一种光学变焦的对焦方法、投影装置及存储介质与流程

本申请涉及投影仪领域，具体而言，涉及一种光学变焦的对焦方法、投影装置及存储介质。

背景技术：

在带有光学变焦的投影设备上，光学变焦机构能够实现投影整体画面的大小缩放，但是由于镜片移动焦距变化带来新的问题：画面变模糊。传统的处理方法采用先进行变焦操作，将画面变换至合适的大小，然后再进行对焦，保证画面清晰；两次操作导致用户体验较差。因此，本发明提出了一种光学变焦的对焦方法，保证光学变焦画面缩放的同时，保证画面清晰，提升用户体验。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于，提供一种光学变焦的对焦方法、投影装置及存储介质以解决上述问题。

第一方面，本申请实施例中提供的一种光学变焦的对焦方法，应用于投影装置，所述投影装置包括处理器、对焦机构和变焦机构，包括：

获取指令；

根据所述指令控制对焦机构和变焦机构调整投影画面的清晰度和/或大小。

优选地，根据所述指令控制对焦机构和变焦机构调整投影画面的清晰度和/或大小包括如下步骤：

根据所述指令控制对焦机构和变焦机构同步运动，使得投影画面在改变大小时保持清晰。

优选地，所述根据所述指令控制对焦机构和变焦机构同步运动中，控制对焦机构和变焦机构按照关系式进行运动。

优选地，控制对焦机构和变焦机构在固定投影距离下同步运动按照第一关系式进行运动，所述第一关系式为d=f(b)，b表示变焦机构的变焦行程步数，d表示对焦机构的对焦行程步数，f（）表示变焦机构的变焦行程步数和对焦机构的对焦行程步数间的函数关系。

优选地，控制对焦机构和变焦机构在非固定投影距离下同步运动按照第二关系式进行运动，所述第二关系式为z=f'（x,y），y表示变焦机构的变焦行程步数，x表示投影距离，z表示对焦机构的对焦行程步数，f'（）表示投影距离、变焦机构的变焦行程步数和对焦机构的对焦行程步数间的函数关系。

优选地，所述变焦机构和对焦机构运动过程中变焦机构最小移动单元bmin满足bmin=△b/a，△b表示变焦机构移动距离，a表示变焦机构移动距离和对焦机构移动距离的最大公约数，对焦机构最小移动单元dmin满足dmin=f（bmin）。

优选地，所述变焦机构和对焦机构运动过程中变焦机构最小移动单元ymin满足ymin=△y/a'，△y表示变焦机构移动距离，x表示投影距离，a'表示变焦机构移动距离和对焦机构移动距离的最大公约数，对焦机构最小移动单元zmin满足zmin=f'（x,ymin）。

优选地，所述第一关系式的获取包括如下步骤：

在固定投影距离下，改变变焦机构的变焦行程步数，同时记录清晰点对应的对焦机构的对焦行程步数，获取多组变焦机构的变焦行程步数和对焦机构的对焦行程步数；

根据多组变焦机构的变焦行程步数和对焦机构的对焦行程步数拟合第一关系式。

优选地，所述第二关系式的获取包括如下步骤：

在多个投影距离下，改变变焦机构的变焦行程步数，同时记录清晰点对应的对焦机构的对焦行程步数，获取多组投影距离、变焦机构的变焦行程步数和对焦机构的对焦行程步数数据；

根据多组投影距离、变焦机构的变焦行程步数和对焦机构的对焦行程步数数据拟合第二关系式。

优选地，所述根据所述指令控制对焦机构和变焦机构调整投影画面的清晰度和/或大小包括如下步骤：

所述指令中包含指示距离的参数；

根据指令中的指示距离的参数值变化检测结果控制变焦机构运动后，控制对焦机构运动。

优选地，获取指示距离的参数值变化检测结果包括如下步骤：

定时获取指示距离的参数值；

判断相邻指示距离的参数值差值是否超过阈值，若超过，则获取变化检测结果为距离变化；若否，则获取变化检测结果为距离不变。

第二方面，本申请实施例提供的一种投影装置，包括处理器和马达，马达，用于旋转实现对焦或者变焦；处理器，用于连接马达，执行计算机程序，以实现上述或者上述的任意一种实施方式的光学变焦的对焦方法。

