JP4176058B2 - Projector focus adjustment method and projector - Google Patents

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本発明は、投射する画像の焦点を自動的に調整することが可能なプロジェクタ、及びそのようなプロジェクタの焦点を調整する方法に関する。   The present invention relates to a projector capable of automatically adjusting the focus of an image to be projected, and a method for adjusting the focus of such a projector.

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入力され、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が用いられている。このようなプロジェクタは、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構成となっている。またこのようなプロジェクタは、R(赤)G(緑)B(青)各色を合成した画像を投射するか、又はRGB各色の画像を時分割で投射することにより、カラー画像を投射することができる。   In the field of presentation or video projection, a projector is used that receives image data from a personal computer or a video playback device and projects an image based on the image data onto an external screen. Such a projector 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. It has a configuration. In addition, such a projector may project a color image by projecting an image in which R (red), G (green), and B (blue) colors are combined, or by projecting RGB images in a time division manner. it can.

劇場等のようにスクリーンとプロジェクタ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との相対位置は可変であるので、プロジェクタは、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。プロジェクタは、予め定められた所定画像(以下、テストパターンと言う)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 are fixed together, such as in a theater, the relative position between the screen and the projector is usually variable, so that the projector can project an appropriate image on the screen. It is necessary to adjust the projection range, projection shape, focal length, and the like. A conventional technique for adjusting a projector is disclosed in Patent Document 1, for example. The projector 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 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 changes 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9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9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。プロジェクタは、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、焦点距離を変化させつつ撮像されたテストパターンの水平方向の隣接画素間の信号強度の差が所定の閾値以上になる画素数を計数し、最も計数値が多い焦点距離を最適の焦点距離として調整していた。   The projector can adjust the focal length using the test pattern. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a test pattern for adjusting the focal length. FIG. 9 shows an example of a test pattern composed of a plurality of vertical straight lines. For example, the projector adjusts the focal length based on a change in the image signal intensity indicating the brightness of each pixel constituting the captured test pattern in the horizontal direction (a direction perpendicular to the vertical straight line of the test pattern). Specifically, the number of pixels where the difference in signal intensity between adjacent pixels in the horizontal direction of the test pattern captured while changing the focal length is greater than or equal to a predetermined threshold is counted, and the focal length with the largest count value is optimized. It was adjusted as the focal length.

以上の如くにして、従来のプロジェクタは、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2000−241874号公報
As described above, the conventional projector can automatically adjust the projection range, projection shape, focal length, and the like of the image by projecting the test pattern.
JP 2000-241874 A

ところで、プロジェクタとスクリーンとの間の距離、プロジェクタが画像を投射する光度、及びスクリーンの光反射率等に応じて、スクリーンに投射されている画像の明るさが変化するので、カメラで撮像された画像の各画素の明るさを示す輝度信号も変化する。従って、プロジェクタからスクリーンへ投射された画像が全体として明るくなる場合もあれば暗くなる場合もある。換言すれば、投射された画像のコントラストが強い場合もあれば弱い場合もある。このため、上述のような従来の焦点距離の調整を行うと、撮像されたテストパターンの水平方向の隣接画素間の信号強度の差が所定の閾値以上になる画素数が非常に多くなる場合、また逆に非常に少なくなる場合があり得る。そのような場合には、最適な焦点距離として判定可能な範囲が広くなるため、焦点距離の調整精度が低下する虞があった。   By the way, the brightness of the image projected on the screen changes depending on the distance between the projector and the screen, the light intensity at which the projector projects an image, the light reflectance of the screen, etc. The luminance signal indicating the brightness of each pixel of the image also changes. Therefore, the image projected from the projector to the screen may become brighter or darker as a whole. In other words, the contrast of the projected image may be strong or weak. For this reason, when the conventional focal length adjustment as described above is performed, when the number of pixels in which the difference in signal intensity between adjacent pixels in the horizontal direction of the captured test pattern is greater than or equal to a predetermined threshold value is very large, On the contrary, it may be very small. In such a case, since the range that can be determined as the optimum focal length becomes wide, there is a possibility that the adjustment accuracy of the focal length is lowered.

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、焦点距離の調整に際して、スクリーンへ投射された画像の全体としての明るさには拘わらずに、焦点距離の調整を高精度で行えるプロジェクタの焦点調整方法、及びそのようなプロジェクタを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to adjust the focal length regardless of the overall brightness of the image projected on the screen. It is an object of the present invention to provide a method for adjusting the focus of a projector capable of performing the above adjustment with high accuracy, and such a projector.

発明に係るプロジェクタの焦点調整方法は、画像をスクリーンへ投射する投射手段と、前記スクリーンへ投射された画像を撮像する撮像手段とを備え、明部と暗部とを組み合わせた焦点調整のためのテストパターンを前記投射手段により前記スクリーンへ投射させて前記撮像手段で撮像した撮像画像中のテストパターンの画像に基づいて焦点調整を行うプロジェクタの焦点調整方法において、前記撮像手段が撮像した撮像画像中のテストパターンの画像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し、該計測結果から、画素単位で隣接する画素との間の明るさの差の絶対値を差分値として演算し、該演算結果の差分値の最大値を取得し、複数の焦点位置それぞれでの前記計測結果及び前記演算結果の差分値に基づいて、前記複数の焦点位置それぞれで前記差分値の最大値を取得し、該取得された差分値の最大値に基づいて閾値を設定し、該設定された閾値と、前記演算された画素単位の差分値とを比較し、該比較結果から、それぞれの差分値が前記設定された閾値以上である画素数を計数し、複数の焦点位置それぞれでの前記比較結果及び前記計数結果に基づいて、前記複数の焦点位置それぞれで前記計数を行わせ、前記計数結果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決定することを特徴とする。 A projector focus adjustment method according to the present invention includes a projection unit that projects an image onto a screen and an imaging unit that captures an image projected onto the screen, and is used for focus adjustment that combines a bright part and a dark part. In a focus adjustment method for a projector that performs focus adjustment based on an image of a test pattern in a captured image captured by the imaging unit by projecting a test pattern onto the screen by the projection unit, in the captured image captured by the imaging unit The brightness is measured in units of pixels in the direction crossing the boundary between the bright part and the dark part of the test pattern image, and the absolute value of the difference in brightness between adjacent pixels is calculated from the measurement results. Calculate as the difference value, obtain the maximum value of the difference value of the calculation result, based on the measurement result at each of a plurality of focal positions and the difference value of the calculation result, The maximum value of the difference value is acquired at each of the plurality of focal positions, a threshold is set based on the acquired maximum value of the difference value, and the calculated threshold value and the calculated difference value in pixel units And the number of pixels whose difference value is equal to or greater than the set threshold value is counted from the comparison result. Based on the comparison result and the counting result at each of a plurality of focal positions, The counting is performed at each focal position, and the focal position corresponding to the largest value among the counting results is determined as the optimum focal position.

