CN113301314A - 对焦方法、投影仪、成像设备和存储介质 - Google Patents
对焦方法、投影仪、成像设备和存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例提供了一种对焦方法、投影仪、成像设备和存储介质。所述对焦方法应用于投影仪，所述方法包括：在多个镜头物距区间中，确定与投影目标之间的测量距离所符合的目标物距区间；根据所述多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系，在所述多个镜头像距区间中，确定所述目标物距区间对应的目标像距区间；基于所述目标像距区间，对所述投影目标进行对焦。由于目标像距区间根据多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系确定，因此基于目标像距区间对投影目标进行对焦保证了对焦的精度，此外，采用目标物距区间对应的目标像距区间进行对焦，避免了针对全部像距范围进行对焦，因此提高了对焦的速度。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种对焦方法、投影仪、成像设备和存储介质。
背景技术
通常，图像最清晰的点也是对比度最大的点。对于相机或投影仪而言，电机会驱动镜头，沿着指向被摄物的轴线改变对焦点，并在每个对焦点上获取影像，类似于逐点扫描，先将每一个焦点上获得的影像数字化，数字化后的影像实际是一个整数矩阵，并传递给图像处理器，然后计算反差量，对比筛选出反差最大的，驱动镜头，将焦点放置于反差值最大的焦点上，即得到正确的焦点，并根据反差量最大的值确定是否合焦，即对焦完成。
同样，对于现有技术中的投影仪的自动对焦技术，通过图像传感器采集一系列关键点的清晰度，找到最清晰的点，然后驱动电机到该位置。但是，图像传感器采集图像并计算清晰度，导致了对焦速度比较慢，体验比较差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种对焦方法、投影仪、成像设备和存储介质，以解决或缓解上述问题。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种对焦方法，应用于投影仪，包括：在多个镜头物距区间中，确定与投影目标之间的测量距离所符合的目标物距区间；根据所述多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系，在所述多个镜头像距区间中，确定所述目标物距区间对应的目标像距区间；基于所述目标像距区间，对所述投影目标进行对焦。
根据本发明实施例的第二方面，应用于成像设备，包括：在多个镜头物距区间中，确定与成像目标之间的测量距离所符合的目标物距区间；根据所述多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系，在所述多个镜头像距区间中，确定所述目标物距区间对应的目标像距区间；基于所述目标像距区间，对所述成像目标进行对焦。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种投影仪，包括：投影光学***；距离传感器，感测与投影目标之间的测量距离；控制器，包括：像距控制部，在多个镜头物距区间中，确定所述距离传感器感测到的与投影目标之间的测量距离所符合的目标物距区间；根据所述多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系，在所述多个镜头像距区间中，确定所述目标物距区间对应的目标像距区间；对焦控制部，基于所述目标像距区间，控制所述投影光学***对所述投影目标进行对焦。
根据本发明实施例的第四方面，提供了一种成像设备，包括：成像光学***；距离传感器，感测与成像目标之间的测量距离；控制器，包括：像距控制部，在多个镜头物距区间中，确定所述距离传感器测得的与成像目标之间的测量距离所符合的目标物距区间；根据所述多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系，在所述多个镜头像距区间中，确定所述目标物距区间对应的目标像距区间；对焦控制部，基于所述目标像距区间，控制所述成像光学***对所述成像目标进行对焦。
根据本发明实施例的第五方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面或第二方面所述的对焦方法。
由于目标像距区间根据多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系确定，因此基于目标像距区间对投影目标进行对焦保证了对焦的精度，此外，采用目标物距区间对应的目标像距区间进行对焦，避免了针对全部像距范围进行对焦，因此提高了对焦的速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A为本发明实施例一的一个示例的对焦方法的示意性流程图；
图1B为本发明实施例一的另一示例的对焦方法的示意性流程图；
图2A为本发明实施例二的一个示例的高成像清晰度像距区间确定方法的示意性流程图；
图2B为本发明实施例二的另一示例的高成像清晰度像距区间确定方法的示意性流程图；
图2C为本发明实施例二的对焦方法的示意图；
图2D为本发明实施例二的对焦方法的示意图；
图3为本发明实施例三的对焦方法的示意性流程图；
图4为本发明实施例四的一个示例的投影仪的示意性框图；
