(57)【要約】  サーマル転写用の画像データは、転写リボンに形成された転写材層の一部を中間転写リボンの受像層に転写して中間転写リボンに複数の画像セルを形成するために用いられるものである。サーマル転写用の画像データの作成方法は、多階調の入力画像を、所定の閾値により入力画像よりも階調数の少ない多階調の画像に変換することと、画像における階調値ごとにディザ処理を行うことと、を含む。
2017146199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーマル転写用の画像データの作成方法であって、該サーマル転写用の画像データは、転写リボンに形成された転写材層の一部を受像層に転写して複数の画像セルを形成するために用いられるものであり、前記作成方法は、
多階調の入力画像を、所定の閾値により前記入力画像よりも階調数の少ない多階調の画像に変換することと、
前記画像における階調値ごとにディザ処理を行うことと、を含む
サーマル転写用の画像データの作成方法。
【請求項２】
前記ディザ処理を行う前に、
前記入力画像をインターリーブした複数の領域に分割することと、
前記複数の領域において、相互に隣り合う領域の画像に階調差を設けることと、をさらに含む
請求項１に記載のサーマル転写用の画像データの作成方法。
【請求項３】
前記複数の領域に分割することは、前記入力画像をストライプ状に分割することを含む
請求項２に記載のサーマル転写用の画像データの作成方法。
【請求項４】
前記階調差を設けることは、
前記入力画像の階調を、低階調範囲、中間階調範囲、及び高階調範囲に分けることと、
前記低階調範囲では、前記階調値が低いほど前記階調差を大きくすることと、
前記高階調範囲では、前記階調値が大きいほど前記階調差を大きくすることと、
前記中間階調範囲では、前記階調差を前記低階調範囲及び前記高階調範囲において設定される階調差よりも小さくすることと、を含む
請求項２又は請求項３に記載のサーマル転写用の画像データの作成方法。
【請求項５】
前記階調差を設ける領域を、前記階調値が連続的に変化している領域のみに限定することをさらに含む
請求項２から４のいずれか１つに記載のサーマル転写用の画像データの作成方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のサーマル転写用の画像データの作成方法によって作成された画像データを用いて、前記転写リボンに形成された前記転写材層の一部を画像表示デバイスの受像層に転写し、転写された転写材層からなる複数の画像セルで画像を形成する画像形成方法。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のサーマル転写用の画像データの作成方法によって作成された画像データを用いて、前記転写リボンに形成された前記転写材層の一部を中間転写リボンの受像層に転写し、転写された転写材層からなる複数の画像セルで画像を形成する画像形成方法。
【請求項８】
前記転写リボンに形成された前記転写材層は、レリーフ構造を備えている
請求項６または７に記載の画像形成方法。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか１つ記載の画像形成方法により形成された画像表示デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術は、転写リボンにより形成された個人認証媒体の画像を表示する画像表示デバイスを製造する際に用いるサーマル転写用の画像データの作成方法、画像形成方法、及び画像表示デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
個人認証媒体の一例であるパスポートは、所有者の顔画像を表示する所有者表示部を有している。顔写真のような印画紙による顔画像の表示は、顔写真の張り替えによる改竄のおそれがあるため、近年では、所有者表示部の形成に、顔画像の情報をデジタル化し、これを冊子上に再現する方法が取られている。【０００３】
さらには、単なる顔画像のデジタル印字に加えて、所有者の顔画像を別の画像再現方法を用いて、紙面に再現して固定することも採用されている。このような画像再現方法には、例えば、蛍光インクを用いて顔画像を再現する方法、無色または淡色の蛍光染料と有色の顔料とを含むインクを用いて顔画像を再現する方法、及びパール顔料を用いて顔画像を再現する方法などが知られている（例えば、特許文献１、２、３を参照）。【０００４】
しかしながら、上述の画像再現方法で再現された顔画像であっても、顔画像の有する視覚効果が簡素であるため、偽造や改竄が容易であって、顔画像の真偽を目視で判別することが困難であった。【０００５】
そこで、転写リボンに形成された回折格子を含む転写層の一部を、中間転写リボンの受像層に転写して、中間転写リボンに複数の画像セルを形成することによって、目視による画像の真偽の判別が容易である画像表示デバイスを製造することが提案されている（例えば、特許文献４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１４１８６３号公報
【特許文献２】特開２００２−２２６７４０号公報
【特許文献３】特開２００３−１７０６８５号公報
【特許文献４】特許第５６３７３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の画像表示デバイスでは、転写によって形成された画像において階調の再現性が悪く、多階調の入力画像を入力画像の階調数よりも少ない階調数である３階調から４階調程度の画像に変換して表示するようにしている。このため、入力画像において階調値が連続して変化している部分では、階調値が不連続となり階調の再現性が低下する。【０００８】
本開示の技術は、転写リボンを用いて形成される画像表示デバイスにおいて、入力画像において階調値が連続して変化している部分でも、転写によって形成された画像において階調の再現性が低下することを抑え、これにより、階調値の連続した変化を表現することができるサーマル転写用の画像データの作成方法、画像形成方法、及び画像表示デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の技術は、上記課題を解決すべく、なされたものである。【００１０】
