JP2004199184A

JP2004199184A - 光学式読取装置

Info

Publication number: JP2004199184A
Application number: JP2002364172A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Yamanaka; 信幸山中
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-16
Also published as: JP4230210B2

Abstract

【課題】光源にＬＥＤを用いつつも安価とする。照度むらを軽減しあるいは無くす。
【解決手段】被写体に照射する光源を備えた照明装置は、複数のＬＥＤ３と、これらＬＥＤ３を間隔をおいて配置したＬＥＤ基板７と、このＬＥＤ基板７を固定するケースと、このケース内に配置されＬＥＤ３の照射した拡散する照射光を平行光に収束させるシリンドリカルレンズとを備える。ＬＥＤ基板７には、ＬＥＤ３の周囲に絶縁部１０を介して形成されこれらＬＥＤ３からの照射光を反射するランド９を形成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式読取装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、カード、小切手、通帳等の被写体に光を照射し画像を取り込む光学式読取装置の構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被写体に光を照射し、その反射光を受光素子に集光して画像を取り込む光学式読取装置が利用されている（例えば、特許文献１参照）。例えばバーコードや文字等を読み取る装置においては、汚れや読み取り文字とバックグラウンドとを切り分けるため赤外光を発する光源を使用することが一般的である。また、読み取り文字のインクの種類、読み取り文字のバックグラウンドに使用されるインクの色、光学式読取装置の用途等の条件によっては赤外光以外の光の使用が適している場合もあり、例えば赤色ＬＥＤを使用したもの、白色の蛍光管を使用したもの等、種々の読取装置がある。
【０００３】
このうち、赤色ＬＥＤを使用した場合、この赤色ＬＥＤ自体安価であり蛍光管に比べて装置のコストが低くなるものの、赤色がドロップアウトカラーとなり赤色の文字等が読み取れない場合がある。このため、このように赤色ＬＥＤが使用できない場合には、ドロップアウトカラーの影響の少ない白色蛍光管を使用した読取装置が提供されてきた。
【０００４】
また、近年、白色のＬＥＤが製作され、光学製品にも応用されるようになってきており、白色蛍光管の代わりに白色ＬＥＤを使用した読取装置も作られている。白色ＬＥＤは高輝度であって小型化も達成しやすいため、これらの点においては光学式読取装置における光源として好適であるが、未だ高価であり、安価な赤色ＬＥＤのように数多く使い難い状況にある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３１８７３４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、赤色、白色ＬＥＤは、複数個を間隔をあけて配置するため、被写体を照射する光は蛍光管のように１本の均一な光線ではなく、ＬＥＤの部分だけが明るい照度むらのある光線になってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、光源にＬＥＤを用いつつも安価であり、尚かつ照度むらを軽減しあるいは無くすようにした光学式読取装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光源からの光を被写体に照射し、該被写体からの反射光をレンズを介して受光素子に集光する光学式読取装置において、被写体に照射する光源を備えた照明装置は、複数のＬＥＤと、これらＬＥＤを間隔をおいて配置したＬＥＤ基板と、このＬＥＤ基板を固定するケースと、このケース内に配置されＬＥＤの照射した拡散する照射光を平行光に収束させるシリンドリカルレンズとを備えてなり、ＬＥＤ基板には、ＬＥＤの周囲に絶縁部を介して形成されこれらＬＥＤからの照射光を反射するランドを形成したことを特徴とするものである。
【０００９】
この光学式読取装置においては、ＬＥＤ基板に形成されたランドがＬＥＤが発する光を反射するので被写体により多くの光を照射することができる。このため、光学式読取装置として必要十分な光量を確保しつつＬＥＤの点数を維持するかまたは少なくすることが可能となり、その分コストを抑えることができる。この場合、ＬＥＤを間隔をおいて配置している上、更に点数を少なくすることによって照度むらが生じる可能性があるが、ＬＥＤ基板に形成されたランドによれば光を反射する際に明暗の偏りを少なくして照度むらを軽減させあるいは無くすことが可能である。
