JPH01271922A - 光学的情報再生装置 - Google Patents

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］ 本発明は情報記録媒体から光学的に情報読み出しを行な
う光学的情報再生装置に関し、特に−・次元センサアレ
イを用いて複数の情報ビットからの信号読み取りを行な
う光学的情報再生装置ｎに関する。

［従来の技術］ 従来、光を用いて情報を記録、再生する媒体の形態とし
て光ディスク、光カード、光テープ等の各種のものが知
られている。これらはそれぞれ特徴を持っており、目的
、用途等によって使いわけられているが、そのうち光カ
ードは製造の容易さ、携・ｎ）性のよさ、アクセス性の
よさといった特徴を生かし、今後用途が広まってゆくと
考えられる。

光カードには記録及び再生の可能なものや再生のみ可能
なもの等がある。　ｊＴｉ生のみ可能な光カードとして
は、情報を記録媒体上に反射率の異なる２値信号パター
ンとしてフォトリソグラフィー等の手法により形成した
ものが知られている。情報を再生する際には光カードの
媒体面を照明して、光学系を介して媒体面上の記録パタ
ーンをセンサー上に結像して像の強度分布を読みとるも
のである。

第６図は従来の光カードの記録フォーマットを示す模式
的平面図である。

同図において、記録媒体である光カード重上には記録領
域２２が設けられ、記録領域２２はバンド２３が複数配
列されて形成されている。更にバンド２３にはトラック
２４が多数配列されて形成され、トラック２４は数ｌＯ
〜１００ビット程度の情報容量を有している。また各バ
ンド２３はレファレンスライン２５によって区切られて
いる。なお、矢印Ａは再生時における光カードｌの移動
方向である。

第７図は光カード再生装置の概略的構成図である。

同図において、光カード１は回転機構２６によって矢印
へ方向に移動可能である。光カードｌに記録された情報
は、トラック毎に光ヘッド３１によって読取られ再生さ
れる。まず、ＬＥＤ等の光源２７からの光は照明光学系
２８によって光カード１上集光されこれを照明する。結
像光学系２９は、その光軸が光カードｌの媒体面に対し
て照明光学系２８の光軸と正反対の関係になるように配
置され、光カードｌ上で反射された光束は該結像光学系
２９により一次元センサアレイ３０上に結像し、重犯ト
ラック２４に記録されている情報に対応した電気信号が
センサアレイ３０から出力される。Ｄｉｊ記トセトラツ
ク２４取りが終了すると光カード１が矢印へ方向に又は
光ヘッド３１がバンド２３の配列方向（第６図の矢印Ｃ
方向）に移動して１次のトラックの情報の゛読取りが同
様に行なわれる。

第８図は光カード再生装置の他の従来例の概略的構成図
である。同図に示す装置は基本的な構成においては第７
図の装置と同様であるが、光ヘッド３２の光学系装置に
一部違いがある。即ちＬＥＤ等の光源２７からの光はハ
ーフミラ−３３及び照明系と結像系を兼ねる光学系３４
を経て光カードｌの媒体面を垂直に照明し、媒体面で反
射された光束は光学系３４を経た後へ−フミラー３３で
反射されて一次元センサアレイ３０上に結像される。そ
の他の構成及び動作は第７図の従来例と同様である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、係る従来の再生装置を用いて光カードか
ら情報を再生しようとする場合には０＜つかの問題点が
あった。

第１の問題点は、第７図の如き再生装置を用いた場合に
生じるもので、光ヘッドの照明系２８及び結像光学系２
９の光軸が光カードｌの媒体面に対して傾いているため
に、媒体面の傾きや上下の動きによって一次元センサア
レイ上での結像位置が動いてセンサーの受光面からずれ
てしまい、正しく情報再生が行なわれないことがあるこ
とである。

第２の問題点は第８図の如き再生装置を用いる場合に生
じるもので、ＬＥＤの如き光源１７を照明に用いると、
該光源１７から出射した光束はハーフミラ−３３で透過
及び反射されたのちセンサー３０上に到達するので、光
量が著しく減少する。

そのため再生速度を上げようとすれば高価な高輝度ＬＥ
Ｄを用いるか、高感度のセンサを用いる必要があるがい
ずれも限度があり、また光カード１の如く大量に使用さ
れる媒体の再生に用いる再生装置としてコストが高くな
ることは避けられない。

１、ＥＤの代りに半導体レーザを用いれば、その輝度の
高さと指向性の良さにより、比較的に低出力従って低コ
ストのレーザでも上記の問題は解決出来るが、反面新た
な問題が生じる。即ち、レーザーの有する可干渉性の高
さにより、光カードｌの表面で反射した光と媒体面で反
射した光が干渉し、センサー上に有害な干渉縞漬騙成さ
れ、再生信号にノイズとなって現れることである。この
ような場合、光カードの表面に反射防止膜を形成するこ
とは前述のように大量に使用される媒体としてはコスト
高を招くことになり好ましくない。また携帯時に腸が剥
離する恐れもあり実用−ヒも問題となる。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の目的は＝Ｌ記従来技術の問題点を解決し、かつ
情報再生において信頼性の高い光学的情報再生装置を提
供することにある。

