CN101042521A - 调焦曲线的决定方法 - Google Patents

Abstract

一种调焦曲线的决定方法。首先，计算一实际后焦距离。接着，提供一对照表，此对照表包括多个不同的后焦距离及多个不同的调焦曲线，每一后焦距离对应于一调焦曲线。然后，根据此实际后焦距离及此对照表，以决定此实际后焦距离所对应的此调焦曲线。

Description

调焦曲线的决定方法

技术领域

本发明是关于一种调焦方法，且特别是关于一种投影机的调焦曲线的决定方法。

背景技术

数字光源处理(digital light processing，DLP)投影机已经成为目前投影机的主流技术，不论轻巧性、耐用度，或是高亮度、高对比，都是投影显示产品的最佳选择。DLP投影机是将色轮(color wheel，CW)设置于光源路径上，光源发出的光线经过高速旋转的色轮进行分光处理之后，产生彩色光线并投射到像平面(image plane)，如数字微镜组件(digitalmicromirror device，DMD)或一液晶显示面板(liquid crystal display panel，LCD panel)上。最后，像平面通过镜头(lens)投影画面至一投影平面上。

在传统的投影机中，镜头位于投影平面及像平面之间。其中，镜头前端至投影平面相隔一投影距离，而镜头后端至像平面相隔一预设后焦距离(back focal length)，通常为固定值。此外，预设后焦距离对应于一预设调焦曲线。投影机通过此预设调焦曲线在不同的投影距离下，调整镜头的调焦中心至对应于此投影距离的调焦中心位置，使像平面通过镜头投影一清晰画面至投影平面上。

然而，由于组件制造上或组件组装后的机械公差的产生，导致镜头后端至像平面相隔的一实际后焦距离并非为上述的预设后焦距离，进而造成上述的预设调焦曲线将会不敷实用。如此一来，导致投影机在通过此预设调焦曲线调整镜头的调焦中心位置后，像平面经过镜头所投影至投影平面的画面将会产生模糊不清的现象。因此，大大地影响投影机的运作性能及实用性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是提供一种调焦曲线的决定方法。其根据实际后焦距离决定实际调焦曲线的方式，可以准确地让投影机根据实际调焦曲线调整镜头的调焦中心至正确的位置，进而投影清晰画面至投影平面上。如此一来，不仅可以解决传统的投影机因机械公差所产生的种种问题，更可大大地提升投影机的运作性能及实用性。

根据本发明的目的，提出一种调焦曲线的决定方法。在此方法中，首先，计算一实际后焦距离。接着，提供一对照表，此对照表包括多个不同的后焦距离及多个不同的调焦曲线，每一后焦距离对应于一调焦曲线。然后，根据此实际后焦距离及此对照表，以决定此实际后焦距离所对应的此调焦曲线。

根据本发明的另一目的，提出一种调焦曲线的决定方法。在此方法中，首先，计算一第一后焦距离误差。接着，提供一对照表，此对照表包括多个不同的第二后焦距离误差及多个不同的第一调焦曲线，每一第二后焦距离误差对应于一第一调焦曲线。然后，根据此第一后焦距离误差及此对照表，以决定此第一后焦距离误差所对应的此第一调焦曲线。接着，提供一预设调焦曲线。然后，汇整此第一调焦曲线及此预设调焦曲线，以决定一第二调焦曲线。

根据本发明的再一目的，提出一种调焦曲线的决定方法，用于一投影机上，投影机包括一镜头。在此方法中，首先，设定此镜头与一投影平面相隔一固定投影距离，并记录此固定投影距离。接着，将此镜头的调焦中心由一第一调焦中心位置移动至一第二调焦中心位置。然后，在此镜头的调焦中心移动的过程中投影一预设画面至此投影平面。接着，在此预设画面被投影的过程中撷取此预设画面。然后，在撷取此预设画面的过程中选出一最清晰画面。接着，在此最清晰画面被投影时记录此镜头的调焦中心位于一第三调焦中心位置。然后，提供一对照表，此对照表包括多个不同的后焦距离及多个不同的调焦曲线，每一后焦距离对应于一调焦曲线。每一调焦曲线包括多个不同的投影距离及多个不同的调焦中心位置，在每一调焦曲线中，每一投影距离对应于一调焦中心位置。接着，根据此固定投影距离、此第三调焦中心位置及此对照表，以决定此调焦曲线。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1所示为依照本发明的实施例一的调焦曲线的决定方法的流程图。

