JPS6028055B2 - 光学的放射線反射形情報担体の読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学的放射線反射形情報担体から情報を読取
るに当り、読取ビームを発生する放射線源と、読取ビー
ムを情報担体の情報横体上の読取スポットに集東し、か
つその出力信号が情報を示す放射線感知情報検出器上に
前記読取スポットを結像する対物系と、対物系の焦点面
の所望位置と実際の位置との間の誤差を決定する光電形
集東誤差検出装置とを備え、前記集東誤差検出装置が１
個の細い集東ビームと共働する２個の放射線感知集東検
出器を有し、これら２個の集東検出器の出力信号の差に
より前記偏差に関する指示を行うようにする光学的放射
線反射形情報担体の謙取装置に関するものである。

なお本明細書において用語“集東ビーム”は謙取ビーム
の集東誤差を検出するために使用する補助ビームを意味
する。

かかる読取装置は本願人の先行出願に記載されている。

この既知の謙取装置は例えば、（カラー）テレビジョン
番組を蓄積する情報担体を読取るために使用されている
。その場合情報機体は渦巻状トラックに従って交番配列
される多数の主領域および中間領域で構成され、主領域
および中間領域は読取ビームに対する影響が異なる。そ
の場合情報は主領域の長さおよび中間領域の長さの形態
で情織担体に包含される。十分長い再成時間を得るため
には、情報担体の制限された寸法に対し情報横体の細部
が極めて小さくなる。例えば、３０分のテレビジョン番
組を円板状情報坦体の一側において外蓬約１５伽および
内径約６肌の環状領域に蓄積する場合、トラックの幅は
約０．５仏肌であり、かつ主領域および中間領域の平均
長さは約１仏のである。かかる微小な細部を読取ること
ができるようにするためには、かなり大きい関口数を有
する対物系を使用しなければならない。

しかし、かかる対物系の，鱒点深度は４・ごい。読取装
置では、情報機体の平面および対物系の間の距離におい
て焦点深度より大きい変動が生ずるおそれがあるので、
かかる変動を検出して集東を補正できるように対策を講
ずる必要がある。従って本願人の前記先行出願では読取
ビームが対物系に入射する以前に読取ビームから細いビ
ームを分割し、この細いビームは対物系を斜め方向に通
過させ、このビームは情報迫体によって反射された後対
物系を復行進行させて２個の集東検出器の平面に放射線
スポット則ち集東スポットを形成するようにする。

その場合集東スポットの２個の集東検出器に対する対称
性により、情報横体上における読取ビームの集東の度合
が指示される。この既知の読取装置においては、半透明
ミラー、集東ビームを形成するための完全反射ミラ−、
および副ビームを対物系の焦点面に集東するための付加
的レンズの如き付加的素子を多数必要とし、これら付加
的素子の配置位置が極めて微妙であるという欠点がある
。本発明の目的は、集東検出に必要な付加的素子の数を
最小にする前記形式の読取装置を提供するにある。

本発明の読取装置は、放射線偏向素子を前記情報担体に
向う読取ビームの通路に配設して、前記放射線偏向素子
に入射する放射線により、情報機体上に読取スポットの
他に付加的放射線スポットが形成されるようにし、前記
付加的放射線スポットを対物系を介して前記２個の集東
検出器上に結像する如く構成したことを特徴とする。放
射線偏向素子のための謙取ビームの一部が残りの鎌取ビ
ームとは異なる方向に指向され、対物系を介して前記２
個の集東検出器上に集東され、これら集束検出器の平面
に形成される放射線スポットの集東検出器に対する位置
は情報担体の情報面に対する謙取ビームの集東の度合に
左右される。

情報検出器および集東検出器は光軸に垂直な同一平面に
配置すると好適である。

放射線偏向素子は光学的襖部材または回折格子で構成す
ることができる。

放射線源としてはヘリウムーネオン・レーザの如き気体
レーザを使用することができる。

その場合対物系および集東検出器の平面の間の距離は比
較的大きく、集東スポットは読取スポット像から比較的
大きい距離の箇所に配置される。代案として、（半導体
）ダイオードレーザを放射線源として使用することもで
きる。

