CH621426A5

CH621426A5 -

Info

Publication number: CH621426A5
Application number: CH578277A
Authority: CH
Inventors: Antonius Adrianus Marius Alem; Lieuwe Boonstra; Francois Dirk Dekker; Johannes Theodorus A Veerdonk
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1976-05-12
Filing date: 1977-05-09
Publication date: 1981-01-30
Also published as: NL176315C; NL7605043A; HK16181A; JPS52138903A; SE7705334L; DE2719082A1; SE411264B; NO150859B; PL115307B1; AR219292A1; JPS5836414B2; BR7702984A; CA1094683A; DK201577A; NL176315B; JPH0514334B2; AU506108B2; NO150859C; FR2351468A1; JPH0322656B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Abtastvorrichtung zum Abtasten von Aufzeichnungsspuren in einer Aufzeichnungsfläche eines Aufzeichnungsträgers mit Hilfe eines von einer Strahlungsquelle herrührenden Strahlungsbündels, insbesondere zum Abtasten von Video und/oder Audio-Aufzeich- , (l nungsspuren in einer reflektierenden Aufzeichnungsfläche einer sich drehenden Video- und/oder Audioplatte mit Hilfe eines Lichtbündels, mit einem Gestell, einem Objektiv mit einem Linsensystem und einer optischen Achse, zum Konzentrieren des Strahlungsbündels zu einem Abtastflecken in einer Fokus- 15 sierfläche, einer Fokussieriagerung, die Fokussierbewegungen des Objektivs gegenüber dem Gestell in einer Richtung ermöglicht, die im wesentlichen mit der optischen Achse zusammenfällt, damit mit der Fokussierfläche etwaigen Abweichungen von einer ungefähren Lage der Aufzeichnungsfläche des Auf- 20 Zeichnungsträgers in einer Richtung senkrecht zur Aufzeichnungsfläche gefolgt werden kann, und elektrisch steuerbaren Fokussiermitteln, die auf elektrischem Wege Fokussierbewegungen des Objektivs bewirken und steuern.

Eine derartige optische Abtastvorrichtung zum Gebrauch in 25 einem Videoplattenspieler ist bekannt. In einigen zusammenhängenden Artikeln in bezug auf das Philips- VLP-Videoplat-tensystem in der Zeitschrift «Philips Technische Rundschau», 33,1973, Nr. 7 Seiten 190-205, wird eine Abtastvorrichtung beschrieben, wobei die genannten elektrisch steuerbaren Fokus- 30 siermittel zum Steuern der Fokussierbewegungen einen Dauermagnetkreis umfassen mit einem mit einer Zentralöffnung versehenen axial magnetisierten Dauermagneten mit Weicheisen-schliessplatten auf den beiden axialen Enden sowie mit einem zylinderförmigen hohlen Weicheisenkern in der zentralen öff- 35 nung. Eine zylinderförmige koaxial um den Weicheisenkern angeordnete Spulenkonstruktion ist mit dem Objektiv fest verbunden und ist in einem ringförmigen Luftspalt um den Weicheisenkern beweglich. Die Fokussieriagerung des Objektivs erfolgt mit Hilfe einer Anzahl Blattfedern, die je mit ihrem 40 einen Ende mit dem Objektiv und mit dem anderen Ende mit dem Gestell verbunden sind, wodurch eine beschränkte Bewegungsmöglichkeit des Objektivs in axialer Richtung entsteht, Bewegungen in radialer Richtung jedoch im wesentlichen vermieden werden. 45

Zum Abspielen einer Videoplatte ist es notwendig, dass ausser Mitteln um das Strahlungsbündel auf die Aufzeichnungsspur zu fokussieren zugleich Mittel vorhanden sind, um mit Hilfe des sehr kleinen vom Objektiv auf die Platte geworfenen Abtastfleckens der Spur ständig in radialer Richtung zu folgen. 50 Schwingungen in radialer Richtung der Spur treten infolge von Unregelmässigkeiten im Aufzeichnungsverfahren und infolge axialer und radialer Bewegungen, die die Platte während ihrer Drehung macht, auf. Ausser einer Fokussieriagerung zum Fokussieren sind Vorkehrungen notwendig zur Verfolgung der 55 Spur der Platte. Dies kann beispielsweise erfolgen, wie dies auch in der bereits genannten Zeitschrift angegeben ist, mit Hilfe eines beweglichen Spiegels, der in den Strahlungsweg eines Laserbündels gestellt worden ist. Der Spiegel ist unter dem Einfluss eines Regelsignals, das mit der Abweichung des 00

Abtastfleckens gegenüber der Spur auf der Platte zusammenhängt, steuerbar. Derartige Spiegel können den Laserstrahl über einen geringen Winkel abweichen lassen, so dass das Objektiv imstande sein muss, auch Laserstrahlen zu verarbeiten und zu fokussieren, die nicht genau entsprechend der optischen 65 Achse in das Objektiv eintreffen und ausserdem einigermassen exzentrisch sein können. Dies erfordert ein Linsensystem, das über ein gewisses «Feld» eine gute Qualität aufweist. Beim genannten bekannten Objektiv ist ein kreisrundes Feld mit einem Durchmesser von ungefähr 400 (im erforderlich.

