JPS63191326A - 光学式情報読取り装置 - 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〕 この発明は、光カード、コンパクトディスク、ビデオデ
ィスクや光磁気ディスク等の光学式記録媒体に記録され
た情報を読取る装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の光学式情報読取り装置として、例えば特開昭５９
−１９３′５５９号公報、同６０−１０１７３５号公報
等に開示されたものがある。

これら従来の光学式情報読取り装置においては、対物レ
ンズをその先軸が記録媒体に対して垂直となるように配
置し、この対物レンズを経て読取り光を記録媒体上にス
ポット状に投射して、その反射光を対物レンズを経て光
検出器に入射させるようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した従来の読取り装置にあっては、
対物レンズをその先軸が記録媒体に対して垂直となるよ
うに配置して読取り光および反射光を導くようにしてい
るため、記録媒体の垂直方向における光学系全体の構成
が大形になるという問題がある。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、光学系を小形にできるよう適切に構成した光
学式情報読取り装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段および作用〕上記目的を
達成するため、この発明では情報を光学的に記録した記
自面上を透光性の保護層で被覆して成る光学式記録媒体
に対して投光手段により照明光を斜めからスポット状に
投射し、その照明された記録面の像を対物レンズを経て
光検出器上に結像させるために、これら対物レンズおよ
び光検出器をそれらの光軸が対物レンズからみた記録面
の保護層による物体面に対してほぼ垂直となるように配
置する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示すものである。

この実施例は、発光ダイオード等の光源１１からの光を
照明レンズ１２を経て光カード１３に斜めから（例えば
２５°の入射角で）投射して、該光カード１３をスポッ
ト状に照明し、その反射光を対物レンズ１４を経て光検
出器１５に入射させて情報を読取るものである。

ここで、光カード１３は記録面１３ａ上に樹脂等の透光
性の保護層１３ｂが被着され、この保護層１３ｂの屈折
率によって対物レンズ１４から見た記録面１３ａの物体
面１６は仮想線で示すようになり、この物体面１６の法
線は光カード１３の法線に対して平行にはならない。こ
のため、例えば対物レンズ１４および光検出器１５を、
それらの光軸を光カード１３に対する入射角の方向とは
反対方向に等しい角度傾けて配置すると、照明された記
録面１３ａの像の周辺が光検出器１５上でぼけてしまい
、情報を正確に読取ることが困難となる。

そこで、この実施例では対物レンズ１４および光検出器
１５を、それらの光軸１４ａおよび１５ａが対物レンズ
１４から見た記録面１３ａの物体面１６に対してほぼ垂
直となるように、すなわち対物レンズ１４および光検出
器１５をそれらが物体面１６と平行となるように配置す
る。

このように、この実施例によれば、光カード１３に対し
て照明光を斜めから投射し、その反射光を対物レンズ１
４を経て光検出器１５で受光するようにしたので、照明
光を垂直方向から投射する場合に比べ、光学系全体の構
成を小形にできる。

また、対物レンズ１４および光検出器１５を、それらの
光軸が光カード１３の保護層１３ｂによる対物レンズ１
４の物体面１６に対してほぼ垂直となるように配置した
ので、スポット照明された記録面１３ａの像を光検出器
１５上に全体が同じ結像状態となるように結像させるこ
とができ、したがって情報を容易かつ正確に読取ること
ができる。

第２図Ａ−Ｃは第１図に示した光学系を有する光学式情
報記録／再生装置の一例の構成を示すものである。この
実施例は光カードの記録再生装置を示すもので、第１図
に示したものと同様の構成より成る光カード２１を両矢
印で示すトラック方向に搬送しながら、情報の記録／再
生を行うものである。光カード２１の搬送方向と直交す
る方向には固定軸２２を延在して設け、この固定軸２２
にヘッド２３を回動かつ摺動可能に取付ける。ヘッド２
３の回動先端部には第１図に示した光学系を含む書込み
／読取り光学系２４を設けると共に、光カード２１と接
触するようにビス２５により位置調整してボール２６を
回転自在に設け、これにより書込み／読取り光学系２４
のフォーカス位置に光カード２１を常に位置させるよう
にする。

