JP2001197253A - 情報出力装置、ラインセンサ装置及び情報読み取り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペース効率が良く、低コスト化できる情報
出力装置を提供し、さらにこの情報出力装置を同列に配
置したラインセンサ装置を提供すること。 【解決手段】 読み取り対象物に記載された情報を読み
取って出力する情報出力装置３１において、ＰＮ接合を
有する発光ダイオードからなる発光機能を有する発光手
段と、ＰＮ接合を有する発光ダイオードからなると共
に、発光手段で発光した光を受光する受光機能を有する
受光手段３２と、受光手段３２で得られた受光結果を読
み取り対象物の読み取り情報として出力する出力手段３
５とを備えている。そして、発光ダイオードに少なくと
も一つの制御信号によって、光を受光した場合にＰＮ接
合をバイアスする向きに光起電力を生じさせる受光状態
と、発光ダイオードに対して順方向電圧を加え発光させ
る発光状態とに切り替える切り替え手段を備えた発光兼
受光手段１０を設けるのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードを
用いた情報出力装置、ラインセンサ装置及び情報読み取
り方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばＯＣＲ装置や、デジタルカメラ等
の各種光学装置においては、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃ
ｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ；電化結合素子）で列を形
成したラインセンサが用いられている。このＣＣＤ列を
形成したラインセンサでは、ＣＣＤ画素を一列に並べ、
これをラインセンサとして用いている。

【０００３】また、ＣＣＤ列を形成したラインセンサで
は、光源として発光素子であるＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅ
ｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ；発光ダイオード）を用い
ることが多い。ＬＥＤは、民生用ディスプレイ素子とし
て広く用いられており、パイロットランプや表示装置と
して広く利用されている。表示装置として用いる場合、
例えば数字表示装置としては、７セグメントの素子を井
形が２つ並んだ状態（８の字状）に組み合わせたものが
あり、これは、所定のセグメントに電流を流すことによ
って所望の数字を表示させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ＬＥＤ
は発光素子（表示素子）としてのみ用いられており、ま
たＣＣＤは受光素子としてのみ用いられている。このた
め、上述の光学装置では、これらＬＥＤやＣＣＤをそれ
ぞれ設ける必要があり、装置の小型化に限界が生じてい
る。また、これらＬＥＤ及びＣＣＤを両方設ける場合、
コストも高くなってしまう。

【０００５】本発明は、上記の事情にもとづきなされた
もので、その目的とするところは、スペース効率が良
く、低コスト化できる情報出力装置、ラインセンサ装置
及び情報読み取り方法を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、読み取り対象物に記載された情報を読み
取って出力する情報出力装置において、ＰＮ接合からな
り発光機能を有する発光ダイオードを具備する発光手段
と、ＰＮ接合からなり発光手段で発光した光を受光する
受光機能を有する発光ダイオードを具備する受光手段
と、受光手段で得られた受光結果を読み取り対象物の読
み取り情報として出力する出力手段と、を具備してい
る。

【０００７】本発明によると、発光手段と受光手段と
で、同一の構成を有する発光ダイオードに、それぞれ発
光機能と受光機能を奏させることが可能となる。このた
め、受光手段にＣＣＤを用いる場合と比較して、構成の
簡略化による装置の小型化を図ることができる。また、
ＣＣＤを用いる場合と比較して、低価格化を実現するこ
とができる。

【０００８】また、他の発明は、上述の発明に加え、受
光手段は複数設けられていると共に、この受光手段と前
記出力手段の間には、それぞれの受光手段で得られた受
光結果を、異なる時間毎に時分割して出力し、それぞれ
の受光結果を多重化させる時分割多重化手段が接続され
たものである。

【０００９】本発明によると、受光結果を異なる時間毎
に時分割して出力し、それぞれの受光結果を多重化させ
ることにより、多重化された情報の出力が可能となる。
このため、情報処理が容易となると共に多重化によって
ライン状の情報を得ることが可能となる。

【００１０】また、他の発明は、上述の発明に加え、時
分割多重化手段には、特定の受光手段からの受光結果を
出力する出力命令を与える制御手段が接続されたもので
ある。

【００１１】本発明によると、制御手段が時分割多重化
手段に接続されたことにより、特定の受光手段に対して
適切な出力命令を与え、これを多重化させれば、適切な
受光結果を出力手段で得ることが可能となる。

【００１２】さらに、他の発明は、読み取り対象物に記
載された情報を読み取る情報出力装置において、ＰＮ接
合を有する発光ダイオードを具備する共に、この発光ダ
イオードに少なくとも一つの制御信号によって、光を受
光した場合にＰＮ接合をバイアスする向きに光起電力を
生じさせる受光状態と、発光ダイオードに対して順方向
電圧を加え発光させる発光状態とに切り替える切り替え
手段を具備した発光兼受光手段と、発光兼受光手段の受
光状態で得られた受光結果を出力し、この出力結果を読
み取り対象物の読み取り情報として出力する出力手段
と、を具備するものである。

【００１３】本発明によると、発光兼受光手段をそれぞ
れ受光状態と発光状態とに切り替え手段で切り替えるこ
とにより、例えば併設配置された発光兼受光手段の一方
を発光状態、他方を受光状態とすれば、この発光兼受光
手段の機能の切り替えのみで出力手段で良好な受光結果
を出力することが可能となる。

