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Hintergrund
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Gerät
für optische
Platten mit mehreren Objektivlinsen zur Aufzeichnung und Wiedergabe
von Daten zu und von optischen Platten verschiedenen Typs, die darin
angebracht sind.
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Ein Gerät für optische Platten hat eine
optische Halterung, auf welcher die Objektivlinsen für die optischen
Platten verschiedener Typen angebracht sind.
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Das Gerät für optische Platten verschiebt
einen Spindelmotor durch einen Zahnstangenmechanismus oder ein Solenoid,
um eine Objektivlinse für eine
CD-ROM entlang einer Linie zwischen den Mittelpunkten der CD-ROM
und der Objektivlinse zu verschieben und auf eine weitere Objektivlinse
für eine DVD
entlang der Linie zwischen den Mittelpunkten der DVD und der Objektivlinse.
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Es besteht eine Nachfrage nach höherer Umdrehung
für eine
Platte, um die Datenübertragungsgeschwindigkeit
für diese
Art von Gerät
für optische
Platten zu erhöhen.
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Jedoch würde der Spindelmotor eine Quelle von
Vibrationen werden, wenn er mit einer hohen Geschwindigkeit gedreht
würde.
Und solch ein verschiebbarer Spindelmotor hat eine begrenzte Steiffigkeit,
wenn er in dem Gerät
für optische
Platten eingebaut ist, und würde
einen Kreiseleffekt und Vibrationen an der optischen Halterung erzeugen,
die schädlich
für die
Spur- und Fokussiersteuerung sind.
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Außerdem erfordert ein verschiebbarer
Spindelmotor einen komplizierten Mechanismus wie einen Motor, eine
Zahnstange oder ein Solenoid. Dies führt zu hohen Kosten und verringerter
Kompaktheit.
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Das Gerät für optische Platten mit dem
verschiebbaren Motor hat außerdem
Schwierigkeiten dabei, die orthogonale Beziehung zwischen den optischen
Achsen der Objektivlinsen und der CD-ROM und der DVD beizubehalten.
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Insbesondere wenn eine verformte
Platte eingelegt wird, ist eine komplizierte Anpassung erforderlich.
Wenn beispielsweise eine schalenförmige oder kegelförmige DVD
eingelegt ist, ist eine Abweichungsanpassung erforderlich, nachdem
der Spindelmotor zu der Position verschoben wurde, die der Objektivlinse
für DVDs
entspricht. Dies führt
zu einer Verzögerung
bei der Aufzeichnung und Wiedergabe.
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Das Dokument EP-A-0 38 810 (Stand
der Technik nach Artikel 54 (3) EPÜ) offenbart ein Gerät für optische
Platten, das mit zwei Objektivlinsen versehen ist. Eine der Objektivlinsen
befindet sich auf einer Mittelachse, die durch den Mittelpunkt der
Platte verläuft,
und parallel zu der Bewegungsrichtung eines Trägers. Die zweite ist mit Bezug
auf die Mittelachse versetzt.
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JP-A-08.329.517, die den Oberbegriff
der unabhängigen
Ansprüche
wiedergibt, offenbart ein Gerät
für optische
Platten, das zwei Objektivlinsen aufweist, von denen sich beide
auf so einer Mittelachse befinden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, ein Gerät
für optische
Platten zu schaffen, das Daten auf und von optischen Platten verschiedener
Typen aufzeichnen und wiedergeben kann, ohne einen Drehmittelpunkt
der optischen Platten zu verschieben.
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Die vorliegende Erfindung schafft
ein Gerät für optische
Platten gemäß der unabhängigen Ansprüche 1, 2
und 3. Bevorzugte Ausführungsformen sind
in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Kurze Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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1 ist
eine ebene Ansicht eines erfindungsgemäßen Geräts für optische Platten;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht des Geräts für optische Platten, das in
Fig. gezeigt ist;
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3 ist
eine ebene Ansicht eines optischen Systems des Geräts für optische
Platten, das in 1 gezeigt
ist;
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4 veranschaulicht
einen Aufbau einer integrierten Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung;
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5 veranschaulicht
einen weiteren Aufbau einer integrierten Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung;
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6 veranschaulicht
die optische Positionsbeziehung der optischen Einrichtungen, wenn eine
Objektivlinse für
DVDs über
einem Mittelteil einer optischen Platte ankommt;
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7 veranschaulicht
die Zustände,
wenn Objektivlinsen für
CDs und DVDs über
einem Mittelteil und den inneren und den äußeren Teilen einer optischen
Platte ankommen;
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Die 8A, 8B und 8C veranschaulichen Bilder, die auf einem
viergeteilten Fotodetektor gebildet werden;
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9 veranschaulicht
die Positionsbeziehung der Objektivlinse für DVDs, der Laserresonanz- und
Erfassugnseinrichtung für
DVDs und der Objektivlinse für
CDs, der Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung für CDs, wenn
die Objektivlinse für
DVDs über
dem Mittelteil der optischen Platte ankommt;
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10 veranschaulicht
eine Auswertung der erlaubten Abweichung eines Bildes, das auf dem viergeteilten
Fotodetektor gebildet wird;
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11 ist
ein Graph, der eine Beziehung zwischen Winkel abweichungen und quer über die Spuren
verunreinigten Signalniveaus zeigt;
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12 ist
ein Graph, der eine Beziehung zwischen Neigungswinkeln eines Fotodetektors
und Spursignalniveaus zeigt; und
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13 veranschaulicht
eine Beziehung zwischen einem Abweichungsdrehschaft eines Neigungsanpassungsmechanismusses
und der Objektivlinse für
DVDs.
