JP3792679B2 - Projector having a projection surface distance measuring device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はプロジェクタに関し、特にプロジェクタと投射面との距離を測定し自動的に焦点を調整できるプロジェクタに関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶技術やDLP(デジタルライトプロセッシング)技術の急速な進展に伴うプロジェクタの小型化・高性能化により、画像投射を目的とするプロジェクタの用途も拡大し、家庭内でのディスプレイ型テレビに代わる大型の表示装置としても注目されている。
【0003】
しかし、プロジェクタはディスプレイ型テレビと違って映像面がスクリーンであったり壁であったりするために、設置の都度投射面に映像が鮮明に結像するよう焦点を調整する必要があった。通常は画面の映像を見ながら手動で焦点の調整を行っているが、手動による調整は煩雑なために自動焦点調整も提案されている。特開平11−1198185公報には、投射レンズの焦点調整機構を有し、光源と投射レンズとの間に可動透過反射鏡を設け、焦点調整モードでは可動透過反射鏡を光源と投射レンズとの間に位置させ、スクリーンからの反射光を光源と等価の位置にある受光素子に受光させ受光出力信号によって焦点位置を検出演算して焦点調整機構を制御する液晶プロジェクタ用自動焦点装置が開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−1198185号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平11−1198185号公報で開示された液晶プロジェクタ用自動焦点装置では、可動反射鏡によって光源の明るさが低減するため焦点調整モードの都度可動反射鏡を引き出す必要があるという問題があった。
【0006】
本発明の目的は、テストパターンを用いて投射面との距離を測定し自動焦点調整を行うための投射面距離測定装置を有するプロジェクタを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の投射面距離測定装置を有するプロジェクタは、
プロジェクタの投影装置と投射面との距離を算定する投射面距離測定装置を有し、算定した距離に従って投影装置の投射レンズの焦点調整部を制御することにより投射面に鮮鋭な画像を投射するプロジェクタであって、投射面距離測定装置は、テストパターン表示装置とデジタルカメラと投射面距離算定部とを備え、テストパターン表示装置の投射口とデジタルカメラのレンズはプロジェクタの照射側の面に設けられおり、テストパターン表示装置は、投射面に対して投射レンズの光軸と平行な方向にポイントを投射し、デジタルカメラは、投射面に投射されたポイントを撮像し、投射面距離算定部は、デジタルカメラで撮像した撮像画面の投射面のポイントの画素位置を解析して、その画素位置から投影装置と投射面との距離を算定して投影装置の投射レンズの焦点調整部を制御する、投射面距離測定装置を有するプロジェクタにおいて、投影装置の投射レンズはプロジェクタの筐体の前面の長手方向の第1の側縁に近い位置に設けられており、テストパターン表示装置は投射レンズと第1の側縁との間に設けられ、デジタルカメラの撮像レンズは第1の側縁とは反対側の第2の側縁に近接して設けられていることを特徴とする。
【0009】
テストパターン表示装置は点照射を行うポイント型レーザポインタであってもよく、プロジェクタが液晶プロジェクタであってもよく、プロジェクタがDMD方式プロジェクタであってもよい。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態の投射面距離測定装置を有する液晶プロジェクタの模式的ブロック構成図であり、図2は本発明の実施の形態の投射面距離測定装置を有する液晶プロジェクタの模式的説明図であり、(a)は投射状態を示す模式的上面図、(b)は液晶プロジェクタの模式的正面図、(c)はデジタルカメラの撮像画面の模式図である。
【0011】
ここでは、プロジェクタを画像表示部に液晶表示部を有する液晶プロジェクタとして説明するが、これに限定されるものではなく画像表示部にDMD(デジタルライトプロセッサ)表示部を有するDLP(デジタルライトプロセッサ)方式プロジェクタであっても三管式であってもよい。
【0012】
また、テストパターン表示装置としてレーザポインタを例として説明するが、これに限定されるものではなく、例えば赤外線などの不可視光線の投射装置であり、このポイントを赤外線透過フイルタを通過させて撮像してもよい。
【0013】
液晶プロジェクタ10は投射レンズ21と液晶表示部22と焦点調整部23とを有する投影装置20と、液晶表示部22の画像を制御する画像制御部25と、投射面距離測定装置30と、全体の動作を制御するCPU60とを備える。投射面距離測定装置30は、レーザポインタ40と、撮像レンズ51と撮像素子52を有するデジタルカメラ50と、撮像素子52が撮像した画像の画素を解析して投射面70と投影装置20の距離を算出する投射面距離算定部53とを備える。
【0014】
