JP3373319B2 - Video scanner device - Google Patents

Video scanner device

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JP3373319B2
JP3373319B2 JP04095795A JP4095795A JP3373319B2 JP 3373319 B2 JP3373319 B2 JP 3373319B2 JP 04095795 A JP04095795 A JP 04095795A JP 4095795 A JP4095795 A JP 4095795A JP 3373319 B2 JP3373319 B2 JP 3373319B2
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line
line sensor
lens
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諭 草野
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Pioneer Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、光電変換素子をライン
上に所定数個配置したラインセンサの走査によって画像
データを得るビデオスキャナ装置に係り、特に単位ライ
ン毎にフォーカス状態を最適状態として画像データを取
り込むようにしたビデオスキャナ装置に関する。 【0002】 【従来の技術】近年、光電変換素子をライン上に所定数
個配置したラインセンサの走査によって読み込んだ画像
データをダイレクトに電子画像化し、平面素材から立体
物まで、現物のまま忠実に電子ファイル化することがで
きるビデオスキャナ装置が開発されている。 【0003】このようなラインセンサによって得られた
画像データの解像度は、たとえばハイビジョン映像の1
0倍もの広い範囲を写しとることができるため、様々な
分野での利用が期待されている。 【0004】その利用の一つとして、たとえば地質調査
をなす場合、ボーリングマシンで試錐した円柱体状の立
体サンプルの表面を分析するために、上記のラインセン
サを組み込んだカメラ型スキャナによって立体サンプル
の周面を分割的に取り込み、平面展開することが可能で
ある。すなわち、図6に示すように、カメラ型スキャナ
1により、ボーリングマシンで試錐された被写体となる
立体サンプル2の周面の画像を取り込むものであるが、
立体サンプル2をその回転軸3を中心に1回転させる間
に、所定の角度(たとえば90度)回転する毎に撮影を
行い、取り込んだ画像を順次繋げることにより、立体サ
ンプル2の表面を高精細に平面展開できる。 【0005】この場合、平面展開される立体サンプル2
の所定の角度における全面で合焦させるためには、立体
サンプル2をカメラ型スキャナ1の焦点面上に配置する
必要がある。したがって、この場合では、カメラ型スキ
ャナ1のレンズ光軸4に対して立体サンプル2の中心軸
3が直交する位置へ立体サンプル2を配置しなければな
らない。このような配置関係が保たれた状態で、立体サ
ンプル2の特定位置(たとえば(ア)の点)に対してピ
ントが合うようにレンズのフォーカス調整を行うことに
より、同じ焦点面上にある他の部分に対しても、同様に
合焦を得ることができる。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】このように、ラインセ
ンサを組み込んだカメラ型スキャナ1によって被写体で
ある立体サンプル2の周面の特定部分に対してフォーカ
ス調整がとられた位置を含みカメラ型スキャナ1のレン
ズ光軸4に対して立体サンプル2の中心軸3が直交する
位置関係に立体サンプル2を配置する必要があった。 【0007】したがって、たとえば図7に示すように、
レンズ光軸4に対して立体サンプル2の中心軸3が直交
する位置関係が崩れた状態で立体サンプル2の撮影が行
われた場合、フォーカス調整を行った位置(斜線部イ)
以外ではピントがボケてしまうことになる。 【0008】また、たとえば地質調査のためのボーリン
グ等によって得られる立体サンプル2は正確な円柱体に
なるとは限らず、立体サンプル2の周面の画像を取り込
むために回転軸3を中心にたとえば90度回転させる毎
に撮影を行い、1回転させる間に、立体サンプル2の周
面に対するカメラ型スキャナ1のレンズ光軸4の距離が
変化してしまうので、立体サンプル2の回転位置毎にピ
ント調整を行う必要があり、これが不可能な場合は立体
サンプル2の表面の平面展開画像にピンボケ箇所ができ
てしまう。 【0009】更には、立体サンプル2の表面自体に凹凸
がある場合、カメラレンズの被写界深度の及ぶ範囲を越
えたものについてもピントボケが発生してしまうことに
なる。 【0010】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、レンズ光軸と被写体との位置関係に係わり
なく、常にピントの取れた画像を得ることができるビデ
オスキャナ装置を提供することを目的とする。 【0011】 【課題を解決するための手段】本発明のビデオスキャナ
装置は、上記目的を達成するために、レンズと、前記レ
ンズを介して入力する被写体からの反射光を受光し、受
光した光量に応じた電気信号を生成する光電変換素子
と、前記光電変換素子をライン上に所定数個配置したラ
インセンサと、第1制御信号に応じて前記ラインセンサ
の出力を記憶するメモリ手段と、前記ラインセンサを第
2制御信号に応じて単位ラインづつ移送する移送手段
と、前記ラインセンサの出力に応じて前記レンズのフォ
ーカス調整をなすフォーカス調整手段と、前記ラインセ
ンサの出力から前記レンズのフォーカス状態が最適状態
にあることを検出するフォーカス状態検出手段と、前記
フォーカス状態検出手段により、前記最適状態が検出さ
れたとき、前記第1制御信号及び前記第2制御信号を出
力する制御信号生成手段とからなることを特徴とする。 【0012】 【作用】本発明のビデオスキャナ装置では、光電変換素
子をライン上に所定数個配置したラインセンサによって
単位ライン毎に画像データを取り込む際、それぞれのラ
イン毎に、ラインセンサの出力に応じてレンズのフォー
カス調整を行わせ、レンズのフォーカス状態が最適状態
にあることが検出されたとき、ラインセンサ出力の画像
データを記憶するとともに、ラインセンサを次のライン
へを移送させるようにしたので、レンズ光軸と被写体と
の位置関係に係わりなく、常にピントの取れた画像が得
られる。 【0013】 【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づい