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Detaillierte
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen
werden mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben
werden.
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Eine optische Platte 1,
wie zum Beispiel eine CD oder eine DVD mit einem Durchmesser von
120 mm wird auf einen Drehteller wie in 1 gezeigt gelegt. Die optische Platte 1 wird
durch einen Spindelmotor 3 gedreht, der koaxial mit dem
Drehteller 2 wie in 2 gezeigt
vorgesehen ist.
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Auf beiden Seiten des Drehtellers 2 sind
parallele Führschäfte 4a und 4b auf
einer Ebene, die im Grunde horizontal zu der Plattenebene und vertikal zu
einer Drehachse des Spindelmotors 3 ist, angebracht.
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Eine Halterungsbasis ist linear beweglich entlang
der Führungsschäfte 4a und 4b in
die Richtungen, die durch die Pfeile A und A' in 2 angezeigt
sind, vorgesehen.
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Ruf der Halterungsbasis 5 ist
ein erstes optisches System für
CDs vorgesehen, das eine erste Objektivlinse 6, einen Spiegel 7,
um eine Richtung eines Laserstrahls zu einer vertikalen Richtung
mit Bezug auf die Plattenoberfläche
zu ändern,
und eine erste integrierte Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung 8 einschließt.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt,
sendet die Laserresonanz- und
Erfassungseinrichtung 8 einen Laserstrahl in eine Richtung
aus, die horizontal zu der Plattenoberfläche ist. Die Richtung des Laserstrahls
wird durch den Spiegel 7 dann zu einer vertikalen Richtung
mit Bezug auf die Plattenoberfläche geändert.
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Der Laserstrahl in der vertikalen
Richtung ist koaxial mit der Objektivlinse 6, so daß er auf
der optischen Platte 1 über
die Objektivlinse 6 fokussiert wird. Der Laserstrahl wird
dann von der optischen Platte 1 reflektiert und tritt 8 über die
Objektivlinse 6 und den Spiegel 7 in die Laserresonanz-
und Erfassungseinrichtung ein.
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Außerdem ist auf der Halterungsbasis 5 ein zweites
optisches System für
DVDs vorgesehen, das eine zweite Objektivlinse 9, einen
Spiegel 10, um eine Richtung eines Laserstrahls zu einer
vertikalen Richtung mit Bezug auf die Plattenoberfläche zu ändern, ein
Reflexionsspiegel 12 und eine zweite integrierte Laserresonanz-
und Erfassungseinrichtung 13 aufweist.
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Die Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung 13 beinhaltet,
wie in 4 gezeigt, eine
Laserquelle 50, einen Fotodetektor 51, um einen
reflektierten Laserstrahl zu erfassen, und eine holographische Einrichtung 52,
die es einem Laserstrahl, der von einer Laserquelle 50 ausgesendet
wurde, erlaubt, durch dieselbe zu dem Reflexionsspiegel 12 durchzugehen,
und einem reflektierten Laserstrahl erlaubt, von dem Reflexionsspiegel 12 zu
dem Fotodetektor 51 durchzugehen.
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Nicht nur die Einrichtung 13,
wie sie in 4 gezeigt
ist, sondern auch eine weitere Einrichtung, die in 5 gezeigt ist und eine Laserquelle 53,
einen Fotodetektor 54, eine zylindrische Linse 55 und einen
Strahlteiler 56 ein schließt, kann als Laserresonanz-
und Erfassungseinrichtung für
DVDs verwendet werden.
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Die Einrichtungen, die in 4 und 6 gezeigt sind, sind für DVDs beschrieben,
jedoch können
solche Einrichtungsaufbauten auch für Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung 8 für CDs mit
einer anderen Laserwellenlänge
als für
DVDs verwendet werden.
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In den 2 und 3 sendet die Laserresonanz-
und Erfassungseinrichtung 13 für DVDs einen Laserstrahl in
eine Richtung aus, die horizontal zu der Plattenoberfläche ist.
Die Richtung des Laserstrahls wird durch den Reflexionsspiegel 12 verändert und
ein Strahl aus Streulicht wird in einen Strahl aus parallelem Licht
durch eine Kollimatorlinse 11 umgewandelt. Die Richtung
des Laserstrahls aus parallelem Licht wird mit Bezug auf die Plattenoberfläche wieder
zu einer vertikalen Richtung durch den Spiegel 10 geändert. Der
Laserstrahl in der vertikalen Richtung ist koaxial zu der Objektivlinse 9 für DVDs.
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Die Richtung des Laserstrahls, der
von der Laserresonanz- und
Erfassungseinrichtung 13 für DVDs ausgesendet wurde, wird
noch einmal durch den Reflexionsspiegel 12 wie in 2 gezeigt geändert. Wenn
jedoch genug Platz vorhanden ist, kann der Laserstrahl die Kollimatorlinse 11 direkt
ohne den Reflexionsspiegel 12 durchlaufen. Dies wird durch
einen Aufbau erreicht, in welchem die Kollimatorlinse 11 und
die Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung 13 für DVDs koaxial
zueinander angeordnet sind.
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Außerdem kann die Kollimatorlinse 11 in 2 zwischen dem Reflexionsspiegel 12 und
der Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung 13 für DVDs angeordnet
werden. Für
diesen Fall wird der Laserstrahl, der von der Laserresonanz- und
Erfassungseinrichtung 13 ausgesendet wird, von einem Strahl
aus Streulicht zu einem Strahl aus parallelem Licht durch die Kollimatorlinse 11 umgewandelt
und seine Richtung wird durch den Reflexionsspiegel 12 geändert.
