DE4202297A1 - Optische kopfanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schreiben und zum Lesen von Daten, z. B. eine optische Datei, die als ex­ terne Speichereinheit eines Rechners oder dergleichen ver­ wendet wird. Speziell geht es um eine optische Kopfan­ ordnung zum Aufbringen eines Lichtstrahls auf einen Auf­ zeichnungsträger und zum Erfassen eines von dem Aufzeich­ nungsträger reflektierten Lichtstrahls.

In einer optischen Datei oder Speichereinrichtung, z. B. ei­ nem Gerät für optische Speicherplatten, wird ein Licht­ strahl auf einen als optische Platte ausgebildeten Auf­ zeichnungsträger aufgebracht, so daß Information in Form binär kodierter Daten eingeschrieben oder von der Platte gelesen wird. Die in einem Plattenlaufwerk für optische Platten verwendete optische Kopfanordnung enthält eine meist als Halbleiterlaser ausgebildete Lichtquelle, ein Chassis mit einem Spiegel oder Prisma zum Übertragen eines von dem Laser emittierten Laserstrahls auf den Aufzeich­ nungsträger, und eine Abnehmereinheit, die auf dem Chassis angeordnet ist.

Das Chassis ist mit einem Chassis-Antrieb gekoppelt, der die Abnehmereinheit in Spurrichtung bewegt, wobei ein An­ triebsarm eine Antriebskraft von dem Antrieb auf das Chas­ sis überträgt.

Die Abnehmereinheit enthält ein Objektiv, einen Objektiv- Betätigungsmechanismus und weitere Bauteile. Das Objektiv dient zum Aufbringen des Laserstrahls auf die optische Platte oder zum Führen des von der Platte reflektierten La­ serstrahls auf mehrere Fotodetektoren. Der Objektiv-Betäti­ gungsmechanismus bewegt das Objektiv geringfügig in einer Richtung senkrecht zur Aufzeichnungsfläche der optischen Platte, d. h. in Fokussierrichtung, und bewegt es in einer Richtung parallel zur Aufzeichnungsfläche und senkrecht zu den zuvor auf der Aufzeichnungsfläche gebildeten Spuren, d. h. in Spursteuerrichtung.

In den Objektiv-Betätigungsmechanismus eingebaut sind ein Objektivgehäuse, welches das Objektiv hält, mehrere Spulen zum Erzeugen einer Antriebskraft, mit der das Objektivge­ häuse in Fokussier- und in Spurhalte-Richtung bewegt wird, einen Objektivträger, der das Objektivgehäuse beweglich la­ gert, und Drahtfedern. Die zwischen dem Objektivgehäuse und dem Objektivträger angeordneten Drahtfedern verbinden diese Teile miteinander.

Beim Schreiben oder beim Lesen von Daten auf die optische Platte bzw. von der Platte, wird die optische Kopfanordnung oder die Abnehmereinheit veranlaßt, auf die Spuren auf der Aufzeichnungfläche zuzugreifen. Zunächst wird das Chassis so bewegt, daß die Lage der Abnehmereinheit grob mit einer gewünschten Spur ausgerichtet ist, und dann wird das Objek­ tivgehäuse fokussiert und mit der Spur ausgerichtet. An­ schließend ist die Lage des Objektivs exakt mit der Mitte der gewünschten Spur ausgerichtet und befindet sich im scharf eingestellten, d. h. im fokussierten Zustand.

Beim Schreiben von Daten auf die optische Platte werden in der Spur Vertiefungen gebildet. Beim Auslesen von Daten er­ hält man einen reflektierten Laserstrahl mit abhängig von den Vertiefungen schwankender Indensität, wodurch die Daten von der Aufzeichnungsfläche abgenommen werden können.

Ist allerdings die optische Platte während ihrer Dreh­ bewegung geneigt, so kann manchmal ungeachtet der Durchfüh­ rung der Spurhalte- und Fokussierarbeit zwischen dem Objek­ tiv (dem Objektivgehäuse) und der Platte kein rechter Win­ kel zwischen der optischen Achse des Objektivs und der Auf­ zeichnungsfläche erhalten werden.

In diesem Fall vergrößert sich der Lichtstrahlfleck des von dem Objektiv auf die optische Platte fokussierten Laser­ strahls, so daß die Fehlerrate beim Schreiben oder beim Le­ sen der Vertiefungen unvermeidlich größer wird. Dies ist ein Hindernis bei dem Versuch, die Aufzeichnungsdichte zu erhöhen, d. h. die Abstände zwischen den Spuren kleiner zu machen. Verwendet man eine optische Platte hoher Kapazität mit erhöhtem Durchmesser, so nimmt die Fehlerrate ein nicht akzeptierbares Ausmaß an, wenn man die Platte einfach ver­ größert. Ungeachtet eines größeren Durchmessers der opti­ schen Platte läßt sich also die Aufzeichnungskapazität nicht heraufsetzten.

