專利名稱：投射型影像顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及投射型影像顯示裝置，特別涉及具備自動調整投射圖像的聚焦狀態的自動聚焦調整功能的投射型影像顯示裝置。
背景技術：
在具備自動聚焦調整功能的投射型影像顯示裝置(以下稱為投影儀)中，采用了如下技術拍攝被投射在投射面上的測試圖案來生成攝像圖像，利用表示伴隨圖像光的焦點的移動而變動的攝像圖像的聚焦狀態的指標值來調整聚焦。在上述的投影儀中，測試圖案采用在橫向交替地配置白色區域和黑色區域的結 構。并且，在攝像部拍攝向屏幕投射的測試圖案來生成攝像圖像之后，作為表示攝像圖像的聚焦狀態的指標值，計算表示亮度沿著攝像圖像的測試圖案的寬度方向的變化程度的值。然而，在上述的現有技術中，存在著下述問題因攝像部與屏幕之間的位置關系(例如，攝像部與屏幕之間的距離、或攝像部相對于屏幕的傾斜角度等)或攝像部的分辨率而導致在攝像圖像內對比度及分辨率會產生差值。這樣，若在攝像圖像內對比度及分辨率產生差值，則難以根據攝像圖像正確地計算表示聚焦狀態的指標值，因此而產生無法高精度調整聚焦的問題。

發明內容
根據本發明的某一方式，投射圖像來進行顯示的投射型影像顯示裝置具備投射部，其用于向投射面投射校準用圖像；攝像部，其拍攝校準用圖像而作為攝像圖像來取得；對焦計算部，其用于計算攝像圖像的聚焦的對焦情況；和聚焦調整部，其用于基于算出的對焦情況以投射圖像光的焦點對焦于投射面的方式調整投射部的聚焦。校準用圖像具有彼此亮度不同的第I區域及第2區域。投射型影像顯示裝置還具備校準用圖像調整部，其以攝像圖像內的亮度的分辨率及對比度的至少一方變得均勻的方式調整第I區域及第2區域的樣式。根據與附加的附圖一起進行的下述優選實施方式的說明，上述目的及其他目的、特征及優點變得更明確。


圖I是本發明的實施方式涉及的投射型影像顯示裝置的示意結構圖。圖2是圖I中的光學引擎的示意結構圖。圖3是圖I中的投影儀的主要部件的控制框圖。圖4是表示在本實施方式中被用作校準用圖像的聚焦調整用圖案的圖。圖5是說明自動聚焦調整處理的處理順序的流程圖。圖6是表示通過攝像部生成的攝像圖像的一例的圖。圖7是表示本發明的實施方式I涉及的通過調整處理調整過的聚焦調整用圖案的一例的圖。圖8是表示通過攝像部生成的攝像圖像的一例的圖。圖9是說明本發明的實施方式I涉及的聚焦調整用圖案的調整處理的處理順序的流程圖。圖10是表示在本實施方式中被用作測試用圖像的對比度差比較用圖案的圖。圖11是表示本發明的實施方式2涉及的通過調整處理調整過的聚焦調整用圖案的一例的圖。圖12是表示通過攝像部生成的攝像圖像的一例的圖。圖13是說明本發明的實施方式2涉及的聚焦調整用圖案的調整處理的處理順序 的流程圖。圖14是表示本發明的實施方式3涉及的通過調整處理調整過的聚焦調整用圖案的一例的圖。圖15是表示通過攝像部生成的攝像圖像的一例的圖。圖16是說明本發明的實施方式3涉及的聚焦調整用圖案的調整處理的處理順序的流程圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，對本發明的實施方式進行詳細說明。其中，對附圖中的相同或相應的部分賦予相同的符號，不進行重復說明。[實施方式I]圖I是本發明的實施方式涉及的投射型影像顯示裝置的示意結構圖。參照圖1，投射型影像顯示裝置(以下稱為投影儀)100具備光學引擎200、投射透鏡單元300、反射鏡400、封罩500以及攝像部60。此外，投影儀100還搭載了揚聲器等用于輸出聲音的構成要素、用于電控制光學引擎200的構成要素及聲音輸出部的電路基板等，但是在圖I中包含這些部件的一部分構成要素的圖示被省略了。光學引擎200包括光源(未圖示)。光學引擎200根據所輸入的影像信號調制從光源射出的光，由此生成圖像光。投射透鏡單元300被安裝于光學引擎200。從光學引擎200射出的圖像光被入射到投射透鏡單元300。投射透鏡單元300包括外筒301、和配置在外筒301內的內筒302。在內筒302內配置了可動透鏡組305。內筒302構成為可沿著圖中的Y-Z平面的面內方向轉動。當內筒302轉動時，通過凸輪機構等聯動機構使可動透鏡組305的位置沿著光軸LI的方向位移。由此，投射圖像的聚焦狀態得到了調整。這里，所謂聚焦狀態是指圖像光的焦點的位置對焦于何處的狀態。即，通過轉動內筒302而使可動透鏡組305沿著光軸LI前后位移，從而使得圖像光的焦點的位置變化。并且，因為圖像光的焦點的位置的變化，使得投射圖像的聚焦狀態變化。在投射透鏡單元300的后方配置有反射鏡400。反射鏡400具有非球面形狀或自由曲面形狀的凹面狀反射面，相對于投射透鏡單元300的光軸LI而在下方(與投射口 502相反一側)具有有效反射區域。從投射透鏡單元300射出的圖像光被反射鏡400反射。投射透鏡單元300及反射鏡400被封罩500覆蓋。