DE3486252T2

DE3486252T2 - Antriebsanordnung zur Anwendung in einem optischen Plattenspieler oder Aufzeichnungsgerät und Plattenspieler oder Aufzeichnungsgerät mit einer gleichen Anordnung.

Info

Publication number: DE3486252T2
Application number: DE90113259T
Authority: DE
Inventors: Kenjiro Kime
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-03-30
Filing date: 1984-03-27
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2004-03-28
Also published as: DE3484780D1; EP0121857A3; EP0398395B1; HK1005327A1; DE3486252D1; EP0398395A1; EP0121857B1; EP0121857A2; US4566089A

Description

Diese Erfindung betrifft eine Antriebvorrichtung, die für ein Wiedergabe- oder Aufzeichnungsgerät mit optischer Platte, wie z. B. für ein digitales Tonwiedergabegerät mit optischer Platte geeignet ist, um den Ausleselichtpunkt auf der Platte zu steuern und in der Spur zu führen, um ohne mechanischen Kontakt mit der Platte Information aufzuzeichnen oder wiederzugeben.
Im allgemeinen ist es erforderlich, den Ausleselichtpunkt einem detektierten Betrag dreier wechselseitig orthogonaler Abweichungen entsprechend zu steuern und nachzuführen, nämlich entsprechend der Fokussierungsabweichung des Lichtpunkts senkrecht zur Plattenoberfläche, entsprechend der Spurabweichung des Lichtpunkts in einer senkrechten Richtung sowohl zur optischen Achse als auch zur Informationsspur auf der Platte und entsprechend der Zeitachsenabweichung (Jitter) in der Richtung der Informationsspur.
Fig. 1 der beigefügten Zeichnung stellt eine konventionelle Wiedergabevorrichtung mit optischer Platte dar, die eine Fokussteuereinrichtung 21 mit einer Objektivlinse 30 und einer Magnetspule Co für den Antrieb der Linse enthält, wobei beide einer (nicht dargestellten) Platte gegenüberliegen und eine Spursteuerungseinrichtung 22, die einen Reflektionsspiegel 20a und eine Magnetspule Cra für einen Drehantrieb des Spiegels um eine Quer- oder Diametralachse aufweist. Eine Jittersteuereinrichtung 23 mit einem Reflektionsspiegel 20b und einer Magnetspule Crb für einen Drehantrieb des Spiegels 20b ist ebenfalls vorgesehen.
Im Betrieb wird ein von einer (nicht dargestellten) Lichtquelle emittierter Auslesstrahl 11 durch die Spiegel 20b und 20a reflektiert und trifft nach dem Durchgang durch die Linse 30 der Fokussteuerungseinrichtung 21 auf der Informationsspur 24 der Platte auf.
Da sich eine optische Platte mit hoher Geschwindigkeit, wie z. B. mit 1800 Upm dreht, werden Fokus-, Spurführungs-, und Jitterabweichungen durch die Schwingung, Exzentrizität und Ungleichmäßigmäßigkeit der Drehung der Platte erzeugt. Zur Kompensation dieser Abweichungen wird die Objektivlinse 30 in der Richtung des Pfeils G quer zur optischen Achse, der Spiegel 20a in der Richtung Pfeils H quer zu der Informationsspur und der Spiegel 20b in der Richtung des Pfeils I parallel zur Informationsspur gesteuert, so daß der Lichtpunkt die Information auf der Spur präzise auslesen kann. Bei der Ausführung dieser Steuerungen wird die Objektivlinse 30 durch die Spule Co in der Richtung des Pfeils L bewegt oder angetrieben, der Spiegel 20a wird in der Richtung des Pfeils K durch die Spule Cra gedreht, und der Spiegel 20b wird in der Richtung des Pfeils J durch durch Crb gedreht.
Da bei dieser Vorrichtung die Fokus-, Spur-, und Jittersteuereinrichtungen 21, 22 und 23 mechanisch und physikalisch voneinander getrennt sind, ist eine Miniaturisierung schwierig. Zusätzlich ist eine ausreichende Korrektur oder eine Steuerung der Fehlerabweichung erforderlich, wenn der Lichtpunkt, dessen optische Achse schief liegt, in die Objektivlinse 30 eintritt. Da ferner die wechselseitige geometrische und optische Beziehung zwischen dem Lichtstrahl 11 und der Objektivlinse 30 gegenläufig durch die Drehungen der Spiegel 20a, 20b beeinflußt wird, bewegt sich der Lichtstrahl nicht in der richtigen Richtung zur Objektivlinse und demzufolge wird die optische Leistungsfähigkeit der letzteren herabgesetzt.
Ein anderer Typ einer konventionellen Wiedergabevorrichtung mit optischer Platte ist in der GB-2 086 646 und EP-A-0 057 070 dargestellt. In diesen Vorrichtungen werden die verschiedenen Spur- und Fokussteuereinrichtungen kombiniert, um die Miniaturisierung zu erleichtern, jedoch können durch Jitter und andere mechanische und elektrische Effekte verursachte Spurfehler nur durch komplexe elektronische Signalverarbeitungstechniken beseitigt werden.
