JPH0646254A - Hand scanner - Google Patents

Hand scanner

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JPH0646254A
JPH0646254A JP4216566A JP21656692A JPH0646254A JP H0646254 A JPH0646254 A JP H0646254A JP 4216566 A JP4216566 A JP 4216566A JP 21656692 A JP21656692 A JP 21656692A JP H0646254 A JPH0646254 A JP H0646254A
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correction
converter
correction coefficient
sensor cell
sub
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Abstract

PURPOSE:To realize the hand scanner not affected by dispersion in the subscanning speed. CONSTITUTION:A resulting output voltage amplified by each element of a sensor cell 1 by a prescribed amplification factor in the calibration operation mode is converted into a digital value at an A/D converter 3, a correction section 6 calculates a 1st correction coefficient and it is stored in a RAM 8. In the case of reading an original, a speed detection section 7 detects the subscanning speed based on a period of an output pulse from an encoder, a 2nd correction coefficient is calculated, a D/A converter 4 converts it into an analog quantity to control a variable amplification factor amplifier 2. Thus, the effect of the subscanning speed is corrected from the amplified voltage and it corresponds to a prescribed storage time. Shading correction is conducted also by converting an output of the variable amplification factor amplifier 2 into a digital quantity by the A/D converter 3 and using the correction section 6 to correct the quantity with the 1st correction coefficient read from the RAM 8.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、イメージセンサを利用
して原稿を読み取るハンドスキャナに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hand scanner that reads an original using an image sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】光学系を用いて光電変換面に投影するセ
ンサや、密着型イメージセンサなど、ラインセンサを用
いて、主走査と副走査を行なって原稿を読み取るセンサ
においては、光源からの照明光の不均一さや、センサセ
ルの個々の感度差などにより、同一濃度の画像を読み取
っても、各センサセルの出力信号が必ずしも同一の値に
ならない。これを補正するために、シェーディング補正
が行なわれている。
2. Description of the Related Art In a sensor that projects an image on a photoelectric conversion surface by using an optical system, a contact type image sensor, or a line sensor, which scans an original by performing main scanning and sub-scanning, an illumination from a light source is used. Even if images of the same density are read, the output signal of each sensor cell does not necessarily have the same value due to nonuniformity of light, difference in sensitivity of each sensor cell, and the like. Shading correction is performed to correct this.

【0003】シェーディング補正は、あらかじめ、2種
の基準画像、例えば、白と黒の画像を用い、白の画像を
読み取ったときの各センサセルの出力信号と、黒の画像
を読み取ったときの各センサセルの出力信号を得て、こ
れら出力信号を所定の値に揃えるような補正値を演算し
て記憶させ、原稿を読み取る際に、この補正値によっ
て、出力信号を補正する方法が一般的である。
Shading correction uses two types of reference images in advance, for example, a white image and a black image, the output signal of each sensor cell when a white image is read, and each sensor cell when a black image is read. A general method is to obtain the output signals of ## EQU1 ## and calculate and store correction values that align these output signals to predetermined values, and correct the output signals with the correction values when reading a document.

【0004】シェーディング補正を行なうことによっ
て、上述した照明光の不均一さや、各センサセルの感度
差などを補正して、同一濃度の画像に対して、各センサ
セルの出力信号は一定の値となり、精度のよい画像信号
を得ることができる。
By performing the shading correction, the nonuniformity of the illumination light and the sensitivity difference of each sensor cell described above are corrected, and the output signal of each sensor cell becomes a constant value for the image of the same density, and the accuracy is improved. It is possible to obtain a good image signal.

