調焦裝置以及投影儀的制作方法

本實用新型涉及投影領域，具體而言，涉及一種調焦裝置以及投影儀。

背景技術：

投影儀又稱投影機，是一種將圖像或視頻投影至墻面或投影幕上的設備。目前，投影儀廣泛應用于家庭、辦公室、學校和娛樂場所等場合。

投影儀在使用時，都會需要一個調焦的過程，調焦的目的是使投影在墻面或投影幕上的畫面達到最清晰的狀態。目前的投影儀采用的是手動調焦和電動調焦兩種方案。手動調焦是用戶手動旋轉投影儀上面的旋鈕，來調節畫面的清晰度。而電動調焦是用戶通過遙控器上的按鈕來進行操作實現調焦。無論是手動調焦還是電動調焦都需要用戶自行操作來完成。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種調焦裝置以及投影儀，以解決上述問題。

本實用新型的實施例是這樣實現的：

第一方面，本實用新型提供一種調焦裝置，應用于投影儀，所述投影儀包括光機，所述調焦裝置包括輔助鏡頭、控制器以及步進馬達，所述輔助鏡頭與所述控制器電連接，所述控制器與所述步進馬達電連接，所述步進馬達用于與所述光機活動連接。

在本實用新型較佳的實施例中，步進馬達包括步進馬達主體、電機以及馬達齒輪，所述光機包括光機頭、調節光圈以及光機齒輪，所述電機設置于所述步進馬達主體內，所述電機分別與所述控制器以及馬達齒輪電連接，所述調節光圈套設于所述光機頭上，通過調節光圈的轉動，以調節焦距，所述光機齒輪設置于所述調節光圈上，用于帶動所述調節光圈轉動，所述馬達齒輪用于與所述光機齒輪嚙合。

在本實用新型較佳的實施例中，上述光機還包括撥片，所述撥片與所述調節光圈連接，用于帶動所述調節光圈轉動。

在本實用新型較佳的實施例中，上述步進馬達主體上設置有凸起，所述光機頭上設置有與所述凸起配合的凹槽，所述凹槽與所述凸起進行過盈配合實現活動連接。所述步進馬達處于第一狀態，所述調焦裝置遠離所述光機。當所述步進馬達處于第二狀態，所述調焦裝置靠近所述光機，所述馬達齒輪與所述光機齒輪嚙合。

在本實用新型較佳的實施例中，上述調焦裝置還包括可伸縮連接桿，所述步進馬達主體與所述光機頭通過所述可伸縮連接桿活動連接。當所述步進馬達處于第一狀態，所述調焦裝置遠離所述光機。當所述步進馬達處于第二狀態，所述調焦裝置靠近所述光機，所述馬達齒輪與所述光機齒輪嚙合。

在本實用新型較佳的實施例中，上述電機包括轉軸以及電機齒輪，所述電機齒輪設置于所述轉軸上，且所述電機齒輪與所述馬達齒輪嚙合。

在本實用新型較佳的實施例中，上馬達齒輪包括第一馬達齒輪、第二馬達齒輪以及輸出齒輪，所述第一馬達齒輪與所述第二馬達齒輪固定在同一轉軸上，且所述第一馬達齒輪的直徑大于第二馬達齒輪，所述第一馬達齒輪與所述電機齒輪嚙合，所述第二馬達齒輪與所述輸出齒輪嚙合，所述輸出齒輪用于與所述光機齒輪嚙合。

在本實用新型較佳的實施例中，上述第一齒輪與所述第二齒輪一體成型。

第二方面，本實用新型提供一種投影儀，包括上述調焦裝置，還包括光機、第一外殼以及第二外殼，所述第一外殼以及所述第二外殼蓋合形成空腔，所述光機以及所述調焦裝置設置于所述空腔內。

