DD206598A5

DD206598A5 - Optoelektronische anordnung zum mit einem strahlungsbuendel einschreiben und/oder auslesen von aufzeichnungsspuren

Info

Publication number: DD206598A5
Application number: DD82241473A
Authority: DD
Inventors: Peter J Janssen; Gerard E Van Rosmalen
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1981-07-10
Filing date: 1982-07-07
Publication date: 1984-02-01
Also published as: JPH0680533B2; EP0070070A1; ES513804A0; HK49394A; KR840000864A; ATE23072T1; DE3280200D1; DE3273918D1; CA1188797A; AU8568982A; EP0070070B1; HK39287A; ES8305959A1; ATE54218T1; SG20587G; EP0186218A3; KR880002696B1; US4561081A; EP0186218A2; EP0186218B1

Abstract

EINE OPTOELEKTRONISCHE ANORDNUNG ZUM MIT HILFE EINES LICHTBUENDELS EINSCHREIBEN UND / ODER AUSLESEN VON AUFZEICHNUNGSSPUREN AUF EINEM AUFZEICHNUNGSTRAEGER HAT EIN OBJEKTIV, DASIN EINER OBJEKTIVHALTERUNG ANGEORDNET IST, DIE MITTELS EINER LAGERUNG ENTSPRECHEND EINER ANZAHL GEWUENSCHTER BEWEGUNGSFREIHEITSGRADE BEWEGLICH IST UND ELEKTROMAGNETISCHE BETAETIGUNGSMITTEL AUFWEIST ZUM ANTREIBEN DER OBJEKTIVHALTERUNG ZUM ENTSPRECHEND DEN GEWUENSCHTEN BEWEGUNGSRICHTUNGEN. DIE LAGERUNG DER OBJEKTIVHALTERUNG AUF DEM GESTELL UMFASST ELEKTROMAGNETISCHE LAGERMITTEL ZUR VERMEIDUNG VON BEWEGUNGEN ENTSPRECHEND MINDESTENS EINEM UNERWUENSCHTENBEWEGUNGSGRAD UND HAT EINE OBJEKTIVLAGENMESSANORDNUNG ZUM SCHAFFEN EINES LAGENFEHLERSIGNALS, DAS DIE ABWEICHUNG DER OBJEKTIVHALTERUNG ENTSPRECHEND DEM UNERWUENSCHTEN BEWEGUNGSFREIHEITSGRAD GEGENUEBER DEM GESTELL DARSTELLT UND DAS DURCH EINE FREISCHWEBEREGELSCHALTUNG BENUTZT WIRD, DIE MITTELS ELEKTROMAGNETISCHER FREISCHWEBEKRAEFTE DIE BEWEGUNGEN DER OBJEKTIVHALTERUNG ENTSPRECHEND DEM UNERWUENSCHTEN BEWEGUNGSFREIHEITSGRAD GEGENUEBER DEM GESTELL VERMEIDET.

Description

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Berlin, den 1.1O₀1982 61 051/13

Optoelektronische Anordnung zum mit einem Strahlungsbündel Einschreiben und/oder Auslesen von Aufseichnungsspuren

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine optoelektronische Anordnung zum mit einem Strahlenbündel Einschreiben und/oder Auslesen von Aufzeichnungsspuren in einer Aufzeichnungsfläche des Aufzeichnungsträgers, wie zum mit einem Lichtbündel Abtasten von Video- und/oder Audioaufzeichnungsspuren oder digitalen Datenaufzeichnungsspuren in einer reflektierenden Aufzeichnungsfläche einer sich drehenden Video- oder Audioplatte bzw, digitalen Datenplatte mit: einem Gestell; einer Objektivhalterung mit deinem Objektiv mit einer optischen Achse und mit einem Linsensystem zum Konzentrieren des Strahlungsbündels zu einem Strahlungsflecken in einer imaginären i'okussierebene; eine Lagerung für die Objektivnalterung mit Lagermitteln, die Bewegungen der Objektivhalterung gegenüber dem Gestell entsprechend einer Anzahl gewünschter Bewegungsfreiheitsgrade der sechs theoretisch möglichen, unabhängigen Bewegungsfreiheitsgrade zulassen und die Bewegungen der Objektivhalterung gegenüber dem Gestell im wesentlichen entsprechend restlichen unerwünschten Bewegungsfreiheitsgraden verhindern; sowie mit dem Gestell bzw. mit der Objektivhalterung verbundenen und über einen Luftspalt miteinander magnetisch zusammenarbeitenden Betätigungsmitteln zum mit elektromagnetischen Betätigungakräften Antreiben der Objektivhalterung gegenüber dem Gestell entsprechend den genannten gewünschten Bewegungsfreiheitsgraden und mit mindestens einer Betätigungsspule für jeden gewünschten Bewegungsfreiheitsgrad.

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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Erläuterung des theoretischen Hintergrundes der Erfindung sei auf Fig. 1 verwiesen» üine optische Platte 1 dreht sich um eine Drehungsachse 2, Die Platte besteht aus einem transparenten Substrat 3, auf dem sich auf der Oberseite Aufzeichnungsspuren 4 befinden,

Ein symbolisch dargestelltes Objektiv 5 tastet mit Hilfe eines Lichtbündels 6 die Aufzeichnungsspuren der optischen^ _n Platte ab. Das Objektiv befindet sich in einerObjektivhalterung 7, die von einem Gestell 8 getragen wird. Zentral in dem Objektiv befindet sich der Ursprung eines orthogonalen X-Z-Z-Achsensystems. Die Z-Achse erstreckt sich parallel zu der Drehungsachse 2 der optischen Platte, die X-Achse schneidet die Drehungsachse 2 senkrecht, so daß sich die X-Achse parallel zu und in radialer Richtung der optischen Platte erstreckt. Die Y-Achse steht senkrecht auf der X-Achse sowie auf der Z-Achse und ist folglich tangentiell gerichtet. Die sechs theoretisch möglichen unabhängigen Bewegungsfreiheitsgrade der Objektivhalterung 7 und folglich des Objektivs 5 bestehen aus geradlinigen Bewegungen entsprechend den drei Achsen sowie Drehungen um diese Achsen. Insgesamt gibt es also drei geradlinige Bewegungen und drei Drehungen und folglich sechs unabhängige Bewegungsfreiheitsgrade.

Jeder Körper kann im Grunde Bewegungen machen entsprechend sechs unabhängigen Bewegungsfreiheitsgraden, iiine Lagerung ist, im Grunde gesehen, eine Vorrichtung, die dazu dient zu erreichen, daß ein Körper nur Bewegungen entsprechend einem Teil'der theoretisch möglichen, unabhängigen Bewegungsfreiheitsgrade durchführen kann, und zwar die gewünschten

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Bewegungsfreiheitsgrade und zum Verhindern von Bewegungen entsprechend allen restlichen Bewegungsfreiheitsgraden, Die meisten Lagerungen erlauben nur eine oder zwei Bewegungen, beispielsweise eine einzige Drehung bzw. geradlini^-ge Verschiebung, eine Kombination dieser zwei oder zwei Drehungen. Eb gibt optoelektronische Anordnungen zum Einschreiben und/oder Auslesen von Aufzeichnungsspuren auf einer sich drehenden, reflektierenden, optischen Platte, bei denen die Objektivhalterung sich entsprechend zwei oder drei Bewegungsfreiheitsgraden bewegen kann· Bewegungen entsprechend der Z-Achse sind zom fokussieren des Strahlungsbündels auf die Aufzeichnungsspuren erwünscht· Bewegungen entsprechend der X-Achse können zum Polgen von Schwingungen der Aufzeichnungsspuren gewünscht sein. Bewegungen entsprechend der Y-Achse können zum Korrigieren von Zeitfehlern durch Exzentrizität der Aufzeichnungsspuren erwünscht sein (US-PS 4 135 206 (PHW.8739)).

Zum in der richtigen Art und V/eise Bewegen der Objektivhalterung entsprechend den gewünschten Bewegungsfreiheitögraden sind elektronische Regelschaltungen notwendig, die Abweichungen des ^trahlungsfleckens gegenüber der Spur entsprechend den genannten Achsen ermitteln und geeignete ausgleichende Bewegungen von der Objektivhalterung durchführen lassen. Die optische Platte reflektiert das Lichtbündel und moduliert dieses mit der in den Aufzeichnungsspuren vorhandenen Information. Die Lichtbündelmodulation wird in eine elektrische Modulation umgewandelt, so daß ein elektrisches Signal entsteht, das die auf der optischen Platte vorhandene Information enthält. Dieses Signal enthält auch Information über die Lage des Lichtfleckens gegenüber der zu folgenden Aufzeichnungsspur, so daß aus dem Signal Fehler-

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signale abgeleitet werden können für die genannten Regelschaltungen. Die Lage der Objektivhalterung entsprechend den genannten Achaen wird also auf dynamische Welse durch die Hegelschaltungen ermittelt, und die Objektivhalterungist frei entsprechend den genannten gewünschten Bewegungsfreiheitsgraden zu bewegen. Die Lagerung der Objektivhalterung ist derart, daß die Objektivhalterung die gewünschten Bewegungen durchführen kann.

ßa gibt alternative Ausführungsformeη optoelektronischer Anordnungen, bei denen statt einer geradlinigen Bewegung der Objektivhalterung entsprechend der X-Achse eine Drehung um die Y-Achse benutzt wird. Statt einer kleinen geradlinigen Bewegung entsprechend der Y-Achae kann eine kleine Drehung um die X-Achse benutzt werden. Da die optische Platte in der dargestellten Ausführungsform flach ist, werden kleine Drehungen um die X- oder Y-Achse zu einer gewissen Defokussierung des Lichtbündels 6 führen, dies ist jedoch von einer derartig geringen Ordnung, daß keine ernstliche Interaktion mit der Regelung der geradlinigen Bewegungen entsprechend der Z-Achse stattfindet. Auch sind optoelektronische Anordnungen bekannt, beispielsweise aus der US-PS 4 021 101 (PHN.7938), wobei die Lagerung ausschließlich Bewegungen des Objektiv entsprechend der Z-Achse zuläßt. Zum Verschieben des Strahlungsfleckens 9 in Richtungen entsprechend der X-Achse und der Y-Achse wird nicht das Objektiv bewegt, sondern mit Hilfe eines elektromagnetisch angetriebenen Spiegels das Lichtbündel gegenüber dem Objektiv verschoben. Ein derartiger elektromagnetisch angetriebener Spiegel ist beispielsweise aus der US-PS 4 129 930 (PHÜ8650) bekannt.

Die genannten ausgleichenden bewegungen der Objektivhalterung

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aollen meistens mit großer Geschwindigkeit erfolgen, was bedeutet, daß die erforderlichen Regelkreise eine hohe dynamische Bandbreite aufweisen müssen· Gestrebt wird nach Bandbreiten von 3 kHz, am besten 5 kHz. üs hat sich herausgestellt, daß die bisher üblichen Lagerungen von Objektivhalterungen und auch von Schwenkspiegeln auf die gewünschten Bandbreiten einen wichtigen, beschränkenden Einfluß ausüben. Dies kommt daher, weil die Lagerungen entweder aneinander reibende Oberfläche oder bewegliche, elastische Teile umfassen, die eine schwer steuerbare Reibungsdämpfungsmonge bzw. innere Dämpfung in den Kegelkreis einführen. Auch entstehen Probleme durch in der Lagerung auftretende Resonanzen, Bei Lagerungen mit beweglichen, elastischen Teilen bildet die Wahl der ±^(lederkonstante der elastischen Teile ein großes Problem. Ist die Steifigkeit gering, so treten Resonanzen bei niedrigen Frequenzen auf, ist die Steifigkeit groß, so ist die erforderliche Leistung für den Antrieb groß, was Probleme auf dem Gebiet der Wärmeabführung und der Bemessung der Regelkreise ergibt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, optoelektronische Anordnungen der eingangs erwähnten Art derart zu verbessern, daß hohe Bandbreiten bei einem niedrigen Energieverbrauch möglich sind. Die Erfindung weist dazu das Kennzeichen auf, daß die Anordnung eine Objektivlagenmeßanordnung umfaßt zum ständigen Messen der Lage der Objektivhalterung gegenüber

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dein Gestell entsprechend mindestens einem der genannten unerwünschten Bewegungsfreiheitsgrade und zum Erzeugen eines Lagenfehlersignala, daß die Lagerung mit dem bestell bzw. mit der Objektivhalterung verbunden ist und über einen Luftspalt miteinander magnetisch zusammenarbeitende Lagermittel umfaßt zum Vermeiden unerwünschter Bewegungen der Objektivhalterung entsprechend mindestens einem der genannten unerwünschten Bewegungsfreiheitsgrade: mit Hilfe elektromagnetischer Freischwebekräfte und mit mindestens einer Freischwebespule für jeden unerwünschten Bewegungsfreiheitsgrad, entsprechend dem eine unerwünschte Bewegung der Objektivhalterung durch elektromagnetische Freischwebekräfte vermieden wird, und daß es eine Freischweberegelschaltung gibt, die das Lagenfehlersignal, das von der Objektivlagenmeßvorrichtung herrüh^rt, mit einem Bezugssignal festgesetzten Wertes vergleicht und mindestens einen Ausgang umfaßt zum Zuführen eines elektrischen Freischwebestromes mit einem von dem Fehlersignal abhängigen tVert zu einer vorhandenen Freischwebespule zum im wesentlichen Konstanthalten der Lage des Objektivs gegenüber dem Gestell entsprechend einem unerwünschten Freiheitsgrad.

