JP2009063606A - オートフォーカス装置、撮像装置、プロジェクタオートフォーカスシステム、プロジェクタ、およびプロジェクタのオートフォーカス方法 - Google Patents
オートフォーカス装置、撮像装置、プロジェクタオートフォーカスシステム、プロジェクタ、およびプロジェクタのオートフォーカス方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】容易に焦点合わせ処理を実施可能なオートフォーカス装置、撮像装置、プロジェクタオートフォーカスシステム、プロジェクタ、およびプロジェクタのオートフォーカス方法を提供する。
【解決手段】撮像装置1は、光束が入射する撮像レンズ11と、撮像レンズ11を光軸方向に沿って移動させる駆動モータ17と、撮像レンズ11を透過した光束を撮像する撮像部12と、撮像部12にて撮像された撮像画像の輝度最大値を検出する検出回路15と、駆動モータ17を制御して、撮像レンズ11を光軸方向に沿って移動させる制御をするとともに、検出回路15により検出される輝度最大値が最も大きくなる状態を合焦状態と判断し、合焦状態と判断した場合に、撮像レンズ11の移動を停止させる制御をするフォーカス制御回路16と、を具備した。
【選択図】図1
【解決手段】撮像装置1は、光束が入射する撮像レンズ11と、撮像レンズ11を光軸方向に沿って移動させる駆動モータ17と、撮像レンズ11を透過した光束を撮像する撮像部12と、撮像部12にて撮像された撮像画像の輝度最大値を検出する検出回路15と、駆動モータ17を制御して、撮像レンズ11を光軸方向に沿って移動させる制御をするとともに、検出回路15により検出される輝度最大値が最も大きくなる状態を合焦状態と判断し、合焦状態と判断した場合に、撮像レンズ11の移動を停止させる制御をするフォーカス制御回路16と、を具備した。
【選択図】図1
Description
本発明は、レンズの焦点を合わせるオートフォーカス装置、撮像装置、プロジェクタオートフォーカスシステム、プロジェクタ、およびプロジェクタのオートフォーカス方法に関する。
従来、撮像された像のコントラストに応じてレンズの焦点を実施するフォーカス制御装置が知られている。
この特許文献1に記載の自動合焦装置は、合焦レンズを介して取り込まれた被写体光を撮像素子により撮像して撮像信号を生成し、この撮像信号の所定高周波成分をコントラスト値として抽出する。また、モータを駆動させて光学系の合焦駆動を制御し、前記コントラスト値がピーク値となる方向に光学系を移動させる構成が採られている。
しかしながら、上記特許文献1のような自動合焦装置では、コントラストに基づいて焦点合わせを実施する。ここで、コントラストは輝度値の最大値および最小値により決定される値であるため、これら輝度値の最大値および最小値の双方を検出する必要がある。したがって、2つの値を検出する必要がある分、処理が煩雑となり、フォーカス制御におけるより高速な処理が困難であるという問題がある。
本発明は、上記のような問題に鑑みて、容易に焦点合わせ処理を実施可能なオートフォーカス装置、撮像装置、プロジェクタオートフォーカスシステム、プロジェクタ、およびプロジェクタのオートフォーカス方法を提供することを目的とする。
本発明のオートフォーカス装置は、光束が入射するレンズと、前記レンズを光軸方向に沿って移動させるレンズ移動手段と、前記レンズの光軸に略直交する面内における前記光軸を中心とした所定領域内に入射する光束の明るさを検出する明るさ検出手段と、前記明るさ検出手段により検出される前記所定領域内における明るさの最大値が最も大きくなる状態を合焦状態と判断する合焦判断手段と、前記レンズ移動手段を制御して、前記レンズを光軸方向に沿って移動させる制御をするとともに、前記合焦判断手段により前記合焦状態と判断された場合に、前記レンズの移動を停止させる制御をする駆動制御手段と、を具備したことを特徴とする。
このオートフォーカス装置では、例えば照度センサなどの明るさ検出手段により、レンズの光軸に略直交する面内における光軸を中心とした所定領域内に入射する光束の明るさの最大値を検出する。また、オートフォーカス装置の駆動制御手段は、レンズ移動手段を制御することでレンズを進退移動させる。これにより、明るさ検出手段により検出される明るさの最大値が変化する。そして、合焦判断手段は、明るさ検出手段にて検出される明るさの最大値が最も大きくなる状態を合焦状態として判断し、駆動制御手段は、合焦判断手段により合焦状態であると判断されると、レンズの移動を停止させる。すなわち、レンズは、入射される光束の明るさの最大値が最大となる位置で停止される。
また、本発明のオートフォーカス装置では、明るさの最大値の変位を比較して、この最大値が最大となる状態を判断するため、少なくともフォーカス制御を実施する間は、レンズから入射される光束の光量は一定に維持される。
これにより、一定光量の光がレンズを透過して明るさ検出手段に到達する。この時、レンズを透過した光束は、レンズの焦点位置に向かって集光するため、この焦点位置では光束の明るさの最大値も最大となる。従って、明るさ検出手段により検出される明るさの最大値が最も大きくなるように、焦点位置を移動させることで、レンズのオートフォーカスを実施することができる。このようなフォーカス制御では、明るさの最大値を検出するだけでよく、コントラストに基づいて焦点合わせを実施する場合に比べて、より簡単な処理で焦点合わせを実施することができる。したがって、迅速、かつ低コストでフォーカス制御を実施することができる。
また、本発明のオートフォーカス装置では、明るさの最大値の変位を比較して、この最大値が最大となる状態を判断するため、少なくともフォーカス制御を実施する間は、レンズから入射される光束の光量は一定に維持される。
これにより、一定光量の光がレンズを透過して明るさ検出手段に到達する。この時、レンズを透過した光束は、レンズの焦点位置に向かって集光するため、この焦点位置では光束の明るさの最大値も最大となる。従って、明るさ検出手段により検出される明るさの最大値が最も大きくなるように、焦点位置を移動させることで、レンズのオートフォーカスを実施することができる。このようなフォーカス制御では、明るさの最大値を検出するだけでよく、コントラストに基づいて焦点合わせを実施する場合に比べて、より簡単な処理で焦点合わせを実施することができる。したがって、迅速、かつ低コストでフォーカス制御を実施することができる。
そして、本発明のオートフォーカス装置では、前記駆動制御手段は、前記明るさ検出手段にて検出される前記明るさの最大値が大きくなる方向に前記レンズを移動させる制御をすることが好ましい。
この発明によれば、駆動制御手段は、明るさの最大値が大きくなる方向にレンズを移動させる。これにより、明るさ検出手段により検出される明るさの最大値を徐々に変位させることができ、明るさの最大値が最も大きくなる位置をより正確に検出することができる。
この発明によれば、駆動制御手段は、明るさの最大値が大きくなる方向にレンズを移動させる。これにより、明るさ検出手段により検出される明るさの最大値を徐々に変位させることができ、明るさの最大値が最も大きくなる位置をより正確に検出することができる。
また、本発明の撮像装置は、光束が入射する撮像レンズと、前記撮像レンズを光軸方向に沿って移動させるレンズ移動手段と、前記撮像レンズを透過した光束を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された撮像画像の明るさの最大値を認識する明るさ認識手段と、前記明るさ認識手段により認識される明るさの最大値が最も大きくなる状態を合焦状態と判断する合焦判断手段と、前記レンズ移動手段を制御して、前記撮像レンズを光軸方向に沿って移動させる制御をするとともに、前記合焦判断手段により前記合焦状態と判断された場合に、前記レンズの移動を停止させる制御をする駆動制御手段と、を具備したことを特徴とする。
この発明によれば、撮像装置では、明るさ認識手段により、撮像手段にて撮像された撮像画像の明るさの最大値を認識する。そして、合焦判断手段は、この明るさの最大値に基づいて、上記オートフォーカス装置と同様に、容易に合焦状態を判断することができる。したがって、撮像装置において容易にフォーカス制御を実施することができ、撮像装置の撮像動作における処理時間の短縮を図ることができるとともに、低コストで簡単な構成のオートフォーカス機能を備えた撮像装置を提供することができる。
