NL8402829A

NL8402829A - Optical sensor for tracks of video disc recording - has automatic system focussing examination beam spot onto information track

Info

Publication number: NL8402829A
Application number: NL8402829A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1984-09-14
Filing date: 1984-09-14
Publication date: 1985-01-02

Abstract

The optical examination system for a video disc recording has a system to control movement of the objective. The objective movement control enables the objective examination spot to follow possible divergences from the approximate position of the recording track. This is carried out in a direction which is perpendicular to the data track, and is situated in the recording face. Light is supplied to the examination system from a source (15) via a flexible optical cable (16). The light is reflected from the information track (20) to be received by a detector. The output of the detector is fed to a control circuit, which controls the orientation of the detector, to follow the track exactly.

Description

f' i * PHN 8390 A 1 N.V. Philips1 Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Optische aftastinrichting”.f 'i * PHN 8390 A 1 N.V. Philips1 Incandescent light factories in Eindhoven "Optical scanning device".

De uitvinding betreft een optische aftastinrichting geschikt voor het m.b.v. een stralingsbundel, uittredend uit een stralend voorwerp, aftasten van registratiesporen in een registratievlak van een registratiedrager en meer in het bijzonder voor het m.b.v» een 5 laserbundel aftasten van registratiesporen in een reflecterend registratievlak van een roterende plaat, omvattendeï - een gestel, - een objectief met een lenssysteem en een optische as en geschikt voor het concentreren van de stralingsbundel tot een aftastvlekje, ® - een lagering voor het mogelijk maken van bewegingen van het objectief relatief t.o.v» het gestel ten einde met het aftastvlekje incidentele afwijkingen van de registratiesporen van de registratiedrager te kunnen volgen en - electrisch bestuurbare bewegingsraiddelen voor het langs electrische ^ weg bewerkstelligen en besturen van de bewegingen van het objectief .The invention relates to an optical scanning device suitable for using a radiation beam emerging from a radiating object, scanning recording tracks in a recording surface of a record carrier and more particularly for scanning recording tracks in a reflective recording surface of a rotating plate by means of a laser beam, comprising - a frame, - an objective with a lens system and an optical axis and suitable for concentrating the radiation beam into a scanning spot, ® - a bearing for allowing movements of the objective relative to the frame, in order to avoid incidental deviations from the recording tracks of the record carrier with the scanning spot to be able to follow and electrically controllable movement means for effecting and controlling the movements of the objective by electric means.

Een dergelijke optische aftastinrichting, bedoeld voor gebruik in een videoplatenspeler, is bekend. In enkele met elkaar in verband staande artikelen betreffende het Hiilips VLP videoplatensysteem in het tijdschrift "Philips Technical Review", Vol 2° 33, 1973, No. 7, p. 178-193 wordt een aftastinrichting beschreven waarbij de genoemde electrisch bestuurbare bewegingsmiddelen voor het besturen van de focusseerbewagingen een permanent magnetisch circuit omvatten met een van een centrale opening voorziene axiaal gemagnetiseerde permanente magneet met weekij zeren sluitplaten aan de 25 beide axiale uiteinden alsmede een holle cilindrische weekijzeren kern aangebracht in de centrale opening. Een cilindrische coaxiaal om de weekijzeren kern aangebrachte spoelconstructie is vast met het objectief verbonden en is axiaal beweegbaar in een ringvormige luchtspleet rondom de weekijzeren kern. De lagering van het uitsluitend axiaal bewegende objectief vindt plaats met behulp van een aantal bladveren die ieder met hun ene uiteinde met het objectief en met hun andere uiteinde met het gestel zijn verbonden waardoor een beperkte 8402829 PHN 8390 A 2 , » . * bewegingsmogelijkheid van het objectief in axiale richting ontstaat maar bewegingen in radiale richting in hoofdzaak worden belet.Such an optical scanning device, intended for use in a video disc player, is known. In some related articles regarding the Hiilips VLP video disc system in the magazine "Philips Technical Review", Vol 2 ° 33, 1973, No. 7, p. 178-193, a scanner is disclosed wherein said electrically controllable moving means for controlling the focusing movements includes a permanent magnetic circuit having a central apertured axially magnetized permanent magnet with iron striker plates at both axial ends as well as a hollow cylindrical soft iron core arranged in the central opening. A cylindrical coil construction coaxially disposed about the soft iron core is fixedly connected to the objective and is axially movable in an annular air gap around the soft iron core. The bearing of the exclusively axially moving lens is carried out by means of a number of leaf springs, each of which is connected at one end to the objective and at the other end to the frame, so that a limited 8402829 PHN 8390 A 2, ». * the lens can move in axial direction, but movements in radial direction are essentially prevented.