Das wort "FreiscJJfebung" bedeutet in engerem Sinne das Aufheben der Schwerkraft, In dem vorliegenden Text wird es in weiterem Sinne genutzt, um zum Ausdruck zu bringen, daß die Objektivhalterung durch in einem gewissen Abstand ausgeübte Feldkräfte durch das Gestell in einer im wesentlichen unveränderlichen Lage unterstützt wird in Beziehung zu einem oder mehreren Bewegungsfreiheitsgraden.

Beim Gebrauch von optoelektronischen Anordnungen nach der Erfindung werden zwei unterschiedliche Arten von Regel-Schaltungen benutzt. Die Lage des Lichtfleckens gegenüber

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den Aufzeichnungsspuren auf dem Aufzeichnungsträger wird mit Hilfe von Betatigungsregelschaltungen geregelt, die automatisch die Lage des Objektivs gegenüber der Aufzeichnungsfläche der Platte regeln,

etwaige Abweichungen in der Lage der Aufzeichnungsfläche durch eine üchieflage der Platte oder durch Wölbungen in der Aufzeiohnungsflache, Abweichungen der Lage der Aufzeichnungsspur durch Exzentrizität der Plattenmitte gegenüber einer Drehungsachse usw. werden durch diese Betätigungsregelschaltungen automatisch ausgeglichen. Außerdem gibt es eine oder mehrere Freischweberegelschaltungen nach der Erfindung, die die Lage des Objektivs entsprechend einem: oder mehreren Freiheitsgraden nicht gegenüber der Aufzeichnungsfläche und der zu befolgenden Aufzeichnungsspur, sondern gegenüber dem Gestell der Vorrichtung regeln. Die Freischweberegelschaltungen haben folglich eine deutlich andere funktion und müssen als Teil der elektromagnetischen Lagerung des Objektivs auf dem Gestell betrachtet werden. Durch das Fehlen mechanischer Dämpfung und Resonanz in denj&lektromagnetischen i'eil der Lagerung ist eine höhere Bandbreite möglich.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung bestehen alle Lagerinittel zur Vermeidung von Bewegungen der Objektivhalterung entsprechend unerwünschten Bewegungsfreiheitsgraden ausschließlich aus elektromagnetischen Lagermitteln, so daß die Objektivhalterung durch das Gestell ausschließlich durch elektromagnetische Betätigungskräfte und durch elektromagnetische Freischwebekräfte unterstützt wird. Bei einer derartigen Ausführungsform der Erfindung ist keine einzige Form mechanischer Dämpfung oder Resonanz mehr vorhanden. Die Objektivhalterung schwebt völlig frei im Raum und erfährt

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ausschließlich Feldkräfte, und zwar durch das Schwerkraftfeld der iirde und durch die Magnetfelder der Betätigungsund ireischwebespulen. Jüine derartige optoelektronische Anordnung kann regeltechnisch gesehen stabil sein. Für die Stabilität ist eine gewisse Dämpfung erforderlich, die in die elektronischen Regelschaltungen vorgesehen und deren Wert frei gewählt werden kann und gut kontrollierbar ist.

rfenn eine derartige, völlig freischwebende Objektiv-.-halterung erwünscht ist, kann eine Ausfuhrungsform der Erfindung verwendet werden, die das Kennzeichen aufweist, daß die Objektivhalterung ferromagnetisch und ringförmig ist, daß auf der Qbjektivhalterung in gleichen diametralen Abständen von der optischen Achse und gleichmäßig am Umfang verteilt mindestens drei ferromagnetische Anker angeordnet sind, daß sich zwischen jedem Anker und der Objektivhalterung ein radial magnetisierter Dauermagnet befindet, daß jeder Anker zwei im wesentlichen tangentkeil gerichtete und entsprechend der optischen Achse des Objektivs betrachtet, in gewissem axialem Abstand voneinander angeordnete Zähne aufweist, daß auf dem Gestell je Zahn eines Ankers eine in axialer Richtung längliche Kombinationsspule vorhanden ist, die gleichzeitig als Betätigungsspule und als Frei-· schwebespule wirksam ist und Windungen aufweist, die im wesentlichen in einer £)bene durch die optische Achse des Objektivs liegen und mit einer zentralen Öffnung versehen sind, die den Zahn mit Spielraum aufnimmt, und daß es für geradlinige Bewegungen entsprechend der optischen Achse eine zu der optischen Achse konzentrische Betätigungsspule gibt. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich* eine optoelektronische Anordnung mit insgesamt sechs Kombinationsspulen und einer Betätigungsspule zu bauen. In der· P'iguren-. beschreibung wird eine Ausführungsform mit acht Kombinations-

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spulen und mit einer reinen Beitätigungsspule (Pig. 2 bis A) beschrieben.

üi's ist möglich, eine Aus führ ungs form der Erfindung mit einer gegebenenfalls völlig freischwebenden Objektivhalterung zu benutzen, die wenigstens teilweise aua ferroinagnetischem Wirkstoff besteht, wobei es das Kennzeichen gibt, daß alle Betätigungsspulen und Freiachwebespulen auf dem Gestell ortsfest angeordnet sind und mit ferromagnetischen Teilen der Objektivhalterung magnetisch zusammenarbeiten. Im Grunde ist es günstig, eine Ausführungsform ohne bewegliche Spulen zu benutzen, iiin Nachteil beweglicher Spulen ist, daß eine bewegliche Verbindung von der Spule zu einer elektronischen Regelschaltung vorhanden sein muß, wobei die Verbindung durch die Beweglichkeit zu Störungen führen kann.

ii'ine Ausführungsform der Erfindung, wobei weder bewegliche Spulen noch Dauermagneten notwendig sind, weist das Kennzeichen auf, daß die Objektivhalterung aus einem ferromagnetischen und gegenüber¹der optischen Achse des Objektivs konzentrischen Passungsring besteht, daß auf dem Gestell für Bewegungen entsprechend allen Bewegungsfreiheitsgraden des Objektivs, abgesehen von Drehungen um die optische Achse, eine Anzahl, axial an mehreren Seiten des Passungsringes angeordneter und axial entgegengesetzte magnetische Kraftkomponenten auf dem Passungsring ausübender Spulen und eine Anzahl diametral an mehreren Seiten des Passungsringes angeordneter und diametral entgegengesetzte, magnetische Kraftkomponenten auf den Passungsring ausübender Spulen vorhanden sind, die als Betätigungsspule, als Preißchwebespule oder gleichzeitig als Betätigungs- sowie Preischwebespule wirksam sind«

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andere Aus führ ungs form der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß die Lagerung ausschließlich .Bewegungen der Objektivhalterung gegenüber dem Gestell entsprechend zwei gewünschten Freiheitsgraden zuläßt, die in nur einer einzigen Bewegungsebene stattfinden, und zwar entsprechend einem ersten, an sich gewünschten Bewegungsfreiheitsgrad entsprechend einer ersten Translationsachse, die mit der optischen Achse des Objektivs zusammenfällt und entsprechend einem zweiten, an sich gewünschten Bewegungsfreiheitsgrad entsprechend einer zweiten Translationsachse, die senkrecht auf der ersten Translationsachse steht, und daß zum elektromagnetischen Antreiben der Objektivhalterung entsprechend der zweiten Translationaachee sowie zum elektromagnetischen Vermeiden von Bewegungen der Objektivhalterung entsprechend einem dirtten, an sich unerwünschten Bewegungsfreiheitsgrad entsprechend einer Drehungsachse, die senkrecht auf der ersten und zweiten Translationsachse steht, kombinierte elektromagnetische Mittel vorhanden sind, die mindestens eine erste und eine zv/eite Kombinat ions spule umfassen, die außer als Betätigungsspule auch als Freischwebespule wirksam ist, wobei die zwei Kombinationsspulen, betrachtet entsprechend der zweiten Translationsachse, in einem Abstand voneinander liegen. Kine derartige Ausführungsform eignet sich-insbesondere für eine. Objektivhalterung, die sich ausschließlich in der X-Z-iSbene zu bewegen braucht. Die bewegliche Masse, die aus dem Objektiv, der Objektivhalterung und den erforderlichen beweglichen Spulen besteht, kann gering gehalten werden. Dabei kann eine Ausführungsform von Bedeutung sein, die das Kennzeichen aufweist, daß die Objektivhalterung gegenüber dem Gestell entsprechend der zweiten Translationsachse nur über einen Abstand von weniger als einigen Millimetern beweglich ist, daß zwei Kombinations-

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spulensätze vorhanden sind, die entsprechend der ersten Translationsachse betrachtet, an einander gegenüberliegenden Seiten der Objektivhalterung liegen, und daß eine im wesentlichen zu der optischen Achse der Objektivhalt er iing konzentrische Betätigungsspule zum Ausüben von Betätigungskräften entsprechend der optischen Achse des Objektivs vorhanden ist.

Bei dieser Ausführungsform sind wenigstens die vier Kombinationsspulen und eine reine Betätigungsspule notwendig* Die Kombinationsspulen an den Seiten der Objektivhalterung und die Betätigungsspule auf der Unterseite der Objektivhalterung können üblicherweise mit Dauern%neten auf dem Gestell zusammenarbeiten, gegenüber denen sie nur einen beschränkten Hub machen. Wird eine derartige optoelektronische Anordnung zum Auslesen beispielsweise der Aufzeichnungsspuren auf einer sich drehenden Videoplatte benutzt, so muß das Gestell als Ganzes entsprechend der X-Achse langsam beweglich sein. In diesem Fall kann von einem semi-stationären Gestell die Rede sein. Derartige Anordnungen sind bei Videoplattenspielern bekannt. Auch die langsame Bewegung entsprechend der X-Achse wird mit Hilfe eines Regelkreises gesteuert. Zum Befolgen der Aufzeichnungsspur sind also zwei Rege!schaltungen notwendig, eine schnelle Betätigungsregelschaltung, die das Objektiv gegenüber dem semi-stationären Gestell bewegen läßt, um auf diesen/eise während jeder Umdrehung der Platte schnell kleine fehler in der Lage der Aufzeichnungsspur wegzuregeln, sowie eine langsame Regelung zum derartigen langsamen Bewegen des semi-stationären Gestells, daß die Objektivhalterung ihre schnellen Spurfolgebewegungen immer nahezu gegenüber der neutralen Lage gegenüber dem semistationären Gestell durchführt.

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hia kann interessant sein, eine Anordnung zu ben$uzen, wobei die Lagerung für die übjektivhalterung dennoch mechanische Mittel, enthält zum Vermeiden von Bewegungen der Objektivhalterung gegenüber dem Gestell entsprechend wenigstens einem oder einigen unerwünschten Bewegungsfreiheitsgraden, j^ine derartige Ausführungsform kann insbesondere dann günstige dynamische üigensohaften aufweisen, wenn die Freischwebekräfte, die ßetätigungskräfte, die Gravitationskräfte und die dynamischen Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte nur eine geringe, am liebsten zu vernachlässigende Belastung der mechanischen Lagermittel zur Folge haben. Die weniger günstigen Eigenschaften der mechanischen Lagermittel werden dann in geringerem Ausmaß gültig oder sind vernachlässigbar_o

Jiine Aus führ ungs form der Erfindung, in der dieses Prinzip bei einer optoelektronischen Anordnung der oben genannten Art angewandt wird, wobei die Objektivhalterung ausschließlich gewünschte geradlinige Bewegungen in der X-Z-iibene durchführt, weist das Kennzeichen auf, daß die Lagermittel zum ausschließlichen Zulassen von Bewegungen der Objektivhalterung in einer einzigen Bewegungsebene entsprechend den zwei genannten Freiheitsgraden in einem Abstand vorgesehene Führungsflächen aufv/eisen, parallel zu der genannten Bewegungsebene, und daß die Bewegungen der Objektivhalterung, die sich nicht in der genannten Bewegungsebene (X-Z) vollziehen und folglich entsprechend den drei restlichen Bewegungsfreiheitsgraden durch die Führungsflächen im wesentlichen vermieden werden. Da weder die Gravitationskraft, noch die Betätigungskräfte, noch die Freischwebekräfte und noch die Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte eine Komponente in der Y-Richtung ausüben, tritt im Grunde keine einzige mechanische Belastung der Führungsflächen auf. Die Einfachheit der mechanischen . Lagermittel wird in dieser Ausführungsform also mit dem

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Fehlen eines ungünstigen Einflusses auf die dynamische Bandbreite kombiniert·

iis ist möglich, eine Ausführungsform der Erfindung zu benutzen, die der vorhergehenden Ausführungsform ähnelt, bei der aber kein bewegliches semi-stationäres Gestell notwenig

Bei dieser Ausführungsform kann die Objektivhalteruhg einen größeren Hub in der X-^ichtung gegenüber dem Gestell machen, das nun ortsfest angeordnet werden kann. Diese Ausführungsform der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß die Objektivhalterung gegenüber dem Gestell entsprechend der zweiten Translationsachse über einen Hub, der groß genug ist zum Einschreiben und/oder Auslesen von Aufzeichnungsspuren über die ganze Aufzeichnungsfläche/eines Aufzeichnungsträsers beweglich ist; daß die genannten zweiten mindestens vorhandenen Kombinationaspulen entsprechend jeder der beiden genannten Translationsachsen betrachtet und auch entsprechend einer dritten Translationaachse senkrecht dazu, in einem Abstand voneinander liegen; daß die Kombinationspulen ausschließlich elektromagnetische Kräfte auf die Objektivhalterung ausüben, die parallel zu der zvyeiten Translationsachse gerichtet sind, daß eine Betätigungsspule mit der Objektivhalterung zum Ausüben von Betätigungskräften, parallel gerichtet zu der ersten Translationsachse, verbunden ist; und daß die mit dem Gestell verbundenen Teile der elektromagnetischen Betatigungsmittel und der elektromagnetischen li'reischwebemittel eine Anzahl entsprechend der zweiten Translationsachse gerichteter, länglicher Standerteile umfallen mit einer Länge mindestens entsprechend dem genannten Hub der Objektivhalterung und die genannten Spulen mit Freilassung eines Luftspaltes längs der genannten länglichen

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Ständerteile entsprechend der zweiten !Translationsachse beweglich sind.

