JPH0695383B2

JPH0695383B2 - 光カ−ドによる画像情報再生システム

Info

Publication number: JPH0695383B2
Application number: JP60221501A
Authority: JP
Inventors: 渉倉持
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1985-10-04
Filing date: 1985-10-04
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPS6280835A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）この発明は、絵本，設計図，地図及びレジャー用マップ
等の画像情報を光カードに記録し、光カードから記録情
報を読取って画像及び付随する音声情報を再生するシス
テムに関する。

（発明の技術的背景とその問題点）近年キャッシュカード，クレジットカード等に広く普及
している磁気カードに加えて、より高密度にデータを記
録できるカードとしてICカードと共に、光データ記録カ
ード（以下、単に光カードとする）が注目されている。
光カードは磁気カードの約25,000倍、ICカードの約250
倍の記録容易（約400Kバイト）を有し、その応用や利用
技術の開発が強く望まれている。

ここにおいて、光カードは第２図に符号10で示すような
もので、小型であり、しかもそのカード面は文字図形等
の印刷部分11と光データ記録領域12とから成り、光デー
タ記録部は裏面も含め記録容量，記録のドット寸法に合
せ任意に設定出来、記録の方向も長辺方向，短辺方向，
円弧，スキュー形状等任意に設定出来る。この領域をラ
イセンサ116によって走査検知することにより、データ
読取りを行なうのが現在考えられている最も能率的な読
取方法である。

この光カード10とその読取りのためのラインセンサと
は、相互に依存する関係にある。すなわち、光カード10
はできるだけ多量のデータを記録する必要があるか、で
きるだけ小さなピットをできるだけ密に記録することが
要望されるのに対し、ライセンサでは読取誤差を少なく
するために、光カード10のピットがライセンサ画素の大
きさに対し適当な大きさを有することが望ましい。この
記録密度の面からのカードに対する要望と、ライセンサ
の側からのカードに対する要望との調和をとるために、
ラインセンサの光入射部に光学系すなわちレンズが設け
られる。ところが読取りに当っては、カード支持機構の
不具合等に起因してカードが振動する等により、カード
とライセンサとを含む光学系の各要素間距離が変化する
ことにより、カードの記録ビットが光学系の動作範囲
外、たとえば合焦範囲外の位置となる等の不具合が生じ
るといった問題がある。

また、磁気カードの場合、読取ヘッドをカードの磁気記
録面に密着させながら読取を行なうことができるのに対
し、光カードの場合、ライセンサはカードのデータ記録
面から光学系を介して離れて置かれ、しかも読取中はカ
ードの記録面に光学系の焦点が常に合うようにしなけば
ならない。そして、光カードを読取装置にセットする場
合、読取装置に挿入された光カードは搬送系により所定
の読取位置まで送られるか、または光学系を所定の位置
まで移動する必要がある。この際、従来の磁気カードの
読取装置で用いられている搬送系を用いたのでは、所定
の焦点面にカードをセットすることが非常に困難であ
る。特にカードの材質は柔軟性があるため、焦点面の誤
差はかなり大きなものとなる。一般に光学系の読取りで
は、焦点面の誤差を60μｍ以内におさえなければ正確な
読取りができないため、これは極めて重大な問題とな
る。この問題を解決する一手段として、光学系に自動焦
点機構を用いる方法がある。カードがセットされた後、
光学系の焦点調整を自動的に行なう機構を設ければ常に
適正な焦点を確保することができる。ところが、このよ
うな自動焦点機構は構造が複雑であり、高価になるとい
う欠点をもっている。

（発明の目的）この発明は上述のような事情からなされたものであり、
この発明の目的は、絵本，設計図，地図及びレジャー用
マップ等の画像情報の光カードへの利用を提案すると共
に、その最適なシステムを提供することにある。

