一种投影机及自动对焦方法技术

本申请公开了一种投影机以及自动对焦方法。本发明专利技术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。

A projector and autofocus method

【技术实现步骤摘要】
一种投影机及自动对焦方法
本专利技术涉及投影
，尤其涉及一种投影机以及自动对焦方法。
技术介绍
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(VideoCompactDisc，VCD)、数字化视频光盘(DigitalVersatileDiscRecordable，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(DigitalLightProcessing，LCD)投影机为例，其光线通过数字微镜器件(DigitalMicromirrorDevice，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。
技术实现思路
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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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；/n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；/n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。/n

【技术特征摘要】
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。


2.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，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。


3.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，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。


4.如权利要求1所述的投影机，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵一石，李博，朱亚文，
申请(专利权)人：青岛海信激光显示股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37