TW201425885A - 光源感測裝置及其光源感測方法 - Google Patents

Abstract

一種光源感測裝置及其光源感測方法。光源感測裝置包括光感測器、桿體、馬達以及控制器。其中，光感測器用以感測光源所發出的照明亮度。桿體設置於光感測器周圍的環形軌道上。當光源照射於桿體時，形成陰影於光感測器的感測面上。馬達驅動桿體以移動速率沿著環形軌道移動。控制器耦接至馬達與光感測器，控制器控制光感測器在取樣時間內以取樣頻率進行取樣，以獲取多個亮度值。控制器對上述亮度值進行運算處理，以獲得關於光源的照射方位角。

Description

光源感測裝置及其光源感測方法

本發明是有關於一種光源感測裝置，且特別是有關於一種用於偵測有關光源之位置資訊的光源感測裝置及其光源感測方法。

在現今資訊時代中，人類對於電子裝置之依賴性與日俱增，例如是具照相功能的可攜式電子裝置已漸成主流，且已成為現代人生活中不可或缺的工具。近年來，各種影像擷取裝置(例如傳統相機、數位相機、具有影像擷取功能之行動電話等)之使用已越來越廣泛。

一般攝影是由自動曝光(Auto Exposure，AE)功能來執行曝光運算，讓整體影像達到理想的亮度。當光線不足或曝光時間達安全快門以下時，使用者所拍攝的影像因為亮度太暗導致無法辨識。因此，為提升影像擷取裝置的拍攝功能，影像擷取裝置中常常需配設一閃光燈模組(Flashlight module)，以利用閃光燈模組之補光效果來彌補環境光線不足之情形，進而獲得較清晰之圖像。

然而，當使用者於逆光的情形下進行拍攝時，即使環境光線充足，但由於所拍攝的物體或人物背對光線，也會導致於所拍攝的物體不清或所拍攝的物體或人物呈現較黑暗的狀況發生。此時，為了拍攝出令人滿意的影像，就需要開啟閃光燈模組對所拍攝之物進行補光。但影像擷取裝 置並無法判斷出光源所造成的高反差效應以及光源的所在位置，因此使用者需以手動的方式開啟閃光燈模組，且也沒辦法特別針對暗部細節進行補光。基於上述，若有一裝置可以輔助影像擷取裝置判斷出光線的來源，就可以讓使用者據以拍攝出更佳的影像。

有鑑於此，本發明提供一種光源感測裝置及其光源感測方法，可依據光感測器所感測之照明亮度來計算出光源的照射方位角，以取得光源的位置資訊與亮度資訊。

本發明提出一種光源感測裝置，其包括光感測器、桿體、馬達以及控制器。其中，光感測器用以感測光源所發出的照明亮度。桿體設置於光感測器周圍的環形軌道上。當光源照射於桿體時，形成陰影於光感測器的感測面上。馬達電性連接桿體，並驅動桿體以移動速率沿著環形軌道移動。控制器耦接至馬達與光感測器，控制器控制光感測器在取樣時間內以取樣頻率進行取樣，以獲取多個亮度值。控制器對上述亮度值進行運算處理，以獲得關於光源的照射方位角。

在本發明之一實施例中，上述之光源感測裝置中，控制器量化亮度值，以獲得多個亮度感測值，並自亮度感測值中取得最小亮度感測值，且控制器判斷最小亮度感測值所對應的取樣位置L是否位於一合理取樣區間，若是，控制器依據取樣位置L來計算光源的照射方位角。

在本發明之一實施例中，上述之光源感測裝置中，控制器更自亮度感測值中取得最小亮度感測值，控制器並計算最大亮度感測值與最小亮度感測值之差，以作為反差值。

在本發明之一實施例中，上述之光源感測裝置中，控制器計算每相鄰兩個亮度感測值之間的區間差值，並且控制器自各區間差值中選取最大差值及最小差值，同時取得對應該最大差值的取樣位置M與對應最小差值的取樣位置N。控制器判斷最大差值的絕對值與該最小差值的絕對值是否小於反差值，若否，控制器控制光感測器以取樣頻率重新進行取樣。

