DE2918919C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum optischen Auslesen von in einem rotierenden Aufzeichnungsträger in Form von einer oder mehreren Informationsspuren aufgezeichneten Signalen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.

Bei einer Vorrichtung dieser Art muß ein Objektiv auf eine an einer Bildplatte aufgezeichneten Informationsspur so scharf eingestellt werden, daß ein Ausleselichtstrom exakt auf eine Bildplattenfläche gebündelt wird, und es muß auch ein Spur­ führungsfehler so korrigiert werden, daß der Lichtstrom einer vorgegebenen, an der Bildplatte aufgezeichneten Infor­ mationsspur folgt bzw. diese abtastet. Hier besteht eines der Probleme, die bisher bei herkömmlichen Vorrichtungen dieser Gattung angetroffen wurden, darin, auf welche Weise ein Objektiv mit Hilfe von Fokussier- und Spurführungssignalen antreibbar ist, die mit einem zweckdienlichen Hilfsmittel aus der Informationsspur abgeleitet bzw. gewonnen worden sind. Bisher ist häufig vorgeschlagen worden, einen Galvanospiegel in einem Teil des Strahlenganges des Spurauslese-Lichtstromes anzuordnen und ihm ein Spuführungssignal zuzuleiten, so daß der Lichtstrom rechtwinklig zur Spur abgelenkt wird. Als Ant­ wort auf das Korrigieren des Spurführungsfehlers fließt der Lichtstrom folglich in eine Richtung, die in bezug auf eine optische Achse des Objektivs o. dgl. schräg verläuft. In diesem Falle muß nicht nur die sphärische Aberration, sondern auch der Astigmatismus o. dgl. eines das Objektiv o. dgl. ent­ haltenden optischen Systems ausgeschaltet werden, um den Lichtstrom an der Bildplattenoberfläche exakt zusammenlaufen zu lassen bzw. zu bündeln. Das optische System enthält folg­ lich große Abmessungen, die schwierig zu konstruieren, weist einen verwickelten Aufbau auf und hat ein großes Gewicht. Somit ist es schwierig, eine Objektivantriebsvorrichtung zu schaffen, die sich durch einen sehr guten Frequenzgang und ein sehr gutes Dämpfungsverhalten auszeichnet. Der Nachteil einer solchen Vorrichtung besteht darin, daß sie große Ab­ messungen hat und von verwickeltem Aufbau ist.

Wenn eine Vorrichtung zum Antreiben und Fokussieren des Objek­ tives in Richtung der optischen Achse in einen Objektivhalter eingeschlossen ist, wird die Masse eines beweglichen Bauteils zum Korrigieren des Spurführungsfehlers groß, und folglich bekommt die Vorrichtung als Ganzes große Abmessungen, damit eine sehr gute Steuerung zustande kommt. Das heißt, die Fokussierbewegung des Objektivs muß hinsichtlich der ampli­ tude beträchtlich größer sein als die Bewegung des Objektivs zum Korrigieren des Spurführungsfehlers. Folglich bekommt die Antriebsvorrichtung zum Fokussieren des Objektivs un­ bedingt große Abmessungen. Es ist daher sehr schwierig, eine solche Antriebsvorrichtung so zu konstruieren, daß sie nicht nur das Objektiv scharfeinstellen, sondern auch seinen Spur­ führungsfehler korrigieren kann.

Aus DE 26 45 326 A1 ist eine Fokussier- und Spurführungsvor­ richtung bekannt, bei der zwei Blattfedern vorgesehen sind, die an einem Ende mit dem Objektiv bzw. dessen Träger und am ande­ ren Ende mit einer Stütze verbunden sind. Die Blattfedern sind in bezug auf eine Ebene durch die optische Achse des Objektivs und in bezug auf eine Spurrichtung symmetrisch angeordnet.

Aus US 30 11 124 ist es bekannt, einen beweglichen Kör­ per mittels zweier einander gegenüberliegender Spulen zu steu­ ern.

