CN110597003B - 一种投影机及自动对焦方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种投影机以及自动对焦方法。本发明中公开的投影机包括：光源、光机以及投影镜头，所述光机中设置有光调制器，还设置有控制器和对焦机构，以及设置在所述光机中的反光板和对焦传感器。反光板受驱在第一位置和第二位置间切换；位于第二位置的所述反光板，将入射所述镜头的投影区域的外界成像光束反射至所述对焦传感器；其中，所述外界成像光束到达所述对焦传感器的光路长度，与所述反光板在第一位置时所述外界成像光束到达所述光调制器的光路长度相等。控制器根据所述对焦传感器对所述外界成像光束的成像情况，驱动所述对焦机构调整像距。

Description

一种投影机及自动对焦方法
技术领域
本发明涉及投影技术领域，尤其涉及一种投影机以及自动对焦方法。
背景技术
投影机是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备，投影机可以通过不同的接口同计算机、视频高密光盘(Video Compact Disc，VCD)、数字化视频光盘(DigitalVersatile Disc Recordable，DVD)、游戏机、DV等相连接播放相应的视频信号。投影机广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所等。
投影机是一种非常精密的产品，以数字光处理(Digital Light Processing，LCD)投影机为例，其光线通过数字微镜器件(Digital Micromirror Device，DMD)芯片的纳米级别的镜片反射，再加上光学镜头也是精密元件，投影机的硬件稍微有一点变化就会产生画面的模糊或者失焦的情况。投影机工作一段时间后光学引擎会发热，而光机镜片通常会因热胀冷缩发生位移，也会形成画面模糊的现象。
由此可见，如何实现自动对焦，尤其针对超短焦投影机如何实现自动对焦，是目前业界亟待研究和解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种投影机以及自动对焦方法。
第一方面，提供一种投影机，包括：用于提供光束的光源、用于对所述光源的光束进行调制的光机以及用于对调制后的光束进行投影的投影镜头，所述光机中设置有用于光束调制的光调制器，所述投影机中还设置有控制器和对焦机构，以及设置在所述光机中的反光板和对焦传感器。所述反光板受驱在第一位置和第二位置间切换，位于第一位置的所述反光板，将入射所述投影镜头的投影区域的外界成像光束反射至所述对焦传感器；其中，所述外界成像光束到达所述对焦传感器的光路长度，与所述反光板在第二位置时所述外界成像光束到达所述光调制器的光路长度相等。所述控制器，用于根据所述对焦传感器对所述外界成像光束的成像情况，驱动所述对焦机构调整像距。
根据上述实施例，以投影屏幕作为物面，当反光板在第一位置时，控制器根据对焦传感器对外界成像光束的成像情况，进行自动对焦，使得投影屏幕可以在对焦传感器上清晰成像。根据光路可逆原理，若保持对焦环位置不变，将反光板切换到第二位置后，投影屏幕也可以在光调制器处清晰成像。如果以光调制器为物面，也就意味着光调制器必将可以在投影屏幕处清晰成像。因此，通过检测对焦传感器输出的数字图像信号，即可实现自动对焦，只要确保投影屏幕在对焦传感器上可清晰成像，通过光路可逆原理，即可对投影机的投影光路对焦完成，使得图像可清晰投影至投影屏幕上。
在一种可能的实现方式中，所述对焦传感器为相位对焦传感器。所述控制器，具体用于：获取所述相位对焦传感器拍摄的图像，根据所述图像确定所述外界成像光束投影在所述相位对焦传感器上的像点相对于默认合焦状态下的像点之间的位移，并根据所述位移以及物点和像点之间的成像关系，确定像距调整方向以及调整量，根据所述像距调整方向以及调整量，驱动所述对焦机构调整像距。
根据上述实施例，采用相位对焦传感器，根据相位对焦传感器拍摄的图像，确定所述外界成像光束投影在所述相位对焦传感器上的像点相对于默认合焦状态下的像点之间的位移，并根据所述位移以及物点和像点之间的成像关系，确定像距调整方向以及调整量，从而可以通过一次成像实现自动对焦。