图5为本发明实施例四的另一示例的投影仪光机的示意性框图；
图6为本发明实施例四的一个示例的成像设备的示意性框图。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明实施例保护的范围。
下面结合本发明实施例附图进一步说明本发明实施例具体实现。
图1A为本发明实施例一的一个示例的对焦方法的示意性流程图。图1A的对焦方法，应用于投影仪，包括：
110：在多个镜头物距区间中，确定与投影目标之间的测量距离所符合的目标物距区间。
应理解，本实施例的投影仪可以为任意适当的具有投影功能的电子设备，包括但不限于采用CRT(阴极射线管，Cathode Ray Tube)投影技术、LCD(液晶显示器，LiquidCrystal Display)投影技术、DLP(数字光处理，Digital Light Processing)投影技术和LCOS(液晶附硅，Liquid Crystal on Silicon)投影技术的投影仪。镜头物距区间可以为高成像清晰度物距区间。文中的清晰度可以指在利用算法评估传感器采集到的图像时表征采集到的图像是否清晰的相对值。例如，该传感器可以为诸如图像传感器的传感器。文中的物距可以指投影面与光机镜头中心的距离，例如，在光机镜头的光轴的方向上的距离。物距也可以指光机镜头的目标位置相对于与投影面具有固定相对距离的参照对象的距离。例如，在光机镜头的移动方向上(或者，与光轴平行的方向上)，该目标位置距离光机镜头之间的距离为固定值。
此外，当镜头移动时，镜头与投影面之间的距离会发生变化。文中的物距区间是指距离的数值所在的区间，该区间可以为连续的、也可以为离散的。还应理解，文中的像距可以是指投影目标距离光机镜头的中心的距离，或者是指投影目标距离与该中心具有固定距离的目标位置的距离。文中的像距区间是指像距的数值所在的区间，该区间可以为连续的、也可以为离散的。此外，本发明实施例中的物距在镜头的一侧，像距在镜头的另一侧。例如，对于本发明的电子设备而言，物距为采用镜头进行投影的一侧，像距为镜头的另一侧。
还应理解，文中的物距区间中包括的物距可以指示物距位置。类似地，像距区间中包括的像距可以指示像距位置。例如，当以投影面作为参考对象，像距位置可以指示光机镜头(或者，投影仪镜头)在光轴方向上的位置，例如，光机镜头的中心在光轴方向上的位置。例如，当以投影目标作为参考对象，物距位置可以指示该投影目标在光轴方向上距离光机镜头(例如，光机镜头中心)的位置。理想地，物距区间中包括的物距指示物距位置的数目可以任意的，例如，有限的或无限的。像距区间中包括的像距位置的数目可以是任意的，例如，有限的或无限的。文中的物距区间可以为连续的区间，也可以为不连续的区间。类似地，高成像清晰度像距区间可以为连续的区间，也可以为不连续的区间。物距区间可以为开区间、也可以为闭区间。类似地，高成像清晰度像距区间可以为开区间，也可以为闭区间。本发明实施例对此不作限定。例如，多个镜头物距区间与多个高成像清晰度像距区间之间具有一对一映射关系、一对多映射关系、多对一映射关系或多对多映射关系中的至少一种。例如，上述的对应关系可以通过测试来确定，理想地，上述的对应关系可以通过镜头的光学参数确定，例如，基于镜头的焦距的光学参数关系来确定。例如，通过测试并且利用镜头的光学参数共同确定。本发明实施例对此不作限定。
还应理解，高成像清晰度区间可以指示对于给定的物距而言具有高成像清晰度的像距。例如，高成像清晰度可以为成像的高对比度。例如，符合用户需求的成像清晰度。例如，符合行业标准的成像清晰度。例如，满足用户或厂家预设条件的成像清晰度，本发明对此不作限定。
例如，在投影仪的出厂前阶段，对每一台投影仪(或者，投影仪光机)进行测量，例如，驱动控制镜头的电机跑位(在轨道上移动到不同位置)，计算出物距区间跟高成像清晰度像距区间(高清晰度镜头位置区间)的对应表。在进行对焦时，先根据距离落到的物距区间，查出物距区间对应图像清晰时的镜头位置区间。
应理解，投影目标可以为传感器的感测目标，例如，可以为距离传感器的感测目标。文中的测量距离可以为感测目标距离传感器上安装的声波探测器或电磁波(例如，光波)探测器之间的距离(即，也可以称为投影距离)。该投影距离还可以为感测目标和与上述探测器之间具有固定距离的参考对象之间的距离。
与投影目标的投影距离可以采用任何方式确定。例如，通过距离传感器测量与投影目标的投影距离。例如，距离传感器可以为可见光距离传感器、诸如红外距离传感器的不可见光距离传感器、激光传感器等。例如，距离传感器可以利用超声波、激光、红外光、雷达等基于飞行测距原理进行测距。目标物距区间可以一个物距区间，也可以为多个镜头物距区间。对于与投影目标的投影距离所述的目标物距区间，投影距离可以在目标物距区间内，也可以在目标物距区间的端点，也可以距离目标物距区间中的点在预设范围内。本发明实施例对此不作限定。例如，通过距离传感器，测量出当前光机与投影墙面间的距离，根据该距离对应的物距区间，查询对应的清晰度区间，包含起始值和结束值。
120：根据多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系，在多个镜头像距区间中，确定目标物距区间对应的目标像距区间。
应理解，镜头像距区间可以为高成像清晰度像距区间。目标高成像清晰度像距区间可以为一个高成像清晰度像距区间，也可以为多个高成像清晰度像距区间。例如，对于一对一映射关系，一个目标物距区间对应一个目标像距区间。例如，对于一对多映射关系，一个目标物距区间对应多个目标像距区间。例如，对于多对一映射关系，多个目标物距区间对应一个目标像距区间。例如，对于多对多映射关系，多个目标物距区间对应多个目标像距区间。对于一对多映射关系或多对多映射关系，可以同多个目标像距区间中将较优像距区间确定为目标高成像清晰度像距区间，或者将最小像距区间确定为目标高成像清晰度像距区间。
