JPH0820585B2

JPH0820585B2 - マイクロフィルムリーダのオートフォーカス方法

Info

Publication number: JPH0820585B2
Application number: JP62048678A
Authority: JP
Inventors: 隆裕秀島
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1987-03-05
Filing date: 1987-03-05
Publication date: 1996-03-04
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPS63216013A

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マイクロフィルムリーダのオートフ
ォーカス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てオー
トフォーカスを行う一つの方法として、イメージセンサ
の各画素の受光量を時系列出力信号として出力し、この
出力信号からコントラスト信号を求め、このコントラス
ト信号が最大となる位置を合焦位置とする方法が提案さ
れている。例えば時系列出力信号の高周波成分を絶対値
化し、この絶対値信号を積分してコントラスト信号とす
る方法が知られている（特開昭55−76311号）。

しかし実際の情報の検出に寄与する画素（有効画素と
いう）の出力信号（有効出力信号という）は読出し時間
の始点から終点までの全範囲に広がるものではなく、読
出し時間内の一定時間範囲に限定されたものとなる。例
えば第３図に示す転送パルスＡ、Ａ間の読出し時間T₀に
対し、出力信号Ｂのうち有効出力信号B₁は時間T₁に限定
され、他の範囲は無効出力信号B₂,B₃となる。無効出力
信号B₂,B₃の電圧はほぼ零であるのに対し有効出力信号B
₁の電圧は正になる。このため出力信号B₂とB₁の間およ
びB₁とB₃の間で出力信号Ｂはステップ状に変化する。従
ってこの出力信号Ｂの高周波成分Ｃには、このステップ
部分による大きな疑似信号C₁、C₂が含まれ、前記従来技
術に従ってこの高周波成分Ｃの絶対値を積分したので
は、疑似信号C₁、C₂による誤差が発生するという問題が
あった。

またマイクロフィルムリーダでは、原稿をマイクロフ
ィルムに撮影した時に原稿の周囲に対応する部分が投影
画像では黒枠とって表れる。このため、この黒枠と原稿
の画像との境界が読取り出力信号Ｂにステップ状の変化
を発生させ、これが前記と同様な疑似信号C₁、C₂を発生
させる。

（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、
ラインセンサの出力信号の高周波成分を絶対値化し、こ
の絶対値を積分して合焦判断にするにあたり、ラインセ
ンサの出力信号の有効部分と無効部分との間に生じるス
テップ状の電圧変化による影響を受けることがなく、合
焦精度を著しく向上させることができるマイクロフィル
ムリーダ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、マイクロフィルム投影画
像からフォーカスゾーンを設定し、蓄積時間内にイメー
ジセンサに入射する前記フォーカスゾーンの投影画像情
報を読出し時間内に時系列出力信号として読出し、前記
投影画像のバックグラウンド領域に対応する出力信号に
基づいて露光量の調整を行った後、この出力信号をろ波
して得た高周波成分を半波整流し、この半波整流信号を
前記イメージセンサの有効画素に対する有効出力信号に
遅れて積分開始し、この積分値を用いて合焦判別するこ
とを特徴とするマイクロフィルムリーダのオートフォー
カス方法、により達成される。

（作用）マイクロフィルムの投影画像では、予め設定したフォ
ーカスゾーンのマイクロフィルム投影画像に含まれてい
るバックグラウンド領域の明るさにより露光量を決定す
ることができるから、このバックグラウンド領域に対す
るイメージセンサの出力信号に基づいてこの露光量が適
切になるように露光量の調整を行う。その後イメージセ
ンサで読取った時系列出力信号Ｂの高周波成分Ｃには、
疑似信号C₁,C₂が含まれるが、この高周波成分Ｃを半波
整流することにより疑似信号C₂が消去される。また積分
は疑似信号C₁より後から開始するから、疑似信号C₂を積
分範囲外とすることになる。このため積分値には疑似信
号C₁,C₂が含まれない。この積分値は画像のコントラス
トを示す信号として採用され、このコントラスト信号が
最大となる位置に投影レンズを移動させれば合焦とな
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図は各部出力波形図、第４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、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5
8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。62は入
力インターフェース、64はCPU、66は出力インターフェ
ース、68はクロックである。このクロック68はラインセ
ンサ56として２相CCDを用いる場合には例えば１メガH_Z
の２相クロックパルスｂを出力する。70は減算カウンタ
であり、転送パルスＡ（第３図参照）の周期T₀に対応す
るクロックパルスｂのパルス数Ｎ（T₀）がCPU64により
設定され、クロックパルスｂの数を減算する。そしてカ
ウンタ70のカウント値が０になると転送パルスＡを出力
する。72はドライバであり、蓄積時間内にラインセンサ
56の受光部に蓄積された電荷を転送パルスＡと、このパ
ルスＡより十分に短かい周期の読出しパルスｃとをライ
ンセンサ56へ送出する。ラインセンサ56は、転送パルス
Ａ、Ａ間を有効蓄積時間として受光部に蓄積した電荷
を、その次の転送パルスＡ、Ａ間の読出し時間に転送部
へ一度に転送した後、読出しパルスｃによって時系列出
力信号Ｂを出力する。

