JPH07162597A - 画像入力装置等における光量一定化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、構成が簡単で光源の発光量制御を
ソフトウェアによる制御無しに経時変化と温度変化の両
方に対して安定に行うことができるようにすることを目
的とする。 【構成】 この発明は、光源１２を有する画像入力装置
等において、光源１２の明るさを検出するフォトセンサ
１３と、光源１２に定電流を供給する定電流回路１４
と、フォトセンサ１３の出力信号を増幅する増幅回路１
６と、この増幅回路１６の出力信号と所定の設定値との
差をとって該差により定電流回路１４の定電流を可変す
る差動増幅器１７とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像入力装置等における
光量一定化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】発光ダイオード等の光源からの光を被写
体に照射してその反射光或は透過光をイメージセンサで
受光する画像入力装置は、硬貨判別装置などに用いら
れ、光源の明るさが重要な要素となる。ところが、光源
は、温度変化及び経時変化により明るさが変化する。従
来は、サーミスタにより温度補償を行う温度補償部付き
の定電流回路を用いて光源の発光量を一定に制御する装
置や、マイクロコンピュータを用いてソフトウェアで
光源の発光量を一定に制御する装置が良く使用されて
いる。

【０００３】また、特開平５ー１７６１２２号公報に
は、光源の使用累積時間と光量のとの関係を記憶する記
憶手段と、前記光源の使用累積時間を計測する使用累積
時間測定手段と、この使用累積時間測定手段で測定した
使用累積時間により前記記憶手段の記憶内容を参照して
前記光源の光量を求めこの光量を定常値として前記光源
の光量を制御する光量制御手段と、定常光量値が前記光
源の寿命に対応する所定値より小さい設定値に達したこ
とにより前記光源が寿命に達した旨のステータス情報を
出力するステータス情報出力手段とを備えたことを特徴
とするイメージセンサの光量一定化装置が記載されて
いる。

【０００４】さらに、特開平３ー７６０３４号公報に
は、記録用光ビームの光源としての半導体レーザと再生
用光ビームとしての発光ダイオードとを有する２光源方
式の光学的情報記録再生装置において、発光ダイオード
から出射され記録媒体で反射された光ビームを受光する
光検出器と、この光検出器の検出信号の出力手段と、こ
の出力手段からの出力値と所定の発光出力のための基準
値との差に応じた信号を出力する手段と、この差信号を
ゼロレベルに戻すように発光ダイオードの駆動電流を制
御する手段とを備えたことを特徴とする光学的情報記録
再生装置が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記装置では、サー
ミスタにより温度補償を行う温度補償部付きの定電流回
路を用いて光源の発光量を一定に制御するので、光源の
発光量が光源の寿命により減少してしまう。また、上記
装置では、マイクロコンピュータを用いてソフトウェ
アで光源の発光量を一定に制御するので、回路構成が複
雑になってコストアップになり、ソフトウェアの作成も
必要になる。また、上記イメージセンサの光量一定化装
置では、記憶手段に記憶されている光源の使用累積時
間と光量のとの関係を参照して光源の定常光量を光源の
使用累積時間に応じて決め、光源が寿命に達した旨のス
テータス情報を出力するので、光源の経時変化に対する
対策として有効であるが、光源の明るさが温度変化によ
り変化してしまう。

【０００６】さらに、上記光学的情報記録再生装置で
は、発光ダイオードから出射され記録媒体で反射された
光ビームを受光する光検出器と、この光検出器の検出信
号の出力手段と、この出力手段からの出力値と所定の発
光出力のための基準値との差に応じた信号を出力する手
段と、この差信号をゼロレベルに戻すように発光ダイオ
ードの駆動電流を制御する手段とを備えたので、温度変
化に対する対策として有効であるが、光源の明るさが経
時変化により変化してしまう。

【０００７】そこで、上記各装置を組み合わせて光源の
明るさを経時変化と温度変化の両方に対して変化しない
ようにすることが考えられるが、これは複雑な構成が強
いられ、しかも、実際の使用にあたっては使用温度条件
（例えば０℃〜６０℃等）、耐用期間を満足させる必要
がある。本発明は、上記欠点を改善し、構成が簡単で光
源の発光量制御をソフトウェアによる制御無しに経時変
化と温度変化の両方に対して安定に行うことができる画
像入力装置等における光量一定化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】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、光源を有する画像入力装置
等において、前記光源の明るさを検出するフォトセンサ
と、前記光源に定電流を供給する定電流回路と、前記フ
ォトセンサの出力信号を増幅する増幅回路と、この増幅
回路の出力信号と所定の設定値との差をとって該差によ
り前記定電流回路の定電流を可変する差動増幅器とを備
えたものである。

