DE19860054A1 - Optischer Kopf für ein Speicherplattenlaufwerk - Google Patents
Optischer Kopf für ein SpeicherplattenlaufwerkInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein optisches Speicherplattenlaufwerk und einen optischen
Kopf dafür.
Im allgemeinen hat ein optisches Speicherplattenlaufwerk einen optischen Kopf
zum Schreiben von Daten auf eine optische Speicherplatte und zum Lesen der
Daten davon. Der optische Kopf hat einen über die optische Speicherplatte hin
weg schwenkbaren Dreharm. Dieser trägt ein lichtaussendendes Lichtquellen
modul und eine Objektivlinse zum Bündeln des Lichtes auf die optische Spei
cherplatte. Weil das Lichtquellenmodul an dem Dreharm (ebenso wie die Objek
tivlinse) befestigt ist, ist dieser verhältnismäßig schwer. Dies verhindert ein Ver
bessern der Arbeitsgeschwindigkeit des Dreharms.
Weiter gibt es einen optischen Kopf mit zwei Dreharmen, die jeweils einer Ober
fläche einer doppelseitigen optischen Speicherplatte zugewandt sind. Bei einem
solchen optischen Kopf trägt jeder Dreharm sein eigenes Lichtquellenmodul und
seine Objektivlinse. Dadurch sind die Dreharme verhältnismäßig schwer.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen leichten Dreharm für einen optischen Kopf
anzugeben.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen optischen Kopf mit einer an einem festste
henden Teil eines optischen Speicherplattenlaufwerks befestigten stationären op
tischen Einheit, die ein Lichtquellenmodul zum Aussenden von Licht hat. Ein über
die optische Platte hinweg schwenkbarer Dreharm trägt eine Objektivlinse zum
Bündeln des Lichtes auf die optische Speicherplatte. Ein Lichteinführsystem führt
das Licht von dem Lichtquellenmodul so zu dem Dreharm, daß der Strahlengang
durch den Dreharm geleitet wird und die Objektivlinse erreicht.
Weil auf diese Weise das Lichtquellenmodul nicht an dem Dreharm sondern an
einem feststehenden Teil des optischen Kopfes befestigt ist, läßt sich der Dreh
arm (der bewegliche Teil des optischen Kopfes) mit geringem Gewicht ausführen.
Das ist vorteilhaft für ein Verbessern der Arbeitsgeschwindigkeit des optischen
Kopfes.
Bei einer Weiterbildung hat das Lichteinführsystem einen ersten Spiegel und ei
nen zweiten Spiegel. Der erste Spiegel reflektiert Licht von dem Lichtquellenmo
dul zu dem Dreharm. Der zweite Spiegel ist an dem Dreharm angeordnet und re
flektiert Licht von dem ersten Spiegel auf einen optischen Strahlengang des
Dreharms. Der Strahlengang zwischen dem ersten und dem zweiten Spiegel ist
konzentrisch zur Drehachse des Dreharms angeordnet.
Mit dem ersten und dem zweiten Spiegel wird das Licht von dem Lichtquellenmo
dul in den Dreharm unabhängig von dessen Drehposition eingeführt.
Bei einer anderen Weiterbildung ist der erste Spiegel ein sogenannter Galva
nospiegel, der drehbar um eine Achse auf seiner Spiegelfläche ist. Durch Drehen
des Galvanospiegels wird der Einfallswinkel des Lichtes auf die Objektivlinse so
verändert, daß ein auf der optischen Speicherplatte erzeugter Lichtpunkt präzise
bewegt wird. Dadurch wird eine feine Spureinstellung erreicht. Mit einer solchen
Anordnung wird ein Spiegel gemeinsam für die feine Spureinstellung und für das
Einführen des Laserstrahls in den Dreharm verwendet.
Vorzugsweise trägt der Dreharm mindestens zwei Zwischenabbildungslinsen.
Diese sind zwischen dem ersten Spiegel und der Objektivlinse angeordnet, um
eine zugeordnete Beziehung zwischen einer Hauptebene der Objektivlinse und
der Drehachse des ersten Spiegels zu bekommen. Auf diese Weise erreicht der
an dem ersten Spiegel reflektierte Laserstrahl unabhängig von der Drehung des
ersten Spiegels sicher die Objektivlinse.
Bei einer anderen Weiterbildung ist der Dreharm zwischen der stationären opti
schen Einheit und der optischen Speicherplatte angeordnet. Die optische Spei
cherplatte und die stationäre optische Einheit können auch auf der gleichen Seite
des Dreharms angeordnet sein.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung hat ein optischer Kopf eine optische
Einheit mit einem Lichtquellenmodul zum Aussenden von Licht. Mindestens zwei
Dreharme sind über die optische Speicherplatte schwenkbar und tragen jeweils
eine Objektivlinse zum Bündeln von Licht auf die optische Speicherplatte. Ein
Schaltsystem führt Licht von dem Lichtquellenmodul selektiv so zu einem der
Dreharme, daß der Strahlengang in dem ausgewählten Dreharm liegt.
