JP2006023400A - Projector device and focal point adjustment method for the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform a correct adjustment using a small-scale circuit so as to acquire an optimum focal distance. <P>SOLUTION: The projector device 1 projects a test pattern which is a predetermined image onto a screen 3, causes a camera 12 to image the test pattern projected on the screen 3, and causes a control section 11 to measure the brightness of each of pixels adjacent to one another. When the absolute value of a difference between the adjacent pixels is greater than a threshold, the control section 11 counts pixels having the brightness determined to be greater than a prescribed value, and adjusts the focal point so that the number of pixels subjected to counting becomes maximum. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、画像をスクリーンに投射するプロジェクタ装置及びプロジェクタ装置の焦点調整方法に関する。   The present invention relates to a projector device that projects an image on a screen and a focus adjustment method for the projector device.

プレゼンテーション又は映像の映写の分野では、パーソナルコンピュータ又は映像再生装置から画像データを取得し、取得した画像データに基づいた画像を外部のスクリーンに対して投射するプロジェクタ装置が用いられている。プロジェクタ装置は、液晶パネル又はDMD(Digital Micromirror Device)等の投射デバイス上に画像データに基づいた画像を形成し、投射デバイス上の画像を内部の光源からの光により外部のスクリーンへ投射する。また、プロジェクタ装置は、R(赤)、G(緑)、B(青)各色を合成した画像を投射することにより、又はR、G、B各色の画像を時分割で投射することにより、カラー画像をスクリーンに対して投射することができる。   In the field of presentation or video projection, a projector device is used that acquires image data from a personal computer or a video playback device and projects an image based on the acquired image data onto an external screen. The projector device forms an image based on image data on a projection device such as a liquid crystal panel or DMD (Digital Micromirror Device), and projects the image on the projection device onto an external screen by light from an internal light source. In addition, the projector device projects color images by combining R (red), G (green), and B (blue) colors, or by projecting R, G, and B color images in a time-sharing manner. Images can be projected onto the screen.

劇場等のようにスクリーンとプロジェクタ装置とが共に固定されている場合を除き、通常はスクリーンとプロジェクタ装置との相対位置は可変である。したがって、プロジェクタ装置は、適切な画像がスクリーンに投射されるように、画像の投射範囲、投射形状、及び焦点距離等の調整を行う必要がある。プロジェクタ装置を調整するための従来の技術は、例えば特許文献1に開示されている。プロジェクタ装置は、予め定められた所定の画像(以下、テストパターンという)をスクリーンへ投射し、スクリーン上に投射されたテストパターンをカメラで撮像する。プロジェクタ装置は、撮像されたテストパターンの大きさがスクリーン上の適切な範囲に収まるように画像の投射範囲を調整し、撮像されたテストパターンの形が所定の形になるように画像の投射形状を調整する。   Unless the screen and the projector device are both fixed as in a theater or the like, the relative position between the screen and the projector device is usually variable. Therefore, the projector device needs to adjust the projection range, projection shape, focal length, and the like of the image so that an appropriate image is projected onto the screen. A conventional technique for adjusting the projector device is disclosed in Patent Document 1, for example. The projector device projects a predetermined image (hereinafter referred to as a test pattern) on a screen, and images the test pattern projected on the screen with a camera. The projector device adjusts the projection range of the image so that the size of the captured test pattern falls within an appropriate range on the screen, and the projected shape of the image so that the captured test pattern has a predetermined shape Adjust.

またプロジェクタ装置は、テストパターンを用いて焦点距離を調整することができる。図4は、焦点距離を調整するためのテストパターンの例を示す模式図である。図4には、垂直な複数の直線からなるテストパターンの例を示す。プロジェクト装置は、例えば、撮像されたテストパターンを構成する各画素の明るさを示す画像信号強度の水平方向(テストパターンの垂直な直線と直交する方向)への変化に基づいて焦点距離を調整する。具体的には、フォーカスモータの動作を制御して投射レンズの位置を制御することにより焦点距離を変化させつつ、撮像されたテストパターンの明るい部分と暗い部分との画像信号強度の差は、焦点距離が最適値に近づくほど大きくなるので、画像信号強度の変化の振幅が最大となる焦点距離、すなわち画像信号強度の変化の振幅の二乗和が最大となる焦点距離を最適値とすることにより、プロジェクタ装置はオートフォーカス機能を実現している。   Further, the projector device can adjust the focal length using the test pattern. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a test pattern for adjusting the focal length. FIG. 4 shows an example of a test pattern composed of a plurality of vertical straight lines. The project apparatus adjusts the focal length based on, for example, a change in the image signal intensity indicating the brightness of each pixel constituting the captured test pattern in the horizontal direction (direction orthogonal to the vertical straight line of the test pattern). . Specifically, while controlling the operation of the focus motor to control the position of the projection lens and changing the focal length, the difference in image signal intensity between the bright and dark portions of the captured test pattern Since the distance becomes larger as the distance approaches the optimum value, the focal distance at which the amplitude of the change in the image signal intensity is maximum, that is, the focal distance at which the sum of squares of the amplitude of the change in the image signal intensity is maximized is set as the optimum value. The projector device realizes an autofocus function.

