DE2954579C2 - - Google Patents
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- G11B7/00—Recording 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
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition 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
- G11B7/0925—Electromechanical actuators for lens positioning
- G11B7/0937—Piezoelectric actuators
-
- G—PHYSICS
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- G11B7/00—Recording 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
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- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewegen eines Objektivs
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches
1.
Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 27 28 624 A1 bekannt.
Dort wird eine Vorrichtung zum Korrigieren eines Spurfehlers
beschrieben, die einen Detektor aufweist, mit dem Abweichungen
eines Lichtpunktes in bezug auf die Informationsspur festgestellt
werden. Die Abweichungen werden in einer Spursuchrichtung
festgestellt, die senkrecht zur Richtung der Informationsspur
steht. Hierzu mißt der Detektor den von der Aufzeichnungsplatte
reflektierten Lichtstrom. Es wird dort also eine Spur-Findung
durchgeführt, bei der eine Ortsabweichung eines Strahl-Punktes
in bezug auf die Informationsspur in einer Richtung
senkrecht zu dieser korrigiert wird. Es geht also bei dieser
Druckschrift darum, den Strahl-Punkt exakt auf die Informationsspur
zu projizieren. Entsprechendes gilt auch für die
DE 26 45 326 A1.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Vorrichtung zu schaffen, mit der in einfacher und zuverlässiger
Weise der Ort des Objektivs in Spur-Suchrichtung bestimmbar und
steuerbar ist. Die Einrichtung zum Bestimmen und Steuern des
Ortes des Objektives soll einen möglichst geringen Raum einnehmen
und geringes Gewicht aufweisen.
Bei der Erfindung geht es also darum, die Ortsabweichung eines
Objektivs in bezug auf ein ortsfestes Bauteil eines Aufnahmekopfes
der Vorrichtung zu korrigieren.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch
1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand
schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer Ausführungsform
einer Vorrichtung nach der Erfindung zum Auslesen
optischer Informationen,
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine herkömmliche Objektiv-Antriebsvorrichtung,
Fig. 3 den Schnitt III-III in Fig. 1 in kleinerem Maßstab,
Fig. 4 den Querschnitt durch eine Ausführungsform einer
Objektiv-Antriebsvorrichtung nach der Erfindung
in einer zu einer optischen Achse eines Objektivs
rechtwinkligen Ebene,
Fig. 5 den Schnitt V-V in Fig. 4,
Fig. 6 einen dem Schnitt VI-VI in Fig. 4 entsprechenden
Querschnitt durch eine andere Ausführungsform einer
Objektiv-Antriebsvorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 7 eine vereinfachte Darstellung einer anderen Ausführungsform
einer Vorrichtung nach der Erfindung
zum Auslesen optischer Informationen,
Fig. 8A eine vereinfachte Darstellung eines Modulationstyps
eines Ausgangssignals aus dem in Fig. 7 dargestellten
Lichtempfänger bei normaler Spurführung,
Fig. 8B ein Diagramm des Modulationstyps gemäß Fig. 8A,
Fig. 8C und 8C′ vereinfachte Darstellungen eines Modulationstyps
des Ausgangssignals aus dem in Fig. 7 dargestellten
Lichtempfänger bei anomaler Spurführung,
Fig. 8D und 8D′ je ein Diagramm des zugehörigen Modulationstyps
gemäß Fig. 8C und 8C′,
Fig. 9 eine Draufsicht auf eine noch weitere Ausführungsform
einer Objektiv-Antriebsvorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 10 den Schnitt XIII-XIII in Fig. 9,
Fig. 11 den Schnitt XIV-XIV in Fig. 9,
Fig. 12, 13 und 14 vereinfachte Darstellungen je einer anderen
Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung
zum Auslesen optischer Informationen,
Fig. 15A eine vereinfachte Darstellung eines Ausleselichtstromes
bei normaler Spurführung,
Fig. 15B ein Diagramm eines Ausgangsstromes aus dem in Fig. 14
dargestellten fotoelektrischen Umformer bei normaler
Spurführung gemäß Fig. 15A.
Fig. 15C und 15C′ vereinfachte Darstellungen eines Ausleselichtstromes
bei anomaler Spurführung,
Fig. 15D und 15D′ Diagramme eines Ausgangsstromes aus dem in
Fig. 14 dargestellten fotoelektrischen Umformer je
bei der anomalen Spurführung gemäß Fig. 15C bzw. 15C′.
Fig. 16 eine vereinfachte Darstellung einer noch anderen
Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung
zum Auslesen optischer Informationen,
Fig. 17 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform
einer Fokussier- und Spurführungsvorrichtung nach
der Erfindung,
Fig. 18 den Schnitt XXIII-XXIII in Fig. 17, und
Fig. 19 den Schnitt XXIV-XXIV in Fig. 17, aus dem piezo-elektrische
Bauteile ersichtlich sind, die an
beiden Spurführungs-Blattfedern befestigt sind.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform einer Vorrichtung
nach der Erfindung zum Auslesen optischer Informationen
wird eine Video- oder Bildplatte 1 auf einem Drehteller 3 angeordnet,
der mit einer drehbaren Welle 2a eines Motors 2
drehfest verbunden und mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit
drehantreibbar ist. An der Bildplatte 1 ist eine spiralig
oder konzentrisch ausgebildete Informationsspur 1a aufgezeichnet,
die sich aus kodierten Vertiefungen zusammensetzt. Die
in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist ein sogenanntes
Reflexions-Bildplatten-Wiedergabegerät, das einen von der
Informationsspur 1a reflektierten Ausleselichtstrom aufzufangen
und eine Video- bzw. Bildinformation zu reproduzieren
vermag.
