DE2760265C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abtastvorrichtung zum Abtasten von Aufzeichnungsspuren in einer Aufzeichnungs­ fläche einer rotierenden optischen Platte mittels eines Strahlenbündels mit:

• - einem Gestell,
• - einem Objektiv mit Linsensystem zum Fokussieren des Strahlenbündels zu einem Abtastflecken in einer Fokussierfläche,
• - einer Fokussierlagerung, die Fokussierbewegungen des Objektivs ermöglicht parallel dessen optischer Achse,
• - elektrischen Fokussierservomittel, die schnelle Fokussierbewegungen des Objektivs innerhalb jeder Umdrehung der Platte in seiner Fokussierlagerung herbei­ führen,
• - einer Spurfolgevorrichtung, um mit dem Abtastfleck Abweichungen senkrecht zur Aufzeichnungsspur in der Aufzeichnungsfläche zu folgen, mit einem in einer Spur­ folgelagerung gelagerten bewegbaren optischen Teil und mit elektrischen Spurfolgeservomitteln, die schnelle Spurfolgebewegungen des optischen Teiles innerhalb jeder Umdrehung der Platte herbeiführen,

wobei für das Linsensystem eine Kombination aus zwei einzelnen Lagervorrichtungen vorgesehen ist, wobei eine erste Lagervorrichtung insbesondere für das Bewegen des Linsensystems längs der optischen Achse und eine zweite Lagervorrichtung insbesondere für das Bewegen des Linsensystems in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse dienen, wobei eine dieser Lager­ vorrichtungen zwischen einem beweglichen Träger und dem Gestell und die andere zwischen dem Träger und dem Linsen­ system angeordnet ist, wobei die zwei Lagervorrichtungen über den Träger miteinander verbunden sind, so daß das Linsensystem und folglich auch der Strahlungsflecken schnelle Fokussierbewegungen und schnelle Spurfolge­ bewegungen gleichzeitig durchführen können, wobei wenigstens eine der zwei Lagervorrichtungen gerade, flache, parallele, federnde Blattfedern aufweist mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende und wobei das erste Ende mit dem Träger und das zweite Ende mit einem anderen Teil der Abtastvorrichtung verbunden ist.

Bewegungen längs der Achse des Linsensystems werden verwendet, um die Abtastflecken auf die Abtastebene fokussiert zu halten. Bewegungen des Abtastfleckens senkrecht zu der optischen Achse können notwendig sein, um den Abtastflecken genau auf die Spur in der Abtastebene zu halten oder um Zeitfehler zu korrigieren.

Eine solche Abtastvorrichtung ist in einer Reihe von Artikeln, der Zeitschrift "Philips Technical Review", Heft 33, 1973, Nr. 7, Seiten 178-193, beschrieben.

Die Abtastvorrichtung hat elektrisch steuerbare Bewe­ gungsmittel zum Steuern der Fokussierbewegungen mit einem Dauermagnetkreis. Zu diesem gehört ein mit einer Zentralöffnung versehener, axial magnetisierter Dauer­ magnet mit Weicheisenschließplatten auf den beiden axialen Enden sowie ein hohler zylinderförmiger Weich­ eisenkern in der zentralen Öffnung. Eine zylinder­ förmige, koaxial um den Weicheisenkern angeordnete Spule ist mit dem Objektiv ortsfest verbunden und in einem ringförmigen Luftspalt um den Weicheisenkern be­ weglich. Die Lagerung des ausschließlich axial beweg­ lichen Objektivs erfolgt mit Hilfe von einer Anzahl von Blattfedern, die je mit ihrem einen Ende mit dem Objektiv und mit dem anderen Ende mit dem Gestell ver­ bunden sind, wodurch eine beschränkte Bewegungsmöglich­ keit des Objektivs in axialer Richtung entsteht, aber Bewegungen in radialer Richtung im wesentlichen ver­ mieden werden.