Das am nächsten kommende Dokument nach dem Stand der Technik EP-A-0 05 70 70, das im Oberbegriff von Anspruch 1 wiedergespiegelt ist, offenbart insbesondere eine Wiedergabegerät mit optischer Platte oder eine andere Vorrichtung, bei der ein Lichtstrahl durch eine Objektivlinse, um dadurch fokussiert zu werden, auf eine Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums gerichtet wird, um eine in einer Spur der Oberfläche aufgezeichnete Information optisch zu lesen, wobei die Objektivlinse ihre Zentralstrahlachse bezüglich der Längsachse eines einen Zylinderkörper bildenden Teils einer beweglichen Vorrichtung, durch die der Lichtstrahl hindurchtritt, verschoben hat. Der zylindrische Körper ist sowohl im Winkel um seine Längsachse, als auch axial relativ zu einem ein Führungslager bildendem Teil einer festen Anordnung verschiebbar, um Spurfehler, bzw. Fokusfehler zu korrigieren. Die feste Vorrichtung enthält ferner ein Magnetfeld, das einen magnetischen Kreis bildet, das die in der beweglichen Anordnung enthalten Spulen durchtritt, um Fokusfehler- bzw. Spurfehlersignale zu empfangen. Anpassungen des zylindrischen Körper zur Reduzierung des Jitters sind nicht beschrieben.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Kombination der Fokus-, Spur- und Jittersteuerung in einer einzigen kompakten Vorrichtung. Diese vermeidet auch zum großen Teil die Notwendigkeit einer elektronischen Jitter- und Zeitachsensteuerung durch den Einsatz neuer Antriebs- und Balancetechniken.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Montageanordnung und Antriebsvorrichtung zu schaffen, die eine leichte Steuerung und Spurführung eines Lichtstrahls eines Wiedergabe- oder Aufnahmegerätes mit optischer Platte mit einem hohen Grad an Genauigkeit ermöglicht.
Inbesondere wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Antriebsvorrichtung zur Steuerung und Spurführung von Lichtstrahlen eines Wiedergabe- oder Aufnahmegerätes mit optischer Platte gelöst, die aufweist:
(a) ein Basisteil;
(b) ein erstes Halteteil, das gleitend und drehbar auf einer sich aus dem Basisteil erstreckenden Welle angeordnet ist
(c) eine optische Einrichtung zum Fokussieren eines darauf gerichteten Lichtstrahls und zum Aussenden des Lichtstrahls als Lichtpunkt;
(d) ein Drehantriebseinrichtung zum Drehen des Halteteils und der optischen Einrichtung um die Welle, um die Spurabweichungen des Lichtpunkts transversal zu einer Informationsspur auf einer Speicherplatte zu korrigieren;
(e) eine Schiebeantriebseinrichtung, um das Halteteil und die optische Einrichtung auf der Welle gleitend zu verschieben, um Fokusabweichungen des Lichtstrahls bezüglich der Informationsspur zu korrigieren;
gekennzeichnet durch:
(f) die optische Einrichtung, die auf dem Halteteil gelagert und bezüglich der Welle auf einer Seite des Halteteils angeordnet ist.
(g) die Balanceeinrichtung, die auf der gegenüberliegenden Seite des Halteteils bezüglich der Welle angeordnet ist, um das Halteteil mit einem hohen Maß an Präzision auszubalancieren
Für ein besseres Verständnis der Erfindung und um darzustellen, wie diese ausgeführt werden kann, wird jetzt mittels eines Beispiels Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen, von denen:
Fig. 1 eine Konzeptansicht einer konventionellen Steuer/- Antriebs-Vorrichtung ist;
Fig. 2 ein Draufsicht auf eine Ausführungsform der dreidimensionalen Steuer/Antriebs-Vorrichtung der EP 0 121 857 B1 ist;
Fig. 3 eine Seitenansicht von Fig. 2 ist;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Teils von Fig. 2 ist;
Fig. 5 eine Teilquerschnittsansicht ist, die die Beziehung zwischen einer Welle und einem Lager von Fig. 2 darstellt;
Fig. 6 eine Schnittperspektive ist, die eine Lagereinrichtung und eine Antriebseinrichtung für eine Objektivlinse von Fig. 2 darstellt;
Fig. 7 eine Seitenschnittansicht ist, die die Betriebsweise der Objektivlinse von Fig. 2 darstellt;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 9 eine Draufsicht ist, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung von EP 0 121 857 B1 darstellt;
