JPS599085B2 - 光学的読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一様でない長さと間隔の一連の情報項がほぼ
一定幅のトラツクに沿つて記録される、テープまたは円
盤の形のサポートを備える記録媒体の光学的読取装置に
関する。

この一連の情報は読取るべき情報により角変調された搬
送波を表すために使用できる。その一連の情報は一連の
マイクロピツト（ＭｉｃｒＯｐｉｔ）の形の凹凸とする
こともできれば、反射率または透過率が異なる２つの値
を有する層の形とすることもでき、これらの値を交互に
生じさせることにより一連のダツシユを具体化させるこ
とができる。映像周波数信号を記録するためには、トラ
ツクを数ミクロンの間隔で分離させられる隣接する要素
で構成することが標準的なやり方である。すなわち、円
盤形の情報サポートの場合には、トラツクのためにらせ
ん形が採用され、そのトラツクの幅は１ミクロン台であ
る。そのような記録媒体が反射または透過により読取ら
れる場合には、そのトラツクは上記した幅の寸法に匹敵
する寸法の読取光点により照射される。このような擬似
点状の光点を作るために、照集束レンズにレーザ形のコ
ヒーレントな光源が組合わされる。読取中は情報サポー
トを照射する光ビームの収束点は、トラツクを含む読取
面から離れる向きに動こうとするとともに、トラツクの
縦軸から外れて読取面の土で動きまわろうとする傾向を
有する。

そうすると収束と、トラツクに沿つて動くということが
できなくなるから、適当な帰還ループを用いてそれらの
検出と制御を行わねばならない。情報サポートの表面と
ともに光学的空胴を形成する反射率の高い表面を有する
コヒーレントな光源を使用すると、読取信号の強さに望
ましくない定在波変動が生ずる結果となる。このような
ことが起る原因は光学的空胴の寸法的なばらつきである
。したがつて、光学的読取装置には光学的結合を実効的
に起させないようにするための手段を設けねばならない
。以上のことから、光学的読取装置は、それが反射また
は透過のいずれで動作するにせよ、光学と、読取信号を
発生するための光検出器と、光の収束の狂いと収束光が
トラツクから外れることとを検出する検出器と、光学的
結合を実効的に断つための手段とを備えることを必要と
する。

従来の光学的読取装置を分析すると、光学要素を使用す
ると面倒が起りがちであり、大量生産においては常に避
けねばならない調節を行う必要があることなどで、上記
の問題を解決するために構成がかなり複雑であることが
わかる。本発明の目的は特に簡単な構造とすることによ
り、前記のような欠点を大幅に減少させ、もしくは完全
に有しない光学的読取装置を提供することである。

この簡単な構造の装置は安価な要素を使用し、その位置
決めには調節の問題は何ら生じない。本発明によれば、
読取面内に配列されるほぼ一様な幅のトラツクを保持す
るサポートの形の記録盤であつて、前記トラツクは一様
でない長さと間隔とを有する一続きの情報要素群で作ら
れ、前記情報要素群は前記読取面の物理的性質を交番的
に変えることにより形成され、角変調された波形の記録
は前記記録盤に蓄積される情報を保持するような前記記
録盤を光学的に読取るための光学的読取り装置において
、コヒーレントな光を発生する光源と、前記コヒーレン
トな光を前記幅方向に広がる前記トラツクの単一の領域
を照射する読取光点に集束するように構成されたレンズ
と、前記単一の領域から出る変調された光の一部を前記
レンズを通じて集めるように構成された光検出器とを備
え、前記レンズの開口面に入射する光ビームの強さの空
間的な分布は前記読取光点による前記トラツクの走査方
向に一致する方向に非対称とされ、前記光検出器は検出
面の４つの象限に沿つてそれぞれ配置される４個の光検
出素子を含み、前記各象限を隔てる第１および第２の交
差線は前記レンズの光軸とともに互いに直角関係の三つ
の面幅に配され、前記第１の交差線は前記走査方向に向
けられ、前記読取光点を照射される読取り面の部分の映
像が前記検出面内に入射する光ビームをさえぎる円筒レ
ンズによつて細長いスポツトの形に歪められて前記検出
面内に形成され、このスポツトの長軸は前記走査方向に
垂直な第２の交差線と一致する方向に延びており、隣接
する２つの象限に属する各゛光検出素子対は加算回路に
接続され、この加算回路は前記交差線の各側でそれぞれ
集められた光エネルギーを表わす４種類の電気信号を発
生する４組の加算回路に属し、それらの電気信号は第１
と第２の減算回路に加えられ、第１の減算回路の２つの
入力端子には前記読取光点を焦点合わせＦｂｌ脚するた
め前記光検出素子のうち前記第１の交差線の両側に設け
られている光検出素子から入力がそれぞれ加えられ、第
２の減算回路の２つの入力端子には前記読取光点に対し
前記トラツクを追従制御するため前記光検出素子のうち
前記第２の交差線の両側に設けられている光検出素子か
ら入力がそれぞれ加えられることを特徴とする光学的読
取装置が得られる。

