專利名稱：自動(dòng)聚焦投影儀及其自動(dòng)聚焦方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影儀，特別涉及一種自動(dòng)聚焦投影儀及其自動(dòng)聚焦方法。
背景技術(shù)：
投影儀作為一種圖像投影放大裝置，廣泛應(yīng)用于教學(xué)、培訓(xùn)、會(huì)議等場(chǎng)
合。投影儀主要根據(jù)輸入的圖像信號(hào)，利用液晶單元或者DMD(Digital Micromirror Device,數(shù)字微反射器)微芯片，將光源發(fā)出的照明光調(diào)制成顯示 圖像的圖像光，然后通過光學(xué)透鏡系統(tǒng)，將圖像光放大投射到顯示屏幕上， 以方便教學(xué)、培訓(xùn)、會(huì)議等場(chǎng)合作演示之用。
傳統(tǒng)的投影儀，用戶常需要根據(jù)其擺放位置，調(diào)整其光學(xué)透鏡系統(tǒng)的焦 距和聚焦位置，以使投射到顯示屏幕上的圖像達(dá)到較佳的清晰度。投影儀聚 焦調(diào)整方法大致包括手動(dòng)調(diào)焦法與自動(dòng)調(diào)焦法。然而手工調(diào)焦法存在操作復(fù) 雜、耗時(shí)等缺點(diǎn)。尤其對(duì)于吊頂式投影儀，由于其通過支架和連桿固定于天 花板上，在實(shí)際操作中，用戶無(wú)法手動(dòng)調(diào)節(jié)光學(xué)透鏡系統(tǒng)的焦距和聚焦位置。
投影儀自動(dòng)調(diào)焦法通常又可分為測(cè)距法和像檢測(cè)法兩種。 一種典型的紅 外線測(cè)距法，其投影儀通過向顯示屏幕發(fā)射紅外線，并接收從顯示屏幕反射 的光線，根據(jù)紅外線的傳播時(shí)間計(jì)算投影儀和顯示屏幕的距離，再基于此投 影距離驅(qū)動(dòng)光學(xué)透鏡系統(tǒng)調(diào)整焦距和聚焦位置，以獲得清晰的投影圖像。采 用此種方法的紅外線裝置雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，然而一般投影儀的投影距離為2~6 米左右，而紅外線的傳播速度(空氣介質(zhì)中約300 ，000千米/秒)較快， 一般的 計(jì)時(shí)器很難達(dá)到10-8秒數(shù)量級(jí)的檢測(cè)精度，因而用此種方法來(lái)調(diào)節(jié)光學(xué)透鏡 系統(tǒng)的焦距存在調(diào)節(jié)精度不高的缺點(diǎn)。另外紅外線易于被物體吸收，有時(shí)出 現(xiàn)漏檢現(xiàn)象，故實(shí)際應(yīng)用中難以獲得理想的光學(xué)聚集。
一種典型的對(duì)比度像檢測(cè)法采用類似照相機(jī)產(chǎn)品使用的自動(dòng)聚焦(AF， Auto Focus)測(cè)距組件。其首先向顯示屏幕投射出預(yù)定的測(cè)試圖樣，通過自
動(dòng)聚焦組件采集此預(yù)定的測(cè)試圖樣，并基于對(duì)比度、亮度等圖^象參數(shù)實(shí)時(shí)地 將采集到的圖樣進(jìn)行處理，與內(nèi)部已設(shè)置的圖像參數(shù)指標(biāo)值進(jìn)行比對(duì)，判斷 聚焦是否準(zhǔn)確，進(jìn)而給出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)光學(xué)透鏡系統(tǒng)調(diào)整焦距。然而采用此 種方法存在的問題是，在4妾近焦距對(duì)準(zhǔn)的狀態(tài)下，隨著焦距移動(dòng)，對(duì)比度、 亮度圖像參數(shù)的變動(dòng)很小，其通常要多次采集預(yù)定測(cè)試圖樣進(jìn)行參數(shù)比對(duì)， 因而一般需要耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)聚焦調(diào)整。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種調(diào)節(jié)精度高且調(diào)整時(shí)間短的自動(dòng)聚焦投影儀。 此外，還有必要提供一種投影儀自動(dòng)聚焦方法。
