DE2417000A1 - ELECTRICALLY CONTROLLED LIGHT DEFLECTION SYSTEM - Google Patents
ELECTRICALLY CONTROLLED LIGHT DEFLECTION SYSTEMInfo
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Description
IHOMSOlT - BRAIiDT
173, Bd. Haussmann
PAR I S / FrankreichIHOMSOlT - BRAIiDT
173, vol. Haussmann
Paris, France
Unser Zeichen: T 1559Our reference: T 1559
Elektrisch gesteuertes Lichtablenksystem Electrically controlled light deflection system
Die Erfindung betrifft ein elektrisch gesteuertes System zum Ablenken von Licht und seine Anwendung bei einer ' Vorrichtung zum optischen Lesen von auf einer Spur aufgezeichneten Informationen. In bestimmten Anwendungsfällen, wie dem Verfolgen einer Aufzeichnungsspur durch einen optischen Leser, möchte man eine Lichtablenkung mit Hilfe von Fehlersignalen erreichen, deren Amplitude äußerst klein ist. Man muß folglich von einem optischen Winkelvervielfacher Gebrauch machen. Diese Vorrichtung hat im allgemeinen zwei Spiegel, die einen 'The invention relates to an electrically controlled system for deflecting light and its application in a ' Apparatus for optically reading information recorded on a track. In certain applications, such as following a recording track an optical reader, you want to achieve a light deflection with the help of error signals, their amplitude is extremely small. It is therefore necessary to make use of an optical angle multiplier. This device generally has two mirrors, one '
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veränderlichen Winkel bilden, was zur Folge hat, daß das Ablenksystem kompliziert und zerbrechlich wird.form variable angle, with the result that the deflection system becomes complicated and fragile.
Durch die Erfindung soll ein System geschaffen werden, welches gleichzeitig robust und äußerst empfindlich ist und das Ändern der Richtung eines Lichtbündels in Abhängigkeit von einer elektrischen Größe ermöglicht, damit eine Abtastung ausgeführt oder eine Signalplatte verfolgt wird.The aim of the invention is to create a system which is both robust and extremely sensitive at the same time and enables the direction of a light beam to be changed depending on an electrical quantity therewith a scan is performed or a signal plate is tracked.
Die Erfindung geht von einem System aus, welches mindestens zwei mit einem guten Reflexionsvermögen für Lichtwellen ausgestattete Oberflächen hat und in der Lage ist, bei dem Empfang eines elektrischen Signals eine veränderliche Stellung einzunehmen. Ein solches System ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die eine der Oberflächen fest mit einem bimorphen elektromechanischen Wandlerelement aus piezoelektrischer Keramik verbunden ist.The invention is based on a system which has at least two with good reflectivity for light waves equipped surfaces and, when receiving an electrical signal, is capable of an to assume a changeable position. Such a system is characterized according to the invention in that at least one of the surfaces fixed to a bimorph electromechanical transducer element made of piezoelectric Ceramic is connected.
Die Erfindung und die Merkmale seiner Anwendung bei dem optischen Lesen werden anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen besser verständlich. Es zeigen:The invention and the features of its application to optical reading will be apparent from the following description and the accompanying drawings can be better understood. Show it:
Fig. 1 einen Teilschnitt eines bimorphen elektromechanischen Wandlers, dessen eine Fläche eine reflektierende Schicht gemäß der Erfindung trägt,Fig. 1 is a partial section of a bimorph electromechanical transducer, one surface of which a reflective layer according to the invention wearing,
Fig. 2 eine erläuternde Darstellung,Fig. 2 is an explanatory representation,
Fig. 3 ein Schema zur Erläuterung des Systems nach der Erfindung,3 shows a diagram for explaining the system according to the invention,
die Fig.the fig.
4 und 5 Abwandlungen der Erfindung,4 and 5 modifications of the invention,
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Fig. 6 das Prinzip der Anwendung der Erfindung6 shows the principle of application of the invention
bei einem optischen Leser zum Lesen einer Spur auf einem Substrat,in the case of an optical reader for reading a track on a substrate,
die Fig.the fig.
7 und 8 in Seitenansicht bzw. Draufsicht ein Ausführungsbeispiel des optischen Lesers, und 7 and 8 show an exemplary embodiment of the optical reader in side view and top view, respectively, and
Fig. 9 schematisch ein praktisches Ausführungsbeispiel einer optischen Lesevorrichtung, die mit einem System nach der Erfindung ausgerüstet ist.9 schematically shows a practical embodiment of an optical reading device which is equipped with a system according to the invention.
