JP2002244028A - 投影システムおよび自動焦点方法 - Google Patents
投影システムおよび自動焦点方法Info
- Publication number
- JP2002244028A JP2002244028A JP2001359149A JP2001359149A JP2002244028A JP 2002244028 A JP2002244028 A JP 2002244028A JP 2001359149 A JP2001359149 A JP 2001359149A JP 2001359149 A JP2001359149 A JP 2001359149A JP 2002244028 A JP2002244028 A JP 2002244028A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- focus
- total reflection
- projection
- plane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 66
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 17
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 4
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims 2
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/53—Means for automatic focusing, e.g. to compensate thermal effects
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Focusing (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 投影画像解析に適用する評価関数により光学
投影装置の焦点を自動的に調節する投影システムを提供
する。 【構成】 この発明の投影システムは全反射素子、画像
読取装置、解析システムおよびサーバ装置を含む。画像
読取装置が光学投影装置と全反射素子により導かれた投
影画像を読み取り、読取信号を出力する。解析システム
が評価関数により読取画像を解析して、投影面上の最も
鮮明な画像を決定して調節信号を出力する。サーバ装置
が調節信号をもとにして自動的に焦点調節を光学投影装
置に対しておこなう。
投影装置の焦点を自動的に調節する投影システムを提供
する。 【構成】 この発明の投影システムは全反射素子、画像
読取装置、解析システムおよびサーバ装置を含む。画像
読取装置が光学投影装置と全反射素子により導かれた投
影画像を読み取り、読取信号を出力する。解析システム
が評価関数により読取画像を解析して、投影面上の最も
鮮明な画像を決定して調節信号を出力する。サーバ装置
が調節信号をもとにして自動的に焦点調節を光学投影装
置に対しておこなう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動的に焦点を調節
することができる投影システムに関し、特に投影画像解
析に適用する評価関数を利用して、投影焦点を自動的に
調節する技術に関する。
することができる投影システムに関し、特に投影画像解
析に適用する評価関数を利用して、投影焦点を自動的に
調節する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、投影システムはユーザの視覚に頼
って投影画像の焦点を調節していた。
って投影画像の焦点を調節していた。
【０００３】図１に示すのは、典型的なＬＣＤ投影シス
テムの自動焦点調節装置のブロック図である。図１の日
本の特開平１１−１１９１８５に開示されているよう
に、３個の液晶表示装置１４００ｒ，１４００ｇおよび
１４００ｂそれぞれの赤、緑、青の画像を、クロスプリ
ズム４０００を通してカラー画像を形成していた。カラ
ー画像は半透明反射装置３０００を通り、投影レンズ１
０００によりスクリーンｓ上に画像を形成していた。一
方、スクリーンｓ上の画像は半透明反射装置３０００に
より光学受信装置５０００上に反射された。さらに信号
生成装置１６００、制御装置９０００、操作装置８００
０および焦点調節／制御装置６０００を使用して投影レ
ンズ１０００の焦点位置上の各画像を解析、比較する。
テムの自動焦点調節装置のブロック図である。図１の日
本の特開平１１−１１９１８５に開示されているよう
に、３個の液晶表示装置１４００ｒ，１４００ｇおよび
１４００ｂそれぞれの赤、緑、青の画像を、クロスプリ
ズム４０００を通してカラー画像を形成していた。カラ
ー画像は半透明反射装置３０００を通り、投影レンズ１
０００によりスクリーンｓ上に画像を形成していた。一
方、スクリーンｓ上の画像は半透明反射装置３０００に
より光学受信装置５０００上に反射された。さらに信号
生成装置１６００、制御装置９０００、操作装置８００
０および焦点調節／制御装置６０００を使用して投影レ
ンズ１０００の焦点位置上の各画像を解析、比較する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、投影レ
ンズ１０００から３つの液晶表示器までの距離を増大す
るための半透明反射装置などが必要であった。そのた
め、結果として投影レンズの後焦点距離が増大すると同
時に投影レンズ設計の困難度も増大した。そこで、この
発明の目的は、投影画像解析に適用する評価関数により
光学投影装置の焦点を自動的に調節する投影システムを
