KR20030047221A

KR20030047221A - 이미지 센서를 가지는 화상 독취 장치 및 그의 화상 독취방법

Info

Publication number: KR20030047221A
Application number: KR1020010077649A
Authority: KR
Inventors: 김석호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-12-08
Filing date: 2001-12-08
Publication date: 2003-06-18

Abstract

이미지 센서의 광원인 발광다이오드의 광량을 실시간적으로 조정할 수 있는 화상 독취 장치가 개시된다. 화상 독취 장치는 이미지 센서의 광원인 발광소자와, 발광소자의 온 시간의 최소값인 초기값을 저장하는 저장부와, 초기값 만큼 발광소자를 동작시켜 백색레벨을 검출하는 검출부, 및 검출된 백색레벨과 기설정된 백색레벨의 기준레벨을 비교하여 백색레벨이 기준레벨 보다 작을 경우, 초기값을 보상시키도록 제어하는 제어부를 가진다. 제어부는 검출된 백색레벨이 기설정된 기준레벨의 이상이 될 때까지 발광소자의 초기값을 보상하여 보상된 보상값을 저장부에 저장하고, 보상된 시간만큼 발광소자를 동작시키도록 제어한다. 따라서, 이미지 센서 내의 발광다이오드의 온 시간을 현재 시스템의 상황에 맞게 실시간으로 제어함으로써, 사용시간이 많이 경과됨에 따라 발광다이오드가 과도한 전압에 의해 수명이 단축되는 것을 막을 수 있으며, 또한, 원고에 대한 효과적인 색균형을 맞춤으로써 고품질의 칼라 이미지를 얻을 수 있다.

Description

이미지 센서를 가지는 화상 독취 장치 및 그의 화상 독취 방법{Image reading device and image reading method thereof}

본 발명은 접촉형 이미지 센서(CIS:contact image sensor)를 사용하여 이미지를 얻는 장치로서, 더욱 자세하게 접촉형 이미지 센서(CIS) 내부의 광원인 LED(light emitting diode)의 광량을 효과적으로 조절하여 최적의 이미지를 얻을수 있는 화상 독취 장치에 관한 것이다.

최근 소비자들의 디지털 스캐닝 시스템의 해상도 및 계조 표현 정도에 대한 기대 수준이 증가함에 따라서 고해상도의 접촉형 이미지 센서 및 칼라 접촉형 이미지 센서가 상용화 되고 있다.

따라서, 고해상도의 접촉형 이미지 센서 및 칼라 접촉형 이미지 센서 등을 사용하여 스캐닝 시스템을 구현하는 디지털 복사기, 디지털 FAX, 및 스캐닝 시스템의 경우에는 이미지의 고급화를 실현하기 위해 접촉형 이미지 센서 내의 발광다이오드에 대한 하드웨어적인 제어가 필요하다.

그러나, 일반적으로 저해상도 및 흑백 접촉형 이미지 센서를 사용하여 원고를 독취하는 시스템에서 접촉형 이미지 센서(CIS) 내부의 발광다이오드(LED)의 온/오프를 제어하는 방법으로 비교적 간단한 방법으로 광원의 광량을 조절한다.

즉, 원고 독취 시간 동안에는 특별한 제어없이 발광다이오드(LED)를 온상태로 하여 원고를 독취하고, 원고의 독취가 끝나면 발광다이오드(LED)를 오프하여 광원의 광량을 조절한다.

상기와 같이, 단순하게 발광다이오드의 온/오프 만을 제어하는 방법은, 사용시간이 많이 경과함에 따라 과도한 전압에 의해 발광다이오드의 수명이 단축되는 원인이 된다.

또한, 고해상도의 접촉형 이미지 센서 및 칼라 접촉형 이미지 센서의 경우에는, 일정하게 설정된 발광다이오드의 광량으로 원고를 독취하기 때문에 현재의 시스템의 상황에 적절하지 않는 광량의 제어로 원고에 대한 색균형이 조화롭지 못한이미지를 얻게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 이미지 센서의 광원인 발광소자의 온/오프에 대한 제어를 실시간적으로 제어하여 보다 정교한 화상을 얻도록 하며, 또한, 이미지 센서의 사용상 수명을 연장시킬 수 있는 화상 독취 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 스캐닝 시스템의 블록도,

