DE2661052C2 - - Google Patents
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- DE2661052C2 DE2661052C2 DE2661052A DE2661052A DE2661052C2 DE 2661052 C2 DE2661052 C2 DE 2661052C2 DE 2661052 A DE2661052 A DE 2661052A DE 2661052 A DE2661052 A DE 2661052A DE 2661052 C2 DE2661052 C2 DE 2661052C2
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0925—Electromechanical actuators for lens positioning
- G11B7/0932—Details of sprung supports
Description
Die Erfindung betrifft einen Lesekopf gemäß Oberbegriff des
Hauptanspruchs.
Ein Lesekopf dieser Art ist bekannt (DE-OS 25 04 570). Bei die
sem bekannten Lesekopf ist das Objektiv über quer zur Objektiv
achse angeordnete Blattfedern nur in Richtung Objektivachse be
wegbar gelagert, das Objektiv kann also hier über eine elektro
magnetische Stellvorrichtung nur durch das über einen Detektor
erzeugte Fokussier-Fehlersignal verstellt werden. Die Spurnach
führung erfolgt bei diesem bekannten Lesekopf über einen im
Strahlengang angeordneten verschwenkbaren Spiegel.
Bei einem anderen bekannten Lesekopf ist das Objektiv über eine
seitlich angebrachte elektromagnetische Stellvorrichtung quer
zur Spur verstellbar (DE-OS 23 10 059). Hier ist jedoch das Ob
jektiv nicht in Fokussierrichtung verstellbar.
Bei den bisher bekannten Leseköpfen ist also das Objektiv nur
jeweils in einer Richtung verstellbar, nämlich entweder nur pa
rallel zur Objektivachse oder nur senkrecht hierzu. Die bekann
ten Leseköpfe besitzen außerdem den Nachteil, daß sie aus einer
Vielzahl von bewegbaren Teilen bestehen. Selbst wenn die beiden
bekannten Maßnahmen in einem Lesekopf vereinigt würden, würde
dies eine sehr voluminöse Gesamtkonstruktion geben, deren be
wegbare Teile relativ schwergewichtig und daher wegen der Träg
heit nur relativ langsam und mit großen Stellkräften verstell
bar wären.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Lesekopf zu schaffen, der
diesen Nachteil vermeidet und der eine sehr gedrungene leicht
gewichtige Gesamtkonstruktion mit möglichst wenig Einzelteilen
erlaubt.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Lesekopf gemäß Oberbe
griff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Un
teransprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Lesekopf ist das Objektiv nur über
ein einziges elastisch nachgiebiges Bauelement am Basisteil des
Lesekopfes abgestützt und kann trotzdem mindestens zweidimen
sional, vorzugsweise sogar dreidimensional, verstellt werden.
Der Aufbau eines Lesekopfes wird hierdurch sehr einfach und ge
drungen, die Anzahl der nötigen Bauelemente für die Abstützung
des Objektivs werden nur auf ein einziges Element reduziert.
Damit können die bewegbaren Teile des Lesekopfes auch sehr
klein und leicht ausgebildet werden, so daß das Objektiv extrem
schnell in Abhängigkeit von den Fehlersignalen sowohl in Fokus
sierrichtung als auch in Spurnachführungsrichtung verstellt
werden kann. Mit der erfindungsgemäßen Unterstützungseinrich
tung wird erstmals ein Lesekopf möglich, bei dem sowohl die
Fokussierkorrektur als auch die Spurkorrektur durch unmittel
bare Einwirkung auf das Objektiv durchgeführt werden kann, was
bisher nur jeweils mit getrennten Stellvorrichtungen möglich
war.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnun
gen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung einen grundsätzlichen
Aufbau eines Abtastkopfes zum optischen Lesen nach der Erfin
dung. Ein scheibenförmiger Aufzeichnungsträger 11 wird mit ei
ner konstanten Geschwindigkeit um eine Achse 12-12′ gedreht.
