本发明涉及一种投影机，尤其涉及一种可自动调整焦距的投影机。
背景技术：
投影机为一种用以产生大尺寸画面的显示装置。投影机的成像原理是将光源所产生的照明光束通过光阀转换成影像光束，再将影像光束通过镜头投射到投影面(例如为投影屏幕或墙面)上以显示影像。随着投影技术的进步及制造成本的降低，投影机的使用已从商业用途逐渐拓展至家庭用途，且体积较轻薄短小的微型投影机已逐渐成为市场上的主流。
一般投影机在使用时，投影荧幕的尺寸以及投影荧幕相对于光学投影机的距离会被使用环境中的空间所限制。所以在投影机的镜头往往会有自动对焦的功能，以让使用者来调整镜头所投射的画面大小或是画面的清晰度。
目前常见的自动对焦技术为红外线自动对焦、超音波自动对焦以及相机自动对焦。红外线自动对焦方法的原理是由投影机主动发射红外线讯号至投影机所投影的投影面上，投影机根据接收器所接收由投影面所反射回的红外光来进行对焦。超音波自动对焦是由超音波振动发生器发出持续超音波，当超音波到达投影面后，音波讯号返回投影机的接收器，投影机根据超音波往返的时间来计算距离并依据该距离进行对焦。相机自动对焦是相机撷取投影影像并将撷取到的影像资料进行运算后，最后根据运算结果来进行对焦。
然而，红外线自动对焦方法的缺点为红外线讯号容易受到外部环境光影响，导致对焦失准。超音波自动对焦方法的缺点为投影机与投影面之间有障碍物时，将无法准确计算出投影机与投影面之间距离，导致对焦失准。相机自动对焦方法的缺点为必需撷取整个投影画面或针对边缘取样做比较，而撷取整个投影画面的资料庞大，导致对焦的时间较久以及消耗较多的系统效能。因此，如何针对上述的问题进行改善，实为本领域相关人员所关注的焦点。
本“背景技术”段落只是用来帮助了解本
技术实现要素：
，因此在“背景技术”中所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中普通技术人员所知道的公知技术。此外，在“背景技术”中所揭露的内容并不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，也不代表在本发明申请前已被所属技术领域中普通技术人员所知晓或认知。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种投影机，其具有快速自动调整焦距的功效。
本发明的又一目的在于提供一种焦距调整方法，用于投影机上，以使投影机具有快速自动调整焦距的功效。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明提供一种投影机，其包括投影镜头、影像撷取模块以及处理器。投影镜头适于投射出投影画面至显示面上。影像撷取模块设置于投影镜头的一侧，并适于撷取涵盖投影画面的影像画面，且影像撷取模块于影像画面上定义出多个区域。这些区域分别对应不同部分的该影像画面，这些区域至少覆盖投影画面且不涵盖整个该影像画面。影像撷取模块分析这些区域所分别对应的部分影像画面而获得画面资料，画面资料包括多个分别对应这些区域的区域数值。处理器电连接至影像撷取模块，处理器接收画面资料，处理器根据画面资料选择这些区域数值中的至少二者来调整投影镜头的焦距。
本发明另一方面提供一种焦距调整方法，适用于投影机，投影机包括投影镜头、影像撷取模块以及处理器，焦距调整方法包括：投影机通过投影镜头投射出投影画面至显示面上；影像撷取模块撷取涵盖投影画面的影像画面，并于影像画面上定义出多个区域，其中这些区域分别对应不同部分的影像画面，这些区域至少覆盖投影画面且不涵盖整个影像画面；影像撷取模块分析这些区域所分别对应的部分影像画面而获得画面资料，画面资料包括多个分别对应这些区域的区域数值；处理器接收画面资料，并根据画面资料选择这些区域数值中的至少二者来调整投影镜头的焦距。
本发明实施例的投影机以及焦距调整方法，其通过影像撷取模块在涵盖投影画面的影像画面上定义出分别对应不同部分影像画面的多个区域，并进一步对这些区域进行分析而获得包括多个分别对应这些区域的区域数值的画面资料，再通过处理器根据画面资料来选择这些区域数值中的至少二者来调整投影镜头的焦距。有别于已知技术手段根据分析整个影像画面所获得的资料数据来进行焦距调整，本发明实施例的投影机以及焦距调整方法可达成更快速的自动焦距调整。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一实施例所述的投影机的结构及运作的示意图。
图2为图1所示的投影机的功能方块的示意图。
图3为本实施例的投影机的查找表的内容示意图。
图4为本发明另一实施例所述的投影机的结构及运作的示意图。
图5为本发明一实施例的焦距调整方法的流程示意图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