【００１０】
また、請求項２記載の発明はランドが半田によって形成されていることを特徴とするものである。半田によれば低コストでランドを形成することができる。また、ＬＥＤの仕様、設置点数、配置等に応じて種々の形状のランドを形成することもできる。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、ＬＥＤが白色ＬＥＤであることを特徴とするものである。白色ＬＥＤは高輝度であって小型化も達成しやすいため光学式読取装置の光源として好適である。しかも、本発明によればランドによって必要十分な光量を確保しつつＬＥＤの点数を維持するかまたは少なくすることが可能となるのでその分のコストを抑えることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１〜図４に本発明の一実施形態を示す。本実施形態にかかる光学式読取装置１は、光源３の発する光を被写体４に照射し、その反射光をレンズ５を介して受光素子６に集光し被写体４の画像を取り込むものである。
【００１４】
光源３を備えた照明装置１１は、光源３としての複数の白色ＬＥＤ（以下、本実施形態の説明において「白色ＬＥＤ３」と表す）と、これら白色ＬＥＤ３を間隔をおいて配置したＬＥＤ基板７と、このＬＥＤ基板７を固定するケース２と、このケース２内に配置され白色ＬＥＤ３から照射した拡散する照射光を平行光に収束させるシリンドリカルレンズ８とを備えている（図３参照）。ＬＥＤ基板７には、白色ＬＥＤ３の周囲に絶縁部１０を介して形成されこれら白色ＬＥＤ３からの照射光を反射するランド９が形成されている（図１中ではこのランド９を斜線を付して示している）。さらに本実施形態の光学式読取装置１は、白色ＬＥＤ３からの照射光を透過させるガラス板１２、被写体４の上面４ａで反射された反射光の向きをレンズ５のある方向へと変える反射鏡１３、反射鏡１３で反射された反射光を集光するレンズ５、及びレンズ５からの光線を電気信号に変換する受光素子であるＣＣＤ６を備えている。画像取込みが可能な被写体４は例えばカード、小切手、通帳等である。
【００１５】
本実施形態においては光源として高い輝度を得ることができる白色ＬＥＤ３を用いている。ただし、白色ＬＥＤ３は一般に高価であることからコストを低減するためには必要十分な光量が得られる範囲内で極力少ない点数とされていることが好ましい。本実施形態では、複数たとえば６個の白色ＬＥＤ３をＬＥＤ基板７上に一列に均等配置するとともに、これら白色ＬＥＤ３の周囲に白色ＬＥＤ３の発する光を反射する光反射部（本明細書ではこれを「ランド」と呼び符号９で示す）を形成して光量を補うようにしている（図１参照）。ランド９としては光をより効率よく反射できる反射率の高い材質が好ましい。本実施形態では高い反射率が得られるとともに低コストでもある半田を用いてパターンをつくりランド９を形成している。半田によれば、反射材として例えば白レジストが用いられた場合よりも高い反射率が達成できる。また、白レジストはランド９に比べて作りにくいが、本実施形態では半田を用いてランド９を形成するので作業が比較的容易になる。また、比較的軟質である半田を用いた場合には白色ＬＥＤ３の仕様、設置点数、配置等に応じた種々の形状に形成しやすくなる。ランド９の表面形状は、例えば反射光を収束させやすい凹状としてもよい。ただし、このようにランド９の材質として半田を選択する場合には白色ＬＥＤ３との絶縁性を保つためこれら白色ＬＥＤ３とランド９との間に絶縁部１０が設けられている必要がある。例えば本実施形態の場合は、白色ＬＥＤ３とランド９との間に一定以上の幅を有する隙間を形成して絶縁部１０としている（図１参照）。
【００１６】
ガラス板１２は、白色ＬＥＤ３と被写体４との間に位置するように、媒体通路に向かって突出形成されたケース２の外側の媒体ガイド部２ａに固定されている。反射鏡１３は、ケース２内にねじ１５で固定されたブラケット１６の上部１６ａに貼り付けられている。ブラケット１６の上部１６ａは、媒体上面４ａからの反射光をレンズ５に向けるべくレンズ５に向かって適切な角度で折り曲げられている。照明装置１１は、ホルダ１７によってケース２に固定されている。ホルダ１７は、光学式読取装置１のケース２の内側にねじ１４で固定されている（図２参照）。レンズ５の前段には反射光の光量を絞る絞り２３が設けられている。
【００１７】
