JP2005055617A - Projector, its focusing method, and its focusing program - Google Patents

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和之 秋山
Shiroshi Kanemitsu
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projector capable of performing alignment to a focusing point with good accuracy by eliminating the influence of noise. <P>SOLUTION: A photodetecting sensor 21 receives the reflected light of the image projected from a projection lens optical system 8 onto a screen and outputs the signal depending on the amount of the received light of the reflected light. A rounding-off operation part 22d of an operation part 22 substitutes the value of the signal off the range with the value within the range in such a manner that the value of the signal from the photodetecting sensor 21 attains the value within the range. The contrast value of the image is calculated by subjecting the signal after the processing by the rounding-off operation part 22d to integration by an integrator 22e. The calculated contrast value is formed of the signal removed of the noise component and therefore the focusing position of the image can be specified with the good accuracy. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、投影レンズ光学系を動かしながらスクリーン上に投影された画像の反射光を利用して合焦位置を求め、スクリーン上に投影する画像の焦点合わせを行うプロジェクタ、その焦点調節方法、及びその焦点調節プログラムに関する。   The present invention relates to a projector that obtains a focus position using reflected light of an image projected on a screen while moving a projection lens optical system, and focuses the image projected on the screen, and a focus adjustment method thereof, and It relates to the focus adjustment program.

画像をスクリーン上に投影するプロジェクタにおいて、スクリーン上に投影された画像の焦点合わせを精度よく行なうことが、プロジェクタの利便性を高めるために望まれている。   In a projector that projects an image on a screen, it is desired to accurately focus the image projected on the screen in order to improve the convenience of the projector.

画像の焦点を合わせる方法の1つとして、入力した画像信号のコントラスト値が再生画像の精細度に対応していることに着目し、コントラスト値が最大となるように投影レンズの位置を合焦位置に一致させる自動焦点調節方法が知られている。   As one method of focusing the image, paying attention to the fact that the contrast value of the input image signal corresponds to the definition of the reproduced image, the position of the projection lens is adjusted so that the contrast value is maximized. There is known an automatic focusing method that matches the above.

特許文献1に開示された自動焦点調節方法について説明する。特許文献1に開示された発明は、撮像装置に関する発明であり、図9に示されるように主レンズ101と、フォーカスレンズ102と、絞り兼用シャッター103と、フォーカスモータ104と、リセットスイッチ105と、光電変換素子106と、撮像回路107と、演算回路108と、CPU109と、モード切り替えスイッチ110とを有している。   The automatic focus adjustment method disclosed in Patent Document 1 will be described. The invention disclosed in Patent Document 1 is an invention related to an imaging apparatus, and as shown in FIG. 9, a main lens 101, a focus lens 102, a diaphragm shutter 103, a focus motor 104, a reset switch 105, A photoelectric conversion element 106, an imaging circuit 107, an arithmetic circuit 108, a CPU 109, and a mode change switch 110 are included.

焦点距離が無限遠位置から最近位置に連続的に変化するように、被写体像を光電変換素子106上に結像させるフォーカスレンズ102を移動させる。フォーカスレンズ102により光電変換素子106上に結像された被写体像を光電変換素子106により電気信号に変換し、撮像回路107により電気信号を後段の演算回路108に適した輝度信号に変換する。輝度信号は、演算回路108に入力され、焦点評価値が求められる。図9に、焦点距離が無限遠位置から最近位置に連続的に変化するようにフォーカスレンズ102を移動させた時の焦点評価値を示す。焦点評価値はコントラストの大小を表しており、焦点評価値が高いほど画像の精細度が高いと言える。   The focus lens 102 for moving the subject image on the photoelectric conversion element 106 is moved so that the focal length continuously changes from the infinity position to the nearest position. The subject image formed on the photoelectric conversion element 106 by the focus lens 102 is converted into an electric signal by the photoelectric conversion element 106, and the electric signal is converted into a luminance signal suitable for the arithmetic circuit 108 in the subsequent stage by the imaging circuit 107. The luminance signal is input to the arithmetic circuit 108, and a focus evaluation value is obtained. FIG. 9 shows a focus evaluation value when the focus lens 102 is moved so that the focal length continuously changes from the infinity position to the nearest position. The focus evaluation value represents the level of contrast, and it can be said that the higher the focus evaluation value, the higher the definition of the image.

特開平8−186752号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-1866752.

しかしながら、特許文献1の発明をプロジェクタに適用し、フォーカスレンズを連続的に変化させた場合に得られる焦点評価値は、図11に示されるようにノイズによるピーク値が複数現れ、合焦点を頂点とした左右対称な山にはならない。このような焦点評価値を用いて合焦点の検出を行うと、ノイズ成分によってできた合焦点ではないピーク値を合焦点と誤って判定してしまうことがある。図11に示された例では、合焦位置Pから離れたピーク位置Qを最大の焦点評価値の所と誤認している。   However, in the focus evaluation value obtained when the invention of Patent Document 1 is applied to a projector and the focus lens is continuously changed, a plurality of peak values due to noise appear as shown in FIG. It is not a symmetrical mountain. When the focal point is detected using such a focal point evaluation value, a peak value that is not the focal point formed by the noise component may be erroneously determined as the focal point. In the example shown in FIG. 11, the peak position Q far from the in-focus position P is mistaken as the maximum focus evaluation value.

特許文献1では、撮像装置に関する発明であるため、焦点評価値に影響を与える要因は、蛍光灯などの外光の輝度が一定しないことが挙げられる。しかしながらプロジェクタの場合、この外光による影響に加えて装置内部の熱を放熱させる空冷ファンの影響も考慮しなければならない。プロジェクタは、自然放熱だけでは十分な冷却効果が得られない場合に、空冷ファンを使って熱を発生している部品の回りの空気を強制的に対流させたり、システム内部の熱を外部へ排気している。しかしながら、この空冷ファンの振動が、画像をスクリーンに投影する投影レンズに伝わり、スクリーンに投影される画像に乱れが生じてしまう。従って、この投影された画像の反射光により測定される焦点評価値にも影響を及ぼす。   Since Patent Document 1 is an invention related to an imaging apparatus, a factor that affects the focus evaluation value is that the luminance of external light such as a fluorescent lamp is not constant. However, in the case of a projector, in addition to the influence of external light, the influence of an air cooling fan that dissipates heat inside the apparatus must be taken into consideration. If the projector does not provide a sufficient cooling effect with natural heat radiation alone, the air around the parts generating heat is forced to convection using an air cooling fan, or the heat inside the system is exhausted to the outside. doing. However, the vibration of the air cooling fan is transmitted to the projection lens that projects the image on the screen, and the image projected on the screen is disturbed. Therefore, the focus evaluation value measured by the reflected light of the projected image is also affected.

また、プロジェクタが電源の供給を受ける交流電源は、様々な電気・電子機器が接続されていた場合、これらの機器から発生するノイズが少なからず乗ってしまう。また、交流電源に接続された各機器の消費電力が変動することにより、電源の波形そのものが歪んでしまう場合も多い。従って、この電源の供給を受けて発光するプロジェクタの光源は、これらの影響により光量が一定とはならない。   In addition, when various electric / electronic devices are connected to the AC power source to which the projector is supplied with power, noise generated from these devices is ridden. In addition, the power supply waveform itself is often distorted due to fluctuations in the power consumption of each device connected to the AC power supply. Therefore, the light amount of the projector that emits light upon receiving this power supply is not constant due to these effects.

