JP4228596B2 - 読取装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報信号が記録される記録媒体に記録された情報信号を読取る読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、いわゆる光ディスクのように、ディスク状記録媒体が提案されている。このようなディスク状記録媒体から情報信号を読取る読取装置においては、このディスク状記録媒体を回転操作するとともに、このディスク状記録媒体に対向させた読取ヘッドを該ディスク状記録媒体の径方向に移動操作することにりより、このディスク状記録媒体の全面に亘って情報信号の読取りを行うようにしている。
【０００３】
読取ヘッドは、光源と、この光源から発せられる光束をディスク状記録媒体の信号記録面上に照射する光学系と、この光学系を介してディスク状記録媒体の信号記録面からの反射光束を受光する光検出器とを有して構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のようなディスク状記録媒体を用いる読取装置においては、読取ヘッド内の機械的な構造や、この読取ヘッドを移動操作するための移動操作機構及びディスク状記録媒体を回転操作する回転操作機構が必要であるため、装置構成の小型化、軽量化や、コストダウンが困難であった。
【０００５】
また、このような読取装置においては、記録媒体の円周方向に連続的に読取りを行うには適しているが、いわゆるランダムアクセスを頻繁に行う用途においては、読取ヘッドを頻繁に移動操作しなければならなくなるため、高速のアクセスができない。このような高速アクセスの特性においては、ディスク状記録媒体は、半導体メモリよりも劣るという実情がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、読取装置の装置構成の小型化、軽量化や、コストダウンが容易となり、かつ、半導体メモリに劣らない程度に高速のランダムアクセスを可能となす記録媒体を用いる読取装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明に係る読取装置は、信号読取用の光束を発する光源と、基材と、この基材上に形成され読取用の光束を記録する情報信号に応じた方向に反射する信号記録層とを有する記録媒体を保持する記録媒体保持部と、ミラー部を移動操作可能に支持しこのミラー部によって光源から発せられた光束を反射しこの光束を記録媒体保持部に保持された記録媒体の信号記録層上の任意の位置に照射する半導体ミラー機構と、光束の信号記録層からの反射光束を直接受光して電気信号に変換する受光部と、この受光部からの出力信号に含まれるアドレス情報に基づいて光源及び半導体ミラー機構を制御する制御回路と、受光部からの出力信号に基づいて信号記録層に記録された情報信号を再生する再生回路とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明に係る読取装置は、信号読取用の光束を発する光源と、透明材料により形成された基材と、この基材上に形成され読取用の光束を記録する情報信号に応じた方向に反射する信号記録層と、この基材の信号記録層が形成された面と反対側の面上に形成された蛍光層とを有する記録媒体を保持する記録媒体保持部と、ミラー部を移動操作可能に支持しこのミラー部によって光源から発せられた光束を反射しこの光束を記録媒体保持部に保持された記録媒体の信号記録層上の任意の位置に照射する半導体ミラー機構と、光束の信号記録層からの反射光束を直接受光して電気信号に変換する受光部と、この受光部からの出力信号に含まれるアドレス情報に基づいて光源及び半導体ミラー機構を制御する制御回路と、受光部からの出力信号に基づいて信号記録層に記録された情報信号を再生する再生回路とを備え、制御回路は、光束を信号記録層を透して蛍光層に照射し、この照射位置を移動させることによって表示を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明に係る読取装置においては、記録媒体及び光源を固定したままで、半導体ミラー機構を用いて、信号読取用の光束の照射方向を変化させるため、可動部の少ない構成とすることができる。そして、ランダムアクセスを頻繁に行っても高速のアクセスが可能である。
