摄像投影集成模组及其控制方法与流程

1.本发明涉及投影设备技术领域，特别涉及一种摄像投影集成模组及其控制方法。


背景技术：

2.随着微型投影仪技术的发展，大屏设备视觉效果好，但是普遍位置固定，便携性差。目前投影仪正在向着小型化、便携式的方向发展。目前大众化的娱乐显示设备主要有手机、平板、显示器等，各自有各自的优缺点。然而在现有技术中，虽推出了许多小屏投影设备，提高了投影仪的便携性，然而现有技术中的便携式投影仪投影效果较差，无法实现自动对焦，容易引起用户的视觉疲劳。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种摄像投影集成模组及其控制方法，旨在解决现有技术中便携式投影仪无法自动对焦的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明提出一种摄像投影集成模组，包括投影模组、摄像模组、处理器及控制器，所述摄像模组用于采集所述投影模组投出的图像信息；所述处理器用于根据所述图像信息获取所述图像信息的清晰度，并判断所述清晰度是否大于或等于预设清晰度；所述控制用于根据判断结果调整所述投影模组的后焦距，直至所述清晰度大于或等于所述预设清晰度。
5.可选地，所述摄像模组包括摄像镜头以及光电传感器，所述光电传感器位于所述摄像镜头的光路上；所述投影模组包括投影镜头以及微显示器件，所述投影镜头位于所述微显示器件的光路上；其中，所述摄像镜头与所述投影镜头并列设置，所述摄像镜头的拍摄方向与所述投影模组的投影方向平行。
6.可选地，所述投影模组还包括驱动马达，所述驱动马达与所述控制器电连接，所述驱动马达与所述投影镜头连接，所述驱动马达驱动所述上投影镜头移动。
7.可选地，所述投影镜头从像侧至所述微显示器件侧顺序设有：具有负折射光焦度的第一前镜头组以及具有正折射光焦度第一后镜头组，所述第一后镜头组靠近所述微显示器件侧，所述第一前镜头组靠近像侧。
8.可选地，所述第一前镜头组从像侧至所述微显示器件侧顺序设有：具有负折射光焦度的第一透镜，具有正折射光焦度的第二透镜。
9.可选地，所述第一后镜头组从像侧至所述微显示器件侧顺序设有：具有正折射光焦度的第三透镜、具有正折射光焦度的第四透镜。
10.可选地，所述摄像镜头从物侧至所述光电传感器侧顺序设有：具有负折射光焦度的第二前镜头组以及具有正折射光焦度的第二后镜头组，所述第二后镜头组靠近所述光电传感器侧，所述第二前镜头组靠近物侧。
11.此外，为解决上述问题，本发明还提出一种摄像投影集成模组的控制方法，所述控制方法应用于如上述的摄像投影集成模组，所述控制方法包括：
12.采集投影模组投出的图像信息；
13.根据所述图像信息获取所述图像信息的清晰度；
14.判断所述清晰度是否大于或等于预设清晰度；
15.根据判断结果调整所述投影模组的后焦距，直至所述清晰度大于或等于所述预设清晰度。
16.可选地，根据所述图像信息获取所述图像信息的清晰度的步骤包括：
17.分析所述图像信息并获取所述图像信息的黑白线对图；
18.根据所述黑白线对图计算所述清晰度。
19.可选地，根据所述黑白线对图计算所述清晰度的步骤包括：
20.获取所述黑白线对图中的白线亮度以及黑线亮度；
21.计算所述白线亮度与所述黑线亮度之间的比值，并将所述比值作为所述清晰度。
22.本发明技术方案通过将所述投影模组与所述摄像模组相结合，通过所述摄像模组检测所述投影模组检投影图像的清晰度，作为反馈以对所述投影模组的后焦距进行调整，从而实现所述投影模组的自动对焦，提高了投影图像的清晰度，提高了用户的使用体验度。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
24.图1为本发明摄像投影集成模组的结构示意图；
25.图2为本发明摄像投影集成模组中投影镜头的光路传播示意图；
26.图3为本发明摄像投影集成模组中摄像镜头的光路传播示意图；