第１の態様は、サーマル転写用の画像データの作成方法であって、該サーマル転写用の画像データは、転写リボンに形成された転写材層の一部を中間転写リボンの受像層に転写して複数の画像セルを形成するために用いられるものであり、前記作成方法は、多階調の入力画像を、所定の閾値により前記入力画像よりも階調数の少ない多階調の画像に変換することと、前記画像における階調値ごとにディザ処理を行うことと、を含む。【００１１】
次に、第２の態様において、前記ディザ処理を行う前に、前記入力画像をインターリーブした複数の領域に分割することと、前記複数の領域において、相互に隣り合う領域の画像に階調差を設けることと、をさらに含むことが好ましい。【００１２】
第３の態様において、前記複数の領域に分割することは、前記入力画像をストライプ状に分割することを含むことが好ましい。【００１３】
第４の態様において、前記階調差を設けることは、前記入力画像の階調を、低階調範囲、中間階調範囲、及び高階調範囲に分けることと、前記低階調範囲では、前記階調値が低いほど前記階調差を大きくすることと、前記高階調範囲では、前記階調値が大きいほど前記階調差を大きくすることと、前記中間階調範囲では、前記階調差を前記低階調範囲及び前記高階調範囲において設定される階調差よりも小さくすることと、を含むことが好ましい。【００１４】
第５の態様において、前記階調差を設ける領域を、前記階調値が連続的に変化している領域のみに限定することをさらに含むことが好ましい。【００１５】
第６の態様は、上記サーマル転写用の画像データの作成方法によって作成された画像データを用いて、前記転写リボンに形成された転写材層の一部を画像表示デバイスの受像層に転写し、転写された転写材層からなる複数の画像セルで画像を形成する画像形成方法である。【００１６】
第７の態様は、上記サーマル転写用の画像データの作成方法によって作成された画像データを用いて、前記転写リボンに形成された転写材層の一部を中間転写リボンの受像層に転写し、転写された転写材層からなる複数の画像セルで画像を形成する画像形成方法である。【００１７】
第８の態様において、前記転写リボンに形成された前記転写材層は、レリーフ構造を備えていることが好ましい。
第９の態様は、上記画像形成方法により形成された画像表示デバイスである。
【発明の効果】
【００１８】
本開示の技術によれば、画像セルを構成するサーマル転写用の画像データを作成する際、入力画像において階調値が連続して変化している部分でも、転写によって形成された画像において、階調の再現性の低下が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態における転写リボンの一例を概略的に示す断面図である。
【図２】中間転写リボンの一例を概略的に示す断面図である。
【図３】中間転写リボンに転写材層を転写した一例を概略的に示す断面図である。
【図４】中間転写リボンを個人認証媒体に転写した一例を概略的に示す断面図である。
【図５】カラー画像の色分解の一例を顔画像によって模式的に示す模式図である。
【図６】入力画像を複数の領域に分解した一例を概略的に示す平面図である。
【図７】入力画像の階調値から算出する階調値を模式的に示す模式図である。
【図８】一実施形態における変換処理のフロー図である。
【図９】一実施形態におけるシステム図である。
【図１０Ａ】他の形態のサーマル転写用の画像データの作成方法を用いて作成されたサーマル転写用の画像データを用いて形成された画像における階調表現を示す図である。
【図１０Ｂ】一実施形態のサーマル転写用の画像データの作成方法を用いて作成されたサーマル転写用の画像データを用いて形成された画像における階調表現を示す図である。
【図１１】転写リボンの構成の一例を示す構成図である。
【図１２】プリンターの一例を概略的に示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜図１２を参照して、本開示の技術におけるサーマル転写用の画像データの作成方法の一実施形態を説明する。
【００２１】
図１は、本実施態様における転写リボンの一例を概略的に示す断面図である。
図１に示す転写リボン１０１は、基材１１と、剥離層１２によって剥離可能に支持された転写材層１０２とを含んでいる。
【００２２】
基材１１は、例えば樹脂フィルム又は樹脂シートである。基材１１は、例えば、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、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリイミドなどの耐熱性に優れた材料からなる。基材１１の転写材層１０２を支持している主面には、例えばフッ素樹脂又はシリコーン樹脂を含んだ離型層が設けられていてもよい。基材１１の厚みは、５μｍ以上、２５μｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
転写材層１０２は、剥離層１２とレリーフ構造形成層１３と反射層１４と接着層１５とを含んでいる。
【００２４】
剥離層１２は、基材１１上に形成されている。剥離層１２は、転写材層１０２の基材１１からの剥離を安定化すると共に、受像層に対する接着層１５の接着を促進する役割を果たす。剥離層１２は、光透過性を有し、典型的には透明である。剥離層１２の材料には、例えばアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂、エポキシ樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。また、これら剥離層１２に粒子を含有させてもよい。剥離層１２中の粒子としては無機粒子、ポリマー粒子を用いることができる。無機粒子としては、シリカやアルミナを用いることができる。ポリマー粒子としては、ＰＴＦＥ樹脂の粒子、アクリル樹脂の粒子を用いることができる。剥離層１２の厚みは、０．５μｍ以上、２μｍ以下であることが好ましい。また、剥離層１２は、省略されてもよい。
