JPS6381307A - 合焦点位置検知方法および装置 - Google Patents
合焦点位置検知方法および装置Info
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- JPS6381307A JPS6381307A JP61227207A JP22720786A JPS6381307A JP S6381307 A JPS6381307 A JP S6381307A JP 61227207 A JP61227207 A JP 61227207A JP 22720786 A JP22720786 A JP 22720786A JP S6381307 A JPS6381307 A JP S6381307A
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Landscapes
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
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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。
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)
この発明は、製版用スキャナやファクシミリなどのよう
に原画からの光を走査ヘッドのピックアップレンズによ
り受光して光電走査する画像走査入力装置において、該
走査ヘッドの合焦点位置を自動的に検知するための方法
および装置に関する。
に原画からの光を走査ヘッドのピックアップレンズによ
り受光して光電走査する画像走査入力装置において、該
走査ヘッドの合焦点位置を自動的に検知するための方法
および装置に関する。
(従来の技術とその問題点)
従来、例えば製版用スキャナにおいて、走査ヘッドの焦
点合せは作業者が目視にて行なっていた。
点合せは作業者が目視にて行なっていた。
第16図は従来の製版用スキャナにおける走査ヘッドの
入力走査光学系を示す構成図であり、原画シリンダ1に
貼着された原画2からの透過光又は反射光を走査ヘッド
に設けられたピックアップレンズ3により受光して、原
画2の実像を絞り4の位置に結像させ、該絞り4を通過
した光を光電子増倍管5に入光させて電気信号に変換す
るように構成されている。このとき原画2の実像を絞り
4の位置に正しく結ばせる方法として、ピックアップレ
ンズ3と絞り4との間に可動ミラー6を配設するととも
に、較り4と光学距離が同一になる位置にスクリーン7
を配置し、可動ミラー6により反射された光をスクリー
ン7に投影させて、該投影像を作業者が目視にて観察し
ながらピックアップレンズ3の焦点合せを行なうように
している。
入力走査光学系を示す構成図であり、原画シリンダ1に
貼着された原画2からの透過光又は反射光を走査ヘッド
に設けられたピックアップレンズ3により受光して、原
画2の実像を絞り4の位置に結像させ、該絞り4を通過
した光を光電子増倍管5に入光させて電気信号に変換す
るように構成されている。このとき原画2の実像を絞り
4の位置に正しく結ばせる方法として、ピックアップレ
ンズ3と絞り4との間に可動ミラー6を配設するととも
に、較り4と光学距離が同一になる位置にスクリーン7
を配置し、可動ミラー6により反射された光をスクリー
ン7に投影させて、該投影像を作業者が目視にて観察し
ながらピックアップレンズ3の焦点合せを行なうように
している。
すなわち作業者は、図示しないピックアップレンズ駆動
系によりピックアップレンズ3を原画シリンダ1に対し
前後に微動させつつスクリーン7上の前記投影像が最も
鮮明となる位置を探り、当該位置を当該原画2に対する
合焦点位置として製版用スキャナの制御装置(図示せず
)に記憶させる。
系によりピックアップレンズ3を原画シリンダ1に対し
前後に微動させつつスクリーン7上の前記投影像が最も
鮮明となる位置を探り、当該位置を当該原画2に対する
合焦点位置として製版用スキャナの制御装置(図示せず
)に記憶させる。
このような焦点合せ操作ならびに走査開始/終了位置や
ハイライト点、シャドー点位置などの設定を予め全ての
原画に対して行なっておき、その後の走査に際しては可
動ミラー6を退避させて光を光電子増倍管5に導くとと
もに、各原画の走査に先立ち当該原画に対する合焦点位
置を呼出して前記図示しないピックアップレンズ駆動系
により自動的にピックアップレンズ3を合焦点位置に位
置決めすることで、走査の自動化を図っている。
ハイライト点、シャドー点位置などの設定を予め全ての
原画に対して行なっておき、その後の走査に際しては可
動ミラー6を退避させて光を光電子増倍管5に導くとと
もに、各原画の走査に先立ち当該原画に対する合焦点位
置を呼出して前記図示しないピックアップレンズ駆動系
により自動的にピックアップレンズ3を合焦点位置に位
置決めすることで、走査の自動化を図っている。
ところが、上述した従来技術では、作業者が目視にて焦
点合せを行なうものであるため作業者に負担をかけると
ともに、焦点合せの精度にもバラツキを生じてしまうと
いう問題がある。また焦点合せを行なってから実際に走
査を行なうまでの時間が長いため、その間の経時変化、
例えば運転時の温度上昇による原画シリンダの膨張など
により合焦点位置が微妙にずれてしまう可能性があると
いう問題もある。
点合せを行なうものであるため作業者に負担をかけると
ともに、焦点合せの精度にもバラツキを生じてしまうと
いう問題がある。また焦点合せを行なってから実際に走
査を行なうまでの時間が長いため、その間の経時変化、
例えば運転時の温度上昇による原画シリンダの膨張など
により合焦点位置が微妙にずれてしまう可能性があると
いう問題もある。
(発明の目的)
そこでこの発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消
し、作業者の目視等によらずに自動的に、しかもバラツ
キなく常に高精度に焦点合せを行なうことができる合焦
点位置検知方法および装置を提供することである。
し、作業者の目視等によらずに自動的に、しかもバラツ
キなく常に高精度に焦点合せを行なうことができる合焦
点位置検知方法および装置を提供することである。
(目的を達成するための手段)
上記目的を達成するため、この発明によれば、原画から
の光を走査ヘッドのピックアップレンズにより受光して
光電走査する画像走査入力装置において、前記ピックア
ップレンズの結像位置に前記原画の粒子像よりも小さい
微小センサの集合体から成る光電センサを設けるととも
に、合焦点機構を前記原画の走査面に対し垂直方向に移
動させる移動機構を設け、前記微小センサからの出力に
基づき、予め準備された評価関数に従って前記粒子像の
輪郭線付近の濃度分布の急峻度を演算して評価し、該演
算結果が最大評価を示すように前記移動機構を駆動して
前記原画に対ザる合焦点位置に移動させるようにしてい
る。
の光を走査ヘッドのピックアップレンズにより受光して
光電走査する画像走査入力装置において、前記ピックア
ップレンズの結像位置に前記原画の粒子像よりも小さい
微小センサの集合体から成る光電センサを設けるととも
に、合焦点機構を前記原画の走査面に対し垂直方向に移
動させる移動機構を設け、前記微小センサからの出力に
基づき、予め準備された評価関数に従って前記粒子像の
輪郭線付近の濃度分布の急峻度を演算して評価し、該演
算結果が最大評価を示すように前記移動機構を駆動して
前記原画に対ザる合焦点位置に移動させるようにしてい
る。
(実施例)
第2図はこの発明が適用される製版用スキャナ全体の構
成例を示す説明図である。原画シリンダ1の胴表面には
複数の原画2が貼着されており、それと対向するように
走査ヘッド8が配設されている。原画シリンダ1はモー
タ9により、プーリ10、ベルト11およびプーリ12
を介して回転駆動され、これにより原画2の主走査が行
なわれる。原画シリンダ1の回転軸にはロータリエンコ
ーダ13が取付けられ、その出力パルスは制御回路14
に取込まれて主走査位置が検知される。−方、走査ヘッ
ド8は、モータ15の回転が減速されて送りねじ16に
伝えられることにより矢符号へ方向に移動され、これに
より原画2の副走査が行なわれる。このとき送りねじ1
6に並設されたリニアエンコーダ17および走査ヘッド
8に取付けられた検知器18によりパルスが発生し、該
パルスは制御回路14に取込まれて副走査位置が検知さ
れる。
成例を示す説明図である。原画シリンダ1の胴表面には
複数の原画2が貼着されており、それと対向するように
走査ヘッド8が配設されている。原画シリンダ1はモー
タ9により、プーリ10、ベルト11およびプーリ12
を介して回転駆動され、これにより原画2の主走査が行
なわれる。原画シリンダ1の回転軸にはロータリエンコ
ーダ13が取付けられ、その出力パルスは制御回路14
に取込まれて主走査位置が検知される。−方、走査ヘッ
ド8は、モータ15の回転が減速されて送りねじ16に
伝えられることにより矢符号へ方向に移動され、これに