在一种可能的实现方式中，所述对焦传感器为图像传感器。所述控制器，具体用于：获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，驱动所述对焦机构按照设定方向调整像距，调整量为设定步长；获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，若对比度提高，则保持当前方向调整像距，否则反向调整像距；其中，调整量为设定步长；获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，并判断对比度是否提高，若对比度提高，则重复所述获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，并判断对比度是否提高的步骤，直到对比度降低时，反向调整像距，并结束对焦流程；其中，调整量为设定步长。
根据上述实施例，采用图像传感器以及设置合理的步长，通过对比图像传感器多次拍摄的图像的对比度变化进行对焦，每次调整设定步长，可以较为精确地实现自动对焦。
在一种可能的实现方式中，所述对焦传感器为图像传感器，所述光机中还设置有半透半反光板以及相位对焦传感器；所述半透半反光板受驱在第三位置和第四位置间切换，位于第三位置的所述半透半反光板，将入射所述投影镜头的投影区域的外界成像光束部分反射至所述相位对焦传感器，部分透射至所述反光板；所述控制器，具体用于：获取所述相位对焦传感器拍摄的第一图像，驱动所述对焦机构调整像距，并获取所述相位对焦传感器拍摄的第二图像，根据所述第一图像和所述第二图像确定所述外界成像光束投影在所述相位对焦传感器上的位移，根据所述位移以及物点和像点之间的成像关系，确定像距调整方向以及调整量，并根据所述像距调整方向以及调整量，驱动所述对焦机构调整像距；获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，驱动所述对焦机构按照设定方向调整像距，调整量为设定步长；获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，若对比度提高，则保持当前方向调整像距，否则反向调整像距；其中，调整量为设定步长；获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，并判断对比度是否提高，若对比度提高，则重复所述获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，并判断对比度是否提高的步骤，直到对比度降低时，反向调整像距，并结束对焦流程；其中，调整量为设定步长。
根据上述实施例，首先通过相位对焦传感器进行自动对焦，从而可以较为快速地进行对焦。为了获得更好的对焦效果，可以在基于相位对焦传感器进行自动对焦后，进一步通过图像传感器进行自动对焦，以获得更高的对焦精度。
在一种可能的实现方式中，所述图像传感器为电耦合元件(CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。
在一种可能的实现方式中，所述投影机中还设置有用于提供辅助照明光束的对焦辅助光源，所述对焦辅助光源提供的照明光束覆盖所述投影区域。
在一种可能的实现方式中，所述对焦辅助光源内部设置有光栅。
第二方面，提供一种基于上述第一方面中任一项所述的投影机实现的自动对焦方法，包括：获取所述相位对焦传感器拍摄的图像；根据所述图像确定所述外界成像光束投影在所述相位对焦传感器上的像点相对于默认合焦状态下的像点之间的位移，并根据所述位移以及物点和像点之间的成像关系，确定像距调整方向以及调整量；根据所述像距调整方向以及调整量，驱动所述对焦机构调整像距。
第三方面，提供一种基于上述第一方面中任一项所述的投影机实现的自动对焦方法，包括：获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，驱动所述对焦机构按照设定方向调整像距，调整量为设定步长；获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，若对比度提高，则保持当前方向调整像距，否则反向调整像距；其中，调整量为设定步长；获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，并判断对比度是否提高，若对比度提高，则重复所述获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，并判断对比度是否提高的步骤，直到对比度降低时，反向调整像距，并结束对焦流程；其中，调整量为设定步长。
