CN110769230A - 一种对焦方法、装置及投影设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种对焦方法、装置及投影设备，该方法应用于包括马达的投影设备，该投影设备中预存有滞回步数A，以及所述投影设备的投影距离D和所述马达沿第一方向移动至投影画面清晰时的步数K的映射关系K＝F(D)，该方法通过获取投影设备的上一时刻投影距离D1和当前投影距离D2，判断D1和D2的大小关系，在D2大于D1时，将马达的马达行程增加(F(D2)‑F(D1))步，在D2小于D1时，将马达的马达行程减少(F(D1)‑F(D2)‑A)步。该方法对焦时间短，能够避免由于来回移动和调整马达，导致投影画面在清晰与模糊之间来回变化，从而使用户有眩晕感的问题。

Description

一种对焦方法、装置及投影设备

技术领域

本申请属于调焦控制领域，具体涉及一种对焦方法、装置及投影设备。

背景技术

随着电子技术和计算机技术的飞速发展，投影设备的应用越来越广泛。对于投影设备来说，其主要目的是投影出清晰的图像，所以，聚焦是投影设备的关键。在过去，聚焦靠手动调整，是否聚焦是依靠人脑来主观决定的。但是随着现代技术的发展，人们对投影的需求变高，对聚焦的质量也越来越高，对焦技术显得非常重要。

现有技术中，通常利用爬山算法来实现对焦。采用爬山算法来对焦，在对焦过程中，马达需要进行来回移动和调整，才能找到最佳对焦位置。不仅消耗的时间更长，马达来回移动和调整所带来的画面清晰度的变化，还会使用户有眩晕感，造成用户使用感受差的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种对焦方法、装置及投影设备，该对焦方法、装置及投影设备，对焦时间短，能够避免由于来回移动和调整马达，导致投影画面在清晰与模糊之间来回变化，从而使用户有眩晕感的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种对焦方法，应用于包括马达的投影设备，所述投影设备中预存有滞回步数A，以及所述投影设备的投影距离D和所述马达沿第一方向移动至投影画面清晰时的步数K的映射关系K＝F(D)，所述方法包括：

获取所述投影设备的上一时刻投影距离D1和当前投影距离D2；

当所述当前投影距离D2大于所述上一时刻投影距离D1时，将所述马达的马达行程增加(F(D2)-F(D1))步。

当所述当前投影距离D2小于所述上一时刻投影距离D1时，将所述马达的马达行程减少(F(D1)-F(D2)-A)步。

可选地，在本申请实施例中，所述马达包括齿轮，所述投影设备还包括镜头。移动所述马达时，所述马达的齿轮转动，使所述投影设备的所述镜头移动，所述投影设备的投影画面的清晰度发生变化。

可选地，在本申请实施例中，所述投影设备的投影距离D和所述马达正向移动至清晰时的步数K的映射关系K＝F(D)，通过以下步骤获得：

将所述投影设备沿所述第一方向移动到投影距离为D的位置。

调节所述投影设备的马达，直至所述投影设备的所述投影画面清晰。

记录所述投影画面清晰时，所述马达的步数K。

其中，将所述投影设备沿所述第一方向移动到投影距离不同的位置，能够获得与各所述投影距离对应的、所述投影画面清晰时的所述马达的步数。

可选地，在本申请实施例中，所述滞回步数A通过以下步骤获得：

沿所述第一方向，将所述投影设备移动到任一投影距离Y的位置，调节所述投影设备的马达，直至所述投影设备的所述投影画面清晰，记录清晰时所述马达的步数M。

沿第二方向，将所述投影设备移动到所述投影距离Y的位置，调节所述投影设备的马达，直至所述投影设备的所述投影画面清晰，记录清晰时所述马达的步数N。

将所述马达步数M和所述马达步数N之间的差值的绝对值作为所述滞回步数A。

进一步可选地，在本申请实施例中，所述第二方向不同于所述第一方向。

进一步可选地，在本申请实施例中，所述马达的步数M为多次移动所述投影设备和调节所述马达得到的多个步数的平均值，所述马达的步数N为多次移动所述投影设备和调节所述马达得到的多个步数的平均值。

可选地，在本申请实施例中，所述马达的步数M不等于所述马达的步数N。

第二方面，本申请实施例还提供了一种投影装置，应用于包括马达的投影设备，所述投影设备中预存有滞回步数A，以及所述投影设备的投影距离D和所述马达沿第一方向移动至投影画面清晰时的步数K的映射关系K＝F(D)，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述投影设备的上一时刻投影距离D1和当前投影距离D2；