【００１４】また、発光兼受光手段を備えたことによ
り、発光状態と受光状態とを切り替えれば、それぞれ発
光状態と受光状態とを別々の装置で実現する場合と比較
して、装置の簡略化及びスペース効率の向上を図ること
が可能となる。

【００１５】また、他の発明は、請求項４記載の情報出
力装置であって、ＰＮ接合を有する発光ダイオードを具
備すると共に、発光兼受光手段の発光ダイオードとこの
発光ダイオードとが隣り合って設けられ、この発光ダイ
オードは、光を受光した場合にＰＮ接合をバイアスする
向きに光起電力を生じさせる受光状態となる受光手段と
なり、この受光手段と発光兼受光手段の各受光結果が前
記出力手段に出力され、読み取り対象物の読み取り情報
として得られるものである。

【００１６】本発明によると、発光兼受光手段の発光ダ
イオードと受光手段の発光ダイオードとが隣り合って設
けられていることにより、発光兼受光手段で発光機能を
生じさせたときには受光手段で受光可能となる。また、
発光兼受光手段単独でも、受光機能を生じさせることが
可能となる。それによって、受光手段と発光兼受光手段
が多数ある場合には、受光手段及び発光兼受光手段のど
ちらでも、光の受光を行うことが可能となる。

【００１７】さらに、他の発明は、上述の発明に加え、
発光兼受光手段及び受光手段は、各二つ設けられ、これ
ら二つの発光兼受光手段の各前記発光ダイオードが二つ
並設されていると共に、隣り合ったこの発光ダイオード
の長手方向両端部には、受光手段の発光ダイオードが並
設されることで最小制御ブロックを構成し、この最小制
御ブロックを一つ以上一列に並べて配置したものであ
る。

【００１８】本発明によると、これらそれぞれ二つずつ
の発光兼受光手段及び受光手段を設けたことにより、第
１の発光兼受光手段で発光機能を奏させた場合には、そ
の隣に位置する第２の発光兼受光手段で受光機能を奏さ
せて光を受光させると共に、受光手段で光を受光させれ
ば、発光している発光兼受光手段の両隣で光を受光可能
となる。

【００１９】そして、この後に、切り替え手段で発光機
能と受光機能の切り替えを行い、他方の発光兼受光手段
で発光機能を奏させる。そして、その隣に位置する一方
の発光兼受光手段で受光機能を奏させて光を受光させる
と共に、受光手段で光を受光させれば、発光している発
光兼受光手段の両隣で光を受光可能となる。すなわち、
切り替え手段での一度の切り替え動作により、すべての
発光兼受光手段及び受光手段で光をライン状に受光する
ことが可能となる。そのため、発光状態と受光状態との
切り替え回数を最小限にすることが可能となる。

【００２０】また、他の発明は、上述の発明に加え、受
光手段と前記出力手段の間には、それぞれの受光手段若
しくは発光兼受光手段で得られた受光結果を、異なる時
間毎に時分割して出力し、それぞれの受光結果を多重化
させる時分割多重化手段が接続されたものである。

【００２１】本発明によると、時分割多重化手段が受光
手段と出力手段の間に設けられたことにより、それぞれ
の受光手段若しくは発光兼受光手段で得られた受光結果
を、異なる時間毎に時分割して適切に出力させることが
可能となる。それによって、情報処理が容易となると共
に、この受光結果の出力を重ね合わせることにより、光
のライン状の受光結果を適切に出力させることが可能と
なる。

【００２２】さらに、他の発明は、上述の発明に加え、
時分割多重化手段には、特定の受光手段若しくは発光兼
受光手段からの受光結果を出力する出力命令を与える制
御手段が接続されていると共に、この制御手段は発光兼
受光手段にも接続されて発光兼受光手段の発光状態と受
光状態の切り替えを行う切り替え信号を発するものであ
る。

【００２３】本発明によると、制御手段が時分割多重化
手段に接続されていることにより、この制御手段からの
出力命令によって特定の受光手段若しくは発光兼受光手
段から適切に出力させることが可能となる。すなわち、
この制御手段での制御によって、発光兼受光手段の発光
状態と受光状態とを適切に切り替えれば、受光手段及び
発光兼受光手段で良好な受光結果を得ることが可能とな
る。

【００２４】また、他の発明のラインセンサ装置は、上
述の各発明における情報出力装置を、発光ダイオードが
同列となるように多数配置して設けたものである。

【００２５】本発明によると、上述の情報出力装置を一
ユニットとしてこれを多数同列に配列して設けた構成と
なるので、情報の読み取りをライン状に行うことが可能
となる。このため、ライン状の情報の読み取り状態を移
動させれば、良好に面状の情報の読み取りを行うことが
可能となる。

