JPH01120517A - 画像検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ＣＣＤラインセンサなどのイメージセンサを
用いて合焦判別するオートフォーカス装置の画像検出方
法に関するものである。

（発明の技術的背景） ＣＣＤラインセンサなどのイメージセンサを用いたオー
トフォーカス方法が種々提案されている。しかしこのオ
ートフォーカス動作にはその動作に適した画像領域の投
影光がイメージセンサに入力されていることが前提とな
る０例えば単一Ｅ！１度の画像領域や濃度変化の頻度が
少ない領域では正しいオートフォーカス動作ができず誤
動作の原因となる。

そこでオートフォーカス動作に先行してオートフォーカ
スに適する画像領域であるか否かを判断する方法が提案
されている０例えばイメージセンサの出力信号を所定の
二値化レベルで二値化し、その極性及転回ａ換言すれば
白黒反転回数を求め所定回数以上であれば画像有りとす
るものがある。しかしこの方法は画像のパックグテウン
ド濃度やフィルム原画のネガ・ポジ極性により二値化レ
ベルを変更する必要があるため、バックグラウンド濃度
を予め求めておく必要が生じる０例えば最初の走査（プ
リスキャン）によって画像全面のヒストグラムを求め、
このヒストグラムを用いてバックグラウンド濃度を決め
る方法がある。しかしこのように画像全面のプリスキャ
ンによりヒストグラムを求めるものでは動作時間が長く
なるという問題が生じる。ここに動作時間を短縮するた
めに小さい領域のみの画像信号に基づきヒストグラムを
作ることも考えられるが、この場合には精度が低下する
という問題が生じる。

特に、文字列など画像密度の高い画像部分でバックグラ
ンド濃度を求め、このバックグランド濃度より２値化の
スライスレベルを決めると、適切なスライスレベルより
高目のスライスレベルとなり、また、ネガ画像のときは
、低目のスライスレベルとなってしまう欠点が生じる。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、フ
ィルム原画のネガ・ポジ極性が不明な場合であっても、
狭い領域の画像信号を用いて短時間で高精度に画像の有
無を判断できるオートフォーカス装置の画像検出方法を
提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明によればこの目的は１画像投影光をイメージセン
サにより走査して得られるイメージセンサの出力信号を
用いて、投影レンズを合焦位置に制御するオートフォー
カス装置の画像検出方法において、前記イメージセンサ
の出力信号に対する画素数を示すヒストグラムを求め、
このヒストグラムを設定値と比較し、前者の最大値が後
者以下なら適切な画像有りとしてオートフォーカス動作
を行う一方、前者の最大値が後者以上ならばこのヒスト
グラムを用いて二値化レベルを求め、この二値化レベル
を用いてイメージセンサの出力信号を二値化して極性反
転回数を！ｉ算し、この極性反転回数が一定値以上にな
るフォーカスゾーンを画像有りとしてオートフォーカス
動作を行うことを特徴とする装置の画像検出方法により
達成される。

（原理） 第５図のＮ−１、Ｐ−１はマイクロリーダプリンタにお
けるＣＣＤラインセンサの出力信号Ｖの時間ｔに対する
変化を、また同図Ｎ−２、Ｐ−２はそれぞれのヒストグ
ラムを示している。

ここにＮ−１，Ｎ−２は原画がネガフィルムの場合、Ｐ
−１，Ｐ−２はポジフィルムの場合である。

一般に原稿の黒化率は６％程度であり、高くても２０〜
３０％が限界である。従ってラインセンサ上ではバック
グラウンドに対応する画素が圧倒的に多くなる。またこ
のバックグラウンドの濃度は同一のフィルムであればそ
の変動が少なく比較的安定している。従って出力信号Ｖ
（濃度りに対応している）に対する画素数Ｎを示すヒス
トグラム（Ｎ−２、Ｐ−２）は、バックグラウンド濃度
ＤＩ、Ｄ２に大きな最大値Ａ、Ｂを持つことになる。そ
して適切な画像が含まれていなければその最大値は著し
く高くなり、また画像が含まれていれば低くなると共に
広がることになる。なお各ヒストグラムの面積はライン
センサの画素数に対応して一定である。

このヒストグラムからバックグラウンド濃度Ｄ１．Ｄ２
および二値化レベルａ、ｂを求める場合には、最大値Ａ
、Ｂの山が高くその幅が狭い方がバックグランド部分が
多い領域にてヒストグラムを求めたことになるので精度
向上の点から望ましい。

