KR100242848B1 - 단파장 보조광원을 장착한 스캐닝 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 텅스텐 램프 또는 할로겐 램프를 주광원으로 사용하고, 블루 파장영역의 보강을 위하여 발광다이오드램프( LED Lamp)또는 네온 가스 램프(Ne Gas Lamp)와 같이 블루 컬러 파장 특성이 큰 램프를 보조광원으로 조합하여, 블루, 그린, 레드의 파장영역의 광량을 균일하게 조절가능한 스캐닝 장치에 관한 것이다.

Description

단파장 보조광원을 장착한 스캐닝 장치

본 발명은 스캐너 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단파장 영역대의 블루 컬러 출력의 보강을 위하여 단파장 보조 광원을 장착하여 화상독취의 출력비를 균등하게 조절한 스캐너 장치에 관한 것이다.

일반적으로 사무실에서 사용되는 컴퓨터, 프린터, 복사기, 스캐너 및 팩스등을 일컬어 사무기기라 칭한다. 이러한 사무기기는 각 기기마다의 고유 기능을 가지고 있다.

프린터는 컴퓨터로 작성된 문서 등의 파일을 원고에 문자의 형태로 출력하기 위한 대표적인 출력장치이다. 복사기는 원고 또는 기타 형태의 이미지를 그대로 원고에 형성시키기 위한 장치이다. 동일 이미지의 다량 복사에 매우 유용하게 사용된다.

한편, 스캐너는 복사기와 구동 방식에 있어서 유사한 점이 많다. 다만 그 스캐닝 이미지의 출력양식이 데이터 파일로 나타난다는 점이 다르다.

이와 같이 사무기기는 각기 제 기능을 구현하기 위해 서로 다른 독립적 형태를 유지하고 있다.

근래에 들어서 각 사무기기의 기능을 복합적으로 나타내기 위한 제품이 대두되고 있다. 그 중 잉크젯 프린터의 기능과 스캐너 및 팩스의 기능을 구현할 수 있는 복합기에 대하여 설명한다.

도 1에서는 이러한 복합기의 개략적인 시스템 구성을 나타내고 있다. CPU(1)는 시스템 전체를 컨트롤하는 부분으로 전체 시스템을 구동하는 프로그램이 내장된 시스템 메모리(6)를 컨트롤한다.

화상처리부(2)는 상기 CPU(1)의 제어를 받아 셔틀 스캐너 모듈(3)로부터 들어온 화상 데이터의 그림자(Shading) 및 감마(Gamma) 보정(Correction), 해상도 변환(DPI conversion), 가장자리 강조(Edge emphasis), 에러 분산(Error Diffusion)등을 수행한다.

상기 CPU(1)의 제어에 따라 모뎀부(9)에서는 처리된 화상 데이타의 팩스 송신하고, PC에서의 프린팅이나 팩스 수신시의 프린팅은 ECP(7-2)에서 수행한다.

셔틀 스캐너 모듈(3)은 화상 데이터를 독취하는 부분으로 셔틀 방식의 스캔닝을 한다.

레스터라이져(Rasterizer)(4)는 수직 블럭으로 독취한 화상 데이터를 레스터라이징하는 부분이다.

화상 메모리(5)는 화상처리부(2)에서 화상처리를 하기위해 필요한 화상 데이터 처리용 버퍼(Buffer) 메모리이다.

시스템 메모리(6)는 전체 시스템 프로그램이 내장된 EPROM과 시스템 데이타 처리를 위한 SRAM으로 구성되어 있다.

ECP(7-2)란 PC와의 직접 병렬 인터페이스를 위한 모듈로써 스캐닝한 데이터를 PC로의 송신, PC에서 프린팅할 데이타의 수신을 위한 파트이다.

프린터 드라이버(7-1)는 프린팅을 하기위해 필요한 프린트 헤드 분사 컨트롤, 캐리지 모터 와 라인피드 모터의 구동 컨트롤 및 프린팅 데이타 핸들링을 수행한다.

이와같은 시스템의 구성을 기구적 측면에서 전체적으로 살펴보면 도 2 에서와 같이 나타낼 수 있다.

스캐너 모듈(3) 및 잉크 카트리지 모듈(13)은 동일한 수평 이동축(14)을 따라서 이동한다. 따라서 이동 벨트(12) 및 캐리지 리턴 모터(11)를 사용하여 구동시킨다.

원고(100)는 라인 피드모터(15)의 구동에 따라 회전되는 라인피드롤러(16)에 의해 급지 및 배지된다.

도 3은 복합기의 동작중 스캐닝 과정을 스캐너 모듈을 중심으로 나타낸 측면도이다. 이와 같은 셔틀 방식의 스캐닝 장치는 잉크젯 헤드 모듈과 함께 구성하여 같은 구동계를 사용할 수 있다.