【0005】しかしながら、ハンドスキャナにおいて
は、原稿の読取の際の副走査は、オペレータの手によっ
て行なわれ、原稿との相対移動量を回転エンコーダ等に
より検出して、主走査の読取ラインの位置を決定してい
る。ハンドスキャナを移動させる速度は、必ずしも一定
ではなく、また、1枚の原稿の読取開始から終了までの
間にも、移動速度がばらつく。したがって、副走査速度
が一定とならないため、センサセルの蓄積時間が一定に
ならず、移動速度の速いところでは、出力信号が小さく
なり、移動速度の遅いところでは、出力信号が大きくな
り、正確な画像データが得られないという問題がある。
However, in the hand scanner, the sub-scanning at the time of reading the original is performed by the operator's hand, and the relative movement amount with respect to the original is detected by a rotary encoder or the like to determine the position of the reading line of the main scanning. I have decided. The speed at which the hand scanner is moved is not always constant, and the movement speed also varies from the start to the end of reading one document. Therefore, since the sub-scanning speed is not constant, the accumulation time of the sensor cell is not constant, the output signal becomes small when the moving speed is fast, and the output signal becomes large when the moving speed is slow, and an accurate image is obtained. There is a problem that data cannot be obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、副走査速度のば
らつきに影響されないハンドスキャナを実現することを
目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to realize a hand scanner which is not affected by variations in sub-scanning speed.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、ハンドスキャ
ナにおいて、原稿読取の際の副走査速度を検出する副走
査速度検出手段と、各センサセルの補正パラメータを記
憶する補正パラメータ記憶手段と、前記副走査速度検出
手段と前記補正パラメータ記憶手段からの信号に基づい
て、センサセル出力信号を補正する出力信号補正手段を
有することを特徴とするものである。
According to the present invention, in a hand scanner, a sub-scanning speed detecting means for detecting a sub-scanning speed at the time of reading an original, a correction parameter storing means for storing a correction parameter of each sensor cell, It is characterized in that it has an output signal correction means for correcting the sensor cell output signal based on the signals from the sub-scanning speed detection means and the correction parameter storage means.

【0008】[0008]

【実施例】図1は、本発明のハンドスキャナの主要部の
ブロック図である。図中、1はセンサセル、2は可変増
幅率増幅器、3はA/D変換器、4はD/A変換器、5
はエンコーダ、6は補正部、7は副走査速度検出部、8
はRAM、9はROM、10は出力部、11はこれら全
体の制御を担当する主制御部(CPU)である。センサ
セル1は、この実施例では、密着型のイメージセンサを
用いた。センサセルの出力は、可変増幅率増幅器2で増
幅され、A/D変換器3によりデジタル量に変換され、
出力部10から出力される。エンコーダ5は、ハンドス
キャナの移動量を検出するためのものであり、原稿面に
接触しながら回転する接触ローラーに連動して回転され
るように構成されている。副走査速度検出部7は、エン
コーダ5の出力を利用して、副走査速度に応じたデータ
を得るものである。各センサセルに対する補正データ
は、補正部6により演算される。基準画像を読み取った
場合の各センサセルの補正データは、RAM8に収納さ
れる。また、原稿の読取の際の副走査速度の応じた補正
も、補正部6によって行なわれる。ROM9には、制御
プログラムや固定データなどが収納されている。
1 is a block diagram of a main part of a hand scanner of the present invention. In the figure, 1 is a sensor cell, 2 is a variable gain amplifier, 3 is an A / D converter, 4 is a D / A converter, 5
Is an encoder, 6 is a correction unit, 7 is a sub-scanning speed detection unit, 8
Is a RAM, 9 is a ROM, 10 is an output unit, and 11 is a main control unit (CPU) that is in charge of controlling the whole of them. As the sensor cell 1, a contact type image sensor is used in this embodiment. The output of the sensor cell is amplified by the variable gain amplifier 2 and converted into a digital quantity by the A / D converter 3,
It is output from the output unit 10. The encoder 5 is for detecting the amount of movement of the hand scanner, and is configured to rotate in conjunction with a contact roller that rotates while contacting the document surface. The sub-scanning speed detection unit 7 uses the output of the encoder 5 to obtain data according to the sub-scanning speed. The correction data for each sensor cell is calculated by the correction unit 6. The correction data of each sensor cell when the reference image is read is stored in the RAM 8. Further, the correction unit 6 also performs correction according to the sub-scanning speed when reading the document. The ROM 9 stores control programs and fixed data.