Von dem Erfinder wurde bereits eine Möglichkeit vorgeschla­ gen, dieses Problem zu lösen (US-SN 58 19 079 vom 12. August 1991).

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine optische Kopfanordnung anzugeben, bei der die durch Krümmung einer optischen Platte beim Schreiben oder beim Lesen von Daten verursachte Fehlerrate bezüglich der radialen Richtung der Platte ge­ senkt werden kann, indem kontinuierlich ein rechter Winkel zwischen einer Aufzeichnungsfläche der optischen Platte ei­ nerseits und dem Objektiv andererseits aufrecht erhalten und der Abstand zwischen der Aufzeichnungsfläche und dem Objektiv konstant gehalten wird.

Außerdem soll die vorliegende Erfindung einen optischen Kopf schaffen, mit dem auch dann, wenn die Platte geneigt ist, eine genaue Fokussierung und Spurhaltung sowie eine exakte Führung einer optischen Platte möglich sind.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 an­ gegebene Erfindung.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an­ hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische, schematisierte Darstellung einer Ausführungsform einer optischen Kopfanord­ nung,

Fig. 2A, 2B und 2C eine Daraufsicht, eine teilweise ge­ schnittene Seitenansicht bzw. eine teilweise ver­ größerte Ansicht des in Fig. 1 dargestellten opti­ schen Kopfs;

Fig. 3A eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer wellenförmigen Bewegung (Versetzung der Um­ fangskante in Fokussierrichtung) einer optischen Platte und der Zeit;

Fig. 3B eine graphische Darstellung, die das Ausgangssignal von Schräglage-Detektorspulen veranschaulicht und die Beziehung zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit bezüglich der Fokussierrichtung der Fokussierspulen (oder des Objektivs) und der Zeit verdeutlicht,

Fig. 4A und 4B Blockdiagramme, die schematisch eine Schräglagen-Verarbeitungsschaltung zeigen, die an den in den Fig. 1, 2A, 2B und 2C dargestellten op­ tischen Kopf angeschlossen ist und dazu dient, die Schräglage oder die Neigung des optischen Kopfs zu erfassen; und

Fig. 5 ein Flußdiagramm, welches eine Routine zum Verset­ zen (Kippen) des Objektivs nach Maßgabe des Aus­ gangssignals der in Fig. 3B dargestellten Schrägla­ gen-Detektorspulen zeigt.

Wie aus den Fig. 1 bis 2C ersichtlich ist, enthält eine op­ tische Kopfanordnung 2 eine als Halbleiterlaser 4 ausgebil­ dete Lichtquelle (im folgenden auch einfach als "Laser" be­ zeichnet), die einen Laserstrahl abstrahlt, eine Abneh­ mereinheit 10, die einen Laserstrahl von dem Laser 4 in Richtung auf eine als Aufzeichnungträger dienende optische Platte 50 lenkt und einen von der Platte 50 reflektierten Laserstrahl auf (nicht dargestellte) Fotodetektoren leitet.

Die Abnehmereinheit 10 enthält ein Objektiv 12, welches den Laserstrahl auf eine Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 50 fokussiert oder den von der Platte 50 reflektier­ ten Laserstrahl in ein paralleles Strahlenbündel umwandelt, und ein Objektivgehäuse 14, welches das Objektiv 12 hält.

Im allgemeinen ist der von dem Laser 4 abgestrahlte Laser­ strahl divergent, so daß eine Kollimatorlinse 6 zwischen dem Laser 4 und dem Objektiv 12 (oder der Abnehmereinheit 10) angeordnet ist, um den Laserstrahl zu parallelisieren.

Im Normalfall ist der Laser derart angeordnet, daß eine Hauptstrahlkomponete des Laserstrahls parallel zu der opti­ schen Platte 50 abgestrahlt wird, wodurch die Größe (Dicke) der optische Kopfanordnung 2 verringert werden kann. Zwi­ schen der Kollimatorlinse 6 und dem Objektiv 12 (oder der Abnehmereinheit 10) befindet sich deshalb ein Spiegel oder ein Prisma 8, welches den von der Linse 6 in ein paralleles Strahlenbündel umgesetzten Laserstrahl in Richtung auf die optische Platte 50 umlenkt.

Das Objektivgehäuse 14 ist mittels mehrerer elasischer Ele­ mente oder Drahtfedern 16 an einen (später noch erläuter­ ten) Objektivträger 18 gekoppelt, wobei die Drahtfedern das Gehäuse 14 derart lagern, daß dieses eine Bewegung in Rich­ tung der Z-Achse (Fokussierrichtung) und in Richtung einer X-Achse (Spurhalterichtung) der optischen Achse 50 machen kann. Dabei werden die Drahtfedern von den Träger 18 gehal­ ten.