（発明の概要）この発明は光カードによる画像情報再システムに関する
もので、光カードに記録れた画像情報を光学系に読取っ
てコード変換し、このコード変換された文字データ，数
値データ及び画像データを表示再生するようにした画像
情報再生システムにおいて、前記光カードの読取りは、
読取位置に搬送される前記光カードを読取用の透明窓を
有する当て板と押圧ローラとにより位置決めすると共
に、光源からの光を前記光カードの記録面に当てその反
射光をラインセンサに投影する光学系に対し、光の波長
λ及び対物レンズの焦点深度Δ、開口数NA、分解能α、
倍率ｍ間の関係 Δ＝λ/NA²＋1/7mNA α＝0.61λ/NA より、光記録の読取りに適した焦点深度Δ及び分解能α
を設定して、前記光学系の各パラメータを決めるように
すると共に、この画像情報に付随する音情報を音再装置
で出力し、さらに、必要な情報を印字出力できるように
したものである。

（発明の実施例）第１図はこの発明のシステム例を示すブロック図であ
り、絵本，設計図，地図及びレジャー用マップ等の画像
情報が記録されている光カード10はカード読取装置100
に入力され、このカード読取装置100が読取った画像デ
ータは必要な処理がされた後、インタフェース２を経て
コンピュータ１に入力される。コンピュータ１でフォー
マット変換等の処理がなされた情報は表示制御回路４に
入力され、再生画像に対応した絵本，設計図，地図及び
レジャー用マップ等の情報がCRT等の表示装置５に表示
されるようになっている。また、インタフェース６を経
て音再生装置７に入力され、光カード10に記録されてい
る物語，説明及びレジャー案内等の付随音声情報が再生
されて内蔵スピーカ８から出力されるようになってい
る。また、必要な情報がプリンタ９で印字されるように
なっている。

このような構成において、先ず、この発明に用いる光カ
ード10を説明する。

光カード10の平面は第２図に示すようになっており、そ
の断面構造は第３図に示すように、カード基材13上に光
記録材料14が設けられて形成されている。この光記録材
料14は、（ａ）光記録材料用基材14aと、（ｂ）この基
材下面に設けられた光透過部14b及び遮光部14cから成る
記録層14dと、（ｃ）この記録層14d下面に設けられた反
射性金属薄膜層15とから構成されており、この光記録材
料14はカード基材13上に金属薄膜15が接するように設け
られている。場合によっては、光カード10の表面上に磁
気記録層16が設けられていてもよい。また、必要によっ
ては、ICメモリ，写真，彫刻画像，文字，マーク，イン
プリントと称する浮き出し文字などを、光カード10の表
面に併してもよい。このようにすることにより、１枚の
カードで種々の音楽再生方式に対応でき、また、偽造を
より効果的に防止することができる。

また別の例における光カード10は、その断面構成が第４
図に示されるように、光記録材料用基材14aの全面では
なく、一部表面上に記録層14d及び金属薄膜層15が設け
られている。

ここで、カード基材13としては、通常のカードの基材と
して用いることができるあらゆる材料が用いられる。具
体的には、ポリ塩化ビニル，塩化ビニル／酢酸ビニル共
重合体，ポリ塩化ビニリデン，ポリメタクリル酸メチル
などのアクリル系重合体，ポリスチレン，ポリビニルプ
チラール，アセチルセルロース，スチレン／ブタジエン
共重合体，ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリカーボ
ネートなどが用いられる。場合によっては、鉄，ステン
レス，アルミニウム，スズ，亜鉛などの金属シート，合
成紙，紙なども用いられる。さらに、上記各材用の積層
体も用いられる。第５図は光カード10の更に別の例を示
しており、カード基材20上に光記録材料21とカード保護
層22とをこの順序で設けて形成している。この光記録材
料21は、（ａ）光記録材料用基材23と、（ｂ）この基材
23の下面に設けられた光透過部24及び遮光部25から成る
記録層26と、（ｃ）この記録層26の下面に設けられた反
射性金属薄膜層27とから構成されており、この光記録材
料21はカード基材20上に金属薄膜層27が接するように設
けられている。更に別の例としては光記録材の下部に反
射性金属層をパターン化して形成し、そのパターン化さ
れた位置に合せるか、またはその下部に光吸収又は乱反
射層がカード基材に接するように設けられている。