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Wie oben beschrieben, ist die minimale
Erfordernis im Aufbau des zweiten optischen Systems für DVDs,
daß ein
Laserstrahl, der von einer Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung 13 für DVDs ausgesendet
wird von einem Strahl aus Streulicht zu einem Strahl aus parallelem
Licht durch die Kollimatorlinse 11 umgewandelt wird und
zu der zweiten Objektivlinse 9 für DVDs geführt wird.
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Die erste Objektivlinse 6 für CDs und
die zweite Objektivlinse 9 für DVDs sind mit einem Stellglied
für die
Fokussier- und Spursteuerung versehen. Wie in 1 gezeigt, sind die Objektivlinsen 6 und 9 vollkommen
an dem rechteckigen Wickelkörper 20 befestigt.
Der Wickelkörper 20 wird
in einer Richtung, die horizontal zu der Plattenoberfläche ist,
durch elastische Drähte 21a und 21b (nicht
gezeigt, aber tatsächlich
vier Drähte),
die sich von der Halterungsbasis 5 erstrecken, schwenkbar
gehalten.
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Auf beiden Ende des Wickelkörpers 20 sind die
Fokussierspulen 22a und 22b mit den Spurspulen 23A und 23B jeweils
angebracht. Außerdem
sind bei beiden Enden des Wickelkörpers 20 und nahe
bei den Fokussier- und Spurspulen Antriebsmagnete 24a und 24b so
vorgesehen, daß sie
auf der Halterungsbasis 5 aufstehen.
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Der Wickelkörper 20 wird in der
Fokussier- und Spurrichtungen aufgrund der Wechselwirkung der Steuerungsströme, die
an die Fokuissier- und Spurspulen angelegt sind, und der magnetischen Felder
der Antriebsmagnete geschwenkt.
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Wie später im Detail beschrieben,
sind die erste und die zweite Objektivlinse 6 und 9 nicht
in Richtungen vorgese hen, die vertikal zu einer gestrichelten Linie
L aus 1 sind, die durch
einen Mittelpunkt 0 der optischen Platte läuft, sondern
so vorgesehen, daß sie
etwas von dem Mittelpunkt 0 abweichen.
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Außerdem ist wie in 6 gezeigt die erste Objektivlinse 6 für CDs so
vorgesehen, daß sie
sich entlang einer ersten gestrichelten Linie 25 bewegt, die
ihren Mittelpunt 01 und den Mittelpunkt 0 der
optischen Platte 1 verbindet. Diese Funktion befolgt einen
Spurverfahren mit drei Lichtpunkten, das von der Laserresonanz-
und Erfassungseinrichtung 8 für CDs angewandt wird.
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Andererseits ist die zweite Objektivlinse 9 für die DVDs
so vorgesehen, daß sie
von der ersten gestrichelten Linie 25 abweicht. Außerdem weicht
die zweite Objektivlinse 9 etwas von einer zweiten gestrichelten
Linie 26 ab, die orthogonal zu der ersten gestrichelten
Linie 25 ist. Im Detail ist die Objektivlinse 9 etwas
zu dem Mittelpunkt 0 der optischen Platte 1 von
der zweiten gestrichelten Linie 26 um einen Winkel θ wie zum
Beipsiel 10° geneigt.
Ein Abstand L1 zwischen dem Mittelpunkt 01 der ersten Objektivlinse 6 für CDs und
einem Mittelpunkt 02 der zweiten Objektivlinse 9 für DVDS ist
ungefähr
6 mm.
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Wie bereits beschrieben, sind sowohl
das erste optische System für
CDs als auch das zweite optische System für DVDs auf der Halterungsbasis 5 vorgesehen
und werden gleichzeitig in den Richtungen A und A' wie in 2 gezeigt bewegt werden, das
heißt
in einer Richtung des Durchmessers der optischen Platte 1,
wenn eine CD oder DVD in einem optischen Gerät, das in 1 gezeigt ist, eingelegt ist.
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Anders als in 6 gezeigt kann die zweite Objektivlinse 9 für DVDs auch
auf der anderen Seite der ersten Objektivlinse 6 für CDs oder
bei einer Position so vorgesehen sein, daß sie symmetrisch zu der vorliegenden
Position der zweiten Objektivlinse 9 mit Bezug auf die
erste gestrichelte Linie 25 ist.
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6 zeigt
hier eine Positionsbeziehung der ersten Objektivlinse 6 für CDs, des
Relfexionsspiegels 7 und der Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung 8 für CDs und
der zweiten Objektivlinse 9 für DVDs, der Kollimatorlinse 11 und
der Laserresonanz und Erfassungseinrichtung 13 für DVDs ohne
den Reflexionsspiegel 12 an, wenn die zweite Objektivlinse 9 beinahe über einem
Mittelteil der optischen Platte 1 ankommt.
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In 6 ist
die Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung 13 für DVDs auf
einer Ebene, die parallel zu der Plattenoberfläche ist, und in einer Richtung
vorgesehen, die orthogonal zu einer dritten gestrichelten Linie 27 ist,
welche den Mittelpunkt 0 der optischen Platte 1 und
den Mittelpunkt 02 der zweiten Objektivlinse 9 für DVDs verbindet.
