JPH0659183A - 自動焦点検出手段を有した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スクリーン面上あるいは記録媒体面上に形成
される投影画像のピント調整を高精度に、かつ素速く行
い良好なる投影画像が容易に得られる自動焦点検出手段
を有した画像形成装置を得ること。 【構成】 照明手段で照明した投影画像を投影レンズに
よってスクリーン面上に投影あるいは記録媒体面上に投
影すると共に投影レンズとスクリーン面との間の光路中
に光束分離手段を設け、投影画像に基づく光束の一部を
光束分離手段を介して分離した後、結像レンズにより受
光素子面上に結像させ、受光素子で得られた信号を利用
してスクリーン面上あるいは記録媒体面上における投影
画像の結像状態を判断手段で判断し、判断手段で得られ
た信号を利用して投影レンズの光軸上の位置を位置決定
手段により決定して投影画像の合焦を行う際、受光素子
をその画像検出エリアがスクリーン面上に形成される投
影画像に対して斜めに位置するように配置したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動焦点検出手段を有し
た画像形成装置に関し、特に投影レンズによりスクリー
ン面上に投影される投影画像あるいは記録媒体面上に投
影される投影画像の結像状態を検出し、常にピントの合
った良好なる投影画像が得られる例えばマイクロフィル
ムリーダーやマイクロフィルムリーダープリンタ等の装
置に好適な自動焦点検出手段を有した画像形成装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般のマイクロフィルムリーダープリン
タ等の画像形成装置は縮小記録しているマイクロフィル
ム等の投影画像（画像情報）を投影レンズによりスクリ
ーン面上に拡大投影するリーダ部（観察系）と、該投影
画像を投影レンズにより感光体に投影記録し複写物とし
て出力するプリンタ部（記録系）とを有している。

【０００３】そして多くのマイクロフィルムリーダープ
リンタでは手動でレンズを光軸方向に移動させてスクリ
ーン面上又は感光体面上にピントの合った投影画像を得
ている。その為、焦点検出手段を用いて短時間に自動的
にピント合わせ可能なリーダープリンタが望まれてい
る。

【０００４】焦点検出手段による焦点検出方法（ピント
調整）は種々と提案されているが、例えばスクリーン面
や感光体等の投影面若しくはその近傍に受光素子を配置
し、該受光素子からの出力信号を用いて演算回路等で演
算処理し検出する方法がある。

【０００５】この検出方法においてスクリーン面上に拡
大された投影画像の結像状態（合焦状態）を検出する為
の受光素子としては一般にラインセンサー（ＣＣＤ）が
用いられている。このときラインセンサーが小さいと該
ラインセンサーが投影画像の余白の部分、即ち画像情報
の無い部分に位置する場合があり、このとき画像情報が
読み取れず焦点検出が出来なくなってくる。その為、こ
のような画像形成装置では、ある程度の大きさより成る
受光素子（ラインセンサー）を使用している。

【０００６】この他、受光素子により画像情報が無い部
分（焦点検出対象の無い部分）を読み取ってしまうよう
な場合には何らかの手段によって画像情報の存在する位
置を捜すことにより、該存在した位置で改めて投影画像
の結像状態の検出を行っている。

【０００７】一般に画像形成装置において投影レンズと
して投影倍率が４０〜５０倍と高倍率のものを使用した
場合、焦点深度は０．０２ｍｍ程度と浅くなる。この
為、鮮明な投影画像をスクリーン面上もしくは感光体ド
ラム面上に形成する為には焦点検出手段に高い光学精度
が要求されてくる。

【０００８】焦点検出手段を用いた画像形成装置は例え
ば特開昭６３−３１６８３８号公報や特開昭６３−７０
８１２号公報等で種々と提案されている。

【０００９】特開昭６３−３１６８３８号公報では拡大
像を投影する為のリーダ系光路と焦点検出用の受光素子
に光束を導く為の焦点検出用光路とを設け、この焦点検
出用光路に２次結像レンズを配置して投影レンズによる
投影像を縮小して受光素子に結像させている。そして受
光素子から得られる信号を利用してピント調整を行って
いる。

【００１０】特開昭６３−７０８１２号公報では投影画
像を読取る為にイメージセンサーを設け、該イメージセ
ンサーの複数の領域毎でそれぞれ投影画像に関するコン
トラスト信号を求め、これら各コントラスト信号が最大
となる投影レンズの光軸上の位置をそれぞれの領域に対
する合焦位置として求めている。そして各領域の合焦位
置のうち最も多い合焦位置を含み、かつ互いに接近した
合焦位置の集合を用いて投影レンズの合焦位置を決定す
ることによりピント調整行っている。

【００１１】この他、焦点検出手段を有した画像形成装
置が例えば特公平１−２２２２４７号公報で提案されて
いる。図２０は同公報で提案されている焦点検出手段を
有した画像形成装置の光学系の要部概略図である。

【００１２】同図において照明手段（不図示）により照
明された投影画像８１からの光束は投影レンズ８２によ
り反射ミラー８３，８４を介して第１ハーフミラー８５
により２つの光束に分離している。そして該分離された
光束のうち透過した光束は反射ミラー８６，８７を介し
てスクリーン８８面上に導光し、その面上に拡大した投
影画像を形成している。

【００１３】又、第１ハーフミラー８５で分離した光束
のうち反射した光束は反射ミラー８９を介して第２ハー
フミラー９０で２つの光束に分離している。そして該分
離された光束のうち一方の透過した光束は該感光体ドラ
ム９１面上に入射し、その面上に拡大した投影画像を形
成している。

【００１４】又、第２ハーフミラー９０で分離した光束
のうち他方の反射した光束は受光素子（ラインセンサ
ー）９２に入射し、その面上に投影画像を結像してい
る。そして該受光素子９２で得られた信号を利用して不
図示の演算回路等を用いてスクリーン８８面上の投影画
像のピント調整を行っている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来の自動焦点検出手
段を有した画像形成装置のうちスクリーン面に拡大した
投影画像の結像状態をそのままラインセンサー（ＣＣ
Ｄ）等の受光素子で読取る方法は、例えば投影画像が文
字や図形等の空白の多い画像情報であり、又受光素子の
読取面積が小さいと受光素子により投影画像の空白部分
を検出してしまう場合がある。このときは該投影画像の
結像状態を検出するのが出来なくなってくる。従ってこ
の方法では検出エリアの広い高精度な光学素子を用いる
ことが要求されるという問題点があった。

【００１６】又、受光素子として一般的にはラインセン
サー（ＣＣＤ）を使用することが多いが、この場合例え
ば画像情報が文書等の場合はラインセンサーの検出エリ
アが文書の行と行との間の空白部分に一致して読み取っ
てしまうことがあり、この為投影画像の結像状態を検出
することができなくなってしまうことがある。

【００１７】そこで従来の画像形成装置においては、こ
のように検出対象のない場合が生じたときにはラインセ
ンサーを任意の方向に移動させて画像情報の存在する位
置を捜し、そこで改めて投影画像の結像状態を調整して
いた。その為ピント調整（フォーカシング）に時間がか
かりすぎるという問題点があった。

【００１８】この他、一般に自動焦点検出手段を有した
画像形成装置においてラインセンサーからの出力信号を
用いて投影画像の結像状態を判断する方法としてライン
センサーの各画素のコントラスト比を求めてピント調整
を行う方法がある。このときラインセンサーの各画素か
らの出力信号のうち最大値と最小値をそれぞれＶ_MAX，
Ｖ_MIN としたとき、コントラスト比Ｖ_C を Ｖ_C ＝（Ｖ_MAX −Ｖ_MIN ）／（Ｖ_MAX ＋Ｖ_MIN ） ‥‥‥‥（１） と定義し、該コントラスト比Ｖ_C が最大となる位置に投
影レンズを光軸上移動させてピント調整を行っている。

