JP2005077982A - Optical reading apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カード、小切手、通帳等の被写体に光を照射し画像を取り込む光学式読取装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、光学式読取装置の照明装置の改良に関する。 The present invention relates to an optical reading apparatus that captures an image by irradiating a subject such as a card, a check, or a passbook with light. More specifically, the present invention relates to an improvement of an illumination device for an optical reader.
被写体に光を照射し、その反射光を受光素子に集光して画像を取り込む光学式読取装置が利用されている(例えば、特許文献1参照)。この種の光学式読取装置で利用される照明装置100としては、例えば図8に示すように所定の間隔をおいて複数配置したLED101と、これらLED101を配置したLED基板102と、このLED基板102を固定するケース103と、LED101から照射した拡散する照射光を平行光に収束させるシリンドリカルレンズ104と、LED101の照度むらを抑制する拡散部材105とを備えている。複数のLED101を直線状に配置することにより、この照明装置100を線光源として利用することができる。
2. Description of the Related Art An optical reader that irradiates a subject with light and collects reflected light on a light receiving element to capture an image is used (for example, see Patent Document 1). As an
そして、LED101から拡散光が発せられてシリンドリカルレンズ104を透過して平行光に収束され被写体に照射される。被写体に照射された光線は媒体上面で反射する。この反射光は、例えばCCDなどの受光素子に入射して電気信号に変換される。
Then, diffused light is emitted from the
しかしながら、上述した照明装置100では複数の点光源であるLED101からの光線をシリンドリカルレンズ104および拡散部材105のみを通して被写体に照射しているので、線状光にむらを生じ易い。すなわち、LED101のある部分が明るくなると共にLED101の間は暗くなってしまい、線状光の長手方向に明るい箇所と暗い箇所とが順に現れるようになることがある。照明装置100に光線むらが生ずると、取り込んだ被写体の画像にもむらが現れてしまう。
However, since the
そこで、本発明は、複数のLEDを使用しながらも照度むらの発生を抑制できる光学式読取装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical reader that can suppress the occurrence of uneven illuminance while using a plurality of LEDs.
かかる目的を達成するため、請求項1記載の発明は、照明装置からの照射光を被写体に照射し、該被写体からの反射光をレンズを介して受光素子に集光する光学式読取装置において、照明装置は、所定の間隔をおいて複数配置したLEDと、このLEDからの拡散する出射光を平行光に収束させるシリンドリカルレンズと、複数のLEDの照度むらを抑制する拡散部材と、複数のLEDとシリンドリカルレンズとの間で出射光を分光させるプリズムシートとを備えるようにしている。 In order to achieve such an object, the invention described in claim 1 is an optical reader that irradiates a subject with irradiation light from an illuminating device and collects reflected light from the subject on a light receiving element via a lens. The illuminating device includes a plurality of LEDs arranged at a predetermined interval, a cylindrical lens that converges emitted light diffused from the LEDs into parallel light, a diffusion member that suppresses uneven illuminance of the plurality of LEDs, and a plurality of LEDs. And a prism sheet for splitting the emitted light between the cylindrical lens and the cylindrical lens.
したがって、LEDから発せられた拡散光はプリズムシートにより分光されるので、LEDのある部分とLEDの間の部分とに光が均質に拡散される。この拡散された光線がシリンドリカルレンズに入射されるので、被写体を照明する光線の照度むらを抑制することができる。 Therefore, since the diffused light emitted from the LED is dispersed by the prism sheet, the light is uniformly diffused between a part of the LED and a part between the LEDs. Since the diffused light beam is incident on the cylindrical lens, it is possible to suppress illuminance unevenness of the light beam that illuminates the subject.
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の光学式読取装置において、プリズムシートはシリンドリカルレンズに当接して位置決めされている。したがって、プリズムシートの位置決め作業を簡易化することができる。しかも、プリズムシートの位置決めの精度を高めて光線の照度むらを確実に抑制することができるようになる。 According to a second aspect of the present invention, in the optical reader according to the first aspect, the prism sheet is positioned in contact with the cylindrical lens. Therefore, the prism sheet positioning operation can be simplified. In addition, it is possible to increase the accuracy of positioning of the prism sheet and reliably suppress unevenness in the illuminance of the light beam.
以上説明したように、請求項1記載の光学式読取装置によれば、LEDから発せられた拡散光はプリズムシートにより分光されるので、LEDのある部分とLEDの間の部分とに光が均質に拡散される。この拡散された光線がシリンドリカルレンズに入射されるので、被写体を照明する光線の照度むらを抑制することができる。よって、取り込んだ被写体における画像のむらの発生を抑えて高画質での取り込みを実現することができる。 As described above, according to the optical reading device of the first aspect, since the diffused light emitted from the LED is dispersed by the prism sheet, the light is homogeneous in a portion where the LED is located and a portion between the LEDs. Is diffused. Since the diffused light beam is incident on the cylindrical lens, it is possible to suppress illuminance unevenness of the light beam that illuminates the subject. Therefore, it is possible to achieve high-quality capture by suppressing the occurrence of image unevenness in the captured subject.