より原画2の副走査が行なわれる。このとき送りねじ1
6に並設されたリニアエンコーダ17および走査ヘッド
8に取付けられた検知器18によりパルスが発生し、該
パルスは制御回路14に取込まれて副走査位置が検知さ
れる。
原画走査により走査ヘッド8から取込まれた画像信号は
公知の色修正や制御回路14からのパルスにより公知の
倍率変換等を行う修正回路19を介して記録ヘッド20
に与えられ、記録シリンダ21に巻着された未露光フィ
ルム22に所望の画像が露光記録される。記録シリンダ
21はモータ23により、プーリ24.ベルト25およ
びプーリ26を介して回転駆動され、これにより記録主
走査が行なわれる。記録シリンダ21の回転軸にはロー
タリエンコーダ27が取付けられ、その出力パルスは制
御回路14に取込まれて記録主走査位置が検知される。
公知の色修正や制御回路14からのパルスにより公知の
倍率変換等を行う修正回路19を介して記録ヘッド20
に与えられ、記録シリンダ21に巻着された未露光フィ
ルム22に所望の画像が露光記録される。記録シリンダ
21はモータ23により、プーリ24.ベルト25およ
びプーリ26を介して回転駆動され、これにより記録主
走査が行なわれる。記録シリンダ21の回転軸にはロー
タリエンコーダ27が取付けられ、その出力パルスは制
御回路14に取込まれて記録主走査位置が検知される。
一方、記録ヘッド20は、モータ28の回転が減速され
て送りねじ29に伝えられることにより矢符号B方向に
移動され、これにより記録副走査が行なわれる。このと
き送りねじ29に並設されたリニアエンコーダ30およ
び記録ヘッド20に取付けられた検知器31によりパル
スが発生し、該パルスは制御回路14に取込まれて記録
副走査位置が検知される。
て送りねじ29に伝えられることにより矢符号B方向に
移動され、これにより記録副走査が行なわれる。このと
き送りねじ29に並設されたリニアエンコーダ30およ
び記録ヘッド20に取付けられた検知器31によりパル
スが発生し、該パルスは制御回路14に取込まれて記録
副走査位置が検知される。
また制御回路14は、第1図および第4図などに説明す
る走査ヘッド8内に構成したCCD34(第1図)の出
力、フォーカスモータ40(第1図、第4図)の駆動お
よびロータリエンコーダ45(第4図)の出力などをも
、制御線32を介して制御している。
る走査ヘッド8内に構成したCCD34(第1図)の出
力、フォーカスモータ40(第1図、第4図)の駆動お
よびロータリエンコーダ45(第4図)の出力などをも
、制御線32を介して制御している。
第1図はこの発明の一実施例の概略構成を示す説明図で
ある。図示しない透過光源又は反射光源から発し、原画
シリンダ1に貼着された原画2から透過または反射する
光は従来同様ピックアップレンズ3により受光して走査
ヘッド8に取込み、絞り4の位置に原画2の実像を結像
させる。そして絞り4を通過した光を光電子増倍管5に
入射させ、電気信号に変換する。ピックアップレンズ3
と絞り4との間の光路上には従来と同様の可動ミラー6
を配置し、作業者がスクリーン7上の投影像を見ること
により目視にて走査ヘッド8の位置決めが可能なように
しである。
ある。図示しない透過光源又は反射光源から発し、原画
シリンダ1に貼着された原画2から透過または反射する
光は従来同様ピックアップレンズ3により受光して走査
ヘッド8に取込み、絞り4の位置に原画2の実像を結像
させる。そして絞り4を通過した光を光電子増倍管5に
入射させ、電気信号に変換する。ピックアップレンズ3
と絞り4との間の光路上には従来と同様の可動ミラー6
を配置し、作業者がスクリーン7上の投影像を見ること
により目視にて走査ヘッド8の位置決めが可能なように
しである。
またピックアップレンズ3と絞り4との間の光路上には
上記可動ミラー6と同様の別の可動ミラー33を配設す
るとともに、絞り4と光学距離が同一となる位置にCO
D等の光電センサ(以下CODという)34を配置し、
原画2からの光を可動ミラー33で反射させてCCD3
4上に原画2の実像を結像させるよう構成しである。こ
のとき、例えば原画2がカラーフィルムの場合、カラー
フィルムは一般的に3つのハロゲン化銀乳剤層によって
構成されており、どの層を結像させるかによって焦点位
置が変化するので、例えば一般的に3層の中間に存在す
る緑色層に焦点を合わせる場合には可動ミラー33とC
CD34との間に赤および青のフィルタ35を挿入する
ことで、合焦点を緑色層に対して行なう。このようにフ
ィルタ35の色を適宜に選んで挿入することにより、カ
ラ−フィルム、白黒フィルム、印財物等すべての原画に
対して以下に詳述する合焦点位置検知動作を行なうこと
が可能となる。
上記可動ミラー6と同様の別の可動ミラー33を配設す
るとともに、絞り4と光学距離が同一となる位置にCO
D等の光電センサ(以下CODという)34を配置し、
原画2からの光を可動ミラー33で反射させてCCD3
4上に原画2の実像を結像させるよう構成しである。こ
のとき、例えば原画2がカラーフィルムの場合、カラー
フィルムは一般的に3つのハロゲン化銀乳剤層によって
構成されており、どの層を結像させるかによって焦点位
置が変化するので、例えば一般的に3層の中間に存在す
る緑色層に焦点を合わせる場合には可動ミラー33とC
CD34との間に赤および青のフィルタ35を挿入する
ことで、合焦点を緑色層に対して行なう。このようにフ
ィルタ35の色を適宜に選んで挿入することにより、カ
ラ−フィルム、白黒フィルム、印財物等すべての原画に
対して以下に詳述する合焦点位置検知動作を行なうこと
が可能となる。
ところで一般に、製版用スキャナの原画はフィルムや印
画紙が主体である。したがって絵柄を構成する最小単位
はカラー粒子や銀粒子等であり、該粒子の粗密によって
濃淡を表現している。一方、光電センサとして用いてい
るCCD34は多数のセルすなわち微小センサの集合体
であり、各微小センサごとに出力を導出することができ
る。この発明では上記カラー粒子や銀粒子がCCD34
上に結像するとき、微小センサ1個の大きさがこれら粒
子像1個の大きさよりも小さくなるよう設定しておく。
画紙が主体である。したがって絵柄を構成する最小単位
はカラー粒子や銀粒子等であり、該粒子の粗密によって
濃淡を表現している。一方、光電センサとして用いてい
るCCD34は多数のセルすなわち微小センサの集合体
であり、各微小センサごとに出力を導出することができ
る。この発明では上記カラー粒子や銀粒子がCCD34
上に結像するとき、微小センサ1個の大きさがこれら粒
子像1個の大きさよりも小さくなるよう設定しておく。
すなわち1個の粒子像が複数の微小センサで検知される
よう設定しておくわけである。
よう設定しておくわけである。
粒子の径は数μm程度であり、一方、一般的に原画2は
ピックアップレンズ3により数倍〜10数倍程度に拡大
されて絞り4にしたがってCCD34上に結像されるの
で、CCD34の微小センサを粒子の結像エリアよりも
小さく設定することは容易である。
ピックアップレンズ3により数倍〜10数倍程度に拡大
されて絞り4にしたがってCCD34上に結像されるの
で、CCD34の微小センサを粒子の結像エリアよりも
小さく設定することは容易である。
第3図はこの様子を模式的に示すものであり、図示のよ
うに原画2からの光がCCD34に入光するとき、ピッ
クアップレンズ3により拡大されて、CCD34の入光
面に原画2の実像、より詳しくは原画2の粒子の実像が
結像される。al。
うに原画2からの光がCCD34に入光するとき、ピッ
クアップレンズ3により拡大されて、CCD34の入光
面に原画2の実像、より詳しくは原画2の粒子の実像が
結像される。al。
a2.・・・alはCCD34のm(llilの微小セ
ンサの各々を表わす符号であり、その各々の大きさは原
画2の粒子1個の実像よりも小さくなるよう設定しであ
る。なお微小センサa1〜a、は、同一人光量に対し同
一出力を導出するよう公知のシェーディング補正を行な
っておくことが好ましい。
ンサの各々を表わす符号であり、その各々の大きさは原
画2の粒子1個の実像よりも小さくなるよう設定しであ
る。なお微小センサa1〜a、は、同一人光量に対し同
一出力を導出するよう公知のシェーディング補正を行な
っておくことが好ましい。
第1図に戻って、CCD34の微小センサa1〜a、に
より光電変換された電気信号は演算回路36に入力され
る。演算回路36は、CCD34の各微小センサa1〜
alからの出力に基づいて、予め準備された評価関数に
従って後に詳述するように、原画2の粒子の輪郭線付近
の濃度分布の急峻度を演算して評価する。その演算結果
は一旦ラッチメモリ37に保持され、次いで比較器38
により前回と今回の評価の比較が行なわれる。
より光電変換された電気信号は演算回路36に入力され
る。演算回路36は、CCD34の各微小センサa1〜
alからの出力に基づいて、予め準備された評価関数に
従って後に詳述するように、原画2の粒子の輪郭線付近
の濃度分布の急峻度を演算して評価する。その演算結果
は一旦ラッチメモリ37に保持され、次いで比較器38
により前回と今回の評価の比較が行なわれる。
