專利名稱：具有攝影成像功能的運(yùn)算裝置及其投影自動(dòng)對(duì)焦方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種運(yùn)算裝置及運(yùn)算裝置的自動(dòng)控制方法，特別是涉及具有攝影成像功能的運(yùn)算裝置及其投影自動(dòng)對(duì)焦的方法。
背景技術(shù)：
投影設(shè)備是辦公或會(huì)議處所常用的影像輸出設(shè)備，常見的大型投影機(jī)當(dāng)中，有一部分可通過設(shè)置感測(cè)元件并根據(jù)感測(cè)結(jié)果主動(dòng)調(diào)整焦距，以進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦。所述的感測(cè)元件例如紅外線感測(cè)器、聲納探測(cè)器等設(shè)備。投影機(jī)利用感測(cè)元件感測(cè)投影機(jī)與投影面之間的距離，再計(jì)算投影機(jī)的投影透鏡投射影像時(shí)所應(yīng)定位的位置。然而，由于感測(cè)元件較占體積，故可能使得投影機(jī)整體尺寸偏大，較不適于直接設(shè)置在可攜式的運(yùn)算裝置，如筆記型計(jì)算機(jī)或個(gè)人數(shù)字助理。而目前市面上雖然有小型投影設(shè)備，可連接到便攜式的運(yùn)算裝置以投射影像畫面，但為了縮小投影設(shè)備的體積，而未設(shè)置感測(cè)單元進(jìn)行距離的感測(cè)，不具備自動(dòng)對(duì)焦的能力，可能需要使用者以目測(cè)方式觀看投射出來的影像，并手動(dòng)調(diào)整投影透鏡的位置，才能達(dá)到對(duì)焦的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種具有攝影成像功能的運(yùn)算裝置，包括投影單元、影像接收單元及處理單元。投影單元包括投影透鏡及驅(qū)動(dòng)單元；處理單元包括清晰度運(yùn)算單元及控制單元。投影透鏡用以投射運(yùn)算裝置輸出的影像，驅(qū)動(dòng)單元機(jī)械連接投影透鏡，并用以帶動(dòng)投影透鏡沿著光軸在多個(gè)投影位置之間移動(dòng)。影像接收單元接收投影透鏡依序在每一投影位置所投射的影像的至少一部分為多個(gè)候選影像，所述候選影像一對(duì)一對(duì)應(yīng)于投影位置。 處理單元控制投影單元投射影像及控制影像接收單元接收候選影像，其清晰度運(yùn)算單元?jiǎng)t執(zhí)行程序碼以擷取影像接收單元所接收的候選影像、計(jì)算候選影像的清晰度以獲得具有最大清晰度的其中一個(gè)該候選影像為焦點(diǎn)影像，其中，該焦點(diǎn)影像所對(duì)應(yīng)的該投影位置為一焦點(diǎn)位置?？刂茊卧鶕?jù)焦點(diǎn)位置產(chǎn)生一控制訊號(hào)，并傳送到驅(qū)動(dòng)單元，使驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)控制訊號(hào)帶動(dòng)投影透鏡移動(dòng)到焦點(diǎn)位置。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種具攝影成像功能的運(yùn)算裝置的投影自動(dòng)對(duì)焦方法，所述運(yùn)算裝置包括投影單元、影像接收單元及處理單元。所述實(shí)施例的步驟包括控制投影單元沿光軸方向在多個(gè)投影位置投射影像，及控制影像接收單元接收投影透鏡依序在每一投影位置所投射的影像為多個(gè)候選影像，其中，所述的多個(gè)候選影像一對(duì)一對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)投影位置。擷取影像接收單元所接收的多個(gè)候選影像并計(jì)算候選影像的清晰度，以獲得具有最大清晰度的其中一個(gè)候選影像為焦點(diǎn)影像，以及獲得焦點(diǎn)影像相對(duì)應(yīng)的投影位置，其中， 焦點(diǎn)影像所對(duì)應(yīng)的投影位置為焦點(diǎn)位置。獲得焦點(diǎn)位置后，控制投影單元在焦點(diǎn)位置投射影像。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例所提供的具攝影成像功能的運(yùn)算裝置及其投影自動(dòng)對(duì)焦方法，可使得具有影像接收單元的運(yùn)算裝置利用投影單元投射影像，并且可自動(dòng)為投影單元的影像進(jìn)行對(duì)焦，使投影單元投射出清晰可辨的影像畫面。


圖1為本發(fā)明提供的一種具攝影成像功能的運(yùn)算裝置實(shí)施例方塊圖；圖2為本發(fā)明提供的候選影像對(duì)比差及投影位置的示意圖；圖3為本發(fā)明提供的一種具攝影成像功能的運(yùn)算裝置的投影自動(dòng)對(duì)焦方法實(shí)施例流程圖；圖4為本發(fā)明提供的處理單元判斷焦點(diǎn)位置實(shí)施例的流程圖；及圖5A-5C為本發(fā)明提供的候選影像對(duì)比差及投影位置的示意圖。附圖符號(hào)說明1運(yùn)算裝置10影像接收單元12投影單元120投影透鏡122驅(qū)動(dòng)單元14處理單元140清晰度運(yùn)算單元142控制單元144寄存單元146計(jì)時(shí)單元L 光軸S3Ol-S3I5 流程步驟S401-S413 流程步驟
