DE19951862A1 - Optische Abtasteinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optische Abtasteinrichtung für Geräte zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen auf optischen Aufzeichnungsträgern, die insbesondere zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen mit hoher Geschwindigkeit, wie beispielsweise das Abtasten einer DVD mit zwölffacher Geschwindigkeit, geeignet ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß weist die optische Abtasteinrichtung einen von einem Hohlkörper gebildeten Linsenhalter auf, dessen Seitenwände in einem Winkel zu einem Verbindungspunkt mit seiner elastischen Abstützung verlaufend angeordnet sind. Der derart sechseckig gebildete Linsenhalter weist vorteilhafte Luftkammern und einen zur Linse vergrößerten Abstand sowie eine von einer Parallelführung abweichende elastische Abstützung auf, die zu einem geringen Verkippen der Linse, verbesserte Führungseigenschaften und einem zum Abtasten mit hoher Geschwindigkeit erforderlichem Eigenresonanzverhalten führen. DOLLAR A Das Anwendungsgebiet betrifft das Herstellen von Abtasteinrichtungen für optische Aufzeichnungsträger, die zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen mit hoher Geschwindigkeit vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Abtasteinrichtung für Geräte zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen auf optischen Aufzeichnungsträgern, die insbesondere zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen mit hoher Geschwindigkeit, wie beispielsweise das Abtasten einer DVD mit zwölffacher Geschwindigkeit, vorgesehen ist.

Optische Abtasteinrichtungen für Aufzeichnungsträger in Laserdisc und Compact Disc Spielern sind allgemein bekannt. Aufbau und Funktion einer derartigen Abtasteinrichtungen, die auch als Pickup bezeichnet wird, sind in Electronic Components & Applications, Vol. 6, No. 4, 1984, Seite 209 - 215 beschrieben. Derartige Abtasteinrichtungen weisen einen sogenannten Aktuator auf, auf dem eine zur Spurführung und zum Fokussieren des Licht- beziehungsweise Laserstrahles auf dem optischen Aufzeichnungsträger vorgesehene Objektivlinse angeordnet ist.

Grundsätzlich können optische Abtasteinrichtungen nach der Art der Aufhängung der Objektivlinse unterschieden werden. So ist die Objektivlinsenhalterung bei einem bekannten Blattferder-Aktuator beispielsweise mittels vier paralleler Blattfedern oder bei einem Aktuator vom Gelenk­ beziehungsweise Scharnier-Typ über Gelenke beziehungsweise Scharniere an einem Rahmen befestigt. Nachteilig ist, daß derartige Anordnungen unerwünscht zum Schwingen neigen, einen hohen Montageaufwand erfordern und unter anderem durch die zu bewegende Masse bedingt relativ hohe Reaktionszeiten aufweisen.

Eine weitere Art des elastischen Abstützens der Objektivlinsenhalterung besteht in der Verwendung von vier Drähten, die den Linsenhalter mit der Aktuatorgrundplatte verbinden. Sogenannte Wire-Pickup können im Vergleich zu optischen Abtasteinrichtungen mit Blattfeder oder Gelenk kostengünstiger hergestellt werden und ermöglichen kürzere Zugriffszeiten. Sie sind jedoch gegenüber anderen Parallelführungen hinsichtlich Resonanzerscheinungen, Verkippen der Objektivlinse und thermischer Belastungen besonders empfindlich. Insbesondere für Hochgeschwindigkeitsanwendungen und zum Erreichen kurzer Zugriffszeiten sind andererseits hohe Ströme in den Spur- und Fokusspulen erforderlich, die den Linsenhalter erwärmen und zum unerwünschten Schwingen des Linsenhalters sowie zum Verkippen der Objektivlinse führen. Das Abtasten optischer Aufzeichnungsträger mit einem Vielfachen der Geschwindigkeit, die zum Lesen oder Aufzeichnen einer Audio-, Video- oder Daten-CD beziehungsweise DVD mit einfacher Geschwindigkeit erforderlich ist, erhöht die Anforderungen, die an optische Abtasteinrichtungen hinsichtlich Gleichmäßigkeit der Ansprechcharakteristik gestellt werden. Frequenzgang und Phasenlage der optischen Abtasteinrichtung sollen über einen weiten Frequenzbereich möglichst gleichmäßig verlaufen und nicht durch Eigenschwingungen gestört werden. Es wird beispielsweise gefordert, daß Resonanzerscheinungen erst oberhalb 40 Kilohertz auftreten und sie eine Pegelreduktion beziehungsweise Dämpfung von 45 Dezibel im Vergleich zur Dämpfung bei einer Frequenz von einem Kilohertz aufweisen, um eine DVD mit zwölffacher Geschwindigkeit abzutasten zu können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine optische Abtasteinrichtung für optische Aufzeichnungsträger zu schaffen, die Nachteile bekannter optischer Abtasteinrichtungen hinsichtlich Schwingungseigenschaften, Geschwindigkeit und thermischer Belastbarkeit weitestgehend vermeidet, den Anforderungen beim Lesen oder Aufzeichnen mit hoher Geschwindigkeit gerecht wird und mit geringem Aufwand hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit in den Hauptansprüchen angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben.