一種自動(dòng)聚焦投影儀，使輸入的圖像信號(hào)經(jīng)光學(xué)透鏡系統(tǒng)聚焦投影到顯 示屏幕上。包括一輸出模塊和一數(shù)據(jù)處理模塊，所述輸出模塊用于將圖像投 射到顯示屏幕上，所述數(shù)據(jù)處理模塊用于計(jì)算投影儀和顯示屏幕之間的距離， 并基于此距離值調(diào)整輸出模塊。其還包括一超聲波發(fā)射接收模塊，所述超聲 波發(fā)射接收模塊包括超聲波發(fā)生單元，調(diào)制解調(diào)模塊，計(jì)時(shí)單元，所述超聲 波發(fā)生單元用于產(chǎn)生超聲波信號(hào)，所述調(diào)制解調(diào)模塊用于調(diào)制解調(diào)超聲波信 號(hào)，所述計(jì)時(shí)單元用于計(jì)算超聲波從發(fā)射到接收的傳播時(shí)間，并將時(shí)間信號(hào) 傳給數(shù)據(jù)處理模塊。
一種投影儀自動(dòng)聚焦方法，包括如下步驟
超聲波發(fā)生單元產(chǎn)生超聲波信號(hào)，調(diào)制單元調(diào)制超聲波信號(hào)，超聲波發(fā) 射接收模塊發(fā)射、接收超聲波，解調(diào)單元解調(diào)接收到的超聲波信號(hào)，計(jì)時(shí)單 元計(jì)算超聲波從發(fā)射到傳播的時(shí)間；數(shù)據(jù)處理模塊計(jì)算投影儀到顯示屏幕的 投影距離，并輸出最相匹配的變焦參數(shù)信號(hào)和聚焦位置參數(shù)信號(hào)；輸出模塊 驅(qū)動(dòng)變焦透鏡和聚焦透鏡分別調(diào)整變焦參數(shù)值和聚焦位置參數(shù)值。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，對(duì)于相同的投影距離，因紅外光的傳播速度比超聲波 的傳播速度快約106的數(shù)量級(jí)，在相同的計(jì)時(shí)條件下，測(cè)量超聲波的傳播時(shí)間 比測(cè)量紅外光的傳播時(shí)間更可以獲得良好的精確度；另外，因投影儀的投影
距離與變焦參數(shù)和聚焦參數(shù)有確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以通過超聲波測(cè)量出投影 儀當(dāng)前的投影距離值后，即可對(duì)應(yīng)進(jìn)行投影儀的自動(dòng)聚焦調(diào)整，相對(duì)利用對(duì) 比度像檢測(cè)法進(jìn)行自動(dòng)聚焦調(diào)整，有利于縮短調(diào)整時(shí)間。
圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施方式揭示的自動(dòng)聚焦投影儀的整體功能模塊圖。
圖2為圖1所示之超聲波發(fā)射接收模塊的具體功能模塊連接圖。
圖3為圖1所示之?dāng)?shù)據(jù)處理模塊的具體功能模塊連接圖。
圖4為圖1所示之輸出模塊的具體功能模塊連接圖。
圖5A為本發(fā)明 一較佳實(shí)施方式揭示的投影儀自動(dòng)聚焦方法流程圖。
圖5B為圖5A所示之發(fā)射接收超聲波步驟的進(jìn)一步方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明涉及的自動(dòng)聚焦投影儀的 一種較佳實(shí)施方式進(jìn) 行詳細(xì)描述
如圖1所示，投影儀100包括依次電性連接的超聲波發(fā)射接收模塊300、 數(shù)據(jù)處理模塊400和輸出模塊500。超聲波發(fā)射接收模塊300用于發(fā)射和接 收超聲波，計(jì)算超聲波從發(fā)射到接收的傳播時(shí)間&。數(shù)據(jù)處理模塊400用于 根據(jù)傳播時(shí)間A ，由公式A^v.A〃2計(jì)算投影儀100和顯示屏幕200之間的 投影距離As,并給出與當(dāng)前投影距離As最相匹配的變焦參數(shù)值和聚焦參數(shù) 值。輸出模塊500用于根據(jù)接收到的變焦參數(shù)值和聚焦參數(shù)值將調(diào)制圖像光 清晰地投射到顯示屏幕200上。以下將參照附圖2、附圖3、附圖4對(duì)超聲波 發(fā)射接收模塊300、數(shù)據(jù)處理模塊400和輸出模塊500的較佳實(shí)施方式給予 詳細(xì)的描述。
