JP2664688B2 - 倍率を可変できる写真引伸機または複写機の自動焦点合わせ方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、倍率を可変できる写真引伸機または複写
機の自動焦点合わせ方法およびその装置に関する。 ［従来の技術］ 周知の引伸機には、複写材料、特に印画紙の載置面、
選択された拡大レンズのホルダである光学系ホルダ、お
よび複写すべきネガを納めるネガ台がある。光学系ホル
ダとネガ台は何ずれもネガを複写材料に投影する投影ヘ
ッドの一部である。拡大レンズが印画紙面にネガの鮮明
な像を写し出すには、拡大レンズ面とネガ面の間の間隔
および拡大レンズ面と印画紙面の間隔に対する周知の次
の関係を満たす必要がある。 ここで、 ｃ＝ａ＋ｂ で、ａは拡大レンズ面とネガ面の間隔、ｂは拡大レンズ
面と印画紙面の間隔、ｃは印画紙面とネガ面の間隔、ｍ
は拡大率およびｆは使用する拡大レンズの焦点距離であ
る。 周知の引伸機では、印画紙面は一般に固定されている
が、ネガ台と光学系ホルダは拡大レンズの光軸方向に移
動できる。望む拡大率に調整するには、引伸機の投影ヘ
ッドを固定した印画紙面に対してずらして、つまりネガ
面と印画紙面の間隔ｃを変える。調整された拡大率で像
の焦点合わせを行うには、式（１）を満たす位置に拡大
レンズを置く必要がある。従って、自動焦点合わせ装置
には調整毎にネガ台や光学系ホルダの絶対位置を求める
必要がある。 この種の絶対位置の値を検出する電子装置は、例えば
所謂デジタルエンコーダーである。この装置では符号円
板が位置を検出したい部品に接続していて、回転角より
移動部品の位置を符号化する。高い測定分解能を必要と
すると、この種の系の測定範囲や調整範囲は制限され
る。何故なら、符号円板は限られた数の符号した付ける
ことができないからである。何ずれにしても、問題にし
ている高い分解能が比較的広い範囲にわたり要求される
応用例では、製造コストが許されないほど上昇する。 ドイツ特許第2805030号明細書により産業用カメラの
自動焦点合わせを行う方法とその装置が知られている。
ここでは、位置検出に増分式エンコーダーが使用されて
いる。回転円板の運動により一連の電気パルスが発生
し、一定の初期位置からの移動距離は出力されたパルス
を計数して求まる。出力したパルスを計数する時、誤差
の影響を最小限に維持し、位置の絶対値を得るため、調
整の初め毎に、印画紙面からの間隔を示す特別な計数値
を属する一定の基準値にネガ台と光学系ホルダを置く。
基準位置を通り過ぎると、付属する計数装置が得られた
計数値に無関係に、基準位置に対応する計数値に設定さ
れ、これにより基準値が確定する。所望の拡大率ｍを選
び、拡大レンズの焦点距離ｆが既知の時、計算装置が上
記の関係式（１）に基づき間隔ａとｂを算出し、モータ
調整装置がネガ台と光学系ホルダを対応する調整位置に
移動させるようにして焦点合わせが行われる。 増分測定装置の採用はコストや到達分解能に関して有
利であるが、ネガと拡大レンズの通路上に特定な基準点
を置くことは、これ等の基準位置を検出するマイクロス
イッチ等のような検出器に経費がかかる。更に、検出器
を正確に位置決めする必要性は、それ自体で、時間の経
過と共に不安定性が生じる恐れを与える。結局、上記の
方法は、使用する拡大レンズの焦点距離の知識あるいは
予め求めておくことを前提とする。何故なら、それは関
係式（１）から導かれる計算結果に基づくからである。 ［発明の課題］ この発明の課題は、正確で再現性のある結果を与え、
取扱が簡単で、従来の装置に比べて製造経費が有利にな
る、自動焦点合わせ方法とその装置を提供することにあ
る。 ［課題を解決する手段］ 上記課題は、この発明により、 印画紙８を載せる基台１に対して相対移動するネガ台
６を備えた投影ヘッド４と、投影ヘッド４に対して相対
移動する拡大レンズ７を備えた光学系ホルダ９と、基台
と投影ヘッドの間の第一相対距離ｃを検出する第一検出
器24,108と、投影ヘッドと光学系ホルダとの間の第二相
対距離ａを検出する第二検出器18,19,107と、前記第二
相対距離を可変するための駆動ユニット13,15,109と、
第一および第二検出器の出力信号に応じて駆動ユニット
を動作させて最適な焦点合わせを行うための演算処理部
100とを備え、倍率を可変できる写真引伸機または複写
機の自動焦点合わせ方法にあって、 一回目の校正期間で、第一相対距離ｃと手動で焦点合
わせして得られた第二相対距離ａを二つまたはそれ以上
の対にした支持点a;cの表として記憶器中に記憶し、 自動焦点合わせ期間で、任意の第一相対距離に対して
