JPH01212329A

JPH01212329A - 光学走査装置

Info

Publication number: JPH01212329A
Application number: JP63317580A
Authority: JP
Inventors: Klaus Ostertag; クラウス　オステルターク; Karl Pietzsch; カール　ピーツシュ; Harald Schmalfuss; ハラルド　シュマルフース; Wolfgang Siersch; ウォルフガング　ズィーアッシュ
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1987-12-15
Filing date: 1988-12-15
Publication date: 1989-08-25
Also published as: EP0320671A2; DE3742485C2; EP0320671A3; DE3742485A1

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】［産業上の利用分野コ本発明は、記録媒体表面上に照射される走査光線を発す
る光源と光学記録媒体から投射された光線を受光する受
光器を有し、且つ光学記録媒体、特にコンパクト・ディ
スク表面に形成されたクリア活字体符号を走査する光学
走査装置に関する。

［従来の技術及びその課題］光学記録媒体、例えばコンパクト・ディスクには、数字
、文字、記号等を含むクリア活字体符号のための記録領
域が形成されている。

一般に、通常のコンパクト・ディスクには国際規格に従
って、規定された情報を含まない環状記録領域が設けら
れているが、この環状領域の利用手段及び手法は、各コ
ンパクト・ディスク製造業者により異なる。

殆どのコンパクト・ディスク製造業者は、この環状記録
領域を通知用クリア・テキスト符号のスペースとして活
用する外に、数字、文字及び記号を有するクリア活字体
符号の記録スペースとして活用している。このような活
字体符号領域は、特に音楽情報に関するステートメント
、即ちコンパクト・ディスクについての命令に関する情
報を含むことができる。しかしながら、このクリア活字
体符号の最も特徴とする利点は補助手段を使用しないで
も随時読み出しできることである。

例えば、コンパクト・ディスクの光学的検査で検出され
た系統的エラーを射出成型装置に戻して追跡しなければ
ならない場合、クリア・テキスト符号を参照する必要が
ある。一般に、コンパクト・ディスクの光学的検査は、
コンパクト・ディスクへの保護被覆工程とラベル印刷工
程の間に実施される。検査中、コンパクト・ディスクの
読み出し側の光学的欠陥が検出されると共に、生産ライ
ンの欠陥に起因して生ずるラインの系統的欠陥も検出さ
れる。射出成型装置に戻して系統的欠陥の根源を追跡す
るとき、クリア・テキスト符号を読み出す必要がある。

更に、記録された音楽情報に従って、製造工程の次段階
においてディスクを分類しなければならず、この作業の
ために再度クリア・テキスト符号を読み出さなければな
らない。ラベル印刷を行う前に音楽情報に従って分類す
るために、一般に幾つかの射出成型装置に分けて同時に
製造されたコンパクト・ディスクは、後の製造段階の際
に一緒にまとめられる。この作業はクリア・テキスト符
号、即ち命令番号を用いることによって実施される。

今日のコンパクト・ディスク検査装置の検査処理能力は
、総計で１時間当り約２００枚であり、ラベルを貼る印
刷機の処理能力は、総計で１時間当り約３，０００〜４
，０００枚にのぼる。

このディスク処理能力に対して、直列製造ベースに従っ
てのクリア活字体符号の手動式読み出し操作は、もはや
永続的処理工程として不可能である。　そこで、このよ
うな問題を解決するために、ＣＯＤ　（電荷転送デバイ
ス）ライン・カメラ、ＣＯＤマトリックス・カメラ又は
レーザ走査装置を用いることによってクリア活字体符号
を読み出して評価する自動クリア活字体符号続出装置が
使用されている。この自動活字体符号続出装置による処
理工程中、ディスクを分類するために、読み出される符
号は記憶コードと比較される。この続出装置は、読み出
され記憶されるグレー画像は最初に二値化画像に変換さ
れる。読み出しの信頼性、読み出し速度及び評価速度は
、コンパクト・ディスクのバックグラウンドに対する活
字体符号の光学的コントラストに大きく依存している。

そこで、本発明は、簡単な構成にもかかわらず、光学記
録媒体に形成されたクリア活字体符号の自動読み出しを
光学的に、高信頼度、且つ高速度で実施できるようにし
た光学走査装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段及び作用コ本発明の光学走
査装置の構成によると、受光器が０次と異なる次数の回
折光のみを受光するように、光源から光学格子構造を有
するクリア活字体符号上に照射される入射光の方向に対
して受光器の観測方向を選択する光学走査装置を提供す
るものである。