また本発明に係るプロジェクタは、画像をスクリーンへ投射する投射手段と、前記スクリーンへ投射された画像を撮像する撮像手段とを備え、明部と暗部とを組み合わせた焦点調整のためのテストパターンを前記投射手段により前記スクリーンへ投射して前記撮像手段で撮像した撮像画像中のテストパターンの画像に基づいて焦点調整を行うプロジェクタにおいて、前記撮像手段が撮像した撮像画像中のテストパターンの画像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との間の明るさの差の絶対値を差分値として演算する差分値演算手段と、該差分値演算手段が演算した差分値の最大値を取得する最大差分値取得手段と、複数の焦点位置それぞれでの前記計測手段による計測結果及び前記差分値演算手段による演算結果に基づいて、前記複数の焦点位置それぞれで前記最大差分値取得手段に差分値の最大値を取得させる焦点位置別最大差分値取得手段と、該焦点位置別最大差分値取得手段が取得した差分値の最大値に基づいて閾値を設定する閾値設定手段と、該閾値設定手段が設定した閾値と、前記差分値演算手段が演算した画素単位の差分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、それぞれの差分値が、前記閾値設定手段が設定した閾値以上である画素数を計数する計数手段と、複数の焦点位置それぞれでの前記比較手段による比較結果及び前記計数手段による計数結果に基づいて、前記複数の焦点位置それぞれで前記計数手段に前記計数を行わせる焦点位置別計数手段と、前記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 according to the present invention includes a projection unit that projects an image onto a screen and an imaging unit that captures an image projected onto the screen, and a test pattern for focus adjustment that combines a bright part and a dark part. In the projector that performs focus adjustment based on the image of the test pattern in the captured image that is projected onto the screen by the projection unit and captured by the imaging unit, the brightness of the test pattern in the captured image captured by the imaging unit The measurement means for measuring the brightness in units of pixels in the direction crossing the boundary between the dark part and the dark part, and the absolute value of the difference in brightness between the adjacent pixels in units of pixels from the measurement result by the measurement means A difference value calculating means for calculating as a value, a maximum difference value acquiring means for acquiring a maximum value of the difference values calculated by the difference value calculating means, and a plurality of focus positions, respectively. Based on the measurement result by the measurement means and the calculation result by the difference value calculation means, the maximum difference value acquisition by focus position that causes the maximum difference value acquisition means to acquire the maximum difference value at each of the plurality of focus positions. Means, threshold setting means for setting a threshold based on the maximum difference value acquired by the focus position maximum difference value acquiring means, the threshold set by the threshold setting means, and the difference value calculating means A comparison unit that compares a difference value in pixel units, a counting unit that counts the number of pixels in which each difference value is equal to or greater than a threshold set by the threshold setting unit, and a plurality of focal points Based on the comparison result by the comparison unit and the count result by the counting unit at each position, the focus unit performs the counting at each of the plurality of focal positions. And a focus position setting means for performing focus adjustment with a focus position corresponding to the largest value among the count values counted at a plurality of focus positions as an optimum focus position. .

このような本発明に係るプロジェクタの焦点調整方法及びプロジェクタでは、撮像手段により撮像された撮像画像中のテストパターンの画像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が計測され、この計測結果から、画素単位で隣接する画素との間の明るさの差の絶対値が差分値として演算され、演算された差分値の最大値が取得され、取得された差分値の最大値に基づいて閾値が設定される。そして、上述のようにして設定された閾値と、画素単位の差分値とが比較され、この比較結果から、それぞれの差分値が閾値以上となる画素数が計数され、複数の焦点位置それぞれでの計数結果の内の最も大きい値に対応する焦点位置が最適の焦点位置として決定されて焦点調整が行われる。
このような本発明に係るプロジェクタの焦点調整方法及びプロジェクタでは、上述の発
明に加えて、閾値を設定する際に複数の焦点位置それぞれでの差分値の最大値の内の更に
最も大きい値が求められ、その結果に応じて閾値が設定される。
In such a projector focus adjustment method and projector according to the present invention, the brightness is measured in units of pixels in a direction crossing the boundary between the bright part and the dark part of the image of the test pattern in the captured image captured by the imaging unit. From this measurement result, the absolute value of the difference in brightness between adjacent pixels in pixel units is calculated as the difference value, the maximum value of the calculated difference value is acquired, and the maximum value of the acquired difference value A threshold is set based on Then, the threshold value set as described above is compared with the difference value in units of pixels, and from this comparison result, the number of pixels in which each difference value is equal to or greater than the threshold value is counted, and at each of the plurality of focal positions. The focus position corresponding to the largest value among the count results is determined as the optimum focus position, and the focus adjustment is performed.
In such a projector focus adjustment method and projector according to the present invention, in addition to the above-described invention, when setting the threshold value, the largest value among the maximum values of the difference values at each of the plurality of focus positions is obtained. The threshold value is set according to the result.

更に本発明に係るプロジェクタの焦点調整方法及びプロジェクタは上記の両発明において、前記テストパターンは、明部を背景として棒状の暗部が設定されているパターンであることを特徴とする。   Furthermore, the projector focus adjustment method and the projector according to the present invention are characterized in that, in both the above-described inventions, the test pattern is a pattern in which a bar-shaped dark portion is set with a bright portion as a background.

このような本発明に係るプロジェクタの焦点調整方法及びプロジェクタでは、テストパターンが明部を背景として棒状の暗部が設定されているので、撮像された画像上では輝度変化が明確になる。   In such a projector focus adjustment method and projector according to the present invention, since the test pattern has a bar-shaped dark portion set with a bright portion as a background, a change in luminance becomes clear on the captured image.

また更に本発明に係るプロジェクタの焦点調整方法及びプロジェクタは前記の両発明において、前記テストパターンは、暗部を背景として棒状の明部が設定されているパターンであることを特徴とする。   Furthermore, the projector focus adjustment method and the projector according to the present invention are characterized in that, in both of the above inventions, the test pattern is a pattern in which a bar-shaped bright portion is set with a dark portion as a background.

このような本発明に係るプロジェクタの焦点調整方法及びプロジェクタでは、テストパターンが暗部を背景として棒状の明部が設定されているので、撮像された画像上では輝度変化が明確になる。   In such a projector focus adjustment method and projector according to the present invention, since the test pattern is set with a bar-shaped bright portion with a dark portion as a background, a change in luminance becomes clear on the captured image.