この光学式読取装置１の制御装置は、ＣＣＤ６からの画像信号を制御するものであって、増幅器１８、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器１９、シェーディング処理回路２０、中間調処理回路２１及び白基準メモリ２２から構成されている（図４参照）。シェーディング処理回路２０は、Ａ／Ｄ変換器１９からの画像信号を白基準メモリ２２内の白基準レベルに基づいて判断し、白基準レベルを越えた白色よりも反射率が高い部分を白としてシェーディング補正を行う。中間調処理回路２１は擬似中間調処理（２値化処理）やモアレ除去を行う。白基準メモリ２２は、白色ＬＥＤ３によるシェーディングに応じた白基準レベルを格納している。なお、本実施形態ではＣＣＤ６としてライン形ＣＣＤを使用している。
【００１８】
以上のように構成された本実施形態の光学式読取装置１の動作を以下に説明する。
【００１９】
被写体４が媒体通路を通過して媒体ガイド部２ａの近傍まで搬送されると、図示しないセンサがこの被写体４を検出する。この検出信号を受けると白色ＬＥＤ３が発光する。
【００２０】
白色ＬＥＤ３からの照射光は、照明装置１１の下端に設けられた集光レンズ（図示省略）およびガラス板１２を通過して媒体上面４ａで反射する。この反射光は、反射鏡１３によって反射された後レンズ５の光軸に沿ってＣＣＤ６に入射して電気信号に変換される。ＣＣＤ６で変換された画像信号は、増幅器１８により増幅されてＡ／Ｄ変換器１９によりＡ／Ｄ変換され、シェーディング処理回路２０においてシェーディング補正される。シェーディング処理回路２０からの画像信号は、中間調処理回路２１により擬似中間調処理（２値化処理）やモアレ除去をされる。これらの結果、媒体上面４ａに形成されたインク文字やバーコード等の画像が読み取られ、データとして取り込まれる。
【００２１】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば本実施形態では光源に白色ＬＥＤ３を用いた好適な光学読取装置１を示したが白色以外のＬＥＤを用いてもよい。
【００２２】
また、ランド９として半田で形成されたものを説明したがこれは好適な一例に過ぎず、この他の材質や材料、例えばミラー等の反射材によってランド９を形成しても構わない。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、請求項１記載の光学式読取装置によると、ＬＥＤ基板に形成されたランドがＬＥＤが発する光を反射するので被写体により多くの光を照射することができる。このため、光学式読取装置として必要十分な光量を確保しつつＬＥＤの点数を少なくすることが可能となり、その分のコストを抑えることができる。
【００２４】
また、請求項２記載の光学式読取装置によると、半田によって低コストでランドを形成することができる。また、ＬＥＤの仕様、設置点数、配置等に応じて種々の形状のランドを形成することもできる。
【００２５】
また、請求項３記載の光学式読取装置によると、白色ＬＥＤを用いていることから、高輝度で明るい光源とすることができる。しかも、ランドによって必要十分な光量を確保しつつＬＥＤの点数を維持するかまたは少なくすることが可能となるのでその分のコストを抑えることができる。したがって、白色ＬＥＤを用いつつも安価にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す図で、白色ＬＥＤの周囲に絶縁部を介してランドが形成されたＬＥＤ基板を示すものである。
【図２】本実施形態の光学式読取装置の平面図である。
【図３】図２に示した光学式読取装置のIII-III線における断面図である。
【図４】制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１光学式読取装置
２ケース
３白色ＬＥＤ（光源）
４被写体
５レンズ
６受光素子
７ＬＥＤ基板
８シリンドリカルレンズ
９ランド
１０絶縁部
１１照明装置

Claims

光源からの光を被写体に照射し、該被写体からの反射光をレンズを介して受光素子に集光する光学式読取装置において、前記被写体に照射する光源を備えた照明装置は、複数のＬＥＤと、これらＬＥＤを間隔をおいて配置したＬＥＤ基板と、このＬＥＤ基板を固定するケースと、このケース内に配置され前記ＬＥＤの照射した拡散する照射光を平行光に収束させるシリンドリカルレンズとを備えてなり、前記ＬＥＤ基板には、前記ＬＥＤの周囲に絶縁部を介して形成されこれらＬＥＤからの照射光を反射するランドを形成したことを特徴とする光学式読取装置。
前記ランドが半田によって形成されていることを特徴とする請求項１記載の光学式読取装置。
前記ＬＥＤは白色ＬＥＤであることを特徴とする請求項１または２記載の光学式読取装置。