Für ein Linsensystem, das einen Laserstrahl zu einem Ausleseflecken mit einem Durchmesser von etwa 0,9 [xm fokussieren muss, ist die Verwirklichung eines derart bemessenen Feldes eine hohe optische Anforderung. Die Erfindung bezweckt nun, eine optische Abtastvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, wobei an das Linsensystem des Objektivs wenige hohe Anforderungen gestellt zu werden brauchen, (insbesondere in bezug auf die Abmessungen des Feldes) und die abhängig von der Ausführungsform auch noch andere Vorteile bietet. Die Erfindung weist dazu das Kennzeichen auf, dass die Abtastvorrichtung zusätzlich die nachfolgenden Teile enthält: eine Spurfolgelagerung, die Spurfolgebewegungen des Objektivs gegenüber dem Gestell ermöglicht, um mit dem Abtastflecken etwaigen Abweichungen von einer ungefähren Lage der Aufzeichnungsspur in einer Richtung senkrecht zur Aufzeichnungsspur und in der Aufzeichnungsfläche liegend folgen zu können, und elektrisch steuerbare Spurfolgemittel, die auf elektrischem Wege Spurfolgebewegungen des Objektivs bewirken und steuern.

Bei einer erfindungsgemässen Abtastvorrichtung kann in bezug auf die genannten elektrisch steuerbaren Spurfolgemittel dafür gesorgt werden, dass die optische Achse des Objektivs immer der Aufzeichnungsspur folgt. Die Folge ist, dass ein geringeres Feld notwendig ist mit beispielsweise statt eines Durchmessers von 400 (im einem Durchmesser von etwa 100 [«n. Eine derartige Abmessung des Feldes bleibt wegen Toleranzen und Spielraum dennoch immer notwendig. Der Gestehungspreis des Objektivs wird dadurch auf zweierlei Weise günstig beeinflusst. An erster Stelle können die optischen Anforderungen niedriger werden; an zweiter Stelle können auch die Anforderungen, die an das genaue Ausrichten der Linsen im Linsensystem gestellt werden, verringert werden, sei es dann wieder auf Kosten eines Teils des verfügbaren Feldes.

Es ist mit Hilfe der Erfindung möglich, zu einem gedrängteren Zusammenbau der zum Abtasten eines Aufzeichnungsträgers erforderlichen Mittel zu gelangen und zwar mit Hilfe einer Ausführungsform, die das Kennzeichen aufweist, dass ausser dem Linsensystem auch andere im Strahlungsweg des Strahlungsbündels notwendige optische Elemente und/oder strahlungsempfindliche elektronische Elemente im Objektiv eingebaut sind. Es ist dabei möglich, beispielsweise wenn eine Strahlungsquelle geringer Leistung und geringer Masse (wie eine Laserdiode) ausreicht, auch die Strahlungsquelle selbst im Objektiv einzubauen. Bei einer Strahlungsquelle grösserer Leistung und grösserer Masse (wie ein Gaslaser) kann eine Ausführungsform verwendet werden, bei der die Strahlungsquelle sich ausserhalb des Objektivs befindet und ein drahtförmiger biegsamer Strahlungsleiter mit einem der Enden mit dem Objektiv verbunden und mit dem anderen Ende in dem Strahlungsbündel der Strahlungsquelle angeordnet ist. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass obschon sich die Strahlungsquelle ausserhalb des Objektivs befindet und mit den ortsfesten Teilen des Videoplattenspielers oder eines ähnlichen Gerätes ortsfest verbunden sein kann, dennoch kein beweglicher und über einen Regelkreis elektrisch gesteuerter Spiegel notwendig ist und dass weiter die Lage des Strahlenbündels gegenüber dem Linsensystem unveränderlich ist. Dies führt zu minimalen Anforderungen in bezug auf das erforderliche Feld des Linsensystems. Der Lichtleiter dient in diesem Fall als biegsame Verbindung zwischen dem Objektiv und der Strahlungsquelle. Moderne Lichtleiter aus Glas oder Stoff können einen hohen Wirkungsgrad bei einer ausreichenden Flexibilität haben, um zu gewährleisten, dass keine unerwünschten Kräfte auf das bewegliche Objektiv ausgeübt werden.

Bei den letzten zwei Ausführungsformen ist es in Anbetracht des langen schmalen Aufbaus, den das Objektiv im

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allgemeinen aufweisen wird, schwierig, eine geeignete Lösung zu finden für das Auffangen des vom Aufzeichnungsträger zurückgeworfenen Strahlungsbündels und zum Ausrichten desselben auf die üblichen strahlungsempfindlichen elektrischen Elemente. Mit Vorteil kann eine Ausführungsform verwendet 5 werden, bei der im Objektiv und ausserhalb des Teils des Strahlungsweges zwischen der Strahlungsquelle und dem Linsensystem eine oder mehrere reflektierende Oberflächen vorhanden sind zum reflektieren (beispielsweise in der Querrichtung) des reflektierten Strahlungsbündels. Dabei wird mit Vor- ° 10 teil, in Anbetracht des im allgemeinen geringen verfügbaren Raumes, eine Ausführungsform verwendet werden können, die das Kennzeichen aufweist, dass die reflektierende(n) Oberfläche^) zu der Oberfläche eines einzigen Spiegels gehört (gehören) der mit einem strahlungsdurchlässigen Teil (beispielsweise 15 einem Loch) das dem zum Linsensystem gerichteten Teil des Strahlungsbündels hindurch lässt, versehen ist.

Für die konstruktive Ausbildung einer erfindungsgemässen Abtastvorrichtung ist eine Ausführungsform von Bedeutung, die das Kennzeichen aufweist, dass die Fokussieriagerung aus 20 einer Parallelführung besteht und dass die Spurfolgelagerung aus einer Schwenklagerung besteht, die eine beschränkte Schwenkbewegung des Objektivs gegenüber dem Gestell um die Schwenkachse quer zur optischen Achse erlaubt.

