CN102591121A - 投影机自动对焦方法和使用该方法的投影*** - Google Patents

Abstract

本发明关于一种投影机自动对焦的方法和使用该方法的投影***。本发明利用投影机向感光布幕投射一图像，光感测装置可感测到图像的高度，根据预设的数据对照表得知投影镜头和感光布幕间的距离和投影镜头应转到的位置，并根据此将投影镜头转动到指定位置。然后通过微调进一步提高对焦效果。当投影***未聚焦时，布幕上图像较大，而当转动装置慢慢转动投影镜头进行聚焦时，布幕上图像渐渐变小。当光感测装置感测到布幕上图像的高度最小时，即为投影镜头正确的焦距所在。相较于红外测距的自动对焦方法，本发明中投影机自动对焦的距离几乎可无限延伸，对焦效果好，且成本亦不会随之大量成长。

Description

投影机自动对焦方法和使用该方法的投影***

技术领域

本发明关于投影机，特别是涉及一种投影机自动对焦方法和使用该方法的投影***。 

背景技术

随着生活水平的日益提高和视频技术的不断发展，投影视频产品也越来越引起市场的关注。目前，不论是移动式的小型商业演示、多媒体会议室、教室、体育场馆、教堂、商业场所、大型礼堂等等，都有可能会使用到投影视频产品。因投影机位置经常需要被调整，而每移动一次位置，就必须调整一次焦距，如果使用手动对焦，将非常麻烦。 

目前的自动对焦方法一般为红外测距后自动对焦。图1所示为采用红外测距进行自动调焦的一个投影机的实施例的示意图。如图1所示，投影机100包括投影镜头110、屏幕120、测距装置130、控制器140和调焦装置150。测距装置130用于测量投影镜头110与屏幕120之间的距离，并将测量结果发送给控制器140，控制器140根据这一距离确定投影镜头的焦距，并根据确定好的焦距对调焦装置150进行控制，控制调焦装置150对投影镜头110的焦距进行调节。由于红外测距在使用上有距离限制，且使用的器材比较昂贵，投影距离愈长，器材成本也会跟着影像解析度的品质加速成长。 

发明内容

有鉴于习知技术之缺失，本发明提出一种投影机自动对焦的方法及使用该方法的投影***，利用感光布幕搭配查表法，投影机自动对焦的距离几乎可无限延伸，且成本也不会随之大量增长。 

为达到上述目的，本发明提出一种投影机自动对焦的方法，包含a.使投影机以第一放大倍数投射一图案至设有光感测装置的布幕上；b.利用该光感测装置感测该布幕上的该图案的高度，记为第一高度；c.根据该第一放大倍数和该第一高度，查询预设的对照表得到投影机与布幕间的架设距离，记为第一距离值，其中该对照表包含不同的放大倍数、架设距离及图案高度三者的对应关系；d.根据该第一距离值调整该投影机的投影镜头的焦距，并感测该布幕上的该图案的高度，记为第二高度；e.将该投影镜头朝第一方向调整单位角度，并感测及记录该布幕上的该图案的当前高度；f.若该当前高度小于该第二高度，执行下述步骤：f1.将该投影镜头继续朝该第一方向调整单位角度，并判断该布幕上的图案的当前高度是否持续变小；f3.若是，重复步骤f1，直至该当前高度达到最小，结束对焦；f5.若否，直接结束对焦；g.若该当前高度不小于该第二高度，执行下述步骤：g1.将该投影镜头朝与该第一方向相反的第二方向调整单位角度，并判断该布幕上的图案的当前高度是否持续变小；g3.若是，重复步骤g1，直至该当前高度达到最小，结束对焦；g5.若否，直接结束对焦。 

作为可选的技术方案，在步骤a中进一步包含：当侦测到投影机位置移动或使用者启动自动对焦功能时，利用屏幕菜单式调节方式投射长方形的图案至布幕上。 

作为可选的技术方案，在步骤f3中，若该当前高度持续变小，持续朝该第一方向调整该投影镜头，直至该当前高度开始变大，判定此时该当前高度达到最小。 

作为可选的技术方案，在步骤g3中，若该当前高度持续变小，持续朝该第二方向调整该投影镜头，直至该当前高度开始变大，判定此时该当前高度达到最小。 

作为可选的技术方案，该第一方向为投影镜头伸长的方向，该第二方向为投影镜头缩短的方向。 

本发明还提出一种使用该对焦方法的投影***，该投影***至少包含光感测装置、处理装置及转动装置，其中，光感测装置感测投射于布幕上的图像的 第一高度、第二高度及当前高度；处理装置响应该光感测装置传来的该第一高度，根据该第一高度及第一放大倍数，查询预设的对照表得知投影镜头与感光布幕间的第一距离值，并进一步得知该投影镜头应转到的位置，输出大角度调整信号，响应该光感测装置传来的该第二高度，执行一高度比对程序并输出一单位角度调整信号；以及转动装置响应该处理装置传来的该大角度调整信号和单位角度调整信号，调整该投影镜头。 