【0009】図1の実施例の動作について説明する。ま
ず、実際の原稿を読み取る前に基準画像を用いて、上述
した照明光の不均一さや、各センサセルの感度差などに
基づく補正を行なう。
The operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described. First, before the actual document is read, the reference image is used to perform correction based on the above-described nonuniformity of illumination light, the difference in sensitivity among the sensor cells, and the like.

【0010】基準画像を与える方法としては、ストライ
プ状の白と黒が周面に施されたローラをセンサに近接さ
せて設けておいて、これを回転させながら読み取る方法
が考えられる。このようにすれば、特別な基準画像を別
に用意することなく、基準データを内蔵させることがで
きるという利点がある。
As a method for providing the reference image, a method is conceivable in which a roller having stripe-shaped white and black on its peripheral surface is provided close to the sensor, and the sensor is read while rotating. By doing so, there is an advantage that the reference data can be incorporated without separately preparing a special reference image.

【0011】しかしながら、ハンドスキャナにおいて
は、センサに近接して基準画像となるローラを内蔵させ
ることは構造上困難である。そこでハンドスキャナの動
作モードとして、校正操作モードを用意する。校正操作
モードでは、別途に白バンド、黒バンドを基準画像とし
て用いる。
However, in the hand scanner, it is structurally difficult to incorporate a roller that is a reference image close to the sensor. Therefore, a calibration operation mode is prepared as an operation mode of the hand scanner. In the calibration operation mode, a white band and a black band are separately used as reference images.

【0012】図5は、基準画像を内蔵したハンドスキャ
ナの一例であり、図5(A)は断面図、図5(B)は要
部の斜視図である。図中、12はケース、13は開口、
14はミラー、15はセルフォックレンズアレイ、16
はCCDセンサ、17は回転ローラ、18は基準画像、
19は照明用LED、20はストッパ、21は回転摘
み、22は付勢用バネ、23はスリット板、24はフォ
トインタラプタである。ミラー14は、常時は付勢用バ
ネ22によりストッパ20に突き当たる位置をとってい
る。この位置では、開口13からの原稿画像がセルフォ
ックレンズアレイ15を通って、CCDセンサ16で読
み込まれる。校正操作モードにおいては、ミラー14を
矢印方向に回転させ、点線で示す位置に向ける。回転角
をスリット板23とフォトインタラプタ24で読み取り
ながら、基準画像18を、ミラー14,セルフォックレ
ンズアレイ15を通して、CCDセンサ16で読み込
む。基準画像18は、板状体に白バンド、黒バンドを施
したものを用いている。読み込みの終了後に、回転摘み
21から手を離せば、ミラー14は付勢用バネ22によ
り戻され、ストッパ20で止まり、原稿の読み取り位置
をとる。原稿読み取りの際には、回転ローラ17に連動
するエンコーダが副走査方向の移動量を検出する。
FIG. 5 is an example of a hand scanner incorporating a reference image. FIG. 5 (A) is a sectional view and FIG. 5 (B) is a perspective view of a main part. In the figure, 12 is a case, 13 is an opening,
14 is a mirror, 15 is a Selfoc lens array, 16
Is a CCD sensor, 17 is a rotating roller, 18 is a reference image,
Reference numeral 19 is an illumination LED, 20 is a stopper, 21 is a rotary knob, 22 is an urging spring, 23 is a slit plate, and 24 is a photo interrupter. The mirror 14 is normally in a position where it comes into contact with the stopper 20 by the biasing spring 22. At this position, the original image from the opening 13 passes through the SELFOC lens array 15 and is read by the CCD sensor 16. In the calibration operation mode, the mirror 14 is rotated in the direction of the arrow and directed to the position indicated by the dotted line. While reading the rotation angle with the slit plate 23 and the photo interrupter 24, the reference image 18 is read with the CCD sensor 16 through the mirror 14 and the SELFOC lens array 15. As the reference image 18, a plate-shaped body provided with a white band and a black band is used. After the reading is completed, when the rotary knob 21 is released, the mirror 14 is returned by the biasing spring 22 and stopped by the stopper 20 to take the original reading position. At the time of reading a document, an encoder interlocked with the rotary roller 17 detects the amount of movement in the sub scanning direction.