在封罩500上形成有被反射鏡400反射的圖像光所通過的投射口 502。在該投影儀100中，當通過變更屏幕SC與投影儀主體之間的距離而變更了投射口502與屏幕SC之間的圖像光的投射距離時，投射尺寸被放大或縮小。具體而言，在縮小投射尺寸時，使投影儀主體靠近屏幕SC即可，在放大投射尺寸時，使投影儀主體遠離屏幕SC即可。攝像部60設置在封罩500上的投射口 502附近。通過盡可能靠近圖像光所通過的投射口 502來配置攝像部60，從而基于由攝像部60生成的攝像圖像可以準確地檢測出從投射口 502到屏幕SC的距離(相當于投射距離)。攝像部60經由攝像面拍攝包括投射圖像的區域來生成攝像圖像。攝像部60包括攝像元件、以從該攝像元件的各像素取得輸出信號等的方式控制攝像元件的攝像元件控制 部、和攝像光學系統。作為攝像元件，例如能夠使用CCD (Charge Coupled Device)或CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等。其中，攝像部60的攝像范圍設為充分收納投射圖像的范圍。圖2是圖I中的光學引擎200的示意結構圖。參照圖2，光學引擎200包括光源201、導光光學系統202、3個透過型的液晶面板203、204、205、以及二向色棱鏡206。其中，在液晶面板203、204、205的各自的入射側及射出偵1J，配置有未圖不的偏振板。從光源201射出的白色光被導光光學系統202分離成紅色波段的光(以下稱為“R光”)、綠色波段的光(以下稱為“G光”)、和藍色波段的光(以下稱為“B光”)，分別照射到液晶面板203、204、205。通過這些液晶面板203、204、205調制過的R光、G光、B光被二向色棱鏡206進行顏色合成，作為圖像光射出。此外，作為配置于光學引擎200內的光調制元件，除了能夠使用上述的透過型的液晶面板203、204、205之外，也能夠使用反射型的液晶面板或MEMS器件。另外，在采用液晶面板的情況下，也可以不是上述那樣的3板式，而是例如采用了色輪的單板式光學系統。圖3是圖I中的投影儀100的主要部件的控制框圖。參照圖3，投影儀100具備輸入部10、圖像供給部12、圖像處理部14、液晶顯示驅動部16、圖像投射部18、透鏡驅動部22、控制部30、操作受理部32、以及存儲部34。輸入部10包括用于受理由外部的信號供給裝置(未圖示)供給的圖像信號的輸入端口。信號供給裝置包括DVD (Digital Versatile Disc)再生裝置、Blu-Ray光盤再生裝置等輸出數字信號的數字信號供給裝置、以及計算機等輸出模擬信號的模擬信號供給裝置等。圖像供給部12向圖像處理部14供給圖像數據。具體而言，圖像供給部12與輸入部10相連，將從輸入部10輸入的圖像信號變換成圖像處理部14可處理的形式的圖像數據，并輸出給圖像處理部14。圖像處理部14基于來自控制部30的指示，對由圖像供給部12供給的圖像數據實施使分辨率與液晶面板203、204、205 (圖2)的分辨率(像素數)相匹配的分辨率變換、或亮度調整、對比度調整、銳度調整等各種畫質調整，將圖像信號輸出給液晶顯示驅動部16。此外，從圖像處理部14輸出的圖像信號由與液晶面板203、204、205的所有像素對應的多個像素值構成。所謂像素值用于規定所對應的像素的光透過率的參數。
液晶顯示驅動部16按照從圖像處理部14輸出的圖像信號，生成用于控制由圖像投射部18進行的圖像的顯示動作的驅動信號，并輸出給圖像投射部18。具體而言，液晶顯不驅動部16將與從圖像處理部14輸出的圖像信號相應的驅動電壓施加于液晶面板203、204,205的各像素，由此將各像素設定為與圖像信號相應的光透過率。由此，從光源201 (圖2)射出的光通過液晶面板203、204、205而被調制，按各色光形成了與圖像信號相應的圖像光。所形成的各色的圖像光被顏色合成光學系統按各像素進行合成而變為表示彩色圖像的圖像光之后，被投射透鏡單元300投射到屏幕SC。圖像投射部18構成為包括圖2所示的光學引擎200和投射透鏡單元300。此外，投射透鏡單元300包括構成為如上述那樣可沿著投影儀100的光軸LI位移的可動透鏡組305 (圖 I)。透鏡驅動部22基于控制部30的指示來驅動促動器(包括凸輪機構等的聯動機 構)，該促動器用于使設置于投射透鏡單元300中的可動透鏡組305沿著光軸LI的方向位移。此外，可動透鏡組305構成為可沿著光軸LI的方向在一定范圍內位移，并且構成為也能以光軸LI為中心在一定范圍內沿著垂直于光軸LI的方向位移。由此，能夠在畫面的垂直方向及水平方向上調整向屏幕SC等投射面投射的投射圖像的投射位置。通過上述透鏡驅動部22驅動促動器，從而能夠使可動透鏡組305位移。控制部30 具備CPU (Central Processing Unit)、由閃存等構成的 ROM (Read OnlyMemory)、用于暫時存儲各種數據等的RAM (Random Access Memory)等(都未圖示)，作為計算機發揮功能。