JP2001189903A - 画像入出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】撮像レンズおよび投射レンズの一方の焦点調節
をオートフォーカスで行う画像入出力装置を得る。 【解決手段】制御部４０は、電源を投入後にオートフォ
ーカス動作スタートスイッチ４２１(図５(a))がオン操
作されると、投射レンズ６を介して赤外線発光素子３７
から赤外光をスクリーンＳに投射させる。スクリーンか
らの反射光が赤外線受光素子３８で受光される。制御部
４０は、受光素子３８の受光信号に基づいて投射レンズ
６を駆動し、受光信号が最大となるレンズ位置を合焦位
置とする。投射レンズ６の焦点調節が終了すると、撮像
部３からの画像信号に基づいて投写型表示部１からスク
リーンＳに映像を投射する。スクリーン上の投射映像が
ぼけていれば、操作者がマニュアルで撮影レンズ４の焦
点調節を行う。すなわち、NEARスイッチ４１１(図５
(b))とFARスイッチ４１２(図５(b))を適宜操作して撮影
レンズ４の焦点位置を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体を撮像して
画像信号に変換し、この画像信号による映像をスクリー
ンに投射する画像入出力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、特開平１０−２２４７１７号
公報に記載されているように、カメラで被写体を撮像し
て、カメラから出力される映像信号を液晶プロジェクタ
でスクリーンなどに投射するカメラ付き液晶プロジェク
タが知られている。このカメラ付き液晶プロジェクタ
は、通常、カメラ用撮影レンズと液晶プロジェクタ用投
射レンズとを有し、それぞれ手動で焦点調節が行われ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のカメ
ラ付き液晶プロジェクタには次のような問題がある。 （１）投射画像がピンボケの場合、カメラ用撮影レンズ
の焦点調節不良で投射映像がピンボケであるのか、投射
レンズの焦点調節不良で投射映像がピンボケであるのか
がわからない。そこで、撮影者はまずカメラ用撮影レン
ズまたは投射レンズの何れか一方の焦点調整を試みる。
一方の焦点調節では投射映像のピンボケが解消しない場
合には、他方のレンズの焦点調節を行って、スクリーン
上の投射映像を鮮明にする。したがって、焦点調節の時
間が長くなる。 （２）従来のカメラ付き液晶プロジェクタでは、カメラ
用撮影レンズの焦点調節を行うとき、フォーカス調整途
中のボケ画像が液晶プロジェクタでスクリーンに投射さ
れる。そのため、スクリーンを見ている人にボケ画像が
見えてしまうという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、撮影レンズなどの撮像光
学系と、投射レンズなどの投影光学系とのどちらの影響
により画像がぼけているのか迷うことなく、光学系の焦
点調節を行うことができる画像入出力装置を提供するこ
とにある。本発明の他の目的は、撮像光学系の焦点調節
途中のボケ画像を投射しないようにした画像入出力装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図
１、２、６を参照して本発明を説明する。 （１）請求項１の発明による画像入出力装置は、被写体
像を結像する撮像光学系４と、撮像光学系４の焦点調節
をする第１焦点調節手段２７，４８と、撮像光学系４に
よって結ばれた像を撮像し、画像信号を出力する撮像手
段２１と、画像信号に基づいて画像を生成する画像生成
手段３２，３３と、画像生成手段３２，３３によって生
成された画像をスクリーンに結像する投影光学系６と、
投影光学系６の焦点調節をする第２焦点調節手段４４，
６２と、第１焦点調節手段２７，４８と第２焦点調節手
段４４，６２との少なくとも一方を制御し、撮像光学系
４と投影光学系６との少なくとも一方を自動的に結像状
態に導く自動焦点調節手段(３７，３８，４０，４４)
（２４，２５，４０Ｂ、２７）とを有することにより、
上述した目的を達成する。 （２）請求項２の発明による画像入出力装置は、被写体
像を結像する撮像光学系４と、撮像光学系４の光軸方向
における所定位置を記憶する記憶手段４０Ｂと、撮像光
学系４の焦点調節をする第１焦点調節手段２７，４８
と、第１焦点調節手段２７，４８を制御することにより
撮像光学系４を所定位置に駆動する焦点調節制御手段４
０Ｂと、撮像光学系４によって結ばれた像を撮像し、画
像信号を出力する撮像手段２１と、画像信号に基づいて
画像を生成する画像生成手段３２，３３と、画像生成手
段３２，３３によって生成された画像をスクリーンに結
像する投影光学系６と、投影光学系６の焦点調節をする
第２焦点調節手段４４，６２とを有することにより、上
述した目的を達成する。 （３）請求項３の発明による画像入出力装置は、被写体
像を結像する撮像光学系４と、撮像光学系４によって結
ばれた像を撮像し、画像信号を出力する撮像手段２１
と、画像信号に基づいて画像を生成し、画像をスクリー
ンに結像する投影光学装置３２，３３，６と、撮像光学
系４の焦点調節をする焦点調節手段２７，４８と、撮像
光学系４の焦点調節開始を判断する焦点調節開始判断手
段４０，２８と、撮像光学系４の焦点調節終了を判断す
る焦点調節終了判断手段４０，２８と、焦点調節開始判
断手段４０，２８による焦点調節開始判断に応答して撮
像手段２１に基づいて生成される画像を投影光学装置３
２，３３，６が投射することを禁止し、焦点調節終了判
断手段４０，２８による焦点調節終了判断に基づいて、
撮像手段２１に基づいて生成される画像を投影光学装置
３２，３３，６が投射することを許可する制御手段４
０，３０，３６とを有することにより、上述した目的を
達成する。 （４）請求項４の発明は、請求項３に記載の画像入出力
装置において、制御手段４０，３０，３６は、撮像手段
２１に基づいて生成される画像を投影光学装置３２，３
３，６が投射することを禁止しているとき、投影光学装
置３２，３３，６に所定の画像を投射させることを特徴
とする。 （５）請求項５の発明による画像入出力装置は、被写体
像を結像する撮像光学系４と、撮像光学系４によって結
ばれた像を撮像して画像信号を出力する撮像手段２１と
を含むカメラヘッド３と、画像信号に基づいて画像を生
成する画像生成手段３２，３３と、画像生成手段３２，
３３によって生成された画像をスクリーンに結像する投
影光学系６と、被写体またはスクリーンを選択的に撮像
可能にするために、カメラヘッド３の向きを変更するカ
メラヘッド移動機構５２と、撮像手段２１がスクリーン
を撮像したときに得られる画像信号に基づいて投影光学
系６を自動的に結像状態に導く自動焦点調節手段４０
Ｂ，４４とを有することにより、上述した目的を達成す
る。 （６）請求項６の発明は、請求項５に記載の画像入出力
装置において、撮像光学系４を結像状態に導く自動焦点
調節手段２４，２５，４０Ｂ、２７をさらに有すること
を特徴とする。

【０００６】なお、上記課題を解決するための手段の項
では、わかりやすく説明するために実施の形態の図と対
応づけたが、これにより本発明が実施の形態に限定され
るものではない。

【０００７】

【発明の実施の形態】−第一の実施の形態− 以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第一の実施の形態による画像入出力装
置の一例を表す外観図である。画像入出力装置は、画像
を入力する撮像部３と、画像を出力する投射型表示部１
とに大別される。第１の実施の形態による画像入出力装
置は、投射レンズ６側に自動焦点調節装置を設け、撮影
レンズ４側に手動焦点調節装置を設けたものである。撮
像部３は、投射型表示部１のハウジングに折りたたみ可
能に設けられた支柱５により、その支持部５１に対して
回動可能に支持される。被写体２は、投射型表示部１の
ハウジング上部(以降、載置台と呼ぶ)に載置される。撮
像部３は、撮影レンズ４を通して被写体２を撮像して画
像信号を投射型表示部１へ送る。投射型表示部１はハウ
ジングの一側面に投射レンズ６を備え、この投射レンズ
６を通してスクリーンＳなどに撮像部３から送られた画
像信号による映像を投射する。なお、支柱５の支持部５
２には、撮像部３の向きを変える可動機構が備えられ
る。撮像部３を支持部５２に対して回動させることによ
り、載置台に載置された被写体２以外の被写体、たとえ
ば、投射型表示部１によりスクリーンＳ上に投射された
投射画像を撮像することができる。

