JPH0664226B2 - Autofocus device - Google Patents
Autofocus deviceInfo
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- JPH0664226B2 JPH0664226B2 JP60230961A JP23096185A JPH0664226B2 JP H0664226 B2 JPH0664226 B2 JP H0664226B2 JP 60230961 A JP60230961 A JP 60230961A JP 23096185 A JP23096185 A JP 23096185A JP H0664226 B2 JPH0664226 B2 JP H0664226B2
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- focus
- threshold value
- lens
- image
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はオートフォーカス装置に関し、特に、マイクロ
フィルム等の画像読み取りに適したオートフォーカス装
置に関するものである。The present invention relates to an autofocus device, and more particularly to an autofocus device suitable for reading an image on a microfilm or the like.
マイクロフイルム上の画像を電子的に読み取る従来の装
置を第9図によって説明する。A conventional device for electronically reading an image on a microfilm will be described with reference to FIG.
フィルム1は光源aからのレンズbを通った光により露
光され、更にレンズcを介した後、移動可能な光路切換
えミラーdによってスクリーンh側または読み取り側3
に選択的に導びかれる。焦点の調整は、ミラーdをスク
リーン側xに倒しレンズ群cの焦点を調整することによ
って行なわれるもので、この調整後、ミラーdを読み取
り側Yに、倒すことによって光路が切換えられ、モータ
gのよりCCDfを矢印方向に走査させてCCDfにより入射光
の強度が電気信号に変換される。eはミラーである。The film 1 is exposed by the light from the light source a that has passed through the lens b, further passes through the lens c, and is then moved by the movable optical path switching mirror d to the screen h side or the reading side
Be selectively led to. The focus is adjusted by tilting the mirror d to the screen side x and adjusting the focus of the lens group c. After this adjustment, tilting the mirror d to the reading side Y switches the optical path, and the motor g. By scanning CCDf in the direction of the arrow, the intensity of incident light is converted into an electric signal by CCDf. e is a mirror.
ここで、CCDf上に結像されている画像と、スクリーンh
上に結像されている画像との焦点の対応は、アダプター
レンズALにより調整されるが、この調整は工場組立て時
に行なわれるのが通例である。Here, the image formed on the CCDf and the screen h
The correspondence of the focus with the image formed on the top is adjusted by the adapter lens AL, and this adjustment is usually performed at the time of factory assembly.
そこで、搬送、輸送時の振動や、温度差による機構(光
路長)のぼうちょう、または収縮、更には経年変化等に
より、スクリーンh上の画像の焦点と読み取り用CCDf側
の焦点との対応がつかなくなってしまうという点がある
上に、この調整はユーザによって装置を設置後、サービ
スマンが、アダプターレンズALを移動させ、対応する様
に調整するので、このような作業には非常に時間を要す
る上に高度の技術が要求される。Therefore, the focus of the image on the screen h and the focus on the reading CCDf side can be determined due to vibration during transport, transportation, the mechanism (optical path length) due to temperature difference, or the contraction, and the secular change. In addition to the point that it disappears, this adjustment takes a lot of time because the service person moves the adapter lens AL and adjusts it accordingly after the device is installed by the user. High technology is required.
また、アダプターレンズAL自体もスクリーンh上にフィ
ルム画像を鮮明に結像させるものでなければ、操作者
が、最良の焦点状態(以下合焦点位置(ジャストピン
ト)と呼ぶ)になったかどうかの状態を認知することが
できないので、アダプターレンズALには、収差及び歪が
非常に小さく、解像力も非常に高いものが要求され、従
って、このアダプターレンズの加工にも高度の精密度が
要求され、コストも非常に高くなってしまう。In addition, if the adapter lens AL itself does not clearly form a film image on the screen h, the state of whether or not the operator is in the best focus state (hereinafter referred to as the in-focus position (just focus)) Therefore, the adapter lens AL is required to have very small aberration and distortion and very high resolving power. Therefore, the processing of this adapter lens is required to have high precision and cost. Will also be very expensive.
一方、前記の様にアダプターレンズALを介して得られる
スクリーンh上の画像とCCDf上の画像とは、対応の調整
が良いものであっても、不慣れな操作者では、画像をジ
ャストピント点へセットすることが非常にむずかしい上
に、操作者は焦点用レンズを上下に移動させて、焦点距
離を変え、マイクロフィルム1上の画像のピントを調整
するが、手動つまみによるかまたは電動(モータ)から
の動力を歯車などにより減速した装置によって移動が行
われるので、この種の装置において、合焦点位置を中心
とする焦点用レンズの上下移動は、数μm〜数十μmの
範囲(焦点深度)しかなく、それを越えて範囲外に出る
と、ピンボケ状態となり、画像情報を正確に読み取るこ
とが出来なくなってしまう。On the other hand, as described above, even if the image on the screen h and the image on the CCD f obtained via the adapter lens AL have good corresponding adjustments, an unskilled operator can bring the image to the just focus point. It is very difficult to set, and the operator moves the focusing lens up and down to change the focal length and adjust the focus of the image on the microfilm 1, either by manual knob or by electric (motor). Since the movement is performed by a device that decelerates the power from gears by gears, in this type of device, the vertical movement of the focusing lens around the in-focus position is in the range of several μm to several tens μm (depth of focus). However, if it goes out of the range beyond that, the image will be out of focus and the image information cannot be read accurately.
