DE3640660A1 - Vorrichtung zur bestimmung der stellung eines objektivs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen oder Erfassen der Stellung eines Objektivs, insbeson­ dere eine Anordnung, bei welcher von einem licht­ emittierenden Element emittierte Lichtstrahlen auf einen am Objektiv angebrachten Spiegel gerichtet wer­ den und Lichtmeß- oder -sensorelemente die vom Spiegel reflektierten Strahlen abgreifen und damit die Stellung des Objektivs bestimmen.

In neuerer Zeit sind Informations-Aufzeichnung/Such­ geräte entwickelt und ständig verbessert worden. Bei solchen Geräten werden Informationen mittels eines Licht­ strahls auf einer optischen Platte, einer optischen Karte oder einem anderen Informations-Aufzeichnungsträger (im folgenden einfach als optische Platte bezeichnet) auf­ gezeichnet bzw. daraus wiedergewonnen oder ausgelesen. Bei solchen Geräten muß der Lichtstrahl genau auf die optische Platte fokussiert werden, damit der Lichtstrahl den auf der optischen Platte ausgebildeten Spurführungen genau zu folgen vermag. Zu diesem Zweck sind solche Geräte mit einer Fokussierservoeinheit zum Feststellen eines Fokussier- oder Scharfstellzustands, und um ein Objek­ tiv stets im Fokussierzustand zu halten, sowie einer Nachführservoeinheit zum Erfassen einer Nachlauf- oder Spurführung, und um das Objektiv jederzeit auf diese Spurführung gerichtet zu halten, versehen. Herkömm­ licherweise erfolgt die Feststellung des Fokussier­ zustands nach einem astigmatischen Verfahren unter Verwendung einer astigmatischen Linse, nach dem Grenz­ winkelverfahren unter Verwendung eines totalreflektieren­ den Prismas oder nach dem Schneidenverfahren unter Ver­ wendung einer Schneide. Bei diesen Verfahren wird die astigmatische Linse, das Prisma oder die Schneide in den Strahlengang des von der optischen Platte reflek­ tierten Lichtstrahls eingebracht, wobei der von der Linse o.dgl. durchgelassene oder übertragene (trans­ mitted) Lichtstrahl zu einem Photodetektor für die Fokusbestimmung gerichtet wird. Bei einem (anderen) Verfahren zur Spurfeststellung wird ein Beugungsbild der Spurführung (tracking guide) erfaßt. Dabei wird der von der optischen Platte reflektierte Lichtstrahl zu einem Detektor zum Erfassen des Beugungsbilds ge­ leitet.

Bei diesen Fokus- und Spurerfassungsverfahren werden somit Fokus(sierzustand) und Spur mittels des von der optischen Platte reflektierten Lichtstrahls bestimmt oder erfaßt. Wenn daher die optische Platte Kratzer oder anhaftenden Staub aufweist oder aus irgendeinem Grund schwingt, kann ein Photodetektor für Fokus- und Spurerfassung möglicherweise Fehlersignale liefern, so daß das Objektiv ggf. in einer unvorhergesehenen Richtung verschoben wird und in manchen Fällen sogar an der optischen Platte anstößt. In Abhängigkeit von den Fehlersignalen kann das Objektiv zudem zu einer uner­ wünschten Spurführung geführt werden, oder es kann zu lange dauern, bis das Objektiv wieder zur gewünschten Nachlauf- oder Spurführung (d.h. Aufzeichnungsspur) zurückgeführt wird. In manchen Fällen kann dabei in einer Servoregelschleife Schwingung herbeigeführt wer­ den, so daß das Objektiv zu einer Schwingung veranlaßt wird.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Vorrichtung, welche die Stellung eines Objektivs mit hoher Ansprechempfindlichkeit zu erfassen oder bestim­ men vermag.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Bestimmen der Stellung eines Objektivs, das bewegbar aufgehängt und längs (einer) vorbestimmten Richtung(en) bewegbar ist, erfindungsgemäß gelöst durch einen mit dem Objek­ tiv mitbewegbaren Spiegel, eine dem Spiegel gegenüber­ stehende feste Basis, an der Basis befestigte, dem Spie­ gel zugewandte lichtemittierende Mittel, welche Licht­ strahlen zum Spiegel emittieren, sowie erste und zweite Photodetektoren zum Erfassen oder Abgreifen der vom Spiegel reflektierten Lichtstrahlen und Umwandeln der­ selben in elektrische Signale, wobei die Photodetekto­ ren längs der vorbestimmten Richtung(en) angeordnet und an der Basis befestigt sind.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise in Blockschaltbildform gehal­ tene schematische Darstellung eines optischen Systems bei einem Informations-Aufzeichnung/ Suchgerät mit Fokussier- und Nachführservo­ (regel)schleifen,

