JPS6133071A - 光学式画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野１ 本発明はファクシミリ等に使用される光学式画像読み取
り装置に関するものである。

［背景技術］ 第６図は一般的な７アクシミ１７の概要を示し、図中１
は原稿、２は蛍光灯のような光源、３は光源２の点灯回
路、４はレンズ、５はＣＣＤ等の撮像素子、６は撮像素
子５及び画像伝送の制御部であり、ＴＸは電話器、ＡＣ
は交流電源である。

さて原稿１の文字や、図形の読み取りは光源２から出た
光×が原稿１に当たり、その反射光がレンズ４を介して
撮像素子５に照射され、白地の部分、即ち文字や、図形
の無い部分は光Ｘが反射して撮像素子５に出たり、黒地
の部分、即ち文字や、図形の有る部分は光×の反射が少
なく撮像素子５への光Ｘの入力が少なくなり、この先Ｘ
の有無、又は光量の大小によって白黒の判定、つまり文
字、図形を読み取っている。

第７図はＣＣＤの構成の概略を示し、７は直流電源、８
は光電素子、９はコンデンサ、１０ａは信号出力スイッ
チ、１０）〕はリセットスイッチである。この回路にお
いて充電索子８に光Ｘが当たるとそのインピーダンスが
連続的に変化してその光にの光量の大小により直流電源
７から電流が流れでコンデンサ９の部分に電荷が蓄積さ
れる。そして信号出力スイッチ１０ａのオンによりコン
デンサ９の電圧が信号として出力される。この時原稿１
が白地の部分であれば電圧が高く、黒地での部分であれ
ば電圧が低くなる。リセットスイッチ１０ｂは必要な信
号を取り出した後、次の部分の読み取りに備えてコンデ
ンサ９の電荷をグランドへ逃がし、コンデンサ９の電圧
をゼロに戻す役目をする。

以」二のような装置において従来、原稿１を照明する場
合第８図（ａ）に示すように光源２の光出力にリップル
成分が含まれると、同じ白地の部分であっても、ＣＣＤ
のような撮像素子５に蓄積する電荷に差が生じてしまう
問題があった。

つまり第８図において、１．−１．の区間に撮像素子５
に照射される光の量はｔ、−１５の区間に撮像素子５に
照射される光の量に比べて多くなっている。

即ち同じ白地の部分であっても異なる信号が撮像素子５
より取り出されるわけで都合が悪かった。

第８図（Ｉ〕）は撮像素子５のドライブ信号を示し、蓄
積期間と読出期間とがリセット期間を介して交互に設定
されている。さてこのような理由で、従来の装置におい
ては第９図（、）に示すように連続して一定な光出力の
光源２が要求され、例えば蛍光灯の場合、交流電源を整
流平滑化した後、トランジスタインバータ等の高周波発
振回路を用いて第９図（１））に示す撮像素子５の読み
取り周期（例えば８００　Ｈｚ）よりも極めて高い周波
数（例えば２０ＫＨｚ）に変換して蛍光灯を点灯させ、
光出力のリップル成分を極めで小さくさせて原稿１を照
明していた。又白熱灯を光源２として用いる場合には蛍
光灯と同様な手段を用いたり直流点灯させることにより
一定の光出力を得ていた。しかしながら白熱灯により原
稿１を照明する場合高照度を１！１−ようとすると、消
費電力が増大するぽかりでなく高熱を発生し、原稿１よ
り光源２を遠ざけなければならなかった。又遠ざけると
更に光源２の光量を増やさなければ所定の原稿面照度が
得られず、結果電力を更に上げなければならないという
悪循環を伴う白熱灯を光源２に採用する装置は減少する
方向にある。

従って現在光源２に蛍光灯を用いた装置が主流となって
いるが、撮像素子５より読出しを行っている時間帯の照
明は全く不要であり、仮に蓄積時間と続出時間の比が１
：１とすると、５０％の不必要な電力を消費しているこ
とになる。これにより整流回路、平滑回路及び高周波発
振回路の設計に於いて本来必要な出力の２倍の容量設計
をしなければならなく大型になるぽかりか無駄であった
。