Es ist ein Aspekt der Erfindung die Nachteile sogenannter Wire-Pickup gegenüber anderen Parallelführungen hinsichtlich Verkippen der Objektivlinse, unsymmetrischer Führungseigenschaften, Eigenresonanzverhalten und thermischer Belastbarkeit für Hochgeschwindigkeitsanwendungen weitestgehend zu vermeiden und dennoch die optische Abtasteinrichtung mit geringem Aufwand herzustellen.

Hierzu ist eine optische Abtasteinrichtung für Hochgeschwindigkeitsanwendungen vorgesehen, die einen von einem Hohlkörper gebildeten Linsenhalter aufweist, dessen Seitenwände in einem Winkel zu einem Verbindungspunkt mit seiner elastischen Abstützung verlaufend angeordnet sind. Der Linsenhalter weist eine hexagonale Form auf, die mit den in einem Winkel zu einem Verbindungspunkt mit seiner elastischen Abstützung verlaufenden Seitenwände gebildet wird. Durch die hexagonale Gestaltung des Linsenhalters werden zwischen Linse und Spulen des Aktuators Luftkammern gebildet, der Abstand zwischen Linse und Spulen des Aktuators vergrößert und die Stabilität beziehungsweise Steifigkeit des von einem Hohlkörper gebildeten Linsenhalters erhöht. Die Seitenwände beziehungsweise Seitenflächen des Linsenhalters sind hierzu vorzugsweise in einem Winkel von 3 bis 10 Grad von einer Geraden abweichen angeordnet. Der Winkel, in dem die Seitenwände des Linsenhalters zueinander angeordnet sind, wird derart gewählt, daß bei maximaler Auslenkung des Linsenhalters aus seiner Neutrallage weder vor noch nach dem Verbindungspunkt mit den ihn abstützenden Drähten eine Berührung auftritt.

Der von einem Hohlkörper gebildete Linsenhalter ist einstückig ausgeführt und vorzugsweise symmetrisch aufgebaut. Durch die Gestaltung als Hohlkörper mit Luftkammern werden die thermischen Eigenschaften der optischen Abtasteinrichtung weiter verbessert, da eine zusätzliche Kühlung und Wärmeableitung durch Bewegungen des Aktuators erreicht wird. Darüber hinaus kann die Wärmeableitung durch eine dunkle Gestaltung der Oberfläche des Linsenhalters weiter erhöht werden.

Darüber hinaus sind die den Linsenhalter elastisch abstützenden Drähte in einem Winkel angeordnet, der in der Neutrallage des Linsenhalters um mehr als zwei Grad von einer Senkrechten zum Linsenhalter abweicht, um über den gesamten Auslenkbereich des Aktuators zur Spurführung ein geringes beziehungsweise kein Verkippen der Linse zu gewährleisten. Mit dem Winkel werden die Steifigkeit der Abstützung des Aktuators auf seiner Grundplatte und dadurch auch das Resonanzverhalten gezielt für eine Wirkungsrichtung verändert.