【００２６】さらに、他の発明は、読み取り対象物に記
載された情報を読み取る情報読み取り方法において、発
光ダイオードを具備した第１の発光兼受光手段が発光状
態となるように切り替え信号を伝達する第１の信号伝達
工程と、第１の発光兼受光手段の発光ダイオードを発光
状態とすると共に、第２の発光兼受光手段を受光状態と
してこの第２の発光兼受光手段及び第１の受光手段で光
を受光して情報の読み取りを行う第１の読み取り工程
と、第1の読み取り工程で読み取られた情報を出力する
第1の出力工程と、第1の出力工程の後に第１の発光兼受
光手段及び第２の発光兼受光手段の発光状態及び受光状
態の切り替えを行うように切り替え信号を伝達する第２
の信号伝達工程と、第２の発光兼受光手段の発光ダイオ
ードを発光状態とすると共に、第１の発光兼受光手段を
受光状態として第１の発光兼受光手段及び第２の受光手
段で光を受光して情報の読み取りを行う第２の読み取り
工程と、第２の読み取り工程で読み取られた情報を出力
する第２の出力工程と、を具備するものである。

【００２７】本発明によると、第１の信号伝達工程及び
第２の信号伝達工程で、第１の発光兼受光手段及び第２
の発光兼受光手段の発光状態及び受光状態の切り替えを
適正に行うと共に、第１の読み取り工程及び第２の読み
取り工程で、これに基づいて情報の読み取りを行えば、
発光状態にある発光兼受光手段及び受光手段で適切に光
を受光して出力することが可能となる。また、この光の
受光状態と発光状態を第１の発光兼受光手段と第２の発
光兼受光手段との間で切り替えて行うことにより、同列
にあるすべての発光兼受光手段及び受光手段から光の受
光結果を得ることが可能となる。

【００２８】すなわち、発光兼受光手段において発光状
態から受光状態への切り替え動作を行うことで、これら
の状態を別々の装置を設けることなく発光兼受光装置で
実現することが可能となる。

【００２９】また、他の発明は、上述の情報読み取り方
法に加え、第1の出力工程は、最初に第１の受光手段で
受光した読み取り情報を出力し、続いて第２の発光兼受
光手段で受光した読み取り情報を出力すると共に、第２
の出力工程は、最初に第２の受光手段で受光した読み取
り情報を出力し、続いて第１の発光兼受光手段で受光し
た読み取り情報を出力するものである。

【００３０】本発明によると、このように受光した読み
取り情報の出力を制御することにより、順次読み取り情
報を出力することができる。そして、出力された読み取
り情報を重ね合わせれば、適切な出力結果を得ることが
可能となる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図１から図５に基づいて説明する。

【００３２】図１は、本発明のラインセンサ装置の基本
ブロック図を示すものであり、図２は、発光兼受光手段
としての発光兼受光回路の基本回路図を示すものであ
る。

【００３３】この図２の発光兼受光回路１０において、
所定の電位Ｅを生じさせる電源１１が設けられており、
この電源電圧を抵抗１２及び抵抗１３によって分圧して
いる。そして、ＬＥＤ１４のカソード側１４ａにバイア
ス電圧Ｖｋを与えている。

【００３４】なお、このＬＥＤ１４は、ＰＮ接合を有す
る発光ダイオードである。そして、ＬＥＤ１４のアノー
ド側１４ｂには、ＭＯＳＦＥＴ１５のゲート１５ａが接
続されており、これと共にトランジスタ１６のコレクタ
１６ａが接続されている。

【００３５】また、ＭＯＳＦＥＴ１５のドレイン１５ｂ
には、負荷抵抗１７が接続されている。そして、この負
荷抵抗１７を介して、ＭＯＳＦＥＴ１５のドレイン１５
ｂが電源１１のプラス極に接続されている。また、ＭＯ
ＳＦＥＴ１５のソース１５ｃは、帰還抵抗１８に接続さ
れている。そして、この帰還抵抗１８を介して、ＭＯＳ
ＦＥＴ１５のソース１５ｃが電極１１のマイナス極に接
続されている。

【００３６】ここで、負荷抵抗１７とＭＯＳＦＥＴ１５
の間には、ＬＥＤ１４の受光出力を測定するために分岐
した分岐配線１９を有しており、この分岐配線１９の端
部１９ａで受光出力Ｖout を測定可能としている。

【００３７】また、トランジスタ１６のベース１６ｂに
は、抵抗２０が接続されており、この抵抗２０が配線２
１を介して不図示の制御回路に接続されている。それに
よって、抵抗２０を介して不図示の制御回路から切り替
え信号が与えられる構成である。この場合、切り替え信
号がｈｉｇｈレベルの時、トランジスタ１６はＯＦＦと
なり、ＬＥＤ１４が受光素子として働くこととなる。ま
た、切り替え信号がｌｏｗレベルの時、トランジスタ１
６はＯＮとなり、ＬＥＤ１４が従来どおり発光素子とし
て働くこととなる。

【００３８】なお、これらトランジスタ１６及び抵抗２
０、配線２１および後述するＣＰＵ３４により、切り替
え手段が構成されている。それにより、トランジスタ１
６のＯＮ／ＯＦＦ作動で、ＬＥＤ１４を受光素子若しく
は発光素子のいずれかに選択的に切りかえることが可能
な構成としている。

【００３９】以上のような発光兼受光回路１０の作用に
ついて、以下に説明する。まず、図１のＣＰＵ３４によ
り切り替え信号が発せられて、配線２１を介してｈｉｇ
ｈレベルの切り替え信号が入力される場合について説明
する。

