(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷陰極管光源と前記冷陰極管光源から原稿面に照射された光の反射光を受光し画像信号を発生する光電変換素子とを含み、
前記冷陰極管光源から熱を受けないよう離れた位置で環境温度を検出する温度検出回路と、
検出した温度情報に応じて原稿読取時に冷陰極管光源を点灯する駆動信号を制御する制御回路とを具備するスキャナにおいて、
前記温度検出回路は、前記制御回路を実装した基板上で環境温度を検出することを特徴とするスキャナ。
【請求項２】
前記制御回路は、原稿読取時に前記温度情報に基づいて前記冷陰極管光源の電極に印加する前記駆動信号の電流を制御することを特徴とする請求項１に記載されたスキャナ。
【請求項３】
前記制御回路は、原稿読取時に前記温度情報に基づいて前記冷陰極管光源の電極に印加する前記駆動信号の電圧を制御することを特徴とする請求項１に記載されたスキャナ。
【請求項４】
前記制御回路は、原稿読取時に前記温度情報に基づいて前記冷陰極管光源の電極に印加する前記駆動信号の印加時間を制御することを特徴とする請求項１に記載されたスキャナ。
【請求項５】
前記制御回路は、原稿読取時に前記温度情報に基づいて前記冷陰極管光源の電極に印加する前記駆動信号の周波数を制御することを特徴とする請求項１に記載されたスキャナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿に光を照射しその反射光を読み取るスキャナに関し、特に読み取り用光源として冷陰極管光源を使用しその温度制御回路を備えたスキャナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、原稿に光を照射しその反射光を読み取るスキャナには、ＦＡＸに使用されているもの、あるいはハンディタイプなどの単体のスキャナとして利用されているものがある。そのスキャナの光源には一般的にＬＥＤ光源、または冷陰極管光源が用いられる。この中で冷陰極管光源は低消費電力で高輝度であり、高速のカラースキャナ等に対して有効である。
【０００３】
一方、冷陰極管光源を使用したデバイスとして、特開１１−６７４８５号公報に開示されているように、カラー液晶ディスプレイがあり、そのバックライトに冷陰極管光源が用いられている。
【０００４】
一般に、冷陰極管光源は冷陰極管内部の水銀の飽和蒸気圧が温度により変化し、輝度が変化するという問題がある。液晶ディスプレイの場合、その使用時間が長いために冷陰極管光源の点灯時間も長くなり、温度の影響は冷陰極管光源の自己発熱による温度上昇の影響が強くなる。そのために冷陰極管光源の温度をできるだけ冷陰極管の近くで検出して温度制御する必要があった。
【０００５】
すなわち、液晶ディスプレイなどのバックライトとしての冷陰極管光源の場合、冷陰極管光源の近傍に温度センサを設け、バックライトとしての輝度を冷陰極管光源の温度に応じて制御する方式が一般に用いられている。
【０００６】
しかし、スキャナ、特に小型のハンディタイプのスキャナの場合、制御回路の実装場所制約から冷陰極管光源近傍に温度センサを取り付けることが難しいという問題がある。
【０００７】
また、スキャナのように原稿読取を行う時だけ光源を点灯するシステムの場合、点灯時間が数十秒程度と短いため、その間の管自体の自己発熱による温度変化は小さい。したがって、従来のスキャナでは、冷陰極管光源の温度上昇を心配する必要がほとんどなく、冷陰極管光源に対する温度制御は行われていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スキャナの場合、冷陰極管光源の点灯開始時（すなわち、読み取り開始毎）の環境温度が変化すると、冷陰極管光源の輝度が変化してしまう。このため、読み取った画像出力信号の振幅が環境温度により変化する。特に環境温度が低温下にある場合、画像出力信号の振幅が小さくなるために、画像出力信号のＳ／Ｎ比が劣化し、画質劣化に至るという問題がある。
【０００９】
