JPH0897971A - ランプ光量自動補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はイメージリーダに係り、特にイメー
ジリーダに使用するランプの光量を自動補正するランプ
光量自動補正装置を提供することを目的とする。 【構成】 ランプ初期光量記憶回路１１にランプ、例え
ば冷陰極放電管の初期光量のデータを記憶しておき、以
後、ＣＣＤ５で読み取るカードや原稿の画像データをラ
ンプ光量比較回路９に出力し、ランプ初期光量記憶回路
１１に記憶しておいた初期光量のデータと比較する。そ
して、冷陰極放電管２の発光光量が減少するとランプ光
量比較回路９ではこれを検出し、ランプ供給電流制御回
路１０へ制御信号を出力して冷陰極放電管２へ供給する
電流を増加させる。このことにより、冷陰極放電管２の
発光光量は増加し、冷陰極放電管２を常時、初期発光光
量の状態で使用することができ、カード等に記載された
内容を高解像度で読み取ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種カードに記載され
た画像の読み取り、又は原稿画像の読み取り、等に用い
られるイメージリーダに係り、特にランプの光量低下を
自動補正するランプ光量自動補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、イメージリーダは原稿の読み取り
や、キャッシュカード、クレジットカード等の各種のカ
ードの読み取り、等に広く使用されている。特にキャッ
シュカードやクレジットカード等のカードの読み取り
は、これらのカード上に記載された、例えば銀行名やカ
ードの所有者等のデータを読み取るものであり、例えば
カード内の磁気データに記憶されたデータと比較して偽
造カードかどうかを判断するものである。

【０００３】上述の様な用途に使用されるイメージリー
ダにおいて、イメージリーダ内に配設されるＣＣＤ（ch
arge coupled device:電荷結合素子）は、物体にランプ
の光を当て、その反射光のエネルギーを蓄え、そのエネ
ルギーを電気信号に変換することにより、画像データを
読み取るものである。この場合、画像の白の部分の反射
光を受光する素子（ＣＣＤ）の蓄積エネルギーは大き
く、この素子の出力電圧は最大となり、逆に画像の黒の
部分からの反射光は無く、対応する素子（ＣＣＤ）の出
力電圧は零になる。そして、白と黒の中間調である灰色
（グレー）の部分に対するＣＣＤの出力は白と黒のそれ
ぞれの出力の中間になる。このようにして、通常、白か
ら黒に至る階調（例えば２５６階調）の画像濃度を得
る。

【０００４】しかし、従来イメージリーダ用のランプと
して用いられている冷陰極放電管の寿命は例えば３，０
００時間程度であり白熱ランプ（キセノンランプ等）の
寿命は例えば１，０００時間程度であり、その間、使用
経過に伴って出射光量は次第に低下する。その結果、ラ
ンプの光を原稿やカードに照射した時の反射光は弱くな
り、その反射光を読み取るＣＣＤの出力電圧は図５に示
す様に、ランプ光量が低下していない初期の読み取りデ
ータに比べ、例えば同図に示すＡだけ低下する。

【０００５】この様にランプは使用するに従ってその光
量が低下する結果、上述の図５に示す様に、光をほぼ完
全に反射する白の部分と、光を殆ど反射しない黒の部分
の間をある階調（例えば２５６階調）に分割することが
困難になる。この為、従来のイメージリーダでは上述の
Ａ（出力電圧の低下分）だけＣＣＤの出力を増幅してい
る。