第四方面，提供一种基于上述第一方面中任一项所述的投影机实现的自动对焦方法，包括：获取所述相位对焦传感器拍摄的图像，根据所述图像确定所述外界成像光束投影在所述相位对焦传感器上的像点相对于默认合焦状态下的像点之间的位移，根据所述位移以及物点和像点之间的成像关系，确定像距调整方向以及调整量，并根据所述像距调整方向以及调整量，驱动所述对焦机构调整像距；获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，驱动所述对焦机构按照设定方向调整像距，调整量为设定步长；获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，若对比度提高，则保持当前方向调整像距，否则反向调整像距；其中，调整量为设定步长；获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，并判断对比度是否提高，若对比度提高，则重复所述获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，并判断对比度是否提高的步骤，直到对比度降低时，反向调整像距，并结束对焦流程；其中，调整量为设定步长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1、图2分别为本申请实施例一提供的投影机结构示意图；
图3为本申请实施例一提供的反差自动对焦方法流程示意图；
图4为本申请实施例一提供的相位自动对焦原理示意图；
图5为本申请实施例一提供的相位自动对焦方法流程示意图；
图6、图7分别为本申请实施例二提供的投影机结构示意图；
图8为本申请实施例二提供的自动对焦流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
实施例一
参见图1至图2，为本申请实施例一提供的投影机的结构示意图。
如图1所示，投影机100可包括光源110、光机120以及投影镜头130。其中，光源110用于提供光束，光机120用于对光源110的光束进行调制，光机130用于对调制后的光束进行投影，即将影像投射到投影介质，比如投影屏幕140。
如图2所示，光机120中主要设置有光学镜头组121以及光调制器122。光调制器122用于进行光束调制，以得到需要投射的图像，具体可以是DMD芯片。上述投影机100中，还设置有控制器150和对焦机构160，以及设置在光机120中的反光板123和对焦传感器124。
反光板123可受驱在不同位置间切换。具体地，反光板123受驱可在第一位置a1和第二位置a2间切换。
位于第一位置a1的反光板123，可将入射到投影镜头130的投影区域的外界成像光束反射至对焦传感器124。比如如图2所示，反光板123从第二位置a2落下后，其反光面朝向投影镜头130方向，遮挡光束入射到DMD。投影屏幕140的投影区域的外界成像光束l2入射到投影镜头130，并经过光学镜头组121入射到反光板123，经反光板123的反射作用入射到对焦传感器124。
位于第二位置a2的反光板123不会改变光机120中的光束，比如如图2所示，反光板123从第一位置a1升起后，反光板123不会遮挡光束l1，以保证正常投影的实现，即光源110出射的光束经光机120调制后可以通过投影镜头130投影到投影屏幕140上。
其中，根据光路可逆原理，在无反光板124遮挡的情况下，光束l1和光束l2在光机中的路径一致。
对焦传感器124与控制器150电连接。对焦传感器124可对投射其上的外界成像光束进行成像，并输出数字图像信号。控制器150可以获取对焦传感器124对外界成像光束的成像，并根据对焦传感器124对外界成像光束的成像情况，驱动对焦机构160调整像距。
控制器150可由控制电路实现，可以向对焦机构160发送驱动信号，以控制对焦机构160根据该驱动信号调整像距。具体地，对焦机构160可以在控制器150的控制下，正向或反向调整投影镜头130的对焦环，以调整投影机的像距。
上述投影机100中，外界成像光束到达对焦传感器124的光路长度，与反光板123在第二位置a2时外界成像光束到达光调制器122的光路长度相等。比如如图2所示，光路d1的长度与光路d2+d3之和的长度相等。
上述投影机100实现自动对焦的原理为：
以投影屏幕140作为物面，当反光板123在第一位置a1时(即反光板123放下时)，控制器150根据对焦传感器124对外界成像光束的成像情况，进行自动对焦，使得投影屏幕可以在对焦传感器上清晰成像，从而实现自动对焦。那么，保持对焦环位置不变，当将反光板123切换到第二位置(即将反光板123升起)后，投影屏幕也可以在光调制器122(比如DMD芯片)处清晰成像。由于光路可逆，如果以光调制器122(比如DMD芯片)为物面，也就意味着光调制器122必将可以在投影屏幕处清晰成像。因此，通过检测对焦传感器124输出的数字图像信号，即可实现自动对焦，只要确保投影屏幕在对焦传感器124上可清晰成像，通过光路可逆原理，即可对投影机的投影光路对焦完成，使得图像可清晰投影至投影屏幕上。
