DE3602829A1

DE3602829A1 - Vorrichtung zur bewegung eines optischen systems

Info

Publication number: DE3602829A1
Application number: DE19863602829
Authority: DE
Inventors: Masao Shirakawa Fukushima Goto; Hideaki Shirakawa Fukushima Hayashi
Original assignee: Nippon Columbia Co Ltd
Current assignee: Nippon Columbia Co Ltd
Priority date: 1985-01-30
Filing date: 1986-01-30
Publication date: 1986-07-31
Also published as: US4831615A

Description

Vorrichtung zur Bewegung eines optischen Systems

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bewegung eines optischen Systems, insbesondere eine servogesteuerte Antriebseinrichtung mit einem Differentialsystem zur stabilen Bewegung eines optischen Systemes mit hoher oder niedriger Geschwindigkeit.

\ I In Einrichtungen zur optischen Wiedergabe von Platten finden optische Wiedergabe-Aufnehmer Verwendung, die über einen sehr weiten Bewegungsbereich verstellt werden müssen. Die Abstandsteilung zwischen den Spuren auf einer optischen Platte beträgt andererseits etwa 1,6 μΐη und in der sog. Kompaktplatte (CD) ist die Drehgeschwindigkeit sehr niedrig und das Vorschubmaß des optischen Aufnehmers außerordentlich klein (beispielsweise 10 μΐη/s) . Um daher den Aufnehmer stabil durch

^O einen Motor anzutreiben, muß das Untersetzungsverhältnis sehr groß gewählt werden. Soll andererseits eine gewünschte Stelle auf der Platte mit hoher Geschwindigkeit angefahren werden, so muß sich der Aufnehmer zu diesem Zweck mit großer Geschwindigkeit bewegen, beispielsweise mit einer Geschwindigkeit 10 cm/s. Diese Geschwindigkeit

liegt um den Faktor 10 höher als die Geschwindigkeit bei dem Wiedergabevorgang. Um den normalen Wiedergabevorgang stabil zu gestalten, muß ^O ein langsames Ansprechverhalten und demgemäß ein großes Untersetzungsverhältnis vorgesehen

ε- -

werden. Ist das Untersetzungsverhältnis klein, so ergibt sich eine diskontinuierliche Bewegung des Aufnehmers aufgrund der ungleichmäßigen Betätigung des Antriebsmotors und einer anfäng- ° liehen Betätigungsspannung, die erforderlich ist, damit der Motor sich zu drehen beginnt. Aufgrund einer Änderung von der statischen zur dynamischen Reibung des Motors tritt ferner ein Hystereseeffekt auf, was es schwierig macht, die langsame Servosteuerung durchzuführen. Wird andererseits der Motor im Hinblick auf die Hochgeschwindigkeitsbewegung untersetzt, so wird die Drehgeschwindigkeit des Motors bei der normalen Wiedergabe außerordentlich niedrig; die Antriebs-

I^ spannung wird dann etwa gleich oder gar geringer als die Betätigungsspannung. Der Motor wird daher wiederholt stillgesetzt und betätigt, was zu einem unstabilen Antrieb führt.

-Ο Um diese Probleme zu vermeiden, wurde die in Fig.¹. dargestellte bekannte Übertragungseinrichtung entwickelt. In der normalen Wiedergabefunktion ist ein Motor M₂ mit einem großen Untersetzungsgetriebe G vorgesehen. Er dreht über eine Kupplung

^Lo C₂ eine Spindel 1, durch die eine optische Aufnahmeeinrichtung PU verstellt wird. Der Antrieb des Motors M₂ erfolgt durch eine Eingangsspannung V„ über einen beweglichen Kontakt a eines Schalters S, den festen Kontakt c, einen Antriebsver-

° stärker a_o , während die Kupplung C₂ betätigt wird über eine Spannungsquelle E, einen weiteren

beweglichen Kontakt a. des Schalters S, den festen Kontakt c-. Zur Erzielung einer hohen Geschwindigkeit wird der Schalter S umgeschaltet, so daß die Kupplung C₂ ausgeschaltet wird. Nunmehr wird ein Motor M₁ über einen Antriebsverstärker a.. durch die Eingangsspannung V angetrieben, so daß die Spindel 1 mit hoher Drehzahl gedreht und demgemäß die optische Aufnahmeeinrichtung PU rasch verstellt wird. Zur Umschaltung zwischen hoher und niedriger Geschwindigkeit ist die mechanische Kupplung C₂ erforderlich, was den Aufbau der Vorrichtung kompliziert. Die Kupplung C₂ bringt ferner ein Geräusch mit sich und erfordert eine hohe Montagegenauigkeit· 15

Λ Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur- Bewegung eines optischen Systemes so auszubilden, daß eine stabile Bewegung mit hoher und niedriger Geschwindigkeit ohne Verwendung einer mechanischen Kupplung möglich ist.

Dabei soll erfindungsgemäß ein Servosystem Verwendung finden, bei dem sich das Untersetzungsverhältnis durch Einstellung eines veränderlichen Widerstandes variieren läßt und das eine optimaie Servo-Charakteristik besitzt.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll ferner eine diskontinuierliche Bewegung des optischen Systemes durch eine dem Motor zugeführte Spannung vermieden werden. Angestrebt wird weiterhin eine Antriebseinrichtung, die freikragend angeordnet werden kann, so daß sich eine leichte, raum-

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sparende Bauweise ergibt.

Eine weitere Teilaufgabe der Erfindung besteht darin, die Vorrichtung zur Bewegung eines optisehen Systemes so auszubilden, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des optischen Systemes allein durch Steuerung der Drehzahl eines Motors frei eingestellt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht in den Merkmalen des Anspruches 1. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß einem Erfindungsmerkmal findet ein Schrittmotor als Antriebseinrichtung Verwendung, wobei das optische System allein durch Änderung der Schritteilung des Schrittmotors mit hoher oder niedriger Geschwindigkeit bewegt werden kann.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine der beiden Antriebseinrichtungen auf einem beweglichen Tisch angeordnet, der das optische System trägt. Hierdurch wird insbesondere der Raum- und Grundflächenbedarf der Vorrichtung wesentlich verkleinert.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden Streuungen in der Charakteristik der beiden Antriebsmotoren dadurch kompensiert, daß der zweite Motor durch ein Ausgangssignal servogesteuert wird, das durch Bestimmung der Drehzahl des ersten

Motors gewonnen wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein das optische System tragender Tisch durch einen einzigen endlosen Riemen angetrieben, wodurch sich ein besonders gleichmäßiger Antrieb ergibt.

