該感應坐標系由一第一感應方向軸與一正交于該第一感應方向軸的第二感 應方向軸所組成，且該第一感應方向軸與該第二感應方向軸是分別對應于該第 一掃描方向軸與該第二掃描方向軸。
5. 如權利要求4所述的光學設備的坐標校正方法，其特征是，該正交角度 差是該第一掃描方向軸與該第一感應方向軸間的夾角，或該第二掃描方向軸與 該第二感應方向軸間的夾角。
6. 如權利要求1所述的光學設備的坐標校正方法，其特征是，該光學設備 包含有一光學感應模塊，該感應坐標系是建置于該光學感應模塊內，該光學感 應模塊包含有一運算處理單元，以計算出上述二校正直線所分別對應的該初始 直線方程式與該校正直線方程式的該正交角度差。
7. 如權利要求1所述的光學設備的坐標校正方法，其特征是，該光學設備 更包含有一掃描平臺，該掃描坐標系是建置于該掃描平臺，且該校正元件是固 定于該掃描平臺，當該掃描平臺沿該掃描方向移動時，該校正元件是隨之沿該 掃描方向移動。
8. —種光學設備，其特征是，包含一校正元件，其一表面上標記有二不相平行的校正直線；一掃描平臺，是建置一掃描坐標系，并結合有該校正元件，以帶動該校正 元件沿該掃描坐標系的一掃描方向移動；一光學感應模塊，是建置一感應坐標系，以在該校正元件沿該掃描方向移 動前，利用該感應坐標系感應該校正元件的表面上的上述二校正直線以計算出 二初始直線方程式，并在該校正元件沿該掃描方向移動后，再利用該感應坐標 系分別感應該校正元件表面上的上述二校正直線以計算出二校正直線方程式， 并進一步計算該感應坐標系與該掃描坐標系間的一正交角度差；以及一調整機構，是用以調整該光學感應模塊的掃描坐標系，以使該正交角度 差歸零。
9. 如權利要求8所述的光學設備，其特征是，該光學感應模塊，是利用該感應坐標系感應上述二校正直線上的多個初始觀察點的坐標數(shù)據，并利用統(tǒng)計 學上的最小平方線性回歸演算法與上述多個初始觀察點的坐標數(shù)據而計算出上 述二初始直線方程式。
10. 如權利要求8所述的光學設備，其特征是，該光學感應模塊，是在 上述二校正直線在沿該掃描方向移動后，利用該感應坐標系感應上述二校正直 線上的多個校正觀察點的坐標數(shù)據，并利用統(tǒng)計學上的最小平方線性回歸演算 法與上述多個校正觀察點的坐標數(shù)據而計算出上述二校正直線方程式。
11. 如權利要求8所述的光學設備，其特征是，該掃描坐標系具備一第 一掃描方向軸與一正交于該第一掃描方向軸的第二掃描方向軸，該感應坐標系 具備一第一感應方向軸與一正交于該第一感應方向軸的第二感應方向軸，且該 第一感應方向軸與該第二感應方向軸分別對應于該第一掃描方向軸與該第二掃 描方向軸。
12. 如權利要求11所述的光學設備，其特征是，該正交角度差是該第 一掃描方向軸與該第一感應方向軸間的夾角，或該第二掃描方向軸與該第二感 應方向軸間的夾角。
13. 如權利要求8所述的光學設備，其特征是，該光學感應模塊包含有 一運算處理單元，以計算出上述二校正直線所分別對應的該初始直線方程式與 該校正直線方程式，以及該正交角度差。
14. 如權利要求8所述的光學設備，其特征是，該光學感應模塊包含有 一建置該感應坐標系的影像傳感器，該影像傳感器具備一中心軸，且該調整機 構包括一基座，是與該影像傳感器的中心軸互為相對固定件； 一固定座，包含-一n字型本體，其內部容納該影像傳感器，并且包含一第一區(qū)段，一 垂直于該第一區(qū)段的第二區(qū)段與一平行于該第一區(qū)段并與垂直于該第二區(qū)段的 第三區(qū)段，該影像傳感器是接觸于該第一區(qū)段、該第二區(qū)段與第三區(qū)段中的至少一者；以及一凸伸部，是自該第二區(qū)段凸伸出，并可移動地結合于該基座； 一對固定元件，是穿透結合于該第一區(qū)段與第三區(qū)段； 一對萬向元件，是分別結合于該對固定元件的一端；一對夾持元件，是分別結合于該對萬向元件，并分別以一對夾持方向夾持該影像傳感器；以及一調整器，是可移動地結合于該基座，并接觸于該固定座的凸伸部， 在調整該影像傳感器的感應坐標系時，該調整器是調控該固定座相對于該基座與該中心軸而沿一調整方向移動，使該對夾持元件透過該對萬向元件而轉向，以改變該對夾持元件夾持該影像傳感器的該對夾持方向而使該影像傳感器以該中心軸為中心而旋轉。
15. 如權利要求14所述的光學設備，其特征是，該調整器包含 一抵制部，是接觸于該凸伸部；以及一調整部，是供調控該抵制部沿該調整方向移動，以控制該固定座的凸伸 部沿該調整方向移動。
16. 如權利要求15所述的光學設備，其特征是，該調整機構更包含一 緩沖組件，是接觸于該固定座的凸伸部與該調整器相反的一側，以緩沖該調整 器控制該固定座沿該調整方向移動的速度與力量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學設備的坐標校正方法，是用以校正與調整該光學儀器的一掃描坐標系與一感應坐標系間的一正交角度差，以使該正交角度差歸零。該方法是先制備一校正元件，其表面上標記有二不相平行的校正直線，然后，利用感應坐標系感應上述二校正直線以計算出二初始直線方程式，接著，沿該掃描坐標系的一掃描方向移動校正元件，以使上述二校正直線亦同時沿掃描方向移動，之后，再利用感應坐標系感應上述二校正直線以計算出二校正直線方程式，最后，利用校正直線方程式與初始直線方程式來計算出掃描坐標系與感應坐標系間的正交角度差，并調整感應坐標系或掃描坐標系，以使正交角度差歸零。
文檔編號G02B7/00GK101303440SQ20071010224
公開日2008年11月12日 申請日期2007年5月8日 優(yōu)先權日2007年5月8日
發(fā)明者林耀明 申請人:中茂電子(深圳)有限公司