JPH0734055B2 - 画像検出方法 - Google Patents

画像検出方法

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JPH0734055B2
JPH0734055B2 JP388287A JP388287A JPH0734055B2 JP H0734055 B2 JPH0734055 B2 JP H0734055B2 JP 388287 A JP388287 A JP 388287A JP 388287 A JP388287 A JP 388287A JP H0734055 B2 JPH0734055 B2 JP H0734055B2
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宏昌 鈴木
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Fuji Photo Film Co Ltd
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  • Focusing (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、リーダプリンタ、カメラ、顕微鏡、拡大投影
機などのように投影画像を投影面上に結像させるように
した光学装置に適用されるオートフォーカス装置におけ
る画像検出方法に関するものである。
(発明の技術的背景) マイクロ写真原画の投影画像をスクリーンや感光体に結
像させ、スクリーン上で拡大投影像を視認したり感光体
に結像させてハードコピーを得るようにしたリーダプリ
ンタがある。この種の装置でオートフォーカス機構を設
ける場合、投影像の一部をラインセンサに導き、このラ
インセンサの出力から求めた画像のコントラストに基づ
いて合焦か否かを判別し、合焦状態になるように投影像
の光学系を制御することが考えられている。
しかし正しいオートフォーカス動作を行うためには、ラ
インセンサにこのオートフォーカス動作に適した画像が
投影されていることが前提となる。そこでこの適切な画
像がラインセンサに投影されていることをオートフォー
カス動作に先行して確認する必要が生じる。一般に画像
の有無はラインセンサの出力信号を所定のスライスレベ
ルと比較し、このスライスレベルに比べて出力信号が大
小に変化する回数から判別する(例えば特開昭57−7990
7号参照)。
ここにスライスレベルはフィルム原画のベース部分を基
準にして設定される。たとえばまずラインセンサをフィ
ルム原画のベース部分に位置させてベース部分によるラ
インセンサの出力を求め、この出力信号に所定値を加算
(ネガ原画の時)または減算(ポジ原画の時)してスラ
イスレベルを決める方法があった。また従来より光源光
量やフィルム原画の濃度の変化に対応して、スライスレ
ベルを自動利得制御回路(AGC)により制御する方法も
提案されている(前記特開昭57−79907号参照)。
しかし一般には投影画像には照度ムラが生じ、この照度
ムラは一般に光軸上で最も明るくなりこの光軸から離れ
るにつれてほぼ距離の2乗に反比例して暗くなるもので
ある。このためスライスレベルを一度決めてもラインセ
ンサが移動すればこの移動後の位置における適切なスラ
イスレベルは変化するため、高精度な制御はできなくな
る、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、投
影画像の照度ムラによる影響を受けることなくラインセ
ンサの位置に対して正確なスライスレベルを決めること
ができ、画像の有無を正確に判別することができるオー
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、投影画像が入射されるライ
ンセンサの出力に基づき、画像の有無を判別した後オー
トフォーカス動作を行うオートフォーカス装置における
画像検出方法において、前記ラインセンサを走査した時
の特定画素の出力信号のピーク値またはミニマム値を、
前記ラインセンサを移動させつつ順次ホールドし、この
ホールド値に所定値を減算または加算することによりポ
ジ原画用またはネガ原画用のスライスレベルを求める一