【００１９】このコントラスト比Ｖ_C を用いたピント調
整方法の場合、演算（算術）が単純であり、しかも素速
いピント調整（フォーカシング）が行なえるという利点
はあるが、その反面電気的ノイズの影響を受けやすいと
いう問題点があった。

【００２０】又、上記の方法を用いたとき画像情報が文
字等の細かいパターンのみであればピント調整を行う際
には問題が生じないが、例えば太い線で描かれた絵や図
形等のパターンが画像情報の一部に存在すると正確なピ
ント調整が行なえなくなってくるという問題点が生じて
くる。

【００２１】次に上記の問題点について図７、図８を用
いて説明する。

【００２２】図７（Ａ）は画像情報が細い線の文字など
のパターンであるときの投影画像、図７（Ｂ）は図７
（Ａ）における合焦状態のときのラインセンサーからの
出力信号（出力波形）、図７（Ｃ）は図７（Ａ）におけ
る非合焦状態のときのラインセンサーからの出力信号を
示している。

【００２３】図８（Ａ）は画像情報の一部に太い線など
のパターンがあるときの投影画像、図８（Ｂ）は図８
（Ａ）における合焦状態のときのラインセンサーからの
出力信号（出力波形）、図８（Ｃ）は図８（Ａ）におけ
る非合焦状態のときのラインセンサーからの出力信号を
示している。

【００２４】図７（Ａ）に示した画像情報の場合は図７
（Ｂ），（Ｃ）に示すように合焦状態時と非合焦時とで
のラインセンサーからの出力信号の最大値Ｖ_MAX が大き
く変化しているので前記算術式（１）を用いれば正確に
ピント調整を行うことができる。

【００２５】しかしながら図８（Ａ）の画像情報の場合
は図８（Ｂ），（Ｃ）に示すように太い線のパターンの
位置では合焦状態時でも非合焦状態時でもラインセンサ
ーからの出力には変化が生じない為、最大値Ｖ_MAX は殆
んど同じ値となっている。この為、前記算術式（１）を
用いたのでは正確なピント調整ができなくなってくると
いう問題点が生じてくる。

【００２６】そこで従来の画像形成装置においては上記
の問題点を解決する為の種々の合焦の判別方法が提案さ
れている。

【００２７】例えば、その一例として周波数フィルター
（光学的ローパスフィルター）を通して電気的ノイス成
分を除去する方法、ラインセンサーからの出力信号の微
分ヒストグラムを計算する方法、又出力信号を整流して
積分する方法等、様々な方法が提案されている。

【００２８】しかしながら、これらのいずれの方法も合
焦を判断するには演算処理が非常に複雑であり、又ピン
ト調整（フォーカシング）に時間がかかるという種々の
問題点がある。

【００２９】又、従来の自動焦点検出手段を有した画像
形成装置において、例えばマイクロフィルム等の投影画
像を交換したり、あるいは投影レンズを異なる倍率のレ
ンズと交換したときにスクリーン面上（あるいは感光体
ドラム面上）で投影画像の結像状態がズレた場合には投
影レンズを光軸上、常に移動させながらピント調整を行
っている。

【００３０】この場合、ピント調整が一度で合えば良い
が、合わない場合にはスクリーン面上の投影画像を観察
しながら投影レンズを光軸上前後方向に移動させてピン
ト調整を行なわなくてはならず、その為ピントが合った
り合わなかったりして観察者にとっては煩わしく感じる
といった問題点があった。

【００３１】又、前述した図２０に示す自動焦点検出手
段を有した画像形成装置には以下に示すような問題点が
あった。

【００３２】（１−イ）記録系の光路内に設けた第２ハ
ーフミラー９０で分離した投影画像に基づく光束を焦点
検出用の受光素子９２に導いている為、該受光素子９２
までの光路長が長くなり、装置全体が大型化してくる。

【００３３】（１−ロ）走査ミラー８５により取り出さ
れる投影画像に対して合焦状態（ピント状態）を検出し
ている為、フォーカシング（ピント調整）に時間がかか
り、又制御が複雑になる。

【００３４】（１−ハ）投影画像に基づく光束をスクリ
ーン８８側と感光体ドラム９１側の２方向へ分離する第
１ハーフミラー８５と感光体ドラム９１側へ分離された
光束を焦点検出用の受光素子９２側と感光体ドラム９１
側の２方向へ分離する第２ハーフミラー９０とを用いて
いる為、感光体ドラム９１面上に入射する光量及び受光
素子９２に入射する光量が低下してくる、等の問題点が
あった。

【００３５】本発明の第１の目的は焦点検出用の受光素
子の配置位置を撮影画像に対して適切に設定することに
より、又は／及び受光素子からの出力信号を適切に処理
することにより、スクリーン面上あるいは記録媒体面上
における投影画像の結像状態を良好に、しかも迅速に調
整することができる自動焦点検出手段を有した画像形成
装置の提供にある。

【００３６】本発明の第２の目的は受光手段を構成する
結像レンズと焦点検出部のいずれか一方を光軸上移動さ
せ、このとき得られる焦点検出部からの信号を利用する
ことにより投影レンズの合焦位置までの移動量を求める
ことにより、投影レンズのピント調整を一度で高精度に
行うことができる自動焦点検出手段を有した画像形成装
置の提供にある。

【００３７】本発明の第３の目的はスクリーン面近傍に
光束分離手段を設け、該光束分離手段で投影画像に基づ
く光束の一部を分離して焦点検出用の結像レンズを介し
て焦点検出部で検出し、該焦点検出部からの信号を利用
することにより、該スクリーン面上に形成された投影画
像を観察しながら素速くピント調整を行うことができる
自動焦点検出手段を有した画像形成装置の提供にある。

【００３８】本発明の第４の目的は被照射面に設ける投
影画像近傍に焦点検出用の線パターン（チャート）を設
け、該線パターンのスクリーン面近傍における結像状態
を検出することにより、スクリーン面上における投影画
像の結像状態を装置全体の小型化を図りつつ高精度に、
かつ素速く調整（フォーカシング）し、良好なる投影画
像を得ることができる自動焦点検出手段を有した画像形
成装置の提供にある。

【００３９】

【課題を解決するための手段】本発明の自動焦点検出手
段を有した画像形成装置は、 （２−イ）照明手段で照明した投影画像を投影レンズに
よってスクリーン面上に投影あるいは記録媒体面上に投
影すると共に該投影レンズと該スクリーン面との間の光
路中に光束分離手段を設け、該投影画像に基づく光束の
一部を該光束分離手段を介して分離した後、結像レンズ
により受光素子面上に結像させ、該受光素子で得られた
信号を利用して該スクリーン面上あるいは記録媒体面上
における該投影画像の結像状態を判断手段で判断し、該
判断手段で得られた信号を利用して該投影レンズの光軸
上の位置を位置決定手段により決定して該投影画像の合
焦を行う際、該受光素子をその画像検出エリアが該スク
リーン面上に形成される該投影画像に対して斜めに位置
するように配置したことを特徴としている。

【００４０】特に前記光束分離手段はハーフミラーより
成っていることや、前記判断手段は前記受光素子の各画
素から出力される信号のうち基準レベルより高い出力信
号の総和と、該基準レベルより低い出力信号の総和とか
らの差分値が最大となる値を合焦位置と判断しているこ
とや、前記基準レベルは前記受光素子の各画素から出力
された信号のうち最大の値をＶ_MAX としたときＶ_MAX ／
２であること等を特徴としている。

