JPH06500222A - 光学的結像系をフォーカシングするための装置 - 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】 光学的結像系をフォーカシング するための方法及び装置 本発明は対象物と対物レンズとの間の距離間隔の歩道的調整により光学的結像系 をフォーカシングとするための方法及び装置に関し当該の歩道的調整は上記対象 物のそのつど検出される鮮鋭度値に対して最大値が得られるまでなされるように する。

光学的結像系をフォーカシングする方法及び装置結像系がほぼ２次元表面、例え ば原画に極めて精確にフォーカシングされるべきどのような場合でも使用可能で ある。更にプリセットされたフォーカシング状態を焦点−再補正の際に最適に調 整すると特に有利に当該方法及び装置が使用可能である。

光学的結像系のフォーカシングのため及びフォーカシング状態の検出のための方 法及び装置は極めて種々様々の適用領域及び実施例が公知である。対象物（これ は２次元又は３次元であり得、コントラストの小または大のものであり得る）の 種類により、また時間的要求及び当該プロセスの実施方法により起きる各種問題 分野に対して各種手段が提示されている。ドイツ連邦共和国特許第３１４１１８ 号から公知の光学的結像系のフォーカシング状態の測定装置によっては当該結像 系のフす−カシング状態の検出が次のように行なわれる。即ち短時間の対物レン ズによる画像変化から殆ど影響を受けることのないように当該フォーカシング状 態の検出が確保されるようにするのである。このために多数の手順過程（ステッ プ）を用いた特殊問題に向けられた記憶及び評価回路が提案されている。

自己（自動的）フォーカシングされる顕微鏡の領域に対してなされている提案に よれば、少なくとも３次元原画の各画点についてセンサを用いて当該隣接点に対 する明るさく輝度）差を形成し誤差をすべての画点に対して加算し、それにひき つづいて、対象物と対物レンズとの間隔を調整し、あらためて上記和を形成し、 その際、次のような間隔を選択する、即ち、所属の和が最大となるような間隔を 選択する（ドイツ連邦共和国特許出願公開公報第３３４０６４７号）。

本発明の基礎を成す課題とするところは、殊に期待さるべき焦点領域の知得のも とて所定の焦点値が迅速かつ確実に補正され得、対象物一対象レンズ−間隔が最 適の鮮鋭度値を以て最適に可調整であるようにした冒頭に述べた形式の方法を提 供することにある。

更に冒頭に述べた形式の装置において、操作、もって、実際上の適用を容易化し 、自動的なフォーカシングを高い精度及び大きな信頼性を以て行ない、それによ り変化された原画、及び場合により画像支持ドラムの変化された直径への迅速な 適合を行ない得るようにするものである。殊に、動作準備機器にて焦点をめ、ス キャナに伝送し得るようにし、その際、両機器が高い精度を有しなくてもよいよ うにするものである。

上記課題の解決のため請求の範囲１にて特定された構成要件を具備した方法が提 案される。

デジタル処理によって、精確な調整の除土じるような比較的にわずかな差異ない し相違も、信頼性を以て処理され、記憶され得る。その際２乗化により最適の評 価が可能である。大きな差は和形成の際生さな差より高く評価される。当該鮮鋭 度値からは、所属のフォーカシング状態のうちのどれがより一層良好であるか、 また、どの方向でさらなる改善が行なわれ得るかが明らかになる。当該フォーカ シングの最大値を上回ると、当該鮮鋭度値はより小になり、本発明による評価及 び調整がそれにひきつづいて行なわれる。フォーカシング状態の所望の最適状態 の近似化のため、当初比較的に大であり、後に小になるステップが選択され得る （差−鮮鋭値が所定限界値を下回るまで）。そのように下回ると、フォーカシン グ状態が相当の近似を以て最適値に達したことが指示される。有利には当該鮮鋭 度値の検出のために走査されるセクションに対して、１つの走査ラインのうちの わずかな部分（これは例えばほぼ５１２画点の長さである）が使用される。画像 部分（領域）の特別な選択は特殊な場合においてのみ必要である、それというの は、当該の方法及び装置は次のように設計されている、即ち、一般に簡単に画像 中央におけるセクションが選択され得るように設計されている。その際精細な変 調（例えば材料パターン）を有する画像領域が、特に有利であることが実証され ている。フィルム原画上の黒い面も良好に適する、それというのはそこではフィ ルム粒子ヘフォーカシングし得るからである。