基于上述投影机100的结构，本申请实施例中，可采用反差自动对焦方法或相位自动对焦方法，以实现自动对焦。下面分别对这两种自动对焦方法进行描述。
(1)反差对焦方法
上述投影机100中的对焦传感器124为图像传感器时，可采用反差对焦方法。可选地，所述图像传感器具体可以是电耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器。
采用反差对焦方法时，控制器150可获取图像传感器拍摄的图像，确定该图像的对比度，驱动对焦机构160按照设定方向调整像距，调整量为设定步长。之后，再次获取图像传感器拍摄的图像，确定图像的对比度，若对比度较前次有所提高，则保持当前调焦方向调整像距，否则反向调整像距。之后，再次获取图像传感器拍摄的图像，确定该图像的对比度，并判断对比度较前次是否提高，若对比度提高，则重复上述“获取图像传感器拍摄的图像，确定图像的对比度，并判断对比度较前次是否提高”的步骤，直到对比度降低时，反向调整像距，并结束对焦流程。
其中，可预先设定调整步长以及自动调焦开始时的像距调整方向(比如对焦环调整方向)，每次调整像距时，调整量为一个步长。步长可依据对焦精度进行设定，步长越小精度越高，但对焦效率越低。
基于上述原理，示例性地，图3示例性地示出了一种自动对焦流程，如图所示。当自动对焦开启后，投影功能关闭，反光板123受驱切换至第一位置a1。在具体实施时，可通过触发投影机上设置的自动对焦按钮，启动自动对焦流程。
如图所示，该自动对焦流程可包括：
S301：控制器150获取图像传感器拍摄的图像，并计算该图像的对比度。
其中，在开启自动对焦流程后，反光板123受驱切换至第一位置a1。投影屏幕上的外界成像光束入射到投影透镜130，并通过投影透镜130以及光学镜头组入射到反光板123，反光板123将该光束反射到图像传感器。图像传感器进行成像处理，并输出数字图像数据。控制器150对图像传感器输出的数字图像数据进行处理，计算得到对比度。
S302：控制器150驱动对焦机构160按照设定方向调整像距，调整量为一个设定步长。
该步骤中，根据预先设置的调焦方向以及步长，控制器150向对焦机构160发送驱动信号，使得对焦机构160按照设定方向以及设定步长调节投影镜头130的对焦环。
S303：控制器150再次获取图像传感器拍摄的图像，并计算该图像的对比度。
该步骤中，图像传感器所拍摄的图像，为像距调整后得到的图像。
S304：控制器150判断对比度是否有所提高，若判定为是，则转入S305，否则转入S306。
S305：控制器150驱动对焦机构160按照当前方向调整像距，然后转入S303。其中，调整量为一个设定步长。
该步骤中，若经过S304的比较，判断出对比度有所提高，则表明当前像距调整方向正确，则可继续保持当前方向进行像距调整。
S306：判断调焦次数是否大于1，即判断是否已经进行了初次对焦；若为否，则转入S307，否则转入S308。
该步骤中，若经过S304的比较，判断出对比度有所下降，则可能的原因有两种：
第一种：若仅进行了初次对焦，则对比度下降表明初次对焦的像距调整方向错误，此时需要转入S307，向相反方向调整像距并返回S303继续进行判断；
第二种：若处理初次对焦以外，还进行过对焦操作，即进行了多次对焦，则对比度下降表明对比度已经出现最大值，当前开始下降，此时需要转入S308，向相反方向调整像距到最大像距的位置，完成自动对焦。
S307：控制器150驱动对焦机构160反向调整像距，然后转入S303。其中，调整量为一个设定步长。
S308：控制器150驱动对焦机构160反向调整像距，然后结束本流程。其中，调整量为一个设定步长。
进一步地，通过上述流程实现自动对焦后，可将投影机切换至投影模式(或称正常工作模式或正常工作状态)。切换到投影模式后，反光板123受驱切换至第二位置a2。
(2)相位自动对焦方法
上述投影机100中的对焦传感器124为相位对焦传感器时，可采用相位自动对焦方法。可选地，所述相位对焦传感器具体可以是线性位移传感器。
采用相位自动对焦方法时，相位自动对焦原理示意图如图4所示，不同位置的物点所成的像点位置不同。通过检测相位对焦传感器上的投影之间的位移，即可判断成像位置相对于焦平面的前后关系(通过该前后关系可确定需要向哪个方向调焦)及位移量(通过该位移量可确定像距调整量)。根据该前后关系以及该位移量，控制器可驱动对焦机构将对焦环直接运转到合焦位置，相比于上述反差对焦方法，可无需多步调节。相位自动对焦方法的对焦精度，与相位对焦传感器的结构精度相关，相比于反差对焦，此方法对焦效率更高。