【００４１】（２−ロ）照明手段で照明した投影画像を
投影レンズによってスクリーン面上に投影あるいは記録
媒体面上に投影する際、該投影レンズと該スクリーン面
との間の光路中に光束分離手段を設け、該光束分離手段
で分離された光束の一方向に結像レンズとラインセンサ
ーを有する焦点検出部とを設け、移動量演算手段により
該結像レンズと該焦点検出部のうち少なくとも一方を光
軸方向に移動させて、該スクリーン面への投影像の合焦
に関する該投影レンズの光軸上の移動量を求め、該移動
量演算手段からの信号を利用して該投影レンズを光軸方
向に移動させて、該スクリーン面上あるいは該記録媒体
面上における投影画像の結像状態を調整したことを特徴
としている。

【００４２】特に前記光束分離手段は挿脱可能な又は回
動可能なハーフミラーより成り、前記投影画像の結像状
態を調整しているときには光路内に位置し、それ以外の
ときには光路外に位置していることを特徴としている。

【００４３】（２−ハ）照明手段で照明した投影画像を
投影レンズにより回動ミラーを介してスクリーン面上に
投影あるいは記録媒体面上に投影する際、該スクリーン
面の中央部近傍に光束分離手段を設け、該投影画像に基
づく光束の一部を該光束分離手段を介し分離した後、結
像レンズにより集光しラインセンサーを有する焦点検出
部へ導光し、該焦点検出部で得られた信号を利用して移
動量演算手段により該スクリーン面上への投影像の合焦
に関する該投影レンズの光軸上の移動量を求め、該移動
量演算手段からの信号を利用して該投影レンズを光軸上
移動させ、該スクリーン面上あるいは該記録媒体面上に
おける投影画像の結像状態を調整したことを特徴として
いる。

【００４４】特に前記光束分離手段はハーフミラーより
成っていることや、前記結像レンズと前記焦点検出部は
前記投影画像を観察する為の観察系の光路外及び該投影
画像を記録する為の記録系の光路外に配置されているこ
とや、前記回動ミラーは少なくともその一部に半透過部
を有しており前記光束分離手段で分離された光束の一部
を該半透過部を透過させて前記結像レンズを通して前記
焦点検出部に導光させたことや、前記回動ミラーに設け
た半透過部と前記光束分離手段と前記結像レンズそして
前記焦点検出部とを有する検出系を複数設け、それらの
複数の検出系からの出力信号を利用していること等を特
徴としている。

【００４５】（２−ニ）照明手段で照明した被照射面に
設けた投影画像を投影レンズによりスクリーン面上に投
影あるいは記録媒体面上に投影する際、該投影画像の有
効画像領域近傍に設けた線パターンを該照明手段で照明
し、該線パターンに基づく光束を該投影レンズによって
スクリーン面近傍に設けた受光素子へ導光し、該受光素
子で得られた信号を利用して該スクリーン面上あるいは
該記録媒体面上における投影画像の結像状態を調整した
ことを特徴としている。

【００４６】

【実施例】図１は本発明の実施例１の光学系の要部概略
図である。同図においては観察系のみを示しプリンター
部（記録系）を省略して図示してある。

【００４７】同図において１は光源手段であり、例えば
ハロゲンランプや螢光灯等より成っている。２はコンデ
ンサーレンズであり、光源手段１からの光束を集光して
いる。３は断熱ガラス、４はコールドミラーであり、こ
の光学部材３，４で光源手段１から放射された光束のう
ち赤外光成分を除去して投影画像６面上での温度の上昇
を抑えている。５はフィールドレンズである。尚、本実
施例においては符番１，２，３，４，５の各要素で照明
手段（照明光学系）ＬＸを構成している。

【００４８】６は透過型の投影画像（画像情報）であ
り、例えばマイクロフィルム等から成っている。７は投
影レンズであり、投影画像６をスクリーン１４面上に拡
大投影している。

【００４９】投影レンズ７は後述する受光手段２０で得
られる信号（出力値）に基づいて駆動手段２３により光
軸上矢印Ａの如く移動制御され、これによりスクリーン
１４面上の投影画像のピント調整（フォーカシング）を
行っている。

【００５０】８は光束分離手段であり、ハーフミラーよ
り成っており、投影レンズ７とスクリーン１４面との間
の該投影レンズ７近傍の光路中に設けており、該投影レ
ンズ７からの光束の一部を分離している。

【００５１】本実施例においてはハーフミラー８を透過
した投影画像６に基づく光束をスクリーン１４面上に導
光し、その面上に投影画像を結像している。又ハーフミ
ラー８で反射した光束を後述する受光手段２０の一部を
構成する焦点検出用のラインセンサー（ＣＣＤ）１０面
上に導光し、その面上に投影画像を結像している。

【００５２】受光手段２０は結像レンズ（縮小レンズ）
９とラインセンサー１０等の受光素子（以下「ラインセ
ンサー」ともいう。）から成っており、ハーフミラー８
で反射した投影画像６に基づく光束を受光して、これよ
り投影レンズ７の結像状態（ピント状態）を検出してい
る。

【００５３】本実施例におけるラインセンサー１０は図
２、図３に示す如く該ラインセンサー１０の画像検出エ
リア（以下「検出エリア」という。）１０ａがスクリー
ン１４面上で斜めに位置するように、即ちラインセンサ
ー１０をスクリーン１４面に対して斜方向に位置するよ
うに配置している。これによりスクリーン１４面に形成
される投影画像の斜方向の画像情報を検出するようにし
ている。

【００５４】２１は判断手段であり、ラインセンサー１
０からの信号を用いて後述する算術式（２）を用いて投
影画像の結像状態を判断している。２２は位置決定手段
であり、判断手段２１からの信号を利用して投影レンズ
７の光軸上の位置（移動量）を決定している。２３は駆
動手段であり、位置決定手段２２からの信号に基づいて
投影レンズ７を駆動モータ（不図示）により図中矢印Ａ
の如く駆動させている。

【００５５】１１，１２，１３は各々リーダ用の反射ミ
ラーであり、ハーフミラー８を透過した光束を所定方向
へ反射させスクリーン１４面上に導光している。

【００５６】本実施例においては光源手段１から放射し
た光束をコンデンサーレンズ２で集光し断熱ガラス３を
通してコールドミラー４で反射させた後、フィールドレ
ンズ５を介して投影画像６の有効照明領域を照明してい
る。そして投影レンズ７を通過した投影画像６に基づく
光束はハーフミラー８に入射し、これによりスクリーン
１４側方向と受光手段２０側方向との２方向に分離して
いる。そしてハーフミラー８で分離した一方の透過した
光束は反射ミラー１１，１２，１３を介してスクリーン
１４面上に入射し、その面上に拡大した投影画像を形成
している。

【００５７】一方、ハーフミラー８で分離した他方の反
射した光束は結像レンズ９によりラインセンサー１０面
に入射し、その面上に縮小された投影画像を結像してい
る。このときラインセンサー１０は、その検出エリア１
０ａがスクリーン１４面上において斜方向に傾いてお
り、これにより投影画像の斜方向の画像情報を検出して
いる。

