JP2017195520A - Image reading device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、文字や画像が記載された紙等の被読取媒体上の文字や画像を読み取る画像読取装置に関する。 The present invention relates to an image reading apparatus that reads characters and images on a read medium such as paper on which characters and images are described.
画像読取装置は、文字や画像が記載された紙等の被読取媒体（以下、原稿とも呼ぶ）上の文字や画像を読み取る装置である。このような画像読取装置には、光学文字読取装置（ＯＣＲ）で読み取った文字や画像を認識し、認識した文字や画像に所定の処理を施して表示する装置もある（特許文献１〜３参照）。 The image reading device is a device that reads characters and images on a medium to be read (hereinafter also referred to as a document) such as paper on which characters and images are described. Among such image reading devices, there is also a device that recognizes characters and images read by an optical character reading device (OCR), displays the recognized characters and images by performing predetermined processing (see Patent Documents 1 to 3). ).
近年、画像データ上の文字認識技術が発達し、その文字認識処理と共に構文解析等の技術によって言語翻訳も可能となっている。一般に、翻訳処理は、原稿画像をイメージスキャナーで読み取り、必要に応じて、輪郭補正、コントラスト補正等の前処理を行った後、文字認識を行い、次いで構文解析、翻訳という処理手順を踏む。これら一連の処理をスマートフォンで行う翻訳アプリ等が開発されており、スマートフォンのカメラで画像を読み取り、読み取った画像データと該画像データからの翻訳結果とを同時にスマートフォンのディスプレイに表示することもできる。この様に、原稿と翻訳結果等を同時に確認できる、画像読取装置と、読み取った画像データや翻訳結果等を表示するディスプレイとの両方を具備した入出力一体型装置は非常に有用である。 In recent years, character recognition technology on image data has been developed, and language translation can be performed by a technology such as syntax analysis together with the character recognition processing. In general, in the translation process, a document image is read by an image scanner, and preprocessing such as contour correction and contrast correction is performed as necessary. Then, character recognition is performed, and then a parsing process and a translation process are performed. A translation application or the like that performs such a series of processes on a smartphone has been developed, and an image can be read by a smartphone camera, and the read image data and a translation result from the image data can be simultaneously displayed on a smartphone display. As described above, an input / output integrated apparatus including both an image reading apparatus that can simultaneously check a document and a translation result and a display that displays the read image data, the translation result, and the like is very useful.
また近年、高速通信ネットワークの整備により、画像データの前処理や、文字認識、構文解析・翻訳といった高度な演算処理や、ネットワーク上のクラウドコンピューティングで実現することも可能であり、ワールドワイドなビッグデータによる高度な学習機能の活用を踏まえ、ネットワークインターフェイスを有し且つ通信環境にある入出力一体型の画像読取装置は、それ自身が高度な処理や大きなメモリを有せずとも、良質な翻訳サービスを提供する事ができる。 In recent years, the development of a high-speed communication network has made it possible to implement advanced processing such as image data preprocessing, character recognition, syntax analysis and translation, and cloud computing on the network. Based on the use of advanced learning functions based on data, an input / output integrated image reader that has a network interface and is in a communication environment is a high-quality translation service, even if it does not have advanced processing or a large memory. Can be provided.
しかしながら、スマートフォン、タブレットPCなどの携帯用情報機器は、画像読取装置としてCMOSイメージセンサーやCCDイメージセンサーカメラを具備しており、風景や人物の撮像のみならず、様々なドキュメントの入力装置としても利用されている。 However, portable information devices such as smartphones and tablet PCs are equipped with CMOS image sensors and CCD image sensor cameras as image reading devices, and can be used not only to capture landscapes and people but also as input devices for various documents. Has been.
取り込んだドキュメントのデータは、必要に応じて様々な加工がなされる。テキストドキュメントの場合に対する加工の一つにOCR処理があり、その後翻訳や、データベースに活用される。より正確なOCRの為には、形状認識が容易なより高い撮像精度が要求される。 The captured document data is variously processed as necessary. One of the processes for text documents is OCR processing, which is then used for translation and database. For more accurate OCR, higher imaging accuracy that allows easy shape recognition is required.
携帯情報機器が搭載するカメラは小型で優れた画像入力装置であるが、撮像に当たっては、焦点調整、振動抑制によりボケを押さえる配慮が必要である。また撮像環境応じて、最適露光条件設定（絞り、シャッター速度）が必要である。特にドキュメントを取り込む際には、近接撮影となる為、撮影装置自身の影や照明の映り込みに対する配慮が必要となる。 A camera mounted on a portable information device is a small and excellent image input device. However, when taking an image, consideration must be given to defocus by focusing and suppressing vibration. In addition, optimum exposure condition settings (aperture and shutter speed) are required depending on the imaging environment. In particular, when taking a document, close-up photography is required, so it is necessary to consider the shadow of the photographing apparatus itself and the reflection of illumination.
即ちドキュメント入力においてカメラ撮影は、ユーザビリティにおいて必ずしも最適な手段ではない。 In other words, camera shooting is not necessarily the best means for usability in document input.
これらの問題は、画像入力装置として接触等倍読み込みを行なうスキャナーを用いる事で、例えば据え置き型のフラットベットスキャナーやハンディースキャナーを用いる事で低減が可能である。 These problems can be reduced by using, for example, a stationary flatbed scanner or a handy scanner by using a scanner that performs contact magnification scanning as an image input device.
しかしながら従来の、接触型スキャナーは、光学集光や機械走査といった機構を必要とする為、スマートフォンやタブレットPCなどの薄型携帯端末に具備することは不可能であった。 However, since the conventional contact type scanner requires a mechanism such as optical condensing and mechanical scanning, it cannot be provided in a thin portable terminal such as a smartphone or a tablet PC.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、薄型接触式の画像読取装置であって、スマートフォンやタブレットなどの薄型携帯端末に具備する事が可能な画像読取装置の提供を目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a thin contact image reading apparatus that can be provided in a thin portable terminal such as a smartphone or a tablet. .
上記の課題を解決するために、本発明は、画像読取装置であって、光を照射する光源部と、被読取媒体に接触し、前記光源部から前記被読取媒体上に照射された光の反射光から画像を読み取る、透明なシート状の画像読取部と、前記画像読取部が取得した画像データを記憶する記憶部と、外部の機器に対し前記取得した画像データ又は制御信号を送受信する通信部と、前記読取部と前記光源部と前記記憶部と前記通信部を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an image reading apparatus, wherein a light source unit that irradiates light and a medium to be read contact the medium to be read, and light that is irradiated from the light source unit onto the medium to be read. A transparent sheet-like image reading unit that reads an image from reflected light, a storage unit that stores image data acquired by the image reading unit, and a communication that transmits and receives the acquired image data or control signal to an external device And a control unit that controls the reading unit, the light source unit, the storage unit, and the communication unit.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像読取装置において、前記画像読取部は複数の受光素子を備えた透過型２次元イメージセンサシステムであり、前記光源部はシート状であり、かつ、前記画像読取部の前記被読取媒体と接触する面と対向する面上に配置されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the first aspect, the image reading unit is a transmissive two-dimensional image sensor system including a plurality of light receiving elements, and the light source unit is in a sheet form. And it is arrange | positioned on the surface facing the surface which contacts the said to-be-read medium of the said image reading part, It is characterized by the above-mentioned.
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像読取装置において、前記透過型２次元イメージセンサシステムの前記受光素子は、薄膜フォトダイオード又は薄膜トランジスタであり、半導体には単結晶Si、多結晶Si、アモルファスSi、化合物半導体、酸化物半導体、有機物半導体のいずれかを用いることも可能であり、かつ、厚さが０．０１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の透明な基板上に形成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the second aspect, the light receiving element of the transmissive two-dimensional image sensor system is a thin film photodiode or a thin film transistor, and the semiconductor is a single crystal Si, a multi It is possible to use any of crystalline Si, amorphous Si, compound semiconductor, oxide semiconductor, and organic semiconductor, and it is formed on a transparent substrate having a thickness of 0.01 mm to 30 mm. And
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の画像読取装置において、前記透過型２次元イメージセンサシステムの前記受光素子はダブルゲート方式の薄膜トランジスタであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to the second or third aspect, the light receiving element of the transmissive two-dimensional image sensor system is a double-gate thin film transistor.
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の画像読取装置において、前記光源部は、ＬＥＤと導光板を利用したもの、有機ＥＬを利用したもの、及び無機ＥＬを利用したもの、のいずれかであることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the light source unit includes an LED and a light guide plate, an organic EL, and an inorganic EL. It is one of those used.