在本發明之一實施例中，上述之光源感測裝置中，控制器比較該取樣位置M、該取樣位置N與該取樣位置L的大小關係，據以判斷該取樣位置L是否位於該合理取樣區間。

在本發明之一實施例中，上述之該光源感測裝置更耦接影像擷取裝置，其中控制器判斷反差值是否大於臨界值，若反差值大於臨界值，控制器啟動影像擷取裝置的補光單元，且依據光源的照射方位角對應調整補光單元的補光方向。

在本發明之一實施例中，上述之控制器先對亮度值進行希爾伯轉換(Hilbert transform)以去除雜訊。

本發明提出一種光源感測方法，適用於具有光感測器的光源感測裝置。光感測器感測光源所發出的照明亮度，此光源感測方法包括下列步驟。首先，驅動桿體在光感測 器周圍的環形軌道上移動，且當光源照射於該桿體時，形成陰影於光感測器的感測面上。接著，由光感測器在取樣時間內以取樣頻率對所感測之照明亮度進行取樣，以獲取多個亮度值。然後，對亮度值進行運算處理，以獲得關於光源的照射方位角。

基於上述，本發明所提供之光源感測裝置及其光源感測方法藉由馬達來驅動桿體在光感測器周圍的環形軌道上移動，同時由光感測器以取樣頻率對所感測之照明亮度進行取樣，並計算處理多個照明亮度取樣值來獲得關於光源的照射方位角。據此，僅需要利用簡易的偵測裝置，便可取得光源的相關位置資訊，進而得知光線的來源。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

當太陽斜射時，會在任何的桿體旁產生陰影，此時可以依據陰影的位置判斷出太陽從哪個方位照射桿體。本發明即依此特性，在光感測器旁設置一桿體，並驅動桿體環繞移動於光感測器四周，藉此利用桿體於光感測器上產生的陰影來得知太陽光源的所在位置方位。為了使本發明之內容更為明瞭，以下列舉實施例作為本發明確實能夠據以實施的範例。

圖1A是依照本發明實施例所繪示之光源感測裝置的應用情境側視示意圖。圖1B是依照本發明實施例所繪示 之光源感測裝置的應用情境上視示意圖。請參照圖1A與圖1B，本實施例之光源偵測裝置10包括光感測器110、桿體120、馬達130以及環形軌道140。另外，光源偵測裝置10更包括控制器(未繪示於圖1A與圖1B)，控制器耦接至馬達130與光感測器110，用以控制光感測器110與馬達130。當馬達130受到控制器的控制而啟動時，馬達130會驅動桿體120，使桿體120以一移動速率沿著環形軌道140開始旋轉。假設光源照射方向不變且桿體120沿著環形軌道140移動，則光源照射桿體120所產生在光感測面111上的陰影位置也會隨之改變。如此一來，光感測器110所感測到的照明亮度就會因為陰影位置改變而有所不同。依據光感測器110所感測到的照明亮度進行取樣並做運算處理後，便可得知光源的照射方位角。

圖2A與圖2B是依照本發明實施例所繪示之光源感測裝置判斷光源之照射方位角的示意圖。請參照圖2A與圖2B，當光源的照射方位角為0度，且桿體120位於方位角0度的位置時，桿體120會產生陰影區塊112a，此時陰影區塊112a與感測面111重疊的面積是最大的。也就是說，光源照射在感測面111上的光線已大部分被桿體120所遮蔽，所以光感測器110所感測的照明亮度會最小。當桿體120開始移動至其他方位角時，光感測器110所感測的照明亮度就會開始改變。舉例來說，如圖2B所示，當桿體120開始移動至方位角45度的位置時，桿體120會產生陰影區塊112b，而陰影區塊112b與感測面111重疊的面積 會小於陰影區塊112a與感測面111重疊的面積，此時光感測器110所感測的照明亮度就會大於桿體120位於方位角0度所感測的照明亮度。

