JPH0746199B2 - マイクロフィルムリ−ダプリンタのオ−トフオ−カス方法 - Google Patents

マイクロフィルムリ−ダプリンタのオ−トフオ−カス方法

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JPH0746199B2
JPH0746199B2 JP61245520A JP24552086A JPH0746199B2 JP H0746199 B2 JPH0746199 B2 JP H0746199B2 JP 61245520 A JP61245520 A JP 61245520A JP 24552086 A JP24552086 A JP 24552086A JP H0746199 B2 JPH0746199 B2 JP H0746199B2
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signal
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隆裕 秀島
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Fuji Photo Film Co Ltd
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  • Focusing (AREA)
  • Variable Magnification In Projection-Type Copying Machines (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

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
いて画像のコントラスト信号を求め、投影レンズをこの
コントラストが最大となる位置に制御するマイクロフィ
ルムリーダプリンタのオートフォーカス方法に関するも
のである。
(発明の背景) CCDラインセンサなどのイメージセンサを用いて合焦判
別する場合には、イメージセンサの露光量が適正な範囲
内に入っていることが必要である。例えば過大な露光量
ではブルーミングが生じ、また過少な露光量ではイメー
ジセンサのダイナミックレンジを十分に生かせないとい
う問題が生じるからである。
従来はこの露光量をCdSなどによって検出していたため
画像の平均的な露光量を検出することになり、正確な検
出ができないという不都合があった。特にマイクロフィ
ルムリーダプリンタにおいては、原画の明るさの変動幅
が大きく、例えばネガ原画の場合にはCdSで露光量検出
すると画像部分でブルーミングが生じ、ポジ原画の場合
には反対に画像部分での露光量が不足してしまうという
問題が生じる。
(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
画がネジかポジかに関係なく常に適正な露光量にし、ま
たイメージセンサのダイナミックレンジを最大限に活用
して正確な合焦判別を速やかに行うことが可能なマイク
ロフィルムリーダプリンタのオートフォーカス方法を提
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、マイクロフィルムの画像投
影光をイメージセンサにより走査して得られる出力信号
からコントラスト信号を求め、このコントラスト信号が
最大となるように投影レンズ位置を制御する方法におい
て、前記出力信号の最大値および最小値を予め設定し、
前記出力信号が前記最大・最小値範囲外となる投影レン
ズ位置に対しては前記出力信号が最大・最小値範囲内に
入るように露光量を制御し、すでに求めたコントラスト
信号には露光量の変化量に対応した修正係数を乗算して
補正を行う一方、他の投影レンズ位置に対しても同様に
必要に応じて露光量の制御とすでに求めたコントラスト
信号の補正とを行い、異なる露光量に対するコントラス
ト信号を用いて投影レンズの合焦位置を求めると共に、
前記出力信号が前記最大値より大かつ最小値より小とな
る時には、前記出力信号が最大値より小となることを優
先させて露光量を決めることを特徴とするマイクロフィ
ルムリーダープリンタのオートフォーカス方法、により
達成される。
すなわちイメージセンサの出力信号が最大・最小値範囲
を出ないように露光量を制御する一方、露光量を変えた
時にはすでに求めたコントラスト信号を補正して各投影
レンズ位置に対するコントラスト信号の大小を比較する
ものである。なお出力信号が最大値より大かつ最小値よ
り小となるような投影レンズ位置に対しては、最大値を
越えないことを優先させるものである。ここに露光量は
光源の光量を変化させてもよいのは勿論であるが、この
場合には一般に光量の色温度すなわち光の波長成分の割
合が変化することになり、プリンタの感光体の感度変化
を引きおこす。そこでイメージセンサの駆動パルス周波
数を制御することによりい露光量を制御するのが望まし
い。
(原理) 投影レンズ20の位置xとコントラスト信号Cとの間には
第5図に示す関係があり、この図で3つの仮想線e1
e2、e3はそれぞれ露光量E1、E2、E3に対する仮想的な特
性を示す。ここにE1>E2>E3の関係があり、e1、e2では
合焦位置xFを含むある範囲で出力信号がイメージセンサ
のダイナミックレンジを越えるので実際上は求められな
い。今露光量E1で投影レンズを第5図の原点から離れる
合焦位置xF方向へ移動させるものとする。投影レンズが
合焦位置xFに近づくと投影光の像は次第にシャープにな
るのでラインセンサの出力信号Vの振幅が増大する。従
って出力信号Vがイメージセンサの直線性を保つ最大・
最小値範囲を越える場合には露光量E1を減少し、例えば
第5図の位置x1で露光量をE1からE2にする。投影レンズ
をさらに合焦位置xF方向へ移動させれば、再び出力信号
Vが最大・最小値範囲を越えるようになるので、位置x2
で再び露光量E2をE3に減少する。