発明に係るプロジェクタの焦点調整方法及びプロジェクタによれば、閾値を固定値とするのではなく、テストパターンの画像を横切るラインの各画素に関して隣接する画素との間の輝度値の差の絶対値を求め、その最大値に応じて閾値を設定しているので、スクリーンに投射される画像の明るさ、換言すればコントラストに応じて適切な閾値が設定される。従って、スクリーンに投射される画像の明るさには拘わらずに、適切な焦点調整が行われる。
According to the projector focus adjustment method and the projector according to the present invention, the absolute value of the difference in luminance value between adjacent pixels with respect to each pixel of the line traversing the image of the test pattern, instead of setting the threshold value as a fixed value. Since the threshold value is set according to the maximum value, an appropriate threshold value is set according to the brightness of the image projected on the screen, in other words, the contrast. Therefore, appropriate focus adjustment is performed regardless of the brightness of the image projected on the screen.

また本発明に係るプロジェクタの焦点調整方法及びプロジェクタによれば、上述の発明に加えて、閾値を設定する際に複数の焦点位置それぞれでの差分値の最大値の内の更に最も大きい値が求められ、その結果に応じて閾値が設定されるので、より最適な焦点調整が可能になる。   According to the projector focus adjustment method and the projector according to the present invention, in addition to the above-described invention, when the threshold value is set, the largest value among the maximum values of the difference values at each of the plurality of focus positions is obtained. Since the threshold is set according to the result, more optimal focus adjustment can be performed.

更に本発明に係るプロジェクタの焦点調整方法及びプロジェクタによれば、上述の発明に加えて、テストパターンが明部(又は暗部)を背景として棒状の暗部(又は明部)が設定されているので、撮像された画像上では輝度変化が明確になるので、より適切な焦点調整が可能になる。   Furthermore, according to the focus adjustment method and projector of the projector according to the present invention, in addition to the above-described invention, the test pattern has a bar-shaped dark portion (or bright portion) set against a bright portion (or dark portion) as a background. Since the luminance change is clear on the captured image, more appropriate focus adjustment can be performed.

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の内部構成例を示すブロック図である。図中の矢印はデータ又は制御信号を示し、白矢印は光を示す。プロジェクタ1は、キセノンランプ又は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 an internal configuration example of a projector according to the present invention. Arrows in the figure indicate data or control signals, and white arrows indicate light. The projector 1 includes a light source 18 such as a xenon lamp or an ultra-high pressure mercury lamp, a condensing optical system 17 that collects light from the light source 18, a projection device 14 that forms an image, and an image on the projection device 14 that is enlarged. And a projection optical system 13 for projecting onto an external screen 3.

プロジェクタ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へ照射し、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 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 has formed an image through the projection optical system 13, thereby causing the projection device 14. The upper image 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(Digital Micromirror Device)等を一又は複数個用いてなり、RGB各色の画像を形成する。投射光学系13は、画像を投射するための投射レンズ、この投射レンズが投射する画像の焦点を調整するための焦点調整用レンズ(以下、ピントレンズという)及び大きさを調整するためのズームレンズ等を含み、更に焦点調整及び大きさの調整のためにピントレンズ及びズームレンズを投射レンズの光軸に沿って移動させるモータ、モータを駆動させるための駆動回路等からなる。なお、投射光学系13は、RGB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 DMD (Digital Micromirror Device), and forms RGB images. The projection optical system 13 includes a projection lens for projecting an image, a focus adjustment lens (hereinafter referred to as a focus lens) for adjusting the focus of the image projected by the projection lens, and a zoom lens for adjusting the size. And a motor for moving the focus lens and zoom lens along the optical axis of the projection lens, a drive circuit for driving the motor, and the like. Note that the projection optical system 13 may have a configuration including a color synthesis optical system that synthesizes RGB images.

またプロジェクタ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に形成させる画像処理部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に投射されることとなる。   The projector 1 also receives a communication unit 16 that 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 generates an image based on the image data. Is formed on the projection device 14. Therefore, 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が撮像した画像を表すアナログの画像信号をデジタルの画像信号にAD変換するAD変換部等を備える。更にプロジェクタ1は、プロジェクタ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、撮像した画像を表すデジタルの画像信号を焦点調整値決定部20を介して制御部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、プロジェクタ1が投射する画像の投射範囲(大きさ)又は焦点距離等を調整する。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。   The projector 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, and an AD conversion unit that AD converts an analog image signal representing the image captured by the CCD into a digital image signal. The projector 1 further includes a control unit 11 that controls the operation of the entire projector 1. The control unit 11 includes a CPU that performs calculations, a flash memory that stores programs, and the like. The camera 12 outputs a digital image signal representing the captured image to the control unit 11 via the focus adjustment value determination unit 20, and the control unit 11 projects the projection optical system based on the image signal input from the camera 12. 13 and the image processing unit 15 are controlled. The control unit 11 adjusts the projection range (size) or focal length of the image projected by the projector 1 by controlling the operation of the drive circuit of the projection optical system 13. 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, or the projection luminous intensity of the image.

なお、焦点調整値決定部20は後述するようにして、焦点調整の際に隣接画素間の信号強度(たとえば、輝度値)の差を分類する閾値を計算するための回路である。なお、この焦点調整値決定部20の機能については後述するが、制御部11がソフトウェア的に代行することも可能である。   The focus adjustment value determination unit 20 is a circuit for calculating a threshold value for classifying a difference in signal intensity (for example, luminance value) between adjacent pixels during focus adjustment, as will be described later. Although the function of the focus adjustment value determination unit 20 will be described later, the control unit 11 can substitute for software.

次に、本発明のプロジェクタ1の焦点調整方法、即ち本発明に係るプロジェクタの焦点調整方法について、図2乃至図5のフローチャートを参照して説明する。なお、焦点調整以外の各種調整に関しては従来同様に行われる。   Next, the focus adjustment method of the projector 1 according to the present invention, that is, the focus adjustment method of the projector according to the present invention will be described with reference to the flowcharts of FIGS. Various adjustments other than the focus adjustment are performed in the same manner as in the past.

図2は、本発明のプロジェクタ1が行う焦点調整のメインルーチンの処理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を制御して前述した従来例同様の図9に示すようなテストパターンを投射デバイス14に形成させてスクリーン3へ投射させる(S11)。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表すデジタルの画像信号を生成して焦点調整値決定部20へ入力する(ステップS13)。   FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of a main routine for focus adjustment performed by the projector 1 of the present invention. The control unit 11 controls the image processing unit 15 to cause the projection device 14 to form a test pattern as shown in FIG. 9 similar to the conventional example described above and project the test pattern onto the screen 3 (S11). 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 a digital image signal representing a captured image obtained by capturing the test pattern, and inputs the digital image signal to the focus adjustment value determination unit 20 (step S13).