ここで合焦点機構について説明する。第1図を用いて説
明すると、合焦点方法には以下のものがある。原画2の
走査面の垂直偏位に対して、(A)レンズ3のみを走査
面に対し垂直方向にモータ40で動かす。
明すると、合焦点方法には以下のものがある。原画2の
走査面の垂直偏位に対して、(A)レンズ3のみを走査
面に対し垂直方向にモータ40で動かす。
(B)レンズ3を固定とし、「絞り4.ハーフミラ−3
3,フィルタ35.CCD34.ハーフミラ−6、スク
リン7」を走査面に対し垂直方向に動かす。
3,フィルタ35.CCD34.ハーフミラ−6、スク
リン7」を走査面に対し垂直方向に動かす。
(C)レンズ3.絞り4.ハーフミラ−33,フィルタ
35.CCD34.ハーフミラ−6、スクリン7を走査
面に対し垂直方向に動かす。
35.CCD34.ハーフミラ−6、スクリン7を走査
面に対し垂直方向に動かす。
各々の方法には各々の特長がある。(A)の方法はレン
ズ3が軽いので、動かし易いが、機械的寸法余裕が小さ
いので、移動機構を狭い場所に設ける必要がある。<8
)の方法は、レンズ3が動かないので、レンズ3の筒と
シリンダ1又は原画2とが接触することはありえない。
ズ3が軽いので、動かし易いが、機械的寸法余裕が小さ
いので、移動機構を狭い場所に設ける必要がある。<8
)の方法は、レンズ3が動かないので、レンズ3の筒と
シリンダ1又は原画2とが接触することはありえない。
(C)の方法は原画2.レンズ3.絞り4の相対位置が
常に同一であるので、光学系に変動が生じにくい。以下
は(A)の方法を採用した場合について説明してゆくが
(A)の方法の代わりに(B)の方法また(C)の方法
を採用してもよいことはもちろんである。
常に同一であるので、光学系に変動が生じにくい。以下
は(A)の方法を採用した場合について説明してゆくが
(A)の方法の代わりに(B)の方法また(C)の方法
を採用してもよいことはもちろんである。
さてモータ駆動制御回路39は比較器38の比較結果に
基づいてフォーカスモータ40を駆動し、ピックアップ
レンズ3を原画シリンダ1の走査面に対し垂直方向に移
動させる。そしてこの動作が、演算回路36の出力が最
大評価を示すまで繰り返される。演算回路36の出力が
最大評価となったとき、ピックアップレンズ3は原画2
に対する合焦点位置に来ており、このようにしてピック
アップレンズ3の合焦点位置が自動的に検知される。
基づいてフォーカスモータ40を駆動し、ピックアップ
レンズ3を原画シリンダ1の走査面に対し垂直方向に移
動させる。そしてこの動作が、演算回路36の出力が最
大評価を示すまで繰り返される。演算回路36の出力が
最大評価となったとき、ピックアップレンズ3は原画2
に対する合焦点位置に来ており、このようにしてピック
アップレンズ3の合焦点位置が自動的に検知される。
第4図はピックアップレンズ3の移動―構の一例を示す
構成図である。ピックアップレンズ3は支持体41によ
り支持されている。支持体41は移動ねじ42に螺合さ
れており、移動ネジ42の回動に従って原画シリンダ1
の円筒面に対し垂−直方向に前後に移動して、ピックア
ップレンズ3を任意の位置に位置決め可能となっている
。移動ねじ42は歯車列43を介してフォーカスモータ
40と連結されており、フォーカスモータ40の駆動に
応じて回転駆動される。移動ねじ42の一端には、カッ
プリング44を介して、移動ねじ42の回転数すなわち
ピックアップレンズ3の位置を知るための0−タリエン
コーダ45が連結されている。支持体41の周囲からピ
ックアップレンズ3の光軸に向って斜設された光ファイ
バ46は、原画2が反射原画の場合に図示しない光源か
らの光を原画2表面に導くためのものである。ツマミ8
3は、手動で焦点合せを行う場合に用いる。原画に粒子
がない水彩画等を適用するときに用いる。
構成図である。ピックアップレンズ3は支持体41によ
り支持されている。支持体41は移動ねじ42に螺合さ
れており、移動ネジ42の回動に従って原画シリンダ1
の円筒面に対し垂−直方向に前後に移動して、ピックア
ップレンズ3を任意の位置に位置決め可能となっている
。移動ねじ42は歯車列43を介してフォーカスモータ
40と連結されており、フォーカスモータ40の駆動に
応じて回転駆動される。移動ねじ42の一端には、カッ
プリング44を介して、移動ねじ42の回転数すなわち
ピックアップレンズ3の位置を知るための0−タリエン
コーダ45が連結されている。支持体41の周囲からピ
ックアップレンズ3の光軸に向って斜設された光ファイ
バ46は、原画2が反射原画の場合に図示しない光源か
らの光を原画2表面に導くためのものである。ツマミ8
3は、手動で焦点合せを行う場合に用いる。原画に粒子
がない水彩画等を適用するときに用いる。
又、メインテナンスにも用い得る。
第5図は演算回路36の一実施例を詳細に示すブロック
図である。この実施例では、CCD34の各微小センサ
a1〜a、からの出力に基づいて原画2の粒子の輪郭線
付近の濃度分布の急峻度を*算して評価するための評価
関数として、隣接する微小センサ間の出力差の絶対値の
n乗(n>1>の累積和を用いる。これを数式で表わす
と次のよただしd、は1番目の微小センサa、の出力で
あ+す る。第5図の演算回路36は上記(1)式を演算してY
を算出するよう構成されている。ここでYはピックアッ
プレンズ3によりとらえられた原画2の粒子の輪郭線付
近の濃度分布の急峻度を定量的に表わす指標であり、こ
の値が最大のときピックアップレンズ3は合焦点位置を
とることとなる。
図である。この実施例では、CCD34の各微小センサ
a1〜a、からの出力に基づいて原画2の粒子の輪郭線
付近の濃度分布の急峻度を*算して評価するための評価
関数として、隣接する微小センサ間の出力差の絶対値の
n乗(n>1>の累積和を用いる。これを数式で表わす
と次のよただしd、は1番目の微小センサa、の出力で
あ+す る。第5図の演算回路36は上記(1)式を演算してY
を算出するよう構成されている。ここでYはピックアッ
プレンズ3によりとらえられた原画2の粒子の輪郭線付
近の濃度分布の急峻度を定量的に表わす指標であり、こ
の値が最大のときピックアップレンズ3は合焦点位置を
とることとなる。
その理由をまず以下に説明し、その後に第5図の回路に
ついて説明することにする。
ついて説明することにする。
一般的に合焦点時には、受光素子(この場合CCD34
)への投影像における1個の粒子濃度が均一でエツジが
シャープであることはよく知られでおり、また非合焦点
時には同じく投影像における1個の粒子濃度が中央に比
べ周辺が薄くなることも同様によく知られている。ここ
で粒子濃度の分布状態を単純化して、粒子領域の最大濃
度(合焦点時の濃度)および粒子以外の領域の濃度がと
もに均一であり、それらの濃度差をbとすると、1個の
粒子の輪郭線付近における濃度分布はおよそ第6図に示
すようになる。すなわち合焦点に近づくにしたがって、
濃度傾斜が急峻(すなわちエツジがシャープ)となる。
)への投影像における1個の粒子濃度が均一でエツジが
シャープであることはよく知られでおり、また非合焦点
時には同じく投影像における1個の粒子濃度が中央に比
べ周辺が薄くなることも同様によく知られている。ここ
で粒子濃度の分布状態を単純化して、粒子領域の最大濃
度(合焦点時の濃度)および粒子以外の領域の濃度がと
もに均一であり、それらの濃度差をbとすると、1個の
粒子の輪郭線付近における濃度分布はおよそ第6図に示
すようになる。すなわち合焦点に近づくにしたがって、
濃度傾斜が急峻(すなわちエツジがシャープ)となる。
いま第6図の粒子境界を連続するに+1個の微小センサ
a1〜ak+1で検知し、このときの隣接する微小セン
サa・、a1+1の間の出力差の絶対値をC,(+−1
〜k)とすると、 b−01+02+−+01(・−(2)が成立する。ま
たこのとき上記(1)式はは Yu−01’+02 n+・”+Ck’ ・”(4)
となる。一方、合焦点時の典型的な場合には第6図(A
)を参照して容易に理解できるように、C1のうち1つ
のみがbで他は0となるので、合焦点時のYの値YFは Y、−b ・・・(5)−
(C+C+・−+C) ・・・(6)12
k と表わせる。いまn≧2の整数とすると、(6)式を変
形して −Yg+Q ・・・(8)と
なる。ここでCI 、C2,・・・C(>Oであるので
Q>Oとなり、nが2以上の整数であればYF>Yu
・・・(9)が常に成立す
る。ざらにnの関数としてYF (n) 。
a1〜ak+1で検知し、このときの隣接する微小セン
サa・、a1+1の間の出力差の絶対値をC,(+−1
〜k)とすると、 b−01+02+−+01(・−(2)が成立する。ま
たこのとき上記(1)式はは Yu−01’+02 n+・”+Ck’ ・”(4)
となる。一方、合焦点時の典型的な場合には第6図(A
)を参照して容易に理解できるように、C1のうち1つ
のみがbで他は0となるので、合焦点時のYの値YFは Y、−b ・・・(5)−
(C+C+・−+C) ・・・(6)12
k と表わせる。いまn≧2の整数とすると、(6)式を変
形して −Yg+Q ・・・(8)と
なる。ここでCI 、C2,・・・C(>Oであるので
