WO2001063602A1 - Optischer abtastkopf zum lesen von auf einem aufzeichnungsträger gespeicherten daten - Google Patents

Optischer abtastkopf zum lesen von auf einem aufzeichnungsträger gespeicherten daten Download PDF

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WO2001063602A1
WO2001063602A1 PCT/DE2001/000649 DE0100649W WO0163602A1 WO 2001063602 A1 WO2001063602 A1 WO 2001063602A1 DE 0100649 W DE0100649 W DE 0100649W WO 0163602 A1 WO0163602 A1 WO 0163602A1
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WO
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scanning head
optical scanning
point
actuating
center
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PCT/DE2001/000649
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English (en)
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Ingo Hermanns
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0925Electromechanical actuators for lens positioning
    • G11B7/0935Details of the moving parts
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0946Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following specially adapted for operation during external perturbations not related to the carrier or servo beam, e.g. vibration

Definitions

  • Optical scanning head for reading data stored on a recording medium
  • the present invention relates to an optical scanning head for reading data stored on a rotating recording medium, in particular an optical scanning head, in which the position can be stabilized against rotational movements.
  • An optical scanning head is guided along a data track in order to read data stored on a rotating recording medium.
  • the scanning head consists of a lens and an objective support device and is slidably supported by a holding device.
  • a light beam is directed from the scanning head via the lens onto the rotating recording medium for recording the information applied, the data tracks applied to the recording medium being scanned. It is included to avoid reading errors It is particularly important that the light beam is guided along the data tracks and focused on the record carrier.
  • the housing particularly installed in a motor vehicle, e.g. of a compact disc drive is exposed to various vibrations. If the player is shaken by vibrations, inertial forces act on the scanning head. Here, changes in position of the laser beam with respect to the data track occur. Specially designed electronics receive information for tracking the position of the laser beam.
  • the lens system of the scanning head is movable by three of its degrees of freedom. This is a horizontal translation, a vertical translation and a vertical rotation, which are identified in FIG. 1 by the arrows. Changes in position of the laser beam due to translational movements of the scanning head are usually corrected by means of electromagnetic actuators.
  • Document DE 196 42 343 A1 describes a method for regulating the focusing of a light beam directed for reading data onto a rotating recording medium of a scanning device on the recording medium and guiding the light beam along the data tracks of the recording medium by a control loop.
  • a control loop Only the translatory movements of the scanning device are controlled. The rotational movement cannot be influenced here.
  • a low acceleration level is sufficient to disturb the readability of the device.
  • the position error of the light beam is caused by unintentional rotary movements of the optics, which make it impossible for the position control electronics to follow the data track.
  • FIG. 2 illustrates a side view of an optical scanning device 1 without adjustment of the two positions during operation.
  • the scanning head 1 has a lens 4 and an objective carrier device 5, the actuating elements 3 in the form of coil windings 3 each being attached to the end faces of the objective carrier device 5.
  • the entire scanning device is located in a constant magnetic field 11 which e.g. is generated by means of permanent magnets.
  • the entire scanning head can be slidably held by a holding device ⁇ shown in FIG. 1.
  • a light beam 7 is focused via the objective 4 onto a recording medium 2 for reading the data stored on the recording medium 2.
  • the position of the center of gravity of the optical scanning head is identified by the circle 8.
  • the position of the point of application of a resulting total actuating force 13 of all existing actuating elements 3 is identified by point 9.
  • Both the circle 8 and the point 9 represent, of course, an infinitisimal point of attack, their different representations only serve a better understanding.
  • the data reader is a compact disc player that is installed in a motor vehicle, it is exposed to certain acceleration and vibration processes. E.g. accelerates the motor vehicle in the direction indicated by the large arrow in FIG. 2 (to the right in the sheet plane), the housing of the CD player is likewise subject to this acceleration in the same direction.
  • the compact disc 2, the scanning head 1 and its lens 4 experience changes in position relative to one another due to inertial forces 12.
  • the inertial force 12 of the scanning head 1 is symbolized by the force vector 12. It is directed in the opposite direction to the acceleration and acts on the center of mass 8 of the scanning head 1.
  • the corresponding actuating elements 3 are attached to the scanning head 1 with respect to the magnetic field direction 11 such that a position control of the scanning head with respect to the compact disc 2 in the translational direction is possible by means of a current flow through the coil windings 3 of certain strength and direction.
  • the problem on which the present invention is based is therefore generally to stabilize the position of the scanning head with respect to these undesirable rotational movements.
  • optical scanning head according to the invention with the features of claim 1 and the corresponding method according to claim 8 have the advantage over the prior art that undesired rotational movements of an optical scanning head, caused by translatory correction movements of adjusting elements, are prevented.
  • the optical scanning head is provided for reading data stored on a rotating record carrier, has a lens and a lens support device and can be slidably held by at least one holding device.
  • An application of the invention allows the vibration sensitivity of optical data readers to be reduced. This eliminates a weak point in many of the scanning heads on the market and increases the range of possible types for vibration-relevant applications.