Weiterhin kann eine Ausführungsform benutzt werden, die noch das Kennzeichen aufweist, daß die genannten mindestens vorhandenen ersten und zweiten Kombinationsspulen zu einem ersten Satz bzw, einem zweiten Satz in ersten und zweiten Ebenen im wesentlichen parallel zu der Bewegungsebene, der Objektivhalterung und entsprechend einer Richtung parallel der zweiten Translationsaohse betrachtet, mit Überlappung nebeneinander angeordneter Kombinationsspulen gehören, daß die genannten länglichen Ständerteile auf dem Gestell längliche dauermagnetische Ständer umfassen mit in der Längsrichtung entsprechend einem regelmäßigen Muster abwechselnden Gebieten von Nord- und Südpolarität} und daß Kommutations-τι mittel vorhanden sind zum Kommutieren der den Kombinationstspulen zuzuführenden elektrischen Ströme, abhängig von der Lage und der Bewegungsrichtung der Objektivhalterung betrachtet entsprechend der zweiten Translationsachse,

Die Verwendung kommutierter Kombinationespulen bietet den Vorteil, daß relativ kleine Spulen benutzt werden können in Kombination mit leicht herzustellenden länglichen Dauermagneten auf dem Gestell, Im Grunde können auf diese Weise optoelektronische Anordnungen mit nahezu unbeschränktem Hub der Objektivhalterung gebaut werden. In der Praxis braucht bei sich drehenden Aufzeichnungsplatten der Hub nicht größer zu sein als ein Teil des Radius der Aufzeichnungsplatte. Im Gegensatz zu den genannten optoelektronischen Anordnungen, bei denen ein semi-stationäres Gestell benutzt wird, sind bei optoelektronischen Anordnungen der letztgenannten Ausführungsform sehr schnelle Bewegungen über das ganze

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Jilinschreibe- und/oder Auslesegebiet und folglich sehr kurze Ansprechzeiten möglich·

Ea kann auch vorteilhaft sein, eine Ausführungsform der Erfindung zu benutzen, die das Vorhandensein einer wenigstens teilweise ferromagnetischen Objektivhalterung und ausschließlich auf dem Gestell angeordnete Spulen kombiniert mit der Tatsache, daß die Objektivhalterung gegenüber dem Gestell nur einen Hub machen kann von einigen Millimetern, wobei Kombinationsspulen auf beiden Seiten der Übjektivhalterung vorhanden sind und wobei weiterhin zur fokussierung eine konzentrisch zu der optischen Achse des Objektivs angeordnete Betätigungsspule vorhanden ist. Die geraeinte Aus führ ungs form kann das Kennzeichen aufweisen, daß die Objektivhalterung mit in Richtungen parallel zu der zweiten Translationsachse sich erstreckenden ferromagnetischen Objektivpolschuhen mit freien Enden versehen ist, daß auf dem Gestell eine Anzahl ferromagnetischer Ständerpolschuhe vorhanden ist mit freien Enden, die sich unter Freilassung eines Luftspaltes gegenüber dem freien Ende eines Objektivpolschuhes befinden, und daß die genannten Kombinationsspulen auf den Ständerpolschuhen angeordnet sind_o Durch Verwendung von Polschuhen können die Kombinationsspulen größere Kräfte auf die Objektivhalterung übertragen, wobei durch das Vorhandensein der Objektivpolschuhe für einen kleinen Luftspalt zwischen den beiden Arten von Polschuhen gesorgt werden kann. Weiterhin gibt es die Möglichkeit, eine folgende Ausführungsform zu benutzen, die das Kennzeichen aufweist, daß die Anordnung mindestens einen Dauermagneten umfaßt zum Erzeugen eines Dauermagnetfeldes in den Luftspalten zwischen den Ständerpolschuhen und den Objektivpolschuhen, daß die Ständerpolschuhe und die Objektivpolschuhe einander zugewandte und über den Luftspalt magnetisch

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miteinander zusammenarbeitende Zähne aufweisen» und daß das Gestell ein ferromagnetischea Joch umfaßt, das die vorhandenen Dauermagneten mit den Ständerpolschuhen magnetisch verbindet« . .

Durch Verwendung eines oder mehrere Dauermagneten entsteht eine größere Starrheit der magnetischen Lagerung, insbesondere was die Drehungsachse entsprechend der optischen Achse sowie Translationsachse quer zu der optischen Achse angelangt.

Zum Messen der Lage des Objektivs gegenüber dem Gestell kann eine Ausführungsform der Erfindung verwendet werden, die das Kennzeichen aufweist, daß die Objektivlagenmeßanordnung mindestens umfaßt: a) zwei in Reihe angeordnete kapazitive Elemente, die aus einander gegenüberliegenden, ortsfesten Platten aus elektrisch leitendem Werkstoff auf dem Gestell und einander gegenüberliegenden, beweglichen Platten aus elektrisch leitendem werkstoff auf der Objektivhalterung bestehen, b) eine Hj?-Wechselstromquelle, c) eine Spannungsdifferenzschaltung, die mit der Ηϊ¹-Wechselstromquelle induktiv gekoppelt und mit zwei kapazitiven Elementen verbunden ist und d) Mittel zum Zuführen des Ausgangssignals der Spannungsdifferenzschaltung zu der tfreischweberegelschitung.

Die beweglichen Platten aus elektrisch leitendem Werkstoff auf der Objektivhalterung können eine sehr geringe Masse aufweisen und beispielsweise aus dünnen, auf physikalischem oder chemischem Weg angebrachten Metallschichten bestehen. Außer einer kapazitiven Objektivlagenmeßanordnung kann mit Vorteil auch eine Ausführungsform der Erfindung benutzt werden, die das Kennzeichen aufweist, daß die Anordnung eine optoelektronische Objektivlagenmeßanordnung aufweist, um-

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fassend: a) eine Strahlungsquelle auf dem Gestell zum Ausstrahlen eines Strahlungsbündels der Objektivhalterung, b) ein strahlungseinpfindliches Detektionssystem auf dem Gestell, umfassend mehrere Detektoren, je verteilt in mindestens zwei Teildetektoren, wobei die Trennlinien zwischen den Teildetektoren sich zueinander parallel erstrecken, c) ein bündelspaltendes, optisches üilement auf der Objektivhalterung zum in Teilbündel Aufteilen des von der strahlungsquelle ausgestrahlten Strahlungsbündels in Richtung des strahlungserupfindlichen Detektionssystems, wobei die Strahlungs/ver teilung über die Teildetektoren durch die Lage des optischen iileruentes und folglich der Objektivhalterung gegenüber dem Gestell bestimmt wird und d) eine elektronische Schaltungsanordnung zum Liefern der Lagenfehler3ignale und mit Eingängen, die je einzeln mit einem Te.ildetektor des Detektionssysteüts verbunden sind.

Line derartige Objektivlagenmeßanordnung ist in der iViederländischen Patentanmeldung Nr.. 81 01 669 (£0*1.3937) der Anmelderin, deren Inhalt als hierin einbegriffen betrachtet wird, beschrieben» Dem beweglichen Teil der Anordnung wird nur wenig Masse zugefügt, da das bündelspaltende optische Element klein und leicht ssin kann. Diese Ausführungsform der Erfindung betrifft eine neue Verwendung der in der bereits genannten Patentanmeldung beschriebenen optoelektronischen Objektivlagenmeßanordnung in einer Freischweberegelschaltung und folglich zum automatischen, auf elektromagnetischem Weg, Konstanthalten der Lage eines Objektiv gegenüber einem Gestelle,

Ausführun/^sbeispiel

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung

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dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: :

Fig₀ 2: einen Schnitt, teilweise eine Ansicht, einer optoelektronischen Anordnung mit Dauermagneten, wobei die Objektivhalterung gegenüber einem umgebenden Gestell völlig frei schwebt und mit einer Anzahl tangentiell herausragender Polschuhe versehen ist j

Fig. 3* eine Seitenansicht der Objektivhalterung mit dem Objektiv der Anordnung nach Fig. 2;

Fig, 4: eine Draufsicht der Anordnung nach Fig. 2;

Fig. 5s eine schematische Darstellung zweier ßetätigungsregelsysteine für die Anordnung nach den Figuren 2 bis 4i

Fig. 6: eine Darstellung einer Objektivlagenmeßanordnung;

Fig, 7: einen Schaltplan einer elektronischen Schaltungsanordnung zum Zusammenstellen von Lagenfehlersignalen;

Fig. 8: einen symbolischen Schaltplan einer Freischweberegelschaltung;

Fig. 9: einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung, die sich auf eine optoelektronische Anordnung ohne Dauermagneten und mit einem objektiv in einer ferromagnetischen Objektivhalterung bezieht, die gegenüber einem umgebenden Gestell in dem Magnetfeld einer Anzahl Kombinationsspulen völlig freischwebt;

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Pig. 10: eine Draufsicht der Anordnung nach Fig. 9» wobei deutlichkeitshalber eine Anzahl Teile fortgelassen aind;

Fig. .11: eine Preischweberegelschaltung für die Anordnung nach den Fig. 9 und 10;

Fig. 12: einen Schaltplan einer kapazitiven Objektivlagenmeßanordnung zum Gebrauch bei der Preischweberegelschaltung nach Fig_e 11}

i'ig. 13: eine Objektivhalterung für eine andere Ausführungsform der Erfindung mit optischen Objektivlagendetektionsmitteln, ausschließlich beweglich in der X-Z-iibene; .

Pig« 14: eine schaubildliche Ansicht von unten eines semistationären Gestells für eine Objektivhalterung nach Pig. 13;

Pig. 15: eine schaubildliche Ansicht von unten einer optischen Speicherscheibenanordnung, in der die Objektivhalterung nach Pig. 13 und das Gestell nach Pig. verwendet werden;

Pig, 16: eine schaubildliche Draufsicht eines Teils der Anordnung nach Fig. 15;

Pig. 17: eine schaubildliche Ansicht des semi-stationären Gestells nach Fig. 14 in einer anderen Richtung und mit Fortlassung einer Anzahl Teile;

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6.1 .051/1.3.

Ji¹Ig, 18s eine schaubildliche Darstellung des Prinzips einer anderen optoelektronischen Anordnung mit einer Qbjektivhalterung, die zum Durchführen eines großen Hubes geeignet ist;

i?ig. 19: einen Schnitt durch eine weitere optoelektronische Anordnung, wobei die Objektivhalterung mit magnetischen Polschuhen versehen ist, die gegenüber Polschuhen eines dauermagnetischen StänderJoches liegen;

ii'ig. 20: eine Draufsicht der Anordnung nach i'ig. 19.

Alle in der Zeichnung dargestellten optoelektronischen Anordnungen sind zum Abtasten mit Hilfe eines Lichtbündels von Video- und/oder Audio-Aufzeichnungsspuren oder digitalen Datenaufzeichnungsspuren in einer reflektierenden Aufzeichnungsfläche einer sich drehenden Platte vorgesehen. Im ^runde jedoch könnten sie auch zum Einschreiben und/oder Auslesen von Aufzeichnungsspuren in einer Aufzeichnungsfläche eines andersartigen Aufzeichnungsträgers, beispielsweise einer rechteckigen, linear hin- und herbeweglichen Aufzeichnungsplatte oder bei stillstehenden Aufzeichnungsträgern benutzt werden.

Die optoelektronische Anordnung nach den Pig· 2 bis 4 enthält ein Gestell 10 und eine Objektivhalterung 11, die mit einem Objektiv 12 mit einer optischen Achse 13 versehen ist. Das Objektiv 12 ist nur auf schematische Weise dargestellt und enthält ein Linsensystem, das aus einer biaspherischen Linse 14 besteht, iüin Lichtbündel 15 wird durch das Objektiv 12 zu einem Lichtfleck 16 in einer Fokussierungsebene 17 konzentriert. Die gewünschten Bewegungsfreiheitsgrade bestehen aus geradlinigen Bewegungen entsprechend der Z-Achse,

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d. h. der optischen Achse 13» sogenannten Fokusaierbewegungen, geradlinigen Bewegungen entsprechend einer X-Achse 17 senkrecht zu der Z-Achae, sogenannten Spurfolgebewegungen, sowie geradlinigen Bewegungen entsprechend einer Y-Achse, die senkrecht auf der X-Achse und auf der Z-Achse steht, sogenannten Zeitfehlerkorrigierbewegungen. Die Lagerung der Objektivhalterung 11 gegenüber dem Geatell läßt die genannten Bewegungen entsprechend den genannten gewünschten Freiheitsgraden zu, vermeidet aber Bewegungen entsprechend den restlichen drei Bewegungsfreiheitsgraden im wesentlichen. Zum Antreiben der Objekthalterung 11 entsprechend der Z-Achae ist eine ringförmige Betätigungsspule 19 vorhanden. Die Objektivhalterung trägt einen ebenfalls ringförmigen und axial magnetisieren Dauermagneten 20, der koaxial zu und in dem Raum innerhalb der Spule 19 beweglich ist, so daß die Betätigungsspule und der Dauermagnet über einen zwischenliegenden Luftspalt magnetisch miteinander zusammenarbeiten. Die Betätigungsspule 19 ist in ein nicht zu der Erfindung gehöriges Fokussierungsservo^system aufgenommen, das dazu dient, die Fokussierungsebene 17 ständig mit der Aufzeichnungsfläche einer Videoplatte zusammenfallen zu lassen. Dies wird jedoch anhand der Fig. 5 noch näher erläutert, die die optoelektronische Anordnung nach den Fig. bis 4 auf schematische Weise in einer Anwendung darstellt, in der diese in eine Anordnung zum Auslesen einer Videoplatte 21 aufgenommen ist.

