JPH0746200B2 - マイクロフィルムリーダプリンタのオートフォーカス方法 - Google Patents

マイクロフィルムリーダプリンタのオートフォーカス方法

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JPH0746200B2
JPH0746200B2 JP61245521A JP24552186A JPH0746200B2 JP H0746200 B2 JPH0746200 B2 JP H0746200B2 JP 61245521 A JP61245521 A JP 61245521A JP 24552186 A JP24552186 A JP 24552186A JP H0746200 B2 JPH0746200 B2 JP H0746200B2
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JP
Japan
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projection lens
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contrast signal
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隆裕 秀島
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Fuji Photo Film Co Ltd
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  • Focusing (AREA)
  • Variable Magnification In Projection-Type Copying Machines (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

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
いて画像のコントラスト信号を求め、投影レンズをこの
コントラスト信号の増加率が略零となる位置に制御する
マイクロフィルムリーダプリンタのオートフォーカス方
法に関するものである。
(発明の背景) CCDラインセンサなどのイメージセンサを用いて合焦判
別する場合には、イメージセンサの露光量が適正な範囲
内に入っていることが必要である。例えば過大な露光量
ではブルーミングが生じ、また過少な露光量ではイメー
ジセンサのダイナミックレンジを十分に生かせないとい
う問題が生じるからである。
従来はこの露光量をCdSなどによって検出していたため
画像の平均的な露光量を検出することになり、正確な検
出ができないという不都合があった。特にマイクロフィ
ルムリーダプリンタにおいては、原画の明るさの変動幅
が大きく、例えばネガ原画の場合にはCdSで露光量検出
すると画像部分でブルーミングが生じ、ポジ原画の場合
には反対に画像部分での露光量が不足してしまうという
問題が生じる。
(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、原
画がネガかポジかに関係なく常に適正な露光量にし、ま
たイメージセンサのダイナミックレンジを最大限に活用
して正確な合焦判別を行うことが可能なマイクロフィル
ムリーダプリンタのオートフォーカス方法を提供するこ
とを目的とする。
(発明の構成) 本発明によればこの目的は、マイクロフィルムの画像投
影光をイメージセンサにより走査して得られる出力信号
からコントラスト信号を求め、このコントラスト信号の
増加率が略零となる投影レンズ位置を合焦とする方法に
おいて、前記出力信号の最大値および最小値を予め設定
し、前記コントラスト信号が増加する方向へ投影レンズ
を順次移動させながら前記出力信号が前記最大・最小値
範囲内に入るように露光量を段階的に制御し、前記露光
量を変えた時には、前記投影レンズを合焦位置から離れ
る方向に所定距離戻してからコントラスト信号を求める
ことを特徴とするマイクロフィルムリーダープリンタの
オートフォーカス方法、により達成される。
なお出力信号が最大値より大かつ最小値より小となるよ
うな投影レンズ位置に対しては、最大値を越えないこと
を優先させるのが望ましい。ここに露光量は光源の光量
を変化させてもよいのは勿論であるが、この場合には一
般に光量の色温度すなわち光の波長成分の割合が変化す
ることになり、プリンタの感光体の感度変化を引きおこ
す。そこでイメージセンサの駆動パルス周波数を制御す
ることにより露光量を制御するのが望ましい。
(原理) 投影レンズ20の位置xとコントラスト信号Cとの間には
第5図に示す関係があり、この図で3つの仮想線e1
e2、e3はそれぞれ露光量E1、E2、E3に対する仮想的な特
性を示す。ここにE1>E2>E3の関係があり、e1、e2では
合焦位置xFを含むある範囲では出力信号がイメージセン
サのダイナミックレンジを越えるので実際上は求められ
ない。今露光量E1で投影レンズを第5図の原点から離れ
合焦位置xF方向へ移動させるものとする。投影レンズが
合焦位置xFに近づくと投影光の像は次第にシャープにな
るのでラインセンサの出力信号Vの振幅が増大する。従
って出力信号Vがイメージセンサの直線性を保つ最大・
最小値範囲を越える場合には露光量E1を減少し、例えば
第5図の位置x1で露光量をE1からE2不連続に減少する。
投影レンズをさらに合焦位置xF方向へ移動させれば、再
び出力信号Vが最大・最小値範囲を越えるようになるの
で、位置x2で再び露光量E2をE3に不連続に減少する。こ
の結果コントラスト信号Cは第5図に実線a、b、cで
