JPS6325609A - オ−トフオ−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たオー
トフォーカス装置として、種々のものが提案されている
。例えばイメージセンサの各画素の出力信号から画像の
コントラストを求め、このコントラストが最大となる位
置を合焦位置とする方式が考えられている。この場合、
従来は出力信号をバンドパスフィルタを通して微分回路
に入力することにより微分して、出力信号の鮮鋭さを求
めていた（例えば特開昭５６−１３２３１３号など参照
）。しかしこの場合には微分回路が本来的に持つ性質の
ためにノイズに対して敏感で動作が不安定になり易いと
いう問題がある。またラインセンサの基準レベル画素と
有効画素間の出力信号の差が微分により過大に検出され
ることになり、信頼性が悪いという聞届もあった。

そこで出力信号は、非合焦の程度が大きくなるほど画像
の細かい明暗が消えて滑らかになる性質に着眼し、出力
信号の全長が最大になる投影レンズ位置を合焦とする方
法が考えられる。しかしこの場合には濃度が連続的に滑
らかな変化をする写真のような画像領域や黒ベタあるい
は白ベタの領域が多いと、投影レンズの合焦位置付近で
の変位に対して、出力信号の全長の変化量が相対的に少
なくなり、高精度な合焦判別が困難になるという問題が
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、ノ
イズに対する誤動作が起こりにくく、信頼性が高く、ま
た濃度が連続的に滑らかな変化をする写真のような画像
領域や黒ベタあるいは白ベタの領域が多く含まれている
場合にも高精度な合焦判別が可能な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イメージセンサの出力信号を
用いて、投影レンズを合焦位置に制御するオートフォー
カス方法において、前記出力信号の隣接する極大値と極
小値の差の絶対値の総和を求め、この総和が最大となる
投影レンズ位置を合焦位置と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。

（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図は動作の流れ図、また第４図は出力波形
を示す図である。

第１．２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、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
退動させるモータ６０を備え、投影光がスクリーン２８
あるいは感光トラム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。すなわ
ちクロック６２が出力するクロックパルスに同期してＣ
ＯＤドライバ６４はラインセンサ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に
対応して変化するパルス信号を出力する。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６
６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４図の出力信号Ｖとする。

このように信号処理された出力信号電圧ＶはＡ／Ｄ変換
器６８でデジタル信号に変換され、入力インターフェー
ス７０を介してＣＰＵ７２に入力される。　第２図で７
４はＣＰＵ７２０制御プログラム等を記憶するＲＯＭ、
７６はＲＡＭ、７８は出力インターフェース、８０およ
び８２はＤ／Ａ変換器、８４．８６はそれぞれモータ５
８．６０を駆動するドライバである。

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り−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６６の出力信号Ｖはインターフェ
ース７０を介してＣＰＵ７２に読込まれ、ＣＰＵ７２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４１１定を行う。この露光量の調整は、例えばライ
ンセンサ５６の各画素の出力信号のうち、パンクグラウ
ンド領域に対応する画素の出力信号を選んでこれが所定
値になるように光源１２の光量を調整することにより行
われる。

次に制御手段４８はラインセンサ５６に人力された投影
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
４４を操作し、投影像の画像が有る位置にマーク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。

ＣＰＵ７２はまず出力波形の極大値Ｖｐと極小値Ｖｂを
それぞれ記憶するメモリを０に初期化すると共に、隣接
する極大値■、と極小値■ｂとの差の絶対値の総和Ｋを
記憶するメモリをＯに初期化する（ステップ１１４）。

ＣＰＵ７２は次にラインセンサ５６の走査に追従してそ
の出力信号ｖ０を一走査が完了するまで順次読込む（ス
テップ１１６．１１８）。ＣＰＵ７２はこの読込んだ出
力信号Ｖｎとその前後の数画素の出力信号により出力信
号■。が極大値であるか（ステップ１２０）、極小値で
あるか（ステップ１２２）を判別し、極大値であればｖ
ｐのメモリの内容を出力信号Ｖｎに書き換えて記憶し、
極小値であればＶｂのメモリの内容を出力イａ号Ｖｎに
書き換えて記憶する（ステップ１２４，１２６）。

ＣＰＵ７２はｖ、、ｖｂのメモリの内容を用いて両者の
差の絶対値ＩＶｐ　　Ｖｂｌを求め、これをＫに加えた
和を新たなＫとして記憶する（ステップ１２８）。ＣＰ
Ｕ７２はステップ１２０以降の動作を一走査完了するま
で繰り返す（ステップ１３０）。従ってこのＫは隣接す
る極大値と極小値との差の絶対値の総和となる。

ＣＰＵ７２は投影レンズ２０を所定量移動させて前記と
同様の動作を繰り返しくステップ１３２）、総和Ｋが最
大となる投影レンズ２０の位置を求め（ステップ１３４
）、この位置を合焦位置とする（ステップ１３６）。

この総和にの最大値を求める制御には種々のアルゴリズ
ムが可能である。例えば、総和Ｋが増加する方向に投影
レンズ２０を所定量ずつ移動し、この総和にの増加率が
Ｏとなることから、総和Ｋが最大となる投影レンズ２０
の位置を検出する°°山登り法パが用いられる。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、
その時の総和に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）、−爪金範囲に亘って投影レンズ２
０を移動させ、総和Ｋが最大となる位置を求めてもよい
（全スキャン法）。

この合焦状態でプリンタモードにすれば（ステップ１３
８）、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。

なおイメージセンサはＣＣＤラインセンサに限られるも
のではなく、ＭＯ３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波形の隣
接する極大値と極小値との差の絶対値の総和が最大にな
る投影レンズ位置を合焦と判断するモノであるから、バ
ンドパスフィルタや微分回路が不要になり、ノイズに対
する誤動作が発生しにくく動作の信頼性が向上する。一
方濃度が連続的に滑らかな変化をする写真のような画像
領域があっても、合焦時には出力波形の高低変動幅が最
大になることから前記総和が最大になり、また画像に黒
ベタあるいは白ベタの領域が多くてもその影響を受ける
ことがないから、常に高精度な合焦判別が可能になる。

【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首のブロ
ック図、第３図は動作の流れ図、第４図は出力波形を示
す図である。 １０・・・原画、 ２０・・・投影レンズ、 ５６・・・ラインセンサ。 ■、・・・極大値、 Ｖｌｌ・・・極小値、 Ｋ・・・総和。 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１図 Ａ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 画像投影光をイメージセンサにより走査して得られるイ
   メージセンサの出力信号を用いて、投影レンズを合焦位
   置に制御するオートフォーカス方法において、 前記出力信号の隣接する極大値と極小値の差の絶対値の
   総和を求め、この総和が最大となる投影レンズ位置を合
   焦位置とすることを特徴とするオートフォーカス方法。