处理模块，用于在所述当前投影距离D2大于所述上一时刻投影距离D1时，将所述马达的马达行程增加(F(D2)-F(D1))步，以及在所述当前投影距离D2小于所述上一时刻投影距离D1时，将所述马达的马达行程减少(F(D1)-F(D2)-A)步。

第三方面，本申请实施例还提供了一种投影设备，所述投影设备包括：

马达；

存储器，所述存储器中保存有滞回步数A，以及所述投影设备的投影距离D和所述马达沿第一方向移动至投影画面清晰时的步数K的映射关系K＝F(D)；

处理器；以及

对焦装置，所述装置存储于所述存储器中并包括由所述处理器执行的软件功能模块，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述投影设备的上一时刻投影距离D1和当前投影距离D2；

处理模块，用于在所述当前投影距离D2大于所述上一时刻投影距离D1时，将所述马达的马达行程增加(F(D2)-F(D1))步，以及在所述当前投影距离D2小于所述上一时刻投影距离D1时，将所述马达的马达行程减少(F(D1)-F(D2)-A)步。

第四方面，本申请还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的对焦方法。

综上所述，本申请实施例提供的对焦方法、装置及投影设备，该方法应用于包括马达的投影设备，该投影设备中预存有滞回步数A，以及所述投影设备的投影距离D和所述马达沿第一方向移动至投影画面清晰时的步数K的映射关系K＝F(D)，该方法通过获取投影设备的上一时刻投影距离D1和当前投影距离D2，判断D1和D2的大小关系，在D2大于D1时，将马达的马达行程增加(F(D2)-F(D1))步，在D2小于D1时，将马达的马达行程减少(F(D1)-F(D2)-A)步。该方法对焦时间短，能够避免由于来回移动和调整马达，导致投影画面在清晰与模糊之间来回变化，从而使用户有眩晕感的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本申请实施例提供的爬山算法的基本原理图；

图2为本申请实施例提供的对焦方法的一种示意图；

图3为本申请实施例提供的对焦方法的另一种示意图；

图4本申请实施例提供的对焦方法的一种流程示意图；

图5为本申请实施例提供的对焦方法的投影距离与对焦清晰时马达步数折线图；

图6为本申请实施例提供的投影设备的一种框图。

图标：100-对焦装置；110-获取模块；120-处理模块；200-投影设备；210-存储器；220-处理器；230-马达。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

随着电子技术和计算机技术的飞速发展，投影设备的应用越来越广泛。对于投影设备来说，其主要目的是投影出清晰的图像，所以，聚焦是投影设备的关键。在过去，聚焦靠手动调整，是否聚焦是依靠人脑来主观决定的。但是随着现代技术的发展，人们对投影的需求变高，对聚焦的质量也越来越高，对焦技术显得非常重要。

请结合参阅图1，图1为本申请实施例提供的爬山算法的基本原理图，图中评价函数的值越大，表明图像对焦越清晰。对焦开始，聚焦镜头作任意方向搜索，并假定从E点开始搜索，确定搜索方向，即找到向H点方向进行移动，也就是H点的评价值大于E点的评价值。这时，镜头向山顶方向运动，一边获取图像，一边计算对焦评价函数值，当最新获取的图像评价值小于前一幅图像的评价值时(即越过峰顶G)，即越过山顶到达G1为止，第一次搜索结束，如图1中的实线所示，即路径为E-H-G-G1；接着由G1开始，向山顶G运动，直到G2为止，第二次搜索结束，如图1中的虚线所示，即路径为G1-G-G2，每搜索一次，步长相应减小；如此反复，直到找到评价函数的最大值为止，聚焦结束。

发明人通过对上述爬山算法的原理进行研究，发现采用爬山算法来对焦时，镜头在尚未到达对焦顶峰时，马达可以正向直接移动至对焦顶峰完成对焦。但是，当镜头已经越过对焦顶峰时，马达需要先反向移动，使镜头对焦未到达对焦顶峰的一侧，再将马达正向移动移动至对焦顶峰完成对焦。因此，当镜头已经越过对焦顶峰，马达的移动是往复的，不能直接单向移动至想要的位置，不仅浪费时间，同时由于马达的移动是往复，投影画面在对焦过程中呈现出由清晰变模糊，再由模糊变清晰的现象，使得用户有眩晕感，降低用户使用感受。