図6はスクリーン3へ投射されたテストパターンをカメラ12により撮像した画像を示す模式図である。参照符号12Iがカメラ12により撮像された画像を示しており、スクリーン3の画像Sが撮像されている。また、スクリーン3の画像Sの内部にはテストパターンの画像TPが撮像されている。なお、画像12I中の参照符号PAで示した範囲が焦点調整値決定部20により後述するように利用される画像の領域であり、参照符号Lで示したテストパターンの画像TPを水平方向に横切る1ラインの各画素を対象として焦点調整値決定部20による閾値の計算が行われる。   FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an image obtained by capturing the test pattern projected onto the screen 3 with the camera 12. Reference numeral 12I indicates an image captured by the camera 12, and an image S of the screen 3 is captured. Further, a test pattern image TP is captured inside the image S of the screen 3. Note that the range indicated by the reference sign PA in the image 12I is an image area used by the focus adjustment value determining unit 20 as will be described later, and crosses the image TP of the test pattern indicated by the reference sign L in the horizontal direction. The focus adjustment value determination unit 20 calculates a threshold value for each pixel of one line.

即ち、焦点調整値決定部20はカメラ12から入力されたデジタルの画像信号の内のテストパターンの画像TPを水平方向に横切るラインLの各画素の信号強度(たとえば、輝度値)に基づいて最適の焦点調整値を求める処理を行う(ステップS14)。そしてこのステップS14で求めた最適の焦点調整値に従って投射光学系13の駆動回路を制御してピントレンズを移動させることにより焦点調整を行う(ステップS15)。   In other words, the focus adjustment value determination unit 20 is optimal based on the signal intensity (for example, luminance value) of each pixel of the line L that crosses the test pattern image TP in the horizontal direction in the digital image signal input from the camera 12. The process for obtaining the focus adjustment value is performed (step S14). Then, the focus adjustment is performed by moving the focus lens by controlling the drive circuit of the projection optical system 13 in accordance with the optimum focus adjustment value obtained in step S14 (step S15).

このステップS14で焦点調整値決定部20が実行する最適の焦点調整値を求める処理の手順については図3に示すサブルーチンのフローチャートに示す。具体的には、最適の焦点調整値を求める処理は、図3に示すように、閾値THを設定する処理(ステップS21)と、このステップS21での処理により求められた閾値THを使用して最大の焦点調整値を求める処理(ステップS22)とで構成される。   The procedure for obtaining the optimum focus adjustment value executed by the focus adjustment value determination unit 20 in step S14 is shown in the flowchart of the subroutine shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 3, the process for obtaining the optimum focus adjustment value uses a process for setting the threshold value TH (step S21) and the threshold value TH obtained by the process in step S21. And processing for obtaining the maximum focus adjustment value (step S22).

図4はステップS21での閾値THを設定するサブルーチンの処理手順を示すフローチャートであり、まず最初に制御部10がピントレンズを初期位置(たとえばいずれか一方の移動端部)へ移動させ(ステップS30)、以下の処理を焦点調整値決定部20に実行させる。   FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of a subroutine for setting the threshold value TH in step S21. First, the control unit 10 first moves the focus lens to an initial position (for example, one of the moving end portions) (step S30). ), Causing the focus adjustment value determination unit 20 to execute the following processing.

焦点調整値決定部20はカウンタiを「1」に初期化し(ステップS31)、図6に示したカメラ12が撮像した画像12I中の所定の範囲PA内で所定のラインLについて、第i画素(最初は第1画素、即ち左端部の画素)の輝度値Yi と第i画素に隣接する第i+1画素の輝度値Yi+1との差の絶対値dYi を下記式により求める(ステップS32)。
dYi =|Yi−Yi+1
The focus adjustment value determination unit 20 initializes the counter i to “1” (step S31), and the i-th pixel for a predetermined line L within the predetermined range PA in the image 12I captured by the camera 12 illustrated in FIG. (initially the first pixel, i.e., the left end of the pixel) the absolute value dY i of the difference between the luminance value Y i + 1 of the luminance values Y i and the i + 1 pixel adjacent to the i-th pixel of the following formula (step S32).
dY i = | Y i −Y i + 1 |

図7は図6においてラインLがテストパターンの画像TPの二つの直線を横切る場合の第i番目の画素の輝度値Yを模式的に示すグラフである。図7のグラフの左端部ではテストパターンの画像TPの黒い直線の部分が低輝度(ほとんど0に近い)であり、テストパターンの画像TPの二つの黒い直線の間の部分では急激に高輝度になっていることが分かる。そして、第i番目の画素の輝度値がYi であり、これに隣接する第i+1番目の画素の輝度値がYi+1である。従って、第i番目の画素に関しては、隣接画素との輝度値の差は「Yi −Yi+1」であり、その絶対値を第i番目の画素の差分値という。 FIG. 7 is a graph schematically showing the luminance value Y of the i-th pixel when the line L crosses two straight lines of the test pattern image TP in FIG. At the left end of the graph of FIG. 7, the black line portion of the test pattern image TP has low luminance (almost close to 0), and the portion between the two black lines of the test pattern image TP suddenly becomes high luminance. You can see that The luminance value of the i-th pixel is Y i , and the luminance value of the i + 1-th pixel adjacent thereto is Y i + 1 . Therefore, with respect to the i-th pixel, the difference in luminance value with the adjacent pixel is “Y i −Y i + 1 ”, and the absolute value is referred to as the difference value of the i-th pixel.

次に焦点調整値決定部20はステップS32で求めた第i画素に関する輝度値の差の絶対値dYi と、ラインL上の一つ前の画素、即ち第i−1画素について求められた輝度値の差の絶対値dYi-1とを比較し(ステップS33)、第i画素に関する隣接画素との輝度値の差の絶対値dYi の方が第i−1画素に関する隣接画素との輝度値の差の絶対値dYi-1よりも大であれば(ステップS33でYES)、第i画素に関する隣接画素との輝度値の差の絶対値dYiでdYmax を更新し、更新後のdYmax を記憶する(ステップS34)。ステップS33での判断結果がNOであった場合は焦点調整値決定部20はdYmaxを更新しない。 Next, the focus adjustment value determination unit 20 calculates the absolute value dY i of the luminance value difference regarding the i th pixel obtained in step S32 and the luminance obtained for the previous pixel on the line L, that is, the i−1 pixel. The absolute value dY i-1 of the difference between the values is compared (step S33), and the absolute value dY i of the luminance value difference with the adjacent pixel related to the i-th pixel is the luminance with the adjacent pixel related to the i-th pixel. If it is larger than the absolute value dY i-1 of the difference in values (YES in step S33), dY max is updated with the absolute value dY i of the luminance value difference with the adjacent pixel regarding the i-th pixel, and the updated dY max is stored (step S34). If the determination result in step S33 is NO, the focus adjustment value determination unit 20 does not update dY max .

