JP3859590B2 - Projection apparatus and focus adjustment method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射レンズを介して、スクリーン上に画像を投射する液晶プロジェクタなどの投射装置に関し、特に、投射レンズのフォーカス調整を自動的に行うことができる投射装置及びそのフォーカス調整方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、スクリーン上に投射したフォーカスパターンをカメラで撮像するとともに、その撮像イメージを分析しながら、投射レンズのフォーカス調整を自動的に行う投射装置及びそのフォーカス調整方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
特許文献1に示されるフォーカス調整方法は、上記撮像イメージの所定信号成分が、スクリーン上におけるフォーカスパターンの合焦状態に応じて変化することを利用したものであり、例えば、上記撮像イメージの高周波成分を検出しつつ、この高周波成分が最大となるように投射レンズをフォーカス調整することにより、スクリーン上のフォーカスパターンを合焦させる。
【0004】
上記カメラは、CCDやCMOSなどのイメージセンサを備えて構成されており、スクリーン上に投射したフォーカスパターンを撮像する際には、銀塩カメラのシャッタースピード調整に相当する蓄積時間調整が行われる。つまり、上記カメラの撮像イメージは、蓄積時間の長短に応じて明るさ(画像レベル)が変化し、この時間が短すぎると真っ黒になり、長すぎると飽和して真っ白になってしまうため、撮像イメージの画像レベルを検出し、これが所定レベルとなるように蓄積時間調整を行う必要がある。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−28901号公報(第5頁、第3図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶プロジェクタなどの投射装置は、様々な場所で使用されるため、スクリーンの近傍に、強い光を発生する照明器具や、強い光を反射させる鏡が存在することも想定される。このような場所で前述した自動フォーカス調整を実行すると、カメラが強い外乱光を捉え、その明るさを基準として蓄積時間調整が行われる可能性がある。このような状況では、相対的にフォーカスパターンの画像レベルが落ちるため、自動フォーカス調整の精度が低下し、最悪の場合は、自動フォーカス調整ができなくなってしまう。
【0007】
また、投射装置は、通常、投射画面の大きさを調整するために、ズーム調整機構を備えているため、ズーム比を小さくしてスクリーンに投射する状況では、カメラの撮像範囲が相対的に広くなり、外乱光の影響を受けやすくなるという問題がある。
また、投射装置のズーム調整を行うと、カメラが捉えるフォーカスパターンの大きさも相対的に変化するため、前述した所定信号成分の特性が変化し、自動フォーカス調整の精度が低下する可能性がある。
【0008】
本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、スクリーン上に投射したフォーカスパターンをカメラで撮像し、その撮像イメージを分析しつつ、投射レンズのフォーカス調整を自動的に行うものでありながら、カメラの撮像イメージにフォーカスエリアを設定し、このフォーカスエリア部分だけを分析しながらフォーカス調整を行うことにより、強い外乱光の影響を受けず、精度の高いフォーカス調整を行うことができる投射装置及びそのフォーカス調整方法の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の投射装置は、フォーカス調整及びズーム調整が可能な投射レンズを備え、この投射レンズを介して、スクリーン上に画像を投射する投射装置であって、前記投射レンズを介して、前記スクリーン上にフォーカスパターンを投射するフォーカスパターン投射部と、前記スクリーン上に投射されたフォーカスパターンを撮像するカメラと、前記投射レンズのズーム調整位置にかかわらず、前記カメラで撮像した撮像イメージのフォーカスパターン部分だけを囲み、前記カメラの撮像イメージにフォーカスエリアを設定するフォーカスエリア設定部と、前記撮像イメージのフォーカスエリア部分を分析しつつ、前記投射レンズのフォーカス調整を自動的に行うオートフォーカス制御部とを備える構成としてある。
【0010】
投射装置をこのように構成すれば、撮像イメージのフォーカスパターン部分だけを囲むように、カメラの撮像イメージにフォーカスエリアを設定し、このフォーカスエリア部分だけを分析しながらフォーカス調整を行うことにより、撮像イメージに含まれる照明器具、鏡などの強い外乱光に影響を受けることなく、投射レンズのフォーカス調整を行うことが可能になる。
これにより、撮像イメージに含まれる強い外乱光の影響で、自動フォーカス調整の精度が低下したり、自動フォーカス調整ができなくなるといった問題を解決することができる。
【0011】
また、投射レンズのズーム調整にかかわらず、フォーカスパターンだけを含むように、フォーカスエリアを設定することができるため、撮像データに含まれる強い外乱光を確実に排除することが可能になる。
しかも、フォーカスエリアにおけるフォーカスパターンの相対的な大きさが、ズーム調整位置にかかわらず一定となるため、常に適正な高周波成分特性を得て、精度の高い自動フォーカス調整を行うことができる。
【0012】
また、このように構成すれば、ズーム調整に応じてフォーカエリアを無段階状に変化させるなど、きわめて精度の高いフォーカスエリア設定を行うことが可能になる。
【0013】
また、本発明の投射装置は、前記オートフォーカス制御部が、前記撮像イメージにおけるフォーカスエリア部分の画像レベルにもとづいて、前記カメラの蓄積時間調整を行う構成としてある。
