JP2803673B2 - 光学式文字読取装置用照明ユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 光学式文字読取装置用照明ユニットに関し、 読取ライン上での照明光量を大巾に増大し得ると共に
その照明光強度分布を均一化し得る光学式文字読取装置
用照明ユニットを提供することを目的とし、 文字読取部の読取ラインと光源との間に投光板を介在
させ、該光源から射出された光線を該投光板に導いて該
読取ライン上に照明させる光学式文字読取装置照明ユニ
ットにおいて、前記投光板が互いに狭窄するようになっ
た外側狭窄側面と、互いに狭窄するようになった内側狭
窄側面とを備え、前記外側狭窄側面の狭窄角度と前記内
側狭窄側面の狭窄角度とが互いに等しいかあるいはほぼ
等しく、該外側狭窄側面のそれぞれが該内側狭窄側面の
該当するものと平行あるいはぼ平行に形成され、前記投
光板の末広がり端部側の内側狭窄側面から前記光源の光
が前記投光板へ入射され一方前記投光板の狭窄端部側の
端面が該光源からの光線の前記読取ライン上への照射面
とされ、前記投光板の末広がり端部側に隣接したその外
側狭窄側面の一部には反射面処理が施されるか又は、外
側狭窄側面の該一部の外側に反射面を設け、前記光源か
ら前記投入板に入射する光線を前記投光板の照射面側に
反射させるものとなっているよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は光学式文字読取装置用照明ユニットに関す
る。

〔従来の技術〕

光学式文字読取装置（OCR）では、帳票上に鉛筆、ポ
ールペン等の筆記具で書き込まれた文字、記号等が光学
的に読み取られる。詳しく述べると、光学式文字読取装
置の文字読取部には照明ユニットおよびCCD等の光電変
換素子が設けられ、そこに搬送されて来た帳票は照明ユ
ニットでもって照明され、その反射光が結像光学系を経
て、光電変換素子によって電気信号に変換される。

このような光学式文字読取装置の照明ユニットでは、
光源としてハロゲンランプを用いることが一般的であ
る。その理由の１つとして、所謂ドロップアウトカラー
を複数使用したいという要請に応えるために比較的広い
スペクトル分布を持つ光源としてハロゲンランプが適し
ているという点が挙げらえる。詳しく述べると、帳票に
は通常は赤や青等のカラーインキで書込み枠が印刷され
ており、この場合帳票の読取時に該書込み枠の読取を阻
止することが必要とされる。このような書込み枠の読取
阻止のために通常は書込み枠の色に応じた色フィルタ
（赤色の書込み枠の場合には赤色フィルタ、青色の書込
み枠の場合には青色フィルタ）を通して帳票上の文字、
記号等の読取が行われる。したがって、赤や青等の書込
み枠を持つ種々の帳票に対するその読取を保証するため
には比較的広いスピンドル分布を持つハロゲンランプが
適したものとなる。また、光源としてハロゲンランプを
用いる別の理由としては、ハロゲンランプによれば比較
的大きな光量が得られるという点も挙げられる。詳しく
述べると、光学式文字読取装置には高速読取に対する要
請があり、そのためには光電変換素子に短時間に充分な
光量の光学情報が与えられなければならず、この点でハ
ロゲンランプは光学式文字読取装置の光源として適した
ものとなる。