書込み／読取り光学系２４は、第３図ＡおよびＢに示す
ように、発光ダイオード２７、照明レンズ２８、対物レ
ンズ２９、光検出器３０、半導体レーザ３１およびミラ
ー３２を具える。ここで、発光ダイオード２７、照明レ
ンズ２８、対物レンズ２９および光検出器３０は、第１
図において説明したと同様に構成配置し、ミラー３２は
発光ダイオード２７と照明レンズ２８との間で、発光ダ
イオード２７からの照明光を透過し、半導体レーザ３１
からの書込み光を反射させて照明レンズ２８に導くよう
バイモルフ３３を介して変位可能にヘッド２３に保持す
る。このため、好適にはミラー３２の表面に、発光ダイ
オード２７からの照明光（波長０．８８μｍ）を有効に
透過し、半導体レーデ３１からの書込み光（波長０．７
８μｍ）を有効に反射させる材料をコーティングする。

この実施例では、第１図に示したと同様にして発光ダイ
オード２７からの照明光をミラー３２を透過させた後照
明レンズ２８を経て光カード２１に斜めから投射するこ
とにより、該光カード２１をスポット照明し、その反射
光を対物レンズ２９を経て光検出器３０に入射させるこ
とにより、該光検出器３０上に光カード２１のスポット
像を結像させて情報の読取りを行い、また半導体レーザ
３１からの書込み光をミラー３２で反射させた後照明レ
ンズ２８を経て光カード２１上に投射して情報の書込み
を行うようにする。なお、半導体レーザ３１からの書込
み光は、バイモルフ３３を駆動してミラー３２を変位さ
せることにより、後述するように光カード２１上でトラ
ックと直交する方向に移動させるようにする。

第２図Ａ、Ｂにおいて、ヘッド２３を固定軸２２に沿っ
て摺動させるため、固定軸２２と書込み／読取り光学系
２４との間で、固定軸２２と平行に互いに離間して３個
の固定ヨーク４１〜４３をそれらの端部を連結して設け
ると共に、中央の固定ヨーク４２が貫通するようにヘッ
ド２３にコイル４４を装着する。また、固定ヨーク４１
および４３には中央の固定ヨーク４２を挟むように永久
磁石４５ａ、４５ｂを装着し、これによりコイル４４を
横切る磁束を発生させる。このようにして、コイル４４
に所要の電流を流すことによりヘッド２３を固定軸２２
に沿って広範囲に移動させると共に、微小範囲で移動さ
せてトラッキング制御を行い得るようにする。また、ヘ
ッド２３には永久磁石４５ｂと対向する部分に、永久磁
石４５ｂと反発させて永久磁石４６を設け、その反発力
によってヘッド２３をボール２６が光カード２１に接触
するよう偏倚させる。

更に、ヘッド２３にはソレノイド４７を、そのプランジ
ャ４８が固定ヨーク４１に当接し得るように取付け、ソ
レノイド４７の減勢下においてはばね４９によりプラン
ジャ４８を固定ヨーク４１に当接させてヘッド２３のト
ラッキング方向の移動を阻止し、ソレノイド４７の附勢
下においてはばね４９の力に抗してプランジャ４８を固
定ヨーク４１から離間させてヘッド２３をトラッキング
方向に移動可能とする。なお、プランジャ４８の固定ヨ
ーク４１と当接する部分にはゴム等の弾性部材を装着し
ておく。

このように、ヘッド２３を永久磁石４５ｂと４６との反
発力により光カード２１に接触する方向に偏倚させれば
、ヘッド２３に設けたボール２６は光カード２１に有効
に接触することになる。しかも、ボール２６は回転可能
でかつ光カード２１に点接触するので、摩擦も極めて小
さい。したがって、光カード２１とヘッド２３との相対
移動に何ら支障を与えることなく、ヘッド２３すなわち
書込み／読取り光学系２４と光カード２１との間の距離
を常に一定に維持することができる。

光カード２１はシャトル５１に保持し、このシャトル５
１を駆動することによってトラック方向に往復駆動する
。シャトル５１はその一側面をローラ５２ａ、５２ｂに
当接させ、他側面をローラ５２ｃに当接して設ける。ロ
ーラ５２Ｃは固定部材５３に揺動自在に設けたレバー５
４に回転自在に枢着し、ばね５５によりシャトル５１を
その一側面がローラ５２ａ、５２ｂに当接するよう附勢
して位置決めするようにする。

