JP2005195880A - Projector - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はプロジェクタに関するものであり、例えば、投影レンズを介して画像を壁面やスクリーンに投影する、いわゆるプロジェクタのピント合わせの技術に関するものである。 The present invention relates to a projector, and for example, relates to a so-called projector focusing technique for projecting an image onto a wall surface or a screen via a projection lens.
従来より、写真の再生方法として種々の方法が提案されている。例えば、ディスプレイ上での再生に加えて、いわゆるプロジェクタによって画像を壁面に投影して鑑賞する方法が公知である。 Conventionally, various methods have been proposed as photo reproduction methods. For example, in addition to reproduction on a display, a method of projecting an image on a wall surface with a so-called projector for viewing is known.
そして、プロジェクタは投影面までの距離を自由に選ぶことにより、画面を大きくしたり小さくしたりして、本体の大きさにかかわらず、観賞者の数や部屋の大きさに合った画面の大きさを選ぶことが可能である。つまり、大きい部屋でたくさんの人数で楽しむ場合には、投影面までの距離を離して大画面にし、小さい部屋で少ない人数で楽しむ場合には、プロジェクタと壁面との距離を近付けて小さい画面で観賞することができる。 Then, the projector can freely select the distance to the projection surface to enlarge or reduce the screen, regardless of the size of the main body, the screen size matches the number of viewers and the size of the room. It is possible to choose. In other words, when enjoying a large number of people in a large room, increase the distance to the projection surface to make it a large screen, and when enjoying a small number of people in a small room, make the distance between the projector and the wall closer and watch on a small screen. can do.
ところが、このように距離の自由度があっても、最適なピント合わせを行わなければ見難いボケた像になってしまう。そのため、例えば、ピントリングの手動回動時に、わかりやすいピント調整のためにフォーカスパターンを投影するようにして、ユーザが目視確認を行いやすくした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。 However, even if there is a degree of freedom in this way, an image that is difficult to see unless the optimum focusing is performed. For this reason, for example, a technique is known in which a focus pattern is projected for easy focus adjustment during manual rotation of the focus ring so that the user can easily perform visual confirmation (see, for example, Patent Document 1).
また、投影像のコントラスト値を判定して、ピント合わせするための特別のセンサを設けて、距離の変化によるピント合わせに対応する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術は、あくまでユーザによる手動調整を前提としたものであり、操作性に問題があった。また、上記特許文献２は、特別のセンサを設けているため、高価になりがちであった。加えて、コントラスト最適の位置をピント合わせして判定するには時間がかかるという課題を有していた。
However, the technique described in
したがってこの発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、単純な構成で、高速にピント合わせを行うことが可能なオートフォーカス式のプロジェクタを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an autofocus projector capable of performing high-speed focusing with a simple configuration.
すなわち、請求項１に記載の発明は、入力した画像データに対応した画像を投影レンズを介して投影するプロジェクタに於いて、上記画像とは異なり、且つ位置がシフトされながら投影された、一方向に延出された投影パターン像の反射光を受光する受光手段と、上記受光手段の出力と、上記投影レンズのピント位置に従ってそのピント位置を決定する制御手段と、を具備することを特徴とする。
In other words, the invention according to
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記制御手段は、上記位置をシフトさせる場合に投影パターン像の投影方向を切り換え、上記投影方向と上記受光手段の出力結果の変化に従って、上記ピント位置を決定することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the control means switches the projection direction of the projection pattern image when shifting the position, and outputs the projection direction and the light receiving means. The focus position is determined according to a change in the result.
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記受光手段は、上記投影パターンが延出された上記一方向と一致した方向に分割された複数の受光面に分割されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the light receiving means is divided into a plurality of light receiving surfaces divided in a direction that coincides with the one direction in which the projection pattern is extended. It is characterized by being.
請求項４に記載の発明は、投影レンズを介して投影されたパターン状の信号光をスキャンさせる走査手段と、上記スキャン時に於けるパターン状の信号光の反射光の受光状態の変化に従って、上記投影レンズのピント合わせを行うピント合わせ手段と、を具備することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided scanning means for scanning the pattern-shaped signal light projected through the projection lens, and according to the change in the light receiving state of the reflected light of the pattern-shaped signal light at the time of scanning. And a focusing means for focusing the projection lens.
