JP2007271760A - Projector and its autofocus control method - Google Patents

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Yasuhiro Miwa
康博 三輪
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve continuous autofocus in a projector. <P>SOLUTION: When a power source is turned on, a predetermined pattern is projected to a screen, and range-finding is performed by a range-finding unit. Distance data is calculated from a pair of output sensor data, and a focus motor is driven to perform focusing based on the data. Next, an image for viewing is projected to the screen. When the contrast of the image for viewing is very low, it is judged as a range-finding error, and focusing by the predetermined pattern is maintained as it is, then range-finding by the image for viewing is performed after three seconds elapse. When the distance data is normally obtained, it is compared with the distance data used in the previous focusing. When change exceeding a first threshold is found, a projection lens is focused based on the distance data obtained by use of the image for viewing. When the change is not found, range-finding by the image for viewing is performed at the intervals of three seconds until the power source is turned off. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明はオートフォーカス装置を備えたプロジェクタ及びそのオートフォーカス制御方法に関するものである。   The present invention relates to a projector including an autofocus device and an autofocus control method thereof.

画像を投写表示するプロジェクタでは、投写画像のフォーカス調整を容易にするために、投写画像のフォーカスを自動的に調整するオートフォーカス機能を備えたものが知られている(例えば特許文献1)。このオートフォーカス機能を提供する測距装置としては、パッシブ測距方式のものが採用されている。   Projectors that project and display images are known to have an autofocus function that automatically adjusts the focus of a projected image in order to facilitate focus adjustment of the projected image (for example, Patent Document 1). As a distance measuring apparatus that provides this autofocus function, a passive distance measuring system is adopted.

パッシブ測距方式は、被写体からの外光による一対の被写体像が結像された一対の受光センサの出力信号に基づいて相関演算を実行し、この相関演算により得られた相関値のうち最大の相関度を示す最小極小値(ピーク値)に基づいて被写体までの距離を演算する方式である。   In the passive ranging method, a correlation calculation is performed based on output signals of a pair of light receiving sensors on which a pair of subject images formed by external light from the subject is formed, and the maximum correlation value obtained by the correlation calculation is obtained. In this method, the distance to the subject is calculated based on the minimum minimum value (peak value) indicating the degree of correlation.

パッシブ測距方式では、被写体像がある程度以上の明るさやコントラストを有する場合には有効であるが、そうでない場合には補助光を必要とする。プロジェクタを使用するのは室内であるから、パッシブ測距方式でオートフォーカスを行なうには、補助光を必要とする。さらに、スクリーンが均一な白色面であるから、単なる補助光ではなく、所定パターンの画像を投影する必要がある。この所定パターンの投影は、当然ながら本来の投影画像と同時に投影できないから、投影画像の投影開始前に行なうか、前記特許文献1に記載されているように、人間が知覚できない非常に短い時間だけ投影画像の代わりに投影し、これに同期して測距動作が行なわれるようにしている。
特開2004−233115号公報
The passive ranging method is effective when the subject image has a certain level of brightness and / or contrast, but auxiliary light is required otherwise. Since the projector is used indoors, auxiliary light is required to perform autofocus by the passive distance measuring method. Furthermore, since the screen has a uniform white surface, it is necessary to project an image of a predetermined pattern, not just auxiliary light. Since the projection of the predetermined pattern cannot naturally be performed simultaneously with the original projection image, it is performed before the projection of the projection image is started, or as described in Patent Document 1, only for a very short time that cannot be perceived by humans. The projection is performed instead of the projection image, and the distance measuring operation is performed in synchronization with the projection.
JP 2004-233115 A

ところで、上記特許文献1記載のようなプロジェクタで継続的なオートフォーカスを行なうには、本来の投影画像と所定パターンの画像とを頻繁に切り替えて投影することになる。このため、人間が知覚できない時間だけ所定パターンを投影するとされているものの、投影画像と所定パターン画像との切り替えを頻繁に行なえば、投影画像がチラつくなどの悪影響が発生するとともに、制御が複雑になるという問題点がある。   By the way, in order to perform continuous autofocus with the projector described in Patent Document 1, the original projection image and the image of the predetermined pattern are frequently switched and projected. For this reason, although it is said that a predetermined pattern is projected for a time that cannot be perceived by humans, frequent switching between the projected image and the predetermined pattern image will cause adverse effects such as flickering of the projected image and complicated control. There is a problem of becoming.

本発明は、投影画像がチラつくことなく、継続的なオートフォーカスができるようにしたプロジェクタ及びそのオートフォーカス制御方法を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a projector and an autofocus control method thereof that can perform continuous autofocus without causing a projected image to flicker.

上記目的を達成するために、本発明のプロジェクタは、投影レンズから鑑賞用の画像が投影される投影面からの光を受光することにより投影面までの距離に対応した測距データを得るパッシブ方式の測距装置を備え、前記測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行なうプロジェクタにおいて、測距用に投影される所定パターンの画像データを記憶する記憶部と、前記鑑賞用の画像を投影する前に前記記憶部から所定パターンの画像データを読み出して所定パターンを投影することにより投影面までの距離に対応した第1測距データを求め、この第1測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行なった後、前記所定パターンの投影を止めて鑑賞用の画像を投影することにより投影面までの距離に対応した第2測距データを所定の時間間隔で継続的に求めるとともに、前回のピント合わせに用いられた測距データと第2測距データとの間に所定の第1閾値を超える変化が生じた場合には、前記第2測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行ない、前記変化が生じない場合には、前回の投影レンズのピント位置をそのまま維持する制御部とを設けたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the projector according to the present invention is a passive method that obtains distance measurement data corresponding to the distance to the projection surface by receiving light from the projection surface on which an image for viewing is projected from the projection lens. And a projection unit for projecting the appreciation image and a storage unit for storing image data of a predetermined pattern projected for distance measurement in a projector that focuses the projection lens based on the distance measurement data. Before the image data of the predetermined pattern is read from the storage unit and the predetermined pattern is projected, the first distance measurement data corresponding to the distance to the projection surface is obtained, and the projection lens of the projection lens is obtained based on the first distance measurement data After focusing, the second distance measurement data corresponding to the distance to the projection surface is obtained by stopping the projection of the predetermined pattern and projecting an image for viewing. If a change exceeding the predetermined first threshold value occurs between the distance measurement data used for the previous focusing and the second distance measurement data, the second measurement is continued. A control unit is provided that performs focusing of the projection lens based on the distance data and maintains the previous focus position of the projection lens when the change does not occur.