Gegenüber der Seite der Bildplatte 1, die mit der Informationsspur
1a versehen ist, ist eine Fokussier- und Spurführungsvorrichtung
4 angeordnet. Die Fokussier- und Spurführungsvorrichtung
4 arbeitet in der Weise, daß sie ein Objektiv 5
in bezug auf die Bildplatte 1 sowohl in Richtung seiner optischen
Achse als auch rechtwinklig dazu und folglich rechtwinklig
zur Richtung der an der Bildplatte 1 aufgezeichneten
Informationsspur 1a verstellt, um den Ausleselichtstrom exakt
auf die Informationsspur 1a scharfeinzustellen, und einen
Spurführungsfehler korrigiert, also den Ausleselichtstrom
exakt der Informationsspur 1a folgen bzw. diese abtasten
läßt.
Zum Korrigieren des Spurführungsfehlers werden beim gezeigten
Beispiel zwei vom Ausleselichtstrom verschiedene Spurführungslichtströme
benutzt. Diese beiden Spurführungslichtströme
werden an beiden Seiten der Informationsspur 1a so fokussiert,
daß sie dort Lichtpunkte bilden. Diese drei Lichtströme, nämlich
ein Ausleselichtstrom und zwei Spurführungslichtströme,
lassen sich mit drei voneinander unabhängigen Lichtquellen
erzeugen. Beim gezeigten Beispiel jedoch fällt ein von einer
Laserlichtquelle 6 ausgesandtes Laserlicht auf eine Hologrammplatte
7, um einen Lichtstrom mit Beugung nullter Ordnung
und Lichtströme mit Plus-Minus-Primärbeugung zu erhalten.
Diese drei Lichtströme fallen durch einen Strahlenteiler 8
hindurch in das Objektiv 5 ein.
Die Fokussier- und Spurführungsvorrichtung 4 fokussiert nicht
nur die vorstehend erwähnten drei Lichtströme auf zugehörige
vorgegebene Stellen an der Bildplatte 1, sondern tastet auch
die Bildplatte 1 in ihrer radialen Richtung ab. Drei von der
Bildplatte 1 reflektierte Lichtströme fallen durch das Objektiv
5 und den Strahlenteiler 8 hindurch an drei fotoelektrischen
Umformern 9, 10 und 11 auf.
Das von der Informationsspur 1a reflektierte Licht fällt
auf den fotoelektrischen Umformer 9, der eine Videoinformation
an einer Ausgangsklemme 12 abgibt. Diese Videoinformation
wird auch einem Verstärker 13 zugeleitet, der sie mit
einem vorgegebenen Normalwert vergleicht und einen zwischen
ihnen bestehenden Unterschied, also ein Fokussierfehlersignal,
erfaßt. Das Fokussierfehlersignal wird über eine Fokussiersteuerschaltung
14 und einen Verstärker 15 der Fokussier- und
Spurführungsvorrichtung 4 zugeführt, wodurch das Objektiv 5
auf die Informationsspur 1a scharfeingestellt wird. In diesem
Falle wird der Betrag der von der Fokussier- und Spurführungsvorrichtung
4 ausgeführten Bewegung des Objektivs 5 in Richtung
seiner optischen Achse erfaßt und zur Fokussiersteuerschaltung
14 zurückgeleitet. Dadurch wird der Fokussiervorgang mit
dynamischer Rückkoppelung gesteuert.
Die von der Bildplatte 1 reflektierten Spurführungslichtströme
treffen auf die fotoelektrischen Umformer 10 und 11 auf und
werden in elekrische Signale umgeformt, die einem Differentialverstärker
16 zugeleitet werden. Der Differentialverstärker
16 vergleicht Ausgangssignale aus den fotoelektrischen
Umformern 10 und 11 miteinander und erfaßt ein Differenzsignal,
d. h. ein Spurführungsfehlersignal. Das Spurführungsfehlersignal
wird über eine Spurführungssteuerschaltung 17
und einen Verstärker 18 der Fokussier- und Spurführungsvorrichtung
4 zugeleitet, um die Spurführung des Objektivs 5
vorzunehmen. In diesem Falle wird der Betrag der von der
Fokussier- und Spurführungsvorrichtung 4 ausgeführten Bewegung
des Objektivs 5 in der zu seiner optischen Achse rechtwinkligen
Richtung erfaßt, und das so erfaßte Signal wird einem Differentialverstärker
84 zugeleitet. Dadurch wird der Spurführungsvorgang
mit dynamischer Rückkoppelung gesteuert.
Gemäß Fig. 2, die eine herkömmliche Fokussier- und Spurführungsvorrichtung
zeigt, ist eine Richtung X eine Spurrichtung und
eine Richtung Y eine zur Spurrichtung rechtwinklige Richtung.
Eine Verlagerung in der Richtung Y bedeutet eine Abweichung
von der Spurrichtung, also einen Spurführungsfehler. Eine
Verlagerung in der Richtung X bedeutet einen Zeitfehler
eines Auslesesignals, also einen Zeitbasisfehler.
Ein Objektiv 5 ist an einem Objektivhalter 22 befestigt, der
seinerseits an einem elastischen Rahmen 23 befestigt ist.
