KR930009739B1 - 광학식 기록 카드의 판독 장치 - Google Patents

광학식 기록 카드의 판독 장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
광학식 기록 카드의 판독 장치
[도면의 간단한 설명]
제 1 도는 본 발명의 한 실시예를 도시하는 배치도.
제 2 도는 그 광학 시스템의 설명에 제공되는 선도.
제 3 도 및 제 4 도는 원통형 렌즈 구동 수단의 한예를 도시하는 각각의 종단면도 및 횡단면도.
제 5 도는 그 설명에 제공되는 선도.
제 6 도 및 제 7 도는 원통형 렌즈 구동수단의 다른 예를 도시하는 종단면도와 그 일부를 도시하는 정면도.
제 8 도 제 7 도의 A-A 선상에 따라 취해진 단면도.
제 9 도는 방위각 오차 검출 회로의 한예를 도시하는 블럭도.
제 10 도는 그 설명에 제공되는 파형도.
제 11 도는 종래의 광학식 기록 카드의 한예를 도시하는 평면도.
제 12 도는 그 부트랙을 도시하는 패턴도.
제 13 도 및 제 14 도는 종래의 광학식 기록 카드의 판독 장치의 한예를 도시하는 배치도 및 그 일부의 사시도.
제 15 도는 라인 센서와 피트의 상(image)과의 대응관계를 도시하는 패턴도.
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 광학시 기록 카드의 판독 장치에 관한 것이다.
[배경기술]
광학식 기록 카드는 메모리 카드, 소프트 웨어 카드 또는 그와 유사한 것등으로 알려져 있으며, 이러한 종류의 종래 기술의 카드는 먼저 제 11 도를 참조하여 설명을 한다. 참조 번호(1)은 광학식 기록 카드를 나타낸다. 이 카드에 있어서, 밴드형의 주 트랙(main track)TM은 직사각형의 카드기판(기록 매체) 1A상에 그 세로 방향을 따라 직선적으로 형성되어 있으며, 이러한 주 트랙 TM은 서로간에 평행한 다수의 부 트랙(sub-tracks)TS의 배열로 구성된다. 또한, 각각의 부트랙 TS는 제 12 도에 도시된 바와같이 다수의 광학적 점형태(optical dot-shaped)로 기록되는 표시로서 피트 P의 배열로 구성된다. 각 부트랙 TS는 그 배열방향 즉, 주트랙 TM의 길이방향에 대하여 직교하도록 배치되어 있다. 또한, 각 부트랙 TS상에는, 피트 P의 유무와 피트간의 간격의 차이등에 의해 영상, 음성, 데이타 신호 및 이와 유사한 것과 같은 정보 신호의 디지탈화 신호의 단위 신호 량(unit signal amount)이 기록되어 있다.
피트 P는 카드 기판(1A)에 형성된 광반사층(light reflection layer)상의 요면(concavity)이긴하지만, 광학적 점형태의 기록표시로서 실례로 TeOx(x≒1)층의 결정 및 비결정질간의 상 전송(phase transfer)에 의해 제공되어지는 광반사율간의 차이에 따라서 형성되는 기록 표식도 얻을 수 있게 된다.
참조 번호(1a) 및 (1b)는 카드 기판(1A)의 양측 가장자리를 나타내며, 주트랙 TM에 평행한 직선라인으로 되어 있다. 그리고 한쪽의 가장자리(1a)가 기준측의 가장자리로 취해진다. 또한 카드 기판(1A)의 양쪽 가장자리(1a, 1b)의 각 측면은 서로 평행한 카드 기판(1A)의 앞뒤면에 수직하는 평면을 구성하고 있다.
다음으로, 이와같은 카드(1)로부터 주트랙 TM상에 기록된 정보 신호를 판독하는 광학식 기록 카드의 판독장치가 제 13 도 및 제 14 도를 참조하여 설명된다. 삽입홈(insertionslot)을 통하여 판독장치의 내부로 들어가게 되는 카드(1)가 카드 이송용 롤러(2)에 의해 카드(1)의 기준측 가장자리(1a)를 따라서 화살표(3)의 방향으로 이송된다. 광원(4)으로부터의 조사광(irradiation light : 5)이 콘덴서 렌즈(6)를 통하여 카드(1)의 트랙 TM을 조사하고, 트랙 TM으로부터의 반사광(reflected light), 즉 트랙 TM의 판독광(read light ; 7)이 초점 렌즈(focusing lens ; 8) 를 통하여 지지판(9)에 의해 지지된 라인 센서(10)에 조사되며, 이에따라 정보 신호가 판독되어진다. 라인센서(10)는 CCD(전하 결합소자)로 되어 있으며, 이는 다수의 검출 요소(10a)가 직선상으로 배열되어 구성되어져, 전자적 주사에 의해 투영된 상이 판독되어진다. 라인 센서(10)상에서, 부트랙 TS상(image)의 세로방향은 검출 요소(10a)의 배열방향과 일치하며, 하나의 부트랙 TS의 모든 피트 P의 상(images) P'가 동시에 광검출기(라인센서 ; 10)상에 결상되어져 하나의 부트랙 TS분량의 정보신호가 동시에 판독되어지게 된다.
