KR20070050731A - 스캐닝 장치의 광량 조절 장치 및 방법 - Google Patents

스캐닝 장치의 광량 조절 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

스캐닝 장치의 광량 조절 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 의한 스캐닝 장치의 광량 조절방법은, 스캐닝 영역 외부에 부주사 방향으로 위치한 기준 패치를 독취하여 쉐이딩데이터를 얻는 단계; 쉐이딩데이터로부터 쉐이딩레벨을 검출하는 단계; 및 쉐이딩레벨과 미리 설정된 기준 쉐이딩레벨을 비교하여 쉐이딩레벨이 기준 쉐이딩레벨에 도달하도록 제어하여 광원의 광량을 일정하게 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 스캐닝 장치의 광원에서의 광량을 조절할 수 있도록 하는 장치 및 방법을 구현함으로써 광량에 따른 광전변환소자의 감도 변화를 제거하고 색차를 최소화하여 고품질의 화상을 얻을 수 있다.

Description

스캐닝 장치의 광량 조절 장치 및 방법{Apparatus and method of controlling light in a scanning device}
도 1은 종래 기술에 따른 스캐닝 장치의 색차 보정 장치의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 2는 종래 기술에 따른 그레이 균형을 위하여 주주사 방향으로 그레이 패치가 설치된 스캐닝 장치의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 스캐닝 장치의 광량 조절 장치의 구성을 블록도로 도시한 것이다.
도 4는 스캐닝 장치에서 센서 및 ADC 와 기준 패치가 배치된 부분의 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 스캐닝 장치의 광량 조절 방법을 흐름도로 도시한 것이다.
도 6은 도 5에 있어서 쉐이딩레벨을 획득하는 단계를 설명하기 위한 광량 측정 영역과 스캐닝 영역을 도시한 것이다.
도 7은 전압 또는 전류 제어를 통한 쉐이딩레벨의 변화를 나타낸 그래프를 도시한 것이다.
본 발명은 스캐닝 장치에 관한 것으로, 특히 스캐닝 장치의 광량 조절 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 스캐닝 장치의 색차 보정 장치의 구성을 블록도로 도시한 것이다. 상기 색차 보정 장치는 센서 및 ADC(Analog to Digital Converter)(100), 쉐이딩(Shading) 보정부(110), 그레이 벨런싱(Gray Balancing)부(120) 및 감마(Gamma) 보정부(130)를 포함하여 이루어진다.
센서 및 ADC(100)는 아날로그 이미지 데이터를 획득하고, 획득한 아날로그 이미지 데이터를 디지털 이미지 데이터로 변환한다. 도 2는 종래 기술에 따른 그레이 균형을 위하여 주주사 방향으로 그레이 패치가 설치된 스캐닝 장치의 개략적인 사시도이다. 도 2에서 센서는 스캐닝 영역 앞쪽에 위치하고 스캐닝 장치의 내부에 주주사 방향으로 배치된 그레이 패치(200)를 독취하여 이날로그 이미지 데이터를 획득하고 ADC는 아날로그 이미지 데이터를 변환하여(Red), G(Green), B(Blue) 디지털 데이터를 생성한다.
쉐이딩 보정부(110)는 상기 변환된 디지털 이미지 데이터의 화이트(White)와 블랙(Black)값에 미리 설정된 기준값 및 광학계 특성에 기인한 광원의 불균형에 대한 보정을 수행하여 상기 R, G, B,데이터를 R', G', B'데이터로 변환한다.
그레이 밸런싱부(120)는 상기 독취된 R', G', B' 값을 평균한 R'g, G'g, B'g값을 구하여 감마 보정을 위한 그레이밸런싱 함수를 생성하여 상기 감마 보정부 (130)에 제공한다.
감마 보정부(130)는 상기 그레이 밸런싱부(120)로부터 생성된 상기 그레이밸런싱 함수를 이용하여 일정한 휘도값을 갖는 R, G, B 값이 일정한 밝기를 갖도록 감마 보정함수를 수정한다.
