JP2858796B2 - Image input device - Google Patents

Image input device

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JP2858796B2
JP2858796B2 JP1192312A JP19231289A JP2858796B2 JP 2858796 B2 JP2858796 B2 JP 2858796B2 JP 1192312 A JP1192312 A JP 1192312A JP 19231289 A JP19231289 A JP 19231289A JP 2858796 B2 JP2858796 B2 JP 2858796B2
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徳郎 浜田
康雄 西嶋
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NEC Corp
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NIPPON DENKI ROBOTSUTO ENJINIARINGU KK
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イメージ入力装置に関し、特に光学レンズ
を使用し原稿上のイメージの読み取りを行うイメージス
キャナ及び光学文字読み取り装置等のイメージ入力装置
に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image input device, and more particularly to an image input device such as an image scanner and an optical character reading device that reads an image on a document using an optical lens. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

この種のイメージ入力装置では、一次元CCDイメージ
センサ等のイメージセンサ上に光学レンズにより原稿上
の光学像を結像させ、光電変換によりビデオ信号を得て
いる。
In this type of image input device, an optical image on a document is formed on an image sensor such as a one-dimensional CCD image sensor by an optical lens, and a video signal is obtained by photoelectric conversion.

イメージセンサ上に鮮明な光学像を得るためには、光
学レンズの焦点調整を行う必要が有る。
In order to obtain a clear optical image on the image sensor, it is necessary to adjust the focus of the optical lens.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

焦点が合っているか否かの確認及び調整の方法は、第
2図に示す様な格子パターンの走査を行い、得られるビ
デオ信号の観測を行う。そして格子パターンに対応する
ビデオ信号上の振幅が一定値となっていることを確認す
る。一定値とならない場合にはレンズの光軸方向の一を
調整する。
As a method of confirming and adjusting whether or not the subject is in focus, scanning of a lattice pattern as shown in FIG. 2 is performed, and the obtained video signal is observed. Then, it is confirmed that the amplitude on the video signal corresponding to the lattice pattern has a constant value. If the value does not become constant, one of the directions in the optical axis of the lens is adjusted.

しかしながらこの方法では、焦点確認・調整の度にビ
デオ信号を観測するため、オシロスコープをテスト端子
等に接続する必要が有ること。そのため焦点の確認、調
整及びその準備に時間がかかること等の問題が有る。ま
た、装置内部の知識及びオシロスコープの操作法等を知
らないと焦点の確認、調整ができない等の欠点も有る。
However, in this method, it is necessary to connect an oscilloscope to a test terminal or the like in order to observe a video signal each time focus confirmation and adjustment are performed. Therefore, there is a problem that it takes time to confirm, adjust, and prepare the focus. Further, there is a disadvantage that the focus cannot be confirmed and adjusted without knowing the internal knowledge of the apparatus and the operation method of the oscilloscope.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

以上の問題点を解決するため本発明は、原稿面の光学
像を光学レンズで一次元イメージセンサ上に結像させ、
光電変換しビデオ信号を得るイメージ入力装置におい
て、格子パターンを光電交換する手段と、該光電変換手
段により得られる光電変換信号より格子パターンの地色
の包絡線レベルを検出する手段と、該地色レベル検出手
段により得られる出力レベルを複数の行なる比率で分割
するレベル分割手段と、該レベル分割手段により得られ
る各々の出力レベルと前記光電変換信号との比較を行
い、二値化する手段と、該二値化手段により得られる電
気的な格子パターン本数を計算する手段と、該計数値と
予め設定しておいた被写体である格子パターンの本数と
を比較する手段と、該比較手段により一致が検出された
時に一致した事を表示する表示手段とを備えて構成され
る。
In order to solve the above problems, the present invention is to form an optical image of the document surface on a one-dimensional image sensor with an optical lens,
Means for photoelectrically exchanging a grid pattern, means for detecting the envelope level of the ground color of the grid pattern from the photoelectric conversion signal obtained by the photoelectric conversion means, A level dividing means for dividing an output level obtained by the level detecting means at a ratio of a plurality of rows, a means for comparing each output level obtained by the level dividing means with the photoelectric conversion signal, and performing binarization; Means for calculating the number of electrical grid patterns obtained by the binarizing means, means for comparing the count value with a predetermined number of grid patterns of the object, and matching by the comparing means. And a display means for displaying a match when is detected.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明の一実施例について説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described.

