DE2661053C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterstützungseinrichtung für das Objektiv eines Informations-Lesekopfes gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Es sind Leseköpfe für das Lesen einer auf einem Aufzeichnungs­ träger als Spur oder als Spuren aufgezeichneten Information bekannt, bei denen mittels eine Objektives ein Lichtpunkt auf die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers projiziert wird (DE-OS 25 04 570 bzw. DE-OS 23 10 059). Hierbei wird mittels eines De­ tektors die Relativstellung zwischen Lichtpunkt und Spur fest­ gestellt und ein Fokussier-Fehlersignal und ein Spur-Fehler­ signal erzeugt. Bei einem bekannten Lesekopf dieser Art (DE-OS 25 04 570) ist der Objektivträger über quer zur Objektivachse angeordnete Blattfedern in Richtung parallel zur Objektivachse bewegbar gelagert und außerdem auf der Objektivträgerhülse eine Spule aufgewickelt, der das Fokussier-Fehlersignal zugeführt wird, so daß das Objektiv parallel zur Objektivachse zum Nach­ fokussieren verstellbar ist. Die Blattfedern sind dabei nur in Richtung der Objektivachse nachgiebig. Die Spurnachführung er­ folgt bei diesem bekannten Lesekopf durch Verstellen eines im Lichtstrahl angeordneten Umlenkspiegels. Bei einer zweiten Art eines solchen bekannten Lesekopfes (DE-OS 23 10 059) ist es auch schon bekannt, zur Spurnachführung das Objektiv in einer Richtung senkrecht zur Objektivachse verstellbar auszubilden und das Objektiv über eine relativ lange Stange mit einer elek­ tromagnetischen Antriebseinrichtung zu verbinden, der das Spur- Fehlersignal zugeführt wird.

Den bekannten Unterstützungseinrichtungen für das Objektiv eines solchen Informations-Lesekopfes ist gemeinsam, daß sie nur eine Verstellung des Objektivs in einer Richtung ermög­ lichen, nämlich entweder nur parallel zur Objektivachse oder nur senkrecht hierzu. Selbst wenn die beiden bekannten Unter­ stützungsvorrichtungen bei einem Objektiv kombiniert angewendet werden würden, wäre die Unterstützungseinrichtung für das Ob­ jektiv und damit auch der ganze Lesekopf sehr groß und relativ schwer und das Objektiv könnte nicht schnell genug in der ge­ wünschten Weise zur Fehlerkorrektur nachgestellt werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Unterstützungseinrich­ tung für einen Lesekopf der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die einen sehr leichten und gedrungenen Gesamtaufbau und die un­ mittelbare kombinierte Einwirkung der Fokussier- und Spurnach­ führungs-Steuervorrichtung direkt auf das Objektiv ermöglicht.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Unterstützungseinrich­ tung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kenn­ zeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen er­ geben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Unterstützungseinheit bestehend aus zwei miteinander verbundenen einfachen nachgiebigen Elementen ist im Aufbau sehr einfach, sie kann mit extrem geringem Gewicht rea­ lisiert werden und außerdem auch sehr gedrungen aufgebaut sein, so daß die bewegten Teile des Lesekopfes extrem leicht sind und daher über das Fokussier- bzw. Spurnachführungs-Fehlersignal sehr schnell und mit geringer Leistung nachgestellt werden kön­ nen. Trotzdem kann das Objektiv praktisch ungehindert in den beiden Richtungen (Fokussier-Nachstellrichtung bzw. Spurnach­ führrichtung) verstellt werden, da in diesen Richtungen die kombinierte Unterstützungseinheit jeweils nachgiebig ist und hier allenfalls geringe federnde Rückstellkräfte wirksam sind, die beim Verstellen leicht überwunden werden können. Gemäß der Erfindung wird also erstmals eine einfache leichtgewichtige zweidimensionale Unterstützungseinrichtung für das Objektiv eines Lesekopfes geschaffen, die auf einfache Weise unmittelbar in den Lesekopf integriert werden kann und die erstmals ein schnelles und genaues Nachstellen sowohl in Fokussierrichtung als auch in Spurnachführungsrichtung ermöglicht, was bei den bekannten Leseköpfen jeweils nur in einer Richtung möglich ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnun­ gen an einem Ausführungsbeispiel 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 Dec­ kung 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 obengenannten 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.