在本實用新型較佳的實施例中，上述投影儀還包括固定支架，所述輔助鏡頭通過所述固定支架固定在所述空腔內。

本實用新型實施例的有益效果是：

本實用新型提供的調焦裝置以及投影儀，在開機時，通過輔助鏡頭獲取到的照片，由控制器進行對比計算，并控制步進馬達帶動調節光圈進行自動調焦。本實用新型實施例提供的調焦裝置以及投影儀，不需要手動調焦，在投影儀開啟時，就自動調節焦距，獲得最清晰的畫面。

本實用新型的其他特征和優點將在隨后的說明書闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型實施例了解。本實用新型的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本實用新型較佳實施例提供的投影儀的結構示意圖；

圖2為本實用新型較佳實施例提供的調焦裝置以及光機的結構示意圖；

圖3為本實用新型較佳實施例提供的調焦裝置的結構示意圖；

圖4為本實用新型較佳實施例提供的調焦裝置與光機的第一狀態的結構示意圖；

圖5為本實用新型較佳實施例提供的調焦裝置與光機的第二狀態的結構示意圖。

圖標：100-調焦裝置；110-輔助鏡頭；120-步進馬達；121-步進馬達主體；123-馬達齒輪；200-光機；210-光機頭；220-調節光圈；230-光機齒輪；300-投影儀；310-第一外殼；330-第二外殼；350-撥片。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該實用新型產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“耦合”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的裝置和方法，也可以通過其它的方式實現。本申請所描述的裝置實施例僅僅是示意性的。另外，在本實用新型各個實施例中的各功能模塊可以集成在一起形成一個獨立的部分，也可以是各個模塊單獨存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成形成一個獨立的部分。

投影儀是一種用來放大顯示圖像或視頻的投影設備，現在已廣泛應用于教育、商務、政府、家庭娛樂等方面。

投影儀成像的基本原理都是先將光線分成紅、綠、藍三種顏色，然后通過棱鏡將三種顏色的圖像合成一個圖像，再通過鏡頭投影至屏幕或者目標墻面上。投影儀的光機的鏡頭相當于一個凸透鏡，當物體位于凸透鏡的二倍焦距與一倍焦距之間時，來自投影片上物體的光，通過凸透鏡形成倒立、放大的實像，最后再經過平面鏡改變光傳播的方向，使其在屏幕中成像。

根據不同的投影技術。將投影技術分為陰極射線管(Cathode Ray Tube，CRT)投影技術、液晶顯示管(Liquid Crystal Display，LCD)投影技術、數字光處理(Digital Light Processor，DLP)投影技術，其中DLP投影技術是一種應用很廣泛的技術，DLP投影儀圖像對比度、灰度等級、色彩、圖像信號噪聲比等各方面都比較出色。

但是，不論是哪種投影儀，投影時，都需要調節焦距以獲得清晰的投影畫面。一般的投影儀，每次投影時，通過手動調焦獲得清晰的投影畫面。目前市面上，還有一些電動投影儀，通過遙控控制調焦。不論是手動投影儀還是電動投影儀都需要用戶進行調節操作。不夠方便、不夠智能。

為了解決上述問題，發明人經過長期的實驗以及不斷地探索，提出本實用新型實施例提供的調焦裝置以及投影儀。

請參見圖1，是本實用新型較佳實施例提供的一種投影儀300，包括調焦裝置100、光機200、第一外殼310以及第二外殼330。

第一外殼310以及所述第二外殼330蓋合形成空腔，所述光機200以及所述調焦裝置100設置于所述空腔內，光機200與所述調焦裝置100連接。

請參見圖2，光機200包括光機頭210、調節光圈220以及光機齒輪230，調節光圈220套設于光機頭210上，光機齒輪230設置于光機頭210靠近調焦裝置100的一側，并與調節光圈220連接，帶動調節光圈220轉動。

進一步地，光機200還包括一撥片350，撥片350與調節光圈220連接。用于帶動調節光圈220轉動。其中，撥片350設置于調節光圈220靠近第一外殼310的一側，并裸露出來。

請參見圖3，是本實用新型提供的一種調焦裝置100，調焦裝置100包括輔助鏡頭110、控制器、以及步進馬達120，所述輔助鏡頭110與所述控制器電連接，所述控制器與所述步進馬達120電連接。

