JPS61236272A - イメ−ジリ−ダ−用オ−トフオ−カス機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、撮像素子とレンズとの間の距離を制御するこ
とにより焦点を自動的に調整するイメージリーダーに関
する。

（従来の技術） 原稿の濃度を撮像素子（ＣＯＤ）で検出するイメージリ
ーダーにおいては、１次元ＣＯＤ　（たとえば、５００
０個の素子からなる）の大きさが小さいため、原稿とＣ
ＯＤとの間の光路にレンズを設け、像を縮小せねばなら
ない。原稿の像の検出の倍率は、通常は、ＣＯＤとレン
ズとの距離を固定し、検出された信号を電気的に処理し
て変化させる。この方式の欠点は、像の拡大に際して、
解像度の向上が伴わないことである。これは、ＣＯＤに
よる検出の精度以上に情報が得られないためである。

これに対し、原稿とＣＯＤとの間の光路にズーム機構を
設け、倍率に対応してレンズとＣＯＤとの距離を調整す
る方式のイメージリーダーが開発されつつある。この方
式では、倍率の変化に対応して、ＣＣＤ上に結像される
画像が拡大されるからＣＯＤによる検出の精度は一定で
あるので、像の解像度が向上する。

（発明の解決すべき問題点） ズーム機構を設けたイメージリーダーの縮小光学系にお
いては、ＣＯＤがレンズの焦点位置にくるように、ＣＯ
Ｄとレンズの距離を自動的に調整せねばならない。とこ
ろで、縮小光学系に用いる光学的な１ノンズの焦点深度
は、例えば±０３０１ｍｍといったように極めて浅く、
したがって、この種のイメージｌルーグーにおいては、
焦点位置を精度よく調整できるオートフォーカス機構を
備えることが重要な技術的課題となる。

しかし、オートフォーカス機構による焦点調整において
は、ノイズが多い。たとえば、露光源の光量は、時間的
に変化するし、また、焦点調整時のモーター移動の振動
によりＣＯＤ露光面の位置が変動する。

従来は、たとえば特開昭５８−１７３７０５号公報に開
示された自動焦点調整装置においては、ＣＯＤの出力が
しきい値以上になるようにピント合わせを行っていた。

本発明の目的は、ピント調整の容易なオートフォーカス
機構を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係るイメージリーダー用オートフォーカス機構
は、原稿と検出パターン部との濃度を検出する１次元に
配列された複数の素子からなる撮像素子と、原稿と撮像
素子との間の光路に配置されたレンズと、撮像素子とレ
ンズとの間の距離を調整できる焦点距離可変手段と、奥
度を検出すべき原稿を置く位置の近傍に配置され、白色
領域とこれに接する黒色領域とを有する検出パターン部
と、検出パターン部を照射する露光源と、検出パターン
部の上記の白色領域と黒色領域との境界とその近傍の、
撮像素子の各素子により検出された濃度より、上記の境
界を検出し、次に、この境界の白色領域側の所定数の各
素子により検出された濃度の和と＝Ｆ記の境界の黒色領
域側の所定数の各素子により検出された濃度の和とを算
出し、次に、この白色領域側の濃度の和と黒色領域側の
濃度の和との差が最大になるように焦点距離可変手段に
撮像素子とレンズとの間の距離を調整させる制御手段と
からなる。

（作　用） 検出パターン部に設けた白色領域と黒色領域との境界を
最も明らかに検出できるように撮像素子とレンズとの間
の距離を調整することにより、焦点距離を自動的に設定
する。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図は、本発明に係るイメージリーダーの機構断面図
である。露光源であるハロゲンランプ２は、原稿ガラス
４上に載置された原稿６を照射する。ハロゲンランプ２
には、反射鏡８と赤外カットフィルタ１０とが備えられ
ている。

原稿６からの反射光は、第１ミラー１２、第２ミラー１
４および第３ミラー１６により順次反射された後、レン
ズ１８を通って１次元のＣ０Ｄ（撮像素子）２０に入射
する。

