JPH0662172A - 光学読取装置の補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】経年変化によるセンサ特性の劣化を補正して常
に最適状態で運用させる光学読取装置の補正方法に関
し、バイナリサーチを用いた傾き計算のための２点の検
出精度を飛躍的に向上させて少い劣化量であっても正確
に補正可能とする。 【構成】バイナリーサーチにより決定した端点Ａ₁ の発
光量Ｘ₁₀に所定の発光量α加えて第２端点Ａ₂ に修正し
た後に発光量Ｘ₂₀で実際に発光させた時の受光量Ｙ₃₀を
検出して真の端点Ａ₃ の座標（Ｘ₂₀，Ｙ₃₀）とする。ま
たバイナリーサーチにより決定した特性点Ｂ₁ の発光量
Ｘ₁₀₀ で実際に発光させた時の受光量Ｙ ₂₀₀ を検出して
真の特性点Ｂ₂ の座標（Ｘ₁₀₀ ，Ｙ₂₀₀ ）とする。この
ようにして得た点Ａ₃ ，Ｂ₂ の座標情報を光センサ部の
初期特性として記憶する。運用時には、記憶した点Ａ
₃ ，Ｂ₂ の発光量Ｘ₂₀，Ｘ₂₀₀ で発光して媒体がない状
態での受光量Ｙ₄₀，Ｙ₃₀₀ を検出し、初期段階と運用時
の受光量の差の比率とし傾きの比率を求め、推定した媒
体あり時の特性となるように発光量を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、経年変化によるセンサ
特性の劣化を補正して常に最適状態で運用させる光学読
取装置の補正方法に関する。光学読取装置においては、
アレイ状に並んだ複数の光透過センサ或いは光反射セン
サを使用して、検査対象となる紙葉類を微小領域に分け
て模様や濃淡を測定し、測定信号を増幅した後にＡ／Ｄ
変換し、最終的に画像処理を行っている。

【０００２】しかし、光学読取装置に使用している光学
センサは、経年変化や汚れ等により運用中に特性が変化
するため、特性劣化が起きても初期設定された精度を維
持するように補正する必要がある。

【０００３】

【従来の技術】図７は従来の光学読取装置に使用されて
いる透過型の光センサ部を示した説明図である。図７に
おいて、検査を受ける紙葉類３２の通過位置を挟んで、
上部に複数の発光素子２６をアレイ状に並べた発光部２
４が設置され、下側に複数の受光素子３０をアレイ状に
並べた受光部２８が設置されている。

【０００４】受光部２８はアレイ状に並んだ複数の受光
素子３０により紙葉類３２を透過した発光部２４からの
透過光を受光してライン単位に電気信号に変換し、増幅
後にＡＤ変換して階調画像データを生成し、この階調画
像データに対し画像処理を行うことで、紙葉類３２の真
偽の認識等を行っている。このような光学読取装置にお
ける従来の補正方法としては、出荷時に測定したセンサ
特性をメモリに記憶しておき、運用時に測定したセンサ
特性とメモリに記憶した初期特性とを比較し、この比較
結果に基づいて補正処理を行っている。

【０００５】図８は、光センサ部の特性グラフを出荷時
と実際の運用時について示す。図８において、出荷時に
は、通過媒体がないときは特性１００となり、通過媒体
があると特性２００のようになる。通過媒体なしの特性
１００にあっては、発光量Ｘ＝０のときにオフセットと
して受光量Ｙ₁₀が出力される。発光量Ｘを徐々に増加さ
せていくと、Ａ点から特性曲線は立上り、発光量Ｘに比
例して受光量Ｙは急速に増加し、最終的にＢ点で飽和す
る。一方、透過媒体ありの特性２００にあっては、媒体
により透過光量が遮られるため、発光量Ｘの増加に対す
る受光量の傾きが小さくなり、Ｃ点で飽和する。

【０００６】運用時の補正は、まず出荷時に図８の媒体
なし時の特性１００と媒体あり時の特性２００を各受光
素子毎に測定してメモリに格納しておく。運用時は、媒
体を装置に投入する直前に、破線で示す媒体なし時の特
性１０２を測定し、メモリに格納した出荷時の媒体なし
時の特性１００とを比較し、両者の傾きの比率から運用
時の媒体あり時の特性２０２を推定しいる。

【０００７】即ち、出荷時の媒体なし時の特性１００が
経年変化で５％劣化して運用時に特性１０２のように傾
きが寝てきたとすると、出荷時の媒体あり時の特性２０
０についても同じ比率５％で劣化して運用時に特性２０
２になっているものと推定し、Ｃ点の発光量を僅かに増
加してＣ₁ 点の発光量に補正し、規定のダイナミックレ
ンジＤＬを確保できるようにしている。