当該走査ラインのセクションは、反射形原画の場合、はぼ１５ｍｍの長さであり 得、又は、透過形原画の場合ＩＱｉｍの長さであり得る。勿論、当該データ（数 値）からの偏差は本発明の枠内で可能である。当該鮮鋭度値の手動調整に当って は、当該鮮鋭度値の検出のため走査される領域内で、できるだけ多くの、十分相 互に区別され得る画像詳細部（ディテール）が存在すべである、それというのは 相応に構成された装置により、対象物としての原画の評価が人間の肉眼の基準尺 度に無関係に特異的になされるからである。

実地に明らかにところによれば鮮鋭度値の形成のため赤−チャネルの明るさく輝 度）信号が適している、それというのは、それにより導出されたシアン色分解版 が、合せ刷りにて画像再生のため走査される画像原稿（原画）の利用の際、鮮鋭 度印象に最も影響を与えるからである。マゼンタ分解版も重要であり、一方、黄 色（Ｙ）−分解版は副次的重要性しか有しない。

当該走査は有利に結像系の走査絞りのもとで行なわれる、それというのは小さな 細部（ディテール）も分解され得、それの明るさく輝度）変化を以て走査検出さ れ得る。その際当該走査は結像系の所定のわずかな焦点深度のもとで、換言すれ ば対物レンズの完全に開放された状態のもとでなされるべきであり、それによっ てフォーカシング状態のわずかな変化、殊に原画と光学系との間の距離間隔のわ ずかな変化があっても鮮鋭度値に著しく大きな作用ないし影響が及ぼされるよう にするとよい。

当該フォーカシング状態は少なくとも１つのモータ例えばステップモータを用い て制御され得る。ステップモータは著しく小さなステップ歩道幅を有し、それに より無段階連続的に当該事前調整ないしプリセットが行なわれ得る。更に、完全 に無段階的に動作し迅速かつ柔軟に作用し得る調整移動操作をピエゾ駆動部を用 いて行なわせることもできる。

有利にはフォーカシング状態が、０．５〜０．２５ｍｍのステップだけ再調整さ れ、殊に、最適状態への近似際再調整ステップは２μｍ　（０，０００２１１） まで小さくされ得る。

鮮鋭度値の最初の検出前に結像系のフォーカシング状態は有利に所定の初期値（ これは例えば鮮鋭度値に対して期待さるべき値の近傍に位置し得る）へ調整され 得る。或初期値へのそのような調整は手動により例えば被走査画像の観測下でも 行なわれ得、それにより、時間節減のため非鮮鋭状態での比較的長い調整が不要 になり得る。画像の種に異なる個所での少なくとも近似的に最大の鮮鋭度への調 整も行なわれ得、そして、それらの個所のうちの各々の当該の所属の座標値が記 憶され得、ここにおいて、原画の走査の際、フォーカシング状態が再調整され得 るようにし得る。このことは次のような際重要性を有し得る、即ち、例えば支持 体ローラが偏心的であったり又は走査さるべき面が精確には直線でなかったりし て、幾らかたるんでいる（垂れている）ことにより、原画の面の位置が走査さる べき領域において変化する際に重要性を有し得る。

フォーカシング状態の自動的再調整により上述のことを考慮し得る。

次に、図を用いて本発明を詳述する。

図１は当該の共働する構成部分及び信号可変段を部分的に略示的に示し、また、 当該回路段と関連付けて示し、 図２は鮮鋭度（シャープネス）信号の作成及び評価のための処理部を一層詳細に 示し、 図３は特性をグラフィックに示す。

フォーカシング状態を測定する（検出する）ための装置１１の走査ドラム１０は 軸１２（それの軸受は示してない）を中心として可回転であり、左端面に図示の 矢印に示すようにＲＹ回転方向にモータ１３により駆動される。＃１．２の他端 に取付けられた座標発生器１４は当該線路１５に座標信号を送出し該座標信号は 当該走査ドラム１０の前面にて下方から上方へ延びるＹ方向での、当該原画１７ 上での走査窓】、６内での走査に相応する。その際上記走査窓によっては再生（ 復元、複製）さるべき原画の領域が設定される。