図2(a)に示すようにスクリーンや壁などの投射面70に映像が投射されるように液晶プロジェクタ10は配置される。投射面70と液晶プロジェクタ10との距離は使用条件によって変化するので投射面70に鮮鋭な映像を投射するには距離に合わせて投射レンズ21の焦点を調整する必要がある。
【0015】
本発明は投影装置20と投射面70との距離を正確に把握することを目的としており、以下に説明する投射面距離測定装置30によりその目的は達成される。
【0016】
投射面距離測定装置30では、図2(b)に示すように、投影装置20の投射レンズ21の斜め上に近接して1個のポイント型レーザポインタ40が配置され、投影装置20の投射レンズ21を隔ててレーザポインタ40と離れた水平位置に撮像素子52を有するデジタルカメラ50の撮像レンズ51が配置されている。
【0017】
ポイント型のレーザポインタ40から投影装置20の投射光軸27と平行に投射されたレーザ光49は、投射面70上にポイント81を結ぶ。図2(a)に実線で示す投射面70aは第1の位置であり、図2(a)に鎖線で示す投射面70bは第1の位置より液晶プロジェクタ10より離れた第2の位置である。ポイント81a、81bはそれぞれに投射されたポイント81である。図2(c)は投射面70aおよび70b上のポイント81a、81bをデジタルカメラ50の撮像素子52で撮像したときの撮像画面80を模式的に合成して表示しており、図2(a)から判るようにポイント81bはポイント81aより撮像画面80上で右側に寄った画素ライン82上に表示される。
【0018】
このように投影装置20と投射面70との距離によってポイント81の表示位置が異なるので、投射面距離算定部53では撮像画面80におけるポイント81の位置をその表示された画素の位置により解析し、画素の位置から所定の計算式によって投影装置20と投射面70との距離を算出して画像制御部25に出力し、画像制御部25はその距離に基づいて焦点制御部23を操作して投射面70に投射された映像を鮮鋭な状態に調整する。
【0019】
上述のようなレーザポインタ40のようなテストパターン表示装置と撮像素子52とを併せ持つプロジェクタ10において、例えば表示面70となるスクリーンまでの距離を得る場合、テストパターン表示装置と撮像素子52との距離は離れていたほうが撮像画面80から高精度で距離が算定できる。しかしながら、このときテストパターン表示装置が撮像レンズ51から大きく離れていると、投射面70となるスクリーンが小さい場合にスクリーンにテストパターンを投射できないという問題がおこる。図3は図2におけるレーザポインタと撮像レンズの位置を反対にしたときの投射面距離測定装置を有する液晶プロジェクタの模式的説明図である。ここでは標準的な巾をもつプロジェクタから625mm(25インチ)スクリーンに映像を投射した例で示しているが、レーザポインタ40aからのレーザ光49aは投射面70上にポイントを結ばない。これを防ぐため、映像投射レンズ21とレーザポインタ40との距離を映像投射レンズ21と撮像レンズ51との距離より小さく配置することで、テストパターン表示装置と撮像素子の距離を大きく保ちつつ、この問題を解決している。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、小さな投射面であっても投射面と投影装置との距離を正確に算定でき、焦点調整部によって投射レンズの焦点を調整し鮮鋭な映像を投射面に投射することができるという効果がある。
【0021】
これは、投影装置の投射レンズがプロジェクタの筐体の前面の長手方向の第1の側縁に近い位置に設けられており、テストパターン表示装置が投射レンズと第1の側縁との間に設けられ、デジタルカメラの撮像レンズは第1の側縁とは反対側の第2の側縁に近接して設けられているので、テストパターン表示装置とデジタルカメラの撮像レンズとの間隔を十分に取りながら、小さな投射面にもポイントが投射できるからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の画面距離測定装置を有する液晶プロジェクタの模式図ブロック構成図である。
【図2】本発明の実施の形態の投射面距離測定装置を有する液晶プロジェクタの模式的説明図である。
(a)は投射状態を示す模式的上面図である。
(b)は液晶プロジェクタの模式的正面図である。
(c)はデジタルカメラの撮像画面の模式図である。
【図3】図2におけるレーザポインタと撮像レンズの位置を反対にしたときの投射面距離測定装置を有する液晶プロジェクタの模式的説明図である。
【符号の説明】
10、10a 液晶プロジェクタ
20 投影装置
21、21a 投射レンズ
22 液晶表示部
23 焦点調整部
25 画像制御部
27 投射光軸
30 投射面距離測定装置
40、40a レーザポインタ
49、49a レーザ光
50 デジタルカメラ
51、51a 撮像レンズ
52 撮像素子
53 投射面距離算定部
60 CPU
70、70a、70b 投射面
80 撮像画面
81a、81b ポイント
82 画素ライン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projector, and more particularly to a projector capable of measuring a distance between a projector and a projection surface and automatically adjusting a focus.
