JP2746593B2 - Optical information reader - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、光カード、コンパクトディスク、ビデオ
ディスク等の光学式記録媒体に記録された情報を読み取
るための光学式情報読み取り装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical information reading device for reading information recorded on an optical recording medium such as an optical card, a compact disk, and a video disk.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

光学式情報読み取り装置は従来種々のものが提案され
ており、例えば特開昭56−83849号公報には、光源から
の光をコリメータレンズ、ビームスプリッタおよび対物
レンズを介して光学式記録媒体に投射し、その反射光を
対物レンズ、ビームスプリッタおよび収束レンズを経て
光検出器で受光して情報を読み取るようにしたものが開
示されている。Conventionally, various types of optical information reading apparatuses have been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-83849 discloses that light from a light source is projected on an optical recording medium through a collimator lens, a beam splitter, and an objective lens. There is disclosed an apparatus in which the reflected light is received by a photodetector via an objective lens, a beam splitter, and a converging lens to read information.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上述した従来の光学式情報読み取り装置にあっては、
光源をコリメータレンズの焦点位置に配置することによ
って、光源からの光をコリメータレンズにより平行光束
とし、この平行光束を対物レンズにより収束して光学式
記録媒体に投射し、その反射光を受光する光検出器の出
力に基づいて、記録媒体に記録されている情報を読み取
ると共に、読み取り光をトラックに追従させるためのト
ラッキングエラー信号および対物レンズの焦点位置を記
録媒体上に位置させるためのフォーカスエラー信号を得
るようにしている。In the conventional optical information reading device described above,
By arranging the light source at the focal position of the collimator lens, the light from the light source is converted into a parallel light beam by the collimator lens, and the parallel light beam is converged by the objective lens and projected onto the optical recording medium, and the reflected light is received. Based on the output of the detector, information recorded on the recording medium is read, and a tracking error signal for causing the read light to follow a track and a focus error signal for positioning the focal position of the objective lens on the recording medium. I'm trying to get

このように、従来の光学式情報読み取り装置にあって
は、光源からの光を平行光束として対物レンズによりそ
の焦点位置において記録媒体に投射するようにしている
ため、記録媒体上における読み取り光のスポットが極め
て小さい。このため、読み取り位置によっては正確なト
ラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号が得られ
なくなったり、また微小のトラックはずれにより情報を
正確に読み取れなくなるという問題がある。また、特開
昭63−7533号公報に開示されている光カードのように、
１トラックの幅が大きく、その幅方向に複数のデータが
記録されている場合には、情報の正確な読み取りが困難
になる。As described above, in the conventional optical information reading apparatus, since the light from the light source is projected as a parallel light beam onto the recording medium at the focal position by the objective lens, the spot of the reading light on the recording medium is Is extremely small. For this reason, there is a problem that an accurate tracking error signal or a focus error signal cannot be obtained depending on a reading position, and information cannot be accurately read due to a minute track deviation. Also, as in the optical card disclosed in JP-A-63-7533,
If the width of one track is large and a plurality of data are recorded in the width direction, it becomes difficult to read information accurately.

このような問題を解決するため、本出願人は、光ビー
ムをデフォーカス状態で記録媒体に照明する光学式読み
取り装置を既に提案した。かかる情報読み取り装置によ
れば、記録媒体上の照明領域を大きくできるので、トラ
ック幅の大小に拘らず情報を容易に読み取ることができ
るという利点がある。しかし、このような従来の光学式
情報読み取り装置においては、記録媒体上に欠陥などが
あると、その像がフォーカス用受光領域およびトラッキ
ング用受光領域に結像されることによって、フォーカス
エラー信号およびトラッキングエラー信号が大きくな
り、これがためフォーカスはずれおよびトラックはずれ
が生じてデータが読めなくなるという問題がある。In order to solve such a problem, the present applicant has already proposed an optical reader that illuminates a recording medium with a light beam in a defocused state. According to such an information reading apparatus, since the illumination area on the recording medium can be enlarged, there is an advantage that information can be easily read regardless of the track width. However, in such a conventional optical information reading apparatus, when a defect or the like is present on a recording medium, the image is formed on a focusing light receiving area and a tracking light receiving area, thereby generating a focus error signal and a tracking error signal. There is a problem that an error signal becomes large, which causes an out-of-focus state and an out-of-track state so that data cannot be read.

この発明は、このような問題点に着目してなされたも
ので、光学式記録媒体上の欠陥などの影響を少なくで
き、情報を常に読み取り得るよう適切に構成した光学式
情報読み取り装置を提供することを目的とするものであ
る。The present invention has been made in view of such a problem, and provides an optical information reading apparatus appropriately configured so that the influence of a defect on an optical recording medium can be reduced and information can always be read. The purpose is to do so.

〔課題を解決するための手段及び作用〕[Means and actions for solving the problem]

上記目的を達成するため、この発明は、記録媒体に光
源からの光ビームを照射し、その反射光から前記記録媒
体に記録されている情報を読み取るようにした光学式情
報読み取り装置において、 前記光ビームによって照射された前記記録媒体の反射
光を受光して、フォーカスエラー信号を検出するフォー
カスエラー信号検出手段と、 前記光ビームによって照射された前記記録媒体の反射
光を受光して、前記光ビームによって照射された領域の
異常を検出する異常検出手段と、 この異常検出手段により異常が検出されたときに、そ
の時点のフォーカス状態に固定するフォーカス制御手段
とを備え、 前記異常検出手段により異常が検出された後に、当該
異常が検出された前記記録媒体の領域に対するフォーカ
スエラー信号が検出されるように前記フォーカスエラー
信号検出手段を配置し、 前記光ビームをデフォーカス状態で前記記録媒体に照
射して、前記フォーカスエラー信号を検出する領域と、
前記異常検出手段が異常を検出する領域とを一つの光ビ
ームで同時に照射するよう構成したことを特徴とするも
のである。In order to achieve the above object, the present invention provides an optical information reading apparatus which irradiates a recording medium with a light beam from a light source and reads information recorded on the recording medium from reflected light thereof. Focus error signal detecting means for receiving a reflected light of the recording medium irradiated by the beam, and detecting a focus error signal; and receiving reflected light of the recording medium irradiated by the light beam, the light beam Abnormality detecting means for detecting an abnormality in an area irradiated by the abnormality detecting means, and a focus control means for fixing the focus state at the time when the abnormality is detected by the abnormality detecting means. After the detection, the focus error signal for the area of the recording medium where the abnormality is detected is detected so as to be detected. A focus error signal detection unit, and an area for detecting the focus error signal by irradiating the recording medium with the light beam in a defocused state;
The apparatus is characterized in that a region where the abnormality is detected by the abnormality detecting means is simultaneously irradiated with one light beam.