도 2는 도 1에 따른 접촉형 이미지 센서내의 발광다이오드를 온시간을 제어하기 위한 회로도,

도 3은 도 1에 따른 타이밍도, 그리고

도 4는 도 1에 따른 화상 독취 방법에 대한 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 이미지 센서11,12,13 : R,G,B 발광다이오드

20 : 저장부30 : 검출부

40 : 제어부

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 화상 독취 장치는 이미지 센서의 광원인 발광소자; 상기 발광소자의 동작시간의 최소값인 초기값을 저장하는 저장부; 상기 초기값 만큼 상기 발광소자를 동작시켜 백색레벨을 검출하는 검출부; 및 검출된 상기 백색레벨과 기설정된 상기 백색레벨의 기준레벨을 비교하여 상기 백색레벨이 상기 기준레벨 보다 작을 경우, 상기 초기값을 보상시키도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

한편, 상기 제어부는 검출된 백색레벨이 기설정된 기준레벨의 이상이 될 때까지 발광소자의 초기값을 보상하여 보상된 보상값을 상기 저장부에 저장하고, 보상된 시간만큼 발광소자를 동작시키도록 제어한다.

본 발명에 따른 이미지 센서를 이용한 화상 독취 방법은, 발광소자의 동작시간의 최소값인 초기값 만큼 상기 발광소자를 동작시켜 상기 발광소자에 대한 백색레벨을 검출하는 단계; 검출된 상기 백색레벨과 기설정된 상기 백색레벨의 기준레벨을 비교하는 단계; 상기 비교단계에서 상기 백색레벨이 상기 기준레벨 보다 작을경우, 상기 발광소자의 상기 초기값을 보상하는 단계; 상기 발광소자를 보상된 시간 만큼 발광시키는 단계; 및 보상된 상기 시간 만큼 상기 발광소자를 동작하여 화상을 독취하는 단계;를 가진다.

한편, 상기 보상단계는 상기 백색레벨이 상기 기준레벨의 이상이 될때까지 상기 발광소자의 상기 초기값을 보상하며, 상기 초기값에 대해 보상된 보상값을 저장하는 저장단계를 가진다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 본 실시예에서는 화상 독취 장치로서 칼라 스캐닝 시스템을 예로 설명한다.

칼라 스캐닝 시스템은 이미지 센서(10), 저장부(20), 검출부(30), 제어부(40) 등으로 구비된다.

이미지 센서(10)는 일반적으로 화상 스캐닝 장치에서 CCD(charge coupled device)나 CIS(contact image sensor) 등이 사용되며, 이와 같은 이미지 센서(10)는 스캐닝할 원고에서 반사되는 빛에 비례하여 광전변환을 수행함으로써 본래의 화상에 해당하는 픽셀 패턴으로 전환한다.

CCD(charge coupled device)를 이용하는 스캐닝 시스템은 광원으로 통상 할로겐 램프나 형광 등을 사용하는 반면, CIS를 이용하는 스캐닝 시스템은 광원으로 통상 소형 발광다이오드(LED)를 사용한다.

흑백 접촉형 이미지 센서(CIS)는 한 종류의 녹색 발광다이오드를 사용하여 원고의 흑백을 읽는다.

본 발명의 실시예인 칼라 접촉형 이미지 센서(CIS)는 적색(Red) 발광다이오드(11), 녹색(Green) 발광다이오드(12), 청색(Blue) 발광다이오드(13)를 가지며, 각각의 R,G,B 발광다이오드(11)(12)(13)에 의해 번갈아 조사된 광량을 읽어들여 이 세값의 조합에 의해 원고의 칼라를 인식하게 된다.

저장부(20)에는 R,G,B 발광다이오드(11)(12)(13)의 동작 상태인 온 시간(ON_Duration)에 대해 최소값인 초기값을 저장한다.

검출부(30)는 R,G,B 발광다이오드(11)(12)(13)에 대한 각각의 백색레벨을 검출한다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 적색 발광다이오드(11)를 저장부(20)에 저장된 적색 발광다이오드(11)에 대응하는 초기값(Red_ON_Duration)의 시간동안 발광시킨다. 이미지 센서(10) 내의 각각의 R,G,B 발광다이오드(11)의 온/오프 동작에 대한 제어는 일반적으로 FET 소자를 이용한다.

