CN113375562A - 图像撷取设备和距离测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种图像撷取设备,其包括一图像传感器,所述图像传感器进一步包括:第一感测区域,具有第一感测阀值;以及第二感测区域,具有低于所述第一感测阀值的第二感测阀值。当被所述第一感测区域撷取的至少一物体图像具有低于所述第一感测阀值的亮度信息时,被所述第一感测区域撷取的所述物体图像会被判断为无效。当被所述第二感测区域撷取的至少一物体图像具有低于所述第二感测阀值的亮度信息时,被所述第二感测区域撷取的所述物体图像会被判断为无效。本发明的距离测量装置以及图像传感器可减轻环境光所造成的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及图像撷取领域,尤其一种关于可减轻环境光所造成的影响的图像撷取设备以及距离测量装置。
背景技术
传统的距离测量装置可能会通过光源发射光线来计算距离,但是环境光(例如来自天花板或窗户的光或来自其他装置的光)可能对距离测量造成影响。因此,实有需要一种新的距离测量机制来减轻这种干扰。
发明内容
综上所述,本发明的一目的在于公开一种可减轻环境光所造成的干扰的图像撷取设备。
本发明的另一目的在于公开一种可减轻环境光所造成的干扰的距离测量装置。
本发明的一实施例公开了一种图像撷取设备,其包括一图像传感器,所述图像传感器进一步包括:一第一感测区域,具有一第一感测阀值;以及一第二感测区域,具有低于所述第一感测阀值的一第二感测阀值。当被所述第一感测区域撷取的至少一物体图像具有低于所述第一感测阀值的亮度信息时,被所述第一感测区域撷取的所述物体图像会被判断为无效。当被所述第二感测区域撷取的至少一物体图像具有低于所述第二感测阀值的亮度信息时,被所述第二感测区域撷取的所述物体图像会被判断为无效。
本发明的一实施例公开了一种距离测量装置,其包括一光源以及一图像传感器。所述图像传感器用以撷取由所述光源或环境光所产生的至少一物体图像,且包括:一第一感测区域,具有一第一感测阀值;一第二感测区域,具有低于所述第一感测阀值的一第二感测阀值;以及一控制电路,用以根据所述物体图像来计算所述图像传感器与一目标对象之间的距离。当被所述第一感测区域撷取的至少一物体图像具有低于所述第一感测阀值的亮度信息时,所述控制电路不使用被所述第一感测区域撷取的所述物体图像来计算所述距离。当被所述第二感测区域撷取的至少一物体图像具有低于所述第二感测阀值的亮度信息时,所述控制电路不使用被所述第二感测区域撷取的所述物体图像来计算所述距离。
如上所述,本发明所公开的距离测量装置以及所述图像传感器可减轻环境光所造成的干扰。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的距离测量装置的方块图。
图2是根据本发明一实施例的图像传感器的示意图。
图3是根据本发明一实施例的距离测量装置的位置与物体图像/闪烁图像的位置之间的关系的示意图。
图4是根据本发明一实施例的图像传感器的感测阀值的分布的示意图。
图5是根据本发明另一实施例的图像传感器的感测阀值的分布的示意图。
图6是根据本发明另一实施例的距离测量装置的位置与物体图像/闪烁图像的位置之间的关系的示意图。
图7是根据本发明另一实施例的图像传感器的感测阀值的分布的示意图。
其中,附图标记说明如下:
100 距离测量装置
L 光源
101 图像传感器
103 控制电路
Th_1 第一感测阀值
SR_1 第一感测区域
Th_2 第二感测阀值
SR_2 第二感测区域
Th_3 第三感测阀值
SR_3 第三感测区域
d_1 第一距离
d_2 第二距离
具体实施方式
以下描述中提供了几种实施例来解释本发明的概念,以下描述中的每个组件可以由组件(例如,装置或电路)或具有软件的组件(例如,安装于处理器的程序)来实现。此外,以下描述中的所述方法可以由储存在诸如硬盘、光盘或一储存器之类的一种非暂时性计算器可读记录介质中的程序执行。此外,在以下叙述中“第一”、“第二”、“第三”的用语仅用于区分不同组件,并非用来限制组件之间的顺序。例如,第一装置以及第二装置仅可代表这两个装置具备相同或相似的结构,但两者实际上是不同的装置。