請求項５に記載の発明は、入力した画像データに対応した画像を投影レンズを介して投影するプロジェクタに於いて、上記画像とは異なり、且つ所定の一方向に延出された投影パターン像を、位置をシフトさせながら投影する投影手段と、上記投影手段より投影された上記投影パターン像の反射光を受光する受光手段と、上記受光手段の出力と、上記投影レンズのピント位置に従ってそのピント位置を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in a projector that projects an image corresponding to input image data via a projection lens, a projection pattern image that is different from the image and extends in a predetermined direction is obtained. A projection means for projecting while shifting the position; a light receiving means for receiving reflected light of the projection pattern image projected from the projection means; an output of the light receiving means; and a focus position according to a focus position of the projection lens And a control means for controlling.
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明に於いて、上記制御手段は、上記位置をシフトさせる場合に投影パターン像の投影方向を切り換え、上記投影方向と上記受光手段の出力結果の変化に従って、上記ピント位置を決定することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the invention, in the fifth aspect of the invention, the control means switches the projection direction of the projection pattern image when shifting the position, and outputs the projection direction and the light receiving means. The focus position is determined according to a change in the result.
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の発明に於いて、上記受光手段は、上記投影パターンが延出された所定の一方向と同一方向に分割された複数の受光面に分割されて構成されることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the invention according to
請求項８に記載の発明は、投影レンズを介してパターン状の信号光を投影する投影手段と、上記投影手段により投影される上記パターン状の信号光を走査させる走査手段と、上記走査手段の走査時の上記信号光の反射光を受光する受光手段と、上記受光手段で受光された上記反射光の受光状態の変化に従って、上記投影レンズのピント合わせを行うピント合わせ手段と、を具備することを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a projection unit that projects pattern-shaped signal light through a projection lens, a scanning unit that scans the pattern-shaped signal light projected by the projection unit, and the scanning unit. Light receiving means for receiving reflected light of the signal light during scanning, and focusing means for focusing the projection lens according to a change in a light receiving state of the reflected light received by the light receiving means. It is characterized by.
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明に於いて、上記走査手段は、上記投影手段により投影される上記パターン状の信号光を電子的に切り換えて走査することを特徴とする。
The invention according to
請求項１０に記載の発明は、入力した画像データに対応した画像を投影レンズを介して投影すると共に、該画像とは異なり、且つ所定の一方向に延出された投影パターン像を、位置をシフトさせながら投影する投影手段と、上記投影手段より投影された上記投影パターン像の反射光を受光する受光手段と、上記受光手段の出力と、上記投影レンズのピント位置に従ってそのピント位置を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。 The invention according to claim 10 projects an image corresponding to the input image data through the projection lens, and positions a projection pattern image which is different from the image and extends in a predetermined direction. Projecting means for projecting while shifting, light receiving means for receiving reflected light of the projection pattern image projected from the projecting means, output of the light receiving means, and focus position of the projection lens are controlled according to the focus position of the projection lens And a control means.
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明に於いて、上記制御手段は、上記位置をシフトさせる場合に投影パターン像の投影方向を切り換え、上記投影方向と上記受光手段の出力結果の変化に従って、上記ピント位置を決定することを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the invention according to the tenth aspect, the control means switches the projection direction of the projection pattern image when shifting the position, and outputs the projection direction and the light receiving means. The focus position is determined according to a change in the result.
請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載の発明に於いて、上記受光手段は、上記投影パターンが延出された所定の一方向と同一方向に分割された複数の受光面に分割されて構成されることを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention according to the tenth aspect, the light receiving means is divided into a plurality of light receiving surfaces divided in the same direction as a predetermined direction in which the projection pattern is extended. It is characterized by being configured.
請求項１３に記載の発明は、請求項１０に記載の発明に於いて、上記投影手段は、投影される上記パターン像を電子的に切り換えて走査する走査手段を有することを特徴とする。 A thirteenth aspect of the invention is characterized in that, in the tenth aspect of the invention, the projection means has scanning means for electronically switching and scanning the projected pattern image.
この発明は、プロジェクタが有する投影光を制御する機能を有効に利用して、単純な構成でコストアップなく、ピント合わせできるオートフォーカスプロジェクタを構成している。 The present invention constitutes an autofocus projector that can be focused with a simple configuration without increasing the cost by effectively utilizing a function of controlling the projection light of the projector.
この発明によれば、簡単な構成で環境変化に強いピント合わせができるオートフォーカス式のプロジェクタを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an autofocus projector capable of focusing with resistance to environmental changes with a simple configuration.