さらに、本発明の撮像装置では、前記駆動制御手段は、前記明るさ認識手段にて認識される前記明るさの最大値が大きくなる方向に前記レンズを移動させる制御をすることが好ましい。
この発明によれば、上記オートフォーカス装置と同様に、駆動制御手段は、明るさの最大値が大きくなる方向に撮像レンズを移動させる。これにより、明るさ認識手段により認識される明るさの最大値を徐々に変位させることができ、明るさの最大値が最も大きくなる位置をより正確に認識することができる。
この発明によれば、上記オートフォーカス装置と同様に、駆動制御手段は、明るさの最大値が大きくなる方向に撮像レンズを移動させる。これにより、明るさ認識手段により認識される明るさの最大値を徐々に変位させることができ、明るさの最大値が最も大きくなる位置をより正確に認識することができる。
そして、本発明のプロジェクタオートフォーカスシステムでは、光源と、光源から射出された光束を画像データに応じて変調し、投射レンズから拡大投射させる光学装置と、前記投射レンズをレンズ光軸方向に移動させる投射レンズ移動手段と、この投射レンズ移動手段の駆動を制御する投射レンズ駆動制御手段と、を備えたプロジェクタと、請求項1または請求項2に記載のオートフォーカス装置と、を具備したプロジェクタオートフォーカスシステムであって、前記プロジェクタは、前記光学装置から所定のテスト画像を投射させるテスト画像投射制御手段を備え、前記オートフォーカス装置の前記明るさ検出手段は、前記レンズから入射する前記プロジェクタにより投射された前記テスト画像の画像光の明るさを検出し、前記プロジェクタの前記投射レンズ駆動制御手段は、前記投射レンズ移動手段を制御して、前記投射レンズを投射レンズの光軸方向に沿って移動させる制御をするとともに、前記オートフォーカス装置の前記合焦判断手段により前記合焦状態と判断された場合に、前記投射レンズの移動を停止させる制御をすることを特徴とする。
この発明によれば、プロジェクタから例えばテスト画像を投射させ、オートフォーカス装置のレンズにこの投射されたテスト画像の反射光の光束を入射させる。そして、オートフォーカス装置の明るさ検出手段により、この入射された光の明るさの最大値を検出させる。また、プロジェクタの投射レンズ駆動制御手段を制御することで、投射レンズを移動させて投射画像のピントを変化させる。これにより、オートフォーカス装置のレンズに入射する光束の明るさの最大値も変化するので、合焦判断手段は、この明るさの最大値が最も大きくなる状態を合焦状態と判断する。そして、プロジェクタの投射レンズ駆動制御手段は、オートフォーカス装置の合焦判断手段により合焦状態と判断されると、投射レンズの移動を停止させる。
これにより、プロジェクタのオートフォーカスをオートフォーカス装置により検出される明るさの最大値により容易に実施することができる。すなわち、投射手段の投射レンズの焦点位置に投射画像が投影される状態、つまりピントが合った良好な画質の投射画像が表示される状態では、投射画像の明るさも最大となる。したがって、上記のように、投射画像の明るさが最大となる状態をオートフォーカス装置で検出することで、プロジェクタのフォーカス制御も容易に実施することができる。
これにより、プロジェクタのオートフォーカスをオートフォーカス装置により検出される明るさの最大値により容易に実施することができる。すなわち、投射手段の投射レンズの焦点位置に投射画像が投影される状態、つまりピントが合った良好な画質の投射画像が表示される状態では、投射画像の明るさも最大となる。したがって、上記のように、投射画像の明るさが最大となる状態をオートフォーカス装置で検出することで、プロジェクタのフォーカス制御も容易に実施することができる。
また、本発明のプロジェクタオートフォーカスシステムは、光源と、光源から射出された光束を画像データに応じて変調し、投射レンズから拡大投射させる光学装置と、前記投射レンズをレンズの光軸方向に移動させる投射レンズ移動手段と、この投射レンズ移動手段の駆動を制御する投射レンズ駆動制御手段と、を備えたプロジェクタと、請求項3または請求項4に記載の撮像装置と、を具備したプロジェクタオートフォーカスシステムであって、前記プロジェクタは、前記光学装置から所定のテスト画像を投射させるテスト画像投射制御手段を備え、前記撮像装置の前記撮像手段は、前記撮像レンズから入射する前記プロジェクタにより投射された前記テスト画像の画像光を検出し、前記プロジェクタの前記投射レンズ駆動制御手段は、前記投射レンズ移動手段を制御して、前記投射レンズを投射レンズの光軸方向に沿って移動させる制御をするとともに、前記撮像装置の前記合焦判断手段により前記合焦状態と判断された場合に、前記投射レンズの移動を停止させる制御をすることを特徴とする。
この発明によれば、プロジェクタオートフォーカスシステムでは、撮像装置により投影されたテスト画像を撮像し、明るさ認識手段により、この撮像画像の明るさの最大値を認識する。また、プロジェクタの投射レンズ駆動制御手段を制御することで、投射レンズを移動させて投射画像のピントを変化させる。これにより、撮像画像の明るさの最大値も変化する。そして、合焦判断手段は、この明るさの最大値が最も大きくなる状態を合焦状態と判断し、プロジェクタの投射レンズ駆動制御手段は、撮像装置の合焦判断手段により合焦状態と判断されると、投射レンズの移動を停止させる。
これにより、上記発明と同様に、プロジェクタのオートフォーカスを撮像装置により認識される明るさの最大値により容易に実施することができる。また、この時、撮像装置の駆動制御手段により撮像装置のオートフォーカスを実施することで、撮像装置における合焦も実施することができ、プロジェクタおよび撮像装置の合焦を良好にかつ容易に実施することができる。
この発明によれば、プロジェクタオートフォーカスシステムでは、撮像装置により投影されたテスト画像を撮像し、明るさ認識手段により、この撮像画像の明るさの最大値を認識する。また、プロジェクタの投射レンズ駆動制御手段を制御することで、投射レンズを移動させて投射画像のピントを変化させる。これにより、撮像画像の明るさの最大値も変化する。そして、合焦判断手段は、この明るさの最大値が最も大きくなる状態を合焦状態と判断し、プロジェクタの投射レンズ駆動制御手段は、撮像装置の合焦判断手段により合焦状態と判断されると、投射レンズの移動を停止させる。
これにより、上記発明と同様に、プロジェクタのオートフォーカスを撮像装置により認識される明るさの最大値により容易に実施することができる。また、この時、撮像装置の駆動制御手段により撮像装置のオートフォーカスを実施することで、撮像装置における合焦も実施することができ、プロジェクタおよび撮像装置の合焦を良好にかつ容易に実施することができる。
そして、本発明のプロジェクタは、光源と、この光源から射出される光束を画像データに応じて変調し、この光変調された光束を投射レンズにより拡大投射する光学装置と、を備えたプロジェクタであって、前記投射レンズを移動させる投射レンズ移動手段と、前記光学装置から所定のテスト画像を投射させるテスト画像投射制御手段と、前記テスト画像の画像光が入射する撮像レンズと、前記撮像レンズを介して入射した前記テスト画像の画像光を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された撮像画像の明るさの最大値を認識する明るさ認識手段と、前記明るさ認識手段により認識される明るさの最大値が最も大きくなる状態を合焦状態と判断する合焦判断手段と、前記投射レンズ移動手段を制御して、前記投射レンズを光軸方向に沿って移動させる制御をするとともに、前記合焦判断手段により前記合焦状態と判断された場合に、前記レンズの移動を停止させる制御をする駆動制御手段と、を具備したことを特徴とする。
この発明によれば、プロジェクタは、上記したような撮像手段と、明るさ認識手段と、投射レンズ移動手段と、投射レンズ駆動制御手段とを備えている。そして、プロジェクタは、テスト画像投射制御手段により光学装置からテスト画像を投射させ、撮像手段によりこのテスト画像を撮像し、この撮像画像の明るさの最大値を認識して、明るさの最大値が最大となる位置に投射レンズを移動させる。そして、合焦判断手段により明るさの最大値が最大となり、合焦状態であると判断されると、投射レンズ駆動制御手段は、投射レンズの移動を停止する。
