DE2661100C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Lesekopf gemäß Oberbegriff des
Hauptanspruches.
Ein Lesekopf dieser Art ist bekannt (DE-OS 25 04 570). Bei
diesem bekannten Lesekopf ist das Objektiv über quer zur Objek
tivachse angeordnete Blattfedern nur in Richtung Objektivachse
bewegbar gelagert, das Objektiv kann also hier über eine elek
tromagnetische Stellvorrichtung nur durch das über einen Detek
tor erzeugte Fokussier-Fehlersignal verstellt werden. Die Spur
nachführung erfolgt bei diesem bekannten Lesekopf über einen im
Strahlengang angeordneten verschwenkbaren Spiegel.
Bei einem anderen bekannten Lesekopf ist das Objektiv über eine
seitlich angebrachte elektromagnetische Stellvorrichtung quer
zur Spur verstellbar (DE-OS 23 10 059). Hier ist jedoch das Ob
jektiv nicht in Fokussierrichtung verstellbar.
Bei den bisher bekannten Leseköpfen ist also das Objektiv nur
jeweils in einer Richtung verstellbar, nämlich entweder nur
parallel zur Objektivachse oder nur senkrecht hierzu. Die be
kannten Leseköpfe besitzen außerdem den Nachteil, daß sie aus
einer Vielzahl von bewegbaren Teilen bestehen. Selbst wenn die
beiden bekannten Maßnahmen in einem Lesekopf vereinigt würden,
würde dies eine sehr voluminöse Gesamtkonstruktion ergeben,
deren bewegbare Teile relativ schwergewichtig und daher wegen
der Trägheit nur relativ langsam und mit großen Stellkräften
verstellbar wären.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Lesekopf zu schaffen, der
diesen Nachteil vermeidet und der eine sehr gedrungene leicht
gewichtige Gesamtkonstruktion mit möglichst wenig Einzelteilen
erlaubt.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Lesekopf gemäß Oberbe
griff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Un
teransprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Lesekopf ist das Objektiv nur über
ein einziges elastisch nachgiebiges Bauelement am Basisteil des
Lesekopfes abgestützt und kann trotzdem mindestens zweidimen
sional verstellt werden. Durch die parallel zur Aufzeichnungs
ebene also auch parallel zur Informationsspur ausgerichtete
Anordnung dieses nachgiebigen Federelements ergibt sich ein be
sonders einfacher und gedrungener Gesamtaufbau. Die Abstützung
des Objektivs wird gemäß der Erfindung nur auf ein einziges
Element reduziert und die bewegbaren Teile des Lesekopfes, die
sehr klein und leicht ausgebildet werden können, können daher
extrem schnell in Abhängigkeit von den Fehlersignalen sowohl in
Fokussierrichtung als auch in Spurnachführungsrichtung ver
stellt werden. Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Unter
stützung des Objektivs wird erstmals ein Lesekopf möglich, bei
dem sowohl die Fokussierkorrektur als auch die Spurkorrektur
durch unmittelbare Einwirkung auf das Objektiv durchgeführt
werden kann, was bisher nur jeweils mit getrennten Stellvor
richtungen möglich war.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnun
gen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung einen grundsätzlichen
Aufbau eines Abtastkopfes zum optischen Lesen nach der Erfin
dung. Ein scheibenförmiger Aufzeichnungsträger 11 wird mit
einer konstanten Geschwindigkeit um eine Achse 12-12′ gedreht.
Ein Laserstrahl aus einer Laserquelle 13 wird mittels einer
Linse 14, eines Reflexionsspiegels 15 und eines Projektionsob
jektivs 16 auf eine Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 11 pro
jiziert. Der Laserstrahl, der durch im Aufzeichnungsträger 11
aufgezeichnete Information moduliert wird, wird von einem Pho
todetektor 17 abgetastet. Dieser liefert ein Ausgangssignal an
eine Verarbeitungseinheit 18, die ein Informationssignal V und
ein Nachlaufsignal C erzeugt. Der Reflexionsspiegel 15 ist
nicht schwenkbar gelagert, sondern steht fest, und das Projek
tionsobjektiv 16 ist in einer Projektionsobjektiveinheit 16′ so
abgestützt, daß es rechtwinklig zu seiner optischen Achse und
zur Spurrichtung verstellbar ist.