Ein gewöhnlich auch als piezoelektrische Bikeramik bezeichneter bimorpher elektromechanischer Wandler, wie etwa der in Fig. 1 dargestellte, besteht aus zwei piezoelektrischen Keramikschichten 1 und 2, die mit sehr starker Haftkraft auf zwei gegenüberliegende Flächen einer zentralen Metallplatte 3 mit der gleichen Oberfläche aufgeklebt sind. Die den geklebten Flächen gegenüberliegenden Flächen sind mit Metallüberzügen 11 und 21 versehen, die mit der zentralen Platte 3 die Elektroden der Bikeramik bilden. Die Keramikschichten 1 und 2 sind so ausgebildet, daß sie remanente Polarisationen A bzw. B aufweisen, die zu den Elektroden antiparallel gerichtet sind. Es ist bekannt, daß unter diesen Bedingungen das Anlegen eines elektrischen Feldes E, welches zu den Elektroden senkrecht ist, eine Zusammenziehung oder Ausdehnung (gemäß der Richtung des elektrischen Feldes E) in einer zu den Elektroden parallelen Vorzugsrichtung E erzeugt. In dem Fall von Fig. 1 sind die Auswirkungen ein und desselben elektrischen Feldes E auf jede Schicht entgegengesetzt gerichtet, wodurch die Krümmung der Vorrichtung aufgrund der zu den Längsdilatationen und -kontraktionen entgegengesetzten Beanspruchungen durch das Aufkleben der Schichten auf die Platte hervorgerufen wird.A bimorph electromechanical transducer commonly referred to as a piezoelectric bikeramik, such as about the one shown in Fig. 1, consists of two piezoelectric ceramic layers 1 and 2, which with very strong adhesive force on two opposite surfaces of a central metal plate 3 with the same surface are glued on. The surfaces opposite the glued surfaces are covered with metal coatings 11 and 21 provided, which form the electrodes of the bike ceramic with the central plate 3. The ceramic layers 1 and 2 are designed so that they have remanent polarizations A and B, which are antiparallel to the electrodes are directed. It is known that under these conditions the application of an electric field E, which perpendicular to the electrodes, a contraction or expansion (according to the direction of the electrical Field E) is generated in a preferred direction E parallel to the electrodes. In the case of Fig. 1 are the effects of one and the same electric field E on each layer are oppositely directed, whereby the Curvature of the device due to the opposing stresses to the longitudinal dilatations and contractions caused by gluing the layers onto the plate.
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In der Praxis wird das Feld E dadurch erzeugt, daß zwischen den Elektroden 11 und 21 ein Potentialunterschied angelegt wird. Zu diesem Zweck sind die Elektroden über Schaltungsverbindungen 12 und 13 an Versorgungsklemmen 14 und 15 angeschlossen. Die Klemme ist beispielsweise an Masse und die Klemme 14 an eine positive oder negative Steuerspannung angeschlossen.In practice, the field E is generated in that between the electrodes 11 and 21 a potential difference is created. For this purpose, the electrodes are connected to supply terminals via circuit connections 12 and 13 14 and 15 connected. The terminal is, for example, to ground and terminal 14 to a positive or negative control voltage connected.
Die Bikeramik ist außerdem mit einer Schicht 110 aus einem Material mit gutem Reflexionsvermögen versehen, welches eine reflektierende Schicht bildet, die in der Lage ist, den Verformungen der Bikeramik zu folgen. In Fig. 2 ist eine Bikeramik 10 der in Fig.1 dargestellten Art gezeigt, deren eines Ende 21 in einen feststehenden Block 20 fest eingespannt ist. Im Ruhezustand, d.h. wenn keine Steuerspannung vorhanden ist, ist die Platte geradlinig, was in gestrichelter Linie durch den Abschnitt der Geraden MN dargestellt ist. Bei einem bestimmten Wert der Steuerspannung verformt sich unter der Einwirkung der auf die Schichten 1 und 2 ausgeübten, entgegengesetzt gerichteten Beanspruchungen die Mittelplatte 3 gemäß der Linie MN1, bei welcher es sich gemäß den Gesetzen der Mechanik um einen in dem Punkt M zu dem Abschnitt MN tangentialen Kreisbogen handelt. Die mit Metallüberzügen versehenen Flächen der Schichten und 2 sowie die Schicht 110 verformen sich im wesentlichen identisch.The bike ceramic is also provided with a layer 110 of a material with good reflectivity, which forms a reflective layer which is able to follow the deformations of the bike ceramic. FIG. 2 shows a bike ceramic 10 of the type shown in FIG. 1, one end 21 of which is firmly clamped in a stationary block 20. In the idle state, ie when there is no control voltage present, the plate is straight, which is shown in dashed lines by the section of the straight line MN. At a certain value of the control voltage, under the action of the opposing stresses exerted on layers 1 and 2, the central plate 3 deforms according to the line MN 1 , which, according to the laws of mechanics, is one at the point M to the section MN is a tangential circular arc. The surfaces of layers and 2 provided with metal coatings and layer 110 deform essentially identically.