示すように不連続な曲線として求められる。
今一定露光量E1の下でコントラスト信号Cが増加する方
向へ投影レンズを移動した時、その増加途中では位置x1
で出力信号Vが最大・最小値範囲を越えても投影レンズ
は未だ合焦位置xに達していない。従って露光量E1の実
線a内には合焦位置xFはないから、この実線aのデータ
を用いずに露光量を変更した後のデータを用いればよ
い。実線b内でもコントラスト信号Cが増加し続けるな
らばこの実線bのデータを用いずにさらに実線cのデー
タを用いる。このようにして一定露光量下のコントラス
ト信号の増加率が略零となる位置を求めれば、その位置
xFが合焦となる。
ここに露光量を変える時には、投影レンズを合焦位置か
ら離れる方向に所定距離戻してからコントラスト信号を
求めるようにすることにより、露光量を変化させた時の
レンズ位置が合焦位置に接近していても正確な制御が可
能になる。
(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図は出
力波形を示す図、第4図はラインセンサ出力信号と露光
量との関係を示す図、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図はリーダプリンタ
の全体概略図である。
第1、6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、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
比例して変化するパルス信号を出力する(第4図参
照)。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3図(I)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は帯域フィルタ68
を通って第3図(II)の出力wとされる。
70はピークホールド回路である。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3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、80、90はそれぞれモータ58、60
を駆動するドライバである。
92は出力信号Vの最大値V(M)を設定する設定器、94
は最小値V(m)を設定する設定器である。これら最大
値V(M)と最小値V(m)とはそれぞれ比較器96の逆
相入力端と比較器98の非逆相入力端とに入力されて、出
力信号Vと比較される。このため出力信号が最大値V
(M)より大となれば比較器96が正の信号をCPU76に送
り、最小値V(m)より小となれば比較器98が正の信号
をCPU76に送る。最大値V(M)および最小値V(m)
は、第4図に示すようにブルーミングが発生しない範囲
でかつ露光量Eとほぼ比例関係が成立する範囲で設定さ
れる。
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サ56
に入射するようにモータ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。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の出力に基づいて第2
図に示す手順に従って露光量を制御しつつコントラスト
を求める。
最初適当な露光量となるようにCPU76はCCDドライバ64の
駆動パルス周波数fを指令して、この周波数fでライン
センサ56の走査を開始する(ステップ100)。この時の
ラインセンサ56の出力信号Vの直線性が得られる範囲内
(第4図参照)で出力信号Vの最大値(M)と最小値
(m)とを予め設定器92、94にそれぞれ設定しておく。
ラインセンサ56の走査中出力信号VがV(m)より大き
く(ステップ102)かつV(M)より小さければ(ステ
ップ104)、一走査が完了した時に(ステップ106)ピー
クホールド回路70が記憶するコントラスト信号CをCPU7
6に読込んでこの時の投影レンズ20の位置xと共に
(C、x)としてRAM80に記憶する(ステップ108)。CP
U76はコントラスト信号Cの増加方向を判別し、投影レ
ンズ20をこの増加方向へ移動させつつ(ステップ110)
以上の各ステップ100〜108の動作を繰り返し、コントラ
スト信号Cの増加率が略零となる投影レンズ20の位置xF
を求める(ステップ111)。
ここに投影レンズ20が合焦位置方向へ移動すると出力信
号Vの振幅が大きくなる。例えば出力信号Vが第3図
(I)の一点鎖線のように現われる場合に、投影レンズ
20が合焦位置xに近づけば実線のように変化する。従っ
てこの時にはコントラスト信号Cも増大する。
出力信号Vの振幅が増大し、最小値(m)より小さくな
ると(ステップ102)、比較器98の出力が正に変化しCPU
76は露光量不足と判断する。CPU76はこの時にはCCDドラ
イバ64の駆動パルス周波数fを段階的に下げて(f−Δ
f)とする。この結果ラインセンサ56の各画素の露光時
間が長くなり露光量EがΔEだけ増大する(ステップ11
4)。
また出力信号が最大値V(M)より大きくなれば(ステ
ップ104)、比較器96の出力が正が変化し、CPU76が露光
量過大と判断する。CPU76はCCDドライバ64の走査周波数
fを上げて(f+Δf)として露光量を減らす(ステッ
プ118)。
このようにステップ114、118で露光量Eを変化させた時
にはその時のレンズ位置xを合焦位置から離れる方向に
所定距離戻し(ステップ112A、114A)、再度走査を行う
(ステップ100)。
CPU76は以上のように露光量を変化させた時には新しい
露光量下におけるコントラスト信号Cに基づきコントラ
スト信号Cの増加する方向へ再び投影レンズ20を移動し
