JPH03248286A - 光学情報読取装置 - 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、光学情報読取装置に係り、特にそれのトラッ
キング機構に関するものである。

［従来の技術］ データシートなどの光学情報媒体上にレーザビームを走
査させて、媒体上の情報を光学的に読取る光学情報読取
装置において、媒体上のトラックに沿ってレーザビーム
を走査させるために可動ミラーを備えた装置として、例
えばバーコードリーダが挙げられる。この装置において
、可動ミラーの駆動手段として特開昭５６−１０３７６
８号公報に記載されているようにガルバノミラ−を使用
する装置、あるいは特開昭５４−１０７２１８号公報に
記載されているように偏心プーリとバネ部材とを使用す
る装置などがある。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前述のガルバノミラ−を使用する装置は精度
よくかつ高速で可動ミラーを駆動することができるが、
駆動ユニットを備えるため、寸法的に小型化に限度があ
り、さらに消費電力が大きくなる。

また、前記偏心ブーりとバネ部材とを使用する装置にお
いても駆動源としてモータが必栗であるため、小型化が
難しく、さらに情報の読取りを高速化することが難しい
などの問題を有している。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、
小型で消費電力が少なく、かつ追従性に優れた光学情報
読取装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前述の目的を達成するため１本発明は、光学的に読み取
り可能な情報パターンを設けた光学情報媒体と、 反射ミラーを介してその光学情報媒体上にビームスポッ
トを形成して５その反射光で前記情報パターンを読み取
る光学ヘッドと。

その光学情報媒体とビームスポットとを主走査方向なら
びに副走査方向に相対的に移動させる移動手段とを備え
た光学情報読取装置を対象とするものである。

そして前記光学情報媒体の主走査方向における傾き角度
を検出する傾き角度検出手段と、その傾き角度検出手段
からの検出信号に基づいて、前記光学ヘッドに設けられ
ている反射ミラーの回転角度を調整して、光学情報媒体
上でのビームスポットの位置を移動させることのできる
バイモルフ型圧電素子とを備えたことを特徴とするもの
である。

［作用］ 本発明は前述のように、トラッキングミラーの駆動手段
としてバイモルフ型圧電素子を用いることにより、前述
した従来のものに比較して小型で、消費電力が少なく、
安価で、追従性に優れたトラッキング機構を得ることが
きる。

［実施例］ 次に本発明の実施例を図面とともに説明する。

第１図は実施例に係る光学情報読取装置の一部を切除し
た平面図、第２図は第１図Ａ−Ａ線上の断面図、第３図
はその光学情報読取装置における光学ヘッドの平面図、
第４図は第３図Ｂ−Ｂ線上の断面図、第５図はトラッキ
ングユニットの斜視図。

第６図は光学情報読取装置の概略構成図である。

まず、第１図ならびに第２図を用いて光学情報読取装置
の概略構成について説明する。これらの図おいて、１は
光学ヘッド、２は副走査用ステッピングモータ、３は副
走査用ボールネジ、４はローディングモータ、５ａ、５
ｂはローディングローラ、６はガイドシャフト、７は側
板、８はメデアガイド、９ａ、９ｂ＋　９ｅ、９ｄはロ
ーデイングメデアガイド、１０ａはピンチローラ、１０
ｂはピンチローラ用バネ、２９ａ、２９ｂ、２９ｅはメ
デアセンサ、３３はシャフトホルダ、３４は光学ヘッド
ｌの走査範囲、３５はメデア挿入口である。

これらの図に示すように、光学情報読取装置は、光学ヘ
ッド１と、その光学ヘッド１を所定の位置に保持してそ
れを副走査方向に移動するための副走査用ステッピング
モータ２、副走査用ボールネジ３ならびにガイドシャフ
ト６と、挿入されたメデアをローディングして位置を検
出するためのローディングモータ４、ローディングロー
ラ５ａ。

５ｂ、ピンチローラ１０ａ、メデアセンサ２９ａ。

２９ｂ、２９ｃと、これらの部品ならびにメデアを保持
するための側板７と、メデアガイド８、ローデイングメ
デアガイド９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄならびにシャフトホ
ルダ３３などから構成されている。

