协助产生三维信息的外置辅助装置的制作方法

本发明涉及一种协助产生三维信息的外置辅助装置，特别是指一种通过提供一外置辅助装置，以搭配一可照相携带式电子装置，由此产生对象的三维信息的协助产生三维信息的外置辅助装置。

背景技术：

请参考图1，其示出现有技术的可照相携带式电子装置的方块示意图。现有技术的可照相携带式电子装置100包括单一个图像传感器13(为便利与本发明对照，以下称为第一图像传感器13)以及一处理电路14。第一图像传感器13耦接于处理电路14。第一图像传感器13用以撷取一对象p的图像，并产生对应于此图像的二维信息sd传送至处理电路14，由此处理电路14产生对象p的二维图像文件sf，例如可在可照相携带式电子装置100的屏幕上显示。二维图像文件sf中可能包含数百万甚至千万以上像素的信息，以下为简化说明，对象p的二维图像文件sf以p(x,y)来代表，其中x为对象p的x坐标，y为对象p的y坐标。

现有技术的可照相携带式电子装置100仅具有单一个第一图像传感器13，而仅靠单一个第一图像传感器13并无法产生对象p的三维信息，无法达成三维照相功能。若是使用者欲进行三维照相，则必须更换一台全新的能产生三维信息的可三维照相携带式电子装置。当然，这并不经济。

有鉴于此，本发明提出一种协助产生三维信息的外置辅助装置，通过提供一外置辅助装置，以搭配一可照相携带式电子装置，由此产生对象的三维信息。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种协助产生三维信息的外置辅助装置，通过提供一外置辅助装置，以搭配一可照相携带式电子装置，由此产生对象的三维信息。

为达上述目的，就其中一观点言，本发明提供了一种协助产生三维信息的外置辅助装置，用以搭配一可照相携带式电子装置，该可照相携带式电子装置包括一第一图像传感器，用以撷取一对象的第一二维信息，以及一处理电路，耦接于该第一图像传感器，以处理该第一二维信息，该外置辅助装置包含：至少一第二图像传感器，用以撷取该对象的第二二维信息；以及一传输线路，用以将该第二二维信息传递给该处理电路，由此，该处理电路根据该第一二维信息与该第二二维信息，而产生该对象的三维信息。

在一种较佳的实施型态中，于根据一特定事件，计算一固定延迟时间后，该第二图像传感器撷取该对象的第二二维信息，以与该第一图像传感器撷取该对象的第一二维信息的取像时间同步。

在一种较佳的实施型态中，该可照相携带式电子装置具有一内置闪光灯，且该外置辅助装置感测该内置闪光灯的发光时间后，使该第二图像传感器撷取该对象的第二二维信息，以与该第一图像传感器撷取该对象的第一二维信息的取像时间同步。

为达上述目的，就另一观点言，本发明提供了一种协助产生三维信息的外置辅助装置，用以搭配一可照相携带式电子装置，该可照相携带式电子装置包括一第一图像传感器，用以撷取一对象的第一二维信息，以及一处理电路，耦接于该第一图像传感器，以处理该第一二维信息，该外置辅助装置包含：多个第二图像传感器，用以撷取该对象的多个第二二维信息；以及一传输线路，用以将该多个第二二维信息传递给该处理电路，由此，该处理电路根据该多个第二二维信息，而产生该对象的三维信息。

为达上述目的，就又一观点言，本发明提供了一种协助产生三维信息的外置辅助装置，用以搭配一可照相携带式电子装置，该可照相携带式电子装置包括一第一图像传感器，用以撷取一对象的第一二维信息，以及一处理电路，耦接于该第一图像传感器，以处理该第一二维信息，该外置辅助装置包含：多个第二图像传感器，用以撷取该对象的多个第二二维信息；一三维图像处理电路，根据该多个第二二维信息，而产生该对象的三维信息；以及一传输线路，用以将该三维信息传递给该处理电路。

在一种较佳的实施型态中，该外置辅助装置还包括：一外置闪光灯，用以在该第二图像传感器撷取该对象的该第二二维信息时，进行补光。

在一种较佳的实施型态中，该外置闪光灯根据一特定事件，计算一固定延迟时间后发出闪光，其中，该特定事件为该第一图像传感器其中一列感光元件开始曝光或结束曝光的时间。

在一种较佳的实施型态中，该可照相携带式电子装置具有一内置闪光灯，且该外置辅助装置还包括一光感测电路，用以感测该内置闪光灯的发光时间，且该外置闪光灯包括一氙气灯，受控于该光感测电路，用以根据该内置闪光灯的发光时间而发光。