Fig. 2 und 3 eine Aufsicht bzw. eine Schnittansicht einer Anordnung eines Stelltriebs (actuator) zum Ansteuern eines Objektivs mit einer er­ findungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung der Stellung des Objektivs,

Fig. 4 und 5 eine Aufsicht bzw. eine Schnittansicht einer Reflektor-Koppleranordnung bei der Vor­ richtung nach Fig. 2 und 3,

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwi­ schen der Stellung des Objektivs und der Größe eines Fokussierüberwachungssignals, das von einem mit der Koppleranordnung nach Fig. 4 ver­ bundenen Differentialverstärker geliefert wird,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer Reflek­ tor-Koppleranordnung (reflector-type coupler arrangement) zur Bestimmung der Stellung eines Objektivs gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8 und 9 eine Aufsicht bzw. eine Schnittansicht der Koppleranordnung nach Fig. 7,

Fig. 10 eine Aufsicht auf eine Abwandlung der Koppler­ anordnung nach Fig. 7,

Fig. 11A bis 11C Aufsichten auf weitere Abwandlungen der Koppleranordnung nach Fig. 7,

Fig. 11D eine Schnittansicht der Koppleranordnung nach Fig. 11C und

Fig. 11E eine Schnittansicht einer weiteren Abwandlung der Koppleranordnung nach Fig. 7.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung (oder auch Erfassung) der Stellung eines Objektivs ist gemäß Fig. 1 auf ein Informations-Aufzeichnung/Suchgerät an­ gewandt, bei dem ein von einem Halbleiter-Laser 11 divergierend emittierter Laserstrahl L durch eine Kollimatorlinse 12 in einen parallelen Strahl umge­ wandelt und über einen Strahlteiler 13 auf ein Ob­ jektiv 14 geworfen wird, um durch letzteres konver­ giert zu werden. Der konvergierte Laserstrahl wird sodann auf eine Aufzeichnungsschicht 10 eines Infor­ mations-Aufzeichnungsträgers, z.B. einer optischen Platte, projiziert, auf welchem Informationen in Form von Grübchen bzw. sog. Pits oder anderen Auf­ zeichnungsdomänen in Nachführ- oder Spurführungen (im folgenden einfach als "Spuren" bezeichnet) auf­ gezeichnet sind oder werden sollen. Im Wiedergewin­ nungs- oder Suchmodus (retrieval mode) wird ein vor­ bestimmter Laserstrahl vom Halbleiter-Laser 11 emittiert, in den Domänen optisch moduliert und zum Objektiv 14 zurückgeworfen. In einem Aufzeichnungs­ modus wird ein entsprechend der aufzuzeichnenden Infor­ mation optisch modulierter Laserstrahl vom Laser 11 emittiert, um auf den Spuren Aufzeichnungsdomänen zu erzeugen. Sodann wird dieser Strahl wieder zum Objek­ tiv 14 zurückgeworfen. Der zurückgeworfene Laserstrahl wird durch das Objektiv 14 konvergiert, durch den Strah­ lenteiler 13 reflektiert und in ein optisches System 18 für Erfassung oder Abgreifung gerichtet. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Informations-Aufzeichnung/Such­ gerät ist ein in US-PS 40 23 033 beschriebenes astig­ matisches optisches System für das System 18 vorgesehen. Dabei sind eine Sammellinse 15 und eine zylindrische Linse 16 als astigmatische Linse auf der optischen Achse des vom Strahlteiler 13 reflektierten Laserstrahls ange­ ordnet. Nach dem Durchgang durch die Linsen 15 und 16 fällt der Strahl auf einen vier lichtempfindliche Be­ reiche aufweisenden Photodetektor 17, um durch diesen in elektrische Signale umgewandelt zu werden. Die Signale werden durch einen Signalprozessor 19 zwecks Rückgewin­ nung von Informationssignalen verarbeitet und außerdem zu einem Fokussiersignalgenerator 20 und einem Spurfüh­ rungs- oder Nachführsignalgenerator 21 geleitet, welche daraufhin ein Fokussiersignal bzw. ein Nachführsignal (tracking signal) liefern. In Abhängigkeit von den Fokussier- und Nachführsignalen wird ein noch näher zu beschreibender Stelltrieb oder Betätigungsmecha­ nismus (actuator) 23 so betätigt, daß das Objektiv 14 in einem Fokussierzustand und auf eine gewünschte Spur gerichtet gehalten wird.

Ein auf dem Schneidenverfahren beruhendes optisches Detektorsystem (nicht dargestellt) kann ebenfalls für die Wiedergewinnung der Informationssignale und zum Erzeugen der Fokussier- und Nachführsignale be­ nutzt werden. Beispiele für das Schneidenverfahren sind in US-PSen 45 85 933, 45 21 680 und 45 64 460 beschrieben. Bezüglich weiterer Einzelheiten der das astigmatische Verfahren oder das Schneidenverfahren anwendenden optischen Systeme sei auf diese US-Psen Bezug genommen.

