TW201814320A - 計算目標物座標位置之變焦光學系統及目標物資訊分享之方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種計算目標物座標位置之變焦光學系統及目標物資訊分享之方法，該系統包括至少一變焦光學元件、一偏轉角度偵測元件及一電子裝置，對變焦光學元件輸入一目標電壓或一目標電流，使變焦光學元件對焦至一目標物後，依據該目標電壓或該目標電流可得到對應之一距離，偏轉角度偵測元件則取得目標物與變焦光學元件之連線及一緯度座標軸之間的一夾角，電子裝置依據距離、變焦光學元件之一第一座標及該夾角計算出目標物之一第二座標。使用者藉由本發明的變焦光學系統不但可計算目標物的座標，電子裝置還可依據該第二座標從雲端伺服器下載目標物之相關資訊，並分享給其他電子裝置。

Description

計算目標物座標位置之變焦光學系統及目標物資訊分享之方法

本發明係有關一種目標物搜尋方法，特別是指一種計算目標物座標位置之變焦光學系統及其計算方法。

按，隨著社群網路蓬勃發展，人們到每個景點喜歡拍照打卡，若看到有趣的物品也會拍照上傳分享，讓各地景點、裝置藝術、特殊建築等隨著網路分享而擴散到普羅大眾都認識。

有些物件並沒有立牌說明，例如設在廣場中的雕像造型奇特，但一旁沒有說明此雕像的意義，人們需上網查詢，有名氣的物件可以簡單快速搜尋到相關資訊，但若是普通的物件，例如一棟有彩繪玻璃的大樓，沒有大樓名稱就很難查找，往往需要按圖索驥、看遍上百甚至上千張圖片才能找到這棟大樓的相關資訊，相當不便，甚至還有可能找到錯誤的相似物件。此外，若想將看到的物件分享給朋友，以往是拍照傳送或上傳到社群網站，但仍然沒有附上相關資訊，若有人對此物件感興趣，又需要按圖索驥去查找資料，因此，在物件沒有顯著名稱的情況下，若可直接取得該物件對應的唯一識別資訊，不但自己能快速查找該物件的相關資訊，將此唯一識別資訊分享給其他人後，讓其他人也可依據此唯一識別資訊快速搜尋物件的資料，節省時間，增加大家深入瞭解此物件的意願。

因此，本發明即提出一種計算目標物座標位置之變焦光學系統及目標物資訊分享之方法，簡單快速地直接定位到物件的經緯度座標，免去檢索的困擾，更可輕鬆分享給其他人，有效解決上述該等問題，具體架構及其實施方式將詳述於下：

本發明之主要目的在提供一種計算目標物座標位置之變焦光學系統，其係利用變焦光學元件得到與目標物之距離、利用電子羅盤或陀螺儀得到與該目標物及一緯度座標軸之夾角後，依據變焦光學元件之座標結合該距離及夾角，計算出該目標物之座標，不需多個變焦光學元件以三角定位方式計算目標物座標，且電子羅盤或陀螺儀為多數電子裝置所內建之元件，故可節省成本。

本發明之另一目的在提供一種計算目標物座標位置之變焦光學系統，其利用調整變焦光學元件的輸入電壓或輸入電流，進而改變變焦光學元件的聚焦距離，從而得到變焦光學元件與目標物之間的距離。

本發明之再一目的在提供一種利用變焦光學系統計算目標物座標位置並分享目標物資訊之方法，將目標物的座標提供給其他使用者，讓其他使用者可依據此座標上網搜尋目標物的相關資料，或直接到現場觀看目標物。

為達上述目的，本發明提供一種計算目標物座標位置之變焦光學系統，包括：一變焦光學元件，藉由調整輸入到變焦光學元件之電壓或電流以調整變焦光學元件之聚焦距離，電壓或電流與聚焦距離成正比或反比之對應關係，當輸入一目標電壓或一目標電流時使變焦光學元件對焦至一目標物；一偏轉角度偵測元件，訊號連接變焦光學元件，以獲得目標物與變焦光學元件之連線及一緯度座標軸之間的一夾角；以及一電子裝置，訊號連接變焦光學元件及偏轉角度偵測元件，依據目標電壓或目標電流可得到目標物與變焦光學元件之間的一距離，利用變焦光學元件之一第一座標、距離及夾角計算出目標物之一第二座標。