Q>Oとなり、nが2以上の整数であればYF>Yu
・・・(9)が常に成立す
る。ざらにnの関数としてYF (n) 。
−Yu(n)を考え、YF (n) 、 YLI (n
) (D差’E:Yo(n) −YF (n) −Y、
(n) −(10)としてこれらYF(n)、
−YU(n)、Y、(n)を図示すると、 YF(0)−1・−(it) YF(1)−b ・・・(1
2)−YU(0) −−k 、・
・(13)−YU(1) −−b
・・・(14)Yo(0) −1−k
・(15)Y o(1) = O・(16) の条件より第7図に示すようになっている。Y。
) (D差’E:Yo(n) −YF (n) −Y、
(n) −(10)としてこれらYF(n)、
−YU(n)、Y、(n)を図示すると、 YF(0)−1・−(it) YF(1)−b ・・・(1
2)−YU(0) −−k 、・
・(13)−YU(1) −−b
・・・(14)Yo(0) −1−k
・(15)Y o(1) = O・(16) の条件より第7図に示すようになっている。Y。
(n)は指数関数の和として表わされ、Y□(n)は増
加関数である。したがって第7図からn〉1のとき Yo(n) >O”(17) となり、nが1より大きければ YF>Yu ・・・(9)が
常に成立する。すなわち合焦点時のYの値が最大である
ことがわかる。
加関数である。したがって第7図からn〉1のとき Yo(n) >O”(17) となり、nが1より大きければ YF>Yu ・・・(9)が
常に成立する。すなわち合焦点時のYの値が最大である
ことがわかる。
第8図および第9図は第5図の回路の動作タイミングを
示すタイミングチャートである。以下第8図および第9
図を参照しつつ第5図の回路を説明する。CCD34の
各微小センサa1〜afflのアナログ出力は第8図(
A)のクロック信号CK1の立上りに同期して逐一サン
プルホ、−ルドされ、演算回路36のA/D変換器47
で、ディジタル信号に変換されて、第8図(B)に示す
ようにラッチ回路48にラッチされる。図示を省略した
が、必要があれば公知のシェーディング補正回路をA/
D変換器47とラッチ回路48の間に挿入する。
示すタイミングチャートである。以下第8図および第9
図を参照しつつ第5図の回路を説明する。CCD34の
各微小センサa1〜afflのアナログ出力は第8図(
A)のクロック信号CK1の立上りに同期して逐一サン
プルホ、−ルドされ、演算回路36のA/D変換器47
で、ディジタル信号に変換されて、第8図(B)に示す
ようにラッチ回路48にラッチされる。図示を省略した
が、必要があれば公知のシェーディング補正回路をA/
D変換器47とラッチ回路48の間に挿入する。
ここで隣接する微小センサ出力間の差分を求めるためラ
ッチ回路48の出力を2系統に分け、一方をクロック信
号CK1の立上りに応答して第8図(D)に示すように
再び別のラッチ回路49にラッチして1クロック分遅延
させる。他方は第8図(C)に示すように補数器50で
2の補数をとって負の数とする。このとき補数計算のた
めの微小時間の遅延が生じる。次いで2系統のデータを
加算器51で加算することにより、隣接する微小センサ
出力間の差分を求める。この差分値は第8図(E)に示
すように、クロック信号CK1の立下り(すなわちクロ
ック信号CK1の立上り)に同期してラッチ回路52に
ラッチ゛され、さらに第8図(F)に示すように乗算器
53でn乗される。
ッチ回路48の出力を2系統に分け、一方をクロック信
号CK1の立上りに応答して第8図(D)に示すように
再び別のラッチ回路49にラッチして1クロック分遅延
させる。他方は第8図(C)に示すように補数器50で
2の補数をとって負の数とする。このとき補数計算のた
めの微小時間の遅延が生じる。次いで2系統のデータを
加算器51で加算することにより、隣接する微小センサ
出力間の差分を求める。この差分値は第8図(E)に示
すように、クロック信号CK1の立下り(すなわちクロ
ック信号CK1の立上り)に同期してラッチ回路52に
ラッチ゛され、さらに第8図(F)に示すように乗算器
53でn乗される。
このときn乗計算のため微小時間の遅延が生じる。
次いでこのデータはクロック信号CK1の立上りに同期
して、第8図(G)に示すようにラッチ回路54にラッ
チされる。
して、第8図(G)に示すようにラッチ回路54にラッ
チされる。
加算器55はラッチ回路54に順次ラッチされるデータ
をCCD34のm個の微小センサの数−1つまり(m−
1)回、順次加算して累算していく。このとき加算計環
のため微小時間の遅延が生じる。ラッチ回路56は累算
の目的で設けられており、第8図(1)に示すようにク
ロック信号CK1の立上りに応答して加算器55の出力
をラッチして、加算器55の入力側にフィードバックす
る。加算器55はラッチ回路56の出力にラッチ回路5
4の出力を加算することで累算を行なう。
をCCD34のm個の微小センサの数−1つまり(m−
1)回、順次加算して累算していく。このとき加算計環
のため微小時間の遅延が生じる。ラッチ回路56は累算
の目的で設けられており、第8図(1)に示すようにク
ロック信号CK1の立上りに応答して加算器55の出力
をラッチして、加算器55の入力側にフィードバックす
る。加算器55はラッチ回路56の出力にラッチ回路5
4の出力を加算することで累算を行なう。
そしてCCD34のm個の微小センサa1〜amに対す
る処理が終了すると、加算器55の出力からは(1)式
のYの値が得られる。このとき第8図(J)に示すクロ
ック信号CK2の立上りに応答して、上記求まったYの
値は第8図(K)に示すようにラッチ回路57(第1図
のラッチメモリ37に相当)にラッチされる。第8図で
はj+1番目に求まったYの値のデータY、 として示
され」+1 ている。その後加算器55には第8図(L)に示すリセ
ットパルスR8Tが与えられ、このリセットパルスR8
Tは次のCCD34のm個の微小センサに対する最初の
データがラッチ回路54から出力されるまで継続し、加
算器55の内容はOに保持される。
る処理が終了すると、加算器55の出力からは(1)式
のYの値が得られる。このとき第8図(J)に示すクロ
ック信号CK2の立上りに応答して、上記求まったYの
値は第8図(K)に示すようにラッチ回路57(第1図
のラッチメモリ37に相当)にラッチされる。第8図で
はj+1番目に求まったYの値のデータY、 として示
され」+1 ている。その後加算器55には第8図(L)に示すリセ
ットパルスR8Tが与えられ、このリセットパルスR8
Tは次のCCD34のm個の微小センサに対する最初の
データがラッチ回路54から出力されるまで継続し、加
算器55の内容はOに保持される。
このようにしてクロック信号CK2の1パルスごとに1
つずつYの値が求まってラッチ回路57から順次出力さ
れる。第9図(A)〜(C)はこの様子を示すものであ
り、クロック信号GK、のm+1パルス(CCD34の
m個の微小センサに対する処理に要するパルス数)に対
しクロック信号CK2が1パルスずつ発生され、上述の
ようにして求まったYの値が順次ラッチ回路57にラツ
チされる。
つずつYの値が求まってラッチ回路57から順次出力さ
れる。第9図(A)〜(C)はこの様子を示すものであ
り、クロック信号GK、のm+1パルス(CCD34の
m個の微小センサに対する処理に要するパルス数)に対
しクロック信号CK2が1パルスずつ発生され、上述の
ようにして求まったYの値が順次ラッチ回路57にラツ
チされる。
以上の処理はフォーカスモータ40を駆動してピックア
ップレンズ3を移動させながら行ない、2か所の焦点位
置での出力データYの比較を行なう。このとき上述した
Yの演算に要する時間に対して、フォーカスモータ40
の回転速度すなわちピックアップレンズ3の移動速度を
十分遅く設定しておくことによって、フォーカスモータ
40をステップ駆動しなくても十分な精度を得ることが
できる。もちろんステップ駆動してもよい。
ップレンズ3を移動させながら行ない、2か所の焦点位
置での出力データYの比較を行なう。このとき上述した
Yの演算に要する時間に対して、フォーカスモータ40
の回転速度すなわちピックアップレンズ3の移動速度を
十分遅く設定しておくことによって、フォーカスモータ
40をステップ駆動しなくても十分な精度を得ることが
できる。もちろんステップ駆動してもよい。
2か所の焦点位置でのYの比較の目的でラッチ回路57
の出力を2系統に分け、一方はクロック信号CK2の立
上りに応答して第9図(D)に示すように再び別のラッ
チ回路58にラッチして1クロック分遅延させた後、比
較器59(第1図の比較器38に相当)に入力する。他
方はそのまま比較器59に入力するとともに、閾値検出
回路60にも入力する。比較器59は両人力を比較して
、Yj+1−Yjが、“−”または“−”のとき信号F
CONを出力する。この信号は第9図(E)に示すよ
うに、クロック信号CK2の立下りに応答してラッチ回
路61にラッチされた後、モータ駆動制御回路39に与
えられる。
の出力を2系統に分け、一方はクロック信号CK2の立
上りに応答して第9図(D)に示すように再び別のラッ
