DE10016743B4

DE10016743B4 - Steuervorrichtung zur Verbesserung der Anlaufzeitcharakteristik einer Lichtquelle

Info

Publication number: DE10016743B4
Application number: DE10016743A
Authority: DE
Inventors: Tetsuichiro Yamamtoto; Tatsuya Nagaokakyo Shimizu; Yukata Okazaki
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd; NEC Corp
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: US6313586B1; DE10016743B8; DE10016743A1; KR20010014649A; JP2000287035A; TW440707B; KR100361192B1

Abstract

Lichtquellensteuervorrichtung zur Verwendung in einer Bildeingabevorrichtung, umfassend eine Kaltkathodenröhrenlichtquelle (11) und eine Raumabbildungseinrichtung (12), wobei die Bildeingabevorrichtung ein Bild von einem Dokumentenpapier liest, indem sie an der Raumabbildungseinrichtung (12) ein reflektiertes Licht empfängt, das durch Reflektieren von Licht der Kaltkathodenröhrenlichtquelle (11) auf dem Dokumentenpapier erhalten wird, wobei die Lichtquellensteuervorrichtung umfasst:
Steuermittel (14, 16) zum Steuern eines Stroms als Röhrenstrom, der an der Kaltkathodenröhrenlichtquelle (11) angelegt wird, in Übereinstimmung mit einem Feedbacksignal; und
Feedback-Mittel zum Zurücksenden einer Ausgabe der Raumabbildungseinrichtung (12) als Feedbacksignal an das Steuermittel (14, 16),
dadurch gekennzeichnet, dass
das Steuermittel (14, 16) die Kaltkathodenröhrenlichtquelle (11) mit einem Überstrom Io höher als ein vorbestimmter Röhrenstrom Ic, der zur Verwendung beim kontinuierlichen und stabilen Abstrahlen einer vorbestimmten Lichtenergie von der Kaltkathodenröhrenlichtquelle (11) bestimmt ist, versorgt, wenn die Kaltkathodenröhrenlichtquelle (11) in einen EIN-Zustand versetzt wird,
wobei das Steuermittel (14, 16) den Röhrenstrom in Übereinstimmung mit dem...

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zur Steuerung einer Lichtquelle, insbesondere eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Lichtenergie einer Lichtquelle in einer Bildeingabevorrichtung.
Im allgemeinen ist eine Bildeingabevorrichtung mit einer Kaltkathodenröhrenlichtquelle (CCFL) und einer Einlese-Raumabbildungseinrichtung (CCD) versehen. In der Bildeingabevorrichtung bestrahlt die CCFL ein Dokumentenpapier mit Licht, um das Bild mit der CCD von dem Dokumentenpapier zu lesen. Beim Lesen des Bildes von dem Dokumentenpapier muß die Lichtenergie der CCFL genau gesteuert werden.
Wenn die CCFL in einer herkömmlichen Bildeingabevorrichtung in einen eingeschalteten Zustand (EIN-Zustand) versetzt wird, erreicht die Lichtenergie in der CCFL, nachdem eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, eine vorbestimmte Energie. Nachdem die Lichtenergie in der CCFL die vorbestimmte Energie erreicht hat, beginnt die herkömmliche Bildeingabevorrichtung mit der CCD das Bild von dem Dokumentenpapier zu lesen, um das Bild zu erhalten. Genauer ist eine gewisse Zeit nötig, bis die Lichtenergie die vorbestimmte Energie in der CCFL erreicht, nachdem die CCFL in einen EIN-Zustand versetzt worden ist. Diese Zeit wird als Anlaufzeit bezeichnet. Die Anlaufzeit wird auf der Basis einer Charakteristik der CCFL bestimmt. Wie oben beschrieben, beginnt die herkömmliche Bildeingabevorrichtung das Bild von dem Dokumentenpapier zu lesen, nachdem die Lichtenergie stabilisiert ist.
Wie oben beschrieben, ist es bei der herkömmlichen Bildeingabevorrichtung erforderlich, das Lesen des Bildes von dem Dokumentenpapier zu beginnen, nachdem die Lichtenergie in der CCFL stabilisiert ist. Mit anderen Worten ist es bei der herkömmlichen Bildeingabevorrichtung unmöglich, mit dem Lesen des Bildes von dem Dokumentenpapier zu beginnen, bis die Lichtenergie in der CCFL stabilisiert ist. Als Folge davon muß ein Benutzer mit dem Lesen des Bildes von dem Dokumentenpapier warten, bis die Lichtenergie in der CCFL stabilisiert ist.
Um das Bild sofort, wenn die CCFL in einen EIN-Zustand versetzt worden ist, von dem Dokumentenpapier zu lesen, kann die CCFL auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten werden. Genauer wird die Umgebungstemperatur der CCFL mit einem Heizsystem auf die vorbestimmte Temperatur gesteuert. Die Warte- oder Standby-Verbrauchsenergie nimmt jedoch zu, wenn die Umgebungstemperatur der CCFL durch das Heizsystem auf die vorbestimmte Temperatur gesteuert bzw. geregelt wird.
Des weiteren kann statt der CCFL eine Lichtröhre als Lichtquelle verwendet werden. Die Lichtröhre wird nur aus Edelgas gebildet und enthält kein Quecksilber oder etwas ähnliches mit hoher Abhängigkeit von der Röhrentemperatur. Wenn die Lichtröhre statt der CCFL als Lichtquelle verwendet wird, ist es schwierig, eine ausreichende Lichtenergie zu erhalten, obwohl die Anlaufzeitcharakteristik verbessert wird.