还应理解，多个镜头物距区间可以形成连续区间，也可以不形成连接区间，任何两个物距区间也可以为互相重叠。在一对一映射的情况下，多个镜头物距区间中的相邻的两个物距区间分别对应的两个高成像清晰度像距区间可以互相重叠，也可以不重叠。
130：基于目标像距区间，对投影目标进行对焦。
应理解，可以控制镜头移动，对投影目标进行对焦。例如，通过镜头电机控制镜头移动，对投影目标进行对焦。具体地，可以控制镜头在目标像距区间内移动，对投影目标进行对焦。
由于目标像距区间根据多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系确定，因此基于目标像距区间对投影目标进行对焦保证了对焦的精度，此外，采用目标物距区间对应的目标像距区间进行对焦，避免了针对全部像距范围进行对焦，因此提高了对焦的速度。
此外，在本发明实施例的方案中，镜头像距区间可以为高成像清晰度像距区间，并且镜头物距区间可以为高成像清晰度物距区间，因此目标像距区间可以为目标高成像清晰度像距区间，由于能够基于目标高成像清晰度像距区间，对投影目标进行对焦，因此，对于特定成像清晰度而言，进一步提高了对焦的速度。
换句话说，对于基于图像传感器的清晰度评估算法，电机驱动镜头先跑一遍全程，找出清晰点的大致范围，再在该范围内进行细调，从而找到最清晰的点。对于投影机而言，尤其是焦行程长的投影机，如果采点多一些，对焦成功率高，但是对焦慢；如果采点少了，对焦会快，但是成功率会降低。由于这种算法无法同时兼顾对焦成功率和对焦速度，本发明实施例与现有技术相比即保证了成像清晰度又提高了对焦速度。
对于基于距离传感器进行对焦而直接计算出最清晰点的位置的方案，本发明实施例保证了各个位置对焦的均匀性，并且对结构、一致性要求较低，极大地实现了低成本的优势。
图1B为本发明实施例一的另一示例的对焦方法的示意性流程图。图1B的对焦方法应用于成像设备，包括：
170：在多个镜头物距区间中，确定与成像目标之间的测量距离所符合的目标物距区间；
180：根据多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系，在多个镜头像距区间中，确定目标物距区间对应的目标像距区间；
190：基于目标像距区间，对成像目标进行对焦。
由于目标像距区间根据多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系确定，因此基于目标像距区间对投影目标进行对焦保证了对焦的精度，此外，采用目标物距区间对应的目标像距区间进行对焦，避免了针对全部像距范围进行对焦，因此提高了对焦的速度。
在一个示例中，成像设备可以为具有成像功能的设备，例如，诸如手机的带有相机的移动终端。下面以手机作为示例的场景进行说明(同样可以适用于其他示例)，该手机可以包括镜头、距离传感器和图像传感器。镜头可以配置有镜头电机，其中，控制器具体用于：控制镜头电机来驱动镜头在目标像距区间内进行多次移动，使得镜头经过目标像距区间内的多个调整位置而到达对焦像距位置。图像传感器可以用于分别基于多个调整位置，确定多个成像清晰度；控制器具体用于：从多个调整位置中，确定对焦像距位置，其中，在多个成像清晰度中，对焦像距位置对应的成像清晰度高于其他调整位置对应的成像清晰度。
距离传感器可以围绕镜头设置，从而对于不同的成像目标，可以获得准确的测量距离，避免了手机的移动对测量准确度带来不利的影响。控制器可以为单独的手机成像控制器，也可以为手机处理器的一部分功能。镜头、距离传感器和图像传感器中的至少两者可以集成为一个模块，例如，镜头、距离传感器和图像传感器可以集成为相机模块，以便于安装到手机中。另外，相机模块可以对应于手机中的应用程序。对应关系可以从相机服务端下载或通过外设保存在手机的存储器中，对应关系可以从本地进行更新，或者，从相机服务端进行更新。本示例的手机相机由于具有上述功能，可以实现快速成像，提高了防抖动的效果。此外，可以根据用户的设定，确定该对应关系。例如，可以通过外设传输或相机服务端下载具有第一物距范围的原始对应关系，根据用户的设定，从原始对应关系中确定具有第二物距范围的对应关系。其中，第二物距范围小于第一物距范围，并且，第二物距范围可以为用户设定选定的偏好物距范围。由于该对应关系具有偏好物距范围，因此进一步实现了快速成像。
例如，手机相机在第一位置测量成像目标，得到第一测量距离，并且在第二位置测量成像目标，得到第二测量距离。在多个镜头物距区间中，确定与第一测量距离所符合的第一目标物距区间。根据对应关系，在多个镜头像距区间中，确定第一目标物距区间对应的第一目标像距区间；基于第一目标像距区间，对成像目标进行对焦，得到第一图像。类似地，得到对应于第一位置的第二图像。判断手机相机从第一位置移动到第二位置的历经时间，如果该历经时间小于预定阈值，则将第二图像确定为成像目标的图像。如果该历经时间大于该预定阈值，则将第一图像确定为成像目标的图像。