以上のように、この種の装置においてスクリーン上の結
像だけによりジャストピント点(合焦点位置)へセット
することは非常に多くの問題点があった。As described above, in this type of apparatus, there are many problems in setting the just focus point (focusing position) only by forming an image on the screen.
また、近年、文書の電子化が進み、書類などを電子的に
記録する、いわゆる光デイスク電子ファイル・システム
が多く用いられてくるようになってきた。古くから文書
を記録しファイル化してきたユーザーは、今日では記録
をマイクロフィルムにして、活用してきたことは、言う
までもないが、このマイクロフィルムの文書は光デイス
ク電子ファイルに変換しなければならず、これらを可能
にするのが、マイクロフィルム電子スキャナーであり、
近年、この種の製品の開発が進められてきた。Further, in recent years, the digitization of documents has progressed, and so-called optical disc electronic file systems for electronically recording documents have come to be widely used. Needless to say, users who have recorded and filed documents for a long time have made use of the records as microfilm today, but the documents on this microfilm must be converted to optical disc electronic files. It is the microfilm electronic scanner that makes these possible.
In recent years, development of this type of product has been advanced.
しかし、上述のように、マイクロフィルム上の画像に焦
点を調整するのに、熟練者の眼により、一コマ、一コ
マ、人手で合わせていたのでは非常に不便で、手間がか
かる。However, as described above, it is very inconvenient and time-consuming to adjust the focus on the image on the microfilm by using the eyes of a person skilled in the art, one frame at a time, one frame at a time.
そこで、上記の欠点を除去すべく、使用するフィルムの
厚さに合わせ、これらのフィルムの厚さを入力すること
により、工場調整時に設定された位置に焦点調整用レン
ズを移動セットさせる方式が考えられる。Therefore, in order to eliminate the above-mentioned drawbacks, a method to move and set the focus adjustment lens to the position set at the factory adjustment by adjusting the thickness of the film to be used and inputting the thickness of these films is considered. To be
しかしながら、マイクロフィルムというのは、各メーカ
ーによりフィルムの厚さが異なったり、また、同じメー
カーでもフィルムの種類、例えば銀フィルム、ジアゾフ
ィルムなどと、フィルムの厚さも非常に多種多様で、上
記の方式だと、使用可能のフィルムは、限定されてしま
うことになり、非常に不便であった。また、使用してい
るうちに経年変化などにより、上記の設定がずれてしま
い、定期的にサービスマンを呼んで、めんどうな調整を
してもらわなければならず非常に不便であった。However, microfilm means that the film thickness varies from manufacturer to manufacturer, and even within the same manufacturer, there are various types of film, such as silver film and diazo film. In that case, usable films are limited, which is very inconvenient. In addition, the above settings were misaligned due to aging and the like during use, and it was very inconvenient to call a service man to make a troublesome adjustment.
一方、スチルカメラなどの分野では、オートフォーカス
機構が多く発表されている。第10図はその代表的な例で
あり、レンズUを通った光の一部は、ハーフミラーVを
通り、ミラーWで反射して、ビームスプリッタTに送り
こまれる。ここで、3種類の光路長に分けられ、第1〜
第3のセンサR1〜R3が、おのおのの焦点情報(この場合
は、光量を検知して、光量が大きいほど焦点が合ってい
る)を検知する。かくして第2のセンサR2の光量が一番
大きい時に、ジャストピントであると判断され、第2の
センサR2より第3のセンサR3の方が大きい時は後ピン
で、第2のセンサR2より第1のセンサR1の光量が大きい
時は前ピンということになる。On the other hand, in fields such as still cameras, many autofocus mechanisms have been announced. FIG. 10 is a typical example thereof, and a part of the light passing through the lens U passes through the half mirror V, is reflected by the mirror W, and is sent to the beam splitter T. Here, it is divided into three types of optical path lengths.
The third sensors R1 to R3 each detect focus information (in this case, the amount of light is detected, and the greater the amount of light, the better the focus). Thus, when the light amount of the second sensor R2 is the largest, it is determined that the focus is just, and when the third sensor R3 is larger than the second sensor R2, it is the rear pin, and the second sensor R2 is the second. When the light intensity of the sensor R1 of No. 1 is large, it means the front focus.