方、前記投影画像の照度ムラによる影響を補正するため
の補正データを予めメモリに記憶しておき、この補正デ
ータを用いて前記ラインセンサの移動に伴い前記スライ
スレベルを補正し、前記ラインセンサの走査による出力
信号がこの補正したスライスレベルを横断する回数に基
づいて画像の有無を判別することを特徴とする画像検出
方法、により達成される。
すなわちラインセンサを移動させた時にはこの移動によ
る照度ムラの影響を打消すようにスライスレベルを補正
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図はそのラインセンサの移動範囲を示すス
クリーンの正面図、第3図は制御系のブロック図、第4
図と第5図は原画とラインセンサを移動した時の特定画
素の出力波形とを示し第4図はネガ原画に対するものを
第5図はポジ原画に対するものである。また第6図はコ
ントラストを求める過程の各部出力波形図、第7図は画
像検出動作の流れ図、第8図は照度ムラの説明図であ
る。
第1図において符号10はマイクロフィッシュやロール状
のマイクロ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(投影画
像)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2
2、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CCDラインセンサであり、このラインセンサ40はス
クリーン28の左上角部の外側を支点として回動する回動
アーム42の回動端に取付けられている。この回動アーム
42はモータ44により第2図の斜線範囲内で回動される。
このモータ44すなわち回動アーム42の回動角θはロータ
リエンコーダ46により検出される。
50は制御手段であり、ラインセンサ40を移動させつつこ
のラインセンサ40の特定の画素の出力に基づいて画像検
出のためのスライスレベルを変化させ、これと平行して
適切な画像の有無を判別する画像検出動作を行う。また
この制御手段50はラインセンサ48の出力信号に基づいて
合焦判別を行い、投影レンズ20をモータ51(第1図)に
よって合焦位置に移動させるオートフォーカス動作や、
プリンタ34の制御、反射鏡22、24、30の移動等を行うも
のである。
この制御手段50を含む制御系は第3図に示すように構成
される。すなわちCPU52は適当な周波数を指令する信号
aをクロック発生器54へ送り、このクロック発生器54は
この指令された周波数の駆動パルスbをラインセンサ40
に送る。ラインセンサ40はこの駆動パルスbによって各
画素の出力信号cを順次増幅器56へ送出する。このよう
にしてラインセンサ40の走査が行われる。この出力信号
cは増幅器56で増幅された出力信号dとされる(第6図
(I)参照)。
この出力信号dはバンドパスフィルタ58により第6図
(II)に示す信号eとされた後、ピークホールド回路60
に入力されて第6図(III)に示すコントラスト信号C
とされる。この信号Cの最大値がこの一回の走査におけ
るコントラストとなる。なお第6図で横軸にはラインセ
ンサ40の画素順を示す。
出力信号dはまたサンプルホールド回路62に入力され、
このサンプルホールド回路62はクロック発生器54が特定
の画素の出力信号に同期して出力する同期信号b′に基
づき、この特定画素の出力信号d′のみを一時記憶す
る。64は切換スイッチであり、このスイッチ64はCPU52
の指令により走査の途中でサンプルホールド回路62に記
憶された出力信号d′をA/D変換器66を介してCPU52に読
込む一方、走査終了時にはピークホールド回路60に記憶
されたコントラストCをA/D変換器66を介してCPU52に読
込む。CPU52は出力信号d′のピーク値D(max)とミニ
マム値D(mim)とを求めて一時記憶する一方、コント
ラストCも一時記憶する。
出力信号dはまたブルーミング検出用の比較器68の非反
転入力端に入力される。ここにブルーミングは入射光が
強すぎてラインセンサの画素のポテンシャル井戸から信
号電荷があふれ出して隣の画素のポテンシャル井戸に流
れ込み、画面が白くなる現象をいう。この比較器68の反