【００２５】
レリーフ構造形成層１３は、剥離層１２上に形成されている。レリーフ構造形成層１３は、レリーフ構造として、光を回折する機能を有することが好ましい。光を回折するレリーフ構造としてホログラム及び回折格子素子があげられる。ここでは、レリーフ構造形成層１３は、レリーフ構造が表面に設けられた透明層である。透明層の材料としては、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂などの樹脂を使用することができる。なお、レリーフ構造形成層１３は、体積ホログラムであってもよい。レリーフ構造形成層１３の厚みは、０．５μｍ以上、３μｍ以下であることが好ましい。
【００２６】
反射層１４は、レリーフ構造形成層１３上に形成されている。反射層１４は省略することができるが、反射層１４を設けることによって、回折構造が表示する画像の視認性が向上する。反射層１４の厚みは、１０ｎｍ以上、６０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
反射層１４としては、例えば、透明反射層又は不透明な金属反射層を使用することができる。反射層１４は、例えば、真空蒸着やスパッタリングなどの真空成膜法によって形成することができる。
【００２８】
透明反射層としては、例えば、レリーフ構造形成層１３とは屈折率が異なる透明材料からなる層を使用することができる。透明材料からなる透明反射層は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。透明反射層が多層構造を有する場合、透明反射層は、反射及び干渉を繰り返し生じるように設計されていてもよい。こうした透明反射層を形成するための透明材料としては、透明誘電体を使用することができる。透明誘電体としては、無機物の透明誘電体、有機物の透明誘電体を用いることができる。有機物の透明誘電体としては、メラミン樹脂、フッ素樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、及びこれらの共重合体を用いることができる。無機物の透明誘電体としては、金属化合物を用いることができる。金属化合物の透明誘電体としては、硫化亜鉛、酸化アルミニウム、二酸化チタンなどを使用することができる。
【００２９】
或いは、透明反射層として、厚さが２０ｎｍ未満の金属層を使用してもよい。金属層の材料としては、例えば、クロム、ニッケル、アルミニウム、鉄、チタン、銀、金及び銅などの単体金属又はそれらの合金を使用することができる。
【００３０】
不透明な金属反射層としては、透明反射層よりも厚いこと以外は、透明反射層に用いることが可能な金属層と同様の金属層を使用することができる。
【００３１】
接着層１５は、反射層１４上に形成されている。接着層１５は、例えば透明樹脂からなる。透明樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を使用することができる。例えば、透明樹脂としては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、あるいはポリアミドイミド樹脂などを使用することができる。また、これら透明樹脂中に粒子を含有させてもよい。透明樹脂中の粒子としては無機粒子、ポリマー粒子を用いることができる。無機粒子としては、シリカやアルミナを用いることができる。ポリマー粒子としては、ＰＴＦＥ樹脂の粒子、アクリル樹脂の粒子を用いることができる。接着層１５の厚みは、１μｍ以上、５μｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
基材１１の転写材層１０２が形成されている面と反対の面には、バックコート層１６が形成されている。バックコート層１６は、転写リボン１０１を熱転写する際、画像転写ヘッドであるサーマルヘッドによる転写リボン１０１の加熱転写を行えるように転写リボン１０１に設けるものである。また、バックコート層１６は、サーマルヘッドに対する密着性を上げ、滑りを良くし、且つ熱伝導性を良好にするために転写リボン１０１に設けるものである。バックコート層１６の材料には、例えばシリコンアクリレートなどが用いられる。バックコート層１６の厚みは、０．１μｍ以上、１μｍ以下であることが好ましい。バックコート層１６は、省略されてもよい。
【００３３】
図２は、この実施形態における中間転写リボンの一例を概略的に示す断面図である。
図２に示す中間転写リボン２０１は、基材２１と、剥離保護層２２によって剥離可能に支持された受像層２３とを含んでいる。基材２１は、例えば樹脂フィルム又は樹脂シートである。基材２１は、例えば、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、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリイミドなどの耐熱性に優れた材料からなる。基材２１の受像層２３を支持している主面には、例えばフッ素樹脂又はシリコーン樹脂を含んだ離型層が設けられていてもよい。基材２１の厚みは、１０μｍ以上、５０μｍ以下であることが好ましい。
【００３４】
また、カードや紙基材に、転写材層１０２をサーマルヘッドで転写して、画像を形成することもできる。このとき、カードや紙基材は受像層２３を含んでもよい。
カードは、プラスチック、紙、プラスチックの複合材が用いることができ、紙基材は、コットン紙、コート紙を用いることができる。このプラスチックには、塩化ビニル、ＰＥＴ、ポリカーボネートを用いることができる。カードの厚みは、０．２ｍｍ以上、１ｍｍ以下であることが好ましい。紙基材の厚みは、０．２ｍｍ以上、１１ｍｍ以下であることが好ましい、転写材層１０２の厚みは、２μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