图1是根据本发明一实施例的距离测量装置的方块图,且图2是根据本发明一实施例的图像传感器的示意图。如图1所示,距离测量装置100包括一光源L、一图像传感器101以及一控制电路103。光源L位于图像传感器101的上方并且可为一点光源(point lightsource)或一线光源(line light source),但本发明不限于此。图像传感器101是用以撷取光源L或是由环境光(ambient light)所产生的至少一物体图像(例如来自天花板或窗户的光,或是由其它装置产生的光)。为了便于说明,由环境光所产生的物体图像在后续内容中也称为闪烁图像(flicker image)。
如图2所示,图像传感器101包括具有第一感测阀值Th_1的第一感测区域SR_1以及具有第二感测阀值Th_2的第二感测区域SR_2,其中第二感测阀值Th_2低于第一感测阀值Th_1。在图2的实施例中,图像传感器101还包括具有第三感测阀值Th_3的第三感测区域SR_3,其中第三感测阀值Th_3可低于第二感测阀值Th_2,但本发明不限于此,在其它例子中,图像传感器101可仅包括第一感测区域SR_1以及第二感测区域SR_2。此外,在图2的实施例中,第三感测区域SR_3位于第二感测区域SR_2下方,且第二感测区域SR_2位于第二感测区域SR_1下方。第一感测区域SR_1、第二感测区域SR_2以及第三感测区域SR_3的大小可根据设计需求来设定。举例来说,在一实施例中,所述第二感测区域SR_2的大小会小于第一感测区域SR_1的大小,此条件可套用到其它实施例中,但本发明并不以此为限。
控制电路103可根据图像传感器101所撷取的物体图像来计算图像传感器101以及目标对象(例如墙壁或一家具)之间的距离。当第一感测区域SR_1所撷取的至少一物体图像具有低于第一感测阀值Th_1的亮度信息时,控制电路103并不使用物体图像来计算所述距离。另外,当被第二感测区域SR_2所撷取的至少一物体图像具有低于第二感测阀值Th_2的亮度信息时,控制电路103不使用所述物体图像来计算所述距离。
图3是根据本发明一实施例的距离测量装置100的位置与物体图像/闪烁图像的位置之间的关系的示意图。在本实施例中,光源L是一线光源并且于以向下倾斜的角度发出光线。在图3中,物体图像OT_1、OT_2代表通过来自光源L的光所产生的物体图像,以及闪烁图像FI_1、FI_2代表环境光所产生的闪烁图像。如图2所示,距离测量装置100与目标对象TA_1之间具有第一距离d_1,并且与目标对象TA_2之间具有第二距离d_2,其中第二距离d_2大于第一距离d_1。来自光源L的光分别产生物体图像OT_1、OT_2于目标对象TA_1、TA_2上。此外,环境光则会产生闪烁图像FI_1、FI_2。
物体图像OT_1以及闪烁图像FI_1会被第一感测区域SR_1所撷取。另外,由于第二距离d_2大于第一距离d_1,物体图像OT_2以及闪烁图像FI_2会往下移动并且会被第二感测区域SR_2撷取,控制电路103可根据物体图像OT_1、OT_2的位置来判断图像传感器101与目标对象TA_1或TA_2之间的距离。
此外,闪烁图像FI_1、FI_2可被感测阀值Th_1、Th_2过滤。更详细而言,若第一感测区域SR_1所撷取的闪烁图像FI_1的亮度信息(诸如一平均亮度值、最小亮度值或其它关于亮度值的数据)小于第一感测阀值Th_1,控制电路103会判断闪烁图像FI_1为无效,因此,控制电路103将不使用闪烁图像FI_1来计算所述距离。类似地,若第二感测区域SR_2所撷取的闪烁图像FI_2的亮度信息小于第二感测阀值Th_2,控制电路103会判断闪烁图像FI_2无效,因此,控制电路103将不使用闪烁图像FI_2来计算所述距离。
此外,在图3的实施例中,第二距离d_2大于第一距离d_1,因此闪烁图像FI_2的亮度信息会低于闪烁图像FI_1的亮度信息。因此,第二感测阀值Th_2可被设定为低于第一感测阀值Th_1。同理,第三感测阀值Th_3可被设定为低于第二感测阀值Th_2,如图1所示。
在一实施例中,图像传感器101的不同感测区域的感测阀值会成比例于图像传感器101与目标对象之间的距离。举例来说,图3的实施例中,第一感测阀值Th_1会成反比于第一距离d_1,且第二感测阀值Th_2会成反比于第二距离d_2。