【０００８】このような従来の補正方法を実現するため
には、ほぼ垂直に近い状態で立ち上っている特性１００
における直線ＡＢの傾きを正確に求めることができない
と、劣化量が数％と少ない場合、補正原理そのものが誤
差により意味を持たなくなる。図９（ａ）は出荷時にお
ける媒体なし時の特性１００を取り出して示したもの
で、図９（ｂ）に直線ＡＢを拡大して示す。この直線Ａ
ＢはＡ点の座標を（Ｘ₁₀，Ｙ₁₀）、Ｂ点の座標を（Ｘ
₁₀₀ ，Ｙ₁₀₀ ）とすると、傾きは例えば（Ｙ₁₀₀ −
Ｙ₁₀）／（Ｘ₁₀₀ −Ｘ₁₀）＝１００／１０＝１０とな
る。しかし、Ａ点及びＢ点の座標を正しく生成しない
と、例えば分母の値が左右に１つずれるだけで、傾きは １００／１１＝９．０９ １００／ ９＝１１．１１ と大きくことなってしまう。

【０００９】従来の媒体なし時の特性１００における傾
き生成は、図１０（ａ）に示すバイナリーサーチにより
行っている。まずＢ点の発光量Ｘ１００ を決定するバ
イナリーサーチは次の手順で行う。 （１）発光量ＸをＸ＝０とし、受光量ＹのオフセットＹ
₁₀を測定する。 （２）次にオフセットＹ₁₀に所定のダイナミックレンジ
ＤＬを確保するための受光量Ｙ₁₀₀ をＹ₁₀₀ ＝Ｙ₁₀＋Ｄ
Ｌとして求める。

【００１０】（３）十分に明るい発光量Ｘ_max で発光さ
せて受光量Ｙ_max を求め、Ｂ点の発光量Ｙ₁₀₀ より大き
い場合には、発光量Ｘ_max を半分にした（Ｘ_max ／２）
を求める。以下順次半分にした発光量による受光量がＢ
点の発光量Ｙ₁₀₀ より小さくなるまで同じ処理を繰り返
す。 （４）この場合、発光量を（Ｘ_max ／４）とした時の受
光量がＢ点の受光量Ｙ ₁₀₀ によ小さくなることから、こ
の場合は、 ｛（前回の発光量）−（今回の発光量）｝／２＋今回の
発光量＝｛（Ｘ_max ／２）−（Ｘ_max ／４）｝／２＋
（Ｘ_max ／４）＝３Ｘ_max ／８ として新たな発光量を計算する。即ち、反対側に折り返
す。

【００１１】（５）以下同様に（３）又は（４）の処理
を繰り返すと、Ｂ点の発光量Ｘ₁₀₀の値に収束する。 次にＡ点の発光量Ｘ₁₀を決定するバイナリーサーチは次
の手順で行う。 （１）発光量ＸをＸ＝０とし、受光量ＹのオフセットＹ
₁₀を測定する。 （２）十分に明るい発光量Ｘ_max で発光させて受光量Ｙ
_max を求め、Ａ点の発光量Ｙ₁₀に一致するか否か判定す
る。一致しなけば発光量Ｘ_max を半分にした（Ｘ_maX ／
２）を求める。以下発光量Ｙ₁₀に一致するまで順次半分
にした発光量による受光量の測定を繰り返す。

【００１２】（３）Ａ点の発光量Ｙ₁₀に一致した場合
は、発光量を（Ｘ_max ／４）とした時の受光量がＢ点の
受光量Ｙ₁₀₀ より小さくなることから、この場合は、 ｛（前回の発光量）−（今回の発光量）｝／２＋今回の
発光量 として新たな発光量を計算する。即ち、反対側に折り返
す。 （４）以下同様に（２）又は（３）の処理を繰り返す
と、Ａ点の発光量Ｘ₁₀の値に収束する。

【００１３】このように図１０（ａ）に示したバイナリ
ーサーチにより２点ＡＢの座標を検出し、直線ＡＢの傾
きを計算して出荷時に不揮発性メモリに格納しておき、
運用時には、全く同様にしてバイナリーサーチにより求
めた２点ＡＢの座標から傾きを計算して傾きの比率を求
め、図８に示たように媒体あり時の特性２０２を推定
し、この特性２０２となるように光センサ部の発光量を
補正している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の光学読取装置の補正方法にあっては、バイナ
リーサーチによる収束で得られる傾き計算に使用する座
標点は、１ドット分の誤差が必ず存在するため、図９に
示したように直線ＡＢの傾きが大きいために、誤差が影
響して補正を大きく狂わす問題があった。