この構成により、クリア活字体符号とバックグラウンド
、即ち光学記録媒体のラベルが貼られた部分との間の光
学的コントラストが効果的に利用され得る。

ラベルが貼られていない記録媒体の通常のバックグラウ
ンド、即ち記録媒体の透明部分を介して投射される光線
は受光器の受光面には投射されず、その代わりにこの受
光器は０次と異なる次数の回折光のみを受光するので、
最大コントラストを得ることができる。

観測方向は便宜的に選択され得るので、受光器は単一次
数の回折光のみを受光することができ、最も情報を確実
に伝達する最高光度を有する次数の回折光を受光するよ
うに有利に選択され得る。

この回折次数を−ｌ又は＋！に選択するのが好ましい。

走査されるべきクリア活字体符号は光学位相格子構造を
有することができる。仮に、光学反射格子構造が選択さ
れたならば、光源及び受光器をクリア活字体符号を形成
した記録媒体と同じ側に配列することができる。

好適実施例によれば、記録媒体としてコンパクト・ディ
スクを用いる場合、走査対象のクリア活字体符号の格子
構造はコンパクト・ディスクのトラックによって決定さ
れる。このように本発明は、マスタリング工程中にクリ
ア活字体符号を書き込むことができ、数字、文字、記号
自体が音楽情報に関するトラックと同様のトラックから
成るという点を活用している。そこで、クリア活字体符
号自体は光学位相格子構造を有するのが好ましい。

この光学位相格子の特徴はクリア活字体符号とラベルが
貼られていないコンパクト・ディスクの通常のバックグ
ラウンドとの間のコントラストを強めるように利用され
る。

光源には狭帯域単色光を発するものを用いるのが好まし
く、レーザ、好ましくはレーザ・ダイオードから形成す
るものとする。しかしながら、光源として、狭帯域発光
ダイオードを用いることもできる。

光源から発せられる光線の波長及び／又はクリア活字体
符号の格子構造の格子定数は、空間的に相互に分離する
不連続な次数の回折光のみを生ずるように選択するもの
とする。

また、受光器が周囲光線、即ち環境光線の影響を受ける
ことを避ける目的で、周囲光線を簡単に除去するため、
光源としては赤外線光源を用いるのが好ましい。

特に、レーザ・ダイオード又は発光ダイオードを光源と
して用いるときには、光源からの光線の高周波パルスに
同調するように受光器に配設したフィルターにより、如
何なる不測の周囲光線の影響をもより一層低減すること
ができる。

光源から発せられた入射光の方向と受光器の観測方向と
によって決定される平面は光学記録媒体に対する垂線に
対して傾斜することができ、記録媒体としてコンパクト
・ディスクを使用した場合、コンパクト・ディスクの回
転軸の周囲に沿った円環状の記録領域は両側から自由に
アクセスすることが可能である。このため、本発明の光
学走査装置は容易に既存の検査システムに統合すること
ができる。コンパクト・ディスクの場合、中間のターン
テーブル・ステーションを設けることを回避することが
できる。上記した平面の傾斜により、検査対象のコンパ
クト・ディスク周囲に比較的広い自由空間を確保できる
と共に、検査の際にコンパクト・ディスクをターンテー
ブルに機械的に締め付けることができる。固定締付は、
一般に上方と下方との両側から同時に行われるので、回
転軸周囲の領域はコンパクト・ディスクの両側に設ける
必要がある。

［実施例］第１図は光学記録媒体として機能するコンパクト・ディ
スク１８に形成された円環状の符号領域２０を走査する
光学走査装置を概略的に示したものである。

狭帯域の光波長を有する光源１０からの走査光線は、集
光レンズ１２によりコンパクト・ディスク１８に形成さ
れた符号領域２０上に照射される。

符号領域２０から投射される反射光は対物レンズ１４を
介して光検知器として機能する受光器１６の受光面上に
送り込まれる。この受光器１６には高分解能を有するダ
イオード列又はダイオード・アレイが備えられている。

対物レンズ１４は、−１次の回折光Ｃのみを受光する。

コンパクト・ディスク！８で反射された０次の回折光Ｂ
は対物レンズ１４の配列された方向には反射されない。

符号領域２０には数字、文字、記号等から形成されるク
リア活字体符号（第２図参照）が記録されている。

符号領域２０におけるクリア活字体符号の符号化は既に
マスタリング工程の際に実施されているので、数字、文
字、記号等は音楽情報を記録するトラックと同様のトラ
ックから形成される。従って、クリア活字体符号５２（
第２図参照）は光学位相格子構造を有している。

