JPH08292496A - プロジェクタのフォーカス・ズーム自動調整方法及びその自動調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 手動、若しくはリモコンによるマニュアル操
作によらず、プロジェクタのフォーカス及びズームの調
整ができるようにする。 【構成】 スクリーンへ認識パターンを投射し、認識パ
ターンの輝度を検出センサー７によって測定することで
コントラスト値を算出し、コントラスト値が最大となる
まで投射レンズのフォーカス値の変更及びコントラスト
値の算出を繰り返す。コントラスト値が最大になったと
きに認識パターンがスクリーン内に最大で入っているか
を判断し、認識パターンがスクリーン内に最大で入って
いない場合には投射レンズのズーム値を変更するととも
に、再び認識パターンの輝度を測定するコントラスト値
の算出からやり直し、認識パターンがスクリーン内に最
大で入ったときに調整動作を終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スクリーンを使用する
プロジェクタ、ＯＨＰなどにおけるフォーカスとズーム
の自動調整方法、及びその自動調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクリーンを使用するプロジェクタなど
では、像が鮮明にスクリーン上で結ばれるようにピント
合わせ（フォーカス調整）を行う必要があるとともに、
投射された画像が最大の大きさでスクリーン内に入るよ
うにズーミングを行う必要がある。フォーカス調整は、
スクリーン上で像が鮮明に結ばれるようにレンズを光軸
方向に前後させることにより行う。また、ズーミング
は、構成レンズの一部を光軸方向に動かすことにより、
スクリーンとの距離を一定に保ったまま焦点距離（倍
率）を連続的に変えることにより行う。従来、この種の
プロジェクタでは、目視により像を確認しながら、手
動、若しくはリモコンによるマニュアル操作でレンズを
動かし、フォーカス及びズームの調整を行うのが一般的
であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フォー
カス及びズームを調整する際には、倍率を変えることに
より焦点位置が移動するため、フォーカスとズームの調
整を繰り返し行わなければならず、手動、若しくはリモ
コンによるマニュアル操作であることも相まって、調整
が煩雑なものとなっていた。また、プロジェクタでは、
省スペース化の目的で天井取付け型のものが普及しつつ
あり、このようなものでは一般的に手の届かない位置で
の設置となるため、手動による調整は不可能となった。
更に、近年、ワイド放送の普及により、アスペック比が
４対３と１６対９のソースで共存することが考えられ、
このような状況下では、それぞれのアスペック比に対応
したフォーカス値とズーム値の調整が必要となり、上述
した煩雑な調整操作を行わなければならない機会が更に
増えることが危惧される。本発明は上記状況に鑑みてな
されたもので、手動、若しくはリモコンによるマニュア
ル操作によらず、フォーカス及びズームの調整ができる
プロジェクタのフォーカス・ズーム自動調整方法及びそ
の自動調整装置を提供し、もって、調整操作の簡便化を
図ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るプロジェクタのフォーカス・ズーム自動
調整方法は、プロジェクタからスクリーンへ認識パター
ンを投射すること、該認識パターンの輝度を検出センサ
ーによって測定することで該測定値からコントラスト値
を算出すること、該コントラスト値が最大となるまで投
射レンズのフォーカス値の変更及び該コントラスト値の
算出を繰り返すこと、コントラスト値が最大になったと
きに認識パターンがスクリーン内に最大で入っているか
を判断すること、認識パターンがスクリーン内に最大で
入っていない場合には認識パターンがスクリーン内に最
大で入るように投射レンズのズーム値を変更するととも
に、再び認識パターンの輝度を測定する前記コントラス
ト値の算出からやり直すこと、認識パターンがスクリー
ン内に最大で入ったときに調整動作を終了することを特
徴とするものである。本発明に係るプロジェクタのフォ
ーカス・ズーム自動調整装置の構成は、スクリーンへ認
識パターンを投射する投射レンズと、スクリーンから反
射された前記認識パターンを検出する検出センサーと、
該検出センサーを駆動するセンサー駆動回路と、前記検
出センサーの出力信号によりコントラスト値の算出及び
パターン認識を行う検出回路と、前記センサー駆動回
路、該検出回路、及び前記投射レンズのフォーカス値と
ズーム値の制御を行うコントローラとを具備したことを
特徴とするものである。