また、前記制御部は、前記第2測距データに測距エラーが生じた場合には、前回の投影レンズのピント位置をそのまま維持することを特徴とする。また、前記制御部は、前回のピント合わせに用いられた測距データと第2測距データとの間に第1閾値を超える変化が生じ、かつ第2測距データにバラツキがあり、そのバラツキの度合が所定の第2閾値よりも大きい場合には、前回の投影レンズのピント位置をそのまま維持し、前記バラツキの度合が第2閾値よりも小さい場合には、前記第2測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行なうことを特徴とする。   The control unit may maintain the previous focus position of the projection lens as it is when a distance measurement error occurs in the second distance measurement data. Further, the control unit causes a change exceeding the first threshold value between the distance measurement data used for the previous focusing and the second distance measurement data, and the second distance measurement data varies, and the variation. If the degree of is larger than a predetermined second threshold, the previous focus position of the projection lens is maintained as it is, and if the degree of variation is smaller than the second threshold, the second distance measurement data is used. And focusing the projection lens.

本発明のプロジェクタのオートフォーカス制御方法は、投影レンズから鑑賞用の画像が投影される投影面からの光を受光することにより投影面までの距離に対応した測距データを得るパッシブ方式の測距方法を用い、前記測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行なうプロジェクタのオートフォーカス制御方法において、前記鑑賞用の画像を投影する前に測距用に作成された所定パターンを投影することにより投影面までの距離に対応した第1測距データを求める第1ステップと、前記第1測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行なう第2ステップと、前記所定パターンの投影を止めて鑑賞用の画像を投影することにより投影面までの距離に対応した第2測距データを所定の時間間隔で継続的に求める第3ステップと、前回のピント合わせに用いられた測距データと第2測距データとの間に所定の第1閾値を超える変化が生じるか否かを検出する第4ステップと、前記変化が生じた場合に、前記第2測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行なう第5ステップと、前記変化が生じない場合には、前回の投影レンズのピント位置をそのまま維持する第6ステップとからなることを特徴とする。   The projector autofocus control method according to the present invention is a passive distance measurement method that obtains distance measurement data corresponding to the distance to the projection surface by receiving light from the projection surface on which an image for viewing is projected from the projection lens. In a projector autofocus control method for focusing a projection lens based on the distance measurement data, by projecting a predetermined pattern created for distance measurement before projecting the appreciation image. A first step of obtaining first distance measurement data corresponding to the distance to the projection surface, a second step of focusing the projection lens based on the first distance measurement data, and stopping the projection of the predetermined pattern for viewing A third step of continuously obtaining second distance measurement data corresponding to the distance to the projection surface at predetermined time intervals by projecting an image for use; A fourth step of detecting whether or not a change exceeding a predetermined first threshold value occurs between the distance measurement data used for the previous focusing and the second distance measurement data; and when the change occurs, The fifth step of focusing the projection lens based on the second distance measurement data and the sixth step of maintaining the previous focus position of the projection lens when the change does not occur are provided. And

また、前記第2測距データに測距エラーが生じた場合には、前回の投影レンズのピント位置をそのまま維持することを特徴とする。また、前回のピント合わせに用いられた測距データと第2測距データとの間に第1閾値を超える変化が生じ、かつ第2測距データにバラツキがあり、そのバラツキの度合が所定の第2閾値よりも大きい場合には、前回の投影レンズのピント位置をそのまま維持し、前記バラツキの度合が第2閾値よりも小さい場合には、前記第2測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行なうことを特徴とする。   Further, when a distance measurement error occurs in the second distance measurement data, the previous focus position of the projection lens is maintained as it is. Further, a change exceeding the first threshold value occurs between the distance measurement data used for the previous focusing and the second distance measurement data, and there is a variation in the second distance measurement data, and the degree of the variation is a predetermined value. When it is larger than the second threshold, the previous focus position of the projection lens is maintained as it is, and when the degree of variation is smaller than the second threshold, the focus of the projection lens is based on the second distance measurement data. It is characterized by combining.

