JPS63216014A - マイクロフィルムリーダ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
用いて合焦判別する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） ＣＯＤラインセンサなどのイメージセンサを用いてオー
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０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
１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、ラ
イン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、ラインセンサ
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、設定可変な蓄積時間に対し
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、この出力信号をろ
波して得た高周波成分を余波整流し、この全波整流信号
を前記読出し時間内の一定詩間範囲モ積分し、この積分
値を用いて合焦判別することを特徴とするオートフォー
カス方法により達成される。

（作用） イメージセンサの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、この雑音の影響が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グプリンタの全体
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。

１１．２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
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６
８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Ｈ１の２相クロツクパルス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Ｔｏ
とにそれぞれ対応するクロックパルスｂのパルス数Ｎｏ
　、　Ｎ　（Ｔｏ　）とが所定のタイミングにＣＰＵ６
４により設定される。パルス数ＮＯ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（Ｔｏ）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Ｏ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５０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ＴＯに転送部へ一度に転送した後、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は後記精
分回路８２が積分を開始するタイミングｔｌ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（ｔ＋）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Ｏになると積分開始信号ｄを積分回路８２に
送出する。７６は減算カウンタである。このカウンタ７
６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成形さ
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と有効な画素の出力を含む有効出力
信号Ｂ１と含み、両信号Ｂ１．Ｂ２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のみが余波整流回路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
を含み、これを全波整流した後の信号りは同様に疑似信
号Ｃ１，Ｃ２を含むものとなる。

８４は積分回路であって、全波整流信号りを積分するも
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ｔｌ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ＣＰＵ
６４に送出する。このため全波整流信号りの積分は信号
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ｃｌ、ｃ
２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Ｔｏ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ＣＰＵ６４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）光量を変更しくステップ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４
４を操作し、投影像の画像が有る位置ににマーク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ＣＰＵ
６４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を微小距離移動しくス
テップ１１６）、再び積分値Ｅを求め（ステップ１１８
）、この積分値Ｅ　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１２０）。

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８２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を疑似信号Ｃ２より前とじたものである。このため
疑似信号ｃ、、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ＣＩ、０２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Ｔｏ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ＣＩ、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−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、ＭＯ５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
周波成分を余波整流し、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。

【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・・・−次元固体イメージセンサ、８０・・・高域
通過フィルタ、 ８２・・・余波整流回路、 ８４・・・積分回路、 Ｔｏ・・・読出し時間。 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 笥１図 Ａ 千糸完補正書（自発）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）設定可変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、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オートフォーカス方法
2. （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項記載のオートフォーカス方法。