第1図は本発明の実施例である。図において原稿16の
面からの反射光は光学レンズ11によりCCDイメージセン
サ12上に結像される。CCDイメージセンサ12から出力さ
れるビデオ信号は増幅器13を経てサンプル・ホールド回
路14に入力される。CCDイメージセンサ12から出力され
るビデオ信号はCCDの面素毎にとびとびに出力されるた
めサンプル・ホールド回路14により1画素毎にサンプル
・ホールドを行い、連続なビデオ信号100にしている。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In the figure, the light reflected from the surface of the original 16 is imaged on the CCD image sensor 12 by the optical lens 11. The video signal output from the CCD image sensor 12 is input to the sample / hold circuit 14 via the amplifier 13. Since the video signal output from the CCD image sensor 12 is output discretely for each surface element of the CCD, the sample and hold circuit 14 performs sample and hold for each pixel to make a continuous video signal 100.

包絡線検出回路1はビデオ信号の地レベルの包絡線を
検出するものである。第6図に包絡線検出回路の一例を
示す。回路の詳細については後述する。
The envelope detection circuit 1 detects a ground level envelope of a video signal. FIG. 6 shows an example of the envelope detection circuit. Details of the circuit will be described later.

抵抗分圧回路2は、包絡線信号101即ち原稿の地レベ
ルを表わす信号から、抵抗分圧により原稿地レベルに振
幅が相似な、2個の分圧信号102および103を出力する。
The resistance voltage dividing circuit 2 outputs two divided voltage signals 102 and 103 whose amplitudes are similar to the document ground level by the resistance voltage division from the envelope signal 101, that is, the signal indicating the ground level of the document.

分圧回路出力102及び103は比較回路3及び4に入力さ
れる。比較回路3及び4では、分圧回路出力102及び103
とビデオ信号100との比較を行い、前者より後者のレベ
ルが低ければ出力104及び105を“ハイ”、高ければ“ロ
ウ”としている。
Voltage divider circuit outputs 102 and 103 are input to comparison circuits 3 and 4. In the comparison circuits 3 and 4, the voltage dividing circuit outputs 102 and 103
Are compared with the video signal 100. If the level of the latter is lower than the former, the outputs 104 and 105 are set to "high", and if the level is higher, the output is set to "low".

計数回路5及び6は、走査の同期信号112により計数
値“0"にリセットされ、以後比較回路出力104及び105の
“ロウ”から“ハイ”への立ち上がり回数を計数する。
比較回路7及び8では、計数回路5及び6の出力107・1
08の各々について、予め設定されている数値106との比
較を行う。ここで、数値106は格子パターンの本数Nが
設定されており、比較の結果一致が取れれば出力109及
び110が“ハイ”となる。
The counting circuits 5 and 6 are reset to the count value “0” by the scanning synchronization signal 112, and thereafter count the number of rises of the comparison circuit outputs 104 and 105 from “low” to “high”.
In the comparison circuits 7 and 8, the outputs 107.1 of the counting circuits 5 and 6 are output.
08 is compared with a preset numerical value 106. Here, the number 106 is set to the number N of the grid patterns, and if the comparison results in a match, the outputs 109 and 110 become “high”.

論理積演算回路9は、比較回路出力109及び110につい
て論理積演算を行い、両者とも“ハイ”の時のみ出力11
1を“ロウ”とし、LED10を点灯させる。
The AND operation circuit 9 performs an AND operation on the comparison circuit outputs 109 and 110, and outputs the output signal 11 only when both are "high".
1 is set to “low”, and the LED 10 is turned on.