Das Objektivgehäuse 14 ist von einem Paar Fokussierspulen 20a umgeben, mit deren Hilfe das Objektiv 12 (oder das Ge­ häuse 14) in Fokussierrichtung bewegt wird, und es ist von einem Paar Spurhaltespulen 22a umgeben, mit deren Hilfe das Objektiv 12 (oder das Gehäuse 14) in Spurrichtung bewegbar ist.

Die Fokussierspulen 20a, bei denen es sich um Hohlspulen handelt, befinden sich in engem Kontakt mit dem Gehäuse 14, während die flachen Spurhaltespulen 22a außerhalb der Spu­ len 20a angeordnet sind. Die Drahtfedern bestehen aus einem Material, z. B. Kohlenstoffasern, das unempfindlich gegen­ über dem Einfluß von Magnetismus ist.

Magnete 18b und Joche 18a sind derart angeordnet, daß sie jeder Spurhaltespule 22a auf dem Linsenträger 18 dort ge­ genüberliegen, wo die jeweilige Fokussierspule 20a montiert ist. Der Magnet 18b dient zum Erzeugen eines Magnetfeldes in einer gewünschten Richtung für die Fokussier- und die Spurhaltespulen 20a und 22a. Das Joch 18a dient zum Halten des Magneten 18b.

Die einzelnen Elemente der Abnehmereinheit 10, z. B. das Ob­ jektiv 12, das Objektivgehäuse 14, die Drahtfedern 16, der Objektivträger 18 (einschließlich des Jochs 18a und des Ma­ gneten 18b), die Fokussierspulen 20a und die Spurhaltespu­ len 22a sind beweglich auf einem Chassis 30 montiert. Das Chassis 30 wird senkrecht zu den Spuren auf der Aufzeich­ nungsfläche der optischen Platte 50 mit Hilfe eines (nicht dargestellten) Chassisantriebs und eines (ebenfalls nicht gezeigten) Antriebsarms bewegt. Dabei wird das Chassis 30 mit einer gewünschten Geschwindigkeit über sämtliche Spuren der Platte 50 geführt.

Der Objektivträger 18 ist auf dem Chassis 30 mit Hilfe von (nicht bezeichneten) Blattfedern derart gelagert, daß der Träger 18 unter einem gewünschten Winkel derart geneigt ist, daß der Winkel zwischen der optischen Achse O des Ob­ jektivs 12 einerseits und der Aufzeichnungsfläche der opti­ schen Platte 50 andererseits genau auf 90° gehalten werden kann, und der Abstand zwischen der Platte 50 und dem Träger 18 parallel bleiben kann, auch wenn die Platte 50 während ihrer Drehung geneigt ist, d. h. eine Schräglage einnimmt.

Schräglagen-Detektorspulen 40, die einen Mechanismus zum Erfassen des Neigungswinkels des Objektivs 12 (oder des Ge­ häuses 14) bilden, sind jeweils an einem Schenkelabschnitt 18c jedes Jochs 18a des Objektivträgers 18 angeordnet. Schräglagen-Steuerspulen 42 sind in Richtung einer Y-Achse angeordnet, die eine Tangente an die konzentrisch auf der Oberfläche der optischen Platte 50 gebildeten jeweiligen Spuren bildet und senkrecht auf der X-Achse steht. Jeweils eine Schräglagen-Steuerspule 42 ist zwischen jeweils einer Fokussierspule 20a und der entsprechenden Schräglagen-De­ tektorspule 40 angeordnet. Die Schräglagen-Steuerspulen 42 bilden in dieser Anordnung einen Mechanismus zum Neigen des Objektivs 12 (oder des Gehäuses 14) mit dem Zweck, einen konstanten Abstand zwischen dem Objektiv 12 und der opti­ schen Platte 50 während des unten noch zu beschreibenden Fokussiervorgangs aufrechtzuerhalten. Das Objektivgehäuse 14 wird von den Drahtfedern 16 beweglich gelagert und wird außerdem von Kippfedern 44 gehalten, die sich von den Fe­ dern 16 unterscheiden und die Aufgabe haben, das Objektiv­ gehäuse in Richtung einer Tangente zu jeder Spur kippbar zu halten.

In anderen Worten: Das Objektiv 12 (oder das Gehäuse 14) ist mit dem Objektivträger 18 derart gekoppelt, daß es mit­ tels der Drahtfedern 16 in Bezug auf die Fokussierrichtung bewegbar gelagert ist, und mittels der Federn 44 in bezug auf die Spurrichtung beweglich gelagert ist.