上記走査ドラムの前にはＸ方向（これは左方から右方へ軸１２に平行に延びてい る）に、略示的に、即ち、殊に、機械的支承部を示さずに、送り滑り台１８が配 置されており、該滑り台はモータ１９によりスピンドル２０を用いて軸１２に対 して平行な方向に走査ドラム１０に沿って動かされる。座標発言器２１は線路２ ２に相応のＸ座標信号を送出する。

送り滑り台】６８上には充電走査機構２５が配置されており、この走査機構は走 査ドラム１０の表面に対して当該間隔をおいて滑り棒２６．２７上を導かれ、モ ータ２８により駆動されるスピンドル２９を用いてＺ一方向にシフト（移動）さ れ得る。

走査機構２５に属するビームコーン（円錐ビーム）３０はフォーカシング状態に おいて、走査窓１６内の原画１７（これは走査ライン３２上に位置する）の画点 ３１の明るさく輝度）を検出するものである。その際得られた、Ｒ，、Ｇ、Ｂに 対する色測定値信号は線路３３「、３３ｇ、３３ｂを介してＡ／Ｄ変換器３４に 供給されこの変換器は言号成形器一段３５を介して、後続の召号処理のためのデ ジタル色データＲ，Ｇ、Ｂを送出する。

線路３３ｒ、３３ｇ、３３ｂ上での色測定値信号Ｒ、Ｇ、ＢはＡ　／　Ｄ変換器 ３４を介して１２ビット−色データにデジタル化され、信号成形器一段３５にて 処理され、例えば、対数化され、白バランスの処理を施される。当該出力側にて 送出される色測定値信号Ｒ１Ｇ、Ｂはさらに後続処理され、例えば色補正の処理 を施され、次いで、図示してないレコーダ（記録器）又は他の記録機器に供給さ れる。

原画１７上の走査窓１６は走査されるべき領域に対して当該座標を規定し、その 際、軸方向で左像をＸｌで示し、石像をＸ２で示し、周方向（回転方向送り方向 ）では下縁がＹｌで示され、上縁がＹ２で示されている。

最大の画像鮮鋭度への所望のフォーカシングのために走査機構２５において小さ な走査絞りがビーム路中にもたらされ、該走査絞りにより、例えば０．０２１ｍ の走査点３】、が生ぜしめられる。上記走査絞りは後続処理のため色測定値信号 Ｒ，Ｇ、Ｂを調整すべく、待時必要な白バランス調整のためにも使用され得る。

走査のため、殊に、色分解版の作成のための走査絞り（ジョブ絞り：　Ｊｏｂｂ ｌｅｎｄｅ）は檀尺度計算によりまり、概してフォーカシング補正用の走査絞り より大である。上述の絞り（Ｊｏｂｂｌｅｒ＋ｄｅ）により上記の白バランス調 整が行なわれる。

フす−カンング状態の調整のためには走査点３１により、原画のセクション（該 セクションは図１中画線３２の中央部分３６に相応する）が走査されねばならず 、その際当該走査点３１における当該セクション３６の中央に座標値Ｘ３．Ｙ３ が対応付けられ得る。上記座標値は中央制御ユニット３８に入力され得、該中央 制御ユニットの入力側には一方では夫々のＸ座標の値を有する線路２２及び夫々 のＹ座標値を有する線路１５が接続されており、上記中央接続ユニットによって は出力線路３９を介して所望値Ｘ３へのモータ１９によるＸ−調整用のモータ制 御部４０が制御される。

信号成形回路一段３５の色データＲに対する出力により線路４１を介して信号処 理段４２が制御され、該信号処理段の出力により計算段４３及び線路４４を介し てフォー力ソング制御モータ２８用モータ制御部４５が作動される。

当該フォーカシングは当該入力側Ｚ３から制御ユニット３８、線路４６、モータ 制御部４５、モータ２８を介して初期値ヘセットされる。上記値は何等かの法で メモリにより設定されていてよい。また、手動操作される制御器を介して、手動 調整操作を行なうことも可能であり、その際同時に図示してない画像−再生装置 における鮮鋭度が視覚的、可視的に判断される。

接続路４７を介しては中央制御ユニット３８からメモリー制御ユニット４８に、 Ｙ座標発生器１４及び当該点３１の所定座標値Ｙ３の、ドラム回転と共に連続的 に生じる信号が供給され、更に、鮮鋭度検出のためのセクション３６を定める領 域信号４９も上記ユニット４８に供給される。

