JPS61258340A - 光学式カ−ドの記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学式カードの記録再生装置に関し、特に、
光学式カードの光学記録媒体表面に形成された透明保護
膜の厚み誤差による焦点のずれを補正し得るものである
。

〔発明の概要〕

本発明は、光学記録媒体を保護する保護膜が設けられた
光学式カードに対して情報を記録し再生する光学式カー
ドの記録再生装置において、保護の厚みを検出する膜厚
検出手段からの出力に応じて、保護膜の厚みの変化によ
って生ずる焦点ずれを補正するための補正手段の補正量
を変えるようにすることにより、 簡単な構成で記録・再生時の焦点ずれによって生ずる悪
影響を防止するとともに、光学式カードに要求される寸
法精度を緩和するものである。

〔従来の技術〕

一般に、バンク・カード、クレジット・カード、身分証
明カード、その他のメモリ・カード等におけるデータ記
録媒体として光学記録媒体を用いて成る光学式カードあ
るいはいわゆる光カードが知られている。

この光学式カードは、一般に第９図に示すような構成を
有し、矩形の光学式カード１０１の基板上には、カード
長手方向Ｘに平行に帯状の光学記録媒体１０２が設けら
れている。この光学記録媒体１０２の長手方向Ｘと直交
する方向Ｚに対して互いに平行な複数本のトラックＴが
光学記録媒体１０２に記録形成されている。これらの各
トラックＴには、第１０図に示すように；情報信号がい
わゆるピッＩ−Ｐの配列として光学的に読み取り可能に
記録されている。

このような光学式記録カード１０１の光学記録媒体１０
２の表面には、第１１図に示すように、該媒体を保護す
るための透明保護膜１０３が設けられており、情報信号
の光学的な記録、再生は、この透明保護膜１０３を介し
て行われる。すなわち、レーザ・ダイオード等のレーザ
光源からの信号記録用（書き込み用）レーザ・ビームＬ
Ｂが、カード１０１に対して略直交するＹ方向より、透
明保護膜１０３を介して光学記録媒体１０２に照射され
ることによって、上記ピッ）Ｐの形成が行われる。また
、再生時には１発光ダイオードやランプ等の光源からの
照明光ＩＬが、上記カード表面の法線方向（矢印Ｙ方向
）に対して所定の入射角θをなして、透明保護膜１０３
を介し光学記録媒体１０２に入射され、その反射光（読
み取り光）ＲＬが透明保護膜１０３を介して上記入射角
θと等しい反射角θをなして外部に導出され、光検出素
子であるライン・センサによって受光されることによっ
て、情報信号の再生が行われる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、光学式カード１０１の寸法のばらつきにより
透明保護膜１０３の厚さｔがばらつくと、上記記録用ビ
ームＬＢや反射光ＲＬについて焦点外れの状態となり、
記録時には正常なピット形成が行えなくなり、また再生
時には再生偲号が劣化する等の悪影響が生ずる。

これに対処するために、光学式カード１０１の寸法精度
（特に厚み精度）を高めることも考えられるが、この場
合には、カード製造に高度の技術−を要すること等によ
り、カードのコストが上昇し、光学式カードの普及の障
害ともなる。また、光学式カードが市場に広く普及した
状態においては、記録、再生を正常に行えないカードの
出現率が増加する虞れもあり、光学式カードの信頼性低
下環の悪影響も生じ得る。

本発明は、このような実情に鑑み、光学式カードの寸法
のばらつき、特に透明保護膜の厚さのばらつきがあって
も、簡単な構成で情報信号の正常な記録、再生を行い得
るような光学式カードの記録再生装置の提供を目的とす
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した問題点を解決するために、本発明に係る光学式
カードの記録再生装置は、光学式記録媒′体およびこの
光学式記録媒体を保護する保護膜が設けられてなる光学
式カードに対し、光学的に読み取り可能に情報を上記記
録媒体に記録するとともに、ラインセンサにより上記情
報を読み取るようにした光学式カードの記録再生装置に
おいて、上記保護膜の厚みを検出する検出手段さ、上記
保護膜の厚みの変化によって生ずる焦点のずれを補正す
る補正手段とを備え、この補正手段を少なくとも再生光
路中に設けるとともに、上記検出手段の出力により上記
補正手段の補正量を変化させるようにしている。