초기값(Red_ON_Duration)에 따라서 백색플레이트에 적색 발광다이오드(12)를 빛을 조사하여 얻어지는 아날로그의 전압값(V-out)을 소정의 아날로그/디지털변환기(미도시)를 통해 백색레벨을 검출한다. 이러한 검출과정은 녹색 발광다이오드(12)와 청색 발광다이오드(13)에 대해서도 순차적으로 적용하여 각각의 백색레벨을 검출한다.

물론, 저장부(20)에는 R,G,B, 발광다이오드(11)(12)(13)에 대해 최소한의 온시간(ON_Duration)인 초기값이 저장되어 있기 때문에 초기값에 대응하여 얻어진 각각의 R,G,B 발광다이오드(11)(12)(13)의 백색레벨은 소정의 기설정된 백색레벨의 기준레벨 보다는 당연히 작게 된다.

따라서, 제어부(40)는 검출부(30)에 의해 검출된 각각의 발광다이오드에 대한 백색레벨이 기설정된 기준레벨 이상이 될때까지 초기값을 증가하여 보상시킨다.

소정의 반복되는 보상과정을 거친 후, 검출부(30)에서 검출된 R,G,B 발광다이오드(11)(12)(13)의 백색레벨이 기설정된 기준레벨과 같거나 크게 될 경우, 제어부(40)는 최종 보상된 발광다이오드의 온 시간(R,G,B_ON_Duration)을 저장부(20)에 저장시킨다.

스캐닝 시스템은 저장부(20)에 저장된 각각의 R,G,B 발광다이오드(11)(12)(13)에 대응하는 온시간(ON_Duration) 만큼 동작시킨 이미지센서(10)에 의해 전체의 원고에 대해 라인 마다 화상을 인식한다.

따라서, 이미지 센서(10) 내의 R,G,B 발광다이오드(11)(12)(13)의 온시간을 실시간적으로 제어함으로써 발광다이오드의 수명을 연장할 수 있음은 물론이고, 현재의 시스템의 상황에 맞도록 발광다이오드의 광량을 조절함으로써 정교하게 색균형을 맞출 수 있다.

이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서를 이용한 화상 독취 방법을 상세하게 설명한다.

스캐닝 동작이 시작되기 전에, 저장부(20)에 저장된 각각의 R,G,B 발광다이오드(11)(12)(13)의 온시간(ON_Duration) 만큼 이미지 센서(10) 내의 R,G,B 발광다이오드(11)(12)(13)를 순차적으로 동작시킨다.

즉, 저장부(20)에 저장된 각각의 R,G,B 발광다이오드(11)(12)(13)의 온시간(ON_Duration)을 최소한의 동작시간으로 초기화시켰을 경우, 앞으로 진행 될 스캐닝 동작을 위해 R,G,B 발광다이오드(11)(12)(13)의 온시간(ON_Duration)을 현재의 시스템의 상황에 맞도록 보상하여 발광다이오드의 광량을 제어하는 방법이 후술된다.

먼저, 이미지 센서(10)는 저장부(20)에 저장된 적색 발광다이오드(11)의 초기값(Red_ON_Duration) 만큼 적색 발광다이오드(11)를 온동작시켜(S10) 백색플레이트를 읽어 소정의 전압값을 출력한다. 검출부(30)는 출력된 전압값에 대해 소정의 백색레벨을 검출한다(S30).

제어부(40)는 검출된 적색 발광다이오드의 온시간에 대응하여 검출된 백색레벨을 기설정된 기준레벨과 비교한다(S40). 물론, 최소한의 온시간을 초기값으로 설정하였기 때문에 검출된 백색레벨은 기준레벨 보다 당연히 작게 된다.

이렇듯, 백색레벨이 기준레벨보다 작으면(S40), 제어부(40)는 초기값을 보상하여(S50) 보상된 온시간(Red_ON_Duration) 만큼 적색 발광다이오드(11)를 동작시켜 백색레벨을 검출한다(S30).

제어부(40)는 소정의 보상과정(단계 S10-S40)을 반복하여 기설정된 기준레벨이상의 백색레벨이 검출되면 보상과정(단계 S10-S40)을 중단하고, 보상된 적색 발광다이오드의 온시간(Red_ON_Duration)을 결정한다(S60).

제어부(40)는 결정된 적색 발광다이오드(11)의 온시간(Red_ON_Duration)을 저장부(20)에 저장한다(S70).