Bei einer solchen Anordnung können die Dreharme leichter sein, weil ein gemein
sames Lichtquellenmodul für beide Dreharme verwendet werden kann. Das ist
vorteilhaft für ein Verbessern der Arbeitsgeschwindigkeit. Weiterhin wird die An
zahl optischer Elemente reduziert, weil mindestens ein Lichtquellenmodul nicht
benötigt wird.
Vorzugsweise ist die optische Einheit an einem feststehenden Teil des optischen
Speicherplattenlaufwerks befestigt, weil dadurch die Dreharme zusätzlich leichter
werden. Im einzelnen sind die Dreharme an einem schwenkbaren Träger befe
stigt.
Bei einer Weiterbildung hat das Schaltsystem einen ersten Spiegel an der opti
schen Einheit und an den Dreharmen jeweils einen zweiten Spiegel. Der erste
Spiegel reflektiert das Licht von dem Lichtquellenmodul, und jeder zweite Spiegel
kann dieses von dem ersten Spiegel reflektierte Licht entlang der Längsrichtung
des Dreharms reflektieren. Der Strahlengang zwischen dem ersten Spiegel und
jedem zweiten Spiegel ist konzentrisch zur Drehachse der Dreharme angeordnet.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines optischen Kopfes nach einem
ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht der Spitze eines Dreharms des optischen
Laufwerks nach Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht einer optischen Schwebeeinheit des opti
schen Laufwerks nach Fig. 1,
Fig. 4 eine Draufsicht auf den optischen Kopf nach Fig. 1,
Fig. 5 einen Längsschnitt des optischen Kopfes nach Fig. 4,
Fig. 6 eine Draufsicht auf ein optisches System des optischen Kopfes nach
Fig. 4,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer anderen Anordnung des opti
schen Kopfes nach dem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 8 einen Längsschnitt durch den optischen Kopf nach Fig. 7,
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines optischen Kopfes nach einem
zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 10 eine Draufsicht auf den optischen Kopf nach Fig. 9,
Fig. 11 einen Längsschnitt des optischen Kopfes nach Fig. 9,
Fig. 12 eine perspektivische Explosionsansicht einer Schaltspiegelanord
nung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 13 eine schematische Ansicht der magnetischen Flußlinien eines Ma
gneten der Schaltspiegelanordnung,
Fig. 14A bis 14F
Schnittansichten der Drehung des Schaltspiegels, und
Fig. 15A und 15B
perspektivische Ansichten des Schaltspiegels.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines optischen Speicherplattenlaufwerkes
(im folgenden das Speicherplattenlaufwerk) nach dem ersten Ausführungsbei
spiel. Das Speicherplattenlaufwerk ist dafür vorgesehen, Daten auf eine optische
Speicherplatte 2 mittels der sogenannten Nahfeldaufnahmetechnologie (NFR) zu
schreiben und von dieser zu lesen.
Die optische Speicherplatte 2 ist in dem Speicherplattenlaufwerk an einer Dreh
achse 22 eines Spindelmotors befestigt. Im folgenden wird die Richtung senkrecht
zu der optischen Speicherplatte 2 als vertikale Richtung bezeichnet. Ein optischer
Kopf 1 hat einen Dreharm 3, der parallel zu der Oberfläche der optischen
Speicherplatte 2 verläuft. Eine stationäre optische Einheit 4 ist an einem fest
stehenden Teil des Speicherplattenlaufwerkes befestigt. Der Dreharm 3 ist paral
lel zu der Oberfläche der optischen Speicherplatte 2 schwenkbar (um eine Dreh
achse 5). Eine optische Schwebeeinheit 6, die eine Objektivlinse (wird später be
schrieben) trägt, ist an der Spitze des Dreharms 3 angeordnet. Die optische
Schwebeeinheit 6 bewegt sich über Spuren auf der optischen Speicherplatte 2,
wenn der Dreharm 3 bewegt wird. Die stationäre optische Einheit 4 hat ein Licht
quellenmodul 7, das einen Laserstrahl aussendet.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht der Spitze des Dreharms 3. Fig. 3 ist eine ver
größerte Ansicht der optischen Schwebeeinheit 6. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die
optische Schwebeeinheit 6 an der Spitze des Dreharms 3 mit einem Federstreifen
8 befestigt. Ein Ende des Federstreifens 8 ist an der Oberseite des Dreharms 3
befestigt. Die optische Schwebeeinheit 6 ist an dem anderen Ende des Feder
streifens 8 befestigt. Wenn sich die optische Speicherplatte 2 dreht, wird die opti
sche Schwebeeinheit 6 durch den zwischen der optischen Speicherplatte 2 und
der optischen Schwebeeinheit 6 erzeugten Luftfluß nach unten verschoben. Da
bei wird der Federstreifen 8 elastisch verformt, wodurch die optische Schwebe
einheit 6 nach oben hin gedrückt wird. Aufgrund des Gleichgewichts der abwärts
gerichteten Kraft (durch den Luftstrom) und der aufwärts gerichteten Kraft (durch
die Verformung des Federstreifens 8) wird die optische Schwebeeinheit 6 auf
gleicher Höhe gehalten.
