自动对焦方法、自动对焦系统以及投影设备技术方案

本发明专利技术提供一种自动对焦系统、方法及投影设备，自动对焦系统的对焦控制模块具有使马达具有不同速度的至少两种工作状态，在调节对焦的过程中，对焦控制模块控制马达在不同工作状态下运转，并控制马达完成不同工作状态的切换。调焦简单且快速有效，能够降低马达的磨损，具有良好的用户体验。

Auto-focusing method, auto-focusing system and projection equipment

【技术实现步骤摘要】
自动对焦方法、自动对焦系统以及投影设备
本专利技术涉及光学领域，尤其是涉及一种自动对焦方法、自动对焦系统以及投影设备。
技术介绍
镜头的对焦是影响光学产品的重要性能。由于传动的手动对焦方式操作不方便，需要人工操作及判断是否对焦清晰，因此自动对焦方案逐渐受到市场的青睐，现有的自动对焦方案通常采用马达驱动镜头移动实现对焦，现有技术中马达驱动镜头的速度是匀速的，一方面，马达起步阶段，负载较大，若采用匀速运转，较大的扭矩会对马达造成较大损耗，容易降低马达的寿命，另一方面，增加了镜头自动对焦的耗时，也不利于精确控制马达驱动镜头的位移。因此，实有必要提供一种新的自动对焦系统、自动对焦方法以及投影设备以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种自动对焦方法、系统以及投影设备，调焦简单且快速有效，能够降低马达的磨损，具有良好的用户体验。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种自动对焦系统，包括：参考图像显示模块，用于将图像投射到待显示图像处实现图像的显示；图像摄取模块，用于提取当前状态下的图像；图像分析模块，用于分析图像摄取模块摄取到的图像的清晰度，从而判断当前位置是否对焦清晰；对焦控制模块，用于控制实现系统的对焦调节；所述自动对焦系统包括驱动镜头沿其光轴方向移动的马达，所述对焦控制模块使马达处的至少两种不同频率的工作状态，在调节对焦的过程中，所述对焦控制模块控制马达在不同工作状态下运转，并控制马达完成不同工作状态的切换。优选的，所述对焦控制模块包括用于控制马达运转频率的速度控制模块，在调节对焦过程中，所述对焦控制模块通对马达运转频率的提速或降速完成马达不同工作状态切换。优选的，所述对焦控制模块包括控制马达低速运转的低速控制模块和控制马达高速的高速控制模块，所述对焦控制模块根据所处调节对焦的不同状态在所述低速控制模块和所述高速控制模块之间切换。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种投影设备，包括如上所述的自动对焦系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供5.一种如上所述的自动对焦系统的自动对焦方法，其特征在于，自动对焦方法包括如下步骤：系统初始化，并确认镜头的零点位置和镜头的最远距离位置；控制马达带动镜头在最远距离位置和零点位置之间移动，在移动过程中，每隔相应距离通过图像摄取模块提取图像，并通过图像分析模块分析提取图像的清晰度，确认最清晰位置；马达带动镜头移动到最清晰位置，包括控制马达切换到高速运转状态向最清晰位置移动；在接近最清晰位置时，控制马达切换到低速运转状态移动到最清晰位置完成对焦调节。优选的，所述马达移动到最清晰位置的步骤包括：首先移动到零点位置，再从零点位置移动到最远距离位置，然后从最远距离位置移动到最清晰位置。优选的，控制马达切换到高速运转状态的方法为：首先控制马达进行低速匀速运转，控制马达每运转到一设定角度后提速一次，直到马达达到设定的高速运转状态的运转频率。优选的，控制马达带动所述镜头切换到低速运转状态的方法为：控制马达每运转到一设定角度后提速一次，直到马达达到设定的低速运转状态的运转频率。优选的，所述设定角度为18°，马达设定的低速运转状态的运转频率为200Hz，马达设定的高速运转状态的运转频率为1000Hz。优选的，确认最清晰位置的方法为图像阶梯计算方法。本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术提供一种自动对焦方法、系统以及投影设备，自动对焦系统的对焦控制模块具有使马达具有不同速度的至少两种工作状态，在调节对焦的过程中，所述对焦控制模块控制马达在不同工作状态下运转，并控制马达完成不同工作状态的切换。调焦简单且快速有效，能够降低马达的磨损，具有良好的用户体验。附图说明图1是本专利技术自动对焦系统的结构示意图；图2是本专利技术自动对焦方法的流程图；图3是本专利技术自动对焦系统中马达频率调节的流程图；图4是本专利技术自动对焦系统另一种实施方式的结构示意图。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种自动对焦方法、系统以及投影设备，解决了现有技术中调焦不便，马达长时间运转容易磨损的问题。请参阅图1，本专利技术的自动对焦系统包括参考图像显示模块1、图像摄取模块2、图像分析模块3和对焦控制模块4。参考图像显示模块1用于将图像投射到待显示图像处实现图像的显示功能，具体的，为通过光机把参考对焦图片的画面投影出来到墙壁或者影布上形成参考图像。参考图像用于图像摄取模块拍照以便进行距离计算，分析速度和质量，具体可以采用简单的黑字白底或黑底白字的图片。图像摄取模块2用于提取当前状态下的图像，具体的，为通过摄像头拍照获取参考图片显示模块投射显示出的图像信息，并将获取的图像信息传递给图像分析模块3。图像分析模块3用于分析图像摄取模块2摄取到的图像的清晰度，从而判断当前位置是否对焦清晰；具体在本实施方式中，图像分析模块3使用图像梯度计算算法图像的清晰度，判断图像的最清晰位置。对焦控制模块4用于整合参考图像显示模块1、图像摄取模块2和图像分析模块3并控制实现系统的对焦调节。对焦控制模块4具有使马达处于不同频率的至少两种工作状态，在调节对焦的过程中，对焦控制模块4控制马达在不同工作状态下运转，并控制马达完成不同工作状态的切换。对焦控制模块4包括用于控制马达运转频率的速度控制模块41，在调节对焦过程中，所述对焦控制模块4通过改变马达运转频率完成对调节对焦的不同阶段的状态切换。在本实施方式中，速度控制模块41只有一个，速度控制模块41既可以通过对马达提速使镜头进入高速运转状态；也可以通过降速使处于高速运转状态的镜头切换到低速运转状态。具体的，提速规律为速度控制模块41控制马达每次运转角度大于或等于一设定角度C°则提速一次一直提高至设定频率的高速运转状态；对应的，降速规律为速度控制模块41控制马达每次运转角度大于或等于一设定角度C°则减速一次一直降速至设定频率的低速运转状态。具体在本实施方式中，设定角度C为18°，马达设定的低速运转状态的运转频率为200Hz，马达设定的高速运转状态的运转频率为1000Hz。在低速运转状态下，1步马达的转角为9°。在实际应用过程中，马达刚开始起步需要大扭力，让马达固定在200Hz进行低速匀速运转，才能带动镜头移动，然后每次经过转了角度大于或者等于18°，提速一次，依次让马达逐步提速到1000Hz运转，当即将接近终点时需要对马达进行减速，也是转的角度每大于或者等于18°减速一次，逐步减速到马达运转频率为200Hz，逐渐减速的原因是因为每次马达在接近停止和启动初始时，马达都是需要处于低速固定频率的，在本实施方式中，为200Hz，这样，可以防止马达在高速运行突然停止而造成马达失控。需要说明的是，马达从高速降为低速主要取决于螺母与马达螺杆间摩擦力，摩擦力的大小取决于摩擦系数，假设摩擦系数为μ，则马达需要降低速度距离S＝V*V/2gμ(g＝9.8m/s2)，也即“即将接近”需满足该距离S，即在距离终点还有S距离时，对马达进行逐渐减速至200Hz。如图2所示，本专利技术自动对焦方法，包括如下步骤：系统初始化，初始化参考图像显示模块1、图像摄取模块2、图像分析模块3、对焦控制模块4以及摄像头、马达等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动对焦系统，包括：参考图像显示模块，用于将图像投射到待显示图像处实现图像的显示；图像摄取模块，用于提取当前状态下的图像；图像分析模块，用于分析图像摄取模块摄取到的图像的清晰度，从而判断当前位置是否对焦清晰；对焦控制模块，用于控制实现系统的对焦调节；其特征在于，所述自动对焦系统包括驱动镜头沿其光轴方向移动的马达，所述对焦控制模块使马达处于至少两种不同频率的工作状态，在调节对焦的过程中，所述对焦控制模块控制马达在不同工作状态下运转，并控制马达完成不同工作状态的切换。