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Bei dieser Ausführungsform folgt die optische Achse des Objektivs den Lagenabweichungen der Spur durch Schwenkungen des ganzen Objektivs. Selbstverständlich wird eine geeignete Stelle der Schwenkachse gewählt werden müssen. Wo die geeignetste Stelle liegen wird, ist von dem Entwurf des Gerätes, 3Q in dem die Abtastvorrichtung ihre Rolle spielen muss, abhängig. Es dürfte jedoch einleuchten, dass es keinen Sinn hat, die Schwenkachse in der Hauptebene des Linsensystems zu wählen. Wie aus der theoretischen Optik bekannt ist, wird unter der Hauptebene eine Ebene verstanden, in der eine imaginäre 35 einfache Linse gedacht werden kann, die dieselben Eigenschaften aufweist wie das wirkliche Linsensystem. Beschränkte Schwenkungen des Linsensystems um eine Schwenkachse in der Hauptebene führen nicht zu Bewegungen des Abtastfleckens.

Wie bereits erwähnt, ist eine Abtastvorrichtung bekannt, bei 40 der die elektrisch steuerbaren Fokussiermittel die Fokussierbewegungen des Objektivs steuern mit einem Dauermagnetkreis der einen mit einer zentralen Öffnung versehenen axial magnetisierten Doppelmagneten und Weicheisenschliessplatten auf den beiden axialen Enden, sowie einen hohlen zylinderförmigen 45 Weicheisenkern besitzt, der in der zentralen Öffnung angeordnet ist ; und mit einer zylinderförmigen mit dem Objektiv fest verbundenen und koaxial um den Weicheisenkern angeordneten Spulenkonstruktion, die in einem ringförmigen Luftspalt um den Weicheisenkern axial beweglich ist. Dabei ist eine Ausfüh- 50 rungsform von Vorteil mit dem Kennzeichen, dass die Fokus-sierlagerung aus einer Gleitlagerung besteht, die eine erste mit dem Gestell verbundene Lagerbüchse sowie eine mit dem Objektiv verbundene und gegenüber der ersten Lagerbüchse bewegliche zweite Lagerbüchse aufweist und dass die erste 55 Lagerbüchse mittels der Spurfolgelagerung mit dem Gestell schwenkbar verbunden ist und die genannte Spulenkonstruktion zwei auf beiden Seiten der Schwenkachse symmetrisch angeordnete Spurfolgespulen umfasst. Vorzugsweise wird dabei in Hinblick auf einen hohen Wirkungsgrad der Spulenkonstruktion 60 eine Ausführungsform angewandt, die das Kennzeichen aufweist, dass zwischen jeder der beiden Weicheisenschliessplatten und dem zylinderförmigen Weicheisenkern ein ringförmiger Luftspalt vorhanden ist und dass bei jeder Spurfolgespule ein Teil der Windungen in einem Luftspalt und ein anderer Teil der ft5 Windungen im anderen Luftspalt liegt, derart, dass die genannten Teile der Windungen einen gleich gerichteten Beitrag zu einem elektrisch erzeugten Schwenkmoment liefern.

Eine andere Schwenkart des Objektivs ist mit einer Ausführungsform der Erfindung möglich, die das Kennzeichen aufweist, dass die Fokussieriagerung aus einer Parallelführung und die Spurfolgelagerung aus einer Schwenklagerung besteht, die eine beschränkte Schwenkbewegung des Objektivs gegenüber dem Gestell um eine Schwenkachse parallel zu und in einigem Abstand von der optischen Achse ermöglicht. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, wie auch in der Zeichnung dargestellt wird, eine Abtastvorrichtung zu verwirklichen, bei der die Strahlungsquelle mit dem Gestell ortsfest verbunden ist und das Fokussieren und Befolgen der Spur ausschliesslich durch die Bewegungen des Objektivs ohne Hilfe anderer optischer Elemente bzw. eines Lichtleiters erfolgen.

Eine günstige und konstruktiv einfache Ausführungsform wird erhalten, wenn die Vorrichtung einen beweglichen Objek-tivträger umfasst, die Fokussieriagerung den Objektivträger mit dem Gestell beweglich verbindet und die Spurfolgelagerung das Objektiv mit dem Objektivträger beweglich verbindet.

Insbesondere wenn an die Bandbreite der Abtastvorrichtung keine allzuhohen Anforderungen gestellt werden, beispielsweise wenn die Vorrichtung zum Abtasten von Ton-Aufzeichnungsspuren von einer optisch auslesbaren Schallplatte dient, kann mit Vorteil eine Ausführungsform verwendet werden, bei der die Fokussieriagerung aus einer Anzahl gleicher und paralleler in einem Abstand voneinander angeordneter Blattfedern besteht, deren eines Ende mit dem Gestell und deren anderes Ende mit dem Objektivträger verbunden ist und wobei weiter die Spurfolgelagerung aus einer Anzahl gleicher und kreuzweise in einem Abstand voneinander angeordneter Blattfedern besteht, deren eines Ende mit dem Objektivträger und deren anderes Ende mit dem Objektiv verbunden ist. Diese Massnahmen führen zu einem einfachen robusten Aufbau, der keiner Wartung bedarf. Zur Vermeidung unnötigen Energieverlustes und unnötiger parasitärer Resonanzen ist es günstig, wenn die elektrisch steuerbaren Fokussiermittel aus einem mit dem Gestell verbundenen zylinderförmigen axial magnetisierten Dauermagneten bestehen sowie einer konzentrisch um denselben angeordneten mit dem Objektivträger verbundenen ringförmigen Fokussierspule, die beide koaxial zum Objektiv angeordnet sind.