次いでメモリー制御ユニット４８により、信号処理段４２は次のように制御され る、即ち、当該色データのうち、当該セクション３６と相応する部分のみが、計 算段４３へ導かれるように制御される。上記メモリー制御ユニット４８は所要の 書込みクロツク及び書込命令を定める。

利用された色データＲは座標値Ｙ３の領域におけるｌＱｉｍの画線長に相応して 画線３２の５１２の画点を有する。上記画点は信号処理段４２の画線メモリ中に 書込まれる。走査窓１６の高さがより小さい場合には当該セクション３６に対す る画点の数も比較的に低（選定される。

信号処理段４２における画線メモリは例えば５１２Ｘ９Ｂｉｔの容量を有する。

当該色データは１２Ｂｉｔを有するので、従って、高位ビットのみが画線メモリ 中に転送される。召号処理段４２における画線メモリは有利にＦＩＦＯメモリで あり、該メモリでは当該データは順次入力され、そして、最初に入力が同じく最 初再び出力側に現われる。次いで色データＲは計算段４３に供給され、該計算段 では先行の画点の色データに対する１つの画点の色データＲの差が形成され２乗 化され、そして、そのように得られた２乗化値が加算され、その際当該２乗化値 の和がセクション３６に亘って形成され、鮮鋭度値を形成する。

モータ２８を介してはスピンドル２９を介して焦点が所定の値ｄＺだけ任意の方 向にシフトされる。ｄＺの大きさは計算段４３の線路を介して供給される変化信 号を用いて定められ、該信号は線路４４を介してモータ制御部４５に供給される 。次いで新たな鮮鋭度値が形成され、当該値が以前の値より大又は小であるかに 応じて、正又は負の変化信号ｄＺがモータ制御部４５に供給され、ここにおいて 、比較的大きな鮮鋭度のほうへのシフトが行なわれる。鮮鋭度の最大値を上回る と、調整値ｄＺが減少され得、例えば、最初０．３ｍｌから０．１５１１へ減少 され得る。場合によりフォーカシングは種々異なる方向で繰返され得る（少なく とも近似的に最大鮮鋭度がセツティングされるまで）。

フォーカシング度Ｚに依存しての鮮鋭度の経過はドーム状経過形状を有し、該ド ーム状経過形状の頂部は最大鮮鋭度に相応する。当該特性カーブは３つの測定点 の場合は１つの円により、そして、それより多（の測定点の場合は２次又はより 高次の放物線により、（垂直軸に関して）近似され得る。従って最高の測定値の ほかになお少なくとも各１つのそれより前及び後に位置する測定値が検出された 場合、計算プログラムにより、近似カーブの頂点が決定され、当該フォーカシン グを行ない得る。その際、勿論、ステップモータ使用の場合、概してたんに近似 的調整のみが可能である。以下、最大の鮮鋭度を以での当該点ないし距離間隔の 設定のため及び近似カーブ検出のための本発明の方法について詳しく説明する。

最適のフォーカシング状態検出のため走査窓１６の中央における１つの画線のセ クション３６のみならず、池のいずれかの領域における相応の鮮鋭度検出も可能 である。殊に、走査窓１６の表面が軸１２に対してシリンダ面上に精確に位置し ない場合、又は、走査ドラム１０が幾らか偏心的に軸上に取付けられている場合 、又は、走査ドラム１０が精確にシリンダ表面に相応しないで、幾らか中央にて たるむ場合、走査窓１６の少なくとも１つの別の個所にてフォーカシング（鮮鋭 度値検出）を行なうと有利である。その場合考慮さるべきことは走査ドラム１０ は殊に片側固定の場合先ず最初対向する端部にて幾らかたるみ得るが、この現象 には短時間の起動時間（作動開始時間）の後自己センタリングにより解消され得 ることである。その際フォーカシング装置に対する検出された謂！！（セツティ ング）値Ｚは回路段４２．４３又は４８のうちの１つにて記憶され得、ここにお いて、原画の走査中フォーカシングが幾らか再調整されるように記憶され得る。

場合によっては、モータ２８をピエゾ駆動部により補充しそれにより無段変速を 、場合により比較的に高い速度で、即ち１ドラム回転中でもより高い速度を以て 行なわせ得るようにすると好適である。