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Mit anderen Worten ist sowohl eine
Richtung des Laserstrahls, der von der Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung 13 für DVDs ausgesendet
wird, als auch eine Richtung eines Laserstrahls vor dem Eintritt
in die Einrichtung 13 orthogonal zu einer dritten gestrichelten
Linie 27, wenn die zweite Objektivlinse 9 über dem
Mittelteil der optischen Platte 1 ankommt. Oder eine optische
Achse der Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung 13 für DVDs trifft auf
eine Tangente einer Spur auf dem mittleren Teil der optischen Platte 1.
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Hier ist das Mittelstück der optischen
Platte 1 ein Stück,
bei dem ein Öffnungswinkel
von dem Mittelpunkt 0 der optischen Platte 1 ungefähr ein halbes ist,
wenn sich die zweite Objektivlinse 9 über der äußersten und der innersten Spur
der optischen Platte 1 befindet, das heißt ein Drittel
nahe der innersten Spuren der optischen Platte 1. Mit anderen
Worten ist der mittlere Teil der optischen Platte 1 ein
Teil, bei dem die Öffnungswinkel θ1, θ2 und θ3 von dem
Mittelpunkt 0 der optischen Platte 1 in 7 die folgende Beziehung
erfüllen: θ1
+ θ3 =
2 θ2
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Wenn es nicht viel Raum für die Positionsbeziehungen
gibt, die in 6 gezeigt
sind, kann der Laserstrahl, der von der Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung 13 für DVDs reflektiert
wird, von dem Reflexionsspiegel wie in 2 gezeigt reflektiert werden. In diesem
Fall wird der Laserstrahl, der von dem Reflexionsspiegel 12 reflektiert
wird, in eine Richtung geführt
werden, die orthogonal zu der dritten gestrichelten Linie 27 ist,
die den Mittelpunkt 0 der optischen Platte 1 und
den Mittelpunkt 02 der zweiten Objektivlinse 9 für DVDs verbindet.
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Weiter unten wird mit Bezugnahme
auf die 5,7 und 8A bis 8C der
Grund diskutiert, warum der Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung 13 für DVDs auf
einer Ebene angebracht wird, die parallel zu der Plattenoberfläche und
in der Richtung orthogonal zu der dritten gestrichelten Linie 27 ist, wenn
die zweite Objektivlinse 9 über den Mittelteil der optischen
Platte 1 wie oben erörtert
ankommt.
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7 zeigt
die Lagen der ersten und der zweiten Objektivlinsen 6 und 9 an,
wenn die zweite Objektivlinse 9 über den Mittelteil wie oben
erörtert, und
der innersten und der äußersten
Spur der optischen Platte 1 ankommt.
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Die 8A bis 8C veranschaulichen Bilder, die
auf einem viergeteilten Fotodetektor 14 gebildet werden,
wenn die zweite Objektivlinse 9 über dem Mittelstück wie oben
erör tert
und der innersten bzw. der äußersten
Spur der optischen Platte 1 ankommt.
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Der Fotodetektor 14 befindet
sich in einer Ebene, die durch die Box 54 mit der Linie
mit zwei Punkten in 5 angezeigt
wird. Die Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung für DVDs verwendet
bei der Fokussiersteuerung einen Astigmatismus und bei der Spurensteuerung
eine Phasendifferenz. Eine von vier Linien, die einen Fotodetektorbereich
der Box 54 in vier teilen, ist beinahe identisch mit einer
Spurenrichtung.
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8A veranschaulicht
ein defokussiertes elliptisches Bild 16 (optisches Muster),
das auf dem viergeteilten Fotodetektor 14 erzeugt wird,
wenn die zweite Objektivlinse 9 für DVDs über dem Mittelteil der optischen
Platte 1 wie oben erörtert
ankommt. Der Fotodetektor 14 wird so angepaßt, daß das elliptisches
Bild 16 einen langen Durchmesser D1 und einen kurzen Durchmesser
D2 hat, die beide um 45° von
den vier Teilungslinien 17 abweichen.
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In 8A sind
auch die Addierer 29A und 29B, von denen jeder
die Signale addiert, die von den zwei Fotosensoren erzeugt werden,
die auf einer diagonalen Linie des Fotodetektors 14 angebracht sind,
und ein Verstärker 30 gezeigt,
um ein Fokussierfehlersignal durch Vergleich der Additionssignale der
Addierer 29A und 29B zu erzeugen. Außerdem sind
in 8A die Komparatoren 31 und 32 zum
Vergleichen der Additionssignale mit einem Niveau null und ein Phasenkomparator 33 zum
Vergleichen der Ausgangssignale der Komparatoren 31 und 32 gezeigt,
von denen jeder ein Spurfehlersignal erzeugt.
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Wenn die Objektivlinse 9 über der
innersten oder der äußersten
Spur der optischen Platte 1 wie in 8B oder 8C gezeigt
ankommt, weist das defokussierte elliptische Bild 16, das
auf dem viergeteilten Fotodetektor 14 wie oben angepaßt erzeugt
wird, den langen und den kurzen Durchmesser D1 und D2 auf, die beide
etwas von 45° um
einen Winkel „a" oder „b" abweichen.
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Die Abweichung, die in 8B oder 8C gezeigt ist, ist wie in 7 gezeigt durch die Abweichung
des Winkels „a" oder „b", zwischen den Tangenten
der inneren und der äußeren Spur
der optischen Platte 1 und der optischen Achse der Laserresonanz-
und Erfassungseinrichtung 13 für DVDs verursacht.