  • the at least one control element of the optical scanning head is designed as an electromagnetic actuator, in particular as a coil winding, which can be attached to the optical scanning head in a magnetic field.
  • the size of the actuating force of the corresponding actuating element can be varied in a constant magnetic field by changing the strength of the current flow through the coil winding.
  • the direction of the corresponding actuating force can be regulated by an appropriate arrangement of the actuating elements, the direction of the current flow or the direction of the magnetic field.
  • the position of the point of application of the total actuating force is either by changing the geometry of the Magnetic field or changeable by a displacement of at least one control element and displaceable in the direction of the center of mass of the optical scanning head.
  • an additional mass element is attached to the optical scanning head for shifting the center of gravity of the same. This measure allows the position of the center of gravity to be displaced in the direction of the force application point of the adjusting element.
  • the optical scanning head is partially adjustable from the force field of the at least one actuating element for shifting the position of the point of attack of the total actuating force.
  • the zero position of the optical scanning head is thus shifted, and this is also possible during operation.
  • the size and direction of the offset depend on the nature of the scanning head and the actuating elements and must be determined experimentally.
  • the recording medium is designed, for example, as a compact disc (CD), digital video disc (DVD), mini disc (MD) or as a magneto-optical disc (MOD). All of these record carriers work on the same principle, in which a light beam for reading the on the data recorded on the recording medium is focused on the recording medium, the recording medium rotating over the scanning head.
  • the invention can increase the resistance to vibrations in all such recording media.
  • the comparison of the two positions of the center of mass of the optical scanning head and the point of application of the resulting total actuating force is determined by means of resonance measurements of excited vibration states.
  • the positions of the two points can be shifted relative to one another until a resonance measurement shows that the two positions match.
  • 1 is a perspective view of a conventional scanning head; 2 shows a side view of a scanning head without adjustment during operation;
  • FIG. 3 shows a side view of a scanning head without alignment with rotational movement
  • FIG. 4 shows a side view of a scanning head with adjustment in operation according to a first exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 5 shows a side view of a scanning head with adjustment during operation according to a second exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 6 shows a side view of a scanning head with adjustment during operation according to a third exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 7 shows a side view of a scanning head with adjustment during operation according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
  • Fig. 8 is a diagram showing the difference of a scanning pot with and without adjustment.
  • FIG. 4 illustrates a side view of an optical scanning device 1 with adjustment of the two positions in operation according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • the scanning head 1 has a lens 4 and an objective carrier device 5, the actuating elements 3 in the form of coil windings 3 each being attached to the end faces of the objective carrier device 5.
  • the entire scanning device is located in a constant magnetic field 11 which e.g. is generated by means of permanent magnets.
  • the entire scanning head can be slidably held by a holding device 6 shown in FIG. 1.
  • a light beam 7 is focused via the objective 4 onto a recording medium 2 for reading the data stored on the recording medium 2.
  • the position of the center of gravity of the optical scanning head is identified by the circle 8.
  • the position of the point of application of a resulting total actuating force 13 of all existing actuating elements 3 is determined by point 9. features.
  • Both the circle 8 and the point 9 represent, of course, an infinitisimal point of attack, their different representations only serve a better understanding.
  • the data reader is a compact disc player that is installed in a motor vehicle, it is exposed to certain acceleration and vibration processes. E.g. accelerates the motor vehicle in the direction indicated by the large arrow in FIG. 2 (to the right in the sheet plane), the housing of the CD player is likewise subject to this acceleration in the same direction.
  • the compact disc 2, the scanning head 1 and its objective 4 experience changes in position relative to one another due to inertial forces 12.
  • the inertial force 12 of the scanning head 1 is symbolized by the force vector 12. It is directed in the opposite direction to the acceleration and acts on the center of mass 8 of the scanning head 1.
  • the corresponding actuating elements 3 are attached to the scanning head 1 with respect to the magnetic field direction 11 such that a position control of the scanning head with respect to the compact disc 2 in the translational direction is possible by means of a current flow through the coil windings 3 of certain strength and direction. Only one translatory reset direction is shown in the figures, but of course the principle can be applied to any translatory movement and can be carried out in three dimensions.
  • the position of the center of gravity 8 of the optical scanning head 1 is determined by measurement. Then the position of the point of application 9 of the resulting total actuating force 13 is also determined by measurement, which results from the sum of the individual actuating forces of the actuating elements 3, which make a contribution to the restoring movement in the direction of the acceleration.
  • the two positions 8, 9 are compared, it being determined, for example, by means of resonance measurements of excited vibration states, whether and to what extent further compensation is necessary or an adjustment has already been made.
  • FIG. 5 shows a second exemplary embodiment of the present invention for an alignment of the two layers 8, 9, the geometry of the scanning head 1 being an arrangement which allows coil windings 3 in which the adjusting elements 3 are arranged in the upper region of the scanning head 1 are.