Nach den Fig. 2 und 3 ist das Projektionsobjektiv 16 an einem unteren Ende eines Rohrkörpers 21 befestigt, dessen oberes Ende an einer Trag­ platte 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 Zuleitungsdrähte 25 zugeführt wird, und die Spule 32 ist durch das Zeitbasisfeh­ lersignal erregbar, das über Zuleitungsdrähte 35 zugeführt wird. Über der Spule 22 ist ein erster, beim gezeigten Beispiel als Dauermagnet ausgebildeter Magnet 23, über der Spule 32 ein zweiter, beim gezeigten Beispiel als Dauermagnet ausgebildeter Magnet 33 angeordnet. Der erste Magnet 23 ist in einer Richtung A angeordnet, die zu einer Spur T rechtwinklig verläuft. Der zweite Magnet 33 ist in einer zur Richtung der Spur T paralle­ len Richtung angeordnet. Die Tragplatte 28 ist mit einer Basis 27 durch einen elastischen Träger verbunden, 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.

Die elastischen Drähte 29 sind mit einer kreisringförmigen Scheibe 40 verbunden, die mittels Blattfedern 41 an der Basis 27 so befestigt ist, daß sie in der Richtung C′ der optischen Achse des Objektivs 16 verstellbar ist. An der Oberseite der Scheibe 40 ist ein zylindrischer Körper 42 befestigt, um dessen Außenfläche eine Spule 43 gewickelt ist, die in einem an der Basis 27 befestigten kreisringförmigen Dauermagneten 44 ange­ ordnet ist. Die Spule 43 ist bei Erregung einer Kraft in der Richtung C′ ausgesetzt, so daß das Objektiv 16 in dieser Rich­ tung C′ bewegt wird. Die Verarbeitungseinheit 18 liefert ein Signal für die selbsttätige Fokussierung, welches einen Betrag und eine Richtung darstellt, mit dem und in der der Lichtpunkt am Aufzeichnungsträger defokussiert ist, also auch das Nach­ laufsignal C und das Zeitbasisfehlersignal. Die Lage des ersten Unterstützungselements 29 könnte auch durch das zweite Element ersetzt sein, d. h. der Objektivträger könnte am Zwischenglied 40 befestigt sein, das in Fokussierrichtung bewegbar ist, und dieses Zwischenglied könnte an dem Basisteil 27 so befestigt sein, daß es in Spurrichtung verstellbar ist.

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 (4)

1. Unterstützungseinrichtung für das Objektiv eines Informations-Lesekop­ fes, das zum Projizieren eines Lichtpunktes auf die Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers dient, auf dem als Spur oder als Spuren Informationen aufgezeichnet sind, und das mittels einer Fokussier-Steuereinrichtung in einer ersten Richtung parallel zur Objektivachse und mittels einer Spur-Nachführvorrichtung in einer zweiten Richtung im wesentlichen senkrecht zur Objektiv­ achse verstellbar ist, gekennzeichnet durch eine in den beiden Richtungen (C, A) nachgiebige Unterstüt­ zungseinheit (29, 40, 41), die aus einem eine Bewegung nur in der ersten Richtung (C) ermöglichenden ersten nachgiebigen Ele­ ment (41) und einem damit verbundenen und nur eine Bewegung in der zweiten Richtung (A) ermöglichenden zweiten nachgiebigen Element (29) zusammengesetzt ist und die mit ihrem einen Ende am Objektiv (16, 21) und mit ihrem anderen Ende am Basisteil (27) des Lesekopfes so befestigt ist, daß das Objektiv durch diese Unterstützungseinheit in einer neutralen Stellung gehal­ ten ist.

2. Unterstützungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden nachgiebigen Elemente (29, 41) über ein Zwi­ schenglied (40) miteinander verbunden sind.

3. Unterstützungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste nachgiebige Element in an sich bekannter Weise durch mehrere Blattfedern (41) gebildet ist.

4. Unterstützungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite nachgiebige Element durch mehrere nachgiebige Drähte (29) gebildet ist.