剥離保護層２２は、受像層２３の基材２１からの剥離を安定化すると共に、受像層２３の表面における耐性を促進する、すなわち耐性を高める保護層の役割を果たす。剥離保護層２２は、光透過性を有しており、典型的には透明である。剥離保護層２２の材料には、例えば、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂、セルロース系樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂などの各種樹脂を単独で用いることができる。あるいは、剥離保護層２２の材料には、これらの樹脂のうち、複数の樹脂を混合した混合物を用いることができる。剥離保護層２２の厚みは、０．５μｍ以上、５μｍ以下であることが好ましい。
【００３６】
また、剥離保護層２２には、各種ワックス類や粒子や低分子物質が添加されても良い。粒子としては、フッ素系あるいはシリコーン系などの樹脂からなる粒子を用いることができる。
【００３７】
受像層２３は、図１に示す転写リボン１０１の接着層１５との密着性が良い材料からなる。受像層２３の厚みは、１μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましい。
【００３８】
転写リボン１０１の接着層１５と、中間転写リボン２０１の受像層２３とを密着させ、転写リボン１０１のバックコート層１６を介して画像セルを形成する転写ヘッドであるサーマルヘッドにより転写材層１０２を加熱し、転写材層１０２を受像層２３へ転写する。
【００３９】
図３は、図２に示す中間転写リボンに、転写リボンから転写材層を転写することによって得られた印字後中間転写リボン３０１の一例を概略的に示す断面図である。図３は、中間転写リボン２０１における受像層２３の表面に、転写リボン１０１の転写材層１０２が部分的に転写された状態を示している。転写された複数の転写材層２０２の集合体が、受像層２３の表面に画像として形成される。すなわち、中間転写リボン２０１に転写された各転写材層２０２が、画像セルの一例である。
【００４０】
サーマルヘッドを利用した熱転写によって転写された転写材層２０２の画像セルを観察面から見た形状は、典型的にはドット形状あるいはドットが連なった細長い形状である。言い換えれば、印字後中間転写リボン３０１上において、転写材層２０２が形成された面と対向する平面視における各転写材層２０２の形状は、ドット形状あるいはドットが連なった細長い形状を有している。これら複数の画像セルは仮想的な平面格子の正方格子、または三角格子及び矩形格子などの格子点上に位置している。
【００４１】
ここで、画像セルの最小中心間距離は、例えば、０．０８５ｍｍ以上、０．１６９ｍｍ以下、言い換えれば、約１５０ｄｐｉ以上、約３００ｄｐｉ以下であることが好ましい。この寸法が大きくなると、高精細な画像を表示させることが困難となる。反対に、この寸法が小さくなると、パターン形状の再現性が低下する。
【００４２】
なお、サーマルヘッドの発熱体における大きさの範囲にも限界があるため、一般的なサーマルヘッドの分解能は０．０１１ｍｍ以上、０．０２１ｍｍ以下であり、その解像度は、約１２００ｄｐｉ以上、２４００ｄｐｉ以下である。また、レリーフ構造形成層１３を有する転写リボン１０１を転写するためには、一般的な色リボンを転写するときと比較して大きなエネルギーが必要であるため、サーマルヘッドのサイズは、０．０４２ｍｍ程度であって、解像度は、約６００ｄｐｉである。そして、サーマルヘッドの解像度よりも転写材層２０２によるパターンの解像度が小さい構成であれば、相互に隣り合う転写材層２０２において、所定の間隔を形成することが容易である。
【００４３】
図４は、図３に示す印字後中間転写リボン３０１を画像表示デバイスである個人認証媒体に転写した一例を概略的に示す断面図である。個人認証媒体４０１の被転写体４１に、図３で示した印字後中間転写リボン３０１の受像層２３を密着し、印字後中間転写リボン３０１及び個人認証媒体４０１を加熱及び加圧して、転写材層２０２、受像層２３、及び、剥離保護層２２を被転写体４１に熱転写する。その後、個人認証媒体４０１から印字後中間転写リボン３０１の基材２１を剥離する。
【００４４】
次に、転写リボンを用いて画像表示デバイスを製造する際の画像データの作製方法について説明する。個人認証媒体４０１の製造においては、例えば、まず、撮像装置を用いて、人物の顔を撮影する。或いは、印画から顔画像を読み取る。これにより、画像情報を電子情報として得る。この顔画像には、必要に応じて画像処理を行う。
【００４５】
図５は、この実施形態における画像の色分解の一例を概略的に示す平面図である。
撮像装置で得たカラー画像５１から、Ｒ、Ｇ、Ｂの光の三原色を色分解して、Ｒ画像５２、Ｇ画像５３、Ｂ画像５４の３枚の画像データを作成する。
【００４６】
ここで、カラー画像５１は、一般的に用いられているＪＰＥＧファイルでは各色８ビット（２５６）の階調で表現されていることから、Ｒ画像５２、Ｇ画像５３、Ｂ画像５４の画像データは２５６階調で表現されている。
【００４７】
転写リボンとサーマルヘッドとによる画像表示デバイス、特に転写材層上にレリーフ構造を備えている転写リボンを用いて製造される画像表示デバイスの場合には、表現できる階調数が限られてしまい、この２５６階調のデータの値に応じてサーマルヘッドを変調させ転写しても、自然な階調表現をすることは難しい。言い換えれば、カラー画像５１の画像データにおける階調数と同等の階調数を、転写リボンを用いるとともに、サーマルヘッドを直接変調させることによって形成された画像表示デバイスによって表現することは難しい。サーマルヘッドは、サーマルヘッドの熱量で変調できる。サーマルヘッドの熱量は、サーマルヘッドへ印加する電気により変調できる。
【００４８】
このため、カラー画像５１における階調数から階調数を落とした画像に変換するため、言い換えれば階調数の低い画像に変換するため、各色、各階調値ごとに設定した閾値で、入力画像を分解し、それぞれの階調値ごとに画像を２値化する。そして、２値化後にディザ処理を行う。ディザ処理により、低い階調の画像でも、擬似的に入力画像の階調を表現することができる。ディザ処理後に複数の階調値を、それぞれの階調値に変換することで転写用のデータであるサーマル転写用のＲ画像データ５５、サーマル転写用のＧ画像データ５６、サーマル転写用のＢ画像データ５７が得られる。
【００４９】