【００４０】ＰＮ接合を有するＬＥＤ１４に光が照射さ
れると、ＰＮ接合を順方向にバイアスする向きに光起電
力を生ずる。この場合、解放光起電力をＶｏとすると、 Ｖｏ＝ｋ（Ｔ／ｑ）×Ｉｎ（Ｉ／Ｉｓ） であることが、一般的に知られている。なお、この式に
おいて、Ｉｓは逆方向の飽和電流、ｋはボルツマン定
数、Ｔは絶対温度、ｑは電子の電荷、Ｉは光電流であ
る。

【００４１】一方、光起電力を生ずるためには、エネル
ギーギャップをＥｇ（ｅｖ）としたとき、λ＝１２４０
／Ｅｇ（ｎｍ）の波長以下の光を必要とする。このた
め、例えばλ＝６６０（ｎｍ）の波長で発光する透明部
材で封止された赤色ＬＥＤを受光素子として使用した場
合、６６０（ｎｍ）よりも短波長側に受光感度を持つこ
とになり、６６０（ｎｍ）よりも短波長側ではない赤外
領域の波長には感度を持たないことになる。したがっ
て、フォトダイオードにおいて必要とされている視感度
補正フィルタを必要とせずに済む。

【００４２】なお、このＬＥＤ１４が赤色の封止部材で
封止されている場合は、赤色を選択して受光可能とな
る。同様に、緑色や青色の封止部材でＬＥＤ１４が封止
されている場合は、それぞれ緑色や青色を選択して受光
可能となる。このため、赤色ＬＥＤを使用し、赤、緑、
青の三原色の封止部材でそれぞれ封止したＬＥＤ１４を
受光素子として使用したり、ＬＥＤ自体を赤、緑、青の
ＬＥＤ１４として使用すれば、読み取り対象物の色情報
を取り出すことができる。すなわち、図２に示す発光兼
受光回路１０を３つ併設し、ＬＥＤ１４としてそれぞれ
異なる色（赤、緑、青）のものを使用することで読み取
り対象物の色情報を検出できることとなる。これと共
に、この色情報を基にＬＥＤ１４を発光させ、その光を
集めることによって、読み取り対象物の色を再現するこ
とも可能となる。

【００４３】また、透明部材で封止されたＬＥＤ１４に
おいて、異なる発光波長の物を複数使用してその差をと
ることにより、波長選択を行うことも可能となる。例え
ば、６６０ｎｍの赤色ＬＥＤと５６０ｎｍの緑色ＬＥＤ
の２つの受光量の差を取れば、５６０ｎｍより短い波長
の光による受光量は２つの間で同じとなる。このため、
その間の受光量の差の変化を利用すれば、５６０ｎｍと
６６０ｎｍの間の波長の光量を測定することが可能とな
る。すなわち、５６０〜６６０ｎｍの波長を選択的に抽
出することが可能となるのである。

【００４４】また、ＬＥＤ１４によって発生する解放起
電力をＶｏとし、バイアス電圧をＶｋとすれば、ＭＯＳ
ＦＥＴ１５のゲート１５ａには、Ｖｏ＋Ｖｋの電圧が入
力電圧として印加される。これによって、ＭＯＳＦＥＴ
１５が導通可能となり、この入力電圧に比例した電圧が
ＭＯＳＦＥＴ１５のドレイン１５ｂに出力電圧Ｖｏｕｔ
として生ずることとなる。

【００４５】ここで、図３に、ＭＯＳＦＥＴ１５の入力
電圧Ｖｉｎ（ｖ）に対する出力電圧Ｖｏｕｔ（ｖ）の特
性を示す。この図３の結果より、略直線的に変化する領
域（Ｖｉｎの値が２．０弱〜２．４強の間）を使用する
ように、バイアス電圧Ｖｋを設定すれば、入力電圧に比
例した電圧がＭＯＳＦＥＴ１５のドレイン１５ｂに出力
電圧として生ずることになり、良好な読み取り結果を得
ることが可能となる。

【００４６】また、図４に被写体輝度に対する赤色ＬＥ
ＤからなるＬＥＤ１４の出力電圧の特性の一例を示す。
ここでは、図３の直線領域となるようにバイアス電圧Ｖ
ｋが設定済となっている。このグラフより、どこまで暗
い輝度を測定できるかは、ＬＥＤ１４の素子サイズに依
存する。すなわち、素子サイズの大きなＬＥＤ１４を用
いれば、読み取り対象物の読み取りの許容範囲が広がる
が、素子サイズの小さいＬＥＤ１４を用いれば、許容範
囲は限られる。

【００４７】ここで、図５に素子サイズの小さいＬＥＤ
１４を使用した場合の特性を示す。この図においては、
略直線的に変化する領域が限られている。したがって、
異なる素子サイズのＬＥＤ１４を組み合わせる等によっ
て選択使用することにより、読み取りの許容範囲を広げ
ると共に、必要とする読み取り許容範囲に切り替えて認
識することが可能となる。

【００４８】続いて、図１において切り替え信号がｌｏ
ｗレベルでトランジスタ１６がＯＮとなり、ＬＥＤ１４
を発光素子として使用する場合について、以下に説明す
る。このような使用はＬＥＤ１４の通常の使用に相当す
る。

