JPH06118297A - 画像読取り装置の自動焦点調節装置 - Google Patents

画像読取り装置の自動焦点調節装置

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JPH06118297A
JPH06118297A JP4266429A JP26642992A JPH06118297A JP H06118297 A JPH06118297 A JP H06118297A JP 4266429 A JP4266429 A JP 4266429A JP 26642992 A JP26642992 A JP 26642992A JP H06118297 A JPH06118297 A JP H06118297A
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JP4266429A
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Mitsutoshi Iko
光俊 位高
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Minolta Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動焦点調節動作を簡略化し短時間化できる
ようにする。 【構成】 結像系の位置調節範囲の中央位置とその両側
の位置との3点についてのコントラストを優先して検出
し、中央位置が最大コントラスト位置であればこれを合
焦位置と判定し、そうでなければコントラストの高い側
がどちらの位置であるかを判定し、コントラストの検出
位置を前記コントラストの高い位置の側に移行しながら
最大コントラスト位置かどうかによって順次合焦である
かを判定する制御手段を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像読取り装置の自動焦
点調節装置に関し、詳しくはマイクロフィルムの画像
等、各種の対象画像を投影レンズによりセンサ面上に結
像させて画像を読取るのに、センサ面上の投影画像のコ
ントラストを検出してこれが最大になるように結像系を
位置調節する画像読取り装置の自動焦点調節装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、結像系の光学要素、例えば投影レ
ンズやセンサ面を光軸方向に移動させながら、投影画像
のコントラストを検出し、これが最大になるように結像
系の前記光学要素を位置調節して自動的に焦点調節する
ことは知られている。
【0003】特開昭62−238510号公報は、この
ような装置の一例を開示している。
【0004】開示された1つのものは、投影レンズを最
物体側位置と最像側位置との間を一方から他方へ移動さ
せながら、先の位置でのコントラストと次の位置でのコ
ントラストとの差を演算することを順次行い、この差が
正からゼロまたは負に変化した時点を合焦位置とするい
わゆる山登り法である。
【0005】開示された今1つのものは、最物体側位置
から最像側位置までの全範囲についてのコントラストを
検出し、そのうちのコントラストが最大であった位置を
合焦と判定するいわゆる全スキャン法である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、全スキャン法
は、結像系の光学要素を最物体側位置から最像側位置ま
での全範囲について一旦移動させて、この全範囲につい
てコントラストを検出する必要があるし、合焦位置を判
定した後再度結像系の光学要素を合焦位置に移動させな
ければならないので、自動焦点調節に長い時間が掛か
る。
【0007】また山登り法でも、結像系の光学要素の合
焦位置が、移動開始位置から離れている場合は、全スキ
ャン法と変わらない。
【0008】そこで本発明は、結像系の光学要素の少な
い移動で短時間で焦点調節することができる画像読取り
装置の自動焦点調節装置を提供することを課題とするも
のである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような課
題を達成するために、対象画像を投影レンズによりセン
サ面上に結像させて画像を読取るのに、センサ面上の投
影画像のコントラストを検出してこれが最大になるよう
に結像系を位置調節する画像読取り装置の自動焦点調節
装置において、結像系の位置調節範囲の中央位置とその
両側の位置との3点についてのコントラストを優先して
検出し、中央位置が最大コントラスト位置であればこれ
を合焦位置と判定し、そうでなければコントラストの高
い側がどちらの位置であるかを判定し、コントラストの
検出位置を前記コントラストの高い位置の側に移行しな
がら最大コントラスト位置であるかどうかによって順次
合焦であるかを判定する制御手段を備えたことを第1の
特徴とするものである。
【0010】また、結像系の位置調節範囲の中央位置と
その両側のいずれかの位置との2点についてのコントラ
ストを優先して検出し、コントラストの高い側の位置を
判定しこの高い側に次の検出位置を移行しながら最大コ
ントラスト位置であるかどうかによって順次合焦を判定
する制御手段を備えたことを第2の特徴とするものであ
る。
【0011】また、結像系の位置調節範囲の最物体側位
置および最像側位置と中央位置との3点についてのコン
トラストを優先して検出し、最物体側位置および最像側
位置のうちの中央位置とのコントラストとの差が小さい
方を判定し、中央位置から最物体側位置および最像側位
置のうちの前記差が小さい側に検出位置を移行しながら
最大コントラスト位置かどうかによって順次合焦を判定
する制御手段を備えたことを第3の特徴とするものであ
る。
【0012】また、結像系の位置調節範囲の最物体側位
置および最像側位置と中央位置との3点についてのコン
トラストを優先して検出し、最物体側位置および最像側
位置と中央位置との各コントラストの差を判定し、これ