Durch den Winkel, in dem die den Linsenhalter zur Spurführung elastisch unterstützenden Drähte an den Linsenhalter herangeführt sind, werden sowohl die Führungseigenschaften beim Auslenken der Linse zum Folgen der Aufzeichnungsspur aufgrund geringeren Verkippens der Linse als auch das Eigenresonanzverhalten der optischen Abtasteinrichtung vorteilhaft beeinflußt.

Da die über den Verbindungspunkt mit dem Linsenhalter frei herausragenden Enden der Drähte durch den Montageprozeß oder beim Abtrennen von der ursprünglichen Richtung abweichen können, in der sie an den Linsenhalter herangeführt wurden, sind die Seitenwände des Linsenhalters in einem Winkel angeordnet, der vorzugsweise größer oder gleich dem Winkel ist, unter dem die Drähte an den Linsenhalter in seiner Neutrallage herangeführt sind. Die den Linsenhalter zur Spurführung auf der Grundplatte elastisch abstützenden Drähte sind punktförmig an den Linsenhalter herangeführt. Dadurch wird der seitliche Abstand zwischen Draht und Linsenhalter in der Umgebung des Löt- beziehungsweise Verbindungspunktes vergrößert, so daß einerseits das Heranführen der Drähte erleichtert und andererseits eine von Grat an den Teilen oder von Lötmittelrückständen ausgehende negative Beeinflussung der Führungseigenschaften vermieden werden. Weiterhin ist davon auszugehen, daß auch verringerte Resonanzerscheinungen bis weit in den Kilohertz-Bereich hinein darauf zurückzuführen sind, daß vom Linsenhalter ausgehende Schwingungen durch den Winkel zwischen Draht und Seitenwand des Linsenhalters in ihrer Ausbreitung gehindert werden.

Mit den in einem Winkel zueinander angeordneten Seitenwände wird trotz eines kompakten Aufbaus des Linsenhalters ein größerer Abstand zwischen der Linse und den sich durch hohe Ströme bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen erwärmenden Wicklungen erreicht.

In den Seitenwänden des Linsenhalters ist eine Vertiefung zur Aufnahme der Fokusspule vorgesehen, von der Stege gebildet werden, an denen nach dem Aufbringen der Fokusspule eine, vorzugsweise von einer Leiterplatte gebildete Platine befestigt wird. Die Platine verbindet in vorteilhafter Weise die am oberen und unteren Rand des Linsenhalters vorgesehenen Stege miteinander und trägt dadurch zur Stabilität des Linsenhalters bei. Eine derartige Platine ist auf jeder Seite des Linsenhalters angeordnet und auf der Platine sind Lötpunkte vorgesehen, an denen sowohl Enden der Spulen als auch die zur elastischen Abstützung des Linsenhalters vorgesehenen Drähte befestigt werden. Die Platinen sind an den in einem Winkel zueinander verlaufenden Seitenflächen derart angeordnet, daß eine Kante der Platine annähernd mit der Linie übereinstimmt, die von im Winkel aufeinander treffenden Seitenflächen gebildet wird. In diesem Bereich sind auch die zum Anschluß der den Linsenhalter elastisch abstützenden Drähte vorgesehenen Befestigungspunkte angeordnet, wodurch ein punktförmiger Anschluß dieser Drähte gewährleistet wird. Zum Ausrichten der Platine am Linsenhalter sind an den Stegen des Linsenhalters Zapfen vorgesehen, in die Ausnehmungen in der Platine eingreifen und zum Verbinden von Platine und Linsenhalter ist entweder eine Einrastverbindung oder ein Verkleben vorgesehen. Weitere Vorteile der die Stege des Linsenhalters verbindenden Platinen bestehen darin, daß sie ein geringes Gewicht aufweisen und symmetrisch ausgeführt werden können.

Bei einem symmetrisch aufgebauten Linsenhalter stehen darüber hinaus auch Zapfen zur Verfügung. Die zum Anlegen von Wicklungsenden verwendet werden können.

