KR0172824B1

KR0172824B1 - Image scanner

Info

Publication number: KR0172824B1
Application number: KR1019950008775A
Authority: KR
Inventors: 유영준
Original assignee: 문정환; 엘지반도체주식회사
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1995-04-14
Publication date: 1999-03-30
Also published as: KR960038658A

Abstract

본 발명은 이미지 스캐너(Image Scanner)에 관한 것으로, 특히 축소결상용 렌즈를 사용하지 않고 구조를 달리하여 제조공정을 단순화 하고, 해상도를 효율적으로 높일 수 있는 이미지 스캐너에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image scanner, and more particularly, to an image scanner capable of simplifying a manufacturing process and efficiently increasing resolution by changing a structure without using a reduction imaging lens.

상기와 같은 본 발명의 이미지 스캐너는 스캐닝 대상이 되는 원고에 수직하게 구성되어 상기 원고의 수평라인을 블록 단위로 나누어 순차적으로 촬상하여 전기적 화상신호로 출력하는 센서헤드와, 상기 센서헤드가 수평라인 전체블럭의 촬상이 끝나면 원고를 수직방향으로 이동시키는 문서이동 수단부와, 상기 센서헤드의 출력신호를 샘플링 변환하여 외부기기로 출력하는 신호처리부를 포함하여 이루어진다.The image scanner of the present invention as described above is configured to be perpendicular to the document to be scanned, the sensor head for dividing the horizontal line of the document in units of blocks and sequentially photographing and outputting the electrical image signal, the sensor head is the entire horizontal line After the imaging of the block is completed, it comprises a document moving means unit for moving the document in the vertical direction, and a signal processing unit for sampling and converting the output signal of the sensor head to output to an external device.

Description

Image scanner

제1도는 종래의 이미지 스캐너의 구성블럭도.1 is a block diagram of a conventional image scanner.

제2도 (a)는 거울과 렌즈를 이용한 축소결상 시스템의 구성도.2 (a) is a block diagram of a reduction imaging system using a mirror and a lens.

(b)는 종래의 이미지 스캐너의 스캐닝 방향을 나타낸 개략도.(b) is a schematic diagram showing the scanning direction of a conventional image scanner.

제3도는 본 발명의 이미지 스캐너의 구성블럭도.3 is a block diagram of an image scanner of the present invention.

제4도는 본 발명의 스캐닝 장치의 구성도.4 is a block diagram of a scanning device of the present invention.

제5도는 본 발명의 스캐닝 장치의 다른 실시예를 나타낸 구성도.5 is a configuration diagram showing another embodiment of the scanning apparatus of the present invention.

제6도 (a)(b)는 본 발명의 이미지 스캐너의 스캐닝 방향을 나타낸 개략도.6 (a) (b) are schematic diagrams showing the scanning direction of the image scanner of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

30 : 원고 31 : 선형램프30: Original 31: Linear lamp

32 : 광섬유 어레이 33 : 라인센서32: fiber array 33: line sensor

34, 43 : 스텝핑 모터 35 : 로울러34, 43: stepping motor 35: roller

36 : S/H 37 : 증폭기36: S / H 37: Amplifier

38 : A/D변환기 39 : 버퍼 메모리38: A / D converter 39: buffer memory

40 : 인터페이스 41 : PCB40: interface 41: PCB

42 : 나사형 기어 44 : 벨트42: screw gear 44: belt

45 : 벨트용 풀리 46 : 센서헤드45 pulley for belt 46 sensor head

본 발명은 이미지 스캐너(Image Scanner)에 관한 것으로, 특히 축소결상용 렌즈를 사용하지 않고 구조를 달리하여 제조공정을 단순화 하고 해상도를 효율적으로 높일 수 있는 이미지 스캐너에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image scanner, and more particularly, to an image scanner capable of simplifying a manufacturing process and efficiently increasing resolution by changing a structure without using a reduction imaging lens.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래의 이미지 스캐너(Image Scanner)에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a conventional image scanner will be described with reference to the accompanying drawings.

제1도는 종래의 이미지 스캐너의 구성블럭도이다.1 is a block diagram of a conventional image scanner.