これにより、別途オートフォーカス装置や撮像装置を設けることなく、明るさの最大値のみでオートフォーカスを実施することができる。したがって、簡単な構成でプロジェクタの焦点合わせを迅速に実施することができる。
この発明によれば、プロジェクタは、上記したような撮像手段と、明るさ認識手段と、投射レンズ移動手段と、投射レンズ駆動制御手段とを備えている。そして、プロジェクタは、テスト画像投射制御手段により光学装置からテスト画像を投射させ、撮像手段によりこのテスト画像を撮像し、この撮像画像の明るさの最大値を認識して、明るさの最大値が最大となる位置に投射レンズを移動させる。そして、合焦判断手段により明るさの最大値が最大となり、合焦状態であると判断されると、投射レンズ駆動制御手段は、投射レンズの移動を停止する。
これにより、別途オートフォーカス装置や撮像装置を設けることなく、明るさの最大値のみでオートフォーカスを実施することができる。したがって、簡単な構成でプロジェクタの焦点合わせを迅速に実施することができる。
そして、本発明のプロジェクタのオートフォーカス方法では、光源と、この光源から射出される光束を画像データに応じて変調し、この光変調された光束を投射レンズにより拡大投射する光学装置と、を備えたプロジェクタのオートフォーカス方法であって、光学装置から所定のテスト画像を投射させ、この投射されたテスト画像を撮像手段により撮像し、撮像された撮像画像の明るさの最大値を認識し、前記投射レンズを移動させて前記撮像画像の明るさの最大値を変化させ、この明るさの最大値が最大となる状態を合焦状態と判断し、この合焦状態で前記投射レンズの移動を停止させることを特徴とする。
この発明によれば、光学装置から拡大投射された投射画像を撮像し、撮像した撮像画像の明るさの最大値を認識する。そして、投射レンズを移動させて、撮像画像の明るさの最大値を変化させ、この明るさの最大値が最大となる状態を合焦状態と判断して、投射レンズの移動を停止させる。
これにより、上記発明と同様に、撮像画像の明るさの最大値を認識して、その明るさの最大値が最大となるように制御するだけで容易にプロジェクタのオートフォーカスを実施することができる。したがって、コントラストに基づいて焦点合わせを実施する場合に比べて、より簡単な処理でオートフォーカスを実施することができる。
この発明によれば、光学装置から拡大投射された投射画像を撮像し、撮像した撮像画像の明るさの最大値を認識する。そして、投射レンズを移動させて、撮像画像の明るさの最大値を変化させ、この明るさの最大値が最大となる状態を合焦状態と判断して、投射レンズの移動を停止させる。
これにより、上記発明と同様に、撮像画像の明るさの最大値を認識して、その明るさの最大値が最大となるように制御するだけで容易にプロジェクタのオートフォーカスを実施することができる。したがって、コントラストに基づいて焦点合わせを実施する場合に比べて、より簡単な処理でオートフォーカスを実施することができる。
〔第一の実施の形態〕
以下、本発明の第一の実施の形態に係る撮像装置を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第一の実施の形態に係る撮像装置の概略を示す図である。
(撮像装置の構成)
図1において、1は撮像装置であり、この撮像装置1は、撮像レンズ11と、撮像手段としての撮像部12と、データ取得部13と、信号処理部14と、明るさ認識手段としての検出回路15と、合焦判断手段および駆動制御手段としても機能するフォーカス制御回路16と、レンズ移動手段としての駆動モータ17と、などを備えている。
以下、本発明の第一の実施の形態に係る撮像装置を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の第一の実施の形態に係る撮像装置の概略を示す図である。
(撮像装置の構成)
図1において、1は撮像装置であり、この撮像装置1は、撮像レンズ11と、撮像手段としての撮像部12と、データ取得部13と、信号処理部14と、明るさ認識手段としての検出回路15と、合焦判断手段および駆動制御手段としても機能するフォーカス制御回路16と、レンズ移動手段としての駆動モータ17と、などを備えている。
撮像レンズ11は、被撮像対象に対向して設けられるとともに、駆動モータ17の動作によりレンズ光軸方向に進退自在に設けられている。また、撮像レンズ11は、図1に示すように、複数のレンズにより構成されるものであってもよく、単一のレンズにより構成されるものであってもよい。
撮像部12は、複数の撮像素子により構成され、撮像レンズ11を透過した被撮像対象の画像光を撮像する。
撮像部12は、複数の撮像素子により構成され、撮像レンズ11を透過した被撮像対象の画像光を撮像する。
データ取得部13は、撮像部12により撮像された撮像データを取得し、信号処理部14および検出回路15にそれぞれ出力する。
信号処理部14は、データ取得部13から入力された撮像データに所定の信号処理を実施する。例えば、信号処理部14は、取得した撮像データを撮像装置1に組み込まれる図示しない記録部に記録させる処理を実施する。また、信号処理部14は、例えばパーソナルコンピュータやテレビジョン装置などの外部機器に接続可能な図示しない端子部を備え、この端子部から前記外部機器に取得した撮像データを出力する。
信号処理部14は、データ取得部13から入力された撮像データに所定の信号処理を実施する。例えば、信号処理部14は、取得した撮像データを撮像装置1に組み込まれる図示しない記録部に記録させる処理を実施する。また、信号処理部14は、例えばパーソナルコンピュータやテレビジョン装置などの外部機器に接続可能な図示しない端子部を備え、この端子部から前記外部機器に取得した撮像データを出力する。
検出回路15は、データ取得部13から入力される撮像データの画像の明るさを検出する。具体的には、検出回路15は、撮像データにおいて、輝度が最大となる部分を検出し、その輝度最大値をフォーカス制御回路16に出力する。具体的には、撮像データにおける画像略中心部(撮像レンズ11のレンズ光軸を中心とした所定領域内に入射した光束を撮像した部分)における各画素の輝度を検出し、その所定領域内における輝度最大値を出力する。
フォーカス制御回路16は、入力された輝度最大値に応じて、駆動モータ17を制御し、撮像レンズ11をレンズ光軸方向に沿って移動させる制御をする。
具体的には、フォーカス制御回路16は、駆動モータ17を制御して、撮像レンズ11を撮像部12に近接する方向または離隔する方向のいずれか一方に移動させる。そして、この移動により検出回路15から入力される輝度最大値の変化を認識し、輝度が上昇する方向に撮像レンズ11を移動させる制御をする。また、フォーカス制御回路16は、輝度最大値が最大となるピーク位置を検出し、このピーク位置を撮像レンズ11のフォーカスが合った状態(合焦状態)として判断する。そして、フォーカス制御回路16は、撮像レンズ11が合焦状態に移動されたと判断すると、駆動モータ17の駆動を制御して撮像レンズ11の移動を停止させる。
具体的には、フォーカス制御回路16は、駆動モータ17を制御して、撮像レンズ11を撮像部12に近接する方向または離隔する方向のいずれか一方に移動させる。そして、この移動により検出回路15から入力される輝度最大値の変化を認識し、輝度が上昇する方向に撮像レンズ11を移動させる制御をする。また、フォーカス制御回路16は、輝度最大値が最大となるピーク位置を検出し、このピーク位置を撮像レンズ11のフォーカスが合った状態(合焦状態)として判断する。そして、フォーカス制御回路16は、撮像レンズ11が合焦状態に移動されたと判断すると、駆動モータ17の駆動を制御して撮像レンズ11の移動を停止させる。
(撮像装置の動作)
次に、上記撮像装置1におけるフォーカス制御動作について説明する。
図2は、撮像装置1のフォーカス制御処理のフローチャートである。
次に、上記撮像装置1におけるフォーカス制御動作について説明する。
図2は、撮像装置1のフォーカス制御処理のフローチャートである。
撮像装置1では、撮像環境が一定の元でフォーカス制御動作を実施する。すなわち、撮像レンズ11から入光する外光の光量が一定となる撮像環境を維持した状態で、フォーカス制御動作を実施する。