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Dies impliziert eine derartige Abweichung, daß das Bild
16 um den Winkel „a" oder „b" auf dem viergteilten
Fotodetektor 14 gedreht ist, wenn die Objektivlinse 9 über der
innersten oder der äußersten Spur
der optischen Platte 1 ankommt. Die Winkel „a" und „b" sind beinahe zueinander
und zu einem geringen Winkel wie beispielsweise 7° gleich.
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Dementsprechend kann die Winkelabweichung
eines Bildes, das auf dem viergeteilten Fotodetektor 14 wie
oben erörtert
erzeugt wird, auf einen minimalen Grad über dem Aufzeichnungsbereich (Datenbereich)
auf der optischen Platte 1 durch Anbringung der Laserresonanz-
und Erfassungseinrichtung für
DVDs in dem Gerät
für optische
Platten begrenzt werden, so daß sich
die Einrichtung 13 auf einer Ebene befinden wird, die parallel
zu der Plattenoberfläche
in einer Richtung vertikal zu der dritten gestrichelten Linie 27 (6) ist, die den Mittelpunkt 0 der
optischen Platte 1 und den Mittelpunkt 02 der zweiten
Objektivlinse 9 für
DVDs verbindet, wenn die Objektivlinse 9 über dem
Mittelteil der optischen Platte 1 wie oben erörtert ankommt.
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Um einen Einfluß auf die Spurensignale durch
die Winkelabweichung wie oben diskutiert zu minimieren, ist die
Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung 13 für DVDs mit
anderen Worten so eingerichtet, daß sie die vorliegenden Anforderungen erfüllt:
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Die Abweichung der zweiten Objektivlinse 9 von
der ersten gestrichelten Linie 25, die den Mittelpunkt 01 der
ersten Objektivlinse 6 und den Mittelpunkt 0 der
optischen Platte 1 verbindet, ist so weit wie möglich minimiert;
und die Mittelinie der Objektivlinse 9 trifft auf eine
Spurentangente, wenn die Objektivlinse 9 über dem
Mittelteil, das ungefähr
30 mm von dem Mittelpunkt 0 der optischen Platte 1 mit
einem Radius von 60 mm entfernt ist, wie beschrieben ankommt.
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Wie in 7 gezeigt,
sind die erste und die zweite Objektivlinse 6 und 9 außerdem so
angeordnet, daß ein
Winkel, der durch die erste gestrichelte Linie 25 und die
dritte gestrichelte Linie 27 gebildet wird, 10° ist (θ2, wenn
die Objektivlinse 9 über
dem Mittelteil wie oben beschrieben ankommt), 15° (θ1, wenn die Objektivlinse 9 über der
innersten Spur ankommt) und 5° (θ3, wenn
die Objektivlinse 9 über
der äußersten
Spur ankommt.
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Außerdem ist die zweite Objektivlinse 9 wie in 6 gezeigt so vorgesehen,
daß ihre
Mittellinie von dem Mittelpunkt 0 der optischen Platte 1 um
ungefähr
10° wie
der Winkel θ von
der zweiten gestrichelten Linie 26, die orthogonal zu der
ersten gestrichelten Linie 25 ist, abweicht; und die Drähte 21a und 21b (tatsächlich vier
Drähte)
in 1 sind so vorgesehen,
daß sie
mit Bezug auf die zweite gestrichelte Linie 26 aus 6 so abweichen, um den Wickelkörper 20 in
einer Richtuns der Mittelpunkts 0 der optischen Platte 1 für die Spursteuerung
anzupassen. Diese strukturellen Anordnungen erreichen eine Spursteuerung
mit geringerer Zeitverzögerung
und Erzeugung von Jitter.
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Die gleiche Wirkung kann wie in 9 gezeigt erzielt werden,
indem eine Laserresonanz- und Erfassungseinrichtung 13 für DVDs in
dem Gerät
für optische
Platten auf einer Ebene, die parallel zu der Plattenoberfläche ist,
in einer Richtung, die horizontal zu der dritten gestrichelten Linie 27 ist,
die den Mittelpunkt 0 der optischen Platte 1 und
den Mittelpunkt 02 der zweiten Objektivlinse 9 für DVDs verbindet,
angebracht wird.
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Die oben gemachte Beschreibung ist
für den Fall,
für den
das Gerät
für optische
Platten mit einer zylindrischen Linse 55 wie in 5 gezeigt versehen ist.
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Jedoch nicht nur das, sondern auch
die gleiche strukturelle Anordnung kann auf die Laserresonanz- und
Erfassungseinrichtung 13 mit der Laserquelle 50,
dem Fotodetektor 51 und der holographischen Einrichtung 52,
die bereits beschrieben wurden, wie in 4 gezeigt, angewandt werden.
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Ein Laserstrahl, der von der Laserresonanz- und
Erfassungseinrichtung 13 ausgesendet wird, wird zu der
Kollimatorlinse 11 über
die holographische Einrichtung 52 und den Reflexionsspiegel 12 geführt. Der
Laserstrahl wird von einem Strahl aus Streulicht zu einem Strahl
aus parallelem Licht durch die Kollimatorlinse 11 umgewandelt
und zu der zweiten Objektivlinse 9 für DVDs wie in 2 gezeigt geführt.
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Ein Laserstrahl, der von der optischen
Platte 1 reflektiert wurde, tritt in die holographische
Einrichtung 52 aus 4 ein,
während
er durch die Kollimatorlinse 11 konvergiert wird und in
drei Strahlenbündel
in der Vorwärts-
und der Rückwärtsspurrichtung geteilt
wird. Die drei Strahlenbündel
werden zu sechs Sensoren D1 bis D6 des Fotodetektors 51 zugeführt.