本発明によれば、鑑賞用の画像を投影する前に測距用に作成された所定パターンを投影することにより投影面までの距離に対応した第1測距データを求め、第1測距データに基づいて投影レンズのピント合わせた後、所定パターンの投影を止めて鑑賞用の画像を投影することにより投影面までの距離に対応した第2測距データを所定の時間間隔で継続的に求めるとともに、前回のピント合わせに用いられた測距データと第2測距データとの間に所定の第1閾値を超える変化が生じた場合には、前記第2測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行ない、前記変化が生じない場合には、前回の投影レンズのピント位置をそのまま維持するので、スクリーン上に投影された鑑賞用画像がチラつくことなく、継続的なオートフォーカスができる。   According to the present invention, the first distance measurement data corresponding to the distance to the projection surface is obtained by projecting the predetermined pattern created for distance measurement before projecting the image for viewing, and the first distance measurement data. After focusing on the projection lens based on the above, the second distance measurement data corresponding to the distance to the projection surface is continuously obtained at predetermined time intervals by stopping the projection of the predetermined pattern and projecting the image for viewing. At the same time, when a change exceeding the predetermined first threshold value occurs between the distance measurement data used for the previous focusing and the second distance measurement data, the projection lens is changed based on the second distance measurement data. When focusing is performed and the change does not occur, the focus position of the previous projection lens is maintained as it is, so that the image for viewing projected on the screen does not flicker, and continuous autofocus can be achieved. That.

また、第2測距データに測距エラーが生じた場合には、前回の投影レンズのピント位置をそのまま維持するから、投影レンズのピント位置が徒に変動することなく安定したピントが得られる。また、前回のピント合わせに用いられた測距データと第2測距データとの間に第1閾値を超える変化が生じ、かつ第2測距データのバラツキの度合が所定の第2閾値よりも大きい場合には、前回の投影レンズのピント位置をそのまま維持するから、例えばプロジェクタの前を移動した人物を測距した場合など、誤ったピント合わせを防止できる。また、第2測距データのバラツキの度合が第2閾値よりも小さい場合には、第2測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行なうから、例えばプロジェクタを新たな場所に移動した後のピント合わせを自動的に行なうことができる。   In addition, when a distance measurement error occurs in the second distance measurement data, the previous focus position of the projection lens is maintained as it is, so that a stable focus can be obtained without the projection lens focus position fluctuating. In addition, a change exceeding the first threshold value occurs between the distance measurement data used for the previous focusing and the second distance measurement data, and the degree of variation of the second distance measurement data is greater than the predetermined second threshold value. If it is larger, the previous focus position of the projection lens is maintained as it is, so that erroneous focus adjustment can be prevented, for example, when a person who has moved in front of the projector is measured. Further, when the degree of variation of the second distance measurement data is smaller than the second threshold value, the projection lens is focused based on the second distance measurement data. For example, after the projector has been moved to a new location. Focusing can be performed automatically.

本発明の実施形態であるオートフォーカス装置付きの液晶プロジェクタの外観を示す図1において、液晶プロジェクタ10の使用時にはレンズカバーを開放することにより、筐体の前面に形成された開口から投影レンズ12が露呈する。筐体にズームダイヤル13とピント合わせダイヤル14とが設けられ、これらをマニュアル操作することによって、投影レンズ12の変倍やピント合わせを行うことができる。ピント合わせダイヤル14には自動ピント合わせ用のマークが付され、これを筐体に付された指標に合わせたときには投影レンズ12のピント合わせが自動的に行われる。   In FIG. 1 showing the appearance of a liquid crystal projector with an autofocus device according to an embodiment of the present invention, the projection lens 12 is opened from the opening formed on the front surface of the housing by opening the lens cover when the liquid crystal projector 10 is used. Exposed. A zoom dial 13 and a focusing dial 14 are provided on the casing, and the projection lens 12 can be zoomed and focused by manually operating these. The focus adjustment dial 14 is provided with a mark for automatic focus adjustment, and when this is adjusted to an index attached to the housing, the projection lens 12 is automatically focused.

投影レンズ12のピント合わせを自動的に行うことができるように、筐体にはオートフォーカス装置が組み込まれている。このオートフォーカス装置15は、後述するパッシブ型の測距ユニット16と、この測距ユニットから得られた距離データに基づいて投影レンズ12のフォーカスレンズを移動させるレンズ駆動ユニット17とから構成される(図2参照)。また、前記投影レンズ12の上方部に、測距ユニット16の一対の受光レンズ18,19が水平方向に並べて設けられている。   An autofocus device is incorporated in the housing so that the projection lens 12 can be automatically focused. The autofocus device 15 includes a passive distance measuring unit 16 to be described later and a lens driving unit 17 that moves the focus lens of the projection lens 12 based on distance data obtained from the distance measuring unit ( (See FIG. 2). In addition, a pair of light receiving lenses 18 and 19 of the distance measuring unit 16 are arranged in the horizontal direction above the projection lens 12.

液晶プロジェクタの電気的な構成を示す図2において、前記測距ユニット16は、マイクロコンピュータ20,EEPROM22及びラインセンサユニット26からなる。また、前記レンズ駆動ユニット17は、フォーカスレンズ駆動回路25,フォーカスモータ32及びロータリエンコーダ36からなる。   In FIG. 2 showing the electrical configuration of the liquid crystal projector, the distance measuring unit 16 includes a microcomputer 20, an EEPROM 22, and a line sensor unit 26. The lens driving unit 17 includes a focus lens driving circuit 25, a focus motor 32, and a rotary encoder 36.

また、投影レンズ12の背後には、透過型の液晶ディスプレイ(LCD)38が設けられている。このLCD38は、マイクロコンピュータ20によって制御されるLCD駆動部39によって駆動され、投影用の画像を表示する。そして、LCD38の後方部には、投影用のランプ40が設けられ、このランプ40からの照明光によってLCD38上の表示画像が投影レンズ12を介してスクリーン42に投影される。   A transmissive liquid crystal display (LCD) 38 is provided behind the projection lens 12. The LCD 38 is driven by an LCD driving unit 39 controlled by the microcomputer 20 and displays an image for projection. A projection lamp 40 is provided behind the LCD 38, and a display image on the LCD 38 is projected onto the screen 42 via the projection lens 12 by illumination light from the lamp 40.