て説明する。なお、以下に説明する図において、図6及
び図7と共通する部分には、同一符号を付し重複する説
明を省略する。 【0014】図1は、本発明のビデオスキャナ装置の一
実施例に係るカメラ型スキャナを示すものである。同図
に示すように、カメラ型スキャナに組み込まれているレ
ンズ10によって取り込まれた被写体からの反射光をラ
インセンサ11によって取り込むことにより、画像デー
タが得られる。ラインセンサ11には、受光した光量に
応じた電気信号を生成する光電変換素子がライン上に所
定数個配置されたものであり、この光電変換素子は所定
の蓄積時間の間に入射する光量(いわゆる露光量)に比
例した電圧信号を出力するものである。 【0015】ラインセンサ11からの画像出力は、A/
D変換器12によってディジタルの画像データに変換さ
れ、システムコントローラ15によってアドレス制御さ
れているメモリ13に所定のアドレスに従って1ライン
毎に記憶される。 【0016】フォーカス制御装置14は、A/D変換器
12の出力であるラインセンサ11によって取り込まれ
た画像データに基づき、後述する山登り法と呼ばれる公
知の手法に従ってレンズ10をフォーカス方向に移動さ
せるフォーカスモータ17の駆動を制御しフォーカシン
グ制御を行う。 【0017】システムコントローラ15は、本システム
の全体的の制御を司るためのコントローラであり、A/
D変換器12におけるA/D変換制御を行ったり、メモ
リ13における画像データの書き込み/読み出しを制御
したり、ラインセンサ11を所定方向に移動(走査)さ
せるためのライン移送用モータ16の駆動を制御したり
するものである。 【0018】ここで、ライン移送用モータ16はパルス
モータであり、回転子の基準位置からの回転角度はシス
テムコントローラ15からの入力パルス信号の数に比例
するものであって、本実施例ではラインセンサ11の光
電変換素子(画素)の大きさに依存し、1ラインの距離
が14μmとなるように駆動される。 【0019】図2は、フォーカス制御装置14の詳細を
示すものである。同図に示すように、ゲート20は、A
/D変換器12の出力であるラインセンサ11によって
取り込まれた画像データを選択的に取り込むものであ
り、システムコントローラ15からの制御信号に従っ
て、ゲート期間が決定される。 【0020】ハイパスフィルタ21は、空間周波数に対
するフィルタであり、たとえば5×5のマトリクス演算
手段によって重み付けされた周辺データを加算処理する
ことで、空間周波数の高い部分(言い換えればフォーカ
スのとれ具合い)を認識することができる。 【0021】ここで、山登り法と呼ばれる公知の手法に
おけるフォーカスのとれ具合いを示す焦点評価値は、一
般に図3に示す山形をしているが、上記の重み付け量を
変化させることにより、同図(a)に示すような緩やか
なものとしたり、同図(b)に示すような急峻なものと
したりすることができる。 【0022】すなわち、ハイパスフィルタ21の出力
は、ピントがあっているほど出力レベルが大きくなるこ
とを利用したものであって、レンズ10のフォーカス方
向の判定に利用されるものである。ちなみに、同図
(a)のように緩やかな山形である場合には、かなりピ
ントがボケているような場合であってもある程度の焦点
評価値が得られるので、Aで示す焦点位置までレンズ1
0をフォーカス方向に移動させることが可能であるが、
きめ細やかなフォーカスサーボを行う場合には不向きで
ある。また、同図(b)に示すように急峻なものである
場合には、きめ細やかなフォーカスサーボを行うことが
できるが、山の裾では傾斜が非常に小さいために、ピン
ボケの状態のときにレンズ10のフォーカス方向の判定
が付け難い。 【0023】したがって、同図(a),(b)の中間の
形状をとるか、或は状態に応じて同図(a),(b)の
何れか一方を使い分けるかすることで、フォーカスサー
ボを的確に行い得るものである。 【0024】ピークホールド回路22は、ハイパスフィ
ルタ21の現在の出力のピーク値を、ラインセンサ11
の次のライン走査によって得られるピークホールド回路
22からの次のピーク値が得られるまでホールドするも
のである。また、ピークホールド回路22のピーク値
は、第1メモリ23とシステムコントローラ15へ出力
される。 【0025】第1メモリ23は、最新のピーク値のみを
記憶するためものであり、ピークホールド回路22から
の次の走査のピーク値が出力された場合には、現在保持
している1ライン期間前のピーク値を第2メモリ24ヘ
送出した後、新しいライン期間のピーク値に更新され
る。 【0026】第1メモリ23の出力と第2メモリ24の
出力は比較器25にて比較され、その差に応じてフォー
カスモータ17が駆動される。すなわち、図3に示した
山登り法により、ハイパスフィルタ21の出力レベルが
最大となる方向を判定し、インフォーカス方向にレンズ
10を移動させるものである。 【0027】一方、システムコントローラ15は、ピー
クホールド回路22の出力信号を所定の基準レベルと比
較し、基準レベル以上のときにフォーカスが取れたと認
識して、ラインセンサ11を次のラインヘ移送する。 【0028】続いて、このような構成のビデオスキャナ
装置の動作を、図4及び図5を用いて説明する。まず、
図5に示すように、レンズ光軸4に対して立体サンプル
2の中心軸3の直交する位置関係が崩れた状態で立体サ
ンプル2の撮影が行われるものとする。そして、まずラ
インセンサ11の走査によって立体サンプル2の上端部
からその下端部までの画像データが得られるが、上
端部からその下端部までのレンズ光軸4の距離に差
を生じているため、斜線部(イ)の位置に一義的にフォ
ーカス調整をとった場合、それ以外ではピンボケが生じ
てしまうことになる。 【0029】そこで、まずラインセンサ11によって1
ライン目の立体サンプル2の画像出力を取り込み、A/
D変換器12の出力である画像データをフォーカス制御
装置14のゲート20を介してハイパスフィルタ21に
取り込むと、ハイパスフィルタ21の出力のピーク値が
ピークホールド回路22によってホールドされ、このピ
ークホールド回路22のピーク値が第1メモリ23に記
憶されるとともに、システムコントローラ15へ出力さ
れる。 【0030】ここで、ラインセンサ11による1ライン
目の最初の画像取り込みの際には、ピークホールド回路
22がハイパスフィルタ21の出力のピーク値を初めて
ホールドするため、第1メモリ23には最初のピーク値
が記憶されることになり、第2メモリ24ヘのピーク値
の送出が行われないことから、比較器25での第1メモ
リ23の出力と第2メモリ24の出力との比較が行われ
ない。 【0031】そこで、フォーカス制御装置14がレンズ
10を所定方向に所定量だけ移動させるようにフォーカ
