JPS62192038A - 光学的情報記録担体 - 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、光学的に情報読出しを行なうカード状の情報
記録担体（以下、光カードと称する）に関し、特に、情
報読出しの光学系に特徴があるものに関する。

〔従来の技術〕

従来、情報を再生あるいは記録再生する情報記ｔｆｆｉ
　７８体の形状としては、中心に回転軸の穴を有する円
板状のものが装置の構成上の容易さから広く利用されて
おり、レコード、フロッピーディスク、光ディスク等の
装置が実現されている。

これに対して長方形のカード型の情報記録担体は、携帯
性に優れており、かつ円板型情報記録担体では利用する
ことが困難な、回転軸付近の領域がカード型記録担体に
は存在せず、全面をほぼ同一の情報記録密度で利用でき
るという長所を有している。

第５図は上記の光カードを使用した光学的情報再生装置
を示す概略斜視図である。

同図において、１は光カード、２は該カード上の情報信
号列、３は光カード１を載置し、図中Ａ方向に移動可能
なステージ、４はステージ３を動かすためのローラー、
５はＬＥＤ等の光源、６は照明光学系、７は結像光学系
、８はセンサアレイ、９は光源５、照明光学系６、結像
光学系７、センサアレイ８等を備えた光学ヘッドである
。

第５図の光学的情報再生装置においては、光源１から発
せられた光は照明光学系６によって情報信号列２上の一
列に照射され、その反射光（光強度、偏光等の信号光と
なっている）を結像光学系７によってセンサアレイ８上
に結像し、情報信号列の一列ごとに情報検出を行なう構
造になっている。

このようにすれば、容易に人手できる部材を用いて光カ
ード１からの情報を読出す装置を製造できるという長所
を有する反面、光学ヘッド９の厚さを薄くすることが困
難であり、また、光カード１の反射光を情報の読取りに
使用していることから、光カードｌが傾き誤差を持つと
読出し光量変化が大きくなってしまうという欠点も有し
ていた。

このような欠点をとり除いた光カードの一例が、特開昭
５７−６０３６５号に開示されている。

第６図はその光カードの情報読出し方法を示した概略斜
視図である。

同図において、２０は光カード、２１は回折格子、２２
は先導波路、２３は導波路ホログラム、２４はセンサー
アレイ、２５はセンサーアレイ２４上の光スポット、Ｌ
は照射光、Ｅは光導波路中を伝搬する光、Ｓはホログラ
ム２３から発せられる回折光を示す。

レーザー（図示せず）からの光束りは、回折格子２１に
より光導波路２２を伝搬するモードの光Ｅとなり、導波
路ホログラム２３に入射する。その入射光はホログラム
２３によって回折され、光カード１を出射し、センサー
アレイ２４上に光スポット２５を結び、光カード１の情
報が読み出される。

この従来例においては、投光および読出し光学系の形態
が単純であるという長所を有している反面、回折格子２
１はレーザーによるホログラム露光等の方法でしか作製
することができず、また格子ピッチが細かいことから高
精度の装置を用いないと複製が困難であるという欠点を
有していた。

さらに、光源から遠い位置にあるホログラム２３からの
回折光は、同一条件のもとではその光量は減少してしま
い、回折効率をそれぞれのホログラムの位置によって変
えるという微妙な操作が必要であった。

また、ホログラム２３の回折効率を調節すると、ノイズ
の量やＳ／Ｎ比が変化してしまうという副次的な不都合
も生じていた。

さらに、夫々のホログラムから再生される光スポットの
数が、情報の内容により変化すると、光導波路より取出
される光量も変化してしまい、すべての光スポットの光
強度をほぼ一定の値に制御するのは困難であった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前述した従来の光カードの問題点に鑑
み、光カードの傾き誤差に対しても強く、また、導波路
ホログラムを用いるものに比べて低精度な構成で十分な
超薄型の光カード読取り装置システムを提供することに
ある。

〔発明の要旨〕

以上のような目的は、光学的に情報の読出しを行なう情
報記録担体において、外部からの照明光束を前記情報記
録担体に導入する光導入部と、情報を透過率分布で記録
した情報記録面と、該情報記録面まで光を導く先導波路
とを有することを特徴とする光学的情報記録担体により
達成される。