【００５８】そしてラインセンサー１０の各画素からの
出力信号（出力値）を用いて判断手段２１により後述す
る算術式（２）で得られる値（合焦値）に基づいて投影
画像の結像状態を判断している。そして該判断手段２１
で得られた信号を利用して位置決定手段２２により投影
レンズ７の光軸上位置（移動量）を決定し、駆動手段２
３は該位置決定手段２２からの信号に基づいて、該投影
レンズ７を光軸上図中矢印Ａの如く移動させている。こ
れによりピント調整を行いスクリーン１４面上に良好な
る投影画像を形成している。

【００５９】本実施例においては投影レンズ７によって
拡大された投影画像を結像レンズ（縮小レンズ）９で縮
小させラインセンサー１０面に入射させているので、小
型のラインセンサーを使用しても投影画像の空白部分
（焦点検出対象のない部分）が、該ラインセンサー１０
の検出エリア１０ａに比べて広くなることはない。これ
により如何なる投影画像に対しても素速くピント調整行
うことができるようにし、又小型のラインセンサー１０
を使用することができる為、装置全体の小型化及び低コ
スト化も図ることができる。

【００６０】次に本実施例のラインセンサー１０の光学
配置及び光学的作用について図２、図３を用いて説明す
る。

【００６１】図２は図１に示した受光手段２０近傍の各
要素の配置説明図、図３はスクリーン１４面上における
ラインセンサー１０の検出エリア１０ａの位置を示した
説明図である。

【００６２】本実施例におけるラインセンサー１０は、
該ラインセンサー１０の検出エリア１０ａが図３に示す
如くスクリーン１４面上で斜めに位置するように配置し
ており、これにより画像情報の空白部分のみに該検出エ
リア１０ａが位置しないようにしている。即ちラインセ
ンサー１０が焦点検出対象のない部分を検出しないよう
にしている。

【００６３】一般に焦点検出用のラインセンサーはスク
リーン面に対して水平方向又は垂直方向に配置されてい
る場合が多い。このとき投影画像の画像情報が例えば図
４（Ａ），（Ｂ）に示すように文書の場合、該文書の行
と行との間の空白部分（焦点検出対象がない部分）にラ
インセンサー１０の検出エリア１０ａが位置してしまう
ことがある。

【００６４】このような場合、従来の画像形成装置にお
いてはラインセンサーを任意の方向に移動させたり、あ
るいは光束分離手段であるハーフミラーの位置角度を所
定方向に振るなどして画像情報の存在する位置を捜し、
この位置で改めてピント調整（フォーカシング）を行っ
ていた。その為、ピント調整に時間がかかってしまうこ
とがあった。

【００６５】これに対して本実施例においてはラインセ
ンサー１０を前述の如く、その検出エリア１０ａがスク
リーン１４面上で斜めになるように配置している。これ
により図５に示す如く画像情報の空白部分のみに該検出
エリア１０ａが位置しないようにしている。そして投影
画像６の斜方向の画像情報をラインセンサー１０で検出
し、素速くピント調整を行うようにしている。

【００６６】次に判断手段２１により投影画像の結像状
態を判断する方法について説明する。

【００６７】本実施例において例えばラインセンサー１
０の各画素の出力のうち最大の出力値をＶ_MAX とすると
Ｖ_MAX ／２をスライスレベル（基準レベル）と設定し、
該スライスレベルよりも出力の高い各画素からの出力値
（ハイレベル信号）をＶ_Hi、該スライスレベルよりも出
力の低い各画素からの出力値（ローレベル信号）をＶ_Li
とし合焦を判断する為の値を合焦値Ｖ_C としたとき、該
合焦値Ｖ_C を

【００６８】

【数１】 で定義し、この合焦値Ｖ_C の値が最大となる位置を本実
施例においては合焦位置と判断している。

【００６９】これにより例えば画像情報の一部に太い線
などのパターンが存在し、その部分の画素からの出力値
Ｖ_Hi又は出力値Ｖ_Liが合焦時と非合焦時とで殆んど変化
がなくても、それ以外の細かい線などのパターンの部分
の画素からの出力値Ｖ_Hi又は出力値Ｖ_Liが合焦時と非合
焦時とでは変化してくるので、前記算術式（２）に基づ
いて出力値Ｖ_Hiの総和から出力値Ｖ_Liの総和の差分値を
求めている。これにより合焦時と非合焦時とでは異なっ
た値を得て、常に正確なピント調整を行っている。

【００７０】ここでラインセンサー１０からの信号を用
いて前述した従来のコントラスト比を求める算術式
（１）と本実施例の合焦値を求める算術式（２）とを用
いた場合の合焦検出方法の違いについて図６を用いて説
明する。

【００７１】図６（Ａ）は細かい線の画像情報の一部に
太い線などのパターンがあるときの合焦状態におけるラ
インセンサー１０からの出力信号（出力波形）を示して
おり、同図（Ｂ）は非合焦状態時のラインセンサー１０
からの出力信号を示している。

【００７２】同図（Ａ），（Ｂ）において太い線の部分
の対応する画素からの出力信号のうち最大値Ｖ_MAX と最
小値Ｖ_MIN は共に合焦時、非合焦時でも殆んど同じ値に
なる為、従来の算術式（１）を用いてコントラスト比を
求めた場合、同図（Ｃ）に示す如く合焦点付近において
コントラスト比Ｖ_C の値に変化が見られず、この為正確
なピント調整を行うのが難しかった。

【００７３】これに対して本実施例における算術式
（２）を用いて合焦値を求めた場合、同図（Ｄ）に示す
如く合焦点付近において合焦値Ｖ_C の値に大きく変化が
現われており、これにより正確なピント調整を行うこと
ができる。

【００７４】又、合焦値Ｖ_C は前述の如く各画素からの
出力信号のうちスライスレベルを基準として、これより
高い出力値の総和から該スライスレベルより低い出力値
の総和の差分値をしている。これにより従来問題となっ
ていた電気的ノイズの影響が軽減され、更に合焦値Ｖ_C
は単純な計算処理で求めることができるので周波数フィ
ルターを通したり、出力信号の微分ヒストグラムを計算
したり、あるいは出力信号を整流して積分したりといっ
た種々の方法よりも格段に速いピント調整（フォーカシ
ング）を行っている。

【００７５】尚、本実施例においては光束分離手段とし
てハーフミラー８を用いたが、該ハーフミラー８の代わ
りにハーフプリズムを用いて構成しても良く、又回動可
能（あるいは挿脱可能）な全反射ミラーを用いて焦点検
出時（ピント調整時）のみ光路内に位置するように回動
（あるいは挿入）させるように構成しても良い。

【００７６】又、投影画像の結像状態を判断する判断方
法（算術式）は前述した合焦値Ｖ_Cを求める算術式
（２）以外に例えば

【００７７】

【数２】 としても良く、その他に

【００７８】

【数３】 としても前述の実施例１と同様な効果を得ることができ
る。

【００７９】図９は本発明の実施例２の光学系の要部概
略図である。同図において図１に示した要素と同一要素
には同符番を付している。

【００８０】同図において３０は光束分離手段であり、
回動可能なハーフミラーより成っており、ピント調整時
には光路内に位置するように回動し、それ以外のときは
光路外へ回動している。

【００８１】３１は焦点検出用の結像レンズ（縮小レン
ズ）であり、本実施例においては光軸上移動可能として
いる。３２は焦点検出用のマスクであり、ラインセンサ
ー３５に入射する光量を制限している。３３は焦点検出
用のフィールドレンズであり、結像レンズ３１で結像さ
れた投影画像を後述する再結像レンズ３４ａ，３４ｂを
介してラインセンサー３５面上へ導光する光学的作用を
有している。３４ａ，３４ｂは各々再結像レンズであ
り、光軸に対して対称に配置している。３５は焦点検出
用の受光素子であり、ラインセンサー（ＣＣＤ）より成
っている。