Zum Abspielen einer lichtoptisch abgetasteten Platte ist es notwendig, daß der äußerst kleine, von dem Objektiv auf die Platte geworfene Abtastflecken der Aufzeichnungsspur ständig in axialer und radialer Richtung und manchmal auch in tangentialer Richtung folgt. Schwingungen in radialer Richtung der Spur treten durch Unregelmäßigkeiten in dem Aufzeichnungs­ verfahren und infolge axialer und radialer Bewegungen, die die Platte während ihrer Drehung macht, auf. Außer einer Lagerung zum Fokussieren sind folglich auch noch weitere Vorkehrungen notwendig zur Verfolgung der Spur auf der Platte. Dies kann mit Hilfe eines beweglichen Spiegels erfolgen, der in dem Strahlungs­ weg eines Laserbündels angeordnet ist. Der Spiegel ist unter dem Einfluß eines Regelsignals, das mit der Ab­ weichung des Abtastfleckens gegenüber der Spur auf der Platte zusammenhängt, steuerbar. Derartige Spiegel können den Laserstrahl über einen geringen Winkel ab­ weichen lassen, so daß das Objektiv imstande sein muß, auch Laserstrahlen zu verarbeiten und zu fokussieren, die nicht genau durch die optische Achse des Objektivs verlaufen, vielmehr exzentrisch und geneigt dazu sein können. Dies erfordert ein Linsensystem, das über ein gewisses Feld um die optische Achse herum eine gute Qualität aufweist. Beim bekannten Objektiv ist um die optische Achse ein kreisrundes Feld mit einem Durch­ messer von etwa 400 µm erforderlich. Der Einfluß der Exzentrizität und der Neigung kann durch Anordnung von mehr Linsen korrigiert werden. Dadurch wird der Aufbau aufwendiger.

Für ein Linsensystem, das einen Laserstrahl auf einen Ausleseflecken mit einem Durchmesser von etwa 0,9 µm fokussiert, ist die Verwirklichung eines derart be­ messenen Feldes eine hohe optische Anforderung, die man vermeiden möchte.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine optische Abtastvor­ richtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, wobei an das Linsensystem des Objektivs weniger hohe An­ forderungen gestellt zu werden brauchen, insbesondere in bezug auf die Abmessungen des Feldes.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale ge­ löst. Dabei ist für das Linsensystem eine Kombination aus zwei einzelnen Lagervorrichtungen vorgesehen, wobei eine erste Lagervorrichtung insbesondere für das Bewegen des Linsensystems längs der optischen Achse und eine zweite Lagervorrichtung insbesondere für das Bewegen des Linsensystems in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse dienen, wobei eine dieser Lagervorrichtungen zwischen einem beweglichen Träger und dem Gestell und die andere zwischen dem Träger und dem Linsensystem angeordnet ist, wobei die zwei Lagervorrichtungen über den Träger miteinander verbunden sind, so daß das Linsensystem und folglich auch der Strahlungsflecken schnelle Fokussierbewe­ gungen und schnelle Spurfolgebewegungen gleichzeitig durchführen kann, wobei wenigstens eine der zwei Lagervorrichtungen gerade, flache, axial versetzte, parallele, federnde Blattfedern aufweist mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende und wobei das erste Ende mit dem Träger und das zweite Ende mit einem anderen Teil der Abtastvorrichtung verbunden ist, so daß während der Bewegung der Linie, die die ersten Enden der Blattfedern verbindet, parallel zu der Linie, die die zweiten Enden der Blattfedern verbindet, bewegt, und zwar in einer Richtung senkrecht zu der flachen Oberfläche der Blattfedern.

Bei einer derartigen Abtastvorrichtung ist mit Hilfe der elektrisch steuerbaren Bewegungsmittel dafür ge­ sorgt, daß die optische Achse des Objektivs immer der Aufzeichnungsspur folgt. Die Folge ist, daß ein ge­ ringeres Feld erforderlich ist mit beispielsweise statt eines Durchmessers von 400 µm einem Durch­ messer von etwa 100 µm. Eine derartige Abmessung des Feldes bleibt wegen Toleranzen und Spielraum dennoch immer notwendig. Der Gestehungspreis des Objektivs wird dadurch auf zweierlei Weise günstig beeinflußt. Zum einen können die optischen Spezifikationen niedriger werden, zum anderen können auch die Anforderungen, die an das genaue Ausrichten der Linsen in dem Linsensystem gestellt werden, verringert werden, sei es dann wieder auf Kosten eines Teils des verfügbaren Feldes. Es ist mit Hilfe der Erfindung außerdem möglich, zu einem gedrängteren Zusammenbau der zum Abtasten eines Aufzeich­ nungsträgers erforderlichen Mittel zu gelangen, weil ein Spiegel überflüssig wird.