第三方面，本申请实施例还提供了一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被执行时，实现上述第一方面，或第一方面的任意一种可选的实施方式所提供的光学变焦的对焦方法。

本申请具有以下技术效果：

1、本申请根据指令触发对焦机构和变焦机构同步运动，减少用户操作次数，实现投影画面缩放过程中清晰显示画面；

2、本申请对焦机构和变焦机构根据关系式进行同步运动，保证画面调整过程中画面持续清晰缩放；

3、本申请对焦机构和变焦机构根据固定投影距离和非固定投影距离情形进行不同的运动，可适用多种用户场景；

4、本申请对焦机构和变焦机构运动过程中采用以最小移动单元运动，利于用户触发情形下的稳定调节，同时对焦机构和变焦机构最小移动单元呈映射关系，更利于更加精确地调整和稳定调整，保证画面持续清晰缩放。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例1方法的流程图；

图2为本申请实施例1根据所述指令控制对焦机构和变焦机构同步运动流程图；

图3为本申请中实施例1或者实施例3中第一关系式示意图；

图4为本申请中实施例2第二关系式示意图；

图5为本申请实施例5投影装置的光机部分结构示意图；

图6为本申请方法中实施例4根据指令中的指示距离的参数值变化检测结果控制变焦机构运动后，控制对焦机构运动流程图；

图7为本申请方法中实施例4指示距离的参数值变化检测结果获取流程图；

图8为本申请实施例5投影装置器件电线连接示意图。

附图标记：1-变焦马达；2-光机；3-对焦马达；4-齿轮组件；5-镜头。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。此外，应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

经发明人研究发现，在带有光学变焦的投影设备上，光学变焦机构能够实现投影整体画面的大小缩放，但是由于镜片移动焦距变化带来新的问题：画面变模糊。传统的处理方法采用先进行变焦操作，将画面变换至合适的大小，然后再进行对焦，保证画面清晰；两次操作导致用户体验较差。因此，本发明提出了一种光学变焦的对焦方法，保证光学变焦画面缩放的同时，保证画面清晰，提升用户体验。

基于以上研究发现，申请人提出了一种光学变焦的对焦方法。

实施例1

一种光学变焦的电动调焦方法，如图1所示，包括如下步骤：

获取指令；

根据所述指令控制对焦机构和变焦机构调整投影画面的清晰度和/或大小。

具体地，如图2所示，根据所述指令控制对焦机构和变焦机构同步运动，使得投影画面在改变大小时保持清晰。

接收到指令后，控制对焦机构往第一方向旋转，控制变焦机构同步往第一方向或者往与第一方向相反的第二方向旋转；此处的同步包括无时差的同步或者一定误差的同步，旋转方向根据具体的设计设置，第一方向可以为顺时针，也可以为逆时针；对应地，第二方向为逆时针或者顺时针。

其中，若指令为变焦指令，则对焦机构往顺时针方向旋转，变焦机构同步往顺时针或者往逆时针旋转；若指令为对焦指令，则对焦机构往顺时针方向旋转，变焦机构同步往顺时针或者往逆时针旋转。指令包括变焦指令或者对焦指令或者画面调整指令或者上下键指令或者加减键指令，能实现触发对焦或者变焦的指令均可，在此不进行限定。

指令获取方式包括遥控器获取方式、语音获取方式、摄像头获取方式和传感器获取方式的一种或者多种；比如，遥控器上设置对焦按键或者变焦按键或者“+”/“-”按键，按键被触发，处理器获取触发信息后产生控制马达的指令，比如指令中包括指令类型，旋转方向，旋转角度/每次，联动速度，最小移动单元，关系式中的一种或者多种；还可以采用语音按键替代对焦按键，还可以通过摄像头采集画面清晰度判断是否需要调整画面，或者根据距离传感器检测与投影面的距离，根据摄像头采集的画面大小，结合画面大小和距离投影面的距离确定是否需要调整画面。具体指令获取方式可根据实际情况选用和设置。