つまり、ズーミングや、温度変化によって、投影レンズの焦点距離がずれても、正確なピント合わせが可能な方式のプロジェクタとなる。 In other words, even if the focal length of the projection lens shifts due to zooming or temperature change, the projector can be focused accurately.
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
（第１の実施形態）
図１は、この発明の第１の実施形態に係るプロジェクタの電気回路の構成を示すブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the electric circuit of the projector according to the first embodiment of the invention.
図１に於いて、マイクロコンピュータ等で構成される制御部（ＣＰＵ）１０は、このプロジェクタ１内の各部を制御する演算制御手段（制御手段）である。このＣＰＵ１０には、光源回路１１を介して投影用の光源であるランプ１２が接続されていると共に、画像形成回路１３が接続されている。この画像形成回路１３には、上記ランプ１２の前面に配置されるもので、カメラ等の外部機器２のメモリ２６に記憶されたデータを再生するべく、ＬＣＤやＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）等で構成される画像形成部１４が接続されている。また、上記画像形成回路１３と、上記画像形成部１４とで、走査手段を構成している。
In FIG. 1, a control unit (CPU) 10 constituted by a microcomputer or the like is an arithmetic control unit (control unit) that controls each unit in the
上記ＣＰＵ１０には、また、ランプ１２の前面に配置された投影レンズ１６と、モータ等のアクチュエータから成りピント合わせ手段であるレンズドライバ（ＬＤ）１５と、投影レンズ１６の近傍に設置された温度検出部１７と、光量判定回路２２と、メモリ２５とが接続されている。
The
上記ＣＰＵ１０では、ユーザが操作する操作スイッチ群２３の入力状態が判定され、画像データが画像形成部１４で再成されるべく、画像形成回路１３にて画像データに変換されて切り換え制御される。上記画像形成部１４で形成された画像は、光源回路１１によって発光するランプ１２によって、投影レンズ１６を介して壁面３０に投影される。
In the
上記投影レンズ１６は、レンズドライバ１５によってその光軸方向に沿って移動されるもので、制御部１０の出力信号に応じてピント合わせ制御がなされるようになっている。
The
また、このプロジェクタ１には、受光レンズ２０を介して、前方から入射する光を受光する受光手段である受光センサ２１が内蔵されている。この受光センサ２１に入射された光に依存する信号は、光量判定回路２２を介してＣＰＵ１０に出力される。つまり、受光センサ２１に入射される信号の光量に応じた信号が、ＣＰＵ１０に入力される。
The
尚、上記ランプ１６が発熱することによって、プロジェクタ１は熱を持ちやすくなる。そこで、この温度変化を検出するために、温度検出部１７が備えられている。したがって、プロジェクタ１が、この温度検出部１７によって過熱状態であるとされた場合には、例えば、図示されないファン等の冷却装置によって、ランプ１６を冷却することができるようになっている。
In addition, when the
また、温度変化によって、投影レンズ１６の焦点距離が変化することがあるので、この測距結果を用いて、オートフォーカス時のレンズのピント合わせ位置制御が切り換えられるようになっている。
Further, since the focal length of the
画像データは、例えば、図２に示されるように、外部機器であるデジタルカメラ２から入力されるようにしても良い。この場合、デジタルカメラ等の外部機器２のメモリ２６に記憶されたデータは、画像形成回路１３を介して画像形成部１４で再生される。
For example, as shown in FIG. 2, the image data may be input from a
こうしたデータとは別に、プロジェクタ１内のメモリ２５には、図２に示されるように、投影面の一部のみを線状に明るくするようなデータが格納されている。この線状の投光信号は、壁面３０を１本の線（線状の投影パターン３１）が、図示矢印Ｃ方向にシフトしていくような形で、順次投光方向を変化させる。そして、所定の位置にこの線状の信号が達すると、その位置をモニタしていたセンサ２１が反応し、入射光量が大きくなったという信号が該センサ２１から出力される。
Apart from such data, the
このような構成のプロジェクタに於いて、該プロジェクタ１から壁面３０までの距離Ｌを求める方法について、図１及び図３を参照して説明する。
A method of obtaining the distance L from the
画像形成部１４では、メモリ２６に記録された画像データに基づく画像が形成される前に、メモリ２５に記録されている所定の画像がＣＰＵ１０から受け取られる。そして、図３（ａ）に示されるように、投影画像３５の一部である投影画像３１のみが明るくなるような画像が形成される。この画像は、画像形成回路１３及び画像形成部１４に電子的に切り換えられて、図３（ａ）に示されるような状態から、図３（ｂ）に示されるような状態に変化する。
In the