チ回路58にラッチして1クロック分遅延させた後、比
較器59(第1図の比較器38に相当)に入力する。他
方はそのまま比較器59に入力するとともに、閾値検出
回路60にも入力する。比較器59は両人力を比較して
、Yj+1−Yjが、“−”または“−”のとき信号F
CONを出力する。この信号は第9図(E)に示すよ
うに、クロック信号CK2の立下りに応答してラッチ回
路61にラッチされた後、モータ駆動制御回路39に与
えられる。
一方、例えば原画2が存在しない場合やピックアップレ
ンズ3の位置が全くでたらめで焦点が著しく狂っている
場合などには、Yの値はほぼ零に近い値を示し続けるが
、この場合でもノイズ成分等によりYの値が上下に多少
変動することは十分考えられる。このような上下変動を
とらえてモータ駆動制御回路39が合焦点位置を誤判定
することを避けるため、閾値検出回路60が設けられて
いる。閾値検出回路は入力されたYjの値が所定の閾値
を越えるまで“し”の信号THREをモータ駆動制御回
路39に出力し続ける。モータ駆動III m回路39
はこの信号THREを受けている間は比較回路59の比
較結果にかかわらずフォー力 。
ンズ3の位置が全くでたらめで焦点が著しく狂っている
場合などには、Yの値はほぼ零に近い値を示し続けるが
、この場合でもノイズ成分等によりYの値が上下に多少
変動することは十分考えられる。このような上下変動を
とらえてモータ駆動制御回路39が合焦点位置を誤判定
することを避けるため、閾値検出回路60が設けられて
いる。閾値検出回路は入力されたYjの値が所定の閾値
を越えるまで“し”の信号THREをモータ駆動制御回
路39に出力し続ける。モータ駆動III m回路39
はこの信号THREを受けている間は比較回路59の比
較結果にかかわらずフォー力 。
スモーク40を一方向(正転方向)にのみ駆動し続ける
ことで、以下に詳述するように上記した誤動作を回避す
るように構成されている。
ことで、以下に詳述するように上記した誤動作を回避す
るように構成されている。
第10図はモータ駆動制御回路39の一実施例を詳細に
示すブロック図であり、第11図はその動作のアルゴリ
ズムを示すフローチャートである。
示すブロック図であり、第11図はその動作のアルゴリ
ズムを示すフローチャートである。
自動合焦点位置検知動作の開始信号5TAP (“L
IIの短時間幅パルス)の付与により動作は開始される
(ステップ81)。この開始信号5TAPは、第2図の
制御回路14内において所要タイミングにて自動的に、
または作業者の手動操作に応じて必要なときに与えられ
る。
IIの短時間幅パルス)の付与により動作は開始される
(ステップ81)。この開始信号5TAPは、第2図の
制御回路14内において所要タイミングにて自動的に、
または作業者の手動操作に応じて必要なときに与えられ
る。
゛ 開始信号5TAPの立下りエツジはインバータ62
で反転されてORゲート63を介してラッチ回路64に
クロックを与え、ラッチ回路64には開始信号5TAP
(すなわち°L”)がラッチされる。これを受けて逆
転用ドライバ65が能動化され、リレー系66を介して
フォーカスモータ40に逆転駆動信号BWDを与える。
で反転されてORゲート63を介してラッチ回路64に
クロックを与え、ラッチ回路64には開始信号5TAP
(すなわち°L”)がラッチされる。これを受けて逆
転用ドライバ65が能動化され、リレー系66を介して
フォーカスモータ40に逆転駆動信号BWDを与える。
これによりフォーカスモータ40は原点位置に向う方向
へ逆転駆動され、ピックアップレンズ3は所定の原点位
置(例えば原画シリンダ1の円筒面から最も離れた位置
)まで移動される。このときラッチ回路64にラッチさ
れた“L IIの信号がインバータ67で反転されてゲ
ート68の反転入力に与えられることにより、ゲート6
8からは他の一方入力にかかわらず“H”の信号が出力
され、これにより正転用ドライバ69は不能化されて正
転駆動信号FWDは禁止されている。
へ逆転駆動され、ピックアップレンズ3は所定の原点位
置(例えば原画シリンダ1の円筒面から最も離れた位置
)まで移動される。このときラッチ回路64にラッチさ
れた“L IIの信号がインバータ67で反転されてゲ
ート68の反転入力に与えられることにより、ゲート6
8からは他の一方入力にかかわらず“H”の信号が出力
され、これにより正転用ドライバ69は不能化されて正
転駆動信号FWDは禁止されている。
ピックアップレンズ3が所定の原点位置に到達したこと
を例えば図示しないマイクロスイッチが検知すると、信
号0RGP (H”から“L″への状態変化)が与えら
れる(ステップ82)。この信号の立下りエツジはイン
バータ70で反転されてORゲート63を介してラッチ
回路64にクロックを与え、このとき開始信@5TAP
はすでに“H”に立上っているので、ラッチ回路64の
内容は“し”からH”に変化する。したがって逆転用ド
ライバ65は不能化され、逆転駆動信号BWDは禁止さ
れる。またこのとき、信号0RGPの立下りエツジはイ
ンバータ73により反転されてラッチ回路74にクロッ
クを与えるので、ラッチ回路74には信号0RGP (
すなわち“L”)がラッチされる。ゲート68の一方の
入力には、ラッチ回路64にラッチされた“HTHの信
号がインバータ67で反転されて“L”が与えられ、他
方の入力にはラッチ回路74にラッチされたL ITの
信号がそのまま与えられるので、ゲート68の出力は“
し”となる。これを受けて正転用ドライバ69は能動化
され、リレー系66を介してフォーカスモータ40に正
転駆動信号FWDを与える。
を例えば図示しないマイクロスイッチが検知すると、信
号0RGP (H”から“L″への状態変化)が与えら
れる(ステップ82)。この信号の立下りエツジはイン
バータ70で反転されてORゲート63を介してラッチ
回路64にクロックを与え、このとき開始信@5TAP
はすでに“H”に立上っているので、ラッチ回路64の
内容は“し”からH”に変化する。したがって逆転用ド
ライバ65は不能化され、逆転駆動信号BWDは禁止さ
れる。またこのとき、信号0RGPの立下りエツジはイ
ンバータ73により反転されてラッチ回路74にクロッ
クを与えるので、ラッチ回路74には信号0RGP (
すなわち“L”)がラッチされる。ゲート68の一方の
入力には、ラッチ回路64にラッチされた“HTHの信
号がインバータ67で反転されて“L”が与えられ、他
方の入力にはラッチ回路74にラッチされたL ITの
信号がそのまま与えられるので、ゲート68の出力は“
し”となる。これを受けて正転用ドライバ69は能動化
され、リレー系66を介してフォーカスモータ40に正
転駆動信号FWDを与える。
これによりフォーカスモータ40は正転駆動され、ピッ
クアップレンズ3は原点位置から原画シリンダ1の円筒
面に徐々に近づいて行く。
クアップレンズ3は原点位置から原画シリンダ1の円筒
面に徐々に近づいて行く。
このとき上述したように、比較器59(第5図)からは
、YjとY j+1の大小関係に応じた信号FCONが
出力される。またYの値そのものの大きさに応じ、これ
が閾値以下であるときに閾値検出回路60から信号TH
REが出力される(ステップS4)。ピックアップレン
ズ3が原点位置付近にあるときには、一般的に合焦点位
置からはかなり外れているのでYの値は小さく、閾値を
越えておらず、したがってフォーカスモータ40の正転
駆動の当初において閾値検出回路60から“L”の信号
THREが出力され続ける。この“L IIの信号はイ
ンバータ75で反転されてゲート76の一方の入力に与
えられ、これにより伯の一方入力すなわち信号FCON
の状態にかかわらずゲート76からは“H”の信号が出
力される。すなわちYの値が閾値以下で信号THREが
“L′′の間は比較器59からの出力信号FCONは無
視され、この間におけるYの上限変動(多分にノイズ成
分等に起因するものと考えられる)に応じて比較器59
から出力される信号FCONにより誤ってラッチ回路6
4.74がリセットされるのを防止している。
、YjとY j+1の大小関係に応じた信号FCONが
出力される。またYの値そのものの大きさに応じ、これ
が閾値以下であるときに閾値検出回路60から信号TH
REが出力される(ステップS4)。ピックアップレン
ズ3が原点位置付近にあるときには、一般的に合焦点位
置からはかなり外れているのでYの値は小さく、閾値を
越えておらず、したがってフォーカスモータ40の正転
駆動の当初において閾値検出回路60から“L”の信号
THREが出力され続ける。この“L IIの信号はイ
ンバータ75で反転されてゲート76の一方の入力に与
えられ、これにより伯の一方入力すなわち信号FCON
の状態にかかわらずゲート76からは“H”の信号が出
力される。すなわちYの値が閾値以下で信号THREが
“L′′の間は比較器59からの出力信号FCONは無
視され、この間におけるYの上限変動(多分にノイズ成
分等に起因するものと考えられる)に応じて比較器59
から出力される信号FCONにより誤ってラッチ回路6
4.74がリセットされるのを防止している。
Yの値が増加を続けている間、すなわち合焦点位置に近
