CN112904653A - 用于投影设备的调焦方法和调焦装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于投影设备的调焦方法,包括：获取投影设备的投影距离D和马达移动步数K的映射关系K＝F(D)；获取当前马达位置K1，根据K＝F(D)，获得上一时刻投影距离D1；获取当前投影距离D2，根据K＝F(D)，获得目标马达位置K2；判断D1是否小于D2，是则设置调焦方向为第一移动方向，否则设置调焦方向为第二移动方向；判断调焦方向是否与最后一次调焦方向相反，是则驱动马达移动步数|K1‑K2|+A,否则驱动马达移动步数|K1‑K2|，通过清晰度对比法进行优化调焦，驱动马达遍历很少的位置使投影图像达到清晰度要求值；本发明还公开了一种用于投影设备的调焦装置；本发明保证了调焦效果准确性和稳定性。

Description

用于投影设备的调焦方法和调焦装置

技术领域

本发明涉及投影仪调焦技术领域，特别是一种用于投影设备的调焦方法和调焦装置。

背景技术

市面上投影产品的自动调焦功能不管是采用像检法自动调焦还是测距法自动调焦都存在不足。基于像检法的自动调焦方式利用图像清晰度作为判断成像是否清晰的判据，调焦时需要不断对比分析调焦画面的清晰度，调焦过程较缓慢、耗时较长、占用CPU计算资源大。基于测距法的主动式通常是通过一距离传感器获取投影设备的投影距离，利用距离信息去计算调焦马达位置，一次计算就能实现调焦。基于测距法的调焦方式非常迅速，但由于传感器测距是通过计算发射并接收红外光波的时间差或相位差来计算距离信息，光波在传播过程中容易被衰减，从而导致测距有误差，进而导致调焦不准确、不稳定。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种用于投影设备的调焦方法和调焦装置，本发明采用测距法做一次粗调焦，避免了清晰度对比法来回遍历、反复对比清晰度导致的占用计算资源大，调焦时间长的问题；然后再使用清晰度对比法对测距法调焦结果进行优化，保证了调焦效果准确性和稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于投影设备的调焦方法，运用于包括光机、摄像头、测距传感器以及调焦马达的投影设备，所述投影设备中预存有清晰度要求值M、反向补偿步数A；所述调焦方法包括：

获取所述投影设备的投影距离D和对应投影画面清晰时的马达移动步数K的映射关系K＝F(D)；

获取当前马达位置K1，根据投影距离与马达位置映射关系式K＝F(D)，获得当前马达位置对应的上一时刻投影距离D1；

获取当前投影距离D2，根据投影距离与马达位置映射关系式K＝F(D)，获得当前投影距离对应的目标马达位置K2；

当所述当前投影距离D2大于所述上一时刻投影距离D1，设置调焦方向为第一移动方向；

当所述当前投影距离D2小于所述上一时刻投影距离D1，设置调焦方向为第二移动方向；

获取上一时刻调焦方向；

当设置的所述调焦方向与所述上一时刻调焦方向一致时，驱动马达移动步数|K2-K1|；

当设置的所述调焦方向与所述上一时刻调焦方向相反时，驱动马达移动步数|K2-K1|+A；

通过清晰度对比法进行优化调焦，驱动马达遍历很少的位置使投影图像达到清晰度要求值。

作为本发明的进一步改进，所述投影设备的投影距离D和对应投影画面清晰时的马达移动步数K的映射关系K＝F(D)的获取步骤具体如下：

将投影设备放置在投影距离为D的位置上；

取所述第一移动方向的起点为马达步数的零点；

调节马达转动至投影画面清晰；

记录投影画面清晰时，马达转动的步数K；

对投影距离范围内的不同投影距离D和对应的马达步数K用最小二乘法拟合得到调整关系K＝F(D)。

作为本发明的进一步改进，所述通过清晰度对比法进行优化调焦具体如下：

获取当前投影图像清晰度，判断所述当前投影图像清晰度是否达到预设清晰度要求值M，如果小于，进行下一步，否则本次调焦结束；

驱动马达向当前设置的所述调焦方向移动N步，获取当前投影图像清晰度，判断所述当前投影图像清晰度是否达到预设清晰度最低要求值M，如果达到则本次调焦结束，否则进行下一步；