【００８２】尚、本実施例においては符番３２，３３，
３４ａ，３４ｂ，３５の各要素で焦点検出部１００を構
成しており、又結像レンズ３１と焦点検出部１００とで
受光手段を構成している。又本実施例の焦点検出方法は
所謂公知の像ずれ方式を用いている。

【００８３】３７はエンコーダであり、結像レンズ３１
と結合しており、該結像レンズ３１の光軸上の位置と対
応して設けている。３８はフォトインタラプターであ
り、発光素子３８ａと受光素子３８ｂとを有しており、
結像レンズ３１の移動量をエンコーダ３７を用いて検出
している。３９は焦点位置検出回路であり、ラインセン
サー３５からの出力信号を利用して投影レンズ７のピン
ト状態を検出している。

【００８４】４０は移動量演算回路であり、焦点位置検
出回路３９からの出力信号とフォトインタラプター３８
からの出力信号とそして投影レンズ７の倍率情報が格納
されたＲＯＭ３６からのデータ等を利用して投影レンズ
７の光軸上の移動量を演算している。４１は駆動回路で
あり、移動量演算回路４０からの信号に基づいて駆動モ
ータ４２を介して投影レンズ７を光軸上移動させてい
る。

【００８５】５０は移動可能なプリント用の走査部であ
り、走査用ミラー４３と反射ミラー４４とを有してお
り、プリント時に光路内に位置するように図中矢印Ｃの
如く移動しリーダ時には光路外へ退避している。４５は
プリント用のスリットであり、感光体ドラム４６面に露
光される光量を制限している。４６は記録媒体としての
感光体ドラムである。４７はリーダ用の反射ミラー、４
８は回動可能なリーダ用の回動ミラーであり、リーダ時
には位置４８ａに回動しプリント時には位置４８ｂに回
動している。

【００８６】本実施例においては光源手段１からの放射
した光束をコンデンサーレンズ２で集光して断熱ガラス
３を通過させコールドミラー４で反射させた後、フィー
ルドレンズ５を介して投影画像６の有効照明領域を照明
している。そして投影レンズ７を通過した投影画像６に
基づく光束はハーフミラー３０によりスクリーン１４面
側（及び感光体ドラム４６面）方向と受光手段側方向へ
の２方向に分離している。

【００８７】尚、本実施例においては投影レンズ７の入
射瞳位置近傍に光源手段１からの光束が集束（結像）す
るように各要素を設定している。

【００８８】そしてスクリーン１４面で投影レンズ６を
観察するリーダ時のときにはハーフミラー３０を透過し
た光束を反射ミラー４７、回動ミラー４８を介してスク
リーン１４面上に導光し、その面上に拡大した投影画像
を形成している。

【００８９】又、感光体ドラム４６面上に投影画像を形
成するプリンター時においてはプリンター用の走査部５
０が光路内に位置するように図中矢印Ｃの如く移動しハ
ーフミラー３０を通過した光束を走査用ミラー４３、反
射ミラー４４で反射させ感光体ドラム４６面上に入射さ
せている。そして感光体ドラム４６面上に拡大した投影
画像を形成している。

【００９０】このとき走査用ミラー４３、反射ミラー４
４を一体に移動させて感光体ドラム４６面上を副走査方
向に走査し、これにより投影画像６全体の画像情報を感
光体ドラム４６面上に投影記録している。

【００９１】一方、ハーフミラー３０で反射した投影画
像に基づく光束は結像レンズ３１によって点Ｐ（予定結
像面）に結像し、該結像した投影画像をフィールドレン
ズ３３を通して再結像レンズ３４ａ，３４ｂによりライ
ンセンサー３５面上に投影している。

【００９２】即ち、点Ｐ近傍に形成した投影画像を再結
像レンズ３４ａ，３４ｂによりラインセンサー３５面上
に２つの投影画像Ａ，Ｂとして形成している。そしてこ
のとき２つの投影画像Ａ，Ｂの間隔を焦点検出回路３９
で求めることによってピント状態を検出している。

【００９３】更に本実施例においては、このとき結像レ
ンズ３１を光軸上図中矢印Ｄの如く移動させて合焦点ま
での投影レンズ７の移動量を結像レンズ３１に結合した
エンコーダ３７からフォトインタラプター３８を介して
読取り、そのデータを移動量演算回路４０へ送出し、そ
して焦点位置検出回路３９からの信号と投影レンズ７の
倍率情報等が記憶されているＲＯＭ３６からのデータ等
を用いて、該移動量演算回路４０により該投影レンズ７
の光軸上の移動量を求めている。そして移動量演算回路
４０からの信号に基づいて駆動回路４１により駆動モー
タ４２を介して投影レンズ７を光軸上移動させている。

【００９４】このように本実施例においては投影レンズ
７の移動量を移動量演算回路４０で予め求めておき、投
影レンズ７を光軸上何度か移動させながらピント調整を
行うのではなく、一度の移動でピント調整が行なえるよ
うにしている。これにより観察者に煩わしさを与えるこ
となくピント調整を行うことができる。

【００９５】又、本実施例においては光束分離手段とし
てのハーフミラー３０をピント調整が終了後、光路外へ
位置するように図中矢印Ｅの如く回動させて、これによ
りスクリーン１４面上で照度及び感光体ドラム４６面上
での露光量が低下しないようにしている。

【００９６】図１０は本発明の実施例３の光学系の一部
分の要部概略図である。同図において図９に示した要素
と同一要素には同符番を付している。

【００９７】本実施例において前述の実施例２と異なる
点は受光手段を構成する結像レンズ３１を固定にして、
その代わりに焦点検出部１００を光軸上移動させて合焦
点までの投影レンズ７の移動量を求めたことである。

【００９８】このときエンコーダ３７とフォトインタラ
プター３８を焦点検出部１００に結合させて該焦点検出
部１００の光軸上の移動量を求めている。その他の構成
及び光学的作用は前述の実施例２と略同様である。

【００９９】このように本実施例においては焦点検出部
１００を光軸上移動させても前述の実施例２と同様な効
果を得ることができる。

【０１００】尚、結像レンズ３１と焦点検出部１００と
を光軸上相対的に移動させても本発明は前述の実施例
２，３と同様に適用することができる。

【０１０１】図１１は本発明の実施例４の光学系の要部
概略図である。同図において図９に示した要素と同一要
素には同符番を付している。

【０１０２】同図において５１は光束分離手段であり、
ハーフミラーより成っており、スクリーン１４面の中心
部近傍に設けており、投影画像６に基づく光束の一部を
分離している。

【０１０３】本実施例においてはハーフミラー５１で反
射された光束の一部を投影画像を観察する為の観察系
（リーダ系）の光路外及び投影画像を記録する為の記録
系（プリンタ系）の光路外に設けた焦点検出用の結像レ
ンズ（縮小レンズ）３１と焦点検出部１００とから成る
受光手段へ導いて、該受光手段で得られる信号を利用し
てピント調整を行っている。

【０１０４】即ち、本実施例においては光源手段１から
放射した光束をコンデンサーレンズ２で集光して断熱ガ
ラス３を通過させコールドミラー４で反射させた後、フ
ィールドレンズ５を介して投影画像６の有効照明領域を
照明している。

【０１０５】そして感光体ドラム４６面上に投影画像を
形成するプリンターとして用いるときはプリンター用の
走査部５０が光路内に位置するように図中矢印Ｃの如く
移動し、投影レンズ７を介した投影画像６に基づく光束
を走査用ミラー４３と反射ミラー４４とを介して感光体
ドラム４６面上に入射させている。そして感光体ドラム
４６面上に拡大した投影画像を形成している。