本発明はこのような点に着目し、狭い領域の画像信号か
ら求めたヒストグラムの最大値が設定値％以下とな、る
場合には画像有りとし、この領域を用いてオートフォー
カス動作を行うことにより動作時間の大幅の短縮を可能
とする。ここに設定値χは、バックグラウンドのみの画
像の時における合焦時のヒストグラム゛の最大値付近に
設定しておくのが望ましい。

またヒストグラムの最大値が設定値％以上となって適切
な画像無しと判断した時には、この時のヒストグラムは
山が高く幅が狭くなりバックグラウンド濃度を高精度に
決定するのに好適であることに着目し、二値化レベルａ
、ｂを求める０例えば第５図に示すように、ネガ原稿の
時にはヒストグラムが最大となる濃度Ｄ１より濃い側に
画像が有り、反対にポジ原画の時には濃度Ｄ？より薄い
側に画像が有る。従ってヒストグラムの最大値の山が一
定の設定値χ０と交わる２点のうち大きい点の濃度に一
定値αを加算した濃度ａをネガの二値化レベルに、また
小さい点の濃度から一定値βを減算した濃度すをポジの
二値化レベルに採用することができる。

本発明はヒストグラムの最大値が設定値％以上となって
画像無しと判断した時には、この山が高く幅が狭いヒス
トグラムを用いて前記のように二値化レベルａ、ｂを求
め、以後はフォーカスゾーンを変更しながら、リアルタ
イムでラインセンサの出力信号を二値化し、その極性反
転回数が一定以上となるフォーカスゾーンを画像有りと
するものである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例であるリーダプリンタの全体
概略図、第２図はそのオートフォーカス制御装このブロ
ック図、第３図は動作の流れ図、また第４図は各部出力
波形図である。

第１．２図において符号ｌＯはマイクロフィッシュやマ
イクロロールフィルムなどのマイクロ写真の原画である
。１２は光源であり、光源１２の光はコンデンサレンズ
１４、防熱フィルタ１６、反射鏡１８を介して原画１０
の下面に導かれる。

リーダモードにおいては、原画ｌＯの透過光（画像投影
光）は、投影レンズ２０、反射鏡２２．２４．２６によ
って透過型スクリーン２８に導かれ、このスクリーン２
８に原画１０の拡大投影像を結像する。プリンタモード
においては、反射鏡２４は第１図仮想線位置に回動し、
投影光は反射鏡２２．３０．３２によってＰＰＣ方式の
スリット露光型プリンタ３４に導かれる。プリンタ３４
の感光ドラム３６の回転に同期して反射鏡２２．３０が
移動し、感光ドラム３６上に潜像が形成される。この潜
像は所定の極性に帯電されたトナーにより可視像化され
、このトナー像が転写紙３８に転写される。

５０はフォーカス制御用光学系であり、画像投影光の光
軸上に配ｌされた半透鏡５２と、投影レンズ５４と、イ
メージセンサとしてのＣＣＤラインセンサ５６と、サー
ボモータ５８とを備える。

投影レンズ２０を通過した投影光の一部は半透鏡５２に
より投影レンズ５４を通してラインセンサ５６に導かれ
る。ラインセンサ５６はモータ５８により光軸に直交す
る方向へ移動可能となっている。また投影レンズ５４は
、投影光がスクリーン２８あるいは感光ドラム３６の投
影面上に合焦する位置に投影レンズ２０を置いた時に、
ラインセンサ５６の受光面上にも正確に結像するように
、その焦点距離が決められている。

オートフォーカス機構は投影レンズ２０を光軸方向に進
退動させるサーボモータ６０を備え、投影光がスクリー
ン２８あるいは感光ドラム３６の投影面上に正しく結像
す、るように制御手段４８により焦点制御される。

制御手段４８は第２図に示すように構成される。すなわ
ちクロック６２が出力するクロックパルスに同期してＣ
ＯＤドライバ６４はラインセンサ５６を駆動する。この
ラインセンサ５６はその一走査毎に各画素の入射光量に
対応して電圧変化するパルス電圧を出力する。このパル
ス電圧は、各画素の特性のバラツキなどのために同じ光
驕が投影されていても各画素毎に変動する。信号処理回
路６６は各画素のこの特性のバラツキを補正し、かつ波
形整形して第５図Ｎ−１，Ｐ−１の出力信号■とする。

このように信号処理された出力信号ＶはＡ／Ｄ変換器６
８でデジタル信号に変換され、入力インターフェース７
０を介してＣＰＵ７２に入力される。

第２図で７４はＣＰＵ７２の制御プログラム等を記憶す
るＲＯＭ、７６はＲＡＭ、７８は出力インターフェース
、８０および８２はＤ／Ａ変換器、８４．８６はそれぞ
れモータ５８．６０を駆動するドライバである。

