JP5725724B2

JP5725724B2 - 投影装置

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Inventors: 淳司小谷
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Description

本発明は、複数台を組み合わせて大画像を投影表示する投影装置等に関する。

特開２００４−２７４３５４号公報特開２００８−０６１１６０号公報

従来、投影装置として、液晶パネル等のようなライトバルブにより生成された画像をスクリーンに投影するプロジェクタが知られている。プロジェクタとスクリーンとの間の距離は一般に任意であるから、プロジェクタは、任意の距離のスクリーンにフォーカスを合わせる機能を必要とする。

フォーカスを合わせる方法として、マニュアル方式とオート方式がある。マニュアル方式では、スクリーン上の投射画像を見ながら、投射光学系に設けられたフォーカス調整機構をユーザが手動で調整し、スクリーン上の画像のシャープネスが高くなる位置に合わせる。この方法はユーザへの負担が大きい。

オート方式が特許文献１に記載されている。すなわち、プロジェクタからスクリーンに画像を投射しながら焦点距離を変化させ、その間の投射画像を撮像して画像投射領域の中心までの焦点距離を検出する。そして、検出した焦点距離に投射光学系を制御する。通常、画像の中央部分は最も重要度が高いと考えられるため、投射画面の中央にフォーカスをあわせることが望ましいことが多い。

特許文献２には、複数台のプロジェクタを用いて、大画面の投影を実現するマルチ投影が記載されている。

例えば、２台のプロジェクタを横に並べ、各プロジェクタにそれぞれ１画面の右半分及び左半分を投影させるマルチ投影では、各投射画像をスクリーン上に横に並べることで、画面サイズを横に２倍にすることができる。図２は、その投影画面例を示す。２００は投影面となるスクリーンである。２０１は第一のプロジェクタ（非図示）の投影画面である。２０２は第二のプロジェクタ（非図示）の投影画面である。図２では、２つの投影画面２０１，２０２とで一つのマルチ投影画面を構成する。

従来のプロジェクタは、投射画像の中央位置に夫々フォーカスを合わせるようになっている。従って、図２に示す例では、投影画面２０１を投射するプロジェクタは、オートフォーカス方式の場合、投影画面２０１の中央位置２０３にフォーカスを合わせる。同様に、投影画面２０２を投射するプロジェクタは、オートフォーカス方式の場合、投影画面２０２の中央位置２０４にフォーカスを合わせる。

しかし、マルチ投影では、複数の投射画像により一つの画面が構成され、その画面全体の中央位置２０５にフォーカスを合わせるのが好ましい。

本発明は、このような要望を満たすべくなされたものであり、単一での投影時とマルチ投影時とでそれぞれに適したフォーカス調整が可能な投影装置等を提示することを目的とする。

この様な課題を解決するために、本発明に係る投影装置は、投影装置であって、画像を投影面に投影する投影手段と、前記投影手段によって投影される画像と、外部装置によって投影される画像とが合成されて前記投影面に表示されるようにするための第１のモードに前記投影装置が設定されていることを判定する判定手段と、前記投影装置が前記第１のモードと異なる第２のモードである場合、前記投影手段によって投影される画像における中央位置に応じて、前記投影手段を合焦させるようにするフォーカス手段とを有し、前記フォーカス手段は、前記投影装置が前記第１のモードである場合、前記外部装置によって投影される画像に隣接する所定の位置に応じて、前記投影手段を合焦させるようにすることを特徴とする。

本発明によれば、マルチ投影の場合ではマルチ投影画面を考慮したフォーカス位置に制御するので、マルチ投影であっても好適なオートフォーカス機構が実現できる。これにより、マルチ投影を構成する場合、各プロジェクタは、例えばマルチ投影画面の中央にフォーカスが合うように、フォーカス位置を変更する。これにより、例えば、一般的に画像の最も重要といえる中心部分の鮮鋭度を上げることが出来る。このようにして、観察者にとってより画像の鑑賞に好適な投影を実現できる。