In Fig. 3 ist in einem schematischen Schnitt ein optischer Winkelübersetzer oder Winkelvervielfacher dargestellt, der aus einem feststehenden Spiegel 33 und einem beweglichen Spiegel besteht, bei welchem es sich um nichts anderes als um die reflektierende Fläche der Schicht der Bikeramik handelt. Wenn keine Steuerspannung vorhanden ist, ist diese Fläche plan und nimmt die Lage 31 parallel zu dem feststehenden Spiegel 33 ein. Bei einem bestimmten Wert der Spannung nimmt die Fläche eine LageIn Fig. 3, an optical angle translator or angle multiplier is shown in a schematic section, which consists of a fixed mirror 33 and a movable mirror which is nothing other than the reflective surface of the layer of the bike ceramic. If there is no control voltage is, this surface is flat and takes the position 31 parallel to the fixed mirror 33 a. At a the surface occupies a certain value of the tension
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ein, die durch den Kreisbogen 32 im Schnitt dargestellt ist. Ein Lichtstrahl R mit fester Richtung, der in den Raum zwischen den beiden Spiegeln eindringt, erfährt eine bestimmte Anzahl von Reflexionen, beispielsweise bei I1 und bei J1, auf der Fläche 31 und tritt in der .Richtung R1 aus.a, which is shown by the circular arc 32 in section. A light beam R with a fixed direction, which penetrates the space between the two mirrors, experiences a certain number of reflections, for example at I 1 and J 1 , on the surface 31 and exits in the direction R 1 .
Wenn der bewegliche Spiegel die Lage 32 einnimmt, werden die Reflexionspunkte auf letzterem I2 und J2-An diesen Punkten stellt.man eine Drehung des neuen reflektierten Strahls in bezug auf den vorherigen fest. Wenn bei I1 und I» die Normalen auf die reflektierenden Flächen 31 und 32 einen Winkel α1 bilden, bildet der neue reflektierte Strahl einen Winkel von 2Ci1 mit dem vorherigen Strahl. Das gleiche gilt bei J1 und J3, wobei ct.. durch ct~ ersetzt ist. Das Ergebnis der Verschiebung der Fläche zwischen den Lagen 31 und 32 ist deshalb schließlich eine Ablenkung des austretenden Strahls R3 mit Bezug auf den austretenden Strahl R1. Für die Amplitude dieser Ablenkung gilt:When the movable mirror is in position 32, the points of reflection on the latter I 2 and J 2 - at these points, a rotation of the new reflected beam with respect to the previous one is established. If at I 1 and I »the normals to the reflecting surfaces 31 and 32 form an angle α 1 , the new reflected ray forms an angle of 2Ci 1 with the previous ray. The same applies to J 1 and J 3 , where ct .. is replaced by ct ~. The result of the displacement of the surface between the layers 31 and 32 is therefore ultimately a deflection of the exiting ray R 3 with respect to the exiting ray R 1 . The following applies to the amplitude of this deflection:
θ = 2(Ct1 + a-) θ = 2 (Ct 1 + a-)
Diese Beziehung ist mit derjenigen zu vergleichen, die man erhalten würde, wenn die Lage 32 eine Gerade wäre, die mit der Lage 31 den Winkel a« bildet:This relationship can be compared with that which would be obtained if the position 32 were a straight line which forms the angle α «with the position 31:
θ = 4(X1 θ = 4 (X 1
Infolge der regelmäßigen Krümmung der Fläche in der Lage 32 nimmt der Winkel der Normalen längs des Umfangsbogens beständig zu und man hat:As a result of the regular curvature of the surface in the layer 32, the angle of the normal increases along the circumferential arc constantly to and you have:
α2>α1 α 2 > α 1
Man stellt folglich aufgrund der Verwendung eines auf eine Fläche der piezoelektrischen Bikeramik aufgebrachten Spiegels, der der Krümmung derselben folgt, eine Ablenkungsverstärkung fest.It is therefore due to the use of an applied to a surface of the piezoelectric bike ceramic Mirror, which follows the curvature of the same, fixed a deflection gain.