さらに、この発明は、記録媒体に光源からの光ビーム
を照射し、その反射光から前記記録媒体に記録されてい
る情報を読み取るようにした光学式情報読み取り装置に
おいて、 前記光ビームによって照射された前記記録媒体の反射
光を受光して、トラッキングエラー信号を検出するトラ
ッキングエラー信号検出手段と、 前記光ビームによって照射された前記記録媒体の反射
光を受光して、前記光ビームによって照射された領域の
異常を検出する異常検出手段と、 この異常検出手段により異常が検出されたときに、そ
の時点のトラッキング状態に固定するトラッキング制御
手段とを備え、 前記異常検出手段により異常が検出された後に、当該
異常が検出された前記記録媒体の領域に対するトラッキ
ングエラー信号が検出されるように前記トラッキングエ
ラー信号検出手段を配置し、 前記光ビームをデフォーカス状態で前記記録媒体に照
射して、前記トラッキングエラー信号を検出する領域
と、前記異常検出手段が異常を検出する領域とを一つの
光ビームで同時に照射するよう構成したことを特徴とす
るものである。Further, the present invention provides an optical information reading device that irradiates a recording medium with a light beam from a light source and reads information recorded on the recording medium from reflected light thereof. A tracking error signal detecting unit that receives reflected light of the recording medium and detects a tracking error signal; and an area that receives reflected light of the recording medium irradiated by the light beam and is irradiated by the light beam. Abnormality detection means for detecting the abnormality of, comprising, when an abnormality is detected by the abnormality detection means, a tracking control means for fixing the tracking state at that time, after the abnormality is detected by the abnormality detection means, The tracking is performed so that a tracking error signal for the area of the recording medium in which the abnormality is detected is detected. A king error signal detection unit is arranged, and the recording medium is irradiated with the light beam in a defocused state, and a region where the tracking error signal is detected and a region where the abnormality detection unit detects an abnormality are one light. It is characterized in that irradiation is performed simultaneously with beams.

〔実施例〕〔Example〕

第１図はこの発明の一実施例を示すものである。この
実施例は光カード１を記録されている情報を読み取るも
ので、光カード１は記録層1aとその上に積層された透明
層1bとを有する。この光カード１に、その透明層1b側か
ら半導体レーザ２からの読み取り光を、コリメータレン
ズ３、拡散板４、ビームスプリッタ５、対物レンズ６お
よび絞り７を経て垂直に投射し、その反射光を絞り７、
対物レンズ６、ビームスプリッタ５および収束レンズ８
を経て光検出器９で受光するようにする。拡散板４は、
例えば第２図ＡおよびＢに底面図および拡大断面図を示
すように、平面ガラス4aの一表面に球面状の凹面4bを多
数形成して構成し、これにより半導体レーザ２から射出
される点光源の読み取り光を拡散させて面光源にする。
なお、半導体レーザ２、コリメータレンズ３、拡散板
４、ビームスプリッタ５、収束レンズ８および光検出器
９は光カードリーダにおける光ピックアップのベースに
固定し、対物レンズ６および絞り７はホルダに保持して
これを対物レンズ６の光軸方向および光カード１のトラ
ックと直交する方向に変位可能に光ピックアップのベー
スに支持する。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In this embodiment, information recorded on the optical card 1 is read. The optical card 1 has a recording layer 1a and a transparent layer 1b laminated thereon. The reading light from the semiconductor laser 2 is vertically projected on the optical card 1 from the transparent layer 1b side through the collimator lens 3, the diffusion plate 4, the beam splitter 5, the objective lens 6, and the aperture 7, and the reflected light is reflected. Aperture 7,
Objective lens 6, beam splitter 5, and convergent lens 8
After that, the light is received by the photodetector 9. The diffusion plate 4
For example, as shown in FIGS. 2A and 2B showing a bottom view and an enlarged cross-sectional view, a plurality of spherical concave surfaces 4b are formed on one surface of a flat glass 4a, whereby a point light source emitted from the semiconductor laser 2 is formed. Is diffused to make a surface light source.
The semiconductor laser 2, the collimator lens 3, the diffusion plate 4, the beam splitter 5, the converging lens 8 and the photodetector 9 are fixed to a base of an optical pickup in an optical card reader, and the objective lens 6 and the aperture 7 are held in a holder. This is supported on the base of the optical pickup so as to be displaceable in the direction of the optical axis of the objective lens 6 and the direction perpendicular to the track of the optical card 1.