Wie Fig. 2 und 3 zeigen hat der optische Schwebekopf 6 eine Objektivlinse 10
und eine in einen Feststoff eingebettete Immersionslinse (SIL) 11. Ein reflektie
render Spiegel 31 ist an dem Dreharm 3 angeordnet und reflektiert den von dem
Lichtquellenmodul 7 (Fig. 1) ausgesandten Laserstrahl 13 zu der Objektivlinse 10,
die den Laserstrahl 13 bündelt. Die Immersionslinse 11 ist eine halbsphärische
Linse, deren ebene Oberfläche der optischen Speicherplatte 2 zugewandt ist.
Außerdem liegt der Fokus der Objektivlinse 10 auf der ebenen Oberfläche der
Immersionslinse 11. Dadurch wird der Laserstrahl 13 auf die ebene Oberfläche
11a der Immersionslinse 11 gebündelt. Weil der Zwischenraum zwischen der op
tischen Platte und der ebenen Oberfläche 11a der Immersionslinse 11 kleiner als
1 µm ist, wird der gebündelte Laserstrahl in einen sogenannten evaneszenten
Strahl 15 (der sich über einen kleinen Zwischenraum zwischen dicht beieinander
liegenden Oberfläche ausbreitet) umgewandelt und erreicht die optische Spei
cherplatte 2. Weil der Strahldurchmesser des evaneszenten Strahles 15 kleiner
ist als der konvergierte Laserstrahl, läßt sich die Datenspeicherkapazität deutlich
erhöhen.
Eine Spule 12 ist um die Immersionslinse 11 angeordnet, damit ein magnetisches
Feld auf der Oberfläche der optischen Speicherplatte 2 erzeugt werden kann. Ein
Stromfluß durch die Spule 12 erzeugt ein magnetisches Feld, in dem die optische
Speicherplatte 2 angeordnet ist. Ein Schreiben von Daten erfolgt durch den
evaneszenten Strahl 15 der Immersionslinse 11 und das von der Spule 12 er
zeugte magnetische Feld.
Fig. 4 und 5 sind eine Draufsicht auf den optischen Kopf 1 und ein Längsschnitt
desselben auf einen Schnitt längs der V-V Verbindungslinie in Fig. 4. Wie Fig. 5
zeigt, hat der Dreharm 3 eine hohle Mittelachse 36. Diese wird von einem Ge
häuse 42 der stationären optischen Einheit 4 (mit einem Lager 44) so getragen,
daß der Dreharm 3 drehbar um die Drehachse 5 ist. Der Dreharm 3 hat an seinem
der optischen Schwebeeinheit 6 abgewandten Ende eine Antriebsspule 16. Diese
ist in einer magnetischen Schaltung 16a angeordnet, die an einem stationären
Teil des optischen Speicherplattenlaufwerkes vorgesehen ist. Die Antriebsspule
16 und die magnetische Schaltung 16a bilden einen Stellmotor. Durch einen
Stromfluß durch die Antriebsspule 16 wird der Dreharm 3 wegen der elektro
magnetischen Induktion um die Achse 5 geschwenkt.
Wie in Fig. 4 gezeigt, hat das Lichtquellenmodul 7 einen Halbleiterlaser 18, eine
Kollimatorlinse 20 und eine zusammengesetzte Prismenanordnung 21. Weiterhin
hat das Lichtquellenmodul 7 einen Laserkontrollsensor 25 zur Kontrolle der La
serleistung, eine Sammellinse 23 und einen Daten-/Spurnachweissensor 24. Ein
von dem Halbleiterlaser 18 ausgesandter divergenter Laserstrahl wird mit der
Kollimatorlinse 20 in einen parallelen Laserstrahl umgewandelt. Wegen der Cha
rakteristik des Halbleiterlasers 18 hat der Laserstrahl einen länglichen Quer
schnitt. Zum Korrigieren des Querschnitts des Laserstrahls ist eine Einfallsfläche
21a der zusammengesetzten Prismenanordnung 21 gegen den einfallenden La
serstrahl geneigt. Wenn der Laserstrahl an der Einfallsfläche 21a der zusam
mengesetzten Prismenanordnung 21 gebrochen wird, wird der Querschnitt des
Laserstrahls kreisförmig. Der Laserstrahl gelangt auf eine erste Halbspiegelfläche
21b, die einen Teil des Laserstrahls auf den Laserkontrollsensor 25 leitet. Dieser
ermittelt die Intensität des einfallenden Laserstrahls. Das Ausgangssignal des La
serkontrollsensors 25 wird zum Stabilisieren der Leistung des Halbleiterlasers 18
an eine (nicht gezeigte) Leistungssteuerschaltung weitergeleitet. Der Laserstrahl
(im folgenden mit 13 bezeichnet), der durch die Halbspiegelfläche 21b durchge
lassen worden ist, tritt aus dem Lichtquellenmodul 7 heraus.