【００１５】また図１０のバイナリーサーチによるＡ点
の発光量Ｘ₁₀の決定にあっては、図１１に拡大して示す
ように、最初に発光量Ｘ＝０として求めたオフセットを
与える発光量Ｙ₁₀に対し、Ａ点までの間にある実際の受
光出力が明確でなくズレている場合がある。このためバ
イナリーサーチによる受光量がＹ₁₀に一致せず、反対側
への折り返しがうまくいかず、発光量Ｘ＝０に収束し、
Ａ点の発光量Ｘ₁₀が検出できないという問題があった。

【００１６】更に、実際の劣化量が数％程度の場合、出
荷時の傾き生成時の演算誤差、運用時の傾き生成時の演
算誤差、両者の比をとるための割算時の演算誤差に起因
し、本来劣化して計算結果が１より対さくなる傾きの比
率が、１を越えてしまう場合があり、信頼性に欠ける問
題があった。本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、バイナリーサーチを用いた傾き計算
のための２点の検出精度を飛躍的に向上させて少い劣化
量であっても正確に補正できるようにした光学読取装置
の補正方法を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。まず本発明は、媒体を透過又は反射した光を
受光して電気信号に変換する光センサ部を備えた光学読
取装置の補正方法を対象とする。このような光学読取装
置の補正方法して本発明は次の手順に従った処理を行
う。 （１）端点決定過程 媒体が存在しないときの受光信号の発光量（Ｘ）と受光
量（Ｙ）との関係を示す二次元座標の特性グラフにおけ
る立上がり端点Ａ₁ の座標（Ｘ₁₀，Ｙ₁₀）を、バイナリ
ーサーチにより決定する。 （２）端点修正過程 端点決定過程で得られた端点Ａ₁ の発光量Ｘ₁₀に所定の
発光量α加えて修正し、修正発光量Ｘ₂₀に対応する受光
量Ｙ₂₀を特性グラフから求めて第２端点Ａ₂ の座標（Ｘ
₂₀，Ｙ₂₀）とする。 （３）最終端点決定過程 端点修正仮定で得られた第２端点Ａ₂ の発光量Ｘ₂₀で実
際に発光させた時の受光量Ｙ₃₀を検出して真の端点Ａ₃
の座標（Ｘ₂₀，Ｙ₃₀）とする。 （４）特性点決定過程 立上がり端点Ａ₁ に所定のダイナミックレンジＤＬを加
えた特性点Ｂ₁ の座標Ｘ₁₀₀ ，Ｙ₁₀₀ を、バイナリーサ
ーチにより決定する。 （５）最終特性点決定過程 特性点決定過程で得られた特性点Ｂ₁ の発光量Ｘ₁₀₀ で
実際に発光させた時の受光量Ｙ₂₀₀ を検出して真の特性
点Ｂ₂ の座標（Ｘ₁₀₀ ，Ｙ₂₀₀ ）とする。 （６）記憶過程 最終端点決定で得られた端点Ｂ₃ の座標（Ｘ₂₀，Ｙ₃₀）
および最終特性点決定過程で得られた特性点Ｂ₂ の座標
（Ｘ₁₀₀ ，Ｙ₂₀₀ ）を光センサ部の初期特性として記憶
する。 （７）受光量検出過程 光センサ部の使用時に、記憶過程で記憶した端点Ａ₃ お
よび特性点Ｂ₂ の発光量Ｘ₂₀，Ｘ₂₀₀ で発光して媒体が
ない状態での受光量Ｙ₄₀，Ｙ₃₀₀ を検出する。 （８）補正過程 受光量検出過程の検出結果と記憶過程で記憶した初期特
性とに基づく傾き比率に基づいて推定した媒体あり時の
特性となるように発光量を補正する。

【００１８】ここで、端点Ａ₁ 決定過程におけるバイナ
リーサーチは、バイナリーサーチにより求めた発光量
が、発光量ゼロの時のオフセットとなる受光量Ｙ₁₀を中
心とした所定の幅に入った時に、逆側に折り返すように
する。また出荷時の記憶過程では、傾きを計算して記憶
せず、最終的に決定された端点Ａ₃ および特性点Ｂ₂ の
各発光量Ｘ₂₀，Ｘ₁₀₀ と受光量の差（Ｙ₂₀₀ −Ｙ₃₀）を
記憶し、メモリ容量を節減する。

【００１９】これに対応して、運用時の補正過程では、
運用開始前の検出過程で検出した受光量の差（Ｙ₃₀₀ −
Ｙ₄₀）と記憶過程で記憶している受光量の差（Ｙ₂₀₀ −
Ｙ₃₀）から傾きの比率を求め、割算が１回で済むように
している。