第３図は光カード１の一例の構成を示すものである。
この光カード１は、一表面の前後を反転して光カードリ
ーダに挿入して情報を読み取り得るように、その一表面
に２個の記録領域11a,11bが形成されていると共に、読
み取るべき記録領域と光カードリーダにおける読み取り
位置との相対位置を検出するために、各記録領域11a,11
bに対応して位置検出マーク12a,12bが形成されている。
また、各記録領域11a,11bには光カードリーダへの挿入
方向に延在して多数本のトラックが形成されており、こ
れらトラックの両端部にトラック番号等が記録されたシ
ーク部13a;13b,14a,14bが形成されていると共に、シー
ク部間に所要の情報が記録されたデータ部15a,15bが形
成されている。各トラックは、第４図に一方の記録領域
11aのトラック16を示すように、ほぼ等間隔に分割した1
9本のラインを有し、上方から数えて第10ラインに、シ
ーク部13a、データ部15aおよびシーク部13bに亘って形
成された等間隔の黒色パターンからなるクロック発生
用、フォーカスエラー検出用およびトラッキングエラー
検出用のクロックパターン17を有する。また、シーク部
13a,13bにはトラック番号を表わすトラック番号パター
ンが形成されていると共に、このトラック番号パターン
を認識するための各トラック共通の固定の認識パターン
が形成されている。FIG. 3 shows an example of the configuration of the optical card 1. As shown in FIG.
The optical card 1 has two recording areas 11a and 11b formed on one surface thereof so that the information can be read by inserting the optical card reader into the optical card reader with the front and back reversed. In order to detect the relative position between the area and the reading position in the optical card reader, each of the recording areas 11a, 11
Position detection marks 12a and 12b are formed corresponding to b.
In each of the recording areas 11a and 11b, a number of tracks are formed extending in the direction of insertion into the optical card reader, and seek sections 13a and 13b in which track numbers and the like are recorded at both ends of these tracks. , 14a, 14b are formed, and data portions 15a, 15b in which required information is recorded are formed between the seek portions. Each track has one recording area in FIG.
1 divided into approximately equal intervals to show track 16 of 11a
It has nine lines, and on the tenth line counted from the top, for a clock generation, a focus error detection and a clock consisting of a black pattern formed at regular intervals over the seek portion 13a, the data portion 15a and the seek portion 13b. It has a clock pattern 17 for tracking error detection. Seek section
Track number patterns representing track numbers are formed in 13a and 13b, and a fixed recognition pattern common to each track for recognizing the track number patterns is formed.

更に、データ部15aにおいて、各トラック16には複数
のフレーム18が設けられていると共に、隣接するフレー
ム間およびシーク部13a,13bとこれに隣接するフレーム1
8との間には各フレームを認識するためのフレーム番号
パターンが形成されている。このようにして、この例で
はクロックパターン17の上方の第１〜８ラインおよび下
方の第12〜19ラインで各々８ビットから成るバイトが構
成され、これらデータを黒色のクロックパターン17に同
期して同時に読み取るようになっている。他方の記録領
域11aにおけるトラックも同様に形成されている。Further, in the data section 15a, each track 16 is provided with a plurality of frames 18, and between adjacent frames, and between the seek sections 13a and 13b and the adjacent frame 1
A frame number pattern for recognizing each frame is formed between "8" and "8". In this manner, in this example, the first to eighth lines above the clock pattern 17 and the 12th to 19th lines below constitute a byte consisting of 8 bits, and these data are synchronized with the black clock pattern 17. They are read at the same time. The track in the other recording area 11a is formed similarly.

この実施例では、光ピックアップを光カード１のトラ
ックと直交する方向に移動させてシーク部を読み取るこ
とにより所望のトラックをシークし、そのトラックのデ
ータ部に記録されている情報を光カード１をトラック方
向に移動させて読み取るが、上記のように光カード１の
各トラック16は19本のラインをもって構成され、その幅
方向に複数のデータが記録されている。したがって、各
トラック16の幅は１ラインを10μｍとすると190μｍ
に、また１ラインを４μｍとすると76μｍと大きくな
る。In this embodiment, a desired track is sought by moving an optical pickup in a direction orthogonal to a track of the optical card 1 and reading a seek portion, and information recorded in a data portion of the track is transferred to the optical card 1. As described above, each track 16 of the optical card 1 has 19 lines, and a plurality of data are recorded in the width direction. Therefore, the width of each track 16 is 190 μm if one line is 10 μm.
If one line is 4 μm, it will be as large as 76 μm.

このように幅の大きいトラックを読み取るため、この
実施例では第１図において半導体レーザ２を、該半導体
レーザ２から射出される断面楕円形の読み取り光の長軸
方向が光カード１のトラックの幅方向となるように、か
つその発光点2aがコリメータレンズ３に対して焦点位置
3aよりも若干手前に位置するように配置し、これにより
コリメータレンズ３を透過した読み取り光を若干発散光
として光カード１の記録層1a上におけるトラック16を十
分照明できるようにデフォーカス状態で照明するように
する。In order to read a track having such a large width, in this embodiment, the semiconductor laser 2 shown in FIG. And the light emitting point 2a is the focal position with respect to the collimator lens 3.
3a, so that the reading light transmitted through the collimator lens 3 is slightly diverging light so that the track 16 on the recording layer 1a of the optical card 1 can be sufficiently illuminated in a defocused state. To do it.

ここで、読み取り光のデフォーカス量は、第５図Ａに
示すように記録層1aで反射される光束の収束点21が、透
明層1bの厚さの中心よりも上方になるようにすると、該
反射光束による透明層1bの表面のスポット面積が、記録
層1a上でのスポット面積よりも小さくなってしまい、透
明層1b上に付着したゴミ等の影響を受け易くなる。そこ
で、この実施例では読み取り光のデフォーカス量を、第
５図Ｂに示すように記録層1aで反射される光束の収束点
21が、透明層1bの厚さの中心よりも下方に位置するよう
に構成する。このようにすれば、記録層1aでの反射光束
による透明層1bの表面におけるスポット面積は、記録層
1aに照射される読み取り光のスポット面積よりも大きく
なり、ゴミ等の影響を少なくできる。Here, the defocus amount of the reading light is set such that the convergence point 21 of the light beam reflected by the recording layer 1a is higher than the center of the thickness of the transparent layer 1b as shown in FIG. 5A. The spot area on the surface of the transparent layer 1b due to the reflected light flux becomes smaller than the spot area on the recording layer 1a, and is likely to be affected by dust or the like attached to the transparent layer 1b. Therefore, in this embodiment, the defocus amount of the reading light is set to the convergence point of the light beam reflected by the recording layer 1a as shown in FIG. 5B.
21 is configured to be located below the center of the thickness of the transparent layer 1b. With this configuration, the spot area on the surface of the transparent layer 1b due to the light beam reflected by the recording layer 1a is reduced.
It becomes larger than the spot area of the reading light applied to 1a, and the influence of dust and the like can be reduced.