第２図で１００，１０２は比較器であり、各比較器１０
０，１０２の非反転入力端には出力信号■が入力され、
反転入力端にはそれぞれ後記するようにしてＣＰＵ７２
で求めたネガ用およびポジ用の二値化レベルａ、ｂが入
力される（第５図参照）、従ってこれら比較器１００，
１０２の出力は第４図Ｎ−２で示すようにＶ＞ａ、Ｖ＞
ｂの範囲でＨレベルとなる。１０Ｂ、１１０は単安定マ
ルチバイブレータであり、比較器１００．１０２の出力
ｃ、ｄの波形の立上がりに同期して一定時間幅の極性反
転パルスｅ、ｆを出力する。

これらの極性反転パルスｅ、ｆはラインセンサ５６の一
走査毎にカウンタ１１２．１１４で積算される。これら
のカウント値Ｎ　ｎ　、　Ｎ　ｐはそれぞれ極性反転回
数を示し、それぞれ設定器１１６．１１８で設定された
一定値Ｍ　ｎ　、　Ｍ　ｐと比較器１２０．１２２にお
いて比較される。そして各カウント値Ｎｎ、Ｎｐが一定
値Ｍ　ｎ　、　Ｍ　ｐに達すると比較器１２０，１２２
は画像有りとしてＨレベルとなる信号ｇ、ｈを出力する
。信号ｇ、ｈはＣＰＵ７２に入力され、いずれかの信号
ｇまたはｈがＨレベルとなればＣＰＵ７２は画像有りと
する。この時Ｈレベルとなる信号ｇまたはｈに対応して
原画のネガ・ポジを判断し、対応した二値化レベルａま
たはｂを用いてオートフォーカス動作を行う。

次に本実施例の動作を説明する。制御手段４８は、ＣＰ
Ｕ７２で設定されたゾーンに対応する領域の投影光がラ
インセンサ５６に入射するようにサーボモータ５８を制
御する。使用者は反射鏡２４を第１図実線位置においた
リーダモードを選択し、目標原画をスクリーン２８に投
影させる（第３図のステップ１００）、この投影光の一
部は半透鏡５２によってラインセンサ５６に導かれる。

制御手段４８は次にラインセンナ５６の出力信号Ｖを読
み込んで記憶する一方（ステップ１０２）、この出力信
号Ｖに基づいて露光量測定を行う（ステップ１０４）、
すなわち信号処理回路６６の出力信号Ｖはインターフェ
ース７０を介してＣＰＵ７２に読込まれ、ＣＰＵ７２で
露光量制御が行われる。露光量が適正でなければ（ステ
ップ１０６）光量を変更しくステップ１０８）、再度露
光量測定を行う、この露光量の調整は１例えばラインセ
ンサ５６の各画素の出力信号電圧のうち、バックグラウ
ンド領域に対応する画素の電圧を選んでこれが所定電圧
になるように光源１２の光量を調整することにより行わ
れる。

次に制御手段４８はラインセンサ５６に入力された投影
光に適切な画像が含まれるか否かを判断する。すなわち
出力信号Ｖに基づき第４図Ｎ−２、Ｐ−２に示すヒスト
グラムを求め（ステップ１１０）、その最大値が設定値
％以下であれば（ステップ１１２）適正な画像が有ると
して（ステップ１１４）制御手段４８はオートフォーカ
ス制御を行う（ステップ１１６）。

このオートフォーカス制御の方法は種々のものが適用可
能であり、例えば出力信号Ｖからコントラストが最大と
なる投影レンズ２０の位置を求め、その位ごを合焦とす
る（ステップ１１８）。

この合焦状態でプリンタモードにすれば（ステップ１２
０）、反射鏡２４が第１図仮想線位置に回動し、転写紙
３８に画像が転写されてハードコピーが得られる。

ステップ１１２においてヒス、トゲラムの最大値が設定
値％以上になれば適切な画像が無いものとして制御手段
４８はこのヒストグラムを用いてネガ用およびポジ用に
二値化レベルａ、ｂを求める（ステップ１２２）、すな
わち前記したようにヒストグラムの最大値の山が設定値
χ０と交わる２点のうち大きい方の点の濃度に一定値α
を加算してネガ用のレベルａを、小さい方の濃度から一
定値βを減算してポジ用のレベルｂを求める。