【００２０】

【作用】このような構成を備えた本発明による光学読取
装置の補正方法によれば、次の作用が得られる。まず、
特性点Ｂ₁ の発光量Ｘ₁₀₀ はバイナリーサーチにより導
出するが、導出した発光量Ｘ₁₀₀ で再度発光して特性点
Ｂ₂ の受光量Ｙ₂₀₀ を使用する。

【００２１】また、端点Ａ₁ の発光量Ｘ₁₀を導出するバ
イナリーサーチでは、必ずしもオフセットＹ₁₀が一定に
なるとは限らないため、オフセットＹ₁₀に対しある一定
の幅に入ったら逆側へ折り返すようし、確実にＡ₁ 点の
発光量Ｘ₁₀に収束可能としている。また、実際の特性は
Ａ₁ 点でシャープに立ち上がるわけではないため、数ド
ットずらした点Ａ₂ に修正し、最終的にＡ₂ 点の発光量
Ｘ₂₀による再発光で得られたＡ₃ 点の受光量Ｙ₃₀を使用
する。

【００２２】また出荷時の特性の記憶は、傾きを計算し
て記憶することはせず、２点Ａ，Ｂの座標のうち発光量
Ｘ₂₀，Ｘ₁₀₀ および受光量の差（Ｙ₂₀₀ −Ｙ₃₀₀ ）だけ
を記憶する。これに対し従来は除算により傾きを計算し
ていることから演算誤差が起き、また２点の各座標を受
光素子毎に記憶すると（全受光素子数）×４バイト分の
メモリ容量を必要とするが、本発明はメモリ容量を３／
４に減らすことができる。

【００２３】更に運用時にも従来はバイナリーサーチに
より座標の導出しているため誤差が避けられなかった
が、本発明は、運用時はバイナリーサーチは行わない
ず、出荷時に格納した２点Ａ₃ ，Ｂ₂ の発光量Ｘ₂₀，Ｘ
₁₀₀ をそのまま用いて発光させ、この発光で得られた受
光量Ｙ₄₀，Ｙ₃₀₀ を用いて発光量の差（Ｙ₃₀₀ −Ｙ₄₀）
のみを計算するため誤差は起きない。

【００２４】更に、傾きの比率を求める計算も、直接傾
きから計算するのではなく、Ｘ座標側が共通であること
に注目し、Ｙ座標側の差の比で傾きに代用させており、
従来より処理も容易になり、また割算が２回減って１回
数で済むため、計算の精度も著しく高することができ、
劣化量が少なくとも正確な発光量の補正ができる。

【００２５】

【実施例】図２は本発明の補正方法が適用される光学読
取装置の実施例を示した実施例構成図である。図２にお
いて、１２は光センサ部であり、図７に示したように紙
葉類３２の痛快値を破産で上下に発光部２４と受光部２
８を配置しており、発光部２４は複数の発光素子２６を
アレイ状に配置し、また受光部２８にも同様に複数の受
光素子３０をアレイ状に配置している。尚、図７は透過
型の光センサ部を例にとるが、それ以外に発光部と受光
部が同じ側に設けられた反射が他の光センサ部であって
も良い。

【００２６】光センサ部１２に設けた受光部の各受光素
子からの受光信号は１ライン単位に読み出されて増幅部
１４で増幅された後、Ａ／Ｄ変換部１６で階調画像デー
タに変換され、画像データ処理部（図示せず）に供給さ
れると同時に、本発明による補正のためセンサ補正部１
８にも与えられる。センサ補正部１８に対しては第１記
憶部２０は第２記憶部２２が設けられる。

【００２７】第１記憶部２０には装置出荷時のセンサ特
性が予め格納されている。第２記憶部２２には装置運用
時に第１記憶部２０のセンサ特性と実際に検出した運用
時のセンサ特性に基づいて補正された発光量を記憶す
る。従って、運用時における光センサ部１２の発光量は
第２記憶部２２に記憶された補正後の発光量を使用して
行うにことになる。

【００２８】更に、中央処理装置１０が設けられ、中央
処理装置１０は出荷時におけるセンサ特性の検出による
第１記憶部２０への格納及び運用時における使用量の読
取り直前におけるセンサ特性の測定に基づく発光量の補
正、更に補正された発光量に得られた画像データに基づ
く図示しない画像処理部における画像認識処理等、全体
的な制御を行う。