具體實(shí)施例方式〔第一實(shí)施例〕請(qǐng)參照?qǐng)D1所繪示的運(yùn)算裝置實(shí)施例的方塊圖。運(yùn)算裝置1包括影像接收單元 10、投影單元12及處理單元14。投影單元12還包括投影透鏡120及驅(qū)動(dòng)單元122。處理單元14則過包括清晰度運(yùn)算單元140、控制單元142及寄存單元144。影像接收單元10及投影單元12分別耦接處理單元14。其中，清晰度運(yùn)算單元140分別耦接影像接收單元10、 控制單元142及寄存單元144?？刂茊卧?42還耦接投影單元12的驅(qū)動(dòng)單元122。投影單元12的投影透鏡120則與驅(qū)動(dòng)單元122機(jī)械連接。本實(shí)施例的運(yùn)算裝置1可為筆記型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理等可攜式移動(dòng)裝置。運(yùn)算裝置1可利用處理單元14控制投影單元12將影像投射到投影面，以輸出經(jīng)過處理單元14所處理的信息。投影面可為白板、布幕、墻面等可供顯示影像的物件。投影單元12的投影透鏡120可受驅(qū)動(dòng)單元122的帶動(dòng)，而沿著光軸在不同的投影位置之間線性移動(dòng)。投射在投影面的影像的清晰度易因投影透鏡120所在的投影位置不同而受影響，當(dāng)投影透鏡120的投影位置越接近焦點(diǎn)，投射出來的影像越清晰，反之則越模糊。
為了讓投射在投影面的影像畫面可自動(dòng)調(diào)整到最清晰的狀態(tài)，處理單元14可控制投影單元12的投影透鏡120沿著光軸依序在多個(gè)投影位置投射影像，以及控制影像接收單元10擷取投影單元12投射在投影面的多個(gè)影像，并處理被擷取的多個(gè)影像以從中找出最適當(dāng)?shù)耐队拔恢茫雇队皢卧?2可移動(dòng)到最適當(dāng)?shù)耐队拔恢枚渡涑鲎钋逦挠跋瘛?處理單元14的清晰度運(yùn)算單元140分析影像接收單元10所擷取的多個(gè)影像的清晰度，以找出具有最大清晰度的其中一個(gè)影像。清晰度運(yùn)算單元140分析出的每個(gè)影像的清晰度值和每個(gè)影像對(duì)應(yīng)的投影位置可寄存在寄存單元144?？刂茊卧?42根據(jù)具有最大清晰度的影像所對(duì)應(yīng)的投影位置控制驅(qū)動(dòng)單元122，讓驅(qū)動(dòng)單元122帶動(dòng)投影透鏡120移動(dòng)到所述的投影位置，藉此使投影透鏡120投射出最清晰的影像。影像接收單元10可設(shè)置在運(yùn)算裝置1的裝置表面，用以擷取外部的影像。影像接收單元10可根據(jù)處理單元14的控制，在投影單元12的投影透鏡120從不同投影位置投射多個(gè)清晰度不同的影像到投影面時(shí)，接收每個(gè)投射在投影面上的影像的至少一部分，產(chǎn)生清晰度不同的多個(gè)候選影像，并將所接收的候選影像轉(zhuǎn)換成影像訊號(hào)傳送到處理單元14。 影像訊號(hào)中可包括影像接收單元10中的感測(cè)元件所感測(cè)到的像素?cái)?shù)據(jù)。影像接收單元10 可為微型相機(jī)模塊(CCM)、電荷耦合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0Q攝影機(jī)等可用以接收影像的裝置。投影單元12亦可設(shè)置在運(yùn)算裝置1的表面，根據(jù)處理單元14的指示而投射影像畫面。其中，用以帶動(dòng)投影透鏡120移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)單元122可為微致動(dòng)器(actuator)或步進(jìn)馬達(dá)，用以根據(jù)來自處理單元14的指示，將訊號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械的動(dòng)作，并由步進(jìn)馬達(dá)根據(jù)指示漸次地移動(dòng)投影透鏡120的投影位置，使投影透鏡120可反復(fù)地進(jìn)行往返地運(yùn)動(dòng)，而投射出清晰度不同的影像。處理單元14除了控制投影單元12投射出影像畫面，以及控制影像接收單元10在投影單元12投影時(shí)接收候選影像之外，還可執(zhí)行一組程序碼以運(yùn)算不同候選影像的清晰度，并且找出具有最大清晰度的其中一個(gè)影像以作為焦點(diǎn)影像，并且控制投影單元12將投影透鏡120移動(dòng)到焦點(diǎn)影像所對(duì)應(yīng)的投影位置投影，藉以在投影面投射出最清楚易辨識(shí)的影像畫面。其中，清晰度運(yùn)算單元140依照影像接收單元10接收候選影像的順序，一一擷取候選影像的訊號(hào)，并可將各個(gè)候選影像的訊號(hào)寄存在寄存單元144當(dāng)中以待運(yùn)算及分析。 