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Bei einer Abwandlung der. Erfindung, die schematisch in Fig. 4 dargestellt ist, verwendet man zwei Bikeramiken, von welchen lediglich die reflektierenden Flächen 41 und 42 dargestellt sind. Die beiden Bikeramiken sind derart angeordnet, daß sie bei einem bestimmten Wert der Steuerspannung gleiche und entgegengesetzt gerichtete Krümmungen annehmen. Eine Überlegung analog zu der, die in bezug auf den Weg der Strahlen in dem Fall von Fig. 3 angestellt worden ist, zeigt, daß für die Ablenkung des austretenden Strahls R- mit Bezug auf den Strahl (nicht dargestellt), der austritt, wenn keine Steuerspannung vorhanden ist, gilt:With a modification of the. Invention, which is shown schematically in Fig. 4, one uses two bikeramiken, of which only the reflective surfaces 41 and 42 are shown. The two bikeramics are like that arranged that they are the same and oppositely directed at a certain value of the control voltage Assume curvatures. A consideration analogous to that made with regard to the path of the rays in the case of Fig. 3 has been made shows that for the deflection of the exiting beam R- with reference to the The beam (not shown) that emerges when no control voltage is present applies:
θ = 2(α- + «2 + α3 + "4)θ = 2 (α- + «2 + α 3 + " 4)
wobei α../ α», α., und α. die Winkel der Normalen in den Reflexionspunkten auf die gekrümmten Flächen mit den Normalen auf die Flächen in dem Ruhezustand für jede Biker amik sind. Bei dieser Abwandlung ist die Auswirkung der Winkelvervielfachung" folglich größer.where α ../ α », α., and α. the angles of the normals in the Reflection points on the curved surfaces with the normals on the surfaces in the resting state for each biker amik are. In this modification, the effect of the "multiplication of angles" is consequently greater.
Wenn jedoch die Schicht 110 einen großen Teil der Länge der gekrümmten Fläche der Bikeramik einnimmt, was bei den Figuren 3 und 4 der Fall ist, stellt man fest, daß ein Lichtbündel von parallelen Strahlen mit einer bestimmten Breite aus der Vorrichtung austritt und dabei ein Bündel von divergenten Strahlen ergibt. Es ist folglieh ein Divergenzeffekt des optischen Systems vorhanden, wobei es sich.um einen Fehler handelt, den man, wenn erforderlich, durch ein zusätzliches optisches System korrigiert.If, however, the layer 110 occupies a large part of the length of the curved surface of the biker ceramic, what at 3 and 4 is the case, it is found that a light bundle of parallel rays with a certain Width emerges from the device and thereby results in a bundle of divergent rays. It is consequential there is a divergence effect of the optical system, which is a mistake, which, if necessary, corrected by an additional optical system.
Wenn die Divergenz des Bündels beseitigt werden soll, verwendet man die Vorrichtung von Fig. 5. Eine Zweischichtkeramik 50 ist wie die von Fig. 2 in einen feststehenden Block 20 fest eingespannt. Sie trägt an ihrem Ende einen Spiegel 51, der ausreichend klein und ausreichend starr ist, damit er durch die Krümmung der Bikeramik nicht verformt wird. Ein feststehender SpiegelIf the divergence of the bundle is to be eliminated, the device of Fig. 5 is used. A two-layer ceramic 50, like that of FIG. 2, is firmly clamped in a stationary block 20. She wears on hers At the end of a mirror 51 which is sufficiently small and sufficiently rigid that it can pass through the curvature of the bike ceramic is not deformed. A fixed mirror
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ist parallel zu dem Spiegel 51 in seiner Ruhelage angeordnet .is arranged parallel to the mirror 51 in its rest position.
