CN101206380A - 运用数码相机的测距方法 - Google Patents
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Abstract
一种运用数码相机的测距方法，该数码相机具有一个操作者界面单元、一个可显示出目标物的显示单元及一个处理单元，该方法包含：一、利用该操作者界面单元，选定该目标物的参考尺寸，二、利用该数码相机取得该目标物的清晰影像，三、利用该处理单元取得该清晰影像的像距，四、利用该处理单元根据该参考尺寸、该像距与数不同大小的预定物距，计算每一预定物距所对应的成像尺寸，该成像尺寸是等于该参考尺寸乘上该像距再除以该预定物距，再使该处理单元将每一成像尺寸所对应的预定物距的数值依比例显示于该显示单元上，五、从该显示单元上读取该目标物的清晰影像所对应的预定物距。
Description
技术领域
本发明是有关于一种测距方法，特别是指一种运用数码相机的测距方法。
背景技术
如图1所示，为现有一种设置于望远镜(图未示)上的距离观测装置1(美国专利第4263719号)，该观测装置1具有若干标示着不同距离读数的距离标线101。如此，当操作者透过望远镜观看远处的目标物(图未示)时，通过比对该目标物的影像与相符合的距离标线101，操作者即可获悉该目标物与自身之间的距离。
虽然，此种观测装置1可供操作者在观测该目标物时，透过比对读出该目标物的所在距离，但是，此种观测装置1的距离标线101不仅制作的定位精度要求相当高，而且，一旦制作完成，它的样式与规格即无法再做任何改变，也就是说，一个望远镜顶多只能装设一种特定样式与规格的观测装置1而已。
如图2所示，为现有一种测距式数码相机2(中国台湾发明专利第1250793号)，该数码相机2具有一个可投射出激光束(图未示)的发射筒201，及一个可接收该激光束的接收筒202。如此，当目标物(图未示)将该发射筒201投射出的激光束反射回该收接筒202后，根据该激光束的发射、接收时间差，及该激光束的光速作运算，该数码相机2的数字讯号处理器(图未示)即可计算出该目标物与操作者之间的距离(距离＝时间差×光速/2)。
虽然，此种数码相机2可以计算出该目标物的所在距离，但是，此种数码相机2却需要另外设置该发射筒201与该接收筒202，如此，不仅会大幅增大该数码相机2的体积，而不符轻薄短小的设计潮流，更会明显增加该数码相机2的制造成本。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种根据数码相机所取得的目标物的清晰影像，而计算出目标物的所在距离的运用数码相机的测距方法。
本发明运用数码相机的测距方法，该数码相机具有镜头单元、操作者界面单元、影像感测单元、显示单元以及与上述单元电连接的处理单元，该显示单元可显示出待测距的目标物，该测距方法包含：(A)利用该操作者界面单元，选定内建于该处理单元且对应于该目标物的参考尺寸。(B)利用该数码相机取得该目标物的清晰影像。(C)利用该处理单元取得该清晰影像的像距。(D)利用该处理单元根据该参考尺寸、该像距与数不同大小的预定物距，计算每一预定物距所对应的成像尺寸，该成像尺寸是等于该参考尺寸乘上该像距再除以该预定物距，再使该处理单元将每一成像尺寸所对应的预定物距的数值依比例显示于该显示单元上。(E)从该显示单元上读取该目标物的清晰影像所对应的预定物距。
与现有技术相比，本发明的运用数码相机的测距方法，可在不更动一般数码相机硬件组成的情形下，直接运用一般的数码相机来达成测距的功能。
附图说明
图1是现有一种观测装置的平面示意图；
图2是现有一种测距式数码相机的立体外观示意图；
图3是本发明的运用数码相机的测距方法的第一较佳实施例所采用的数码相机的平面示意图；
图4是图3所示数码相机的系统组成示意图；
图5是该第一较佳实施例在该数码相机的屏幕上所显示的操作画面；
图6是该第一较佳实施例的流程图；
图7是一张平面示意图，说明目标物与影像之间的成像关系；
图8是类似图3的视图，说明该第一较佳实施例以刻度线的方式标示出数预定物距的数值；
图9是本发明的运用数码相机的测距方法的第二较佳实施例的流程图；
图10是该第二较佳实施例所采用的数码相机的平面示意图；
图11是该第二较佳实施例在该数码相机的屏幕上所显示的操作画面；