作为可选的技术方案，该光感测装置包括复数个光感测器，该复数个光感测器从上往下按直线排列在布幕中部。 

作为可选的技术方案，该转动装置为一步进马达。 

作为可选的技术方案，该单位角度调整信号至少包含该转动装置正向调整该投影镜头的正向转动信号；或者该单位角度调整信号至少包含该转动装置反向调整该投影镜头的反向转动信号。 

相较于现有技术的自动对焦方法，本发明使用感光布幕搭配光感测装置，投影机自动对焦的距离几乎可无限延伸，且成本亦不会随之大量增长。 

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。 

附图说明

图1是红外测距自动对焦投影机的结构示意图； 

图2是本发明一实施例的结构示意图； 

图3A、图3B及图3C是本发明投影镜头调整时感光布幕上图像高度变化的示意图； 

图4是本发明的实施例中一个预设的有关放大倍数、图像高度及投影机与布幕间距离的数据对照表； 

图5是本发明的实施例自动对焦方法的流程图； 

图6是图5中本发明的实施例自动对焦方法流程图中微调的流程图。 

具体实施方式

请参阅图2、图3A、图3B及图3C，其为本发明所提供的自动对焦投影***的一实施例，该投影***包含投影镜头210、感光布幕220、光感测装置230、处理装置240及转动装置250。光感测装置230包含复数个光感测器231，该复数个光感测器231从上往下按直线排列在感光布幕220中部。光感测装置230感测投射于感光布幕220上的图像221的第一高度H1，并将该第一高度H1传送至处理装置240。处理装置240则响应光感测装置230传来的该第一高度H1，查询预设的数据对照表得知投影镜头210与感光布幕220间的距离，并确定此时投影镜头的焦距，亦即确定投影镜头210的应转到的位置，输出大角度调整信号。转动装置250接收到处理装置240传来的该大角度调整信号后，对投影镜头210进行角度调整，将投影镜头210调整至指定位置。一般地，转动装置250包含步进马达。 

转动装置250对投影镜头210进行角度调整后，即完成了对焦距的粗调。 

完成对焦距的粗调后，投影机不一定正好处于准确对焦状态，为了进一步提高对焦准确度，还需要对投影机进行自动对焦微调。众所周知，投影机准确对焦时其投影的图像高度最小，可据此对投影机镜头正向转动或反向转动以对投影机准确对焦进行微调，当感光布幕上的图像高度最小时，则投影***实现了准确的自动对焦。 

本发明还提出了投影***自动对焦的方法，下面结合图4、图5、图6进行说明。请参考图5，图5所示为本发明的实施例自动对焦方法的实施例的流程图。当使用者主动启动自动对焦功能或是投影机上的重力感测器侦测到投影机发生位置移动，则自动对焦功能启动。本实施例的自动对焦方法至少包含下列步骤：首先，利用屏幕菜单式(OSD)调节方式使投影机以第一放大倍数投射一长方形的图像221至感光布幕220上(步骤300)。光感测装置230感测图像的第一高度H1，并将该图像221的第一高度H1的数据传送至处理装置240(步骤310)。处理装置240接收到传来的图像221的第一高度H1，根据此时投影机的第一放大倍数和图像221的第一高度H1，查询预设的数据对照表得知此时投影机210与感光布幕220间的距离，记为第一距离值，由该第一距离值确定出投 影镜头210的焦距，亦即确定了该投影镜头210应转到的位置(步骤320)。处理装置240向转动装置250发出一大角度调整信号，转动装置250带动投影镜头210转动到该指定位置(步骤330)，此时完成了对投影***的焦距的粗调。接下来光感测装置230感测投影镜头210调整后感光布幕220上的图像221的第二高度H2(步骤340)，利用转动装置250将投影镜头210正向/反向转动单位角度 