Der Stelltrieb 23 für das Objektiv 14 besitzt den in Fig. 2 und 3 dargestellten Aufbau. Das Objektiv 14 ist in einem zylindrischen Halte-Rahmen 24 montiert, der an den freien Enden zweier Blattfedern 25 be­ festigt ist, welche sich ihrerseits von der Basis eines zylindrischen Innenrahmens 27 parallel zuein­ ander erstrecken. Das Objektiv 14 ist somit durch die Blattfedern 25 so gehaltert, daß es, wie durch den Pfeil D 1 angedeutet, unter einem rechten Winkel zur Verlaufsrichtung der Aufzeichnungs-Spur verschiebbar ist. Am Rahmen 24 ist ein mit diesem bewegbares Magnet­ element 26 befestigt, das in einer an einem Außenrahmen 40 befestigten Magneteinheit 31 angeordnet ist. Letztere besteht aus zwei Jochen 28, zwei Dauermagneten 29, die unter Umschließung des Magnetelements 26 miteinander verbunden sind, sowie um die Joche 28 herumgewickel­ ten Spulen 30. Wenn in Abhängigkeit von einem Spur­ führungs- oder Nachführsignal ein vorbestimmter Strom an die Spulen 30 angelegt wird, verschiebt sich das Magnetelement 26 in Richtung des Pfeils D 1, wobei das Objektiv 14 auf die bezeichnete Spur gerichtet wird. Der Innenrahmen 27 ist mittels zweier Spiralfedern 32 aufgehängt, die vom Außenrahmen 40 getragen werden, um den mit dem Objektiv 14 gekoppelten Innenrahmen 27 so zu haltern, daß er sich, wie durch den Pfeil D 2 ange­ geben, in Richtung der optischen Achse des Objektivs 14 bewegen kann. Der Innenrahmen 27 ist außerdem mit einem zylindrischen Ring 33 verbunden, um den eine Spule 34 herumgewickelt ist. In Entsprechung zur Spule 34 sind ein Dauermagnet 35 sowie Joche 36 und 37 am Außenrah­ men 40 befestigt. Die Joche 36 und 37 erstrecken sich dabei in einen Raum zwischen dem Innenrahmen 27 und dem Ring 33. Wenn somit in Abhängigkeit vom Fokussier­ signal ein Strom an die Spule 34 angelegt wird, bewegt sich der Innenrahmen 27 in Richtung der optischen Achse des Objektivs 14, um letzteres im Fokussierzustand zu halten.

In den in Fig. 1 gezeigten Fokussier- und Nachführservo­ schleifen wird der von der Aufzeichnungsschicht 10 der optischen Platte reflektierte Laserstrahl für Fokus- und Spurbestimmung benutzt. Wenn dabei die optische Platte Kratzer oder anhaftenden Staub aufweist oder aus irgend­ einem Grund schwingt, kann der Photodetektor 17 möglicher­ weise Fehlersignale liefern, aufgrund derer das Objektiv in einer unvorhergesehenen Richtung bewegt wird. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dagegen der Stelltrieb 23 weiterhin mit einem Erfassungs- oder Detektorsystem (detection system) zur Überwachung zumindest der Fokussier­ servoschleife und vorzugsweise sowohl der Fokussier- als auch der Nachführservoschleife versehen. Gemäß den Fig. 2 und 3 ist an der Außenfläche oder -seite des das Objektiv 14 halternden Halte-Rahmens 24 ein Spiegel 44 vorgesehen, während am Außenrahmen 40 eine dem Spiegel 44 zuge­ wandte Koppel- oder Koppleranordnung 45 des Reflektor­ typs befestigt ist. Die die Ausgestaltung gemäß Fig. 4 und 5 aufweisende Koppleranordnung 45 dient zur Erfas­ sung einer Bewegung des Objektivs 14 längs seiner opti­ schen Achse. In der Koppleranordnung 45 ist ein licht­ emittierendes Element oder Leuchtelement 52, z.B. eine Leuchtdiode oder Laserdiode, an einer Basis 51 befestigt, die aus einer mit Epoxyharz beschichteten Glasplatte oder -scheibe besteht (vgl. Fig. 4 und 5). Zwei Photo­ detektoren 53 und 54 sind jeweils auf gegenüberliegen­ den Seiten des Leuchtelements 52 angeordnet und symme­ trisch zu letzterem an der Basis 51 befestigt. Weiter­ hin sind das Leuchtelement 52 und die Photodetektoren 53 und 54 längs der optischen Achse des Objektivs 14, d.h. in Richtung des Pfeils D 1, angeordnet. Weiterhin sind zwischen dem Leuchtelement 52 und den Photodetek­ toren 53, 54 jeweils Abschirm- oder Abschattungsplatten (shading plates) 55 bzw. 56 an der Basis 51 befestigt. Auf die Basis 51 ist ein durchsichtiges Epoxyharz 57 aufgetra­ gen, so daß das Leuchtelement, die Photodetektoren 53 und 54 sowie die Platten 55 und 56 in das Epoxyharz 57 eingebettet sind. Der Spiegel 44 und die Koppleranord­ nung 45 werden im voraus so angeordnet oder justiert, daß die vom Leuchtelement 52 emittierten und vom Spie­ gel 44 reflektierten Lichtstrahlen gleichmäßig auf die Photodetektoren 53 und 54 verteilt werden, wenn sich das Objektiv 14 im Fokussierzustand befindet, d.h. wenn sein Brennpunkt auf der Aufzeichnungsschicht 10 liegt. Die Abschattungsplatten 55 und 56 können aus einem Isolier­ material, wie Kunststoff, oder aus einem leitfähigen Material, wie rostfreiem Stahl, bestehen. Wenn die Platten 55 und 56 aus einem leitfähigen Werkstoff her­ gestellt sind, werden ihre Oberflächen mit einem Iso­ liermaterial beschichtet; wahlweise können Isolier­ elemente auf die mit der Basis 51 und den Photodetek­ toren 53 und 54 in Berührung stehenden Flächen der Platten 55 und 56 aufgebracht werden. Vorzugsweise sind die gegenüberstehenden Flächen der Platten 55 und 56 auf Spiegelglanz geschliffen, so daß eine Streuung der vom Leuchtelement 52 ausgehenden Lichtstrahlen ver­ hindert wird.

