JPS63175844A - オ−トフオ−カス装置 - 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、ラインセンサを移動させつつオートフォーカ
ス動作に適する画像を検出するようにしたオートフォー
カス装置に関するものである。

（発明の技術的背景） マイクロ写真原画の投影画像を、スクリーンや感光体等
の画像投影面に結像させるリーダプリンタなどの光学装
置において、オートフォーカス装置を設けることが考え
られている。例えば投影画像の一部をラインセンサに導
き、このラインセンサの出力信号に基づき画像のコント
ラストを求め、このコントラストが最大となる投影レン
ズ位置を合焦とする。

しかしこのようなオートフォーカス動作には、この動作
に適する画像がラインセンサに入射されていることが前
提となる０例えば明度差が小さい画像や原画の下地部分
あるいは明確な画線が現われていない部分が入力されて
いる場合には、正確なオートフォーカス動作ができない
、このため適切な画像が入射される位置にくるまでライ
ンセンナを移動させることが考えられる。

しかし罫線や表中の直線などを含む画像に対してライン
センサを水平または上下方向に直線的に移動させた場合
には、ラインセンサは画像の線に沿って移動することが
あり、この場合には適切な画像が検出できなくなる、と
いう問題が生じ得る。

（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
インセンサが画像の線に沿って移動する可能性が非常に
少なく、高い確立でオートフォーカス動作に適する画像
を正確に検出することができるオートフォーカス装置を
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、投影画像を矩形の画像投影
面に導く一方、この投影画像の一部が入射されるライン
センサを移動させつつオートフォーカス動作に適する画
像を検出するオートフォーカス装置において、前記ライ
ンセンサは前記画像投影面の角部外側付近を中心として
回動可能に設けられていることを特徴とするオートフォ
ーカス装置により達成される。

すなわちラインセンサは回動アームの回動軌跡である円
弧にのって移動する。一般に画像上の直線は縁に平行ま
たは直交する方向に位置するから、前記のように円弧に
沿って移動させればほぼ確実にラインセンサは画像を横
断できる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例であるリーグプリンタの全体
概略図、第２図はそのラインセンサの移動範囲を示すス
クリーンの正面図、第３図は制御系のブロック図、第４
図と第５図は原画とラインセンサを移動した時の特定画
素の出力波形とを示し第４図はネガ原画に対するものを
第５図はポジ原画に対するものである。また第６図はコ
ントラストを求める過程の各部出力波形図、第７図は画
像検出動作の流れ図である。

第１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。１
２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（投影画像）は、投影レンズ２０、反射鏡２２．２
４．２６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ＣＣＤラインセンサであり、このラインセンサ４
０はスクリーン２８の左上角部の外側を支点として回動
する回動アーム４２の回動端に取付けられている。この
回動アーム４２はモータ４４により第２図の斜線範囲内
で回動される。このモータ４４すなわち回動アーム４２
の回動角θはロータリエンコーダ４６により検出される
。

５０は制御手段であり、ラインセンサ４０を移動させつ
つこのラインセンサ４０の特定の画素の出力に基づいて
画像検出のためのスライスレベルを変化させ、これと平
行して適切な画像の有無を判別する画像検出動作を行う
。またこの制御手段５０はラインセンサ４８の出力信号
に基づいて合焦判別を行い、投影レンズ２０をモータ５
１（ｉｆ図）によって合焦位置に移動させるオートフォ
ーカス動作や、プリンタ３４の制御、反射鏡２２．２４
．３０の移動等を行うものである。

この制御手段５０を含む制御系は第３図に示すように構
成される。すなわちＣＰＵ５２は適当な周波数を指令す
る信号ａをクロック発生器５４へ送り、このクロック発
生器５４はこの指令された周波数の駆動パルスｂをライ
ンセンサ４０に送る。ラインセンサ４０はこの駆動パル
スｂによって各画素の出力信号Ｃを順次増幅器５６へ送
出する。このようにしてラインセンサ４０の主走査が行
われる。この出力信号Ｃは増幅器５６で増幅され出力信
号ｄとされる（第６図ＣＩ）参照）。