次に焦点調整値決定部20はカウンタiがm−1になっているか否かを判断する(ステップS35)。カウンタiがm−1に達するまでは(ステップS35でNO)、焦点調整値決定部20はカウンタiを「1」インクリメントし(ステップS36)、ステップS32へ処理を戻す。   Next, the focus adjustment value determination unit 20 determines whether or not the counter i is m−1 (step S35). Until the counter i reaches m−1 (NO in step S35), the focus adjustment value determining unit 20 increments the counter i by “1” (step S36), and returns the process to step S32.

なお、「m」はカメラ12が撮像した画像12I中の所定の領域PA内のラインLの水平方向の画素数である。従って、カウンタiがm−1になっている場合は(ステップS35でYES)、ピントレンズがある一つの位置(最初は初期位置)にある状態でのカメラ12が撮像した画像上の水平方向のラインLの最後の一つ手前の画素(第m−1画素)まで全ての画素について、隣接画素との輝度値の差の絶対値dYi が求められたことを意味している。 “M” is the number of pixels in the horizontal direction of the line L in the predetermined area PA in the image 12I captured by the camera 12. Therefore, when the counter i is m−1 (YES in step S35), the horizontal direction on the image captured by the camera 12 in a state where the focus lens is at one position (initial position at first) is set. This means that the absolute value dY i of the difference in luminance value from the adjacent pixels has been obtained for all the pixels up to the last preceding pixel (m−1 pixel) of the line L.

以上により、ピントレンズがある一つの位置(最初は初期位置)にある場合のラインL上の各画素に関する隣接画素との輝度値の差の絶対値dYi の最大値dYmaxが求まるので、次に制御部10がピントレンズが終端位置(初期位置とは逆側の端部の位置)にあるか否かを判断する(ステップS37)。最初はピントレンズは終端位置にはないので(ステップS37でNO)、制御部10は投射光学系13の駆動回路を制御してピントレンズの位置を終端位置側へ所定量、たとえばピントレンズを移動させるモータがステップモータである場合にはこのステップモータを1ステップ分回転させてピントレンズを移動させ(ステップS38)、上述のステップS31へ処理が戻される。 As described above, the maximum value dY max of the absolute value dY i of the luminance value difference with the adjacent pixel for each pixel on the line L when the focus lens is at one position (initial position) is obtained. Then, the control unit 10 determines whether or not the focus lens is at the end position (end position opposite to the initial position) (step S37). At first, since the focus lens is not at the end position (NO in step S37), the control unit 10 controls the drive circuit of the projection optical system 13 to move the focus lens position to the end position side by a predetermined amount, for example, the focus lens. If the motor to be driven is a step motor, the step motor is rotated by one step to move the focus lens (step S38), and the process returns to step S31 described above.

以上のような処理がピントレンズが終端位置に至るまで(ステップS37でYES)、ピントレンズを所定量ずつ順次移動させつつ反復されることにより、ピントレンズの移動可能な全ての位置におけるラインL上の各画素に関する隣接画素との輝度値の差の絶対値dYi の最大値dYmaxが求まる。そして、焦点調整値決定部20はこの最大値dYmax に基づいて閾値THを設定する(ステップS39)。閾値THは具体的には、上述のようにして求められたdYmaxに所定の係数(本実施の形態では「0.4」)を乗じた値として設定される。なお、上記の所定の計数は「0.4」に限定されるものではなく、要は閾値を固定するのではなく、dYmaxに応じて変動する値を閾値として使用することが本発明の特徴である。 The above processing is repeated while moving the focus lens sequentially by a predetermined amount until the focus lens reaches the end position (YES in step S37), so that the line L at all positions where the focus lens can be moved is displayed. The maximum value dY max of the absolute value dY i of the luminance value difference between adjacent pixels with respect to each pixel is obtained. Then, the focus adjustment value determining unit 20 sets the threshold value TH on the basis of the maximum value dY max (step S39). Specifically, the threshold value TH is set as a value obtained by multiplying dY max obtained as described above by a predetermined coefficient (“0.4” in the present embodiment). The above-mentioned predetermined count is not limited to “0.4”. In short, the threshold value is not fixed, but a value that varies according to dY max is used as the threshold value. It is.

このようにして閾値THが求まると、図3に示すサブルーチンのフローチャートへ処理がリターンされる。   When the threshold value TH is obtained in this way, the process is returned to the flowchart of the subroutine shown in FIG.

ところで、図8は閾値THを変更した場合のピントレンズの位置に対応する焦点調整値Fの値及びdYmax との関係を示すグラフである。ここで、図8(b)は上述のようにしてdYmaxを得た結果を示すグラフであり、横軸はピントレンズを移動させるためのステップモータの移動ステップ数(ピントレンズの位置に対応している)を、縦軸はdYmaxの値(デジタルデータである輝度値の差分値)をそれぞれ示している。より具体的には、図8(b)に示されているグラフの曲線は、ピントレンズの移動可能な各位置でのdYmaxの実測値を示しており、最大値は60弱であることが分かる。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between the focus adjustment value F corresponding to the position of the focus lens and the dY max when the threshold value TH is changed. Here, FIG. 8B is a graph showing the result of obtaining dY max as described above, and the horizontal axis corresponds to the number of movement steps of the step motor for moving the focus lens (the position of the focus lens). The vertical axis indicates the value of dY max (the difference value of the luminance value that is digital data). More specifically, the curve of the graph shown in FIG. 8B shows the actual measurement value of dY max at each movable position of the focus lens, and the maximum value is less than 60. I understand.

このようなdYmax を実測した結果からは、前述の図4に示すサブルーチンのフローチャートではピントレンズを移動可能な全ての位置に移動させて最終的にdYmaxを得ているが、ピントレンズの位置はおおよその位置に固定しておき、その1個所の位置においてのみ上述のような処理を行ってdYmax を得てもよい。換言すれば、よほど極端に、たとえば図8(b)に示すグラフからは左右方向の両側端部寄りの部分に焦点位置がずれていない限りは、1個所の焦点位置での処理結果から閾値を設定しても、実用上はほとんど問題はないと考えられる。 From the result of the actual measurement of dY max , in the flowchart of the subroutine shown in FIG. 4 described above, the focus lens is moved to all movable positions and finally dY max is obtained. the previously fixed to the approximate position may be obtained dY max by performing the processing as described above only in the position of the one point. In other words, the threshold value is determined from the processing result at one focal position unless the focal position is shifted from the graph shown in FIG. Even if it is set, there is almost no problem in practical use.