Die Fokusspule ist vorzugsweise symmetrisch zum horizontalen Masseschwerpunkt des Linsenhalters angeordnet und die den Wickelraum der Fokusspule begrenzenden Stege des Linsenhalters weisen an den Enden der Innenflächen der Stege vorzugsweise Absätze auf. Mit den in einer Ausführungsform des Linsenhalters vorgesehen Absätzen wird erreicht, daß sich die Windungen der Fokusspule während des Wickelvorgangs ohne zu überlappen aneinanderreihen. Dies ist insbesondere für das Anlegen der ersten Wicklung von Bedeutung, da sich anderenfalls Windungen unerwünschten kreuzen.

Der Linsenhalter ist einer ersten Ausführung entsprechend in Plastikspritzgußtechnik hergestellt und es sind im die Linse umgebenden Bereich zusätzliche Lüftungsöffnungen vorgesehen, die den Luftwiderstand des Aktuators verringern und eine verstärkte Kühlung während seiner Bewegung bewirken. Als Aktuator wird die aus Linsenhalter, Fokus- und Spurführungsspulen sowie oben genannter Platine und Linse bestehende Baugruppe bezeichnet. Die Linse wird jedoch im Herstellungsprozeß der optischen Abtasteinrichtung in der Regel erst nach der Montage des Linsenhalters auf einer Aktuatorgrundplatte in den Linsenhalter eingefügt. Der Montageprozeß der Linse wird durch am Linsenhalter vorgesehene Führungsstege vereinfacht.

Mit der hexagonalen Form des Linsenhalters gebildete Luftkammern trennen die Linse von der Wicklungskammer durch einen Hohlraum, der die thermische Belastung der Linse infolge hoher Spulenströme bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen verringert. Die hexagonale Form des dünnwandigen Linsenhalters erhöht die Steifigkeit des Linsenhalters gegenüber einer Rechteckform und das Wickeln der Fokusspule wird durch die auftretende Drahtspannung verbessert, da der Spulendraht an den Seitenwänden am sechseckigen Linsenhalter im Vergleich zu einem rechteckigen Linsenhalter besser anliegt. Die hexagonale Form des Linsenhalters und eine nicht über den Linsenhalter hinaus ragende Spule verringern den Luftwiderstand bei seitlicher Bewegung.

Umlaufend angeordnete Stege des aus Plastik hergestellten Linsenhalters werden in vorteilhafter Weise zum Ausrichten der Spurführungsspulen verwendet, wodurch auf eine komplizierte Positioniervorrichtung verzichtet werden kann. Die Spurführungsspulen verbreitern die Stege partiell und versteifen sie. Das Eigenresonanzverhalten wird dadurch weiter verbessert.

Zum Verbessern der Wärmeableitung ist der Linsenhalter dunkel, vorzugsweise schwarz, eingefärbt beziehungsweise beschichtet, wodurch höhere Spulenströme zugelassen und der Aktuator bei hohen Frequenzen mit großer Leistung betrieben werden kann, was beispielsweise zum Fokussieren des Licht- beziehungsweise Laserstrahls auf dem Informationsträger zur Aufzeichnung oder Wiedergabe von Informationen von besonderer Bedeutung ist. Die bei einem symmetrischen Linsenhalter nicht zum Positionieren der Platinen benötigten Zapfen, werden einer weiteren Ausführung entsprechend zum Umschlingen mit Wickeldraht oder zum Fixieren von Spulendrahtenden verwendet. Im Anschlußbereich der die elastische Abstützung für den Linsenhalter bildenden Drähte ist einer weiteren Ausführung entsprechend am Linsenhalter eine Wandstärkeerhöhung vorgesehen, von der von den Platinen ausgehende Kräfte aufgenommen werden, ohne den Linsenhalter zu verformen. Die Steifigkeit und die Eigenresonanzfrequenz des Linsenhalters werden dadurch weiter erhöht.