Ein hoher Wirkungsgrad der elektrischen Spurfolgemittel ist möglich bei einer Ausführungsform, die das Kennzeichen aufweist, dass die elektrisch steuerbaren Spurfolgemittel aus einem mit dem Objektivträger verbundenen Gefüge aus zwei zylinderförmigen axial magnetisierten Dauermagneten bestehen, die mit ihren Enden gleicher Polarität gegeneinander angeordnet sind sowie aus einer konzentrisch um dieses Gefüge angeordneten mit dem Objektiv verbundenen ringförmigen Spule, und dass die Mittellinie dieser Spurfolgemittel die optische Achse des Objektivs in gewissem Abstand und gegenüber der Schwenkachse der Spurfolgelagerung kreuzt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teils eines Videoplattenspielers, in dem eine erfindungsgemässe optische Abtastvorrichtung verwendet worden ist,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Abtastvorrichtung, wobei das Objektiv um eine Schwenkachse senkrecht zur optischen Achse schwenkbar und in einer verschiebbaren Lagerbüchse gelagert ist,

Fig. 3 eine Draufsicht mit einer teilweise abgenommenen Abdeckung der Abtastvorrichtung nach Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil der Abtastvorrichtung nach Fig. 2,

Fig. 5 einen Schnitt zur Erläuterung des Prinzips einer ähnlichen Abtastvorrichtung, wobei jedoch das Objektiv in

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einer Lagerbuchse verschiebbar und diese ihrerseits mit dem näher beschrieben, da sie für die Erfindung nicht von Bedeu-

Gestell schwenkbar verbunden ist, tung sind ; zur Information in bezug auf brauchbare Techniken

Fig. 6 eine schaubildliche Darstellung der Form sowie der zur Fokussierung und radialen Befolgung sei jedoch auf den

Lage gegenüber der Schwenkachse zweier Spurfolgespuren zur obenstehend genannten Zeitschriftartikel verwiesen.

Steuerung der Schwenkbewegungen der Abtastvorrichtung 5 Im Objektiv 3 sind alle optischen Elemente sowie die elek-

nach Fig. 5, tronischen strahlungsempfindlichen Elemente, die zum Detek-

Fig. 7 einen Schnitt durch eine Abtastvorrichtung, wobei das tieren der Lage des Abtastfleckens und zum Abtasten der in der

Objektiv um eine Schwenkachse parallel zur optischen Achse Schicht 8 vorhandenen Video- und Audioinformation notwen-

schwenkbar und die Fokussieriagerung sowie die Spurfolgelage- dig sind, untergebracht. Das Objektiv 3 und das Gestell 2

rung mit Hilfe von Blattfedern ausgebildet ist, l o weisen miteinander zusammenarbeitende elektromagnetische

Fig. 8 einen Schnitt gemäss der Linie VIII-VIII in Fig. 7, Fokussier- und Spurfolgemittel zum elektrisch steuerbaren Hin-

Fig. 9 eine Draufsicht der Abtastvorrichtung nach Fig. 7, und Herbewegen und Schwenken des Objektivs auf. Die elek-

Fig. 10 einen Schnitt gemäss der Linie X-X in Fig. 9. trischen Verbindungen mit den elektronischen Elementen im

In Fig. 1 ist eine optische Abtastvorrichtung mit dem allge- Objektiv und mit den genannten elektromagnetischen Mitteln meinen Bezugszeichen ì_ bezeichnet. Diese Vorrichtung enthält 15 werden über einen Mehrpolstecker 23 an elektronische Kreise ein Gestell 2, worunterälle nicht mit einem Objektiv 3 mitbe- angeschlossen, die im Videoplattenspieler vorhanden und in der wegenden Teile der Vorrichtung begriffen werden. Die Abtast- Zeichnung auf symbolische Weise als Kasten 24 dargestellt sind.

Vorrichtung bildet einen Teil eines Videoplattenspielers, der Über einen mehradrigen elektrischen Leiter 25 und einen zum Abspielen einer Videoplatte 4 geeignet ist, die auf eine Mehrpolstecker 26 ist der Stecker 23 mit dem Kasten 24

drehbare Spindel 5 gelegt worden ist. Die Videoplatte besteht 20 verbunden. Auch der Motor 11 ist über einen elektrischen aus einem transparenten Teil 6 sowie einer Abdeckschicht 7 Leiter 27 und die Stecker 28 und 29 zur Speisung und Steuerung

(die nicht transparent zu sein braucht), zwischen denen sich eine mit dem Kasten 24 verbunden. Steuerung des Motors 11

Aufzeichnungsfläche mit einer äusserst dünnen reflektierenden braucht nicht derart zu sein, dass die Fokussierfolgevorrichtung

Schicht 8 befindet, auf der die Videoinformation in Form klei- 1 ständig mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, die der mittle-

ner Vertiefungen und/oder Erhöhungen angeordnet ist. Das 25 ren Teilung der Spur auf der Videoplatte 4 entspricht. Es ist

Gestell 2 der Abtastvorrichtung ist auf einer Basisplatte 9 des auch möglich, die Fokussierfolgevorrichtung schrittweise fortzu-

Videospielers verschiebbar angeordnet. Das Gestell 2 ist in bewegen, wobei während der Zeit, wo sie stillsteht, die Befol-

einem Schlitz 1 mit Hilfe eines Elektromotors 11 verschiebbar, gung der Spur mittels der Schwenkbewegung des Objektivs 3

der über zwei Kegelzahnräder 12 und 13, welches letztere erfolgt.

Innengewinde aufweist, eine Gewindestange verschiebt. Die 30 Fig. 2 zeigt die Art und Weise, wie eine Abtastvorrichtung

Aufzeichnungsspur befindet sich spiralförmig auf der Video- aufgebaut sein kann. Das Gestell dieser Abtastvorrichtung platte 4, wobei der Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden besteht aus einem axial magnetisierten ringförmigen Dauerma-

Windungen der Spirale sehr nahe beieinander liegen und zwar gneten 30, zwei auf beiden Seiten des Magneten angeordneten in einem Abstand in der Grössenordnung von einigen [im. Weicheisenschliessplatten 31 und 32 an den beiden axialen