Im folgendem soll ein Laufwerk für optische Platten (eine optische Datei) in der Abnehmereinheit 10 (oder der opti­ schen Kopfanordnung 2) beschrieben werden.

Beim Schreiben oder Lesen von Daten (Information) auf die bzw. von der optischen Platte 50 wird in dem Plattenlauf­ werk (welches hier nicht ausführlich beschrieben wird) die Platte 50, die zum Einlegen und Lösen (oder zum Wechsel) ausgelegt ist, an einer gewünschten Stelle eines Platten­ trägers (oder eines nicht gezeigten Motors) angeordnet.

Die optische Platte 50 besitzt die Aufzeichnungsfläche, auf die bzw. von der Daten mit Hilfe des von dem Laser 4 kom­ menden Laserstrahls geschrieben bzw. gelesen werden. Die Aufzeichnungsfläche, die auf einer oder auf beiden Seiten der Platte 50 vorhanden ist, umfaßt die Spuren, die als Führungsmittel für den Schreib-Lese-Vorgang beim Schreiben bzw. beim Lesen von Daten dienen, wobei ein Steuermechanis­ mus die Aufzeichnungskapazität erhöht. Die optische Platte 50 wird in Richtung der Pfeils A gedreht, wobei die lineare Geschwindigkeit, d. h. der Versatz pro Zeiteinheit, der Spu­ ren konstant ist.

Beim Aufzeichnen der Information auf der optischen Platte 50 wird die Intensität des von dem Laser 4 abgegebenen La­ serstrahl abhängig von den aufzuzeichnenden Daten (d. h. der binär kodierten Information) mit Hilfe elektrischer Schal­ tungen (z. B. einen Laser-Treiber, einem Strahl-Modulator oder dergleichen) moduliert. Ein schreibender Laserstrahl, der durch die Intensitätmodulation auf der Grundlage der aufzuzeichnenden Daten erhalten wird, wird über das Objek­ tiv 12 der Abnehemereinheit 10 auf die Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 50 gelenkt. Die Aufzeichnungsfläche der Platte 50 wird von dem Laserstrahl erhitzt, so daß sich ihr Reflexionsvermögen ändert, und auf diese Weise werden die Daten auf die Fläche geschrieben.

Beim Lesen von Daten (d. h. beim Holen der Information von der optischen Platte 50) wird ein lesender Laserstrahl kon­ stanter Intensität über das Objektiv 12 auf die Aufzeich­ nungfläche gelenkt. Der Lesestrahl wird von der Aufzeich­ nungsfläche derart reflektiert, daß sich seine Intensität mit dem Reflexionsvermögen der jeweils abgetasteten Stelle ändert (d. h., die Intensität des Strahls wird moduliert), und zwar abhängig von den Daten (der binär kodierten Infor­ mation), die auf der Aufzeichnungsfläche geschrieben sind. Mit anderen Worten: Die Modulation des reflektierten Lichts erfolgt abhängig von dem Vorhandensein von zuvor auf der Aufzeichnungsfläche gebildeten Vertiefungen. Der reflek­ tierte Laserstrahl geht dann zu dem Objektiv 12 (oder der Abnehmereinheit 10) zurück. Der von der optischen Platte (50) kommende, reflektierte Laserstrahl wird mit Hilfe von (nicht gezeigten) Fotodetektoren in ein elektrisches Signal umgesetzt, und das Signal wird als auf der Platte 50 aufge­ zeichnete Information mit Hilfe von (nicht gezeigten) Si­ gnalregeneratoren regeneriert.

Wenn Daten auf die Aufzeichnungsfläche geschrieben oder von der Fläche gelesen werden, wie es oben erläutert wurde, so muß der schreibende Laserstrahl bzw. der lesende Laser­ strahl exakt auf einer gewünschten Spur der Aufzeichnungs­ fläche durch das Objektiv 12 fokussiert werden. In anderen Worten: Die dem schreibenden oder dem lesenden Laserstrahl von dem Objektiv 12 gegebene Brennweite einerseits und der Abstand zwischen der hinteren Hauptebene des Objektivs und der Aufzeichnungsfläche andererseits müssen gleich groß ge­ halten werden. Gleichzeitig ist die Mitte der sich mit li­ neare Geschwindigkeit drehenden Spur konstant, und die Stelle, auf die der schreibende oder lesende Laserstrahl fokussiert ist, muß mit der Mitte der Spur zusammenfallen.

Hier werden die Fokussierspulen 20a dazu verwendet, den Ab­ stand zwischen der Aufzeichnungsfläche der optischen Platte 50 und der Hauptebene des Objekivs 12 gleich der Brennweite des schreibenden oder des lesenden Laserstrahls zu machen (Fokussierung). Gleichzeitig dienen die Spurhaltespulen 22a dazu, die Fokussierstelle des Laserstrahls mit der Spur­ mitte zusammenfallen zu lassen (Spurhaltung).