以上のことから、dYmax を求める処理はピントレンズの移動可能な全ての位置において行う必要はなく、ピントレンズの移動可能な範囲のほぼ中央部分の1個所のみで行ってもよい。勿論、より正確な焦点調整を行うためには、ピントレンズの移動可能な全ての位置においてdYmaxを求めることが好ましいが、両者を折衷してピントレンズの移動可能な範囲の数個所でdYmax を求めてその結果から閾値THを設定するようにしてもよい。 From the above, it is not necessary to perform the process of obtaining dY max at all the positions where the focus lens can move, and it may be performed only at one place in the substantially central portion of the range where the focus lens can move. Of course, more in order to perform accurate focusing, it is preferable to determine the dY max at all positions possible movement of the focus lens, dY and compromise both in several places in the movable range of the focus lens max And the threshold value TH may be set from the result.

以上のようにして、カメラ12が撮像した画像12I中の所定のラインLに関して閾値THが設定されたので、次に制御部10はステップS22の処理、即ち最大の焦点調整値Fmax を求める処理を焦点調整値決定部20に行わせる。図5にそのサブルーチンの処理手順のフローチャートを示す。 As described above, since the threshold value TH is set for the predetermined line L in the image 12I captured by the camera 12, the control unit 10 next performs the process of step S22, that is, the process of obtaining the maximum focus adjustment value Fmax. To the focus adjustment value determination unit 20. FIG. 5 shows a flowchart of the processing procedure of the subroutine.

まず最初に制御部10がピントレンズを初期位置(たとえばいずれか一方の移動端部)へ移動させ(ステップS40)、以下の処理を焦点調整値決定部20に実行させる。焦点調整値決定部20はカウンタiを「1」に初期化し(ステップS41)、また焦点調整値Fを「0」に初期化する(ステップS42)。そして、焦点調整値決定部20はカメラ12が撮像した画像信号中の所定のラインL(dYmax が求められたラインと同一のライン)の第1画素から第m−1画素までの全ての画素の輝度値Yi とそれに隣接する画素の輝度値Yi+1 との差の絶対値、即ち前述したdYi について、前述の如くして求めた閾値THとの大小を判断する(ステップS43)。 First, the control unit 10 moves the focus lens to an initial position (for example, one of the moving end portions) (step S40), and causes the focus adjustment value determination unit 20 to execute the following processing. The focus adjustment value determination unit 20 initializes the counter i to “1” (step S41), and initializes the focus adjustment value F to “0” (step S42). The focus adjustment value determination unit 20 then selects all the pixels from the first pixel to the m−1th pixel of a predetermined line L (the same line as the line for which dY max is obtained) in the image signal captured by the camera 12. the absolute value of the difference between the luminance value Y i and the luminance value Y i + 1 of the pixel adjacent thereto, that is, the dY i described above, to determine the magnitude of the threshold TH determined in as described above (step S43) .

第i画素(iは1〜mの自然数)の隣接する画素との輝度値の差の絶対値が閾値TH以上である場合(ステップS43でYES)、焦点調整値決定部20は焦点調整値Fを「1」インクリメントする(ステップS44)。なお、ステップS43での判断結果がNOであった場合は焦点調整値決定部20は焦点調整値Fをインクリメントしない。   When the absolute value of the luminance value difference between adjacent pixels of the i-th pixel (i is a natural number of 1 to m) is equal to or greater than the threshold value TH (YES in step S43), the focus adjustment value determination unit 20 determines the focus adjustment value F. Is incremented by "1" (step S44). If the determination result in step S43 is NO, the focus adjustment value determination unit 20 does not increment the focus adjustment value F.

次に焦点調整値決定部20はカウンタiがm−1になっているか否かを判断する(ステップS45)。カウンタiがm−1に達するまでは(ステップS45でNO)、焦点調整値決定部20はカウンタiを「1」インクリメントし(ステップS46)、ステップS43へ処理を戻す。なお、「m」はカメラ12が撮像した画像12I中の所定の領域PA内のラインLの水平方向の画素数であることは前述同様である。   Next, the focus adjustment value determination unit 20 determines whether or not the counter i is m−1 (step S45). Until the counter i reaches m−1 (NO in step S45), the focus adjustment value determination unit 20 increments the counter i by “1” (step S46), and returns the process to step S43. Note that “m” is the number of pixels in the horizontal direction of the line L in the predetermined area PA in the image 12I captured by the camera 12, as described above.

従って、カウンタiがm−1になっている場合は(ステップS45でYES)、カメラ12がその時点のピントレンズの位置で撮像した画像上の水平方向のラインLの最後の一つ手前の画素(第m−1画素)まで全ての画素について隣接画素との輝度値の差の絶対値dYi が閾値THと大小比較され、隣接画素との輝度値の差の絶対値dYi が閾値TH以上である画素数が焦点調整値Fとして求められるので、焦点調整値決定部20はその時点のピントレンズの位置と焦点調整値Fとを対応付けて記憶する(ステップS47)。 Therefore, if the counter i is m−1 (YES in step S45), the pixel immediately before the last line L in the horizontal direction L on the image captured by the camera 12 at the current focus lens position. absolute value dY i of the difference between the luminance values of the adjacent pixels for (m-1-th pixel) until all pixels are compared threshold TH and magnitude, absolute value dY i of the difference in luminance value between adjacent pixels than the threshold value TH Therefore, the focus adjustment value determining unit 20 stores the focus lens position and the focus adjustment value F in association with each other (step S47).

以上により、ピントレンズがある一つの位置(最初は初期位置)にある場合のラインLに関しての焦点調整値Fが求まるので、次に制御部10がピントレンズが終端位置(初期位置とは逆側の端部の位置)にあるか否かを判断する(ステップS48)。最初はピントレンズは終端位置にはないので(ステップS48でNO)、制御部10は投射光学系13の駆動回路を制御してピントレンズの位置を終端位置側へ所定量、たとえばピントレンズを移動させるモータがステップモータである場合にはこのステップモータを1ステップ分回転させてピントレンズを移動させ(ステップS49)、上述のステップS41へ処理が戻される。   As described above, since the focus adjustment value F for the line L when the focus lens is at one position (initial position) is obtained, the control unit 10 next determines that the focus lens is at the end position (opposite side from the initial position). Is determined (step S48). At first, since the focus lens is not at the end position (NO in step S48), the control unit 10 controls the drive circuit of the projection optical system 13 to move the focus lens position to the end position side by a predetermined amount, for example, the focus lens. If the motor to be driven is a step motor, the step motor is rotated by one step to move the focus lens (step S49), and the process returns to step S41 described above.

