JPH0685552B2 - オートフォーカス機構を備えた画像読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はオートフオーカス機構を備えた画像読取装置に
関し、特にマイクロフイルム等の画像読み取りに適した
オートフオーカス機構を備えた画像読取装置に関するも
のである。

〔従来技術〕

多量に発生する文書等の画像情報をマイクロフイルムに
高密度に記録し、必要に応じてその都度マイクロフイル
ムの記録画像をCCD等のイメージセンサにより読取るこ
とが提案されている。

この様な読取り装置は、光源により露光されたマイクロ
フイルムの透過光をレンズ，ミラー等の光学部材により
イメージセンサに導びき、イメージセンサはその透過光
の強弱により画像読取りを行なう。従って、マイクロフ
イルム上の画像が正確に焦点合せされてイメージセンサ
に導びかれなければ、良好な画像読取りは達成できな
い。

そこで、マイクロフイルムの透過光を光学スクリーンに
導びいて、画像表示し、その表示画像をモニタしなが
ら、オペレータがレンズ位置等を調整することが行なわ
れていた。

しかしながら、この手動による焦点合せを確実となすた
めには、スクリーン上の画像焦点とイメージセンサ上の
それとが完全に対応付けられていることが必要である。
しかしながら、搬送時の振動や温度差による影響等によ
り、それらが対応付かなくなる可能性があり、この様な
場合、正確な焦点合せが実行できない。また、それらの
対応付けが完全であっても、不慣れなオペレータでは焦
点合せを正確とするのは難しかった。

そこで、この焦点合せ動作を人手を煩わさずに自動的に
行なうオートフオーカス機能が研究，開発されている。
これは読取るべきフイルム画像の透過光を光電変換素子
に導びき、この光電変換素子の出力に基づいて実行され
るが、フイルムにきずや汚れ等のある画像や画像の記録
されていないエリアからの透過光でオートフオーカス動
作してしまうと、正確な焦点合せが実行できず、良好な
画像読取りがなされないことがある。

〔目的〕

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、人手を煩ら
わすことなく画像の焦点合せを正確に実行するととも
に、不都合なオートフオーカス動作を防止することので
きるオートフオーカス機構を備えた画像読取装置を提供
するものであり、詳しくは、列状に配列された複数の受
光素子からなるセンサと、上記センサに画像を投影する
光学手段と、上記センサを受光素子の配列方向に対して
垂直方向に移動する移動手段と、上記センサの出力信号
の変化点を各走査について計数する計数手段と、上記計
数手段による変化点の極大値に基づいて上記光学手段の
焦点を調整する調整手段と、上記調整手段による焦点調
整に先だって、上記移動手段により上記センサを移動さ
せつつ上記計数手段により変化点の計数を行なわせ、上
記計数手段による最大計数値を求め、その後、上記移動
手段により上記センサを再移動させつつ上記計数手段に
より変化点の計数を行なわせ、上記計数手段による計数
値が上記最大計数値から得られた所定値以上となる位置
に上記センサを位置せしめ、その位置において上記調整
手段により焦点調整を行なわせる制御手段とを有するオ
ートフォーカス機構を備えた画像読取装置を提供するも
のである。

〔実施例〕

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図はマイクロフイルムに記録されている画像を電子
的に読取る読取り装置の構成例を示す図である。

フイルム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に倒しオペレータはスクリーン上に表示され
た画像をモニタしてレンズ群ｃの位置の調整を不図示の
レバーによって行なうか、又は、後述する如くのオート
フオーカス機構により実行される。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により複数の受光素子が主走査方向に配列
されたCCD等のイメージセンサｆを矢印方向（主走査方
向に対して垂直な副走査方向）に走査させてイメージセ
ンサｆ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。

第２図は第１図示の読取り装置における回路構成例を示
す回路ブロツク図である。ａは画像を読み取るための光
源であるところのランプ、ｂはその光を集める集光レン
ズ、１は読み取るべきマイクロフイルム、ｃはマイクロ
レンズの像を結像する結像レンズ、ｆは画像を読み取っ
て電気信号に変換するイメージセンサである。