スモータ17を駆動させる。この状態で、ラインセンサ
11により上記と同様の1ライン目の画像が再度取り込
まれると、A/D変換器12の出力である画像データが
ゲート20を介してハイパスフィルタ21に取り込ま
れ、ハイパスフィルタ21の出力である新たなピーク値
がピークホールド回路22によってホールドされる。 【0032】このピークホールド回路22にホールドさ
れている新たなピーク値が出力されると、第1メモリ2
3は現在保持しているピーク値を第2メモリ24ヘ送出
し、新たなピーク値に更新される。この状態で比較器2
5による比較が初めて可能となり、比較器25が第1メ
モリ23の出力と第2メモリ24の出力とを比較し、図
3で説明した山登り法により、ハイパスフィルタ21の
出力レベルが最大となる方向を判定し、フォーカス方向
にレンズ10を移動させる。 【0033】フォーカス方向へのレンズ10の幾度かの
移動とともに、ハイパスフィルタ21の出力レベルが最
大となるまで1ライン目の画像データの取り込みが繰り
返し行われ、そしてハイパスフィルタ21の出力レベル
が最大となると、システムコントローラ15はピークホ
ールド回路22の出力信号を所定の基準レベルと比較
し、基準レベル以上のときにフォーカスが取れたと認識
して、ライン移送用モータ16を駆動し、ラインセンサ
11を次のライン(2ライン目)ヘ14μm移送する。 【0034】次に、ラインセンサ11によって2ライン
目の立体サンプル2の画像出力が取り込まれると、A/
D変換器12の出力である画像データがゲート20を介
してハイパスフィルタ21に取り込まれ、ハイパスフィ
ルタ21の出力である新たなピーク値がピークホールド
回路22によってホールドされる。 【0035】このとき、ピークホールド回路22は、前
回走査した1ライン目のハイパスフィルタ21の出力の
ピーク値をホールドしており、2ライン目のハイパスフ
ィルタ21の出力である新たなピーク値が出力される
と、そのピーク値をホールドする。このピークホールド
回路22にホールドされている新たなピーク値が出力さ
れると、第1メモリ23は現在保持しているピーク値を
第2メモリ24ヘ送出した後、新たなピーク値に更新す
る。 【0036】第1メモリ23が新たなピーク値を記憶す
ると、比較器25が第1メモリ23の出力と第2メモリ
24の出力とを比較し、上記の山登り法により、ハイパ
スフィルタ21の出力レベルが最大となる方向を判定
し、フォーカス方向にレンズ10を移動させる。 【0037】このとき、上述したように、ハイパスフィ
ルタ21の出力レベルが最大となるまで1ライン目の画
像データの取り込みをフォーカス方向へのレンズ10の
移動とともに繰り返し行われ、比較器25の出力である
差が0となると、システムコントローラ15はピークホ
ールド回路22の出力信号を所定の基準レベルと比較
し、基準レベル以上のときにフォーカスが取れたと認識
して、ライン移送用モータ16を駆動し、ラインセンサ
11を次のライン(3ライン目)ヘ14μm移送する。 【0038】このようにして、ラインセンサ11のそれ
ぞれの走査ライン毎にフォーカスが取られた状態で立体
サンプル2の上端部から下端部までの画像データの
取り込みが行われる。その後、立体サンプル2が回転軸
3を中心にたとえば90度回転させる毎に立体サンプル
2の上端部から下端部までの画像データの取り込み
が、上記同様に、山登り方によって各走査ライン毎にフ
ォーカスが取られた状態で行われることにより、立体サ
ンプル2の表面の平面展開画像をピンボケ箇所のない状
態で得ることができる。 【0039】このように、本実施例では、光電変換素子
をライン上に所定数個配置したラインセンサ11によっ
て単位ライン毎に画像データを取り込む際、それぞれの
ライン毎に、ラインセンサ11の出力に応じてレンズ1
0のフォーカス調整を行わせ、レンズ10のフォーカス
状態が最適状態にあることが検出されたとき、ラインセ
ンサ11の出力の画像データを記憶するとともに、ライ
ンセンサ11を次のラインへを移送させるようにしたの
で、レンズ光軸と被写体である立体サンプル2との位置
関係に係わりなく、常にピントの取れた画像が得られ
る。 【0040】また、立体サンプル2の表面自体に凹凸が
ある場合、カメラレンズの被写界深度の及ぶ範囲を越え
たものについても、ラインセンサ11の単位ライン毎の
フォーカス調整によってピントボケが発生してしまうこ
ともなくなる。 【0041】 【発明の効果】以上説明したように、本発明のビデオス
キャナ装置によれば、光電変換素子をライン上に所定数
個配置したラインセンサによって単位ライン毎に画像デ
ータを取り込む際、それぞれのライン毎に、ラインセン
サの出力に応じてレンズのフォーカス調整を行わせ、レ
ンズのフォーカス状態が最適状態にあることが検出され
たとき、ラインセンサ出力の画像データを記憶するとと
もに、ラインセンサを次のラインへを移送させるように
したので、レンズ光軸と被写体との位置関係に係わりな
く、常にピントの取れた画像を得ることができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video scanner for obtaining image data by scanning a line sensor having a predetermined number of photoelectric conversion elements arranged on a line, and more particularly to a unit. The present invention relates to a video scanner device which captures image data with a focus state being an optimum state for each line. 2. Description of the Related Art In recent years, image data read by scanning a line sensor having a predetermined number of photoelectric conversion elements arranged on a line is directly converted into an electronic image, and from a flat material to a three-dimensional object, it is faithful as it is. Video scanner devices that can be converted into electronic files have been developed. The resolution of image data obtained by such a line sensor is, for example, 1