例えば、カラー画像５１の入力画像データにおける階調数を２５６階調からより低い階調の出力階調である４階調に変換する。このように、入力画像データよりも階調数の少ない複数の階調値を有する多階調の画像データに変換する。
【００５０】
この際に、各色の画像データ５５，５６，５７の階調値において設定した閾値を用いて各画像データの階調を出力階調値に基づく階調に変換する。そして、画像データにおける各画素において、各階調ごとに２値化する。より詳しくは、例えば出力階調が４階調の場合、０階調から３階調のそれぞれにおいて、各画素にその階調値を有した画素が位置するか否かを２値化した後、２値化したデータをディザ処理することによって、出力するデータを生成する。ディザ処理は、入力画像の階調値と出力階調値とをもとに行う。そして、ディザ処理後の全ての階調のデータを合成することによって、各色の画像データ５５，５６，５７が生成される。
【００５１】
ディザ処理は、基本的にはドットの密度によって階調を擬似的に表現する方法であって、確率的なノイズを意図的に加えることにより、閾値処理後の誤差を拡散する方法である。ディザ処理には、予め定義したディザ行列に従って処理を行う組織ディザ法と、誤差を周りに拡散処理する誤差拡散法とがある。
【００５２】
以上のような方法により変換したデータによれば、転写材層上にレリーフ構造を備えている転写リボンとサーマルヘッドとによって形成された画像を有する画像表示デバイスでも、擬似的に高い階調の表現が可能となる。
【００５３】
しかし、画像の中で階調値が連続的に変化しているグラデーション領域では、この方法でデータの変換を行っても、階調が非連続的に見えてしまう。グラデーション領域は、画像を構成する複数の画素において、画素の並びの順に従って、各画素の階調値が連続的に変化する領域である。なお、階調値が連続的に変化しているグラデーション領域では、相互に隣り合う画素間での階調値の変化量が、１以上３以下であって、複数の画素において、画素の並びの順に従って、階調値が連続的に増えるように、あるいは、階調値が連続的に減るように画素における階調値が変化する。
【００５４】
そこで、この実施形態では、多階調の入力画像をストライプ状の複数の領域に分割し、さらに、隣り合う領域の各階調の画像に、置き換え量により階調差を設ける。次いで、入力画像の階調数よりも少ない出力階調の複数の画像に変換する。そして、階調値ごとに設定した閾値で、入力画像を分解し、それぞれの階調値ごとに２値化し各階調の画像とする。次に、各階調の画像ごとにディザ処理をする。
【００５５】
すなわち、この実施形態では、各画像データ５５，５６，５７における階調数をカラー画像５１における階調数よりも少なくする処理を行う前に、入力画像データは、インターリーブされる。インターリーブされた画像では、入力画像の階調値よりも上の階調値を有する画像と、入力画像の階調値よりも下の階調値を有する画像とが図６のように交互に配置される。
【００５６】
図６は、この実施形態における入力画像を複数の領域に分解した一例を概略的に示す平面図である。
【００５７】
階調値が連続的に少しずつ変化しているグラデーション領域６１で、ストライプ状の領域６２、領域６３、領域６４、領域６５、領域６６、領域６７では段階的に階調値が変化している。言い換えれば、グラデーション領域６１を複数の領域に分割するときに、１つの方向に沿って延びる線状を有する複数の領域６２〜６７に分割する。これにより、グラデーション領域６１がストライプ状を有するように、グラデーション領域６１が分割される。
【００５８】
ここで領域６２の線状の範囲を領域６３の部分に拡張し領域６２０とし、この領域６２０を領域６２ａ及び領域６２ｂの２つの領域に分割し、階調差を設けて交互に配置する。このとき、以下に説明するように、２つの領域において階調差を生じさせるための階調値である置き換え量を用いて、領域６２ａと領域６２ｂとの間に階調差を形成する。より詳しくは、領域６２に設定された階調値に置き換え量を足した値を領域６２ａにおける階調値に設定し、領域６２に設定された階調値から置き換え量を引いた値を領域６２ｂにおける階調値に設定する。これにより、２つの領域間において階調差を生じさせる。
【００５９】
さらに、領域６４の線状の範囲を領域６５の部分に拡張し領域６４０とし、この領域６４０を領域６４ａ、領域６４ｂの２つの領域に分割し、階調差を設けて配置する。
【００６０】
同様に、領域６６の線状の範囲を領域６７の部分に拡張し領域６６０とし、この領域６６０を領域６６ａ、領域６６ｂの２つの領域に分割し、階調差を設けて配置する。
【００６１】
なお、領域６４０を構成する２つの領域間、及び、領域６６０を構成する２つの領域間において階調差を形成するときにも領域６２０において領域６２ａと領域６２ｂとの間において階調に差を形成するときと同じ方法によって、階調差を形成する。
【００６２】
以上のように、画像データを再構成することで、このグラデーション領域６１に関してはストライプ状の複数の領域をインターリーブした情報から構成することになり、解像度が半分となってしまう。すなわち、拡張された領域６２０、６４０、６６０に重なる領域６３、６５、領域６７の各領域については、その領域に関する情報が間引かれることによって再構成後のデータには含まれないため、再構成前のデータに対して再構成後のデータにおける解像度が１／２になる。
【００６３】
この解像度の低減を補うために、間引きした残りのデータを、階調画像に反映せることで擬似的に超解像度とすることもできる。このひとつの実施形態としては、間引きした残りのデータでも上記と同様の処理を行い、間引きして得られた階調画像と、間引きした残りの画像から得られた画像との画素単位で平均化した画像を階調画像として用いることができる。
【００６４】
図７は、入力画像の階調から算出する階調を模式的に示す模式図である。
グラフ７１は、入力画像の階調値から設定する階調差の置き換え量を決定するグラフである。グラフ７１において、横軸が元の階調値である０から２５５を示し、縦軸が入力画像の階調値に応じて設定する置き換え量を示している。
【００６５】