Bei der Koppleranordnung 45 gemäß Fig. 4 und 5 werden die vom Leuchtelement 52 emittierten Lichtstrahlen ent­ weder unmittelbar oder nach Reflexion von den gegenüber­ stehenden Flächen der Abschattungsplatten 55 und 56 auf den Spiegel 44 geworfen. Vom Spiegel 44 werden die Lichtstrahlen zur Koppleranordnung 45 zurückgeworfen und von den Photodetektoren 53 und 54 erfaßt. Wenn sich das Objektiv 14 im Fokussierzustand befindet, besitzen die von den Photodetektoren 53 und 54 erfaßten oder ab­ gegriffenen Lichtstrahlen jeweils gleiche Intensität. Infolgedessen liefern die Photodetektoren 53, 54 elek­ trische Signale jeweils gleicher Größe, wobei Fokussier­ Überwachungssignale eines Null-Pegels, welcher den Fokussierzustand anzeigt, vom Differentialverstärker 58 geliefert werden. Wenn sich das Objektiv 14 im Nicht­ fokussierzustand befindet, so daß sein Brennpunkt außer­ halb (über oder unter) der Aufzeichnungsschicht 10 liegt, besitzen die von den Photodetektoren 53 und 54 erfaßten Lichtstrahlen unterschiedliche Intensitäten. Infolge­ dessen werden von den Photodetektoren 53 und 54 elek­ trische Signale unterschiedlicher Größen geliefert, wobei der Differentialverstärker 58 den Nichtfokussier­ zustand anzeigende Impulse oder Fokussier-Überwachungs­ signale eines Minus-Pegels (vgl. Fig. 6) liefert. Nach Maßgabe der Fokussier-Überwachungssignale kann der Stell­ trieb 23 unmittelbar angesteuert werden, um das Objek­ tiv 14 in den Fokussierzustand zu bringen. Wenn dann ein Fokussierservoschleifensystem arbeitet, befindet sich ein Erfassungs- oder Detektorsystem zur Überwachung der Fokussierservoschleife ständig in Betrieb, um damit die Lieferung von Überwachungssignalen zu einer nicht dargestellten Monitor- oder Überwachungsschaltung auf­ rechtzuerhalten. Falls das Schleifensystem jedoch feh­ lerhaft arbeitet, wird es durch die Überwachungsschal­ tung mit dem Stelltrieb 23 verbunden, um diesen damit zu betätigen. Wenn das Schleifensystem normal arbeitet, ist es vom Stelltrieb 23 getrennt, so daß es nur durch die Überwachungsschaltung überwacht wird.

Bei der Koppleranordnung 45 gemäß Fig. 4 und 5 werden die vom Leuchtelement 52 emittierten Lichtstrahlen durch die Abschirm- oder Abschattungsplatten 55 und 56 daran gehindert, die Photodetektoren 53 und 54 unmittel­ bar oder nach Reflexion von der aufgetragenen durch­ sichtigen Epoxyharzschicht 57 zu erreichen. Die Licht­ strahlen werden nämlich durch die gegenüberstehenden Flächen der Platten 55 und 56 reflektiert und zum Spie­ gel gerichtet. Hierdurch wird eine Beeinflussung der Photodetektoren 53 und 54 durch Störsignale verhindert. Mit der beschriebenen Ausführungsform kann mithin die Stellung des Objektivs mit hoher Empfindlichkeit oder Ansprechempfindlichkeit bestimmt werden.