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の画像読取装置において、前記画像読取装置は、表示素子を有する装置のケースに内蔵されていることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the image reading apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the image reading apparatus is built in a case of a device having a display element.
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の画像読取装置において、前記表示素子を有する装置はスマートフォンまたはタブレットPCであることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the image reading apparatus according to claim 6, wherein the device having the display element is a smartphone or a tablet PC.
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の画像読取装置において、前記画像読取装置は、前記ケースの前記表示素子を有する装置が取り付けられる面と対向する面に配置されていることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the image reading device according to claim 6 or 7, wherein the image reading device is disposed on a surface of the case facing a surface to which the device having the display element is attached. It is characterized by that.
請求項９に記載の発明は、請求項６又は７に記載の画像読取装置において、前記ケースは前記表示素子を有する装置の表示部を覆う蓋を備え、前記画像読取装置が前記蓋に内蔵されていることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the image reading device according to the sixth or seventh aspect, the case includes a lid that covers a display unit of the device having the display element, and the image reading device is built in the lid. It is characterized by.
請求項１０に記載の発明は、請請求項６乃至９のいずれかに記載の画像読取装置において、前記制御部を操作する操作部をさらに備え、前記操作部は前記ケースの側面に配置されていることを特徴とする。 A tenth aspect of the present invention is the image reading apparatus according to any one of the sixth to ninth aspects, further comprising an operation unit that operates the control unit, wherein the operation unit is disposed on a side surface of the case. It is characterized by being.
請求項１１に記載の発明は、請求項６乃至１０のいずれかに記載の画像読取装置において、前記通信部は、前記ケースに取り付けられる前記表示素子を有する装置と操作信号及び画像データの送受信を行うことを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to any one of the sixth to tenth aspects, the communication unit transmits and receives an operation signal and image data to and from the apparatus having the display element attached to the case. It is characterized by performing.
請求項１２に記載の発明は、請求項６乃至１０のいずれかに記載の画像読取装置において、前記通信部は、任意の装置と操作信号及び画像データの送受信を行うことを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the image reading apparatus according to any one of the sixth to tenth aspects, the communication unit transmits / receives an operation signal and image data to / from an arbitrary apparatus.
本発明の一態様によれば、画像読取装置は、図１に示す様に薄型で通信機能を備え、スマートフォンやタブレット等表示画面を有する端末２１１のケース２１２に搭載可能であり、更に端末と連携して読み取った画像を表示することができる入出力一体型の画像読取装置と同様に扱うことができる。 According to one aspect of the present invention, the image reading apparatus is thin and has a communication function as shown in FIG. 1 and can be mounted on the case 212 of the terminal 211 having a display screen such as a smartphone or a tablet. Thus, it can be handled in the same manner as an input / output integrated image reading apparatus that can display the read image.
＜第１の実施形態＞
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
<First Embodiment>
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
［スマートフォンケース内臓］
図１（ａ）〜（ｅ）に、本発明の一実施形態に係るスマートフォンケース内蔵型の画像読取装置およびスマートフォンケースを取り付けるスマートフォンの概略図を示す。図１（ｅ）に示す様に、画像読取装置１０１は、原稿を読み取る画像読取部２０２、画像読み取りの際に使用する光源部２０３および制御部２０１を備える。また、画像読取部２０２と光源部２０３とは積層されており、光源部２０３は画像読取部２０２とスマートフォンケース２１２との間に配置されている。本実施形態のように、画像読取装置１０１がスマートフォンケース２１２に内蔵される場合、画像読取部２０２は、その読取面がスマートフォンを取り付ける面と対向する面に、スマートフォンケース２１２の外部に露出するように配置される。
[Built-in smartphone case]
1A to 1E are schematic views of a smartphone case built-in type image reading apparatus and a smartphone to which a smartphone case is attached according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1E, the image reading apparatus 101 includes an image reading unit 202 that reads a document, a light source unit 203 that is used when reading an image, and a control unit 201. Further, the image reading unit 202 and the light source unit 203 are stacked, and the light source unit 203 is disposed between the image reading unit 202 and the smartphone case 212. When the image reading apparatus 101 is built in the smartphone case 212 as in the present embodiment, the image reading unit 202 is exposed to the outside of the smartphone case 212 on the surface facing the surface on which the smartphone is attached. Placed in.
［画像読取部２０２の概要］
図２（ａ）〜（ｃ）に、本発明の一実施形態に係る画像読取装置の光源部２０３側から見た概略図、側面図、および読取部２０２側から見た概略図を示す。本実施形態おいては、画像読取部２０２がシート状で、かつ、透過型のフォトセンサアレイからなることを特徴とする。画像読取部２０２としては、２次元に配列した複数のフォトセンサを備えたフォトセンサアレイの構造体を備え、フォトダイオードやＴＦＴ等の薄膜半導体を受光素子とした、アレイ状に配置したイメージセンサアレイが挙げられる。また、透過型のフォトセンサアレイを用いることにより、光源部２０３を画像読取部２０２の背後に配置することができ、画像読取装置１０１全体を薄型にすることができる。
[Outline of Image Reading Unit 202]
2A to 2C are a schematic view seen from the light source unit 203 side of the image reading apparatus according to the embodiment of the present invention, a side view, and a schematic view seen from the reading unit 202 side. The present embodiment is characterized in that the image reading unit 202 is in the form of a sheet and includes a transmissive photosensor array. The image reading unit 202 includes a photosensor array structure including a plurality of two-dimensionally arranged photosensors, and an image sensor array arranged in an array using thin film semiconductors such as photodiodes and TFTs as light receiving elements. Is mentioned. Further, by using a transmissive photosensor array, the light source unit 203 can be disposed behind the image reading unit 202, and the entire image reading apparatus 101 can be thinned.
［シート状］
なお、本実施形態で用いる「シート状」という用語は、薄板状等の平面体のことを指し、厚みは０．０１ｍｍ以上３０ｍｍ以下が好ましい。シート状の画像読取部２０２は、剛直であってもフレキシブル（可撓性）であっても良い。
[Sheet]
The term “sheet” used in the present embodiment refers to a flat body such as a thin plate, and the thickness is preferably 0.01 mm or more and 30 mm or less. The sheet-like image reading unit 202 may be rigid or flexible.
［トップ読込型：画像読取装置の構成］
図３（ａ）に、本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置が被読取媒体上画像を読取っている状態を示し、図３（ｂ）に（ａ）のA-A’断面図を示す。また、図４に、図１（ｅ）、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示す画像読取装置１０１の読取部２０２のより詳細な断面図を示す。
[Top Reading Type: Configuration of Image Reading Device]
FIG. 3A shows a state where the image reading apparatus according to the first embodiment of the present invention reads an image on the read medium, and FIG. 3B shows a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. Indicates. FIG. 4 shows a more detailed cross-sectional view of the reading unit 202 of the image reading apparatus 101 shown in FIGS. 1 (e), 2 (b) and 3 (b).
読み取り部２０２において、受光素子３０２は透明薄型基板３０３上に形成され、透明保護層３０１で覆われている。光源部２０３は基板素子形成面の対抗側に設けられており、被読取媒体２０４は読取部２０２を挟み光源部２０３に対向している。受光素子３０２は基板と逆側を入射面としており、基板接合側は遮光されている。よって光源から出射した光３０４は、受光素子３０２を含む基板上遮光物の間隙を通過し、透明保護層３０１を透過し、被読取媒体２０４表面に到達後、被読取媒体２０４表面の描画物に起因した反射光３０５を生じ受光素子３０２に入射する。 In the reading unit 202, the light receiving element 302 is formed on the transparent thin substrate 303 and is covered with the transparent protective layer 301. The light source unit 203 is provided on the opposite side of the substrate element formation surface, and the read medium 204 faces the light source unit 203 with the reading unit 202 interposed therebetween. The light receiving element 302 has an incident surface on the side opposite to the substrate, and the substrate bonding side is shielded from light. Therefore, the light 304 emitted from the light source passes through the gap between the light shields on the substrate including the light receiving element 302, passes through the transparent protective layer 301, reaches the surface of the read medium 204, and then becomes a drawing on the surface of the read medium 204. The resulting reflected light 305 is generated and incident on the light receiving element 302.