図３（ａ）に示されるような状態にするには、図１に矢印３２ａで示されるような方向に明るい部分（投影パターン３１）が照射されるように、画像形成部１４の所定部分がランプ１２からの光で強く投影されるように画像形成が行われる。
To achieve the state shown in FIG. 3A, a predetermined portion of the
この所定部分が、投影レンズ１６の光軸から右側に図示ｘだけシフトした部分であるならば、投影レンズ１６と受光レンズ２０の主点間距離をＢとし、投影レンズ１６の焦点距離をｆとすると、
Ｌ＝Ｂ・ｆ／ｘ …（１）
の関係で、プロジェクタ１から壁面３０までの距離Ｌが求められる。このとき、センサ２１は受光レンズ２０の光軸上に配置されているものとする。
If this predetermined portion is a portion shifted to the right by x in the figure from the optical axis of the
L = B · f / x (1)
Therefore, the distance L from the
例えば、距離Ｌよりもプロジェクタ１に近い距離Ｌ2 の位置に壁が存在すれば、図示矢印３２ａの方向ではなく、図示矢印３２ｂの方向に強い光が投影された時の方が、センサ２１には強い光３３が入射される。
For example, if there is a wall at a distance L 2 closer to the
次に、図４のフローチャートを参照して、このように構成されたプロジェクタ１のピント合わせの動作について説明する。尚、このピント合わせの動作は、ＣＰＵ１０によって制御される。
Next, the focusing operation of the
先ず、ピント合わせ動作に入ると、ステップＳ１にて、投影レンズ１６の焦点距離ｆを所定値にするために、該投影レンズ１６の繰り出し位置が所定の位置にリセットされる。次いで、ステップＳ２にて、上述したシフト量ｘが０にされる。そして、ステップＳ３にて、所定のシフト量Δｘずつインクリメントされる。
First, when the focusing operation is started, in step S1, the extension position of the
ステップＳ４では、上記ステップＳ３で得られたｘの位置に光点パターン（投影パターン３１）の投影が行われる。このとき、ステップＳ５にて、受光レンズ２０を介してセンサ２１に入射される光量Ｐｘがモニタされる。そして、ステップＳ６に於いて、所定のシフト量に到ったか否かが判定される。ここで、上記パターン投影光量Ｐｘが最大になるまで、上記ステップＳ３〜Ｓ６にて、Δｘのシフトとパターン投影光量Ｐｘのモニタが繰り返される。
In step S4, the light spot pattern (projection pattern 31) is projected at the position x obtained in step S3. At this time, the light amount Px incident on the
上記ステップＳ６にて、上記パターン投影光量Ｐｘが最大になったならば、ステップＳ７に移行して、Ｐｘが最大値になったときのｘの位置ｘ0 が検出される。次いで、ステップＳ８にて、上記（１）式に基づいて距離Ｌが求められる。更に、ステップＳ９では、この距離Ｌに対しピント合わせがなされるように、投影レンズ１６のピント合わせが行われる。
At step S6, the pattern projected light quantity Px is if becomes maximum, the process proceeds to step S7, Px is the position x 0 of x in which the maximum value is detected. Next, in step S8, the distance L is obtained based on the above equation (1). Further, in step S9, the
これは、レンズドライバ１５が制御されて、図示されないエンコーダによってピント合わせレンズの位置がＣＰＵ１０で判定されることによって行われるものである。このときのｘの位置とＰｘの関係は、図５（ａ）及び（ｂ）に示されるようなグラフで表すことができる。図５（ａ）及び（ｂ）に於いて、横軸は時間ｔであり、順次画像形成部１４の発光ポイントｘが変化していくことを示している。そして、所定のポイントｘ0 に到達した時に、受光光量がピークになることを示している。
This is performed when the
この時のｘの位置が、図４のフローチャートに於けるステップＳ７で求められるｘ0 である。 The position of this when x is an x 0 sought in step S7 in the flowchart of FIG.
尚、Δｘを細かくすると精度が上がるが、あまり細かくし過ぎると時間がかかってしまうので、Δｘは最初粗くしておき、おおまかな距離を求めてからΔｘを小さくして、更に細かい変化にして微調整するようにしても良い。 Note that if Δx is made finer, the accuracy will be improved, but if it is made too fine, it will take time. You may make it adjust.
また、図６乃至図９に参照されるようなピント合わせ方式を併用することによって、更に細かいピント合わせが可能となる。 Further, by using a focusing method as shown in FIGS. 6 to 9, it is possible to achieve finer focusing.
