DE3828145A1

DE3828145A1 - Apparatus for optical writing/reading to and from optical storage media

Info

Publication number: DE3828145A1
Application number: DE19883828145
Authority: DE
Inventors: Jan Heinrich Dr Crasemann; Heinrich Dr Heitmann
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1988-08-19
Filing date: 1988-08-19
Publication date: 1990-02-22

Abstract

The invention relates to an apparatus for optically writing/reading to and from optical storage media, in particular for storage disks (1) which are digitally coded and read out in rotation, having a pick-up arm (3), which is mounted outside the storage disk (1) and bears at its free end (10) a read-out head (21), which reflects a light beam (23) from a light source (24), arranged in the mounting region of the pick-up arm (3), to the storage disk (1) and back. Piezoelectric means (17, 18) are provided for directing the light beam (23) onto the location to be read out of the storage disk (3). The pick-up arm (3), of a lightweight design, bears at its free end (10) a tube extension (20) with the pick-up head (21) at its front free end. The connection between pick-up arm (3) and tube extension (20) comprises rigid, strip-shaped connections (19, 19a), acting on the tube circumference, and further piezoelectric readjusting elements (17, 18), acting on other locations of the tube circumference (28). The pick-up head (21) is provided only with a deflecting mirror (25). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum optischen Einschreiben/Auslesen von optischen Speicher medien, insbesondere für Speicherplatten, die im Umlauf digital codiert und ausgelesen werden, mit einem Abtast arm, der außerhalb der Speicherplatte gelagert ist und der an seinem freien Ende einen Auslesekopf trägt, der einen Lichtstrahl von einer im Lagerbereich des Abtastarmes angeordneten Lichtquelle zur Speicherplatte und zurück reflektiert, wobei piezoelektrische Mittel zur Lenkung des Lichtstrahles auf die auszulesende Stelle der Speicher platte vorgesehen sind.The invention relates to a device for optical writing / reading of optical memory media, especially for storage disks that are in circulation be digitally encoded and read out with one scan poor, which is stored outside the storage disc and the at its free end carries a read head that one Light beam from one in the storage area of the scanning arm arranged light source to the disk and back reflected, piezoelectric means for steering the Beam of light on the location of the memory to be read plate are provided.

Eine derartige Vorrichtung ist bekannt aus der EP-Patent anmeldung 1 88 276. Eine digital codierte umlaufende Speicherplatte wird bei dieser Vorrichtung mit Hilfe eines Lichtstrahles ausgelesen. Der Lichtstrahl wird von einer Lichtquelle kommend in die Drehachse eines Abtastarmes eingeblendet und dort zu einem am freien Ende des Abtast armes angeordneten Auslesekopf gebrochen. Zweck dieser Vorrichtung ist es, das Gewicht und die Größe des Abtast armes so zu gestalten, daß mit hoher Geschwindigkeit und Fokusanpassung gearbeitet werden kann. Der Abtastarm besteht dabei aus einem Rohr, durch das der Lichtstrahl hindurch geleitet wird. Ein solches Rohr ist mit relativ viel Masse behaftet, und die im Abtastkopf vorgesehene Fokussiervorrichtung, die üblicherweise aus einem Magneten und einer Spulenanordnung besteht, hat ebenfalls eine relativ große Masse.Such a device is known from the EP patent registration 1 88 276. A digitally encoded rotating Storage disk is in this device using a Light beam read out. The light beam is from one Light source coming into the axis of rotation of a scanning arm faded in and there to one at the free end of the scan poor arranged read head broken. Purpose of this Device is to measure the weight and size of the poor to design so that at high speed and Focus adjustment can be worked. The scanning arm consists of a tube through which the light beam is passed through. Such a pipe is relative has a lot of mass, and that provided in the scanning head Focusing device, usually made of a magnet and a coil arrangement also has one relatively large mass.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die zu bewegenden Massen weiter reduziert sind zur Verringerung des Trägheitsmomentes und damit zur Beschleunigung der Zugriffs- und Nachregelzeiten.It is an object of the invention to provide a device to create the kind mentioned at the beginning, in which the to moving masses are further reduced to decrease of the moment of inertia and thus to accelerate the Access and readjustment times.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der in Leichtbauweise ausgebildete Abtastarm an seinem freien Ende eine Rohrverlängerung mit dem Abtastkopf an dessen vorderen freien Ende trägt, wobei die Verbindung zwischen Abtastarm und Rohrverlängerung aus am Rohrumfang angreifenden starren, streifenförmigen Verbindungen und weiteren, an anderen Stellen des Rohrumfanges angreifen den, piezoelektrischen Nachstellelementen besteht, und daß der Abtastkopf nur mit einem Umlenkspiegel versehen ist.The object is achieved according to the invention in that that the scanning arm designed in lightweight construction on his free end of a pipe extension with the scanning head carries its front free end, the connection between scanning arm and pipe extension on the pipe circumference attacking rigid, striped connections and attack another part of the pipe circumference the, piezoelectric adjusting elements, and that the scanning head is only provided with a deflecting mirror.