また蓄積時間と読出時間との比が変わり読出し速度が高
速化されて不必要な照明時間が短縮されたとしても無駄
があることは変わらない。更に蛍光灯を光源２として用
いる場合、点灯直後と一定時間経過後との光出力が異な
り、またこの光出力の変化は周囲温度により大きな影響
を受ける。第１０図、第１１図はこの時の原稿面の照度
とランプ電流との関係、原稿面の照度と周囲温度との関
係を夫々示している。つまり第１０図はランプ電流に０
．２Ａを流した場合イの原稿面の照度の時間的変化と、
０．６Ａを流した場合口の原稿面の照度の時間的変化を
示している。今、ファクシミリにおいてＡ　４．　（幅
約２０８　ｒａｉｎ、長さ２９８　ｍ＋ｎ）の原Ｍ１を
縦方向に読み取る場合、１＋ｎｍ当たり１６本の走査線
で走査線１本当たり２．５ｍ５ｅｃかがるとＡ４（長さ
２９８　ｎｕｎ）では約１２ｓｅｃの時間が必要である
が、ランプ電流０．６Ａを流した場合口の照度変化は点
灯直後第１０図で示すように２倍以上あり、同じ白地の
部分であっても撮像素子５の出力電圧に大きな差が生じ
てしまい都合が悪かった。一方０．２Ａを流した場合イ
の照度変化は０゜６Ａ流した時の照度変化よりもその変
化幅は小さいが、所定の原稿面照度になるまでの時間が
長く、読み取りの開始を原稿面照度が必要照度りに至る
まで遅らせる必要があるなどの不都合があった。

又第１１図から分かるように周囲温度が２５℃、１０“
Ｃ，４（ビＣというように異なれば夫々の原稿面照度も
異なり、装置に於いて撮像素子５の出力電圧を増幅調整
することによって補正しなければならなかった。

［発明の目的１ 本発明は上述の問題点に鑑みで為されたものでその目的
とするところは、撮像素子の動作に影響することなく光
源の消費電力を低くできて装置の小型化と光源の長寿命
化が図れる光学式画像読み取り装置を提供するにある。

［発明の開示１ 第１図は実施例の構成を示し、図中１１は点灯回路、１
２はＣＣＩ）からなる撮像素子、１３は制御部であり、
制御部１３からは同期信号Ｏ８が点灯回路１１及び撮像
素子１２に送られ点灯回路１１、撮像素子１２を夫々同
期させてドライブするようになっている。１４．は光セ
ンサであり、１５はレンズである。点灯回路１１は第２
図に示すような回路から構成され、交流電源ＡＣを整流
平滑した直流を電源とするトランジスタインバータから
なる高周波発振回路１６のベースドライブ回路１７に上
記同期信号Ｃ８を入力してこの同期信号Ｏ８に同期させ
高周波発振回路１６の発振トランノスタＱ、、Ｑ２のベ
ース電流を制御し間欠的にドライブさせるようになって
いる。また蛍光灯からなる光源２の光を受光する尤セン
サ１４の出力を増幅回路１８で増幅しこの増幅出力と基
準電圧■ｒｅｆとを比較回路１９で比較し比較回路１９
の比較出力に応じてデユーティ変換回路２０を動作させ
て上記のベース電流の供給時間を設定するようになって
いる。つまりベースドライブ回路１７は同期信号Ｃ８と
ベースドライブの時間とに基づいて高周波発振回路１６
を間欠的に動作させるのである。

動１買 而して制御部１３がら第３図（ａ）に示すように時刻ｔ
。で同期信号Ｏ８を発生させ、同期信号Ｃ８の立ち上が
りから点灯回路１１を所定の時間！＃Ｊ作させて光源２
を時刻１１まで１３図（１〕）に示すように点灯させる
。そして時刻し。−ｔｌまでの時間が原稿１が照明され
ている時間であり、同時に第３図（ｆ）に示すように撮
像素子１２の蓄積時間である。

さて同期信号Ｏ８の発生からｔ２時間経過後制御部１３
から読出信号Ｒ３を出力して第３図（ｆ）に示すように
撮像素子１２をドライブし撮像素子１２から蓄積データ
を制御部１３は読み取るのである。

そして時刻１で読出しを完了してリセットし、次の読み
取りに備える。このように同期信号Ｃ８にて照明の必要
な期間、つまり撮像素子１２のＭ積時間だけ光源２を点
灯させれば良く、そのため点灯回路１１の消費電力を軽
減するばかりでなく、電源部分の小容量化が出来で装置
の小型化が図れるのである。更に光源２の点灯時間を短
くする分だけ光源２の光束劣化を防いで寿命を延ばすこ
とができるのである。