  • the force application point 9 of the resulting total actuating force shifts in comparison to the arrangement from FIG. 2 in the direction of the center of mass 8 and can thus be superimposed on it.
  • FIG. 6 illustrates a side view of a third exemplary embodiment of the present invention, in which coil windings 3 are also attached to the end faces of the scanning head 1 in a constant magnetic field 11.
  • the geometry of the magnetic field 11 is changed in comparison to the arrangement from FIG. 2 such that only the upper region of the coil windings 3 are in the force field of the magnetic field 11.
  • This also Grip point 9 of the total actuating force 13 compared to the arrangement of FIG. 2 shifted in the direction of the center of gravity 8 and compared with this with a suitable change in the geometry of the magnetic field 11.
  • FIG. 1 A fourth embodiment of the present invention is described in FIG.
  • the mechanical zero position of the scanning head 1 with its lens 4 is shifted during operation, so that the point of application of the actuator forces 9 in turn coincides with the center of gravity 8 of the scanning head 1.
  • optical scanning head 1 is partially moved out of the force field of the adjusting elements 3, the size of the offset and its direction depending both on the nature of the optical scanning head 1 and on the nature of the adjusting elements 3 used and must be determined experimentally.
  • the resistance of the optical scanning system to shocks or accelerations can be increased by the invention and position errors of the light beam due to translational accelerations can be avoided.
  • 8 illustrates a diagram which has the maximum acceleration as a function of the vibration or disturbance frequency, at which no operational disturbances occur yet. It is clearly evident that at certain frequencies, an acceleration which is more than three times as high may occur in the case of a comparison of the two positions in comparison to an arrangement without such a comparison, without a data reading interruption occurring.
  • the record carrier 2 can also be used as the record carrier 2
  • DVD Digital video disc
  • MD mini disc
  • MOD magneto-optical disc

Landscapes

  • Moving Of Heads (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

Die Erfindung schafft einen optischen Abtastkopf (1), bei dem zur Stabilisierung der Lage gegenüber von mindestens einem translatorischen Stellelement (3) verursachte Rotationsbewegungen die Lagen des Massenschwerpunktes (8) des Abtastkopfes (1) und des Angriffspunktes (9) der resultierenden Gesamtstellkraft (13) des mindestens einen Stellelements (3) bezüglich einer bestimmten Translationsrichtung für eine entsprechende translatorische Stellbewegung des optischen Abtastkopfes (1) aufeinander abgeglichen oder im Betrieb abgleichbar sind, und ein entsprechendes Verfahren für einen solchen Abgleich mit folgenden Schritten: Bestimmen der Lage des Massenschwerpunktes (8) des optischen Abtastkopfes (1); Bestimmen der Lage des Angriffspunktes (9) der resultierenden Gesamtstellkraft (13) des mindestens einen Stellelements (3) bezüglich einer bestimmten Translationsrichtung für die entsprechende translatorische Stellbewegung des optischen Abtastkopfes (1); und Abgleichen der Lagen des Massenschwerpunktes des optischen Abtastkopfes (1) und des Angriffspunktes (9) der resultierenden Gesamtstellkraft (13) des mindestens einen Stellelements (3).

Description

Optischer Abtastkopf zum Lesen von auf einem Aufzeichnungs- träger gespeicherten Daten
STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Abtast- köpf zum Lesen von auf einem rotierenden Aufzeichnungsträger gespeicherten Daten, insbesondere einen optischen Abtastkopf, bei dem die Lage gegenüber Rotationsbewegungen stabilisierbar ist.
Zum Lesen von auf einem rotierenden Aufzeichnungsträger gespeicherten Daten wird ein optischer Abtastkopf entlang einer Datenspur geführt.
Der Abtastkopf besteht aus einem Objektiv und einer Objek- tivtrageeinrichtung und ist durch eine Halteeinrichtung verschiebbar gelagert.
Es wird von dem Abtastkopf über das Objektiv ein Lichtstrahl auf den rotierenden Aufzeichnungsträger, zum Erfas- sen der aufgebrachten Informationen gerichtet, wobei die auf dem Aufzeichnungsträger aufgebrachten Datenspuren abgetastet werden. Zur Vermeidung von Lesefehlern ist es dabei besonders wichtig, dass der Lichtstrahl entlang den Datenspuren geführt und auf den Aufzeichnungsträger fokussiert wird.
Das insbesondere in ein Kraftfahrzeug eingebaute Gehäuse z.B. eines Compakt-Disc-Laufwerks ist verschiedenen Erschütterungen ausgesetzt. Wird das Abspielgerät durch Vibrationen erschüttert, wirken Trägheitskräfte auf den Abtastkopf. Hierbei treten Positionsänderungen des Laser- Strahls bezüglich der Datenspur auf. Eine speziell vorgesehene Elektronik erhält dabei Informationen zur Positionsnachführung des Laserstrahls.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist das Linsensystem des Abtast- köpfes um drei seiner Freiheitsgrade beweglich. Hierbei handelt es sich um eine horizontale Translation, eine vertikale Translation und eine vertikale Rotation, die in Fig. 1 anhand der Pfeile gekennzeichnet sind. Positionsveränderungen des Laserstrahls aufgrund translatori- scher Bewegungen des Abtastkopfes werden üblicherweise mittels elektromagnetischer Aktuatoren korrigiert.
