JPS6291906A - Auto focus device - Google Patents

Auto focus device

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JPS6291906A
JPS6291906A JP60230961A JP23096185A JPS6291906A JP S6291906 A JPS6291906 A JP S6291906A JP 60230961 A JP60230961 A JP 60230961A JP 23096185 A JP23096185 A JP 23096185A JP S6291906 A JPS6291906 A JP S6291906A
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threshold
threshold value
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lens
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Seiichiro Satomura
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Abstract

PURPOSE:To improve the precision and the success rate of auto-focus by changing a threshold between the position near an in-focus point and the position of an out-of-focus point to measure how the counted value is changed and obtaining such threshold that the difference between counted values in respective positions is maximum. CONSTITUTION:The position of an image forming lens 12 is changed gradually by the driving signal from a system controller 17, and a binary change point on a scanning line of the same line read in each position by an image sensor 13 is taken into a binary change point counter 20, and the counted value from this counter 20 is supplied to the system controller 17 to obtain a maximum value of the counted value. When a threshold instructing signal is supplied from the system controller 17 to a threshold setting circuit 16, the circuit 16 changes the threshold in accordance with the instructing signal, and this threshold is supplied continuously to a comparator.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はオートフォーカス装置に関し、特に、マイクロ
フィルム等の画像読み取りに適したオートフォーカス装
置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an autofocus device, and particularly to an autofocus device suitable for reading images of microfilm and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

マイクロフィルムとの画像を電子的に読み取る従来の装
とを第9図によって説明する。
A conventional system for electronically reading images from microfilm will be explained with reference to FIG.

フィルムlは光源aからのレンズbを通った光により露
光され、更にレンズCを介した後、移動可能な光路切換
えミラーdによってスクリーンh側または読み取り側3
に選択的に導びかれる。焦点の調整は、ミラーdをスク
リーン側Xに倒しレンズ群Cの焦点を調整することによ
って行なわれるもので、この調整後、 ミラーdを読み
取り側Yに、倒すことによって光路が切換えられ、モー
タgのよりccn rを矢印方向に走査させてCGOf
により入射光の強度が電気信号に変換される。eはミラ
ーである。
The film l is exposed to light from a light source a that passes through a lens b, and after passing through a lens C, a movable optical path switching mirror d directs the film to the screen h side or the reading side 3.
selectively guided by. The focal point is adjusted by tilting the mirror d toward the screen side Then scan ccn r in the direction of the arrow and select CGOf.
The intensity of the incident light is converted into an electrical signal. e is a mirror.

ここで、 CC:Dfl:に結像されている画像と、ス
クリーンhhに結像されている画像との焦点の対応は、
アダプターレンズALにより調整されるが、この調整は
r場組立て時に行なわれるのが通例である。
Here, the focus correspondence between the image formed on CC:Dfl: and the image formed on screen hh is as follows.
Adjustment is made by the adapter lens AL, but this adjustment is usually performed at the time of assembling the r field.

そこで、搬送、輸送時の・振動や、温度差による機構(
光路長)のぼうちよう、または収縮、更には経年変化等
により、スクリーンh上の画像の焦点と読み取り用CG
D f側の焦点との対応がつかなくなってしまうという
点があるLに、この調整はユーザによって装置を設置後
、サービスマンが、アダプターレンズALを移動させ、
対応する様に調整するので、このような作業には非常に
時間を要するLに高度の技術が要求される。
Therefore, mechanisms due to vibrations and temperature differences during transportation and transportation (
The focus of the image on the screen h and the CG for reading may be affected by deterioration (optical path length), shrinkage, or even aging.
D This adjustment is done by the user after the device is installed by the user, and then the service person moves the adapter lens AL.
Since adjustments must be made accordingly, such work is very time consuming and requires a high level of skill.

また、アダプターレンズAL自体もスクリーンh上にフ
ィルム画像を鮮明に結像させるものでなければ、操作者
が、最良の焦点状態(以下合焦点位置(ジャストピント
)と呼ぶ)になったかどうかの状態を認知することがで
きないので、アダプターレンズALには、収差及び歪が
非常に小さく、解像力も非常に高いものが要求され、従
って、このアダプターレンズの加重にも高度の精密度が
要求され、コストも非常に高くなってしまう。
In addition, unless the adapter lens AL itself forms a clear film image on the screen h, the operator cannot determine whether or not the best focus state (hereinafter referred to as the in-focus position (just focus)) has been achieved. Therefore, the adapter lens AL is required to have extremely small aberrations and distortions and extremely high resolving power.Therefore, a high degree of precision is also required for the weighting of this adapter lens, which reduces cost. It also becomes very high.