JP 08-097971 A offenbart eine Lichtquellensteuervorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

JP 07-211468 A offenbart eine Steuervorrichtung für eine Lichtquelle, die bewirkt, dass die Lichtquelle nach dem Einschalten für eine vorbestimmte Zeitdauer mit einem vorbestimmten Überstrom versorgt wird.

JP 60-055766 A offenbart eine Steuervorrichtung für eine Lichtquelle, die bewirkt, dass der Lichtquellenstrom in einer Nichtbetriebszeit in Abhängigkeit von der Temperatur der Röhre gesteuert wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lichtquellensteuereinheit zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, eine ausreichende Lichtenergie zu erhalten, und mit der man die Anlaufzeitcharakteristik verbessern kann, ohne dass die Standby-Verbrauchsenergie erhöht wird.

Eine Lichtquellensteuereinrichtung der vorliegenden Erfindung ist für die Verwendung in einer Bildeingabevorrichtung, umfassend eine Kaltkathodenröhrenlichtquelle und eine Raum bildabbildungseinrichtung bestimmt. Die Bildeingabevorrichtung liest ein Bild von einem Dokumentenpapier, in dem an der Raumabbildungseinrichtung ein reflektiertes Licht empfangen wird, das man erhält, indem man das Licht der Kaltkathodenröhrenlichtquelle auf dem Dokumentenpapier reflektiert.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung umfaßt die Lichtquellensteuervorrichtung die Merkmale von Anspruch 1.