投影透鏡120是根據(jù)處理單元14的控制而在多個(gè)投影位置上依序前進(jìn)或后退，當(dāng)投影透鏡 120在移動(dòng)的過程中逐漸靠近焦點(diǎn)所在的位置時(shí)，依序投射出來的每個(gè)影像畫面都會(huì)比前一畫面更清楚；反之，當(dāng)投影透鏡120因移動(dòng)而遠(yuǎn)離焦點(diǎn)時(shí)，每次投射出來的影像畫面也會(huì)比前一畫面顯得更模糊。清晰度運(yùn)算單元140可根據(jù)程序碼執(zhí)行對(duì)比式(contrast)對(duì)焦演算以尋找出投影位置落在焦點(diǎn)的焦點(diǎn)影像。清晰度運(yùn)算單元140可從寄存的多個(gè)候選影像訊號(hào)中選取數(shù)個(gè)候選影像，并分別運(yùn)算及比對(duì)各個(gè)被選取候選影像的清晰度，藉以判斷影像清晰度的變化趨勢(shì)，進(jìn)而尋找出具有最大清晰度的候選影像及其對(duì)應(yīng)的投影位置；所述具有最大清晰度的候選影像即是焦點(diǎn)影像，而焦點(diǎn)影像所對(duì)應(yīng)的投影位置為一焦點(diǎn)位置，亦即為焦點(diǎn)所在。清晰度運(yùn)算單元140執(zhí)行的對(duì)比式對(duì)焦演算法中，可從寄存單元144中先選取兩個(gè)先后擷取的候選影像，并分別計(jì)算此二個(gè)候選影像的像素?cái)?shù)據(jù)，以個(gè)別獲得對(duì)應(yīng)的清晰度值；所述的清晰度值在例如為候選影像的像素對(duì)比差值。清晰度運(yùn)算單元140進(jìn)一步比對(duì)二個(gè)候選影像的清晰度值后，往清晰度值可能提高的方向再選取另一候選影像進(jìn)行計(jì)算和比對(duì)；換言之，就是往兩個(gè)候選影像中具有較高清晰度的候選影像的方向選取。若再度選取的候選影像的清晰度值又比先前所選取的候選影像的清晰度值更高，代表清晰度運(yùn)算單元140所選取的候選影像對(duì)應(yīng)的投影位置越來越接近焦點(diǎn)；反之，當(dāng)比對(duì)候選影像的清晰度，發(fā)現(xiàn)再選取的候選影像的清晰度較前一個(gè)被選取的候選影像的清晰度低時(shí)，代表最近一次選取的候選影像所對(duì)應(yīng)的投影位置，已經(jīng)超過焦點(diǎn)所在。當(dāng)投影透鏡120所在的投影位置遠(yuǎn)離焦點(diǎn)時(shí)，投射出來的影像易呈現(xiàn)模糊的畫面，因此被擷取的相對(duì)應(yīng)候選影像中各像素值較為接近，像素之間的對(duì)比差值較小；而投影透鏡120越接近焦點(diǎn)，投射出來的影像畫面越清晰，相對(duì)應(yīng)的候選影像中，各個(gè)像素較精確地對(duì)應(yīng)到不同的色彩與明暗度，因此像素之間的對(duì)比差值較大。故而，當(dāng)比對(duì)二個(gè)候選影像的清晰度值而發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)候選影像的清晰度大于另一個(gè)候選影像的清晰度時(shí)，可判斷焦點(diǎn)影像所在的位置為偏向具有較大清晰度的候選影像的一側(cè)。請(qǐng)參照?qǐng)D2所繪示的投影位置與候選影像的對(duì)比差座標(biāo)示意圖，其中橫軸代表清晰度運(yùn)算單元140依照影像接收單元10接收順序而依序擷取的候選影像；縱軸則代表候選影像的像素對(duì)比差；另外，與橫軸平行的光軸L則用以供投影透鏡120在其上的多個(gè)投影位置移動(dòng)，每一投影位置對(duì)應(yīng)到橫軸上的一個(gè)候選影像。清晰度運(yùn)算單元140從多個(gè)候選影像中先選取二個(gè)候選影像進(jìn)行計(jì)算和比對(duì)，在本例中，被選取的影像分別為圖2所示的候選影像A與候選影像B，其中，候選影像B的對(duì)比差大于候選影像A的對(duì)比差。清晰度運(yùn)算單元140可將具有對(duì)比差較小的候選影像A作為第一影像，而具有較大對(duì)比差的候選影像 B視為第二影像，并且將第一影像與第二影像之間所包括的投影位置的范圍定義為第一區(qū)段。清晰度運(yùn)算單元140計(jì)算并比對(duì)后可判斷應(yīng)在遠(yuǎn)離候選影像A而接近候選影像B 之處再選取另一候選影像進(jìn)行運(yùn)算及比對(duì)。在本例中，清晰度運(yùn)算單元140可選取第三影像，如圖2所示的候選影像C，而與前次比對(duì)結(jié)果中具有較大清晰度的第二影像進(jìn)行比對(duì)； 其中，候選影像B的投影位置介于候選影像A與候選影像C之間，而第二影像與第三影像之間所包括的投影位置的范圍定義為第二區(qū)段。當(dāng)清晰度運(yùn)算單元140比對(duì)后判斷出候選影像C的對(duì)比差小于候選影像B的對(duì)比差，代表候選影像C所對(duì)應(yīng)的投影位置已經(jīng)超過了焦點(diǎn)所在。焦點(diǎn)所在的投影位置可能座落于候選影像B及C之間。故清晰度運(yùn)算單元140再于候選影像B及C之間選取新的第三影像以縮小第二區(qū)段的范圍，例如選取圖2所示的候選影像D，并再次比對(duì)從第二影像到第三影像的清晰度變化。