TWI406083B

TWI406083B - Projection device with auto focus function and its auto focus method

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Publication number: TWI406083B
Application number: TW099122732A
Authority: TW
Original assignee: Asia Optical Co Inc
Priority date: 2010-07-09
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2013-08-21
Also published as: JP5497698B2; US20120008109A1; JP2012018398A; US8721093B2; TW201202836A

Description

具有自動對焦功能之投影裝置及其自動對焦方法

本發明是與投影裝置有關，特別是關於一種具有自動對焦功能之投影裝置及其自動對焦方法。

投影機已被廣泛地運用在商務、教育及生活等各方面，尤其是為了方便攜帶，近年來許多小型化投影機紛紛問市，其中更是有結合靜態攝影功能、動態攝影功能或手機於一機者。

在投影機的使用上，為了在螢幕上投射清晰的影像，使用者必須手動地調整投影機之投影鏡頭於其光軸上的位置，使該投影鏡頭之呈像面與螢幕位在同一平面上，此即一般所稱之對焦。目前市面上所販售的投影機，大多需要使用者手控對焦。

就一般較大型的投影機而言，由於其鏡頭體積較大且具有較大的對焦移動行程，所以在使用者手控對焦的操作上尚不致產生因難，但就小型化投影機或具有投影功能之相機、攝影機及手機等而言，為符合其機身小型化之所需，其投影鏡頭之體積非常微小，可供移動對焦的行程也非常有限，因此並不適合手控對焦。

現有投影機自動對焦的技術如台灣公開第200412469號發明利所示，係利用一測距裝置測得投影機與螢幕之距離後，以步進馬達驅動該投影機之鏡頭到達對焦位置。惟，採用這種自動對焦技術無法偵知對焦動作完成後的投影影像是否確實清晰，且測距裝置耗電量大，並不適合使用於小型化投影機。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種具有自動對焦功能之投影裝置。

本發明之另一目的在於提供一種具有自動對焦功能之投影裝置，係可確保對焦動作完成後，投射於螢幕上的影像是正確清晰的。

本發明之另一目的在於提供一種投影裝置之自動變焦方法，係可確保對焦動作完成後，投射於螢幕上的影像是正確清晰的。

用以達成前述之目的，本發明所提供之具有自動對焦功能之投影裝置，包含有一影像光源產生裝置、一用以將該影像光源投射於一螢幕上之第一成像鏡頭、一影像感測單元、一第二成像鏡頭、一暫存記憶體、一分別與該影像感測單元及該暫存記憶體電性連接之微處理單元、以及一與該微處理單元電性連接之至少一驅動裝置。

其中，該第二成像鏡頭是用以將上述螢幕上之影像成像於該影像感測單元，並轉換成電訊號輸出至該微處理單元；該微處理單元是用以接受該影像感測單元之電訊號，並計算轉換成一影像清晰度後輸出至該暫存記憶體；又，該微處理單元可比較不同時間點所計算得到之影像清晰度，並依比較結果輸出一控制訊號；該驅動裝置是用以接受該微處理單元所輸出之控制訊號，而驅動該第一成像鏡頭沿其光軸移動，或驅動該第二成像鏡頭沿其光軸移動。

而上述投影裝置之自動對焦方法，主要是由該微處理單元控制該驅動裝置，驅動該第二成像鏡頭依預定之距離間隔及方向沿光軸移動，並在每個鏡頭位置啟動該影像感測單元感測影像，且轉換成電訊號輸出至該微處理單元，再由該微處理單元計算出該影像之清晰度。由該微處理單元比較每個鏡頭位置之影像清晰度，並控制訊該驅動裝置驅動該第二成像鏡頭移動，使該第二成像鏡頭位於相對於最大影像清晰度的鏡頭位置上，此一位置即該第二成像鏡頭之對焦位置。之後，由該微處理單元控制該驅動裝置，驅動該第一成像鏡頭依預定之距離間隔及方向沿光軸移動，並在每個鏡頭位置啟動該影像感測單元感測影像，且轉換成電訊號輸出至該微處理單元，再由該微處理單元計算出該影像之清晰度。由該微處理單元比較每個鏡頭位置之影像清晰度，並控制訊該驅動裝置驅動該第一成像鏡頭移動，使該第一成像鏡頭位於相對於最大影像清晰度的鏡頭位置上，此一位置即該第一成像鏡頭之對焦位置。

