JP6503756B2 - プロジェクター、及び、プロジェクターの制御方法 - Google Patents
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Description
ところで、画像を投射面に投射するプロジェクターにおいて、焦点の合い具合を画像で示して焦点調節を行うことを考えると、焦点の合い具合が良くないと、焦点の合い具合を示す画像そのものの視認性も良くない。このため、ユーザーは、焦点の合い具合を知ることが難しいという問題がある。従って、特許文献1、2等に記載の従来技術をプロジェクターに適用することは困難であった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、プロジェクターの焦点調節を行う場合に、焦点の合い具合を、分かりやすくユーザーに示すことができるプロジェクター、及び、プロジェクターの制御方法を提供することを目的とする。
本発明によれば、プロジェクターの焦点調節を行う場合に、焦点の合い具合を表す画像を投射面に投射することにより、焦点の合い具合を、ユーザーに分かりやすく示すことができる。
本発明によれば、複数回の焦点調節が行われた場合に、最大値をすみやかに求めることができる。
本発明によれば、評価値の最大値が求められるまでは、評価値の初期値と焦点調節後の評価値との差分をユーザーに認識させることができる。また、評価値の最大値が求められた後は、評価値の最大値と焦点調節後の評価値との差分をユーザーに認識させることができる。
本発明によれば、図形間の距離によって焦点調節後の評価値と、評価値の初期値又は最大値との差分を表す画像を表示することができる。従って、ユーザーが差分を認識しやすい画像を表示することができる。
本発明によれば、ジッター等による画像の変動を抑制することができる。
本発明によれば、合焦したと判定される場合をユーザーに容易に認識させることができる。
本発明によれば、焦点の合い具合を音声によりユーザーに認識させることができる。
本発明によれば、プロジェクターの焦点調節を行う場合に、焦点の合い具合を表す画像を投射面に投射することができる。従って、焦点の合い具合を、ユーザーに分かりやすく示すことができる。
まず、図1を参照しながらプロジェクター100のハードウェア構成の概略について説明する。プロジェクター100は、画像を表す画像光をスクリーンSC等の投射面に投射して、投射面上に画像を表示させる。
液晶パネル330は、後述する画像処理動作回路50の液晶パネル駆動部540から出力される駆動信号に基づいて、照明光学系310から照射された照明光を、画像を表す画像光に変調する。
A/D変換部510は、制御部70の制御に基づいて図示しないDVD(Digital Versatile Disk)プレーヤーやPC(Personal Computer)などの画像供給装置からケーブル500を介して入力された入力画像信号に対して、A/D変換を行う。A/D変換部510は、A/D変換したデジタル画像信号をメモリー530に書き込む。画像表示処理部520は、メモリー530に書き込まれたデジタル画像信号を読み出して、キーストーン補正処理や、画像の表示状態(例えば、輝度、コントラスト、同期、トラッキング、色の濃さ、色合い等)の調整などの種々の画像処理を実行する。画像表示処理部520は、画像処理したデジタル画像信号を液晶パネル駆動部540に渡す。液晶パネル駆動部540は、画像表示処理部520から取得したデジタル画像信号に従って、液晶パネル330を駆動する。
制御部700は、CPU、RAM等のハードウェアと、ROMに記録された制御プログラムとの協働によって実現される機能ブロックを備える。制御部700は、機能ブロックとして、評価値算出部701と、最大値検出部702と、表示制御部703とを備える。