［トップ読込み型ダブルゲート方式薄膜トランジスタの受光素子の構造］
図５に、図４に示す受光素子３０２の詳細な構造を示す。受光素子３０２はダブルゲート方式の薄膜トランジスタ（DGTr）であり、チャンネルを構成するa-Si半導体層４０３を挟んで基板側にボトムゲート電極４０１と対向してトップゲート電極４０８を有する。
[Structure of light receiving element of top reading type double gate type thin film transistor]
FIG. 5 shows a detailed structure of the light receiving element 302 shown in FIG. The light receiving element 302 is a double-gate thin film transistor (DGTr), and has a top gate electrode 408 facing the bottom gate electrode 401 on the substrate side with an a-Si semiconductor layer 403 constituting a channel interposed therebetween.
a-Si半導体層４０３とブロッキングレイヤー絶縁膜４０４の界面領域は、受光素子３０２が光検出状態であるときにトップゲート電極４０８から加えられる負電界が形成する感光部となる。a-Si半導体層４０３のボトムゲート絶縁膜４０７の界面領域は、受光素子３０２がデータ読出し状態であるときにボトムゲート電極４０１から加えられる正電界が形成するチャンネル部となる。 An interface region between the a-Si semiconductor layer 403 and the blocking layer insulating film 404 serves as a photosensitive portion formed by a negative electric field applied from the top gate electrode 408 when the light receiving element 302 is in a light detection state. The interface region of the bottom gate insulating film 407 of the a-Si semiconductor layer 403 becomes a channel portion formed by a positive electric field applied from the bottom gate electrode 401 when the light receiving element 302 is in a data reading state.
４０６はソース電極またはドレイン電極であり、オーミックコンタクト層４０５を介し半導体層４０３に接続している。読出し状態において形成されるチャンネル部は、ソース電極、ドレイン電極４０６間を電気的に接続する。 A source electrode or a drain electrode 406 is connected to the semiconductor layer 403 through the ohmic contact layer 405. The channel portion formed in the read state electrically connects the source electrode and the drain electrode 406.
トップゲート電極４０８及び、基板３０３、ボトムゲート絶縁膜４０２、オーバーコート絶縁膜４０７、保護膜４０９、ブロッキングレイヤー絶縁膜４０４は透明であるのに対し、ボトムゲート電極４０１は不透明であり、光源部２０３から入射した光は被読取媒体２０４の反射光として感光部に入射する。 The top gate electrode 408, the substrate 303, the bottom gate insulating film 402, the overcoat insulating film 407, the protective film 409, and the blocking layer insulating film 404 are transparent, whereas the bottom gate electrode 401 is opaque and the light source unit 203 Is incident on the photosensitive portion as reflected light of the read medium 204.
［ボトム読込型：画像読取装置の構成］
図６に、図１（ｅ）、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示す画像読取装置１０１の一部である読取部２０２の図４に示す構造とは別の実施形態におけるより詳細な断面図を示す。図６に示す実施形態では、受光素子３０２は、透明薄型基板３０３上に形成され、透明保護層３０１で覆われている。光源部２０３は基板素子形成面側に設けられ、被読取媒体２０４は読取部２０２を挟み光源部２０３に対向している。受光素子３０２は基板と接合側を入射面としており、保護層側は遮光されている。即ち、図６に示す読取部は、図４に示す読取部と比較して上下反転した構造を持つ。
よって光源から出射した光３０４は、透明保護層３０１を透過し、受光素子３０２を含む基板上の遮光物の間隙を通過し、被読取媒体２０４表面に到達後、被読取媒体２０４表面の描画物に起因した反射光３０５を生じ受光素子３０２に入射する。
[Bottom reading type: Configuration of image reading apparatus]
FIG. 6 shows the details of an embodiment different from the structure shown in FIG. 4 of the reading unit 202 which is a part of the image reading apparatus 101 shown in FIGS. 1E, 2B, and 3B. FIG. In the embodiment shown in FIG. 6, the light receiving element 302 is formed on the transparent thin substrate 303 and covered with the transparent protective layer 301. The light source unit 203 is provided on the substrate element forming surface side, and the read medium 204 faces the light source unit 203 with the reading unit 202 interposed therebetween. The light receiving element 302 has a substrate and a bonding side as an incident surface, and the protective layer side is shielded from light. That is, the reading unit shown in FIG. 6 has a structure that is vertically inverted compared to the reading unit shown in FIG.
Therefore, the light 304 emitted from the light source passes through the transparent protective layer 301, passes through the gap between the light shielding objects on the substrate including the light receiving element 302, reaches the surface of the read medium 204, and then the drawing object on the surface of the read medium 204. Reflected light 305 resulting from the above is generated and incident on the light receiving element 302.
［ボトム読込み型ダブルゲート方式薄膜トランジスタの受光素子の構造］
図７に、図６に示す受光素子３０２の詳細な構造を示す。
[Structure of light-receiving element of bottom reading type double gate type thin film transistor]
FIG. 7 shows a detailed structure of the light receiving element 302 shown in FIG.
受光素子３０２のトップゲート電極４０８は不透明であり、ボトムゲート電極４０１は透明である。よって図４に示す構造と同様に、光源部２０３から入射した光は被読取媒体２０４の反射光として感光部に入射する。 The top gate electrode 408 of the light receiving element 302 is opaque, and the bottom gate electrode 401 is transparent. Therefore, similarly to the structure shown in FIG. 4, the light incident from the light source unit 203 enters the photosensitive unit as reflected light of the read medium 204.
［ダブルゲート方式薄膜トランジスタの等価回路］
図８に、DGTrの等価回路図を示す。DGTｒは４端子素子であり、４１０はトップゲート端子、４１３はボトムゲート端子、４１１または４１２はソース端子またはドレイン端子を示す。ソースとドレインの属性は相対的に決まり、ゲート電流を構成する主たるキャリアが電子の場合、相対的に負電位の端子がソースとなり、ゲート電流を構成する主たるキャリアが正孔の場合、相対的に正電位の端子がソースとなる。
[Equivalent circuit of double gate type thin film transistor]
FIG. 8 shows an equivalent circuit diagram of the DGTr. DGTr is a four-terminal element, 410 is a top gate terminal, 413 is a bottom gate terminal, and 411 or 412 is a source terminal or a drain terminal. The attributes of the source and the drain are relatively determined. When the main carrier constituting the gate current is an electron, the terminal having a relatively negative potential is the source, and when the main carrier constituting the gate current is a hole, The positive potential terminal is the source.
［アルゴリズム：ゲートドライバ動作］
図９に、DGTrを用いた、４行×４列のイメージセンサの概略回路図を示す。
[Algorithm: Gate driver operation]
FIG. 9 shows a schematic circuit diagram of a 4 × 4 image sensor using DGTr.
図９において、４１４はデータドライバ、４１５はボトムゲートドライバ、４１６はトップゲートドライバ、４１７はデータ線、４１８はボトムゲート制御線、４１９はトップゲート制御線、４２０はソース線、４２１は蓄積容量を示す。 In FIG. 9, 414 is a data driver, 415 is a bottom gate driver, 416 is a top gate driver, 417 is a data line, 418 is a bottom gate control line, 419 is a top gate control line, 420 is a source line, 421 is a storage capacitor. Show.
このイメージセンサは以下に説明するように動作する。イメージセンサは、ボトムゲート制御線４１８とトップゲート制御線４１９を有し、同一方向に異なるタイミングで走査を行なう。ボトムゲート制御線４１８、トップゲート制御線４１９とも１行当たりの占有時間は等しく、この値をゲート周期と呼ぶ。 This image sensor operates as described below. The image sensor includes a bottom gate control line 418 and a top gate control line 419, and performs scanning at different timings in the same direction. The bottom gate control line 418 and the top gate control line 419 have the same occupation time per row, and this value is called a gate period.
ボトムゲート制御線４１８は受光素子の行列に対し第１行から第４行に向って読出し状態を走査し、読出後は逐次非読出し状態に移行する。トップゲート制御線４１９は受光素子の行列に対し第１行から第４行に向って初期化状態を走査し、初期化後は逐次検出状態に移行する。 The bottom gate control line 418 scans the light receiving element matrix from the first row to the fourth row, and sequentially shifts to the non-reading state after reading. The top gate control line 419 scans the initialization state from the first row to the fourth row with respect to the matrix of light receiving elements, and after the initialization, sequentially shifts to the detection state.
初期化状態と読出し状態の設定周期は同一であり、行選択周期と呼ぶ。図９では、ボトムゲート制御線４１８はトップゲート制御線４１９に３行遅れて走査を開始している。故に４行のイメージセンサの走査は、７行選択周期の時間で終了する。 The set cycle of the initialization state and the read state is the same and is called a row selection cycle. In FIG. 9, the bottom gate control line 418 starts scanning with a delay of three rows from the top gate control line 419. Therefore, the scanning of the four rows of image sensors is completed in the time of the seven row selection cycle.