らの差が所定範囲内であれば中央位置が合焦位置である
と判定する制御手段を備えたことを第4の特徴とするも
のである。
【0013】また、結像系の位置調節範囲の中央位置の
両側の位置である2点についてのコントラストを優先し
て検出し、最物体側位置および最像側位置のコントラス
トの差を演算し、この差が所定範囲内であれば中央位置
が合焦位置であると判定し、そうでなければコントラス
トの高い側がにコントラストの検出位置を移行しながら
最大コントラスト位置かどうかによって順次合焦である
かを判定する制御手段を備えたことを第5の特徴とする
ものである。
【0014】さらに、結像系の位置調節範囲の特定の複
数位置についてのコントラストを優先して検出し、それ
ら各位置でのコントラストの差から合焦位置を判定する
のに、合焦条件がない場合、中央位置を合焦位置と擬制
する制御手段を備えたことを第6の特徴とするものであ
る。
【0015】
【作用】本発明の第1〜第6の特徴における上記構成で
は、対象画像を投影レンズによりセンサ面上に結像させ
て画像を読取るのに、センサ面上の投影画像のコントラ
ストを検出してこれが最大になるように結像系を位置調
節するが、第1の特徴の構成によれば、制御手段によっ
て、結像系の位置調節範囲の中央位置とその両側の位置
との3点についてのコントラストが優先して検出され、
中央位置が最大のコントラストであればこれを合焦位置
と判定し、そうでなければコントラストの高い側が前記
3点のどちらの側であるかを判定するとともに、コント
ラストの検出位置をコントラストの高い側に移行しなが
ら最大コントラスト位置かどうかによって順次合焦位置
であるかを判定するので、前記3点でのコントラストよ
りも低いコントラスト部分への結像系の移動とコントラ
ストの検出および演算を省略して合焦位置を判定するこ
とができる。
【0016】また、第2の特徴の構成によれば、制御手
段によって、結像系の位置調節範囲の中央位置とその両
側のいずれかの位置との2点についてのコントラストが
優先して検出され、コントラストの高い側の位置を判定
しこの高い側に次の検出位置を移行しながら最大コント
ラスト位置かどうかによって順次合焦位置であるかを判
定されるので、前記2点でのコントラストよりも低いコ
ントラスト部分への結像系の移動とコントラストの検出
および演算を省略して合焦位置を判定することができ
る。
【0017】また、第3の特徴の構成によれば、制御手
段によって、結像系の位置調節範囲の最物体側位置およ
び最像側位置と中央位置との3点についてのコントラス
トが優先して検出され、最物体側位置および最像側位置
のうちの中央位置とのコントラストとの差が小さい方を
判定するとともに、中央位置から最物体側位置および最
像側位置のうちの前記差が小さい側に検出位置を移行し
ながら最大コントラスト位置かどうかによって順次合焦
位置を判定するので、最物体側位置および最像側位置の
うちの、前記中央位置とのコントラストの差が小さい側
から中央位置までの間での結像系の停止とコントラスト
の検出および演算を省略して、合焦位置を判定すること
ができる。
【0018】また、第4の特徴の上記構成によれば、制
御手段によって、結像系の位置調節範囲の最物体側位置
および最像側位置と中央位置との3点についてのコント
ラストが優先して検出され、最物体側位置および最像側
位置と中央位置とのコントラストとの差を判定し、これ
らの差が所定範囲内であれば中央位置が合焦位置である
と判定するので、結像系の少ない停止位置とコントラス
トの検出および演算にて合焦位置を判定することができ
る。
【0019】また、第5の特徴の上記構成によれば、制
御手段によって、結像系の位置調節範囲の中央位置の両
側の位置である2点についてのコントラストが優先して
検出され、最物体側位置および最像側位置のコントラス
トとの差を演算し、これらの差が所定範囲内であれば中
央位置が合焦位置であると判定し、そうでなければコン
トラストの高い位置の側にコントラストの検出位置を移
行しながら最大コントラスト位置かどうかによって順次
合焦であるかを判定するので、少なくとも前記2点のコ
ントラストよりも低いコントラストの部分への結像系の
移動とコントラストの検出および演算を省略し、さらに
2点のコントラストの低い側のコントラスト部分での結
像系の停止位置とコントラストの検出および演算を省略
して、合焦位置を判定することができる。
【0020】また、第6の特徴の上記構成によれば、制
御手段によって、結像系の位置調節範囲の特定の複数位
置についてコントラストが検出され、それら各位置での
コントラストの差から合焦位置を判定するのに、合焦条
件が得られない検出不良状態の場合、中央位置を合焦と
擬制するので、コントラストの検出が不良であった場合
でも疑似合焦状態を得ることができる。
【0021】
【実施例】以下本発明の幾つかの実施例について、添付
の図面を参照しながら詳細に説明する。
【0022】図1は本発明が適用されるマイクロフィル
ムの画像を読取る画像読取り装置の全体構成を示してい
る。
【0023】この装置は16mmのロール状マイクロフ
ィルム1を装置本体2内に装填して用いるものである。
【0024】マイクロフィルム1は、リール3に巻かれ
ており、これが装置本体2に装着される。装着されたリ
ール3のマイクロフィルム1は、巻取りリール4の巻き
取りによって図1に示す矢印aの方向に駒送りされ、所
定の画像が読みとられるようにする。
【0025】画像の読取り位置には、送られてきた駒の
画像を照明するハロゲンランプ5と、画像を読み取るC
CDイメージセンサ6と、照明される画像をCCDイメ
ージセンサ6のセンサ面6aに結像させる投影レンズ7
とが設けられている。8はコンデンサレンズである。
【0026】CCDイメージセンサ6はラインセンサで
あり、図1、図2に示すように自身の長手方向がマイク
ロフィルム1の長手方向、つまり前記矢印aで示す送り
方向と直角な向きになるように配置され、画像をマイク
ロフィルム1の長手方向と直角な向きに主走査して画像
を読取る。
