JPH0713696B2 - 画像検出方法 - Google Patents

Description

【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種々
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。しかしこの方法は画像のバックグラウ
ンド濃度に対して適切な二値化レベルを求めるのがむず
かしく、投影レンズのピントずれが大きい時には正しい
動作が期待できず、また画像上にゴミやキズがあると、
その影響を直接受けて誤動作し易いという問題が有っ
た。

またリーダプリンタなどの画像のように、ネガ・ポジの
極性を有する画像に対してはその極性に応じて二値化レ
ベルを別々に設定する必要が有るため、この極性を自動
で判別したり使用者が手動で入力しなければならないと
いう問題もあった。

（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、画
像毎のバックグラウンド濃度のバラツキが大きい場合や
レンズのピントずれが大きい場合、あるいは画像にゴミ
やキズが有る場合、さらには画像がネガ・ポジの極性変
化を有する場合でも常に正確に適正な画像の有無を判別
できるオートフォーカス装置の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、前記イメージセンサ
の出力信号に対する画素数を示すヒストグラムを求め、
このヒストグラムの頻度値が設定値以上となる前記出力
信号の範囲の全長を求め、この全長が一定値以上となる
画像領域を検出してオートフォーカス動作を行うことを
特徴とする画像検出方法により達成される。

（原理） 第４図Ａ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、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一枚あるいは一本のフィルム内
では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（頻度値）
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に大きな最大値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（第４図、二点鎖線）、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（第４
図、実線）。従ってこのヒストグラムの横軸方向（出力
信号、濃度に対応）の広がりが一定以上なら画像有りと
し、一定以下なら画像無しと判別することが可能であ
る。

ここに各ヒストグ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。

いまこのヒストグラムを設定値h₀と比較し、この設定値
h₀以上となる範囲の全長Ｌを求める。バックグラウンド
のみの画像に対してはレンズのピントずれっが大きいほ
ど濃度のバラツキが少なくなるので、ヒストグラムの最
大値Ａ、Ｂは高くなりこれに対応してヒストグラムの広
がりは小さくなる。すなわち全長l₁、l₂は小さくなる。
これに対し画像を多く含む画像に対してはピントずれに
対する最大値の上昇はあまり大きくならず、広がりは小
さくならないから全長L₁、L₂の変化は少ない。

本発明は、このようにヒストグラムは画像を多く含むほ
ど横軸方向すなわち出力信号の変化（濃度変化）方向に
広がり、画像が少ないほど横軸方向の広がりが小さくな
る点に着目し、このヒストグラムの頻度Ｎを示す縦軸方
向の高さが設定値h₀以上となる横軸方向の範囲の全長Ｌ
を求め、この全長Ｌが一定値L₀以上なら画像有りとする
ものである。

（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。

40はゾーン設定手段であり、フォーカスゾーンを示すマ
ーク42と、このマーク42をスクリーン28上で移動させる
ための手動のつまみ44とを備える。ゾーンの位置ａは位
置検出部46で検出されて制御手段48に送出される。

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。

次に本実施例の動作を説明する。制御手段48は、まずゾ
ーン設定手段40で設定されたゾーンの位置ａを読込ん
で、この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（ステップ
100）。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102）、この出力信号Ｖに
基づいて露光量測定を行う（ステップ104）。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106）光量を変更し
（ステップ108）、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
オートフォーカスに適した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（ステップ110）、その縦
軸の頻度Ｎが設定値h₀以上となる横軸の範囲すなわち出
力信号域は濃度の範囲の全長Ｌを求める。この全長Ｌが
一定値L₀以下であれば（ステップ112）適正な画像がな
いとして制御手段48はブザーやランプなどの警報を発し
フォーカスゾーンの変更を要求する（ステップ114）。
使用者はスクリーン28を見ながらつまみ44を操作し、投
影像の画像が有る他の位置にマーク42が重なるようにマ
ーク42を移動する。CPU72はこの新しい領域に対してラ
インセンサ56を移動させステップ102以降の動作を繰り
返す。全長Ｌが一定値L₀以上であれば適正な画像有りと
し（ステップ116）制御手段48は再びこのラインセンサ5
6を一走査してその時の出力に基づいてオートフォーカ
ス制御を行う（ステップ118）。

こ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120、122）。

この合焦状態でプリンタモードにすれば（ステップ12
4）、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。

この実施例のマイクロリーダプリンタでは原画はネガ・
ポジの両方が使用されるが、設定値h₀、一定値L₀を適切
に決めれば、ネガ・ポジに対してこれらを変更せずに対
応可能となる。すなわちラインセンサの総画素数は一定
であるからヒストグラムの面積は一定となり、本発明の
原理はネガ・ポジの両方に成立するものであるからであ
る。

また本実施例ではフォーカスゾーンは使用者がスクリー
ン28を見ながらつまみ44により手動で変更し、これに伴
ってラインセンサ56が移動するように構成したが、マー
ク42、つまみ44等の手動のゾーン設定手段を省き、CPU7
2の指令によって画像無しの場合にモータ58を駆動して
自動的にフォーカスゾーンを変更するようにしてもよ
い。

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のヒ
ストグラムを求め、このヒストグラムの縦軸である頻度
値が設定値以上となる横軸の範囲すなはち出力信号範囲
あるいは濃度範囲の全長Ｌを求め、この全長Ｌが一定値
以上であればオートフォーカスに適した画像有りと判断
するものであるから、画像毎のバックグラウンド濃度の
バラツキが大きかったり、ピントずれが大きい場合、ま
た画像にゴミやキズがあったり、ネガ・ポジの極性変化
がある場合でも正確に画像有無を判断できる。

【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値を示す
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、Ｎ…頻度値、h₀…設定値、L₀…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、 前記イメージセンサの出力信号に対する画素数を示すヒ
   ストグラムを求め、このヒストグラムの頻度値が設定値
   以上となる前記出力信号の範囲の全長を求め、この全長
   が一定値以上となる画像領域を検出してオートフォーカ
   ス動作を行うことを特徴とする画像検出方法。