図２は実質的に図１の信号処理段４２、計算段４３、メモリ制御ユニット４８に て機能する回路段を示す赤（Ｒ）チャネルの色データは線路４１から回路段５３ に供給される。インターバル段５４は線路１５からの座標信号と、線路４７を介 しての当該点３１のＹ３座標値Ｙ領域信号４９とにより制御される。線路５５． ５６を介しては回路段５３に制御値が供給され該回路段は走査線３２の色データ を当該セクション３６の始端からそれの終端までメモリ段５７へ通過伝送し、当 該制御値はそこに記憶される。記憶された色データＲは比較段５８により呼出さ れ、そして、順次連続する画点の色データＲ間で当該差信号が形成され、線路５ ９を介して接続されている。２乗化段６０にて２乗化される。

そのようにして得られた２乗化値は２乗化段６０から線路６１を介して加算段６ ２に供給され、該加算段にて線路６１からの当該差信号の２乗化値が、所定数の 画点（該所定数はインターバル段５４によって与えられている）について加算さ れる。

そのようにして得られた和により当該の走査されたセクションの鮮鋭度信号が生 ぜしめられ、当該和は加算インターバルの終りにて鮮鋭度値段６４に供給され、 そこに固定的に保持される。当該の和の供給が行なわれる。制御部５４を介して 、準備信号がスイッチ段５３に供給される。それにより上記スイッチ段５３は走 査機構２５から送出される次の色データＲの際再び当該セクション３６に属する 当該の色データ領域を収容し、メモリ段５７に転送する。当該６４からの鮮鋭度 値は第２の比較段６６に供給され、該第２比較段では順次連続する走査の鮮鋭度 値が比較される。そのようにして得られた正又は負の差値が、線路６７を介して 、評価段６８に供給される。当該差値が正又は負であるかに応じて、相応の正又 は負の調整移動値ｄＺが線路４４を介してモータ制御部４５に供給される。最初 ｄＺに対して、比較的大きなステップでの調整移動を行なわせる１つの所定の値 が設定される。鮮鋭度値の最大値への近似の際当該鮮鋭度値−差がより小さくな ると、当該評価段６８において次のような切換えが行なわれる、即ち、当該調整 移動が比較的小さな値ｄＺで行なわれるようにするものであり、ここにおいて、 変化された値が、変化宿号５０を用いてあらかじめ外部から入力され得る。すべ ての段が中央制御ユニット６９により制御される。

本発明の枠において個々の機能、殊に、記憶及び比較が、前述の実施例にて述べ たものとは異なる手法で機能動作段にてまとめられ得る。

フォーカシングないし焦点補正を行なうため（該フォーカシングないし焦点補正 のため走査原画と対物レンズとの間の間隔が最大鮮鋭度の達成されるように調整 される）、本発明によれば、できるだけ迅速に最適調整を行なわせ得るため特別 な調整−ないし補正手法が設けられる。但し、本例において基礎としていること は別個の装置にて走査過程の準備の際既に、走査ドラムに対する動作準備の枠内 で（該走査ドラム夫々は少なくとも１つの走査原画が設けられている）光学系に 対する調整値がめられているということである。

焦点値としての光学系に対する当該の前準備値はデータセット全体（これは走査 装置に対する他の調整量をも含む）と共にめられる。このことの利点とするとこ ろは走査装置の準備時間が最小化され、その結果以降説明する調整ないし補正過 程を少数の過程で行なう際最適のフォーカシングが達成されることである。

動作（作業）準備において検出されるスタート値を基にして、対物レンズと対象 物との間の間隔に対して、鮮鋭度値がめられる。その際対物レンズと対象物との 間の間隔が、夫々２つの調整移動方向で夫々第１の大きなステップ幅を以て１ス テツプずつ調整され、そして、仮想の鮮鋭度カーブ上で所定の間隔値の右側と左 側に位置する２つの間隔値に対して夫々相応する鮮鋭度値がめられる。上記の３ つの鮮鋭度値の使用下で、かつ、次のような経験を基礎にして、当該鮮鋭度が対 物レンズの調整領域に関して、数学的特性に従って例えば放物線に従って分布す るという経験を基礎にして、上記の３つの得られた点が、上記の数学的特性カー ブの３つの点と見做される。数学的に通常の手法により、相応の特性カーブが計 算される、即ち、それの関数関係式がめられる。次いで鮮鋭度−最大値の生じる 間隔筐がめられる。その際具体的な鮮鋭度値−最大値をめる必要がない、それと いうのは対物レンズに対する相応の間隔値のみが所期の値であるからである。そ の際当該制御（監視）のため、当該間隔値が使用され、当該鮮鋭度値がめられ、 そして、当該鮮鋭度が３つの出発点の鮮鋭度値より大であるか否かがチェックさ れる。そのように大である場合には当該最大値が首尾よくめられ得たことが確認 される（図３）。そうでない場合は調整プロセス（手法）は中断される。