このようなピント合わせが行われたプロジェクタの投影レンズを更に微調整する方法について、図６乃至図９を参照して説明する。 A method for further finely adjusting the projection lens of the projector that has been subjected to such focusing will be described with reference to FIGS.
図６（ａ）及び（ｂ）は、まだ投影レンズのピントがしっかり合っていない状態に於ける投影パターンと受光レンズ及び受光センサを示した図である。この投影パターン３１をスキャンさせるが、受光レンズ２０を介して受光センサ２１でモニタすると、図６（ｃ）に示されるように、ｔ0 のタイミングで、受光レンズ２０に入射する信号量は最大となる。しかしながら、像はボケているため、ｔ1 のタイミングでも図６（ｂ）に示されるように、図示矢印Ａ方向に少しシフトしたパターン位置に於いても、尚、信号光は受光センサ２１に入射される。
FIGS. 6A and 6B are diagrams showing a projection pattern, a light receiving lens, and a light receiving sensor in a state where the focus of the projection lens is not yet in focus. While scanning the
つまり、図６（ｃ）に示されるように、時間ｔの変化に応じて順次パターンの位置ｘが変化されたとき、ピントが合っていない状態では、受光光量の変化がなだらかなものとなる。 That is, as shown in FIG. 6C, when the position x of the pattern is sequentially changed in accordance with the change in time t, the change in the amount of received light becomes gentle in a state where focus is not achieved.
一方、投影パターンのピントが合っている状態、つまり、投影レンズが正しくフォーカシングされている場合には、コントラストが高く、図７（ａ）に示されるように、受光レンズ２０の光軸上に投影パターン３１がある場合と、図７（ｂ）に示されるように光軸上から投影パターン３１が外れている場合とでは、明らかに受光光量が異なる。
On the other hand, when the projection pattern is in focus, that is, when the projection lens is correctly focused, the contrast is high, and the projection is performed on the optical axis of the
つまり、図７（ｃ）に示されるように、光量の変化が大きくなる。したがって、図６（ｃ）に示されるグラフと、図７（ｃ）に示されるグラフとを比較することによって、ピントの合焦状態を調べることができる。 That is, as shown in FIG. 7C, the change in the amount of light increases. Therefore, by comparing the graph shown in FIG. 6C with the graph shown in FIG. 7C, the in-focus state can be examined.
以下、図８のフローチャートを参照して、この更なるピント合わせ方法の動作について説明する。 Hereinafter, the operation of this further focusing method will be described with reference to the flowchart of FIG.
先ず、ステップＳ１１にて、所定の位置にピント合わせレンズの位置がセットされる。これは、図４のフローチャートで得られたピント位置にすると有効である。次いで、ステップＳ１２にて、投影パターン３１の位置ｘを変化させながら、受光センサ２１の受光量Ｐｘをモニタしていく。これによって、図６（ｃ）または図７（ｃ）に示されるような、位置ｘと受光光量Ｐｘとの関係が求められる。
First, in step S11, the position of the focusing lens is set at a predetermined position. This is effective when the focus position obtained in the flowchart of FIG. 4 is set. Next, in step S12, the received light amount Px of the
この後、ステップＳ１３にて、上記ステップＳ１１でセットされたピント位置からシフトされる。そして、ステップＳ１４に於いて、所定量のシフトが終了したか否かが判定される。ここで、所定量のシフトが終了するまで、上記ステップＳ１２へ移行して、該ステップＳ１２に於ける各ピント位置に於けるＰｘの変化データが取得される。 Thereafter, in step S13, the focus position set in step S11 is shifted. Then, in step S14, it is determined whether or not the predetermined amount of shifting has been completed. Here, the process proceeds to step S12 until a predetermined amount of shift is completed, and the change data of Px at each focus position in step S12 is acquired.
このようにして得られた、図６（ｃ）、図７（ｃ）に示されるような、特性曲線が最も先鋭になるポイントが、ステップＳ１５にて選択されて、ピント合わせポイントとされれば良い。また、このとき、ピークの高さが最も高くなる位置にピント合わせするようにしても良い。 If the point at which the characteristic curve is the sharpest as shown in FIGS. 6C and 7C obtained in this way is selected in step S15 and set as the focusing point. good. Further, at this time, the focus may be adjusted to the position where the peak height is the highest.