以上の如くにして、従来のプロジェクト装置は、テストパターンを投射することによって、画像の投射範囲、投射形状、及び焦点距離等の調整を自動で行うことができる。
特開2002−303780号公報
As described above, the conventional project apparatus can automatically adjust the projection range, projection shape, focal length, and the like of the image by projecting the test pattern.
JP 2002-303780 A

しかし、上述したように所定のテストパターンについて隣接する画素間の画像信号強度の変化の振幅について二乗和を算出するには、演算回路の規模が相対的に大型化してしまい、プロジェクタ装置の小型化、軽量化が困難になるという問題点があった。また、一般に演算回路の規模を小さくするためには、乗算処理を減少させ、可能な限り加減算処理を用いて演算するよう回路を構成することが望ましい。   However, as described above, in order to calculate the sum of squares for the amplitude of the change in image signal intensity between adjacent pixels for a predetermined test pattern, the scale of the arithmetic circuit becomes relatively large, and the projector device can be downsized. There is a problem that it is difficult to reduce the weight. In general, in order to reduce the scale of the arithmetic circuit, it is desirable to reduce the multiplication process and to configure the circuit so as to perform the calculation using the addition / subtraction process as much as possible.

さらに、プロジェクタ装置の撮像手段がテストパターンを撮像する場合、必ずしもスクリーンが平面であるとは限らず、画像に歪み等が生じているおそれがあることから、テストパターンの直線の境界部分に陰影が生じるおそれも残されており、隣接する画素間の画像信号強度の変化の振幅について算出した二乗和のみでは、最適な焦点距離を特定することができないおそれも残されていた。   Further, when the imaging means of the projector device captures a test pattern, the screen is not necessarily a flat surface, and the image may be distorted. There is also a possibility that the optimum focal length cannot be specified only by the sum of squares calculated with respect to the amplitude of the change in the image signal intensity between adjacent pixels.

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、小規模な回路を用いて、正確に最適な焦点距離に調整することができるプロジェクタ装置、及びプロジェクタ装置の焦点調整方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a projector apparatus and a projector apparatus that can be accurately adjusted to an optimum focal length using a small-scale circuit. It is to provide a focus adjustment method.

本発明に係るプロジェクタ装置は、画像を外部のスクリーンへ投射する投射手段と、前記スクリーンに投射された画像を撮像する撮像手段とを備え、該撮像手段が撮像した所定の画像に基づいて焦点調整を行うプロジェクタ装置において、前記撮像手段が撮像した前記所定の画像に含まれる画素につき画素単位の明るさを計測する計測手段と、該計測手段による計測結果から、画素単位で隣接する画素の間の明るさの差の絶対値と閾値とを比較する比較手段と、該比較手段による比較結果から、画素単位で隣接する画素の間の明るさの差の絶対値の方が閾値より大きい画素数を計数する計数手段と、該計数手段が複数の焦点位置で計数した計数値の内の最も大きい値に対応する焦点位置を最適の焦点位置として焦点調整を行う焦点位置設定手段とを備えることを特徴とする。   The projector device according to the present invention includes a projecting unit that projects an image onto an external screen, and an image capturing unit that captures an image projected on the screen, and performs focus adjustment based on a predetermined image captured by the image capturing unit. In the projector apparatus that performs the above, a measuring unit that measures the brightness in units of pixels for the pixels included in the predetermined image captured by the imaging unit, and a measurement result by the measuring unit, between adjacent pixels in units of pixels. Comparing means for comparing the absolute value of the brightness difference with the threshold value, and from the comparison result by the comparing means, the number of pixels in which the absolute value of the brightness difference between adjacent pixels in pixel units is larger than the threshold value. A counting means for counting, and a focus position setting hand for performing focus adjustment with a focus position corresponding to the largest value among the count values counted by the counting means at a plurality of focus positions as an optimum focus position Characterized in that it comprises and.