由於該投影裝置是根據該影像感測單元感測該螢幕上之影像所得之結果進行對焦動作，因此可確保對焦動作完成後，投射於螢幕上的影像是正確清晰的。

以下將以本發明較佳之實施例並配合圖示，詳細說明本發明。

首先，第一圖是本發明方法之流程圖，配合該流程圖說明本發明一較佳實施例之投影裝置之自動對焦方法如下：

a.　在本實施例中，係使用一第一成像鏡頭將一影像光源投射至一螢幕上以形成影像。

b.　使用一第二成像鏡頭將該螢幕上之影像成像於一影像感測單元。其中，該影像感測單元用以感測光學影像，並轉換成電訊號輸出供後續計算處理。該影像處理單元可以是，但不限於：電荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)、互補式金屬-氧化層-半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)等。

c.　使該第二成像鏡頭位於其對焦位置：依預定之距離間隔及方向隔沿該第二成像鏡頭之光軸移動該第二成像鏡頭，並在每個鏡頭位置啟動該影像感測單元擷取影像，且計算出每個鏡頭位置處之影像清晰度，以使該第二成像鏡頭位於相對於最大影像清晰度的鏡頭位置上，此一位置即該第二成像鏡頭之對焦位置。

在本實施中，影像清晰度是以影像的對比值為判斷依據，因此，在本實施例中，計算影像清晰度係指計算影像之對比值。

在本實施例中，使該第二成像鏡頭位於其對焦位置之方法包含有下列步驟：

c-1.啟動該影像感測單元以擷取該第二成像鏡頭所成像之影像，並計算所擷取影像之影像對比值。其中，所擷取之影像可以是該第二成像鏡頭所成像之影像中一個局部的影像，也可以是多個不同位置處的局部影像。另外，計算所擷取影像之對比值可透過一微處理單元為之，亦即，使該影像感測單元因感測影像所轉換成之電訊號輸出至該微處理單元，並由該微處理單元計算出該影像之對比值。

c-2.儲存步驟c-1.所計算得出之影像對比值。在實施上，可儲存在一個暫存記憶體中。

c-3.沿該第二成像鏡頭之光軸，朝一第一方向移動該第二成像鏡頭一預定之距離。移動該第二成像鏡頭，可以是利用一包含有一步進馬達的驅動裝置為之，也可以是利用一包有一電磁力產生器的驅動裝置為之。列舉以上二例示，並不限制本發明方法採用其它驅動方式。另外，該第一方向可以是朝向該第二成像鏡頭之像側的方向(即朝向該影像感測單元的方向)，也可以是朝向該第二成像鏡頭之物側的方向(即朝向該螢幕的方向)。

c-4.啟動該影像感測單元擷取該第二成像鏡頭所成像之影像，並計算所擷取影像之影像對比值。

c-5.比較步驟c-4.所得到之影像對比值與步驟c-2.所儲存之影像對比值，若步驟c-4.所得到之影像對比值大於步驟c-2.所儲存之影像對比值，則沿該第二成像鏡頭之光軸，朝該第一方向移動該第二成像鏡頭一預定之距離；若步驟c-4.所得到之影像對比值小於步驟c-2.所儲存之影像對比值，則沿該第二成像鏡頭之光軸，朝一相反於該第一方向之第二方向移動該第二成像鏡頭一預定之距離；此一距離大於一開始該第二成像鏡頭向該第一方向所移動之距離。比較影像對比值可由上述之微處理單元為之，亦即，由該微處理單元計算出新的影像對比值後，自上述之暫存記憶體讀入前一次儲存之影像對比值，並比較該二值之大小，並由該微處理單元依比較之結果發出一第一控制訊號或一第二控制訊號給上述的驅動裝置，以驅該第二成像鏡頭移動。