このとき、図９（ａ）に示されるように、光量検出タイミングｔ0 〜ｔ3 の中間（ｔ1 とｔ2 の間）にピークを有する場合もある。こうした場合は、図９（ｂ）に示されるように、ｔ0 とｔ1 のタイミングで得られた光量の変化の直線と、ｔ2 とｔ3 のタイミングで得られた光量の変化の直線の交点のＰｘの値をＰｘmax として、この値Ｐｘmax が最大となるピント位置を選択するように工夫する。 At this time, as shown in FIG. 9A, there may be a peak in the middle (between t 1 and t 2 ) between the light amount detection timings t 0 to t 3 . In such a case, as shown in FIG. 9B, a straight line of change in light quantity obtained at timings t 0 and t 1 , and a straight line of change in light quantity obtained at timings t 2 and t 3 . Taking the value of Px at the intersection as Px max , the focus position where the value Px max is maximized is selected.
以上説明したように、第１の実施形態の構成によれば、単純な光センサを設けるだけで、廉価で高精度のオートフォーカスのプロジェクタを提供することができる。すなわち、図１及び図４の三角測距式のオートフォーカスと、図８のコントラスト判定式のオートフォーカスを組み合わせて、大まかなピント合わせを前者で行い、詳細なピント合わせを後者で行うことにより、高速化を図ることができる。 As described above, according to the configuration of the first embodiment, it is possible to provide an inexpensive and highly accurate autofocus projector simply by providing a simple optical sensor. That is, by combining the triangulation type autofocus of FIGS. 1 and 4 and the contrast determination type autofocus of FIG. 8, rough focusing is performed in the former, and detailed focusing is performed in the latter. The speed can be increased.
（第２の実施形態）
次に、図１０乃至図１２を参照して、この発明の第２の実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
尚、この第２の実施の形態に於いて、プロジェクタの基本的な構成は上述した第１の実施形態と同じであるので、図１乃至図７と同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明は省略し、異なる構成及び動作についてのみ説明する。 In the second embodiment, since the basic configuration of the projector is the same as that of the first embodiment described above, the same parts as those in FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals. Thus, illustration and description thereof are omitted, and only different configurations and operations will be described.
この第２の実施形態は、受光素子を２分割とし、２つのセンサの出力を比較するだけで、最もピントの合った位置を判定するべくコントラスト判定を可能とした例である。 The second embodiment is an example in which the light receiving element is divided into two, and the contrast can be determined so as to determine the most focused position only by comparing the outputs of the two sensors.
図１０は、この第２の実施形態に於けるプロジェクタの要部の構成をシステムブロック図である。画像形成部１４から投影レンズ１６を介して投影された投影パターン３１の反射された信号光は、受光レンズ２０を介して２つの受光面を有する受光センサが２１ａ及び２１ｂで受光される。これら２つの受光センサ２１ａ及び２１ｂの出力は、各々Ｐｘa 及びＰｘb とされる。そして、これらのセンサ出力Ｐｘa 及びＰｘb は、光量判定回路２２にて、ＣＰＵ１０が判定可能な信号とされる。
FIG. 10 is a system block diagram showing the configuration of the main part of the projector in the second embodiment. The signal light reflected by the
ＣＰＵ１０が制御する画像形成回路１３により、画素形成部１４上で発光部が図示ｘ方向にシフトされていくと、投影レンズ１６で投影される方向が切り換えられ、投影パターン３１が図示矢印Ｃ方向にシフトされる。
When the
いま、投影レンズ１６がレンズドライバ１５によって良好なピント位置にある場合には、投影パターン３１が、図７（ａ）に示されるように、明確なコントラストを有している。したがって、２つの受光素子２１ａ及び２１ｂに入射される光がスキャンにより明確に入れ替わり、図１１（ａ）に示されるグラフのように、各々の光量信号Ｐｘa 、びＰｘb が急激に変化する。また、図６（ａ）に示されるように、投影パターン３１がぼけて正しくピントが合っていない場合には、図１１（ｂ）に示されるように、２つの受光センサ２１ａ、２１ｂに入射する光は、なだらかに変化する。
Now, when the
これら２つのセンサ出力Ｐｘa 、Ｐｘb が等しくなる光量は（Ｐｘa ＋Ｐｘb ）／２とされ、等しくなるタイミングはｔｃ1 として表現される。また、時間ｔの変化によって立ち上がってくる光量データＰｘa は、その３／２倍のポイントで判定されるようにされる。そして、このタイミングをｔｃ2 とすると、ｔｃ2 −ｔｃ1 によって、その変化が急峻か否か、つまりコントラストが高く、ピントが合っているか否かを判定することができる。このｔｃ2 −ｔｃ1 の値が所定の値Δｔより小さい場合に、ピントが合ったという判定が行われると、オートフォーカスが可能となる。 The amount of light at which these two sensor outputs Px a and Px b are equal is (Px a + Px b ) / 2, and the timing at which they are equal is expressed as tc 1 . Further, the light quantity data Px a coming risen by a change in the time t is to be determined by the 3/2 point. Then, when the timing and tc 2, the tc 2 -tc 1, whether the change is abrupt or, in other words high contrast, it is possible to determine whether the focus is correct. If the value of tc 2 -tc 1 is smaller than the predetermined value Δt and if it is determined that the subject is in focus, autofocus is possible.