この結果コントラスト信号Cは第5図に実線a、b、c
で示すように不連続な曲線として、求められる。ここに
各曲線e1,e2,e3は互いにほぼ相似するので、実線a、b
を下方に所定量移動すれば、ほぼ曲線e3に乗る。各実線
a、bの移動量は露光量の変化(E1−E2)、(E2−E3
に対応するものであるから、予め測定してRAMなどのメ
モリに記憶しておくことができる。また各実線a、b、
cがそれぞれ投影レンズ20の位置x1、x2で連続するよう
に移動量を求めてもよい。
このように、露光量を変化させた後のコントラスト信号
Cを示す曲線上に、先に異なる露光量で求めたコントラ
スト信号Cを示す曲線を適宜の手法により補正して移動
させれば、一本の連続する曲線を求めることができ、こ
の一本の曲線が最大となる位置xFを求めこの位置xFに投
影レンズを位置させれば合焦となる。ここに異なる露光
量で求めたコントラスト信号は補正して用いるから、露
光量を変える度に最初から走査をやり直す必要がなくな
り、速やかな動作が可能である。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例であるオートフォーカス装置
のブロック図、第2図はその動作の流れ図、第3図は出
力波形を示す図、第4図はラインセンサ出力信号と露光
量との関係を示す図、第5図はコントラスト信号のレン
ズ位置に対する変化を示す図、第6図はリーダプリンタ
の全体概略図である。
第1、6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、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、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1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はCCDドライバ64
に入力され、このCCDドライバ64は後記CPU76の指令する
駆動周波数でラインセンサ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(露光量)に
ほぼ比例して変化するパルス信号を出力する(第4図参
照)。このパルス信号は、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3図(I)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は帯域フィルタ68
を通って第3図(II)の出力wとされる。
70はピークホールド回路である。このピークホールド回
路70は出力信号wの最大値を検出するものであり、この
最大値がこの時の投影レンズ20の位置xに対するコント
ラスト信号Cとなる第3図(III)参照。
このコントラスト信号CはA/D変換器72でデジタル信号
に変換され、入力インターフェース74を介してCPU76に
入力される。第1図で78はCPU76の制御プログラム等を
記憶するROM、80はRAM、82は出力インターフェース、84
および86はD/A変換器、88、90はそれぞれモータ58、60
を駆動するドライバである。
92は出力信号Vの最大値V(M)を設定する設定器、94
は最小値V(m)を設定する設定器である。これら最大
値V(M)と最小値V(m)とはそれぞれ比較器96の逆
相入力端と比較器98の非逆相入力端とに入力されて、出
力信号Vと比較される。このため出力信号が最大値V
(M)より大となれば比較器96が正の信号をCPU76に送
り、最小値V(m)より小となれば比較器98が正の信号
をCPU76に送る。最大値V(M)および最小値V(m)
は、第4図に示すようにブルーミングが発生しない範囲
でかつ露光量Eとほぼ比例関係が成立する範囲で設定さ
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a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。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の出力に基づいて第2
図に示す手順に従って露光量を制御しつつコントラスト
を求める。
最初適当な露光量となるようにCPU76はCCDドライバ64の
駆動パルス周波数fを指令して、この周波数fでライン
センサ56の走査を開始する(ステップ100)。この時の
ラインセンサ56の出力信号Vの直線性が得られる範囲内
(第4図参照)で出力信号Vの最大値(M)と最小値
(m)とを予め設定器92、94にそれぞれ設定しておく。
ラインセンサ56の走査中出力信号VがV(m)より大き
く(ステップ102)かつV(M)より小さければ(ステ
ップ104)、一走査が完了した時に(ステップ106)ピー
クホールド回路70が記憶するコントラスト信号CをCPU7
6に読込んでこの時の投影レンズ20の位置xと共に
(C、x)としてRAM80に記憶する(ステップ108)。以
上の各ステップ100〜108の動作を順次投影レンズ20を移
動させつつ繰り返し(ステップ110)、コントラスト信
号Cが最大となる投影レンズ20の位置xを求める(ステ
ップ111)。
ここに投影レンズ20が合焦位置方向へ移動すると出力信
号Vの振幅が大きくなる。例えば出力信号Vが第3図
(I)の一点鎖線のように現われる場合に、投影レンズ
20が合焦位置xに近づけば実線のように変化する。従っ
てこの時にはコントラスト信号Cも増大する。
出力信号Vと振幅が増大し、最小値V(m)より小さく
なると(ステップ102)、比較器98の出力が正に変化しC
PU76は露光量不足と判断する。CPU76はこの時にはCCDド
ライバ64の駆動パルス周波数fを段階的に下げて(f−
Δf)とする。この結果ラインセンサ56の各画素の露光
時間が長くなり露光量EがΔEだけ増大する(ステップ
114)。またCPU76はこの露光量Eの変化量ΔEに対する