てゆく。そしてこのコントラスト信号Cの増加率が略零
となる位置xFを合焦とする(ステップ112、122)。この
増加率が略零となる位置xFは、コントラスト信号Cのレ
ンズ位置xに対する微分値が略零となることから求めた
り(山登り法)等種々のアルゴリズムが使用可能であ
る。
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6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。
この発明は投影レンズを合焦位置xF方向へ移動させつ
つ、位置x1、x2で露光量を変化させた時には投影レンズ
を非合焦方向へ僅かに戻して再び新たな露光量の下でコ
ントラスト信号Cを求めるようにした。従って、露光量
を変化させたレンズ位置xが合焦位置xFに接近している
場合にも正確に合焦位置xFを求めることができる。
以上の実施例はステップ104をステップ102の後に配置し
ステップ104を102に優先させるようにしたものである。
このため、出力信号Vが最大値V(M)より大かつ最小
値V(m)より小となる投影レンズ20の位置では、最大
値V(M)を越えないことが優先され、ラインセンサ56
のブルーミングを確実に防止できる。
また以上の実施例ではイメージセンサの駆動パルス周波
数fを変えることにより露光量を制御するが、本発明は
光源12の照度を変化させたり、濃度の異なるフィルタを
介在させてイメージセンサへの入射光量を変化させるこ
とにより露光量を制御するものも含む。
さらに前記実施例では出力信号Vを比較器96、98で最大
値V(M)、最小値V(m)と比較するが、これら比較
器96、98の機能をCPU76で行う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、投影レンズを合焦位置方向へ移
動させつつ、イメージセンサの出力信号が予め設定した
最大・最小値範囲内に入るように露光量を段階的に変化
させると共に、投影レンズを非合焦方向へ僅かに戻して
再び新たな露光量の下でコントラスト信号を求め、一定
露光量下でコントラスト信号の増加率が略零となる投影
レンズ位置を合焦とするものである。従ってオートフォ
ーカス動作中にイメージセンサのブルーミングが生じた
りすることなくまた原画がネガかポジかに関係なく常に
適切な露光量に制御できる。またイメージセンサのダイ
ナミックレンジを最大限に活用して高精度な合焦判別が
できる。特に露光量の変更時には投影レンズを非合焦方
向へ僅かに戻すから、露光量変更時のレンズ位置が合焦
位置に接近している場合にも高精度に合焦位置を求める
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図は出
力波形を示す図、第4図はラインセンサ出力信号と露光
量との関係を示す図、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図はリーダプリンタ
の全体概略図である。 20……投影レンズ、56……イメージセンサとしてのCCD
ラインセンサ、92,94……設定器、V……出力信号、C
……コントラスト信号、E……露光量。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マイクロフィルムの画像投影光をイメージ
    センサにより走査して得られる出力信号からコントラス
    ト信号を求め、このコントラスト信号の増加率が略零と
    なる投影レンズ位置を合焦とする方法において、 前記出力信号の最大値および最小値を予め設定し、前記
    コントラスト信号が増加する方向へ投影レンズを順次移
    動させながら前記出力信号が前記最大・最小値範囲内に
    入るように露光量を段階的に制御し、前記露光量を変え
    た時には、前記投影レンズを合焦位置から離れる方向に
    所定距離戻してからコントラスト信号を求めることを特
    徴とするマイクロフィルムリーダープリンタのオートフ
    ォーカス方法。
  2. 【請求項2】前記出力信号が前記最大値より大かつ最小
    値より小となる時には、前記出力信号が最大値より小と
    なることを優先させて露光量を決めることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のマイクロフィルムリーダー
    プリンタのオートフォーカス方法。
  3. 【請求項3】前記露光量は前記イメージセンサの駆動パ
    ルス周波数を変えることにより制御することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のマイクロフィルムリーダ
    ープリンタのオートフォーカス方法。
JP61245521A 1986-10-17 1986-10-17 マイクロフィルムリーダプリンタのオートフォーカス方法 Expired - Lifetime JPH0746200B2 (ja)

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JPS63100433A JPS63100433A (ja) 1988-05-02
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5445127A (en) * 1977-09-17 1979-04-10 Canon Inc Focus detector by photo sensor alley
JPS6078413A (ja) * 1983-10-05 1985-05-04 Hitachi Ltd 自動焦点調節装置

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