本発明に係るプロジェクタ装置においては、スクリーンに投射された所定の画像を撮像し、撮像した画像の隣接する画素の明るさの差が閾値より大きい画素数を計数し、隣接する画素の明るさの差が閾値より大きい画素数が最大となるよう焦点位置を調整する。これにより、隣接する画素の明るさの差を演算する減算回路、隣接する画素の明るさの差が閾値より大きいか否かを比較する比較回路、及び隣接する画素の明るさの差が閾値より大きい画素数を計数する加算回路で構成することができ、回路規模が大きくなる乗算回路を用いることがないことから、演算回路を小型化することができ、プロジェクタ装置の小型化又は軽量化を図ることが可能となる。また、スクリーンに何らかの撓み、歪み等が存在し、撮像した画像に歪み等が生じている場合であっても、明るさの差が閾値より大きい画素数が最大となる焦点位置を最適の焦点位置として焦点調整を行うことが可能となる。   In the projector device according to the present invention, a predetermined image projected on the screen is captured, the number of pixels in which the brightness difference between adjacent pixels of the captured image is greater than a threshold value is counted, and the brightness of the adjacent pixels is determined. The focal position is adjusted so that the number of pixels with the difference larger than the threshold value is maximized. Accordingly, a subtraction circuit that calculates the difference in brightness between adjacent pixels, a comparison circuit that compares whether the difference in brightness between adjacent pixels is greater than a threshold, and the difference in brightness between adjacent pixels from the threshold. Since an addition circuit that counts a large number of pixels can be used and a multiplication circuit that increases the circuit scale is not used, the arithmetic circuit can be reduced in size, and the projector device can be reduced in size or weight. It becomes possible. In addition, even if there is some distortion, distortion, etc. on the screen, and the captured image is distorted, the focus position where the number of pixels whose brightness difference is greater than the threshold is the maximum is the optimal focus position As a result, it is possible to adjust the focus.

また、本発明に係るプロジェクタ装置は、前記所定の画像は明部と暗部とを組み合わせたテストパターンであることを特徴とする。   In the projector device according to the present invention, the predetermined image is a test pattern in which a bright part and a dark part are combined.

本発明に係るプロジェクタ装置においては、スクリーンに投射されたテストパターンを撮像し、撮像したテストパターンについて隣接する画素の明るさの差が閾値より大きい画素数を計数し、画素数が最大となるよう焦点位置を調整する。これにより、明暗のはっきりとした画像に基づいて隣接する画素の明るさの差が閾値より大きい画素数を計数することができ、簡単な回路構成でより精度良く焦点調整を行うことが可能となる。   In the projector device according to the present invention, the test pattern projected on the screen is imaged, and the number of pixels in which the brightness difference between adjacent pixels is greater than the threshold is counted for the captured test pattern so that the number of pixels is maximized. Adjust the focus position. As a result, the number of pixels in which the difference in brightness between adjacent pixels is greater than the threshold can be counted based on a clear and dark image, and the focus adjustment can be performed with higher accuracy with a simple circuit configuration. .

また、本発明に係るプロジェクタ装置は、前記計測手段は、前記テストパターンの明部と暗部との境界を横切る方向に、画素単位で明るさを計測するよう構成してあることを特徴とする。   The projector according to the present invention is characterized in that the measuring unit is configured to measure brightness in units of pixels in a direction crossing a boundary between a bright part and a dark part of the test pattern.

本発明に係るプロジェクタ装置においては、撮像したテストパターンについて明部と暗部との境界を横切る方向に隣接する画素の明るさを画素単位で計測する。これにより、明暗のはっきりとした方向に隣接する画素の明るさの差が閾値より大きい画素数を計数することができ、簡単な回路構成でより精度良く焦点調整を行うことが可能となる。   In the projector device according to the present invention, the brightness of pixels adjacent in the direction crossing the boundary between the bright part and the dark part in the captured test pattern is measured in units of pixels. As a result, the number of pixels in which the difference in brightness between adjacent pixels in a clear and dark direction is greater than the threshold can be counted, and the focus adjustment can be performed more accurately with a simple circuit configuration.

また、本発明に係るプロジェクタ装置の焦点調整方法は、画像を外部のスクリーンへ投射するプロジェクタ装置の焦点調整方法において、前記スクリーンに投射された所定の画像を撮像し、撮像した前記所定の画像に含まれる画素につき画素単位の明るさを計測し、計測結果から、画素単位で隣接する画素の間の明るさの差の絶対値と閾値とを比較し、比較結果から、画素単位で隣接する画素の間の明るさの差の絶対値の方が閾値より大きい画素数を計数し、複数の焦点位置で計数した計数値の内の最も大きい値に対応する焦点位置を最適の焦点位置として焦点調整を行うことを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided a focus adjustment method for a projector device, the focus adjustment method for a projector device projecting an image to an external screen, capturing a predetermined image projected on the screen, The brightness of each pixel included is measured, and the absolute value of the difference in brightness between adjacent pixels is compared with the threshold value from the measurement result, and the threshold value is compared with the comparison result. The number of pixels whose absolute value of the brightness difference between the two is larger than the threshold is counted, and the focus position corresponding to the largest value among the counted values counted at a plurality of focus positions is set as the optimum focus position. It is characterized by performing.