づきつつある間ラッチ回路74は“L 11状態の保持
を続け、フォーカスモータ40は正転駆動され続ける(
ステップ85)。このときYの値が閾値を越えることな
くピックアップレンズ3が原点位置と反対の所定の終了
位置まで到達してしまうと、図示しないマイクロスイッ
チ等によりこれを検知して“L”の信号ENDPを出力
する。
づきつつある間ラッチ回路74は“L 11状態の保持
を続け、フォーカスモータ40は正転駆動され続ける(
ステップ85)。このときYの値が閾値を越えることな
くピックアップレンズ3が原点位置と反対の所定の終了
位置まで到達してしまうと、図示しないマイクロスイッ
チ等によりこれを検知して“L”の信号ENDPを出力
する。
この信号ENDPの立下りエツジはゲート77を介して
ラッチ回路74をリセットし、モータ駆動制御回路39
は初期状態に戻ってフォーカスモータ40は停止すると
ともに、信号ENDPがエラー信号ERRORとして用
いられて、作業者にエラー状態の発生を知らせる(ステ
ップS3)。
ラッチ回路74をリセットし、モータ駆動制御回路39
は初期状態に戻ってフォーカスモータ40は停止すると
ともに、信号ENDPがエラー信号ERRORとして用
いられて、作業者にエラー状態の発生を知らせる(ステ
ップS3)。
Yの値が閾値を越えると閾値検出回路60からの出力信
号THREは“H”に転じ、この“H″の信号はインバ
ータ75で反転されてゲート76の入力に与えられるの
で、ゲート76の出力は信号FCONの状態に依存する
ことになる。すなわちこの時点からモータ駆動制御回路
39は、比較器59の比較結果すなわち信号FCONに
基づいた動作を開始する(ステップ87)。Yが増加を
続けている間はYj+1−Yjは“十″であって信号F
CONは“H11であり、ゲート76の出力はHIIの
ままであるのでラッチ回路74はリセットされることな
く、フォーカスモータ40は正転駆動され続ける(ステ
ップ88)。そしてこのままYj+1−Yjが“−”ま
たは“−″に転じることなくピックアップレンズ3が終
了位置に到達すると、上述と同様にして信号ENDPが
与えられてエラー処理が行なわれる(ステップ86)。
号THREは“H”に転じ、この“H″の信号はインバ
ータ75で反転されてゲート76の入力に与えられるの
で、ゲート76の出力は信号FCONの状態に依存する
ことになる。すなわちこの時点からモータ駆動制御回路
39は、比較器59の比較結果すなわち信号FCONに
基づいた動作を開始する(ステップ87)。Yが増加を
続けている間はYj+1−Yjは“十″であって信号F
CONは“H11であり、ゲート76の出力はHIIの
ままであるのでラッチ回路74はリセットされることな
く、フォーカスモータ40は正転駆動され続ける(ステ
ップ88)。そしてこのままYj+1−Yjが“−”ま
たは“−″に転じることなくピックアップレンズ3が終
了位置に到達すると、上述と同様にして信号ENDPが
与えられてエラー処理が行なわれる(ステップ86)。
Yの値が増加から減少に転じてYj+、−Yjが“−”
または“−”となると、この点がYの値の最大値であり
、信号FCONは“L”に転じる。
または“−”となると、この点がYの値の最大値であり
、信号FCONは“L”に転じる。
この“L”の信号FCONはゲート76の入力に与えら
れ、他方の入力には“H”の信号THREがインバータ
75により反転されて“し”が与え・られているので、
ゲート76の出力は“H″から“L”に立下る。この立
下りエツジはゲート77の入力を介してラッチ回路74
をリセットし、ラッチ回路74の出力は“H”の状態と
なってモータ駆動制御回路39はフォーカスモータ40
を停止させる(ステップ89)。これと同時に“L”に
立下ったゲート76の出力信号は合焦点位置検知処理の
終了信号ENDFとして用いられ、この終了信号END
Fにより例えば作業者に合焦点位置検知処理の終了を知
らせたり、第4図のロータリエンコーダ45の出力カウ
ント値からピックアツブレンズ3の合焦点位置を読取っ
て記憶する等の動作を行なう。
れ、他方の入力には“H”の信号THREがインバータ
75により反転されて“し”が与え・られているので、
ゲート76の出力は“H″から“L”に立下る。この立
下りエツジはゲート77の入力を介してラッチ回路74
をリセットし、ラッチ回路74の出力は“H”の状態と
なってモータ駆動制御回路39はフォーカスモータ40
を停止させる(ステップ89)。これと同時に“L”に
立下ったゲート76の出力信号は合焦点位置検知処理の
終了信号ENDFとして用いられ、この終了信号END
Fにより例えば作業者に合焦点位置検知処理の終了を知
らせたり、第4図のロータリエンコーダ45の出力カウ
ント値からピックアツブレンズ3の合焦点位置を読取っ
て記憶する等の動作を行なう。
以上の合焦点位置検知動作は自動走査開始前に、原画シ
リンダ1に貼着された複数の原画2の各々に対し所定位
置で予め行なっておくことができる。
リンダ1に貼着された複数の原画2の各々に対し所定位
置で予め行なっておくことができる。
この場合、従来のように作業者の目視による必要がない
ので、合焦点位置の精度にばらつきが生じることはなく
常に正確な焦点合せを行なうことができる。得られた合
焦点位置のデータは走査開始/終了位置やキャリブレー
ション量などの他のセットアツプデータとともに各原画
2ごとに図示しないセットアツプメモリに記憶させて、
セットアツプ作業を行なう。このとき走査開始位置と走
査終了位置で指定した入カニリア内の任意の位置(ハイ
ライトキャリブレーション位置、シャドーキャリブレー
ション位置などを含む)及び焦点位置が実質的に同じに
なる近傍の位置で自動的に合焦点位置検知動作が行なわ
れるように指定しておけば、該位置でのセットアツプ時
に合焦点位置の検出およびそのセットアツプが自動的に
行なわれることになるので、作業能率が向上する。その
後の自動走査においては、各原画2ごとにセットアツプ
データを読出しつつその内容に従ってすべての原画2に
対する走査が連続して行なわれるが、各原画2に対する
焦点合せ動作は第4図のロータリエンコーダ45のカウ
ント値が図示しないセットアツプメモリから読出された
合焦点位置データに一致するまでフォーカスモータ40
を駆動することで達成される。
ので、合焦点位置の精度にばらつきが生じることはなく
常に正確な焦点合せを行なうことができる。得られた合
焦点位置のデータは走査開始/終了位置やキャリブレー
ション量などの他のセットアツプデータとともに各原画
2ごとに図示しないセットアツプメモリに記憶させて、
セットアツプ作業を行なう。このとき走査開始位置と走
査終了位置で指定した入カニリア内の任意の位置(ハイ
ライトキャリブレーション位置、シャドーキャリブレー
ション位置などを含む)及び焦点位置が実質的に同じに
なる近傍の位置で自動的に合焦点位置検知動作が行なわ
れるように指定しておけば、該位置でのセットアツプ時
に合焦点位置の検出およびそのセットアツプが自動的に
行なわれることになるので、作業能率が向上する。その
後の自動走査においては、各原画2ごとにセットアツプ
データを読出しつつその内容に従ってすべての原画2に
対する走査が連続して行なわれるが、各原画2に対する
焦点合せ動作は第4図のロータリエンコーダ45のカウ
ント値が図示しないセットアツプメモリから読出された
合焦点位置データに一致するまでフォーカスモータ40
を駆動することで達成される。
また上述の合焦点位置検知動作は、自動走査中に各原画
2ごとにその走査の直前に所定位置で自動的に行なうよ
うにすることもできる。所定位置としては上述したよう
に走査開始位置、走査終了位置で指定されたエリア内の
任意の位置(ハイライトキャリブレーション位置、シャ
ドーキャリブレーション位置など)及び近傍のいずれか
の位置 “と併用させるようにしてもよい。いずれにし
てもこの場合には、各原画2の走査の前に−H原画シリ
ンダ1を停止させて指定された位置にて上述の合焦点位
置検知動作を行ない、しかる後当該原画2に対する走査
を行なうことになる。したがって、走査時間は多少長く
なるが、焦点合せと走査とが連続して行なわれるので経
時変化による焦点誤差が回避できるという利点がある。
2ごとにその走査の直前に所定位置で自動的に行なうよ
うにすることもできる。所定位置としては上述したよう
に走査開始位置、走査終了位置で指定されたエリア内の
任意の位置(ハイライトキャリブレーション位置、シャ
ドーキャリブレーション位置など)及び近傍のいずれか
の位置 “と併用させるようにしてもよい。いずれにし
てもこの場合には、各原画2の走査の前に−H原画シリ
ンダ1を停止させて指定された位置にて上述の合焦点位
置検知動作を行ない、しかる後当該原画2に対する走査
を行なうことになる。したがって、走査時間は多少長く
なるが、焦点合せと走査とが連続して行なわれるので経
時変化による焦点誤差が回避できるという利点がある。
第12図は演算回路36の別の実施例を詳細に示すブロ
ック図である。この実施例ではCCD34の各微小セン
サa1〜alからの出力に基づいて原画2の粒子の輪郭
線付近の濃度分布の急峻度を演算して評価するための評