【０００８】図２は画像入出力装置の概要を表すブロッ
ク図である。図２において、撮像部３は、ズーム式の撮
像レンズ４と、ＣＣＤなどで構成される撮像素子２１
と、信号処理部２２と、後述するオーバレイ画像用のオ
ーバレイ回路２３とを有する。撮像レンズ４の焦点調節
は焦点調節リング４９の回転操作、あるいは、後述する
操作部４１のスイッチ操作により行われる。撮像レンズ
４のズーミングは後述する操作部４１のスイッチ操作に
より行われる。撮影レンズ４は、入射する被写体像を撮
像素子２１の撮像面に結像させる。撮像素子２１で光電
変換された撮像信号に対しては、信号処理部２２で増幅
およびディジタル信号への変換が行われる。信号処理部
２２は、撮像信号に対してホワイトバランス調整などの
信号処理も行う。信号処理後の画像信号は、支柱５(図
１)内に収容されたケーブルを通して撮像部３から投射
型表示部１へ送られる。

【０００９】撮像部３には、撮影レンズ４のズーム倍率
を調節するための駆動モータ２６と、撮影レンズ４の焦
点位置を調節するための駆動モータ２７と、撮影レンズ
４のフォーカシングレンズ４ａをガイドするガイド４８
とが設けられている。各々のモータ２６，２７は後述す
る投射型表示部１内の制御部４０により駆動制御され
る。撮像部３には、撮影レンズ４の焦点調節リング４９
の回転に応じて検出信号を出力するセンサ２８も設けら
れている。このセンサ２８による検出信号は投射型表示
部１の制御部４０へ送られる。上記の各モータ２６，２
７に対する駆動信号およびセンサ２８による検出信号
は、画像信号と同様に支柱５(図１)内に収容されたケー
ブルを通して撮像部３および投射型表示部１間で伝送さ
れる。

【００１０】撮像部３のオーバレイ回路２３は、撮像素
子２１により撮像された被写体画像に対して文字やポイ
ンタなどを重ねるための重畳信号を発生する。オーバレ
イ回路２３は、投射型表示部１の制御部４０からの指令
により、重畳信号を発生して信号処理部２２へ送る。信
号処理部２２は、撮像素子２１から入力されて所定の信
号処理が施された画像信号に対して、オーバレイ回路２
３から送られた重畳信号を重畳させる。重畳信号が重畳
された画像信号は、投射型表示部１へ送出される。

【００１１】投射型表示部１は、撮像部３から送られて
くる画像信号に対して種々の処理を行う処理部３０と、
処理部３０で処理された画像信号に基づいて投射画像を
生成する光学系３３と、処理部３０から出力された映像
信号で光学系３３を駆動するための駆動回路３２と、光
学系３３の液晶パネルを照明する投射用ランプ３９と、
投射レンズ６とを有する。投射型表示部１は、画像切換
スイッチ４６を介して入力される画像信号に基づいて光
学系３３で投射映像を生成してスクリーンＳに投射す
る。すなわち、投射型表示部１は、画像切換スイッチ４
６の入力端子Ａを介して撮像部３からの画像信号を入力
し、入力端子Ｂを介して外部入力端子３４からの画像信
号を入力する。画像切換スイッチ４６は制御部４０の指
令で切換えられ、入力端子Ａに入力される撮像部３によ
る画像信号、および入力端子Ｂに入力される外部入力端
子３４からの画像信号のうち一方を選択して、出力端子
Ｃを介して処理部３０へ出力する。外部入力端子３４に
は、たとえば、ビデオカメラなどで撮影された画像信号
が入力される。

【００１２】処理部３０は、スイッチ４６を介して入力
された画像信号に対してγ調整処理を施して駆動回路３
２へ出力する。処理部３０はまた、γ調整処理後の画像
に対してＯＳＤメモリ３６から読出される重畳用のデー
タを重ねてオーバーレイ画像を作る。ＯＳＤメモリ３６
は、制御部４０からの指令により画像に対して重畳させ
る重畳データを記憶し、記憶されている重畳用データを
制御部４０からの指令により読出して処理部３０へ送
る。なお、重畳用データは、たとえば、オンスクリーン
・メニューなどのテキストデータ、および後述するミュ
ート画面などのスクリーンデータである。

【００１３】駆動回路３２は、入力された画像信号に応
じて、光学系３３の液晶パネルを駆動する。図３を参照
して光学系３３を詳細に説明する。光学系３３は、ＲＧ
Ｂ各色用の画像をそれぞれ生成する液晶パネルＰ１〜Ｐ
３と、投射用ランプ３９(図２)からの照明光を赤色、緑
色、青色（ＲＧＢ）にそれぞれ分解して各液晶パネルＰ
１〜Ｐ３を照明するＲＧＢ分解光学系（ダイクロイック
ミラー）Ｄ１〜Ｄ３とを備えている。図３において、制
御部４０の指令により点灯されたランプ３９(図２)によ
り発せられた光がミラーＭ１で反射され、赤色光を反射
するダイクロイックミラーＤ１に入射される。ダイクロ
イックミラーＤ１は赤色光のみを反射して残りの光を透
過する。ダイクロイックミラーＤ１で反射された赤色光
はミラーＭ２で再び反射され、赤色用液晶パネルＰ１、
色合成用のダイクロイックミラーＤ３およびＤ４を透過
して投射レンズ６へ出射される。

【００１４】ダイクロイックミラーＤ１を透過した光
は、青色光を反射するダイクロイックミラーＤ２に入射
される。ダイクロイックミラーＤ２は青色光のみを反射
して残りの光を透過する。ダイクロイックミラーＤ２で
反射された青色光は、青色用液晶パネルＰ３を透過した
後、色合成用のダイクロイックミラーＤ３で反射され、
ダイクロイックミラーＤ４を透過して投射レンズ６へ出
射される。ダイクロイックミラーＤ２を透過した緑色光
は、緑色用液晶パネルＰ２を透過した後、ミラーＭ３お
よび色合成用のダイクロイックミラーＤ４で反射されて
投射レンズ６に出射される。投射レンズ６に出射された
上記の赤色、青色および緑色の合成光が、投射レンズ６
によりスクリーンＳ上に映し出される。

【００１５】図２に示すように、投射型表示部１には、
スクリーンＳ上に投射された画像に対する投射レンズ６
の焦点調節状態を検出するため、赤外線発光素子３７お
よび赤外線受光素子３８が備えられている。赤外線発光
素子３７および赤外線受光素子３８は、投射レンズ６に
対して光学系３３内の赤色用液晶パネルＰ１と共役な位
置に配設されている。赤外線発光素子３７は投射レンズ
６を通してスクリーンＳの方向（図２において右）へ赤
外光を発し、赤外線受光素子３８はスクリーンＳで反射
された赤外光を投射レンズ６を介して受光する。赤外線
受光素子３８の受光信号は図４に示す焦点検出／調節部
４０１へ入力され、ここで、投射レンズ６による焦点調
節状態が検出される。その検出結果に応じて焦点調節用
モータ４４が駆動され、投射レンズ６のフォーカシング
レンズ６ａがガイド６２で光軸方向にガイドされること
により、投射レンズ６が合焦位置へ移動する。なお、焦
点検出／調節部４０１は制御部４０(図２)に設けられ
る。

【００１６】図５（ａ）に示すように、投射レンズ用操
作部４２にはオートフォーカス動作スタートスイッチ４
２１と、後述するズーム倍率変更スイッチ４２２，４２
３とが設けられている。焦点検出／調節部４０１による
投射レンズ６の焦点調節操作は、不図示の電源スイッチ
がオンされてオートフォーカス動作スタートスイッチ４
２１がオン操作されると開始される。