【００１１】
さらに、この読取装置においては、信号読取用の光束の照射方向を振る自由度が大きいため、この光束は、記録媒体からの信号読取用以外に、該記録媒体を介しての表示用として使用することもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１３】
本発明に係る読取装置に用いられる記録媒体は、図１に示すように、略々半球形状に湾曲した形状を有する基材１０１と、この基材１０１の凹球面状の内面上に形成された信号記録層１０２とを備えて構成される。そして、本発明に係る読取装置は、信号読取用の光束を発する光源となる半導体レーザ１と、上述の略々半球状の記録媒体を保持する記録媒体保持部４と、半導体ミラー機構２とを備えて構成される。
【００１４】
半導体ミラー機構２は、ミラー部を移動操作可能に支持して構成されており、このミラー部によって半導体レーザ１から発せられた光束を反射し、この光束を記録媒体保持部４に保持された記録媒体の信号記録層１０２上の任意の位置に照射することができる。この半導体ミラー機構２は、記録媒体保持部４に保持された記録媒体の略々中心に位置する。
【００１５】
なお、半導体レーザ１と半導体ミラー機構２との間、または、半導体ミラー機構２と記録媒体との間の光路上に、集光レンズ（コリメータレンズ）、あるいは、拡散レンズを配置して、光束の平行度の調整や、半導体ミラー機構２による偏向角度の調整を行うことができる。
【００１６】
そして、この読取装置は、信号記録層１０２に照射された光束のこの信号記録層１０２からの反射光束を直接受光して電気信号に変換する受光部３を備えている。この受光部３は、例えば、Ｃ−ＭＯＳイメージャ等であって、複数（Ｎ個）の受光面を有して構成されている。この受光部３をなす受光面は、記録媒体保持部４に保持された記録媒体の周縁部に沿って、中心部を除いた円周上の領域に位置することとなる。
【００１７】
この読取装置において、記録媒体は、記録媒体保持部４に保持されることにより、受光部３及び半導体ミラー機構２の上に被さるようにして装着される。そして、この読取装置は、半導体レーザ１より発せられ半導体ミラー機構２によりスキャンされる光束の信号記録層１０２よりの反射光束を受光部３によって受光することにより、この信号記録層１０２に記録された情報信号を読出すことができる。
【００１８】
この読取装置において、信号読取用の光束は、半球形である記録媒体の中心から照射される。したがって、通常は、この光束の反射光束は、もとの方向へ反射される。信号記録層１０２の表面が滑らかである場合には、信号読取用の光束はほとんど受光部３に到達せず、受光部３における光検出出力は低い。
【００１９】
そして、図２に示すように、信号記録層１０２の表面部に、記録された情報信号に応じた様々な形状の凹凸が設けられていると、読取用の光束の反射光束は、反射される方向として任意の情報を含んだものとすることができる。すなわち、この場合には、受光部３における複数の受光面の受光レベルをそれぞれ調べることにより、反射光束の方向及び強度に基づいて、信号記録層１０２に記録された情報信号を読出すことができる。
【００２０】
また、この記録媒体においては、信号記録層１０２を、高反射率材料によって形成したり、または、高屈折率材料によって形成することによって、凹凸に対する反射光束の戻り角度及び強度の関係を調整することができる。また、基材１０１を透明材料により形成し、信号記録層１０２を不透明材料により形成すると、この信号記録層１０２に孔を設けた場合には、信号読取用の光束が基材１０１の外側に透過して抜けるので、反射率を略々０とすることができる。
【００２１】
さらに、図３に示すように、基材１０１の表面部を反射面とし、信号記録層１０２を透明材料により形成して、記録される信号に応じて、この信号記録層１０２の濃度を変調することにより、反射光束の戻り角度は、入射光束に対して常に一定の関係となり、反射光束の光量が、記録された信号に応じて変化することとなる。
【００２２】