提供することである。
ンズ１０００から３つの液晶表示器までの距離を増大す
るための半透明反射装置などが必要であった。そのた
め、結果として投影レンズの後焦点距離が増大すると同
時に投影レンズ設計の困難度も増大した。そこで、この
発明の目的は、投影画像解析に適用する評価関数により
光学投影装置の焦点を自動的に調節する投影システムを
提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決し、所望
の目的を達成するために、この発明の投影システムは全
反射素子、画像読取装置、解析システムおよびサーバ装
置を含む。画像読取装置が光学投影装置と全反射素子に
より導かれた投影画像を読み取り、読取信号を出力す
る。解析システムが評価関数により読取画像を解析し
て、投影面上の最も鮮明な画像を決定して調節信号を出
力する。サーバ装置が調節信号をもとにして自動的に焦
点調節を光学投影装置へおこなう。
の目的を達成するために、この発明の投影システムは全
反射素子、画像読取装置、解析システムおよびサーバ装
置を含む。画像読取装置が光学投影装置と全反射素子に
より導かれた投影画像を読み取り、読取信号を出力す
る。解析システムが評価関数により読取画像を解析し
て、投影面上の最も鮮明な画像を決定して調節信号を出
力する。サーバ装置が調節信号をもとにして自動的に焦
点調節を光学投影装置へおこなう。
【０００６】
【実施例】自動的に光学投影装置の焦点を調節すること
ができる投影システムが、画像装置１、全反射素子２、
光学投影装置３、画像読取装置４、解析装置５およびサ
ーバ装置６を含む。
ができる投影システムが、画像装置１、全反射素子２、
光学投影装置３、画像読取装置４、解析装置５およびサ
ーバ装置６を含む。
【０００７】この発明において、画像の可逆性の原理を
使用する。図３において、もし物体ｏｂがレンズＬの一
面上に位置する場合、物体距離はｐ１である。物体ｏｂ
はレンズＬを通って反対側に画像距離ｑ１を有する画像
Ｉを形成する。図３においては光相反理論が使用され
る。つまり画像Ｉと同じサイズを有する物体が、画像Ｉ
と同じ場所に位置する。そのため、反転画像を操作する
と、物体はレンズＬを通して物体ｏｂと同じサイズ、同
じ位置に形成される。
使用する。図３において、もし物体ｏｂがレンズＬの一
面上に位置する場合、物体距離はｐ１である。物体ｏｂ
はレンズＬを通って反対側に画像距離ｑ１を有する画像
Ｉを形成する。図３においては光相反理論が使用され
る。つまり画像Ｉと同じサイズを有する物体が、画像Ｉ
と同じ場所に位置する。そのため、反転画像を操作する
と、物体はレンズＬを通して物体ｏｂと同じサイズ、同
じ位置に形成される。
【０００８】図４に示すように、全反射素子を使用して
光の動く方向を変える。全反射素子は全反射面２１、第
１平面２２および第２平面２３を有する全反射プリズム
２０を含む。全反射面は全内部反射原理を元にする臨界
角θCを有する。入射角が臨界角よりも大きい時、全反
射面上の光の全反射が発生する。図４において、光線ｒ
１の入射角が臨界角よりも小さく、全反射面２１により
屈折された後に、光線ｒ１が平面２１より放出される。
さらに光線ｒ２の入射角θ2が臨界角より大きく、平面
２１で全反射した後に光線ｒ２は平面２３から放出され
る。
光の動く方向を変える。全反射素子は全反射面２１、第
１平面２２および第２平面２３を有する全反射プリズム
２０を含む。全反射面は全内部反射原理を元にする臨界
角θCを有する。入射角が臨界角よりも大きい時、全反
射面上の光の全反射が発生する。図４において、光線ｒ
１の入射角が臨界角よりも小さく、全反射面２１により
屈折された後に、光線ｒ１が平面２１より放出される。
さらに光線ｒ２の入射角θ2が臨界角より大きく、平面
２１で全反射した後に光線ｒ２は平面２３から放出され
る。
【０００９】図５Ａにおいて、光学投影装置３が複数の
レンズおよび変更可能な焦点を有する。光学投影装置３
の焦点変化は複数のレンズの位置変化と関連する。つま
り光学投影装置３がＬ１からＬ２の間で焦点距離を変化
させるということである。光学投影装置３の最短焦点距
離は第１距離Ｌ１に対応して、最長焦点距離は第２距離
Ｌ２に対応する。第１距離Ｌ１を有する光学投影装置３
が画像装置１の画像を、最短距離Ｄ１を有する平面ＳＣ
１上に投影する。第２距離Ｌ２を有する光学投影装置３
が画像装置１の画像を、最大距離Ｄ２を有する平面ＳＣ
２上に投影する。さらに、この実施形態は一定の後焦点
距離を有する投影装置を使用するため、画像装置１と光
学投影装置３の間の距離ｂｆは一定である。
レンズおよび変更可能な焦点を有する。光学投影装置３
の焦点変化は複数のレンズの位置変化と関連する。つま
り光学投影装置３がＬ１からＬ２の間で焦点距離を変化
させるということである。光学投影装置３の最短焦点距
離は第１距離Ｌ１に対応して、最長焦点距離は第２距離
Ｌ２に対応する。第１距離Ｌ１を有する光学投影装置３
が画像装置１の画像を、最短距離Ｄ１を有する平面ＳＣ
１上に投影する。第２距離Ｌ２を有する光学投影装置３
が画像装置１の画像を、最大距離Ｄ２を有する平面ＳＣ
２上に投影する。さらに、この実施形態は一定の後焦点
距離を有する投影装置を使用するため、画像装置１と光
学投影装置３の間の距離ｂｆは一定である。
【００１０】図５Ｂにおいて、分析システムは光学投影
装置の距離変化を、Ｎ焦点距離位置を有するＮ−１セク
ションに分割する。第１距離（最小焦点距離）から第２
距離（最大焦点距離）のＮ焦点距離位置は第１、第２、
第３、…、第Ｎ焦点距離位置に対応してｆ1、ｆ2、
ｆ3、…、ｆNと記される。
装置の距離変化を、Ｎ焦点距離位置を有するＮ−１セク
ションに分割する。第１距離（最小焦点距離）から第２