【００１７】焦点検出／調節部４０１により投射レンズ
６を焦点調節する動作を説明する。操作者によりオート
フォーカス動作スタートスイッチ４２１が操作される
と、ＣＰＵ４０９がメモリ４０６を書き込み可とする。
これにより、投射レンズ６の焦点調節動作が開始され
る。パルス発生部４０２で発生されたパルス電流が赤外
線発光素子３７に流れ、赤外線発光素子３７が赤外パル
ス光を発光する。赤外パルス光は投射レンズ６を通して
スクリーンＳに向けて照射され、スクリーンＳで反射さ
れた赤外パルス光が再び投射レンズ６を通して赤外線受
光素子３８で受光される。赤外線受光素子３８により光
電変換された受光パルス信号は、ゲート回路４０３に入
力される。ゲート回路４０３にはパルス発生部４０２で
発生されたパルス信号が入力されており、この電気パル
ス信号を用いてゲートが開かれることにより、受光パル
ス信号がゲート回路４０３を通って増幅回路４０４に導
かれる。増幅回路４０４で増幅された受光パルス信号
は、Ａ／Ｄ変換回路４０５でディジタル信号に変換さ
れ、メモリ４０６にディジタルデータが記録される。

【００１８】メモリ４０６に記録されたディジタルデー
タは、逐次読出されてＤ／Ａ変換回路４０７でアナログ
信号に変換される。変換後のアナログ信号はモータ駆動
回路４０８に入力される。モータ駆動回路４０８は、焦
点位置調節用駆動モータ４４を駆動してメモリ４０６に
記録されるデータの大きさが最大となるように、投射レ
ンズ６の焦点位置を調節する。

【００１９】たとえば、焦点位置調節用駆動モータ４４
を駆動して投射レンズ６の焦点位置をスクリーンＳ側に
移動したとき、メモリ４０６から読出されたデータの大
きさが増加するときは投射レンズ６の焦点位置をさらに
同一方向に移動し、メモリ４０６から読出されたデータ
の大きさが減少するときは投射レンズ６の焦点位置を反
対方向に移動する。このように、赤外パルス光が赤外線
検出素子３８で最も強く受光されるように投射レンズ６
の焦点位置が調節される。

【００２０】焦点調節が終了して、投射レンズ６の焦点
位置がスクリーンＳ上で最適な状態に調節された状態に
なると、ＣＰＵ４０９はメモリ４０６を書き込み禁止に
して、新たなデータがメモリ４０６に記録されないよう
にする。このため、メモリ４０６から常に同じデータが
読出されるようになり、モータ制御回路４０８に入力さ
れるアナログ信号が変化しなくなる。この結果、焦点位
置調節用駆動モータ４４の駆動が停止されて、投射レン
ズ６の焦点調節状態が固定される。

【００２１】図２において、投射レンズ６はズームレン
ズであり、不図時のズーミングレンズを備えている。図
５（ａ）に示すズーム倍率変更スイッチ４２２，４２３
は、駆動モータ４３を駆動して投射レンズ６のズーム倍
率を調節するスイッチである。ズーミング用駆動モータ
４３は、ズーム倍率変更スイッチ４２２，４２３からの
操作入力に応じて制御部４０により駆動制御される。

【００２２】図５（ｂ）は撮像部用操作部４１の詳細を
示す図である。NEARスイッチ４１１は、撮影レンズ４の
焦点位置を撮影レンズ４側に近づけるために駆動モータ
２７によりフォーカシングレンズ４ａを駆動するスイッ
チである。また、FARスイッチ４１２は、撮影レンズ４
の焦点位置を撮影レンズ４側から遠ざけるために駆動モ
ータ２７によりフォーカシングレンズ４ａを駆動するス
イッチである。TELEスイッチ４１３は撮影レンズ４のズ
ーム倍率を上げるために駆動モータ２６でズーミングレ
ンズを駆動するスイッチであり、WIDEスイッチ４１４は
撮影レンズ４のズーム倍率を下げるために駆動モータ２
６でズーミングレンズを駆動するスイッチである。な
お、ズーミングレンズ(不図示)は撮影レンズ４内に設け
られている。

【００２３】図２において、投射型表示部１は赤外線受
光素子３１を有する。この赤外線受光素子３１は、不図
示のリモコン送信機から送信される赤外光による操作信
号を受光して電気信号に変換する。電気信号に変換され
た操作信号は、制御部４０内のデコード回路によりデコ
ードされることにより、操作部４１および４２から入力
された操作信号と同等の操作信号に変換される。すなわ
ち、不図示のリモコン送信機を用いて、撮影レンズ４に
対するズーム倍率調節および焦点調節、および投射レン
ズ６に対するズーム倍率調節を行うことができる。

【００２４】図２において、投射型表示部１は外部出力
端子２９と画像切換スイッチ３５とを有する。外部出力
端子２９は、外部に用意されるモニター４７に対して画
像信号を出力する。外部出力端子２９へ出力される画像
信号は、画像切換えスイッチ３５により端子Ａに入力さ
れる撮像部３による画像信号、および端子Ｂに入力され
る外部入力端子３４からの画像信号のうち一方が選択さ
れる。たとえば、スクリーンＳが用意されていない場
合、あるいは、操作者が手元で映像を確認したい場合な
どに、外部出力端子２９にモニター４７を接続すれば、
撮像部３により撮影された画像をモニター４７に表示さ
せることができる。

【００２５】このような第一の実施の形態による画像入
出力装置では、マニュアル操作による撮影レンズ４の焦
点調節に先立って、オートフォーカスによる投射レンズ
６の焦点調節を行うことができる。すなわち、電源を投
入した後にオートフォーカス動作スタートスイッチ４２
１をオン操作する。これにより、上述したように、投射
レンズ６を介して赤外線発光素子３７から赤外光がスク
リーンに投射され、スクリーンからの反射光が赤外線受
光素子３８で受光される。受光素子３８の受光信号に基
づいて投射レンズ６のフォーカシングレンズ６ａを駆動
し、受光信号が最大となるレンズ位置を合焦位置とす
る。

【００２６】投射レンズ６の焦点調節が終了した後、撮
像部３からの画像信号に基づいて投写型表示部１からス
クリーンＳに映像を投射する。このとき、スクリーン上
の投射映像が鮮明であれば、撮影レンズ４の焦点調節は
正しく行われている。なお、投射レンズ６の焦点調節終
了後に、操作者が映像の投射開始を指示してもよいが、
制御部４０が投射レンズ６の焦点調節終了を認識したと
き、制御部４０の指令に基づいて、撮像部３からの画像
信号で映像の投射を開始するのが好ましい。なお、投射
レンズ６の焦点調節動作中、スクリーンＳに撮像部３か
らの画像信号に基づいた映像を投射しておいてもよい。

【００２７】投射レンズ６の焦点調節終了後のスクリー
ン上の投射映像がぼけていれば、操作者はマニュアルで
撮影レンズ４の焦点調節を行う。すなわち、スクリーン
上の投射映像が鮮明になるまで、図５（ｂ）に示すNEAR
スイッチ４１１とFARスイッチ４１２を適宜操作して撮
影レンズ４の焦点位置を調節する。

【００２８】なお、操作者は撮影レンズ４の焦点調節を
非投射型表示装置４７を見ながら行ってもよい。その場
合には、撮像部３の出力する画像信号に対応する画像を
投射型表示部１にて表示しなくてもよい。以下、その場
合の制御について説明する。NEARスイッチ４１１および
FARスイッチ４１２のいずれかが操作されると、制御部
４０が焦点調節開始を検出する。制御部４０は、処理部
３０およびＯＳＤメモリ３６に指令を出して、撮像部３
で撮像された画像信号に代えて、ミューティング用の画
像データを駆動回路３２に出力させる。すなわち、制御
部４０がＯＳＤメモリ３６に対して、たとえば、画面全
体を青色にするデータを書き込み、ＯＳＤメモリ３６か
ら読出された青色画面用のデータが処理部３０に出力さ
れる。処理部３０は、撮像部３により撮影された画像を
青色画面のデータに置き換えて駆動回路３２に出力す
る。駆動回路３２は、投射される映像が青色となるよう
に光学系３３に対して駆動信号を出力する。