Ein Laserstrahl aus einer Laserquelle 13 wird mittels einer
Linse 14, eines Reflexionsspiegels 15 und eines Projektionsob
jektivs 16 auf eine Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 11 pro
jiziert. Der Laserstrahl, der durch im Aufzeichnungsträger 11
aufgezeichnete Information moduliert wird, wird von einem Pho
todetektor 17 abgetastet. Dieser liefert ein Ausgangssignal an
eine Verarbeitungseinheit 18, die ein Informationssignal V und
ein Nachlaufsignal C erzeugt. Der Reflexionsspiegel 15 ist
nicht schwenkbar gelagert, sondern steht fest, und das Projek
tionsobjektiv 16 ist in einer Projektionsobjektiveinheit 16′ so
abgestützt, daß es rechtwinklig zu seiner optischen Achse und
zur Spurrichtung verstellbar ist.
Wenn der auf den Aufzeichnungsträger 11 projizierte Lichtpunkt
gegenüber der Spur in einer zur Spurrichtung rechtwinkligen
Richtung verschoben ist, ruft die Intensität des durch den Auf
zeichnungsträger 11 durchtretenden Lichtstrahls Ungleichgewicht
links und rechts vom Zentrum der Spur hervor. Dieses Ungleich
gewicht kann vom Photodetektor 17 in bekannter Weise abgetastet
bzw. festgestellt werden. Die Verarbeitungseinheit 18 erzeugt
ein Nachlaufsignal C, das für die Abweichung des Lichtpunktes
vom Spurzentrum Richtung und Betrag angibt. Das Nachlaufsignal C
wird einer Verstellschaltung 19 zugeführt, die ein Verstell
signal M′ für die Verstellvorrichtung des Projektionsobjektivs
16 erzeugt. Auf diese Weise kann das Projektionsobjektiv 16
entsprechend Fig. 1 in der waagerechten Richtung A so verstellt
werden, daß der Lichtpunkt mit der abzutastenden Spur in Deckung
kommt. Die Projektionsobjektiveinheit 16′, der Photodetek
tor 17, die Verarbeitungseinheit 18 und die Verstellschaltung
19 bilden einen Regelkreis mit Rückführung. In diesem Regel
kreis mit Rückführung ist eine Abweichung des Lichtpunktes von
der optischen Achse eine Entfernung oder Strecke, über die das
Projektionsobjektiv 16 verstellt wird, und ist somit, wenn die
Vergrößerung des Projektionsobjektivs 16 M ist, eine Abweichung
der Informationsspur multipliziert mit M. Beispiel: Wenn die
Vergrößerung des Projektionsobjektivs 16 1/20 ist und die Ab
weichung der Spur 0,1 mm beträgt, dann ist die Abweichung des
Lichtpunktes gegenüber der optischen Achse nur 0,005 mm. Dies
bedeutet, daß es genügt, wenn das Projektionsobjektiv 16 nur in
einem Bereich von 0,005 mm frei von Aberration ist. Enthält der
durch das Projektionsobjektiv 16 gehende Laserstrahl parallele
Strahlen, dann ist M = O und somit ist die Abweichung des
Lichtpunktes gegenüber der optischen Achse vollständig auf Null
reduziert. In diesem Fall genügt es, wenn das Projektionsobjek
tiv 16 nur an der optischen Achse frei von Aberration ist.
Wie oben erläutert, wird die Größe der Abweichung des Licht
punktes gegenüber der optischen Achse um den der Vergrößerung M
des Projektionsobjektivs 16 entsprechenden Faktor verringert.
Das Projektionsobjektiv 16, das die oben genannten Forderungen
erfüllt, kann, selbst wenn die numerische Apertur 0,4 ist, mit
höchstens drei sphärischen Linsen verwirklicht werden. Bei Ver
wendung eines nichtsphärischen Linsensystems ist es möglich,
das Projektionsobjektiv mit nur einer einzigen nichtsphärischen
Linse aufzubauen. Es ist daher ziemlich einfach, das Projek
tionsobjektiv 16 mit einem Gewicht von weniger als 10 g zu ver
wirklichen. Zudem ist die Konstruktion des Projektionsobjek
tivs 16 einfach, und das Projektionsobjektiv 16 kann mit ein
fachen Mitteln wirtschaftlich hergestellt werden.