【0013】ストッパ21を設けて、ミラー14をこの
ストッパに当たるまで回転させ、回転摘み21から手を
離し、ミラー14が付勢用バネ22により戻される過程
において、基準画像18を読み取り、校正データを得る
ようにしてもよい。この場合は、ミラー14の回転軸
に、ガバナーや摩擦機構など、適当な調速機構を設ける
ようにしてもよい。
A stopper 21 is provided, the mirror 14 is rotated until it hits the stopper, the rotary knob 21 is released, and in the process of returning the mirror 14 by the biasing spring 22, the reference image 18 is read and the calibration data is read. You may get it. In this case, an appropriate speed control mechanism such as a governor or a friction mechanism may be provided on the rotation shaft of the mirror 14.

【0014】基準画像を読み込んだデータから、各セン
サセルの出力の差を補正する補正係数を第1の補正係数
として演算し、RAM8に収納する。RAM8を電池バ
ックアップなどにより、不揮発性としておけば、校正操
作モードは、読取開始の都度に行なう必要はない。
From the data obtained by reading the reference image, a correction coefficient for correcting the difference between the outputs of the respective sensor cells is calculated as a first correction coefficient and stored in the RAM 8. If the RAM 8 is made non-volatile by backing up the battery or the like, it is not necessary to perform the calibration operation mode each time reading is started.

【0015】第1の補正係数について説明する。図2
は、センサセルの一般特性である。N番目のセルであ
り、横軸は光量である。EB は黒バンドを読み込んだと
きの光量、EW は白バンドを読み込んだときの光量であ
り、いずれも蓄積時間はT0 である。蓄積時間をT0
するためには、転送時間を設定してもよく、あるいは、
後述する副走査速度の補正を行なって、蓄積時間がT0
に相当する出力電圧を演算するようにしてもよい。黒バ
ンドの反射光の照度をPB 、白バンドの反射光をPW
すれば、 EB =PB 0W =PW 0 であり、それぞれの読み込みにおける出力電圧VBN、V
WNは、 VBN=aN B 0 +bNWN=aN W 0 +bN であるから、 aN =(VWN−VBN)/T0 (PW −PB ) bN =VWN−(VWN−VBN)PW /(PW −PB ) となる。
The first correction coefficient will be described. Figure 2
Is a general characteristic of the sensor cell. It is the Nth cell, and the horizontal axis is the light amount. E B is the light amount when the black band is read, E W is the light amount when the white band is read, and the accumulation time is T 0 in both cases. To set the storage time to T 0 , the transfer time may be set, or
By correcting the sub-scanning speed to be described later, the accumulation time T 0
You may make it calculate the output voltage equivalent to. If the illuminance of the reflected light of the black band is P B and the reflected light of the white band is P W , then E B = P B T 0 E W = P W T 0 , and the output voltages V BN and V in each reading
WN is V BN = a N P B T 0 + b N V WN = a N P W T 0 + b N , so a N = (V WN −V BN ) / T 0 (P W −P B ) b N = V WN - a (V WN -V BN) P W / (P W -P B).

【0016】ここで、aN とbN について、基準値をあ
らかじめ決めておく。その値をa0,b0 とし、 aN =αa0N =b0 +β となるα,βを演算し、第1の補正係数を得ることがで
きる。
Here, reference values are previously determined for a N and b N. With the values being a 0 and b 0 , α and β such that a N = αa 0 b N = b 0 + β are calculated, and the first correction coefficient can be obtained.