本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。横２画面のマルチ投影の説明図である。縦横２×２画面のマルチ投影の説明図である。縦２画面のマルチ投影の説明図である。シングル投影及びマルチ投影の構成例である。投影システムの構成を入力するメニューの説明図である。マルチ投影の場合の構成を入力するメニューの説明図である。テストパターン例である。フォーカス位置の説明図である。実施例１のオートフォーカス動作のフローチャートである。実施例２のオートフォーカス動作のフローチャートである。フォーカスレンズ駆動量を導出するためのテーブルである。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例である投影装置の概略構成ブロック図を示す。図１に示す投影装置は、液晶パネルを内蔵した、いわゆる液晶プロジェクタである。

１０１は、プロジェクタ１００の各ブロックを制御する制御部である。１０２は、ユーザからの操作を受け付ける操作部である。１０３は、プロジェクタ１００の各ブロックへの電源供給を制御する電源部である。

１０４は液晶部であり、１枚又は３枚の液晶パネル等で構成されており、液晶パネル上に画像を形成する。１０５は、入力画像信号に基づいて、液晶部１０４の液晶パネルに画像を形成させる液晶駆動部である。１０６は液晶部１０４を背面から照明する光源である。１０７は、光源１０６からの照明光を液晶部１０４に供給することにより得られた光学像を不図示のスクリーンに投影する投影光学系である。１０８は、光源１０６の光量等を制御する光源制御部である。１０９は、投影光学系１０７のズームレンズ及びフォーカスレンズ等の動作を制御し、ズーム倍率及びフォーカス調整等を行なう光学系制御部である。

１１０は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ＤＶＤプレイヤ又はテレビチューナ等の映像ソースからアナログ映像信号を受け付けるアナログ入力部であり、ＲＧＢ端子又はＳ端子等を具備する。１１１は、アナログ入力部１１０からのアナログ映像信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部である。１１２は、映像ソースからデジタル映像信号を受け付けるデジタル入力部であり、ＨＤＭＩ（登録商標）端子等を具備する。ＨＤＭＩ端子の場合、外部から制御信号も同時に送信されてくることがあり、これにより、映像表示の制御等が行われることもある。デジタル入力部１１２により入力される映像信号及び画像信号は直接、画像処理部１１７に送信される。

１１３はＵＳＢインターフェースであり、外部機器から映像データ、画像データ又は映像ファイル等の各種の情報データのファイルを受け取り、また、外部機器に書き出すことができる。ＵＳＢインターフェース１１３には、ポインティングデバイス、キーボード又はＵＳＢ型のフラッシュメモリ等が接続されることもある。

１１４は、カード型の記録媒体に対し、映像データ、画像データ、映像ファイル等の各種の情報データのファイルを読み書きするカードインターフェースである。１１５は、イントラネット又はインターネットを介して映像データ、画像データ、映像ファイル等の各種の情報データファイル、その他の命令信号を送受信する通信部である。通信部１１５は例えば、有線ＬＡＮや無線ＬＡＮ等で構成されている。１１６は、映像データ、画像データ、映像ファイル等の各種の情報データのファイルを保存する内蔵メモリであり、半導体メモリやハードディスク等で構成される。

例えば、カードインターフェース１１４を介して入力されたドキュメントファイルは、ファイル再生部１３２により再生される。ファイル再生部１３２は、ドキュメントファイルからユーザに掲示するための画像信号を生成し、画像処理部１１７に出力する。

画像処理部１１７は、インターフェース１１３，１１４及びファイル再生部１３２により得られる画像信号並びに制御部１０１により得られる映像信号等に、液晶部１０４での表示に適した補正を行なう。例えば、画像信号の画素数を液晶パネルの画素数にあわせて変換し、液晶パネルの交流駆動のため、入力された映像信号のフレーム数を倍にし、液晶パネルによる画像形成に適した補正をする。因みに、液晶パネルの交流駆動とは、液晶パネルの液晶にかける電圧の方向を交互に入れ替えて表示させる方法であり、液晶パネルが液晶への印加電圧の方向が正方向でも逆方向でも画像を生成できる性質を利用したものである。このとき、液晶駆動部１０５には、正方向用の画像と逆方向用の画像を１枚ずつ送る必要があるので、画像処理部１１７では、映像信号のフレーム数を倍にする処理を行なう。液晶駆動部１０５は、画像処理部１１７からの画像信号に基づいて液晶部１０４の液晶パネルに画像を形成させる。