前記マイクロコンピュータ20は、EEPROM22に書き込まれた初期設定データや調整データなどの他、測距用に作成された所定パターンの画像データを読込み、信号処理回路24,フォーカスレンズ駆動回路25に適宜のコマンドを送出し、前記測距ユニット16の測距処理及びレンズ駆動ユニット17のフォーカシング処理からなるオートフォーカス処理を全体的に管制する。なお、前記所定パターンは、例えば白黒の縦縞模様からなる高コントラストの画像パターンである。   The microcomputer 20 reads image data of a predetermined pattern created for distance measurement in addition to initial setting data and adjustment data written in the EEPROM 22, and sends appropriate commands to the signal processing circuit 24 and the focus lens driving circuit 25. , And the autofocus process consisting of the distance measuring process of the distance measuring unit 16 and the focusing process of the lens driving unit 17 is totally controlled. The predetermined pattern is, for example, a high-contrast image pattern composed of black and white vertical stripes.

前記信号処理回路24は、マイクロコンピュータ20からのコマンドに従ってラインセンサ30を制御するとともに、ラインセンサ30からの後述する検出信号を受け取って積分するなどの信号処理を行なう。   The signal processing circuit 24 controls the line sensor 30 in accordance with a command from the microcomputer 20 and performs signal processing such as receiving and integrating a detection signal described later from the line sensor 30.

前記ラインセンサユニット26は、一対の受光レンズ18,19と、それに対向して配置される一対のRセンサ30a及びLセンサ30bからなるラインセンサ30と、信号処理回路24とで構成される。前記ラインセンサ30は、例えば224個に分割されたフォトダイオードからなる。   The line sensor unit 26 includes a pair of light receiving lenses 18 and 19, a line sensor 30 including a pair of R sensors 30 a and L sensors 30 b disposed to face each other, and a signal processing circuit 24. The line sensor 30 is composed of, for example, a photodiode divided into 224 pieces.

前記受光レンズ18,19により、前記Rセンサ30a,Lセンサ30bの受光面上に、スクリーン42上に投影された画像がそれぞれ結像される。Rセンサ30a,Lセンサ30bは、それぞれの受光面に形成された像を示す検出信号を出力し、ラインセンサ30は一対の像を示す検出信号を出力する。   Images projected on the screen 42 are formed on the light receiving surfaces of the R sensor 30a and the L sensor 30b by the light receiving lenses 18 and 19, respectively. The R sensor 30a and the L sensor 30b output detection signals indicating images formed on the respective light receiving surfaces, and the line sensor 30 outputs detection signals indicating a pair of images.

マイクロコンピュータ20は、ラインセンサ30から出力された検出信号の積分開始を信号処理回路24に指示すると、信号処理回路24は検出信号の積分を開始し、その蓄積レベルが所定値に達すると、マイクロコンピュータ20へ積分終了信号を出力する。   When the microcomputer 20 instructs the signal processing circuit 24 to start integration of the detection signal output from the line sensor 30, the signal processing circuit 24 starts integration of the detection signal, and when the accumulation level reaches a predetermined value, the microcomputer 20 An integration end signal is output to the computer 20.

マイクロコンピュータ20から信号処理回路24への出力指示により、一対の蓄積された信号(センサデータ)が信号処理回路24からマイクロコンピュータ20にそれぞれ出力される。前記マイクロコンピュータ20に入力された一対のセンサデータは、内部に設けられたA/D変換器20aでデジタルデータに変換され、同様に内部に設けられたRAMに記憶される。   In response to an output instruction from the microcomputer 20 to the signal processing circuit 24, a pair of accumulated signals (sensor data) are output from the signal processing circuit 24 to the microcomputer 20, respectively. A pair of sensor data input to the microcomputer 20 is converted into digital data by an A / D converter 20a provided therein, and similarly stored in a RAM provided therein.

マイクロコンピュータ20は、前記一対のセンサデータに対して所定の演算(相関演算及びこれによって得られた相関値の最小極小値に基づいて被写体までの距離を演算する周知のパッシブ方式の演算)を行なって距離データを算出し、その距離データをフォーカスレンズ駆動回路25に入力する。フォーカスレンズ駆動回路25は、入力された距離データに応じてフォーカスモータ32を駆動し、投影レンズ12の一部であるフォーカスレンズ34をホームポジションから移動させる。   The microcomputer 20 performs a predetermined calculation (a well-known passive calculation for calculating the distance to the subject based on the correlation calculation and the minimum minimum correlation value obtained thereby) on the pair of sensor data. The distance data is calculated, and the distance data is input to the focus lens driving circuit 25. The focus lens driving circuit 25 drives the focus motor 32 according to the input distance data, and moves the focus lens 34 that is a part of the projection lens 12 from the home position.

フォーカスモータ32の駆動はロータリエンコーダ36によって監視され、そのフィードバック信号をうけながらフォーカスレンズ駆動回路25は、モータ32がマイクロコンピュータ20からの距離データに対応する回転量に達した時点でモータ32を停止させる。これにより、フォーカスレンズ34が距離データと一対一に対応する位置で停止し、ピント合わせが完了する。もちろん、フォーカスレンズ34の移動量を監視しながらフォーカスモータ32の駆動及び停止を制御することも可能である。   The drive of the focus motor 32 is monitored by the rotary encoder 36, and the focus lens drive circuit 25 stops the motor 32 when the motor 32 reaches the rotation amount corresponding to the distance data from the microcomputer 20 while receiving the feedback signal. Let As a result, the focus lens 34 stops at a position corresponding to the distance data on a one-to-one basis, and focusing is completed. Of course, it is also possible to control the drive and stop of the focus motor 32 while monitoring the movement amount of the focus lens 34.