In dem Dokument DE 196 42 343 AI ist ein Verfahren beschrieben, das zum Regeln der Fokussierung eines zum Lesen von Daten auf einen rotierenden Aufzeichnungsträger gerichteten Lichtstrahls einer Abtastvorrichtung auf den Aufzeichnungsträger und der Führung des Lichtstrahls entlang der Datenspuren des AufZeichnungsträgers durch jeweils einen Regelkreis dient. Dabei werden jedoch nur die translatorischen Bewegungen der Abtastvorrichtung gesteuert. Die rotatorische Bewegung ist hierbei nicht beeinflussbar.
Die Steuerung der Optik einer Abtastvorrichtung über zwei Achsen war bisher ausreichend, da die Anforderungen an eine Positionsregelung für eine Anwendung im stationären Bereich erfüllt wurden. Bei erhöhten Anforderungen an die Wider- Standsfähigkeit gegen Vibrationen macht sich allerdings der Einfluss des nichtsteuerbaren Freiheitsgrades, nämlich der vertikalen Rotation, bemerkbar.
Somit reicht bei einer ausgezeichneten Frequenz schon ein geringer Beschleunigungspegel aus, um die Lesefähigkeit der Vorrichtung zu stören. Ursache des Positionsfehlers des Lichtstrahls sind unbeabsichtigte Drehbewegungen der Optik, die es der Lageregelungselektronik unmöglich machen, der Datenspur zu folgen.
Diese Drehbewegungen entstehen dadurch, dass die Lage des Massenschwerpunktes des beweglichen Abtastkopfes nicht mit dem Angriffspunkt der resultierenden Gesamtstellkraft seiner Stellelemente übereinstimmt. Das Zusammenwirken der einzelnen Kräfte an unterschiedlichen Punkten des Abtastkopfes bewirkt ein Drehmoment und somit eine Rotationsbewegung dessen. Dadurch weist der Lichtstrahl von seiner Soll- Position ab und es wird eine Fokussierung an falscher Stelle durchgeführt. Die Regelelektronik unterliegt dem Irrtum, eine translatorische Störbewegung habe stattgefunden. Sie versucht diese durch eine translatorische Gegenbewegung auszugleichen, obwohl in Wirklichkeit eine Rotationsbewegung des Abtastkopfes und keine translatorische Bewegung stattgefunden hat. Dies führt zwangsläufig zu einer Daten- leseunterbrechung .
Diese Problematik ist in den Figuren 2 und 3 dargestellt.
Fig. 2 illustriert eine Seitenansicht einer optischen Abtastvorrichtung 1 ohne Abgleich der beiden Lagen im Betrieb.
Der Abtastkopf 1 weist ein Objektiv 4 und eine Obtivtra- geeinrichtung 5 auf, wobei die Stellelemente 3 in Form von Spulenwicklungen 3 jeweils an den Stirnseiten der Obtivtra- geeinrichtung 5 angebracht sind. Die gesamte Abtastvorrich- tung befindet sich in einem konstanten Magnetfeld 11, das z.B. mittels Dauermagneten erzeugt wird. Der gesamte Abtastkopf ist durch eine in Fig. 1 dargestellte Halteeinrichtung β verschieblich halterbar.
Über das Objektiv 4 ist ein Lichtstrahl 7 auf einen Aufzeichnungsträger 2 zum Lesen der auf dem Aufzeichnungsträger 2 gespeicherten Daten fokussiert. Die Lage des Massenschwerpunktes des optischen Abtastkopfes ist durch den Kreis 8 gekennzeichnet. Hingegen ist die Lage des Angriffspunktes einer resultierenden Gesamterstellkraft 13 aller vorhandenen Stellelemente 3 durch den Punkt 9 gekennzeichnet. Sowohl der Kreis 8 als auch der Punkt 9 stellen natürlich einen infinitisimalen Angriffspunkt dar, ihre unterschiedlichen Darstellungsweisen dienen lediglich einem besseren Verständnis.
Ist beispielsweise das Datenlesegerät ein Compact-Disc- Player, der in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist, so ist dieser bestimmten Beschleunigungs- und Erschütterungsvorgängen ausgesetzt. Beschleunigt z.B. das Kraftfahrzeug in die in Fig. 2 durch den großen Pfeil gekennzeichnete Richtung (in Blattebene nach rechts) , so unterliegt das Gehäuse des CD-Players ebenfalls dieser Beschleunigung in dieselbe Richtung. Dabei erfahren die Compact-Disc 2, der Abtastkopf 1 und sein Objektiv 4 im Verhältnis zueinander Positions- Veränderungen aufgrund von Trägheitskräften 12.