當(dāng)比對(duì)出第二影像的清晰度仍大于新選取的第三影像時(shí)，改處理第一影像與第二影像之間的比對(duì)。清晰度運(yùn)算單元140在候選影像A與B之間，再選取新的第一影像與原第二影像進(jìn)行清晰度的比對(duì)。本例中所選取的新第一影像如圖2所示的候選影像E，并計(jì)算及比對(duì)候選影像E與B的清晰度。若候選影像E的清晰度仍小于候選影像B，則再于第一區(qū)段中選取另一新的第一影像，如圖2所示的候選影像F，以縮小第一區(qū)段的范圍后再度比對(duì)。若第二影像的清晰度仍然大于新選取的第一影像的清晰度，則再返回對(duì)第二區(qū)段的影像進(jìn)行比對(duì)，以逐漸逼近對(duì)應(yīng)到焦點(diǎn)的候選影像及其投影位置。
清晰度運(yùn)算單元140再于第二區(qū)段間選取新的第三影像，如圖2所示的候選影像 G，以便與第二影像進(jìn)行像素對(duì)比差的比對(duì)。在本例中，新選取的第三影像的對(duì)比差大于第二影像，清晰度運(yùn)算單元140因此而可判斷焦點(diǎn)影像系介于由候選影像B與候選影像G所涵蓋的第二區(qū)段之間。清晰度運(yùn)算單元140確認(rèn)焦點(diǎn)影像的投影位置之后可將候選影像B 及G分別作為第一及第三影像，并在候選影像B及G之間再選取一候選影像為第二影像， 再度進(jìn)行比對(duì)以縮小焦點(diǎn)位置所在的范圍，最后獲得一候選影像X，其對(duì)應(yīng)的清晰度值在第二區(qū)段中大于所有其他候選影像的清晰度值。此時(shí)清晰度運(yùn)算單元140可判斷候選影像X 所對(duì)應(yīng)的投影位置為焦點(diǎn)位置。藉此，清晰度運(yùn)算單元140可利用所擷取到的多個(gè)候選影像，以三點(diǎn)比對(duì)的手段， 每次比較第一、第二及第三影像的清晰度值，以逼近所有候選影像中具有最大對(duì)比差的候選影像，并以所述具有最大對(duì)比差的候選影像為對(duì)焦影像，且其所對(duì)應(yīng)的投影位置即為焦點(diǎn)所在的位置。由于投影單元12是受處理單元14的控制而在不同的投影位置投影，故清晰度運(yùn)算單元140可在擷取候選影像時(shí)，一并將每一候選影像所對(duì)應(yīng)的投影位置相對(duì)應(yīng)地寄存在寄存單元144中，以更清晰度運(yùn)算單元140 —比對(duì)出具有最大清晰度的候選影像為焦點(diǎn)影像時(shí)，亦可立刻得知所述焦點(diǎn)影像的投影位置。連接于清晰度運(yùn)算單元140的控制單元142可接收清晰度運(yùn)算單元140的通知， 并根據(jù)焦點(diǎn)影像的投影位置產(chǎn)生控制訊號(hào)。所述的控制訊號(hào)將傳送到投影單元12的驅(qū)動(dòng)單元122。驅(qū)動(dòng)單元122可為可將電氣訊號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)作的致動(dòng)器(如微致動(dòng)器)或馬達(dá)(如步進(jìn)馬達(dá))，用以根據(jù)控制訊號(hào)所指示的投影位置驅(qū)動(dòng)投影透鏡120，使投影透鏡120 最后能移動(dòng)到焦點(diǎn)影像所對(duì)應(yīng)的投影位置，也就是處理單元12所要尋找的焦點(diǎn)位置。藉此，投影透鏡120可在焦點(diǎn)上投射出最清晰的影像畫面。清晰度運(yùn)算單元140在計(jì)算及比對(duì)候選影像，并找出對(duì)焦影像的投影位置后，可暫停執(zhí)行擷取影像及計(jì)算比對(duì)影像的程序碼。但由于運(yùn)算裝置1或投影面可能因移動(dòng)使原先獲得的焦點(diǎn)位置失效，投影透鏡120必須重新調(diào)整其投影位置以獲得較佳的投影結(jié)果。本實(shí)施例中，處理單元14還可包括計(jì)時(shí)單元146，耦接于清晰度運(yùn)算單元140與控制單元142之間。其中，當(dāng)控制單元142產(chǎn)生控制訊號(hào)時(shí)，還可進(jìn)一步產(chǎn)生另一驅(qū)動(dòng)訊號(hào)給計(jì)時(shí)單元146，使計(jì)時(shí)單元146開始根據(jù)一段預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)時(shí)，例如10秒鐘。當(dāng)計(jì)時(shí)單元146的預(yù)設(shè)時(shí)間到達(dá)時(shí)，可產(chǎn)生啟動(dòng)訊號(hào)給清晰度運(yùn)算單元140，以通知清晰度運(yùn)算單元140再度進(jìn)行候選影像的擷取與比對(duì)。因此，清晰度運(yùn)算單元140接收到計(jì)時(shí)單元146所傳輸?shù)膯?dòng)訊號(hào)時(shí)，處理單元14 可再控制投影單元12讓投影透鏡120依序在多個(gè)投影位置移動(dòng)，而清晰度運(yùn)算單元140 可再次執(zhí)行程序碼重行進(jìn)行擷取候選影像及選取、計(jì)算和比對(duì)候選影像的操作，以再度獲得具有最大清晰度的候選影像所對(duì)應(yīng)的投影位置。