転入力端には設定器70で設定されたブルーミングが発生
する出力レベルより僅かに小さいレベルが入力される。
従って比較器68はブルーミングが発生すると必ず論理″
1″となるブルーミング信号fをCPU52に入力する。CPU
52はこの時にはラインセンサ40の露光量を減らすために
ラインセンサ40の駆動周波数を高くしてラインセンサ40
の蓄積時間を短かくするように信号aを変更する。出力
信号dはさらに比較器72、74の非反転入力端に入力され
る。比較器72はネガ原画に対するスライスレベルSnを決
定するために用いられ、その反転入力端にはCPU52が記
憶した前記出力信号d′のミニマム値D(min)に所定
値αを換算した(D(min)+α)がD/A変換器76を介し
て入力される。この(D(min)+α)はネガ原画に対
するスライスレベルSnを示す。比較器74はポジ原画に対
するスライスレベルSpを決定するために用いられ、その
反転入力端にはCPU52が記憶した前記出力信号d′のピ
ーク値D(max)から所定値βを減算した(D(max)−
β)がD/A変換器78を介して入力される。この(D(ma
x)−β)はポジ原画に対するスライスレベルSpを示
す。比較器72、74は、出力信号dがそれぞれスライスレ
ベルSn、Sp以上になると論理“1"の信号をカウンタ80、
82に送出し、カウンタ80、82は比較器72、74の出力が論
理“1"になる回数をカウントしてCPU52に送出する。す
なわちラインセンサ40をその走査方向(長手方向)に直
交する方向へ移動させつつ以上の動作を繰り返せば、出
力信号dがスライスレベルSn、Spを越える度にカウンタ
80、82には1が加算される。このカウント値が一定数以
上になれば画像があったものとする。このカウント値の
一定数は、フィルム原画に付着したゴミにより誤ってカ
ウントすることがあることを考慮して、「1」、「2」
と設定するのは望ましくなく、例えば「4」以上に設定
するのがよい。
第1、3図において84は投影レンズ20の種類を検出する
センサであり、CPU52はこのセンサ84の出力に基づき投
影レンズ20の倍率を検知する。第8図は照度ムラ説明図
である。一般にスクリーン28上の照度L(ルクス)は光
軸上の中心lcからの距離|l−lc|の2乗にほぼ逆比例し
て低下し、この照度ムラは投影レンズ20の倍率によりほ
ぼ一義的に決まる。例えば高倍率では同図Aのように照
度ムラは小さく、低倍率では同図Bのように大きくな
る。本発明においては第3図のメモリ86にこの第8図に
示すようなレンズ毎の照度ムラに対する補正データを予
め記憶しておき、CPU52はラインセンサ40の回動位置θ
に対してコントラストCおよび出力信号d′あるいはス
ライスレベルSn、Spを補正する。
またメモリ88には、レンズ20の倍率に対して露光量がほ
ぼ適正となるラインセンサ40の駆動パルス周波数が記憶
されている。この周波数はラインセンサ40のラフな露光
量を決めれば足り、特にこの実施例では前記した比較器
68がブルーミングを検出して露光量を減少するブルーミ
ング防止機能を持つから、このメモリ88にはややブルー
ミング気味の露光量となるように駆動パルス周波数を記
憶しておくのが望ましい。これは小さなコントラストし
か持たないネガフィルムでも蓄積時間を長くすることに
よりセンサの出力振幅が大きくとれるので高精度になる
ためである。
なお、ここでは蓄積時間を変えるために駆動周波数を可
変にしているが、この発明はこの実施例に限られず、駆
動周波数を一定にしそのパルス数を変えて蓄積時間を変
化させてもよい。こうすることにより、コントラストを
検出しているバンドパスフィルタが単一特性であっても
常に同じ空間周波数帯域を検出することができる。
メモリ90はセンサ84が検出したレンズ20毎の過去の合焦
位置を記憶している。CPU52は、レンズ20の交換の度に
センサ84の出力に基づいて判別したレンズの過去のレン
ズ合焦位置をこのメモリ90から読出し、画像検出動作お
よびオートフォーカス動作に先行してレンズ20をこの過
去の合焦位置に移動させる。これによりレンズ20が合焦
位置から著しく離れ投影像が著しくボケることによる動
作不能状態の発生を防止する。