かかるし−ザは情報検出器としても使用できる。その場
合、情報狸体によって反射される放射線は情報担体に向
う放射線から分離する必要がない。従って光学的読取ス
ポットの構成は簡単かつ小型に保つことができる。更に
、倍率の小さい対物系を使用することができる。かかる
読取装置において集東ビームを偏向素子によって形成す
る場合には、集東スポットが読取スポットの近くに配置
されて、集東検出器がダイオードレーザに対し所要距離
内に配設できなくなることがある。集東検出器を所要位
置に配設できた場合でも、謙取ビームに僅かな集東誤差
がある場合には読取ビームの一部が集東検出器に既に入
射し、集東制御信号に誤差が生ずる。これらの問題を除
去するため本発明の第１実施例は更に、前記放射線偏向
素子を第１光学的襖部材とし、第１光学的潔都材によっ
て形成されかつ情報担体によって反射される副ビームの
通路に第２光学的標部材を配設できる如く構成したこと
を特徴とする。

第２光学的挟部材は情鞭担体と、対物系の情報担体に最
も近いレンズ素子とを介して形成される第１光学的操部
材の嫁内に配設すると好適である。

これは、第２光学的穣都材の面積が第１光学的榎部材の
面積に等しいかまたはこれより小さいことを意味する。
対物系は多数のレンズ素子または第１レンズ素子を備え
ることができ、後者の場合には対物系の情報迫体に最も
近いレンズ素子は対物系自体となる。

第１光学的穣部材より大きい回折角度を有するを可とす
る第２光学的裸部材は情報担体によって反射された集東
ビームを謙取ビームに対し付加的に偏向するので、集東
スポットおよび読取スポットの間の距離が増大する。

第２光学的襖部材が情毅担体の対物系に対する位置とは
無関係に第１光学的襖部材の像内に維持されるようにす
るため本発明の読取装置は更に、第１および第２光学的
穣部材を対物系の情報坦体に最も近いレンズ素子の後側
焦点面に配設することを特徴とする。

更に、本発明の謙取装置は、前記２個の集東検出器の間
を分離する直線が、前記２個の集東検出器の平面に形成
される放射線スポットが集東誤差を起因して移動する方
向に対し鋭角を成す如く構成したことを特徴とする。

このようにすることにより集東検出器の配設位置に対す
る面倒な条件が除去される。使用される放射線偏向素子
は読取ビームに比べかなり小さい。

その結果、読取ビームの寸法、従って実際の情報謙取は
左程影響されない。放射線偏向素子の諸取に対する僅か
な影響は、対物系の光鞄および前記放射線偏向素子の間
を結ぶ直線が、情報担体の情報トラックが謙取られる方
向に対し約４５ｏの角度を成す如く構成することによっ
て一層低減することができる。以下、図面につき本発明
を説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示し、円板状情薮担体１
はその一部の半径方向断面を示す。

情報横体は例えば位相機体とし、多数の同０または準同
心情報トラック２を備え、これらのトラックは一連の主
領域および中間領域で構成する。主領域は例えば情報担
体において中間領域とは異なるレベルで配設することが
できる。情報は例えばカラーテレビジョン番組とするこ
とができるが、これに代え多数の画像またはディジタル
情報の如き他の情報とすることもできる。情報機体は情
銭担体１の後側に配設すると好適である。情報損体１は
ダイオードレーザ４によって発生した往行論取ビーム３
によって照射される。

単一レンズで構成するかまたは第１図に示したように２
個のレンズＬおよびＬ２で構成した対物系により、謙取
ビーム３を情報横体上の謙取スポットＶｉに集東する。
その場合謙取ビーム３は情報機体によって反射され、情
報担体１の回転に当り謙取ビーム３は読取るべきトラッ
ク部分に含まれる情報に応じて変調される。反射された
後読取ビーム３は対物系を復行し、読取スポットＶｉの
像Ｖ；′が形成される。放射線スポットＶｉ′の位置に
、被変調ビームを電気信号Ｓｉに変換する情報検出器を
配置する。放射線源をダイオードレーザとした場合には
、西ドイツ公開特許出願第２２４４１１計号に記載され
ているように、このダイオードレーザを情報検出器とし
て使用することができる。