一方、前記の様にアダプターレンズALを介して得られ
るスクリーンh上の画像とCCDfJ:の画像とは、対
応の調整が良いものであっても、不慣れな操作者では、
画像をジャストピント点ヘセットすることが非常にむず
かしい丘に、操作者は焦点用レンズを上下に移動させて
、焦点距離を変え、マイクロフィルムl丘の画像のピン
トを調整するが、手動つまみによるかまたは電動(モー
タ)からの動力を歯車などにより減速した装置によって
移動が行われるので、この種の装置において、合焦点位
置を中心とする焦点用レンズの上下移動は、数ルm〜数
七7zmの範囲(焦点深度)しかなく、それを越えて範
囲外に出ると、ピンボケ状態となり、画像情報を正確に
読み取ることが出来なくなってしまう。
On the other hand, even if the image on the screen h obtained through the adapter lens AL and the image on the CCD fJ: are well adjusted as described above, an inexperienced operator may
When it is very difficult to set the image to the exact focus point on a hill, the operator moves the focusing lens up and down to change the focal length and adjust the focus of the image on the microfilm hill. Alternatively, the movement is performed by a device that decelerates the power from an electric motor (motor) using gears, etc. In this type of device, the vertical movement of the focusing lens around the focal point position ranges from several meters to several seventy-seven meters. There is only a range (depth of focus) of , and if it goes beyond this range, it will be out of focus and the image information will not be able to be read accurately.

以上のように、この種の装置においてスクリーン上の結
像だけによりジャストピント点(合焦点位置)ヘセット
することは非常に多くの問題点があった。
As described above, in this type of apparatus, there are many problems in setting the just focus point (focusing point position) only by forming an image on the screen.

また、近年、文書の電f化が進み、1七類などを電子的
に記録する、いわゆる光ディスク電fファイル・システ
ムが多く用いられてくるようになってきた。b−<から
文どを記録しファイル化してきたユーザーは、今日では
記録をマイクロフィルムにして、活用してきたことは、
言うまでもないが、このマイクロフィルムの文書は光デ
イスク電子ファイルに変゛換しなければならず、これら
をi’i7ス七にするのが、マイクロフィルム電子スキ
ャナーであり、近年、この種の製品の開発が進められて
きた。
In addition, in recent years, documents have become increasingly electronic, and so-called optical disk electronic file systems, which electronically record documents such as Class 17, have come into widespread use. Users who have been recording texts and filing them since b-
Needless to say, this microfilm document must be converted into an optical disk electronic file, and the i'i7 converter is a microfilm electronic scanner, and in recent years this type of product has become increasingly popular. Development has been underway.

しかし、と述のように、マイクロフィルムとの画像に焦
点を調整するのに、熟練者の眼により。
However, as mentioned, it takes an expert eye to adjust the focus to the microfilm and image.

−コマ、−コマ、人手で合わせていたのでは非常に不便
で1手間がかかる。
It would be very inconvenient and time-consuming to match the -frames, -frames manually.

そこで、と記の欠点を除去すべく、使用するフィルムの
厚さに合わせ、これらのフィルムの厚さを入力すること
により、r場調整時に設定された位置に焦点調整用レン
ズを移動セットさせる方式が考えられる。
Therefore, in order to eliminate the drawbacks mentioned above, we developed a method in which the focus adjustment lens is moved and set at the position set during r-field adjustment by inputting the thickness of these films according to the thickness of the film used. is possible.

しかしながら、マイクロフィルムというのは、各メーカ
ーによりフィルムの厚さが異なったり、また、同じメー
カーでもフィルムの種類1例えば銀フィルム、ジアゾフ
ィルムなどと、フィルムのJゾさも非常に多種多様で、
L記の方式だと、使用可能のフィルムは、限定されてし
まうことになり、非常に不便であった。また、使用して
いるうちに経年変化などにより、上記の設定がずれてし
まい、定期的にサービスマンを呼んで、めんどうな調整
をしてもられなければならず非常に不便であった。
However, the thickness of microfilm varies depending on the manufacturer, and even within the same manufacturer there are many different types of film, such as silver film, diazo film, etc.
According to the method described in L, the usable films are limited, which is very inconvenient. Additionally, as the device is used, the above settings tend to deviate due to changes over time, and a service person has to be called periodically to make troublesome adjustments, which is extremely inconvenient.

一方、スチルカメラなどの分野では、オートフォーカス
機構が多く発表されている。第10図はその代表的な例
であり、レンズUを通った光の一部は、ハーフミラ−V
を通り、ミラーWで反射して、ビームスプリッタTに送
りこまれる。ここで、3種類の光路長に分けられ、第1
〜第3のセンサR1〜R3が、おのおのの焦点情Wl(
この場合は、光量を検知して、光量が大きいほど焦点が
合っている)を検知する。かくして:J、2のセンサR
2の光j4が一番大きい時に、ジャストビントチあると
判断され、第2のセンサR2より第3のセンサR3の方
が大きい時は後ピンで、第2のセンサR2より第1のセ
ンサR1の光量が大きい時は前ピンということになる。
On the other hand, many autofocus mechanisms have been announced in fields such as still cameras. Figure 10 is a typical example, where a part of the light passing through the lens U is transferred to the half mirror V.
, is reflected by mirror W, and is sent to beam splitter T. Here, the optical path length is divided into three types, and the first
~Third sensors R1 to R3 each have focal information Wl(
In this case, the amount of light is detected, and the larger the amount of light, the better the focus. Thus: J, 2 sensors R
When the second light j4 is the largest, it is determined that there is just the right amount of light, and when the third sensor R3 is larger than the second sensor R2, it is the rear focus, and the first sensor R1 is larger than the second sensor R2. When the amount of light is large, the focus will be on the front.