この時、各受光素子には３行選択周期分の検出状態が与えられていることになり、周期の合計期間を蓄積時間と呼ぶ。そのため、ボトムゲート走査からトップゲート走査の遅れ行数分が蓄積時間となり、蓄積時間を長く取ることで受光素子の感度を高める事ができる。 At this time, each light receiving element is given a detection state corresponding to a three-row selection period, and the total period of the period is called an accumulation time. Therefore, the number of delayed rows from the bottom gate scan to the top gate scan becomes the accumulation time, and the sensitivity of the light receiving element can be increased by taking a long accumulation time.
走査中に受光素子３０２は、読出し/検出状態３０２ａ、非読出し/検出状態３０２ｂ、非読出し/初期化状態の３状態を経る。 During scanning, the light receiving element 302 goes through three states: a reading / detecting state 302a, a non-reading / detecting state 302b, and a non-reading / initializing state.
次に、半導体層４０３にa-Siを用いたnch型ＴＦＴ受光素子の動作原理を説明する。非読出し/検出状態３０２ｂにおいて、受光素子３０２にはトップゲート−１５Ｖ、ボトムゲート０Ｖがバイアスされている。トップゲートの−１５Ｖは半導体部４０３にブロッキングレイヤー絶縁膜４０４からボトムゲート絶縁膜に向かって空乏層を生じる。同時に露光量に応じてa-Si４０３内部には光励起した電子・正孔対が生じ、直ちに正電荷を有する正孔はトップゲート−１５Ｖに引かれ、ブロッキングレイヤー絶縁膜４０４内に捕獲され、同絶縁膜中に正の固定電荷を生じる。同時に正の固定電荷はトップゲート−１５Ｖを相殺し、空乏層を縮小する。空乏層のサイズは露光量の増大に伴い縮小する。 Next, the operation principle of an nch TFT light receiving element using a-Si for the semiconductor layer 403 will be described. In the non-read / detect state 302b, the light receiving element 302 is biased with a top gate of -15V and a bottom gate of 0V. The top gate of −15 V generates a depletion layer in the semiconductor portion 403 from the blocking layer insulating film 404 toward the bottom gate insulating film. At the same time, photo-excited electron / hole pairs are generated in the a-Si 403 according to the exposure amount, and positively charged holes are immediately drawn to the top gate -15V and captured in the blocking layer insulating film 404, and the same insulation. A positive fixed charge is generated in the membrane. At the same time, the positive fixed charge cancels the top gate -15V and shrinks the depletion layer. The size of the depletion layer decreases as the exposure dose increases.
読出し/検出状態３０２ａにおいて、受光素子３０２にはトップゲート−１５Ｖ、ボトムゲート＋１５Ｖがバイアスされている。ボトムゲート＋１５Ｖは半導体層のボトムゲート絶縁膜界面にチャンネル部を形成し、ソースとドレインを電気的に接続する。よってボトムゲート制御線４１８から＋１５Ｖが与えられた行の各画素は受光素子３０２が検出値をデータドライバに送る事ができる。 In the read / detect state 302a, the light receiving element 302 is biased with a top gate of -15V and a bottom gate of + 15V. The bottom gate + 15V forms a channel part at the bottom gate insulating film interface of the semiconductor layer, and electrically connects the source and the drain. Therefore, the light receiving element 302 can send the detection value to the data driver for each pixel in the row to which +15 V is applied from the bottom gate control line 418.
この時形成するチャンネル部のサイズは、トップゲート−１５Ｖが生成する空乏層の影響を受ける。即ち、露光増大に従いトップゲート電界が形成する空乏層は縮小し、ボトムゲート電界が形成するチャンネルは広がり、ソースとドレイン間の抵抗は減少する。この抵抗値変化がイメージセンサの出力値となる。 The size of the channel portion formed at this time is influenced by the depletion layer generated by the top gate -15V. That is, as the exposure increases, the depletion layer formed by the top gate electric field shrinks, the channel formed by the bottom gate electric field widens, and the resistance between the source and the drain decreases. This resistance value change becomes an output value of the image sensor.
非読出し/初期化状態３０２ｃにおいて、受光素子３０２にはトップゲート＋１５Ｖ、ボトムゲート０Ｖがバイアスされている。この時トップゲート＋１５Ｖにより、ブロッキングレイヤー絶縁膜４０４内の正の固定電荷が掃き出される。 In the non-read / initialization state 302c, the light receiving element 302 is biased with a top gate + 15V and a bottom gate 0V. At this time, positive fixed charges in the blocking layer insulating film 404 are swept out by the top gate + 15V.
［アルゴリズム：データドライバ動作］
図１０に、読出しゲート周期内で繰り返すデータドライバのシークエンスを説明する図を示す。
[Algorithm: Data driver operation]
FIG. 10 is a diagram for explaining the sequence of the data driver repeated within the read gate period.
読出しゲート周期でデータドライバ出力端子は、ディスチャージ０Ｖ設定、ハイインピーダンス（Hi-z）プリチャージ５Ｖ設定、Hi-z、Hi-zおよびサンプルホールド（電圧取得）シークエンスを繰り返す。 The data driver output terminal repeats discharge 0V setting, high impedance (Hi-z) precharge 5V setting, Hi-z, Hi-z, and sample hold (voltage acquisition) sequence in the read gate period.
データドライバ入出力端子は、読出し状態の直前に蓄積容量４２０へ５Ｖのプリチャージを行ない、続いて読出し状態の開始に同期しプリチャージを終了し、Hi-zとなる。同時に受光素子のチャンネルが開かれる為、蓄積容量に蓄えられた５Ｖの電荷はソース線に向かいディスチャージを始める。ディスチャージの速度はチャンネルの抵抗値に依存する為、サンプルホールド期間では露光量の違い依存した電圧が取得される。 The data driver input / output terminal precharges 5 V to the storage capacitor 420 immediately before the reading state, and then finishes the precharging in synchronization with the start of the reading state, and becomes Hi-z. At the same time, since the channel of the light receiving element is opened, the 5V charge stored in the storage capacitor starts to discharge toward the source line. Since the discharge speed depends on the resistance value of the channel, a voltage depending on the exposure amount is acquired in the sample hold period.
［フォトダイオードを用いたイメージセンサに対する優位性：シンプル画素回路］
図１１に、受光素子の他の実施形態としてフォトダイオードを用いる場合の画素回路図を示す。
[Advantages over image sensors using photodiodes: simple pixel circuit]
FIG. 11 shows a pixel circuit diagram when a photodiode is used as another embodiment of the light receiving element.
フォトダイオードを用いた受光素子の画素回路は、６本の制御線（蓄積制御線５０１、リセット制御線５０２、Ｖｄｄ電源線５０３、データ線５０４、選択線５０５、ＧＮＤ電源線５０６）、４個のトランジスタ（選択トランジスタ５１０、増幅トランジスタ５１１、リセットトランジスタ５１２、シャッタートランジスタ５１３）、１個のフォトダイオード５０８、１個の蓄積容量５０７から構成される。これと比較して、受光素子にDGTrを用いる画素回路は、図８に示す様に、制御線４本、トランジスタ１個で構成され、画素回路がより単純である為、高精細化、高開口率化、高感度化が実現でき、透過型イメージセンサの受光素子としてより有利である。 The pixel circuit of the light receiving element using the photodiode has four control lines (storage control line 501, reset control line 502, Vdd power supply line 503, data line 504, selection line 505, GND power supply line 506) and four control lines. A transistor (a selection transistor 510, an amplification transistor 511, a reset transistor 512, and a shutter transistor 513) includes one photodiode 508 and one storage capacitor 507. Compared with this, the pixel circuit using DGTr as the light receiving element is composed of four control lines and one transistor as shown in FIG. It is possible to realize higher efficiency and higher sensitivity, and it is more advantageous as a light receiving element of a transmissive image sensor.
［a-Si TFTを用いる優位性：低温プロセス・大型化］
受光素子としてフォトダイオードを用いる場合、半導体層には単結晶シリコンやポリシリコンを用いるが、DGTrの半導体層ではアモルファスシリコン等を用いることができる。アモルファスシリコンはポリシリコンに比べより低温プロセスでの製造が可能であるため、生産性に優れる上、低耐熱基板材料の基板が利用できる。本発明では、低温形成可能な半導体活性層として、ペンタセン、アントラセン、ルブレン等の有機材料を用いることができる。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
[Advantages of using a-Si TFT: Low temperature process / upsizing]
When a photodiode is used as the light receiving element, single crystal silicon or polysilicon is used for the semiconductor layer, but amorphous silicon or the like can be used for the DGTr semiconductor layer. Since amorphous silicon can be manufactured at a lower temperature process than polysilicon, it is excellent in productivity and a substrate of a low heat resistant substrate material can be used. In the present invention, an organic material such as pentacene, anthracene, or rubrene can be used as the semiconductor active layer that can be formed at a low temperature. However, the present invention is not limited to these.
