本發(fā)明涉及投影儀焦距調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種投影儀自動調(diào)焦裝置及方法。

背景技術(shù)：

目前市場上的投影儀對焦方式主要是手動和自動兩種。一方面，由于投影儀使用的特性，當(dāng)其位置被改變，就必須要調(diào)整一次焦距，這種手動對焦顯然是非常麻煩的；另一方面，目前的投影儀自動對焦技術(shù)是通過測量投影機(jī)與投影幕之間的距離，再根據(jù)距離來實(shí)現(xiàn)自動變焦的，但是這種容易出現(xiàn)誤差，尤其是當(dāng)需要進(jìn)行多角度投射時，距離的測量與焦距的對應(yīng)關(guān)系發(fā)生變化，容易導(dǎo)致自動調(diào)焦不準(zhǔn)。以上兩種調(diào)焦方式均不能滿足客戶對投影儀使用的便攜性、使用方式的多樣性（如多角度投射需求）和調(diào)焦的可靠性的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種使用便攜、對焦可靠性高的投影儀自動調(diào)焦裝置及方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于直接圖像反饋的投影儀自動調(diào)焦裝置，包括投影鏡頭、攝像頭、對焦處理器和步進(jìn)電機(jī)，所述攝像頭用于捕捉投影鏡頭投出的投影畫面，所述攝像頭的輸出端與對焦處理器的輸入端連接；所述對焦處理器的輸出端與步進(jìn)電機(jī)的輸入端連接，所述對焦處理器用于分析投影畫面的高頻分量，并根據(jù)投影畫面的高頻分量驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)控制投影鏡頭調(diào)整焦距；所述步進(jìn)電機(jī)的輸出端與投影鏡頭的輸入端連接。

優(yōu)選的，還包括光電感應(yīng)器，所述光電感應(yīng)器設(shè)置在步進(jìn)電機(jī)下方，用于感應(yīng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的角度和方向，光電感應(yīng)器的輸出端與對焦處理器的輸入端連接。

優(yōu)選的，還包括投影機(jī)主控模塊和光機(jī)，所述投影機(jī)主控模塊的輸出端與對焦處理器的輸入端連接，所述光機(jī)包括圖像處理模塊和投影鏡頭，所述投影機(jī)主控模塊的輸出端與圖像處理模塊的輸入端連接，所述圖像處理模塊的輸出端與投影鏡頭的輸入端連接。

優(yōu)選的，還包括陀螺儀，所述陀螺儀的輸出端與投影機(jī)主控模塊的輸入端連接。

優(yōu)選的，還包括遙控接收頭，所述遙控接收頭的輸出端與投影機(jī)主控模塊的輸入端連接。

一種基于直接圖像反饋的投影儀自動調(diào)焦方法，其應(yīng)用于一種基于直接圖像反饋的投影儀自動調(diào)焦裝置，其特征在于，所述方法包括步驟：S1，利用攝像頭捕捉投影鏡頭投出的投影畫面；S2，分析投影畫面的高頻分量；S3，根據(jù)投影畫面的高頻分量驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)控制投影鏡頭調(diào)整焦距。

優(yōu)選的，所述步驟S2具體包括子步驟：S21，將獲取的畫面信號通過一特定的高通帶寬濾波器，得到高頻分量成份。

優(yōu)選的，所述步驟S3具體包括子步驟：S31，高頻分量成份通過比較器電路驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，循環(huán)執(zhí)行步驟S1-S3，直至得到高頻分量成份達(dá)到最大值，完成一次自動調(diào)焦過程。

優(yōu)選的，所述步驟S1具體包括子步驟：S11，利用攝像頭捕捉投影鏡頭投出的投影畫面中心1/2面積區(qū)域的畫面信號。

優(yōu)選的，所述步驟S1之前還包括步驟：S0，利用陀螺儀感應(yīng)投影儀的位置是否被移動，如是則觸發(fā)執(zhí)行步驟S1-S3。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明利用攝像頭捕捉投影儀投出的畫面信號，并根據(jù)畫面信號調(diào)整投影儀焦距，一方面克服了現(xiàn)有技術(shù)中手動調(diào)焦不方便的問題，另一方面克服了現(xiàn)有技術(shù)中自動調(diào)焦不能滿足多角度投射、穩(wěn)定性差的問題，實(shí)現(xiàn)一種使用便捷、對焦可靠性高的投影儀自動調(diào)焦裝置及方法，而且結(jié)構(gòu)簡單，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