通過CPU按照存儲部34中存儲的控制程序動作，使得控制部30綜合控制投影儀100的動作。此外，該控制程序包括后述的作為自動調整投射圖像的聚焦狀態的程序的“自動聚焦調整程序”。操作受理部32接收從用戶操作的遙控(remote control)發送的被紅外線調制過的遙控信號。遙控信號包括用于遠程控制投影儀100的指令信號。此外，操作受理部32不僅能夠接收遙控信號，而且還能夠受理來自操作部(未圖示)的信號，該操作部設置于投影儀100的主體上并具有用于操作投影儀100的多個操作用按鈕。當進行了遙控或操作部操作時，操作受理部32受理該操作，發送成為向控制部30進行的各種動作的觸發的指令信號。在圖3所示的結構中，投影儀100還具備攝像部60、攝像圖像存儲部26、以及攝像圖像解析部28。攝像部60基于來自控制部30的指示，拍攝投射圖像，生成攝像圖像數據。由攝像部60生成的攝像圖像數據被存儲在攝像圖像存儲部26中。攝像圖像解析部28基于攝像圖像存儲部26中存儲的攝像圖像數據，檢測投射圖像的狀態。本實施方式涉及的投影儀100具有基于攝像圖像解析部28的解析結果自動調整投射圖像的自動調整功能。此外，投射圖像的狀態中除了包括以下敘述的聚焦狀態之外，還包括圖像的形變狀態、顯示尺寸及顯示位置等。這些投射圖像的狀態能夠根據基于向屏幕SC投射的規定的校準用圖像的投射圖像來檢測。(自動聚焦調整)接著，參照附圖，詳細說明本發明的實施方式的投影儀100執行的自動進行用于使圖像光的焦點對焦于屏幕SC等投射面上的聚焦調整的處理(以下稱為自動聚焦調整處理)。通過將校準用圖像投射在屏幕SC上，來進行自動聚焦調整處理。圖4是表示在本發明的實施方式中被用作校準用圖像的聚焦調整用圖案的圖。參照圖4，聚焦調整用圖案是在橫向上交替地排列亮度互不相同的2個區域而構成的。在圖4中，聚焦調整用圖案包括規定寬度的多個黑色區域和規定寬度的多個白色區域。此外，在該圖中，雖然將多個黑色區域和多個白色區域的各個區域設定為一定寬度，但是也可使各顏色區域的寬度不同。圖4所示的聚焦調整用圖案被預先存儲在存儲部34中。若指示了聚焦自動調整，則控制部30從存儲部34中讀出聚焦調整用圖案，并發送至圖像處理部14。圖像處理部14將聚焦調整用圖案變換為顯示用的信號(顯示圖像信號)來輸出。液晶顯示驅動部16根據顯示圖像信號，對圖像投射部18內部的液晶面板203、204、205進行驅動控制。由此，從 投射透鏡單元300中投射出聚焦調整用圖案。圖5是說明自動聚焦調整處理的處理順序的流程圖。圖5所示的各步驟的處理是通過響應聚焦調整指示從而由構成控制部30的CPU執行預先存儲的自動聚焦調整程序來實現的。或者，對于一部分步驟，也可構筑專用硬件(電路)來實現處理。此外，聚焦調整指示是在用戶對遙控器或操作部進行了用于指示自動聚焦調整的操作的情況下通過操作受理部32(圖3)發出的指令信號。或者，也可采用在投影儀100的電源接通時或影像信號的輸入時發出聚焦調整指示的結構。參照圖5，控制部30通過步驟S091指示圖像處理部14，使圖4所示的聚焦調整用圖案投射在屏幕SC上。接著，控制部30通過步驟S092控制透鏡驅動部22，使投射透鏡單元300內部的可動透鏡組305開始移動。具體而言，透鏡驅動部22向投射透鏡單元300內部的促動器供給驅動信號。促動器按照來自透鏡驅動部22的驅動信號，使可動透鏡組305沿著光軸LI的方向在可動范圍內移動。此外，當從透鏡驅動部22向促動器提供伸出方向驅動信號時，可動透鏡組305沿著伸出方向(前方)移動，當從透鏡驅動部22向促動器提供拉進方向驅動信號時，可動透鏡組305沿著拉進方向(后方)移動。例如，設透鏡驅動部22向促動器給予伸出方向驅動信號。控制部30通過步驟S093使攝像部60拍攝所投射的聚焦調整用圖案。通過攝像部60生成的攝像圖像數據被存儲在攝像圖像存儲部26中。之后，控制部30通過步驟S094指示攝像圖像解析部28，來解析攝像圖像，計算作為表示聚焦的對焦情況的評價值的對比度數據。在通過上述步驟S092使可動透鏡組305開始移動時，控制部30使計時器開始計時，并且以一定時間間隔生成對比度數據存儲在存儲部34中。這里，對比度數據是表示攝像部60內部的攝像元件所輸出的信號上的高頻分量的程度的信號，在輸出信號上越是得到高頻分量，則判斷為是圖像光的焦點的位置越靠近屏幕SC上的聚焦狀態。即，在圖像光的焦點的位置對焦于屏幕SC上的狀態(以下稱為對焦狀態)時，在投射在屏幕SC上的聚焦調整用圖案中白色區域和黑色區域之間的邊界清晰地表現出。因而，所有的白色區域及黑色區域的亮度一定，對比度的值最大。與之相對，隨著圖像光的焦點從屏幕SC上遠離，在投射在屏幕SC上的聚焦調整用圖案中表現為在白色區域與黑色區域之間的邊界處白色和黑色相混合。因而，在該邊界附近，黑色區域的亮度變大，而白色區域的亮度變小，故對比度的值變小。