请参照图1，其为本发明一实施例所述的投影机的结构及运作的示意图。本实施例的投影机1包括投影镜头11、影像撷取模块12以及处理器13。投影镜头11适于投射出投影画面m1至显示面100上，在本实施例中，显示面100例如是投影屏幕，但本发明不限于此。影像撷取模块12设置于投影镜头11的一侧，在本实施例中，影像撷取模块12例如是设置于投影镜头11的上方，但本发明不限于此，影像撷取模块12例如是配置于投影机1内部或外部的独立模组，影像撷取模块12例如可以是相机、互补式金氧半场效电晶体(complementarymetal-oxide-semiconductor,cmos)、电荷耦合元件(charge-coupleddevice,ccd)、色彩感测器(colorsensor)、红外线感测器(infraredsensor,irsensor)等光学感测器，但本发明不限于此，任何适当的可见光感测器或不可见光感测器皆可作为本发明的影像撷取模块12。影像撷取模块12适于撷取涵盖整个投影画面m1的影像画面m2。处理器13电连接至影像撷取模块12，并适于处理由影像撷取模块12所传递的画面资料，其中处理器13可以是中央处理单元(centralprocessingunit,cpu)、微处理器(microprocessor)、控制器(controller)、微控制器(microcontrolunit,microcontrollerunit,mcu)、数字讯号处理器(digitalsignalprocessor,dsp)、可程式控制器(programmablecontroller)、特殊应用积体电路(applicationspecificintegratedcircuit,asic)、可程式逻辑装置(programmablelogicdevice,pld)、复杂型可程式逻辑装置(complexprogrammablelogicdevice,cpld)、网路电脑(networkcomputer)，但本发明不限于此。
请继续参照图1，本实施例的影像撷取模块12于每一帧影像画面m2上定义出多个区域，在本实施例中，影像撷取模块12于影像画面m2上所定义出的区域数量例如是七个，也就是区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6，但本发明并不限制这些区域的数量，但区域的数量不少于两个。这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6分别对应不同部分的影像画面m2，此外，这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6至少覆盖部分或全部的投影画面m1且不涵盖整个影像画面m2。影像撷取模块12进一步分析这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6所分别对应的部分影像画面m2而获得一画面资料，且画面资料包括多个分别对应这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6的区域数值。处理器13接收由影像撷取模块12所传递的画面资料，并根据画面资料选择这些区域数值中的至少二者来调整投影镜头11的焦距。在本实例中，影像撷取模块12所定义出于每一个影像画面m2上的这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6，其中区域z0例如是位于投影画面m1的中心位置，其它区域z1、z2、z3、z4、z5、z6则环绕区域z0，且这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6的面积例如是彼此相同，但本发明并不限于此，在其它实施例中，这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6的面积例如是彼此不相同，这些区域的面积可依照实际情况的需求而有所改变。此外，这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6例如是彼此相连接，但本发明不限于此，在其它的实施例中，这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6例如是彼此不相连接或是仅有部分的这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6彼此相连接，举例而言，区域z0、z1、z2彼此相连接，而区域z3、z4、z5、z6彼此不相连接。
以下再针对本实施例的投影机的详细构造做更一步的描述。
请参照图1与图2，图2为图1所示的投影机1的功能方块的示意图。如图1所示，本实施例的投影机1还包括调整组件14以及驱动装置15。调整组件14设置于投影镜头11，调整组件14以投影镜头11的光轴为旋转轴进行旋转，在本实施例中，调整组件14例如是焦距调整环，环设于投影镜头11，但本发明不限于此。当调整组件14以投影镜头11的光轴为旋转轴进行转动时，进一步带动位于投影镜头11内的部分光学透镜组(未示出)沿着光轴的延伸方向移动，藉以调整投影镜头11的焦距。如图2所示，驱动装置15分别电连接至处理器13与调整组件14，驱动装置15可回馈目前的状态至处理器13，当该处理器13接收由影像撷取模块12所传递的画面资料后，处理器13进一步根据画面资料而控制驱动装置15驱动调整组件14进行旋转，藉以调整投影镜头11的焦距，在本实施例中，驱动装置15例如是步进马达，但本发明不限于此。当驱动装置15为步进马达时，驱动装置15可回馈当前的马达步数至处理器13。