Voor het afspelen van een videoplaat is het noodzakelijk dat middelen aanwezig zijn om met behulp van het zeer kleine door het ® objectief op de plaat geprojecteerde aftastvlekje het registratiespoor voortdurend in axiale en radiale en soms ook in tangentiale richting te volgen. Slingeringen in radiale richting van het spoor treden op ten gevolge van onregelmatigheden in het registratieprocédê en ten gevolge van de axiale en radiale bewegingen die de plaat tijdens zijn rotatie ^ uitvoert. Behalve een lagering voor het focusseren zijn dus ook nog verdere voorzieningen nodig voor het volgen van het spoor van de plaat. Dit kan bijvoorbeeld geschieden/ zoals ook aangegeven in het reeds genoemde tijdschrift/ met behulp van een beweegbaar spiegeltje dat in de stralingsweg van een laserbundel is geplaatst. Bet spiegeltje 15 is bestuurbaar onder invloed van een regelsignaal dat samenhangt met de afwijking van het aftastvlekje ten opzichte van het spoor op de plaat. Dergelijke spiegels kunnen de laserstraal over een kleine hoek doen afwijken zozdat het objectief in staat moet zijn ookk laserstralen te verwerken en te focusseren die niet zuiver volgens de optische as het 20 ojbeetlef binnentreden en bovendien enigszins excentrisch kunnen zijn.In order to play a video record, it is necessary that means are present to continuously follow the recording track in the axial and radial and sometimes also in the tangential direction with the aid of the very small scanning spot projected on the record by the ® lens. Swings in the radial direction of the track occur due to irregularities in the recording process and due to the axial and radial movements that the plate performs during its rotation. Thus, in addition to a bearing for focusing, further provisions are also required for following the track of the plate. This can be done, for example / as also indicated in the aforementioned magazine / with the aid of a movable mirror placed in the radiation path of a laser beam. The mirror 15 is controllable under the influence of a control signal associated with the deviation of the scanning spot from the track on the plate. Such mirrors can cause the laser beam to deviate by a small angle, so that the lens must be able to process and focus any laser beams that do not enter the lens bite exactly according to the optical axis and may also be somewhat eccentric.

Dit vereist een lenssysteem dat over een zeker "veld" een goede kwaliteit heeft. Bij het genoemde bekende objectief wordt een rond veld met een diameter van ongeveer 400 micron vereist.This requires a lens system of good quality over a certain "field". The said known objective requires a round field with a diameter of about 400 microns.

Voor een lenssysteem dat een laserstraal moet focusseren tot 25 een uitleesvlekje met een diameter van ongeveer 0,9 micron is het realiseren van een veld van een dergelijke afmeting een hoge optische eis. De uitvinding beoogt een optische aftastinrichting van de in de aanhef vermelde soort te verschaffen waarbij minder hoge eisen aan het lenssysteem van het objectief behoeven te worden gesteld, (in het 30 bijzonder met betrekking tot de afmetingen van het veld) en die, afhankelijk van de uitvoeringsvorm, ook nog andere voordelen biedt. De uitvinding heeft tot kenmerk dat de aftastinrichting voorts behalve het lenssysteem ook alle andere in de stralingsweg van de stralingsbundel noodzakelijke optische elementen en/of stralingsgevoelige electronische 35 elementen alsmede het stralende voorwerp bevat.For a lens system that must focus a laser beam to a read spot with a diameter of about 0.9 micron, the realization of a field of such a size is a high optical requirement. The object of the invention is to provide an optical scanning device of the type stated in the preamble, which requires less stringent requirements for the lens system of the objective lens (in particular with regard to the dimensions of the field) and which, depending on the embodiment, also offers other advantages. The invention is characterized in that the scanning device further comprises, in addition to the lens system, all other optical elements and / or radiation-sensitive electronic elements necessary in the radiation path of the radiation beam, as well as the radiating object.

Bij een aftastinrichting volgens de uitvinding kan m.b.v. de electrisch bestuurbare bewegingsmiddelen er voor gezorgd worden, dat de 8402829 ‘ ί « PHN 8390 A 3 optische as van het objectief steeds het registratiespoor volgt. Het gevolg is# dat een geringer veld benodigd is met bijvoorbeeld in plaats van een diameter van 400 micron een diameter van ongeveer 100 micron.With a scanning device according to the invention, using the electrically controllable movement means ensure that the 8402829 PHN 8390 A 3 optical axis of the objective always follows the registration track. The result is # that a smaller field is required with, for example, a diameter of about 100 microns instead of a diameter of 400 microns.

Ben dergelijke afmeting van het veld blijft toch altijd wel nodig in 5 verband met toleranties en spelingen. De kostprijs van het objectief wordt hierdoor op twee manieren gunstig beïnvloed. In de eerste plaats kunnen de optische specificaties lager gesteld worden, in de tweede plaats kunnen ook de eisen welke worden gesteld aan het zuiver uitrichten van de lenzen in het lenssysteem worden verlaagd, zij het 10 dan weer ten koste van een deel van het beschikbare veld. Het is met behulp van de uitvinding bovendien mogelijk om tot een compactere samenbouw van de voor het aftasten van een registratiedrager benodigde middelen te kernen. Ben zodanige optische "pick-up” kan, als uitwisselbare eenheid, door een gespecialiseerde fabrikant gebouwd, -15 gejusteerd, afgeregeld en getest worden om daarna als een functionele eenheid door een apparatenfabrikant in een apparaat te worden geplaatst·Such a size of the field always remains necessary in connection with tolerances and clearances. The cost price of the lens is favorably influenced in two ways. First, the optical specifications can be lowered, secondly, the requirements for purely aligning the lenses in the lens system can also be lowered, albeit at the expense of part of the available field . In addition, it is possible with the aid of the invention to obtain a more compact assembly of the means required for scanning a record carrier. An optical pick-up can be built, as an interchangeable unit, by a specialized manufacturer, adjusted, adjusted and tested -15 and then placed as a functional unit in a device by a device manufacturer ·