次に、カード読取装置100の例を第６図（Ａ）及び
（Ｂ）について説明する。

第６図（Ａ）は正面概略図、同図（Ｂ）は上面概略図で
ある。光カード10は図の右方から挿入され、ガイドロー
ラ101によって左方へ搬送される。この搬送中、光カー
ド10は走行ガイド102（第６図（Ａ）では中央部分が省
略されている。）によって支持され、中央の読取位置に
は読取用の光学系103が設けられている（第６図（Ｂ）
では省略されている）。これは例えばレンズ及びライセ
ンサによって構成され、この光学系103の下には当て板1
04と押圧ローラ105が設けられている。光カード10は読
取位置まで搬送されるときに、この当て板104と押圧ロ
ーラ105との間に挿入され、以後この間を走行すること
になる。押圧ローラ105は光カード10を下方から上方へ
押圧し、光カード10の上面を当て板104の裏面に常に密
着させる。当て板104の設置位置を、これに密着した光
カード10のデータ読取面が光学系103の焦点面と一致す
るような位置とすれば、データ読取時に常に適正焦点が
確保されることになる。なお、当て板104はデータ読取
用の透明窓106を有し、この透明窓106は光カード10のデ
ータ読取領域12に対応した位置に設けられる。

第７図は光カード10の読取光学系を示すもこのであり、
この光学系は光源ランプ110からの光を集光レンズ111,
拡散板112,集光レンズ113を介してハーフミラー114に当
て、このハーフミラー114の反射光を対物レンズ115を介
して光カード10の記録面に与える。対物レンズ115は光
カード10の記録面に焦点合せされており、光カード10の
記録面のピットがライセンサ116上に投影される。

この光学系において、光カード10とライセンサ116との
相対距離が変っても焦点調整を行わなくて済ませるた
め、対物レンズ115の焦点深度を大きくすべく可能な限
り低倍率としている。これにより、光カード10とライセ
ンサ116との相対距離を厳格に規制するように装置の機
能を構成しなくても済み、システムの簡略化が可能とな
る。また、対物レンズ115は開口数の大きなものとして
おり、これにより光カード10のデータ記録面を被う透明
な保護層の上に付着したゴミ、キズ等の影響を避けるこ
とができる。そして、対物レンズ115は記録ピットの大
きさに対し十分な分解能を有することが必要である。

ここで、焦点深度をΔ、開口数をNA、分解能をα、読取
り波長をλ、倍率をｍで表せば、焦点深度Δ、となり、分解能αは、と表せる。

ここで、Δ＝40μｍ、α＝１μｍとし、読取り光の波長
を0.67μｍとして上記両式を解くと、 NA＝0.40 ｍ＝10 となる。すなわち、光カード10とライセンサ116との相
対距離が40μｍ変動しても、１μｍより大きいピットで
あれば正確に読取ることができるということを意味して
いる。そして、この程度の裕度があれば、比較的位安価
に実用的な読取装置を構成することができる。

第８図はカード読取装置の信号処理系を示すものであ
り、これを概念的に示すと第９図のようになる。第８図
においてライセンサ116で読取られたデータ信号は、必
要に応じて設けられる信号処理回路130内の低周波ノイ
ズ除去回路501を経た後に、２値化回路132でパルス化さ
れてデータリード回路133に与えられる。このデータリ
ード回路133はいわばバッファ回路として機能し、タイ
ミング発生回路134から与えられるタイミング信号に基
ずきデータを読取る。タイミング発生回路134はライセ
ンサ116にもタイミング信号を与えているから、データ
リード回路133の読取動作はライセンサ116の読取動作と
同期的に行われる。データリード回路133による読取動
作で得られたデータはマイクロコンピュータ120に与え
られ、データ内容の判読及び必要な動作が行なわれ、そ
の結果がプリンタ121から出力される。

第10図は第８図及び第９図のマイクロコンピュータ120
における動作内容のうち、データの取込動作だけを示し
たものである。

まずステップS1によりデータを読取るが、この読取動作
は２回以上行なわれる。そして、同一データが２回以上
繰返された時は正しいデータあるとして（ステップS
2）、データをメモリに格納する（ステップS3）。正し
くない時は上記ステップS1に戻る。次にメモリに書込ま
れたデータにつき、データの区切を探すが（ステップS
4）、データの区切は光カード10にデータを記録する時
のデータフォーマットによる。区切が見つかった場合、
データが終ったか否かに応じて読取動作を終了するか、
あるいは読取動作を継続して行なう（ステップS5,S
6）。