由此可知，當桿體120所在的方位角位置與光源的照射方位角相同時，光感測器110所感測的照明亮度會最小。基此，便可藉由光感測器110所感測的照明亮度來判出光源的照射方位角。另外需要注意的是，上述實施例中的方位角設定不限於上述說明，上述實施例僅為示範性實施例，可依據實際的需求而假設方位角的數值，本發明對此不限制。

圖3是依照本發明一實施例所繪示之光源感測裝置的方塊圖。請參照圖3，本實施例的光源感測裝置30包括光感測器320、桿體330、馬達340以及控制器310。光感測器320是一種可以感測周遭環境光線變化的元件，用以感測光源所發出的照明亮度。桿體330設置於光感測器320周圍的環形軌道(未繪示於圖3)上，其中當光源照射於桿體330時，會形成陰影於光感測器320上。

馬達340提供動力給桿體330，驅動桿體330以移動速率沿著環形軌道移動。控制器310耦接至馬達340與光感測器320，控制器310例如是中央處理器、晶片組、微處理器、嵌入式控制器等具有運算功能的設備，在此不限制。控制器310用來控制光感測器320在取樣時間內以取樣頻率進行取樣，以獲取多個亮度值。且控制器310更對亮度值進行運算處理，以獲得關於光源的照射方位角。

然而，控制器310對於亮度值的運算處理可針對於實際的需求有多種實施方式。以下所列舉之實施例將進一步說明如何利用亮度值來判斷出光源的照射方位角。

圖4是依照本發明一實施例所繪示之光源感測方法的流程圖。本實施例的方法適用於圖3的光源感測裝置30，以下即搭配光源感測裝置30中的各構件說明本實施例光源感測方法的詳細步驟：首先，在步驟S410中，馬達340驅動桿體330在光感測器320周圍的環形軌道上移動，其中當光源照射於桿體330時，形成陰影於光感測器320的感測面111上。接著，在步驟S430中，由光感測器320在取樣時間內以取樣頻率對所感測之照明亮度進行取樣，以獲取多數個亮度值。然後，在步驟S450中，控制器310對亮度值進行運算處理，以獲得關於光源的照射方位角。

詳言之，當控制器310控制馬達340提供動力給桿體330時，桿體330以一固定的移動速率沿著環形軌道移動，而桿體330沿環形軌道繞行光感測器320一週所需要時間為t。此時，控制器310同時控制光感測器320以取樣頻率f對所感測之照明亮度進行取樣以獲取多數個亮度值。所以當桿體320繞行光感測器320一週時，光感測器320可透過取樣獲得(f^＊t)個亮度值，其中各個亮度值皆分別相對應一個取樣位置，也就是說，每當桿體330移動(360度/取樣頻率)度時，光感測器320便執行一次取樣動作。

舉例來說，假設桿體330需要1秒來繞行光感測器320 一週，且光感測器320以每秒36次的取樣頻率進行取樣，因此，當桿體330繞行光感測器320一週時，光感測器320可獲取36個亮度值。在此，更假設桿體330的移動起始位置為方位角0度的位置，可得知：取樣位置為1的亮度值對應至桿體330移動至方位角10度的位置時，光感測器320所取樣的照明亮度。同理，取樣位置為2的亮度值對應至桿體330移動至方位角20度的位置時，光感測器320所取樣的照明亮度。由此可知，每個亮度值的取樣位置與桿體330所在位置的方位角有其對應關係。

再者，依照前述說明中光源的照明方位角與光感測器320所感測的照明亮度大小的關係，可得知當桿體330所在位置的方位角與光源的照射方位角相同時，光感測器320會感測到最小的照明亮度。基此，上述步驟S450中控制器310對亮度值進行運算處理，以獲得關於光源的照射方位角的步驟更可分為4個子步驟S451~S454。