この出力信号ｄはバンドパスフィルタ５８により第６図
（ＩＩ）に示す信号ｅとされた後、ピークホールド回路
６０に入力されて第６図（ｍ）に示すコントラスト信号
Ｃとされる。この信号Ｃの最大値がこの一回の主走査に
おけるコントラストとなる。なお第６図で横軸にはライ
ンセンサ４ｏの画素順を示す。

出力信号ｄはまたサンプルホールド回路６２に入力され
、このサンプルホールド回路６２はクロック発生器５４
が特定の画素の出力信号に同期して出力する同期信号ｂ
′に基づき、この特定画素の出力信号ｄ′のみを一時記
憶する。６４は切換スイッチであり、このスイッチ６４
はＣＰＵ５２の指令により主走査の途中でサンプルホー
ルド回路６２に記憶された出力信号ｄ′をＡ／Ｄ変換器
６６を介してＣＰＵ５２に読込む一方、主走査終了時に
はピークホールド回路６０に記憶されたコントラストＣ
をＡ／Ｄ変換器６６を介してＣＰＵ５２に読込む。ＣＰ
Ｕ５２は出力信号ｄ′のピーク値Ｄ　（ｍａｘ）とミニ
マム値Ｄ（ｍｉｎ）とを求めて一時記憶する一方、コン
トラストＣも一時記憶する。

出力信号ｄはまたブルーミング検出用の比較器６８の非
反転入力端に入力される。この比較器６８の反転入力端
には設定器７０で設定されたブルーミングが発生する出
力レベルが入力される。

従って比較器６８はブルーミングが発生すると論理１１
１＋１となるブルーミング信号ｆをＣＰＵ５２に入力す
る。ＣＰＵ５２はこの時にはラインセンサ４０の露光量
を減らすためにラインセンサ４０の駆動周波数を高くし
てラインセンサ４０の蓄積時間を短かくするように信号
ａを変更する。

出力信号ｄはさらに比較器７２．７４の非反転入力端に
入力される。比較器７２はネガ原画に対するスライスレ
ベルＳｎを決定するために用いられ、その反転入力端に
はＣＰＵ５２が記憶した前記出力信号ｄ′のミニマム値
Ｄ（ｍｉｎ）に所定値αを換算した（Ｄ　（ｍ　ｉ　ｎ
）　＋　ａ）がＤ／Ａ変換器７６を介して入力される。

この（Ｄ（ｍｉｎ）＋α）はネガ原画に対するスライス
レベルＳｎを示す。比較器７４はポジ原画に対するスラ
イスレベルＳｐを決定するために用いられ、その反転入
力端にはＣＰＵ５２が記憶した前記出力信号ｄ′のピー
ク値Ｄ（ｍａｘ）から所定値βを減算した（Ｄ（ｍａｘ
）−β）がＤ／Ａ変換器７８を介して入力される。この
（Ｄ　（ｍ　ａ　ｘ）−β）はポジ原画に対するスライ
スレベルＳｐを示す。比較器７２．７４は、出力信号ｄ
がそれぞれスライスレベルＳｎ、Ｓ２以上になると論理
”１′°の信号をカウンタ８０．８２に送出し、カウン
タ８０．８２は比較器７２．７４の出力が論理”ｌ”に
なる回数をカウントしてＣＰＵ５２に送出する。すなわ
ちラインセンサ４０をその主走査方向（長手方向）に直
交する副走査方向へ移動させつつ以上の動作を繰り返せ
ば、出力信号ｄがスライスレベルＳｎ、Ｓ、を越える度
にカウンタ８０．８２には１が加算される。このカウン
ト値が一定数以上になれば画像があったものとする。

このカウント値の一定数は、フィルム原画に付着したゴ
ミにより誤ってカウントすることがあることを考慮して
、ｒｌＪ、「２」と設定するのは望ましくなく、例えば
「４」以上に設定するのがよい。