本発明の読取装置は反射で読取ることができるサポート
の読取りに使用できるが、補助光検出器を用いることに
よつて透過による読取りを行えることにも注意すべきで
ある。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図は円盤形の情報サポート４０の一部を示す。この
円盤４０はたとえば反射層１８が被覆された透明な基板
１７で構成される。反射層１８にはらせんトラツク状の
凹凸が形成される。円盤４０の下から見た状態であるこ
の凹凸は、半径方向にほぼ一定の幅ρを有する微細な凹
み１９で構成される。トラツクの走査方向０Ｘにおける
微細な凹み１９の長さと間隔は一様ではなく、それによ
り、円盤４０に記録される情報により角変調される搬送
波を記録できるようにする。本発明の読取装置はモータ
３５を有し、その出力軸は円盤４０を軸３４を中心とし
て回転させる。

この読取装置はコヒーレントな光を発生する光源１と、
この光源１から発生された光を収束点Ｓに収束させるた
めの収束レンズ２と、半透明板８と、０Ｘ方向に平行な
軸１１を中心として回動する反射鏡１０と、光軸０Ｚと
光学中心Ｃとを有する投射レンズ４１と、可動レンズホ
ルダー１４と、レンズ４１を通る光をさえぎる４分の１
波長板７と、反射鏡１０の回動とレンズホルダー１４の
方向１６に平行な動きとをそれぞれ行わせるモータ１２
，１３と、円筒レンズ２０と、光検出素子２１，２２，
２３，２４のアセンブリと、加算回路２５，２６，２７
，２８と、差動入力端子を有する回路２９，３０と、別
の加算回路３３と、円盤４０を照射する光ビームの収束
点がトラツク１９上に中心を置き、読取光点がトラツク
の単一領域だけを照射する位置を占めるようにする制御
ループ３１，３２とを有する。第１図から、収束点Ｓは
光軸０Ｚの戻り方向に相当する軸５上に配され光軸０Ｚ
は反射鏡１０の点Ｒでの反射から生ずることがわかる。

したがつて、軸０Ｚはモータ１２により駆動されて平面
ρ０Ｚ内で回動できる。レンズ４１は収束点Ｓの像をＯ
点に形成でき、この映像は半径方向に動いて、トラツク
１９の追従のずれを表す信号ερに依存してトラツク１
９に追従できるようにする。トラツク１９はらせん状を
しているから、この光学アセンブリは円盤４０に対して
半径方向に移動できなければならない。しかし、円盤４
０の回転と同期してこの半径方向の動きを行わせるため
の手段は第１図には示していない。読取面１８は軸０Ｚ
に垂直な平面鏡と同様に機能し、発散する光ビームをレ
ンズ４１へ反射させる。

この光ビームはレンズ４１から出て、反射鏡１０と半透
明板８とで反射されてから収束点Ｓの第２の映像を検出
面ρ１Ｘ１の土に形成する。この第２の映像は円筒レン
ズ２０がないと、見難いがレンズ２０によつて変形され
て２つの細長いスポツト３８，３９にされる。スポツト
３８はρ１Ｘ１面上に形成され、スポツト３９はρ１Ｘ
１面より遠くの位置に形成される。これらのスポツトは
収束点Ｓを通る方向５の半透明板８により発生される映
像である軸９の上に中心を有する。これまでは、読取面
１８には収束点０が含まれる、すなわち、円盤に入射す
る読取ビームが読取面上に収束される、と仮定してきた
。読取ビームの収束点０が読取面１８から離れると、第
１図に示す装置は読取光点の収束のずれを表す信号εｚ
を生ずる。