そのようにしてめられた最良の鮮鋭度値は既に最大鮮鋭度値の領域内に位置する 。このことは次のことに基因する、即ち、２次元原画、即ち実質的に厚さ差を有 しない原画の走査に基づき調整移動領域に関する鮮鋭度値の配置が、対象物一対 物レンズ−間隔に関して近似カーブ（これは下方へ開いた放物線又は双曲線にほ ぼ相応する）に沿って分布することに基因する。

この場合、対象物一対物レンズ−間隔の調整移動領域に関する鮮鋭度値の特性経 過が存在する。その際たんにできるだけわずかなステップないし手順過程で最大 値が検出されさえすればよく、その際当該検出は少数の手順経過で行なわれ得る 、それというのは偏差はいずれにしろ、前述の影響に基づきたんにわずかな程度 でしか生じないからである。

明らかになったところでは鮮鋭度値Ｓの生じるカーブＶが対物レンズと、対象物 との間の間隔の調整値について下方へ開いた放物線により近似され得る。従って ２つの間隔距離点Ｒ１，Ｒ２が、それまで最良であった鮮鋭度値のフォーカシン グ値ないし間隔距離点を基にして各調整方向に設定され、すなわち各調整移動方 向で、間隔距離点Ｒｏからの０．１５１１の大きなステップ幅を有する１ステツ プが選定される。確実性−基準尺度として、所定の可能な調整領域内に２つの点 が存在するか否かがチェックされて、それにより、以下のことが確保される、即 ち対物レンズが原画内に調整移動されて損傷を惹起しないことが確保される。当 該の所定の調整領域内に２つの点が存在しない場合には当該ステップ幅は相応に 小さくされて、新たに、すべての点が所定の調整領域ｖＳ内に存在するか否かが チェックされる。そのように存在する場合には当該鮮鋭度値ＳＬ、３２が２つの 所定の間隔距離点Ｒ１，Ｒ２のもとでしらべられる。それらの生じている鮮鋭度 値Ｓ。２　Ｓ工、Ｓ２は当該特性カーブＶに対する数学的に検出可能な近似カー ブの点として見做され、それ自体公知の手段でめられる。次いで、双曲線又は放 物線の頂点に対応付けられるべき間隔値Ｒ−エがめられる。その際、当該頂点に 属する、対象物一対物レンズ−間隔の調整値は次のような調整値に相応する、即 ち、当該値にて極めて大きな確率を以て最大鮮鋭度値も存在する調整値に相応す る。当該関係性は図３中全く定性的に示してあり、ここにおいて、対物レンズ一 対象物−間隔は当該対象物の取付けられている走査ドラムの回転軸からの当該対 物レンズの間隔半径Ｒとしてセツティングされている。

そのようにして、当該調整値は最大の鮮鋭度値を以てめられ、調整設定され得る 。総じて、当該シーケンスは下記の手順過程の適用の時系列として特徴付けられ 得る。

ａ）　対象物と対物レンズとの間の所定の距離間隔のもとての第１鮮鋭度の検出 の方法手順過程ｂ）　第１の（大きな）ステップ幅を以での夫々１ステツプごと の上記距離間隔の可変及び鮮鋭度値の検出を行なって、それにより全体として３ つの鮮鋭度値を生じさせる手順過程、 Ｃ）　対象物一対物レンズ−間隔内の調整領域に関する当該鮮鋭度値の関数とし て第２次、第３次又はそれより高次の数学的特性カーブの点として上記の３つの 鮮鋭度を扱う手順過程、 ｄ）　特性カーブの関数式の形態でのそれ自体公知の幾何学的又は数学的ステッ プ手順を以て相応の特性カーブの係数を検出する手順過程、 ｅ）　当該頂点に対応づけられた、対象物一対物レンズ−間隔の調整値の検出に より当該特性カーブの頂点をめる手順過程、 ｆ）　上記の検出された調整値をセツティングする手順過程 を具備するのである。