距離（最大焦点距離）のＮ焦点距離位置は第１、第２、
第３、…、第Ｎ焦点距離位置に対応してｆ1、ｆ2、
ｆ3、…、ｆNと記される。
【００１１】解析装置３が自動焦点調節信号を受信する
と、駆動信号が出力される。その駆動信号により、サー
バシステムは光学投影装置を初期位置として、第１焦点
調節距離位置ｆ1へ設置する。同様に光学投影装置を順
番に第２、第３、…、第Ｎ焦点距離位置へ駆動する。
と、駆動信号が出力される。その駆動信号により、サー
バシステムは光学投影装置を初期位置として、第１焦点
調節距離位置ｆ1へ設置する。同様に光学投影装置を順
番に第２、第３、…、第Ｎ焦点距離位置へ駆動する。
【００１２】また、サーバシステムは光学投影装置を初
期位置として、第Ｎ焦点距離位置ｆ Nへ設置する。同様
に光学投影装置を順番に焦点距離位置ｆN-1、ｆN-2、
…、ｆ1へ駆動する。
期位置として、第Ｎ焦点距離位置ｆ Nへ設置する。同様
に光学投影装置を順番に焦点距離位置ｆN-1、ｆN-2、
…、ｆ1へ駆動する。
【００１３】図２に示すように、画像読取装置４が投影
システム中に採用される。画像読取装置４からその投影
面ＳＣへの距離は、画像装置１から投影面ＳＣへの光学
パスの距離に等しい（つまりｄ１＋Ｄ＝ｄ２＋Ｄ）。画
像装置１が光学投影装置３を使用して物体を平面上に投
影して第１画像を形成し、続いて第２画像が光学投影装
置３と全反射素子２を通して画像読取装置４上に形成さ
れる。第１画像が鮮明だと第２画像も鮮明で、もし第１
画像の焦点がずれると、第２画像の焦点もずれる。
システム中に採用される。画像読取装置４からその投影
面ＳＣへの距離は、画像装置１から投影面ＳＣへの光学
パスの距離に等しい（つまりｄ１＋Ｄ＝ｄ２＋Ｄ）。画
像装置１が光学投影装置３を使用して物体を平面上に投
影して第１画像を形成し、続いて第２画像が光学投影装
置３と全反射素子２を通して画像読取装置４上に形成さ
れる。第１画像が鮮明だと第２画像も鮮明で、もし第１
画像の焦点がずれると、第２画像の焦点もずれる。
【００１４】光学投影装置がＮ個の焦点を発生するた
め、画像読取装置は鮮明さが異なるＮ秒の画像を受信し
て、受信した各秒ごとの読取信号を出力する。そのた
め、画像読取装置はＮ個の異なる読取信号をそれぞれ第
１、第２、…、第Ｎ読取信号として出力する。第１、第
２、…、第Ｎ読取信号がそれぞれ光学投影装置の第１、
第２、…、第Ｎ焦点位置に対応して発生する。
め、画像読取装置は鮮明さが異なるＮ秒の画像を受信し
て、受信した各秒ごとの読取信号を出力する。そのた
め、画像読取装置はＮ個の異なる読取信号をそれぞれ第
１、第２、…、第Ｎ読取信号として出力する。第１、第
２、…、第Ｎ読取信号がそれぞれ光学投影装置の第１、
第２、…、第Ｎ焦点位置に対応して発生する。
【００１５】解析システム５はさらに解析演算ユニット
５１およびメモリー５２を含む。解析演算ユニット５１
は評価関数でＮ個の読取信号を演算して、その結果をメ
モリー５２へ記憶する。
５１およびメモリー５２を含む。解析演算ユニット５１
は評価関数でＮ個の読取信号を演算して、その結果をメ
モリー５２へ記憶する。
【００１６】図６において、解析はＮ読取信号を変調伝
達関数（modulation transfer function = MTF）などの
評価関数で計算して、その計算からＮ個の出力を解析す
る。解析は最適な評価関数値を決定し、その解析から焦
点位置ｆiを決定する。その解析結果により、解析シス
テムは調節信号を出力して、光学投影装置を最適な焦点
位置ｆiへ調節し、光学投影装置上の焦点自動調節を完
了する。
達関数（modulation transfer function = MTF）などの
評価関数で計算して、その計算からＮ個の出力を解析す
る。解析は最適な評価関数値を決定し、その解析から焦
点位置ｆiを決定する。その解析結果により、解析シス
テムは調節信号を出力して、光学投影装置を最適な焦点
位置ｆiへ調節し、光学投影装置上の焦点自動調節を完
了する。
【００１７】図７において、この発明の流れ図を示す。
投影システムが光学投影装置の焦点を調節する指示を受
けると、この発明は下に述べるステップをおこなう。
投影システムが光学投影装置の焦点を調節する指示を受
けると、この発明は下に述べるステップをおこなう。
【００１８】ステップ１、表示装置が画像を表示して、
その画像はコンピュータ、視聴覚機器から受信されたも
のであるか、投影システムに組み込まれた単純なグレー
レベルである。
その画像はコンピュータ、視聴覚機器から受信されたも
のであるか、投影システムに組み込まれた単純なグレー
レベルである。
【００１９】ステップ２、光学投影装置の焦点が焦点開
始位置に設定されて画像を投影する。
始位置に設定されて画像を投影する。
【００２０】ステップ３、画像読取装置がグレーレベル
画像を読み取って、読取信号を解析システムへ出力す
る。
画像を読み取って、読取信号を解析システムへ出力す
る。
【００２１】ステップ４、解析システムが評価関数によ
り読取信号を計算し、その計算結果をメモリーに記憶す
る。
り読取信号を計算し、その計算結果をメモリーに記憶す
る。
【００２２】ステップ５、光学投影装置４が最終焦点位
置ｆNに至ったか否か判断する。最終焦点位置ｆNに至っ
ていないときは、ステップ６へ進む。最終焦点位置ｆN
に至ったときは、ステップ７へ進む。
置ｆNに至ったか否か判断する。最終焦点位置ｆNに至っ
ていないときは、ステップ６へ進む。最終焦点位置ｆN
に至ったときは、ステップ７へ進む。
【００２３】ステップ６、最終焦点位置ｆNに至るま
で、ステップ３−６を繰り返す。
で、ステップ３−６を繰り返す。
【００２４】ステップ７、解析システム５は、メモリー
に記憶されている各焦点位置での読取信号の計算結果か