図１２は、こうした制御例によるピント合わせの動作を説明するフローチャートである。 FIG. 12 is a flowchart for explaining the focusing operation according to such a control example.
先ず、ステップＳ２１にて、所定の距離にピントが合うような位置に投影レンズ１６のピント合わせが行われる。次いで、ステップＳ２２てに、投影方向の変化を表す時間ｔがリセットされる。更に、ステップＳ２３では、画像形成部１４の投光ポイントｘが切り換えられながら、２つの受光センサ２１ａ、２１ｂの受光量Ｐｘa 、Ｐｘb が比較される。
First, in step S21, the
ステップＳ２４では、上記受光センサ２１ａ、２１ｂの反転タイミングが判定される。ここで、まだ反転のタイミングでない場合は、上記ステップＳ２３へ移行して、ステップＳ２３及びＳ２４の処理が反転のタイミングになるまで繰り返される。そして、反転のタイミングに達したならば、ステップＳ２５に移行して、これがｔｃ1 とされる。
In step S24, the inversion timing of the
次に、ステップＳ２６にて、Ｐｘb の変化が上述した（Ｐｘa ＋Ｐｘb ）／２の３／２倍の光量と共にモニタされる。そして、続くステップＳ２７に於いて、Ｐｘb の値が判定される。ここで、Ｐｘb が（Ｐｘa ＋Ｐｘb ）／２の３／２倍の値より小さければ、上記ステップＳ２６へ移行して、Ｐｘb が（Ｐｘa ＋Ｐｘb ）／２の３／２倍の値に達するまで、ステップＳ２６及びＳ２７の処理が繰り返される。そして、Ｐｘb が（Ｐｘa ＋Ｐｘb ）／２の３／２倍の値よりも大になれば、ステップＳ２８に移行して、そのタイミングｔがｔｃ2 とされる。 Next, in step S26, a change in Px b is monitored with 3/2 times the intensity of the above-mentioned (Px a + Px b) / 2. Then, at the next step S27, the value of Px b is determined. If Px b is smaller than 3/2 times (Px a + Px b ) / 2, the process proceeds to step S26, where Px b is 3/2 times (Px a + Px b ) / 2. The processes in steps S26 and S27 are repeated until the value is reached. Then, if the large than 3/2 times the value of Px b is (Px a + Px b) / 2, the process proceeds to step S28, the timing t is set to tc 2.
こうして得られたｔｃ2 、ｔｃ1 のタイミングの差が、ステップＳ２９に於いて比較される。その結果、上記差が所定時間Δｔより小であれば、図１１（ａ）に示されるように、コントラストが十分であるとされ、ステップＳ３１へ移行してピント合わせを終了の処理がなされる。その後、本ルーチンが終了する。 The timing difference between tc 2 and tc 1 thus obtained is compared in step S29. As a result, if the difference is smaller than the predetermined time Δt, it is determined that the contrast is sufficient as shown in FIG. 11A, and the process proceeds to step S31 to finish the focusing. Thereafter, this routine ends.
一方、上記ステップＳ２９にてｔｃ2 、ｔｃ1 のタイミングの差がΔｔ以上であれば、ステップＳ３０へ移行して、ピントが少しずらされて（微調整されて）、上記ステップＳ２２へ移行して、以降の処理が繰り返される。 On the other hand, if the difference in timing between tc 2 and tc 1 is Δt or more in step S29, the process proceeds to step S30, the focus is slightly shifted (finely adjusted), and the process proceeds to step S22. The subsequent processing is repeated.
このように、投影パターンが高いコントラストになった状態でピント合わせがなされるので、オートフォーカスのプロジェクタを構成することができる。 As described above, since the focusing is performed in a state where the projection pattern has a high contrast, an autofocus projector can be configured.