第６図は第４図に示したトラックフォーマットを有す
る光カード１を読み取る場合の第１図に示した光検出器
９の一例の構成を示すものである。光検出器９には、ト
ラックの１〜８ラインおよび12〜19ラインの各々に対応
してトラックの幅方向に受光領域25−１〜25−16を配列
して設けると共に、これら受光領域の配列方向に関し対
称で、クロックパターン17に対応してトラック方向に３
対のクロック発生用受光領域26−１〜26−６を配列して
設ける。また、同様に受光領域25−１〜25−16の配列に
関し対称で、複数のクロックパターン17の像をそれぞれ
受光し得るようにトラック幅方向に離間して２対のフォ
ーカスおよびトラッキング用受光領域27−１〜27−４を
設ける。更にこの実施例では、クロックパターン17の異
常を検出するため、フォーカスおよびトラッキング用受
光領域27−１〜27−４の外側に一対の異常検出用受光領
域28−1,28−２を設ける。この、異常検出用受光領域28
−1,28−２は、クロックパターン17に異常がないとき常
に一定の出力が得られるように、クロックパターン17の
ピッチの偶数倍の大きさとする。FIG. 6 shows an example of the configuration of the photodetector 9 shown in FIG. 1 when reading the optical card 1 having the track format shown in FIG. The photodetector 9 is provided with light receiving areas 25-1 to 25-16 arranged in the track width direction corresponding to the lines 1 to 8 and 12 to 19 of the track, respectively. Symmetric with respect to the direction, 3
A pair of clock generating light receiving areas 26-1 to 26-6 are arranged and provided. Similarly, two pairs of focus and tracking light receiving regions 27 are symmetric with respect to the arrangement of the light receiving regions 25-1 to 25-16 and are separated in the track width direction so as to be able to receive images of the plurality of clock patterns 17, respectively. -1 to 27-4 are provided. Further, in this embodiment, in order to detect an abnormality in the clock pattern 17, a pair of abnormality detecting light receiving areas 28-1 and 28-2 are provided outside the focus and tracking light receiving areas 27-1 to 27-4. This light receiving area 28 for abnormality detection
The value of -1,28-2 is an even multiple of the pitch of the clock pattern 17, so that a constant output is always obtained when there is no abnormality in the clock pattern 17.

また、絞り７は光カード１のトラックに有効な光量の
読み取り光が照射され、かつ断面楕円形の読み取り光の
短軸方向において、第７図に示すように光検出器９の受
光領域27−1,27−２および27−3,27−４に対応する部分
の一部をそれぞれ遮光するように構成する。The stop 7 irradiates a track of the optical card 1 with an effective amount of read light and, in the short-axis direction of the read light having an elliptical cross section, as shown in FIG. The parts corresponding to 1, 27-2 and 27-3, 27-4 are configured to be shielded from light.

このようにして、トラックのシーク動作においては、
光ピックアップをシーク部13a,13b,14aまたは14bにおい
てトラックと直交する方向に移動させながら、光検出器
９の受光領域25−１〜25−16の出力に基づいて、所定の
認識パターンを検出した時点で、トラック番号パターン
を検出して所望のトラックをシークする。Thus, in the seek operation of the track,
While moving the optical pickup in the direction perpendicular to the track in the seek section 13a, 13b, 14a or 14b, a predetermined recognition pattern was detected based on the outputs of the light receiving areas 25-1 to 25-16 of the photodetector 9. At this point, a desired track is sought by detecting a track number pattern.

また、データ部15aまたは15bにおけるデータの読み取
りにおいては、光カード１をトラック方向に移動させ、
受光領域26−1,26−3,26−５の出力の和と、受光領域26
−2,26−4,26−６の出力の和との差に基づいて得られる
クロック信号に同期して、受光領域27−1,27−３の出力
の和と受光領域27−2,27−４の出力の和との差からトラ
ッキングエラー信号を検出し、これに基づいて読み取り
光がトラックに追従するようにトラッキングサーボを行
うと共に、受光領域26−１〜26−６の出力の和と受光領
域27−１〜27−４の出力の和との差からフォーカスエラ
ー信号を検出し、これに基づいて対物レンズ６の焦点位
置が光カード１の記録層1a上に位置するようにフォーカ
スサーボを行いながら受光領域25−１〜25−16の出力を
読み取ってデータを再生すると共に、受光領域28−1,28
−２の出力に基づいてフォーカスサーボおよびトラッキ
ングサーボの駆動を制御する。In reading data in the data section 15a or 15b, the optical card 1 is moved in the track direction,
The sum of the outputs of the light receiving areas 26-1, 26-3, 26-5 and the light receiving area 26
In synchronism with the clock signal obtained based on the difference between the sum of the outputs of −2, 26-4, 26-6, the sum of the outputs of the light receiving areas 27-1, 27-3 and the light receiving areas 27-2, 27-2 -4, a tracking error signal is detected from the difference between the sum and the output of the light receiving areas 26-1 to 26-6. A focus error signal is detected from the difference between the sum of the outputs of the light receiving areas 27-1 to 27-4, and based on the focus error signal, the focus servo is performed so that the focal position of the objective lens 6 is located on the recording layer 1 a of the optical card 1. While reading the outputs of the light receiving areas 25-1 to 25-16 to reproduce the data,
The control of the focus servo and the tracking servo is controlled based on the output of -2.