Die Trägheitskraft 12 des Abtastkopfes 1 ist durch den Kraftvektor 12 symbolisiert. Sie ist der Beschleunigungsrichtung entgegengesetzt gerichtet und greift am Massen- Schwerpunkt 8 des Abtastkopfes 1 an. Die entsprechenden Stellelemente 3 werden bezüglich der Magnetfeldrichtung 11 derart am Abtastkopf 1 angebracht, dass mittels einem Stromfluß durch die Spulenwicklungen 3 bestimmter Starke und Richtung eine Lageregelung des Ab- tastkopfes bezuglich der Compact-Disc 2 in translatorischer Richtung möglich ist.
Fallt nun wie vorher bereits erwähnt der Angriffspunkt 9 der resultierenden Gesamtstellkraft 13 aller Stellelemente 3 einer bestimmten Translationsrichtung für die entsprechende translatorische Stellbewegung des optischen Abtastkopfes 1 nicht mit dem Masseschwerpunkt 8 des optischen Abtastkopfe 1 zusammen, so ergibt sich die in Fig. 3 dargestellte Drehung der Abtastvorrichtung 1. Dadurch verliert das Objektiv 4 des Abtastkopfes 1 die gerade gelesene Spur, so dass es zu einer Widergabeunterbrechung kommt. Bei Verwendung von Compact-Discs als Informationsträger, kann es auch zu einer fehlerhaft detektierten digitalen Information kommen.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problematik besteht also allgemein darin, die Lage des Abtastkopfes gegenüber diesen unerwünschten Rotationsbewegungen zu stabilisieren.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Der erfindungsgemäße optische Abtastkopf mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das entsprechende Verfahren gemäß An- spruch 8 weisen gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass unerwünschte Rotationsbewegungen eines optischen Abtastkopfes, verursacht durch translatorische Korrekturbewegungen von Stellelementen, verhindert werden.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, dass die Lagen des Massenschwerpunktes des optischen Abtastkopfes und des Angriffspunktes der resultierenden Gesamtstellkraft mindestens eines Stellelementes bezüglich einer bestimmten Translationsrichtung für eine ent- sprechende translatorische Stellbewegung des optischen Abtastkopfes aufeinander abgeglichen oder im Betrieb abgleichbar sind, wobei der optische Abtastkopf zum Lesen auf einem rotierenden Aufzeichnungsträger gespeicherten Daten vorgesehen ist, ein Objektiv und eine Objektivtrageein- richtung aufweist und durch mindestens eine Halteeinrichtung verschieblich halterbar ist.
Dadurch wird zur Stabilisierung der Lage des optischen Abtastkopfes gegenüber von dem mindestens einen translatori- sehen Stellelement verursachte Rotationsbewegungen stabilisiert. Eine Anwendung der Erfindung erlaubt es, die Vibrationsempfindlichkeit optischer Datenlesegeräte zu reduzieren. Eine Schwachstelle vieler auf dem Markt befindlicher Abtastköpfe wird hiermit beseitigt und die Auswahl an infrage kommenden Typen für vibrationsrelevante Anwendungen erhöht.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in Anspruch 1 angegebenen optischen Abtastkopfes und des in Anspruch 8 angegebenen Ver- fahrens.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das mindestens eine Stellelement des optischen Abtastkopfes als elektromagnetischer Aktuator, insbesondere als Spulenwicklung, die am optischen Abtastkopf in einem Magnetfeld anbringbar ist, ausgebildet. Dadurch ist in einem konstanten Magnetfeld durch eine Änderung der Stärke des Stromflusses durch die Spulenwicklung die Größe der Stellkraft des entsprechenden Stellelements variierbar.
Die Richtung der entsprechenden Stellkraft kann durch eine entsprechende Anordnung der Stellelemente, die Richtung des Stromflusses oder die Richtung des Magnetfeldes reguliert werden .
In diesem Fall ist die Lage des Angriffspunktes der Gesamtstellkraft entweder durch eine Änderung der Geometrie des Magnetfeldes oder durch eine Verschiebung mindestens eines Stellelements veränderbar und in Richtung des Massenschwerpunktes des optischen Abtastkopfes verschiebbar.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist ein zusätzliches Masseelement am optischen Abtastkopf für eine Verschiebung des Massenschwerpunktes desselben angebracht. Durch diese Maßnahme ist die Lage des Massenschwerpunktes in Richtung des Kraftangriffspunktes des Ξtellelementes verschiebbar.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der optische Abtastkopf teilweise aus dem Kraftfeld des mindestens einen Stellelements zum Verschieben der Lage des An- griffspunktes der Gesamtstellkraft verstellbar. Es wird also die Nulllage des optischen Abtastkopfes verschoben, wobei dies auch während des Betriebes möglich ist. Größe und Richtung des Offsets hängen hierbei von der Beschaffenheit des Abtastkopfes und der Stellelemente ab und müssen expe- rimentell ermittelt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Aufzeichnungsträger z.B. als Compakt-Disc (CD), Digitale- Video-Disc (DVD) , Mini-Disc (MD) oder als Magnetooptische- Disc (MOD) ausgebildet. All diese Aufzeichnungsträger funktionieren nach dem gleichen Prinzip, bei dem mittels einer optischen Vorrichtung ein Lichtstrahl zum Lesen der auf dem entsprechenden Aufzeichnungsträger gespeicherten Daten auf den Aufzeichnungsträger fokussiert wird, wobei der Aufzeichnungsträger über dem Abtastkopf rotiert. Es kann durch die Erfindung die Widerstandsfähigkeit gegen Erschütterun- gen bei all solchen AufZeichnungsträgern erhöht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird der Abgleich der beiden Lagen des Massenschwerpunktes des optischen Abtastkopfes und des Angriffspunktes der resultieren- den Gesamtstellkraft mittels Resonanzmessungen angeregter Schwingungszustände ermittelt. Somit können aufgrund der Meßergebnisse die Lagen der beiden Punkte relativ zueinander so lange verschoben werden, bis eine Resonanzmessung eine Übereinstimmung der beiden Lagen ergibt.
ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert .
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines üblichen Abtastkopfes; Fig. 2 eine Seitenansicht eines Abtastkopfes ohne Abgleich im Betrieb;
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Abtastkopfes ohne Abgleich mit Rotationsbewegung;
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Abtastkopfes mit Abgleich im in Betrieb gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine Seitenansicht eines Abtastköpfes mit Abgleich im Betrieb gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine Seitenansicht eines Abtastkopfes mit Abgleich im Betrieb gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine Seitenansicht eines Abtastkopfes mit Abgleich im Betrieb gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 8 ein Diagramm zur Darstellung des Unterschiedes eines Abtast öpfes mit und ohne Abgleich.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten.
Fig. 4 illustriert eine Seitenansicht einer optischen Abtastvorrichtung 1 mit Abgleich der beiden Lagen im Betrieb gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Der Abtastkopf 1 weist ein Objektiv 4 und eine Obtivtra- geeinrichtung 5 auf, wobei die Stellelemente 3 in Form von Spulenwicklungen 3 jeweils an den Stirnseiten der Obtivtra- geeinrichtung 5 angebracht sind. Die gesamte Abtastvorrich- tung befindet sich in einem konstanten Magnetfeld 11, das z.B. mittels Dauermagneten erzeugt wird. Der gesamte Abtastkopf ist durch eine in Fig. 1 dargestellte Halteeinrichtung 6 verschieblich halterbar.
Über das Objektiv 4 ist ein Lichtstrahl 7 auf einen Aufzeichnungsträger 2 zum Lesen der auf dem Aufzeichnungsträger 2 gespeicherten Daten fokussiert.
Die Lage des Massenschwerpunktes des optischen Abtastkopfes ist durch den Kreis 8 gekennzeichnet. Hingegen ist die Lage des Angriffspunktes einer resultierenden Gesamterstellkraft 13 aller vorhandenen Stellelemente 3 durch den Punkt 9 ge- kennzeichnet. Sowohl der Kreis 8 als auch der Punkt 9 stellen natürlich einen infinitisimalen Angriffspunkt dar, ihre unterschiedlichen Darstellungsweisen dienen lediglich einem besseren Verständnis.
Ist beispielsweise das Datenlesegerät ein Compact-Disc- Player, der in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist, so ist dieser bestimmten Beschleunigungs- und Erschütterungsvorgängen ausgesetzt. Beschleunigt z.B. das Kraftfahrzeug in die in Fig. 2 durch den großen Pfeil gekennzeichnete Richtung (in Blattebene nach rechts), so unterliegt das Gehäuse des CD-Players ebenfalls dieser Beschleunigung in dieselbe Richtung. Dabei erfahren die Compact-Disc 2, der Abtastköpf 1 und sein Objektiv 4 im Verhältnis zueinander Positions- Veränderungen aufgrund von Trägheitskräften 12.
Die Trägheitskraft 12 des Abtastkopfes 1 ist durch den Kraftvektor 12 symbolisiert. Sie ist der Beschleunigungsrichtung entgegengesetzt gerichtet und greift am Massen- Schwerpunkt 8 des Abtastkopfes 1 an.
Die entsprechenden Stellelemente 3 werden bezüglich der Magnetfeldrichtung 11 derart am Abtastköpf 1 angebracht, daß mittels einem Stromfluß durch die Spulenwicklungen 3 bestimmter Stärke und Richtung eine Lageregelung des Abtastkopfes bezüglich der Compact-Disc 2 in translatorischer Richtung möglich ist. In den Figuren ist nur eine translatorische Rückstellrichtung dargestellt, jedoch ist das Prinzip natürlich auf jegliche translatorische Bewegung übertragbar und 3-dimensio- nal ausführbar.
