專利名稱：電子設備及測量物體尺寸的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電子設備，尤其涉及一種測量物體尺寸的電子設備及方法。
背景技術：
照相利用的是針孔成像原理，并使用感光介質而保存影像。物體依據(jù)針孔成像原理穿過 相機的鏡頭后投射到如底片、感光耦合元件或互補性氧化金屬半導體等感光介質上，從而能 夠在拍攝后將物體的光線記錄下來，并可透過光學或數(shù)字流程轉換為影像。
然而，現(xiàn)在的攝像裝置并沒有辦法從照相機拍攝后所產(chǎn)生的影像得知物體的實際尺寸。 所以，若遇到需要標示尺寸作為參考依據(jù)的物體，通常會在拍攝時在被測物體的附近放置一 個可以作為長度參考依據(jù)的參考物體，例如尺或常用的硬幣等。這種方法無法直接得到被測 物體的實際尺寸，由此造成了使用上的不便。

發(fā)明內容
有鑒于此，有必要提供一種可直接測量物體尺寸的電子設備及方法。
一種電子設備，其包括鏡頭模組、第一測距裝置、第二測距裝置、影像感測器、處理器 及存儲器。所述第一測距裝置用于測量被測物體的物距，第二測距裝置用于測量所述被測物 體的像距。所述影像感測器具有成像區(qū)，所述存儲器用于存儲所述成像區(qū)多個方向上的邊界 間距。所述處理器包括方向選取模塊，用于選取特定方向，該特定方向過所述成像區(qū)幾何 中心；距離獲取模塊，用于獲取所述物距及所述像距；像尺寸獲取模塊，用于當所述像沿特 定方向填滿所述影像感測器的成像區(qū)時，根據(jù)所述邊界間距得出所述像沿特定方向的像尺寸 ;視角計算模塊，用于根據(jù)所述像距及所述像沿特定方向的像尺寸計算出被測物體沿特定方 向的視角；物體尺寸計算模塊，用于根據(jù)所述特定方向的視角及物距計算出所述被測物體沿 特定方向的物尺寸。
一種測量物體尺寸的方法，被測物體的像位于影像感測器的成像區(qū)，包括以下步驟選 取經(jīng)過所述成像區(qū)幾何中心的特定方向；調整像距使得被測物體的像沿特定方向填滿所述影 像感測器的成像區(qū)；測量被測物體的像沿特定方向的像尺寸；測量所述被測物體的像距；測 量被測物體的物距；根據(jù)所述像沿特定方向的像尺寸及像距計算出所述被測物體沿特定方向 的視角；根據(jù)所述物距，視角計算出被測物體沿特定方向的物尺寸。
利用本發(fā)明所提供的電子設備，無需使用參照物便可以通過照相直接測量被測物體的尺
4寸，由此大大的提高了人們使用的便利性。另外，由于本發(fā)明只需要被測物體成的像填滿影 像感測器的成像區(qū)即可，所以即使采用變焦鏡頭也不會影響被測物體尺寸的測量，并且影像 感測器成像區(qū)的尺寸、物距、像距均直接測得，所以測量的精度高。


圖l是本發(fā)明實施方式提供的電子設備的硬件架構圖。
圖2是本發(fā)明實施方式提供的電子設備測量物體尺寸的示意圖。
圖3是本發(fā)明實施方式提供的電子設備的處理器的功能模塊圖。
圖4是本發(fā)明實施方式提供的電子設備測量物體尺寸的方法流程圖。
具體實施例方式
下面將結合附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
請參閱圖l、圖2及圖3，為本發(fā)明實施方式提供的電子設備100，所述電子設備100可以 是具有攝像功能的手機、具有攝像功能的掌上電腦、數(shù)碼相機或數(shù)碼攝像機等。本實施方式 中，所述電子設備100為數(shù)碼相機。
所述電子設備100包括鏡頭模組10、第一測距裝置20、第二測距裝置30、影像感測器40 、處理器50、存儲器60及馬達70。
所述第一測距裝置20可以采用激光、超聲波或紅外線等測距裝置。本實施方式中，所述 第一測距裝置20采用激光測距裝置來獲取被測物體l的物距u。本實施方式中采用激光測距裝 置通過發(fā)射激光束至被測物體l，利用反射光束精確計算距離，以此獲取激光物距u，而不采 用自動對焦焦長推算出物距u，可以避免由于物距u過大導致精度下降的問題。因為采用自動 對焦焦長推算物距u時，當被測物體1與電子設備100之間超過一定距離時，自動對焦對影像 感測器40的調節(jié)就不再改變了，所以雖然物距u發(fā)生了變化，但是影像感測器40不再移動， 而焦距也不再變化，從而再利用焦長推算物距u就會導致測量精度下降，被測物體l的尺寸計 算不準確。