因此，在自控制部30使計時器計時起的經過時間(可動透鏡組305的位置)與對比度之間存在拋物線形的關系，即當可動透鏡組305沿著逐漸靠近聚焦狀態成為對焦狀態的位置的方向移動時，對比度的值隨著可動透鏡組305的位移而增加，在可動透鏡組305位于聚焦狀態成為對焦狀態的位置時對比度的值最大，在可動透鏡組305通過了聚焦狀態為對焦狀態的位置時，對比度的值變小。此外，以下將聚焦狀態成為對焦狀態時的可動透鏡組305的位置稱為對焦位置。控制部30通過步驟S095，根據可動透鏡組305的位置是否達到規定的可動范圍的界限值，來判斷可動透鏡組305的移動是否結束。在可動透鏡組305的位置未達到可動范 圍的界限值時(步驟S095的“否”判斷時)，控制部30將處理返回到步驟S092，繼續移動可動透鏡組305。另一方面，在可動透鏡組305的位置達到了可動范圍的界限值時(步驟S095判斷為“是”時)，控制部30通過步驟S096判斷存儲部34中存儲的對比度數據之中的最好的對比度數據(對比度為最大值)，并取得得到了該對比度數據時的時間信息(可動透鏡組305的對焦位置信息)。最后，控制部30通過步驟S097，將可動透鏡組305移動到對焦位置。此時，控制部30指示透鏡驅動部22，僅在從向促動器給予伸出方向驅動信號的全部時間中減去時間信息后的時間內，向促動器給予拉進驅動信號。由此，可動透鏡組305通過促動器而移動到對焦位置。通過進行以上的處理，本實施方式涉及的投影儀100能夠自動地調整聚焦。此外，在上述的自動聚焦調整中，構成為在將使可動透鏡組305在規定范圍內移動時得到的對比度數據及時間信息都存儲在存儲部34中之后，判斷最好的對比度數據，但是也可以每當以一定時間間隔得到對比度數據時就比較該對比度數據和以前的對比度數據，并僅更新記錄對比度的值大的一方的對比度數據及時間信息。另一方面，雖然上述的自動聚焦調整采用了拍攝投射在屏幕SC上的聚焦調整用圖案來生成攝像圖像，并算出與攝像圖像的焦點的對焦情況相關的評價值(對比度數據)的結構，但是因為攝像部60與屏幕SC之間的位置關系、攝像部60的分辨率的原因卻有可能在攝像圖像內對比度或分辨率中產生差值。例如，本實施方式涉及的投影儀100為了縮短投射距離，采用了通過反射鏡400 (圖I)使圖像光沿著廣角且斜方向投射的結構。在本結構中，攝像部60配置在透過圖像光的投射口 502的附近，沿著斜方向拍攝聚焦調整用圖案(圖4)。因此，在由攝像部60生成的攝像圖像中，因為攝像部60與屏幕SC之間的位置關系(攝像部60與屏幕SC之間的距離、攝像部60相對于屏幕SC的傾斜角度)的原因，有時導致在攝像圖像內對比度或分辨率中產生差值。這樣，當在攝像圖像內產生了對比度及分辨率的差值時，難以根據攝像圖像高精度地生成作為表示聚焦的對焦情況的評價值的對比度數據。圖6是表示在圖4所示的聚焦調整用圖案被投射的情況下通過攝像部60生成的攝像圖像的一例的圖。
參照圖6，攝像圖像具有下邊比上邊長的梯形形狀。并且，在該梯形形狀的攝像圖像中反映出聚焦調整用圖案(圖4)，盡管白色區域和黑色區域在橫向交替地排列，但是各顏色區域的寬度沿著縱向隨著向上行進而變窄。之所以這樣，是因為在本實施方式的投影儀100中，由于攝像部60配置在投射口 502的附近，故從斜方向拍攝了投射在屏幕SC上的圖像。再者，在圖6所示的攝像圖像中，在多個白色區域的各個區域中，沿著縱向產生亮度差。詳細而言，沿著縱向隨著向上行進而亮度漸漸變小。同樣地，在多個黑色區域的各個區域中，沿著縱向產生亮度差。詳細而言，沿著縱向隨著向上行進而亮度漸漸變大。各顏色區域中的亮度的變化都是因為沿著縱向隨著向上行進而攝像元件與屏幕SC之間的距離變長。由此，在攝像圖像內的下邊側的區域(圖6的區域RGN2)中，白色區域和黑色區域之間的邊界被清晰地變現出，另一方面，在攝像圖像的上邊側的區域(圖6的區域RGN1)中，在白色區域與黑色區域之間的邊界處產生白色與黑色的混合。其結果，在攝像圖像內，產生了下邊側的區域RGN2的對比度的值較大而上邊側的區域RGNl的對比度的值較小這樣的對比度差。 并且，若這樣在攝像圖像內產生對比度差，則即便在圖像光的焦點幾乎對焦于屏幕SC上的時候，在從攝像圖像得到的對比度數據中對比度的值也變小。因而，攝像圖像內的對比度差對可動透鏡組305的對焦位置與對比度數據之間的相關性帶來影響，故難以高精度地調整聚焦。另外，在圖6的攝像圖像中，較之下邊側的區域RGN2，上邊側的區域RGNl中的白色區域及黑色區域的寬度變窄。因而，根據攝像部60的攝像元件(CCD或CMOS等)所具有的分辨率，有可能在下邊側的區域RGN2與上邊側的區域RGNl之間亮度的分辨率產生差值。在圖6的情況下，有可能無法對上邊側的區域RGNl中包含的所有白色區域及黑色區域進行析像。如果像這樣在攝像圖像內產生分辨率的差值，則無法生成準確的對比度數據，難以高精度地調整聚焦。