Die kreisrunde, scheibenförmige Videoplatte ist in Fig. 5 in radialem Schnitt, dargestellt, so daß die Aufzeichnungsspuren 22 senkrecht auf der Zeichenebene, also in der Y-Richtung, stehen. Das von einer Lichtquelle 23, beispielsweise einem Gaslaser oder einem IS-bleiterdiodenlaser, gelieferte Lichtbündel 15 wird von einem Spiegel 24 zu der

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Videoplatte.reflektiert, wobei daa Bündel zu dem Strahlungsflecken 16 mit minimalen Abmessungen, in der reflektierenden Aufzeichnungsfläche, in der sich die Aufzeichnungsspuren 22 befinden, durch daa Objektiv 12 fokussiert wird. Die Videoplatte 21 befindet aich auf einer Spindel 27 und wird von einem Motor 28 in Drehung gesetzt.

Beim Auslesen der Videoplatte wird ein durch die Aufzeichnungsspuren reflektiertes Bündel 15& benutzt. Dieses Bündel geht durch das Objektiv, wird vom Spiegel 24 reflektiert und wird daraufhin von dem von der Quelle 23 ausgestrahlten Lichtbündel 15 getrennt, beispielsweise mit Hilfe eines halbdurchlässigen Spiegels 25, der daa Bündel 15R zu einem strahlungsempfindlichen Detektionesystem 26 reflektiert. Beim Drehen der Videoplatte mit Hilfe der von dem Motor 28 angetriebenen Spindel 27 ändert sich die Intensität des Bündels 15R hochfrequent, entsprechend der in der Aufzeichnungsspur gespeicherten Information.

Bei Anordnungen, bei denen Information eingeschrieben werden muß, kann die Intensität des Bündels 15 entsprechend der einzuschreibenden Information moduliert werden. Dazu kann in dem Strahlungsweg ein Modulator ü9, beispielsweise ein elektro-optischer oder ein akuato-optischer Modulator, angeordnet sein. Das einzuschreibende Signal wird den Eingangsklemmen 3OA, 3OB zugeführt. Palis die Lichtquelle ein Diodenlaser ist, kann dieser Laser unmittelbar moduliert werden, und es erübrigt sich ein einzelner Modulator.

Zum Auslesen der Aufzeichnungsspuren kann daa Detektionasyatem 26 im Grunde aus nur einem atrahlungaempfindlichen Detektor bestehen, der die Intenatätsmodulation des Bündels in ein elektrisches Signal umwandelt, iiiin Spur folge servo-

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system ist notwendig, um die Lage des Strahlungsfleckens l6 gegenüber der Aufzeichnungsspur nachüuregeln«, ü'ine Abweichung der Lage von der Mitte des Strahlungsfleckens gegenüber der Aufzeichnungaspur kann beispielsweise auf die Art und »'/eise detektiert werden, wie in i'ig. 5 angegeben ist. Darin besteht das Detektbnssystein 26 aus zwei Detektoren 26Δ und 26B, die in der X-Richtung, also in der ttichtung quer zu den Aufzeichnungsspuren, nebeneinander angeordnet sind. Die Ausgangssignale dieser Detektoren werden den Eingängen eines Differenzverstärkera 31 zugeführt, an dessen Ausgang ein Lagenfehlersignal 82 entsteht. Dieses Signal wird einem Hegler 32 zugeführt, der Betätigungsmittel 33 steuert, mit denen das Objektivsystem entsprechend der X-Achse geradlinig bewegt werden kann. 1st der Strahlungsflecken 16 nach links bzw. rechts gegenüber der Mitte einer Aufzeichnungsspur verschoben, so erhält einer der Detektoren 26a bzw. 26B eine größere Strahlungsintensität als der andere, so daß das Signal 32 zunimmt bzw. abnimmt. Dadurch wird die Objektivhalt er ung nach rechts bzw. nach links zurückbewegt·

Durch Addierung der Signale der Detektoren 26A und 26B in einem Summator 34 wird ein Signal Si erhalten, das die ausgelesene Information enthält· Dieses Signal wird einer elektronischen Verarbeitungaschaltung 35 zugeführt, die dieses Signal für Wiedergabe mit Hilfe eines Fernsehgerätes geeignet macht·

Beim Auslesen mit dem kleinen Lichtflecken 16 muß ständig kontrolliert werden, ob das Strahlungabündel 15 auf der Aufzeichnungsfläche scharf fokussiert ist. In i?ig. 5 ist ein Beispiel eines an sich bekannten Servosystems zur .fokussierung dargestellt. Mit Hilfe eines teilweise durch-

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lässigen Spiegels 36 wird ein i'ell 39 dea reflektierten ßündela 15R auf ein zweitea strahlungsempfindlichea Detektionssystein 37 gerichtet. Mittels einer Linae 38 wird daa Bündel 39 auf einen Keil 40 fokuaaiert, -kLeaer Keil spaltet daa Bündel in zwei Teilbündel 39A und 39B, wobei die Kien- : tung dieaer Bündel durch das Ausmaß der Fokussierung des Bündels 15 auf die Aufzeichnungsfläche bestimmt wird. Das Detektionssyatem 37 beateht aus vier Detektoren 37A tiia 37D. Die Signale der Detektoren 37Δ und 37D werden zuaammen einem ersten Eingang eines Differenzveratärkers 41 zugeführt und die Signale der Detektoren 37B und 370 einem zweiten Eingang dieses Verstärkers. Das von dem Differenzverstärker gelieferte Fokusfehlersignal Sf wird einem Kegler 42 zugeführt. Der Kegler 42 regelt den Betätigungsstrom durch die Betätigungaspulen 19. Wenn das Bündel 15 genau auf die Aufzeichnungsfläche fokuasiert ist, ist daa Bündel 39 genau auf die Spitze dea Keila 40 fokussiert, und daa Bündel 39A bzw. 39B fällt symmetrisch auf die Detektoren 37A und 37B bzw. 37C und 37D, und das Signal Sf ist gleich Null, B_eim Verschieben des Lichtfleckens 16 entsprechend der Z-Achse verschieben sich die Bündel 39A und 393 beide einwärts oder auswärts, abhängig von der Richtung der Verschiebung des Lichtfleckens, und der Betätigungsstrom wird durch die Betätigungsspule 19 geändert.

Mit dem beschriebenen Spurfolgesystem kann die Lage des Lichtfleckens 16 in radialer Richtung, alao in der X-Richtung, äußerst genau nachgeregelt werden. Dieses System ist für eine schnelle Feinregelung vorgesehen Und weist einen kleinen Bereich auf. In der Praxis wird dieses Feinregelsystem mit einem Grobregelsystem kombiniert sein. Dies ist ein zweites Spurfolgeservosyatem, mit dem die radiale Lage dea Lichtfleckena grob geregelt werden kann·'. Dieses zweite

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Spurfolgeservosystem besteht aas einem System zur Regelung der Lage in der X-Richtung eines Schlittens, auf dem das Gestell 10 befestigt ist· Das Gestell ist also sernietationär in dem Videoplattenspieler angeordnet.

üs ist erwünscht, geradlinige Bewegungen der Objektivhalterung 11 entsprechend der X-Achse gegenüber dem semi-stationären. Gestell 10 zu messen, daiait beim Auslesen er-mittelt werden kann, ob das l^?einregelsystem dem Ende des Regelbereiches, das maximal einige mm beträgt, nähert, so daß dem Grobregelayatem ein Signal erteilt werden kann, damit dies aktiv wird, weiterhin ist es erwünscht, beim Starten der Videoplatte, wenn noch kein Signal S2 von der Videoplatte zurückkommt, die Lage der ObjektiyhaJXeEung'zu messen, so daß diese gegenüber dem Gestell in die Mittelstellung gebracht werden kann. Weiterhin ist nach der Erfindung eine übjektivlagenmeßanordnung notwendig zum Messen der Lage der Objektivhalterung 10 gegenüber dem Gestell 11 entsprechend den drei unerwünschten Drehungen um die X-, Ϊ- und Z-Achse und zum Erzeugen von Lagenfehlersignalen.

Um gleichzeitig die genannte geradlinige Bewegung und die genannten geradlinigen Bewegungen der Objektivhalterung gegenüber dem Gestell messen zu können, ist auf der Objektivhalterung ein Prisma 43 angeordnet. Dieses Prisma ist ein Teil einer Objektivlagenmeßanordnung, die in Fig. 6 auf schematische Vifeise dargestellt ist. Vorausgesetzt ist, daß die brechende Rippe 46 des Prismas in der i-Z-übene liegen und zu der Z-Achse parallel sein muß. liine Hilfsstrahlung3-quelle 44, beispielsweise ein Diodenlaser, strahlt ein Strahlungabündel 45, das auf das Prisma 43 fällt. Fällt das Bündel auf die brechende Rippe 46 des Prismas, so wären zwei Teilbündel 45A und 45B gebildet, die zu zwei Detektoren 4 7

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und 48 reflektiert werden. Jeder dieser Detektoren ist in vier Teildetektoren 47A bis 47D bzw. 48A bzw. 4BD aufgeteilt Die zwei Trennlinien der Teildetektoren erstrecken sich quer zu der brechenden Rippe 46 des Prismas 43 bzw. in der Längsrichtung desselben. Die detektoren sind auf einem gemeinsamen Träger 49 angeordnet, in dem ein Loch, für daa Bünde 14 5 vorgesehen ist. üine Linse 50 verwandelt das divergierende Bündel 45 in ein paralleles Bündel. Die Strahlungsquelle 44 auch auf dem Träger 49 angeordnet.

ii!s ist dafür gesorgt worden, daß, wenn die Objektivhalterung ihre Hittelstellung entsprechend der X-Achse einnimmt, die Mitte des Strahlungsbündels 45 genau auf die brechende Rippe 46 des Prismas 43 fällt. Dann haben die von den reflektierten Bündeln 45A und 45B auf den Detektoren 4 7 und 48 gebildeten Strahlungsflecken 51 und 52 dieselbe Intensität. Ist die Objektivhalterung aus der Mittelstellung verschoben, so fällt das Bündel 45 asymmetrisch auf das Prisma und wird über eines der Bündel 45A und 45B mehr Strahlungsenergie reflektiert als über das andere Bündel.

die Detektoren gegenüber der Strahlungsquelle 44 gut ausgerichtet sind, wird, wenn die brechende Rippe 46 des Prismas 43 sich parallel zu der Z-Achse erstreckt, der Strahlungsflecken 51 bzw. 52 gegenüber den Detektoren 47A bis 4 7D bzw. 48A bis 48D symmetrisch liegen. Mit der dargestellten Anordnung können gleichzeitig geradlinige Bewegungen längs der X- und Y-Achse gemessen werden sowie Drehungen um die drei Achsen X, Y und Z.

Werden die Lagenfehlersignale für die genannten geradlinigen Bewegungen S_fJ?x und S^ genannt, und für die genannten unerwünschten Drehungen S^, S^ und S_RZ und werden weiterhin die von den Detektoren herrührenden Signale durch S

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^usw· bezeichnet, so können die folgenden Beziehungen zwischen diesen Signalen angegeben werden.

³47B ^{+ 3}47G

47B ^{+ S}48A ^{+ S}48B⁾ "

s_48D) - (S₄₇₀

^S48A ⁺ ^8D⁵ " ^(J47B ^{+ S}47G

iiur die drei letzten Lagenfehlersignale sind für die vorliegende Erfindung von Bedeutung, da diese sich auf Bewegungen entsprechend den drei unerwünschten Bewegungsfreihe it sgraden der Objektivhalterung 11 beziehen.

Zum Addieren und Substrahieren der von den Detektoren herrührenden Signale kann eine Schaltungsanordnung 71 entsprechend i'ig. 7 benutzt werden. Die Schaltungsanordnung umfaßt eine Anzahl durch Quadrate auf symbolische Weise dargestellte Addierverstärker und eine Anzahl durch Dreiecke auf symbolische Weise dargestellte Substrahierverstärker und wird ohne weitere Beschreibung klar sein.