上述したような光学式文字読取装置は一ライン読取装
置として構成され、確実な高速読取を保証するためには
読取ラインに沿って均一な光強度分布でしかも充分な光
量で照明を行うことが必要とされる。そこで、従来の光
学式文字読取装置の文字読取部では、第２図に概略的に
示すような照明ユニットが用いられ、この照明ユニット
は帳票の搬送通路Ｐ上の読取ラインＬ（第２図の紙面に
対して直角方向に延在する）に沿ってその両側上方に配
列された２列のハロゲンランプＨと、これら２列のハロ
ゲンランプＨから発した光線を導いて読取ラインＬを照
明させるべく該２列のハロゲンランプＨと該読取ライン
Ｌとの間に配列された２列の光ガイドすなわち投光板Ｇ
とからなり。読取ラインＬの上方にはレンズMCCO等の光
電変換素子Ｃが配置され、この光電変換素子Ｃは該読取
ラインＬからの反射光をその強度に応じて電気信号に変
換する。なお、ハロゲンランプＨ、投光板Ｇおよび光電
変換素子Ｃは光学式文字読取装置の支持構造フレーム
（図示されない）に対して所定位置に保持される。第２
図に示す照明ユニットの構成から明らかなように、ハロ
ゲンランプＨから発した光線は投光板Ｇの上方端面に入
射し、その該当投光板Ｇの下方端面（拡散面処理されて
いる場合が多い）から読取ラインＬ上に照射させられ、
これにより該読取ラインＬが照明されることになる。こ
のような照明ユニットに構成により、比較的大きな光量
でしかも均一な光強度分布での読取ラインの照明が行わ
れることになる。すなわち、読取ラインＬとハロゲンラ
ンプＨとの間に適当な間隔を維持しかつハロゲンランプ
Ｈの配列ピッチを適当に選択し、また投光板Ｇを介在さ
せることによって、読取ラインＬ上での光強度分布の均
一化をはかり、また比較的大きな光量での照明が可能と
なる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、近年、光学式文字読取装置での読取速度を
更に高めることが要請されている。このような要請を第
２図に示すような照明ユニットで応えるためには、一層
強力なハロゲンランプを用いなければならないが、この
ような対応策は得策なものとは言えない。というのは、
強力なハロゲンランプの使用は電源容量の増大化を招く
からである。このような電源容量の増大化は単に消費電
力を大きくするという経済的な問題だけでなく、電源及
び、ハロゲンランプ自身の発熱量の増大に対する冷却設
備のために光学式文字読取装置自体を大型化しかつその
製品コストを増加させるという問題も引き起こすことに
なる。

また、第２図に示すような照明ユニットの構成の別の
問題としては、強力なハロゲンランプを使用したとして
も、実際には照明光量を効果的に増大させ得ないという
点も指摘されている。というのは、ハロゲンランプＨ
（第２図の左側）からの射出光線のコンピュータによる
２次元シミュレーションから明らかなように、ハロゲン
ランプＨから射出された光線の大部分は投光板Ｇに入射
されることはなく、その一部だけが投光板Ｇに入射して
読取ラインＬに照明されるに過ぎないからである。

そこで、第３図Ａに示すようにハロゲンランプＨの回
りに凹面円筒反射鏡Ｒを設け、これにより読取ラインＬ
上への照明光量を増大させる試みも行われている。な
お、凹面反射鏡Ｒの曲率中心はハロゲンランプＨのフィ
ラメントと投光板Ｇの入射端面との中間となるようにさ
れ、これによりフィラメントから出た光の凹面円筒反射
鏡Ｒでの反射角の関係で大部分の光線が投光板Ｇに入射
させられることになる。ところが、凹面反射鏡Ｒを設け
た場合には、ハロゲンランプＨのフィラメントＦの箇所
が第３図Ｂに示すように影となって、あるいは、ハロゲ
ンランプのガラス部分の影響によりその部分の光強度が
低下し、このため読取ラインＬに沿う照明光強度分布が
均一ならないという問題が生じることになる。つまり白
地領域Ｗ内ではハロゲンランプＨから出た光は凹面円筒
反射鏡Ｒで反射した後ハロゲンランプＨを通過するた
め、ハロゲンランプＨの影が生じるため前述の如き読取
ラインＬに沿う照明光強度分布が不均一となる。したが
って、本発明の目的は光学式文字読取装置用照明ユニッ
トであって、読取ライン上での照明光量を大巾に増大し
得ると共にその照明光強度分布を均一化し得る光学式文
字読取装置用照明ユニットを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による光学式文字読取装置用照明ユニットでは
文字読取部の読取ラインと光源との間に投光板が介在さ
せられ、該光源から射出された光線は該投光板に導かれ
て該読取ライン上に照明させられるようになっており、
その特徴とするところは、投光板が互いに狭窄するよう
になった外側狭窄側面と、互いに狭窄するようになった
内側狭窄側面とを備え、該外側狭窄側面の狭窄角度と該
内側狭窄側面の狭窄角度とが互いに等しいかあるいはほ
ゞ等しく形成されてなり、該外側狭窄側面のそれぞれが
該内側狭窄側面の該当するものと平行あるいはほゞ平行
に形成されてなり、該投光板の末広がり端部側の内側狭
窄側面から、前記光源の光が前記投光板へ入射され、一
方該投光板の狭窄端部側の端面が該光源からの光線の前
記読取ライン上への照射面とされ、該投光板の末広がり
端部側に隣接したその外側狭窄側面の一部には反射面処
理が施されるか又は外側狭窄側面の該一部の外側に反射
面を設け、該光源から該内側狭窄側面に入射する光線を
該投光板の照射面側に反射させるようなものとなってい
る点にある。