投射装置をこのように構成すれば、カメラが強い外乱光を捉えたとしても、その明るさを基準とすることなく、適正な蓄積時間調整を行うことが可能になる。これにより、誤った蓄積時間調整を回避し、精度の高い自動フォーカス調整を行うことができる。
【0014】
また、本発明の投射装置は、前記オートフォーカス制御部が、前記撮像イメージにおけるフォーカスエリア部分の高周波成分が最大となるように、前記投射レンズのフォーカス調整を行う構成としてある。
投射装置をこのように構成すれば、カメラが強い外乱光を捉えたとしても、その影響を受けることなく、高周波成分の最大値を検出することができるため、自動フォーカス調整の精度を向上させることが可能になる。
【0015】
また、本発明の投射装置は、前記フォーカスエリア設定部が、複数のフォーカスエリアデータを有し、前記投射レンズのズーム調整位置にかかわらず、撮像イメージのフォーカスパターン部分だけを囲み、前記投射レンズのズームフォーカスエリアデータを選択する構成としてある。
投射装置をこのように構成すれば、ズーム調整に応じてフォーカスエリアデータを生成する場合に比べ、フォーカスエリアの設定処理を簡略化することが可能になる。
【0016】
また、本発明の投射装置は、前記オートフォーカス制御部が、前記投射レンズのフォーカス調整時に、前記投射レンズのズーム調整を禁止する構成としてある。
投射装置をこのように構成すれば、自動フォーカス調整中に誤ってズーム調整操作が行われたとしても、問題なく自動フォーカス調整を継続することができる。
【0017】
また、上記目的を達成するため本発明における投射装置のフォーカス調整方法は、フォーカス調整及びズーム調整が可能な投射レンズを備え、この投射レンズを介して、スクリーン上に画像を投射する投射装置のフォーカス調整方法であって、前記投射レンズを介して、前記スクリーン上にフォーカスパターンを投射し、前記スクリーン上に投射されたフォーカスパターンをカメラで撮像し、前記投射レンズのズーム調整位置にかかわらず、前記カメラで撮像した撮像イメージのフォーカスパターン部分だけを囲み、前記カメラの撮像イメージにフォーカスエリアを設定し、前記撮像イメージのフォーカスエリア部分を分析しつつ、前記投射レンズのフォーカス調整を自動的に行う方法としてある。
投射装置のフォーカス調整方法をこのような方法にすれば、撮像イメージのフォーカスエリア部分だけを分析しながらフォーカス調整を行うことができるため、強い外乱光の影響を受けず、精度の高いフォーカス調整を行うことが可能になる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
[第一実施形態]
まず、本発明の第一実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。
図1は、第一実施形態における投射装置及びスクリーンの斜視図、図2は、第一実施形態における投射装置の構成を示すブロック図である。
これらの図に示すように、投射装置100は、投射回路10、投射レンズ20、カメラ30、制御部40などを備えて構成されている。
【0019】
投射回路10は、外部からの投射信号又は画像メモリ11に記憶されたフォーカスパターンデータを、切替回路12を介して入力する。外部からの投射信号は、パソコンなどが出力するRGB信号やビデオ信号であり、フォーカスパターンデータは、制御部40が画像メモリ11に書き込んだ画像データである。そして、投射回路10は、入力した投射信号又はフォーカスパターンデータを、液晶パネルなどの画像形成デバイス上に画像形成し、これが投射レンズ20を介してスクリーンS上に投射される。
【0020】
投射レンズ20は、フォーカス調整機構及びズーム調整機構を備える。フォーカス調整機構を構成するフォーカスレンズ駆動モータ21は、フォーカスレンズ駆動回路22によって駆動され、投射レンズ20のフォーカスレンズ(図示せず)を移動させる。また、フォーカスレンズの移動位置は、フォーカスレンズ位置センサ23によって検出され、フォーカスレンズ位置検出回路24を介して制御部40に入力される。
【0021】
一方、ズーム調整機構を構成するズームレンズ駆動モータ25は、ズームレンズ駆動回路26によって駆動され、投射レンズ20のズームレンズ(図示せず)を移動させる。また、ズームレンズの移動位置は、ズームレンズ位置センサ27によって検出され、ズームレンズ位置検出回路28を介して制御部40に入力される。
【0022】
カメラ30は、CCDやCMOSなどのイメージセンサを備えて構成され、スクリーンS上に投射されたフォーカスパターンを、制御部40からの撮像指示信号に応じて撮像する。その際、カメラ30は、制御部40から指定された蓄積時間にもとづいて、撮像イメージを形成する。
ここで撮像された撮像イメージデータは、マスク回路31(フォーカスエリア設定部の一部)に出力され、ここでマスク処理される。つまり、マスク回路31は、制御部40から入力されるフォーカスエリア信号にもとづき、撮像イメージ上にフォーカスエリアを設定し、フォーカスエリア外の画像信号レベルを0とする。
【0023】
マスク回路31から出力される撮像イメージデータは、画像レベル検出回路32又は高周波成分検出回路33を経由して制御部40に入力される。その切り替えは、制御部40が切替回路34を切り替えることにより行われる。
画像レベル検出回路32は、撮像イメージデータの画像レベルを検出するものであり、その検出信号は、カメラ30の蓄積時間調整に利用される。
また、高周波成分検出回路33は、撮像イメージデータの高周波成分を検出するものであり、その検出信号は、投射レンズ20の自動フォーカス調整に利用される。つまり、撮像イメージに含まれる高周波成分は、スクリーンS上におけるフォーカスパターンの合焦状態に応じて変化し、これをもとに後述する自動フォーカス調整が行われる。
【0024】