〔作　用〕

上記のような構成によれば、光カードの光導入部から導
入された光束は、光導波路中を伝搬した後、情報記録面
から出射し、光センサー上に入射することにより情報が
読取られる。

また、本発明の構成にすることにより、■　光カードへ
の照明光の反射光が直接に情報読出し光とはならないの
で、カードの傾き、光学系のずれに対しても強い構成に
することができる。

■　情報記録面が光の透過率分布によってなされている
ので製造が簡単であり、安価である。

■　本発明の構成によれば、情報読出しシステム全体を
薄型、小型しやすい。

等の長所を有することができる。

〔実施例〕

以下、図面に基づき、本発明の具体的実施例について説
明する。

第１図は本発明に係る光カードを示す概略斜視図である
。同図において、２９は光カート、３０は光カードの基
板、３１は光導入部、３２は光導波路、３３は情報記録
面、３４は光源、３５は集光光学系、３６は読取りレン
ズ、３７は光検出器である。

本実施例の光カード２９は、基板３０と、核基板３０上
に形成された先導波路（層）３２、および該先導波路３
２上に形成された情報記録面３３とから成り、光導波路
３２の一端は集光光学系３５の光を入射しやすい形状の
光導入部３１となっている。

ＬＥＤや半導体レーザー等の光源３４からの光束は、集
光光学系８により、光導入部３１から光導波路３２内に
導かれる。第１図において、光カード２９上の斜線部Ｍ
はその様子を模式的に示したものである。先導波路３２
に導かれた光束は、情報が透過率分布により記録されて
いる情報記録面３３により、信号光として出射し、読取
りレンズ３６により光検出器３７　〈例えば、ラインセ
ンサー）上に結像され、情報の読出しが行なわれる。

ここで、光導波路３２は適当な散乱特性を有していて、
この結果、読取り光束が生じるわけであるが、単にカー
ド面内方向に対して平行光束になっている光束を導入し
たのでは、ラインセンサ３７の長手方向に光量の傾斜が
生じるという問題がある。

いま、光導波路３２の伝送場失を小さくすれば、この傾
斜は十分小さくなり、実用上問題とならない程度に収め
ることも可能である。また、集光レンズ系３５を適当な
位置に調節し、光束Ｍがカード上の入口側で幅広く、他
の端で幅が狭くなる様に設計することにより、読出し光
量ムラはある程度減らすことが可能である。

また、光導波路３２の散乱性を制御し、入射端から離れ
た側では上方に散乱される光量の割合が大きくなる様に
構成することも可能である。

本実施例では、情報記録面３の裏側から拡散光により照
明が行なわれるため、カードの傾きによる情報読取りに
対する影響が小さいという利点がある。また、読取りレ
ンズ３６の光軸が光カード２９に対して垂直に設定され
ていることから、読取りレンズ３６として極端にクーキ
ングディスタンスの小さなレンズも使用できるので、コ
ンパクト化が容易にはかれる。

また、光検出器３７として２次元センサーアレイを用い
る場合には、センサー上の位置による倍率変化を避ける
ためにも、読取りレンズ３６の光軸は光カード２９に対
して垂直に設定されていることが必要である。

次に、本発明の第２実施例について説明する。

第２図は本発明の光カードの第２実施例を示す光カード
情報記録再生装置の構成断面図である。

同図において、４０は光カード、４１は基板、４２は光
導波路、４３は情報記録面（層）、４４は光導入部、４
５は透明な保護膜、４６．４６’はそれぞれ反射面、４
３−１は光透過部、４３−２は遮光部、４７は回折格子
、４８は拡散面、４９は半導体レーザー、５０と集光レ
ンズ、５１は屈折率分布レンズアレイ、５２は光検出器
アレイである。半導体レーザー４９からの光束は、集光
レンズ５０により集束光となり、光導入部４４から光カ
ード４０に導入された後、光導波路４２に設けられた回
折格子４７により光導波路４２を伝搬するモードの光束
に変換される。この光束は、光導波路４２中を伝搬しな
がら、その下面に設けられた拡散面４８によって光導波
路４２外に拡散する光束となる。拡散面４８は光源から
遠くなるに従って拡散能力が高くなっていることが望ま
しく、また、必要に応じて反射面４６．４６’を端面に
設けることも光量を平均化するのに効果がある。