원고(2)를 스캐닝 하기 위한 조명광원으로 이용되는 형광등(LED어레이)(1)과, 원고의 이미지를 축소 결상하기 위한 렌즈(3)와, 상기 렌즈(3)에 의해 포커싱(Focusing)되어진 원고(2)의 이미지를 촬상해 내는 라인센서(Line Sensor)(4)와, 상기 라인센서(4)에 의해 촬상되어 출력되는 전기적 화상신호를 샘플 앤드 홀딩(Sample and Holding)하는 S/H(5)와, 상기 샘프링된 신호를 증폭하는 증폭부(Amp)(6)와, 상기 증폭신호를 디지털 변환하여 출력하는 A/D변환기(7)와, 상기 디지털 출력신호를 저장 출력하는 버퍼 메모리(Buffer Memory)(8)와, 상기와 같이 스캐닝 되어 저장된 신호를 외부의 PC 또는 프린터에 접속 인가하는 인터페이스(Interface)(9)와, 스캐닝 동작시에 원고를 이동시키기 위한 로울러(Roller)(10)와, 상기 로울러(10)를 구동하는 스테핑 모터(Stepping Moter)(11)로 이루어진다.A fluorescent lamp (LED array) 1 used as an illumination light source for scanning the original 2, a lens 3 for reducing an image of the original image, and an original focused by the lens 3 Line sensor 4 for capturing the image of (2), and S / H (Sample and Holding) for sample and holding the electrical image signal captured and output by the line sensor 4 (5) ), An amplifier 6 for amplifying the sampled signal, an A / D converter 7 for digitally converting and outputting the amplified signal, and a buffer memory for storing and outputting the digital output signal ( Buffer Memory (8), an Interface (9) for connecting and applying the scanned and stored signals to an external PC or a printer as described above, and a Roller (10) for moving originals during a scanning operation. And a stepping motor 11 driving the roller 10.

그리고 제2도(a)는 거울과 렌즈를 이용한 축소결상 시스템의 구성도로써, 복수의 거울을 사용하여 원고의 이미지를 축소 결상하여 렌즈로 입사되도록 하는 시스템의 구조를 나타낸 것이다.FIG. 2 (a) is a block diagram of a reduction imaging system using a mirror and a lens, and shows a structure of a system for reducing an image of an original using a plurality of mirrors and allowing an image to be incident on a lens.

상기와 같이 구성된 종래의 이미지 스캐너의 동작은 다음과 같다.The operation of the conventional image scanner configured as described above is as follows.

형광등(LED어레이)(1)에 의해서 원고(2)가 조명되고, 원고(2)의 이미지는 축소 결상형의 렌즈(3)에 의해서 CCD(Charge Coupled Device)나 CIS(Contact Image Sensor)와 같은 고체촬상용 라인센서(4)의 표면에 포커싱되어 한 라인의 이미지가 라인센서(4) 내부에서 수평측으로 스캐닝되는데 이때 스캐닝된 원고(2)의 이미지는 전기적인 화상신호로 변환되어 출력된다.The original 2 is illuminated by a fluorescent lamp (LED array) 1, and the image of the original 2 is reduced by a lens 3 of a reduced imaging type such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CIS (Contact Image Sensor). Focusing on the surface of the solid state image pickup line sensor 4, an image of one line is scanned horizontally inside the line sensor 4, at which time the image of the scanned document 2 is converted into an electrical image signal and output.

상기의 화상신호는 증폭부(6)에서 일정 이득(Gain)을 가지고 증폭되어 A/D변환기(7)에 의해 디지털 신호로 변환되어 출력되게 된다.The image signal is amplified by the amplifier 6 with a certain gain and is converted into a digital signal by the A / D converter 7 and output.

그리고 버퍼 메모리(8), 인터페이스(9)에 의해 외부기기로 데이터가 전송된다.Data is transmitted to the external device by the buffer memory 8 and the interface 9.

상기와 같이 라인센서(4)에 의해서 수평방향으로 한 라인이 스캐닝 되면 스테핑 모터(11)와 로울러(10)에 의해 일정거리 만큼 문서가 수직방향으로 이동한 후 정지하게 된다.As described above, when one line in the horizontal direction is scanned by the line sensor 4, the document is moved in the vertical direction by a predetermined distance by the stepping motor 11 and the roller 10 to stop.