进行微调，直至图像高度最小(步骤350)，结束对焦程序。 

其中，步骤320中提到的预设的数据对照表如图4所示，图4是本发明的实施例中的一个预设的有关放大倍数、图像高度及投影机与布幕间距离的数据对照表，将放大倍数和图像高度及与之对应的投影镜头210与感光布幕220间的距离关系预先存储在这个表格中，处理装置230通过查表，将当前图像高度及放大倍数与对照表中的数据相比较，找出对应的距离数据。 

另外，查询到投影机210与屏幕220之间的距离数据之后，处理装置230可以通过多种方法确定出投影镜头210的焦距。一种简单且常用的方法是通过将投影镜头210与屏幕220之间的距离和投影镜头210的焦距的对应关系预先存储在一个表格里面，测距装置230通过查表，将当前的投影镜头210与屏幕220之间的距离与列表中的数据相比较，找出对应的投影镜头210的焦距数据。根据投影镜头210的不同，列表中的数据也会有所不同，这些数据可以是投影镜头提供商提供的数据，也可以是计算出来的一组数据。 

请参考图6，图6详细说明了图5中本发明的实施例自动对焦方法流程图中微调的流程。由于投影机准确对焦时其投影的影像高度最小，可据此对投影机镜头正向转动或反向转动以对投影机准确对焦进行微调。正向转动为转动投影镜头使其镜头伸长的转动，反向转动为转动投影镜头使其镜头缩短的转动。以下对投影机自动对焦微调进行详细说明，处理装置240先向转动装置250发出朝向第一方向转动一单位角度 

的调整信号，该第一方向可以为正向，也可以为反向，本实施例以第一方向为正向为例，即第一方向为投影镜头伸长的方向，第二方向为与第一方向相反的方向，则此时第二方向为投影镜头缩短的方向，转动装置250带动投影机镜头正向转动单位角度 

(步骤351)，光感测装置230感测正向转动后感光布幕220上图像的当前高度并将图像的该当前高度的数据 传送至处理装置240(步骤352)，处理装置240比较图像的当前高度与粗调后图像的第二高度H2的大小(步骤353)，由于投影机准确对焦时其投影的影像高度最小，若正向转动一单位角度 

后图像的当前高度小于第二高度H2，说明微调方向正确，但还不一定达到准确对焦位置，处理装置240继续向转动装置250发出正向转动一单位角度 的调整信号，转动装置250带动投影镜头210正向转动单位角度 

(步骤358)，光感测装置230感测此时图像的当前高度并将该当前高度的数据传送至处理装置240(步骤359)，处理装置240判断图像的当前高度是否变小步骤360)，若图像的当前高度变小，则处理装置240继续向转动装置250发出正向转动一单位角度 

的调整信号，转动装置250继续带动投影镜头210正向转动单位角度 

直至出现图像的当前高度变大，说明此时超过了准确对焦位置，则处理装置240向转动装置250发出反向转动一单位角度 的调整信号，转动装置250带动投影镜头210反向转动单位角度 

(步骤361)，此时感光布幕220上的图像高度最小，投影***实现准确对焦，微调结束。其中，步骤361为非必要步骤，比如，图像的当前高度不变，则转动装置250不需要再带动投影镜头反向转动一单位角度 

直接结束微调。反之，若微调一开始正向转动一单位角度 后图像的当前高度不比第二高度小，说明微调的方向错误，处理装置240向转动装置250发出反向转动一单位角度 

的调整信号，转动装置250带动投影镜头210反向转动单位角度 

(步骤354)，光感测装置230感测此时图像的当前高度并将该当前高度的数据传送至处理装置240(步骤355)，处理装置240判断图像的当前高度是否变小(步骤356)，如果图像的当前高度变小，处理装置240继续向转动装置250发出反向转动一单位角度 

的调整信号，转动装置250带动投影镜头210继续反向转动单位角度 

直至出现图像的当前高度变大，说明超过了准确对焦的位置，则处理装置240向转动装置250发出正向转动一单位角度 

的调整信号，转动装置250带动投影镜头正向转动单位角度 

(步骤357)，此时感光布幕220上的图像高度最小，投影***实现准确对焦，微调结束。其中，步骤357为非必要步骤，比如，图像的当前高度不变，则转动装置250不需要再带动投影镜头正向转动一单位角度 