【００４９】まず、トランジスタ１６がＯＮとなること
により、ＬＥＤ１４には抵抗１３を介して電流が供給さ
れ、発光する。この場合、抵抗１３の値は次式によって
与えられる。 Ｒ２＝（Ｅ−Ｖｌｅｄ）／Ｉｍａｘ

【００５０】ここで、Ｒ２は、抵抗１３の抵抗値、Ｅは
電源１１の電圧、ＶｌｅｄはＬＥＤ１４の順方向電圧、
ＩｍａｘはＬＥＤ１４に流すことが可能な許容電流であ
る。したがって、抵抗１２の抵抗値Ｒ１は、 Ｒ１＝Ｒ２×｛（Ｅ／Ｖｋ）−１｝ となる。

【００５１】上述の切り替え信号のｌｏｗレベルを維持
すれば、ＬＥＤ１４は連続点灯することになり、切り替
え信号のｌｏｗレベルとｈｉｇｈレベルを周期的に繰り
返せば、ＬＥＤ１４は点滅することになる。このよう
に、図２に示した発光兼受光回路１０では、ＬＥＤ１４
の受光と発光とを簡単に切り替えることが可能となる。

【００５２】以上のような発光兼受光回路１０を用い
て、以下のようなラインセンサ装置３０を構成してい
る。これを図１に示す。

【００５３】まず、ラインセンサ装置３０の最小制御ブ
ロック３１を構成する場合について説明する。最小制御
ブロック３１は、読み取り情報を出力可能な最小単位
の、情報出力装置として機能を備えるものである。この
場合、上述の発光兼受光手段としての発光兼受光回路１
０に設けられているＬＥＤ１４を隣り合うように、２つ
並べる。そして、隣り合って設けられた発光兼受光回路
１０と同列になるように、受光のみを行う受光手段とし
ての受光回路３２のＬＥＤ１４をこの列の長手方向両端
部に位置するように設ける。

【００５４】すなわち、この配列では、それぞれのＬＥ
Ｄ１４が、受光回路３２、発光兼受光回路１０、発光兼
受光回路１０、受光回路３２の順に、同列に配列されて
いる。

【００５５】なお、以下の説明では、図１に示すよう
に、受光回路３２や発光兼受光回路１０を受光回路３２
−１、発光兼受光回路１０−２、発光兼受光回路１０−
３、受光回路３２−４というように、この図において上
から並べられた順に符号を付して説明する。また、これ
と同様に、ＬＥＤ１４においても上述の順でＬＥＤ１４
−１〜ＬＥＤ１４−４として符号を付して説明する。

【００５６】これら受光回路３２−１，３２−４及び発
光兼受光回路１０−２，１０−３は、共に時分割多重化
手段としてのマルチプレクサ３３に接続されている。マ
ルチプレクサ３３は、発光兼受光回路１０−２，１０−
３や受光回路３２−１，３２−４から発せられた複数の
信号を時分割多重方式などで多重化可能な装置である。
また、マルチプレクサ３３は、制御手段としてのＣＰＵ
３４にも接続されている。ＣＰＵ３４は、マルチプレク
サ３３や発光兼受光回路１０に対して制御信号を発する
ものである。それによって、マルチプレクサ３３が制御
信号を受信すると、ＣＰＵ３４に存する出力手段として
のＡ／Ｄ入力端子３５で各ＬＥＤ１４における出力電圧
の取り込みを行えるようになっている。

【００５７】すなわち、このＣＰＵ３４からの信号に基
づいて、発光兼受光回路１０−２，１０−３や受光回路
３２−１，３２−４から出力された出力電圧を、時分割
して受信することを可能としている。また、ＣＰＵ３４
からの制御信号によって、発光兼受光回路１０において
は、発光状態と受光状態との切り替えを行う構成となっ
ている。

【００５８】なお、このようなマルチプレクサ３３から
の多重化による信号の受信を可能とするために、マルチ
プレクサ３３は、Ａ／Ｄ入力端子３５にも接続されてい
る。

【００５９】また、ＣＰＵ３４は、発光兼受光回路１０
−２，１０−３の配線２１と接続している。このため、
ＣＰＵ３４が発した発光・受光切り替え信号を発光兼受
光回路１０−２，１０−３で受信して、発光兼受光回路
１０−２，１０−３の発光機能と受光機能とを切り替え
るように構成されている。

【００６０】このような最小制御ブロック３１を、それ
ぞれのＬＥＤ１４−１〜１４−４が同列となるように、
複数並べて設ければ、ラインセンサ装置３０としての機
能を果たすことが可能となる。

【００６１】以上のような構成を有するラインセンサ装
置３０の作用について、以下に説明する。

【００６２】まず、ＣＰＵ３４により切り替え信号が発
せられて、ＬＥＤ１４−２を光源として使用する場合に
ついて説明する。この場合、配線２１を介してＣＰＵ３
４で発せられたｌｏｗレベルの切り替え信号が伝達され
る。それによって、トランジスタ１６がＯＮとなり、Ｌ
ＥＤ１４−２を発光素子として使用することが可能とな
る。