Auf dem Gestell 10 befinden sich acht Betätigungsspulen 53A_? ß bis 56a, B, Diese gehören zu elektromagnetischen Betätigungsmitteln, die weiterhin noch vier in gleichen diametralen Abständen von der optischen Achse 13 und gleichmäßig am Umfang verteilt vier ferromagnetische Anker 57 bis 60 umfassen. Jeder Anker hat zwei im wesentlichen tangentiell

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gerichtete und, betrachtet entsprechend der optischen Achse des Objektivs, in gewissem axialem Abstand voneinander angeordnete Zähne 57A, B bis 6θΔ, B. Die Betätigungsspulen 53A» B bis 58A, B haben eine in axialer Richtung längliche Form, so daß die Zähne der Anker in axialer Richtung eine gewisse Bewegungsfreiheit in den Betätigungsspulen haben. Die Betätigungsspulen haben Windungen, die im wesentlichen in ebenen durch die optische Achse 13 des Objektivs liegen und haben je eine zentrale Öffnung, die den zugeordneten Zahn des Ankers mit derartigem Spielraum aufnimmt, daß die Objektivhalterung 11 in beschränktem Maße entsprechend allen Bewegungsfreiheitsgraden verschiebbar ist. Die Objektivhalterung 11 ist ringförmig und besteht aus ferromagnetische^ Werkstoff. Zwischen den Ankern 57 bis 60 und der Objektivhalterung 11 befinden sich radial magnetisierte Dauermagneten 6i bis 64. Von jeder Betätigungsspule befindet sich also ein Teil der Windungen zwischen einem Zahn des Ankers und der ringförmigen ferromagnetischen Objektivhalterung und folglich in einem Dauermagnetfeld, das sich radial von den Zähnen der Anker zu der ferromagnetischen Objektivhalterung erstreckt.

Auf die Objektivhalterung 11 können elektromagnetische Betätigungskräfte zum Antreiben der Objektivhalterung in der gewünschten Bewegungsrichtung ausgeübt werden, d. h. Translationen entsprechend der X-Achse und entsprechend der i-Achse. Für eine Bewegung der Objektivhalterung 11 - und folglich des Objektivs 12 - entsprechend der X-Achse werden gleichzeitig den Betätigungsspulen 55Δ und 55B elektrische Betätigungsströme gleicher Größe zugeführt. Den. Betätigungsspulen 53A und 53B werden Betätigungsströme entgegengesetzter Polarität und gleicher absoluter Größe zugeführt. Auf ähnliche Weise kann die Objektivhalterung

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mit Hilfe der Betätigungsspulen 54A, B und 56A, B entsprechend der Y-Achse verschoben werden.

Bei der optoelektronischen Anordnung entsprechend den !''ig. 2 bis 4 umfaßt die Lagerung für die Objektivhalteruhg eine Anzahl mit dem Gestell 10 bzw· der Objektivhalterung verbundener und über Luftspalte miteinander elektromagnetisch zusammenarbeitender elektromagnetischer Lagermittel zur Vermeidung unerwünschter Drehungen um die X-Achse, die ¥-Achse und die Z-Achse mit Hilfe elektromagnetischer Freisohwebekräfte. Die Betätigungsapulen 53A, B bis 56A, B dienen bei dieser Anordnung außer als Betätigungsspulen auch als Freischwebespulen, so daß sie untenstehend als Kombinationsspulen bezeichnet werden. Alle Lagermittel zur Vermeidung einer Bewegung der Objektivhalterung 11 entsprechend unerwünschter Bewegungsfreiheitsgrade bestehen ausschließlich aus elektromagnetischen Lagermitteln, so daß die Objektivhalterung 11 durch das Gestell 10 ausschließlich durch elektromagnetische Betätigungskräfte und elektromagnetische Ü'reischwebekräfte unterstützt wird.

Die bereits genannten Lagenfehlersignale (8α_χ, S^y und ^w) der Objektivlagenmeßanordnung (siehe JPig. 7) werden je einer b'reischweberegelschaltung zugeführt, die das Lagenfehlersignal mit einem Bezugssignal festgesetzten Wertes vergleicht und mit einem Ausgang zum Zuführen elektrischer l^llreischwebeströ'me mit einem von dem Fehlersignal abhängigen Wert zu den betreffenden Kombinationspulen versehen ist, damit die Lage des Objektivs 12 gegenüber dem Gestell entsprechend dem betreffenden unerwünschten tfreiheitsgrad im wesentlichen konstant gehalten wird.

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Ala Beispiel wird ankand der Fig· 8 beschrieben, auf welche Art und ./eise mit einer Freischweberegelschaltung und mit Kombinationsspulen die erforderlichen Freischwebekräfte auf die öbjektivhalterung 11 ausgeübt werden können. Pas Signal y.j_V wird einem auf symbolische Weise dargestellten elektronischen Regler C^ zugeführt,, Der Regler vergleicht das Signal S^ mit einem Signal 3?^. eines eingestellten v/ertes. Da es im allgemeinen erwünscht sein wird, die Objek tivhalterung in möglichst waagerechter Lage gegenüber dem Gestell zu halten, wird das Signal F_RX einen Wert haben, der dieser geraden Stellung entspricht, beispielsweise einen -Vert 0. Der Regler CL^ hat zwei Ausgänge 65 und 66 und erzeugt an den zwei Ausgängen 65 und 66 Freischwebeströme gleicher absoluter v/erte, aber mit entgegengesetzten Vorzeichen Ivjoy und -^QUY* Jeder dieser Freischwebeströme wird zwei Kombinationsspulen zugeführt. Einer der/zwei Freischwebeströme wird den zwei Kombinationsspulen 53A und 55A und der andere Freischwebestrom wird den beiden Kombinationsspulen 53B und 55B zugeführt. Die Folge ist, daß die Zähne 57A und 59A eine tangentielle elektromagnetische Kraft erfahren, die den elektromagnetischen Kräften, die auf die Zähne 57B und 59-B ausgeübt werden, entgegengesetzt, aber in ihrer absoluten Größe denselben entsprechend sind. Auf die Objektivhalterung 11 wird also ein Moment ausgeübt, das der unerwünschten Drehung entgegenwirkt. Drehungen um die Y-Achse wird auf ähnliche Weise entgegengewirkt. Für Drehungen um die Z-Achse kann ein Regler mit nur einem einzigen Ausgang benutzt werden, wobei der Freischwebestrom, gleich verteilt, allen acht Kombination3spulen zugeführt wird.

Die Objektivlagenmeßanordnung, die oben stehend anhand der Fig. 5 bis 7 beschrieben wurde, wurde bereits in der bereite

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genannten niederländischen Patentanmeldung der Anmelderin 81 01 669 (PHN.9997) beschrieben. Heu ist jedoch der oben stehend beschriebene Ciebrajj/uh dieser bereits beschriebenen Objektivlagenmeßanordnung in einer i'reischweberegelschaltung, wobei eine Anzahl der erhaltenen Lagenfehlersignale dazu benutzt wird, mit Hilfe von Preisciiebespulen eine '.Objektiv-·' halterung möglichst in einer ungeänderten Lage gegenüber einem Gestell zu halten, mit anderen Worten, zwecks einer elektromagnetischen Lagerung einer Objektivhalterung in einem Gestell.

In den l^)lig. 5 und 6 ist das Prisma 43 in einer derartigen Lage gegenüber der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse dargestellt, daß, wie bereits erwähnt, die brechende Rippe.46. des Prismas nahezu in der Y-, Z-iibene liegt und parallel zu der Z-Achse. wie Fig. 4 zeigt, ist dies bei der bisher beschriebenen optoelektronischen Anordnung nicht ohne weiteres möglich, da die spulen 53A, B bis 5^A, B durch die X-Achse und die Y-Achse geschnitten werden und folglich für das Lichtbündel 45 eine Hemmung bilden. Das Prisma 43 ist deswegen um einen Winkel ei- gegenüber der X-Achse verschoben. Dadurch entsteht eine regeltechnische Verwicklung. Vom Träger 49 gesehen bewegt sich das brechende Prisma 46, wenn die übjek.tivhalterung 11 sich entsprechend der X-Achse verschiebt, nicht nur in der X-Richtung, sondern auch in der Y-Richtung, wobei die Verschiebung in der Y-Richtung entsprechend einer Sinusfunktion mit den Verschiebungen in der X-Richtung zusammenhängt. Da der Winkel einen festen Wert hat, können in der Schaltungsanordnung 71 nach Fig. 7 ausgleichende Maßnahmen getroffen werden. Da diese Maßnahmen außerhalb des Rahmens der vorliegenden Beschreibung liegen und für den .Fachmann auf regeltechnischem Gebiet auf der Hand liegen, werden sie in diesem Zusammenhang nicht näher beschrieben.

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«7ie insbesondere'aus i'ig, 4 ersichtlich ist, befinden sich in dem Gestell ¹⁰ derartige Räume 67 bis 70 auf der Seite der J?ol3chuhe, daß es möglich ist', die Objektivhalferuhg' von Hand durch eine kleine Drehbewegung um die Z-Achse in eine derartige Lage zu bringen, daß die Zähne der Anker nicht mehr in die Kombinationsspulen ragen. Danach kann das Objektiv entsprechend der Z-Achse dem Gestell entnommen werden. Da mit der Objektivhalterung als Ganzes keine elektrischen Drähte verbunden sind, ist diese Ausführungsform für diejenigen Pälle äußerst geeignet, wo Objektive schnell und mit wenig Aufwand ersetzt werden können.

andere Ausführungsform einer optoelektronischen Anordnung nach der Erfindung wird nun an&and der Fig. 9 bis näher beschrieben. Auch diese Ausführungsform bezieht sich auf eine Anordnung, wobei alle Lagermittel zur Vermeidung von Bewegungen der Objektivhalterung entsprechend unerwünschten Bewegungsfreiheitsgraden ausschließlich aus elektromagnetischen Lagermitteln bestehen. Die Objektivhalterung 72 wird durch ein Gestell 73 ausschließlich durch elektromagnetische B_etätigungskräfte und durch elektromagnetische JJ'reischwebekräfte unterstützt. Das Objektiv besteht aus einer einzigen aspheriachen Linse 74· Die unerwünschten Bewegungsfreiheitsgrade bestehen aus Drehungen um die X-Achse und um die Y-Achse, Drehungen um die Z-Achse haben auf die optische Wirkung der Anordnung keinen Einfluß und werden auf diese Weise weder als erwünschte noch als unerwünschte Bewegungen betrachtet. Üs gibt deswegen keine Lagermittel, um Drehungen um die Z-Achse entgegenzuwirken. Die Z-Achse fällt mit der optischen Achse der Linse 74 zusammen«

Die Objektivhalterung 72 besteht aus einem ferromagnetischen und,.gegenüber der optischen Achse des Objektivs 74, konzen-

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irischen Fassungsring. Die Linse ist durch Verkleben in dem Jjⁿassungsring befestigt. Alle Betätigungsspulen und Freischwebespulen sind auf dem Gestell 73 ortsfest angeordnet und arbeiten mit dem ferromagnetischen King 72 magnetisch zusammen. In dem Boden des Gestells 73 befindet sich eine Öffnung 75 zum Hindurchlassen eines Lichtbündels. Auf der Oberseite des Gestells ist ein Deckel 76 vorgesehen mit einer Öffnung 77 für das Lichtbündel. Innerhalb des dosenförmigen Ganzen, das auch dem Gestell 73 mit dem Deckel besteht j sind drei ferromagnetische Joche 73, 79 und 80 angeordnet. Das Joch 78 trägt acht Kombinationsspulen 81, die als Betätigungsspulen dienen und zugleich als Freischwebespulen. Auf der axial gegenüberliegenden Seite des Fassungsringes 72 befinden sich identische Kombinationsspulen 82 auf dem Joch 80, Die Spueln 81 und 82 sind um Wüten 33 bzw. 84 der Joche 78 bzw. 80 angeordnet. Sie üben axial entgegengesetzte magnetische Kraftkomponenten auf den Fassungsring 72 aus. Das Joch 79 hat acht Kombinationsspulen 85, die um Nuten 86 des Joches 79 angeordnet sind. Diese Kombinationsspulen üben diametrale Kräfte auf den Fassungsring 72 aus, wobei diametral auf unterschiedliche leiten des Fassungsringes angeordnete Kombinationsspulen diametral entgegengesetzte magnetische Kraftkomponenten ausüben» Das Besondere dieser Ausführungsform der Erfindung ist, daß überhaupt keine Dauermagneten angeordnet sind und daß die Qbjektivhalterung 72 mit dem Objektiv 74 mittels ausschließlich elektromagnetischer, in entgegengesetzten Richtungen auf den Fassungsring 72 ausgeübte Kräfte schwebend in dem Gestell 73 gehalten wird. Zum in der Richtung der Z-Achse Bewegen der Objektivhalterung müssen alle Spulen gleiche Ströme zugeführt werden, und auch alle Spulen 82 müssen untereinander gleiche Ströme zugeführt werden. Dasselbe gilt für die Spulen 82. Auf ähnliche Weise können

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Kippwagen um die Y-Achse verwirklicht werden. Geradlinige Bewegungen in der X-Richtung oder in der X-rtichtung erfolgen durch Zuführen untereinander unterschiedlicher Ströme zu diametralen einander gegenüberliegenden Spulen 85 auf dem Joch 79.