最適焦点合わせ時の第二相対距離に相当する最適位置を
校正期間に記憶した対の支持点a;cから数学的な補間法
により算出し、前記駆動ユニットにより求める最適焦点
位置に相当する第二相対距離にする、 ことにより解決されている。 更に、上記の課題は、この発明により、 印画紙８を載せる基台１に対して相対移動するネガ台
６を備えた投影ヘッド４と、投影ヘッド４に対して相対
移動する拡大レンズ７を備えた光学系ホルダ９と、基台
と投影ヘッドの間の第一相対距離ｃを検出する第一検出
器24,108と、投影ヘッドと光学系ホルダとの間の第二相
対距離ａを検出する第二検出器18,19,107と、前記第二
相対距離を可変するための駆動ユニット13,15,109と、
第一および第二検出器の出力信号に応じて駆動ユニット
を動作させて最適な焦点合わせを行うための演算処理部
100とを備え、倍率を可変できる写真引伸機または複写
機の自動焦点合わせ装置にあって、 読取記憶器102,マイクロプロセッサ101,データを一時
記憶するRAM記憶器103およびクロック発生器104から成
る演算処理部100により、 一回目の校正期間で、第一相対距離ｃと手動で焦点合
わせして得られた第二相対距離ａを二つまたはそれ以上
の対にした支持点a;cの表として記憶し、 自動焦点合わせ期間で、任意の第一相対距離に対して
最適焦点合わせ時の第二相対距離に相当する最適位置を
校正期間に記憶した対の支持点a;cから数学的な補間法
により算出し、前記駆動ユニットにより求める最適焦点
位置に相当する第二相対距離にする、 ことにより解決されている。 この発明による他の有利な構成は、特許請求の範囲の
従属請求項に記載されている。 ［発明の効果］ 所定の二つの拡大率に関して前に求めてあって記憶装
置中に記憶されている二つの焦点位置の間を補間して任
意の拡大率での焦点位置を決めることは、ネガや拡大レ
ンズの絶対位置の知識を不要とし、測定装置や位置決め
装置を絶対精度で動作させる必要がなく、ただ測定の再
現性や位置決め装置の復帰精度を保証するだけでよいと
言う利点がある。その外、拡大レンズに関連する特性
値、特に拡大レンズの焦点距離を知ることや、予め求め
ておくことは最早不要である。 電子記憶によりデジタル化した位置の値に対する個々
の位置を決めると、焦点位置合わせの精度を上げるた
め、注目する拡大範囲内で多数の所定の焦点位置を記憶
する必要がある時でも、装置の初期校正を容易にし、早
める。 ［実施例］ 以下、この発明による方法と装置を図面に示し、実施
例に関してより詳しく説明する。 第１図には、写真用の引伸機が模式的に、しかも焦点
合わせ装置を理解するのに必要な部分に限定して示して
ある。引伸機は実質上、支柱３を固定部２で固定する基
台１と、支柱で保持され、支柱に沿って移動する投影ヘ
ッド４とで構成されている。投影ヘッド４は複写すべき
ネガ５を照らす光源と光案内手段（何ずれも図示せず）
を有する。ネガ５はネガ台６に保持され、拡大レンズ７
で印画紙８上に結像される。拡大レンズ７のホルダであ
る光学系ホルダ９は案内装置10中で光軸方向にネガ保持
面に対して移動できる。ネガ５と拡大レンズ７の間の領
域の光路は蛇腹11で光を遮蔽するように取り囲まれてい
る。光学系ホルダ９に固定された光軸に平行なネジ棒12
は投影ヘッドに固定されたケースＡ中にある駆動ユニッ
トの一部である。この駆動ユニットは、ベルト15を介し
て筒体17に連結するプーリ14を備えた電動モータ13を有
する。筒体はケースＡの底に固定されたボールベアリン
グ16で回転し、内部にネジ棒12を保持している。こうし
て、ネジ棒は筒体の回転運動により長手方向に移動す
る。筒体に回転止めされている円板18は同心の円軌道上
に配設されている多数の穴あるいは隙間を有し、これ等
の光学読取器19,例えば光電リレーに向けてある。従っ
て、円板18が回転すると、光学読取器19の有効領域を通
る個々の穴あるいは隙間に連動して、一気の電気パルス
が生じる。 他の全ての位置の基準となる特定の初期位置を決める
ため、光学系ホルダ９にはストッパーピン20がある。こ
のピン20は光学系ホルダ９の上限位置で筒体17のストッ
パーリング21に作用し、その回転運動を阻止する。光学
系ホルダ９が初期位置から移動する間、光学読取器から
出力するパルスを計数して、このホルダの瞬時位置を検
出できる。 ストッパーピン20を軽く当てて、筒体17を摩擦効果や
慣性効果なしに止めると、光学系ホルダ９の初期位置の
正確な確定と、この光学系ホルダ９の正確な再現性が保