如圖2所示，超聲波發(fā)射接收模塊300主要包括超聲波發(fā)生單元310、 調(diào)制單元320、發(fā)射放大單元330、發(fā)射轉(zhuǎn)換單元340、接收轉(zhuǎn)換單元350、 接收放大單元360、解調(diào)單元370、檢波單元380及計(jì)時(shí)單元390。超聲波發(fā) 生單元310用于發(fā)射超聲波信號(hào)和計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。調(diào)制單元320和解調(diào)單元 370分別用于根據(jù)不同的信號(hào)調(diào)制模式調(diào)制和解調(diào)超聲波信號(hào)。發(fā)射放大單 元330和接收放大單元360都用于將信號(hào)進(jìn)行無(wú)失真放大。發(fā)射轉(zhuǎn)換單元340 和接收轉(zhuǎn)換單元350分別用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成超聲波和將超聲波轉(zhuǎn)換成電信 號(hào)。檢波單元380用于檢測(cè)具有特定頻率或者幅度的信號(hào)。計(jì)時(shí)單元390用 于計(jì)算超聲波發(fā)射到接收的傳播時(shí)間。其中，發(fā)射轉(zhuǎn)換單元340具有一轉(zhuǎn)換
元件(圖未示)，其較佳的以壓電陶瓷等材料制成。
在超聲波發(fā)射接收模塊300發(fā)射超聲波時(shí)，超聲波發(fā)生單元310同步產(chǎn) 生一超聲波信號(hào)S311和一計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)S312。其中，超聲波信號(hào)S311的振 動(dòng)頻率較佳的為40千赫茲。計(jì)時(shí)單元390接收計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)S312后開始計(jì) 時(shí)，并設(shè)定開始計(jì)時(shí)的時(shí)刻為r,。調(diào)制單元320較佳地以幅度調(diào)制(AM， Amplitude Modulation)模式工作，其接收到超聲波信號(hào)S311后，產(chǎn)生一低頻 調(diào)頻信號(hào)(該低頻調(diào)頻信號(hào)可為20赫茲)，將此低頻調(diào)頻信號(hào)疊加到超聲波 信號(hào)S311上，從而得到周期間隔為0.05秒而以40千赫茲的頻率振蕩的調(diào)制 信號(hào)S321。發(fā)射放大單元330接收調(diào)制信號(hào)S321并將其放大，輸出驅(qū)動(dòng)信 號(hào)S331給發(fā)射轉(zhuǎn)換單元340。發(fā)射轉(zhuǎn)換單元340在驅(qū)動(dòng)信號(hào)S331的作用下， 利用壓電陶資的壓電共振現(xiàn)象(即驅(qū)動(dòng)信號(hào)的工作頻率等于壓電陶瓷的固有 振動(dòng)頻率時(shí)，輸出最大的機(jī)械波信號(hào))產(chǎn)生向顯示屏幕200發(fā)射的超聲波 W341。超聲波發(fā)射接收模塊300接收從顯示屏幕200反射回來(lái)的超聲波過程 如下所述。
在超聲波發(fā)射接收模塊300接收從顯示屏幕200反射回來(lái)的超聲波 W351時(shí)，接收轉(zhuǎn)換單元350利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)將超聲波W351轉(zhuǎn) 換成周期間隔為0.05秒而以40千赫茲的頻率振蕩的超聲波信號(hào)S351。接收 放大單元360接收超聲波信號(hào)S351,將其放大，以補(bǔ)償超聲波在入射、反射 過程中衰減掉的聲波能量，并輸出放大信號(hào)S361給解調(diào)單元370。解調(diào)單元 370的解調(diào)模式和調(diào)制單元320的調(diào)制模式相對(duì)應(yīng)，其較佳的.為幅度解調(diào) (AD， Amplitude Demodulation)工作模式，其從周期間隔為0.05秒而以40千 赫茲的頻率振蕩的放大信號(hào)S361中解調(diào)出40千赫茲的超聲波信號(hào)S371，并 將超聲波信號(hào)S371輸出給檢波單元380。檢波單元380較佳地以頻率檢測(cè)方 式工作，其對(duì)特征頻率為40千赫茲的信號(hào)作出響應(yīng)，并輸出觸發(fā)信號(hào)S381 給計(jì)時(shí)單元390。計(jì)時(shí)單元3卯在觸發(fā)信號(hào)S381作用下停止計(jì)時(shí)，且輸出時(shí) 間信號(hào)S391給數(shù)據(jù)處理模塊400。設(shè)停止計(jì)時(shí)的時(shí)刻為"，則信號(hào)S391中 包含的傳播時(shí)間A^^-^