ところで先に述べた原稿面の照度の時間経過による変化
と周囲温度の違いによる照度の時間変化を本発明では次
のように解決しである。つまり第４図に示すように始動
時から時刻１１までの間は原稿面照度の必要照度、例え
ば２００００　ｌｘに至るまでの光源２の光出力が最大
となるように例えば０．６Ａのランプ電流１ａを流し、
光源２の光出力を最大とするとともにランプ電流１ａに
よる光ｒＡ２自体の発熱により光源２を暖める。時間の
経過とともに照度は次第に高くなり、時間目こ於いて必
要照度に至り、この時から読み取りを開始する。

さてこのようなランプ電流１ａを流しておれば第４図の
破線で示すように原稿面の照度Ｌａは上昇を続は同じ白
地の原稿部分でも撮像素子１２の信号電圧が変わってし
まい不都合が生じるが、本実施例では光源２の照度を光
センサ１４により検出して点灯回路１１内の高周波発振
回路１６の動作時間を照度Ｌａに応じて変化させランプ
電流１ａを徐々に滅じて原稿面の照度を第４図に示すよ
うに必要照度りに一定に保つのである。ここでランプ電
流１ａの大小はランプ電流の平均値に時間を乗じた値に
よって表される。つまり第３図（ｃ）に示すように始動
初期においてはランプ電流１ａを流す時間を長＜シ、照
度が上昇するとデユーティ制御によりランプ電流１ａを
流す時間を第３図（ｅ）に示すように短縮して減じるよ
うになっており、この時の光源２の単位時間当たりの光
出力は第３図（１〕）に示す場合に比べて第３図（ｄ）
のようにレベルａからレベル１〕に増大している。

第５図は本装置を用いたファクシミリの制御部の構成を
示しており、撮像素子１２がらの蓄積データは読み取り
メモリ２１にて一旦記憶させ、記憶したデータは更に圧
縮回路２２でデータを圧縮し変調回路２３により電話回
線ＴＥＩ−を介して伝送するようになっており、これら
の制御や、モータ、クラッチなどの制御や、上述の同期
信号Ｃ８の出力制御はＣＰＵのような演算回路２４によ
り行う。尚図中は２５は操作パネルであり、２６は制御
部１３に電源を供給する直流電源である。

尚撮像素子１２にはＣＣＤ以外にＭＯＳイメージセンサ
、アモルファス密着センサなどでもよい。

また本発明装置はファクシミリ以外にＯＣＲ、ビデオカ
メラなどを用いた撮影システムに用いてもよい。更に光
源２にＬ　Ｅ　Ｄを用いてもよく、この場合一層発熱量
を軽減できる。また更に少なくともＭ積期間には幾らか
の点灯期間が存在すれば読出期間と光源２の消灯期間と
が完全に一致しなくてもよい。

［発明の効果１ 本発明は光源と、ＣＣＤ等の撮像素子と、該撮像素子の
蓄積期間に光源の点灯期間の少なくとも一部が重なり、
撮像素子の読出期間に少なくとも光源の消灯期間の一部
が重なるように光源の点灯周期を制御する点灯手段とを
備えであるので、撮像素子のＭ積、読出に影響を与える
ことなく光源の点灯に休止区間を設定することができ消
費電力の軽減化が図れるとともに、点灯回路の電源の小
容量化及び小型化が図れ、しがも光源の使用時間を短縮
することができて光源自体の長寿命化が図れるという効
果が有る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の概略構成図、第２図は同上使
用の点灯回路の回路構成図、第３図、第４図は同上の動
作説明図、第５図は同上使用のファクシミリの概略構成
図、第６図は従来例の概略構成図、第７図はＣＯＤの概
略構成図、第８図乃至第１１図は従来例の動作説明図で
あり、２は光源、１１は点灯回路、１２は撮像素子、１
３は制御部、１４は光センサ、２０はデユーティ変換回
路である。 代理人　弁理士　石　１）長　七 藍　ｆｊｍ　躯　關 東　野　８鴇ｌ　― ｙ ０　　　・Ｏ 手続補正書（方式） 昭和５９年１２月５日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光源と、ＣＣＤ等の撮像素子と、該撮像素子の蓄積
   期間に光源の点灯期間の少なくとも一部が重なり、撮像
   素子の読出期間に少なくとも光源の消灯期間の一部が重
   なるように光源の点灯周期を制御する点灯手段とを備え
   て成ることを特徴とする光学式画像読み取り装置。 ２）光源に蛍光灯を用いて成ることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の光学式画像読み取り装置。 ３）光源のデューティ調光を行う点灯手段を用いて成る
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の光学式画像読み取り装置。 ４）光源の照度検出機能を備えて照度に応じた上記調光
   を行う点灯手段を備えて成ることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項記載の光学式画像読み取り装置。