第１．３図において８４は投影レンズ２０の種類を検出
するセンサであり、ＣＰＵ５２はこのセンサ８４の出力
に基づき投影レンズ２０の倍率を検知する。一般にスク
リーン２８上の照度は光軸から遠くなるほど低下し、こ
の照度ムラは投影レンズ２０の倍率によりほぼ一義的に
決まる。

第３図のメモリ８６にはこのレンズ毎の照度ムラに対す
る補正曲線が予め記憶され、ＣＰＵ５２はラインセンサ
４０の回動位置θに対してコントラストＣおよび出力信
号ｄ′あるいはスライスレベルＳｎ、Ｓｐを補正する。

またメモリ８８には、レンズ２０の倍率に対して露光量
がほぼ適正となるラインセンサ４０の駆動パルス周波数
が記憶されている。この周波数はラインセンサ４０のラ
フな露光量を決めれば足り、特にこの実施例では前記し
た比較器６８がブルーミングを検出して露光量を減少す
るブルーミング防止機能を持つから、このメモリ８８に
はややブルーミング気味の露光量となるように駆動パル
ス周波数を記憶しておくのが望ましい。

メモリ９０はセンサ８４が検出したレンズ２０毎の過去
の合焦位置を記憶している。

ＣＰＵ５２は、レンズ２０の交換の度にセンサ８４の出
力に基づいて判別したレンズの過去のレンズ合焦位置を
このメモリ９０から読出し、画像検出動作およびオート
フォーカス動作に先行してレンズ２０をこの過去の合焦
位置に移動させる。

これによりレンズ２０が合焦位置から著しく離れ投影像
が著しくポケることによる動作不能状態の発生を防止す
る。

次に本実施例の動作を説明する。使用者はまず反射鏡２
４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。ＣＰＵ５２はレ
ンズセンサ８４の出力信号に基づいて、投影レンズ２０
の倍率を判別する（ステップ１００、第７図）、またＣ
ＰＵ５２はレンズセンサ８４の出力信号に基づいて、投
影レンズ２０の過去の合焦位置をメモリ９０から読出し
、レンズ２０をこの合焦位置に移動させるようにモータ
５１を制御する。ＣＰＵ５２はさらにこのレンズ２０の
倍率に対応するラインセンサ４０の駆動周波数をメモリ
８８から読出し、クロック発生器５４にこの周波数を指
令する信号ａを出力する（ステップ１０２）。ＣＰＵ５
２はまたレンズ２０の倍率に従って照度ムラの補正曲線
をメモリ８６からＣＰＵ５２内のメモリに読込み、オー
トフォーカス動作の準備が整う。

使用者はスイッチ（図示せず）によりオートフォーカス
モードを選択すれば（ステップ１０４）、ＣＰＵ５２は
ラインセンサ４０を第２図に実線で示すスクリーン２８
の上方外側の位置からスクリーン２８内へ移動させるよ
うにモータ４４を始動する（ステップ１０６）。このラ
インセンサ４０の回動角度θはエンコーダ４６で検出さ
れ、この実施例においては第２図の範囲ｅ内に入ると画
像検出動作が始まるように構成されている（ステップ１
０８）。

ラインセンサ４０は回動アーム４２により円弧軌跡上を
移動するので、画像検出が確実になる。

すなわちラインセンサを直線上に沿って移動させると画
像中の罫線や表中の直線に乗ってラインセンサが移動す
ることがあり、この時には画像検出が不可能となるのに
対し、ラインセンサを円弧上を移動させればそのような
ことが無いからである。