【０００６】尚、図５において、ＣＣＤの出力電圧の特
性が左端と右端で低下しているが、これはイメージリー
ダ用のランプの形状による為と、原稿（又はカード）と
ＣＣＤ間に介装されるレンズの明るさが中心部より周辺
部で低下する為である（所謂シェーディング歪みであ
る）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に、従来のイ
メージリーダでは、ランプの光量低下に基づく出力電圧
の低下を、ＣＣＤの出力を増幅することにより対応して
いる。しかし、ＣＣＤの出力を単純に増幅しても、画像
の解像度を向上することはできず、出力信号とノイズの
比率（ＳＮ比）は悪化するだけである。すなわち、ラン
プの光量が低下することによりＣＣＤの出力として規定
の階調（例えば２５６階調）の画像データが得られず、
不完全な画像データを増幅しても、低解像度の画像に変
わりはない。この為、微妙に階調が変化する中間調（ハ
ーフトーン）の画像データが抜け、カードや原稿に記載
されたデータを正確に読み取ることができない。

【０００８】本願発明は、上記課題を解決する為、イメ
ージリーダ用のランプ光量を、常に初期光量と等しくな
るように自動補正し、高解像度の読み取りデータをＣＣ
Ｄから出力し、高解像度の出力データに基づいて正確に
原稿やカードのデータを読み取ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ランプの光を
原稿やカードに照射して画像を読み取るイメージリーダ
に適用され、上記目的を達成するための手段として、前
記ランプの初期光量を記憶するランプ初期光量記憶手段
と、前記ランプの光量を読み取るランプ光量読み取り手
段と、該ランプ光量読み取り手段が読み取ったランプ使
用中の光量と、前記ランプ初期光量記憶手段が記憶した
前記ランプ初期光量とを比較するランプ光量比較手段
と、該ランプ光量比較手段の比較により前記ランプ使用
中の光量が前記ランプの初期光量より低い場合、前記ラ
ンプへの供給電流を増加するランプ供給電流制御手段と
で構成する。

【００１０】また、前記ランプ初期光量記憶手段に記憶
するランプ初期光量のデータは、例えば使用初期時の前
記ランプの光を白ラベルに照射した時の反射光量であ
る。また、前記ランプ光量比較手段は、例えば前記ラン
プの使用中において前記白ラベルからの反射光を前記ラ
ンプ光量読み取り手段が読み取った光量データと、前記
ランプ初期光量記憶手段が記憶する前記ランプ初期光量
データとを比較する構成である。

【００１１】また、前記ランプ光量読み取り手段は、例
えばＣＣＤを含む構成である。さらに、前記ランプは例
えば冷陰極放電管である。但し、前記ランプは熱陰極放
電管であっても良く、また、キセノンやクリプトンを封
入したランプであっても良い。

【００１２】

【作用】ランプ光量比較手段は、例えば白ラベルにラン
プの光を照射し、その反射光の光量と前記ランプ初期光
量記憶手段に記憶されているランプ初期光量とを比較
し、その結果、ランプ使用中の光量がランプ初期光量よ
り低下している時、ランプ供給電流制御手段からランプ
に電流を供給し、使用中の光量がランプ初期光量に等し
くなるまで、ランプに電流を供給する。そして、ランプ
の発光光量をランプ初期光量と等しくなる様に制御し、
このランプの発光をカードや原稿に照射し、その反射光
をＣＣＤで読み取ることにより、常に、ランプを初期に
使用したときに得られたと同じ階調（例えば、２５６階
調）のデータでカードや原稿上の画像を読み取ることが
でき、高解像度の画像データを得ることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら詳細に説明する。図１は、一実施例のランプ光
量自動補正装置を適用するイメージリーダの機構構成図
である。また、同図（ａ）は側面図を示し、同図（ｂ）
は平面図を示す。

【００１４】同図（ａ）、（ｂ）において、カード１は
例えば磁気カードであり、カード１が例えばキャッシュ
カードであれば、その表面に銀行名やカード所有者の氏
名等が記載されている。また、カード１には磁気ストラ
イプ１’が形成され、例えば銀行の口座番号や暗証番号
等のデータが記憶されている。

【００１５】冷陰極放電管２はカード１上に位置し、カ
ード１の幅方向に充分長く配設され、カード１に所定光
量の光を照射する。また、カード１の上方にはミラー３
が配設され、カード１で反射した光をミラー３を介して
レンズ４へ照射する。レンズ４は所定の曲率を有する凸
レンズであり、ミラー３を介して照射される光をＣＣＤ
５に結像する。ＣＣＤ５は、例えば２０４８個の電荷結
合素子で構成され、各素子の出力は後述するランプ光量
自動補正回路に出力される。