また、請求項2記載の光学式読取装置によれば、プリズムシートはシリンドリカルレンズに当接して位置決めされているので、プリズムシートの位置決め作業を簡易化することができる。しかも、プリズムシートの位置決めの精度を高めて光線の照度むらを確実に抑制することができるようになる。 According to the optical reader of the second aspect, since the prism sheet is positioned in contact with the cylindrical lens, the prism sheet positioning operation can be simplified. In addition, it is possible to increase the accuracy of positioning of the prism sheet and reliably suppress unevenness in the illuminance of the light beam.
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on the best mode shown in the drawings.
図1から図6に、本発明の光学式読取装置1の実施形態の一例を示す。この光学式読取装置1は、図3に示すように照明装置11からの照射光を被写体4に照射し、該被写体4からの反射光をレンズ5を介して受光素子6に集光するものである。そして、照明装置11は、図1に示すように所定の間隔をおいて複数配置したLED3と、このLED3からの拡散する出射光を平行光に収束させるシリンドリカルレンズ8と、複数のLED3の照度むらを抑制する拡散部材9と、複数のLED3とシリンドリカルレンズ8との間で出射光を分光させるプリズムシート10とを備えるようにしている。
1 to 6 show an example of an embodiment of the optical reading device 1 of the present invention. As shown in FIG. 3, the optical reading device 1 irradiates the subject 4 with the irradiation light from the illumination device 11 and condenses the reflected light from the subject 4 on the
また、照明装置11は、複数のLED3が配置されるLED基板7と、このLED基板7を固定するケース2とを備えている。光源としては高い輝度を得ることができる白色のLED3を用いている。ただし、LED3は一般に高価であることから、コストを低減するためには必要十分な光量が得られる範囲内で極力少ない点数とされていることが好ましい。本実施形態では、複数たとえば8個のLED3をLED基板7上に一列に均等間隔で配置している。
The lighting device 11 includes an
プリズムシート10は、図4および図5に示すようにLED3の配列方向に直交する多数の溝を備えたフレネルレンズ形状としている。本実施形態では、プリズムシート10の入射面10aを平面とすると共に、射出面10bに溝を形成している。射出面10bの各頂点10cおよび谷底10dは各々90度を形成し、また各傾斜面10eはLED3の配列方向に対して45度を形成している。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
このプリズムシート10によれば、図4に示すように見かけ上のLED3(図中、二点鎖線で示す)の数を実際のLED3(図中、実線で示す)の数の2倍にすることができるので、射出される線状光の明暗のピッチを実際のLED3のピッチAから半分のA/2にすることができる。これにより、線状光のむらの発生を抑制することができる。また、このプリズムシート10ではLED3の配列方向に直交する方向には形状が一定であるため分光や集光は行われない。
According to this
また、このプリズムシート10はシリンドリカルレンズ8に当接して位置決めされている。LED3とプリズムシート10との距離は、図4に示すように1つのLED3の出射光が2つに分光される長さに設定している。シリンドリカルレンズ8は、LED側部24と被写体側部25との別部材を備えている。これらLED側部24と被写体側部25とが合わさって断面略円形状のシリンドリカルレンズ8を形成している。
The
プリズムシート10はシリンドリカルレンズ8の各部24,25の間に挟まれて設けられている。このため、LED3はLED基板7を介してケース2に固定されると共にプリズムシート10はシリンドリカルレンズ8を介してケース2に固定されるので、LED3とプリズムシート10との位置決めを容易かつ正確に行うことができる。
The
さらに本実施形態の光学式読取装置1は、LED3からの照射光を透過させるガラス板12と、被写体4の上面4aで反射された反射光の向きをレンズ5のある方向へと変える反射鏡13と、反射鏡13で反射された反射光を集光するレンズ5と、レンズ5からの光線を電気信号に変換する受光素子6とを備えている。画像取込みが可能な被写体4は例えばカード、小切手、通帳等である。受光素子6としてはライン形受光素子を使用している。
Further, the optical reading device 1 of the present embodiment includes a
ガラス板12は、LED3と被写体4との間に位置するように、媒体通路に向かって突出形成されたケース2の外側の媒体ガイド部2aに固定されている。反射鏡13は、ケース2内にねじ15で固定されたブラケット16の上部16aに貼り付けられている。ブラケット16の上部16aは、媒体上面4aからの反射光をレンズ5に向けるべくレンズ5に向かって適切な角度で折り曲げられている。照明装置11は、ホルダ17によってケース2に固定されている。ホルダ17は、光学式読取装置1のケース2の内側にねじ14で固定されている。レンズ5の前段には反射光の光量を絞る絞り23が設けられている。
The
この光学式読取装置1の制御装置は、受光素子6からの画像信号を制御するものであって、増幅器18、A/D(アナログ/ディジタル)変換器19、シェーディング処理回路20、中間調処理回路21及び白基準メモリ22から構成されている。シェーディング処理回路20は、A/D変換器19からの画像信号を白基準メモリ22内の白基準レベルに基づいて判断し、白基準レベルを越えた白色よりも反射率が高い部分を白としてシェーディング補正を行う。中間調処理回路21は擬似中間調処理(2値化処理)やモアレ除去を行う。白基準メモリ22は、LED3によるシェーディングに応じた白基準レベルを格納している。
The control device of the optical reader 1 controls an image signal from the
以上のように構成された本実施形態の光学式読取装置1の動作を以下に説明する。 The operation of the optical reading apparatus 1 of the present embodiment configured as described above will be described below.
