幕布、投影系统及调焦方法与流程

本发明涉及投影技术领域，特别是涉及一种幕布、投影系统及调焦方法。

背景技术：

投影系统是指将图片、文字或者视频通过投影的方式投影到幕布上的设备。投影系统的呈现投影图像的方式主要是通过“光机”呈现的，现有的投影系统可自动调节投影仪的镜头的焦距，以调节画面的清晰度。该自动调节的方法一般是通过设置在投影仪上的照相机拍摄投影在幕布上的图像来获取图像的清晰度从而进行调焦。由于照相机位于投影仪上，照相机采集的图像的效果受投影仪位置影响。随着投影仪位置不同，为了获取准确的图像的清晰度，需要再对照相机调焦。因此，该投影系统调节自身投影的焦距的过程繁琐。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种幕布、投影系统及调焦方法，以解决现有技术采用照相机采集投影的图像，还需调节照相机的焦距，使得对投影系统的调焦过程繁琐的问题。

第一方面，提供一种幕布，用于显示投影的图像，所述幕布包括：幕布本体、多个光敏检测模块和处理模块，所述光敏检测模块，位于所述幕布本体的投影面上，用于采集投影在所述幕布本体上的图像的灰度；所述处理模块，用于根据所述光敏检测模块采集的所述图像的灰度，获得所述图像的描述信息，其中，所述图像的描述信息用于表示所述图像的投影的清晰度。

进一步：所述描述信息为基于灰度差分法获得的焦距评价函数。

进一步，所述焦距评价函数为：其中，f(i)表示焦距评价函数；(x，y)、(x，y-1)和(x-1，y)分别表示所述图像的像素点的坐标；f(x，y)、f(x，y-1)和f(x-1，y)分别表示所述光敏检测模块采集的所述像素点的灰度；i表示图像的帧数。

进一步，还包括：第一传输模块，用于发送所述处理模块获得的所述描述信息。

第二方面，提供一种投影系统，包括：上述的幕布和投影装置，所述投影装置包括：光机，用于向所述幕布本体投影；控制模块，用于根据所述处理模块获得的所述描述信息调节所述光机的出光面与所述幕布本体的投影面之间的间距，以调节所述图像的投影的清晰度。

进一步：所述光敏检测模块位于所述投影装置的最小投影范围内。

进一步：所述幕布本体为矩形，所述光敏检测模块围成的几何图形覆盖所述幕布本体的几何中心。

进一步，所述描述信息为基于灰度差分法获得的焦距评价函数，则所述控制模块用于：控制所述光机向靠近所述幕布本体的投影面或者远离所述幕布本体的投影面的方向移动，其中，每次移动的距离为预设步长；在所述光机向靠近所述幕布本体的投影面或者远离所述幕布本体的投影面的方向移动的过程中，比较所述光机在每次移动的初始位置和终止位置向所述幕布本体投影的图像的所述焦距评价函数的值的大小；其中，所述图像在所述光敏检测模块的检测范围内具有不同的灰度。

进一步：若所述光机在首次移动的所述初始位置的所述焦距评价函数比所述终止位置的所述焦距评价函数的值小，则所述控制模块控制所述光机继续向相同的方向移动预设步长，直到该次移动的所述初始位置的所述焦距评价函数比所述终止位置的所述焦距评价函数的值大，并确定该次移动的所述初始位置为所述图像的投影的最清晰的位置；若所述光机在首次移动的所述初始位置的所述焦距评价函数比所述终止位置的所述焦距评价函数的值大，则所述控制模块控制所述光机向相反的方向移动预设步长，直到该次移动的所述初始位置的所述焦距评价函数比所述终止位置的所述焦距评价函数的值大，并确定该次移动的所述初始位置为所述图像的投影的最清晰的位置。

进一步，所述投影装置还包括：至少一个马达，用于在所述控制模块的控制下向第一方向或者第二方向转动预设角度，以驱动所述光机向靠近所述幕布本体的投影面或者远离所述幕布本体的投影面的方向移动，其中，所述预设角度与所述预设步长匹配，所述第一方向和所述第二方向相反。

进一步：所述预设角度为1/200～1/100度。

进一步，所述投影装置还包括：第二传输模块，用于接收所述幕布发送的所述焦距评价函数，并将所述焦距评价函数发送到所述控制模块。

第三方面，提供一种调焦方法，用于上述的投影系统，所述调焦方法包括：所述光机向所述幕布本体投影一图像；所述光敏检测模块采集所述光机投影在所述幕布本体上的图像的灰度；所述处理模块根据所述光敏检测模块采集的所述图像的灰度，获得所述图像的描述信息；所述控制模块根据所述处理模块获得的所述描述信息调节所述光机的出光面与所述幕布本体的投影面之间的间距，以调节所述图像的投影的清晰度。