Den Fokussier- und den Spurhalte-Spulen 20a und 22a wird elektrischer Strom zugeführt, um das Objektivgehäuse 14 (oder das Objektiv 12) in einer gewünschten Richtung zu be­ wegen, um die Fokussierung und die Spurhaltung durchzufüh­ ren. Demzufolge läßt sich die Fokussierlage (das Objektiv 12) des schreibenden oder des lesenden Laserstrahls ebenso wie die Spuren (die optische Platte 50) auf der Aufzeich­ nungsfläche stets in der besten Lagebeziehung halten.

Allerdings unterliegt die optische Platte 50, die von einem (nicht gezeigten) Motor gedreht wird, einer wellenförmigen Bewegung (einer vertikalen Versetztung, die sich in Fokus­ sierrichtung als auf- und niedergehende Vibration äußert), die auf eine Verformung oder ein Verziehen der Platte 50 selbst, auf eine radiale Krümmung der Platte durch deren Eigengewicht, oder auf eine Neigung des Plattenlagers (oder des nicht gezeigten Motors), das die Platte 50 trägt, zu­ rückzuführen ist. Wegen der wellenförmigen Bewegung wird die Platte 50 in eine Schräglage gebracht.

Mit zunehmender Schräglage oder Neigung der Platte nimmt die Strahlfleck-Größe des auf die optische Platte 50 mit Hilfe des Objektivs 12 fokussierten Laserstrahls zu, so daß die Fehlerrate beim Schreiben oder beim Lesen der Daten oder Vertiefungen unvermeidlich größer wird, wie eingangs ausgeführt wurde.

Eine tangentiale Komponente (in Richtung der Y-Achse) der Schräglage der optischen Platte 50 beobachtet man als hin- und hergehende Bewegung der Umfangskante der Platte 50 in Richtung der Z-Achse. Dies bedeutet, daß die Fehlerrate da­ durch gesenkt werden kann, daß man die Versetzung der Um­ gangskante der Platte 50 erfaßt, die Neigung der Platte 50 aus der erfaßten Versetzung ermittelt und die Abnehmerein­ heit 10 oder das Objektiv 12 veranlaßt, der Platte 50 in der Richtung zu folgen, um die Versetzung zu beheben.

Die tangentiale Komponente der Spuren der Schräglage wird im wesentlichen als eine tangentiale Linie einer Sinuskurve beobachtet, wie z. B. in Fig. 3A gezeigt ist. Diese, in Fig. 3A dargestellte Kurve repräsentiert eine Versetztung in tangentialer Richtung (Z-Achse-Richtung), verglichen mit der radialen Richtung bezüglich der Mitte der Aufzeich­ nungsfläche der optischen Platte 50 in Richtung auf den Außenumfang der Platte, d. h., der zu den Spuren auf der Platte 50 senkrechten Richtung. Durch Differenzieren der Kurve gemäß Fig 3A nach der Zeit läßt sich also der Nei­ gungswinkel der Mittelachse der Platte 50 ermitteln. Das Differenzieren der in Fig. 3A dargestellten Kurve nach der Zeit bedingt jedoch stets eine feste Zeitverzögerung oder Zeitnacheilung bezüglich der wellenförmigen Bewegung (der Versetzung der Umfangskante) der optischen Platte 50.

Fig. 3B, die durch Differenzieren der in Fig. 3A gezeigten Kurve nach der Zeit erhalten wird, veranschaulicht die Be­ wegungsgeschwindigkeit, mit der das Objektiv 12 (oder das Gehäuse 14) bewegt wird, um kontinuierlich eine konstante Entfernung im Hinblick auf die Versetzung der optischen Platte 50 beizubehalten. Da das Objektiv 12 (oder das Ge­ häuse 14) in Fokussierrichtung abhängig von der wellenför­ migen Bewegung der Platte 50 auf- und abgeht oder hin- und hergeht, läßt sich die tangentiale Komponente der Spuren der Platte 50 dadurch erfassen, daß man das Ausmaß der Ver­ setzung (den Absolutwert der Versetzung), d. h. das Ände­ rungsverhältnis (die Bewegungsgeschwindigkeit) des Objek­ tivs 12 erfaßt.