かかるスチルカメラなどのような焦点深度(焦点が合っ
ている距離)が長いものには、上記のようなビームスプ
リッタを介して光路長を変え、それにより焦点状態を検
知することが、容易にできるが、マイクロフィルム読み
取り装置のように焦点深度が数ミクロンメートル〜十数
ミクロンメートルと非常に短かい機種では、物理的に、
ビームスプリッタを介装することが不可能であった。For such a still camera or the like having a long depth of focus (focusing distance), it is possible to easily detect the focus state by changing the optical path length via the beam splitter as described above. However, in a model with a very short depth of focus, such as a microfilm reader, of a few microns to a dozen microns, physically,
It was impossible to interpose a beam splitter.
以上述べたように、マイクロフィルム読み取り装置にお
いては、多数の問題があり、オートフォーカス機能を装
備したマイクロフィルム読み取り装置の製品化ができな
いのが現状であった。As described above, there are many problems in the microfilm reading device, and it is the current situation that the microfilm reading device equipped with the autofocus function cannot be commercialized.
本発明は、上述したような問題点に着目し、その解決を
図るために、オートフォーカス動作に先立って、あらか
じめそのオートフォーカス動作が達成しやすいような画
像信号の2値化しきい値を見出し、そのしきい値にした
がって画像信号を2値化することにより、成功率が高
く、かつ精度の向上が得られるオートフォーカス装置を
提供することを目的とするものである。The present invention focuses on the above-mentioned problems, and in order to solve the problems, prior to the autofocus operation, a binarization threshold value of an image signal that facilitates the autofocus operation is found in advance, It is an object of the present invention to provide an autofocus device which has a high success rate and can improve accuracy by binarizing an image signal according to the threshold value.
かかる目的を達成するために、本発明は、列状または面
上に配列させた複数の受光素子からなるセンサと、セン
サに画像を投影する光学手段と、光学手段からの画像信
号を2値化する手段と、当該2値化手段に入力させるし
きい値を変化させるしきい値変化手段と、2値化された
画像信号から2値変化点を計数する手段と、計数手段か
らの計数値に基づき光学手段の焦点を調整し、その焦点
の調整に先立ち、焦点近傍の位置および複数の非合焦点
の位置において、しきい値変化手段によりしきい値を変
化させて計数手段により各位置における複数のしきい値
に対する2値変化点を計数させ、焦点近傍位置における
計数値と、非合焦点位置における計数値との差が最大値
となるようなしきい値を求めて、このしきい値に設定し
た後焦点調整を行う手段とを具えたことを特徴とする。In order to achieve such an object, the present invention provides a sensor including a plurality of light receiving elements arranged in rows or on a surface, an optical means for projecting an image on the sensor, and a binary image signal from the optical means. Means, a threshold value changing means for changing the threshold value input to the binarizing means, a means for counting binary change points from the binarized image signal, and a count value from the counting means. The focus of the optical means is adjusted on the basis of the optical means, and prior to the adjustment of the focus, the threshold value changing means changes the threshold value at a position near the focus and a plurality of non-focus points, and the counting means makes a plurality of values at each position. The binary change points with respect to the threshold value are counted, and the threshold value that maximizes the difference between the count value in the vicinity of the focus position and the count value in the out-of-focus position is found and set to this threshold value. After adjusting the focus Characterized in that and means.
このように構成したオートフォーカス装置においては、
複数の受光素子を配列させたセンサ上に光学手段を介し
て画像を投影させ、センサから得られる画像信号を2値
画像信号として出力するにあたって実施されるオートフ
ォーカス動作を、まず設定されている合焦点近傍と、そ
の前後の非合焦点のレンズ位置で2値化のためのしきい
値を変化させて2値変化点の数の計数値をそれぞれ求め
るようになし、これらのレンズ位置を変化させた各状態
から得られた計数値のうちで最も大きい値が得られるよ
うなしきい値を求めて、このようなしきい値を設定した
後にオートフォーカス動作を行わせることにより、精度
の高い正確な動作を保証することが可能となる。In the autofocus device configured in this way,
When an image is projected on a sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged via an optical means and an image signal obtained from the sensor is output as a binary image signal, an autofocus operation is first set. The threshold values for binarization are changed in the vicinity of the focal point and the lens positions of non-focus points before and after the focal point, and the count values of the number of binary change points are obtained respectively. The threshold value that gives the largest value among the count values obtained from each state is obtained, and after setting such a threshold value, the autofocus operation is performed to ensure accurate and accurate operation. It becomes possible to guarantee.
第1図は本発明の一実施例を示す。ここで10はマイクロ
フィルムであり、その表面または裏面に画像が記録され
ている。所定位置に載置されたマイクロフィルム10に対
し、光源aから投光された光を集光レンズ11によって集
光して透過させ、焦点調整用の結像レンズ12を介して収
束された画像をCCDの素子列で構成されたイメージセン
サ13上に投影させることができる。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. Here, 10 is a microfilm on which an image is recorded. The light projected from the light source a is condensed and transmitted by the condenser lens 11 to the microfilm 10 placed at a predetermined position, and the image converged through the focusing lens 12 for focusing is displayed. The image can be projected on the image sensor 13 composed of a CCD element array.