Quer zum elastischen Rahmen 23 erstreckt sich eine Seitenplatte
24. Der elastische Rahmen 23 ist aus einem magnetischen
Werkstoff hergestellt und ist bei Erregung von Elektromagneten
25, 25′ einer magnetischen Kraft aussetzbar. Die Elektromagnete
25 und 25′ sind in der zugehörigen Außenseite des elastischen
Rahmens 23 gegenüber angeordnet. Der elastische
Rahmen 23 ist an Tragpfosten 26, 26′ befestigt und ortsfest
gehalten. Folglich kann der elastische Rahmen 23 durch die
an ihm mit den Elektromagneten 25 und 25′ aufgetragene magnetische
Kraft als Ganzes nicht bewegt werden, sondern wird,
wie mit gestrichelten Linien angedeutet, verformt, und folglich
wird das Objektiv 5, wie mit gestrichelten Linien gezeichnet,
parallel zur Richtung Y bewegt. Ein zwischen der
Seitenplatte 24 und dem elastischen Rahmen 23 ausgebildeter
Raum ist mit Silikonkautschuk 27, Silikonfett o. dgl. gefüllt,
der als Dämpfungsmittel wirkt. Im Bedarfsfall kann die vorstehend
beschriebene Vorrichtung zum Bewegen des Objektivs 5
in der Richtung Y als Ganzes in eine Vorrichtung zum Bewegen
des Objektivs 5 in Richtung X eingeschlossen sein, um
sowohl den Spurführungsfehler als auch den Zeitbasisfehler
zu korrigieren.
In Fig. 2 ist eine Vorrichtung zum Bewegen des Objektivs 5
in der Richtung der optischen Achse, also in der Richtung Z,
nicht gezeichnet. Jedoch kann eine solche Vorrichtung beispielsweise
in den Objektivhalter 22 eingegliedert sein, um
das Objektiv 5 in der Richtung Z zu bewegen und daher scharfeinzustellen.
Bei der herkömmlichen Objektiv-Antriebsvorrichtung gemäß
Fig. 2 werden die Flächen 28 und 28′ des elastischen Rahmens
23, die an den Tragpfosten 26 und 26′ befestigt sind, ebenfalls
verformt, wie mit einer strichpunktierten Linie in
Fig. 2 angedeutet, so daß es nicht möglich ist, die Position
des Objektivs 5 in der Richtung Y exakt zu bestimmen. Beim
Korrigieren des Spurführungsfehlers führt folglich die Bewegung
des Objektivs 5 in der Richtung Y zu einer unerwünschten
Bewegung des Objektivs 5 in der Richtung X, oder es besteht
die Gefahr, daß das Objektiv 5 durch auf es einwirkende
äußere Schwingungen auch in der Richtung X bewegt wird, wodurch
der Zeitbasisfehler hervorgerufen wird.
Wenn die Tragpfosten 26 und 26′ mit großer Breite ausgeführt
sind, besteht die Möglichkeit, die mit einer strichpunktierten
Linie angedeutete Verformung der Flächen 28 und 28′ des
elastischen Rahmens 23 auszuschalten. Jedoch ergibt sich aus
der Verwendung von Tragpfosten 26 und 26′ mit großer Breite
eine Einschränkung der Verformung des elastischen Rahmens 23
in der gewünschten Richtung, nämlich in der Richtung Y. Der
Grund hierfür liegt darin, daß die Tragpfosten 26 und 26′
bis zu beiden Enden der Flächen 28 und 28′ des elastischen
Rahmens 23 reichen, die bei Bewegung des Objektivs 5 in der
Richtung Y verformt werden.
Wenn die Vorrichtung zum Antreiben und Fokussieren des Objektivs
5 in der Richtung Z in den Objektivhalter 22 eingeschlossen
ist, wird außerdem die Masse des zum Korrigieren
des Spurführungsfehlers dienenden beweglichen Bauteils groß,
und die Vorrichtung, welche das Objektiv 5 wirksam steuern
kann, bekommt als Ganzes daher große Abmessungen. Das heißt,
die zum Fokussieren erforderliche Bewegung muß hinsichtlich
der Amplitude beträchtlich größer gemacht werden als die
zum Korrigieren des Spurführungsfehlers erforderliche Bewegung.
Folglich hat die herkömmliche Objektiv-Antriebsvorrichtung
in jedem Falle große Abmessungen, und es ist daher schwierig,
sie so zu konstruieren, daß sie sich zum Korrigieren des
Spurführungsfehlers bewegen kann.
Bei der in Fig. 4 und 5 dargestellten Objektiv-Antriebsvorrichtung
nach der Erfindung ist ein Objektiv 5 an einem
Objektiv-Haltezylinder 32 befestigt, der über zwei Blattfedern
33 und 34 mit einem Spulenkörper 35 verbunden ist.
Der Objektiv-Haltezylinder 32 oder die beiden Blattfedern
33 und 34 ist bzw. sind aus magnetischem Werkstoff hergestellt.
Die beiden Blattfedern 33 und 34 korrigieren den Spurführungsfehler
und biegen bzw. verformen sich rechtwinklig zur
Zeichnungsebene, also in Richtung der optischen Achse, nicht,
so daß der Objektiv-Haltezylinder 32 und der Spulenkörper 35
fest miteinander verbunden sind und sich beim Fokussieren
des Objektivs 5 in Richtung der optischen Achse bewegen. Rings
um den Spulenkörper 35 ist eine Wicklung 36 aufgebracht. Der
Spulenkörper 35 ist zwischen einem inneren und einem äußeren
zylindrischen Abschnitt 38 bzw. 38′ eines Magneten 37 angeordnet.