"D Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine Schemadarstellung einer bekannten Antriebseinrichtung zur Bewegung eines optischen Systemes,

Fig.2 eine Prinzipdarstellung eines ersten Ausführungsbeispieles der Erfindung,

Fig.3 ein Schema zur Erläuterung der Antriebskreise für die Vorrichtung gemäß Fig.2,

Fig.4A eine Aufsicht auf ein weiteres

praktisches Ausführungsbeispiel, 25

Fig.4B eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig.4A (wobei einige Teile weggelassen sind),

Fig.5 ein Diagramm der Antriebsschaltung für

die Verstelleinrichtung gemäß den Fig.4A und 4B,

Fig.6 eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig.7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII δ der Fig.6,

Fig.8 eine Schemadarstellung einer weiteren Variante,

Fig.9 eine Aufsicht auf einen Teil der Fig.8,

Fig.10 ein Schaltbild des Antriebskreises für ein weiteres Ausführungsbeispiel,

Fig.11 eine Schemadarstellung eines weiteren

Ausführungsbeispieles,

Fig.12 eine Perspektivansicht einer weiteren

Variante,
20

Fig.13 eine Aufsicht auf Fig.12,

Fig.14 eine Seitenansicht in Richtung des

Pfeiles X der Fig.12, 25

Fig.15 eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform,

Fig.16A eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel,

Fig.16B eine Seitenansicht der Fig.16A,

Fig.17 und 18 Aufsichten auf die bewegten Teile von weiteren Ausführungsbeispielen,

Fig.19 eine Schemadarstellung der Antriebseinrichtung,

Fig.20 eine Schemadarstellung eines weiteren

Ausführungsbeispieles,

Fig.21 eine Prinzipdarstellung der wesentlichen

Teile einer weiteren Variante, 15

Fig.22 ein Diagramm zur Erläuterung der Bewegung des Tisches bei einer Kombination

von Impulsmotoren,

Fig.23 eine Schemadarstellung eines Differentialantriebes gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,

Fig.24 und 25 Prinzipdarstellungen von Differential-Antrieben gemäß weiteren

Ausführungsformen.

Die Prinzipdarstellung gemäß Fig.2 zeigt ein Prinzipschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung. ^ Die Drehbewegung des ersten und zweiten Motors M^ bzw. M₂ werden auf Spindeln 1a, 1b übertragen.

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Ihre Drehrichtung und Drehzahl kann frei gewählt werden. Die Spindeln 1a, 1b sind mit der Außenverzahnung eines Zahnrades 4 in Eingriff, dessen Welle 3 drehbar an einem beweglichen Tisch 2 gelagert ist. Auf diesem Tisch 2 ist eine (nicht dargestellte) optische Aufnahmeeinrichtung angeordnet.

Das Schema gemäß Fig.3 zeigt den Antriebskreis für diese Vorrichtung. Eine konstante Vorspannung

V wird über einen Antrievsverstärker A₁ dem ersten Motor M₁ zugeführt. Eine Eingangsspannung

V zur Bewegungs-Servosteuerung wird über den Antriebsverstärker Aj dem zweiten Motor Mj zugeführt. Soll der bewegliche Tisch 2 stillgesetzt werden, so werden die beiden Motoren in entgegengesetzter Richtung angetrieben; die Drehbewegung des einen Motors kompensiert auf diese Weise die Bewegung des anderen Motors, so daß der Tisch 2 stehen bleibt. Selbst wenn daher der Tisch 2 mit einer sehr geringen Geschwindigkeit bewegt werden soll, kann der Motor stets mindestens mit einer vorgegebenen Drehzahl laufen. Auf diese Weise werden Hystereseerscheinungen beim Startvorgang, Tot-

^ΔΟ punktsituationen und ähnliche Ungleichmäßigkeiten, insbesondere im Langsamlauf, vermieden und es wird eine sehr feinfühlige Servosteuerung erreicht. Werden die Polarität und die Größe der Vorspannung V geändert, so werden damit die Dreh-

^O zahl und die Drehrichtung des Motors variiert.

Die Fig.4A und 4B zeigen eine Aufsicht und eine Seitenansicht eines praktischen Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bewegung eines optischen Aufnahmesysteines. Das Schaltbild gemäß Fig.5 veranschaulicht im Detail den Antriebskreis der Vorrichtung der Fig.4A und 4B.

Wie die Fig.4A und 4B zeigen, ist der bewegliche Tisch 2, der die Basis für eine optische Aufnahmeeinrichtung PU bildet, längs zweier Schienen L₁ , L₂ in Aufwärts- und Abwärtsrichtung (bezogen auf Fig.4A) beweglich. Der Tisch 2 besitzt im Querschnitt (vgl. Fig.4B) die Form eines umgekehrten Napfes. Er ist einstückig mit einer Getriebehalterung 5 ausgebildet, die plattenförmig ausgestaltet ist und dem beweglichen Tisch 2 gegenüberliegt. An der Getriebehalterung 5 ist das Zahnrad 4 frei drehbar gelagert, so daß sich der Tisch 2 längs der beiden Schienen L-, L₂ bewegen kann. Das eine Ende der beiden Spindeln 1a, 1b ist drehbar mit einem Basisteil 6 verbunden, wobei das Zahnrad 4 zwischen den beiden Spindeln 1, 1b liegt und mit diesen in Eingriff steht. Die beiden Spindein 1a, Ib werden von den Motoren M- bzw. M₂ angetrieben. Der Basisteil 6 ist drehbar auf einem festen Chassis F gelagert, und zwar freitragend mittels einer Stütze 7. Die Enden der Spindeln 1a, 1b sind frei und werden durch eine Feder 8 überbrückt.

Das Blockschaltbild gemäß Fig.5 zeigt den Antriebskreis für den ersten und zweiten Motor M.. , M₂ (gemäß Fig.4A und 4B). Die Antriebskreise 9, 10 enthalten jeweils Antriebsverstärker A-, A~ und Rückkopplungsverstärker A-,, A.. Die Ausgangssignale der Antriebsverstärker A., und A- werden zur Steuerung des ersten bzw. zweiten Motors M., , M₂ verwendet, so daß diese Motoren mit konstanter Drehzahl servogesteuert werden. Die beiden Motoren M*, M₂ sind mit direkt gekoppelten Tachogeneratoren T₁, T₂ verbunden, deren Ausgangssignale über die Rückkopplungsverstärker A-, und A₄ geführt und zur Drehzahlsteuerung der Motoren M₁, M₂ verwendet werden. Sind die beiden Schalter S^_-1 und c

1-2 ausgeschaltet, so wird eine Servoeingangs-

spannung V über einen ersten und einen zweiten Addierkreis ADD. und ADD „ den Antriebsverstärkern A₁, A^ zugeführt, so daß die beiden Motoren M₁, M₀ angetrieben werden. Da die beiden Motoren M₁

^{2 1}

und M₂ in diesem Falle mit einer Servoeingangsspannung V der gleichen Phase angetrieben werden, bewegt sich der Tisch 2 mit hoher Geschwindigkeit, beispielsweise zum Zwecke der Annäherung.

Um die Vorrichtung für einen normalen Aufzeichnungs- bzw. Abspielvorgang einzustellen, werden die Schalter S₁ . und S₁ „ beide eingeschaltet. Eine Vorspannung E_1v von einer Vorspannungsquelle V „ und eine Vorspannung V werden nun im Addierkreis ADD. addiert. Damit gelangt eine konstante Vorspannung E zum ersten Motor M-

über den Antriebskreis 9. Die Vorspannung E_{1 v} der Vorspannungsquelle V-.^^ gelangt ferner über

KL· r

einen zweiten Inverter IV₂ zum Addierkreis ADD₉, dem außerdem die Servoeingangsspannung V über einen ersten Inverter IV₁ zugeführt wird. Damit gelangt eine Vorspannung -E über den Antriebskreis 10 zum Motor M₂.