コントラスト信号Cの修正係数αを求め、C×αを補正
後のコントラスト信号CとしてRAM80に記憶する(ステ
ップ116)。この修正係数αは予めRAM80やROM78に変化
量ΔEの関数として記憶しておき、適宜に読出してもよ
いし、また第5図の曲線a、b、cが一つの曲線e3上に
乗るように演算により求めてもよい。
また出力信号が最大値V(M)より大きくなれば(ステ
ップ104)、比較器96の出力が正に変化し、CPU76が露光
量過大と判断する。CPU76はCCDドライバ64の走査周波数
fを上げて(f+Δf)として露光量を減らす(ステッ
プ118)。またこの時の修正係数βを前記ステップ116の
場合と同様に求め、C×βを補正後のコントラスト信号
CとしてRAM80に記憶する(ステップ120)。
このようにステップ114、118で露光量Eを変化させた時
にはその時のレンズ位置xのまま再度走査を行う(ステ
ップ100)。
CPU76は以上のように露光量を変化させた時は以前に求
めたコントラスト信号Cを補正しつつ投影レンズ20を移
動させ(ステップ110)、補正後のコントラスト信号を
含む一本の曲線(第5図の曲線e3に対応)が最大となる
レンズ位置xFを求め、ここに合焦とする(ステップ12
2)。この合焦位置xFを求めるには、曲線の傾きから求
める山登り法、半値幅法、全スキャン法等の種々のアル
ゴリズムが使用可能である。
この合焦状態でプリンタモードにすれば(ステップ12
4)反射鏡24が第6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。
またステップ104をステップ102の後に配置したステップ
104を102に優先させるようにしたものである。このた
め、出力信号Vが最大値V(M)より大かつ最小値V
(m)より小となる投影レンズ20の位置では、最大値V
(M)を越えないことが優先され、ラインセンサ56のブ
ルーミングを確実に防止できる。
また以上の実施例ではイメージセンサの駆動パルス周波
数fを変えることにより露光量を制御するが、本発明は
光源12の照度を変化させたり、濃度の異なるフィルタを
介在させてイメージセンサへの入射光量を変化させるこ
とにより露光量を制御するものも含む。
さらに前記実施例では出力信号Vを比較器96、98で最大
値V(M)、最小値V(m)と比較するが、これら比較
器96、98の機能をCPU76で行うようにしてもよいのは勿
論である。
(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が最
大・最小値V間の範囲内に入るように露光量を制御する
一方、この露光量の変化量に対応してすでに求めたコン
トラスト信号に修正係数を乗算して補正するものであ
る。そしてこのように補正したコントラスト信号と補正
の必要がないコントラスト信号とを用いてこれらのコン
トラスト信号が最大となる投影レンズの位置を合焦位置
とするものである。従って速やかに合焦位置を求めるこ
とができ、オートフォーカス動作中にイメージセンサの
ブルーミングが生じたりすることなくまた原画がネジか
ポジかに関係なく常に適切な露光量に制御できる。また
イメージセンサのダイナミックレンジを最大限に活用し
て高精度な合焦判別ができる。
ここにマイクロフィルムに写し込まれた画像は一般にバ
ックグラウンド部分と文字などの画像を含む場合が多
く、明暗の変化が著しく大きい。このような原稿ではイ
メージセンサの出力信号が許容範囲の最大値以上になる
と同時に、最小値以下になることが多い。このような場
合には最大値を越えないことを優先させたから、イメー
ジセンサにとって不都合が大きいブルーミングを確実に
防止して合焦判別を高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例であるオートフォーカス装置
のブロック図、第2図はその動作の流れ図、第3図は出
力波形を示す図、第4図はラインセンサ出力信号と露光
量との関係を示す図、第5図はコントラスト信号のレン
ズ位置に対する変化を示す図、第6図はリーダプリンタ
の全体概略図である。 20……投影レンズ、56……イメージセンサとしてのCCD
ラインセンサ、68……帯域フィルタ、70……ピークホー
ルド回路、92,94……設定器、V……出力信号、C……
コントラスト信号、E……露光量、α,β……修正係
数。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マイクロフィルムの画像投影光をイメージ
    センサにより走査して得られる出力信号からコントラス
    ト信号を求め、このコントラスト信号が最大となるよう
    に投影レンズ位置を制御する方法において、 前記出力信号の最大値および最小値を予め設定し、前記
    出力信号が前記最大・最小値範囲外となる投影レンズ位
    置に対しては前記出力信号が最大・最小値範囲内に入る
    ように露光量を制御し、すでに求めたコントラスト信号
    には露光量の変化量に対応した修正係数を乗算して補正
    を行う一方、他の投影レンズ位置に対しても同様に必要
    に応じて露光量を制御とすでに求めたコントラスト信号
    の補正とを行い、異なる露光量に対するコントラスト信
    号を用いて投影レンズの合焦位置を求めると共に、前記
    出力信号が前記最大値より大かつ最小値より小となる時
    には、前記出力信号が最大値より小となることを優先さ
    せて露光量を決めることを特徴とするマイクロフィルム
    リーダープリンタのオートフォーカス方法。
  2. 【請求項2】前記露光量は前記イメージセンサの駆動パ
    ルス周波数を変えることにより制御することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のマイクロフィルムリーダ
    ープリンタのオートフォーカス方法。
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