【0017】次に、原稿の読取について説明する。図3
に示すように、PX の濃度の画素を蓄積時間T0 で読み
込む場合の光量EX は、 EX =PX 0 であるあるから、これを読み込んだN番目のセルから得
られた出力電圧VX は、 VX =aN X 0 +bN である。これを第1の補正係数α,βで補正することに
より、 VXN=a0 X 0 +b0 となり、照明光の不均一さや、各センサセルの感度差な
どに影響されない出力電圧を得ることができる。
Next, reading of the original will be described. Figure 3
As shown in, the light quantity E X when reading a pixel with a density of P X at the accumulation time T 0 is E X = P X T 0 , so the output obtained from the Nth cell that read this The voltage V X is V X = a N P X T 0 + b N. By correcting this with the first correction coefficients α and β, V XN = a 0 P X T 0 + b 0 is obtained, and an output voltage that is not affected by unevenness of illumination light or sensitivity difference of each sensor cell can be obtained. You can

【0018】上述したVXNは、蓄積時間をT0 とした。
蓄積時間がTX であれば、センサセルにより検出され、
第1の補正係数により補正された電圧VYNは、 VYN=a0 X X +b0 したがって、蓄積時間をTX で読み込んだ場合には、第
1の補正係数で補正した電圧値VYNに対して、蓄積時間
に対する第2の補正係数γを用いることにより蓄積時間
の相違による出力電圧値の補正が可能となる。すなわ
ち、 VXN=a0 X 0 +b0 =(T0 /TX )(VYN−b0 )+b0 =γVYN+(1−γ)b0 となる。なお、第2の補正係数γは、 γ=T0 /TX である。
In the above V XN , the accumulation time is T 0 .
If the accumulation time is T X , it is detected by the sensor cell,
The voltage V YN corrected by the first correction coefficient is V YN = a 0 P X T X + b 0 Therefore, when the storage time is read by T X , the voltage value V corrected by the first correction coefficient By using the second correction coefficient γ for the accumulation time for YN , it becomes possible to correct the output voltage value due to the difference in the accumulation time. That is, V XN = a 0 P X T 0 + b 0 = (T 0 / T X ) (V YN −b 0 ) + b 0 = γV YN + (1-γ) b 0 . The second correction coefficient γ is γ = T 0 / T X.

【0019】この実施例では、(1−γ)b0 の項は暗
電流に相当するものであり、これを無視できるものとし
た。そうすると、 VXN=γVYN となる。なお、蓄積時間に対する補正は、直線近似で行
なったが、指数関数を適用してもよい。
In this embodiment, the term (1-γ) b 0 corresponds to the dark current, which can be ignored. Then, V XN = γV YN . The correction for the accumulation time is performed by linear approximation, but an exponential function may be applied.

【0020】図1の実施例に戻って説明する。校正操作
モードにおいて、センサセルの各素子ごとに、所定の増
幅率で増幅した出力電圧をA/D変換器3でデジタル値
に変換し、補正部6において、第1の補正係数を演算
し、RAM8にメモリする。第1の補正係数としては、
上述したβを無視して、αだけの補正を行なうことがで
きる。
Returning to the embodiment of FIG. 1, description will be made. In the calibration operation mode, for each element of the sensor cell, the output voltage amplified by a predetermined amplification factor is converted into a digital value by the A / D converter 3, the correction unit 6 calculates the first correction coefficient, and the RAM 8 To memory. As the first correction coefficient,
The above β can be ignored and only α can be corrected.

【0021】原稿の読取の際には、エンコーダからの出
力パルスの周期に基づいて、速度検出部7が副走査速度
を検出する。副走査速度に応じて、上述した第2の補正
係数であるγを演算し、その演算結果をD/A変換器4
でアナログ量に変換し、可変増幅率増幅器2を制御す
る。したがって、増幅された電圧は、副走査速度の影響
が補正され、蓄積時間をT0 とする値となる。D/A変
換器4と可変増幅率増幅器2との間に非直線回路を挿入
することにより、指数関数による補正も行なうことがで
きる。可変増幅率増幅器2の出力を、A/D変換器3で
デジタル量に変換し、補正部6において、RAM8から
読み込んだ第1の補正係数により補正することによっ
て、シェーディング補正が行なわれる。
At the time of reading the original, the speed detecting section 7 detects the sub-scanning speed based on the cycle of the output pulse from the encoder. The above-mentioned second correction coefficient γ is calculated according to the sub-scanning speed, and the calculation result is calculated by the D / A converter 4
Is converted into an analog amount and the variable gain amplifier 2 is controlled. Therefore, the amplified voltage is corrected to the effect of the sub-scanning speed and has a value with the storage time T 0 . By inserting a non-linear circuit between the D / A converter 4 and the variable gain amplifier 2, correction by an exponential function can also be performed. Shading correction is performed by converting the output of the variable gain amplifier 2 into a digital amount by the A / D converter 3 and correcting it by the first correction coefficient read from the RAM 8 in the correction unit 6.