かくして、イメージセンサ13においては例えば主走査お
よび副走査によって、画像を読取り、これを電気的なセ
ンサ信号を交換した上増幅器14に送出する。15はコンパ
レータであり、コンパレータ15では、後で詳述するしき
い値設定回路16からのしきい値信号と増幅器14から供給
された画像信号とを比較して、2値化し、2値化された
画像信号(2値画像信号)を図示しないプリンタまたは
画像記憶用メモリに供給可能とするものであるが、以下
に、この2値画像信号に基づいてオートフォーカス動作
を精密に実施可能とする装置の構成について述べること
とする。Thus, the image sensor 13 reads an image by, for example, main scanning and sub-scanning, and sends it to the upper amplifier 14 which exchanges an electric sensor signal. Reference numeral 15 is a comparator, which compares the threshold value signal from a threshold value setting circuit 16, which will be described later in detail, with the image signal supplied from the amplifier 14, and binarizes the image signal. An image signal (binary image signal) can be supplied to a printer (not shown) or an image storage memory. An apparatus that can accurately perform an autofocus operation based on the binary image signal will be described below. I will describe the configuration of.
本実施例では2値画像信号の変化点すなわち立上がりま
たは立下がりのエッジの数(以下では焦点情報という)
を計数し、同一ラインの走査においてその計数値が最大
値を示すときに最適のフォーカス調整位置が得られる原
理に基づいてレンズを合焦点位置近傍と、非合焦点位置
とに移動させた状態でしきい値を変化させ、焦点情報の
計数値が変化する情報を求めて、これらの情報から計数
値が極大値となるようなしきい値に設定してオートフォ
ーカス動作を実施するものである。In this embodiment, the number of changing points of the binary image signal, that is, the number of rising or falling edges (hereinafter referred to as focus information)
In the state where the lens is moved to the vicinity of the in-focus position and the out-of-focus position based on the principle that the optimum focus adjustment position is obtained when the count value shows the maximum value in the scanning of the same line. By changing the threshold value, information that changes the count value of the focus information is obtained, and from this information, the threshold value is set so that the count value becomes the maximum value, and the autofocus operation is performed.
なお上述した原理を第11A図および第11B図によって説明
すると、ここで、第11A図はレンズ12が合焦点位置にあ
る場合の信号2値化の段階を示し、いま(I)において
l1−l2間をセンサにより走査した場合、(II)のよ
うな画像信号が得られ、これをしきい値TLで2値化する
と(III)のような出力信号が得られる。Still to explain the principles described above by a 11A view and a 11B view, wherein the first 11A graphs show signal binarization stage when the lens 12 is in the focused position, l 1 in now (I) - When the sensor scans between l 2 's, an image signal as shown in (II) is obtained, and when this is binarized with a threshold value TL, an output signal as shown in (III) is obtained.
これに対して第11B図はレンズ12が非合焦点位置にある
場合であって、その(I)においてl1−l2間をセン
サにより走査した場合、(II)のような画像信号となる
ことによってこれを上記と同じしきい値TLで2値化する
と(III)のような出力信号が得られる。On the other hand, FIG. 11B shows the case where the lens 12 is at the non-focus position and the image signal as shown in (II) is obtained when the sensor scans between l 1 and l 2 in (I). By binarizing this with the same threshold value TL as above, an output signal as shown in (III) is obtained.
かくして、第11A図における(III)の波形と第11B図に
おける(III)の波形とを比較すると、第11A図の(II
I)では立上がりのエッジがl1−l7として得られた
ものが、第11B図の(III)ではエッジがe′1,e′4お
よびe′6の3つとなってしまう。したがって、2値画
像信号において、エッジの数を計数すれば、そのエッジ
の数が一つの走査において最大となるときに、レンズが
合焦点位置にあると判断すればよい。Thus, comparing the waveform of (III) in FIG. 11A and the waveform of (III) in FIG. 11B, (II) in FIG.
Although the rising edge is obtained as l 1 -l 7 in I), there are three edges e ′ 1 , e ′ 4 and e ′ 6 in (III) of FIG. 11B. Therefore, if the number of edges in the binary image signal is counted, it can be determined that the lens is at the in-focus position when the number of edges is maximum in one scan.