Since it can capture an area as wide as 0 times, it is expected to be used in various fields. As one of the uses, for example, in the case of performing a geological survey, in order to analyze the surface of a cylindrical three-dimensional sample bored by a boring machine, the three-dimensional sample is incorporated by a camera-type scanner incorporating the above-described line sensor. It is possible to take in the peripheral surface in a divided manner and develop the plane. That is, as shown in FIG. 6, the camera-type scanner 1 captures an image of the peripheral surface of a three-dimensional sample 2 which is a subject bored by a boring machine.
While rotating the three-dimensional sample 2 around the rotation axis 3 one time, photographing is performed every time a predetermined angle (for example, 90 degrees) is rotated, and the captured images are successively connected, so that the surface of the three-dimensional sample 2 is highly defined. Can be developed on a plane. In this case, a three-dimensional sample 2 to be developed in a plane
In order to focus on the entire surface at a predetermined angle, it is necessary to arrange the three-dimensional sample 2 on the focal plane of the camera-type scanner 1. Therefore, in this case, the three-dimensional sample 2 must be arranged at a position where the central axis 3 of the three-dimensional sample 2 is orthogonal to the lens optical axis 4 of the camera-type scanner 1. With such an arrangement maintained, the focus of the lens is adjusted so as to focus on a specific position (for example, the point (a)) of the three-dimensional sample 2, so that the other on the same focal plane can be obtained. Focusing can be obtained in the same manner also for the portion. [0006] As described above, a position including a position at which a focus is adjusted by a camera-type scanner 1 incorporating a line sensor with respect to a specific portion of a peripheral surface of a three-dimensional sample 2 as a subject is included. It is necessary to arrange the three-dimensional sample 2 in a positional relationship where the central axis 3 of the three-dimensional sample 2 is orthogonal to the lens optical axis 4 of the camera-type scanner 1. Therefore, for example, as shown in FIG.
When the photographing of the three-dimensional sample 2 is performed in a state in which the position of the center axis 3 of the three-dimensional sample 2 orthogonal to the lens optical axis 4 is broken, the position at which the focus adjustment is performed (shaded area A)