判断当前投影图像清晰度是否优于上一帧投影图像清晰度，若是则返回上一步，否则进行下一步；

设置所述调焦方向反向，并驱动马达反向移动1+A步；

驱动马达移动1步；

获取当前投影图像清晰度，判断所述当前投影图像清晰度是否达到预设清晰度最低要求值M，如果达到则本次调焦结束，否则返回上一步。

作为本发明的进一步改进，预存于投影设备内的反向补偿步数A的获取步骤如下：

将所述投影设备固定在某一投影距离位置上；

沿某一移动方向移动马达使投影图像清晰度达到最高；

继续沿该移动方向调节马达移动步数P，投影图像清晰度偏离最点；

反向移动马达使投影图像清晰度回到最高点，记录马达移动的步数Q；

将所述马达移动步数P与所述马达移动的步数Q的差值作为所述反向补偿步数A。

本发明还提供一种用于投影设备的调焦装置，包括：马达驱动模块、距离传感器装置、摄像头装置、存储器模块以及软件处理模块，其中：

所述马达驱动模块用于驱动马达按照软件处理模块发送的调焦信息进行移动，所述调焦信息包括调焦方向和移动步数；

所述距离传感器装置用于测量投影设备与投影图像之间的当前投影距离D2，进而根据投影距离与马达位置时的映射关系K＝F(D)获得目标马达位置K2。

所述摄像头装置用于获取投影图像提供给软件处理模块处理获取投影图像清晰度；

所述存储器模块用于存储清晰度要求值M、反向补偿步数A、记录马达位置、记录调焦方向以及记录图像清晰度；

所述软件处理模块用于计算上一时刻投影距离D1和目标马达位置K2、判定调焦方向、发送驱动马达指令、获取图像清晰度以及对比清晰度。

本发明的有益效果是：

本发明一方面解决清晰度对比法来回遍历、反复对比清晰度导致的占用计算资源大，调焦时间长的问题；另一方面弥补了测距法调焦不准确、稳定性差的缺点。

附图说明

图1为本发明实施例1中调焦方法的流程框图；

图2为本发明实施例1中清晰度对比法进行优化调焦的流程框图；

图3为本发明实施例1中驱动马达移动调焦的方法流程示意图；

图4为本发明实施例2中调焦装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1

如图1所示，本发明实施例提供的一种用于投影设备的调焦方法，包括：

S11、获取所述投影设备的投影距离D和对应投影画面清晰时的马达移动步数K的映射关系K＝F(D)；

S12、获取当前马达位置K1，根据投影距离与马达位置映射关系K＝f(D)，获得当前马达位置对应的投影距离D1；

S13、获取当前投影距离D2，根据投影距离与马达位置映射关系K＝f(D)，获得当前投影距离对应的马达位置K2；

S14、判断D1是否小于D2，是则设置调焦方向为第一移动方向，否则设置调焦方向为第二移动方向；

S15、判断调焦方向是否与最后一次调焦方向相反，是则驱动马达移动步数|K1-K2|+A,否则驱动马达移动步数|K1-K2|。

S16、通过清晰度对比法进行优化调焦，驱动马达遍历很少的位置使投影图像达到清晰度要求值。

本实施例中，所述投影设备的投影距离D和对应投影画面清晰时的马达移动步数K的映射关系K＝F(D)的获取步骤具体如下：

将投影设备放置在投影距离为D的位置上；

取所述第一移动方向的起点为马达步数的零点；

调节马达转动至投影画面清晰；

记录投影画面清晰时，马达转动的步数K；

对投影距离范围内的不同投影距离D和对应的马达步数K用最小二乘法拟合得到调整关系K＝F(D)。

具体的，如图3所示，通过获取上一时刻投影距离D1和当前投影距离D2判断调焦方向，通过获取当前马达位置K1和目标马达位置K2获取调焦量。根据调焦方向和调焦量驱动马达移动到位置K2或K2’。然后通过清晰度对比法遍历几个位置便可到达清晰度最佳位置。

步骤S12中获取当前马达位置K1的方法，当前马达位置即为上一次调焦完成后的马达位置，考虑到手动和自动会穿插进行，投影设备应实时记录马达的位置，当前马达位置可以从投影设备中读取。

步骤S14中，调焦方向为第一移动方向时，即马达向第一移动方向移动时对应着投影距离变远；调焦方向为第二移动方向时，即马达向第二移动方向移动时对应着投影距离变近。

由于马达齿轮往一个方向移动一定步数后，立即反向移动相同步数，齿轮不能回到原来的位置，需要补偿一定的步数A才能回到原位置。并且每个调焦马达齿轮咬合程度存在差异，需要补偿的步数也会有差异，本实施例在软件模块可开通选择菜单，开通多个反向补偿步数值可选，以适配不同调焦马达。