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Eines der drei Strahlenbündel wird
von den Sensoren D1 und D3 und D2 und D4 erfaßt, die ein Fokussierfehlersignal
durch eine differentielle Berechnnung nach dem Foucault-Verfahren erzeugen. Die
zwei anderen Strahlenbündel
werden von den Sensoren D5 und D6 erfaßt, um ein Phasendifferenzsignal
zu erzeugen.
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Die Trennlinien 57 der holographischen
Einrichtung 52 verlaufen entlang einer Spurrichtung wie in 4 gezeigt. Diese Trennlinien
und optische Muster auf der holographischen Einrichtung 52 bilden
Winkel von ±7° in der Spurrichtung
aus dem gleichen Grund, der bereits erörtert wurde.
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Weiter unten wird noch diskutiert,
eine wie große
Abweichung der zweiten Objektivlinse 9 für DVDs von
der ersten gestrichelten Linie 25, die den Mittelpunkt 01 der
ersten Objektivlinse 6 und den Mittelpunkt 0 der
optischen Platte 1 verbindet, erlaubt ist, ohne den Spursignalen
zu schaden.
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10 veranschaulicht
einen viergeteilten Fotodetektor 14a, der wie der Fotodetektor 14 aus den 8A bis 8C mit einer zylindrischen Linse (nicht
gezeigt) versehen ist, die als eine Linse in eine erste Richtung,
aber nicht in eine zweite Richtung, die orthogonal zu der ersten
Richtung ist, wirkt.
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Genauso wie mit Bezugnahme auf die 8A bis 8C beschrieben, wird ein Fokussier- und Spurfehlersignal
auf Grundlage der Ausgangssignale der geteilten Fotosensoren erzeugt,
wenn sich ein Lichtfleck (optisches Muster) von einem Kreis zu einer
Ellipse auf dem Fotodetektor 14a ändert. Ein Hochfrequenzsignal
wird als die Summe der vier Fotosensoren erhalten. Eine Generatrix
der zylindrischen Linse in der zweiten Richtung, in welche die zylindrische
Linse nicht als Linse wirkt, wird in eine Richtung von 45° mit Bezug
auf eine Spurrichtung der optischen Platte 1 angebracht.
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Der viergeteilte Fotodetektor 14a erfaßt einen
defokussierten und deshalb deformierten optischen Lichtfleck, um
ein Fokussierfehlersignal zu erzeugen. Wenn ein Laserstrahl, der
von der optischen Platte 1 reflektiert wurde, über Spuren
aus Folgen von Vertiefungen läuft,
weist der reflektierte Laserstrahl eine Lichtintensitätverteilung
auf, die auf einer Ebene, die orthogonal zu einer optischen Achse
auf den Spuren ist, nicht uniform ist, sondern sich über ein
Servoband von weniger als 30 KHz aufgrund der Brechung bei den Spuren ändert.
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Die sich ändernden Komponenten der Lichtintensitätsverteilung
treten symmetrisch auf dem viergeteilten Fotodetektor 14a mit
Bezug auf eine Achse des Fotodetektors 14a in der Spurrichtung
auf. Die symmetrischen Komponenten (Spurverlust) werden in einer
differentiellen Berechnung zur Fokussiersteuerung Gleichtaktsignale
und können
deshalb entfernt werden. Diese Entfernungstechnik kann nicht nur
auf die Fokussiersteuerungsverfahren, das einen Astigmatismsus verwendet,
wie oben beschrieben, sondern auch auf andere Fokussiersteuerungsverfahren
angewandt werden.
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Erfindungsgemäß ändert sich die Lichtintensitsätsverteilung
des reflektierten Laserstrahls aufgrund der Abweichung der zweiten
Objektivlinse 9 für DVDs
von dem Radius der optischen Platte 1, wenn eine optische
Halterung über
der inneren und äußeren Spur
der optischen Platte 1 ankommt.
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Mit anderen Worten werden die Trennlinien 17a des
viergeteilten Fotodetektor 14a auf die Spurentangente bei
nur einem Punkt in dem Mittelteil wie oben beschrieben treffen.
Wie im Detail in 7 gezeigt,
wird eine Mittellinie der zweiten Objektivlinse 9 die Spurentangente
nur treffen, wenn die Objektivlinse 9 über einen Mittelteil wie oben
beschrieben ankommt. 10 zeigt
in dieser Hinsicht, daß nur
eine der Teilungslinien 17a auf die Spurentangente trifft, wenn
die Objektivlinse 9 über
dem Mittelteil wie oben beschrieben ankommt.
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Der Spurenverlust oder die sich ändernden Komponenten
der Lichtintensitätsverteilung,
die symmetrisch auf dem Fotodetektor 14a mit Bezug auf
seine Achse in der Spurrichtung auftreten, werden vorhanden sein
und das Fokussierfehlersignal verunreinigen, wenn die optische Achse
der Objektivlinse 9 nicht auf die Spurtangente trifft.
Der Grad der Verunreinigung hängt
davon ab, um welchen Winkel die optische Achse der Objektivlinse 9 von
der Spurtangente abweicht.