このため、従来のスキャナでは、冷陰極管光源が冷えないよう点灯していない間にも小電流を冷陰極管光源に供給し管内の温度低下を防いでいた。しかしながら、点灯していない間、すなわち、原稿を読み取っていない間までも電流を流し続けるので、消費電力が増える問題があった。
【００１０】
そこで本発明の目的は、スキャナの実使用条件から、簡単な構成で効率の良い制御を行う目的で環境温度のみを検出して管電流を制御し、冷陰極管の輝度を一定に保つスキャナを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、冷陰極管光源と冷陰極管光源から原稿面に照射された光の反射光を受光し画像信号を発生する光電変換素子とを含むスキャナにおいて、前記冷陰極管光源から離れた位置で環境温度を検出する温度検出回路と、検出した温度情報に応じ原稿読取時に冷陰極管光源を点灯する駆動信号を制御することで輝度を一定に保つよう制御する制御回路とを具備することを特徴としている。
【００１２】
ここで、駆動信号の制御には、駆動信号の電流（管電流）を制御するもの、駆動信号の電圧を制御するもの、あるいは駆動信号の周波数を制御するものがある。
更に前記温度検出回路と制御回路とが既存の原稿読取装置の回路基板上に実装されることにより、温度制御を実現するために複雑な制御回路を追加することなく最小の部品点数追加により構成することを特徴とする。
【００１３】
本発明による別のスキャナは、冷陰極管光源と前記冷陰極管光源から原稿面に照射された光の反射光を受光し画像信号を発生する光電変換素子とを含むスキャナにおいて、冷陰極管光源の電極間のインピーダンスを検出するインピーダンス検出回路と、検出したインピーダンス情報に応じて原稿読取時に冷陰極管光源を点灯する駆動信号を制御する制御回路とを具備することを特徴とする。
【００１４】
冷陰極管光源の電極間のインピーダンスは、環境温度によって変化するので、そのインピーダンスを検出して冷陰極管光源の駆動信号を制御することで、輝度を一定に保つよう制御することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明によるスキャナの実施の形態を示す斜視図、図２は図１の断面図である。
【００１６】
図１に示すように、スキャナ１は、単独で使用可能なハンディタイプのスキャナである。スキャナ１の外面には、電源オン／オフスイッチ２０１、スキャンスイッチ２０２が設けられている。
【００１７】
電源オン／オフスイッチ２０１は、スキャナ１の電源オン・オフのためのスイッチである。スキャンスイッチ２０２は、スキャナ１で読み取り動作を行うときにオンとなり、読み取らないときにはオフとなるスイッチである。
【００１８】
また、図２に示すように、スキャナ１の内部には、冷陰極管光源２が設けられ、冷陰極管光源２からの光は被読み取り対象の原稿面Ａで反射される。そして、反射光は、ミラー３ａ、３ｂ間で反射を繰り返し、レンズ４を介して光電変換素子５に入射する。さらに、スキャナ１には、移動をなめらかにするためのローラ４４が設けられている。
【００１９】
さらにスキャナ内部には、冷陰極管光源２の温度制御回路および光電変換素子５の駆動回路および電源回路を実装した電気回路基板７を有する。環境温度を検出するための温度検出素子であるサーミスタ１５が電気回路基板７に実装されている。サーミスタ１５の位置は、発熱の大きな箇所でなく環境温度を検出できる位置であればどこでも良い。
【００２０】
図３は冷陰極管光源２の温度制御回路を示すブロック図である。
【００２１】
図３に示すように、温度制御回路は、スイッチ１２と、図示しない電源からの１２（Ｖ）の直流電圧を昇圧し５０ＫＨｚの周波数の高周波信号ｂに変換する昇圧変換回路１２と、環境温度検出のためのサーミスタ１５および補正回路１６からなる温度検出回路２０と、昇圧変換回路１２からの高周波信号ｂをサーミスタ１５による検出温度に応じて変化させることにより駆動信号ｃを発生し、冷陰極管光源２の輝度を変化させるための調光制御を実施する調光制御回路１３と、制御回路１７とを有する。
【００２２】