輔助鏡頭110為具有拍攝功能的鏡頭，安裝于步進馬達120的前端，用于獲取目標墻面上的圖片并發送至控制器。進一步地，投影儀300還包括固定支架，輔助鏡頭110通過所述固定支架固定在空腔內的第二外殼330底部。

控制器用于接收輔助鏡頭110發送的圖片信息，并控制步進馬達120進行調節焦距。

具體地，在投影儀300開啟時，輔助鏡頭110采集屏幕或者目標墻面上的圖像，并將采集到的圖像數據傳輸至控制器，同時，控制器檢測步進馬達120的轉動角度信息，例如步進馬達120的轉動角度，其中，步進馬達120的轉動角度可以通過檢測向步進馬達120輸入的脈沖數確定，并將當前的圖像數據與轉動角度對應保存。獲取到圖像數據后，對獲取到的圖像數據進行濾波處理，例如，可以采用但不限于高斯濾波、均值濾波、中值濾波、雙邊濾波等方法。作為一種實施方式，由于均值濾波可以平滑圖像，取出圖像中的數據干擾信號，且運算速度快，算法簡便，因此使用均值濾波。濾波完成后，對濾波后的圖像進行二值化處理，二值化處理可以為但不限于灰度平均值法、迭代閾值算法等方法。迭代閾值算法是先假定一個閾值，然后計算在該閾值下的背景的中心值，當背景和背景中心值的平均值和假定的閾值相同時，則迭代終止，并以此值為閾值進行二值化。

二值化處理完成后，再提取二值化后的圖像數據的圖像輪廓。提取出圖像數據的圖像輪廓后，再通過圖像輪廓識別方法，提取出圖像輪廓中的特征圖像，該特征圖像為預先設定好的圖像，例如，該設定的圖像可以為方形、圓形或字符等，在打開投影儀300時，該預先設定好的圖像會被投影儀300投影在屏幕上。隨著步進馬達120的轉動，光機200中的透鏡的距離發生變化，投影在屏幕上的圖像也逐漸由模糊變得清晰。當投影在屏幕上的圖像變得十分模糊時，無法提出圖像數據中的圖像輪廓。此時，控制器控制光機200再次調節焦距，并對最新獲得的圖像數據進行特征提取，記錄最新獲得的步進馬達120的轉動信息，直至提取到圖像數據中的特征圖像。

當得到特征圖像的清晰度之后，隨著步進馬達120的轉動，光機鏡頭的焦距也逐漸發生變化，投影在屏幕上的圖像也逐漸變得清晰。當兩個焦距達到某一個特定值時，投影在屏幕上的圖像的清晰度最高，隨著步進馬達120的繼續轉動，投影在屏幕或者目標墻面上的圖像又逐漸變大而模糊。因此，在轉動過程中，特征圖像的清晰度會逐漸增加，達到峰值之后，逐漸降低。因此，控制器會在每得到一個特征圖像的清晰度后，將該特征圖像的前一個特征圖像即前特征圖像的清晰度與當前特征圖像的清晰度以及前特征圖像的前一個特征圖像的清晰度對比。如果在前特征圖像的清晰度分別大于當前特征圖像的清晰度以及在前特征圖像的前一個特征圖像的清晰度，則說明該在前特征圖像的清晰度達到峰值，那么將該在前特征圖像定義為清晰度最高的特征圖像。

控制器在獲得輔助鏡頭110上傳的圖像數據時，同時獲得當前時刻與之對應的轉動角度信息。因此，當找到清晰度最高的特征圖像時，該清晰度最高的特征圖像對應有一轉動角度信息。此時，控制器向步進馬達120發送控制信號，控制步進馬達120轉動至該轉動角度信息對應的轉動角度。

步進馬達120包括步進馬達主體121、電機以及馬達齒輪123，其中，所述電機設置于所述步進馬達主體121內，所述電機分別與所述控制器以及馬達齒輪123電連接，所述電機包括轉軸以及電機齒輪，所述電機齒輪設置于所述轉軸上，且所述電機齒輪與所述馬達齒輪123嚙合。