如图2所示，步骤S16通过清晰度对比法进行优化调焦具体包括：

S161、获取当前调焦图像清晰度，判断图像清晰度是否小于清晰度要求值，是则进行下一步，否则调焦完成；

S162、驱动马达向当前设置的调焦方向移动1步，获取当前调焦图像清晰度，判断图像清晰度是否小于清晰度要求值，是则进行下一步，否则调焦完成；

S163、判断当前图像清晰度是否大于上一帧图像清晰度，是则返回上一步，否则进行下一步；

S164、设置调焦方向反向，驱动马达移动1+A步；

S165、驱动马达移动1步；

S166、获取当前投影图像清晰度，判断图像清晰度是否小于清晰度要求值，是则返回上一步，否则调焦完成。

本实施例中预存于投影设备内的反向补偿步数A的获取步骤如下：

将所述投影设备固定在某一投影距离位置上；

沿某一移动方向移动马达使投影图像清晰度达到最高；

继续沿该移动方向调节马达移动步数P，投影图像清晰度偏离最点；

反向移动马达使投影图像清晰度回到最高点，记录马达移动的步数Q；

将所述马达移动步数P与所述马达移动的步数Q的差值作为所述反向补偿步数A。

实施例2

如图4所示，本发明实施例提供的一种用于投影设备的调焦装置，包括：马达驱动模块23、距离传感器装置24、摄像头装置25、存储器模块21以及软件处理模块22，其中：

存储器模块21用于存储清晰度要求值M、反向补偿步数A、记录马达位置、记录调焦方向以及记录图像清晰度；

软件处理模22块用于计算上一时刻投影距离D1和目标马达位置K2、判定调焦方向、发送驱动马达指令、获取图像清晰度以及对比清晰度；

马达驱动模块23用于驱动马达按照软件处理模块发送的调焦信息进行移动，所述调焦信息包括调焦方向和移动步数；

距离传感器装置24用于测量投影设备与投影图像之间的当前投影距离D2，进而根据投影距离与马达位置的映射关系K＝F(D)获得目标马达位置K2；

摄像头装置25用于获取投影图像提供给软件处理模块处理获取投影图像清晰度。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于投影设备的调焦方法,其特征在于，包括：

获取所述投影设备的投影距离D和对应投影画面清晰时的马达移动步数K的映射关系K＝F(D)；

获取当前马达位置K1，根据投影距离与马达位置映射关系式K＝F(D)，获得当前马达位置对应的上一时刻投影距离D1；

获取当前投影距离D2，根据投影距离与马达位置映射关系式K＝F(D)，获得当前投影距离对应的目标马达位置K2；

当所述当前投影距离D2大于所述上一时刻投影距离D1，设置调焦方向为第一移动方向；

当所述当前投影距离D2小于所述上一时刻投影距离D1，设置调焦方向为第二移动方向；

获取上一时刻调焦方向；

当设置的所述调焦方向与所述上一时刻调焦方向一致时，驱动马达移动步数|K2-K1|；

当设置的所述调焦方向与所述上一时刻调焦方向相反时，驱动马达移动步数|K2-K1|+A，其中A为预存于投影设备内的反向补偿步数；

通过清晰度对比法进行优化调焦，驱动马达遍历很少的位置使投影图像达到清晰度要求值。

2.根据权利要求1所述的用于投影设备的调焦方法,其特征在于，所述投影设备的投影距离D和对应投影画面清晰时的马达移动步数K的映射关系K＝F(D)的获取步骤具体如下：

将投影设备放置在投影距离为D的位置上；

取所述第一移动方向的起点为马达步数的零点；

调节马达转动至投影画面清晰；

记录投影画面清晰时，马达转动的步数K；

对投影距离范围内的不同投影距离D和对应的马达步数K用最小二乘法拟合得到调整关系K＝F(D)。

3.根据权利要求1所述的用于投影设备的调焦方法,其特征在于，所述通过清晰度对比法进行优化调焦具体如下：

获取当前投影图像清晰度，判断所述当前投影图像清晰度是否达到预设清晰度要求值M，如果小于，进行下一步，否则本次调焦结束；

驱动马达向当前设置的所述调焦方向移动N步，获取当前投影图像清晰度，判断所述当前投影图像清晰度是否达到预设清晰度最低要求值M，如果达到则本次调焦结束，否则进行下一步；

判断当前投影图像清晰度是否优于上一帧投影图像清晰度，若是则返回上一步，否则进行下一步；

设置所述调焦方向反向，并驱动马达反向移动1+A步；

驱动马达移动1步；

获取当前投影图像清晰度，判断所述当前投影图像清晰度是否达到预设清晰度最低要求值M，如果达到则本次调焦结束，否则返回上一步。

4.根据权利要求1所述的用于投影设备的调焦方法,其特征在于，预存于投影设备内的反向补偿步数A的获取步骤如下：

将所述投影设备固定在某一投影距离位置上；

沿某一移动方向移动马达使投影图像清晰度达到最高；

继续沿该移动方向调节马达移动步数P，投影图像清晰度偏离最点；

反向移动马达使投影图像清晰度回到最高点，记录马达移动的步数Q；

将所述马达移动步数P与所述马达移动的步数Q的差值作为所述反向补偿步数A。

5.一种用于投影设备的调焦装置，其特征在于，包括：马达驱动模块、距离传感器装置、摄像头装置、存储器模块以及软件处理模块，其中：

所述马达驱动模块用于驱动马达按照软件处理模块发送的调焦信息进行移动，所述调焦信息包括调焦方向和移动步数；

所述距离传感器装置用于测量投影设备与投影图像之间的当前投影距离D2，进而根据投影距离与马达位置时的映射关系K＝F(D)获得目标马达位置K2。

所述摄像头装置用于获取投影图像提供给软件处理模块处理获取投影图像清晰度；

所述存储器模块用于存储清晰度要求值M、反向补偿步数A、记录马达位置、记录调焦方向以及记录图像清晰度；

所述软件处理模块用于计算上一时刻投影距离D1和目标马达位置K2、判定调焦方向、发送驱动马达指令、获取图像清晰度以及对比清晰度。

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