本發明涉及的投影儀為了補償因為這種攝像部與屏幕之間的位置關系或攝像部的分辨率等而在攝像圖像內產生的對比度及分辨率的差值，調整聚焦調整用圖案。具體而言，通過調整交替地排列的白色區域及黑色區域的各個區域的樣式(形狀及高度)來調整聚焦調整用圖案。在本發明的實施方式I中，作為聚焦調整用圖案的調整處理的一個方式，以補償攝像圖像內的對比度差的方式來調整聚焦調整用圖案。以下，參照附圖，對本發明的實施方式I涉及的聚焦調整用圖案的調整處理進行說明。圖7是表示本發明的實施方式I涉及的通過調整處理調整過的聚焦調整用圖案的一例的圖。參照圖7，調整后的聚焦調整用圖案與圖4所示的聚焦調整用圖案同樣，構成為在橫向交替地排列黑色區域和白色區域。另一方面，在調整后的聚焦調整用圖案中，在各顏色區域中設置了沿著縱向亮度連續變化的層次(gradation)。具體而言，各白色區域沿著縱向隨著向上行進而亮度漸漸變大。另一方面，各黑色區域沿著縱向隨著向上行進而亮度漸漸變小。由此，在攝像圖像內的下邊側的區域(圖7的區域RGN4)中，在白色區域與黑色區域之間的邊界處產生白色和黑色的混合，另一方面，在攝像圖像內的上邊側的區域(圖7的區域RGN3)中，白色區域和黑色區域之間的邊界被清晰地表現出。
這里，各顏色區域的層次被設計成在聚焦調整用圖案中形成了與圖6所示的攝像圖像內的對比度的分布相反的分布。即，由于圖6的攝像圖像具有沿著縱向隨著向上行進而對比度變低這樣的分布，因而在圖7的聚焦調整用圖案中形成沿著縱向隨著向下行進而對比度變低這樣的分布。此外，在圖7中，雖然采用了對黑色區域及白色區域的各個區域設置了層次的結構，但是也可以采用僅對任意一方的區域設置層次的結構。
圖8是表示在圖7所示的聚焦調整用圖案被投射的情況下通過攝像部60生成的攝像圖像的一例的圖。參照圖8，攝像圖像具有下邊比上邊長的梯形形狀。并且，在該梯形形狀的攝像圖像中反映出聚焦調整用圖案(圖7)，白色區域和黑色區域在橫向交替地排列。在該攝像圖像中，各白色區域表示一定的亮度。同樣地，各黑色區域表示一定的亮度。由此，在攝像圖像內，對比度變得均勻。即，如上述那樣通過在聚焦調整用圖案中形成了與攝像圖像內的對比度的分布相反的分布，從而攝像圖像內的對比度差被聚焦調整用圖案的對比度差抵消。其結果，能夠使攝像圖像內的對比度均勻化。由此，能夠根據攝像圖像生成反映出與可動透鏡組305的對焦位置之間的相關性的對比度數據，故能高精度地調整聚焦。以下，按照圖9的流程圖來說明聚焦調整用圖案的調整處理。此外，圖9所示的各步驟的處理是通過響應聚焦調整指示而由構成控制部30的CPU執行預先存儲的圖案調整處理程序來實現的。或者，對于一部分的步驟而言，也可構筑專用硬件(電路)來實現處理。參照圖9，通過步驟SOI，在輸入了聚焦調整指示時，控制部30判斷存儲部34是否具有與攝像圖像內的對比度差相關的信息(以下稱為對比度差信息)。所謂對比度差信息是表示因攝像部60與屏幕SC之間的位置關系或攝像部60的分辨率等而產生的攝像圖像內的對比度差的信息。例如，預先取得表示投影儀100的投射距離及攝像部60的分辨率與攝像圖像內產生的對比度差之間的對應關系的映射，在投影儀100的投射距離及攝像部60的分辨率為已知的情況下，通過參照上述映射能夠取得對比度差信息。或者，在上次修正了聚焦調整圖案的時刻以后未使投影儀主體移動的情況下，能夠利用通過上次修正處理取得的對比度差/[目息。在具有對比度差信息的情況下(步驟S02判斷為“是”時)，控制部30通過步驟S08指示圖像處理部14，使與該已知的對比度差信息相應的聚焦調整用圖案投射在屏幕SC上。此外，在聚焦調整用圖案中，基于已知的對比度差信息，以在聚焦調整圖案中形成與攝像圖像內的對比度的分布相反的分布的方式，對各顏色區域設置層次。另一方面，在不具有對比度差信息的情況下(步驟S02的“否”判斷時)，控制部30通過步驟S03 S05執行用于檢測在攝像圖像內產生的對比度差的處理，來取得對比度差信息。具體而言，控制部30通過步驟S03指示圖像處理部14，使對比度差比較用圖案投射在屏幕SC上。對比度差比較用圖案是用于檢測在攝像圖像內產生的對比度差的測試用圖像，例如圖10所示，是交替地排列寬度比聚焦調整用圖案還寬的白色區域及黑色區域而構成的圖案。控制部30通過步驟S04，使攝像部60拍攝所投射的對比度差比較用圖案。由攝像部60生成的攝像圖像數據被存儲在攝像圖像存儲部26中。接著,控制部30通過步驟S05指示攝像圖像解析部28,解析攝像圖像,檢測在攝像圖像內產生的對比度差。攝像圖像解析部28將攝像圖像分割為多個區域，并按各區域算出對比度。之后，攝像圖像解析部28通過在多個區域之間比較所算出的各區域的對比度，來檢測攝像圖像內的對比度差。所檢測出的攝像圖像內的對比度差作為對比度差信息被存儲在存儲部34中。若取得對比度差信息，則控制部30通過步驟S06根據對比度差信息來修正圖4的聚焦調整用圖案。