特許 7352768 プロジェクタのオートフォーカス制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-21

(45)【発行日】2023-09-29

(54)【発明の名称】プロジェクタのオートフォーカス制御システム

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20230922BHJP

   G02B 7/28 20210101ALI20230922BHJP

   G02B 7/36 20210101ALI20230922BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20230922BHJP

   G03B 21/53 20060101ALI20230922BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20230922BHJP

【ＦＩ】

G03B21/14 D

G02B7/28 H

G02B7/36

G03B21/00 D

G03B21/14 Z

G03B21/53

H04N5/74 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019107630

(22)【出願日】2019-06-10

(65)【公開番号】P2020201365

(43)【公開日】2020-12-17

【審査請求日】2022-03-08

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】爲末 和彦

【審査官】新井 重雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－００５０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０５６０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０１５８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０１８０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１５４６３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１３４７８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０２９６７９９１（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｂ ２１／１４

Ｇ０３Ｂ ２１／００

Ｈ０４Ｎ ５／７４

Ｇ０２Ｂ ７／２８

Ｇ０２Ｂ ７／３６

Ｇ０３Ｂ ２１／５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

映像光を、投写レンズによって投写面に投写するプロジェクタと、前記プロジェクタと有線、又は無線のネットワークで接続され、前記投写面に投写された画像を撮像する撮像部を有する撮像ユニットと、を備え、
前記プロジェクタは、
前記投写レンズを駆動してフォーカス調整を行うレンズ駆動部と、
第１パターン画像と、前記第１パターン画像よりも粗い第２パターン画像が格納されたパターン画像格納部と、
第１コントローラと、を有し、
前記撮像ユニットは、
前記撮像部にズームを行わせるズーム設定部と、
前記撮像部で撮像された第１又は第２パターン画像の撮像データに基づきフォーカス制御コマンドを前記第１コントローラに出力する第２コントローラと、
ユーザーの指示入力が行われるユーザーインターフェース部と、を有し、
前記ユーザーインターフェース部によって、
前記ズーム設定部に設定されたズーム倍率が所定の倍率未満のとき、前記第２コントローラは、前記第１パターン画像を選択投写するように第１コントローラに指示し、
前記ズーム設定部に設定されたズーム倍率が所定の倍率以上のとき、前記第２コントローラは、前記第２パターン画像を選択投写するように第１コントローラに指示し、
選択投写された第１、又は第２パターン画像を撮像したデータに基づいてオートフォーカスがなされる、
プロジェクタのオートフォーカス制御システム。

【請求項2】

映像光を、投写レンズによって投写面に投写するプロジェクタと、前記プロジェクタと有線、又は無線のネットワークで接続され、前記投写面に投写された画像を撮像する撮像部を有する撮像ユニットと、を備え、
前記プロジェクタは、
前記投写レンズを駆動してフォーカス調整を行うレンズ駆動部と、
第１パターン画像と、前記第１パターン画像よりも粗い第２パターン画像が格納されたパターン画像格納部と、
第１コントローラと、を有し、
前記撮像ユニットは、
前記撮像部で撮像された第１又は第２パターン画像の撮像データを解析してフォーカスレベルを取得するフォーカス解析部と、
前記フォーカス解析部で得られたデータに基づきフォーカス制御コマンドを出力する第２コントローラと、
オートフォーカスアプリケーションプログラムが格納されたアプリケーションプログラム格納部と、
ユーザーの指示入力が行われるユーザーインターフェース部と、を有し、
前記ユーザーインターフェース部の操作によってオートフォーカスアプリケーションプログラムが実行されたとき、前記第２コントローラは、前記第１パターン画像を選択投写するように前記第１コントローラに指示し、前記フォーカス解析部から得られる前記第１パターン画像のフォーカスレベルが所定のレベル以下であると、選択投写された第１パターン画像に代えて前記第２パターン画像を選択投写するように前記第１コントローラに指示し、第２パターン画像を撮像したデータに基づいてオートフォーカスがなされる、
プロジェクタのオートフォーカス制御システム。

【請求項3】

前記第１、第２パターン画像は、格子状の網目パターンであり、第２パターンの線間ピッチが第１パターンの線間ピッチより大きい、請求項１、又は２に記載のプロジェクタのオートフォーカス制御システム。