また、照明装置として蛍光灯を使用した場合、蛍光灯の輝度は一定ではないため、蛍光灯が明るい時と暗い時とで光電変換素子の受光量に変化が生じる。例えば、蛍光灯の輝度が落ち、周囲が暗い時に投影レンズから投影された画像を受光センサで受光すると、受光センサの出力も低くなる。逆に、蛍光灯の輝度が上がり、周囲が明るい時に投影レンズから投影された画像を受光センサで受光すると、受光センサの出力も高くなる。これらの誤差が焦点評価値にノイズとして表れることになる。   In addition, when a fluorescent lamp is used as the illumination device, the luminance of the fluorescent lamp is not constant, so that the amount of light received by the photoelectric conversion element varies depending on whether the fluorescent lamp is bright or dark. For example, when the image projected from the projection lens is received by the light receiving sensor when the brightness of the fluorescent lamp is lowered and the surroundings are dark, the output of the light receiving sensor is also lowered. On the contrary, when the image projected from the projection lens is received by the light receiving sensor when the brightness of the fluorescent lamp is increased and the surroundings are bright, the output of the light receiving sensor is also increased. These errors appear as noise in the focus evaluation value.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ノイズによる影響を排除して合焦点への位置合わせを精度よく行うことができるプロジェクタ、その焦点調節方法、およびその焦点調節プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a projector, a focus adjustment method thereof, and a focus adjustment program thereof that can accurately perform positioning at a focal point by eliminating the influence of noise. With the goal.

かかる目的を達成するために請求項1記載のプロジェクタは、投影装置によりスクリーン上に投影された画像の反射光を受光して、受光量に応じた信号を出力する受光素子と、前記信号の値が予め設定された範囲内になるように、前記範囲外の信号の値を前記範囲内の値に置き換え、置き換えた信号に基づいて演算を行い前記画像のコントラスト値を出力する演算部と、前記投影装置の光学系を駆動制御してスクリーン上に投影される画像の焦点距離を調節すると共に、前記画像のコントラスト値が最大となる前記光学系の位置を検出して、前記投影装置を合焦位置に位置合わせする制御部と、を有することを特徴としている。   In order to achieve this object, a projector according to claim 1 receives a reflected light of an image projected on a screen by a projection device and outputs a signal corresponding to the amount of received light, and a value of the signal. A calculation unit that replaces the value of the signal outside the range with a value within the range so that the value falls within a preset range, performs a calculation based on the replaced signal, and outputs the contrast value of the image; The optical system of the projection apparatus is driven and controlled to adjust the focal length of the image projected on the screen, and the position of the optical system where the contrast value of the image is maximized is detected to focus the projection apparatus. And a control unit for aligning with the position.

請求項1記載のプロジェクタは、ノイズ成分がない時に受光素子から出力される信号レベルの範囲を予め求めておき、受光素子から出力された信号がこの範囲内にない場合にノイズ成分が乗った信号であると判定する。そして、範囲外の値を範囲内に置き換える処理を行っている。このようにして求められた信号に対して演算を行い画像のコントラスト値を算出している。算出されるコントラスト値はノイズ成分が除去された信号から生成されたものであるから、ノイズ成分による複数のピーク値が現れるようなことがなく、合焦位置の特定を精度よく行うことができる。   The projector according to claim 1, wherein a range of a signal level output from the light receiving element when there is no noise component is obtained in advance, and the signal on which the noise component rides when the signal output from the light receiving element is not within this range. It is determined that And the process which replaces the value outside a range in a range is performed. An image contrast value is calculated by performing an operation on the signal thus obtained. Since the calculated contrast value is generated from the signal from which the noise component is removed, a plurality of peak values due to the noise component do not appear, and the in-focus position can be specified with high accuracy.

請求項2記載のプロジェクタの焦点調節方法は、投影装置の光学系を駆動制御してスクリーン上に投影される画像の焦点距離を調節する焦点距離調節工程と、前記投影装置によりスクリーン上に投影された画像の反射光を受光素子に受光させ、受光量に応じた信号を出力する反射光量測定工程と、前記信号の値が予め設定された範囲内になるように、前記範囲外の信号の値を前記範囲内の値に置き換え、置き換えた信号に基づいて演算を行い前記画像のコントラスト値を出力するコントラスト値算出工程と、前記画像のコントラスト値が最大となる前記光学系の位置を検出する合焦位置検出工程と、を有することを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for adjusting a focal point of a projector, wherein a focal length adjusting step of adjusting an focal length of an image projected on a screen by driving and controlling an optical system of the projection device, A reflected light amount measuring step in which reflected light of the received image is received by a light receiving element, and a signal corresponding to the amount of received light is output, and the value of the signal outside the range so that the value of the signal is within a preset range Is replaced with a value within the range, a calculation is performed based on the replaced signal, and the contrast value of the image is output, and the position of the optical system where the contrast value of the image is maximum is detected. And a focal position detection step.

請求項2記載のプロジェクタの焦点調節方法は、ノイズ成分がない時に受光素子から出力される信号レベルの範囲を予め求めておき、受光素子から出力された信号がこの範囲内にない場合にノイズ成分が乗った信号であると判定する。そして、範囲外の値を範囲内に置き換える処理を行っている。このようにして求められた信号に対して演算を行い画像のコントラスト値を算出している。算出されるコントラスト値はノイズ成分が除去された信号から生成されたものであるから、ノイズ成分による複数のピーク値が現れるようなことがなく、合焦位置の特定を精度よく行うことができる。   The focus adjustment method for a projector according to claim 2, wherein a range of a signal level output from the light receiving element when there is no noise component is obtained in advance, and a noise component when the signal output from the light receiving element is not within this range. Is determined to be a signal on board. And the process which replaces the value outside a range in a range is performed. An image contrast value is calculated by performing an operation on the signal thus obtained. Since the calculated contrast value is generated from the signal from which the noise component is removed, a plurality of peak values due to the noise component do not appear, and the in-focus position can be specified with high accuracy.

請求項3記載のプロジェクタの焦点調節プログラムは、投影装置の光学系を駆動制御してスクリーン上に投影される画像の焦点距離を調節する焦点距離調節処理と、前記投影装置によりスクリーン上に投影された画像の反射光を受光素子に受光させ、受光量に応じた信号を出力する反射光量測定処理と、前記信号の値が予め設定された範囲内になるように、前記範囲外の信号の値を前記範囲内の値に置き換え、置き換えた信号に基づいて演算を行い前記画像のコントラスト値を出力するコントラスト値算出処理と、前記画像のコントラスト値が最大となる前記光学系の位置を検出する合焦位置検出処理と、を実行することを特徴としている。   The focus adjustment program for a projector according to claim 3 is projected onto the screen by a focal length adjustment process for adjusting the focal length of an image projected on the screen by driving and controlling the optical system of the projection device. The reflected light of the received image is received by the light receiving element, and a reflected light amount measurement process for outputting a signal corresponding to the amount of received light, and the value of the signal outside the range so that the value of the signal falls within a preset range. Is replaced with a value within the range, a calculation is performed based on the replaced signal, and the contrast value of the image is output, and the position of the optical system where the contrast value of the image is maximum is detected. And a focal position detection process.

請求項3記載のプロジェクタの焦点調節プログラムは、ノイズ成分がない時に受光素子から出力される信号レベルの範囲を予め求めておき、受光素子から出力された信号がこの範囲内にない場合にノイズ成分が乗った信号であると判定する。そして、範囲外の値を範囲内に置き換える処理を行っている。このようにして求められた信号に対して演算を行い画像のコントラスト値を算出している。算出されるコントラスト値はノイズ成分が除去された信号から生成されたものであるから、ノイズ成分による複数のピーク値が現れるようなことがなく、合焦位置の特定を精度よく行うことができる。   The projector focus adjustment program according to claim 3 obtains in advance a range of signal levels output from the light receiving element when there is no noise component, and the noise component when the signal output from the light receiving element is not within this range. Is determined to be a signal on board. And the process which replaces the value outside a range in a range is performed. The contrast value of the image is calculated by calculating the signal thus obtained. Since the calculated contrast value is generated from the signal from which the noise component is removed, a plurality of peak values due to the noise component do not appear, and the in-focus position can be specified with high accuracy.