74は減算カウンタである。このカウンタ74は後記積分
回路82が積分を開始するタイミングt₁を検出するもので
ある。すなわちこのタイミングt₁までに要するクロック
パルスｂのカウント数（t₁）が設定され、転送パルスＡ
に同期してクロックパルスｂを減算し、カウント数が０
になると積分開始信号ｄを積分回路82に送出する。ライ
ンセンサ56の出力信号Ｂは信号処理回路76で各画素の特
性のバラツキの影響が補正されかつ波形整形された後、
高域通過フィルタ（HPF）78に入力される。出力信号Ｂ
は第３図に示すように画素の出力を含まない無効出力信
号B₂、B₃と有効な画素の出力を含む有効出力信号B₁と含
み、出力信号B₂とB₁の間およびB₁とB₃の間でステップ状
に変化する。この出力信号ＢはHPF78でろ波されて高周
波成分Ｃのみが半波整流回路80に入力される。この高周
波成分Ｃは第３図に示すように疑似信号C₁、Ｃを含む
が、これを半波整流した後の信号Ｄは疑似信号C₂が除去
されたものとなる。

82は積分回路であって、半波整流信号Ｄを積分するも
のである。この積分回路82は前記カウンタ74がタイミン
グt₁で出力する積分開始信号ｄによって積分開始する。
疑似信号C₂はすでに半波整流により除去されているか
ら、結局この積分値Ｅは疑似信号C₁、C₂の影響を全く受
けることがない。なお第３図には、従来方式のように読
出し時間T₀の全範囲に亘って積分を行う場合の積分値
Ｅ′の変化が、参考のため仮想線で示されている。

このようにして求めた積分値Ｅは、読出し時間T₀が終
了する時の転送パルスＡによってA/D変換器84、入力イ
ンターフェース62を通ってCPU64に読込まれる。

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の出力に基づいて露
光量測定を行う（ステップ102）。すなわち信号処理回
路76の出力信号Ｂ′はインターフェース62を介してCPU6
4に読込まれ、CPU64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104）光量を変更し（ステッ
プ106）、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の光量を調整したり転
送パルスＡの時間間隔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
に画像が含まれるか否かを判断する（ステップ108）。
この判断は、例えば画像の白黒の反転回数が所定値以上
であるか否かにより行なわれ、所定値以上であれば画像
有りと判断する（ステップ110）。画像無しと判断した
時には、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112）。
使用者はスクリーン28を見ながらつまみ44を操作し、投
影像の画像が有る位置ににマーク42が重なるようにマー
ク42を移動する。

次に制御手段48はこのラインセンサ56の出力に基づい
てオートフォーカス制御を行う。前記のように、出力信
号Ｂ′から高域通過フィルタ78、整流回路80、積分回路
82を介して積分値Ｅがアナログ量として求められ（ステ
ップ114）、これがデジタル変換されたコントラスト信
号ＦとしてCPU64に入力される。CPU64はこの積分値Ｅが
最大となる投影レンズ20の位置を求める。すなわち最初
の積分値Ｅを記憶し、投影レンズ20を微小距離移動し
（ステップ116）、再び積分値Ｅを求め（ステップ11
8）、この積分値Ｅが最大値であるか否かにより合焦位
置か否かを求める（ステップ120）。