なお、ピント合わせダイヤル14をマニュアル操作したときにはその操作量に応じてフォーカスモータ32が駆動され、投影面20に投影された画像のピントを観察しながらフォーカスレンズ34の移動をマニュアルで調節することもできる。また、ズームダイヤル13をマニュアル操作すると、その操作量に応じてズームモータ39が駆動され、投影レンズ12の一部である変倍レンズが移動してズーミングが行なわれる。   When the focus dial 14 is manually operated, the focus motor 32 is driven according to the operation amount, and the movement of the focus lens 34 can be manually adjusted while observing the focus of the image projected on the projection surface 20. it can. When the zoom dial 13 is manually operated, the zoom motor 39 is driven according to the operation amount, and the zoom lens which is a part of the projection lens 12 is moved to perform zooming.

前記ズーミングが行なわれると、ピント合わせのためのフォーカスレンズ34の移動量も変化するが、マイクロコンピュータ20には変倍レンズの位置情報が入力され、マイクロコンピュータ20は変倍レンズの位置情報を加味した距離データをフォーカスレンズ駆動回路25に入力するから、同様にして投影レンズ12のピント合わせが行なわれる。   When the zooming is performed, the moving amount of the focus lens 34 for focusing also changes. However, the position information of the variable power lens is input to the microcomputer 20, and the microcomputer 20 takes the position information of the variable power lens into consideration. Since the obtained distance data is input to the focus lens driving circuit 25, the projection lens 12 is similarly focused.

このように構成された液晶プロジェクタ10のオートフォーカス処理について、図3に示すフローチャートを参照しながら説明する。予め、液晶プロジェクタ10には、LCD38に鑑賞用の画像を表示するためのパーソナルコンピュータ(図示せず)が接続されている。   The autofocus process of the liquid crystal projector 10 configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. A personal computer (not shown) for displaying an image for viewing on the LCD 38 is connected to the liquid crystal projector 10 in advance.

まず、液晶プロジェクタ10の電源をONにすると(st1)、マイクロコンピュータ20は、EEPROM22から測距用の所定パターンの画像データを読み込んでLCD駆動部39に入力し、LCD38に所定パターンの画像を表示するとともにランプ40を点灯する。これにより、所定パターンがスクリーン42上に投影される(st2)。   First, when the power of the liquid crystal projector 10 is turned on (st1), the microcomputer 20 reads image data of a predetermined pattern for distance measurement from the EEPROM 22, inputs it to the LCD drive unit 39, and displays an image of the predetermined pattern on the LCD 38. And the lamp 40 is turned on. Thereby, a predetermined pattern is projected on the screen 42 (st2).

スクリーン42上に投影された所定パターンの画像が受光レンズ18,19を介してRセンサ30a,Lセンサ30bの受光面上に結像される。これにより、ラインセンサ30から一対の像を示す検出信号が信号処理回路24に入力され、積分される。この一対のセンサデータが信号処理回路24からマイクロコンピュータ20に入力され、A/D変換器20aでデジタルデータに変換されてRAMに記憶される(st3)。   An image of a predetermined pattern projected on the screen 42 is formed on the light receiving surfaces of the R sensor 30 a and the L sensor 30 b via the light receiving lenses 18 and 19. As a result, a detection signal indicating a pair of images is input from the line sensor 30 to the signal processing circuit 24 and integrated. The pair of sensor data is input from the signal processing circuit 24 to the microcomputer 20, converted into digital data by the A / D converter 20a, and stored in the RAM (st3).

マイクロコンピュータ20は、前記所定パターンの画像をLCD38に表示するのを停止した後(st4)、RAMに記憶された一対のセンサデータに対して所定の演算を行なって距離データを算出し(st5)、その距離データをフォーカスレンズ駆動回路25に入力する。このフォーカスレンズ駆動回路25は、前記距離データに応じてフォーカスモータ32を駆動してフォーカスレンズ34をホームポジションから移動させるとともに、前記距離データに対応する回転量に達した時点でモータ32を停止させ、ピント合わせが完了する(st6)。   The microcomputer 20 stops displaying the image of the predetermined pattern on the LCD 38 (st4), and then performs a predetermined calculation on the pair of sensor data stored in the RAM to calculate distance data (st5). The distance data is input to the focus lens driving circuit 25. The focus lens drive circuit 25 drives the focus motor 32 according to the distance data to move the focus lens 34 from the home position, and stops the motor 32 when the rotation amount corresponding to the distance data is reached. Focusing is completed (st6).

この後、ユーザは、パーソナルコンピュータを操作して、投影したい鑑賞用画像の画像データを液晶プロジェクタ10に送ると、マイクロコンピュータ20がLCD駆動部39を介して鑑賞用画像をLCD38に表示する。これにより、投影レンズ12を介して鑑賞用画像がスクリーン42に投影されるとともに、前記鑑賞用画像が受光レンズ18,19を介してRセンサ30a,Lセンサ30bの受光面上に結像され、一対のセンサデータが信号処理回路24からマイクロコンピュータ20に入力され、A/D変換器20aでデジタルデータに変換されてRAMに記憶される(st7)。   Thereafter, when the user operates the personal computer to send the image data of the viewing image to be projected to the liquid crystal projector 10, the microcomputer 20 displays the viewing image on the LCD 38 via the LCD drive unit 39. Thereby, an image for viewing is projected on the screen 42 through the projection lens 12, and the image for viewing is formed on the light receiving surfaces of the R sensor 30a and the L sensor 30b through the light receiving lenses 18 and 19, A pair of sensor data is input from the signal processing circuit 24 to the microcomputer 20, converted into digital data by the A / D converter 20a, and stored in the RAM (st7).