具體而言，控制部30指示圖像處理部14，以形成與攝像圖像內的對比度的分布相反的分布的方式，對圖4的聚焦調整用圖案的各顏色區域設置層次。之后，控制部30通過步驟S07指示圖像處理部14，使修正后的聚焦調整用圖案投射在屏幕SC上。由此，在步驟S09中，利用攝像圖像內的對比度差被補償后的聚焦調整用圖案，執行自動聚焦調整處理(圖5)。綜上，根據本發明的實施方式I涉及的投影儀，在執行自動聚焦調整處理時，將以攝像圖像內的對比度變得均勻的方式調整了白色區域及黑色區域的亮度之后的聚焦調整 用圖案投射在屏幕上。因此，能夠基于聚焦調整用圖案的攝像圖像，生成反映出與可動透鏡組的對焦位置之間的相關性的對比度數據。其結果，可以高精度地調整聚焦。[實施方式2]在本發明的實施方式2中，作為本發明涉及的聚焦調整用圖案的調整處理的其他方式，以補償攝像圖像內的分辨率差的方式調整聚焦調整用圖案。以下，參照附圖對本發明的實施方式2涉及的聚焦調整用圖案的調整處理進行說明。圖11是表示本發明的實施方式2涉及的通過調整處理調整過的聚焦調整用圖案的一例的圖。參照圖11，調整后的聚焦調整用圖案與圖4所示的聚焦調整用圖案同樣地，構成為在橫向交替地排列黑色區域和白色區域。另一方面，在調整后的聚焦調整用圖案中，各顏色區域的橫向的寬度沿著縱向連續變化。具體而言，各白色區域沿著縱向隨著向上行進而寬度漸漸變大。同樣地，各黑色區域沿著縱向隨著向上行進而寬度漸漸變大。由此，攝像圖像內的上邊側的區域(圖11的區域RGN5)與下邊側的區域(圖11的區域RGN6)相比，白色區域及黑色區域的條數變少。這里，以攝像圖像內的分辨率變得均勻的方式，根據攝像部60與屏幕SC之間的位置關系及攝像部60的分辨率來設定各顏色區域的寬度。例如，由于在圖6的攝像圖像中沿著縱向隨著向上行進而分辨率變低，因而在圖11的聚焦調整用圖案中形成為沿著縱向隨著向上行進而加寬白色區域及黑色區域的寬度。即，由于圖6的攝像圖像具有沿著縱向隨著向上行進而分辨率變低這樣的分布，因而圖11的聚焦調整用圖案中形成沿著縱向隨著向下行進而分辨率變低這樣的分布。圖12是表示在圖11所示的聚焦調整用圖案被投射的情況下通過攝像部60生成的攝像圖像的一例的圖。參照圖12，攝像圖像具有下邊比上邊長的梯形形狀。并且，在該梯形形狀的攝像圖像中反映出聚焦調整用圖案(圖11)，白色區域和黑色區域在橫向交替地排列。在該攝像圖像中，白色區域及黑色區域分別表示一定的寬度。如上述，通過在聚焦調整用圖案中形成與攝像圖像內的分辨率的分布相反的分布，從而攝像圖像內的分辨率的差被聚焦調整用圖案的分辨率的差抵消。其結果，能夠使攝像圖像內的分辨率均勻化。由此，因為能夠根據攝像圖像生成反映出與可動透鏡組305的對焦位置之間的相關性的對比度數據，故可以高精度地調整聚焦。以下，按圖13的流程圖來說明聚焦調整用圖案的調整處理。參照圖13，通過步驟Sll在輸入了聚焦調整指示時，控制部30判斷存儲部34是否具有與攝像圖像內的分辨率的差相關的信息(以下稱為分辨率差信息)。所謂分辨率差信息是表示因攝像部60與屏幕SC之間的位置關系或攝像部60的分辨率等而產生的攝像圖像內的分辨率的差值的信息。例如，預先取得表示投影儀100的投射距離及攝像部60的分辨率與在攝像圖像內產生的分辨率的差之間的對應關系的映射，在投影儀100的投射距離及攝像部60的分辨率為已知的情況下，通過參照上述映射能夠取得分辨率差信息。另外，在上次修正了聚焦調整圖案的時刻以后未使投影儀主體移動的情況下，能夠利用通過上次 的修正處理取得的分辨率差信息。在具有分辨率差信息的情況下(步驟S12判斷為“是”時)，控制部30通過步驟S18指示圖像處理部14，使與該已知的分辨率差信息相應的聚焦調整用圖案投射在屏幕SC上。此外，在聚焦調整用圖案中，基于已知的分辨率差信息，以在聚焦調整用圖案中形成與攝像圖像內的分辨率的分布相反的分布的方式，調整各顏色區域的寬度。另一方面，在不具有分辨率差信息的情況下(步驟S12判斷為“否”時)，控制部30通過步驟S13 S15執行用于檢測在攝像圖像內產生的分辨率差的處理，來取得分辨率差信息。具體而言，控制部30通過步驟S13指示圖像處理部14，使對比度差比較用圖案(圖10)投射在屏幕SC上。控制部30通過步驟S14，使攝像部60拍攝所投射的對比度差比較用圖案。由攝像部60生成的攝像圖像數據被存儲在攝像圖像存儲部26中。接著,控制部30通過步驟S15指示攝像圖像解析部28，分析攝像圖像,檢測在攝像圖像內產生的分辨率的差。攝像圖像解析部28將攝像圖像分割為多個區域，按各區域算出分辨率。并且，攝像圖像解析部28在多個區域之間比較所算出的各區域的分辨率，檢測攝像圖像內的分辨率的差。所檢測的攝像圖像內的分辨率的差作為分辨率差信息被存儲在存儲部34中。若取得分辨率差信息，則控制部30通過步驟S16根據分辨率差信息來修正圖4的聚焦調整用圖案。具體而言，控制部30指示圖像處理部14，以形成與攝像圖像內的分辨率的分布相反的分布的方式，調整圖4的聚焦調整用圖案的各顏色區域的寬度。