画像処理部１１７はまた、スクリーンに対して斜め方向から映像を投影し投影画面が例えば台形状に歪んでしまう場合に、投影画像に対し台形状の歪みを打ち消すように画像の形状を変形させるキーストン補正も行なう。キーストン補正をする際は、液晶パネルに表示される画像の水平方向及び／又は垂直方向の拡大／縮小率を変更する。すなわち、投影画面の台形状の歪みを液晶パネル上での映像領域の歪みで相殺する。これにより、正常なアスペクト比の長方形の映像表示領域に近づくようにして、投影画像がスクリーンに表示される。キーストン補正は、傾きセンサ１１８により得られた傾き角に基づいて自動的に実行しても良いし、ユーザが操作部１０２等を操作することにより実行させてもよい。

１１８は、プロジェクタ１００の傾きを検出する傾きセンサである。１１９は、プロジェクタ１００の動作時間及び各ブロックの動作時間等を検出するタイマである。１２０は、プロジェクタの光源１０６の温度、液晶部１０４の温度及び外気温等を計測する温度計である。

１２１，１２２は、プロジェクタ１００に付属するリモコンやその他の機器からの赤外線を受信し、制御部１０１に送る赤外線受信部であり、プロジェクタ１００の前後方向等の複数箇所に設置されている。本実施例では、赤外線受信部１２１はプロジェクタ本体の後方、赤外線受信部１２２はプロジェクタ本体の前方に配置されている。

１２３は、プロジェクタ１００と不図示のスクリーンとの距離を検出し、焦点距離を検出する焦点検出部である。焦点検出部１２３の動作に関しては、後述する。

１２７は、プロジェクタ１００本体に配置され、プロジェクタ１００の状態及び警告等を表示する表示部である。１２８は、表示部１２７を制御する表示制御部である。

１２９は、プロジェクタ１００本体を持ち運んで使用するとき等に、電力を供給するバッテリである。１３０は、外部からの交流電力を受け入れ、所定の電圧に整流して電源部１０３に供給する電源入力部である。

１３１は、プロジェクタ１００内の熱を外部に放出するなどして、冷却するための冷却部であり、例えば、ヒートシンクとファンにより構成されている。

プロジェクタ１００を単体で使用する場合の動作（シングル投影動作）を説明する。プロジェクタ１００の制御部１０１は、操作部１０２の電源オンの指示に応じて、電源部１０３を各ブロックに電源を供給するように制御し、各ブロックを待機状態にする。電源投入後、制御部１０１は、光源１０６を発光させるように光源制御部１０８に指示する。次に、制御部１０１は、焦点検出部１２３により得られる焦点距離情報等から、投影光学系１０７のフォーカスを調整するよう光学系制御部１０９に指示する。光学系制御部１０９は、投影光学系１０７のズームレンズやフォーカスレンズを動作させてスクリーン画面上に投影光が結像するよう指示する。フォーカス調整の詳細は後述する。このようにして、投影の準備が整う。

デジタル入力部１１２に入力された映像信号は、画像処理部１１７により液晶部１０４に適した解像度に変換され、また、ガンマ補正や輝度ムラ対策用補正、キーストン補正が加えられる。液晶駆動部１０５は、画像処理部１１７により補正された映像信号に従い液晶部１０４の液晶パネルに対応する画像を形成させる。液晶部１０４の液晶パネルに形成された画像は、光源１０６からの照明光を光学的に変調して、光学像に変換する。この光学像は、投影光学系１０７により不図示のスクリーンに投影される。

投影中、制御部１０１は、光源１０６等の温度を温度計１２０により検出し、例えば、光源の温度が４０度以上になったとき等に、冷却部１３１を動作させて冷却する。

操作部１０２で電源オフの操作がなされると、制御部１０１は、各ブロックに終了処理を行なうよう指示する。終了の準備が整うと、電源部１０３は、各ブロックへの電源供給を順次終了する。冷却部１３１は、電源オフの後しばらく動作し、プロジェクタ１００を冷却する。

