JPS63172113A - 光学装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、リーグプリンタ、顕微鏡、拡大投影機などの
複数の交換レンズを有する光学装置に適用される制御方
法に関するものである。

（発明の技術的背景） マイクロ写真原画の投影画像をスクリーンや感光体に結
像させ、スクリーン上で拡大投影像を視認したり感光体
に結像させたハードコピーを得るようにしたリーダプリ
ンタがある。この種の装置で投影像の一部をラインセン
サなとのＣＣＤイメージセンサに導き、このラインセン
サの出力から求めた画像のコントラストに基づいて合焦
か否かを判別し、合焦状態になるように投影像の光学系
を制御することが考えられている。

しかしここに投影レンズを交換可能とした場合には、レ
ンズ交換の度に投影画像の照度が大幅に変化するため、
ラインセンサの露光量が極端に変化することになる。従
来よりラインセンサの出力信号が一定範囲に入るように
ラインセンサの駆動周波数を制御することは行われてい
るが、露光量がこのように極端に変動する場合には出力
信号が適切な範囲に入る駆動周波数を速やかに検出する
のが困難であり、検出までの所要時間が長くなるという
問題があった。

（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、レ
ンズ交換により投影画像の露光量が著しく変化する場合
に、イメージセンサの露光量が適当な範囲に入る駆動周
波数を速やかに決定して露光量の制御に要する時間を大
幅に短縮することが可能な光学装置の制御方法を提供す
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、交換レンズの１つを介して
投影画像をＣＣＤイメージセンサに導き、このイメージ
センサの出力信号に基づいてオートフォーカス動作を行
う光学装置において、前記イメージセンサの適切な露光
量に対応する大まかな駆動周波数を各交換レンズ毎に予
め記憶しておき、レンズ交換時には、選択したレンズに
対応する前記駆動周波数を読出しこの周波数で前記イメ
ージセンサを駆動することを特徴とする光学装置の制御
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グプリンタの全体
概略図、第２図はそのラインセンサの移動範囲を示すス
クリーンの正面図、第３図は制御系のブロック図、第４
図と第５図は原画とラインセンサを移動した時の特定画
素の出力波形とを示し第４図はネガ原画に対するものを
第５図はポジ原画に対するものである。また第６図はコ
ントラストを求める過程の各部出力波形図、第７図は画
像検出動作の流れ図である。

第１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。１
２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（投影画像）は、投影レンズ２０、反射鏡２２．２
４．２６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３４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
。なお投影レンズ２ｏは複数用意され交換可能となって
いる。使用されるレンズ２０の倍率や種類は後記レンズ
センサ８４で検出される。

４０はＣＣＤラインセンサであり、このラインセンサ４
０はスクリーン２８の左上角部の外側を支点として回動
する回動アーム４２の回動端に取付けられている。この
回動アーム４２はモータ４４により第２図の斜線範囲内
で回動される。このモータ４４すなわち回動アーム４２
の回動角θはロータリエンコーダ４６により検出される
。

５０は制御手段であり、ラインセンサ４０を移動させつ
つこのラインセンサ４０の特定の画素の出力に基づいて
画像検出のためのスライスレベルを変化させ、これと平
行して適切な画像の有無を判別する画像検出動作を行う
。またこの制御手段５０はラインセンサ４８の出力信号
に基づいて合焦判別を行い、投影レンズ２０をモータ５
１（第１図）によって合焦位置に移動させるオートフォ
ーカス動作や、プリンタ３４の制御、反射鏡２２．２４
．３０の移動等を行うものである。

この制御手段５０を含む制御系は第３図に示すように構
成される。すなわちＣＰＵ５２は適当な周波数を指令す
る信号ａをクロック発生器５４へ送り、このクロック発
生器５４はこの指令された周波数の駆動パルスｂをライ
ンセンサ４０に送る。ラインセンサ４０はこの駆動パル
スｂによって各画素の出力信号Ｃを順次増幅器５６へ送
出する。このようにしてラインセンサ４０の主走査が行
われる。この出力信号Ｃは増幅器５６で増幅され出力信
号ｄとされる（第６図（Ｉ）参照）。

この出力信号ｄはバンドパスフィルタ５８により第６図
（ＩＩ　）に示す信号ｅとされた後、ピークホールド回
路６０に入力されて第６図（ｍ）に示すコントラスト信
号Ｃとされる。この信号Ｃの最大値がこの一回の七走査
におけるコントラストとなる。なお第６図で横軸にはラ
インセンサ４０の画素順を示す。