シャトル５１の光カード２１を保持する面は、光カード
２１の挿入先端面および両側面が対向する段差部５１ａ
、５１ｂ、５１ｃを有する凹状に形成し、段差部５１Ｃ
に光カード２１をその一側面が段差部上５１ｂに当接す
る方向に偏倚するばね５７を設ける。また、シャトル５
１の上方には、該シャトル５１に保持された光カード２
１の両側縁部で情報記録部以外の部分に接するように、
光カード２１の上面位置を位置決めするためのローラ５
８，５９．６０．６１をそれぞれ独立して回転自在に設
ける。なお、この実施例では、ローラ５８．５９はヘッ
ド２３の書込み／読取り光学系２４による走査部分の近
傍に配置する。

シャトル５１をローラ５２ａ〜５２Ｃに当接させて駆動
するため、３本の固定ヨーク６２，６３゜６４をそれら
の両端部を互いに連結してシャトル５１の移動方向に平
行に設けると共に、外側の固定ヨーク６２．６４の内側
に同極を対向させて永久磁石６５．６６を装着する。ま
た、中間の固定ヨーク６３には該ヨークに沿って移動可
能にコイル６７を巻装し、このコイル６７をシャ））ル
５１に固着する。このようにして、コイル６７に電流を
流すことにより、シャトル５１をローラ５２ａ〜５２ｃ
に当接させて移動させるようにする。

また、光カード２１をローラ５８〜６１に接触させてそ
の上面を位置決めするため、シャトル５１０両側縁部に
はその移動方向に沿ってパーマロイ等の磁性部材６８．
６９を延在して設ける。これら磁性部材６８．６９は、
一方の磁性部材６８を固定ヨーク６４に装着した永久磁
石６６の下面に対向さけて吸引されるようにし、他方の
磁性部材６９は固定部材５３の下面に対向させて、固定
部材５３の下面に永久磁石７０．７１を設けることによ
り吸引されるようにする。このようにして、永久磁石６
６および７０．’７１によりそれぞれ磁性部材６８およ
び６９を吸引することによってシャトル５１を上方に偏
倚させ、これにより光力カード２１をローラ５８〜６１
に有効に当接させてその上面を位置決めするようにする
。なお、固定部材５３に装着する永久磁石７０．’７１
は、好適には磁性部材６９に対向する磁極を反対極性と
する。

このように、この実施例ではシャトル５１をその両側面
をローラ５２ａ〜５２Ｃに当接させて規制すると共に、
磁気的に非接触で上方に偏倚して光カード２１の上面を
ローラ５８〜６１に当接させることにより上方位置を規
制して駆動するようにしているので、その移動における
摩擦を極めて小さくでき、したがって弱い駆動力で有効
に駆動できると共に、振動や速度むらの発生も有効に防
止することができる。また、シャトル５１は光カード２
１が保持されていない状態では、磁性部材６８．６９を
介して永久磁石６６、Ｔｏ、７１に吸着されるので不所
望に移動することはない。なお、光カード２１のシャト
ル５１への挿入においては、光カード２１をシャトル５
１とローラ５８〜６１間に挿入することにより、磁性部
材６８゜６９したがってシャトル５１を永久磁石６６．
７０．７１から離間させるようにし、これにより永久磁
石６６．７０．７１の吸引力によってシャトル５１を上
方に偏倚する。

この実施例では、シャトル５１の上方にフォトリフレク
タ７２．Ｔ３を配置し、これらフォトリフレクタ７２．
７３による光カード２１に形成された位置検出マーク２
１ａ、２１ｂの検知信号に基づいてシャトル５１および
ヘッド２３の駆動を制御して、書込み／読取り光学系２
４により情報の記録および／または再生を行う。

第４図は光カード２１の情報書込み部分の構成を示すも
のである。この例では１トラツクを複数ラインに分割し
、そのほぼ中央のラインに書込み制御やトラッキング制
御等を行うための読取し専用部分としてのクロックパタ
ーン２１ｃを形成し、このクロックパターン２１Ｃの上
下の所定の複数ラインをそれぞれバイトを構成する書込
み専用部分として情報を書込むものである。クロックパ
ターン２１Ｇを有する読出し専用部分はカード基板上に
２値データの「０」を構成する低反射率の材料と、２値
データの「１」を構成する高反射率のＡＩ等の金属反射
膜とから成る。なお、このような読出し専用部分は第４
図と同様なトラックパターンをもって情報を印刷等によ
り記録する部分についても同様に適用することができる
。この場合には、好適には２値データの「０」および背
景部を低反射率とし、２値データの［１ｊを高反射率と
する。また、情報の書込み専用部分は、背景部を構成す
る低反射率の材料と、２値データの「１」を表わす高反
射率を有し、書込み光の照射により２値データ「０」を
表わす低反射率となる銀系の発色剤を持つゼラチン層等
よりなる記録媒体とから成る。