また本実施例における範囲ｅはスクリーン２８の中央部
の矩形の範囲Ｘと重なる範囲でもある。この矩形の範囲
Ｘは、例えばスクリーン２８の中央に縦および横向きに
Ａ４サイズの拡大像を投影した場合に重なる範囲に相当
し、原画が縦向きか横向きかに関係なく常に画像が存在
する可能性が非常に高い範囲でもある。多数の原画を縦
横に配列したマイクロフィッシュを用いる場合には、手
動のキャリヤにこのマイクロフィッシュを装填し、この
キャリヤの移動によって原画の移動を行うが、この時キ
ャリヤの影Ｙが第４図（Ａ）に示すようにスクリーン２
８の縁付近に現われることがある。またフィルムのはじ
に位置するコマでフィルムの無い部分が投影されている
こともある。さらにロールフィルムなどではブリップマ
ークなどの識別マークがスクリーン２８の縁付近に現わ
れることがある。本実施例はこのようなキャリヤの影Ｙ
やフィルムの非画像領域あるいはブリップマーク等がス
クリーン２８に現われても、スクリーン２８の中央付近
の一定範囲Ｘ内の画像を用いて画像検出動作を行うから
誤動作が一層少なくなる。

ラインセンサ４０がｅの範囲に入るとその出力信号ｄや
他の信号やメモリの内容等を用いて所定の動作を行う。

この出力信号ｄは比較器６８においてブルーミングが発
生する出力レベルの設定値と比較され（ステップ１１０
）、　ブルーミングが発生していればその出力信号ｆが
′１゛′となるので、ＣＰＵ５２はラインセンサ４０の
駆動周波数を上げて露光量を減少するように指令する信
号ａをクロック発生器５４に送出する（ステップ１１２
）　。

ブルーミングが発生していなければ、ラインセンサ４０
の１または複数の特定画素の出力信号ｄ′はクロック発
生器５４の出力信号ｂ′によってサンプルホールド回路
６２に一時記憶される−方、−１ｍの主走査によるコン
トラストｃはピークホールド回路６０に記憶される。ス
イッチ６４の切換えにより出力信号ｄ′およびコントラ
ストＣが一回の主走査毎にＣＰＵ５２に読込まれる。

ＣＰＵ５２はラインセンサ４０が移動している間このＩ
または複数の特定画素の出力信号ｄ′の変化を監視し、
そのピーク値ｐ（ｍａｘ）とミニマム値Ｄ（ｍｉｎ）と
を求め続ける（ステップ１１４）。

第４図（Ａ）はネガ原画に対するこの特定画素の移動軌
跡を示し同図（Ｂ）はその時の出力信号ｄ′の変化を移
動距離文に対して示している。また第５図（Ａ）、（Ｂ
）は同じくポジ原画に対するものである。なおｆＬ＝ｎ
ｏ以上の範囲が前記第２図における範囲Ｘに対応し、Ｃ
ＰＵ５２はそれ以後の出力信号ｄ′を用いてピーク値、
ミニマム値を求める。

ＣＰＵ５２はこれらミニマム値、ピーク値がら所定値α
、βをそれぞれ加・減算し、 Ｓ、　＝Ｄ　（ｍｉ　ｎ）　＋ａ Ｓｐ　　＝Ｄ　　（ｍａｘ）　　−β をそれぞれネガおよびポジ原画に対するスライスレベル
とする（ステップ１１６）　。

また前記所定値α、βは、透過光束ＦＯと入射光束Ｆと
のＦｏ／Ｆの対数で表わされる光学濃度で表わした場合
、ミニマム値およびピーク値の０．１〜０．６、好まし
くは０．２〜０．４程度に設定しておくのが望ましい。

ＣＰＵ５２はこれらスライスレベルＳｎ、５ｐｔ−Ｄ／
Ａ変換器７６．７８に送出する。比較器７２．７４は出
力信号ｄがスライスレベルＳｎ、Ｓｐを越える度に”１
パを出力し、カウンタ８０．８２がこの回数′をカウン
トする。すなわち第４．５図の（Ｂ）に示すように、ラ
インセンサ４０の移動につれてミニマム値Ｄ（ｍｉｎ）
、ピーク値Ｄ（ｍａｘ）およびスライスレベルＳｎ、Ｓ
、は変化し続け、画像があればその時の主走査による出
力信号ｄが大きく変化するため、ネガ原画であればカウ
ンタ８０のカウント値がまたポジ原画であればカウンタ
８２のカウント値が増加する。ＣＰＵ５２はこれらカウ
ント値が所定値（例えば４）以上になればその時のスラ
イスレベルＳ。＋　Ｓ　Ｉ＋は適切であり、画像有りと
判断しくステップ１１８）、　ラインセンサ４０を停止
する（ステップ１２０）。以上のステップ１０８〜１１
８の動作を範囲Ｘの内側で繰返しくステップ１２２）、
画像有りと判断できなければ（ステップ１１８．１２２
）、異常ありとしてレンズの移動等を指令するかオート
フォーカス動作を停止する（ステップ１２４）。