本発明によれば、プロジェクタの光源、外光やプロジェクタの空冷ファンによって生じるノイズ成分を除去した信号から画像のコントラスト値を生成するので、このコントラスト値から焦点位置の特定を精度よく行うことができる。   According to the present invention, since the contrast value of the image is generated from the signal from which the noise component generated by the light source of the projector, the external light, and the air cooling fan of the projector is removed, the focal position can be accurately identified from the contrast value. .

次に、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。   Next, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1に示されるように本実施例のプロジェクタ2は、投影レンズ光学系8によりスクリーン1上に投影された画像の反射光を受光して、画像の焦点距離を判定するためのコントラスト値を出力する自動焦点検出装置20と、プロジェクタ2に対するスクリーン1の相対的な傾斜角度を、水平面内および垂直面内において正確に測定する第1及び第2ライン型パッシブ測距装置3及び4とを備えている。   As shown in FIG. 1, the projector 2 of the present embodiment receives reflected light of an image projected on the screen 1 by the projection lens optical system 8 and outputs a contrast value for determining the focal length of the image. And a first and second line-type passive distance measuring devices 3 and 4 for accurately measuring the relative inclination angle of the screen 1 with respect to the projector 2 in a horizontal plane and a vertical plane. Yes.

また、図1に示す制御回路5は、自動焦点検出装置20と、第1及び第2ライン型パッシブ測距装置3及び4と、図示しないパーソナルコンピュータ等の機器から画像を入力して、画像情報を出力する投影画像生成部6と、投影レンズ光学系8へ画像を出力する表示駆動部7と、投影レンズ光学系8の焦点距離を可変するために、光軸に沿って投影レンズ光学系8を移動させるステッピングモータ等からなる光学系駆動部23と、を制御する。   Further, the control circuit 5 shown in FIG. 1 inputs image data from an automatic focus detection device 20, the first and second line type passive distance measuring devices 3 and 4, and a device such as a personal computer (not shown) to obtain image information. In order to change the focal length of the projection lens optical system 8, and the projection lens optical system 8 along the optical axis. And an optical system driving unit 23 composed of a stepping motor or the like for moving the lens.

制御回路5は、投影レンズ光学系8を駆動させる光学系駆動部23を制御することでスクリーン1上に投影される画像の焦点距離を調節する。さらに、制御回路5は、第1ライン型パッシブ測距装置3の演算部32および第2ライン型パッシブ測距装置4の演算部42からの出力に基づいて、プロジェクタ2に対するスクリーン1の水平方向および垂直方向の相対的な傾斜角度を算出する。制御回路5は、また、算出された傾斜角度に基づいて台形歪を補正するように投影画像生成部6と表示駆動部7を制御し、スクリーン1の上下、左右に投影される画像の拡大、縮小を行なう。   The control circuit 5 adjusts the focal length of the image projected on the screen 1 by controlling the optical system driving unit 23 that drives the projection lens optical system 8. Further, the control circuit 5 determines the horizontal direction of the screen 1 relative to the projector 2 and the output from the calculation unit 32 of the first line type passive distance measuring device 3 and the calculation unit 42 of the second line type passive distance measuring device 4. The relative inclination angle in the vertical direction is calculated. The control circuit 5 also controls the projection image generation unit 6 and the display driving unit 7 so as to correct the trapezoidal distortion based on the calculated tilt angle, and enlarges the image projected on the top, bottom, left and right of the screen 1. Reduce.

メモリ部10は、プロジェクタ2の構成に必要なデータや命令を記憶していて、制御回路5と演算部22と演算部32及び42等に随時データや命令を供給し、これら各部から演算結果のデータを受け取る。また、メモリ部10は不揮発性のフラッシュメモリや揮発性のRAMなどの2種類のメモリ装置を有し、必要なデータや命令、および長期的に使用されるデータを不揮発性のメモリ装置に記憶し、一時的にのみ使用されるデータを揮発性のメモリ装置に記憶する。   The memory unit 10 stores data and commands necessary for the configuration of the projector 2, and supplies data and commands to the control circuit 5, the calculation unit 22, the calculation units 32 and 42, and the like as necessary. Receive data. The memory unit 10 has two types of memory devices such as a non-volatile flash memory and a volatile RAM, and stores necessary data and instructions and data used for a long time in the non-volatile memory device. Store data that is only used temporarily in a volatile memory device.

自動焦点検出装置20には、投影レンズ光学系8によりスクリーン1上に投影された画像の、スクリーン1での反射光を受光する受光センサ21と、受光センサ21から出力される電気信号に基づいて演算を行い、画像のコントラスト値を出力する演算部22とを有している。受光センサ21として、CCDラインセンサなどを適用することができる。   The automatic focus detection device 20 is based on a light receiving sensor 21 that receives reflected light on the screen 1 of an image projected on the screen 1 by the projection lens optical system 8 and an electric signal output from the light receiving sensor 21. And a calculation unit 22 that performs calculation and outputs the contrast value of the image. As the light receiving sensor 21, a CCD line sensor or the like can be applied.

図2を参照しながら自動焦点検出装置20の演算部22について説明する。図2に示されるように演算部22は、受光センサ21から入力した電気信号から高周波成分を取り出す高域通過フィルタ(HPF)22aと、高周波成分だけとなった輝度信号の振幅検波を行なう検波器22bと、検波器22bの検波出力をA/D変換し、ディジタル信号に変換するA/D変換器22cと、A/D変換後のディジタル信号が予め設定された範囲内の値となるように、範囲外の値を範囲内の値に置き換える丸め込み演算部22dと、丸め込み演算部22dによる丸め込み処理後の信号を積分する積分器22eと、を有している。積分器22eからは図10に示すような画像信号のコントラスト値が出力される。   The calculation unit 22 of the automatic focus detection apparatus 20 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the calculation unit 22 includes a high-pass filter (HPF) 22 a that extracts a high-frequency component from the electric signal input from the light-receiving sensor 21, and a detector that performs amplitude detection of the luminance signal that includes only the high-frequency component. 22b, the A / D converter 22c that converts the detection output of the detector 22b into a digital signal, and the digital signal after the A / D conversion has a value within a preset range. , A rounding operation unit 22d for replacing a value outside the range with a value within the range, and an integrator 22e for integrating the signal after the rounding processing by the rounding operation unit 22d. The integrator 22e outputs a contrast value of the image signal as shown in FIG.

画像信号の高周波成分に現れるコントラスト値は、図10に示されるように、合焦位置でコントラスト値が最大となり、合焦位置から外れるに従って、コントラスト値が減少していくという特性を有している。この特性を利用して本実施例は、投影レンズ光学系8によって投影される画像がスクリーン1上に像を結ぶ時の投影レンズ光学系8の位置(合焦位置)を検出する。   As shown in FIG. 10, the contrast value appearing in the high-frequency component of the image signal has a characteristic that the contrast value becomes maximum at the in-focus position and decreases as the position deviates from the in-focus position. . Using this characteristic, the present embodiment detects the position (focus position) of the projection lens optical system 8 when the image projected by the projection lens optical system 8 forms an image on the screen 1.

