JPH0664227B2 - Autofocus system - Google Patents

Autofocus system

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JPH0664227B2
JPH0664227B2 JP60230962A JP23096285A JPH0664227B2 JP H0664227 B2 JPH0664227 B2 JP H0664227B2 JP 60230962 A JP60230962 A JP 60230962A JP 23096285 A JP23096285 A JP 23096285A JP H0664227 B2 JPH0664227 B2 JP H0664227B2
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threshold value
focus
lens
image
sensor
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誠一郎 里村
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Canon Inc
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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方式に関し、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方
式に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an autofocus system, and more particularly to an autofocus system suitable for reading an image on a microfilm or the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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5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により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. Causes CCDf to scan in the direction of the arrow, and CCDf converts the intensity of incident light into an electric signal. 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 will be lost, this adjustment requires 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. Requires advanced technology.

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CDf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、画像を合
焦点位置へセットすることが非常にむずかしし上に、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 CDf obtained via the adapter lens AL have good corresponding adjustments, an unskilled operator may move the image to the in-focus position. Very difficult to set, the operator moves the focusing lens up and down to change the focal length and adjust the image focus on the microfilm 1, either by manual knob or by electric (motor). ) Is moved by a device that decelerates the power from gears by means of gears, etc., so in this type of device, the vertical movement of the focusing lens centering on the in-focus position is in the range of several μm to several tens of μm ), And beyond that, if you go out of range,
The image becomes 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6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. 6 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.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

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方式を提案す
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 makes it easy to achieve the autofocus is found in advance. It is an object of the present invention to propose an autofocus method which has a high success rate and can improve accuracy by binarizing an image signal according to a threshold value.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

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、初期設定の位置に
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2値変化点を計数し、その計数値のうち
の最大値となる計数値に対応するしきい値を求めて焦点
調整を行うようにし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. And a means for adjusting the focus of the optical means on the basis of the optical means. Prior to the adjustment of the focus, the threshold value is changed by the threshold value changing means and the binary change point is counted by the counting means at the initial setting position. The focus adjustment is performed by obtaining the threshold value corresponding to the maximum count value of the count values.

〔作 用〕[Work]

このように構成したオートフォーカス方式においては、
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、まず所定のレンズ位置で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
しきい値でレンズ位置を変化させて、それぞれの位置で
の計数値を求め、これらの計数値のうちで最大となると
きのレンズ位置にレンズをセットさせることにより、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 system configured in this way,
An autofocus operation performed 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 is first performed at a predetermined lens position. The threshold value for binarization is changed to obtain the count value of the number of binary change points, and the threshold value that gives the largest value among these count values is obtained. By changing the lens position with such a threshold value, obtaining the count value at each position, and setting the lens to the lens position that is the maximum of these count values, a highly accurate and accurate It is possible to guarantee the operation.

〔実施例〕〔Example〕

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、之を電気的なセン
サ信号に変換した上増幅器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, converts it into an electric sensor signal, and sends it to the upper amplifier 14. 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7A図および第7B図によって説明す
ると、ここで、第7A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l
−l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 Figures 7A and FIG. 7B, where Figure 7A shows a signal binarization stage when the lens 12 is in the focused position, l 1 in now (I)
When scanning between -l 2 with a sensor, 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7B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l−l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. 7B 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7A図における(III)の波形と第7B図にお
ける(III)の波形とを比較すると、第7A図の(III)で
は立上がりのエッジがl−lとして得られたもの
が、第7B図の(III)ではエッジがe′,e′および
′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. 7A with the waveform of (III) in FIG. 7B, the rising edge obtained as l 1 -l 7 in (III) of FIG. 7A is In FIG. 7B (III), there are three edges e 1 ′, e 4 ′ and e 6 ′. 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、これより高いしいき値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では、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
定されたレンズの位置(経験的に得られる合焦点近傍位
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。
Therefore, in the system controller 17, before executing a series of autofocus procedures, first, the threshold value setting circuit 16 is used at a preset lens position (empirically obtained near focus position). The count value is read while changing the value.

かくして、読み取りが終ったならば、計数値が最大とな
るようなしきい値を見出し、このようなしきい値にセッ
トしてしきい値設定回路16からコンパレータに供給す
る。次にレンズ駆動装置18を介して結像レンズ12を移動
させながら2値変化点カウンタ20によって変化点を計数
させ、その計数値の極大となるレンズ位置に結像レンズ
12をセットすることができる。
Thus, when the reading is completed, a threshold value that maximizes the count value is found, and such threshold value is set and supplied from the threshold value setting circuit 16 to the comparator. Next, while moving the image forming lens 12 via the lens driving device 18, the change point is counted by the binary change point counter 20, and the image forming lens is located at the lens position where the count value is maximum.
12 can be set.

以下に、その動作手順を第2図によって説明する。The operation procedure will be described below with reference to FIG.

まず、ステップS1において結像レンズ12を所定の位置に
固定し、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
否かを判断する。
First, in step S1, the imaging lens 12 is fixed at a predetermined position, and in this state, the threshold value is changed while taking the count value through the counter 20 in steps S2 and S3, and all threshold values are changed in step S4. It is determined whether or not the count value has been captured.