Die beiden Motoren M₁ und M₂ werden infolgedessen in entgegengesetzter Richtung angetrieben, so daß der Tisch 2 stehen bleibt.

Die Servoeingangsspannung V wird dem Antriebsverstärker A. des Antriebskreises 9 direkt zugeführt. Zum Antriebsverstärker A₂ des Antriebskreises 10 gelangt die Servoeingangsspannung V dagegen über den Inverter IV₁. Besitzt der Inverter IV^ die Verstärkung "-1", so bewegt sich der Tisch 2 selbst dann nicht, wenn die Servoeingangsspannung V vergrößert wird, wobei die Drehzahl der in entgegengesetzter Richtung laufenden Motoren M₁ und M₂ vergrößert wird. Wird die Verstärkung des Inverters IV₁ beispielsweise zu 0,9 gewählt, so bewegt sich der Tisch 2 entsprechend dieser Differenz; die Bewegungsgeschwindigkeit des Tisches 2 erfüllt daher die Bedingung V=V -0,9V =0,1 V.

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Im Hinblick auf die Art des Antriebes des Tisches 2 durch die Spannungssteuerung der Motoren sowie im Hinblick auf die frei auskragende Bauweise

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braucht das Zahnrad 4 nicht in zu großem Getriebeeingriff mit den Spindeln 1a, 1b zu stehen, so daß sich etwaige Montage-Ungenauiykeiten dieser Spindeln nicht ungünstig auswirken können.

Während bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel die Spindeln frei auskragend angeordnet sind, können im Rahmen der Erfindung auch andere Lösungen gewählt werden, wie die Fig.6 und 7 zeigen.

Fig.6 ist eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgeraäßen Vorrichtung. Fig.7 ist ein Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig.6. Gemäß Fig.6 besteht der Basisteil 6 aus einem quadraitschen bzw. rechteckigen Rahmen, der mit dem Chassis F fest verbunden ist. Die Spindeln 1a, Ib sind an gegenüberliegenden Seiten des rahmenförmigen Basisteiles 6 drehbar gelagert. Entsprechend sind die Schienen L₁, L₀ an ihren Enden über Lager 10' am Chassis F befestigt. Der bewegliche Tisch 2, der die Querschnittsform eines umgekehrten Napfes aufweist, ist auf den Schienen L-, L₂ frei gleitbeweglich gelagert. Die optische Aufnahmeeinrichtung PU ist auf dem beweglichen Tisch 2 angeordnet. Das Zahnrad 4 ist auf einer Welle 11 drehbar, die vom Tisch 2 getragen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die optische Aufnahmevorrichtung tragbar gestaltet. Der Aufnahme- und Abspielvorgang kann an der Stelle in Längs- bzw. Horizontalrichtung vorgenommen werden, in der die Vorrichtung eingestellt wird. Die übrigen Elemente

entsprechen dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig.4A und 4B und brauchen daher nicht gesondert beschrieben zu werden.

Die Fig.8 und9 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem Motoren an Differentialeingänge einer Differentialübertragungseinrichtung angeschlossen sind. Um die optische Aufnahmeeinrichtung PU, die die Last des kombinierten Ausganges darstellt, zu bewegen, werden Differenzerzeuger direkt auf dem beweglichen Tisch 2 angeordnet, wodurch die Zuverlässigkeit vergrößert wird.

Das Schema gemäß Fig.8 zeigt den VerstellmechanisiTius der optischen Aufnahmeeinrichtung PU. Fig. ist eine Aufsicht auf die Antriebsscheiben der Vorrichtung gemäß Fig.8. Die optische Aufnahmeeinrichtung PU ist auf dem beweglichen Tisch 2 angebracht, der längs einer einzigen Führungsschiene L., gleitbeweglich ist, d ie zwischen festen Halterungen angebracht ist. Der bewegliche Tisch ist mit einer in Fig.9 veranschaulichten drehbaren Antriebsscheibe 12 versehen, die drehbar auf einer Welle 13 sitzt, die vom Tisch 2 vorsteht. Die Antriebsscheibe 12 besteht aus einer ersten und einer zweiten Trommel 12a, 12b, die gleichen Durchmesser aufweisen. Drähte 14, 15 laufen über die Trommeln 12a, 12b. Der Draht läuft einerseits um eine Rolle 16, die drehfest mit der Welle des ersten Motors M-, verbunden ist. Weiterhin läuft der endlos geführte Draht über eine am entgegengesetzten Ende (zum Motor M-)

angeordnete Rolle 18 sowie über die Trommel 12b. In entsprechender Weise ist der Draht 15 um eine Rolle 17 geführt, die mit der Welle des Motors M₂ fest verbunden ist, ferner über eine Rolle 19, die an der entgegengesetzten Seite des Motors M₂ verbunden ist. Schließlich läuft der Draht 15 noch über die Trommel 12a. Um die Drähte 14, 15 zu spannen, sind Federn 20, 21 zwischen die drehbaren Wellen der Rollen 18, 19 und äußeren Fixpunkten angeordnet, so daß die Rollen 18, 19 in Richtung des Pfeiles B (Fig.8) nach außen gezogen und die Drähte 14, 15 dadurch gespannt werden. Die Rollen 18, 19 können sich somit frei in Achsrichtung der Schiene L^ bewegen.

Wenn bei dieser Ausführung auch die Rollen 16, 17 gleichen Durchmesser aufweisen, ebenso die Rollen 18, 19 gleichen Durchmesser besitzen und wenn die beiden Motoren M- und M₂ in gleicher Drehrichtung angetrieben werden, so wird die Antriebsscheibe 12 gedreht und der Tisch 2 bewegt sich längs der Schiene L.. weder nach rechts noch nach links. Werden die beiden Motoren M., und M₂ mit gleicher Drehzahl und in entgegengesetzter Richtung (Pfeile a.. , a₂ in Fig.) gedreht, so bewegt sich der Tisch 2 mit der Geschwindigkeit der Drähte 14, 15 nach rechts (Pfeil a, in Fig.8). Die Bewegungsgeschwindigkeit V des Tisches 2

läßt sich daher wie folgt ausdrücken: 30

V ^VM₁ - VM₂ (1)

Hierbei ist VM₁ die Drehgeschwindigkeit des Motors M₁ und VM_? die Drehgeschwindigkeit des Motors M2·

Wird die Drehrichtung des Motors M₂ als positiv angenommen, wenn sie der Drehrichtung des ersten Motors M₁ entgegengesetzt ist, so gilt:

V ¹^ VM₁ + VM₂ (2)

Die Bewegungsgeschwindigkeit V entspricht daher der Summe der Drehgeschwindigkeiten der Motoren M₁ und M₂. Ist die Bewegungsgeschwindigkeit V des Tisches 2 konstant, so müssen der erste und zweite Motor M₁, M₂ nach einem Differenzprinzip betätigt werden. Werden also die beiden Motoren M₁, Μ- mit-gleicher Drehgeschwindigkeit betrieben, so bewegt sich der Tisch 2 mit höchster Geschwindigkeit (entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit der Drähte 14 und 15). Wird der zweite Motor M₂ in gleicher Richtung wie der erste Motor M- angetrieben und besitzt der erste Motor M₁ eine Drehgeschwindigkeit von 90% der Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors M₂, so ergibt sich VM₁ + VM₂ zu 1 + 1 = 2 (bezogen auf VM₁) und 1 - 0,9 = 0,1 (bezogen auf VM₂). Die Bewegungsgeschwindigkeit V ist daher 1/2 0 der ursprünglichen. Wird das Umdrehungsverhältnis der Motoren zu 99% gewählt, so wird die Bewegungsgeschwindigkeit V gleich 1/200.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Antriebsschaltung ist in Fig.10 dargestellt.