Eine solche Vorrichtung hat folgende Vorteile:Such a device has the following advantages:
- Einfachheit und Robustheit der Vorrichtung;- simplicity and robustness of the device;
- es besteht die Möglichkeit, eine kurze und folglich eine kleine mechanische Zeitkonstante aufweisende Bikeramik zu verwenden;- There is the possibility of having a short and consequently a small mechanical time constant To use bikeramics;
- gute Linearität des Lichtablenksystems, wenn man nur mit sehr kleinen Verformungen der Bikeramik arbeitet, was aufgrund des Vorhandenseins des Winkelvervielfachers möglich ist; und- good linearity of the light deflection system, if you only deal with very small deformations of the bike ceramic works, which is possible due to the presence of the angle multiplier; and
- Empfindlichkeit der Vorrichtung, die eine große Ablenkung des Lichtbündels bei einer sehr kleinen Steuerspannung der Bikeramik liefern kann.- Sensitivity of the device, which causes a large deflection of the light beam with a very small one Can supply control voltage of the Bikeramik.
Die Erfindung ist bei der Herstellung einer Vorrichtung zum optischen Lesen einer auf einem Substrat angeordneten, Information tragenden Spur anwendbar. Wenn eine Information auf einem Substrat in Form von aufeinanderfolgenden Prägungen oder Eintragungen aufgezeichnet ist, die eine schmale Spur bilden, erfordert bekanntlich die Wiedergabe der Information, daß die Spur unter einem Lesekopf vorbeigeführt wird. Wenn es sich um eine spiralförmige Spur (Fall der Platten oder rotierenden Trommeln) oder um parallele Spuren (Fall der Bänder) handelt, so muß man das Abspielen der Spur mit einer Relativquerverschiebung des Lesers und des Informationsträgers koordinieren. The invention is used in the production of a device for the optical reading of a device arranged on a substrate, Information-bearing track applicable. When information is on a substrate in the form of consecutive Embossings or entries are recorded, which form a narrow track, requires, as is well known, the Reproduction of the information that the track is being passed under a read head. If it is a spiral Track (case of the disks or rotating drums) or parallel tracks (case of the tapes), so you have to coordinate the playback of the track with a relative transverse displacement of the reader and the information carrier.
In dem Fall des Lesens durch ein Lichtbündel, welches durch einen optischen Leser auf die Spur fokussiert ist, kann man sich nicht mit einer ungefähren Verschiebung des Lichtbündels über der aufgezeichneten Spur begnügen.In the case of reading by a light beam focused on the track by an optical reader, one cannot be satisfied with an approximate displacement of the light beam over the recorded track.
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Der Informationsträger führt nämlich unvermeidlich kleine Störbewegungen ausf die insbesondere zu der Abspielrichtung senkrechte Komponenten enthalten, die insbesondere durch RestexzertrizSäten in dem Fall von rotierenden Platten oder durch Führungsfehler in dem Fall von linear abgespielten Bändern hervorgerufen werden.The information carrier leads namely inevitably small spurious motions from f contain the vertical direction in particular to the playback component, which are caused in particular by RestexzertrizSäten in the case of rotating disks or by guiding errors in the case of linear played bands.
Das Problem der Spurverfolgung, das sich durch das optische Lesen ergibt, wird besonders schwierig, wenn es sich um Spuren mit äußerst geringer Breite in der Größenordnung von Mikron handelt, die durch einen Zwischenraum in derselben Größenordnung getrennt sind, was bei der Aufzeichnung von Fernsehsignalen auf einen Informationsträger in Form einer "Videoplatte" der Fall ist. In diesem Fall arbeiten die gewöhnlich zum Ablenken des Lesebündels verwendeten "optischen Motoren" an den Grenzen ihrer Möglichkeiten.The tracking problem posed by the optical Reading results becomes particularly difficult when it comes to tracks that are extremely narrow on the order of magnitude of microns separated by a space of the same order of magnitude, which is at the recording of television signals on an information carrier in the form of a "video disk" is the case. In this case, they usually work to distract the Reading bundles used "optical motors" at the limits of their possibilities.