Wie in Fig. 5 gezeigt, ist zum Einführen des Laserstrahls 13 (ausgesandt von dem
Lichtquellenmodul 7) in den Dreharm 3 ein Einführspiegel 26 an der stationären
optischen Einheit 4 vorgesehen. Der Einführspiegel 26 reflektiert den Laserstrahl
13 von dem Lichtquellenmodul 7 in vertikale Richtung. Der vertikal reflektierte
Laserstrahl 13 wird in den Dreharm 3 durch die hohle Mittelachse 36 eingeführt.
Der Dreharm 3 hat einen Richtspiegel 35, der den Laserstrahl 13 (von dem Ein
führspiegel 26) horizontal so reflektiert, daß der Strahlengang weiter durch den
Dreharm 3 geleitet wird. Der Einführspiegel 26 und der Richtspiegel 35 sind auf
der Drehachse 5 des Dreharms 3 angeordnet. Außerdem ist der Strahlengang,
auf dem der reflektierte Laserstrahl 13 auf den Richtspiegel 35 einfällt, konzen
trisch zur Drehachse 5 des Dreharms 3 ausgerichtet. Der Laserstrahl 13 läuft
durch eine erste und eine zweite Zwischenabbildungslinse 29 und 30 (im Detail
später), erreicht den reflektierenden Spiegel 31 und wird zu der optischen
Schwebeeinheit 6 reflektiert. Anschließend wird der Laserstrahl 13 gebündelt und
auf die optische Speicherplatte 2 eingestrahlt.
Fig. 6 ist eine schematische Ansicht des optischen Systems der Plattenlauf
werkseinrichtung. Weil der Strahlengang, auf dem der Laserstrahl 13 auf den
Richtspiegel 35 einfällt, konzentrisch zur Drehachse 5 des Dreharms 3 angeord
net ist, liegt der Strahlengang des Laserstrahls 13 unabhängig von der Schwenk
position des Dreharms 3 in diesem, wie durch A, B und C in Fig. 6 angedeutet.
Der von der Oberfläche der optischen Speicherplatte 2 zurückgekehrte Laser
strahl 13 läuft durch die optische Schwebeeinheit 6, die Zwischenabbildungslin
sen 30 und 29 und passiert den Einführspiegel 26. Danach tritt der Laserstrahl 13
in die zusammengesetzte Prismenanordnung 21 und wird von der Halbspiegel
fläche 21b auf den Daten-/Spurnachweissensor 24 reflektiert. Der reflektierte La
serstrahl wird von der Sammellinse 23 auf den Daten-/Spurnachweissensor 24
gebündelt, der als ein kombinierter Sensor so angeordnet ist, daß er auf der opti
schen Speicherplatte 2 aufgezeichnete Daten liest und ein auf dem einfallenden
Laserstrahl basierendes Spurfehlersignal ausgibt. Im einzelnen wird das Daten
signal von dem Daten-/Spurnachweissensor 24 von einer nicht gezeigten Verstär
kerschaltung erzeugt und an eine nicht gezeigte Steuerschaltung weitergeleitet.
Als nächstes wird die Spureinstellung beschrieben. Diese beinhaltet zwei Schritte:
(1) eine grobe Spureinstellung und (2) eine feine Spureinstellung. Die grobe
Spureinstellung wird durch die Drehung des Dreharms 3 bewirkt. Die feine
Spureinstellung wird durch ein präzises Bewegen des Lichtpunktes auf der opti
schen Speicherplatte 2 erreicht. Der Einführspiegel 26 ist ein sogenannter Gal
vanospiegel. Durch Drehen des Einführspiegels 26 wird der Einfallswinkel des
Laserstrahls 13 auf der Objektivlinse 10 so geändert, daß der Lichtpunkt auf der
optischen Speicherplatte 2 bewegt wird. Der Drehwinkel des Einführspiegels 26
wird von einem Galvanospiegelstellsensor in der Nähe des Einführspiegels 26
nachgewiesen.
Beim Drehen des Einführspiegels 26 zum Ändern des Einfallswinkels des Laser
strahls 13 auf die Objektivlinse 10 kann es vorkommen, daß der Laserstrahl 13
die Objektivlinse 10 teilweise nicht erreicht. Zum Lösen dieses Problems sind die
erste und die zweite Zwischenabbildungslinse 29 und 30 zwischen dem Einführ
spiegel 26 und dem Spiegel 31 so angeordnet, daß eine zugeordnete Beziehung
zwischen der Hauptachse der Objektivlinse 10 und der Drehachse der Spiegel
fläche des Einführspiegels 26 besteht. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der
an dem Einführspiegel 26 reflektierte Laserstrahl 13 unabhängig von der Drehung
des Einführspiegels 26 auf die Objektivlinse 10 fällt.