Das Vorsehen einer Blattfederlagerung hat den an sich bekannten Vorteil, daß die Lagerung spielfrei und hysteresefrei ist. Wichtig ist dabei, daß gemäß der Erfin­ dung die Blattfedern nur in der gewünschten Bewegungsrich­ tung der einen Lagerung nachgiebig sind, aber steif sind in der Bewegungsrichtung der anderen Lagerung. Dadurch werden Übersprecherscheinungen zwischen den zwei Servo­ systemen vorgebeugt.

In dem älteren DE-Patent 26 45 326 ist eine Lesevorrich­ tung unter Schutz gestellt, bei der ein Objektiv mit elektrischen Spurfolgemitteln versehen ist, die aus einer radialen Platte bestehen, an der Flachspulen befestigt sind. Über Federmittel ist an dem Objektivträger eine Tauchspule abgehängt, die nur axial bewegbar ist. Mit dieser Vorrichtung ist durch Bewegung des Linsensystems in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen eine Fokussierung und eine Spurfolgung möglich. Nicht vorgesehen ist dabei aber eine Schwenklagerung für die Spurfolgebewegung.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, daß beide Lagervorrichtungen gerade, flache, axial versetzte Blattfedern aufweisen, wobei die Blattfedern der einen Lagervorrichtung steif sind in der Bewegungsrichtung der anderen Lagervorrich­ tung. Beide Lagerungen sind in dieser Ausführungsform spiel- und hysteresefrei und, obwohl sie beide Blattfedern besitzen, beeinflussen sie sich einander dennoch nicht.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß die erste Lagervorrichtung (zur Fokussierung) parallele Blattfedern und die zweite Lagervorrichtung (zur Spurfolge) gleiche, kreuzweise in einem Abstand voneinander liegende Blattfedern enthält. Außer einem hysteresefreien Betrieb führt der Einbau von kreuzweise angeordneten Blattfedern zu geringen Abmessungen der Vorrichtung. Kreuzweise arbeitende Blattfedern sind im übrigen handelsübliche Bauelemente und bedürfen keiner besonderen Entwicklung.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Abtastvorrichtung, wobei das Objektiv um eine Schwenkachse parallel zur optischen Achse schwenkbar und die Fokussierlagerung sowie die Spurfolgelagerung mit Hilfe von Blattfedern ausgebildet ist,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht der Abtastvorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3.

Die Fig. 1 bis 4 beziehen sich auf eine Abtastvor­ richtung, bei der ein Objektiv 91 schwenkbar um eine Schwenkachse 92 parallel zu der optischen Achse 93 des Objektivs angeordnet ist. Ein beweglicher Träger, insbesondere Objektivträger 94, ist mittels einer Fokussierlagervorrichtung 95 mit einem Rahmen 99 ver­ bunden. Die Fokussierlagerungsvorrichtung 95 besteht aus zwei Blattfedern 96, die mit Hilfe von Schrauben 97 und Klemmplatten 98 parallel zueinander angeordnet sind. Der Rahmen 99 besteht aus einer Basisplatte 100, auf der ein Träger 101 mit Bolzen 102 befestigt ist.

Ein Spurfolgelagervorrichtung 103 verbindet das Objektiv 91 beweglich mit dem Objektivträger 94 und besteht aus vier gleichen Blattfedern 104, die kreuzweise in einem Abstand voneinander liegen. Die Blattfedern 104 sind mit jeweils einem Ende mit dem Objektivträger 94 und jeweils dem anderen Ende mit dem Objektiv 91 verklebt.

Es sind elektrisch steuerbare Fokussiermittel 105 vorgesehen, die aus einem axial magnetisierten Dauer­ magneten 106, der mit dem Rahmen 99 verklebt ist, und einer ringförmigen Fokussierspule 107, die konzentrisch um den genannten Magneten angeordnet und mit dem Objektivträger 94 verklebt ist, bestehen. Der Magnet sowie die Spule liegen koaxial zu dem Objektiv 91, und in dem Magneten 106 ist ein Loch 108 zum Hindurch­ führen eines Strahlungsbündels gebildet, welches Bündel von einer nicht dargestellten ortsfesten Strahlungsquelle erhalten wird. Weitere elektrisch steuerbare Spurfolgemittel 109 bestehen aus einem Gefüge aus zwei zylinderförmigen, axial magnetisierten Dauermagneten 110, die mit dem Objektivträger 94 verbunden sind, welche Magneten mit ihren Enden gleicher Polarität aneinander befestigt sind, und aus einer ringförmigen Spule 111, die konzentrisch um dieses Gefüge angeordnet und mit dem Objektiv 91 verbunden ist. Die Achse 112 dieser Spurfolgemittel kreuzt die optische Achse 93 des Objektivs 91 in einem gewissen Abstand und gegenüber der Schwenkachse 92 der Spurfolgelagervorrichtung 103.