【0027】リール3および巻取りリール4は、装置本
体2内に設けられた図2に示すロールフィルムキャリア
11に支持され、マイクロフィルム1を前記矢印aで示
す方向に前記駒送りしたり、1駒の画像を同方向に移動
させてこれを副走査とし、前記CCDイメージセンサ6
による画像の読取りが1駒分の画像の全体に及ぶように
している。
【0028】画像読取りに際し、センサ面6aに画像が
鮮明に結像されるように自動焦点調節が行われる。
【0029】この自動焦点調節は本実施例の場合、CC
Dイメージセンサ6を光軸方向に移動させて行うように
なっている。しかしこれに限られることはなく、投影レ
ンズ7を移動させても行える。要するに結像系の光学要
素の相対位置を変更すればよい。
【0030】本実施例での読取りの対象画像は、ネガ画
像を対象としている。図3は16mmのマイクロフィル
ム1上の各駒のネガ画像12を示している。
【0031】本実施例では図4に示すようにネガ画像1
2のエッジ部12aでの画像部と非画像部との間に生じ
るコントラストが最大であるとき、結像系は合焦状態に
あると判定し、このときの位置にCCDイメージセンサ
6を停止させ、画像の読取りが行われるようにする。
【0032】図5は自動焦点調節の全体のフローチャー
トを示している。これについて説明する。
【0033】まずエッジ検索処理を行う。これは図3に
示すようにCCDイメージセンサ6が画像12の副走査
方向の中央に位置するようにマイクロフィルム1を矢印
aで示す長手方向に移動させる。これにより、画像12
のエッジ12aがCCDイメージセンサ6のセンサ面6
aの所定の位置と的確に対応するようにする。
【0034】次に露光調節処理を行う。これは画像の読
取りに際し画像信号が得られる露光量に合わせるためで
ある。具体的には画像の白部分を読みとった信号と、黒
部分を読みとった信号との差が所定の値となるように調
節する。
【0035】最後にオートフォーカス処理を行う。この
処理はCCDイメージセンサ6を、図6に示すように最
物体側位置aから最像側位置eまでの5段階に位置調節
したときの各位置でのコントラストを検出し、これが最
大となる位置を合焦と判定する制御を行う。
【0036】図7はこのような制御を行う制御回路を示
している。制御はCPU21によって行われる。CCD
イメージセンサ6はCPU21とともにクロック部22
からのクロックを与えられ、これをCCDドライバ23
に受けてCPU21での画像読取り制御に合った周期に
て画像信号を出力する。
【0037】CCDイメージセンサ6からの出力は、信
号処理回路24、A/D変換器25、入力インターフェ
ース26を介しCPU21に入力される。
【0038】また露光調節のための露光制御回路27
は、A/D変換器25からの信号を受けて現時点での露
光量を演算し、これを入力インターフェース26を介し
CPU21に入力する。この入力に応じCPU21はラ
ンプドライバ28を出力インターフェース30を介し制
御し、所定の露光量になるようにする。
【0039】自動焦点調節のためのオートフォーカス制
御回路29も、A/D変換器25からの信号を受けて各
コントラスト検出位置でのコントラストを演算し、これ
を入力インターフェース26を介しCPU21に入力す
る。このときCPU21は出力インターフェース30を
介してCCDイメージセンサ移動機構31を制御し、各
検出位置にCCDイメージセンサ6を移動させる。
【0040】次に合焦状態を判定する手順を説明する。
オートフォーカス制御回路29は、A/D変換器25に
よりデジタル変換されたCCDイメージセンサ6の出力
信号のうち、画像12のエッジ12a部に対応するデー
タを所定時間毎にサンプリングし、図8に示すようなデ
ータを生成する。
【0041】このサンプリングされたデータのうち、所
定の閾値電圧VH 、VL の範囲内にあるデータ数をカウ
ントし、CPU21に入力する。
【0042】図8において、閾値VH 、VL 間にあるデ
ータ数は4個である。これを図9に示す。
【0043】図10は位置a〜cにおけるCCDイメー
ジセンサ6の出力電圧の例を曲線X〜Zで示している。
【0044】曲線X〜Zにおいて、閾値電圧VH 、VL
間に対応する主走査方向の距離はΔc、Δb、Δaとな
る。以下にこの距離を閾値間距離と称する。したがっ
て、CCDイメージセンサ6上に投影された画像の焦点
が合うに従い、この距離Δc〜Δaへと短くなる。
【0045】この距離は上述した閾値電圧VH 、VL
のデータ数に対応している。CPU21はオートフォー
カス制御回路29から入力される前記データ数に基づい
て閾値間距離を判定し、CCDイメージセンサ6上に投
影された画像のコントラストを判断する。
【0046】図12は図7に示す本実施例での制御回路
によるオートフォーカス制御を具体的に示している。
【0047】これについて説明すると、まずCCDイメ
ージセンサ6をbの位置に移動し、この位置での閾値間
距離Δbを検出する。
【0048】次いで中央位置側の隣接位置cにCCDイ
メージセンサ6を移動させて、ここでの閾値間距離Δc
を検出する。
【0049】この後Δb>Δcを判定する。Δb>Δc
であると閾値間距離の小さい方である位置cの側に合焦
位置があると考えられるので、位置cの側の次の位置と
なるdの位置にCCDイメージセンサ6を移動させて、
図13(a)に一点鎖線で示すようにここでの閾値間距
離Δdを検出する。またΔb>Δcでない場合、閾値間
距離の小さいbの側に合焦位置があると考えられるの
で、aの位置にCCDイメージセンサ6を移動させて、
図11(b)に一点鎖線で示すようにここでの閾値間距
離Δaを検出する。
【0050】これは、従来の山登り法が教示しているよ
うに、例えば図11に示す位置cが最大のコントラスト
となる合焦位置であるとすると、この合焦位置から位置
b、aと最物体側に順次移動し、また位置d、eと最像
側に順次移動するにしたがってコントラストが低下する
性質を利用したものである。
【0051】この性質から、優先してコントラストを検