〔作用〕

上記厚みの検出手段により光学式カードの保護膜の厚み
を検出し、この厚み誤差に応じて上記補正手段の補正量
を変化させることにより、厚み誤差によって生ずる焦点
ずれを補正することができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る好ましい実施例について、図面を参
照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す概略断面図であり、こ
の第１図において、光学式カード１に設けられた光学記
録媒体２の表面には、透明樹脂等より成る透明保護膜３
が被着形成されている。光学記録媒体２に対して情報信
号を光学的に読み取り可能に日録するための光学系につ
いては、例えば半導体レーザや固体レーザ等のレーザ光
源から発出されたレーザ光が、ガルバノメータ５等によ
り揺動制御されるスキャン・ミラー６にて反射され、カ
ード表面に対して略直交する方向（法線方向）Ｙに向う
記録用（書き込み用）のレーザ・ビームＬＢとなり、こ
のレーザ・ビームＬＢが、記録用の対物レンズ７を介し
、光学式カード１の透明保護膜３を介して光学記録媒体
２に入射されるように構成されている。また、再生のた
めの光学系については、発光ダイオードやランプ等の光
源１１からの照明光ＩＬが、コンデンサ・レンズ１２に
て集光され、例えば反射鏡１３等で反射されて、光学式
カード１に対して所定の入射角θをなして入射され、透
明保護膜３を介して光学記録媒体２に照射されるととも
に、その反射光（読み取り光）ＲＬが透明保護膜３を介
して外部に所定の反射角θをなすように導出され、例え
ば反射鏡１５で反射されて再生用の対物レンズである結
像レンズ１６を介しＣＣＤ（電荷結合素子）等より成る
ライン・センサ１７にて受光されるように構成されてい
る。

これらの記録用および再生用の各光学系は、光学式カー
ド１のカード走行面あるいは基準面１０となる透明保護
膜３の表面に対して一定の位置に配設されており、保護
膜３の厚みが予め定められた一定の値ｔのとき、記録用
ビームＬＢや読み取り光ＲＬの焦点が合うように設定さ
れている。

ここで、光学式カード１の寸法のばらつき等により、保
護膜３の厚さがｔ＋Δｔであるときには、上記焦点の外
れあるいはずれが生ずるわけであるが、この焦点ずれを
補正するために、本実施例においては、透明ガラスや透
明プラスチック等で形成され屈折率がｎｃで厚さがＤの
厚み補正板２０を用い、この補正板２０を、上記記録用
ビームＬＢや読み取り光ＲＬに対して略直交するように
記録光路中や再生光路中に配設している。

この補正板２０による上記焦点ずれの補正作用について
、第２図を参照しながら説明する。先ず、光学式カード
１の透明保護膜３の厚み誤差△ｔにより生ずる焦点外れ
の量いわゆるデフォーカス量Δａは、保護膜３の屈折率
をｎ、とするとき、Δｔ △ａ　＝　−・−＝−・用用・・■ となる。次に、厚さＤで屈折率ｎｅの厚み補正板２０に
よる光路長の変化分Δｌは、反射角θについてｉθ中θ
が成立する角度範囲のとき、記録用ビームＬ、Ｂおよび
読み取り光Ｒ，Ｌの両者について同様に、 となる。ここで、これらのデフォーカス量△ａと光路長
の変化分Δｌとが互いに等しくなるとき、上記焦点ずれ
が補正されることから、■、■式より、 従って、 の厚さの補正板２０を用いることにより、カード厚み誤
差に基く上記焦点ずれを補正することかで　−きる。

一例として、ｎｓ　＝ｎｃ　＝　１．５のとき、上記０
式は、＝２．ＯｘΔｔ　　　　　　　・・・・・・・・
・・・・・・・■また、デフォーカス量Δａは、 Δａ中０．６７ＸΔｔ　　　　　・・・・・・・・・・
・・・・・■となる。従って、デフォーカス量Δａが例
えば１０μｍのときには、厚さＤが３０μｍの補正板２
０を用いればよいわけであるが、保護膜３の上記厚み誤
差Δｔは正、負にばらつく点、および極端に薄い補正板
２０は取り扱いが不便である点等を考慮して、上記デフ
ォーカス量Δａについて、予め例えば１００μｍ〜２０
０μ扉程度のバイアスが付与されるようにカード基準面
１０に対する光学系の位置を設定しておき、このデフォ
ーカス量のバイアス分に対応する補正板厚さＤの３００
μ扉〜６００μｍを中心として、例えば上記３０μ扉を
単位として段階的に厚みＤを増減した複数枚の補正板２
０を用いることにより、デフォーカス量Δａを１０μｍ
の精度で補正することができる。

