JPH0660378A - 光学式データファイル読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】機械的駆動力、高精度位置制御機構及び光学的
加工手段が不要な低消費電力でかつ低コストで小型の光
学式データファイル読み取り装置を提供する。 【構成】光カードの一面側から電球４で光照射し、透明
基板にデータをアルミピットで記録したデータ記録領域
２を照射光が透過した後、光カード１の反対側に密着さ
せたＣＣＤ撮像素子３にデータ記録領域２に記録された
データの像を投影させこの投影像の明暗をＣＣＤ撮像素
子３の各画素で電気信号の強弱に変換してその違いを判
別することによりデータの有無を読み取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学式データファイル読
み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光学式データファイルの読み取り
技術は、主として２種類の技術が実用化されている。そ
の１つはビデオディスクやディジタルオーディオディス
クに代表される回転式光ディスクシステムであり、他の
１つは静止式ホログラムメモリシステムである。

【０００３】前者の回転式光ディスクシステムでは、通
常光ディスクの記録面にレーザビームを照射し、その反
射光を採取してその有無または強弱により光ディスク上
のピットの有無を検出する方法が用いられ、光ディスク
上の特定点へのレーザビームの照射からその反射光の採
取までを行う光学系は照射位置を変更するために機械的
な駆動を必要とし、同時にデータの連続的高速採取のた
めに光ディスクを常時回転させておく必要があった。

【０００４】また後者の静止式ホログラムメモリシステ
ムでは、フーリエ変換ホログラムの形態でシート状に記
録されたデータに対してレーザ光を一面に照射し、その
透過光をフーリエ変換レンズを介して光導電型撮像管上
に投写し、データを画像として読み取るものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これら従来の光学式デ
ータファイル読み取り装置で回転式光ディスクシステム
では、ディスクの回転とレーザビーム照射位置の変更等
を機械的な駆動力を多用しており、そのために必要とす
る電力は電子回路の動作に要する電力に比べてはるかに
大きく、野外での使用に対して電源上の制約を与えてお
り、また、機械駆動系への精度の要求も極めて高く、コ
スト低下を妨げる原因となる欠点があった。

【０００６】一方、静止式ホログラムメモリシステムで
は、レーザ光の照射から光導電型撮像管でのデータ読み
取りに至る経路上にフーリエ変換レンズによるデータ加
工過程等の複雑な光学系を含むために、装置の小型化や
コスト低下が困難であり、また、高密度のディジタルデ
ータの読み取りには不向きであるという欠点があった。

【０００７】本発明は、コスト高の機械駆動系を必要と
することなく高密度に記録されたディジタルデータを読
み込み出来る光学式データファイル読み取り装置を提供
することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の光学式データフ
ァイル読み取り装置は、光学式データファイルのデータ
記録領域に光を照射する手段と、この光学式データファ
イルの光の照射側の反対側の前記データ記録部材に密着
して配置される前記データ記録領域を透過した光を受光
して電気信号に変換する２次元固体撮像素子とを備えて
いる。

【０００９】

【作用】照射手段から発しデータ記録領域を透過した光
は２次元固体撮像素子上にデータ記録領域上に透明か不
透明かで描かれたディジタルデータの投影像を形成す
る。この投影像の明暗を２次元固体撮像素子の各画素で
電気信号に変換し、その有無又は強弱を判定してディジ
タルデータとして読み取る。つまり２次元固体撮像素子
を画像の撮影ではなく、ディジタルデータの各ビットの
有無を画素で直接検出することに利用している。

【００１０】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１１】図１は本発明の第１の実施例の光学式デー
タファイル読み取り装置の主要構成要素とその各々の位
置関係を示し、（ａ）は平面図（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ
断面図、図２は図１のデータ記録領域に記録されるデー
タの形状とＣＣＤ撮像素子３を構成する画素の形状の例
を相互の位置関係が異なる２つの場合について示す図で
ある。