再び第1図に戻って説明を続けることとする。中央処理
装置CPUを具えたシステムコントローラ17ではレンズ駆
動装置18に駆動信号を供給することにより結像レンズ12
を矢印方向に移動させそのレンズ位置を変化させること
ができると同時に、イメージセンサ駆動回路19に画像読
取り指示信号を供給して駆動回路19からの走査信号によ
りイメージセンサ13にそのレンズ位置での画像を読取ら
せることができる。Returning to FIG. 1 again, the explanation will be continued. In the system controller 17 including the central processing unit CPU, the driving signal is supplied to the lens driving device 18 so that the imaging lens 12
Can be moved in the direction of the arrow to change its lens position, and at the same time, an image reading instruction signal is supplied to the image sensor drive circuit 19 and an image at that lens position is given to the image sensor 13 by the scanning signal from the drive circuit 19. Can be read.
そこで、本例ではシステムコントローラ17からの駆動信
号により結像レンズ12の位置を徐々に変化させ、それぞ
れの位置でイメージセンサ13によって読取られた同一ラ
インの走査線上での2値変化点を2値変化点カウンタ20
に取り込ませるようになして、このカウンタ20からの計
数値をシステムコントローラ17に供給することによっ
て、以下の手順で計数値の極大値を求めるものである。Therefore, in this example, the position of the imaging lens 12 is gradually changed by the drive signal from the system controller 17, and the binary change point on the scanning line of the same line read by the image sensor 13 is binary at each position. Change point counter 20
The maximum value of the count value is obtained by the following procedure by supplying the count value from the counter 20 to the system controller 17 so as to be taken into.
しきい値設定回路16にはシステムコントローラ17からし
きい値指示信号が供給されると、指示信号にしたがって
しきい値を変化させ、そのようなしきい値をコンパレー
タに供給し続けることができる。When the threshold value setting signal is supplied from the system controller 17 to the threshold value setting circuit 16, the threshold value can be changed according to the instruction signal, and such a threshold value can be continuously supplied to the comparator.
以下に、システムコントローラ17によってなされる動作
手順を原理的に説明する。第3A図および第3B図は、画像
信号としきい値との関係をジャストピント(合焦点)時
およびデフオーカス(非合焦点)時について説明する図
であり、ここでしきい値を高い順にTa,Tb,Tc,と3段階
に設定したとすると第3A図の合焦点時にあっては最も適
正なしきい値Tbに設定した場合に、2値化された画像信
号から得られる焦点情報の計数値が最も大きくなり、第
3B図の非合焦点時にあってはこのしきい値Tbにあってさ
え、上述した計数値は小さくなる。Hereinafter, the operation procedure performed by the system controller 17 will be described in principle. FIG. 3A and FIG. 3B are diagrams for explaining the relationship between the image signal and the threshold value when the focus is just in focus and when the defocusing is out of focus. If Tb, Tc, and three levels are set, the count value of the focus information obtained from the binarized image signal is set when the most appropriate threshold value Tb is set at the time of focusing in FIG. 3A. Largest and first
At the time of non-focusing in FIG. 3B, the above-mentioned count value becomes small even at this threshold value Tb.
また、これより高いしきい値Taの場合は第3A図に示す合
焦点時であっても計数値は小さく、更にまたTbより低い
しきい値Tcに設定した場合の計数値は、第3A図の合焦点
時においても第3B図の非合焦点時においても同様に計数
値はあまり変わらず共に小さい値となる。Further, when the threshold value Ta is higher than this, the count value is small even at the time of focusing shown in FIG. 3A, and when the threshold value Tc lower than Tb is set, the count value is shown in FIG. 3A. Similarly, the count value does not change so much both at the time of focusing and at the time of non-focusing of FIG. 3B, and both are small values.
第4A図〜第4C図はレンズ位置と上記計数値との関係をし
きい値Ta,TbおよびTcのそれぞれについて示したもので
ある。すなわち、適正なしきい値Tbに設定されている場
合は、第4B図に示すようにその計数値のピークが大きく
て鋭く、そのピークの極大値地点も判別しやすく、した
がって最も適正なレンズ位置JPを精度良く求めることが
できる。また、しきい値Taの場合は第4A図のようにピー
クが小さく、またしきい値Tcの場合は第4C図のようにピ
ークがなだらかで、いずれの場合もJPを精度良くみつけ
ることの難しいことが分る。FIGS. 4A to 4C show the relationship between the lens position and the count value for each of the threshold values Ta, Tb and Tc. That is, when the threshold value is set to an appropriate threshold value Tb, the peak of the count value is large and sharp as shown in FIG. 4B, and the maximum value point of the peak is easily discriminated. Can be accurately determined. Further, in the case of the threshold value Ta, the peak is small as shown in FIG. 4A, and in the case of the threshold value Tc, the peak is gentle as shown in FIG. 4C, and in any case, it is difficult to find JP accurately. I understand.
