DE3837067C3 - Antriebsvorrichtung zum Verstellen eines optischen Kopfes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum Verstellen eines optischen Kopfes längs einer radial zu einer optischen Platte verlaufenden Bewegungsbahn, umfassend eine Führungseinrichtung mit ersten und zweiten Führungsstangen, die parallel zueinander und zu einer zur optischen Platte radial verlaufenden Rich­ tung angeordnet sind, und mit ersten und zweiten La­ germitteln, die mit der ersten bzw. zweiten Führungs­ stange so zusammenwirken, daß der optische Kopf längs dieser Führungsstangen verschiebbar ist, und fer­ ner umfassend eine Antriebseinrichtung zum Verstellen der Lagermittel zusammen mit dem optischen Kopf längs der Führungsstangen, wobei der optische Kopf zwischen den Lagermitteln auf einer Trägereinrichtung in einer senkrechten Ebene angeordnet ist, die etwa in der Mitte zwischen den ersten und zweiten Führungs­ stangen liegt.

Eine Antriebsvorrichtung dieser Art ist aus der Druckschrift EP 02 12 697 A1 bekannt.

Aus der Druckschrift DE 37 06 966 A1 ist eine Füh­ rung für ein Objektiv bekannt bei welcher zwischen Aufhängungen gespannte Führungsdrähte vorgesehen sind, die parallel zueinander verlaufen. Dabei befindet sich der Schwerpunkt des Objektivs im wesentlichen in der Mitte zwischen den beiden Führungsdrähten.

Schließlich ist aus der Druckschrift DE 35 21 515 A1 eine Antriebsvorrichtung für eine optische Linse in ei­ ner optischen Informationsspeicher- und/oder -wieder­ gabevorrichtung bekannt, bei welcher zwei parallele Führungsstangen vorgesehen sind, auf denen eine Trä­ gereinrichtung für die Linse mittels zweier Lagerbuch­ sen verstellbar ist, von denen eine langgestreckt ist. Die Antriebsvorrichtung zum Verstellen der Trägereinrich­ tung für die Linse ist seitlich von der Trägereinrichtung angeordnet und greift daher an einer Seite der Träger­ einrichtung an.

Abgesehen davon ist eine Informationsverarbei­ tungseinheit, die mit einer optischen Platte arbeitet, bei­ spielsweise aus der US-Patentschrift 45 13 406 bekannt Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine An­ triebsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaf­ fen, die einerseits einen einfachen und teilesparenden Aufbau aufweist, trotzdem aber stabil ist und die Vor­ stellung des optischen Kopfes mit hoher Präzision er­ möglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merk­ malen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Diese Antriebsvorrichtung weist insbesondere den Vorteil auf, daß das Auftreten größerer Torsions- und Abriebkräfte zwischen den Lagern und den Führungs­ stangen vermieden wird und ein vibrationsfreier An­ trieb möglich ist. Die Vorrichtung ist auch einfach ju­ stierbar. Sie behält auch nach längerem Einsatz ihre Präzision und weist somit eine lange Lebensdauer auf.

Eine Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem Patentanspruch 2.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Informa­ tionsverarbeitungseinheit mit einer Antriebsvorrich­ tung für einen optischen Kopf;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Antriebsvor­ richtung für den optischen Kopf;

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Frontansicht einer Grundplatte für den optischen Kopf; und

Fig. 5 eine Schnittansicht längs der Linie V-V von Fig. 4.

In Fig. 1 ist eine Informationsverarbeitungseinheit und eine Informationsspeicherkassette (im folgenden als Kassette bezeichnet) dargestellt.

Die dargestellte Informationsverarbeitungseinheit 1 weist am oberen Teil der Vorderseite eine Öffnung 2 auf, in die eine Kassette 5 eingesetzt und aus der Infor­ mationsverarbeitungseinheit 1 herausgenommen wer­ den kann. In der Informationsverarbeitungseinheit 1 ist ein Antriebsmechanismus 3, der einen Informationsver­ arbeitungsmechanismus darstellt, ein Lademechanismus 4 zur Aufnahme und zum Einführen eines Mediums und Steuereinrichtungen (nicht dargestellt) zum Antrieb der oben erwähnten Mechanismen angeordnet.