Der innere zylindrische Abschnitt 38 des Magneten
37 weist an diametral sich gegenüberliegenden Stellen Löcher
bzw. Aussparungen 39 und 40 auf, durch die die zugehörigen
Blattfedern 33 und 34 hindurchgeführt sind und die eine ungehinderte
Bewegung des Spulenkörpers 35 und des Objektiv-Haltezylinders
32 in Richtung der optischen Achse zulassen.
Außerdem ist der Spulenkörper 35 über eine Blattfeder 42,
die den Fokussierfehler zu korrigieren vermag, mit einem
Stützrahmen 41 für den Magneten 37 verbunden. Die Blattfeder
42 kann beispielsweise, wie in Fig. 9 dargestellt,
stern- oder kreuzförmig ausgebildet sein.
Wenn die Wicklung 36 erregt wird, bewegen sich der Objektiv-Haltezylinder
32 und der Spulenkörper 35 zusammen in Richtung
der optischen Achse, so daß es möglich ist, die Fokussierbewegung
des Objektivs 5 abhängig von dem durch die Wicklung
36 fließenden Strom zu steuern. Die Benutzung der in vorstehend
beschriebener erfindungsgemäßer Weise aufgebauten
Vorrichtung gewährleistet eine Korrektur des Fokussierfehlers.
Es wird nun eine Vorrichtung zum Korrigieren des Spurführungsfehlers
beschrieben.
Gemäß Fig. 4 und 5 ist der Magnet 37 an den Innenflächen
seiner inneren zylindrischen Abschnitte 38 mit zwei einander
gegenüber angeordneten Elektromagneten 43 und 43′ versehen.
Wenn einem dieser Elektromagneten - 43 oder 43′ - das im
Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene Spurführungsfehlersignal
zugeleitet wird, wird eine magnetische Kraft erzeugt, die
auf die zugehörige magnetische Blattfeder 33 oder 34 wirkt
und sie an den betreffenden Elektromagneten 43 oder 43′ anzieht
und so den Objektiv-Haltezylinder 32 in der zur optischen
Achse rechtwinkligen Richtung, also entsprechend der
Schnittlinie V-V, bewegt. Folglich ist es möglich, die Spurführung
durch Korrigieren des Spurführungsfehlers über den
durch den Elektromagneten 43 oder 43′ fließenden elektrischen
Strom zu steuern.
Selbstverständlich wird das Korrigieren sowohl des Spurführungsfehlers
als auch des Fokussierfehlers auf der Basis eines
Spurführungsfehlersignals und eines Fokussierfehlersignals
vorgenommen, die in der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen
Weise erfaßt werden.
Die in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaute Objektiv-Antriebsvorrichtung
nach der Erfindung vermag das von den
beiden Blattfedern 33 und 34 abgestützte Objektiv 5 in der
Richtung Y zu bewegen und nur den Spurführungsfehler zu korrigieren,
ohne das Objektiv 5 in irgendeiner anderen Richtung,
beispielsweise in der Richtung X, zu verstellen. Folglich
kann die Vorrichtung den Spurführungsfehler wirkungsvoll
korrigieren. Außerdem besteht keine Gefahr, daß die optische
Achse beim Korrigieren des Spurführungsfehlers schräggestellt
wird.
Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform einer Objektiv-Antriebsvorrichtung
nach der Erfindung, bei der jede der
Blattfedern 33 und 34 (sh. Fig. 4 und 5) zum Korrigieren des
Spurführungsfehlers mit einem piezoelektrischen Bauteil 51
versehen ist. Das piezoelektrische Bauteil 51 erfaßt eine
Verformung der Blattfedern 33 und 34 und damit den Betrag
der Bewegung des Objektivs 5. Dieser Betrag der Bewegung
des Objektivs 5 wird, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben,
zur Spurführungssteuerschaltung 17 zurückgeleitet,
wodurch der Vorgang des Korrigierens des Spurführungsfehlers
in wirkungsvoller Weise gesteuert wird.
Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich
von der Ausführungsform gemäß Fig. 4 und 5 nur durch das an
der Blattfeder 33 angeordnete piezoelektrische Bauteil 51.
Das piezoelektrische Bauteil 51, das an der das Objektiv 5
abstützenden Blattfeder 33 befestigt ist, vermag nicht nur
den Betrag der Stellungsveränderung der Blattfeder 33 zu erfassen,
sondern auch bei Erhalt eines Spurführungssignals
die Stellung der Blattfeder 33 zu verändern. Das heißt, zum
Korrigieren des Spurführungsfehlers ist anstelle der Elektromagnete
43 und 43′ das piezoelektrische Bauteil 51 benutzbar.
In Fig. 7 ist eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Auslesen optischer Informationen dargestellt.
Hierbei sind ein Objektiv 5 und ein Objektiv-Haltezylinder
32 durch Blattfedern 33 und 34 abgestützt, die
den Blattfedern 33 und 34 in Fig. 4 und 5 entsprechen, und
sind in der Richtung zum Korrigieren des Spurführungsfehlers
verstellbar. Ein Signal mit konstanter Amplitude und konstanter
Schwingungszahl wird von einer Spannungsquelle 52
einem piezoelektrischen Bauteil 51 zugeführt, das an der
Blattfeder 33 befestigt ist, so daß das Objektiv 5 in der
Richtung zum Korrigieren des Spurführungsfehlers in sehr kleine
Schwingungen versetzt wird. Ein von einer Laserlichtquelle 6
angesandtes Laserlicht wird an einem Strahlenteiler 8 reflektiert
und fällt dann auf einen Lichtempfänger 53, der diese,
durch die Schwingung des Objektivs 5 modulierte Information
ausliest.