そして、図2に示すように、撮像装置1のフォーカス制御動作では、先ず、撮像レンズ11を介して入射する画像光を撮像部12の撮像素子により撮像する(ステップS101)。そして、撮像装置1の検出回路15は、撮像部12にて撮像された撮像データのうち、輝度が最も大きくなる部分を検出し、その輝度最大値をフォーカス制御回路16に出力する(ステップS102)。
フォーカス制御回路16は、検出回路15から入力される輝度最大値を認識すると、駆動モータ17を制御して、例えば撮像レンズ11を撮像部12から離隔する方向に僅かに移動させる(ステップS103)。なお、撮像レンズ11が撮像部12から所定寸法以上離隔する位置にある場合などでは、撮像部12に近接する方向に移動させる制御をしてもよい。
そして、フォーカス制御回路16は、撮像レンズ11の移動後に検出回路15から入力される輝度最大値を認識し、この認識した輝度最大値と、駆動モータ17の駆動前に認識した輝度最大値の輝度とを比較して、値が上昇したか否かを判断する(ステップS104)。
そして、フォーカス制御回路16は、撮像レンズ11の移動後に検出回路15から入力される輝度最大値を認識し、この認識した輝度最大値と、駆動モータ17の駆動前に認識した輝度最大値の輝度とを比較して、値が上昇したか否かを判断する(ステップS104)。
ここで、フォーカス制御回路16は、輝度最大値の値が上昇した場合、駆動モータ17をそのまま照度最大値が上昇する方向に駆動させ、撮像レンズ11を移動させる(ステップS105)。一方、ステップS104において、輝度最大値が下降した場合、駆動モータ17を制御して撮像レンズ11を前記移動方向と逆方向、例えば撮像レンズ11を撮像部12から離隔する方向に移動させた場合は、撮像部12に近接する方向に移動させる制御をする(ステップS106)。これにより、撮像レンズ11は、検出回路15にて検出される輝度最大値が上昇する方向に移動される。
この後、フォーカス制御回路16は、撮像レンズ11が合焦状態に対応する位置まで移動したか否かを判断する(ステップS107)。
具体的には、フォーカス制御回路16は、次に検出回路15から入力される輝度が下降するまで、前記同一方向に撮像レンズ11を移動させる制御をする。そして、フォーカス制御回路16は、検出回路15から入力される輝度最大値が下降すると、輝度最大値が下降する直前のピーク位置を検出し、このピーク位置を合焦状態であると判断する。そして、フォーカス制御回路16は、撮像レンズ11がピーク位置を越えて移動した場合、このピーク位置に撮像レンズ11を逆方向に移動させて停止させる制御をする(ステップS108)。
具体的には、フォーカス制御回路16は、次に検出回路15から入力される輝度が下降するまで、前記同一方向に撮像レンズ11を移動させる制御をする。そして、フォーカス制御回路16は、検出回路15から入力される輝度最大値が下降すると、輝度最大値が下降する直前のピーク位置を検出し、このピーク位置を合焦状態であると判断する。そして、フォーカス制御回路16は、撮像レンズ11がピーク位置を越えて移動した場合、このピーク位置に撮像レンズ11を逆方向に移動させて停止させる制御をする(ステップS108)。
(撮像装置の作用効果)
上述したように、上記撮像装置1では、撮像レンズ11を介して透過した被写体の画像光を撮像部12で撮像し、検出回路15でこの撮像データの明るさ(輝度最大値)を検出する。また、フォーカス制御回路16は、この輝度最大値が最大となるように、駆動モータ17を制御して撮像レンズ11を移動させる。そして、フォーカス制御回路16は、輝度最大値が最大となる状態を合焦状態として判断し、この合焦状態で撮像レンズ11の移動を停止させる。
このため、検出回路15で輝度最大値のみを検出してフォーカス制御回路16に出力するので、従来のように輝度の最大値および最小値を検出してコントラストを検出する構成に比べて、簡単な構成で、かつ迅速なフォーカス制御を実施することができる。
上述したように、上記撮像装置1では、撮像レンズ11を介して透過した被写体の画像光を撮像部12で撮像し、検出回路15でこの撮像データの明るさ(輝度最大値)を検出する。また、フォーカス制御回路16は、この輝度最大値が最大となるように、駆動モータ17を制御して撮像レンズ11を移動させる。そして、フォーカス制御回路16は、輝度最大値が最大となる状態を合焦状態として判断し、この合焦状態で撮像レンズ11の移動を停止させる。
このため、検出回路15で輝度最大値のみを検出してフォーカス制御回路16に出力するので、従来のように輝度の最大値および最小値を検出してコントラストを検出する構成に比べて、簡単な構成で、かつ迅速なフォーカス制御を実施することができる。
また、フォーカス制御回路16は、撮像レンズ11を輝度最大値が上昇する方向に順次変位させて、検出回路15にて検出される輝度最大値が最も大きくなるピーク位置を合焦点とする、いわゆる山登り形式にてフォーカス制御を実施する。
このため、輝度最大値が最も大きくなる点を容易に、かつ確実に見つけることができる。したがって、撮像装置1におけるフォーカス制御を効率よく実施することができる。
このため、輝度最大値が最も大きくなる点を容易に、かつ確実に見つけることができる。したがって、撮像装置1におけるフォーカス制御を効率よく実施することができる。
〔第二の実施の形態〕
以下、本発明の第二の実施の形態に係る撮像装置を図面に基づいて説明する。
図3は、本発明の第二の実施の形態に係る撮像装置の概略を示す図である。なお、第一の実施の形態の撮像装置1と略同一構成については、同一符号を付し、その説明を省略、または簡略する。
以下、本発明の第二の実施の形態に係る撮像装置を図面に基づいて説明する。
図3は、本発明の第二の実施の形態に係る撮像装置の概略を示す図である。なお、第一の実施の形態の撮像装置1と略同一構成については、同一符号を付し、その説明を省略、または簡略する。
(撮像装置の構成)
第一の実施の形態の撮像装置1では、撮像レンズ11から入射される光束を撮像部12により撮像し、検出回路15にて撮像部12により撮像された撮像画像の輝度最大値を検出する構成を示したが、第二の実施の形態では、撮像レンズ11から入射した光束の明るさを直接検出し、この検出された明るさによりオートフォーカスを実施するオートフォーカス装置を備えた撮像装置の例を示す。
すなわち、図3に示すように、本発明のオートフォーカス装置を備えた撮像装置2は、撮像レンズ11と、撮像部21と、データ取得部13と、信号処理部14と、合焦判断手段および駆動制御手段としても機能するフォーカス制御回路16Aと、駆動モータ17と、などを備えている。
第一の実施の形態の撮像装置1では、撮像レンズ11から入射される光束を撮像部12により撮像し、検出回路15にて撮像部12により撮像された撮像画像の輝度最大値を検出する構成を示したが、第二の実施の形態では、撮像レンズ11から入射した光束の明るさを直接検出し、この検出された明るさによりオートフォーカスを実施するオートフォーカス装置を備えた撮像装置の例を示す。
すなわち、図3に示すように、本発明のオートフォーカス装置を備えた撮像装置2は、撮像レンズ11と、撮像部21と、データ取得部13と、信号処理部14と、合焦判断手段および駆動制御手段としても機能するフォーカス制御回路16Aと、駆動モータ17と、などを備えている。
第二の実施の形態の撮像装置2の撮像部21は、複数の撮像素子により構成され、撮像レンズ11のレンズ光軸に対して略直交する状態で配置される撮像部本体22と、明るさ検出手段としての照度センサ23と、を備えている。ここで、照度センサ23は、撮像レンズ11のレンズ光軸と撮像部本体22との交差点に、例えば隣合う撮像素子間に配設され、撮像レンズ11のレンズ光軸を中心とした所定領域内における光束の照度の最大値を検出する。そして、照度センサ23は、この検出された照度最大値をフォーカス制御回路16Aに出力する。
フォーカス制御回路16Aは、第一の実施の形態のフォーカス制御回路16と略同様の動作を実施し、入力された照度最大値に応じて、駆動モータ17を制御し、撮像レンズ11を光軸方向に沿って移動させる制御をする。すなわち、第一の実施の形態におけるフォーカス制御回路16は、検出回路15から入力される輝度最大値に基づいて、駆動モータ17の駆動を制御したが、フォーカス制御回路16Aは、照度センサ23により検出される照度最大値に基づいて、駆動モータ17の駆動を制御する。