【請求項4】

前記撮像部は、
前記ズーム設定部に設定された前記ズーム倍率が２倍未満のとき、前記第２コントローラは、前記第１パターン画像を選択投写するように第１コントローラに指示し、
前記ズーム設定部に設定された前記ズーム倍率が２倍以上のとき、前記第２コントローラは、前記第２パターン画像を選択投写するように第１コントローラに指示する、請求項１に記載のプロジェクタのオートフォーカス制御システム。

【請求項5】

前記オートフォーカスは、
フォーカスレベルを計測するステップと、
前記レンズ駆動部を所定の距離だけ駆動させるステップと、
前記フォーカスレベルがフォーカスレベルのピークを判定するステップとを有する、請求項１に記載のプロジェクタのオートフォーカス制御システム。

【請求項6】

前記オートフォーカスは、
前記フォーカスレベルを計測するステップと、
前記レンズ駆動部を所定の距離だけ駆動させるステップと、
前記フォーカスレベルがフォーカスレベルのピークを判定するステップとを有する、請求項２に記載のプロジェクタのオートフォーカス制御システム。

【請求項7】

前記ユーザーインターフェース部は、前記ユーザーの指示によってフォーカスするエリアを決定するフォーカス調整エリアを有する請求項１または２に記載のオートフォーカス制御システム。

【請求項8】

前記第１パターン画像及び前記第２パターン画像は網目状のパターン画像である、請求項１または２に記載のオートフォーカス制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、プロジェクタの画像を撮影して画像解析処理を施すことでプロジェクタの投写レンズを合焦するオートフォーカス制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１と特許文献２は、投写レンズのズーム比に連動して投写された画像を解析して、投写レンズの合焦が可能なプロジェクタを開示する。このプロジェクタは、スクリーン上にフォーカスパターンを投写する投写部と、投写部のズーム調整位置情報に応じてフォーカスパターンの画像要素の大きさを選択する投写パターン生成部と、スクリーン上に投写されたフォーカスパターンを撮像するカメラと、カメラの撮像イメージを分析して投射レンズのフォーカス調整を自動的に行うフォーカス制御部とを備える。これにより、投射部が、投射レンズのズーム比に連動して、フォーカスパターンの画像要素を変更することで適切なレベルの階調振幅とすることで合焦を行うことができる。

【0003】

特許文献３は、投写レンズのズーム比に連動して投写された画像を解析して、投写レンズの合焦が可能なプロジェクタを開示する。このプロジェクタは、スクリーン上にフォーカスパターンを投写する投写部と、交互に配された２種類の濃度領域を含んだテストパターン生成部と、スクリーン上に投写されたフォーカスパターンを撮像するカメラと、カメラの撮像イメージを分析して前記投射レンズのフォーカス調整を自動的に行うフォーカス制御部とを備える。これにより、投射部が、投射レンズのズーム比の近点から遠点にわたって変化しても、フォーカスパターンの画像要素を適切なレベルの階調振幅とすることで合焦を行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００４－２０５６８１号公報

【文献】特開２００５－２６９３６３号公報

【文献】特開２００６―０１０７９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、プロジェクタの設置位置とは独立した、投写面から近距離および遠距離の位置において、フォーカス調整をするのに有効なオートフォーカス制御システムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示におけるプロジェクタのオートフォーカス制御システムは、映像光を、投写レンズによって投写面に投写するプロジェクタと、プロジェクタと有線、又は無線で接続され、投写面に投写された画像を撮像する撮像部を有する撮像ユニットと、を備え、プロジェクタは、投写レンズを駆動してフォーカス調整を行うレンズ駆動部と、網目状の第１パターン画像と、第１パターン画像よりも粗い網目状の第２パターン画像が格納されたパターン格納部と、第１コントローラと、を有し、撮像ユニットは、撮像部にズームを行わせるズーム設定部と、撮像部で撮像された第１又は第２パターン画像の撮像データに基づきフォーカス制御コマンドを第１コントローラに出力する第２コントローラと、ユーザーの指示入力が行われるユーザーインターフェース部と、を有し、ユーザーインターフェース部によって、ズーム設定部に設定されたズーム倍率が所定の倍率未満のとき、第２コントローラは、第１パターン画像を選択投写するように第１コントローラに指示し、ズーム設定部に設定されたズーム倍率が所定の倍率以上のとき、第２コントローラは、第２パターン画像を選択投写するように第１コントローラに指示し、選択投写された第１、又は第２パターン画像を撮像したデータに基づいてオートフォーカスがなされる。