In den Fig. 7, 8 und 9 ist ein Erfassungs- oder Detek­ torsystem für sowohl die Fokussier- als auch die Nach­ führservoschleife dargestellt. Bei der in Fig. 7 ge­ zeigten Koppleranordnung 45 sind vier Photodetektoren 53 A, 53 B, 54 A und 54 B symmetrisch zum Leuchtelement 52 an der Basis 51 angeordnet. Die Photodetektoren 53 A und 54 A sind dabei längs der optischen Achse des Ob­ jektivs 14 bzw. in Richtung des Pfeils D 1 angeordnet. Die Photodetektoren 53 B und 54 B liegen in derselben Anordnung vor. Weiterhin sind die Photodetektoren 53 A und 53 B sowie die Photodetektoren 54 A und 54 B in einer Richtung D 2 senkrecht zur Verlaufsrichtung der Aufzeich­ nungs-Spuren angeordnet. Der Spiegel 44 und die Koppler­ anordnung 45 werden im voraus so angeordnet oder justiert, daß vom Leuchtelement 52 emittierte und durch den Spiegel 44 reflektierte Lichtstrahlen gleichmäßig auf die Photo­ detektoren 53 A und 54 A bzw. 53 B und 54 B verteilt werden, wenn sich das Objektiv 14 im Fokussierzustand befindet, d.h. wenn der Brennpunkt des Objektivs 14 auf der Auf­ zeichnungsfläche 10 liegt. Wenn das Objektiv 14 auf eine spezifische oder gezeichnete Spur gerichtet ist, so daß der konvergierte Laserstrahl dieser Spur einwandfrei nachfolgt, werden die vom Element 52 emittierten und durch den Spiegel 44 reflektierten Lichtstrahlen gleich­ mäßig auf die Photodetektoren 53 A und 53 B bzw. 54 A und 54 B verteilt. Bei dieser zweiten Ausführungsform ist außerdem als Abschattungs- oder Abschirmplatte ein zylindrisches Element 56 vorgesehen, während gemäß Fig. 9 an der Öffnung des zylindrischen Elements eine Sammellinse 61 angeordnet ist, durch welche die Richt­ wirkung der zum Spiegel 44 geleiteten Lichtstrahlen verbessert wird.