証される。 支柱３に沿った投影ヘッド４の位置を決めるため、支
柱３には支柱のほぼ全長にわたって延びる歯付きレール
22がある。この歯付きレール22には、投影ヘッドに固定
されたポテンシオメータ24の軸上に座る歯車23が噛み合
う。印画紙面の位置に対する投影ヘッドの位置を検出す
るため、上記のアナログ測定器を採用することは、測定
分解能に関する要求が少ないので、有効である。その他
の点では、通常の引伸機が露光値の測定に関連する測定
に対してこの種の装置を備えていると有利である。 第２図には、この発明による焦点合わせ装置の一部の
回路のブロック図が示してある。この回路の中心分はマ
イクロプロセッサ系100である。この系100には読取記憶
器（ROM）102のような周辺部品を有するマイクロプロセ
ッサ101と、自由にアクセスできる記憶器（RAM）103お
よびクロック発生器104がある。表示操作パネル106およ
び光学系ホルダの駆動ユニットのモータ制御部は、イン
ターフェース105を介してマイクロプロセッサ系100に接
続している。位置検出装置の上記説明に関して、位置検
出器107の出力信号は回転円板の回転で生じたパルスの
計数結果であり、また位置検出器108の出力信号は投影
ヘッドの測定ポテンシオメータ24で取り出した電圧のデ
ジタル値である。 マイクロプロセッサ系は与えられた或るネガ位置、即
ち与えられた或る拡大率に対して、二つの所定拡大率に
関し、予め求めて記憶した二つの焦点位置の間を補間し
て、拡大レンズの対応する焦点位置を算出するように動
作する。実際には、校正期間内で飛び飛びの数の異なっ
た拡大率に対する焦点位置を表す数値表を記憶器103に
書き込む。動作期間内では、任意に調整された拡大率に
対するネガ位置を表と比較し、記憶されている位置の一
致しない場合、表中の最も近い二つの位置から補間で拡
大レンズの対応する焦点位置を算出する。 説明した装置の動作と取扱は、以下のようになる。即
ち、操作パネル106の対応するキーを押下し、この装置
を校正動作に設定し、スタート命令を与える。そうする
と、モータ13が作動し、先ず光学系ホルダを駆動ユニッ
トのストッパー部材20,21で定まる初期位置に移す。筒
体17と光学系ホルダが停まった瞬間、光学読取器から出
力したパルス列は止まり、モータを止め、パルス計数器
をリセットする信号が得られる。従って、光学系ホルダ
の初期位置に拡大レンズ面の位置検出器107の初期計数
値が対応する。次いで、投影ヘッドが任意の拡大目盛に
応じて、例えば調整可能な拡大範囲の下端に位置決めさ
れ、印画紙面の像をモータ制御用の対のキーを操作しな
がら、手動で焦点合わせを行い、光学系ホルダを焦点位
置に達するまで、一方または逆方向に移動させる。像の
シャープさの判定を容易にするため、それに適した画像
構造の特別なネガを使用すると有利である。正確な焦点
位置を見付けると、位置検出器107と108から供給される
拡大レンズ面とネガ面の位置の値が操作パネルにある対
応するキーを押下して記憶器103に書き込まれる。次い
で、投影ヘッドを他の拡大率に相当する他の焦点位置に
し、上に述べたように像を新たな像に焦点合わせし、新
しい位置に対応するそれぞれ拡大レンズとネガの各位置
の値が記憶される。こうして、異なった拡大率に対する
一連の投影ヘッドの位置調整が行われ、最終的に全ての
拡大率の範囲内で拡大レンズ面とネガ面に対する対にし
て確定された焦点位置を表す値の表が記憶器の中に書き
込まれる。記憶すべき焦点位置の数は、自動焦点合わせ
で要求される精度に依存する。実効する操作が簡単なた
め、校正点がかなりの数でも、校正を楽に、しかも迅速
に行える。 作業用引伸機に種々の拡大レンズを用いると、拡大レ
ンズの各々に対する校正を行う必要がある。この場合、
各校正値を別々の記憶チャンネルに記憶する。校正値は
永久に保存されるので、この引伸機は常時自動的に焦点
位置に調整される。これは、この引伸機を用いる実際の
作業で以下のように行われる。 引伸機の使用開始毎に、例えばこの装置に電源を入れ
ると、先ず光学系ホルダが自動的に基準初期位置に移動
し、光学読取器に付属するパルス計数器がこの位置に一
致して零にセットされる。投影ヘッドを所望の拡大率に
応じて位置決めした後、マイクロプロセッサ系が位置検
出器108を介して付属する位置の値を求め、これを記憶
された表に書き込まれている値と比較する。その位置が
記憶された位置のどれか一つに一致すれば、拡大レンズ
の付属する焦点位置も記憶器の中にある。これに反し
て、投影ヘッドの位置が記憶されたどの位置にも一致せ