进一步：所述描述信息为基于灰度差分法获得的焦距评价函数。

进一步：所述控制模块根据所述处理模块获得的所述描述信息调节所述光机的出光面与所述幕布本体的投影面之间的间距，以调节所述图像的投影的清晰度的步骤，包括：控制所述光机向靠近所述幕布本体的投影面或者远离所述幕布本体的投影面的方向移动，其中，每次移动的距离为预设步长；在所述光机向靠近所述幕布本体的投影面或者远离所述幕布本体的投影面的方向移动的过程中，比较所述光机在每次移动的初始位置和终止位置向所述幕布本体投影的图像的所述焦距评价函数的值的大小；若首次移动的所述初始位置的所述焦距评价函数比所述终止位置的所述焦距评价函数的值小，则控制所述光机继续向相同的方向移动预设步长，直到该次移动的所述初始位置的所述焦距评价函数比所述终止位置的所述焦距评价函数的值大，并确定该次移动的所述初始位置为所述图像的投影的最清晰的位置；若首次移动的所述初始位置的所述焦距评价函数比所述终止位置的所述焦距评价函数的值大，则控制所述光机向相反的方向移动预设步长，直到该次移动的所述初始位置的所述焦距评价函数比所述终止位置的所述焦距评价函数的值大，并确定该次移动的所述初始位置为所述图像的投影的最清晰的位置；其中，所述图像在所述光敏检测模块的检测范围内具有不同的灰度。

这样，本发明实施例中，通过在幕布本体上设置光敏检测模块检测图像的灰度，使得该图像的灰度的检测不受投影装置位置的影响，投影装置在任何位置，光敏检测模块都可获得准确的灰度值，从而获得较准确的图像的描述信息。因此，当采用该幕布配合投影装置调焦时，只需调整投影装置的光机的位置，无需对投影装置做其他调整，就能获得较准确的灰度值，使得该调焦过程较简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例的幕布的结构示意图；

图2是本发明第一实施例的幕布的一种结构框图；

图3是本发明第一实施例的幕布的另一种结构框图；

图4是本发明第二实施例的投影系统的结构框图；

图5是本发明第二实施例的投影系统的投影装置的一种结构框图；

图6是本发明第二实施例的投影系统的投影装置的另一种结构框图；

图7是具有不同灰度的图像的示意图；

图8是本发明第三实施例的调焦方法的流程图；

图9是本发明第三实施例的调焦方法的调节图像的投影的清晰度的步骤的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例

本发明第一实施例公开了一种幕布。该幕布用于显示投影的图像。一般的，通过投影装置向幕布投影。具体的，如图1和2所示，该幕布10包括：幕布本体101、多个光敏检测模块102和处理模块103。

具体的，光敏检测模块102，位于幕布本体101的投影面上。该光敏检测模块102用于采集投影在幕布本体101上的图像的灰度。该光敏检测模块102通过检测照射在其上的光线的强弱从而可采集图像的灰度。光线的强度越大，则灰度越深。

处理模块103用于根据光敏检测模块102采集的图像的灰度，获得图像的描述信息。其中，图像的描述信息用于表示图像的投影的清晰度。该清晰度是描述投影的成像质量的重要指标。清晰度越高，则成像质量越高。

因此，通过在幕布本体101上设置光敏检测模块102检测图像的灰度，使得该图像的灰度的检测不受与其配合投影的投影装置的位置的影响。投影装置在任何位置，光敏检测模块102都可获得准确的灰度值，从而获得较准确的图像的描述信息。因此，当采用该幕布10配合投影装置调焦时，只需调整投影装置的光机的位置，无需对投影装置做其他调整，就能获得较准确的灰度值，使得该调焦过程较简单。

优选的，该描述信息可以为基于灰度差分法获得的焦距评价函数。该焦距评价函数如下：

其中，f(i)表示焦距评价函数。(x，y)、(x，y-1)和(x-1，y)表示图像的像素点的坐标。f(x，y)、f(x，y-1)和f(x-1，y)分别表示光敏检测模块采集的像素点的灰度。该式表示对像素点(x，y)、(x，y-1)和(x-1，y)做差分计算，得到焦距评价函数。当投影的图像的清晰度最高(即投影聚焦)时，焦距评价函数的值最大。i表示图像的帧数。由于通过焦距评价函数描述图像的清晰度的过程中，往往会采集多帧图像，通过比较多帧图像之间的焦距评价函数，来确定最清晰的一帧图像，从而当应用于投影装置的调焦过程时，可确定该最清晰的一帧图像对应的投影装置的位置。因此，根据不同的调焦过程，图像的帧数不同，例如，i＝1，2，……m。m的大小并不限制，由调焦的过程具体限定。