【０００９】

【作用】定電流回路が光源に定電流を供給し、光源の明
るさがフォトセンサにより検出されてフォトセンサの出
力信号が増幅回路により増幅される。差動増幅器は、所
定の設定値と増幅回路の出力信号との差をとり、この差
により定電流回路の定電流を可変する。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す。この実施例
は、硬貨判別用画像入力装置における光量一定化装置の
例１０であり、ループ系のフィードバック回路である。
画像入力装置は、光スキャナ１１で被写体を走査しなが
ら発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる光源１２から被写
体に光を照射し、その反射光（もしくは透過光）をＣＣ
Ｄからなるイメージセンサで光電変換して図示しない画
像処理部で処理する。

【００１１】この光スキャナ１１において、光源１２か
ら被写体に照射される光の光量は、光軸から外れた（被
写体へ照射された光を邪魔しない）位置に設けられたフ
ォトセンサ１３で検出されて発光ダイオード１２の発光
量に比例した光電流に光電変換され、本実施例１０はフ
ォトセンサ１３の出力信号によりスキャナ１１で検出す
る画像の明るさを一定に保つ。

【００１２】本実施例はフォトセンサ１３の他に定電流
回路１４、抵抗１５、増幅回路１６、差動増幅器１７及
びアラーム用検出回路１８を有し、定電流回路１４はト
ランジスタ２０、抵抗２１、演算増幅器２２及びダイオ
ード２３により構成される。ここに、トランジスタ２０
のエミッタは抵抗２１を介してアースに接続され、トラ
ンジスタ２０のコレクタは発光ダイオード１２を介して
直流電源に接続される。発光ダイオード１２は定電流回
路１４から１０ｍＡ〜２０ｍＡの定電流Irが供給されて
発光し、フォトセンサ１３から出力される光電流が抵抗
１５により電圧に変換されて増幅回路１６により例えば
１．０Ｖになるまで増幅（調整）される。

【００１３】差動増幅器１７は増幅回路１６の出力信号
電圧とＬＥＤ電流リミット値設定回路１９からのＬＥＤ
電流リミット値とが入力されてこれらの差をとる。ここ
に、ＬＥＤ電流リミット値は発光ダイオード１２の電流
の上限値を決める値である。発光ダイオード１２は、定
格電流があり、かつ、温度により電流が変わる。例え
ば、発光ダイオード１２の定格電流は３０ｍＡであり、
６０℃では発光ダイオード１２の電流が１８ｍＡとな
る。そこで、ＬＥＤ電流リミット値設定回路１９は発光
ダイオード１２の定格電流の最低値を元にＬＥＤ電流リ
ミット値を設定し、例えばＬＥＤ電流リミット値を２．
０Ｖとする。従って、差動増幅器１７の出力側には１．
０Ｖの出力信号電圧が現れる。また、発光ダイオード１
２への電流Ｉrが通常使用に適する電流となるように増
幅回路１６の増幅度が設定され、これにより初期で通常
温度のときの発光ダイオード１２の明るさが決まる。増
幅回路１６の増幅度は発光ダイオード１２の明るさが初
期には当然余裕を持つように、すなわち、適正な使用範
囲の中で低めとなるように設定される。

【００１４】定電流回路１４においては、差動増幅器１
７の出力信号電圧が演算増幅器２２を介してトランジス
タ２０のベースに印加され、差動増幅器１７の出力信号
電圧に応じた定電流Ｉrが電源からトランジスタ２０お
よび抵抗２１を通して発光ダイオード１２に供給され
る。抵抗２１の電圧は演算増幅器２２にフィードバック
され、抵抗２１を例えば１００Ωとすれば増幅回路１６
の出力信号電圧が１Ｖの時には発光ダイオード１２には
１０ｍＡの電流Ｉrが流れる。増幅回路１６の出力信号
電圧が２Ｖの時には発光ダイオード１２には２０ｍＡの
電流が流れる。