イメージセンサｆはマイクロフイルム１上の像に相当す
るアナログセンサ信号を出力し、これをアンプ14で増幅
した画像信号をコンパレータを有した２値化回路15で２
値化し、その２値画像信号をプリンタあるいは画像メモ
リに対して出力する。

一方、この２値画像信号の変化点の数、つまりエツジの
数を２値変化点カウンタ20でカウントする。フイルム１
上の同一ラインを走査すれば、このカウント値は結像レ
ンズｃが最適フオーカス地点に設定された時に極大値と
なる。

この画像信号の変化点数によりる焦点合せ動作を第５図
を用いて説明する。第５図において、（Ｉ）はマイクロ
フイルム上の画像を示し、また（II）はイメージセンサ
ｆの出力、そして、（III）は２値画像信号を夫々示
す。

第５図（ａ）は、ジヤストピントの状態、（ｂ）は、ピ
ンボケの状態を示している。

第５図（ａ）の（Ｉ）におけるl₁−l₂間をイメージセン
サｆにより主走査すると、第５図の（ａ）の（II）の様
な波形となる。（実際のCCD出力信号は、段階状になる
が説明を容易とするため略す）このイメージセンサｆの
出力を２値化回路15において閾値TLで２値化すると第５
図（ａ）の（III）の様な出力信号を得る。（ジヤスト
ピント時） 次にピンボケ時を第５図（ｂ）について説明する。

第５図（ｂ）の（Ｉ）は、イメージセンサｆ面での結像
であるが、実際には、l₁−l₂間を主走査（スキヤン）す
る。ここで、イメージセンサｆよりの出力信号（II）
は、しきい値TLを横切る数が減り、２値化回路15よりの
出力信号は第５図（ｂ）の（III）の如く立ち上がりエ
ツヂもｅ′1,e′4,e′４の３ケとなってしまい、ジヤス
トピント時におけるエツジ数よりも明らかに小となるこ
とがわかる。

従って、上記の立ち上りエツジｅをカウントすることに
より、焦点の状態を知ることが出来る。

システムコントローラ17はマイクロコンピユータから構
成され、イメージセンサ駆動回路19に画像読み取り指示
信号を出力し、そこから出力される走査信号によってイ
メージセンサｆを移動させる。一方システムコントロー
ラ17はレンズ駆動装置18にレンズ駆動信号を出力し、レ
ンズ駆動装置18に設けられたパルスモータ（不図示）を
動作せしめることにより結像レンズｃの位置を変化せし
める。これにより任意のフオーカス地点における画像を
読み取ることができる。

システムコントローラ17は結像レンズｃのフオーカス地
点を徐々に変化させながらそれぞれの地点における２値
変化点カウンタ20のカウント値を逐次取りこみ、カウト
値が極大値となるようなフオーカス地点に結像レンズｃ
を設定するようにする。

副走査モータｇは、イメージセンサｆを、これを用いて
画像を読み取るために機械的に走査させるためのモー
タ、イメージセンサ駆動回路19は副走査モータｇを制御
する回路で、これらによりマイクロフイルム１上の任意
のライン上の画像を読み取ることができる。

オートフオーカスモードスイツチ21はシステムコントロ
ーラ17によりオートフオーカス動作の実行を指定するた
めにオペレータにより動作されるスイツチで、前述の如
く第１図示の読取り装置では焦点合せ動作をマニユアル
によっても可能であるので、これにより、焦点合せ動作
をマニユアルで行なうか、オートフオーカス機能を用い
て行なうかの選択を行なう。

この構成を用いて前述の原理でオートフオーカス動作を
実行しようとすると、画像の無いラインを読み込んでも
オートフオーカス不可能で、画像情報量の大きいライン
を用いるほど、オートフオーカス動作は確実性、精度が
向上する。例えば第３図のようなフイルム上の画像を用
いてオートフオーカス動作を実行しようとした時、画像
の存在しないＢラインを用いてもオートフオーカス不可
能で、また、ＣよりもＡのラインの方が画像の変化点が
多くオートフオーカスの確実性と精度が高くなる。

つまり第３図のような画像を持つフイルムでオートフオ
ーカスを実行しようとした時、前述のオートフオーカス
動作を実行する前に、このフイルム上の最も画像情報量
の大きいラインＡの位置にイメージセンサを設定するこ
とが有効な手段となる。

