JPS63100433A - 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

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、ＣＯＤ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） ＣＯＤ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０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。特にリーグプリ
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、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
投影レンズ位置な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することを特徴とするリーダープ
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χ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Ｅｌ、Ｅ２．Ｅ３に対す
る仮想的な特性を示す。

ここにＥｌ〉Ｅ２〉Ｅ３の関係があり、ｅｌ、ｅ２では
合焦位置χＦ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Ｅｌで投影レンズを第５図の原点から
離れ合焦位置χＦ力方向移動させるものとする。投影レ
ンズが合焦位置χＦ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Ｅｌを減少
し、例えば第５図の位置χｌで露光量をＥｌからＥ２不
連続に減少する。投影レンズをさらに合焦位置χＦ力方
向移動させれば、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χ２で再び露光ｆｆ１Ｅ２
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。

今一定置光量Ｅ、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
χ１で出力信号■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χに達していない、従って露光量Ｅ
１の実線ａ内には合焦位置χＦ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、実線す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も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置光量下のコン
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χＦが合焦となる。

（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図はリーグプリンタ
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２
８に原画ｌＯ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、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はに投影レンズ
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ＣＯＤドラ
イバ６４に入力され、このＣＯＤドライバ６４は後記Ｃ
ＰＵ７６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Ｃ
Ｉ）の出方信号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６
８を通って第３図（ｎ）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χ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Ｃ
ＰＵ７６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■（■）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■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ン
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５
６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ＣＯＤ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１Ｏ
Ｏ）、この時のラインセンサ５６の出力信号■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（１）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（層）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）、−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ＣＰＵ７６に読込んでこ
の時の投影レンズ２０の位置χと共に（Ｃ１χ）として
ＲＡＭ８０に記憶する（ステップ１０８）、ＣＰＵ７６
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χＦを求める（ステップ１１２）。

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■の振幅が大きくなる０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χ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■の振幅が増大し、最小（ｉｌｌ■）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ＣＰＵ７６は露光量不足と判断する。ＣＰＵ７６
はこの時にはＣＯＤドライバ６４の駆動パルス周波数ｆ
を段階的に下げて（ｆ−Δｆ）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Δ
Ｅだけ増大する（ステップ１１４）。

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の出力が正に変化し、ＣＰ
Ｕ７６が露光量過大と判断する。

ＣＰＵ７６はＣＯＤドライバ６４の走査周波数ｆを上げ
て（ｆ十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χのまま再度走査を行う
（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の増加する方向へさらに投影レンズ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χＦ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χＦは、コントラスト信号
Ｃのレンズ位置χ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）、半値幅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（スナップ１２
４）反射鏡２４が第６図仮想線位置に回動し、転写紙３
８に画像が転写されてハードコピーが得られる。

第７図は他の実施例の動作原理説明図である。

この実施例は投影レンズを合焦位置χＦ力方向移動させ
つつ、位置χ皿、χ２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。この実施
例によれば、露光量を変化させたレンズ位置χが合焦位
置χＦに接近している場合にも正確に合焦位置χＦ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）
より大かっ最小値Ｖ　（ｍ）より小となる投影レンズ２
０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
ａｆ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　４す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■を比較器９６．９８で
最大値Ｖ（Ｍ）、最小値■（■）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こ方向へ移
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、一定置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数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。

【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。また第７図は他の実施例の動作原
理図である。 ２０・・・投影レンズ、 ５６・・・イメージセンサとしての ＣＯＤラインセンサ、 ９２．９４・・・設定器、 ■・・・出力信号、 Ｃ・・・コントラスト信号、 Ｅ・・・露光量。 特許出願人　富士写真フィルム株式会社代　理　人　弁
理士　山　１）文　雄 第２図 第３図 第４図 Ｅ露光量 第５図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）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することを特徴とする
   リーダープリンタのオートフォーカス方法。
2. （２）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特許請求の範囲第１項
   記載のリーダープリンタのオートフォーカス方法。
3. （３）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項記載のリーダープリンタのオートフォー
   カス方法。
4. （４）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項記載のリーダープリンタのオートフォ
   ーカス方法。