図に示すように人手により矢印Ｘ方向から挿入されたメ
デアは、その先端が第１のメデアセンサ２９ａによって
検知されると、その検知信号に基づいてローディングロ
ーラ５ａ、５ｂが自動的に駆動する。２本のピンチロー
ラ１０ａはバネ１０ｂによってそ九ぞれローディングロ
ーラ５ａ、５ｂに弾接されているから、ローディングロ
ーラ５ａ、５ｂの駆動により、それとピンチローラ１０
ａとの共働により、メデアは自動的に引き込まれる。そ
して、メデアの先端が第２のメデアセンサ２９ｂに到達
したところで、ローディングローラ５ａの回転が自動的
に停止するとともに、ローデイングローラ５ｂを若干逆
方向に回動する。これによってメデアはメデアガイド８
に押し付けられる。メデアガイド８は、光学ヘッド１の
ビームスポットの軌跡がメデア表面に一致するような曲
率半径を持って固定されている。従ってメデアがメデア
ガイド８に押し付けられることにより、メデアに形成さ
れているデータパターン（後述する。）が光学ヘッドｌ
の読取り位置（走査範囲）に適正に位置される。この状
態で光学ヘッドｌがメデアの情報面に対して主走査方向
ならびに副走査方向に走査され、情報の読み取りがなさ
れる。

次に第３図ならびに第４図を用いて、光学ヘッド１の構
成について説明する。

これらの図において、１１は主走査用モータ、１２はフ
レーム、１３はバイモルフ素子、１４はミラーホルダ、
１５はトラッキングミラー、１６はバネ、１７はレーザ
ダイオード、１８はレーザダイオードホルダ、１９はハ
ーフミラ−１２０はコリメートレンズ、２１はフォーカ
スレンズ、２２は主走査用ミラー、２３はフォトダイオ
ード、２４は光学へラドベース、２５はモータハウジン
グ、２６はミラーブツシュ、２７はモータシャフト、２
８は送り板、３６はトラッキングユニットである。

前記レーザダイオード１７から発せられたレーザ光はハ
ーフミラ−１９で反射され、コリメートレンズ２ｏによ
り平行光に変換される。レーザダイオード１７はレーザ
ダイオードホルダ１８に同定されており、コリメートレ
ンズに入射する光の開口径を調整するためにレーザダイ
オードホルダ１８のレーザダイオード取り付は面の対向
面にアパーチャを設けることもできる。また、レーザダ
イオードホルダ１８を光軸方向に移動することにより、
焦点でのフォーカス調整を行う。

コリメートレンズ２０により平行光に変換された光は、
フレーム１２、バイモルフ素子１３、ミラーホルダ１４
ならびにトラッキングミラー１５によって構成されるト
ラッキングユニット３６により射出方向を調整された後
、フォーカスレンズ２１に入射する。フォーカスレンズ
２１により集束された光は１例えば３６００ｒ、ｐ、ｍ
の一定速度で回転する主走査用ミラー２２によりメデア
上を走査される。

メデア上にて反射した光は、入射時と同じ光路を経てハ
ーフミラ−１９を通り、フォトダイオード２３に受光さ
れて、情報の読み取りがなされる。

前記主走査用ミラー２２はミラーブツシュ２６によりモ
ータシャフト２７に固定されており、主走査用モータ１
１により一定方向に回転駆動される。前記レーザダイオ
ード１７は、波長７８０ｎｍ、出力３ｍＷのものを用い
た。また、コリメートレンズ２０ならびにフォーカスレ
ンズ２１は同じレンズを用い、貼り合わせレンズとした
。これらの構成部品は、光学へラドベース２４ならびに
モータハウジング２５により保持され、。

光学ヘッド１は、ガイドシャフト６および副走査用ボー
ルネジ３により所定の位置に保持されている。そして副
走査用ボールネジ３の溝部には送り板２８が弾接してお
り、この副走査用ボールネジ３を回転することにより、
光学ヘッド１が副走査方向に移動するようになっている
。