图2所示为依照本发明的实施例一的投影机的部分结构的示意图。

图3所示为依照图1的步骤11的详细流程图。

图4所示为依照图1的步骤13的详细流程图。

图5所示为依照本发明的实施例二的调焦曲线的决定方法的流程图。

图6所示为依照图5的步骤53的详细流程图。

图7所示为依照本发明的实施例三的调焦曲线的决定方法的流程图。

图8所示为依照图7的步骤78的详细流程图。

主要组件符号说明

20：投影机

21：镜头

22：像平面

23：投影距离传感器

24：调焦中心移动马达

25：投影平面

26：影像撷取组件

具体实施方式

实施例一

请同时参照图1～图2，图1所示为依照本发明的实施例一的调焦曲线的决定方法的流程图，图2所示为依照本发明的实施例一的投影机的部分结构的示意图。如图1～图2所示，本实施例提出一种调焦曲线的决定方法，例如用于一投影机20上。投影机20至少包括一镜头21、一像平面(imageplane)22、一投影距离传感器23及一调焦中心移动马达24。投影距离传感器23用以感测镜头21的前端至投影平面25的投影距离，调焦中心移动马达24用以移动镜头21的调焦中心的行程。此外，像平面22可以为一数字微镜组件(digital micromirror device，DMD)或一液晶显示面板(liquid crystaldisplay panel，LCD panel)。另外，镜头21包括一调焦(focus)镜组及一变焦(zoom)镜组，而变焦镜头较调焦镜组邻近于像平面22，且镜头21的调焦中心即为调焦镜组的调焦中心。再者，像平面22可以通过镜头21投影画面至投影平面25上。

在此方法中，首先，在步骤11中，计算一实际后焦距离(back focallength)BFL”。例如，通过仿真软件或后焦距离测量机器计算镜头21的后端至像平面22的实际后焦距离BFL”。或者，亦可先通过投影固定画面至投影平面25上，再通过影像撷取组件26撷取固定画面，判断所撷取的画面的清晰程度而计算实际后焦距离BFL”。此外，实际后焦距离BFL”为镜头21及像平面22之间的实际距离。其中，影像撷取组件23例如是光电耦合组件(charge coupled device，CCD)或互补式金属氧化半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)传感器。

接着，进入步骤12中，提供一对照表(look-up table)，此对照表包括多个不同的后焦距离及多个不同的调焦曲线，每一后焦距离对应于一调焦曲线。此对照表如表一所示，此对照表例如包括5个不同的后焦距离A、B、C、D及E和对应的5条不同的调焦曲线a、b、c、d及e。举例而言，后焦距离C为预设后焦距离BFL。后焦距离A比后焦距离C短0.2毫米(mm)，可表示为“BFL-0.2”。后焦距离E比后焦距离C长0.2mm，可表示为“BFL+0.2”。至于其余后焦距离B及D与后焦距离C之间的差距及其可表示的方式请参考表一，在此省略不述。另外，投影机20的处理器或内存可预先储存有上述的对照表。针对不同的后焦距离，记录在不同投影距离下投影清晰画面时所对应的调焦中心位置，即可汇整成上述的对照表。

每一调焦曲线包括多个不同的投影距离及多个不同的调焦中心位置，在每一调焦曲线中，每一投影距离对应于一调焦中心位置。举例而言，调焦曲线a包括投影距离1.5米(m)、2m、3m、4m、5m、6m及10m和对应的调焦中心位置1.862、1404、0.938、0.702、0.559、0.464、0.344及0.272。调焦曲线c包括投影距离1.5m、2m、3m、4m、5m、6m及10m和对应的调焦中心位置0.9、0.45、0、-0.24、-0.36、-0.45、-0.65及-0.7。调焦曲线e包括投影距离1.5m、2m、3m、4m、5m、6m及10m和对应的调焦中心位置0.023、-0.435、-0.9、-1.14、-1.28、1.373、-1.493及-1.565。若调焦中心位置为正值且越大时，表示镜头21的调焦中心越远离像平面22。若调焦中心位置为负值且越大时，表示镜头21的调焦中心越接近像平面22。至于其余调焦曲线b及D所包括的投影距离及调焦中心位置之间的对应关系请参考表一，在此省略不述。