제 15 도는 라인센서(10)와 이에 투영되는 피트 P의 상 P'와의 대응관계를 도시하고 있다.
하지만, 광학식 기록 카드(1)의 주행중에, 라인 센서(10)로의 부트랙 TS의 투영된 상이 라인 센서(10)에 방위각 오차(azimuth error)를 갖게된다면 부트랙 TS의 정보를 판독하는 것은 불가능하게 된다.
때문에 종래 기술에 있어서는 라인 센서(10)를 회전시킴으로써 상기 방위각 오차를 보정하여 방위각 오차를 영으로 줄이고 있다. 실제로 이경우에 있어서 라인 센서(10)와 그 구동수단 및 증폭기등이 설치된 기판이 회전되어져야 하며, 더우기 그 전원 및 신호용 코드의 존재로 인해, 라인 센서(10)를 원활하고 매우 정확하며 신속하게 회전 시킴으로써 방위각 오차를 보정하는 것이 매우 어려웠다.
이러한 점을 감안하여 본 발명은 광학시 기록 카드상의 부트랙의 라인센서로 투영된 상의 방위각 오차를 원활하고 매우 정확하며 신속하게 보정할 수 있는 광학식 기록 판독장치를 제안하려는 것이다.
[발명의 개시]
본 발명은, 정보가 기록 매체의 서로 평행한 다수의 트랙열상에 광학적으로 판독이 가능하도록 기록된 광학식 기록카드(1)의 상기 트랙을 조사(irradiating)하기 위한 광원(4)과, 상기 트랙에서의 반사광에 의해 상기 정보를 판독하기 위한 라인 센서(10)와, 상기 광학식 기록 카드(1) 및 상기 라인 센서(10)간에 배치되고, 회전이 자유롭도록 지지되어진 원통형 렌즈(11)와, 상기 트랙 및 상기 라인 센서(10)간에 발생하는 방위각 오차를 검출하는 방위각 오차 검출 회로(40) 및, 상기 방위각 오차검출 회로로부터의 검출 출력에 의해 상기 원통형 렌즈를 회전시키는 구동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
[발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태]
아래에 제 1 도를 참조하여, 본 발명의 기본적인 실시예를 설명하되, 제 11 도 내지 제 15 도와 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙이고 중복 설명을 생략한다. 도면에서 참조번호(11)은 원통형 렌즈를 도시하며, 이는 결상렌즈(8) 및 라인센서(10)사이에 배치된다.
xyz 직각 좌표계가 제공되어져, z 축상을 따라서 차례로 광학식 기록카드(1), 결상렌즈(8), 원통형 렌즈(11), 라인센서(10)가 소정의 거리를 두고 배치되어지며, 광학식 기록 카드(1)의 기록면, 그 광축(optical axis)에 수직인 결상렌즈(8)의 단면, 원통형 렌즈(11)의 평면 및 라인 센서(10)의 수광면(the light receiving surface)이 각각 xy 평면내에 있도록 이들 각 소자를 배치한다. 이 경우에 있어서, 부트랙 TM의 라인 센서(10)에 투영되는 상(image)이 라인 센서(10)에 대해 경사져 있는 경우에는, 원통형 렌즈(11)를 xy 평면내에서 회전시켜 그 방위각 오차를 보정한다.
부트랙 TS및 라인센서(10)의 각 세로방향이 y축에 일치하며, 원통형 렌즈(11)의 세로 방향이 xy 평면내에 있어서 y축에 대해서 θ라디안 경사지게 되는 경우, 라인 센서(10)상에 있어서 부트랙 TS의 상이 어느 정도의 각도로 기우는지를 제 2 도를 참조하여 아래에 검토한다.
제 2 도는 원통형 렌즈(11)를 x=Y의 xz 평면에서 절단한 경우, 렌즈(11)를 통과하는 광(light)의 경로를 도시한다. 제 2 도에 있어서, 참조문자 d는 원통형렌즈(11)의 평면(11a)이 xy평면내에서 θ 만큼 기울어 있는 경우 y=Y 인 위치의 z 축에서의 변위량(길이)를 표시한다.