【００２９】制御部４０はさらに、NEARスイッチ４１１
およびFARスイッチ４１２からの操作信号に応じて撮影
レンズ４の焦点位置調節用駆動モータ２７を駆動する。
すなわち、NEARスイッチ４１１から操作信号が入力され
ると焦点位置調節用駆動モータ２７を駆動して焦点位置
を撮影レンズ４側に近づけ、FARスイッチ４１２から操
作信号が入力されると焦点位置を撮影レンズ４側から遠
ざける。撮影レンズ４を焦点調節している間、切換スイ
ッチ３５をＡ端子に切換えておく。これにより、載置台
上の被写体２(図１)に撮影レンズ４が合焦したか否か
は、外部出力端子２９に接続されるモニター４７に表示
される表示画面を見て操作者が確認する。モニター４７
に表示されている合焦操作途中の画面は、上述したよう
に投射レンズ６からスクリーンＳに対して投射されない
ので、スクリーンＳの前にいる人は合焦作業中のボケた
投射画像を見なくてよい。

【００３０】撮影レンズ４の焦点位置の調節が終了する
と、NEARスイッチ４１１およびFARスイッチ４１２はい
ずれも操作されない。制御部４０は、両スイッチ４１１
および４１２からの操作信号が所定時間入力されないこ
とを判別すると、焦点調節終了と判断する。制御部４０
は、処理部３０およびＯＳＤメモリ３６に指令を出し
て、ミューティング用の画像データに代えて撮像部３で
撮像された画像信号を駆動回路３２に出力させる。この
結果、合焦操作完了後の撮像部３によるピントが合った
映像が、投射型表示部１の投射レンズ６からスクリーン
Ｓ上に投射される。なお、上記の所定時間は、制御部４
０が内部のタイマ回路を用いてカウントすることにより
計時される。

【００３１】以上説明した第一の実施の形態によれば、
以下のような作用効果が得られる。 （１）投射レンズ６側には自動焦点調節装置を設け、撮
影レンズ４側には手動焦点調節装置を設けた。その結
果、撮影レンズ４の焦点調節状態に関係なく、操作者は
まず投射レンズ６を自動焦点調節させ、次にスクリーン
の投射映像が鮮明になるように撮影レンズ４を焦点調節
すればよい。したがって、従来のように撮影レンズも投
射レンズもマニュアル操作で焦点調節する場合に比べ
て、焦点調節時間を短縮することができる。 （２）投射レンズ６および撮影レンズ４の両方の焦点位
置の調節をオートフォーカスで行う場合に比べてコスト
が低減される。 （３）撮影レンズ４の焦点調節中に、ミューティング用
の画像データによる映像を投射型表示部１から投射する
ようにした。この結果、撮影レンズ４の焦点位置を調節
している途中のボケた映像がスクリーンＳ上に投射され
ないので、スクリーンの前にいる人びとに不快感を与え
ることを防止できる。

【００３２】上記の説明では、NEARスイッチ４１１およ
びFARスイッチ４１２による操作信号が制御部４０に入
力されるとミューティング用の画像データが駆動回路３
２に出力されるようにした。スイッチ４１１，４１２に
よる操作信号の代わりに、上述した焦点調節用リング４
９の回転を検出するセンサ２８による検出信号を利用し
てもよい。この場合には、センサ２８による検出信号が
制御部４０に入力されると、制御部４０が焦点調節開始
を検出する。制御部４０は、処理部３０およびＯＳＤメ
モリ３６に指令を出して、撮像部３で撮像された画像信
号に代えて、ミューティング用の画像データを駆動回路
３２に出力させる。また、センサ２８による検出信号が
所定時間以上制御部４０に入力されなくなったことを制
御部４０が判断すると、制御部４０が処理部３０および
ＯＳＤメモリ３６に画像切換指令を出して、ミューティ
ング用の画像データに代えて撮像部３で撮像された画像
信号を駆動回路３２に出力させる。

【００３３】また、上記の説明では、NEARスイッチ４１
１およびFARスイッチ４１２による操作信号が所定時間
以上制御部４０に入力されなくなったことを判断して、
制御部４０が焦点調節終了を検出するようにした。しか
し、所定時間を待たずに、NEARスイッチ４１１およびFA
Rスイッチ４１２による操作信号が入力されなくなった
ことにより、焦点調節終了を検出するようにしてもよ
い。

【００３４】上記の説明では、撮影レンズ４の焦点調節
動作中に、画面全体を青色にするようなミューティング
用画像データによる映像をスクリーンＳ上に投射するよ
うにしたが、画面の色を他の色にしてもよい。さらに、
ミューティング用の画像には、焦点調節中を表す「フォ
ーカス調節中」のメッセージを表示させることもでき
る。メッセージの表示内容は、制御部４０がＯＳＤメモ
リ３６に対して表示内容を書き込むことにより決定され
る。

【００３５】また、撮影レンズ４の焦点調節動作中を表
すミューティング用画像データによる映像の代わりに、
外部入力端子３４から入力される画像信号による映像を
スクリーンＳ上に投射するようにしてもよい。この場合
には、スイッチ４１１，４１２による操作信号、および
焦点調節用リング４９の回転を検出するセンサ２８によ
る検出信号のいずれかが制御部４０に入力されると、制
御部４０が画像切換えスイッチ４６に対して指令を出し
て、画像切換えスイッチ４６の入力をＢ端子側に切換え
るようにする。

【００３６】−第二の実施の形態− 第二の実施の形態による画像入出力装置は、撮影レンズ
４側に自動焦点調節装置を設け、投射レンズ６側に手動
焦点調節装置を設けたものである。そして、撮影レンズ
４をオートフォーカス動作により先に焦点調節し、しか
る後に投射レンズ６をマニュアル操作により焦点調節す
る。図６は、第二の実施の形態による画像入出力装置の
概要を表すブロック図である。第一の実施の形態と同様
に、画像を入力する撮像部３Ｂと、画像を出力する投射
型表示部１Ｂとに大別される。第一の実施の形態と比べ
て、撮影レンズ４の焦点調節用の赤外線発光素子２４お
よび赤外線受光素子２５を撮像部３Ｂに設けた点、投射
レンズ６の焦点調節用の赤外線発光素子３７および赤外
線受光素子３８を省略した点、投射レンズ６の焦点調節
用調節リング６１の回転に応じて信号を出力するセンサ
４５を設けた点、撮影レンズ４から焦点調節用リング４
９とセンサ２８を省略した点が主に異なる。以下では、
相違点を主に説明する。

【００３７】図６に示す画像入出力装置では、第一の実
施の形態のものと同様に、撮像部３Ｂには、撮影レンズ
４のズーム倍率を調節するための駆動モータ２６と、撮
影レンズ４の焦点位置を調節するための駆動モータ２７
と、撮影レンズ４のフォーカシングレンズ４ａをガイド
するガイド４８とが設けられている。駆動モータ２６と
２７は、図７で後述する操作部４１Ｂのスイッチ操作に
応答して投写型表示部１の制御部４０Ｂにより駆動され
る。また同様に、投射型表示部１には、投射レンズ６の
ズーム倍率を調節するための駆動モータ４３と、投射レ
ンズ６の焦点位置を調節するための駆動モータ４４と、
投射レンズ６のフォーカシングレンズ６ａをガイドする
ガイド６２とが設けられている。駆動モータ４３と４４
は、図７で後述する操作部４２Ｂのスイッチ操作に応答
して投写型表示部１の制御部４０Ｂにより駆動される。