電子裝置為智慧型手機、平板電腦、智慧手錶、智慧眼鏡或其他具有計算處理功能之可攜式電子裝置。

電子裝置中更包括一衛星定位系統，以定位變焦光學元件之第一座標。

本發明中，變焦光學元件可為隱形眼鏡，或裝設在一微投影機或該電子裝置之一鏡頭前，或為一眼鏡之鏡片。

偏轉角度偵測元件為電子羅盤或陀螺儀，設於微投影機、電子裝置或眼鏡上。

本發明中，變焦光學元件可為由電流驅動的含音圈馬達的透鏡系統，表現型態可為智慧型手機之相機模組。電子羅盤或陀螺儀及變焦光學元件均設於電子裝置上。

電子裝置更具有至少一無線通訊模組，於衛星定位系統無法定位時提供輔助定位。

本發明中更包括一雲端伺服器，儲存複數不同座標之物件資訊，電子裝置計算出目標物之第二座標後，從雲端伺服器下載屬於目標物之資訊並儲存於電子裝置中。

其中，無線通訊模組為Wi-Fi或藍牙傳輸模組。

變焦光學元件更擷取目標物之影像，透過電子裝置將目標物之影像及第二座標一起上傳至一雲端伺服器。

本發明另提供一種利用變焦光學系統計算目標物座標位置並分享目標物資訊之方法，包括下列步驟：輸入一目標電壓或一目標電流至一變焦光學元件，使變焦光學元件對焦至一目標物，並利用一偏轉角度偵測元件取得目標物與變焦光學元件之連線及一緯度座標軸之間的一夾角；目標電壓或目標電流之數值對應變焦光學元件及目標物之間的一聚焦距離，一第一電子裝置依據聚焦距離、變焦光學元件之一第一座標及夾角計算出目標物之一第二座標；以及將第二座標傳送給至少一第二電子裝置，第二電子裝置依據第二座標從一雲端伺服器上取得對應第二座標之目標物之名稱及相關資訊。

第一電子裝置將目標物的影像及第二座標上傳至雲端伺服器後，可透過一網站或第一電子裝置中所安裝的應用程式之留言或標記第二電子裝置，使第二電子裝置透過雲端伺服器取得第二座標及影像。

本發明提供一種計算目標物座標位置之變焦光學系統及目標物資訊分享之方法，請參考第1圖，其為本發明之計算目標物座標位置之變焦光學系統之示意圖，包括至少一變焦光學元件10、一偏轉角度偵測元件12及一電子裝置14，變焦光學元件10可為由電壓驅動的液晶透鏡或液體鏡頭、或為由電流驅動的含音圈馬達的透鏡系統，其中，液晶透鏡的表現型態可為隱形眼鏡，或裝設在一微投影機或電子裝置14之一鏡頭前，或為一眼鏡之鏡片，在第1圖之實施例中變焦光學元件10為隱形眼鏡，此變焦光學元件10可藉由調整輸入到變焦光學元件10之電壓以調整變焦光學元件10之聚焦距離，電壓與聚焦距離之間的對應關係可為正比或反比，或依據電壓查詢對照表找出對應的聚焦距離，其他的變焦光學元件10也同樣具有電壓或電流與聚焦距離之間的對應關係。當電壓與聚焦距離成正比時其關係圖如下表一所示：表一

當輸入的電壓V愈大，可對焦到的距離d就愈遠，但距離d有極限不能無限延伸。藉由此關係圖便可依據輸入的電壓大小輕鬆得到對焦之目標物20距離有多遠。反之，若電壓與距離成反比，則不加電壓時對焦在無限遠處，加電壓則會對焦在近處。

