一种自动对焦方法以及自动对焦装置与流程

1.本技术涉及投影技术领域，具体涉及一种自动对焦方法以及自动对焦装置。


背景技术：

2.目前大部分投影调焦可通过旋转镜筒实现，但通过测量投影距离实现的快速自动对焦需要知道镜筒旋转的角度，并且存在镜头温升后失焦的问题，需要旋转镜筒再次进行调整；另外，还可利用距离传感器测得投影距离，并在知道当前镜头的角度位置后，根据镜头对焦规格推出此时需要旋转的方向和角度，再用马达带动镜头快速完成自动对焦，但现有镜头旋转角度大多通过马达调节步数来实现，需要通过传感器感应马达起始位置，并且具有结构配合间隙难以消除、马达有空行程以及旋转角度计算不准的问题，导致自动对焦速度慢，体验较差，而外置安装角度传感器的成本较高，且需要增加新的机构进行配合，容易引入新的误差。


技术实现要素：

3.本技术提供一种自动对焦方法以及自动对焦装置，能够实现自动对焦，减少成本。
4.为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：提供一种自动对焦装置，该自动对焦装置包括镜头、镜筒、控制器以及驱动设备，镜筒上设置有电阻条，镜头上设置有与电阻条接触的触点，电阻条的至少一端与控制器连接，触点与控制器连接；控制器用于检测触点上的触点电压，根据触点电压得到镜筒的当前角度，并根据预先获取到的成像角度与当前角度，得到镜筒所需旋转的角度差；驱动设备与控制器连接，用于驱动镜筒旋转，以使角度差减小；控制器检测到的触点电压跟随镜筒的旋转而变化。
5.为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：提供一种自动对焦方法，该方法应用于自动对焦装置，自动对焦装置包括镜头、镜筒、控制器以及驱动设备，镜筒上设置有电阻条，镜头上设置有与电阻条接触的触点，电阻条的至少一端与控制器连接，触点与控制器连接，该方法包括：利用控制器检测触点上的触点电压，根据触点电压得到镜筒的当前角度；利用控制器根据预先获取到的成像角度与当前角度，得到镜筒所需旋转的角度差；利用控制器控制驱动设备驱动镜筒旋转，以使角度差减小；其中，控制器检测到的触点电压跟随镜筒的旋转而变化。
6.通过上述方案，本技术的有益效果是：通过镜筒上的电阻条和镜头上的触点来检测镜筒的当前角度，触点与电阻条相互接触，在镜筒旋转时，电阻条跟随运动，使得触点与电阻条的接触位置发生变化，控制器可检测到触点处的电压，并利用触点电压与当前角度之间的映射关系计算出与当前触点电压对应的当前角度，然后再利用成像角度与当前角度计算出镜筒所需旋转的角度差，镜筒在驱动设备的作用下旋转，使得角度差变小，从而使得镜头拍摄到的画面清晰，由于触点电压跟随镜筒的旋转而变化，能够实现自动对焦，清晰成像，且结构简单，无需新增机构来配合触点或电阻条，不会引入新的误差，能够节省成本。
附图说明
7.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
8.图1是本技术提供的自动对焦装置一实施例的结构示意图；
9.图2是图1所示的实施例中触点与电阻条的示意图；
10.图3是本技术提供的自动对焦装置另一实施例的结构示意图；
11.图4是图3所示的实施例中模数转换器、电源、电阻条以及温度传感器的连接示意图；
12.图5是本技术提供的自动对焦方法一实施例的流程示意图。
具体实施方式
13.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
14.请参阅图1，图1是本技术提供的自动对焦装置一实施例的结构示意图，自动对焦装置包括镜头11、镜筒12、控制器13以及驱动设备14。
15.镜头11为可伸缩结构，镜头11上设置有触点111，触点111可以为导体，触点111可通过导线与控制器13连接。
16.镜筒12与镜头11连接，镜筒12上设置有与触点111接触的电阻条121，电阻条121的至少一端与控制器13连接，触点111与控制器13连接；具体地，镜筒12上设置有一斜槽(图中未示出)，电阻条121贴附在斜槽的侧面，镜头11上突出的触点111嵌入斜槽中并与电阻条121抵接，电阻条121的电阻值跟随长度均匀变化，其可以为碳膜或电阻丝，且电阻条121的相对两端分别连接导线，在镜筒12旋转时电阻条121跟随镜筒12一同运动，触点111与电阻条121的接触位置跟随变化；控制器13用于检测触点111上的触点电压，控制器13检测到的触点电压跟随镜筒12的旋转而变化；例如，如图2所示，在t1时刻，触点111与电阻条121的位置a接触，位置a对应的电阻值为r1，控制器13检测到的触点电压记作u1；随着镜筒12的旋转，在t2时刻，触点111与电阻条121的位置b接触，位置b对应的电阻值为r2，控制器13检测到的触点电压记作u2。