Wenn der in Leichtbauweise ausgeführte Abtastarm nur an seinem vorderen Ende eine Rohrverlängerung trägt, die als Abtastkopf nur mit einem Umlenkspiegel versehen ist und ein Teil der Verlängerungsträger bereits die Stellelemente sind, dann ist die Masse des gesamten Abtastarmes auf Minimum zurückgeführt. Dies hat zur Folge, daß Armbewegungen und Spur sowie Fokusnachstellungen in sehr kurzen Zeiten möglich sind.If the lightweight arm is only on at its front end carries a pipe extension, which as Readhead is only provided with a deflecting mirror and some of the extension beams already have the control elements then the mass of the entire scanning arm is up Minimum returned. This has the consequence that Arm movements and track as well as focus adjustments in a lot short times are possible.

Eine Leichtbauweise des Abtastarmes kann auf verschiedene Weise möglich sein. So ist es möglich, einen rohrförmigen Abtastarm durch eine Lochung von Gewicht leichter zu machen. Besonders leicht wird aber ein Abtastarm, wenn nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, daß wenigstens ein piezoelektrisches Nachstell element, das der Spurnachfolge dient, etwa im Bereich einer horizontalen Rohrmittelebene am Rohr angreift, wenn sich die starre Verbindung im Bereich einer vertikalen Rohrmittelebene befindet. Weiterhin ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß wenigstens ein piezoelektrisches Nachstellelement, das der Fokusnachstellung dient, im Bereich einer vertikalen Rohrmittelebene der starren Verbindung gegenüber angreift. Die Nachstell-Piezoelemente haben also sowohl eine Tragfunktion als auch eine Nach stellfunktion. Mit dieser Vorrichtung sind Zustellzeiten bis hinab zu ca. 14 msec denkbar.A lightweight design of the scanning arm can be different Way possible. So it is possible to have a tubular one Scanning arm easier through a perforation of weight do. However, a scanning arm is particularly light, if provided according to a further embodiment of the invention is that at least one piezoelectric adjustment element that serves to track the track, for example in the area engages a horizontal pipe center plane on the pipe if the rigid connection in the area of a vertical Pipe center level is located. Furthermore, is more advantageous Way provided that at least one piezoelectric Adjustment element, which serves the focus adjustment, in the Area of a vertical pipe median plane of the rigid Connection attacks. The adjustment piezo elements thus have both a supporting function and an after actuating function. With this device there are delivery times down to about 14 msec.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum optischen Einschreiben/Auslesen von optischen Speichermedien mit einem Abtastarm in Leichtbauweise und einer piezoelektri schen Nachstellvorrichtung am vorderen Ende des Abtast armes, Fig. 1 is a plan view of an apparatus for optical writing / reading of optical storage media having a scanning arm in lightweight construction and a piezoelectric rule adjusting at the front end of the scanning arm,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Seitenansicht, Fig. 2 shows the device according to Fig. 1 in side view,

Fig. 3 das vordere Ende des Abtastarmes mit dem Übergang zwischen Abtastarm und der Rohrverlängerung, die die Fokussiervorrichtung trägt, vergrößert und teilweise geschnitten in Seitenansicht. Fig. 3 shows the front end of the scanning arm with the transition between the scanning arm and the tube extension that carries the focusing device, enlarged and partially cut in side view.

Außerhalb einer digitalen Speicherplatte, beispielsweise einer Compact-Disk-Platte 1, ist ein Abtastarm 3 um eine Achse 5 drehbar gelagert. Der Abtastarm ist schwenkbar mittels eines Schwenkmotors 7, dessen Welle 8 den Abtast arm 3 trägt.Outside a digital storage disk, for example a compact disk disk 1 , a scanning arm 3 is rotatably mounted about an axis 5 . The scanning arm can be pivoted by means of a swivel motor 7 , the shaft 8 of which carries the scanning arm 3 .

Der Abtastarm 3 ist in Leichtbauweise gefertigt und besteht aus einem Gittergerüst 9 mit zum vorderen Ende 10 zusammenlaufenden Tragstreben 11, die über Querstreben 12, 13, 14 in ihrer gegenseitigen Lage stabilisiert sind. Die Tragstreben 11 sind am Abstützende 15 an einer von der Welle 8 getragenen Stützscheibe 16 befestigt.The scanning arm 3 is of lightweight construction and consists of a lattice structure 9 with support struts 11 converging towards the front end 10 , which are stabilized in their mutual position via cross struts 12 , 13 , 14 . The support struts 11 are fastened at the support end 15 to a support disk 16 carried by the shaft 8 .