并且，控制部30通過步驟S17指示圖像處理部14，使修正后的聚焦調整用圖案投射在屏幕SC上。由此，在步驟S09中，利用攝像圖像內的對比度差被補償后的聚焦調整用圖案，執行自動聚焦調整處理(圖5)。綜上，根據本發明的實施方式2涉及的投影儀，在執行自動聚焦調整處理時，將以攝像圖像內的分辨率變得均勻的方式調整了白色區域及黑色區域的形狀之后的聚焦調整用圖案投射在屏幕上。因此，能夠根據由攝像部生成的聚焦調整用圖案的攝像圖像生成反映出與可動透鏡組的對焦位置之間的相關性的對比度數據。其結果，可以進行高精度的聚焦調整。[實施方式3]在本發明的實施方式3中，作為本發明涉及的聚焦調整用圖案的調整處理的其他方式，以補償攝像圖像內的對比度差及分辨率差的方式調整聚焦調整用圖案。以下，參照附圖，對本發明的實施方式3涉及的聚焦調整用圖案的調整處理進行說明。圖14是表示本發明的實施方式3涉及的通過調整處理調整過的聚焦調整用圖案的一例的圖。參照圖14，調整后的聚焦調整用圖案與圖4所示的聚焦調整用圖案同樣地，構成為在橫向交替地排列黑色區域和白色區域。另一方面，在調整后的聚焦調整用圖案中，在各顏色區域中設置了沿著縱向亮度連續變化的層次。具體而言，白色區域沿著縱向隨著向上行進而亮度漸漸變大。另一方面，黑色區域沿著縱向隨著向上行進而亮度漸漸變小。此外，雖然在圖14中對黑色區域及白色區域的各個區域設置了層次，但是也可僅對黑色區域及白色區域的任意一方設置層次。
再者，在調整后的聚焦調整用圖案中，顏色區域的橫向的寬度沿著縱向連續變化。具體而言，各白色區域沿著縱向隨著向上行進而寬度漸漸變大。同樣地，各黑色區域沿著縱向隨著向上行進而寬度漸漸變大。由此，在攝像圖像內的下邊側的區域(圖14的區域RGN8)中，在白色區域與黑色區域之間的邊界處產生了白色和黑色的混合，另一方面，在攝像圖像內的上邊側的區域(圖14的區域RGN7)中，白色區域和黑色區域之間的邊界被清晰地表現出。另外，攝像圖像內的上邊側的區域RGN7與下邊側的區域RGN8相比，白色區域及黑色區域的條數變少。這里，各顏色區域的層次被設定為在聚焦調整用圖案中形成與圖6所示的攝像圖像內的對比度的分布相反的分布。即，由于圖6的攝像圖像具有沿著縱向隨著向上行進而對比度變低這樣的分布，因而圖14的聚焦調整用圖案中形成沿著縱向隨著向下行進而對比度變低這樣的分布。另外，以攝像圖像內的分辨率變得均勻的方式，根據攝像部60與屏幕SC之間的位置關系及攝像部60的分辨率來設定各顏色區域的寬度。即，由于在圖6的攝像圖像中沿著縱向隨著向上行進而分辨率變低，因而在圖14的聚焦調整用圖案中形成為沿著縱向隨著向上行進而加寬白色區域及黑色區域的寬度。圖15是表示在圖14所示的聚焦調整用圖案被投射的情況下通過攝像部60生成的攝像圖像的一例的圖。參照圖15，攝像圖像具有下邊比上邊長的梯形形狀。并且在該梯形形狀的攝像圖像中反映出聚焦調整用圖案(圖14)，白色區域和黑色區域在橫向交替地排列。在該攝像圖像中，各白色區域表示一定的亮度。同樣地，各黑色區域表示一定的亮度。通過在聚焦調整用圖案中形成與攝像圖像內的對比度的分布相反的分布，從而攝像圖像內的對比度差被聚焦調整用圖案的對比度差抵消。其結果，能夠使攝像圖像內的對比度均勻化。另外，在攝像圖像中，白色區域及黑色區域分別表示一定的寬度。如上述，通過在聚焦調整用圖案中形成與攝像圖像內的分辨率的分布相反的分布，從而攝像圖像內的分辨率的差被聚焦調整用圖案的分辨率的差抵消。其結果，能夠使攝像圖像內的分辨率均勻化。這樣，能夠根據攝像圖像生成反映出與可動透鏡組305的對焦位置之間的相關性的對比度數據，故可高精度地調整聚焦。以下，按圖16的流程圖說明聚焦調整用圖案的調整處理。參照圖16，通過步驟S21，在輸入了聚焦調整指示時，控制部30通過步驟S22判斷存儲部34是否具有對比度差信息及分辨率差信息。在具有對比度差信息及分辨率差信息的情況下(步驟S22判斷為“是”時)，控制部30通過步驟S28指示圖像處理部14，使與該已知的對比度差信息及分辨率差信息相應的聚焦調整用圖案投射在屏幕SC上。此外，在聚焦調整用圖案中，基于已知的對比度差信息及分辨率差信息，以在聚焦調整用圖案中形成與攝像圖像內的對比度及分辨率的分布相反的分布的方式，調整各顏色區域的亮度及寬度。另一方面，在不具有對比度差信息及分辨率差信息的情況下(步驟S22判斷為“否”時)，控制部30通過步驟S23 S25執行用于檢測在攝像圖像內產生的對比度差及分辨率差的處理，來取得對比度差信息及分辨率差信息。具體而言，控制部30通過步驟S23指示圖像處理部14，使對比度差比較用圖案(圖10)投射在屏幕SC上。控制部30通過步驟S24，使攝像部60拍攝所投射的對比度差比較用圖案。由攝像部60生成的攝像圖像數據被存儲在攝像圖像存儲部26中。