Zum Befestigen der zwei Dauermagneten 110 auf dem Objektivträger 94 ist dieser Träger mit zwei Ösen 113 versehen. Die zwei Magneten haben ein Loch, durch das ein Bolzen 114 hindurchgeführt wird, der die Magneten zwischen den Ösen 113 klemmt.

Die Spule 111 ist in einer Halterung 115 festgeklebt, die mit einer Schleife 116 verlötet ist, in der das Objektiv 91 befestigt ist. Die Blattfedern 104 sind über diese Schleife mit dem Objektiv verbunden.

Die beiden federnden Lagervorrichtungen haben eine große Stabilität in der Richtung, in der sie sich nicht bewegen sollen. Die Folge ist eine genaue Lage der optischen Achse. Unerwünschte Drehbewegungen des Objektivs werden auf effektive Weise vermieden.

Claims (4)

1. Optische Abtastvorrichtung zum Abtasten von Aufzeich­ nungsspuren in einer Aufzeichnungsfläche einer rotierenden optischen Platte mittels eines Strahlenbündels mit:

• - einem Gestell,
• - einem Objektiv mit Linsensystem zum Fokussieren des Strahlenbündels zu einem Abtastflecken in einer Fokussierfläche,
• - einer Fokussierlagerung, die Fokussierbewegungen des Objektivs ermöglicht parallel dessen optischer Achse,
• - elektrischen Fokussierservomitteln, die schnelle Fokussierbewegungen des Objektivs innerhalb jeder Umdrehung der Platte in seiner Fokussierlagerung herbei­ führen,
• - einer Spurfolgevorrichtung, um mit dem Abtastfleck Abweichungen senkrecht zur Aufzeichnungsspur in der Aufzeichnungsfläche zu folgen, mit einem in einer Spur­ folgelagerung gelagerten bewegbaren optischen Teil und mit elektrischen Spurfolgeservormitteln, die schnelle Spurfolgebewegungen des optischen Teiles innerhalb jeder Umdrehung der Platte herbeiführen,

wobei für das Linsensystem eine Kombination aus zwei einzelnen Lagervorrichtungen vorgesehen ist, wobei eine erste Lagervorrichtung insbesondere für das Bewegen des Linsensystems längs der optischen Achse und eine zweite Lagervorrichtung insbesondere für das Bewegen des Linsen­ systems in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse dienen, wobei eine dieser Lagervorrichtun­ gen zwischen einem beweglichen Träger und dem Gestell und die andere zwischen dem Träger und dem Linsensystem ange­ ordnet ist, wobei die zwei Lagervorrichtungen über den Träger miteinander verbunden sind, so daß das Linsensystem und folglich auch der Strahlungsflecken schnelle Fokussierbewegungen und schnelle Spurfolgebewegungen gleichzeitig durchführen können, wobei wenigstens eine der zwei Lagervorrichtungen gerade, flache, parallele, federnde Blattfedern aufweist mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende und wobei das erste Ende mit dem Träger und das zweite Ende mit einem anderen Teil der Abtast­ vorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung asymmetrisch ausgebildet ist und axial versetzt übereinander angeord­ nete Blattfedern aufweist, so daß während der Bewegung die Linie, die die ersten Enden der Blattfedern verbindet, parallel zu der Linie, die die zweiten Enden der Blatt­ federn verbindet, bewegt wird, und zwar in einer Richtung senkrecht zu der flachen Oberfläche der Blattfedern.

2. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Lagervorrichtungen gerade, flache, axial versetzte Blattfedern aufweisen, wobei die Blattfedern der einen Lagervorrichtung steif sind in der Bewegungsrichtung der anderen Lagervorrichtung.

3. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lagervorrichtung (zur Fokussierung) parallele Blattfedern (96) und die zweite Lagervorrichtung (zur Spurfolge) gleiche, kreuzweise in einem Abstand voneinander liegende Blattfedern (104) enthält.