スライスレベルＳｎ、Ｓ、の精度は、ラインセンサ４０
の移動回数および主走査回数が多くなるほど高くなるが
、一般には１０〜２０開程度のラインセンサ４０の移動
と主走査を行えば十分な精度になる。

次に制御手段５０はこのラインセンサ４０の出力信号ｄ
に基いてオートフォーカス制御を行う。

この制御には種々のアルゴリズムが可能である。

例えば、投影レンズ２０の成る位置でラインセンサ４０
の各画素の出力電圧から求めた輝度Ｉの最大、最小Ｉ　
（Ｍ）　　、　Ｉ　（ｍ）を求め、次式％式％（）） で定義される可視度Ｖが最大となる投影レンズ２０の位
置を投影レンズ２０を順次移動させながら検出する′”
山登り法”が用いられる。また合焦点を横断するように
投影レンズ２０を一度移動させ、その時の輝度の変化特
性曲線の半値幅から合焦点を求めたり（半値幅法）、一
度全範囲に亘って投影レンズ２０を移動させ、輝度工が
最大となる位置を求めてもよい（全スキャン法）。

このようにしてオートフォーカス制御が完了すると制御
手段５０はモータ４４を逆方向に駆動してラインセンサ
４０をスクリーン２８の外に退出させる。ラインセンサ
４０が取付けられた回動アーム４２は、スクリーン２８
の各部外側を中心とするので、ラインセンサ４０はスク
リーン２８外へ退出させれば回動アーム４２およびライ
ンセンサ４０はスクリーン２８の上辺と平行になり、収
まりが良い。

スクリーン２８に現われた拡大投影像を見た後、プリン
タモードにすれば、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。

この実施例ではラインセンサの出力はスクリーン２８の
矩形の範囲Ｘ内でのみ有効としているので前記したよう
に一層誤動作が少なくなるが、本発明はスクリーン２８
の全範囲に亘って円弧上を移動するものも含む。

また一般にブリップマークなどはスクリーン２８に向っ
て左側の上方または下方に位置するから、本実施例のよ
うに左上の角部あるいは左下の角部に回動アームの回動
中心を位置させれば、ラインセンサはブリップマークな
どに重なることがなく都合が良い。

（発明の効果） 本発明は以上のように、ラインセンサを画像投影面の角
部外側付近を中心として回動可能に設けたものであるか
ら、ラインセンサは円弧状の範囲に沿って移動すること
になる。このため画像が罫線や表中の直線などを含んで
いてもラインセンサがこれらの直線上を移動することは
なく、画像検出に失敗する確立が著しく低くなり、オー
トフォーカス動作に適する画像を正確に検出することが
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リーダプリンタの全体
概略図、第２図はそのラインセンサの移動範囲を示すス
クリーンの正面図、第３図は制御系のブロック図、第４
図と第５図は原画とラインセンサを移動した時の特定画
素の出力波形とを示し第４図はネガ原画に対するものを
第５図はポジ原画に対するものでる。また第６図はコン
トラスト信号を求める過程の各部出力波形図、第７図は
画像検出動作の流れ図である。 ＩＯ・・・原画、２０・・・投影レンズ、２８・・・ス
クリーン、 ４０・・・ラインセンサ、 ４２・・・回動アーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 投影画像を矩形の画像投影面に導く一方、この投影画像
   の一部が入射されるラインセンサを移動させつつオート
   フォーカス動作に適する画像を検出するオートフォーカ
   ス装置において、 前記ラインセンサは前記画像投影面の角部外側付近を中
   心として回動可能に設けられていることを特徴とするオ
   ートフォーカス装置。