Fig. 10 eine Querschnittansicht an der Linie X-X in Fig. 9 ist;
Fig. 11 ein Schnittsperspektive von Fig. 9 ist; und
Fig. 12 eine perspektivische Teilansicht von Fig. 9 ist.
Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, ist ein zylindrisches Lager 2 im zentralen Bereich eines im allgemeinen rechteckigen Halters 1 angeordnet, der zwei das Lager flankierende konkave Vertiefungen 1a und 1b und kreisförmige Endflächen aufweist. Eine Welle 3 ist wie in Fig. 3 dargestellt auf einer Basis 4 befestigt und steht innerhalb des Lagers 2 mit einer Toleranz von einigen um bis einigen zehn um nach oben, um ein freies Rotieren und Gleiten zu ermöglichen. Die Oberflächen des Lagers und/oder der Welle sind mit einem Kunstoff wie Teflon mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten beschichtet. Eine erste Spule 5 für die Fokussteuerung ist um die Außenseite des rechteckig geformten Halters 1 gewickelt. Zweite Spulen 6a, 6b, 6c und 6d für die Spursteuerung sind an jeder Ecke des Halters über der Spule 5 angebracht. Erste Permanetmagnete 7a und 7b mit gekrümmten Innenflächen für die Fokus- und Spursteuerung sind an den Enden der Basis 4 flankierend zu den ersten und zweiten Spulen angebracht. Zweite Permamentmagnete 8a und 8b für die Jittersteuerung sind in der Vertiefung 1a angeordnet.
Ein Halter 9 für die Objektivlinse 30 ist zwischen den Jittersteuermagneten angebracht, und dritte Spulen 10a, 10b für die Jittersteuerung sind um den Halter auf beiden Seiten der Objektivlinse gewickelt. Der Halter 9 ist, wie in Fig. 5 dargestellt, zwischen den Enden eines Paars paralleler aus Phosphorbronze hergestellter Blatthaltefedern 13a, 13b befestigt.
Der Halter 1 und die Basis 4 haben entsprechende Löcher 14a, 14b (Fig. 5) durch die der Lichtstahl 11 tritt; er wird durch die Objektivlinse zu einem Lichtpunkt 12 fokussiert. Der Halter 1 wird von der auf der Basis 4 befestigten Welle 3 gelagert und kann sowohl in der Richtung des Pfeils F rotieren, als auch in der Richtung des Pfeils E gleiten.
Der Halter 1, das Lager 2, die Welle 3, die zweiten Spulen 6a bis 6d und die ersten Permanentmagnete 7a, 7b bilden eine Drehantriebseinrichtung, durch die der Linsenhalter 9 und die Objektivlinse 30 gedreht werden können, um jegliche Spurabweichung des Ausleselichtpunkts 12 zu korrigieren.
Der Halter 1, das Lager 2, die Welle 3, die erste Spule 5 und die ersten Permanentmagnete 7a, 7b bilden eine Verschiebeantriebseinrichtung, zum Verschieben der Linse 30 in der Richtung der optischen Achse, um jegliche Fokusabweichung des Ausleselichtpunkts 12 zu korrigieren.
Die Haltefedern 13a, 13b, die dritten Spulen 10a, 10b und die zweiten Permanentmagnete 8a, 8b bilden eine parallele Antriebseinrichtung zur Verschiebung der Linse 30 in der Richtung der Informationsspur (Pfeil A in Fig. 6), um jegliche Jitterabweichung zu korrigieren.
Wenn im Betrieb eine Spurabweichung des Lichtpunkts 12 senkrecht sowohl zu optischen Achse als auch zur Informationsspur detektiert wird, dann wird ein Strom mit entsprechender Polarität, proportional zur detektierten Abweichung in die Spulen 6a bis 6d eingespeist, um den Halter 1 um die Welle 3 in der Richtung des Pfeils F im Zusammenwirken mit den Magneten 7a, 7b zu drehen, um auf diese Weise eine derartige Spurabweichung zu korrigieren.
In ähnlicher Weise wird bei der Detektion einer Fokusabweichung ein Strom mit entsprechender Polarität und proportional zur Abweichung in die Spule 5 eingespeist, um den Halter 1 und damit die Linse 30 in der Richtung des Pfeils E im Zusammenwirken mit den Magneten 7a, 7b anzutreiben, um dadurch ein derartige Fokusabweichung zu korrigieren.
Die Objektivlinse 30 wird somit sowohl in der durch Pfeil E in Fig. 3 dargestellten Fokussteuerungsrichtung, als auch in der durch Pfeil B in Fig. 2 dargestellten Drehsteuerungsrichtung angetrieben und gesteuert.
Wenn eine Zeitachsen- oder Jitterabweichung in der Richtung der Informationsspur detektiert wird, dann wird ein Strom mit entsprechender Polarität und proportional zur Abweichung in die Spulen 10a, 10b eingespeist, um den Linsenhalter 9 und die Objektivlinse 30 in der Richtung des Pfeils A in den Fig. 6 und 7. im Zusammenwirken mit den Magneten 8a, 8b anzutreiben, um dadurch einen derartigen Jitter zu korrigieren.