在步驟S451中，控制器310量化並分析亮度值以獲得多個亮度感測值。仔細來說，光感測器320會具有其初始設定的最小值V與最大值U。但對於一般的感測器而言，其上限到下限並非一般容易運算的範圍。舉例來說，最小值V可能是32，而與最大值U可能是25565，由此可見最小值V至最大值U之間的範圍並非是個容易運算的數值範圍。因此，量化這個步驟是將光感測器320所感測到的亮度值量化成在一個容易計算的範圍內。舉例來說，若要將亮度值量化在0~100的範圍內，可以透過算式[亮度 值^＊100/(U-V)]來達成，如此一來，就可以將亮度值轉換到分佈在0~100的數值範圍之間。

在步驟S452中，控制器310自多個亮度感測值中取得最小亮度感測值。在步驟S453中，控制器310判斷最小亮度感測值所對應的取樣位置L是否位於合理區間。若是，在步驟S454中，控制器310依據取樣位置L來計算源的照射方位角。也就是說，將最小亮度感測值所對應的取樣位置L來換算的方位角，設定為光源的照射方位角。若最小亮度感測值所對應的取樣位置L並非位於合理區間，控制器310控制馬達再次驅動桿體320，並且控制光感測器320以相同的取樣頻率重新進行取樣。藉此，控制器310可透過從多個亮度感測值中尋找合理的最小的亮度感測值，再依據最小的亮度感測值所對應的取樣位置L進而判斷出桿體330所在位置的方位角以及光源的照射方位角。

然而，本發明的實現方式不限於上述說明，可以對於實際的需求而酌予變更上述實施例的內容。例如，在本發明之一實施例中，可以利用所有的感測亮度值來判斷選取的最小亮度值是否合理。圖5是根據本發明範例實施例所繪示圖4中步驟S453的詳細流程圖。此外，圖6A~6C是依照本發明實施例所繪示之亮度感測值構成的亮度曲線圖。為了輔助說明與幫助瞭解，以下將搭配參照圖6A~6C來詳細描述控制器310如何判斷最小亮度感測值是否位於合理區間的技術手段。而圖6A~6C所列舉之實施例僅為 輔助說明，本案之技術手段並不限於所列舉圖式。

圖6A~6C是依照本發明實施例所繪示之光源感測裝置的亮度曲線圖，其中縱軸定義為亮度值，橫軸定義為取樣位置。在本實施例中，假設亮度值分佈在數值0~100之間，且光感測器取樣36次而取得36個亮度感測值。此外，更可對亮度值進行希爾伯轉換(Hilbert transform)以去除雜訊，得到一個較平滑的亮度曲線，避免因雜訊的干擾而取得不正確的最小亮度值。

首先請參照圖5與圖6A。首先在步驟S510中，自亮度感測值中取得最大亮度感測值max，並計算最大亮度感測值max與最小亮度感測值min之差，以作為反差值di。如圖6A所示，可發現最大亮度感測值max的取樣位置為10，且最小亮度感測值min的取樣位置為26。

接著，在步驟S520中，計算每相鄰兩個亮度感測值之間的區間差值，舉例來說，將取樣位置為22的亮度感測值減掉取樣位置為21的亮度感測值，而產生區間差值d1。然後自各區間差值中選取最大差值d2及最小差值d1，並取得對應最大差值d2的取樣位置M與對應最小差值d1的取樣位置N。在圖6A所示的例子中，對應最大差值d2的取樣位置M為30，而對應最小差值d1的取樣位置N為21。

然後，在步驟S530中，判斷最大差值d2的絕對值與最小差值d1的絕對值是否小於反差值di，若否，控制光感測器重新進行取樣。據此，便可以避免因雜訊在亮度曲 線圖中產生的其他峰值而干擾到最小亮度感測值的選取。除此之外，更可進一步藉由比較取樣位置M、取樣位置N與取樣位置L的大小關係，來據以判斷取樣位置L是否位於合理取樣區間。換句話說，在本實施例中可進而為之，將亮度曲線圖的取樣位置分成多個區間，並依據各區間的判斷方式來判斷最小亮度感測值min所對應的取樣位置是否位於一合理區間。