本発明に係るプロジェクタ装置の焦点調整方法においては、スクリーンに投射された所定の画像を撮像し、撮像した画像の隣接する画素の明るさの差が閾値より大きい画素数を計数し、隣接する画素の明るさの差が閾値より大きい画素数が最大となるよう焦点位置を調整する。これにより、隣接する画素の明るさの差を演算する減算回路、隣接する画素の明るさの差が閾値より大きいか否かを比較する比較回路、及び隣接する画素の明るさの差が閾値より大きい画素数を計数する加算回路で構成することができ、回路規模が大きくなる乗算回路を用いることがないことから、演算回路を小型化することができ、プロジェクタ装置の小型化又は軽量化を図ることが可能となる。また、スクリーンに何らかの撓み、歪み等が存在し、撮像した画像に歪み等が生じている場合であっても、明るさの差が閾値より大きい画素数が最大となる焦点位置を最適の焦点位置として焦点調整を行うことが可能となる。   In the focus adjustment method of the projector device according to the present invention, a predetermined image projected on the screen is captured, the number of pixels in which the brightness difference between adjacent pixels of the captured image is greater than a threshold value is counted, and the adjacent pixels The focal position is adjusted so that the number of pixels in which the brightness difference is greater than the threshold value is maximized. Accordingly, a subtraction circuit that calculates the difference in brightness between adjacent pixels, a comparison circuit that compares whether the difference in brightness between adjacent pixels is greater than a threshold, and the difference in brightness between adjacent pixels from the threshold. Since an addition circuit that counts a large number of pixels can be used and a multiplication circuit that increases the circuit scale is not used, the arithmetic circuit can be reduced in size, and the projector device can be reduced in size or weight. It becomes possible. In addition, even if there is some distortion, distortion, etc. on the screen, and the captured image is distorted, the focus position where the number of pixels whose brightness difference is greater than the threshold is the maximum is the optimal focus position As a result, it is possible to adjust the focus.

本発明にあっては、スクリーンに投射された所定の画像を撮像し、撮像した画像の隣接する画素の明るさの差が閾値より大きい画素数を計数し、隣接する画素の明るさの差が閾値より大きい画素数が最大となるよう焦点調整を行う。従って、隣接する画素の明るさの差を演算する減算回路、隣接する画素の明るさの差が閾値より大きいか否かを比較する比較回路、及び隣接する画素の明るさの差が閾値より大きい画素数を計数する加算回路で構成することができ、回路規模が大きくなる乗算回路を用いることがないことから、演算回路を小型化することができ、プロジェクタ装置の小型化又は軽量化を図ることが可能となる。   In the present invention, a predetermined image projected on the screen is captured, the number of pixels in which the brightness difference between adjacent pixels of the captured image is greater than a threshold value is counted, and the brightness difference between adjacent pixels is calculated. Focus adjustment is performed so that the number of pixels larger than the threshold is maximized. Therefore, a subtraction circuit that calculates the difference in brightness between adjacent pixels, a comparison circuit that compares whether the brightness difference between adjacent pixels is greater than a threshold, and the difference in brightness between adjacent pixels is greater than the threshold. Since an adder circuit that counts the number of pixels can be used and a multiplication circuit that increases the circuit scale is not used, the arithmetic circuit can be reduced in size, and the projector device can be reduced in size or weight. Is possible.

また、スクリーンに何らかの撓み、歪み等が存在し、撮像した画像に歪み等が生じている場合であっても、明るさの差が大きい画素数が最大となる焦点位置を求めることが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。   In addition, even when some distortion, distortion, or the like is present on the screen and the captured image is distorted, it is possible to obtain a focal position where the number of pixels having a large difference in brightness is maximized. The present invention has excellent effects.

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1は、本発明のプロジェクタ装置の内部構成を示すブロック図である。図中の矢印はデータを示し、白矢印は光を示す。プロジェクタ装置1は、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ等の光源18と、光源18からの光を集光する集光光学系17と、画像を形成する投射デバイス14と、投射デバイス14上の画像を拡大して外部のスクリーン3へ投射する投射光学系13とを備えている。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof. FIG. 1 is a block diagram showing the internal configuration of the projector apparatus of the present invention. Arrows in the figure indicate data, and white arrows indicate light. The projector apparatus 1 includes a light source 18 such as a xenon lamp or an ultra-high pressure mercury lamp, a condensing optical system 17 that condenses light from the light source 18, a projection device 14 that forms an image, and an image on the projection device 14. And a projection optical system 13 for enlarging and projecting to an external screen 3.

プロジェクタ装置1は、光源18からの光を集光光学系17を通して投射デバイス14に照射し、画像を形成した投射デバイス14上で反射された光を投射光学系13を通して投射することで、投射デバイス14上の画像をスクリーン3へ投射する構成となっている。なお、光源18からの光を投射デバイス上14で反射させるのではなく透過させることで画像を投射する構成としてもよい。   The projector device 1 irradiates the projection device 14 with light from the light source 18 through the condensing optical system 17, and projects the light reflected on the projection device 14 that formed the image through the projection optical system 13, thereby projecting the projection device. 14 is projected onto the screen 3. In addition, it is good also as a structure which projects an image by making the light from the light source 18 permeate | transmit instead of reflecting on the projection device 14. FIG.