상기와 같이 문서가 수직 이동하면 스캐너는 다시 제2도 (b)에서와 같이, 다음 라인을 스캐닝 하게 된다.When the document is moved vertically as above, the scanner scans the next line again, as shown in FIG.

상기와 같은 동작을 반복하여 전체 문서가 스캐닝 되어 인터페이스(9)를 거쳐 외부기기(PC또는 프린터 등)로 전달되게 된다.By repeating the above operation, the entire document is scanned and transferred to an external device (PC or printer, etc.) via the interface 9.

상기와 같은 종래의 이미지 스캐너에 있어서는 라인센서를 CCD로 할 경우에는 원고와 렌즈 사이의 거리가 약 30㎝ 이상 필요하게 되므로 스캐너의 크기가 커지고 이 거리를 줄이기 위하여 제2도 (a)에서와 같이, 1개 이상의 거울을 사용하여 축소결상을 하고 있기 때문에 광학계가 매우 복잡해지고, 거울과 렌즈의 정렬(Alignment)이 어려운 문제점이 있었다.In the conventional image scanner as described above, when the line sensor is a CCD, the distance between the document and the lens is required to be about 30 cm or more, so that the size of the scanner is increased and the distance is reduced as shown in FIG. Because of the reduced image forming using one or more mirrors, the optical system becomes very complicated, and alignment between the mirror and the lens is difficult.

그리고, CIS를 사용할 경우에는 원고의 수평거리 만큼의 폭을 갖는 소자를 박막 트랜지스터 제조기술로 만들어야 하므로 해상도를 좋게 하기 위해서 화소수를 증가시켜야 했다.In the case of using the CIS, a device having a width equal to the horizontal distance of the original has to be manufactured by a thin film transistor manufacturing technology. Therefore, the number of pixels has to be increased to improve the resolution.

그러나 화소수 증가에는 제조수율이 저하되어 어느정도 한계(400dpi(Dots Per Inch))가 있는 문제점이 있었다.However, the increase in the number of pixels has a problem that the manufacturing yield is lowered to some extent (400 dpi (Dots Per Inch)).

본 발명은 상기와 같은 종래의 이미지 스캐너의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 축소결상용 렌즈를 사용하지 않고 구조를 달리하여 제조공정을 단순화 하고 해상도를 효율적으로 증가시킬 수 있는 이미지 스캐너(Image Scanner)를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the conventional image scanner as described above, the image scanner that can simplify the manufacturing process and increase the resolution efficiently by changing the structure without using a reduction imaging lens The purpose is to provide.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이미지 스캐너는 스캐닝 대상이 되는 원고에 수직하게 구성되어 상기 원고의 수평라인을 블록 단위로 나누어 순차적으로 촬상하여 전기적 화상신호로 출력하는 센서헤드와, 상기 센서헤드가 수평라인 전체블럭의 촬상이 끝나면 원고를 수직방향으로 이동시키는 문서이동 수단부와, 상기 센서헤드의 출력신호를 샘플링 변환하여 외부기기로 출력하는 신호처리부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The image scanner of the present invention for achieving the above object is a sensor head configured to be perpendicular to the document to be scanned, dividing the horizontal line of the document in units of blocks and sequentially photographing and outputting them as an electric image signal, and the sensor head After the imaging of the entire horizontal line block is finished, the document moving means unit for moving the document in the vertical direction, and a signal processing unit for sampling and converting the output signal of the sensor head to output to an external device.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 이미지 스캐너에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an image scanner of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제3도는 본 발명의 이미지 스캐너의 구성블럭도이고, 제4도는 본 발명의 스캐닝 장치의 구성도이다.3 is a block diagram of the image scanner of the present invention, and FIG. 4 is a block diagram of the scanning apparatus of the present invention.

제5도는 본 발명의 스캐닝 장치의 다른 실시예를 나타낸 구성도이다.5 is a configuration diagram showing another embodiment of the scanning apparatus of the present invention.