Die beiden Motoren M₁ und M₂ sind mit je einem Tachogenerator T₁ bzw. T₂ versehen. Die Ausgangssignale dieser Tachogeneratoren T₁, T₂ sind über Rückkopplungsverstärker A-,, A. mit den Antriebsverstärkern A₁, A₂ verbunden. Die Motoren M₁, M2 werden auf diese Weise servogesteuert und laufen mit einer Drehzahl entsprechend der Servoeingangsspannung V . Werden Gleichstrommotoren als erster und zweiter Motor M₁ bzw. M₂ vorgesehen, so können die Tachogeneratoren T₁, T₂ und die Rückkopplungsverstärker A₃, A. entfallen, da bei Gleichstrommotoren die Drehzahlen proportional zur zugeführten Spannung sind. Gemäß Fig.10 wird die Servoeingangsspannung V über einen Umkehrverstärker Ar dem Antriebsverstärker A, zugeführt. Der ümkehrverstärker A₁- erzeugt eine Spannung -V₂, die gegenphasig zur Servoeingangsspannung

V_ ist. Ein veränderlicher Widerstand V₁₃ ist s κ

zwischen Eingang und Ausgang des Umkehrverstärkers A₅ vorgesehen. Der Abgriff dieses veränderlichen Widerstandes V_n ist mit dem Antriebsverstärker A₂ verbunden. Wird der Abgriff zu dem Ende des Widerstandes V verschoben, an dem die Servo-

eingangsspannung V anliegt, so werden dem ersten und zweiten Motor M₁, M₂ gleiche Spannungen V zugeführt; die Drehzahl der Motoren ist daher gleich. Wird dagegen der Abgriff zu dem Ende des Widerstandes V verschoben, an dem die gegenphasi-

ge Spannung -V, anliegt, so werden die Motoren M- und M- mit gleicher Drehzahl in entgegengesetzter Richtung angetrieben. Die Servosteuerung des Tisches 2 (zwischen maximaler Geschwindigkeit und Stillstand) kann daher durch Einstellung des variablen Widerstandes V_n frei gewählt werden, ebenso auch die Abbremsrate. Die Bewegungsgeschwindigkeit V der otpischen Aufnahmeeinrichtung PU (relativ zur Servoeingangsspannung V ) kann somit durch den veränderlichen Widerstand V_n variiert werden; hierdurch werden die Drehzahlen der Motoren M.. und M₂/ die zur Servosteuerung der optischen Aufnahmeeinrichtung PU dienen, elektrisch eingestellt. Während der Widergabe werden die Drehzahlen der Motoren M- und M₂ gleich gewählt (was Stillstand des Tisches 2 ergibt). Zur Erzielung einer schnellen Vorwärtsbewegung wird dagegen die Position des Abgriffes des veränderlichen Widerstandes V_R entsprechend verschoben, so daß sich der Tisch 2 mit großer Geschwindigkeit bewegt.

Wird anstelle des veränderlichen Widerstandes V_n ein Feldeffekttransistor (FET) als elektrisch veränderliches Widerstandeselement benutzt, so kann man die Abbremsrate frei variieren. Wird ferner eine Vorspannung -E von einer Vorspannungsquelle V den Antriebsverstärkern A^ und A₂ zugeführt, wenn keine Servoeingangsspannung V vorhanden ist, so werden die Motoren M- und M₂ mit konstanter Drehzahl in Differenzweise gedreht,

wodurch der Tisch 2 stillgesetzt wird. Auf diese Weise kann man jegliche Hysereseeinflüsse beim Anlauf der Motoren M-. und M₂ ausschließen.

Während beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig.8 bis 10 die Drähte 14 und 15 um die Trommeln 12a, 12b der Antriebsscheibe 12 längs eines Umschlingungswinkels von 360° herumgeführt sind, kann der Umschlingungswinkel auch anders, beispielsweise zu 180°, gewählt werden. Eine weitere Abwandlung zeigt Fig.11.

Hierbei sind statt der Drähte 14, 15 flache Riemen 22, 23 vorgesehen, die in Berührung mit den Trommeln 12a, 12b der Antriebsscheibe 12 stehen. Spannrollen R₁, R- sind vorgesehen, wobei die Riemen 22, 23 zwischen den Trommeln 12a, 12b und den Spannrollen R₁, R- laufen. Vorspannfedern SP₁, SP₂ ziehen die Spannrollen R-, R- gegen die

Trommeln 12a, 12b. Die Antriebskraft wird hierbei reibschlüssig übertragen.

Durch Einstellung der Drehzahl der Motoren kann man die Bewegungsgeschwindigkeit des die Aufnahmeeinrichtung tragenden Tisches beliebig einstellen.

Bei dem im folgenden beschriebenen weiteren Ausführungsbeispiel ist eine bewegliche Rolle mit ^O dem die optische Aufnahmeeinrichtung tragenden beweglichen Tisch zwischen festen Rollen angeordnet,

so daß sich zwei Antriebskräfte ergeben. Die optische Aufnahmeeinrichtung wird hierbei nach dem Differenzprinzip durch einen einzigen Riemen angetrieben, der über die bewegliche Rolle und zwei Paare, d.h. insgesamt vier feste Rollen läuft. Fig.12 zeigt eine Perspektivansicht des Differentialmechanismus der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung, Fig.13 eine Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig.12 und Fig.14 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles X gemäß Fig.12.

Die Motoren M₁ und M₂ des Ausführungsbeispieles gemäß den Fig.12 bis 14 sind an einem (nicht dargestellten) Chassis befestigt. Die Motorwellen tragen Rollen 16, 17. Weitere Rollen 18, 19 sitzen drehbar auf Achsen 18a, 19a, die schräg auf einem (nicht dargestellten) Chassis befestigt sind, wobei sie den Rollen 16, 17 gegenüberliegen und gleiche Abstände wie diese aufweisen. Zwischen den Rollenpaaren 16, 18 und 17, 19 ist eine Doppelrolle 24 angeordnet, die auf einer drehbaren Welle 13 sitzt, die vom beweglichen Tisch getragen wird. Diese Doppelrolle 24 besteht aus zwei Rollen 24a, 24b. Ein einziger endloser Riemen 25 ist über die fünf Rollen 16, 17, 18, 19 und 24 geschlungen. Der bewegliche Tisch 2 trägt die (nicht dargestellte) optische Einrichtung. Der Tisch 2 bewegt sich mit der Doppelrolle 24 längs Führungsschienen L^ und L₂, die sich beispielsweise zwischen den Rollen 16 und 18 erstrecken.