在圖2所示的超聲波發(fā)射接收模塊300的實(shí)施方式中，超聲波信號(hào)的調(diào) 制和解調(diào)分別由兩個(gè)單元(即調(diào)制單元320和解調(diào)單元370)來(lái)完成。因?yàn)?解調(diào)的工作模式和調(diào)制模式相對(duì)應(yīng)，所以也可以另一實(shí)施方式，用一調(diào)制解
調(diào)模塊替換兩個(gè)單元完成調(diào)制解調(diào)功能。
如圖2所示，本實(shí)施方式揭示的接收放大單元360可同時(shí)具備濾波功能， 或者在接收放大單元360的前面進(jìn)一步配置一濾波單元(圖未示)，該濾波單 元電性連接于接收轉(zhuǎn)換單元350和接收放大單元360之間，以進(jìn)一步濾除外 界聲源產(chǎn)生的千擾信號(hào)。
圖3所示為數(shù)據(jù)處理模塊400的具體功能模塊連接圖。數(shù)據(jù)處理模塊400 包括與數(shù)據(jù)總線460電性連接的距離測(cè)量單元410 、 ROM存儲(chǔ)單元420 、 RAM 存儲(chǔ)單元430、控制單元440及比較單元450。距離測(cè)量單元410用于根據(jù)接 收到的時(shí)間信號(hào)A/，依照公式A^v.A〃2，計(jì)算投影儀當(dāng)前的投影距離As。 其中超聲波傳播速度v可根據(jù)實(shí)際環(huán)境測(cè)量到的數(shù)值在距離測(cè)量單元430中 預(yù)先設(shè)定。ROM存儲(chǔ)單元420用于存儲(chǔ)與投影距離相對(duì)應(yīng)的焦距參數(shù)表和聚 焦位置參數(shù)表。RAM存儲(chǔ)單元430用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)處理程序?？刂茊卧?40 用于控制程序的執(zhí)行和數(shù)據(jù)在總線460上的傳遞。比較單元450用于比較得 出與當(dāng)前投影距離最相匹配的變焦參數(shù)值和聚焦位置參數(shù)值。其中，ROM存 儲(chǔ)單元420進(jìn)一步包括變焦參數(shù)單元421和聚焦參數(shù)單元422，分別用于存 儲(chǔ)與不同的投影距離相對(duì)應(yīng)的焦距參數(shù)表和聚焦位置參數(shù)表。因投影儀與顯 示屏幕的投影距離確定后，投影鏡頭的變焦透鏡和聚焦透鏡即分別對(duì)應(yīng)有一 最佳的工作焦距/和一最佳的聚焦位置I，其中/和X的數(shù)值可由透鏡成像 公式計(jì)算得到。
數(shù)據(jù)處理模塊400開始處理數(shù)據(jù)時(shí)，控制單元440即調(diào)用RAM存儲(chǔ)單 元中的數(shù)據(jù)處理程序并順序執(zhí)行。首先，距離測(cè)量單元410接收從超聲波發(fā) 射接收模塊300輸出的時(shí)間信號(hào)S391,執(zhí)行乘法運(yùn)算，計(jì)算得到距離值A(chǔ)s， 并產(chǎn)生包含該距離值的距離信號(hào)S411。在控制單元控制下距離信號(hào)S411被 傳到數(shù)據(jù)總線460上。然后，變焦參數(shù)單元421中的變焦參數(shù)表和聚焦參數(shù) 單元422中的聚焦參數(shù)表逐一被讀取并傳送到數(shù)據(jù)總線460上。接著，比較 單元450從數(shù)據(jù)總線460上讀取距離信號(hào)S411和變焦參數(shù)信號(hào)S421、聚焦 位置參數(shù)信號(hào)S422,逐一從參數(shù)表中比較出與當(dāng)前投影距離值最相匹配的焦 距值和聚焦位置值，并將變焦參數(shù)信號(hào)S451和聚焦參數(shù)信號(hào)S452傳給輸出 模塊500。
圖4所示為輸出模塊500的具體功能模塊連接圖。輸出模塊500包括驅(qū)