出力信号ｄはまたサンプルホールド回路６２に入力され
、このサンプルホールド回路６２はクロ、り発生器５４
が特定の画素の出力信号に同期して出力する同期信号ｂ
′に基づき、この特定画素の出力信号ｄ′のみを一時記
憶する。６４は切換スイッチであり、このスイッチ６４
はＣＰＵ５２の指令により主走査の途中でサンプルホー
ルド回路６２に記憶された出力信号ｄ′をＡ／Ｄ変換器
６６を介してＣＰＵ５２に読込む一方、主走査終了時に
はピークホールド回路６０に記憶されたコントラストＣ
をＡ／Ｄ変換器６６を介してＣＰＵ５２に読込む。ＣＰ
Ｕ５２は出力信号ｄ′のピーク値Ｄ　（ｍａｘ）とミニ
マム値Ｄ（ｍｉｍ）とを求めて一時記憶する一方、コン
トラストＣも一時記憶する。

出力信号ｄはまたブルーミング検出用の比較器６８の非
反転入力端に入力される。この比較器６８の反転入力端
には設定器７０で設定されたブルーミングが発生する出
力レベルが入力される。

従って比較器６８はブルーミングが発生すると論理＋１
１１１となるブルーミング信号ｆをＣＰＵ５２に入力す
る。ＣＰＵ５２はこの時にはラインセンサ４０の露光量
を減らすためにラインセンサ４０の駆動周波数を高くし
てラインセンサ４０の蓄積時間を短かくするように信号
ａを変更する。

出力信号ｄはさらに比較器７２．７４の非反転入力端に
入力される。比較器７２はネガ原画に対するスライスレ
ベルＳ。を決定するために用いられ、その反転入力端に
はＣＰＵ５２が記憶した前記出力信号ｄ′のミニマム値
Ｄ（ｍｉｎ）に所定値αを加算した（Ｄ　（ｍ　ｉ　ｎ
）　＋　α）がＤ／Ａ変換器７６を介して入力される。

この（Ｄ（ｍｉｎ）＋α）はネガ原画に対するスライス
レベルＳｎを示す。比較器７４はポジ原画に対するスラ
イスレベルｓｐを決定するために用いられ、その反転入
力端にはＣＰＵ５２が記憶した前記出力信号ｄ′のピー
ク値Ｄ　（ｍａｘ）から所定値βを減算した（Ｄ　（ｍ
　ａ　ｘ）−β）がＤ／Ａ変換器７８を介して人力され
る。この（Ｄ（ｍａｘ）−β）はポジ原画に対するスラ
イスレベルＳｐを示す。

比較器７２．７４は、出力信号ｄがそれぞれスライスレ
ベルＳ。、Ｓ３以上になると論理”１′′の信号をカウ
ンタ８０．８２に送出し、カウンタ８０．８２は比較器
７２．７４の出力が論理パＩ　１１になる回数をカウン
トしてＣＰＵ５２に送出する。すなわちラインセンサ４
０をその主走査方向（長手方向）に直交する副走査方向
へ移動させつつ以上の動作を繰り返せば、出力信号ｄが
スライスレベルＳ。、Ｓｐを越える度にカウンタ８０．
８２には１が加算される。このカウント値が一定数以上
になれば画像があったものとする。

このカウント値の一定数は、フィルム原画に付若したゴ
ミにより誤ってカウントすることがあることを考慮して
、ｒｌＪ、「２」と設定するのは望ましくなく、例えば
「４」以上に設定するのがよい。

第１．３図において８４は投影レンズ２０の倍率や種類
を検出するレンズセンサであり、ＣＰＵ５２はこのセン
サ８４の出力に基づき投影レンズ２０の倍率を検知する
。一般にスクリーン２８上の照度は光軸から遠くなるほ
ど低■し、この照度ムラは投影レンズ２０の倍率により
ほぼ一義的に決まる。第３図のメモリ８６にはこのレン
ズ毎の照度ムラに対する補正曲線が予め記憶され、ＣＰ
Ｕ５２はラインセンサ４０の回動位置θに対してコント
ラストＣおよび出力信号ｄ′あるいはスライスレベルＳ
ｎ、Ｓｐを補正する。

８８は本発明に係るメモリであり、このメモリ８８には
、レンズ２０の倍率に対して露光量がほぼ適正となるラ
インセンサ４０の駆動周波数が各交換レンズ毎に予め記
憶されている。この周波数は各交換レンズに対してライ
ンセンサ４０のラフな露光量を決めれば足り、特にこの
実施例では前記した比較器６８がブルーミングを検出し
て露光針を減少するブルーミング防止機能を持つから、
このメモリ８８にはややブルーミング気味の露光量とな
るように駆動周波数を記憶しておくのが望ましい。

メモリ９０はセンサ８４が検出したレンズ２０毎の過去
の合焦位置を記憶している。

ＣＰＵ５２は、レンズ２０の交換の度にセンサ８４の出
力に基づいて判別したレンズの過去のレンズ合焦位置を
このメモリ９０から読出し、画像検出動作およびオート
フォーカス動作に先行してレンズ２０をこの過去の合焦
位置に移動させる。