27.图4为本发明控制方法第一实施例的流程示意图；
28.图5为本发明控制方法第二实施例的流程示意图；
29.图6为本发明控制方法第三实施例的流程示意图。
30.附图标号说明：
31.标号名称标号名称11摄像镜头111第二前镜头组112第二后镜头组12光电传感器21投影镜头211第一后镜头组2111第三透镜2112第四透镜2113棱镜212第一前镜头组2121第一透镜2122第二透镜22微显示器件30驱动马达
32.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
33.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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
35.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
36.本发明提出了一种摄像投影集成模组，请参照图1，所述摄像投影集成模组包括投影模组、摄像模组、处理器及控制器，所述摄像模组用于采集所述投影模组投出的图像信息；所述处理器用于根据所述图像信息获取所述图像信息的清晰度，并判断所述清晰度是否大于或等于预设清晰度；所述控制用于判断结果调整所述投影模组的后焦距，直至所述清晰度大于或等于所述预设清晰度。
37.本发明所述摄像投影集成模组可应用于手机或者其他手持便携设备等，现有技术中为了满足手机的投影功能，需搭配单独购买的投影模组以实现将手机的屏幕内容投影到幕布、墙壁或其他位置。但是该投影模组体积较大，厚度是手机的两倍之多，如果长时间与手机安装在一起，会影响日常使用手感，只能单独携带；此外现有技术中还利用了dlp(digital light processing、数字光处理)技术，投影部分包含了照明系统、中继系统以及成像系统，然而其整体体积较大，而且系统芯片与led的热量非常高，长时间使用会导致手机发烫。在手机以及其他手持设备里，如何降低体积、简化结构是行业的最终追求，各个元器件都要求体积尽量小，因此在本技术中，所述投影模组采用micro
‑
led(微型led发光单元)、micro
‑
oled(微型oled发光单元)或者是自发光lcos(liquid crystal on silicon、液晶附硅)，利用其自发光的特性，作为所述投影模组的微显示器件22或者光源，从而省去所述投影模组中的照明部分和中继部分，极大的节省体积，降低了成本和体积。
38.本发明中将所述投影模组与所述摄像模组相结合，所述摄像模组可单独使用，也可以配合所述投影模组以对所述投影模组的投影图像进行反馈调节，以提高所述投影模组的清晰度。作为一种实施例，在所述摄像模组单独使用时，所述摄像模组包括摄像镜头11以及光电传感器12，所述光电传感器12位于所述摄像镜头11的光路上，所述光电传感器12可采用cmos(complementary metal
‑
oxide
‑
semiconductor)传感器；在摄像领域，“物”是远处拍摄的景物，“像”是cmos传感器，所述摄像模组可采用机械调焦，即通过驱动马达30，调节所述摄像镜头11的焦距，或者调节所述摄像镜头11的后焦距(也即所述摄像镜头11与所述光电传感器12之间的间距大小)，从而将不同位置的物体成像聚焦在cmos传感器上，使cmos传感器上的像最清晰。
39.作为另一种实施例，将所述摄像模组与所述投影模组配合使用；所述投影模组包括投影镜头21以及微显示器件22，所述投影镜头21位于所述微显示器件22的光路上；在投
影领域，“物”是微显示器件22(例如lcos/micor
‑