これを実現するために、システムコントローラ17は、イ
メージセンサｆを副走査モータｇで少しづつ移動させな
がら、２値変化点カウンタ20によって各ラインの２値変
化点カウント値を取り込む。こうしてフイルム画像の一
部又は全領域のなるべく多数の地点において、そのライ
ン上の２値変化点カウント値を取り込んだ後、それらの
カウント値の最大値を求め、それに所定係数例えば70％
を乗じた値Thを求める。

次にイメージセンサｆを再び起点に戻し、再び少しづつ
移動させながら、２値変化点カウント値を取り込む。カ
ウント値が前述の如く求められた値Thを超えた地点でセ
ンサの移動を止めて、その地点でそのライン上の画像情
報によって、前述のオートフオーカス動作を行なう。

尚、オートフオーカス動作を実行すべき画像ラインの検
出のために、画像の一部又は全領域について求められた
変化点数の最大値に所定係数を乗じた値Thを用いるの
は、イメージセンサｆの読取り位置が最初と次のときと
で完全に一致することはなく、従って、得られるカウン
ト数も走査毎に異なるので、そのカウント数の変動分を
補償して位置設定を行なうためである。尚、本実施例で
はThを最初の走査で得られた最大値に所定係数を乗じた
値としたが、その他、Thを得られた最大値の上下の所定
範囲内の値としたり、得られた値のうち、上からいくつ
かの値の平均値をThとして用いることも可能である。

以上のオートフオーカス動作のためのシステムコントロ
ーラの制御手段のフローチヤート図を第４図に示す。

オートフオーカスモードスイツチ21によりオートフオー
カス動作が選択された場合、画像の読取りに先だって、
ステツプS1においてオートフオーカス動作のために副走
査モータｇによりイメージセンサｆを起点から移動開始
する。このときに、レンズＣは経験的に定められた疑似
合焦点位置に設定され、且つ、２値化回路は焦点合せ用
の閾値TLを用いて画像信号の２値化動作を実行する。

次にステツプS2で１ラインの読取りが終了したならば、
２値変化点カウンタ20のカウント値を取込む。このカウ
ンタ20はイメージセンサの一走査毎に入力する画像信号
の変化点をカウントするものである。次に、ステツプS3
で読取位置にセツトされたマイクロフイルムの画像の全
測定領域でカウント値の取込みを実行終了したか否かを
判断する。全測定領域での取込み終了していなければイ
メージセンサｆの読取りを継続し、再度カウンタ20から
のカウント値の取込みをステツプS2で行ない、これを画
像の全測定領域について終了する迄繰返す。

全測定領域についての各走行毎のカウント値の取込みを
終了したならば、ステツプS4でイメージセンサｆを起点
に戻し、更に、ステツプS5において、取込まれたカウン
ト値の中から最大値を求め、その最大値に所定係数（本
実施例では0.7）を乗じた値Thを求める。

そして、ステツプS6にて再度副走査モータｇによりイメ
ージセンサｆを起点から移動開始する。次に、１ライン
の読取りが終了したならば、２値変化点カウンタ20のカ
ウント値をステツプS7で取込む。そして、そのカウント
値がステツプS5で求められた値Th以上であるか否かをス
テツプS8で判断する。カウント値が値Th以上でなければ
次のラインの読取りに係わるカウンタ20からのカウント
値の取込みをステツプS7で行ない、これを、カウント値
が値Th以上となる迄繰返す。この動作により、カウント
値が値Th以上となるラインが生じたならば、ステツプS9
において副走査モータをステツプS9で停止し、イメージ
センサｆをその位置の読取状態で保持する。これによ
り、オートフオーカス検出に適した位置をイメージセン
サｆが読取り可能となる。