入力画像の階調値のなかで階調値が０から７５までの範囲である低階調範囲では、低階調になるほど置き換え量が大きくなるようにし、階調値が７５から１８０までの範囲である中間階調範囲では、置き換え量は０とし、階調値が１８０から２５５までの範囲である高階調範囲では、高階調になるほど置き換え量が大きくなるように設定する。すなわち、置き換え量の決定に際して、入力画像の階調が、低階調範囲、中間階調範囲、及び高階調範囲の３つの範囲に分けられる。そして、低階調範囲では、階調値が低いほど、相互に隣り合う２つの領域間における階調差を大きくし、高階調範囲では、階調値が高いほど、相互に隣り合う２つの領域間における階調差を大きくする。また、中間階調範囲では、階調差を低階調範囲及び高階調範囲において設定される階調値よりも小さくする。
【００６６】
レリーフ構造を備えた転写リボンでは、低階調と高階調との階調性が悪いため、各階調範囲における置き換え量をこのような設定としている。
【００６７】
たとえば、図６で示した領域６２の階調値が６０であった場合に、グラフ７１より階調値が６０での置き換え量は５となる。
【００６８】
また、領域６２０に含まれる領域６２ａ及び領域６２ｂのなかで、領域６２ａの階調値をＤ１とし、領域６２ｂの階調値をＤ２とする。上述したように、これら領域における置き換え量は５であるため、Ｄ１＝６０＋５＝６５、Ｄ２＝６０−５＝５５となるように設定する。
【００６９】
ここで、置き換え後の階調値が０以下の場合や、２５６以上の場合には、それぞれ階調値を０、２５５に置き換える。なお、入力画像における階調値が中間階調範囲に含まれるときには、置き換え量が０であるため、相互に隣り合う２つの領域間において階調差は生じない。
【００７０】
以上のような処理をすべての領域で行うと、解像度が低下し、また元から階調差が大きい領域では出力される階調差がさらに大きくなってしまうため、領域分割し階調差を設ける領域は、階調が連続的に変化しているグラデーション領域に限定して行うように、入力画像からグラデーション領域を抽出して処理を行うようにすることもできる。
【００７１】
このように階調差を設定した画像を用いて、入力画像の階調数よりも少ない複数の階調数の画像に変換し、階調値ごとに設定した閾値で、画像を分解し、それぞれの階調値ごとにディザ処理により２値化することで、グラデーションを有する領域でも階調が連続的に自然に変化するように観察者に観察させることが可能となる。
【００７２】
入力画像からサーマル転写用の画像データに変換処理するフローを図８に示す。以下、変換処理のフローである図８とシステム構成図である図９を参照し説明する。なお、図８に示される各種処理は、以下に説明する画像変換部において行われる処理である。
【００７３】
図９に示すように、サーマル転写用の画像データを作成するためのシステムＳにおいて、入力画像、すなわち入力画像データは、ＲＧＢデータ入力部Ｓ１から入力画像記憶装置Ｓ２に出力され、入力画像記憶装置Ｓ２に記憶される。入力画像記憶装置Ｓ２から、入力画像が画像変換部７２に入力される。画像変換部７２において、入力画像は、図８に示すＲＧＢ色分解処理７０１されＲＧＢの各色の画像データに分解される。
【００７４】
次にＲＧＢの各色の画像データは、領域分割処理及び階調差設定処理７０２にて、複数の領域に分割され、且つ、相互に隣り合う領域の画素間に階調差が設けられる。
【００７５】
次にＲＧＢの各色の画像データは、階調数低減処理７０３にて、各顔画像データの階調値についてあらかじめ設定された閾値を用いて、入力画像の階調数よりも少ない階調に変換される。
【００７６】
次にＲＧＢの各色の画像データは、階調分解処理及びディザ処理７０４にて、各階調値ごとに分解されるとともに、ディザ処理される。
【００７７】
次にＲＧＢの各色の画像データは、階調再設定処理７０５にて、２値化した各階調値を、それぞれ、あらかじめ設定された階調値に設定される。
【００７８】
次にＲＧＢの各色の画像データは、サーマル転写用の画像データ合成処理７０６にてサーマル転写用の画像データに合成され、サーマル転写用の画像データ記憶装置Ｓ３に記憶される。最後に、サーマル転写用の画像データ記憶装置Ｓ３に記憶されたサーマル転写用の画像データをサーマル転写用の画像データ出力部Ｓ４から転写装置Ｔに出力する。
【００７９】
図１０Ａは、他の形態における変換方法を用いて作成したサーマル転写用の画像データを用いて形成した画像を示す模式図であり、図１０Ｂは、この実施形態における変換方法で作成したサーマル転写用の画像データを用いて形成した画像を示す模式図である。
【００８０】
図１０Ａが示すように、紙面における左上から右下方向に階調値が連続的に少しずつ変化している２５６階調の画像ファイル、すなわち画像データを作成する。この画像を階調値ごとに設定した閾値で出力階調に分解し、それぞれの階調値ごとにディザ処理により２値化することによって、画像データをサーマル転写用の画像データに変換し、このサーマル転写用の画像データに基づいて作成した画像が画像７３である。
【００８１】
次に、図１０Ｂに示すように、同じ画像ファイル、すなわち画像データを用いて、この実施形態における変換方法によって作成したサーマル転写用の画像データを用いて形成した画像が画像７４である。つまり、２５６階調の入力画像を複数の領域に分割し、相互に隣り合う領域の画像に階調差を設ける。その後に、各階調ごとに設定した閾値で４階調に分解し、且つ、それぞれの階調値ごとにディザ処理により２値化することによって、画像データをサーマル転写用の画像データに変換し、このサーマル転写用の画像データに基づいて作成した画像が画像７４である。
【００８２】
画像７３では、紙面における左上から右下方向に変化する階段状の斜め線を確認することができるが、画像７４ではこの斜め線が薄くなり、グラデーションの表現性が向上している。言い換えれば、画像７３では、画像７３のなかで階調値が変化する部位において、紙面における左上から右下に向けて延びる直線を確認することができる一方で、画像７４では、こうした直線を確認することがほぼできない。
【００８３】