请结合参阅图2和图3，图2中，S1曲线是沿第一方向对焦时的马达位置和对焦清晰度曲线图，B为沿第一方向对焦时对焦清晰度最高的峰值点，S2曲线是沿第二方向对焦时的马达位置和对焦清晰度曲线图，C为沿第二方向对焦时对焦清晰度最高的峰值点。之所以马达沿不同方向移动时，对焦最清晰点不一致，是因为往复驱动马达时，马达存在行程空回(由于马达在驱动过程中，齿轮与齿轮之间有咬合不紧的情况)的存在。所以，每次软件通过指令驱动马达到达所需要的马达位置时，由于行程空回的存在，马达实际并没有移动到指定的位置，使用久了之后，会导致马达对焦会越来越模糊。

这里，本申请对行程空回进行再次解释：当正向移动马达时，马达到达某一固定位置就能使镜头达到对焦最清晰的点B，但是，越过了对焦最清晰的点B，若马达再直接反向移动到正向对焦最清晰的点B对应的那个位置时，由于行程空回的存在，此时并不是对焦曲线的峰值。反向时的清晰点C，应该还需要再将马达反向移动一定行程才能到达。因此，爬山算法的原理也即是，将越过峰值点B、在峰值点B右侧的马达，先反向移回峰值点B的左侧，再从左侧正向移动马达至正向最清晰点B。通过往复移动马达来克服行程空回存在所带来的对焦问题。从而带来了消耗的对焦时间长，投影画面在对焦过程中呈现出由清晰变模糊，再由模糊变清晰的现象，使得用户有眩晕感，降低用户使用感受的问题。

应当说明的是，本申请中，由于从两个方向移动马达时，马达位置和对焦清晰度的变化与滞回函数相似，本申请实施例中，将两个方向对焦时的马达步数差的绝对值作为滞回步数。

请结合参阅图4、图5和图6，图4为本申请实施例提供的对焦方法的一种流程示意图，该方法应用于包括马达230的投影设备200，所述投影设备200中预存有滞回步数A，以及所述投影设备200的投影距离D和所述马达230沿第一方向移动至投影画面清晰时的步数K的映射关系K＝F(D)。

应当说明的是，本申请实施例中所指的投影距离，是采用测距传感器，如tof测距(Time of Flight Measurement)设备，在投影设备200在正投的情况下，测量投影设备200与投影平面之间的距离。

所应说明的是，本申请实施例提供的对焦方法不以图5及以下所述的具体顺序为限制。所述对焦方法可以通过如下步骤实现：

S10，获取所述投影设备200的上一时刻投影距离D1和当前投影距离D2。

S20，当所述当前投影距离D2大于所述上一时刻投影距离D1时，将所述马达的马达行程增加(F(D2)-F(D1))步。

S30，当所述当前投影距离D2小于所述上一时刻投影距离D1时，将所述马达的马达行程减少(F(D1)-F(D2)-A)步。

在本申请实施例中，可选地，所述马达230包括齿轮，所述投影设备200还包括镜头；

移动所述马达230时，所述马达230的齿轮转动，使所述投影设备200的所述镜头移动，所述投影设备200的投影画面的清晰度发生变化。

应当说明的是，当所述马达230驱动齿轮转动，移动对应的马达步数，此时投影设备200的镜头也将移动对应的距离，改变焦距，从而使得投影画面有清晰和模糊的变化。

应当说明的是，在本申请实施例中，当所述当前投影距离D2大于所述上一时刻投影距离D1时，说明所述投影设备200在朝着远离投影平面的方向移动，则，需要增加所述马达230的行程步数才能使得对焦清晰。类似的，当所述当前投影距离D2大于所述上一时刻投影距离D1时，说明所述投影设备200在朝着靠近投影平面的方向移动，则，需要减小所述马达230的行程步数才能使得对焦清晰。

由于本申请对马达的行程进行试验研究之后，找出了马达230沿正向和反向移动时，存在滞回步数A。则可以实现，在所述投影设备200在朝着远离投影平面的方向移动时候，增加所述马达230的行程步数使对焦清晰，具体为增加(F(D2)-F(D1))步。在所述投影设备200在朝着靠近投影平面的方向移动，减少所述马达230的行程步数，使得对焦清晰，具体的步数为(F(D1)-F(D2)-A)。