在步驟S540中，判斷最小亮度感測值min對應的取樣位置L所在的取樣位置區間。在本示範性實施例中，將36個取樣位置分成三個取樣位置區間，分別是取樣位置大於0且小於等於9的第一取樣位置區間I，取樣位置大於9且小於等於27的第二取樣位置區間II，以及取樣位置大於27且小於等於36的第三取樣位置區間III。在步驟S551，如圖6C所示之例子中，判定出取樣位置L落在取樣位置大於0且小於等於9的第一取樣位置區間I，即0<L≦9，也就是說，光源的照射方位角介於0至90度之間。接著，於步驟S561中，判斷最小差值對應的取樣位置是否介於取樣位置為27至取樣位置為36的範圍之中，即取樣位置N是否符合27<N≦36，並且最小亮度感測值min對應的取樣位置L是否符合L≦M<N。若步驟S561判斷為是，代表最小亮度感測值min對應的取樣位置L落在合理區間。之後，接續步驟S454，就可以最小亮度感測值min來取得光源的照射方位角。若最小亮度感測值min對應的取樣位置L並非落在合理區間，則接續步驟S410重新啟動 馬達並重新進行取樣。

另一方面，在步驟S552，如圖6A所示之例子中，判定出取樣位置L落在取樣位置大於9且小於等於27的第二取樣位置區間II，即9<L≦27，也就是說，光源的照射方位角介於90至270度之間。接著，於步驟S562中，判斷最小亮度感測值min對應的取樣位置L是否符合N<L≦M。若步驟S562判斷為是，代表最小亮度感測值min對應的取樣位置L落在合理區間。舉例來說，如圖6A所示，最小亮度感測值min對應的取樣位置(L=26)介於最大差值d2對應的取樣位置(M=30)與最小差值d1對應的取樣位置(N=21)之間，表示最小亮度感測值min對應的取樣位置L落在合理區間。

換句話說，最小亮度差值d1為一個負數值，代表其位於亮度曲線的下降區間。而最大亮度差值d2為一個正數值，代表其位於亮度曲線的上升區間。據此，便可以透過最大亮度差值d2及最小亮度差值d1分別對應取樣位置N的與取樣位置M來判斷最小亮度值min對應的取樣位置L是否位於亮度曲線的下降曲線與上升曲線之間。之後，接續步驟S454，就可以最小亮度感測值min來取得光源的照射方位角。若小亮度感測值min對應的取樣位置L並非落在合理區間，則接續步驟S410重新啟動馬達並重新進行取樣。

另外，在步驟S553，如圖6B所示之例子中，判定出取樣位置L落在取樣位置大於27且小於等於36的第三取 樣位置區間III，即27<L≦36，也就是說，光源的照射方位角介於270至360度之間。接著，於步驟S563中，判斷最小差值對應的取樣位置N是否介於取樣位置為27至取樣位置為36的範圍之中，即取樣位置N是否符合27<N≦36，並且判斷最小亮度感測值對應的取樣位置L是否符合M<N≦L。若步驟S563判斷為是，代表最小亮度感測值min對應的取樣位置L落在合理區間。之後，接續步驟S454，就可以最小亮度感測值min來取得光源的照射方位角。若最小亮度感測值min對應的取樣位置L並非落在合理區間，則接續步驟S410重新啟動馬達並重新進行取樣。

值得一提的是，本發明之光源感測裝置可應用於一影像擷取裝置上。圖7為依照本發明一實施例所繪示之光源感測裝置與影像擷取裝置的方塊圖。請參照圖7，光源感測裝置30中各元件之間的耦接關係可參考圖3所示實施例之說明，在此不贅述。需注意的是，光源感測裝置30耦接影像擷取裝置70，而影像擷取裝置70包括補光單元710。影像擷取裝置70例如是相機、數位相機、攝影機、或具備相機功能之手機或智慧型手機等。