制御部40は、ハードウエアとしてCPU、ROM、RAMなどを備えており、ROMに書き込まれるプログラムによって、オートフォーカス制御部41、切替部42、43、フォーカスパターン生成部(フォーカスパターン投射部)44、フォーカスエリア生成部(フォーカスエリア設定部の一部)45などを構成する。
【0025】
オートフォーカス制御部41は、パソコンやリモコンからのオートフォーカス開始信号に応じて、切替回路12、切替部42、43、フォーカスパターン生成部44、フォーカスエリア生成部45などにオートフォーカスモード信号を出力するとともに、画像レベル検出回路32からの画像レベル信号にもとづいて、カメラ30の蓄積時間調整を行い、その後、高周波成分検出回路33からの高周波成分信号を分析しつつ、投射レンズ20のフォーカス調整を自動的に行う。
【0026】
切替部42は、フォーカスレンズ駆動回路22への出力信号を切り替える部分であり、通常モードでは、パソコンやリモコンからのフォーカスレンズ駆動信号をフォーカスレンズ駆動回路22へ出力し、オートフォーカスモードでは、オートフォーカス制御部41からのフォーカスレンズ駆動信号をフォーカスレンズ駆動回路22へ出力するように切り替え動作される。
【0027】
切替部43は、ズームレンズ駆動回路26への信号出力をON/OFFする部分であり、通常モードでは、パソコンやリモコンからのズームレンズ駆動信号をズームレンズ駆動回路26へ出力し、オートフォーカスモードでは、それを禁止するように切り替え動作される。
【0028】
フォーカスパターン生成部44は、自動フォーカス調整時にスクリーンSに投射するフォーカスパターンのデータを生成する部分であり、ここで生成されたフォーカスパターンデータは、画像メモリ11に書き込まれる。
【0029】
フォーカスエリア生成部45は、ズームレンズ位置検出回路28の出力に応じて、フォーカスエリアのデータを設定し、これをマスク回路31に出力する部分である。このとき、フォーカスエリアは、投射レンズ20のズーム調整位置にかかわらず、撮像イメージのフォーカスパターン部分だけを囲むように設定される。
これにより、撮像イメージに含まれる照明器具、鏡などの強い外乱光に影響を受けることなく、カメラ30の蓄積時間を調整し、適正レベルの撮像イメージにもとづいて投射レンズ20の自動フォーカス調整を行うことが可能になる。
また、フォーカスエリアにおけるフォーカスパターンの相対的な大きさが、ズーム調整位置に拘わらず一定となるため、常に適正な高周波成分特性を得て、精度の高い自動フォーカス調整を行うことが可能になる。
【0030】
次に、投射装置100の動作について、図3及び図4を参照して説明する。
図3は、第一実施形態における投射装置の動作ステップ(オートフォーカスモード)を示すフローチャート、図4は、第一実施形態の投射装置における撮像イメージを示す説明図である。
【0031】
外部からオートフォーカス開始信号が入力されると、制御部40がオートフォーカスモードとなり、図3に示す動作ステップによって投射レンズ20の自動フォーカス調整が実行される。オートフォーカスモードの動作ステップは、図3に示すように、オートフォーカス開始処理を行うステップ(S101)と、フォーカスパターンをスクリーンSに投射するステップ(S102)と、スクリーンS上に投射されたフォーカスパターンをカメラ30で撮像するステップ(S103)と、撮像イメージにフォーカスエリアを設定するステップ(S104)と、撮像イメージにおけるフォーカスエリア部分の画像レベルを読み込むステップ(S105)と、この画像レベルにもとづいてカメラ30の蓄積時間調整を行うステップ(S106)と、蓄積時間調整の終了を判断するステップ(S107)と、切替回路34を切り替えて撮像イメージにおけるフォーカスエリア部分の高周波成分信号を読み込むステップ(S108)と、投射レンズ20のフォーカスレンズを高周波成分信号が最大となる位置に合せるステップ(S109)と、フォーカス調整の終了を判断するステップ(S110)と、オートフォーカス終了処理を行うステップ(S111)とから構成される。以下、各ステップを図2の構成に沿って説明する。
【0032】
まず、オートフォーカス制御部41からオートフォーカスモード信号を出力し、切替回路12、34及び切替部42、43の切り替え行う。これにより、オートフォーカス制御部41によるフォーカス調整が優先されるとともに、外部信号によるズーム調整が禁止される。(S101)
【0033】
次に、オートフォーカスモード信号によりフォーカスパターン生成部44を動作させ、フォーカスパターンデータを画像メモリ11に書き込む。
切替回路12の切り替えにより、投射回路10へは画像メモリ11のフォーカスパターンデータが出力され、このフォーカスパターンが投射レンズ20を介してスクリーンSに投射される。(S102)
【0034】
スクリーンSにフォーカスパターンが投射されると、オートフォーカス制御部41が撮像指示信号を出力する。カメラ30は、撮像指示信号に応じて、スクリーンSに投射されたフォーカスパターンを撮像し、その撮像イメージデータをマスク回路31に出力する。(S103)
【0035】
マスク回路31は、フォーカスエリア生成部45との協働により、投射レンズ20のズーム調整位置に応じたフォーカスエリアを撮像イメージ上に設定し、フォーカスエリア外の画像レベルを0にする。(S104)
これにより、撮像イメージは、図4に示すように、ズーム調整位置にかかわらず、フォーカスパターンだけを含むものになる。
【0036】
オートフォーカス制御部41は、画像レベル検出回路32から撮像イメージの画像レベル信号を入力しつつ(S105)、これが所定レベルになるようにカメラ30の蓄積時間設定を更新し、蓄積時間の調整を行う(S106)。この蓄積時間調整は、画像レベル信号が所定レベルになった時点で終了と判断される。(S107)
【0037】