【００６３】ＬＥＤ１４−２を光源として使用する場
合、ＣＰＵ３４はＬＥＤ１４−３にも切り替え信号を同
時に伝達し、配線２１を介してＣＰＵ３４からｈｉｇｈ
レベルの切り替え信号が伝達される。それによって、ト
ランジスタ１６はＯＦＦとなり、ＬＥＤ１４−３を受光
素子として使用することが可能となる（第１の信号伝達
工程）。

【００６４】ここで、ＬＥＤ１４−２を光源として使用
すると、ＬＥＤ１４−１，１４−３でこの光源として使
用された光を取り込む（読み取る）ことが可能となる
（第１の読み取り工程）。この場合、ＣＰＵ３４はまず
マルチプレクサ３３に制御信号ａを送り、ＬＥＤ１４−
１の出力電圧をＡ／Ｄ入力端子３５に取り込むようにす
る。これに続いて、制御信号ｃを送り、ＬＥＤ１４−３
の出力電圧をＡ／Ｄ入力端子３５で取り込むようにす
る。すなわち、ＬＥＤ１４−２を光源として利用した場
合には、これの両隣りのＬＥＤ１４−１とＬＥＤ１４−
３で光を受光する。そして、受光結果を、ＬＥＤ１４−
１，ＬＥＤ１４−３の順で、Ａ／Ｄ入力端子３５で取り
込むようにする（第１の出力工程）。

【００６５】続いて、ＬＥＤ１４−３を光源として使用
する場合について、説明する。この場合、上述のＬＥＤ
１４−２とＬＥＤ１４−３の、発光機能と受光機能とが
逆の関係になる。すなわち、配線２１を介してＣＰＵ３
４で発せられたｌｏｗレベルの切り替え信号が伝達され
る。それによって、トランジスタ１６がＯＮとなり、Ｌ
ＥＤ１４−３を発光素子として使用可能となる。

【００６６】この場合、ＣＰＵ３４はＬＥＤ１４−２に
も切り替え信号を同時に伝達し、配線２１を介してＣＰ
Ｕ３４からｈｉｇｈレベルの切り替え信号が伝達され
る。それにより、トランジスタ１６はＯＦＦとなり、Ｌ
ＥＤ１４−２が受光素子として使用可能となる（第２の
信号伝達工程）。

【００６７】このＬＥＤ１４−３を光源として使用する
と、ＬＥＤ１４−２，１４−４でこの光源として使用さ
れた光を取り込む（読み取る）ことが可能となる（第２
の読み取り工程）。この場合、ＣＰＵ３４はまずマルチ
プレクサ３３に制御信号ｂを送り、ＬＥＤ１４−２の出
力電圧をＡ／Ｄ入力端子３５で取り込む。これに続い
て、制御信号ｄを送り、ＬＥＤ１４−４の出力電圧をＡ
／Ｄ入力端子３５で取り込む（第２の出力工程）。それ
によって、ＬＥＤ１４−３の両隣りのＬＥＤ１４−２と
ＬＥＤ１４−４で光を受光することが可能となる。

【００６８】以上の動作により、ＬＥＤ１４−１〜ＬＥ
Ｄ１４−４までの、計４個の出力電圧を得ることが可能
となる。そして、この最小制御ブロック３１での動作
を、他の最小制御ブロック３１でも同時にまたは順次に
行う。それによって、所定の長さを有したライン状の情
報の読み取りが可能となる。

【００６９】また、このラインセンサ装置３０が、紙面
等の読み取り対象物に対して所定のピッチだけ進行する
毎に、上述の動作を繰り返して行うことによって、面と
しての読み取り情報を得ることが可能となる。

【００７０】このような構成のラインセンサ装置３０に
よると、発光兼受光回路１０−２，１０−３を設け、こ
の発光兼受光回路１０−２，１０−３に発光機能と受光
機能を備えさせたことにより、受光手段としてＣＣＤ等
を別途設ける場合と比較して、構成の簡略化を図ること
ができる。また、他のＣＣＤ等の装置を別途必要としな
くなるため、低価格化を実現することもできる。

【００７１】また、マルチプレクサ３３を設けたことに
より、受光回路３２−１，３２−４や発光兼受光回路１
０−２，１０−３で受光した受光結果を、異なる時間毎
に時分割して出力し、これを多重化させることによって
ライン状の出力情報を得ることが可能となる。

【００７２】さらに、マルチプレクサ３３にはＣＰＵ３
４が接続されているので、このＣＰＵ３４から制御信号
ａ〜ｄを制御して伝達すれば、ＬＥＤ１４−１〜ＬＥＤ
１４−４で得られた受光結果を、Ａ／Ｄ入力端子３５に
順次出力させることができる。それによって、適切な読
み取り情報を得ることができる。

【００７３】また、発光兼受光回路１０−２，１０−３
を二つ設け、さらに受光回路３２−１，３２−４を二つ
設けて、これらのＬＥＤ１４−１〜ＬＥＤ１４−４が同
列になるように設けたため、最小制御ブロック３１毎に
ライン状に情報を読み取ることが可能となる。また、最
小制御ブロック３１が、複数一列に設けられることによ
り、所定長さを有するライン状の情報の読み取りが可能
となる。

