JPH02199633A

JPH02199633A - 光学情報読取装置

Info

Publication number: JPH02199633A
Application number: JP1775489A
Authority: JP
Inventors: Akito Sakamoto; 章人酒本
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1989-01-30
Filing date: 1989-01-30
Publication date: 1990-08-08

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、光学情報読取装置に関する。さらに詳細には
、本発明は多量の情報量を載せ、同一情報を多数の人に
安定した形態で極めて安価に配布することができるよう
な紙製の位置決め用のストライプパターンを有するデー
タシートを光学的に確実に読み取ることのできる光学情
報読取装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、同一情報を多数の人に配布できるような記録メデ
ィアの発達と、その要求は高まり、例えば、磁気テープ
、ビデオテープ、ＣＤ、ＣＤＶ。

ＶＤ等の音声や映像による情報媒体が雑誌感覚で利用さ
れるようになって来ている。

〔発明が解決しようとする課Ｎ］しかし、磁化記録による磁気テープやビデオテープ等に
あっては、ダビングに長時間を要し、大ｇｌ複製には適
さない。また、磁気テープおよびビデオテープ自体も比
較的高価であり、情報を安価に提供する目的には適さな
い。ＣＤ、ＣＤＶ、ＶＤ等も同様の問題点を有する。

これらの情報メディアは、デジタル情報の形で種々の情
報を記録する形態のものとなってきているが、ビデオテ
ープのように磁化による形態で情報を記録するものにあ
っては、外部磁気等の影響を受は易く、曲折とか、傷に
弱いという欠点がある。また、ＣＤのように光による記
録形態にあっては、傷に弱いという欠点がある。

特に、このような一般大衆とか、多くの講読者利用者等
を対象とする情報の配布、伝達ルートに記録メディアを
載せる場合には、その取扱上、汚れとか、傷等に強く簡
易な形態であって、しかも、ある程度高密度な情報を多
量に、迅速に、しかも、安価に複製できることが要求さ
れる。

このような要請に答えるため、紙製のシートにデジタル
情報を濃淡パターンからなるトラックとして複数本印刷
し、このトラックを光学的に走査することにより情報の
読み出しを行う試みがなされた。

第８図はこの発明の成立過程で本出願人より捷案された
この種の光学情報読取装置の一例の概要斜視図、第９図
はデータシートの一例の平面図、第１０図はそのトラッ
ク部分の拡大図、第１１図はその空間情報化方式の説明
図、第１２図は他の例のデータシートの平面図、第１３
図、第１４図は第１２図に示された形態のデータシート
上を光ビームが走査した場合のオシロスコープ波形を示
す特性図である。

第８図を参照する。第８図において、符号１は光学情報
読取装置を示す。表面上に情報トラック３が印刷された
データシート５がシリンダ７の外側に湾曲してセットさ
れる。シート５はシリンダ７の内側にセットすることも
できる。

シリンダ７の内側には、シリンダ７から若干突出するよ
うに回転ディスク９が配設されている。

ディスク９はモータ１１により回転駆動される。

シリンダ７の中心部を回転中心として、前記シリンダ７
の軸線１３に直角な面内において回転して、シート５上
の情報トラック３を走査する読取光ビームを発生する光
ビーム発生機構１５が設けられている。光ビーム発生機
構１５はレーザダイオードなどの発光素子Ｉ７、コリメ
ータレンズ１９、ミラー２１および集光レンズ２３から
なる。これらは総て同じフレーム（図示されていない）
に支持させ、例えば、このフレームを回転ディスク９に
固着させることにより前記走査を可能とすることができ
る。発光素子から発生される光は光学系の光軸と完全に
一致していなくてもよい。

前記フレームにはさらに、受光素子２５を支持させるこ
とが好ましい。受光素子２５はトラック３に照射された
光ビームの散乱光を受光するためのものであるから、ト
ラック近傍に位置するように配設することが好ましい。

図示された例では走査方向の後方に受光素子２５が配設
されているが、走査方向前方あるいは前方および後方の
両方に配設させることもできる。

モータ１１には回転ディスク９をトラック間隔に従って
ピッチ送りするための、送り機構および微調整機構とを
内蔵させることができる。送り機構としてはネジ等の機
械的送り機構を使用することができる。また、１３１整
機構にはバイモルフのような圧電素子を利用できる。