图12是类似图10的视图，说明该第二较佳实施例以量测图标的方式计算出物距的数值；
图13是本发明的运用数码相机的测距方法的第三较佳实施例的流程图；
图14是该第三较佳实施例所采用的数码相机的平面示意图；
图15是该第三较佳实施例在该数码相机的屏幕上所显示的操作画面；及
图16是类似图14的视图，说明该第三较佳实施例在该数码相机的屏幕上显示出一组刻度标尺。
具体实施方式
在提出详细说明之前，要注意的是，在以下的说明中，相似的组件是以相同的编号来表示。
参阅图3、4、5，为本发明运用数码相机的测距方法的第一较佳实施例所采用的数码相机200，该数码相机200具有镜头单元210、操作者界面单元220、影像感测单元(CCD/CMOS)230、显示单元(LCD)240、动态内存(SDRAM/DDR)250、储存卡(Flash Card)260、传输埠(USB/GPIO)270、电源(Power)280以及与上述单元210至280电连接的处理单元(DSP，Digital Signal Processing)290。该镜头单元210具有一个镜片组(LensModule)211以及一个可驱动该镜片组211移动的驱动器(Lens Driver，例如步进马达)212，该操作者界面单元220包括若于方向键221、一个确认键222、一个菜单键223以及一个操作画面224，该影像感测单元230可为电荷耦合感光组件(CCD，Charge Coupled Device)或互补性氧化金属半导体(CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor)，该显示单元240可显示出待测距的目标物100。
如图6所示，为本发明运用数码相机的测距方法的第一较佳实施例，该测距方法包含以下步骤：
步骤一：参阅图3、4、5，操作者可利用该操作者界面单元220的菜单键223开启测距功能(Range-Finder)的操作画面224，并利用该等方向键221与该确认键222选定内建于该处理单元290且对应于该目标物100的一参考尺寸H(选定目标，Set Target)，及一种测距方式(Method)，该参考尺寸H包括人(Man)、树(Tree)、房屋(House)、旗杆(Flag Pole)、车子(Car)与使用者自定(User Define)等数种设定。在本实施例中，该目标物100以一个人(Man)作说明，该参考尺寸H的数值是为1.7m，该测距方式是以刻度线(Pattern)作说明，此后，该处理单元290会使该显示单元240显示出一根量测参考线241。
步骤二：参阅图3、4，操作者利用该数码相机200取得该目标物100的清晰影像10。在本实施例中，操作者是在利用该数码相机200完成调焦(Zoom In/Zoom Out)与自动对焦(AF)后，才取得该目标物100的清晰影像10，同时，并使该清晰影像10的一个基准点11与该显示单元240所显示的量测参考线241对正。
步骤三：参阅图4、7，利用该处理单元290取得该清晰影像10的像距d。在本实施例中，当该驱动器212带动该镜片组211移动至对焦清晰时，该处理单元290可利用一个位置传感器(PI，Position Indicator，图未示)来侦测该驱动器212带动该镜片组211相对于该影像感测单元230的移动距离，或利用计算该驱动器212发送的脉冲数/脉冲宽度的方式来求出该驱动器212带动该镜片组211相对于该影像感测单元230的移动距离，如此，该处理单元290即可得知介于该镜片组211与该影像感测单元230之间的像距d的数值大小。
步骤四：参阅图7、8，利用该处理单元290(见图4)根据该参考尺寸H、该像距d与数不同大小的预定物距D1～D8，计算每一预定物距D1～D8所对应的成像尺寸h1～h8，在本实施例中，该等预定物距D1～D8是分别预设为45m、50m、60m、70m、100m、150m、200m、400m，要说明的是，由一般的成像公式“像距/物距＝像高/物高”，可推知该成像尺寸h1～h8是分别等于该参考尺寸H乘上该像距d再除以该等预定物距D1～D8(hn＝H×d/Dn，n＝1～8)，如此，该处理单元290(见图4)根据上述的内建公式，即可计算出该目标物100在不同预定物距D1～D8的条件下，该清晰影像10将在该显示单元240上呈现出的不同成像尺寸h1～h8，因此，该处理单元290(见图4)根据该等成像尺寸h1～h8与该等预定物距D1～D8的对应关系，即可在该显示单元240上以数间隔设置的刻度线242分别标示出每一成像尺寸h1～h8所对应的预定物距D1～D8的数值。