附图说明

图1示出现有技术的可照相携带式电子装置的方块示意图；

图2示出本发明的协助产生三维信息的外置辅助装置的第一实施例的方块示意图；

图3示出本发明的协助产生三维信息的外置辅助装置的第二实施例的方块示意图；

图4示出本发明的协助产生三维信息的外置辅助装置的第三实施例的方块示意图；

图5说明本发明如何计算三维信息；

图6说明本发明如何控制外置闪光灯发出闪光；

图7示出本发明的外置闪光灯的另一实施例的示意图。

图中符号说明

200、300、400第一实施例～第三实施例

100现有可照相携带式电子装置

101内置闪光灯

10可照相携带式电子装置

13第一图像传感器

14处理电路

20、30、40外置辅助装置

21第二图像传感器

22第二图像传感器

25三维图像处理电路

28光感测电路

29外置闪光灯

292氙气灯

f焦距

fs闪光指令

p物件

sd1第一二维信息

sd2第二二维信息

sd二维信息

sf二维图像文件

t第二相对距离

td三维信息

tf三维图像文件

xlx坐标

xrx坐标

xx坐标

yy坐标

zz坐标

具体实施方式

请参考图2并对照图5。图2示出本发明的协助产生三维信息的外置辅助装置的第一实施例的方块示意图。图5说明本发明如何计算三维信息的一实施例。第一实施例200用以说明本发明如何通过提供一外置辅助装置20，以搭配一仅具有二维照相功能的可照相携带式电子装置10，由此产生对象p的三维信息，并输出成为三维图像文件tf。在第一实施例200中，可照相携带式电子装置10仅具有二维照相功能，其包括一第一图像传感器13以及一处理电路14。第一图像传感器13用以撷取对象p的图像，并产生对应于此图像的第一二维信息sd1传送至处理电路14。处理电路14耦接于第一图像传感器13，在未配备外置辅助装置20时，处理电路14可处理第一二维信息sd1而产生二维图像文件(未示出，请参阅图1)。在一实施例中，处理电路14可以是任何具有数据运算功能的电路，例如可以是cpu、mcu、dsp、甚或是asic。

在一实施例中，外置辅助装置20可包含至少一个第二图像传感器21并以一传输线路来与可照相携带式电子装置10沟通，其中，该传输线路可为有线或无线的传输线路。第二图像传感器21用以撷取对象p的图像，并产生对应于此图像的第二二维信息sd2，经由传输线路传送至处理电路14。根据第一二维信息sd1与第二二维信息sd2，处理电路14便可运算出对象p的三维信息，进而产生对象p的三维图像文件tf。

处理电路14如何根据第一二维信息sd1及第二二维信息sd2而产生对象p的三维图像文件tf，可以参考图5。详言之，当具有两个图像传感器时(在第一实施例200中，图5中的两个图像传感器分别对应于第一图像传感器13和第二图像传感器21)，假设两图像传感器的中心位置距离为t，两图像传感器的焦距皆为f，且对象p在左方图像传感器所得二维图像中的x坐标是xl，在右方图像传感器所得二维图像中的x坐标是xr(假设以图像传感器的中心位置为原点，则xr在左方图像传感器中心位置的左方，故为负值)，而对象p与两图像传感器的垂直距离为z，则根据相似三角形定理，

xl/f＝x/z，且-xr/f＝(t-x)/z

故可求出对象p的三维信息：

x＝(t×xl)/(xl-xr)

y＝(t×yl)/(xl-xr)(其中yl在图中未示出)

z＝f×[t/(xl-xr)]

由此方式，即可产生对象p的三维信息，进而产生三维图像文件tf。当然，对象p的三维图像文件tf并不限于仅包含单一坐标点，以上仅是简化说明。

又，上述实施例是假设左方图像传感器与右方图像传感器彼此平行并位于同一基准线的情况，但本发明并不局限于此。在另一实施例中，假设左方图像传感器与右方图像传感器并未位于同一基准线，而彼此具有一已知相对角度，则仍可根据该相对角度和前述的其他参数，来计算得出对象p的三维图像文件tf。

需说明的是，以上计算方式仅为可行的作法之一，除以上所述方式外，亦可采用其他方式来计算三维信息而产生三维图像文件tf。如何计算三维信息，并非本发明重点，故不予赘述所有的可能作法与细节。

继续参阅图2，在另一实施例中，外置辅助装置20尚可选择性地包含一外置闪光灯29(以虚线表示可选择性地包含)。外置闪光灯29可用以在照相时进行补光。由于外置闪光灯是可照相携带式电子装置最可能应用到的外置辅助装置，因此，根据本发明，如将产生三维信息的功能与外置闪光灯整合，对于使用者而言将会十分便利。

在一实施例中，外置闪光灯29根据一闪光指令fs而发出闪光；闪光指令fs来自可照相携带式电子装置10。由于可照相携带式电子装置10可能在同时并行处理多个程序，因此，如果可照相携带式电子装置10仅是单纯对外置闪光灯29发出一个动作指令，则因为可照相携带式电子装置10的实际照相时间可能因其他并行处理的程序而造成延迟，因此外置闪光灯29发出闪光的时间可能没有配合到实际照相时间。对于此困扰，本发明提出两种解决方案。

