JPH01182813A - 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、ＣＯＤ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） ＣＯＤ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。例えば単一明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
されでいる０例えばラインセンサの出力信号を所定の二
値化レベルで二値化し、その極性反転回数換言すれば白
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。

しかしこの方法は白黒反転回数が全てのフォーカスゾー
ンで所定回数に達しない場合にオートフォーカスできな
いという問題があった。

（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、白
黒反転回数の全てのフォーカスゾーンで所定回数に達し
ない場合であっても最も良好なフォーカスゾーンを選出
してオートフォーカス動作をするようにした画像検出方
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、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、下記の各すなわち、 （ａ）前記イメージセンサの出力信号をネガ用およびポ
ジ用の各二値化レベルと比較し各二値化レベルに対する
極性反転関数を別々に積算し記憶するステップ； （ｂ）各極性反転回数の一方がそれぞれネガ用およびポ
ジ用の一定値以上であれば画像有りとしてオートフォー
カス動作を行うステップ； （ｃ）各極性反転回数が共にネガ用およびポジ用の一定
値以下であればフォーカスゾーンを変更して（ａ）、（
ｂ）の動作を行うステップ；（ｄ）各極性反転回数が全
てのフォーカスゾーンに対して前記一定値以下であれば
、イメージセンサを極性反転回数が最大のフォーカスゾ
ーンに戻してオートフォーカス動作を行うステップ：の
各ステップを有することを特徴とする画像検出方法によ
り達成される。

（実施例） 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、また第４図は各部出力
波形図、第５図は二値化レベルをヒストグラムから求め
る原理説明図でありそのＮ−１，Ｎ−２はネガに対する
出力信号Ｖとヒストグラムを、Ｐ−１，Ｐ−２はポジに
対するものを示すものである。

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、防熱フ身ルタ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ｌＯの拡大投影像を烏像する。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
軸上に配置された半透鏡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６ｏ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
量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４図および第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■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ＣＰｔＪ７２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Ｖ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。１０８．１１０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ｒＩＲｍ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Ｎｎ、Ｎ、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
。９Ｍ、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Ｍｎ、Ｍ、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。ここに一定値Ｍ　ｎ　、
　Ｍ　ｐは画像のゴミやキズによる影響を含めた値に設
定しておくのが望ましい。信号り９ｇはオア回路１２４
に入力され、信号り９ｇのいずれかがＨレベルとなれば
適正な画像有りとしてＣＰＵ７２に信号を送る一方、こ
れらの信号ｇ。

ｈはｃｐｕ７２に入力され、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２００）。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は次にラインセンサ５６の出力信号Ｖを読
み込んで記憶する一方（ステップ２０２）、この出力信
号Ｖに基づいて露光量測定を行う（ステップ２０４）。

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２０６）光量を変更しくステップ２０８）、再度露
光量測定を行う、この露光量の調整は、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、その最大値が設定値％以下であれば（ス
テップ２１０）適正゛な画像が有るとして（ステップ２
１２）制御手段４８はオートフォーカス制御を行う（ス
テップ２１４）、ここでその理由を説明しておく。

第５図１のＮ−１、Ｐ−１はマイクロリーグプリンタに
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に大きな山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。

本実施例ではこのような点に着目し、ヒストグラムの最
大値が設定値０％以下となる場合には画像有りとし、設
定値％以上の時には画像無しとするものである。

このようにして画像有りとした場合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、その位置を合焦とする（ステップ２１８）
。

この合焦状態でプリンタモードにすれば（ステップ２１
８）、反射鏡２４が第１図仮想線位置に回動し、転写紙
３Ｂに画像が転写されてハードコピーが得られる。

ステップ２１２においてヒストグ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４
８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２２０）、すなわ
ち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。この原理を第５図に基づき
説明する。

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ＤＩより―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
用すれば、これらの二値化レベルａ、ｂはバックグラウ
ンド濃度の影響を受けず常に原画に最適な二値化レベル
となる。

本実施例で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
以上あるいは最大となるフォーカスゾーンを求めるもの
である。