そして、本発明に係る記録媒体は、図４に示すように、凹面状、または、図５及び図６に示すように、平面状に形成することもできる。この場合には、この記録媒体は、平面状の基材と、この基材の主面部上に形成された信号記録層とを有して構成される。
【００２３】
この場合において、本発明に係る読取装置は、図４、図５及び図６に示すように、信号読取用の光束を発する光源となる半導体レーザ１と、半導体ミラー機構２と、凹面状、または、平面状の記録媒体を保持する記録媒体保持部４とを備えて構成される。
【００２４】
記録媒体保持部４は、記録媒体の外周縁部を保持する。そして、このように記録媒体保持部４により保持された記録媒体の信号記録層１０２には、凹部４ａが対向する状態となる。そして、この凹部４ａは、特に、図５及び図６に示すように、平面状に形成された記録媒体を用いる場合においては、半球形状の凹部とするとよい。
【００２５】
また、この場合においては、記録媒体の周縁部は、円形に限られず、楕円形、長円形、矩形、長方形など、いかなる形状であってもよい。
【００２６】
半導体ミラー機構２は、ミラー部を移動操作可能に支持して構成されており、このミラー部によって半導体レーザ１から発せられた光束を反射し、この光束を、凹部４ａ内より、記録媒体保持部４に保持された記録媒体の信号記録層１０２上の任意の位置に照射することができる。この半導体ミラー機構２は、記録媒体保持部４に保持された記録媒体の略々中心部に対向する位置、すなわち、凹部４ａの底部に位置している。そして、この凹部４ａの底部の中心位置には、上記半導体ミラー機構２によって反射された光束が通過するための透孔、または、透明部が形成されている。
【００２７】
なお、半導体レーザ１と半導体ミラー機構２との間、または、半導体ミラー機構２と記録媒体との間の光路上に、集光レンズ（コリメータレンズ）、あるいは、拡散レンズを配置して、光束の平行度の調整や、半導体ミラー機構２による偏向角度の調整を行うことができる。
【００２８】
そして、この読取装置は、凹部４ａの内面部に相当する位置に、信号記録層１０２に照射された光束のこの信号記録層１０２からの反射光束を直接受光して電気信号に変換する受光部３を備えている。この受光部３は、例えば、Ｃ−ＭＯＳイメージャ等であって、複数（Ｎ個）の受光面を有して構成されている。この受光部３をなす受光面は、凹部４ａ内において、記録媒体保持部４に保持された記録媒体の周縁部に沿って、中心部を除いた領域に位置することとなる。
【００２９】
この読取装置において、記録媒体は、記録媒体保持部４に保持されることにより、凹部４ａを塞いで、受光部３及び半導体ミラー機構２の上に被さるようにして装着される。そして、この読取装置は、半導体レーザ１より発せられ半導体ミラー機構２によりスキャンされる光束の信号記録層１０２よりの反射光束を受光部３によって受光することにより、この信号記録層１０２に記録された情報信号を読出すことができる。
【００３０】
この読取装置において、信号読取用の光束は、信号記録層１０２において反射されて、受光部３に戻る。このときの反射方向、あるいは、反射光量は、信号記録層１０２に記録された情報信号に応じたものとなっており、受光部３における複数の受光面の受光レベルをそれぞれ調べることにより、反射光束の方向及び強度に基づいて、信号記録層１０２に記録された情報信号を読出すことができる。
【００３１】
そして、この読取装置は、図７に示すように、受光部３からの出力信号に含まれるアドレス情報に基づいて半導体レーザ１及び半導体ミラー機構２を制御する制御回路５を備えている。また、この読取装置は、受光部３からの出力信号に基づいて、信号記録層１０２に記録された情報信号を再生する再生回路を備えて構成される。
【００３２】
ここで、所望のアドレス情報が制御回路５に入力されると、この制御回路５は、半導体ミラー２への角度情報信号と、必要であれば半導体レーザ１へのオン−オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）信号を計算して供給する。なお、ここでは、アドレス情報が角度情報信号と同じものとして、説明する。半導体レーザ１から信号読取用の光束が照射されると、この光束は、半導体ミラー２を介して、記録媒体の信号記録層１０２上の所望の位置に照射される。この光束は、信号記録層１０２に記録された情報に応じて、受光部３の各受光面に向かう反射光束となる。この反射光束は、信号記録層１０２に記録された情報信号に応じた凹凸にしたがって反射されるため、該当する受光面にもっとも強い光束として到達する。