그런데 이렇게 할 때, 감마보정의 기준이 되는 상기 그레이 패치의 밝기차 또는 색차에 대한 편차는 출력 이미지에 영향을 주게 된다. 즉, 그레이 패치를 주주사 방향으로 배치하여 상기 패치는 센서부와 거리상으로 가까이 위치하게 된다. 그 결과 상기 그레이 패치는 센서의 광원으로부터 장시간 열을 받아 변색 또는 탈색되고 기준 자체가 변하게 되므로 출력 이미지의 색차가 발생하게 된다. 또한 그레이 패치를 부착하기 위한 공간을 확보해야 하지만, 공간적인 제약으로 인해 밝기값의 개수에 제한을 가지게 되며 해당 밝기값이 존재하지 않는 영역에 대해서는 일반적인 선형보간법을 사용하게 되므로 감마 보정의 정확성이 결정되는 문제점과 그레이 패치의 제조 비용이 높아 간단한 스캐닝 장치에서는 사용하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 스캐닝 장치의 광량을 측정할 수 있도록 기준 패치를 부착하고 이를 판독하여 광량을 조절함으로써 광원이 일정한 광량을 유지하도록 하여 색차를 최소화할 수 있는 스캐닝 장치의 광량 조절 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 스캐닝 장치의 광량 조절 방법은, (a) 스캐닝 영역 외부에 부주사 방향으로 위치한 기준 패치를 독취하여 쉐이딩데이터를 얻는 단계; (b) 상기 쉐이딩데이터로부터 쉐이딩레벨을 검출하는 단계; 및 (c) 상기 쉐이딩레벨과 미리 설정된 기준 쉐이딩레벨을 비교하여 상기 쉐이딩레벨이 상기 기준 쉐이딩레벨에 도달하도록 제어하여 광원의 광량을 일정하게 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (c)단계는 상기 쉐이딩레벨이 상기 기준 쉐이딩레벨을 초과하는 경우에는 광원에 인가되는 전압 또는 전류를 감소시키고, 상기 쉐이딩레벨이 기준 쉐이딩레벨 미만인 경우에는 광원에 인가되는 전압 또는 전류를 증가시킴으로써, 상기 쉐이딩레벨이 상기 기준 쉐이딩레벨에 도달하도록 제어하여 광량을 일정하게 조절하는 것이 바람직하다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 스캐닝 장치의 광량 조절 장치는, 스캐닝 영역 외부에 부주사 방향에 배치된 기준 패치를 독취하여 쉐이딩데이터를 구하는 쉐이딩데이터 획득부; 상기 쉐이딩데이터를 이용하여 쉐이딩레벨을 검출하는 쉐이딩레벨 검출부; 및 상기 쉐이딩레벨과 미리 설정된 기준 쉐이딩레벨을 비교하여 상기 쉐이딩레벨이 상기 기준 쉐이딩레벨에 도달하도록 제어하여 광량을 일정하게 조절하는 광량 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 광량 조절부는 상기 쉐이딩레벨이 상기 기준 쉐이딩레벨을 초과하는 경우에는 상기 광원에 인가되는 전압 또는 전류를 감소시키고, 상기 쉐이딩레벨이 기준 쉐이딩레벨 미만인 경우에는 상기 광원에 인가되는 전압 또는 전류를 증가시킴 으로써, 상기 쉐이딩레벨이 상기 기준 쉐이딩레벨에 도달하도록 제어하여 광량을 일정하게 조절하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명에 의한 스캐닝 장치의 광량 조절 장치는 상기 쉐이딩데이터 획득부가 주기적으로 기준 패치를 독취하도록 신호를 발생하는 타이머를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스캐닝 장치의 광량 조절 장치 및 방법에 대해 상세하게 살펴보기로 한다.
사람의 시각 시스템은 입사되는 최대 광량에 따라 홍채가 조절되어 광량을 적절히 조절함으로써 광량에 따른 색차를 최소화하는 반면 광전변환소자는 광량에 따라 감도가 다르므로 서로 다른 광량에 대하여 동일한 감마보정을 수행할 경우 색차가 발생하게 된다. 따라서 색차를 줄이기 위해서는 광량에 따라 서로 다른 감마를 생성하거나 광량을 일정하게 유지시켜 동일한 감마를 사용하여야 한다. 본 발명은 후자의 방법에 의해 색차를 최소화한다.
도 3은 본 발명에 따른 스캐닝 장치의 광량 조절 장치의 구성을 블록도로 도시한 것이다. 상기 광량 조절 장치는 센서 및 ADC(300), 쉐이딩레벨 검출부(310), 광량 조절부(320), 인버터부(330), 형광램프(340) 및 타이머(350)를 포함하여 이루어지며 상기 센서 및 ADC(300)는 이미지 획득부(301) 및 쉐이딩데이터 획득부(302)를 포함하여 이루어진다.
이미지 획득부(301)는 스캐닝 영역에서 아날로그 이미지 데이터를 획득하고 아날로그 이미지 데이터를 디지털 이미지 데이터로 변환한다. 상기 이미지 획득부 (301)는 일반적인 스캐닝 장치에서 사용된다.