【発明の効果】

【0007】

本開示のオートフォーカス制御システムは、プロジェクタの設置位置とは独立した、投写面から近距離および遠距離の位置において、フォーカス調整をするのに有効である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】プロジェクタとスクリーンと撮像ユニットの配置例を示す図

【図2】本開示のオートフォーカス制御システムを示すブロック図

【図3】本開示で使用されるフォーカス調整用のパターン画像を示す図

【図4】スマートフォンの画面を示す図

【図5】実施の形態１のオートフォーカス制御システムに係る動作フローチャート

【図6】スマートフォンの画面に表示されたユーザーインターフェースを示す図

【図7】撮像距離と使用されるパターン画像を説明するための図

【図8】対フォーカス位置にかかるフォーカスレベルの特性を示す図

【図9】対撮像距離にかかるフォーカスレベルの最大値の特性を示す図

【図10】実施の形態２のオートフォーカス制御システムに係る動作フローチャート

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

【0010】

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

【0011】

（実施の形態１）
以下、図１～図９を用いて、実施の形態１を説明する。

【0012】

［１－１．構成］
図１は、本開示のプロジェクタのオートフォーカス制御システムにおける装置の配置図であり、基本的なシステムの配置構成は、本実施の形態と後述する実施の形態２と同じである。プロジェクタ１００は天井などから吊り下げたり、又は所定の支持台等に設置され、映像光を投写面であるスクリーン３００上に映像を拡大投写する。プロジェクタ１００に対してオートフォーカス制御を実行するために、スマートフォン２００を使用する。スマートフォン２００は投写面に投写された画像を撮像する撮像部を有する撮像ユニットの一例であり、スマートフォンに代えてタブレットコンピュータや、ラップトップコンピュータなどの他のモバイルデバイスも使用できる。スマートフォン２００は、無線ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）によってプロジェクタ１００と接続される。図１において、スクリーン３００とスマートフォン２００の撮像部のレンズの位置までの距離を撮像距離Ｌとしている。スマートフォン２００とプロジェクタ１００との接続は、無線ＬＡＮ以外にも有線ＬＡＮによって接続することもできる。

【0013】

図２は実施の形態１にかかるオートフォーカス制御システムを示すブロック図であって、プロジェクタ１００は、入力される映像信号を処理する映像信号処理部１１１、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等のランプ光源や、レーザー光源やＬＥＤ光源等の固体光源から構成される光源部１１２、光源部１１２からの照明光を映像信号処理部１１１からの映像信号で変調して映像光を生成する光変調デバイス１１３を有する。光変調デバイス１１３としては、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）や液晶パネルが使用される。光変調デバイス１１３から出射される映像光はレンズマウンタ１１４に取り付けられた投写レンズ１１５によって、撮像エリア３１０内に配置されたスクリーン３００に拡大投写される。投写レンズ１１５は、フォーカスレンズ１１５ａが設けられており、フォーカスレンズ１１５ａはパルスモータやＤＣモータ等からなるレンズ駆動部１１６によってレンズ位置の移動がなされる。マイクロコンピュータ等から構成される第１コントローラ１１８は、スマートフォンからの指令を受けてレンズ駆動部１１６やパターン画像格納部１１７を制御する。本実施の形態では、投写レンズに設けられたフォーカスレンズを移動させてフォーカス調整が行われるようになっているが、投写レンズ（鏡筒）自体を光軸方向に移動させる構成をレンズマウンタに設けてフォーカス調整を行う構成としても良い。