かかるスチルカメラなどのような焦点深度(焦点が合っ
ている距fi1)が長いものには、E記のようなビーム
スプリッタを介して光路長を変え、それにより焦点状態
を検知することが、容易にできるが、マイクロフィルム
読み取り装置のように焦点深度が数ミクロンメートル−
七数ミクロンメートルと非常に短かい機種では、物理的
に、ビームスプリフタを介装することが不可能であった
For cameras with a long depth of focus (in-focus distance fi1) such as still cameras, it is easy to change the optical path length through a beam splitter as shown in E and thereby detect the focus state. However, the depth of focus is several micrometers like a microfilm reader.
It was physically impossible to insert a beam splitter in a very short model of 7-several micrometers.

以J:述べたように、マイクロフィルム読み取り装置に
おいては、多数の問題があり、オートフォーカス機構を
装備したマイクロフィルム読み取り装置の製品化ができ
ないのが現状であった。
J: As mentioned above, there are many problems with microfilm reading devices, and the current situation is that it has not been possible to commercialize a microfilm reading device equipped with an autofocus mechanism.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明は、と述したような問題点に着目し、その解決を
図るために、オートフォーカス動作に先立って、あらか
じめそのオートフォーカス動作が達成しやすいような画
像信号の2値化しきい値を見出し、そのしきい値にした
がって画像信号を2値化することにより、成功率が高く
、かつ精度の向りが得られるオートフォーカス装置を提
供することを目的とするものである。
The present invention focuses on the above-mentioned problems, and in order to solve the problems, prior to the autofocus operation, a threshold value for binarization of the image signal that makes it easy to achieve the autofocus operation is found in advance. It is an object of the present invention to provide an autofocus device that has a high success rate and can obtain high accuracy by binarizing an image signal according to the threshold value.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

かかる目的を達成するために、本発明は1列状または而
Fに配列させた複数の受光素fからなるセンサと、セン
サに画像を投影する光学手段と。
In order to achieve such an object, the present invention provides a sensor consisting of a plurality of light receiving elements f arranged in a line or in a row, and an optical means for projecting an image onto the sensor.

光学r段からの画像信号を2値化する手段と、当該2値
化手段に入力させるしきい値を変化させるしきい値変化
手段と、z値化された画像信号から2値変化点を計数す
る手段と、計数手段からの計数値に基づき光学手段の焦
点を調整し、その焦点の調整に先立ち、焦点近傍の位置
および複数の非合焦点の位tにおいて、しきい値変化手
段によりしきい値を変化させて計数手段により各位置に
おける複数のしきいイ1に対する2値変化点を計数させ
、焦点近傍位tにおける計数値と、非合焦点位置におけ
る計数値との差が最大値となるようなしきいイ1を求め
て、このしきい値に設定した後焦点調整を行う手段とを
具えたことを特徴とする。
A means for binarizing the image signal from the optical r stage, a threshold changing means for changing the threshold value input to the binarizing means, and a means for counting binary change points from the z-valued image signal. and a counting means to adjust the focal point of the optical means based on the count value from the counting means, and before adjusting the focal point, a threshold value is set by a threshold value changing means at a position near the focal point and at a position t of a plurality of out-of-focus points. By changing the value, the counting means counts the binary change points for the plurality of thresholds 1 at each position, and the difference between the counted value at the position t near the focal point and the counted value at the out-of-focus position becomes the maximum value. The present invention is characterized in that it includes means for determining such a threshold value A1 and adjusting the focus after setting the threshold value to this threshold value.

〔作 用〕[For production]

このように構成したオートフォーカス装置においては、
複数の受光素Eを配列させたセンナとに光学−手段を介
して画像を投影させ、センサかも得られる画像信号を2
値画像信号として出力するにあたって実施されるオート
フォーカス動作を、まず設定されている合焦点近傍と、
その前後の非合焦点のレンズ位置で2値化のためのしき
い値を変化させて2値変化点の数の計数値をそれぞれ求
めるようになし、これらのレンズ位置を変化させた各状
態から得られた計数値のうちで最も大きい値が得られる
ようなしきいイ1を求めて、このようなしきい値を設定
した後にオートフォーカス動作を行わせることにより、
精度の高い正確な動作を保証することが可能となる。
In the autofocus device configured in this way,
An image is projected onto a sensor in which a plurality of light-receiving elements E are arranged through an optical means, and the image signal obtained by the sensor is
The autofocus operation performed when outputting as a value image signal is first performed near the set focus point,
The threshold value for binarization is changed at the lens position of the out-of-focus point before and after that, and the count value of the number of binary change points is calculated respectively, and from each state where these lens positions are changed, By finding threshold 1 that yields the largest value among the obtained count values and performing autofocus operation after setting such a threshold,
It becomes possible to guarantee highly accurate and accurate operation.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例を示す。ここで10はマイク
ロフィルムであり、その表面または裏面に画像が記録さ
れている。所定位置に載置されたマイクロフィルム10
に対し、光源aから投光された光を集光レンズ11によ
って集光して透過させ、焦点調整用の結像レンズ12を
介して収束された画像をCCDの素子列で構成されたイ
メージセンサ13上に投影させることができる。
FIG. 1 shows an embodiment of the invention. Here, 10 is a microfilm, and an image is recorded on the front or back side of the microfilm. Microfilm 10 placed in a predetermined position
On the other hand, the light emitted from the light source a is collected by a condensing lens 11 and transmitted through the condensing lens 11, and the converged image is transmitted through an imaging lens 12 for focus adjustment to an image sensor composed of a CCD element array. 13.