c-6.儲存步驟c-4.所得到之影像對比值。

c-7.啟動該影像感測單元擷取該第二成像鏡頭所成像之影像，並計算所擷取影像之影像對比值。

c-8.比對新的影像對比值與前一次所儲存之影像對比值，若新的影像對比值大於前一次所儲存的影像對比值，則沿前次方向移動該第二成像鏡頭一預定之距離。

c-9.儲存新的影像對比值。

c-10.重復步驟c-7.~步驟c-9.，若新的影像對比值小於前一次的影像對比值，則使該第二成像鏡頭停留在原處。該第二成像鏡頭所停留之處，即該影像感測單元所能感測最大對比值影像之處，也就是該第二成像鏡頭的成像面與該影像感測單元的感測面重疊之處；換言之，就是該第二成像鏡頭的對焦位置。

d.使該第一成像鏡頭位於其對焦位置：依預定之距離間隔及方向隔沿該第一成像鏡頭之光軸移動該第一成像鏡頭，並在每個鏡頭位置啟動該影像感測單元擷取影像，且計算出每個鏡頭位置處之影像清晰度，以使該第一成像鏡頭位於相對於最大影像清晰度的鏡頭位置上，此一位置即該第一成像鏡頭之對焦位置。

在本實施例中，使該第一成像鏡頭位於其對焦位置之方法包含有下列步驟：

d-1.沿該第一成像鏡頭之光軸，朝一第三方向移動該第一成像鏡頭一預定之距離。移動該第一成像鏡頭，可以是利用一包含有一步進馬達的驅動裝置為之，也可以是利用一包有一電磁力產生器的驅動裝置為之。列舉以上二例示，並不限制本發明方法採用其它驅動方式。

d-2.啟動該影像感測單元擷取該第二成像鏡頭所成像之影像，並計算所擷取影像之影像對比值。

d-3.比較步驟d-2.所得到之影像對比值與前一次所儲存之影像對比值，若步驟d-2.所得到之影像對比值大前一次所儲存之影像對比值，則沿該第一成像鏡頭之光軸，朝該第三方向移動該第一成像鏡頭一預定之距離；若步驟d-2.所得到之影像對比值小於前一次所儲存之影像對比值，則沿該第一成像鏡頭之光軸，朝一相反於該第三方向之第四方向移動該第一成像鏡頭一預定之距離；此一距離大於一開始該第一成像鏡頭向該第三方向所移動之距離。該第三方向可以是朝向該第一成像鏡頭之像側的方向(即朝向該螢幕的方向)，也可以是朝向該第一成像鏡頭之物側的方向(即朝向影像光源之方向)。

d-4.儲存步驟d-2.所得到之影像對比值。

d-5.啟動該影像感測單元擷取該第二成像鏡頭所成像之影像，並計算所擷取影像之影像對比值。

d-6.比對新的影像對比值與前一次所儲存之影像對比值，若新的影像對比值大於前一次所儲存的影像對比值，則沿前次方向移動該第一成像鏡頭一預定之距離。

d-7.儲存新的影像對比值。

d-8.重復步驟d-5.~步驟d-7.，若新的影像對比值小於前一次的影像對比值，則使該第一成像鏡頭停留在原處。該第一成像鏡頭所停留之處，即該影像感測單元所能感測最大對比值影像之處，也就是該第一成像鏡頭的成像面與該螢幕表面重疊之處；換言之，就是該第一成像鏡頭的對焦位置。完成該第一成像鏡頭之對焦後，便完成整個投影裝置之對焦。

由上述可知，上述實施例之投影裝置之自動對焦方法，是利用該第二成像鏡頭將該第一成像鏡頭所投射於螢幕上之影像成像於該影像感測單元上，先移動該第二成像鏡頭，並在每一次移動該第二成像鏡頭之後配合啟動該影像感測單元擷取該第二成像鏡頭所成像之影像，且計算所擷取影像之影像對比值。藉由比對該等影像對比值，取得其中最大值者；該最大影像對比值所對應之該第二成像鏡頭所在位置，即該第二成像鏡頭之對焦位置。完成該第二成像鏡頭的對焦動作之後，再移動該第一成像鏡頭，並在每一次移動該第一成像鏡頭之後配合啟動該影像感測單元擷取該第二成像鏡頭所成像之影像，且計算所擷取影像之影像對比值。藉由比對該等影像對比值，取得其中最大值者，該最大影像對比值所對應之該第一成像鏡頭所在位置，即該第一成像鏡頭之對焦位置。完成該第一成像鏡頭之對焦動作，便完成投影裝置之對焦動作。