次に、オートフォーカス制御部41は、切替回路34を切り替えて高周波成分検出回路33から撮像イメージにおけるフォーカスエリア部分の高周波成分信号を入力する(S108)。
そして、この高周波成分が最大になる方向にフォーカスレンズを移動し、最終的に高周波成分が最大になる位置にフォーカスレンズを合せる。その間、オートフォーカス制御部41では、フォーカスレンズ位置検出回路24の出力を監視しながらフォーカスレンズの移動制御を行う。(S109)
【0038】
そして、フォーカス調整の終了を判断すると(S110)、オートフォーカス制御部41からのオートフォーカスモード信号出力を停止することにより、切替回路12及び切替部42、43を通常モード側へ切り替えるとともに、オートフォーカス終了信号を出力してオートフォーカスモードを終了する。(S111)
【0039】
上記のように構成された第一実施形態の投射装置100によれば、スクリーンS上に投射したフォーカスパターンをカメラ30で撮像し、その撮像イメージを分析しつつ、投射レンズ20のフォーカス調整を自動的に行うものでありながら、カメラ30の撮像イメージにフォーカスエリアを設定し、このフォーカスエリア部分だけを分析しながらフォーカス調整を行うことにより、撮像イメージに含まれる照明器具、鏡などの強い外乱光に影響を受けることなく、投射レンズ20のフォーカス調整を行うことが可能になる。
これにより、撮像イメージに含まれる強い外乱光の影響で、自動フォーカス調整の精度が低下したり、自動フォーカス調整ができなくなるといった問題を解決することができる。
【0040】
また、オートフォーカス制御部41は、撮像イメージにおけるフォーカスエリア部分の画像レベルにもとづいて、カメラ30の蓄積時間調整を行うため、カメラ30が強い外乱光を捉えたとしても、その明るさを基準とすることなく、適正な蓄積時間調整を行うことが可能になる。これにより、誤った蓄積時間調整を回避し、精度の高い自動フォーカス調整を行うことができる。
【0041】
また、オートフォーカス制御部41は、撮像イメージにおけるフォーカスエリア部分の高周波成分が最大となるように、投射レンズ20のフォーカス調整を行うため、カメラが強い外乱光を捉えたとしても、その影響を受けることなく、高周波成分の最大値を検出することができ、その結果、自動フォーカス調整の精度を向上させることが可能になる。
【0042】
また、フォーカスエリアは、投射レンズ20のズーム調整位置に応じて、撮像イメージ上に設定されるため、投射レンズ20のズーム調整に拘わらず、フォーカスパターンだけを含むように、フォーカスエリアを設定することができ、そのため、撮像データに含まれる強い外乱光を確実に排除することが可能になる。
しかも、フォーカスエリアにおけるフォーカスパターンの相対的な大きさが、ズーム調整位置に拘わらず一定となるため、常に適正な高周波成分特性を得て、精度の高い自動フォーカス調整を行うことができる。
【0043】
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について、図5を参照して説明する。ただし、第一実施形態と共通する部分は、同じ符号を付け、第一実施形態の説明を援用する。
図5は、第二実施形態における投射装置の構成を示すブロック図である。
この図に示すように、第二実施形態の投射装置100は、フォーカスエリア生成部45に代えて、フォーカスエリア選択部46、エリアデータ部47及び切替部48を備える点が第一実施形態と相違する。
【0044】
エリアデータ部47は、大きさが異なるN個のフォーカスエリアデータを記憶している。フォーカスエリア選択部46は、投射レンズ20のズーム調整位置に応じて、フォーカスエリアデータを選択し、切替部48にエリア選択信号を出力する。切替部48は、エリア選択信号に対応したフォーカスエリアデータをエリアデータ部47から読み出し、これを画像メモリ11に書き込む。これにより、第一実施形態とほぼ同じ効果が得られる。
【0045】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、スクリーン上に投射したフォーカスパターンをカメラで撮像し、その撮像イメージを分析しつつ、投射レンズのフォーカス調整を自動的に行うものでありながら、撮像イメージのフォーカスパターン部分だけを囲むように、カメラの撮像イメージにフォーカスエリアを設定し、このフォーカスエリア部分だけを分析しながらフォーカス調整を行うことにより、強い外乱光の影響を受けず、精度の高いフォーカス調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第一実施形態における投射装置及びスクリーンの斜視図である。
【図2】 第一実施形態における投射装置の構成を示すブロック図である。
【図3】 第一実施形態における投射装置の動作ステップ(オートフォーカスモード)を示すフローチャートである。
【図4】 第一実施形態の投射装置における撮像イメージを示す説明図である。
【図5】 第二実施形態における投射装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
100 投射装置
10 投射回路
20 投射レンズ
21 フォーカスレンズ駆動モータ
23 フォーカスレンズ位置センサ
25 ズームレンズ駆動モータ
27 ズームレンズ位置センサ
30 カメラ
31 マスク回路
32 画像レベル検出回路
33 高周波成分検出回路
40 制御部
41 オートフォーカス制御部
44 フォーカスパターン生成部
45 フォーカスエリア生成部
46 フォーカスエリア選択部