デジタル入力部１１２から入力される映像信号を表示する場合の動作を説明したが、インターフェース１１３，１１４から入力された映像データを表示する場合も、同様である。

本実施例では、１台以上のプロジェクタ１００で投影システムを構成し、プロジェクタ１００を単体で使用することも、複数台組み合わせて使用することもできる。後者では、マルチ投影を実現できる。図５（Ａ）は、最も一般的なシングル投影の構成例を示す。信号源（映像ソース）３００から出力された映像信号は、プロジェクタ１００のアナログ入力部１１０又はデジタル入力部１１２に入力される。プロジェクタ１００は、信号源３００からの映像信号に基づいた画像をスクリーン２００に投影表示する。

図５（Ｂ）は、スタック投影の構成例を示す。信号源３００から出力された映像信号は、分配器４００に入力する。分配器４００は、信号源３００からの映像信号をプロジェクタ１００ａとプロジェクタ１００ｂに供給する。プロジェクタ１００ａ，１００ｂはプロジェクタ１００と同じ構成から成る。プロジェクタ１００ａ，１００ｂは、同じ映像信号に基づく同じ画像をスクリーン２００の同じ位置に投影表示する。これにより、シングル投影と比べ輝度が２倍になった画像が表示される。この例では２台のプロジェクタを用いているが、３台以上であっても良い。

分配器４００をプロジェクタ１００ａ又は同１００ｂに組み込む構成であっても良い。この場合は、映像信号系の配線をプロジェクタ１００ａ，１００ｂ間でデイジーチェーンさせることにより、同等の機能が実現できる。

図５（Ｃ）は、マルチ投影の構成例を示す。分割器５００は、信号源３００からの映像信号を、左半分の映像信号と右半分の映像信号に分割し、それぞれプロジェクタ１００ａ，１００ｂに供給する。プロジェクタ１００ａ，１００ｂはそれぞれ、入力映像信号に応じた画像をスクリーン２００の互いに隣り合った位置に投影表示する。これにより、シングル投影と比べ、横方向の解像度が２倍になった画像が表示される。この例では２台のプロジェクタ１００ａ，１００ｂを横に並べているが、縦に並べても、横と縦に２×２で並べても、その他の３台以上を使って並べても良い。

分割器５００をプロジェクタ１００ａ又は同１００ｂに組み込む構成であっても良い。この場合は、映像信号系の配線をプロジェクタ１００ａ，１００ｂ間でデイジーチェーンさせることにより、同等の機能が実現できる。

プロジェクタ１００はシングル投影かマルチ投影かスタック投影かを識別し、それぞれに応じてフォーカスを調整できる。マルチ投影時には、プロジェクタ１００は、スクリーン上の担当画面、すなわちマルチ投影構成を識別できる。この機能を詳細に説明する。

投影の準備が整ったら、プロジェクタ１００（１００ａ，１００ｂ）は、ユーザに対し、図６に示すようなメニュー８００を投影表示する。メニュー８００には、投影構成選択８０１として３つの選択肢８０２，８０３，８０４がユーザに提示される。すなわち、シングル投影を示す選択肢８０２、スタック投影を示す選択肢８０３及びマルチ投影を示す選択肢８０４がある。図６では、例として選択肢８０２が選択状態になっている。ユーザは、実際の投影の構成を確認し、操作部１０２を用いて選択肢８０２〜８０４の何れかを選択する。

構成情報としては更に、スタック構成の場合は台数が、マルチ投影の場合は台数及び分担の情報が、夫々必要となる。図７は、マルチ投影の更なる構成情報をユーザに入力させるメニュー画面例を示す。図７に示すメニュー９００は、メニュー８００でマルチ投影の選択肢８０４を選択したときに、続けて表示される。