Het is mogelijk, bijvoorbeeld wanneer met een stralend voorwerp in de vorm van een stralingsbron van gering vermogen en geringe massa (zoals een laserdiode} volstaan kan worden, ook de stralingsbron zelf in het objectief in te bouwen. Bij een stralingsbron van groter vermogen en grotere massa (zoals een gaslaser) kan een uitvoeringsvorm worden gebruikt waarbij de stralingsbron zich buiten het objectief bevindt en het stralende voorwarp bestaat uit het 25 uiteinde van een draadvormige buigzame stralingsgeleider die met zijn andere uiteinde in de stralingsbundel van de stralingsbron is geplaatst. Een voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat, hoewel de stralingsbron zich buiten het objectief bevindt en vast met de stationaire delen van een videospeler of dergelijk apparaat kan zijn JU verbonden, het objectief zich niettemin practisch vrij kan bewegen.It is possible, for example, if a radiating object in the form of a radiation source of low power and low mass (such as a laser diode) suffices, it is also possible to build in the radiation source itself in the objective. ground (such as a gas laser), an embodiment can be used in which the radiation source is outside the objective lens and the radiant front part consists of the end of a filamentous flexible radiation conductor placed with its other end in the radiation beam of the radiation source. this embodiment is that although the radiation source is outside the lens and may be fixedly connected to the stationary parts of a video player or the like JU, the lens can nevertheless move practically freely.

De lichtgeleider dient slechts als flexible verbinding tussen het objectief en de stralingsbron. Moderne lichtgeleiders van glas of kunststof kunnen een hoog rendement hebben bij een voldoende flexibiliteit om te waarborgen dat geen ongewenste krachten op het 35 bewegende objectief worden uitgeoefend.The light guide only serves as a flexible connection between the objective and the radiation source. Modern glass or plastic light guides can have a high efficiency with sufficient flexibility to ensure that no unwanted forces are exerted on the moving lens.

Gezien de lange smalle opbouw die het objectief over het algemeen zal hebben is het soms lastig om een geschikte oplossing te i 8402829 , -« . Ί ΡΗΝ 8390 A 4 vinden voor het opvangen van de door de registratiedrager teruggekaatste stralingsbundel en het richten hiervan op de gebruikelijke stralingsgevoelige electronische el on enten. Met voordeel kan een uitvoeringsvorm van de uitvinding gebruikt worden waarbij jja 5 het objectief en buiten het gedeelte van de stealings weg dat is gelegen tussen de stralingsbron en het lenssysteem één of meer reflecterende oppervlakken aanwezig zijn voor het reflecteren (bijvoorbeeld in dwarsrichting) van de gereflecteerde stralingsbundel. Hierbij zal met voordeel/ gezien de over het algemeen geringe beschikbare ruimte/ een 10 uitvoeringsvorm kunnen worden gebruikt met het kenmerk/ dat het (de) reflecterende oppervlak(ken) bestaat (bestaan) uit het oppervlak van een enkele spiegel die is voorzien van een stralingsdoorlatend gedeelte (bijvoorbeeld een gat) voor het doorlaten van het naar het lenssysteemgerichte deel van de stralingsbundel.Given the long narrow construction that the lens will generally have, it is sometimes difficult to find a suitable solution. I 8402829, - «. ΡΗΝ ΡΗΝ 8390 A 4 for collecting the radiation beam reflected by the record carrier and aiming it at the usual radiation-sensitive electronic elements. Advantageously, an embodiment of the invention can be used in which, yes, the objective and one or more reflective surfaces are present outside the part of the radiation path which is located between the radiation source and the lens system, for reflecting (for instance in transverse direction) the reflected radiation beam. In view of this, in view of the generally limited space available, an embodiment can be used, characterized in that the reflecting surface (s) consists (consist) of the surface of a single mirror provided with a radiation-transmitting portion (e.g. a hole) for transmitting the portion of the radiation beam facing the lens system.

15 De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening welke in: fig· 1 schematisch een deel van een videoplatenspeler toont waarin een optische aftastinrichting volgens de uitvinding is toegepast, 20 fig. 2 een doorsnede is van een aftastinrichting waarbij het objectief zwenkbaar is om een z wen kas loodrecht op zijn optische as en is gelagerd in een verschuifbare lagerbus/ fig. 3 een bovenaanzicht/ met een gedeeltelijk weggenomen afdekking, van de aftastinrichting van fig. 2 toont, 25 fig. 4 een doorsnede is van een deel van de aftastinrichting van fig. 2, fig. 5 grotendeels in doorsnede het principe van een soortgelijke aftastinrichting toont waarbij echter het objectief verschuifbaar is in een lagerbus en deze laatste op zijn beurt 30 zwenkbaar met het gestel is verbonden en fig. 6 perspectivisch de vorm alsmede de positie ten opzichte van de zwenkas toont van een tweetal spoorvolgspoelen voor het besturen van de zwenkbewegingen van de aftastinrichting volgens fig. 5.The invention will now be further elucidated with reference to the drawing, which in: Fig. 1 schematically shows a part of a video record player in which an optical scanning device according to the invention has been applied, Fig. 2 is a cross-section of a scanning device in which the objective is pivotable about a swivel greenhouse perpendicular to its optical axis and is mounted in a sliding bearing bush / Fig. 3 shows a top view / with a partially removed cover, of the scanning device of Fig. 2, Fig. 4 is a cross section of a Part of the scanning device of Fig. 2, Fig. 5 shows largely in section the principle of a similar scanning device, however, the objective is slidable in a bearing bush and the latter is in turn pivotally connected to the frame, and Fig. 6 shows a perspective view. shape as well as the position relative to the pivot axis of two tracking coils for controlling the pivoting movements of the scanning device according to fig. 5.