そこでシステムコントローラ17は、一連のオートフォー
カス手順を実行するに先立って、まずあらかじめ設定さ
れたレンズ位置(経験的に得られた合焦点近傍位置)に
おいて、しきい値設定回路16を介してしきい値を変化さ
せながら計数値を読み取るようにする。このレンズ位置
を第5図でXで示した。しかしてこの時の走査によって
得られたしきい値に対する計数値のデータ列を第6A図に
示すように とする。Therefore, before executing a series of autofocus procedures, the system controller 17 first sets a threshold value via the threshold setting circuit 16 at a preset lens position (empirically obtained near focus position). The count value is read while changing the value. This lens position is indicated by X in FIG. However, as shown in Fig. 6A, the data string of the count value for the threshold value obtained by scanning at this time is shown in Fig. 6A. And
次にレンズ位置をXから一定値a1だけ移動して画像をデ
フォーカスさせる。そして再びしきい値を変化させなが
ら同様にして計数値のデータを取りこみ、第6B図のよう
なデータ列 が得られたとする。Next, the lens position is moved from X by a constant value a1 to defocus the image. Then, while changing the threshold value again, the count value data is taken in the same way, and the data string as shown in Fig. 6B is obtained. Is obtained.
更にその次には、第5図においてXから逆方向に一定値
a2だけ移動してデフォーカスさせ、この状態で前回と同
様にしてしきい値を変化させながら計数値のデータを取
り込み、第6C図のようなデータ列 が得られたとする。ついで、演算によりデータ列 からデータ列 を差引いた計数値データとデータ列 からデータ列 を差引いた計数値データとを加えて第7図に示すような
データ列 を求める。いまこのデータ列 のグラフを見ると、その中で計数値の大きいしきい値は
SLであり、すなわち合焦点のときに計数値のピークが著
しく高くなることから、非合焦点のときの計数値との差
を求めてみてもその計数値のグラフ上でのピークが鋭く
なることが分る。なお第8図はレンズ位置に対する計数
値のグラフを示す。Further, next, in FIG. 5, a constant value in the opposite direction from X
Move by a2 to defocus, and in this state, take the count value data while changing the threshold value in the same way as the previous time. Is obtained. Then, the data string is calculated From data column Counted data and data string From data column The data string as shown in FIG. 7 by adding the count value data obtained by subtracting Ask for. Now this data string Looking at the graph of, the threshold value with the largest count is
SL, that is, the peak of the count value is significantly high when the focus is in focus, so even if you try to find the difference from the count value when it is out of focus, the peak of the count value on the graph becomes sharp. I understand. Note that FIG. 8 shows a graph of the count value with respect to the lens position.
すなわち、第7図において計数値が最大となるしきい値
をSLとし、その前後の値をそれぞれSL1,SL2としたとき
に、しきい値をSL,SL1,SLに設定した場合のそれぞれ、
レンズ位置に対する計数値が第8図に示されている。本
図からも明らかなようにしきい値をSLに設定した時のグ
ラフのピークが最も鋭く、したがってこのようなしきい
値を設定した時に最高の合焦点位置JPが得られることに
なり最も容易に精度良く求めることができる。That is, when the threshold value having the maximum count value in FIG. 7 is SL and the values before and after it are SL1 and SL2, respectively, when the threshold values are set to SL, SL1, and SL, respectively,
The count values for the lens position are shown in FIG. As is clear from this figure, the peak of the graph when the threshold is set to SL is the sharpest, and therefore when the threshold is set, the highest focus position JP is obtained, and the accuracy is the easiest. You can ask well.
以上のオートフォーカスに関するシステムコントローラ
17の動作手順を更に第2図によって説明する。まずステ
ップS1において結像レンズ12を所定の位置にセットし、
この状態でステップS2およびS3でカウンタ20を介して計
数値を取込みながらしきい値設定回路16を介してしきい
値を変化させ、ステップS4で全てのしきい値に対して計
数値が取込まれたか否かを判断し、全しきい値に対する
計数値が得られたならばステップS5に進んで結像レンズ
12を所定値a1だけ正方向にデフォーカスさせる。System controller for autofocus
The operation procedure of 17 will be further described with reference to FIG. First, in step S1, the imaging lens 12 is set at a predetermined position,
In this state, the threshold values are changed via the threshold value setting circuit 16 while taking in the count values via the counter 20 in steps S2 and S3, and the count values are taken in with respect to all the threshold values in step S4. If the count values for all the threshold values are obtained, the process proceeds to step S5 and the imaging lens
12 is defocused by a predetermined value a1 in the positive direction.
かくして、この状態で、ステップS6〜S8により、ステッ
プS2〜S4で実行したことを繰返し、全しきい値に対する
計数値が得られたならばステップS9に進んで、こんどは
負方向にデフォーカスさせる。Thus, in this state, steps S6 to S8 repeat the steps S2 to S4, and if count values for all threshold values are obtained, the process proceeds to step S9, where defocus is performed in the negative direction. .