원통형 렌즈(11)가 없는 경우, 결상 렌즈(8)로 부터의 광은 원통형 렌즈(11)의 평면(11a)으로부터 a 거리위치의 z 축상에 결상하도록 진행한다. 하지만, 원통형 렌즈(11)가 있는 경우에는 결상 렌즈(8)로부터의 광은 이 원통형 렌즈(11)에 의해 굴절되어, z 축상에 있어서 원통형 렌즈(11)의 평면(11a)으로 부터 b의 거리(이것이 원통형 렌즈(11)및 라인센서(10)간의 거리가 된다)를 갖게 되며, z 축에서 δ 만큼 떨어진 위치에 결상하게 된다.
따라서, 원통형 렌즈(11)의 초점거리를 f라 하면, a, b, f 사이에는 렌즈의 공식으로부터 다음의 등식이 성립하게 된다.
Figure kpo00001
또한, δ는 다음의 등식과 같이 표시된다.
Figure kpo00002
따라서, δ는 T에 비례한다는 것을 알수가 있다. 만일 원통형 렌즈(11)가 y 축에 대해서 θ 만큼 회전하였을때 부트랙 TS의 상(image)의 y축에 대한 회전각을 α라디안이라한다면, α는 다음등식과 같이 표시된다.
Figure kpo00003
여기에서, α, θ가 충분히 적다고 한다면 (3)식은 다음 등식과 같이 근접해진다.
Figure kpo00004
실례로, f=40(mm), a=20(mm), b=13.3(mm)라 한다면, (a-b)/a는 0.33으로 된다. 따라서, 원통형 렌즈(11)를 xy 평면내에 1° 회전 시킨다면 부트랙 TS의 상은 0.33° 만큼 회전하게 된다.
다음에 원통형 렌즈(11)의 구동 수단의 예에 대해서 제 3 도 및 제 4 도를 참조하여 설명을 한다. 제 3 도 및 제 4 도는 각각 원통형 렌즈(11)의 구동 수단(12)의 종단면도 및 횡단면도를 도시한다. 원통형 렌즈(11)는 Z축 방향으로 확장되는 회전축(13)과 함께 그 주위에 회전하는 레버(14)의 한측에 설치되어 있는 창틀(15)에 부착되어 있다. 참조번호(16)은 회전축(13)이 삽입되어지는 회전축받이 이고, 참조번호(17)은 회전 축받이(16)을 지지하는 베어링이며, 회전축받이(16)는 고정부에 설치된다.
레버(14)의 다른 측면에는 보이스 코일장치(voice coil apparatus ; 18)가 설치된다. 이 보이스코일 장치(18)는 고정부에 설치된 다른 주상 센터 요크(columnar center yoke ; 19)와, 원통형 자석(20)을 통하여 상기 센터 요크의 기저 디스크부(19a)의 원주에 연결된 원통형의 외측 요크(outer yoke ; 21)와, 센서 요오크(19), 자석(20) 및 외측 요크(21)사이에 위치되며 코일(22)이 감겨져 있는 원통형 보빈(cylindrical bobbin ; 23)과, 보빈(23)의 천정부(ceiling portion ; 23a)에 돌출되어 있는 로드형 부분(rod-shaped portion ; 24)이 로드형 부분(24)을 통하여 레버(14)의 다른 측면에 설치된다.
따라서, 구동 전류가 코일(22)를 통하여 흐르게 된다면, 보빈(23)은 그 축방향으로 이동되며 이에 따라 레버(14)가 회전되어, 원통형 렌즈(11)가 회전된다.
회전축(13)으로부터 로드형 부분(24)의 근원(root)까지의 길이를 L, 보빈(23)의 이동거리를 ΔZ이라 하면, 원통형 렌즈(11)의 회전각 θ(라디안)은 θ≒ΔZ/L 을 만족하며 여기에서 상기 작은 미소각이다. L=30(mm), ΔZ=1(mm)라 하면, θ=1.9°로 된다.
또한 이 예에서, 원통형 렌즈(11)가 Z축 주위에 정확히 회전되지 않으나, 회전축(13)이 Z축에 매우 근접하고 있는 경우는, θ가 ±1°정도이내의 미소각이므로, 원통형 렌즈가 Z축의 주위에 근접하게 회전하는 것으로 간주하여도 상관이 없다. 즉, 제 5 도에 도시하는 바와같이, 원통형 렌즈(11)의 평면의 중심(11c)과 회전축(13)의 중심사이의 거리를 ℓ 원통형 렌즈(11)의 회전각을 θ로 하면, 원통형 렌즈(11)의 회전에 의해 야기되는 그 중심의 이동 거리 S는 다음식과 같이 나타나게 되며,
S = ℓ tanθ ……………………………………………………… (5)
ℓ=11(mm), θ=1°라 하면, 이동 거리 S는 0.2mm 정도가 된다.