Fig. 1 toont een deel van een optische aftastinrichting met 35 een optische aftastinrichting J* Het bezit een gestel 2, waaronder alle niet met een objectief 3 meebewegende delen van de inrichting worden begrepen. De aftastinrichting maakt deel uit van een inrichting die 8402829 ïr « < EHN 8390 A 5 geschikt is voor het afspelen van een videoplaat 4 die is aangébracht op een roterende spil 5· De videoplaat bestaat uit een transparant gedeelte 6 alsmede een afdeklaag 7 (die niet transparant behoeft te zijn) waartussen zich een registratiévlak met een uitermate dunne g reflecterende laag 8 bevindt waarop de video in format ie in de vorm van kleine verdiepingen en/of verhogingen is aangebracht. Het gestel 2 van de aftastinrichting is verschuifbaar aangebracht op een grondplaat 9 van de videoplatenspeler. Het is verschuifbaar in een sleuf 10 met behulp van een electromotor 11 die via een tweetal kegelvormige jq tandwielen 12 en 13, welke laatste een inwendige moer bevat, een schroefspil 14 verplaatst. Het registratiespoor bevindt zich spiraalvormig op de videoplaat _4 waarbij de afstand tussen de opeenvolgende windingen van de spiraal zeer dicht bij elkaar gelegen zijn op een afstand in de orde van grootte van enkele microns.Fig. 1 shows a part of an optical scanning device with an optical scanning device J *. It has a frame 2, under which all parts of the device not moving with an objective 3 are included. The scanning device is part of a device suitable for playing a video disc 4 mounted on a rotating spindle 5 · The video disc consists of a transparent part 6 and a cover layer 7 (which is not need to be transparent) between which is a recording surface with an extremely thin reflective layer 8 on which the video is arranged in format in the form of small floors and / or elevations. The frame 2 of the scanning device is slidably mounted on a base plate 9 of the video disc player. It is slidable in a slot 10 with the aid of an electric motor 11 which moves a screw spindle 14 via two conical jq gears 12 and 13, the latter containing an internal nut. The recording track is arranged in a spiral on the video disc _4, the distance between the successive turns of the spiral being very close together at a distance of the order of a few microns.

15 Met behulp van een gaslaser 15 wordt een krachtige stralingsbundel opgewekt die via een stralingsgeleider 16 naar de onderkant van het objectief 3 wordt toegevoerd. Dergelijke stralingsgeleiders zijn in de optica algemeen bekend, ze bestaan uit een transparante kern cmgeven door een transparante mantel van een 2Q materiaal met een andere brekingsindex als de kern, waardoor eenmaal in de kern aanwezige straling niet via de mantel naar buiten kan treden.A powerful radiation beam is generated with the aid of a gas laser 15, which is supplied via a radiation guide 16 to the bottom of the objective 3. Such radiation conductors are generally known in optics, they consist of a transparent core emitted by a transparent jacket of a 2Q material with a different refractive index than the core, so that radiation once present in the core cannot escape through the jacket.

Het uit het objectief tredende deel van de stralingsbundel is in de tekening aangegeven met het verwijzingscijfer 17. Het is êén van de taken van de aftastinrichting cm dit deel van de stralingsbundel te 25 focusseren op de laag 8, met andere woorden ervoor te zorgen dat het focusseringsvlak van het objectief en het registratievlak gedurende het afspelen van de plaat zo veel mogelijk samenvallen. Hiertoe is het objectief in de richting van zijn optische as heen en weer beweegbaar.The part of the radiation beam emerging from the objective is indicated by reference numeral 17 in the drawing. It is one of the tasks of the scanning device to focus this part of the radiation beam on the layer 8, in other words to ensure that it focusing plane of the objective and the recording plane coincide as much as possible during the record playback. For this purpose, the lens can be moved back and forth in the direction of its optical axis.

Dit is in de tekening symbolisch aangegeven met een dubbele pijl met 30 het verwijzingscijfer 18. Het objectief is bovendien zwenkbaar om een as loodrecht op let vlak van tekening, welke zwenkbeweging is weergegeven met de kromme dubbele pijl 19. Deze zwenkbeweging dient om het aftastvlekje 20 van de stralingsbundel 17 voortdurend op het registratiespoor van de videoplaat gericht te houden. Tijdens de 35 rotatie van de videoplaat zullen ten gevolge van onregelmatigheden in de loop van het spoor op de plaat al snede ten gevolge van excentriciteit van de centrale opening 21 en de spil 5, slingeringen 8402829 Λ - ·ψ t ^ ΡΗΝ 8390 A 6 van het spoor in een richting dwars op de rotatieas 22 van de spil S optreden. Deze slingeringen worden gewoonlijk "radiële slingeringen" genoemd terwijl het volgen met het aftastvlekje 20 van deze slingeringen gewoonlijk met de term "radieel volgen" wordt betiteld. In 5 verband met het focusseren en het radieel volgen is het objectief 3 opgenomen in een tweetal regelkringen. Deze zullen in het kader van de onderhavige aanvrage niet nader worden beschreven aangezien ze voor de uitvinding niet van belang zijn, voor informatie betreffende bruikbare technieken voor het focusseren en radieel volgen wordt echter verwezen ^ naar het eerder genoemde tijdschriftartikel.This is symbolically indicated in the drawing with a double arrow with the reference number 18. The objective is moreover pivotable about an axis perpendicular to the plane of the drawing, which pivoting movement is represented by the curved double arrow 19. This pivoting movement serves around the scanning spot 20. of the radiation beam 17 continuously aimed at the recording track of the video disc. During the rotation of the video disc, due to irregularities in the course of the track on the disc, already cut due to eccentricity of the central opening 21 and the spindle 5, oscillations 8402829 29 - · · t ^ ΡΗΝ 8390 A 6 of the track appears in a direction transverse to the axis of rotation 22 of the spindle S. These wobbles are commonly referred to as "radial wobbles", while scanning spot 20 of these wobbles is commonly referred to as "radial wobble." In connection with focusing and radial tracking, the objective 3 is included in two control circuits. These will not be further described in the context of the present application as they are not important to the invention, however, for information regarding useful focusing and radial tracking techniques, reference is made to the aforementioned journal article.