【００２９】図３は図２の第１記憶部２０に格納する装
置出荷時におけるセンサ特性の説明図である。図３にお
いて、特性図は横軸を発光量Ｘ、縦軸を発光量Ｙとした
２次元座標で示され、透過媒体なし時の特性１００と透
過媒体あり時の特性２００をもつ。本発明にあっては、
媒体なし時の特性１００の立上がり端点Ａ₁ とダイナミ
ックレンジＤＬを与える特性点Ｂ₁ の各々についてバイ
ナリーサーチにより対応する発光量Ｘ₁₀，Ｘ₁₀₀ を導出
する。

【００３０】バイナリーサーチにより導出した端点Ａ₁
の発光量Ｘ₁₀については特性１００の立上がりは実際に
は折れ線とはならず、緩やかに立ち上がっていることか
ら、これによる誤差を防ぐため、予め定めた所定発光量
α、例えば数ドット加算した発光量Ｘ₂₀で与えられるＡ
₂ 点を修正端点とする。更に、実際に格納する端点の座
標としては、修正したＡ₂ 点の発光量Ｘ₂₀で実際に発光
して得られた受光量Ｙ ₃₀をもつＡ₃ 点の座標（Ｘ₂₀，Ｙ
₃₀）を格納する。

【００３１】更に、Ａ₁ 点の発光量Ｘ₁₀を導出するため
のバイナリーサーチにあっては、従来はバイナリーサー
チで２分の１として求めた発光量における受光量の値が
オフセットを与える受光量Ｙ₁₀に一致したときに右側に
おり返しているが、本発明にあってはオフセット発光量
Ｙ₁₀を中心としたある幅の中にあれば右側に折り返し、
実際のオフセットＹ₁₀にばらつきがあっても、確実にバ
イナリーサーチでＡ₁点の発光量Ｘ₁₀に収束できるよう
にしている。

【００３２】一方、バイナリーサーチで求めた特性点Ｂ
₁ についても、そのまま出荷時の特性として格納せず、
バイナリーサーチで求めたＢ₁ 点の発光量Ｘ₁₀₀ により
実際に発光して得られた受光量Ｙ₂₀₀ をもつＢ₂ 点の座
標（Ｘ₁₀₀ ，Ｙ₂₀₀ ）を格納する。また、図２の第１記
憶部２０に記憶する出荷時の特性としては、直線Ａ₃ ，
Ｂ ₂ の傾きは計算せず、２点Ａ₃ ，Ｂ₂ の各発光量
Ｘ₂₀，Ｘ₁₀₀ と受光量の差である（Ｙ₃₀₀ −Ｙ₂₀）を格
納する。

【００３３】このような出荷時における第１記憶部２０
に対するセンサ特性の記憶状態で、実際に運用する際に
はユーザが検査対象とする紙葉類を装置に挿入する直前
に中央処理装置１０はセンサ補正部１８で起動して発光
量の補正処理を行っている。この補正処理は第１記憶部
２０に記憶しているセンサ特性の中から２点Ａ₃ ，Ｂ ₂
の発光量Ｘ₂₀，Ｘ₁₀₀ を読み出し、この発光量を順次光
センサ部１２に与えて、実際の受光量Ｙ₄₀，Ｙ₃₀₀ を測
定する。

【００３４】続いて実測された受光量の差（Ｙ₃₀₀ −Ｙ
₄₀）と第１記憶部２０に記憶している出荷時の受光量の
差（Ｙ₂₀₀ −Ｙ₃₀）の比率Ｋを演算する。この演算は実
質的に出荷時の傾きと運用時の傾きの比に一致する。即
ち、

【００３５】

【数１】

【００３６】となる。このような出荷時と運用時の傾き
の比率計算にあっては割算を１回行うだけで済み、従
来、３回必要とした割算が２回少なくできるため、割算
で生じていた演算誤差を大幅に低減し、例えば劣化が起
きている状態で１を越えるような傾きの比率が演算され
てしまうエラーを確実に防止できる。更に、第１記憶部
２０に対する出荷時のセンサ特性の記憶は、従来は直線
２点間の各座標を記憶していたものが、本発明は２点の
発光量と２点間の受光量の差で済むことから、メモリ容
量が４分の３で済ますことができる。具体的には光セン
サ部１２に設けていた複数の受光素子毎にセンサ特性を
第１記憶部２０に格納することから、記憶容量を４分の
３にできれば十分にメモリ容量を減らすことができる。

【００３７】このようにして出荷時と運用時の傾きの比
率Ｋが求まったならば、図３における出荷時における透
過媒体あり時の特性２００をＣ点が判っていることか
ら、特性１００における劣化量による比率と同じ比率で
劣化した特性２０２によるＣ₁点を求め、この特性２０
２が得られるように発光量ＸをΔＸ分だけ増加する補正
を行うことになる。