【０１０６】このとき走査用ミラー４３、反射ミラー４
４を一体に移動させ感光体ドラム４６面上を副走査方向
に走査し、これによって投影画像６全体の画像情報を感
光体ドラム４６面上に記録投影している。

【０１０７】又、リーダ時においては走査部５０が光路
外へ移動し投影レンズ７を介した投影画像６に基づく光
束を反射ミラー４７、回動ミラー４８を介してスクリー
ン１４面上に拡大した投影画像を形成している。

【０１０８】このときスクリーン１４面近傍に設けたハ
ーフミラー５１で反射された投影画像に基づく光束の一
部を結像レンズ３１によって点Ｐ（予定結像面）に結像
させている。そして結像した投影画像をフィールドレン
ズ３３を通過させて２つの再結像レンズ３４ａ，３４ｂ
によりラインセンサー３５面上に投影している。

【０１０９】即ち、本実施例においては点Ｐ近傍に形成
した投影画像を再結像レンズ３４ａ，３４ｂによりライ
ンセンサー３５面上に２つの投影画像Ａ，Ｂとして形成
している。このとき２つの投影画像Ａ，Ｂの間隔を焦点
位置検出回路３９で求めることによってピント状態（焦
点外れ量）を検出している。尚、このときの焦点検出方
法は所謂公知の像ずれ方式を用いている。

【０１１０】そして焦点位置検出回路３９からの信号と
ＲＯＭ３６に記憶されている投影レンズ７の倍率情報の
データ等を用いて移動量演算回路４０により投影レンズ
７の光軸上の移動量を求めている。そして移動量演算回
路４０からの信号に基づいて駆動回路４１により駆動モ
ータ４２を介して投影レンズ７を光軸上移動させ、これ
によりピント調整を行いスクリーン１４面上及び感光体
ドラム４６面上に良好なる投影画像を形成している。

【０１１１】尚、本実施例においてはスクリーン１４面
の中心部近傍にハーフミラー５１を設けているので中心
部が周辺部に比べてやや暗くなるが、投影画像が常に観
察できるのでピント調整の過程が観察できるというメリ
ットがある。

【０１１２】又、本実施例におけるピント調整は像ずれ
方式を用いており、ラインセンサー３５面上に形成した
２つの投影画像Ａ，Ｂの像間隔が求まれば、該像間隔は
焦点外れ量と略一定の関係があるので略一度でピント調
整を行うことができる。

【０１１３】図１２は本発明の実施例５の光学系の要部
概略図である。同図において図１１に示した要素と同一
要素には同符番を付している。

【０１１４】次に前述の実施例４と一部重複するが異な
る点を中心に説明する。

【０１１５】同図において光束分離手段としてのハーフ
ミラー５１はスクリーン１４面と同一面上に設けてい
る。５２は回動ミラー４８の略中心部周辺に設けた半透
過部であり、半透過膜がコーティングされている。

【０１１６】本実施例においてはスクリーン１４面上に
設けたハーフミラー５１で反射された投影画像６に基づ
く光束を該回動ミラー４８の半透過部５２を透過させ
て、該回動ミラー４８に対してスクリーン１４と反対側
に設けた焦点検出用の結像レンズ（縮小レンズ）３１と
焦点検出部１００とから成る受光手段へ導光させてい
る。これにより前述の実施例４と同様に焦点検出部１０
０で得られた信号を利用して投影画像のピント調整を良
好に行っている。

【０１１７】図１３は本発明の実施例６の画像形成装置
を上方から見たときの要部概略図である。同図において
図９に示した要素と同一要素には同符番を付している。

【０１１８】一般にピント調整を行う際にはスクリーン
面上に形成される投影画像の中心部の画像情報をライン
センサーで読取ってピント調整を行っているが、例えば
前述の如く該中心部に文字や図形等の画像情報が存在し
ない場合、ピント調整が出来なくなってしまうことがあ
るそこで本実施例においてはスクリーン１４面の中心部
と、それ以外の任意の位置に光束分離手段としてのハー
フミラー付プリズム１５１ａ〜１５１ｃを複数個設け
（本実施例では３個）、該光束分離手段１５１ａ〜１５
１ｃに対応した受光手段を構成する結像レンズ３１ａ〜
３１ｃと焦点検出部１００ａ〜１００ｃも複数個設け、
かつ受光手段からの信号を利用してスクリーン１４面上
における投影画像の結像状態を検出する焦点検出回路３
９ａ〜３９ｃも複数個設けて構成している。そしてそれ
ぞれの焦点検出回路３９ａ〜３９ｃで得られる信号を効
果的に利用してピント調整を行っている。

【０１１９】尚、同図において３１ａ〜３１ｃは各々焦
点検出用の結像レンズ、３２ａ〜３２ｃは各々焦点検出
用のマスク、３３ａ〜３３ｃは各々焦点検出用のフィー
ルドレンズ、３４ａ１，３４ａ２，３４ｂ１，３４ｂ
２，３４ｃ１，３４ｃ２は各々再結像レンズ、３５ａ〜
３５ｃは各々受光素子としてのラインセンサー、３９ａ
〜３９ｃは各々焦点位置検出回路である。

【０１２０】本実施例においては、このように３つの焦
点位置検出回路３９ａ〜３９ｃから得られる信号を利用
して、例えば画像情報の有無によっては各焦点位置検出
回路３９ａ〜３９ｃからの信号を選択し、あるいは各焦
点位置検出回路３９ａ〜３９ｃからの信号を平均化する
ことによりピント調整を行い、これによりスクリーン１
４面上でピントの合った投影画像を形成している。

【０１２１】図１４は本発明の実施例７の光学系の要部
概略図である。図１５は図１４に示した投影画像６近傍
の要部概略図である。図１４、図１５において図１に示
した要素と同一要素には同符番を付している。

【０１２２】同図において６２はフィルムキャリア、６
１は焦点検出用の線パターン（チャート）であり、被照
射面に設けた投影画像６の有効画像領域近傍のフィルム
キャリア６２ａ側の面に設けている。尚、線パターン６
１はフィルムキャリア６２の面６２ａ側又は面６２ｂ側
どちらに設けても良い。

【０１２３】６４，６５は各々反射ミラー、６６はハー
フミラー（走査用ミラー）であり、透過した投影画像６
に基づく光束を反射ミラー１２．１３を介してスクリー
ン１４面に導光し、又該ハーフミラー６６で反射した光
束を反射ミラー６７を介して感光体ドラム４６面に導光
している。

【０１２４】６８は受光素子であり、ラインセンサー
（ＣＣＤ）より成っており、スクリーン１４面近傍に設
けており、線パターン６１に基づく光束を受光して投影
画像の結像状態（ピント状態）を検出している。

【０１２５】尚、ラインセンサー６８はスクリーン１４
面上の実際には使用しないエリア（スクリーンはＡ４サ
イズ縦と横がはまるようになっており、４隅は実際には
使用しない）に設けても良い。

【０１２６】本実施例においては光源手段１からの放射
した光束をコンデンサーレンズ２で集光してコールドミ
ラー４で反射させた後、該光束で投影画像６の有効照明
領域（有効画像領域）を照明すると共に、該投影画像６
近傍に設けた線パターン６１も同時に照明している。そ
して投影レンズ７を介した投影画像６に基づく光束は反
射ミラー６４，６５を介してハーフミラー６６に入射
し、スクリーン１４側方向と感光体ドラム４６側方向へ
の２方向へ分離している。

