-
-
Antriebseinrichtung für das optische System eines Wieder-
-
gabegerätes für optisch gespeicherte Informationen Beschreibung Wiedergabegeräte
für optisch gespeicherte Informationen, beispielsweise für Bildplatten oder Digitalschallplatten
tasten Informationsträger ab, in denen die Informationen als feine Vertiefungen
längs spiralförmiger Spuren in der Oberfläche des Informationsträgers aufgezeichnet
sind.
-
Wenn die Platte abgespielt werden soll, wird ein Lichtstrahl auf die
Spur gerichtet, während die Platte mit einer gewünschten Geschwindigkeit gedreht
wird, wodurch Veränderungen in dem von dem Informationsträger reflektierten oder
durchgelassenen Licht in elektrische Signale umgesetzt werden, die die auf der Platte
gespeicherte Information enthalten.
-
Beim Abspielen der Platte ist eine Positionsregelung (Fokusservo)
eines optischen Systems in Richtung senkrecht zur Aufzeichnungsfläche, d.h. in einer
Fokussierrichtung notwendig, weil das auf die Platte gerichtete Licht genau auf
die Aufzeichnungsfläche der Platte fokussiert werden muß. Außerdem ist eine Regelung
des zugeführten Lichts (Spurservo) in einer radialen Richtung in bezug auf die Scheibe,
d.h. in einer Spurrichtung notwendig, weil das auf die Platte gerichtete Licht stets
genau auf die Aufzeichnungsspur treffen muß.
-
Es sind daher Antriebseinrichtungen für das optische System entwickelt
worden, die das optische System zum Richten eines Abtastlichtstrahls auf die Aufzeichnungsfläche
der Platte entsprechend Fokusfehlersignalen und Spurfehlersignalen antreiben.
-
Verschiedene Antriebsvorrichtungen sind bereits vorgeschlagen worden.
Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Beispiel davon.
-
Gemäß Fig. 1 wird ein optisches System, bestehend aus einem zylindrischen
Gehäuse 1 und einer Objektivlinse 2, die in dem Gehäuse angeordnet ist, von einem
Haltemechanismus 3 so getragen, daß das optische System in zwei Richtungen beweglich
ist, nämlich in Richtung der optischen Achse des von dem System ausgesandten Lichts,
d.h. in einer Fokussierrichtung Z, und in einer Spurverfolgungsrichtungx, die senkrecht
zur Fokussierrichtung läuft. In beiden Fällen werden gewünschte Bewegungsgrenzen
beachtet. Die optische Achse soll vertikal in bezug auf die Aufzeichnungsfläche
der Platte verlaufen. In diesem Falle führt das beschriebene optische System den
Lichtpunkt auf die Aufzeichnungsfläche beispielsweise einer (nicht dargestellten)
Digitalschallplatte als Aufzeichnungsmedium zu und ermittelt die von der Aufzeichnungsfläche
hervorgerufenen Änderungen des reflektierten Lichtes. Da der Aufbau des optischen
Systems bekannt ist, braucht er hier nicht im Detail erläutert zu werden.
-
Der Haltemechanismus 3 besteht aus einem Paar freitragender flexibler
Glieder 7, die voneinander getrennt in der Spurrichtung X angeordnet sind. Das eine
Ende eines jeden flexiblen Gliedes ist über einen Bügel 5 an einer Grundplatte 6
befestigt. Die Glieder sind in Spurverfolgungsrichtung flexibel. Der Mechanismus
3 enthält weiterhin zwei plattenförmige Zwischenglieder 8, die zwischen den entsprechenden
freien Enden der beiden flexiblen Glieder 7 angeordnet sind. Beide Seitenenden des
Zwischengliedes sind an den freien Enden der flexiblen Glieder 7 befestigt. Weiterhin
ist ein Paar Tragglieder 10 vorgesehen, von denen jedes mit einem Ende mit den oberen
und unteren Enden des Zwischengliedes 8 verbunden ist. Das andere freie Ende eines
jeden Traggliedes 10 erstreckt sich in eine Richtung der
festen
Enden der flexiblen Glieder 7 und ist am äußeren Umfang des Gehäuses 1 befestigt.
Die Tragglieder 10 sind in diesem Falle nur in Fokussierrichtung Z flexibel. Das
Zwischenglied 8 besteht aus einem Leichtmetall, wie Aluminium, um das Gewicht zu
verringern, und ein Durchbruch 9 ist im Zwischenglied 8 ausgebildet.
-
Eine zylindrische Hülse 12 ist unter dem unteren Ende des Gehäuses
1 angeordnet und eine Spule 13 ist um die Hülse 12 gewunden, um das optische System
in Fokussierrichtung Z anzutreiben. Ein Paar zylindrischer Hülsen 14 stehen vom
Umfang des Gehäuses 1 in Abtastrichtung X vor. Um die Hülsen 14 ist eine Spule 15
gewickelt, die das optische System in der Abtastrichtung X antreibt. Die Hülse 12
ragt in den ringförmigen Magnetspalt 18 einer Magnetanordnung 17, die an der Grundplatte
6 befestigt ist. Die Hülsen 14 ragen ebenfalls in entsprechende Magnetspalte 20
eines Paares von Magnetanordnungen 19, die an der Grundplatte 6 befestigt sind.
-
Der Antrieb für das optische System zur Fokussierung und zur Spurverfolgung
in den Richtungen Z und X besteht aus den Hülsen 12 und 14, den Spulen 13 und 15
und den Magnetanordnungen 17 und 19.