以上説明したように、この実施形態におけるサーマル転写用の画像データの作成方法によれば、転写リボンに形成された転写材層の一部を中間転写リボンの受像層に転写し、これによって、中間転写リボンに形成した複数の画像セルを用いて画像表示デバイスを製造するときに、以下の効果を得ることができる。すなわち、画像セルを構成するためのサーマル転写用の画像データを作成する際に、入力画像において階調値が連続して変化している部分でも、階調の再現性が低下しないようなサーマル転写用の画像データを作成することができる。言い換えれば、画像データにおける階調の再現性が、サーマル転写用の画像データを用いて作成された画像表示デバイスにおいて低下することが抑えられる。
【００８４】
なお、この実施形態では、サーマル転写用の画像データの作成方法として、入力画像をインターリーブした複数の領域に分割すること、および、複数の領域において、相互に隣り合う領域の画像に階調差を設けることとを含む方法を説明した。これに限らず、これら２つの処理を含まないサーマル転写用の画像データの作成方法であっても、入力画像をより階調数の低い多階調の画像に変換することと、変換後の画像において階調値ごとにディザ処理を行うことを含む方法によれば、以下の効果を得ることができる。すなわち、単に入力画像をより階調数の低い多階調の画像に変換する方法と比べて、入力画像が有する階調の再現性が低下しないようなサーマル転写用の画像データを作成することはできる。
【００８５】
次に、上述したサーマル転写用の画像データの作成方法によって作成されたサーマル転写用の画像データを用いた画像表示デバイスの作製方法を説明する。
【００８６】
図１１は、この実施形態における転写リボンの構成の一例を示す構成図である。転写リボン８０１は、図１に示した転写リボン１０１と同様な層構成をし、且つ、ロール状に巻かれている。転写リボン８０１は、長さ方向において複数の領域に分割され、それぞれの領域に位置する回折構造の構成が相互に異なっている。言い換えれば、転写リボン８０１が含む複数の領域には、各領域に位置する回折構造が相互に異なる領域が含まれる。
【００８７】
すなわち、転写リボン８０１が含む複数の領域には、Ｒ領域８１、Ｇ領域８２、Ｂ領域８３が含まれ、長さ方向において各領域が記載の順に繰り返し並んでいる。Ｒ領域８１、Ｇ領域８２、Ｂ領域８３の領域ではそれぞれ、最適な観察位置で観察すると、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの色の回折光を観察することが出来るように、各領域に位置するレリーフ構造の空間周波数が変化している。すなわち、Ｒ領域８１、Ｇ領域８２、及びＢ領域８３では、各領域に位置するレリーフ構造の空間周波数が相互に異なっている。
【００８８】
位置決めマーク８４は、それぞれの領域を用いて印字を行う際に、各領域の位置を転写対象に対する転写が行われる転写位置に合わせるために設けたものである。ここでは、位置決めマーク８４は、レリーフ構造により特定方向に回折光が射出するようなマークである。光源と光センサーとの組合せを用いることによって、位置決めマーク８４からの回折光を読み取り、読み取った回折光に基づいて位置決めを行う。
【００８９】
次に、図２に示した中間転写リボン２０１と同様な層構成をし、且つ、ロール状に巻かれた中間転写リボンを準備する。そして、転写リボン８０１の接着層と、中間転写リボンの受像層を密着させ、サーマルヘッドにより転写リボン８０１のバックコート層から転写リボン８０１を加熱して、転写材層を受像層へ転写することにより画像を形成する。画像データの階調の値に応じてサーマルヘッドを変調させ、各画像セルを転写することで、転写材層を受像層へ転写することにより画像を形成できる。サーマルヘッドは、サーマルヘッドの熱量により変調できる。サーマルヘッドの熱量は、サーマルヘッドへ印加する電気の制御により変調できる。電気を変調するには、その電圧を制御する、電流値を制御する、電気をパルスとして、そのパルスのオンの幅とオフの幅の比率で制御することのいずれかの方法、またはこれらの組合せる方法を用いることができる。
【００９０】
サーマルヘッドへ印加する電気の値は、画像データの階調の値に対応してプリセットされた値を用いることができる。プリセットする値は、転写するそれぞれの画像データの階調の値と対応したものとできる。また、プリセットする値は、転写する画像データの階調の値と、その前に転写した画像データの階調の値とに対応させることもできる。転写する画像データの階調の値と、その前に転写した画像データの階調の値とに対応してプリセットした値としては、転写する画像データの階調の値と、その前に転写した画像データの階調の値の差に応じてオーバードライブした値とすることができる。転写に用いる階調はもとの画像より少ない階調数となるので、このプリセットする値の数も少なくできる。
【００９１】
転写材層を受像層へ転写しカラーの画像を形成するには、中間転写リボンの同一箇所にＲ、Ｇ、Ｂの三原色のデータで重ねて転写を行う。言い換えれば、カラーの画像を形成するときには、中間転写リボンのなかでカラーの画像を形成するための１つの領域に、Ｒ、Ｇ、及びＢのそれぞれに関するサーマル転写用の画像データを用いてカラー画像の画像セルを転写する。
【００９２】
サーマルヘッドで転写し画像を形成するときに用いるサーマル転写用の画像データは、図５に示したサーマル転写用のＲ画像データ５５、サーマル転写用のＧ画像データ５６、サーマル転写用のＢ画像データ５７のデータである。サーマル転写用のＲ画像データ５５に従ってサーマルヘッドで転写する場合には、転写リボン８０１のＲ領域８１を用いて中間転写リボンにサーマルヘッドで転写し、サーマル転写用のＧ画像データ５６に従ってサーマルヘッドで転写する場合には、転写リボン８０１のＧ領域８２を用いてサーマルヘッドで転写し、サーマル転写用のＢ画像データ５７に従ってサーマルヘッドで転写する場合には、Ｂ領域８３を用いてサーマルヘッドで転写を行う。このようにサーマルヘッドで転写した中間転写リボンを観察すると、カラーの顔画像を観察することができる。
【００９３】
次に、中間転写リボンの受像層を、個人認証媒体の被転写体に密着し、中間転写リボンを加熱及び加圧して、中間転写リボンに転写された転写材層、受像層、及び剥離保護層を、被転写体に熱転写する。その後、個人認証媒体から中間転写リボンの基材を剥離する。
