JPH0711617B2 - 画像検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、CCDラインセンサなどのイメージセンサを用
いて合焦判別するオートフォーカス装置の画像検出方法
に関するものである。

（発明の技術的背景） CCDラインセンサなどのイメージセンサを用いたオート
フォーカス方法が種々提案されている。しかしこのオー
トフォーカス動作にはその動作に適した画像領域の投影
光がイメージセンサに入力されていることが前提とな
る。例えば単一明度の画像領域や濃度変化の頻度が少な
い領域では正しいオートフォーカス動作ができず誤動作
の原因となる。

そこでオートフォーカス動作に先行してオートフォーカ
スに適する画像領域であるか否かを判断する方法が提案
されている。例えばラインセンサの出力信号を所定の二
値化レベルで二値化し、その極性反転回数換言すれば白
黒反転回数を求め所定回数以上であれば画像有りとする
ものがある。しかしこの方法はマイクロリーダプリンタ
のように原画にネガ・ポジのフィルムが使用される場合
にはネガ・ポジ用にそれぞれ別の二値化レベルを用意
し、ネガ・ポジの種類を人手で設定していずれかの二値
化レベルを選択する必要があり、操作が面倒であった。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、原
画がネガ・ポジのいずれかであっても自動的に適切な画
像を含む領域を判別することができ、人手によるネガ・
ポジの設定が不要になるオートフォーカス装置の画像検
出方法を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明によればこの目的は、画像投影光をイメージセン
サにより走査して得られるイメージセンサの出力信号を
用いて、投影レンズを合焦位置に制御するオートフォー
カス装置の画像検出方法において、前記イメージセンサ
の出力信号をネガ用およびポジ用の各二値化レベルによ
り二値化して各極性反転回数を求め、各極性変化度数を
さらにネガ用およびポジ用の各一定値と比較する動作を
並行して行い、前記各極性反転回数の少くとも一方が前
記一定値以上となる画像領域を検出してオートフォーカ
ス動作を行うことを特徴とする画像検出方法により達成
される。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例であるリーダプリンタの全体
概略図、第２図はそのオートフォーカス制御装置のブロ
ック図、第３図は動作の流れ図、また第４図はラインセ
ンサの出力信号Ｖおよび各部出力波形を示し同図（Ａ）
はネガフィルムに同（Ｂ）はポジフィルムに対応する。

第１、２図において符号10はマイクロフィッシュやマイ
クロロールフィルムなどのマイクロ写真の原画である。
12は光源であり、光源12の光はコンデンサレンズ14、防
熱フィルタ16、反射鏡18を介して原画10の下面に導かれ
る。リーダモードにおいては、原画10の透過光（画像投
影光）は、投影レンズ20、反射鏡22、24、26によって透
過型スクリーン28に導かれ、このスクリーン28に原画10
の拡大投影像を結像する。プリンタモードにおいては、
反射鏡24は第１図仮想線位置に回動し、投影光は反射鏡
22、30、32によってPPC方式のスリット露光型プリンタ3
4に導かれる。プリンタ34の感光ドラム36の回転に同期
して反射鏡22、30が移動し、感光ドラム36上に潜像が形
成される。この潜像は所定の極性に帯電されたトナーに
より可視像化され、このトナー像が転写紙38に転写され
る。

40はゾーン設定手段であり、フォーカスゾーンを示すマ
ーク42と、このマーク42をスクリーン28上で移動させる
ための手動のつまみ44とを備える。ゾーンの位置ａは位
置検出部46で検出されて制御手段48に送出される。

50はフォーカス制御用光学系であり、画像投影光の光軸
上に配置された半透鏡52と、投影レンズ54と、イメージ
センサとしてのCCDラインセンサ56と、サーボモータ58
とを備える。投影レンズ20を通過した投影光の一部は半
透鏡52により投影レンズ54を通してラインセンサ56に導
かれる。ラインセンサ56はモータ58により光軸に直交す
る方向へ移動可能となっている。また投影レンズ54は、
投影光がスクリーン28あるいは感光ドラム36の投影面上
に合焦する位置に投影レンズ20を置いた時に、ラインセ
ンサ56の受光面上にも正確に結像するように、その焦点
距離が決められている。

オートフォーカス機構は投影レンズ20を光軸方向に進退
動させるサーボモータ60を備え、投影光がスクリーン28
あるいは感光ドラム36の投影面上に正しく結像するよう
に制御手段48により焦点制御される。