由於本發明方法是根據該影像感測單元感測該螢幕上之影像所得之結果進行對焦動作，因此可確保對焦動作完成後，投射於螢幕上的影像是正確清晰的。

上述使該第一、二成像鏡頭位於其對焦位置之方法，僅為本發明一較佳實施例所採用之方法，其它同樣是利用移動鏡頭，並於每一個鏡頭位置擷取影像並計算該影像之清晰度，而後進行比對以取得最大影像清晰度，而使鏡頭位於相對應位置之方法，都可為本發明方法所採用，而不脫離本發明方法之範疇。例如：現有的「全域搜尋(Global Search)法」，主要係取得每個鏡頭位置的清晰度，等待完成全部範圍搜尋之後，再將鏡頭移動到清晰度最大值的位置，以完成對焦；現有的「費氏搜尋(Fibonacci Search)法」，是比對相鄰兩鏡頭位置之清晰度值相差值，當相差值產生正負號變化時，使鏡頭做反向移動，每次搜尋一個位置後，便縮減鏡頭下個移動間距，直到最小間距，以逼近最佳對焦位置，達成對焦等方法。

請參閱第二圖，用以實施本發明方法，本實施例之具有自動對焦功能之投影裝置1，係包含有一影像光源產生裝置10、一用以將該影像光源投射於一螢幕A上之第一成像鏡頭20、一影像感測單元30、一第二成像鏡頭40、一暫存記憶體50、一分別與該影像感測單30元及該暫存記憶體50電性連接之微處理單元60、一與該微處理單元60電性連接之第一驅動裝置70、以及一與該微處理單元60電性連接之第二驅動裝置80。

其中，該影像感測單元30是用以感測光學影像，並轉換成電訊號輸出；該影像感測單元30可以是，但不限於：電荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)、互補式金屬-氧化層-半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)等。

該第二成像鏡頭40是用以將該第一成像鏡頭20所投射於該螢幕A上之影像成像於該影像感測單元30。

該暫存記憶體50可以是一快閃記憶體(Flash Memory)或其它記憶體。

該微處理單元60是用以接受該影像感測單元30之電訊號，並計算轉換成一影像清晰度的值後輸出至該暫存記憶體50；在本實施例中，影像清晰度是以影像的對比值為判斷依據，因此，在本實施例中，計算影像清晰度係指計算影像之對比值。又，該微處理單元60可比較不同時間點所計算得到之影像清晰度，並依比較結果輸出一控制訊號。

該第一驅動裝置70是用以接受該微處理單元60所輸出之控制訊號，而驅動該第一成像鏡頭20沿其光軸移動。在實施上，該第一驅動裝置70可以是一包含有一接受該微處理單元之控制訊號的步進馬達、一組受該步進馬達驅動之傳動齒輪、一組受該組傳動齒輪驅動且用以容置該第一成像鏡頭20之伸縮鏡筒等構件之裝置，也可以是包含有一組磁力產生線圈、一組受該磁力產生線圈驅動之鏡筒、以及用以維持該鏡筒於一常態位置之彈簧等構件的裝置。列舉以上二例示，並不限制本投影裝置方法採用其它驅動裝置。

該第二驅動裝置80是用以接受該微處理單元60所輸出之控制訊號，而驅動該第二成像鏡頭40沿其光軸移動。在實施上，該第二驅動裝置80可以是一包含有一接受該微處理單元之控制訊號的步進馬達、一組受該步進馬達驅動之傳動齒輪、一組受該組傳動齒輪驅動且用以容置該第二成像鏡頭40之伸縮鏡筒等構件之裝置，也可以是包含有一組磁力產生線圈、一組受該磁力產生線圈驅動之鏡筒、以及用以維持該鏡筒於一常態位置之彈簧等構件的裝置。列舉以上二例示，並不限制本投影裝置方法採用其它驅動裝置。

請參閱第三圖，本實施例之具有自動對焦功能之投影裝置1的自動對焦作動流程如下：首先，啟動該投影裝置1，使該第一成像鏡頭20將該影像光源產生裝置10所產生之影像光源投射至螢幕A上形成一影像。