35 Enden, sowie einem hohlen zylinderförmigen Weicheisenkern Mit Hilfe eines Gaslasers 15 wird ein kräftiges Strahlungs- 33, der in der Zentralöffnung 34 des Dauermagneten angeord-bündel erzeugt, das über einen Strahlungsleiter 16 der Unter- net ist. Zwischen der oberen Schliessplatte 32 und dem Kern 33 seite des Objektivs 3 zugeführt wird. Derartige Strahlungsleiter gibt es einen ringförmigen Luftspalt 35. Darin ist eine zylindersind in der Optik allgemein bekannt, sie bestehen aus einem förmige mit dem Objektiv 36 ortsfest verbundene und koaxial transparenten Kern, der von einem transparenten Mantel aus 40 um den Weicheisenkern 33 vorgesehene Spulenkonstruktion 37 einem Material mit einer anderen Brechzahl als der Kern umge- beweglich. Diese ist mit einer mit dem Objektiv in Richtung der ben ist, wodurch einmal im Kern vorhandene Strahlung nicht optischen Achse 38 beweglichen Lagerbuchse 39 verbunden, durch den Mantel austreten kann. Der aus dem Objektiv her- die zusammen mit einer ortsfest mit dem Gestell verbundenen austretende Teil des Strahlungsbündels ist in der Zeichnung Büchse 40 zur Parallelführung des Objektivs 1 dient und die dargestellt und mit dem Bezugszeichen 17 bezeichnet. Eine der 45 Fokussieriagerung bildet.

Aufgaben der Abtastvorrichtung ist es, diesen Teil des Strah- Über der Schliessplatte 32 befindet sich ein Kunststoffdek-

lungsbündels auf die Schicht 8 zu fokussieren, mit anderen kel 41, auf dem eine Gummimanschette 42 befestigt ist. Diese

Worten dafür zu sorgen, dass die Fokussierfläche des Objektivs Manschette ist mit einer Anzahl konzentrischer Falten 43 und und die Aufzeichnungsfläche beim Abspielen der Platte mög- 44 versehen und mit dem Objektiv 36 verbunden. Durch die liehst zusammenfallen. Dazu ist das Objektiv in Richtung der 50 Form der Manschette werden Bewegungen in Richtung der optischen Achse hin- und herbeweglich. Dies ist nun in der optischen Achse 38 sowie geringfügige Schwenkbewegungen

Zeichnung auf symbolische Weise durch einen Doppelpfeil mit nur in geringem Masse behindert.

dem Bezugszeichen 18 angegeben. Das Objektiv ist ausserdem Um die Spulenkonstruktion 37 ist eine ringförmige Scheibe um eine Achse senkrecht zur Zeichenebene schwenkbar, welche 45 angeordnet, die an zwei einander gegenüberliegenden Sei-

Schwenkbewegung durch den gekrümmten Doppelpfeil 19 dar- 55 ten, siehe auch Fig. 3, örtlich Einkerbungen 46 aufweist. Diese gestellt ist. Diese Schwenkbewegung dient dazu, den Abtast- arbeiten mit örtlich vorhandenen Rücken 47 der Kappe 41

flecken 20 des Strahlungsbündels 17 ständig auf die Aufzeich- zusammen, wodurch vermieden wird, dass das Objektiv 36

nungsspur der Videoplatte gerichtet zu halten. Bei Drehung der zusammen mit der Lagerbuchse 39 als Ganzes um die optische

Videoplatte werden infolge Unregelmässigkeiten im Lauf der Achse 38 drehen kann.

Spur auf der Platte sowie infolge Exzentrizität der Zentralöff- 60 Das Objektiv ist gegenüber der Lagerbuchse 39 um eine nung 21 und der Spindel 5 Schwingungen der Spur in einer Schwenkachse 48 schwenkbar. Dazu ist eine Schwenklagerung Richtung quer zur Drehungsachse 22 der Spindel 5 auftreten. vorhanden, die zwei Lagerstifte 49 umfasst sowie zwei Lager-Diese Schwingungen werden meistens als «Radialschwingun- büchsen 50. Zur Steuerung der Schwenkbewegungen des gen» bezeichnet, während die Befolgung mit dem Ausleseflek- Objektivs sind auf der Unterseite zwei ringförmige Spurfolgeken 20 dieser Schwingungen meistens als «Radiales Befolgen» 65 spulen 51 mit Hilfe von Unterstützungen 52 auf dem Boden 53 bezeichnet wird. Wegen der Fokussierung und der radialen des Objektivs angeordnet, siehe auch Fig. 4. Die Spulen 51 sind Befolgung ist das Objektiv 3 in zwei Regelkreise aufgenommen, je mit Spielraum um zwei zylinderförmige axial magnetisierte Diese werden im Rahmen der vorliegenden Patentschrift nicht Dauermagneten 54 und 55 angeordnet. Die Pole dieser Dauer

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magneten befinden sich an ihren Enden. Sie sind mit gleichna- Lagerbuchse 82. Die Lagerbuchse 81 ist mit Hilfe zweier Lager-

migen Polen aufeinander zugewandt und gegeneinander ange- stifte 83 mit dem Kern 77 fest verbunden. Diese Lagerstifte sind ordnet ; ihr anderes Ende ist in einem Weicheisenring 56 gef asst. im Kern 77 befestigt, während zwei Lagerbuchsen 84, die in der

Durch diese Montageart entsteht an der Stelle, wo die gleichna- Lagerbuchse 81 befestigt sind, auf den Stiften schwenkbar sind,

migen Pole der Magnete 54 und 55 angeordnet sind, ein radial 5 in der dargestellten Ausführungsform ist die Lagerbuchse 82,

gerichtetes Polmagnetfeld, so dass bei Erregung der Spulen 51 wie bereits erwähnt, mit dem Objektiv 72 fest verbunden und in diese eine Kraft entsprechend der Achse der zylinderförmigen der Lagerbuchse 81 verschiebbar. Es ist selbstverständlich auch

Magneten erfahren. Die Stromrichtung bestimmt die Schwenk- möglich, die Aussenwand des Objektivs 72 selbst als Teil des richtung. Gleitlagers zu verwenden.

