JPH0414421B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は、カードに設けた光学記録部に、レー
ザ光によつて１、０の情報を記録し、これに読出
光を当ててその反射光から情報を読出すレーザカ
ードシステムに関し、特にカードのヨーイングを
補正する装置に関する。

「従来技術およびその問題点」 このレーザカードシステムは、磁気カードに比
べ、記憶容量が格段に大きく、従来の磁気カード
と同じ大きさで例えば２〜５メガバイトの記憶容
量を持たせることができることから最近注目され
ているが、その記録および読出の原理は、基本的
にレーザデイスクと同一である。すなわち、記録
トラツクに、レーザ光によつて、光反射率を大小
に異ならせた１、０の情報記録ビツトを形成し、
この記録トラツクに当てた読出光の反射光の強度
から、１、０の情報を読み出すという原理によつ
ている。ただ記録トラツクがレーザデイスクでは
螺旋状に連続しているのに対し、レーザカードで
はこれを多数列直線状に配している点が違つてい
る。読出は、レーザデイスクと同様にレーザ光を
用いて記録トラツクをトレースする他、拡散光源
を用いて多数の記録トラツクに同時に読出光を当
て、この状態でカードを読出光学系に対してスキ
ヤンさせて、各記録トラツクからの反射光を、ラ
インセンサの異なる受光素子に入射させることに
よつて行なわれる。

この後者の方法によるレーザカードからの読出
の場合、カードを一方から他方にスキヤンさせて
読出を行なうが、この際、カードはあらゆる方向
に微小運動を行なうと考えられる。第６図は、レ
ーザカード１１のこの微小運動を説明するための
もので、レーザカード１１の微小運動は、ｘ、
ｙ、ｚの三軸を中心とする回転運動として捕える
ことができる。このうち、レーザカード１１内の
平面を通る軸ｘ、ｙ周りの回転は、それぞれロー
リング、ピツチングと呼ばれているが、これらが
生じてもオートフオーカス装置により正しくライ
ンセンサ上に記録トラツクの記録ビツトの像を結
ばせれば、解決できる。ところがレーザカード１
１平面に対して垂直なｚ軸周りの回転は、ヨーイ
ングと呼ばれ、記録トラツクとラインセンサの受
光素子と対応を狂わせてしまうため、オートフオ
ーカス装置では対応できない。そして記録トラツ
クは例えば数μｍピツチで並んでいるため、僅か
なｚ軸周りの回転で記録トラツクと受光素子との
対応関係がずれてしまい、ずれてしまえば、情報
の読取は全く不可能になる。

「発明の目的」 本発明は、レーザカードのこのヨーイングに際
しても、記録トラツクとラインセンサの受光素子
との対応を保持することができる装置を得ること
を目的とする。

「発明の概要」 本発明は、レーザカード上の多数列の記録トラ
ツクのうち任意の２つのトラツクをヨーイングの
検出用の基準トラツクとし、この基準トラツクか
らの反射光の強さが等しくなるようにカードまた
は光学系の一部を制御することにより、ヨーイン
グ補正を行なうものである。この任意の２つの基
準トラツクは、記録トラツクの記録幅の略半分だ
け互いに反対方向に記録位置をずらせてレーザ光
により連続記録した記録バンドを形成してなつて
いる。この２つの基準トラツクで反射してそれぞ
れの受光素子に入射する光はしたがつて、ヨーイ
ングが全く生じていない状態では両者の強度が等
しいが、ヨーイングが生じると、いずれか一方の
反射光が強くなり、他方が弱くなる。よつて両基
準トラツクからの反射光の強度が等しくなるよう
に、レーザカードまたは読出装置の光学系の一部
を駆動すれば、ヨーイングが生じても、常に各記
録トラツクとラインセンサの受光素子との対応関
係を維持することができる。

「発明の実施例」 以下図示実施例について本発明を説明する。第
１図、第２図は本発明の原理を説明するための図
である。同図において、２１，２１…は、レーザ
カード１１の光学記録部（第４図、第６図）１２
に設けた記録トラツクで、１から順に符号を付し
ている。この記録トラツク２１の数は、ピツチｌ
を約6.5μｍとし、光学記録部１２の有効全記録幅
Ｌを12mmとすれば、約1800となる。この光学記録
部１２には、その有効全記録幅Ｌの全幅に渡る読
出光が照射され、その反射光が読出光学系１３を
介してラインセンサ２２に入射する。ラインセン
サ２２は、CCDからなり、例えば2048個の受光
素子２３を列状に配置した市販品からなつてい
る。したがつて各記録トラツク２１をCCD２２
の各受光素子２３に対応させることができる。

第１図において、符号２４は、高強度の記録用
レーザ光を照射して形成した記録ビツトを模式的
に示すもので、この記録ビツト２４に照射された
読出光の反射強度は、これがない部分に比べ、弱
くなる（零に近くなる）。よつてこの記録ビツト
２４がある部分を例えば０、ない部分を１とすれ
ば、情報記録が行なわれることになる。