次にステツプS10でレンズＣ移動用のパルスモータを駆
動し、レンズＣを始点にセツトする。そして、ステツプ
S11でイメージセンサｆの主走査を行なう。尚このとき
はイメージセンサｆの副走査移動は行なわない。イメー
ジセンサｆの一ラインの主走査毎にカウンタ20のカウン
ト値（焦点情報の数）を取込み内蔵メモリに格納する。
尚、このとき、パルスモータのステツプ数も一緒に記憶
する。そして、ステツプS13でレンズＣが終点にあるか
否かを判断する。終点に達していなければステツプS12
に進み、レンズＣ移動用のパルスモータを１ステツプ動
作し、レンズＣを始点から終点の方向へ１ステツプ動作
せしめる。そして、再びステツプS11においてイメージ
センサｆを主走査せしめ、焦点情報をカウントしメモリ
に記憶する。これを、レンズＣが焦点に達する迄繰返し
行なうと、レンズＣが始点から終点迄移動する各ステツ
プにおける複数回の主走査の夫々におけるカウンタ20の
カウント値がメモリに記憶される。

レンズＣが終点迄達したならば、ステツプS14に進み、
メモリに主走査毎に記憶されているカウント値の最大値
を探し、また、その最大値に対応したパルスモータのス
テツプ数を認識する。そして、ステツプS15において認
識したステツプ数の位置にレンズＣを移動すべく、レン
ズ駆動装置18のパルスモータを駆動する。これにより、
レンズＣはジヤストピント位置にセツトされることにな
る。

以上の様に、本実施例の構成によるとフイルムの種類や
画像の種類にかかわりなく、常に安定した画像情報を持
つライン上においてフオーカシング測定を行なうことが
できる。

尚、以上の実施例では画像読取りセンサとして受光素子
が列状に配列されたイメージセンサを用いたが、他の撮
像素子でもよい。また、焦点合せのために結像レンズを
駆動するかわりに、他のレンズ、ランプ、マイクロフイ
ルムあるいはイメージセンサを駆動してフオーカシング
してもよい。更に、２値変化点の計測は、副走査モータ
を動かしながら行なっても、あるいは副走査を止めてか
ら行なってもよい。

また、一本の画像ラインにおけるフオーカシングの精度
が不足する場合、カウント値が最小フオーカス可能カウ
ント値より大きい複数のラインにおいてフオーカス測定
を行ない、それらを平均すれば精度が上がるものであ
る。

また、マイクロフイルム以外に35mmフイルムやレントゲ
ンフイルムの読取り動作を行なっても良いことは言う迄
もない。

また、オートフオーカス最適位置検出のための２回のイ
メージセンサの移動に際し、イメージセンサの往動時に
最大カウント値の検出動作を行ない、復動時に最大値に
基づくイメージセンサの読取位置設定動作を行なっても
よい。これによるとイメージセサの移動に要する時間短
縮がなされる。

〔効果〕

以上説明した様に本発明によると、画像の中でオートフ
オーカスに適した位置において、良好な焦点調整可能と
なり、誤まった焦点合せがなされてしまう如くの不都合
を除去できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したマイクロフイルムの読取り装
置の構成例を示す図、第２図は第１図示の読取り装置に
おける回路構成例を示すブロツク図、第３図はマイクロ
フイルムの画像の例を示す図、第４図はオートフオーカ
ス動作の制御手順を示すフローチヤート図、第５図はオ
ートフオーカス動作の原理を示す図であり、１はマイク
ロフイルム、15は２値化回路、17はシステムコントロー
ラ、20は２値変化点カウンタ、Ｃはレンズ、ｆはイメー
ジセンサである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】列状に配列された複数の受光素子からなる
   センサと、 上記センサに画像を投影する光学手段と、 上記センサを受光素子の配列方向に対して垂直方向に移
   動する移動手段と、 上記センサの出力信号の変化点を各走査について計数す
   る計数手段と、 上記計数手段による変化点の極大値に基づいて上記光学
   手段の焦点を調整する調整手段と、 上記調整手段による焦点調整に先だって、上記移動手段
   により上記センサを移動させつつ上記計数手段により変
   化点の計数を行なわせ、上記計数手段による最大計数値
   を求め、その後、上記移動手段により上記センサを再移
   動させつつ上記計数手段により変化点の計数を行なわ
   せ、上記計数手段による計数値が上記最大計数値から得
   られた所定値以上となる位置に上記センサを位置せし
   め、その位置において上記調整手段により焦点調整を行
   なわせる制御手段とを有することを特徴とするオートフ
   ォーカス機構を備えた画像読取装置。