Bei der Koppleranordnung 45 gemäß Fig. 8 und 9 werden die vom Leuchtelement 52 emittierten Lichtstrahlen durch die Sammellinse 61 konvergiert und wirksam zum Spiegel 44 gerichtet, durch letzteren zur Koppleran­ ordnung 45 zurückgeworfen und dann durch die Photo­ detektoren 53 A, 54 A, 53 B und 54 B erfaßt bzw. abgegrif­ fen. Wenn sich das Objektiv 14 im Fokussierzustand be­ findet, liegen die durch die Photodetektoren 53 A und 53 B bzw. 54 A und 54 B abgegriffenen Lichtstrahlen mit jeweils gleicher Intensität vor. Infolgedessen besitzt ein Sum­ menausgangssignal von einer Addierstufe 62 zum Addieren der elektrischen Signale von den Photodetektoren 53 A und 53 B dieselbe Größe wie ein Summenausgangssignal von einer Addierstufe 63 zum Addieren der elektrischen Signale von den Photodetektoren 54 A und 54 B. In Abhängig­ keit davon liefert ein Differentialverstärker 66 Fokus­ sier-Überwachungssignale des Pegels "Null" zur Anzeige des Fokussierzustands. Wenn sich das Objektiv 14 im Nichtfokussierzustand befindet, so daß sein Brennpunkt außerhalb der Aufzeichnungsschicht 10 liegt, besitzen die von den Photodetektoren 53 A und 53 B bzw. 54 A und 54 B erfaßten oder abgegriffenen Lichtstrahlen unter­ schiedliche Intensitäten. Infolgedessen liefern die Addierstufen 62 und 63 elektrische Signale unter­ schiedlicher Größen oder Pegel, während ein Differen­ tialverstärker 67 den Nichtfokussierzustand angebende Impulse bzw. Fokussier-Überwachungssignale eines Minus- Pegels liefert. Wenn das Objektiv 14 auf eine vorge­ sehene Spur gerichtet ist, besitzen die von den Photo­ detektoren 53 A und 54 A bzw. 53 B und 54 B abgegriffenen Lichtstrahlen jeweils gleiche Intensität. Infolgedes­ sen besitzt ein Summenausgangssignal von einer Addier­ stufe 65 zum Addieren der elektrischen Signale von den Photodetektoren 53 A und 54 A dieselbe Größe wie ein Sum­ menausgangssignal von einer Addierstufe 64 zum Addieren der elektrischen Signale von den Photodetektoren 53 B und 54 B. Daraufhin liefert der Differentialverstärker 66 Spur- oder Nachführüberwachungssignale des Null- Pegels, welcher anzeigt, daß der konvergierte Laser­ strahl einer richtigen Aufzeichnungs-Spur nachfolgt. Wenn das Objektiv 14 nicht auf die vorgesehene Spur gerichtet ist, besitzen die durch die Photodetektoren 53 A und 54 A bzw. 53 B und 54 B abgegriffenen Lichtstrah­ len jeweils unterschiedliche Intensität. Infolgedessen unterscheidet sich das Summenausgangssignal von der Addierstufe 65 zum Addieren der elektrischen Signale der Photodetektoren 53 A und 54 A eine andere Größe als das Summierausgangssignal von der Addierstufe 64 zum Addieren der elektrischen Signale der Photodetektoren 53 B und 54 B. Daraufhin liefert der Differentialverstär­ ker 67 Impulse, die anzeigen, daß der konvergierte Laserstrahl der richtigen Aufzeichnungs-Spur nicht nachfolgt, bzw. Nachführüberwachungssignale eines Minus-Pegels. In Abhängigkeit von den Fokussier­ und Nachführüberwachungssignalen kann der Stelltrieb 23 unmittelbar angesteuert werden, um das Objektiv 14 im Fokussierzustand und einwandfrei auf die richtige Spur gerichtet zu halten. Wenn ein Fokussier- und Nachführservoschleifensystem arbeitet, ist das Er­ fassungs- oder Detektorsystem zur Überwachung der Fokussier- und Nachführservoschleifen ständig in Betrieb, so daß die Überwachungssignale fortlaufend zur nicht dargestellten Überwachungsschaltung gelie­ fert werden. Falls das Schleifensystem dagegen fehler­ haft arbeitet, ist oder wird es durch die Überwachungs­ schaltung mit dem Stelltrieb 23 verbunden, so daß letzterer betätigt wird. Wenn das Schleifensystem normal arbeitet, ist es vom Stelltrieb 23 getrennt, so daß es nur durch die Überwachungsschaltung über­ wacht wird.

Bei der Koppleranordnung 45 gemäß Fig. 8 und 9 werden die vom Leuchtelement 52 emittierten Lichtstrahlen wirk­ sam bzw. mit hohem Wirkungsgrad auf den Spiegel gerich­ tet, so daß Fokussierzustand und Spurnachführung genau erfaßt oder bestimmt werden können.

Die Anordnung der Photodetektoren 53 A, 54 A, 53 B und 54 B ist nicht auf diejenige nach den Fig. 7 bis 9 beschränkt. Wahlweise können die Photodetektoren auf die in den Fig. 10 und 11A bis 11C dargestellte Weise angeordnet sein. Bei der Koppleranordnung 45 gemäß Fig. 10 sind vier Photodetektoren 68 bis 71 symmetrisch zum licht­ emittierenden Element oder Leuchtelement 52 an der Basis 51 angeordnet. Dabei sind die Photodetektoren 68 und 69 längs der optischen Achse des Objektivs 14 bzw. in Richtung des Pfeils D 1 angeordnet, während die Photodetektoren 70 und 71 in Richtung des Pfeils D 2 angeordnet sind. Außerdem sind die Photodetektoren 68 und 69 mit einem Differentialverstärker 66 zum Er­ zeugen von Fokussier-Überwachungssignalen verbunden, während die Photodetektoren 70 und 71 mit einem Nach­ führüberwachungssignale erzeugenden Differentialver­ stärker 67 verbunden sind.

Mit der Koppleranordnung 45 gemäß Fig. 10 können Fokussierzustand und Spurnachführung ebenfalls ge­ nau erfaßt werden.

Abwandlungen der Anordnungen der Abschirm- oder Abschat­ tungsplatte 56 sind beispielsweise in den Fig. 11A bis 11C dargestellt. Dabei sind den Teilen von Fig. 1 bis 9 entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet.