在一般的拍攝情境中，光源不可能每次都以良好的照射方位角照射欲拍攝之物品，因此可透過本發明之光源感測裝置30耦接至影像擷取裝置70，且光源感測裝置30的控制器310判斷反差值di是否大於臨界值。其中臨界值是依據實際情況而適當設定，本發明對此不限制。舉例來說， 可針對影像擷取裝置所處的環境中光源的強弱來設定適當的臨界值。若反差值di大於臨界值，光源感測器30的控制器310可直接或間接透過影像擷取裝置70的其他元件來啟動影像擷取裝置70的補光單元710，並依據光源的照射方位角對應調整補光單元的補光方向。舉例來說，如圖7所示之實施例中，當反差值di大於60時，光源感測裝置30的控制器310可直接或間接啟動影像擷取裝置70的補光單元710。也就是說，光源感測裝置30使影像擷取裝置70能夠得知光源的照射方位角，並據以調整其補光單元710(例如：閃光燈)或偏光鏡等光學元件，使影像擷取裝置70能拍攝出更佳的影像。

圖8A與圖8B是依照本發明另一實施例所繪示一種光源之照射方位角的簡單示意圖。圖8A與圖8B所示之應用情境可以參照圖1至圖7的相關說明。請參照圖8A與圖8B，在本實施例中方位角與真實方位的設定如8A與圖8B所示，且更假設影像擷取裝置的使用者位於方位角180度的位置且面向北方進行拍攝。請參照圖8A，當光源感測裝置判斷出光源的照射方位角位於40度~90度之間時，代表光源從第I區的方向射入至光源偵測裝置，也可以說光線來自於東北東或東北的方向。簡而言之，對於影像擷取裝置的使用者而言，光線來自於較偏右邊的方向。且若光源感測裝置經計算所得的反差值di大於臨界值時，代表被攝物體處於部份背對光源且與背景光線反差過大的情況。此時，影像擷取裝置啟動補光單元針對被攝物體缺乏光線 照射的一側進行補光，也就是向影像擷取裝置使用者左邊的方向進行補光的動作。

請參照圖8B，當光源感測裝置判斷出光源的照射方位角位於0度~40度或320度~360度之間時，代表光源從第II區的方向射入至光源偵測裝置，也可以說光線來自於北邊的方向。簡而言之，對於影像擷取裝置的使用者而言，光線來自於前方。且若光源感測裝置經計算所得的反差值di大於臨界值時，代表被攝物體處於背對光源且與背景光線反差過大的情況。此時，影像擷取裝置啟動補光單元針對被攝物體進行補光。

同理可推，當光源感測裝置判斷出光源的照射方位角位於270度~320度之間時，代表光源從第III區的方向射入至光源偵測裝置，也可以說光線來自於西北西或西北的方向。簡而言之，對於影像擷取裝置的使用者而言，光線來自於較偏左邊的方向。且若光源感測裝置經計算所得的反差值di大於臨界值時，代表被攝物體處於部份背對光源且與背景光線反差過大的情況。此時，影像擷取裝置啟動補光單元針對被攝物體缺乏光線照射的一側進行補光，也就是向影像擷取裝置使用者右邊的方向進行補光的動作。然而，以上所舉之應用實施例中的各項數值僅為示範性實施例，非以限定本發明。

綜上所述，本發明之光源感測裝置與光源感測方法中，僅需要利用簡易的偵測裝置，就可藉由光感測器所感測之照明亮度來據以判斷光源的照射方位角，進而得知光 源的所在位置資訊。再者，本發明從多個亮度感測值中尋找最小亮度感測值的方法中，更可進一步藉由除最小亮度感測值本身之外的亮度感測值來判斷所選取之最小亮度值是否合理。如此一來，可在確保搜尋到合理最小亮度值前提下，提升判斷光源照射方位角的準確率。此外，本發明之光源感測裝置可輔助影像擷取裝置，進而分析拍攝情境中的需求來提供光源，從而產生更佳的拍攝結果。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10、30‧‧‧光源感測裝置