Die Lage des Objektivringes 72 gegenüber dein Gestell 73 wird entsprechend allen i'reiheitsgraden, abgesehen von Drehungen um die Z-Achse, mit Hilfe einer kapazitiven Objektivlagenmeßanordnung gemessene Auf der Objektivhalterung 72 befindet sich auf der Oberaeite eine ringförmige Platte 87 aus elektrisch leitendem werkstoff, und auf der Unterseite befindet sich eine identische Platte 88. Am ganzen Umfang befindet sich eine zylinderförmige Platte 89. Gegenüber der Platte 87 befinden sich vier ortsfeste Platten 90 auf dem Joch 80, und gegenüber der Platte 88 befinden sich vier identische ortsfeste Platten 91 auf dem Joch 78. Diese ortsfesten Platten befinden sich zwischen den Muten 84 des Joches 80 und den Hüten 83 des Joches 78. Zwischen den Nuten 86 des Joches 79 befinden sich vier ortsfeste Platten92. Jede dieser ortsfesten Platten bildet ein kapazitives Element mit der gegenüberliegenden beweglichen Platte auf der Übjektivhalterung 72. Die Kapazität jedes dieser kapazitiven elemente ist von dem Abstand zwischen den Platten abhängig, i*ür jeden der fünf wichtigen Bewegungsfreiheitsgrade ist <iine Objektivlagenmeßanordnung vorhanden· Zwei dieser Objektivlage nmeßanor dnungen werden ausschließlich zur Vermeidung der unerwünschten Drehungen um die X-Achse und um die £-Achse benutzt und sind in -^reischweberege!schaltungen aufgenommen. Die übrigen Objektivlagenmeßanordnungen spielen in Betätigungsregelschaltungen zum Regeln der Lage eines Auslesefleckens gegenüber einer Aufzeichnungsspur in einem Informationsträger eine Rolle. Anhand der Fig. 11 und 12 wird der

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elektronische Teil einer Objektivl age noieß anordnung beschrieben. Einfachheitahalber sind in Fig« 11 identische Teile, die in der Zeichnung links bzw. rechts von der Z-Achse angeordnet sind und einander durch Hinzufügung eines L bzw* eines R zu dem Bezugsseichen voneinander unterschieden.

Die ortsfesten Platten 9OL und 31L sind mit einer Objektivlagenmeßanordnung 93L verbunden, und die ortsfesten Platten 9OR und 91R sind mit einer identischen Öbjektivlagenmeßanordnung 93R verbunden, 3?ig· 12 zeigt die Struktur einer Objolctivlagenmeßanordnung 93 detaillierter. Der Objoktivring 72 kann wegen der relativ großen Kapazität zu der Umgebung als geerdet betrachtet werden.!In einerSpule ΐ wird durch eine PlP-Spannungsquelle a, die mehreren Objektivlagenmeßanordnungen gemeinsam sein kann, eine Spannung induktiv übertragen. Die Spannung in der Spule ΐ reduziert, verurr sacht gleiche Ströme durch die beiden Kapazitäten, die durch die Kapazitivelemente 87 bis 9OL und 88 bis 91L gebildet werden. Da die ortsfesten Platten 9OL und 91L gleiche Oberflächen aufweisen, ist die dielektrische Verschiebung und folglich auch die feldstärke in den beiden kapazitiven elementen gleich. Die Spannungen an den kapazitiven Elementen sind also dem Abstand der betreffenden Platten proportional, während ihre Summe konstant ist„

Die genannten Spannungen werden mit entgegengesetztem Vorzeichen mit Hilfe zweier Dioden D1 und D2 gleichgerichtet und zu dem Knotenpunkt U einer Brücke, die aus zwei identischen Widerständen R besteht, addiert. Die Spannung S an diesem Knotenpunkt ist also der Differenz der Spannungen an den kapazitiven ^lementen proportional und folglich der Lage des Objektivringes 87 entsprechend der Z-Achse gegenüber dem Gestell proportional. Das Ausgangssignal S ist

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Null, wenn die Objektivhalterung 72 in einer Mittelstellung

steht. '" '"

an den Ausgängen UL bzw. UR der Objektivlagenmeßanordnungen 93L, bzw. 93ß erscheinenden Ausgangssignale S^ bzw, 3 λ werden als Lagenfehlersignale durch die in Fig. dargestellte Freischweberegelschaltung zur Vermeidung von Drehungen um die X-Achse benutzt. In Fig. 11 können zwei Arten von Schleifen unterschieden werden: die Schleifen, die teilweise durch das Symbol A bezeichnet sind, g&Ören zu der ^reischwebesehaltung, die Drehungen um die X-Achse vermeidet, und die Schleifen, die durch Be bezeichnet werden, gehören zu einer Z-Achse - Betätigungsregelschaltung, die auf ein anderswo erzeugtes Lagenfehlersignal üL (zugeführt zu einem Verstärker V-) reagiert. Zur Erläuterung der «lirkungsweise wird davon ausgegangen, daß die Freischweberegelachaltung sich vorher im Gleichgewichtszustand befand. lis wird nun vorausgesetzt, daß sich das Objektiv um die X-Achse, beispielsweise im Uhrzeigergegensinn, dreht. Das Ausgangs signal Sr. nimmt zu, und das Ausgangssignal S-r nimmt in gleichem Maße ab. Die beiden Signale werden in einem Ver- · stärker Vp addiert, dessen Ausgangssignal nicht ändert; die Schleife B wird also nicht aktiv· In einem Differenzverstärker werden S_R und S-r voneinander substrahiert. Ein erstes Ausgangssignal So - St nimmt zu, ein zweites Ausgangssignal

-(So - S-r) nimmt ab. Ji'in Verstärker V. vergrößert den Freischwebestrom durch die Spule 81R und verringert den Freischwebestrom durch die Spule 82R_e

Verstärker V^ verringert den Freischwebestrom durch die Spule 81L und vergrößert den Freischwebestrom durch die Spule 82L.

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Daraus resultiert eine J-'reischwebekraft nach unten auf der rechten Seite des Objektivs und eine 'iV^l^ftWeiTaliraft'nadh ' oben auf der linken Seite. Das Momentΐ das die Kräfte ausüben, wirkt der ursprünglich aufgetretenden Drehbewegung entgegen und bringt die Objektivhalterung in ihre neutrale Lage gegenüber dem Gestell zurücki

Auf entsprechende j/eise resultiert eine geradlinige Bewegung des Objektivs entsprechend der Z-Achse nach oben gerichtet in einer gleichen Zunahme der'beiden Ausgangssignale S-^ und S„. Die Ausgangssignale des Differenzverstärkers V^ ändern sich also nicht. Krfolgt eine Addition in dem Verstärker V₂ und wird das Vorzeichen in dem Verstärker V- geändert,

entsteht ein Signal üi - 72(St + Sp) ι das eine gleiche Zunahme der Betatigungsströme in den Spulen 81L und 81R und eine gleiche Abnahme der Betätigungsströme in den Spulen 82L und 82R zur l'olge hat. Die Folge ist eine Betätigungskraft nach unten, die die Lage des Auslesefleckens gegenüber der Aufzeichnungsfläche entsprechend der X-Achse korrigiert. Zur Verwirklichung von Regelschaltungen mit gewünschten Reaktionen sind die Verwendung angepaßter FiIternetavverke und eine ausreichende Linearisierung der Schleifen durch Anwendung von Ruheströmen in den Spulen unentbehrlich. Diese und andere gewünschte Maßnahmen gehören zu den normalen Kenntnissen des Fachmannes auf dem Gebiet der Regeltechnik und werden nicht näher beschrieben.

Die optoelektronische Anordnung der Pig. 13 bis 17 hat eine Objektivhalterung 94 mit einem Objektiv 95· Das Objektiv ist gegenüber der Fokussierung eines Strahlungsbündels entsprechend einer Z-Achse, die mit der optischen Achse zusammenfällt, beweglich. Die gewünschten Bewegungsfreiheitsgrade sind die geradlinigen Bewegungen längs der Z-Achse

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und weiterhin geradlinige Bewegungen länga der X-Achse zum Befolgen der Spur. Die Objektivhalterung 94 ist in einem semi-stationäreη Gestell 96 gelagert. Dieses Gestell ist mit Hilfe einer Anzahl Kugellager 97 in der X-Richtung auf einem festen Gestell 93 eines kleinen optischen Recorders zum mit Hilfe eines Laserbündels Einschreiben und Auslesen digitaler Datenaufzeichnungsspuren in der reflektierenden Aufzeichnungsfläche einer sich drehenden digitalen Datenplatte 99 beweglich. Diese Platte ist mit Hilfe eines Motors 100 drehend anreibbar um eine Achse 101 parallel zu der S-Achse. Der Antrieb des semi-stationären Gestells gegenüber dem ortsfesten Gestell 98 in der X-^ichktiiag· erfolgt mit Hilfe eines Riemens 102 und eines in der Zeichnung nicht dargestellten Servomotors. /

Die Objektivhalterung 94 ist gegenüber dem Gestell 96 ausschließlich entsprechend der X- und den Z-Achsen beweglich, so daß alle Bewegungen entsprechend den zwei gewünschten !''reiheitsgraden in einer einzigen Bewegungsebene, und zwar in der X-Z-jibene, stattfinden. Zum elektromagnetischen Antrieb der Objektivhalterung 94 entsprechend der X-Achse und zur elektromagnetischen Vermeidung von Bewegungen entsprechend einem unerwünschten Bewegungsfreiheitsgrad in der genannten X-Z-Ebene, nämlich Drehungen um die I-Achse, sind kombinierte elektromagnetische Mittel vorhanden. Diese umfassen zwei Kombinationaspulen 103A und 103B auf der einen Seite der Objektivhalterung 94 und zwei identische Kombinationsspulen 104A und 104B auf.der anderen Seite,'so daß die Kombinationsspulen je zwei und zwei, betrachtet entsprechend der X-Achse, in einem Abstand voneinander liegen. Die Kombinationaspule 104B ist in der Zeichnung nicht sichtbar, sondern liegt in der X-Richtung gesehen gegenüber der Kombinationsspule 103B. Für geradlinige Bewegung in der

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Z-ftichtung iat eine mit der Z-Achse und folglch zu der optischen Achse des Objektivs 95 konzentrische Betätigungs-Qpule 105 vorhanden. Die Objektivhalterung 94 ist gegenüber dem Gestell 96 in der X-Richtung nur über einen Abstand von maximal einigen Millimetern beweglich«

Die drei noch nicht genannten restlichen Bewegungsfreiheitsgrade, und zwar geradlinie Bewegungen entsprechend der Y-Achse, Drehungen entsprechend der Z-Achöeund Drehungen entsprechend der X-Achse, v/erden mit mechanischen Lagermitteln vermieden. Diese Lagermittel lassen an sich ausschließlich Bewegungen der Objektivhalterung 94» die in der X-Z-^bene liegen, zu. Diese mechanischen Lagermittel umfassen zwei li'ührungsf lachen 106A und 106ß auf der einen Seite der Objektivhalterung 94 und eine Pührungsflache 107, die, in der Y-Richtung gesehen, auf der anderen Seite der Objektivhalterung liegt. Diese üMihrungsflächen erstrecken sich parallel zu der X-Z-Übene. Das Gestell 96 ist mit Führungsplatten 108 und 109 versehen, die mit einem .Verk-3toff mit einem geringen Reibungskoeffizienten verkleidet sind. Die Objektivhalterung ist zwischen diesen i'ührungsplatten mit geringem Spielraum beweglich. Die vorhandenen elektromagnetischen Lagermittel dienen ausschließlich zur Vermeidung von Drehungen um die Y-Achse.

Die Objektivlagenmeßanordnung umfaßt ein Prisma 110 auf der Objektivhalterung 94 and entspricht im Grunde derjenigen, die bereits obenstehend bei der Ausführungsform der Erfindung entsprechend den Fig. 2 bis 8 beschrieben wurde. ! 'ig. 17 zeigt einen Dauermagneten 111 zum Zusammenarbeiten mit der BetLitigungsspule 105 und eine mit zwei Dauermagneten 112 zum Zusammenarbeiten über Jochteile 112A und 112B mit den Kombinationsspulen 103A und IO3B. Für die Kombinationsspulen 104A und 104B sind identische Dauermagneten 117 und

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Jochteile auf clem Gestell 96 vorhanden. Die Jochteile passen rait gewissem Spielraum in die Kombinationsspulen, so daß sie·für die beschränkten Bewegungen der Objektivhalterung 94 in der X-Z-iibene keine Hemmung bilden. Der Magnet 111 paß-fc mit Spielraum in die Betätigungsspule 105.

In der Führungsplatte 1OB ist eine Öffnung 114 vorhanden. Diese öffnung dient zum Hindurchlassen eines Lichtbündels, das entsprechend der ^-Richtung auf das Prisma 110 gerichtet ist und von einer Hilfslichtquelle herrührt. Durch diese öffnung kehren auch die zwei von dem Prisma 110 reflektierten '^eilbündel zu den beiden lichtempfindlichen Zellen der Objektlagenmeßanordnung zurück, ßfach dem oben Stehenden dürfte es einleuchten, daß mit Hilfe der vier Kombinationsspulen 103A bis 104B Kraftkomponenten in der X-Richtung und Kraftmomente um <3ie Ϊ-Achse auf die Objektivhalterung 94 ausgeübt werden können, und zwar durch eine FreischweberegeIschaltung.