反射された謙取ビームの強度に応じて、ダイオードレー
ザの両端間の電気抵抗またはダイオードレーザの後部か
ら放射される放射線の強度が変化する。ダイオードレー
ザを放射線源として使用した場合には、情報担体１によ
って反射された復行被変調読取ビームと、情報恒体１に
向って往行する無変調読取ビームとを分離するビーム分
割素子は不要である。本発明においては読敬ビーム３の
通路に小さい光学的襖部材５を配置する。この襖部村５
により読取ビーム３から副ビ−ム６（第１図に破線で示
す）が分割される。この副ビ−ム６はしソズＬ，によっ
て情報綾体上の放射線スポットＶｆに集東する。この集
東ビ−ムは、情報横体において反射され、対物系を復行
した後、２個の集東検出器７および８から成る集東検出
装置上に放射線スポットＶｆ′（集東スポット）を形成
する。トラック２の平面と対物系との間の距離が適正で
ある場合には、集束スポットＶｆ′は集東検出器７およ
び８に対し対称になるので、両方の集東検出器７および
８は等量の放射線を受光し、その出力信号Ｓ７およびＳ
８は等しい。情報横体の平面が対物系に対し下方へ移動
した場合には、反射されたビーム６がレンズＬに入射す
る箇所が光軸００の方へ推移される。その場合対物系に
よるビーム６の偏向は僅かであり、集東スポットＶｆ′
は左へ移動する。従って集東検出器７の受光量が集東検
出器８の受光量より大きくなる。トラック２の平面が対
物系に対し上方へ移動した場合には、逆の現象が起り、
集東検出器７の受光量が集束検出器８の受光量より小さ
くなる。集東検出器７および８の出力信号Ｓ７およびＳ
８は電子回路９に供給する。

この電子回路９ではこれら両信号を既知の態様で減算す
る。電子回路９の出力端子には集東制御信号ｒｆが発生
し、この集東制御信号により、例えば光軸〇〇に沿って
対物系を移動することによって対物系の集東を補正する
ことができる。放射線源がダイオードレーザである場合
には、光学的読取ユニットも光軸に沿って移動すること
ができる。光学的換部材または回折格子５は情報担体１
に向う往行読取ビームの通路に配設し、レンズＬ，を通
過した集束ビームは細い。

従って集東スポットＶｆは読取スポットＶｉよりかなり
大きくなる。その場合情報機体の細部は柴東ビームによ
っては識別することができないので、信号Ｓ７およびＳ
８は如何なる高周波変動も呈しない。説明を簡単にする
ため第１図では反射された集‐東ビームはしンズＬの境
界を通過する如く図示する。

実際上このビームがレンズＬに入射する点は光髄に一層
近くなる。本発明の謙取装置では集東ビームは極めて簡
単な手段即ち襖部材だけまたは小さい回折格子だけで形
成する。

襖部材または回折格子は例えば透明板上に配設すること
ができる。この透明板は光軸００′の方向においてレン
ズＬ，に対し固定することができる。鞍部材５の回折角
度はその上限値とし、従って穣部材５による集東ビーム
の偏向も上限値である。

情報機体において集東が調整される箇所は情報横体にお
いて議取りが行なわれる箇所に最も近くすることが所望
される。読取スポットＶｉおよび集東スポットＶｆの間
の距離は例えば１００仏肌である。情報担体１が光軸０
０′に対し傾斜している場合、または情報担体１の厚さ
が不均等である場合にも、謙取ビーム３の正しい集東を
維持することができる。袋東スポットＶｒ′および謙取
スポットＶｉ′の間に十分な距離を有するようにするた
めには、対物系の倍率が十分大きいか、または放射線源
が同時に情報検出器を構成せず、従って情報担体１によ
って反射された放射線を鏡像関係で偏向することができ
、かつ集東検出器を情報担体１から適切な位置に配置で
きる場合には、襖部村５だけによる偏向で十分である。

放射線源としてダイオードレーザを使用し（第１図参照
）、かつ２：１の比率で情報機体上にダイオードレーザ
を結像させる対物系を使用した場合には、対物系および
ダイオードレーザの間の距離を小さくし、穣都材５によ
る偏向の結果論取スポットＶｉ′および集東スポットＶ
ｆ′の間の距離が極めて小さくなるようにするのが好適
である。

その場合本発明においては第２の挟部材１０を使用する
ことができる。穣都村１０は反射された集東ビームの通
路に配置する。薮部材１０‘まスポットＶｉおよびＶｆ
の間の距離につき何等影響を及ぼさないから、挟部材１
０は裸部材５より大きい回折角を有するようにすること
ができる。また、機部材５によってスポットＶｉ′およ
びｆｆ′の間に十分な距離を得ることができる場合にも
、第２鞍部材１０を使用することができる。

情報横体が焦点外にあるので読取スポットＶｉ′が引き
延ばされる場合に、第２換部材１川こより謙取ビーム３
の放射線が集東検出器に入射するのを防止することがで
きる。襖部材１０は換部材５の窓に配設する必要があり
、換言すれば漠部材５および１０は情報担体１を介して
レンズＬ，により互に他の襖部材上に結像するようにす
る必要がある。

第１図において前記結像の周縁光線を一点鎖線で示す。
換部材５および襖部材１０の平面をレンズＬ，およびＬ
の間の任意の高さの箇所に配設した場合には、襖部材５
の像は情報機体の平面および対物系の間の距離に左右さ
れる。