出した2点b、cのうちのコントラストの高い側に、図
11に一点鎖線で示すように最大コントラストとなる検
出位置があることの蓋然性が高いので、前記2点でのコ
ントラストよりも低い位置へのCCDイメージセンサ6
の移動と、コントラストの検出および演算処理を省略し
て、合焦位置を判定することができる。
【0052】コントラストが最大となる合焦位置は、前
記コントラストの高い側へCCDイメージセンサ6を移
行させながら、各位置で検出されるコントラストが最大
であるかどうか、つまり前回の検出値と次回の検出値の
差が正からゼロまたは負に変化したかどうかによって判
定することができる。
【0053】ここでは差が負に変化することにより判定
する。このため前記Δb>Δcである場合、CCDイメ
ージセンサ6を位置dに移動させてここでのコントラス
トΔdを検出した後、Δc>Δdであるかどうか判定す
る。
【0054】Δc>Δdであれば前回の検出値と今回の
検出値の差は、正であるので、CCDイメージセンサ6
を位置eに移動し、図11(a)に一点鎖線で示すよう
にここでの閾値間距離Δeを検出した後、Δd>Δeを
判定する。
【0055】Δd>Δeであれば前回の検出値と今回の
検出値の差はなお正であるが、それ以上の焦点調節位置
はないので、これを調節限界としてCCDイメージセン
サ6をこの位置eに停止し、自動焦点調節を終了する。
【0056】前記Δc>Δdの判定で、Δc>Δdでな
ければ、前回の測定値と今回の測定値の差が負であるの
で、この場合のコントラストの分布は図11(a)に仮
想線で示す状態と考えられる。
【0057】この場合、位置cと位置dとの間にコント
ラストが最大となる位置があり、コントラストの高い側
がこれに近いことになるので、位置cと位置dとのうち
のコントラストの高い側である位置cにCCDイメージ
センサ6を移動させて停止させ、自動焦点調節を終了す
る。
【0058】また前記Δd>Δeの判定で、Δd>Δe
でなければ、前回の測定値と今回の測定値の差が負であ
るので、この場合のコントラストの分布は図11(a)
に破線で示す状態と考えられ、前記の場合と同様な考え
によって位置dを合焦位置としてここにCCDイメージ
センサ6を移動して停止させ、自動焦点調節を終了す
る。
【0059】一方、前記Δb>Δcでなく、CCDイメ
ージセンサ6をa位置に移動させて図11(b)に示す
ようにここでの閾値間距離Δaを検出した場合は、次に
Δa>Δbを判定し、Δa>Δbでなければ前回の測定
値と今回の測定値の差が正であるので、この場合のコン
トラストの分布は図11(b)に一点鎖線で示す状態と
考えられるが、この正の方向の側にそれ以上の焦点調節
位置はないので、これを焦点調節限界としてCCDイメ
ージセンサ6をこの位置aに停止し自動焦点調節を終了
する。
【0060】またΔa>Δbであれば、前回検出値と今
回の検出値の差は負であるので、この場合のコントラス
トの分布は図11(b)に仮想線で示す状態と考えら
れ、位置bが最大のコントラストとなる位置に近いこと
になるので、CCDイメージセンサ6を位置bに移動さ
せて停止し、自動焦点調節を終了する。
【0061】図14、図15は本発明の第2の実施例を
示している。本実施例では焦点調節範囲の中央位置cと
これの前後位置b、dとの3点のコントラストを優先し
て検出し、判定することにより、最低限これら3点より
もコントラストが低い部分へのCCDイメージセンサ6
の移動と、コントラストの検出および演算を省略して、
合焦位置を判定できるようにしている。
【0062】図14は本実施例でのオートフォーカス制
御処理のフローチャートを示している。
【0063】これについて説明すると、CCDイメージ
センサ6を位置b、c、dに移動し、それぞれの位置で
の閾値間距離Δb、Δc、Δdを検出する。
【0064】次いでΔb>Δcであり、かつΔc>Δd
でないと、この場合のコントラストの分布は図13
(a)に示す状態と考えられ、位置cが合焦位置である
と判定することができる。したがってCCDイメージセ
ンサ6を位置cに移動して停止させ自動焦点調節を終了
する。
【0065】またΔb>Δcであり、Δc>Δdである
場合は、前回の測定値と今回の測定値の差が正であるの
で、さらに次の位置eにCCDイメージセンサ6を移動
させてここでの閾値間距離Δeを検出し、Δd>Δeを
判定する。
【0066】ここでΔd>Δeであれば、前回測定値と
今回測定値の差がなお正であり、この場合のコントラス
トの分布は図13(b)に一点鎖線で示す状態と考えら
れるが、焦点調節の限界位置であるので、CCDイメー
ジセンサ6をこの位置eに停止して自動焦点調節を終了
する。
【0067】またΔd>Δeでなければ、このときのコ
ントラストの分布は図12(b)に仮想線で示す状態と
考えられ、位置dが合焦位置に近いことになるのでこの
位置dにCCDイメージセンサ6を移動して停止し、自
動焦点調節を終了する。
【0068】前記Δb>Δcの判定で、Δb>Δcでな
い場合、CCDイメージセンサ6を位置aに移動させて
ここでの閾値間距離Δaを検出した後、Δa>Δbを検
出する。
【0069】Δa>Δbでなければこの場合のコントラ
ストの分布は、図13(c)に一点鎖線で示す状態と考
えられるが、焦点調節の限界位置であるので、CCDイ
メージセンサ6をこの位置aに停止させて自動焦点調節
を終了する。
【0070】またΔa>Δbである場合、コントラスト
の分布は、図13(c)に仮想線で示す状態と考えら
れ、位置bが合焦位置に近いと判定でき、CCDイメー
ジセンサ6を位置bに移動して停止させ自動焦点調節を
終了する。
【0071】図16、図17は本発明の第3の実施例を
示し、焦点調節範囲の中央位置と、最物体側位置および
最像側位置の3点のコントラストを優先して検出し、判
定することにより、合焦判定のためのCCDイメージセ
ンサ6の停止、およびコントラストの検出と演算の回数
を少なくして、自動焦点調節を簡易に短時間に達成でき
るようにする。
【0072】図16は本実施例でのオートフォーカス制