Bei der in Fig. 3 dargestellten ersten Ausführungsform der Pro
jektionsobjektiveinheit 16′ ist das Projektionsobjektiv 16 an
einem unteren Ende eines Rohrkörpers 21 befestigt, dessen obe
res Ende mit einem Flansch versehen ist, an dem eine spiralig
gewickelte Spule 22 befestigt ist. Die Spule 22 ist zwischen
Polstücken eines Paares Dauermagneten 23 und 24 angeordnet. Der
Spule 22 ist das Verstellsignal M′ aus der Verstellschaltung 19
(Fig. 1) über Zuleitungsdrähte 25 zuführbar. Das obere Ende des
Rohrkörpers 21 ist mit einem unteren Ende eines elastischen
Trägers 26 verbunden, von dem ein oberes Ende an einer Basis 27
befestigt ist.
Wenn das Verstellsignal M′ über die Zuleitungsdrähte 25 der
Spule 22 zugeführt wird, wird die Spule 22 einer entsprechend
Fig. 2 seitlich gerichteten Kraft ausgesetzt. Daher wird der
Rohrkörper 21, und somit das Projektionsobjektiv 16, in der zur
optischen Achse rechtwinkligen Richtung verstellt. Auf diese
Weise läßt sich durch Verändern des durch die Spule 22 fließen
den Stromes der Lichtpunkt mit der Spur des Aufzeichnungsträ
gers 11 in Deckung bringen. Bei dieser Ausführungsform sind
zwei als Dauermagnete ausgebildete Magnete 23 und 24 verwendet,
im Prinzip würde es jedoch ausreichen, den einen oder den ande
ren von ihnen zu benutzen.
Bei der in Fig. 4 in perspektivischer Ansicht gezeigten zweiten
Ausführungsform des Abtastkopfes zum optischen Lesen nach der
Erfindung ist nur der einzelne Magnet 23 verwendet. Der übrige
Aufbau des Abtastkopfes dieser Ausführungsform ist völlig der
selbe wie bei der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 2.
Wenn die Drehgeschwindigkeit des scheibenförmigen Aufzeich
nungsträgers, beispielsweise einer Videoscheibe, schwankt,
weicht der Lichtpunkt in der Richtung der Informationsspur ab.
Daraus ergibt sich beim reproduzierten Signal ein Zeitbasisfeh
ler, der bei der bekannten Vorrichtung mit Hilfe eines ziemlich
komplizierten elektronischen Gerätes elektrisch ausgeglichen
wird.
Erfindungsgemäß läßt sich die Abweichung des Lichtpunktes in
der Spurrichtung durch Verstellen des Projektionsobjektives in
der Richtung der Spur ausgleichen.
Bei der in Fig. 4 in perspektivischer Ansicht gezeigten dritten
Ausführungsform des Abtastkopfes zum optischen Lesen nach der
Erfindung läßt sich das Projektionsobjektiv sowohl in der Rich
tung der Spur als auch in der zur Spur rechtwinkligen Richtung
verstellen. Bei dieser Ausführungsform muß die Verarbeitungs
einheit 18 sowohl ein Zeitbasisfehlersignal als auch das Nach
laufsignal C erzeugen. Ein Projektionsobjektiv 16 ist an einem
unteren Ende eines Rohrkörpers 21 befestigt, dessen oberes Ende
an einer Tragplatte 28 befestigt ist. An einer Oberfläche der
Tragplatte 28 ist ein Paar Spulen 22 und 32 angeordnet. Die
Spule 22 ist durch das Nachlaufsignal C erregbar, das über Zu
leitungsdrähte 25 zugeführt wird, und die Spule 32 ist durch
das Zeitbasisfehlersignal erregbar, das über Zuleitungsdrähte
35 zugeführt wird. Über der Spule 22 ist ein erster, beim ge
zeigten Beispiel als Dauermagnet ausgebildeter Magnet 23, über
der Spule 32 ein zweiter, beim gezeigten Beispiel als Dauer
magnet ausgebildeter Magnet 33 angeordnet. Der erste Magnet 23
ist in einer Richtung A angeordnet, die zu einer Spur T recht
winklig verläuft. Der zweite Magnet 33 ist in einer zur Rich
tung der Spur T parallelen Richtung angeordnet. Die Tragplatte
28 ist mit einer Basis 27 durch einen elastischen Träger ver
bunden, der bei dieser Ausführungsform aus vier elastischen
Drähten 29 zusammengesetzt ist. Durch diese Maßnahme läßt sich
das Projektionsobjektiv 16 im wesentlichen parallel zu den
Richtungen A und B verstellen.