17.控制器13还用于根据触点电压得到镜筒12的当前角度，并根据预先获取到的镜筒12的成像角度与当前角度，得到镜筒12所需旋转的角度差；具体地，角度差为使得成像清晰的角度，镜筒12的当前角度与触点电压之间具有映射关系，控制器13根据当前触点电压以及当前角度与触点电压之间的映射关系，可以计算出当前角度；而且镜筒12的当前角度与成像角度以及角度差之间具有映射关系，根据三者之间的映射关系、当前角度以及角度差，能够计算出镜筒12当前需要旋转的角度，在驱动镜筒12旋转了后，可使得镜头11的成像清晰。
18.驱动设备14可与镜筒12连接，其用于驱动镜筒12旋转，以使角度差减小；具体地，
驱动设备14与控制器13连接，可接收控制器13发送的角度差，并驱动镜筒12旋转，使得镜筒12旋转以带动镜头11前后移动，实现自动对焦，清晰成像。
19.在其他实施例中，角度差还可以是镜筒12的角度位置，即镜筒12的最终角度，其实现原理与上述实施例类似，在此不再赘述。
20.本实施例提供了一种自动对焦装置，在镜头11和镜筒12上分别设置触点111与电阻条121，且触点111与电阻条121相互接触，在镜筒12旋转时，电阻条121跟随运动，使得触点111与电阻条121的接触位置产生变化，即触点电压改变，控制器13可检测到触点电压，并利用触点电压以及触点电压与当前角度之间的映射关系计算出镜筒12的当前角度，然后再利用成像角度与当前角度计算出镜筒12所需旋转的角度，镜筒12在驱动设备14的作用下旋转，使得镜头11拍摄到的画面清晰，由于触点电压跟随镜筒12的旋转而变化，能够实现自动对焦，清晰成像。
21.请参阅图3，图3是本技术提供的自动对焦装置另一实施例的结构示意图，本实施例中触点为弹片222。
22.弹片222可以顶住镜筒22以防止出现间隙产生正反转空行程误差，确保触点电压与触点211的位置之间的精准映射关系；具体地，弹片222设置于镜筒22上，弹片222接触随调焦运动的电阻条221，通过弹片222可使得触点211与斜槽中的电阻条221紧密配合；例如，如图4所示，触点211与电阻条221的一端(b端)之间的电阻值记作r1，触点电压记作u，镜筒22的角度记作α，电阻值r1可连续变化，触点电压u可连续变化，角度α和触点电压u成线性关系，即α＝au，a为常数。
23.控制器23包括互相连接的检测电路231与处理器232，检测电路231与电阻条221连接，其用于检测触点电压，并对该触点电压进行模数转换处理，得到数字电压。
24.在一具体的实施例中，检测电路231包括互相连接的模数转换器2311与电源2312，模数转换器2311用于将触点电压转换成第一数字电压，并将第一数字电压反馈至处理器232；具体地，模数转换器2311可采集触点电压，利用镜筒22的角度与触点电压之间的函数关系可计算出镜筒22的角度，即当前角度。
25.如图4所示，模数转换器2311包括第一端、第二端以及第三端，模数转换器2311的第一端与电源2312连接，模数转换器2311的第二端与触点211连接，模数转换器2311的第三端接地；电阻条221的一端(b端)接地，电阻条221的另一端(c端)与电源2312连接，触点211与电阻条221上的位置d接触。
26.处理器232与检测电路231以及驱动设备24连接，其用于根据检测电路231反馈的数字电压，对驱动设备24进行控制；具体地，驱动设备24包括互相连接的驱动器241与电机242，驱动器241用于接收处理器232发送的角度差，并根据角度差驱动电机242，以使得电机242带动镜筒22转动。
27.在另一具体的实施例中，如图3所示，镜头21上还设置有温度传感器212，温度传感器212可用于检测镜头21的温度，温度传感器212的一端与模数转换器2311连接，温度传感器212的另一端接地；具体地，如图4所示，温度传感器212与模数转换器2311的第四端连接，为了防止流过温度传感器212的电流过大，对温度传感器212造成损坏，可设置一限流电阻2313，限流电阻2313的一端与电源2312连接，限流电阻2313的另一端与模数转换器2311的第四端连接。
28.模数转换器2311还用于将温度传感器212上的电压转换成第二数字电压，并将第二数字电压反馈至处理器232，处理器232用于根据第二数字电压计算热失焦对应的补偿角度。
29.由于镜头21的热失焦需要补偿的角度和温度的关系呈单调变化，可测量目标投影尺寸的镜头21在不同温度下的电压和需要补偿的角度，并进行存储。