Zum Erhöhen der Festigkeit der Seitenwände kann darüber hinaus eine schräg verlaufende Rippe zwischen den die Linse umgebenden Lüftungsöffnungen angeordnet werden. Einer weiteren Ausführung entsprechend wird eine Fokusspule verwendet, die von kupferummanteltem Aluminiumdraht gebildet ist. Aluminiumkerndraht ist leichter als vergleichbarer Vollkupferdraht, so daß in Fokusrichtung erzeugte Kräfte bei gleichem Gewicht mit einer höheren Windungszahl vergrößert werden. Gleiches gilt für die Spurführungsspulen. Zur Spurführung werden vorzugsweise Spulen verwendet, die D- förmig gewickelt sind. Der nicht zur Krafterzeugung beitragende Außenteil der Spule wird in seiner Länge verringert und dadurch der Wirkungsgrad verbessert. Die bei der Rechteckspule vom Außenteil der Spule erzeugten Streufelder, die der im Innenbereich erzeugten Kraft entgegenwirken und dadurch zu Verlusten führen, werden verringert.

Die Seitenwände des Linsenhalters sind über Querwände verbunden, die vorzugsweise eine Aussparung aufweisen, um ein Verdrehen des Linsenhalters in der Montagevorrichtung zu verhindern. Die Querwände tragen zum Versteifen des Linsenhalters bei und mit Aussparungen in den Querwänden wird eine Gewichtsreduktion des Linsenhalters erreicht.

Die Tiefe der Aussparungen ist so gewählt, daß der Schwerpunkt des Linsenhalters exakt zwischen den Drähten liegt, die den Linsenhalter elastisch abstützen.

Die vorgenannten Ausführungsmaßnahmen können einzeln oder in Kombination zum Herstellen einer optischen Abtasteinrichtung für Hochgeschwindigkeitsanwendungen verwendet werden. In einer weiteren Ausführungsform der optischen Abtasteinrichtung für Hochgeschwindigkeitsanwendungen ist der Linsenhalter als gegossenes Metallteil ausgeführt. Metallwerkstoffe und Plastikwerkstoffe haben grundsätzlich unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich Wärmeleitvermögen und mechanischer Stabilität, die bei der Gestaltung einer optischen Abtasteinrichtung für Hochgeschwindigkeitsanwendungen zu berücksichtigen sind. Der metallische Linsenhalter, für den als Metallwerkstoff vorzugsweise Magnesium verwendet wird, ist zur Wärmeableitung an die Umgebung ebenfalls vorzugsweise schwarz eingefärbt oder weist zumindest eine dunkle Oberfläche auf. Da Stege in Metallgußtechnik schwierig zu realisieren sind, wurde in dieser Ausführung weitestgehend auf Stege verzichtet und es sind zusätzlich zu den Luftkammern auch keine Lüftungslöcher vorgesehen. Dennoch ist das Eigenresonanzverhalten aufgrund der hohen Materialsteifigkeit des Metallwerkstoffs ausreichend und aufgrund der Wärmeleitfähigkeit des Metallwerkstoffes auch eine ausreichende Wärmeableitung gegeben, die insbesondere durch die Gestaltung des Linsenhalters als Hohlkörper mit Luftkammern erreicht wird. Durch den Verzicht auf Stege entspricht die sechseckige Form des Linsenhalters einem H mit in einem Winkel aufeinander zulaufend angeordneten Schenkeln. Da im Bereich der Öffnungen der H-Form keine Stege vorhanden sind, werden die Spurführungsspulen in dieser Ausführung in der bekannten Art und Weise positioniert.

In seinem grundsätzlichen Aufbau ist der Linsenhalter jedoch übereinstimmend mit der ersten Ausführung ausgeführt. Die den Linsenhalter insbesondere zur Spurführung auf der Grundplatte elastisch abstützenden Drähte sind in einem Winkel zueinander verlaufend an den Linsenhalter herangeführt und der Linsenhalter ist derart gestaltet, daß er Seitenwände aufweist, die vom Verbindungspunkt des Linsenhalters mit den Drähten ausgehend in einem Winkel verlaufend vorgesehen sind. Der Linsenhalter, der als gegossenes Metallteil hergestellt ist, weist ebenfalls in den Seitenwände eine Vertiefung zur Aufnahme der Fokusspule auf.

Unabhängig von der Ausführung als metallischer oder aus Plastikwerkstoff hergestellter Linsenhalter ist der Linsenhalter vorzugsweise symmetrisch aufgebaut und der Verbindungspunkt des Linsenhalters mit den Drähten ist vorzugsweise im Schwerpunkt oder mindestens im Schwerpunktbereich vorgesehen.