1 zeigt eine Ansicht, um eine herkömmliche Lichtquellensteuerung zu beschreiben;
2 zeigt ein Blockdiagramm einer Lichtquellensteuervorrichtung entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt eine erste Ansicht zur Beschreibung der Arbeitsweise der in 2 veranschaulichten Lichtquellensteuervorrichtung; und
4 ist ein Blockdiagramm einer Lichtquellensteuervorrichtung entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 1 wird zunächst zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung eine herkömmliche Bildeingabevorrichtung beschrieben. Die Bildeingabevorrichtung ist mit einer Kaltkathodenröhrenlichtquelle (CCFL) und einer Einlese-Raumabbildungseinrichtung (CCD) versehen. In der Bildeingabevorrichtung bestrahlt die CCFL ein Dokumentenpapier mit Licht, um mittels der CCD das Bild von dem Dokumentenpapier zu lesen. Beim Lesen des Bildes von dem Dokumentenpapier mittels der CCD ist es erforderlich, die Lichtenergie der CCFL genau zu steuern.
Wenn die CCFL in einer herkömmlichen Bildeingabevorrichtung in den EIN-Zustand versetzt wird, erreicht die Lichtenergie in der CCFL nach einem vorbestimmten Zeitraum eine vorbestimmte Energie. Wenn die Lichtenergie in der CCFL die vorbestimmte Energie erreicht hat, beginnt die herkömmliche Bildeingabevorrichtung, das Bild mittels des CCD von dem Dokumentenpapier zu lesen, um das Bild zu erhalten. Genauer bedarf es einer bestimmten Zeitdauer, bis die Lichtenergie in der CCFL eine vorbestimmte Energie erreicht, nachdem die CCFL in einen EIN-Zustand versetzt worden ist. Die Zeitdauer wird als Anlaufzeit bezeichnet. Die Anlaufzeit wird auf Basis einer Charakteristik der CCFL bestimmt. Wie oben beschrieben, beginnt die herkömmliche Bildeingabevorrichtung, das Bild mittels der CCD von dem Dokumentenpapier zu lesen, nachdem die Lichtenergie stabilisiert ist.
Genauer wird in einem Augenblick der Beleuchtungsanfangszeit ein vorbestimmter Röhrenstrom an die CCFL angelegt. Wie oben beschrieben, wird die Lichtenergie nach dem Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer stabilisiert, wie durch eine gestrichelte Linie in 1 gezeigt ist, insofern als die CCFL eine Anlaufzeitcharakteristik aufweist. Wie von der durchgezogenen Linie in 1 gezeigt wird, wird die CCD-Ausgabe konstant, nachdem die Lichtenergie stabilisiert ist und danach weitere Zeit vergeht.
Wie oben beschrieben, ist es bei einer herkömmlichen Bildeingabevorrichtung erforderlich, mit dem Lesen des Bildes von dem Dokumentenpapier zu beginnen, nachdem die Lichtenergie in der CCFL stabilisiert ist. Mit anderen Worten ist es bei einer herkömmlichen Bildeingabevorrichtung unmöglich, mit dem Lesen des Bildes von dem Dokumentenpapier zu beginnen, bis die Lichtenergie in der CCFL stabilisiert ist. Als Folge davon muß ein Benutzer mit dem Lesen des Bildes von dem Dokumentenpapier warten, bis die Lichtenergie in der CCFL stabilisiert ist.
Um das Bild von dem Dokumentenpapier sofort zu lesen, nachdem die CCFL in den EIN-Zustand versetzt wird, kann die Umgebungstemperatur der CCFL auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten werden. Genauer wird die Umgebungstemperatur des CCFL mittels eines Heizsystems auf eine vorbestimmte Temperatur gesteuert. Die Warte- oder Standbyverbrauchsenergie nimmt jedoch zu, wenn die Umgebungstemperatur der CCFL mittels des Heizsystems auf die vorbestimmte Temperatur gesteuert wird.
Des weiteren kann statt der CCFL eine Lichtröhre als Lichtquelle verwendet werden. Die Lichtröhre wird nur aus Inertgas aufgebaut und enthält kein Quecksilber oder etwas ähnliches mit hoher Abhängigkeit von der Röhrentemperatur. Wenn statt der CCFL eine Licht röhre als Lichtquelle verwendet wird, ist es schwierig ausreichend Lichtenergie zu erhalten, obwohl die Anlaufzeitcharakteristik verbessert wird.
Unter Bezugnahme auf 2 wird nun eine Lichtquellensteuervorrichtung entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in Verbindung mit 1 beschrieben worden ist, ist eine Bildeingabevorrichtung mit einer Kaltkathodenröhrenlichtquelle (CCFL) 11 und einer Einlese-Raumabbildungseinrichtung (CCD) 12 versehen. Eine Lichtquellensteuervorrichtung steuert die CCFL 11, wie später beschrieben werden wird. Beim Lesen eines Bildes von einem Dokumentenpapier wird von einer Energiequelle 13 über einen Inverter (INV) 14 ein Röhrenstrom und die CCFL 11 angelegt. Das Licht der CCFL 11 wird auf das (nicht gezeigte) Dokumentenpapier reflektiert, um der CCD 12 als Reflexionslicht 15 zugeführt zu werden. Als Ergebnis gibt die CCD 12 ein Bildeinlesesignal aus.
Die Lichtquellensteuervorrichtung umfaßt einen Invertersteuerkreis (INV-Steuerkreis) 16. Das Bildeinlesesignal wird als Feedbacksignal zurück in den INV-Steuerkreis 16 gespeist. Der INV-Steuerkreis 16 steuert den INV 14 in Übereinstimmung mit dem Feedbacksignal.