ら、最適な評価関数値を決定し、その最適な評価関数値
に対応する最適な焦点位置の調節信号をサーバ装置へ出
力する。
に記憶されている各焦点位置での読取信号の計算結果か
ら、最適な評価関数値を決定し、その最適な評価関数値
に対応する最適な焦点位置の調節信号をサーバ装置へ出
力する。
【００２５】ステップ８、解析システム５から入力した
調節信号により、サーバ装置は光学投影装置を最適な焦
点位置へ調節して全体の操作を完了する。
調節信号により、サーバ装置は光学投影装置を最適な焦
点位置へ調節して全体の操作を完了する。
【００２６】図８において、投影システムは単純な白黒
インターレースの線対画像を発生するために、自動的に
投影システムの焦点を調節する。図９Ａにおいて、電荷
結合素子（linear charged couple display = CCD）、
相補型金属酸化膜半導体（Complemented Metal Oxide S
emiconductor = CMOS）などの画像読取装置が、グレー
レベル画像を読み取って読取信号を出力する。図９Ｂに
おいて、解析システムが自動焦点解析を完了した後、画
像読取装置からの最適な読取信号は完全な波形に近くな
る。
インターレースの線対画像を発生するために、自動的に
投影システムの焦点を調節する。図９Ａにおいて、電荷
結合素子（linear charged couple display = CCD）、
相補型金属酸化膜半導体（Complemented Metal Oxide S
emiconductor = CMOS）などの画像読取装置が、グレー
レベル画像を読み取って読取信号を出力する。図９Ｂに
おいて、解析システムが自動焦点解析を完了した後、画
像読取装置からの最適な読取信号は完全な波形に近くな
る。
【００２７】実施形態１：図１０において、自動的に光
学投影装置の焦点を調節する投影装置が画像生成装置１
０、全反射プリズム２０、光学投影装置３０、画像読取
装置４０、解析システム５０およびサーバ６０を含む。
学投影装置の焦点を調節する投影装置が画像生成装置１
０、全反射プリズム２０、光学投影装置３０、画像読取
装置４０、解析システム５０およびサーバ６０を含む。
【００２８】画像生成装置１０がＣＲＴ、ＬＣＤあるい
はレーザーディスプレイなどで、照明画像を発生する。
その照明画像は光学投影装置３０を使用し、全反射素子
２０を通してスクリーンなどの平面上に投影されて第１
画像を形成する。光学投影装置３０により第１画像を画
像読取装置４０へ適用して等しい光路程で第２画像を形
成する。全反射素子は第２画像の位置を変える。
はレーザーディスプレイなどで、照明画像を発生する。
その照明画像は光学投影装置３０を使用し、全反射素子
２０を通してスクリーンなどの平面上に投影されて第１
画像を形成する。光学投影装置３０により第１画像を画
像読取装置４０へ適用して等しい光路程で第２画像を形
成する。全反射素子は第２画像の位置を変える。
【００２９】そのため解析システム５０、サーバ６０お
よび画像読取装置４０が光学投影装置３０上で自動的に
焦点を調節することができるため、スクリーン上で鮮明
な画像を得ることができる。
よび画像読取装置４０が光学投影装置３０上で自動的に
焦点を調節することができるため、スクリーン上で鮮明
な画像を得ることができる。
【００３０】実施形態２：図１１において、光学投影装
置の焦点を自動的に調節する投影装置が光源１００、反
射型ディスプレイ２００、全反射素子３００、光学投影
装置４００、画像読取装置５００、解析システム６００
およびサーバ７００を含む。
置の焦点を自動的に調節する投影装置が光源１００、反
射型ディスプレイ２００、全反射素子３００、光学投影
装置４００、画像読取装置５００、解析システム６００
およびサーバ７００を含む。
【００３１】図１１において、全反射素子３００が第１
平面３１０、第２平面３２０、第３平面３３０、第４平
面３４０、第１全反射面３５０、第２全反射面３６０お
よび透明媒体３７０を含む。透明媒体３７０が第１全反
射面３５０と第２全反射面３６０の間に形成されて、そ
れは全反射素子の材料よりも小さい屈折率を有する。
平面３１０、第２平面３２０、第３平面３３０、第４平
面３４０、第１全反射面３５０、第２全反射面３６０お
よび透明媒体３７０を含む。透明媒体３７０が第１全反
射面３５０と第２全反射面３６０の間に形成されて、そ
れは全反射素子の材料よりも小さい屈折率を有する。
【００３２】光源１００は全反射素子３００の第１平面
３１０の片側に設けられる。反射型ディスプレイは全反
射素子３００の第２平面３２０の片側に設けられる。光
学投影装置４００は全反射素子３００の第３平面３３０
の片側に設けられる。画像読取装置５００は全反射素子
３００の第４平面３４０の片側に設けられる。
３１０の片側に設けられる。反射型ディスプレイは全反
射素子３００の第２平面３２０の片側に設けられる。光
学投影装置４００は全反射素子３００の第３平面３３０
の片側に設けられる。画像読取装置５００は全反射素子
３００の第４平面３４０の片側に設けられる。
【００３３】光源１００が光を放出した後に、その光は
第１平面３１０の第１臨界角より大きい角度で反射型デ
ィスプレイ２００へ全反射する。反射型ディスプレイ２
００は光を変調して、その変調した光を反射して画像照
明を発生する。反射型ディスプレイ２００はテキサス・
インスツルメント会社（Texas Instrument Company）の
デジタルマイクロミラー装置（digital micromirror de
vice = DMD）あるいはLiquid Crystal On Silicon （LC
OS）などの反射型ＬＣＤを使用することができる。光学