Die Drähte des Wire-Pickup, die eine elastische Abstützung für den Linsenhalter bilden, werden beim Verbinden mit dem Linsenhalter durch Kolbenlötung vorzugsweise vorgespannt, um ein geringeres Verkippen und bessere Führungseigenschaften zu erreichen. Das Vorspannen der Drähte kann jedoch entfallen, wenn zum Befestigen der Drähte weniger belastende Verbindungsverfahren gewählt werden. Solche Verbindungsverfahren sind beispielsweise Laserlötung oder das Verwenden leitfähiger Klebstoffe.

Die an den Seitenwände die Stege des Linsenhalters verbindende Platine, die zum Anschluß der den Linsenhalter elastisch abstützenden Drähte verwendet wird, weist vorzugsweise weitere Vertiefungen oder Öffnungen auf, in denen Wicklungsdrähte zu den auf der Platine vorgesehenen Löt- oder Anschlußpunkten geführt werden. Dadurch wird das Anlegen der Wicklungsdrähte an die Platine vereinfacht und die Wicklungsdrähte werden vor dem Löten in einer definierten Position zum Lötpunkt gehalten, wodurch das Löten vereinfacht wird.

Durch den kompakten Aufbau des Linsenhalters, der mit einem Luftkammern aufweisenden Hohlkörper erreicht wird, dessen Seitenwände in einem Winkel zum Verbindungspunkt mit seiner elastischen Abstützung verlaufend angeordnet sind und mit einer elastischen Abstützung, die in einem von 90 Grad abweichenden Winkel an den Linsenhalter beziehungsweise Aktuator herangeführt ist, wurde eine optische Abtasteinrichtung geschaffen, die über einen großen und weit in den Kilohertz-Bereich hinein reichenden Frequenzbereich einen ungestörten Frequenzgang und eine entsprechende Phasencharakteristik aufweist, die eine Voraussetzung für die Anwendbarkeit der optischen Abtasteinrichtung zum Aufzeichnen oder zur Wiedergabe von Informationen mit hoher Geschwindigkeit darstellen. Darüber hinaus wurde durch die besondere Gestaltung der optischen Abtasteinrichtung eine erhöhte Dämpfung beziehungsweise ein größerer Ansprechabstand des Resonanzwertes zu einem bei einer Frequenz von einem Kilohertz auftretenden Wert erreicht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen in Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Draufsicht auf eine optische Abtasteinrichtung für optische Aufzeichnungsträger,

Fig. 2 eine Prinzipskizze einer Seitenansicht der optischen Abtasteinrichtung für optische Aufzeichnungsträger,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Ansicht auf einen aus Plastikwerkstoff hergestellten Linsenhalter der optischen Abtasteinrichtung,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Ansicht des aus Plastikwerkstoff hergestellten Linsenhalters von der Unterseite,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer Ansicht auf einen aus Metallwerkstoff hergestellten Linsenhalter der optischen Abtasteinrichtung,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer Ansicht des aus Metallwerkstoff hergestellten Linsenhalters von der Unterseite,

Fig. 7 eine Prinzipskizze einer Draufsicht auf eine bekannte optische Abtasteinrichtung für optische Aufzeichnungsträger,

Fig. 8 eine Prinzipskizze einer Seitenansicht der bekannten optischen Abtasteinrichtung für optische Aufzeichnungsträger,

Fig. 9 eine Prinzipskizze einer bekannten Anordnung der Fokus- und Spurführungsspulen am Linsenhalter der bekannten optischen Abtasteinrichtung,

Fig. 10 eine Prinzipskizze einer Draufsicht auf den Aktuator einer erfindungsgemäßen optischen Abtasteinrichtung für optische Aufzeichnungsträger,

Fig. 11 eine Prinzipskizze eines Schnittes durch eine Seitenwand einer optischen Abtasteinrichtung für optische Aufzeichnungsträger mit einer ersten Fokuswicklung,

Fig. 12 eine Prinzipskizze eines Schnittes durch eine Seitenwand einer optischen Abtasteinrichtung für optische Aufzeichnungsträger mit einer zweiten Fokuswicklung,

Fig. 13 eine Prinzipskizze einer ersten Seitenansicht des Aktuators in perspektivischer Darstellung,

Fig. 14 eine Prinzipskizze einer zweiten Seitenansicht des Aktuators in perspektivischer Darstellung und

Fig. 15 Frequenz und Phasendiagramm der optischen Abtasteinrichtung.