Der Verlauf des endlosen Riemens 25 ergibt sich

aus Fig.13. Der Riemen 2 5 verläuft somit zunächst im Uhrzeigersinn um den halben Umfang der Rolle 16, dann im Uhrzeigersinn über den halben Umfang S der Rolle 18, dann im Gegenuhrzeigersinn über den vollen Umfang der oberen Rollen 24a der Doppelrolle 24, hiernach im Uhrzeigersinn um den halben Umfang der Rolle 19 sowie im Uhrzeigersinn um den halben Umfang der Rolle 17. Schließlich läuft der Riemen 25 im Gegenuhrzeigersinn über den halben Umfang der unteren Rolle 24a der Doppelrolle 24 und dann zurück zur Rolle 16.

Wie Fig.14 zeigt, sind die Achsen der Rollen 18 und 19 geneigt, so daß die Innenseite hoch und die Außenseite tief liegt. Durch die Führung des Riemens 25 über die geneigten Rollen 18, 19 wird verhindert, daß sich der Riemen im Bereich der oberen und unteren Rolle 24a, 24b der Doppelrolle 24 in unerwünschter Weise verschiebt.

Werden die Motoren M-, M₂ in gleicher Richtung und mit derselben Drehzahl angetrieben, so bewegt sich der Riemen 25 über die Rollen 16 bis 19 und 24 und es wird keine Kraft auf die mit dem beweglichen Tisch 2 verbundene Welle 13 ausgeübt. Der Tisch 2 bleibt daher stehen. Wird nun beispielsweise der Motor M₁ schneller als der Motor M₂ angetrieben, so wird die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle 16 größer als die der Rollen 17, 18, 19 und 24. Der bewegliche Tisch 2 wird daher nach

links (Fig.13) mit einer Geschwindigkeit bewegt, die der halben Differenzgeschwindigkeit zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Rolle 17 und der Umfangsgeschwindigkeit der Rolle 16 entspricht. Bezeichnet man die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle 16 mit V- und die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle 17 mit v~, so ergibt sich die Bewegungsgeschwindigkeit V des Tisches 2 zu

V J-(V₁ - V₉) .

ζ \ *

Soll daher die auf dem Tisch 2 angeordnete optische Einrichtung sehr langsam bewegt werden, so werden die Motoren M* und M2 in gleicher Richtung angetrieben, wobei ihre Drehzahlen nur gering-

fügig unterschiedlich gewählt warden. Auf diese Weise kann die optische Einrichtung ganz feinfühlig verstellt werden. Da sich die Motoren jedoch ständig drehen, werden Ungleichmäßigkeiten

im Antrieb vermieden, die sich bei einem An-20

halten und Wiederingangsetzen eines Motors ergeben.

Die Servo-Charakteristik läßt sich daher wesentlich verbessern. Der Tisch 2 kann ferner mit hoher Geschwindigkeit bewegt werden, indem einer der

Motoren M₁, M₀ stillgesetzt wird oder indem die 25

Motoren M₁, M₂ in entgegengesetzter Richtung gedreht werden.

Während bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel

der Riemen 2 5 flach ausgebildet ist, so kann statt 30

dessen selbstverständlich auch ein Riemen von quadratischem oder rundem Querschnitt Verwendung

finden. In diesem Falle können die Achsen der Rollen 18, 19 senkrecht zum Chassis angeordnet werden. Während ferner bei diesem Ausführungsbeispiel ein Flansch zwischen den Rollen 24a, 24b der Doppelrolle 24 vorgesehen ist, so ist dies nicht unbedingt notwendig. Bei der dargestellten Ausführungsform werden ferner die Rollen 16, 17 direkt von den Motoren M-, M₂ angetrieben. Statt dessen kann zwischen den Motoren M-, M- und den Rollen 16, 17 ein Untersetzungsgetriebe in Form einer Riemenübertragung vorgesehen werden. Die Motoren M₁, M- können ferner mit den Rollen 16 (17) bzw. 19 (18) in Eingriff stehen und diese Rollen antreiben. Um den Riemen 25 zu spannen, kann ferner eine entsprechende Spannrolle mit einer Spannfeder vorgesehen werden.

Da bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel ein einziger Riemen als Differentialantrieb vorgesehen ist, entfallen Störungen, wie Vibrationer, und Antriebsungleichmäßigkeiten (wie sie bei einer Getriebeanordnung auftreten können); die optische Einrichtung wird daher besonders stabil angetrieben. Wird für den Riemen ein federelastisches Material mit einer!vorgegebenen Federelastizität benutzt, so ergibt sich hierdurch die Wirkung eines mechanischen Filters, der verhindert, daß sich Vibrationen des Antriebsmotors

auf den beweglichen Tisch 2 übertragen. 30

Bei dem im folgenden beschriebenen weiteren Ausführungsbeispiel wird ein beweglicher Tisch, der die optische Einrichtung trägt, von einem ersten Motor angetrieben, der mit einem festen Teil verbun-en ist, während der die optische Einrichtung tragende Tisch 2 mit einem zweiten Motor versehen ist, der den Tisch relativ zu dem feststehenden Teil bewegen kann. Auf diese Weise läßt sich durch Kombination dieser Motoren der Tisch nach dem Differenzprinzip bewegen.

Fig.15 zeigt ein Schema dieses Ausführungsbeispieles, Der die optische Aufnahmeeinrichtung PU tragende bewegliche Tisch 2 kann sich längs Schienen L-. , Lj nach rechts und links, d.h. horizontal, bewegen. Ein erster Motor M^ ist an einem feststehenden Teil, beispielsweise einem Chassis, befestigt und treibt die Spindel 1a an. An dem beweglichen Tisch 2 ist ein zweiter Motor M2 vorgesehen, der ein Zahnrad 4 antreibt, das drehbar am Tisch 2 gelagert ist. Die Spindel 1a und das Zahnrad 4 stehen in Eingriff miteinander. Wird das Zahnrad 4 vom Motor M2 angetrieben, so kann sich der Tisch 2 nach rechts oder links bewegen, indem das Zahnrad 4 in Längsrichtung der stehenden Spindel 1a bewegt wird. Steht dagegen der Motor M₂ still und wird der Motor M.. angetrieben, so kann sich hierdurch der Tisch 2 nach rechts oder links bewegen, indem die Spindel 1a gegenüber dem Zahn-

rad 4 gedreht wird. Wird die Bewegungsgeschwindigkeit (Drehgeschwindigkeit) der Spindel 1a mit

V_n bezeichnet (in Fig.15 nach rechts gerichtet) und die Umfangsgeschwindigkeit des Zahnrades 4 mit V (im Gegenuhrzeigersinn), so ergibt sich die Bewegungsgeschwindigkeit V des Tisches 2 wie folgt:

V = V + V

JK JLj

Werden daher die Motoren M₁ und M- beide im genannten Sinne angetrieben, so entspricht die Bewegungsgeschwindigkeit V des Tisches 2 der Summe der Bewegungsgeschwindigkeiten der Motoren M₁ und M₂; der Tisch 2 wird daher mit hoher Geschwindigkeit verstellt. Wird dagegen beispielsweise der Motor M- in entgegengesetzter Richtung angetrieben, so daß seine Geschwindigkeit -V₁.

beträgt, so ergibt sich die Bewegungsgeschwindigkeit V des Tisches 2 zu V = V_D - V_T.