また、フォーカス制御回路16Aは、照度輝度最大値が最大となるピーク位置を検出し、このピーク位置を撮像レンズ11のフォーカスが合った状態(合焦状態)として判断する。そして、フォーカス制御回路16Aは、撮像レンズ11が合焦状態に移動されたと判断すると、駆動モータ17の駆動を制御して撮像レンズ11の移動を停止させる。
また、フォーカス制御回路16Aは、照度輝度最大値が最大となるピーク位置を検出し、このピーク位置を撮像レンズ11のフォーカスが合った状態(合焦状態)として判断する。そして、フォーカス制御回路16Aは、撮像レンズ11が合焦状態に移動されたと判断すると、駆動モータ17の駆動を制御して撮像レンズ11の移動を停止させる。
(撮像装置2の動作)
次に、上記撮像装置2におけるフォーカス制御動作について説明する。
図4は、撮像装置2のフォーカス制御処理のフローチャートである。
次に、上記撮像装置2におけるフォーカス制御動作について説明する。
図4は、撮像装置2のフォーカス制御処理のフローチャートである。
撮像装置2では、第一の実施の形態の撮像装置1と同様に、フォーカス環境が一定の下でフォーカス制御動作を実施する。すなわち、撮像レンズ11から入光する光束の光量が一定となる環境を維持した状態で、フォーカス制御動作を実施する。
そして、図4に示すように、撮像装置2のフォーカス制御動作では、先ず、照度センサ23により、撮像レンズ11を介して入射する光束の照度最大値を計測する(ステップS201)。また、照度センサ23は、計測した照度最大値をフォーカス制御回路16Aに出力する。
フォーカス制御回路16Aは、照度センサ23から照度最大値の入力を認識すると、駆動モータ17を制御して、例えば撮像レンズ11を撮像部21から離隔する方向に僅かに移動させる(ステップS202)。なお、撮像レンズ11が撮像部21から所定寸法以上離隔する位置にある場合などでは、撮像部21に近接する方向に移動させる制御をしてもよい。
そして、フォーカス制御回路16Aは、撮像レンズ11の移動後に照度センサ23から入力される照度最大値を認識し、この認識した照度最大値と、駆動モータ17の駆動前に認識した照度最大値とを比較して、値が上昇したか否かを判断する(ステップS203)。
そして、フォーカス制御回路16Aは、撮像レンズ11の移動後に照度センサ23から入力される照度最大値を認識し、この認識した照度最大値と、駆動モータ17の駆動前に認識した照度最大値とを比較して、値が上昇したか否かを判断する(ステップS203)。
ここで、フォーカス制御回路16Aは、照度最大値の値が上昇した場合、駆動モータ17をそのまま照度最大値が上昇する方向に駆動させ、撮像レンズ11を移動させる(ステップS204)。一方、このステップS203において、照度最大値が下降した場合、駆動モータ17を制御して撮像レンズ11を前記移動方向と逆方向、例えば撮像レンズ11を撮像部21から離隔する方向に移動させた場合は、撮像部21に近接する方向に移動させる制御をする(ステップS205)。これにより、撮像レンズ11は、照度センサ23にて検出される照度最大値が上昇する方向に移動される。
この後、フォーカス制御回路16Aは、撮像レンズ11が合焦状態に対応する位置まで移動したか否かを判断する(ステップS206)。
具体的には、フォーカス制御回路16Aは、次に照度センサ23から入力される照度最大値が下降するまで、撮像レンズ11を照度最大値が上昇する方向移動させる。そして、フォーカス制御回路16Aは、照度センサ23から入力される照度最大値が下降したと判断すると、照度最大値が下降する直前のピーク位置を検出し、このピーク位置を合焦状態であると判断する。そして、フォーカス制御回路16Aは、撮像レンズ11がピーク位置を越えて移動した場合、このピーク位置に撮像レンズ11を逆方向に移動させて停止させる制御をする(ステップS207)。
具体的には、フォーカス制御回路16Aは、次に照度センサ23から入力される照度最大値が下降するまで、撮像レンズ11を照度最大値が上昇する方向移動させる。そして、フォーカス制御回路16Aは、照度センサ23から入力される照度最大値が下降したと判断すると、照度最大値が下降する直前のピーク位置を検出し、このピーク位置を合焦状態であると判断する。そして、フォーカス制御回路16Aは、撮像レンズ11がピーク位置を越えて移動した場合、このピーク位置に撮像レンズ11を逆方向に移動させて停止させる制御をする(ステップS207)。
(撮像装置の作用効果)
上述したように、上記撮像装置1では、照度センサ23により撮像レンズ11を介して入射される光束の明るさ(照度最大値)を検出する。また、フォーカス制御回路16Aは、この照度最大値が最大となるように、駆動モータ17を制御して撮像レンズ11を移動させる。そして、フォーカス制御回路16Aは、照度センサ23にて計測される照度最大値が最大となるピーク位置を検出し、このピーク位置に撮像レンズ11が移動した状態を合焦状態と判断し、撮像レンズ11の移動を停止させる。
このため、照度センサ23で照度最大値のみを検出してフォーカス制御回路16Aに出力するので、従来のように明るさの最大値および最小値を検出してコントラストを検出する構成に比べて、簡単な構成で、かつ迅速なフォーカス制御を実施することができる。
上述したように、上記撮像装置1では、照度センサ23により撮像レンズ11を介して入射される光束の明るさ(照度最大値)を検出する。また、フォーカス制御回路16Aは、この照度最大値が最大となるように、駆動モータ17を制御して撮像レンズ11を移動させる。そして、フォーカス制御回路16Aは、照度センサ23にて計測される照度最大値が最大となるピーク位置を検出し、このピーク位置に撮像レンズ11が移動した状態を合焦状態と判断し、撮像レンズ11の移動を停止させる。
このため、照度センサ23で照度最大値のみを検出してフォーカス制御回路16Aに出力するので、従来のように明るさの最大値および最小値を検出してコントラストを検出する構成に比べて、簡単な構成で、かつ迅速なフォーカス制御を実施することができる。
また、フォーカス制御回路16Aは、撮像レンズ11を照度最大値が上昇する方向に順次変位させて、照度センサ23にて検出される照度最大値が最も大きくなるピーク位置を合焦点とする、いわゆる山登り形式にてフォーカス制御を実施する。
このため、照度最大値が最も大きくなる点を容易に、かつ確実に見つけることができる。したがって、撮像装置2におけるフォーカス制御を効率よく実施することができる。
このため、照度最大値が最も大きくなる点を容易に、かつ確実に見つけることができる。したがって、撮像装置2におけるフォーカス制御を効率よく実施することができる。
〔第三の実施の形態〕
次に、本発明の第三の実施の形態に係るプロジェクタのオートフォーカスシステムについて説明する。
図5は、第三の実施の形態におけるプロジェクタオートフォーカスシステムの概略構成を示す図である。
次に、本発明の第三の実施の形態に係るプロジェクタのオートフォーカスシステムについて説明する。
図5は、第三の実施の形態におけるプロジェクタオートフォーカスシステムの概略構成を示す図である。
第三の実施の形態では、上記第一の実施の形態の撮像装置1を用いて、プロジェクタ3の焦点合わせを実施する。
図5において、プロジェクタオートフォーカスシステム10は、撮像装置1と、プロジェクタ3とを備えている。
図5において、プロジェクタオートフォーカスシステム10は、撮像装置1と、プロジェクタ3とを備えている。
撮像装置1は、上記第一の実施の形態と同様の構成であり、その説明を簡略する。
第三の実施の形態の撮像装置1では、撮像レンズ11から投射面4上に投射された画像光を取り込み、撮像部12により撮像する。そして、検出回路15により、撮像部12により撮像された撮像データの輝度最大値を取得する。
さらに、撮像装置1のフォーカス制御回路16は、プロジェクタ3の後述する投射レンズ31Aの移動により、投射画像の輝度最大値に変化があった場合、この輝度最大値が最大となるピーク位置を検出し、このピーク位置をプロジェクタ3の投射レンズ31Aにおける合焦状態として判断する。そして、フォーカス制御回路16は、前記検出された輝度最大値および輝度最大値が最大となり合焦状態となったことを示す旨のピーク信号を、例えば信号処理部14に設けられる図示しない端子からプロジェクタ3に出力する制御をする。また、上記第一の実施の形態と同様に、フォーカス制御回路16により、撮像レンズ11のフォーカス制御動作を実施する構成としてもよい。