In het objectief 3 zijn alle optische elementen alsmede de electronisch stralingsgevoelige elementen die nodig zijn voor het detecteren van de positie van het aftastvlekje en voor het aftasten van de in de laag 8 aanwezige video- en audioinformatie ondergebracht. Het 15 objectief 3 en het gestel 2 bezitten met elkaar samen werkende electromagnetische bewagingsmiddelen in de vorm van focusseer- en spoorvolgmiddelen voor het electrisch bestuurbaar op en neer bewegen en zwenken van het objectief. De electrische verbindingen met de electronische elementen in het objectief en met de genoemde 20 electromagnetische middelen worden via een meerpolige steker 23 aangesloten op electronische circuits die in de videospeler aanwezig zijn en die in de tekening symbolisch zijn weergegeven als een kastje 24. Via een meeraderige electrische geleider 25 en een meerpolige steker 26 is de steker 23 met het kastje 24 verbonden. Ook de motor 11 25 is via een electrische geleider 27 en de stekers 28 en 29 voor de voeding en de besturing verbonden met het kastje 24. Besturing van de motor 11 hoeft niet zodanig te zijn dat de inrichting ^voortdurend met een snelheid wordt bewogen die overeenstemt met de gemiddelde spoed van het spoor op de videoplaat 4. Het is ook mogelijk de inrichting 30 intermiterend voort te bewegen waarbij gedurende de tijd dat deze stilstaat het volgen van het spoor gebeurt door middel van een zwenkbeweging van het objectief 3.In the objective 3, all optical elements as well as the electronically radiation-sensitive elements necessary for detecting the position of the scanning spot and for scanning the video and audio information contained in the layer 8 are accommodated. The objective 3 and the frame 2 have co-operating electromagnetic means in the form of focusing and tracking means for electrically controllable up and down and pivoting of the objective. The electrical connections to the electronic elements in the objective and to the aforementioned electromagnetic means are connected via a multipole connector 23 to electronic circuits which are present in the video player and which are symbolically shown in the drawing as a box 24. Via a multi-core electric conductor 25 and a multipole plug 26, the plug 23 is connected to the box 24. The motor 11 is also connected to the box 24 via an electrical conductor 27 and the plugs 28 and 29 for the power supply and the control. The control of the motor 11 need not be such that the device is continuously moved at a speed which corresponds to the average pitch of the track on the video disc 4. It is also possible to move the device 30 intermittently, the track being followed by a pivoting movement of the objective 3 during its standstill.

Fig. 2 laat zien op welke manier een aftastinrichting kan zijn opgebouwd. Het gestel van deze aftastinrichting bestaat uit een 35 axiaal gemagnetiseerde ringvormige permanente magneet 30, twee ter weerszijden van de magneet aangebrachte weekijzeren sluitplaten 31 en 32 aan de beide axiale uiteinden, alsmede een holle cilindrische 8402829 . ' * ΣΉΝ 8390 A 7-.Fig. 2 shows how a scanning device can be constructed. The frame of this sensor consists of an axially magnetized annular permanent magnet 30, two soft iron closing plates 31 and 32 disposed on either side of the magnet at both axial ends, as well as a hollow cylindrical 8402829. '* ΣΉΝ 8390 A 7-.

weekij zeren kern 33 welke in de centrale opening 34 van de permanente magneet is aangébracht· Tassen de bovenste sluitplaat 32 en de kern 33 bestaat een ringvormige luchtspleet 35. Hierin is een cilindrische/ vast met het objectief 36 verbonden en coaxiaal cm de weekij zeren kern 5 33 aangebrachte, spoelconstructie 37 beweegbaar. Deze is verbonden met een met het objectief in de richting van zijn optische as 38 beweegbare lagerbus 39 welke tezamen met een vast met het gestel verbonden bus 40 dient voor de parellelgeleiding van het objectief en de focusseerlagering vormt.plastic core 33 which is arranged in the central opening 34 of the permanent magnet · Pockets the top closing plate 32 and the core 33 consists of an annular air gap 35. Herein a cylindrical / fixed is connected to the objective 36 and coaxially the plastic core 33 provided, coil construction 37 movable. It is connected to a bearing sleeve 39 movable with the objective in the direction of its optical axis 38 which, together with a sleeve 40 fixedly connected to the frame, serves for the parallel guidance of the objective and forms the focusing bearing.