集光光学系17は、カラーフィルタ、レンズ又はプリズム等を用いてなり、光源からの光の集光・偏光・色分離等を行う。投射デバイス14は、液晶パネル又はDMD等を一又は複数個用いてなり、R、G、B各色の画像を形成する。投射光学系13は、投射レンズ、投射レンズの位置を調整するモータ、モータを駆動させるための駆動回路などからなる。なお、投射光学系13は、R、G、B各色の画像を合成する色合成光学系を有する構成であってもよい。   The condensing optical system 17 includes a color filter, a lens, a prism, or the like, and performs condensing / polarization / color separation of light from the light source. The projection device 14 includes one or a plurality of liquid crystal panels or DMDs, and forms R, G, and B color images. The projection optical system 13 includes a projection lens, a motor for adjusting the position of the projection lens, a drive circuit for driving the motor, and the like. The projection optical system 13 may have a configuration including a color synthesis optical system that synthesizes R, G, and B color images.

またプロジェクト装置1は、パーソナルコンピュータ又は映像再生装置等の外部の送信装置2から送信される画像データを受信する通信部16と、通信部16が受信した画像データを処理し、画像データに基づいた画像を投射デバイス14に形成する画像処理部15とを備えている。従って、送信装置2から送信された画像データに基づいた画像がスクリーン3に投射される。   Further, the project device 1 receives image data transmitted from an external transmission device 2 such as a personal computer or a video reproduction device, processes the image data received by the communication unit 16, and based on the image data An image processing unit 15 that forms an image on the projection device 14. Accordingly, an image based on the image data transmitted from the transmission device 2 is projected onto the screen 3.

またプロジェクタ装置1は、スクリーン3に投射されている画像を撮像するカメラ12を備えている。カメラ12は、画像を撮像するCCD、及びCCDが撮像した画像を示す画像信号をAD変換してデジタルの画像信号にするAD変換部等を用いてなる。   The projector device 1 also includes a camera 12 that captures an image projected on the screen 3. The camera 12 includes a CCD that captures an image, an AD conversion unit that converts an image signal indicating an image captured by the CCD into a digital image signal, and the like.

更にプロジェクタ装置1は、プロジェクタ装置1全体の動作を制御する制御部11を備えている。制御部11は、演算を行うCPU、及びプログラムを記憶するフラッシュメモリ等からなる。カメラ12は、撮像した画像を示す画像信号を制御部11へ出力し、制御部11は、カメラ12から入力された画像信号に基づいて、投射光学系13及び画像処理部15の制御を行う。制御部11は、投射光学系13の駆動回路の動作を制御することにより、フォーカスモータの回転を制御し、プロジェクタ装置1が投射する画像の投射範囲、焦点距離などを制御する。また制御部11は、画像処理部15が投射デバイス14に画像を形成させる処理を制御することにより、投射する画像の内容、画像の形状、色合い又は画像の投射光度等を制御する。   Furthermore, the projector device 1 includes a control unit 11 that controls the operation of the entire projector device 1. The control unit 11 includes a CPU that performs calculations, a flash memory that stores programs, and the like. The camera 12 outputs an image signal indicating the captured image to the control unit 11, and the control unit 11 controls the projection optical system 13 and the image processing unit 15 based on the image signal input from the camera 12. The control unit 11 controls the rotation of the focus motor by controlling the operation of the drive circuit of the projection optical system 13, and controls the projection range, focal length, and the like of the image projected by the projector device 1. In addition, the control unit 11 controls the processing of causing the projection device 14 to form an image by the image processing unit 15, thereby controlling the content of the image to be projected, the shape of the image, the hue, the projection luminous intensity of the image, and the like.

次に、本発明のプロジェクタ装置1の焦点調整方法を説明する。図2は、本発明のプロジェクタ装置1が行う隣接画素の明るさの差の絶対値が閾値より大きい画素数の計数処理の手順を示すフローチャートである。制御部11は、画像処理部15に指示を出し、テストパターンを投射デバイス14に形成させることによって、プロジェクタ装置1からスクリーン3へテストパターンを投射させる(S11)。なお、テストパターンは図4に示すような垂直な複数の直線からなるテストパターンに限定されるものではなく、明暗の区別が可能な画像であればテストパターンとして用いることができる。   Next, the focus adjustment method of the projector apparatus 1 of the present invention will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating a procedure of counting processing for the number of pixels in which the absolute value of the brightness difference between adjacent pixels is greater than a threshold value, which is performed by the projector device 1 of the present invention. The control unit 11 instructs the image processing unit 15 to cause the projection device 14 to form a test pattern, thereby projecting the test pattern from the projector device 1 onto the screen 3 (S11). The test pattern is not limited to a test pattern composed of a plurality of vertical straight lines as shown in FIG. 4, and any test pattern can be used as long as it can distinguish between light and dark.