受光素子２５により受信された光信号は増幅機（図示さ
れていない）を経てＤ／Ａ変換器（図示されていない）
に送出され、音声および／または画像信号に変換される
。

１本のトラックを走査し終わったら、回転ディスク９は
モータ１１内の送り機構により１ピツチ前進され、次の
トラックを走査する。最後のトラックを走査するまでこ
の動作が繰り返される。

第９図に示されるように、データシート５の表面には、
例えば、３０μｍ程度の幅の情報トラック３が所定間隔
（例えば、３０μｍ程度）を置いて平行に線状に多数配
列されて印刷されている。

情報トラックのストライブ幅自体は任意にできる。印刷
技術の向上により、−層狭い幅のストライブからなる情
報トラックも印刷可能となるからである。同様に、シー
ト５全体の大きさも任意のものとすることができる。用
途および目的に応じた最適なサイズを有するシートを選
択すればよい。

また、シート内に印刷される情報トラックの本数も可変
にできる。伝達される情報量やシートのデ−タエリアの
面積に応じて当業者が適宜決定することができる。

情報トラック３の構成は、第１０図に示すように、この
実施例では、伝達するデジタル情報に対応して、３０μ
ｍ角の正方形の単位吸光色印刷部分３０と、同様な大き
さの印刷のない単位空間３２とを組み合わせて特定のデ
ータを構成する線状の空間パターンを配列したものであ
って、デジタル値の“１”に対応する情報は、単位吸光
色印刷部分３０が情報トラック３上に形成されること（
存在すること）で９表現され、単位無印刷空間３２があ
ることでデジタル値の“０”に対応する情報が表現され
る。なお、これら単位吸光色印刷部分３０と単位無印刷
空間３２との関係は、“ｌ”“０”が逆の関係にあって
もよい。また、連続した“１°のデータが存在するとき
には、単位吸光色印刷部分３０は、連続した一体の物と
して形成される。

この印刷部分３０の形状は上記正方形に限らず、円形で
あってもよく、要は、トラックが線状の空間パターンと
して構成されていればよい。また、この印刷部分３０は
吸光色に限らず、印刷のない単位空間３２に比べて光の
反射率（拡散率）が異なるような構造であってもよい。

このような空間パターンとしてデジタル情報を有するト
ラックをシート表面上に形成するには、表現するデジタ
ル情報に対応するパターンの原版を形成してスクリーン
印刷とか、インクジェット印刷、静電印刷等により行う
ことができる。このような場合に使用されるインクには
黒色インクを使用することが好ましい。

第１１図は、このような情報記録方式を説明するもので
あって、（ａｌは、その記録情報を示し、これをＮＲＺ
Ｉ変調により記録した状態が同図（ｂ）である。そして
、ＭＦＭ方式で記録したのが、同図（Ｃ１である。また
、同図（ｄ）は、第１０図で説明したように、単位吸光
色印刷部分３０を形成した状態を“ｌ”とし、単位無印
刷空間３２があるところを１０”としたものである。

最後の（０１は、単位無印刷空間３２を情報の区切りと
して利用し、長い単位吸光色印刷部分３０ａを“１”に
対応させ、短い単位吸光色印刷部分３０ｂを“０”に対
応させたものであって、吸光色印刷部分の長さをデジタ
ル情報の“０”２　“１”に対応させている。

吸光色印刷部分は、線の太さや長さ、点の有無などの組
み合わせを情報としてコード化した、いわゆるバーコー
ドのようなものでもよい。

なお、シート自体の材質は、樹脂フィルムであっても、
アルミニウム等の金属フィルム、ガラス等の基板でも、
紙であってもよく、磁性を持たない基板またはフィルム
を使用することができる。

情報伝達コストの点からは紙が最も好ましい。

しかし、紙は腰が弱いのでミスローディングを起こした
り、温度や湿度により膨張あるいは収縮するのでトラッ
キングエラーを起こすことがある。

このような不都合な事態の発生を防止するために、第１
２図に示されるようなデータシートを使用することもで
きる。

第１２図において、シート５の表面に情報トラック３が
所定間隔を置いて平行に多数配列されて印刷されている
。この情報トラック３に対応して、シート５の上部また
は下部に、情報トラック３の本数の整数倍の本数の吸光
色ストライプ３４からなるサーボパターンが印刷されて
いる。