以上のような処理がピントレンズが終端位置に至るまで(ステップS48でYES)、ピントレンズを所定量ずつ順次移動させつつ反復されることにより、ピントレンズの移動可能な全ての位置におけるラインLに関しての焦点調整値Fが求まるので、焦点調整値決定部20はそれらの内の最大値Fmax を求め(ステップS50)、図3のサブルーチンのフローチャートへリターンする。但し、ステップS50から図3のサブルーチンへリターンした場合には、図2のメインルーチンへリターンしてステップS15の処理へ進められる。 The process as described above is repeated while the focus lens is sequentially moved by a predetermined amount until the focus lens reaches the end position (YES in step S48), thereby regarding the lines L at all positions where the focus lens can be moved. Since the focus adjustment value F is obtained, the focus adjustment value determination unit 20 obtains the maximum value F max among them (step S50), and returns to the flowchart of the subroutine of FIG. However, when the process returns from step S50 to the subroutine of FIG. 3, the process returns to the main routine of FIG. 2 and proceeds to the process of step S15.

ステップS15では、以上のようにして求められた最適の焦点調整値Fmax に従って投射光学系13の駆動回路の動作を制御することにより、ピントレンズを移動させて焦点調整を行う。 In step S15, by controlling the operation of the driving circuit of the projection optical system 13 in accordance with the focus adjustment value F max optimum was determined as described above, it performs focus adjustment by moving the focus lens.

以上のような処理が行われる結果、閾値THを固定値として「10」に設定してある場合は図8(a)の上側の曲線のように焦点調整値Fの極大値の周辺が比較的なだらかな台状になるため、実際の焦点調整値Fをどの値に設定すればよいのかが判然としない。このような場合にも、制御部10は最大の値を選択するが、そのようにして選択された値が最適な焦点調整値であるという保証はない。しかし、同一のdYmax に対して閾値THを固定値の「10」からdYmaxに基づいて「20」(0.4×dYmax )に設定した場合は図8(a)の下側の曲線のように焦点調整値Fの極大値をピークとしてその周辺が比較的急峻になるため、最適な焦点調整値Fの値を容易に決定することが可能になる。このようにして決定された値は最適な焦点調整値であることが十分に保証された値であると考えられる。 As a result of the processing as described above, when the threshold value TH is set to “10” as a fixed value, the periphery of the maximum value of the focus adjustment value F is relatively as shown in the upper curve of FIG. Since it becomes a gentle trapezoid, it is not clear to what value the actual focus adjustment value F should be set. Even in such a case, the control unit 10 selects the maximum value, but there is no guarantee that the value thus selected is the optimum focus adjustment value. However, when the threshold TH is set to “20” (0.4 × dY max ) based on dY max from the fixed value “10” for the same dY max , the lower curve in FIG. As described above, since the maximum value of the focus adjustment value F is a peak and the periphery thereof is relatively steep, it is possible to easily determine the optimum focus adjustment value F. The value determined in this way is considered to be a value that is sufficiently guaranteed to be the optimum focus adjustment value.

以上詳述した如く、本発明においては、閾値を固定値とするのではなく、テストパターンの画像TPを横切るラインLの各画素に関して隣接する画素との間の輝度値の差の絶対値を求め、その最大値に応じて閾値を設定しているので、スクリーン3に投射される画像の明るさ、換言すればコントラストに応じて適切な閾値が設定される。従って、スクリーン3に投射される画像の明るさには拘わらずに、適切な焦点調整が行われる。   As described in detail above, in the present invention, the threshold value is not set to a fixed value, but the absolute value of the difference in luminance value between adjacent pixels with respect to each pixel of the line L crossing the image TP of the test pattern is obtained. Since the threshold value is set according to the maximum value, an appropriate threshold value is set according to the brightness of the image projected on the screen 3, in other words, the contrast. Accordingly, appropriate focus adjustment is performed regardless of the brightness of the image projected on the screen 3.

なお、上記の実施の形態では、テストパターンは明部を背景として棒状の暗部を配置したパターンとしているが、逆に暗部を背景として棒状の明部を配置したパターンとしてもよい。またそのようなパターンに限らず、テストパターンの画像TP上で明部と暗部との境界を横切るラインの各画素の輝度値を求めることが可能であれば、いかなる形状のパターンのテストパターンでも使用可能である。   In the above-described embodiment, the test pattern is a pattern in which a bar-shaped dark part is arranged with the bright part as the background, but conversely, it may be a pattern in which the bar-shaped bright part is arranged with the dark part as the background. In addition to such patterns, any test pattern of any shape can be used as long as it is possible to determine the luminance value of each pixel on the line that crosses the boundary between the bright and dark areas on the test pattern image TP. Is possible.

なおまた、上記の実施の形態では、計測手段、差分値演算手段、最大差分値取得手段、焦点位置別最大差分値取得手段、閾値設定手段、比較手段、計数手段、焦点位置別計数手段、焦点位置設定手段等は制御部10又は焦点調整値決定部20により実行されるソフトウェア的手段として実現される構成を採っているが、それぞれをハードウェア的手段として、具体的にはハードウェア回路として実現することも勿論可能である。   In the above embodiment, the measurement means, the difference value calculation means, the maximum difference value acquisition means, the focus position maximum difference value acquisition means, the threshold setting means, the comparison means, the counting means, the focus position counting means, the focus The position setting means and the like adopt a configuration realized as software means executed by the control unit 10 or the focus adjustment value determination unit 20, but each is realized as hardware means, specifically as a hardware circuit. Of course, it is also possible.

更にまた、図4に示したサブルーチンにおいて各画素の輝度値Yを全てメモリ装置に記憶すれば、図5に示すサブルーチンにおいてはメモリ装置に記憶してある各画素の輝度値を使用することが可能になる。   Furthermore, if the luminance value Y of each pixel is stored in the memory device in the subroutine shown in FIG. 4, the luminance value of each pixel stored in the memory device can be used in the subroutine shown in FIG. become.

本発明のプロジェクタの内部構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structural example of the projector of this invention. 本発明のプロジェクタが行う焦点調整の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 process of the focus adjustment which the projector of this invention performs. 本発明のプロジェクタが行う焦点調整の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 process of the focus adjustment which the projector of this invention performs. 本発明のプロジェクタが行う焦点調整の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 process of the focus adjustment which the projector of this invention performs. 本発明のプロジェクタが行う焦点調整の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 process of the focus adjustment which the projector of this invention performs. 本発明のプロジェクタからスクリーンへ投射されたテストパターンをカメラにより撮像した画像を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the image which imaged the test pattern projected on the screen from the projector of this invention with the camera. 図6において所定のラインがテストパターンの画像の二つの直線を横切る場合の画素の輝度値を模式的に示すグラフである。7 is a graph schematically showing pixel luminance values when a predetermined line crosses two straight lines of an image of a test pattern in FIG. 6. 閾値を変更した場合のピントレンズの位置に対応する焦点調整値の値及びdYmax との関係を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between the value and dY max focus adjustment value corresponding to the position of the focus lens in the case of changing the threshold value. 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
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
20 焦点調整値決定部
S スクリーンの画像
12I カメラ画像
TP テストパターンの画像
L ライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projector 3 Screen 11 Control part 12 Camera 13 Projection optical system 14 Projection device 15 Image processing part 20 Focus adjustment value determination part S Screen image 12I Camera image TP Test pattern image L line