このような原理に基づきネガ用およびポジ用の各二値化
レベルａ、ｂを求めた後（ステップ２２０）、ＣＰＵ７
２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２２２）、新た
に走査して得られる出力信号Ｖを前記の二値化レベルａ
、ｂによりリアルタイムで二値化しくステップ２′２４
）、その極性反転回数Ｎｎ、Ｎｐをカライタ１１２．１
１４で積算する（ステップ２２６）、そしてカウント値
Ｎｎ、Ｎ、が一定値Ｍ　ｎ　、　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ｈＩ：ＣＰＵ７２およびオア回路１２４に出力
する（ステップ２２８）。

ＣＰＵ７２は信号ｇ、ｈのいずれもがＨレベルにならず
オア回路１２４の出力がＬレベルであれば画像無しとし
てこの時のカウント値Ｎｎ、Ｎｐをフォーカスゾーンの
位置と共にＲＡＭ７６にメモリする。そして全てのフォ
ーカスゾーンにラインセンサ５６を移動させステップ２
２２〜２３０の動作を繰り返す、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２２
８）制御手段４８はオートフォーカス制御を行う（ステ
ップ２１４，２１６）。

全てのフォーカスゾーンに対して信号ｇ、ｈが共にＨレ
ベルにならなければ（ステップ２３２）、ＣＰＵ７２は
ＲＡＭ７６にメモリしたカウント値Ｎｎ、Ｎｐの最大値
を求め、この最大値となるフォーカスゾーン位置を読出
す（ステップ２３４）。ＣＰＵはこの求めたゾーン位置
にラインセンサ５６を位置合わせすることにより（ステ
ップ２３６）オートフォーカス動作を行う（ステップ２
１４．２１６）、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１２８）。

この実施例ではヒストグラムの最大値が一定値％以下と
なることから予備的に画像の有無を判断しくステップ２
１０，２１２）、このヒストグラムを利用して二値化レ
ベルａ、ｂを求めているので（ステップ２２０）、二値
化レベルａ、ｂの設定が高精度に行える。しかし本発明
はこれらのステップ２１０．２１２．２２０を省き、予
め設定した一定の二値化レベルを用いてステップ２２２
〜２３６の各動作を行うものは包含する。

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、あるりはエリアセ
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をネ
ガ用およびポジ用の二値化レベルで二値化した時の極性
反転回数を積算し、これら積算値がネガ用およびポジ用
の一定値以上になれば画像有りとする一方、一定値以下
であればその積算値と共にフォーカスゾーン位置をメモ
リし、全てのフォーカスゾーンに対して積算値が前記の
一定値以下となった場合には積算値が最大となったフォ
ーカスゾーン位置をメモリから読出してこの位置へイメ
ージリーダを戻し、オートフォーカス動作を行う、従っ
て全てのフォーカスゾーンにおいて極性反転回数の積算
値が一定値に達しなくても、最も良好なフォーカスゾー
ンを選出してオートフォーカス動作を行うことができる
。

【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。 ｌＯ・・・原画、２０・・・投影レンズ、５６・・・−
次元固体イメージセンサ。 ａ、ｂ・・・二値化レベル、 Ｎｎ’、Ｎ、・・・極性反転回数、 Ｍｏ、Ｍ、・・・一定値。 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 （ほか１名） 第１図

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、 下記の各ステップを有することを特徴とする画像検出方
   法： （ａ）前記イメージセンサの出力信号をネガ用およびポ
   ジ用の各二値化レベルと比較し各二値化レベルに対する
   極性反転回数を別々に積算し記憶するステップ； （ｂ）各極性反転回数の一方がそれぞれネガ用およびポ
   ジ用の一定値以上であれば画像有りとしてオートフォー
   カス動作を行うステップ； （ｃ）各極性反転回数が共にネガ用およびポジ用の一定
   値以下であればフォーカスゾーンを変更して（ａ）、（
   ｂ）の動作を行うステップ； （ｄ）各極性反転回数が全てのフォーカスゾーンに対し
   て前記一定値以下であれば、イメージセンサを極性反転
   回数が最大のフォーカスゾーンに戻してオートフォーカ
   ス動作を行うステップ。