JPH0731296B2

JPH0731296B2 - オ−トフオ−カス制御方法

Info

Publication number: JPH0731296B2
Application number: JP61262623A
Authority: JP
Inventors: 宏昌鈴木
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1986-11-06
Filing date: 1986-11-06
Publication date: 1995-04-10
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: JPS63118132A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、マイクロ写真のリーダ、リーダプリンタ引伸
機あるいは拡大プリンタ等のマイクロ写真拡大復元装置
に適用されるオートフォーカス制御方法に関するもので
ある。

（発明の背景および従来技術）マイクロ写真の拡大像をスクリーンに投影するリーダ
や、拡大像をプリンタに導いてハードコピーを得るプリ
ンタをこのリーダに組合せたリーダプリンタ、あるいは
引伸機や拡大プリンタなどのマイクロ写真拡大復元装置
が従来より知られている。この種の装置において、投影
レンズを自動的に合焦位置に移動させるオートフォーカ
ス機構を設けることが考えられている。このオートフォ
ーカス機構は、例えば投影光の一部をCCDラインセンサ
などのイメージセンサに導き、イメージセンサの出力か
ら求めたコントラスト信号が最大となる投影レンズの位
置を求め、この位置（合焦位置）に投影レンズを移動さ
せるように構成される。

このコントラスト信号は投影レンスの合焦位置付近の前
後では投影レンズ位置の変化に対して大きく変化する。
しかし投影レンズの合焦位置から大きく離れて著しいボ
ケ状態となっている場合にはコントラスト信号の変化が
非常に小さくなる。このためオートフォーカス機構は投
影レンズの合焦位置方向を判別できず、オートフォーカ
ス機構が正しく作動しなかったり、合焦位置を検出する
までに長い時間を要するなどの問題があった。

一般にマイクロフィルムは画像を表に持つものと裏に持
つものとがあるため、画像がどちらにあるかを検出して
制御する方法も提案されている（例えば特開昭57−1209
26号）。しかし実際にはフィルム厚さも種々異なるもの
が混在するため、この既提案のものでは対応できない。

そこで画像面とフィルム厚さとをフィルムホルダ（カー
トリッジ）やフィルムに記憶する方法も提案された（特
開昭60−257438号、同61−55637号）。しかしこの種の
マイクロ写真拡大復元装置は、通常複数の交換用投影レ
ンズ群を持ち、各投影レンズにはそれぞれ異なる合焦位
置があるため、レンズ交換の度に前記の著しいボケ状態
からオートフォーカス動作を行うことになる。特に投影
レンズは使用するレンズの特性、焦点距離のバラツキ、
組立誤差などの原因によりバックフォーカス（一方のレ
ンズ面から焦点までの距離）が投影レンズ毎に相当大き
く異なり、このバラツキは一般には1mm程度になる。一
方レンズの焦点深度から要求される合焦精度は高倍率レ
ンズでは10ミクロン以下にもなる。このためこのバック
フォーカスを相当高精度に調整したとしてもレンズ交換
によって著しいボケ状態は生じ得ることになり、前記の
問題は依然として解決できない、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、特
にイメージセンサの出力によりコントラスト信号を求め
てその大小により合焦位置を求める場合にオートフォー
カス動作前に投影レンズが合焦位置から大きく離れてい
る場合やバックフォーカスの異なる投影レンズを交換し
た場合に、合焦位置を速やかに検出し、オートフォーカ
ス動作の信頼性を高めると共に動作時間を短縮すること
が可能なオートフォーカス制御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、マイクロ写真原画の像をス
クリーンまたはプリンタに導く投影レンズを、自動で合
焦位置に移動させるオートフォーカス制御方法におい
て、前記投影レンズの合焦位置を記憶しておき、その後
のオートフォーカス動作に先行してこの記憶した過去の
合焦位置に前記投影レンズを移動させた後、前記投影レ
ンズの透過光が入力されるイメージセンサの出力に基づ
いて投影画像のコントラスト信号を求め、このコントラ
スト信号が最大になる合焦位置に前記投影レンズを移動
させることを特徴とするオートフォーカス制御方法、に
より達成される。

ここに合焦位置は、投影レンズを複数個用意する場合に
は各投影レンズ毎に別々に記憶される。この合焦位置を
記憶するメモリは装置本体側に設けておいてもよいのは
勿論であるが、各投影レンズにそれぞれメモリを内蔵
し、投影レンズの装着時にこのメモリの内容を装置本体
へ読出すように構成してもよい。

（作用）オートフォーカス動作に先行して記憶した過去の合焦位
置を読出し、投影レンズをこの過去の合焦位置に移動さ
せる。従って投影レンズは焦点が著しくずれた状態から
オートフォーカス動作をする必要がなく、レンズ移動に
よるコントラスト信号の変化が大きくなる。このため投
影レンズの合焦位置方向が正確に判別でき、オートフォ
ーカス動作の信頼性が高くなりまた動作時間が短くな
る。