Bekanntlich verwendet man zum Betätigen eines "optischen Motors" eine Fehlerspannung, die durch einen Fühler erzeugt und zweckmäßig verstärkt wird. Diese Spannung wirkt auf ein elektromechanisches Organ ein, bei welchem es sich um einen "Lautsprechermotor", der eine einfache Translationsbewegung des Lesekopfes erzeugt, oder um eine Galvanometerdrehspule handeln kann, die eine Drehung erzeugt, welche beispielsweise mit Hilfe eines Drehspiegels vor der Fokussierung auf das Lichtbündel ausgeübt wird.As is well known, to operate an "optical motor" one uses an error voltage generated by a sensor and is appropriately reinforced. This voltage acts on an electromechanical organ in which it is a "loudspeaker motor" that has a simple Translational movement of the read head generated, or can be a galvanometer moving coil that rotates generated, which exerted, for example, with the help of a rotating mirror before focusing on the light beam will.
Bei Verwendung des Lichtablenksystems nach der Erfindung erreicht man die Verfolgung der Spur dadurch, daß auf das Lesebündel ohne ReIatiwerSchiebung des Kopfes und des Informationsträgers eingewirkt wird. Dieses Prinzip ist in Fig. 6 dargestellt. Ein ebener Aufzeichnungsträger 6, der im Teilschnitt dargestellt ist, trägt eine Aufzeichnung, die in eine spiralförmige Spur eingetragen ist, von welcher die aufeinanderfolgenden Schnitte mit derWhen using the light deflection system according to the invention, the tracking of the track is achieved in that on the Reading bundle without friction shifting of the head and the Information carrier is acted upon. This principle is shown in FIG. 6. A flat recording medium 6, which is shown in partial section, carries a recording which is entered in a spiral track, of which the successive cuts with the
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Schnittebene in Form von Scharten 60, 61 und 62 stark vergrößert dargestellt sind, um die Deutlichkeit der Zeichnung zu verbessern. Ein Objektiv 64, welches Teil eines nicht dargestellten Lesekopfes ist, ist derart angeordnet, daß seine optische Achse OX die Scharte 60 schneidet. Ein Lichtbündel 63 von parallelen Strahlen ist auf dem Grund der Scharte 60 fokussiert. Durch eine nicht dargestellte Vorrichtung, bei welcher es sich um ein Ablenksystem nach der Erfindung handeln kann, kann man das Bündel 63 derart drehen, daß es die Extremlagen 631 und 632 einnimmt, deren Achsen zu den Richtungen Ox1 bzw. Ox2 parallel sind und den Aufzeichnungsträger in den Punkten 61 bzw. 62 schneiden. Die gebrochenen Bündel 633 und 634 sind demzufolge in diesen Punkten fokussiert. Zwischen diesen Extremlagen sind sämtliche Zwischenlagen möglich. Beispielsweise beträgt die Teilung der Spirale 2,5 Mikron und die mögliche Mittenverlagerung - 1OO Mikron.Section plane in the form of notches 60, 61 and 62 are shown greatly enlarged in order to improve the clarity of the drawing. An objective 64, which is part of a reading head (not shown), is arranged in such a way that its optical axis OX intersects the notch 60. A light bundle 63 of parallel rays is focused on the base of the notch 60. By means of a device (not shown), which can be a deflection system according to the invention, the bundle 63 can be rotated in such a way that it occupies the extreme positions 631 and 632, the axes of which are parallel to the directions Ox 1 and Ox 2, respectively cut the recording medium at points 61 and 62, respectively. The broken bundles 633 and 634 are consequently focused in these points. All intermediate layers are possible between these extreme positions. For example, the pitch of the spiral is 2.5 microns and the possible center displacement - 100 microns.
Es empfiehlt sich zu beachten, daß die relative Lage des Lesers und des Aufzeichnungsträgers im Verlauf des Lesevorganges durch eine Verschiebungsvorrichtung bestimmt ist, die von der für das Verfolgen der Spur bestimmten Regelvorrichtung getrennt ist. Diese Verschiebungsvorrichtung, die nicht im Rahmen der Erfindung liegt, bewirkt: It is advisable to note that the relative position of the reader and the recording medium in the course of the reading process is determined by a displacement device that is determined by the one for following the track Control device is separated. This displacement device, which is outside the scope of the invention, has the effect of:
- entweder die Verschiebung des Lesers, wobei der Aufzeichnungsträger fest bleibt;- either the displacement of the reader, the record carrier remaining fixed;
- oder die Verschiebung des Aufzeichnungsträgers, wobei der Leser fest bleibt,- or moving the record carrier while the reader remains stationary,
eine Lösung, die in dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel angenommen wird.a solution in the embodiment described below Is accepted.