動(dòng)才莫塊510和光學(xué)透4免系統(tǒng)520。驅(qū)動(dòng)4莫塊510通過變焦電才幾512和聚焦電 機(jī)513連接并控制光學(xué)透鏡系統(tǒng)520。驅(qū)動(dòng)模塊510進(jìn)一步包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)電 路511、變焦電機(jī)512及聚焦電機(jī)513 (較佳的可為步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)按照 加栽其上的電壓或者電流轉(zhuǎn)動(dòng)一定的步進(jìn)值)。其中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路511分別 和變焦電機(jī)512和聚焦電機(jī)513電性連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路511用于控制變焦 電機(jī)512和聚焦電機(jī)513的作動(dòng)。變焦電機(jī)512和聚焦電機(jī)513分別用于改 變變焦透鏡521的焦距值和聚焦透鏡522的聚焦位置值。光學(xué)透鏡系統(tǒng)520 進(jìn)一步包括變焦透鏡521、聚焦透鏡522和光軸523，其中變焦透鏡521的作 用是改變透鏡521自身的焦距值而不改變透鏡沿光軸523的位置，聚焦透鏡 522的作用是使透鏡522沿光軸523作前后移動(dòng)改變焦點(diǎn)的位置而不改變透 鏡522自身的焦距值。
輸出模塊500的工作原理如下電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路510接收數(shù)據(jù)處理模塊400 輸出的變焦參數(shù)信號(hào)S451和聚焦參數(shù)信號(hào)S452,分別輸出變焦控制信號(hào) S511、聚焦控制信號(hào)S512給變焦電機(jī)512和聚焦電才幾513。變焦電機(jī)512按 照驅(qū)動(dòng)信號(hào)S511的大小轉(zhuǎn)動(dòng)一定的步進(jìn)數(shù)值，并使變焦透鏡521改變自身 的焦距，取得最佳的焦距值/。聚焦電機(jī)513按照控制信號(hào)S512的大小轉(zhuǎn)動(dòng) —定的步進(jìn)數(shù)值，并帶動(dòng)聚焦透鏡522，使其沿光軸523前后移動(dòng)到最佳泉 焦位置X。由此即完成投影儀的自動(dòng)調(diào)節(jié)，并使經(jīng)光學(xué)透鏡系統(tǒng)520投射到 顯示屏幕200上的圖像達(dá)到較佳的清晰度。
如圖4所示，光學(xué)透鏡系統(tǒng)520在變焦透鏡521和聚焦透鏡522基礎(chǔ)上 增設(shè)若干光學(xué)鏡片(圖未示)。變焦透鏡521和聚焦透鏡522及光學(xué)鏡片的組 合提供合適的光學(xué)放大倍數(shù)，使得光學(xué)透鏡系統(tǒng)520具備多倍光學(xué)變焦功能， 因而用戶在近距離、遠(yuǎn)距離觀看時(shí)，均可荻得更佳的圖像清晰度。
圖5A所示為本發(fā)明投影儀自動(dòng)聚焦方法一較佳實(shí)施方式的流程圖。投 影儀自動(dòng)聚焦方法的工作原理如下
步驟910,投影儀開始工作后，首先判斷投影儀100當(dāng)前的聚焦是否正 確，如果聚焦正確，則整個(gè)流程轉(zhuǎn)向結(jié)束，如果聚焦不正確，則將進(jìn)行自動(dòng) 聚焦調(diào)整。
步驟920，投影儀聚焦不正確，進(jìn)行自動(dòng)聚焦調(diào)整。由超聲波發(fā)射接收 模塊300向顯示屏幕200發(fā)射超聲波，并接收從顯示屏幕200發(fā)射的超聲波， 方法將在下面作詳細(xì)描述。
步驟930，計(jì)時(shí)單元3卯在聲波發(fā)射接收模塊300發(fā)出超聲波時(shí)開始計(jì) 時(shí)，接收到超聲波時(shí)停止計(jì)時(shí)，由此計(jì)算出超聲波從發(fā)射到接收的傳播時(shí)間△ 。
步驟940,數(shù)據(jù)處理模塊400接收從超聲波發(fā)射接收模塊300傳遞來(lái)的 時(shí)間信號(hào)A/，由距離測(cè)量單元430,利用公式& = 1/.~/2,執(zhí)行乘法運(yùn)算，得 出投影儀100與顯示屏幕200的投影距離As。
步驟950,通過比較單元460,將實(shí)際測(cè)量的投影距離As與存儲(chǔ)在ROM 單元440中的變焦參數(shù)表和聚焦參數(shù)表中的數(shù)值逐一進(jìn)行比較，輸出與當(dāng)前 投影距離最相匹配的變焦參數(shù)值和聚焦位置參數(shù)值。