第三の実施の形態の撮像装置1では、撮像レンズ11から投射面4上に投射された画像光を取り込み、撮像部12により撮像する。そして、検出回路15により、撮像部12により撮像された撮像データの輝度最大値を取得する。
さらに、撮像装置1のフォーカス制御回路16は、プロジェクタ3の後述する投射レンズ31Aの移動により、投射画像の輝度最大値に変化があった場合、この輝度最大値が最大となるピーク位置を検出し、このピーク位置をプロジェクタ3の投射レンズ31Aにおける合焦状態として判断する。そして、フォーカス制御回路16は、前記検出された輝度最大値および輝度最大値が最大となり合焦状態となったことを示す旨のピーク信号を、例えば信号処理部14に設けられる図示しない端子からプロジェクタ3に出力する制御をする。また、上記第一の実施の形態と同様に、フォーカス制御回路16により、撮像レンズ11のフォーカス制御動作を実施する構成としてもよい。
プロジェクタ3は、光学装置としての光学エンジン31と、信号認識部32と、投射レンズ駆動制御手段としてのフォーカス制御部33と、画像表示制御部34と、を備えている。
光学エンジン31は、図示は省略するが、光源と、光源から射出される光を画像データに応じて変調する液晶パネルとを備えている。また、光学エンジン31は、液晶パネルにより光変調された光(画像光)を、投射レンズ31Aから投射面4に投射する。この投射レンズ31Aは、図示しない投射レンズ移動手段としてのレンズ制御モータにより光軸方向に進退可能に設けられており、進退方向に移動することで投射レンズ31Aの焦点位置が変化する。そして、投射レンズ31Aの焦点位置が投射面4と一致すると、投射面4上に焦点が合った良好な画質の画像を表示可能となる。
信号認識部32は、撮像装置1に接続可能な図示しない端子を備え、撮像装置1から入力される輝度最大値およびピーク信号を認識する。
フォーカス制御部33は、前記レンズ制御モータを制御して、光学エンジン31の投射レンズ31Aを所定方向に移動させ、合焦動作を実施する。
この時、フォーカス制御部33は、撮像装置1のフォーカス制御回路16と同様に、信号認識部32にて認識した輝度最大値に基づいて、輝度最大値が上昇する方向に投射レンズ31Aを順次変位させる。そして、信号認識部32において、ピーク信号を認識すると、輝度最大値が最も大きくなるピーク位置に投射レンズ31Aが移動されたと判断し、投射レンズ31Aの移動を停止させる。
この時、フォーカス制御部33は、撮像装置1のフォーカス制御回路16と同様に、信号認識部32にて認識した輝度最大値に基づいて、輝度最大値が上昇する方向に投射レンズ31Aを順次変位させる。そして、信号認識部32において、ピーク信号を認識すると、輝度最大値が最も大きくなるピーク位置に投射レンズ31Aが移動されたと判断し、投射レンズ31Aの移動を停止させる。
画像表示制御部34は、光学エンジン31を制御して、画像データに基づいた画像光を光学エンジン31から拡大投射させる制御をする。また、画像表示制御部34は、所定のテスト画像を光学エンジン31から投射させる制御をする。
〔プロジェクタオートフォーカスシステムの動作〕
次に上記のようなプロジェクタオートフォーカスシステムの動作について説明する。図6は、プロジェクタオートフォーカスシステム10におけるプロジェクタ3のオートフォーカス処理を示すフローチャートである。
次に上記のようなプロジェクタオートフォーカスシステムの動作について説明する。図6は、プロジェクタオートフォーカスシステム10におけるプロジェクタ3のオートフォーカス処理を示すフローチャートである。
プロジェクタオートフォーカスシステム10では、利用者によりプロジェクタ3が操作され、オートフォーカスを実施する旨の操作信号が入力されると、先ず、プロジェクタ3の画像表示制御部34は、光学エンジン31を制御して、所定のテスト画像を投射面4に投射させる制御をする(ステップS301)。
また、撮像装置1は、撮像部12にて、撮像レンズ11から入射されるステップS301で投射されたテスト画像の画像光を撮像する(ステップS302)。
この後、撮像装置1の検出回路15は、ステップS302にて撮像された撮像画像の輝度最大値を検出する(ステップS303)。また、撮像装置1は、検出した輝度最大値をプロジェクタ3に出力する(ステップS304)。
また、撮像装置1は、撮像部12にて、撮像レンズ11から入射されるステップS301で投射されたテスト画像の画像光を撮像する(ステップS302)。
この後、撮像装置1の検出回路15は、ステップS302にて撮像された撮像画像の輝度最大値を検出する(ステップS303)。また、撮像装置1は、検出した輝度最大値をプロジェクタ3に出力する(ステップS304)。
一方、プロジェクタ3は、信号認識部32にて撮像装置1から入力される輝度最大値を認識する(ステップS305)。また、フォーカス制御部33は、レンズ制御モータを制御して、ステップS305にて認識した輝度最大値が大きくなる方向に投射レンズ31Aを移動させる(ステップS306)。
具体的には、フォーカス制御部33は、投射レンズ31Aを微小移動させ、この時、撮像装置1から入力される輝度最大値が、投射レンズ31Aの移動前に比べて上昇したか否かと判断する。そして、フォーカス制御部33は、撮像装置1から入力される輝度最大値が上昇したと判断すると、投射レンズ31Aを同方向に移動させ、輝度最大値が下降したと判断すると、投射レンズ31Aを逆方向に移動させる制御をする。
具体的には、フォーカス制御部33は、投射レンズ31Aを微小移動させ、この時、撮像装置1から入力される輝度最大値が、投射レンズ31Aの移動前に比べて上昇したか否かと判断する。そして、フォーカス制御部33は、撮像装置1から入力される輝度最大値が上昇したと判断すると、投射レンズ31Aを同方向に移動させ、輝度最大値が下降したと判断すると、投射レンズ31Aを逆方向に移動させる制御をする。
また、撮像装置1は、このステップS306により明るさが変化するテスト画像を撮像部12にて撮像し(ステップS307)、検出回路15にて撮像画像の輝度最大値を検出する(ステップS308)。
そして、撮像装置1のフォーカス制御回路16は、輝度最大値が最大となるピーク位置を検出し、プロジェクタ3の投射レンズ31Aが合焦状態に移動されたか否かを判断する(ステップS309)。そして、フォーカス制御回路16は、輝度最大値が最大となり、合焦状態であると判断すると、ピーク信号をプロジェクタ3に出力する(ステップS310)。
そして、撮像装置1のフォーカス制御回路16は、輝度最大値が最大となるピーク位置を検出し、プロジェクタ3の投射レンズ31Aが合焦状態に移動されたか否かを判断する(ステップS309)。そして、フォーカス制御回路16は、輝度最大値が最大となり、合焦状態であると判断すると、ピーク信号をプロジェクタ3に出力する(ステップS310)。
プロジェクタ3のフォーカス制御部33は、撮像装置1からピーク信号が入力されると(ステップS311)、レンズ制御モータの駆動を停止させ、投射レンズ31Aを合焦状態に対応する位置で停止させる制御をする(ステップS312)。
ここで、図7にプロジェクタ3の焦点をずらした状態で、撮像装置1のフォーカス状態を変化させた際の検出回路15により検出される輝度最大値の変化を示す図を示す。
図7において、線aおよび線bは、プロジェクタ3の設置位置の違いであり、線bは、線aの場合よりもプロジェクタ3を投射面4から離れた位置においた場合における輝度変化を示す。
また、図8は、図7における線aの設置位置にプロジェクタ3を設置した状態で、テスト画像を撮像装置1により撮像した際の撮像データを模式的に示す図であり、(A)は、撮像装置1のフォーカス位置が2に設定された状態、(B)は、撮像装置1のフォーカス位置が5に設定された状態、(C)は、撮像装置1のフォーカス位置が7に設定された状態における撮像データを示す。さらに、図9は、図7における線bの設置位置にプロジェクタ3を設置した状態で、テスト画像を撮像装置1により撮像した際の撮像データを模式的に示す図であり、(A)は、撮像装置1のフォーカス位置が2に設定された状態、(B)は、撮像装置1のフォーカス位置が5に設定された状態、(C)は、撮像装置1のフォーカス位置が7に設定された状態における撮像データを示す。