Unter Bezugnahme auf 3 wird zusätzlich zu 2 angenommen, daß ein vorbestimmter Röhrenstrom durch Ic dargestellt wird, der an die CCFL 11 angelegt wird. Wenn der Röhrenstrom Ic an die CCFL 11 angelegt wird, strahlt die CCFL 11 kontinuierlich und stabil eine vorbestimmte Lichtenergie ab. Bei der Belichtungsanfangszeit steuert der INV-Steuerkreis 16 den INV 14, um einen vorbestimmten Überstrom Io als Röhrenstrom an die CCFL 11 anzulegen. Dabei ist Io > Ic. Als Folge davon wird die Röhrentemperatur der CCFL 11 sofort erhöht. Es erfolgt eine sofortige Erhöhung in einem Bereich, in dem das Gas in dem CCFL 11 stabil leuchtet.
Wenn der Überstrom Io wie oben beschrieben als Röhrenstrom an die CCFL 11 angelegt wird, wird dem INV-Steuerkreis 16 das Feedbacksignal von dem CCD 12 zugeführt. Der INV-Steuerkreis 16 überwacht das Feedbacksignal, um ein Überwachungsergebnis zu erhalten. Der INV-Steuerkreis 16 steuert den INV 14 in Übereinstimmung mit dem Überwachungsergebnis. Mit anderen Worten steuert der INV-Steuerkreis 16 den Röhrenstrom.
Genauer steuert der INV-Steuerkreis 16 den INV 14 zu einer Zeit, in der die Lichtenergie ein vorbestimmtes Niveau erreicht, wie durch die durchgezogene Linie A in 3 gezeigt ist, um den Röhrenstrom zu Ip zu verringern. Dabei ist Io > Ip > Ic. Wenn die Lichtenergie stabil wird, setzt der INV-Steuerkreis 16 den Röhrenstrom auf Ic.
Obwohl die Lichtenergie auf eine monoton ansteigende Weise verändert wird, wie dies durch die durchgezogene Linie A in 3 gezeigt ist, ist es möglich, temporär eine hohe Lichtenergie anzulegen und die Lichtenergie dann schrittweise zu verringern, wie durch die durchgezogene Linie B in 3 gezeigt ist.
Weil aufgrund der Zeit, die die Lichtenergie in der CCFL benötigt, um einen stabilen Bereich zu erreichen, die Ausgabe der CCD direkt nach Beginn der CCFL 11 Leuchtens gering wird, wird die vorbestimmte Lichtenergie in einem Überstromzustand im Vergleich zu einem Röhrenstrom für ein kontinuierliches stabiles Leuchten erleuchtet. Dieser Zustand wird für eine kurze Zeit fortgesetzt, um die Röhrentemperatur der CCFL 11 schnell zu erhöhen, wobei eine sofortige Erhöhung in einem Bereich erfolgt, wobei das Gas in der Röhre stabil leuchtet.
Für den Übergang aus diesem Zustand zu einem stabilen Röhrenstrom überwacht der Invertersteuerkreis 16 die Lichtenergieveränderung aufgrund der Ausgabe des CCD, um den Röhrenstrom zu steuern.
Beim Steuern des Röhrenstroms kann die Eingangsspannung des INV 14 variabel gesteuert werden. Zusätzlich wird die Lichtfrequenz auf eine frequenzvariable Modulationsweise variiert.
Wie man aus der obigen Beschreibung leicht ersehen kann, kann die Lichtquelle in kurzer Zeit zu einer lesbaren stabilen Lichtenergie gelangen, indem der Röhrenstrom beim Starten der CCFL 11 gesteuert wird.
Unter Bezugnahme auf 4 wird die Beschreibung mit einer Lichtquellensteuervorrichtung entsprechend einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung fortgesetzt. In 4 sind die die gleichen Bestandteile wiedergebenden Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in 2 versehen, und auf deren Beschreibung wird hier verzichtet. In dem veranschau lichten Beispiel umfaßt die Lichtquellensteuervorrichtung des weiteren einen Temperatursensor. Der Temperatursensor 17 ist benachbart zu der CCFL 11 angeordnet. Der Temperatursensor 17 fühlt die Umgebungstemperatur der CCFL 11, um dem INV-Steuerkreis 18 eine Detektionstemperatur zuzuführen. Der INV-Steuerkreis 18 speichert Röhrenstromkorrekturwerte in Übereinstimmung mit den jeweiligen Umgebungstemperaturen. Der INV-Steuerkreis 18 erhält einen speziellen Röhrenstromkorrekturwert auf Basis der Detektionstemperatur. Der INV-Steuerkreis 18 korrigiert den Röhrenstrom in Übereinstimmung mit dem spezifischen Röhrenstromkorrekturwert, um einen korrigierten Röhrenstrom zu bestimmen. Der INV-Steuerkreis 18 steuert den INV 14, um zu bewirken, daß der INV 14 der CCFL 11 den korrigierten Röhrenstrom zuführt. Wenn der Röhrenstrom in Bezug auf eine Standardtemperatur gesteuert wird, wie dies in 3 gezeigt ist, wird der in 3 gezeigte Röhrenstrom auf der Basis der Abweichung von der Standardtemperatur korrigiert. Beim Steuern des Röhrenstroms kann die Steuerschrittbreite auf Basis der Detektionstemperatur verringert werden.
Wie oben beschrieben, ist es möglich, daß die Lichtquelle in kurzer Zeit, nachdem die Lichtquelle in den EIN-Zustand versetzt worden ist, auf eine stabile Lichtenergie ansteigt, weil der Lichtquelle der Überstrom sofort, nachdem die Lichtquelle in den EIN-Zustand versetzt worden ist, zugeführt wird und der Röhrenstrom danach auf einen Lichtenergie stabilen Bereich gesteuert wird.
Des weiteren ist es möglich, die Standby-Verbrauchsenergie insoweit zu verringern, als es nicht erforderlich ist, ein Heizsystem zu verwenden.
Darüber hinaus wird die Bildeingabevorrichtung nicht teuer, wenn der INV-Steuerkreis als Lichtquellensteuervorrichtung verwendet wird.