DE 26 19 232 A1 beschreibt piezoelektrische Antriebe für eine Fokussiersteuerung und in DE 26 26 470 A1 ist be­ schrieben, wie ein Objektiv durch solche Antriebe eine trans­ latorische Bewegung quer zu einer optischen Achse ausführen kann. Dort sind auch Blattfedern gezeigt, welche den Objektiv­ halter in Fokussierrichtung, also in Richtung der optischen Achse des Objektivs, beweglich abstützen. Es findet sich dort jedoch kein zweites Blattfeder-Paar zur Justierung in Spurrich­ tung, also radial in bezug auf den Aufzeichnungsträger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum optischen Auslesen von in einem rotierenden Aufzeichnungsträger in Form von Informationsspuren aufgezeichneten Signalen derart weiterzubilden, daß die Bewegung des Objektivs mit großer Ge­ nauigkeit erfolgen kann, wobei die gesamte Vorrichtung einen möglichst einfachen Aufbau, eine geringe Größe und ein gerin­ ges Gewicht aufweisen soll.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentan­ spruch 1 gekennzeichnet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen beschrieben.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer Vorrichtung zum optischen Auslesen von Signalen;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine herkömmliche elastische Ab­ stützeinrichtung;

Fig. 3 den Schnitt III-III in Fig. 1 in verkleinertem Maß­ stab;

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Fokussier- und Spurfüh­ rungsvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 5 den Schnitt XXIII-XXIII gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine Draufsicht auf ein anderes Ausführungsbeispiel einer Fokussier- und Spurführungsvorrichtung gemäß der Erfindung; und

Fig. 7 den Schnitt XVI-XVI gemäß Fig. 6.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform einer Vorrich­ tung zum Auslesen optischer Informationen wird eine Video- oder Bildplatte 1 auf einem Drehteller 3 an­ geordnet, der mit einer drehbaren Welle 2 a eines Motors 2 drehfest verbunden und mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit drehantreibbar ist. An der Bildplatte 1 ist eine spiralig oder konzentrisch ausgebildete Informationsspur 1 a aufgezeich­ net, die sich aus kodierten Vertiefungen zusammensetzt. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist ein sogenanntes Reflexions-Bildplatten-Wiedergabegerät, das einen von der Informationsspur 1 a reflektierten Ausleselichtstrom auf­ zufangen und eine Video- bzw. Bildinformation zu reproduzieren vermag.

Gegenüber der Seite der Bildplatte 1, die mit der Informations­ spur 1 a versehen ist, ist eine Fokussier- und Spurführungs­ vorrichtung 4 angeordnet. Die Fokussier- und Spurführungs­ vorrichtung 4 arbeitet in der Weise, daß sie ein Objektiv 5 in bezug auf die Bildplatte 1 sowohl in Richtung seiner op­ tischen Achse als auch rechtwinklig dazu und folglich recht­ winklig zur Richtung der an der Bildplatte 1 aufgezeichneten Informationsspur 1 a verstellt, um den Ausleselichtstrom exakt auf die Informationsspur 1 a scharfeinzustellen, und einen Spurführungsfehler korrigiert, also den Ausleselichtstrom exakt der Informationsspur 1 a folgen bzw. diese abtasten läßt. Die Spur-Suchrichtung steht also senkrecht zur Informationsspur 1 a.

Zum Korrigieren des Spurführungsfehlers werden beim gezeigten Beispiel zwei vom Ausleselichtstrom verschiedene Spurführungs­ lichtströme benutzt. Diese beiden Spurführungslichtströme werden an beiden Seiten der Informationsspur 1 a so fokussiert, daß sie dort Lichtpunkte bilden. Diese drei Lichtströme, näm­ lich ein Ausleselichtstrom und zwei Spurführungslichtströme, lassen sich mit drei voneinander unabhängigen Lichtquellen erzeugen. Beim gezeigten Beispiel jedoch fällt ein von einer Laserlichtquelle 6 ausgesandtes Laserlicht auf eine Holo­ grammplatte 7, um einen Lichtstrom mit Beugung nullter Ord­ nung und Lichtströme mit Plus-Minus-Primärbeugung zu erhalten. Diese drei Lichtströme fallen durch einen Strahlenteiler 8 hindurch in das Objektiv 5 ein.