【００１６】また、カード１の走行部近傍には白ラベル
６が貼着されている。この白ラベル６にも、冷陰極放電
管２の発光が照射され、その反射光はミラー３、レンズ
４を介してＣＣＤ５へ出力される。

【００１７】図２は、上述のＣＣＤ５の出力に基づきラ
ンプ光量の自動補正を行う回路のシステムブロック図で
ある。同図において、ランプ光量自動補正回路７は、上
述の冷陰極放電管２、ＣＣＤ５、及びランプ光量比較回
路９、ランプ供給電流制御回路１０、ランプ初期光量記
憶回路１１、等で構成されている。前述のＣＣＤ５の出
力は電圧出力（アナログデータ）であり、プリアンプ８
へ出力される。プリアンプ８はＣＣＤ５から出力される
電圧信号を所定のレベルに増幅し、ランプ光量比較回路
９へ出力する。ランプ光量比較回路９は、上述の電圧信
号と後述するランプ初期光量記憶回路１１から出力され
るランプ初期光量のデータとを比較し、上述の電圧信号
がランプ初期光量のデータ（電圧信号）より小さい時、
ランプ供給電流制御回路１０へ制御信号を出力し、冷陰
極放電管２への供給電流の増加を指示する。ランプ供給
電流制御回路１０は、ランプ光量比較回路９から出力さ
れる制御信号に基づいて、冷陰極放電管２へ供給する出
力電流を増加する。

【００１８】一方、ランプ初期光量記憶回路１１には、
使用初期時の冷陰極放電管２の発光光量のデータが予め
記憶されている。このランプ初期光量記憶回路１１のデ
ジタル信号は、Ｄ／Ａ変換回路（デジタル／アナログ変
換回路）１２でアナログ信号に変換された後、前述のラ
ンプ光量比較回路９へ出力される。

【００１９】尚、ＣＣＤ５への駆動信号は、イメージリ
ーダ全体のシステム制御を行うＣＰＵから出力される制
御信号に基づく。すなわち、ＣＰＵから出力される制御
信号が、マイクロコンピュータのインターフェイス（以
下マイコン・インターフェイスという）１３を介して駆
動回路１４へ出力され、駆動回路１４でＣＣＤ５を駆動
する為の駆動信号を作成してＣＣＤ５へ出力する構成で
ある。

【００２０】以上の構成のランプ光量自動補正装置にお
いて、その動作説明を以下に述べる。図３は、ランプ光
量の自動補正を行う際の動作を説明するフローチャート
である。

【００２１】同図において、先ず、処理（ステップ（以
下Ｓで示す）１）で、新しい冷陰極放電管２（ランプ）
を装置に取り付けた時の初期光量のデータをランプ初期
光量記憶回路１１に記憶する。具体的には、新しい冷陰
極放電管２をカード１上の所定位置にセットし、冷陰極
放電管２を発光し、冷陰極放電管２の光を白ラベル６に
照射する。そして、白ラベル６からの反射光をＣＣＤ５
が読み取り、プリアンプ８を介してランプ光量比較回路
９へ出力する。尚、この処理において、ランプ光量比較
回路９は特に光量の比較を行うことなく、ポートＩから
入力した初期光量データをポートＤからランプ初期光量
記憶回路１０へ出力する。ランプ初期光量記憶回路１１
では入力した初期光量のデータを所定のエリアに記憶す
る。尚、この時ランプ初期光量記憶回路１１に記憶され
る初期光量のデータとしては、例えば“ＦＦ”（１６
進）のデータとする。