Die Einrichtungen zur Detektion der drei Abweichungen und zur Erzeugung der entsprechenden Spulenkorrektursignale zur Antwort darauf sind nicht dargestellt, da sie voll und ganz konventionell und für Fachleute offensichtlich sind.
Im Vorstehenden wird angenommen, daß die Informationsspur parallel zu der Längsachse des Halters 1 verläuft, sie könnte aber auch transversal dazu verlaufen, wobei dann Pfeil A die Spurkorrekturrichtung und Pfeil B die Jitterrichtung repräsentieren würde.
Beim dreiachsigen Betrieb dieser Ausführungsform ist die Objektivlinse 30 in der Richtung von Pfeil A durch Biegen der parallelen Haltefedern 13a, 13b, wie in Fig. 7 dargestellt, bewegbar, während die optische Achse im wesentlichen zu der des Lichtstrahls 11 parallel gehalten wird und letztere immer im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der (nicht gezeigten Platte) gehalten wird.
Da der Abstand oder der Raum zwischen den Magneten 7a, 7b und den Spulen 5, 6a, 6b, 6c, 6d und zwischen den Magneten 8a, 8b und den Spulen 10a, 10b immer im wesentlichen kostant ist, kann der Linsenhalter 9 stabil verschoben werden, um die Abweichungskorrekturen durch symmetrische und in hohem Maße ausbalancierte Antriebskräfte zu implementieren. Um die Vorrichtung mit einem hohen Maß an Präzision unter Verwendung kleiner Antriebskräfte zu betreiben, können leichtgewichtige Plastikmagnete für die an dem Halter 1 befestigten Magnete 8a, 8b eingesetzt werden. Um diese zu miniaturisieren, ist es wünschenswert, daß die Objektivlinse 30 klein und leichtgewichtig ist, und demzufolge wäre eine Plastik- oder Fresnellinse geeignet.
Ein Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 8 dargestellt, wobei ein Gegen- oder Balancegewicht 40 in der Vertiefung 1b des Halters 1 angeordnet ist und flexible Teile 50a, 50b, die aus Metall- oder Gummifedern bestehen, zwischen der Seite des Halters 1 und der Basis 4 angeordnet sind, um Rückstellkräfte in den Spur-, Jitter- und Fokusrichtungen zu erzeugen. Aufgrund des Gewichts 40 kann der Halter 1 um die Welle 3 mit einem höheren Maß an Balancepräzision rotieren als wie in den Fig. 1 bis 7.
Ein andere Ausführungsform der Erfindung von EP 0 121 857 B1 ist in den Fig. 9 bis 12 dargestellt, deren Struktur im wesentlichen ähnlich zu der vorstehend detailliert Beschriebenen ist, so daß dieselben Bezugszeichen zur Bezeichnung derselben oder gleichwertiger Merkmale verwendet werden. In dieser Ausführungsform enthält eine kastenförmige Basis 4 erste darin befestigte Permanentmagnete 7a, 7b und weist fünf Wände einschließlich einer Bodenwand 4a mit einem Loch 14a und Seitenwänden 4b, 4c, 4d, 4e auf. Der Halter 1 besitzt nur eine Vertiefung 1a, in der die optische Einrichtung angeordnet ist. Von den vier Seitenoberflächen 1c bis 1f sind die Endenoberfläche 1c, 1e kreisförmig gekrümmt, um sich an die innere gekrümmte Oberfläche der Magnete 7a, 7b, ähnlich zu den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 8, anzupassen.
Der Halter 1 ist wiederum drehbar und verschiebbar durch eine Welle 3 und ein Lager 2 gelagert, deren obere Enden sich unterhalb der Bodenfläche des Linsenhalters 9 befinden. Zweite Permanentmagnet 8a, 8b sind an den oberen zentralen Seitenwänden 4b, 4d der Basis angebracht. Die Spule 10 ist um den zentralen Bereich des Linsenhalters 9 gewickelt, der zwei hervorstehende Endbereiche mit symmetrisch ausgeformten Löchern 9a und 9b aufweist. Elastische Rückstellfedern 50a, 50b (Fig. 12) können mit ihren einen Enden mit der Bodenwand 4a der Basis und mit den Oberkanten der Halterwände 1d, 1f mit ihren anderen Enden verbunden werden, um die Neutralpunkte der Halterbefestigung innerhalb der Basis in den Dreh- und Auf/Ab-Richtungen zu bilden.
Die Betriebsweise dieser Ausführungsform ist ähnlich zu denen der Fig. 1 bis 8 und bietet ein verbessertes mechanisches Gleichgewicht und leichteres Gewicht.
In den vorstehenden Ausführungsformen wurden Wiedergabegeräte mit optischen Platten offenbart, diese Erfindung ist jedoch in gleicher Weise auf ein Aufzeichnungsgerät mit optischer Platte anwendbar.