Fig. 8A zeigt eine Modulationsweise für die vom Lichtempfänger
53 ausgelesene Information, wenn die Spurführung
durch Korrigieren des Spurführungsfehlers auf normale Weise
vorgenommen wird. Die vorstehend erwähnten sehr kleinen
Schwingungen werden um die Mittellinie der an der Bildplatte
1 aufgezeichneten Informationsspuren 1a, 1a so ausgeführt,
daß sich für die Modulation eine Amplitude und eine Periode
ungefähr so ergeben, wie sie durch eine Kurve in Fig. 8A
und durch einen Lichtempfängerausgang in Fig. 8B dargestellt
sind.
Fig. 8C und 8C′ zeigen eine Modulationsweise für die vom
Lichtempfänger 53 ausgelesene Information, wenn die Spurführung
durch Korrigieren des Spurführungsfehlers anomal wird.
In diesem Falle ändert sich die Modulation der Information
nicht nur hinsichtlich der Amplitude, sondern auch bei der
Periode, wie durch eine Kurve in Fig. 8C und 8C′ und durch
einen Lichtempfängerausgang in Fig. 8D und 8D′ dargestellt,
so daß es möglich ist, von dieser Information ein den Spurführungsfehler
aufzeigendes Signal abzuleiten.
Bei den in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen
sind die beiden Blattfedern 33 und 34 zum
Korrigieren des Spurführungsfehlers zur optischen Achse des
Objektivs 5 und die eine oder die beiden Blattfedern 42 und
42′ zum Fokussieren des Objektivs 5 in bezug auf eine Ebene
durch die optische Achse des Objektivs 5 symmetrisch angeordnet.
Folglich treten keine unerwünschten Schwingungen
auf, ungeachtet eines Aufbaues, bei dem ein Schwingungssystem,
bestehend aus einem beweglichen Bauteil zum Korrigieren des
Spurführungsfehlers in einer zur Richtung der optischen Achse
eines Objektivs 5 rechtwinkligen Richtung, an einem
Schwingungssystem angeordnet ist, das aus einem beweglichen
Bauteil zum Fokussieren des Objektivs 5 in seiner optischen
Achse besteht.
Bei den im Zusammenhang mit Fig. 4 und 5
beschriebenen Ausführungsformen sind die Blattfedern 33 und 34
zum Korrigieren des Spurführungsfehlers am Objektiv-Haltezylinder
32 an denjenigen sich diametral gegenüberliegenden
Stellen befestigt, die zur Spurführungsrichtung parallel
sind.
Alternativ können die Blattfedern 33 und 34 zum Korrigieren
des Spurführungsfehlers am Objektiv-Haltezylinder 32 an
denjenigen sich diametral gegenüberliegenden Stellen befestigt
sein. Außerdem, wenn an der Blattfeder 33 oder 34 ein piezoelektrisches
Bauteil 51 befestigt ist, um letzteres als Antrieb für das
Objektiv 5 oder zum Erfassen des Betrages der Stellungsveränderung
der Blattfeder 33 oder 34 zu benutzen, kann das
piezoelektrische Bauteil 51 an der einen oder der anderen
oder an beiden Flächen der Blattfeder 33 oder 34 befestigt
werden.
In Fig. 9, 10 und 11 ist eine noch andere Ausführungsform
einer Objektiv-Antriebsvorrichtung nach der Erfindung dargestellt.
Beim gezeigten Beispiel ist an der Blattfeder 42
wenigstens ein piezoelektrisches Bauteil 51 befestigt, um
ein darin als Antwort auf die Verformung der Blattfeder 42
erzeugtes elektrisches Signal, also ein dem Betrag der Bewegung
des Objektivs 5 in Richtung seiner optischen Achse
entsprechendes elektrisches Signal zu erfassen. Das so erfaßte
elektrische Signal wird der Fokussiersteuerschaltung
14 (sh. Fig. 1) zugeführt, um die Fokussierung mit dynamischer
Rückkoppelung zu steuern. Es ist folglich möglich, den
Fokussiervorgang exakt auszuführen.
Gemäß Fig. 9 und 11 ist außerdem an der Blattfeder 33 ein
piezoelektrisches Bauteil 51 befestigt, um ein darin als Antwort
auf die Verformung der Blattfeder 33, also entsprechend
dem Betrag der Bewegung des Objektivs 5 in der Spurführungs-
bzw. Abtastrichtung erzeugtes elektrisches Signal zu erfassen.
Das so erfaßte Signal wird der in Fig. 1 gezeigten
Spurführungssteuerschaltung 17 zugeleitet, um den Spurführungsvorgang
mit dynamischer Rückkopplung auszuführen.
Bei einer in Fig. 12 dargestellten weiteren Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auslesen optischer
Informationen sind an beiden Blattfedern 33 und 34 piezoelektrische
Bauteile 51, 51 befestigt, um ein darin als Antwort
auf die Verformung der Blattfedern 33 und 34 erzeugtes
elektrisches Signal zu erfassen. Das so erfaßte elektrische
Signal wird einem Differentialverstärker 84 zugeführt, dessen
Ausgang zu einer Spurführungssteuerschaltung 17 zurückgeleitet
wird. Dadurch wird der Spurführungsvorgang mit dynamischer
Rückkopplung ausgeführt.