従って本発明においては、穣都材５および核部材１０の
平面がレンズＬの焦点面と合致するように注意を払う。
第１襖部材５によって反射されたすべての放射線が第２
襖部材１０を通過するようにするため、第２樫部材は第
１挟部材より若干大きくする必要がある。しかし、読取
ビーム３の僅かな部分が第２挟部材１０を通過し、集東
検出器７および８の表面上に別の放射線スポットＶｎが
生ずる（第２図において直線で示した細いビーム３′を
参照）。第１図の状態では読取ビーム３は情報機体上に
正しく集東され、放射線スポットＶｎは集東検出器７お
よび８の近くに配置される。トラック２の平面を上方へ
移動した場合、小さい集東誤差があれば放射線スポット
Ｖｎは集東検出器７に入射し、誤差信号ｒｆが発生し、
この信号を集東制御信号として使用する。従って、挟部
材１０の面積はその最大値が襖部材５の面積に等しくな
るようにする必要があり、襖部材１０は穣部村５の窓に
配置する。

その結果、集東ビームの一部則ち破線で示したビーム６
′は検出器７および８に入射しない。しかしこれによっ
ては両検出器の出力信号Ｓ７およびＳ８が若干小さくな
るだけであり、集東誤差に対する検出装置の感度は左程
影響を受けない。更に、光軸００′と、集東ビームがレ
ンズＬ，に入射する箇所との間の距離ｄはしンズＬ，の
瞳孔部の半径の約０．７倍であることに留意する。

謙取ビーム３が情薮担体を２回横切る第１図の議取り方
法では、情報担体１の厚さが均等でない場合対物系にお
ける球面収差のスポットＶｉの形状に対する影響は前記
集東制御方法に対し最４・になる。第２ａ図および第２
ｂ図には２個の集東検出器７および８をその上に入射し
た集東スポットＶｆ′と共に示す。読取ビーム３の集東
の変動に当り集東スポットＶｆ′はｘ方向に移動するも
のとする。検出装置の桑東誤差に対する感度を最適にす
るためには、検出器７および８を分離する直線ｇが第２
ａ図に示すようにｘ方向に垂直になるようにする必要が
ある。しかし、その場合導出される集東制御信号ｒｆは
集東検出器７および８のｘ方向の位置に著しく左右され
る。本発明では集東検出器７および８を適切に構成配置
して分離直線ｇがｘ方向に対し鋭角を成すようにし、例
えば第２ｂ図に示すようにｘ方向に対し例えば４５ｏを
成すようにする。

その場合集東制御信号ｒｆの零値通過または零値交さは
光軸００′の周りで穣部材５または核部材５および１０
を回転することによって調整することができる。第３ａ
図および第３ｂ図には、襖部村５および１０を回転した
場合集東スポットＶｆ′によって描かれる通路を破線曲
線ｃで示す。検出器７および８が第２ｂ図の方向を有す
る第３ａ図の場合においては、検出器７および８におけ
る放射線分布は集東スポットＶｆ′が曲線ｃに従って検
出器７および８上を移動する際に変化する。読取装置の
組立てに当り、襖部材５および１０と共に透明板をレン
ズＬ．およびＬの間に配設し、集東を適正集東に調整し
た後透明板を回転して集東スポットＶｆ′が検出器７お
よび８に対し対称になるようにする。これは、検出器７
および８が第２ａ図に示した方向を有する場合には不可
能である。その場合には駿部材用透明板を小さい角度だ
け回転することによって検出器７および８上の放射線分
布に影響を及ぼすようにすることはできない。（第３ｂ
図参照）。集東検出器７および８が第２ｂ図の方向を有
する場合には、集東スポットＶｆ′のｘ方向への移動郎
ち集東誤差の結果生じたスポットＶｆ′の移動によって
生ずる検出器７および８の出力信号Ｓ７およびＳ８の変
化は、これら両検出器が第２ａ図の方向を有する場合に
比べて小さい。

従って検出装置の感度は低減される。しかしこれは何等
問題とはならない。第２ｂ図の構成の場合には検出装置
の感度も適切に維持される。その場合検出器７および８
の位置の許容誤差につき得られる利点の方が感度の低減
に比べ遂に重要である。謙取ビーム３から集東ビームを
導出するので読敬ビーム３はしンズＬ，の瞳孔部を最卓
や最適の態様では満たさなくなる。