led等)，“像”是远处的投影位置(例如幕布或者墙壁等)，与所述摄像模组同样的原理，所述投影模组也需要根据投影位置的远近来进行调焦，使投影的图像在投影位置上最清晰成像。因此在本实施例中，将所述投影模组与所述摄像模组相结合，所述摄像镜头11与所述投影镜头21并列设置，所述摄像镜头11的拍摄方向与所述投影模组的投影方向平行，以保证所述摄像模组能够准确采集到所述投影模组投出图像的图像信息。需要说明的是，所述投影模组与所述摄像模组也可以间隔一段距离设置，至需保证所述摄像模组能采集到所述投影模组所投影处的图像即可。
40.在使用投影功能时，由于通过手机或者便携手持设备进行投影时，每次投影的应用场景不同，也导致投影的距离不同，因此需要对所述投影模组的投影焦距进行调节。所述投影镜头21工作，将所述微显示器件22上的图像投射在远处的墙面或者幕布上。此时，所述摄像模组实时采集由所述投影模组投影出的图像，也即由所述投影镜头21所投射出来的位于远处墙面或者幕布上的图像，再由系所述处理器内的系统算法来进行处理，以判定投射出来的图像是否满足所述预设清晰度要求。当满足所述预设清晰度的要求，则保持所述投影镜头21的投影焦距；当不满足所述预设清晰度的要求，则对所述投影镜头21的焦距进行调整，例如通过驱动马达30对所述投影镜头21的焦距进行调整，或者调节所述投影镜头21的后焦距(也即所述投影镜头21与所述微显示器件22之间的间距大小)，从而让投射出来的图像在不同距离呈现最清晰的画面，实现自动调焦的效果。
41.本发明技术方案通过将所述投影模组与所述摄像模组相结合，通过所述摄像模组检测所述投影模组检投影图像的清晰度，作为反馈以对所述投影模组的后焦距进行调整，从而实现所述投影模组的自动对焦，提高了投影图像的清晰度，提高了用户的使用体验度。
42.具体的，所述投影模组还包括驱动马达30，所述驱动马达30与所述控制器电连接，所述驱动马达30与所述投影镜头21连接，所述驱动马达30驱动所述上投影镜头21移动以调整所述投影镜头21与所述微显示器件22之间的间距。在本实施例中，将所述投影镜头21与所述驱动马达30连接，以通过所述驱动马达30驱动所述投影镜头21移动，以调整所述投影镜头21与所述微显示器件22之间的间距，也即调整所述投影镜头21的后焦距，从而实现调整所述投影模组投影出的图像的清晰度，使所述投影模组投影出的图像更加清晰。
43.此外，请参照图2，所述投影镜头21从像侧至所述微显示器件侧顺序设有：具有负折射光焦度的第一前镜头组212以及具有正折射光焦度第一后镜头组211，所述第一后镜头组211靠近所述微显示器件22侧，所述第一前镜头组212靠近像侧。所述第一前镜头组212的光焦度为
‑
0.062～
‑
0.06，所述第一后镜头组211的光焦度为0.06～0.061。所述驱动马达30还能够单独驱动所述第一前镜头组212移动或者单独驱动所述第一后镜头组211移动，从而调整所述第一前镜头组212与所述第一后镜头组211之间的间距，一方面，所述第一前镜头组212与所述第一后镜头组211的间距不同，会让所述投影模组投影出来的图像在不同距离呈现最清晰的画面；另一方面从而改变光束的传播路径，进而调整所述投影模组投影出的图像大小，从而实现放大或缩小投影出的图像。
44.具体的，所述第一前镜头组212从像侧至所述微显示器件侧顺序设有：具有负折射光焦度的第一透镜2121，具有正折射光焦度的第二透镜2122；所述第一后镜头组211从像侧至所述微显示器件侧顺序设有：具有正折射光焦度的第三透镜2111、具有正折射光焦度的第四透镜2112；所述第一透镜2121的面型为玻璃非球面，所述第一透镜2121的光焦度范围
可以设置在
‑
0.15～
‑
0.152之间；所述第二透镜2122的面型为玻璃球面，所述第二透镜2122的光焦度范围可设置在0.09～0.091之间；所述第三透镜2111的面型为玻璃胶合球面，所述第三透镜2111的光焦度范围可设置在0.014～0.0145之间；所述第四透镜2112的面型为玻璃非球面，所述第四透镜2112的光焦度范围可设置在0.046～0.0461之间；所述第四透镜2112与所述微显示器件22之间还具有棱镜2113，所述棱镜2113的作用在于收束光线。在本实施例中，通过对所述投影镜头21中所述第一前镜头组212以及所述第一后镜头组211的结构、以及对其透镜的光焦度进行合理的调整，从而改善所述投影模组的显示效果，进一步提高本发明所述摄像投影集成模组的用户体验度。