Fig. 13 zeigt eine noch andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Auslesen optischer Informationen.
Beim gezeigten Beispiel sind die bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 12 vorhandenen Elektromagnete 43 und 43′ weggelassen,
und an beiden Seiten jeder der Blattfedern 33 und 34 ist je
ein piezoelektrisches Bauteil 51 bzw. 51′ befestigt, wobei
jede der Blattfedern 33 und 34 zwischen den zugehörigen
piezoelektrischen Bauteilen 51 und 51′ angeordnet ist. Den
außen angeordneten piezoelektrischen Bauteilen 51, 51 wird
das Spurführungsfehlersignal über eine Spurführungssteuerschaltung
17 und einen Verstärker 18 zugeleitet, um zu bewirken,
daß die äußeren piezoelektrischen Bauteile 51, 51
in Richtung der optischen Achse, also rechtwinklig zur Spurrichtung,
schwingen. In diesem Falle werden die innen angeordneten
piezoelektrischen Bauteile 51′, 51′ als Antwort auf
die Bewegung des Objektiv-Haltezylinders 32, also des Objektivs
5, verformt und erzeugen dadurch elektrische Ströme.
Die so erzeugten elektrischen Ströme werden in einem Differentialverstärker
84 miteinander verglichen, dessen Ausgangssignal
zur Spurführungssteuerschaltung 17 zurückgeführt wird,
wodurch der Spurführungsvorgang mit dynamischer Rückkopplung
ausgeführt wird.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß beim gezeigten Beispiel
das piezoelektrische Bauteil 51 bzw. 51′ nicht nur den Spurführungsfehler
des Objektivs 5 korrigiert, sondern auch den
Spurführungsvorgang mit dynamischer Rückkopplung steuert.
Folglich sind die Blattfedern 33 und 34 oder der Objektiv-
Haltezylinder 32 nicht immer aus magnetischem Werkstoff hergestellt.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden zum
Erfassen des Spurführungsfehlersignals zwei Spurführungslichtströme
benutzt. Eine andere Möglichkeit besteht darin,
das Objektiv 5 durch das piezoelektrische Bauteil 51 bzw. 51′
mit sehr kleinen Schwingungen anzuregen, um das Spurführungsfehlersignal
über den reflektierten Anteil des Ausleselichtstromes
zu erfassen, wodurch der Spurführungsvorgang ohne
Benutzung der Spurführungslichtströme gesteuert wird.
Bei einer in Fig. 14 dargestellten noch anderen Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Auslesen optischer
Informationen wird zum Antreiben des Objektivs 5 die
Fokussier- und Spurführungsvorrichtung 4 gemäß Fig. 13 benutzt.
An das äußere piezoelektrische Bauteil 51 ist eine
Spannungsquelle 62 angeschlossen, die eine Spannung von konstanter
Amplitude und mit einer Frequenz f liefert, die beträchtlich
niedriger ist als die der Videoinformation. Folglich
wird der Objektiv-Haltezylinder 32 in sehr kleine
Schwingungen rechtwinklig zur optischen Achse und zur Richtung
der an der Bildplatte 1 aufgezeichneten Informationsspur
1a versetzt. Zur gleichen Zeit wird von der Laserlichtquelle
6 Laserlicht ausgesandt und durch den Strahlenteiler 8
und das Objektiv 5 auf die Bildplatte 1 scharfeingestellt.
Aufgrund der Schwingungen des Objektivs 5 führt folglich der
Lichtpunkt des Ausleselichtstromes an der Bildplatte 1 sehr
kleine Schwingungen aus.
Das von der Bildplatte 1 reflektierte Licht tritt durch das
Objektiv 5 und den Strahlenteiler 8 hindurch und trifft auf
einen fotoelektrischen Umformer 63. Wenn in diesem Falle
der Ausleselichtstrom der an der Bildplatte 1 aufgezeichneten
Informationsspur 1a exakt folgt, wie in Fig. 15A durch einen
vergrößerten Pfeil angedeutet, liefert der fotoelektrische
Umformer 63 einen Ausgangsstrom wie in Fig. 15B dargestellt,
der eine im wesentlichen konstante Amplitude hat und durch
eine Frequenz moduliert ist, welche doppelt so hoch ist wie
die der Spannungsquelle 62.
Wenn, wie durch eine Kurve in Fig. 15C und 15C′ angegeben,
der Ausleselichtstrom der Informationsspur 1a nicht folgt,
liefert der fotoelektrische Umformer 63 einen Ausgangsstrom
wie in Fig. 15D und 15D′ dargestellt, dessen Amplitude sich
im Zeitablauf verändert.