従って放射線スポットＶｉは光軸００′と偏向素子（挟
部材または回折格子）の中心を結ぶ直線の方向において
若干大きくなる。その場合この方向における読取ビーム
３の分解能は若干小さくなる。これ自体の鏡像効果の影
響は、光軸００′と偏向素子を結ぶ直線を、謙取るべき
トラック部分の方向に対し約４５ｏの角度に設定するこ
とによって一層低減することができる。以上本発明を、
放射線偏向素子として穣部材を基礎として説明したが、
これは本発明がかかる襖部材を使用することに限定され
ることを意味するものではない。

代案として薮部村に代えて回折格子の如き他の任意の放
射線偏向素子を使用することもできる。また、集東ビー
ム６を図示とは反対方向に偏向する手段を講じ、集東検
出器７および８を光軸００′につき偏向素子１０と同じ
側に配設することもできる。

この目的のため鞍部材１０‘ま襖部材の鱗線の周りで例
えば１８００回転することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の読取装置１の第１実施例を示す略線図
、第２ａ図および第２ｂ図は第１図の集東検出器の配置
説明図、第３ａ図および第３ｂ図は第１図の作動説明図
である。 １・・・・・・円板状情薮担体、２…・・・情報トラッ
ク、３・・・・・・論取ビーム、４・・・・・・ダイオ
ードレーザ、Ｖｉ，Ｖｉ′・・・・・・論取スポット、
５，１０・・・・・・光学的滋都材、６・・・・・・副
ビ−ム、Ｖｆ，Ｖｆ′・・・・・・集東スポット、７，
８・・・・・・集東検出器、Ｓ７，Ｓ８・・・・・・集
東検出器７，８の出力信号、９・…・・電子回路、ｒｆ
・・・・・・集東制御信号、００′・・・・・・光軸、
Ｖｎ・・・・・・放射線スポット。 第１図 第２図ａ 第２図ｂ 第３図ａ 第３図ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光学的放射線反射形情報担体から情報を読取るに当
   り、読取ビームを発生する放射線源と、読取ビームを情
   報担体の情報構体上の読取スポツトに集束し、かつその
   出力信号が情報を示す放射線感知情報検出器上に前記読
   取スポツトを結像する対物系と、対物系の焦点面の所望
   位置と実際の位置との間の偏差を決定する光電形集束誤
   差検出装置とを備え、前記集束誤差検出装置が１個の細
   い集束ビームと共働する２個の放射線感知集束検出器を
   有し、これら２個の集束検出器の出力信号の差により前
   記偏差に関する指示を行なうようにする光学的放射線反
   射形情報担体の読取装置において、放射線偏向素子を前
   記情報担体に向う読取ビームの通路に配設して、前記放
   射線偏向素子に入射する放射線により、情報構体上に読
   取スポツトの他に付加的放射線スポツトが形成されるよ
   うにし、前記付加的放射線スポツトを対物系を介して前
   記２個の集束検出器上に結像する如く構成したことを特
   徴とする光学的放射線反射形情報担体の読取装置。 ２ 前記放射線偏向素子を回折格子で構成する特許請求
   の範囲第１項記載の読取装置。 ３ 前記放射線偏向素子を光学的楔部材で構成する特許
   請求の範囲第１項記載の読取装置。 ４ 前記放射線偏向素子を光学的楔部材とする特許請求
   の範囲第１項記載の読取装置において、前記（第１）光
   学的楔部材によつて形成されかつ情報担体によつて反射
   される副ビームの通路に第２光学的楔部材を設ける読取
   装置。 ５ 前記第２光学的楔部材を、情報担体および対物系の
   情報担体に最も近いレンズ素子を介して形成される前記
   第１光学的楔部材の像内に配置する特許請求の範囲第４
   項記載の読取装置。 ６ 前記第１および第２光学的楔部材を、対物系の情報
   担体に最も近いレンズ素子の後側焦点面に配置する特許
   請求の範囲第５項記載の読取装置。 ７ 前記放射線偏向素子を適切に構成配置して、対物系
   の光軸と、往行集束ビームが対物系の情報担体に最も近
   いレンズ素子に入射する箇所との間の距離が前記レンズ
   の瞳孔部の半径の約０．７倍に等しくする特許請求の範
   囲第１項記載の読取装置。 ８ 前記２個の集束検出器の間を分離する直線が、前記
   ２個の集束検出器の平面に形成される放射線スポツトが
   集束誤差に起因して移動する方向に対し鋭角を成す特許
   請求の範囲第１〜７項中のいずれか一項に記載の読取装
   置。 ９ 対物系の光軸および前記放射線偏向素子の間を結ぶ
   直線が、情報担体の情報トラツクが読取られる方向に対
   し約４５°の角度を成す特許請求の範囲第１〜８項中の
   いずれか一項に記載の読取装置。