在另一示例中，成像设备可以为诸如交通监控设备、室内监控设备的监控设备。在一个场景中，交通监控设备可以包括超速监控设备或交通事件监控设备。例如，交通监控设备测量处于第一位置的成像目标(例如，移动或静止的车辆、行人等)，得到第一测量距离，并且测量处于第二位置的成像目标，得到第二测量距离。在多个镜头物距区间中，确定与第一测量距离所符合的第一目标物距区间。根据对应关系，在多个镜头像距区间中，确定第一目标物距区间对应的第一目标像距区间；基于第一目标像距区间，对成像目标进行对焦，得到第一图像帧。类似地，得到对应于第一位置的第二图像帧。基于第一图像帧和第二图像帧生成监控视频。由于采用本发明实施例的对焦方法在保证成像清晰度的情况下减小了第一图像帧和第二图像帧的成像时间，因此提高了基于上述图像帧生成的监控视频的图像质量。
在另一场景中，室内监控设备测量处于第一位置的成像目标(例如，诸如超市的室内移动或静止的人员等)，得到第一测量距离，并且测量处于第二位置的成像目标，得到第二测量距离。在多个镜头物距区间中，确定与第一测量距离所符合的第一目标物距区间。根据对应关系，在多个镜头像距区间中，确定第一目标物距区间对应的第一目标像距区间；基于第一目标像距区间，对成像目标进行对焦，得到第一图像帧。类似地，得到对应于第一位置的第二图像帧。基于第一图像帧和第二图像帧生成监控视频。由于采用本发明实施例的对焦方法在保证成像清晰度的情况下减小了第一图像帧和第二图像帧的成像时间，因此即使在室内有人员移动时也提高了基于上述图像帧生成的监控视频的图像质量。
作为一个示例，对应关系为多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的一一对应关系。作为另一示例，多个镜头物距区间形成连续区间，作为另一示例，多个镜头物距区间中的相邻的两个物距区间分别对应的两个像距区间重叠。
在本发明的另一实现方式中，对应关系通过如下方式得到：通过测试镜头电机驱动测试镜头进行移动，得到多个镜头物距区间；基于镜头光学参数，确定与多个镜头物距区间对应的多个镜头像距区间，得到对应关系。
在本发明的另一实现方式中，通过测试镜头电机驱动测试镜头进行移动，得到多个镜头物距区间，包括：通过测试镜头电机驱动测试镜头进行移动，确定相对于预设的基准像距位置的多组镜头移动步数；基于多组镜头移动步数，确定多个镜头物距区间，其中，每组镜头移动步数表示相应的镜头物距区间的一组区间端点。例如，每对镜头移动步数表示相应的镜头物距区间的一对区间端点。例如，通过测试镜头电机驱动测试镜头进行移动，确定相对于预设的基准像距位置的多组镜头移动步数；基于多组镜头移动步数，确定多个镜头物距区间，使得多个镜头物距区间形成连续区间，多个镜头物距区间中的相邻的两个物距区间分别对应的两个像距区间重叠。其中，基准像距位置可以为像距的参考位置，用于采用镜头的移动步数标记像距区间。例如，基准像距位置可以为预先标记的任意像距位置。优选地，在物距范围内的投影对象或成像对象，基准像距位置对应的成像清晰度高于其他像距位置对应的成像清晰度。
应理解，目标高成像清晰度可以为较优清晰度，例如，该目标高成像清晰度高于多个高成像清晰度中的其他高成像清晰度。
例如，在投影仪出厂前阶段，对每一台投影仪，计算各个物距对应的画面清晰时的镜头位置区间。在投影模组的较优投影距离及较优光线环境下，测试获取该环境下画面最清晰时的镜头位置，称为较优像距位置或标准点。再测试出驱动电机驱动镜头位置移动一步对应的像距变化反应出的物距变化，结合标准点，可计算出如下的以较优像距位置为中心的电机位置与物距的对应表。其中，std表示物距160cm时的标准点位置，下图中的物距单位为(cm)，像距单位为(步数)
[48,53][std-14,std-8]
(53,58][std-13,std-7]
(58,63][std-12,std-6]
(63,68][std-11,std-5]
(68,75][std-10,std-4]
(75,85][std-9,std-3]
(85,95][std-8,std-2]
(95,105][std-7,std-1]
(105,115][std-6,std]
(115,135][std-5,std+1]
(135,155][std-4,std+2]
(155,205][std-3,std+3]
(205,250][std-2,std+4]
(250,450][std,std+5]
例如，对于确定高成像清晰度像距区间，图2A为本发明实施例二的一个示例的高成像清晰度像距区间确定方法的示意性流程图。如图2A所示，
210：记录基准像距位置。
220：针对一个物距位置，通过测试驱动电机驱动测试镜头从基准像距位置移动到一个高成像清晰度像距位置。
230：记录该高成像清晰度像距位置与基准像距位置的相对位置，作为该高成像清晰度像距位置。
240：相应地，记录多个高成像清晰度像距位置。
250:通过测试驱动电机驱动测试镜头从每个高成像清晰度像距位置移动特定步长，确定多个高成像清晰度像距区间。
图2B为本发明实施例二的另一示例的高成像清晰度像距区间确定方法的示意性流程图。应理解，图2B的方法与图2A的方法中的相同的步骤采用相同的标号，不同的部分采用不同的编号，以示区分。
210：记录基准像距位置。
220：针对一个物距位置，通过测试驱动电机驱动测试镜头从基准像距位置移动到一个高成像清晰度像距位置。
260：通过测试驱动电机驱动测试镜头从高成像清晰度像距位置移动，确定该高成像清晰度像距位置所在的高成像清晰度像距区间。
270：记录该高成像清晰度像距位置与高成像清晰度像距区间的端点的相对位置，作为该高成像清晰度像距区间的位置。
280：相应地，以步长为单位移动该高成像清晰度像距区间，得到多个高成像清晰度像距区间。
290：记录多个高成像清晰度像距区间的端点。