应当说明的是，在本申请实施例中，在移动所述马达230时，马达230在上一时刻的对焦是已经清晰的，即所述马达230在上一时刻投影距离下，马达230的行程在对较清晰的对应位置。从而，检测马达230的当前投影距离，并通过映射关系获得与当前投影距离对应的对焦清晰时的马达230的步数时，即可在上一时刻马达230已经在对焦清晰的对应位置的基础上，直接一共对应的步数差，从而便捷地实现对焦。可以理解的，在所述马达230上一时刻的行程在对较清晰的对应位置的前提下，当所述当前投影距离D2等于所述上一时刻投影距离D1时，则无需移动所述马达230。

请结合参阅图5，本申请发明人对上述问题进行了研究，并对马达行程和对焦清晰度进行了多次试验研究，发现，从理论依据上来说，投影画面清晰与否与镜头的焦距相关的，镜头焦距的变化又是与马达步数相关的，而镜头的焦距与投影设备200的投影距离也是相关的，即投影的距离与镜头焦距是相关的。随之，可以建立投影距离与对焦清晰时马达步数之间的关系，通过测量投影距离即可推算出对焦清晰时马达步数，再获取当前的马达步数，便可得到需要移动的马达步数。由此方法，可以在调焦时，直接将马达230需要移动的步数预先计算好，让马达230不管是尚未到达对焦最清晰处或是已超过对焦最清晰处，都可以直接按照规定方向，沿一个方向移动已经计算好的马达步数，避免采用原本的爬山算法时，由于来回移动和调整马达，而导致投影画面在清晰与模糊之间来回变化，使得用户有眩晕感，也能够更快地实现对焦。

在本申请实施例中，可选地，所述第二方向不同于所述第一方向，例如，所述第一方向为正向，所述第二方向为反向。把投影设备200放到某一投影距离下，正向调节马达230，也即是沿第一方向调节马达230，记录投影画面清晰时的正向马达步数，重复调节获取多个正向马达步数取平均值，将该平均值作为马达步数M。仍然在该投影距离下，反向调节马达230，也即是沿第二方向调节马达230，记录投影画面清晰时的反向马达步数，重复调节获取多个反向马达步数取平均值，将该平均值作为马达步数N。将所述马达步数M和所述马达步数N之间的差值的绝对值作为所述滞回步数A。

应当理解的是，由于马达行程空回的存在，正向移动所述马达230至投影画面清晰时的所述马达步数M，和反向移动所述马达230至投影画面清晰时的所述马达步数N，为不同的值。应当说明的是，本申请实施例通过多次试验，测量获得与不同投影距离分别对应的滞回步数A，可以使得对焦更准确。

可选地，在本申请实施例中，所述马达230包括齿轮，移动所述马达230包括以下步骤：驱动所述马达230，使所述齿轮转动，移动的应的马达步数。

本申请实施例还提供了一种对焦装置100，应用于包括马达230的投影设备200，所述投影设备200中预存有滞回步数A，以及所述投影设备200的投影距离D和所述马达230沿第一方向移动至投影画面清晰时的步数K的映射关系K＝F(D)，所述对焦装置100包括：

获取模块110，用于用于获取所述投影设备200的上一时刻投影距离D1和当前投影距离D2。

处理模块120，用于在所述当前投影距离D2大于所述上一时刻投影距离D1时，将所述马达230的马达行程增加(F(D2)-F(D1))步，以及在所述当前投影距离D2小于所述上一时刻投影距离D1时，将所述马达230的马达行程减少(F(D1)-F(D2)-A)步。

可以理解的是，本实施例中的各功能模块的具体操作方法可参照上述方法实施例中相应步骤的详细描述，在此不再重复赘述。

本申请实施例还提供了一种投影设备200，所述投影设备200包括：

马达230、存储器210、处理器220以及对焦装置100。所述存储器210中保存有中保存有滞回步数A，以及所述投影设备的投影距离D和所述马达沿第一方向移动至投影画面清晰时的步数K的映射关系K＝F(D)。所述装置存储于所述存储器210中并包括由所述处理器220执行的软件功能模块。

应当理解的是，本申请实施例所提供的对焦方法，不局限于应用到投影设备200上，本方法可以应用到数码相机、摄像机等任意有对焦处理能力的其他光机上。

本申请实施例还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述对焦方法。

综上所述，本申请实施例提供的对焦方法、装置及投影设备200，该方法应用于包括马达230的投影设备200，该投影设备200中预存有滞回步数A，以及所述投影设备200的投影距离D和所述马达230沿第一方向移动至投影画面清晰时的步数K的映射关系K＝F(D)，该方法通过获取投影设备200的上一时刻投影距离D1和当前投影距离D2，判断D1和D2的大小关系，在D2大于D1时，将马达的马达行程增加(F(D2)-F(D1))步，在D2小于D1时，将马达的马达行程减少(F(D1)-F(D2)-A)步。该方法对焦时间短，能够避免由于来回移动和调整马达230，导致投影画面在清晰与模糊之间来回变化，从而使用户有眩晕感的问题。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统、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，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，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，两个连续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动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