第１２図において、光ビームが矢線で示される方向にス
トライプ３４および情報トラック３を走査した場合、ア
ジマス角θが大きいと、光ビームは図中Ａ部のサーボパ
ターン中のストライプ３４を多数本横切って、図中Ｂの
データエリア中の情報トラック３を走査することとなる
。

第１３図に示されるように、アジマス角θ〉ｏｏの場合
、光ビームがＡ部のサーボパターンの吸光色ストライプ
と交差した個所は電気信号に変換され、例えば、オシロ
スコープなどのＣＲＴ画面に大きな間隔の波形として表
示される。これに対して、第１４図に示されるように、
アジマス角θ＝０６の場合には、光ビームはＡ部のサー
ボパターンの吸光色ストライプとほぼ平行に入射してい
るので、オシロスコープのＣＲＴ画面には特徴的な波形
は現れない、このように、サーボパターン上を走査して
くる光ビームの具合に応じて、それが信号の変化として
現れるので、この信号の変化を検出することで、シート
のミスローディングやビームのトラッキングエラーが検
出でき、修正できる。

本発明は、このような背景に基づいてなされたものであ
り、簡単な構成で上述したトラッキングエラーの修正が
行える光学情報読取装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明は、光学的に読取り
可能な線状の情報パターンが設けられた光学情報担体を
保持する担体保持手段と、前記光学情報担体の表面に形
成した光スホットを情報パターンの主走査方向に移動し
て情報パターンを読取る光学読取ヘッドと、前記光学情報担体と光学読取へウドとを相対的に副走査
方向に移動する移動手段とを備えた光学情報読取装置に
おいて、前記光学惰ｆｉｔ旦体の平面上における主走査方向に対
する傾き角度を検出する傾き角検出手段と、光学情報担
体上の光スポット位置を移動させることのできるスポッ
ト位置修正手段とを備えていることを特徴とする。

〔作用〕

回転光ヘッドへの入射光束を光軸から角度θ傾けると、
焦点路Ｍｆの対物レンズにより像高ｈ＝ｆθが発生し、
光軸が回転して作る平面（回転軸に垂直）からｈだけ離
れた点に光スポットができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る光学情報読取装置の概
要斜視図、第２図は本発明の要部であるビームスポット
位置の修正機構の概要図である。

光学情報担体１はシリンダ３２に巻きつけられ円筒の側
面の一部となるように保持される。該円筒の内部で回転
可能なディスク４３上に配置されたフォーカスレンズ４
４、ミラー４２が回転光学ヘッドを構成し、モーター３
４で、円筒軸３６を回転軸として回転せしめられる。

図に示していない非回転機構部に保持されたレーザーダ
イオード５０より射出された光束が、コリメートレンズ
４８で平行光に変換され、ハーフミラ−４６で９０”光
路偏向されて、上記回転光学ヘッドに入射し、情報担体
１上に集束される。

反射光は上記の光路を再び逆向きに通りハーフミラ−４
６を通過して集光レンズ４０でフォトダイオード３Ｂに
集光され、電気信号に変換して情報の読出しが行われる
。

ハーフミラ−４６は第２図に示すように、回転軸５５に
より回転可能に保持されており、コイルバネ５６で一方
向に付勢されている。このハーフミラ−４６の一端に設
けられた突起５７に係合するようにセラミック圧電素子
であるバイモルフアクチュエータ６０が配置されており
、この両端に電圧を印加することにより、該バイモルフ
アクチュエータ６０が、図中の点線のように変形する。

その結果、同図中の矢印のようにハーフミラ−４６が回
転し、該ハーフミラ−４６で光路変更される光束は、光
軸より傾くことになる。上記ハーフミラ−４６の回転角
をθとすると、光束の傾きは２θとなる。第３図、第４
図はこの様子を示した説明図である。図はヘッド回転角
がＯ″　（第３図）、１８０”　（第４図）のときを示
している。