〔第二實(shí)施例〕請(qǐng)參閱圖3，圖3繪制了本發(fā)明提供的一種投影自動(dòng)對(duì)焦方法實(shí)施例的流程。本實(shí)施例的流程可在如圖1所示的一種具攝影成像功能的運(yùn)算裝置1上實(shí)施，因此請(qǐng)一并參照?qǐng)D1的方塊圖以利理解。本實(shí)施例的流程步驟，主要由運(yùn)算裝置1的處理單元14進(jìn)行控制，包括由處理單元14控制投影單元12去驅(qū)動(dòng)投影透鏡120沿著光軸在多個(gè)投影位置線性地移動(dòng)并投射影像到投影面(S301)，以及控制影像接收單元10根據(jù)投影單元12投射的影像，接收投影面上每一影像的至少一部分，以分別產(chǎn)生候選影像(S303)。處理單元14的清晰度運(yùn)算單元140可執(zhí)行程序碼以依序擷取影像接收單元10所接收的候選影像(S305)，并可將所擷取的候選影像寄存在寄存單元144當(dāng)中以待運(yùn)算及分析。清晰度運(yùn)算單元140可執(zhí)行程序碼以選取及計(jì)算多個(gè)候選影像的清晰度值，例如各個(gè)候選影像中的像素對(duì)比差值，以判斷不同候選影像的清晰度，并根據(jù)所計(jì)算出的清晰度值， 比對(duì)出具有最大清晰度的其中一個(gè)候選影像為焦點(diǎn)影像，以及焦點(diǎn)影像所對(duì)應(yīng)到的投影位置(S307)，其中，對(duì)焦影像所對(duì)應(yīng)的投影位置為焦點(diǎn)在光軸上的位置。處理單元14的控制單元142根據(jù)清晰度運(yùn)算單元140計(jì)算出焦點(diǎn)位置后的通知， 產(chǎn)生一觸發(fā)訊號(hào)及根據(jù)焦點(diǎn)位置產(chǎn)生一控制訊號(hào)(S309)。其中，控制訊號(hào)被傳送到投影單元12的驅(qū)動(dòng)單元122，由驅(qū)動(dòng)單元122依照控制訊號(hào)的指示，帶動(dòng)與驅(qū)動(dòng)單元122機(jī)械連接的投影透鏡120移到所述的焦點(diǎn)位置定位(S311)，使投影透鏡120停留在焦點(diǎn)位置投射影像，藉以在投影面顯現(xiàn)出最清晰可辨的影像畫面。此外，控制單元142產(chǎn)生的觸發(fā)訊號(hào)則傳送到計(jì)時(shí)單元146，使計(jì)時(shí)單元146在清晰度運(yùn)算單元140找出最適當(dāng)?shù)耐队拔恢煤螅?開始根據(jù)一預(yù)設(shè)時(shí)間計(jì)時(shí)(S313)。當(dāng)預(yù)設(shè)時(shí)間已屆滿時(shí)，計(jì)時(shí)單元146則產(chǎn)生一啟動(dòng)訊號(hào) (S315)，處理單元14根據(jù)啟動(dòng)訊號(hào)再度執(zhí)行步驟S301及其以下的步驟，重新執(zhí)行對(duì)焦的操作，以避免因運(yùn)算裝置1或投影面移動(dòng)而使前次計(jì)算出的焦點(diǎn)位置不再是最適合的投影位置。在步驟S307當(dāng)中，清晰度運(yùn)算單元140執(zhí)行程序碼而計(jì)算出候選影像中的清晰度值，并找出具有最大清晰度的候選影像的其中一種手段，可采用比對(duì)各候選影像的像素對(duì)比差，并以三點(diǎn)比對(duì)的方式快速找到具有最大清晰度的焦點(diǎn)影像。請(qǐng)參照?qǐng)D4所示清晰度運(yùn)算單元140運(yùn)算像素對(duì)比差以獲得最大對(duì)比差的流程。清晰度運(yùn)算單元140根據(jù)程序碼擷取影像接收單元10所接收的候選影像的影像訊號(hào)(S401)，并寄存在寄存單元144中。在多個(gè)依序擷取的候選影像中任選出第一影像M、 第二影像N及第三影像0，其中，第二影像N的擷取順序介于第一影像M及第三影像0之間 (S40;3)。接著，分別計(jì)算第一、第二及第三影像的像素對(duì)比差值，并比對(duì)第二影像N的像素對(duì)比差是否大于第一影像M的像素對(duì)比差(S405)，若是，則代表焦點(diǎn)位置F未落于第一影像M到第三影像0之間(S407)，如圖5A所示。反之，若第二影像的像素對(duì)比差不大于第一影像的像素對(duì)比差，則進(jìn)一步判斷第二影像的像素對(duì)比差是否大于第三影像的像素對(duì)比差 (S409)。若第二影像的像素對(duì)比差并不大于第三影像，則亦表示焦點(diǎn)所在的投影位置未落于第一影像到第三影像之間(S411)，如圖5B所示。然而，若第二影像的對(duì)比差既大于第一影像又大于第三影像的對(duì)比差，則表示焦點(diǎn)所在的投影位置介于第一影像與第三影像所對(duì)應(yīng)的投影位置之間(S413)，如圖5C所示。故清晰度運(yùn)算單元140可根據(jù)上述相同的手段， 靠近第二影像再選取新的第一影像與第三影像分別進(jìn)行比對(duì)，以逐漸逼近對(duì)應(yīng)到焦點(diǎn)所在的投影位置的候選影像(S413)，直到第一影像與第三影像分別為第二影像的前一個(gè)及后一個(gè)候選影像，且第二影像的像素對(duì)比差大于第一影像與第三影像個(gè)別的像素對(duì)比差時(shí)，可確認(rèn)第二影像的像素對(duì)比差為最大像素對(duì)比差，第二影像具有最大清晰度，而第二影像所對(duì)應(yīng)的投影位置是焦點(diǎn)所在。