【００３８】図４は図３の出荷時において媒体なし時の
特性１００のＡ点側の特性を測定するためのバイナリー
サーチの詳細を示したフローチャートである。図４にお
いて、まずステップＳ１で発光量ＸをＸ＝０として受光
量Ｙのオフセット出力Ｙ₁₀を測定する。続いてステップ
Ｓ２でオフセット出力Ｙ₁₀から所望のダイナミックレン
ジＤＬを確保したＢ₁ 点の受光量を与えるＹ₁₀₀ を計算
する。

【００３９】次にステップＳ３で発光量Ｘを最も明るい
状態、即ち最大発光量Ｘ_max にセットする。続いてステ
ップＳ３に進み、バイナリーサーチの回数を決めるカウ
ンタＮが０か否かチェックする。最初カウンタＮは予め
定めたバイナリーサーチの回数にセットされており、バ
イナリーサーチを１回行うごとに１つデクリメントさ
れ、Ｎ＝０でバイナリーサーチの終了とする。

【００４０】最初、カウンタＮは０でないことからステ
ップＳ４に進み、このときセットされている光量Ａで発
光させたときの受光量Ｙをセットする。最初はステップ
Ｓ２で光量ＡはＡ＝Ｘ_max にセットされており、最大受
光量Ｙ_max が測定される。続いてステップＳ５で測定し
た受光量Ｙからオフセット受光量Ｙ₁₀を引いた値の２乗
が、予め定めた必要幅、例えばタイナミックレンジＤＬ
＝１００とした場合、β＝４〜９程度の必要幅に収まっ
ているか否か判定する。最初は測定した受光量Ｙはオフ
セットＹ₁₀に近づいていないことからステップＳ５の条
件を満足せず、ステップＳ６に進み、現在の発光量Ａを
Ｂに置き換える。

【００４１】続いて新たな発光量Ａとして、現在の発光
量を半分にした発光量を算出し、ステップＳ８でカウン
タＮを１つデクリメントした後、ステップＳ３からＳ４
に戻って、半分にした発光量Ａで発光させて受光量Ｙを
測定する。このようなステップＳ４〜Ｓ８の処理を繰り
返すと、発光によるＹの値は徐々にオフセット受光量Ｙ
₁₀に近づき、ステップＳ５の条件を満足する範囲に入
る。

【００４２】ステップＳ５の条件を満足する受光量Ｙが
得られた場合にはステップＳ９に進み、反対側へ折り返
すための発光量の演算を行う。このステップＳ３〜Ｓ９
のバイナリーサーチを繰り返している途中でカウンタＮ
が０に達するとステップＳ１０に進み、現在セットされ
ている発光量ａをＡ₁ 点に収束した導出すべき発光量Ｘ
₁₀とし、更にステップＳ１１で所定ドットに対応する規
定発光量αを加えてＡ ₂ 点の発光量Ｘ₂₀に修正する。

【００４３】続いてステップＳ１２でバイナリーサーチ
で求めた最終的な発光量Ｘ₂₀により再度発光させて、そ
のときの受光量Ｙ₃₀を測定し、Ａ₃ 点の座標（Ｘ₂₀，Ｙ
₃₀）としてメモリに格納する。図５は図３のＢ点側の発
光量をバイナリーサーチにより導出するための処理動作
を示したフローチャートである。

【００４４】図５において、まずステップＳ１で発光量
Ｘを０としてオフセット受光量Ｙ₁₀を測定する。続いて
ステップＳ２でオフセット受光量Ｙ₁₀から所望のダイナ
ミックレンジＤＬを確保したＤ₁ 点を与える受光量Ｙ
₁₀₀ を計算する。次にステップＳ３で発光量Ｘを最明状
態である最大発光量Ｘ_max にセットする。続いてバイナ
リーサーチの回数をチェックするカウンタＮがＮ＝０か
否かチェックしてステップＳ５に進み、現在セットされ
ている発光量ａで発光させたときの出力Ｙを測定する。
最初、発光量ａはステップＳ３で最大発光量Ｘ_max にセ
ットされているため、受光量Ｙとしては最大受光量Ｙ
_max が測定できる。続いてステップＳ６でＢ₁ 点の受光
量Ｙ₁₀₀ と測定受光量Ｙを取得する。

【００４５】このとき測定受光量ＹはＹ_max と最大であ
ることからステップＳ６の条件は成立せず、ステップＳ
７に進んで、現時点でセットされている発光量ａをｂに
セットし、新たな発光量ａとして現在の発光量ａの２分
の１の発光量をステップＳ８でセットし、ステップＳ９
でカウンタＮを１つデクリメントした後、ステップＳ５
の発光測定に戻る。