其次，啟動該自動對焦功能。在實施上，該投影裝置1上可設一自動對焦啟動鍵，使用者只要按下該啟動鍵，該投影裝置1就開始自動對焦之作動。

啟動自動對焦功能後，該第二成像鏡頭40將該螢幕A之影像成像於該影像感測單元30。此時，該影像感測單元30被啟動，並感測該第二成像鏡頭40所成像之光學影像，然後轉換成電訊號輸出至該微處理單元60。

該微處理單元60計算所接收之電訊號並取得一影像對比值後，將該影像對比值儲存於該暫存記憶體50中。

接著，由該微處理單元60控制該第二驅動裝置80驅動該第二成像鏡頭40沿光軸作一第一方向之預定距離的移動，並再次啟動該影像感測單元30感測該第二成像鏡頭40所成像之光學影像且轉換成電訊號輸出至該微處理單元60，再由該微處理單元60計算所接收之電訊號並取得一新的影像對比值。其中，該第一方向可以是朝向該第二成像鏡頭40之像側的方向(即朝向該影像感測單元30的方向)，也可以是朝向該第二成像鏡頭40之物側的方向(即朝向該螢幕A的方向)。

該微處理單元60取得新的影像對比值後，自該暫存記憶體50讀取前一次存入的影像對比值，用以與新的影像對比值進行比較，若新的影像對比值大於前一次的影像對比值，該微處理單元60輸出一第一控制訊號至該第二驅動裝置80，以驅動該第二成像鏡頭40沿其光軸繼續朝該第一方向移動一預定距離；若新的影像對比值小於前一次的影像對比值，則該微處理單元60輸出一第二控制訊號至該第二驅動裝置80，以驅動該第二成像鏡頭40沿其光軸朝相反於該第一方向之一第二方向移動一預定距離；此一距離大於一開始該第二成像鏡頭40向該第一方向所移動之距離。之後，將新的影像對比值儲存於該暫存記憶體中。

再次啟動該影像感測單元30感測該第二成像鏡頭40所成像之光學影像且轉換成電訊號輸出至該微處理單元60，再由該微處理單元60計算所接收之電訊號以得到一新的影像對比值；自該暫存記憶體50讀取前一次存入的影像對比值，用以與新的影像對比值進行比較，若新的影像對比值大於前一次的影像對比值，該微處理單元60輸出相同於上一次所輸出之訊號至該第二驅動裝置80，以驅動該第二成像鏡頭40朝相同於上一次移動之方向移動一預定之距離；接著，儲存新的影像對比值。

重覆著上段所述之步驟，直至新的影像對比值小於前一次的影像對比值，使該第二成像鏡頭40停留在原處，此即該第二成像鏡頭40之對焦位置。

接下來，由該微處理單元60控制該第一驅動裝置70驅動該第一成像鏡頭20沿其光軸作一第三方向之預定距離的移動，並再次啟動該影像感測單元30感測該第二成像鏡頭40所成像之光學影像且轉換成電訊號輸出至該微處理單元60，再由該微處理單元60計算所接收之電訊號並取得一新的影像對比值。其中，該第三方向可以是朝向該第一成像鏡頭20之像側的方向(即朝向該影像感測單元30的方向)，也可以是朝向該第一成像鏡頭20之物側的方向(即朝向該螢幕A的方向)。

該微處理單元60取得新的影像對比值後，自該暫存記憶體50讀取前一次存入的影像對比值，用以與新的影像對比值進行比較，若新的影像對比值大於前一次的影像對比值，該微處理單元60輸出一第一控制訊號至該第一驅動裝置70，以驅動該第一成像鏡頭20沿其光軸朝該第三方向移動一預定距離；若新的影像對比值小於前一次的影像對比值，該微處理單元60輸出一第二控制訊號至該第一驅動裝置70，以驅動該第一成像鏡頭20沿其光軸朝相反於該第三方向之一第四方向移動一預定距離；此一距離大於一開始該第一成像鏡頭20向該第三方向所移動之距離。之後，將新的影像對比值儲存於該暫存記憶體50中。

再次啟動該影像感測單元30感測該第二成像鏡頭40所成像之光學影像且轉換成電訊號輸出至該微處理單元60，再由該微處理單元60計算所接收之電訊號以得到一新的影像對比值；自該暫存記憶體50讀取前一次存入的影像對比值，用以與新的影像對比值進行比較，若新的影像對比值大於前一次的影像對比值，該微處理單元60輸出相同上一次所輸出之訊號至該第一驅動裝置70，以驅動該第一成像鏡頭20朝相同於上一次移動之方向移動一預定之距離；接著，儲存新的影像對比值。