所述馬達70用于調整所述鏡頭模組10與所述影像感測器40之間的距離。所述影像感測器 40具有成像區(qū)41。本實施方式中，所述成像區(qū)41為矩形。所述鏡頭模組10光學中心01與所述 成像區(qū)41幾何中心02位于同一光軸L上。根據(jù)成像原理當所述被測物體1的像2經(jīng)過所述成像 區(qū)41的幾何中心02，并填滿所述影像感測器40的成像區(qū)41時，即所述被測物體1的像2邊緣的 兩端均接觸邊界41a時。所述被測物體l的視角9 1等于所述像2兩端與所述光學中心01連接而 成的三角形的頂角9 2。
所述存儲器60內存有所述成像區(qū)41多個方向上的邊界間距M。所述邊界間距M可以是所述成像區(qū)41的寬度方向、高度方向或對角線方向的邊界間距M。本實施方式中，所述邊界間距 M為成像區(qū)41的高度方向的邊界間距M，即所述成像區(qū)41的高度。所述第二測距裝置30用于測 量當所述被測物體l的像2經(jīng)過所述成像區(qū)41的幾何中心02，并填滿所述影像感測器40的成像 區(qū)41的高度邊界時，所述被測物體l的像距v。本實施方式中，所述第二測距裝置30通過讀取 鏡頭模組1 O變焦時馬達70的步數(shù)得出所述被測物體l的像距v 。
所述處理器50包括方向選取模塊51、距離獲取模塊52、像尺寸獲取模塊53、視角計算模 塊54及物體尺寸計算模塊55 。
所述方向選取模塊51用于選取特定方向A。所述特定方向A通過所述成像區(qū)41的幾何中心 02。所述特定方向A可以是所述成像區(qū)41的寬度方向、高度方向或對角線方向。當所述特定 方向A是多個方向時，就采用與測量一個方向相同的步驟分別進行多個方向的測量。本實施 方式中，所述特定方向A是過所述成像區(qū)41的幾何中心02的高度方向。
所述距離獲取模塊52用于獲取所述物距u及所述像距v。本實施方式中，所述距離獲取模 塊52分別從所述第一測距裝置20及第二測距裝置30獲取所述物距u及所述像距v。
像尺寸獲取模塊53用于獲取所述像2沿特定方向A的像尺寸。本實施方式中，所述像尺寸 獲取模塊53用于當所述像2過所述成像區(qū)41的幾何中心02沿特定方向A填滿所述影像感測器 40的成像區(qū)41時，根據(jù)所述邊界間距M計算出所述像2沿特定方向A的像尺寸N。當所述邊界間 距M不能通過影像感測器40的產(chǎn)品規(guī)格例如高度、寬度或對角線長度的尺寸直接得到時，由 于所述特定方向A過所述成像區(qū)41幾何中心02，所述像尺寸獲取模塊53可以根據(jù)特定方向A與 所述成像區(qū)41的寬度方向或高度方向的夾角及影像感測器40的寬度方向或高度方向的邊界間 距M，所以可以根據(jù)簡單的幾何公式換算出所述成像區(qū)41沿特定方向A的邊界間距M。本實施 方式中，所述像2過所述成像區(qū)41的幾何中心02在高度方向填滿所述成像區(qū)41，所述像2的高 度就等于所述成像區(qū)41的高度，即所述像2的像尺寸N等于邊界間距M。所述像尺寸獲取模塊 53獲取存儲器60存有的所述成像區(qū)41的高度。
本實施方式中，采用像2填滿成像區(qū)41，并利用成像區(qū)41的邊界間距M求取像2的高度比 利用像素求像高有更好的辨識性及更高的精度。因為像素本身很小，使用者選取像的邊界時 會有一定差別，從而造成計算時的誤差，所以利用像2填滿成像區(qū)41比使用者直接選取像的 邊界更容易辨識。本實施方式中，成像區(qū)41的尺寸是已知的，所以直接采用成像區(qū)41的邊界 間距M取代像2的尺寸進行計算，比利用像素數(shù)量乘以像素大小得到像高而言進一步減小了誤 差，提高精度。
所述視角計算模塊54，用于根據(jù)所述像距v及所述像2沿特定方向A的像尺寸N計算出所述被測物體i沿特定方向A的視角e i。所述被測物體i的視角e l等于所述像2兩端與所述光學中
心01連接而成的三角形的頂角8 2。本實施方式中，所述特定方向A為高度方向。根據(jù)成像原 理及幾何關系，利用三角公式可得9 2二2Xarctan(N/(2Xv))，由于像尺寸N等于邊界間距M ，所以公式轉化為9 2=2XarCtan(M/(2Xv))。由于8 1= 9 2從而計算出所述被測物體1在高 度方向的視角e 1。