變焦光學元件10設置在微投影機之鏡頭前的實施例請參考第5圖，微投影機42裝設在眼鏡40的鏡片41上，微投影機42的鏡頭對著鏡片41方向投影，而變焦光學元件10設於鏡片41上，接收微投影機42的投影。

偏轉角度偵測元件12為電子羅盤或陀螺儀，其與變焦光學元件10及電子裝置14訊號連接，其可設在變焦光學元件10上亦可設在電子裝置14上，或是單獨設置，在第1圖之實施例中偏轉角度偵測元件12係單獨設置，可掛設於使用者的耳朵旁，故，若變焦光學元件10是設在微投影機、電子裝置14或眼鏡上時，偏轉角度偵測元件12亦可一同設在微投影機、電子裝置14或眼鏡上，或是與變焦光學元件10設在不同地方，但變焦光學元件10、偏轉角度偵測元件12及電子裝置14都在使用者身上，跟隨著使用者移動。偏轉角度偵測元件12會記錄自身角度的變化，例如使用者轉頭的時候，偏轉角度偵測元件12便會記錄轉向，因此可獲得目標物20與變焦光學元件10之連線及一緯度座標軸22之間的夾角θ₁ ；電子裝置14訊號連接變焦光學元件10及偏轉角度偵測元件12，由於輸入到變焦光學元件10的電壓係由電子裝置14控制，故可知道輸入到變焦光學元件10的目標電壓為何，進而依據目標電壓得到目標物20與變焦光學元件10之間的一距離d₁ ，再者，電子裝置14中具有一衛星定位系統（圖中未示），故可定位出變焦光學元件10之第一座標(x₁ , y₁ )，在已知變焦光學元件10的第一座標(x₁ , y₁ )、與目標物20的距離d₁ 及夾角θ₁ 的情況下，電子裝置14便可計算出目標物20之一第二座標(x_t , y_t )。

電子裝置14為智慧型手機、平板電腦、智慧手錶、智慧眼鏡或其他具有計算處理功能之可攜式電子裝置，變焦光學元件10除了可獨立在電子裝置14之外，當電子裝置14為智慧型手機或平板電腦時，變焦光學元件10亦可設在電子裝置14中，如由電流驅動的含音圈馬達的透鏡系統，具體表現型態為電子裝置14（如智慧型手機或平板電腦）中的相機模組，此時，變焦光學元件10與陀螺儀或電子羅盤等偏轉角度偵測元件12係一同設置在電子裝置14中。

於電子裝置14中更具有至少一無線通訊模組（圖中未示），如Wi-Fi或藍牙傳輸模組，當衛星定位系統無法定位時提供輔助定位，例如室內的衛星定位效果不佳，便可輔以Wi-Fi熱點、藍牙或其他室內定位系統進行定位。此外，若在室內難以衛星定位時，還可利用多顆低功耗藍牙元件（如beacon）進行三角定位。

變焦光學元件10可利用拍照或其他方式擷取目標物20之影像，並儲存在電子裝置14中。

本發明中更包括一眼球運動追蹤系統（圖中未示），其訊號連接電子裝置14，眼球運動追蹤系統包括一影像擷取裝置（圖中未示）及一感測器（圖中未示），以第5圖的眼鏡為例，眼球運動追蹤系統也架設在眼鏡40上，利用影像擷取裝置擷取一眼球之運動角度，例如眼球向右邊轉就會被影像擷取裝置擷取到影像，再由電子裝置14計算眼球的運動角度，而感測器則用以偵測眼球內水晶體的前後移動距離及聚焦位置，如此一來，當眼睛看向某一目標物時，利用眼球運動追蹤系統便可知道眼睛看的是哪一個目標物，再輸入電壓給變焦光學元件進行對焦。

第2圖為本發明之另一實施例示意圖，本發明計算目標物座標位置之變焦光學系統中更包括一雲端伺服器24，其中儲存複數不同座標之物件資訊，例如建築物、裝置藝術、公園、商店或地標等物件的建築時間、建築模型、交通位置、特殊景觀、商店介紹、商店營業、商品等資訊，電子裝置14計算出目標物20之第二座標(x_t , y_t )後，可從雲端伺服器24下載屬於目標物20之資訊並儲存於電子裝置14中。