图4是根据本发明一实施例的图像传感器的感测阀值的分布的示意图。如图4所示,第一感测阀值Th_1会成反比于所述第一距离的平方(d_1)2,且第二感测阀值Th_2会成反比于第二距离的平方(d_2)2。图5是根据本发明另一实施例的图像传感器的感测阀值的分布的示意图。如图5所示,第一感测阀值Th_1、第二感测阀值Th_2、第一距离d_1以及第二距离d_2具有相反的线性关系。然而,本发明感测阀值与距离之间的关系不受限于上述范例,举例来说,在一实施例中,第一感测阀值Th_1与第二感测阀值Th_2之间的差异会成反比于第一距离d_1与第二距离d_2之间的差异。本领域通常知识者可针对图像传感器101的不同感测区域设定感测阀值,且图像传感器101与目标对象之间的距离也可以作调整,而这些变化皆应落入本发明的范畴。
图像传感器101以及光源L的位置并不受限于以上范例,图6是根据本发明另一实施例的距离测量装置的位置与物体图像/闪烁图像的位置之间的关系的示意图。在图6的实施例中,光源L位于图像传感器101下方,而非位于图像传感器101上方。光源L是一线光源并且以向上倾斜的角度射出光源。此外,物体图像OT_1、OT_2用以表示来自光源L的光所产生的物体图像,以及闪烁图像FI_1,FI_2用以表示环境光所产生的闪烁图像。
图7是根据本发明另一实施例的图像传感器的感测阀值的分布的示意图。相较于于图2,图7中第二感测区域SR_2的大小和位置皆相同,但图7中第一感测区域SR_1以及第三感测区域SR_3的大小彼此对调。第一感测区域SR_1、第二感测区域SR_2以及第三感测区域SR_3分别具有第一感测阀值Th_1、第二感测阀值Th_2以及第三感测阀值Th_3,其中Th_1>Th_2>Th_3。
再次参照图6,距离测量装置100与目标对象TA_1之间具有第一距离d_1,并且与目标对象TA_2具有第二距离d_2,且第二距离d_2大于第一距离d_1。来自于光源L的光分别于目标对象TA_1、TA_2上产生物体图像OT_1、OT_2,此外,环境光会产生闪烁图像FI_1、FI_2。
物体图像OT_1以及闪烁图像FI_1会被第二感测区域SR_2所撷取。另外,由于第二距离d_2大于第一距离d_1,物体图像OT_2以及闪烁图像FI_2会向上移动,因此会被第三感测区域SR_3所撷取。如此一来,控制电路103可根据物体图像OT_1、OT_2的位置来判断图像传感器101与目标对象TA_1或TA_2之间的距离。此外,闪烁图像FI_1、FI_2可基于第二感测阀值Th_2以及第三感测阀值Th_3来被过滤。进一步而言,若第二感测区域SR_2所撷取到的闪烁图像FI_1的亮度信息小于第二感测阀值Th_2,控制电路103会判断闪烁图像FI_1为无效,因此控制电路103不会使用闪烁图像FI_1来计算距离。类似地,若第三感测区域SR_3所撷取到的闪烁图像FI_2的亮度信息小于第三感测阀值Th_3,控制电路103会判断闪烁图像FI_2为无效,如此,控制电路103将不使用闪烁图像FI_2来计算所述距离。
此外,在图6的实施例中,由于第二距离d_2大于第一距离d_1,故闪烁图像FI_2的亮度信息会低于闪烁图像FI_1的亮度信息。因此,第三感测阀值Th_3会低于第二感测阀值Th_2,且第二感测阀值Th_2会低于第一感测阀值Th_1。
还请了解是上述图像传感器并不限定于只能应用在距离测量装置,而是可被应用于任何类型的图像撷取设备。此外,光源L以及图像传感器101的配置也不受限于上述范例。
根据以上实施例,本发明所提供的距离测量装置以及图像传感器可减轻环境光所造成的干扰。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (18)
1.一种图像撷取设备,其特征在于,包括:
一图像传感器,包括:
第一感测区域,具有第一感测阀值;以及
第二感测区域,具有低于所述第一感测阀值的第二感测阀值;
其中当被所述第一感测区域撷取的至少一物体图像具有低于所述第一感测阀值的亮度信息时,被所述第一感测区域撷取的所述物体图像会被判断为无效;
其中当被所述第二感测区域撷取的至少一物体图像具有低于所述第二感测阀值的亮度信息时,被所述第二感测区域撷取的所述物体图像会被判断为无效。