【００３８】図７（ａ）において、撮像部用操作部４１
Ｂには、オートフォーカスにより撮影レンズ４の焦点調
節動作を指令するオートフォーカス動作スタートスイッ
チ４１１Ｂと、撮影レンズ４のズーム倍率調節を行うス
イッチ４１２Ｂ、４１３Ｂとを備えている。図７（ｂ）
に示すように、投射型表示部用操作部４２Ｂには、マニ
ュアル操作により投射レンズ６の焦点調節を行うスイッ
チ４２１Ｂおよび４２２Ｂと、マニュアル操作により投
射レンズ６のズーム倍率調節を行うスイッチ４２３Ｂお
よび４２４Ｂとを備えている。

【００３９】図６に示すように、撮像部３Ｂには、載置
台上に載置された被写体に対する撮影レンズ４の焦点調
節状態を検出するため、赤外線発光素子２４および赤外
線受光素子２５が備えられている。赤外線発光素子２４
および赤外線受光素子２５は、撮影レンズ４に対して撮
像素子２１と共役な位置に配設されている。赤外線発光
素子２４は撮影レンズ４を通して被写体２(図１)に向け
て赤外光を発し、赤外線受光素子２５は被写体２(図１)
で反射された赤外光を受光する。赤外線受光素子２５の
受光信号は図８に示す焦点検出／調節部４０１Ｂへ入力
され、ここで、撮影レンズ４による焦点調節状態が検出
される。その検出結果に応じて焦点調節用モータ２７が
駆動され、撮影レンズ４のフォーカシングレンズ４ａが
ガイド４８で光軸方向にガイドされることにより、撮影
レンズ４が合焦位置へ移動する。なお、焦点検出／調節
部４０１Ｂは制御部４０Ｂ(図６)に設けられる。

【００４０】図８を参照して、撮影レンズ４の焦点調節
状態を検出して撮影レンズ４の焦点位置を調節する焦点
検出／調節部４０１Ｂを詳細に説明する。なお、この焦
点検出／調節部４０１Ｂは図４で説明した投射レンズ用
のものと同一の回路構成である。操作者によりオートフ
ォーカス動作スタートスイッチ４１１Ｂが操作される
と、ＣＰＵ４０９Ｂがメモリ４０６Ｂを書き込み可とす
る。これにより、撮影レンズ４の焦点調節動作が開始さ
れる。パルス発生部４０２Ｂで発生されたパルス電流が
赤外線発光素子２４に流れ、赤外線発光素子２４が赤外
パルス光を発光する。赤外パルス光は撮影レンズ４を通
して被写体２に照射され、被写体２で反射された赤外パ
ルス光が再び撮影レンズ４を通して赤外線受光素子２５
で受光される。赤外線受光素子２５により光電変換され
た受光パルス信号が、ゲート回路４０３Ｂに入力され
る。ゲート回路４０３Ｂにはパルス発生部４０２Ｂで発
生されたパルス信号が入力されており、この電気パルス
信号を用いてゲートが開かれることにより、受光パルス
信号がゲート回路４０３Ｂを通って増幅回路４０４Ｂに
導かれる。増幅回路４０４Ｂで増幅された受光パルス信
号は、Ａ／Ｄ変換回路４０５Ｂでディジタル信号に変換
され、メモリ４０６Ｂにディジタルデータが記録され
る。

【００４１】メモリ４０６Ｂに記録されたディジタルデ
ータは、逐次読出されてＤ／Ａ変換回路４０７Ｂでアナ
ログ信号に変換される。変換後のアナログ信号がモータ
駆動回路４０８Ｂに入力される。モータ駆動回路４０８
Ｂは、焦点位置調節用駆動モータ２７を駆動してメモリ
４０６Ｂに記録されるデータの大きさが最大となるよう
に、撮影レンズ４の焦点位置を調節する。

【００４２】たとえば、焦点位置調節用駆動モータ２７
を駆動して撮影レンズ４の焦点位置を被写体２に近づけ
たとき、メモリ４０６Ｂから読出されたデータの大きさ
が増加する場合は撮影レンズ４の焦点位置をさらに被写
体２に近づけ、メモリ４０６Ｂから読出されたデータの
大きさが減少する場合は撮影レンズ４の焦点位置を被写
体２から遠ざける。これにより、赤外パルス光が赤外線
検出素子２５で最も強く受光されるように撮影レンズ４
の焦点位置が調節される。

【００４３】焦点調節が終了して、撮影レンズ４の焦点
位置が被写体２に対して最適な状態に調節された状態に
なると、ＣＰＵ４０９Ｂはメモリ４０６Ｂを書き込み禁
止にして、新たなデータがメモリ４０６Ｂに記録されな
いようにする。このため、メモリ４０６Ｂから常に同じ
データが読出されるようになり、モータ制御回路４０８
Ｂに入力されるアナログ信号が変化しなくなる。この結
果、焦点位置調節用駆動モータ２７の駆動が停止され
て、撮影レンズ４の焦点調節状態が固定される。

【００４４】このような第二の実施の形態による画像入
出力装置では、マニュアル操作による投射レンズ６の焦
点調節に先立って、オートフォーカスによる撮影レンズ
４の焦点調節を行うことができる。すなわち、電源を投
入した後にオートフォーカス動作スタートスイッチ４１
１Ｂをオン操作する。これにより、上述したように、撮
影レンズ４を介して赤外線発光素子２４から赤外光が被
写体２に投射され、被写体２からの反射光が赤外線受光
素子２５で受光される。受光素子２５の受光信号に基づ
いて撮影レンズ４のフォーカシングレンズ４ａを駆動
し、受光信号が最大となるレンズ位置を合焦位置とす
る。

【００４５】撮影レンズ４の焦点調節が終了した後、撮
像部３からの画像信号に基づいて投写型表示部１からス
クリーンＳに映像を投射する。このとき、スクリーン上
の投射映像が鮮明であれば、投射レンズ６の焦点調節は
正しく行われている。なお、撮影レンズ４の焦点調節終
了後に、操作者が映像の投射開始を指示してもよいが、
制御部４０Ｂが撮影レンズ４の焦点調節終了を認識した
とき、制御部４０Ｂの指令に基づいて、撮像部３からの
画像信号で映像の投射を開始するのが好ましい。なお、
撮影レンズ４の焦点調節動作中、スクリーンＳに撮像部
３からの画像信号に基づいた映像を投射しておいてもよ
い。

【００４６】撮影レンズ４の焦点調節終了後のスクリー
ン上の投射映像がぼけていれば、操作者はマニュアルで
投射レンズ６の焦点調節を行う。すなわち、スクリーン
上の投射映像が鮮明になるまで、図７（ｂ）に示すNEAR
スイッチ４２１ＢとFARスイッチ４２２Ｂを適宜操作し
て投射レンズ６の焦点位置を調節する。

【００４７】NEARスイッチ４２１ＢおよびFARスイッチ
４２２Ｂのいずれかが操作されると、制御部４０Ｂが焦
点調節開始を検出する。制御部４０Ｂは、処理部３０お
よびＯＳＤメモリ３６に指令を出して、撮像部３Ｂで撮
像された画像信号に対して、たとえば、画面の中央にク
ロスマーカを表示させるデータを重畳して駆動回路３２
に出力させる。この場合には、制御部４０ＢがＯＳＤメ
モリ３６に対してクロスマーカ用のデータを書き込み、
ＯＳＤメモリ３６から読出されたクロスマーカ用データ
が処理部３０に出力される。処理部３０は、撮像部３Ｂ
により撮影された画像とクロスマーカとを合成して駆動
回路３２に出力する。駆動回路３２は、クロスマーカが
重畳された映像が投射されるように光学系３３に対して
駆動信号を発生する。

【００４８】制御部４０Ｂはさらに、NEARスイッチ４２
１ＢおよびFARスイッチ４２２Ｂからの操作信号に応じ
て投射レンズ６の焦点位置調節用駆動モータ４４を駆動
する。すなわち、NEARスイッチ４２１Ｂから操作信号が
入力されると焦点位置調節用駆動モータ４４を駆動して
焦点位置を投射レンズ６側に近づけ、FARスイッチ４２
２Ｂから操作信号が入力されると焦点位置を投射レンズ
６側から遠ざける。スクリーンＳ(図１)に投射レンズ６
が合焦したか否かは、スクリーンＳ上に投射された投射
画像を見て操作者が確認する。撮像部３Ｂで撮像された
画像にコントラストの高い部分が含まれていない場合
は、画像に重畳されたクロスマーカを目印にして投射レ
ンズ６の焦点位置の調節を行えば、調節作業が行いやす
い。