より詳細に説明すると、まず、オートフォーカス用の画像パターンを投影レンズ光学系8からスクリーン1に投影する。投影レンズ光学系8は光学系駆動部23によって図10に示す初期位置から一定の速度で移動し、図10に示す最近位置まで移動する。初期位置とは、投影レンズ光学系8によって投射される画像のピントが合う位置(合焦位置)が無限遠となる投影レンズ光学系8の位置であり、最近位置とは、投影レンズ光学系8がプロジェクタ2に最も近い位置にピントを合わせることができる投影レンズ光学系8の位置である。一定の速度で移動する投影レンズ光学系8から投射され、スクリーン1で反射された反射光を受光センサ21で受光して、受光センサ21の受光量に応じた電気信号を出力する。演算部22は、受光センサ21から出力される電気信号に演算を行い、所定時間毎に画像のコントラスト値を算出する。算出されるコントラスト値は、投射光がスクリーン1上に像を結ぶ時に最大値となるため、制御回路5で演算部22から出力されるコントラスト値を比較していくことで、コントラスト値が最大となる位置を検出することができる。   More specifically, first, an autofocus image pattern is projected from the projection lens optical system 8 onto the screen 1. The projection lens optical system 8 is moved at a constant speed from the initial position shown in FIG. 10 by the optical system driving unit 23, and is moved to the nearest position shown in FIG. The initial position is the position of the projection lens optical system 8 at which the focus (focus position) of the image projected by the projection lens optical system 8 is infinity, and the nearest position is the projection lens optical system 8. Is the position of the projection lens optical system 8 that can focus on the position closest to the projector 2. The reflected light projected from the projection lens optical system 8 moving at a constant speed and reflected by the screen 1 is received by the light receiving sensor 21 and an electric signal corresponding to the amount of light received by the light receiving sensor 21 is output. The calculation unit 22 calculates the electric signal output from the light receiving sensor 21 and calculates the contrast value of the image every predetermined time. Since the calculated contrast value becomes the maximum value when the projection light forms an image on the screen 1, the contrast value output from the calculation unit 22 is compared by the control circuit 5, so that the contrast value becomes the maximum. Can be detected.

しかしながら、投影レンズ光学系8を初期位置から最近位置に連続的に移動させて測定されるコントラスト値は、図11に示されるようにノイズ成分によるピーク値が複数含まれたものとなる。このようなコントラスト値を用いて合焦点の検出を行うと、ノイズ成分によってできた合焦点ではないピーク値を合焦点と誤って判定してしまうことがある。図11に示された例では、合焦位置Pから離れたピーク位置Qをコントラスト値が最大の所と誤認している。   However, the contrast value measured by continuously moving the projection lens optical system 8 from the initial position to the nearest position includes a plurality of peak values due to noise components as shown in FIG. When the focal point is detected using such a contrast value, a peak value that is not the focal point formed by the noise component may be erroneously determined as the focal point. In the example shown in FIG. 11, the peak position Q far from the in-focus position P is mistaken as the place where the contrast value is maximum.

コントラスト値にノイズ成分が乗ってしまう要因としては、上述したようにプロジェクタの光源の光量が一定しない、外光の輝度が一定しない、プロジェクタに設けられた空冷ファンによる振動が、画像をスクリーンに投影する投影レンズ光学系8に伝わり、スクリーン1に投影される画像に乱れが生じる、などが挙げられる。   As described above, the noise component is added to the contrast value because the light quantity of the projector's light source is not constant, the brightness of the external light is not constant, and the vibration caused by the air cooling fan provided in the projector projects the image onto the screen. The image is transmitted to the projection lens optical system 8 and is projected on the screen 1 to be disturbed.

このため本実施例は、受光センサ21から出力される、投影画像の反射光量に応じた信号に対して丸め込み処理を実施し、ノイズ成分を除去している。具体的には、受光センサ21を構成する各セルからの信号(以下、セルデータと呼ぶ)に対して、図2に示す演算部22の丸め込み演算部22dで丸め込み処理を実施する。丸め込み演算部22dは、A/D変換器22cから出力されるディジタルのセルデータの値と、予め設定された最大値(以下、設定最大値と呼ぶ)とを比較している。また、セルデータの値と予め設定された最小値(以下、設定最小値と呼ぶ)とを比較している。ディジタルのセルデータの値が設定最大値よりも大きい場合には、該当セルからのセルデータを設定最大値に置き換える。また、セルデータの値が設定最小値よりも小さい場合には、該当セルからのセルデータの値を設定最小値に置き換える。   For this reason, in the present embodiment, a rounding process is performed on a signal output from the light receiving sensor 21 in accordance with the amount of reflected light of the projected image to remove a noise component. Specifically, a rounding process is performed by a rounding calculation unit 22d of the calculation unit 22 shown in FIG. The rounding operation unit 22d compares the value of the digital cell data output from the A / D converter 22c with a preset maximum value (hereinafter referred to as a set maximum value). The cell data value is compared with a preset minimum value (hereinafter referred to as a set minimum value). When the value of the digital cell data is larger than the set maximum value, the cell data from the corresponding cell is replaced with the set maximum value. When the cell data value is smaller than the set minimum value, the cell data value from the corresponding cell is replaced with the set minimum value.

設定最大値、及び設定最小値は、ノイズ成分が乗っていない、又は極力ゼロに近い状態で受光センサ21から出力される信号レベルの範囲である。受光センサ21から出力された信号がこの範囲内にない場合にノイズ成分が乗った信号であると判定する。そして、範囲外の値を範囲内に置き換える処理を行っている。図3には、受光センサ21の各セルから出力され、A/D変換器22cによりA/D変換後の信号に丸め込み処理が実施された状態が示されている。   The set maximum value and the set minimum value are a range of signal levels output from the light receiving sensor 21 in a state where no noise component is present or as close to zero as possible. When the signal output from the light receiving sensor 21 is not within this range, it is determined that the signal has a noise component. And the process which replaces the value outside a range in a range is performed. FIG. 3 shows a state in which a rounding process is performed on a signal output from each cell of the light receiving sensor 21 and subjected to A / D conversion by the A / D converter 22c.

以上の手順でノイズ成分を排除した信号に対して、図2に示す積分器22eで積分演算を行い画像のコントラスト値を算出する。算出されたコントラスト値は、ノイズ成分が除去された信号を基に生成されたコントラスト値であるので、図11に示されるようにノイズによる複数のピーク値が現れた形とはならず、図10に示されるように合焦点で最も値の大きなコントラスト値が測定される。   The integrator 22e shown in FIG. 2 performs an integration operation on the signal from which the noise component has been removed by the above procedure to calculate an image contrast value. Since the calculated contrast value is a contrast value generated based on the signal from which the noise component has been removed, a plurality of peak values due to noise do not appear as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the contrast value having the largest value at the in-focus point is measured.

従って、算出された画像のコントラスト値から、スクリーン1上に投影される画像の焦点合わせを精度よく行うことが可能となる。   Therefore, the image projected on the screen 1 can be accurately focused from the calculated contrast value of the image.

図4、5に示されたフローチャートを参照しながら合焦位置特定の手順を説明する。まず、図4に示されたフローチャートを参照しながら自動焦点検出装置20によるコントラスト値の算出の手順を説明する。プロジェクタ2の電源投入後に自動焦点調節操作が開始される。まず、光学系駆動部23により投影レンズ光学系8が初期位置に駆動され、データを記憶する制御回路5及び演算部22の記憶領域(レジスタ)が初期化される(ステップS1)。初期化される情報には、時間を計時するタイマの値と、演算部22によって算出されるコントラスト値(cont)と、受光センサ21を構成する各セルから出力され、記録していたセルデータ[k]とが挙げられる。なお、本実施例では、ステップモータ等の光学系駆動部23により、投影レンズ光学系8が初期位置から最近位置までの全範囲を一定速度で移動する繰り出し時間Tsは予め設定されているものとする。   The procedure for specifying the in-focus position will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. First, the procedure for calculating the contrast value by the automatic focus detection device 20 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. After the projector 2 is turned on, an automatic focus adjustment operation is started. First, the projection lens optical system 8 is driven to the initial position by the optical system driving unit 23, and the storage area (register) of the control circuit 5 for storing data and the calculation unit 22 is initialized (step S1). The information to be initialized includes a timer value for measuring time, a contrast value (cont) calculated by the calculation unit 22, and cell data output and recorded from each cell constituting the light receiving sensor 21 [ k]. In this embodiment, the feeding time Ts during which the projection lens optical system 8 moves at a constant speed from the initial position to the nearest position by the optical system driving unit 23 such as a step motor is set in advance. To do.