다음으로, 제 6 도, 제 7 도 및 제 8 도를 참조하여 원통형 렌즈(11) 구동 수단의 다른 예를 설명한다. 제 6 도 및 제 7 도는 원통형 렌즈(11)의 구동 수단(12)의 종단면도 및 그 일부를 도시하는 정면도이고, 제 8 도는 제 7 도의 A-A선상의 단면도이다. 이 구동수단(12)은 1 쌍의 고무 스프링(31, 32)을 통하여 고정부에 부착되고, 그 중앙의 창 구멍(30a)에 원통형 렌즈(11)가 설치되어 있는 디스크 플레이트(30)와, 이 디스크플레이트(30)를 그 중심의 둘레에서 회전 가능하게 안내하는 4 개의 롤러(33)와, 디스크 플레이트(30)의 한 표면상의 주변 가장자리에서 그 일직선에 대해 대칭으로 설치된 코일(34, 35) 및, 코일(34, 35)과 대향하는 자석(37)을 그 내측에 포함하고, 코일(34, 35)을 보유하도록 배치되어진 U자형 단면의 요크(36) (고정부에 설치되어 있음)로 구성된다.
따라서, 코일(34, 35)을 통하여 구동전류를 흐르게 하면, 디스크 플레이트(30)가 회전하게 되고, 그에 따라 원통형 렌즈(11)가 회전된다.
다음으로 제 9 도를 참조하여, 광학식 기록 카드(1)의 부트랙 TS의 라인 센서(10)상에 투영된 상(image)이 라인센서(10)에 대한 방위각 오차( azimuth error)가 있는 경우, 이 방위각 오차를 검출하여 상기 언급된 구동 수단(12)의 코일을 통하여 흐르도록 방위각 오차의 정도에 상응하는 구동 전류를 일으키는 방위각 오차 검출 회로(40)의 한 예에 대해서 설명을 한다.
주행중의 광학 기록 카드(1) 의 부트랙 TS의 일단 및 타단의 라인 센서(10) (별개의 광검출기도 가능할 수 있다)상에 투영된 상(image)으로부터 유도된 헤더 펄스(header pulse ; 제 10a 도 참조) 및 트레일러 펄스(trailor pulse ; 제 10b 도 참조)가 라인 센서(10)에 의해 발생되어, 각각 입력단자(41, 42)를 통하여 그 듀티 비율(duty ratios)이 50%인 펄스를 발생하는 각각의 펄스 정형 회로(43, 44)에 공급된다. 양펄스(제 10c 도, 10d 도 참조)는 논리합 회로(OR ; 45) 및 논리곱(AND ; 46)에 공급된다. 논리합 회로(45) 및 논리곱 회로(46)의 각 출력 펄스는 각각 제 10e 도 및 10g 도에 도시되며 그 각 입상 에지(rising edges)의 시간차가 방위각 오차에 해당한다. 다음에, 논리합 회로(45))로부터의 출력 펄스는 삼각파 발생회로(47)에 공급되어 삼각파로 변환되어진다. 그 삼각파(제 10f 도 참조)는 샘플 홀드 회로(sample and hold circuit ; 49)에 공급되는데 이와동시에, 논리곱 회로(46)의 출력 펄스를 샘플링 펄스 발생회로(48)에 공급하여 얻은 그 입상 에지에 대응하는 샘플링 펄스가 공급되어, 상기 삼각파는 상기 샘플링 펄스의 작용에 의해 샘플된다. 제 10h 도는 샘플홀드 회로(49)의 출력을 도시한다.
이와 동시에, 펄스 정형 회로(43, 44)로부터의 해더 펄스 및 트레일러 펄스를 D형 플립플롭 회로(50)의 D 입력단자 및 클럭 입력단자에 공급하여, 이 회로는 트레일러 펄스의 위상이 헤더 펄스의 위상에 대해 앞서고 있는지 또는 지연하고 있는지에 따라서 포지티브(positive) 또는 네가티브(negative)의 판별 신호를 발생하며, 이 판별신호와 샘플 홀드 회로(49)의 출력이 곱셈기(51)에 공급되어 곱셈되어진다. 따라서, 출력단자(52)로부터 해더 펄스에 대한 트레일러 펄스의 앞서거나 지연된 위상에 일치하는 포지티브, 네가티브의 코드를 가지는 방위각 오차 신호(제 10i 도 참조)가 얻어지게 된다.