この場合、光学式カード１の厚さ、特に透明保護膜３の
厚みに応じて、上記複数枚の補正板２０のうちの最適の
ものを切換選択して上記記録系あるいは再生系の光路中
に配設するわけであるが、このときの補正板２０の切換
選択機構としては、例えば所定の回転軸の回りに放射状
に複数枚の補正板を取り付け、段階的に回転させること
により、裔 これらの補正板のうちの所望の一枚が上記光感中に配さ
れるような構成としたり、複数枚の補正板を一方向に連
続させて接続し、この方向に段階的に移動させることに
より所望の一枚が上記光路中に配されるようにすればよ
い。

次に、光学式カード１の透明保護膜３の厚みを検出する
ための機構としては、種々のものが考えられるが、例え
ば第１図の実施例においては、光学式カード１の厚みを
検出するような厚み検出機構３０を用い、この検出され
たカード厚みに応じて保護膜３の厚みを求め、上記最適
の補正板を選択するようにしている。

すなわち、第１図の厚み検出機構３０において、光学式
カード１の走行面でもある上記基準面１０とは反対側の
面（裏面）には、アーム３１の先端に取り付けられたロ
ーラ３２が当接しており、アーム３１の基端部は軸３３
により回転自在に支持され、このアーム３１に対して圧
縮ばね３４によりカード１に向う矢印Ｂ方向の押圧力が
付与されている。アーム３１の上面には反射鏡３５が設
けられ、この反射鏡３５に対して光源３６より集光レン
ズ３Ｔを介して照射ビームが入射され、その反射ビーム
が２分割受光素子３８にて受光されるように構成されて
いる。２分割受光素子３８は、例えば第８図に示すよう
に、２分割された受光部３９０．３９Ｄを有し、これら
の受光部３９Ｕ。

３９Ｄに対する上記反射ビームの像あるいはビーム・ス
ポットＳの位置によって、上記カード厚みを検出してい
る。いま、光学式カード１の厚みが基準の厚みのとき、
上記ビーム・スポットＳの各受光部３９０．３９Ｄに配
分される割合が互いに等しくなるものとすると、カード
厚みが上記基準厚みより厚い場合には、アーム３１は軸
３３を中心としてカードから離れる向き（矢印入方向）
にやや回動するから、上記反射ビームは受光素子３８の
受光部３９Ｕ側にずれ、第８図Ａに示すように、上記ビ
ーム・スボッ１−ｓが配分される割合は、受光部３９Ｕ
の方が受光部３９Ｄよりも多くなる。

これに対して、カード厚みが上記基準厚みより薄い場合
には、アーム３１がカードに近付く向き（矢印Ｂ方向）
にやや回動するから、上記反射ビームは受光素子３８の
受光部３９Ｄ側にずれ、第３図Ｂに示すように上記ビー
ム・スポットＳは受光部３９Ｄに多く配分される。

従って、受光素子３８の各受光部３９（Ｊ、３９Ｄの光
検出出力を互いに比較することにより、これらの光検出
出力の大小関係および差に基いて光学式カード１の厚さ
を求めることができる。このようにして求めたカード厚
さに応じて保護膜３の厚みを検出し、最適の厚みの補正
板２０を選択して上記光路中に配設することは勿論であ
る。

また、光学式カード１の厚みを検出するための他の例と
しては、第４図に示すようなカード厚み検出機構４０も
考えられる。この第４図に示すカード厚み検出機構４０
においては、カード裏面に当接するローラ４１を板ばね
４２にて支持するようになし、この板ばね４２のたわみ
量を、表面に被着固定した歪ゲージあるいは歪センサ４
３により検出している。この場合、カード厚みの変動に
応じたローラ４１の変位に応じて歪センサ４３の出力電
圧あるいは電位差が変化し、例えば第５図に示すように
、カード厚みが基準値のときの電圧値Ｖｓに対し、カー
ド厚みが薄くなるとき電圧が低下し、厚くなるとき電圧
が上昇することから、カード厚みの検出が行える。これ
以外にも、例えば静電容量の変化を利用したり、ポテン
ショメータによる抵抗変化を利用したり、一般に、変位
を抵抗、電圧、電流等に変換して出力する変換素子（ト
ランスデユーサ）を用いることにより、カード厚みを検
出すればよい。