次に、プロジェクタ2内に予め記憶されている、自動焦点調節に適したオートフォーカス用の画像パターンを投影レンズ光学系8によりスクリーン1に投影する(ステップS2)。   Next, an image pattern for autofocus suitable for automatic focus adjustment stored in advance in the projector 2 is projected onto the screen 1 by the projection lens optical system 8 (step S2).

次に、投影レンズ光学系8の移動時間を計時するタイマを作動させ、光学系駆動部23により投影レンズ光学系8を初期位置(焦点距離が無限遠となる位置)から一定速度で移動させる(繰り出し開始)。同時に受光センサ21によりスクリーン1に投影された画像パターンの反射光を受光する(ステップS3)。受光センサ21は受光した反射光量に応じた信号を後段の演算部22に出力する(ステップS4)。受光センサ21からの信号は演算部22でフィルタ処理、A/D変換処理などが施され、ディジタルのセルデータが出力される(ステップS6)。   Next, a timer for measuring the moving time of the projection lens optical system 8 is activated, and the optical lens drive unit 23 moves the projection lens optical system 8 from the initial position (position where the focal length is infinite) at a constant speed ( Feeding out). At the same time, the reflected light of the image pattern projected on the screen 1 is received by the light receiving sensor 21 (step S3). The light receiving sensor 21 outputs a signal corresponding to the amount of reflected light received to the subsequent calculation unit 22 (step S4). The signal from the light receiving sensor 21 is subjected to filter processing, A / D conversion processing, and the like by the arithmetic unit 22, and digital cell data is output (step S6).

演算部22の丸め込み演算部22dは、受光センサ21の各セルから出力されるセルデータの値が予め設定された設定最小値よりも小さいか否かをまず比較する(ステップS7)。セルデータの値が予め設定した設定最小値よりも小さい場合には(ステップS7/YES)、該当セルからのセルデータの値を設定最小値に置き換える(ステップS8)。また、セルデータの値が予め設定した設定最小値よりも大きい場合には(ステップS7/NO)、該当セルからのセルデータをそのまま後段の積分器22eに出力する。   The rounding calculator 22d of the calculator 22 first compares whether or not the value of the cell data output from each cell of the light receiving sensor 21 is smaller than a preset minimum value (step S7). If the cell data value is smaller than the preset minimum value (step S7 / YES), the cell data value from the corresponding cell is replaced with the preset minimum value (step S8). If the value of the cell data is larger than the preset minimum value set in advance (step S7 / NO), the cell data from the corresponding cell is output as it is to the integrator 22e at the subsequent stage.

次に、丸め込み演算部22dは、セルデータの値が予め設定した設定最大値よりも大きいか否かを比較する。セルデータの値が予め設定した設定最大値よりも大きい場合には(ステップS9/YES)、該当セルからのセルデータの値を設定最大値に置き換える(ステップS10)。また。セルデータの値が予め設定した設定最大位置よりも小さい場合には(ステップS9/NO)、該当セルからのセルデータをそのまま後段の積分器22eに出力する。   Next, the rounding calculation unit 22d compares whether or not the value of the cell data is larger than a preset maximum value. If the cell data value is larger than the preset maximum value (step S9 / YES), the cell data value from the cell is replaced with the preset maximum value (step S10). Also. When the value of the cell data is smaller than the preset maximum position set in advance (step S9 / NO), the cell data from the corresponding cell is output as it is to the subsequent integrator 22e.

上述した手順を繰り返し(ステップS11、かつS12/NO)、受光センサ21の各セルからのセルデータの設定最小値、および設定最大値との比較が終了すると(ステップS12/YES)、積分器22eにより積分処理を行い画像のコントラスト値を算出する。   When the above-described procedure is repeated (steps S11 and S12 / NO) and the comparison with the set minimum value and the set maximum value of the cell data from each cell of the light receiving sensor 21 is completed (step S12 / YES), the integrator 22e. Is used to calculate the contrast value of the image.

次に、図5に示されたフローチャートを参照しながら、画像のコントラスト値を参照して合焦位置を特定する手順について説明する。演算部22により画像のコントラスト値が算出されると(ステップS21)、制御回路5は、算出されたコントラスト値がMax_cont値よりも大きいか否かを比較する(ステップS22)。なお、Max_cont値とは、先に測定されたコントラスト値の中で値が最大のものである。算出されたコントラスト値がMax_cont値よりも大きい場合には(ステップS23/YES)、このコントラスト値がMax_cont値として記録され、コントラスト値を測定した時の時間T[i]が記録される(ステップS23)。また、算出されたコントラスト値がMax_cont値よりも大きくなかった場合には(ステップS22/NO)、このコントラスト値に関するデータは全て消去され、このコントラスト値に対する処理を終了する。   Next, a procedure for specifying the in-focus position with reference to the contrast value of the image will be described with reference to the flowchart shown in FIG. When the contrast value of the image is calculated by the calculation unit 22 (step S21), the control circuit 5 compares whether or not the calculated contrast value is larger than the Max_cont value (step S22). Note that the Max_cont value is the maximum value among the previously measured contrast values. When the calculated contrast value is larger than the Max_cont value (step S23 / YES), this contrast value is recorded as the Max_cont value, and the time T [i] when the contrast value is measured is recorded (step S23). ). If the calculated contrast value is not larger than the Max_cont value (step S22 / NO), all the data relating to the contrast value is erased, and the processing for the contrast value is ended.

算出したコントラスト値とMax_cont値との比較が終了すると投影レンズ光学系8の移動位置を確認する。投影レンズ光学系8を図10に示す初期位置から最近位置まで一定速度で移動させる時にかかる時間Tsは予め分かっているので、タイマのタイマ値をTsと比較し、投影レンズ光学系8が最近位置まで達したか否かを判定する(ステップS24)。投影レンズ光学系8が最近位置まで達していなかった場合(タイマの値がTsになっていなかった場合)には(ステップS24/NO)、図4に示すフローチャートのステップS4〜S12の手順が繰り返し行われ、セルデータの丸め込み処理と、丸め込まれたセルデータから画像のコントラスト値の算出とが行われる。   When the comparison between the calculated contrast value and the Max_cont value is completed, the movement position of the projection lens optical system 8 is confirmed. Since the time Ts required for moving the projection lens optical system 8 from the initial position shown in FIG. 10 to the nearest position at a constant speed is known in advance, the timer value of the timer is compared with Ts, and the projection lens optical system 8 is moved to the nearest position. It is determined whether or not it has reached (step S24). When the projection lens optical system 8 has not reached the latest position (when the timer value has not reached Ts) (step S24 / NO), the procedure of steps S4 to S12 in the flowchart shown in FIG. 4 is repeated. The rounding process of the cell data and the calculation of the contrast value of the image from the rounded cell data are performed.

タイマのタイマ値がTsとなり投影レンズ光学系8が最近位置まで移動した場合(コントラスト値の初期位置から最近位置まで測定が終了)には(ステップS24/YES)、最近位置まで移動させる時にかかる時間Tsから保持しているMax_cont位置までの移動時間を減算し、合焦位置までの移動時間Trを求める(ステップS25)。投影レンズ光学系8は測定が終了し、初期位置から最近位置へ移動しているので、最近位置から特定した合焦位置へ移動させるための移動時間Trを算出する。得られた時間Trだけ投影レンズ光学系8を最近位置から逆方向(最近位置から初期位置の方向)に移動させることで、投影レンズ光学系8を合焦位置に移動させることができる。   When the timer value of the timer becomes Ts and the projection lens optical system 8 has moved to the nearest position (measurement is completed from the initial position of the contrast value to the nearest position) (step S24 / YES), the time taken to move to the nearest position The movement time Tr to the Max_cont position held from Ts is subtracted to obtain the movement time Tr to the in-focus position (step S25). Since the projection lens optical system 8 has finished the measurement and moved from the initial position to the nearest position, the movement time Tr for moving from the nearest position to the in-focus position specified is calculated. The projection lens optical system 8 can be moved to the in-focus position by moving the projection lens optical system 8 from the nearest position in the reverse direction (from the nearest position to the initial position) for the obtained time Tr.