このために、第１図に示す装置は、光源１からレンズ４
１の開口面が受ける光の強さの分布が、トラツク１９が
走査される方向０ｘで非対称的であるように構成される
。本発明によれば、光源１の放射軸３を移動量４だけ水
平方向にずらすことによりこの結果が得られる。このよ
うな条件の下では、光源１はレンズ４１の開口面を照射
する。その照射の点Ｍは最高光強度に一致し、円形輪郭
３７は等光強度線を示す。点Ｍとレンズ４１の光学中心
Ｃとの間の距離Δ、は、軸３と平行な方向５との距離４
により決定され、この距離Δ。はハツチングを施した領
域１５が、ハツチングを施していない相補領域よりも小
さなエネルギーを受けるから、レンズ４１の開口面の照
度は非対称となる。軸３をずらせない場合には、レンズ
４１に入射する光の一部を阻止する不透明なカバーによ
り、非対称に照明することもできる。

このカバーは領域１５の形に似せる必要はないが、照明
の非対称が０ｘ方向に起るように光を阻止せねばならな
い。収束外れ信号ε２に関する限りは、第１図に示す装
置の動作は第３図に示す簡略化した図を参照することに
よつて良く理解できる。第３図では第１図との光学系の
違いを示すために、半透明板８は収束点Ｓから出る光を
反射し、その光を検出素子２１〜２４へ向けるようにな
つている。

光源１は軸３上の強度が最高である光ビームを発生する
。

この軸３は方向５からずらされる。グラフＩ−Ｘ２はこ
の光ビームの横断面中における光の強さの分布をカーブ
４６で示す。１点鎖線６で示されているビーム６はカー
ブ４６の最高強度に対応する。

このビーム６は収束点Ｓを通り、半透明板８で反射され
てレンズ４１の点に入射する。この点は第１図ではＭ点
である。レンズ４１に入射する光はグラフ−Ｘ３とカー
ブ４７で示されているように非対称的な強度分布を有す
る。第１図に示す距離Δ、は第３図の紙面内にあり、サ
ポート４０の走査方向も第３図の紙面内にある。レンズ
４１から出る読取ビームの収束点は位置４３を占める。
この位置は、収束のいずれがない時には、サポート４０
の反射読取面１８に一致する。収束が合つている状態で
は、読取面１８により反射された光ビームはレンズ４１
と半透明板８を通つて検出面の点５２に収束する。反射
された光は２つの検出素子群２１と２２，２３と２４と
の間の間隙内に入る。その結果、差動回路２３により供
給される電圧は平均して零となる。これに対して、読取
面１８がレンズ４１から更に離れた位置４２にある時は
、反射光は映像点４４からくるように見え、この時の反
射光は収束点５０に収束する。

検出面においては、グラフＩ一Ｘ４はカーブ４８で示さ
れているような光の強度分布を与える。そのために、光
検出素子２１，２２は光検出素子２３，２４よりも多く
の光エネルギーを受けるから、差動回路２９の出力端子
には平均値が零ではなく、かつ収束外れの増大とともに
振幅が大きくなる電圧を生ずる。同様なことがサポート
４０がレンズ４１の方に近づいた時にも起る。

この場合には、収束点４５と、グラフＩ−Ｘ５、カーブ
４５および収束点４５の共役点５１を考慮に入れると、
差動回路２９の平均出力電圧の符号が反対になることが
わかる。したがつて、差動回路により供給される信号は
、収束外れの大きさと向きとに関連する情報を含むこと
になる。第１図に示す装置では、加算回路３３に加算回
路２５，２７により発生された信号が与えられる。