步骤五：参阅图8，操作者从该显示单元240上，根据该清晰影像10的相反于该基准点11的读取点12所对应的刻度线242，即可读取该目标物100的清晰影像10所对应的预定物距D1～D8的数值。在本实施例中，该清晰影像10的高度是对应于该成像尺寸h5，因此，操作者即可看出该目标物100的所在距离即等于100m。
经由以上的说明，可再将本发明的优点归纳如下：
一、本发明是将由一般成像公式反推的计算公式(hn＝H×d/Dn，n＝1～8)内建于该数码相机200的处理单元290内，如此，当操作者利用该数码相机200取得该目标物100的清晰影像10后，该处理单元290即可立即在该显示单元240上以该等刻度线242标示出不同成像尺寸h1～h8所代表的预定物距D1～D8的数值，而使操作者可透过比对该清晰影像10与该等刻度线242的方式，马上读出该目标物100的所在距离，因此，与现有技术相比，本发明不仅不需在该数码相机200上设置现有高精度且难制作的距离标线101，亦不需在该数码相机200装设额外的现有发射筒201与接收筒202，换句话说，利用本发明即可在不更动一般数码相机硬件组成的情形下，直接运用一般的数码相机来达成测距的功能。
二、如图5所示，本发明可由该操作画面224中内建的人、树、房屋、旗杆、车子、使用者自定等设定，挑选一个与待测距处环境匹配者作为该目标物100，例如待测距处环境中有一个人，就挑选“人”作为该目标物100，例如待测距处环境中有一辆车子，就挑选“车子”作为该目标物100，因此，本发明的使用界面非常直观易懂，对使用者来说相当友善、方便。
如图9、10、11所示，为本发明的第二较佳实施例，该第二较佳实施例是类似于该第一较佳实施例，其差异之处在于：
步骤一：该操作者界面单元220的操作方式是相同于该第一较佳实施例的步骤一，并同样地选定内该目标物100的参考尺寸H，因此，在此不再详细地说明。值得注意的是，在本实施例中，该测距方式是改以量测图标(Curse)作说明，而且，该处理单元290(见图4)会使该显示单元240显示出一个对应该目标物100形状的量测图标243，该量测图标243具有初始尺寸h0。在本实施例中，该量测图标243是呈人形。
步骤二：相同于该第一较佳实施例的步骤二，因此，在此不再详细地说明。
步骤三：相同于该第一较佳实施例的步骤三，并同样地取得该清晰影像10的像距d，因此，在此不再详细地说明。
步骤四：如图10、12所示，操作者可利用该操作者界面单元220的方向键221缩放该量测图标243的大小至与该清晰影像10实质上一致，如此，该处理单元290(见图4)即可根据该量测图标243的缩放倍率N计算该清晰影像10的成像尺寸h，该成像尺寸h等于该初始尺寸h0乘上该缩放倍率N(h＝h0×N)。在此要说明的是，当然该操作者界面单元220也可另外设置专门用于缩放该量测图标243的操作键。
步骤五：如图12所示，如此，该处理单元290(见图4)根据该参考尺寸H、该像距d与该成像尺寸h，及内建的成像公式：该物距D等于该参考尺寸H乘上该像距d再除以该成像尺寸h(D＝H×d/h)，即可计算出该目标物100的物距D，并使该显示单元240右下角显示出该物距D(Distance：100m)。
如此，该第二较佳实施例也可达到与上述第一较佳实施例相同的目的与功效。
如图13、14、15所示，为本发明的第三较佳实施例，该第三较佳实施例是类似于该第一较佳实施例，其差异之处在于：
步骤一：该操作者界面单元220的操作方式是相同于该第一较佳实施例的步骤一，并同样地选定内该目标物100的参考尺寸H，因此，在此不再详细地说明。值得注意的是，在本实施例中，该目标物100以一辆车子(Car)作说明，该参考尺寸H的数值是为10.0m，而且，该测距方式是改以刻度标尺(Scale)作说明。
步骤二：相同于该第一较佳实施例的步骤二，因此，在此不再详细地说明。
步骤三：相同于该第一较佳实施例的步骤三，因此，在此不再详细地说明，值得注意的是，该处理单元290(见图4)取得该清晰影像10的像距d后，会使该像距d显示于该显示单元240上。在本实施例中，该像距d的数值是以6mm作说明。