ＣＰＵ７２はラインセンサ５６をモータ５８により移動
して異なるフォーカスゾーンを選定しくステップ１２４
）、新たに走査して得られる出力信号Ｖをこれらの二値
化レベルａ、ｂによりリアルタイムで二値化しくステッ
プ１２６）、その極性反転回数Ｎｎ、Ｎｐをカウンタ１
１２．１１４で積算する（ステップ１２８）。そしてカ
ウント値Ｎｎ、Ｎｐが一定値Ｍ。、　Ｍ　ｐより大きけ
れば比較器１２０．１２２は画像有りとするＨレベルの
信号ｇまたはｈをＣＰＵ７２に出力する（ステップ１３
０）。ＣＰＵ７２は信号ｇ、ｈのいずれもがＨレベルに
ならなければ画像無しとして新しい領域にラインセンサ
５６を移動させステップ１２６〜１３０の動作を鰻り返
す、信号ｇ、ｈのいずれかがＨレベルであれば適正な画
像有りとしくステップ１１４）制御手段４８はオートフ
ォーカス制御を行う（ステップ１１６，１１８）。そし
てプリンタモードにすればハードコピーが得られる（ス
テップ１２０）。また、本発明はネガ・ポジの種類を手
動入力し、これに対応して二値化レベルａ、ｂの一方の
みを求めるようにしたものを含む。

なおイメージセンサはＣＣＤラインセンサに限られるも
のではなく、ＭＯ３型ラインセンサ、あるいはエリアセ
ンサであってもよい。

（発明の効果） 本発明は以上のように、イメージセンサの出力信号のヒ
ストグラムを求め、このヒストグラムの最大値が設定値
以下であればオートフォーカスに適した画像有りと判断
して、オートフォーカス動作を行うから、動作時間が非
常に短縮できる。またヒストグラムの最大値が設定値以
上であれば文字列と画像密度の高い部分以外の領域でヒ
ストグラムを求めたと判断することが可能なので画像無
しとし、この時のヒストグラムは山が高いのでバックグ
ラウンド濃度を高精度に決定するのに好適であるから、
このヒストグラムを用いて二値化レベルを求める。そし
て以後新しいフォーカスゾーン毎にリアルタイムでイメ
ージセンサ出力信号を二値化しその極性反転回数が一定
以上なら画像有りとする。このため画像の全面に対する
ヒストグラムを求めるまでもなく狭い領域に対するヒス
トグラムから画像の有無を短時間かつ高精度に判断でき
る。また二値化レベルを求めた後は極性反転回数が新た
なフォーカスゾーンに対しリアルタイムで求められるか
ら動作時間が長くなることも無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるリーグプリンタの全体
概略図、第２図はそのオートフォーカス制御装置のブロ
ック図、第３図は動作の流れ図、第４図は各部の出力波
形図、第５図は原理を説明するためのイメージセンサの
出力信号およびそのヒストグラムを示す図である。 ｉｏ・・・原画、 ２０・・・投影レンズ、 ５６・・・−次元固体イメージセンサ、χ・・・設定値
、 ａ、ｂ・・・二値化レベル、 Ｎ、、Ｎ、、・・・極性反転回数。 特許出願人　富士写真フィルム株式会社代　理　　人　
　弁理士　　山　　１）　文　　雄（他１名） 第１図 手続補正書（自発） 昭和６２年１２月２２日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １゜事件の表示 昭和６２年特許願第２７７３２８号 ２、発明の名称 画像検出方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　神奈川県南足柄市中沼２１０番地名称　（５２０
）富士写真フィルム株式会社代表者　　大　西　　　實 ４、代理人 住　所　　東京都港区西新橋１丁目６番２１号大和銀行
虎ノ門ビル　（電話５９１−７５５６）氏　名　　（８
２２２）弁理士　山　１）文　雄　　、１５、補正命令
の日付 自発 ６、補正により増加する発明の数　　　Ｏ８、補正の内
容 （１）明細書第３頁第１５〜１８行、 「スライスレベルを決めると〜欠点が生じる。」を「ス
ライスレベルを求めた場合には精度低下が大きいという
問題があった。」と補正する。 （以上）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 画像投影光をイメージセンサにより走査して得られるイ
   メージセンサの出力信号を用いて、投影レンズを合焦位
   置に制御するオートフォーカス装置の画像検出方法にお
   いて、 前記イメージセンサの出力信号に対する画素数を示すヒ
   ストグラムを求め、このヒストグラムを設定値と比較し
   、前者の最大値が後者以下なら適切な画像有りとしてオ
   ートフォーカス動作を行う一方、前者の最大値が後者以
   上ならばこのヒストグラムを用いて二値化レベルを求め
   、この二値化レベルを用いてイメージセンサの出力信号
   を二値化して極性反転回数を積算し、この極性反転回数
   が一定値以上になるフォーカスゾーンを画像有りとして
   オートフォーカス動作を行うことを特徴とする画像検出
   方法。