JP2763839B2 - イメージスキャナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カード等の物体に光
を当ててその反射光をイメージセンサに導いて電気信号
に変換するイメージスキャナに関する。

【０００２】

【従来の技術】イメージスキャナの一例を図６と図７に
部分的に示してある。これらの図において、符号２１は
その下面に文字や図形等の画像、例えばバーコードを表
示されたカードを示している。このカード２１は、ガイ
ド板２２，２３からなるカード通路２４を図示されない
カード搬送ローラによって一方向に搬送される。カード
通路２４には、イメージスキャナの照明ユニット２５が
配設されている。この照明ユニット２５は、照明用光源
２６と、この光源を収納したケーシング２７とからなっ
ている。光源２６は、ＬＥＤ等のような発光素子をカー
ド２１の走行方向と直交する向きに複数個ずつ並列させ
て配置したものである。

【０００３】光源２６の光は、ガイド板２３に設けたス
リット２３ａからカード通路２４に向けて照射され、該
通路を搬送されるカード２１の下面で反射されたのち、
光路Ｏを通り図示されないイメージセンサに入射され
る。このイメージセンサは、ＣＣＤ等で構成されてい
て、入射された光の強弱すなわち画像の明暗に応じてこ
れを電気信号に変換し、バーコード等の表示を検出し読
み取るようになっている。

【０００４】そして、カード２１を搬送するカード通路
２４は、カード厚に対して充分な余裕をもってその高さ
が決められている。そのために、カード通路２４を搬送
されるカード２１は、実線で示すように光源２６に近い
位置を走行する場合や、カード２１が変形して湾曲して
いる場合は、鎖線２１Ａで示す光源２６から離れた位置
を走行する走行軌跡をとる場合がある。

【０００５】カード２１を読み取るときのイメージセン
サの出力（シェーディング曲線）を図５に示している。
図５において、曲線Ａは、実線で示すカード２１のよう
に光源２６に近接して走行するときのイメージセンサの
出力を示し、曲線Ｂは、カード２１が光源２６から最も
離れた位置を走行するときの出力に近い出力を示してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】カード２１Ａが光源２
６から最も離れた位置を走行するとき、ライン方向のイ
メージセンサの出力は、これに連れて大きく低下し、バ
ーコードの濃淡を正確に検出できなくなる。カードの走
行位置によって、イメージセンサの出力の差が出る原因
としては、光源２６の照度不足、イメージセンサとカー
ド２１との距離が短い、等が考えられる。光源の照度不
足を補うには、高価で発光度の高い光源を用いれば良い
のであるが、コストアップを免れない、という問題があ
る。また、イメージセンサをカード通路２４から充分に
離して配設すれば、カード２１との間の多少の距離の変
動には対処できるのであるが、光路が長くなる分だけイ
メージスキャナが大嵩になる、という問題が出てくる。

【０００７】そこで、本発明の目的は、低廉な光源を用
いながら小嵩化を可能にしたイメージスキャナの提供に
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、光源からの光
を物体に当ててその反射光をイメージセンサに導くイメ
ージスキャナにおいて、上記光源を発光素子を複数個並
べて配置したものとすると共に、上記複数個の発光素子
の配置方向を上記イメージセンサの走査方向とし、上記
光源と物体との間に、光源からの光を上記走査方向に分
光する分光手段と、この分光した光を拡散させる拡散手
段を設けたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】光源から出た照明光は、分光手段で走査方向に
分光されたのち、拡散手段で拡散されて物体を照明し、
走査方向における光量の分布を均す。光量分布を均され
た物体の表示画像の光信号は、該物体から比較的近い位
置に配設されたイメージセンサで検知されて電気信号に
変換される。物体とイメージセンサとの距離が空間的に
変動すると、イメージセンサの出力もこれに連れて変動
するが、この出力は、物体とイメージセンサーとの距離
が離れた時に小さくなるが、変化する前とピーク位置を
合わせた場合、センサー出力の波形（シェーディング曲
線）は一致するので、同じ比率で変動し、表示画像の濃
淡に応じた出力値となる。