10 Boven op de sluitplaat 32 bevindt zich een kunststof deksel 41 waarop een rubberen manchet 42 is bevestigd· Deze manchet is voorzien van een aantal concentrische plooien 43 en 44 en is met het objectief 36 verbonden. Door de vorm van de manchet worden bewegingen in de richting van de optische as 38 alsmede geringe zwenkbewagingen 15 slechts in geringe mate gehinderd.On top of the closing plate 32 there is a plastic cover 41 on which a rubber sleeve 42 is attached. This sleeve is provided with a number of concentric folds 43 and 44 and is connected to the objective 36. Due to the shape of the sleeve, movements in the direction of the optical axis 38 as well as slight pivoting movements are only slightly hindered.

Rondom de spoelconstructie 37 is een ringvormige schijf 45 gemonteerd welke aan twee overstaande zijden· zie ook fig· 3/ plaatselijk inkepingen 46 bezit. Deze werken samen met plaatselijk aanwezige ruggen 47 van de kap 41 waardoor voorkomen wordt dat het 20 objectief 36 te samen met de lagerbus 39 in zijn geheel om zijn optische as 38 kan roteren.An annular disc 45 is mounted around the coil construction 37, which has two notches 46 on two opposite sides, see also Fig. 3. These cooperate with locally provided ridges 47 of the cap 41, thereby preventing the objective 36 from rotating together with the bearing bush 39 as a whole about its optical axis 38.

Het objectief is ten opzichte van de lagerbus 39 zwenkbaar cm een z wen kas 48. Hiertoe is een zwenklagering aanwezig welke een tweetal lagerpennen 49 omvat al snede een tweetal lagerbusjes 50* Voor 25 de besturing van de zwenkbewegingen van het objectief zijn aan de onderkant een tweetal ringvormige spoorvolgspoelen 51 met behulp van steuntjes 52 op de bodem 53 van het objectief gemonteerd, zie ook fig.The objective is pivotable relative to the bearing bush 39 in a swivel box 48. To this end, a pivot bearing is provided, which comprises two bearing pins 49, while a pair of bearing bushes 50 * is cut for controlling the pivoting movements of the objective. two annular tracking coils 51 mounted on the bottom 53 of the objective by means of supports 52, see also fig.

4* De spoeltjes 51 zijn ieder met speling aangebracht rondom twee cilindrische axiaal gemagnetiseerde permanente magneten 54 en 55. De 30 polen van deze permanente magneten bevinden zich aan hun uiteinden. Ze zijn met gelijknamige polen naar elkaar toegekeerd en tegen elkaar gemonteerd; hun andere uiteinde is gevat in een waekijzeren ring 56.4 * The coils 51 are each loosened around two cylindrical axially magnetized permanent magnets 54 and 55. The 30 poles of these permanent magnets are located at their ends. They are turned to each other with poles of the same name and mounted against each other; their other end is enclosed in a wafer-iron ring 56.

Door deze wijze van monteren ontstaat ter plaatse waar de gelijknamige ! polen van de magneten 54 ai 55 tegen elkaar zijn gemonteerd een radiaal 35 gericht permanent magnetisch veld zodat bij bekrachtiging van de spoelen 51 deze een kracht ondervinden volgens de as van de cilindervormige magneten. De stroomrichting bepaalt de zwenkrichting.This method of mounting creates on the spot where the eponymous! poles of the magnets 54 ai 55 are mounted against each other in a radially directed permanent magnetic field so that upon energization of the coils 51 they experience a force along the axis of the cylindrical magnets. The flow direction determines the swing direction.

8402829 ΡΗΝ 8390 A 8 , » . -ί8402829 ΡΗΝ 8390 A 8, ». -ί

In de bodent 53 is met behulp van een schroefdekseltje 57 en een vervormbaar kunststof ring 58 een lichtgeleider 59 klemmend bevestigd. Deze is in het hart van de bodem 53 gemonteerd en richt een stralingsbundel via de optische as 38 naar het andere einde van het 5 objectief 36. Aldaar bevindt zich een lenssysteem bestaande uit een enkele aspherische lens 60, die met behulp van een schroefdop 61 is aangebracht in een lensvatting 62. Behalve deze lens bevinden zich nog een aantal andere optische elementen in het objectief, namelijk een kwartlabdaplaatje 63, een Wollaston prisma 64 alsmede een van een 10 opening 65 voorziene spiegel 66. Deze laatste is voorzien van een reflecterend oppervlak 67. Voorts bevindt zich in het objectief nog · een, de uit het uiteinde van de lichtgeleider 59 uittredende stralingsbundel voor de helft afdekkend, afdekplaatje 68 alsmede een tweetal stralingsgevoelige diodes 69 en 70 welke dienen voor het 15 cmzetten van een lichtbundelmodulatie in hoogfrequente video- en audioinformatie en in informatie omtrent de positie van het focusseringsvlak ten opzichte van het registratievlak.A light guide 59 is clamped in the body 53 by means of a screw cap 57 and a deformable plastic ring 58. This is mounted in the heart of the bottom 53 and directs a radiation beam via the optical axis 38 to the other end of the objective 36. There, there is a lens system consisting of a single aspherical lens 60, which is provided with a screw cap 61 mounted in a lens mount 62. In addition to this lens, a number of other optical elements are included in the lens, namely a quartlab plate 63, a Wollaston prism 64 and a mirror 66 provided with an opening 65. The latter has a reflecting surface 67 The lens further comprises a half-covering radiation beam emerging from the end of the light guide 59, cover plate 68 and two radiation-sensitive diodes 69 and 70 which serve to convert a light beam modulation into high-frequency video and audio information and information about the position of the focusing plane relative to the recording plane.