加算回路３３の出力端子にはトラツクに沿つて記録され
ている情報を表す信号が生じる。その理由は、微細な凹
みが読取光点により照明されると、読取面１８から反射
される光が散乱させられてレンズ４１に入射する光量が
減少するからである。トラツク１９に対する読取光点の
追従外れ量ερを検出するために、第１図に示す装置に
は４個の光検出素子２１〜２４と、円筒レンズ２０とが
設けられている。このレンズ２０は、トラツク追従外れ
がいわゆる遠視野技術により検出されるように、光検出
素子に入射する光ビームを非点収差させる。第１図で、
円筒レンズ２０は発散レンズである。このレンズはそれ
を透過する光の、軸ρ，と９を含む面内での収束性（Ｖ
ｅｆｇｅｎｃｙ）を低下させる。これと同様な結果は収
束円筒レンズで得ることができる。第２図は遠視野の原
理に基づいて動作させるのに必要な非点収差を起させる
別のやり方を示す。この方法では、検出面Ｘ１−ρ，は
半透明板８から反射された光ビームの収束点から離れて
いる。円筒レンズ２０はこの収束点から少し前方の位置
に配置され、平面Ｘｌ−９に対して検出面内でだけ光ビ
ームが収束するように、平面Ｘ，−９内でのこの光ビー
ムの収束性を低下させる。この場合には、上記収束点よ
り少し後方の位置に配置される収束レンズを用いること
もできる。第２図に示すやり方は、光検出素子に短軸方
向にかなり細長いスボツトを供給でき、それにより光検
出素子の間隔をより狭くした光検出器群を容易に構成で
きるという利点が得られる。次に、トラツク追従外れε
ρを検出するためのセンサとしてのこの装置の動作を、
第２図に示す装置に対応する第４図に示す装置を参照し
て説明する。

第４図が描かれている紙面が軸ρと光軸ｚを含む面と同
一であるために、微細な凹み１９は輪郭だけで示されて
おり、トラツク追従外れを図示するために他の１つの微
小凹みを破線で示してある。第４図の部分ａで、読取面
１８に入射する光ビームは読取面１８から反射されて収
束点５３に収束する。

しかし、この収束点は円筒レンズ２０によつて検出面ρ
１に細長いスポツト３８となつて投射される。読取スポ
ツトが読取面１８の平らな部分のみに入射する場合には
、反射ビームの波面５５は光軸Ｚに関して対称的である
。読取面１８に入射した光エネルギーの大部分はレンズ
４１に入射して細長いスポツトは明るく、光度の等しい
輪郭で作られる。その結果、差動回路３０の出力端子に
生ずる信号ερの平均値は零となる。読取光点がトラツ
ク追従外れなしにトラツクに入射すると、反射された光
ビームの波面５４は拡がつてはいるが依然としてｚ軸に
関して対称的である。細長いスポツト３８は光度は低い
が同図の部分ｂに示す形状を依然として有する。また、
信号ερの平均値も零である。これに対して、読取光点
が破線で示されているように左へずれているような凹み
に入射した時は、反射されたビームの波面５６は、もつ
と拡がつてはいるが、光軸０Ｚに関して非対称的に配置
される。

その結果、細長いスボツト３８の形は第５図に示すよう
なものとなる。このスポツト３８は等光度輪郭が光検出
素子群２１，２４の方へずれている。大きさがトラツク
追従外れに依存する平均値を有する信号ερが差動回路
３０の出力端子に生ずる。第６図は第１図に示す装置に
対応する図である。

収束点５３は検出面ρ１上に設けられているが、投写さ
れる細長いスポツトは第４，５図に示されているのと同
じ形状を有する。従つて、第１図に示す装置については
、収束外れセンサおよびトラツク追従外れセンサとして
の動作についてだけ説明することにする。

収束外れセンサとしての第１図に示す装置の動作には、
読取面の反射特性（一部でも）に全面的に関連させられ
る。これに対して、トラツク追従外れセンサとしての動
作はトラツクの存在とその構造とに直接依存する。読取
光点が適切に収束され、トラツク上に正しく照射される
と、たとえば加算回路２５，２７の出力端子を加算回路
３３に接続することにより，読取信号３６を得ることが
できる。しかし、簡単にするために、収束外れ信号ε２
を形成するために減算回路２９を利用できるのであるか
ら、帯域通過フイルタ１０１を減算回路２９の出力端子
に接続することにより、差動読取信号を得ることができ
る。このようにした装置を第９図に示す。第１０図はト
ラツクの凹みと差動読取信号Ｓ３６との関係を示す説明
図である。