根据以上方案举例其中一种实施方式，具体如下：

控制对焦机构和变焦机构同步运动中按照关系式进行运动。

控制对焦机构和变焦机构在固定投影距离下同步运动按照第一关系式进行运动，如图3所示，所述第一关系式为d=f(b)，b表示变焦机构的变焦行程步数，d表示对焦机构的对焦行程步数，f（）表示变焦机构的变焦行程步数和对焦机构的对焦行程步数间的函数关系。

如图5所示，对焦机构包括对焦马达或者对焦马达和与对焦马达连接的齿轮组件，变焦机构包括变焦马达或者变焦马达和与变焦马达连接的齿轮组件，齿轮组件连接镜头组件，马达连接齿轮组件，齿轮组件连接镜头组件，实现对焦和变焦。

所述第一关系式的获取包括如下步骤：

第一关系式的获取包括如下步骤：

在固定投影距离下，改变变焦机构的变焦行程步数，同时记录清晰点对应的对焦机构的对焦行程步数，获取多组变焦机构的变焦行程步数和对焦机构的对焦行程步数；

根据多组变焦机构的变焦行程步数和对焦机构的对焦行程步数拟合第一关系式。

如图3所示，工厂阶段标定的第一关系式d=f(b)时，将投影距离固定在一个数值或者数值范围，将变焦行程位置（变焦行程步数）从起点旋转到第一个标记点b1，对应找到对焦行程位置（对焦行程步数）最佳点d1即画面最清晰点，将（b1，d1）作为第一关系式的一个点，经过多次数据标定和测试，获取多组数据，拟合获取第一关系式，使得变焦马达和对焦马达沿着第一关系式进行运动或者旋转，实现缩放画面的同时保证画面清晰。第一关系式的拟合还可通过光机结构设计获取。

具体实施时，变焦马达总行程为1500步，对焦马达行程1800步；当前投影位置距离墙面即投影距离为2m，此时变焦位置为850步处位置，对焦位置为600步处位置。若指令为变焦指令，变焦指令通过遥控器中的“+、-”触发，具体设置哪个按键为变焦触发键，在此不进行限定；按一下“+”变焦位置移动1%步数，即+18步，变焦行程位置为868步处位置，画面放大，放大的参考点在光机设计的光心，具体跟设计有关，同时根据d=f(b)对焦行程位置移动的步数为+12步，即612步处位置，同时画面清晰度从清晰（调整前状态）到模糊（变焦引起的状态），从模糊到清晰；按一下“-”变焦行程位置移动1%步数，即-18步，变焦行程位置为832步处位置，画面缩小，根据d=f(b)对焦行程位置移动的步数为-12步，即588步处位置，同时画面清晰度从清晰（调整前状态）到模糊（变焦引起的状态），从模糊到清晰；通过本实施例根据第一关系式实现两者同步运动，同步达到目标位置。

通过对焦机构和变焦机构的同步运动，实现画面大小改变的时候画面一直保持清晰，因此投影画面的变化为大小变化；但是由于误差等因素，画面清晰度的变化人眼可能感知，因此清晰度有变化。因此效果最佳时，投影画面在变焦对焦过程中只有画面大小变化，画面一直维持清晰；效果未达到最佳时，投影画面在变焦对焦过程中画面大小和清晰度均在变化；若用户没有变焦需求，指令触发对焦，则投影画面只有大小变化。

对焦机构和变焦机构根据指令在固定距离场景下，同步运动，实现画面调整过程中一直保持清晰。

实施例2

本实施例与实施例1不同的是对焦机构和变焦机构同步运动过程中是在投影距离改变的情形下，

控制对焦机构和变焦机构在非固定投影距离下同步运动按照第二关系式进行运动，所述第二关系式为z=f'（x,y），y表示变焦机构的变焦行程步数，x表示投影距离，z表示对焦机构的对焦行程步数，f'（）表示投影距离、变焦机构的变焦行程步数和对焦机构的对焦行程步数间的函数关系。

所述第二关系式的获取包括如下步骤：

在多个投影距离下，改变变焦机构的变焦行程步数，同时记录清晰点对应的对焦机构的对焦行程步数，获取多组投影距离、变焦机构的变焦行程步数和对焦机构的对焦行程步数数据；

根据多组投影距离、变焦机构的变焦行程步数和对焦机构的对焦行程步数数据拟合第二关系式。

具体地，如图4所示，投影距离为x，变焦机构变焦所需运动步数为y，对焦机构对焦所需运动步数为z，z=f(x,y)。则需要在各个投影距离即改变x下（投影距离为40cm~400cm)，改变变焦机构变焦所需运动步数y，在每个位置调整画面清晰，记录此时的对焦机构对焦所需运动步数z，最终可以得到第二关系式z=f(x,y)，第二关系式可以为曲线，比如随x（40cm~400cm），随y（0~最大变焦马达步数）的变化曲线。