步驟960，輸出模塊500,接收從數(shù)據(jù)處理模塊傳遞來(lái)的變焦參數(shù)值和 聚焦位置參數(shù)值。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)變焦電機(jī)320和聚焦電機(jī)330，使變焦 透鏡3403調(diào)整到最佳焦距值/,聚焦透鏡調(diào)整到最佳聚焦位置X，完成對(duì) 投影儀的自動(dòng)聚焦，流程結(jié)束。
承上所述，如圖5B所示，步驟502中的發(fā)射接收超聲波的方法進(jìn)一步 包括如下步驟。
步驟921,超聲波發(fā)生單元310產(chǎn)生超聲波信號(hào)。
步驟922,調(diào)制單元320將超聲波信號(hào)調(diào)制成調(diào)制信號(hào)。
步驟923,發(fā)射放大單元330對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大。
步驟924,發(fā)射轉(zhuǎn)換單元340根據(jù)放大的調(diào)制信號(hào)向顯示屏幕200發(fā)射 超聲波。
步驟925，接收轉(zhuǎn)換單元350接收從顯示屏幕200反射回來(lái)的超聲波，
將超聲波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
步驟926，接收放大單元360對(duì)轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)進(jìn)行放大。
步驟927,解調(diào)單元370從放大后的電信號(hào)中解調(diào)出超聲波信號(hào)。
如圖5B所示，本實(shí)施方式揭示的發(fā)射接收超聲波方法之步驟926中。
可使接收放大單元同時(shí)具備濾波功能，以進(jìn) 一 步濾除外界聲源產(chǎn)生的千擾信
號(hào)，或者可在步驟926前增設(shè)一個(gè)步驟，該步驟利用濾波單元濾除外界聲源
產(chǎn)生的干擾信號(hào)。
在本發(fā)明揭示之自動(dòng)聚焦投影儀和投影儀自動(dòng)聚焦方法實(shí)施方式中，因
為超聲波的傳播速度相對(duì)紅外線的傳播速度要慢，通過超聲波發(fā)射接收模塊 100通過發(fā)射接收超聲波測(cè)量傳播時(shí)間，提高自動(dòng)調(diào)節(jié)的精度。接著數(shù)據(jù)處
理模塊400計(jì)算得到投影儀100和顯示屏幕200之間的投影距離，比較出與 當(dāng)前的投影距離最相匹配的變焦參數(shù)值和聚焦參數(shù)值。然后由輸出模塊500 調(diào)整光學(xué)透鏡系統(tǒng)520相應(yīng)透鏡的焦距值和聚焦位置值，通過輸出模塊500 投射到顯示屏幕200上的圖像即可獲得較佳的清晰度。因投影儀的投影距離 與變焦參數(shù)和聚焦參數(shù)有確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以通過超聲波測(cè)量出投影儀當(dāng) 前的投影距離值后，即可對(duì)應(yīng)進(jìn)行投影儀的自動(dòng)聚焦調(diào)整，有利于節(jié)約調(diào)整 時(shí)間。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)聚焦投影儀，包括輸出模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述輸出模塊用于將圖像投射到顯示屏幕上，所述數(shù)據(jù)處理模塊用于計(jì)算輸出模塊和顯示屏幕之間的距離，并基于此距離控制輸出模塊調(diào)整所述圖像的清晰度，其特征在于所述自動(dòng)聚焦投影儀包括超聲波發(fā)射接收模塊，以向顯示屏幕發(fā)射超聲波，并接收從顯示屏幕發(fā)射回來(lái)的超聲波，所述超聲波發(fā)射接收模塊包括超聲波發(fā)生單元、調(diào)制解調(diào)模塊、發(fā)射轉(zhuǎn)換單元、接收轉(zhuǎn)換單元及計(jì)時(shí)單元，所述超聲波發(fā)生單元用于產(chǎn)生超聲波信號(hào)，所述調(diào)制解調(diào)模塊用于調(diào)制解調(diào)所述超聲波信號(hào)，所述發(fā)射轉(zhuǎn)換單元用于接收調(diào)制后的超聲波信號(hào)，并向顯示屏幕發(fā)射超聲波，所述接收轉(zhuǎn)換單元用于接收從所述顯示屏幕反射回來(lái)的超聲波，并將所述超聲波轉(zhuǎn)換成超聲波信號(hào)，所述計(jì)時(shí)單元用于計(jì)算所述超聲波從發(fā)射到接收的傳播時(shí)間，并將時(shí)間信號(hào)傳給所述數(shù)據(jù)處理模塊。