制御部11は、スクリーン3上に投射されたテストパターンをカメラ12に撮像させる(S12)。カメラ12は、テストパターンを撮像した撮像画像を示す画像信号を生成して制御部11へ出力し、制御部11は、カメラ12から入力される画像信号を受け付ける(S13)。画像信号は、撮像画像を構成する各画素の明るさを示す信号を含み、具体的には各画素での明るさを示す輝度信号、又は各画素での各色の明るさを示すRGB信号を含む。   The control unit 11 causes the camera 12 to capture an image of the test pattern projected on the screen 3 (S12). The camera 12 generates an image signal indicating a captured image obtained by capturing the test pattern and outputs the image signal to the control unit 11, and the control unit 11 receives the image signal input from the camera 12 (S13). The image signal includes a signal indicating the brightness of each pixel constituting the captured image, and specifically includes a luminance signal indicating the brightness at each pixel or an RGB signal indicating the brightness of each color at each pixel. .

次に制御部11は、受け付けた画像信号の明るさを計測する(S14)。なお、制御部11は、テストパターンの明部と暗部との境界を横切る方向に、画素単位で明るさを計測する。これにより、明暗のはっきりとした方向に隣接する画素の明るさの差が閾値より大きい画素数を計数することができる。このとき、制御部11は、撮像画像を構成する全ての画素の明るさを計測してもよく、また選択された一部の画素の明るさを計測してもよい。   Next, the control unit 11 measures the brightness of the received image signal (S14). The control unit 11 measures the brightness in units of pixels in a direction crossing the boundary between the bright part and the dark part of the test pattern. Thereby, it is possible to count the number of pixels in which the difference in brightness between adjacent pixels in a clear direction of brightness is greater than the threshold value. At this time, the control unit 11 may measure the brightness of all the pixels constituting the captured image, or may measure the brightness of some of the selected pixels.

制御部11は、計測した明るさに基づいて、隣接する画素の明るさの差の絶対値を算出し(S15)、算出した明るさの差の絶対値が予め定められた閾値より大きいか否かを判定する(S16)。算出した明るさの差の絶対値が閾値より大きい場合は(S16:YES)、垂直な複数の直線からなるテストパターンでの直線の境界である可能性が高いと判断できることから、制御部11は、算出した明るさの差の絶対値が予め定められた閾値以上である画素数を計数する(S17)。算出した明るさの差の絶対値が閾値より小さい場合は(S16:NO)、画素数を計数しない。   The control unit 11 calculates the absolute value of the difference in brightness between adjacent pixels based on the measured brightness (S15), and whether or not the calculated absolute value of the difference in brightness is larger than a predetermined threshold value. Is determined (S16). If the absolute value of the calculated brightness difference is larger than the threshold value (S16: YES), the controller 11 can determine that there is a high possibility that it is a straight line boundary in a test pattern including a plurality of vertical straight lines. Then, the number of pixels whose absolute value of the calculated brightness difference is equal to or greater than a predetermined threshold is counted (S17). If the absolute value of the calculated brightness difference is smaller than the threshold (S16: NO), the number of pixels is not counted.

上述した処理を受け付けた画像信号に含まれているすべての画素について実行し(S18)、計数した画素数をフラッシュメモリ等へ記憶する(S19)。   The above processing is executed for all the pixels included in the received image signal (S18), and the counted number of pixels is stored in a flash memory or the like (S19).

図3は、本発明のプロジェクタ装置1が行う最適な焦点位置を求める焦点調整処理の手順を示すフローチャートである。制御部11は、投射光学系13を可動させるフォーカスモータを駆動させることにより焦点距離Fを単位距離毎に変更しつつ、上述した画素数の計数処理を繰り返す。具体的には、制御部11は、焦点距離Fの初期値F1において、図2に示す処理を実行して、明るさの差の絶対値が予め定められた閾値以上である画素数を計数し(S21)、計数した画素数を記憶する(S22)。そして、制御部11は、焦点距離Fの初期値F1を単位距離ΔF長く(短く)するようフォーカスモータに指示信号を出力する(S23)。フォーカスモータの回転により焦点距離が単位距離変動した後、すなわち焦点距離F=F1+ΔFとなった時点で、制御部11は図2のS11に処理を戻し、再度隣接する画素の明るさの差が閾値より大きい画素数の計数処理を実行する。   FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of focus adjustment processing for obtaining an optimum focus position performed by the projector device 1 of the present invention. The control unit 11 repeats the pixel count counting process described above while changing the focal length F for each unit distance by driving a focus motor that moves the projection optical system 13. Specifically, the control unit 11 performs the processing shown in FIG. 2 at the initial value F1 of the focal length F, and counts the number of pixels whose absolute value of the brightness difference is equal to or greater than a predetermined threshold value. (S21), the counted number of pixels is stored (S22). Then, the control unit 11 outputs an instruction signal to the focus motor so that the initial value F1 of the focal length F is increased (shortened) by the unit distance ΔF (S23). After the focal length fluctuates by unit distance due to the rotation of the focus motor, that is, when the focal length F = F1 + ΔF, the control unit 11 returns the process to S11 in FIG. A counting process for a larger number of pixels is executed.