ついでステップS10〜S12によりステップS6〜S8で実行し
たことを繰返し、ステップS4,S8およびS12までのそれぞ
れの手順によって得られた計数値のデータ列 からステップS13において を演算し、ステップS14において が最大となるしきい値SLを見出し、ステップS15でしき
い値をSLに設定する。Next, the steps S10 to S12 are repeated by repeating the steps S6 to S8, and the data strings of the count values obtained by the respective steps up to S4, S8 and S12. From in step S13 Is calculated, and in step S14 Finds the threshold value SL that maximizes, and sets the threshold value to SL in step S15.
次にステップS16に進み、しきい値をSLとした状態であ
らためて2値変化点をカウンタ20によって計数して取込
み、更にステップS17に進んでこんどは結像レンズ12を
移動させ、ステップS18で全てのレンズ位置において計
数値が得られるまで、ステップS16,S17を繰返し、全レ
ンズ位置での計数値が得られたならば、ステップS19に
進んで、ステップS18によって得られた結果から最も大
きい計数値となるレンズ位置JPを見出し、ステップS20
においてこのレンズ位置JPにレンズを移動させ、もって
オートフォーカス動作を終了する。Next, in step S16, the binary change point is newly counted and captured by the counter 20 in the state where the threshold value is set to SL, and further, in step S17, the imaging lens 12 is moved, and in step S18, everything is changed. Repeat steps S16, S17 until the count value is obtained at the lens position of, and if the count value at all lens positions is obtained, proceed to step S19, and obtain the largest count value from the results obtained by step S18. Find the lens position JP that becomes
At, the lens is moved to this lens position JP, and thus the autofocus operation is completed.
なお、以上の説明においてイメージセンサとして記載し
たセンサは、固形センサでも撮像管でもよく、また1次
元センサであっても2次元センサであっても上述したと
同様な手順により同様な効果を得ることができる。ま
た、結像レンズを駆動するかわりに他のレンズ、ラン
プ、マイクロフィルムあるいはイメージセンサの方を駆
動してフォーカシングしてもよいことは勿論のことシス
テムコントローラにはCPUを用いる代りに上記の動作が
実行できるハードウエアのみを用いて構成することもで
きる。また、マイクロフィルムの他、35mmフィルムやレ
ントゲンフィルム等の読取りにも適用可能である。Note that the sensor described as an image sensor in the above description may be a solid-state sensor or an image pickup tube, and may be a one-dimensional sensor or a two-dimensional sensor to obtain the same effect by the same procedure as described above. You can Further, instead of driving the imaging lens, other lens, lamp, microfilm or image sensor may be driven for focusing, and the above operation is performed instead of using the CPU for the system controller. It is also possible to configure using only executable hardware. Further, it can be applied to reading of 35 mm film, X-ray film, etc. in addition to microfilm.
以上説明したように、まず、合焦点近傍位置と非合焦点
位置でしきい値を変化させて計数値がどのように変化す
るかを測定して、各位置における計数値の差が最大値と
なるしきい値を求めることにより、このしきい値によっ
てオートフォーカス動作を行なうのに最適なしきい値が
得られるので、オートフォーカス動作によってレンズを
合焦点位置に確実に設定するようになすことができ、従
来に比しオートフォーカスの精度および成功率を著しく
向上させることができる。As described above, first, the threshold value is changed at the in-focus position and the non-focus position to measure how the count value changes, and the difference between the count values at each position is the maximum value. By obtaining the threshold value, the optimum threshold value for performing the autofocus operation can be obtained by this threshold value, so that the lens can be reliably set to the in-focus position by the autofocus operation. The accuracy and success rate of autofocus can be remarkably improved as compared with the conventional case.
更にまた、本発明によればあらかじめしきい値を設定し
ておかなくてもオートフォーカスが実行できるという特
色があるのみならず、最も適切なしきい値に設定される
ので、フォーカシングの精度および成功率が高くこの装
置をそのまま自動濃度調整装置に適用することも可能で
ある。Furthermore, according to the present invention, not only is there a feature that auto-focusing can be performed without setting a threshold value in advance, but since the threshold value is set to the most appropriate value, focusing accuracy and success rate are improved. Since this is high, it is also possible to apply this device as it is to an automatic density adjusting device.