〔作 用〕

本発明による光学式文字読取装置用照明ユニットにお
いては、上述したように構成された投光板の末広がり端
部側の内側狭窄側面から光源の光が入射され、該投光板
の照射面側に反射させられるようになっているので、該
光源から発せられる光線の多くが光学式文字読取装置の
読取ライン上に照明されることになる。

〔実施例〕 次に、添付図面の第１図Ａおよび第１図Ｂの本発明に
よる光学式文字読取装置用照明ユニットの実施例につい
て説明する。

第１図Ａには本発明による光学式文字読取装置用照明
ユニットが概略的に示され、この照明ユニットは帳票の
搬送通路10上の読取ライン12（第１図の紙面に対して直
角方向に延在する）に沿ってその両側上方に配列された
２列のハロゲンランプ14と、これら２列のハロゲンラン
プ14から発した光線を導いて読取ライン12を照明させる
べく該２列のハロゲンランプ14と該読取ライン12との間
に配列された２列の光ガイドすなわち投光板16とからな
る。

各投光板16は互いに狭窄するような外側狭窄側面18
と、互いに狭窄するようになった内側狭窄側面20とを備
える。第１図Ａに見られるように、外側狭窄側面18の狭
窄角度と内側狭窄側面20の狭窄角度とは互いに等しいか
あるいは、ほゞ等しく形成され、このため外側狭窄側面
18のそれぞれは内側狭窄側面20の該当するものと平行又
あるいはほゞ平行にされる。各投光板16の末広がり端部
の内側狭窄側面20間にはハロゲンランプ14が収容され、
このため該ハロゲンランプ14から発生した光量は投光板
16内に入射させられることになる。

投光板16は透明アクリル樹脂材料あるいは光学ガラス
材料から形成され得るものであり、好ましくは個別に作
成された一対の投光板要素22から作られる。詳しく述べ
ると、一対の投光板要素22の内側側面の一部すなわち投
光板16の狭窄端部側の一部にテーパ面24（なお、この参
照番号24は図示の複雑化を避けるために第１図Ａの右側
の投光板15だけに付されている）を形成し、その両テー
パ面24を互いに密接させることによって、第１図Ａに示
すような投光板16が構成されることになる。なお、一対
の投光板要素22のテーパ面24を密接させる際にその間に
投光板要素22の材料と同じ屈折率を持つオイルを介在さ
せ、これによりハロゲンランプ14から各投光板要素22を
通して導かれた光線が両テーパ面24の境界面で反射しな
いようにすることが好ましい。（テーパ面24は投光板16
の実装上の制約から設けものであり、実装上許される場
合省略して全体構成を第１図Ｃとすると構成は簡単にな
る） 第１図Ｃにおいて第１図A,Bと同等部分には同一符号
を付した。16′は投光板である。各投光板16の狭窄端部
側の端面はハロゲンランプ14から該投光板16を通して導
かれた光線の照射面26とされ、この照射面26から射出さ
れた光線によって読取ライン12が照明されることにな
る。照射面26は、更に読取ライン上の光量分布を均一化
するべく例えば梨地処理により拡散面処理を施されるの
が好ましい。