Bezugszeichen sind in den Figuren übereinstimmend verwendet.

In Fig. 1 ist die Prinzipskizze der Draufsicht und in Fig. 2 die Prinzipskizze der Seitenansicht einer erfindungsgemäßen optischen Abtasteinrichtung zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen mit hoher Geschwindigkeit dargestellt. Die optische Abtasteinrichtung besteht aus einer Aktuatorgrundplatte AP und einem Aktuator, der von einem Linsenhalter LH mit einer Fokusspule FC und Spurführungsspulen TC gebildet wird und eine Linse L aufweist. Der Linsenhalter LH ist über elastische Drähte SW mit einem Drahthalter WH verbunden, der auf der Aktuatorgrundplatte AP befestigt ist. Die Drähte SW stützen den Linsenhalter LH elastisch auf der Aktuatorgrundplatte AP ab und ermöglichen dadurch ein Auslenken der Linse L aus einer Neutrallage sowohl in Fokus- als auch in Spurrichtung zum Abtasten optischer Aufzeichnungsträger. Die Drähte SW bestehen in der Regel aus Kupferdraht und werden durch eine Lötverbindung mit dem Linsenhalter LH und dem Drahthalter WH verbunden. Über die Drähte SW erfolgt in der Regel ebenfalls die Stromversorgung der auf dem Linsenhalter LH angeordneten Spulen zur Fokussierung und Spurführung. Zum Verbinden des Drahtes SW mit Drahthalter WH und Linsenhalter LH können auch andere bekannte Verbindungsverfahren, wie beispielsweise Schweißen, Kleben oder Klemmen verwendet werden.

Nach dem Verbinden des Drahtes SW mit Drahthalter WH und Linsenhalter LH wird der Draht SW zwischen den Einspannpunkten durchtrennt und der Vorgang hinsichtlich weiterer Drähte wiederholt oder parallel ausgeführt. Diesbezüglich unterscheidet sich die erfindungsgemäße Abtasteinrichtung nur unwesentlich von den bekannten Herstellungsverfahren. Dennoch werden die Eigenschaften optischer Abtasteinrichtungen bereits von geringfügigen Veränderungen im Aufbau oder im Herstellungsprozeß der optischen Abtasteinrichtung entscheidend beeinflußt. Um eine Vorstellung davon zu vermitteln, mit welcher Genauigkeit der Lichtstrahl einer optischen Abtasteinrichtung auf der Informationsspur eines Aufzeichnungsträgers, wie beispielsweise einer CD, zu führen ist, kann folgender Größenvergleich herangezogen werden. Die Informationsspur auf der CD hat eine Breite, die kaum größer als der hundertste Teil eines menschlichen Haares ist.

Vergleicht man den Durchmesser einer CD mit einem Fußballfeld, so entspricht die Spurbreite in grober Näherung dem Durchmesser eines menschlichen Haares. Bei einer DVD sind Spurabstand und Spurbreite um eine weitere Größenordnung verringert. Daran wird deutlich, daß bereits geringfügigste Veränderungen in Aufbau und Gestaltung der optischen Abtasteinrichtung einen großen Einfluß auf die Qualität und Funktion der optischen Abtasteinrichtung ausüben. Dies ist darüber hinaus um so mehr zutreffend, wenn Aufzeichnungsträger zum Erzielen hoher Datenraten mit hoher Geschwindigkeit beschrieben oder gelesen werden sollen. Für Hochgeschwindigkeitsanwendungen beziehungsweise zum schnellen Steuern des Aktuators sind in den Spurführungsspulen TC und in der Fokusspule FC hohe Ströme erforderlich, die den Linsenhalter LH erwärmen. Diese Erwärmung wird auch auf die Linse L übertragen und aufgrund der thermischen Eigenschaften der Linse L treten bei Temperaturen oberhalb von 60 Grad starke optische Abweichungen beziehungsweise Störungen auf. Ohne besondere Vorkehrungen beginnt der Linsenhalter LH bei bestimmten Frequenzen innerhalb des Arbeitsfrequenzbereiches zu schwingen und die Linse L neigt ohne Gegenmaßnahmen zum Verkippen im Spurführungsbereich. Bereits ein geringfügiges Verkippen der Linse L, unsymmetrische Führungseigenschaften und Veränderungen der optischen Eigenschaften der Linse L wirken sich nachteilig auf eine Aufzeichnung oder Wiedergabe aus.