若變焦光學元件10擷取了目標物20之影像，則可透過電子裝置14將目標物20之影像及其第二座標一起上傳至雲端伺服器24，以擴充雲端伺服器24的資料庫內容，增加雲端伺服器24中關於此座標的物件的影像，使用者亦可增加與此目標物物件有關的描述，或是雲端伺服器24會依據電子裝置14提供的影像，自動上網搜尋與影像中之目標物有關的資訊。

第3圖為本發明利用變焦光學系統計算目標物座標位置並分享目標物資訊之方法，在步驟S10中，當使用者鎖定了一個視線範圍中的目標物，想知道該目標物的相關資訊時，先輸入一目標電壓或一目標電流至變焦光學元件，使變焦光學元件對焦至目標物，並利用電子羅盤或陀螺儀等偏轉角度偵測元件取得目標物與變焦光學元件之連線及一緯度座標軸之間的夾角；步驟S12中，由目標電壓之數值可對應得到變焦光學元件及目標物之間的聚焦距離，第一電子裝置與變焦光學元件和偏轉角度偵測元件連接，依據聚焦距離、變焦光學元件之第一座標及夾角計算出目標物之第二座標；接著步驟S14，第一電子裝置將第二座標傳送給至少一第二電子裝置，最後，第二電子裝置可依據第二座標從一雲端伺服器上取得對應第二座標之目標物之名稱及相關資訊，如步驟S16所述。

舉例而言，若變焦光學元件擷取了目標物之影像，除了可將目標物之影像及其第二座標一起上傳至雲端伺服器之外，亦可如第4圖所示，電子裝置14將影像及第二座標透過雲端伺服器24傳送給其他電子裝置，如另一使用者的第二電子裝置34，分享此目標物20的影像給其他使用者觀看。其他使用者可先看目標物20的影像，若對此目標物20有興趣，可依據第二座標從雲端伺服器24上搜尋該目標物20之名稱及相關資訊。

其他使用者取得目標物影像和第二座標的方式如下：第一電子裝置14將第二座標(xt, yt)上傳至雲端伺服器24，且第一電子裝置14中可安裝有至少一應用程式（如Facebook應用程式），第一電子裝置14在一網站（如Facebook網站或其他社群網站）或應用程式留言給第二電子裝置34或標記第二電子裝置34，第二電子裝置34收到留言或標記後，便可透過雲端伺服器24取得第二座標及目標物影像。舉例而言，第一電子裝置14透過內部安裝的Facebook應用程式將目標物20的照片及第二座標上傳到Facebook，並留言或標記第二電子裝置34的另一使用者，分享目標物20是一棟外觀美麗的大樓，此時，若第二電子裝置34的使用者看到目標物影像後有興趣，便將第二座標下載並儲存，若不便前往，便依據第二座標上網搜尋該目標物20的相關資訊，或是親自前往，依據第二電子裝置34中所儲存的第二座標尋找到目標物20。

若其他使用者看了影像後，想親眼看到該目標物，則可依據第二座標找到該目標物20的具體位置，在第4圖中，另一使用者的第二電子裝置34收到目標物20的第二座標後，開始尋找目標物20，由於第二電子裝置34亦具有定位的功能，已知第二電子裝置34的座標為(x₂ , y₂ )和目標物20的第二座標(x_t , y_t )，便可算出第二電子裝置34和目標物20之間的距離d₂ ，而第二偏轉角度偵測元件32又可提供轉向角度，故第二電子裝置34可在靠近目標物20的時候發出提醒，並告知應該旋轉多少角度θ₂ 可看到目標物20，舉例而言，提醒使用者向右轉20度，前方100公尺就是目標物。在此實施例中，其他使用者不需裝備第二變焦光學元件30，只需第二偏轉角度偵測元件32及第二電子裝置34即可尋找到目標物20 。