【００４９】投射レンズ６の焦点位置の調節が終了する
と、NEARスイッチ４２１ＢおよびFARスイッチ４２２Ｂ
のいずれも操作されない。制御部４０Ｂは、両スイッチ
４２１Ｂおよび４２２Ｂからの操作信号が所定時間入力
されないことを判別すると、焦点調節終了と判断する。
制御部４０Ｂは、処理部３０およびＯＳＤメモリ３６に
指令を出して、クロスマーカのデータの重畳を停止させ
る。この結果、合焦操作完了後の撮像部３Ｂによるピン
トが合った映像が、投射型表示部１Ｂの投射レンズ６か
らスクリーンＳ上に投射される。なお、上記の所定時間
は、制御部４０Ｂが内部のタイマ回路を用いてカウント
することにより計時される。

【００５０】以上説明した第二の実施の形態によれば、
以下のような作用効果が得られる。 （１）撮影レンズ４側には自動焦点調節装置を設け、投
射レンズ６側には手動焦点調節装置を設けた。その結
果、投射レンズ６の焦点調節状態に関係なく、操作者は
まず撮影レンズ４を自動焦点調節させ、次にスクリーン
の投射映像が鮮明になるように投射レンズ６を焦点調節
すればよい。したがって、従来のように撮影レンズも投
射レンズもマニュアル操作で焦点調節する場合に比べ
て、焦点調節時間を短縮することができる。 （２）投射レンズ６および撮影レンズ４の両方の焦点位
置の調節をオートフォーカスで行う場合に比べてコスト
が低減される。 （３）投射レンズ６の焦点調節中、撮像部３Ｂによる撮
影画像にクロスマーカのデータを重畳してスクリーンＳ
上に投射するようにした。したがって、撮像部３Ｂによ
り撮影された画像の中にコントラストの高い部分が含ま
れていないとき、スクリーンＳに投射された画像を用い
た投射レンズ６の焦点位置の調節作業が行いにくい場合
でも、重畳されたクロスマーカを目印にして焦点位置の
調節が行える。この結果、焦点位置の調節作業が容易に
なり、調節時間を短縮する効果が得られる。

【００５１】上記の説明では、NEARスイッチ４２１Ｂお
よびFARスイッチ４２２Ｂによる操作信号が制御部４０
Ｂに入力されると、撮像部３Ｂで撮影された画像にクロ
スマーカのデータが重畳されるようにした。スイッチ４
２１Ｂ，４２２Ｂによる操作信号の代わりに、上述した
焦点調節用リング６１の回転を検出するセンサ４５によ
る検出信号を利用してもよい。この場合には、センサ４
５による検出信号が制御部４０Ｂに入力されると、制御
部４０Ｂが焦点調節開始を検出する。制御部４０Ｂは、
処理部３０およびＯＳＤメモリ３６に指令を出して、撮
像部３Ｂで撮像された画像信号にクロスマーカのデータ
を重畳して駆動回路３２に出力させる。また、センサ４
５による検出信号が制御部４０Ｂに所定時間以上入力さ
れなくなったことを制御部４０Ｂが判別すると、制御部
４０Ｂが焦点調節終了と判断する。制御部４０Ｂは、処
理部３０およびＯＳＤメモリ３６に指令を出して、クロ
スマーカのデータの重畳を停止させる。

【００５２】上記の説明では、赤外線発光素子２４およ
び赤外線受光素子２５を用いて撮影レンズ４の焦点調節
状態を検出するようにしたが、撮像素子２１で撮像され
た画像データを用いて撮影レンズ４の焦点調節状態を検
出するようにすることもできる。この場合には、撮像素
子２１で撮像された画像信号を用いて、信号処理部２２
で撮影画像のコントラストが検出される。制御部４０Ｂ
は、信号処理部２２で検出されるコントラストが最大に
なるように、焦点位置調節用駆動モータ２７を駆動して
撮影レンズ４の焦点位置を調節する。この方法は、撮像
素子を用いたカメラで「山登り法」と呼ばれる方法であ
る。この方法によれば、赤外線発光素子２４および赤外
線受光素子２５を用いないで撮影レンズ４の焦点調節状
態を検出することができる。

【００５３】また、上記の説明では、撮影レンズ４の焦
点調節状態をオートフォーカス動作により検出して、撮
影レンズ４を焦点調節するようにした。撮影レンズ４の
焦点調節動作を行うことなく撮影レンズ４を焦点位置に
セットする他の方法を説明する。通常、載置台上に載置
された被写体２と撮像部３Ｂとの間隔は、撮像部３を支
持する支柱５の長さにより所定の長さに保たれる。そこ
で、調節された撮影レンズ４の焦点位置を制御部４０Ｂ
内のメモリ領域に記録する。撮影レンズ４の焦点調節を
行う場合、上記メモリ領域に記憶された撮影レンズ４の
焦点位置を読出して、読出された焦点位置に応じて制御
部４０Ｂが焦点位置調節用駆動モータ２７を駆動して撮
影レンズ４の焦点位置を調節する。このようにすれば、
オートフォーカス動作を行う場合に比べて、より速く撮
影レンズ４の焦点位置を調節することが可能になる。た
とえば、オートフォーカス動作スタートスイッチ４１１
Ｂに代えて、操作部４１Ｂにプリセットスイッチを設
け、このスイッチがオン操作されたときに記憶されてい
るプリセット位置へ撮影レンズ４を駆動すればよい。

【００５４】−第三の実施の形態− 図９は、第三の実施の形態を説明する画像入出力装置の
外観図である。図９において、撮影レンズ４は、上述し
た支柱５の先端の支持部５２を回動させて任意の方向に
セットできる。撮影レンズ４は、支持部５２を回動させ
てスクリーンＳの方向に向けられる。第三の実施の形態
による画像入出力装置は、撮影レンズ４側と投射レンズ
６側の双方に自動焦点調節装置を設けたものである。撮
影レンズ４側の自動焦点調節装置は第２の実施の形態の
画像入出力装置と同様に、赤外線発光素子２４と、受光
素子２５と、焦点検出／焦点調節部４０１Ｂとで構成さ
れる。また、投射レンズ６側の自動焦点調節装置は、ス
クリーンＳに投射された映像を撮像レンズ４を介して撮
像素子２１で撮像し、その撮像信号のコントラストに基
づいて焦点調節状態を検出するいわゆる「山登り法」の
焦点調節装置である。すなわち、第３の実施の形態によ
る画像入出力装置は、（１）撮像部３Ｂの撮影レンズ４
をスクリーンＳに合焦させ、（２）投射型表示部１によ
りＯＳＤ回路３６からオートフォーカス用パターンをス
クリーンＳに投射し、（３）そのパターンを撮像部３Ｂ
で撮像し、（４）撮像部３Ｂで撮影された撮影画像を用
いて投射レンズ６の焦点調節状態を検出し、（５）その
検出結果に基づいて投射レンズ６の焦点調節を行ってス
クリーンＳに合焦させるものである。

【００５５】第３の実施の形態による画像入出力装置に
おける制御回路は、図６に示した第２の実施の形態のも
のと同様に構成することができる。第２の実施の形態の
ものと異なる点は、制御部４０Ｂに上述した「山登り
法」による焦点調節状態検出機能を付加した点である。