另外，本發(fā)明集成了高精度的六軸陀螺，可以判斷出投影儀的位置是否被移動了，然后觸發(fā)自動對焦功能。本發(fā)明還通過利用遙控接收頭實(shí)現(xiàn)兼容手動對焦，通過遙控器來控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動，從而來帶動鏡頭的伸縮來實(shí)現(xiàn)對焦，使得產(chǎn)品的功能更加人性化。利用光電感應(yīng)器自動識別對焦鏡頭的轉(zhuǎn)動方向和角度，使得自動對焦更快更準(zhǔn)。

本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于各種投影儀自動對焦系統(tǒng)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：

圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例的裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

本發(fā)明基本構(gòu)思為：攝像頭捕足到投影儀投在投影幕(或墻、天花板等載體)上的畫面信號，對焦處理器就會處理攝像頭送來的畫面信號，通過圖像處理算法分析出畫面是否清晰，然后去驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動來帶動鏡頭的伸縮來實(shí)現(xiàn)對焦。其中，對焦動作可以是由開機(jī)觸發(fā)，也可以是由投影機(jī)的位移變化觸發(fā)。

如圖1和圖2所示，一種基于直接圖像反饋的投影儀自動調(diào)焦裝置，包括投影鏡頭、攝像頭、對焦處理器和步進(jìn)電機(jī)，攝像頭用于捕捉投影鏡頭投出的投影畫面，攝像頭的輸出端與對焦處理器的輸入端連接；對焦處理器的輸出端與步進(jìn)電機(jī)的輸入端連接，對焦處理器用于分析投影畫面的高頻分量，并根據(jù)投影畫面的高頻分量驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)控制投影鏡頭調(diào)整焦距；步進(jìn)電機(jī)的輸出端與投影鏡頭的輸入端連接。本實(shí)施例中，對焦處理器采用DSP處理器實(shí)現(xiàn)，使得產(chǎn)品性能更加穩(wěn)定，開發(fā)周期短，成本低。裝置還包括投影機(jī)主控模塊和光機(jī)，投影機(jī)主控模塊的輸出端與對焦處理器的輸入端連接，圖像處理模塊和投影鏡頭設(shè)置在光機(jī)中，投影機(jī)主控模塊的輸出端與圖像處理模塊的輸入端連接，圖像處理模塊的輸出端與投影鏡頭的輸入端連接。投影機(jī)主控模塊輸出的視頻信號經(jīng)過圖像處理模塊處理后，從投影鏡頭投影輸出。投影機(jī)主控模塊輸出啟動觸發(fā)信號給對焦處理器，觸發(fā)自動對焦動作。

本發(fā)明利用攝像頭捕捉投影儀投出的畫面信號，并根據(jù)畫面信號調(diào)整投影儀焦距，一方面克服了現(xiàn)有技術(shù)中手動調(diào)焦不方便的問題，另一方面克服了現(xiàn)有技術(shù)中自動調(diào)焦不能滿足多角度投射、穩(wěn)定性差的問題。

本實(shí)施例中，裝置還包括光電感應(yīng)器，光電感應(yīng)器設(shè)置在步進(jìn)電機(jī)下方，用于感應(yīng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的角度和方向，光電感應(yīng)器的輸出端與對焦處理器的輸入端連接。光電感應(yīng)器自動識別對焦鏡頭的轉(zhuǎn)動方向和角度，對焦處理器可根據(jù)對焦鏡頭的轉(zhuǎn)動方向和角度調(diào)整步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，使得自動對焦更快更準(zhǔn)。

本實(shí)施例中，還包括本實(shí)施例中，還包括陀螺儀，陀螺儀的輸出端與投影機(jī)主控模塊的輸入端連接。裝置內(nèi)集成了高精度的六軸陀螺儀，可以判斷出投影儀的位置是否被移動了，然后觸發(fā)啟動自動對焦動作。本實(shí)施例自動調(diào)焦動作可以是開機(jī)觸發(fā)，也可以是位移變化觸發(fā)。