Genauer gesagt: Wenn die optische Platte 50 eine wellenför­ mige Bewegung macht, wodurch sie derart geneigt oder ge­ kippt ist, daß eine vordere Zone (eine positive Zone der Y- Achse) der Platte 50 in Bezug auf die Drehrichtung der Platte 50 steigt, so daß sie sich in einem positiven Be­ reich der X-Achse befindet, während eine zurückliegende Zone (eine negative Zone der Y-Achse) der Platte 50 bezüg­ lich der Drehrichtung der Platte 50 abfällt, um in einem negativen Bereich der X-Achse zu liegen, und wenn das Ob­ jektiv 12 unter Beibehaltung eines fokussierten Zustands bewegt wird, so wird von einer der Schräglagen-Detektorspu­ len 40, welche im vorderen Bereich der Platte 50 gelegen ist, eine negative Schräglage-Spannung angelegt, während die andere Spule 40, die im hinteren Bereich der Scheibe 50 gelegen ist, eine positive Schräglagen-Spannung liefert. Wenn die optische Platte 50 eine wellenförmige Bewegung derart macht, daß bei ihrer Schräglage die vordere Zone (eine positive Zone der Y-Achse) der Platte 50 bezüglich der Drehrichtung der Platte 50 abfällt, um in einem negati­ ven Bereich der X-Achse zu liegen, während eine rückwärtige Zone (eine negative Zone der Y-Achse) der Platte 50 bezüg­ lich deren Drehrichtung ansteigt, um in einem positiven Be­ reich der X-Achse zu liegen, und wenn das Objektiv 10 be­ wegt wird, um einen fokussierten Zustand beizubehalten, so wird von der einen Schräglagen-Detektorspule 40, die in der vorderen Zone der Platte 50 liegt, eine positive Schrägla­ gen-Spannung angelegt, während von der anderen Schräglagen- Detektorspule 40, die in der hinteren Zone der Platte 50 liegt, eine negativen Schräglagen-Spannung erzeugt wird.

Da jene Schräglagen-Spannungen, die von den Schräglagen-De­ tektorspulen 40 angelegt werden, der Bewegungsgeschwindig­ keit des Objektivs 12 (oder der Abnehmereinheit 10) ent­ sprechen, d. h. der Versetzung der optischen Scheibe 50 ent­ sprechen, läßt sich die tangentiale Komponente der Spur der Platte 50 direkt dadurch ermitteln, daß man die Differenz zwischen den Schräglagen-Spannungen ermittelt.

Nach dem oben erläuterten Verfahren läßt sich die Ansprech­ geschwindigkeit im Vergleich zu der Maßnahme heraufsetzen, daß die in Fig. 3A dargestellte Kurve zeitlich differen­ ziert wird. Mithin läßt sich die Fehlerrate beim Schreiben oder beim Lesen von Daten auf die bzw. von der Platte 50 weiter senken.

Gemäß der Erfindung läßt sich die in Fig. 3B dargestellte Kurve direkt mit Hilfe der Schräglagen-Detektorspulen 40, die in den Fig. 1 bis 2C dargestellt sind, ermitteln. Eine von den Spulen 40 erfaßte Schräglagen-Spannung ändert sich abhängig von der wellenförmigen Bewegung der optischen Platte 50 ohne zeitliche Verzögerung. Die Änderung der in­ duzierten EMK stimmt überein mit der Änderung der Bewe­ gungsgeschwindigkeit des Objektivs 12 (oder des Gehäuse 14), wie in Fig. 3B gezeigt ist. Die mit Hilfe der Schräglagen-Detektorspulen 40 ermittelte Schräglagen-Span­ nung wird mit Hilfe einer in Fig. 4A dargestellten Schräglage-Verarbeitungsschaltung 60 in ein Schräglagen- Korrektursignal umgesetzt, und dieses Korrektursignal wird nach Maßgabe einer in Fig. 5 skizzierten Schräglagen-Kor­ rekturroutine an die Schräglagen-Steuerspulen 42 gelegt.

Wenn die optische Platte 50 einer wellenförmigen Bewegung unterliegt, wird ein von einer (nicht gezeigten) Fokussier­ steuerschaltung kommender Fokussierstrom an die Fokussier­ spulen 20a gelegt. Eine induzierte EMK, die der Stärke des Fokussierstroms entspricht, wird in den Fokussierspulen 20a erzeugt, und in den Schräglagen-Detektorspulen 40 wird eine Schräglagen-Spannung induziert, die einem induzierten Strom entspricht, der in Gegenrichtung des Fokussiersstroms fließt (Schritt STP1). Die Schräglagen-Spannung wird an Vorverstärker 62a und 62b der Schräglagen-Verarbeitungs­ schaltung 60 gelegt und von diesen Vorverstärkern auf einen stabilen Pegel verstärkt (Schritt STP2). Die von den Vor­ verstärkern gelieferte Schräglagen-Spannung wird einem Sub­ trahierer 64 eingegeben, woraufhin die Differenz zwischen den Signalen (d. h. das Schräglagen-Korrektursignal), die von den Schräglagen-Detektorspulen 40 ausgegeben werden, d. h. die Schräglage der optischen Platte 50 (oder die Bewe­ gungsgeschwindigkeit des Objektivs 12) erhalten wird (Schritt STP3).