このように本実施例は、ノイズ成分が乗っていない、又は極力ゼロに近い状態で受光センサ21から出力される信号レベルの範囲を登録しておき、受光センサ21から出力された信号がこの範囲内にない場合にノイズ成分が乗った信号であると判定する。そして、受光センサ21の出力をノイズ分を除去した値に置き換え、コントラスト値を算出している。従って、算出された画像のコントラスト値から、スクリーン1上に投影される画像の焦点合わせを精度よく行うことが可能となる。   As described above, in this embodiment, the range of the signal level output from the light receiving sensor 21 in a state in which the noise component is not present or as close to zero as possible is registered, and the signal output from the light receiving sensor 21 is within this range. If it is not within, it is determined that the signal has a noise component. The contrast value is calculated by replacing the output of the light receiving sensor 21 with a value from which noise is removed. Therefore, the image projected on the screen 1 can be accurately focused from the calculated contrast value of the image.

本実施例は、上述した実施例1と同様に、受光センサ21の各セルから出力されるセルデータに対して丸め込み演算部22dで丸め込み処理を実施する。丸め込み処理とは、予め設定された設定最大値よりも大きいセルデータを設定最大値に置き換え、予め設定された設定最小値よりも小さいセルデータを設定最小値に置き換える処理である。この丸め込み演算部22dによって丸め込み処理が行われ、ノイズ成分が除去された信号から画像のコントラスト値が積分器22eから一定時間毎に算出される。   In the present embodiment, the rounding processing unit 22d performs rounding processing on the cell data output from each cell of the light receiving sensor 21, as in the first embodiment. The rounding process is a process of replacing cell data larger than a preset maximum value with a preset maximum value and replacing cell data smaller than a preset minimum value with a preset minimum value. A rounding process is performed by the rounding calculator 22d, and the contrast value of the image is calculated from the integrator 22e at regular intervals from the signal from which the noise component has been removed.

制御回路5は、積分器22eにより出力されるコントラスト値を予め設定されたしきい値と比較する。このしきい値は、一定値以上のコントラスト値だけを抽出するために用いる。しきい値よりも値の大きいコントラスト値が検出されると、このコントラスト値が測定された時の移動時間(投影レンズ光学系8の初期位置から現在位置までの移動時間)を記録しておく。投影レンズ光学系8の初期位置から最近位置までの移動が終了し、コントラスト値の測定が終了すると、記録している複数の移動時間(しきい値よりも値の大きいコントラスト値が測定された時の移動時間)の平均値を求める。図6では、しきい値よりも値の大きいコントラスト値が得られた時の移動時間T1,T2,T3,・・・Tnが検出され、これらの平均値を求めて合焦位置としている。すなわち、しきい値よりも値の大きいコントラスト値が測定された時の移動時間を保持しておき、これらの平均の移動時間を合焦点への移動時間と判定する。   The control circuit 5 compares the contrast value output from the integrator 22e with a preset threshold value. This threshold value is used to extract only a contrast value above a certain value. When a contrast value greater than the threshold value is detected, the moving time when this contrast value is measured (the moving time from the initial position of the projection lens optical system 8 to the current position) is recorded. When the movement of the projection lens optical system 8 from the initial position to the nearest position is completed and the measurement of the contrast value is completed, a plurality of recorded movement times (when a contrast value greater than the threshold value is measured) Average time). In FIG. 6, the movement times T1, T2, T3,... Tn when the contrast value larger than the threshold value is obtained are detected, and the average value thereof is obtained and set as the in-focus position. That is, the moving time when the contrast value larger than the threshold value is measured is held, and the average moving time is determined as the moving time to the focal point.

ノイズの影響がまったくないと仮定して得られるコントラスト値は、合焦点を境界にして左右が略対称な形になることが知られている。本実施例で、図2に示す演算部22の丸め込み演算部22dで丸め込み処理を行い、ノイズ成分の除去を行っているがすべてのノイズ成分を完全に除去することができたわけではない。従って、自動焦点検出装置20から出力されるコントラスト値には、ノイズ成分が多少乗っている。そこで、このノイズ成分による影響を受けずに合焦位置を特定するために、しきい値よりも値が大きいコントラスト値が測定された時の移動時間だけを抽出して、これらの平均を求める。これによりノイズ成分が乗ったコントラスト値であっても合焦点を精度よく特定することが可能となる。従って、スクリーン上に投影された画像を正確に焦点合わせすることができる。   It is known that the contrast value obtained on the assumption that there is no influence of noise has a substantially symmetrical shape with the focal point as a boundary. In this embodiment, rounding processing is performed by the rounding calculation unit 22d of the calculation unit 22 shown in FIG. 2 to remove noise components, but not all noise components have been completely removed. Therefore, the noise value is somewhat added to the contrast value output from the automatic focus detection apparatus 20. Therefore, in order to specify the in-focus position without being affected by the noise component, only the movement time when the contrast value larger than the threshold value is measured is extracted, and the average of these is obtained. As a result, it is possible to specify the in-focus point with high accuracy even with a contrast value with a noise component. Accordingly, the image projected on the screen can be accurately focused.

次に、図7に示されたフローチャートを参照しながら本実施例の動作手順を説明する。なお、自動焦点検出装置20によるコントラスト値の算出の手順については実施例1と同一であるので説明を省略する。丸め込み処理が行われたセルデータは、積分器22eで積分演算が行われ、画像のコントラスト値が一定時間毎に制御回路5に出力される(ステップS31)。制御回路5は、演算部22で算出されたコントラスト値(cont)が、予め設定されたしきい値よりも大きいか否かを判定する(ステップS32)。もし、算出したコントラスト値(cont)がしきい値よりも大きければ(ステップS32/YES)、このコントラスト値(cont)を測定した時の移動時間(投影レンズ光学系8の初期位置から現在位置までの移動時間)をT[i]として記憶する(ステップS33)。また、変数iの値を1増加させて、次にしきい値を超えたコントラスト値を測定した時間を識別する変数とする(ステップS33)。算出したコントラスト値(cont)がしきい値よりも小さかった場合には(ステップS32/NO)、このコントラスト値に関するデータは全て消去され、このコントラスト値に対する処理を終了する。   Next, the operation procedure of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Note that the procedure for calculating the contrast value by the automatic focus detection apparatus 20 is the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. The cell data that has been subjected to the rounding processing is subjected to integration calculation by the integrator 22e, and the contrast value of the image is output to the control circuit 5 at regular intervals (step S31). The control circuit 5 determines whether or not the contrast value (cont) calculated by the calculation unit 22 is larger than a preset threshold value (step S32). If the calculated contrast value (cont) is larger than the threshold value (step S32 / YES), the moving time when the contrast value (cont) is measured (from the initial position of the projection lens optical system 8 to the current position). Is stored as T [i] (step S33). Further, the value of the variable i is incremented by 1, and the variable i is used as a variable for identifying the time when the contrast value exceeding the threshold value is measured next (step S33). When the calculated contrast value (cont) is smaller than the threshold value (step S32 / NO), all the data relating to the contrast value is deleted, and the processing for the contrast value is ended.