投影装置４００は全反射素子３００を通して照明画像を
スクリーンなどの平面に投影して、スクリーン上に鮮明
な画像を第１平面に形成する。光学投影装置４００は第
１画像を等しい光路程の画像読取装置５００へ適用して
第２画像を形成する。全反射素子３００の第２平面３２
０は第２画像の位置を変えることができる。
第１平面３１０の第１臨界角より大きい角度で反射型デ
ィスプレイ２００へ全反射する。反射型ディスプレイ２
００は光を変調して、その変調した光を反射して画像照
明を発生する。反射型ディスプレイ２００はテキサス・
インスツルメント会社（Texas Instrument Company）の
デジタルマイクロミラー装置（digital micromirror de
vice = DMD）あるいはLiquid Crystal On Silicon （LC
OS）などの反射型ＬＣＤを使用することができる。光学
投影装置４００は全反射素子３００を通して照明画像を
スクリーンなどの平面に投影して、スクリーン上に鮮明
な画像を第１平面に形成する。光学投影装置４００は第
１画像を等しい光路程の画像読取装置５００へ適用して
第２画像を形成する。全反射素子３００の第２平面３２
０は第２画像の位置を変えることができる。
【００３４】そのため解析システム６００、サーバ７０
０および画像読取装置５００は自動的に光学投影装置４
００の焦点を調節することができるため、鮮明な画像が
スクリーン上に形成される。
０および画像読取装置５００は自動的に光学投影装置４
００の焦点を調節することができるため、鮮明な画像が
スクリーン上に形成される。
【００３５】以上のごとく、この発明を好適な実施形態
により開示したが、もとより、この発明を限定するため
のものではなく、同業者であれば容易に理解できるよう
に、この発明の技術思想の範囲において、適当な変更な
らびに修正が当然なされうるものであるから、その特許
権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な
領域を基準として定めなければならない。
により開示したが、もとより、この発明を限定するため
のものではなく、同業者であれば容易に理解できるよう
に、この発明の技術思想の範囲において、適当な変更な
らびに修正が当然なされうるものであるから、その特許
権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な
領域を基準として定めなければならない。
【００３６】
【発明の効果】この発明は投影システムが自動的に光学
投影装置の焦点を調節して、どんな投影距離でも最も鮮
明な画像を生成することができる。そのため産業上の利
用価値が高い。
投影装置の焦点を調節して、どんな投影距離でも最も鮮
明な画像を生成することができる。そのため産業上の利
用価値が高い。
【図１】従来の技術にかかる、自動焦点調節装置のブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】本発明にかかる、自動的に焦点を調節すること
ができる投影システムの構成を示す図である。
ができる投影システムの構成を示す図である。
【図３】本発明にかかる、レンズを通して不可逆性の画
像を示す図である。
像を示す図である。
【図４】本発明にかかる、全反射素子の説明図である。
【図５】（Ａ）は、本発明にかかる投影距離により変化
する投影装置の焦点を示す図である。（Ｂ）は、本発明
にかかる光学投影装置上のＮ焦点位置を示す図である。
する投影装置の焦点を示す図である。（Ｂ）は、本発明
にかかる光学投影装置上のＮ焦点位置を示す図である。
【図６】本発明にかかる、投影画像の評価関数を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図７】本発明にかかる、自動的に焦点を調節する方法
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図８】本発明にかかる、自動的に投影システムの焦点
を調節するためにグレースケール・画像を投影する投影
システムを示す図である。
を調節するためにグレースケール・画像を投影する投影
システムを示す図である。
【図９】（Ａ）と（Ｂ）それぞれは、焦点が自動的に調
節される前後に出力される読取信号を示すグラフであ
る。
節される前後に出力される読取信号を示すグラフであ
る。
【図１０】本発明にかかる、自動的に焦点を調節する投
影システムの実施形態の構成図である。
影システムの実施形態の構成図である。
【図１１】本発明にかかる、自動的に焦点を調節する投
影システムのもう一つの実施形態の構成図である。
影システムのもう一つの実施形態の構成図である。
１ 画像装置 ２ 全反射素子 ３ 光学投影装置 ４ 画像読取装置 ５ 解析装置 ６ サーバ装置 １０ 画像生成装置 ２０ 全反射プリズム ２１ 全反射面 ２２ 第１平面 ２３ 第２平面 ３０ 光学投影装置 ４０ 画像読取装置 ５０ 解析システム ５１ 解析演算ユニット ５２ メモリー ６０ サーバ １００ 光源 ２００ 反射型ディスプレイ ３００ 全反射素子 ３１０ 第１平面 ３２０ 第２平面 ３３０ 第３平面 ３４０ 第４平面 ３５０ 第１全反射面 ３６０ 第２全反射面 ３７０ 透明媒体 ４００ 光学投影装置 ５００ 画像読取装置 ６００ 解析システム ７００ サーバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/14 Ｄ 21/10 Ｇ０６Ｆ 3/033 ３５０Ｇ 21/14 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｈ Ｇ０６Ｆ 3/033 ３５０ Ｄ
Claims (16)