2.如权利要求1所述的图像撷取设备,其特征在于,
当所述图像撷取设备与目标对象之间具有第一距离时所述物体图像被所述第一感测区域撷取,以及当所述图像撷取设备与所述目标对象之间具有第二距离时所述物体图像被所述第二感测区域撷取;以及
所述第一感测阀值成反比于所述第一距离,以及所述第二感测阀值成反比于所述第二距离。
3.如权利要求2所述的图像撷取设备,其特征在于,所述第一感测阀值成反比于所述第一距离的平方,以及所述第二感测阀值成反比于所述第二距离的平方。
4.如权利要求1所述的图像撷取设备,其特征在于,
当所述图像撷取设备与产生所述物体图像的物体之间具有第一距离时所述物体图像被所述第一感测区域所撷取,以及当所述图像撷取设备与所述物体之间具有第二距离时所述物体图像被所述第二感测区域所撷取;以及
所述第一感测阀值以及所述第二感测阀值之间的差异成反比于所述第一距离以及所述第二距离之间的差异。
5.如权利要求1所述的图像撷取设备,其特征在于,还包括:
光源,位于所述图像传感器上方,其中所述物体图像是由来自所述光源的光或是环境光所产生;
其中所述第二感测区域是于所述第一感测区域的下方。
6.如权利要求5所述的图像撷取设备,其特征在于,所述光源是一点光源或一线光源。
7.如权利要求1所述的图像撷取设备,其特征在于,还包括:
光源,位于所述图像传感器的下方,其中所述物体图像是由来自所述光源的光或环境光所产生;
其中所述第二感测区域是位于所述第一感测区域的上方。
8.如权利要求7所述的图像撷取设备,其特征在于,所述光源是点光源或线光源。
9.如权利要求1所述的图像撷取设备,其特征在于,所述第二感测区域的大小是小于所述第一感测区域的大小。
10.一种距离测量装置,其特征在于,包括:
光源;以及
图像传感器,用以撷取由所述光源或环境光所产生的至少一物体图像,所述图像感测包括:
第一感测区域,具有一第一感测阀值;
第二感测区域,具有低于所述第一感测阀值的一第二感测阀值;以及
控制电路,用以根据所述物体图像来计算所述图像传感器与目标对象之间的距离;
其中当被所述第一感测区域撷取的至少一物体图像具有低于所述第一感测阀值的亮度信息时,所述控制电路不使用被所述第一感测区域撷取的所述物体图像来计算所述距离;
其中当被所述第二感测区域撷取的至少一物体图像具有低于所述第二感测阀值的亮度信息时,所述控制电路不使用被所述第二感测区域撷取的所述物体图像来计算所述距离。
11.如权利要求10所述的距离测量装置,其特征在于,
当所述距离测量装置与所述目标对象之间具有第一距离时所述物体图像被所述第一感测区域撷取,以及当所述距离测量装置与所述目标对象具有第二距离时所述物体图像被所述第二感测区域撷取;以及
所述第一感测阀值成反比于所述第一距离,以及所述第二感测阀值成反比于所述第二距离。
12.如权利要求11所述的距离测量装置,其特征在于,所述第一感测阀值成反比于所述第一距离的平方,以及所述第二感测阀值成反比于所述第二距离的平方。
13.如权利要求10所述的距离测量装置,其特征在于,
当所述图像撷取设备与产生所述物体图像的物体之间具有第一距离时所述物体图像是被所述第一感测区域撷取,以及当所述图像撷取设备与所述物体之间具有第二距离时所述物体图像是被所述第二感测区域撷取;以及
所述第一感测阀值以及所述第二感测阀值之间的差异成反比于所述第一距离以及所述第二距离之间的差异。
14.如权利要求10所述的距离测量装置,其特征在于,
所述光源是位于所述图像传感器的上方,以及所述第二感测区域是位于所述第一感测区域的下方。
15.如权利要求14所述的距离测量装置,其特征在于,所述光源是点光源或线光源。
16.如权利要求10所述的距离测量装置,其特征在于,还包括:
所述光源是位于所述图像传感器的下方,且所述第二感测区域是位于所述第一感测区域的上方。
17.如权利要求16所述的距离测量装置,其特征在于,所述光源是点光源或线光源。
18.如权利要求10所述的距离测量装置,其特征在于,所述第二感测区域的大小是小于所述第一感测区域的大小。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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