さらに、図10は、撮像装置1の焦点をずらした状態(図7におけるカメラフォーカス位置1の設定の状態)で、プロジェクタ3のフォーカス状態を変化させた際の検出回路15により検出される輝度最大値の変化を示す図である。また、図11は、図10におけるテスト画像を撮像装置1により撮像した際の撮像データを模式的に示す図であり、(A)は、プロジェクタ3のフォーカス位置が1に設定された状態、(B)は、プロジェクタ3のフォーカス位置が3に設定された状態、(C)は、プロジェクタ3のフォーカス位置が5に設定された状態における撮像データを示す。
図7において、線aおよび線bは、プロジェクタ3の設置位置の違いであり、線bは、線aの場合よりもプロジェクタ3を投射面4から離れた位置においた場合における輝度変化を示す。
また、図8は、図7における線aの設置位置にプロジェクタ3を設置した状態で、テスト画像を撮像装置1により撮像した際の撮像データを模式的に示す図であり、(A)は、撮像装置1のフォーカス位置が2に設定された状態、(B)は、撮像装置1のフォーカス位置が5に設定された状態、(C)は、撮像装置1のフォーカス位置が7に設定された状態における撮像データを示す。さらに、図9は、図7における線bの設置位置にプロジェクタ3を設置した状態で、テスト画像を撮像装置1により撮像した際の撮像データを模式的に示す図であり、(A)は、撮像装置1のフォーカス位置が2に設定された状態、(B)は、撮像装置1のフォーカス位置が5に設定された状態、(C)は、撮像装置1のフォーカス位置が7に設定された状態における撮像データを示す。
さらに、図10は、撮像装置1の焦点をずらした状態(図7におけるカメラフォーカス位置1の設定の状態)で、プロジェクタ3のフォーカス状態を変化させた際の検出回路15により検出される輝度最大値の変化を示す図である。また、図11は、図10におけるテスト画像を撮像装置1により撮像した際の撮像データを模式的に示す図であり、(A)は、プロジェクタ3のフォーカス位置が1に設定された状態、(B)は、プロジェクタ3のフォーカス位置が3に設定された状態、(C)は、プロジェクタ3のフォーカス位置が5に設定された状態における撮像データを示す。
ここで、図示されていないが、撮像装置1およびプロジェクタ3の双方が合焦している状態での輝度最大値は59104である。また、図12に、撮像装置1およびプロジェクタ3の双方が合焦している状態での撮像装置1によりテスト画像を撮像した際の撮像データを示す。
図7ないし図12から、撮像装置1およびプロジェクタ3のフォーカスが合っていない状態で、一方の機材のフォーカスを変化させると、この一方の機材のフォーカスの合焦度合いと比例して検出回路15にて検出される輝度最大値が変化することが確認できる。すなわち、検出回路15にて検出される輝度最大値が最大となるように、撮像装置1およびプロジェクタ3のフォーカス制御を実施することで、双方のフォーカスを合焦位置に合わせることが可能となる。
図7ないし図12から、撮像装置1およびプロジェクタ3のフォーカスが合っていない状態で、一方の機材のフォーカスを変化させると、この一方の機材のフォーカスの合焦度合いと比例して検出回路15にて検出される輝度最大値が変化することが確認できる。すなわち、検出回路15にて検出される輝度最大値が最大となるように、撮像装置1およびプロジェクタ3のフォーカス制御を実施することで、双方のフォーカスを合焦位置に合わせることが可能となる。
(プロジェクタオートフォーカスシステムの作用効果)
上記したように、プロジェクタオートフォーカスシステム10では、プロジェクタ3は、信号認識部32にて撮像装置1の検出回路15にて検出される輝度最大値を認識し、フォーカス制御部33は、この輝度最大値が大きくなる方向に投射レンズ31Aを移動させる制御をする。そして、撮像装置1から輝度最大値が最大となった旨のピーク信号が入力されると、投射レンズ31Aの移動を停止させる。
このため、撮像装置1により検出される輝度最大値に基づいて、プロジェクタ3のフォーカス制御動作を実施することができ、プロジェクタ3の投射レンズ31Aのオートフォーカスを容易に実施できる。
上記したように、プロジェクタオートフォーカスシステム10では、プロジェクタ3は、信号認識部32にて撮像装置1の検出回路15にて検出される輝度最大値を認識し、フォーカス制御部33は、この輝度最大値が大きくなる方向に投射レンズ31Aを移動させる制御をする。そして、撮像装置1から輝度最大値が最大となった旨のピーク信号が入力されると、投射レンズ31Aの移動を停止させる。
このため、撮像装置1により検出される輝度最大値に基づいて、プロジェクタ3のフォーカス制御動作を実施することができ、プロジェクタ3の投射レンズ31Aのオートフォーカスを容易に実施できる。
また、上記において、撮像装置1とプロジェクタ3を接続し、撮像装置1から入力される輝度最大値に基づいて、自動的にプロジェクタ3のフォーカス制御を実施する構成を示したが、例えば、撮像装置1により検出される輝度最大値を確認しながら、プロジェクタ3のフォーカス制御を手動により実施してもよい。このような場合では、既存のプロジェクタ3においても、撮像装置1を用いて容易に合焦動作を実施することができる。
〔他の実施の形態〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上記第三の実施の形態で、撮像装置1とプロジェクタ3とを用いて、プロジェクタ3のフォーカス制御を実施するプロジェクタオートフォーカスシステムを例示したが、これに限らない。
例えば、第二の実施の形態の撮像装置2とプロジェクタ3とを接続することでプロジェクタのオートフォーカス制御を実施する構成としてもよい。
この場合でも、第三の実施の形態と同様の動作でプロジェクタ3のオートフォーカス制御を実施することができる。
例えば、第二の実施の形態の撮像装置2とプロジェクタ3とを接続することでプロジェクタのオートフォーカス制御を実施する構成としてもよい。
この場合でも、第三の実施の形態と同様の動作でプロジェクタ3のオートフォーカス制御を実施することができる。
また、第三の実施の形態では、プロジェクタ3に撮像装置1を接続して、プロジェクタ3のオートフォーカスを実施する構成を示したが、プロジェクタ3自身が撮像装置1を有する構成としてもよい。すなわち、プロジェクタ3は、投射面4に投射されたテスト画像の画像光が入射される撮像レンズ、撮像レンズを透過した画像光を撮像する撮像素子、撮像素子にて撮像された撮像データの輝度最大値を検出する検出回路、輝度最大値の最大を検出して合焦状態であるか否かを判断するフォーカス制御回路を備える構成としてもよい。このような構成では、撮像装置1がなくても、プロジェクタ3のみで、投射レンズ31Aのフォーカス制御を実施することができる。
さらに、プロジェクタ3が撮像装置2を有する構成としてもよい。さらには、入射される光束から明るさの最大値を認識することができればよいため、撮像部21として、撮像部本体22がなく、照度センサ23のみが搭載された構成としてもよい。この構成では、画像光を撮像する処理が不要となり、構成をより簡単にできる。
さらには、プロジェクタ3の光学エンジン31から投射レンズ31Aに至るまでの光学部材のいずれかに、照度検出素子を設けて投射画像の明るさの最大値を検出する構成としてもよい。
さらに、プロジェクタ3が撮像装置2を有する構成としてもよい。さらには、入射される光束から明るさの最大値を認識することができればよいため、撮像部21として、撮像部本体22がなく、照度センサ23のみが搭載された構成としてもよい。この構成では、画像光を撮像する処理が不要となり、構成をより簡単にできる。
さらには、プロジェクタ3の光学エンジン31から投射レンズ31Aに至るまでの光学部材のいずれかに、照度検出素子を設けて投射画像の明るさの最大値を検出する構成としてもよい。
そして、明るさ認識手段としての検出回路15は、撮像画像の輝度最大値を検出する構成としたが、例えば撮像データにおける平均輝度を演算し、この平均輝度が最も大きくなる位置を合焦点としてフォーカス制御するものであってもよい。また、輝度に限られず、例えば明度などに基づいて、明度最大値が最も大きくなる位置を合焦点とするフォーカス制御を実施するなどしてもよい。同様に、撮像装置2において、明るさ検出手段として照度センサ23を例示したが、撮像レンズ11から入射した光束の光量を計測するいかなる構成を用いてもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。