図2のS19の処理が完了した時点で、制御部11は、計数した画素数が記憶してある画素数よりも大きいか否かを判定する(S24)。制御部11が、計数した画素数が記憶してある画素数よりも大きいと判定した場合(S24:YES)、制御部11は、焦点距離Fを単位距離ΔFさらに長く(短く)するようフォーカスモータに指示信号を出力し(S25)、図2の処理を繰り返し実行する。   When the process of S19 in FIG. 2 is completed, the control unit 11 determines whether or not the counted number of pixels is larger than the stored number of pixels (S24). When the control unit 11 determines that the counted number of pixels is larger than the stored number of pixels (S24: YES), the control unit 11 causes the focus motor to make the focal length F longer (shorter) than the unit distance ΔF. The instruction signal is output to (S25), and the process of FIG. 2 is repeatedly executed.

制御部11が、計数した画素数が記憶してある画素数よりも小さいと判定した場合(S24:NO)、計数した画素数が最大値であると判断し、この時点での焦点距離Fを最適な焦点距離として特定する(S26)。   When the control unit 11 determines that the counted number of pixels is smaller than the stored number of pixels (S24: NO), the control unit 11 determines that the counted number of pixels is the maximum value, and determines the focal length F at this time. The optimum focal length is specified (S26).

上述した画像の焦点調整処理が終了した後、プロジェクタ装置1は、テストパターンを利用して画像の投射範囲、投射形状、及び投射光度等の調整を行い、全ての調整が終了した後は、通信部16が受信した画像データに基づいた画像を投射する。   After the above-described image focus adjustment processing is completed, the projector device 1 adjusts the projection range, projection shape, projection intensity, and the like of the image using the test pattern, and after all adjustments are completed, the communication is performed. The unit 16 projects an image based on the received image data.

以上詳述した如く、本発明においては、スクリーン3に投射されたテストパターンをカメラ12で撮像し、撮像した画像の隣接する画素の明るさの差の絶対値が閾値より大きい画素数を計数し、隣接する画素の明るさの差が閾値より大きい画素数が最大となるよう焦点調整を行う。これにより、隣接する画素の明るさの差の絶対値を演算する減算回路、隣接する画素の明るさの差の絶対値が閾値より大きいか否かを比較する比較回路、及び隣接する画素の明るさの差の絶対値が閾値より大きい画素数を計数する加算回路で構成することができ、回路規模が大きくなる乗算回路を用いることがないことから、演算回路を小型化することができ、プロジェクタ装置の小型化又は軽量化を図ることが可能となる。   As described above in detail, in the present invention, the test pattern projected on the screen 3 is captured by the camera 12, and the number of pixels in which the absolute value of the brightness difference between adjacent pixels in the captured image is greater than the threshold value is counted. The focus adjustment is performed so that the number of pixels in which the brightness difference between adjacent pixels is greater than the threshold value is maximized. Accordingly, a subtracting circuit that calculates the absolute value of the difference in brightness between adjacent pixels, a comparison circuit that compares whether the absolute value of the brightness difference between adjacent pixels is greater than a threshold, and the brightness of the adjacent pixels Since the addition circuit that counts the number of pixels in which the absolute value of the difference in difference is larger than the threshold value is used, a multiplication circuit that increases the circuit scale is not used, and the arithmetic circuit can be downsized. It is possible to reduce the size or weight of the device.

また、スクリーンに何らかの撓み、歪み等が存在し、撮像した画像に歪み等が生じている場合であっても、明るさの差の絶対値が閾値より大きい画素数が最大となる焦点距離を求めることが可能となる。   In addition, even when some distortion or distortion is present on the screen and the captured image is distorted or the like, the focal length at which the number of pixels whose absolute value of the brightness difference is greater than the threshold value is maximized is obtained. It becomes possible.

なお本実施の形態においては、プロジェクタ装置1は、投射光学系13を駆動するフォーカスモータの動作を制御することで焦点調整を行っているが、これに限るものではなく、集光光学系17を用いて投射光学系13から放射される光量を減少させる等のその他の方法を用いて画像の投射光度を調整する形態であってもよい。   In the present embodiment, the projector apparatus 1 performs focus adjustment by controlling the operation of the focus motor that drives the projection optical system 13, but the present invention is not limited to this, and the condensing optical system 17 is provided. The form which adjusts the projection light intensity of an image using other methods, such as reducing the light quantity radiated | emitted from the projection optical system 13, may be sufficient.

また本実施の形態においては、プロジェクタ装置1は、テストパターンを投射している場合に焦点調整を行う形態としているが、これに限るものではなく、通信部16が受信した画像データに基づいた画像を投射している場合に焦点調整を行う形態であってもよい。また本実施の形態においては、プロジェクタ装置1は、投射される画像の全体について焦点調整を行う形態としているが、投射される画像の画素単位で焦点調整を行う形態であってもよい。   In the present embodiment, the projector device 1 is configured to perform focus adjustment when a test pattern is projected. However, the present invention is not limited to this, and an image based on image data received by the communication unit 16 is used. In this case, the focus adjustment may be performed when the projection is performed. In the present embodiment, the projector apparatus 1 is configured to perform focus adjustment on the entire projected image, but may be configured to perform focus adjustment on a pixel basis of the projected image.