- 【請求項１】 全反射面、第１平面および第２平面を有
し、前記全反射面および前記第１平面を通って画像装置
から画像を投影する全反射素子と、 焦点開始位置から最終焦点位置まで移動して、投影され
た画像を前記第１平面から投影面の前記焦点開始位置と
前記最終焦点位置の間の焦点位置で投影すると共に、前
記第１平面、前記全反射面および前記第２平面を通して
前記投影面より反射された前記画像を投影する光学投影
装置と、 前記第２平面から投影された反射画像を読み取る画像読
取装置と、 前記光学投影装置を駆動して焦点開始位置から最終焦点
位置へ移動させ、調節信号を受信した時に前記光学投影
装置を次の焦点位置へ駆動するサーバ装置と、 前記画像読取装置からの前記読取画像を解析して、各焦
点位置における調節信号を前記サーバ装置へ出力して、
前記光学投影装置を最適焦点位置へ駆動する解析システ
ムとを含み、画像装置から投影面へ投影するのに適した
自動的に焦点を調整することを特徴とする投影システ
ム。 - 【請求項２】 前記画像読取装置がＣＣＤであるもので
ある請求項１に記載の投影システム。 - 【請求項３】 前記画像読取装置が相補型金属酸化膜半
導体（ＣＭＯＳ）である請求項１記載の投影システム。 - 【請求項４】 前記解析システムがメモリーを含むもの
である請求項１記載の投影システム。 - 【請求項５】 第１全反射面、第２全反射面、第１平
面、第２平面、第３平面、および前記第１全反射面と前
記第２全反射面の間に形成された透明媒体を有する全反
射素子と、 光を前記第１平面へ放出し、前記第１全反射面および前
記第２平面を通して光を送り出す光源装置と、 前記第２平面を通して放出された光を反射して画像とし
て、前記画像が前記第１全反射面、前記透明媒体、前記
第２全反射面および前記第３平面を通って画像を送り出
す反射型ディスプレイと、 焦点開始位置から最終焦点位置へ移動して、放出した画
像を前記第３平面から投影面の前記焦点開始位置と前記
最終焦点位置の間の焦点位置へ投影して、前記第３平
面、前記第２全反射面および前記第４平面を通して投影
面により反射された画像を放出する光学投影装置と、 前記第４平面から放出された画像を読み取る画像読取装
置と、 前記光学投影装置を駆動して前記焦点開始位置から前記
最終焦点位置まで移動して、調節信号を受信した時に前
記光学投影装置を次の焦点位置へ駆動するサーバ装置
と、 前記画像読取装置からの読取画像を解析して、解析の結
果による焦点位置により調節信号をサーバ装置へ出力し
て、前記光学投影装置を最適焦点位置へ駆動する解析シ
ステムとを含むものである自動的に焦点を調整すること
ができる投影システム。 - 【請求項６】 前記画像読取装置がＣＣＤであるもので
ある請求項５記載の投影システム。 - 【請求項７】 前記画像読取装置が相補型金属酸化膜半
導体（ＣＭＯＳ）であるものである請求項５記載の投影
システム。 - 【請求項８】 前記反射型ディスプレイがデジタル光プ
ロセッサであるものである請求項５記載の投影システ
ム。 - 【請求項９】 前記反射型ディスプレイが反射型液晶デ
ィスプレイであるものである請求項５記載の投影システ
ム。 - 【請求項１０】 前記透明媒体の屈折率が前記全反射素
子の屈折率より小さいものである請求項５記載の投影シ
ステム。 - 【請求項１１】 前記解析システムがメモリーを含むも
のである請求項５記載の投影システム。 - 【請求項１２】 （ａ）光学投影装置を焦点開始位置へ
設置して画像を投影するステップと、 （ｂ）画像読取装置により画像を読み取り、読取信号を
解析システムへ出力するステップと、 （ｃ）前記解析システムが評価関数で前記読取信号を分
析するステップと、 （ｄ）前記光学投影装置を次の焦点位置に設けるステッ
プと、 （ｅ）前記光学投影装置が最終焦点位置を達成するまで
（ｂ）から（ｅ）を繰り返すステップと、 （ｆ）前記解析システムにより最適な評価関数値を決定
し、前記の最適な評価関数値に対応する最適な焦点位置
の調節信号をサーバ装置へ出力するステップと、 （ｇ）サーバ装置を使用して、前記調節信号により前記
光学投影装置を最適な焦点位置へ調節して全体の操作を
完了するステップとを含むものである画像装置から投影
面へ投影するのに適した自動的に焦点を調整することが
できる投影システム - 【請求項１３】 前記評価関数が変調伝達関数である請
求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 さらに画像装置によるグレーレベル画
像の表示を含むものである請求項１２記載の方法。 - 【請求項１５】 さらに前記評価関数値をメモリーに記
憶することを含むものである請求項１２記載の方法。 - 【請求項１６】 第１側面と第２側面を有する全反射面
と、 前記全反射面の前記第１側面に位置して、画像を生成し
て前記画像を前記全反射面へ投影する画像生成装置と、 前記全反射面の前記第２側面に位置して、焦点開始から
最終焦点へ焦点を調節する光学投影ズーム装置と、 前記全反射面の前記第２側面に位置する画像読取装置
と、 前記光学投影ズーム装置を焦点開始から最終焦点へ駆動
して、調節信号を受信した時に最適な焦点へ調節するサ
ーバ装置と、 前記画像読取装置により読み取られた読取画像を解析し
て、解析の結果による焦点位置により調節信号を前記サ
ーバ装置へ出力して、前記光学投影ズーム装置を最適な
焦点へ駆動する解析システムと、 前記画像生成装置からの画像が前記全反射面と前記光学
投影ズーム装置を通して投影面上に投影されて、前記投
影面により反射された画像が前記光学投影ズーム装置を
通過して、前記全反射面により全反射されて前記画像読
取装置へ投影されることとを含むものである自動的に焦