具體的例示已在第一實(shí)施例中結(jié)合圖2加以說明，此處即不再舉例重述。值得一提的是，清晰度運(yùn)算單元140用以找出最大清晰度的演算方式，當(dāng)然還可采行將所有被擷取的候選影像的像素對(duì)比差一一運(yùn)算出來，再根據(jù)排序而找出像素對(duì)比差的最大值，藉以獲得對(duì)應(yīng)到具有最大清晰度的候選影像的投影位置等手段，圖4所展示的流程僅為其中一種手段的例示?！矊?shí)施例的可能功效〕根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，上述的運(yùn)算裝置可利用投影單元做為輸出裝置，直接將運(yùn)算裝置所要呈現(xiàn)的影像畫面投射到投影面，使得運(yùn)算裝置除了有常用的顯示面板之外，還多了一種影像畫面的輸出裝置。此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，運(yùn)算裝置可利用本身所具備的影像接收單元及處理單元自動(dòng)地為投影單元進(jìn)行對(duì)焦，使投影單元所投射出來的影像保持在最清晰可辨識(shí)的狀況。處理單元擷取影像接收單元接收的影像，并對(duì)影像進(jìn)行運(yùn)算和比對(duì)，以獲得具有最大清晰度的焦點(diǎn)影像，并根據(jù)所述焦點(diǎn)影像所對(duì)應(yīng)的投影位置，而判斷出投影單元的的投影透鏡所應(yīng)定位之處，免除使用者必須目測(cè)清晰度并手動(dòng)調(diào)整投影透鏡位置的不便。其中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，運(yùn)算裝置的影像接收單元不需要具備對(duì)焦的能力，可單純執(zhí)行接收影像的操作，而運(yùn)算、分析的操作則可集中由處理單元(例如筆記型計(jì)算機(jī)的中央處理器或移動(dòng)通訊設(shè)備的嵌入式控制器)執(zhí)行。制造商除了在現(xiàn)有的運(yùn)算裝置上內(nèi)建或外接投影單元之外，不需額外配置其他元件即可達(dá)到為投影單元對(duì)焦的效果，除了降低生產(chǎn)成本之外，也可加快生產(chǎn)的時(shí)程。再者，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，處理單元可利用三點(diǎn)比對(duì)的方式，取三個(gè)影像進(jìn)行運(yùn)算、比對(duì)及收斂比對(duì)范圍的手段，由于不需要對(duì)所有被擷取的影像進(jìn)行計(jì)算，處理單元的計(jì)算量及計(jì)算時(shí)間相對(duì)地減少，可達(dá)到提高對(duì)焦效率、減少每次對(duì)焦所需時(shí)間的效果。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，其并非用以局限本發(fā)明的專利范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有攝影成像功能的運(yùn)算裝置，其特征在于包括投影單元，包括投影透鏡，用以投射該運(yùn)算裝置輸出的影像；及驅(qū)動(dòng)單元，機(jī)械連接該投影透鏡，用以帶動(dòng)該投影透鏡沿著光軸在多個(gè)投影位置之間移動(dòng)；影像接收單元，接收該投影透鏡依序在每一投影位置所投射的影像的至少一部分為多個(gè)候選影像，該候選影像一對(duì)一對(duì)應(yīng)于該投影位置；及處理單元，控制該投影單元投射影像及控制該影像接收單元接收該候選影像，該處理單元包括清晰度運(yùn)算單元，執(zhí)行程序碼以擷取該影像接收單元所接收的該候選影像，計(jì)算該候選影像的清晰度以獲得具有最大清晰度的其中一個(gè)該候選影像為焦點(diǎn)影像，其中，該焦點(diǎn)影像所對(duì)應(yīng)的該投影位置為焦點(diǎn)位置；及控制單元，根據(jù)該焦點(diǎn)位置產(chǎn)生控制訊號(hào)；其中，該驅(qū)動(dòng)單元接收該控制訊號(hào)，并根據(jù)該控制訊號(hào)帶動(dòng)該投影透鏡移動(dòng)到該焦點(diǎn)位置。
2.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)算裝置，其特征在于，該清晰度運(yùn)算單元擷取該候選影像，并自該候選影像中選取第一影像、第二影像及第三影像并分別計(jì)算清晰度，其中，該第二影像所對(duì)應(yīng)的該投影位置介于該第一影像及該第三影像所對(duì)應(yīng)的該投影位置之間，以及根據(jù)清晰度計(jì)算結(jié)果，確認(rèn)該焦點(diǎn)影像的該焦點(diǎn)位置是否介于該第一影像及該第三影像所對(duì)應(yīng)的該投影位置之間。