图2C为本发明实施例二的对焦方法的示意图。如图所示，投影仪的距离传感器测量距离投影屏(投影目标的一个示例)之间的距离。投影仪基于该测量距离进行查表(对应关系的一个示例)，得到细调区间(目标像距区间的一个示例)。投影机基于该细调区间，控制镜头移动，以进行像距的调整(例如，微调)，得到最终的较佳清晰度像距位置(即，对焦位置)(该像距位置的清晰度高于其他像距位置的清晰度)。基于细调区间，确定对焦位置的过程，可以采用图像传感器执行。图像传感器可以确定细调区间中的多个调整位置(多个像距位置)，在多个调整位置中，确定对焦位置。对焦位置也可以不在多个调整位置中，例如，对多个调整位置进行插值处理或删除部分调整位置的处理，得到多个候选对焦位置，并且在多个候选对焦位置中，选择对焦位置。例如，基于多个调整位置确定对焦位置，可以基于当前一个或多个调整位置对应的清晰度，判断是否进行后续一次或多次的调整。也可以确定全部的多个调整位置。应理解，上述的对焦方法也适用于成像设备。
在本发明的另一实现方式中，基于目标像距区间，对投影目标进行对焦，包括：通过镜头电机驱动镜头在目标像距区间内进行多次移动，使得镜头经过目标像距区间内的多个调整位置而到达对焦像距位置。
在一个示例中，在每次移动之前，基于与下一调整位置之间的镜头移动步数，计算镜头电机旋转步数。在该次移动中，镜头电机的旋转方向无变化，其中，基于与下一调整位置之间的镜头移动步数，计算镜头电机旋转步数，包括：将与下一调整位置之间的镜头移动步数，确定为镜头电机旋转步数。或者，在该次移动中，镜头电机的旋转方向有变化，其中，基于与下一调整位置之间的镜头移动步数，计算镜头电机旋转步数，包括：基于镜头移动步数与预先确定的空行程步数，计算镜头电机旋转步数。
在另一示例中，在进行每次移动时，如果到达下一调整位置的路径指示不改变移动方向，则将与所述下一调整位置之间的镜头移动步数，确定为镜头电机旋转步数。或者，在进行每次移动时，如果到达下一调整位置的路径指示改变移动方向，则基于与所述下一调整位置之间的镜头移动步数、以及预先确定的空行程步数，计算所述镜头电机旋转步数。
在本发明的另一实现方式中，空行程步数通过如下方式确定：基于测试镜头电机分别以正向和反向驱动测试镜头通过同一像距位置的旋转步数差、以及测试镜头电机的总行程步数，确定空行程步数。应理解，在本示例中，在生产阶段或出厂前阶段测试出驱动电机反向跑位的空行程步数。驱动电机驱动调焦机构，调焦机构跟光机模组结合，最终驱动了光机模组中的光学镜头的位置变化。中间由于齿轮空隙的影响，在驱动电机的旋转方向发生变化时，会有一段空行程，造成驱动电机正向移动N步，再反向移动N步，不会返回移动前的镜头位置。因此，计算出空行程的步数，在反向移动时，先移动空行程步数，再移动需要的步数，从而解决了上述问题，进一步减小了对焦时间。
例如，采用如下方式计算：假设电机总行程是M，先从0跑到最清晰点，此时位置为A1,继续跑到M，然后反向再次跑到最清晰点，记录位置为A2，则空行程步数为A1-A2。
在本发明的另一实现方式中，空行程步数通过如下方式确定：将测试驱动电机正向和反向驱动测试镜头通过同一像距位置的步数差确定为空行程步数。通过驱动电机移动光学镜头，生产阶段测量出反向空行程的步数，对焦时需要反向移动时先移动空行程步数，抵消掉空行程，这样驱动电机支持双向跑动，不用每次改变方向时都回一次原点。
在本发明的另一实现方式中，通过驱动电机控制镜头在目标高成像清晰度像距区间内进行多次移动，对投影目标进行对焦，包括：通过驱动电机控制镜头在目标高成像清晰度像距区间内进行多次移动，使得镜头经过目标高成像清晰度像距区间内的多个像距位置而到达对焦像距位置。例如，计算光学镜头当前位置和清晰区间起始位置的差值，驱动电机移动镜头到清晰区间起始位置，经过多个像距位置到达区间的结束位置，然后到达对焦像距位置。例如，计算光学镜头当前位置和清晰区间结束位置的差值，驱动电机移动镜头到清晰区间结束位置，经过多个像距位置到达区间的起始位置，然后到达对焦像距位置。
例如，利用图像传感器，分别基于多个像距位置，确定多个成像清晰度，以便多个像距位置分别对应于投影目标的多个成像清晰度，其中，在多个像距位置中，多个成像清晰度中的目标成像清晰度对应的像距位置为对焦像距位置。例如，在多个成像清晰度中，目标成像清晰度高于其他成像清晰度。
例如，电机驱动镜头完成从区间起点到区间结束点的跑位。例如，可替代地，电机驱动镜头完成从区间结束点到区间起点的跑位。例如，将当前清晰度(对应于当前像距位置)与上一清晰度(对应于上一像距位置)相比较，如果比上一清晰度更清晰，则替代上一像距位置而标记当前像距位置；如果没有上一清晰度清晰，则直接将上一像距位置确定为对焦位置，返回到上一像距位置。例如，在返回时基于空行程步数计算步数。由于对焦位置为高成像清晰度区间内的局部极大值，因此，无需跑完全程即可确定对焦位置，从而减小了对焦时间。
在本发明的另一实现方式中，通过镜头电机驱动镜头在目标像距区间内进行多次移动，使得镜头经过目标像距区间内的多个调整位置而到达对焦像距位置，包括：利用图像传感器，分别基于多个调整位置，确定多个成像清晰度；从多个调整位置中，确定对焦像距位置，其中，在多个成像清晰度中，对焦像距位置对应的成像清晰度高于其他调整位置对应的成像清晰度。例如，在对应距离的镜头位置区间内，移动镜头到各个位置，采用图像传感器评估图像的清晰度，计算区间内最清晰点的位置，移动到最清晰点。换句话说，在清晰区间的每一个位置，通过图像传感器计算对应的清晰度，找出清晰度最高时对应位置，移动光学镜头到该位置，完成对焦。例如，将清晰度最高的位置作为对焦像距位置。例如，可选地，将清晰度最高的多个位置中的任意位置作为对焦像距位置。