重覆著上段所述之步驟，直至新的影像對比值小於前一次的影像對比值，使該第一成像鏡頭20停留在原處，此即該第一成像鏡頭20的對焦位置。

先後完成該第二成像鏡頭40及該第一成像鏡頭20之對焦後，該投影裝置1之自動對焦作動便告完成，此時，該螢幕A上的影像便是正確清晰的影像。

由於本實施例之具有自動對焦功能之投影裝置1，是根據該影像感測單元30感測該螢幕A上之影像所得之結果進行對焦動作，因此可確保對焦動作完成後，投射於螢幕A上的影像是正確清晰的。

除了上述實施例使該第一、二成像鏡頭位於其對焦位置之方式外，本發明之具有自動對焦功能之投影裝置，也可採用其它同樣是利用移動鏡頭，並於每一個鏡頭位置擷取影像並計算該影像之清晰度，而後進行比對以取得最大影像清晰度，而使鏡頭位於相對應位置之方式。例如：現有的「全域搜尋(Global Search)法」，主要係取得每個鏡頭位置的清晰度，等待完成全部範圍搜尋之後，再將鏡頭移動到清晰度最大值的位置，以完成對焦；現有的「費氏搜尋(Fibonacci Search)法」，是比對相鄰兩鏡頭位置之清晰度值相差值，當相差值產生正負號變化時，使鏡頭做反向移動，每次搜尋一個位置後，便縮減鏡頭下個移動間距，直到最小間距，以逼近最佳對焦位置，達成對焦等方式。

請參閱第四圖，在第二圖所示實施例之投影裝置1上加設一影像碥碼單元90電性連接該影像感測單元30，並加設一儲存裝置92如記憶卡或硬碟電性連接該影像碥碼單元90，可將該影像感測單元30所輸出之電訊號碥碼轉換成影像訊號，並輸出至該儲存裝置92儲存。如此，該投影裝置1可具有靜態攝影及動能攝影之功能。

請參閱第五圖，除了第二圖及第四圖所示實施例之外，第五圖顯示本發明的另一較佳實施例之具自動對焦功能之投影裝置2。與第二圖所示實施例相同地，該投影裝置具一影像光源產生裝置10、一用以將該影像光源投射於一螢幕A上之第一成像鏡頭20、一影像感測單元30、一第二成像鏡頭40、一暫存記憶體50、以及一分別與該影像感測單30元及該暫存記憶體50電性連接之微處理單元60。

而在本實施中，與第二圖所示實施例不同之處，在於本實施例之投影裝置具有一驅動裝置B、以及一驅動切換裝置C。其中，該驅動裝置B與該微處理單元60電連接，且經由該驅動切換裝置C與該第一成像鏡頭20或該第二成像鏡頭40呈傳動上之連接；另外，該驅動切換裝置C與該微處理單元60電連接。

藉此，該驅動切換裝置C接受微處理單元60之控制訊號，而切換該驅動裝置B與該第一成像鏡頭20及該第二成像鏡頭40間之動力傳輸，以決定驅動裝置B驅動該第一成像鏡頭20沿其光軸移動，或驅動該第二成像鏡頭40沿其光軸移動。

藉由本實施例之設計，可減少一組驅動裝置之使用，可降低整個投影裝置之成本。以上所述，僅是以幾個較佳實施例詳細說明本發明，但本發明並非僅限於上述實施例之配置。舉凡依本發明上述實施例所作的任何修改，如果不脫離本發明之技術範圍，當被視為本發明之其他實施態樣。

第一實施例：

1‧‧‧投影裝置

10‧‧‧影像光源產生裝置

20‧‧‧第一成像鏡頭

30‧‧‧影像感測單元

40‧‧‧第二成像鏡頭

50‧‧‧暫存記憶體

60‧‧‧微處理單元

70‧‧‧第一驅動裝置

80‧‧‧第二驅動裝置

A‧‧‧螢幕

第二實施例：

90‧‧‧影像碥碼單元

92‧‧‧儲存裝置

第三實施例：

B‧‧‧驅動裝置

C‧‧‧驅動切換裝置

第一圖是本發明方法之流程圖；第二圖是本發明第一較佳實施例之硬體配置圖；第三圖是第二圖所示實施例之自動對焦作動流程圖；第四圖是本發明第二較佳實施例之硬體配置圖；第五圖是本發明第三較佳實施例之硬體配置圖。