この信号は軸Ｖｔに沿うカーブ１０２により示されてい
る。ここにｖは読取光点の走査速度、ｔは時間である。
凹み１９の通過は走査方向におけるパルスの長さを定め
る入カステツプと出力ステツプとに中心をおく逆符号の
パルスにより示される。波形１０２と矩形波の零を横切
る点を記憶しておくと、パルス間の幅の比を決定する衝
撃係数は凹みのそれに関してほぼ不変である。これに対
して、読取信号を減算回路３３の出力端子から得る場合
には、衝撃係数は、凹みのピツチが読取光点の寸法に近
くなるほど大きくなる範囲まで変化する。凹み１９に低
周波成分と高周波成分の両方が含まれると、減算回路３
３とフイルタ１０１とにより与えられる信号を混合じＣ
読取信号を得ることが完全に可能である。その場合には
、読取信号は、周波数とは無関係に有限の勾配の遷移を
有する方形波である。情報記録媒体として使用できるサ
ポートの物理的性質については、２つの選択が可能であ
ることが知られている。サポートが位相目的のように振
舞うケースは既に実現されているが、隣接部分とは異な
る反射率を有するラインで作られる滑らかな構造を持一
つサポートについても考える必要がある。収束外れセン
サの動作は前の場合と同様であり、第８図に示すカーブ
７０のような応答カーブが得られる。．しかし、トラツ
クの読取りと、読取光点の半径方向のずれの検出とを行
えるようにするために、第７図に示すように僅かに収束
の外れた読取りモー ドで読取りを行う必要がある。第
７図は反射ビームの強さを変調できる層を有する情報サ
ポート４０を示す。この層は振幅物体として機能し、第
７図の場合にはハツチングを施した部分５８で構成され
、この部分は隣接するトラツク部分を示す。各トラツク
部分に沿つて情報は長さと間隔が不均一な一連の線の形
をしている。第７図では、収束匍卿ループの理想的な位
置では、レンズ４１が、読取面の層５８に対してΔ２だ
け動かされる収束点６０に収束するビームをレンズ４１
が投写するように、収束制御ループが調節されている。
この収束外れの大きさΔ２により読取光点は僅かに大き
くなるから、トラツクはその両側縁部一杯にわたつて読
取スポツトにより照射される。このため、収束外れ信号
ε２と基準電圧αとの比較が収束制御ループにおいて行
われる。基準電圧αは第８図では点Ｋの縦座標に一致す
る。トラツクの層５８の照射した部分から反射されたビ
ームについて調べると、収束外れΔ２がない時は、この
反射ビームは前記収束点６０の共役収束点である平面６
４上の収束点６２に収束する。収束外れΔ２を考慮に入
れると、読取面の層５８は収束点６０の映像６１を反射
し、この映像６１は平面６５上の反射ビーム収束点６３
と共役であることがわかる。層５８に含まれている振幅
情報を読取ることができるようにするために、本発明で
は２つの平面６４と６５の間に光検出素子２１，２２，
２３，２４を配置する。このようにする理由は、この中
間位置ではトラツクの読取光点を照射された部分の鮮明
な映像がレンズ４１により光検出器に投写されるからで
ある。第１図または第９図に示す回路により、位相物体
により得られる信号に類似する信号が再び得られる。更
に、第７図に示す情報サポートの代りに第１図に示す情
報サポートを用いた経験によると、第７図に示す装置は
、凹みの深さがπより小さい光学的位相推移を行わせる
ものであれば、位相物体形のサポートの読取にも使用で
きることが判明している。凹みの深さは１ミクロンより
もかなり浅くでき、収束外れ量Δ２は１ミクロン台であ
ることがわかる。また、第７図に示す読取装置は円筒レ
ンズを用いないこともわかる。そのために第１，２図に
示す装置をかなり簡単な構成にできることもわかる。収
束制御回路が動作すると、トラツク追従外れは円筒レン
ズがなくても検出できることが判明している。読取装置
の空胴ノイズなしに動作させるのに必要な光学的結合を
断つということに関しては、最も簡単であることが判明
しているやり方は、コヒーレントな光源として偏光され
ないレーザを用いることと、光路中に向きを適当にした
４分の１波長板を挿入することである。