本實(shí)施例中，還包括遙控接收頭，遙控接收頭的輸出端與投影機(jī)主控模塊的輸入端連接。本發(fā)明裝置兼容手動對焦，可通過遙控器來控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動，從而來帶動鏡頭的伸縮來實(shí)現(xiàn)對焦，使得產(chǎn)品的功能更加人性化。其中，遙控接收頭可以是紅外接收頭或藍(lán)牙接收頭等。

一種基于直接圖像反饋的投影儀自動調(diào)焦方法，其應(yīng)用于一種基于直接圖像反饋的投影儀自動調(diào)焦裝置，其特征在于，方法包括步驟：S1，利用攝像頭捕捉投影鏡頭投出的投影畫面；S2，分析投影畫面的高頻分量；S3，根據(jù)投影畫面的高頻分量驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)控制投影鏡頭調(diào)整焦距。

本實(shí)施例中，步驟S2具體包括子步驟：S21，將獲取的畫面信號通過一特定的高通帶寬濾波器，得到高頻分量成份。

本實(shí)施例中，步驟S3具體包括子步驟：S31，高頻分量成份通過比較器電路驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，循環(huán)執(zhí)行步驟S1-S3，直至得到高頻分量成份達(dá)到最大值，完成一次自動調(diào)焦過程。

本實(shí)施例中，步驟S1具體包括子步驟：S11，利用攝像頭捕捉投影鏡頭投出的投影畫面中心1/2面積區(qū)域的畫面信號。

優(yōu)選的，步驟S1之前還包括步驟：S0，利用陀螺儀感應(yīng)投影儀的位置是否被移動，如是則觸發(fā)執(zhí)行步驟S1-S3。

本發(fā)明方法的實(shí)現(xiàn)原理為：把投影圖像看成由若干個點(diǎn)組成的一幀圖像，這時候會發(fā)現(xiàn)，在焦距清晰時，這些點(diǎn)的邊緣也清晰，焦距模糊時，這些點(diǎn)的邊緣也變得模糊起來。當(dāng)其他條件不變，同樣是攝取同一景物，僅焦距發(fā)生了改變，圖像清晰的視頻信號的高頻分量成分豐富，而圖像模糊的畫面信號的高頻分量要相對少一些。這也正是電視技術(shù)中提到的，圖像的細(xì)節(jié)由電視信號的高頻分量表示。

具體的，本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)手段包括以下幾個步驟：調(diào)焦中心區(qū)剪取 -高頻分量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)-投影聚焦驅(qū)動。

1.剪取調(diào)焦中心。將投影投出顯示聚焦的有紋理層次的畫面，然后用攝像頭拍攝投影畫面中心的1/2總面積的區(qū)域。在電路上我們通過行、場掃描的時序控制將這一區(qū)域的視頻信號給剪取下來。

2.高頻分量析出。將剪取下來的視頻信號通過一特定（特定頻率可根據(jù)需要設(shè)定）的高通帶寬濾波器，析出對焦距變化敏感的高頻分量成份。

3.通過析出的對焦距變化敏感的高頻分量成份，通過比較器電路驅(qū)動調(diào)焦馬達(dá)轉(zhuǎn)動，如此循環(huán)，直到得到高頻分量成份達(dá)到最大值，完成一次自動調(diào)焦過程。如比較器電路先設(shè)置一個參考值，當(dāng)高頻分量小于參考值，驅(qū)動部件電機(jī)轉(zhuǎn)動；再次獲取和分析畫面信號，當(dāng)高頻分量小于參考值，繼續(xù)驅(qū)動部件電機(jī)轉(zhuǎn)動，直至高頻分量成份大于參考值。

其中，本實(shí)施例自動調(diào)焦動作可以是開機(jī)觸發(fā)，也可以是位移變化觸發(fā)。

本發(fā)明利用攝像頭捕捉投影儀投出的畫面信號，并根據(jù)畫面信號調(diào)整投影儀焦距，一方面克服了現(xiàn)有技術(shù)中手動調(diào)焦不方便的問題，另一方面克服了現(xiàn)有技術(shù)中自動調(diào)焦不能滿足多角度投射、穩(wěn)定性差的問題，實(shí)現(xiàn)一種使用便捷、對焦可靠性高的投影儀自動調(diào)焦裝置及方法，而且結(jié)構(gòu)簡單，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于各種投影儀自動對焦系統(tǒng)。

以上是對本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。