例如，在经过多个像距位置时，可以每到一个位置计算该位置的清晰度。例如，将当前清晰度(对应于当前像距位置)与上一清晰度(对应于上一像距位置)相比较，如果比上一清晰度更清晰，则替代上一像距位置而标记当前像距位置；如果没有上一清晰度清晰，则保持标记上一像距位置。例如，电机驱动镜头完成从区间起点到区间结束点的跑位，直接返回到标记的像距位置。例如，在返回时基于空行程步数计算步数。例如，可替代地，电机驱动镜头完成从区间结束点到区间起点的跑位，直接返回到标记的像距位置。例如，在返回时基于空行程步数计算步数。由此，减小了跑位的次数，减小了对焦时间。此外，由于考虑了空行程步数，进一步减小了对焦时间。具体地，图2D为本发明实施例二的对焦方法的示意性流程图。如图2D所示，可以了解本发明实施例的一个示例的详细的流程和场景。
图3为本发明实施例三的对焦方法的示意性流程图。应理解，图3的对焦方法既包括测试方法的步骤，也包括使用方法的步骤。具体而言，包括如下步骤：
301：计算不同物距对应的高成像清晰度区间。
302：计算空行程步数。
303：确定电机位置(或镜头位置)与高成像清晰度区间的起点之间的差值步数。
304：判定电机驱动方向与上次是否相同，如果相同，则执行步骤305；如果不同，则执行步骤306。
305：电机跑位差值步数。
306：电机跑位反向空行程步数，再跑位差值步数。
307：驱动电机从区间起点跑位到区间结束点，计算每个像距位置的清晰度，计算出最大清晰度的对焦位置。
308：电机跑位到对焦位置，完成对焦。
图4为本发明实施例四的投影仪的示意性框图；图4的投影仪包括：
投影光学***410；
距离传感器420，感测与投影目标之间的测量距离；
控制器430，包括：像距控制部431，在多个镜头物距区间中，确定距离传感器420感测到的与投影目标之间的测量距离所符合的目标物距区间；根据多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系，在多个镜头像距区间中，确定目标物距区间对应的目标像距区间；对焦控制部432，基于目标像距区间，控制投影光学***410对投影目标进行对焦。
应理解，上述控制器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
由于目标像距区间根据多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系确定，因此基于目标像距区间对投影目标进行对焦保证了对焦的精度，此外，采用目标物距区间对应的目标像距区间进行对焦，避免了针对全部像距范围进行对焦，因此提高了对焦的速度。
在本发明的另一实现方式中，所述多个镜头物距区间形成连续区间。
在本发明的另一实现方式中，所述多个镜头物距区间中的相邻的两个物距区间分别对应的两个像距区间部分重叠。
在本发明的另一实现方式中，投影光学***包括配置有镜头电机的镜头，其中，对焦控制部具体用于：控制镜头电机来驱动镜头在目标像距区间内进行多次移动，使得镜头经过目标像距区间内的多个调整位置而到达对焦像距位置。
在本发明的另一实现方式中，在进行每次移动时，如果到达下一调整位置的路径指示不改变移动方向，则将与所述下一调整位置之间的镜头移动步数，确定为镜头电机旋转步数。
在本发明的另一实现方式中，在进行每次移动时，如果到达下一调整位置的路径指示改变移动方向，则基于与所述下一调整位置之间的镜头移动步数、以及预先确定的空行程步数，计算所述镜头电机旋转步数。
在本发明的另一实现方式中，所述空行程步数通过如下方式确定：基于镜头电机分别以正向和反向驱动镜头通过同一像距位置的旋转步数差、以及所述镜头电机的总行程步数，确定所述空行程步数。
在本发明的另一实现方式中，对焦控制部包括：图像传感器，分别基于多个调整位置，确定多个成像清晰度，对焦控制部具体用于：从多个调整位置中，确定对焦像距位置，其中，在图像传感器确定的多个成像清晰度中，对焦像距位置对应的成像清晰度高于其他调整位置对应的成像清晰度。
本实施例的投影仪用于实现前述多个方法实施例中相应的方法，并具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。此外，本实施例的投影仪中的各个模块的功能实现均可参照前述方法实施例中的相应部分的描述，在此亦不再赘述。
图5为本发明实施例四的另一示例的投影仪光机的示意性框图。例如，驱动电机驱动调焦机构，调焦机构跟光机模组结合，最终驱动了光机模组中的光学镜头的位置变化。例如，当光学镜头位置变化时，距离传感器感测的距离会变化，相应地，镜头跑动的同时，图像传感器的结果会发生变化。例如，距离传感器和图像传感器将结果输入到主控芯片进行处理，主控芯片基于处理结果控制驱动电机移动到下一跑动位置。应理解，上述的示意性框图结构仅仅为本发明实施例的一个示例，本发明实施例还可以采用其他方式实施。
图6为本发明实施例四的成像设备的示意性框图；图6的成像设备包括：
成像光学***610；
距离传感器620，感测与成像目标之间的测量距离；
控制器630，包括：像距控制部631，在多个镜头物距区间中，确定距离传感器620测得的与成像目标之间的测量距离所符合的目标物距区间；根据多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系，在多个镜头像距区间中，确定目标物距区间对应的目标像距区间；对焦控制部632，基于目标像距区间，控制成像光学***610对成像目标进行对焦。
应理解，上述控制器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