第一种解决方案请参阅图6，图像传感器中包含多列的感光元件，并且采取依序扫描曝光的方式撷取图像。当第一列感光元件启始扫描之后，每一列感光元件的曝光时间就为确定。因此，根据本发明，可以以第一或第二图像传感器其中一列感光元件开始曝光的时间作为一个特定事件，以此特定事件的发生时间作为参考时间点，根据此参考时间点计算一固定延迟时间(延迟时间可为0或大于0)后发出闪光。当然，也可以第一或第二图像传感器其中一列感光元件结束曝光的时间作为一个特定事件。

第二种解决方案请参阅图7，在本实施例中，可照相携带式电子装置10本身包含一内置闪光灯101，而外置辅助装置20(或后述的30、40)可包括一光感测电路28，此外，外置闪光灯29例如但不限于可包括一氙气灯292。光感测电路28用以感测内置闪光灯101的发光。当感测到内置闪光灯101发光后，光感测电路28发出讯号，而外置闪光灯29根据此讯号发光。需说明的是，如采取此方案，则外置闪光灯29不必须根据闪光指令fs而发出闪光。

回到图6，外置闪光灯29的最佳闪光时间在于时段t，于此时段t中，所有感光元件列都可以充分曝光。如前所述，此时段t可以根据特定事件来计算一延迟时间而获知，此特定事件可以是前述第一或第二图像传感器其中一列感光元件开始或结束曝光的时间、或是内置闪光灯101的发光时间。

另一方面，根据第一二维信息sd1和第二二维信息sd2来产生对象p的三维信息时，较佳地，这两个二维信息sd1和sd2宜同步取像于同一时点；但由于二维信息sd1和sd2是分别由可照相携带式电子装置10和外置辅助装置20来取像获得，因此也同样会有前述“可照相携带式电子装置10的实际照相时间因其他并行处理的程序而造成延迟”的问题，以致二维信息sd1和sd2可能未能取像于同一时点。根据本发明，与找到最佳闪光时段t的方式相同，可以根据特定事件来计算一延迟时间而获知二维信息sd1和sd2的最佳取像时点，此特定事件可以是前述第一或第二图像传感器其中一列感光元件开始或结束曝光的时间、或是内置闪光灯101的发光时间。需说明的是：二维信息sd1和sd2的最佳取像时点，和时段t可以是互相独立无关的(因为外置辅助装置20不必须具备外置闪光灯29)，不过，如果外置辅助装置20必须具备外置闪光灯29的话，则二维信息sd1和sd2的最佳取像时点较佳宜落在时段t之内，但非必须落在时段t之内(因为用户可能意图制造特殊效果)。

请参考图3。图3示出本发明的协助产生三维信息的外置辅助装置的第二实施例的方块示意图。第二实施例300与第一实施例200的机制类似，其差别在于：第二实施例300的外置辅助装置30具有二个第二图像传感器21与22，并且由这两个第二图像传感器21与22来产生三维信息，而第一实施例200的外置辅助装置20是由至少一个第二图像传感器21搭配可照相携带式电子装置10的第一图像传感器13来产生对象p的三维图像文件tf。在第二实施例300中，由于外置辅助装置30具有二个第二图像传感器21与22，因此，第二实施例300可不需要搭配可照相携带式电子装置10的第一图像传感器13(但当然，如要整合第一图像传感器13和第二图像传感器21与22所取得的图像信息，亦可)。在第二实施例300中，处理电路14根据二个第二图像传感器21与22所产生的二个第二二维信息sd2，而计算得到对象p的三维信息并进而产生三维图像文件tf。本实施例中，与第一实施例200类似，外置辅助装置30同样可选择性地设置外置闪光灯29，且外置闪光灯29的闪光时间例如但不限于可用前述的方式来控制。此外，当然，外置辅助装置30不必须仅具有二个第二图像传感器21与22，而可具有三个或更多数目的第二图像传感器。

除了上述差异之外，第二实施例300同样具有第一实施例200所提及的优点及功效，于此不再赘述。

请参考图4。图4示出本发明的协助产生三维信息的外置辅助装置的第三实施例的方块示意图。第三实施例400与第二实施例300的机制类似，其差别在于：第三实施例400的外置辅助装置40尚具有一三维图像处理电路25。在第二实施例300中，由可照相携带式电子装置10的处理电路14接受二个第二二维信息sd2而产生对象p的三维图像文件tf。然而，在第三实施例400中，由外置辅助装置40的三维图像处理电路25先直接接受二个第二二维信息sd2而产生对象p的三维信息。之后，再利用传输线路将三维信息传递给可照相携带式电子装置10的处理电路14，以产生对象p的三维图像文件tf。

与前述实施例类似地，在外置辅助装置40尚可选择性地包含一外置闪光灯29(以虚线表示可选择性地包含)，且外置闪光灯29的闪光时间例如但不限于可用前述的方式来控制。

除了上述差异之外，第三实施例400同样具有第二实施例300所提及的优点及功效，于此不再赘述。

以上已针对较佳实施例来说明本发明，以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以思及各种等效变化。凡此种种，皆可根据本发明的教示类推而得。因此，本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。此外，本发明的任一实施型态不必须达成所有的目的或优点，因此，权利要求任一项也不应以此为限。