通过上述的焦距评价函数，可较准确地评价图像的清晰度，有利于该幕布10与投影装置配合调焦。

优选的，如图3所示，该幕布10还包括：第一传输模块104。第一传输模块104用于发送处理模块103获得的描述信息。优选的，该第一传输模块104为无线传输模块。例如，该第一传输模块104为可通过wifi、ble、rfid或者zigbee等方式传输信息的无线传输模块。

通过该第一传输模块104，可实现与其他装置之间进行信息传输，特别是与投影装置之间进行描述信息的传输。

综上，本发明第一实施例的幕布10，通过该光敏检测模块102检测图像的灰度，由于该光敏检测模块102设置在幕布本体101上，因此，不会受到与幕布10配合的投影装置的位置的影响，可采集到准确的灰度，并且处理模块103可根据该灰度得到描述信息，以便通过描述信息确定幕布本体101上的图像的清晰度；该幕布10与投影装置配合使用时，可使调焦过程简单。

第二实施例

本发明第二实施例公开了一种投影系统。如图4所示，该投影系统包括：第一实施例的幕布10和投影装置20。具体的，如图5所示，该投影装置包括：光机201和控制模块202。

其中，光机201用于向幕布本体101投影。控制模块202用于根据处理模块103获得的描述信息调节光机201的出光面与幕布本体101的投影面之间的间距，以调节图像的投影的清晰度。

因此，该投影系统，通过光机201向幕布本体101投影，在幕布本体101上设置的光敏检测模块102可检测投影的图像的灰度，使得该图像的灰度的检测不受投影装置20的位置的影响，投影装置20在任何位置都可获得准确的灰度值，从而可获得较准确的图像的描述信息，并通过控制模块202根据描述信息调节光机201的出光面与幕布本体101的投影面之间的间距，使得该投影系统在调焦时，无需再做其他任何操作，就能获得较准确的光机201的位置，使得该调焦过程较简单。

具体的，光敏检测模块102位于投影装置的最小投影范围内，从而即使幕布10和投影装置20的距离不同导致投影的图像的尺寸变化，或者在投影的图像的尺寸较小的情况下，该光敏检测模块102仍然可检测到投影的图像的灰度，不会造成误检。

优选的，幕布本体101为矩形。矩形的幕布本体101，形状规则，有利于在其上投影各种形状的图像。

光敏检测模块102围成的几何图形覆盖幕布本体101的几何中心。由于在投影的过程中，一般都会将投影图像调整到幕布本体101的几何中心，因此，该位置的光敏检测模块102可检测到投影图像的灰度。

控制模块202可控制投影装置20的调焦过程。由于采用检测灰度的方式判断图像的清晰度，因此，该调焦过程中，如图7所示，图像在光敏检测模块102的检测范围内具有不同的灰度，以便可检测到投影的图像的灰度。本实施例的描述信息为基于灰度差分法获得的焦距评价函数。该焦距评价函数值的具体形式可参见第一实施例，在此不再赘述。

具体的，控制模块202用于控制光机201向靠近幕布本体101的投影面或者远离幕布本体101的投影面的方向移动。其中，每次移动的距离为预设步长。在调焦过程中，光机201每移动到一个位置都会向幕布本体101投影一帧图像。因此，控制模块202还用于在光机201向靠近幕布本体101的投影面或者远离幕布本体101的投影面的方向移动的过程中，比较光机201在每次移动的初始位置和终止位置向幕布本体101投影的图像的焦距评价函数的值的大小。根据每次移动的初始位置和终止位置的焦距评价函数的值的大小关系，可确定光机201的下一步的移动方向。

具体的，可分为如下两种情况：

(1)若光机201在首次移动的初始位置的焦距评价函数比终止位置的焦距评价函数的值小，则控制模块202控制光机201继续向相同的方向移动预设步长，直到该次移动的初始位置的焦距评价函数比终止位置的焦距评价函数的值大，并确定该次移动的初始位置为图像的投影的最清晰的位置。

(2)若光机201在首次移动的初始位置的焦距评价函数比终止位置的焦距评价函数的值大，则控制模块202控制光机201向相反的方向移动预设步长，直到该次移动的初始位置的焦距评价函数比终止位置的焦距评价函数的值大，并确定该次移动的初始位置为图像的投影的最清晰的位置。

该预设步长很小，可确保光机201移动的过程中，不会由于一次移动距离较大，错过最清晰的投影位置。

因此，控制模块202采用“登山法”的方式进行调焦，可准确地获得最清晰的一帧图像，从而可获得该最清晰的图像对应的光机201的位置，从而完成调焦。

具体的，如图6所示，投影装置20还包括：至少一个马达203。该马达203用于在控制模块202的控制下向第一方向或者第二方向转动预设角度，以驱动光机201向靠近幕布本体101的投影面或者远离幕布本体101的投影面的方向移动。