次に、現在のタイマの時間が、あらかじめ設定された繰り出し時間Tsに達しているか否かを判定する(ステップS34)。投影レンズ光学系8が最近位置まで達していなかった場合(タイマの値がTsになっていなかった場合)には(ステップS34/NO)、図4に示すフローチャートのステップS4〜S12の手順が繰り返し行われ、セルデータの丸め込み処理と、丸め込まれたセルデータから画像のコントラスト値の算出とが行われる。   Next, it is determined whether or not the current timer time has reached a preset feeding time Ts (step S34). When the projection lens optical system 8 has not reached the latest position (when the timer value has not reached Ts) (step S34 / NO), the procedure of steps S4 to S12 in the flowchart shown in FIG. 4 is repeated. The rounding process of the cell data is performed, and the contrast value of the image is calculated from the rounded cell data.

もし、現在のタイマの時間が繰り出し時間Tsに達したならば(ステップS34/YES)、しきい値よりも値の大きいコントラスト値を測定した移動時間T[i]の平均値を求める(ステップS35)。この得られた平均の移動時間を真の合焦点と判定して、Tsから平均値を減算した時間だけ投影レンズ光学系8を逆方向に移動させる(ステップS36)。投影レンズ光学系8を駆動するステッピングモータの回転方向を、コントラスト値の測定方向とは逆方向(最近位置から初期位置の方向)に回転させ、投影レンズ光学系8を求めた合焦点に移動させる。   If the current timer time reaches the payout time Ts (step S34 / YES), an average value of the movement time T [i] obtained by measuring the contrast value larger than the threshold value is obtained (step S35). ). The obtained average moving time is determined as the true in-focus point, and the projection lens optical system 8 is moved in the reverse direction by the time obtained by subtracting the average value from Ts (step S36). The rotation direction of the stepping motor that drives the projection lens optical system 8 is rotated in the direction opposite to the contrast value measurement direction (the direction from the nearest position to the initial position), and the projection lens optical system 8 is moved to the obtained focal point. .

このように本実施例は、受光センサ21の出力をノイズ分を除去した値に置き換えて、コントラスト値を算出している。さらに、算出したコントラスト値をしきい値と比較して、しきい値よりも値が大きいコントラスト値が測定された時の移動時間だけを抽出して、これらの平均値を合焦位置と判定している。すなわち、ノイズ成分を除去すると共に、除去できなかったノイズ成分による影響を考慮した合焦位置の特定を行っている。従って、投影レンズ光学系の焦点位置の特定をより高精度に行うことが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the contrast value is calculated by replacing the output of the light receiving sensor 21 with a value from which noise is removed. Furthermore, the calculated contrast value is compared with a threshold value, and only the moving time when a contrast value greater than the threshold value is measured is extracted, and the average value of these is determined as the in-focus position. ing. That is, the noise component is removed and the in-focus position is specified in consideration of the influence of the noise component that cannot be removed. Therefore, it is possible to specify the focal position of the projection lens optical system with higher accuracy.

上述した実施例1では、投射光の焦点位置を判定するためのコントラスト値を出力する自動焦点検出装置20と、プロジェクタ2に対するスクリーン1の相対的な傾斜角度を、水平面内および垂直面内において正確に測定する第1及び第2ライン型パッシブ測距装置3及び4とを別々に設けていた。   In the first embodiment described above, the relative focus angle of the screen 1 with respect to the projector 2 and the automatic focus detection device 20 that outputs a contrast value for determining the focal position of the projection light is accurately set in the horizontal plane and the vertical plane. The first and second line-type passive distance measuring devices 3 and 4 are separately provided.

本実施例では、図8に示されるように第1及び第2ライン型パッシブ測距装置3及び4のいずれか一方に実施例1の自動焦点検出装置の機能を持たせている。第1及び第2ライン型パッシブ測距装置3及び4の撮像部31、41にはラインセンサが用いられているので、このラインセンサのいずいれかの出力を、演算部32または42により演算し、画像のコントラスト値を出力する。制御回路5は、第1及び第2ライン型パッシブ測距装置3及び4のいずれか一方から出力されるコントラスト値により、コントラスト値が最大となる位置を検出して、投影レンズ光学系8からの画像がスクリーン1上に投影されるように位置合わせを行なう。また、詳細測定の際にも第1及び第2ライン型パッシブ測距装置3及び4のいずれか一方から出力されるコントラスト値により、コントラスト値が最大となる位置を検出する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 8, one of the first and second line type passive distance measuring devices 3 and 4 has the function of the automatic focus detection device of the first embodiment. Since the line sensors are used for the imaging units 31 and 41 of the first and second line-type passive distance measuring apparatuses 3 and 4, the output of one of the line sensors is calculated by the calculation unit 32 or 42. The image contrast value is output. The control circuit 5 detects the position where the contrast value is maximized based on the contrast value output from one of the first and second line-type passive distance measuring devices 3 and 4, and outputs the position from the projection lens optical system 8. Alignment is performed so that the image is projected onto the screen 1. Further, the position where the contrast value is maximized is detected from the contrast value output from either one of the first and second line type passive distance measuring devices 3 and 4 also in the detailed measurement.

このように本実施例は、投射光の焦点位置を検出する焦点検出機能を、測距装置に設けたことにより、部品点数を削減しプロジェクタの構成を簡略化させることが可能となる。   As described above, in this embodiment, the focus detection function for detecting the focus position of the projection light is provided in the distance measuring device, so that the number of components can be reduced and the configuration of the projector can be simplified.

次に、本発明のプロジェクタの焦点調節プログラムの実施例を説明する。本実施例は、図1に示す各部が行う処理手順を、ハードウェア回路と、ハードウェア回路から制御プログラムを読み出して、この制御プログラムに従った処理を行なうコンピュータとによって行なうものである。具体的には、コンピュータに、次の各処理を実行させる。まず、投影レンズ光学系8を駆動制御してスクリーン1上に投影される画像の焦点距離を調節する焦点距離調節処理を実行する。次に、投影レンズ光学系8によりスクリーン1上に投影された画像の反射光を受光センサ21に受光させ、反射光の受光量に応じた信号を出力する反射光量測定処理を実行する。次に、信号の値が予め設定された範囲内になるように、範囲外の信号の値を範囲内の値に置き換え、置き換えた信号に演算を行い画像のコントラスト値を出力する。そして、出力される画像のコントラスト値が最大となる光学系の位置を検出する合焦位置検出処理を実行する。   Next, an embodiment of a focus adjustment program for a projector according to the present invention will be described. In this embodiment, the processing procedure performed by each unit shown in FIG. 1 is performed by a hardware circuit and a computer that reads a control program from the hardware circuit and performs processing according to the control program. Specifically, the computer is caused to execute the following processes. First, a focal length adjustment process for adjusting the focal length of an image projected on the screen 1 by driving and controlling the projection lens optical system 8 is executed. Next, a reflected light amount measurement process is performed in which the light reflected by the light received from the image projected onto the screen 1 by the projection lens optical system 8 is received by the light receiving sensor 21 and a signal corresponding to the amount of received light is output. Next, the value of the signal outside the range is replaced with a value within the range so that the value of the signal is within a preset range, and an operation is performed on the replaced signal to output an image contrast value. Then, an in-focus position detection process for detecting the position of the optical system that maximizes the contrast value of the output image is executed.