1．．．投影裝置

A．．．螢幕

10．．．影像光源產生裝置

20．．．第一成像鏡頭

30．．．影像感測單元

40．．．第二成像鏡頭

50．．．暫存記憶體

60．．．微處理單元

70．．．第一驅動裝置

80．．．第二驅動裝置

Claims

一種投影裝置之自動對焦方法，係包含下列步驟：a.使用一第一成像鏡頭將一影像光源投射至一螢幕上以形成影像；b.使用一第二成像鏡頭將該螢幕上之影像成像於一影像感測單元；c.依預定之距離間隔及方向隔沿該第二成像鏡頭之光軸移動該第二成像鏡頭，並在每個鏡頭位置啟動該影像感測單元擷取影像，且計算出每個鏡頭位置處之影像清晰度，以使該第二成像鏡頭位於相對於最大影像清晰度的鏡頭位置上；d.依預定之距離間隔及方向隔沿該第一成像鏡頭之光軸移動該第一成像鏡頭，並在每個鏡頭位置啟動該影像感測單元擷取影像，且計算出每個鏡頭位置處之影像清晰度，以使該第一成像鏡頭位於相對於最大影像清晰度的鏡頭位置上。
依申請專利範圍第1項所述之投影裝置之自動對焦方法，其中，步驟c.及步驟d.中所述之影像清晰度是以影像的對比值為判斷依據。
依申請專利範圍第2項所述之投影裝置之自動對焦方法，其中，步驟c.係由下列步驟達成：c-1.啟動該影像感測單元以擷取該第二成像鏡頭所成像之影像，並計算所擷取影像之影像對比值；c-2.儲存步驟c-1.所計算得出之影像對比值； c-3.沿該第二成像鏡頭之光軸，朝一第一方向移動該第二成像鏡頭一預定之距離；c-4.啟動該影像感測單元擷取該第二成像鏡頭所成像之影像，並計算所擷取影像之影像對比值；c-5.比較步驟c-4.所得到之影像對比值與步驟c-2.所儲存之影像對比值，若步驟c-4.所得到之影像對比值大於步驟c-2.所儲存之影像對比值，則沿該第二成像鏡頭之光軸，朝一第一方向移動該第二成像鏡頭一預定之距離；若步驟c-4.所得到之影像對比值小於步驟c-2.所儲存之影像對比值，則沿該第二成像鏡頭之光軸，朝一相反於該第一方向之第二方向移動該第二成像鏡頭一預定之距離；c-6.儲存步驟c-4.所得到之影像對比值；c-7.啟動該影像感測單元擷取該第二成像鏡頭所成像之影像，並計算所擷取影像之影像對比值；c-8.比對新的影像對比值與前一次所儲存之影像對比值，若新的影像對比值大於前一次所儲存的影像對比值，則沿前次方向移動該第二成像鏡頭一預定之距離；c-9.儲存新的影像對比值；c-10.重覆步驟c-7.~步驟c-9.，若新的影像對比值小於前一次的影像對比值，則使該第二成像鏡頭停留在原處。
依申請專利範圍第3項所述之投影裝置之自動對焦方法，步驟c-5.中朝該第二方向移動該第二成像鏡頭之距離，係大於一開始朝該第一方向移動該第二成像鏡頭之距離。
依申請專利範圍第3項所述之投影裝置之自動對焦方法，其中，步驟d.係由下列步驟達成：d-1.沿該第一成像鏡頭之光軸，朝一第三方向移動該第一成像鏡頭一預定之距離；d-2.啟動該影像感測單元擷取該第二成像鏡頭所成像之影像，並計算所擷取影像之影像對比值；d-3.比較步驟d-2.所得到之影像對比值與前一次所儲存之影像對比值，若步驟d-2.所得到之影像對比值大前一次所儲存之影像對比值，則沿該第一成像鏡頭之光軸，朝一第三方向移動該第二成像鏡頭一預定之距離；若步驟d-2.所得到之影像對比值小於前一次所儲存之影像對比值，則沿該第一成像鏡頭之光軸，朝一相反於該第三方向之第四方向移動該第一成像鏡頭一預定之距離；d-4.儲存步驟d-2.所得到之影像對比值；d-5.啟動該影像感測單元擷取該第二成像鏡頭所成像之影像，並計算所擷取影像之影像對比值；d-6.比對新的影像對比值與前一次所儲存之影像對比值，若新的影像對比值大於前一次所儲存的影像對比值，則沿前次方向移動該第一成像鏡頭一預定之距離；d-7.儲存新的影像對比值；d-8.重復步驟d-5.~步驟d-7.，若新的影像對比值小於前一次的影像對比值，則使該第一成像鏡頭停留在原處。