各投光板16の末広がり端部側に隣接したその外側狭窄
側面18の一部28には反射面処理が施されるか又は破線で
示す反射面（例えば反射鏡）28″が設けられると共にそ
の形状はハロゲンランプ14から内側狭窄側面20にほぼ直
角に近い角度で入射する光線を投光板16の照射面26側に
反射させるようなものとなっている。すなわち、第１図
Ａの左側の投光板16の内側の投光板要素22に示したハロ
ゲンランプ14からの射出光線のコンピュータによる２次
元シミュレーションから明らかなように、外側狭窄側面
18の反射面部分28はハロゲンランプ14から内側狭窄側面
20にほぼ直角に近い角度で入射する光線を投光板16の照
射面26側に反射させるような湾曲面とされる。

読取ライン12の上方には結像レンズＭを介してCCD等
の光電変換素子30が配置され、この光電変換素子30は該
読取ラインＬからの反射光をその強度に応じて電気信号
に変換する。

上述した実施例のように、投光板16を一対の投光板要
素22から構成することが加工面から好ましい。しかしな
がら、第１図Ｂに示すように、本発明による投光板をア
クリル持樹脂材料あるいは光学ガラス材料のブロック片
から一体的に構成することも可能である。なお第１図Ａ
と同等部分には同一符号を付した。16″は投光板であ
る。また、第１図Ａの実施例では、外側狭窄側面18の反
射面部分28は湾曲面として形成されたが、該反射面部分
28を第１図Ｂに示すように平面部分からなる多角面28′
とし形成することも可能である。なお光源としてハロゲ
ンランプを用いた実施例を説明したが本発明はハロゲン
ランプに限定されるものではない。なお光源14を設ける
位置としては２つの外側狭窄側面18,18の延長面上間、
好ましくは２つの内側狭窄側面20,20の延長面上間に第
１図Ｂに示す如く設けてもよく、その場合集光性を高め
るため、光源14の周囲に反射鏡29を設けるのが好まし
い。

〔発明の効果〕

以上の記載から明らかなように、本発明による光学式
文字読取装置用照明ユニットの構成においては、第２図
に示した従来の場合と比べ光源からの光線のより多くを
照明用光線として利用し得るので、一層大きな光量での
照明が可能となる。また、本発明による光学式文字読取
装置用照明ユニットの構成においては、第３図Ａおよび
第３図Ｂに示した従来の場合のように光源のフィラメン
トが影となって照明光の光強度分布に影響を及ぼすこと
がないので、読取ラインＬ上での光強度分布の均一化を
図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明による光学式文字読取装置用照明ユニ
ットの概略図、第１図Ｂは本発明の投光板の変形例を示
す概略図、第１図Ｃは本発明の投光板の別の変形例を示
す図、第２図は従来の光学式文字読取装置用照明ユニッ
トの概略図、第３図Ａは従来の別の光学式文字読取装置
用照明ユニットの概略図、第３図Ｂは第３図ＡのＢ−Ｂ
線に沿う断面図であって、その照明光の光強度分布と共
に示す図である。 10……帳票搬送通路、12……読取ライン、 14……ハロゲンランプ、16……投光板、 18……外側狭窄側面、20……内側狭窄側面、 22……投光板要素、24……テーパ面、 26……照射面、28.28′……反射面部分、 30……光電変換素子。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】文字読取部の読取ラインと光源との間に投
   光板を介在させ、該光源から射出された光線を該投光板
   に導いて該読取ライン上に照明させる光学式文字読取装
   置照明ユニットにおいて、 前記投光板が互いに狭窄するようになった外側狭窄側面
   と、 互いに狭窄するようになった内側狭窄側面とを備え、 前記外側狭窄側面の狭窄角度と前記内側狭窄側面の狭窄
   角度とが互いに等しいかあるいはほぼ等しく形成されて
   なり、該外側狭窄側面のそれぞれが該内側側面狭窄側面
   の該当するものと平行あるいはほぼ平行に形成され、前
   記投光板の末広がり端部側の内側狭窄側面から前記光源
   の光が前記投光板へ入射され一方前記投光板の狭窄端部
   側の端面が該光源からの光線の前記読取ライン上への照
   射面とされ、前記投光板の末広がり端部側に隣接したそ
   の外側狭窄側面の一部には反射面処理が施されるか又
   は、外側狭窄側面の該部の外側に反射面を設け、前記光
   源から前記内側狭窄側面に入射する光線を前記投光板の
   照射面側に反射させるようなものとなっていることを特
   徴とする光学式文字読取装置用照明ユニット。