接著,控制部30通過步驟S25指示攝像圖像解析部28,解析攝像圖像,檢測在攝像圖像內產生的對比度差及分辨率差。攝像圖像解析部28將攝像圖像分割為多個區域，并按各區域算出對比度及分辨率。之后，攝像圖像解析部28通過在多個區域之間比較所算出的各區域的對比度及分辨率，來檢測攝像圖像內的對比度差及分辨率差。所檢測的攝像圖像內的對比度差作為對比度差信息被存儲在存儲部34中。另外，所檢測的攝像圖像內的分辨率差作為分辨率差信息被存儲在存儲部34中。若取得對比度差信息及分辨率差信息，則控制部30通過步驟S26根據對比度差信息及分辨率差信息來修正圖4的聚焦調整用圖案。具體而言，控制部30指示圖像處理部14，以形成與攝像圖像內的對比度及分辨率的分布相反的分布的方式，調整圖4的聚焦調整用圖案的各顏色區域的亮度及寬度。之后，控制部30通過步驟S27指示圖像處理部14，使調整后的聚焦調整用圖案投射在屏幕SC上。由此，在步驟S09中，利用攝像圖像內的對比度差及分辨率差被補償后的聚焦調整用圖案，執行自動聚焦調整處理(圖5)。綜上，根據本發明的實施方式3涉及的投影儀，在執行自動聚焦調整處理時，將以攝像圖像內的對比度及分辨率變得均勻的方式調整了白色區域及黑色區域的形狀之后的聚焦調整用圖案投射在屏幕上。因此，能夠根據由攝像部生成的聚焦調整用圖案的攝像圖像來生成反映出與可動透鏡組的對焦位置之間的相關性的對比度數據。其結果，可高精度地調整聚焦。此外，在上述的實施方式I 3中，作為投影儀的結構例，雖然示出了為了縮短投 射距離而通過反射鏡400(圖I)使圖像光沿著廣角且斜方向投射的結構，但是本發明的應用并不限定于這種投影儀。具體而言，如果具備拍攝投射在屏幕上的聚焦調整用圖案來生成攝像圖像，并基于與攝像圖像的聚焦的對焦情況相關的評價值來調整聚焦的功能，則也可應用本發明。此外，上述的各實施方式只是本發明的一個示例，只要在不脫離本發明主旨的范圍內就可以任意地變形及應用。
權利要求
1.ー種投射型影像顯示裝置，投射圖像來進行顯示，其特征在于，具備 投射部，其用于向投射面投射校準用圖像； 攝像部，其拍攝所述校準用圖像而作為攝像圖像來取得； 對焦計算部，其用于計算所述攝像圖像的聚焦的對焦情況；和聚焦調整部，其基于所述計算出的對焦情況，以投射圖像光的焦點對焦于所述投射面的方式來調整所述投射部的聚焦， 所述校準用圖像具有彼此亮度不同的第I區域及第2區域， 所述投射型影像顯示裝置還具備校準用圖像調整部，其按照在所述攝像圖像內亮度的分辨率及對比度的至少一方變得均勻的方式調整所述第I區域及所述第2區域的樣式。
2.根據權利要求I所述的投射型影像顯示裝置，其特征在干， 所述校準用圖像是交替地排列所述第I區域及所述第2區域而構成的， 所述校準用圖像調整部根據所述攝像部與所述投射面之間的位置關系及所述攝像部的分辨率，以所述攝像圖像內的亮度的分辨率變得均勻的方式來調整所述第I區域及所述第2區域各自在排列方向上的寬度。
3.根據權利要求2所述的投射型影像顯示裝置，其特征在干， 所述校準用圖像調整部以在所述攝像圖像內各區域為一定寬度的方式來調整所述第I區域及所述第2區域各自在排列方向上的寬度。
4.根據權利要求I所述的投射型影像顯示裝置，其特征在干， 所述校準用圖像調整部根據所述攝像部與所述投射面之間的位置關系及所述攝像部的分辨率，以在所述攝像圖像內對比度變得均勻的方式來調整所述第I區域及所述第2區域的至少一方的亮度。
5.根據權利要求4所述的投射型影像顯示裝置，其特征在干， 所述校準用圖像調整部以在所述攝像圖像內各區域表示一定的亮度的方式，對所述第I區域及所述第2區域中的至少一方設置亮度連續變化的層次。
6.根據權利要求I所述的投射型影像顯示裝置，其特征在干， 所述投射部向所述投射面投射測試用圖像，該測試用圖像是交替地排列各自具有規定寬度的所述第I區域及所述第2區域而構成的， 所述攝像部拍攝由所述投射部投射的所述測試用圖像而作為攝像圖像來取得， 所述投射型影像顯示裝置還具備檢測部，其用于根據所述攝像圖像來檢測所述攝像圖像內的對比度及分辨率的差， 所述校準用圖像調整部基于所述檢測部的檢測結果來調整所述第I區域及所述第2區域的樣式。
全文摘要
本發明提供一種投射型影像顯示裝置。投射部在屏幕上投射聚焦調整用圖案。攝像部拍攝聚焦調整用圖案而作為攝像圖像來取得。攝像圖像解析部計算表示攝像圖像的聚焦的對焦情況的評價值、即對比度數據。控制部基于算出的對比度數據，以投射圖像光的焦點對焦于投射面的方式調整投射部的聚焦。聚焦調整用圖案具有彼此亮度不同的第1區域及第2區域。控制部以在攝像圖像內亮度的分辨率及對比度中的至少一方變得均勻的方式來調整聚焦調整用圖案中的第1區域及第2區域的樣式。
文檔編號G03B21/00GK102650808SQ201210041218
公開日2012年8月29日 申請日期2012年2月21日 優先權日2011年2月25日
發明者二村直幸, 井上益孝, 水野史教 申請人:三洋電機株式會社