Entsprechend dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird der
Dreharm 3 durch das Lichtquellenmodul 7 beleuchtet, das in der stationären op
tischen Einheit 4 vorgesehen ist. Dies ist für ein Verbessern der Arbeitsge
schwindigkeit des optischen Kopfes 1 von Vorteil.
Fig. 7 und 8 zeigen eine perspektivische Ansicht und einen Längsschnitt einer
anderen Anordnung des ersten Ausführungsbeispiels. Gleiche Teile wie bei dem
ersten Ausführungsbeispiel tragen dieselben Bezugszeichen und werden nicht
noch einmal beschrieben. Wie Fig. 7 zeigt, ist ein optischer Kopf 1' der anderen
Anordnung zum Schreiben von Daten auf die obere Fläche der optischen Spei
cherplatte 2 und zum Lesen von Daten von dieser angeordnet. Der Dreharm 3 hat
an seiner Unterseite eine optische Schwebeeinheit 6. Wie in Fig. 8 gezeigt, ist die
stationäre optische Einheit 4 auf derselben Seite des Dreharms 3 angeordnet wie
die optische Platte 2. Der an dem Richtspiegel 35 reflektierte Laserstrahl 13 ver
läuft weiter durch die Zwischenabbildungslinsen 29 und 30, wird von dem reflek
tierenden Spiegel 31 auf die Objektivlinse 10 reflektiert und auf die obere Fläche
der optischen Platte 2 gebündelt. Weil nach dieser anderen Anordnung die sta
tionäre optische Einheit 4 und der Dreharm 3 auf der gleichen Seite der optischen
Platte 2 angeordnet sind, läßt sich die vertikale Größe des optischen Kopfes 1'
kleiner und kompakter gestalten.
Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines optischen Kopfes nach dem zwei
ten Ausführungsbeispiel. Gleiche Teile wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
haben dieselben Bezugszeichen, und deren Erklärung ist weggelassen. Nach
dem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine doppelseitige optische Speicherplatte
2a verwendet.
Der optische Kopf 100 hat zwei Dreharme 3a und 3b und eine stationäre optische
Einheit 40. Diese ist an einem feststehenden Teil eines optischen Speicherplat
tenlaufwerkes befestigt. Die Dreharme 3a und 3b sind zu der optischen Spei
cherplatte 2a parallel und tragen optische Elemente wie der Dreharm 3 nach dem
ersten Ausführungsbeispiel. Im einzelnen haben die Dreharme 3a und 3b opti
sche Schwebeeinheiten 6a und 6b, die jeweils an ihrer Unterseite bzw. an ihrer
Oberseite eine Objektivlinse 10a und 10b tragen. Die optischen Schwebeeinhei
ten 6a und 6b bewegen sich über die obere und die untere Fläche der optischen
Speicherplatte 2a entsprechend deren Drehung. Der Aufbau der optischen
Schwebeeinheiten 6a und 6b entspricht der der optischen Schwebeeinheit 6 (Fig.
2 und 3) nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 10 und 11 sind eine Draufsicht des optischen Kopfes 100 und ein Längs
schnitt desselben längs der XI-XI Verbindungslinie in Fig. 10. Wie Fig. 11 zeigt,
haben die Dreharme 3a und 3b hohle Mittelachsen 136, die miteinander fluchten.
Die Mittelachsen 136 werden an der Oberseite und an der Unterseite eines Ge
häuses 142 der stationären optischen Einheit 40 (mit einem Lager 144) so gela
gert, daß die Dreharme 3a und 3b um eine Drehachse 105 schwenkbar sind.
Die Enden der Dreharme 3a und 3b (abgewandt von den optischen Schwebeein
heiten 6a und 6b) sind miteinander durch einen vertikal verlaufenden Bereich 55
verbunden. An dem vertikal verlaufenden Bereich 55 ist eine Antriebsspule 116
vorgesehen. Die Antriebsspule 116 ist in einer magnetischen Schaltung 116a an
geordnet, die an einem feststehenden Teil des Speicherplattenlaufwerkes vorge
sehen ist. Die Antriebsspule 116 und die magnetische Schaltung 116a bilden ei
nen Stellmotor. Ein Stromfluß durch die Antriebsspule 116 bewirkt ein Drehen der
Dreharme 3a und 3b um die Achse 105 aufgrund elektromagnetischer Induktion.
Die stationäre optische Einheit 40 hat ein Lichtquellenmodul 7 ähnlich dem des
ersten Ausführungsbeispiels. Die stationäre optische Einheit 40 hat außerdem ei
nen Schaltspiegel 126 zum selektiven Einführen des Laserstrahls 13 von dem
Lichtquellenmodul 7 in einen der Dreharme 3a und 3b. Wenn der Schaltspiegel
126 den Laserstrahl 13 nach oben reflektiert, gelangt dieser von dem Lichtquel
lenmodul 7 in den oberen Dreharm 3a. Reflektiert der Schaltspiegel 126 den La
serstrahl nach unten, gelangt dieser von dem Lichtquellenmodul 7 in den unteren
Dreharm 3b. Der Mechanismus zum Antrieb des Schaltspiegels 126 wird später
noch im Detail beschrieben.