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11 zeigt
die Beziehung zwischen der Winkelabweichung und dem Fokussierfehlersignal, welches
durch die Komponenten des Spurverlusts verunreinigt ist. Es gibt
selbst dann einen geringen Spurverlust, wenn die Winkelabweichung
null ist. Die Komponenten des Spurenverlusts werden anwachsen, wenn
die Winkelabweichung sich im Bereich von ±20° ändert. Jedoch werden die Komponenten
des Spurverlusts kleiner im Bereich von ungefähr ±7° sein. Insbesondere im Bereich
von ungefähr ±5° wird beinahe
keine Komponente des Spurverlusts das Fokussierfehlersignal verunreinigen.
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Das Spurfehlersignal wird durch das
Erfassen von der Änderung
der Lichtintensitätsverteilung aufgrund
der Brechung bei der Pupille der Objektivlinse 9 erzeugt,
wenn ein Lichtfleck des Laserstrahls sich über die Spuren der Folge von
Vertiefungen bewegt.
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Genauer wird das Spurfehlersignal
durch das Erfassen der Änderung
mit Hilfe der Phasendifferenz von diagonalen Additionsausgangssignalen
von diagonal angeordneten vier Fotosensoren auf einem Fotodetektor
erzeugt. Oder das Spurfehlersignal wird durch das Erfassen der Änderung
mit Hilfe der Phasendifferenz der Ausgänge von zwei Fotosensoren erzeugt,
die nebeneinander über
einer Spurrichtung liegen. Das erste wird ein normales differentielles Phasenerfassungsverfahren
genannt und das letztere ein einziges differenzielles Phasenerfassungsverfahren. 10 zeigt in dieser Hinsicht
eine Spurfehlersignalschaltung, in der gestrichelte Linien eine Verdrahtung
für das
normale Phasendifferenzverfahren anzeigen.
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Es gibt auch ein Problem, wenn die
Trennlinien 17 (8A bis 8C) nicht auf die Spurentangente treffen.
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Eine Auswertung für die Analyse dieses Problems
wurde für
den Fall (1) eines sich ändernden datenlesbaren
Radiusses einer optischen Platte, (2) einer sich ändernden
Vertiefungstiefe innerhalb eines Bereichs, der durch das Signalniveau
begrenzt ist, und (3) eine Erfassung des Spurenfehlersignal durch das
normal und einzige Phasendifferenzverfahren durchgeführt. Ein
Schwankungsbereich eines Spurfehlersignals war innerhalb von 10%
(5% besser).
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Der viergeteilte Fotodetektor 14 war
in dem Gerät
für optische
Platten so angebracht, daß die Trennlinien
auf die Spurentangente 17 bei einem Radius (das oben beschriebene
Mittelstück)
der optischen Platte 1 trafen, um die Schwankung eines
Spurenfehlersignals aufgrund der Veränderung des datenlesbaren Radiusses
zu verringern, wobei der Schwankungsbereich auf einer inneren und
einer äußeren Spur
beinahe gleich war, und eine Winkeländerung der inneren und der äußeren Seite
mit einem bestimmten Radius ungefähr 5° war.
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12 zeigt
die Signalniveauschwankung des Spurfehlerssignals aufgrund Phasenunterschied über einem
Neigungswinkel α der
Trennlinien 17 des Fotodetektors 14.
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In
12 bezeichnet
ein Symbol „Δ" die Schwankung des
Signalniveaus des Spurfehlers aufgrund der Phasendifferenz, wenn
die Vertiefungstiefe λ/8
für das
einzige Phasendifferenzerfassungsverfahren,
keine Schwankung des
Signalniveaus des Spurfehler aufgrund der Phasendifferenz und der Vertiefungstiefe
für das
normale Phasendifferenzerfassungsverfahren und „X" die Schwankung des Signalniveaus des
Spurfehlers aufgrund Phasendifferenz ist, wenn die Vertiefungstiefe λ/5 für das einzige Phasendifferenzerfassungsverfahren
ist.
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Wie aus 12 hervorgeht, ist es vorzuziehen, den
Neigungswinkel α der
Teilungslinien 17 innerhalb von ±7° ist, insbesondere innerhalb
von ±5° für die Schwankung
des Signalniveaus innerhalb von 5%, um die Schwankung des Signalniveaus
des Spurfehlers aufgrund der Phasendifferenz innerhalb von 10% zu
begrenzen.
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Wie bereits mit Bezug auf 7 beschrieben, wird die
strukturelle Anordnung der Vorrichtung für optische Platten daher so
ausgeführt,
daß die Spurtangente
und die Mittellinie (Teilungslinie 17) der Objektivlinse 9 aufeinandertreffen,
wenn die Objektivlinse 9 über dem Mittelteil der optischen
Platte 1 ungefähr
30 mm von dem Mittelpunkt 0 der optischen Platte 1 ankommt.
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Es ist bekannt, daß diese
strukturelle Anordnung eine Winkelabweichung der Objektivlinse 9 von dem
Mittelpunkt 0 erreicht, die innerhalb von ±5° ist, selbst
wenn die Objektivlinse 9 sich von dem Mittelteil zu der
inneren oder der äußeren Seite
bewegt, wobei die Signalmodulationsfähigkeit durch den DVD-Standard
bestimmt wird und kein Schaden dem Spurfehlersignal innerhalb eines
gewissen Bereichs der Vertiefungstiefe zugefügt wird.
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Der Einbau der Objektivlinse 9 innerhalb
der Abweichung von dem Plattenmittelpunkt wird wie oben beschrieben
somit ohne Schaden zu dem Spurfehlersignal erreicht, selbst wenn
der Mittelpunkt der optischen Platte 1 ohne Transversalbewegung
feststehend ist.