偏光されないレーザは偏光されるレーザよりも構造が簡
単で、円偏光された何本かの光線を供給する。

この光源から放射される光の周波数推移は、光検出素子
のレベルに目立つほどの干渉を起さない程度であり、円
偏光特性は組立中に光源の向きに注意を払う必要をなく
してくれる。読取ビームの光路中で４分の１波長板の向
きを適切にするためには、反射要素のためにひき起され
る偏光の変動を考慮に入れる必要がある。

第１図で、読取ビームは情報サポート４０の面で擬似垂
直入射による反射と斜め反射とを行う。特にこれは半透
明板８と反射鏡１０の所で行われる。実際には、斜め金
属反射によつてビームの部分的な偏光と、２つの向きへ
の差動位相推移とが起る。これら２つの向きのうちの一
方は入射面に垂直であり、他方は入射面に含まれて伝播
方向に垂直である。斜め反射要素に関連する種々の入射
面が互いに平行または直角となるように選択されると、
部分偏光と差動位相推移とが行われる２つの方向は、光
路中の任意の点における一様な向きを保持する。したが
つて、４分の１波長板の主軸（複数）は、反射鏡の配置
に関連するそれら２つの方向の２等分線に沿う向きとす
ることができる。第１図で、４分の１波長板７は情報サ
ポート４０と反射鏡１０との間で読取ビームに交差する
反射鏡１０はそのビームをサポート４０へ向けて斜めに
反射させる。この光路部分に対しては、部分偏光と差動
位相推移とを解析する２つの方向は、それぞれ方向ρと
Ｘである。４分の１波長板７の主軸（複数）は方向ρと
Ｘとの２等分線に平行であるから、光源１へ向つて反射
されたビームは単に外方に進みそしてその戻りを経た円
偏光された光ビームとなるが、向きは光源１から放射さ
れた光の向きとは逆である。

したがつて、光源１から放射された光と、反射されて初
めて光源１へ向う光との間には干渉は起らない。これに
対して、２回の入射と反射を行つた光は光学的空胴ノイ
ズを生ずるおそれがある。このようなことを防ぐために
、サポートと光源との間の光路中に反射光を大きく減衰
させる手段を挿入する。情報サポートの反射率が比較的
高い場合には、光源からサポートへ向う光路での減衰が
小さいように半透明板８の透過率と反射率を選択する。
第１図に示す構成では、半透明板８の透過率は８０％、
反射率は２０％となるように選択する。第３，４，７図
に示す構成では、透過率の方を反射率よりも高くする。
偏光レーザを使用する場合には、その偏光面を上記効果
が関連する２つの方向の一方に平行となる向きにする。
以上述べたすべての事を考慮に入れると、第１図に示す
装置やその変形は、非常に限られた数の構成要素で全て
の望ましい検出を行うことができる。そのために本発明
の読取装置は安価で、どのような光学装置にも容易に採
用できる。本発明の読取装置は反射と透過のいずれのや
り方でも極めて安価に作ることができる。