【００４６】このようなステップＳ４〜Ｓ９の処理を繰
り返すうちに、測定される受光量Ｙの値はＢ₁ 点の発光
量Ｙ₁₀₀ 以下となり、ステップＳ１０に進み、右側に折
り返すための発光量ａの計算を行う。そして、バイナリ
ーサーチの繰り返しでカウンタＮが０に達するとステッ
プＳ１１に進み、このときセットされている発光量ａを
Ｂ₁ 点の発光量Ｘ₁₀₀ にステップＳ１１に置き換え、続
いてステップＳ１２でバイナリーサーチで得られた最終
発光量Ｘ₁₀₀ で再度発光させて受光量Ｙ₂₀₀ を測定し、
Ｂ₂ 点の座標（Ｘ₁₀₀，Ｙ₂₀₀ ）としてメモリに格納す
る。

【００４７】尚、図４，図５にあっては、ステップＳ１
２でバイナリーサーチで得られたＡ ₃ 点とＢ₂ 点の各座
標をメモリに格納しているが、実際には前述したように
Ａ₃点とＢ₂ 点の発光量Ｘ₂₀，Ｘ₁₀₀ と２点間の受光量
の差（Ｙ₂₀₀ −Ｙ₃₀）の３つをメモリに格納する。図６
は本発明の運用時における発光量の補正処理を示したフ
ローチャートである。

【００４８】図６において、まずステップＳ１で装置の
メモリに格納している出荷時に得られた発光量Ｘ₂₀，Ｘ
₁₀₀ を用いて発光させ、受光量Ｙ₄₀，Ｙ₃₀₀ を測定す
る。続いてステップＳ２に進み、出荷時の媒体なし時の
直線の傾きと運用時の同じく媒体なし時の直線の傾きＫ
を出荷時の発光量の差と運用時の発光量の差から計算す
る。

【００４９】続いてステップＳ３に進み、ステップＳ２
で算出された媒体なし時の直線の傾きの比率を媒体あり
状態で測定した出荷時の特性２００に適用して運用時の
特性２００を推定し、特性２０２から特性Ｃ₁ 点が決ま
ることから、Ｃ点とＣ₁ 点の差で与えられるΔＸ分だけ
光センサ部の発光量を増加する補正を行う。

【００５０】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、次の効果が得られる。まずバイナリーサーチにより
求めた発光量で再度発光させた受光量からセンサ特性の
座標点としているため、発光量補正のための傾き計算に
用いる計算精度を著しく高めることができる。

【００５１】また、バイナリーサーチにより必ずしも完
全に収束点まで見つけなくても、最終的には求めた発光
量で再発光して受光量を決めているため、バイナリーサ
ーチの処理回数を半分程度に低減でき、アレイ状に配列
された複数のセンサについて行っているバイナリーサー
チの回数が半減されることで処理時間を大幅に短縮する
ことができる。このバイナリーサーチの処理回数につい
ては、従来８回行っていたものを、本発明にあっては４
回にしても同じ精度が得られている。

【００５２】また、センサ特性の立上がり点のバイナリ
ーサーチにあっては、立上がり点に対する折返しを立上
がり点の値に対し、ある幅を持たせてその範囲に入った
ときに逆側に折り返しているため、確実に立上がり点に
収束することができる。更に、立上がり点は実際にはゆ
っくり立ち上がることから、バイナリーサーチで求めた
立上がり点から数ドットずらした点を実際の座標点とす
ることで、従来に比べ著しい精度向上が実現できる。

【００５３】更にまた、出荷時のセンサ特性のメモリへ
の格納として、２つの座標点の発光量と受光量の差の３
つを格納することでメモリを従来の４分の３に低減する
ことができる。また、出荷時のセンサ特性については傾
きを計算していないことから、傾きを計算するための割
算による演算誤差を低減できる。

【００５４】更にまた、運用時の傾きについても、出荷
時のセンサ特性として得られた２点の発光量で実際に発
光させていた受光量の差を計算し、出荷時に格納してい
る受光量の差の比率から出荷時と運用時の傾きの比率を
求めるため、従来３回行っていた割算が１回で済み、計
算精度を著しく向上し、処理時間も短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図