価関数として、各微小センサa1〜a1の出力のn乗(
n>1)の累積和を用いる。これを数式で表わすと次の
ようになる。
ック図である。この実施例ではCCD34の各微小セン
サa1〜alからの出力に基づいて原画2の粒子の輪郭
線付近の濃度分布の急峻度を演算して評価するための評
価関数として、各微小センサa1〜a1の出力のn乗(
n>1)の累積和を用いる。これを数式で表わすと次の
ようになる。
ただしd、は1番目の微小センサa、の出力であ■
る。第12図の演算回路36は上記(18)式を演算し
てYを算出するよう構成されている。このYは上述した
ようにピックアップレンズ3によりとらえられた原画2
の粒子の輪郭線付近の濃度分布の急峻度を定量的に表わ
す指標であり、この値が最大のとき以下に説明するよう
にピックアップレンズ3の合焦点位置となる。
てYを算出するよう構成されている。このYは上述した
ようにピックアップレンズ3によりとらえられた原画2
の粒子の輪郭線付近の濃度分布の急峻度を定量的に表わ
す指標であり、この値が最大のとき以下に説明するよう
にピックアップレンズ3の合焦点位置となる。
第13図は1個の粒子境界近傍をkIaの微小センサa
”akでとらえた場合の、各微小センサの出力変化の典
型的な場合を平面座標上に示す図であり、ylは合焦点
時、y2は非合焦点時のものを示す。ここでbは上述し
たように、粒子領域の最大濃度(合焦点時の濃度)およ
び粒子以外の領域の11度がともに均一であるとした場
合のそれらの濃度差である。なお後に説明するように、
第13図において、−に/2<x<k/2という条件で
微小セ゛ンサa =a1.の出力の総和は、合焦点時
と非合焦点時で変化しないものとする。したがりて (k/2)b−d1+d2+・・−+dk ・・・(1
9)が成立する。
”akでとらえた場合の、各微小センサの出力変化の典
型的な場合を平面座標上に示す図であり、ylは合焦点
時、y2は非合焦点時のものを示す。ここでbは上述し
たように、粒子領域の最大濃度(合焦点時の濃度)およ
び粒子以外の領域の11度がともに均一であるとした場
合のそれらの濃度差である。なお後に説明するように、
第13図において、−に/2<x<k/2という条件で
微小セ゛ンサa =a1.の出力の総和は、合焦点時
と非合焦点時で変化しないものとする。したがりて (k/2)b−d1+d2+・・−+dk ・・・(1
9)が成立する。
また1つの粒子境界において、(18)式のYの値は、
合焦点時には 0 ・・・(20) YF−(k/2)b となり、非合焦点時には Y −d n+d n+・+dk0−(21)D
1 2 となる。(19)式を(20)式に代入してY、−与[
−’1(d1+d2+・・・+dk)]’−(d1+d
2+・・・+dh)x [工(d1+d2+・・・+dk)コ =(d1+d2+・・・+dk)b n−I n−1 −b d+b d2+・・・ +b dk・・・(22) を得る。ここで(21)式、 (22)式よりn−I
n−1 YF−Y、−dl (b −d )+n−1
n−1、+ d2 (b −d2 ・・・(23) となる。いま 0<dφ <b −(24
)であるので、n>1のとき n−1n−1 d・ (b −d、 )>Q ・・・(
25)となり、(23)式および(25)式よりY、−
YO>O・・・(26) が成立する。すなわちnが1より大きければ常にY、>
Yo −(27)となり、合
焦点時のYの値が最大であることがわかる。
合焦点時には 0 ・・・(20) YF−(k/2)b となり、非合焦点時には Y −d n+d n+・+dk0−(21)D
1 2 となる。(19)式を(20)式に代入してY、−与[
−’1(d1+d2+・・・+dk)]’−(d1+d
2+・・・+dh)x [工(d1+d2+・・・+dk)コ =(d1+d2+・・・+dk)b n−I n−1 −b d+b d2+・・・ +b dk・・・(22) を得る。ここで(21)式、 (22)式よりn−I
n−1 YF−Y、−dl (b −d )+n−1
n−1、+ d2 (b −d2 ・・・(23) となる。いま 0<dφ <b −(24
)であるので、n>1のとき n−1n−1 d・ (b −d、 )>Q ・・・(
25)となり、(23)式および(25)式よりY、−
YO>O・・・(26) が成立する。すなわちnが1より大きければ常にY、>
Yo −(27)となり、合
焦点時のYの値が最大であることがわかる。
第12図の回路構成は第5図の回路構成と比較して、隣
接する微小センサa・、ai+1間の出力の差分を求め
るためのラッチ回路49、補数器50および加算器51
、ならびに求まった差分をラッチするためのラッチ回路
52が省略されているのみで、その他の構成は全く同一
である。したがってラッチ回路48にラッチされた各微
小センサの出力は直ちに乗算器53でn乗され、ラッチ
回路54にラッチされた後、加算器55において順次加
算されて累算されていく。このようにして(18)式の
Yの値が求まり、ラッチ回路57にラッチされた後、ラ
ッチ回路58以下において上述の実施例と同様に最大の
Yの値を求めるための比較に供される。このような動作
は上述の実施例において既に述べたものであり、ここで
は省略する。
接する微小センサa・、ai+1間の出力の差分を求め
るためのラッチ回路49、補数器50および加算器51
、ならびに求まった差分をラッチするためのラッチ回路
52が省略されているのみで、その他の構成は全く同一
である。したがってラッチ回路48にラッチされた各微
小センサの出力は直ちに乗算器53でn乗され、ラッチ
回路54にラッチされた後、加算器55において順次加
算されて累算されていく。このようにして(18)式の
Yの値が求まり、ラッチ回路57にラッチされた後、ラ
ッチ回路58以下において上述の実施例と同様に最大の
Yの値を求めるための比較に供される。このような動作
は上述の実施例において既に述べたものであり、ここで
は省略する。
最後に、第13図を用いた上述の説明において、−に/
2<x<k/2という条件で微小センサa1〜a(の出
力の総和が合焦点と非合焦点時で変化しないとした理由
について説明しておく。第14図は原画2上の点0〜0
3から出る光束がピックアップレンズ3に入光して、そ
の後結像平面SOに再び1点0゜′〜03′で集光する
様子を示す図である。図中の記号は次のものを表わして
いる。
2<x<k/2という条件で微小センサa1〜a(の出
力の総和が合焦点と非合焦点時で変化しないとした理由
について説明しておく。第14図は原画2上の点0〜0
3から出る光束がピックアップレンズ3に入光して、そ
の後結像平面SOに再び1点0゜′〜03′で集光する
様子を示す図である。図中の記号は次のものを表わして
いる。
φ0〜φ3:原画2上の点06−03よりピックアップ
レンズ3に入光する光束 の立体角。ただし第14図ではφ 3のみ例示している。
レンズ3に入光する光束 の立体角。ただし第14図ではφ 3のみ例示している。
v −v3 :結像平面S。における点O6′〜03
′への結像光束の立体角。
′への結像光束の立体角。
a −a3 (bo−b3):ピックアラプレンズ3
の最大入光掻上の点A(B) から結像平面S。に向う光線を、 結像平面SoよりΔl離れた平面 $1で切った時、前記光線が通過 する点。
の最大入光掻上の点A(B) から結像平面S。に向う光線を、 結像平面SoよりΔl離れた平面 $1で切った時、前記光線が通過 する点。
Q −Q3:結像平面S。上の線分0゜′o1′の中点
をQl、線分o1 ’ o2 ’の中点を01線分02
′03′ の中点を03とする。
をQl、線分o1 ’ o2 ’の中点を01線分02
′03′ の中点を03とする。
P1〜P3:線分X′Q1と平面S1との交点をP 、
線分x02と平面$1との 交点をP2、線分X03と平面S 1との交点をP3とする。
線分x02と平面$1との 交点をP2、線分X03と平面S 1との交点をP3とする。
また、原画2は第15図に示すように、0oO1は黒、
0102は白、0203は黒にストライプ状に着色され
ているものとする。したがって以下の説明では、第14
図の紙面に垂直な方向については濃度傾斜を考慮しない
。いま結像平面S。
0102は白、0203は黒にストライプ状に着色され
ているものとする。したがって以下の説明では、第14
図の紙面に垂直な方向については濃度傾斜を考慮しない
。いま結像平面S。
よりΔlたけピックアップレンズ3側に離れた平面S1
において、例えば01′へ集光する全光束は、第14図
の線分a1b1を通過する。また線分boa1は黒、線
分b1a2は白となる。一方、結像平面S。においては
、線分O6′01′は黒、全光束は同一となり、範囲を
限れば合焦点時と非合焦点時とで光聞の総和が変化しな
いことがわかる。このことは結像平面S0よりΔlだけ
ピックアップレンズ3から遠ざかる方向に離れた平面S
2についても同様である。
において、例えば01′へ集光する全光束は、第14図
の線分a1b1を通過する。また線分boa1は黒、線
分b1a2は白となる。一方、結像平面S。においては
、線分O6′01′は黒、全光束は同一となり、範囲を