£\ Xj

In diesem Falle wird daher der Tisch 2 stillgesetzt, obwohl beide Motoren M₁ und M- laufen. Als elektrischen Antriebskreis kann man eine Schaltung vorsehen, wie sie in Fig.5 dargestellt ist.

Fig.16A zeigt die Aufsicht eines Tisches eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung.

Fig.16B ist eine Seitenansicht, wobei die Spindel 1a als Schiene L₁ gemäß Fig.15 verwendet ist.

Fig.17 veranschaulicht eine Aufsicht auf ein wei-3ö teres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein Untersetzungsgetriebe 2 6 zwischen dem Motor M₂

^ und das Zahnrad 4 eingefügt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.18 wird der bewegliche Tisch durch einen Riemen angetrieben. Statt der Spindel 1a gemäß Fig.16 steht eine Rolle 16 mit der Welle des ersten Motors M- in Verbindung, der an einem feststehenden Teil angebracht ist. Eine Rolle 18 ist an dem der Rolle 16 entgegengesetzten Ende der Bewegungsbahn des Tisches 2 drehbar gelagert. Eine Antriebsscheibe 12 ist mit der Welle des IQ zweiten Motors M₂ verbunden. Ein endloser Riemen 25 läuft über die Rolle 16 des Motors M-, die Rolle 18 und die Antriebsscheibe 12 des Motors M₂. Spannrollen R-, R₂ sind in der Nähe der Antriebsscheibe 12 vorgesehen, so daß der Riemen 25 die Antriebsscheibe 12 über einen Umfangswinkel von 180° oder mehr umschlingt.

Da bei den Ausführungsbexspielen gemäß den Fig.15 bis 18 der feststehende Teil und der angetriebene Teil an einer Stelle miteinander gekoppelt sind, ergibt sich eine weitgehende Freiheit in der Anordnung der optischen Einrichtung. Man erhält daher eine Vorrichtung zur Bewegung einer optischen Einrichtung, die insbesondere den Nachteil

einer Instabilität beim Stillsetzen vermeidet.

Die Vorrichtung gemäß Fig.15 kann die Antriebsschaltung gemäß Fig.5 verwenden. Diese Antriebsschaltung benutzt jedoch zwei Servosysteme und

ist aus diesem Grunde etwas kompliziert. Da ferner die beiden Motoren unabhängig voneinander

servogesteuert sind, können sich durch Streuung der Teile gewisse Probleme ergeben. Es ist daher notwendig, Teile mit den gleichen oder nahezu identischen Eigenschaften zu verwenden. Eine Antriebsschaltung, die diese Nachteile vermeidet, wird im folgenden anhand von Fig.19 erläutert.

Einem Eingangsanschluß T₃ (Fig.19) wird ein Motorantriebssignal· zugeführt. Es gelangt über einen ersten Motorantriebskreis 27 zum ersten Motor M₁. Das Ausgangssignal eines Tachogenerators T, der die Drehgeschwindigkeit des Motors M. feststellt, wird einem zweiten Antriebskreis 28 zugeführt, der den zweiten Motor M₂ stoppt. Um hier die Servosteuerung so auszuführen, daß die Bedingung V = V^ + V₂ erfüllt ist, genügt es, eine Vorspannung, die einem Anschluß T₄ zugeführt wird, so zu schalten, daß eine positive Servosteuerung durch den zweiten Antriebskreis 28 ausgeführt wird. Damit die Servosteuerung andererseits die Bedingung V = V. "V₂ erfüllt, genügt es, die Vorspannung am Anschluß T₄ so zu schalten, daß eine negative Servosteuerung durch den Antriebskreis 28 erfolgt.

Mit der Schaltung gemäß Fig.19 kann man eine ausgezeichnete Antriebssteuerung auch dann erzielen, wenn die einzelnen Teile, wie insbesondere die beiden Motoren M₁ und M₃, in ihren Eigenschaften ^ aus herstellungstechnischen Gründen etwas streuen.

3fr ->r- 3802829

Bei dem in Fig.20 veranschaulichten weiteren Ausführungsbeispiel sind die mit den Wellen des ersten und zweiten Motors M-, M2 verbundenen Wellen 1a¹, 1b' an ihren freien Enden mit Kegelzahnrädern 29, 30 verbunden. Mit den Kegelzahnrädern 29, 30 steht ein weiteres Kegelzahnrad 31 in Eingriff, dessen Welle 34 in einem L-förmigen Lager 32 gelagert ist. Das Kegelzahnrad 31 arbeitet daher als Planetenrad. Werden die Wellen 1a¹, 1b¹ in gleicher Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit angetrieben, so läuft das Lager 32 mit um. Werden die Wellen 1a¹, 1b¹ in entgegengesetzter Richtung und mit gleicher Drehzahl angetrieben, so dreht sich nur das Kegelzahnrad 31, dagegen nicht das Lager 32. Mit einem Teil des Lagers 32 ist eine Schnecke 3 5 verbunden, die drehbar die Welle 1b¹ umgibt. Ein Zahnrad 36 ist in Eingriff mit der Schnecke 35. Eine nicht dargestellte optische Aufnahmeeinrichtung ist mit einer Welle 37 des

^O Zahnrades 36 verbunden.

Werden bei dem in Fig.20 dargestellten Differentialgetriebe die Umdrehungsgeschwindigkeiten der Wellen 1a', 1b¹ und 37 mit U, Z und W bezeichnet, "5 so gilt folgende Beziehung:

U + Z = OLw,

wobei dU eine Konstante ist.

Da die Wellen 1a¹, 1b¹ mit den Motoren M₁, M₃ verbunden sind und als Ausgang die Welle 37 benutzt wird, ergibt sich als Ausgangsdrehzahl eine Kombi-

i β fc

_3/f -

nation der Drehzahlen des ersten und zweiten Motors M-, M^. Soll daher der Tisch mit hoher Geschwindigkeit bewegt werden, werden die beiden Motoren gleichphasig angetrieben. Soll der Tisch mit geringer Geschwindigkeit bewegt werden, so werden die beiden Motoren in entgegengesetzter Richtung angetrieben, wodurch sich die Ausgangsdrehzahl verringert. Wird etwa U mit 1000 U/min und Z mit 900 U/min angenommen, so ergibt sich W zu 1900 U/min, wenn oL = 1. Werden dagegen die beiden Motoren in entgegengesetzter Richtung angetrieben, so gilt 1000 - 900 = 100. Die Ausgangsdrehzahl verringert sich daher auf 1/19. Durch Änderung der Drehrichtung und Drehzahl der bei-

I^ den Motoren kann man daher auf elektrischem Wege eine Untersetzung in weitem Rahmen erreichen.

