JPH0355680A - Image input device - Google Patents
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Abstract
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] 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 use an optical lens to read an image on a document. .
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 by an optical lens on an image sensor such as a one-dimensional CCD image sensor, 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.
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位置を
調整する。For details on how to check and adjust whether the focus is on, see the second section.
A grid pattern as shown in the figure is scanned and the resulting video signal is observed. Then, confirm that the amplitude on the video signal corresponding to the grid pattern is a constant value. If the value is not constant, adjust the position of the lens in the optical axis direction.
しかしながらこの方法では、焦点の確認・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C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
.〔課題を解決するための手段〕
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。However, with this method, it is necessary to connect an oscilloscope to a test terminal etc. in order to observe the video signal every time the focus is checked or adjusted. Therefore, there are problems such as it takes time to confirm the focus, adjust it, and prepare for it. It also has drawbacks such as the inability to check and adjust the focus unless you know the internals of the device and how to operate the oscilloscope. [Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides an image input device that forms an optical image of a document surface onto a one-dimensional image sensor using an optical lens, performs photoelectric conversion, and obtains a video signal. In,
means for photoelectrically exchanging the grating pattern; means for detecting the envelope level of the background color of the grating pattern from the photoelectric conversion signal obtained by the photoelectric conversion means; and means for converting the output level obtained by the background color level detection means into multiple lines. a level dividing means for dividing the signal at a ratio of means for calculating the number of grid patterns, means for comparing the counted value with the number of grid patterns that are objects set in advance, and a display that indicates a match when a match is detected by the comparison means. and means.
次に本発明の一実施例について説明する。 Next, one 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。CODイメージセン
サ12から出力されるビデオ信号はCOD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 invention. In the figure, reflected light from the surface of a document 16 is imaged onto a CCD image sensor 12 by an optical lens 11. CCD image sensor 12
The video signal output from the amplifier 13 is input to a sample and hold circuit 14. Since the video signal output from the COD image sensor 12 is output intermittently for each COD surface element, the sample and hold circuit 14 samples and holds each pixel to form 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 the envelope of the ground level of a video signal. FIG. 6 shows an example of an 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 resistive voltage dividing circuit 2 outputs two divided voltage signals 102 and 103 having amplitudes similar to the original ground level by resistive voltage division from an envelope signal 101, that is, a signal representing the ground level of the original.
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 dividing circuit outputs 102 and 103 are input to comparison circuits 3 and 4. In comparator circuits 3 and 4, voltage divider circuit output 102
and 103 are compared with the video signal 100, and if the latter is lower in level than the former, the outputs 104 and 105 are set to "high", and if higher, the outputs are 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“O”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・108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.
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111を“ロウ゛とし、LED10を点灯させる.
また、イメージセンサ用タイミング発生回路15は、C
CD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.
今、原稿上に第2図に示す様な、Kラインペア/ m
m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l02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10
3が設定されているものとする。The counting circuits 5 and 6 are reset to the count value "O" by the scanning synchronization signal 112, and thereafter count the number of times the comparator circuit outputs 104 and 105 rise from "low" to "high". The comparison circuits 7 and 8 compare each of the outputs 107 and 108 of the counting circuits 5 and 6 with a preset numerical value 106. Here, the number N of lattice patterns is set as the numerical value 106, and if a match is found as a result of the comparison, the outputs 109 and 110 become "high". The AND operation circuit 9 performs an AND operation on the comparison circuit outputs 109 and 110, and sets the output 111 to "low" only when both are "high", and lights up the LED 10. Also, the image sensor timing generation circuit 15 , C
Drive pulses 113 such as a scanning synchronization signal and a charge transfer clock are supplied to the CD image sensor 12. Now, write a K line pair/m on the manuscript as shown in Figure 2.
Assume that a grating pattern perpendicular to the scanning direction is printed with a spatial frequency of m. When this pattern is scanned along the arrows in FIG. 3, a video signal as shown in the figure is obtained. An amplitude is generated on the video signal corresponding to the black and white of the grid pattern on the original. When the optical lens 11 is in focus, the maximum and minimum amplitude values are at a constant ratio to the ground level of the video signal. It is assumed that each output of the resistive voltage divider circuit 2 in FIG. 1 is set in advance to be approximately equal to these two ratios. That is, the third
As shown in the figure, the voltage dividing circuit output l02 is set to a ratio A% that is a certain margin smaller than the local maximum value of the amplitude when in focus, and the voltage dividing circuit output l02 is a ratio B% that is a certain margin larger than the local minimum value. The voltage dividing circuit output 10 is set to the voltage dividing ratio such that
It is assumed that 3 is set.
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101
、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
幅に対模したN本のパルスが現れる.
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。Figure 4 (a) shows the signal waveforms of each part when the focus is on.
- Shown in (c). Video signal 100, envelope signal 101
, the relationship between the voltage dividing circuit outputs 102 and 103 is shown in FIG. 4(b).