Im Boden 53 ist mit Hilfe eines Schraubdeckels 57 und eines 10 Der grosse Vorteil der Konstruktion nach Fig. 5 ist, dass das verformbaren Kunststoffringes 58 ein Lichtleiter 59 klemmend Objektiv 72 in Richtung der optischen Achse 85 sowie für die befestigt. Dieser ist in der Mitte des Bodens 53 angeordnet und Spurfolgebewegung und die Schwenkachse 86 mit Hilfe nur richtet ein Strahlungsbündel über die optische Achse 38 zum eines einzigen elektromagnetischen Systems beweglich ist,

anderen Ende des Objektivs 36. Dort befindet sich ein Linsen- wobei der Dauermagnet 73 eine doppelte Funktion hat. Im system, das aus einer einzigen asphärischen Linse 60 besteht, 15 Vergleich zu der Ausführungsform nach Fig. 2 ist dadurch die in die mit Hilfe einer Schraubkappe 61 in einer Linsenfassung 62 Richtung der optischen Achse 85 zu bewegende Masse geringer,

angeordnet ist. Ausser dieser Linse befinden sich noch eine Die Spulenkonstruktion 78 ist mit zwei symmetrisch auf beiden

Anzahl anderer optischer Elemente im Objektiv, und zwar eine Seiten der Schwenkachse 86, siehe auch Fig. 6, angeordnete

X/4-Platte 63, ein Wollaston-Prisma 64 sowie ein mit einer Spulen 87 versehen, die zur Fokussierung sowie zur Spurfolgung Öffnung 65 versehener Spiegel 66. Letzterer ist mit einer reflek- 20 dienen. Mit Hilfe einer Montageplatte 88, siehe Fig. 5, auf der tierenden Oberfläche 67 versehen. Weiter befindet sich im der zylinderförmige Weicheisenkern 77 befestigt ist, ist eine

Objektiv noch eine das aus dem Lichtleiter 59 austretende Konstruktion geschaffen, wobei zwischen jeder der Schliessplat-

Strahlungsbündel zur Hälfte abdeckende Blendenplatte 68 ten 75 und 76 und dem Kern 77 ein ringförmiger Luftspalt sowie zwei strahlungsempfindliche Dioden 69 und 70, die zur entsteht und zwar die Luftspalte 79 und 80. Damit kann ein

Umwandlung einer Lichtbündelmodulation in hochfrequente 25 hoher Wirkungsgrad der elektromagnetischen Mittel zur axialen

Video- und Audioinformation und Information in bezug auf die Bewegung und zur Schwenkung des Objektivs 73 erhalten

Lage der Fokussierungsfläche gegenüber der Aufzeichnungsflä- werden. Von jeder Spule 87 verläuft ein Teil 89 der Windungen,

che dienen. siehe Fig. 6, im Luftspalt 79 und ein anderer Teil 90 im

Die elektrischen Verbindungen der Spuren 51, der Dioden Luftspalt 80. Diese Teile 89 und 90 liegen derart, dass sie einen

69,70 und der Spule 37 sind in der Zeichnung nicht dargestellt. 30 gleichgerichteten Beitrag zum elektrisch erzeugten Moment um

Vorzugsweise werden jedoch die Verbindungsdrähte der Spule die Schwenkachse 86 liefern.

51 und der Dioden 69 und 70 nach oben und in der Nähe der

Lagerstifte 49 durch die Wand der Lagerbuchse 39 geführt Die elektromagnetischen Kräfte, die auf die Teile 89 und 90

werden, so dass sie an Montagestiften 71 (siehe Fig. 3) die im der Spulen 87 ausgeübt werden, verlaufen axial. Fokussierbe-

Deckel 41 angeordnet sind, befestigt werden können. 35 wegungen können durchgeführt werden, wenn die Stromrich-

Die im Objektiv 36 vorhandenen Elemente und die Dioden tun8en durch die entsprechenden Teile 89 und 90 der beiden

69,70 sowie die Blendenplatte 68 bilden zusammen eine Vor- SPulen derart Sewählt werden, dass die axialen Kräfte gleich richtung zum Auslesen optischer Information, über welches gerichtet und gleich gross sind. Wird davon abgewichen, so

Thema sich eingehende Information in der offengelegten nie- entsteht eine Schwenkbewegung des Objektivs, die zur Spurfol-

derländischen Patentanmeldung 7 401 470 finden lässt, welche 40 §unS benutzt werden kann.

Anmeldung in diesem Zusammenhang, als einen Teil der vorlie- Die FiS"7 bis 10 beziehen sich auf eine Abtastvorrichtung,

genden Anmeldung bildend, betrachtet wird. Darin wird auch wobel em Objektiv 91 um eine Schwenkachse 92 parallel zur beschrieben, auf welche Weise die automatische Fokussierung optischen Achse 93 des Objektivs schwenkbar ist. Ein bewegli-

des Objektivs 36 erfolgt. Zur automatischen Spurbefolgung cber Objektivträger 94 ist mittels einer Fokussieriagerung 95,

wird ein System angewandt, wie dies in der niederländischen 45 die aus zwe' Parallel zueinander angeordneten Blattfedern 96

ausgelegten Patentanmeldung 7 401 470 gegeben worden ist. besteht und mit Hilfe von Schrauben 97 und der Klemmplatten

Bei diesem System wird eine vorsätzlich durchgeführte periodi- ^ m|t einem Gestell 99 verbunden ist. Dieses Gestell besteht sehe Schwingung mit geringer Amplitude der Informationsspur aus einer Basisplatte 100, auf der eine Unterstützung 101 mit auf dem Aufzeichnungsträger angewandt, was zur Folge hat, Bolzen 102 befestigt ist.