表一

然后，进入步骤13中，根据此实际后焦距离BFL”及此对照表，以决定此实际后焦距离BFL”所对应的此调焦曲线。例如，若实际后焦距离BFL”为后焦距离A时，则决定表一的调焦曲线a为实际后焦距离BFL”所对应的实际调焦曲线。因此，投影机20即可通过调焦曲线a，在那一个投影距离下移动镜头21的调焦中心至对应的调焦中心位置。若投影距离为3m时，则投影机20即可控制调焦中心移动马达24，将镜头21的调焦中心移动至调焦中心位置0.938处。在投影距离为3m及镜头21的调焦中心位于调焦中心位置0.938处的情况下，投影机20可投影一清晰画面至投影平面25上。

在本实施例中，上述的计算实际后焦距离BFL”的步骤11中还包括数个子步骤，如图3所示。首先，在步骤31中，计算一后焦距离误差ΔBFL，其可通过仿真软件或测量机器计算而获得。后焦距离误差ΔBFL为实际后焦距离BFL”扣掉预设后焦距离后的值，例如为-0.2。其中，预设后焦距离例如为表一中后焦距离c。接着，进入步骤32中，提供一预设后焦距离BFL，如表一中后焦距离c。然后，进入步骤33中，总和预设后焦距离BFL及后焦距离误差ΔBFL为实际后焦距离BFL”，例如实际后焦距离BFL”为后焦距离a。

另外，上述的决定调焦曲线的步骤13中还包括数个子步骤，如图4所示。首先，在步骤41中，比较实际后焦距离BFL”及此些后焦距离。例如，投影机20的处理器比较实际后焦距离BFL”和后焦距离A、B、C、D及E。接着，进入步骤42中，选择与实际后焦距离BFL”相等或最相近的后焦距离。例如，投影机20的处理器选择与实际后焦距离BFL”相等或最相近的后焦距离A。若对照表中不同后焦距离之间的差距越小，且后焦距离的数目越多时，则越能够找出与实际后焦距离BFL”相等或最接近的后焦距离。然后，进入步骤43中，决定被选择的后焦距离所对应的调焦曲线。例如，投影机20的处理器决定被选择的后焦距离A所对应的调焦曲线a为实际后焦距离BFL”所对应的实际调焦曲线。

本实施例根据实际后焦距离决定实际调焦曲线的方式，可以准确地让投影机根据实际调焦曲线调整镜头的调焦中心至正确的位置，进而投影清晰画面至投影平面上。如此一来，不仅可以解决传统的投影机因机械公差所产生的种种问题，更可大大地提升投影机的运作性能及实用性。

实施例二

请参照图5，其所示为依照本发明的实施例二的调焦曲线的决定方法的流程图。本实施例提出一种调焦曲线的决定方法，用于图2的投影机20上。在此方法中，首先，在步骤51中，计算一第一后焦距离误差，即计算实际后焦距离扣掉预设后焦距离后的值。例如，通过仿真软件或后焦距离测量机器计算镜头21的后端至像平面22的后焦距离误差ΔBFL。或者，亦可先通过投影固定画面至投影平面25上，再通过影像撷取组件26撷取固定画面，判断所撷取的画面的清晰程度而计算后焦距离误差ΔBFL。此外，实际后焦距离BFL”为镜头21及像平面22之间的实际距离。