Claims

Lichtquellensteuervorrichtung zur Verwendung in einer Bildeingabevorrichtung, umfassend eine Kaltkathodenröhrenlichtquelle (11) und eine Raumabbildungseinrichtung (12), wobei die Bildeingabevorrichtung ein Bild von einem Dokumentenpapier liest, indem sie an der Raumabbildungseinrichtung (12) ein reflektiertes Licht empfängt, das durch Reflektieren von Licht der Kaltkathodenröhrenlichtquelle (11) auf dem Dokumentenpapier erhalten wird, wobei die Lichtquellensteuervorrichtung umfasst: Steuermittel (14, 16) zum Steuern eines Stroms als Röhrenstrom, der an der Kaltkathodenröhrenlichtquelle (11) angelegt wird, in Übereinstimmung mit einem Feedbacksignal; und Feedback-Mittel zum Zurücksenden einer Ausgabe der Raumabbildungseinrichtung (12) als Feedbacksignal an das Steuermittel (14, 16), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (14, 16) die Kaltkathodenröhrenlichtquelle (11) mit einem Überstrom Io höher als ein vorbestimmter Röhrenstrom Ic, der zur Verwendung beim kontinuierlichen und stabilen Abstrahlen einer vorbestimmten Lichtenergie von der Kaltkathodenröhrenlichtquelle (11) bestimmt ist, versorgt, wenn die Kaltkathodenröhrenlichtquelle (11) in einen EIN-Zustand versetzt wird, wobei das Steuermittel (14, 16) den Röhrenstrom in Übereinstimmung mit dem Feedbacksignal schrittweise auf den vorbestimmten Röhrenstrom Ic reduziert, nachdem der Überstrom Io an die Kathodenröhrenlichtquelle (11) angelegt worden ist, indem das Steuermittel (14, 16), wenn die von der Kaltkathodenröhrenlichtquelle (11) abgestrahlte Lichtenergie ein vorbestimmtes Lichtenergieniveau erreicht, den Röhrenstrom auf einen vorbestimmten Röhrenstrom Ip reduziert, der niedriger als der Überstrom Io und höher als der vorbestimmte Röhrenstrom Ic ist.
Lichtquellensteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuermittel (14, 16) bewirkt, dass der Strom der vorbestimmte Röhrenstrom Ic ist, wenn das Steuermittel (14, 16) feststellt, dass die vorbestimmte Lichtenergie in Übereinstimmung mit dem Feedbacksignal erhalten wird.
Lichtquellensteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Steuermittel Invertermittel (14) zum Erzeugen des Röhrenstroms von einer Energiequelle (13) und Invertersteuermittel (16) zum Steuern der Invertermittel (14) in Übereinstimmung mit dem Feedbacksignal umfasst, damit das Invertermittel (14) den Röhrenstrom einstellt.
Eine Lichtquellensteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lichtquellensteuervorrichtung des weiteren einen Temperatursensor (17) zum Detektieren einer Umgebungstemperatur der Kathodenröhrenlichtquelle (11) als Detektionstemperatur umfasst; und die Steuermittel (14, 16) den Röhrenstrom in Übereinstimmung mit dem Feedbacksignal und der Detektionstemperatur steuern.