먼저, 스캐닝 대상이 되는 원고(30)에 수직하게 구성되어 상기 원고(30)의 수평라인을 블록단위로 나누어 순차적으로 촬상하여 전기적 화상신호로 출력하는 센서헤드(46)와, 상기 센서헤드(46)에 의해 수평라인 전체블럭의 촬상이 끝나면 원고를 수직방향으로 이동시키는 로울러(35), 상기 로울러(35)를 구동하는 스텝핑 모터(Stepping Moter)(34)와, 상기 센서헤드(46)의 출력신호를 샘플 앤드 홀딩(Sample and Holding)하는 S/H(36)와, 상기 샘플링되어진 신호를 증폭하는 증폭기(37)와, 상기 증폭된 신호를 디지털 변환하여 출력하는 A/D변환기(38)와, 상기 디지털 출력신호를 저장 출력하는 버퍼 메모리(Buffer Memory)(39)와, 상기와 같이 스캐닝 되어 저장된 신호를 외부의 PC 또는 프린터에 접속 인가하는 인터페이스(Interface)(40)로 구성된다.First, a sensor head 46 configured to be perpendicular to the document 30 to be scanned, dividing the horizontal lines of the document 30 in units of blocks, and sequentially photographing the images and outputting them as an electrical image signal, and the sensor head 46 After the imaging of the entire horizontal line block is completed, the roller 35 moves the document in the vertical direction, a stepping motor 34 driving the roller 35, and the output of the sensor head 46. An S / H 36 for sampling and holding a signal, an amplifier 37 for amplifying the sampled signal, an A / D converter 38 for digitally converting and outputting the amplified signal, and And a buffer memory 39 for storing and outputting the digital output signal, and an interface 40 for connecting and applying the scanned and stored signals to an external PC or a printer.

그리고 센서헤드(46)는 스캐닝 동작시에 원고의 라인을 가이드(Guide)하는 광섬유 어레이(32)와, 선형램프(31)의 조명으로 원고(30)의 화상을 촬상해내는 CCD 또는 CIS로 이루어진 라인센서(Line Sensor)(33)와, PCB(41)에 고정되어 있는 상기 광섬유 어레이(32)와, 라인센서(33)를 블록 단위로 수평일방향 또는 양방향으로 이동시키는 나사형 기어(42) 또는 벨트(Belt)(44)와, 상기 나사형 기어(42) 또는 벨트용 풀리(45)에 의한 벨트(44)를 구동하는 스텝핑 모터(43)로 구성된다.The sensor head 46 is composed of an optical fiber array 32 for guiding a line of the original during scanning operation, and a CCD or CIS for capturing an image of the original 30 with illumination of the linear lamp 31. The line sensor 33, the optical fiber array 32 fixed to the PCB 41, and the screw gear 42 for moving the line sensor 33 in one or two horizontal directions in units of blocks, or A belt 44 and a stepping motor 43 for driving the belt 44 by the threaded gear 42 or the pulley 45 for the belt.

상기와 같이 구성된 본 발명의 이미지 스캐너의 동작은 본 발명의 이미지 스캐너의 스캐닝 방향을 나타낸 개략도인 제6도 (a)(b)에서와 같이, 선형램프(Linear Lamp)에 의해서 조명되는 원고(30)의 이미지는 원고(30)와 거의 접촉하고 있는 광섬유 어레이에 의해서 가이드(Guide)되어 라인센서(Line Sensor)(33)의 표면에 투영되게 된다.The operation of the image scanner of the present invention configured as described above is a document 30 illuminated by a linear lamp, as shown in FIG. 6 (a) (b) which is a schematic diagram showing the scanning direction of the image scanner of the present invention. ) Is guided by the optical fiber array which is almost in contact with the document 30 to be projected onto the surface of the line sensor 33.

이때, 라인센서(33)에 투영된 이미지는 라인센서(33) 내부에서 수직방향으로 스캐닝 되어 전기적인 화상신호로 출력되게 된다.At this time, the image projected on the line sensor 33 is scanned in the vertical direction inside the line sensor 33 is output as an electrical image signal.

상기와 같이 수직방향의 라인센서(33) 크기만큼의 이미지가 스캐닝 된 후 스탭핑 모터(43)와 나선형 기어(42) 또는 벨트(44)에 의해서 일정거리 센서헤드(46)가 수평방향으로 이동된다.As described above, after the image of the size of the vertical line sensor 33 is scanned, the predetermined distance sensor head 46 moves horizontally by the stepping motor 43 and the helical gear 42 or the belt 44. do.