如图1与图2所示，本实施例的影像撷取模块12包括处理晶片120。处理晶片120电连接至处理器13，影像撷取模块12撷取一帧影像画面m2后，处理晶片120于影像画面m2上定义出区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6来区别不同部分的影像画面m2，且处理晶片120进一步分析这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6所分别对应的部分影像画面m2而获得画面资料。在本实施例中，由于影像撷取模块12具有处理晶片120，因此当影像撷取模块12撷取到涵盖整个投影画面m1的影像画面m2后，在不经由处理器13进行处理的情况下，直接通过配置于影像撷取模块12内的处理晶片120先进行运算分析而于影像画面m2上定义出区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6以及分析这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6所分别对应的部分影像画面m2而获得画面资料，接续将画面资料传递至投影机1的处理器13，处理器13根据画面资料选择这些区域数值中的至少二者来自动调整投影镜头11的焦距，如此可以大幅降低焦距调整的时间。
请参照图1至图3，图3为本实施例的投影机的查找表的内容示意图。如图1所示，本实施例的投影机1还包括查找表lut。此查找表lut例如是储存于投影机1的资料数据库(图未示出)中，但本发明不限于此。如图1至图3所示，投影机1根据投影镜头11与显示面100之间的一距离而建立查找表lut，本实施例的查找表lut包括多个焦距调整值s、多个分别对应这些焦距调整值的预设画面资料def以及多个分别对应这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6的区域数值。在本实施例中，焦距调整值s代表驱动装置15驱动调整组件14进行旋转的调整值，具体而言，倘若本发明使用步进马达来作为驱动装置15，则查找表lut中的焦距调整值s代表步进马达运转的步数，本实施例的焦距调整值s以1～50这个数值范围为例进行说明，每一焦距调整值s对应一个预设画面资料def，即步进马达可运转的步数范围为1～50，分别对应50个预设画面资料def1～def50，一个预设画面资料def对应一组区域数值。在本实施例中，当投影机1开机后且投影镜头11与显示面100之间的距离不变时，投影机1先使驱动装置15(步进马达)运转50步，即驱动装置15(步进马达)每运转一步，影像撷取模块12撷取一帧影像画面m2，则影像撷取模块12可对应取得50个预设画面资料def1～def50，进而建立查找表lut且将查找表lut储存于投影机1内，本发明不限于此。在本实施例中，区域数值例如是多个分别对应这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6的画面对比值，但本发明不限于此，在其它的实施例中，区域数值例如是多个分别对应这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6的亮度值。在本实施例中，每一焦距调整值s对应一组区域数值，对应这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6的区域数值分别以a1～a50、b1～b50、c1～c50、d1～d50、e1～e50、f1～f50、g1～g50这些数值范围为例进行说明，例如焦距调整值s的数值为1时，其对应至预设画面资料def1，预设画面资料def1所对应的该组区域数值为a1、b1、c1、d1、e1、f1、g1，焦距调整值s的数值为2时，其对应至预设画面资料def2，预设画面资料def2所对应的该组区域数值为a2、b2、c2、d2、e2、f2、g2，其他焦距调整值s所对应的预设画面资料及区域数值以此类推。
承上述，查找表lut已建立后且投影机1于操作过程中，处理器13接收由影像撷取模块12所传递的画面资料后，处理器13根据画面资料来选择对应这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6的区域数值中的至少二者并于查找表lut进行比对，以比对出最接近的预设画面资料def，然后再根据最接近的预设画面资料def来获得最佳焦距调整值。举例而言，处理器13例如是选择区域z1与区域z3的区域数值于查找表lut进行比对，区域z1的区域数值(画面对比值)例如是b8，区域z3的区域数值(画面对比值)例如是d12，画面对比值b8于查找表lut中比对出的焦距调整值s为8，画面对比值b8于查找表lut中比对出的预设画面资料def为def8，画面对比值d12于查找表lut中比对出的预设画面资料def为def12，再根据预设画面资料def8于查找表lut中比对出焦距调整值为8，预设画面资料def12于查找表lut中比对出焦距调整值为12。处理器13对焦距调整值8以及焦距调整值12进行运算后得出最佳焦距调整值为10，处理器13根据最佳焦距调整值来控制驱动装置15(例如是步进马达)运转至步数第15步，进而驱动调整组件14对应驱动装置15所需运转的步数进行旋转，藉以将投影镜头11调整至对应运转步数的焦距。于另一实施例中，处理器13例如是选择区域z2与区域z4的区域数值于查找表lut进行比对，区域z2的区域数值(画面对比值)例如是c12，区域z4的区域数值(画面对比值)例如是e12，于查找表lut中比对出的预设画面资料def为def12，处理器13得出最佳焦距调整值为12并根据最佳焦距调整值来控制驱动装置15运转至步数第12步，进而驱动调整组件14对应驱动装置15所需运转的步数进行旋转，藉以将投影镜头11调整至对应运转步数的焦距。
需特别说明的是，上述处理器13根据画面资料来选择对应这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6的区域数值中的至少二者并于查找表lut进行比对仅为本发明的其中的一实施方式，本发明不限于此，在其它的实施例中，处理器13可选择对应这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6的区域数值中的至少二者以上于查找表lut进行比对来获得最佳焦距调整值。另外，当投影机1的投影镜头11与显示面100之间的距离被大幅移动且处理器13无法从原先的查找表lut比对出最接近的预设画面资料def时，投影机1会重新建立一个对应移动后的距离的查找表。