【0014】

パターン画像格納部１１７には、網目状の第１パターン画像と、この第１パターン画像よりも粗い網目状の第２パターン画像が格納されている。図３は、パターン画像格納部１１７に格納されるパターン画像の一例を示しており、このパターンはｄｏｔ－ｂｙ－ｄｏｔの黒色の背景に白色の格子状の網目パターンであり、図３（ａ）は線間ピッチが小さい格子状の第１パターン画像（密パターン）を、図３（ｂ）は第１パターン画像より線間ピッチが大きい格子状の第２パターン画像（粗パターン）を、それぞれ示す。後述するようにパターン画像格納部１１７は、パターン選択指示信号によって、第１パターン画像と第２パターン画像のいずれかを選択して映像信号処理部１１１に供給し、映像光として投写される。一例として、ＷＵＸＧＡ解像度（画素数：水平（Ｈ）１９２０×垂直（Ｖ）１２００）においては、第１パターン画像の線幅は（Ｈ）２、（Ｖ）４で、線どうしの間隔は（Ｈ）１２、（Ｖ）１２、第２パターン画像の線幅は（Ｈ）４、（Ｖ）６で、線どうしの間隔は（Ｈ）１６、（Ｖ）４０に設定される。

【0015】

プロジェクタ１００には、第１コントローラ１１８が設けられており、フォーカス制御コマンドを受けてレンズ駆動部１１６の駆動制御をする。受信部１１９は無線ＬＡＮで送信されてくるデータを受信する。

【0016】

スマートフォン２００は、光学ズーム、及び電子ズーム機能を有する撮像部２１１を備え、撮像部２１１はズーム設定部２１０で設定されたズーム倍率で、スクリーン３００の全体、又は一部を含む撮像エリア３１０を撮像する。撮像部２１１から得られる撮像データは、フォーカス解析部２１２に入力され、フォーカス解析部２１２で解析されたフォーカスデータはＣＰＵ等から構成される第２コントローラ２１３に供給される。第２コントローラ２１３はフォーカスデータに基づいて生成したフォーカス制御コマンドを、無線ＬＡＮ（送信部２１６）を介してプロジェクタ１００の無線ＬＡＮ（受信部１１９）にネットワークを経て送信し、第１コントローラ１１８に供給する。ユーザーインターフェース部（ユーザーＩ／Ｆ部）２１４はスマートフォン２００の表示画面を通じてユーザーからの指示を受ける。

【0017】

アプリケーションプログラム格納部２１５には、オートフォーカスアプリケーションプログラムが格納されており、フォーカス解析部２１２や、ズーム設定部２１０は、このオートフォーカスアプリケーションプログラムで構成することができる。

【0018】

［１－２．動作］
図４はスマートフォン２００の表示画面を、図５は動作フローチャートであって、スマートフォン２００の表示画面には図４で示すようにオートフォーカスアプリケーションプログラム（以下「ＡＦアプリ」とも称する）を実行するためのアイコン（Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ ＡＦ）が表示されており、これをタップすることにより、ＡＦアプリの実行が開始される（Ｓ１００）。

【0019】

ＡＦアプリが立ち上がると、スマートフォン２００のアプリ表示エリア５０１には図６に示すオートフォーカス調整用のユーザーインターフェース部としての画面が表示される。オートフォーカス調整用のユーザーインターフェースとして、背景を含む撮像エリア５０２には、撮像部２１１で撮像された画像が表示され、この図では撮像部２１１で撮像された撮像エリア３１０とスクリーン３００に相当するスクリーン画像５０３が表示されており、スクリーン画像５０３には格子状のパターン画像が表示されている状態が写し出されている。

【0020】

ＡＦアプリは撮像エリア５０２内に破線で囲んで示すフォーカス調整エリア５０４を表示するようになっており、ドラッグ操作によりフォーカス調整エリア５０４を撮像エリア５０２内で、ユーザーが所望する位置に移動させたり、ピンチイン／ピンチアウト操作によりフォーカス調整エリア５０４を拡大や縮小させたりすることができる。オートフォーカスに必要な高周波成分は、このフォーカス調整エリア５０４の範囲内から取得される。従って、ユーザーは、スクリーン上の所望の位置で、最適なフォーカス調整が可能となる。

【0021】

フォーカス調整エリア５０４から出力されるフォーカスレベルは、フォーカス調整エリア５０４の高周波成分をそのエリアの面積で割って算出することで単位面積当たりのフォーカスレベルに正規化している。よって、面積の大小によってフォーカスレベルは変化しない。

【0022】

アプリ表示エリア５０１には、フォーカス調整を開始させるためのフォーカス調整開始ボタン５０６、ズーム倍率設定用スライドバー５０５が表示されており、ズーム倍率設定用スライドバー５０５に表示された逆三角形のマーク（以下「三角マーク」と言う）を右方向にドラッグさせることによりズーム設定部２１０によって撮像部２１１の光学ズーム倍率を１倍から３倍まで設定することができる。