次に本実施例の動作を説明する。使用者はまず反射鏡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。CPU52はレンズセン
サ84の出力信号に基づいて、投影レンズ20の倍率を判別
する(ステップ100、第7図)。またCPU52はレンズセン
サ84の出力信号に基づいて、投影レンズ20の過去の合焦
位置をメモリ90から読出し、レンズ20をこの合焦位置に
移動させるようにモータ51を制御する。CPU52はさらに
このレンズ20の倍率に対応するラインセンサ40の駆動周
波数をメモリ88から読出し、クロック発生器54にこの周
波数を指令する信号aを出力する(ステップ102)。CPU
52はまたレンズ20の倍率に従って第8図に示す照度ムラ
の補正データをメモリ86からCPU52内のメモリに読込
み、オートフォーカス動作の準備が整う。
使用者はスイッチ(図示せず)によりオートフォーカス
モードを選択すれば(ステップ104)、CPU52はラインセ
ンサ40を第2図に実線で示すスクリーン28の上方外側の
位置からスクリーン28内へ移動させるようにモータ44を
始動する(ステップ106)。このラインセンサ40の回動
角度θはエンコーダ46で検出され(ステップ108)、第
2図の範囲Θ内に入るとまず画像検出動作が始まる(ス
テップ110)。
この範囲Θはスクリーン28の中央部の矩形の範囲Xと重
なる範囲でもある。この矩形の範囲Xは、例えばスクリ
ーン28の中央に縦および横向きにA4サイズの拡大像を投
影した場合に重なる範囲に相当し、原画が縦向きか横向
きかに関係なく常に画像が存在する可能性が非常に高い
範囲でもある。多数の原画を縦横に配列したマイクロフ
ィッシュを用いる場合には、手動のキャリヤにこのマイ
クロフィッシュを装填し、このキャリヤの移動によって
原画の移動を行うが、この時キャリヤの影Yが第4図
(A)に示すようにスクリーン28の縁付近に現われるこ
とがある。またフィルムのはじに位置するコマでフィル
ムの無い部分が投影されていることもある。さらにロー
ルフィルムなどではブリップマークなどの識別マークが
スクリーン28の縁付近に現われることがある。本実施例
はこのようなキャリヤの影Yやフィルムの非画像領域あ
るいはブリップマーク等がスクリーン28に現われても、
スクリーン28の中央付近の一定範囲X内の画像を用いて
画像検出動作を行うから誤動作が少ない。
ラインセンサ40がΘの範囲に入るとその出力信号dや他
の信号やメモリの内容等を用いて所定の動作を行う。
CPU52はエンコーダ46から検出した回動角度θに基づ
き、光軸上の位置lcからのラインセンサ40の距離|l−lc
|(第8図参照)を求め、レンズ倍率に従った照度ムラ
の補正データに対する補正係数x、yをメモリ86から読
出す(ステップ112)。これらの補正係数x、yは照度
ムラを考慮して後記スライスレベルSp、Snを補正するも
のであり、ラインセンサ40の位置l1で求めたスライスレ
ベルSp、Snをラインセンサ40を新しい位置l2にした時の
照度に対応した新しいスライスレベルS×x、S×yに
変更するものである。出力信号dは比較器68においてブ
ルーミングが発生する出力レベルの設定値と比較され
(ステップ114)、ブルーミングが発生していればその
出力信号fが“1"となるので、CPU52はラインセンサ40
の駆動周波数を上げて露光量を減少するように指令する
信号aをクロック発生器54に送出する(ステップ11
6)。
ブルーミングが発生していなければ、ラインセンサ40の
1または複数の特定画素の出力信号d′はクロック発生
器54の出力信号b′によってサンプルホールド回路62に
一時記憶される一方、一回の走査によるコントラストC
はピークホールド回路60に記憶される。スイッチ64の切
換えにより出力信号d′およびコントラストCが一回の
走査毎にCPU52に読込まれる。またもしブルーミングが
発生した場合には前記の方法でラインセンサの蓄積時間
を短くする。ラインセンサの出力はその蓄積時間に比例
するから、この時記憶しているミニマム値とピーク値と
を蓄積時間を変えた分だけ補正する。こうすることによ
り、蓄積時間を変えても過去のデータを有効なものとし
て使用できる。
CPU52はラインセンサ40が移動している間この1または