S スクリーン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection apparatus such as a liquid crystal projector that projects an image on a screen via a projection lens, and more particularly to a projection apparatus that can automatically adjust the focus of a projection lens and a focus adjustment method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been proposed a projection apparatus and a focus adjustment method for automatically adjusting the focus of a projection lens while capturing a focus pattern projected on a screen with a camera and analyzing the captured image (for example, patents). Reference 1).
[0003]
The focus adjustment method disclosed in
[0004]
The camera includes an image sensor such as a CCD or CMOS, and when a focus pattern projected on the screen is imaged, an accumulation time adjustment corresponding to the shutter speed adjustment of the silver salt camera is performed. In other words, the image taken by the camera changes in brightness (image level) according to the length of the accumulation time, and if this time is too short, it becomes black, and if it is too long, it becomes saturated and white. It is necessary to detect the image level of the image and adjust the accumulation time so that it becomes a predetermined level.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-28901 A (
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since projection apparatuses, such as a liquid crystal projector, are used in various places, it is assumed that the lighting fixture which generate | occur | produces strong light and the mirror which reflects strong light exist in the vicinity of a screen. When the automatic focus adjustment described above is executed in such a place, the camera may detect strong disturbance light and the accumulation time may be adjusted based on the brightness. In such a situation, since the image level of the focus pattern is relatively lowered, the accuracy of the automatic focus adjustment is lowered, and in the worst case, the automatic focus adjustment cannot be performed.
[0007]
In addition, since the projection apparatus normally includes a zoom adjustment mechanism for adjusting the size of the projection screen, the imaging range of the camera is relatively wide in a situation where the zoom ratio is reduced and projected onto the screen. Therefore, there is a problem that it is easily affected by ambient light.
Further, when the zoom adjustment of the projection apparatus is performed, the size of the focus pattern captured by the camera also changes relatively, so that the characteristics of the predetermined signal component described above may change, and the accuracy of automatic focus adjustment may be reduced.