また、イメージセンサ用タイミング発生回路15は、CC
Dイメージセンサ12に対し走査同期信号、電荷転送クロ
ック等の駆動パルス類113を供給する。
In addition, the image sensor timing generation circuit 15
A drive pulse 113 such as a scan synchronization signal and a charge transfer clock is supplied to the D image sensor 12.

今、原稿上に第2図に示す様な、Kラインペア/mmの
空間周波数を有する、走査方向に直角な格子パターンが
印刷されているものとする。このパターンを第3図の矢
印に沿って走査すると、同図の様なビデオ信号が得られ
る。ビデオ信号上には原稿上の格子パターンの黒白に対
応して振幅が発生する。光学レンズ11の焦点が合ってい
る場合には、振幅の極大値及び極小値はビデオ信号の地
レベルに対し一定比率の値となる。第1図の抵抗分圧回
路2の各出力は、予めこれら二つの比率とほぼ等しくな
るように設定されているものとする。即ち、第3図に示
すように、焦点が合っている時の振幅の極大値より一定
マージンだけ小さな比率A%となるような分圧率に分圧
回路出力102が、極小値より一定マージンだけ大きな比
率B%となるような分圧率に分圧回路出力103が設定さ
れているものとする。
Now, it is assumed that a lattice pattern having a spatial frequency of K line pairs / mm and perpendicular to the scanning direction is printed on the document as shown in FIG. When this pattern is scanned along the arrow in FIG. 3, a video signal as shown in FIG. 3 is obtained. On the video signal, an amplitude is generated corresponding to the black and white of the lattice pattern on the document. When the optical lens 11 is in focus, the maximum value and the minimum value of the amplitude have a fixed ratio to the ground level of the video signal. It is assumed that each output of the resistance voltage dividing circuit 2 shown in FIG. 1 is set in advance so as to be substantially equal to the ratio between these two. That is, as shown in FIG. 3, the voltage dividing circuit output 102 has a voltage dividing ratio equal to a ratio A% smaller by a certain margin than the maximum value of the amplitude when the focus is in focus, and only a certain margin from the minimum value. It is assumed that the voltage dividing circuit output 103 is set to a voltage dividing ratio that provides a large ratio B%.

焦点が合っている場合の各部の信号波形を第4図
(a)〜(c)に示す。ビデオ信号100、包絡線信号10
1、分圧回路出力102及び103の関係は第4図(b)の様
になる。図に示す様に格子パターンに対する振幅の極大
値は全て分圧回路出力102よりも大きく、極小値は全て
分圧回路出力103よりも小さくなっているから、比較回
路出力104及び105には格子パターンの振幅に対応したN
本のパルスが現れる。
FIGS. 4 (a) to 4 (c) show signal waveforms at various points when the object is in focus. Video signal 100, envelope signal 10
1. The relationship between the voltage dividing circuit outputs 102 and 103 is as shown in FIG. 4 (b). As shown in the figure, since the maximum value of the amplitude for the grid pattern is all larger than the output of the voltage divider circuit 102 and the minimum value is all smaller than the output 103 of the voltage divider circuit, the grid pattern N corresponding to the amplitude of
A book pulse appears.

計数回路5及び6は、比較回路出力104及び105の立ち
上がりの回数を計数し、格子パターンの後端部分で計数
値Nを出力する。この時の計数回路出力107及び108の様
子を第4図(c)に示す。以後一走査の終了時点まで計
数値Nを保持する。
The counting circuits 5 and 6 count the number of rises of the comparison circuit outputs 104 and 105, and output a count value N at the rear end of the grid pattern. The state of the outputs 107 and 108 of the counting circuit at this time is shown in FIG. Thereafter, the count value N is held until the end of one scan.

比較回路7及び8は計数回路出力107及び108と、予め
設定されている値106とを比較するが、この場合どちら
も計数値Nであるため出力109及び110を“ハイ”とす
る。そして、比較回路出力109及び110がともに“ハイ”
の期間、論理積演算回路9は出力111を“ロウ”とし、L
ED10を点灯させる。
The comparison circuits 7 and 8 compare the counting circuit outputs 107 and 108 with a preset value 106. In this case, since both of them are the counting value N, the outputs 109 and 110 are set to “high”. Then, both the comparison circuit outputs 109 and 110 are “high”.
, The AND operation circuit 9 sets the output 111 to “low”,
Turn on ED10.