第１１図は情報サポートの下側の要素が第１図に示す装
置と同じである読取装置を示す。

この装置は別の光検出素子群１０６を付加することによ
り、不透明でない円盤を透過法で読取ることができる。
支持アーム１０４を手段１０５で枢着することにより、
読取面１８の照射された部分から反射されたビームを受
けるように、光検出素子１０７，１０８をサポートの上
側に配置できる。素子１０７，１０８は円盤の下に設け
られている光学アセンブリに結合され、それらを隔てる
直線はレンズ４１の光軸の延長を通る。読取点０の集束
と追従は反射による読取要素と全く同じ要素で行われる
。読取信号を得るために、素子１０７と１０８とを隔て
る直線はトラツクを走査する方向１０９に垂直である。
差動回路１１０は第１０図に示すのと類似する形の読取
信号を発生し、帯域通過フイルタ１１１は読取信号の有
用な成分を出力端子３６へ送る。この出力端子は読取モ
ードが変更された時の反射読取装置に設けられている同
様な端子に接続できる。ちようつがいで連結されている
アーム１０５は読取中に円盤４０を覆う安定板で形成で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の読取装置の概略斜視図、第２図は第１
図に示す構造の細部の変形例の斜視図、第３図は第１図
の装置が収束外れセンサとして動作する時の動作を説明
するための図、第４図は第１図の装置がトラツク追従外
れセンサとして動作する時の動作を説明するための図、
第５図は光学的なスポツトの説明図、第６図は第４図に
示す装置に応用できる変形例を示す図、第７図は第１図
の装置に応用できる別の変形例の図、第８図は本発明の
収束外れセンサの応答性を示すグラフ、第９図は第１図
の光検出素子に接続される電気回路の変形例のプロツク
図、第１０図は説明図、第１１図は反射と透過の両方で
読取るようになつている本発明の装置の略図である。 １・・・・・・光源、８・・・・・・半透明板、７・・
・・・・４分の１波長板、１０・・・・・・反射鏡、２
０・・・・・・円筒レンズ、２１〜２４，１０７，１０
８・・・・・・光検出素子、２５〜２８，３３・・・・
・・加算回路、２９，３０，１１０・・・・・・減算回
路、３１，３２・・・・・・制御ループ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 読取面内に配列されるほぼ一様な幅のトラックを保
   持するサポートの形の記録盤であつて、前記トラックは
   一様でない長さと間隔とを有する一続きの情報要素群で
   作られ、前記情報要素群は前記読取面の物理的性質を交
   番的に変えることにより形成され、角変調された波形の
   記録は前記記録盤に蓄積される情報を保持するようにさ
   れた前記記録盤を光学的に読取るための光学的読取り装
   置において、コヒーレントな光を発生する光源と、前記
   コヒーレントな光を前記幅方向に広がる前記トラックの
   単一の領域を照射する読取光点に集束するように構成さ
   れたレンズと、前記単一の領域から出る変調された光の
   一部を前記レンズを通じて集めるように構成された光検
   出器とを備え、前記レンズの開口面に入射する光ビーム
   の強さの空間的な分布は前記読取光点による前記トラッ
   クの走査方向に一致する方向に非対称とされ、前記光検
   出器は検出面の４つの象限に沿つてそれぞれ配置される
   ４個の光検出素子を含み、前記各象限を隔てる第１およ
   び第２の交差線は前記レンズの光軸とともに互いに直角
   関係の三つの面幅に配され、前記第１の交差線は前記走
   差方向に向けられ、前記読取光点を照射される読取り面
   の部分の映像が前記検出面内に入射する光ビームをさえ
   ぎる円筒レンズによつて細長いスポットの形に歪められ
   て前記検出面内に形成され、このスポットの長軸は前記
   走査方向に垂直な第２の交差線と一致する方向に延びて
   おり、隣接する２つの象限に属する各光検出素子対は加
   算回路に接続され、この加算回路は前記交差線の各側で
   それぞれ集められた光エネルギーを表わす４種類の電気
   信号を発生する４組の加算回路に属し、それらの電気信
   号は第１と第２の減算回路に加えられ、第１の減算回路
   の２つの入力端子には前記読取光点を焦点合わせ制御す
   るため前記光検出素子のうち前記第１の交差線の両側に
   設けられている光検出素子から入力がそれぞれ加えられ
   、第２の減算回路の２つの入力端子には前記読取光点に
   対し前記トラックを追従制御するため前記光検出素子の
   うち前記第２の交差線の両側に設けられている光検出素
   子から入力がそれぞれ加えられることを特徴とする光学
   的読取装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記読
   取光点により照射される読取り面の部分の映像は前記検
   出面とは分離されている平面上にも前記レンズにより形
   成され、前記映像の歪みは前記検出面に入射する光ビー
   ムをさえぎる円筒形レンズにより行われ、前記検出面内
   で見た時の前記歪められた映像は細長いスポットの形を
   しており、前記スポットの長軸は前記交差線のうち、前
   記読取面内での前記走査方向に垂直な第２の交差線に一
   致する線に沿つて延びる装置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の装置にお