物體尺寸計算模塊55用于根據(jù)所述特定方向A的視角8 l及物距u計算出所述被測物體l沿 特定方向A的物尺寸B。本實施方式中，所述特定方向A為高度方向。根據(jù)成像原理及幾何關 系，利用三角公式B二2XuXtan (8 1/2)計算出所述被測物體l的高度。
本實施方式中，當利用電子設備100對被測物體1進行高度測量時，只需選取特定方向A 為高度方向，再使得被測物體1的像2在所述成像區(qū)41過所述成像區(qū)41的幾何中心02沿高度方 向上填滿成像區(qū)41，所述電子設備100就會根據(jù)測得的物距u、像距v、成像區(qū)41的邊界間距 M算出被測物體l的高度。當需要測量寬度時，只需選取特定方向A寬度方向。當測量其他方 向時，選取不同的特定方向A即可。對于被測物體1填滿所述成像區(qū)41，可以是使用者直接調 整像距v使得被測物體l的像2在高度方向填滿所述成像區(qū)41。本實施方式中，為了節(jié)約調整 時間及提高調整精度，采用使用者直接調整的方式。
請參閱圖4，為本發(fā)明測量物體尺寸方法的流程圖。
步驟S110:選取經(jīng)過所述成像區(qū)41幾何中心02的特定方向A。本實施方式中，所述方向 選取模塊51用于選取特定方向A。所述特定方向A可以是所述成像區(qū)41的寬度方向、高度方向 或對角線方向。當所述特定方向A是多個方向時，就采用與測量一個方向相同的步驟分別進 行多個方向的測量。本實施方式中，所述特定方向A是所述成像區(qū)41的高度方向。
步驟S115:調整像距v使得被測物體l的像2沿特定方向A填滿影像感測器40的成像區(qū)41。 該調整可以是使用者直接調整像距v使得被測物體l的像2在所述成像區(qū)41的高度方向填滿所 述成像區(qū)41。本實施方式中，為了節(jié)約調整時間及提高調整精度，采用使用者直接調整的方 式。
步驟S120:測量所述被測物體1的像沿特定方向A2的像尺寸N。像尺寸獲取模塊53獲取所 述像2沿特定方向A的像尺寸N。本實施方式中，當所述像2過所述成像區(qū)41的幾何中心02沿特 定方向A填滿所述影像感測器40的成像區(qū)41時，所述像尺寸獲取模塊53根據(jù)所述邊界間距M計 算出所述像2沿特定方向A的像尺寸N。當所述邊界間距M不能通過影像感測器40的產(chǎn)品規(guī)格例 如高度、寬度或對角線長度的尺寸直接得到時，由于所述特定方向A過所述成像區(qū)41幾何中 心02，所述像尺寸獲取模塊53可以根據(jù)特定方向A與所述成像區(qū)41的寬度方向或高度方向的
7夾角及影像感測器40的寬度方向或高度方向的邊界間距M，所以可以根據(jù)簡單的幾何公式換 算出所述成像區(qū)41沿特定方向A的邊界間距M。本實施方式中，所述像2過所述成像區(qū)41的幾 何中心02在高度方向填滿所述成像區(qū)41，所述像2的高度就等于所述成像區(qū)41的高度，即所 述像2的像尺寸N等于邊界間距M。所述像尺寸獲取模塊53直接獲取存儲器60存有的所述成像 區(qū)41的高度作為邊界間距M。
步驟S125:測量所述被測物體l的像距v。所述距離獲取模塊52獲取所述像距v。本實施 方式中，所述距離獲取模塊52從所述第二測距裝置30獲取所述像距v。所述第二測距裝置30 通過讀取鏡頭模組1 O變焦時馬達70的步數(shù)得出所述被測物體l的像距v 。
步驟S130:測量所述被測物體l的物距v。所述距離獲取模塊52獲取所述物距u。本實施 方式中，所述距離獲取模塊52從所述第一測距裝置20獲取所述物距u。所述第一測距裝置20 可以采用激光、超聲波或紅外線等測距裝置。本實施方式中，所述第一測距裝置20采用激光 測距裝置通過發(fā)射激光束至被測物體l，利用反射光束精確計算距離，以此獲取激光物距u， 來獲取被測物體l的物距u。
步驟S135:根據(jù)所述像2沿特定方向A的像尺寸N及像距v計算出所述被測物體l沿特定方 向A的視角e 。所述被測物體l的視角8 1等于所述像2兩端與所述光學中心01連接而成的三角 形的頂角9 2。本實施方式中，所述特定方向A為高度方向。根據(jù)成像原理及幾何關系，利用 三角公式可得9 2二2Xarctan(N/(2Xv))，由于像尺寸N等于邊界間距M，所以公式轉化為9 2=2Xarctan(M/(2Xv))。由于8 1= 9 2從而計算出所述被測物體1在高度方向的視角8 1。