評価値算出部701は、撮影画像データのうちのパターン画像210に相当する部分の画像データを解析することによって輝度Yの曲線を取得する。そして、評価値算出部701は、この輝度Yの曲線を空間周波数で分解して強度分布を算出し、所定の閾値よりも高い空間周波数成分の強度の積算値を算出する。以下、この積算値を「高周波強度」とも呼ぶ。高周波強度は、フォーカスがスクリーンSCに合っている場合に、最大になる。評価値算出部701は、最大を表す基準値に対する、高周波強度の割合を、評価値として算出する(単位はパーセント)。このような基準値は、予め実験的に決定される。また、調整用画像200におけるパターン画像210を解析することよって得られる高周波強度を、基準値として利用してもよい。
図3(C)は、スクリーンSC上に投射された投射画像のフォーカスがずれている場合、すなわちフォーカスがスクリーンSCに合っていない場合を示している。この場合には、スクリーンSCに投射されたパターン画像210において、明領域と暗領域との境界に近い領域が、白色と黒色とが混合されたように表現される。その結果、明領域内の境界に近い部分では、スクリーンSCにフォーカスが合っている場合と比べて、輝度Yが小さくなる。そして、暗領域内の境界に近い部分では、スクリーンSCにフォーカスが合っている場合と比べて、輝度Yが大きくなる。また、フォーカスがスクリーンSCに合っていない場合、境界から遠い領域においても、白色と黒色との混合が生じる。従って、フォーカスがずれているほど、輝度Yの変化量が小さくなり、輝度Yの曲線はなだらかになる。その結果、高周波強度は小さくなる。また、コントラストは弱くなる。
ユーザーによって入力操作部90が操作されると、制御装置70は、レンズ駆動部353を制御してフォーカスリング352を回転駆動する。フォーカスリング352がレンズ駆動部353により回転駆動され、フォーカス位置が変更された場合、撮影部10は、制御部700の制御によりスクリーンSCを撮影する。評価値算出部701は、フォーカス位置の変更後の評価値を撮影画像データから算出する。評価値算出部701は、算出した評価値を記憶部750に記憶させていく。最大値検出部702は、記憶部750に記憶させた複数の評価値の最大値(ピークの値)を求める。
評価値は、図4に示すように、フォーカスがスクリーンSCに一致する合焦位置で最も大きくなり、フォーカスがずれるほど小さくなる。ユーザーは、入力操作部90を操作することによりフォーカス位置を変更し、評価値が最大となる位置を検出する。例えば、図4に実線で示す投射レンズ351の動きAは、評価値が単調に増加してピークを迎えた後に減少に転じている。評価値がこのように変化する場合、最大値検出部702は、最大値の存在を確認することができる。最大値検出部702は、増加していた評価値がピークを迎えた後に減少し、その後、評価値算出部701で算出される評価値が所定回連続して減少する場合、ピークの値を評価値の最大値と判定する。最大値検出部702は、評価値の最大値を検出すると、最大値を検出した旨と、検出した最大値とを表示制御部703に通知する。
また、図4に点線で示す投射レンズ351の動きBは、ピークが無く、評価値が単調に減少している。この場合、最大値検出部702は、評価値の最大値を検出することができない。
まず、表示制御部703は、評価値算出部701から取得したフォーカス調節後の評価値と、評価値の初期値との差分を算出する。評価値の初期値は、フォーカス調節を開始して、最初に評価値算出部701によって算出された評価値である。また、表示制御部703は、最大値検出部702から評価値の最大値を取得した旨の通知を受けた場合には、最大値検出部702から取得した評価値の最大値と、評価値算出部701から取得したフォーカス調節後の評価値との差分を算出する。
また、画像番号「2」〜「10」のUI画像220は、フォーカスがスクリーンSCに一致していない場合、すなわち、非合焦状態の場合に表示される画像である。図5に示すUI画像220は、画像番号が大きくなるほど、フォーカスがスクリーンSCに合っていないことを表している。このため、画像番号が大きくなるほど、UI画像220に表示された2つの円の距離が大きくなる。