この合焦状態でプリンタモードにすれば（ステップ12
2）、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。

以上の実施例は積分回路82の積分開始タイミングt₁を
疑似信号C₁より遅らせたもので、その後、次の転送パル
スＡまで積分し続けるものであった。しかし実際の出力
信号Ｂには、画像が無いバックグラウンド部分の出力で
あっても、アンプオフセット分などにより微小変動が含
まれる。この微小変動により半波整流信号Ｄにも微小変
動が含まれることになる。このため積分値Ｅはバックグ
ラウンド部分に対応する範囲ｘ（第３図）においてもゆ
るい傾きで増大してゆく。この範囲ｘでの積分値Ｅの増
加量は、読出し時間T₀が固定されている場合には一走査
毎の変動は少ない。従って前記実施例は読出し時間T₀が
一定の場合に適するものとなる。

読出し時間T₀が変化する場合、例えば蓄積時間をこの
時間T₀を変えることにより制御する場合には、前記の範
囲ｘが変化する。このためこの範囲ｘでの積分値Ｅの変
動量も大きくなる。

第５図はこのような不都合を解消するようにした実施
例の制御装置を示す図である。図中86はサンプルホール
ド回路、88は減算カウンタである。カウンタ88には有効
出力信号Ｂのうち画像が含まれる確率の高い領域の終り
のタイミングt₂を示すクロックパルスｂのカウント数Ｎ
（t₂）が設定され、このタイミングt₂で信号ｅを出力す
る。サンプルホールド回路86はこのタイミングt₂の時の
積分値Ｅを記憶してCPU64に送出する。従ってこの時に
は、タイミングt₁からt₂までの画像を含む確率が高い範
囲のみで積分した積分値E₁をコントラスト信号とする。

本発明におけるイメージセンサは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
高周波成分を半波整流し、この半波整流信号を積分する
にあたり、出力信号の無効出力信号と有効出力信号との
変化時に発生するステップ状変化による影響や、マイク
ロフィルム投影画像の黒枠と原稿画像との境界による影
響を受けることがない。このため合焦制御精度が向上す
る。

またこのオートフォーカス制御に先行して、フォーカ
スゾーンのバックグラウンド領域に対応する出力信号に
基づいて露光量の調整を行うから、その後のオートフォ
ーカス制御を一層精度良く行うことができる。ここにマ
イクロフィルム投影画像ではバックグラウンド領域の明
るさから投影画像の露光量を決めることができるから、
オートフォーカス制御に用いるイメージセンサの出力を
利用して露光量の調整が可能になる。

【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図はそのオートフォーカス制御装置のブロ
ック図、第３図は各部出力波形図、第４図は動作の流れ
図、また第５図は他の実施例のブロック図である。 10……原画、 56……一次元固体イメージセンサ、 78……高域通過フィルタ、 80……半波整流回路、 82……積分回路、 T₀……読出し時間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/04 １１１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マイクロフィルム投影画像からフォーカス
ゾーンを設定し、蓄積時間内にイメージセンサに入射す
る前記フォーカスゾーンの投影画像情報を読出し時間内
に時系列出力信号として読出し、前記投影画像のバック
グラウンド領域に対応する出力信号に基づいて露光量の
調整を行った後、この出力信号をろ波して得た高周波成
分を半波整流し、この半波整流信号を前記イメージセン
サの有効画素に対する有効出力信号に遅れて積分開始
し、この積分値を用いて合焦判別することを特徴とする
マイクロフィルムリーダのオートフォーカス方法。
【請求項２】積分は前記読出し時間の最後まで行うこと
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
ルムリーダのオートフォーカス方法。
【請求項３】積分は前記イメージセンサの有効画素に対
する有効出力信号の終端前まで行う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のオ
ートフォーカス方法。
【請求項４】前記読出し時間は固定されていることを特
徴とする特許請求の範囲第２項または第３項記載のマイ
クロフィルムリーダのオートフォーカス方法。
【請求項５】前記読出し時間は可変とされていることを
特徴とする特許請求の範囲第３項記載のマイクロフィル
ムリーダのオートフォーカス方法。