この光学位相格子の特性は光照射に関して活用されるの
で、理想的な光学コントラストは活字体符号とバックグ
ラウンド、即ちコンパクト・ディスク１８の表面との間
で得られる。

光源１０としては、狭帯域の単色光を用いるが、レーザ
、特にレーザ・ダイオードが好ましい。しかしながら、
示強狭帯域発光ダイオードを用いることもできる。

また、光の波長と光学格子のトラック間隔、即ちコンパ
クト・ディスク１８上のトラック間隔との比率を適切に
保つことによって、０次の回折光（直接反射光）とは異
なる空間的に相互に十分に分離した小さな次数の不連続
な光度の高い回折光のみが生じるように、光源１０の波
長を選択するものとする。

複数次数の回折光が相互に重なり合うことにより生ずる
信号エラーを回避するために、受光器又は読取りカメラ
は１次の回折光のみを観測するように設定されている。

最大信号強度を得るために、＋１次又は−１次の回折光
を選択するものとする。

このため、−次の回折光のみ、即ち０次と異なる次数の
回折光のみを対物レンズ１４又は受光器１６によって受
光するようにして、入射光Ａの方向と観測方向とが選択
されている。

周囲光線も比較的簡単に除去するために、光源１０は赤
外線光源であることが好ましい。例えば、レーザ・ダイ
オード又は発光ダイオードを使用する場合、光源から発
せられた光線の高周波パルスに同調するように受光器１
６に配設した信号フィルターを用いることにより、如何
なる不測の周囲光線の影響をもより一層低減することが
できる。

回転軸２４を中心にして設けられたコンパクト・ディス
ク１８の中心穴２２の周囲に形成された環状領域に符号
領域２０が配置されている。半径Ｒ１＝１６．５ｍｍと
半径Ｒ２＝２３ｍｍとの間に形成された環状の符号領域
２０は如何なる規定情報をも記録するものではなく、そ
の活用手段及び活用方法は、各コンパクト・ディスク製
造業者によって異なる。

一般に、この環状領域には、通知用クリア・テキスト符
号の他に、数字、文字及び記号を含むクリア活字体符号
が記録されている。クリア・テキスト符号は、半径２０
ｍｍのレベルに位置しており、他方活字体符号は、通常
、２．５ｍｍの高さで形成されている。

第２図の実施例では、文字ｒＥＪ及びｒＢＪをクリア活
字体符号５２として認識することができる。

第２図に示す実施例は更に、光源１０から発せられた入
射光Ａの方向と受光器１６の観測方向とで決定される平
面が、コンパクト・ディスク１８の表面上への垂線２６
に対して角度αだけ傾斜している。また、符号領域２０
又はクリア活字体符号５２での回折で生じた一１次の回
折光Ｃは、入射光Ａに対して角度βをなしている。この
ため、光源及び受光器の各光軸は、光損失を生じる光線
分割器を用いることなく相互に分離される。第２図に示
す装置は、光源及び受光器の各光軸を急勾配を付けて配
列することによって生じる焦点ぼけには影響されない。

符号領域２０に対する角度αでの傾斜観測により焦点ぼ
け又は歪みが現れたとしても、この現象は符号領域２０
、対物レンズ１４及び受光器１６間の光路における光線
の伝達状態を観測することにより補正することができる
。

集光レンズ１２により集光された入射光Ａは偏向鏡２８
により符号領域２０へと方向付けられる。

また、符号領域２０での回折で生じた一１次の回折光Ｃ
は、偏向鏡３０を介して対物レンズ１４へと偏向させら
れる。更に、光線は、対物レンズ１４を介して偏向鏡３
２により受光器１６へと偏向させられる。

また、像面上での照射光度を強めるために、照射光路に
アナモルフィブク光学系を配列することにより、効果的
にクリア活字体符号を受光器にて検知できる。

第２図に示す本実施例の光学走査装置は、回転軸２４の
周囲の環状の符号領域近傍の自由空間をコンパクト・デ
ィスク１８の両面において比較的広い範囲で確保するこ
とができ、コンパクト・ディスクの検査をするためにデ
ィスクを両面からターンテーブルに押し付けて保持でき
るという利点がある。

第３図は、本発明の光学走査装置によるクリア活字体符
号の読み取り動作を説明したブロック図である。受光器
１６（第１図及び第２図参照）を備えたカメラ３４はコ
ンパクト・ディスク１８の上方位置に配置されており、
このカメラ３４からの出力信号は、出力端子が画像メモ
リ３８の入力端子及び記号位置認識装置４０の入力端子
に接続されたアナログ・デジタル変換器３６に供給され
る。この回路には、評価コンピュータ４２に接続された
角度複合器４４が設けられている。