녹색 발광다이오드(12)와 청색 발광다이오드(13)에 대해서도 상기와 같은 방법으로, 도 3의 타이밍도에 표시된 바와 같이, 각각의 발광다이오드의 특성에 따라 서로 다른 온시간(ON_Duration)이 결정된다.

따라서, 이미지 센서(10)의 광원인 R,G,B 발광다이오드(11)(12)(13)의 광량을 현재 스캐닝 시스템에 맞도록 조정하는 단계(S100)를 거침으로써 원고에 대해 효과적으로 색균형을 맞출 수 있다. 또한, 발광다이오드이 단순한 온/오프 제어에 의해 발광다이오드에 과도한 전압이 발생되는 근본적인 문제를 해결함으로써 발광다이오드의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

각각의 R,G,B 발광다이오드(11)(12)(13)의 동작시간(ON_Duration)이 상기와 같은 광량 조정 단계를 거치기 전에는 저장부(20)에 저장되어 있는 이전의 보상된 동작시간(ON_Duration)에 기초하여 스캐닝 동작이 수행된다.

따라서, 이미지 센서(10)의 광량을 조정하는 단계(S100)는, 매번 스캐닝 동작을 하기 전에 실행하도록 할 수도 있고, 소정의 시간차를 두고 주기적으로 실행하도록 할 수도 있다.

저장부(20)에 저장된 각각의 R,G,B 발광다이오드(11)(12)(13)의 온시간(ON_Duration)에 기초하여 이미지 센서(10)는 전체의 원고에 대해 라인마다 화상을 독취하게 된다(S200).

이상에서와 같이, 칼라 이미지 센서 내의 각각의 R,G,B 발광다이오드의 온 시간을 현재 시스템의 상황에 맞게 실시간적으로 제어함으로써, 사용시간이 많이 경과함에 따라 발광다이오드가 과도 전압에 의해 수명이 단축되는 것을 막을 수 있으며, 또한, 원고에 대한 효과적인 색균형을 맞춤으로써 고품질의 칼라 이미지를 얻을 수 있다.

본 발명에 따르면, 이미지 센서 내의 발광다이오드의 광량을 실시간으로 제어함으로써 현재 시스템의 상황에 맞는 발광다이오드의 광량으로 원고을 스캐닝 할 수 있게 된다.

따라서, 종래의 단순한 발광다이오드의 제어에 비해 발광다이오드의 수명이 길어지며, 또한, 스캐닝 하고자 하는 원고에 대해 효과적으로 색균형을 맞출 수 있게 됨으로써 향상된 칼라 이미지를 얻을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims

이미지 센서의 광원인 발광소자;

상기 발광소자의 온시간의 최소값인 초기값을 저장하는 저장부;

상기 초기값 만큼 상기 발광소자를 동작시켜 백색레벨을 검출하는 검출부; 및

검출된 상기 백색레벨과 기설정된 상기 백색레벨의 기준레벨을 비교하여 상기 백색레벨이 상기 기준레벨 보다 작을 경우, 상기 초기값을 보상시키도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 독취 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 백색레벨이 상기 기준레벨의 이상이 될 때까지 상기 발광소자의 상기 초기값을 보상하여 상기 보상된 시간만큼 상기 발광소자를 동작시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 화상 독취 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 저장부에 상기 초기값에 대한 상기 보상된 보상값이 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 화상 독취 장치.
발광소자의 동작시간의 최소값인 초기값 만큼 상기 발광소자를 동작시켜 상기 발광소자에 대한 백색레벨을 검출하는 단계;

검출된 상기 백색레벨과 기설정된 상기 백색레벨의 기준레벨을 비교하는 단계;

상기 비교단계에서 상기 백색레벨이 상기 기준레벨 보다 작을 경우, 상기 발광소자의 상기 초기값을 보상하는 단계;

상기 발광소자를 보상된 시간 만큼 발광시키는 단계; 및

보상된 상기 시간 만큼 상기 발광소자를 동작하여 화상을 독취하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 이용한 화상 독취 방법.
제 4항에 있어서,

상기 보상단계는 상기 백색레벨이 상기 기준레벨의 이상이 될때까지 상기 발광소자의 상기 초기값을 보상하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 이용한 화상 독취 방법.
제 4항에 있어서,

상기 초기값에 대해 상기 보상된 보상값을 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 이용한 화상 독취 방법.