【００７４】このように、ＬＥＤ１４−１からＬＥＤ１
４−４の順番で配列し、さらにＬＥＤ１４−２，１４−
３は、発光兼受光回路１０−２，１０−３の一部を構成
すると共に、ＬＥＤ１４−１，１４−４は受光回路３２
−１，３２−４の一部を構成する。そのため、ＣＰＵ３
４からの切り替え信号を送る回数を、最小回数の一回に
することが可能となる。また、切り替え信号を送る回数
を最小限にすることにより、情報の読み取り欠陥を最小
限にすることが可能となる。

【００７５】そして、このラインセンサ装置３０を、所
定ピッチ進行する毎に、読み取り動作を繰り返すことに
より、面としての読み取り情報を得ることが可能とな
る。

【００７６】以上、本発明の一実施の形態について説明
したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能である。以
下、これについて説明する。

【００７７】上記実施の形態では、発光兼受光回路１０
と受光回路３２の各２つで計４つを最小制御ブロックと
したものを説明したが、各１つで計２つを１組（最小制
御ブロック）としても良い。また、上述の実施の形態で
は、発光兼受光回路１０を利用したラインセンサ装置３
０について説明したが、ＬＥＤ１４は発光素子としても
受光素子としても活用できるため、発光状態と受光状態
の切り替えを行わずに、これらの状態を固定的にして、
発光回路と受光回路３２からなるラインセンサ装置３０
を構成しても構わない。この場合でも、ＣＣＤ等を別途
必要としなくて済むので、低価格化や装置構成の簡略化
を図ることができる。

【００７８】また、ラインセンサ装置３０は上述の構成
に限られるものではなく、発光兼受光回路１０のみによ
って構成することも可能である。この場合は、最小制御
ブロック３１を構成する必要はなく、ＬＥＤ１４が一つ
おきに受光状態と発光状態となるように、ＣＰＵ３４か
ら制御信号を伝送すればよい。そして、一方のＬＥＤ１
４で光を受光した後に、他方のＬＥＤ１４で光を受光す
るように、一度制御信号を伝送すれば、適正な読み取り
結果を出力することが可能となる。

【００７９】さらに、マルチプレクサ３３を設けなくて
も、各ＬＥＤ１４で受光した受光結果の出力電圧を制御
調整する等によって、ＣＰＵ３４で受光結果の多重化を
行って良好な受光結果を得ることも可能である。

【００８０】また、上述の実施の形態では、ラインセン
サ装置３０について述べたが、このラインセンサ装置３
０を応用して、各種の光学装置に本発明を適用すること
も勿論可能である。その光学装置の例としては、例えば
カメラ装置やＯＣＲ装置等がある。

【００８１】さらに、上述の実施の形態では、マルチプ
レクサ３３やＣＰＵ３４の個数は、特に限定していない
が、これらマルチプレクサ３３やＣＰＵ３４は、最小制
御ブロック３１毎に設ける構成としても、或いはライン
センサ装置３０全体で一つのみ設ける構成としても、ど
ちらでも構わない。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
発光手段と受光手段とで、同一の構成を有する発光ダイ
オードに、それぞれ発光機能と受光機能を奏させること
が可能となる。このため、受光手段にＣＣＤを用いる場
合と比較して、構成の簡略化による装置の小型化を図る
ことができる。また、ＣＣＤを用いる場合と比較して、
低価格化を実現することができる。

【００８３】また、他の発明では、発光兼受光手段を設
け、この発光兼受光手段をそれぞれ受光状態と発光状態
とに切り替え手段で切り替えるようにしている。このた
め、例えば併設配置された発光兼受光手段の一方を発光
状態、他方を受光状態とすれば、この発光兼受光手段の
機能の切り替えのみで出力手段で良好な受光結果を出力
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係わる情報出力装置と
してのラインセンサ装置の構成を示す図である。

【図２】図１のラインセンサ装置中の発光兼受光回路を
示す図である。

【図３】図２の発光兼受光回路中のＭＯＳＦＥＴの入力
電圧に対する出力電圧の特性を示す図である。

【図４】図２の発光兼受光回路中の被写体輝度に対する
ＭＯＳＦＥＴの出力電圧特性を示す図である。

【図５】図１の発光兼受光回路中で使用されるＬＥＤの
素子サイズが小さい場合における被写体輝度に対するＭ
ＯＳＦＥＴの出力特性を示す図である。

【符号の説明】

１０，１０−２，１０−３…発光兼受光回路（発光兼受
光手段） １４，１４−１，１４−２，１４−３，１４−４…ＬＥ
Ｄ（発光ダイオード） １５…ＭＯＳＦＥＴ １６…トランジスタ（切り替え手段の一部） ３０…ラインセンサ装置（情報出力装置） ３１…最小制御ブロック ３２，３２−１，３２−４…受光回路 ３３…マルチプレクサ ３４…ＣＰＵ ３５…Ａ／Ｄ入力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M118 AA10 AB10 BA10 CA03 FA08 FC04 FC06 GA04 5C051 AA01 BA02 DA03 DB01 DB29 DC02 DC05 FA01 5C072 AA01 BA02 CA05 EA04 XA01 5F041 AA31 BB06 BB26 BB27 DC07 FF13