第二关系式数据拟合：根据获取的数据，采用多项式逼近，指数逼近，高斯逼近中一种或者多种方式，拟合第二关系式z=f(x,y)，方式的选取考虑拟合偏差最小的方式。第二关系式的拟合还可通过光机结构设计获取。

在非固定距离下，变焦机构和对焦机构同步运动，实现投影画面改变的同时清晰度维持不变或者相对不变，提高用户体验，同时提高多种使用场景下的用户体验。

实施例3

本实施例与实施例1或者2不同的是，变焦机构和调焦结构同步运动中优化最小移动单元和运动速度。

比如，用户触发变焦，事先无法预判变焦范围，因此将变焦距离进行切分，利用多个最小移动单元实现整个变焦过程，对焦机构移动的最小移动单元与变焦机构最小移动单元呈映射关系，比如，固定距离下，映射关系为第一关系式。

固定距离下变焦机构和对焦机构运动过程中变焦机构最小移动单元bmin满足bmin=△b/a，△b表示变焦机构移动距离，a表示变焦机构移动距离和对焦机构移动距离的最大公约数，a=m（△b，△d），△d表示对焦机构移动距离，m（）表示取括号内变量间的最大公约数，对焦机构最小移动单元dmin满足dmin=f（bmin）。

如图3所示，假设对焦机构中的对焦马达从d1移动到d2移动21步，变焦机构中的变焦马达从d1到d2移动30步；则两个马达最小的移动单元步数为除以最大公约数之后的步数，即对焦7步，变焦10步。即对焦马达每运动一次，走7步，变焦马达每运动一次，走10步，运动三次之后，同步达到目标位置；通过最小移动单元累加进行行程的运动，可以保证运动过程中的精确度和稳定度。本申请中的同步运动包括同步启动直至同步结束，也包括同步启动不同步结束；同步过程中允许误差存在，并非指时间上的完全吻合。

由于变焦机构和对焦机构驱动机构不一致，有可能会造成两者移动速度不一致，因此需要考虑两者的移动速度，保证同时到达目标位置，尽可能贴近关系曲线，保证变焦过程中画面清晰。

同步运动控制中，变焦机构运动过程中移动时间满足tb=l（bmin,v），对焦机构运动过程中移动时间满足td=l（dmin,v），v表示变焦机构或者对焦机构速度，l（）表示变焦机构最小移动单元和变焦机构速度间或者对焦机构最小移动单元和对焦机构速度间的函数关系。

比如对焦机构以最小移动单元7步进行对焦，变焦机构以最小移动单元10步进行变焦。由于各个机构扭力及驱动机构速度的差异可能时间上会有差异。为提高用户体验，需要在最小移动单元的情况下，对焦机构中的对焦马达和变焦机构中的变焦马达同时完成运动，若两个马达速度相同，为1步/1ms，则对焦马达运动7步，变焦马达运动10步的情况下，对焦马达需要将提前的3ms平均分配到7步移动中做延时等待，保证两个马达同步完成最小移动单元运动，实际运动中，由于机械损耗等因素，两个马达完成最小移动单元运动可能存在误差。

非固定距离下，所述变焦机构和对焦机构运动过程中变焦机构最小移动单元ymin满足ymin=△y/a'，△y表示变焦机构移动距离，x表示投影距离，a'表示变焦机构移动距离和对焦机构移动距离的最大公约数，a'=m'（△y，△z），m'（）表示取括号内变量间的最大公约数，△z表示对焦机构移动距离，对焦机构最小移动单元zmin满足zmin=f'（x,ymin）。

通过控制变焦机构和对焦机构的最小移动单元和整个过程中变焦机构和对焦机构需要运动的步数对应呈映射关系，保证同步控制的稳定，同时控制同步运动中变焦机构和对焦机构完成最小移动单元移动时间一致，保证同步控制的稳定以及画面的稳定。