Die Fokussier- und Spurführungsvorrichtung 4 fokussiert nicht nur die vorstehend erwähnten drei Lichtströme auf zugehörige vorgegebene Stellen an der Bildplatte 1, sondern tastet auch die Bildplatte 1 in ihrer radialen Richtung ab. Drei von der Bildplatte 1 reflektierte Lichtströme fallen durch das Objek­ tiv 5 und den Strahlenteiler 8 hindurch an drei fotoelek­ trischen Umformern 9, 10 und 11 auf.

Das von der Informationsspur 1 a reflektierte Licht fällt auf den fotoelektrischen Umformer 9, der eine Videoinforma­ tion an einer Ausgangsklemme 12 abgibt. Diese Videoinforma­ tion wird auch einem Verstärker 13 zugeleitet, der sie mit einem vorgegebenen Normalwert vergleicht und einen zwischen ihnen bestehenden Unterschied, also ein Fokussierfehlersignal, erfaßt. Das Fokussierfehlersignal wird über eine Fokussier­ steuerschaltung 14 und einen Verstärker 15 der Fokussier- und Spurführungsvorrichtung 4 zugeführt, wodurch das Objektiv 5 auf die Informationsspur 1 a scharfeingestellt wird. In diesem Falle wird der Betrag der von der Fokussier- und Spurführungs­ vorrichtung 4 ausgeführten Bewegung des Objektivs 5 in Richtung seiner optischen Achse erfaßt und zur Fokussiersteuerschaltung 14 zurückgeleitet. Dadurch wird der Fokussiervorgang mit dynamischer Rückkoppelung gesteuert.

Die von der Bildplatte 1 reflektierten Spurführungslichtströme treffen auf die fotoelektrischen Umformer 10 und 11 auf und werden in elektrische Signale umgeformt, die einem Differen­ tialverstärker 16 zugeleitet werden. Der Differentialverstär­ ker 16 vergleicht Ausgangssignale aus den fotoelektrischen Umformern 10 und 11 miteinander und erfaßt ein Differenz­ signal, s. h. ein Spurführungsfehlersignal. Das Spurführungs­ fehlersignal wird über eine Spurführungssteuerschaltung 17 und einen Verstärker 18 der Fokussier- und Spurführungs­ vorrichtung 4 zugeleitet, um die Spurführung des Objektivs 5 vorzunehmen. In diesem Falle wird der Betrag der von der Fokussier- und Spurführungsvorrichtung 4 ausgeführten Bewegung des Objektivs 5 in der zu seiner optischen Achse rechtwinkligen Richtung erfaßt, und das so erfaßte Signal wird einem Diffe­ rentialverstärker 84 zugeleitet. Dadurch wird der Spurführungs­ vorgang mit dynamischer Rückkoppelung gesteuert.

Gemäß Fig. 2, die eine herkömmliche Fokussier- und Spurführungs­ vorrichtung zeigt, ist eine Richtung X eine Spurrichtung und eine Richtung Y eine zur Spurrichtung rechtwinklige Richtung. Eine Verlagerung in der Richtung Y bedeutet eine Abweichung von der Spurrichtung, also einen Spurführungsfehler. Eine Verlagerung in der Richtung X bedeutet einen Zeitfehler eines Auslesesignals, also einen Zeitbasisfehler.