dass ein Signal geringer Amplitude der Lichtbündelmodulation 50 Die Spurfolgelagerung 103 verbindet das Objektiv 91

überlagert wird. Dieses überlagerte Signal enthält Information beweglich mit dem Objektivträger 94 und besteht aus vier in bezug auf die Lage des Abtastfleckens gegenüber der Auf- gleichen und kreuzweise in gewissem Abstand voneinander zeichnungsspur. angeordneten Blattfedern 104, deren eines Ende durch Verlei-Bei der Abtastvorrichtung nach Fig. 5 ist das Objektiv durch men mit dem Objektivträger 94 und deren anderes Ende eben-

das Bezugszeichen 72 bezeichnet. Der Dauermagnetkreis ent- 55 falls durch Verleimen mit dem Objektiv 91 verbunden ist.

hält einen axial magnetisierten Dauermagneten 73 mit einer Die elektrisch steuerbaren Fokussiermittel 105 bestehen aus

Zentralöffnung 74 und zwei Weicheisenschliessplatten 75 und einem mit dem Gestell 99 durch Verleimen verbundenen axial

76 auf den beiden axialen Enden. Ein hohler Weicheisenkern magnetisierten Dauermagneten 106 und einer konzentrisch um

77 ist in der Zentralöffnung 74 angeordnet. Am Objektiv 72 ist denselben und durch Verleimen mit dem Objektivträger 94 eine zylinderförmige und koaxial um den Weicheisenkern 77 60 verbundenen ringförmigen Fokussierspule 107. Diese sind angeordnete Spulenkonstruktion 78 befestigt, die im ringförmi- beide koaxial zum Objektiv 91 angeordnet und der Magnet 106 gen Luftspalt 79 zwischen der Schliessplatte 75 und dem Kern ist mit einem Loch 108 versehen zum Hindurchlassen eines von 77 axial beweglich ist sowie ein zweiter ringförmiger Luftspalt einer nicht dargestellten ortsfest angeordneten Strahlungsquelle 80 zwischen der Schliessplatte 76 und dem Kern 77. Die Fokus- herrührenden Strahlungsbündels. Die elektrisch steuerbaren sierlagerung ist eine Gleitlagerung zur parallelen Führung des 65 Spurfolgemittel 109 bestehen aus einem mit dem Objektivträ-Objektivs 72 und umfasst eine erste mit dem Gestell verbun- ger 94 verbundenen Gefüge aus zwei zylinderförmigen axial dene Lagerbuchse 81 und eine mit dem Objektiv verbundene magnetisierten Dauermagneten 110, deren Enden gleicher und gegenüber der Lagerbuchse 81 axial bewegliche zweite Polarität gegeneinander angeordnet sind sowie einer konzen-

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trisch um dieses Gefüge angeordneten und mit dem Objektiv 91 verbundenen ringförmigen Spule 111. Die Mittellinie 112 dieser Spurfolgemittel kreuzt die optische Achse 93 des Objektivs 91 im Abstand und ist dabei auf der von der Schwenkachse 92 der Spurfolgelagerung 103 abgekehrten Seite des Objektivs gelegen.

Zur Befestigung der beiden Dauermagneten 110 auf dem Objektivträger 94 ist letzterer mit zwei Nasen 113 versehen.

Die beiden Magnete weisen eine Bohrung auf, durch die ein Bolzen 114 gesteckt ist, der die Magneten zwischen den Nasen 113 klemmt.

Die Spule 111 ist in einem Halter 115 festgeleimt, der mit einer Buchse 116 verlötet ist, in der das Objektiv 91 eingeschraubt worden ist. Die Blattfedern 104 sind über diese Buchse mit dem Objektiv verbunden.

C

8 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Optische Vorrichtung zum Abtasten von Aufzeichnungsspuren in einer Aufzeichnungsfläche eines Aufzeichnungsträgers mit Hilfe eines von einer Strahlungsquelle herrührenden Strahlungsbündels, insbesondere zum Abtasten von Video-und/oder Audio-Aufzeichnungsspuren in einer reflektierenden Aufzeichnungsfläche einer sich drehenden Video- und/oder Audioplatte mit Hilfe eines Lichtbündels, mit einem Gestell, einem Objektiv mit Linsensystem und optischer Achse zum Konzentrieren des Strahlungsbündels zu einem Abtastflecken in einer Fokussierfläche, einer Fokussieriagerung (39,40), die Fokussierbewegungen des Objektivs gegenüber dem Gestell in einer Richtung ermöglicht, die im wesentlichen mit der optischen Achse zusammenfällt, damit mit der Fokussierfläche etwaigen Abweichungen von einer ungefähren Lage der Aufzeichnungsfläche des Aufzeichnungsträgers in einer Richtung senkrecht zur Aufzeichnungsfläche gefolgt werden kann, und elektrisch steuerbaren Fokussiermitteln, die auf elektrischem Wege Fokussierbewegungen des Objektivs bewirken und steuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastvorrichtung zusätzlich die nachfolgenden Teile aufweist:

- eine Spurfolgelagerung, die Spurfolgebewegungen (19) des Objektivs (3) gegenüber dem Gestell (2) ermöglicht, um mit dem Abtastflecken (20) etwaigen Abweichungen von einer ungefähren Lage der Aufzeichnungsspur in einer Richtung senkrecht zur Aufzeichnungsspur und in der Aufzeichnungsfläche liegend folgen zu können und