前記トラッキングユニット３６は第５図に示されている
ように、トラッキングミラー１５がミラーホルダ１４に
固定されており、このミラーホルダ１４はニードルベア
リング３２を介してフレーム１２に保持されている。ま
たミラーホルダ１４は、バネ１６を介してバイモルフ素
子１３と接合されている。バイモルフ素子１３の他端は
フレーム１２に固定されており、このバイモルフ素子１
３に所定の電圧を印加することにより、矢印３８方向に
トラッキングミラー１５を回動させることができる。

第６図に示すように、このトラッキングミラー１５によ
り射出方向が調整された光は、フォーカスレンズ２１に
斜めに入射され、焦点面において光軸中心よりΔＸだけ
移動させることができ、これによってトラッキングの調
整が行われる。

第７図は、メデアの平面図である。この実施例の場合メ
デア３０は官製はがきとほぼ同じサイズの上質紙からな
り、同図に示すように短手方向に沿って複数段（本実施
例では３段）のデータエリア３１ａ、３１ｂ、３１ｃが
区画形成されている。

各データエリア３１ａ、３１ｂ、３１ｃの先端部には傾
き検出パターン３２がそれぞれ形成されており、その傾
き検出パターン３２に続いて多数のブロック分けられた
データパターン３３が形成されている。同図において矢
印Ｘは光学情報読取装置に対するメデア３ｏの挿入方向
、矢印Ｙは主走査方向、矢印Ｚは副走査方向を示してい
る。

前記傾き検出パターン３２は第８図に示しているように
、主走査方向Ｙに沿って延びた複数本の平行な直線パタ
ーンから構成されている。そしてこの直線の長さは、デ
ータパターン３３の主走査方向Ｙの長さとほぼ同寸にな
っている。

この傾き検出パターン３２は、光学情報読取装置に対す
るメデア３ｏの挿入方向の傾き角度を検出するために設
けられたものである。すなわちこの検出パターン３２上
をレーザビームが主走査方向Ｙに走査したとき、もしメ
デア３０が斜めに挿入されていると（もつとも装置内の
ガイド手段によってメデア３ｏの大きな傾きは規制され
るが）、レーザビームの軌跡３４は検出パターン３２上
を斜めに横切ることになる。モしてメデア３０の傾き角
度θが大きいほど検出パターン３２を横切る個所が多く
なり、反対にメデア３ｏの傾き角度θが小さいほど横切
る個所は少ない、したがってこの検出パターン３２上で
のレーザビームの軌跡３４の横切り回数をカウントする
ことにより、メデア３ｏの傾き角度θを検出して、バイ
モルフ素子１３の駆動回路（図示せず）に前記傾き角検
出信号を入“力することができる。

データパターン３３は第９図に示すように、伝達すべき
デジタル情報に対応して、例えば３０μｍ角の正方形の
単位印刷部分３５と、同様な大きさの印刷しない単位空
＠３Ｂとを組み合わせて構成した線状のパターンである
。したがってデジタル値″１”に対応する情報は、前記
単位印刷部分３５が情報トラック上に形成される（存在
する）ことによって表現でき、単位空ｌ１１３６が情報
トラック上にあることによりデジタル値１１０　Ｐ＋が
表現されるようになっている。

なお、前記検出パターン３２ならびにデータパターン３
３（単位印刷部分３５）は、レーザ光を吸収する色で印
刷される。

第１０図は、二の実施例に係る光学情報読取装置の動作
を説明するためのタイミングチャートである。同図の（
ａ）に主走査用モータの回転検出、同図の（ｂ）にトラ
ッキング前のフォトダイオード出力、同図の（Ｑ）にバ
イモルフ素子の駆動電圧、同図の（ｄ）にトラッキング
用ミラーの回転角度、同図の（ｅ）にトラッキング後の
フォトダイオード出力をそれぞれ示している。

同図に示すように、主走査用モータの１回転中において
、レーザビームの軌跡３４に対して傾き検出パターン３
２が傾いている場合、フォトダイオードによって検出さ
れる出力のエンベロープは同図（ｂ）に示すような波形
を示す、この波形信号を図示しない回路により処理し、
バイモルフ素子に同図（ｃ）に示す電圧を印加すること
により、トラッキングミラーの傾き角を同図（ｄ）に示
すように変化させることができる（第６回参照）。