Wenn der auf den Aufzeichnungsträger 11 projizierte Lichtpunkt
gegenüber der Spur in einer zur Spurrichtung rechtwinkligen
Richtung verschoben ist, ruft die Intensität des durch den Auf
zeichnungsträger 11 durchtretenden Lichtstrahls Ungleichgewicht
links und rechts vom Zentrum der Spur hervor. Dieses Ungleich
gewicht kann vom Photodetektor 17 in bekannter Weise abgetastet
bzw. festgestellt werden. Die Verarbeitungseinheit 18 erzeugt
ein Nachlaufsignal C, das für die Abweichung des Lichtpunktes
vom Spurzentrum Richtung und Betrag angibt. Das Nachlaufsignal C
wird einer Verstellschaltung 19 zugeführt, die ein Verstell
signal M′ für die Verstellvorrichtung des Projektionsobjektivs
16 erzeugt. Auf diese Weise kann das Projektionsobjektiv 16
entsprechend Fig. 1 in der waagerechten Richtung A so verstellt
werden, daß der Lichtpunkt mit der abzutastenden Spur in Deckung
kommt. Die Porjektionsobjektiveinheit 16′, der Photodetek
tor 17, die Verarbeitungseinheit 18 und die Verstellschaltung
19 bilden einen Regelkreis mit Rückführung. In diesem Regel
kreis mit Rückführung ist eine Abweichung des Lichtpunktes von
der optischen Achse eine Entfernung oder Strecke, über die das
Projektionsobjektiv 16 verstellt wird, und ist somit, wenn die
Vergrößerung des Projektionsobjektivs 16 M ist, eine Abweichung
der Informationsspur multipliziert mit M. Beispiel: Wenn die
Vergrößerung des Projektionsobjektivs 16 1/20 ist und die Ab
weichung der Spur 0,1 mm beträgt, dann ist die Abweichung des
Lichtpunktes gegenüber der optischen Achse nur 0,005 mm. Dies
bedeutet, daß es genügt, wenn das Projektionsobjektiv 16 nur in
einem Bereich von 0,005 mm frei von Aberration ist. Enthält der
durch das Projektionsobjektiv 16 gehende Laserstrahl parallele
Strahlen, dann ist M = O und somit ist die Abweichung des
Lichtpunktes gegenüber der optischen Achse vollständig auf Null
reduziert. In diesem Fall genügt es, wenn das Projektionsobjek
tiv 16 nur an der optischen Achse frei von Aberration ist.
Wie oben erläutert, wird die Größe der Abweichung des Licht
punktes gegenüber der optischen Achse um den der Vergrößerung M
des Projektionsobjektivs 16 entsprechenden Faktor verringert.
Das Projektionsobjektiv 16, das die oben genannten Forderungen
erfüllt, kann, selbst wenn die numerische Apertur 0,4 ist, mit
höchstens drei sphärischen Linsen verwirklicht werden. Bei Ver
wendung eines nichtsphärischen Linsensystems ist es möglich,
das Projektionsobjektiv mit nur einer einzigen nichtsphärischen
Linse aufzubauen. Es ist daher ziemlich einfach, das Projek
tionsobjektiv 16 mit einem Gewicht von weniger als 10 g zu ver
wirklichen. Zudem ist die Konstruktion des Projektionsobjek
tivs 16 einfach, und das Projektionsobjektiv 16 kann mit ein
fachen Mitteln wirtschaftlich hergestellt werden.
Fig. 2 und 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Objektivabstützung, wobei Fig. 2 nur schematisch
die Anordnung der elektromagnetischen Stellvorrichtung mit zu
gehöriger Flachspule ohne die eigentliche nachgiebige Objektiv
unterstützung zeigt. Diese nachgiebige Objektivunterstützung
ist in perspektivischer Ansicht von unten in Fig. 3 dargestellt
und näher erläutert.
Das Objektiv 16 ist sowohl in Richtung der Spur als auch in der
zur Spur rechtwinkligen Richtung verstellbar. Die Verarbeitungs
einheit 18 muß sowohl ein Zeitbasisfehlersignal als auch das
Nachlaufsignal C erzeugen. Wenn die Drehgeschwindigkeit des
scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers, beispielsweise einer
Videoscheibe, schwankt, weicht der Lichtpunkt in der Richtung
der Informationsspur ab. Daraus ergibt sich beim reproduzierten
Signal ein Zeitbasisfehler, aus dem das Zeitbasisfehlersignal
abgeleitet wird. Das Objektiv 16 ist an einem unteren Ende
eines Rohrkörpers 21 befestigt, dessen oberes Ende an einer
Trägplatte 28 befestigt ist. An einer Oberfläche der Tragplatte
28 ist ein Paar Spulen 22 und 32 angeordnet. Die Spule 22 ist
durch das Nachlaufsignal C erregbar, das über Zuleitungsdrähte
25 zugeführt wird, und die Spule 32 ist durch das Zeitbasisfeh
lersignal erregbar, das über Zuleitungsdrähte 35 zugeführt
wird. Über der Spule 22 ist ein erster, beim gezeigten Beispiel
als Dauermagnet ausgebildeter Magnet 23, über der Spule 32 ein
zweiter, beispielsweise wiederum als Dauermagnet ausgebildeter
Magnet 33, angeordnet. Der erste Magnet 23 ist in einer Rich
tung A angeordnet, die zu der Spur T rechtwinklig verläuft. Der
zweite Magnet 33 ist in einer zur Richtung der Spur T paralle
len Richtung angeordnet.