Otherwise, the focus will be out of focus. Also, the three-dimensional sample 2 obtained by, for example, boring for geological survey is not always an accurate columnar body. Each time the stereoscopic sample 2 is rotated, the distance between the lens optical axis 4 of the camera-type scanner 1 and the peripheral surface of the stereoscopic sample 2 changes during one rotation. If this is not possible, out-of-focus spots will be formed in the planar developed image of the surface of the three-dimensional sample 2. Furthermore, if the surface of the three-dimensional sample 2 has irregularities, the out-of-focus state will occur even for a camera lens beyond the range of the depth of field. The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a video scanner device which can always obtain an in-focus image regardless of the positional relationship between the lens optical axis and a subject. The purpose is to: In order to achieve the above object, a video scanner according to the present invention receives a lens, reflected light from a subject input through the lens, and receives the received light. A photoelectric conversion element that generates an electric signal according to the following, a line sensor in which a predetermined number of the photoelectric conversion elements are arranged on a line, a memory unit that stores an output of the line sensor in accordance with a first control signal, Transfer means for transferring the line sensor by unit lines in accordance with a second control signal, focus adjustment means for adjusting the focus of the lens in accordance with the output of the line sensor, and the focus state of the lens from the output of the line sensor When the optimal state is detected by the focus state detecting means for detecting that , And control signal generating means for outputting the first control signal and the second control signal. In the video scanner device of the present invention, when image data is taken in each unit line by a line sensor having a predetermined number of photoelectric conversion elements arranged on a line, the output of the line sensor is taken for each line. The focus of the lens is adjusted accordingly, and when it is detected that the focus state of the lens is in the optimum state, the image data of the line sensor output is stored and the line sensor is moved to the next line. Therefore, an in-focus image is always obtained regardless of the positional relationship between the lens optical axis and the subject. Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the drawings described below, portions common to FIGS. 6 and 7 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. FIG. 1 shows a camera-type scanner according to an embodiment of the video scanner device of the present invention. As shown in the figure, image data is obtained by capturing reflected light from a subject captured by a lens 10 incorporated in a camera-type scanner by a line sensor 11. In the line sensor 11, a predetermined number of photoelectric conversion elements for generating an electric signal corresponding to the received light amount are arranged on a line. (A so-called exposure amount). The image output from the line sensor 11 is A /