상기와 같이 블록단위로 반복이동하는 센서헤드(46)가 1수평라인((라인세서(33) 크기의 폭을 갖는))의 스캐닝 동작이 끝나면 스텝핑 모터(34)와 로울러(35)가 동작을 해서 라인센서(33)가 전에 스캐닝한 부분의 다음위치로 원고를 움직여 주게 된다.When the sensor head 46 repeatedly moves in units of blocks as described above, the scanning operation of one horizontal line (having a width of the line parser 33) ends, the stepping motor 34 and the roller 35 operate. Thus, the line sensor 33 moves the document to the next position after the previously scanned portion.

그리고 다시 센서헤드(46)가 블록 단위로 나누어서 원고(30)를 스캐닝 하게 된다.Then again, the sensor head 46 is divided into blocks to scan the document 30.

즉, 센서헤드(46)를 기계적인 방법으로 움직여서 원고(30)의 2차원적인 이미지를1차원적인 이미지로 잘게 나누어 스캐닝 하는 것이다.That is, by moving the sensor head 46 in a mechanical manner, the two-dimensional image of the document 30 is finely divided into one-dimensional images and scanned.

스캐닝 하는 방법은 제6도 (a)에서와 같이, 센서헤드(46)를 좌측에서 우측으로 블록 단위로 나누어서 우측끝까지 스캐닝 하고, 다시 센서헤드(46)를 좌측으로 이동시키고, 원고(30)를 이동시켜 반복하는 방법과, 제6도 (b)에서와 같이, 센서헤드(46)를 좌측에서 우측까지 스캐닝 하고, 원고(30)를 이동시키고 다시 우측에서 좌측으로 지그재그(Zig-Zag) 스캐닝 하는 방법이 있다.In the scanning method, as shown in FIG. 6 (a), the sensor head 46 is divided into blocks from left to right and scanned to the right end, the sensor head 46 is moved to the left, and the document 30 is moved. And repeating the movement, as shown in FIG. 6 (b), scanning the sensor head 46 from left to right, moving the document 30, and then again zigzag scanning from right to left. There is a way.

상기와 같은 스캐닝 방법은 데이터의 저장, 압축 또는 전송방식에 따라 선택할 수 있다.The scanning method as described above may be selected according to a method of storing, compressing, or transmitting data.

상기와 같은 본 발명의 이미지 스캐너는 축소결상형 광학 시스템을 채용하지 않기 때문에 크기가 작아지고, 축소결상을 하기 위한 거울과 렌즈의 정렬(Alignment)과정이 없어 제조공정이 단순해지는 효과가 있다.Since the image scanner of the present invention does not employ a reduction imaging optical system, the size of the image scanner is small, and there is no alignment process between the mirror and the lens for reducing the imaging, thereby simplifying the manufacturing process.

그리고 원고의 수평방향 이미지를 블록단위로 세분화하여 스캐닝 하므로 라인센서를 작게 구성할 수 있다.In addition, the line sensor can be made smaller because the horizontal image of the original is scanned in block units.

그러므로 소자의 폭에 대한 제한이 없어 수율을 향상시키고 해상도를 높이는 효과가 있다.Therefore, there is no limit on the width of the device to improve the yield and the effect of increasing the resolution.

또한, 블록단위로 세분화하여 데이터를 스캐닝 하므로 하드웨어의 추가없이도 데이터를 효율적으로 압축할 수 있다.In addition, the data is scanned by subdividing it into block units so that data can be efficiently compressed without adding hardware.

Claims

A sensor head configured to be perpendicular to the original to be scanned and divided into horizontal blocks of the document in a block unit and sequentially photographed and output as an electrical image signal; And a document processing means for moving the document and a signal processing unit for sampling and converting the output signal of the sensor head to output to an external device.

The optical fiber array of claim 1, wherein the sensor head comprises an optical fiber array for guiding a line of the original during scanning, a line sensor for capturing an image of the original by illumination of a linear lamp, and the optical fiber array fixed to the PCB. And a sensor head moving unit for moving the line sensor in a horizontal direction or in both directions in units of blocks.

The image scanner according to claim 1, wherein the document moving means comprises a roller for moving the document in a vertical direction and a stepping motor for rotating the roller.

The method of claim 2, wherein the sensor head moving unit is characterized in that it comprises a screw gear or belt (Belt) for moving the sensor head in one horizontal direction or in both directions, and a stepping motor for driving the screw gear or belt Image Scanner.