CN108924522A - 一种超短焦投影设备的自动对焦装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超短焦投影设备的自动对焦装置及其使用方法，该装置包含图像采集单元阵列、处理单元、数字光控单元、马达驱动单元、调焦马达、超短焦镜头成像单元。本发明的超短焦投影设备的自动对焦装置及其使用方法，以多个小摄像头替代大摄像镜头、以多画面合成到单一画面，实现了超短焦投射设备的自动对焦，解决了大体积、难集成等问题。
Description
技术领域
本发明涉及投影显示技术领域，特别涉及一种超短焦投影设备的自动对焦装置及其使用方法。
背景技术
超短焦镜头因其投射比的优势，已广泛应用在家用投影机、工程投影装置上。目前，在中长焦投影设备中已能实现自动对焦，而配备超短焦镜头的投影装置成像清晰度的调整还需观察者观看投影画面实时调整。
一般，中长焦投影设备上自动对焦的方法是增加一颗小体积的摄像镜头，采集投影画面的中心区域图像(约占投影画面的70％)，由处理器对拍摄的画面进行分析以判断当前聚焦情况。
中长焦镜头可以用投影画面中心区域的聚焦情况代替整个投影画面的聚焦情况，摄像镜头的选择上较为方便且容易集成到投影设备上；而超短焦镜头中心区域与边角的聚焦情况差异很大，必须对完整的投影画面进行分析，即摄像镜头的规格不低于超短焦成像镜头的规格，集成的投影设备体积和成本会增加很多，该方法在超短焦投影设备上实用性不高。
因此，需要一种简易的、低成本的、方便的超短焦投影设备的自动对焦装置。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中不足，提供一种超短焦投影设备的自动对焦装置及其使用方法，以多个小摄像头替代大摄像镜头、以多画面合成到单一画面，实现了超短焦投射设备的自动对焦，解决了大体积、难集成等问题。
为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
一种超短焦投影设备的自动对焦装置，包含图像采集单元阵列、处理单元、数字光控单元、马达驱动单元、调焦马达、超短焦镜头成像单元；所述图像采集单元阵列用于采集投影画面；所述处理单元分别与图像采集单元阵列及马达驱动单元相连，处理单元用于对图像采集单元阵列采集的投影画面进行分析处理；所述数字光控单元分别与处理单元及超短焦镜头成像单元相连，数字光控单元用于将数字图像信号转换为光信号；所述马达驱动单元与调焦马达相连，马达驱动单元用于驱动调焦马达转动；所述调焦马达与超短焦镜头成像单元相连，调焦马达用于调整超短焦镜头成像单元的对焦装置；所述超短焦镜头成像单元用于将数字光控单元产生的光信号成像到屏幕上。
进一步地，所述图像采集单元阵列由至少两个图像采集单元构成，能够采集完整的投影画面。
进一步地，每个所述图像采集单元的拍摄角度均小于超短焦镜头成像单元的投射角度且图像采集单元的解析度不低于超短焦镜头成像单元的的解析度。
进一步地，所述图像采集单元安装于超短焦投影设备的自动对焦装置的顶端。
进一步地，相邻的所述图像采集单元的拍摄范围有交错。
进一步地，所述图像采集单元的摄像头的解析度为80线对。
进一步地，所述处理单元为DSP处理器。
进一步地，所述超短焦镜头成像单元的解析度为66线对。
同时，本发明还公开了一种上述的超短焦投影设备的自动对焦装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤1，处理单元发送指令，每个图像采集单元阵列依次进行图像采集，处理单元按序接收图像采集单元阵列反馈的图像序列；
步骤2，处理单元对所有图像进行分析处理，合成完整的投影画面；
步骤3，处理单元对合成的投影画面的聚焦情况进行评价；
步骤4，若当前图像评价满足要求，则自动对焦结束，处理单元将图像转换为数字图像信号并传输至数字光控单元；
若当前图像评价不满足要求，处理单元控制马达驱动单元驱动调焦马达进行调焦，然后重复步骤3、4，直至投影画面的聚焦情况满足要求再由处理单元将图像转换为数字图像信号并传输至数字光控单元。
本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
本发明提供的超短焦投影设备的自动对焦装置，以多个小摄像头替代大摄像镜头、以多画面合成到单一画面，实现了超短焦投射设备的自动对焦，解决了大体积、难集成等问题，因此，本发明的超短焦投影设备的自动对焦装置具有使用方便、系统简洁、性能可靠的优点。
附图说明
图1是本发明的超短焦投影设备的自动对焦装置的系统框图。
图2是本发明的超短焦投影设备的自动对焦装置的结构意图。
附图标记：1-投影画面，2-投影设备，3-超短焦镜头成像单元，21-第一摄像头，22-第二摄像头，23-第三摄像头。
具体实施方式
下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
实施例：
实施例一：
如图1所示，一种超短焦投影设备的自动对焦装置，包括处理单元、图像采集单元阵列、数字光控单元、马达驱动单元、调焦马达、超短焦镜头成像单元。
其中，处理单元分别与马达驱动单元、数字光控单元及图像采集单元阵列相连，处理单元用于控制图像采集单元阵列及调焦马达的工作。
调焦马达分别与马达驱动单元及超短焦镜头成像单元相连，且调焦马达具体由马达驱动单元驱动。