【００２２】この様にしてランプ初期光量記憶回路１１
に初期光量のデータとして“ＦＦ”を記憶した後、実際
にカード１に記載されたデータの読み取り作業を行う。
すなわち、不図示のカード挿入口からカード１を挿入
し、カード１が所定位置に達した時冷陰極放電管２を発
光し、冷陰極放電管２からカード１及び白ラベル６に光
を照射する。この光がカード１で反射し、その反射光を
ミラー３、レンズ４を介してＣＣＤ５で読み取る（Ｓ
２）。また、同時に、白ラベル６の反射光もＣＣＤ５で
受光する（Ｓ２）。尚、この時ＣＣＤ５の駆動は、ＣＰ
Ｕから出力された制御信号に基づいて駆動回路１４が出
力するＣＣＤ駆動信号に従って動作するものである。

【００２３】上述の処理によりＣＣＤ５で読み取ったカ
ード１のデータ、例えば銀行名や所有者の氏名等のカー
ド１上の表示データは、不図示の文字認識部へ出力さ
れ、カード１に記載された内容が認識される。

【００２４】一方、ラベル６からの反射光の光量データ
は、プリアンプ８を介してランプ光量比較回路９へ出力
される。この時、前述の処理（Ｓ１）によりランプ初期
光量記憶回路１１に記憶された初期光量データがポート
ＲＥＦを介してランプ光量比較回路９に入力し、ランプ
光量比較回路９は両データを比較する（Ｓ３）。ここ
で、カード１からの反射光の光量データが初期光量デー
タと同じである時、冷陰極放電管２の発光光量の低下は
ないものと判断し（Ｓ３がＹＥＳ（イエス））、次のカ
ードがあるか判断する（Ｓ４）。すなわち、この時には
予めランプ初期光量記憶回路１１に記憶された初期光量
データ（“ＦＦ”）と同じレベルの発光光量の光が冷陰
極放電管２から得られており、冷陰極放電管２の光量低
下はないと判断して次のカードのデータ読み取り処理に
移る。

【００２５】そして、次のカードが存在する場合（Ｓ４
がＹＥＳ）、上述の処理（Ｓ２）へ戻って次のカードの
データを読み取る。また、次に読み取るべきカードが存
在しない時（Ｓ４がＮＯ（ノー））、処理を終了する。

【００２６】一方、冷陰極放電管２が、例えば長時間
（長期間）使用されると、冷陰極放電管２の発光光量は
序々に低下する。この様に冷陰極放電管２の発光光量が
低下すると、冷陰極放電管２の発光が白ラベル６で反射
し、ＣＣＤ５で検出する光量も低下し、ＣＣＤ５の出力
電圧は低下する。したがって、この時カード１からの反
射光の光量データは初期光量データより低くなり、前述
の判断（Ｓ３）はＮＯとなる。すなわち、この場合には
冷陰極放電管２から出射する光でカード１上の記載内容
を読むことは、不十分な光量の光でカード１のデータを
読み出すこととなり、従来例で説明した様に読み出され
るデータは不充分な解像度のデータである。そこで、本
実施例ではかかる場合、ランプ供給電流制御回路１０へ
制御信号を出力し、冷陰極放電管２への供給電流を増加
させる（Ｓ５）。

【００２７】図４はこの様子を示す図であり、冷陰極放
電管２への供給電流が増加される前のＣＣＤ５の出力電
圧（Ｉ）に対して、同図に示す出力電圧（ＩＩ）は冷陰
極放電管２への供給電流を増加した後の状態を示す。

【００２８】上述の様に冷陰極放電管２への供給電流を
増加すると、冷陰極放電管２の発光光量は増加し、以
後、ＣＣＤ５の出力電圧と初期光量のデータ（電圧）と
が一致するまで前述の判断（Ｓ３）、及び処理（Ｓ５）
を繰り返す。そして、ＣＣＤ５の出力電圧と初期光量の
データ（電圧）とが一致すると（Ｓ３がＹＥＳ）、この
時点で冷陰極放電管２の発光光量は初期光量である“Ｆ
Ｆ”の値に対応した発光となる。この結果、ＣＣＤ５の
受光する光量は増加し、冷陰極放電管２の光量は初期光
量に自動補正される。