御処理のフローチャートを示している。
【0073】これについて説明すると、自動焦点調節範
囲の最物体側位置aと中央位置c、および最像側位置e
にCCDイメージセンサ6を順次移動させて、各位置
a、c、eでの閾値間距離Δa、Δc、Δeを検出す
る。
【0074】次いで|Δa−Δc|、|Δe−Δc|を
演算してそれぞれの結果をX、Yとし、X>Yを判定す
る。
【0075】X>Yである場合、図17に示すように中
央位置cと、この位置cとのコントラストの差が小さい
側の位置eとの間にコントラストの最大となる合焦位置
があると考えられる。
【0076】そこでCCDイメージセンサ6を中央位置
cから位置e側に1つシフトした位置dに移動させて、
ここでの閾値間距離Δdを検出する。
【0077】次いでΔc>Δdであり、Δd>Δeであ
れば、この場合のコントラストの分布は図17に一点鎖
線で示す状態であると考えられる。
【0078】そこで焦点調節限界を考慮しCCDイメー
ジセンサ6を位置eに停止して自動焦点調節を終了す
る。
【0079】Δc>Δdの判定で、Δc>Δdでなけれ
ば、この場合のコントラストの分布は図17の仮想線に
示す状態と考えられ、位置cが合焦位置に近いことにな
るので、CCDイメージセンサ6を位置cに移動させて
停止し、自動焦点調節を終了する。
【0080】またΔd>Δeの判定で、Δd>Δeでな
ければ、この場合のコントラストの分布は図17の破線
で示す状態と考えられ、位置dが合焦位置に近いことに
なるので、CCDイメージセンサ6を位置dに移動させ
て停止し、自動焦点位置調節を終了する。
【0081】一方、X>Yの判定で、X>Yでない場
合、合焦位置は中央位置cよりも位置aの側にあると考
えられるので、位置bにCCDイメージセンサ6を移動
させて、ここでの閾値間距離Δbを検出し、以降前記と
同様な操作を中央位置cよりも位置aの側で行って合焦
位置を判定し自動焦点調節を終了する。
【0082】以上によって、上記3点での優先的なコン
トラストの検出によって、中央位置から最物体側か最像
側かのどちらに合焦位置があるかを判定し、合焦位置が
ない側でのCCDイメージセンサ6の停止、コントラス
トの検出および演算を省略することができる。
【0083】図18、図19は本発明の第4の実施例を
示し、焦点調節範囲の中央位置cと、最物体側位置aお
よび最像側位置eの3点のコントラストを優先して検出
し、判定することにより、合焦判定のためのCCDイメ
ージセンサ6の停止、およびコントラストの検出と演算
の回数を少なくして、自動焦点調節を簡易に短時間に達
成できるようにする。
【0084】図18は本実施例でのオートフォーカス制
御処理のフローチャートを示している。
【0085】これについて説明すると、自動焦点調節範
囲の最物体側位置aと中央位置c、および最像側位置e
にCCDイメージセンサ6を順次移動させて、各位置
a、c、eでの閾値間距離Δa、Δc、Δeを検出す
る。
【0086】そしてΔa>Δcであり、Δe>Δcであ
り、閾値間距離Δcが最少であるとき、位置cが他の位
置a、eよりもコントラストが高いことになるので、|
Δa−Δc|、|Δe−Δc|を演算してそれぞれの結
果をX、Yとし、|X−Y|が所定値M未満であるかど
うかを判定する。
【0087】|X−Y|が所定値M未満であれば、この
ときのコントラストの分布が図18に仮想線で示す状態
にあって、最大コントラスト位置が、前記中央位置cの
近くにあると判断できる。
【0088】これによって中央位置cを合焦位置として
実際上差し支えはなく、CCDイメージセンサ6を中央
位置cに移動させて停止し、自動焦点調節を終了する。
【0089】また|X−Y|が所定値M以上である場
合、最大コントラスト位置が前記中央位置から大きく位
置ずれしていることになる。この場合の位置ずれの方向
は図18からも明らかなように、中央位置cとのコント
ラストの差が小さい位置の側、図の場合で言えば位置a
の側である。
【0090】そこでX>Yを判別し、X>Yでなければ
合焦位置を中央位置cよりも位置aの側に1つシフトし
た位置bに合焦位置があるとして、この位置bにCCD
イメージセンサ6を移動して停止し、自動焦点調節を終
了する。
【0091】またX>Yであれば、合焦位置を中央位置
cよりも位置eの側に1つシフトした位置dを合焦位置
であるとして、この位置dにCCDイメージセンサ6を
移動させて停止し、自動焦点調節を終了する。
【0092】なお、Δa>Δcの判定で、Δa>Δcで
ないと、位置aのコントラストが中央位置cよりも大き
いことになり、これよりも大きなコントラスト位置はな
いので合焦位置と判断でき、この位置aにCCDイメー
ジセンサ6を移動させて停止し、自動焦点調節を終了す
る。
【0093】またΔe>Δcの判定で、Δe>Δcであ
れば同様に位置eを合焦位置と判定し、CCDイメージ
センサ6をこの位置eに停止させ、自動焦点調節を終了
する。
【0094】図20、図21は本発明の第5の実施例を
示し、第4の実施例の方式を第2の実施例に適用してい
る。
【0095】図20は本実施例でのオートフォーカス制
御処理のフローチャートを示している。
【0096】これについて説明すると、自動焦点調節範
囲の中央位置cの両側位置bおよびdにCCDイメージ
センサ6を順次移動させて、各位置b、dでの閾値間距
離Δb、Δdを検出する。
【0097】そして|Δb−Δd|が所定値Mを未満で
あるかどうかを判定する。所定値M未満である場合、こ
のときのコントラストの分布の最大コントラスト位置が
前記2点位置bおよびdの間の中央位置cの近くにある
と考えられる。
【0098】したがって中央位置cを合焦位置として判
断でき、CCDイメージセンサ6を中央位置cに移動さ
せて停止させ、自動焦点調節を終了する。
【0099】また|Δb−Δd|が所定値M以上である
場合、コントラストの分布の最大コントラスト位置が前
記中央位置cから大きく位置ずれしていると考えられ
る。このときの位置ずれ方向は、閾値間距離Δb、Δd