Die Dreharme 3a und 3b haben an deren Drehachsen Richtspiegel 135a und
135b. Diese reflektieren den Laserstrahl (vom Schaltspiegel 126) in die Längs
richtung des jeweiligen Dreharms 3a und 3b. Im oberen Dreharm 3a verläuft der
Laserstrahl 13 durch die Zwischenabbildungslinsen 29 und 30, wird von dem
Spiegel 31 nach unten hin auf die optische Schwebeeinheit 6a reflektiert und fällt
auf die obere Fläche der optischen Speicherplatte 2a. In dem unteren Dreharm 3b
verläuft der Laserstrahl 13 durch die Zwischenabbildungslinsen 29 und 30, wird
von dem Spiegel 31 nach oben hin auf die optische Schwebeeinheit 6b reflektiert
und fällt auf die untere Fläche der optischen Speicherplatte 2a.
Weil der Strahlengang des Laserstrahls 13 von dem Einführspiegel 126 zu dem
Richtspiegel 135a (oder 135b) konzentrisch zur Drehachse 105 angeordnet ist,
wird der Strahlengang des Laserstrahls 13 unabhängig von dem Drehwinkel des
Dreharms 3a (oder 3b) in dessen Längsrichtung geleitet. Der Vorgang der Rück
kehr des Laserstrahls 13 von der optischen Speicherplatte 2a zu dem Lichtquel
lenmodul 7 ist ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Der Schaltspiegel 126 ist ein sogenannter Galvanospiegel. Durch Drehen des
Schaltspiegels 126 wird der Einfallswinkel des Laserstrahls 13 auf die Objektiv
linse 10a (oder 10b) so geändert, daß der Lichtpunkt auf der optischen Speicher
platte 2a bewegt wird. Der Drehwinkel des Schaltspiegels 126 wird von einem
Galvanospiegelstellsensor nachgewiesen, der in der Nähe des Schaltspiegels
126 angeordnet ist.
Im folgenden wird das Antriebssystem des Schaltspiegels 126 beschrieben. Fig.
12 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Anordnung zum Tragen und
Drehen des Schaltspiegels 126. Wie dort gezeigt, ist der Schaltspiegel 126 an ei
nem plattenförmigen drehbaren Halter 205 befestigt, der drehbar an einem Ge
häuse 200 gelagert ist. Das Gehäuse 200 hat zwei Klammern 202 auf beiden
Seiten des drehbaren Halters 205. Zwei Lagerstifte 203 sind an den Klammern
202 ausgebildet, zwischen denen der drehbare Halter 205 aufgenommen wird.
Der drehbare Halter 205 hat zwei Aufnahmeelemente 208 an beiden Endseiten
zum Aufnehmen der Lagerstifte 203. Die Lagerstifte 203 haben jeweils eine ko
nisch geformte Spitze, die in einer Einbuchtung des Aufnahmeelementes 208 auf
genommen wird.
Zwei halbkreisförmige Magnete 220 sind an beiden Endseiten des drehbaren
Halters 205 angeordnet. Jeder Magnet 220 hat einen oberen und einen unteren
Teil, die jeweils N-Pol und S-Pol sind. Die Magnete 220 sind weiterhin, wie in Fig.
13 gezeigt, radial magnetisiert. D.h. die magnetischen Flußlinien sind senkrecht
zu den äußeren Flächen der Magnete 220. Das Gehäuse 200 hat eine gebogene
Fläche 201, die den Magneten 220 zugewandt ist. Spulen 210 sind an beiden
Endseiten der gebogenen Fläche 201 so angeordnet, daß sie den Magneten 220
jeweils zugewandt sind. Die Spulen 210 sind so gewickelt, daß sie rechtwinklig zu
den magnetischen Flußlinien der Magnete 220 sind. Jede Spule 210 hat eine in
nere und eine äußere Spule 212 und 214, in denen Strom unabhängig fließen
kann.
Fig. 14A bis 14F zeigen das Drehen des Schaltspiegels 126, d. h. das Drehen des
drehbaren Halters 205. Wenn kein Strom durch die innere und durch die äußere
Spule 212 und 214 fließt, verbleibt der Schaltspiegel 126 in der neutralen Positi
on, wie in Fig. 14A gezeigt. In diesem Zustand ist der Laserstrahl 13 (ausgehend
von dem Lichtquellenmodul 7) rechtwinklig zu der Oberfläche des Schaltspiegels
126, wie in Fig. 15A gezeigt.
Um den Schaltspiegel 126 wie in Fig. 14B gezeigt nach oben zu richten, wird ein
Strom durch die äußere Spule 212 (in Fig. 12 im Uhrzeigersinn) geschickt. Da
durch wird der Magnet 220 wegen der elektromagnetischen Kraft zwischen die
sem und der äußeren Spule 212 gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 14B gedreht.