【0023】

図５に戻って、ＡＦアプリが立ち上がり、ステップ（Ｓ１０１）においては撮像部のズーム倍率がどのように設定されたかの判断が行われる。すなわち、図６のＡＦアプリ画面が表示された状態では、三角マークは光学倍率（×１）の位置にあり、この状態で三角マークをロングタップ（長押し）すると、ユーザーインターフェース部２１４からの指示を受けた第２コントローラ２１３は、第１パターン画像を選択するパターン選択指示信号を無線ＬＡＮ（送信部２１６と受信部１１９）を介してプロジェクタ１００の第１コントローラ１１８に供給する。第１コントローラ１１８は、かかるパターン選択信号を受けるとパターン画像格納部１１７から第１パターン画像を選択して映像信号処理部１１１に供給し、第１パターン画像を投写する（Ｓ１０２）。

【0024】

このように本実施の形態では、光学倍率を１倍（×１）以上で２倍（×２）未満に設定した場合は、第１パターン画像を選択するようになっている。すなわち、スクリーン３００とスマートフォン２００との間の撮像距離が図７（ａ）の距離Ｌ１のように近距離であれば、格子が密である第１パターン画像を投写することにより、光学倍率が１倍（×１）以上で２倍（×２）未満のズームの範囲で、オートフォーカスに必要な十分なレベルの高周波成分（フォーカスレベル）が得られるからである。

【0025】

図８は、投写レンズのフォーカス調整位置にかかるフォーカスレベルの特性を示しており、ズーム倍率は１倍としている。図８（ａ）は撮像距離が小さい（Ｌ１）場合で、一点鎖線Ｐ１は第１パターン画像を撮像したときに得られる特性、曲線の破線Ｐ２は第２パターン画像を撮像したときに得られる特性を示している。この特性図から分かるように、撮像距離が小さい（Ｌ１）場合は、第１パターン画像を使用した方が、第２パターン画像を使用した場合よりも大きなフォーカスレベルの最大値が得られる。

【0026】

ＡＦアプリが立ち上がり、図６のＡＦアプリ画面が表示された状態で、光学倍率（×１）の位置にある三角マークを右方向にドラッグし、２倍率（×２）以上の位置に移動させると、ユーザーインターフェース部２１４からの指示を受けた第２コントローラ２１３は、第２パターン画像を選択するパターン選択指示信号を、無線ＬＡＮ（送信部２１６と受信部１１９）を介してプロジェクタ１００の第１コントローラ１１８に供給する。第１コントローラ１１８は、かかるパターン選択信号を受けるとパターン画像格納部１１７から第２パターン画像を選択して映像信号処理部１１１に供給し、第２パターン画像を投写する（Ｓ１０３）。

【0027】

このように本実施の形態では、光学倍率が２倍（×１）以上で３倍（×２）以下に設定した場合は、第２パターン画像を選択するようになっている。すなわち、スクリーン３００とスマートフォン２００との間の撮像距離が図７（ｂ）の距離Ｌ２のよう遠距離であれば、格子のピッチが粗である第２パターン画像を投写し、光学倍率を２倍（×２）以上のズームにすることで、撮像部２１１のレンズ解像度を上回るオートフォーカスに必要なレベルの高周波成分（フォーカスレベル）が得られるからである（図８（ｂ）の破線P２２）。尚、スクリーン３００とプロジェクタ１００との距離は、スクリーン３００とスマートフォン２００との距離に拘わらず一定の距離Ｄである。

【0028】

図８（ｂ）は撮像距離が大きい（Ｌ２）場合で、図８（ａ）と同様に一点鎖線Ｐ１１は第１パターン画像を撮像したときに得られる特性、曲線の破線Ｐ２２は第２パターン画像を撮像したときに得られる特性を示している。この特性図から分かるように、撮像距離が大きい（Ｌ２）場合は、第２パターン画像を使用した方が、第１パターン画像を使用した場合よりも大きなフォーカスレベルが得られる。従って、光学ズーム倍率を大きくすることによって、図８（ｂ）の破線Ｐ２２の特性を図８（ａ）の一点鎖線Ｐ１の特性に近づけることができる。一方で、第１パターン画像を撮像距離が大きい（Ｌ２）場合に使用したときは、撮像部２１１のレンズ分解能の限界で光学ズーム倍率を大きくしても一点鎖線Ｐ１１に示すように必要なフォーカスレベルが得られる特性にはならない。