上述の如くガード読取装置100で、絵本，設計図，地図
及びレジャー用マップ等の画像情報が記録されている光
カード10から情報が読取られてコード変換され、コード
フォーマットに従った情報でメモリに記憶される。そし
て、インタフェース２を経てコンピュータ１に入力され
る。コンピュータ１で入された圧縮情報を元通りに伸長
したり、付随する音声情報を音再生装置７用のフォーマ
ットに変換したりして、処理データを表示制御回路４に
送り、表示装置５に所定の画面が表示され、キーボード
３が操作されて対応する情報が選択される。そこで、こ
の光カードは、その記録される画像情報により、以下の
ように利用されることになる。

例えば絵本等の物語が記録されている光カードの場
合、選択された物語について話しの進行状況に応じて画
面が紙芝居のように変っていくと共に、音声合成などの
音再生装置７から物語の筋が説明されることになる。ま
た、必要に応じてBGM（バックグラウンドミュージッ
ク）が流れ効果を上げるようになっている。

部品図や部品リスト等の設計図が記録されている光カ
ードの場合、選択された図面や製品の写真が表示される
と共に、設計計算書も表示される。さらに、必要な情報
はプリンタ９で印字されるようになっており、従来のマ
イクロフイルムより多量の情報を同様に利用することで
きる。

レジャーマップが記録されている光カードの場合、選
択された地域の地図や名所風物等の写真が表示されると
共に、レジャー案内等が音声で出力されるようになって
いる。また、必要な情報はプリンタ９で印字れるように
なっている。

なお、上述の例において、絵本等のBGMにシンセサイザ
や電子音楽を用いることも可能であり、また、カード読
取装置100のライセンサはCCDやフォトダイオード等で構
成されている。

（発明の効果）以上のようにこの発明の画像情報再生システムによれ
ば、複雑で高価な機構を用いることなく、高密度の情報
を格納する光カードの搬送過程において正確に読取るこ
とができると共に、光カードに記録された絵本，設計
図，地図及びレジャー用マップ等の画像情報をCRT画面
に表示できるだけでなく、その物語の筋や、レジャー案
内等が音声で出力され、さらに必要な情報は印字される
ので、容易に且つ簡単に絵本等の物語や、地図及びレジ
ャー用マップ等のレジャー情報を得ることができる。ま
た、従来のマイクロフイルム等の如く設計図等の記録媒
体として、扱い易く且つ多量の情報を記録ると共に印字
して出力することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の光カードによる画像情報再生システ
ムの一例を示すブロック構成図、第２図〜第５図はそれ
ぞれこの発明に用いる光カードの例を示す図、第６図
（Ａ），（Ｂ）及び第７図はそれぞれこの発明に用いる
カード読取装置の一例を示す構成図、第８図及び第９図
はカード読取装置の内部構成を示す図、第10図はカード
読取の動作例を示すフローチャートである。１……コンピュータ、2,6……インタフェース、３……
キーボード、４……表示制御回路、５……CRT表示装
置、７……音再生装置、８……スピーカ、９……プリン
タ、10……光カード、11……印刷部分、12……光データ
記録領域、13……カード基材、14……光記録材料、100
……カード読取装置、103……光学系、110……光源ラン
プ、116……ラインセンサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光カードに記録された画像情報を光学的に
読取ってコード変換し、このコード変換された文字デー
タ，数値データ及び画像データを表示再生するようにし
た画像情報再生システムにおいて、前記光カードの読取
りは、読取位置に搬送される前記光カードを読取用の透
明窓を有する当て板と押圧ローラとにより位置決めする
と共に、光源からの光を前記光カードの記録面に当てそ
の反射光をラインセンサに投影する光学系に対し、光の
波長λ及び対物レンズの焦点深度Δ、開口数NA、分解能
α、倍率ｍの間の関係 Δ＝λ/NA²＋1/7mNA α＝0.61λ/NA より、光記録の読取りに適した焦点深度Δ及び分解能α
を設定して、前記光学系の各パラメータを決めるように
したことを特徴とする光カードによる画像情報再生シス
テム。
【請求項２】前記画像情報に付随する音情報が音再生装
置で出力されるようになっている特許請求の範囲第１項
に記載の光カードによる画像情報再生システム。
【請求項３】前記画像情報のうち必要な情報が印字して
出力されるようになっている特許請求の範囲第１項に記
載の光カードによる画像情報再生システム。