（実施例）第１図は本発明の一実施例であるオートフォーカス装置
のブロック図、第２図はその動作の流れ図、第３図はリ
ーダプリンタの全体概略図、第４図は出力波形を示す
図、第５図はコントラスト信号のレンズ位置に対する変
化を示す図である。

第１、３図において符号10はマイクロコフィッシュやマ
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1
4、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
（画像投射光）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34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、CCDライ
ンセンサ56と、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の投影画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１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はCCDドライバ64
に入力され、このCCDドライバ64は後記CPU76の指令する
駆動周波数でラインセンサ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（露光量）に
ほぼ比例して変化するパルス信号を出力する。このパル
ス信号は、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（Ｉ）の出力信号ｖとする。なおこの第
４図で横軸ｎはラインセンサ56の画素順を示す。

このように信号処理された出力信号ｖは帯域フィルタ
（BPF）68を通って第４図（II）の出力ｗとされる。

70はピークホールド回路（PH）である。このピークホー
ルド回路70は出力信号ｗの最大値を検出するものであ
り、この最大値がこの時の投影レンズ20の位置ｘに対す
るコントラスト信号Ｃとなる（第４図（III）参照）。

このコントラスト信号ＣはA/D変換器72でデジタル信号
に変換され、入力インターフェース74を介してCPU76に
入力される。第１図で78はCPU76の制御プログラム等を
記憶するROM、80はRAM、82は出力インターフェース、84
および86はD/A変換器、88、90はそれぞれモータ58、60
を駆動するドライバである。

92は投影レンズ20に取付けられた不揮発性ROMあるいは
バッテリーバックアップされたRAMなどのメモリであ
る。このメモリ92には前回のオートフォーカス動作で求
めた投影レンズ20の合焦位置が記憶される。

一般にマイクロ写真原画10には表に画像を持つものと裏
に画像を持つものとの２種類がある。例えば表に画像を
持つ原画10の場合には投影レンズ20は原画10の表に合焦
することになり、この時のコントラスト信号Ｃは第５図
Ａに示すようにレンズ位置x₁で最大となる。また裏に画
像を持つ原画10では、投影レンズは裏に合焦することに
なり、この時のコントラスト信号Ｃは第５図Ｂのように
レンズ位置x₂で最大となる。前記投影レンズ20のメモリ
92には、以前のオートフォーカス動作で求めた２つのレ
ンズ位置x₁、x₂すなわち原画10の表および裏に対する合
焦位置x₁、x₂が記憶される。この合焦位置はオートフォ
ーカス動作する度に新しいデータ（合焦位置）で書換え
て記憶してもよいし、投影レンズ20を工場出荷する前に
全数検査して各投影レンズ20の合焦位置を予め入力して
おいてもよい。

第１図において94は表裏指定スイッチである。表裏指定
スイッチ94は使用するマイクロ写真原画10の画像が表に
あるか裏にあるかを、操作者が手動入力するもので、こ
の信号に基づいてCPU76はいずれかの合焦位置x₁またはx
₂をメモリ92から読出す。

96はフォーカススイッチであり、オートフォーカスモー
ドと手動フォーカスモードとを選択する。手動フォーカ
スモードにおいては、このスイッチ96は投影レンズ20の
移動方向と移動速度とを入力でき、投影レンズ20が合焦
位置から速い場合には高速でまた合焦位置に近くなった
ら低速で移動させることができる。

98はプリントスイッチであり、このスイッチ98の操作に
よりプリンタ34を作動させハードコピーを得るもので
る。

100はタイマである。一般に投影レンズ20の位置ｘが一
定時間以上変化しなければ、レンズ10は合焦位置にある
ものと考えられる。これはオートフォーカスに失敗した
のであれば、使用者は再びオートフォーカスあるいは手
動によるフォーカス操作を行うと考えられるからであ
る。このタイマ100はCPU76の指令に基づいてこの一定時
間を積算するものである。

次に本実施例の動作を説明する。CPU76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
射するようにモータ58を制御する（第２図、ステップ20
0）。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。この投影光の一部は反射鏡52によってラインセンサ
56に導かれる。

CPU76は表裏指定スイッチ94の出力に基づいて、ROM92か
ら表または裏に対応する合焦位置x₁またx₂を読出し、装
置本体内のRAM80に一時記憶する（ステップ202）。そし
てCPU76は投影レンズ20をこの読出した合焦位置x₁また
はx₂に移動する（ステップ204）。