【0029】

図９は、撮像距離にかかるフォーカスレベルの最大値の特性を示しており、一点鎖線の曲線Ｐ１１１は第１パターン画像を撮像したときに得られる特性、曲線の破線Ｐ２２２は第２パターン画像を撮像したときに得られる特性を示している。この特性図から分かるように、第１パターン画像で得られるフォーカスレベルは、ある距離Ｌ０を境にして第２パターン画像で得られるフォーカスレベルよりも急激に低下するようになっている。従って、パターン画像の切り替えは、撮像距離がＬ０（曲線Ｐ１１１とＰ２２２の交差点）までは第１パターン画像を使用し、撮像距離がＬ０より遠距離になると第２パターン画像を使用することになる。

【0030】

再び図５に戻って、第１パターン画像を投写（Ｓ１０２）、又は第２パターン画像を投写（Ｓ１０３）すると、ユーザーの操作によってフォーカス調整エリアの設定がなされる（Ｓ１０４）。フォーカス調整エリア５０４の設定は、上述したように撮像エリア５０２内で、スクリーン画像５０３のユーザーが所望する位置にフォーカス調整エリア５０４をドラッグして移動させたり、ピンチイン／ピンチアウト操作によりフォーカス調整エリア５０４を拡大や縮小させたりすることができる。

【0031】

フォーカス調整エリアの設定が完了し、ユーザーがフォーカス調整開始ボタン５０６をタップすると、オートフォーカス制御動作が開始される（Ｓ１０５）。

【0032】

オートフォーカス制御動作は、粗調整であるステップ（Ｓ１１１）～ステップ（Ｓ１１３）までのフォーカススキャンと、微調整であるステップ（Ｓ１２２）～ステップ（Ｓ１２４）までのフォーカスアジャストの２つの段階で行われる。

【0033】

オートフォーカス制御動作が開始されると、フォーカススキャン処理において、フォーカスレベルが計測され、計測結果がメモリに格納され（Ｓ１１１）、フォーカスレンズが駆動されて一定の距離移動し（Ｓ１１２）、ステップ（Ｓ１１１）で取得したフォーカスレベルに基づいて、最適点を通過しているかどうかのピーク判定をフィルタ系列法で行う（Ｓ１１３）。フィルタ系列法には、一次の自己回帰モデルを用いることができる。ステップ（Ｓ１１３）でフォーカスレベルのピークでないと判断（Ｎ）されると、ステップ（Ｓ１１１）に戻る。そして、ステップ（Ｓ１１３）でフォーカスレベルのピークであると判断（Ｙ）されると、ステップ（Ｓ１２１）に進みフォーカスレンズの移動方向を反転させ、フォーカスアジャストの処理に移る。

【0034】

フォーカスアジャスト処理において、フォーカスレベルが計測され、計測結果がメモリに格納され（Ｓ１２２）、フォーカスレンズが駆動されてステップ（Ｓ１１２）よりも短い一定の距離移動し（Ｓ１２３）、ステップ（Ｓ１２２）で取得したフォーカスレベルに基づいて、最適点にいるかどうかのピーク判定をフィルタ系列法で行う（Ｓ１２４）。フィルタ系列法には、ステップ（Ｓ１２２）で取得したフォーカスレベルを用いて最小二乗法で傾き判定を行う（Ｓ１２４）。

【0035】

ステップ（Ｓ１２４）で検出した傾きの絶対値が所定のしきい値より大きい、すなわちフォーカスレベルのピークでないと判断（Ｎ）されると、ステップ（Ｓ１２２）に戻る。そして、ステップ（Ｓ１２４）でフォーカスレベルのピークであると判断（Ｙ）されるとオートフォーカス動作が終了する。

【0036】

なお、フォーカス移動方向の反転（Ｓ１２１）と、フォーカスアジャスト動作（Ｓ１２２～Ｓ１２４）は、ステップ（Ｓ１２３）のフォーカス位置の移動量をさらに小さくして、再度繰り返すこともできる。これによってさらに精度を上げることが可能となる。