図４に示すように、環境温度を検出するサーミスタ１５による温度−抵抗特性Ｐ１は、非線形的に変化する。温度検出回路２０の補正回路１６は、これを直線的な特性Ｐ２に変換し、サーミスタ１５による検出温度変化によって生じる抵抗変化が直線的になるようサーミスタの出力を補正している。すなわち、補正回路１６は、調光制御回路１３による調光制御を環境温度に対して比例的に制御できるようにしている。
【００２３】
具体的には、温度検出回路２０の補正回路１６は、図５に示すように、可変抵抗Ｒ１、可変抵抗Ｒ２および特性補償回路Ｋ１からなり、可変抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値を変化させながら図５の補正回路全体のインピーダンスを変化させることによって、サーミスタ１５の出力特性を所望の特性（図４の特性Ｐ２）に近似させている。補正回路１６の出力は、環境温度の上昇に応じて直線的に減少する補正出力電圧ａである。
【００２４】
スキャナ１を動作させるとき、最初、スキャナの電源オン／オフスイッチ２０１がオンになり、さらに原稿Ａを読み取る場合には、図１のスキャンスイッチ２０２がオンになる。
【００２５】
スキャンスイッチ２０２がオンになると、図３の制御回路１７によりスイッチ１０がオンになる。なお、スイッチ１０は、スキャンスイッチ２０２そのものであっても良い。
【００２６】
スイッチ１０がオンになると１２（Ｖ）直流電圧が昇圧変換回路１２に供給される。
【００２７】
図６は昇圧変換回路１２および調光制御回路１３の動作を説明するための波形図である。
【００２８】
昇圧変換回路１２は、直流１２（Ｖ）の電圧信号を昇圧し、ピーク電圧ＶＰが実行値で１５００〜２０００（Ｖｒｍｓ）の高周波信号ｂを発生する。ピーク電圧ＶＰは、冷陰極管光源２を放電させるのに十分な値の電圧である。高周波信号ｂの周波数Ｔ０は本実施の形態では５０ＫＨｚであるが、その周波数に限定しない。
【００２９】
調光制御回路１３は、高周波信号ｂを補正回路１６からの補正出力電圧ａによって変化させることによって、冷陰極管光源２を点灯しその管電流を変化させる駆動信号ｃを発生する。駆動信号ｃは、冷陰極管光源２の図示しない電極に供給される。
【００３０】
具体的には、調光制御回路１３は、図６に示すように、周期Ｔ３（＝Ｔ１＋Ｔ２）毎に制御を行い、周期Ｔ３毎に高周波信号ｂのオン時間Ｔ１を補正出力電圧ａに比例して変化させる。すなわち、管電流を間欠的に流す駆動信号ｃを発生し、その印加時間により実効的な管電流を制御する。この結果、サーミスタ１５の検出温度が上昇するにつれ、駆動信号ｃのオン時間Ｔ１を温度に比例して減少し、冷陰極管光源２の輝度（光量）を一定に保つ。
【００３１】
したがって、図３の温度制御回路は、原稿読取時にサーミスタ１５により検出された環境温度に応じて冷陰極管光源２の管電流を変化させ、輝度が一定になるよう制御する。すなわち、調光制御回路１３から冷陰極管光源２に印加される駆動信号ｃが制御され、環境温度によらず常に一定の輝度となる。この結果、冷陰極管光源４から原稿７に照射される光の明るさが常に一定となり、図１のレンズ４を介して光電変換素子５により読み取った原稿Ａの画像信号の振幅が常に一定となるため、環境温度によらず一定の画質を得ることが出来る。
【００３２】
図３において、冷陰極管光源２の点灯を制御する駆動信号を発生する制御回路については様々な方法が考えられる。
【００３３】
たとえば、図３の場合、点灯電圧を発生する昇圧変換回路１２を調光制御回路１３と区別していたが、これを１つの制御回路とし、温度検出回路２０からの温度情報によって冷陰極管光源２を点灯する駆動信号を制御するようにして良い。
【００３４】
１つの例として、制御回路に電圧制御回路を採用し、駆動信号ｃのピーク／ピーク電圧ＶＰを補正出力電圧ａに応じて変化させるようにしても良い。この場合、サーミスタ１５による環境温度の上昇に伴って駆動信号ｃの電圧を減少させることにより冷陰極管光源２の輝度を一定に保つ。
【００３５】