かくして、イメージセンサ13においては例えば1走査
および副走査によって1画像を読取り、これを電気的な
センサ信号に変換した土増幅器14に送出する。15は
コンパレータであり、コンパレータ15では、後で詳述
するしきい値設定回路16からのしきい値信号と増幅器
14から供給された画像信はとを比較して、2イぬ化し
、2イめ化された画像信号(2値画像信号)を図示しな
いプリンタまたは画像記憶用メモリに供給可能とするも
のであるが、以下に、この2値画像信号に基づいてオー
トフォーカス動作を精密に実施可壱とする装置の構成に
ついて述へるごととする。
In this manner, the image sensor 13 reads one image by, for example, one scanning and one sub-scanning, and sends it to the amplifier 14, which converts it into an electrical sensor signal. 15 is a comparator, and the comparator 15 compares the threshold signal from the threshold setting circuit 16, which will be described in detail later, with the image signal supplied from the amplifier 14, and converts it into 2 pixels. The image signal (binary image signal) can be supplied to a printer or image storage memory (not shown), and the following describes how an autofocus operation can be precisely performed based on this binary image signal. Let me first describe the configuration of the device.

本実施例では2値画像信号の変化点すなわちガLがりま
たはケトがりのエツジの数(以ドでは焦点情報という)
を計数し、同一ラインの走査においてその計数値が最大
値を示すときに最適のフォーカス調整位置が得られる原
理に基づいてレンズを合焦点位置近傍と、非合焦点位置
とに移動させた状態でしきい値を変化させ、焦点情報の
計数値が変化する情報を求めて、これらの情報から計数
値が極大値となるようなしきい値に設定してオートフォ
ーカス動作を実施するものである。
In this embodiment, the number of changing points of the binary image signal, that is, the edges of the edge (hereinafter referred to as focus information)
The lens is moved to the vicinity of the in-focus position and to the out-of-focus position based on the principle that the optimal focus adjustment position is obtained when the counted value shows the maximum value when scanning the same line. The threshold value is changed to obtain information that changes the count value of the focus information, and based on this information, the threshold value is set so that the count value becomes the maximum value, and an autofocus operation is performed.

なお上述した原理を第11A図および第11B図によっ
て説11すると、ここで、第11A図はレンズ12が合
焦点位置にある場合の信号2値化の段階を示し、いま(
I)においてl+−12間をセンサにより走査した場合
、(■)のような画像信号が得られ、これをしきい41
丁りで2イ直化すると(I[I)のような出力信号が得
られる。
The above-mentioned principle will be explained with reference to FIGS. 11A and 11B. Here, FIG. 11A shows the stage of signal binarization when the lens 12 is at the in-focus position, and now (
When the sensor scans between l+-12 in I), an image signal like (■) is obtained, which is used as the threshold 41
If the signal is converted into a 2-square one, an output signal like (I[I) will be obtained.

これに対して第1IB図はレンズ12が非合焦点位置に
ある場合であって、そのCI)において交1−見2間を
センナにより走査した場合、(n)のような画像信号と
なることによってこれを上記と同じしきい値TLで2値
化すると(III)のような出力信号が得られる。
On the other hand, Fig. 1IB shows the case where the lens 12 is at the out-of-focus position, and if the senna scans between intersection 1 and observation 2 at CI), the image signal will be as shown in (n). When this is binarized using the same threshold value TL as above, an output signal like (III) is obtained.

かくして、第tta図における(III)の波形と第1
18図における([[I)の波形とを比較すると、第1
1A図の(III)では立上がりのエツジが1+ −f
Lr として得られたものが、第11B図の(III)
ではエツジがe’1.e’、および ILの3つとなっ
てしまう。したがって、2値画像信号において。
Thus, the waveform (III) and the first
Comparing the waveform of ([[I) in Fig. 18, the first
In (III) of Figure 1A, the rising edge is 1+ -f
The result obtained as Lr is (III) in Figure 11B.
Then the edge is e'1. There are three, e', and IL. Therefore, in a binary image signal.

エツジの数を計数すれば、そのエツジの数が一つの走査
において最大となるときに、レンズが合焦点位置にある
と判断すればよい。
By counting the number of edges, it can be determined that the lens is at the in-focus position when the number of edges is maximum in one scan.