需要说明的是，在本文中，术语"包括"、"包含"或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个……"限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种对焦方法，应用于包括马达的投影设备，所述投影设备中预存有滞回步数A，以及所述投影设备的投影距离D和所述马达沿第一方向移动至所述投影设备的投影画面清晰时的步数K的映射关系K＝F(D)，其特征在于，所述方法包括：

获取所述投影设备的上一时刻投影距离D1和当前投影距离D2；

当所述当前投影距离D2大于所述上一时刻投影距离D1时，将所述马达的马达行程增加(F(D2)-F(D1))步；

当所述当前投影距离D2小于所述上一时刻投影距离D1时，将所述马达的马达行程减少(F(D1)-F(D2)-A)步。

2.根据权利要求1所述的对焦方法，其特征在于，所述马达包括齿轮，所述投影设备还包括镜头；

移动所述马达时，所述马达的齿轮转动，使所述投影设备的所述镜头移动，所述投影设备的投影画面的清晰度发生变化。

3.根据权利要求2所述的对焦方法，其特征在于，所述投影设备的投影距离D和所述马达正向移动至所述投影设备的清晰时的步数K的映射关系K＝F(D)，通过以下步骤获得：

将所述投影设备沿所述第一方向移动到投影距离为D的位置；

调节所述投影设备的马达，直至所述投影设备的所述投影画面清晰；

记录所述投影画面清晰时，所述马达的步数K；

其中，将所述投影设备沿所述第一方向移动到投影距离不同的位置，能够获得与各所述投影距离对应的、所述投影画面清晰时的所述马达的步数。

4.根据权利要求2所述的对焦方法，其特征在于，所述滞回步数A通过以下步骤获得：

沿所述第一方向，将所述投影设备移动到任一投影距离Y的位置，调节所述投影设备的马达，直至所述投影设备的所述投影画面清晰，记录清晰时所述马达的步数M；

沿第二方向，将所述投影设备移动到所述投影距离Y的位置，调节所述投影设备的马达，直至所述投影设备的所述投影画面清晰，记录清晰时所述马达的步数N；

将所述马达步数M和所述马达步数N之间的差值的绝对值作为所述滞回步数A。

5.根据权利要求4所述的对焦方法，其特征在于，所述第二方向不同于所述第一方向。

6.根据权利要求4所述的对焦方法，其特征在于，所述马达的步数M为多次移动所述投影设备和调节所述马达得到的多个步数的平均值，所述马达的步数N为多次移动所述投影设备和调节所述马达得到的多个步数的平均值。

7.根据权利要求4所述的对焦方法，其特征在于，所述马达的步数M不等于所述马达的步数N。

8.一种投影装置，应用于包括马达的投影设备，其特征在于，所述投影设备中预存有滞回步数A，以及所述投影设备的投影距离D和所述马达沿第一方向移动至投影画面清晰时的步数K的映射关系K＝F(D)，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述投影设备的上一时刻投影距离D1和当前投影距离D2；

处理模块，用于在所述当前投影距离D2大于所述上一时刻投影距离D1时，将所述马达的马达行程增加(F(D2)-F(D1))步，以及在所述当前投影距离D2小于所述上一时刻投影距离D1时，将所述马达的马达行程减少(F(D1)-F(D2)-A)步。

9.一种投影设备，其特征在于，所述投影设备包括：

马达；

存储器，所述存储器中保存有滞回步数A，以及所述投影设备的投影距离D和所述马达沿第一方向移动至投影画面清晰时的步数K的映射关系K＝F(D)；

处理器；以及

对焦装置，所述装置存储于所述存储器中并包括由所述处理器执行的软件功能模块，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述投影设备的上一时刻投影距离D1和当前投影距离D2；

处理模块，用于在所述当前投影距离D2大于所述上一时刻投影距离D1时，将所述马达的马达行程增加(F(D2)-F(D1))步，以及在所述当前投影距离D2小于所述上一时刻投影距离D1时，将所述马达的马达行程减少(F(D1)-F(D2)-A)步。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现权利要求1-7中任意一项所述的对焦方法。

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