数字光控单元与超短焦镜头成像单元相连，数字光控单元用于实现数字图像信号转换为光信号，然后由超短焦镜头成像单元将数字光控单元产生的光信号成像到屏幕上。
具体的，图像采集单元阵列包含两个及两个以上的图像采集单元，能够采集完整的投影画面；每个图像采集单元的拍摄角度小于超短焦镜头的投射角度、解析度不低于超短焦镜头，置于投影设备顶端，能够采集部分的投影画面；相邻的图像采集单元的拍摄范围有交错。
工作时，超短焦投影设备正常工作后，在调用自动对焦功能时，数字光控单元输出自动对焦图片，处理单元开始进行自动对焦过程，具体如下：
先由图像采集单元阵列的各个图像采集单元分别进行投影画面的采集，并将采集到的图像依次反馈至处理单元；
处理单元接收每个图像采集单元反馈的图像，并将所有图像进行处理、合成完整的投影图像，并评价合成图像的清晰度，即投影画面的对焦情况。
若当前图像评价满足要求，则自动对焦结束；若当前图像评价不满足要求，处理单元控制马达驱动单元驱动调焦马达进行调焦，然后重复上述过程，直至投影画面的聚焦情况满足要求。
实施例二
如图2所示，一种超短焦投影设备2的自动对焦装置的使用方法，本实施例中的超短焦投影设备2的自动对焦装置，包括处理单元、图像采集单元阵列、数字光控单元、马达驱动单元、调焦马达、超短焦镜头成像单元3。
其中，该处理单元为DSP处理器、图像采集单元阵列包含三个图像采集单元即第一摄像头21、第二摄像头22及第三摄像头23，三个摄像头安装于投射设备的前端，且拍摄角度能完全覆盖整个投影画面1
具体的，在本实施例中，超短焦镜头的解析度为66线对。图像采集单元的摄像头解析度为80线对。
该投影设备2正常工作后，调用自动对焦功能时，数字光控单元输出自动对焦图片，处理单元开始进行自动对焦，具体包含以下过程：
步骤1，处理单元发送指令，第一摄像头21、第二摄像头22、第三摄像头23依次进行图像采集，处理单元按序接收图像1、图像2和图像3；
步骤2，处理单元对图像1、图像2和图像3进行分析处理，合成完整的投影画面1P；处理单元对合成的投影画面1P的聚焦情况进行评价，得到评价值Q；
步骤3，若当前投影画面1P的评价值Q大于预定值Q0，说明当前投影画面聚焦情况良好，自动对焦结束；若当前投影画面P的评价值Q小于Q0，说明当前投影画面聚焦情况不好，处理单元控制马达进行调焦，然后重复以上过程，直至投影画面的聚焦情况满足要求。
需要说明的是，以上实施例仅仅是对配备一字排开的3个图像采集单元的图像采集单元阵列进行示例性说明，本领域技术人员可以理解，当图像采集单元阵列为其他方式时，只要其按照本发明的技术方案进行连接，其皆落于本发明权利要求的保护范围内。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种超短焦投影设备的自动对焦装置，其特征在于，包含图像采集单元阵列、处理单元、数字光控单元、马达驱动单元、调焦马达、超短焦镜头成像单元；
所述图像采集单元阵列用于采集投影画面；
所述处理单元分别与图像采集单元阵列及马达驱动单元相连，处理单元用于对图像采集单元阵列采集的投影画面进行分析处理；
所述数字光控单元分别与处理单元及超短焦镜头成像单元相连，数字光控单元用于将数字图像信号转换为光信号；
所述马达驱动单元与调焦马达相连，马达驱动单元用于驱动调焦马达转动；
所述调焦马达与超短焦镜头成像单元相连，调焦马达用于调整超短焦镜头成像单元的对焦装置；
所述超短焦镜头成像单元用于将数字光控单元产生的光信号成像到屏幕上。
2.根据权利要求1所述的一种超短焦投影设备的自动对焦装置，其特征在于，所述图像采集单元阵列由至少两个图像采集单元构成。
3.根据权利要求2所述的一种超短焦投影设备的自动对焦装置，其特征在于，每个所述图像采集单元的拍摄角度均小于超短焦镜头成像单元的投射角度且图像采集单元的解析度不低于超短焦镜头成像单元的的解析度。
4.根据权利要求2所述的一种超短焦投影设备的自动对焦装置，其特征在于，所述图像采集单元安装于超短焦投影设备的自动对焦装置的顶端。
5.根据权利要求2所述的一种超短焦投影设备的自动对焦装置，其特征在于，相邻的所述图像采集单元的拍摄范围有交错。
6.根据权利要求2所述的一种超短焦投影设备的自动对焦装置，其特征在于，所述图像采集单元的解析度为80线对。
7.根据权利要求1至6中任一所述的一种超短焦投影设备的自动对焦装置，其特征在于，所述处理单元为DSP处理器。
8.根据权利要求1至6中任一所述的一种超短焦投影设备的自动对焦装置，其特征在于，所述超短焦镜头成像单元的解析度为66线对。
9.一种权利要求1所述的超短焦投影设备的自动对焦装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，处理单元发送指令，每个图像采集单元阵列依次进行图像采集，处理单元按序接收图像采集单元阵列反馈的图像序列；
步骤2，处理单元对所有图像进行分析处理，合成完整的投影画面；
步骤3，处理单元对合成的投影画面的聚焦情况进行评价；
步骤4，若当前图像评价满足要求，则自动对焦结束；
若当前图像评价不满足要求，处理单元控制马达驱动单元驱动调焦马达进行调焦，然后重复步骤3、4，直至投影画面的聚焦情况满足要求。
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