アモルファスシリコンＴＦＴは、ＴＶ等大型ディスプレイ製造利用されている汎用技術であり、大型化や生産性で優位な技術である。 Amorphous silicon TFT is a general-purpose technology used for manufacturing large-sized displays such as TVs, and is advantageous in terms of size and productivity.
［フレキシブル基板の利用］
低温プロセスを活用する実施形態では、耐熱性の低い樹脂製基板使用が可能であり、ガラス製基板に比べフレキシブル性（可撓性）や薄型、軽量、割れ難い等の特徴を持たせることができる。
[Use of flexible substrates]
In an embodiment utilizing a low-temperature process, a resin substrate having low heat resistance can be used, and characteristics such as flexibility (flexibility), thinness, light weight, and resistance to cracking can be provided as compared with a glass substrate. .
フレキシブル性のあるＴＦＴ基板の基材には、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ガラス繊維強化アクリル樹脂フィルム、ガラス繊維強化ポリカーボネート、ポリイミド、フッ素系樹脂及び薄ガラスを用いる事が出来る。フレキシブル性のある画像読取部２０２を用いた場合には、画像読取装置１０１にフレキシブル性を持たせることによって、曲面原稿への良好な接触が可能となり、精度良い画像を得る事ができる。また、スマートフォンケースをスマートフォンにより取り付け易いものとすることが出来る。 The base material of the flexible TFT substrate includes polymethyl methacrylate, polyacrylate, polycarbonate, polystyrene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, glass fiber reinforced acrylic resin film, glass fiber reinforced polycarbonate, polyimide, fluorine resin, and thin glass. Can be used. In the case where the flexible image reading unit 202 is used, the image reading apparatus 101 can be made flexible so that a good contact with a curved document can be obtained, and an accurate image can be obtained. In addition, the smartphone case can be easily attached by a smartphone.
［光源部］
次に、光源部２０３について説明する。
[Light source]
Next, the light source unit 203 will be described.
光源部２０３は、前述したように、画像読取部２０２が被読取媒体２０４の画像を読み取る際の光源となる。本実施形態においては、光源部２０３もシート状であり、光源部２０３は画像読取部２０２を挟んで被読取媒体２０４の反対側に配置されている。前述したように、光源部２０３からの光は被読取媒体２０４上で反射し、本実施形態の画像読取部２０２は、その反射光を検出し、画像を認識する。 As described above, the light source unit 203 serves as a light source when the image reading unit 202 reads an image on the read medium 204. In the present embodiment, the light source unit 203 is also in the form of a sheet, and the light source unit 203 is disposed on the opposite side of the read medium 204 with the image reading unit 202 interposed therebetween. As described above, the light from the light source unit 203 is reflected on the read medium 204, and the image reading unit 202 of the present embodiment detects the reflected light and recognizes the image.
光源としては、ＬＥＤ、有機ＥＬ、無機ＥＬが挙げられるが、本実施形態はこれに限定されない。また、導光板と組み合わせても良い。有機ＥＬや無機ＥＬはフレキシブル化が容易なため好ましい。また、有機ＥＬは、電極に透明電極を用いることによって透過性を持たせることも可能である。 Examples of the light source include an LED, an organic EL, and an inorganic EL, but the present embodiment is not limited to this. Moreover, you may combine with a light-guide plate. Organic EL and inorganic EL are preferable because they can be easily flexible. Moreover, organic EL can also have transparency by using a transparent electrode for an electrode.
また、光源の色は、白色を用いても良いし、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）と３色用いても良い。ＲＧＢの３色を用いた場合はカラーでの読み取りが容易となるため好ましい。本実施形態においては画像が認識できれば、光源の色は限定されない。原稿の描画パターンに、紫外線を励起光とする蛍光インクが用いられている場合は、光源は紫外光でもよい。 In addition, the color of the light source may be white, or three colors of red (R), green (G), and blue (B) may be used. When three colors of RGB are used, it is preferable because reading in color becomes easy. In the present embodiment, the color of the light source is not limited as long as an image can be recognized. When fluorescent ink using ultraviolet light as excitation light is used for the drawing pattern of the document, the light source may be ultraviolet light.
本発明の画像読取装置１０１では、被読取媒体２０４の画像を読み取る際、画像読取部２０２が被読取媒体２０４に密着するため、環境光を遮断して光源部２０３からの光のみを検出することができるため、環境光に起因する輝度ムラや色ムラが無く、色再現性の高い画像検出が可能である。 In the image reading apparatus 101 of the present invention, when the image of the read medium 204 is read, the image reading unit 202 is in close contact with the read medium 204, so that only ambient light is blocked and only light from the light source unit 203 is detected. Therefore, it is possible to detect an image with high color reproducibility without luminance unevenness and color unevenness caused by ambient light.
［ハードウェアブロック図］
図１２に、本発明の一実施形態に係る画像読取装置のハードウェアブロック図を示す。
[Hardware block diagram]
FIG. 12 is a hardware block diagram of an image reading apparatus according to an embodiment of the present invention.
この画像読取装置１０１は、原稿の文字や画像（以下、総称して画像という）を光学的に読み取り電気信号に変換する画像読取部２０２と、画像読み取りの際に用いられる光源部２０３と、画像読取装置を制御する制御部２０１と、を備えている。制御部２０１は、ＣＰＵ等を含む主制御部２０５、電源部２１１、通信部２１４、記憶部２０８を含む。図１２において、符号２１３はバスを表す。バス２１３は、各種機能部位を電気的に相互接続して、データ等の転送を行う。 The image reading apparatus 101 includes an image reading unit 202 that optically reads characters and images of an original (hereinafter collectively referred to as an image) and converts them into an electrical signal, a light source unit 203 used for image reading, and an image And a control unit 201 that controls the reading device. The control unit 201 includes a main control unit 205 including a CPU and the like, a power supply unit 211, a communication unit 214, and a storage unit 208. In FIG. 12, reference numeral 213 represents a bus. The bus 213 electrically connects various functional parts to transfer data and the like.
［記憶部］
また、画像読取装置１０１には、記憶装置２０８として、ＲＯＭ２０６と、ＲＡＭ２０７とが設けられている。ＲＯＭ２０６は、不揮発性のメモリであり、プログラム等の基本的な情報が格納されている。また、ＲＡＭ２０７は、揮発性のメモリであり、主制御部２０５がプログラム及びデータを読み込んで実行するワークメモリであり、読み取った画像データや所定の変換処理を施した画像データ等の各種画像情報の格納を行う、また必要に応じて外部の端末で処理された画像データ等の格納も行なう。実際には、ＲＡＭ２０７はフラッシュメモリでも良い。
[Storage unit]
In addition, the image reading apparatus 101 is provided with a ROM 206 and a RAM 207 as a storage device 208. The ROM 206 is a nonvolatile memory, and stores basic information such as programs. A RAM 207 is a volatile memory, and is a work memory that the main control unit 205 reads and executes programs and data, and stores various image information such as read image data and image data subjected to predetermined conversion processing. Storage is performed, and image data processed by an external terminal is stored as necessary. Actually, the RAM 207 may be a flash memory.