Wenn das Nachlaufsignal C der ersten Spule 22 zugeführt wird,
ist die Spule 22 einer Kraft in der Richtung A ausgesetzt und
das Projektionsobjektiv 16 wird somit in der Richtung A recht
winklig zur Spur T verstellt. Wenn das Zeitbasisfehlersignal
der zweiten Spule 32 zugeführt wird, ist die Spule 32 einer
Kraft in der Richtung B ausgesetzt, so daß das Projektionsob
jektiv 16 in der Richtung B der Spur T bewegt wird. Auf diese
Weise ist es möglich, den Lichtpunkt mit einer bestimmten Stel
le an der abzutastenden Spur T durch Verändern der durch die
Spulen 22 und 32 fließenden Ströme in Deckung zu bringen.
Bei der in Fig. 5 in perspektivischer Ansicht gezeigten abge
wandelten Ausführungsform des Abtastkopfes nach der Erfindung
besteht ein elastischer Träger aus einer L-förmigen Blattfeder
39 mit einem ersten und einem zweiten geraden Abschnitt 39 a und
39 b. Der erste Abschnitt 39 a wird gebogen, wenn das Projek
tionsobjektiv 16 in die Richtung A bewegt wird, während der
zweite Abschnitt 39 b gebogen wird, wenn das Projektionsobjektiv
16 in der Richtung B verstellt wird.
Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 4 und 5 können zwei weite
re Magnete vorgesehen sein, die je, ähnlich wie bei der Ausfüh
rungsform gemäß Fig. 2, den Magneten 23 und 33 gegenüber ange
ordnet sind.
Wie oben beschrieben, muß der Lichtpunkt während des Abtastens
auf die Spur fokussiert sein. Zu diesem Zweck ist es notwendig,
das Projektionsobjektiv 16 in einer zu seiner optischen Achse
parallelen Richtung zu verstellen.
Bei einer in Fig. 6 bis 8 dargestellten anderen Ausführungsform
des Abtastkopfes nach der Erfindung ist ein Projektionsobjektiv
16 dreidimensional verstellbar, d. h. in einer Richtung A
rechtwinklig zur Spurrichtung, in einer Spurrichtung B und in
einer Richtung C′ rechtwinklig zu den Richtungen A und B und
somit in Richtung der optischen Achse. Die Vorrichtung, mit der
das Projektionsobjektiv in den Richtungen A und B beweglich ab
gestützt ist, ist die gleiche wie in Fig. 4 dargestellt. Bei
dieser Ausführungsform sind die elastischen Drähte 29 mit einer
kreisringförmigen Scheibe 40 verbunden, die mittels Blattfedern
41 an einer Basis 27 so befestigt ist, daß sie in der Richtung
C′ der optischen Achse des Projektionsobjektivs 16 verstellbar
ist. Gemäß Fig. 8 ist an der Oberseite der kreisringförmigen
Scheibe 40 ein zylindrischer Körper 42 befestigt. Um die Außen
fläche des zylindrischen Körpers 42 ist eine Spule 43 gewickelt,
die in einem an der Basis 27 befestigten, kreisringför
migen Dauermagneten 44 angeordnet ist. Somit ist die Spule 43,
wenn sie erregt wird, einer Kraft in der Richtung C′ ausge
setzt, so daß das Projektionsobjektiv 16 in diese Richtung C′
bewegt wird. Bei dieser Ausführungsform muß die Verarbeitungs
einheit 18 (Fig. 1) sowohl ein Signal für die selbsttätige Fo
kussierung oder ein Autofokussiersignal erzeugen, welches einen Be
trag und eine Richtung darstellt, mit dem und in der der Licht
punkt am Aufzeichnungsträger defokussiert ist, als auch das
Nachlaufsignal C und das Zeitbasisfehlersignal abgeben.