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読み取り対象物に記載された情報を読み
   取って出力する情報出力装置において、 ＰＮ接合からなり発光機能を有する発光ダイオードを具
   備する発光手段と、 ＰＮ接合からなり上記発光手段で発光した光を受光する
   受光機能を有する発光ダイオードを具備する受光手段
   と、 上記受光手段で得られた受光結果を読み取り対象物の読
   み取り情報として出力する出力手段と、 を具備することを特徴とする情報出力装置。
2. 【請求項２】 前記受光手段は複数設けられていると共
   に、この受光手段と前記出力手段の間には、それぞれの
   受光手段で得られた受光結果を、異なる時間毎に時分割
   して出力し、それぞれの受光結果を多重化させる時分割
   多重化手段が接続されていることを特徴とする請求項１
   記載の情報出力装置。
3. 【請求項３】 前記時分割多重化手段には、特定の前記
   受光手段からの受光結果を出力する出力命令を与える制
   御手段が接続されていることを特徴とする請求項２記載
   の情報出力装置。
4. 【請求項４】 読み取り対象物に記載された情報を読み
   取る情報出力装置において、 ＰＮ接合を有する発光ダイオードを具備する共に、この
   発光ダイオードに少なくとも一つの制御信号によって、
   光を受光した場合にＰＮ接合をバイアスする向きに光起
   電力を生じさせる受光状態と、上記発光ダイオードに対
   して順方向電圧を加え発光させる発光状態とに切り替え
   る切り替え手段を具備した発光兼受光手段と、 上記発光兼受光手段の受光状態で得られた受光結果を出
   力し、この出力結果を読み取り対象物の読み取り情報と
   して出力する出力手段と、 を具備することを特徴とする情報出力装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の情報出力装置であって、 ＰＮ接合を有する発光ダイオードを具備すると共に、前
   記発光兼受光手段の発光ダイオードとこの発光ダイオー
   ドとが隣り合って設けられ、この発光ダイオードは、光
   を受光した場合にＰＮ接合をバイアスする向きに光起電
   力を生じさせる受光状態となる受光手段となり、この受
   光手段と前記発光兼受光手段の各受光結果が前記出力手
   段に出力され、読み取り対象物の読み取り情報として得
   られることを特徴とする情報出力装置。
6. 【請求項６】 前記発光兼受光手段及び前記受光手段
   は、各二つ設けられ、これら二つの発光兼受光手段の各
   前記発光ダイオードが二つ並設されていると共に、隣り
   合ったこの発光ダイオードの長手方向両端部には、前記
   受光手段の発光ダイオードが並設されることで最小制御
   ブロックを構成し、この最小制御ブロックを一つ以上一
   列に並べて配置したことを特徴とする請求項５記載の情
   報出力装置。
7. 【請求項７】 前記受光手段と前記出力手段の間には、
   それぞれの受光手段若しくは発光兼受光手段で得られた
   受光結果を、異なる時間毎に時分割して出力し、それぞ
   れの受光結果を多重化させる時分割多重化手段が接続さ
   れていることを特徴とする請求項４から６のいずれか1
   項に記載の情報出力装置。
8. 【請求項８】 前記時分割多重化手段には、特定の前記
   受光手段若しくは前記発光兼受光手段からの受光結果を
   出力する出力命令を与える制御手段が接続されていると
   共に、この制御手段は前記発光兼受光手段にも接続され
   て前記発光兼受光手段の発光状態と受光状態の切り替え
   を行う切り替え信号を発することを特徴とする請求項７
   記載の情報出力装置。
9. 【請求項９】 請求項１から８のいずれか１項に記載の
   情報出力装置を、前記発光ダイオードが同列となるよう
   に配置して設けたことを特徴とするラインセンサ装置。
10. 【請求項１０】 読み取り対象物に記載された情報を読
    み取る情報読み取り方法において、 発光ダイオードを具備した第１の発光兼受光手段が発光
    状態となるように切り替え信号を伝達する第１の信号伝
    達工程と、 上記第１の発光兼受光手段の発光ダイオードを発光状態
    とすると共に、第２の発光兼受光手段を受光状態として
    この第２の発光兼受光手段及び第１の受光手段で光を受
    光して情報の読み取りを行う第１の読み取り工程と、 上記第1の読み取り工程で読み取られた情報を出力する
    第1の出力工程と、 上記第1の出力工程の後に第１の発光兼受光手段及び第
    ２の発光兼受光手段の発光状態及び受光状態の切り替え
    を行うように切り替え信号を伝達する第２の信号伝達工
    程と、 上記第２の発光兼受光手段の発光ダイオードを発光状態
    とすると共に、上記第１の発光兼受光手段を受光状態と
    して上記第１の発光兼受光手段及び第２の受光手段で光
    を受光して情報の読み取りを行う第２の読み取り工程
    と、 上記第２の読み取り工程で読み取られた情報を出力する
    第２の出力工程と、 を具備することを特徴とする情報読み取り方法。
11. 【請求項１１】 前記第1の出力工程は、最初に前記第
    １の受光手段で受光した読み取り情報を出力し、続いて
    前記第２の発光兼受光手段で受光した読み取り情報を出
    力すると共に、前記第２の出力工程は、最初に前記第２
    の受光手段で受光した読み取り情報を出力し、続いて前
    記第１の発光兼受光手段で受光した読み取り情報を出力
    することを特徴とする請求項１０記載の情報読み取り方
    法。