Gemäß Fig. 14 wird der Ausgangsstrom aus dem fotoelektrischen
Umformer 63 über einen Verstärker 64 einer Videoinformation-
Verarbeitungsschaltung 65 und einer Synchrondetektorschaltung
66 zugeführt. Die Videoinformation-Verarbeitungsschaltung
65 trennt ein Videoinformationssignal vom Ausgangssignal des
Verstärkers 64 und gibt es an eine Ausgangsklemme 67 ab. Die
Synchrondetektorschaltung 66 dient dazu, die aus der Schwingung
des piezoelektrischen Bauteils 51 abgeleiteten Frequenzkomponenten-
Ausgangssignale gemäß Fig. 15B und 15D und auch das
Spurführungsfehlersignal aus den vorstehend erwähnten Ausgangssignalen
sowie das Normalsignal bei normaler Spurführung zu
erfassen. Das Spurführungsfehlersignal wird einer Spurführungssteuerschaltung
17 zugeleitet, die es verarbeitet
und einem ihm entsprechenden elektrischen Strom über den Verstärker
18 dem Elektromagneten 43 zuführt. Die Folge ist,
daß der Elektromagnet 43 den Objektiv-Haltezylinder 32 über
die Blattfeder 33 rechtwinklig zur Richtung der optischen
Achse und zur Spurrichtung bewegt, wodurch der Spurführungsfehler
korrigiert wird. Zur gleichen Zeit bewirkt die Verformung
der Blattfedern 33 und 34, also der Betrag der Bewegung
des Objektivs 5, daß die innen angeordneten piezoelektrischen
Bauteile 51′, 51′ die der Verformung der
Blattfedern 33 und 34 entsprechenden elektrischen Ströme erzeugen.
Diese werden im Differentialverstärker 84 miteinander
verglichen, wodurch der Spurführungsvorgang mit dynamischer
Rückkopplung und daher weich gesteuert wird. Beim gezeigten
Beispiel sind das bewegliche Spurführungsteil mit
der anderen Blattfeder 34 und das bewegliche Fokussierteil
konstruktiv und steuerungsmäßig weggelassen.
Fig. 16 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Auslesen optischer Informationen,
welche die Fokussier- und Spurführungsvorrichtung 4 gemäß
Fig. 12 umfaßt und ein piezoelektrisches Bauteil 51, das an
einer Seite jeder der Spurführungs-Blattfedern 33 und 34 befestigt
ist, und eine Spurführungssteuerschaltung gemäß
Fig. 14 aufweist. Beim gezeigten Beispiel ist die Objektiv-
Antriebsvorrichtung bzw. Fokussier- und Spurführungsvorrichtung
4 zur optischen Achse des Objektivs 5 symmetrisch, so
daß in Fig. 16 das bewegliche Spurführungsteil mit der Blattfeder
33 nur vereinfacht dargestellt ist.
Beim gezeigten Beispiel ist wie bei der Ausführungsform gemäß
Fig. 14 an das piezoelektrische Bauteil 51 eine Spannungsquelle
62 angeschlossen, die dazu dient, das Objektiv 5 in
sehr kleine Schwingungen von konstanter Amplitude und mit
einer Frequenz f zu versetzen. Die Synchrondetektorschaltung
66 erfaßt das Spurführungsfehlersignal, das über die Spurführungssteuerschaltung
17 und den Verstärker 18 dem Elektromagneten
43 zugeführt wird, wodurch das Objektiv 5 verstellt
und daher der Spurführungsfehler korrigiert wird. In diesem
Falle wird das piezoelektrische Bauteil 51 als Antwort auf
die Ausführung des Spurführungsvorganges durch den Elektromagneten
43 verformt und in sehr kleine Schwingungen versetzt.
Folglich vermag das piezoelektrische Bauteil 51 ein elektrisches
Signal zu liefern, das ein der Verformung des piezoelektrischen
Bauteils 51, also dem Betrag der Bewegung des
Objektivs 5, entsprechendes und ihm überlagertes Signal
enthält. Beim gezeigten Beispiel wird der vorstehend erwähnte
elektrische Strom über einen Verstärker 71 einer Detektorschaltung
72 zugeleitet, die ein der Verformung des piezoelektrischen
Bauteils 51 entsprechendes Signal abgibt. Dieses
Signal wird zusammen mit einem Signal, das der Verformung des
an der Blattfeder 34 befestigten piezoelektrischen Bauteils
51 entspricht, über den Differentialverstärker 84 der Spurführungssteuerschaltung
17 zugeführt, wodurch der Spurführungsvorgang
mit dynamischer Rückkopplung und daher weich gesteuert
wird.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß beim gezeigten Beispiel
das piezoelektrische Bauteil 51 an der Blattfeder 33 befestigt
ist, die als elastische Halterung für das Objektiv 5 dient,
und ein bestimmtes Signal dem piezoelektrischen Bauteil 51
zugeführt wird oder ein vom piezoelektrischen Bauteil 51 abgeleitetes
Ausgangssignal benutzt wird. Folglich ist die
erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auslesen optischer Informationen
in der Lage, die Bewegung des Objektivs 5 in einer
bestimmten Richtung mit hoher Genauigkeit zu steuern, und
hat einen einfachen Aufbau, geringe Abmessungen und kleines
Gewicht.
In Fig. 17 und 18 ist eine weitere Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Objektiv-Antriebsvorrichtung dargestellt,
bei der ein Objektiv-Haltezylinder 32 mit einem Spulenkörper
35 über zwei magnetische Blattfedern 33 und 34 verbunden
ist, die sich in derselben, zur optischen Achse des
Objektivs 5 rechtwinkligen Richtung parallel zueinander erstrecken.
Bei einer noch anderen, in Fig. 19 dargestellten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Objektiv-Antriebsvorrichtung
sind an den Blattfedern 33 und 34 der Ausführungsform gemäß
Fig. 17 und 18 piezoelektrische Bauteile 51, 51 befestigt.