【技术特征摘要】
1.一种自动对焦系统，包括：参考图像显示模块，用于将图像投射到待显示图像处实现图像的显示；图像摄取模块，用于提取当前状态下的图像；图像分析模块，用于分析图像摄取模块摄取到的图像的清晰度，从而判断当前位置是否对焦清晰；对焦控制模块，用于控制实现系统的对焦调节；其特征在于，所述自动对焦系统包括驱动镜头沿其光轴方向移动的马达，所述对焦控制模块使马达处于至少两种不同频率的工作状态，在调节对焦的过程中，所述对焦控制模块控制马达在不同工作状态下运转，并控制马达完成不同工作状态的切换。2.根据权利要求1所述的自动对焦系统，其特征在于，所述对焦控制模块包括用于控制马达运转频率的速度控制模块，在调节对焦过程中，所述对焦控制模块通对马达运转频率的提速或降速完成马达不同工作状态切换。3.根据权利要求1所述的自动对焦系统，其特征在于，所述对焦控制模块包括控制马达低速运转的低速控制模块和控制马达高速运转的高速控制模块，所述对焦控制模块根据所处调节对焦的不同状态在所述低速控制模块和所述高速控制模块之间切换。4.一种投影设备，其特征在于，包括如权利要求1到3任意一项所述的自动对焦系统。5.一种自动对焦方法，其特征在于，采用如权利要求1到3任意一项所述的自动对焦系统，自动对焦方法包括如下步骤：系统初始化，确认镜头的零点位置和镜头的最远距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈攀，李屹，
申请(专利权)人：深圳光峰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44