再び第1図に戻って説明を続けることとする。The explanation will be continued by returning to FIG. 1 again.

中央処理袋21 GPUを具えたシステムコントローラ
17ではレンズ駆動装置18に駆動信号を供給すること
により結像レンズ12を矢印方向に移動させそのレンズ
位置を変化させることができると同時に、イメージセン
サ駆動回路19に画像読取り指示信号を供給して駆動回
路19からの走査信号によりイメージセンサ13にその
レンズ位置での画像を読取らせることができる。
Central processing bag 21 The system controller 17 equipped with the GPU can move the imaging lens 12 in the direction of the arrow and change the lens position by supplying a drive signal to the lens drive device 18. At the same time, the image sensor drive circuit By supplying an image reading instruction signal to the drive circuit 19, it is possible to cause the image sensor 13 to read an image at the lens position using a scanning signal from the drive circuit 19.

そこで、本例ではシステムコントローラ17からの駆動
信号により結像レンズ12の位置を徐々に変化させ、そ
れぞれの位tでイメージセンサ13によって読取られた
同一ラインの走査線玉での2値変化点を2イ4変化点カ
ウンタ20に取り込ませるようになして、このカウンタ
20からの計数値をシステムコントローラ17に供給す
ることによって、以下の手順で計数値の極大値を求める
ものである。
Therefore, in this example, the position of the imaging lens 12 is gradually changed by the drive signal from the system controller 17, and the binary change point in the scanning line ball of the same line read by the image sensor 13 at each position t is calculated. The maximum value of the counted value is determined by the following procedure by inputting the counted value into the 2-4 change point counter 20 and supplying the counted value from this counter 20 to the system controller 17.

しきい値設定回路16にはシステムコントローラ17か
らしきい値指示信号が供給されると、指示信号にしたが
ってしきい値を変化させ、そのようなしきい値をコンパ
レータに供給し続けることができる。
When the threshold setting circuit 16 is supplied with a threshold instruction signal from the system controller 17, it can change the threshold according to the instruction signal and continue to supply such a threshold to the comparator.

以下に、システムコントローラ17によってなされる動
作手順を原理的に説明する。第3A図および第3B図は
、画像信号としきい値との関係をジャストピント(合焦
点)時およびデフォーカス(非合焦点)時について説明
する図であり、ここでしきい値を高い順にTa、Tb、
Tc、と3段階に設定したとすると第3A図の合焦点時
にあっては最も適正なしきい値丁すに設定した場合に、
2値化された画像信号から得られる焦点情報の計数値が
最も大きくなり、:fS3B図の非合焦点時にあっては
このしきい値Tbにあってさえ、丘述した計数値は小さ
くなる。
Below, the operational procedure performed by the system controller 17 will be explained in principle. FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining the relationship between image signals and threshold values when in just focus (focus point) and when defocus (out of focus point); ,Tb,
If Tc is set in three stages, at the in-focus point in Figure 3A, if the threshold value is set at the most appropriate level,
The count value of the focus information obtained from the binarized image signal is the largest, and when the focus is out of focus in the fS3B diagram, the count value described above becomes small even at this threshold Tb.

また、これより高いしきい値Taの場合は第3A因に示
す合焦点時であっても計数値は小さく、更にまたTbよ
り低いしきい値Tcに設定した場合の計数イ1は、第3
A図の合焦点時においても第3B図の非合焦点時におい
ても同様に計数値はあまり変わらず共に小さい値となる
In addition, when the threshold value Ta is higher than this, the count value is small even at the time of focus shown in the third factor A, and furthermore, when the threshold value Tc is set lower than Tb, the count value I1 is the third factor.
Similarly, the count value does not change much at the time of the in-focus point shown in FIG. 3A and at the time of the out-of-focus point shown in FIG. 3B, and both become small values.

第4A図〜第4C図はレンズ位置とL記計数値との関係
をしきい値Ta 、 TbおよびTcのそれぞれについ
て示したものである。すなわち、適正なしきい値Tbに
設定されている場合は、第4B図に示すようにその計数
値のピークが大きくて鋭く、そのピークの極大値地点も
判別しやすく、したがって最も適正なレンズ位置JPを
精度良く求めることができる。また、しきい値Taの場
合は第4A図のようにピークが小さく、またしきい(4
jcの場合は第4C図のようにピークがなだらかで、い
ずれの場合もJPを精度良くみつけることの難しいこと
が分る。
FIGS. 4A to 4C show the relationship between the lens position and the L count value for threshold values Ta, Tb, and Tc, respectively. That is, when the appropriate threshold value Tb is set, the peak of the count value is large and sharp as shown in FIG. 4B, and the maximum value point of the peak is also easy to determine, and therefore the most appropriate lens position JP is set. can be determined with high accuracy. In addition, in the case of the threshold value Ta, the peak is small as shown in Fig. 4A, and the threshold value (4
In the case of jc, the peak is gentle as shown in FIG. 4C, and it can be seen that it is difficult to accurately find JP in either case.