It will look like this. As shown in the figure, the maximum amplitude values for the grid pattern are all larger than the voltage divider circuit output 102, and the minimum values are all smaller than the voltage divider circuit output 103, so the comparison circuit outputs 104 and 105 have a grid pattern. N pulses appear that match the amplitude of . Counting circuits 5 and 6 count the number of rises of comparison circuit outputs 104 and 105, and output a count value N at the rear end of the grid pattern. The state of the counting circuit outputs 107 and 108 at this time is shown in FIG. 4(C). 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11
1を“ロウ”とし、LEDIOを点灯させる。Comparing circuits 7 and 8 have counting circuit outputs 107 and 108,
It is compared with the preset value 106, but in this case, since both are count values N, the outputs 109 and 110 are
Then, the comparison circuit outputs 109 and 110
While both are “high”, the AND operation circuit 9 outputs the output 11.
1 is set to “low” and the LEDIO is turned on.
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、LED1 0は点灯しない。Figure 5 (a) shows the state when the lens 11 is out of focus.
) to (c). In this case, even if the grid pattern in Figure 2 is used in the same way as when the focus is in focus, Figure 5(b)
The amplitude corresponding to the grid pattern becomes smaller. Therefore, even if N lattice patterns are scanned as shown in FIG. 5(C), N pulses corresponding to the amplitudes do not appear in the comparison circuit outputs 104 and 105. Therefore, the outputs 107 and 108 of the counting circuits 5 and 6 are not equal to the count value N, so the comparison circuits 7 and 8 cannot match the set value 106, and the AND operation circuit output 111 also remains "high". Therefore, LED10 does not light up.
以上のように、レンズ11の焦点が合っていればLED
1 0が点灯するため、LED1 0の点灯状態により
レンズ11の焦点が合っているが否がが判定できる。ま
た、焦点が合っていない場合には、LED 1 0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l図におけるレンズ11とC
CDイメージセンサ12間の距離{を調整すれば良い。As mentioned above, if the lens 11 is in focus, the LED
Since the LED 10 is lit, it can be determined whether the lens 11 is in focus or not based on the lighting state of the LED 10. Furthermore, if the object is out of focus, the focus of the lens 11 may be adjusted so that the LED 10 lights up. Note that the focus adjustment of the lens 11 is performed using the lenses 11 and C in FIG.
The distance {between the CD image sensors 12 may 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 explained.
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101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.
〔発明の効果〕
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,
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.Although the resistor 61 in the figure is sufficiently smaller than the resistor 64, the time constant of the integrating circuit consisting of the resistor 61, diode 62, and capacitor 63 is small, and the output signal 101 follows the rapid increase in the input signal 100. On the other hand, the time constant of the integrating circuit made up of the capacitor 63 and the resistor 64 is large, and the output signal 101 cannot follow the sudden decrease in the input signal 100, and thus maintains the previous output level. This makes it possible to detect the ground level of the manuscript. Note that the constant voltage source 65 in FIG. 6 is for canceling the voltage drop across the diode 62. [Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, there is no need to connect a measuring instrument such as an oscilloscope to the test terminal of the device each time the lens focus is adjusted and confirmed, and the focus state can be confirmed. This has the advantage of being able to do this at a glance without taking much time.Also, since there is no need to connect an oscilloscope or other device to the device, even people who are not familiar with the inside of the device or the operation of an oscilloscope can check the focus state of the device. It is also effective.
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
例における包路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・・・COD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 used for adjusting and checking the focus of the lens and a grid pattern on the document, and FIG. Explanatory diagrams showing the relationship between the amplitude of the grid pattern of the video signal and the output of the voltage dividing circuit when
c) shows the waveforms of various parts when the lens is in focus. FIGS. 5A to 5C are explanatory diagrams showing waveforms of various parts when the lens is out of focus, and FIG. 6 is a circuit diagram showing the envelope line detection circuit in this embodiment. 1... Envelope detection circuit, 2... Resistance voltage divider circuit, 3...
4, 7, 8... Comparison circuit, 5, 6... Counting circuit, 9
...AND operation circuit, 10...LED, 11...
Optical lens, 12... COD image sensor, 13.
...Amplifier, 14...Sample and hold circuit, 15
...Timing generation circuit, 16...Manuscript.
Claims (1)
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。In an image input device for forming an optical image of a document surface onto a one-dimensional image sensor using an optical lens and photoelectrically converting the image to obtain a video signal, means for photoelectrically exchanging a grating 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; level division means for dividing the output level obtained by the ground color level detection means at a plurality of different ratios; means for comparing each output level obtained by the level dividing means with the photoelectric conversion signal and binarizing it; means for calculating the number of electrical grid patterns obtained by the binarizing means;
It is characterized by comprising a means for comparing the counted value and a preset number of grid patterns as objects, and a display means for displaying a match when a match is detected by the comparing means. image input device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1192312A JP2858796B2 (en) | 1989-07-24 | 1989-07-24 | Image input device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1192312A JP2858796B2 (en) | 1989-07-24 | 1989-07-24 | Image input device |
Publications (2)
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JPH0355680A true JPH0355680A (en) | 1991-03-11 |
JP2858796B2 JP2858796B2 (en) | 1999-02-17 |
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Family Applications (1)
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JP1192312A Expired - Fee Related JP2858796B2 (en) | 1989-07-24 | 1989-07-24 | Image input device |
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JP (1) | JP2858796B2 (en) |
-
1989
- 1989-07-24 JP JP1192312A patent/JP2858796B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2858796B2 (en) | 1999-02-17 |
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