すなわち、データ部15aまたは15bにおけるデータの読
み取りにおいて、クロックパターン17に第８図に示すよ
うに欠陥35があると、その像が光検出器９においてトラ
ックの読み取り方向上流側に対応するフォーカスおよび
トラッキング用受光領域27−3,27−４に結像される以前
に異常検出用受光領域28−２で検出され、その出力が欠
陥35が高反射率の場合には所定値よりも高くなり、また
低反射率の場合には所定値よりも低くなる。なお、トラ
ックの読み取り方向が逆の場合には異常検出用受光領域
28−１が上流側となり、また光カード１の往復移動の両
方向でデータを読み取る場合には、受光領域28−１およ
び28−２が交互に上流側となる。そこでこの実施例で
は、上述したように受光領域28−１、28−２の出力が欠
陥35によって変化するのに基づいてクロックパターン17
の異常を検出し、上流側の受光領域28−２または28−１
で異常が検出されたときに、その異常信号によってフォ
ーカスサーボ系およびトラッキングサーボ系をその時点
のフォーカス状態およびトラッキング状態にそれぞれロ
ックし、その後下流側の受光領域28−１または28−２が
欠陥35を検出した信号によりフォーカスサーボ系および
トラッキングサーボ系のロックを解除して、上述した通
常のフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを行う
ようにする。このようにすれば、クロックパターン17の
欠陥35に影響されることなく、情報を常に読み取ること
ができる。That is, in the reading of data in the data portion 15a or 15b, if the clock pattern 17 has a defect 35 as shown in FIG. Is detected in the abnormality detection light-receiving area 28-2 before being imaged on the light-receiving area 27-3, 27-4 for use, and its output becomes higher than a predetermined value when the defect 35 has a high reflectance, In the case of low reflectance, it becomes lower than a predetermined value. When the reading direction of the track is reversed, the light receiving area for abnormality detection
When data is read in both directions of the reciprocating movement of the optical card 1, the light receiving areas 28-1 and 28-2 are alternately upstream. Therefore, in this embodiment, as described above, the output of the light receiving areas 28-1 and 28-2 is changed based on the defect 35, and the clock pattern 17 is changed.
Is detected, and the upstream light receiving area 28-2 or 28-1 is detected.
When an abnormality is detected in the above, the focus servo system and the tracking servo system are locked to the current focus state and tracking state by the abnormality signal, and thereafter, the light receiving area 28-1 or 28-2 on the downstream side is defective. The lock of the focus servo system and the tracking servo system is released by a signal that detects the above, and the normal focus servo and tracking servo described above are performed. In this way, information can always be read without being affected by the defect 35 of the clock pattern 17.

すなわち、このような制御を行わないと、欠陥35の像
が上流側のフォーカスおよびトラッキング用受光領域、
例えば27−3,27−４に結像されることによってフォーカ
スエラー信号およびトラッキングエラー信号が大きくな
り、これにより対物レンズ６が光軸方向の一方に大きく
変位すると共にトラック外れが生じてデータが読めなく
なる。これに対し、この実施例におけるようにフォーカ
スおよびトラッキング用受光領域27−１〜27−４の外側
に異常検出用の受光領域28−1,28−２を設けて上述した
制御を行えば、欠陥35の像が受光領域27−3,27−４およ
び27−1,27−２間を通過する間でも情報を有効に読み取
ることが可能となる。なお、欠陥35によりクロック発生
用受光領域26−１〜26−６の出力からクロック信号を有
効に生成できない恐れがあるときは、受光領域28−２ま
たは28−１による異常検出信号に基づいてパルス発生器
を起動して同様のクロックパルスを発生させ、欠陥35が
通過する間このクロックパルスに基づいて情報の読み取
りを行うようにすることもできる。That is, if such control is not performed, the image of the defect 35 will be a light receiving area for focus and tracking on the upstream side,
For example, when an image is formed on 27-3 and 27-4, the focus error signal and the tracking error signal become large, whereby the objective lens 6 is largely displaced in one of the optical axis directions, and the track is deviated. Disappears. On the other hand, if the above-described control is performed by providing the light receiving regions 28-1 and 28-2 for abnormality detection outside the light receiving regions 27-1 to 27-4 for focus and tracking as in this embodiment, a defect The information can be effectively read even while the 35 image passes between the light receiving areas 27-3, 27-4 and 27-1, 27-2. When there is a possibility that the clock signal cannot be effectively generated from the outputs of the clock generation light receiving areas 26-1 to 26-6 due to the defect 35, the pulse is generated based on the abnormality detection signal by the light receiving area 28-2 or 28-1. It is also possible to activate the generator to generate a similar clock pulse and to read information based on this clock pulse while the defect 35 passes.

第９図A,BおよびＣはこの実施例による光カード１上
でのフォーカス状態をそれぞれ示すものである。第９図
Ａは対物レンズ６の焦点位置が光カード１の記録層1a上
にある合焦状態を示し、この状態から光カード１が下方
に変位して前ピン状態になると第９図Ｂに示すように読
み取り光の照射領域が小さくなり、また逆に上方に変位
して後ピン状態になると第９図Ｃに示すように読み取り
光の照射領域が大きくなる。したがって、第３図Ａに示
す合焦状態において、光検出器９の受光領域26−１〜26
−６の出力の和と、受光領域27−１〜27−４の出力の和
との差が零となるように設定すれば、第９図Ｂに示す前
ピン状態と第９図Ｃに示す後ピン状態とで極性が異なる
フォーカスエラー信号が得られるので、これに基づいて
フォーカスエラー信号が零となるように対物レンズ６を
光軸方向に変位させるフォーカスサーボを行うことによ
り、常に第９図Ａに示す合焦状態で情報を読み取ること
ができる。FIGS. 9A, 9B and 9C respectively show a focus state on the optical card 1 according to this embodiment. FIG. 9A shows a focused state in which the focus position of the objective lens 6 is on the recording layer 1a of the optical card 1. When the optical card 1 is displaced downward from this state to the front focus state, FIG. As shown in FIG. 9C, when the irradiation area of the reading light becomes smaller, and when it is displaced upward to be in the back focus state, the irradiation area of the reading light becomes larger as shown in FIG. 9C. Therefore, in the focused state shown in FIG.
If the difference between the sum of the outputs of −6 and the outputs of the light receiving areas 27-1 to 27-4 is set to be zero, the front focus state shown in FIG. 9B and the state shown in FIG. 9C are obtained. Since a focus error signal having a different polarity depending on the back focus state is obtained, a focus servo for displacing the objective lens 6 in the optical axis direction so that the focus error signal becomes zero based on the focus error signal is always performed. Information can be read in the in-focus state shown in FIG.