そこでシステムコントローラ17は、 一連のオートフ
ォーカス手順を実行するに先立って、まずあらかじめ設
定されたレンズ位置(経験的に得られた合焦意匠傍位2
1)において、しきい値設定回路16を介してしきい値
を変化させながら計数値を読み取るようにする。このレ
ンズ位置を第5図でXで示した。しかしてこの詩の走査
によって得られたしきい値に対する計数値のデータ列を
第6A図に示すようにXとする。
Therefore, before executing a series of autofocus procedures, the system controller 17 first sets a preset lens position (an empirically obtained focusing design position 2).
In 1), the count value is read while changing the threshold value via the threshold setting circuit 16. This lens position is indicated by X in FIG. The data string of the count value for the threshold value obtained by scanning this poem is assumed to be X as shown in FIG. 6A.

次にレンズ位置をXから一定値a1だけ移動して画像を
デフォーカスさせる。そして再びしきい値を変化させな
がら同様にして計数値のデータを取りこみ、第6B図の
ようなデータ列Ylが得られたとする。
Next, the lens position is moved from X by a constant value a1 to defocus the image. Then, it is assumed that the data of the count value is taken in in the same manner while changing the threshold value again, and a data string Yl as shown in FIG. 6B is obtained.

更にその次には、第5図においてXから逆方向に−・定
値d2だけ移動してデフォーカスさせ、この状態で前回
と同様にしてしきい値を変化させながら計数値のデータ
を取り込み、第6C図のようなデータ列Y2が得られた
とする。ついで、演算によりデータ列Xからデータ列Y
2を差引いた計数値データとデータ列Xからデータ列Y
2を差引いた計数値データとを加えて7347図に示す
ようなデータ列lを求める。いまこのデータ列Zのグラ
フを見ると、その中で計数値の大きいしきい値はSLで
あり、すなわち合焦点のときに計数値のピークが著しく
高くなることから、非合焦点のときの計数値との差を求
めてみてもその計数値のグラフとでのピークが鋭くなる
ことが分る。なお第8図はレンズ位置に対する計数値の
グラフを示す。
Next, in Fig. 5, move in the opposite direction from X by a fixed value d2 to defocus, and in this state, take in the data of the count value while changing the threshold value in the same way as before. Assume that a data string Y2 as shown in FIG. 6C is obtained. Next, data string Y is converted from data string X by calculation.
2 subtracted from the count value data and data column X to data column Y
By adding the count value data obtained by subtracting 2, a data string l as shown in FIG. 7347 is obtained. If you look at the graph of this data string Z now, the threshold value for the large count value is SL, that is, the peak of the count value is extremely high when the focus is in focus, so the count value when the focus is out of focus is SL. Even if we calculate the difference between the calculated value and the graph, we can see that the peak between the calculated value and the graph becomes sharper. Note that FIG. 8 shows a graph of the count value with respect to the lens position.

すなわち、f57図において計数値が最大となるしきい
値をSLとし、その前後の値をそれぞれSLI 、 S
L2としたときに、しきい値をSL、 SLI。
That is, the threshold value at which the count value is maximum in the f57 diagram is set as SL, and the values before and after it are SLI and S, respectively.
When L2 is set, the threshold values are SL and SLI.

SLに設定した場合のそれぞれ、レンズ位tに対する計
数値が第8図に示されている。本図からも明らかなよう
にしきい値をSLに設定した時のグラフのピークが最も
鋭く、シたがってこのようなしきい値を設定した時に最
高の合焦点位WIJPが得られることになり最も容易に
精度良く求めることができる。
FIG. 8 shows the counted values for the lens position t when the lens is set to SL. As is clear from this figure, the peak of the graph when the threshold value is set to SL is the sharpest, and therefore, when such a threshold value is set, the highest in-focus position WIJP can be obtained and it is easiest to do so. can be determined with high accuracy.

以りのオートフォーカスに関するシステムコントローラ
17の動作を順を更に第2図によって説明する。まずス
テップS1において結像レンズ12を所定の位置にセッ
トし、この状態でステップS2およびS3でカウンタ2
0を介して計数値を取込みながらしきい値設定回路16
を介してしきい値を変化させ、ステップS4で全てのし
きい値に対して計数値が取込まれたか否かを判断し、全
しきい値に対する計数値が得られたならばステップS5
に進んで結像レンズ12を所定値alだけ正方向にデフ
ォーカスさせる。
The following operation of the system controller 17 regarding autofocus will be further explained in sequence with reference to FIG. First, in step S1, the imaging lens 12 is set at a predetermined position, and in this state, the counter 2 is set in steps S2 and S3.
The threshold setting circuit 16 takes in the count value through 0.
The threshold value is changed through step S4, and it is determined whether or not the count values have been taken in for all the threshold values.If the count values for all the threshold values have been obtained, the process is performed in step S5.
Then, the imaging lens 12 is defocused in the positive direction by a predetermined value al.