この第２の実施形態によれば、２つのセンサ出力を比較するだけで、簡単化したピント合わせを行うことができる。投影レンズの投影像のコントラストをモニタしているので、上述した第１の実施形態の方式よりも、環境変化の影響を受け難いものとなる。 According to the second embodiment, simplified focusing can be performed only by comparing two sensor outputs. Since the contrast of the projection image of the projection lens is monitored, it is less susceptible to environmental changes than the system of the first embodiment described above.
尚、上述した第１及び第２の実施形態に於いて、上記投影パターン３１のスキャン方向の移動は、例えば図示されないが画像形成部１４を移動させるようにしても良いし、画像形成部１３を固定としてランプ１２を移動させる、或いは投影レンズ１６を移動させるようにしても良い。
In the first and second embodiments described above, the
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはもちろんである。 The embodiment of the present invention has been described above, but it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
１…プロジェクタ、２…カメラ、１０…制御部（ＣＰＵ）、１１…光源回路、１２…ランプ、１３…画像形成回路、１４…画像形成部、１５…レンズドライバ（ＬＤ）、１６…投影レンズ、１７…温度検出部、２０…受光レンズ、２１…受光センサ、２２…光量判定回路、２３…操作スイッチ群、２５、２６…メモリ、３０…壁面、３１、３３…投影パターン、３５…投影画像。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
上記画像とは異なり、且つ位置がシフトされながら投影された、一方向に延出された投影パターン像の反射光を受光する受光手段と、
上記受光手段の出力と、上記投影レンズのピント位置に従ってそのピント位置を決定する制御手段と、
を具備することを特徴とするプロジェクタ。 In a projector that projects an image corresponding to input image data through a projection lens,
A light receiving means for receiving reflected light of a projection pattern image extended in one direction, which is different from the image and projected while being shifted in position;
Control means for determining the focus position according to the output of the light receiving means and the focus position of the projection lens;
A projector comprising:
上記スキャン時に於けるパターン状の信号光の反射光の受光状態の変化に従って、上記投影レンズのピント合わせを行うピント合わせ手段と、
を具備することを特徴とするプロジェクタ。 Scanning means for scanning the pattern-shaped signal light projected through the projection lens;
Focusing means for focusing the projection lens according to the change in the light receiving state of the reflected light of the pattern signal light at the time of scanning,
A projector comprising:
上記画像とは異なり、且つ所定の一方向に延出された投影パターン像を、位置をシフトさせながら投影する投影手段と、
上記投影手段より投影された上記投影パターン像の反射光を受光する受光手段と、
上記受光手段の出力と、上記投影レンズのピント位置に従ってそのピント位置を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とするプロジェクタ。 In a projector that projects an image corresponding to input image data through a projection lens,
Projecting means for projecting a projection pattern image that is different from the image and extended in a predetermined direction while shifting the position;
A light receiving means for receiving reflected light of the projection pattern image projected from the projection means;
Control means for controlling the focus position in accordance with the output of the light receiving means and the focus position of the projection lens;
A projector comprising:
上記投影手段により投影される上記パターン状の信号光を走査させる走査手段と、
上記走査手段の走査時の上記信号光の反射光を受光する受光手段と、
上記受光手段で受光された上記反射光の受光状態の変化に従って、上記投影レンズのピント合わせを行うピント合わせ手段と、
を具備することを特徴とするプロジェクタ。 Projection means for projecting pattern-like signal light through the projection lens;
Scanning means for scanning the pattern-shaped signal light projected by the projection means;
A light receiving means for receiving reflected light of the signal light during scanning of the scanning means;
Focusing means for focusing the projection lens according to a change in the light receiving state of the reflected light received by the light receiving means;
A projector comprising:
上記投影手段より投影された上記投影パターン像の反射光を受光する受光手段と、
上記受光手段の出力と、上記投影レンズのピント位置に従ってそのピント位置を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とするプロジェクタ。 Projecting means for projecting an image corresponding to the input image data through the projection lens and projecting a projection pattern image different from the image and extending in a predetermined direction while shifting the position;
A light receiving means for receiving reflected light of the projection pattern image projected from the projection means;
Control means for controlling the focus position in accordance with the output of the light receiving means and the focus position of the projection lens;
A projector comprising:
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
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-
2004
- 2004-01-07 JP JP2004002112A patent/JP2005195880A/en not_active Withdrawn
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