以ヒのような目的は、透明な保護層を有する記録媒体面
−Ｆに対物レンズを介して光ビームを集光することによ
り、すくなくとも情報の再生を行なう光学的情報再生装
置において、 情報の再生時には前記対物レンズが前記記録媒体面に対
し合焦位置より遠ざかる方向に一定距離だけ離れた状態
に保つ手段を有することを特徴とする光学的情報再生装
置により達成される。

［作用］ −Ｆ記の如き再生装置によれば、情報を再生するだめの
光検出器のある而−Ｌにおいて、保護層表面からの反射
光は媒体面を照明する光束よりも小さな面積に結像され
、また光検出２詣の光束の影響を受けない位置に配Ｉｎ
されているので、保護層表面からの反射光の悪影響　　
　　　　、　を除去することが可能となる。

［実施例］ 以下、本発明の光学的情報再生装置について。

具体的な実施例を図面に基づき、詳細に説明する。

第１図は本発明の光学的情報再生袋ｊηの概略的構成図
である。同図において、ｌは光カード、ｌＯは情報を再
生するための光ヘッド、２は光カードｌを矢印へ方向に
移動させる回転機構である。

光ヘッド１０は光源である半導体レーザ３．ビームスプ
リッタ４．対物レンズ５．−次元アレイ状センサ６であ
るＣＣＤより構成される。

半導体レーザ３より出射した光束はビームスプリッタ４
を透過した後、対物レンズ５により光カードｌの上方ａ
の位置に一担、収れんした後、デフォーカス状態で光カ
ード１の媒体面を略垂直方向から照射する。媒体面で反
射された光束は再び対物レンズ５を通り、ビームスプリ
ッタ−４で反射された後、光カード１の媒体面と共役な
位置にあるＣＣＤ　Ｂ上に集められる。

第２図は光カードｌにおいて光束が照射する様子を史に
詳しく説明するための図である。図中ａは前述の光束の
収れん位置を表わし、該位置は光カードの透明な保護基
板７の表面から略ｄ　／　ｎの距離に保たれている。但
しｄは保護基板の１ｇさ、ｎは屈折率を表わす。光カー
ドの媒体面８は光学的にみると、保護基板の表面からｄ
／ｎの位置に存在する。従って媒体面８はデフォーカス
状態で一定の領域を照射されることになり、−刃保護基
板７の表面で反射される光束（図中、破線で示す）はほ
ぼ媒体面−ヒな原点として発散°される。

第３図はＣＣＤ　６の受光面上に投影された光カードｌ
の投影像を表わす図である。図中１４は媒体面上に形成
されたレファレンスライン、１３は情報を含むトラック
を示し、光束によって照明された楕円状の領域ＩＩのみ
が像として投影結像されている。光カードの保護基板７
からの反射光は図に示すように微小な光スポット１２と
して結像される。トラック１３に記録された情報を読み
だすためのＣＣｌ１１の受光エリアは破線１５で示す位
置、即ち光スポット１２と重ならないようにわずかずら
した位置に設けられる。このような位置にＣＣＤを置く
ことにより表面反射光の影響は全く受けずに、即ち干渉
縞や有害なバックグラウンド光を除去した状態で信号の
読み出しを行なうことが出来る。ＣＣＤ　６の受光エリ
アは光学系に対して若干光軸上からずれた位置になるが
、光スポット１２は数μｍ程度の小さなものであるから
ずらし頃はごくわずかで済み結像性能にＥＷを及ばずこ
とはない。ＣＣＤ　６をずらす代りに半導体レーザを光
軸」〕からずらしても同様の効果を得ることが出来る。

半導体レーザから出射する光束は一般に楕円状の分布を
有するから、第３図に示すように媒体面上で長袖方向が
ＣＣＤ　６の受光素子の並び方向と一致するように照明
することが好ましい。また、光の利用率を高めるには、
前述のビームスプリッタ−を偏光ビームスプリッタとし
、該偏光ビームスプリッタ−と対物レンズの間に１／４
波長板を配置することも可能である。

媒体面上を照明する広さはＣＣＤで一度に読みとるバン
ドの長さによっても異なるが、例えば照明光束のＮＡを
０．４、保護基板の厚さを０．４ｍｍ、屈折率を１．５
とすれば媒体面上での照射領域の径は約２３０ａｍにな
り実用上十分な広さを有する６表面反射光はＣＣＤ　６
の受光面上で必ずしもスポットに結像させる必要はなく
、信号の読み取りに害にならない程度に小さく集光され
ていればよい。係る状態は第２図に示す光束の収れん位
１ｆｆａを保護基板の上方の適当な位置に保つことによ
って実現できる。　ＣＣＤ　６の位置も必ずしも図に示
したような位置である必要はなく、照明領域が十分広け
れば任意の位１ｎに置くことが出来る。