レンズ11の焦点が合っていない時の状態を第5図
(a)〜(c)に示す。この場合、焦点が合っている時
の同様に第2図の格子パターンを使用しても、第5図
(b)のように格子パターンに対応する振幅が小さくな
る。このため第5図(c)に示すようにN本の格子パタ
ーンを走査しても、比較回路出力104及び105には振幅に
対応してN個のパルスが現れない。従って計数回路5及
び6の出力107及び108は計数値Nと等しくならないた
め、比較回路7及び8にて設定値106との一致が取れ
ず、論理積演算回路出力111も“ハイ”のままとなり、L
ED10は点灯しない。
FIGS. 5A to 5C show the state when the lens 11 is out of focus. In this case, the amplitude corresponding to the lattice pattern becomes small as shown in FIG. 5B even when the lattice pattern shown in FIG. Therefore, even if N grid patterns are scanned as shown in FIG. 5C, N pulses corresponding to the amplitudes do not appear in the comparison circuit outputs 104 and 105. Therefore, since the outputs 107 and 108 of the counting circuits 5 and 6 do not become equal to the count value N, the comparison circuits 7 and 8 cannot match the set value 106, and the AND operation circuit output 111 also remains “high”. , L
ED10 does not light.

以上のように、レンズ11の焦点が合っていればLED10
が点灯するため、LED10の点灯状態によりレンズ11の焦
点が合っているか否かが判定できる。また、焦点が合っ
ていない場合には、LED10が点灯するようにレンズ11の
焦点を調整すれば良い。なおレンズ11の焦点調整は第1
図におけるレンズ11とCCDイメージセンサ12間の距離l
を調整すれば良い。
As described above, if the lens 11 is in focus, the LED 10
Is turned on, it is possible to determine whether or not the lens 11 is in focus based on the lighting state of the LED 10. Further, when the focus is out of focus, the focus of the lens 11 may be adjusted so that the LED 10 is turned on. The focus adjustment of the lens 11 is the first
Distance l between lens 11 and CCD image sensor 12 in the figure
Can be adjusted.

最後に第6図の包絡線検出回路について説明する。 Finally, the envelope detection circuit shown in FIG. 6 will be described.

図中抵抗61は抵抗64に比べて十分小さいものとする
と、抵抗61とダイオード62とコンデンサ63からなる積分
回路の時定数は小さく、出力信号101は入力信号100の急
増に追従する。一方コンデンサ63と抵抗64からなる積分
回路の時定数は大きく、入力信号100の急減に出力信号1
01は追従出来ず、直前の出力レベルを保持する事にな
る。これにより、原稿の地のレベルを検出することが可
能となる。なお、第6図中の定電圧源65は、ダイオード
62の電圧降下を打ち消すためのものである。
In the figure, assuming that the resistor 61 is sufficiently smaller than the resistor 64, the time constant of the integrating circuit including the resistor 61, the diode 62 and the capacitor 63 is small, and the output signal 101 follows the rapid increase of the input signal 100. On the other hand, the time constant of the integrating circuit consisting of the capacitor 63 and the resistor 64 is large, and the output signal 1
01 cannot follow, and the output level immediately before is maintained. This makes it possible to detect the level of the ground of the document. The constant voltage source 65 in FIG.
This is for canceling the voltage drop of 62.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上に説明した様に本発明によれば、レンズの焦点調
整及び確認を行う度にオシロスコープ等の測定器を装置
のテスト端子等に接続する必要がなく、焦点の状態の確
認が時間をかけずに一目で行えるという効果が有る。
As described above, according to the present invention, it is not necessary to connect a measuring instrument such as an oscilloscope to a test terminal or the like of the apparatus every time the focus of the lens is adjusted and confirmed, and the confirmation of the focus state does not take much time. There is an effect that it can be performed at a glance.