Claims

1. Antriebsvorrichtung zur Steuerung und Spurführung eines Lichtstrahls eines Wiedergabe- oder Aufnahmegerätes mit optischer Platte, die aufweist:

(a) ein Basisteil (4);

(b) ein erstes Halteteil (1), das gleitend und drehbar auf einer sich aus dem Basisteil erstreckenden Welle (3) angeordnet ist

(c) eine optische Einrichtung (30) zum Fokussieren eines darauf gerichteten Lichtstrahls (11) und zum Aussenden des Lichtstrahls als Lichtpunkt (12);

(d) ein Drehantriebseinrichtung (6a bis 6d; 7a,7b)) zum Drehen des Halteteils (1) und der optischen Einrichtung (30) um die Welle (3), um die Spurabweichungen des Lichtpunkts (12) transversal zu einer Informationsspur auf einer Speicherplatte zu korrigieren;

(e) eine Schiebeantriebseinrichtung (5, 7a, 7b), um das Halteteil und die optische Einrichtung auf der Welle zu verschieben, um Fokusabweichungen des Lichtpunkts bezüglich der Informationsspur zu korrigieren;

gekennzeichnet durch:

(f) die optische Einrichtung (30), die auf dem Halteteil (1) gelagert und bezüglich der Welle (3) auf der einen Seite des Halteteils (1) angeordnet ist.

(g) eine Balanceeinrichtung (40), die auf der gegenüberliegenden Seite des Halteteils (1) bezüglich der Welle (3) angeordnet ist, um das Halteteil (1) mit einem hohen Maß an Präzision auszubalancieren.

2. Antriebvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Halteteil (1) zwei Vertiefungen (1a, 1b) aufweist, die symmetrisch in gegenüberliegenden Hälften davon angeordnet sind, wobei die Balanceeinrichtung (40) in der einen Vertiefung und die optische Einrichtung (30) in der anderen Vertiefung angeordnet ist.

3. Antriebvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die ferner eine Rückstelleinrichtung (50a, 50b) aufweist, um Rückstellkräfte zu erzeugen und um das Halteteil (1) in den Spur- und Fokusrichtungen zu halten, wobei die Rückstelleinrichtung zwischen dem Halteteil (1) und dem Basisteil (4) angeordnet ist.

4. Antriebvorrichtung nach Anspruch 3, bei der ein Ende der Rückstelleinrichtung (50a, 50b) auf dem äußeren Bereich des Halteteils (1) und das andere Ende der Rückstelleinrichtung auf dem Basisteil (4) befestigt ist.

5. Antriebvorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Befestigungsteil ein Bereich des Basisteils (4) ist.

6. Antriebvorrichtung nach einem der Anspruch 1 bis 4, bei der die Drehantriebseinrichtung (6a bis 6d; 7a, 7b) und die Schiebeantriebseinrichtung (5, 7a, 7b) an dem Halteteil (1) angebracht sind.

7. Antriebvorrichtung nach einem der Anspruch 1 bis 6, bei der das Halteteil (1) im wesentlichen eine rechteckige Form aufweist.

8. Antriebvorrichtung nach Anspruch 1, beim der die Spulen (5; 6a bis 6d) der Schiebeantriebseinrichtung und der Drehantriebseinrichtung in einem magnetischen Feld der Permanentmagnete (7a, 7b) angeordnet sind.