Die Erfindung schafft somit eine Vorrichtung zum Auslesen
optischer Informationen, die sich durch zahlreiche Vorteile
auszeichnet. Erstens, es ist möglich, eine unerwünschte
Bewegung eines Objektivs in einer anderen als der zum Korrigieren
des Fokussier- und Spurführungsfehlers gewünschten
Richtung sicher zu verhindern. Zweitens, ein bewegliches
Bauteil zum Korrigieren des Fokussier- und Spurführungsfehlers
besteht in der Hauptsache nur aus einem Objektiv
und hat daher geringes Gewicht und kleine Abmessungen, so
daß es möglich ist, die Abmessungen der Fokussier- und Spurführungsvorrichtung
klein zu halten. Drittens, da die Spurführungsbewegung
des beweglichen Bauteils zum Korrigieren
des Spurführungsfehlers von sehr kleiner Amplitude ist,
läßt sich die Spurführungsvorrichtung mit geringem Gewicht
ausführen. Schließlich läßt sich die Last, die beim Korrigieren
des Fokussierfehlers auf das bewegliche Bauteil wirkt,
ebenfalls klein halten.
Bei der Blattfeder für die Scharfeinstellung des Objektivs
besteht keine Beschränkung auf die stern- bzw. kreuzförmige
Ausführung, an deren Stelle eine quadratische Blattfeder
verwendbar ist.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 werden, um das Spurführungsfehlersignal zu erhalten, ein Ausleselichtstrom und
zwei Spurführungslichtströme benutzt. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, auf die beiden Spurführungslichtströme zu
verzichten und an deren Stelle an beiden Seiten des reflektierten
Ausleselichtstromes zwei reflektierte Lichtteilströme
an zwei fotoelektrischen Umformern auftreffen zu lassen,
deren beiden Ausgänge voneinander subtrahiert werden können,
um ein Spurführungsfehlersignal zu erhalten.
Bei der in Fig. 9 dargestellten Auführungsform ist das
piezoelektrische Bauteil 51 an einer Seitenfläche einer der
Blattfedern befestigt. Es können jedoch, wie in Fig. 13
und 14 dargestellt, piezoelektrische Bauteile an beiden
Seitenflächen der Blattfeder oder an beiden Blattfedern befestigt
sein.
Außerdem kann bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 12, 13,
14 und 16 das piezoelektrische Bauteil an einer der beiden
Blattfedern befestigt sein.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform werden die
Fokussier- und Spurführungssteuersignale aus dem an der Bildplatte
1 reflektierten Licht abgeleitet. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, hierzu das durch die Bildplatte 1 hindurchdringende
Licht zu benutzen.
Ferner kann die Fokussier-Blattfeder in bezug auf den Spulenkörper
drehbar ausgelegt sein, um das Objektiv über die Spurführungs-Blattfeder
abzustützen, und die Stellung des Spulenkörpers
kann unveränderlich gehalten sein, selbst dann, wenn
beim Scharfeinstellen die Fokussier-Blattfeder um einen sehr
kleinen Betrag um die optische Achse des Objektivs gedreht
wird. Eine andere Möglichkeit ist die, die Fokussier-Blattfeder
aus einem Paar band- bzw. streifenförmiger paralleler
Blattfedern zusammenzusetzen, die die gleichen sind wie die
Spurführungs-Blattfedern. Derartige Fokussier-Blattfedern
können beim Scharfeinstellen nicht gedreht werden.
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Bewegen eines Objektivs (5) mit einem Antrieb
zum Bewegen des Objektivs (5) in einer Suchrichtung, die
im wesentlichen senkrecht steht zur Richtung einer Informationsspur
(1a), um Informationen aus einem Aufzeichnungsträger
(1) auszulesen, einem beweglichen Bauteil (32), welches das
Objektiv in der Suchrichtung bewegbar abstützt, und mit einem
ortsfesten Bauteil (37, 41), welches das bewegliche Bauteil
(32) abstützt,
gekennzeichnet durch
- - eine erste Signal-Erzeugungseinrichtung (51′) zum Erzeugen eines ersten Signals, das entsprechend einer Bewegung des Objektivs (5) in bezug auf das ortsfeste Bauteil (37, 41) in der Suchrichtung oder entgegengesetzt hierzu ansteigt bzw. abfällt;
- - eine zweite Signal-Erzeugungseinrichtung (51′) zum Erzeugen eines zweiten Signals, das eine gegenüber dem ersten Signal entgegengesetzte Abhängigkeit von der Suchrichtung hat und entsprechend einer Bewegung des Objektives (5) in bezug auf das ortsfeste Bauteil (37, 41) in der Suchrichtung oder entgegengesetzt hierzu abfällt bzw. ansteigt; und
- - einen Orts-Detektor (84) zum Erzeugen eines Ortssignals, das den Ort des Objektivs (5) in bezug auf das ortsfeste Bauteil (37, 41) in der Suchrichtung wiedergibt aufgrund eines Vergleichs der ersten und zweiten Signale.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb durch das Ortssignal gesteuert wird, um eine
Ortsabweichung des Objektivs in bezug auf das ortsfeste Bauteil
zu korrigieren.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die genannten ersten und zweiten Signal-Erzeugungseinrichtungen
durch piezoelektrische Elemente gebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das genannte bewegliche Bauteil Blattfedern (33, 34) aufweist,
die symmetrisch in bezug auf die optische Achse des Objektivs
(5) angeordnet sind, wobei die piezoelektrischen Elemente
an den einzelnen Blattfedern befestigt sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ortsdetektor (84) einen Differenzverstärker aufweist,
um aus der Differenz zwischen den ersten und zweiten Signalen
das Ortssignal abzuleiten.
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