が小さくコントラストの大きい側の位置、図21では位
置bの側である。
【0100】そこでΔb>Δdを判定して、Δb>Δd
でなければ、中央位置cよりも位置bの側のまだコント
ラストを検出していない位置aにCCDイメージセンサ
6を移動させて、ここでの閾値間距離Δaを検出した
後、Δb>Δaを判定する。
【0101】ここでΔb>Δaであればこの場合のコン
トラストの分布状態は、図21に一点鎖線で示す状態で
あると考えられるが、焦点調節限界であるのでこの位置
aを合焦位置と判断して、ここにCCDイメージセンサ
6を停止させ、自動焦点調節を終了する。
【0102】またΔb>Δaでなければ、このときのコ
ントラストの分布は図21に仮想線で示す状態と考えら
れ、位置bを合焦位置と判定し、CCDイメージセンサ
6を位置bに移動させて停止し、自動焦点調節を終了す
る。
【0103】また前記Δb>Δdの判定で、Δb>Δd
であれば、中央位置cよりも位置dの側にコントラスト
の分布の最大コントラスト位置が大きく位置ずれしてい
ることになるので、中央位置よりも位置dの側のまだコ
ントラストを検出していない位置eにCCDイメージセ
ンサ6を移動させて、ここでの閾値間距離Δeを検出
し、前記同様の判断方式によって位置dおよびeのどち
らを合焦位置とするかの判断を行い、合焦位置と判断し
た位置dまたはeにCCDイメージセンサ6を停止させ
て、自動焦点調節を終了する。
【0104】したがって第4の実施例の場合に加えて、
中央位置cでのCCDイメージセンサ6の停止と、コン
トラストの検出および演算とをさらに省略することがで
きる。
【0105】図22、図23は本発明の第6の実施例を
示し、焦点調節範囲の全域に設定した複数の検出位置全
てのコントラストを検出した上で、最大コントラスト位
置によって合焦位置を判定するが、この検出ができない
検出不良があると中央位置を合焦位置として擬制処理
し、検出不良時に長時間を費やしたり、自動焦点調節が
不能になって画像の読取りができなかったりするような
ことを回避することができる。
【0106】図22は本実施例でのオートフォーカス制
御処理のフローチャートを示している。
【0107】これについて説明すると、自動焦点調節範
囲の最物体側位置aおよび最像側位置eとこれらの間の
各位置b〜dとに、CCDイメージセンサ6を順次移動
させて、各位置a〜eでの閾値間距離Δa〜Δeを検出
する。
【0108】そしてΔa>Δbでなく、かつΔb>Δc
でないと、この場合のコントラストの分布は図23
(a)に実線で示す状態と考えられ、焦点調節の限度位
置である最物体側位置aを合焦位置と判断し、この位置
aにCCDイメージセンサ6を移動させて停止し、自動
焦点調節を終了する。
【0109】Δb>Δcの判定で、Δb>Δcであれ
ば、このときのコントラストの分布が図23(a)に一
点鎖線で示す状態であると考えられ、これは合焦位置の
判定ができない検出不良状態であるので、中央位置cを
合焦位置と擬制して、それ以上の時間を費やさないよう
にするとともに、CCDイメージセンサ6をこの中央位
置cに移動させて停止し、自動焦点調節を終了し、画像
の読取りが不能となるようなそとを回避する。
【0110】またΔa>Δbであり、Δb>Δcであ
り、Δc>Δdであり、さらにΔd>Δeであれば、こ
の場合のコントラストの分布は図23(b)に実線で示
す状態と考えられ、焦点調節の限界位置である最像側位
置eを合焦位置と判定し、この位置eにCCDイメージ
センサ6を停止させ、自動焦点調節を終了する。
【0111】この処理過程で、Δc>Δdでないと、コ
ントラストの分布が図23(b)に一点鎖線で示す状態
と考えられるので、中央位置cを合焦位置と判定し、こ
の位置cにCCDイメージセンサ6を移動させて停止
し、自動焦点調節を終了する。
【0112】さらにΔd>Δeでないと、この場合のコ
ントラストの分布が図23(b)に仮想線で示す状態と
考えられるので、位置dを合焦位置と判定し、この位置
dにCCDイメージセンサ6を移動させて停止し、自動
焦点調節を終了する。
【0113】また前記判定処理の過程で、Δa>Δbで
あり、Δb>Δcでなく、さらにΔc>Δdでないと、
この場合のコントラストの分布は図23(c)に実線で
示す状態と考えられるので、位置bを合焦位置と判定
し、この位置bにCCDイメージセンサ6を移動させて
停止し、自動焦点調節を終了する。
【0114】そしてΔc>Δdであれば、このときのコ
ントラストの分布は図23(c)に一点鎖線で示す状態
と考えられ、合焦を判定できない検出不良であるので、
中央位置cを合焦位置と擬制し、この位置cにCCDイ
メージセンサ6を移動させて停止し、自動焦点調節を終
了する。
【0115】
【発明の効果】本発明の第1〜第6の特徴では、対象画
像を投影レンズによりセンサ面上に結像させて画像を読
取るのに、センサ面上の投影画像のコントラストを検出
してこれが最大になるように結像系を位置調節するが、
第1の特徴によれば、制御手段によって、結像系の位置
調節範囲の中央位置とその両側の位置との3点について
のコントラストが優先して検出され、中央位置が最大の
コントラストであればこれを合焦位置と判定し、そうで
なければコントラストの高い側が前記3点のどちらの側
であるかを判定するとともに、コントラストの検出位置
をコントラストの高い側に移行しながら最大コントラス
ト位置かどうかによって順次合焦位置であるかを判定
し、前記3点でのコントラストよりも低いコントラスト
部分への結像系の移動とコントラストの検出および演算
を省略して合焦位置を判定するので、この省略する分だ
け自動焦点調節の動作を単純化しまた時間短縮するそと
ができる。
【0116】また、第2の特徴によれば、制御手段によ
って、結像系の位置調節範囲の中央位置とその両側のい
ずれかの位置との2点についてのコントラストが優先し
て検出され、コントラストの高い側の位置を判定しこの
高い位置の側に次の検出位置を移行しながら最大コント
ラスト位置であるかどうかによって順次合焦位置である