点を調整することができる投影システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW89125297 | 2000-11-29 | ||
| TW89125297A TW446848B (en) | 2000-11-29 | 2000-11-29 | Projection system for automatically adjusting focal length and method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002244028A true JP2002244028A (ja) | 2002-08-28 |
Family
ID=21662119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001359149A Pending JP2002244028A (ja) | 2000-11-29 | 2001-11-26 | 投影システムおよび自動焦点方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6485147B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002244028A (ja) |
| TW (1) | TW446848B (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200412469A (en) * | 2003-01-02 | 2004-07-16 | Lite On Technology Corp | Automatically focusing method for projector and projector using this method |
| JP3852456B2 (ja) * | 2004-03-19 | 2006-11-29 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタ及びパターン画像表示方法 |
| JP3925513B2 (ja) * | 2004-06-23 | 2007-06-06 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタの自動フォーカス調整 |
| TWI275890B (en) * | 2005-04-27 | 2007-03-11 | Benq Corp | Apparatus for testing and adjusting focus for an image module |
| TWI311205B (en) * | 2006-04-28 | 2009-06-21 | Benq Corporatio | Optical system and projector utilizing the same |
| TWI292052B (en) * | 2006-05-09 | 2008-01-01 | Young Optics Inc | Optical projection and image detection apparatus |
| US8075140B2 (en) | 2006-07-31 | 2011-12-13 | 3M Innovative Properties Company | LED illumination system with polarization recycling |
| KR20090034369A (ko) * | 2006-07-31 | 2009-04-07 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 광학 투사 서브시스템 |
| US20080036972A1 (en) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | 3M Innovative Properties Company | Led mosaic |
| JP2009545894A (ja) | 2006-07-31 | 2009-12-24 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 中空集光レンズを有するｌｅｄ源 |
| JP5374953B2 (ja) * | 2008-07-30 | 2013-12-25 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタおよびプロジェクタの制御方法 |
| US7972018B2 (en) * | 2009-02-25 | 2011-07-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Image projection system with auto-focus |
| JP2011154159A (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Canon Inc | 画像投射装置 |
| CN103596639B (zh) * | 2012-11-30 | 2016-05-25 | 神画科技（深圳）有限公司 | 自动调焦的投影*** |
| US9420245B2 (en) * | 2012-11-30 | 2016-08-16 | Piqs Technology (Shenzhen) Limited | Auto-focusing projection system |