これによりレンズ２０が合焦位置から著しく離れ投影像
が著しくポケることによる動作不能状態の発生を防止す
る。

次に本実施例の動作を説明する。使用者はまず希望する
倍率の投影レンズ２０を選択して装着する。使用者は次
に反射鏡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。ＣＰ
Ｕ５２はレンズセンサ８４の出力信号に基づいて、投影
レンズ２０の倍率や種類を判別する（ステップ１００、
第７図）。またＣＰＵ５２はレンズセンサ８４の出力信
号に基づいて、投影レンズ２０の過去の合焦位置をメモ
リ９０から読出し、レンズ２０をこの合焦位置に移動さ
せるようにモータ５１を制御する。

ＣＰＵ５２はさらに使用するレンズ２０の倍率あるいは
種類に対応するラインセンサ４０の駆動周波数をメモリ
８８から読出し、クロック発生器５４にこの周波数を指
令する信号ａを出力する（ステップ１０２）。ＣＰＵ５
２はまたレンズ２０の倍率に従って照度ムラの補正曲線
をメモリ８６からＣＰＵ５２内のメモリに読込み、オー
トフォーカス動作の準備が整う。

使用者はスイッチ（図示せず）によりオートフォーカス
モードを選択すれば（ステップ１０４）、ＣＰＵ５２は
ラインセンサ４０を第２図に実線で示すスクリーン２８
の上方外側の位置からスクリーン２８内へ移動させるよ
うにモータ４４を始動する（ステップ１０６）、このラ
インセンサ４０の回動角度θはエンコーダ４６で検出さ
れ、第２図の範囲ｅ内に入るとまず画像検出動作が始ま
る（ステップ１０８）。

この範囲θはスクリーン２８の中央部の矩形の範囲Ｘと
重なる範囲でもある。この矩形の範囲Ｘは、例えばスク
リーン２８の中央に縦および横向きにＡ４サイズの拡大
像を投影した場合に重なる範囲に相当し、原画が縦向き
か横向きかに関係なく常に画像が存在する可能性が非常
に高い範囲でもある。

ラインセンサ４０がθの範囲に入るとその出力信号ｄや
他の信号やメモリの内容等を用いて所定の動作を行う。

この出力信号ｄは比較器６８においてブルーミングが発
生する出力レベルの設定値と比較され（ステップ１１０
）、ブルーミングが発生していればその出力信号ｆが”
１”となるので、ＣＰＵ５２はラインセンサ４０の駆動
周波数を上げて露光量を減少するように指令する信号ａ
をクロック発生器５４に送出する（ステップ１１２）。

ブルーミングが発生していなければ、ラインセンサ４０
の１または複数の特定画素の出力信号ｄ′はクロック発
生器５４の出力信号ｂ′によってサンプルホールド回路
６２に一時記憶される一方、−回の主走査によるコント
ラストＣはピークホールド回路６０に記憶される。スイ
ッチ６４の切換えにより出力信号ｄ′およびコントラス
トＣが一回の主走査毎にＣＰＵ５２に読込まれる。

ＣＰＵ５２はラインセンサ４０が移動している間この１
または複数の特定画素の出力信号ｄ′の変化を監視し、
そのピーク値Ｄ（ｍａｘ）とミニマム値Ｄ（ｍｉｎ）と
を求め続ける（ステップ１１４）。

第４図（Ａ）はネガ原画に対するこの特定画素の移動軌
跡を示し同図（Ｂ）はその時の出力信号ｄ′の変化を移
動圧ｆｌ１Ｍに対して示している。また第５図（Ａ）、
（Ｂ）は同じくポジ原画に対するものである。なお文＝
ｎｏ以上の範囲が前記第２図における範囲Ｘに対応し、
ＣＰＵ５２はそれ以後の出力信号ｄ′を用いてピーク値
、ミニマム値を求める。

ＣＰＵ５２はこれらミニマム値、ピーク値から所定値α
、βをそれぞれ加・減算し、 Ｓｎ　　＝Ｄ　　（ｍｉ　　ｎ）＋ａ Ｓ、＝Ｄ　　（ｍａｘ）　　−β をそれぞれネガおよびポジ原画に対するスライスレベル
とする（ステップ１１６）。

また前記所定値α、βは、透過光束Ｆｏと入射光束Ｆと
の比Ｆ　／　Ｆ　Ｏの対数で表わされる光学濃度で表わ
した場合、ミニマム値およびピーク値の０．１〜０．６
、好ましくは０．２〜０，４程度に設定しておくのが望
ましい。