【０１２７】そしてスクリーン１４面上で投影画像６を
観察するリーダ時のときにはハーフミラー６６を透過し
た光束を反射ミラー１２，１３を介してスクリーン１４
面上に拡大した投影画像を形成している。

【０１２８】又、感光体ドラム４６面上に投影画像を形
成するプリンターとして用いるときにはハーフミラー６
６で反射した光束を反射ミラー６７を介して感光体ドラ
ム４６面上に入射させ、該感光体ドラム４６面上に拡大
した投影画像を形成している。

【０１２９】このとき走査用ミラーであるハーフミラー
６６を振動させて感光体ドラム４６面上を副走査方向に
走査し、これによって投影画像６全体の画像情報を感光
体ドラム４６面上に投影記録している。

【０１３０】一方、照明手段により照明された線パター
ン６１に基づく光束は投影レンズ７を通り反射ミラー６
４，６５で反射されハーフミラー６６を透過した後、反
射ミラー１２，１３を介してラインセンサー６８面上に
入射し、その面上に線パターンを形成している。

【０１３１】このとき本実施例においてはラインセンサ
ー６８からの出力信号を利用してピントの合う投影レン
ズ７の光軸上の位置を演算手段６９により演算し求め、
該演算手段６９からの信号を用いて該投影レンズ７を駆
動手段７０により駆動させてスクリーン１４（又は感光
体ドラム４６）面上における投影画像の結像状態を調整
している。

【０１３２】尚、図１７は例えば非合焦時の場合のライ
ンセンサー６８からの出力信号（出力波形）を示してお
り、このとき本実施例においては上述の如く投影レンズ
７を光軸上移動させて、これによりラインセンサー６８
からの出力信号が図１６に示す合焦時の出力信号となる
ように調整している。

【０１３３】このように本実施例においては投影画像６
近傍に設けた焦点検出用の線パターン６１をスクリーン
１４面近傍に設けたラインセンサー６８で読取り、該ラ
インセンサー６８からの信号を利用してスクリーン１４
面上における投影画像の結像状態を調整することによ
り、装置全体の小型化を図りつつ使用者の操作を複雑に
することなく、例えばロールフィルム等の定型サイズの
フィルム等の使用時において投影レンズのピント調整が
容易に行なえるようにしている。

【０１３４】尚、本実施例においてはスクリーン１４側
と感光体ドラム４６側との２方向へ光束を分離する手段
としてハーフミラー６８を用いたが、該ハーフミラー６
８の代わりに挿脱可能な又は回動可能な全反射ミラーを
用いてそれぞれの方向へ導光するようにしても良い。

【０１３５】図１８は本発明の実施例８の投影画像６近
傍の要部説明図である。

【０１３６】本実施例において前述の実施例７と異なる
点はマイクロフィルム６等の作製時に線パターン（チャ
ート）７１を該フィルム６の使用部分（有効画像領域）
６ａに近接して一体的に作製したことである。その他の
構成及び光学的作用は前述の実施例７と略同様である。

【０１３７】即ち、本実施例においてはマイクロフィル
ム６の使用領域６ａに近接して線パターン７１を設けて
作製することにより、異なるサイズのマイクロフィルム
を使用する場合においても使用者がピント調整の為に、
その都度位置調整を行う必要がなくなり、これにより操
作性の向上を図っている。

【０１３８】図１９は本発明の実施例９の投影画像６近
傍の要部概略図である。

【０１３９】本実施例において前述の実施例７と異なる
点は線パターン８１を透明なフィルム等の台紙より作製
し、該台紙（線パターン）をラインセンサーで検出でき
るように駆動させることによりピント調整を行ったこと
である。その他の構成及び光学的作用は前述の実施例７
と略同様である。

【０１４０】即ち、本実施例においては例えば投影レン
ズ７を交換したり、あるいは投影レンズ７がズームレン
ズより構成され、その倍率を変化させた場合にどのレン
ズの倍率は何倍であるかを検知し、投影画像がスクリー
ン１４面上に投影された時にラインセンサー６８面上に
線パターン８１が結像するように該線パターン（台紙）
８１の位置調整を駆動させている。

【０１４１】これにより異なるサイズのマイクロフィル
ムを使用する場合においても、又投影レンズの倍率を変
化させた場合においてもピント調整を行う為に使用者
が、その都度位置調整を行う手間を省いている。

【０１４２】

【発明の効果】本発明によれば、 （３−イ）焦点検出用の受光素子（ラインセンサー）の
画像検出エリアがスクリーン面上における投影画像の画
像情報に対して斜めに位置するように該受光素子を配置
し、又該受光素子の各画素からの出力信号のうちスライ
スレベルを基準としたハイレベル信号とローレベル信号
のそれぞれの値の総和から得られる演算値を効果的に利
用して判断手段により合焦状態を判断し、該判断手段で
得られた信号を利用して位置決定手段により投影レンズ
の光軸上の位置を決定してピント調整を行うことによ
り、該受光素子の小型化が図れ、更に該受光素子の画像
検出エリアが画像情報の空白部分のみに位置する確率を
小さく抑え、常に素速いピント調整（フォーカシング）
を行うことができ、又画像情報の種類に影響を受けるこ
となく常に正確なピント調整を行うことができる自動焦
点検出手段を有した画像形成装置を達成することができ
る。

【０１４３】（３−ロ）受光手段を構成する焦点検出用
の結像レンズ（縮小レンズ）あるいは焦点検出部のいず
れか一方を光軸上移動させて合焦点までの投影レンズの
移動量を求めた後、該投影レンズを光軸上移動させて投
影画像のピント調整を行うことにより、スクリーン面上
で投影画像を観察しながらピント合わせは一度で行うこ
とができ、これにより観察者に煩わしさを与えることな
く正確にピント調整を行うことができる自動焦点検出手
段を有した画像形成装置を達成することができる。

【０１４４】（３−ハ）スクリーン面上あるいはその近
傍に光束分離手段を設け、該光束分離手段で分離された
投影画像に基づく光束の一部を観察系の光路外及び記録
系の光路外に設けた結像レンズ（縮小レンズ）と焦点検
出部とから成る受光手段へ導光し、該受光手段で得られ
る信号を利用して投影レンズを光軸上移動させてピント
調整を行うことにより、スクリーン面上に形成された投
影画像を常に観察しながら短時間でピント調整を行うこ
とができる自動焦点検出手段を有した画像形成装置を達
成することができる。

【０１４５】（３−ニ）投影画像の近傍に焦点検出用の
線パターン（チャート）を設け、該線パターンをスクリ
ーン面近傍に設けた受光素子で読取り、該受光素子で得
られた信号を利用して投影レンズを光軸上移動させてピ
ント調整を行うことにより、装置全体の小型化を図りつ
つ素速いピント調整で良好なる投影画像を得ることがで
きる自動焦点検出手段を有した画像形成装置を達成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１の光学系の要部概略図