画像メモリ３８、記号位置認識装置４０及び評価コンピ
ュータ４２はシステム・バス５０を介して相互に接続さ
れている。また、評価コンピュータ４２は、一方の双方
向信号線４６を介して接続端子に結線され、他方の双方
向信号線４８を介してコンパクト・ディスク操作システ
ムに結続されている。

［発明の効果］上記したように、本発明の光学走査装置によると、簡単
な構成にて、光学記録媒体に形成されたクリア活字体符
号の自動読出しを高信頼度及び高速で実施することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はコンパクト・ディスクに形成されたクリア活字
体符号を走査する光学走査装置の概略図、第２図は光源
からの入射光軸と受光器での受光軸とにより決定される
平面がコンパクト・ディスク表面上への垂線に対して傾
斜して設定された光学走査装置を示す概略図、及び第３
図は本発明の光学走査装置を備えたクリア活字体符号読
取装置を示すブロック図である。１０・・・光源、１６・・・受光器、１８・・・記録媒
体、５２・・・クリア活字体符号、Ａ・・・入射光、Ｃ
・・・−１次の回折光

Claims

【特許請求の範囲】

（１）記録媒体（１８）に走査光線を照射する光源（１
０）と、記録媒体から投射された光線を受光する受光器
（１６）を有し、且つ記録媒体上に形成されたクリア活
字体符号（５２）を走査する光学走査装置において、受
光器（１６）が０次と異なる回折次数を有する回折光の
みを受光するように、光源（１０）からクリア活字体符
号（５２）上に照射された入射光の方向に対して受光器
（１６）の観測方向を選択した光学走査装置。
（２）受光器（１６）の観測方向を受光器が単一次数の
回折光のみを受光するように選択した請求項１記載の光
学走査装置。
（３）最高光度を有する回折次数の回折光を受光器（１
６）で受光するように受光器の観測方向を選択した請求
項１乃至２記載の光学走査装置。
（４）受光器で受光される回折光の次数を−１又は＋１
に選択した請求項１乃至３記載の光学走査装置。
（５）走査対象のクリア活字体符号（５２）が光学位相
格子構造である請求項１乃至４記載の光学走査装置。
（６）走査対象のクリア活字体符号（５２）が光学反射
格子構造である請求項１乃至４記載の光学走査装置。
（７）記録媒体がコンパクト・ディスクであり、走査対
象のクリア活字体符号（５２）の格子構造がコンパクト
・ディスクの記録トラックによって決定される請求項１
乃至６記載の光学走査装置。
（８）光源（１０）が狭帯域の波長を有する光線を発す
る請求項１乃至７記載の光学走査装置。
（９）光源（１０）が単色光を発する請求項８記載の光
学走査装置。
（１０）光源（１０）をレーザ、好ましくはレーザ・ダ
イオードから形成した請求項１乃至９記載の光学走査装
置。
（１１）光源（１０）を狭帯域発光ダイオードから形成
した請求項１乃至９記載の光学走査装置。
（１２）光源（１０）から発せられる走査光線の波長及
び／又はクリア活字体符号（５２）の格子構造の格子定
数を空間的に相互に分離する不連続な回折次数の回折光
のみが生ずるように選択した請求項１乃至１１記載の光
学走査装置。
（１３）光源（１０）が赤外線光源である請求項１乃至
１２記載の光学走査装置。
（１４）周囲の光線を除去するフィルター手段を設けた
請求項１乃至１３記載の光学走査装置。
（１５）光源（１０）が高周波パルスを発生し、この高
周波パルスの波長に同調するように設定した信号フィル
ターを受光器に配設した請求項１乃至１４記載の光学走
査装置。
（１６）受光器（１６）をダイオード列から形成した請
求項１乃至１５記載の光学走査装置。
（１７）受光器（１６）をダイオード・アレイから形成
した請求項１乃至１６記載の光学走査装置。
（１８）光源（１０）から光学記録媒体（１８）の表面
上に発せられた入射光の方向と受光器（１６）の観測方
向とによって決定される平面が光学記録媒体表面上への
垂線（２６）に対して傾斜するように設定した請求項１
乃至１７記載の光学走査装置。
（１９）像面上での照射光度を強めるために、照射光路
にアナモルフィック光学系を配列した請求項１乃至１８
記載の光学走査装置。