投影仪自动对焦装置与自动对焦方法

1.一种投影仪，用于将图像显示于投影面上，其包括一投影透镜，其特征在于，所述投影仪还包括一自动对焦装置，所述自动对焦装置包括：
一电机，与所述投影透镜机械连接，用于带动所述投影透镜沿着光轴方向移动至多个位置；
一图像获取装置，用于获取所述投影透镜在各个位置对应的所述投影面所显示的图像信号；
一图像处理系统，与所述图像获取装置电连接，用于接收及处理所述图像获取装置输出的各个图像信号，并依据所述图像信号计算各个图像解析度值、对比度值或者是模量传输函数值，并记录图像解析度值、对比度值或者是模量传输函数值最大时所述投影透镜对应的位置；以及
一控制器，分别电连接至所述图像处理系统和所述电机，用于根据所述图像处理系统计算得到的图像解析度值、对比度值或者是模量传输函数值控制所述电机带动所述投影透镜移动至最大图像解析度值、对比度值或者是模量传输函数值所对应的位置。
2.如权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述电机为步进电机。
3.如权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述图像获取装置为一CCD或CMOS摄像机。
4.如权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述投影面为屏幕、白板或墙面。
5.一种如权利要求1所述的投影仪的自动对焦方法，其包括以下步骤：
确定所述投影透镜的初始位置，所述图像获取装置获取此时所述投影面所显示的图像信号，所述图像处理系统记录所述投影透镜在初始位置的图像解析度值、对比度值或者是模量传输函数值；
所述投影透镜在所述电机的带动下，沿着光轴移动到多个对应的位置，所述图像获取装置获取所述投影透镜在多个位置对应的多个所述投影面所显示的图像信号；
所述图像处理系统接收所述图像获取装置输出的多个图像信号，分别计算每个图像信号的解析度值、对比度值或者是模量传输函数值，并记录图像解析度值、对比度值或者是模量传输函数值最大时所述投影透镜对应的位置；所述控制器控制所述电机带动所述投影透镜移动至最大图像解析度值、对比度值或者是模量传输函数值所对应的位置，从而完成自动对焦。
6.如权利要求5所述的投影仪的自动对焦方法，其特征在于，所述电机为步进电机。

投影仪自动对焦装置与自动对焦方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种具有自动对焦装置的投影仪及其自动对焦方法。\n背景技术\n[0002] 自液晶投影仪出现以来，投影仪的性能迅速提高、技术日新月异(请参见“Optical system and characteristics of an LCD projector with interleaved pixels using four LCD projectors”Takahashi，Y.；Nomura，T.；Sakai，S.；Proceedings of the IEEE，Volume 5，Issue 1，Feb.1995 Page(s)：41-47)。投影仪几乎占领了演示领域，同时它也成为我国教育中应用最广泛的现代教育媒体之一。投影仪不仅在教育领域独占风头，而且也被商务用户所欢迎。\n[0003] 通常打开投影仪之后，演示者需要进行的步骤就是人工手动调整投影机位置，确保投影显示画面的正常，对于经常变换投影仪使用环境的商务用户而言，这些调节过程相对繁琐。而现有的投影仪不能检测投影仪和投影面的距离，并且自动调整焦距以确保投影显示画面清晰。当投影机摆放位置和投影平面有一定的角度倾斜，投射的画面便产生了失真，为确保画面的正常显示，用户需花大量时间对画面进行调节，导致降低了投影演示的效率。\n发明内容\n[0004] 有鉴于此，有必要提供一种具有自动对焦装置的投影仪以及采用上述装置的自动对焦方法。\n[0005] 一种投影仪，用于将图像显示于投影面上，其包括一投影透镜，所述投影仪还包括一自动对焦装置，所述自动对焦装置包括：一电机，一图像获取装置，一图像处理系统，以及一控制器。所述电机与所述投影透镜机械连接，用于带动所述投影透镜沿着光轴方向移动至多个位置；所述图像获取装置用于获取所述投影透镜在各个位置对应的所述投影面所显示的图像信号；所述图像处理系统，与所述图像获取装置电连接，用于接收及处理所述图像获取装置输出的各个图像信号，并依据所述图像信号计算各个图像清晰度值，并记录图像清晰度值最大时所述投影透镜对应的位置；所述控制器分别电连接至所述图像处理系统和所述电机，用于根据所述图像处理系统计算得到的图像清晰度值控制所述电机带动所述投影透镜移动至最大图像清晰度值所对应的位置。