Die in Fig. 18 auf schematische »'eise dargestellte optoelektronische Anordnung weist eine gewisse Übereinstimmung mit der oben stehend beschriebenen Anordnung auf. Auch hier ist die Objektivhalterung 114 derart mechanisch gelagert, daß ausschließlich Bewegungen in der X-Z-i^bene möglich sind. Die Objektivhalterung 114 ist jedoch gegenüber einem ortsfesten Gestell 115 gelagert und ist entsprechend der X-Achse beweglich, und zwar über einen Hub, der groß genug ist zum Einschreiben und/oder Auslesen von Aufzeichnungsspuren über die ganze Aufzeichnungsfläche eines Aufzeichnungsträgers, Der Hub kann im Grunde beliebig verlängert werden. Die Objektivhalterung 114 enthält ein Objektiv 116, dessen optische Achse mit der Z-Achse zusammenfällt, i^ine kleine Lichtquelle, beispielsweise ein Halbleiterlaser, befindet sich innerhalb

UHU

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der Objektivhalterang ebenso wie alle optischen Elemente der Lichtstrecke und die erforderlichen optoelektronischen Elemente, i^a gibt vier Sätze von Kombinationsspulen, und zwar 118Δ bis 122A, 118B bis 122B, 123Δ bis 127Δund I23B bis 127B. Nicht all diese Spulen sind in der Zeichnung sichtbar. Dabei liegen die Spulen 118A bis 122A, betrachtet entsprechend der Ϊ-Achse, gegenüber den Kombinationsspulen 123A bis 127A. All diese Spulen liegen, betrachtet entsprechend der Z-Achse, gegenüber den Kombinationsspulen 1183 bis 121B, beziehungsweise 123B bis 127B. Außerdem sind alle liombinationsspulen, betrachtet entsprechend der X-Achse, in einem Abstand von der benachbarten Kömbinationsspule vorgesehen. Die elektromagnetischen Kräfte, die durch all diese Kombinationsspulen auf dieObjektivhalterung 114 ausgeübt werden, sind alle ausschließlich parallel zu der X-Achse gerichtet. Zum Bewegen der Objektivhalterung in der S-^ichtung ist eine Betätigungsspule 128 vorhanden. Das Gestell 115 umfaßt vier längliche Ständermagneten 129A, B und I3OA, B. Diese sind auf ferromagnetischeηJochen, die aus Führungsteilen I3IA und 131B sowie aus Lndplatten 132A und 132B bestehen, angeordnet. Auf der der Oboektivhalterung zugewandten Seite bilden die Führungsteile Ι3ΙΔ, B Führungsflächen, die mit den flachen Seiten der Objektivhalterung zusammenarbeiten, so daß diese mit geringem Spielraum zwischen den Führungsflächen ausschließlich in der X-Z-Übene beweglich ist. Die Kombinationsspulen bewegen sich unter Freilassung eines Luftspaltes längs der Ständermagneten 129Δ, B und 13OA, B in Schlitzen 133A, B und 134A, B. Die Betätigungsspule 128 zur Fokussierung bewegt sich in einem Schlitz 135 eines einzelnen Ständers mit einem länglichen Dauerständermagneten 136 und zwei Jochplatten 137A und 137B.

Die Kombinationsspulen sind zu vier Fünfergruppen mit

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Überlappung nebeneinander angeordnet, wobei die Kombinationaspulen 118Δ bis 122A und 118B bis 122B sich in einer ersten üibene parallel su der X-Z-Übene und die Kombinationsspulen 123Δ bis 127A und 123B bis 127B in einer zweiten ü'bene parallel zu der Χ-Ζ-ιΛεηβ befinden. Die länglichen Dauer-Btändermangeten 129A, B und 13OA, B sind mit einem in der Längsrichtung, also parallel zu der X-Achse, regelmäßigen Küster abwechselnder Gebiete von Kord- und üüdpolarität versehen. Zum Antreiben der Objektivhalterung 114 entsprechend der X-Achse sind die Kombinationsspulen mit Kommutationsmitteln verbunden, die auf an sich bekannte V/eise die den Kombinationsspulen zuzuführenden elektrischen Strome kommutieren, abhängig von der Lage und von der dichtung der Bewegung längs der X-Achse, Auf diese Weise ist bekanntlich ein wirtschaftlicher, geradliniger Antrieb mögliche Auf einer *->eite der Objektivhalterung 114 ist ein Prisma 138 befestigt, das zu einer optoelektronischen Objektivlagenmeßanordnung der bereits beschriebenen Art gehört. Das Hilfslichtbündel wird entsprechend der X-Achse auf das Prisma gerichtet. Die reflektierenden Flächen des Prismas sind derart angeordnet, daß die reflektierten Teilbündel in einem . kleinen «Vinkel zu der X-Achse zurückgeworfen werden. Auf diese v/eise ist es möglich, auch bei einem großen Hub der Objektivhalterung 114 zu vermeiden, daß die reflektierten 'i'eilbündel auf die Führungsteile 131A und B geworfen werden.

Mit einer Anordnung nach Fig. 18 sind sehr kurze Angriffszeiten niglich. Die Objektivhalterung 114 kann eine geringe Masse haben ebenso wie die damit verbundenen beweglichen i'eile, wie das Objektiv 116 und die Kombinationsspulen. Auf die Objektivhalterung werden keine Kraftkomponenten durch die Kombinationsspulen oder durch die Betätigungsspule 128 ausgeübt, die in der Y-Richtung wirken, so daß äußerst geringe Reibungskräfte zwischen der Objektivhalterung 114 und

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.* -43- . / .-.!.-1OV;

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den Kihrungsflachen der tfiihrungs teile 131A, B auftreten· Diese Ausführungsform scheint daher zum Gebrauch in optischen Daten besonders geeignet.

Die i'ig. 19 und 20 beziehen sich auf eine Ausführungsform einer optoelektronischen Anordnung nach der Erfindung, die wieder der Anordnung nach den i?ig. 13 bis 17 entspricht. Die Objektivhalterung 139 hat ein Objektiv 140 und besteht aus f err ©magnetischem V/erkstoff. Die optische Achse des Objektivs 140 fällt wieder mit der Z-Achse zusammen. Die Objektivhalterung ist in der X-Z-xibene beweglich, wobei _; gewünschte Bewegungsfreiheitsgrade gebildet werden durch geradlinige Bewegungen entsprechend der X-Achse und der Z-Achse und alle übrigen Bewegungsfreiheitsgrade unerwünscht sind. Auf dem Gestell 141 befinden sich wieder vier Kombinationsspulen 142A, B und 143A, B. Die Objektivhalterung 139 trägt eine zu der Z-Achse konzentrische Betätigungsspule 144. Mit Hilfe der vier Kombinationsspulen kann die Objektivhalterung 139 in der X—dichtung geradlinig bewegt werden, und Drehungen um die Y-Achse können elektromagnetisch vermieden werden. Die Betätigungs-Dpule 144 dient ausschließlich für geradlinie Bewegungen längs der Z-Achse.

Die Objektivhalterung 139 hat sich in Richtungen parallel zu der X-Achse erstreckende Polschuhe 145 und 146. Diese erstrecken sich praktisch über die ganze Höhe der Objektivhalterung. Sie bilden mit den übrigen Teilen der Objektivhalterung ein Ganzes und sind folglich ebenfalls ferromagnetisch. Auf dem Gestell 141 sind ferromagnetische iJtänderpolschuhe 14 7A, B und 14ÖA, B vorhanden, iiie haben freie -onden, die unter Freilassung eines Luftspaltes gegen^· über den freien ^nden der Polschuhe 145 und 146 der Objektiv-

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halterung 139 liegen. Die Kombinationsspulen sind auf den "tänderpolschuhen angeordnet. Diese sind paarweise, auf zwei ßauerständermagneten 149 und 150 verklebt, die in Dichtung der X-Achse magnetisiert sind. Ihrerseits sind die Dauermagneten 149 und 150 auf zwei eisernen Bügeln 151 und 152 angeordnet. Durch das Vorhandensein der Dauermagneten 149 und 150 ist in den Luftspalten zwischen den Ständerpolschuhen und den Objektivpolschuhen ein Dauermagnetfeld vorhanden. Der Objektivpolschuh 145 hat Zähne 153. 'lter. Ständer- / polschuh 147A hat Zähne 154« die mit den Zähnen 153 des Objektivpolschuhes magnetisch zusammenarbeiten. Die übrigen : Polschuhe haben ähnliche Zähne, Dadurch entsteht eine relativ große magnetische Starrheit in der Y-rtichtung, so daß keine mechanischen oder elektromagnetischen Lagermittel notwendig sind, um geradlinige Bewegungen der Objektivhalterurig 139 entsprechend der Y-Achse oder Drehungen um die X- und die "L-Aohae zu vermeiden. Kappen 155 auf der Innenseite der Bügel 151 und 152 dienen ausschließlich al3 Sicherheitsanschlag·

Zum Zusammenarbeiten mit der Betätigungsspule 144 3-einzelner %uermagnetatänder 156 vorhanden. Dieser umfaßt zwei scheibenförmige, axial entgegengesetzt magnetisierte Dauermagneten 157 und 158, eine zwischen denselben festgeklebte einserne Scheibe 159» ein dosenfb'rmiges, eisernes Gehäuse 16O und einen Deckel 161. Zentral enthält das dosen förmige Joch 16O einen zylinderförmigen Teil 162, und die Betätigungsspule 144 bewegt sich in dem Luftspalt zwischen der Scheibe 159 und dem zylinderförmigen Teil I63. Das Dauermagnetfeld erstreckt sich radial über diesen Luftspalt.

Das Gestell 141 ist mit Hilfe zweier L-förmiger Bügel 163

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und 164 mittels einer Anzahl Schrauben 165 auf dein Deckel 161 des Ständers 156 angeordnet.

Die verwendete Objektivlagenmeßanordnung, ist wieder von kapazitiver Art. Auf den Polschuhen 147A bis 14&B befinden sich i^inschließscheiben I66A bis 16?B. Darauf sind Metallplatten 168A bis 169B gegenüber den Polschuhen 145und der Objektivhalterung vorhanden. Jede der metallenen Plätten bildet mit der Oberfläche des gegenüberliegenden Polschuhes ein kapazitives Element, Hit Hilfe der vier kapazitiven elemente können geradlinige Bewegungen entsprechend der X-Achse und Drehungen um die Y-Achse gemessen werden. Die fehlersignale in bezug auf die Drehungen um die Y-Achse werden in einer ^'reischweberegelschaltung zur elektromagnetischen Vermeidung der genannten Drehungen dadurch benutzt, daß Freischwebeströme den Kombinatibnsspulen zugeführt werden.

Claims

24!

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Gr 051/13

jrfindun&aanspruch

1. Optoelektronische Anordnung zum mit einem Strahlungsbündel Einschreiben und/oder Auslesen von Aufzeichnungsrapuron in einer Aufzeichnungsfläche eines Aufzeichnungsträgers, wie zum mit Hilfe eines Lichtbundeis Abtasten von Video- und/oder AudioaufZeichnungsspuren oder digitalen Datenaufzeichnungsspuren in einer reflektierenden Aufzeichnungsfläche einer sich drehenden Video- oder Audioplatte bzw. digitalen Datenplatte., welche Anordnung die folgenden Elemente umfaßt:

- ein Gestell,

- eine Objektivhalterung mit einem Objektiv mit einer optischen Achse und mit einem Linsensystem zum Konzentrieren des Strahlungsbündels zu einem Strahlungsflecken in einer J?okussierebene,

- eine Lagerung für die Objektivhalterung mit Lagermitteln, die Bewegungen der Objektivhalterung gegenüber dem Gestell zulassen entsprechend einer Anzahl gewünschter Bewegungsfreiheitsgrade der sechs theoretisch möglichen unabhängigen Bewegungsfreiheitsgrade und die Bewegungen der Objektivhalterung gegenüber dem Gestell im wesentlichen entsprechend restlichen unerwünschten Bewegungsfreiheitsgraden vermeiden und

- mit dem Gestell bzw, der Objektivhalterung verbundene, über einen Luftspalt miteinander magnetisch zusammenarbeitende Betätigungsmittel zum mit elektromagnetischen Betätigungskrliften Antreiben der Objektivhalterung gegenüber dem Gestell entsprechend den genannten gewünschten ßevvegungsf reihei tsgraden und mit mindestens einer ßetätigungsspule für jeden gewünschten Bewegungsfreiheitsgrad, \ .

gekennzeichnet dadurch, .

24!

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- daß die Anordnung eine Ob j ektivlagenineßanordnung umfaßt zum ständigen Messen der Lage der Objektivhalterung gegenüber dem Gestell entsprechend mindestens einem der genannten unerwünschten Bewegungsfreiheitsgrade und sum Erzeugen eines Lagenfehleraignals,

- daß die Lagerung mit dem Gestell bzw. mit der Objektivhalterung verbunden und über einen Luftspalt miteinander magnetisch zusammenarbeitende Lagermittel umfaßt zur Vermeidung unerwünschter Bewegungen der Objektivhalterung entsprechend mindestens einem der genannten unerwünschten Bewegungafreiheitsgrade mit Hilfe elektromagnetischer !''reischwebekräfte und mit mindestens einer !''reischwebespule für jeden unerwünschten Bewegungsfreiheitagrad, entsprechend dem eine unerwünschte Bewegung der Objektivhalterung durch elektromagnetische i'reischwebekräfte vermieden wird und

- daß eine -^reischweberegelachaltung vorhanden iat, die daa Lagenfehleraignal, das von der Objektivlagenmeß-

• anordnung herrührt, mit einem Bezugsaigrxal festgesetzten wertes vergleicht und mindestens einen Ausgang hat zum Zuführen eines elektrischen ij'reischwebeatromes mit einem von dem Ji'ehlersignal abhängigen *iert zu einer vorhandenen tfreischwebespule zum im wesentlichen Konstanthalten der Lage des Objektivs gegenüber dem Gestell entsprechend einem unerwünschten tfreiheitsgrad.