ＣＣＤ２０は、ＣＯＤ保持部２２により保持され、且つ
、位置や角度が調整される。また、ＣＯＤ保持部２２と
レンズＩ８とは移動台２４に取り付けられる。

倍率の調整は、図示しない移動機構により移動台２４を
光軸方向に移動させて行う。

ピントの調整は、移動台２４に取り付けた図示しないピ
ント調整用モーターによりＣ０Ｄ２０を光軸方向に移動
させることにより行う。

原稿６の走査に際しては、周知のように、光源２とミラ
ー１２〜１６とが、走査方向に移動させられる。

本実施例においては、原稿台ガラス４上の端の原稿６と
重ならない位置に、白と黒との２色のパターンからなる
検出パターン板３０を設ける。第３図は、その−例を示
す。

ピントの調整に際しては、第１図に示すように、上記の
検出パターン板３０の黒と白の境界３２（たとえば、第
３図のａ、　ｂ）の近傍での光量の差を検出し、この差
が最大になるような位置にＣ０Ｄ２０を移動させる。境
界での光量の変化を微分で求める方式は、ノイズが多い
ため、実用的でない。そこで、光量の差の検出に際して
は、境界３２の近傍の黒色部分３４ａと白色部分３４ｂ
のそれぞれの光量の総和を求めた後、差を求める。ピン
トが合っていないときは、第４図（ａ）に示すように、
ＣＣＤ２０の出力は、境界近傍でゆるやかに変化し、上
記の差は小さい。一方、ピントが合ったときは、第４図
（ｂ）に示すように、上記の差は最大になる。そこで、
この差が最大になるようにオートフォーカス機構を作動
させる。

次に、上に説明した検出パターンの境界での差の検出に
ついて、さらに詳しく説明する。

第５図は、原稿の濃度を検出するための回路のブロック
図である。

クロック発生回路４０は、撮像索子２０に対し必要なＳ
Ｈ（Ｓａｍｐｌｅ　　ｌ−１ｏｌｄ）信号を与え、他方
ではＣＰＵ４２にも接続され、クロック信号に用いられ
る。撮像素子２０は、光信号を電気信号に変換する。Ａ
／Ｄ変換器４４は、撮像素子２０のアナログ出力をディ
ジタル信号に変換する。シェーディング回路４６は、主
走査方向の光量むらや撮像素子のビット間のバラツキを
補正するためのもので、ＣＰＵ４２からそのタイミング
が与えられる。シェーディング回路４６の出力は、比較
回路４８及びラインＲＡＭ５０に入力される。比較回路
４８は、シェーディング回路４６を通って補正されたイ
メージ信号とセレクタ５２で選択された信号との比較を
行い、その結果を１ビツトで出力する。出力回路５４は
、１ビツトのイメージ信号及び有効画像信号（同期信号
）を外部に出力する。

ラインＲＡＭ５０は、シェーディング補正された信号を
一走査分メモリに記憶する。この書込み信号は、ＣＰＵ
４２から出力され、ＣＰＵ４２は、このラインＲＡＭ５
０を参照することにより、−ライン分のイメージ情報を
得る。ＲＡＭ５６に格納される属性情報は、ラインＲＡ
Ｍ５０に書込まれた情報をもとに２値又はディザの属性
がＣＰＵ４２により決定されたものであり、データ転送
時（スキャン時）にはこの属性をもとにセレクタ５２を
きりかえ、比較回路４８に出力する。

パターン発生回路５８は、ディザ時に閾値を発生させる
ものであり、（ｍＸｎ）のマトリクスで発生される。

セレクタ５２は、パターン発生回路５８とＲＡＭ５６か
らの閾値情報及び属性情報から比較回路４８へ送る閾値
データを選択する。属性がディザであれば、パターン生
成回路５８からのデータを、属性が２値であれば、ＲＡ
Ｍ５６がらの閾値情報を比較回路４８へ送る。ＣＰＵ４
２は、以上の信号とモーター信号、ランプ信号、定位置
信号等やコマンド信号から全体を制御する。

第６図は、ＣＰＵ４２に格納されたプログラムの中のピ
ント調整のサブルーチンのフローチャートである。ピン
トｇ整の際は、まず、焦点位置方向を示すピントフラグ
をリセットする（ステップＰＩ）。

次に、原稿ガラス４の端に固定した検出パターン３０に
ついての画像情報が、ＣＣＤ２０で読みとられ、ディジ
タル化され、シェーディング補正が施された後、ライン
ＲＡＭ５０に書き込まれる（ステップＰ２）。