かを判定し、前記2点でのコントラストよりも低いコン
トラスト部分への結像系の移動とコントラストの検出お
よび演算を省略して合焦位置を判定するので、この省略
する分だけ自動焦点調節の動作を単純化しまた時間短縮
することができる。
【0117】また、第3の特徴によれば、制御手段によ
って、結像系の位置調節範囲の最物体側位置および最像
側位置と中央位置との3点についてのコントラストが優
先して検出され、最物体側位置および最像側位置のうち
の中央位置とのコントラストの差が小さい方を判定する
とともに、中央位置から最物体側位置および最像側位置
のうちの前記差が小さい位置の側に検出位置を移行しな
がら最大コントラスト位置であるかどうかにより順次合
焦位置を判定し、最物体側位置および最像側位置のうち
の、前記中央位置とのコントラストの差が小さい位置の
側から中央位置までの間での結像系の停止とコントラス
トの検出および演算を省略して、合焦位置を判定するの
で、結像系の必要停止位置とコントラストの検出および
演算の回数を半減して自動焦点調節の動作を大きく簡略
化し、短時間化することができる。
【0118】また、第4の特徴によれば、制御手段によ
って、結像系の位置調節範囲の最物体側位置および最像
側位置と中央位置との3点についてのコントラストが優
先して検出され、最物体側位置および最像側位置と中央
位置とのコントラストの差を判定するとともに、これら
の差が所定範囲内であれば中央位置が合焦位置であると
判定し、結像系の少ない停止位置とコントラストの検出
および演算にて合焦位置を判定するので、自動焦点調節
動作の簡略化と短時間化を図ることができる。
【0119】また、第5の特徴によれば、制御手段によ
って、結像系の位置調節範囲の中央位置の両側の位置で
ある2点についてのコントラストが優先して検出され、
これら2点でのコントラストの差を演算し、これらの差
が所定範囲内であれば中央位置が合焦位置であると判定
し、そうでなければ前記2点のうちのコントラストの高
い位置の側にコントラスト検出位置を移行しながら最大
コントラスト位置かどうかによって順次合焦であるかを
判定するので、少なくとも前記2点のコントラストより
も低いコントラストの部分への結像系の移動とコントラ
ストの検出および演算を省略し、さらに2点のコントラ
ストよりも低いコントラスト部分での結像系の停止位置
とコントラストの検出および演算の回数を少なくして、
合焦位置を判定するので、自動焦点調節動作を大幅に簡
略化し短時間化することができる。
【0120】また、第6の特徴によれば、制御手段によ
って、結像系の位置調節範囲の特定の複数位置について
コントラストが検出され、それら各位置でのコントラス
トの差から合焦位置を判定するのに、合焦条件が得られ
ない検出不良状態の場合、中央位置を合焦と擬制するの
で、コントラストの検出が不良であった場合でもセミ合
焦状態を得て対処するので、検出不良により自動焦点調
節が長い時間終わらず、また焦点調節が不能で画像の読
取りができなくなるようなことを回避することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるマイクロフィルムの画像読
取り装置の全体構成を示す斜視図である。
【図2】図1の装置の画像読取り部を示す断面図であ
る。
【図3】マイクロフィルムの画像の形成状態を示す平面
図である。
【図4】マイクロフィルムの画像のエッジ検索の状態を
示す平面図である。
【図5】図1の装置のオートフォーカス制御のフローチ
ャートである。
【図6】図2の画像読取り部の焦点調節状態を示す説明
図である。
【図7】図1の装置の制御回路図である。
【図8】コントラストを検出したときのCCDイメージ
センサの出力電圧データの例を示すグラフである。
【図9】図8の出力電圧の内の閾値間に入るデータ分を
示すグラフである。
【図10】各焦点調節位置でのCCDイメージセンサの
出力電圧のデータ例と、これらの閾値間距離の関係を示
すグラフである。
【図11】合焦位置を焦点調節範囲の中央位置とした場
合の画像コントラストの通常の分布状態を示すグラフで
ある。
【図12】本発明の第1の実施例におけるオートフォー
カス制御の内容を示すフローチャートである。
【図13】図12に示す制御における焦点調節状態を示
すグラフである。
【図14】本発明の第2の実施例におけるオートフォー
カス制御の内容を示すフローチャートである。
【図15】図14の制御における焦点調節状態を示すグ
ラフである。
【図16】本発明の第3の実施例におけるオートフォー
カス制御の内容を示すフローチャートである。
【図17】図16における制御の焦点調節状態を示すグ
ラフである。
【図18】本発明の第4の実施例におけるオートフォー
カス制御の内容を示すフローチャートである。
【図19】図18における制御の焦点調節状態を示すグ
ラグである。
【図20】本発明の第5の実施例を示すオートフォーカ
ス制御の内容を示すフローチャートである。
【図21】図20における制御の焦点調節状態を示すグ
ラフである。
【図22】本発明の第6の実施例を示すオートフォーカ
ス制御の内容を示すフローチャートである。
【図23】図22の制御における焦点調節状態を示すグ
ラフである。
【符号の説明】
1 マイクロフィルム 6 CCDイメージセンサ 6a センサ面 12 画像 21 CPU 23 CCDドライバ 24 信号処理回路 27 露光用制御回路 28 ランプドライバ 29 オートフォーカス用制御回路 31 CCD移動機構 a〜d 焦点調節位置 Δa〜Δe コントラストデータ
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 1/04 106 Z 7251−5C

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対象画像を投影レンズによりセンサ面上
    に結像させて画像を読取るのに、センサ面上の投影画像
    のコントラストを検出してこれが最大になるように結像