Bei dem in den Fig.21 und 22 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel finden mehrere Impulsmotoren Verwendung, um den Vorschub des Differentialantriebssystemes zu variieren. Wird die mit der Differentialantriebseinrichtung verbundene optische Aufnahmeeinrichtung mit hoher Genauigkeit bewegt, so erfolgt der Vorschub entsprechend der

^^ Differenz zwischen den Drehimpulsen einer Anzahl von Impulsmotoren. Wird dagegen die optische Aufnahmeeinrichtung mit hoher Geschwindigkeit bewegt, so erfolgt die Bewegung durch die Drehimpulse eines Motors oder durch eine Summe von Drehimpulsen mehrerer Motoren.

Gemäß Fig.21 ist ein beweglicher Tisch 2 mit einer darauf vorgesehenen optischen Einrichtung gleitbeweglich längs Führungsschienen L. und L₂ nach rechts oder links verschiebbar. Am Tisch 2 ist drehbar eine Antriebsscheibe 12 mit einer Welle 13 angebracht. Spannrollen R- und R„ werden durch eine Feder SP₁ gegen die Antriebsscheibe 12 gedrückt, so daß Riemen 25a, 25b erfaßt werden. Die Spannrollen R- , R₂ sind um Arme AJVL , AM₂ drehbar, die an einem Ende schwenkbar am Tisch 2 gelagert sind. Die Spannrollen R₁, R₂ werden mit der Antriebsscheibe 12 in Berührung durch die Feder SP₁ gehalten, die zwischen den freien Enden der Arme AM₁, AM₂ gespannt ist. Auf diese Weise wird eine Gleitbewegung zwischen den Riemen 2 5a, 25b und der Antriebsscheibe 12 verhindert. Der Riemen 25a läuft endlos über eine Rolle 16, die mit der Antriebswelle eines ersten Impulsmotors PM₁ verbunden ist, und über eine Rolle 18, die an dem der Rolle 16 entgegengesetzten Ende vorgesehen ist. Der Riemen 25b läuft endlos über eine Rolle 17, die mit der Antriebswelle eines zweiten Impulsmotors PM- verbunden ist, und über eine am entgegengesetzten Ende angeordnete Rolle

19. Federn 20, 21 sind zwischen den Wellen der Rollen 18, 19 und feststehenden Teilen angeordnet. Auf diese Weise werden die Riemen 25a, 2 5b stets in Richtung der Pfeile Y bzw. Y' (Fig.21) vorgespannt.

Die Funktion der erläuterten Vorrichtung ist folgendermaßen. Wird der zweite Impulsmotor PM₂ gestoppt und der erste Impulsmotor PM- im Uhrzeigersinn (Pfeil A) angetrieben, so wird der Teil des Riemens 25a, der in Berührung mit der Antriebsscheibe 12 steht, nach links bewegt. Die Antriebsscheibe 12 wird hierdurch im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Da der Riemen 25b stillsteht, bewegt sich die Welle 13 der Antriebsscheibe 12 um den halben Betrag der Bewegung des Riemens 2 5a nach links. Wird der Impulsmotor PM-. gestoppt und der Impulsmotor PM- in Richtung des Pfeiles A', d.h. im Gegenuhrzeigersinn gedreht, so wird der Teil des Riemens 25b, der die Antriebsscheibe 12 berührt, nach links bewegt, so daß sich die Welle 13 der Antriebsscheibe 12 um den halben Betrag der Bewegung des Riemens 25b nach links bewegt. Werden demgemäß die mit der Antriebsscheibe 12 in Berührung stehenden Teile der Riemen 25a, 25b gleichsinnig nach links bewegt, so wird die Antriebsscheibe 12 nicht gedreht; die Welle 13 der Antriebsscheibe 12 und damit der Tisch 2 bewegen sich infolgedessen nach links mit einer Geschwindigkeit, die der der Riemen 25a, 25b entspricht. Werden dagegen die mit der Antriebsscheibe 12 in Berührung stehenden Teile der Riemen 25a, 25b um den gleichen Betrag in entgegengesetzter Richtung zueinander bewegt, so bleibt der Tisch 2 stehen. Bezeichnet man die Strecke, um die sich der Tisch 2 bewegt, mit ~$* und die Strecken, um die sich die Kontaktzonen der Riemen 25a, 25b in der gleichen Richtung be-

wegen, mit /si und ß>2, so gilt folgende Beziehung:

γ= _j_( /* ι + ft2).

Die Bewegungsstrecken der Riemen 24a und 25b pro Impuls des ersten und zweiten Impulsmotors PM., PM2 werden unterschiedlich gewählt. Werden die Durchmesser der Rollen 16 und 17 unterschiedlich voneinander gewählt, so daß ein Impuls des Motors PM₁ einer Bewegungsstrecke "1" des Riemens 25a entspricht und ein Impuls des Motors PM₂ eine Bewegungsstrecke "0,8" des Riemens 2 5b bewirkt, so verhalten sich die Bewegungsstrecken der Riemen 25a und 25b pro Impuls wie 1 : 0,8. Wird daher nur der erste Impulsmotor PM₁ angetrieben, so ergibt sich als Bewegungsstrecke des Tisches 2:

T= _^_. P₁ = o,5-/*1
20

Wird nur der zweite Impulsmotor PM₂ angetrieben, so ergibt sich eine Bewegungsstrecke "JT¹ wie folgt:

T' = -1- · 0,8 · /Ji
. . 2

Werden die beiden Impulsmotoren PM₁ und PM₃ in gleicher Richtung angetrieben (so daß die Teile der Riemen 25a, 25b, die die Antriebsscheibe 12

berühren, in gleicher Richtung laufen), so er-30

gibt sich die Bewegungsstrecke Tr" des Tisches

pro Impuls wie folgt:

T" = ■—- ( ßi + 0,8 · ßi) = 0,9 ' ßl

Wird der zweite Impulsmotor PM₂ um einen Impuls in entgegengesetzter Richtung gedreht, so ergibt sich die Bewegungsstrecke If"' des Tisches 2 wie folgt:

Ύ- *'' — fni — η ß · Λ ή = η 1 · ß ι 2

Die Bewegungsstrecke des Tisches 2 kann daher wie 0,1, 0,4, 0,5, 0,9 bzw. 1:4:5:9 (bezogen auf den Pulsantrieb des Impulsmotors) variiert

werden.
15

Während bei dem obigen Ausführungsbexspiel die Differenz in der Bewegungsstrecke des Ti-ches pro Impuls des Impulsmotors dadurch realisiert werden kann, daß die Durchmesser der Rollen 16

und 17 unterschiedlich gemacht werden, so läßt sich dieser Effekt auch durch Kombination von Schrittmotoren mit unterschiedlichen Schrittwinkeln verwirklichen.

Bei dem obigen Beispiel wurden die Bewegungsstrecken des Tisches 2 durch die Schrittmotoren in 1 : 0,8 angenommen. Wird das Bewegungsverhältnis zu 2 : 3 gewählt, so läßt sich die Bewegungsstrecke des Tisches 2 entsorechend

1:2:3:5 variieren. Diese Verhältnisse sind in Fig.22 dargestellt.