45.可以理解，与所述投影模组同理，所述摄像模组中也可以通过驱动马达30调节所述摄像镜头11与所述光电传感器12之间的间距，也即调节所述摄像镜头11的后焦距，从而实现所述摄像模组的对焦，提高所述摄像模组拍摄图像的清晰度。所述摄像镜头11从物侧至所述光电传感器12侧顺序设有：具有负折射光焦度的第二前镜头组111以及具有正折射光焦度的第二后镜头组112，所述第二后镜头组112靠近所述光电传感器侧12，所述第二前镜头111组靠近物侧。所述第二前镜头组111的光焦度为
‑
0.0117～
‑
0.01165，所述第二后镜头组112的光焦度为0.0336～0.03361。
46.其中，所述第二前镜头组111与所述第二后镜头组112也可以分别单独与一个驱动马达对应连接，通过驱动马达以调节所述第二前镜头组111和所述第二后镜头组112之间的间距，实现放大拍摄图像或者缩小拍摄图像，例如要拍摄2米远的景物，需要通过驱动马达调节所述第二前镜头组111与所述第二后镜头组112的相距1mm，从而使光电传感器12上的成像最清晰；而拍摄10cm远的物体时，需要通过驱动马达30调节所述第二前镜头组111与所述第二后镜头组112相距3mm，从而使光电传感器12上的成像最清晰。需要说明的是，所述投影模组中的驱动马达与所述摄像模组中的驱动马达相互独立、互不影响，所述摄像镜头11中所述第二前镜头组111与所述第二后镜头组112的结构也与所述投影镜头21中第一前镜头组212以及第一后镜头组211的结构不同，所述摄像镜头11以及所述投影镜头21的结构可以根据应用场景的需求进行调整，以提高本发明所述摄像投影集成模组的兼容性及广泛适应性。
47.具体的，请参照图3，在本实施例中也对所述摄像镜头11的结构进行了改进，根据图3所示，从左至右依序设有若干块透镜，根据图3中从左至右的顺序，所述第二前镜头组111依序设有：具有正光焦度的玻璃球面透镜、具有负光焦度的玻璃球面透镜、具有负光焦度的玻璃球面透镜、具有正光焦度的玻璃胶合球面透镜、具有正光焦度的玻璃球面透镜；所述第二后镜头组112依序设有：具有正光焦度的玻璃球面透镜、具有负光焦度的玻璃胶合球面透镜、具有正光焦度的玻璃球面透镜、具有正光焦度的玻璃球面透镜、具有正光焦度的玻璃胶合球面透镜以及具有负光焦度的玻璃球面透镜。本实施例通过增了若干透镜的组合方式，从而调整了光束在所述摄像镜头11中的路径，改善所述摄像模组的拍摄效果，进一步提高本发明所述摄像投影集成模组的用户体验度。
48.此外，为解决上述问题，本发明还提出一种摄像投影集成模组的控制方法，所述控制方法应用于如上述的摄像投影集成模组，请参照图4，所述控制方法包括以下步骤：
49.步骤s10：采集投影模组投出的图像信息；
50.步骤s20：根据所述图像信息获取所述图像信息的清晰度
51.步骤s30：判断所述清晰度是否大于或等于预设清晰度；
52.步骤s40：根据判断结果调整所述投影模组的后焦距，直至所述清晰度大于或等于所述预设清晰度。
53.所述控制方法应用于上述摄像投影集成模组，而摄像投影集成模组则应用在手机或者其他便携手持设备上，由于通过手机或者便携手持设备进行投影时，每次投影的应用场景不同，也导致投影的距离不同，因此在进行投影时需要根据投影位置的远近来进行调焦，使投影的图像在投影位置上最清晰成像。为了实现自动调焦功能，首先在使用投影功能后，所述投影模组将图像投射在远处的墙面或者幕布上，此时，所述摄像模组实时采集由所述投影模组投影出的图像，也即由所述投影镜头21所投射出来的位于远处墙面或者幕布上的图像，对该图像进行分析以获取该图像的清晰度，判定所述清晰度是否满足所述预设清晰度要求。当满足所述预设清晰度的要求，则保持当前焦距进行投影；当不满足所述预设清晰度的要求时，则对投影模组的焦距进行调整，并通过所述摄像模组重新获取图像并分析重新获取的图像的清晰度，重复步骤s10以及步骤s20，调整投影模组的焦距直至图像的清晰度满足所述预设清晰度的要求。