直接结束微调。反之，其中，每次正向转动或反向转动的单位角度 

可为0.5°～1°。 

本实施例中，微调时，先将投影镜头正向转动一单位角度 

实际操作中， 也可以选择先反向转动一单位角度 

反向转动的调整原理与正向转动的相同，不另赘述。 

需要说明的是，将图像高度传送至处理装置时，可使用红外线(IR)传输，或使用通用异步接收/发送装置(Uart)传输，又或者使用网络(Network)传输，但本发明不以此为限。 

本实施例中，先向感光布幕投射一图像，取得图像高度，并查询预设的数据对照表表得知投影镜头应当转到的位置，将投影镜头转动至该指定位置，再对其进行微调，使得光感测装置感测到的图像高度为最小，此时即为投影机的正确焦距所在。当投影***未聚焦时，布幕上图像较大，而当转动装置慢慢调整投影镜头进行聚焦时，布幕上图像渐渐变小。当光感测装置感测到布幕上图像的高度最小时，即为投影镜头正确的焦距所在。 

相较于红外测距的自动对焦方法，本发明使用感光布幕搭配光感测装置，投影机自动对焦的距离几乎可无限延伸，且成本亦不会随之大量成长。 

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。 

Claims (9)

1.一种投影机自动对焦的方法，其特征在于该方法包括：

a.使投影机以第一放大倍数投射一图案至设有光感测装置的布幕上；

b.利用该光感测装置感测该布幕上的该图案的高度，记为第一高度；

c.根据该第一放大倍数和该第一高度，查询预设的对照表得到投影机与布幕间的架设距离，记为第一距离值，其中该对照表包含不同的放大倍数、架设距离及图案高度三者的对应关系；

d.根据该第一距离值调整该投影机的投影镜头的焦距，并感测该布幕上的该图案的高度，记为第二高度；

e.将该投影镜头朝第一方向调整单位角度，并感测及记录该布幕上的该图案的当前高度；

f.若该当前高度小于该第二高度，执行下述步骤：

f1.将该投影镜头继续朝该第一方向调整单位角度，并判断该布幕上的图案的当前高度是否持续变小；

f3.若是，重复步骤f1，直至该当前高度达到最小，结束对焦；

f5.若否，直接结束对焦；

g.若该当前高度不小于该第二高度，执行下述步骤：

g1.将该投影镜头朝与该第一方向相反的第二方向调整单位角度，并判断该布幕上的图案的当前高度是否持续变小；

g3.若是，重复步骤g1，直至该当前高度达到最小，结束对焦；

g5.若否，直接结束对焦。

2.根据权利要求1所述的投影机自动对焦的方法，其特征在于，在步骤a中进一步包含：当侦测到投影机位置移动或使用者启动自动对焦功能时，利用屏幕菜单式调节方式投射长方形的图案至布幕上。

3.根据权利要求1所述的投影机自动对焦的方法，其特征在于，在步骤f3中，若该当前高度持续变小，持续朝该第一方向调整该投影镜头，直至该当前高度开始变大，判定此时该当前高度达到最小。

4.根据权利要求1所述的投影机自动对焦的方法，其特征在于，在步骤g3中，若该当前高度持续变小，持续朝该第二方向调整该投影镜头，直至该当前高度开始变大，判定此时该当前高度达到最小。

5.根据权利要求1所述的投影机自动对焦的方法，其特征在于：该第一方向为投影镜头伸长的方向，该第二方向为投影镜头缩短的方向。

6.一种投影***，其特征在于该投影***至少包含：

光感测装置，感测投射于布幕上的图像的第一高度、第二高度及当前高度；

处理装置，响应该光感测装置传来的该第一高度，根据该第一高度及第一放大倍数，查询预设的对照表得知投影镜头与感光布幕间的第一距离值，并进一步得知该投影镜头应转到的位置，输出大角度调整信号，响应该光感测装置传来的该第二高度，执行一高度比对程序并输出一单位角度调整信号；以及

转动装置，响应该处理装置传来的该大角度调整信号和单位角度调整信号，调整该投影镜头。

7.根据权利要求6所述的投影***，其特征在于：该光感测装置包括复数个光感测器，该复数个光感测器从上往下按直线排列在布幕中部。

8.根据权利要求6所述的投影***，其特征在于：该转动装置为一步进马达。

9.根据权利要求6所述的投影***，其特征在于：该单位角度调整信号至少包含该转动装置正向调整该投影镜头的正向转动信号；或者该单位角度调整信号至少包含该转动装置反向调整该投影镜头的反向转动信号。

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