このようにして本実施例においても、ノイズ成分がない時に受光センサ21から出力される信号レベルの範囲を予め求めておき、受光センサ21から出力された信号がこの範囲内にない場合にノイズ成分が乗った信号であると判定する。そして、範囲外の値を範囲内に置き換える処理を行っている。このようにして求められた信号に対して演算を行い画像のコントラスト値を算出している。算出されるコントラスト値はノイズ成分が除去された信号から生成されたものであるから、ノイズ成分による複数のピーク値が現れるようなことがなく、合焦位置の特定を精度よく行うことができる。   Thus, also in the present embodiment, the range of the signal level output from the light receiving sensor 21 when there is no noise component is obtained in advance, and the noise component when the signal output from the light receiving sensor 21 is not within this range. Is determined to be a signal on board. And the process which replaces the value outside a range in a range is performed. An image contrast value is calculated by performing an operation on the signal thus obtained. Since the calculated contrast value is generated from the signal from which the noise component is removed, a plurality of peak values due to the noise component do not appear, and the in-focus position can be specified with high accuracy.

なお、上述した実施例は本発明の好適な実施例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。例えば、上述した実施例では、投影レンズ光学系8によって投射される画像のピントが合う位置(合焦位置)が無限遠となる投影レンズ光学系8の位置を初期位置として、投影レンズ光学系8をこの初期位置から焦点距離が短くなる方向に移動させていた。これとは逆に、画像のピントが合う位置(焦点距離)が最も短くなる投影レンズ光学系8の位置を初期位置として、投影レンズ光学系8をこの初期位置から焦点距離が長くなる方向に移動させるものであってもよい。また、上述した実施例では、投影レンズ光学系8の位置を初期位置からの移動時間で求めていたが、投影レンズ光学系8を駆動するステッピングモータのステップ数により位置を把握するものであってもよい。   The above-described embodiment is a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the projection lens optical system 8 is set with the position of the projection lens optical system 8 at which the focus position of the image projected by the projection lens optical system 8 is infinite as the initial position. Is moved from the initial position in a direction in which the focal length becomes shorter. On the contrary, the position of the projection lens optical system 8 at which the position where the image is focused (focal length) is the shortest is set as the initial position, and the projection lens optical system 8 is moved from this initial position in the direction in which the focal length becomes longer. It may be allowed. In the above-described embodiments, the position of the projection lens optical system 8 is obtained from the movement time from the initial position, but the position is grasped by the number of steps of the stepping motor that drives the projection lens optical system 8. Also good.

実施例のプロジェクタの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the projector of an Example. 演算部22の構成を示すブロック図である。3 is a block diagram illustrating a configuration of a calculation unit 22. FIG. 丸め込み演算部22dによる丸め込み処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the rounding process by the rounding calculating part 22d. 画像のコントラスト値を求める手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which calculates | requires the contrast value of an image. 求められたコントラスト値による合焦位置の特定手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the identification procedure of the focus position by the calculated | required contrast value. 測定により得られたコントラスト値と、しきい値よりも大きいコントラスト値が測定された時の移動時間とを示す図である。It is a figure which shows the contrast value obtained by the measurement, and the movement time when the contrast value larger than a threshold value is measured. 実施例2の動作手順を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an operation procedure according to the second embodiment. 実施例3の構成を示すブロック図である。10 is a block diagram illustrating a configuration of Example 3. FIG. 特許文献1に開示された発明の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of an invention disclosed in Patent Document 1. FIG. 合焦点と焦点評価値(コントラスト値)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a focal point and a focus evaluation value (contrast value). 測定されるコントラスト値にノイズが乗った状態を示す図である。It is a figure which shows the state on which the noise was added to the contrast value measured.

符号の説明Explanation of symbols

1 スクリーン 2 プロジェクタ
3 第1ライン型パッシブ測距装置 4 第2ライン型パッシブ測距装置
5 制御回路 6 投影画像生成部
7 表示駆動部 8 投影レンズ光学系
10 メモリ部 20 自動焦点検出装置
21 受光センサ 22 演算部
22a HPF 22b 検波器
22c A/D変換器 22d 丸め込み演算部
22e 積分器 31、41 撮像部
32、42 演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Screen 2 Projector 3 1st line type passive distance measuring device 4 2nd line type passive distance measuring device 5 Control circuit 6 Projection image generation part 7 Display drive part 8 Projection lens optical system 10 Memory part 20 Automatic focus detection apparatus 21 Light receiving sensor 22 arithmetic unit 22a HPF 22b detector 22c A / D converter 22d rounding arithmetic unit 22e integrator 31, 41 imaging unit 32, 42 arithmetic unit

Claims (3)

投影装置によりスクリーン上に投影された画像の反射光を受光して、受光量に応じた信号を出力する受光素子と、
前記信号の値が予め設定された範囲内になるように、前記範囲外の信号の値を前記範囲内の値に置き換え、置き換えた信号に基づいて演算を行い前記画像のコントラスト値を出力する演算部と、
前記投影装置の光学系を駆動制御してスクリーン上に投影される画像の焦点距離を調節すると共に、前記画像のコントラスト値が最大となる前記光学系の位置を検出して、前記投影装置を合焦位置に位置合わせする制御部と、
を有することを特徴とするプロジェクタ。
A light receiving element that receives reflected light of the image projected on the screen by the projection device and outputs a signal corresponding to the amount of light received;
An operation for replacing the value of the signal outside the range with a value within the range so that the value of the signal is within a preset range, and performing an operation based on the replaced signal and outputting the contrast value of the image And
The optical system of the projection apparatus is driven and controlled to adjust the focal length of the image projected on the screen, and the position of the optical system at which the contrast value of the image is maximized is detected to match the projection apparatus. A control unit for aligning with the focal position;
A projector comprising:
投影装置の光学系を駆動制御してスクリーン上に投影される画像の焦点距離を調節する焦点距離調節工程と、
前記投影装置によりスクリーン上に投影された画像の反射光を受光素子に受光させ、受光量に応じた信号を出力する反射光量測定工程と、
前記信号の値が予め設定された範囲内になるように、前記範囲外の信号の値を前記範囲内の値に置き換え、置き換えた信号に基づいて演算を行い前記画像のコントラスト値を出力するコントラスト値算出工程と、
前記画像のコントラスト値が最大となる前記光学系の位置を検出する合焦位置検出工程と、
を有することを特徴とするプロジェクタの焦点調節方法。
A focal length adjustment step for adjusting the focal length of an image projected on the screen by driving and controlling the optical system of the projection device;
A reflected light amount measuring step in which reflected light of an image projected on the screen by the projection device is received by a light receiving element, and a signal corresponding to the amount of received light is output;
A contrast in which the value of the signal outside the range is replaced with a value within the range so that the value of the signal falls within a preset range, and a calculation is performed based on the replaced signal and the contrast value of the image is output. A value calculation process;
A focus position detecting step for detecting a position of the optical system where the contrast value of the image is maximized;
A method for adjusting the focus of a projector.
投影装置の光学系を駆動制御してスクリーン上に投影される画像の焦点距離を調節する焦点距離調節処理と、
前記投影装置によりスクリーン上に投影された画像の反射光を受光素子に受光させ、受光量に応じた信号を出力する反射光量測定処理と、
前記信号の値が予め設定された範囲内になるように、前記範囲外の信号の値を前記範囲内の値に置き換え、置き換えた信号に基づいて演算を行い前記画像のコントラスト値を出力するコントラスト値算出処理と、
前記画像のコントラスト値が最大となる前記光学系の位置を検出する合焦位置検出処理と、
を実行することを特徴とするプロジェクタの焦点調節プログラム。
Focal length adjustment processing for adjusting the focal length of an image projected on the screen by driving and controlling the optical system of the projection device;
A reflected light amount measurement process in which reflected light of an image projected on a screen by the projection device is received by a light receiving element, and a signal corresponding to the amount of received light is output;
A contrast in which the value of the signal outside the range is replaced with a value within the range so that the value of the signal falls within a preset range, and a calculation is performed based on the replaced signal and the contrast value of the image is output. Value calculation processing,
A focus position detection process for detecting the position of the optical system where the contrast value of the image is maximized;
A focus adjustment program for a projector, characterized in that
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