In der Kassette 5 ist eine optische Platte 6 angeord­ net die das Informationsspeichermedium darstellt. Die optische Platte 6 wird so, wie sie in der Kassette 5 ange­ ordnet ist, in die Informationsverarbeitungseinheit 1 eingesetzt und durch den Lademechanismus automa­ tisch in horizontaler Stellung zu einer vorbestimmten Position gebracht. Zu diesem Zeitpunkt werden die Ge­ häuse 5a und 5b der Kassette 5 geöffnet, um einen mitt­ leren drehbaren Abschnitt der optischen Platte 6 freizu­ legen. Darauf wird die Kassette 5 orthogonal zur Ein­ setzrichtung verschoben, d. h. in einer ebenen Richtung, so daß die optische Platte 6 am Plattenteller (nicht dar­ gestellt) des Antriebs 3 befestigt wird.

Der Antrieb 3 weist zusätzlich zu einem Antrieb für die Platte den oben erwähnten Plattenteller und eine Antriebsvorrichtung 10 für einen optischen Kopf auf (siehe Fig. 2). Die Antriebsvorrichtung 10 für den opti­ schen Kopf bewegt einen optischen Kopf 8 (siehe Fig. 2) längs des Radius der optischen Platte 6, um den opti­ schen Kopf 8 an einer vorbestimmten Position gegen­ über der Platte anzuordnen, d. h. an einer vorbestimmten Aufnahmespur, die auf einem Aufnahmefilm ausgebildet ist mit dem die optische Platte 6 beschichtet ist. An dieser Position führt der optische Kopf 8 die Informa­ tionsverarbeitung, wie z. B. das Informationsschreiben und -lesen, in bezug auf den Aufnahmefilm durch.

Die Antriebsvorrichtung 10 für den optischen Kopf 8 wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 5 beschrieben.

Die Antriebsvorrichtung 10 für den optischen Kopf umfaßt im wesentlichen den optischen Kopf 8, der sich längs des Radius der optischen Platte 6 mittels einer Führungseinrichtung 7 vor- und zurückbewegt einen Linearmotor 14, der eine Bewegungseinrichtung für den optischen Kopf darstellt, um den optischen Kopf 8 zu bewegen und den optischen Kopf 8 an einer vorbe­ stimmten Position am Aufnahmefilm der optischen Plat­ te 6 anzuordnen, und eine Positionserfassungseinrich­ tung 18 zur Erfassung einer Position des optischen Kop­ fes 8, zu der er mittels des Linearmotors 14 bewegt werden soll.

Der optische Kopf 8 ist in eine Grundplatte 9 für den optischen Kopf eingepaßt. An der Grundplatte 9 für den optischen Kopf sind zwei ölenthaltende Lager 11, die jeweils eine Lagerfläche mit kreisförmigem Querschnitt aufweisen (im folgenden als kreisförmige Lager 11 be­ zeichnet) und ein ölenthaltendes Lager 12 angeordnet, das eine Lagerfläche mit elliptischem Querschnitt hat (im folgenden als elliptisches Lager 12 bezeichnet). Die kreisförmigen Lager 11 sind auf einer Seite des Schwer­ punkts G der Grundplatte 9 für den optischen Kopf und des optischen Kopfes 8 angeordnet, während das ellipti­ sche Lager 12 auf der anderen Seite des Schwerpunkts G angeordnet ist.

An einer Grundplatte 19 sind Halteeinrichtungen 21 angeordnet. Die Halteeinrichtungen 21 sind voneinan­ der beabstandet und an beiden Enden in Bewegungs­ richtung des optischen Kopfes 8 entsprechend befestigt. Zwischen den Halteeinrichtungen 21 erstrecken sich er­ ste und zweite Führungsstangen 13a und 13b. Beide Enden der ersten und zweiten Führungsstangen 13a und 13b sind in L-förmigen Nuten 22 an den oberen Enden der Halteeinrichtungen 21 eingesetzt und mittels Blatt­ federn 23 nach unten gedrückt, wobei die Blattfedern an die Halteeinrichtungen 21 angeschraubt sind.