制御手段48は第２図に示すように構成される。すなわち
クロック62が出力するクロックパルスに同期してCCDド
ライバ64はラインセンサ56を駆動する。このラインセン
サ56はその一走査毎に各画素の入射光量に対応して電圧
変化するパルス電圧を出力する。このパルス電圧は、各
画素の特性のバラツキなどのために同じ光量が投影され
ていても各画素毎に変動する。信号処理回路66は各画素
のこの特性のバラツキを補正し、かつ波形整形して第４
図Ａ、Ｂの出力信号Ｖとする。

このように信号処理された出力信号ＶはA/D変換器68で
デジタル信号に変換され、入力インターフェース70を介
してCPU72に入力される。第２図で74はCPU72の制御プロ
グラム等を記憶するROM、76はRAM、78は出力インターフ
ェース、80および82はD/A変換器、84、86はそれぞれモ
ータ58、60を駆動するドライバである。

第２図で100、102は比較器であり、各比較器100、102の
非反転入力端には出力信号Ｖが入力され、反転入力端に
はそれぞれ可変抵抗104、106で設定されるネガ用および
ポジ用の二値化レベルa,bが入力される（第４図参
照）。従ってこれら比較器100、102の出力は第４図c,d
で示すようにＶ＞ａ、Ｖ＞ｂの範囲でＨレベルとなる。
ここに二値化レベルａ、ｂは一定の固定値として設定す
ることは勿論可能であるが、濃度ヒストグラムに基づい
て設定するのが望ましい。

第５図はヒストグラム用いてこの二値化レベルa,bを求
める原理図であり、画像出力信号Ｖの出力波形が一定値
h₀と交わる２点l,mのうち、大きい方ｌに一定値αを加
算してネガ用の一定値ａ＝（ｌ＋α）とし、小さい方ｍ
から一定値βを減算してポジ用の一定値ｂ＝（ｍ−β）
と設定することができる。

第２図において108、110は単安定マルチバイブレータで
あり、比較器100、102の出力ｃ、ｄの波形の立上がりに
同期して一定時間幅の極性反転パルスe,fを出力する。
これらの極性反転パルスe,fはラインセンサ56の一走査
毎にカウンタ112、114で積算される。これらのカウント
値Nn,Npはそれぞれ極性反転回数を示し、それぞれ設定
器116、118で設定された一定値Mn,Mpと比較器120、122
において比較される。そして各カウント値Nn,Npが一定
値Mn、Mpに達すると比較器120、122は画像有りとしてＨ
レベルとなる信号g,hを出力する。信号g,hはOR回路124
に入力され、いずれかの信号ｇまたはｈがＨレベルとな
ればそのＨレベルの信号ｇまたはｈがCPU72に読込まれ
る。

次に本実施例の動作を説明する。制御手段48は、まずゾ
ーン設定手段40で設定されたゾーンの位置を読込んで、
このゾーンに対応する領域の投影光がラインセンサ56に
入射するようにサーボモータ58を制御する。使用者は反
射鏡24を第１図実線位置においたリーダモードを選択
し、目標原画をスクリーン28に投影させる（ステップ20
0）。この投影光の一部は半透鏡52によってラインセン
サ56に導かれる。

制御手段48は次にラインセンサ56の出力信号Ｖを読み込
んで記憶する一方（ステップ202）、この出力信号Ｖに
基づいて露光量測定を行う（ステップ204）。すなわち
信号処理回路66の出力信号Ｖはインターフェース70を介
してCPU72に読込まれ、CPU72で露光量制御が行われる。
露光量が適正でなければ（ステップ206）光量を変更し
（ステップ208）、再度露光量測定を行う。この露光量
の調整は、例えばラインセンサ56の各画素の出力信号電
圧のうち、バックグラウンド領域に対応する画素の電圧
を選んでこれが所定電圧になるように光源12の光量を調
整することにより行われる。