基于上述原理，示例性地，图5示例性地示出了一种自动对焦流程，如图所示。当自动对焦开启后，投影功能关闭，反光板123受驱切换至第一位置a1。在具体实施时，可通过触发投影机上设置的自动对焦按钮，启动自动对焦流程。
如图所示，该自动对焦流程可包括：
S501：控制器150获取相位对焦传感器拍摄的图像；
S502：控制器150根据该图像确定外界成像光束投影在相位对焦传感器上的像点相对于默认合焦状态下的像点之间的位移，并根据所述位移以及物点和像点之间的成像关系，确定像距调整方向以及调整量；
S503：控制器150根据该像距调整方向以及调整量，驱动对焦机构160调整像距。
进一步地，通过上述流程实现自动对焦后，可将投影机切换至投影模式(或称正常工作模式或正常工作状态)。切换到投影模式后，反光板123受驱切换至第二位置a2。
考虑到对焦传感器需要图像具有一定反差及亮度，而大部分投影屏幕的图像反差小，多为纯灰或纯白，且所处位置光线暗，无法满足对于对焦传感器成像的检测要求，因此可选地，投影机100中还可设置有用于提供辅助照明光束的对焦辅助光源170，对焦辅助光源的覆盖范围满足检测画面尺寸要求，即对焦辅助光源170提供的照明光束可以覆盖投影区域。进一步地，对焦辅助光源内部设置有光栅，可实现照射出横竖条纹，用以增加投影屏幕的差异和亮度，实现辅助对焦。
根据上述实施例，当投影画面不清晰需要对焦时，启动自动对焦功能，投影机整机关闭光源，停止投影，将反光板放下，开启对焦辅助光源，此时对焦传感器工作，将拍摄到的图像信息传递至控制器进行处理，在合焦后，关闭对焦辅助光源，升起反光板，重新开启投影机进行投影。
实施例二
参见图6，为本申请实施例二提供的投影机的结构示意图。该投影机可在图1或图2所示的投影机的基础上，增设半透半反光板和相位对焦传感器来实现。
如图6所示，投影机600可包括光源610、光机620以及投影镜头630。其中，光源610用于提供光束，光机620用于对光源610的光束进行调制，光机630用于对调制后的光束进行投影，即将影像投射到投影介质，比如投影屏幕640。
如图7所示，光机620中主要设置有光学镜头组621以及光调制器622。光调制器622用于进行光束调制，以得到需要投射的图像，具体可以是DMD芯片。上述投影机600中，还设置有控制器650和对焦机构660，以及设置在光机620中的反光板623和图像传感器624，以及半透半反光板625和相位对焦传感器626。
反光板623可受驱在不同位置间切换。具体地，反光板623受驱可在第一位置b1和第二位置b2间切换。
位于第一位置b1的反光板623，可将入射到投影镜头630的投影区域的外界成像光束反射至图像传感器624。比如如图7所示，反光板623从第二位置b2落下后，其反光面朝向投影镜头630方向，遮挡光束入射到DMD。投影屏幕640的投影区域的外界成像光束l2入射到投影镜头630，并经过光学镜头组621入射到反光板623，经反光板623的反射作用入射到图像传感器624。
位于第二位置b2的反光板623不会改变光机620中的光束，比如如图7所示，反光板623从第一位置b1升起后，其反光面与光束l1平行，且反光板623不会遮挡光束l1，以保证正常投影的实现，即光源610出射的光束经光机620调制后可以通过投影镜头630投影到投影屏幕640上。
半透半反光板可受驱在不同位置间切换。具体地，半透半反光板受驱可在第三位置c1和第四位置c2间切换。
位于第三位置c1的半透半反光板625，可将入射到投影镜头630的投影区域的外界成像光束部分反射至相位对焦传感器625，部分进行透射。比如如图7所示，半透半反光板625从第四位置c2落下后，其反光面朝向投影镜头630方向。投影屏幕640的投影区域的外界成像光束l2入射到投影镜头630，并经过光学镜头组621入射到半透半反光板625，部分光束经半透半反光板625的反射作用入射到相位对焦传感器624，部分光束经半透半反光板625的反射作用入射到反光板623。
位于第四位置c2的半透半反光板625不会改变光机620中的光束，不会将来自于DMD的调制光束反射至相位对焦传感器626，比如如图7所示，半透半反光板625从第三位置c1升起后，半透半反光板625不会遮挡光束l1，以保证正常投影的实现，即光源610出射的光束经光机620调制后可以通过投影镜头630投影到投影屏幕640上。
其中，根据光路可逆原理，在无反光板624遮挡的情况下，光束l1和光束l2在光机中的路径一致。
图像传感器624以及相位对焦传感器626分别与控制器650电连接。图像传感器624和相位对焦传感器626可对投射其上的外界成像光束进行成像，并输出数字图像信号。控制器650可以获取图像传感器624以及相位对焦传感器626对外界成像光束的成像，并根据图像传感器624以及相位对焦传感器626对外界成像光束的成像情况，驱动对焦机构660调整像距。