110‧‧‧光感測器

111‧‧‧感測面

120‧‧‧桿體

130‧‧‧馬達

140‧‧‧環形軌道

112a、112b‧‧‧陰影區塊

310‧‧‧控制器

320‧‧‧光感測器

330‧‧‧桿體

340‧‧‧馬達

70‧‧‧影像擷取裝置

710‧‧‧補光單元

S410~S454‧‧‧一實施例之光源感測方法的各步驟

S510~S563‧‧‧一實施例之光源感測方法的各步驟

max‧‧‧最大亮度值

min‧‧‧最小亮度值

M、N、L、‧‧‧取樣位置

d1、d2‧‧‧亮度差值

di‧‧‧反差值

圖1A是依照本發明實施例所繪示之光源感測裝置的應用情境側視示意圖。

圖1B是依照本發明實施例所繪示之光源感測裝置的應用情境上視示意圖。

圖2A是依照本發明實施例所繪示之光源感測裝置判斷光源之照射方位角的示意圖。

圖2B是依照本發明實施例所繪示之光源感測裝置判斷光源之照射方位角的示意圖。

圖3是依照本發明一實施例所繪示之光源感測裝置的方塊圖。

圖4是依照本發明一實施例所繪示之光源感測方法的流程圖。

圖5是根據本發明範例實施例所繪示圖4中步驟S453的詳細流程圖。

圖6A~6C是依照本發明實施例所繪示之亮度感測值構成的亮度曲線圖。

圖7為依照本發明一實施例所繪示之光源感測裝置與影像擷取裝置的方塊圖。

圖8A是依照本發明另一實施例所繪示一種光源之照射方位角的簡單示意圖。

圖8B是依照本發明另一實施例所繪示一種光源之照射方位角的簡單示意圖。

30‧‧‧光源感測裝置

310‧‧‧控制器

320‧‧‧光感測器

330‧‧‧桿體

340‧‧‧馬達

Claims (16)