なお、本実施形態では、2つの円を有するUI画像220を示したが、UI画像220に表示するシンボルは円に限られない。例えば、三角や四角等の図形であってもよいし、アルファベット等の文字であってもよい。また、合焦状態と、それ以外の非合焦状態とにおいて、UI画像220として表示するシンボルを変更してもよい。例えば、非合焦状態では、図5に示す画像番号「2」〜「10」のUI画像220を表示し、合焦状態では、図6に示すサイズの異なる2つの円を重ねたシンボルであってもよい。また、合焦状態を表すシンボルの色を、合焦していない状態において表示するシンボルの色と異なる色にしてもよい。
また、図7に示すように、パターン画像210として、異なる複数のパターン画像を1つの画面に表示してもよい。図7(A)に示すパターン画像は、パターン画像210の他に、パターン画像210の4隅に、横方向Hに延びる矩形状のパターン画像230を有している。異なるパターン画像210、230を有しているため、フォーカス調節の精度を高めることができる。特に、図7(A)に示すように、パターン画像210の4隅に、パターン画像230を配置することで、パターン画像210の4隅におけるフォーカス調節の精度を高めることができる。また、図7(B)に示すパターン画像は、パターン画像210の他に、台形歪みを補正するパターン画像240を設けた場合を示している。図7(B)に示すパターン画像を使用することで、フォーカス調節と、台形歪みの補正を1つのパターン画像で補正することができる。
例えば、最大値検出部702が評価値の最大値を取得した後において、表示制御部703は、前回算出した差分と、今回算出した差分とを比較して、差分が減少したのか、増加したのかを判定する。表示制御部703は、比較した結果、差分が減少したと判定する場合には、合焦方向しきい値を使用してフォーカスの合い具合を判定し、判定した合い具合を表すUI画像220を生成する。また、表示制御部703は、比較した結果、差分が増加したと判定する場合には、非合焦方向しきい値を使用してフォーカスの合い具合を判定し、判定した合い具合を表すUI画像220を生成する。
図8に、UI画像220と、合焦方向しきい値及び非合焦方向しきい値との関係の一例を示す。図8に示す矢印線40の左側に、合焦方向しきい値と、画像番号との対応関係を示し、矢印線40の右側に、非合焦方向しきい値と、画像番号との対応関係を示す。UI画像220間の区切りを示すしきい値は、合焦方向と非合焦方向とで同一の値ではない。例えば、画像番号「1」のUI画像220と、画像番号「2」のUI画像220とを区切るしきい値は、合焦方向しきい値は「2」であるが、非合焦方向しきい値は「3」である。同様に、画像番号「2」のUI画像220と、画像番号「3」のUI画像220とを区切るしきい値は、合焦方向しきい値は「4」であるが、非合焦方向しきい値は「5」である。
例えば、合焦方向しきい値を使用する場合、表示制御部703は、差分が「0」以上、「2」以下の場合に、画像番号1のUI画像220を生成する。同様に、表示制御部703は、差分が「2」よりも大きく、「4」以下の場合に、画像番号2のUI画像220を生成する。また、非合焦方向しきい値を使用する場合、表示制御部703は、差分が「0」以上、「3」以下の場合に、画像番号1のUI画像220を生成する。また、表示制御部703は、差分が「3」よりも大きく、「5」以下の場合に、画像番号2のUI画像220を生成する。
このように、合焦方向しきい値と非合焦方向しきい値とにヒステリシス幅を設けることにより、ジッター等によるしきい値付近でのUI画像220の変動を抑制することができる。
また、ステップS14の判定が否定判定の場合、表示制御部703は、ステップS11又はS12で算出した今回の差分と、第1範囲の非合焦方向しきい値とを比較して、フォーカスの合い具合を表すUI画像220を生成する(ステップS17)。