[0008]
The present invention has been considered in view of the above circumstances, and while the focus pattern projected on the screen is imaged by the camera and the captured image is analyzed, the focus adjustment of the projection lens is automatically performed. A projection device capable of performing high-precision focus adjustment without being affected by strong disturbance light by setting a focus area on a captured image of a camera and performing focus adjustment while analyzing only the focus area portion, and An object is to provide a method for adjusting the focus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a projection apparatus of the present invention is provided with a projection lens capable of focus adjustment and zoom adjustment, and projects an image on a screen through the projection lens. A focus pattern projection unit that projects a focus pattern on the screen, a camera that captures the focus pattern projected on the screen, and an image captured by the camera regardless of the zoom adjustment position of the projection lens. An auto focus adjustment unit that automatically adjusts the focus of the projection lens while analyzing only the focus area portion of the captured image, and a focus area setting unit that surrounds only the focus pattern portion of the image and sets a focus area on the captured image of the camera And a focus control unit.
[0010]
If the projector is configured in this way, a focus area is set in the captured image of the camera so as to surround only the focus pattern portion of the captured image, and the focus adjustment is performed while analyzing only the focus area portion, thereby capturing the image. The focus adjustment of the projection lens can be performed without being affected by strong disturbance light such as a lighting fixture or a mirror included in the image.
As a result, it is possible to solve the problem that the accuracy of the automatic focus adjustment is reduced or the automatic focus adjustment cannot be performed due to the strong disturbance light included in the captured image.
[0011]
Further, since the focus area can be set so as to include only the focus pattern regardless of the zoom adjustment of the projection lens, it is possible to reliably eliminate strong disturbance light included in the imaging data.
In addition, since the relative size of the focus pattern in the focus area is constant regardless of the zoom adjustment position, it is possible to always obtain appropriate high-frequency component characteristics and perform automatic focus adjustment with high accuracy.
[0012]
Also, with this configuration, it is possible to perform a focus area setting with extremely high accuracy, such as changing the focus area steplessly in accordance with zoom adjustment.
[0013]
In the projection device of the present invention, the autofocus control unit adjusts the accumulation time of the camera based on the image level of the focus area portion in the captured image.
If the projection device is configured in this way, even when the camera captures strong disturbance light, it is possible to perform appropriate accumulation time adjustment without using the brightness as a reference. As a result, erroneous accumulation time adjustment can be avoided, and highly accurate automatic focus adjustment can be performed.
[0014]
In the projection apparatus of the present invention, the autofocus control unit adjusts the focus of the projection lens so that the high frequency component of the focus area portion in the captured image is maximized.
By configuring the projection device in this way, even if the camera captures strong disturbance light, the maximum value of the high-frequency component can be detected without being affected, so the accuracy of automatic focus adjustment is improved. Is possible.
[0015]
In the projection apparatus of the present invention, the focus area setting unit has a plurality of focus area data , surrounds only the focus pattern portion of the captured image, regardless of the zoom adjustment position of the projection lens, The zoom focus area data is selected.
If the projection apparatus is configured in this way, the focus area setting process can be simplified as compared with the case where the focus area data is generated in accordance with the zoom adjustment.
[0016]
In the projection apparatus of the present invention, the autofocus control unit prohibits zoom adjustment of the projection lens during focus adjustment of the projection lens.
If the projection apparatus is configured in this way, even if the zoom adjustment operation is mistakenly performed during the automatic focus adjustment, the automatic focus adjustment can be continued without any problem.
[0017]
Further, in order to achieve the above object, the focus adjustment method of the projection apparatus according to the present invention includes a projection lens capable of focus adjustment and zoom adjustment, and the focus of the projection apparatus that projects an image on the screen via the projection lens. An adjustment method, wherein a focus pattern is projected on the screen via the projection lens, and the focus pattern projected on the screen is imaged by a camera, regardless of the zoom adjustment position of the projection lens. A method of automatically adjusting the focus of the projection lens while enclosing only a focus pattern portion of a captured image captured by a camera, setting a focus area on the captured image of the camera, and analyzing the focus area portion of the captured image It is as.
If the focus adjustment method of the projection device is set to such a method, focus adjustment can be performed while analyzing only the focus area portion of the captured image, so that accurate focus adjustment is not affected by strong disturbance light. It becomes possible to do.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a perspective view of a projection device and a screen in the first embodiment, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the projection device in the first embodiment.
As shown in these drawings, the projection apparatus 100 includes a
[0019]
The
[0020]
The projection lens 20 includes a focus adjustment mechanism and a zoom adjustment mechanism. A focus lens drive motor 21 constituting a focus adjustment mechanism is driven by a focus
[0021]
On the other hand, the zoom lens drive motor 25 constituting the zoom adjustment mechanism is driven by the zoom
[0022]
The camera 30 includes an image sensor such as a CCD or a CMOS, and images the focus pattern projected on the screen S in accordance with an imaging instruction signal from the control unit 40. At that time, the camera 30 forms a captured image based on the accumulation time designated by the control unit 40.