| US9319622B2 (en) | 2014-01-09 | 2016-04-19 | International Business Machines Corporation | Video projector with automated image enhancement |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3813155A (en) * | 1970-09-14 | 1974-05-28 | Gaf Corp | Automatic focusing system for projectors and the like |
| US5537168A (en) * | 1991-04-26 | 1996-07-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Projection optical apparatus comprising automatic adjustment unit |
| US5400093A (en) * | 1992-12-28 | 1995-03-21 | U.S. Philips Corporation | Image projection system with autofocusing |
| JP2935805B2 (ja) * | 1994-03-23 | 1999-08-16 | ローム株式会社 | 自動焦点プロジェクター |
| JPH11119185A (ja) | 1997-10-20 | 1999-04-30 | Fujitsu General Ltd | 液晶プロジェクタ用自動焦点装置 |
-
2000
- 2000-11-29 TW TW89125297A patent/TW446848B/zh not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-10-23 US US10/000,561 patent/US6485147B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-11-26 JP JP2001359149A patent/JP2002244028A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW446848B (en) | 2001-07-21 |
| US20020063852A1 (en) | 2002-05-30 |
| US6485147B2 (en) | 2002-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2002244028A (ja) | 投影システムおよび自動焦点方法 | |
| JP3429291B2 (ja) | プロジェクションディスプレイ装置のプロジェクションレンズ | |
| US6755534B2 (en) | Prismatic optical display | |
| US6631997B2 (en) | Light-source device and projection type display device | |
| TWI269095B (en) | Illumination device, display device, and projection type display device | |
| CN1823518A (zh) | 投影设备 | |
| JPH08327900A (ja) | 反射光変調器用オフセット・ズーム・レンズ | |
| KR101328960B1 (ko) | 프로젝터 | |
| US20060203358A1 (en) | Micromirror array lens with focal length gradient | |
| JP2004526184A (ja) | 平面パネル・ディスプレイ用修正光学系 | |
| US7883219B2 (en) | System and method for displaying images | |
| KR100292356B1 (ko) | 배면투사형액정프로젝트장치 | |
| WO2020004099A1 (ja) | 画像表示装置及び投射光学系 | |
| US8529071B2 (en) | Illuminating spatial light modulators using an anamorphic prism assembly | |
| JP2004004256A (ja) | 光走査装置及び２次元画像形成装置 | |
| CN110596996B (zh) | 一种投影机及自动几何校正方法 | |
| KR0152858B1 (ko) | 광폭조절장치 | |
| JP4557204B2 (ja) | 投映型画像表示装置 | |
| KR102492059B1 (ko) | 초단초점 프로젝터 장치 | |
| TW201736907A (zh) | 投影裝置以及影像投影方法 | |
| JP2000089227A (ja) | 投射型表示装置 | |
| JP2022040640A (ja) | 光学系、プロジェクター、および撮像装置 | |
| JP2011048314A (ja) | 反射型液晶プロジェクター | |
| JP2016080954A (ja) | 投影光学系及び投影装置 | |
| CN216748409U (zh) | 一种光学投影模组以及电子设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040119 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051220 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070206 |