依申請專利範圍第1項所述之投影裝置之自動對焦方法，其中，該影像感測單元所擷取之影像是該第二成像鏡頭所成像之影像中一個局部的影像。
依申請專利範圍第1項所述之投影裝置之自動對焦方法，其中，該影像感測單元所擷取之影像是該第二成像鏡頭所成像之影像中多個不同位置處的局部影像。
依申請專利範圍第5項所述之投影裝置之自動對焦方法，步驟d-3.中朝該第四方向移動該第一成像鏡頭之距離，係大於一開始朝該第三方向移動該第一成像鏡頭之距離。
一種具有自動對焦功能之投影裝置，包含有：一影像光源產生裝置，係用以產生影像光源並輸出；一第一成像鏡頭，係用以將該影像光源投射於一螢幕上形成影像者；一影像感測單元，係用以感測光學影像，並轉換成電訊號輸出者；一第二成像鏡頭，用以將該第一成像鏡頭所投射於該螢幕上之影像成像於該影像感測單元者；一暫存記憶體；一微處理單元，與該影像感測單元及該暫存記憶體電性連接，用以接受該影像感測單元之電訊號，並計算轉換成一影像清晰度後輸出至該暫存記憶體；又，該微處理單元可比較不同時間點所計算得到之影像清晰度，並依比較結果輸出一控制訊號；至少一驅動裝置，與該微處理單元電連接，用以接受該微處理單元所輸出之控制訊號，而驅動該第一成像鏡頭沿其光軸移動，或驅動該第二成像鏡頭沿其光軸移動。
依申請專利範圍第9項所述之具有自動對焦功能之投影裝置，其中，該影像感測單元是一電荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)。
依申請專利範圍第9項所述之具有自動對焦功能之投影裝置，其中，該影像感測單元是一互補式金屬-氧化層-半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)。
依申請專利範圍第9項之具有自動對焦功能之投影裝置，更包含有一驅動切換裝置，而該驅動裝置經由該驅動切換裝置與該第一成像鏡頭及該第二成像鏡頭呈傳動上之連接；又，該驅動切換裝置與該微處理單元電連接，藉由接受微處理單元之控制訊號，切換該驅動裝置與該第一成像鏡頭及該第二成像鏡頭間之動力傳輸，以決定驅動裝置驅動該第一成像鏡頭沿其光軸移動，或驅動該第二成像鏡頭沿其光軸移動。
依申請專利範圍第9項之具有自動對焦功能之投影裝置，係包含二驅動裝置，分別是一第一驅動裝置及一第二驅動裝置；其中，該第一驅動裝置與該微處理單元電連接，用以接受該微處理單元所輸出之控制訊號，而驅動該第一成像鏡頭沿其光軸移動；該第二驅動裝置與該微處理單元電連接，用以接受該微處理單元所輸出之控制訊號，而驅動該第二成像鏡頭沿其光軸移動。
依申請專利範圍第9項所述之有自動對焦功能之投影裝置，其中，該投影裝置上具有一自動對焦啟動鍵，使用者只要按下該啟動鍵，該投影裝置就開始自動對焦之作動。
依申請專利範圍第9項所述之有自動對焦功能之投影裝置，其中，更包含有一影像碥碼單元電性連接該影像感測單元、以及一儲存裝置如記憶該影像碥碼單元，該影像碥碼單元可將該影像感測單元所輸出之電訊號碥碼成影像訊號，並輸出至該儲存裝置儲存，藉以使該投影裝置可具有靜態攝影及動能攝影之功能者。