步骤四：如图16所示，使该处理单元290(见图4)在该显示单元240上显示出刻度标尺244，如此，操作者根据该刻度标尺244即可量取该清晰影像10的成像尺寸h。在本实施例中，可由该刻度标尺244读出该成像尺寸h的数值是为12mm。
步骤五：操作者根据该参考尺寸H、该像距d与该成像尺寸h，及成像公式：该物距D等于该参考尺寸H乘上该像距d再除以该成像尺寸h(D＝H×d/h)，即可自行计算出该目标物100的物距D。在本实施例中，该物距D＝10m×6mm/12mm＝5m。
如此，该第三较佳实施例也可达到与上述第一较佳实施例相同的目的与功效。
归纳上述，本发明的运用数码相机的测距方法，不仅可直接运用一般数码相机来计算出目标物的所在距离，且可以多种测距单位与显示方式来进行测距，故确实能达到发明的目的。
Claims (11)
1.一种运用数码相机的测距方法，该数码相机具有镜头单元、操作者界面单元、影像感测单元、显示单元以及与上述单元电连接的处理单元，该显示单元可显示出待测距的目标物，该测距方法包含如下步骤：
(A)利用该操作者界面单元，选定内建于该处理单元且对应于该目标物的参考尺寸；
(B)利用该数码相机取得该目标物的清晰影像；
(C)利用该处理单元取得该清晰影像的像距；
(D)利用该处理单元根据该参考尺寸、该像距与数不同大小的预定物距，计算每一预定物距所对应的成像尺寸，该成像尺寸是等于该参考尺寸乘上该像距再除以该预定物距，再使该处理单元将每一成像尺寸所对应的预定物距的数值依比例显示于该显示单元上；及
(E)从该显示单元上读取该目标物的清晰影像所对应的预定物距。
2.如权利要求1所述的运用数码相机的测距方法，其中，在步骤(B)中，是在该数码相机完成调焦与自动对焦后，才取得该目标物的清晰影像。
3.如权利要求1所述的运用数码相机的测距方法，其中，在步骤(A)中，使该显示单元显示出一根量测参考线，在步骤(B)中，使该清晰影像的一个基准点与该显示单元所显示的量测参考线对正。
4.如权利要求3所述的运用数码相机的测距方法，其中，在步骤(D)中，在该显示单元上以若干间隔设置的刻度线标示每一成像尺寸所对应的预定物距的数值。
5.如权利要求4所述的运用数码相机的测距方法，其中，在步骤(E)中，根据该清晰影像的一个相反于该基准点的读取点所对应的刻度线，读取该目标物的清晰影像所对应的预定物距。
6.一种运用数码相机的测距方法，该数码相机具有镜头单元、操作者界面单元、影像感测单元、显示单元以及与上述单元电连接的处理单元，该显示单元可显示出待测距的目标物，该测距方法包含如下步骤：
(A)利用该操作者界面单元，选定内建于该处理单元且对应于该目标物的参考尺寸；
(B)利用该数码相机取得该目标物的清晰影像；
(C)利用该处理单元取得该清晰影像的像距；
(D)取得该清晰影像的成像尺寸；及
(E)根据该参考尺寸、该像距与该成像尺寸，计算该目标物的物距，该物距是等于该参考尺寸乘上该像距再除以该成像尺寸。
7.如权利要求6所述的运用数码相机的测距方法，其中，在步骤(B)中，是在该数码相机完成调焦与自动对焦后，才取得该目标物的清晰影像。
8.如权利要求6所述的运用数码相机的测距方法，其中，在步骤(A)中，使该显示单元显示出一个对应该目标物形状的量测图标，该量测图标具有一个初始尺寸。
9.如权利要求8所述的运用数码相机的测距方法，其中，在步骤(D)中，利用该操作者界面单元缩放该量测图标的大小至与该清晰影像实质上一致，使该处理单元根据该量测图标的一缩放倍率计算该清晰影像的成像尺寸，该成像尺寸等于该初始尺寸乘上该缩放倍率。
10.如权利要求9所述的运用数码相机的测距方法，其中，在步骤(E)中，利用该处理单元根据该参考尺寸、该像距与该成像尺寸，计算该目标物的物距，再使该显示单元显示出该物距。
11.如权利要求6所述的运用数码相机的测距方法，其中，在步骤(C)中，利用该处理单元取得该清晰影像的像距，再使该像距显示于该显示单元上，在步骤(D)中，使该处理单元在该显示单元上显示出一个刻度标尺，根据该刻度标尺量取该清晰影像的成像尺寸。
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