２５，２５は、この記録トラツク２１の任意の
２つ（この実施例では３番と４番）を選んで形成
した本発明の特徴とする基準トラツクで、次のよ
うにして構成されている。いま各記録トラツク２
１の記録幅をＳとし、CCD２２の各受光素子２
３に、この記録幅Ｓに相当する反射光が入射する
ものとする。上記記録ビツト２４の幅はこの記録
幅Ｓと等しい。そうしたとき、２つの基準トラツ
ク２５，２５には、この記録幅Ｓの略半幅だけ互
いに反対方向に記録位置をずらせてレーザ光によ
り記録幅Ｓ以上の記録バンド２６を形成するので
ある。すなわち一方の記録ビツト２４には、図の
下半分以下に記録バンド２６が形成され、他方の
記録ビツト２４には上半分以上に記録バンド２６
が形成される。図では反射光の弱くなる記録ビツ
ト２４および記録バンド２６に斜線を付してい
る。この２列の記録バンド２６，２６は、図のよ
うに隣り合う２列の記録トラツク間に跨がらせて
形成するのが実際的である。

そうすると、各記録トラツク２１で反射した読
出光が正しくCCD２２の対応する受光素子２３
に入射しているとすると（すなわちヨーイングが
生じていないとすると）、両基準トラツク２５で
反射した後、これに対応する受光素子２３（これ
を判別受光素子２７と呼ぶ）に入射する反射光の
光量は、相等しい筈である。第３図は第１図の
−線部分における１番から７番の記録トラツク
２１の反射光量の大小を示したもので、記録ビツ
ト２４が形成されている部分の反射光強度を
「０」、形成されていない部分のそれを「１」とす
ると、判別受光素子２７，２７への入射光量は
「1/2」となる。

ところが、ヨーイングが生じたとすると、この
関係は崩れる。ヨーイングが生じたということ
は、基準トラツク２５と判別受光素子２７の関係
においては、第１図において、読出光の照射幅
が、記録幅Ｓと一致せず、これから上下に移動し
たことに相当する。すると、判別受光素子２７，
２７への入射光量は、一方が増え、他方が減る。
よつて、この２つの判別受光素子２７，２７への
入射光量が等しくなるように、レーザカード１１
または、読出光学系１３を移動制御すれば、ヨー
イング補正が行なわれ、記録トラツク２１と受光
素子２３とを常に正しい対応関係とすることがで
きる。

第４図は、この判別受光素子２７，２７の出力
によりヨーイング補正を行なう装置の具体例であ
るレーザカード１１、光学記録部１２および
CCD２２は、第１図、第２図で説明したのと同
一の構成要素である。読出光の光源は、ハロゲン
ランプ等の拡散光源３１からなり、この拡散光源
３１からの光は、熱線吸収反射フイルタ３２を経
てコンデンサレンズ３３に入射する。コンデンサ
レンズ３３は拡散光源３１のフイラメントの像を
リレーコンデンサレンズ３４の瞳位置に作り、さ
らにこの像をコンデンサレンズ３５でレンズ３６
の瞳位置に作る。一方リレーコンデンサレンズ３
４は、コンデンサレンズ３３の瞳の像をレンズ３
６の瞳位置に作り、この像をレンズ３６によりレ
ーザカード１１の光学記録部１２上に作る。

拡散光源３１からの光は、以上のコンデンサレ
ンズ３３、リレーコンデンサレンズ３４およびコ
ンデンサレンズ３５を通過し、偏光ビームスプリ
ツタ３８で反射した後、さらにレンズ３６を通過
してレーザカード１１の光学記録部１２上に結像
する。そして光学記録部１２で反射した光はさら
にレンズ３６および偏光ビームスプリツタ３８を
通過し、可動ミラー４０で反射した後レンズ４１
に入り、CCD２２上に結像する。レンズ３６と
レンズ４１の間は、平行光束となる。

偏光板４２、上記偏光ビームスプリツタ３８、
四分の一波長板４３および偏光板４４は、光信号
のＳ／Ｎ比を向上させるためのもので、偏光板４
２が拡散光源３１の光をＳ偏光し、次に、Ｓ偏光
を反射しＰ偏光を通過させる偏光ビームスプリツ
タ３８は、Ｓ偏光された光を反射する。そして四
分の一波長板４３は、これを光が往復して通過す
ることにより、Ｓ偏光をＰ偏光に変え、その結果
光学記録部１２からの反射光は偏光ビームスプリ
ツタ３８で反射することなくこれを通過する。そ
して偏光板４４は、このＰ偏光の光だけを通過さ
せてCCD２２に与える。

４５は、拡散光源３１の光から単色に近い光を
取り出す波長選択フイルタ、４６は光量調節絞、
４７は視野絞で、この視野絞４７は、例えば第５
図に示すように、マスク４８の中央に、レーザカ
ード１１の光学記録部１２の幅に対応する開口４
９を設けてなつている。

したがつて以上の光学系により、拡散光源３１
を出た光が光学記録部１２で反射し、その反射光
がCCD２２に入射する。CCD２２の各受光素子
２３は、光学記録部１２上の各記録トラツク２１
と対応しているため、各受光素子２３の出力によ
り、記録トラツク２１の記録情報を読み出すこと
ができる。