【0037】

［１－３．効果］
本実施の形態では、ユーザーがプロジェクタの設置位置とは独立した任意の位置で、スマートフォンのズーム操作をするだけで、オートフォーカスに必要な最適なパターン画像が選択投写されて、オートフォーカスが行われるので利便性が向上する。

【0038】

（実施の形態２）
［２－１．構成］
実施の形態２の構成は、制御動作が異なる点を除けば図１～図９に示した実施の形態１の構成と同一である。従って、ここではその重複説明は省略する。

【0039】

［２－２．動作］
図１０は実施の形態２にかかる動作チャートである。

【0040】

スマートフォン２００の表示画面に表示されたアイコン（Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ ＡＦ）をタップすると、ＡＦアプリの実行が開始される（Ｓ１０１）。

【0041】

ＡＦアプリの実行が開始されると、ユーザーインターフェース部２１４からの指示を受けた第２コントローラ２１３は、第１パターン画像を選択するパターン選択指示信号を、無線ＬＡＮ（送信部２１６と受信部１１９）を介してプロジェクタ１００の第１コントローラ１１８に供給する。第１コントローラ１１８は、かかるパターン選択信号を受けるとパターン画像格納部１１７から第１パターン画像を選択して映像信号処理部１１１に供給し、第１パターン画像を投写する（Ｓ１０２）。

【0042】

第１パターン画像が投写された後、ユーザーの操作によってフォーカス調整エリアの設定がなされる（Ｓ１０４）。フォーカス調整エリア５０４の設定は、実施の形態１で説明したのと同様に撮像エリア５０２内で、ユーザーが所望する位置にドラッグして移動させたり、ピンチイン／ピンチアウト操作によりフォーカス調整エリア５０４を拡大や縮小させたりすることができる。フォーカス調整エリアの設定がなされ、ユーザーがフォーカス調整開始ボタン５０６をタップすると、オートフォーカス制御動作が開始される（Ｓ１０５）。

【0043】

オートフォーカス制御動作が開始されると、まず、イニシャル・フラッグが“１”（ＩＮＩＴ＿ＦＬＡＧ＝１）に設定され（Ｓ１３１)、この後、オートフォーカス制御動作とパターン画像の自動切換え動作が行われる。イニシャル・フラッグが“１”とは、（Ｓ１１１）～（Ｓ１１３）からなるフォーカススキャンの動作が初めて行われることを示している。

【0044】

オートフォーカス制御動作は、実施の形態１と同様に粗調整であるステップ（Ｓ１１１）～ステップ（Ｓ１１３）までのフォーカススキャンと、微調整であるステップ（Ｓ１２１）及びステップ（１２２）～ステップ（Ｓ１２４）までのフォーカスアジャストの２つの段階で行われる。

【0045】

オートフォーカス制御動作が開始されると、フォーカススキャン処理において、フォーカスレベルが計測され、計測結果がメモリに格納され（Ｓ１１１）、フォーカスレンズが駆動されて一定の距離移動し（Ｓ１１２）、ステップ（Ｓ１１１）で取得したフォーカスレベルに基づいて、最適点を通過しているかどうかのピーク判定をフィルタ系列法で行う（Ｓ１１３）。フィルタ系列法には、一次の自己回帰モデルを用いることができる。ステップ（Ｓ１１３）でフォーカスレベルのピークでないと判断（Ｎ）されると、ステップ（Ｓ１１１）に戻る。そして、ステップ（Ｓ１１３）でフォーカスレベルのピークであると判断（Ｙ）されると、ステップ（Ｓ１３２）に進みフォーカスレベル（フォーカスのピークレベル）を判定する。

【0046】

ステップ（Ｓ１３２）でフォーカスレベルが、所定の閾値レベル（ＦＯＣＵＳ＿ＴＨＲ）以上であると判定されると、ステップ（Ｓ１２１）に進みフォーカスレンズの移動方向を反転させ、フォーカスアジャストの処理に移る。