控制器650可由控制电路实现，可以向对焦机构660发送驱动信号，以控制对焦机构660根据该驱动信号调整像距。具体地，对焦机构660可以在控制器650的控制下，正向或反向调整投影镜头630的对焦环，以调整投影机的像距。
上述投影机600中，外界成像光束到达对焦传感器624的光路长度，与反光板623在第一位置b1时外界成像光束到达光调制器622的光路长度相等。比如如图7所示，光路d1的长度与光路d2+d3之和的长度相等。
上述投影机600，可结合反差对焦和相位对焦两种对焦方法实现自动对焦，相比于实施例一种的投影机100，投影机600既可实现快速自动对焦又可保证对焦精度。
基于上述投影机600的结构，示例性地，图8示出了一种自动对焦流程，如图所示。当自动对焦开启后，投影功能关闭，反光板623受驱切换至第一位置b1，半透半反光板625受驱切换至第三位置c1。在具体实施时，可通过触发投影机上设置的自动对焦按钮，启动自动对焦流程。该自动对焦流程中，可先进行相位自动对焦，以便快速将对焦环移动到合脚位置附近，再进行反差对焦，以进一步提高对焦精度。
具体地，如图所示，该自动对焦流程可包括：
S801：控制器获取相位对焦传感器拍摄的图像；
S802：控制器根据该图像确定外界成像光束投影在相位对焦传感器上的像点相对于默认合焦状态下的像点之间的位移，并根据所述位移以及物点和像点之间的成像关系，确定像距调整方向以及调整量；
S803：控制器根据该像距调整方向以及调整量，驱动对焦机构调整像距。
S804：控制器获取图像传感器拍摄的图像，并计算该图像的对比度。
S805：控制器驱动对焦机构按照设定方向调整像距，调整量为一个设定步长。
S806：控制器再次获取图像传感器拍摄的图像，并计算该图像的对比度。
S807：控制器判断对比度是否有所提高，若判定为是，则转入S808，否则转入S809。
S808：控制器驱动对焦机构按照当前方向调整像距，然后转入S806。其中，调整量为一个设定步长。
该步骤中，若经过S806的比较，判断出对比度有所提高，则表明当前像距调整方向正确，则可继续保持当前方向进行像距调整。
S809：判断调焦次数是否大于1，即判断是否已经进行了初次对焦；若为否，则转入S810，否则转入S811。
S810：控制器驱动对焦机构反向调整像距，然后转入S806。其中，调整量为一个设定步长。
S11：控制器驱动对焦机构反向调整像距，然后结束本流程。其中，调整量为一个设定步长。
进一步地，通过上述流程实现自动对焦后，可将投影机切换至投影模式(或称正常工作模式或正常工作状态)。切换到投影模式后，反光板623受驱切换至第二位置b2，半透半反光板625受驱切换至第四位置c2。
考虑到对焦传感器需要图像具有一定反差及亮度，而大部分投影屏幕的图像反差小，多为纯灰或纯白，且所处位置光线暗，无法满足对于对焦传感器成像的检测要求，因此可选地，投影机600中还可设置有用于提供辅助照明光束的对焦辅助光源670，对焦辅助光源的覆盖范围满足检测画面尺寸要求，即对焦辅助光源670提供的照明光束可以覆盖投影区域。进一步地，对焦辅助光源内部设置有光栅，可实现照射出横竖条纹，用以增加投影屏幕的差异和亮度，实现辅助对焦。
根据上述实施例，当投影画面不清晰需要对焦时，启动自动对焦功能，投影机整机关闭光源，停止投影，将反光板和半饭半透光板放下，开启对焦辅助光源，此时对焦传感器工作，将拍摄到的图像信息传递至控制器进行处理，在合焦后，关闭对焦辅助光源，升起反光板和半饭半透光板，重新开启投影机进行投影。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种投影机，包括：用于提供光束的光源、用于对所述光源的光束进行调制的光机以及用于对调制后的光束进行投影的投影镜头，所述光机中设置有用于光束调制的光调制器，其特征在于，所述投影机中还设置有控制器和对焦机构，以及设置在所述光机中的反光板和对焦传感器；
所述反光板受驱在第一位置和第二位置间切换，位于第一位置的所述反光板，将入射所述投影镜头的投影区域的外界成像光束反射至所述对焦传感器；其中，所述外界成像光束到达所述对焦传感器的光路长度，与所述反光板在第二位置时所述外界成像光束到达所述光调制器的光路长度相等；
所述控制器，用于根据所述对焦传感器对所述外界成像光束的成像情况，驱动所述对焦机构调整像距；
所述对焦传感器为相位对焦传感器；
所述控制器，具体用于：
获取所述相位对焦传感器拍摄的图像；