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明オートフォーカス装置の構成の一例を示
すブロック図、 第2図はその動作手順を示す流れ図、 第3A図および第3B図は画像信号の2値化がしきい値によ
って変化し、その2値化の立上がりまたは立下がりの数
が変化する状態を説明するために合焦点時および非合焦
点時における画像信号の形態をそれぞれ示す波形図、 第4A図、第4B図および第4C図は第3A図においてしきい値
をTa,TbおよびTcの値としたときのレンズ位置と計数値
との関係をそれぞれ示す特性曲線図、 第5図は本発明においてその結像レンズを移動させる状
態を説明するための光学部分の模式図、 第6A図〜第6C図は本発明においてその動作手順中に求め
られる3態様のしきい値−計数値のそれぞれデータ図、 第7図は本発明動作手順において第6A図〜第6C図の結果
から求められるしきい値の特性曲線図、 第8図は第7図に基づいて得られたレンズ位置と計数値
との関係を一例として示す特性曲線図、 第9図は従来のオートフォーカス装置の構成の一例を示
す斜視図、 第10図は従来のカメラ用オートフォーカス装置の構成の
一例を示す説明図、 第11A図および第11B図はレンズが合焦点位置にある場合
および非合焦点位置にあるときの画像信号が2値化され
る過程をそれぞれ示す説明図である。 a……光源、 10……マイクロフィルム、 11……集光レンズ、 12……結像レンズ、 13……イメージセンサ、 14……増幅器、 15……コンパレータ、 16……しきい値設定回路、 17……システムコントローラ、 18……レンズ駆動装置、 19……イメージセンサ駆動回路、 20……2値変化点カウンタ。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an autofocus device of the present invention, FIG. 2 is a flow chart showing the operating procedure, and FIGS. 3A and 3B are binarization of image signals. FIG. 4A is a waveform diagram showing the form of an image signal at the time of in-focus and at the time of out-of-focus, respectively, in order to explain the state in which the number of rises or falls of the binarization changes depending on the threshold value. FIGS. 4B and 4C are characteristic curve diagrams showing the relationship between the lens position and the count value when the threshold values are Ta, Tb and Tc in FIG. 3A, and FIG. 5 shows the present invention. FIGS. 6A to 6C are schematic views of an optical part for explaining a state in which the imaging lens is moved, and FIGS. 6A to 6C are data diagrams of three modes of threshold value-count value obtained during the operation procedure in the present invention. , FIG. 7 shows 6A in the operating procedure of the present invention. 〜Characteristic curve diagram of threshold value obtained from the result of FIG. 6C, FIG. 8 is a characteristic curve diagram showing as an example the relationship between the lens position and the count value obtained based on FIG. 7, and FIG. 9 is FIG. 10 is a perspective view showing an example of the configuration of a conventional autofocus device, FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of a conventional camera autofocus device, and FIGS. 11A and 11B are when the lens is at the in-focus position. 3A and 3B are explanatory diagrams respectively showing a process of binarizing an image signal at a non-focused position. a: light source, 10: micro film, 11: condenser lens, 12: imaging lens, 13: image sensor, 14: amplifier, 15 ... comparator, 16 ... threshold setting circuit, 17 …… System controller, 18 …… Lens drive device, 19 …… Image sensor drive circuit, 20 …… Binary change point counter.
Claims (1)
子からなるセンサと、該センサに画像を投影する光学手
段と、該光学手段からの画像信号を2値化する手段と、
当該2値化手段に入力させるしきい値を変化させるしき
い値変化手段と、2値化された画像信号から2値変化点
を計数する手段と、該計数手段からの計数値に基づき前
記光学手段の焦点を調整する手段とを具え、その焦点の
調整に先立ち、焦点近傍の位置および複数の非合焦点の
位置において、前記しきい値変化手段により前記しきい
値を変化させて前記計数手段により各位置における複数
のしきい値に対する前記2値変化点を計数させ、前記焦
点近傍位置における計数値と、前記非合焦点位置におけ
る計数値との差が最大値となるようなしきい値を求め
て、このしきい値に設定した後焦点調整を行う手段とを
具えたことを特徴とするオートフォーカス装置。1. A sensor comprising a plurality of light receiving elements arranged in rows or on a plane, an optical means for projecting an image on the sensor, and a means for binarizing an image signal from the optical means.
Threshold value changing means for changing the threshold value input to the binarizing means, means for counting binary change points from the binarized image signal, and the optical means based on the count value from the counting means. Means for adjusting the focus of the means, and prior to the adjustment of the focus, the threshold value is changed by the threshold value changing means at a position in the vicinity of the focus and a plurality of non-focus positions, and the counting means is provided. The binary change points with respect to a plurality of threshold values at each position are counted by the above, and a threshold value is calculated so that the difference between the count value at the near-focus position and the count value at the out-of-focus position becomes the maximum value. And a means for adjusting the focus after setting the threshold value.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60230961A JPH0664226B2 (en) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | Autofocus device |
| US06/854,569 US4762985A (en) | 1985-04-25 | 1986-04-22 | Auto-focus apparatus applied to image reading apparatus and the like |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60230961A JPH0664226B2 (en) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | Autofocus device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6291906A JPS6291906A (en) | 1987-04-27 |
| JPH0664226B2 true JPH0664226B2 (en) | 1994-08-22 |
Family
ID=16916029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60230961A Expired - Fee Related JPH0664226B2 (en) | 1985-04-25 | 1985-10-18 | Autofocus device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0664226B2 (en) |
-
1985
- 1985-10-18 JP JP60230961A patent/JPH0664226B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6291906A (en) | 1987-04-27 |
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