マイクロコンピュータ20は、RAMに記憶された一対のセンサデータに対して所定の演算を行なって距離データを算出しようとするが、前記鑑賞用画像のコントラストが非常に低い場合には、距離データを算出することができず、測距エラーとなる(st8)。この測距エラーが発生した場合には、前記所定パターンによる測距で得られた距離データに基づいてピント合わせを行なった状態のままを維持し、例えば3秒経過後に(st9)、上記と同じ鑑賞用画像による測距処理を行なう(st7)。   The microcomputer 20 tries to calculate distance data by performing a predetermined calculation on the pair of sensor data stored in the RAM. If the contrast of the viewing image is very low, the microcomputer 20 calculates the distance data. Cannot be performed, resulting in a ranging error (st8). When this distance measurement error occurs, the focus is maintained based on the distance data obtained by distance measurement using the predetermined pattern. For example, after 3 seconds (st9), the same as above A distance measurement process using an image for viewing is performed (st7).

前記測距エラーが生じずに正常に距離データが得られた場合には(st10)、マイクロコンピュータ20は、この鑑賞用画像による測距で得られた距離データと前回のピント合わせに用いられた距離データとの間に所定の第1閾値を超える変化がないか否かを検証する(st11)。なお、前記第1閾値は、投影面20に投影された画像がユーザから見てピントが合っていると判断される投光光軸18a方向の距離の許容範囲に対応する距離データであり、例えば30mmに対応する距離データとする。   When the distance data is normally obtained without causing the distance measurement error (st10), the microcomputer 20 is used for the previous focusing with the distance data obtained by the distance measurement by the viewing image. It is verified whether there is a change exceeding a predetermined first threshold between the distance data (st11). The first threshold value is distance data corresponding to an allowable range of the distance in the direction of the light projecting optical axis 18a that is determined to be in focus when the image projected on the projection surface 20 is viewed from the user. The distance data corresponds to 30 mm.

前記前回のピント合わせに用いられた距離データは、前記鑑賞用画像による測距開始当初は、前記所定パターンによる測距で得られた距離データであり、前記鑑賞用画像による測距で得られた距離データに基づいてピント合わせが行なわれた後は、鑑賞用画像による測距で得られた距離データとなる。   The distance data used for the previous focusing is distance data obtained by distance measurement by the predetermined pattern at the beginning of distance measurement by the viewing image, and is obtained by distance measurement by the viewing image. After focusing is performed based on the distance data, the distance data obtained by the distance measurement using the viewing image is obtained.

前記変化がある場合には(st11)、液晶プロジェクタ10が新たな場所または位置に移動されたと考えられるので、マイクロコンピュータ20は、前記鑑賞用画像による測距で得られた距離データに基づいて投影レンズ12のピント合わせが行なわれる(st12)。また、前記変化がない場合には(st11)、液晶プロジェクタ10の電源をOFFにしないかぎり(st13)、マイクロコンピュータ20は、例えば3秒間隔で(st9)、鑑賞用画像による測距を継続して行なう(st7)。   When there is the change (st11), it is considered that the liquid crystal projector 10 has been moved to a new place or position, and therefore the microcomputer 20 projects based on the distance data obtained by the distance measurement using the viewing image. The lens 12 is focused (st12). If there is no change (st11), the microcomputer 20 continues to perform distance measurement using an image for viewing, for example, every 3 seconds (st9) unless the power of the liquid crystal projector 10 is turned off (st13). (St7).

このように、電源をONにした直後に所定パターンによる測距及びピント合わせを1回行ない、この後は、所定パターンによる測距は行なわず、鑑賞用画像による測距及びピント合わせを継続して行なうので、スクリーン上に投影された鑑賞用画像がチラつくことなく、液晶プロジェクタ10の継続的なオートフォーカスができる。   In this way, immediately after the power is turned on, the distance measurement and focusing is performed once according to the predetermined pattern, and thereafter the distance measurement based on the viewing image is continued without performing the distance measurement according to the predetermined pattern. As a result, the liquid crystal projector 10 can be continuously focused automatically without flickering the image for viewing projected on the screen.

次に、別の実施形態を図4を参照して説明する。なお、上記実施形態の図3に示す同じ内容のステップには同じステップ番号を付して説明を省略する。上記ステップ11(st11)において、鑑賞用画像による測距で得られた距離データと前回のピント合わせに用いられた距離データとの間に第1閾値を超える変化がある場合には、その距離データをマイクロコンピュータ20のRAMに記憶して蓄積する(st21)。この距離データがN個(例えばN=3)に達したら(st22)、これらのバラツキを算出する(st23)。   Next, another embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same step number is attached | subjected to the step of the same content shown in FIG. 3 of the said embodiment, and description is abbreviate | omitted. In step 11 (st11), if there is a change exceeding the first threshold value between the distance data obtained by distance measurement using the viewing image and the distance data used for the previous focusing, the distance data Are stored and stored in the RAM of the microcomputer 20 (st21). When the distance data reaches N (for example, N = 3) (st22), these variations are calculated (st23).