쉐이딩데이터 획득부(302)는 기준 패치를 독취하고 독취한 아날로그 이미지 데이터를 디지털 이미지 데이터로 변환하여 쉐이딩데이터를 획득한다. 도 4는 스캐닝 장치장치에서 센서 및 ADC 와 기준 패치가 배치된 부분의 평면도이다. 도 4에서는 화이트 패치(410)를 기준 패치로 사용하였으며 상기 화이트 패치(410)는 스캐닝 영역(420)의 외부에 위치하며 방향은 이미지 센서(430)의 부주사 방향(Vertical)으로 되어 있다.
쉐이딩레벨 검출부(310)는 쉐이딩 데이터를 이용하여 쉐이딩레벨을 검출한다. 광전변환소자(예를 들면 CCD(Charge-coupled Device))의 경우 광량을 전압으로 변화하는 과정에서 광량에 비례한 출력 전압이 발생한다. 쉐이딩레벨은 상기 출력전압에 비례하므로 쉐이딩데이터를 이용하여 쉐이딩레벨을 검출한다. 쉐이딩레벨 검출부(310)에서의 쉐이딩레벨 검출은 광량 측정 영역에서 측정된 적어도 하나 이상의 임의의 화소에 대한 각각의 쉐이딩레벨을 합산한 후 이를 평균하여 검출한다.
광량 조절부(320)는 상기 쉐이딩레벨 검출부(310)에서 검출된 쉐이딩레벨을 미리 설정된 기준 쉐이딩레벨과 각각 비교하여 검출된 쉐이딩레벨이 기준 쉐이딩레벨을 초과하는 경우에는 형광램프(340)에 인가되는 전압 또는 전류를 감소시키고, 쉐이딩레벨이 기준 쉐이딩레벨 미만인 경우에는 형광램프(340)에 인가되는 전압 또는 전류를 증가시킴으로써 기준 쉐이딩레벨에 도달하도록 제어한다. 기준 쉐이딩레벨은 특정값을 중심으로 전압 조정 허용오차를 포함하는 쉐이딩레벨의 최고 기준값과 최저 기준값사이의 범위로 정의한다. 광량 조절부(320)에서의 광량의 제어는 PWM(Pulse Width Modulation) 구동회로 등을 이용할 수 있으며 전류를 피드백하여 광량을 조절할 수도 있다.
인버터부(330)는 상기 제어된 전압 또는 전류를 교류로 변환하여 상기 형광램프(340)에 공급한다.
타이머(350)는 쉐이딩데이터 획득부(302)가 스캔 영역 외부의 영역에 부주사 방향으로 위치한 기준 패치를 주기적으로 독취하도록 인에이블(Enable) 신호를 발생한다. 상기 도 4에서와 같이 화이트 패치(400)가 스캐닝 영역(410)의 외부에 위치하고 방향은 이미지 센서(420)의 부주사 방향으로 되어 있기 때문에 현재 센서가 위치하는 지점에서 상기 타이머(350)의 인에이블(Enable) 신호에 따라 쉐이딩데이터 획득부(302)는 화이트 패치를 독취할 수 있다. 즉, 쉐이딩 데이터 획득부(302)는 복사 또는 스캔 중에도 화이트 패치를 독취할 수 있기 때문에 전원의 변화에 대해 신속하게 대처할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 스캐닝 장치의 광량 조절 방법의 흐름도이다.
먼저, 스캐닝 영역 외부에 부주사 방향에 위치한 기준 패치로부터 쉐이딩데이터를 획득한다(500단계).
쉐이딩데이터를 이용하여 쉐이딩레벨을 검출한다(510단계). 도 6은 도 5에 있어서 쉐이딩레벨을 획득하는 단계를 설명하기 위한 광량 측정 영역과 스캐닝 영역을 도시한 것이다. 기준 패치가 위치하는 광량 측정 영역(600)의 30개의 화소에서 30개의 쉐이딩레벨을 구하여 합산하고 다시 이를 평균함으로써 쉐이딩레벨을 구한다. 도 6에서는 30개의 화소를 가진 광량 측정 영역을 도시하였으나 N개의 화소 를 가진 광량 측정 영역(600)에서 N개의 쉐이딩레벨을 구하여 합산한 후 이를 평균함으로써 쉐이딩레벨을 구할 수 있다. 쉐이딩레벨은 수학식 1에 의하여 구할 수 있다.
Figure 112005065135021-PAT00001
여기서, S[i]는 각각의 화소의 쉐이딩레벨이며, N은 광량 측정 영역의 화소의 총 개수이다.