根据所述图像确定所述外界成像光束投影在所述相位对焦传感器上的像点相对于默认合焦状态下的像点之间的位移，并根据所述位移以及物点和像点之间的成像关系，确定像距调整方向以及调整量；
根据所述像距调整方向以及调整量，驱动所述对焦机构调整像距。
2.一种投影机，包括：用于提供光束的光源、用于对所述光源的光束进行调制的光机以及用于对调制后的光束进行投影的投影镜头，所述光机中设置有用于光束调制的光调制器，其特征在于，所述投影机中还设置有控制器和对焦机构，以及设置在所述光机中的反光板和对焦传感器；
所述反光板受驱在第一位置和第二位置间切换，位于第一位置的所述反光板，将入射所述投影镜头的投影区域的外界成像光束反射至所述对焦传感器；其中，所述外界成像光束到达所述对焦传感器的光路长度，与所述反光板在第二位置时所述外界成像光束到达所述光调制器的光路长度相等；
所述控制器，用于根据所述对焦传感器对所述外界成像光束的成像情况，驱动所述对焦机构调整像距；
所述对焦传感器为图像传感器，所述光机中还设置有半透半反光板以及相位对焦传感器；
所述半透半反光板受驱在第三位置和第四位置间切换，位于第三位置的所述半透半反光板，将入射所述投影镜头的投影区域的外界成像光束部分反射至所述相位对焦传感器，部分透射至所述反光板；
所述控制器，具体用于：
获取所述相位对焦传感器拍摄的第一图像，驱动所述对焦机构调整像距，并获取所述相位对焦传感器拍摄的第二图像，根据所述第一图像和所述第二图像确定所述外界成像光束投影在所述相位对焦传感器上的位移，根据所述位移以及物点和像点之间的成像关系，确定像距调整方向以及调整量，并根据所述像距调整方向以及调整量，驱动所述对焦机构调整像距；
获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，驱动所述对焦机构按照设定方向调整像距，调整量为设定步长；
获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，若对比度提高，则保持当前方向调整像距，否则反向调整像距；其中，调整量为设定步长；
获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，并判断对比度是否提高，若对比度提高，则重复所述获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，并判断对比度是否提高的步骤，直到对比度降低时，反向调整像距，并结束对焦流程；其中，调整量为设定步长。
3.如权利要求2所述的投影机，其特征在于，所述图像传感器为电耦合元件CCD图像传感器或互补金属氧化物半导体CMOS图像传感器。
4.如权利要求1-3任一项所述的投影机，其特征在于，所述投影机中还设置有用于提供辅助照明光束的对焦辅助光源，所述对焦辅助光源提供的照明光束覆盖所述投影区域。
5.如权利要求4所述的投影机，其特征在于，所述对焦辅助光源内部设置有光栅。
6.一种基于如权利要求1所述的投影机实现的自动对焦方法，其特征在于，该方法包括：
获取所述相位对焦传感器拍摄的图像；
根据所述图像确定所述外界成像光束投影在所述相位对焦传感器上的像点相对于默认合焦状态下的像点之间的位移，并根据所述位移以及物点和像点之间的成像关系，确定像距调整方向以及调整量；
根据所述像距调整方向以及调整量，驱动所述对焦机构调整像距。
7.一种基于如权利要求2-5中任一项所述的投影机实现的自动对焦方法，其特征在于，该方法包括：
获取所述相位对焦传感器拍摄的图像，根据所述图像确定所述外界成像光束投影在所述相位对焦传感器上的像点相对于默认合焦状态下的像点之间的位移，根据所述位移以及物点和像点之间的成像关系，确定像距调整方向以及调整量，并根据所述像距调整方向以及调整量，驱动所述对焦机构调整像距；
获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，驱动所述对焦机构按照设定方向调整像距，调整量为设定步长；
获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，若对比度提高，则保持当前方向调整像距，否则反向调整像距；其中，调整量为设定步长；
获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，并判断对比度是否提高，若对比度提高，则重复所述获取所述图像传感器拍摄的图像，确定所述图像的对比度，并判断对比度是否提高的步骤，直到对比度降低时，反向调整像距，并结束对焦流程；其中，调整量为设定步长。
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