Optoelektronische Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß alle Lagermittel zur Vermeidung von Bewegungen der Objektivhalterung entsprechend unerwünschten Bewegungsfreiheitsgraden ausschließlich aus elektromagnetischen Lagermitteln bestehen, so daß die Objektiv-

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halterung durch das Gestell ausschließlich durch elektromagnetische üetätigungskräfte und durch elektromagnetische i''reischw3bekrüfte unterstützt wird.
3. Optoelektronische Anordnung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß

- die Objektivhalterung (11) ferromagnetisch und ringförmig ist, ' :.. :.:.

- auf der Objektivhalterung in gleichen diametralen Abständen von der optischen Achse (13) und gleichmäßig am Umfang verteilt mindestens drei ferromagnetische ' ] . Anker (57 bis 60) angeordnet sind,

- sich zwischen jedem Anker und der Objektivhalterung ein radial magnetisierter Dauermagnet (61 bis 64) befindet,

- jeder Anker zwei im wesentlichen tangentkeil gerichtete und entsprechend der optischen Achse (13) des Objektivs (12) betrachtet, in gewissem axialem Abstand voneinander angeordnete Zähne (57A, B bis 6OA, B) aufweist,

- auf dem Gestell je Zahn eines Ankers eine in axialer dichtung längliche Kombinat ions spule (53A, B bis .56 A,' B.) vorhanden ist, die gleichzeitig als Betätigungsspule und als tfreischwebespule wirksam ist und Windungen aufweist, die im wesentlichen in einer iiib.ene. durch· die optische Achse (13) des Objektivs (12) liegen und mit einer zentralen Öffnung versehen sind, die den Zahn mit Spielraum aufnimmt und .

- für geradlinige Bewegungen entsprechend der optischen Achse eine zu der optischen Achse konzentrische Betätigungsspule (19) vorhanden ist (Pig. 2 bis 4).
4. Optoelektronische Anordnung nach den Punkten 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß

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- die Qbjektivhalterung (72) wenigstens teilweise aus ferroraagnetischem werkstoff besteht und

- daß alle Betütigungsspülen und ü'reischwebespuien (BT, 82, 85) ortsfest auf dem Gestell (73, 76) angeordnet sind und mit ferromagnetischen Teilen der Objektivhalterung magnetisch zusammenarbeiten (l^?ig.- 9 bis 10)*
5. Optoelektronische Anordnung nach Punkt 4» gekennzeichnet dadurch, ' . ' .· . , : ' '

- daß die Üb jektivhalterung (72) aus einem ferroraagnetischen und gegenüber der optischen Achse (Z) des Objektivs.(74) konzentrischen Fasaungsring besteht,

- daß auf dem Gestell (73, 76) für Bewegungen entsprechend allen Bewegungafreiheitsgraden des Objektivs, abgesehen .von Drehungen um die optische Achse, eine Anzahl axial an mehreren Seiten des ^aasungsringa (72) liegender und axial entgegengesetzte magnetische Kraftkomponenten auf den !''assungsring ausübender Spulen (81, 82) und eine Anzahl diametral an mehreren üeiten des Fasaungsringes (72) liegender und diametral entgegengesetzte magnetische Kraftkomponenten auf den Fassungsring ausübender Spulen (85) vorhanden sind, die als .Betätigungsspule, als ireischwebespule oder gleichzeitig ala Betätigungsspule und als i'reischwebespule wirksam sind (i'ig. 9 bis 10).
6. Optoelektronische Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,

- daß die Lagerung ausschließlich Bewegungen der Objektivhalterung (94; 144; 139) gegenüber dem Gestell (96; 115; 141) entsprechend zwei gewünschten !''reiheitsgraden zuläßt, die sich in nur einer einzigen Beweguhgsebene vollziehen, und zwar entsprechend einem ersten, an sich gewünschten Bewegungsfreiheitsgrad entsprechend einer

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ersten Translationsachse (Z), die mit. der optischen Achae des Objektive zusammenfällt und entsprechend ei- ; nein zweiten, an sich gegenüber Bewegungsfreiheitsgrad entsprechend einer aweiten Translationsachse (a), die' senkrecht auf der ersten Translation-sachae steht, und

- daß für das elektromagnetische Antreiben der-Objektiv-halterung entsprechend der zweiten Translationsachse sowie zum elektromagnetischen Vermeiden von Bewegungen

.der Objektivhalterung entsprechend einem dritten, an sich unerwünschten, Bewegungsfreiheitsgrad der genannten Bewegungsebene entsprechend einer Drehungsachse (Y), die senkrecht auf der ersten und zweiten Translations-/ achse steht, kombinierte elektromagnetische L'iittel vorhanden sind mit mindestens einer ersten und einer zweiten Kombinationsspule (103A, 104A; 118A, 127A; 142A, 143A), die außer als Betätigungsspule zugleich als i''reischwebespule wirksam ist, welche zwei Kombi- : nationsspulen betrachtet entsprechend der zweiten Translationsachse (Z) in einem Abstand voneinander liegen (i'ig. 13 bis 17; 18; 19 bis 20).

Optoelektronische Anordnung nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch,

- daß die Qbjektivhalterung (94 bis 139) gegenüber dem Gestell (96; 141) entsprechend der zweiten Translations-, achse (X) nur über einen Abstand von weniger als einigen Millimetern beweglich ist,

- daß zwei i-»ätae von Kombinationsspulen (103A bis 104A, IO3B - 104B; 147A- 148A, 147B - 148B) vorhanden sind,

. die entsprechend der ersten Translationsachse (z) betrachtet aneinander gegenüberliegenden Seiten der Objektivhalterung liegen und

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- daß eine im wesentlichen zu der optischen Achse der Objektivhalterung konzentrische Betätigungsspule (104 bis 144) zum Ausüben von Betätigungskräften, entsprechend der optischen Achse des Objektivs vorhanden ist CJ?ig. 13 bis 17; l^?ig. 19 bis 20).
8. Optoelektronische Anordnung nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch,

- daß die Lagermittel zum ausschließlichen Zulassen von Bewegungen der Objektivhalterung (94; 114) in einer einzigen Bewegungsebene entsprechend den zwei genannten gewünschten ii'reiheitsgraden (X bis Z) in einem abstand liegende l^ührungsflächen (106a, B, 107 bis 109; 114, 131A, ß) aufweisen, parallel zu der genannten Bewegungsebene und

- daß Bewegungen der Objektivhalterung, die sich nicht in der genannten Bewegungsebene (X bis Z) vollziehen und folglich entsprechend den drei restlichen Bewegungsfreiheitsgraden durch die iHihrungsf lachen im wesentlichen vermieden werden (ü'ig. 13 bis 17; Fig. 18)„
9. Optoelektronische Anordnung nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, . .

- daß die Objektivhalterung (114) gegenüber dem Gestell (115) entsprechend der zweiten Translationsachse (X) beweglich ist über einen Hub, der groß genug ist zum .einschreiben und/oder Auslesen von Aufzeichnimgsspuren über die ganze Aufzeichnungsfläche eines Aufzeichnungsträgers, "' "' ·' '..

- daß die genannten zwei mindestens vorhandenen Kombinationsspulen (122A, 123B) betrachtet entsprechend jeder der beiden genannten l'ranslationsachsen (Z, X) und

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auch entsprechend einer dritten Translationsachse (ii) senkrecht darauf, in einem Abstand voneinander liegen,

- daß die Kombinationsspuren ausschließlich elektromagnetische Kräfte auf die Objektivhalterung ausüben, die sich parallel zu der zweiten Translationsachse (X) erstrecken,

- daß die -^etätigungsspule (28) mit der Objektivhalterung verbunden ist zum Ausüben von Betätigungskräften gerichtet parallel zu der ersten Translationsachse und

- daß die mit dem Gestell verbundenen Teile der elektromagnetischen Betätigungsmittel und der elektromagnetischen Freischwebemittel eine Anzahl entsprechend der zweiten Translationsachse gerichteter länglicher ütänderteile (129Δ, B, 130A, B) umfassen mit einer Länge mindestens entsprechend dem genannten Hub der Objektivhalterung und die genannte Spule unter Freilassung eines Luftspaltes (133A, B, 134A, B) längs der genannten länglichen Ständerteile beweglich sind entsprechend der zweiten Translationsachse (Fig. 18).
10. Optoelektronische Anordnung nach Punkt 9» gekennzeichnet dadurch,

- daß die genannten, mindestens vorhandenen ersten und zweiten Kombinationsspulen (122A, 123B) zu einem ersten Satz bzw. einem zweiten ^atz in ersten und zweiten Flächen im wesentlichen parallel zu der Bewegungsebene der Objektivhalterung liegender und betrachtet entsprechend einer dichtung parallel zu der zweiten Translationsachse mit Überlappung nebeneinander angeordneter Kombinationsspulen (118Abis 122A, 123B bis 127B) ge-

• hören,

- daß die genannten länglichen Ständerteile auf dem Gestell längliche Dauermagnetständer (129A, B, 130A,B)

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umfassen mit in der Längsrichtung entsprechend einem regelmäßigen kuster abwechselnder Gebiete von Kord- . . und Südpolarität und

- daß ivomniutationsmittel vorhanden sind zum ivommutieren der den Kombinationsspulen zuzuführenden elektrischen ströme, abhängig von der Lage und der Bewegungsrichtung der Objektivhalterung (114)» betrachtet entsprechend der aweiten l'ranslationsachse (X), (ii'ig. 13)· ;
11. Optoelektronische Anordnung nach Punkt 7» gekennzeichnet dadurch,

- daß die Objektivhaiterung (139) mit in Dichtungen parallel zu der zweiten iranslationsachse (X) sich er-

• streckenden ferromagnetischen Objektivpolschuhen (1451 146) mit freien linden versehen ist,

- daß auf dem Gestell (141) eine Anzahl ferromagnetischer Ständerpolschuhe (147A, B, 148A, B) vorhanden ist mit freien linden, die sich Unter Freilassung eines Luftspaltes, gegenüber dem freien .uinde eine3 übjektivpolschuhes befinden und,

- daß die genannten Kombinationsspulen (142a, B, 143Δ, B) auf den Ständerpolschuhen angeordnet sind (Pig. 19 bis 20).
12. Optoelektronische Anordnung nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch,

- daß die Anordnung mindestens einen Dauermagneten (149» 153) umfaßt zum Erzeugen eines Dauermagnetfeldes in den Luftspalten zwischen den Ständerpolschuhen und den Objektivpolschuhen,

- daß die Ständerpolschuhe und die Objektivpolschuhe einander zugewandte und über den Luftspalt miteinander magnetisch zusammenarbeitende Zähne (153, 154) aufweisen und

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- daß das Gestell ein ferromagnetisches Joch (151, 152) umfaßt, das die vorhandenen Dauermagneten mit den Ständerpolschuhen magnetisch verbindet (Fig. 19 biSv20),

13, Optoelektronische Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Objektivlagenmeßanordnung mindestens die folgenden Kiemente umfaßt:

a) zwei in fteihe angeordnete kapazitive Elemente (9OL bis 87); (88 bis 91L), die aus einander gegenüberliegenden ortsfesten Platten (9OL, 91L) aus elektrisch leitendem Werkstoff auf dem Gestell und einander gegen-

• überliegenden Platten (87, 88) aus elektrisch leitendem Werkstoff auf der Objektivhalterung (72) bestehen,

b) eine HP-Wechselstromquelle (a),

c) eine Spannungsdifferenzschaltung, die mit der KP-Wechselstromquelle induktiv gekoppelt ist und mit zwei kapazitiven Elementen verbunden ist,

d) Mittel zum Zuführen des Ausgangssignals (S^) der Spannungsdifferenzschaltung zu der *'reischweberegelschaltung (Fig, 11 bis 12)·

14· Optoelektronische Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Anordnung eine optoelektronische Objektivlagenmeßanordnung aufweist, die die folgenden Elemente aufweist: . '

a) eine Strahlungsquelle (44) auf dem Gestell (10) zum Ausstrahlen eines Strahlungsbündels zu der Objektivhalterung (11),

b) ein strahlungsempfindliches Detektlonssystem auf dem Gestell, das mehrere Betektoren (47, 48) umfaßt, die je in mindestens zwei Teildetektoren aufgeteilt sind, wobei die Trennlinien zwischen den Teildetektoren sich parallel zueinander erstrecken,

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c) ein bündelspaltendes optisches Element (43) auf der Objektivhalterung zum in Teilbündel (45A₉ B) Aufteilen des von der Strahlungsquelle ausgestrahlten Strahlungsbündels (45) iß dichtung des strahlungsempfindlichen Detektionssystems, wobei die Strahlungsverteilung über die Teildetektoren durch die Lage des optischen Elementes und folglich der Objektivhalterung gegenüber dem Gestell bestimmt wird, und

d) eine elektronische Schaltungsanordnung zum Liefern der Lagenfehlersignale und mit Eingängen, die je einzeln mit einem Teildetektor des Detektionssystems verbunden sind (Pig. 4 bis 6).

Hierzu 10 Seiten Zeichnungen