ここで、絞り７がないとすると、光カード１が対物レ
ンズ６から離間して前ピン状態が進むにつれ読み取り光
の照射領域が徐々に大きくなって、第10図Ａに示すよう
にフォーカスエラー信号の極性が反転して後ピン状態に
おけると同様なフォーカスエラー信号が出力され、これ
により対物レンズ６が光カード１から離れる方向にフォ
ーカスサーボされるため、サーボ範囲が狭くなる。これ
に対し、この実施例におけるように対物レンズ６と光カ
ード１との間に絞り７を設ければ、前ピン状態が進むに
つれ第９図Ｂに示すように外側の反射光が絞り７で遮光
されるので、第10図Ｂに示すように前ピンと後ピンとで
完全に極性の異なるフォーカスエラー信号が得られ、そ
のサーボ範囲を広くできる。Here, assuming that there is no stop 7, the irradiation area of the reading light gradually increases as the optical card 1 is separated from the objective lens 6 and the front focus state advances, and as shown in FIG. Is inverted and the same focus error signal as in the back focus state is output. As a result, focus servo is performed in a direction in which the objective lens 6 moves away from the optical card 1, so that the servo range is narrowed. On the other hand, if a stop 7 is provided between the objective lens 6 and the optical card 1 as in this embodiment, as shown in FIG. Since the light is shielded, focus error signals having completely different polarities are obtained between the front pin and the rear pin as shown in FIG. 10B, and the servo range can be widened.

なお、この発明は上述した実施例にのみ限定されるも
のではなく、幾多の変形または変更が可能である。例え
ば上述した実施例では、光カードを読み取るようにした
が、この発明は光カードに限らず種々の光学式記録媒体
の読み取りに適用できると共に、そのトラック構成もそ
れに対応する光検出器を用いることにより容易に対処す
ることができる。例えば、トラックがコンパクトディス
クやビデオディスクのように一列のピットによって形成
されている場合には、第11図に記録媒体41と光検出器42
とを対応して示すように、半導体レーザから射出される
断面楕円形の読み取り光43を、その長軸がトラック方向
となるように記録媒体41に、その記録層での反射光によ
る透明層上のスポット面積が記録層上でのスポット面積
よりも大きくなるようにデフォーカス状態で照明するよ
うにする。また、その記録媒体41からの反射光を受光す
る光検出器42には読み取るべきトラックに対応するよう
にトラック方向に離間して情報読み取り用の２個の受光
領域44−1,44−２と、読み取るべきトラックと隣接する
トラックに対応してその両エッジ部分に複数のピット41
aに亘って対向してトラッキング用の２個の受光領域45
−1,45−２と、トラック間に対応してトラック方向に延
在してフォーカス用の３個の受光領域46−１〜46−３と
を設け、受光領域44−1,44−２の出力に基づいて情報を
読み取り、受光領域45−１および45−２の出力差に基づ
いてトラッキングエラー信号を検知し、また受光領域46
−１および46−３の出力の和と受光領域46−２の出力と
の差に基づいてフォーカスエラー信号を検出するように
する。このようにトラックが一列のピットによって形成
されている場合でも、読み取り光をデフォーカス状態で
照射することにより、常に安定してフォーカスエラー信
号およびトラッキングエラー信号を検出することがで
き、情報を常に正確に読み取ることができる。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications or changes can be made. For example, in the above-described embodiment, the optical card is read. However, the present invention is not limited to the optical card, and can be applied to reading of various optical recording media, and the track configuration uses a corresponding photodetector. Can be dealt with more easily. For example, when a track is formed by a row of pits such as a compact disc or a video disc, the recording medium 41 and the photodetector 42 are shown in FIG.
As shown in the figure, the reading light 43 having an elliptical cross section emitted from the semiconductor laser is applied to the recording medium 41 so that the major axis thereof is in the track direction on the transparent layer by the reflected light from the recording layer. Illumination is performed in a defocused state so that the spot area of the recording layer becomes larger than the spot area on the recording layer. In addition, the photodetector 42 that receives the reflected light from the recording medium 41 is separated from each other in the track direction so as to correspond to the track to be read and has two light receiving areas 44-1 and 44-2 for reading information. A plurality of pits 41 at both edges corresponding to a track to be read and an adjacent track.
two light receiving areas 45 for tracking facing each other over a
-1, 45-2, and three focusing light receiving areas 46-1 to 46-3 extending in the track direction corresponding to between the tracks, and the light receiving areas 44-1 and 44-2 are provided. The information is read based on the output, the tracking error signal is detected based on the output difference between the light receiving areas 45-1 and 45-2, and the light receiving area 46-1 is detected.
The focus error signal is detected based on the difference between the sum of the outputs of -1 and 46-3 and the output of the light receiving area 46-2. Even when the track is formed by a single row of pits, by irradiating the reading light in a defocused state, the focus error signal and the tracking error signal can always be detected stably, and the information can be always accurately obtained. Can be read.

また、上述した実施例においては、ビームスプリッタ
５により半導体レーザ２からの読み取り光を透過させて
光カード１に導き、光カード１からの反射光を反射させ
て光検出器９に導くようにしたが、半導体レーザ２およ
びコリメータレンズ３と、収束レンズ８および光検出器
９との位置関係を逆にして、半導体レーザ２からの読み
取り光をビームスプリッタ５において反射させて光カー
ド１に導き、光カード１からの反射光をビームスプリッ
タ５を通過させて光検出器９に導くようにすることもで
きる。更に、ビームスプリッタ５として偏光膜を有する
ものを用い、これにより半導体レーザ２に戻り光が入射
しないようにして光束を有効に利用するようにすること
もできる。In the above-described embodiment, the reading light from the semiconductor laser 2 is transmitted by the beam splitter 5 and guided to the optical card 1, and the reflected light from the optical card 1 is reflected and guided to the photodetector 9. However, the positional relationship between the semiconductor laser 2 and the collimator lens 3 and the converging lens 8 and the photodetector 9 is reversed, and the reading light from the semiconductor laser 2 is reflected by the beam splitter 5 and guided to the optical card 1. The reflected light from the card 1 may be passed through the beam splitter 5 and guided to the photodetector 9. Further, a beam splitter 5 having a polarizing film may be used, so that return light does not enter the semiconductor laser 2 so that the light beam can be used effectively.

また、上述した実施例では、半導体レーザを用いるこ
とにより該半導体レーザから射出される読み取り光の楕
円状の断面形状を有効に利用するようにしたが、記録媒
体に照射する読み取り光の形状は円状でもよく、したが
って半導体レーザから射出される光をプリズム等により
円状に整形したり、あるいは光源として半導体レーザ以
外のものを用いることもできる。In the above-described embodiment, the elliptical cross-sectional shape of the reading light emitted from the semiconductor laser is effectively used by using the semiconductor laser. However, the shape of the reading light applied to the recording medium is circular. The light emitted from the semiconductor laser may be shaped into a circle by a prism or the like, or a light source other than the semiconductor laser may be used.