前記バラツキが所定の第2閾値よりも大きい場合には(st24)、電源をOFFにしないかぎり(st13)、前回の投影レンズ12のピント位置をそのまま維持し、例えば3秒経過後に(st9)、上記と同じ鑑賞用画像による測距処理を行なう(st7)。なお、前記バラツキが第2閾値よりも大きい場合としては、例えば液晶プロジェクタ10の前を移動した人物を測距した場合などがあり、このような場合の誤ったピント合わせ動作が防止される。   When the variation is larger than the predetermined second threshold (st24), the previous focus position of the projection lens 12 is maintained as it is unless the power is turned off (st13). For example, after 3 seconds (st9), A distance measurement process using the same image for viewing is performed (st7). The case where the variation is larger than the second threshold includes, for example, a case where a person who has moved in front of the liquid crystal projector 10 is measured, and an erroneous focusing operation in such a case is prevented.

また、前記バラツキが第2閾値よりも小さい場合には(st24)、鑑賞用画像による測距で得られたN個の距離データの平均値に基づいて投影レンズ12のピント合わせを行なう(st12)。なお、前記バラツキが所定の第2閾値よりも小さい場合としては、例えば液晶プロジェクタ10を新たな場所または位置に移動し終えたシーンが想定され、新たなピント合わせが自動的に行われる。   If the variation is smaller than the second threshold value (st24), the projection lens 12 is focused based on the average value of N distance data obtained by distance measurement using the viewing image (st12). . In addition, as a case where the variation is smaller than a predetermined second threshold value, for example, a scene in which the liquid crystal projector 10 has been moved to a new location or position is assumed, and new focusing is automatically performed.

以上説明した実施形態では、電源をONにした直後に所定パターンによる測距を行なうようにしたが、電源をONにした後、最初の投影開始時に自動的に所定パターンによる測距を行なうようにしてもよい。また、上記実施形態では、鑑賞用画像による測距処理を3秒間隔で行なうようにしたが、この間隔時間は3秒に限られないのは勿論である。   In the embodiment described above, the distance measurement using the predetermined pattern is performed immediately after the power is turned on. However, the distance measurement using the predetermined pattern is automatically performed at the start of the first projection after the power is turned on. May be. In the above-described embodiment, the distance measurement process using the viewing image is performed at intervals of 3 seconds. Of course, the interval time is not limited to 3 seconds.

また、上記実施形態では、電源をONにしてからOFFにするまで継続的に測距を行なうようにしたが、投影開始から一定時間(例えば30分間)のみ測距を行ない、その後は測距を停止するようにしてもよい。この場合、再度測距を開始する際には、マニュアルでピント合わせダイヤルを操作するなどの操作を行なうのが好ましい。   In the above embodiment, the distance measurement is continuously performed from the time the power is turned on until the power is turned off. You may make it stop. In this case, when starting the distance measurement again, it is preferable to perform an operation such as manually operating the focusing dial.

上記実施形態では、前記所定パターンを白黒の縦縞模様としたが、本発明はこれに限定されることなく、高コントラストの画像パターンであれば、どのような画像パターンでもよい。また、上記実施形態では、一対の受光レンズの配列方向(基線長の方向)を水平配列としたが、縦配列としてもよい。   In the above embodiment, the predetermined pattern is a black and white vertical stripe pattern, but the present invention is not limited to this, and any image pattern may be used as long as it is a high contrast image pattern. Moreover, in the said embodiment, although the arrangement direction (baseline length direction) of a pair of light receiving lenses was made into the horizontal arrangement | sequence, it is good also as a vertical arrangement.

また、前記第1閾値を30mmに対応する距離データとしたが、本発明はこれに限定されることなく、ピントが合っていると判断される許容範囲であれば、例えば10mmや50mmに対応する距離データとしてもよい。また、RAMに記憶して蓄積する距離データの数Nを「3」としたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば「5」でもよい。   The first threshold value is distance data corresponding to 30 mm. However, the present invention is not limited to this. For example, the first threshold value corresponds to 10 mm or 50 mm as long as it is within an allowable range. It may be distance data. Further, although the number N of distance data stored and accumulated in the RAM is “3”, the present invention is not limited to this, and may be “5”, for example.

本発明を用いた液晶プロジェクタの外観図である。1 is an external view of a liquid crystal projector using the present invention. 測距ユニット及びレンズ駆動ユニットの電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical structure of a ranging unit and a lens drive unit. 本発明に係るオートフォーカス処理の主なシーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the main sequences of the autofocus process concerning this invention. 本発明の別の実施形態におけるオートフォーカス処理の主なシーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the main sequences of the autofocus process in another embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 液晶プロジェクタ
12 投影レンズ
15 オートフォーカス装置
16 測距ユニット
17 レンズ駆動ユニット
20 マイクロコンピュータ
22 EEPROM
24 信号処理回路
26 ラインセンサユニット
30 ラインセンサ
34 フォーカスレンズ
38 LCD
42 スクリーン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid crystal projector 12 Projection lens 15 Autofocus apparatus 16 Distance measuring unit 17 Lens drive unit 20 Microcomputer 22 EEPROM
24 signal processing circuit 26 line sensor unit 30 line sensor 34 focus lens 38 LCD
42 screens

Claims (6)