Die erste Führungsstange 13a erstreckt sich durch die zwei kreisförmigen Lager 11, und die zweite Führungs­ stange 13b erstreckt sich durch das elliptische Lager 12. Die Lager 11 und 12 und die erste und zweite Führungs­ stange 13a und 13b bilden die Führungseinrichtung 7. Der optische Kopf 8 an der Grundplatte 9 wird an drei Punkten mittels der Lager 11, 11 und 12 gelagert und ist längs der ersten und zweiten Führungsstange 13a und 13b vor- und zurückbewegbar.

Der Linearmotor 14 weist einen Spulenkörper 16 auf, um den eine Antriebsspule 15 gewickelt ist. Der Spulen­ körper 16 ist ein bewegbarer Abschnitt des Linearmo­ tors 14. Ein oberer Abschnitt des Spulenkörpers 16 ist mit einem Armteil 17 verbunden. Das Armteil 17 ist mit einer unteren Fläche der Grundplatte 9 des optischen Kopfes 8 so verbunden, daß die Mitte des Spulenkör­ pers 16 gerade unter oder ein wenig außerhalb der er­ sten Führungsstange 13a angeordnet ist.

Wenn ein Strom durch die Antriebsspule 15 fließt, wird der optische Kopf 8 mittels des Linearmotors 14 angetrieben, so daß er sich in Richtung des Pfeils X in Fig. 1, d. h. längs des Radius der optischen Platte 6, be­ wegt.

Die Positionserfassungseinrichtung 18 umfaßt einen zusammengesetzten Photounterbrecher 24, der in das Armteil 17 des Linearmotors 14 eingesetzt ist und der mehrere Photounterbrecher beinhaltet, wobei ein Skal­ enteil 25 im Bewegungsweg des zusammengesetzten Photounterbrechers 24 angeordnet ist, der mehrere Schlitze aufweist.

Bei der Antriebsvorrichtung 10 für den optischen Kopf 8 mit dem oben beschriebenen Aufbau ist der Schwerpunkt G des optischen Kopfes 8, ausschließlich des Spulenköpers 6 des Linearmotors 14, nahezu in der Mitte zwischen der ersten und zweiten Führungsstange 13a und 13b angeordnet, so daß jedes der drei Lager 11 11 und 12 ein Drittel des Gewichtes des optischen Kop­ fes 8 trägt. Das Antriebssystem vibriert somit nicht, und es bewirkt einen stabilen Antrieb.

Jedes der kreisförmigen Lager 11 liegt in ebener Be­ rührung an der ersten Führungsstange 13a mittels sei­ ner Lagerfläche mit kreisförmigem Querschnitt an. Die erlaubte Belastung jedes kreisförmigen Lagers 11 ist somit größer. Andererseits erreicht das elliptische La­ ger 12 in bezug auf die zweite Führungsstange 13b durch seine Lagerfläche mit elliptischem Querschnitt eine lineare Berührung. Die erlaubte Belastung des el­ liptischen Lagers 12 ist somit gering. Der Mittelpunkt des Spulenkörpers 16 ist im wesentlichen unter der er­ sten Führungsstange 13a angeordnet, die mittels der zwei kreisförmigen Lager 11 gelagert ist, so daß das Gewicht des Spulenkörpers 16 im wesentlichen durch die kreisförmigen Lager 11 aufgenommen wird, von de­ nen jedes eine große erlaubte Belastung hat. Das ellipti­ sche Lager 12, dessen erlaubte Belastung gering ist, wird somit nicht der großen Belastung unterworfen, so daß seine Lebensdauer vergrößert werden kann.