【００１０】

【実施例】以下、図示の実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。

【００１１】図１において、ガイド板１，２で形成され
るカード通路３には、イメージスキャナ４のケーシング
５のスリット６が開口させられている。ケーシング５
は、ＬＥＤ等の発光素子からなる照明用の光源７を格納
した第１ケーシング５ａと、レンズ８とＣＣＤ等からな
るイメージセンサ９を格納した第２ケーシング５ｂとか
らなっていて、両ケーシングは互いに一体化されてい
る。光源７は、スリット６の直下に間を置いて二列でセ
ンサの走査方向に向かって複数個配列され、図示されな
いホルダとプリント基板に保持されてケーシング内に固
定されている。

【００１２】光源７と物体としてのカード１３との間に
は、光源側から分光板１１と拡散板１２がこの順に配設
されている。分光手段としての分光板１１は、図２及び
図３にも示すように、入射面である分光面１１ａを複数
のプリズム状に形成され、出射面１１ｂを平坦な面に形
成されている。この分光板１１は、合成樹脂製であっ
て、その分光面１１ａの角度は、図示の例の場合、９０
度に形成されている。分光面１１ａの稜線は、図１
（ａ）においては左右方向であって、図２においては矢
印で示す走査方向に対して直交する向きに延びている。

【００１３】拡散板１２は、合成樹脂製であって、入射
面１２ａを平坦面に形成され、その出射面１２ｂを微小
凹凸からなる光拡散面に形成されている。分光板１１と
拡散板１２は、互いに密着されても良いし、互いの間に
空間が存在しても良い。分光板１１，拡散板１２と光源
７との相対位置を保つためには、光源７を保持するホル
ダに両板を重合して固定することが望ましい。

【００１４】イメージセンサ９は、列設された光源７が
照明するカード１３の表示の反射光をライン状に入力さ
れるラインセンサであり、表示であるバーコードを一回
のスキャンで読み取るようになっている。イメージセン
サ９は、光路Ｏ上に配設されていて、レンズ８を通った
光情報を入力される。

【００１５】図１（ａ）及び図３において、光源７は、
分光板１１の下位の両側に間隔をおいて並べて配置され
ている。分光板１１と拡散板１２には、反射光の光路Ｏ
が通るための窓孔１１ｃ，１２ｃがそれぞれ形成されて
いる。

【００１６】図２において、光源７の発した光は、分光
板１１の分光面１１ａで矢印で示す走査方向に屈折させ
られて拡散板１２に入射し、その拡散面１２ｂで更に拡
散されたのち、カード１３の下面の表示を照明する。分
光され拡散された照明光は、スリット６を通ってカード
下面を均一な照度分布で照明する。

【００１７】図１（ａ）において、カード１３の下面か
らの反射光は、光路Ｏからレンズ８を経てイメージセン
サ９に濃淡を持った光情報として入力される。このと
き、表示（バーコード）からの非画像部の反射光に応じ
てイメージセンサ９が出力する曲線は、図５に符号Ａ，
Ｃ，Ｄで示すように現われる。曲線Ａは、カード１３が
ガイド板２に近接して走行する場合の出力を表し、曲線
Ｃは、カード通路３の中位を走行する場合の出力を表
し、曲線Ｄは、カード１３がガイド板２から最も離れて
走行する場合の出力を表している。

