JPH0686022A - 自動焦点調整装置 - Google Patents

自動焦点調整装置

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Publication number
JPH0686022A
JPH0686022A JP4257341A JP25734192A JPH0686022A JP H0686022 A JPH0686022 A JP H0686022A JP 4257341 A JP4257341 A JP 4257341A JP 25734192 A JP25734192 A JP 25734192A JP H0686022 A JPH0686022 A JP H0686022A
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JP
Japan
Prior art keywords
optical system
image
projection lens
projection
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP4257341A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiya Aikawa
敏哉 相川
Satoshi Yoshizawa
聡 吉沢
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH0686022A publication Critical patent/JPH0686022A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 特殊なガラス材を使用した光学レンズを使用
することなく、周囲温度の変化に対しても適切にピント
調整された画像読み取りが行なわれるようにする。 【構成】 原稿を保持する原稿台(2)、投影レンズ
(3)を有し原稿台(2)上の原稿(1)の画像情報を
投影する投影光学系、および該投影光学系により結像さ
れる画像を読み取る画像情報検出手段(4)を備えた画
像読み取り装置であって、投影レンズ(3)近傍の温度
を検出する温度センサ(7)と、温度による投影レンズ
(3)の焦点距離の変化を補正する如く前記投影光学系
のパラメータを調整するために、前記温度センサ(7)
の出力に基づき制御信号を生成する演算制御手段(8)
と、前記制御信号に基づき前記投影光学系のパラメータ
を調整する駆動手段(9)とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像読み取り装置に関
し、特に原稿の文字および図形その他の情報を読み取り
これを対応する電気信号に変換する画像読み取り装置に
おいて、温度変化によって生ずる投影光学系のパラメー
タの変動による悪影響を除去する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、原稿の文字および図形などの原稿
情報を読み取るための所謂イメージスキャナのような画
像読み取り装置は、原稿台上に置かれた原稿の画像情報
を投影光学系によって例えばCCD素子などのイメージ
センサに結像させ、原稿情報に対応する画像信号を得
る。このような画像情報読み取り装置においては、投影
光学系の光学レンズが周囲温度の変化によって影響を受
け、その焦点距離が変動する。このような周囲温度の変
化によって光学レンズの焦点距離の変化が生ずると、イ
メージセンサに投影される画像の結像位置が移動し、ピ
ントのずれた画像情報をイメージセンサが読み取ること
になる。
【0003】このような不都合を除去するため、従来で
は、光学レンズを構成するガラス材として雰囲気温度変
化の影響を受けにくいものを使用したり、あるいは、画
像読み取り装置の使用環境温度範囲を制限していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の画像読み取り装置において、投影光学系の光学レ
ンズとして雰囲気温度変化の影響を受けにくいガラス材
を使用する場合には、そのガラス材は特殊なものとする
必要があり、レンズ材料の納期が長期化するとともに、
価格が高くなるという不都合があった。
【0005】本発明の目的は、前述の従来例の装置にお
ける問題点に鑑み、特別仕様のガラス材を使用した特殊
な光学系を使用しなくても、周囲温度変化の影響を受け
ることなしに高精度の画像読み取りができるようにする
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、原稿を保持する原稿台、投影レン
ズを有し前記原稿台上の原稿の画像情報を投影する投影
光学系、および該投影光学系により結像される画像を読
み取る画像情報検出手段を備えた画像読み取り装置が提
供され、該画像読み取り装置は、前記投影レンズ近傍の
温度を検出する温度センサと、温度による前記投影レン
ズの焦点距離の変化を補正する如く前記投影光学系のパ
ラメータを調整するために、前記温度センサの出力に基
づき制御信号を生成する演算制御手段と、前記制御信号
に基づき投影光学系のパラメータを調整する駆動手段と
を具備することを特徴とする。
【0007】前記投影光学系のパラメータの調整は前記
原稿、前記投影レンズ、および画像情報検出手段の内の