由于目标像距区间根据多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系确定，因此基于目标像距区间对成像目标进行对焦保证了对焦的精度，此外，采用目标物距区间对应的目标像距区间进行对焦，避免了针对全部像距范围进行对焦，因此提高了对焦的速度。
在本发明的另一实现方式中，所述多个镜头物距区间形成连续区间。
在本发明的另一实现方式中，所述多个镜头物距区间中的相邻的两个物距区间分别对应的两个像距区间部分重叠。
在本发明的另一实现方式中，成像光学***包括配置有镜头电机的镜头，其中，对焦控制部具体用于：控制镜头电机来驱动镜头在目标像距区间内进行多次移动，使得镜头经过目标像距区间内的多个调整位置而到达对焦像距位置。
在本发明的另一实现方式中，在进行每次移动时，如果到达下一调整位置的路径指示不改变移动方向，则将与所述下一调整位置之间的镜头移动步数，确定为镜头电机旋转步数。
在本发明的另一实现方式中，在进行每次移动时，如果到达下一调整位置的路径指示改变移动方向，则基于与所述下一调整位置之间的镜头移动步数、以及预先确定的空行程步数，计算所述镜头电机旋转步数。
在本发明的另一实现方式中，所述空行程步数通过如下方式确定：基于镜头电机分别以正向和反向驱动镜头通过同一像距位置的旋转步数差、以及所述镜头电机的总行程步数，确定所述空行程步数。
在本发明的另一实现方式中，对焦控制部包括：图像传感器，分别基于多个调整位置，确定多个成像清晰度，对焦控制部具体用于：从多个调整位置中，确定对焦像距位置，其中，在图像传感器确定的多个成像清晰度中，对焦像距位置对应的成像清晰度高于其他调整位置对应的成像清晰度。
本实施例的成像设备仪用于实现前述多个方法实施例中相应的方法，并具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。此外，本实施例的成像设备中的各个模块的功能实现均可参照前述方法实施例中的相应部分的描述，在此亦不再赘述。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含配置为执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)执行时，执行本申请的方法中限定的上述功能。需要说明的是，本申请所述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读介质例如可以但不限于是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储介质(RAM)、只读存储介质(ROM)、可擦式可编程只读存储介质(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储介质(CD-ROM)、光存储介质件、磁存储介质件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输配置为由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写配置为执行本申请的操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络：包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个配置为实现规定的逻辑功能的可执行指令。上述具体实施例中有特定先后关系，但这些先后关系只是示例性的，在具体实现的时候，这些步骤可能会更少、更多或执行顺序有调整。即在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例一所描述的对焦方法。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的装置中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该装置中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该装置执行时，使得该装置：在多个镜头物距区间中，确定与投影目标之间的测量距离所符合的目标物距区间；根据所述多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系，在所述多个镜头像距区间中，确定所述目标物距区间对应的目标像距区间；基于所述目标像距区间，对所述投影目标进行对焦；
或者，在多个镜头物距区间中，确定与成像目标之间的测量距离所符合的目标物距区间；根据所述多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系，在所述多个镜头像距区间中，确定所述目标物距区间对应的目标像距区间；基于所述目标像距区间，对所述成像目标进行对焦。
计算机可读介质可以是，但不限于，随机存取存储介质(Random Access Memory，RAM)，只读存储介质(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储介质(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储介质(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储介质(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。