【００９４】
以上説明した方法によれば、転写リボンに形成された転写材層の一部を中間転写リボンの受像層に転写し、これによって、中間転写リボンに形成した複数の画像セルを用いて画像表示デバイスを製造するときに、以下の効果を得ることができる。すなわち、入力画像において階調値が連続して変化している部分でも、階調の再現性が低下しないようなサーマル転写用の画像データを作成し、ひいては、個人認証媒体などの画像表示デバイスを作成することが可能となる。
【００９５】
なお、転写材層の転写される対象は、中間転写リボンの受像層に限らず、例えば個人認証媒体などのような画像表示デバイスが有する受像層であってもよい。こうした場合にも、中間転写リボンに複数の画像セルを形成する場合と同等の効果を得ることができる。
【００９６】
図１２は、この実施形態におけるプリンターの一例を概略的に示す概略図である。
図１２に示すプリンター９０１は、パスポート用の冊子にレリーフ構造からなる個別情報画像を印字することが可能なプリンターである。
【００９７】
冊子挿入ユニット９０２によってプリンター９０１内に挿入されたパスポート用の冊子は、プライマー巻出し９０３とプライマー巻取り９０６によって送られたプライマーリボンと密着する。そして、プライマー転写ヘッド９０４とプライマープラテンロール９０５とによって、プライマーリボンのプライマー層が冊子の被転写面に転写される。
【００９８】
ここで用いるプライマーリボンは、冊子の被転写面と、中間転写した転写材層との密着性が悪い場合に、被転写面において転写材層を転写する位置の接着力を上げるために、冊子にプライマー層を転写するためのリボンである。プライマーリボンは、ロール状の基材と、基材に剥離可能に支持されたプライマー層とからなり、プライマー層の材料は感熱接着剤である。
【００９９】
次に、中央のユニットが、転写リボン巻出し９０７と転写リボン巻取り９０９とによって転写リボンを送り、中間転写リボン巻出し９１１から送られた中間転写リボンを転写リボンに密着させる。そして、中央のユニットは、サーマルヘッドからなる画像転写ヘッド９０８と画像プラテンロール９１０によって、転写リボンから中間転写リボンへ画像を転写する。
【０１００】
この転写リボンに含まれる画像の転写工程と、上述したプライマー層の転写工程とは同時に進行することが可能である。そのため、冊子の投入と同時に他の冊子に画像の印字を行うことで、次の工程に進むまでの時間を短縮することが出来、ひいては、総合的な印刷時間、言い換えれば複数の冊子に印字するために要する総時間を短くすることができる。
【０１０１】
次に、画像が転写された中間転写リボンは、中間転写リボン巻取り９１２によって巻き取られ、プライマー層が転写された冊子は、コンベアーによって運ばれ、中間転写リボンの画像位置と冊子の転写位置とを調整して密着する。さらに、密着した中間転写リボンと冊子とは熱転写ユニット９１３を通ることによって、加熱及び加圧されて、中間転写リボンに転写された転写材層、受像層、及び剥離保護層が冊子に熱転写される。そして、中間転写リボンの基材は中間転写リボン巻取り９１２によって剥離され、冊子の最表面は、剥離保護層となる。
【０１０２】
印字が完了したパスポート用の冊子は、冊子排出ユニット９１４によってプリンター９０１から排出されることによって、画像を有したパスポートの作成が完了する。
【０１０３】
以上、パスポートとしての個人認証媒体を例示したが、上述した技術は、他の個人認証媒体に適用することも可能である。例えば、この技術は、査証やＩＤカードなどの各種カードに適用することも可能である。
【０１０４】
個人認証媒体の被転写体の材質は、紙以外であってもよい。例えば、プラスチック基板、金属基板、セラミックス基板、又はガラス基板であってもよい。
【０１０５】
転写材層に表示させる画像は、顔画像に加えて他の生体情報を含んでいてもよく、顔画像の代わりに他の生体情報を含んでいてもよい。また、転写材層に表示させる画像は、生体情報に加えて非生体個人情報及び非個人情報の少なくとも一方を含んでいてもよく、生体情報の代わりに非生体個人情報及び非個人情報の少なくとも一方を含んでいてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１０１…転写リボン、１０２…転写材層、１１…基材、１２…剥離層、１３…レリーフ構造形成層、１４…反射層、１５…接着層、１６…バックコート層、２０１…中間転写リボン、２１…基材、２２…剥離保護層、２３…受像層、２０２…転写材層、３０１…印字後中間転写リボン、４０１…個人認証媒体、４１…被転写体、５１…カラー画像、５２…Ｒ画像、５３…Ｇ画像、５４…Ｂ画像、５５…サーマル転写用のＲ画像データ、５６…サーマル転写用のＧ画像データ、５７…サーマル転写用のＢ画像データ、６１…グラデーション領域、６２、６３、６４、６５、６６、６７…領域、６２ａ、６２ｂ、６４ａ、６４ｂ、６６ａ、６６ｂ…領域、６２０、６４０、６６０…領域、７１…グラフ、７２…画像変換処理部、７３…画像、７４…画像、８０１…転写リボン、８１…Ｒ領域、８２…Ｇ領域、８３…Ｂ領域、８４…位置決めマーク、９０１…プリンター、９０２…冊子挿入ユニット、９０３…プライマー巻出し、９０４…プライマー転写ヘッド、９０５…プライマープラテンロール、９０６…プライマー巻取り、９０７…転写リボン巻出し、９０８…画像転写ヘッド、９０９…転写リボン巻取り、９１０…画像プラテンロール、９１１…中間転写リボン巻出し、９１２…中間転写リボン巻取り、９１３…熱転写ユニット、９１４…冊子排出ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2017146199.tif 000010
【図９】
2017146199.tif 000011
【図１０Ａ】
2017146199.tif 000012
【図１０Ｂ】
2017146199.tif 000013
【図１１】
2017146199.tif 000014
【図１２】
2017146199.tif 000015
【国際調査報告】
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