JPH0820586B2 - マイクロフィルムリーダのオートフォーカス方法 - Google Patents

マイクロフィルムリーダのオートフォーカス方法

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JPH0820586B2
JPH0820586B2 JP62048679A JP4867987A JPH0820586B2 JP H0820586 B2 JPH0820586 B2 JP H0820586B2 JP 62048679 A JP62048679 A JP 62048679A JP 4867987 A JP4867987 A JP 4867987A JP H0820586 B2 JPH0820586 B2 JP H0820586B2
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  • Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (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たオー
トフォーカス方法として、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)。
しかし実際の出力信号には種々の雑音が含まれる。例
えば特定の画素に明るさの不均一が生じる固定パターン
雑音や、イメージセンサ内部から発生する内部雑音、あ
るいはプリアンプ雑音等が含まれる。内部雑音とプリア
ンプ雑音とはランダム雑音であり、出力信号に常に含ま
れる。これに対し固定パターン雑音はイメージセンサの
特定の画素に対して現れる。
これらの雑音のため、前記のような方法でコントラス
ト信号を求めると、読出し時間が長くなるとランダム雑
音による影響で大きくなり、また積分する時間あるいは
範囲が変わるとこのランダム雑音だけでなく固定パター
ン雑音の影響も大きくなる。このため制御精度が低下す
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、
イメージ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別するにあたり、イメージ
センサの出力信号に含まれる雑音の影響を少なくし、合
焦制御精度を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、設定可能な蓄積時間
に対して読出し時間を一定に設定しておき、前記蓄積時
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
の投影画像情報を前記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全波整流し、こ
の全波整流信号を前記読出し時間内の一定時間範囲で積
分し、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の高周波成分には、雑音
が含まれるので、この高周波成分の全波整流信号を積分
すると、この雑音の影響を含まれることになるが、積分
時間あるいは積分範囲が一定なのでこの雑音の影響分は
常に一定となる。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蔵するように、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HZ
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、蓄積時間と読出し時間T0とにそれぞ対応するク
ロックパルスbのパルス数N0、N(T0)とが所定のタイ
ミングにCPU64により設定される。パルス数N0は露光量
を適切にするようにCPU64により制御される可変なもの
である。パルス数N(T0)は蓄積時間に関係なく常に一
定である。カウンタ70はカウント値が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T0に転送部へ一度転送した後、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84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N(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84に送出する。76
は減算カウンタである。このカウンタ76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には信号eを出力する。
ラインセンサ56の出力信号Bは信号処理回路78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)80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B
1と含み、出力信号B1とB2との間及びB1B3との間でステ
ップ状に変化する。この出力信号BはHPF80でろ波され
て高周波成分Cのみが全波整流回路82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、C2
含み、これを全波整流した後の信号Dは同様に疑似信号
C1、C2を含むものとなる。
84は積分回路であって、全波整流信号Dを積分するも
のである。この積分回路84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。
86はサンプルホールド回路であり、このサンプルホー
ルド回路86は前記カウンタ76が出力する信号eに基づい
てこのタイミングt2の時の積分値Eを記憶してCPU64に
送出する。このため全波整流信号Dの積分は信号dから
信号eまでの間、すなわち第3図にT3で示す期間だけで
行われることになる。従って疑似信号C1、C2の影響だけ
でなく、有効出力信号B内のうち画像の無い部分(バッ
クグラウンド)の出力信号や、無効出力信号B2に含まれ
る雑音による影響を全く受けることがない。
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88、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78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蓄
積時間を変更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80、整流回路82、積分回路
84、サンプルホールド回路86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E1を求め(ステップ118)、この積分値E1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12
0)。
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84の積分の始点のタイミング
t1を疑似信号C1より遅らせ、積分終点のタイミングt2
疑似信号C2より前としたものである。このため疑似信号
C1、C2の影響を全く受けることがない。またこのタイミ
ングt1とt2の範囲外の出力信号Bに含まれる雑音の影響
を全く受けない。この結果正確なコントラスト信号Fを
求めることができる。
以上の実施例は積分範囲を疑似信号C1、C2間の一定期
間T3にしたものであるが、本発明はこれに限られず、一
定の読出し時間T0内に亘って積分したものも包含する。
すなわち読出しに要する時間と範囲とが一定であれば常
に一定の時間に現れる疑似信号C1、C2や一定の位置で現
れる固定パターン雑音、全範囲に亘って平均的に現れる
ランダム雑音の影響は一定不変であり、画像情報を示す
正味のコントラスト信号に一定値を加算することに等価
となり、正確なコントラスト信号を求めることが可能に
なる。なおこの読出し時間T0の全範囲を積分期間とした
場合の積分値Eの変化は、第3図に仮想線E′として示
す。
またイメージセンサは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
高周波成分を全波整流し、この全波整流信号を積分する
にあたり、ラインセンサの読出し時間を常に一定に設定
したから、疑似信号による影響や雑音による影響が常に
一定値としてコントラスト信号に加算されたことに等価
となり、コントラスト信号が最大となる位置に投影レン
ズを移動させることにより正確な合焦判別が可能とな
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のイメージセンサの出力を用いて
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
図である。 10……原画、 56……一次元固体イメージセンサ、 80……高域通過フィルタ、 82……全波整流回路、 84……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 (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、設定可能な蓄積時間に対して読出し時
    間を一定に設定しておき、前記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
    前記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全波整流し、この全波整流信号を
    前記読出し時間内の一定時間範囲で積分し、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。
  2. 【請求項2】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前後端を除く範囲内で行うことを特
    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。
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