第４図（ａ）及び（ｂ）は本発明の他の実施例を説明す
るための図で、同図は光学的情報再生装置の光ヘツド部
をあられすものである。第４図（ａ）は該光ヘッドの光
カード移動方向の側面図、同図［ｂ）は移動方向と直交
する方向の側面図を表わす。図中、第一の実施例と同じ
部材には同じ番号を付は説明も省略する。本実施例が第
一実施例と異なる所は半導体レーザ３から出射した光束
中にシリンドリカルレンズ２０が挿入されていることで
ある。該シリンドリカルレンズ２０は光カード五の媒体
面上における光束を線上に集光し、照明の効率を高める
機能を有する。半導体レーザ３から出射した光束は、第
４図（ｂ）に示すようにシリンドリカルレンズが屈折力
を有する断面内で対物レンズ５により集光された焦線す
の位置が光カードの保護層表面から上方に略ｄ　／　ｎ
の距離を保つように設定される。

第５図は係る照明状態において光カードと共役な位置に
置かれたＣＣＤ　６の受光面上に投影される像を示す図
である０図中、１１’　は媒体面を照明する線状の領域
、１２゛は保護層表面からの反射光が集光してできる線
像な表わす、その他の部材は第３図と同様であるので説
明は省略する０本実施例の場合保護層表面からの反射光
は線像となるのでＣＣＤ　６の受光領域１５の短手方向
にずらすことは難しいが、図のように読取り対象とする
トラック１３−１にかからないようにするか（レファレ
ンスライン１４上にある）、あるいは読取り対象以外の
トラック（例えば、トラック１３−２）の位置にずらす
ことにより本発明の目的を達することが出来る。

本発明は前記実施例に限らず種々の変形、応用が１１１
能である。

例えば、前記実施例では光検出器は一次元として説明し
たが、結像性能が許す範囲において二次元のアレイ状セ
ンサーを用いることも可能である。

さらに本発明は透明な保護層を有する記録媒体面の保護
層表面の悪影響をなくすという点において、光カード以
外の記録媒体にも適用できることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上、実施例を用いて説明したように、本発明の光学的
情報再生装置によれば、輝度が高く、従って照明効率が
高い半導体レーザを光源として用いるので再生速度を上
げることができ、なおかつ干渉性の良さによって発生す
る有害なノイズ先を除去することができる信頼性の高い
光学的情報再生装置を提供することが可能である。また
媒体面に対してｆｌ直に光束を入射させるので、媒体の
デフォーカスによる受光面上での像の横移動を生じるこ
ともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学的情報再生装置の実施例の概略的
構成図である。 第２図は第１図の実施例における光カードの照明方法を
説明する図である。 第３図は第１図の実施例の装置の受光面上に形成される
像とセンサーの関係を説明する図である。 第４図（ａ）及び（ｂ）は本発明の光学的情報再生装置
の光ヘツド部を説明する図である。 第５図は第４図の実施例において受光面上に形成される
像とセンサーの関係を説明する図である。 第６図は光カードの記録フォーマットを示す模式的平面
図である。 第７図及び第８図は従来の光カード］■牛装置ｎの概略
的構成図である。 Ｉ・・・光カード、３・・・半導体レーザ、４・・・ビ
ームスプリッタ、６・・ＣＣＤ、７・・・保護基板、８
・・・媒体面、ｌＩ、＋１’　・・・情報記録面の投影
結像域、＋２．＋２°・・・透明保護層の反射光のスポ
ット、１５・・・ＣＣＤの受光エリア 代理人　　弁理士　山　下　穣　平 第１図 第２図 第３図 第４図（ａ） 第４図（ｂ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明な保護層を有する記録媒体面上に対物レンズ
   を介して光ビームを集光することにより、すくなくとも
   情報の再生を行なう光学的情報再生装置において、 情報の再生時には前記対物レンズが前記記録媒体面に対
   し合焦位置より遠ざかる方向に一定距離だけ離れた状態
   に保つ手段を有することを特徴とする光学的情報再生装
   置。
2. （２）前記一定距離は、前記光ビームの集光点が前記保
   護層表面によって反射された際に生じる虚像の位置が記
   録媒体面と略一致する距離であることを特徴とする請求
   項第１項記載の光学的情報再生装置。
3. （３）前記情報の再生時に、記録媒体面と共役な面上で
   かつ前記保護層表面から反射した光ビームの集光位置と
   は異なる位置に記録媒体面の情報を検出する光検出器を
   配置したことを特徴とする請求項第２項記載の光学的情
   報再生装置。
4. （４）前記光検出器が一次元又は二次元のアレイ状セン
   サーであることを特徴とする請求項第３項記載の光学的
   情報再生装置。