また、オシロスコープ等を装置でつなぎ込む必要が無
いため、装置内部及びオシロスコープの操作に詳しい者
で無くても、装置の焦点状態が確認できるという効果も
有る。
Further, since there is no need to connect an oscilloscope or the like with the apparatus, there is also an effect that the focus state of the apparatus can be confirmed even by a person who is not familiar with the inside of the apparatus and the operation of the oscilloscope.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
2図はレンズの焦点調整及び確認に使用する原稿及び原
稿上の格子パターンを示す説明図、第3図はレンズの焦
点が合っている時のビデオ信号の格子パターンの振幅と
分圧回路出力との関係を示す説明図、第4図(a)〜
(c)はレンズの焦点が合っている状態での各部の波形
を示す。第5図(a)〜(c)はレンズの焦点が合って
いない状態での各部の波形を示す説明図、第6図は本実
施例における包絡線検出回路を示す回路図。 1……包絡線検出回路、2……抵抗分圧回路、3・4・
7・8……比較回路、5・6……計数回路、9……論理
積演算回路、10……LED、11……光学レンズ、12……CCD
イメージセンサ、13……増幅器、14……サンプル・ホー
ルド回路、15……タイミング発生回路、16……原稿。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a document and a lattice pattern on the document used for focus adjustment and confirmation of a lens, and FIG. 4 (a) to 4 (a) are explanatory diagrams showing the relationship between the amplitude of the lattice pattern of the video signal and the output of the voltage dividing circuit when they match.
(C) shows the waveform of each part when the lens is in focus. 5 (a) to 5 (c) are explanatory diagrams showing waveforms of respective parts when the lens is out of focus, and FIG. 6 is a circuit diagram showing an envelope detection circuit in the present embodiment. 1 ... Envelope detection circuit, 2 ... Resistor voltage divider circuit, 3/4.
7.8 Comparison circuit, 5.6 Count circuit, 9 AND operation circuit, 10 LED, 11 Optical lens, 12 CCD
Image sensor, 13: Amplifier, 14: Sample and hold circuit, 15: Timing generation circuit, 16: Document.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根生 義郎 東京都港区芝5丁目7番15号 日本電気 ロボットエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−191598(JP,A) 実開 昭61−78473(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06K 9/20 H04N 1/04 G06T 1/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Yoshiro Neo 5-7-15 Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Robot Engineering Co., Ltd. (56) References JP-A-60-191598 (JP, A) 61-78473 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G06K 9/20 H04N 1/04 G06T 1/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】原稿面の光学像を光学レンズで一次元イメ
ージセンサ上に結像させ、光電変換しビデオ信号を得る
イメージ入力装置において、格子パターンを光電交換す
る手段と、該光電変換手段により得られる光電変換信号
より格子パターンの地色の包絡線レベルを検出する手段
と、該地色レベル検出手段により得られる出力レベルを
複数の異なる比率で分割するレベル分割手段と、該レベ
ル分割手段により得られる各々の出力レベルと前記光電
変換信号との比較を行い、二値化する手段と、該二値化
手段により得られる電気的な格子パターン本数を計算す
る手段と、該計数値と予め設定しておいた被写体である
格子パターンの本数とを比較する手段と、該比較手段に
より一致が検出された時に一致した事を表示する表示手
段とを備えて成ることを特徴するイメージ入力装置。
1. An image input apparatus for forming an optical image of a document surface on a one-dimensional image sensor by an optical lens and performing photoelectric conversion to obtain a video signal, comprising: means for photoelectrically exchanging a lattice pattern; Means for detecting the envelope level of the ground color of the lattice pattern from the obtained photoelectric conversion signal, level dividing means for dividing the output level obtained by the ground color level detecting means at a plurality of different ratios, and the level dividing means Means for comparing each of the obtained output levels with the photoelectric conversion signal and binarizing the data; means for calculating the number of electrical grid patterns obtained by the binarizing means; Means for comparing the number of grid patterns which are the objects to be set, and display means for displaying the coincidence when a match is detected by the comparing means. Image input device that features a door.
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