1,2…撮像装置、3…プロジェクタ、10…プロジェクタオートフォーカスシステム、11…撮像レンズ、12,21…撮像手段としての撮像部、15…明るさ認識手段としての検出回路、16,16A…合焦判断手段および駆動制御手段としても機能するフォーカス制御回路、17…レンズ移動手段としての駆動モータ、23…明るさ検出手段としての照度センサ、31…光学装置としての光学エンジン、31A…投射レンズ、33…投射レンズ駆動制御手段としてのフォーカス制御部、34…テスト画像投射制御手段としての画像表示制御部。
Claims (8)
- 光束が入射するレンズと、
前記レンズを光軸方向に沿って移動させるレンズ移動手段と、
前記レンズの光軸に略直交する面内における前記光軸を中心とした所定領域内に入射する光束の明るさを検出する明るさ検出手段と、
前記明るさ検出手段により検出される前記所定領域内における明るさの最大値が最も大きくなる状態を合焦状態と判断する合焦判断手段と、
前記レンズ移動手段を制御して、前記レンズを光軸方向に沿って移動させる制御をするとともに、前記合焦判断手段により前記合焦状態と判断された場合に、前記レンズの移動を停止させる制御をする駆動制御手段と、
を具備したことを特徴としたオートフォーカス装置。 - 請求項1に記載のオートフォーカス装置であって、
前記駆動制御手段は、前記明るさ検出手段にて検出される前記明るさが大きくなる方向に前記レンズを移動させる制御をする
ことを特徴としたオートフォーカス装置。 - 光束が入射する撮像レンズと、
前記撮像レンズを光軸方向に沿って移動させるレンズ移動手段と、
前記撮像レンズを透過した光束を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された撮像画像における明るさの最大値を認識する明るさ認識手段と、
前記明るさ認識手段により認識される明るさの最大値が最も大きくなる状態を合焦状態と判断する合焦判断手段と、
前記レンズ移動手段を制御して、前記撮像レンズを光軸方向に沿って移動させる制御をするとともに、前記合焦判断手段により前記合焦状態と判断された場合に、前記レンズの移動を停止させる制御をする駆動制御手段と、
を具備したことを特徴とした撮像装置。 - 請求項3に記載の撮像装置であって、
前記駆動制御手段は、前記明るさ認識手段にて認識される前記明るさの最大値が大きくなる方向に前記レンズを移動させる制御をする
ことを特徴とした撮像装置。 - 光源と、光源から射出された光束を画像データに応じて変調し、投射レンズから拡大投射させる光学装置と、前記投射レンズをレンズ光軸方向に移動させる投射レンズ移動手段と、この投射レンズ移動手段の駆動を制御する投射レンズ駆動制御手段と、を備えたプロジェクタと、
請求項1または請求項2に記載のオートフォーカス装置と、
を具備したプロジェクタオートフォーカスシステムであって、
前記プロジェクタは、前記光学装置から所定のテスト画像を投射させるテスト画像投射制御手段を備え、
前記オートフォーカス装置の前記明るさ検出手段は、前記レンズから入射する前記プロジェクタにより投射された前記テスト画像の画像光の明るさを検出し、
前記プロジェクタの前記投射レンズ駆動制御手段は、前記投射レンズ移動手段を制御して、前記投射レンズを投射レンズの光軸方向に沿って移動させる制御をするとともに、前記オートフォーカス装置の前記合焦判断手段により前記合焦状態と判断された場合に、前記投射レンズの移動を停止させる制御をする
ことを特徴としたプロジェクタオートフォーカスシステム。 - 光源と、光源から射出された光束を画像データに応じて変調し、投射レンズから拡大投射させる光学装置と、前記投射レンズをレンズの光軸方向に移動させる投射レンズ移動手段と、この投射レンズ移動手段の駆動を制御する投射レンズ駆動制御手段と、を備えたプロジェクタと、
請求項3または請求項4に記載の撮像装置と、
を具備したプロジェクタオートフォーカスシステムであって、
前記プロジェクタは、前記光学装置から所定のテスト画像を投射させるテスト画像投射制御手段を備え、
前記撮像装置の前記撮像手段は、前記撮像レンズから入射する前記プロジェクタにより投射された前記テスト画像の画像光を検出し、
前記プロジェクタの前記投射レンズ駆動制御手段は、前記投射レンズ移動手段を制御して、前記投射レンズを投射レンズの光軸方向に沿って移動させる制御をするとともに、前記撮像装置の前記合焦判断手段により前記合焦状態と判断された場合に、前記投射レンズの移動を停止させる制御をする
ことを特徴としたプロジェクタオートフォーカスシステム。 - 光源と、この光源から射出される光束を画像データに応じて変調し、この光変調された光束を投射レンズにより拡大投射する光学装置と、を備えたプロジェクタであって、
前記投射レンズを移動させる投射レンズ移動手段と、
前記光学装置から所定のテスト画像を投射させるテスト画像投射制御手段と、
前記テスト画像の画像光が入射する撮像レンズと、
前記撮像レンズを介して入射した前記テスト画像の画像光を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された撮像画像における明るさの最大値を認識する明るさ認識手段と、
前記明るさ認識手段により認識される明るさの最大値が最も大きくなる状態を合焦状態と判断する合焦判断手段と、
前記投射レンズ移動手段を制御して、前記投射レンズを光軸方向に沿って移動させる制御をするとともに、前記合焦判断手段により前記合焦状態と判断された場合に、前記レンズの移動を停止させる制御をする駆動制御手段と、
を具備したことを特徴としたプロジェクタ。 - 光源と、この光源から射出される光束を画像データに応じて変調し、この光変調された光束を投射レンズにより拡大投射する光学装置と、を備えたプロジェクタのオートフォーカス方法であって、
光学装置から所定のテスト画像を投射させ、
この投射されたテスト画像を撮像手段により撮像し、
撮像された撮像画像の明るさの最大値を認識し、
前記投射レンズを移動させて前記撮像画像の明るさの最大値を変化させ、この明るさの最大値が最大となる状態を合焦状態と判断し、この合焦状態で前記投射レンズの移動を停止させる
ことを特徴とするプロジェクタのオートフォーカス方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007228608A JP2009063606A (ja) | 2007-09-04 | 2007-09-04 | オートフォーカス装置、撮像装置、プロジェクタオートフォーカスシステム、プロジェクタ、およびプロジェクタのオートフォーカス方法 |
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JP2009063606A true JP2009063606A (ja) | 2009-03-26 |
Family
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010230864A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Toshiba Corp | 情報処理装置 |
KR20140073708A (ko) * | 2012-12-06 | 2014-06-17 | 엘지이노텍 주식회사 | 카메라 모듈의 오토 포커싱 제어방법 |
-
2007
- 2007-09-04 JP JP2007228608A patent/JP2009063606A/ja not_active Withdrawn
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KR101967336B1 (ko) | 2012-12-06 | 2019-08-13 | 엘지이노텍 주식회사 | 카메라 모듈의 오토 포커싱 제어방법 |
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