接着，进入步骤52中，提供一对照表，此对照表包括多个不同的第二后焦距离误差及多个不同的第一调焦曲线，每一第二后焦距离误差对应于一第一调焦曲线。每一第一调焦曲线包括多个不同的投影距离及多个不同的调焦中心位置，在每一第一调焦曲线中，每一投影距离对应于一调焦中心位置。此对照表如表二所示，此对照表例如包括5个不同的第二后焦距离误差M、N、X、Y及T和对应的5条不同的第一调焦曲线m、n、x、y及t。举例而言，第二后焦距离误差M为-0.2mm，第一调焦曲线m包括投影距离1.5米(m)、2m、3m、4m、5m、6m及10m和对应的调焦中心位置0.962、0.954、0.938、0.942、0.919、0.914、0.994及0.972。第二后焦距离误差T为0，第一调焦曲线t包括投影距离1.5m、2m、3m、4m、5m、6m及10m和对应的调焦中心位置0、0、0、0、0、0、0及0。第二后焦距离误差Y为+0.2，第一调焦曲线y包括投影距离1.5m、2m、3m、4m、5m、6m及10m和对应的调焦中心位置-0.877、-0.885、-0.9、-0.9、-0.92、-0.923、-0.843及-0.865。至于其余第二调焦曲线N及X所包括的投影距离及调焦中心位置之间的对应关系请参考表二，在此省略不述。其中，投影机20的处理器或内存储存表二。

表二

然后，进入步骤53中，根据此第一后焦距离误差ΔBFL及此对照表，以决定此第一后焦距离误差ΔBFL所对应的此第一调焦曲线。例如，投影机20的处理器根据此第一后焦距离误差ΔBFL及表二，以决定此第一后焦距离误差ΔBFL所对应的此第一调焦曲线为第一调焦曲线x。

接着，进入步骤54中，提供一预设调焦曲线c，其对应于一预设后焦距离C，例如表三所示。预设调焦曲线c包括多个不同的预设投影距离及多个不同的预设调焦中心位置，每一预设投影距离对应于一预设调焦中心位置。举例而言，预设调焦曲线c包括投影距离1.5m、2m、3m、4m、5m、6m及10m和对应的调焦中心位置0.9、0.45、0、-0.24、-0.36、-0.45、-0.65及-0.7。其中，投影机20的处理器或内存储存表三。

表三

然后，进入步骤55中，汇整此第一调焦曲线及此预设调焦曲线，以决定一第二调焦曲线。例如，在投影距离1.5m下，将第一调焦曲线x所对应的调焦中心位置0.962与预设调焦中心位置0.9总和为实际调焦中心位置1.862，其余在投影距离2m、3m、4m、6m、8m及10m下，依序计算第一调焦曲线x所对应的调焦中心位置与预设调焦中心位置总和为实际调焦中心位置。最后，决定第二调焦曲线为表一的调焦曲线c。其中，投影机20的处理器或内存储存调焦曲线c。

在本实施例中，上述的决定第一调焦曲线的步骤53中还包括数个子步骤，如图6所示。首先，在步骤61中，比较第一后焦距离误差ΔBFL及此些第二后焦距离误差M、N、T、X及Y。接着，进入步骤62中，选择与第一后焦距离误差相等或最相近的第二后焦距离误差X。然后，进入步骤63中，决定被选择的第二后焦距离误差X所对应的第一调焦曲线x为第一后焦距离误差ΔBFL所对应的调焦曲线。

实施例三

请参照图7，其所示为依照本发明的实施例三的调焦曲线的决定方法的流程图。本实施例提出一种调焦曲线的决定方法，用于图2的投影机20上。在此方法中，首先，在步骤71中，设定此镜头20与一投影平面25相隔一固定投影距离，并记录此固定投影距离例如为3m。接着，进入步骤72中，将此镜头20的调焦中心由一第一调焦中心位置移动至一第二调焦中心位置。其中，第一调焦中心位置较第二调焦中心位置邻近像平面22。或者是，第二调焦中心位置较第一调焦中心位置邻近像平面22。例如，第一调焦中心位置及第二调焦中心位置分别为+1.404及-0.435。

然后，进入步骤73中，在此镜头20的调焦中心移动的过程中投影一预设画面至此投影平面25。例如，像平面22通过镜头21投影一投影画面至投影平面25上。接着，进入步骤74中，在此预设画面被投影的过程中撷取此预设画面。例如，影像撷取组件26在此镜头20的调焦中心移动的过程及此预设画面被投影的过程中撷取此预设画面。