ＣＰＵ５２はこれらスライスレベルＳｎ、ＳｐをＤ／Ａ
変換器７６．７８に送出する。比較器７２．７４は出力
信号ｄがスライスレベルＳｎ、Ｓｐを越える度に１１１
１１を出力し、カウンタ８０．８２がこの回数をカウン
トする。すなわち第４．５図の（Ｂ）に示すように、ラ
インセンサ４０の移動につれてミニマム値り、（ｍｉｎ
）、ピーク値Ｄ　（ｍａｘ）およびスライスレベルＳｎ
、Ｓｐは変化し続け、画像があればその時の主走査によ
る出力信号ｄが大きく変化するため、ネガ原画であれば
カウンタ８０のカウント値がまたポジ原画であればカウ
ンタ８２のカウント値が増加する。ＣＰＵ５２はこれら
カウント値が所定値（例えば４）以上になればその時の
スライスレベルＳｎ、Ｓｐは適切であり、画像有りと判
断しくステップ１１８）、ラインセンサ４０を停止する
（ステップ１２０）。以上のステップ１０８〜１１８の
動作を範囲Ｘの内側で繰返しくステップ１２２）、画像
有りと判断できなければ（ステップ１１８．１２２）、
異常ありとしてレンズの移動等を指令するかオートフォ
ーカス動作を停止する（ステップ１２４）。

スライスレベルＳｎ、Ｓｐの精度は、ラインセンサ４０
の移動回数および主走査回数が多くなるほど高くなるが
、一般には１０〜２０回程度のラインセンサ４０の移動
と主走査を行えば十分な精度になる。

次に制御手段５０はこのラインセンサ４０の出力信号ｄ
に基いてオートフォーカス制御を行う。

この制御には種々のアルゴリズムが可能である。

例えば、投影レンズ２０の成る位置でラインセンサ４０
の各画素の出力電圧から求めた輝度Ｉの最大、最小Ｉ　
（Ｍ）　　、　Ｉ　（ｍ）を求め、次式％式％（）） で定義される可視度Ｖが最大となる投影レンズ２０の位
置を投影レンズ２０を順次移動させながら検出するパ山
登り法”が用いられる。また合焦点を横断するように投
影レンズ２０を一度移動させ、その時の輝度の変化特性
曲線の半値幅から合焦点を求めたり（半値幅法）、一度
全範囲に亘って投影レンズ２０を移動させ、輝度Ｉが最
大となる位置を求めてもよい（全スキャン法）、このよ
うにしてオートフォーカス制御が完了すると制御手段５
０はモータ４４を逆方向に駆動してラインセンサ４０を
スクリーン２８の外に退出させる。

スクリーン２８に現われた拡大投影像を見た後、プリン
タモードにすれば、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。

以上の実施例はリーダプリンタに本発明を適用したもの
であるが、本発明は顕微鏡、拡大投影機４等の光学装置
、特に光源照度が一定で交換レンズを有する他の光学装
置に適用可能なもので、これらを包含する。

また以上の実施例ではラインセンサ４０を弧状の軌跡に
沿って移動させたが、本発明はこれに限られず、ライン
センサと直行方向に直線的に移動させるものも含む。

（発明の効果） 本発明は以上のように、イメージセンサの駆動に°おお
むね適する駆動周波数を交換レンズ毎に予め記憶してお
き、選択したレンズに対応してこの駆動周波数を読出し
てイメージセンサをこの周波数でまず駆動するものであ
る。従ってイメージセンサの露光量は適正範囲に必ず入
るこ゛とになり、レンズ交換の時にこの適正範囲に入る
駆動周波数を求めるための動作時間が非常に短くなる。

このためその後さらに最適露光量とするための一層高精
度な露光量制御を行うとしても、全体の動作時間は著し
く短かくなる。

【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図はそのラインセンサの移動範囲を示すス
クリーンの正面図、第３図は制御系のブロック図、第４
図と第５図は原画とラインセンサを移動した吟の特定画
素の出力波形とを示し第４図はネガ原画に対するものを
第５図はポジ原画に対するものでる。また第６図はコン
トラスト信号を求める過程の各部出力波形図、第７図は
画像検出動作の流れ図である。 １０・・・原画、 ２０・・・投影レンズ、 ２８・・・スクリーン、 ４０・・・イメージセンサとしての ＣＣＤラインセン九 ５２・・・ＣＰＵ、 ８８・・・メモリ、 ｄ・・・出力信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 交換レンズの１つを介して投影画像をＣＣＤイメージセ
   ンサに導き、このイメージセンサの出力信号に基づいて
   オートフォーカス動作を行う光学装置において、 前記イメージセンサの適切な露光量に対応する大まかな
   駆動周波数を各交換レンズ毎に予め記憶しておき、レン
   ズ交換時には、選択したレンズに対応する前記駆動周波
   数を読出しこの周波数で前記イメージセンサを駆動する
   ことを特徴とする光学装置の制御方法。