Bei der in Fig. 9 in perspektivischer Ansicht gezeigten abge
wandelten Ausführungsform des Abtastkopfes gemäß Fig. 6 ist der
Rohrkörper 21 von einer Spiralblattfeder 45 abgestützt, welche
mit einem Basisabschnitt 27′ verbunden ist.
Fig. 10 zeigt in der rechten Zeichnungshälfte einen Quer
schnitt, in der linken Hälfte eine Ansicht von vorn einer zwei
ten abgewandelten Ausführungsform, bei der der Rohrkörper 21
mit einer an der Basis 27 befestigten Schraubenfeder 46 aufge
hängt ist.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 11 ist der Rohrkörper 21
durch ein Paar elastischer Träger in den Richtungen A, B und C′
beweglich abgestützt. Die Tragvorrichtung setzt sich aus ela
stischen Stäben 47 zusammen, die gemäß Fig. 11 eine spezielle
Biegeverformung aufweisen, d. h. sie sind dreidimensional ge
bogen, so daß sie Bewegung des Projektionsobjektivs 16 in den
drei Richtungen A, B und C′ zulassen.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen verwenden Dauermagnete
und die Erregung der Spulen erfolgt durch das Nachlaufsignal,
das Zeitbasisfehlersignal und das Autofokussiersignal. Es kann
jedoch ein Elektromagnet verwendet sein, und die Steuersignale
können einer Wicklung am Elektromagneten zugeführt werden. Au
ßerdem kann der Aufzeichnungsträger reflektierend sein. Die In
formationsspuren können statt spiralig konzentrisch aufgezeich
net sein. Der Aufzeichnungsträger kann ein zylindrischer Körper
sein, in dem die Aufzeichnungsspur spiralig ausgebildet ist.
Claims (6)
1. Lesekopf für das Lesen einer auf einem Aufzeichungsträger
als Spur oder als Spuren aufgezeichneten Information, mit einem
Objektiv zum Projizieren eines Lichtpunktes auf die Oberfläche
des Aufzeichnungsträgers, das über eine Objektivunterstützung
an einem Basisteil abgestützt ist und das mittels einer elek
tromagnetischen Stellvorrichtung in Abhängigkeit von Fokussier-
und Spurnachführungs-Fehlersignalen in Fokussierrichtung bzw.
Spurnachführungsrichtung verstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Objektivunterstützung ein integral ausgebildetes ela
stisch nachgiebiges Element (29, 39, 45, 46, 47) umfaßt, das
mindestens zweidimensional in Spurnachführungsrichtung (A) und
mindestens in einer hierzu im wesentlichen senkrechten Richtung
(B, C) elastisch nachgiebig ist.
2. Lesekopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das nachgiebige Unterstützungselement durch gerade nachgie
bige Drähte (29) gebildet ist.
3. Lesekopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das nachgiebige Unterstützungselement ein gebogenes fla
ches, plattenartiges Element (39) ist.
4. Lesekopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das nachgiebige Unterstützungselement eine spiralförmig ge
wickelte Blattfeder (45) ist.
5. Lesekopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das nachgiebige Unterstützungselement ein spiralförmig
gewickelter Draht (46) ist.
6. Lesekopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das nachgiebige Unterstützungselement durch einen dreidi
mensionalen gebogenen nachgiebigen Draht (47) gebildet ist.
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