［操作部］
画像読取装置１０１には、各種操作情報を入力するための操作部２１０を設けられていても良い。図１３（ａ）に、画像読取装置１０１を内蔵したスマートフォンケース２１２の断面図を示し、図１３（ｂ）に、操作部２１０を備えたスマートフォンケース２１２の側面図の一例を示す。操作部２１０はボタンやキー、タッチセンサ等を備えることができる。操作部２１０は、画像読取装置１０１の制御部２０１の一部であっても良いし、画像読取装置１０１から独立してケースの他の部分に設けられても良い。操作部２１０として、音声入力機能を有するマイク等の音声入力部が設けられている場合には、音声入力により各種操作情報を入力しても良い。更に、音声出力機能を有するスピーカ等の出力部が設けられていても良い。例えば、音声出力部からの音声案内に従って、画像の読み取りや、操作部２１０を用いた操作・入力等をマイクからの音声入力で行うことが考えられる。また、読み取った画像データに含まれる文字・数字等や、表示部２０４の表示内容を、スピーカから音声で読み上げることも考えられる。
[Operation section]
The image reading apparatus 101 may be provided with an operation unit 210 for inputting various operation information. FIG. 13A shows a cross-sectional view of the smartphone case 212 in which the image reading apparatus 101 is built, and FIG. 13B shows an example of a side view of the smartphone case 212 provided with the operation unit 210. The operation unit 210 can include buttons, keys, touch sensors, and the like. The operation unit 210 may be a part of the control unit 201 of the image reading apparatus 101, or may be provided in another part of the case independently of the image reading apparatus 101. When a voice input unit such as a microphone having a voice input function is provided as the operation unit 210, various operation information may be input by voice input. Furthermore, an output unit such as a speaker having an audio output function may be provided. For example, it is conceivable to perform image reading or operation / input using the operation unit 210 by voice input from a microphone in accordance with voice guidance from a voice output unit. It is also conceivable to read out the characters / numbers included in the read image data and the display content of the display unit 204 by voice from a speaker.
［通信部］
また、画像読取装置１０１には、通信部２１４が設けられている。通信部２１４としては、ブルートゥース（登録商標）、赤外線、ＲＦＩＤ、ＷｉＦｉ等の無線通信が挙げられるが、本実施形態はこれに限定されず、有線通通信でも構わず、複数の通信手段で実施されても構わない。画像読取装置１０１は、通信部を通してスマートフォンやタブレットＰＣ等の携帯端末等の通信機能を備えた情報処理端末と画像データや操作信号の送受信を行うことができる。
[Communication Department]
Further, the image reading apparatus 101 is provided with a communication unit 214. Examples of the communication unit 214 include wireless communication such as Bluetooth (registered trademark), infrared rays, RFID, and WiFi. However, the present embodiment is not limited to this, and wired communication may be used. It doesn't matter. The image reading apparatus 101 can transmit and receive image data and operation signals to and from an information processing terminal having a communication function such as a mobile terminal such as a smartphone or a tablet PC through a communication unit.
そのため、画像読取装置１０１の操作はスマートフォンやタブレットＰＣのアプリケーションから行なう事が可能であり、音声入力機能はスマートフォンやタブレットＰＣのマイクを用いてもよく、音声出力機能はスマートフォンやタブレットＰＣのスピーカを用いてもよい。同様にスマートフォンやタブレットＰＣが有する、カメラ、近接センサ、環境光センサ、ＬＥＤライト、加速度センサ、ＧＰＳ等の位置情報検出機能も必要に応じて画像読取装置１０１の機能として利用が可能である。例えばカメラ、近接センサ、環境光センサが画像読取部２０２側に設置されているものでは、被読取媒体の検知や、読込開始のトリガーとして利用する事が可能である。同様に、加速度センサや位置情報検出機能を活用して読み取った画像データに位置情報を記録することにより、タイリングによる大画面入力を行なう事も出来る。 Therefore, the operation of the image reading apparatus 101 can be performed from an application of a smartphone or a tablet PC, the voice input function may be a microphone of the smartphone or the tablet PC, and the voice output function is a speaker of the smartphone or the tablet PC. It may be used. Similarly, position information detection functions such as cameras, proximity sensors, ambient light sensors, LED lights, acceleration sensors, and GPS, which are included in smartphones and tablet PCs, can be used as functions of the image reading apparatus 101 as necessary. For example, when a camera, a proximity sensor, and an ambient light sensor are installed on the image reading unit 202 side, it can be used as a detection medium to be read and as a trigger to start reading. Similarly, a large screen can be input by tiling by recording position information in image data read using an acceleration sensor or a position information detection function.
［カードスロット］
また、画像読取装置１０１には、カードスロット部２１５を設けられていても良い。カードスロット部２１５に挿入されたカードメモリは記憶部２０８の容量を拡張する事が出来き、また他のカードスロットを持った装置とのデータ交換にも活用する事ができる。
[card slot]
Further, the image reading apparatus 101 may be provided with a card slot 215. The card memory inserted into the card slot unit 215 can expand the capacity of the storage unit 208, and can also be used for data exchange with devices having other card slots.
［電源部］
電源部２１１は画像読取装置１０１の各部に電源を供給する。電源部は自身でバッテリーを持っていても良いし、スマートフォンやタブレットＰＣから電力供給されても良い。
[Power supply part]
A power supply unit 211 supplies power to each unit of the image reading apparatus 101. The power supply unit may have its own battery, or may be supplied with power from a smartphone or tablet PC.
［シンプルハードウェア構成］
最もシンプルな他の実施形態では、画像読取装置１０１は、図１２に示す記憶部２０８及び操作部２１０を持たず、主制御部２０５もCPU等を含まず、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(field-programmable gate array）等によるシーケンサを構成しても良い。この場合、画像読取装置１０１から簡略化された各部の機能は、通信部２１４を介して接続されたスマートフォンやタブレットＰＣ等の端末内で構成される。
[Simple hardware configuration]
In another simplest embodiment, the image reading apparatus 101 does not include the storage unit 208 and the operation unit 210 illustrated in FIG. 12, the main control unit 205 does not include a CPU or the like, and includes a PLD (Programmable Logic Device), FPGA ( A sequencer such as a field-programmable gate array may be configured. In this case, the function of each unit simplified from the image reading apparatus 101 is configured in a terminal such as a smartphone or a tablet PC connected via the communication unit 214.
［組み合わせ］
本実施形態においては、画像読取部２０２、光源部２０３、通信部２１１、として考えられる構成はいくつか挙げられるが、スマートフォンケースに実装可能なものであればどれを用いてもかまわない。フレキシブル性、白黒・カラー読み取り等、画像読取装置の仕様によって選択することが可能である。
[combination]
In the present embodiment, there are several possible configurations for the image reading unit 202, the light source unit 203, and the communication unit 211, but any configuration that can be mounted on a smartphone case may be used. Selection can be made according to the specifications of the image reading apparatus such as flexibility, black and white / color reading, and the like.
［動作フロー図］
次に、図１４に、本発明の一実施形態に係る画像読取装置１０１において、画像を読み込んでから、読み込んだ画像データを保存するまでの動作フロー図を示す。尚、ここではスマートフォンを用いて画像データを処理しているが、スマートフォンは画像読取装置１０１と通信可能で後述するスマートフォン側の処理が可能であれば他の情報処理端末でも代替可能である。
[Operation flow diagram]
Next, FIG. 14 shows an operation flowchart from reading an image to storing the read image data in the image reading apparatus 101 according to an embodiment of the present invention. Here, the image data is processed using a smartphone, but the smartphone can be replaced with another information processing terminal as long as the smartphone can communicate with the image reading apparatus 101 and can perform processing on the smartphone side described later.
まず、画像読取装置１０１は、制御部２０１において画像読み取りの開始を示す信号を受信すると、制御部２０１が光源部２０３を所定の色、輝度等で発光させ、原稿等の被読取媒体からの反射光を画像データとして画像読取部２０２で読み取る（ステップＳＴ５０１）。そして、画像読取部２０２で読み取った画像データを記憶部２０８のＲＡＭ２０７等に格納する（ステップＳＴ５０２）。 First, in the image reading apparatus 101, when the control unit 201 receives a signal indicating the start of image reading, the control unit 201 causes the light source unit 203 to emit light with a predetermined color, brightness, and the like, and reflects from a read medium such as a document. Light is read by the image reading unit 202 as image data (step ST501). Then, the image data read by the image reading unit 202 is stored in the RAM 207 of the storage unit 208 (step ST502).
次に、画像読取装置１０１は、格納された画像データを、通信部２１４を通してスマートフォンに転送する（ステップＳＴ５０３）。転送された画像データがスマートフォンの画面に表示される（ステップＳＴ５０４）。スマートフォンの機能を用いて画像データにＯＣＲや翻訳等の選択した処理を行う（ステップＳＴ５０５）。画像データに対して行う処理には、例えば文字認識の場合は、ＯＣＲの事前に行うコントラスト補正や輪郭補正等の前処理も含まれる。ここでは、処理の例として翻訳機能を実現する場合の処理について説明するが、本実施形態はこれに限定されない。 Next, the image reading apparatus 101 transfers the stored image data to the smartphone through the communication unit 214 (step ST503). The transferred image data is displayed on the screen of the smartphone (step ST504). The selected processing such as OCR or translation is performed on the image data using the function of the smartphone (step ST505). For example, in the case of character recognition, the processing performed on the image data includes preprocessing such as contrast correction and contour correction performed in advance of OCR. Here, as an example of processing, processing for realizing a translation function will be described, but the present embodiment is not limited to this.