フォーカススイッチ96がオートフォーカスモードを選択
していれば（ステップ206）。オート露光（AE）、画検
出、オートフォーカス（AF）の動作を順次行う（ステッ
プ208）。オート露光は、例えばラインセンサ56の露光
量をその駆動周波数を変えることにより制御し、ライン
センサ56の出力レベルが適正範囲に入るように制御を行
う。画検出は例えば帯域フィルタ68の出力ｗの正負変動
回数が十分に多いことからオートフォーカス動作に適す
る画像であるか否かを判別し、不適当な画像であれば警
告を発してゾーン設定手段40によりフォーカスゾーンの
変更を要求する。オートフォーカス動作は、投影レンズ
20を微小距離移動させつつコントラスト信号Ｃが最大と
なるレンズ位置ｘを求め、この位置ｘに投影レンズ20を
移動させることにより行う。

一度このオートフォーカス動作が完了するとタイマ100
がセットされる（ステップ210）。そしてその後フォー
カススイッチ96によりオートフォーカスモードが再度選
択されるか（ステップ212）、手動フォーカスモードに
切換えられるか（ステップ214）、原画10が移動された
場合には（ステップ216）、ステップ208でのオートフォ
ーカス動作の結果が満足のゆくものでないものと判断
し、タイマ100をリセットする（ステップ218）。そして
再度ステップ208に戻る。再度オートフォーカスモード
が選択されず（ステップ212）、手動フォーカスモード
も選択されず（ステップ214）、また原画も移動されず
に（ステップ216）この状態がタイマ100の設定時間T₀以
上続けば、ステップ208のオートフォーカス結果に満足
しているものと考えられる（ステップ220）。この設定
時間T₀以上経過すればタイマ100をリセットし（ステッ
プ222）、この時のレンズ位置ｘは合焦位置であるもの
として前記メモリ92に記憶しておく（ステップ224）。
そして再度の動作に備える。

第６図は他の実施例の動作流れ図である。この実施例は
投影レンズ20の合焦位置は装置本体のメモリ（RAM80な
ど）に記憶し、投影レンズ20の形式のみを検出してこの
投影レンズ20に対応する合焦位置をメモリから読出すよ
うにしたものである。

すなわちまず投影レンズ20の形式を検出した後（ステッ
プ300）、このレンズ20が初めてのものであれば前記第
２図と同様にステップ206以下の動作を行い（ステップ3
02）、初めてのレンズでなければ過去の合焦位置をメモ
リから読出す（ステップ304）。そしてこの合焦位置に
レンズを移動し（ステップ306）、以後ステップ206以下
の動作を行う。なおこのステップ206以下の動作は前記
第２図のものと同じであるから、その説明は繰り返さな
い。

以上の各実施例では、オートフォーカス動作が完了する
と、その時のレンズ位置（合焦位置）でメモリの内容を
書換えている。しかし本発明は投影レンズ20の工場出荷
時などに予めそのレンズの合焦位置を記憶しておき、オ
ートフォーカス動作の度に書換えないものも含む。また
メモリの書換えはオートフォーカス動作が完了後の一定
時間（T₀）経過により行うものの他、プリントスイッチ
98の操作あるいはメモリ書換えを指令する他の独立の手
動スイッチなどにより書換えるようにしてもよいのは勿
論である。

（発明の効果）本発明は以上のように、過去の合焦位置を記憶してお
き、オートフォーカス動作に先行してこの過去の合焦位
置に投影レンズを移動させるから、投影レンズが合焦位
置から大きくずれていわゆるバカボケ状態でオートフォ
ーカス動作をすることがなくなる。このためオートフォ
ーカス動作の信頼性が向上し動作時間が短くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるオートフォーカス装置
のブロック図、第２図はその動作の流れ図、第３図はリ
ーダプリンタの全体概略図、第４図は出力波形を示す
図、第５図はコントラスト信号のレンズ位置に対する変
化を示す図、第６図は他の実施例の動作の流れ図であ
る。 20……投影レンズ、 56……CCDラインセンサ、 76……CPU、 92……メモリ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マイクロ写真原画の像をスクリーンまたは
プリンタに導く投影レンズを、自動で合焦位置に移動さ
せるオートフォーカス制御方法において、前記投影レンズの合焦位置を記憶しておき、その後のオ
ートフォーカス動作に先行してこの記憶した過去の合焦
位置に前記投影レンズを移動させた後、前記投影レンズ
の透過光が入力されるイメージセンサの出力に基づいて
投影画像のコントラスト信号を求め、このコントラスト
信号が最大になる合焦位置に前記投影レンズを移動させ
ることを特徴とするオートフォーカス制御方法。
【請求項２】投影レンズは交換可能とされ、各投影レン
ズには各投影レンズの過去の合焦位置がそれぞれ記憶さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
オートフォーカス制御方法。