被写体4が媒体通路を通過して媒体ガイド部2aの近傍まで搬送されると、図示しないセンサがこの被写体4を検出する。この検出信号を受けるとLED3が発光する。
When the subject 4 passes through the medium path and is conveyed to the vicinity of the medium guide portion 2a, a sensor (not shown) detects the subject 4. Upon receiving this detection signal, the
LED3からの照射光は、図1に示すようにシリンドリカルレンズ8のLED側部24に入射され、図4に示すようにプリズムシート10により分光される。分光された光線はシリンドリカルレンズ8の被写体側部25に入射され平行光に収束される。この平行光は照明装置11の下端に設けられた拡散部材9で拡散されて、照射むらの抑制された線状光として照明装置11から出射される。
The irradiation light from the
線状光はガラス板12を通過して媒体上面4aで反射する。この反射光は、反射鏡13によって反射された後、レンズ5の光軸に沿って受光素子6に入射して電気信号に変換される。受光素子6で変換された画像信号は、増幅器18により増幅されてA/D変換器19によりA/D変換され、シェーディング処理回路20においてシェーディング補正される。シェーディング処理回路20からの画像信号は、中間調処理回路21により擬似中間調処理(2値化処理)やモアレ除去をされる。これらの結果、媒体上面4aに形成されたインク文字やバーコード等の画像が読み取られ、データとして取り込まれる。
The linear light passes through the
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態ではLED3として白色LEDを使用しているが、これには限られず他の色のLEDであっても良い。
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, although a white LED is used as the
また、上述した実施形態では、シリンドリカルレンズ8を構成するLED側部24と被写体側部25とを別体にしているが、これには限られずこれらを一体にしても良い。この場合、例えば図7に示すように1本のシリンドリカルレンズ8の中央部に溝26を形成して、溝26よりLED3側をLED側部24、被写体4側を被写体側部25とする。そして、溝26にプリズムシート10を挿入して設置する。この場合もプリズムシート10の設置と位置決めを容易かつ正確に行うことができる。
In the above-described embodiment, the
さらに、上述した実施形態では、シリンドリカルレンズ8を断面略円形状に形成しているが、これには限られず断面略半円形状であっても良い。集光効果を得られるように調整した被写体側部25あるいはLED側部24のいずれか一方のみを設けて、その平面にプリズムシート10を設置するようにする。この場合もプリズムシート10の設置と位置決めを容易かつ正確に行うことができる。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
そして、上述した各実施形態では、プリズムシート10はシリンドリカルレンズ8に当接して位置決めされているが、これには限られず例えばケース2に当接して位置決めされるようにしても良い。
In each of the embodiments described above, the
また、上述した実施形態では、プリズムシート10をフレネルレンズ形状にしているが、このように物理的に光の屈折を生じさせるレンズには限られず材料自身の性質に依拠してLED3の見かけ上のピッチを小さくするものとしても良い。例えば屈折率の異なる2つの材質(例えばポリカーボネートとこれに配合したガラス成分など)から成る部材を利用することにより、内部での拡散性を高め明暗のピッチを狭めることができる。
In the above-described embodiment, the
1 光学式読取装置
3 LED
4 照射光
5 レンズ
6 受光素子
8 シリンドリカルレンズ
9 拡散部材
10 プリズムシート
11 照明装置
1
4
Claims (2)
The optical reader according to claim 1, wherein the prism sheet is positioned in contact with the cylindrical lens.
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