   いて、前記円筒レンズは発散レンズである装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、第１減
   算回路の出力端子は前記読取面に入射する読取ビームの
   集束を制御する第１制御ループに接続され、読取信号の
   うち前記トラックに沿つて記録された成分の伝送を阻止
   するように前記制御ループには低域フィルタが設けられ
   、第２減算回路の出力端子は前記読取面内の前記走査方
   向に垂直な方向での前記読取光点の位置を制御する第２
   の制御ループに接続される装置。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の装置において、前記第
   １減算回路の出力端子は読取信号の前記成分を伝送する
   帯域通過フィルタに接続される装置。 ６ 特許請求の範囲第４項記載の装置において、第１減
   算回路の入力端子は別の加算回路の入力端子に接続され
   、その加算回路の出力端には前記読取信号がとり出され
   る装置。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の装置において、前記別
   の加算回路の出力端子には前記読取信号の低周波成分を
   選択的に伝送するための低減フィルタが接続され、前記
   第１減算回路の出力端子は前記読取信号の高周波成分を
   選択的に伝送する帯域通過フィルタに接続され、前記低
   周波成分と前記高周波成分とは完全な読取信号を形成す
   るために前記フィルタのそれぞれの出力端子で組合わさ
   れる装置。 ８ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記光
   の強さの空間的な分布は、前記光源から発生される光を
   含む光ビームの軸が前記レンズの光軸に一致しないよう
   にその光ビーム軸をずらすことにより得られ、前記光源
   と前記レンズとの間に配置される補助レンズは前記光ビ
   ームを前記レンズの光軸上に集束させる装置。 ９ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記光
   の強さの空間的な分布は前記レンズの開口面の縁部を覆
   う不透明なマスクにより得られる装置。 １０ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   情報項目はマイクロピットにより得られる装置。 １１ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   情報項目は、前記読取面の周囲の領域の反射率とは異な
   る反射率を有するダツシユにより形成される装置。 １２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   レンズを含む光路部を前記光源と前記光検出器とにそれ
   ぞれ向う２つの光路に分割するように構成された半透明
   板と、前記光路中の前記レンズに入る直線部の中に挿入
   される４分の１波長板とを更に備え、前記４分の１波長
   板の主軸間角度の二等分線の一方は、前記半透明板の入
   射面に垂直な偏光方向に整列されてなる装置。 １３ 特許請求の範囲第１２項記載の装置において、前
   記半透明板と前記４分の１波長板との間に配置される反
   射鏡を更に有し、この反射鏡の回転軸は前記走査方向を
   向き、前記半透明板と前記反射鏡とへの入射面は０とπ
   ／２との間の角度を成す装置。 １４ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   光源は偏光されていないレーザである装置。 １５ 特許請求の範囲第１２項記載の装置において、前
   記光源は偏光されたレーザであり、このレーザの偏光面
   は前記偏光方向のうちの１つに平行である装置。 １６ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
   サポートは読取面の照射された部分から前記サポートの
   前記レンズとは反対側の面を通じて出た光ビームを直接
   集めるように配置される補助光検出器を備える装置。 １７ 特許請求の範囲第１６項記載の装置において、前
   記補助光検出器は２個の隣接する光検出素子を有し、そ
   れらの素子を隔てる直線は前記レンズの光軸を通り、か
   つ前記走査方向に垂直であり、これらの隣接する各素子
   は補助減算回路の２つの入力端子にそれぞれ接続され、
   その補助減算回路の出力端子には前記トラックに沿つて
   記録されている情報を表わす差動読取信号が生ずる装置
   。 １８ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、らせ
   ん状に配列されるトラックが設けられる円盤の形をして
   いる記録媒体を駆動するために、前記装置はある軸を中
   心として前記サポートを回転させるための手段と、前記
   サポートと前記読取光点とを半径方向に相対的に動かす
   ための手段とを有する装置。 １９ 特許請求の範囲第１２項記載の装置において、前
   記半透明板の反射率と透過率は等しくなく、前記半透明
   板により前記光源から前記読取面へ照射される光が受け
   る減衰度は５０％より大きい装置。