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13 veranschaulicht
die Beziehung zwischen der Objektivlinse 9 für DVDs und
einem Neigungsdrehschaft 35 eines Neigungsanspassungsmechanismusses 36.
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Die optische Platte 1 hat
einen engen Spurenabstand wie beispielswise 0,74 μm. Wenn sie
deformiert ist, würde
ein Laserstrahl, der auf die deformierte optische Platte fokussiert
ist, sich deshalb zu einer elliptischen Form verbreiten, die nebeneinander
liegende Spurenteile bedeckt. Dies würde Rauschen erzeugen, welches
die Datenwiedergabe beeinträchtigt.
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Die Abweichungsanpassung ist daher
so erforderlich, daß die
optische Achse der Objektivlinse 9 sich immer in eine Richtung
vertikal zu der optischen Plattenoberfläche befindet.
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Der Abweichungsanpassungsmechanismus 36 in 13 ist mit einem Abweichungssensor 15 versehen,
um die Abweichung der Objektivlinse 9 zu erfassen. Der
Abweichungsanpassungsmechanismus 36 in 13 ist außerdem mit einer Abweichungsbasis 37 mit
einem rechteckigen Rahmen und den Führungsschäften 4a und 4b,
die in 1 und 2 gezeigt sind, versehen.
Ein Ritzel 39 ist auf der Abweichungsbasis 37 vorgesehen
und ist durch einen Motor (nicht gezeigt) drehbar, wenn es in eine
Zahnstange 38 auf der Halterungsbasis 5 eingreift.
Das Ritzel 39 wird sich drehen, um die Halterungsbasis
in Richtung des Plattenradius zu verschieben.
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Ein Abweichungsdrehschaft 35 ist
auf beiden Enden der Abweichungsbasis 37 und entlang der Spurentangente
vorgese hen, wenn die Objektivlinse 9 über dem Mittelteil der optischen
Platte 1 ankommt. Der Abweichungsdrehschaft 35 wird
von einem Motor (nicht gezeigt) gedreht.
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Wenn die optische Platte 1 wie
eine Schale oder ein Kegel deformiert wird, ist es am besten, die Halterungsbasis 5 mit
Bezug auf eine Normale auf die Ebene zu drehen, welche die Linie 27 einschließt, die
den Mittelpunkt 0 der optischen Platte 1 und dem Mittelpunkt
der optischen Linse 9 und die Mittelachse der optischen
Platte 1 verbindet, wenn die Objektivlinse 9 über den
Mittelteil der optischen Platte 1 ankommt.
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Die Verwendung eines Abweichungsdrehschafts 35 auf
der Normalen wie oben erörtert
kann mit anderen Wort die Objektivlinse 9 für DVDs veranlassen,
der Deformation der optischen Platte 1 zu folgen.
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Diese Beschreibung wurde bereits
für optische
Platten wie DVDs und CDs mit einem Durchmesser von 120 mm gemacht.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern auch
auf andere optische Platten wie CDs und MDS mit einem Durchmesser
von 80 mm anwendbar.
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Wie oben beschrieben sind erfindungsgemäß eine erste
und eine zweite Objektivlinse für
optische Platten von verschiedenen Typen nahe der Richtungen vorgesehen,
die beinahe orthogonal zu dem Radius der optischen Platten mit einem
vorherbestimmten Abstand zwischen den Mittelpunkten der Objektivlinsen
sind. Diese strukturelle Anordnung sorgt für ein stabiles Spursignal ohne
horizontale Verschiebung der Mittelpunkte der optischen Platten.
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Außerdem ist erfindungsgemäß eine erste Objektivlinse
für CDs
durch ein Spurerfassungsverfahren mit drei Strahlen über optischen
Platten vorgesehen, und eine zweite Objek tivlinse für DVDs für das Spurerfassungsverfahren
aufgrund Phasendifferenz ist leicht abweichend von einer Linie vorgesehen,
die die Mittelpunkte der optischen Platten und den der ersten Objektivlinse
für CDs
verbindet. Diese strukturelle Anordnung sorgt für eine stabile Spursteuerung
bei der Aufzeichnung und Wiedergabe von CDs und DVDs.
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Erfindungsgemäß ist die zweite Objektivlinse für DVDs außerdem so
vorgesehen, daß sie
von den Mittelpunkten der optischen Platten um einen geringen Winkel
von einer Linie abweicht, die orthogonal zu einer weiteren Linie
in einer Richtung ist, in welcher sich eine Halterungsbasis bewegen
wird. Diese strukturelle Anordnung verringert Jitter, das als ein Nebensprechen
eines Spurfehlersignal erzeugt würde.
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Das erfindungsgemäße Gerät für optische Platten erfordert
deshalb keinen Positionsschaltmechanismus für einen Spindelmotor und ist
daher kompakt und preisgünstig.
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Erfindungsgemäß ist außerdem ein Drehschaft mit einem
Abweichungsanpassungsmechanismus orthogonal zu einer Linie vorgesehen,
die den Mittelpunkt der zweiten Objektivlinse für DVDs und den der optischen
Platte verbindet, wenn die Objektivlinse für DVDS über einem Mittelstück der optischen
Platte ankommt. Diese strukturelle Anordnung sorgt für eine genaue
Spurkontrolle, indem die optische Achse der Objektivlinse für DVDs immer
orthogonal zu der Plattenoberfläche
ist, selbst wenn eine schalenförmige
oder konusförmige
deformierte optische Platte in das Gerät für optische Platten eingelegt
ist.