Claims (6)

画像をスクリーンへ投射する投射手段と、前記スクリーンへ投射された画像を撮像する撮像手段とを備え、明部と暗部とを組み合わせた焦点調整のためのテストパターンを前記投射手段により前記スクリーンへ投射させて前記撮像手段で撮像した撮像画像中のテストパターンの画像に基づいて焦点調整を行うプロジェクタの焦点調整方法において、
前記撮像手段が撮像した撮像画像中のテストパターンの画像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し、
該計測結果から、画素単位で隣接する画素との間の明るさの差の絶対値を差分値として演算し、
該演算結果の差分値の最大値を取得し、
複数の焦点位置それぞれでの前記計測結果及び前記演算結果の差分値に基づいて、前記複数の焦点位置それぞれで前記差分値の最大値を取得し、
該取得された差分値の最大値に基づいて閾値を設定し、
該設定された閾値と、前記演算された画素単位の差分値とを比較し、
該比較結果から、それぞれの差分値が前記設定された閾値以上である画素数を計数し、
複数の焦点位置それぞれでの前記比較結果及び前記計数結果に基づいて、前記複数の焦点位置それぞれで前記計数を行わせ、
前記計数結果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決定すること
を特徴とするプロジェクタの焦点調整方法。
A projection unit configured to project an image onto a screen; and an imaging unit configured to capture an image projected onto the screen. A test pattern for focus adjustment combining a bright part and a dark part is projected onto the screen by the projection unit. In a focus adjustment method for a projector that performs focus adjustment based on an image of a test pattern in a captured image captured by the imaging unit.
The brightness is measured in units of pixels in a direction crossing the boundary between the bright part and the dark part of the image of the test pattern in the captured image captured by the imaging unit,
From the measurement result, the absolute value of the difference in brightness between adjacent pixels in pixel units is calculated as a difference value,
Obtain the maximum difference value of the calculation result,
Based on the difference value between the measurement result and the calculation result at each of a plurality of focal positions, to obtain the maximum value of the difference value at each of the plurality of focal positions,
A threshold is set based on the maximum value of the acquired difference value,
The set threshold value is compared with the calculated difference value in pixel units,
From the comparison result, count the number of pixels in which each difference value is equal to or greater than the set threshold value,
Based on the comparison result and the counting result at each of a plurality of focal positions, the counting is performed at each of the plurality of focal positions,
A focus adjustment method for a projector, wherein a focus position corresponding to the largest value among the counting results is determined as an optimum focus position.
前記テストパターンは、明部を背景として棒状の暗部が設定されているパターンであることを特徴とする請求項1に記載のプロジェクタの焦点調整方法。 2. The projector focus adjustment method according to claim 1, wherein the test pattern is a pattern in which a bar-shaped dark portion is set with a bright portion as a background. 前記テストパターンは、暗部を背景として棒状の明部が設定されているパターンであることを特徴とする請求項1に記載のプロジェクタの焦点調整方法。 2. The projector focus adjustment method according to claim 1, wherein the test pattern is a pattern in which a bar-shaped bright portion is set with a dark portion as a background. 画像をスクリーンへ投射する投射手段と、前記スクリーンへ投射された画像を撮像する撮像手段とを備え、明部と暗部とを組み合わせた焦点調整のためのテストパターンを前記投射手段により前記スクリーンへ投射して前記撮像手段で撮像した撮像画像中のテストパターンの画像に基づいて焦点調整を行うプロジェクタにおいて、
前記撮像手段が撮像した撮像画像中のテストパターンの画像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との間の明るさの差の絶対値を差分値として演算する差分値演算手段と、
該差分値演算手段が演算した差分値の最大値を取得する最大差分値取得手段と、
複数の焦点位置それぞれでの前記計測手段による計測結果及び前記差分値演算手段による演算結果に基づいて、前記複数の焦点位置それぞれで前記最大差分値取得手段に差分値の最大値を取得させる焦点位置別最大差分値取得手段と、
該焦点位置別最大差分値取得手段が取得した差分値の最大値に基づいて閾値を設定する閾値設定手段と、
該閾値設定手段が設定した閾値と、前記差分値演算手段が演算した画素単位の差分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、それぞれの差分値が、前記閾値設定手段が設定した閾値以上である画素数を計数する計数手段と、
複数の焦点位置それぞれでの前記比較手段による比較結果及び前記計数手段による計数結果に基づいて、前記複数の焦点位置それぞれで前記計数手段に前記計数を行わせる焦点位置別計数手段と、
前記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。
A projection unit configured to project an image onto a screen; and an imaging unit configured to capture an image projected onto the screen. A test pattern for focus adjustment combining a bright part and a dark part is projected onto the screen by the projection unit. In the projector that performs focus adjustment based on the image of the test pattern in the captured image captured by the imaging unit,
A measuring unit that measures brightness in units of pixels in a direction crossing a boundary between a bright part and a dark part of an image of a test pattern in a captured image captured by the imaging unit;
A difference value calculating means for calculating an absolute value of a difference in brightness between adjacent pixels in pixel units as a difference value from the measurement result by the measuring means;
Maximum difference value acquisition means for acquiring the maximum value of the difference values calculated by the difference value calculation means;
A focal position that causes the maximum difference value acquisition means to acquire the maximum value of the difference value at each of the plurality of focal positions, based on the measurement result by the measurement means and the calculation result by the difference value calculation means at each of the plurality of focal positions. Another maximum difference value acquisition means;
Threshold setting means for setting a threshold based on the maximum value of the difference values acquired by the focal position maximum difference value acquiring means;
A comparison means for comparing the threshold set by the threshold setting means with the difference value in pixel units calculated by the difference value calculation means;
Counting means for counting the number of pixels, each difference value being equal to or greater than the threshold set by the threshold setting means , from the comparison result by the comparison means;
Based on the comparison results by the comparison means at each of a plurality of focal positions and the counting results by the counting means, the counting means for each focal position that causes the counting means to perform the counting at each of the plurality of focal positions;
A projector 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.
前記テストパターンは、明部を背景として棒状の暗部が設定されているパターンであることを特徴とする請求項に記載のプロジェクタ。 5. The projector according to claim 4 , wherein the test pattern is a pattern in which a bar-shaped dark part is set with a bright part as a background. 前記テストパターンは、暗部を背景として棒状の明部が設定されているパターンであることを特徴とする請求項に記載のプロジェクタ。 The projector according to claim 4 , wherein the test pattern is a pattern in which a bar-like bright part is set with a dark part as a background.
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