In Fig. 7 (in Seitenansicht) und Fig. 8 (in Draufsicht) sind die wesentlichen Organe einer optischen Lesevorrichtung dargestellt, welche einen Lesekopf 70 hat, der einIn Fig. 7 (in side view) and Fig. 8 (in plan view) are the essential organs of an optical reading device shown, which has a read head 70 that a
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Lichtbündel aus einer Quelle 71 empfängt, nachdem es ein Ablenksystem durchquert hat, welches aus einer piezoelektrischen Bikeramik 50 besteht, die wie die in Fig. 5 angebracht und ausgerüstet ist.Receives light beam from a source 71 after it has traversed a deflection system consisting of a piezoelectric bikeramik 50, like the in Fig. 5 is attached and equipped.
Der Fokussierungsfleck des Bündels befindet sich bei F auf einer Spur P. Es sind Fotodetektoreinrichtungen (hier nicht dargestellt) vorgesehen, die den Abstand zwischen F und P messen. Diese Einrichtungen steuern ein Regelsystem 80, welches die Steuerspannung für die Bikeramik 50 abgibt.The focus spot of the beam is located at F on a track P. They are photodetector devices (not shown here) that measure the distance between F and P. Control these facilities a control system 80 which emits the control voltage for the biker ceramic 50.
Außerdem verschiebt sich ein Dämpferfuß 73, der an das freie Ende der Bikeramik angeklebt ist, auf einer Schicht 721 aus einem Fluid mit hoher Viskosität, die auf die ebene Fläche eines feststehenden, beckenförmig ausgehöhlten Blockes 72 aufgebracht ist. Die durch den Dämpferfuß hervorgerufene Dämpfung der Bewegungen der Bikeramik 50 ermöglicht, daß diese bis zu ihrer Resonanzfrequenz einen flachen Frequenzgang aufweist.In addition, a damper foot 73, which is attached to the free end of the bike ceramic is glued on a layer 721 of a high viscosity fluid that is applied to the flat surface of a fixed, basin-shaped hollowed out Block 72 is applied. The damping of the movements caused by the damper base Bikeramik 50 enables this to have a flat frequency response up to its resonance frequency.
In Fig. 9 ist schematisch ein praktisches Ausführungsbeispiel einer optischen Lesevorrichtung dargestellt, die mit einem System nach der Erfindung ausgestattet- ist. Dieses Beispiel bezieht sich auf den Fall einer lichtdurchlässigen Platte 6. Die Lichtquelle 71 ist beispielsweise ein Helium-Neon-Laser mit einer Leistung von 1 mW. Das Lichtbündel 710 wird durch einen Spiegel 91 reflektiert, der unter einem Winkel von 45 in bezug auf den einfallenden Strahl angeordnet und mit dem feststehenden Lesekopf 900 fest verbunden ist. Nach dem Durchqueren des Winkelvervielfachers, der die reflektierende Fläche der Bikeramik 50 (die in den Block 20 fest eingespannt ist) und den Spiegel 52 enthält, wird das Bündel durch einen Spiegel 74 reflektiert und danach durch eine Linse fokussiert. Das erhaltene Bündel 711 durchquert nun die Platte 6, wobei sich ein divergentes Bündel mit einem Öffnungs-In Fig. 9, a practical embodiment of an optical reading device is shown schematically, the is equipped with a system according to the invention. This example refers to the case of a translucent Plate 6. The light source 71 is, for example, a helium-neon laser with a power of 1 mW. The light beam 710 is reflected by a mirror 91 which is at an angle of 45 with respect to the Arranged incident beam and is firmly connected to the fixed reading head 900. After crossing of the angle multiplier that forms the reflective surface the bikeramik 50 (which is firmly clamped in the block 20) and contains the mirror 52, the bundle is through reflected by a mirror 74 and then focused through a lens. The bundle 711 obtained now crosses the Plate 6, with a divergent bundle with an opening
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winkel 600, wenn duroh die Gravur der Spur keine Beugung erfolgt, und ein gebeugtes Bündel mit einem öffnungswinkel in dem entgegengesetzten Fall ergibt. Zwei Fotodetektoren 95 und 96 sind mit Bezug auf die normale Lage des Bündels 711 (im Ruhezustand .der Bikeramik 50) symmetrisch angeordnet.angle 600, if there is no diffraction during the engraving of the track, and a diffracted bundle with an opening angle results in the opposite case. Two photodetectors 95 and 96 are arranged symmetrically with respect to the normal position of the bundle 711 (i m hibernation .the Bikeramik 50).