ステップS9の判定が肯定判定であった場合、すなわち、評価値の最大値を検出済みであった場合、表示制御部703は、最大値検出部702から評価値の最大値を取得する(ステップS19)。表示制御部703は、評価値算出部701が算出した評価値の現在値と、評価値の最大値との差分を算出する(ステップS20)。表示制御部703は、差分を算出すると、算出した今回の差分と、前回算出した差分とを比較し、差分が前回に比べて増加したか否かを判定する(ステップS21)。肯定判定の場合(ステップS22;Yes)、表示制御部703は、ステップS20で算出した今回の差分と、しきい値とを比較して、フォーカスの合い具合を表すUI画像220を生成する(ステップS23)。なお、ここで使用されるしきい値は、第2範囲の非合焦方向しきい値を用いる。第2範囲とは、例えば、図5に示す画像番号1〜10のUI画像220の判定に用いるしきい値である。また、ステップS22の判定で、差分が増加していると判定しているため、図8に示す矢印線40の右側に示す非合焦方向しきい値を用いてフォーカスの合い具合を表すUI画像220を生成する。表示制御部703は、UI画像220を生成すると、生成したUI画像220をスクリーンSCに表示する(ステップS24)。
また、ステップS22の判定が否定判定の場合、表示制御部703は、ステップS20で算出した今回の差分と、第2範囲の合焦方向しきい値とを比較して、フォーカスの合い具合を表すUI画像220を生成する(ステップS25)。合焦方向しきい値は、図8に示す矢印線40の左側に示すしきい値である。
図13〜図16を参照すると、本実施形態のフォーカス調節のほうが、MTF値の平均値が高い傾向にあるという結果が出た。また、本実施形態のフォーカス調節は、MTF値が小さい(例えば、0〜20)場合の頻度が、目視によるフォーカス調節の場合の頻度よりも小さいことが分かる。すなわち、一定レベル以上の合焦度で、フォーカスを調節することができる。
本実施形態によれば、プロジェクターのフォーカス調節を行う場合に、フォーカスの合い具合を表す画像を投射面に投射することができる。従って、フォーカスの合い具合を、ユーザーに分かりやすく示すことができる。
本実施形態によれば、評価値の最大値を検出することができ、フォーカス調節後の評価値と最大値との差分に対応する画像をスクリーンSCに投射することができる。
本実施形態によれば、最大値が求められるまでは、評価値の初期値とフォーカス調節後の評価値との差分を表す画像が表示されるので、評価値の初期値とフォーカス調節後の評価値との差分をユーザーに認識させることができる。また、評価値の最大値が得られた後は、評価値の最大値とフォーカス調節後の評価値との差分に対応する画像が表示されるので、評価値の最大値とフォーカス調節後の評価値との差分をユーザーに認識させることができる。
例えば、フォーカス調節処理の初期段階では、図17(A)又は(B)に示す画像をスクリーンSCに表示させて、操作レバーの操作方向をユーザーに指示するようにしてもよい。図17(A)及び(B)に示す画像は、フォーカスがスクリーンSCに合っていない、画像がぼけた状態でも、ユーザーが操作レバーの操作方向を理解することができるように、矢印で操作レバーの操作方向を示している。フォーカス調節処理の初期段階において、図17(A)及び(B)に示す画像を適宜表示させて、操作レバーを動かすようにユーザーに促す。これによって、評価値が最大値を示す合焦位置を検出しやすくすることができる。
図18(A)に、最大値検出部702が評価値の最大値を取得する前における、UI画像220と、合焦方向しきい値及び非合焦方向しきい値との関係の一例を示す。矢印線40の左側に、合焦方向しきい値と画像番号との対応関係を示し、矢印線40の右側に、非合焦方向しきい値と画像番号との対応関係を示す。UI画像220間の区切りを示すしきい値は、合焦方向と非合焦方向とで同一の値ではない。
例えば、最大値検出部702が最大値を取得する前であって、しきい値として合焦方向しきい値を使用する場合、表示制御部703は、差分が「100」以上の場合に、画像番号7のUI画像220を生成する。同様に、表示制御部703は、差分が「100」よりも小さく、「50」以上の場合に、画像番号8のUI画像220を生成する(これ以降は省略する)。また、最大値検出部702が最大値を取得する前であって、しきい値として非合焦方向しきい値を使用する場合、表示制御部703は、差分が「95」以上の場合に、画像番号7のUI画像220を生成する。同様に、表示制御部703は、差分が「95」よりも小さく、「45」以上の場合に、画像番号8のUI画像220を生成する(これ以降は省略する)。なお、最大値取得前においては、画像番号が大きくなるほど、画像番号を区切るしきい値が小さくなる。