このトラッキングミラーの傾き角のＴＪ４整により、レ
ーザビームの軌跡３４と傾き検出パターン３２とを平行
にすることができ、そのために同図（ｅ）に示すような
フォトダイオードからの８カを得ることができる。

第１１図は、バイモルフ素子に印加する駆動電圧とビー
ムスポットの変位量との関係を示す特性図である。この
図に示すように、駆動電圧に対しビームスポットの変位
量が直線的に対応しており、小型で消費電力が小さく、
追従性に優れたトラッキング機構である。

第７図に示したメデア３０の場合、第１段目のデータエ
リア３１ａでの情報の読み取りが終了すると、メデア３
０を主走査方向Ｙと反対の方向にデータエリア３１の１
個分だけ紙送りするとともに、光学ヘッド１をホームポ
ジション（第７図において傾き検出パターン３２と対向
する位置）まで戻す動作が必要となる。

その点例えば第１２図に示しているように、各データエ
リア３１ａ、３１ｂ、３１ｃでの検出パターン３２の位
置を左右交互にすれば、光学ヘッド１のホームポジショ
ンへの戻しの動作が不要となり、読み取り時間の短縮化
がはかれる。

前記実施例では、メデアに傾き検出パターンを設けてメ
デアの傾き角度を検出したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、装置の方にメデアの傾き検出手段を設
けることもできる。

［発明の効果コ 本発明は前述したように、トラッキングミラーの駆動手
段としてバイモルフ型圧電素子を用いることにより、前
述した従来のものに比較して小型で、消費電力が少なく
、安価で、追従性に優れたトラッキング機構となる。そ
のため、再生特性に優れた光学情報読取装置を安価に提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

図はすべて本発明の詳細な説明するためのもので、 第１図は、実施例に係る光学情報読取装置の一部を切除
した平面図、 第２図は、第１図Ａ−Ａ線上の断面図、第３図は、その
光学情報読取装置における光学ヘッドの平面図、 第４図は、第３図Ｂ−Ｂ線上の断面図、第５図は、トラ
ッキングユニットの斜視図、第６図は、光学情報読取装
置の概略構成図、第７図は、メデアの平面図。 第８図は、傾き検出パターンの説明図、第９図は、デー
タパターンの説明図、 第１０図は、この実施例に係る光学情報読取装置の動作
を説明するためのタイミングチャート、第１１図は、バ
イモルフ素子に印加する駆動電圧とビームスポットの変
位量との関係を示す特性図、 第１２図は、メデアの変形例を示す平面図である。 １・・・・・・光学ヘッド、２・・・・・・副走査用ス
テッピングモータ、３・・・・・副走査用ボールネジ、
４・・・・・・ローディングモータ、５ａ、５ｂ・・・
・・・ローディングローラ、１１・・・・・・主走査用
モータ、１３・・・・バイモルフ素子、１５・・・・・
・トラッキングミラー、１７・・・・・・レーザダイオ
ード、２２・・・・・・主走査用ミラー２３・・・・・
・フォトダイオード、３ｏ・・・・・・メデア、３２・
・・・・・傾き検出パターン、３３・・・・・・データ
パターン、３４・・・・・走査範囲、３６・・・・・・
トラッキングユニット。 第 図 第 ３ 図 ２ 第４図 第 図 ９ （） 第１０図 Ｈ−一一−１０転−一一一門

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光学的に読み取り可能な情報パターンを設けた光学情報
   媒体と、 反射ミラーを介してその光学情報媒体上にビームスポッ
   トを形成して、その反射光で前記情報パターンを読み取
   る光学ヘッドと、 その光学情報媒体とビームスポットとを主走査方向なら
   びに副走査方向に相対的に移動させる移動手段とを備え
   た光学情報読取装置において、前記光学情報媒体の主走
   査方向における傾き角度を検出する傾き角度検出手段と
   、 その傾き角度検出手段からの検出信号に基づいて、前記
   光学ヘッドに設けられている反射ミラーの回転角度を調
   整して、光学情報媒体上でのビームスポットの位置を移
   動させることのできるバイモルフ型圧電素子とを備えた
   ことを特徴とする光学情報読取装置。