【００１２】本実施例における光学式データファイル読
み取り装置は比較的小形の光カードの読み取りに適用し
たものであり、光カード１上の全記録データを１つのＣ
ＣＤ撮像素子３で読み取るようにデータ記録領域２の全
域をＣＣＤ撮像素子３の画素が覆っている。なお、デー
タ記録領域２は透明な基板であり、この透明な基板上に
形成したアルミピットの有無によりデータの記録として
いる。又光の照射手段としては上部に設置された電球４
を用いている。

【００１３】次に、この光学式データファイル読み取り
装置の動作を説明する。

【００１４】まず、データの読み取り要求に応じて電球
４から発した光はデータ記録部材である光カード１を照
射する。この照射光はデータ記録領域２を透過してＣＣ
Ｄ撮像素子３に至るが、このうちデータ記録領域２のア
ルミピット形成箇所については透過できないから、ＣＣ
Ｄ撮像素子３にはアルミピットに対応する位置は暗，そ
うでない位置は明とするデータ記録領域２の投影像が投
影される。

【００１５】このときＣＣＤ撮像素子３上の画素の密度
が、アルミピットの有無による明暗像の解像に十分であ
って、かつその明暗の差によって生ずる画素の電気信号
出力の強弱差が十分に現われるように電球４の光の強さ
を設定しておく。このようにすれば、各画素にはデータ
記録領域２のアルミピットの有無に対応した電気信号の
強弱が生ずる。

【００１６】この各画素に生じた電気信号をＣＣＤ撮像
素子３への走査によって取り出し、その強弱を判別し、
ディジタル波形に整形することによりデータの読み取り
を行うことができる。

【００１７】なお、ＣＣＤ撮像素子３は光カード１に密
着して配置されているのでデータ記録領域２を透過した
光がＣＣＤ撮像素子３に到達するまでに回折などによっ
て散乱する恐れは無い。また、データ記録領域２に照射
する光は特に平行光線であることを必要としない。従っ
て以上２つの理由から電球４からＣＣＤ撮像素子、に至
る光学系にレンズ等の光学的加工手段を一切必要として
いない。ただし、以上の状態が成り立つ範囲内で、光カ
ード１とＣＣＤ撮像素子３が接触することによる両者の
破損を防ぐために両者間に微少な間隙を設けて非接触式
としたり、同様の目的で両者間に透明な保護膜をはさん
だ形態とすることも実用上止むを得ない。このことは本
発明の想定する密着の範囲内である。

【００１８】次にデータ記録領域２に形成されるアルミ
ピット等の記録データとＣＣＤ撮像素子３を構成する画
素との形状や大きさの相互関係の１例を説明すると、例
えば、図２（ａ）に示すように、画素７が等間隔で２次
元の広がりをもって配列されている場合、そのうちの４
個分に相当する四角形に記録データ領域６を形成してお
けば、仮に（ｂ）のように両者間の位置ずれが生じても
記録データが有る場合にはそれに対応して光が全く照射
しない画素が必ず１つ以上存在するので記録データが記
されていることが検出可能となる。もちろん記録データ
領域の形状等はこの例の他にも色々なものが考えられ
る。また、光カードの位置を精密に制御できる機構が備
わっている場合には記録データと画素とを１対１に対応
するように設定可能となりデータの記録密度がより向上
する。

【００１９】なお、記録データ領域の絶対位置をＣＣＤ
撮像素子で特定することが困難な場合は、記録データ中
に番地等の情報を含めておき、それを読み取った後に解
読する為のデータ処理機構を付加しておくことで解決す
る。

【００２０】また、この実施例では記録データ領域６の
配列と画素７の配列とは相互に平行な関係を保っている
ものとして説明したが、これは例えば光学式データファ
イル読み取り装置への光カードの設定方法を光カードを
差し込める厚さのスリット状の入口への挿入式にし、挿
入時に方向設定が相互に並行となるように挿入場所内部
の側壁や光カードの外形を精密加工して精度の高い案内
機構を設けることによって実現し得る。

【００２１】しかしながら、若干の方向のずれが生ずる
恐れがある場合は、記録データ領域中にデータ列と平行
又は直角に基準線などを記録しておき、画素がこれを読
み取って画素列との傾きを検出して他の読み取りデータ
に必要な位置補正などを加えることで解決する。