若其他使用者在與目標物20距離遙遠的地方，例如另一城市，則可先不搜尋目標物20，待使用者也到了該目標物20的城市後再啟動第二電子裝置34中的程式，引導使用者走向目標物20，第二電子裝置34會在目標物20已出現在可視範圍後發出提醒給使用者。

本發明中的變焦光學元件可不止一個，當有兩個光學變焦元件時，例如在眼鏡的左、右鏡片上都裝設液晶透鏡，則兩個光學變焦元件可同時對兩個目標物在感光元件（如CMOS感應器）上產生成像，較遠的目標物和較近的目標物成像重疊，可判斷出大致的距離，如此一來以前需要從0V一直掃瞄，抓取多張影像後找出對比最強的影像，就是對焦最清晰的影像，而利用兩個光學變焦元件可以大幅縮小電壓偵測的範圍，例如已知目標物的大約位置在50公尺外，則直接用20~30V的電壓嘗試對焦即可，不需從0V開始。

綜上所述，本發明提供一種計算目標物座標位置之變焦光學系統及目標物資訊分享之方法，其係利用變焦光學元件、偏轉角度偵測元件及電子裝置分別得到使用者與一目標物之距離、夾角及定位座標，依據這些參數計算出該目標物之座標，不需多個變焦光學元件以三角定位方式計算目標物座標，可大幅節省成本，且電子羅盤或陀螺儀等偏轉角度偵測元件為多數電子裝置所內建之元件，一般而言不需另外購置。此外，本發明將目標物的座標分享給其他使用者，讓其他使用者可依據此座標找到此目標物，若不克前往的使用者亦可利用此座標上網查到目標物的相關資訊，免除了目前只能按圖索驥的缺點，加快搜尋目標物資訊的速度，且還可避免找到相似物件而非目標物本身。

唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

10‧‧‧變焦光學元件

12‧‧‧偏轉角度偵測元件

14‧‧‧電子裝置

20‧‧‧目標物

22‧‧‧緯度座標軸

24‧‧‧雲端伺服器

30‧‧‧第二變焦光學元件

32‧‧‧第二偏轉角度偵測元件

34‧‧‧第二電子裝置

40‧‧‧眼鏡

41‧‧‧鏡片

42‧‧‧微投影機

第1圖為本發明計算目標物座標位置之變焦光學系統之示意圖。 第2圖為本發明中變焦光學系統連接雲端伺服器之實施例示意圖。 第3圖為本發明利用變焦光學系統計算目標物座標位置並取得相關資訊之方法之流程圖。 第4圖為本發明將目標物資訊分享給其他使用者的示意圖。 第5圖為將變焦光學元件設置在微投影機之鏡頭前之實施例示意圖。

Claims (20)