メニュー９００には、マルチ投影の画面構成としての分割数設定９０１に、横画面数の入力欄９０２と、縦画面数の入力欄９０３が用意される。図７では、両方に２が入力されている。更に、メニュー９００には、当該プロジェクタが分担するマルチ投影画面上での位置を入力させる投影位置選択９０４が用意されている。投影位置選択９０４では、分割数設定９０１での入力値（横画面数と縦画面数）を反映した画面構成が表示される。図７に示す例では、縦横が２×２であるため、これを反映する４分割の矩形９０５〜９０８が表示される。これら矩形９０５〜９０８は、マルチ投影の画面構成のうち、当該プロジェクタの担当画面がどれであるかを入力させる選択肢となる。図７では、左上の画面位置が選択されている。ユーザは、実際の投影の構成を確認し、操作部１０２を用いて画面数入力欄に分割数を入力し、当該プロジェクタの分担を投影位置選択９０４で選択する。

このようなメニュー８００，９００を用いた操作を、投影システムを構成する各プロジェクタに対して行なう。各プロジェクタは、投影システムの構成に関する情報を認識できる。

ユーザが投影システムを構成する各プロジェクタを操作することで、各プロジェクタに投影システムの構成情報を入力するとしたが、他の方法を用いてもよい。例えば、他の機器（分配器４００、分割器５００又はその他の制御装置等）にユーザが投影システムの構成情報を入力し、その機器が各プロジェクタに構成情報を送信又は設定しても良い。

また、投影システムを構成する各プロジェクタが自動的に構成を識別するようにしても良い。例えば、各プロジェクタがそれぞれ自らを識別する識別画像を投影した上で、自らの投影領域及びその周辺を撮像し、撮像画像に含まれる自己の識別画像を検出すれば、構成の自動判別が可能である。

本実施例では、操作部１０２でオートフォーカスを指示された時、及び、上述の投影構成の入力が完了した時等をトリガに、オートフォーカスを実施する。オートフォーカスの処理方法としては、例えば次のようなテレビＡＦが挙げられる。即ち、まず、図８（ａ）に示すようなコントラストのあるテストパターンを投影する。このテストパターンに対し、光学系制御部１０９が、フォーカスレンズの駆動量を変化させながら、ラインセンサ又はエリアセンサからなる焦点検出部１２３でテストパターンを撮像する。これにより、フォーカスレンズ駆動量と像の鮮鋭度との関係が得られる。最も像の鮮鋭度が高くなる駆動量を求め、光学系制御部１０９によりフォーカスレンズを制御することにより、テストパターンの位置にフォーカスを合わせることができる。

図８（ａ）に示すような中央に高明度域を有するテストパターンであれば、画面中央にフォーカスをあわせることが可能である。図８（ｂ）に示すような画面左側に高明度域を有するテストパターンであれば、画面左側にフォーカスをあわせることが可能である。図８（ｃ）に示すような画面左上に高明度域を有するテストパターンであれば、画面左上にフォーカスをあわせることが可能である。図８（ｄ）に示すような画面内に均等に高明度域が分布するテストパターンであれば、画面全体に平均的にフォーカスをあわせることが可能である。

投影構成に関わらず、図８（ｄ）に示すような、どの画面位置のコントラストも検出可能なテストパターンを投影しても良い。この場合には、投影構成、及び、マルチ投影の場合の担当する画面位置に従い、フォーカスを検出すべき領域を、図８を参照して説明したように制御する。これにより、上述と同様の結果を得ることができる。

マルチ投影を構成する各プロジェクタの好適なフォーカス位置の例を説明する。図９は、投影面上のフォーカス位置の説明図である。１３００は、着目するプロジェクタの投影画面を示す。１３０１〜１３０９はそれぞれフォーカス位置Ａ〜Ｉを示す。シングル投影又はスタック投影の場合、通常、画面の中央にフォーカスが合っていることが望ましいことが多いので、位置Ｅで最も鮮鋭度が高くなるようにフォーカス調整する。

しかし、マルチ投影では、以下に説明するように、他の位置にフォーカスを合わせることが適切な場合が一般的である。

図２に示すような横に２画面並べたマルチ投影の場合を説明する。シングル投影として扱う場合には、担当画面の中央位置２０３，２０４にそれぞれフォーカスがあうように調整するのが一般的である。しかし、マルチ投影の場合には、マルチ投影画面での中央２０５にフォーカスを合わせるのが望ましい。従って、左側の画面２０１を担当するプロジェクタは、図９に示す位置Ｆで最も鮮鋭度が高くなるようにフォーカスをあわせるのがよい。他方、右側の画面２０２を担当するプロジェクタは、図９に示す位置Ｄで最も鮮鋭度が高くなるようにフォーカスをあわせるのがよい。