ず、二つの記憶位置の間にあれば、マイクロプロセッサ
は拡大レンズの焦点位置を補間により隣の位置の値から
算出する。焦点位置に属する値が決まれば、光学系ホル
ダを位置検出器107で判別された位置に持ち込むため、
モータ制御部109が自動的に差動する。光学読取器に付
属する計数器の計数方法がモータの回転方向、あるいは
電源電圧の極性と共に変わるので、計数値は何時も光学
系ホルダの実効位置を与える。この発明の装置は、投影
ヘッドを調整する毎に光学系ホルダを焦点位置に追従さ
せて任意の拡大率の焦点位置合わせを行う。 印画紙の枠を使用する場合、像画がしばしば引伸機の
基台とは異なった面に移動するので、焦点面は印画紙の
枠の高さに応じて移動させる必要がある。この発明の装
置では、焦点面の移動は投影ヘッドの位置検出器108か
ら出力される測定値を適切に補正して種々の枠の高さに
合わせ行われる。これには、像面と基台面の間隔、ある
いは校正を行う面と像面の間隔を操作パネルの対応する
入力装置を介してマイクロプロセッサ系に入力し、この
マイクロプロセッサ系が位置検出器108から供給された
値を一定な値ほど補正する。こうして、記憶された数値
表は有効性を保持し、新たな校正を全く必要としない。
入力された焦点のずれは表示部106上に表示すると有利
である。 機械的な遊びによる乱れた作用をできる限り少なく
し、調整位置の十分な復帰精度を保証するため、光学系
ホルダの一方の移動方向で、例えば下から上に各焦点位
置を接近させると有利である。このため、必要であれ
ば、先ず一定の焦点位置を短い距離ほど行き過ぎ、次い
で有利な側から接近させる。 光学系ホルダの初期位置に到達する零平衡は、装置を
始動させる毎に自動的に行われる。動作中に新しく零平
衡が必要であれば、このために設けてある操作パネルの
「Re−Start」キーを押下して行われる。 焦点位置の算出は、主に直線補間で行われる。しか
し、電算機の適当な構成では、更に複雑な関数で焦点特
性曲線を近似でき、同じ数の記憶された固定点でも焦点
合わせの精度をより高くできる。 この発明の方法とこの方法を使用する装置は、固定し
ている印画紙面に対してネガ画が移動する引伸機に関し
て記述した。しかし、この方法と装置は、ネガを固定位
置に保持し、印画紙面を可動する場合にも同じように適
用できる。最後に、説明した発明は上記の二つの面に共
に固定されているが、種々の拡大率にするため可変焦点
距離の拡大（ズーム）レンズを使用する場合にもそれに
応じて適合させることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図、組込自動焦点合わせ装置を有する写真用引伸機
の模式図、 第２図、焦点合わせ装置に使用されている回路のブロッ
ク図。 図中参照符号： １……拡大レンズ ２……固定部 ３……支柱 ４……投影ヘッド ５……ネガ ６……ネガ台 ７……拡大レンズ ８……印画紙 ９……光学系ホルダ 10……案内装置 11……蛇腹 12……ネジ棒 13……電動モータ 14……プーリ 15……ベルト 16……ボールベアリング 17……筒体 18……円板 19……光学読取器 20……ストッパーピン 21……ストッパーリング 22……歯付きレール 23……歯車 24……ポテンシオメータ Ａ……ケース 100……マイクロプロセッサ系 105……インターフェース 106……表示操作パネル 107,108……位置検出器 109……モータ駆動部

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．印画紙（８）を載せる基台（１）に対して相対移動
   するネガ台（６）を備えた投影ヘッド（４）と、投影ヘ
   ッド（４）に対して相対移動する拡大レンズ（７）を備
   えた光学系ホルダ（９）と、基台と投影ヘッドの間の第
   一相対距離（ｃ）を検出する第一検出器（24,108）と、
   投影ヘッドと光学系ホルダとの間の第二相対距離（ａ）
   を検出する第二検出器（18,19,107）と、前記第二相対
   距離を可変するための駆動ユニット（13,15,109）と、
   第一および第二検出器の出力信号に応じて駆動ユニット
   を動作させて最適な焦点合わせを行うための演算処理部
   （100）とを備え、倍率を可変できる写真引伸機または
   複写機の自動焦点合わせ方法において、前記演算処理部
   （100）中で下記の処理、 一回目の校正期間で、第一相対距離（ｃ）と手動で焦点
   合わせして得られた第二相対距離（ａ）を二つまたはそ