Am vorderen Ende 10 sind zwei stegförmige piezoelektrische Nachstellelemente 17, 18 und wenigstens eine starre Verbindung 19 vorgesehen, die alle auf Abstand vom Ende 10 eine Rohrverlängerung 20 tragen. Das vorderste freie Ende der Rohrverlängerung 20 trägt einen Abtastkopf 21.At the front end 10 , two web-shaped piezoelectric adjusting elements 17 , 18 and at least one rigid connection 19 are provided, all of which carry a pipe extension 20 at a distance from the end 10 . The foremost free end of the tube extension 20 carries a scanning head 21 .

In der Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 zeigt Fig. 2 ein im Bereich der Motordrehachse 5 vorgesehenes Umlenkprisma 22, das auf der Scheibe 16 angeordnet ist. Ein Laserstrahl 23, der zum Einschreiben oder Auslesen von Spuren in der Platte 1 dient, kommt von einer nur angedeuteten Lichtquelle und Auswertvorrichtung 24, wird am Umlenkprisma 22 in Richtung auf die Rohrverlängerung 20 und ein an ihrem vordersten Ende 21 angeordnetes weiteres Umlenkprisma 25 auf die gewünschte Abtaststelle 26 an der Platte 1 geleitet. In Reflexion läuft der Lichtstrahl 23 als Lichtstrahl 23 a wieder zur Auswertvorrichtung 24 zurück. Lichtquelle und Auswertvorrichtung 24 sind nur angedeutet und in ihrem Aufbau nicht näher beschrieben, da die Strahlerzeugung und Auswertung für die Konstruktion der Vorrichtung keine Bedeutung haben.In the side view of the device according to FIG. 1, FIG. 2 shows a deflection prism 22 which is provided in the region of the motor axis of rotation 5 and which is arranged on the disk 16 . A laser beam 23 , which is used to write or read tracks in the plate 1 , comes from an only indicated light source and evaluation device 24 , is on the deflecting prism 22 in the direction of the tube extension 20 and a further deflecting prism 25 arranged at its foremost end 21 on the Desired sampling point 26 passed on the plate 1 . In reflection, the light beam 23 runs back as a light beam 23 a to the evaluation device 24 . The light source and evaluation device 24 are only indicated and their structure is not described in detail, since the beam generation and evaluation are of no importance for the construction of the device.

Der Abtastarm 3 ist, da er aus einem Gittergerüst besteht, von geringem Gewicht, und er hat damit auch nur eine geringe Masse.The scanning arm 3 , since it consists of a lattice structure, is of light weight and therefore has only a small mass.