更に、上述した実施例では半導体レーザ２をその発光
点2aがコリメータレンズ３の焦点位置3aよりも手前に位
置するように配置することによって、読み取り光を光カ
ード１上にデフォーカス状態で照射するようにしたが、
発光点2aがコリメータレンズ３の焦点位置3aよりも後方
に位置するように半導体レーザ２を配置して、同様にデ
フォーカス状態で光カード１を照射するようにすること
もできる。Further, in the above-described embodiment, the reading light is irradiated onto the optical card 1 in a defocused state by arranging the semiconductor laser 2 such that the light emitting point 2a is located before the focal position 3a of the collimator lens 3. I did,
The semiconductor laser 2 may be arranged so that the light emitting point 2a is located behind the focal position 3a of the collimator lens 3, and the optical card 1 may be similarly irradiated in a defocused state.

更にまた、上述した実施例ではコリメータレンズ３と
ビームスプリッタ５との間に拡散板４を設けて、半導体
レーザ２の点光源を面光源とするようにしたが、これを
省略することもできる。また拡散板４を用いる場合にあ
っては、これを第２図A,Bに示す構成の他、全体が乳白
色や板やすりガラスをもって構成することもできるし、
第12図Ａに示すようにトラック16および光検出器９の構
成に対応させて、その対応部分4cに透明部を、周囲部分
4dに拡散部を形成したり、第12図Ｂに示すように対応部
分4cの透過度を周囲部分4dの透過度よりも高くしたり、
また第12図Ｃに示すように対応部分4cから周囲部分4dに
向けて透過率が連続的に減小するように構成することも
できる。Furthermore, in the above-described embodiment, the diffusion plate 4 is provided between the collimator lens 3 and the beam splitter 5 so that the point light source of the semiconductor laser 2 is a surface light source, but this can be omitted. In the case where the diffusion plate 4 is used, in addition to the configuration shown in FIGS. 2A and 2B, the diffusion plate 4 may be entirely made of milky white or frosted glass,
As shown in FIG. 12A, corresponding to the configuration of the track 16 and the photodetector 9, a transparent portion is provided in the corresponding portion 4c, and a surrounding portion is provided.
A diffusion portion is formed in 4d, or the transmittance of the corresponding portion 4c is higher than the transmittance of the surrounding portion 4d as shown in FIG. 12B,
Further, as shown in FIG. 12C, it is also possible to configure so that the transmittance continuously decreases from the corresponding portion 4c to the surrounding portion 4d.

また、絞り７はコリメータレンズ３とビームスプリッ
タ５との間の往路中に設けたり、ビームスプリッタ５と
対物レンズ６との間の往復路中に設けたり、あるいはビ
ームスプリッタ５と収束レンズ８との間の復路中に設け
ることもできるし、これを省略することもできる。Further, the stop 7 is provided on the outward path between the collimator lens 3 and the beam splitter 5, provided on the reciprocating path between the beam splitter 5 and the objective lens 6, or provided between the beam splitter 5 and the converging lens 8. It can be provided during the return trip between the two or can be omitted.

更に、上述した実施例では光検出器９に異常検出用受
光領域28−1,28−２を設け、上流側の受光領域がクロッ
クパターン17の異常を検出したときにフォーカスおよび
トラッキングサーボ系をロックするようにしたが、この
ようにフォーカスおよびトラッキングサーボ系をロック
する代わりにこれらサーボ系のゲインを低下させても同
様の効果を得ることができる。このようなサーボ系のロ
ック状態あるいはゲイン低下状態は、下流側の受光領域
による異常検知から欠陥35がフォーカスおよびトラッキ
ングエラー検出部を通過する所定時間後に解除するよう
にすることもできる。したがって、異常検知用受光領域
はトラックの読み取り方向が一方向のときは、上流側の
１個とすることもできる。Further, in the above-described embodiment, the photodetector 9 is provided with the light receiving regions 28-1 and 28-2 for detecting an abnormality, and locks the focus and tracking servo system when the light receiving region on the upstream side detects an abnormality of the clock pattern 17. However, the same effect can be obtained by lowering the gain of these servo systems instead of locking the focus and tracking servo systems. Such a locked state or a lowered gain state of the servo system can be released after a predetermined time period during which the defect 35 passes through the focus and tracking error detection unit from the abnormality detection by the light receiving area on the downstream side. Accordingly, when the track reading direction is one direction, the abnormality detection light receiving area may be one upstream side.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べたように、この発明によれば、反射光から記
録媒体の異常を検出するようにし、異常が検出されたと
きはその時点のフォーカス状態に固定するようにしたの
で、フォーカスはずれを未然に防ぐことができる。ま
た、この発明によれば、反射光から記録媒体の異常を検
出するようにし、異常が検出されたときはその時点のト
ラッキング状態に固定するようにしたので、トラックは
ずれを未然に防ぐことができる。したがって、いずれの
場合にも、記録媒体の欠陥等の影響を小さくできる。As described above, according to the present invention, the abnormality of the recording medium is detected from the reflected light, and when the abnormality is detected, the focus state is fixed at that time. Can be prevented. Further, according to the present invention, the abnormality of the recording medium is detected from the reflected light, and when the abnormality is detected, the tracking state is fixed at the time, so that the track can be prevented from being shifted. . Therefore, in any case, the influence of a defect or the like of the recording medium can be reduced.

また、フォーカスエラー信号検出用と異常検出用、ま
たはトラッキングエラー信号検出用と異常検出用の各光
ビームを得るための回折格子等の光学系が不要となるの
で、装置を簡略なものにできる。Further, since an optical system such as a diffraction grating for obtaining each light beam for focus error signal detection and abnormality detection, or tracking error signal detection and abnormality detection is not required, the apparatus can be simplified.