【図２】本発明の実施例構成図

【図３】本発明のセンサ特性を示した説明図

【図４】図３のＢ点側の決めるバイナリーサーチを示し
たフローチャート

【図５】図３のＡ点側の決めるバイナリーサーチを示し
たフローチャート

【図６】運用時の補正処理を示したフローチャート

【図７】光学読取装置の光センサ部の構成図

【図８】光センサ部の劣化補正を示したセンサ特性図

【図９】立上がり端点の誤差による問題を示した説明図

【図１０】バイナリーサーチによるＡ点の発光量導出を
示した説明図

【図１１】図１０のオフセット部分における実測価の不
確定性を示した説明図

【符号の説明】

１０：中央処理装置 １２：光センサ部 １４：増幅部 １６：Ａ／Ｄ変換部 １８：センサ補正部 ２０，２２：記憶部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】媒体を透過又は反射した光を受光して電気
   信号に変換する光センサ部を備えた光学読取装置の補正
   方法に於いて、 媒体が存在しないときの受光信号の発光量（Ｘ）と受光
   量（Ｙ）との関係を示す二次元座標の特性グラフにおけ
   る立上がり端点（Ａ₁ ）の座標（Ｘ₁₀，Ｙ₁₀）を、バイ
   ナリーサーチにより決定する端点決定過程と、 該端点決定過程で得られた端点（Ａ₁ ）の発光量
   （Ｘ₁₀）に所定の発光量（α）加えて修正し、該修正発
   光量（Ｘ₂₀）に対応する受光量（Ｙ₂₀）を前記特性グラ
   フから求めて第２端点（Ａ₂ ）の座標（Ｘ₂₀，Ｙ₂₀）と
   する端点修正過程と、 該端点修正過程で得られた第２端点（Ａ₂ ）の発光量
   （Ｘ₂₀）で実際に発光させた時の受光量（Ｙ₃₀）を検出
   して真の端点（Ａ₃ ）の座標（Ｘ₂₀，Ｙ₃₀）とする最終
   端点決定過程と、 前記立上がり端点（Ａ₁ ）に所定のダイナミックレンジ
   （ＤＬ）を加えた特性点（Ｂ₁ ）の座標（Ｘ₁₀₀ ，Ｙ
   ₁₀₀ ）を、バイナリーサーチにより決定する特性点決定
   過程と、 該特性点決定過程で得られた特性点（Ｂ₁ ）の発光量
   （Ｘ₁₀₀ ）で実際に発光させた時の受光量（Ｙ₂₀₀ ）を
   検出して真の特性点（Ｂ₂ ）の座標（Ｘ₁₀₀ ，Ｙ ₂₀₀ ）
   とする最終特性点決定過程と、 前記最終端点決定で得られた端点（Ｂ₃ ）の座標
   （Ｘ₂₀，Ｙ₃₀）および前記最終特性点決定過程で得られ
   た特性点（Ｂ₂ ）の座標（Ｘ₁₀₀ ，Ｙ₂₀₀ ）を前記光セ
   ンサ部の初期特性として記憶する記憶過程と、 前記光センサ部の使用時に、前記記憶過程で記憶した端
   点（Ａ₃ ）および特性点（Ｂ₂ ）の発光量（Ｘ₂₀，Ｘ
   ₂₀₀ ）で発光して媒体がない状態での受光量（Ｙ ₄₀，Ｙ
   ₃₀₀ ）を検出する受光量検出過程と、 該受光量検出過程の検出結果と前記記憶過程で記憶した
   初期特性とに基づく傾きの比率から推定した特性が得ら
   れるように発光量を補正する補正過程と、 を備えたことを特徴とする光学読取装置の受光量補正方
   法。
2. 【請求項２】請求項１記載の光学読取装置の受光量補正
   方法に於いて、前記端点決定過程におけるバイナリーサ
   ーチは、バイナリーサーチにより求めた発光量が、発光
   量ゼロの時のオフセットとなる受光量（Ｙ₁₀）を中心と
   した所定の幅に入った時に、逆側に折り返すことを特徴
   とする光学読取装置の受光量補正方法。
3. 【請求項３】請求項１記載の光学読取装置の受光量補正
   方法に於いて、前記記憶過程は、最終的に決定された端
   点（Ａ₃ ）および特性点（Ｂ₂ ）の各発光量（Ｘ₂₀，Ｘ
   ₁₀₀）と受光量の差（Ｙ₂₀₀ −Ｙ₃₀）を記憶することを
   特徴とする光学読取装置の受光量補正方法。
4. 【請求項４】請求項１記載の光学読取装置の受光量補正
   方法に於いて、 前記記憶過程は、最終的に決定された端点（Ａ₃ ）およ
   び特性点（Ｂ₂ ）の各発光量（Ｘ₂₀，Ｘ₁₀₀ ）と受光量
   の差（Ｙ₂₀₀ −Ｙ₃₀）を記憶し、 前記補正過程は、前記検出過程で検出した受光量の差
   （Ｙ₃₀₀ −Ｙ₄₀）と前記記憶過程で記憶している受光量
   の差（Ｙ₂₀₀ −Ｙ₃₀）から傾きの比率を計算することを
   特徴とする光学読取装置の受光量補正方法。