2. 如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)聚焦投影儀，其特征在于所述數(shù)據(jù)處理 模塊基于所述距離輸出變焦參數(shù)信號(hào)和聚焦參數(shù)信號(hào)控制所述輸出模塊調(diào) 整所述圖像的清晰度。
3. 如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)聚焦投影儀，其特征在于所述調(diào)制解調(diào) 模塊以幅度調(diào)制解調(diào)模式工作。
4. 如權(quán)利要求3所述的自動(dòng)聚焦投影儀，其特征在于所述超聲波發(fā) 射接收模塊包括濾波單元，所述濾波單元用于濾除所述接收轉(zhuǎn)換單元產(chǎn)生 的所述超聲波信號(hào)中的干擾信號(hào)。
5. 如權(quán)利要求3所述的自動(dòng)聚焦投影儀，其特征在于所述超聲波發(fā) 射接收模塊包括檢波單元，所述檢波單元以頻率檢測(cè)方式檢測(cè)經(jīng)解調(diào)后的 所述超聲波信號(hào)。
6. —種投影儀自動(dòng)聚焦方法，包括如下步驟 產(chǎn)生超聲波信號(hào)，同時(shí)開始計(jì)時(shí)； 調(diào)制超聲波信號(hào)； 向顯示屏幕發(fā)射超聲波； 接收由顯示屏幕反射回來(lái)的超聲波； 解調(diào)超聲波信號(hào)； 停止計(jì)時(shí)，計(jì)算超聲波傳"l番的時(shí)間；計(jì)算投影儀到顯示屏幕之間的距離；調(diào)整投射到顯示屏幕上的圖像的清晰度。
7. 如權(quán)利要求6所述的投影儀自動(dòng)聚焦方法，其還包括步驟基于投影儀到顯示屏幕之間的距離輸出變焦參數(shù)信號(hào)和聚焦參數(shù)信
8. 如權(quán)利要求6所述的投影儀自動(dòng)聚焦方法，其特征在于調(diào)制超聲 波信號(hào)采用幅度調(diào)制模式，解調(diào)超聲波信號(hào)采用幅度解調(diào)模式。
9. 如權(quán)利要求8所述的投影儀自動(dòng)聚焦方法，其還包括步驟用 一濾波單元濾除接收轉(zhuǎn)換單元產(chǎn)生的超聲波信號(hào)中的干擾信號(hào)。
10. 如權(quán)利要求8所述的投影儀自動(dòng)聚焦方法，其還包括步驟 以頻率檢測(cè)方式檢測(cè)解調(diào)后的超聲波信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種投影儀自動(dòng)聚焦方法，其包括步驟超聲波發(fā)生單元產(chǎn)生超聲波信號(hào)，調(diào)制單元調(diào)制超聲波信號(hào)，超聲波發(fā)射接收模塊發(fā)射、接收超聲波，解調(diào)單元解調(diào)接收到的超聲波信號(hào)，計(jì)時(shí)單元測(cè)量超聲波發(fā)射到接收的傳播時(shí)間；數(shù)據(jù)處理模塊測(cè)量投影儀到顯示屏幕的距離，并輸出變焦參數(shù)信號(hào)和聚焦參數(shù)信號(hào)；輸出模塊驅(qū)動(dòng)變焦電機(jī)和聚焦電機(jī)作動(dòng)，使變焦透鏡和聚焦透鏡分別調(diào)整變焦參數(shù)值和聚焦位置參數(shù)值，并將圖像投影到顯示屏幕上。另外，本發(fā)明還提供一種使用上述方法的自動(dòng)聚焦投影儀。
文檔編號(hào)G03B21/53GK101178535SQ20061006357
公開日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2006年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月10日
發(fā)明者丁林坤, 翁世芳 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司