【0047】

フォーカスアジャスト処理において、フォーカスレベルが計測され、計測結果がメモリに格納され（Ｓ１２２）、フォーカスレンズが駆動されてステップ（Ｓ１１２）よりも短い一定の距離移動し（Ｓ１２３）、ステップ（Ｓ１２２）で取得したフォーカスレベルに基づいて、最適点にいるかどうかのピーク判定をフィルタ系列法で行う（Ｓ１２４）。フィルタ系列法には、ステップ（Ｓ１２２）で取得したフォーカスレベルを用いて最小二乗法で傾き判定を行う（Ｓ１２４）。

【0048】

もし、撮像距離が大きい（Ｌ２）の場合、図８に示すように第１のパターン画像では曲線Ｐ１１の特性となることで、ステップ（Ｓ１３２）でフォーカスレベルが、所定の閾値レベル（ＦＯＣＵＳ＿ＴＨＲ）未満でイニシャル・フラッグが“１”（ＩＮＩＴ＿ＦＬＡ Ｇ＝１）であると判定されると、第２コントローラ２１３は、第２パターン画像を選択するパターン選択指示信号を、無線ＬＡＮ（送信部２１６と受信部１１９）を介してプロジェクタ１００の第１コントローラ１１８に供給する。第１コントローラ１１８は、かかるパターン選択信号を受けるとパターン画像格納部１１７から第２パターン画像を選択して 映像信号処理部１１１に供給し、第２パターン画像を投写する（Ｓ１０３）。

【0049】

第２パターン画像を投写すると、第２コントローラ２１３は、ステップ（Ｓ１３３）でイニシャル・フラッグを“０”（ＩＮＩＴ＿ＦＬＡＧ＝０）にして、ステップ（Ｓ１１１）に戻り、ステップ（Ｓ１１１）～ステップ（Ｓ１１３）のフォーカススキャン処理が再び行われる。このときのフォーカススキャン処理では第２パターン画像が投写されたことで図８の曲線Ｐ２２の特性となりピークを検出することができる。もし、撮影距離Ｌが（Ｌ２）よりさらに大きく、フォーカスレベルが、所定の閾値レベル（ＦＯＣＵＳ＿ＴＨＲ）未満でかつイニシャル・フラッグが“０”（ＩＮＩＴ＿ＦＬＡＧ＝０）であると判定されると、第１パターン画像と第２パターン画像のどちらを投写しても必要なフォーカスレベルが得られないと判断してエラーとして終了する。

【0050】

一方、フォーカススキャン処理が終わり、ステップ（Ｓ１３２）でフォーカスレベルの判定がなされ、フォーカスレベルが所定の閾値レベル（ＦＯＣＵＳ＿ＴＨＲ）以上であると判断されると、ステップ（Ｓ１２１）に進みフォーカスレンズの移動方向を反転させ、フォーカスアジャストの処理であるステップ（Ｓ１２２）～ステップ（Ｓ１２４）を実行し終了する。

【0051】

なお、フォーカス移動方向の反転（Ｓ１２１）と、フォーカスアジャスト動作（Ｓ１２２～Ｓ１２４）は、Ｓ１２３のフォーカス位置の移動量をさらに小さくして、再度繰り返すこともできる。これによってさらに精度を上げることが可能となる。
［２－３．効果］
本実施の形態では、ユーザーがプロジェクタの設置位置とは独立した任意の位置でスマートフォンのオートフォーカスアプリケーションプログラムを開始するだけで、オートフォーカスに必要な最適なパターン画像が自動的に選択されて投写され、適正なオートフォーカス動作が行われる。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本開示は、オートフォーカス制御システムに関するものである。

【符号の説明】

【0053】

１００ プロジェクタ
１１１ 映像信号処理部
１１２ 光源部
１１３ 光変調デバイス
１１４ レンズマウンタ
１１５ 投写レンズ
１１５ａ フォーカスレンズ
１１６ レンズ駆動部
１１７ パターン画像格納部
１１９ 受信部
２００ スマートフォン
２１０ ズーム設定部
２１１ 撮像部
２１２ フォーカス解析部
２１３ 第２コントローラ
２１４ ユーザーインターフェース部
２１５ アプリケーションプログラム格納部
２１６ 送信部
３００ スクリーン
３１０ 撮像エリア
５０１ アプリ表示エリア
５０２ 撮像エリア
５０３ スクリーン画像
５０４ フォーカス調整エリア
５０５ ズーム倍率設定用スライドバー
５０６ フォーカス調整開始ボタン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】