Folgende Vorgehensweise für einen Abgleich der beiden Lagen 8, 9 wird durchgeführt:
Zunächst wird die Lage des Massenschwerpunktes 8 des optischen Abtastkopfes 1 meßtechnisch bestimmt. Dann wird ebenfalls meßtechnisch die Lage des Angriffspunktes 9 der resultierenden Gesamtstellkraft 13 ermittelt, die sich aus der Summe der einzelnen Stellkräfte der Stellelemente 3 er- gibt, die einen Beitrag zur Rückstellbewegung in Richtung der Beschleunigung leisten.
Schließlich erfolgt ein Abgleich der beiden Lagen 8,9, wobei beispielsweise mittels Resonanzmessungen angeregter Schwingungszustände ermittelt wird, ob und in wie weit ein weiterer Ausgleich notwendig ist oder ein Abgleich bereits erfolgte.
Möglichkeiten eines solchen Abgleichs der beiden Lagen sind in den folgenden Auführungsbeispielen näher erläutert. In dem ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 4 sind zusätzliche Masseelemente 14 derart am optischen Abtastkopfes 1 angebracht, dass die Lage des Massenschwerpunktes 8 im Vergleich zur Anordnung aus Fig. 2 in Richtung des Kraftan- griffspunktes 13 verschoben und damit in Übereinstimmung mit dem Angriffspunkt 9 der Gesamtstellkraft 13 der Stellelemente gebracht wird.
In Fig. 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorlie- genden Erfindung für einen Abgleich der beiden Lagen 8, 9 dargestellt, wobei die Geometrie des Abtastkopfes 1 eine Anordnung, der Spulenwicklungen 3 erlaubt, bei der die Stellelemente 3 im oberen Bereich des Abtastkopfes 1 angeordnet sind. Dadurch verschiebt sich der Kraftangriffspunkt 9 der resultierenden Gesamtstellkraft im Vergleich zur Anordnung aus Fig. 2 in Richtung des Massenschwerpunkts 8 und kann somit zu einer Überlagerung mit diesem gebracht werden.
Fig. 6 illustriert eine Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, in der ebenfalls Spulenwicklungen 3 an den Stirnseiten des Abtastkopfes 1 in einem konstanten Magnetfeld 11 angebracht sind. Jedoch ist die Geometrie des Magnetfeldes 11 im Vergleich zur Anord- nung aus Fig. 2 derart verändert, dass nur der obere Bereich der Spulenwicklungen 3 sich im Kraftfeld des Magnetfeldes 11 befinden. Dadurch wird ebenfalls der Kraftan- griffspunkt 9 der Gesamtstellkraft 13 im Vergleich zur Anordnung aus Fig. 2 in Richtung des Massenschwerpunktes 8 verschoben und mit diesen bei geeigneter Änderung der Geometrie des Magnetfeldes 11 abgeglichen.
In Fig. 7 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Verschiebung der mechanischen Null-Lage des Abtastkopfes 1 mit seinem Objektiv 4 während des Betriebs durchgeführt, so daß der Angriffspunkt der Aktuatorkräfte 9 wiederum mit dem Massenschwerpunkt 8 des Abtastkopfes 1 zusammenfällt .
Das bedeutet, der optischen Abtastkopf 1 wird teilweise aus dem Kraftfeld der Stellelemente 3 herausbewegt, wobei die Größe des Offsets sowie dessen Richtung sowohl von der Beschaffenheit des optischen Abtastkopfes 1 als auch von der Beschaffenheit der verwendeten Stellelemente 3 abhängt und experimentell bestimmt werden muss.
Somit kann durch die Erfindung die Widerstandsfähigkeit des optischen Abtastsystems gegenüber Erschütterungen bzw. Beschleunigungen gesteigert und Positionsfehler des Lichtstrahls aufgrund translatorischer Beschleunigungen vermie- den werden. Fig. 8 illustriert ein Diagramm, das die maximale Beschleunigung in Abhängigkeit der Vibrations- bzw. Störungsfrequenz aufweist, bei der noch keine Betriebsstörungen auftreten. Es ist eindeutig ersichtlich, dass bei bestimmten Frequenzen eine mehr als dreimal so hohe Beschleunigung für den Fall eines Abgleichs der beiden Lagen im Vergleich zu einer Anordnung ohne einem solchen Abgleich auftreten darf, ohne dass eine Datenleseunterbrechung auftritt.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Beispielsweise kann der Aufzeichnungsträger 2 ebenso als
Digitale-Video-Disc (DVD) , Mini-Disc (MD) oder als Magneto- optische-Disc (MOD) ausgebildet sein.