ここでヘッド回転角はフォーカスレンズ４４の光軸がハ
ーフミラ−４６の回転軸５５に垂直な面内に位置したと
きをＯ″とする。第３図、第４図に示したように、光束
が光軸から２０傾くことにより、フォーカスレンズ４４
で集光された光スポットは光軸と情報担体１の交点より
ｈ＝２　ｆ・θずれることになる。

但しｆはフォーカスレンズ４４の焦点距離である。光ヘ
ツド回転角が１８０°のときはＯ＠のときと逆方向に移
動する。このときの移動量を−ｈとすると、ハーフミラ
−４６をθだけ回転させると、±ｈ＝±２・ｆ・θだけ
光スポットを振ることができる。

第５図は情報担体１がヘッドの回転面に対して５０μｍ
傾いて保持されたときのトラック３と、光スポットの軌
跡を光学ヘッドの回転角φに対してプロットしたもので
ある。フォーカスレンズ４４の焦点距離は１０ｍｍとし
、ハーフミラ−４６を’ｌ、　５　ｍ　−ｒ　ａ　ｄ傾
けたところ、トラック中心に対して±６μｍのずれで追
従した。またハーフミラ−４６の回転角θを第６図に示
すように、２θ＝　５−１．５　　Ｓｉｎ　φ（ｍ−ｒ
ａｄ）となるよう、光ヘッドの回転に合わせて振ると、
第７図に示すように±１．５μｍ以内にずれを抑えるこ
とが可能である。

このように、ハーフミラ−４６を回動させることにより
、ビームスポット位置を修正することができるから、こ
のハーフミラ−４６およびこの回動機構によってスポッ
ト位置修正手段が構成される。しかし、この他にも、フ
ォトダイオード３８を光軸に対して傾ける機構によって
も、あるいは集光レンズ４０を光軸に対して傾ける機構
によってもスポット位置修正手段は構成される。

なお、特許請求の範囲に記載した傾き角検出手段は、例
えば第１２図に示すストライプ３４およびその検出素子
によって構成される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で光
学情報担体のミスローディングやトラッキングエラーを
検出でき、且つこれを修正することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る光学情報読取装置の概
要斜視図、第２図は本発明の要部であるビームスポット
位置の修正機構の概要図、第３図。第４図はビームの傾きによる像高りの発生を示す説明図
、第５図はトラックに対する光スポット軌跡の特性図、
第６図はハーフミラ−回転角の制御特性図、第７図はト
ラック中心に対する光スポットの位置ずれを示す特性図
、第８図はこの発明の成立過程で本出願人より提案され
たこの種の光学情報読取装置の一例の概要斜視図、第９
図はデータシートの一例の平面図、第１０図はそのトラ
ック部分の拡大図、第１１図はその空間情報化方式の説
明図、第１２図は他の例のデータシートの平面図、第１
３図、第１４図は第１２図に示された形態のデータシー
ト上を光ビームが走査した場合のオシロスコープ波形を
示す特性図である。１・・・情報担体、３２・・・ドラム、３４・・・モー
ター３６・・・回転軸（円筒中心）、３８・・・フォト
ダイオード、４０・・・集光レンズ、４３・・・ディス
ク、４４・・・フォーカスレンズ、４２・・・ミラー、
４６・・・ハーフミラ−１４８・・・コリメートレンズ
、５０・・・レーザーダイオード、５５・・・回転軸、
５６・・・コイルバネ、５７・・・突起、６０・・・バ
イモルフアクチュエータ。第１図（ｍｒａｄ）第２図第５図第６図第７図第３図第４図第９図第１Ｏ図第１Ｉ図第１２図走査方向

Claims

【特許請求の範囲】光学的に読取り可能な線状の情報パターンが設けられた
光学情報担体を保持する担体保持手段と、前記光学情報
担体の表面に形成した光スポットを情報パターンの主走
査方向に移動して情報パターンを読取る光学読取ヘッド
と、前記光学情報担体と光学読取ヘッドとを相対的に副走査
方向に移動する移動手段とを備えた光学情報読取装置に
おいて、前記光学情報担体の平面上における主走査方向に対する
傾き角度を検出する傾き角検出手段と、光学情報担体上
の光スポット位置を移動させることのできるスポット位
置修正手段とを備えていることを特徴とする光学情報読
取装置。