DE2661100C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lesekopf gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein Lesekopf dieser Art ist bekannt (DE-OS 25 04 570). Bei diesem bekannten Lesekopf ist das Objektiv über quer zur Objek­ tivachse angeordnete Blattfedern nur in Richtung Objektivachse bewegbar gelagert, das Objektiv kann also hier über eine elek­ tromagnetische Stellvorrichtung nur durch das über einen Detek­ tor erzeugte Fokussier-Fehlersignal verstellt werden. Die Spur­ nachführung 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 parallel zur Objektivachse oder nur senkrecht hierzu. Die be­ kannten 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 ergeben, deren bewegbare Teile relativ schwergewichtig und daher wegen der Trägheit nur relativ langsam und mit großen Stellkräften verstellbar 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 verstellt werden. Durch die parallel zur Aufzeichnungs­ ebene also auch parallel zur Informationsspur ausgerichtete Anordnung dieses nachgiebigen Federelements ergibt sich ein be­ sonders einfacher und gedrungener Gesamtaufbau. Die Abstützung des Objektivs wird gemäß der Erfindung nur auf ein einziges Element reduziert und die bewegbaren Teile des Lesekopfes, die sehr klein und leicht ausgebildet werden können, können daher extrem schnell in Abhängigkeit von den Fehlersignalen sowohl in Fokussierrichtung als auch in Spurnachführungsrichtung ver­ stellt werden. Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Unter­ stützung des Objektivs wird erstmals ein Lesekopf möglich, bei dem sowohl die Fokussierkorrektur als auch die Spurkorrektur durch unmittelbare Einwirkung auf das Objektiv durchgeführt werden kann, was bisher nur jeweils mit getrennten Stellvor­ richtungen 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 einer 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 Porjektionsobjektiveinheit 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.

Fig. 2 und 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Objektivabstützung, wobei Fig. 2 nur schematisch die Anordnung der elektromagnetischen Stellvorrichtung mit zu­ gehöriger Flachspule ohne die eigentliche nachgiebige Objektiv­ unterstützung zeigt. Diese nachgiebige Objektivunterstützung ist in perspektivischer Ansicht von unten in Fig. 3 dargestellt und näher erläutert.

Das Objektiv 16 ist sowohl in Richtung der Spur als auch in der zur Spur rechtwinkligen Richtung verstellbar. Die Verarbeitungs­ einheit 18 muß sowohl ein Zeitbasisfehlersignal als auch das Nachlaufsignal C erzeugen. Wenn die Drehgeschwindigkeit des scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers, beispielsweise einer Videoscheibe, schwankt, weicht der Lichtpunkt in der Richtung der Informationsspur ab. Daraus ergibt sich beim reproduzierten Signal ein Zeitbasisfehler, aus dem das Zeitbasisfehlersignal abgeleitet wird. Das Objektiv 16 ist an einem unteren Ende eines Rohrkörpers 21 befestigt, dessen oberes Ende an einer Trägplatte 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, beispielsweise wiederum als Dauermagnet ausgebildeter Magnet 33, angeordnet. Der erste Magnet 23 ist in einer Rich­ tung A angeordnet, die zu der Spur T rechtwinklig verläuft. Der zweite Magnet 33 ist in einer zur Richtung der Spur T paralle­ len Richtung angeordnet.

Nach Fig. 3 ist die Tragplatte 28 mit einem Basisteil 27 des Lesekopfes durch einen elastischen Träger in Form einer L-för­ migen Blattfeder 39 verbunden. Der erste Abschnitt 39 a dieser L-förmigen Blattfeder 39 wird gebogen, wenn das Objektiv 16 in Richtung A bewegt wird, während der zweite Abschnitt 39 b gebo­ gen wird, wenn das Objektiv 16 in der Richtung B verstellt wird. Durch diese Anordnung läßt sich das Objektiv 16 im we­ sentlichen 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 dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 können auch noch zwei weitere Magnete vorgesehen sein, die den Magneten 23 und 33 gegenüber angeordnet sind.

Der Lichtpunkt muß während des Abtastens auf die Spur fokus­ siert sein. Zu diesem Zweck ist es notwendig, das Objektiv 16 in einer zu seiner optischen Achse parallelen Richtung zu ver­ stellen.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Ausbil­ dung der elastischen Objektivunterstützung. Hier ist der Rohr­ körper 21 des Objektivs 16 über eine Spiralblattfeder 45 abge­ stützt, die mit einem Basisabschnitt 27′ des Lesekopfes verbun­ den ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Objektiv 16 dreidimensional verstellbar, d.h. in einer Richtung A recht­ winklig 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 Verstellung in Richtung C′ erfolgt über einen kreisringförmigen Dauermagneten 44, in wel­ chen eine nicht-dargestellte Spule eintaucht, die mit dem Ob­ jektivträger verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform muß die Verarbeitungseinheit 18 nach Fig. 1 sowohl ein Signal für die selbsttätige Fokussierung erzeugen, das einen Betrag und eine Richtung darstellt, mit dem und in der der Lichtpunkt am Auf­ zeichnungsträger defokussiert ist, als auch das Nachlaufsignal C und das Zeitbasisfehlersignal abgeben.

Claims (3)

1. Lesekopf für das Lesen einer auf einem relativ dazu beweg­ ten Aufzeichnungsträger als Spur oder als Spuren aufgezeichne­ ten Information mit einem Objektiv zum Projizieren eines Licht­ punktes auf die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers, einer Ab­ tasteinrichtung zum Abtasten der Relativstellung zwischen Ob­ jektiv und Spur und zum Erzeugen eines Spur-Fehlersignals und eines Fokussier-Fehlersignals, und mit einer elektromagneti­ schen Stellvorrichtung zum Bewegen des über eine nachgiebige Unterstützung am Lesekopf befestigten Objektivs in Abhängigkeit vom Spur-Fehlersignal und Fokussier-Fehlersignal in Spurnach­ führungsrichtung bzw. Fokussierrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektiv-Unterstützung mindestens teilweise aus einem nachgiebigen Element (39, 45) besteht, das mindestens zweidi­ mensional in Spurnachführungsrichtung (A) und mindestens in einer Richtung (B oder C) senkrecht zur Spurnachführungsrich­ tung elastisch verformbar ist, das im wesentlichen parallel zur Ebene des die Spur tragenden Aufzeichnungsträgers angeordnet ist und dessen eines Ende am Lesekopf und dessen anderes freies Ende am Objektiv befestigt ist.

2. Lesekopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nachgiebige Element eine L-förmige Blattfeder (39) ist.

3. Lesekopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nachgiebige Element eine spiralförmig gewickelte Blatt­ feder (45) ist.