上記の手段によっては少数の過程で当該対物レンズを最適にフォーカシングし得 る。本発明は前述のような注目すべき知見を基とする、即ち走斎原画において、 例えばカメラ又は顕微鏡又はその他の機器のフォーカシングの際の問題と異なっ て当該鮮鋭度値はあらかじめ検出可能な近接領域に沿って分布し、それにより、 他の手法において響々設けられるべき付加的過程及びチェック手段を実質的に省 き得る。

有利にはさらに次のような手段を講じ得る、即ち最後に（直前に請求められた鮮 鋭度値（これは最大鮮鋭度値を成す）が、すべての先にめられた他の鮮鋭度値よ り大であるか否かをチェックするチェック基準尺度を導入するという手段をさら に講じ得る。それにより最適の鮮鋭度値が調整されている状態が確保される当該 プロセス過程の確実性を高めるため次のような手段を講じ得る、即ち、 上記手順過程ｂ）により当該の２つの間隔点にて鮮鋭度値の検出の方法手順過程 の実施後、先ず、当該の２つの鮮鋭度値が上記手順過Ｎ　ａ　）による検出され た第１の鮮鋭度値Ｓ、より小であるか否かがチェックされ、ここにおいて、当該 の要件の非充足の場合は手順過程ｂ）による新たなスタートを増大された第１の 大きなステップ幅を以て実施し、そして、そうでない場合は当該手順過程プロセ スの継続を行なうようにしたのである。

更に付加的に下記の手段をも講じ得る、即ち、手順過程ｅ）による当該頂点に属 する調整値の検出の方法手順過程の実施後先ず所属の鮮鋭値Ｓ□、をめ、そして 、手順過程ｅ）による当該の２つの間隔点Ｐ１゜Ｐ２おける２つの鮮鋭度値及び ａ）による鮮鋭度値が所属の鮮鋭度値より小であるか否かをチェックし、当該の 要件の非充足の場合は当該手順過程ないしプロセスの中断及び中断指示のトリガ を実施し、そうでない場合は当該プロセスないし手順過程の継続を実施するよう にしたのである。