Die Schräglagen-Steuerspulen 42 haben die Aufgabe, das Ob­ jektiv 12 (oder das Gehäuse 14) unter einem gewünschten Winkel nach Maßgabe des Schräglagen-Korrktursignals zu kip­ pen (Schritt STP4), um so die Auszeichnungsfläche der opti­ schen Platte 50 und die optische Achse der Linse 12 unter einem rechten Winkel zu halten (Schritt STP5). Man beachte, daß die Fokussier- und die Spurhaltearbeiten gleichzeitig ausgeführt werden. Die Schräglagen-Spannung wird von den Schräglagen-Detektorspulen 40 geliefert und an die Vor­ vorstärker 62a und 62b gelegt und sie enthält die Fokus­ sierspannung, die man auf der Grundlage des an die Fokus­ sierspulen 20a in der Schaltung nach Fig. 4A geführten Stroms erhält. Um die Fokussierspannung zu beseitigen, ent­ hält die in Fig. 4B dargestellte Schaltung einen Addierer 70, der hinter dem Subtrahierer 64 eingefügt ist und mit einem Eingangsanschluß elektrisch an den Ausgangsanschluß des Subtrahierers 64 angeschlossen ist, um von dem Subtra­ hierer 64 die Schräglagen-Spannung inklusive der Fokussier­ spannung zu erhalten, während sein anderer Eingangsanschluß die Fokussierspannung empfängt. Der Addierer 70 beseitigt die Fokussierspannung aus der Schräglagen-Spannung, so daß die Schräglage der optische Scheibe 50 (oder die Bewegungs­ geschwindigkeit des Objektivs 12) exakter erfaßbar ist.

Eine Phasenkompensationsschaltung 66 ersetzt die so erhal­ tene Schräglage oder Neigung der optischen Scheibe 50 (oder die Bewegungsgeschwindigkeit) durch eine Schräglage zwi­ schen der Platte 50 und dem Objektiv 12, die man erhält, wenn die Schräglage mittels der Schräglagen-Detektorspulen 40 erfaßt wird, und sie liefert ein Schräglagen-Korrektur­ signal an einen Spulentreiber 68. Da die Platte 50 auch dann kontinuierlich gedreht wird, wenn die Schräglagen-Ver­ arbeitungsschaltung 60 das Schräglagen-Korrektursignal ver­ arbeitet, muß der Neigungswinkel, (die Bewegungsgeschwin­ digkeit) korrigiert werden, indem man bis zu der Position zurückgeht, in der die Schräglage der Scheibe 50 gemessen wird, wenn die Schräglagen-Steuerspulen 42 von der Schal­ tung 60 erregt werden. Die Phasenkompensationsschaltung 66 dient diesem Zweck.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, läßt sich durch die Erfindung auch bei Platten 50 mit großem Durchmesser die Zunahme der Fehlerrate reduzieren, die möglicherweise durch Schwankungen der Fleckgröße des Laserstrahls aufgrund einer wellenförmigen Bewegung der optischen Platte 50 ver­ ursacht wird. Dies führt zu einer möglichen höheren Auf­ zeichnungsdichte von Daten auf der optischen Platte 50.

Claims (11)

1. Optische Kopfanordnung, umfassend:
eine Fokussiereinrichtung (12) zum Fokussieren eines Lichtstrahls auf Aufzeichnungsspuren (T) eines Aufzeich­ nungsträgers (50);
eine Bewegungseinrichtung (20a) zum Bewegen der Fo­ kussiereinrichtung (12) in einer vorgegebenen Richtung;
einen Träger (18) zum beweglichen Lagern der Fokus­ siereinrichtung derart, daß diese einen gewünschten Abstand von dem Aufzeichnungsträger und einen gewünschten Neigungs­ winkel bezüglich einer Tangente an eine der Spuren (T) hat,
eine Festlegeeinrichtung (40) zum Festlegen der Bewe­ gungsgeschwindigkeit der Fokussiereinrichtung, und
eine Einrichtung (42) zum Einstellen des Neigungswin­ kels zwischen der Fokussiereinrichtung und der Spur-Tan­ gente nach Maßgabe der von der Festlegeeinrichtung festge­ legten Bewegungsgeschwindigkeit.

2. Kopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einrichtung (42) zum Ein­ stellen des Neigungswinkel mindestens ein Paar Spulen auf­ weist, die in der Lage sind, einer in dem Aufzeichnungsträ­ ger enthaltenen Aufzeichnungsfläche eine Vortriebkraft in einer Richtung senkrecht zur Aufzeichnungsfläche zu verlei­ hen, wodurch die Fokussiereinrichtung sich der Aufzeich­ nungsfläche des Aufzeichnungsträgers nähert oder sich von der Fläche zurückzieht.

3. Kopfanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegeeinrichtung (40) eine neue induzierte EMK generiert, die in der Inten­ sität proportional und in der Polarität entgegengesetzt ist zu einer EMK entsprechend einem in die Bewegungseinrichtung eingespeisten Strom.

4. Kopfanordnung nach Anspruch 3,dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Festlegeeinrichtung (40) einstückig in demjenigen Teil des Trägers eingebaut ist, welcher den Teil der Bewegungseinrichtung aufnimmt.

5. Kopfanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Festlegeein­ richtung (40) mindestens ein Paar in Reihe mit der Bewegungseinrichtung angeordneter Spulen aufweist.

6. Kopfanordnung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spulen einen Strom erfas­ sen, der in die Bewegungseinrichtung eingespeist wird.

7. Kopfanordnung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spulen (42) zueinander in Reihe zwischen der Bewegungseinrichtung und der Festlege­ einrichtung angeordnet sind.

8. Kopfanordnung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spulen (42) kooxial bezüg­ lich der Bewegungseinrichtung angeordnet sind.

9. Kopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung die Änderung des von der Fokussiereinrichtung abzudeckenden Hubs definiert, indem eine Änderungsgeschwindigkeit eines Absolutwerts des Hubs, geliefert von der Festlegeeinrich­ tung, sowie die Bewegungsgeschwindigkeit der Fokussierein­ richtung, geliefert von der Bewegungseinrichtung, herange­ zogen werden.

10. Optische Kopfanordnung, umfassend:
eine Fokussiereinrichtung (12) zum Fokussieren eines Lichtstrahls auf einen mit Spuren versehenen Aufzeichnungs­ träger;
eine Halteeinrichtung (14) zum Halten der Fokussier­ einrichtung, wobei die Halteeinrichtung eine Bewegungsein­ richtung (20a) zum Bewegung der Fokussiereinrichtung in ei­ ner gewünschten Richtung aufweist und unter einem gewünsch­ ten Neigungswinkel in einer tangentialen Richtung bezüglich der Spuren des Aufzeichnungsträger (50) gelegen ist;
eine Festlegeeinrichtung (40) zum Festlegen einer Be­ wegungsgeschwindigkeit der Fokussiereinrichtung, wozu die Festlegeeinrichtung an der Halteeinrichtung montiert ist; und
eine Einstelleinrichtung zum Einstellen des Neigungs­ winkels zwischen der Fokussiereinrichtung und der Spur nach Maßgabe der von der Festlegeeinrichtung vorgegebenen Bewe­ gungsgeschwindigkeit.

11. Optische Kopfanordnung für die Wiedergabe von auf einem Aufzeichnungsträger gespeicherter Information, umfas­ send:
eine Fokussiereinrichtung (12), die in einer Richtung senkrecht zu einer Aufzeichnungspuren (T) enthaltenden Auf­ zeichnungsfläche des Aufzeichnungsträgers (50) bewegbar ist, um einen Lichtstrahl auf dem Aufzeichnungsträger zu fokussieren, wobei die Fokussiereinrichtung in einem ge­ wünschten Neigungswinkel kippbar ist, welcher zwischen der Fokussiereinrichtung und einer Tangente an einer Spur defi­ niert ist;
einen Träger (18) für die Fokussiereinrichtung, wobei der Träger mindestens einen Teil der Fokussiereinrichtung umgibt;
eine Bewegungseinrichtung (20a), die mindestens ein Spulenpaar enthält, um die Fokussiereinrichtung senkrecht zur Aufzeichnungsfläche des Aufzeichnungsträgers zu bewe­ gen, wozu die Bewegungseinrichtung einstückig mit der Fo­ kussiereinrichtung ausgebildet ist;
eine Festlegeeinrichtung (40) mit mindestens einem Paar Spulen, um eine Bewegungsgeschwindigkeit der Fokus­ siereinrichtung auf der Grundlage eines induzierten Stroms festzulegen, der in der Polarität dem an die Bewegungsein­ richtung gelieferten Stroms entgegengesetzt ist, wobei die Festlegeeinrichtung an dem Träger (18) montiert ist; und
eine Einstelleinrichtung (42) mit mindestens einen Paar Spulen zwischen der Bewegungseinrichtung und der Fest­ legeeinrichtung, um den Neigungswinkel zwischen der Fokus­ siereinrichtung und der Tangente an eine der Spuren nach Maßgabe der von der Festlegeeinrichtung bestimmten Bewe­ gungsgeschwindigkeit einzustellen, wozu die Einstellein­ richtung eine Bewegungskraft erzeugt, um die Fokussierein­ richtung bezüglich der Bewegungsgeschwindigkeit der Fokus­ siereinrichtung zu bewegen.