따라서, 이같은 방위각 오차신호가 적당한 이득(propergain)으로 증폭되어지고, 상기 언급된 구동 수단(12)의 코일(22) 또는 (34, 35)에 공급된다면, 원통형 렌즈(11)를 그 방위각 오차에 따라 회전시키므로써 그 방위각 오차를 보장할 수가 있다.
이같은 본 발명에 의하면, 광학식 기록 카드 부트랙의 라인센서상에 투영된 상(image) 의 방위각 오차가 원통형 렌즈의 회전에 의해 원활하고 매우 정확하며 신속하게 보정될 수 있는 광학식 기록 카드의 판독장치를 얻을 수 있게 된다.
또한, 원통형 렌즈의 구동수단은 소형, 경량으로 구성될 수 있으므로, 원통형 렌즈가 구동될 때 소비전력이 적으며, 응답이 빠르고, 서보(servo)도 안정해진다.
또한, 원통형 렌즈를 사용하므로써, 라인 센서상에 입사광의 세기(power density)가 커지게 되며, 재생된 신호의 S/N 비가 커지게 된다.

Claims (5)

  1. 광학식 기록 카드의 판독장치에 있어서, 정보가 기록매체의 서로 평행한 다수의 트랙열상에 광학적으로 판독이 가능하도록 기록된 광학식 기록카드(1)의 상기 트랙을 조사(irradiating)하기 위한 광원(4)과, 상기 트랙에서의 반사광에 의해 상기 정보를 판독하기 위한 라인 센서(10)와, 상기 광학식 기록 카드(1) 및 상기 라인 센서(10)간에 배치되고, 회전이 자유롭도록 지지되어진 원통형 렌즈(11)와, 상기 트랙 및 상기 라인 센서(10)간에 발생하는 방위각 오차를 검출하는 방위각 오차 검출 회로(40) 및 상기 방위각 오차검출 회로로부터의 검출 출력에 의해 상기 원통형 렌즈를 회전시키는 구동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학식 기록 카드의 판독 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 방위각 오차 검출 회로(40)는 상기 트랙의 양단에서 헤더 펄스 및 트레일러 펄스를 발생시켜, 상기 헤더 펄스와 트레일러 펄스의 위상차에 의해 방위각 오차의 포지티브 또는 네가티브(positive or negative)의 판별신호를 얻음과 동시에, 상기 헤더 및 상기 트레일러의 각 입상 에지(rising edges)의 시간차에 의해 방위각 오차량을 얻도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광학식 기록 카드의 판독장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 방위각 오차 검출 회로는, 제 1 및 제 2 펄스 정형 회로(43, 44)와, 상기 제 1 및 제 2 펄스 정형 회로의 출력이 공급되는 논리곱 회로(46) 및 논리합 회로(45)와, 상기 논리곱 회로의 출력 신호로 부터 샘플링 펄스를 발생시키는 샘플링 펄스 발생회로(48)와, 상기 논리합 회로의 출력 신호를 삼각파로 변환하는 삼각파 발생회로(47)와, 상기 제 1 및 제 2 펄스 정형 회로로부터의 출력간의 위상차를 검출하는 플립플롭 회로(50) 및, 샘플 홀드 회로의 출력(49)과 상기 플립플롭(50)회로의 출력신호를 곱셈하는 곱셈회로(51)를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학식 기록 카드의 판독 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 구동 수단(12)은, 상기 원통형 렌즈(11)를 회전가능하게 지지하는 부재(rotatable support member ; 30)에 설치되는 코일 수단(34, 35)과, 상기 코일 수단에 대향하도록 요크(36)에 설치된 자석(37)을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학식 기록 카드의 판독 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 지지부재(30)의 형상은 디스크 플레이트이며, 그 디스크 플레이트의 중앙부를 통해 형성되는 창 구멍(30a)에 상기 원통형 렌즈(11)를 설치함과 동시에, 상기 디스크 플레이트의 한 주변 가장자리 표면에 그 한 지름에 대해 대칭응로 상기 코일수단(34, 35)이 설치되어, 상기 디스크 플레이트가 그 주변 둘레에 배치되는 다수의 롤러(33)에 의해 자유롭게 회전되도록 안내되어지는 것을 특징으로 하는 광학식 기록 카드의 판독 장치.
KR1019860700545A 1984-12-10 1985-12-05 광학식 기록 카드의 판독 장치 KR930009739B1 (ko)

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