投影レンズから鑑賞用の画像が投影される投影面からの光を受光することにより投影面までの距離に対応した測距データを得るパッシブ方式の測距装置を備え、前記測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行なうプロジェクタにおいて、
測距用に投影される所定パターンの画像データを記憶する記憶部と、
前記鑑賞用の画像を投影する前に前記記憶部から所定パターンの画像データを読み出して所定パターンを投影することにより投影面までの距離に対応した第1測距データを求め、この第1測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行なった後、前記所定パターンの投影を止めて鑑賞用の画像を投影することにより投影面までの距離に対応した第2測距データを所定の時間間隔で継続的に求めるとともに、前回のピント合わせに用いられた測距データと第2測距データとの間に所定の第1閾値を超える変化が生じた場合には、前記第2測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行ない、前記変化が生じない場合には、前回の投影レンズのピント位置をそのまま維持する制御部と
を設けたことを特徴とするプロジェクタ。
A passive distance measuring device is provided that obtains distance measurement data corresponding to the distance to the projection surface by receiving light from the projection surface on which an image for viewing is projected from the projection lens, and based on the distance measurement data In a projector that focuses the projection lens,
A storage unit for storing image data of a predetermined pattern projected for distance measurement;
Before projecting the image for viewing, the image data of a predetermined pattern is read from the storage unit and the predetermined pattern is projected to obtain first distance measurement data corresponding to the distance to the projection surface. After focusing the projection lens based on the data, the second distance measurement data corresponding to the distance to the projection plane is obtained at predetermined time intervals by stopping the projection of the predetermined pattern and projecting an image for viewing. If a change exceeding the predetermined first threshold value occurs between the distance measurement data used for the previous focusing and the second distance measurement data, the continuous distance measurement is performed based on the second distance measurement data. And a control unit that focuses the projection lens and maintains the previous focus position of the projection lens when the change does not occur.
前記制御部は、前記第2測距データに測距エラーが生じた場合には、前回の投影レンズのピント位置をそのまま維持することを特徴とする請求項1記載のプロジェクタ。   The projector according to claim 1, wherein the control unit maintains the previous focus position of the projection lens as it is when a distance measurement error occurs in the second distance measurement data. 前記制御部は、前回のピント合わせに用いられた測距データと第2測距データとの間に第1閾値を超える変化が生じ、かつ第2測距データにバラツキがあり、そのバラツキの度合が所定の第2閾値よりも大きい場合には、前回の投影レンズのピント位置をそのまま維持し、前記バラツキの度合が第2閾値よりも小さい場合には、前記第2測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行なうことを特徴とする請求項1または2記載のプロジェクタ。   The control unit causes a change exceeding the first threshold between the distance measurement data used for the previous focusing and the second distance measurement data, and there is a variation in the second distance measurement data, and the degree of the variation. Is larger than the predetermined second threshold value, the previous focus position of the projection lens is maintained as it is, and when the degree of variation is smaller than the second threshold value, projection is performed based on the second distance measurement data. 3. The projector according to claim 1, wherein the lens is focused. 投影レンズから鑑賞用の画像が投影される投影面からの光を受光することにより投影面までの距離に対応した測距データを得るパッシブ方式の測距方法を用い、前記測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行なうプロジェクタのオートフォーカス制御方法において、
前記鑑賞用の画像を投影する前に測距用に作成された所定パターンを投影することにより投影面までの距離に対応した第1測距データを求める第1ステップと、
前記第1測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行なう第2ステップと、
前記所定パターンの投影を止めて鑑賞用の画像を投影することにより投影面までの距離に対応した第2測距データを所定の時間間隔で継続的に求める第3ステップと、
前回のピント合わせに用いられた測距データと第2測距データとの間に所定の第1閾値を超える変化が生じるか否かを検出する第4ステップと、
前記変化が生じた場合に、前記第2測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行なう第5ステップと、
前記変化が生じない場合には、前回の投影レンズのピント位置をそのまま維持する第6ステップと
からなることを特徴とするプロジェクタのオートフォーカス制御方法。
Based on the distance measurement data, a passive distance measurement method is used to obtain distance measurement data corresponding to the distance to the projection surface by receiving light from the projection surface on which an image for viewing is projected from the projection lens. In the autofocus control method of the projector that focuses the projection lens,
A first step of obtaining first distance measurement data corresponding to the distance to the projection surface by projecting a predetermined pattern created for distance measurement before projecting the image for viewing;
A second step of focusing the projection lens based on the first distance measurement data;
A third step of continuously obtaining second distance measurement data corresponding to the distance to the projection surface by stopping the projection of the predetermined pattern and projecting an image for viewing at predetermined time intervals;
A fourth step of detecting whether or not a change exceeding a predetermined first threshold value occurs between the distance measurement data used for the previous focusing and the second distance measurement data;
A fifth step of focusing the projection lens based on the second distance measurement data when the change occurs;
And a sixth step of maintaining the previous focus position of the projection lens as it is when the change does not occur.
前記第2測距データに測距エラーが生じた場合には、前回の投影レンズのピント位置をそのまま維持することを特徴とする請求項4記載のプロジェクタのオートフォーカス制御方法。   5. The projector autofocus control method according to claim 4, wherein when a distance measurement error occurs in the second distance measurement data, the previous focus position of the projection lens is maintained as it is. 前回のピント合わせに用いられた測距データと第2測距データとの間に第1閾値を超える変化が生じ、かつ第2測距データにバラツキがあり、そのバラツキの度合が所定の第2閾値よりも大きい場合には、前回の投影レンズのピント位置をそのまま維持し、前記バラツキの度合が第2閾値よりも小さい場合には、前記第2測距データに基づいて投影レンズのピント合わせを行なうことを特徴とする請求項4または5記載のプロジェクタのオートフォーカス制御方法。   A change exceeding the first threshold value occurs between the distance measurement data used for the previous focusing and the second distance measurement data, and there is a variation in the second distance measurement data, and the degree of the variation is a predetermined second value. When it is larger than the threshold value, the previous focus position of the projection lens is maintained as it is, and when the degree of variation is smaller than the second threshold value, the projection lens is focused based on the second distance measurement data. 6. The autofocus control method for a projector according to claim 4, wherein the autofocus control method is performed.
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