步驟S140:根據(jù)所述物距u，視角e計算出被測物體l沿特定方向A的物尺寸B。所述物體 尺寸計算模塊55根據(jù)所述特定方向A的視角8及物距u計算出所述被測物體l沿特定方向A的物 尺寸B。本實施方式中，所述特定方向A為高度方向。根據(jù)成像原理及幾何關系，利用公式 B=2XuXtan ( 8/2)計算出所述被測物體l的高度。
所述步驟S120到步驟S130可以不分先后順序，或同時進行。
利用本發(fā)明所提供的電子設備，無需使用參照物便可以通過照相直接測量被測物體的尺 寸，由此大大的提高了人們使用的便利性。另外，由于本發(fā)明只需要被測物體成的像填滿影 像感測器，而焦距的改變對于計算沒有影響，所以即使采用變焦鏡頭也不會影響被測物體尺 寸的測量。并且影像感測器成像區(qū)的尺寸、物距、像距均直接測得，所以測量的精度高。
可以理解的是，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術構思做出其它 各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種電子設備，其包括鏡頭模組、第一測距裝置、第二測距裝置、影像感測器、處理器及存儲器，所述第一測距裝置用于測量被測物體的物距，第二測距裝置用于測量所述被測物體的像距，所述影像感測器具有成像區(qū)，所述存儲器用于存儲所述成像區(qū)多個方向上的邊界間距，其特征在于，所述處理器包括方向選取模塊，用于選取特定方向，該特定方向經(jīng)過所述成像區(qū)的幾何中心；距離獲取模塊，用于獲取所述物距及所述像距；像尺寸獲取模塊，用于當所述像沿所述特定方向填滿所述影像感測器的成像區(qū)時，根據(jù)所述邊界間距得出所述像沿所述特定方向的像尺寸；視角計算模塊，用于根據(jù)所述像距及所述像沿所述特定方向的像尺寸計算出被測物體沿所述特定方向的視角；物體尺寸計算模塊，用于根據(jù)所述特定方向的視角及物距計算出所述被測物體沿所述特定方向的物尺寸。
2 如權利要求l所述的電子設備，其特征在于，所述特定方向為所 述成像區(qū)的高度方向、寬度方向或對角線方向。
3 如權利要求l所述的電子設備，其特征在于，所述成像區(qū)為矩形 ，所述邊界間距為所述成像區(qū)的高度、寬度或對角線長度。
4 如權利要求l所述的電子設備，其特征在于，所述第一測距裝置 采用激光、超聲波或紅外線等測距裝置獲取所述物距。
5 一種測量物體尺寸的方法，被測物體的像位于影像感測器的成像 區(qū)，包括以下步驟選取經(jīng)過所述成像區(qū)幾何中心的特定方向； 調整像距使得被測物體的像沿所述特定方向填滿所述成像區(qū)； 測量被測物體的像沿特定方向的像尺寸； 測量所述被測物體的像距；測量被測物體的物距；根據(jù)所述像沿所述特定方向的像尺寸及像距計算出所述被測物體沿所述特定方向的視角；根據(jù)所述物距，視角計算出被測物體沿所述特定方向的物尺寸。
6.如權利要求5所述的用于測量物體尺寸的方法，其特征在于，所述特定方向為所述成像區(qū)的高度方向、寬度方向或對角線方向。
7.如權利要求5所述的用于測量物體尺寸的方法，其特征在于，所述測量被測物體的物距的步驟中，采用激光、超聲波或紅外線等測距方式獲取所述物距。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電子設備，其包括鏡頭模組、第一測距裝置、第二測距裝置、影像感測器、處理器及存儲器，第一測距裝置測量物距，第二測距裝置測量像距，影像感測器有成像區(qū)，存儲器存儲成像區(qū)多個方向上的邊界間距。處理器包括方向選取模塊，用于選取過成像區(qū)幾何中心的特定方向；距離獲取模塊，用于獲取所述物距及像距；像尺寸獲取模塊，當像沿特定方向填滿成像區(qū)時，其根據(jù)邊界間距得出像沿特定方向的像尺寸；視角計算模塊，根據(jù)像距及像尺寸計算被測物體沿特定方向的視角；物體尺寸計算模塊，根據(jù)視角及物距計算被測物體沿特定方向的物尺寸。本發(fā)明電子設備可直接測量物體尺寸，提高使用的便利性。另，本發(fā)明還提供一種測量物體尺寸的方法。
文檔編號G01B11/00GK101672620SQ20081030441
公開日2010年3月17日 申請日期2008年9月8日 優(yōu)先權日2008年9月8日
發(fā)明者張振興 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司