3.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)算裝置，其特征在于，該清晰度運(yùn)算單元判斷該第二影像的清晰度是否大于該第一影像及該第三影像的清晰度，并于該第二影像的清晰度大于該第一影像的清晰度且大于該第三影像的清晰度時(shí)，確認(rèn)該焦點(diǎn)影像所對(duì)應(yīng)的該焦點(diǎn)位置介于該第一影像及該第三影像分別對(duì)應(yīng)的該投影位置之間。
4.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)算裝置，其特征在于，該處理單元還包括寄存單元，用以寄存該候選影像、與該候選影像一對(duì)一對(duì)應(yīng)的該投影位置，以及該清晰度運(yùn)算單元所計(jì)算的清晰度。
5.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)算裝置，其特征在于，該處理單元還包括計(jì)時(shí)單元，接收一觸發(fā)訊號(hào)以開始計(jì)時(shí)，并于計(jì)時(shí)到達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，傳送啟動(dòng)訊號(hào)至該清晰度運(yùn)算單元；其中，該控制單元根據(jù)該清晰度運(yùn)算單元運(yùn)算出的該焦點(diǎn)位置還產(chǎn)生該觸發(fā)訊號(hào)，該清晰度運(yùn)算單元接收該啟動(dòng)訊號(hào)而擷取該影像接收單元所接收的該候選影像。
6.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)算裝置，其特征在于，該驅(qū)動(dòng)單元為致動(dòng)器。
7.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)算裝置，其特征在于，該驅(qū)動(dòng)單元為步進(jìn)馬達(dá)。
8.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)算裝置，其特征在于，該處理單元為中央處理單元或嵌入式控制器。
9.一種具有攝影成像功能的運(yùn)算裝置的投影自動(dòng)對(duì)焦方法，該運(yùn)算裝置包括投影單元、影像接收單元及處理單元，其特征在于該方法包括控制該投影單元沿光軸方向在多個(gè)投影位置投射影像；控制該影像接收單元接收該投影透鏡依序在每一投影位置所投射的影像為多個(gè)候選影像，該候選影像一對(duì)一對(duì)應(yīng)于該投影位置；擷取該影像接收單元所接收的該候選影像；計(jì)算該候選影像的清晰度，以獲得具有最大清晰度的其中一個(gè)該候選影像為焦點(diǎn)影像及相對(duì)應(yīng)的該投影位置，其中，該焦點(diǎn)影像所對(duì)應(yīng)的該投影位置為焦點(diǎn)位置；及控制該投影單元在該焦點(diǎn)位置投射影像。
10.如權(quán)利要求9所述的投影自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于，控制該投影單元在該焦點(diǎn)位置投射影像的步驟包括根據(jù)該焦點(diǎn)位置產(chǎn)生控制訊號(hào)；及傳送該控制訊號(hào)到該投影單元的驅(qū)動(dòng)單元，以使該驅(qū)動(dòng)單元帶動(dòng)該投影單元的投影透鏡移動(dòng)到該焦點(diǎn)位置。
11.如權(quán)利要求9所述的投影自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于，計(jì)算該候選影像的清晰度以獲得該焦點(diǎn)位置的步驟后還包括根據(jù)該焦點(diǎn)位置產(chǎn)生觸發(fā)訊號(hào)；傳送該觸發(fā)訊號(hào)以控制該計(jì)時(shí)單元根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間開始計(jì)時(shí)；當(dāng)該計(jì)時(shí)單元計(jì)時(shí)達(dá)到該預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，產(chǎn)生啟動(dòng)訊號(hào)；及根據(jù)該啟動(dòng)訊號(hào)返回控制該投影單元沿光軸方向在該投影位置投射影像的步驟執(zhí)行。
12.如權(quán)利要求9所述的投影自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于，計(jì)算該候選影像的清晰度以獲得該對(duì)焦影像的步驟包括(a)自該候選影像中選取第一影像、第二影像及第三影像，其中，該第二影像所對(duì)應(yīng)的該投影位置介于該第一影像及該第三影像所對(duì)應(yīng)的該投影位置之間；(b)分別計(jì)算該第一影像、該第二影像及該第三影像的清晰度；(c)判斷該第二影像的清晰度是否大于該第一影像及該第三影像的清晰度；(d)當(dāng)該第二影像的清晰度大于該第一影像的清晰度且大于該第三影像的清晰度時(shí)， 確認(rèn)該焦點(diǎn)影像所對(duì)應(yīng)的該焦點(diǎn)位置介于該第一影像及該第三影像分別對(duì)應(yīng)的該投影位置之間。