限れば合焦点時と非合焦点時とで光聞の総和が変化しな
いことがわかる。このことは結像平面S0よりΔlだけ
ピックアップレンズ3から遠ざかる方向に離れた平面S
2についても同様である。
なお評価関数は上述の(1)式および(18)式のもの
に限らず、原画2の粒子の輪郭線付近の濃度分布の急峻
度を評価できるものであればどの様なものであってもよ
い。
に限らず、原画2の粒子の輪郭線付近の濃度分布の急峻
度を評価できるものであればどの様なものであってもよ
い。
(発明の効果)
以上説明したように、この発明によれば、作業者の目視
等によることなく自動的に、しかもバラツキなく高精度
に焦点合せを行なうことができる。
等によることなく自動的に、しかもバラツキなく高精度
に焦点合せを行なうことができる。
第1図はこの発明の一実施例を示す構成図、第2図はこ
の発明が適用される製版用スキャナの全体構成を示す説
明図、第3図はC50上への結像の様子を模式的に示す
図、第4図はピックアップレンズ移動機構の構成図、第
5図は演算回路の一実施例を示すブロック図、第6図は
粒子の輪郭線付近における濃度分布の説明図、第7図は
評価関数Yを示す図、第8図および第9図は第5図の回
路の動作を示すタイミングチャート、第10図はモータ
駆動制御回路の一実施例を示すブロック図、第11図は
その動作のアルゴリズムを示すフローチャート、第12
図は演算回路の別の実施例を示すブロック図、第13図
は粒子境界近傍の濃度傾斜の典型的な場合を平面座標上
に示す図、第14図はピックアップレンズによる結像の
様子を模式的に示す図、第15図は白黒ストライプ状の
原画を示す図、第16図は従来の製版用スキャナにおけ
る走査ヘッドの入力走査光学系を示す図である。 1・・・原画シリンダ、 2・・・原画、3・・
・ピックアップレンズ、 34・・・CCO。 36・・・演算回路、 39・・・モータ駆動制御回路
、40・・・フォーカスモータ
の発明が適用される製版用スキャナの全体構成を示す説
明図、第3図はC50上への結像の様子を模式的に示す
図、第4図はピックアップレンズ移動機構の構成図、第
5図は演算回路の一実施例を示すブロック図、第6図は
粒子の輪郭線付近における濃度分布の説明図、第7図は
評価関数Yを示す図、第8図および第9図は第5図の回
路の動作を示すタイミングチャート、第10図はモータ
駆動制御回路の一実施例を示すブロック図、第11図は
その動作のアルゴリズムを示すフローチャート、第12
図は演算回路の別の実施例を示すブロック図、第13図
は粒子境界近傍の濃度傾斜の典型的な場合を平面座標上
に示す図、第14図はピックアップレンズによる結像の
様子を模式的に示す図、第15図は白黒ストライプ状の
原画を示す図、第16図は従来の製版用スキャナにおけ
る走査ヘッドの入力走査光学系を示す図である。 1・・・原画シリンダ、 2・・・原画、3・・
・ピックアップレンズ、 34・・・CCO。 36・・・演算回路、 39・・・モータ駆動制御回路
、40・・・フォーカスモータ
Claims (9)
- (1)原画からの光を走査ヘッドのピックアップレンズ
により受光して光電走査する画像走査入力装置において
、前記走査ヘッドの合焦点位置を自動的に検知するため
の方法であって、前記ピックアップレンズの結像位置に
前記原画の粒子像よりも小さい微小センサの集合体から
成る光電センサを設けるとともに、前記原画の走査面に
対し垂直方向に移動しうる合焦点機構を設け、前記微小
センサからの出力に基づき、予め準備された評価関数に
従つて前記粒子の輪郭線付近の濃度分布の急峻度を演算
して評価し、該演算結果が最大評価を示すように前記合
焦点機構を駆動して前記原画に対する合焦点位置に合わ
せることを特徴とする合焦点位置検知方法。 - (2)評価関数は隣接する微小センサ間の出力差の絶対
値のn乗(n>1)の累積和である、特許請求の範囲第
1項記載の合焦点位置検知方法。 - (3)評価関数は各微小センサ出力のn乗(n>1)の
累積和である、特許請求の範囲第1項記載の合焦点位置
検知方法。 - (4)複数原画の各々に対し焦点合せを行なう走査位置
を予め指定しておき、各原画の走査の直前に当該原画に
対し指定された前記走査位置にて合焦点位置検知動作を
行ないつつ前記複数原画を自動走査する、特許請求の範
囲第1項記載の合焦点位置検知方法。 - (5)焦点合せを行なう走査位置は走査開始位置、走査
終了位置で指定されたエリア内の任意の位置及び近傍位
置である、特許請求の範囲第4項記載の合焦点位置検知
方法。 - (6)複数原画の各々に対して合焦点位置検知動作を予
め行なって各合焦点位置を記憶しておき、該合焦点位置
を順次呼出して焦点合せを行ないつつ前記複数原画を自
動走査する、特許請求の範囲第1項記載の合焦点位置検
知方法。 - (7)原画からの光を走査ヘッドのピックアップレンズ
により受光して光電走査する画像走査入力装置において
、前記走査ヘッドの合焦点位置を自動的に検知するため
の装置であって、 前記ピックアップレンズの結像位置に設けられ、前記原
画の粒子像よりも小さい微小センサの集合体から成る光
電センサと、 前記微小センサからの出力に基づき、予め準備された評
価関数に従って前記粒子の輪郭線付近の濃度分布の急峻
度を演算して評価する演算回路と、合焦点機構を前記原
画の走査面に対し垂直に移動させる移動機構と、 前記演算回路の出力が最大評価を示すように前記移動機
構を駆動して前記原画に対する合焦点位置に移動させる
駆動制御装置とを備える合焦点位置検知装置。 - (8)複数原画の各々に対し焦点合せを行なう走査位置
を予め指定しておく手段と、各原画の走査の直前に当該
原画に対し指定された前記走査位置にて駆動制御装置を
作動させて当該原画に対する合焦点位置検知動作を行な
いつつ前記複数原画を自動走査する制御手段とをさらに
備える、特許請求の範囲第7項記載の合焦点位置検知装
置。 - (9)複数原画の各々に対して合焦点位置検知動作を行
なった結果を記憶しておく記憶手段と、該記憶を順次呼
出し駆動制御装置を作動させて焦点合せを行ないつつ前
記複数原画を自動走査する制御手段とをさらに備える、
特許請求の範囲第7項記載の合焦点位置検知装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61227207A JPS6381307A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | 合焦点位置検知方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61227207A JPS6381307A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | 合焦点位置検知方法および装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6381307A true JPS6381307A (ja) | 1988-04-12 |
Family
ID=16857169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61227207A Pending JPS6381307A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | 合焦点位置検知方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6381307A (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56114934A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-09 | Fuji Photo Film Co Ltd | Automatic focus adjusting method |
JPS59162514A (ja) * | 1983-03-08 | 1984-09-13 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 画像走査記録装置における焦点調整方法 |
-
1986
- 1986-09-25 JP JP61227207A patent/JPS6381307A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56114934A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-09 | Fuji Photo Film Co Ltd | Automatic focus adjusting method |
JPS59162514A (ja) * | 1983-03-08 | 1984-09-13 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 画像走査記録装置における焦点調整方法 |
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