    系を位置調節する画像読取り装置の自動焦点調節装置に
    おいて、 結像系の位置調節範囲の中央位置とその両側の位置との
    3点についてのコントラストを優先して検出し、中央位
    置が最大コントラスト位置であればこれを合焦位置と判
    定し、そうでなければコントラストの高い側がどちらの
    位置であるかを判定し、コントラストの検出位置を前記
    コントラストの高い位置の側に移行しながら最大コント
    ラスト位置であるかどうかによって順次合焦であるかを
    判定する制御手段を備えたことを特徴とする画像読取り
    装置の自動焦点調節装置。
  2. 【請求項2】 対象画像を投影レンズによりセンサ面上
    に結像させて画像を読取るのに、センサ面上の投影画像
    のコントラストを検出してこれが最大になるように結像
    系を位置調節する画像読取り装置の自動焦点調節装置に
    おいて、 結像系の位置調節範囲の中央位置とその両側のいずれか
    の位置との2点についてのコントラストを優先して検出
    し、コントラストの高い側の位置を判定しこの高い側に
    次の検出位置を移行しながら最大コントラスト位置であ
    るかどうかによって順次合焦を判定する制御手段を備え
    たことを特徴とする画像読取り装置の自動焦点調節装
    置。
  3. 【請求項3】 対象画像を投影レンズによりセンサ面上
    に結像させて画像を読取るのに、センサ面上の投影画像
    のコントラストを検出してこれが最大になるように結像
    系を位置調節する画像読取り装置の自動焦点調節装置に
    おいて、 結像系の位置調節範囲の最物体側位置および最像側位置
    と中央位置との3点についてのコントラストを優先して
    検出し、最物体側位置および最像側位置のうちの中央位
    置とのコントラストとの差が小さい方を判定し、中央位
    置から最物体側位置および最像側位置のうちの前記差が
    小さい側に検出位置を移行しながら最大コントラスト位
    置かどうかによって順次合焦を判定する制御手段を備え
    たことを特徴とする画像読取り装置の自動焦点調節装
    置。
  4. 【請求項4】 対象画像を投影レンズによりセンサ面上
    に結像させて画像を読取るのに、センサ面上の投影画像
    のコントラストを検出してこれが最大になるように結像
    系を位置調節する画像読取り装置の自動焦点調節装置に
    おいて、 結像系の位置調節範囲の最物体側位置および最像側位置
    と中央位置との3点についてのコントラストを優先して
    検出し、最物体側位置および最像側位置と中央位置との
    各コントラストの差を判定し、これらの差が所定範囲内
    であれば中央位置が合焦位置であると判定する制御手段
    を備えたことを特徴とする画像読取り装置の自動焦点調
    節装置。
  5. 【請求項5】 対象画像を投影レンズによりセンサ面上
    に結像させて画像を読取るのに、センサ面上の投影画像
    のコントラストを検出してこれが最大になるように結像
    系を位置調節する画像読取り装置の自動焦点調節装置に
    おいて、 結像系の位置調節範囲の中央位置の両側の位置である2
    点についてのコントラストを優先して検出し、最物体側
    位置および最像側位置のコントラストの差を演算し、こ
    の差が所定範囲内であれば中央位置が合焦位置であると
    判定し、そうでなければコントラストの高い側がにコン
    トラストの検出位置を移行しながら最大コントラスト位
    置かどうかによって順次合焦であるかを判定する制御手
    段を備えたことを特徴とする画像読取り装置の自動焦点
    調節装置。
  6. 【請求項6】 対象画像を投影レンズによりセンサ面上
    に結像させて画像を読取るのに、センサ面上の投影画像
    のコントラストを検出してこれが最大になるように結像
    系を位置調節する画像読取り装置の自動焦点調節装置に
    おいて、 結像系の位置調節範囲の特定の複数位置についてのコン
    トラストを優先して検出し、それら各位置でのコントラ
    ストの差から合焦位置を判定するのに、合焦条件がない
    場合、中央位置を合焦位置と擬制する制御手段を備えた
    ことを特徴とする画像読取り装置の自動焦点調節装置。
JP4266429A 1992-06-15 1992-10-06 画像読取り装置の自動焦点調節装置 Pending JPH06118297A (ja)

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US08/071,750 US5398096A (en) 1992-06-15 1993-06-09 Automated focus point control device

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6094223A (en) * 1996-01-17 2000-07-25 Olympus Optical Co., Ltd. Automatic focus sensing device
US6608705B1 (en) 1997-10-21 2003-08-19 Seiko Epson Corporation Image reading device and focus adjustment method thereof
JP2006030974A (ja) * 2004-06-16 2006-02-02 Pentax Corp 焦点検出方法および焦点検出装置
JP2012103661A (ja) * 2010-11-10 2012-05-31 Silitek Electronic (Guangzhou) Co Ltd 撮影機能を備えた端末装置及びその投写のオートフォーカス調整方法

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