次に、所定の処理を施した変換データがスマートフォンに表示される（ステップＳＴ５０６）。 Next, the converted data subjected to the predetermined processing is displayed on the smartphone (step ST506).
次に、変換データを画像読取装置１０１に転送し（ステップＳＴ５０７）変換データを格納部２０８に格納する（ステップＳＴ５０８）。 Next, the converted data is transferred to the image reading apparatus 101 (step ST507), and the converted data is stored in the storage unit 208 (step ST508).
このようにして、画像読取装置１０１において、読み取った画像に対し所定の変換処理を施して表示することができる。ユーザーは手軽に原稿をリアルタイムで自分に都合の良い形式に変換して認識することができる。 In this way, the image reading apparatus 101 can perform a predetermined conversion process on the read image and display it. The user can easily recognize the original by converting it into a format suitable for him in real time.
他の実施形態である記憶部を持たないシンプルな画像読取装置の構成においては、ＳＴ５０２、ＳＴ５０８は、スマートフォンやタブレットＰＣ内で行われる。 In the configuration of a simple image reading apparatus that does not have a storage unit according to another embodiment, ST502 and ST508 are performed in a smartphone or tablet PC.
取得した画像データの処理は必要に応じて、通信部２１４を介して接続されるスマートフォンやタブレットＰＣから、更に外部に接続した装置が担っても良い、外部の装置は個別に画像読取装置１０１と直接接続された装置でも良いし、ネットワーク接続されたクラウド上の装置でも良い。この場合、画像読取装置１０１が外部装置に送信するデータの形態は、画像読取装置１０１が取得した生データでも良いし、画像読取装置１０１もしくは、画像読取装置１０１を受け取るスマートフォンやタブレットＰＣにより、コントラストや輪郭補正といった前処理が加えられたデータでも良い。さらにそのようなデータの形態は、JPEGやTIFFフォーマットに圧縮されたデータでも良く、複数のデータからの合成や、補正等の画像処理が加えられたものでも良い、更にOCR変化後のテキストデータでも良い。また、画像読取装置１０１外部装置に送信するデータは、必要に応じて分散処理することもできる。 The processing of the acquired image data may be performed by a device connected to the outside from a smartphone or tablet PC connected via the communication unit 214 as necessary. The external device is individually connected to the image reading device 101. It may be a directly connected device or a network-connected device on the cloud. In this case, the form of data that the image reading apparatus 101 transmits to the external apparatus may be raw data acquired by the image reading apparatus 101, or contrast may be generated by the image reading apparatus 101 or a smartphone or tablet PC that receives the image reading apparatus 101. Or preprocessed data such as contour correction. Furthermore, the data format may be data compressed to JPEG or TIFF format, may be combined with multiple data, or may be subjected to image processing such as correction, and even text data after OCR changes. good. In addition, data to be transmitted to the external device of the image reading apparatus 101 can be subjected to distributed processing as necessary.
本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。 According to this embodiment, there are the following effects.
本実施形態に係る画像読取装置は、スマートフォンやタブレットＰＣ等の表示部を有する端末と通信可能であることにより、読み取った原稿の文字や画像を認識する認識部と、認識した文字や画像情報に所定の処理を施す変換部を持たなくても、画像読み取りと同時に所定の処理を施した画像を見ることができる。例えば英語で表記された原稿を瞬時に日本語で読むことができる。 The image reading apparatus according to the present embodiment is capable of communicating with a terminal having a display unit such as a smartphone or a tablet PC, so that a recognition unit that recognizes characters and images of a read document and a recognized character and image information. Even without a conversion unit that performs predetermined processing, an image subjected to predetermined processing can be viewed simultaneously with image reading. For example, a manuscript written in English can be read in Japanese instantly.
また、読取部にシート状の読取部を用いることにより、画像読取装置を薄型化しスマートフォンやタブレットＰＣのケース内に収めることができる。また、読取部に接触等倍入力を実現するフォトセンサアレイを用いることにより、一定の面積の画像を瞬時にボケなく取り込むことができる。これにより、薄型で携帯しやすく、且つ文字や画像の認識精度が高い、読み取り画像と翻訳等の変換結果を瞬時にリアルタイムで比較することができる端末を提供することが可能となる。 Further, by using a sheet-like reading unit as the reading unit, the image reading apparatus can be thinned and stored in the case of a smartphone or tablet PC. In addition, by using a photosensor array that realizes contact equal magnification input in the reading unit, it is possible to capture an image of a certain area instantaneously without blur. As a result, it is possible to provide a terminal that is thin and easy to carry and has high recognition accuracy for characters and images, and that can instantaneously compare the read image and the conversion result such as translation in real time.
ユーザーは、このような画像読取装置を用いることで、容易に文字や画像を端末に取り込むことや、端末を通して他言語表記の原稿を母国語でリアルタイムに認識することができる。 By using such an image reading apparatus, the user can easily capture characters and images into the terminal, and can recognize a manuscript written in another language in real language through the terminal in real time.
＜第２の実施形態＞
図１５に、本発明の第２の実施形態に係る画像読取装置を内蔵した蓋を備えたスマートフォンもしくはタブレットPCケースがスマートフォンもしくはタブレットPCと嵌合した状態の概略図を示す。以下ではタブレットPCを例として説明する。
<Second Embodiment>
FIG. 15 shows a schematic diagram of a state in which a smartphone or tablet PC case including a lid incorporating an image reading apparatus according to the second embodiment of the present invention is fitted to the smartphone or tablet PC. Hereinafter, a tablet PC will be described as an example.
タブレットPC２１１が嵌合するタブレットPCケース２１２はヒンジ部２１４を介し蓋部２１７と連結している。タブレットPCケース２１２と蓋２１７はヒンジ部２１４の機能により、図１６および図１７に示す様に折りたたむ事が可能である。 The tablet PC case 212 into which the tablet PC 211 is fitted is connected to the lid portion 217 via the hinge portion 214. The tablet PC case 212 and the lid 217 can be folded as shown in FIGS. 16 and 17 by the function of the hinge portion 214.
図１６（ａ）、（ｂ）は、タブレットPCケースがタブレットPCと嵌合した状態で折りたたまれた第１の状態を示す外観図と断面図であり、表示部２０９の表示面と画像読取部２０２の読取面とが互いに接するよう内側を向いている。図１７（ａ）、（ｂ）は、タブレットPCケースがタブレットPCと嵌合した状態で折りたたまれた第２の状態を示す外観図と断面図であり、表示部２０９の表示面と画像読取部２０２の読取面とが互いに背を向け外側を向いている。この第２の状態では、表示面と読取面との配置が第１の実施形態の図３（ｅ）等と同様になる。 FIGS. 16A and 16B are an external view and a cross-sectional view showing a first state in which the tablet PC case is folded in a state of being fitted to the tablet PC, and the display surface of the display unit 209 and the image reading unit It faces inward so that the reading surfaces 202 are in contact with each other. 17A and 17B are an external view and a cross-sectional view showing a second state in which the tablet PC case is folded in a state of being fitted to the tablet PC, and the display surface of the display unit 209 and the image reading unit The reading surface 202 faces away from each other and faces outward. In this second state, the arrangement of the display surface and the reading surface is the same as in FIG. 3 (e) of the first embodiment.
図１９は第２の実施形態の第２の画像取り込み方法であり、図１８はその取り込み状態例を示す為の、被読取媒体として名刺の例を示している。図１９では画像読取部２０２に名刺の表を伏せて画像読込を行う事で、画像表示部２０９に名刺の表が表示されている状態を示す。 FIG. 19 shows a second image capturing method of the second embodiment, and FIG. 18 shows an example of a business card as a medium to be read for showing an example of the capturing state. FIG. 19 shows a state in which the business card table is displayed on the image display unit 209 by reading the image with the business card table hidden on the image reading unit 202.
図２０は第２の実施形態の別形態として蓋２１７とタブレットPCケース２１２を分離使用する例を示す。この例では制御部は、蓋の構造体の中に組み込まれる。この例においては、タブレットPCケース２１２を持たない構成も可能であり、ヒンジ部２１６が磁力等でタブレットPC本体に直接勘合する機能を持っても良い。 FIG. 20 shows an example in which a lid 217 and a tablet PC case 212 are separately used as another form of the second embodiment. In this example, the control unit is incorporated in the lid structure. In this example, a configuration without the tablet PC case 212 is also possible, and the hinge portion 216 may have a function of directly engaging with the tablet PC main body by a magnetic force or the like.