図３に示すように横・縦に２×２画面で構成したマルチ投影の場合は、次のようになる。図３で、２１１〜２１４はそれぞれ左上、右上、左下、右下の部分画面を示す。２１５〜２１８は、各部分画面２１１〜２１４の中央を示す。マルチ投影では、部分画面２１１〜２１４を統合した一つの画面で映像を表示する。２１９はこの例でのマルチ投影の中心位置を示す。各部分画面２１１〜２１４において、シングル投影として扱う場合には、各部分画面２１１〜２１４の中央２１５〜２１８にフォーカスをあわせるのが一般的である。これに対し、マルチ投影での望ましいフォーカス位置は中心位置２１９である。したがって、左上、右上、左下、右下の部分画面２１１〜２１４を担当するプロジェクタは、それぞれ図９に示す位置Ｉ，Ｇ，Ｃ，Ａで最も鮮鋭度が高くなるようにフォーカスをあわせるのがよい。

三番目の例として、図４に示すような縦に２画面で並べたマルチ投影の場合には、次のようになる。図４で、２２１，２２２はそれぞれ上、下の部分画面を示す。この例は、マルチ投影であるので、部分画像２２１，２２２を統合した一つの画面で映像を表示する。２２３、２２４は、各部分画面２２１，２２２の中央を示す。２２５はこの例でのマルチ投影の中心位置を示す。

各部分画面２２１，２２２において、シングル投影として扱う場合には、各部分画面２２１，２２２の中央２２３，２２４にフォーカスをあわせるのが一般的である。他方、マルチ投影での望ましい投影面上のフォーカス位置は中心位置２２５である。従って、上下の部分画面２２１，２２２を担当するプロジェクタは、それぞれ図９に示す位置Ｈ，Ｂで最も鮮鋭度が高くなるようにフォーカスをあわせるのがよい。すなわち、図２から図４で説明したように、複数のプロジェクタを用いて一つの画像を投影するマルチ投影の場合は、各プロジェクタの担当する画像同士をつなぎ合わせる位置にフォーカス位置をあわせるのがよい。すなわち、マルチ投影の場合は、各プロジェクタの担当する画像の中央にそれぞれフォーカスさせるのではなく、それぞれのプロジェクタを用いて表示する画像の中央方向にフォーカス位置をそれぞれ変更するのがよい。

図１０は、シングル投影、マルチ投影及びスタック投影等の投影構成に従いフォーカス位置を制御するフローを示す。各プロジェクタの制御部１０１が、図１０に示すフローに従ってフォーカスを調整する。

Ｓ１０００でフローがスタートする。

Ｓ１００１で、投影構成がマルチ投影であるか否かが判定される。マルチ投影であればＳ１００２へ、そうでなければＳ１００３へ処理が分岐する。

Ｓ１００２では、マルチ構成に適したフォーカス位置を決定する。具体的には、マルチ構成の中央部にフォーカスが合うように、上述した方法にて図９に示す位置Ａ〜Ｉの内の何れかを選択する。

Ｓ１００３では、シングル投影又はスタック投影に適したフォーカス位置として画面中央（図９における位置Ｅ）を決定する。

Ｓ１００２又はＳ１００３の次に、Ｓ１００４にて、決定したフォーカス位置に応じたＡＦパターンを表示する。例えば、シングル投影又はスタック投影では、画面中央（図９における位置Ｅ）にテレビＡＦでフォーカスを合わせるので、図８（ａ）に示すように画面中央にコントラストのあるパターンを表示する。図２に示すような横に２画面並べたマルチ投影の右側画面２０２を担当するプロジェクタは、図９に示す位置Ｄに対応する図８（ｂ）に示すようなテストパターンを表示する。左側画面２０１を担当するプロジェクタは、図９に示す位置Ｆに対応する、図８（ｂ）に示すテストパターンを左右反転したテストパターンを表示する。また、２×２マルチ構成の右下のプロジェクタの場合、図９に示す位置Ａに対応する図８（ｃ）に示すようなテストパターンを表示する。