Wenn bei den beschriebenen Ausführungsformen die Inten­ sität der vom Leuchtelement, speziell von einer Leucht­ diode 52 emittierten Lichtstrahlen nicht ausreichend ist, können gemäß Fig. 11C zwei oder mehr lichtemittierende Elemente bzw. Leuchtelemente 52 A und 52 B an der Basis 51 angeordnet sein. Bei der Koppleranordnung 45 gemäß Fig. 11C sind die Leuchtelemente 52 A und 52 B vorzugsweise in Reihe geschaltet, um den den Leuchtelementen 52 A und 52 B zuzu­ führenden Strom zu verringern und eine ausreichende Leuchtintensität zu erzielen. Bei der Anordnung nach Fig. 11C sind die Leuchtelemente 52 A und 52 B gemäß Fig. 11D auf an der Basis 51 vorgesehenen Leitermustern 82 bzw. 84 montiert. Die jeweiligen Kathoden der Leuchtelemente 52 A und 52 B sind mit ihren entsprechenden Leitermustern 82 bzw. 84 verbunden, während ihre Anoden über Verbin­ dungsdrähte 88 bzw. 90 mit Leitermustern 82 bzw. 86 verbunden sind. Die Leuchtelemente 52 A und 52 B sind auf diese Weise in Reihe geschaltet. Die Koppleranordnung mit den in Reihe geschalteten Leuchtelementen 52 A und 52 B ist nicht auf die Ausgestaltung gemäß Fig. 11C oder 11D beschränkt, sondern kann in der Weise abgewandelt werden, daß die Leuchtelemente 52 A und 52 B gemäß Fig. 11E schichtartig übereinander gestapelt sind.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Koppler­ anordnung gemäß Fig. 4 dazu benutzt werden, eine Ab­ weichung des Objektivs 14 längs der Richtung D 2 fest­ zustellen, um das Objektiv 14 auf die vorgesehene Auf­ zeichnungs-Spur (tracking guide) zu richten. Bei der Koppleranordnung sind das Leuchtelement 52 und die Photodetektoren 53, 54 längs der Richtung D 2 ange­ ordnet, so daß der Differentialverstärker 58 nur das Nachführüberwachungssignal und nicht das Fokussier­ Überwachungssignal liefert.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das mit einem durch das Objektiv übertragenen Lichtstrahl arbeitende Fokussier- und Nachführdetektorsystem sicher den Photodetektor für Fokussier- und Nach­ führerfassung oder -bestimmung an der Erzeugung von Fehlersignalen hindern, die zu einer Bewegung des Objektivs in einer unerwarteten Richtung führen können,wenn die optische Platte Kratzer oder Staub aufweist oder aus irgendeinem Grund schwingt. Da hierbei Fokussier- und Nachführzustand (focus and track) mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kön­ nen, läßt sich das Objektiv sicher und schnell in einer vorbestimmten Stellung positionieren.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Bestimmen der Stellung eines Objek­ tivs, das bewegbar aufgehängt und längs (einer) vor­ bestimmten Richtung(en) bewegbar ist, gekennzeichnet durch
einen mit dem Objektiv (14) mitbewegbaren Spiegel (44),
eine dem Spiegel (44) gegenüberstehende feste Basis (51),
an der Basis (51) befestigte, dem Spiegel (44) zu­ gewandte lichtemittierende Mittel (52; 52 A, 52 B), welche Lichtstrahlen zum Spiegel (44) emittieren, sowie
erste und zweite Photodetektoren (53, 54, 53 A, 53 B, 54 A, 54 B, 68, 69, 70, 71) zum Erfassen oder Abgrei­ fen der vom Spiegel (44) reflektierten Lichtstrah­ len und Umwandeln derselben in elektrische Signale, wobei die Photodetektoren (53, 54, 53 A, 53 B, 54 A, 54 B, 68, 69, 70, 71) längs der vorbestimmten Rich­ tung(en) (D 1, D 2) angeordnet und an der Basis (51) befestigt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit den ersten und zweiten Photodetektoren (53, 54, 53 A, 53 B, 54 A, 54 B, 68, 69, 70, 71) ver­ bundenen ersten Differentialverstärker (58, 66, 67) zum Erzeugen eines ersten Überwachungssignals ent­ sprechend der Differenz zwischen den von ersten und zweiten Photodetektoren (53, 54, 53 A, 53 B, 54 A, 54 B, 68, 69, 70, 71) gelieferten elektrischen Signalen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine die lichtemittierenden Mittel (52, 52 A, 52 B) und die Photodetektoren (53, 54, 53 A, 53 B, 54 A, 54 B, 68, 69, 70, 71) auf der Basis (51) abdeckende durch­ sichtige Abdeckeinheit (57).