次に制御手段48はラインセンサ56に入力された投影光に
オートフォーカスに適した画像が含まれるか否かを判断
する。第５図に示したようにして二値化レベルa,bを求
める場合には、一度目の走査により出力信号Ｖの濃度ヒ
ストグラムを求め、前記の演算ａ＝ｌ＋α、ｂ＝ｍ−β
によりネガ用、ポジ用の各二値化レベルa,bを求める。
そしてラインセンサ56を動かしながら各二値化レベル
ａ、ｂによって二値化し（ステップ210）、その極性反
転回数Nn,Npをカウンタ112、114で積算する（ステップ2
12）。そしてカウント値Nn,Npが一定値Mn,Mpより大きけ
れば比較器120、122は画像有りとするＨレベルの信号ｇ
またはｈをOR回路124に出力する（ステップ214）。従っ
てネガフィルムに対しては二値化レベルａを用いたカウ
ント値Nnがまたポジフィルムに対しては二値化レベルｂ
を用いたカウント値Npがそれぞれ有効となり、原画のネ
ガ・ポジに関係なく適切な画像が有れば、OR回路からＨ
レベルの信号ｇ、またはｈが得られる。ここにポジフィ
ルムはゴミによる積算誤差が大きく現れる特性を有する
から、ポジ用の一定値Mpはネガ用の一定値Mnよりもゴミ
による誤差分を予め加算した値に設定するのが望まし
い。

CPU72は信号ｇ、ｈのいずれもがＨレベルにならなけれ
ば画像無しとしてブザーやランプなどの警報を発しフォ
ーカスゾーンの変更を要求する（ステップ216）。使用
者はスクリーン28を見ながらつまみ44を操作し、投影像
の画像が有る他の位置にマーク42が重なるようにマーク
42を移動する。CPU72はこの新しい領域に対してライン
センサ56を移動させステップ102以降の動作を繰り返
す。信号ｇ、ｈのいずれかがＨレベルであれば適正な画
像有りとし（ステップ218）制御手段48は再びこのライ
ンセンサ56を一走査してその時の出力に基づいてオート
フォーカス制御を行う（ステップ220）。

このオートフォーカス制御の方法は種々のものが適用可
能であり、例えば出力信号Ｖからコントラストが最大と
なる投影レンズ20の位置を求め、その位置を合焦とする
（ステップ222、224）。

この合焦状態でプリンタモードにすれば（ステップ22
6）、反射鏡24が第１図仮想線位置に回動し、転写紙38
に画像が転写されてハードコピーが得られる。

本実施例ではフォーカスゾーンは使用者がスクリーン28
を見ながらつまみ44により手動で変更し、これに伴って
ラインセンサ56が移動するように構成したが、マーク4
2、つまみ44等の手動のゾーン設定手段を省き、CPU72の
指令によって画像無しの場合にモータ58を駆動して自動
的にフォーカスゾーンを変更するようにしてもよい。

なおイメージセンサはCCDラインセンサに限られるもの
ではなく、MOS型ラインセンサ、あるいはエリアセンサ
であってもよい。

（発明の効果） 本発明は以上のように、イメージセンサの出力信号をネ
ガ用およびポジ用の各二値化レベルによって二値化し、
そのそれぞれの極性反転回数の積算値の一方がそれぞれ
ネガ用およびポジ用として定めた一定値以上になると適
切な画像有りと判別する。そしてオートフォーカス動作
を行うようにしたので、原画がネガかポジかに関係なく
自動的に適切な画像の有無を判別でき、適正なオートフ
ォーカス動作が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるリーダプリンタの全体
概略図、第２図はそのオートフォーカス制御装置のブロ
ック図、第３図は動作の流れ図、第４図はイメージセン
サの出力信号および各部出力波形を示す図、第５図は二
値化レベルを求める原理の説明図である。 10……原画、 20……投影レンズ、 56……一次元固体イメージセンサ、 112,114……カウンタ、 a,b……二値化レベル、 Nn,Np……カウント値（極性反転回数）、 Mn,Mp……一定値。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像投影光をイメージセンサにより走査し
   て得られるイメージセンサの出力信号を用いて、投影レ
   ンズを合焦位置に制御するオートフォーカス装置の画像
   検出方法において、 前記イメージセンサの出力信号をネガ用およびポジ用の
   各二値化レベルにより二値化して各極性反転回数を求
   め、各極性反転回数をさらにネガ用およびポジ用の各一
   定値と比較する動作を並行して行い、前記各極性反転回
   数の少くとも一方が前記一定値以上となる画像領域を検
   出してオートフォーカス動作を行うことを特徴とする画
   像検出方法。
2. 【請求項２】前記一定値は、ポジ用の一定値がネガ用の
   一定値よりも大きい値に設定されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の画像検出方法。