1. 一種計算目標物座標位置之變焦光學系統，包括： 至少一變焦光學元件，藉由調整輸入到該變焦光學元件之電壓或電流以調整該變焦光學元件之聚焦距離，該電壓或電流與該聚焦距離成一對應關係，當輸入一目標電壓或一目標電流時使該變焦光學元件對焦至一目標物； 一偏轉角度偵測元件，訊號連接該變焦光學元件，以獲得該目標物與該變焦光學元件之連線及一緯度座標軸之間的一夾角；以及 一電子裝置，訊號連接該變焦光學元件及該偏轉角度偵測元件，依據該目標電壓或該目標電流可得到該目標物與該變焦光學元件之間的一距離，利用該變焦光學元件之一第一座標、該距離及該夾角計算出該目標物之一第二座標。
2. 如請求項1所述之計算目標物座標位置之變焦光學系統，其中該電子裝置為智慧型手機、平板電腦、智慧手錶、智慧眼鏡或其他具有計算處理功能之可攜式電子裝置。
3. 如請求項1所述之計算目標物座標位置之變焦光學系統，其中該電子裝置中更包括一衛星定位系統，以定位該變焦光學元件之該第一座標。
4. 如請求項2所述之計算目標物座標位置之變焦光學系統，其中該變焦光學元件為該智慧型手機或該平板電腦中之一相機模組。
5. 如請求項1所述之計算目標物座標位置之變焦光學系統，其中該變焦光學元件為隱形眼鏡，或裝設在一微投影機或該電子裝置之一鏡頭前，或為一眼鏡之鏡片。
6. 如請求項5所述之計算目標物座標位置之變焦光學系統，其中該偏轉角度偵測元件為一電子羅盤或一陀螺儀，設於該微投影機、該電子裝置或該眼鏡上。
7. 如請求項2或4所述之計算目標物座標位置之變焦光學系統，其中該偏轉角度偵測元件為一電子羅盤或一陀螺儀，設於該電子裝置中。
8. 如請求項3所述之計算目標物座標位置之變焦光學系統，其中該電子裝置更具有至少一無線通訊模組，於該衛星定位系統無法定位時提供輔助定位。
9. 如請求項8所述之計算目標物座標位置之變焦光學系統，其中該無線通訊模組為Wi-Fi或藍牙傳輸模組。
10. 如請求項1所述之計算目標物座標位置之變焦光學系統，更包括一雲端伺服器，儲存複數不同座標之物件資訊，該電子裝置計算出該目標物之該第二座標後，從該雲端伺服器下載屬於該目標物之資訊並儲存於該電子裝置中。
11. 如請求項10所述之計算目標物座標位置之變焦光學系統，其中該變焦光學元件更擷取該目標物之影像，透過該電子裝置將該目標物之影像及該第二座標一起上傳至該雲端伺服器。
12. 如請求項1所述之計算目標物座標位置之變焦光學系統，其中該電壓或電流與該聚焦距離之該對應關係為正比、反比或查詢對照表。
13. 如請求項1所述之計算目標物座標位置之變焦光學系統，更包括一眼球運動追蹤系統，訊號連接該電子裝置，該眼球運動追蹤系統包括一影像擷取裝置及一感測器，利用該影像擷取裝置擷取一眼球之運動角度，該感測器用以偵測該眼球內水晶體的前後移動距離及聚焦位置。
14. 一種利用變焦光學系統計算目標物座標位置並分享目標物資訊之方法，包括下列步驟： 輸入一目標電壓或一目標電流到至少一變焦光學元件，使該變焦光學元件對焦至一目標物，並利用一偏轉角度偵測元件取得該目標物與該變焦光學元件之連線及一緯度座標軸之間的一夾角； 該目標電壓或該目標電流之數值對應該變焦光學元件及該目標物之間的一距離，一第一電子裝置依據該距離、該變焦光學元件之一第一座標及該夾角計算出該目標物之一第二座標；以及 將該第二座標傳送給至少一第二電子裝置，該第二電子裝置依據該第二座標從一雲端伺服器上取得對應該第二座標之該目標物之名稱及相關資訊。
15. 如請求項14所述之方法，其中該電子裝置係利用一衛星定位系統定位該變焦光學元件之該第一座標。
16. 如請求項14 所述之方法，其中該電子裝置中具有至少一無線通訊模組，於該衛星定位系統無法定位時提供輔助定位。
17. 如請求項 14 所述之方法，其中該第一電子裝置計算出該第二座標後，從該雲端伺服器下載屬於該目標物之資訊，並儲存於該第一電子裝置中。
18. 如請求項14所述之方法，其中該第一電子裝置利用該變焦光學元件擷取該目標物之影像，並將該影像連同該第二座標一起傳送給第二電子裝置。
19. 如請求項14所述之方法，其中該偏轉角度偵測元件為一電子羅盤或一陀螺儀。
20. 如請求項18所述之方法，其中該第一電子裝置係將該影像及該第二座標上傳至該雲端伺服器，透過一網站或該第一電子裝置中所安裝的至少一應用程式留言或標記該第二電子裝置，使該第二電子裝置透過該雲端伺服器取得該第二座標及該影像。