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zwischen den lichtemittierenden Mitteln (52, 52 A, 52 B) und dem Spiegel (44) angeordnetes Sammel(linsen)­ element (61) zum Konvergieren der von den licht­ emittierenden Mitteln (52, 52 A, 52 B) emittierten Lichtstrahlen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zwischen den Photodetektoren (53, 54, 53 A, 53 B, 54 A, 54 B, 68, 69, 70, 71) und den lichtemittierenden Mitteln (52, 52 A, 52 B) angeordnete Abschattungs- bzw. Abschirmeinheit (55, 56), um die von den lichtemittieren­ den Mitteln (52, 52 A, 52 B) emittierten Lichtstrahlen daran zu hindern, die Photodetektoren (53, 54, 53 A, 53 B, 54 A, 54 B, 68, 69, 70, 71) unmittelbar zu erreichen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv (14) eine optische Achse (D 1) auf­ weist und längs der vorbestimmten Richtung (D 2) prak­ tisch senkrecht zur optischen Achse (D 1) bewegbar ist und daß die ersten und zweiten Photodetektoren (53, 54, 53 A, 53 B, 54 A, 54 B, 68, 69, 70, 71) längs der vorbe­ stimmten Richtung(en) (D 1, D 2) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv (14) eine längs der (einen) vorbe­ stimmten Richtung (D 2) verlaufende optische Achse (D 2) aufweist und längs der optischen Achse beweg­ bar oder verschiebbar ist und daß die ersten und zweiten Photodetektoren (53, 54, 53 A, 53 B, 54 A, 54 B, 68, 69, 70, 71) längs der optischen Achse (D 2) ange­ ordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch dritte und vierte Photodetektoren (68, 69, 70, 71) zum Erfassen oder Abgreifen der vom Spiegel (44) re­ flektierten Lichtstrahlen und Umwandeln derselben in elektrische Signale, wobei die dritten und vierten Photodetektoren (68-71) in der vorbestimmten Rich­ tung (D 2) praktisch senkrecht zur optischen Achse (D 1) und praktisch symmetrisch in bezug auf die licht­ emittierenden Mittel angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine zwischen den Photodetektoren (68-71) und den lichtemittierenden Mitteln (52, 52 A, 52 B) angeord­ nete Abschattungs- oder Abschirmeinheit (55, 56), um die von den lichtemittierenden Mitteln (52, 52 A, 52 B) emittierten Lichtstrahlen daran zu hindern, die Photodetektoren (68-71) unmittelbar zu er­ reichen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen mit den dritten und vierten Photodetektoren (68-71) verbundenen zweiten Differentialverstär­ ker (66, 67) zur Erzeugung eines zweiten Über­ wachungssignals entsprechend der Differenz zwi­ schen den von den dritten und vierten Photodetek­ toren (68-71) gelieferten elektrischen Signalen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch dritte und vierte Photodetektoren (53 A, 53 B, 54 A, 54 B) zum Erfassen oder Abgreifen der vom Spiegel (44) re­ flektierten Lichtstrahlen und Umwandeln derselben in elektrische Signale, wobei die dritten und vierten Photodetektoren (53 A, 53 B, 54 A, 54 B) längs der opti­ schen Achse (D 1), die ersten und dritten Photodetek­ toren (53 A, 53 B, 54 A, 54 B) in der bestimmten Richtung (D 2) praktisch senkrecht zur optischen Achse (D 1) und die zweiten und vierten Photodetektoren (53 A, 53 B, 54 A, 54 B) ebenfalls in der bestimmten Richtung (D 2) praktisch senkrecht zur optischen Achse (D 1) angeord­ net sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine zwischen den Photodetektoren (53 A, 53 B, 54 A, 54 B) und den lichtemittierenden Mitteln (52, 52 A, 52 B) angeordnete Abschattungs- oder Abschirmeinheit (55, 56), um die von den lichtemittierenden Mitteln (52, 52 A, 52 B) emittierten Lichtstrahlen daran zu hindern, die Photo­ detektoren (53, 54, 53 A, 53 B, 54 A, 54 B) unmittelbar zu erreichen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine erste Addierstufe (62) zum Addieren der elek­ trischen Signale von den ersten und dritten Photo­ detektoren (53 A, 53 B) zwecks Erzeugung eines ersten Summensignals, eine zweite Addierstufe (63) zum Addieren der elektrischen Signale von den zweiten und vierten Photodetektoren (54 A, 54 B) zwecks Er­ zeugung eines zweiten Summensignals, einen mit erster und zweiter Addierstufe (62, 63) verbundenen ersten Differentialverstärker (66) zum Erzeugen eines ersten Überwachungssignals entsprechend der Differenz zwi­ schen erstem und zweitem Summensignal, eine dritte Addierstufe (65) zum Addieren der elektrischen Signale von erstem und zweitem Photodetektor (53 A, 54 A) zwecks Erzeugung eines dritten Summensignals, eine vierte Addierstufe (64) zum Addieren der elektrischen Signale von drittem und viertem Photodetektor (54 A, 54 B) zwecks Erzeugung eines vierten Summensignals und einen mit dritter und vierter Addierstufe (65, 64) verbundenen zweiten Differentialverstärker zum Erzeugen eines zweiten Überwachungssignals entsprechend der Differenz zwischen drittem und viertem Summensignal.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierenden Mittel (52, 52 A, 52 B) zwei (miteinander) in Reihe geschaltete Leuchtdioden (52 A, 52 B) umfassen.