实施例4

本实施例与上述实施例不同的是，如图6所示，指令中包含指示距离的参数，根据指令中的指示距离的参数值变化检测结果控制变焦机构运动后，控制对焦机构运动。

具体地所述参数可以是时间参数（采用tof传感器）或者距离参数或者其他能获取距离的参数。

如图7所示，指示距离的参数值变化检测结果获取包括如下步骤：

定时获取指示距离的参数值；

判断相邻指示距离的参数值差值是否超过阈值，若超过，则获取变化检测结果为距离变化；若否，则获取变化检测结果为距离不变。阈值可以取20cm，在此不进行限定，可根据具体使用场景设置。距离检测细节也适用于以上实施例中距离判断的步骤。

若指示距离的参数值变化检测结果为距离不变，则根据第一关系式（如以上实施例所述）控制变焦机构运动后控制对焦机构运动，实现固定距离下变焦和对焦机构异步运动，保持画面大小变化过程中画面一直维持清晰（效果最佳时），若控制存在误差，则画面维持相对清晰。也可控制变焦机构和对焦机构同步运动，使得运动过程满足第一关系式，画面变化如上述。

若指示距离的参数值变化检测结果为距离改变，则根据第二关系式（投影距离-对焦行程步数）先控制对焦机构运动使得画面清晰，再根据第二关系式（对焦行程步数-变焦行程步数）控制对焦机构和变焦机构同步或者异步运动，画面从模糊到清晰后，画面大小变化过程中或者变化时，画面清晰度改变大时，画面从清晰到模糊后，再从模糊到清晰，改变小时，画面一直维持清晰。

根据指令中的指示距离的参数值变化检测结果控制变焦机构和对焦机构同步或者异步运动，使得画面大小在变化时一直维持清晰，避免用户多次操作，同时提高用户体验。

实施例5

基于与上述光学变焦的对焦方法同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种投影装置。

请参阅图8和图5，为本申请实施例提供的一种投影装置，投影装置包括马达和处理器，马达，用于旋转实现对焦或者变焦；处理器，用于连接马达，执行计算机程序，以实现所述的光学变焦的对焦方法。其结构示意图如图5所示，光机部件上设置对焦马达1和变焦马达3，变焦马达3连接齿轮组件4后连接镜头5，对焦马达1连接传动组件（图未示）连接对焦部分镜头组件，马达与处理器之间可以通过驱动模块进行驱动，也可以不用驱动模块，具体根据马达型号、参数和处理器型号、参数决定。电信器件连接图如图8所示。投影装置包括还包括传感器，传感器采用距离传感器，距离传感器采用tof传感器，检测投影装置与投影面的距离，传感器与处理器电性连接，实现距离数据的传输。距离传感器还可以采用超声波传感器或者激光雷达传感器或者红外传感器，因其为现有技术，在此不进行赘述。

应当理解，图5或者8所示的结构仅为示意，本申请实施例提供的投影装置还可以具有比图5或者8更少或更多的组件，或是具有与图5或者8所示不同的配置，本申请实施例对此不作具体限制。

实施例6

基于与上述光学变焦的对焦方法同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种投影系统。

投影系统包括指令获取模块和控制模块，所述指令获取模块用于获取指令，控制模块用于根据指令模块，控制对焦机构和变焦机构，调整投影画面的清晰度和/或大小，还包括距离检测模块，其用于检测投影系统与投影面的距离。控制对焦机构和变焦机构的细节与上述实施例一致，在此不进行赘述。

此外，本申请实施例还提供了一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被执行时，实现上述方法实施例所提供的光学变焦的对焦方法，具体可参见上述方法实施例，本申请实施例中对此不作赘述。

综上所述，本申请提供的通过获取指令；根据所述指令控制对焦机构和变焦机构调整投影画面的清晰度和/或大小；控制变焦机构和对焦机构同步，实现缩放画面的同时保证画面清晰，避免多次操作，提高了用户体验。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请每个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是每个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请每个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、随机存取存储器（randomaccessmemory，ram）、只读存储器（readonlymemory，rom）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

此外，需要说明的是，在本文中，诸如“第一”、“第二”、“第三”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、物品或者设备所固有的要素。