JPH0675132B2 - 画像検出方法 - Google Patents

画像検出方法

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JPH0675132B2
JPH0675132B2 JP465988A JP465988A JPH0675132B2 JP H0675132 B2 JPH0675132 B2 JP H0675132B2 JP 465988 A JP465988 A JP 465988A JP 465988 A JP465988 A JP 465988A JP H0675132 B2 JPH0675132 B2 JP H0675132B2
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【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。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
されている。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10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10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28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3
4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CCD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V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68で
デジタル信号に変換され、入力インターフェース70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100、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c,d
で示すようにV>a,V>bの範囲でHレベルとなる。10
8、110は単安定マルチバイブレータであり、比較器10
0、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Nn,Np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Mn,Mp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,Mp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Mn,Mp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h,gはオア回路124に入力され、信号h,g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、CPU72
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
(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x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212)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、P−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D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D1
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。なお各ヒストグラウ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x以下となる場合には画像有りとし、設定
値x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212においてヒストグラムの最大値が設定値x
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220)。すなわちヒストグ
ラムの最大値の山が設定値x0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D1より濃い側に画像が有り、反対にポジ
原画の特には濃度D2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x0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b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x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)、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(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(ステップ224)、その極性反転回数
Nn,Npをカウンタ112、114で積算する(ステップ22
6)。そしてカウント値Nn,Npが一定値Mn,Mp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222〜230
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(ステップ228)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23
4)。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214、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12
8)。
この実施例ではヒストグラムの最大値が一定値x以下と
なることから予備的に画像の有無を判断し(ステップ21
0,212)、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、MOS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
反転回路を積算し、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。 10…原画、20…投影レンズ、 56…一次元固体イメージセンサ。 a,b…二値化レベル、 Nn,Np…極性反転回数、 Mn,Mp…一定値。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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、 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。
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