【００１８】これら曲線において共通することは、光源
７の照明光が分光板１１と拡散板１２で分光され且つ拡
散されたことによる照明光の均一な分布が平行に移動し
ていることである。このことは、曲線Ｄと曲線Ｂを比べ
たときに如実に現われていて、分光板や拡散板を用いな
い場合には、イメージセンサに近い時は曲線Ａで示すよ
うにセンサー出力が分光板や拡散板を用いたものと同じ
であるが、イメージセンサから遠ざかっているときは、
曲線Ｂに示すように、出力の分布が走査方向両端部で大
きく低下していることから良く判る。すなわち、分光板
や拡散板を設けない従来技術だと、被写体距離が離れた
場合、照明光の主走査方向への広がりが不十分であるた
め、周辺部の光量が低下し、シェーディング曲線を一致
させるには視野の変化を小さくするために画角を小さく
する必要がある。この点、本発明では、主走査方向に照
明光が広がるため、被写体距離が離れた場合でも、光軸
の光量に対する周辺部の光量比率の変化が小さくなるの
で、シェーディング曲線を一致させる場合でも従来のも
のに比べて視野範囲の変化が小さく画角を小さくしなく
て済む。

【００１９】図５に曲線Ａ，Ｃ，Ｄで示すように、出力
が平行に移動するということは、走行するカード１３と
イメージセンサ９との距離が変動しても、イメージセン
サの出力の分布は変わらないため、 同じ比率で現われ
ることを意味している。従って、イメージセンサ９の出
力は、カード１３がカード通路３内を変位して走行して
も、同じ比率で変化するので、 その表示の濃淡を正確
に読み取ることができる。

【００２０】図２に示すように、図示の実施例における
分光面１１ａは、その角度を９０度にしているが、スキ
ャンする表示の長さや、ラインセンサからなるイメージ
センサの有効長さによっては、９０度以下又はそれ以上
の角度に設定しても良い。

【００２１】図３に示す実施例は、分光手段としての分
光板１１と拡散板１２とを別個の部材で構成したが、図
４に示す例のように、合成樹脂からなる板材１１０の一
方の面に分光面１１０ａを形成し、他方の面に拡散面１
１０ｂを形成すれば、一枚の板材で分光機能と拡散機能
を持たせることができる。上記板材１１０を含む分光板
１１や拡散板１２は、光透過率が高くて薄い合成樹脂で
形成されて良い。

【００２２】

【発明の効果】以上、本発明によれば、複数個の発光素
子を走査方向に並べたとしてもセンサの走査方向に照明
が分光されて広がり、さらに、その分光された光を拡散
させて物体を照明しているので、蛍光灯のような走査方
向に長い大型の発光素子を用いなくともイメージセンサ
により検知される光を、均一な光量比率の変化の小さい
光量分布とすることができ、その結果、物体とイメージ
センサとの間の距離が変動した場合でも同じ比率で出力
でき、イメージスキャナを小嵩にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施例を示すイメージスキ
ャナの縦断面正面図、（ｂ）は分光手段，拡散手段と光
源との関係を示す側面図である。

【図２】分光手段と拡散手段による光源の光の分光と拡
散を示す拡大側面図である。

【図３】分光手段，拡散手段，光源の相対位置を示す分
解斜視図である。

【図４】分光手段と拡散手段を一体化した例を示す斜視
図である。

【図５】イメージセンサに対する物体の距離が変動した
ときのイメージセンサの出力の変動を示す線図である。

【図６】従来のイメージスキャナの一例を要部のみ示す
側断面図である。

【図７】同上の正断面図である。

【符号の説明】

３・・・カード通路 ４・・・イメージスキャナ ７・・・光源 ９・・・イメージセンサ １１・・・分光板 １２・・・拡散板 Ｏ・・・光路

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源からの光を物体に当ててその反射光を
   イメージセンサに導くイメージスキャナにおいて、上記光源を、発光素子を複数個並べて配置したものとす
   ると共に、上記複数個の発光素子の配置方向を上記イメ
   ージセンサの走査方向とし 、上記 光源と物体との間に、光源からの光を上記走査方向
   に分光する分光手段と、この分光した光を拡散させる拡
   散手段を設けたことを特徴とするイメージスキャナ。
2. 【請求項２】上記拡散手段を物体側に位置させ、上記分
   光手段を光源側に位置させて設けた請求項１記載のイメ
   ージスキャナ。
3. 【請求項３】上記イメージセンサとして、ラインセンサ
   を用いた請求項１記載のイメージスキャナ。