【０００５】

【作用】フォーカス・ズーム自動調整方法では、スクリ
ーンへ認識パターンが投射され、検出センサーによって
コントラストが測定される。この際、コントラスト値が
最大であるかが判断され、最大でなければ、フォーカス
値が変更され、再度コントラストが測定される。この動
作は、コントラスト値が最大になるまで続けられる。コ
ントラスト値が最大になると、認識パターンがスクリー
ン内に最大で入っているかが判断され、この条件が満た
されていない場合には、投射レンズのズーム値が変更さ
れ、再び、認識パターンの輝度を測定するコントラスト
値の算出からやり直す。これらの動作が条件を満たすま
で繰り返され、コントラスト値、及びズーム値が所定の
ものに自動調整される。フォーカス・ズーム自動調整装
置では、投射レンズからスクリーンへ認識パターンが投
射されると、スクリーンから反射された認識パターンが
検出センサーによって検出され、検出回路にてコントラ
ストの算出及びパターン認識が行われ、コントラスト
値、及びズーム値が所定のものになるまで、コントロー
ラによる投射レンズの制御、及びコントラストの算出並
びにパターン認識が繰り返される。

【０００６】

【実施例】以下、本発明に係るプロジェクタのフォーカ
ス・ズーム自動調整方法及びその自動調整装置の好適な
実施例を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明
フォーカス・ズーム自動調整装置の回路図、図２はプロ
ジェクタとスクリーンの使用状態を示す説明図、図３は
検出センサーの取付け例を示す説明図、図４はフォーカ
ス用認識パターンの説明図、図５はズーム用認識パター
ンの説明図である。図２に示すように、プロジェクタ１
には投射レンズ３が設けられ、投射レンズ３からは後述
する認識パターンがスクリーン５へ投射される。また、
プロジェクタ１には検出センサー７が取り付けられ、検
出センサー７はスクリーン５から反射して戻ってきた認
識パターンを検出できるようになっている。

【０００７】検出センサー７は、図３（ａ）に示すよう
に、プロジェクタ１の前面で投射レンズ３を囲む左右上
下、又は図３（ｂ）に示すように、プロジェクタ１の左
右側面及び上下面、又は図３（ｃ）に示すように、プロ
ジェクタ１の前面内部などのいずれかに取付けられる。
また、検出センサー７としては、イメージ・センサー、
フォト・ダイオード、又はＣＣＤカメラなどが使用され
る。

【０００８】プロジェクタ１には、図１に示すように、
前述の検出センサー７を構成要素とするフォーカス・ズ
ーム自動調整装置（以下、「自動調整装置」という）９
が内蔵される。自動調整装置９は、検出センサー７を駆
動するセンサー駆動回路１１と、検出センサー７の出力
信号によりコントラストの算出及びパターン認識を行う
検出回路１３と、センサー駆動回路１１、検出回路１３
及び投射レンズ３の制御を行うコントローラ１５とによ
って主要部が構成される。

【０００９】投射レンズ３からは、認識パターンがスク
リーン５に投射される。この認識パターンは、フォーカ
ス調整用と、ズーム調整用に分けて考えることができ
る。フォーカス調整用としては、白と黒、又は異なった
二色から構成され、図４（ａ）に示すように、直交する
二方向に一定間隔で白黒部を繰り返し配した市松模様状
の認識パターン１７や、図４（ｂ）に示すように、平行
な白黒線を交互に配した認識パターン１９を用いる。こ
のような認識パターン１７、１９を用いた場合、スクリ
ーン５から戻ってきた認識パターン１７、１９の白色部
分Ｗと黒色部分Ｂの輝度の差が最大となるようにピント
を変化させることによってフォーカスの自動調整を行
う。また、異なった二色から構成される認識パターンを
用いた場合には、色度（色温度）の差によって自動調整
を行う。