【００５６】図１０（ａ）、（ｂ）は、第３の実施の形
態による画像入出力装置における操作部４１Ｃおよび４
２Ｃの詳細を示す図である。図１０（ａ）において、撮
像部用操作部４１Ｃには、オートフォーカスにより撮影
レンズ４の焦点調節動作を指令するオートフォーカス動
作スタートスイッチ４１１Ｃと、撮影レンズ４のズーム
倍率調節を行うスイッチ４１２Ｃ、４１３Ｃとを備えて
いる。図１０（ｂ）に示すように、投射側表示部用操作
部４２Ｃには、オートフォーカスにより投射レンズ６の
焦点調節動作を指令するオートフォーカス動作スタート
スイッチ４２１Ｃと、投射レンズ６のズーム倍率調節を
行うスイッチ４２２Ｃ、４２３Ｃとを備えている。

【００５７】このような第三の実施の形態による画像入
出力装置の焦点調節の手順を詳細に説明する。撮像部３
Ｂの撮影レンズ４をスクリーンＳに向けて固定する。操
作部４１Ｃのオートフォーカス動作スタートスイッチ４
１１Ｃが操作されると、図８において、ＣＰＵ４０９Ｂ
がメモリ４０６Ｂを書き込み可とすることにより、撮影
レンズ４の焦点位置の調節動作が開始される。赤外線発
光素子２４からの赤外変調光をスクリーンＳに投射し、
スクリーンＳからの反射光を受光素子２５で受光する。
撮影レンズ４の焦点位置をシフトしながら受光信号の最
大値を検出して、その位置を合焦位置とする。これによ
り、撮影レンズ４がスクリーンＳに合焦されると、ＣＰ
Ｕ４０９Ｂはメモリ４０６Ｂを書き込み禁止にして、新
たなデータがメモリ４０６Ｂに記録されないようにす
る。このため、メモリ４０６Ｂから常に同じデータが読
出されるようになり、モータ制御回路４０８Ｂに入力さ
れるアナログ信号が変化しなくなる。この結果、焦点位
置調節用駆動モータ２７の駆動が停止されて、撮影レン
ズ４の焦点調節状態が固定される。

【００５８】操作部４２Ｃのオートフォーカス動作スタ
ートスイッチ４２１Ｃが操作されると、図６において、
制御部４０Ｂが処理部３０およびＯＳＤメモリ３６に指
令を出す。この指令は、撮像部３Ｂで撮像された画像信
号に代えて、たとえば、画面の中央にオートフォーカス
用パターンを表示させるデータを作成して駆動回路３２
に出力させるものである。この場合には、制御部４０Ｂ
がＯＳＤメモリ３６に対してオートフォーカス用パター
ンのデータを書き込み、ＯＳＤメモリ３６から読出され
たオートフォーカス用パターンのデータが処理部３０に
出力される。処理部３０は、撮像部３Ｂにより撮影され
た画像に代えてオートフォーカス用パターンのデータを
駆動回路３２に出力する。駆動回路３２は、オートフォ
ーカス用パターンによる映像がスクリーンＳに投射され
るように光学系３３に対して駆動信号を発生する。

【００５９】スクリーンＳに合焦されている撮像部３Ｂ
は、上述したようにスクリーンＳ上に投射されたオート
フォーカス用パターンの投射画像を撮像する。撮像部３
Ｂにおいて、スクリーンＳ上に投射されたオートフォー
カス用パターンの像が撮像素子２１で撮像される。制御
部４０Ｂは、撮像素子２１で撮像された画像信号を用い
て、撮影画像からコントラストを抽出し、抽出されたコ
ントラストが最大になるように、焦点位置調節用駆動モ
ータ４４を駆動して投射レンズ６の焦点位置を調節す
る。この方法は、上述した「山登り法」と呼ばれる方法
である。この方法によれば、投射レンズ６の焦点調節状
態を検出するための赤外線発光素子および赤外線受光素
子を用いずに、撮像部３Ｂにより撮像された画像を用い
て投射レンズ６の焦点調節状態を検出することができ
る。

【００６０】制御部４０Ｂは、抽出されたコントラスト
が最大になったと判定すると、焦点位置調節用駆動モー
タ４４に対する駆動信号の出力を停止して投射レンズ６
の焦点調節状態を固定する。そして、制御部４０Ｂが処
理部３０およびＯＳＤメモリ３６に指令を出して、オー
トフォーカス用パターンに代えて「フォーカス調整完
了」というメッセージをスクリーンＳに投射させる。制
御部４０ＢがＯＳＤメモリ３６に対してメッセージ用の
データを書き込み、ＯＳＤメモリ３６から読出されたメ
ッセージ用データが処理部３０に出力される。

【００６１】操作者は、スクリーンに投射されたメッセ
ージを見て撮像部３Ｂの向きを変え、載置台上の被写体
２に向けて固定する。図６において、操作者が操作部４
１Ｃのオートフォーカス動作スタートスイッチ４１１Ｃ
を操作すると、制御部４０Ｂの指令により、撮影レンズ
４の焦点位置が載置台上の被写体２に最適になるように
調節される。すなわち、上述した図８の焦点検出／調節
回路４０１Ｂにより撮影レンズ４が載置台上の被写体２
に合焦する。このとき、制御部４０Ｂは処理部３０およ
びＯＳＤメモリ３６に指令を出力して、撮像部３Ｂで撮
像された画像信号による映像が投射されないようにす
る。たとえば、制御部４０ＢはＯＳＤメモリ３６に青色
の背景に「撮影レンズ焦点調節中」という文字を投影す
るような画像データを書き込む。そして、処理部３０で
は青色の画面データの上にＯＳＤメモリ３６からの文字
データを重畳した画像信号を駆動回路３２に出力する。
撮影レンズ４が被写体２に合焦したことを制御部４０Ｂ
が認識すると、制御部４０Ｂは処理部３０およびＯＳＤ
メモリ３６に指令を出力して、撮像部３Ｂで撮像された
画像信号による映像が投射されるように駆動回路３２に
信号を供給する。その結果、投射型表示部１Ｂの投射レ
ンズ６を通してスクリーンＳ上にピントが合った被写体
映像が投射される。

【００６２】以上説明した第三の実施の形態によれば、
次の作用効果が得られる。すなわち、撮像部３Ｂの撮影
レンズ４をスクリーンＳにオートフォーカス動作で合焦
させ、スクリーンＳ上のオートフォーカス用パターンの
撮像信号の最大のコントラストを検出することにより、
投射レンズ６の焦点調節を行うようにした。したがっ
て、投射レンズ６の焦点調節状態検出用に赤外線発光素
子および赤外線受光素子を用いなくても、投射レンズ６
のオートフォーカス動作を行うことができる。この結
果、赤外線発光および受光素子を用いる場合に比べてコ
ストを低減する効果が得られる。

【００６３】特許請求の範囲における各構成要素と、発
明の実施の形態における各構成要素との対応について説
明すると、撮像レンズ４が撮像光学系に、焦点位置調節
用駆動モータ２７およびガイド４８が第１焦点調節手段
に、撮像素子２１が撮像手段に、駆動回路３２および光
学系３３が画像生成手段に、投射レンズ６が投影光学系
に、焦点位置調節用駆動モータ４４およびガイド６２が
第２焦点調節手段に、赤外線発光素子２４，赤外線受光
素子２５，制御部４０Ｂおよび焦点調節用駆動モータ２
７、または、赤外線発光素子３７，赤外線受光素子３
８，制御部４０および焦点調節用駆動モータ４４が自動
焦点調節手段に、制御部４０Ｂが記憶手段および焦点調
節制御手段に、投射レンズ６，駆動回路３２および光学
系３３が投影光学装置に、センサ２８および制御部４０
が焦点調節開始判断手段および焦点調節終了判断手段
に、制御部４０，処理部３０およびＯＳＤメモリ３６が
制御手段に、撮像部３がカメラヘッドに、支持部５２が
カメラヘッド移動機構に、制御部４０Ｂおよび焦点位置
調節用駆動モータ４４が自動焦点調節手段に、それぞれ
対応する。