Zum Anhalten der Drehbewegung des Schaltspiegels 126 an einer bestimmten
Position sind zwei magnetisierte Elemente 232 und 234 in einem oberen und in
einem unteren Bereich der gebogenen Fläche 201 (Fig. 12) angeordnet. Wie Fig.
14C zeigt, zieht der S-Pol des Magneten 220 das magnetisierte Element 234 so
an, daß die Drehbewegung des Schaltspiegels 126 unterbrochen wird. Die Posi
tion des unteren magnetisierten Elementes 234 ist derart bestimmt, daß der
Schaltspiegel 126 so angehalten wird, daß er den Laserstrahl um 90° nach oben
ablenkt, wie in Fig. 15B gezeigt. Dadurch gelangt der Laserstrahl 13 in den obe
ren Dreharm 3a. In diesem Zustand kann der Schaltspiegel 126 durch einen
Stromfluß durch die innere Spule 214 um ein kleines Stück gedreht werden, wie
Fig. 14D zeigt. Dadurch wird der Einfallswinkel des Laserstrahls 13 auf der Ob
jektivlinse 10a (oder 10b) (Fig. 11) derart geändert, daß der Lichtpunkt auf der
optischen Platte 2a bewegt wird. Auf diese Weise wird die feine Spureinstellung
durchgeführt. Der Drehwinkel des Schaltspiegels 126 wird mit einem nicht ge
zeigten Sensor in der Nähe des Schaltspiegels 126 nachgewiesen.
Um den Schaltspiegel 126 nach unten zu richten, wie in Fig. 14E gezeigt, wird ein
Strom durch die äußere Spule 212 entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 11 ge
schickt. Dadurch wird der Magnet 220 wegen der elektromagnetischen Kraft zwi
schen diesem und der äußeren Spule 212 zu einer Drehbewegung im Uhrzei
gersinn in Fig. 14E veranlaßt. Wie Fig. 14F zeigt, zieht der N-Pol des Magneten 220
das magnetisierte Element 232 so an, daß die Drehbewegung des Schalt
spiegels 126 unterbrochen wird. Die Position des oberen magnetisierten Elemen
tes 232 ist derart vorbestimmt, daß der Schaltspiegel 126 in einer Position ange
halten wird, in der er den Laserstrahl um 90° nach unten ablenkt. Dadurch gelangt
der Laserstrahl in den unteren Dreharm 3b. In diesem Zustand kann der Schalt
spiegel 126 durch einen Stromfluß durch die innere Spule 214 geringfügig ge
dreht werden, womit eine feine Spureinstellung durchgeführt wird.
Nach dem zweiten Ausführungsbeispiel kann ein gemeinsames Lichtquellenmodul
7 für zwei Dreharme 3a und 3b verwendet werden. Damit werden die Dreharme
3a und 3b beleuchtet. Verglichen mit einem bekannten optischen Kopf, bei dem
zwei Lichtquellenmodule an zwei Dreharmen befestigt sind, wird die Anzahl der
optischen Elemente verringert.
Claims (19)
1. Optischer Kopf (1, 11, 100) für ein optisches Speicherplattenlaufwerk, bei
dem eine optische Speicherplatte (2, 2a) drehbar gelagert ist, mit einer an
einem feststehenden Teil des optischen Speicherplattenlaufwerks befestig
ten stationären optischen Einheit (4, 40), die ein Lichtquellenmodul (7) zum
Aussenden von Licht hat, mit einem über die optische Speicherplatte
schwenkbaren Dreharm (3, 3a, 3b), der eine Objektivlinse (10, 10a, 10b)
zum Bündeln von Licht auf die optische Speicherplatte (2, 2a) hat, und mit
einem Lichteinführsystem zum Einführen des Lichtes von dem Lichtquel
lenmodul (7) in den Dreharm (3, 3a, 3b) derart, daß der Strahlengang in dem
Dreharm (3, 3a, 3b) liegt und daß das Licht die Objektivlinse (10, 10a, 10b)
erreicht.
2. Optischer Kopf (1,1', 100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die stationäre optische Einheit (4, 40) eine lichtaufnehmende Einheit (24)
hat, die an der optischen Speicherplatte (2, 2a) reflektiertes zurückkehren
des Licht empfängt.
3. Optischer Kopf (1, 1', 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Lichteinführsystem einen ersten Spiegel
(26, 126) an der stationären optischen Einheit (4, 40) und einen zweiten
Spiegel (35, 135a, 135b) an dem Dreharm (3, 3a, 3b) hat, daß der erste
Spiegel (26, 126) Licht von dem Lichtquellenmodul (7) zu dem Dreharm (3,
3a, 3b) reflektiert, und daß der zweite Spiegel (35, 135a, 135b) Licht von
dem ersten Spiegel (26, 126) zu der Objektivlinse (10, 10a, 10b) reflektiert.
4. Optischer Kopf (1, 1', 100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Strahlengang zwischen dem ersten (26, 126) und dem zweiten Spiegel
(35, 135a, 135b) konzentrisch zur Drehachse (5, 105) des Dreharms (3, 3a,
3b) angeordnet ist.