其中，馬達齒輪123包括第一馬達齒輪、第二馬達齒輪以及輸出齒輪，所述第一馬達齒輪與所述第二馬達齒輪固定在同一轉軸上，且第一馬達齒輪與第二馬達齒輪一體成型。第一馬達齒輪的直徑大于第二馬達齒輪。所述第一馬達齒輪與所述電機齒輪嚙合，所述第二馬達齒輪與所述輸出齒輪嚙合。

本實用新型的主要目的是提供一種調焦裝置100及投影儀300，以解決現有技術只能靠手動或者電動方式進行調焦的局限技術。自動調焦功能的實現是通過輔助的鏡頭進行成像，通過計算后，傳達給步進馬達120，然后步進馬達120進行運轉帶動馬達齒輪123轉動，馬達齒輪123再帶動光機200上的光機齒輪230進行運動，以達到清晰度最高的位置。在客戶使用時，隨著攝影儀開機，輔助鏡頭110便開始運作，帶動步進馬達120進行自動調焦，不需要客戶進行任何操作。而且調焦的時間在3S左右即可自動完成。如此一來，提高了用戶體驗，拉伸了產品的檔次，提升了公司的形象。

進一步地，在一些特殊情況下，還需要對投影儀300進行手動調節，因此，在步進馬達主體121上設置有凸起，所述光機200上設置有與所述凸起配合的凹槽，所述凹槽與所述凸起進行過盈配合實現活動連接。

當所述步進馬達120處于第一狀態，所述調焦裝置100遠離所述光機200。其中，請參見圖4，第一狀態是指，需要對投影儀300進行手動調焦時，將調焦裝置100向著遠離光機200方向拉出，使得輸出齒輪遠離光機200齒輪，通過撥動裸露出來的撥片350，帶動調節光圈220轉動，實現對投影儀300進行手動調焦操作。

當所述步進馬達120處于第二狀態，請參見圖5，第二狀態是指，所述調焦裝置100靠近所述光機200，所述馬達齒輪123與所述光機齒輪230嚙合。可以通過控制器控制馬達齒輪123帶動光機齒輪230轉動，以帶動調節光圈220實現自動調節焦距。

在另外一種實施方式中，還可以通過設置可伸縮連接桿，使得調焦裝置100遠離靠近光機200，以實現自動或者手動調節焦距。

具體地，調焦裝置100包括可伸縮連接桿，所述步進馬達主體121與所述光機頭210通過所述可伸縮連接桿活動連接；

當所述步進馬達120處于第一狀態，所述調焦裝置100遠離所述光機200，實現手動調焦。

當所述步進馬達120處于第二狀態，所述調焦裝置100靠近所述光機200，所述馬達齒輪123與所述光機齒輪230嚙合，實現自動調焦。

進一步地，調焦裝置100還包括拉伸桿，拉伸桿設置于步進馬達主體121遠離光機200的一側，拉伸桿的一部分設置于空腔內，另一部分設置于第一外殼310或第二外殼330外。通過拉動拉伸桿，控制調焦裝置100遠離或者靠近步進馬達120。當拉伸桿向著調焦裝置100遠離光機200的方向移動時，調焦裝置100遠離光機200，處于第一狀態，可以通過撥動撥片350進行手動調焦；當拉伸桿向著調焦裝置100靠近光機200的方向移動時，調焦裝置100靠近光機200，處于第二狀態，控制器控制調焦裝置100實現自動調節焦距。

進一步地，調焦裝置100還包括開關，開關與控制器連接，設置于第一外殼310或者第二外殼330的外側，用于控制控制器的通斷。

當需要手動調焦時，開關控制控制器關閉，進行手動調焦；需要自動調焦時，開關控制控制器打開，實現自動調焦。

綜上所述，本實用新型提供的調焦裝置100在開啟投影儀300時，可自動調焦。更加方便，精確。

此外還可以進行手動調焦。手動調焦、自動調焦可以根據用戶需求自由選擇，更加方便，提供了更好的用戶體驗。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。