[0002]
[Prior art]
With the rapid development of liquid crystal technology and DLP (digital light processing) technology, the miniaturization and high performance of projectors have expanded the use of projectors for image projection, and large-scale replacements for display-type televisions at home. It is also attracting attention as a display device.
[0003]
However, unlike a display-type television, the image plane is a screen or a wall. Therefore, it is necessary to adjust the focal point so that the image is clearly formed on the projection plane every time the projector is installed. Normally, the focus is manually adjusted while watching the screen image. However, since manual adjustment is complicated, automatic focus adjustment has also been proposed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-1198185 has a focus adjustment mechanism for a projection lens, and a movable transmissive reflector is provided between the light source and the projection lens. In the focus adjustment mode, the movable transmissive reflector is disposed between the light source and the projection lens. An autofocus device for a liquid crystal projector is disclosed, in which reflected light from a screen is received by a light receiving element at a position equivalent to a light source, a focus position is detected and calculated by a received light output signal, and a focus adjustment mechanism is controlled. .
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-1198185
[Problems to be solved by the invention]
However, the autofocus device for a liquid crystal projector disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-1198185 has a problem that it is necessary to pull out the movable reflector every time the focus adjustment mode is selected because the brightness of the light source is reduced by the movable reflector. It was.
[0006]
An object of the present invention is to provide a projector having a projection plane distance measuring device for measuring a distance from a projection plane using a test pattern and performing automatic focus adjustment.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A projector having the projection surface distance measuring device of the present invention,
A projector that has a projection surface distance measuring device that calculates the distance between the projection device of the projector and the projection surface, and projects a sharp image on the projection surface by controlling the focus adjustment unit of the projection lens of the projection device according to the calculated distance The projection surface distance measuring device includes a test pattern display device, a digital camera, and a projection surface distance calculation unit, and the projection port of the test pattern display device and the lens of the digital camera are provided on the irradiation side surface of the projector. The test pattern display device projects points in the direction parallel to the optical axis of the projection lens with respect to the projection surface, the digital camera images the points projected on the projection surface, and the projection surface distance calculation unit Analyze the pixel position of the point on the projection plane of the imaging screen captured by the digital camera, calculate the distance between the projection device and the projection plane from the pixel position, and Controlling the focus adjustment of the projection lens of the apparatus, in the projector having a projection surface distance measuring device, a projection lens of the projection device is provided at a position closer to the longitudinal direction of the first side edge of the front surface of the projector housing cage, the test pattern display device is provided between the projection lens and the first side edge, the imaging lens of the digital camera Re et al provided the first side edge proximate the second side edge opposite It is characterized by.
[0009]
The test pattern display device may be a point type laser pointer that performs point irradiation, the projector may be a liquid crystal projector, and the projector may be a DMD projector.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram of a liquid crystal projector having a projection plane distance measuring device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic block diagram of a liquid crystal projector having a projection plane distance measuring device according to an embodiment of the present invention. It is explanatory drawing, (a) is a typical top view which shows a projection state, (b) is a typical front view of a liquid crystal projector, (c) is a schematic diagram of the imaging screen of a digital camera.
[0011]
Here, the projector is described as a liquid crystal projector having a liquid crystal display unit as an image display unit. However, the present invention is not limited to this, and a DLP (digital light processor) system having a DMD (digital light processor) display unit in the image display unit is not limited thereto. It may be a projector or a three-pipe type.
[0012]
Further, the laser pointer is described as an example of the test pattern display device, but the present invention is not limited to this. For example, the test pattern display device is a projection device for invisible rays such as infrared rays, and this point is imaged through an infrared transmission filter. Also good.
