JPS6370814A - 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、ＣＣＤ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） ＣＣＤ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１種々のものが提案されている
。例えば画像の一部領域（フォーカスソーン）を選んで
イメージセンサへ導キ、この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。

しかし画像によっては濃度が連続的に滑らかな変化をす
る写真のような領域を多く含むことがあり、また白ベタ
あるいは黒へ夕の領域を多く含むこともあり得る。この
ような領域をフォーカスゾーンとして選択した場合には
、投影レンズの合焦位置付近での移動に対するコントラ
ストの変化が小さくなり、ノイズによる影響を受は易く
高精度な合焦判別が困難になるという問題が生じる。

また原画の少くとも一部が透明あるいは半透明であって
、この透明あるいは半透明の部分の裏面にほこりや傷あ
るいは汚れが付いている場合には、この裏面のほこりな
どに焦点を合わせるように動作を行うことがあり得る０
例えばリーグプリンタにおいては通常原画のフィルムベ
ースが１００終程度ありこの原画の裏面に合焦すると表
面の画像がぼけ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、フ
ォーカスゾーンがオートフォーカス制御に適切な画像を
含むものであるか否かを判断し、正確な合焦判別を可能
にすると共に、原画の裏面にほこりや傷あるいは汚れが
あっても、正しい合焦制御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、オートフォーカス制御に適する画像であること
を確認した後、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、 画像の適否を次の各ステップにより判別することを特徴
とするオートフォーカス方法：（ａ）前記イメージセン
サの複数の債城毎にそれぞれコントラスト信号を求める
ステップ；（ｂ）前記各領域毎にそれぞれコントラスト
信号が最大となる投影レンズ位置を各領域に対する合焦
位置とするステップ； （ｃ）各領域の合焦位置のバラツキを求めるステップ； （ｄ）このバラツキが設定値以上であることから画像が
不適であると判別するステップにより達成される。

（原理） ラインセンサを複数（例えば４つ）の領域に分け、各領
域のコントラスト信号Ｃを投影レンズ位置χの変化に対
して求めれば、第５図（Ｉ）ＡＩ”’Ａ４に示すように
なる０例えば濃度が連続的に滑らかに変化する画像が入
射した領域の出力はＡ１のようにコントラスト変化が小
さく、好ましい画像が入射した領域の出力はＡ２のよう
にコントラスト変化が大きくなる。これらＡ、、Ａ２が
最大となる投影レンズ位置χはχＦＫ接近する。また原
画裏面のほこり、傷あるいは汚れによるコントラスト信
号ＣはＡ３．Ａ４のようになり、その最大となる投影レ
ンズ位置（合焦位置）χはχＦから大きく離れた位置χ
「となる。再位置χＦ、χｆの差は、原画のフィルムベ
ースの厚さに対応する。

この第５図（Ｉ）のようにＡ１−Ａ２が最大となるレン
ズ位置χ１〜χ４のバラツキが大きい場合には、正確な
合焦位置を決定することは非常に困難である。

本発明はこの第５図（１）のように各領域の合焦レンズ
位置χ１〜χ４のバラツキが大きい場合には画像がオー
トフォーカス制御に不適当であるとしてフォーカスゾー
ンの変更を要求するものである。そして第５図（ＩＩ）
に示すように各領域の合焦レンズ位置χｌ〜χ４のバラ
ツキが小さい場合には適切な画像としてオートフォーカ
ス制御を行うものである。

（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、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。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Ｖは帯域フィルタ６
８を通って第４図の出力Ｗとされる。

７０は分配器、７２　（７２ａ　〜７２ｄ）はピークホ
ールド回路である０分配器７０はクロック６２のクロッ
クパルスをカウントし、ラインセンサ５６の全長を４つ
に分割して、それぞれの領域Ｉ　ｌ”　Ｉ　ａの出力信
号Ｗをそれぞれのピークホールド回路７２ａ〜７２ｄに
順次送出する。このピークホールド回路７２は帯域フィ
ルタ６８の出力信号Ｗの最大値を検出するものであり、
この最大値が各領域のコントラスト信号Ｃ（ｃ，〜Ｃ４
）となる。

これらのコントラスト信号ＣはＡ／Ｄ変換器７４でデジ
タル信号に変換され、入力インターフェース７６を介し
てＣＰＵ７８に入力される。

第２図で８０はＣＰＵ７８の制御プログラム等を記憶す
るＲＯＭ、８２はＲＡＭ、８４は出力インターフェース
、８６および８８はＤ／Ａ変換器、９０．９２はそれぞ
れモータ５８．６０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）。

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３１１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、バッ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に入力された投影
光に適切な画像が含まれるか否かを判断する ＣＰＵ７８はまず各ピークホールド回路７２の出力であ
るコントラスト信号Ｃｌ−Ｃ４を示すメモリをＯに初期
化する（ステップ１０８）。