【００１０】一方、ズーム用の認識パターンは、白と
黒、又は異なった二色から構成される表示エリアの外枠
パターン、又は外枠の一部を含んだパターンを用いる。
例えば、図５（ａ）に示すように、表示エリア２１を包
囲する矩形枠状の認識パターン２３や、図５（ｂ）に示
すように、表示エリア２１の各辺中央部に配されるＴ字
状の断片パターン２５や、図５（ｃ）に示すように、表
示エリア２１の四隅に配されるＬ字状の断片パターン２
７を用いる。ズームの自動調整は、このパターン２３
（２５、又は２７）がスクリーン５内に最大の大きさで
入っているかを確認することによって行う。

【００１１】認識パターンがスクリーン５内に入ってい
るかを検出する方法としては、スクリーン５と回りの環
境との距離的な差異、又は色の差異を利用して判別を行
う。距離的な差異を利用する場合では、先ずフォーカス
を合わせ、次いでズーム調整を行う。ズーム調整は、ズ
ーム用認識パターンがスクリーン５内に入っている部分
とスクリーン５からはみ出した部分のズーム用認識パタ
ーンの輝度の差（又は色度の差）の違いを検出すること
によって行う。また、色の差異を利用する場合では、ズ
ーム用認識パターンがスクリーン５内に入っている部分
とスクリーン５からはみ出した部分のズーム用認識パタ
ーンの色度（色）の違いを検出することによって行う。

【００１２】次に、フォーカス・ズーム自動調整方法の
具体的な手順を図６に基づいて説明する。図６は調整手
順を表したフローチャートである。先ず、プロジェクタ
１からスクリーン５へ認識パターンを投射する（ｓｔ
１）。認識パターンには、上述したプロジェクタの有効
エリア及びコントラストの確認ができるものが使用され
る。

【００１３】次いで、認識パターンの任意の部分の輝度
を検出センサー７によって測定し、その測定値から検出
回路１３によってコントラスト値を算出する（ｓｔ
３）。この際、コントラスト値が最大であるかが判断さ
れ（ｓｔ５）、最大でなければ、投射レンズ３のフォー
カス値をコントローラ１５によって変更し（ｓｔ７）、
再度コントラストを測定する。この動作は、コントラス
ト値が最大になるまで続ける。

【００１４】コントラスト値が最大になったところで、
ズーム用認識パターンを検出センサー７によって取り込
み、検出回路１３によってズーム用認識パターンのパタ
ーン認識を行う（ｓｔ９）。次いで、認識パターンがス
クリーン５内に最大で入っているかが判断され（ｓｔ１
１）、この条件が満たされていない場合には、投射レン
ズ３のズーム値をコントローラ１５によって変更し（ｓ
ｔ１３）、再び、認識パターンの輝度を測定するコント
ラスト値の算出からやり直す。この動作を条件が満たさ
れるまで繰り返し、コントラスト値、及びズーム値が所
定のものとなった際にフォーカス・ズームの自動調整を
終了する。

【００１５】また、アスペック比の設定については、ユ
ーザが選択した入力信号に連動する自動モード、又はユ
ーザが直接選択する手動モードのいずれかで行う。自動
モードは、各種信号（ＨＤＶＳ、ＮＴＳＣ、ＥＤＴＶ
２）の有効表示エリアの外枠パターンを用いて各種信号
に対する最適なフォーカス値とズーム値を予め測定して
記憶しておき、ユーザが選択した入力信号に合わせて記
憶したフォーカス値とズーム値を呼び出してアスペック
比を自動設定する。なお、各種信号に対する最適なフォ
ーカス値とズーム値の測定は、プロジェクタ設置後一回
のみ行う。但し、記憶機能を有しない場合には、信号を
切り替える度にズーム調整を行う。一方、手動モードで
は、記憶した各種信号に対する最適フォーカス値及びズ
ーム値を直接選択する。但し、記憶機能を有しない場合
には、選択する度に最適フォーカス値及びズーム値の測
定を行う。