-
Wenn die Antriebsfrequenz für das optische System bei dieser Anordnung
einen vorbestimmten Wert erreicht oder nahe diesem Wert liegt, dann gerät das Zwischenglied
8 in Resonanz und schwingt in einem Schwingungsmode, der es parallelogrammförmig
verformt, wie Fig. 2 zeigt. Dementsprechend führt das optische System im Gehäuse
1 eine Verschwenkung in einer Ebene aus, die die Fokussier- und Spurverfolgungsrichtungen
Z und X einschließt, wie Fig. 3 zeigt. Diese Bewegung überlagert sich mit denjenigen,
die für das System hauptsächlich verlangt werden. Das optische Antriebssystem weist
daher den Nachteil auf, daß die Fokussier- und Spurverfolgungsservoeinrichtungen
nicht sanft betrieben werden können.
-
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die obigen Nachteile zu vermeiden.
Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanordnung für ein optisches System
anzugeben, dessen Servoantriebe zur Fokussierung und Spurverfolgung sanft und glatt
arbeiten können.
-
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf ein in den Zeichnungen
dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigt: Fig. 1 eine
perspektivische Darstellung des Antriebssystems eines optischen Abtasters; Fig.
2 eine Erläuterungsdarstellung für die unerwünschten Schwingungen eines Zwischengliedes;
Fig. 3 eine Erläuterungsdarstellung bezüglich der Nachteile einer Verschwenkung
des optischen Systems; Fig. Lt und 5 eine perspektivische bzw. eine Querschnittsdarstellung
eines wesentlichen Teils der vorliegenden Erfindung, und Fig. 6(a) bis 6(c) Querschnitte
verschiedener modifizierter Ausführungsformen des Gegenstandes von Fig. 4.
-
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung soll nachfolgend unter
Bezugnahme auf die Figuren Lt und 5 näher erläutert werden.
-
Die Zeichnungen zeigen ein flexibles Zwischenglied 21, das die flexiblen
Glieder 7, die in Spurverfolgungsrichtung X
flexibel sind, mit den
Traggliedern (10), die in Fokussierrichtung Z flexibel sind, verbindet. Das flexible
Zwischenglied 21 besteht aus einem Harz, wie Polyäthylen niederer Dichte, Polypropylen
oder Trifluorchloräthylen. Das Zwischenglied 21 ist mit einem Durchbruch 22 versehen.
Das Zwischenglied 21 weist eine abgeschrägte Oberfläche an beiden Seiten, an denen
die flexiblen Glieder 7 angeschlossen sind, auf. Bei dem Zwischenglied 21 ist die
Länge an der Seite der festen Enden der beiden flexiblen Glieder 7 größer als die
Länge an der Seite der freien Enden (beide Seiten sind an das Zwischenglied 21 angeschlossen).
In den Zeichnungen zeigen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in dem Antrieb des
optischen Systems nach Fig. 1, andere Teile, die nicht im Detail beschrieben sind,
haben vergleichbaren Aufbau wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1.
-
In dem Antrieb der beschriebenen Art wird die Energie, die an dem
Zwischenglied 21 eine Resonanz erzeugt bzw. erzeugen könnte durch Reibungswärme
durch hohe innere Verluste im Zwischenglied verbraucht, wodurch die Schwingungen
gedämpft werden.
-
Die nachfolgende Tabelle zeigt die physikalischen Eigenschaften von
Aluminium, Polyäthylen niederer Dichte, Polypropylen und Trifluorchloräthylen jener
Art, wie sie zur Verwendung im Zwischenglied geeignet sind.
-
Tabelle Young modul tan # Dichte Wärmebestän- Therm. Ausdehnungs-
Schrumpfung E deyn/cm² g/cm³ digkeit °C koeffizient 10-5/°C beim Spritzen mm/min
Aluminum 7,3 x 1011 0,01 2,7 - 2,4 -Polyäthylen 0,57 x 1010 0,120 0,915 110 16 -
18 0,03 niederer Dichte Polypropylen 1,78 x 1010 0,097 0,904 80 5,8 - 10,2 0,01
- 0,025 Trifluorchlor- 1,94 x 1010 0,096 2,099 180 - 200 4,5 - 7,0 0,005 - 0,01
äthylen
Aus der obigen Tabelle geht hervor, daß Trifluorchloräthylen
eine hohe Dichte im Vergleich zum Polyäthylen niederer Dichte und zu Polypropylen
hat. Bezüglich anderer Werte zeigt beispielsweise der Verlustfaktor (tan$) die Fähigkeit,
kinetische Energie durch Umwandlung in thermische Energie abzubauen. Trifluorchloräthylen
ist für das Zwischenglied das geeignetste Material. Die Dichte dieses Materials
ist noch niedriger als die von Aluminium, obgleich sie im Verhältnis zu anderen
Materialien noch hoch ist.
-
In der Ausführungsform ist das Zwischenglied 21 mit abgeschrägten
Seitenflächen dargestellt. Es kann jedoch auch ein vollständig rechteckiges Zwischenglied
mit gleichförmigem Querschnitt, ohne Abschrägung verwendet werden, wie es Fig. 6(a)
zeigt. Obgleich das Zwischenglied 21 mit einem Durchbruch 22 in der dargestellten
Ausführungsform beschrieben ist, braucht es auch nur eine Vertiefung 23 aufzuweisen,
wie Fig. 6(b) zeigt. Auch kann das Zwischenglied mit einer Vertiefung 23 in der
Harzplatte und einer kleinen Öffnung 24 am Boden der Vertiefung versehen sein, wie
Fig.
-
6(c) zeigt.
-
Da gemäß der vorliegenden Erfindung das Zwischenglied zum Verbinden
der flexiblen Glieder aus einem Harz hoher innerer Verluste besteht, werden Resonanzen
am Zwischenglied unterdrückt, so daß der Fokus- und Spurservomechanismus sanft und
glatt arbeiten kann.
-
L e e r s e i t e