JPS6370815A - 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
０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。

しかし投影レンズには像面湾曲による収差があるため、
この投影レンズの光軸から外れた位置にあるイメージセ
ンサの画素の出力信号によるコントラスト信号が最大と
なって、この画素に対してオートフォーカス動作を行っ
た場合には、光軸上の画像に対しては非合焦となる。す
なわちこのコントラスト信号が最大となる画素に対する
収差分だけ、光軸上の画像に対してはレンズ位置は合焦
位置からずれる。このため特に画像の周辺部にコントラ
スト最大となる望域を含む場合には、焦点制御が不正確
にな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、投
影レンズの像面湾曲による収差の影響を除去し、画像の
周辺部にコントラストが最大となる領域があっても、画
像の中央付近に常に正確に焦点を合わせることが可能な
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；前記イメージセンサの各画素位置に
対する投影レンズの像面湾曲による収差をメモリに予め
記憶し、前記出力信号から求めたコントラスト信号が最
大となる時の投影レンズ位置と画素位置とを求め、この
画素位置に対する収差を前記メモリから読出して前記投
影レンズ位置に加減算し、この加減算結果を前記投影レ
ンズの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。

すなわちコントラスト信号が最大となる画素位置に対す
る像面湾曲収差を求め、投影レンズ位置を補正するもの
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
および像面湾曲収差を示す図、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に導がれ、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２２．３ｏ、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
によす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２ｏ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。なおこの図で横軸ｎ
はイメージセンサ５６の走査方向の画素位置を示す。

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、
この最大値がこの投影レンズ位置χにおけるコントラス
ト信号Ｃとなる。

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。

一方このコントラスト信号Ｃは遅延回路７８において所
定時間遅延されて第４図の遅延信号Ｃ′とされる。コン
トラスト信号Ｃとこの遅延信号Ｃ′とは比較器８０で比
較され、ｃ＞ｃ　’の時にこの比較器８０はパルス信号
ｐを出力する。

一方ラインセンサ５６の走査位置はカウンタ８２によっ
て検出される。すなわちこのカウンタ８２はクロック６
２のクロックパルスを一走査毎に積算し、ラインセンサ
５６のどの画素が出力しているかを監視する。この積算
値は、前記比較器８０のパルス信号ｐに同期してラッチ
回路８４に読出され、さらにインターフェース７４を介
してＣＰＵ７６に読込まれる。すなわち前記ピークホー
ルド回路７０が出力するコントラスト信号Ｃが増加する
と、そのタイミングが比較器８０により検出され、その
時の画素が何番目の画素であるか（画素位置ｎ）がカウ
ンタ８２、ラッチ８４により検出される。この画素位置
ｎは結局コントラスト信号Ｃが最大となる画素位置を示
している。

第２図で８６はＲＯＭであり、投影レンズ２０および５
４の像面湾曲による収差σや、ＣＰＵ７６の制御プログ
ラム等を記憶するメモリである。また８８はＲＡＭ、９
０は出力インターフェース、９２および９４はＤ／Ａ変
換器、９６．９８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
ラインセンナ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
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（ステラ
・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。

ＣＰＵ７６はまずＲＡＭ８８の内容をＯに初期化した後
（ステップ１１４）、　ピークホールド回路７０の出力
であるコントラスト信号Ｃを読込む、またこの時コント
ラスト信号Ｃが増加する時の画素位置ｎをラッチ８４か
ら同時に読込む（ステップ１１６）。モしてＣＰＵ７６
はこの結果をこの時の投影レンズ位置χに対してＣ（χ
、ｎ）としてＲＡＭ８８に記憶し、この内容を一走査完
了するまでさらに大きなコントラスト信号Ｃと画素位置
ｎで書き換えてゆく（ステップ１１８゜１２０）、この
結果ＲＡＭ８８にはレンズ位置χに対する最大のコント
ラスト信号Ｃと、その時の画素位置ｎとがＣ（χ、ｎ）
として記憶されるＣＰＵ７６は次に投影レンズ２０を所
定量Δχ移動させ、投影レンズ２０の全移動範囲に亘っ
て以上のステップ１１６〜１２０の動作を繰り返す（ス
テップ１２２，１２４）。

ＣＰＵ７６はこのＲＡＭ８８のデータに基づいて第５図
に示すように、投影レンズ２０の位置χに対するコント
ラスト信号Ｃの変化を求め、このコントラスト信号Ｃの
最大値Ｃ（Ｍａｘ）を求める（ステップ１２６）、また
この時のレンズ位置χＦと、画素位置ｎＦもＲＡＭ８Ｂ
から読出す（ステップ１２８）。

次にＣＰＵ７６はこの画素位置ｎ［に対する像面湾曲に
よる収差σをＲＯＭ８６から読出しくステップ１３０）
、χＥ＋σの演算を行ってこの演算結果を新たな投影レ
ンズ２０の合焦位置χＦとする（ステップ１３２）、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１３４）、画像の中央付近に焦点が合うことになる
（ステップ１３６）。

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。

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、この場合は出力Ｗが最大となる画素位置ｎを
求めて像面湾曲による補正を行えばよい。

なおこの実施例ではＲＯＭ８６に記憶する像面湾曲収差
は、ラインセンサ５６の可動範囲全体に対するもので、
いわば３次元的なデータとする必要がある。しかしライ
ンセンサの、中央を光軸上に置いた場合には、２次元的
なデータでよいのは勿論である。

投影レンズ２０として倍率が異なる複数のレンズを交換
可能とした場合には、各レンズに対する像面湾曲収差を
ＲＯＭに記憶しておくことができる。この場合交換レン
ズ側にそれぞれの像面湾曲収差を記憶するＲＯＭを装着
し、レンズ装着時にそのＲＯＭがＣＰＵに接続されるよ
うに構成してもよい、さらに１つの投影レンズ２０を移
動することによって倍率を変更することも考えられるが
、この場合には倍率変更による像面湾曲収差の補正係数
を予めＲＯＭに記憶しておくことができ−る。

（発明の効果） 本発明は以上のように、投影レンズの像面湾曲による収
差を予めメモリに記憶しておき、コントラスト信号から
求めた投影レンズの合焦位置を上弓に基づいて合焦動作
を行っても、常に画像中央付近で正確に焦点を合わせる
ことが可能になる。

【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置のブロ
ック図、第３図は動作の流れ図、第４図は各部の出力波
形および像面湾曲収差を示す図、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、２０．５４・・・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、 ８８・・・メモリとしてのＲＯＭ、 σ・・・像面湾曲収差。 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

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、 前記イメージセンサの各画素位置に対する投影レンズの
   像面湾曲による収差をメモリに予め記憶し、前記出力信
   号から求めたコントラスト信号が最大となる時の投影レ
   ンズ位置と画素位置とを求め、この画素位置に対する収
   差を前記メモリから読出して前記投影レンズ位置に加減
   算し、この加減算結果を前記投影レンズの合焦位置とす
   ることを特徴とするオートフォーカス方法。