少なくとも2つの間の光路長を変化させることによって
行なうと好都合である。
【0008】また、前記投影光学系のパラメータの調整
は原稿と投影レンズとの間の光路中に挿入した光路長変
更ミラーを移動させることによって行なうこともでき
る。
【0009】さらに、前記投影光学系のパラメータの調
整は投影レンズを光路に沿って移動させることによって
行なうこともできる。
【0010】
【作用】上記構成に係わる画像読み取り装置において
は、温度センサによって前記投影レンズ近傍の温度を検
出し、前記演算制御手段が温度センサの出力に基づき制
御信号を生成し、かつ前記駆動手段がこの制御信号に基
づき投影光学系のパラメータを調整する。そして、この
場合、前記制御信号は温度による投影レンズの焦点距離
の変化を補正する如く投影光学系のパラメータを調整す
るよう前記駆動手段を作動させるものとなっている。従
って、温度変化によって投影レンズの焦点距離が変化し
ても投影光学系のパラメータを調整することにより前記
原稿台上の原稿の画像情報が適切に画像情報検出手段の
検出位置に結像される。このため、周囲温度の変化にか
かわらず精密な画像読み取りが可能となる。
【0011】なお、前記投影光学系のパラメータの調整
は前記原稿、投影レンズ、および画像情報検出手段の内
の少なくとも2つの間の光路長を変化させることによっ
て原稿の画像情報を適切に画像情報検出手段上に結像さ
せることが可能になる。従って、例えば原稿と投影レン
ズとの間の光路中に挿入した光路長変更ミラーを移動さ
せることによって原稿と投影レンズとの間の光路長を変
化させてもよく、あるいは投影レンズを光路に沿って移
動させることによって原稿と投影レンズとの間の距離お
よび投影レンズと画像情報検出手段との間の距離を共に
変えてもよい。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。図1は、本発明の1実施例に係わる画像読み
取り装置の概略の構造を示す。同図の装置は、原稿1が
載置された原稿台2と、投影光学系を構成する投影レン
ズ3と、CCDなどのイメージセンサ4と、光路長変更
ミラー5と、45度反射ミラー6などによって構成され
る。また、投影レンズ3の近傍には温度センサ7が設け
られ、該温度センサ7の出力は演算制御手段を構成する
マイクロプロセッサなどのCPU 8に接続され、該C
PU 8の出力は駆動装置9に接続されている。
【0013】原稿台2は例えば移動式のものであり、図
示しない駆動装置によって順次移動するよう構成されて
いる。光路長変更ミラー5は、45度反射ミラーを2個
組み合わせることによって光軸を180度反転させる働
きを成す。また、光路長変更ミラー5は駆動系9によっ
て駆動されて光軸方向に移動する。イメージセンサ4は
例えばCCD素子によって構成されるラインセンサとさ
れ、原稿1の走査ラインごとの情報を読み取ることがで
きるように構成されている。
【0014】図1の画像読み取り装置においては、原稿
台2上に載置された原稿の文字および図形などの画像情
報が45度反射ミラー6、光路長変更ミラー5を介して
投影レンズ3によりイメージセンサ4の検出面上に投影
される。そして、原稿台2が順次移動されて、原稿1の
各走査ラインごとの画像情報が順次イメージセンサ4に
よって読み取られ、図示しない画像処理回路に供給され
て所定の処理が行なわれ所望の読み取り画像信号が出力
される。
【0015】図1の装置において、原稿1の原稿面から
投影レンズ3までの光路長a、投影レンズ3からイメー
ジセンサ4の結像面までの光路長をb、そして投影レン
ズ3の焦点距離をfとすると、 1/a+1/b=1/f の関係が成立する。このような関係が成立している限
り、原稿面の画像は適切にイメージセンサ4の検出面上
に結像しピントの合った状態での画像情報が得られる。
ところが、雰囲気温度の変化により、投影レンズ3の焦
点距離fがf′変化すると、同じ光路長a,bのままで
は上式の関係が成立しなくなり、イメージセンサ4の検
出面上にピントの合った画像が結像されなくなる。この
ため、図1の実施例では、温度変化に応じて光路長変更
ミラー5を駆動系9によって移動させ、光路長aをa′
に変化させることにより上式と同様に、 1/a′+1/b=1/f′ の関係が成立するように補正する。
【0016】すなわち、図2に示すように、温度センサ
7によって投影レンズ3近傍の温度が検出され、該温度
に対応する信号がCPU 8に入力される。CPU 8
は投影レンズ3に関し、温度変化に対する屈折率値の変
化を表わすデータを持っており、このデータに基づき与
えられた温度における投影レンズ3の焦点距離を算出す
る。また、上の式に基づき、光路長変更ミラー5の駆動
量を決定し、駆動系9に制御信号を与え、光路長変更ミ
ラー5を移動させる。これにより、周囲温度の変化によ
って投影レンズ3の焦点距離fが変化しても、原稿1の
画像情報が常に適切にイメージセンサ4の検出面上に結
像される。
【0017】なお、上述の実施例においては、周囲温度
の変化による投影画像のピントのずれを調整するもので
あったが、本発明はこれに限られず、例えば原稿1の投
影倍率、すなわちb/aの温度変化による変動を押さえ
るために利用することもできる。この場合は、例えばC
PU 8に温度変化に対するピント調整および倍率調整
のために各光路長をどれだけ補正すればよいかを示すデ