分配器７０はラインセンサ５６の走査がその全長の１７
４進む度に帯域フィルタ６８の出力Ｗを順番にピークホ
ールド回路７２ａ〜７２ｄに入力する。このピークホー
ルド回路７２ａ〜７２ｄはラインセンサ５６の４つの領
域１１〜Ｉ４内での帯域フィルタ６８の出力信号Ｗの最
大値をコントラスト信号Ｃ１〜Ｃ４として求める。ＣＰ
Ｕ７８はこのコントラスト信号０１〜Ｃ４を走査の進行
に対応して、Ａ／Ｄ変換器７４および入力インターフェ
ース７６を介して読込み、その時の投影レンズ２０の位
置χと共にＲＡＭ８２に記憶する。すなわちＣ＋　　（
χ）ｌ、・・・Ｃａ　　（χ）として記憶する（ステッ
プ１１４）、ＣＰＵ７８は投影レンズ２０を所定量Δχ
移動させて、投影レンズ２０の全移動範囲に亘ってステ
ップ１１４の動作を繰り返す（ステップ１１６．１１８
）。この結果ＲＡＭ８２には、全ての投影レンズ２０の
位置に対する各領域１１〜工４のコントラスト信号：Ｃ
＋　　（χ）Ｉ”Ｃ４（χ）、 Ｃ＋　　（χ＋Δχ）〜Ｃａ　　（χ＋Δχ）。

Ｃ＋　　（χ＋２Δχ）〜Ｃａ　　（χ＋２Δχ）、が
記憶される。

ＣＰＵ７８はこのＲＡＭ８２のデータに基づいて第５図
に示すように各領域ｌｌ−Ｉ４におけるレンズ位置χに
対するコントラスト信号Ｃの変化曲線Ａｌ−Ａ４を求め
る。ＣＰＵ７８は各曲線Ａ１〜Ａ４の最大値すなわち各
領域Ｉ、−Ｉ４のコントラスト信号Ｃの最大値を求め、
この時の投影レンズ２０位置を各領域ＩＩ〜■４の合焦
位置χ１〜χ４として求める（ステップ１２０）。

ＣＰＵ７８はこれらの各合焦位置χ１〜χ４のバラツキ
を求める０例えばこれらχ！〜χ４の標準偏差σを求め
（ステップ１２２）、この標準偏差σの大小に基づいて
バラツキを求める（ステップ１２４）、ここに標準偏差
σは、χｌ〜χ４の平均値をχ―とじて、 の式により求められる。

この標準偏差σが設定値αより大であれば（ステップ１
２４）バラツキが大きいと判断し、フォーカスゾーンの
変更を求める（ステップ１２６）、この時には例えば警
告ランプなどにより使用者に知らせ、使用者は前記つま
み４４によってフォーカスゾーンを変更する。なおこの
場合モータ５８によってラインセンサ５６を自動的に移
動させるように構成してもよい。

標準偏差σが設定値α以下であれば各領域の合焦位置χ
ｌ〜χ４は互いに接近していると考えられ、画像はオー
ト−フォーカス制御に適切なものとする。モしてＣＰＵ
７８はこれらの２合焦位置χ１〜χ４を用いて最終的な
合焦位置χｆを求める０例えばこれらχｌ〜χ４の算術
平均を合焦位置χＦとすることができる（ステップ１２
８）。

そして投影レンズ２０をこの位置χＦへ移動すれば（ス
テップ１３０）、合焦となる（ステップ１３２）。

この合焦状態でプリンタモードにすれば（ステップ１３
４）、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。

この実施例では適正画像の場合の各領域の合焦位置χ１
〜χ４の算術平均を合焦位置χＦとしたが、本発明はこ
れに限られず、これらの中央値を合焦位置χＦとしても
よい。

またコントラスト信号は実施例のようにピークホールド
回路７２の出力として求めるだけでなく、帯域フィルタ
６８の出力Ｗの最大、最小をｗ　（Ｍ）　、　ｗ　（ｍ
）として、（Ｗ　（Ｍ）　−Ｗ　（ｍ）　）　／　（Ｗ
　（Ｍ）　＋Ｗ　（ｍ）　）をコントラスト信号として
用いてもよい。

さらに領域は４以上の多数の領域と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、イメージセンサを複数の領域に
分けて各領域毎の合焦位置のバラツキを求め、このバラ
ツキが設定値以上であればフォーカスゾーンの画像はオ
ートフォーカスに不適切なものであるとしてフォーカゑ
ゾーンの変更を求め、また設定値以下であれば適切なも
のとしてオートフォーカス制御を行う、従って原画に濃
度が滑らかに変化する領域や、白ベタあるいは黒ベタの
部分があっても適切なフォーカスゾーンを選んで正確な
オートフォーカスを行うことができる。また原画の裏面
にほこりや傷や汚れがあっても正確なオートフォーカス
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図は動作の流れ図、第４図は出力波形を示
す図、第５図はコントラスト信号のレンズ位置に対する
変化を示す図である。 １０・・・原画、２０・・・投影レンズ、５６・・・ラ
インセンサ、Ｖ・・・出力信号、Ｃ・・・コントラスト
信号、 ■１〜Ｉ４・・・領域、 χＦ・・・合焦位置。 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４図 第５図 ■ χ□、χ。

Claims (2)

【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
   れるイメージセンサの出力信号を用いて、オートフォー
   カス制御に適する画像であることを確認した後、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、 画像の適否を次の各ステップにより判別することを特徴
   とするオートフォーカス方法： （ａ）前記イメージセンサの複数の領域毎にそれぞれコ
   ントラスト信号を求めるステップ； （ｂ）前記各領域毎にそれぞれコントラスト信号が最大
   となる投影レンズ位置を各領域に対する合焦位置とする
   ステップ； （ｃ）各領域の合焦位置のバラツキを求めるステップ； （ｄ）このバラツキが設定値以上であることから画像が
   不適であると判別するステップ。
2. （２）前記ステップ（ｃ）におけるバラツキは標準偏差
   により求める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。