かくして、この状態で、ステップ86〜S8により、ス
テップS2〜S4で実行したことを崩返し、全しきい値
に対する計数値が得られたならばステップS9に進んで
、こんどは負方向にデフォーカスさせる。
Thus, in this state, in steps 86 to S8, the steps performed in steps S2 to S4 are repeated, and if the count values for all thresholds are obtained, the process proceeds to step S9, and this time the defocus is performed in the negative direction. let

ついでステップSIO〜S12によりステップS8〜S
8で実行したことを繰返し、ステップS4 、 S8お
よびS12までのそれぞれの手順によって得られた計数
値のデータ列X、MlおよびY2からステップS13 
i、:おいて7= (X−Yl)+ (X−Y2) を
演算し、ステップS14においてZが最大となるしきい
値乳を見出し、ステップS15でしきい値をSLに設定
する。
Then, steps SIO to S12 perform steps S8 to S.
8 is repeated, and the data strings X, Ml, and Y2 of the count values obtained by each procedure up to steps S4, S8, and S12 are processed in step S13.
i, : calculate 7=(X-Yl)+(X-Y2), find the threshold value at which Z is maximum in step S14, and set the threshold value to SL in step S15.

次にステップ81Bに進み、しきい値をSLとした状態
であらためて2値変化点をカウンタ20によって計数し
て取込み、更にステップS17に進んでこんどは結像レ
ンズ12を移動させ、ステップS18で全てのレンズ位
置において計数値が得られるまで、ステー2プS1B、
S17を繰返し、全レンズ位置での計数値が得られたな
らば、ステップS19に進んで、ステップS1Bによっ
て得られた結果から最も大きい計数値となるレンズ位2
(JPを見出し、ステップS20においてこのレンズ位
置JPにレンズを移動させ、もってオートフォーカス動
作を終Tする。
Next, the process proceeds to step 81B, where the binary change points are counted and captured again by the counter 20 with the threshold value set to SL, and the process further proceeds to step S17, where the imaging lens 12 is moved this time. Step 2 S1B until the count value is obtained at the lens position of
After repeating S17 and obtaining count values at all lens positions, proceed to step S19 and select lens position 2, which has the largest count value from the results obtained in step S1B.
(JP is found, and the lens is moved to this lens position JP in step S20, thereby ending the autofocus operation.

なお、以上の説明においてイメージセンサとして記載し
たセンサは、固形センサでも撮像管でもよく、また1次
元センナであっても2次元センサであってもL述したと
同様な手順により同様な効果を得ることができる。また
、結像レンズを駆動するかわりに他のレンズ、ランプ、
マイクロフィルムあるいはイメージセンサの方を駆動し
てフォーカシングしてもよいことは勿論のことシステム
コントローラにはCPUを用いる代りに上記の動作が実
行できるハードウェアのみを用いて構成することもでき
る。また、マイクロフィルムの他、351層フィルムや
レントゲンフィルム等の読取りにも適用可1七である。
Note that the sensor described as an image sensor in the above explanation may be a solid sensor or an image pickup tube, and even if it is a one-dimensional sensor or a two-dimensional sensor, the same effect can be obtained by the same procedure as described above. be able to. Also, instead of driving the imaging lens, other lenses, lamps,
It goes without saying that focusing may be performed by driving a microfilm or an image sensor, and instead of using a CPU, the system controller can be constructed using only hardware that can execute the above operations. In addition to microfilm, it can also be applied to reading 351-layer films, X-ray films, etc.17.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、まず、合焦点近傍位置と非合焦点
位置でしきい値を変化させて計数値がどのように変化す
るかを測定して、各位置における計数イ1の差が最大値
となるしきい値を求めることにより、このしきい値によ
って十−トフォーカス動作を行なうのに最適なしきい値
が得られるので、オートフォーカス動作によってレンズ
を合焦点位置に確実に設定するようになすことができ、
従来に比しオートフォーカスの精度および成功率を著し
く向上させることができる。
As explained above, first, we measure how the count value changes by changing the threshold value at a position near the in-focus point and at an out-of-focus position, and the difference in count A1 at each position is the maximum value. By finding the threshold value, the optimum threshold value for performing the ten-to-focus operation can be obtained using this threshold value, so that the lens can be reliably set at the in-focus position by the autofocus operation. It is possible,
The accuracy and success rate of autofocus can be significantly improved compared to conventional methods.