30.继续参阅图3，自动对焦装置还包括存储器25，存储器25与处理器232连接，其用于存储不同温度下温度传感器212的电压以及对应的补偿角度；具体地，存储器25可以为电可擦除可编程只读存储器(eeprom，electrically erasable programmable read only memory)。
31.在一具体的实施例中，处理器232还用于对存储器25中的数据进行拟合，得到温度传感器212的电压与补偿角度之间的函数关系，并利用函数关系计算温度传感器212的电压对应的补偿角度；具体地，温度传感器212可以为热敏电阻，可根据热敏电阻上的电压随温度改变来判定镜头21的实时温度，并配合拟合到的函数关系计算出在当前温度下需要补偿的角度。
32.在另一具体的实施例中，处理器232可利用存储器25中的数据建立温度传感器212的电压与补偿角度之间的映射表，并利用温度传感器212的电压在映射表中进行查找得到对应的补偿角度。
33.继续参阅图3，自动对焦装置还包括测距传感器26，测距传感器26与处理器232连接，其用于测量镜头21与目标物体之间的投影距离，并将投影距离发送至处理器232。
34.处理器232还用于根据投影距离与镜头21的设计参数，得到镜筒22的成像角度，并利用成像角度、所当前角度以及补偿角度计算出角度差；具体地，设计参数可包括成像角度，或者设计参数与成像角度之间具有映射关系，根据两者之间的映射关系可以得到与设计参数对应的成像角度。
35.在一具体的实施例中，处理器232可采用如下公式计算角度差：
[0036][0037]
其中，为角度差，γ为成像角度，α为当前角度，β为补偿角度。
[0038]
在通过测距传感器26获取投影距离后，根据镜头21的设计参数可以获取镜头21能够清晰成像的角度，通过触点电压可计算出镜筒22的当前角度，通过温度传感器212上的电压可计算出补偿角度，然后即可控制电机242带动镜筒22旋转，并且根据后续工作时镜头21的实时温度可再调整补偿角度。
[0039]
本实施例所提供的自动对焦装置直接将电阻条221贴在镜筒22上，通过检测镜筒22的旋转角度辅助自动对焦，未增加新的结构进行配合，结构简单，成本低，并且弹片222能够顶住镜筒22，防止出现间隙以避免产生正反转空行程误差，减小了结构配合间隙的影响，使得角度检测准确，且能够实时指示镜筒22的当前角度，并能够检测镜头21的温度并配合投影距离，能够实时补偿热失焦。
[0040]
请参阅图5，图5是本技术提供的自动对焦装置一实施例的流程示意图，该方法可应用于图1所示的自动对焦装置，自动对焦装置包括镜头11、镜筒12、控制器13以及驱动设备14，镜筒12上设置有电阻条121，镜头11上设置有与电阻条121接触的触点111，电阻条121
的至少一端与控制器13连接，触点111与控制器13连接，该方法包括：
[0041]
步骤51：利用控制器检测触点上的触点电压，根据触点电压得到镜筒的当前角度。
[0042]
触点111与镜筒12上的电阻条121接触，由于控制器13与触点111连接，可利用控制器13去检测触点111处的电压(即触点电压)，当镜筒12旋转时，电阻条121跟随镜筒12一同旋转，而触点111相对镜筒12来说在镜筒12的旋转方向上固定不动，因而触点111与电阻条121的接触位置跟随镜筒12的旋转而变化，使得触点电压跟随镜筒12的旋转而变化，由于触点电压与镜筒12的当前角度具有映射关系，因而控制器13利用该映射关系可以得到与当前检测到的触点电压相对应的当前角度。
[0043]
步骤52：利用控制器根据成像角度与当前角度，得到镜筒所需旋转的角度差。
[0044]
在利用控制器13计算出镜筒12的当前角度后，可利用控制器13进行计算，控制器13可利用镜筒12的当前角度与镜筒12的成像角度，计算出当前镜筒12需要旋转的角度，才能使得成像清晰。
[0045]
步骤53：利用控制器控制驱动设备驱动镜筒旋转，以使角度差减小。
[0046]
在计算出镜筒12需要旋转的角度后，可利用控制器13对驱动设备14进行控制，驱动设备14可接收控制器13发送的角度差，使得驱动设备14驱动镜筒12继续旋转，在驱动镜筒12的旋转达到该角度差后，控制驱动设备14停止工作，从而实现对焦。
[0047]
本实施例提供了一种通过检测镜筒12的旋转角度进行辅助自动对焦的方法，在镜筒12上特定位置贴附电阻条121以及在镜头11上特定位置设置触点111，镜筒12在旋转时触点111连续接触电阻条121的不同位置，通过控制器13可检测电压的变化，从而判定镜筒12的当前角度，然后利用当前角度与成像角度计算出镜筒12需要旋转的角度，并驱动镜筒12转动，实现自动对焦。
[0048]
以上仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。