情報記録面４３は光透過部４３−１、遮光部４３−２か
ら形成されており、光の透過、不透過によって情報を取
出すことができる。光導波路４２内で拡散した光は、情
報記録面４３を透過して信号光となった後で、レンズア
レイ５１によって等倍結像されて光検出器アレイ５２上
に結像され、情報検出が行なわれる。

本実施例に示す王立等倍結像系を利用した光カード情報
再生装置は、装置全体の厚さを非常に薄くすることが可
能であり、これは本発明における光導波８４２による照
明系を用いることにより番よしめて達成された。

第３は本発明の第２実施例に示した回折格子４７に対し
集束光を照射することが、信号のＳ／Ｎを上げるうえで
有効であることを示すための斜視図である。

集光レンズ５０によって集束光となった光束は、回折格
子４７で回折された後でも集束性を保ち、情報記録面４
３を有する情報読取り領域５３は効率良く照明されるこ
とになる。

第４図は本発明の第３実施例を示す光カード情報再生装
置の断面図である。

同図において、４０は光カード、４１は基板、４２は光
導波路、４５は保護膜、４７は光導波路へ光を導く回折
格子、６１は光導波路４２内に形成した回折格子、４３
は光導波路４２と保護膜４５の間に形成された情報記録
面、４３−１は情報記録面４３の光透過部、４３−２は
情報記録面４３の遮光部、４９は半導体レーザー、６３
は先導波路、６０は導波路ホログラム、５２は光検出器
アレイである。

半４体レーザー４９からの光束は、光導波路６３を伝搬
し、導波路ホログラム６０により射出光束となり、光カ
ード４０の光導入部から先導波路４２に入射する。その
入射した光は、回折格子子４７により光導波路４２を伝
搬するモードの光束に変換された後、光導波路４２に形
成された回折格子６１により、特定の角度範囲にのみ拡
散する限定拡散性の光束に変換され、情報記録面４３の
光透過部４３−１から出射する。この透過光は、光検出
器アレイ５２に入射し、情１検出が行なわれるが、前記
回折格子６１により特定の角度範囲内に拡散が押さえら
れているので、光検出器アレイ５２で十分に情報を検出
できることになる。

本実施例では、拡散光を用いるために情報記録容量に制
限を受けるものの、超薄型の光カード情報再生装置を構
成することが可能となる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明によれば、超薄型の光カ
ード情報再生装置を構成することが可能となった。

また、読取りをカードに対して垂直方向から行なってい
ることから、カードの傾きに対して強い読取り光学系を
構成することが可能になった。

また、本発明に用いる先導波路および回折格子等の散乱
光学素子の構造は光情報処理や、導波路ボロダラムに用
いる構造はど高精度は要求されず簡便な手法で形成でき
る。このような理由により光カードを安価に製造するこ
とが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光カードを使用した光カード情報再生
装置を示す斜視図である。 第２図、第３図はそれぞれ本発明の第２実施例を示す断
面図、斜視図である。 第４図は本発明の第３実施例を示す断面図である。 第５図、第６図は共に従来の光カード情幸し再生装置を
示す斜視図である。 ２９．４０：光カード、３０．４に基板、３２．４２：
光導波路、３１，４４：光導入部、３３．４３：情報記
録面、４．３−、：光透過部、４３−ｔ：遮光部、４７
：回折格子、４６：反射面、４８：散乱面、３４：光源
、３５：集光光学系、３６：読取りレンズ、３７：光検
出器、４９：半導体レーザー、５０：集光レンズ、５１
：屈折率分布レンズアレイ、５２：光検出器アレイ、６
１：限定拡散性回折格子、６３：光導波路、６０：光導
波路ホログラム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学的に情報の読出しを行なう情報記録担体にお
   いて、 外部からの照明光束を前記情報記録担体に導入する光導
   入部と、情報を透過率分布で記録した情報記録面と、該
   情報記録面まで光を導く光導波路とを有することを特徴
   とする光学的情報記録担体。