また本実施の形態においては、プロジェクタ装置1は、通信部16が受信した画像データに基づいた画像を投射する形態としているが、これに限るものではなく、DVD又はハードディスク等の記録媒体に記録された画像データを読み出す手段を内部に備え、読み出した画像データに基づいた画像を投射する形態であってもよい。   In the present embodiment, the projector device 1 is configured to project an image based on the image data received by the communication unit 16, but is not limited thereto, and is recorded on a recording medium such as a DVD or a hard disk. The image data reading means may be provided inside, and an image based on the read image data may be projected.

本発明のプロジェクタ装置の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the projector apparatus of this invention. 本発明のプロジェクタ装置が行う隣接画素の明るさの差の絶対値が閾値より大きい画素数の計数処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the count process of the pixel number with which the absolute value of the brightness difference of the adjacent pixel which the projector apparatus of this invention is larger than a threshold value. 本発明のプロジェクタ装置が行う最適な焦点位置を求める焦点調整処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the focus adjustment process which calculates | requires the optimal focus position which the projector apparatus of this invention performs. 焦点距離を調整するためのテストパターンの例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the test pattern for adjusting a focal distance.

符号の説明Explanation of symbols

1 プロジェクタ装置
3 スクリーン
11 制御部
12 カメラ
13 投射光学系
14 投射デバイス
15 画像処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projector apparatus 3 Screen 11 Control part 12 Camera 13 Projection optical system 14 Projection device 15 Image processing part

Claims (4)

画像を外部のスクリーンへ投射する投射手段と、前記スクリーンに投射された画像を撮像する撮像手段とを備え、該撮像手段が撮像した所定の画像に基づいて焦点調整を行うプロジェクタ装置において、
前記撮像手段が撮像した前記所定の画像に含まれる画素につき画素単位の明るさを計測する計測手段と、
該計測手段による計測結果から、画素単位で隣接する画素の間の明るさの差の絶対値と閾値とを比較する比較手段と、
該比較手段による比較結果から、画素単位で隣接する画素の間の明るさの差の絶対値の方が閾値より大きい画素数を計数する計数手段と、
該計数手段が複数の焦点位置で計数した計数値の内の最も大きい値に対応する焦点位置を最適の焦点位置として焦点調整を行う焦点位置設定手段と
を備えることを特徴とするプロジェクタ装置。
In a projector apparatus that includes a projecting unit that projects an image onto an external screen and an imaging unit that captures an image projected on the screen, and performs focus adjustment based on a predetermined image captured by the imaging unit.
Measuring means for measuring brightness in pixel units for pixels included in the predetermined image captured by the imaging means;
Comparison means for comparing the absolute value of the difference in brightness between adjacent pixels in pixel units with a threshold value from the measurement result by the measurement means;
Counting means for counting the number of pixels in which the absolute value of the difference in brightness between adjacent pixels in a pixel unit is larger than a threshold value from the comparison result by the comparing means;
A projector apparatus comprising: a focus position setting unit that performs focus adjustment with a focus position corresponding to the largest value among count values counted at a plurality of focus positions as an optimum focus position.
前記所定の画像は明部と暗部とを組み合わせたテストパターンであることを特徴とする請求項1記載のプロジェクタ装置。   The projector device according to claim 1, wherein the predetermined image is a test pattern in which a bright part and a dark part are combined. 前記計測手段は、前記テストパターンの明部と暗部との境界を横切る方向に、画素単位で明るさを計測するよう構成してあることを特徴とする請求項2記載のプロジェクタ装置。   3. The projector apparatus according to claim 2, wherein the measuring unit is configured to measure brightness in units of pixels in a direction crossing a boundary between a bright part and a dark part of the test pattern. 画像を外部のスクリーンへ投射するプロジェクタ装置の焦点調整方法において、
前記スクリーンに投射された所定の画像を撮像し、
撮像した前記所定の画像に含まれる画素につき画素単位の明るさを計測し、
計測結果から、画素単位で隣接する画素の間の明るさの差の絶対値と閾値とを比較し、
比較結果から、画素単位で隣接する画素の間の明るさの差の絶対値の方が閾値より大きい画素数を計数し、
複数の焦点位置で計数した計数値の内の最も大きい値に対応する焦点位置を最適の焦点位置として焦点調整を行うことを特徴とするプロジェクタ装置の焦点調整方法。
In a focus adjustment method of a projector device that projects an image to an external screen,
Capture a predetermined image projected on the screen,
Measure the brightness in pixel units for the pixels included in the captured image
From the measurement results, compare the absolute value of the difference in brightness between adjacent pixels in pixel units and the threshold,
From the comparison result, the number of pixels in which the absolute value of the difference in brightness between adjacent pixels is greater than the threshold is counted in units of pixels.
A focus adjustment method for a projector apparatus, characterized in that focus adjustment is performed with a focus position corresponding to the largest value among count values counted at a plurality of focus positions as an optimum focus position.
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