The image data is converted into digital image data by the D converter 12 and stored line by line in a memory 13 controlled by the system controller 15 according to a predetermined address. The focus control device 14 moves the lens 10 in the focus direction in accordance with a known technique called a hill-climbing method, based on image data captured by the line sensor 11 as an output of the A / D converter 12. Focusing control is performed by controlling the driving of the motor 17. The system controller 15 is a controller for controlling the overall control of the present system.
A / D conversion control in the D converter 12, control of writing / reading of image data in the memory 13, and driving of the line transfer motor 16 for moving (scanning) the line sensor 11 in a predetermined direction are performed. Control. Here, the line transfer motor 16 is a pulse motor, and the rotation angle of the rotor from the reference position is proportional to the number of input pulse signals from the system controller 15. The sensor 11 is driven so that the distance of one line is 14 μm depending on the size of the photoelectric conversion element (pixel) of the sensor 11. FIG. 2 shows the details of the focus control device 14. As shown in FIG.
It selectively captures image data captured by the line sensor 11, which is the output of the / D converter 12, and determines the gate period according to a control signal from the system controller 15. The high-pass filter 21 is a filter for a spatial frequency. For example, by adding peripheral data weighted by a 5 × 5 matrix calculating means, a portion having a high spatial frequency (in other words, the degree of focus) is obtained. Can be recognized. Here, the focus evaluation value indicating the degree of focusing in a known method called a hill-climbing method generally has a mountain shape as shown in FIG. 3, but by changing the above-mentioned weighting amount, the focus evaluation value shown in FIG. a) or a steep one as shown in FIG. That is, the output of the high-pass filter 21 utilizes the fact that the output level increases as the focus is increased, and is used to determine the focus direction of the lens 10. By the way, in the case of a gentle mountain shape as shown in FIG. 3A, a certain focus evaluation value can be obtained even when the focus is considerably out of focus.
It is possible to move 0 in the focus direction,
It is not suitable for performing fine focus servo. In the case of a sharp streak as shown in FIG. 3B, fine focus servo can be performed. However, since the slope is very small at the foot of the mountain, the focus servo can be performed in the out-of-focus state. It is difficult to determine the focus direction of the lens 10. Therefore, the focus servo can be adjusted by taking an intermediate shape between FIGS. 1A and 1B or using one of FIGS. 1A and 1B depending on the state. Can be performed accurately. The peak hold circuit 22 stores the current peak value of the output of the high-pass filter 21 into the line sensor 11.