然后，进入步骤75中，于撷取此预设画面的过程中选出一最清晰画面。例如，投影机20的处理器从所撷取的画面中选出一最清晰画面。接着，进入步骤76中，在此最清晰画面被投影时记录此镜头的调焦中心位于一第三调焦中心位置。例如，投影机20的处理器于每一画面被撷取时都会记录当时镜头21的调焦中心位置。因此，投影机20的处理器在此最清晰画面被选出时，即可得知此镜头21的调焦中心在此最清晰画面被投影时位于一第三调焦中心位置。其中，第三调焦中心位置位于第一调焦中心位置及第二调焦中心位置之间。此外，第三调焦中心位置为第一调焦中心位置或第二调焦中心位置。在本实施例中，第三调焦中心位置例如为第一调焦中心位置+1.404。

然后，进入步骤77中，提供一对照表如实施例一的表一。接着，进入步骤78中，根据此固定投影距离2m、此第三调焦中心位置+1.404及此对照表(即表一)，以决定此调焦曲线c。

在本实施例中，上述的决定调焦曲线的步骤78中还包括数个子步骤，如图8所示。首先，在步骤81中，比较固定投影距离及此些投影距离1.5m、2m、3m、4m、5m、6m、8m及10m。接着，进入步骤82中，选择与固定投影距离相等或最相近的投影距离2m。

然后，进入步骤83中，比较第三调焦中心位置1.404与调焦曲线a、b、c、d及e中被选择的投影距离所对应的此些调焦中心位置1.404、0.94、0.45、0.02及-0.435。接着，进入步骤84中，选择与第三调焦中心位置1.404相等或最相近的调焦中心位置1.404。然后，进入步骤85中，决定被选择的调焦中心位置1.404所对应的调焦曲线a为投影机20的实际调焦曲线。其中，后焦距离A为投影机20的实际后焦距离。

本发明上述实施例所公开的调焦曲线的决定方法，其根据实际后焦距离决定实际调焦曲线的方式，可以准确地让投影机根据实际调焦曲线调整镜头的调焦中心至正确的位置，进而投影清晰画面至投影平面上。如此一来，不仅可以解决传统的投影机因机械公差所产生的种种问题，更可大大地提升投影机的运作性能及实用性。

综上所述，虽然本发明已以一优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (7)

1.一种调焦曲线的决定方法，包括：

计算一实际后焦距离；

提供一对照表，该对照表包括多个不同的后焦距离及多个不同的调焦曲线，每一后焦距离对应于一调焦曲线；以及

根据该实际后焦距离及该对照表，以决定该实际后焦距离所对应的该调焦曲线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该计算该实际后焦距离的步骤还包括：

计算一后焦距离误差；

提供一预设后焦距离；以及

总和该预设后焦距离及该后焦距离误差为该实际后焦距离。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该决定该调焦曲线的步骤还包括：

比较该实际后焦距离及该些后焦距离；

选择与该实际后焦距离相等或最相近的该后焦距离；以及

决定该被选择的后焦距离所对应的该调焦曲线。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每一调焦曲线包括多个不同的投影距离及多个不同的调焦中心位置，在每一调焦曲线中，每一投影距离对应于一调焦中心位置。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，用于一投影机上，其中该投影机还包括一镜头及一像平面，该预设后焦距离为该像平面及该镜头之间的预设距离，该实际后焦距离为该像平面及该镜头之间的实际距离。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该像平面为一数字微镜组件或一液晶显示面板。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于一投影机上，该投影机包括一镜头，该方法还包括：

设定该镜头与一投影平面相隔一固定投影距离，并记录该固定投影距离；

将该镜头的调焦中心由一第一调焦中心位置移动至一第二调焦中心位置；

在该镜头的调焦中心移动的过程中投影一预设画面至该投影平面；

在该预设画面被投影的过程中撷取该预设画面；

在撷取该预设画面的过程中选出一最清晰画面；

在该最清晰画面被投影时记录该镜头的调焦中心位于一第三调焦中心位置；以及

根据该固定投影距离、该第三调焦中心位置决定该实际后焦距离。

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