Ｓ１００５では、Ｓ１００４で表示したテストパターンの箇所にフォーカスが合うように、テレビＡＦに基づいてフォーカスレンズを駆動する。これにより、Ｓ１００２又はＳ１００３で決定した位置にフォーカスをあわせることができる。

Ｓ１００６では、ＡＦのために表示したテストパターンを消去して元映像の表示に戻す。

Ｓ１００７でオートフォーカスのフローを終了する。

フォーカス位置を決定する別の方法として、単一のテストパターンを表示しても良い。例えば、図８（ｄ）に示すように中央、上、下、左、右、左上、右上、左下、右下といったように隣接する８個所と中央にコントラストのあるパターンが存在する単一のテストパターンを用意する。そして、構成に応じて、焦点検出部１２３がテレビＡＦで撮像する個所として中央、上、下、左、右、左上、右上、左下及び右下の何れかに変更すればよい。更には、予め複数箇所にフォーカスを合わせるように調整してその際のフォーカスレンズ駆動量を記憶しておき、構成に応じて好適な箇所にフォーカスが合うようなレンズ駆動量を読み出し、適用しても良い。

マルチ投影時の全体画面の中央寄りに各投影画像のフォーカスをあわせる例を説明したが、これは画像中心部分が最も重要であるのが一般的であるからである。従って、画面中心以外の個所がより重要である用途においては、中央位置以外にもフォーカスを合わせることが考えられる。例えば、投影する画像が複数のウィンドウ画像からなり、最も重要なウィンドウ画像が左寄りに表示されることが明らかな場合があったとする。この場合には、その左寄りの個所に近づけるように各プロジェクタがテストパターンを表示し、それを焦点検出部１２３で撮像するように変更すれば良い。

本実施例では、予め投影システムの構成を識別しておくことで、マルチ投影時に、マルチ投影の全体画面を基準に各プロジェクタのフォーカス位置を変更できる。このようにすれば、例えば、画像中最も重要といえる画面中央位置でフォーカスのあった調整が可能であり、より好適なマルチ投影画像を得ることができる。

特許請求の範囲におけるオートフォーカス手段は焦点検出部１２３に対応し、制御手段は制御部１０１に対応する。また、フォーカス位置決定ステップはＳ１００２及びＳ１００３に対応し、オートフォーカス実行ステップはＳ１００５に対応する。

図１０に示すフローを図１１に示すように変更しても良い。図１１に示すフローでは、位相差測定によりスクリーンまでの距離を計測している。

位相差を用いる場合、焦点検出部１２３は、空間的に異なる位置に配置した２つの撮像素子を具備する。まず、図８（ａ）のようなコントラストのあるテストパターンを投影し、焦点検出部１２３の２つの撮像素子がテストパターンを撮像する。ここで２つの撮像素子の出力画像から位相差が得られる。この位相差はテストパターンと本体との間の距離に応じて変化するので、位相差から距離が求まる。距離に応じた最適フォーカスレンズ駆動量を予め測定しておけば、光学系制御部１０９がフォーカスレンズをその駆動量に応じて制御することにより、スクリーン上の所望の位置にフォーカスを調整できる。すなわち、所望の画面位置へのオートフォーカスが実現できる。

制御部１０１が、図１１に示すフローに従って各部を制御する。Ｓ１２００でオートフォーカスのフローが開始される。

Ｓ１２０１で位相差測定のためのテストパターンを表示する。例えば、図８（ａ）に示すパターンである。

Ｓ１２０２にて、Ｓ１２０１で表示したテストパターンに対し、上述したように位相差を求め、距離を算出する。

Ｓ１２０３にて、投影システムの構成がマルチ投影か否かが判定される。マルチ投影であればＳ１２０４へ、そうでなければＳ１２０５へ制御が移行する。

Ｓ１２０４では、マルチ投影構成に応じたフォーカス位置を決定する。好適なフォーカス位置の決定方法の一例として、実施例１のようにマルチ画面での中央に近い位置として図９の位置Ａ〜Ｉを選択する方法が挙げられる。