在本公开的各种实施方式中所使用的表述“第一”、“第二”、“所述第一”或“所述第二”可修饰各种部件而与顺序和/或重要性无关，但是这些表述不限制相应部件。以上表述仅配置为将元件与其它元件区分开的目的。例如，第一用户设备和第二用户设备表示不同的用户设备，虽然两者均是用户设备。例如，在不背离本公开的范围的前提下，第一元件可称作第二元件，类似地，第二元件可称作第一元件。
当一个元件(例如，第一元件)称为与另一元件(例如，第二元件)“(可操作地或可通信地)联接”或“(可操作地或可通信地)联接至”另一元件(例如，第二元件)或“连接至”另一元件(例如，第二元件)时，应理解为该一个元件直接连接至该另一元件或者该一个元件经由又一个元件(例如，第三元件)间接连接至该另一个元件。相反，可理解，当元件(例如，第一元件)称为“直接连接”或“直接联接”至另一元件(第二元件)时，则没有元件(例如，第三元件)***在这两者之间。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (14)
1.一种对焦方法，应用于投影仪，包括：
在多个镜头物距区间中，确定与投影目标之间的测量距离所符合的目标物距区间；
根据所述多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系，在所述多个镜头像距区间中，确定所述目标物距区间对应的目标像距区间；
基于所述目标像距区间，对所述投影目标进行对焦。
2.根据权利要求1所述的对焦方法，其中，所述多个镜头物距区间形成连续区间。
3.根据权利要求1所述的对焦方法，其中，所述多个镜头物距区间中的相邻的两个物距区间分别对应的两个像距区间部分重叠。
4.根据权利要求1所述的对焦方法，其中，所述基于所述目标像距区间，对所述投影目标进行对焦，包括：
通过镜头电机驱动镜头在所述目标像距区间内进行多次移动，使得所述镜头经过所述目标像距区间内的多个调整位置而到达对焦像距位置。
5.根据权利要求4所述的对焦方法，其中，在进行每次移动时，如果到达下一调整位置的路径指示不改变移动方向，则将与所述下一调整位置之间的镜头移动步数，确定为镜头电机旋转步数。
6.根据权利要求4所述的对焦方法，其中，在进行每次移动时，如果到达下一调整位置的路径指示改变移动方向，则基于与所述下一调整位置之间的镜头移动步数、以及预先确定的空行程步数，计算所述镜头电机旋转步数。
7.根据权利要求6所述的对焦方法，其中，所述空行程步数通过如下方式确定：
基于镜头电机分别以正向和反向驱动镜头通过同一像距位置的旋转步数差、以及所述镜头电机的总行程步数，确定所述空行程步数。
8.根据权利要求4所述的对焦方法，其中，所述通过镜头电机驱动镜头在所述目标像距区间内进行多次移动，使得所述镜头经过所述目标像距区间内的多个调整位置而到达对焦像距位置，包括：
利用图像传感器，分别基于所述多个调整位置，确定多个成像清晰度；
从所述多个调整位置中，确定所述对焦像距位置，其中，在所述多个成像清晰度中，所述对焦像距位置对应的成像清晰度高于其他调整位置对应的成像清晰度。
9.一种对焦方法，应用于成像设备，包括：
在多个镜头物距区间中，确定与成像目标之间的测量距离所符合的目标物距区间；
根据所述多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系，在所述多个镜头像距区间中，确定所述目标物距区间对应的目标像距区间；
基于所述目标像距区间，对所述成像目标进行对焦。
10.一种投影仪，包括：
投影光学***；
距离传感器，感测与投影目标之间的测量距离；
控制器，包括：像距控制部，在多个镜头物距区间中，确定所述距离传感器感测到的与投影目标之间的测量距离所符合的目标物距区间；根据所述多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系，在所述多个镜头像距区间中，确定所述目标物距区间对应的目标像距区间；对焦控制部，基于所述目标像距区间，控制所述投影光学***对所述投影目标进行对焦。
11.根据权利要求10所述的投影仪，其中，所述投影光学***包括配置有镜头电机的镜头，其中，所述对焦控制部具体用于：控制所述镜头电机来驱动所述镜头在所述目标像距区间内进行多次移动，使得所述镜头经过所述目标像距区间内的多个调整位置而到达对焦像距位置。
12.根据权利要求11所述的投影仪，其中，所述对焦控制部包括：图像传感器，分别基于所述多个调整位置，确定多个成像清晰度，
所述对焦控制部具体用于：从所述多个调整位置中，确定所述对焦像距位置，其中，在所述图像传感器确定的多个成像清晰度中，所述对焦像距位置对应的成像清晰度高于其他调整位置对应的成像清晰度。
13.一种成像设备，包括：
成像光学***；
距离传感器，感测与成像目标之间的测量距离；
控制器，包括：像距控制部，在多个镜头物距区间中，确定所述距离传感器测得的与成像目标之间的测量距离所符合的目标物距区间；根据所述多个镜头物距区间与多个镜头像距区间之间的对应关系，在所述多个镜头像距区间中，确定所述目标物距区间对应的目标像距区间；对焦控制部，基于所述目标像距区间，控制所述成像光学***对所述成像目标进行对焦。
14.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-9中任一项权利要求所述的对焦方法。
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