ータを記憶しておき、このデータに基づき各部を駆動す
る。なお、このような温度変化に対する補正量の値は、
実験的に予め求めておいてもよく、あるいは理論的に求
めることも可能である。
【0018】図3は、本発明の第2の実施例に係わる画
像読み取り装置の概略の構成を示す。同図の装置は、前
記図1の装置においては固定されていた投影レンズ3を
も別の駆動系11によって移動できるようにしたもので
ある。従って、温度センサ7からの出力を受けるCPU
10は2つの駆動系9および11にそれぞれ制御信号
を入力する構成となっている。その他の部分は図1の装
置のものと同じであり、同一部分は同一参照数字が付さ
れている。
【0019】図3の装置においては、温度センサ7によ
って検出された投影レンズ3付近の温度情報がCPU
10に入力される。CPU10はこの温度情報に基づき
前記実施例と同様に温度に対する投影レンズ3の屈折率
値データを元に演算を行ない、光路長変更ミラー5の移
動量および投影レンズ3の移動量を決定し、それぞれ駆
動系9および11に制御信号を印加して光路長の調整を
行なう。これによって、上に述べた式が温度変化にかか
わらず常に満足されるように光学系のパラメータが補正
され、常にピントの合った状態で画像情報を検出でき
る。また、必要に応じて、画像の倍率b/aの変動をも
押さえることができる。なお、倍率b/aの変動を押さ
える必要がない場合には、投影レンズ3のみを駆動する
ことによってピント調整を行なうこともできる。
【0020】なお、上述の各実施例においては、光路長
変更ミラー5および/または投影レンズ3を移動させる
ものであったが、本発明はこれ限られず、例えばイメー
ジセンサ4を移動させてもよい。すなわち、原稿面、投
影レンズ3、およびイメージセンサ4の検出面の内の少
なくとも2つの間の光路長を変化させればよい。
【0021】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、周囲温
度の変化によって投影レンズの焦点距離fなどが変化し
た場合にも、光路長変更ミラーなどの移動によって光学
系のパラメータの変動による悪影響を自動的に除去でき
るから、特殊なガラス材で構成された光学レンズなどを
使用することなく常に適切な画像情報を検出することが
可能になる。また、画像読み取り装置の使用温度などの
設置環境を特別の狭い範囲に限定する必要がないから、
画像読み取り装置のユーザに対する負担を軽減すること
が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に係わる画像読み取り装置の
概略の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の画像読み取り装置の温度補正動作の概略
を示すフローチャートである。
【図3】本発明の第2の実施例に係わる画像読み取り装
置の概略の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 原稿 2 原稿台 3 投影レンズ 4 イメージセンサ 5 光路長変更ミラー 6 45度反射ミラー 7 温度センサ 8,10 CPU 9,11 駆動系
───────────────────────────────────────────────────── 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 G02B 7/28 H04N 1/00 102 7046−5C // H04N 5/232 A

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原稿を保持する原稿台、投影レンズを有
    し前記原稿台上の原稿の画像情報を投影する投影光学
    系、および該投影光学系により結像される画像を読み取
    る画像情報検出手段を備えた画像読み取り装置であっ
    て、 前記投影レンズ近傍の温度を検出する温度センサと、 温度による前記投影レンズの焦点距離の変化を補正する
    如く前記投影光学系のパラメータを調整するために、前
    記温度センサの出力にもとづき制御信号を生成する演算
    制御手段と、 前記制御信号にもとづき前記投影光学系のパラメータを
    調整する駆動手段と、 を具備することを特徴とする画像読み取り装置。
  2. 【請求項2】 前記投影光学系のパラメータの調整は前
    記原稿、前記投影レンズ、および画像情報検出手段の内
    の少なくとも2つの間の光路長を変化させることによっ
    て行なうことを特徴とする請求項1に記載の画像読み取
    り装置。
  3. 【請求項3】 前記投影光学系のパラメータの調整は前
    記原稿と前記投影レンズとの間の光路中に挿入した光路
    長変更ミラーを移動させることによって行なうことを特
    徴する請求項1に記載の画像読み取り装置。
  4. 【請求項4】 前記投影光学系のパラメータの調整は前
    記投影レンズを光路に沿って移動させることによって行
    なうことを特徴とする請求項1に記載の画像読み取り装
    置。
JP4257341A 1992-09-01 1992-09-01 自動焦点調整装置 Pending JPH0686022A (ja)

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