Ｓ１２０５では、シングル投影又はスタック投影であるので、フォーカス位置を好適位置である中央部に設定する。

Ｓ１２０６では、Ｓ１２０２で算出された距離と、Ｓ１２０４又はＳ１２０５で決定した位置からフォーカスレンズの駆動量を算出する。

フォーカスレンズの駆動量の算出方法を具体的に説明する。図９の位置Ａ〜Ｉに対応するフォーカス位置に対し、本実施例では図１２に示すテーブルを実験等の測定により予め作成し、用意しておく。このテーブルは、以下の４パターンにおける、各フォーカス位置にフォーカスが合うようなフォーカスレンズ駆動量を示す。すなわち、
（１）位相差から求めた距離が１．０ｍでズームレンズがテレ端のとき、
（２）位相差から求めた距離が１．０ｍでズームレンズがワイド端のとき、
（３）位相差から求めた距離が無限遠でズームレンズがテレ端のとき、
（４）位相差から求めた距離が無限遠でズームレンズがワイド端のとき。
実際の距離と光学ズーム量及びフォーカス位置を元に、図１２に示すテーブルのＡ_１〜Ａ_４・・・Ｉ_１〜Ｉ_４から近傍の値を求める。そして、内挿の補間処理（例えば線形補間）を行うことにより、投影光学系１０７の制御量、すなわち、フォーカスレンズ駆動量を求めることが出来る。

Ｓ１２０７にて、Ｓ１２０６で求めた駆動量に従って、フォーカスレンズを駆動する。これにより、Ｓ１２０４又はＳ１２０５で決定した位置にフォーカスをあわせることができる。

Ｓ１２０８にて、Ｓ１２０１にて表示したＡＦパターンを消去して元映像の表示に戻す。

Ｓ１２０９でオートフォーカスのフローを終了する。

以上のように実施例２では、所定の方法で得られた距離に対し、構成や条件に応じてフォーカスレンズ駆動量を算出することで、好適なフォーカス調整を実施できる。

本実施例でも、予め投影システムの構成を識別しておくことで、マルチ投影時に、マルチ投影の全体画面を基準にフォーカス位置を変更できる。このようにすれば、例えば、画像中最も重要といえる画面中央位置でフォーカスのあった調整が可能であり、より好適なマルチ投影画像を得ることができる。

特許請求の範囲におけるフォーカス位置決定ステップはＳ１２０４及びＳ１２０５に対応し、オートフォーカス実行ステップはＳ１２０７に対応する。

本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、装置に供給することによっても、達成されることは言うまでもない。このとき、供給された装置の制御部を含むコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）は、記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、上述のプログラムコードの指示に基づき、装置上で稼動しているＯＳ（基本システムやオペレーティングシステム）などが処理の一部又は全部を行ない、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、装置に挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれ、前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。このとき、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行なう。

Claims

投影装置であって、
画像を投影面に投影する投影手段と、
前記投影手段によって投影される画像と、外部装置によって投影される画像とが合成されて前記投影面に表示されるようにするための第１のモードに前記投影装置が設定されていることを判定する判定手段と、
前記投影装置が前記第１のモードと異なる第２のモードである場合、前記投影手段によって投影される画像における中央位置に応じて、前記投影手段を合焦させるようにするフォーカス手段と
を有し、
前記フォーカス手段は、前記投影装置が前記第１のモードである場合、前記外部装置によって投影される画像に隣接する所定の位置に応じて、前記投影手段を合焦させるようにすることを特徴とする投影装置。
前記所定の位置は、前記投影面における中央位置に対応することを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
前記フォーカス手段は、前記投影装置が前記第１のモードである場合、第１の外部装置によって投影される画像に隣接する位置と、第２の外部装置によって投影される画像に隣接する位置とに応じて、前記投影手段を合焦させるようにすることを特徴とする請求項１または２に記載の投影装置。
前記所定の位置は、前記投影手段によって投影される画像内に含まれることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の投影装置。