【図２】 図１に示した受光手段の配置を示す要部説明
図

【図３】 本発明の実施例１のスクリーン面上における
ラインセンサーの検出エリアの位置を示す説明図

【図４】 従来の画像形成装置においてスクリーン面上
でのラインセンサーの検出エリアの位置を示す説明図

【図５】 本発明の実施例１のスクリーン面上における
ラインセンサーの検出エリアの位置を示す説明図

【図６】 本発明の実施例１における焦点検出方法と従
来の焦点検出方法との違いを示した説明図

【図７】 従来の画像形成装置において画像情報の種類
によって合焦時と非合焦時にラインセンサーから出力さ
れる出力信号を示した説明図

【図８】 従来の画像形成装置において画像情報の種類
によって合焦時と非合焦時にラインセンサーから出力さ
れる出力信号を示した説明図

【図９】 本発明の実施例２の要部概略図

【図１０】 本発明の実施例３の要部概略図

【図１１】 本発明の実施例４の要部概略図

【図１２】 本発明の実施例５の要部概略図

【図１３】 本発明の実施例６の要部概略図

【図１４】 本発明の実施例７の要部概略図

【図１５】 図１４に示した投影画像近傍の要部概略図

【図１６】 本発明の実施例７の合焦時におけるライン
センサーからの出力信号を示す説明図

【図１７】 本発明の実施例７の非合焦時におけるライ
ンセンサーからの出力信号を示す説明図

【図１８】 本発明の実施例８の投影画像近傍の説明図

【図１９】 本発明の実施例９の投影画像近傍の説明図

【図２０】 従来の自動焦点検出手段を有した画像形成
装置の光学系の要部概略図

【符号の説明】

１ 光源手段 ２ コンデンサーレンズ ３ 断熱ガラス ４ コールドミラー ５，３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ フィールドレン
ズ ６ 投影画像 ７ 投影レンズ ８，３０，５１ 光束分離手段 １５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ 光束分離手段 ９，３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 結像レンズ １０ 受光素子（ラインセンサー） １１，１２，１３ 反射ミラー １４ スクリーン ２０ 受光手段 ２１ 判断手段 ２２ 位置決定手段 ２３ 駆動手段 １０ａ 画像検出エリア ３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ マスク ３４ａ，３４ｂ，３４ａ１，３４ｂ１ 再結像レ
ンズ ３４ａ２，３４ｂ２，３４ａ３，３４ｂ３ 再結像レ
ンズ ３５ ラインセンサー ３６ ＲＯＭ ３７ エンコーダ ３８ フォトインタラプター ３９ 焦点位置検出回路 ４０ 移動量演算回路 ４１ 駆動回路 ４２ 駆動モータ ４３ 走査用ミラー ４４，４７，６４，６５，６７ 反射ミラー ４５ スリット ４６ 記録媒体（感光体ドラム） ４８ 回動ミラー ５０ 走査部 ５２ 半透過部 １００ａ，１００ｂ，１００ｃ 焦点検出部 ３９ａ，３９ｂ，３９ｃ 焦点位置検出回路 ６１ 線パターン ６２ フィルムキャリア ６６ ハーフミラー ６９ 演算手段 ７０ 駆動手段 ７１，８１ 線パターン ＬＸ 照明手段

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照明手段で照明した投影画像を投影レン
   ズによってスクリーン面上に投影あるいは記録媒体面上
   に投影すると共に該投影レンズと該スクリーン面との間
   の光路中に光束分離手段を設け、該投影画像に基づく光
   束の一部を該光束分離手段を介して分離した後、結像レ
   ンズにより受光素子面上に結像させ、該受光素子で得ら
   れた信号を利用して該スクリーン面上あるいは記録媒体
   面上における該投影画像の結像状態を判断手段で判断
   し、該判断手段で得られた信号を利用して該投影レンズ
   の光軸上の位置を位置決定手段により決定して該投影画
   像の合焦を行う際、該受光素子をその画像検出エリアが
   該スクリーン面上に形成される該投影画像に対して斜め
   に位置するように配置したことを特徴とする自動焦点検
   出手段を有した画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記光束分離手段はハーフミラーより成
   っていることを特徴とする請求項１の自動焦点検出手段
   を有した画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記判断手段は前記受光素子の各画素か
   ら出力される信号のうち基準レベルより高い出力信号の
   総和と、該基準レベルより低い出力信号の総和とからの
   差分値が最大となる値を合焦位置と判断していることを
   特徴とする請求項１の自動焦点検出手段を有した画像形
   成装置。
4. 【請求項４】 前記基準レベルは前記受光素子の各画素
   から出力された信号のうち最大の値をＶ_MAX としたとき
   Ｖ_MAX ／２であることを特徴とする請求項３の自動焦点
   検出手段を有した画像形成装置。
5. 【請求項５】 照明手段で照明した投影画像を投影レン
   ズによってスクリーン面上に投影あるいは記録媒体面上
   に投影する際、該投影レンズと該スクリーン面との間の
   光路中に光束分離手段を設け、該光束分離手段で分離さ
   れた光束の一方向に結像レンズとラインセンサーを有す
   る焦点検出部とを設け、移動量演算手段により該結像レ
   ンズと該焦点検出部のうち少なくとも一方を光軸方向に
   移動させて、該スクリーン面への投影像の合焦に関する
   該投影レンズの光軸上の移動量を求め、該移動量演算手
   段からの信号を利用して該投影レンズを光軸方向に移動
   させて、該スクリーン面上あるいは該記録媒体面上にお
   ける投影画像の結像状態を調整したことを特徴とする自
   動焦点検出手段を有した画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記光束分離手段は挿脱可能な又は回動
   可能なハーフミラーより成り、前記投影画像の結像状態
   を調整しているときには光路内に位置し、それ以外のと
   きには光路外に位置していることを特徴とする請求項５
   の自動焦点検出手段を有した画像形成装置。
7. 【請求項７】 照明手段で照明した投影画像を投影レン
   ズにより回動ミラーを介してスクリーン面上に投影ある
   いは記録媒体面上に投影する際、該スクリーン面の中央
   部近傍に光束分離手段を設け、該投影画像に基づく光束
   の一部を該光束分離手段を介し分離した後、結像レンズ
   により集光しラインセンサーを有する焦点検出部へ導光
   し、該焦点検出部で得られた信号を利用して移動量演算
   手段により該スクリーン面上への投影像の合焦に関する
   該投影レンズの光軸上の移動量を求め、該移動量演算手
   段からの信号を利用して該投影レンズを光軸上移動さ
   せ、該スクリーン面上あるいは該記録媒体面上における
   投影画像の結像状態を調整したことを特徴とする自動焦
   点検出手段を有した画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記光束分離手段はハーフミラーより成
   っていることを特徴とする請求項７の自動焦点検出手段
   を有した画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記結像レンズと前記焦点検出部は前記
   投影画像を観察する為の観察系の光路外及び該投影画像
   を記録する為の記録系の光路外に配置されていることを
   特徴とする請求項７の自動焦点検出手段を有した画像形
   成装置。
10. 【請求項１０】 前記回動ミラーは少なくともその一部
    に半透過部を有しており前記光束分離手段で分離された
    光束の一部を該半透過部を透過させて前記結像レンズを
    通して前記焦点検出部に導光させたことを特徴とする請
    求項７の自動焦点検出手段を有した画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記回動ミラーに設けた半透過部と前
    記光束分離手段と前記結像レンズそして前記焦点検出部
    とを有する検出系を複数設け、それらの複数の検出系か
    らの出力信号を利用していることを特徴とする請求項７
    の自動焦点検出手段を有した画像形成装置。
12. 【請求項１２】 照明手段で照明した被照射面に設けた
    投影画像を投影レンズによりスクリーン面上に投影ある
    いは記録媒体面上に投影する際、該投影画像の有効画像
    領域近傍に設けた線パターンを該照明手段で照明し、該
    線パターンに基づく光束を該投影レンズによってスクリ
    ーン面近傍に設けた受光素子へ導光し、該受光素子で得
    られた信号を利用して該スクリーン面上あるいは該記録
    媒体面上における投影画像の結像状態を調整したことを
    特徴とする自動焦点検出手段を有した画像形成装置。