请参照图4，其为本发明另一实施例所述的投影机的结构及运作的示意图。本实施例的投影机1a与图1所示的投影机1类似，不同点在于，本实施例的影像撷取模块12于影像画面m2上定义出多个区域，在本实施例中，影像撷取模块12于影像画面m2上所定义出的区域数量例如是三个，也就是区域z0、z1、z2。这些区域z0、z1、z2分别对应不同部分的影像画面m2，此外，这些区域z0、z1、z2至少覆盖部分或全部的投影画面m1且不涵盖整个影像画面m2。在本实例中，影像撷取模块12于每一个影像画面m2上所定义出的这些区域z0、z1、z2，其中区域z0例如是位于投影画面m1的中心位置，其它区域z1、z2则位于区域z0的相对两侧，且这些区域z0、z1、z2的面积例如是彼此相同，这些区域z0、z1、z2例如是彼此相连接，但本发明不限于此。此外，在本实施例中，投影机1a根据这些区域z0、z1、z2所分别对应的部分影像画面m2获得画面资料，并依据画面资料来进行焦距调整的方式类似于上述在图2至图3的实施例说明，本实施例不再赘述。
请参照图5，其为本发明另一实施例的焦距调整方法的流程示意图。本实施例的焦距调整方法适用于图1、图2或图4所示的投影机1、1a。如图5所示，并请配合参照图1、图2及图3的查找表lut，本实施例的焦距调整方法包括下列步骤：首先，如步骤s1所示，投影机1通过投影镜头11投射出投影画面m1至显示面100上；如步骤s2所示，影像撷取模块12撷取涵盖整个投影画面m1的影像画面m2，并于影像画面m2上定义出多个区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6，这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6分别对应不同部分的影像画面m2，且这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6至少覆盖部分或全部的投影画面m1且不涵盖整个影像画面m2；如步骤s3所示，影像撷取模块12分析这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6所分别对应的部分影像画面m2而获得画面资料，此画面资料包括多个分别对应这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6的区域数值；如步骤s4所示，处理器13接收画面资料，并根据画面资料选择这些区域数值中的至少二者于查找表lut中比对出最接近的预设画面资料def；如步骤s5所示，处理器13根据最接近的预设画面资料def来获得最佳焦距调整值；然后，如步骤s6所示，处理器13根据最佳焦距调整值来调整投影镜头11的焦距。其中，在步骤s3中，影像撷取模块12内设置一处理晶片120，影像撷取模块12撷取影像画面m2后，直接通过处理晶片120于影像画面m2上定义出区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6并分析这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6所分别对应的部分影像画面m2而获得画面资料，接续将画面资料传递至处理器13；在步骤s4所示的此查找表lut例如是储存于投影机1且包括多个焦距调整值s(如图3所示的数值范围1～50)、多个分别对应这些焦距调整值s的预设画面资料def(如图3所示的数值范围def1～def50)以及多个分别对应这些区域z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6的区域数值(如图3所示a1～a50、b1～b50、c1～c50、d1～d50、e1～e50、f1～f50、g1～g50的这些数值范围)。
在另一实施例中，当使用者调整投影画面m1于显示面100上的大小后，投影机1可通过上述调整焦距的方法而自动调整投影镜头11的焦距。于其他实施例中，影像撷取模块12于影像画面m2上定义出多个区域且这些区域覆盖全部的投影画面m1，处理器13根据来自影像撷取模块12的画面资料选择所有这些区域数值并计算出投影画面m1边缘的资讯，进而可针对投影画面m1进行梯形校正。
综上所述，本发明实施例的投影机以及焦距调整方法，其通过影像撷取模块在涵盖整个投影画面的影像画面上定义出分别对应不同部分影像画面的多个区域，并进一步对这些区域进行分析而获得包括多个分别对应这些区域的区域数值的画面资料，再通过处理器根据画面资料来选择这些区域数值中的至少二者来调整投影镜头的焦距。有别于已知技术手段根据分析整个影像画面所获得的资料数据来进行焦距调整，本发明实施例的投影机以及焦距调整方法可达成更快速的焦距调整。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
【符号说明】
1、1a：投影机
11：投影镜头
12：影像撷取模块
13：处理器
14：调整组件
15：驱动装置
100：显示面
120：处理晶片
def：预设画面资料
lut：查找表
m1：投影画面
m2：影像画面
s：焦距调整值
z0、z1、z2、z3、z4、z5、z6：区域
s1～s6：步骤