【００３３】
受光部３は、受光面１乃至受光面ＮまでのＮ個の受光面を有している。これら受光面１乃至受光面Ｎには、それぞれに付属するコンパレータＣＰ１乃至コンパレータＣＰＮが接続されている。これらコンパレータＣＰ１乃至コンパレータＣＰＮは、対応する受光面からの光検出信号を「０」または「１」にデジタイズして出力する。したがって、これらコンパレータＣＰ１乃至コンパレータＣＰＮからの出力信号により、Ｎビットの読取信号を得ることができる。
【００３４】
または、受光面１乃至受光面Ｎにおける受光量を示す信号をそのまま比較器６に送り、この比較器６により、最も強い反射光束を受光した受光面の位置を判断し、その位置をしめす状態数〔Ｎ〕の信号を出力信号とすることもできる。
【００３５】
もしくは、受光面１乃至受光面Ｎからの信号の総計を各受光面１乃至受光面Ｎにおける受光量の合計を示す信号として比較器６に送り、閾値判定によって、全体として「０」か「１」かの出力信号とすることもできる。
【００３６】
このようにして、この読取装置においては、信号記録層１０２上の任意の位置に対応した情報信号を読み出すことができる。なお、各コンパレータまたは比較器６からの出力信号は、図示しない再生回路において、復号処理、誤り訂正などの信号処理をなされて、再生信号となる。
【００３７】
そして、この読取装置は、図８に示すように、上述のような出力信号を一旦メモリ７に記録しておき、このメモリ７から読出した信号に対して復号器８を用いてエラー訂正や復号処理を行うように構成することもできる。メモリ７においては、出力信号は、制御回路５から供給される座標情報に応じたメモリアドレスに記録される。
【００３８】
なお、この実施の形態においては、受光部３の各受光面１乃至受光面Ｎには、それぞれに付属するＡ／Ｄコンバータを接続している。これらＡ／Ｄコンバータは、対応する受光面からの光検出信号をデジタル信号化して出力し、メモリ７に送る。
【００３９】
上述のような本発明に係る読取装置においては、記録媒体からのデータの読出し方法としては、いくつかの方法が考えられる。例えば、記録媒体に記録されたアドレス情報を読出し、このアドレス情報に基づいて、半導体レーザ１及び半導体ミラー機構２の制御を行うことにより、所定の情報を読出す方法がある。また、読出すデータの中に、次に続くデータのアドレス情報を入れておき、そのアドレス情報に従って、半導体レーザ１及び半導体ミラー機構２の制御を行って所定の情報を読出す方法や、アドレス情報を固定したままで読出す方法等、さまざまなものが考えられる。この読取装置においては、これら、いずれの読出し方法も採用することができる。
【００４０】
次に、この記録媒体を表示装置として用いることもできる。ただし、この場合には、図７及び図８に示すように、記録媒体として、基材１０１を透明材料により形成し、この基材１０１の凸球面状の外面上に蛍光層１０３を形成したものを用いる。信号記録層１０２は、光透過性を有する材料により形成しておく。また、記録媒体が平面状である場合においては、この記録媒体は、平面状の透明材料により形成された基材と、この基材の一方の主面部上に形成された光透過性を有する信号記録層と、この基材の他方の主面部上に形成された蛍光層とを有して構成されることとなる。
【００４１】
上述のように、半導体レーザ１からの光束は、半導体ミラー機構２によって信号記録層１０２上の任意の位置に照射されるので、この光束によって発光し残像を残す蛍光層１０３を使って、任意の文字や映像を描くことができる。すなわち、半導体レーザ１からの光束を任意の文字や映像に応じて信号記録層１０２上にスキャンさせることにより、この光束は、信号記録層１０２及び基材１０１を透過して、蛍光層１０３に到達する。蛍光層１０３の光束を照射された部分は発光し、光束のスキャンの軌跡に沿った残像を残すので、任意の文字や映像が表示される。
【００４２】