\n[0006] 一种采用上述自动对焦装置的自动对焦方法，其包括以下步骤：\n[0007] 确定所述投影透镜的初始位置，所述图像获取装置获取此时所述投影面所显示的图像信号，所述图像处理系统记录所述投影透镜在初始位置的图像清晰度值；\n[0008] 所述投影透镜在所述电机的带动下，沿着光轴移动到多个对应的位置，所述图像获取装置获取所述投影透镜在多个位置对应的多个所述投影面所显示的图像信号；\n[0009] 所述图像处理系统接收所述图像获取装置输出的多个图像信号，分别计算每个图像信号的清晰度值，并记录图像清晰度值最大时所述投影透镜对应的位置；\n[0010] 所述控制器控制所述电机带动所述投影透镜移动至最大图像清晰度值所对应的位置，从而完成自动对焦。\n[0011] 相较于现有技术，所述具有自动对焦装置的投影仪，首先通过电机带动投影透镜沿着光轴方向移动到多个对应的位置，得到每个位置的清晰度值，记录图像清晰度值最大时所述投影透镜对应的位置，然后将投影透镜从初始位置移动最大清晰度值所对应的位置，从而完成自动对焦，可省去人工花大量时间手动调整，并且提高了投影演示的效率。\n附图说明\n[0012] 图1是本发明实施例提供的具有自动对焦装置的投影仪的结构方框图。\n具体实施方式\n[0013] 下面将结合附图，对本发明实施例作进一步的详细说明。\n[0014] 请参阅图1，本发明实施例提供了一种具有自动对焦装置的投影仪100，用于将待显示图像显示于投影面70上。所述投影仪100包括一投影透镜10，所述投影仪100还包括一自动对焦装置，所述自动对焦装置包括一图像获取装置30，一电机40，一图像处理系统\n50，以及一控制器60。\n[0015] 所述投影透镜10，安装于所述投影仪100的框体的前表面，通过将待显示图像的图像光投影，使待显示图像在所述投影面70上显示。所述投影面70可以为屏幕、白板及墙面等其他装置。\n[0016] 所述电机40与所述投影透镜10机械连接，在所述控制器60的控制下带动所述投影透镜10沿着光轴方向移动至多个位置。在本实施例中，所述电机为一步进马达。可以理解的是，所述电机也可以为音圈马达、超声波马达、压电马达等。\n[0017] 所述图像获取装置30为一个电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)摄像机，用于获取所述投影透镜10在各个位置对应的所述投影面70所显示的图像信号。可以理解的是，所述图像获取装置30也可以为互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)摄像机或数码相机或摄像头等，只要是一种图像获取装置，并且获取的图像信号是数码形式的即可。\n[0018] 所述图像处理系统50，与所述图像获取装置30电连接，用于接收及处理所述图像获取装置30输出的各个图像信号，并依据所述图像信号计算图像清晰度值，并记录图像清晰度值最大时所述投影透镜10对应的位置。所述清晰度值为解析度值、对比度值或者是模量传输函数值(Modulation Transfer Function，简称MTF)，所述模量传输函数值是对成像质量的综合评价值，比单纯解析度或者对比度能够更好反映成像质量。\n[0019] 所述控制器60分别电连接至所述图像处理系统50和所述电机40，用于根据所述图像处理系统50计算得到的图像清晰度值控制所述电机40带动所述投影透镜10移动至最大图像清晰度值所对应的位置，从而完成自动对焦。\n[0020] 本发明还提供一种采用上述装置的自动对焦方法，其包括以下几个步骤：\n[0021] 确定所述投影透镜的初始位置，所述图像获取装置获取此时所述投影面所显示的图像信号，所述图像处理系统记录所述投影透镜在初始位置的图像清晰度值；\n[0022] 所述投影透镜在所述电机的带动下，沿着光轴移动到多个对应的位置，所述图像获取装置获取所述投影透镜在多个位置对应的多个所述投影面所显示的图像信号；\n[0023] 所述图像处理系统接收所述图像获取装置输出的多个图像信号，分别计算每个图像信号的清晰度值，并记录图像清晰度值最大时所述投影透镜对应的位置；\n[0024] 所述控制器控制所述电机带动所述投影透镜移动至最大图像清晰度值所对应的位置，从而完成自动对焦。\n[0025] 相较于现有技术，所述具有自动对焦装置的投影仪100，首先通过电机40带动投影透镜10沿着光轴方向移动到多个对应的位置，得到每个位置的清晰度值，记录图像清晰度值最大时所述投影透镜10对应的位置，然后将投影透镜10从初始位置移动至最大清晰度值所对应的位置，从而完成自动对焦，可省去人工花大量时间手动调整，并且提高了投影演示的效率。\n[0026] 另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，可以理解的是，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。