Fig. 3 zeigt in vergrößerter Darstellung das vordere freie Ende 10 des Abtastarmes 3 mit seiner starren Verbindung 19, die vom Abtastarm 3 zum Rohrumfang 28 der Rohr verlängerung führt. Die Rohrverlängerung 20 ist im Bereich 29 über die starre Streifenverbindung 19 im wesentlichen starr mit dem vorderen Ende 10 des Abtastarmes 3 verbun den. Die starre Streifenverbindung 19 kann aus Leicht metall oder Kunststoff bestehen; sie befindet sich im Bereich einer Vertikal-Ebene 30 an der oben gelegenen Wölbung der Rohrverlängerung 20. An der unten gelegenen Wölbung der Rohrverlängerung 20 im Bereich der Vertikal- Mittelebene 30 ist ein piezoelektrisches Nachstellelement 17 vorgesehen, das streifenförmig ausgebildet ist und sich von dem Abtastarmende 10, an dem es eingespannt ist, zum rückwärtigen Rohrende 28 a der Rohrverlängerung 20 erstreckt und mit diesem verbunden ist. Dieses piezo elektrische Nachstellelement 17 ist in der Lage, die Rohr verlängerung 20 durch ein Zusammenziehen oder Ausdehnen in Längsrichtung in Richtung eines Doppelpfeiles 32 im Bereich des Abtastkopfes 21 mit dem Umlenkprisma 25 zu heben und zu senken, so daß die Fokuslinse 26 gegenüber der Abtaststelle 27 an der Oberfläche 33 der Speicher platte 1 im Fokus genau einstellbar ist. Eine exakte Einstellung ist gegeben, wenn der Laserstrahl 23, der in Fig. 3 mit drei parallelen Lichtstrahlen 34 angegeben ist, im Bereich der Abtaststelle 27 zu einem Brennpunkt fokussiert ist. Das piezoelektrische Nachstellelement 31 dient also der Fokussierung. Das streifenförmige piezo elektrische Nachstellelement 18 befindet sich im Bereich einer Horizontalebene 35 durch die Rohrverlängerung 20; es ist mit seinen axialen Enden am Rohrende 10 und an der Außenwand 28 befestigt; es verbindet damit den Abtastarm 3 mit der Rohrverlängerung 20. Durch ein Zusammenziehen oder Ausdehnen in Längsrichtung infolge des Anlegens einer elektrischen Spannung kann das Nachstellelement 18 den Abtastkopf 21 in Richtung eines Doppelpfeiles 36 verschwenken. Diese Verschwenkung führt zu einer raschen Spurfolge-Nachstellung bzw. Korrektur in Spurrichtung. Fig. 3 shows an enlarged view of the front free end 10 of the scanning arm 3 with its rigid connection 19 , which leads from the scanning arm 3 to the tube circumference 28 of the tube extension. The pipe extension 20 is in the region 29 via the rigid strip connection 19 substantially rigidly connected to the front end 10 of the scanning arm 3 . The rigid strip connection 19 can consist of light metal or plastic; it is located in the area of a vertical plane 30 on the upper curvature of the pipe extension 20 . At the bottom curvature of the tube extension 20 in the area of the vertical center plane 30 , a piezoelectric adjusting element 17 is provided, which is strip-shaped and extends from the scanning arm end 10 , on which it is clamped, to the rear tube end 28 a of the tube extension 20 and with this is connected. This piezoelectric adjusting element 17 is able to raise and lower the tube extension 20 by contraction or expansion in the longitudinal direction in the direction of a double arrow 32 in the region of the scanning head 21 with the deflecting prism 25 , so that the focus lens 26 relative to the scanning point 27 on the surface 33 of the memory plate 1 is precisely adjustable in focus. An exact setting is given when the laser beam 23 , which is shown in FIG. 3 with three parallel light beams 34 , is focused in the area of the scanning point 27 to a focal point. The piezoelectric adjusting element 31 is used for focusing. The strip-shaped piezoelectric adjusting element 18 is located in the area of a horizontal plane 35 through the tube extension 20 ; it is attached with its axial ends to the tube end 10 and to the outer wall 28 ; it thus connects the scanning arm 3 to the pipe extension 20 . By contraction or expansion in the longitudinal direction due to the application of an electrical voltage, the adjusting element 18 can pivot the scanning head 21 in the direction of a double arrow 36 . This pivoting leads to a rapid tracking adjustment or correction in the direction of the track.

Die Befestigung der piezoelektrischen Nachstellelemente 17, 18 kann beispielsweise durch Kleben erfolgen. Die Länge der Rohrverlängerung 20 kann beispielsweise auf 50 mm bemessen sein, während der Durchmesser ca. 5 mm betragen kann.The piezoelectric adjustment elements 17 , 18 can be attached, for example, by gluing. The length of the pipe extension 20 can be dimensioned, for example, to 50 mm, while the diameter can be approximately 5 mm.

Claims

1. Device for optical writing / reading of optical storage media, in particular for storage disks ( 1 ) which are digitally encoded and read out in circulation, with a scanning arm ( 3 ) which is mounted outside the storage disk ( 1 ) and which is at its free end ( 10 ) carries a readout head ( 21 ) which reflects a light beam ( 23 ) from a light source ( 24 ) arranged in the bearing area of the scanning arm ( 3 ) to the storage plate ( 1 ) and back, whereby piezoelectric means ( 17 , 18 ) for guiding the light beam are provided (23) to be read instead of the storage plate (3), characterized in that the formed lightweight scanning arm (3) at its front free end (10) has a pipe extension (20) with the scanning head (21) at its carries the free end, the connection between the scanning arm ( 3 ) and the tube extension ( 20 ) from the tube circumferential rigid, strip-shaped connections ( 19 , 19 a ) un d further, at other points of the tube circumference ( 28 ) attacking, piezoelectric adjusting elements ( 17 , 18 ), and that the scanning head ( 21 ) is only provided with a deflecting mirror ( 25 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the scanning arm ( 3 ) is designed as a lattice structure.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that at least one piezoelectric adjusting element ( 18 ), which serves the track succession, approximately in the area of a horizontal tube center plane ( 35 ) on the tube ( 20 ) when the rigid connection ( 19 ) in the area a vertical pipe center plane ( 30 ).

4. Apparatus according to claim 1 or 3, characterized in that at least one piezoelectric adjusting element ( 17 ), which serves the focus adjustment, attacks in the region of a vertical tube center plane ( 30 ) of the rigid connection ( 19 ) opposite.