The captured image data captured here is output to the mask circuit 31 (a part of the focus area setting unit), where it is masked. That is, the
[0023]
The captured image data output from the
The image
The high frequency
[0024]
The control unit 40 includes a CPU, ROM, RAM, and the like as hardware, and an autofocus control unit 41, switching units 42 and 43, a focus pattern generation unit (focus pattern projection unit) 44, and a program written in the ROM. A focus area generation unit (part of the focus area setting unit) 45 and the like are configured.
[0025]
The autofocus control unit 41 outputs an autofocus mode signal to the switching circuit 12, the switching units 42 and 43, the focus pattern generation unit 44, the focus area generation unit 45, and the like in response to an autofocus start signal from a personal computer or a remote controller. At the same time, the accumulation time of the camera 30 is adjusted based on the image level signal from the image
[0026]
The switching unit 42 is a part that switches an output signal to the focus
[0027]
The switching unit 43 is a part for turning on / off the signal output to the zoom
[0028]
The focus pattern generation unit 44 is a part that generates focus pattern data to be projected onto the screen S during automatic focus adjustment. The focus pattern data generated here is written into the
[0029]
The focus area generation unit 45 is a part that sets focus area data in accordance with the output of the zoom lens
Thus, the accumulation time of the camera 30 is adjusted without being affected by strong disturbance light such as a lighting fixture or a mirror included in the captured image, and the automatic focus adjustment of the projection lens 20 is performed based on the captured image of an appropriate level. It becomes possible.
In addition, since the relative size of the focus pattern in the focus area is constant regardless of the zoom adjustment position, it is possible to always obtain appropriate high-frequency component characteristics and perform automatic focus adjustment with high accuracy.
[0030]
Next, the operation of the projection apparatus 100 will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a flowchart showing operation steps (autofocus mode) of the projection apparatus in the first embodiment, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing a captured image in the projection apparatus of the first embodiment.
[0031]
When an autofocus start signal is input from the outside, the control unit 40 enters the autofocus mode, and the autofocus adjustment of the projection lens 20 is executed by the operation steps shown in FIG. As shown in FIG. 3, the operation steps of the autofocus mode include an autofocus start processing step (S101), a step of projecting a focus pattern onto the screen S (S102), and a focus pattern projected onto the screen S. The camera 30 (S103), the step of setting the focus area in the captured image (S104), the step of reading the image level of the focus area portion in the captured image (S105), and the camera based on the image level. A step of performing 30 accumulation time adjustment (S106), a step of determining the end of the accumulation time adjustment (S107), a step of switching the switching circuit 34 and reading a high-frequency component signal of a focus area portion in a captured image (S108); , Throw A step (S109) for setting the focus lens of the lens 20 to a position where the high-frequency component signal is maximum, a step (S110) for determining the end of focus adjustment, and a step (S111) for performing an autofocus end process. . Hereinafter, each step will be described along the configuration of FIG.
[0032]
First, an autofocus mode signal is output from the autofocus control unit 41 and the switching circuits 12 and 34 and the switching units 42 and 43 are switched. Accordingly, priority is given to focus adjustment by the autofocus control unit 41 and zoom adjustment by an external signal is prohibited. (S101)
[0033]
Next, the focus pattern generation unit 44 is operated by the autofocus mode signal, and the focus pattern data is written in the
By switching the switching circuit 12, the focus pattern data in the
[0034]
When the focus pattern is projected onto the screen S, the autofocus control unit 41 outputs an imaging instruction signal. The camera 30 images the focus pattern projected on the screen S according to the imaging instruction signal, and outputs the captured image data to the
[0035]
The
Thereby, as shown in FIG. 4, the captured image includes only the focus pattern regardless of the zoom adjustment position.
[0036]
The autofocus control unit 41 inputs the image level signal of the captured image from the image level detection circuit 32 (S105), updates the accumulation time setting of the camera 30 so that it becomes a predetermined level, and adjusts the accumulation time. (S106). This accumulation time adjustment is determined to end when the image level signal reaches a predetermined level. (S107)
[0037]
Next, the autofocus control unit 41 switches the switching circuit 34 and inputs the high frequency component signal of the focus area portion in the captured image from the high frequency component detection circuit 33 (S108).
Then, the focus lens is moved in the direction in which the high frequency component is maximized, and finally the focus lens is adjusted to the position where the high frequency component is maximized. Meanwhile, the autofocus control unit 41 controls the movement of the focus lens while monitoring the output of the focus lens
[0038]
When the end of focus adjustment is determined (S110), the switching of the switching circuit 12 and the switching units 42 and 43 to the normal mode side is stopped by stopping the output of the autofocus mode signal from the autofocus control unit 41, and the autofocus. Outputs the end signal and ends the autofocus mode. (S111)
[0039]
According to the projection apparatus 100 of the first embodiment configured as described above, the focus pattern projected on the screen S is imaged by the camera 30, and the focus adjustment of the projection lens 20 is automatically performed while analyzing the captured image. The focus area is set in the captured image of the camera 30 and the focus adjustment is performed while analyzing only the focus area portion, so that strong disturbance light such as a lighting fixture or a mirror included in the captured image is performed. Thus, the focus adjustment of the projection lens 20 can be performed without being affected by the above.