第一方向和第二方向相反。例如第一方向为顺时针方向，则第二方向为逆时针方向。

预设角度与预设步长匹配，即转动特定的预设角度，光机201移动特定的预设步长。优选的，预设角度为1/200～1/100度，该预设角度较小，可以保证光机201每次移动的距离很小，不会错过最清晰的投影位置。

因此，通过马达203转动预设角度，驱动光机201移动预设步长，使光机201在不同位置向幕布本体101投影，以便根据不同位置投影的图像的清晰度获得光机201的最佳位置。

具体的，如图6所示，投影装置20还包括：第二传输模块204。第二传输模块204用于接收幕布10发送的焦距评价函数，并将焦距评价函数发送到控制模块202，以便控制模块202根据焦距评价函数判断图像是否清晰。具体的，第二传输模块204是接收第一传输模块104发送的焦距评价函数。优选的，该第二传输模块204为无线传输模块。例如，该第二传输模块204为可通过wifi、ble、rfid或者zigbee等方式传输信息的无线传输模块。

通过该第二传输模块204，可实现幕布10与投影装置20之间进行信息传输，特别是进行描述信息的传输。

综上，本发明第二实施例的投影系统，通过设置有幕布10，该幕布10通过光敏检测模块102检测图像的灰度，由于该光敏检测模块102设置在幕布本体101上，因此，不会受到投影装置20的位置的影响，可采集到准确的灰度，并且处理模块103可根据该灰度得到描述信息，以便通过描述信息确定幕布本体101上的图像的清晰度；通过设置投影装置20，该投影装置20通过控制模块202，只需根据描述信息通过“登山法”调节光机201的出光面与幕布本体101的投影面之间的间距，无需在做其他操作，就能获得较准确的光机201的位置，使得该调焦过程较简单。

第三实施例

本发明第三实施例公开了一种调焦方法。该调焦方法用于第二实施例的投影系统。具体的，如图8所示，该调焦方法包括如下的步骤：

步骤s801：光机向幕布本体投影一图像。

步骤s802：光敏检测模块采集光机投影在幕布本体上的图像的灰度。

步骤8s03：处理模块根据光敏检测模块采集的图像的灰度，获得图像的描述信息。

步骤s804：控制模块根据处理模块获得的描述信息调节光机的出光面与幕布本体的投影面之间的间距，以调节图像的投影的清晰度。

具体的，描述信息为基于灰度差分法获得的焦距评价函数。该焦距评价函数具体可参见第一实施例，在此不再赘述。

通过上述的步骤，可利用幕布本体上的光敏检测模块获得图像的灰度，不会受到投影装置的位置的影响，并且可根据该灰度得到描述信息，确定幕布本体上的图像的清晰度，使调焦过程简单。

步骤s804具体可采用“登山法”进行调焦。如图9所示，步骤s804包括：

步骤s8041：控制光机向靠近幕布本体的投影面或者远离幕布本体的投影面的方向移动。

其中，每次移动的距离为预设步长。该预设步长很小，可确保光机移动的过程中，不会由于一次移动距离较大，错过最清晰的投影位置。

步骤s8042：在光机向靠近幕布本体的投影面或者远离幕布本体的投影面的方向移动的过程中，比较光机在每次移动的初始位置和终止位置向幕布本体投影的图像的焦距评价函数的值的大小。

步骤s8043：若首次移动的初始位置的焦距评价函数比终止位置的焦距评价函数的值小，则控制光机继续向相同的方向移动预设步长，直到该次移动的初始位置的焦距评价函数比终止位置的焦距评价函数的值大，并确定该次移动的初始位置为图像的投影的最清晰的位置。

步骤s8044：若首次移动的初始位置的焦距评价函数比终止位置的焦距评价函数的值大，则控制光机向相反的方向移动预设步长，直到该次移动的初始位置的焦距评价函数比终止位置的焦距评价函数的值大，并确定该次移动的初始位置为图像的投影的最清晰的位置。

其中，图像在光敏检测模块的检测范围内具有不同的灰度，从而可根据不同的灰度得到焦距评价函数。

通过上述的步骤，该调焦方法采用“登山法”的方式调焦，可确保得到焦距评价函数的最大值，以便准确找到最佳投影位置。

综上，本发明第三实施例的调焦方法，通过光机向幕布投影，并通过在幕布本体上设置的光敏检测模块检测投影的图像的灰度，使得该图像的灰度的检测不受投影装置位置的影响，投影装置在任何位置都可获得准确的灰度值，从而可获得较准确的图像的描述信息，并通过控制模块根据描述信息调节光机的出光面与幕布本体的投影面之间的间距，来获得清晰度最高的图像对应的光机的位置，使得该调焦过程较简单。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。