【００２２】一方、照射する光の種類は記録データの投
影と２次元固体撮像素子による明暗の検出が可能であれ
ば、特に可視光である必要はない。

【００２３】図３は本発明の光学式データファイル読み
取り装置の第２の実施例の主要構成要素とその各々の位
置関係を示し、（ａ）は平面図（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ
断面図である。この実施例における光学式データファイ
ル読み取り装置は、大形の光カードの読み取りに用いる
もので、光カード１、ＣＣＤ撮像素子３及びその両者の
いずれかがその面に沿っての移動が可能としてある。Ｃ
ＣＤ撮像素子３はデータ記録領域２と比較して面積が小
さいので、図３（ａ）に示すように、データ記録領域２
の右上の部分の記録データのみが読み取り、両者の位置
の相互関係を変更することによって、必要な記録データ
を読み取ることができる。

【００２４】また、本実施例では光の照射手段として発
光パネル５を使用している。これは発光ダイオードやエ
レクトロルミネッセンス等に実現でき、装置の故障率を
減少させる利点がある。

【００２５】大形の光カードに対応するには、この実施
例の他にも、ＣＣＤ撮像素子や発光パネルを複数ならべ
ても同様の効果が得られる。

【００２６】以上の実施例では記録データを光をさえぎ
るものとして扱ってきたが、逆に全面を不透明としてお
き、その中に透明箇所を形成してデータの記録とするこ
とも扱うことが出来る。そしてこの場合でも実施例と同
様な構成によって読み取りが可能である。また、２次元
固体撮像素子としてもＣＣＤ撮像素子に限らず、ＭＯＳ
撮像素子等、種々のものが使用可能である。さらに光の
照射手段としては、使用環境として明るい場所を想定で
きる場合は、その外部光を利用することも可能であり、
その方法としてはケースに窓や容易に開閉できるカバー
を設け、そこから取り入れた外部光を利用するなどがあ
る。

【００２７】一方、近年２次元固体撮像素子の画素数は
飛躍的に増加しており、しかも本発明に用いるものは明
暗を判定できる性能を必要とするだけであるから、この
目的専用のものを開発することでカラー撮像素子等に比
べてはるかに画素数を増加可能であるから、光学式デー
タファイル読み取り装置として他の方式のものを駆逐す
る可能性が有る。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、光の照射
手段と、光学式データファイル部材に密着させた２次元
固体撮像素子とを設け、光学式データファイル上の記録
データを静止状態で一括して読み取ることができる。

【００２９】従って、従来回転式光ディスクシステム等
で必要とされていた機械的駆動力や高精度の位置制御機
構が不要なため、消費電力とコストを低減できる効果が
有る。

【００３０】また、回転式光ディスクシステムや静止式
ホログラムメモリシステムで必要とされていた各種レン
ズ等の複雑な光学的加工手段が不要なため装置の飛躍的
小形化が可能となる効果が有る。

【００３１】さらに、記録データの読み取りに際して機
械的動作を用いないことは、任意のアドレスのデータの
読み取りに要する速度を大幅に向上させる効果も有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学式データファイル読み取り装置の
第１の実施例における主要構成要素とその各々の位置関
係を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断
面図である。

【図２】データ記録領域に記録されるデータとＣＣＤ撮
像素子を構成する画素の形状と位置関係を示す図であ
る。

【図３】本発明の光学式データファイル読み取り装置の
第２の実施例における主要構成要素とその各々の位置関
係を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断
面図である。

【符号の説明】

１ 光カード ２ データ記録領域 ３ ＣＣＤ撮像素子 ４ 電球 ５ 発光パネル ６ 記録データ領域 ７ 画素

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学式データファイルのデータ記録領域
   に光を照射する手段と、このデータ記録領域に記録され
   たデータが投影されるように前記光学式データファイル
   の光の照射側の反対側の前記データ記録部材に密着して
   配置される２次元固体撮像素子とを備えたことを特徴と
   する光学式データファイル読み取り装置。