平成　５年　８月１９日

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．対象物と対物レンズとの間の距離間隔の歩進的調整により光学的結像系のフ ォーカシングを行なう方法であって、当該歩進的調整は上記対象物のそのつど検 出される鮮鋭度値に対して最大値が得られるまでになされるようにした方法にお いて、下記の手順過程ａ）〜ｊ）を有する、即ち、 ａ）対象物と対物レンズとの間の所定の距離間隔のもとでの第１鮮鋭度値の検出 の方法手順過程ｂ）第１の（大きな）ステップ幅を以ての夫々１ステップごとの 上記距離間隔の可変及び鮮鋭度値の検出を行なって、それにより全体として３つ の鮮鋭度値を生じさせる手順過程、 ｃ）対象物−対物レンズー間隔内の調整領域に関する当該鮮鋭度値の関数として 第２次、第３次又はそれより高次の数学的特性カーブの点として上記の３つの鮮 鋭度値を扱う手順過程、 ｄ）特性カーブの関数式の形態でのそれ自体公知の幾何学的又は数学的ステップ 手順を以て相応の特性カーブの係数を検出する手順過程、 ｅ）当該頂点に対応づけられた、対象物一対物レンズー間隔の調整値の検出によ り当該特性カーブの頂点を求める手順過程、 ｆ）上記の検出された調整値をセッティングする手順過程 を具備することを特徴とする方法。
2. ２．上記手順過程ｂ）により当該の２つの間隔点にて鮮鋭度値の検出の方法手順 過程の実施後、先ず、当該の２つの鮮鋭度値が上記手順過程ａ）による検出され た第１の鮮鋭度値より小であるか否かがチェックされ、ここにおいて、当該の要 件の非充足の場合は手順過程ｂ）による新たなスタートを増大された第１の大き なステップ幅を以て実施し、そして、そうでない場合は当該手順過程プロセスの 継続を行なうようにした請求の範囲１記載の方法。
3. ３．手順過程ｅ）による当該頂点に属する調整値の検出の方法手順過程の実施後 先ず所属の鮮鋭値を求め、そして、手順過程ｅ）による当該の２つの間隔点おけ る２つの鮮鋭度値及びａ）による鮮鋭度値が所属の鮮鋭度値より小であるか否か をチェックし、当該の要件の非充足の場合は当該手順過程ないしプロセスの中断 及び中断指示のトリガを実施し、そうでない場合は当該プロセスないし手順過程 の継続を実施するようにした請求の範囲１又は２記載の方法。
4. ４．対象物として原画（１７）における鮮鋭度値の生成のため ａ）フォーカシング状態を表わす画像信号値を、原面（１７）の光電的点状及び ライン状走査により生成し、 ｂ）各面点の画像信号値と隣接する画点の画像信号値との間の画像信号値−差を 形成し、ｃ）上記画像信号値−差を２乗化し、２乗化された画像信号値−差を加 算し、その際形成された和値は鮮鋭度値を成すようにした請求の範囲１から３ま でのうちいずれか１項記載の方法。
5. ５．当該鮮鋭度値の検出のためたんに、原画（１７）の１つの被走査ラインの或 １つのセクション（３６）の面像信号値のみが用いられるようにした請求項１か ら４までのうちいずれか１項記載の方法。
6. ６．当該セクション（３６）はほぼ５１２画点の長さであるようにした請求項１ から５までのいずれか１項記載の方法。
7. ７．当該セクション（３６）は反射形原画（１７）の場合ほぼ１５ｍｍの長さで あるようにした請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. ８．当該セクション（３６）は透過形原画（１７）の場合ほぼ１０ｍｍの長さで あるようにした請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. ９．彩色原画（１７）の走査の際赤−チャネルの色信号が鮮鋭度値の検出のため 使用されるようにした請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. １０．当該鮮鋭度値の検出のためデジタル化された画像信号値の高位ビットが用 いられるようにした請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. １１．当該走査は結像系（２５）の小さな絞りのもとで行なわれるようにした請 求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. １２．当該走査は結像系（２５）の最小の焦点深度のもとで行なわれるようにし た請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. １３．結像系（２５）のフォーカシング状態を少なくとも１つのステップモータ を用いて変化調整するようにした請求項１から１２までのいずれか１項記載の方 法。
14. １４．上記結像系（２５）のフォーカシング状態がピエゾ駆動部を用いて変化さ れるようにした請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
15. １５．上記結像系（２５）のフォーカシング状態が、第１の鮮鋭度値の検出前に 初期値（Ｚ３）へブリセットされるようにした請求項１から１４までのいずれか １項記載の方法。
16. １６．当該初期値（Ｚ３）は別個の装置（動作準備機器）において求められるよ うにした請求項１から１５までのいずれか１項記載の方法。
17. １７．原面（１７）の本来の走査前に上記原画（１７）の種々の個所にて少なく とも近似的に最大の鮮鋭度への調整が行なわれ、各個所の座標値及び所属のフォ ーカシング状態が、記憶され、原面（１７）の本来の走査に際して、該原面（１ ７）の当該個所のまわりの原画領域が走査されると直さに上記フォーカシング状 態はそのつど自動的に調整きれるようにした請求項１から１６までのいずれか１ 項記載の方法。 １８対象物としての原面と対物レンズとの間の距離間間隔の調整により光学的結 像系のフォーカシングを行なう装置であって、当該原画（１７）の点状及びライ ン状走査によりフォーカシング状態を表わす面像信号を生成するため光電的走査 ヘッド（２５）及び上記対物レンズに対する調整装置（２８，４５）を有してい る装置において、上記走査ヘッド（２５）及び上記調整装置（２８，４５）に接 続された信号処理装置（４２，４３，４８）が設けられており、該信号処理装置 においては或１つのラインの少なくとも１つのセクション（３６）の複数画点の 複数画像信号値について、隣接する画点の画像信号値に対する差値が夫々形成さ れ２乗化され、当該の２乗化された差値が加算され鮮鋭度値として使用され、そ して、上記原画（１７）の或１つの走査の鮮鋭度値と、変化されたフォーカシン グ状態のもとで行なわれた後続する１つの走査の鮮鋭度値とが比較され、そして 、求められた鮮鋭度−差からそのつど、上記結像系のフォーカシング状態に対す る補正信号が導出され、上記調整操作装置（２８，４３）に供給され、ここにお いて、当該補正信号を用いて、当該フォーカシング状態は所定の１ステツプだけ 鮮鋭度値の増大する方向に再調整され、そして、上記のフォーカシング状態の再 調整は瞬時の鮮鋭度値−差が所定限界値を下回るまで、繰返されるように構成さ れていることを特徴とする装置。