- elektrisch steuerbare Spurfolgemittel, die auf elektrischem Wege Spurfolgebewegungen des Objektivs bewirken und steuern.
2. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ausser dem Linsensystem auch andere im Strahlungsweg des Strahlungsbündels vorhandene optische Elemente und/oder strahlungsempfindliche elektronische Elemente im Objektiv eingebaut sind.
3. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Strahlungsquelle selbst im Objektiv eingebaut ist.
4. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (15) sich ausserhalb des Objektivs (3) befindet und ein drahtförmiger biegsamer Strahlungsleiter (16) mit einem der Enden mit dem Objektiv (3) verbunden und mit dem anderen Ende im Strahlungsbündel der Strahlungsquelle angeordnet ist (Fig. 1).
5. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Objektiv (36) und ausserhalb desjenigen Teils des Strahlungsweges, der zwischen der Strahlungsquelle und dem Linsensystem (60) liegt, eine oder mehrere reflektierende Oberflächen (67) zum Reflektieren auf eines oder mehrere strahlungsempfindliche elektronische Elemente (69,70) von (eines) mittels eines Aufzeichnungsträgers reflektierten modulierten Teilen (Teiles) des Strahlungsbündels vorhanden sind (Fig. 2).
6. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende(n) Oberfläche(n) (67) zu der Oberfläche eines einzigen Spiegels (66) gehört (gehören), der mit einem strahlungsdurchlässigen Teil (65) das den zum Linsensystem (60) gerichteten Teil des Strahlungsbündels hindurch lässt, versehen ist (Fig. 2).
7. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussieriagerung aus einer Parallelführung besteht und die Spurfolgelagerung aus einer Schwenklagerung, die eine beschränkte Schwenkbewegung des Objektivs gegenüber dem Gestell um eine Schwenkachse quer zur optischen Achse erlaubt, besteht.
8. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die elektrisch steuerbaren Fokussiermittel, die auf elektrischem Wege die Fokussierbewegungen des Objektivs steuern, mit einem Dauermagnetkreis versehen sind, der einen mit einer Zentralöffnung versehenen axial magnetisierten Dauermagneten und Weicheisenschliessplatten auf den beiden axialen Enden, sowie einen hohlen zylinderförmigen Weicheisenkern 5 besitzt, der in der Zentralöffnung angeordnet ist, und mit einer zylinderförmigen, mit dem Objektiv fest verbundenen und koaxial um den Weicheisenkern angeordneten Spulenkonstruktion, die in einem ringförmigen Luftspalt (79) um den Weicheisenkern axial beweglich ist, versehen sind, dadurch gekennzeichnet, io dass die Fokussieriagerung aus einer Gleitlagerung besteht, die eine erste mit dem Gestell verbundene Lagerbuchse (81) sowie eine mit dem Objektiv verbundene und gegenüber der ersten Lagerbuchse bewegliche zweite Lagerbuchse (82) umfasst, die erste Lagerbuchse (81) mittels der Spurfolgelagerung mit dem 15 Gestell schwenkbar verbunden ist und die genannte Spulenkonstruktion (78) zwei symmetrisch auf beiden Seiten der Schwenkachse (86) angeordnete Spurfolgespulen (87) umfasst (Fig. 5).
9. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeder der beiden Weicheisen-

20 schliessplatten (75,76) und dem zylinderförmigen Weicheisenkern (77) ein ringförmiger Luftspalt (79, 80) vorhanden ist und von jeder Spurfolgespule (87) ein Teil der Windungen (89) in einem Luftspalt (79) und ein anderer Teil (90) der Windungen im anderen Luftspalt (80) liegt, und zwar derart, dass die 25 genannten Teile der Windungen einen gleich gerichteten Beitrag zu einem elektrisch erzeugten Schwenkmoment liefern (Fig. 5,6).
10. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussieriagerung aus einer Parallel-

30 führung (95) besteht und die Spurfolgelagerung aus einer Schwenklagerung besteht, die eine beschränkte Schwenkbewegung des Objektivs (91) gegenüber dem Gestell (99) um eine Schwenkachse (92) parallel zu und in gewissem Abstand von der optischen Achse (93) ermöglicht (Fig. 3,7—10). 35 11. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen beweglichen Objektivträger (94) umfasst, dass die Fokussieriagerung (95) den Objektivträger (94) mit dem Gestell (99) beweglich verbindet und dass die Spurfolgelagerung (103) das Objektiv (91) mit 40 dem Objektivträger (94) beweglich verbindet.
12. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussieriagerung aus einer Anzahl gleicher und paralleler in einem Abstand voneinander liegenden Blattfedern (96) besteht, deren eines Ende mit dem Gestell (99)

45 und deren anderes Ende mit dem Objektivträger (94) verbunden ist, und dass die Spurfolgelagerung aus einer Anzahl gleicher und kreuzweise in einem Abstand voneinander liegenden Blattfedern (104) besteht, deren eines Ende mit dem Objektivträger (94) und deren anderes Ende mit dem Objektiv (91) 50 verbunden ist.
13. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch steuerbaren Fokussiermittel (105) aus einem mit dem Gestell (99) verbundenen zylinderförmigen axial magnetisierten Elektromagneten (106) sowie einer konzentrischen um denselben angeordneten, mit dem Objektivträger (94) verbundenen ringförmigen Fokussierspule (107) bestehen, die beide koaxial zum Objektiv angeordnet sind.
14. Optische Abtastvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch 60 gekennzeichnet, dass die elektrisch steuerbaren Spurfolgemittel

(109) aus einem mit dem Objektivträger (94) verbundenen Gefüge aus zwei zylinderförmigen, axial magnetisierten Dauermagneten (110) bestehen, deren Pole gleicher Polarität gegeneinander angeordnet sind, sowie einer konzentrisch um dieses 65 Gefüge angeordneten, mit dem Objektiv (91) verbundenen ringförmigen Spule (111), und dass die Mittellinie (112) dieser Spurfolgemittel die optische Achse (93) des Objektivs im Abstand kreuzt und auf der von der Schwenkachse (92) der

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Spurfolgelagerung (103) abgekehrten Seite des Objektivs gelegen ist.