In der Ordinate von Fig. 22 sind die Bewegungsstrecken des Impulsmotors und des beweglichen Tisches 2 aufgetragen. In der Abszisse ist angegeben, in welcher Richtung die beiden Motoren PM- und PM2 in den Intervallen von H bis K angetrieben werden. Während des Intervalles H wird nur der erste Impulsmotor PM₁ angetrieben, was durch die voll ausgezogene Linie 38 dargestellt ist. Während des Intervalles I werden der erste und zweite Impulsmotor PM., PM- in gleicher Richtung angetrieben, was die vollen Linien 38 und 39 veranschaulichen. Während des Intervalles J wird der zweite Impulsmotor PM₂ in umgekehrter Richtung angetrieben. Während des Intervalles κ sind die Bewegungsstrecken der Riemen 25a, 25b aufgetragen, wobei der erste Impulsmotor PM.. in entgegengesetzter Richtung gedreht wird. Eine gestrichelte Linie 40 in Fig.22 gibt die Bewegungsstrecke des Tisches 2 an, wenn die Riemen 25a und 25b bewegt werden.

Werden die Impulsmotoren PM- und PM₂ in gleicher Richtung gedreht, so bewegt sich der Tisch 2 mit hoher Geschwindigkeit. Nähert sich dann die optisehe Einrichtung der gewünschten Position, so wird einer der Impulsmotoren PM₁ , PM₂ in umgekehrter Richtung angetrieben. Hierdurch wird die Bewegungsstrecke des Tisches pro Impuls verringert und infolgedessen die Auflösung in der Bewegung des Tisches vergrößert. Bei der normalen Wiedergabe kann man ferner die optische Aufnahme-

einrichtung so steuern, daß sie sich mit sehr feinem Vorschub bewegt.

Fig.23 zeigt eine Schemadarstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung. Statt der Spannrollen R*, R2/ die bei dem zuletzt erläuterten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, um den Umschlingungswinkel der Riemen 25a, 25b an der Antriebsscheibe zu vergrößern, sind bei der Ausführung gemäß Fig.23 Rollen 41 , 42 vorgesehen, die zu beiden Seiten der Antriebsscheibe 12 angeordnet sind und um die die Riemen 25a, 25b in der dargestellten Form laufen.

Es versteht sich, daß eine der Rollen 41, 42 auch weggelassen werden kann. Werden die Rollen 41, 12 und 42 angetrieben, so werden die (nicht dargestellten) Impulsmotoren gegenläufig angetrieben (die Bewegungsrichtungen der Riemen 25a, 2 5b, die in Berührung mit der Antriebsscheibe 12 stehen, sind gegenläufig zueinander). Wird der bewegliche Tisch 2 mit kleinem Vorschub bewegt und sind die Zeitpunkte, zu denen die Impulsmotoren gedreht werden, leicht unterschiedlich, so besteht die Gefahr einer Vibration des Tisches Gemäß Fig.24 ist daher vorgesehen, daß zwischen dem Tisch 2, auf dem die optische Aufnahmeeinrichtung PU angebracht ist, und einem Basistisch 44, an dem die Antriebsscheibe 12 des Differentialantriebssystemes 43 befestigt ist, ein Dämpfungsmaterial 45 angebracht ist, das einen mechanischen Filter bildet. Dank dieses mechani-

sehen Filters läßt sich der bewegliche Tisch 2 ganz sanft bewegen und die Servosteuerung mit hoher Präzision durchführen.

Bei dem in Fig.25 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel ist das Differentialantriebssystem 43 unabhängig vorgesehen. Durch den ersten und zweiten Impulsmotor PM., PM- werden Rollen 46, 47 über Riemen 25a, 25b gedreht. Eine zentrale Welle 48, die den Rollen 46, 47 gemeinsam ist, stellt eine drehbare Ausgangswelle dar. Mit dieser Ausgangswelle 48 sind drehbar gelagerte Rollen 50 über eine Querwelle 4 9 verbunden und frei drehbar. Diese Rollen 50 stehen in Berührung mit ümfangszonen der Rollen 46, 47 und werden hierdurch gedreht. Die Drehbewegung der Ausgangswelle 48 entspricht daher der Summe der Drehbewegungen der Rollen 46 und 47. Die Rollen 46, 48 sind daher nach Art eines Differentials miteinander verbunden und wirken in der anhand von Fig.21 erläuterten Weise.

Bei der erläuterten erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Verstelleinrichtung zwei Impulsmotoren gleicher Bauweise enthalten, wobei die Drehrichtungen beider Motoren variiert wird, der Impuls ein- und ausgeschaltet wird und die Antriebsgeschwindigkeit variiert wird, so daß der bewegliche Tisch sowohl mit hoher Geschwindigkeit als auch mit hoher Genauigkeit bewegt werden kann.

Der bewegliche Tisch kann hierbei allmählich zum Stillstand gebracht werden, indem die Antriebsgeschwindigkeit eines Motors vergrößert wird. Die Rückführung des beweglichen Tisches kann ausgeführt werden, indem die Geschwindigkeit des einen Motors größer als die des anderen Motors gewählt wird. Da kein Motor stillgesetzt werden muß, sondern eine ständige Steuerung des laufenden Motors erfolgt, wird die Stabilität wesentlich verbessert. 10

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Claims

Patentansprüche:

¹. Vorrichtung zur Bewegung eines optischen Systemes, enthaltend

a) eine erste und eine zweite Antriebseinrichtung,

b) mit der ersten und zweiten Antriebseinrichtung verbundene übertragungselemente,

c) einen das optische System tragenden beweglichen Tisch, der durch die Übertragungselemente mit der ersten und zweiten Antriebseinrichtung verbunden ist und durch ein kombiniertes Ausgangssignal dieser beiden Λη-triebseinrichtungen angetrieben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsverhältnis und/oder die Antriebsrichtung der ersten und zweiten Antriebseinrichtung veränderlich sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Antriebseinrichtung unabhängig voneinander steuerbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungselemente frei auskragend gehaltert sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungselemente an beiden Enden gehaltert sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die übertragungselemente zwei

von der ersten bzw. zweiten Antriebseinrichtung angetriebene Spindeln sowie ein mit diesen beiden Spindeln in Eingriff stehendes Zahnrad enthalten.
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7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungselemente eine Anzahl von Rollen und Drähten enthalten.

&. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungselemente vier mit der ersten und zweiten Antriebseinrichtung in Verbindung stehende Rollen enthalten, daß der bewegliche Tisch eine fünfte Rolle trägt, die in Dreheingriff mit einer auf dem

beweglichen Tisch vorgesehenen drehbaren Welle steht und daß ein endloser Riemen um die fünf Rollen geschlungen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spindel zugleich als Führungsschiene für den beweglichen Tisch dient.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Antriebseinrichtungen auf dem beweglichen Tisch angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Bestimmung der Drehgeschwindigkeit einer der beiden Antriebseinrichtungen vorgesehen ist, wobei die Bewegung der anderen Antriebseinrichtung

durch ein Ausgangssignal dieser Drehzahlbestimmungseinrichtung servogesteuert wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antriebseinrichtungen

durch Impulsmotoren gebildet werden.