쉐이딩레벨이 구해지면 미리 설정된 기준 쉐이딩레벨과 비교하여 우선 기준 쉐이딩레벨의 최고 기준값보다 높은가 검사한다(520단계). 쉐이딩레벨이 기준 쉐이딩레벨의 최고 기준값보다 높은 경우에는 형광램프의 전원전압을 감소시킨 후(530단계), 다시 500단계로 되돌아 간다. 쉐이딩레벨이 최고 기준값보다 높지 않은 경우에는 기준 쉐이딩레벨의 최저 기준값보다 낮은지 검사한다(540단계). 검사결과 기준 쉐이딩레벨의 최저 기준값보다 낮은 경우에는 전원전압을 증가시킨 후(550단계), 다시 500단계로 되돌아 간다. 쉐이딩레벨이 최저 기준값보다 낮지 않은 경우에는 전원전압을 그대로 유지한다. 도 7은 전압 또는 전류 제어를 통한 쉐이딩레벨의 변화를 나타낸 그래프를 도시한 것이다. 도 7에서는 최저 기준값은 800으로 정하고 최고 기준값은 850으로 하여 기준 쉐이딩레벨을 800에서 850사이의 값으로 정의한다. 도 7에 도시된 바와 같은 3가지 방법으로 검출된 쉐이딩레벨이 기준 쉐이 딩레벨에 도달하도록 반복적으로 광량을 조절할 수 있다. 도 7에 도시된 3가지 방법은 쉐이딩레벨이 기준 쉐이딩레벨에 도달하도록 반복적으로 광량을 조절하는 방법의 예시에 불과하며 다른 방법으로 광량 조절이 가능함은 물론이다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 예컨데 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등과 같은 마그네틱 저장매체, 예컨데 씨디롬, 디브이디 등과 같은 광학적 판독매체, 및 예컨대 인터넷을 통한 전송과 같은 캐리어 웨이브와 같은 저장매체를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 스캐닝 장치의 광량 조절 장치 및 방법에 의하면, 광량에 따른 광전변환소자의 감도 변화를 제거하고 색차를 최소화하여 고품질의 화상을 얻을 수 있다.

Claims (5)

  1. (a) 스캐닝 영역 외부에 부주사 방향으로 위치한 기준 패치를 독취하여 쉐이딩데이터를 얻는 단계;
    (b) 상기 쉐이딩데이터로부터 쉐이딩레벨을 검출하는 단계; 및
    (c) 상기 쉐이딩레벨과 미리 설정된 기준 쉐이딩레벨을 비교하여 상기 쉐이딩레벨이 상기 기준 쉐이딩레벨에 도달하도록 제어하여 광원의 광량을 일정하게 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치의 광량 조절방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 (c)단계는
    상기 쉐이딩레벨이 상기 기준 쉐이딩레벨을 초과하는 경우에는 광원에 인가되는 전압 또는 전류를 감소시키고, 상기 쉐이딩레벨이 기준 쉐이딩레벨 미만인 경우에는 광원에 인가되는 전압 또는 전류를 증가시킴으로써, 상기 쉐이딩레벨이 상기 기준 쉐이딩레벨에 도달하도록 제어하여 광량을 일정하게 조절하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치의 광량 조절방법.
  3. 스캐닝 영역 외부에 부주사 방향에 배치된 기준 패치를 독취하여 쉐이딩데이터를 구하는 쉐이딩데이터 획득부;
    상기 쉐이딩데이터를 이용하여 쉐이딩레벨을 검출하는 쉐이딩레벨 검출부; 및
    상기 쉐이딩레벨과 미리 설정된 기준 쉐이딩레벨을 비교하여 상기 쉐이딩레벨이 상기 기준 쉐이딩레벨에 도달하도록 제어하여 광량을 일정하게 조절하는 광량 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치의 광량 조절 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 광량 조절부는
    상기 쉐이딩레벨이 상기 기준 쉐이딩레벨을 초과하는 경우에는 상기 광원에 인가되는 전압 또는 전류를 감소시키고, 상기 쉐이딩레벨이 기준 쉐이딩레벨 미만인 경우에는 상기 광원에 인가되는 전압 또는 전류를 증가시킴으로써, 상기 쉐이딩레벨이 상기 기준 쉐이딩레벨에 도달하도록 제어하여 광량을 일정하게 조절하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치의 광량 조절 장치.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 쉐이딩데이터 획득부가 주기적으로 기준 패치를 독취하도록 신호를 발생하는 타이머를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치의 광량 조절 장치.
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