複数の特定画素の出力信号d′の変化を監視し、そのピ
ーク値D(max)とミニマム値D(min)とを求め続ける
(ステップ118)。
第4図(A)はネガ原画に対するこの特定画素の移動軌
跡を示し同図(B)はその時の出力信号d′の変化を移
動距離lに対して示している。また第5図(A)、
(B)は同じくポジ原画に対するものである。なおl=
l0以上の範囲が前記第2図における範囲Xに対応し、CP
U52はそれ以後の出力信号d′を用いてピーク値、ミニ
マム値を求める。
CPU52はこれらミニマム値、ピーク値から所定値α、β
をそれぞれ加・減算し、 Sn=D(min)+α Sp=D(max)−β をそれぞれネガおよびポジ原画に対するスライスレベル
とする(ステップ120)。
この場合ミニマム値、ピーク値の検出に際しては次の点
を考慮するのが望ましい。すなわちネガ原画の場合には
原画に傷やゴミが付着しているとこれらが異常に濃い像
となり、この像に基づいたミニマム値はベース部分の正
しいミニマム値より小さくなる。そこでミニマム値はラ
インセンサ40の所定距離移動中継続している時のみ正し
いミニマム値として採用する。例えばフィルム原画上で
0.5mm以上続く場合のミニマム値を採用してホールドす
ればこれら傷やゴミぼ悪影響を受けなくなる。
これに反してポジ原画の場合には、一般に実際のベース
部分より明るくなることはないから、ピーク値をそのま
ま採用してホールドすればよい。
また前記所定値α、βは、透過光束F0と入射光束Fとの
比F0/Fの対数で表わされる光学濃度で表わした場合、ミ
ニマム値およびピーク値の0.1〜0.6、好ましくは0.2〜
0.4程度に設定しておくのが望ましい。
CPU52はこのようにして求めたスライスレベルSp,Sn
対し、前記ステップ112で求めた補正率x、yを乗算
し、ラインセンサ40を移動した後の照度に対してS×x
を新しいスライスレベルSpとし、またSn×yを新しいス
ライスレベルSnとする(ステップ122)。
CPU52はこれら補正した後のスライスレベルSn、SpをD/A
変換器76、78に送出する。比較器72、74は出力信号dが
スライスレベルSn、Spを越える度に“1"を出力し、カウ
ンタ80、82がこの回数をカウントする。すなわち第4、
5図の(B)に示すように、ラインセンサ40の移動につ
れてミニマム値D(min)、ピーク値D(max)およびス
ライスレベルSn、Spは変化し続け、画像があればその時
の走査による出力信号dが大きく変化するため、ネガ原
画であればカウンタ80のカウント値がまたポジ原画であ
ればカウンタ82のカウント値が増加する。CPU52はこれ
らカウント値が所定値(例えば4)以上になればその時
のスライスレベルSn,Spは適切であり、画像有りと判断
し(ステップ124)、ラインセンサ40を停止する(ステ
ップ126)。以上のステップ108〜126の動作をラインセ
ンサ40を移動させつつ範囲Xの内側で繰返し(ステップ
124、128)、画像有りと判断できなければ(ステップ11
8、132)、異常ありとしてレンズの移動等を指令するか
オートフォーカス動作を停止する(ステップ124)。
スライスレベルSn、Spの精度は、ラインセンサ40の移動
回数および走査回数が多くなるほど高くなるが、一般に
は10〜20回程度のラインセンサ40の移動と走査を行えば
十分な精度になる。
次に制御手段50はこのラインセンサ40の出力信号dに基
いてオートフォーカス制御を行う。この制御には種々の
アルゴリズムが可能である。例えば、投影レンズ20の或
る位置でラインセンサ40の各画素の出力電圧から求めた
輝度Iの最大、最小I(M)I(m)を求め、次式 V=(I(M)−I(m))/(I(M)+I(m)) で定義される可視度Vが最大となる投影レンズ20の位置
を投影レンズ20を順次移動させながら検出する“山登り
法”が用いられる。また合焦点を横断するように投影レ
ンズ20を一度移動させ、その時の輝度の変化特性曲線の
半値幅から合焦点を求めたり(半値幅法)、一度全範囲
に亘って投影レンズ20を移動させ、輝度Iが最大となる
位置を求めてもよい(全スキャン法)。このようにして
オートフォーカス制御が完了すると制御手段50はモータ