Ein Objektiv 5 ist an einem Objektivhalter 22 befestigt, der seinerseits an einem elastischen Rahmen 23 befestigt ist. Quer zum elastischen Rahmen 23 erstreckt sich eine Seiten­ platte 24. Der elastische Rahmen 23 ist aus einem magnetischen Werkstoff hergestellt und ist bei Erregung von Elektromagne­ ten 25, 25′ einer magnetischen Kraft aussetzbar. Die Elektro­ magnete 25 und 25′ sind der zugehörigen Außenseite des ela­ stischen Rahmens 23 gegenüber angeordnet. Der elastische Rahmen 23 ist an Tragpfosten 26, 26′ befestigt und ortsfest gehalten. Folglich kann der elastische Rahmen 23 durch die an ihm mit den Elektromagneten 25 und 25′ aufgetragene magne­ tische Kraft als Ganzes nicht bewegt werden, sondern wird, wie mit gestrichelten Linien angedeutet, verformt, und folg­ lich wird das Objektiv 5, wie mit gestrichelten Linien ge­ zeichnet, parallel zur Richtung Y bewegt. Ein zwischen der Seitenplatte 24 und dem elastischen Rahmen 23 ausgebildeter Raum ist mit Silikonkautschuk 27, Silikonfett o. dgl. gefüllt, der als Dämpfungsmittel wirkt. Im Bedarfsfall kann die vor­ stehend beschriebene Vorrichtung zum Bewegen des Objektivs 5 in der Richtung Y als Ganzes in eine Vorrichtung zum Bewegen des Objektivs 5 in der Richtung X eingeschlossen sein, um sowohl den Spurführungsfehler als auch den Zeitbasisfehler zu korrigieren.

In Fig. 2 ist eine Vorrichtung zum Bewegen des Objektivs 5 in der Richtung der optischen Achse, also in der Richtung Z, nicht gezeichnet. Jedoch kann eine solche Vorrichtung bei­ spielsweise in den Objektivhalter 22 eingegliedert sein, um das Objektiv 5 in der Richtung Z zu bewegen und daher scharf­ einzustellen.

Bei der herkömmlichen Objektiv-Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 2 werden die Flächen 28 und 28′ des elastischen Rahmens 23, die an den Tragpfosten 26 und 26′ befestigt sind, eben­ falls verformt, wie mit einer strichpunktierten Linie in Fig. 2 angedeutet, so daß es nicht möglich ist, die Position des Objektivs 5 in der Richtung Y exakt zu bestimmen. Beim Korrigieren des Spurführungsfehlers führt folglich die Be­ wegung des Objektivs 5 in der Richtung Y zu einer unerwünsch­ ten Bewegung des Objektivs 5 in der Richtung X, oder es be­ steht die Gefahr, daß das Objektiv 5 durch auf es einwirkende äußere Schwingungen auch in der Richtung X bewegt wird, wo­ durch der Zeitbasisfehler hervorgerufen wird.

Wenn die Tragpfosten 26 und 26′ mit großer Breite ausgeführt sind, besteht die Möglichkeit die mit einer strichpunktier­ ten Linie angedeutete Verformung der Flächen 28 und 28′ des elastischen Rahmens 23 auszuschalten. Jedoch ergibt sich aus der Verwendung von Tragpfosten 26 und 26′ mit großer Breite eine Einschränkung der Verformung des elastischen Rahmens 23 in der gewünschten Richtung, nämlich in der Richtung Y. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Tragpfosten 26 und 26′ bis zu beiden Enden der Flächen 28 und 28′ des elastischen Rahmens 23 reichen, die bei Bewegung des Objektivs 5 in der Richtung Y verformt werden.

Wenn die Vorrichtung zum Antreiben und Fokussieren des Ob­ jektivs 5 in der Richtung Z in den Objektivhalter 22 einge­ schlossen ist, wird außerdem die Masse des zum Korrigieren des Spuführungsfehlers dienenden beweglichen Bauteils groß, und die Vorrichtung, welche das Objektiv 5 wirksam steuern kann, bekommt als Ganzes daher große Abmessungen. Das heißt, die zum Fokussieren erforderliche Bewegung muß hinsichtlich der Amplitude beträchtlich größer gemacht werden als die zum Korrigieren des Spuführungsfehlers erforderliche Bewegung. Folglich hat die herkömmliche Objektiv-Antriebsvorrichtung in jedem Falle große Abmessungen, und es ist daher schwierig, sie so zu konstruieren, daß sie sich zum Korrigieren des Spurführungsfehlers bewegen kann.