次に、検出パターン３０の白黒の境界３２の近傍に相当
する所定の範囲内のＣＯＤ素子の信号からＲＡＭ５６上
でのエツジ（境界）が検出される（ステップＰＩＯ）。

この検出レベルは、たとえば、境界３２からある程度離
れた位置で検出された白レベルと黒レベルの中間値とす
る。

次に、このエツジの位置から白レベル方向へＲＡＭ５６
上の所定数だけのＣＯＤ素子の信号を加算して、白レベ
ルの総和を求めろ（ステップｐＨ）。

次に、同様に、上記のエツジの位置から黒レベル方同一
・所定数だけのＣＯＤ素子の信号を加算して、黒レベル
の総和を求める（ステップＰ１２）。次に、こうして計
算した白レベルの総和と黒レベルの総和との差分を求め
る（ステップＰ１３）。総和を求めることにより、ノイ
ズの影響を小さくできる。

加算すべき素子の数は、ノイズを考慮して定める。

次に、差分の変化に対応してピントモーター（ステップ
モーター）を作動させ、ｌステップずつ焦点位置に近づ
ける。まず、上で求めた差分が、前回に求めた差分より
大きいか否かが判別される（ステップＰ２０）。そうで
あれば、焦点位置に近ずく方向に移動したので、ピント
フラグをセットしくステップＰ２１）、ピントモーター
でＣ０Ｄ２０を前回の移動と同じ方向に１ステツプだけ
移動する（ステップＰ２２）。

一方、差分が前回の差分より小さければ、次に、ピント
フラグがリセットされているか否かが判別される（ステ
ップＰ２３）。そうであれば、ピントモーターを反対方
向に回転させ（ステップＰ２４）、Ｃ０Ｄ２０を前回と
は反対方向に１ステツプだけ移動させる（ステップＰ２
２）。

ステップＰ２３で、リセットされていないと判別される
ときは、差分が最大になる位置を通りすぎたので、ピン
トモーターを逆転させ、１ステツプだけ戻しくステップ
Ｐ２５）、このルーチンを終了する。

なお、この実施例では、検出パターンの１つの境界につ
いての画像情報から焦点距離の調整を行ったが、第３図
の検出パターンにおいて可能なように、２箇所の境界で
の画像情報より焦点距離の調整を行うと、さらに正確な
調整が可能になる。

（発明の効果） ズーム機構により倍率を調整する方式のイメージリーダ
ーにおいて、焦点調整の際の撮像素子とレンズとの間の
距離が、白と黒の２色のパターンの検出のみで行え、且
つ、この調整の際のランプ光量の変化やレンズの振動な
どの影響が軽減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、検出パターンの濃度の検出の概念図である。 第２図は、イメージリーダーの断面図である。 第３図は、検出パターン板３０のパターンの図である。 第４図（ａ）、　（ｂ）は、それぞれ、検出パターン板
の境界近傍のＣＯＤの出力を示すグラフである。 第５図は、濃度検出用回路のブロック図である。 第６図は、焦点調整用のプログラムのフローチャートで
ある。 ２・・ハロゲンランプ、６・・・原稿、１８・・・レン
ズ、２０・・ＣＯＤ、　　　　３０・・・検出パターン
板、３２・・・境界。 特許出願人　　　ミノルタカメラ株式会社代　　理　　
人　弁理士　青白　葆　はが２名第１図 第４図（ａ） 第４図（ｂ）　　　　ｔ＝　　　黒 白　黒・ 第２図 第３図 ２ｚ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿と検出パターン部との濃度を検出する１次元
   に配列された複数の素子からなる撮像素子と、 原稿と撮像素子との間の光路に配置されたレンズと、 撮像素子とレンズとの間の距離を調整できる焦点距離可
   変手段と、 濃度を検出すべき原稿を置く位置の近傍に配置され、白
   色領域とこれに接する黒色領域とを有する検出パターン
   部と、 検出パターン部を照射する露光源と、 検出パターン部の上記の白色領域と黒色領域との境界と
   その近傍の、撮像素子の各素子により検出された濃度よ
   り、上記の境界を検出し、次に、この境界の白色領域側
   の所定数の各素子により検出された濃度の和と上記の境
   界の黒色領域側の所定数の各素子により検出された濃度
   の和とを算出し、次に、この白色領域側の濃度の和と黒
   色領域側の濃度の和との差が最大になるように焦点距離
   可変手段に撮像素子とレンズとの間の距離を調整させる
   制御手段とからなるイメージリーダー用オートフォーカ
   ス機構。