이동 벨트(12)에 구속된 스캐너 모듈(3)과 잉크 카트리지 모듈(13)은 캐리지 리턴 모터(11)의 회전구동으로 원고면을 따라 좌·우로 왕복운동을 한다. 이 구동으로 화상의 독취와 인쇄를 구현시키는 방법을 사용한다.

용지 카셋트(40)에 수납되어 있는 원고(100)는 급지롤러(45)에 의해 드라이브롤러(41) 및 핀치롤러(42) 사이로 인입된다. 스캐너 모듈(3)의 스캐닝 과정을 완료한 후 배지롤러(43) 및 핀치롤러(44)의 회전력에 의해 배지된다.

인쇄기능은 스캐너 모듈(3)과 잉크 카트리지 모듈(13)이 좌·우로 움직이는 동안 카트리지 모듈(13)의 잉크젯 헤드의 잉크를 원고(100)에 옮겨 인쇄하는 것이다.

스캐닝 기능은 스캐너 모듈(3)과 카트리지 모듈(13)이 좌·우로 움직이는 동안 스캐너 모듈(3)안의 램프(31)가 광을 원고(100)에 조사시킨다.

그 구성을 도 4를 참조로 하여 살펴본다. 도 4a는 이러한 광학 결상계의 단면도이고, 도 4b는 광학 결상계의 측면도이다. 원고(100)면에 빛에너지를 투과하는 램프(31)와, 상기 램프(31)로부터 발생된 광이 원고(100)면에 반사될 때의 반사광을 CCD(34)에 촛점을 맺게해주는 렌즈(Lens)와, 이 빛에너지를 전기적 에너지의 형태인 전압으로 변환시켜 출력하여 화상을 인식하는 CCD(34)로 구성된다.

여기에서 CCD(Charge Coupled Device)(34)는 광에너지를 전기적 에너지인 전압으로 변환시키는 센서이다.

그 동작원리는 도 5를 참조로 하여 살펴본다. 원고면(100)에 비추어 반사되는 광량 즉 원고면의 화상 데이터가 렌즈(33)를 투과하면서 CCD센서(34)의 센싱면에 포커싱(Focusing)되어 도달하므로써 화상데이터를 독취하는 것이다.

이러한 컬러 스캐너에 있어서, 램프의 파장 특성은 원고의 색을 분리하는 능력을 결정짓는 중요한 요소이다. 인간이 감지 가능한 빛의 영역은 380㎚∼780㎚의 파장 영역인 가시광선 영역이다. 통상의 CCD(34)는 이중에서 블루(Blue), 그린(Green), 레드(Red)의 3 색만 분리 추출하여 출력을 나타낸다.

즉, 원고면에서 반사되어 CCD에 투영되는 빛의 블루영역(400∼450㎚), 그린영역(550∼600㎚), 그리고 레드영역(600∼800㎚)의 빛에너지를 각각 블루 전압, 그린전압과 레드전압으로 출력한다. 이 세가지의 색을 조합하여 컬러를 재현할 수 있는 장치가 컬러 스캐너 장치이다.

여기에서 램프가 블루, 그린, 레드에 해당되는 파장영역의 광량을 균등하게 발생시켜 줄 수 있는 정도가 CCD에서 원고의 컬러를 재현할 수 있는 컬러 분리 능력에 중요한 요소인 것이다.

종래에는 형광등과 같은 3 파장의 광원을 사용하여 3 색 즉, 레드,그린,블루(이하에서 R,G,B라 칭함)의 광량을 적절히 조절하므로써 컬러 분리 능력을 갖게하였다. 그런데 이러한 형광등 타입의 램프는 길이 방향의 양단에 빛을 내지 못하는 부분이 있다. 따라서 원고 독취폭보다 훨씬 긴 길이가 필요하여 셔틀 타입과 같은 소형의 스캐너 장치에는 적용이 어렵고, 가격이 고가인 단점이 있다.

이러한 문제에 대한 대응책으로 텅스텐 램프와 같은 광원을 사용하여 저가격의 부품으로 고출력(고휘도)을 내게되었다. 또한 사이즈도 작아 셔틀타입에 주로 사용되는 광원이 되었다.

그런데 이러한 램프의 경우 도 6에서 나타낸 파장별 에너지 특성을 살펴보면, 구조 원리상 단파장 영역(Blue 영역)의 출력이 상대적으로 낮아서 컬러 분리 능력이 떨어지는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 단파장 영역의 에너지를 보강하여 3 색 파장영역의 광량을 균일하게 조절 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구조적 특징은 인가된 전원에 따라 광 에너지를 원고면에 분사시키는 램프와, 상기 램프로부터 발생된 광이 원고면에 반사될 때의 반사광을 포커싱(Focusing)하기 위한 렌즈(Lens)와, 상기 렌즈를 투과한 반사광의 에너지를 전기적 에너지의 형태로 변환시켜 화상을 인식하는 센서로 구성된 광학결상계를 갖는 스캐닝 장치에 있어서 ; 단파장 영역의 출력 특성이 큰 램프를 보조 광원으로 구비한 점에 있다.