5. Optischer Kopf (1, 1', 100) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich
net, daß der erste Spiegel (26, 126) drehbar um eine Achse auf dessen re
flektierender Oberfläche ist, und daß der Einfallswinkel auf die Objektivlinse
(10, 10a, 10b) durch Drehen des ersten Spiegels (26, 126) so verändert
wird, daß eine feine Spureinstellung durchgeführt wird.
6. Optischer Kopf (1, 1', 100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens zwei Zwischenabbildungslinsen (29, 30) an dem Dreharm (3, 3a,
3b) angeordnet sind, daß die Zwischenabbildungslinsen (29, 30) zwischen
dem ersten Spiegel (26, 126) und der Objektivlinse (10, 10a, 10b) für eine
zugeordnete Beziehung zwischen der Hauptachse der Objektivlinse (10,
10a, 10b) und der Drehachse des ersten Spiegels (26, 126) vorgesehen
sind.
7. Optischer Kopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Dreharm (3) zwischen der stationären optischen
Einheit (4) und der optischen Speicherplatte (2) angeordnet ist.
8. Optischer Kopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die optische Speicherplatte (22) und die stationäre
optische Einheit (4) auf derselben Seite des Dreharms (3) angeordnet sind.
9. Optischer Kopf (1, 1', 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Dreharm (3, 3a, 3b) von einem Gehäuse
(42, 42', 142) der stationären optischen Einheit (4, 40) getragen wird.
10. Optischer Kopf (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei Dreharme (3a, 3b) vorgesehen sind, die gemein
sam miteinander verschwenkbar sind, und daß das Lichteinführsystem so
angeordnet ist, daß das Licht von dem Lichtquellenmodul (7) selektiv zu ei
nem der Dreharme (3a, 3b) gerichtet werden kann.
11. Optischer Kopf (100) für ein optisches Speicherplattenlaufwerk, bei dem ei
ne optische Speicherplatte drehbar gelagert ist, mit einer optischen Einheit
(40) mit einem Lichtquellenmodul (7) zum Aussenden von Licht, mit minde
stens zwei über die optische Speicherplatte (2a) schwenkbar angeordneten
Dreharmen (3a, 3b), die jeweils eine Objektivlinse (10a, 10b) zum Bündeln
von Licht auf die optische Speicherplatte (2a) haben, und mit einem Schalt
system, das selektiv Licht von dem Lichtquellenmodul (7) in einen der Dreh
arme (3a, 3b) derart einführt, daß der Strahlengang in dem Dreharm (3a, 3b)
liegt, und daß das Licht dessen Objektivlinse (10a, 10b) erreicht.
12. Optischer Kopf (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine
gemeinsame optische Einheit (40) an einem feststehenden Teil des opti
schen Speicherplattenlaufwerks befestigt ist.
13. Optischer Kopf (100) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet
daß die beiden Dreharme (3a, 3b) an einem gemeinsam verschwenkbaren
Träger angeordnet sind.
14. Optischer Kopf (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß die stationäre optische Einheit (40) zwischen den beiden
Dreharmen (3a, 3b) angeordnet ist.
15. Optischer Kopf (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Lichtschaltsystem einen ersten Spiegel (126) an der
optischen Einheit (40) und an den Dreharmen (3a, 3b) jeweils einen zweiten
Spiegel (135a, 135b) hat, daß der erste Spiegel (126) das Licht von dem
Lichtquellenmodul (7) zu einem der Dreharme (3a, 3b) reflektiert, und daß
das von dem ersten Spiegel (126) reflektierte Licht von dem zweiten Spiegel
(135a, 135b) jeweils in eine Richtung entlang der Längsrichtung des
jeweiligen Dreharms (3a, 3b) reflektiert werden kann.
16. Optischer Kopf (100) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der
Strahlengang zwischen dem ersten Spiegel (126) und dem zweiten Spiegel
(135a, 135b) jeweils konzentrisch zur Drehachse (105) der Dreharme (3a,
3b) angeordnet ist.
17. Optischer Kopf (100) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Auswahl des Dreharms (3a, 3b) durch Ändern der Orientierung des
ersten Spiegels (126) durchgeführt wird.
18. Optischer Kopf (100) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß der erste Spiegel (126) drehbar um eine Achse auf sei
ner Spiegelfläche ist, und daß der Einfallswinkel des Lichtes auf der Objek
tivlinse (10a, 10b) durch ein Drehen des ersten Spiegels (126) so verändert
wird, daß eine feine Spureinstellung durchgeführt wird.
19. Optischer Kopf (100) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch ge
kennzeichnet, daß jeder Dreharm (3a, 3b) mindestens zwei Zwischenabbil
dungslinsen (29, 30) trägt, und daß die Zwischenabbildungslinsen (29, 30)
für eine zugeordnete Beziehung zwischen der Hauptachse der Objektivlinse
(10a, 10b) und der Drehachse des ersten Spiegels (126) zwischen diesem
und der Objektivlinse (10a, 10b) jeweils angeordnet sind.
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