かくして全てのしきい値に対して計数値が取込まれたな
らばステップS5に進み、最大の計数値が得られるしきい
値Tを見出し、ステップS6でしきい値をTに設定して、
続くステップS7およびS8でカウンタ20を介して計数値を
取込みながらレンズ12の位置を移動させ、ステップS9で
全てのレンズ位置で計数値が取込まれたか否かを判断す
る。
Thus, if the count values have been taken in for all the threshold values, the process proceeds to step S5, the threshold value T at which the maximum count value is obtained is found, and the threshold value is set to T in step S6.
In subsequent steps S7 and S8, the position of the lens 12 is moved while fetching the count value via the counter 20, and in step S9, it is determined whether or not the count value is fetched at all the lens positions.

しかして、全てのレンズ位置での計数値が取込まれたな
らばステップS10に進んで取込まれた計数値のうち最大
となるときのレンズ位置JPを見出し、ステップS11でこ
のレンズ位置JPにレンズをセットし、フォーカス動作が
終了する。そして、画像読取りを開始する。
Then, if the count values at all the lens positions are captured, the process proceeds to step S10 to find the lens position JP that is the maximum among the captured count values, and at step S11 select this lens position JP. The lens is set and the focus operation ends. Then, image reading is started.

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、マスクロフィルムの読取りの他、35mmフィ
ルムやレントゲンフィルムの読取り等にも適用可能なこ
とは言う迄もない。
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. Needless to say, the present invention can be applied to reading of 35 mm film and X-ray film as well as reading of mask film.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、その焦点合せに
先立ち、レンズを所定位置に固定した状態で画像信号を
2値化するしきい値を変化させて2値画像信号における
立上がりまたは立下がりの変化点を計数し、その計数値
が最大となるようなしきい値を求めて、このしきい値に
セットしたまま次はレンズの焦点距離を変化させて再度
上記の計数値を求め、この計数値が極大値となるような
レンズ位置を見出して、このレンズ位置にレンズがくる
よう焦点調整を行うので、計数値が最大となるようなし
きい値を求めることによって、最も鋭敏に合焦点位置の
見出し易い状態が得られ、この状態でしきい値を固定し
てレンズを移動させることにより合焦点位置である計数
値のシャープなピークを正確に指定することができるも
ので、フィルムの種類や厚さ、あるいは装置の経年変化
や移動中の狂いによって正確な合焦点が困難であった従
来の装置に比して、極めて容易かつ精密にオートフォー
カスを実施することができる。
As described above, according to the present invention, the threshold value for binarizing the image signal is changed while the lens is fixed at a predetermined position before the focusing, so that the rising edge or the falling edge of the binary image signal is changed. The change point is counted, and the threshold value that maximizes the count value is calculated.Next, while setting this threshold value, the focal length of the lens is changed and the count value is calculated again. The lens position where the numerical value becomes the maximum value is found, and the focus is adjusted so that the lens comes to this lens position.Therefore, by obtaining the threshold value that maximizes the count value, the focus position of the focus position becomes the sharpest. A state that is easy to find can be obtained, and by fixing the threshold value and moving the lens in this state, the sharp peak of the count value, which is the in-focus position, can be accurately specified. S and thickness, or in comparison with the conventional device accurate focus has been difficult due to aging or deviation during movement of the apparatus, it can be carried out very easily and precisely autofocus.

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密および成功率が高く、この
方式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 executed without setting a threshold value in advance, but since the threshold value is set to the most appropriate value, the precision of focusing and the success rate are improved. However, this method can be applied to an automatic density adjusting device as it is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明オートフォーカス方式を適用した装置の
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6図は従来のカメラ用オートフォーカス方式の一例を
示す説明図、 第7A図はレンズが合焦点位置にある時のまた、第7B図は
レンズが非合焦点位置にあるときのそれぞれ信号2値化
の状態を段階的に示す説明図である。 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。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an apparatus to which the autofocus system of the present invention is applied, FIG. 2 is a flow chart showing the operation procedure, and FIGS. 3A and 3B show thresholding of image signals. FIG. 4A and FIG. 4B are waveform charts showing the forms of the image signal at the in-focus and out-of-focus points, respectively, for explaining the state in which the number of rising or falling of the binarization changes depending on the value. And FIG. 4C is a characteristic curve diagram showing the relationship between the lens position and the count value when the threshold values are the values of Ta, Tb and Tc in FIG. 3A, and FIG. 5 is the configuration of the conventional autofocus device. FIG. 6 is an explanatory view showing an example of a conventional autofocus system for a camera, FIG. 7A is when the lens is at the in-focus position, and FIG. 7B is when the lens is out of focus. Signal binarization state when It is an explanatory view stepwise showing. 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)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】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、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、初期設定の位置において、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
により前記2値変化点を計数し、その計数値のうちの最
大値となる計数値に対応するしきい値を求めて焦点調整
を行うようにしたことを特徴とするオートフォーカス方
式。
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 and the binary change point is counted by the counting means at an initial setting position. Then, the autofocus method is characterized in that the focus adjustment is performed by obtaining a threshold value corresponding to the maximum count value of the count values.
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