Wie oben ausgeführt, ist der Mittelpunkt des Spulen­ körpers 16, der den bewegbaren Teil des Linearmotors 14 darstellt, im wesentlichen unter der ersten Führungs­ stange 13a angeordnet, so daß ein Druckpunkt des Spu­ lenkörpers 16 sich in der Nähe des Schwerpunkts des optischen Kopfes 8 befindet. Hierdurch ist ein am Druckpunkt und am Schwerpunkt erzeugtes Kräftepaar gering, so daß keine übermäßigen Torsions- oder Ab­ riebskräfte zwischen den kreisförmigen Lagern 11 und der ersten Führungsstange 13a erzeugt werden. Ent­ sprechend ist der Abrieb der Lager usw. nicht übermä­ ßig, so daß die Lebensdauer verlängert wird und man einen guten Betrieb der Antriebsvorrichtung über eine lange Zeit erreicht.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß mit der vor­ liegenden Erfindung eine Antriebsvorrichtung für einen optischen Kopf geschaffen wird, bei der ein optischer Kopf so verbunden ist, daß ein Schwerpunkt der Bewe­ gungsvorrichtung für den optischen Kopf im wesentli­ chen unter der ersten Führungsstange angeordnet ist Ein Druckpunkt der Bewegungseinrichtung für den op­ tischen Kopf ist in der Nähe des Schwerpunkts des opti­ schen Kopfes angeordnet, so daß ein am Druckpunkt und dem Schwerpunkt des optischen Kopfes erzeugtes Kräftepaar in seinem Betrag vermindert wird. Hier­ durch werden zwischen den Lagern und der Führungs­ stange keine Torsions- und Abriebskräfte erzeugt, so daß der Abrieb der Lager zur Verlängerung ihrer Lebens­ dauer vermindert wird. Die auf die kreisförmigen Lager und das elliptische Lager einwirkenden Belastungen sind miteinander ausgeglichen, so daß ebenfalls ein Vi­ brieren des Systems verhindert wird, wodurch man im­ mer einen stabilen Antrieb erreicht.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform begrenzt sondern es sind Abänderun­ gen und Veränderungen möglich, die dem Fachmann geläufig sind, ohne sich aus dem Schutzumfang heraus­ zubewegen.

Claims (1)

1. Antriebsvorrichtung zum Verstellen eines optischen Kopfes (8) längs einer radial zu einer optischen Platte (6) verlaufenden Bewegungsbahn, umfassend

   • (a) eine Führungseinrichtung mit
     • - ersten und zweiten Führungsstangen (13a, 13b) die parallel zueinander und zu einer zur optischen Platte radial verlaufenden Richtung angeordnet sind, und
     • - ersten und zweiten Lagermitteln (11, 12), die mit der ersten bzw. zweiten Führungsstange (13a, 13b) so zusammenwirken, daß der optische Kopf (8) längs dieser Führungsstangen verschiebbar ist, und
   • (b) eine Antriebseinrichtung (14) zum Verstellen der Lagermittel (11, 12) zusammen mit dem optischen Kopf (8) längs der Führungsstangen (13a, 13b),
   • (c) wobei der optische Kopf (8) zwischen den Lagermitteln (11, 12) auf einer Trägereinrichtung (9) in einer senkrechten Ebene angeordnet ist, die etwa in der Mitte zwischen den ersten und zweiten Führungsstangen (13a, 13b) liegt, und
   • (d) wobei die ersten Lagermittel (11) zwei Lager umfassen, die in gegenseitigem Abstand angeordnet sind und beide mit der ersten Führungsstange (13a) zusammenwirken, und die zweiten Lagermittel (12) durch ein einzelnes Lager gebildet sind, das mit der zweiten Führungsstange (13b) zusammenwirkt, so daß die Trägereinrichtung (9) zusammen mit dem optischen Kopf (8) durch diese Lager an drei Punkten gelagert ist,
     dadurch gekennzeichnet, daß
   • (e) der optische Kopf (8) auf der Trägereinrichtung (9) so angeordnet ist, daß sein Schwerpunkt etwa eine Mittellage zwischen den ersten und zweiten Führungsstangen (13a, 13b) einnimmt und jedes der drei Lager der Lagermittel (11, 12) jeweils ein Drittel des Gewichtes des optischen Kopfes (8) trägt,
   • (f) die beiden Lager der ersten Lagermittel (11) im wesentlichen kreisförmig sind und das Lager der zweiten Lagermittel (12) im wesentlichen elliptisch ist und
   • (g) die Antriebseinrichtung (14) an der Trägereinrichtung (9) hängend derart angeordnet ist, daß ihr Schwerpunkt unter der ersten Führungsstange (13a) liegt.