また、制御回路に電圧／周波数変換回路を採用し、駆動信号ｃの周波数を補正出力電圧ａに応じて変化させるようにしても良い。この場合、サーミスタ１５による環境温度の上昇に伴って駆動信号ｃの周波数を減少させることにより冷陰極管光源２の輝度を一定に保つ。
【００３６】
また、本発明の実施の形態では、温度検出回路と制御回路をディジタル回路で構成しても良い。この場合、制御回路は、温度検出回路から温度ディジタル情報を受信しその温度ディジタル情報に応じて予めＲＯＭに記憶された所定の波形の駆動信号を発生し、その駆動信号を１５００〜２０００（Ｖｒｍｓ）に昇圧してから冷陰極管光源２を駆動する。
【００３７】
以上のように本発明による実施の形態では環境温度に注目して管電流を制御し、スキャン時の輝度を一定に保つ制御を行う。
【００３８】
これにより、原稿読取開始時には環境温度に応じて管電流の値が一義的に決まり、スキャナやＦＡＸのような装置使用温度範囲（５〜３５℃）の中で常に一定の輝度を得ることができ、環境温度によらず一定の画質を得ることが可能となる。
【００３９】
図７は本発明の他の実施の形態を示すブロック図である。本実施の形態は、図３の温度検出回路２０を、冷陰極管光源２の冷陰極管の正味のインピーダンスの変化を検出するインピーダンス検出回路３０に置き換えたもので、それ以外の部分は、図３と同様である。
【００４０】
インピーダンス検出回路３０は、環境温度により変化する冷陰極管光源２のインピーダンスを検出し、そのインピーダンス値に応じて変化する電圧信号ｄを発生する。
【００４１】
調光制御回路１３は、その電圧信号ｄにより陰極管光源２に供給する駆動信号を制御する。駆動信号は、前述した実施の形態と同様、管電流、電圧、あるいは周波数を制御するものである。
【００４２】
この様な構成においても環境温度によらず、冷陰極管光源の輝度を一定に保つことができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるスキャナは、光源に冷陰極管を用いた単体のスキャナやＦＡＸ等のスキャナにおいて、環境温度によらず冷陰極管光源の輝度を一定に保つことが可能である。
【００４４】
環境温度によらず輝度が一定になることにより、従来のように画像処理回路の中に設けていたピーク追従回路が不要となり、装置全体としてコスト低減を実現できる。また、環境温度によらず画像信号のＳ/Ｎが一定になり、画質劣化が少ないという効果がある。
【００４５】
本発明は冷陰極管光源そのものの温度を検出するのではなく環境温度のみを検出する温度検出素子は、装置内の発熱の大きな個所を除いてどこにでも具備することが可能であり、回路設計の自由度が大きく、従来の原稿読取装置の回路構成に対し、最小限の部品追加にて実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の形態のスキャナの外観を示す斜視図である。
【図２】図１のスキャナの断面図である。
【図３】本発明による実施の形態のスキャナの温度制御回路を示すブロック図である。
【図４】図３に示す温度制御回路のサーミスタの特性とその特性を補正した特性を示す特性図である。
【図５】図３に示す温度制御回路の温度検出回路を示す回路図である。
【図６】図３に示す温度制御回路の昇圧変換回路及び調光制御回路の動作を説明するための波形図である。
【図７】本発明による他の実施の形態の温度制御回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    スキャナ
２    冷陰極管光源
１０    スイッチ
１２    昇圧変換回路
１３    調光制御回路
１５    サーミスタ
１６    補正回路
２０    温度検出回路
【図１】
0003950598.tif 000002
【図２】
0003950598.tif 000003
【図３】
0003950598.tif 000004
【図４】
0003950598.tif 000005
【図５】
0003950598.tif 000006
【図６】
0003950598.tif 000007
【図７】
0003950598.tif 000008