【００２９】このようにして、発光光量の調整を行った
後、次のカードがあれば（Ｓ４がＹＥＳ）、前述と同
様、処理（Ｓ２）に戻って次のカードのデータを読み取
り、次に読み取るべきカードがなければ（Ｓ４がＮ
Ｏ）、処理を終了する。

【００３０】また、本実施例においては、原稿を照射す
る光源に冷陰極放電管を用いたが、本発明はこれに限定
されず、例えば熱陰極放電管、つまり通常の蛍光灯など
を用いることも可能であり、また、キセノンやクリプト
ンを封入したランプを用いて構成しても良い。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、イメージリーダ用のラ
ンプの使用時間の経過に従ってランプ光量が低下して
も、原稿面を照射するランプの光量がランプの初期光量
と等しくなるように自動補正されるので、常にランプの
初期光量と同じ光量の光を原稿やカードに照射すること
ができ、充分な光量の光で原稿やカードに記載された内
容を読み出すことができる。

【００３２】したがって、長時間にわたって、原稿の画
像の中間調を含む黒から白に至る、例えば２５６の濃度
階調を有する解像度の優れた画像データを得ることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は一実施例のランプ光量自動補正装置の
光学系を示す側面図、（ｂ）は一実施例のランプ光量自
動補正装置の光学系を示す平面図である。

【図２】一実施例のランプ光量自動補正装置の回路ブロ
ック図である。

【図３】一実施例のランプ光量自動補正装置の動作を説
明するフローチャートである。

【図４】ＣＣＤの出力電圧の関係を説明する図である。

【図５】従来例のイメージリーダの出力例を説明する図
である。

【符号の説明】 １ カード ２ 冷陰極放電管 ３ ミラー ４ レンズ ５ ＣＣＤ ６ 白ラベル ７ ランプ光量自動補正回路 ８ プリアンプ ９ ランプ光量比較回路 １０ ランプ供給電流制御回路 １１ ランプ初期光量記憶回路 １２ Ｄ／Ａ変換回路 １３ マイコン・インターフェイス １４ 駆動回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ランプの光を照射して画像を読み取るイ
   メージリーダにおいて、 前記ランプの初期光量を記憶するランプ初期光量記憶手
   段と、 前記ランプの光量を読み取るランプ光量読み取り手段
   と、 該ランプ光量読み取り手段が読み取ったランプ使用中の
   光量と、前記ランプ初期光量記憶手段が記憶した前記ラ
   ンプ初期光量とを比較するランプ光量比較手段と、 該ランプ光量比較手段の比較により前記ランプ使用中の
   光量が前記ランプの初期光量と異なった場合、前記ラン
   プへの供給電流を増減するランプ供給電流制御手段と、 を有することを特徴とするランプ光量自動補正装置。
2. 【請求項２】 前記ランプ初期光量記憶手段に記憶する
   ランプ初期光量のデータは、使用初期時の前記ランプの
   光を白ラベルに照射した時の反射光量であることを特徴
   とする請求項１記載のランプ光量自動補正装置。
3. 【請求項３】 前記ランプ光量比較手段は、前記ランプ
   の使用中において前記白ラベルからの反射光を前記ラン
   プ光量読み取り手段が読み取った光量データと、前記ラ
   ンプ初期光量記憶手段が記憶する前記ランプ初期光量デ
   ータとを比較することを特徴とする請求項１、又は２記
   載のランプ光量自動補正装置。
4. 【請求項４】 前記ランプ光量読み取り手段はＣＣＤを
   含むことを特徴とする請求項１、又は２、又は３記載の
   ランプ光量自動補正装置。
5. 【請求項５】 前記ランプは冷陰極放電管であることを
   特徴とする請求項１、又は２、又は３、又は４記載のラ
   ンプ光量自動補正装置。