このように図１８〜１９に示す３つの形態による読み取りが可能であるため、本実施形態では状況に応じた柔軟な読み取り方が可能となる。 As described above, reading in the three forms shown in FIGS. 18 to 19 is possible, and in this embodiment, flexible reading according to the situation is possible.
本実施形態では画像読取装置が、スマートフォンまたはタブレットＰＣ等の携帯端末本体と固定されない為、樹脂基板等の採用時に画像読取装置自身に可撓性を持たせる事が可能である。これにより、曲面読み込みが可能になる。 In this embodiment, since the image reading apparatus is not fixed to a mobile terminal body such as a smartphone or a tablet PC, the image reading apparatus itself can be flexible when a resin substrate or the like is employed. This makes it possible to read curved surfaces.
また、表示部と画像読取部を互いに内側を向かせて折りたたむ事が出来る為、未使用時に表示部と画像読取部が保護される。 Further, since the display unit and the image reading unit can be folded toward each other, the display unit and the image reading unit are protected when not in use.
＜第３の実施形態＞
図２１に、本発明の第３の実施形態に係る画像読取装置と画像読取装置と通信するタブレットＰＣの概略図を示す。以下ではタブレットＰＣを例として説明する。ここでは、画像読取装置１０１と通信する装置をタブレットＰＣとしたが、タブレットＰＣに替えてスマートフォンまたはＰＣ等としても良い。
<Third Embodiment>
FIG. 21 shows a schematic diagram of an image reading apparatus according to the third embodiment of the present invention and a tablet PC communicating with the image reading apparatus. Hereinafter, a tablet PC will be described as an example. Here, the apparatus that communicates with the image reading apparatus 101 is a tablet PC, but a smartphone or a PC may be used instead of the tablet PC.
画像読取装置１０１は画像読取部２０２と光源部２０３と制御部２０１からなるシンプルな構成で、全体の厚さ厚みは１．５ｍｍ程度である。制御部２０１に含まれる通信部２１４を通じてタブレットＰＣと操作信号及びデータの送受信を行う。 The image reading apparatus 101 has a simple configuration including an image reading unit 202, a light source unit 203, and a control unit 201, and the overall thickness is about 1.5 mm. An operation signal and data are transmitted / received to / from the tablet PC through the communication unit 214 included in the control unit 201.
図２２は第３の実施形態を用いた画像取り込み方法の例である。画像読取装置１０１は厚さ厚みが薄いため、本６０１の間に挟んで使用でき、本の綴じ代に近い箇所まで歪みなく画像を読み取ることができる。また、樹脂基板等の採用時に画像読取装置自身に可撓性を持たせる事が可能である。これにより、本の曲面に沿った読み込みが可能になる。 FIG. 22 shows an example of an image capturing method using the third embodiment. Since the thickness of the image reading apparatus 101 is small, the image reading apparatus 101 can be used by being sandwiched between the books 601 and can read an image without distortion up to a place near the binding margin of the book. Further, it is possible to give flexibility to the image reading apparatus itself when a resin substrate or the like is employed. This enables reading along the curved surface of the book.
図２３は第３の実施形態を用いた別の画像取り込み方法の例である。画像読取装置１０１を本の間に挟み、本を閉じた状態でも撮像することができる。そのため、本を拡げるスペースや、本を押し広げる動作等を必要としない。撮像した画像は、通信部２１４を通じてタブレットＰＣで確認することができる。 FIG. 23 shows an example of another image capturing method using the third embodiment. It is possible to take an image even when the image reading apparatus 101 is sandwiched between books and the book is closed. Therefore, there is no need for a space for expanding the book or an operation for expanding the book. The captured image can be confirmed on the tablet PC through the communication unit 214.
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、実際には、上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, actually, it is not restricted to said embodiment, Even if there is a change of the range which does not deviate from the summary of this invention, it is included in this invention.
１０１ 画像読取装置
２０１ 制御部
２０２ 画像読取部
２０３ 光源部
２０４ 被読取媒体
２０５ 主制御部
２０６ ＲＯＭ
２０７ ＲＡＭ
２０８ 記憶部
２０９ 表示部
２１０ 操作部
２１１ スマートフォン or タブレットＰＣ等の携帯端末
２１２ スマートフォン or タブレットＰＣのケース
２１３ バス
２１４ 通信部
２１５ カードスロット部
２１６ ヒンジ部
２１７ 蓋
３０１ 透明保護層
３０２ 受光素子
３０２ａ 受光素子 読出し/検出状態
３０２ｂ 受光素子 非読出し/検出状態
３０２ｃ 受光素子 非読出し/初期化状態
３０３ 透明薄型基板
３０４ 光源出射光
３０５ 媒体反射光
４０１ ボトムゲート電極
４０２ ボトムゲート絶縁膜
４０３ 半導体層
４０４ ブロッキングレイヤー絶縁膜
４０５ オーミックコンタクト層
４０６ ソースまたはドレイン電極
４０７ オーバーコート絶縁膜
４０８ トップゲート電極
４０９ 保護膜
４１０ トップゲート端子
４１１ ソースまたはドレイン端子
４１２ ソースまたはドレイン端子
４１３ ボトムゲート端子
４１４ データドライバ
４１５ ボトムゲートドライバ
４１６ トップゲートドライバ
４１７ データ線
４１８ ボトムゲート制御線
４１９ トップゲート制御線
４２０ ソース線
４２１ 蓄積容量
５０１ 蓄積制御線
５０２ リセット制御線
５０３ Ｖｄｄ電源線
５０４ データ線
５０５ 選択線
５０６ ＧＮＤ電源線
５０７ 蓄積容量
５０８ フォトダイオード
５１０ 選択トランジスタ
５１１ 増幅トランジスタ
５１２ リセットトランジスタ
５１３ シャッタートランジスタ
６０１ 本
６０２ 本
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Image reading apparatus 201 Control part 202 Image reading part 203 Light source part 204 Read medium 205 Main control part 206 ROM
207 RAM
208 storage unit 209 display unit 210 operation unit 211 mobile terminal such as smartphone or tablet PC 212 smartphone or tablet PC case 213 bus 214 communication unit 215 card slot unit 216 hinge unit 217 lid 301 transparent protective layer 302 light receiving element 302a light receiving element reading / Detection state 302b Light receiving element Non-reading / detection state 302c Light receiving element Non-reading / initialization state 303 Transparent thin substrate 304 Light source emitted light 305 Medium reflected light 401 Bottom gate electrode 402 Bottom gate insulating film 403 Semiconductor layer 404 Blocking layer insulating film 405 Ohmic contact layer 406 Source or drain electrode 407 Overcoat insulating film 408 Top gate electrode 409 Protective film 410 Top gate terminal 411 Source or drain In terminal 412 Source or drain terminal 413 Bottom gate terminal 414 Data driver 415 Bottom gate driver 416 Top gate driver 417 Data line 418 Bottom gate control line 419 Top gate control line 420 Source line 421 Storage capacitor 501 Storage control line 502 Reset control line 503 Vdd power supply line 504 Data line 505 Selection line 506 GND power supply line 507 Storage capacitor 508 Photodiode 510 Selection transistor 511 Amplification transistor 512 Reset transistor 513 Shutter transistor 601 602
Claims (12)
被読取媒体に接触し、前記光源部から前記被読取媒体上に照射された光の反射光から画像を読み取る、透明なシート状の画像読取部と、
前記画像読取部が取得した画像データを記憶する記憶部と、
外部の機器に対し前記取得した画像データ又は制御信号を送受信する通信部と、
前記読取部と前記光源部と前記記憶部と前記通信部を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする画像読取装置。 A light source unit that emits light;
A transparent sheet-like image reading unit that is in contact with the medium to be read and reads an image from reflected light of light emitted from the light source unit onto the read medium;
A storage unit for storing image data acquired by the image reading unit;
A communication unit for transmitting and receiving the acquired image data or control signal to an external device;
A control unit that controls the reading unit, the light source unit, the storage unit, and the communication unit;
An image reading apparatus comprising:
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021048496A (en) * | 2019-09-18 | 2021-03-25 | 富士ゼロックス株式会社 | Image reading system |
| EP3751355A4 (en) * | 2018-02-08 | 2021-07-07 | Toppan Printing Co., Ltd. | Hologram, detection device, and method for verifying authenticity of hologram |
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| US11662689B2 (en) | 2018-02-08 | 2023-05-30 | Toppan Printing Co., Ltd. | Hologram, detection device, and method for verifying authenticity of hologram |
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