   れ以上の対にした支持点（a;c）の表として記憶器中に
   記憶し、 自動焦点合わせ期間で、任意の第一相対距離に対して最
   適焦点合わせ時の第二相対距離に相当する最適位置を校
   正期間に記憶した対の支持点（a;c）から数学的な補間
   法により算出し、前記駆動ユニットにより求める最適焦
   点位置に相当する第二相対距離にする、 を行うことを特徴とする方法。 ２．記憶された対にした多数の支持点を直線補間して焦
   点位置を求めることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。 ３．第二相対位置（ａ）は第二検出器により一定の初期
   位置に対して検出され、この初期位置には測定値検出器
   の特定な初期値が対応していることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ４．第二検出器の調整には、引伸機の始動時に自動的、
   あるいは動作期間中に操作員の側で適当な入力命令によ
   り初期位置にされることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項に記載の方法。 ５．求める第二相対位置へは有利な移動方向で近づける
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜４項の何ずれか
   １項に記載の方法。 ６．印画紙（８）を載せる基台（１）に対して相対移動
   するネガ台（６）を備えた投影ヘッド（４）と、投影ヘ
   ッド（４）に対して相対移動する拡大レンズ（７）を備
   えた光学系ホルダ（９）と、基台と投影ヘッドの間の第
   一相対距離（ｃ）を検出する第一検出器（24,108）と、
   投影ヘッドと光学系ホルダとの間の第二相対距離（ａ）
   を検出する第二検出器（18,19,107）と、前記第二相対
   距離を可変するための駆動ユニット（13,15,109）と、
   第一および第二検出器の出力信号に応じて駆動ユニット
   を動作させて最適な焦点合わせを行うための演算処理部
   （100）とを備え、倍率を可変できる写真引伸機または
   複写機の自動焦点合わせ装置において、 読取記憶器（102），マイクロプロセッサ（101），デー
   タを一時記憶するRAM記憶器（103）およびクロック発生
   器（104）から成る演算処理部（100）により、 一回目の校正期間で、第一相対距離（ｃ）と手動で焦点
   合わせして得られた第二相対距離（ａ）を二つまたはそ
   れ以上の対にした支持点（a;c）の表として前記記憶器
   （102）に記憶し、 自動焦点合わせ期間で、任意の第一相対距離に対して最
   適焦点合わせ時の第二相対距離に相当する最適位置を校
   正期間に記憶した対の支持点（a;c）から数学的な補間
   法により算出し、前記駆動ユニットにより求める最適焦
   点位置に相当する第二相対距離にする、 ことを特徴とする装置。 ７．第二検出器はこの光学系ホルダ（９）に動的に結合
   するロータリーエンコーダであり、多数の基準符号を有
   する円板（18）と、基準符号に対する光学読取器（19）
   とを有することを特徴とする特許請求の範囲第６項に記
   載の装置。 ８．基準符号は円板（18）上にリング状に配設された穴
   または隙間であり、光学読取器（19）は光電走査装置と
   計数装置から成ることを特徴とする特許請求の範囲第７
   項に記載の装置。 ９．第二検出器はネガ台（６）に対して固定され面内で
   回転でき、光学系ホルダ（９）の一端に固定されたネジ
   棒（12）を納める筒体（17）上に固定されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第６項または第７項に記載の
   装置。 １０．光学系ホルダ（９）は筒体（17）に連結する駆動
   部（13,14,15）でネガ台（６）に対して移動できること
   を特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の装置。 １１．光学系ホルダ（９）のストッパ部材（20）を筒体
   （17）の対応するストッパ部材（21）に嵌め込むと、光
   学系ホルダ（９）の所定の最終位置が定まることを特徴
   とする特許請求の範囲第10項に記載の装置。 １２．前記計数装置の計数方向は電気駆動部の供給電圧
   の極性により定まることを特徴とする特許請求の範囲第
   ７〜11項の何ずれか１項に記載の装置。