De electrische verbindingen van de spoelen 51, de diodes 69, 70 en de spoel 37 zijn in de tekening niet weergegeven. Bij voorkeur 25 zullen echter de verbindingsdraden van de spoelen 51 en de diodes 69 en 70 naar boven en in de buurt van de lagerpennen 49 door de wand van de lagerbus 39 gevoerd worden zodat ze bevestigd kunnen worden aan montagepennentjes 71 (zie fig. 3) welke in het deksel 41 zijn aangébracht.The electrical connections of the coils 51, diodes 69, 70 and coil 37 are not shown in the drawing. Preferably, however, the leads of the coils 51 and the diodes 69 and 70 will pass upward and in the vicinity of the bearing pins 49 through the wall of the bearing bush 39 so that they can be attached to mounting pins 71 (see Fig. 3) which are arranged in the lid 41.

25 De in het objectief 36_ aanwezige optische el an en ten en de diodes 69, 70 alsmede het afdekplaatje 68 vormen tesamen een inrichting voor het uitlezen van optische informatie waaromtrent uitgebreide gegevens te vinden zijn in de door aanvraagster eerder ingediende aanvrage nr. 7414776 (PHN 7810) die hierbij geacht wordt deel uit te 35 maken van de onderhavige aanvrage. Hierin wordt ook beschreven op welke wijze de automatische focussering van het objectief 3_6 plaatsvindt.The optical elements in the lens 36_ and the diodes 69, 70 as well as the cover 68 together form a device for reading optical information about which extensive data can be found in the application no. 7414776 (PHN filed earlier by the applicant). 7810) which is hereby deemed to form part of the present application. It also describes how the automatic focusing of the objective 3_6 takes place.

Voor de automatische spoorvolging wordt gebruik genaakt van een een systeem zoals is beschreven in de Nederlandse ter visie gelegde octrooiaanvrage 7401470. Bij dit systeem wordt een met opzet 35 aangebrachte periodieke slingering met kleine amplitude van het informatiespoor op de registratiedrager toegepast die tot gevolg heeft dat een signaal met kleine amplitude gesuperponeerd wordt op de 8402829For the automatic tracking, use is made of a system as described in Dutch Patent Application 7401470, which has been laid open to public inspection. In this system, a periodically winding with small amplitude of the information track is intentionally applied to the record carrier, which results in a small amplitude signal is superimposed on the 8402829

t > Wt> W.

ΣΒΝ 8390 A. 9 lichtbundelmodulatie. Dit gesuperponeerde signaal bevat informatie omtrent de positie van het aftastvlekje ten opzichte van het registratiespoor.90 8390 A. 9 beam modulation. This superimposed signal contains information about the position of the scanning spot relative to the recording track.

Bij de aftastinrichting volgens fig.. 5 is het objectief 5 aangegeven met het verwijzingscijfer 72. Het permanent magnetische circuit bezit een axiaal gemagnetiseerde permanente magneet 73 met een centrale opening 74 en twee weekijzeren sluitplaten 75 en 76 aan de beide axiale uiteinden. Een holle weekij zeren kern 77 is aangébracht in de centrale opening 74. Aan het objectief 72 is een cilindrische en IQ coaxiaal om de weekij zeren kern 77 aangebrachte spoel construe tie 78 bevestigd welke axiaal beweegbaar is in de ringvormige luchtspleet 79 tussen de sluitplaat 75 en de tern 77 en een tweede ringvormige luchtspleet 80 tussen de sluitplaat 76 en de kern 77. De focusseerlagering is een glijlagering voor het parallel geleiden van het objectief 72 en cravat een eerste met het gestel verbonden lagerbus 81 en een met het objectief verbonden en ten opzichte van de lagerbus 81 axiaal beweegbare tweede lagerbus 82. De lagerbus 81 is met behulp van een tweetal lag er pennen 83 vast verbonden met de kern 77. Deze lagerpennen zijn in de kern 77 vast bevestigd terwijl een tweetal lagerbusjes 84, die vast bevestigd zijn in de lagerbus 81, op de pennen zwenkbaar zijn. In de hier getekende uitvoeringsvorm is de lagerbus 82, zoals eerder gezegd, vast verbonden met het objectief 72 en verschuifbaar in de lagerbus 81. Het is uiteraard ook mogelijk de buitenwand van het objectief 72 zelf als een deel van de glijlagering te gébruiken .In the scanning device of FIG. 5, the objective 5 is indicated by the reference numeral 72. The permanent magnetic circuit has an axially magnetized permanent magnet 73 with a central opening 74 and two soft iron strike plates 75 and 76 at both axial ends. A hollow plastic core 77 is disposed in the central aperture 74. A lens structure cylindrical and IQ coaxially disposed about the plastic core 77 is attached to the objective 72, which axially is movable in the annular air gap 79 between the closure plate 75 and the tern 77 and a second annular air gap 80 between the closing plate 76 and the core 77. The focus bearing is a sliding bearing for guiding the objective 72 in parallel and includes a first bearing sleeve 81 connected to the frame and a lens connected to and relative to the objective of the bearing bush 81 axially movable second bearing bush 82. The bearing bush 81 is fixedly connected to the core 77 by means of a pair of pins 83. These bearing pins are fixed in the core 77, while two bearing bushes 84 are fixedly secured in the bearing bush 81 can be pivoted on the pins. In the embodiment shown here, the bearing bush 82 is, as stated before, fixedly connected to the objective 72 and slidable in the bearing bush 81. It is of course also possible to use the outer wall of the objective 72 itself as part of the slide bearing.