さらに、異常検出手段としての光検出器の面積を大き
くした場合には、記録媒体の広い範囲の異常を検出する
ことができる。Further, when the area of the photodetector as the abnormality detecting means is increased, it is possible to detect abnormality in a wide range of the recording medium.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図はこの発明の一実施例を示す図、 第２図ＡおよびＢは第１図に示す拡散板の一例の構成を
示す底面図および拡大断面図、 第３図は同じく光カードの一例の構成を示す平面図、 第４図は光カードのトラックフォーマットの一例を示す
図、 第５図ＡおよびＢは第１図におけるデフォーカス量を説
明するための図、 第６図は第１図に示す光検出器の一例の構成を示す図、 第７図は同じく絞りの一例の構成を光検出器と対応して
示す図、 第８図はトラックパターンの異常検出を説明するための
図、 第９図A,BおよびＣは光カード上でのフォーカス状態を
説明するための図、 第10図ＡおよびＢはフォーカスエラー信号の特性を示す
図、 第11図はこの発明の変形例を説明するための図、 第12図A,BおよびＣは拡散板の他の３つの例をそれぞれ
示す図である。 １……光カード、1a……記録層 1b……透明層、２……半導体レーザ ３……コリメータレンズ、４……拡散板 ５……ビームスプリッタ、６……対物レンズ ７……絞り、８……収束レンズ ９……光検出器FIG. 1 is a view showing an embodiment of the present invention, FIGS. 2A and 2B are a bottom view and an enlarged sectional view showing an example of the structure of the diffusion plate shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing an example of a track format of an optical card, FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining the defocus amount in FIG. 1, and FIG. 6 is a diagram in FIG. FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the photodetector shown in FIG. 7; FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the stop corresponding to the photodetector; FIG. 9A, 9B and 9C are diagrams for explaining a focus state on an optical card, FIGS. 10A and 10B are diagrams showing characteristics of a focus error signal, and FIG. 11 is a diagram illustrating a modification of the present invention. 12A, B and C show three other examples of the diffuser plate, respectively. It is. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical card, 1a ... Recording layer 1b ... Transparent layer, 2 ... Semiconductor laser 3 ... Collimator lens 4, ... Diffusion plate 5 ... Beam splitter, 6 ... Objective lens 7 ... Stop, 8 …… Convergent lens 9 …… Photodetector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−3330（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−175223（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−269328（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−7533（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−32230（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−70927（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-3330 (JP, A) JP-A-60-175223 (JP, A) JP-A-63-269328 (JP, A) JP-A 63-269328 7533 (JP, A) JP-A-61-32230 (JP, A) JP-A-63-70927 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】記録媒体に光源からの光ビームを照射し、
その反射光から前記記録媒体に記録されている情報を読
み取るようにした光学式情報読み取り装置において、 前記光ビームによって照射された前記記録媒体の反射光
を受光して、フォーカスエラー信号を検出するフォーカ
スエラー信号検出手段と、 前記光ビームによって照射された前記記録媒体の反射光
を受光して、前記光ビームによって照射された領域の異
常を検出する異常検出手段と、 この異常検出手段により異常が検出されたときに、その
時点のフォーカス状態に固定するフォーカス制御手段と
を備え、 前記異常検出手段により異常が検出された後に、当該異
常が検出された前記記録媒体の領域に対するフォーカス
エラー信号が検出されるように前記フォーカスエラー信
号検出手段を配置し、 前記光ビームをデフォーカス状態で前記記録媒体に照射
して、前記フォーカスエラー信号を検出する領域と、前
記異常検出手段が異常を検出する領域とを一つの光ビー
ムで同時に照射するよう構成したことを特徴とする光学
式情報読み取り装置。A recording medium irradiated with a light beam from a light source;
An optical information reading device configured to read information recorded on the recording medium from the reflected light, wherein a focus that receives reflected light of the recording medium irradiated by the light beam and detects a focus error signal Error signal detection means; abnormality detection means for receiving reflected light of the recording medium irradiated by the light beam and detecting abnormality in an area irradiated by the light beam; abnormality detected by the abnormality detection means And a focus control means for fixing the focus state at that time, after the abnormality is detected by the abnormality detection means, a focus error signal for the area of the recording medium where the abnormality is detected is detected. The focus error signal detecting means is arranged so that the light beam is An optical information reading device, wherein the optical information reading device is configured to simultaneously irradiate a light beam to a region where the focus error signal is detected and a region where the abnormality detecting unit detects abnormality by irradiating the recording medium. . 【請求項２】記録媒体に光源からの光ビームを照射し、
その反射光から前記記録媒体に記録されている情報を読
み取るようにした光学式情報読み取り装置において、 前記光ビームによって照射された前記記録媒体の反射光
を受光して、トラッキングエラー信号を検出するトラッ
キングエラー信号検出手段と、 前記光ビームによって照射された前記記録媒体の反射光
を受光して、前記光ビームによって照射された領域の異
常を検出する異常検出手段と、 この異常検出手段により異常が検出されたときに、その
時点のトラッキング状態に固定するトラッキング制御手
段とを備え、 前記異常検出手段により異常が検出された後に、当該異
常が検出された前記記録媒体の領域に対するトラッキン
グエラー信号が検出されるように前記トラッキングエラ
ー信号検出手段を配置し、 前記光ビームをデフォーカス状態で前記記録媒体に照射
して、前記トラッキングエラー信号を検出する領域と、
前記異常検出手段が異常を検出する領域とを一つの光ビ
ームで同時に照射するよう構成したことを特徴とする光
学式情報読み取り装置。Irradiating a recording medium with a light beam from a light source;
An optical information reading device configured to read information recorded on the recording medium from the reflected light, comprising: a tracking device that receives reflected light of the recording medium irradiated by the light beam and detects a tracking error signal. Error signal detection means; abnormality detection means for receiving reflected light of the recording medium irradiated by the light beam and detecting abnormality in an area irradiated by the light beam; abnormality detected by the abnormality detection means Tracking control means for fixing the tracking state at that time when the abnormality has been detected, and after the abnormality is detected by the abnormality detection means, a tracking error signal for the area of the recording medium where the abnormality is detected is detected. The tracking error signal detecting means is arranged so that the light beam is deformed. And irradiating the recording medium with the scan state, a region for detecting the tracking error signal,
An optical information reading apparatus, wherein the area where the abnormality is detected by the abnormality detecting means is simultaneously irradiated with one light beam.