44を逆方向に駆動してラインセンサ40をスクリーン28の
外に退出させる。
スクリーン28に現われた拡大投影像を見た後、プリンタ
モードにすれば、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。
以上の実施例はリーダプリンタに本発明を適用したもの
であるが、本発明はカメラ、顕微鏡、拡大投影機等、他
の光学装置にも適用可能なもので、これらを包含する。
また以上の実施例ではラインセンサ40を弧状の軌跡に沿
って移動させたが、本発明はこれに限られず、ラインセ
ンサと直行方向に直線的に移動させるものも含む。
ここにラインセンサを直線的に移動させる場合には1つ
の特定画素のみを監視してスライスレベルSn、Spを決定
すると誤動作することがあり得る。例えばこの特定画素
が画像中の罫線や表中の直線に載って移動することがあ
るからである。従ってこの場合、複数の画素の出力信号
を監視し、ラインセンサの移動に対応して用いる画素を
変更することにより、このような問題を回避することが
できる。
前記の実施例ではラインセンサ40の一走査によるコント
ラストをピークホールド60により求め、これをCPU52に
読込む。これに対しラインセンサの走査中各画素の出力
を逐次A/D変換してCPUに読込み、一回の走査でスライス
レベルを決める方法も考え得る。しかしこの場合は高速
で高価なA/D変換器を必要とするのに対し、前記の実施
例によれば、低速で安価なA/D変換器66で足りるという
効果も得られる。
(発明の効果) 本発明は以上のように、ラインセンサを移動させつつラ
インセンサの特定画素の出力信号のピーク値またはミニ
マム値を順次ホールドし、このホールド値に所定数を減
算または加算してポジ用またはネガ用のスライスレベル
を求め、ラインセンサの走査による出力信号がこのスラ
イスレベルを横断する回数が所定値以上の時に画像が有
ると判断するにあたり、投影画像の照度ムラの補正デー
タを予めメモリしておき、ラインセンサの或る位置で求
めたスライスレベルを、ラインセンサの移動後における
適切なスライスレベルとするように補正するものであ
る。このため照度ムラによる影響を受けることなく正確
な画像検出が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例であるリーダプリンタの全体
概略図、第2図はそのラインセンサの移動範囲を示すス
クリーンの正面図、第3図は制御系のブロック図、第4
図と第5図は原画とラインセンサを移動した時の特定画
素の出力波形とを示し第4図はネガ原画に対するものを
第5図はポジ原画に対するものである。また第6図はコ
ントラスト信号を求める過程の各部出力波形図、第7図
は画像検出動作の流れ図、第8図は照度ムラの説明図で
ある。 10…原画、20…投影レンズ、28…スクリーン、40…ライ
ンセンサ、d…出力信号、d′…特定画素の出力信号、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】投影画像が入射されるラインセンサの出力
    に基づき、画像の有無を判別した後オートフォーカス動
    作を行うオートフォーカス装置における画像検出方法に
    おいて、 前記ラインセンサを走査した時の特定画素の出力信号の
    ピーク値またはミニマム値を、前記ラインセンサを移動
    させつつ順次ホールドし、このホールド値に所定値を減
    算または加算することによりポジ原画用またはネガ原画
    用のスライスレベルを求める一方、前記投影画像の照度
    ムラによる影響を補正するための補正データを予めメモ
    リに記憶しておき、この補正データを用いて前記ライン
    センサの移動に伴い前記スライスレベルを補正し、前記
    ラインセンサの走査による出力信号がこの補正したスラ
    イスレベルを横断する回数に基づいて画像の有無を判別
    することを特徴とする画像検出方法。
JP388287A 1987-01-09 1987-01-09 画像検出方法 Expired - Fee Related JPH0734055B2 (ja)

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