Het grote voordeel van de constructie volgens fig. 5 is dat het objectief 72 beweegbaar is in de richting van zijn optische as 85 alsmede voor de spoorvolgbeweging cm de zwenkas 86 met behulp van slechts een enkel electrcmagnetisch systeem waarbij de permanente 3Q magneet 73 een dubbele functie vervult. In vergelijking met de uitvoeringsvorm volgens fig. 2 is daardoor de in de richting van de optische as 85 te bewegen massa geringer. De spoel constructie 78 is voorzien van twee symmetrisch ter weerszijden van de zwenkas 86, men zie ook fig. 6, aangébrachte spoelen 87 die zowel voor de focussering 35 als voor de spoorvolging dienen. Met behulp van een montageplaat 88, zie fig. 5, waarop de cilindrische weekwijzeren kern 77 is bevestigd, is een constructie geschapen waarbij tussen elk der sluitplaten 75 en 8402829 PHN 8390 A 10 j af * 76 en de kern 77 een ringvormige luchtspleet ontstaat, namelijk de lichtspleten 79 en 80. Hiermee kan een groot rendement van de electrcmagnetische middelen voor het axiaal bewegen en zwenken van het objectief 72 verkregen worden. Van iedere spoel 87 loopt een deel 89 5 van de windingen, zie fig. 6, in de luchtspleet 79 en een ander deel 90 in de luchtspleet 80. Deze gedeelten 89 en 90 zijn zodanig gelegen dat ze een gelijkgerichte bijdrage leveren aan een eleetrisch opgewekt moment om de zwenkas 86.The great advantage of the construction according to Fig. 5 is that the objective 72 is movable in the direction of its optical axis 85 as well as for the tracking movement along the pivot axis 86 using only a single electromagnetic system, the permanent magnet 3Q having a dual function. fulfills. In comparison with the embodiment according to Fig. 2, the mass to be moved in the direction of the optical axis 85 is therefore smaller. The coil construction 78 is provided with two coils 87 arranged symmetrically on either side of the pivot axis 86, see also Fig. 6, which serve both for the focusing 35 and for the tracking. With the aid of a mounting plate 88, see fig. 5, on which the cylindrical plastic indicator core 77 is fastened, a construction has been created in which an annular air gap is created between each of the closing plates 75 and 8402829 PHN 8390 A 10 j * 76 and the core 77, namely, the light slits 79 and 80. With this, a high efficiency of the electromagnetic means for axially moving and pivoting the objective 72 can be obtained. Of each coil 87, a part 89 of the turns, see fig. 6, runs in the air gap 79 and another part 90 in the air gap 80. These parts 89 and 90 are located in such a way that they make a rectified contribution to an electrically generated moment about the pivot axis 86.

De electramagnetische krachten die op de delen 89 en 90 van 10 de spoelen 87 worden uitgeoefend verlopen axiaal. Focuseerbewagingen kunnen worden uitgevoerd indien de stroomrichtingen door de overeenkomstige delen 89 en 90 van de beide spoelen zo wordt gekozen, dat de axiale krachten gelijkgericht zijn en even groot. Wordt hiervan afgeweken dan ontstaat een zwenkbeweging van het objectief die kan 10 worden gebruikt voor het spoorvolgen.The electromagnetic forces exerted on the parts 89 and 90 of the coils 87 are axial. Focusing movements can be performed if the flow directions through the corresponding parts 89 and 90 of the two coils are selected so that the axial forces are equal and equal. If this is deviated from, a pivoting movement of the objective lens can be used which can be used for tracking.

20 25 30 35 840282920 25 30 35 8402829

Claims

1 · Optical scanning device suitable for scanning registration tracks in a recording surface of a record carrier by means of a radiation beam emerging from a radiating object and more in particular for scanning recording tracks in a reflective recording surface of a recording beam by means of a laser beam. rotating plate, comprising: - a frame, - a lens with a lens system and an optical axis and suitable for concentrating the radiation beam into a scanning spot, 10. a bearing for allowing movements of the lens relative to the frame in order to be able to follow incidental deviations from the recording tracks of the record carrier with the scanning spot and - electrically controllable moving means for effecting and controlling the movements of the lens electrically, characterized in that, in addition to the lens system, the scanning device also includes all other in the stra The optical beam and / or radiation-sensitive electronical elements as well as the radiating object contain the radiation path of the radiation beam. 2Q

Optical scanning device according to claim 1, characterized in that the radiating object consists of the end of a wire-shaped flexible radiation conductor which is placed with its other end in the radiation beam of a radiation source.

Optical scanning device according to claim 1, characterized in that one or more reflecting surfaces for reflecting on one or more radiation-sensitive electronic elements are present in the objective and outside the part of the radiation path which is located between the radiating object and the lens system. of (a) modulated e) the (e) ie and) of the radiation beam reflected by (a) record carrier.

Optical scanning device according to claim 3, characterized in that the oath reflecting surface (s) belongs (belong) to the surface of a single mirror having a radiation-transmitting portion for transmitting the part facing the lens system of the radiation beam. 8402829