なお、本発明に係る読取装置に用いられる記録媒体は、基材を厳密に半球形状に湾曲した形状とする必要はなく、上述したように、略々平面に近い円弧状や平面形状としてもよく、この場合には、周縁が円形である必要もなく、矩形状としてもよい。この場合にも、上述の読取装置によって、記録媒体からの情報信号の読取りを行うことができる。
【００４３】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る読取装置においては、記録媒体及び光源を固定したままで、半導体ミラー機構を用いて、信号読取用の光束の照射方向を変化させるため、可動部の少ない構成とすることができる。そして、ランダムアクセスを頻繁に行っても高速のアクセスが可能である。
【００４４】
さらに、この読取装置においては、信号読取用の光束の照射方向を振る自由度が大きいため、この光束は、記録媒体からの信号読取用以外に、該記録媒体を介しての表示用として使用することもできる。
【００４５】
すなわち、本発明は、読取装置の装置構成の小型化、軽量化や、コストダウンが容易となり、かつ、半導体メモリに劣らない程度に高速のランダムアクセスを可能となす記録媒体及びこの記録媒体を用いる読取装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】記録媒体が本発明に係る読取装置に装着された状態を示す斜視図である。
【図２】上記記録媒体の記録記録層での光束の反射の状態を示す断面図である。
【図３】上記記録媒体の信号記録層の構成の他の例を示す断面図である。
【図４】上記記録媒体が装着された本発明に係る読取装置の構成の他の例を示す断面図である。
【図５】上記記録媒体が装着された上記読取装置の構成のさらに他の例を示す斜視図である。
【図６】上記図５に示した読取装置の構成を示す平面図である。
【図７】上記読取装置の構成を示すブロック図である。
【図８】メモリを備えた上記読取装置の構成を示すブロック図である。

Claims (18)

1. 信号読取用の光束を発する光源と、
   基材と、上記基材上に形成され読取用の光束を記録する情報信号に応じた方向に反射する信号記録層とを有する記録媒体を保持する記録媒体保持部と、
   ミラー部を移動操作可能に支持し、このミラー部によって上記光源から発せられた光束を反射し、この光束を上記記録媒体保持部に保持された上記記録媒体の信号記録層上の任意の位置に照射する半導体ミラー機構と、
   上記光束の上記信号記録層からの反射光束を直接受光して電気信号に変換する受光部と、
   上記受光部からの出力信号に含まれるアドレス情報に基づいて上記光源及び上記半導体ミラー機構を制御する制御回路と、
   上記受光部からの出力信号に基づいて、上記信号記録層に記録された情報信号を再生する再生回路とを備えた読取装置。
2. 上記光源から上記記録媒体に至る光路上に、拡散レンズが設けられている請求項１記載の読取装置。
3. 上記受光部は、上記記録媒体保持部に保持された上記記録媒体の周縁部に沿って配列される複数の受光面を有して構成されている請求項１記載の読取装置。
4. 上記半導体ミラー機構は、上記複数の受光面の中心となる位置に配設されている請求項３記載の読取装置。
5. 上記受光部は、複数の受光面のうちの上記記録媒体からの反射光束が最も強く受光される受光面の位置を出力信号として出力する請求項３記載の読取装置。
6. 上記受光部は、複数の受光面における上記記録媒体からの反射光束の総量を出力信号として出力する請求項３記載の読取装置。
7. 上記受光部は、複数の受光面における上記記録媒体からの反射光束の総量を２値化して出力信号として出力する請求項３記載の読取装置。
8. 再生回路は、上記受光部からの出力信号に含まれるアドレス情報と、該受光部からの出力信号に含まれる上記信号記録層における上記光束に対する反射率に対応した反射光束の強度とを対応させて記録させるメモリを備え、このメモリから上記アドレス情報及び上記反射光束の強度を読み出して情報信号を復号する請求項１記載の読取装置。
9. 信号読取用の光束を発する光源と、
   透明材料により形成された基材と、上記基材上に形成され読取用の光束を記録する情報信号に応じた方向に反射する信号記録層と、上記基材の上記信号記録層が形成された主面部と反対側の主面部上に形成された蛍光層とを有する記録媒体を保持する記録媒体保持部と、