ところで、上述の例では、カード厚みを検出して保護膜
３の厚みを求めていたが、直接的に保護膜３の厚みを検
出してもよいことは勿論である。

すなわち、第６図はカードの保護膜３の厚み、あるいは
焦点位置を直接検出するための構成の一例を示す概略断
面図である。この第６図において、光学式カード１の例
えば光学記録媒体２の前記情報信号記録部以外の部分に
、第７図に示すような焦点位置検出パターン５１が光学
的に読み取り可能に記録形成されており、この焦点位置
検出パターン５１の光学的な像を、例えばライン・セン
サ１７の近傍に配置された焦点検出用ライン・センサ５
２に結像させている。ここで、焦点位置検出パターン５
１は、カード長手方向である矢印Ｘ方向に配列されてお
り、この矢印Ｘ方向は、情報記録ピットＰの並び方向（
トラックＴの長手方向）である矢印Ｚ方向とは直交して
いる。したがって、焦点検出用ライン・センサ５２の複
数の受光セルの並び方向もこの矢印Ｘ方向となっており
、情報再生用のライン・センサ５２の受光セルの並び方
向（矢印２．方向）と直交している。このような矢印Ｘ
方向については、焦点位置検出パターン５１のピット毎
に焦点位置が異なることになるため、焦点検出用ライン
・センサ５２からの出力は第８図のように表われ、この
出力が最大となる部分が焦点の合った部分として判別で
き、焦点位置を検出することができる。この検出された
焦点位置に基いて、透明保護膜３の厚みを求め、最適の
上記厚み補正板２０を選択することができる。

なお、厚みの異なる補正板を切換えながら焦点検出用ラ
イン・センサ５２からの出力が最良の状態となる補正板
を選択するようにしてもよい。

このような本発明の実施例によれば、光学式カードの厚
みのばらつきによる透明保護膜の基準厚みからの誤差が
原因で生ずる焦点ずれを、厚み補正板を用いて容易に補
正でき、記録、再生が正常かつ確実に行えるのみならず
、カード厚みの寸法精度を緩くでき、カード上の情報記
録密度を低下させることなく、カードの価格を低減でき
る。さらに、補正板を切換選択して光路中に配置すると
いう極めて簡単な構成で済み、光学系を移動して焦点合
せを行う場合に比べて、より安価でしかも精度も比較的
高い補正が行える。　。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、例えば、補正板は光学カードの直前位置に配する以
外に、結像レンズとライン・センサとの間に配置しても
よい。この場合には、結像レンズにより上記デフォーカ
ス量にたて倍率がかけられるため、補正板の厚さＤとし
ては光学系のたて倍率αをかけたものとする必要がある
。結像レンズの横倍率は通常２〜ｌＯ程度なので、上記
たて倍率は４〜１００の間になる。また、この場合は、
読み取り側の光学系にのみ補正がなされるので、記録系
には別個の補正、例えば対物レンズを移動させたり補正
板を光路中に配設したりする補正を行う必要がある。こ
の他、光学式カードに対する記録、再生系は、図示の例
に限定されず、例えば反射鏡１３．１５は無くとも良い
ことは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明に係る光学式カードの記録再生装置によ□れば、
光学式カードの光学記録媒体上に被着形成された透明保
護膜の厚みのばらつき（基準値からの誤差）に応じて生
ずる焦点外れあるいは焦点ずれを、補正板等の補正手段
により補正することができ、光学式カードに対する情報
信号の記録、再生が正常かつ確実に行えるとともに、カ
ードの情報記録密度を低下させることなくカードの寸法
精度をゆるくでき、カードの低価格化に貢献し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略断面図、第２図は
補正板による焦点ずれ補正を説明するための図、第８図
は２分割受光素子の各受光部に対するビーム・スポット
の位置を示す図、第４図はカード厚み検出機構の他の具
体例を示す図、第５因はカード厚みに応じたローラの変
位と歪センサ出力電圧との関係を示すグラフ、第６図は
焦点位置検出のための構成例を示す模式図、第７図は焦
点位置検出パターンを示す概略正面図、第８図は焦点検
出用ライン・センサの出力を示すグラフ、第９図は光学
式カードの概略正面図、第１０図はトラックのピット列
を示す概略正面図、第１１図は光学式カードに対する記
録、再生を説明するための模式図である。 １・・・・・・・・・・・・光学式カード２・・・・・
・・・・・・・光学記録媒体３・・・・・・・・・・・
・透明保護膜ＬＢ・・・・・・・・・記録用レーザ・ビ
ームＩＬ・・・・・・・・・照明光

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　光学式記録媒体およびこの光学式記録媒体を保護する
   保護膜が設けられてなる光学式カードに対し、光学的に
   読み取り可能に情報を上記記録媒体に記録するとともに
   、ラインセンサにより上記情報を読み取るようにした光
   学式カードの記録再生装置において、 上記保護膜の厚みを検出する検出手段と、 上記保護膜の厚みの変化によって生ずる焦点のずれを補
   正する補正手段とを備え、 この補正手段を少なくとも再生光路中に設けるとともに
   、 上記検出手段の出力により上記補正手段の補正量を変化
   させるようにしたことを特徴とする光学式カードの記録
   再生装置。