この例では、書込み光を選択的に投射する部分２１ｄを
円形とし、第３図において説明したようにバイモルフ３
３を駆動してミラー３２を変位させることにより半導体
レーザ３１からの書込み光がトラックと直交する方向に
移動するようにし、その移動中において各書込み部分２
１ｄに選択的に書込み光を投射することにより、その部
分を背景部とほぼ等しい低反射率として情報を書込む。

ここで半導体レーザ３１からの出射光束は一般に断面が
楕円形状を有している。そこで、この例では楕円の長袖
方向が、第５図に示すように、矢印で示す書込み光の移
動方向と直交する方向すなわちトラック方向となるよう
に半導体レーザ３１を装着して長軸が部分２１ｄにかか
っている間書込み光を照射するようにする。このように
すれば、書込み部分２１ｄ全体を確実に黒色にすること
ができるので、情報の書込みおよび読出し精度を向上さ
せることができると共に、書込み光束の断面形状をプリ
ズム等により円形にする必要がないので光学系を安価に
かつコンパクトにできるという利点がある。

第６図は第２図Ａ−Ｃに示した光学式情報記録／再生装
置の変形例を示すものである。この例では、第２図Ａ−
Ｃの構成においてシャトル５Ｉの他側面を押圧するロー
ラ５２ｃを省くと共に、永久磁石６６と対向する磁性部
材６８に代えて、永久磁石７５を永久磁石６６と対向す
る部分から若干ずらして設け、これら永久磁石６６およ
び７５め吸引作用によってシャトル５１を図において右
上方に偏倚させて、その−側面をローラ５２ａ。

５２ｂに、上面をローラ５８〜６１に当接させるように
したものである。このようにすれば、第２図Ａ−Ｃに示
すものに比べ、ローラ５２Ｃおよびそれに付随するレバ
ー５４、ばね５５が不要となるので、構成が簡単かつ安
価になるという利点がある。

なお、この発明は上述した光カードにおける読取り装置
に限らず、光ディスクや光磁気ディスクにおける読取り
装置にも有効に適用することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば記録媒体に対して
照明光を斜めから投射すると共に、対物レンズ右よび光
検出器をそれらの光軸が対物レンズからみた記録面の保
護層による物体面に対してほぼ垂直となるように配置し
て、照明された記録面の像を対物レンズを経て光検出器
上に結像させるようにしたので、光学系全体の構成を小
形にできると共に、光検出器上における記録面の結像状
態を均一にすることができ、したがって情報を容易かつ
正確に読取ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す図、第２図Ａ−Ｃは
第１図に示す光学系を有する光学式情報記録／再生装置
の一例の構成を示す図、第３図ＡおよびＢは第２図Ａ−
Ｃに示す書込み／読取り光学系の構成を示す図、 第４図は光カードの部分詳細図、 第５図は第４図に示す光カードへの情報の書込み態様を
示す図、 第６図は光学式情報記録／再生装置の変形例を示す図で
ある。 １１・・・光源　　　　　　　１２・・・照明レンズ１
３・・・光カード　　　　　１３ａ・・・記録面１３ｂ
・・・保護層　　　　　１４・・・対物レンズ１５・・
・光検出器　　　　　１６・・・物体面特許出願人　　
　オリンパス光学工業株式会社第１図 第２図 Ｂ　　　　　　　　Ａ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、情報を光学的に記録した記録面上を透光性の保護層
   で被覆して成る光学式記録媒体に照明光をスポット状に
   投射する投光手段と、その反射光を集光する対物レンズ
   と、この対物レンズによって集光された反射光を受光す
   る光検出器とを具え、 前記投光手段を前記照明光が前記光学式記録媒体に対し
   て斜めから入射するよう配置すると共に、前記対物レン
   ズおよび光検出器を、それらの光軸が前記対物レンズか
   らみた前記光学式記録媒体の記録面の保護層による物体
   面に対してほぼ垂直となるように配置して成る光学式情
   報読取り装置。