As a result, it is possible to solve the problem that the accuracy of the automatic focus adjustment is reduced or the automatic focus adjustment cannot be performed due to the strong disturbance light included in the captured image.
[0040]
Further, since the autofocus control unit 41 adjusts the accumulation time of the camera 30 based on the image level of the focus area portion in the captured image, even if the camera 30 captures strong disturbance light, the brightness is used as a reference. Therefore, it is possible to adjust the appropriate accumulation time without doing so. As a result, erroneous accumulation time adjustment can be avoided, and highly accurate automatic focus adjustment can be performed.
[0041]
Further, since the autofocus control unit 41 adjusts the focus of the projection lens 20 so that the high frequency component of the focus area portion in the captured image is maximized, even if the camera captures strong disturbance light, it is affected. Therefore, the maximum value of the high frequency component can be detected, and as a result, the accuracy of automatic focus adjustment can be improved.
[0042]
In addition, since the focus area is set on the captured image according to the zoom adjustment position of the projection lens 20, the focus area should be set to include only the focus pattern regardless of the zoom adjustment of the projection lens 20. Therefore, it is possible to reliably eliminate strong disturbance light included in the imaging data.
In addition, since the relative size of the focus pattern in the focus area is constant regardless of the zoom adjustment position, it is possible to always obtain appropriate high-frequency component characteristics and perform automatic focus adjustment with high accuracy.
[0043]
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. However, the part which is common in 1st embodiment attaches the same code | symbol, and uses description of 1st embodiment.
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the projection apparatus in the second embodiment.
As shown in this figure, the projection apparatus 100 of the second embodiment is different from the first embodiment in that it includes a focus
[0044]
The area data unit 47 stores N pieces of focus area data having different sizes. The focus
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the focus pattern projected on the screen is captured by the camera, and the captured image is analyzed while the focus adjustment of the projection lens is automatically performed. A focus area is set in the captured image of the camera so as to surround only the focus pattern part, and focus adjustment is performed while analyzing only the focus area part, so that it is not affected by strong disturbance light and is highly accurate. It can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a projection device and a screen in a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a projection device in the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing operation steps (autofocus mode) of the projection apparatus in the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a captured image in the projection apparatus of the first embodiment.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a projection apparatus according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100
Claims (6)
前記投射レンズを介して、前記スクリーン上にフォーカスパターンを投射するフォーカスパターン投射部と、
前記スクリーン上に投射されたフォーカスパターンを撮像するカメラと、
前記投射レンズのズーム調整位置にかかわらず、前記カメラで撮像した撮像イメージのフォーカスパターン部分だけを囲み、前記カメラの撮像イメージにフォーカスエリアを設定するフォーカスエリア設定部と、
前記撮像イメージのフォーカスエリア部分を分析しつつ、前記投射レンズのフォーカス調整を自動的に行うオートフォーカス制御部とを備える
ことを特徴とする投射装置。A projection device that includes a projection lens capable of focus adjustment and zoom adjustment, and projects an image on a screen via the projection lens,
A focus pattern projection unit for projecting a focus pattern onto the screen via the projection lens;
A camera for imaging a focus pattern projected on the screen;
Regardless of the zoom adjustment position of the projection lens, a focus area setting unit that surrounds only a focus pattern portion of a captured image captured by the camera and sets a focus area on the captured image of the camera;
An autofocus control unit that automatically adjusts the focus of the projection lens while analyzing a focus area portion of the captured image.
前記投射レンズを介して、前記スクリーン上にフォーカスパターンを投射し、
前記スクリーン上に投射されたフォーカスパターンをカメラで撮像し、
前記投射レンズのズーム調整位置にかかわらず、前記カメラで撮像した撮像イメージのフォーカスパターン部分だけを囲み、前記カメラの撮像イメージにフォーカスエリアを設定し、
前記撮像イメージのフォーカスエリア部分を分析しつつ、前記投射レンズのフォーカス調整を自動的に行う
ことを特徴とする投射装置のフォーカス調整方法。A focus adjustment method for a projection apparatus including a projection lens capable of focus adjustment and zoom adjustment, and projecting an image on a screen via the projection lens,
A focus pattern is projected onto the screen via the projection lens,
Capture the focus pattern projected on the screen with a camera,
Regardless of the zoom adjustment position of the projection lens, only the focus pattern portion of the captured image captured by the camera is enclosed, and a focus area is set on the captured image of the camera.
A focus adjustment method for a projection apparatus, wherein the focus adjustment of the projection lens is automatically performed while analyzing a focus area portion of the captured image.
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