Is held until the next peak value from the peak hold circuit 22 obtained by the next line scan is obtained. The peak value of the peak hold circuit 22 is output to the first memory 23 and the system controller 15. The first memory 23 stores only the latest peak value. When the peak value of the next scan is output from the peak hold circuit 22, the first memory 23 stores the currently held one line period. After sending the previous peak value to the second memory 24, it is updated to the peak value of the new line period. The output of the first memory 23 and the output of the second memory 24 are compared by a comparator 25, and the focus motor 17 is driven according to the difference. That is, the direction in which the output level of the high-pass filter 21 becomes maximum is determined by the hill-climbing method shown in FIG. 3, and the lens 10 is moved in the in-focus direction. On the other hand, the system controller 15 compares the output signal of the peak hold circuit 22 with a predetermined reference level, recognizes that the focus has been obtained when the output signal exceeds the reference level, and moves the line sensor 11 to the next line. Next, the operation of the video scanner device having such a configuration will be described with reference to FIGS. First,
As shown in FIG. 5, it is assumed that the imaging of the three-dimensional sample 2 is performed in a state where the positional relationship of the center axis 3 of the three-dimensional sample 2 orthogonal to the lens optical axis 4 is broken. Then, first, image data from the upper end to the lower end of the three-dimensional sample 2 is obtained by the scanning of the line sensor 11, but a difference occurs in the distance of the lens optical axis 4 from the upper end to the lower end. If the focus is uniquely adjusted at the position of the hatched portion (a), the focus will be blurred otherwise. Therefore, first, the line sensor 11
The image output of the three-dimensional sample 2 at the line is taken in, and A /
When the image data output from the D converter 12 is taken into the high-pass filter 21 via the gate 20 of the focus control device 14, the peak value of the output of the high-pass filter 21 is held by the peak hold circuit 22, and the peak hold circuit 22 Is stored in the first memory 23 and output to the system controller 15. Here, when the first image is taken in the first line by the line sensor 11, the peak hold circuit 22 holds the peak value of the output of the high-pass filter 21 for the first time. Since the peak value is stored and the peak value is not sent to the second memory 24, the output of the first memory 23 and the output of the second memory 24 are compared by the comparator 25. I can't. Therefore, the focus control device 14 drives the focus motor 17 so as to move the lens 10 in a predetermined direction by a predetermined amount. In this state, when the image of the first line similar to the above is captured again by the line sensor 11, the image data output from the A / D converter 12 is captured by the high-pass filter 21 via the gate 20, and the high-pass filter 21 outputs the image data. The new peak value, which is the output of 21, is held by the peak hold circuit 22. When the new peak value held by the peak hold circuit 22 is output, the first memory 2
3 transmits the currently held peak value to the second memory 24 and is updated to a new peak value. In this state, the comparator 2
5, the comparator 25 compares the output of the first memory 23 with the output of the second memory 24, and the direction in which the output level of the high-pass filter 21 is maximized by the hill-climbing method described with reference to FIG. Is determined, and the lens 10 is moved in the focus direction. With several movements of the lens 10 in the focusing direction, the image data of the first line is repeatedly fetched until the output level of the high-pass filter 21 becomes maximum, and the output level of the high-pass filter 21 becomes maximum. Then, the system controller 15 compares the output signal of the peak hold circuit 22 with a predetermined reference level, recognizes that the focus has been obtained when the output signal is equal to or higher than the reference level, drives the line transfer motor 16, and causes the line sensor 11 to operate next. (The second line) by 14 μm. Next, when the image output of the three-dimensional sample 2 on the second line is captured by the line sensor 11, A /
The image data output from the D converter 12 is taken into the high-pass filter 21 via the gate 20, and a new peak value output from the high-pass filter 21 is held by the peak hold circuit 22. At this time, the peak hold circuit 22 holds the peak value of the output of the high-pass filter 21 of the first line scanned last time, and outputs the new peak value which is the output of the high-pass filter 21 of the second line. Then, the peak value is held. When the new peak value held by the peak hold circuit 22 is output, the first memory 23 sends the currently held peak value to the second memory 24 and then updates the new peak value. When the first memory 23 stores the new peak value, the comparator 25 compares the output of the first memory 23 with the output of the second memory 24, and outputs the output level of the high-pass filter 21 by the above-mentioned hill-climbing method. Is determined, and the lens 10 is moved in the focus direction. At this time, as described above, the capture of the image data of the first line is repeatedly performed along with