例えば、最大値検出部702が最大値を取得した後であって、しきい値として合焦方向しきい値を使用する場合、表示制御部703は、差分が「0」以上、「2」以下の場合に、画像番号1のUI画像220を生成する。同様に、表示制御部703は、差分が「2」よりも大きく、「4」以下の場合に、画像番号2のUI画像220を生成する(これ以降は省略する)。また、最大値検出部702が最大値を取得した後であって、しきい値として非合焦方向しきい値を使用する場合、表示制御部703は、差分が「0」以上、「3」以下の場合に、画像番号1のUI画像220を生成する。同様に、表示制御部703は、差分が「3」よりも大きく、「5」以下の場合に、画像番号2のUI画像220を生成する(これ以降は省略する)。なお、最大値取得後においては、画像番号が大きくなるほど、画像番号を区切るしきい値が大きくなる。
Claims (7)
- 投射面に画像を投射する投射部と、
操作に応じて前記投射部の焦点調節を行うフォーカス調節部と、
前記投射面を撮影する撮影部と、
前記撮影部の撮影画像のコントラストを評価する評価値を算出する評価値算出部と、
前記フォーカス調節部が操作に応じて焦点調節を行った場合に、焦点調節後に前記評価値算出部が算出した前記評価値と、焦点調節前に前記評価値算出部が算出した前記評価値の最大値との差分に対応する画像を、前記投射部により前記投射面に投射させる制御部と、を備え、
前記画像は複数の図形を含み、
前記制御部は、前記複数の図形間の距離を前記差分に対応させた前記画像を前記投射面に投射させることを特徴とするプロジェクター。 - 記憶部を備え、
前記制御部は、前記フォーカス調節部が操作に応じて焦点調節を行った場合に、焦点調節後に前記撮影部が撮影した撮影画像について前記評価値算出部が算出した前記評価値を前記記憶部に記憶させ、
前記記憶部に記憶された複数の前記評価値に基づいて前記評価値の最大値を求めること、
を特徴とする請求項1記載のプロジェクター。 - 前記制御部は、前記評価値の最大値を求めるまでは、前記評価値の初期値と焦点調節後に前記評価値算出部が算出した前記評価値との差分に対応する前記画像を投射させ、
前記評価値の最大値が得られた後は、前記評価値の最大値と焦点調節後に前記評価値算出部が算出した前記評価値との差分に対応する前記画像を投射させることを特徴とする請求項1又は2に記載のプロジェクター。 - 前記制御部は、前記画像における前記図形間の距離を、予め設定された複数段階の距離から選択して前記画像を投射させ、
前記フォーカス調節部の焦点調節後に、前記評価値の差分に対応して前記画像における前記図形間の距離を変化させる場合に、前記評価値の差分の変化量に対してヒステリシス特性を有することを特徴とする請求項1記載のプロジェクター。 - 前記制御部は、前記フォーカス調節部の焦点調節後の前記評価値に基づいて、合焦したと判定した場合に、前記図形を異なる形状とした前記画像を投射させることを特徴とする請求項1又は4に記載のプロジェクター。
- 音声を出力する音声出力部を備え、
前記制御部は、前記フォーカス調節部の焦点調節後の前記評価値に基づいて前記音声出力部に音声を出力させることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載のプロジェクター。 - 操作に応じて、投射面に画像を投射する投射部の焦点調節を行う焦点調節ステップと、
前記投射面を撮影部で撮影する撮影ステップと、
前記撮影部の撮影画像のコントラストを評価する評価値を算出する評価値算出ステップと、
前記焦点調節ステップで焦点調節を行った場合に、焦点調節後に前記評価値算出ステップで算出した前記評価値と、焦点調節前に前記評価値算出ステップで算出した前記評価値の最大値との差分に対応する画像を、前記投射部により前記投射面に投射させるステップと、を備え、
前記画像は複数の図形を含み、
前記投射部により前記投射面に投射する前記画像は、前記複数の図形間の距離を前記差分に対応させた画像であること
を特徴とするプロジェクターの制御方法。
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