In Fig. 4 und 5 ist eine erfindungsgemäße Objektiv-Antriebsvorrichtung dargestellt, bei der ein Objektiv-Haltezylinder 32 mit einem Spulen­ körper 35 über zwei magnetische Blattfedern 33 und 34 ver­ bunden ist, die sich in derselben, zur optischen Achse des Objektivs 5 rechtwinkligen Richtung parallel zueinander er­ strecken.

Der Spulenkörper 35 ist mit einer magnetischen Wicklung 36 ver­ sehen und ein Magnet 37 umschließt die Anordnung aus Spulenkör­ per und Wicklung. Die Anordnung des Spulenkörpers 35 in bezug auf einen Magneten 38 ergibt sich aus dem Schnitt gemäß Fig. 5.

Der Magnet 37 ist so angeordnet, daß der untere Abschnitt des Spulenkörpers 35 zwischen sich gegenüberliegenden inneren und äußeren zylindrischen Abschnitten des Magneten 37 angeordnet ist. Aussparungen 39 und 40 sind am inneren zylindrischen Ab­ schnitt 38 des Magneten vorgesehen, damit die Blattfedern 33 und 34 bis zum Spulenkörper 35 geführt werden können. Ein Stützrahmen 41 umschließt den Magneten 37.

Bei einer noch anderen, in Fig. 6 dargestellten Ausführungs­ form einer erfindungsgemäßen Objektiv-Antriebsvorrichtung sind an den Blattfedern 33 und 34 der Ausführungsform gemäß Fig. 4 und 5 piezoelektrische Bauteile 51, 51 befestigt.

Fig. 6 und 7 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Objektiv-Antriebsvorrichtung nach der Erfindung. Beim ge­ zeigten Beispiel ist ein Spulenkörper 35 durch zwei Fokussier- Blattfedern 42 und 42′ abgestützt, und am Spulenkörper 35 sind zwei Spurführungs-Blattfedern 33 und 34 befestigt, die sich in derselben, radialen Richtung parallel zueinander er­ strecken und dazu dienen, einen Objektiv-Haltezylinder 32 und damit ein Objektiv 5 zu halten. Die übrigen Bauteile und die Arbeitsweise des gezeigten Beispiels sind ungefähr die gleichen wie oben.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum optischen Auslesen von in einem rotie­ renden Aufzeichnungsträger (1) in Form von einer oder mehreren Informationsspuren (1 a) aufgezeichneten Signalen, mit

• - einer Lichtquelle (6),
• - einem Objektiv (5) zum Projizieren eines von der Licht­ quelle erzeugten Lichtstrahls als Lichtpunkt auf den Auf­ zeichnungsträger (1),
• - einer elektromagnetischen Antriebseinrichtung (35, 36, 37, 38, 43, 43′) zum Bewegen des Objektivs (5) in einer Spur- Suchrichtung, welche senkrecht zur optischen Achse des Ob­ jeltivs (5) in der Spur-Suchrichtung beweglich abstützt,

dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Abstützeinrichtung zumindest zwei elastische Stützglieder (33, 34) aufweist, die in Spur-Suchrichtung ge­ trennt voneinander angeordnet sind und sich parallel zueinander in einer Richtung erstrecken, die sowohl zur optischen Achse des Objektivs (5) als auch zur Spur-Suchrichtung senkrecht steht, wobei die in einer Richtung ihrer Längserstreckung gelegenen Enden der elastischen Stützglieder (33, 34) mit einem festen Abstützteil (35) und die in der anderen Richtung gelege­ nen Enden mit dem Objektiv (5) verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Stützglieder als Blattfedern ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Antriebseinrichtung Elektromagnete (43, 43′) aufweist.