the movement of the lens 10 in the focus direction until the output level of the high-pass filter 21 reaches the maximum. When a certain difference becomes 0, the system controller 15 compares the output signal of the peak hold circuit 22 with a predetermined reference level, recognizes that the focus has been obtained when the signal is equal to or higher than the reference level, and drives the line transfer motor 16, The line sensor 11 is transferred to the next line (third line) by 14 μm. In this way, the image data from the upper end to the lower end of the three-dimensional sample 2 is taken in a state where the focus is taken for each scanning line of the line sensor 11. Thereafter, every time the three-dimensional sample 2 is rotated, for example, 90 degrees about the rotation axis 3, the image data from the upper end to the lower end of the three-dimensional sample 2 is captured. By performing the measurement in the taken state, a planar developed image of the surface of the three-dimensional sample 2 can be obtained without any out-of-focus spots. As described above, in this embodiment, when image data is taken in unit lines by the line sensor 11 in which a predetermined number of photoelectric conversion elements are arranged on a line, the output of the line sensor 11 is taken for each line. Lens 1 according to
The focus adjustment of 0 is performed, and when it is detected that the focus state of the lens 10 is in the optimum state, the image data of the output of the line sensor 11 is stored, and the line sensor 11 is moved to the next line. Therefore, an in-focus image is always obtained regardless of the positional relationship between the lens optical axis and the three-dimensional sample 2 as the subject. When the surface of the three-dimensional sample 2 has irregularities, even if the surface of the three-dimensional sample 2 is beyond the range of the depth of field of the camera lens, the focus adjustment for each unit line of the line sensor 11 causes out-of-focus. No more. As described above, according to the video scanner of the present invention, when the image data is taken in each unit line by the line sensor having a predetermined number of photoelectric conversion elements arranged on the line, For each line, the focus of the lens is adjusted in accordance with the output of the line sensor, and when it is detected that the focus state of the lens is in the optimum state, the image data of the line sensor output is stored and the line sensor is Since the image is transferred to the next line, an in-focus image can always be obtained regardless of the positional relationship between the lens optical axis and the subject.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明のビデオスキャナ装置の一実施例に係る
カメラ型スキャナを示す図である。 【図2】図1のフォーカス制御装置の詳細を示す図であ
る。 【図3】図1のフォーカス制御装置のフォーカス制御に
おける山登り法を説明するための図である。 【図4】図1のカメラ型スキャナの動作を説明するため
のフローチャートである。 【図5】図1のカメラ型スキャナの動作を説明するため
の図である。 【図6】従来のカメラ型スキャナを示す図である。 【図7】従来のカメラ型スキャナを示す図である。 【符号の説明】 10 レンズ 11 ラインセンサ 12 A/D変換器 13 メモリ 14 フォーカス制御装置 15 システムコントローラ 16 ライン移送用モータ 17 フォーカスモータ 20 ゲート 21 ハイパスフィルタ 23 第1メモリ 24 第2メモリ 25 比較器
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a camera-type scanner according to an embodiment of the video scanner device of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating details of a focus control device in FIG. 1; FIG. 3 is a diagram for explaining a hill-climbing method in focus control of the focus control device of FIG. 1; FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the camera-type scanner shown in FIG. 1; FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the camera-type scanner shown in FIG. 1; FIG. 6 is a diagram showing a conventional camera-type scanner. FIG. 7 is a diagram showing a conventional camera-type scanner. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Lens 11 Line sensor 12 A / D converter 13 Memory 14 Focus controller 15 System controller 16 Line transfer motor 17 Focus motor 20 Gate 21 High pass filter 23 First memory 24 Second memory 25 Comparator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/222 - 5/257 H04N 1/19 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 5/222-5/257 H04N 1/19

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 レンズと、 前記レンズを介して入力する被写体からの反射光を受光
し、受光した光量に応じた電気信号を生成する光電変換
素子と、 前記光電変換素子をライン上に所定数個配置したライン
センサと、 第1制御信号に応じて前記ラインセンサの出力を記憶す
るメモリ手段と、 前記ラインセンサを第2制御信号に応じて単位ラインづ
つ移送する移送手段と、 前記ラインセンサの出力に応
じて前記レンズのフォーカス調整をなすフォーカス調整
手段と、 前記ラインセンサの出力から前記レンズのフォーカス状
態が最適状態にあることを検出するフォーカス状態検出
手段と、 前記フォーカス状態検出手段により、前記最適状態が検
出されたとき、前記第1制御信号及び前記第2制御信号
を出力する制御信号生成手段とからなることを特徴とす
るビデオスキャナ装置。
(57) A lens, a lens, a photoelectric conversion element that receives reflected light from a subject input through the lens, and generates an electric signal according to the received light amount; A line sensor in which a predetermined number of photoelectric conversion elements are arranged on a line; memory means for storing an output of the line sensor in accordance with a first control signal; and transfer of the line sensor in unit lines in accordance with a second control signal A transfer unit that performs focus adjustment of the lens in accordance with an output of the line sensor; and a focus state detection unit that detects that the focus state of the lens is in an optimal state from the output of the line sensor. A control signal generator that outputs the first control signal and the second control signal when the optimum state is detected by the focus state detection unit; And a video scanner device.
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