【0022】なお、上述した実施例においては、蓄積時
間による補正をアナログ的に行なったが、デジタル演算
により補正を行なってもよい。図4は、蓄積時間による
補正をデジタル演算によって行なう場合の実施例のブロ
ック図である。図中、図1と同様な部分には同じ符号を
付して説明を省略する。この実施例においては、センサ
セル1の出力電圧は、A/D変換器3によりデジタル値
に変換され、補正部6において、第1の補正係数および
副走査速度に応じた第2の補正係数による演算が行なわ
れる。もちろん、指数関数を利用した補正を行なうこと
も可能である。
In the above-described embodiment, the correction based on the accumulation time is performed in an analog manner, but the correction may be performed by digital calculation. FIG. 4 is a block diagram of an embodiment in which the correction based on the accumulation time is performed by digital calculation. In the figure, the same parts as those in FIG. In this embodiment, the output voltage of the sensor cell 1 is converted into a digital value by the A / D converter 3, and the correction unit 6 calculates with the first correction coefficient and the second correction coefficient according to the sub-scanning speed. Is performed. Of course, it is also possible to make a correction using an exponential function.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ハンドスキャナにおいて、シェーディング補
正とともに、移動速度の変動に対する補正を行なうこと
ができ、高い精度で、階調読取を行なうことができると
いう効果がある。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the hand scanner can perform shading correction as well as correction for fluctuations in the moving speed, and gradation reading can be performed with high accuracy. There is an effect that can be.

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

【図1】本発明のハンドスキャナの一実施例の主要部の
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a main part of an embodiment of a hand scanner of the present invention.

【図2】センサセルの一般特性を示す線図である。FIG. 2 is a diagram showing general characteristics of a sensor cell.

【図3】補正方法の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a correction method.

【図4】本発明のハンドスキャナの他の実施例の主要部
のブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of a main part of another embodiment of the hand scanner of the present invention.

【図5】基準画像を内蔵したハンドスキャナの一例の説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of a hand scanner including a reference image.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 センサセル 2 可変増幅率増幅器 3 A/D変換器 4 D/A変換器 5 エンコーダ 6 補正部 7 副走査速度検出部 8 RAM 9 ROM 10 出力部 11 主制御部(CPU) 1 Sensor Cell 2 Variable Amplification Amplifier 3 A / D Converter 4 D / A Converter 5 Encoder 6 Correction Section 7 Sub-scanning Speed Detection Section 8 RAM 9 ROM 10 Output Section 11 Main Control Section (CPU)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原稿読取の際の副走査速度を検出する副
走査速度検出手段と、各センサセルの補正パラメータを
記憶する補正パラメータ記憶手段と、前記副走査速度検
出手段と前記補正パラメータ記憶手段からの信号に基づ
いて、センサセルの出力信号を補正する出力信号補正手
段を有することを特徴とするハンドスキャナ。
1. A sub-scanning speed detecting means for detecting a sub-scanning speed when reading a document, a correction parameter storing means for storing a correction parameter of each sensor cell, the sub-scanning speed detecting means and the correction parameter storing means. A hand scanner characterized by having an output signal correction means for correcting the output signal of the sensor cell based on the signal of.
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JP2009089248A (en) * 2007-10-02 2009-04-23 Canon Inc Image reading apparatus and image reading method

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