更にまた、本発明によればあらかじめしきい値を設定し
ておかなくてもオートフォーカスが実行できるという特
色があるのみならず、最も適切なしきい値に設定される
ので、フォーカシングの精度および成功率が高くこの装
置をそのまま自動濃度調整装置に適用することも可能で
ある。
Furthermore, according to the present invention, not only is the feature that autofocus can be performed without setting a threshold value in advance, but also the most appropriate threshold value is set, which improves the accuracy and success rate of focusing. It is also possible to apply this device as it is to an automatic concentration adjustment device due to its high value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明オートフォーカス装置の構成の一例を示
すブロック図、 第2図はその動作手順を示す流れ図、 第3A図および第3B図は画像信号の2値化がしきい値
によって変化し、そのz値化の立上がりまたは立下がり
の数が変化する状1F:、を説明するために合焦点時お
よび非合焦点時における画像信号の形態をそれぞれ示す
波形図。 第4A図、第4B図および第4C図は第3A図において
しきいイ1をTa、 TbおよびTcの値としたときの
レンズ位置と計数値との関係をそれぞれ示す特性曲線図
。 第5図は本発明においてその結像レンズを移動させる状
態を説明するための光学部分の模式図、第6A図〜第6
C図は本発明においてその動作手順中に求められる3態
様のしきい値−計数値のそれぞれデータ図、 第7図は本発明動作手順において第6A図〜第6C図の
結果から求められるしきい値の特性曲線図、第8図は第
7図に基づいて得られたレンズ位置と計数値との関係を
一例として示す特性曲線図、第9図は従来のオートフォ
ーカス装置の構成の一例を示す斜視図、 第1θ図は従来のカメラ用オートフォーカス装置の構成
の一例を示す説明図。 第11A図および第11B図はレンズが合焦点位置にあ
る場合および非合焦点位置にあるときの画像信号が2イ
1化される過程をそれぞれ示す説明図である。 a・・・光源、 lO・・・マイクロフィルム。 11・・・集光レンズ、 12・・・結像レンズ、 13・・・イメージセンサ、 14・・・増幅器、 15・・・コンパレータ、 16・・・しきい値設定回路、 17・・・システムコントローラ、 18・・・レンズ駆動装置、 19・・・イメージセンサ駆動回路、 20・・・2値変化点カウンタ。 第6A図      第7図 第6C図 t?−*−’= 舟−−フλ−一一にノ・
Fig. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the autofocus device of the present invention, Fig. 2 is a flowchart showing its operating procedure, and Figs. 3A and 3B show how the binarization of the image signal changes depending on the threshold value. 1F: In order to explain the state in which the number of rising or falling edges of the z-value changes, waveform diagrams each showing the form of an image signal at the time of an in-focus point and at the time of an out-of-focus point. FIGS. 4A, 4B, and 4C are characteristic curve diagrams showing the relationship between the lens position and the count value when threshold 1 is the value of Ta, Tb, and Tc in FIG. 3A. FIG. 5 is a schematic diagram of the optical part for explaining the state in which the imaging lens is moved in the present invention, and FIGS. 6A to 6
Figure C is a data diagram of the three aspects of threshold value and count value determined during the operating procedure of the present invention, and Figure 7 is the threshold value determined from the results of Figures 6A to 6C during the operating procedure of the present invention. Figure 8 is a characteristic curve diagram showing, as an example, the relationship between the lens position and the count value obtained based on Figure 7. Figure 9 shows an example of the configuration of a conventional autofocus device. The perspective view and the first θ diagram are explanatory diagrams showing an example of the configuration of a conventional camera autofocus device. FIGS. 11A and 11B are explanatory diagrams showing the process of converting the image signal into 2-1 when the lens is in the in-focus position and in the out-of-focus position, respectively. a...Light source, lO...Microfilm. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Condensing lens, 12... Imaging lens, 13... Image sensor, 14... Amplifier, 15... Comparator, 16... Threshold setting circuit, 17... System Controller, 18... Lens drive device, 19... Image sensor drive circuit, 20... Binary change point counter. Figure 6A Figure 7 Figure 6C t? -*-'= Fun--fu λ-11 no.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 列状または面上に配列させた複数の受光素子からなるセ
ンサと、該センサに画像を投影する光学手段と、該光学
手段からの画像信号を2値化する手段と、当該2値化手
段に入力させるしきい値を変化させるしきい値変化手段
と、2値化された画像信号から2値変化点を計数する手
段と、該計数手段からの計数値に基づき前記光学手段の
焦点を調整する手段とを具え、その焦点の調整に先立ち
、焦点近傍の位置および複数の非合焦点の位置において
、前記しきい値変化手段により前記しきい値を変化させ
て前記計数手段により各位置における複数のしきい値に
対する前記2値変化点を計数させ、前記焦点近傍位置に
おける計数値と、前記非合焦点位置における計数値との
差が最大値となるようなしきい値を求めて、このしきい
値に設定した後焦点調整を行う手段とを具えたことを特
徴とするオートフォーカス装置。
A sensor consisting of a plurality of light receiving elements arranged in a row or on a surface, an optical means for projecting an image onto the sensor, a means for binarizing an image signal from the optical means, and a means for binarizing the image signal from the optical means. Threshold changing means for changing a threshold value to be input; means for counting binary change points from the binarized image signal; and adjusting the focus of the optical means based on the counted value from the counting means. prior to adjusting the focus, the threshold value changing means changes the threshold value at a position near the focal point and a plurality of out-of-focus points, and the counting means changes the threshold value at each position. The threshold value is calculated by counting the binary change points with respect to the threshold value, and determining the threshold value such that the difference between the count value at the position near the focal point and the count value at the out-of-focus position becomes the maximum value. An autofocus device characterized by comprising means for adjusting the focus after the setting is made.
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