Nach Fig. 3 ist die Tragplatte 28 mit einem Basisteil 27 des
Lesekopfes durch einen elastischen Träger in Form einer L-för
migen Blattfeder 39 verbunden. Der erste Abschnitt 39 a dieser
L-förmigen Blattfeder 39 wird gebogen, wenn das Objektiv 16 in
Richtung A bewegt wird, während der zweite Abschnitt 39 b gebo
gen wird, wenn das Objektiv 16 in der Richtung B verstellt
wird. Durch diese Anordnung läßt sich das Objektiv 16 im we
sentlichen parallel zu den Richtungen A und B verstellen.
Wenn das Nachlaufsignal C der ersten Spule 22 zugeführt wird,
ist die Spule 22 einer Kraft in der Richtung A ausgesetzt und
das Projektionsobjektiv 16 wird somit in der Richtung A recht
winklig zur Spur T verstellt. Wenn das Zeitbasisfehlersignal
der zweiten Spule 32 zugeführt wird, ist die Spule 32 einer
Kraft in der Richtung B ausgesetzt, so daß das Projektionsob
jektiv 16 in der Richtung B der Spur T bewegt wird. Auf diese
Weise ist es möglich, den Lichtpunkt mit einer bestimmten Stel
le an der abzutastenden Spur T durch Verändern der durch die
Spulen 22 und 32 fließenden Ströme in Deckung zu bringen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 können auch
noch zwei weitere Magnete vorgesehen sein, die den Magneten 23
und 33 gegenüber angeordnet sind.
Der Lichtpunkt muß während des Abtastens auf die Spur fokus
siert sein. Zu diesem Zweck ist es notwendig, das Objektiv 16
in einer zu seiner optischen Achse parallelen Richtung zu ver
stellen.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Ausbil
dung der elastischen Objektivunterstützung. Hier ist der Rohr
körper 21 des Objektivs 16 über eine Spiralblattfeder 45 abge
stützt, die mit einem Basisabschnitt 27′ des Lesekopfes verbun
den ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Objektiv 16
dreidimensional verstellbar, d.h. in einer Richtung A recht
winklig zur Spurrichtung, in einer Spurrichtung B und in einer
Richtung C′ rechtwinklig zu den Richtungen A und B und somit in
Richtung der optischen Achse. Die Verstellung in Richtung C′
erfolgt über einen kreisringförmigen Dauermagneten 44, in wel
chen eine nicht-dargestellte Spule eintaucht, die mit dem Ob
jektivträger verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform muß die
Verarbeitungseinheit 18 nach Fig. 1 sowohl ein Signal für die
selbsttätige Fokussierung erzeugen, das einen Betrag und eine
Richtung darstellt, mit dem und in der der Lichtpunkt am Auf
zeichnungsträger defokussiert ist, als auch das Nachlaufsignal
C und das Zeitbasisfehlersignal abgeben.
Claims (3)
1. Lesekopf für das Lesen einer auf einem relativ dazu beweg
ten Aufzeichnungsträger als Spur oder als Spuren aufgezeichne
ten Information mit einem Objektiv zum Projizieren eines Licht
punktes auf die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers, einer Ab
tasteinrichtung zum Abtasten der Relativstellung zwischen Ob
jektiv und Spur und zum Erzeugen eines Spur-Fehlersignals und
eines Fokussier-Fehlersignals, und mit einer elektromagneti
schen Stellvorrichtung zum Bewegen des über eine nachgiebige
Unterstützung am Lesekopf befestigten Objektivs in Abhängigkeit
vom Spur-Fehlersignal und Fokussier-Fehlersignal in Spurnach
führungsrichtung bzw. Fokussierrichtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Objektiv-Unterstützung mindestens teilweise aus einem
nachgiebigen Element (39, 45) besteht, das mindestens zweidi
mensional in Spurnachführungsrichtung (A) und mindestens in
einer Richtung (B oder C) senkrecht zur Spurnachführungsrich
tung elastisch verformbar ist, das im wesentlichen parallel zur
Ebene des die Spur tragenden Aufzeichnungsträgers angeordnet
ist und dessen eines Ende am Lesekopf und dessen anderes freies
Ende am Objektiv befestigt ist.
2. Lesekopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das nachgiebige Element eine L-förmige Blattfeder (39) ist.
3. Lesekopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das nachgiebige Element eine spiralförmig gewickelte Blatt
feder (45) ist.
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