   ミラー部を移動操作可能に支持し、このミラー部によって上記光源から発せられた光束を反射し、この光束を上記記録媒体保持部に保持された上記記録媒体の信号記録層上の任意の位置に照射する半導体ミラー機構と、
   上記光束の上記信号記録層からの反射光束を直接受光して電気信号に変換する受光部と、
   上記受光部からの出力信号に含まれるアドレス情報に基づいて上記光源及び上記半導体ミラー機構を制御する制御回路と、
   上記受光部からの出力信号に基づいて、上記信号記録層に記録された情報信号を再生する再生回路とを備え、
   制御回路は、上記光束を上記信号記録層を透して上記蛍光層に照射し、この照射位置を移動させることによって表示を行う読取装置。
10. 平面状の基材とこの基材の主面部上に形成された信号記録層とを有する記録媒体を外周縁部において保持する記録媒体保持部と、
    上記記録媒体保持部により保持された記録媒体の信号記録層に対向する凹部と、
    信号読取用の光束を発する光源と、
    ミラー部を移動操作可能に支持し、このミラー部によって上記光源から発せられた光束を反射し、この光束を、上記凹部内より、上記記録媒体保持部に保持された上記記録媒体の信号記録層上の任意の位置に照射する半導体ミラー機構と、
    上記凹部の内面上に形成され、上記光束の上記信号記録層からの反射光束を直接受光して電気信号に変換する受光部と、
    上記受光部からの出力信号に含まれるアドレス情報に基づいて上記光源及び上記半導体ミラー機構を制御する制御回路と、
    上記受光部からの出力信号に基づいて、上記信号記録層に記録された情報信号を再生する再生回路とを備えた読取装置。
11. 上記光源から上記記録媒体に至る光路上に、拡散レンズが設けられている請求項１０記載の読取装置。
12. 上記受光部は、上記記録媒体保持部に保持された上記記録媒体の周縁部に沿って配列される複数の受光面を有して構成されている請求項１０記載の読取装置。
13. 上記半導体ミラー機構は、上記複数の受光面の中心となる上記凹部の底部にあたる位置に配設されている請求項１２記載の読取装置。
14. 上記受光部は、複数の受光面のうちの上記記録媒体からの反射光束が最も強く受光される受光面の位置を出力信号として出力する請求項１２記載の読取装置。
15. 上記受光部は、複数の受光面における上記記録媒体からの反射光束の総量を出力信号として出力する請求項１２記載の読取装置。
16. 上記受光部は、複数の受光面における上記記録媒体からの反射光束の総量を２値化して出力信号として出力する請求項１２記載の読取装置。
17. 再生回路は、上記受光部からの出力信号に含まれるアドレス情報と、該受光部からの出力信号に含まれる上記信号記録層における上記光束に対する反射率に対応した反射光束の強度とを対応させて記録させるメモリを備え、このメモリから上記アドレス情報及び上記反射光束の強度を読み出して情報信号を復号する請求項１０記載の読取装置。
18. 平面状の透明材料により形成された基材とこの基材の一方の主面部上に形成された信号記録層と該基材の他方の主面部上に形成された蛍光層とを有する記録媒体を外周縁部において保持する記録媒体保持部と、
    上記記録媒体保持部により保持された記録媒体の信号記録層に対向する凹部と、
    信号読取用の光束を発する光源と、
    ミラー部を移動操作可能に支持し、このミラー部によって上記光源から発せられた光束を反射し、この光束を、上記凹部内より、上記記録媒体保持部に保持された上記記録媒体の信号記録層上の任意の位置に照射する半導体ミラー機構と、
    上記凹部の内面上に形成され、上記光束の上記信号記録層からの反射光束を直接受光して電気信号に変換する受光部と、
    上記受光部からの出力信号に含まれるアドレス情報に基づいて上記光源及び上記半導体ミラー機構を制御する制御回路と、
    上記受光部からの出力信号に基づいて、上記信号記録層に記録された情報信号を再生する再生回路とを備え、
    上記制御回路は、上記光束を上記信号記録層を透して上記蛍光層に照射し、この照射位置を移動させることによって表示を行う読取装置。

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