1. 一種光源感測裝置，包括：一光感測器，用以感測一光源所發出的一照明亮度；一桿體，設置於該光感測器周圍的一環形軌道上，其中當該光源照射於該桿體時，形成一陰影於該光感測器的一感測面上；一馬達，驅動該桿體以一移動速率沿著該環形軌道移動；以及一控制器，耦接至該馬達與該光感測器，該控制器控制該光感測器在一取樣時間內以一取樣頻率進行取樣，以獲取多數個亮度值，該控制器對該些亮度值進行運算處理，以獲得關於該光源的一照射方位角。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光源感測裝置，其中：該控制器量化該些亮度值，以獲得多數個亮度感測值，並自該些亮度感測值中取得一最小亮度感測值，該控制器判斷該最小亮度感測值所對應的一取樣位置L是否位於一合理取樣區間，若是，該控制器依據該取樣位置L來計算該光源的該照射方位角。
3. 如申請專利範圍第2項所述之光源感測裝置，其中：該控制器更自該些亮度感測值中取得一最大亮度感測值，該控制器並計算該最大亮度感測值與該最小亮度感測值之差，以作為一反差值。
4. 如申請專利範圍第3項所述之光源感測裝置，其中：該控制器計算每相鄰兩個亮度感測值之間的一區間差值，並且該控制器自各該區間差值中選取一最大差值及一最小差值，同時取得對應該最大差值的一取樣位置M與對應該最小差值的一取樣位置N，該控制器判斷該最大差值的絕對值與該最小差值的絕對值是否小於該反差值，若否，該控制器控制該光感測器以該取樣頻率重新進行取樣。
5. 如申請專利範圍第4項所述之光源感測裝置，其中：該控制器比較該取樣位置M、該取樣位置N與該取樣位置L的大小關係，據以判斷該取樣位置L是否位於該合理取樣區間。
6. 如申請專利範圍第3項所述之光源感測裝置，該光源感測裝置更耦接一影像擷取裝置，其中：該控制器判斷該反差值是否大於一臨界值，若該反差值大於該臨界值，該控制器啟動該影像擷取裝置的一補光單元，且依據該光源的該照射方位角對應調整該補光單元的一補光方向。
7. 如申請專利範圍第2項所述之光源感測裝置，其中：該控制器先對該些亮度值進行希爾伯轉換(Hilbert transform)，再對去除雜訊後的該些亮度值進行量化處理。
8. 如申請專利範圍第2項所述之光源感測裝置，其中：該控制器計算每相鄰兩個亮度感測值之間的一區間差值，並且該控制器自各該區間差值中選取一最大差值及一最小差值，同時取得對應該最大差值的一取樣位置M與對應該最小差值的一取樣位置N；以及該控制器比較該取樣位置M、該取樣位置N與該取樣位置L的大小關係，據以判斷該取樣位置L是否位於該合理取樣區間。
9. 一種光源感測方法，適用於具有一光感測器的一光源感測裝置，該光感測器感測一光源所發出的一照明亮度，該光源感測方法包括：驅動一桿體在該光感測器周圍的一環形軌道上移動，其中當該光源照射於該桿體時，形成一陰影於該光感測器的一感測面上；由該光感測器在一取樣時間內以一取樣頻率對所感測之該照明亮度進行取樣，以獲取多數個亮度值；以及對該些亮度值進行運算處理，以獲得關於該光源的一照射方位角。
10. 如申請專利範圍第9項所述之光源感測方法，其中對該些亮度值進行運算處理，以獲得關於該光源的該照射方位角的步驟包括：量化並分析該些亮度值以獲得多數個亮度感測值；自該些亮度感測值中取得一最小亮度感測值； 判斷該最小亮度感測值所對應的一取樣位置L是否位於一合理取樣區間；以及若是，依據該取樣位置L來計算該光源的該照射方位角，若否，控制該光感測器以該取樣頻率重新進行取樣。
11. 如申請專利範圍第10項所述之光源感測方法，其中在獲得該些亮度感測值的步驟之後，更包括：自該些亮度感測值中取得一最大亮度感測值；以及計算該最大亮度感測值與該最小亮度感測值之差，以作為一反差值。
12. 如申請專利範圍第11項所述之光源感測方法，其中在獲得該反差值之後更包括：計算每相鄰兩個亮度感測值之間的一區間差值，並自各該區間差值中選取一最大差值及一最小差值，並取得對應該最大差值的一取樣位置M與對應該最小差值的一取樣位置N；以及判斷該最大差值的絕對值與該最小差值的絕對值是否小於該反差值，若否，控制該光感測器以該取樣頻率重新進行取樣。
13. 如申請專利範圍第12項所述之光源感測方法，若該最大差值的絕對值與該最小差值小於該反差值，判斷該最小亮度值所對應的該取樣位置L是否位於該合理取樣區間的步驟包括：比較該取樣位置M、該取樣位置N與該取樣位置L的大小關係，據以判斷該取樣位置L是否位於該合理取樣 區間。
14. 如申請專利範圍第11項所述之光源感測方法，更包括：判斷該反差值是否大於一臨界值；以及若該反差值大於該臨界值，啟動一影像擷取裝置的一補光單元，依據該光源的該照射方位角對應調整該補光單元的一補光方向。
15. 如申請專利範圍第10項所述之光源感測方法，其中在量化並分析該些亮度值的步驟之前更包括：對該些亮度值進行希爾伯轉換(Hilbert transform)以去除雜訊。
16. 如申請專利範圍第10項所述之光源感測方法，判斷該最小亮度值所對應的該取樣位置L是否位於該合理取樣區間的步驟包括：計算每相鄰兩個亮度感測值之間的一區間差值，並自各該區間差值中選取一最大差值及一最小差值，並取得對應該最大差值的一取樣位置M與對應該最小差值的一取樣位置N；以及比較該取樣位置M、該取樣位置N與該取樣位置L的大小關係，據以判斷該取樣位置L是否位於該合理取樣區間。