[0013]
The liquid crystal projector 10 includes a projection device 20 having a projection lens 21, a liquid
[0014]
As shown in FIG. 2A, the liquid crystal projector 10 is arranged so that an image is projected onto a projection surface 70 such as a screen or a wall. Since the distance between the projection surface 70 and the liquid crystal projector 10 varies depending on use conditions, in order to project a sharp image on the projection surface 70, it is necessary to adjust the focus of the projection lens 21 according to the distance.
[0015]
The object of the present invention is to accurately grasp the distance between the projection device 20 and the projection surface 70, and the object is achieved by the projection surface distance measuring device 30 described below.
[0016]
In the projection surface distance measuring device 30, as shown in FIG. 2B, one point
[0017]
The laser beam 49 projected from the point-
[0018]
Thus, since the display position of the point 81 differs depending on the distance between the projection device 20 and the projection plane 70, the projection plane
[0019]
In the projector 10 having both the test pattern display device such as the
[0020]
【The invention's effect】
As described above, the present invention can accurately calculate the distance between the projection surface and the projection device even with a small projection surface, adjust the focus of the projection lens by the focus adjustment unit, and project a sharp image onto the projection surface. There is an effect that can be.
[0021]
This is because the projection lens of the projection device is provided at a position near the first side edge in the longitudinal direction of the front surface of the projector housing, and the test pattern display device is located between the projection lens and the first side edge. Since the imaging lens of the digital camera is provided close to the second side edge opposite to the first side edge, the interval between the test pattern display device and the imaging lens of the digital camera is sufficiently large This is because a point can be projected onto a small projection surface while taking it.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram of a liquid crystal projector having a screen distance measuring device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a liquid crystal projector having a projection surface distance measuring device according to an embodiment of the present invention.
(A) is a schematic top view which shows a projection state.
(B) is a schematic front view of a liquid crystal projector.
(C) is a schematic diagram of the imaging screen of a digital camera.
3 is a schematic explanatory diagram of a liquid crystal projector having a projection surface distance measuring device when the positions of a laser pointer and an imaging lens in FIG. 2 are reversed.
[Explanation of symbols]
10, 10a Liquid crystal projector 20 Projection device 21,
70, 70a, 70b Projection surface 80 Imaging screen 81a, 81b Point 82 Pixel line
Claims (4)
前記投射面距離測定装置は、テストパターン表示装置とデジタルカメラと投射面距離算定部とを備え、
前記テストパターン表示装置の投射口と前記デジタルカメラのレンズは前記プロジェクタの照射側の面に設けられおり、
前記テストパターン表示装置は、前記投射面に対して前記投射レンズの光軸と平行な方向にポイントを投射し、
前記デジタルカメラは、前記投射面に投射されたポイントを撮像し、
前記投射面距離算定部は、前記デジタルカメラで撮像した撮像画面の前記投射面のポイントの画素位置を解析して、該画素位置から前記投影装置と前記投射面との距離を算定して前記投影装置の投射レンズの焦点調整部を制御する、投射面距離測定装置を有するプロジェクタにおいて、
前記投影装置の前記投射レンズは前記プロジェクタの筐体の前面の長手方向の第1の側縁に近い位置に設けられており、前記テストパターン表示装置は前記投射レンズと前記第1の側縁との間に設けられ、前記デジタルカメラの前記撮像レンズは前記第1の側縁とは反対側の第2の側縁に近接して設けられていることを特徴とする投射面距離測定装置を有するプロジェクタ。A projection surface distance measuring device that calculates the distance between the projection device of the projector and the projection surface, and projects a sharp image on the projection surface by controlling the focus adjustment unit of the projection lens of the projection device according to the calculated distance. A projector that
The projection surface distance measuring device includes a test pattern display device, a digital camera, and a projection surface distance calculation unit,
The projection port of the test pattern display device and the lens of the digital camera are provided on the irradiation side surface of the projector,
The test pattern display device projects points in a direction parallel to the optical axis of the projection lens with respect to the projection surface,
The digital camera images the point projected on the projection surface,
The projection plane distance calculation unit analyzes a pixel position of a point on the projection plane of an imaging screen captured by the digital camera, calculates a distance between the projection device and the projection plane from the pixel position, and performs the projection. controlling the focus adjustment of the projection lens of the apparatus, in the projector having a projection surface distance measuring device,
The projection lens of the projection device is provided at a position close to the first side edge in the longitudinal direction of the front surface of the projector housing, and the test pattern display device includes the projection lens, the first side edge, provided between the imaging lens of the digital camera projection plane distance measuring apparatus characterized by being et provided near the second side edge opposite to the first side edge Projector.
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