Außerdem ist für eine Änderung der Stellkraftrichtung ent- weder eine Richtungsänderung des Stromes durch die Spulenwicklungen oder eine Änderung der Magnetfeldrichtung denkbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Optischer Abtastkopf (1), bei dem zur Stabilisierung der Lage gegenüber von mindestens einem translatorischen
Stellelement (3) verursachte Rotationsbewegungen die Lagen des Massenschwerpunktes (8) des optischen Abtastkopfes (1) und des Angriffspunktes (9) der resultierenden Gesamtstellkraft (13) des mindestens einen Stellelements (3) bezüglich einer bestimmten Translationsrichtung für eine entsprechende translatorische Stellbewegung des optischen Abtastkopfes (1) aufeinander abgeglichen oder im Betrieb abgleichbar sind, wobei der optische Abtastköpf (1) zum Lesen von auf einem rotierenden Aufzeichnungsträger (2) gespeicherten Da- ten vorgesehenen ist, ein Objektiv (4) und eine Objektivtrageeinrichtung (5) aufweist und durch mindestens eine Halteeinrichtung (6) verschieblich halterbar ist.
2. Optischer Abtastköpf nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass das mindestens eine Stellelement (3) des optischen Abtastkopfes (1) als elektromagnetischer Aktuator (3) , insbesondere als Spulenwicklung, die am optischen Ab- tastkopf (1) in einem Magnetfeld (11) anbringbar ist, ausgebildet ist.
3. Optischer Abtastkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zusätzliches Masseelement (14) am optischen Abtastkopf (1) für eine Verschiebung des Massenschwerpunktes (8) desselben angebracht ist.
4. Optischer Abtastkopf nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Stellelement (3) für eine Verschiebung der Lage des Angriffspunktes (9) der resultierenden Gesamtstellkraft (13) verschiebbar ist.
5. Optischer Abtastkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie des Magnetfeldes (11) zum Verschieben der Lage des Angriffspunktes (8) der Gesamtstellkraft (13) veränderbar ist.
6. Optischer Abtastkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Abtastkopf (1) teilweise aus dem Kraftfeld des mindestens einen Stellelements (3) zum Verschieben der Lage des Angriffspunktes (9) der Gesamtstellkraft (13) verstellbar ist.
7. Optischer Abtastkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzeichnungsträ- ger (2) zum Beispiel als Compact Disc (CD) , Digitale Video Disc (DVD) , Mini Disc (MD) oder als Magnetooptische Disc (MOD) ausgebildet ist.
8. Verfahren zur Stabilisierung der Lage eines optischen Abtastkopfes (1) gegenüber von mindestens einem translatorischen Stellelement (3) verursachten Rotationsbewegungen, wobei der optische Abtastkopf (1) zum Lesen von auf einem rotierenden Aufzeichnungsträger (2) gespeicherten Daten vorgesehenen ist, ein Objektiv (4) und eine Objektivtrageeinrichtung (5) aufweist und durch mindestens eine Halteeinrichtung (6) verschieblich gehaltert wird, mit folgenden Schritten:
Bestimmen der Lage des Massenschwerpunktes (8) des optischen Abtastkopfes (1);
Bestimmen der Lage des Angriffspunktes (9) der resultierenden Gesamtstellkraft (13) des mindestens einen Stellele- ments (3) bezüglich einer bestimmten Translationsrichtung für die entsprechende translatorische Stellbewegung des optischen Abtastkopfes (1) ; und
Abgleichen der Lagen des Massenschwerpunktes (8) des opti- sehen Abtastkopfes (1) und des Angriffspunktes (9) der resultierenden Gesamtstellkraft (13) des mindestens einen Stellelements (3) .
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zusätzliches Masseelement (14) am optischen Abtastkopf (1) für eine Verschiebung des Massen- Schwerpunktes (8) desselben angebracht wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Angriffspunktes (9) der resultierenden Gesamtstellkraft des mindestens einen Ξtell- elements (3) durch eine Positionsänderung desselben geeignet verschoben wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Angriffspunktes (8) der resultierenden Gesamtstellkraft (13) des mindestens einen Stellelements (3) , das als elektromagnetischer Aktuator in einem Magnetfeld (11) ausgebildet wird, durch eine Änderung der Geometrie des Magnetfeldes (11) verschoben wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Abtastkopf (1) teilweise aus dem Magnetfeld (11) des mindestens einen Stellelements (3) zum Verschieben der Lage des Angriffspunktes (9) der Gesamtstellkraft (13) verstellt werden kann.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleich der beiden Lagen (8, 9) mittels Resonanzmessungen angeregter Schwingungszu- stände ermittelt wird.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5136558A (en) * 1989-06-20 1992-08-04 Applied Magnetics Corporation Two axis electromagnetic actuator
US5165088A (en) * 1989-05-09 1992-11-17 Pioneer Electronic Corporation Optical pickup with bilateral and vertical symmetry
EP0536484A1 (de) * 1991-10-08 1993-04-14 Pioneer Electronic Corporation Abtasteinrichtung für ein optisches Aufzeichnungsmediums

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5165088A (en) * 1989-05-09 1992-11-17 Pioneer Electronic Corporation Optical pickup with bilateral and vertical symmetry
US5136558A (en) * 1989-06-20 1992-08-04 Applied Magnetics Corporation Two axis electromagnetic actuator
EP0536484A1 (de) * 1991-10-08 1993-04-14 Pioneer Electronic Corporation Abtasteinrichtung für ein optisches Aufzeichnungsmediums

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