【００６４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、次のような効果を奏する。 （１）請求項１の発明では、撮像光学系と投影光学系と
を有する画像入出力装置において、撮像光学系および投
影光学系の少なくとも一方を自動的に結像状態に導くよ
うにした。したがって、両光学系が結像状態からずれて
いる場合でも、一方の光学系の焦点が自動的に調節され
る。そのため、操作者は、両光学系のどちらの影響によ
り画像がぼけているのか迷うことがない。この結果、両
光学系の焦点調節を手動で行う場合に比べて調節時間を
短縮することができる。 （２）請求項２の発明では、撮像光学系の光軸方向にお
ける所定位置を記憶手段に記憶し、この位置に撮像光学
系が駆動されるようにした。撮像光学系が結像状態にな
る位置を記憶させれば、撮像光学系が結像状態に駆動さ
れる。したがって、両光学系が結像状態から外れている
場合でも、撮像光学系が所定位置に配置される。よって
操作者は、撮像光学系がほぼ合焦した状態で、投影光学
系の焦点調節を行うことができる。そのため、操作者は
両光学系のどちらの影響により画像がぼけているのか迷
うことなく、投影光学系の焦点調節を行うことができ
る。 （３）請求項３、４の発明では、撮像光学系の焦点調節
開始を判断すると撮像手段による画像のスクリーンへの
投射を禁止し、撮像光学系の焦点調節終了を判断すると
撮像手段による画像のスクリーンへの投射を許可するよ
うにした。この結果、撮像光学系の焦点調節中に撮像さ
れる画像の投射が禁止されるので、たとえば、焦点調節
中のボケ画像をスクリーンに投射することを防止でき
る。 （４）とくに、請求項４の発明では、撮像手段による画
像のスクリーンへの投射を禁止しているときに所定の画
像をスクリーンに投射するようにした。したがって、た
とえば、「フォーカス調整中」という文字の画像が投射
されるようにすれば、スクリーンに何も投射しない場合
に比べて、スクリーンを見ている人に与える不快感を抑
えることができる。 （５）請求項５、６の発明では、撮像手段を含むカメラ
ヘッドをスクリーンに向けて、スクリーンを撮像した画
像信号に基づいて投影光学系を自動的に結像状態に導く
ようにした。したがって、たとえば、スクリーン上に焦
点調節用のテストパターンを投影して、このテストパタ
ーンを撮像した画像信号のコントラストを最大にするよ
うに投影光学系が調節される。この結果、投影光学系の
焦点調節用に赤外線発光素子および赤外線受光素子を用
いなくても、投影光学系を結像状態に導くことができる
から、赤外線発光および受光素子を用いる場合に比べて
コストを低減する効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態による画像入出力装
置の外観図である。

【図２】図１の画像入出力装置の概要を表すブロック図
である。

【図３】投射型表示部の光学系のブロック図である。

【図４】投射レンズの焦点検出／調節部のブロック図で
ある。

【図５】(a)投射レンズ用操作部を表す図、(b)撮影レン
ズ用操作部を表す図である。

【図６】本発明の第二の実施の形態による画像入出力装
置の概要を表すブロック図である。

【図７】(a)撮影レンズ用操作部を表す図、(b)投射レン
ズ用操作部を表す図である。

【図８】撮影レンズの焦点検出／調節部のブロック図で
ある。

【図９】第三の実施の形態を説明する画像入出力装置の
外観図である。

【図１０】(a)撮影レンズ用操作部を表す図、(b)投射レ
ンズ用操作部を表す図である。

【符号の説明】

１，１Ｂ…投射型表示部、 ２…被写体、３，
３Ｂ…撮像部、 ４…撮影レンズ、５…
支柱、 ６…投射レンズ、２１
…撮像素子、 ２２…信号処理部、２
４，３７…赤外線発光素子、 ２５，３８…赤外線
受光素子、２７…焦点位置調節用駆動モータ、 ２８…
センサ、３０…処理部、 ３２…駆
動回路、３３…光学系、 ３４…外
部入力端子、３６…ＯＳＤメモリ、 ４
０，４０Ｂ…制御部、４１，４１Ｂ，４１Ｃ，４２，４
２Ｂ，４２Ｃ…操作部、４４…焦点位置調節用駆動モー
タ、４５…センサ、 ４８，６２…
ガイド、４９，６１…焦点調節用リング、 ５１，５
２…支持部、Ｓ…スクリーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新田 啓一 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内 Ｆターム(参考） 2H011 AA04 BA31 2H051 AA09 BA66 CC12 5C022 AA13 AB15 AB22 AB27 AB66 AC54 AC74 CA06 CA07 5C058 AA18 BA11 BB25 EA12 EA26

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体像を結像する撮像光学系と、 前記撮像光学系の焦点調節をする第１焦点調節手段と、 前記撮像光学系によって結ばれた像を撮像し、画像信号
   を出力する撮像手段と、 前記画像信号に基づいて画像を生成する画像生成手段
   と、 前記画像生成手段によって生成された画像をスクリーン
   に結像する投影光学系と、 前記投影光学系の焦点調節をする第２焦点調節手段と、 前記第１焦点調節手段と前記第２焦点調節手段との少な
   くとも一方を制御し、前記撮像光学系と前記投影光学系
   との少なくとも一方を自動的に結像状態に導く自動焦点
   調節手段とを有することを特徴とする画像入出力装置。
2. 【請求項２】被写体像を結像する撮像光学系と、 前記撮像光学系の光軸方向における所定位置を記憶する
   記憶手段と、 前記撮像光学系の焦点調節をする第１焦点調節手段と、 前記第１焦点調節手段を制御することにより前記撮像光
   学系を前記所定位置に駆動する焦点調節制御手段と、 前記撮像光学系によって結ばれた像を撮像し、画像信号
   を出力する撮像手段と、 前記画像信号に基づいて画像を生成する画像生成手段
   と、 前記画像生成手段によって生成された画像をスクリーン
   に結像する投影光学系と、 前記投影光学系の焦点調節をする第２焦点調節手段とを
   有することを特徴とする画像入出力装置。
3. 【請求項３】被写体像を結像する撮像光学系と、 前記撮像光学系によって結ばれた像を撮像し、画像信号
   を出力する撮像手段と、 前記画像信号に基づいて画像を生成し、前記画像をスク
   リーンに結像する投影光学装置と、 前記撮像光学系の焦点調節をする焦点調節手段と、 前記撮像光学系の焦点調節開始を判断する焦点調節開始
   判断手段と、 前記撮像光学系の焦点調節終了を判断する焦点調節終了
   判断手段と、 前記焦点調節開始判断手段による焦点調節開始判断に応
   答して前記撮像手段に基づいて生成される画像を前記投
   影光学装置が投射することを禁止し、前記焦点調節終了
   判断手段による焦点調節終了判断に基づいて、前記撮像
   手段に基づいて生成される画像を前記投影光学装置が投
   射することを許可する制御手段とを有することを特徴と
   する画像入出力装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の画像入出力装置におい
   て、 前記制御手段は、前記撮像手段に基づいて生成される画
   像を前記投影光学装置が投射することを禁止していると
   き、前記投影光学装置に所定の画像を投射させることを
   特徴とする画像入出力装置。
5. 【請求項５】被写体像を結像する撮像光学系と、前記撮
   像光学系によって結ばれた像を撮像して画像信号を出力
   する撮像手段とを含むカメラヘッドと、 前記画像信号に基づいて画像を生成する画像生成手段
   と、 前記画像生成手段によって生成された画像をスクリーン
   に結像する投影光学系と、 前記被写体または前記スクリーンを選択的に撮像可能に
   するために、前記カメラヘッドの向きを変更するカメラ
   ヘッド移動機構と、 前記撮像手段が前記スクリーンを撮像したときに得られ
   る前記画像信号に基づいて前記投影光学系を自動的に結
   像状態に導く自動焦点調節手段とを有することを特徴と
   する画像入出力装置。
6. 【請求項６】請求項５に記載の画像入出力装置におい
   て、 前記撮像光学系を結像状態に導く自動焦点調節手段をさ
   らに有することを特徴とする画像入出力装置。