상기 보조 광원은 블루 컬러(Blue Color)영역의 에너지를 보강하기 위해 블루 특성을 갖는 발광램프(LED Lamp)를 사용하는 것이 본 발명의 세부적인 특징이다.

도 1은 일반적인 복합기의 내부 구성을 간략히 나타낸 블록구성도,

도 2는 도 1의 시스템의 구성을 기구적 측면에서 나타낸 예시도,

도 3은 복합기의 동작중 스캐너 모듈을 중심으로 나타낸 측면도,

도 4는 스캐너 모듈의 구성을 나타내는 단면도,

도 5는 스캐닝 장치의 동작원리를 나타내는 동작상태도,

도 6은 종래 기술에 따른 광원의 파장별 특성을 나타내는 그래프,

도 7은 본 발명의 일 실시에 따른 스캐닝 장치의 구성을 나타내는 단면도,

도 8은 본 발명의 다른 실시에 따른 스캐닝 장치의 구성도,

도 9는 본 발명의 수행에 따른 파장별 분사에너지 관계도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 구성과 그에 따른 동작을 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 일실시에 따른 스캐너 장치의 구성을 나타내는 단면도이다. 원고(100)면에 빛에너지를 투과하는 램프(31)와, 상기 램프(31)로부터 발생된 광이 원고(100)면에 반사될 때의 반사광을 CCD(34)에 촛점을 맺게해주는 렌즈(Lens)와, 이 빛에너지를 전기적 에너지의 형태인 전압으로 변환시켜 출력하여 화상을 인식하는 CCD(34)와, 블루 파장 영역의 빛에너지를 투여하는 보조광원(35) 및 각 광원의 반사경(36,38)로 구성된다.

여기에서 상기 보조 광원(35)은 주 광원인 램프(31)에 대칭되는 위치에 놓이게 되며, 블루 파장 영역의 특성을 갖는 램프를 사용한다. 즉 블루 발광 램프(Blue LED Lamp)또는 네온 가스 램프(Ne Gas Lamp) 또는 기타 블루 파장 특성을 나타내는 발광 소자가 사용 가능하다.

본 발명의 다른 실시예로 도 8에서와 같이 램프(31)의 이송방향과 동일한 방향으로 형성된 롱 타입(Long type)의 램프를 사용할 수 있다.

CCD(34)를 통하여 전압값을 얻는데 필요한 광량은 주광원인 램프(31)에 의하여 발산된다. 단파장 즉, 블루 영역 파장의 출력 특성은 보조 광원(35)을 통하여 제공된다.

도 9는 본 발명의 실시에 따라 출력되는 분사에너지를 종래 스캐닝 장치에서의 분사에너지와 비교하여 나타내고 있다. a는 주 광원인 램프(31)에서 발생되는 분사에너지, b는 보조 광원, c는 합성된 광원에 따라 나타나는 에너지의 출력을 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이 두 광원이 합성됨에 따라 R,G,B 각 광량이 균일한 파장 특성을 갖는 빛을 원고에 투여하게 된다. 따라서 CCD에서 R,G,B 출력값을 균일하게하여 컬러 분해 능력을 높일 수 있게된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 보조광원을 장착하여 블루 컬러 파장영역을 보강하므로써 컬러 분리 능력이 향상되는 효과를 갖는다.

Claims (5)

1. 인가된 전원에 따라 광 에너지를 원고면에 분사시키는 램프와,

   상기 램프로부터 발생된 광이 원고면에 반사될 때의 반사광을 포커싱(Focusing)하기 위한 렌즈(Lens)와,

   상기 렌즈를 투과한 반사광의 에너지를 전기적 에너지의 형태로 변환시켜 화상을 인식하는 센서로 구성된 광학결상계를 갖는 스캐닝 장치에 있어서 ;

   단파장 영역의 출력 특성이 큰 램프를 보조 광원으로 구비한 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 보조 광원은

   상기 램프에 대칭되는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 보조 광원은

   램프의 이송방향과 동일한 방향으로 형성된 롱 타입(Long type)의 램프인 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 광원은

   블루 컬러(Blue Color) 영역의 에너지를 보강하기 위해 블루 특성을 갖는 램프인 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 보조 광원은

   발광 다이오드 램프 (LED Lamp)인 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치.

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