13.如權(quán)利要求12所述的投影自動(dòng)對(duì)焦方法，其特征在于該第一影像及該第二影像之間包括第一區(qū)段，該第二影像及該第三影像之間包括第二區(qū)段，步驟(d)之后，還包括在該第一區(qū)段所包括的該候選影像中選取該第一影像、該第二影像及該第三影像；返回執(zhí)行步驟(b)到(d)，直到該第一影像、該第二影像及該第三影像所對(duì)應(yīng)的該投影位置相鄰，以確認(rèn)在該第一區(qū)段的該第二影像為該對(duì)焦影像；及當(dāng)在該第一區(qū)段所選取的該第二影像的清晰度不大于該第一影像或不大于該第三影像的清晰度時(shí)，在該第二區(qū)段所包括的該候選影像中選取該第一影像、該第二影像及該第三影像，并返回執(zhí)行步驟(b)到(d)，直到該第一影像、該第二影像及該第三影像所對(duì)應(yīng)的該投影位置相鄰，以確認(rèn)在該第二區(qū)段的該第二影像為該對(duì)焦影像。
14.一種具攝影成像功能的運(yùn)算裝置，其特征在于包括投影單元，包括投影透鏡，用以投射該運(yùn)算裝置輸出的影像；及驅(qū)動(dòng)單元，機(jī)械連接該投影透鏡，用以帶動(dòng)該投影透鏡沿著光軸在多個(gè)投影位置之間移動(dòng)；影像接收單元，接收該投影透鏡依序在每一投影位置所投射的影像的至少一部分為多個(gè)候選影像，該候選影像一對(duì)一對(duì)應(yīng)于該投影位置；及處理單元，控制該投影單元投射影像及控制該影像接收單元接收該候選影像，該處理單元包括清晰度運(yùn)算單元，擷取該影像接收單元所接收的該候選影像，計(jì)算該候選影像的清晰度以獲得具有最大清晰度的其中一個(gè)該候選影像為焦點(diǎn)影像，其中，該焦點(diǎn)影像所對(duì)應(yīng)的該投影位置為焦點(diǎn)位置；及控制單元，根據(jù)該焦點(diǎn)位置產(chǎn)生控制訊號(hào)；其中，該清晰度運(yùn)算單元自該候選影像中選取第一影像、第二影像及第三影像并分別計(jì)算清晰度，該第二影像所對(duì)應(yīng)的該投影位置介于該第一影像及該第三影像所對(duì)應(yīng)的該投影位置之間，并于該第二影像的清晰度大于該第一影像的清晰度且大于該第三影像的清晰度時(shí)，確認(rèn)該焦點(diǎn)影像所對(duì)應(yīng)的該焦點(diǎn)位置介于該第一影像及該第三影像分別對(duì)應(yīng)的該投影位置之間；其中，該驅(qū)動(dòng)單元接收該控制訊號(hào)，并根據(jù)該控制訊號(hào)帶動(dòng)該投影透鏡移動(dòng)到該焦點(diǎn)位置。
15.如權(quán)利要求14所述的運(yùn)算裝置，其特征在于，該處理單元還包括寄存單元，用以寄存該候選影像、與該候選影像一對(duì)一對(duì)應(yīng)的該投影位置，以及該清晰度運(yùn)算單元所計(jì)算的清晰度。
16.如權(quán)利要求14所述的運(yùn)算裝置，其特征在于，該處理單元還包括計(jì)時(shí)單元，接收觸發(fā)訊號(hào)以開始計(jì)時(shí)，并于計(jì)時(shí)到達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，傳送啟動(dòng)訊號(hào)至該清晰度運(yùn)算單元；其中，該控制單元根據(jù)該清晰度運(yùn)算單元運(yùn)算出的該焦點(diǎn)位置還產(chǎn)生該觸發(fā)訊號(hào)，該清晰度運(yùn)算單元接收該啟動(dòng)訊號(hào)而擷取該影像接收單元所接收的該候選影像。
17.如權(quán)利要求14所述的運(yùn)算裝置，其特征在于，該驅(qū)動(dòng)單元為致動(dòng)器。
18.如權(quán)利要求14所述的運(yùn)算裝置，其特征在于，該驅(qū)動(dòng)單元為步進(jìn)馬達(dá)。
19.如權(quán)利要求14所述的運(yùn)算裝置，其特征在于，該處理單元為中央處理單元或嵌入式控制器。
全文摘要
一種具有攝影成像功能的運(yùn)算裝置及其投影自動(dòng)對(duì)焦方法。所述裝置包括投影單元、影像接收單元及處理單元。所述方法包括控制投影單元沿光軸在多個(gè)投影位置投射影像，及控制影像接收單元接收投影單元在每一投影位置所投射的影像為多個(gè)候選影像，所述的候選影像一對(duì)一對(duì)應(yīng)于投影位置。擷取影像接收單元所接收的多個(gè)候選影像并計(jì)算候選影像的清晰度，以獲得具有最大清晰度的候選影像為焦點(diǎn)影像，以及獲得焦點(diǎn)影像相對(duì)應(yīng)的投影位置為焦點(diǎn)位置。獲得焦點(diǎn)位置后，控制投影單元在焦點(diǎn)位置投射影像。據(jù)此，運(yùn)算裝置可自動(dòng)完成投影單元投射的影像對(duì)焦。
文檔編號(hào)G03B29/00GK102466958SQ20101053798
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者李錫濱, 黃勇諭 申請(qǐng)人:光寶科技股份有限公司, 旭麗電子(廣州)有限公司