【００１６】このように、上述した自動調整装置９を用
いたフォーカス・ズーム自動調整方法によれば、先ず、
スクリーン５へ認識パターンを投射し、認識パターンの
輝度を検出センサー７によって測定し、算出されたコン
トラスト値が最大となるようにフォーカス値を自動調整
した後、ズーム用認識パターンがスクリーン５内に最大
で入っているかを判断し、コントラスト値及びズーム値
が所定のものになるまで、これらの動作を繰り返し行う
こととしたので、手動、若しくはリモコンによるマニュ
アル操作によらず、フォーカス及びズームの自動調整が
可能となる。また、ユーザが選択した入力信号に合わせ
て、記憶したフォーカス値とズーム値を呼び出し、アス
ペック比を設定するようにしたので、それぞれのアスペ
ック比に対応したフォーカス値とズーム値での自動調整
が可能となる。この結果、煩雑であったフォーカス及び
ズームの手動、若しくはマニュアル操作による調整をな
くすことができる。

【００１７】なお、上述の実施例では、認識パターンを
フォーカス調整用とズーム調整用とに分けて考えたが、
認識パターンは、フォーカス調整用とズーム調整用を複
合した一つのものであっても勿論よい。

【００１８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るプロジェクタのフォーカス・ズーム自動調整方法によ
れば、スクリーンへ投射された認識パターンを検出セン
サーで測定し、コントラスト値及びズーム値が所定のも
のになるまで、測定及び投射レンズの調整を繰り返し行
うこととしたので、手動、若しくはリモコンによるマニ
ュアル操作によらず、フォーカス及びズームの自動調整
が可能となる。この結果、煩雑であったフォーカス及び
ズームの手動、若しくはマニュアル操作による調整をな
くすことができ、フォーカス・ズームの調整を極めて簡
便なものにすることができる。本発明に係るフォーカス
・ズーム自動調整装置によれば、認識パターンを検出す
る検出センサーと、投射レンズの制御、及びコントラス
トの算出並びにパターン認識を行うコントローラとを具
備したので、投射レンズの制御、コントラストの算出、
パターン認識を繰り返し行うことで、コントラスト値、
及びズーム値を所定のものに調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明フォーカス・ズーム自動調整装置の回路
図である。

【図２】プロジェクタとスクリーンの使用状態を示す説
明図である。

【図３】検出センサーの取付け例を示す説明図である。

【図４】フォーカス用認識パターンの説明図である。

【図５】ズーム用認識パターンの説明図である。

【図６】調整手順を表したフローチャートである。

【符号の説明】

１ プロジェクタ ３ 投射レンズ ５ スクリーン ７ 検出センサー ９ フォーカス・ズーム自動調整装置 １１ センサー駆動回路 １３ 検出回路 １５ コントローラ １７、１９、２３、２５、２７ 認識パターン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロジェクタからスクリーンへ認識パタ
   ーンを投射すること、 該認識パターンの輝度を検出センサーによって測定する
   ことで該測定値からコントラスト値を算出すること、 該コントラスト値が最大となるまで投射レンズのフォー
   カス値の変更及び該コントラスト値の算出を繰り返すこ
   と、 コントラスト値が最大になったときに認識パターンがス
   クリーン内に最大で入っているかを判断すること、 認識パターンがスクリーン内に最大で入っていない場合
   には認識パターンがスクリーン内に最大で入るように投
   射レンズのズーム値を変更するとともに、再び認識パタ
   ーンの輝度を測定する前記コントラスト値の算出からや
   り直すこと、 認識パターンがスクリーン内に最大で入ったときに調整
   動作を終了することを特徴とするプロジェクタのフォー
   カス・ズーム自動調整方法。
2. 【請求項２】 スクリーンへ認識パターンを投射する投
   射レンズと、 スクリーンから反射された前記認識パターンを検出する
   検出センサーと、 該検出センサーを駆動するセンサー駆動回路と、 前記検出センサーの出力信号によりコントラスト値の算
   出及びパターン認識を行う検出回路と、 前記センサー駆動回路、該検出回路、及び前記投射レン
   ズのフォーカス値とズーム値の制御を行うコントローラ
   とを具備したことを特徴とするプロジェクタのフォーカ
   ス・ズーム自動調整装置。