54.本发明技术方案通过将所述投影模组与所述摄像模组相结合，通过所述摄像模组检测所述投影模组检投影图像的清晰度，作为反馈以对所述投影模组的后焦距进行调整，从而实现所述投影模组的自动对焦，提高了投影图像的清晰度，提高了用户的使用体验度。
55.进一步地，请参照图5，所述步骤s20具体包括：
56.步骤s21：分析所述图像信息并获取所述图像信息的黑白线对图；
57.步骤s22：根据所述黑白线对图计算所述清晰度。
58.在获取到投影模组投影出的图像后，对所述图像进行分析，以得到所述图形的所述黑白线对图，也即将投影模组投影出的图像以黑线以及白线组合的方式呈现，通过所述黑白线对图获取其中黑线的亮度以及白线的亮度，从而通过黑线的亮度以及白线的亮度计算出所述图像的清晰度。当满足所述预设清晰度的要求，则保持当前焦距进行投影；当不满足所述预设清晰度的要求时，则对投影模组的焦距进行调整，并通过所述摄像模组重新获取图像并分析重新获取的图像的清晰度，重复步骤s10以及步骤s20，调整投影模组的焦距直至图像的清晰度满足所述预设清晰度的要求。
59.进一步地，请参照图6，所述步骤s22具体包括：
60.步骤s221：获取所述黑白线对图中的白线亮度以及黑线亮度；
61.步骤s222：计算所述白线亮度与所述黑线亮度之间的比值，并将所述比值作为所述清晰度。
62.在获取到投影模组投影出的图像的黑白线对图后，进一步获取所述黑白线对图中黑线的亮度以及白线的亮度，从而通过黑线的亮度以及白线的亮度计算出所述图像的清晰度。所述清晰度为所述白线亮度与所述黑线亮度之间的比值，具体的，所述清晰度＝白线亮度/黑线亮度，例如当所述白线亮度为50，所述黑线的亮度为1时，所述清晰度则为50；所述预设清晰度的阈值为50～70，可以理解，本实施例包括但不限于上述方案，所述预设清晰度可以根据不同应用场景进行调整，投影模组投影出的图像达到所述预设清晰度实质上是指用户在肉眼的观察下，能够清楚、舒适的看清投影模组投影出的图像，以所述预设清晰度为60举例，当所述白线亮度与所述黑线亮度的比值大于或等于60时，则表示所述清晰度满足
所述预设清晰度的要求。
63.当所述清晰度小于所述预设清晰度时，增大摄像投影集成模组中投影模组的后焦距或者减小摄像投影集成模组中投影模组的后焦距。
64.当满所述清晰度足所述预设清晰度的要求，则保持所述投影模组的投影焦距；当所述清晰度不满足所述预设清晰度的要求，则对所述投影模组的焦距进行调整。具体的，可通过驱动马达对所述投影模组中的投影镜头21位置进行调整，从而调整所述投影模组中投影镜头21与微显示器件22之间的间距，也即调整所述投影模组的后焦距，进而实现调整所述投影模组投影出的图像的清晰度，使所述投影模组投影出的图像更加清晰。此外，所述投影镜头21包括第一前镜头组212以及第一后镜头组211，所述第一前镜头组212与所述第一后镜头组211间隔设置，且所述第一前镜头组212与所述第一后镜头组211的光路重叠设。其中，所述驱动马达30还能够单独驱动所述第一前镜头组212移动或者单独驱动所述第一后镜头组211移动，从而调整所述第一前镜头组212与所述第一后镜头组211之间的间距，一方面，所述第一前镜头组212与所述第一后镜头组211的间距不同，会让所述投影模组投影出来的图像在不同距离呈现最清晰的画面；另一方面从而改变光束的传播路径，进而调整所述投影模组投影出的图像大小，从而实现放大或缩小投影出的图像。
65.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。