Dabei handelt es sich, beispielsweise, um Siliziumfotozellen mit einer empfindlichen Oberfläche in der Größen-These are, for example, silicon photocells with a sensitive surface in the size
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Ordnung von ungefähr 1 mm , die in einigen Millimetern Abstand von der Platte 6 angeordnet sind. Die Fotozellen
haben einen Abstand e voneinander, der weiter unten näher erläutert ist. Festgestellte Ströme werden von einer
Stufe 97 aufgenommen und verstärkt, die an einem Ausgang eine elektrische Größe liefert, welche der Summe der ermittelten
Ströme entspricht xind welche das von der Vorrichtung
gebildete Lesesignal S darstellt. Ein Differentialverstärker 98 liefert ein Fehlersignal D, welches durch
die Differenz der ermittelten Ströme gebildet ist, in Form einer elektrischen Spannung, die durch die Stufe
verstärkt und der Bikeramik 50 zugeführt wird. Die Verschiebung der Platte 6 im Verlauf des Lesevorganges erfolgt
mit Hilfe eines Motors 92, der ein Ritzel 93 trägt, welches mit einer mit der Platte 6 fest verbundenen
Zahnstange 94 kämmt.2
Order of about 1 mm, which are arranged at a distance of a few millimeters from the plate 6. The photocells have a distance e from one another, which is explained in more detail below. Established currents are picked up and amplified by a stage 97 which supplies an electrical variable at an output which corresponds to the sum of the determined currents xind which represents the read signal S generated by the device. A differential amplifier 98 supplies an error signal D, which is formed by the difference between the currents determined, in the form of an electrical voltage, which is amplified by the stage and fed to the bike ceramic 50. The displacement of the plate 6 in the course of the reading process takes place with the aid of a motor 92 which carries a pinion 93 which meshes with a rack 94 firmly connected to the plate 6.
Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:The device works as follows:
1) Bei der Erzeugung des Lesesignals S empfängt der Verstärker 97 nur dann ein Eingangssignal, wenn das Lichtbündel, welches die Platte 6 durchquert hat, durch die Gravur der Spur (Fall des Öffnungswinkels 601) gebeugt ist .Dieses Ergebnis wird erzielt, wenn der Abstand e so groß gemacht wird, daß das nicht gebeugte Bündel genau den entsprechenden Zwischenraum zwischen den Fotozellen überdeckt..1) When the read signal S is generated, the amplifier receives 97 an input signal only when the light beam which has passed through the plate 6 passes through the Engraving of the track (case of the opening angle 601) is bent. This The result is obtained when the distance e is made so large that the non-diffracted beam exactly matches the corresponding one Gap between the photocells covered.
40984 2 /1Ü5740984 2 / 1Ü57
2) Bei der Erzeugung des Fehlersignals"D muß der Differentialverstärker 98 arbeiten, wenn die Spur nicht auf der Achse der Linse 90 liegt. In diesem Fall liefern die Fotodetektoren ungleiche Ströme, wenn auf sie das Bündel mit dem Öffnungswinkel 601 auftrifft. Durch, den Verstärker 98 wird eine Fehlerspannung erzeugt, die auf die Bikeramik 50 einwirkt, welche das Bündel 710 ablenkt. Die Vorrichtung wird derart geregelt, daß einer Abweichung der Spur (Scharte 60) dieselbe Abweichung des Lichtbündels 711 entspricht.2) When generating the error signal "D, the differential amplifier 98 work when the track is not on the axis of the lens 90. In this case deliver the photodetectors have unequal currents when the beam with the aperture angle 601 hits them. By, the Amplifier 98 generates an error voltage which acts on the bike ceramic 50, which the bundle 710 distracts. The device is controlled in such a way that a deviation in the track (notch 60) has the same deviation of the light beam 711 corresponds.
£09842/ 1 U 5 7£ 09842/1 U 5 7
Claims (9)
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Family Applications (1)
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5053055A (en) | 1975-05-10 |
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