そして本発明は、以上の光学系において、ヨー
イング補正を行なうため、可動ミラー４０を回動
中心軸５０を中心に回動可能とし、圧電変換器
（ピエゾ素子）５１で駆動するようにしている。
圧電変換器５１はこれに加える電圧の大小によ
り、作動子５２を微小に移動させて、可動ミラー
４０を回動中心軸５０を中心に揺動させるもので
ある。この圧電変換器５１に加える電圧は、上記
判別受光素子２７，２７の出力がバランスするよ
うに決定される。第７図はこの制御系の一例を示
すブロツク図で、判別受光素子２７，２７の出力
は、増幅器６１，６１で増幅されたのち、比較演
算回路６２に入つてその大きさを比較される。そ
してこの比較演算回路６２は判別受光素子２７，
２７の出力が等しくなるように、駆動回路６３を
介して圧電変換器５１を駆動する。

したがつてこの読出光学系によれば、可動ミラ
ー４０が回動中心軸５０を中心に揺動すると、光
学記録部１２からの反射光の位置が、CCD２２
上で矢印方向に変化する。よつてこの可動ミラー
４０を判別受光素子２７，２７の出力がバランス
するように、圧電変換器５１で駆動すれば、ヨー
イング補正を行なうことができる。

本発明において、光学記録部１２に設ける基準
トラツク２５，２５は、１スキヤンで読み出す多
数の記録トラツク２１に対し、任意の２つを設け
る。すなわち上記実施例では、光学記憶部１２の
有効全記録幅Ｌを１スキヤンですべて読み出すも
のであるため、基準トラツク２５は２つだけでよ
いが、有効全記録幅Ｌを複数回に分けてスキヤン
する場合には、一回のスキヤン幅に対応させて、
任意の２つの基準トラツク２５，２５を設けるの
である。そうすれば、各スキヤンにおいて、確実
にヨーイング補正を行なうことができる。

第８図の実施例は、より安価な読出光学系を示
すもので、第１図の結像レンズ３６と４１からな
る結像光学系を単一の結像レンズ５５から構成し
たものである。この他の構成は、第１図の装置と
同一であり、同一要素には同一の符号を付してい
る。この実施例は、光学記録部１２を上下方向に
複数回に分割して走査する場合の光学系として特
に好適である。

なお第４図、第８図の実施例に示した圧電変換
素子５１は、電圧または電流の大きさを機械的変
位に変換するのものとして例示したもので、この
機能を有するもので応答性良く微小変位を生じる
ものであれば、他の素子を用いてもよい。

「発明の効果」 以上のように本発明によれば、レーザカードシ
ステムにおいて、書き込まれている情報を読み出
すためカードを読出光学系に対し移動（スキヤ
ン）させる際、カードが該カードと垂直な軸の周
りに微小量回転するヨーイングを、基準トラツク
と、これの反射光を受ける判別受光素子とにより
検出してカードまたは読出光学系をこれに追従さ
せることができる。よつてヨーイングに起因する
読出不能を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレーザカードシステムのヨー
イング補正装置の原理を示す、レーザカード側へ
の基準トラツクの形成例の模式平面図、第２図は
記録トラツク２１とCCD２２との関係を示す光
学系統図、第３図は記録ビツトのある部分とない
部分および基準トラツクの反射考慮の大小関係を
示すグラフ、第４図はヨーイング補正装置の具体
的構成例を示す光学系統図、第５図は視野絞の例
を示す平面図、第６図はカードのヨーイングを説
明するための斜視図、第７図は第４図のヨーイン
グ補正装置の受光素子による光学系の駆動装置の
実施例を示すブロツク図、第８図はヨーイング補
正装置の他の実施例を示す光学系統図である。 レーザカード１１……レーザカード、１２……
光学記録部、１３……読出光学系、２１……記録
トラツク、２２……CCD（ラインセンサ）、２３
……受光素子、２４……記録ビツト、２５……基
準トラツク、２６……記録バンド、２７……判別
受光素子、Ｌ……有効全記録幅、Ｓ……記録幅。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カード上に設けた光学記録部に一定配列ピツ
   チで多数列の記録トラツクを設け、この各記録ト
   ラツクに、光反射率を大小に異ならせた１、０の
   情報記録ビツトをレーザ光によつて形成したレー
   ザカードと； このレーザカードの上記多数列の記録トラツク
   の一部または全部に同時に読出光を当て、各記録
   トラツクからの反射光をそれぞれラインセンサの
   別個の受光素子に入射させて上記１、０の信号に
   よる記録情報を読み取る読出装置とからなるレー
   ザカードシステムにおいて、 上記多数列の記録トラツクのうちの任意の２列
   の記録トラツクを基準トラツクとして、この２列
   の基準トラツクに、記録トラツクの記録幅の略半
   分だけ互いに反対方向に記録位置をずらせてレー
   ザ光により連続記録した記録バンドを形成し、こ
   の基準トラツクからの反射光の強度が等しくなる
   ように、レーザカードまたは読出装置の光学系の
   一部を駆動するようにしたことを特徴とするレー
   ザカードシステムのヨーイング補正装置。