【００１５】発光ダイオード１２の発光量が環境変動
（温度変化）や経時変化により例えば２０％減少すれ
ば、増幅回路１６の出力信号電圧は０．８Ｖとなり、差
動増幅器１７の出力信号電圧が１．２Ｖとなる。このた
め、トランジスタ２０のコレクタから発光ダイオード１
２へ供給される電流Ｉrは２０％増加して１２ｍＡとな
り、発光ダイオード１２の発光量補正が行われる。発光
ダイオード１２の順電流対光量は図２に示すように使用
範囲においてほぼリニアである。

【００１６】発光ダイオード１２は環境変動による影響
を受け易いデバイスであり、図３及び図４に示すように
発光量が温度変化、経時変化により極端に変動する。と
ころが、発光ダイオード１２の発光量が温度変化、経時
変化により変動すれば、上述のように増幅回路１６の出
力信号電圧が減少して差動増幅器１７の出力信号電圧が
増加し、定電流回路１４の定電流Ｉrが増加して発光ダ
イオード１２の発光量補正が行われるので、発光ダイオ
ード１２の発光量が一定に保たれる。

【００１７】また、アラーム用検出回路１８は、差動増
幅器１７の出力信号電圧を監視し、差動増幅器１７の出
力信号電圧を所定の電圧、例えば１．８Ｖと比較して発
光ダイオード１２の発光量が発光ダイオード１２の寿命
等により異常に低下して差動増幅器１７の出力信号電圧
が１．８Ｖ以上となった時にホストにアラームを出して
異常を知らせる。

【００１８】なお、フォトセンサ１３は温度が上がると
出力値が上昇するという温度特性があるので、フォトセ
ンサ１３の温度補償を行う周知の温度補償手段が設けら
れ、この温度補償手段はフォトセンサ１３の温度特性と
は反対の温度特性（温度が上がると出力値が下降すると
いう温度特性）を有するサーミスタを用いてフォトセン
サ１３の温度補償を行う。

【００１９】この実施例では、定電流回路１４から発光
ダイオード１２に定電流を供給し、発光ダイオード１２
の明るさをフォトセンサ１３により検出してフォトセン
サ１３の出力信号を増幅回路１６により増幅し、差動増
幅器１７により増幅回路１６の出力信号とＬＥＤ電流リ
ミット値との差をとってその差により定電流回路１４の
定電流を可変するので、発光ダイオード１２の発光量を
温度変化及び経時変化の両方に対して安定に制御でき、
かつ、ソフトウェアによる制御無しに実現できる。しか
も、構成が簡単で、低コストにできる。さらに、サーミ
スタによる温度補償付きの定電流回路を用いて光源の発
光量を一定に制御する装置に比べて精度良く発光ダイオ
ード１２の発光量を制御でき、また、発光ダイオードの
寿命を延ばすことができる。なお、本発明は、上記実施
例に限定されるものではなく、硬貨判別用画像入力装置
に限らず、発光ダイオードなどの光源を使用する、あら
ゆる装置に適用することが可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、光源を有する画像入力装置等において、前記光源の
明るさを検出するフォトセンサと、前記光源に定電流を
供給する定電流回路と、前記フォトセンサの出力信号を
増幅する増幅回路と、この増幅回路の出力信号と所定の
設定値との差をとって該差により前記定電流回路の定電
流を可変する差動増幅器とを備えたので、光源の発光量
を温度変化及び経時変化の両方に対して安定に制御で
き、かつ、ソフトウェアによる制御無しに実現できる。
しかも、構成が簡単で、低コストにできる。さらに、サ
ーミスタによる温度補償付きの定電流回路を用いて光源
の発光量を一定に制御する装置に比べて精度良く光源の
発光量を制御でき、また、光源の寿命を延ばすことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】発光ダイオードの順電流対発光量特性を示す特
性図である。

【図３】発光ダイオードの温度特性を示す特性図であ
る。

【図４】発光ダイオードの経時特性を示す特性図であ
る。

【符号の説明】

１２ 発光ダイオード １３ フォトセンサ １４ 定電流回路 １５ 抵抗 １６ 増幅回路 １７ 差動増幅器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源を有する画像入力装置等において、前
   記光源の明るさを検出するフォトセンサと、前記光源に
   定電流を供給する定電流回路と、前記フォトセンサの出
   力信号を増幅する増幅回路と、この増幅回路の出力信号
   と所定の設定値との差をとって該差により前記定電流回
   路の定電流を可変する差動増幅器とを備えたことを特徴
   とする画像入力装置等における光量一定化装置。