Abtasteinrichtungen für optische Aufzeichnungsträger, die, wie in den Fig. 7 und 8 dargestellt, zur elastischen Abstützung des Linsenhalters LH Drähte SW verwenden, sind allgemein bekannt. Derartige Abtasteinrichtungen für optische Aufzeichnungsträger werden auch als sogenannte Wire-Pickup bezeichnet. Sie können kostengünstig hergestellt werden, da sie einen geringen Aufwand in der Herstellung erfordern. Nachteilig ist jedoch, daß der Wire-Pickup im Vergleich mit anderen Parallelführungen ein relativ großes Verkippen der Linse L und nachteilige Führungseigenschaften aufweist. Die nachteiligen Führungseigenschaften bestehen insbesondere darin, daß zur Auslenkung des Linsenhalters LH beziehungsweise Aktuators aus seiner Ruhe- oder Neutrallage unterschiedliche Kräfte erforderlich sind und Temperaturänderungen die optischen Eigenschaften der Linse L verändern. Durch ein Vorspannen der Drähte SW des Wire-Pickup, die eine elastische Abstützung für den Linsenhalter LH bilden, konnten bereits ein geringeres Verkippen der Linse L und bessere Führungseigenschaften erreicht werden. Mit dem Vorspannen der Drähte SW wird erreicht, daß vom Verbindungsprozeß ausgehende Kräfte eine auf den Draht SW ausgeübte Vorspannung nicht übersteigen. Dennoch konnten mit einer derartigen Abtasteinrichtung die erwünschten Eigenschaften im Hochgeschwindigkeitsbereich noch nicht erreicht werden. Bei einer bekannten Abtasteinrichtungen für optische Aufzeichnungsträger sind die den Linsenhalter LH elastisch abstützenden Drähte SW parallel an den Linsenhalter LH herangeführt und der Linsenhalter LH weist gerade, parallel verlaufende Seitenwände SF mit Erhebungen auf, über die der Linsenhalter LH mit den Drähten 5 W den Fig. 7 und 8 entsprechend, verbunden ist. Der Linsenhalter LH ist über die elastischen Drähte SW mit einem Drahthalter WH verbunden, der auf der Aktuatorgrundplatte AP befestigt ist. Auf der Aktuatorgrundplatte AP sind an einem Rückschlußblech RC befestigte Magnete M vorgesehen. Ein U-förmiges Rückschlußblech RC greift jeweils in einen Raum ein, der von einer Fokusspule FC gebildet wird. Auf den Fokusspulen FC sind Spurführungsspulen TC im von einem Schenkel des Rückschlußblechs RC und Magneten M gebildeten Zwischenraum angeordnet. Der Linsenhalter LH ist symmetrisch aufgebaut und trägt in seinem Zentrum eine Linse L zum Fokussieren und zur Spurführung des Abtaststrahls auf dem optischen Aufzeichnungsträger.

Wie in Fig. 9 dargestellt, ist bei dem bekannten Aktuator eine Fokusspule FC jeweils an einer Stirnseite des Linsenhalters LH nur teilweise in den Linsenhalter LH eingelassen und zum Fokussieren werden zwei Fokusspulen FC verwendet.

Bei derartigen Abtasteinrichtungen sind die Spulenströme trotz dieser Anordnung auf durchschnittlich 180 mA begrenzt, so daß nur geringe Beschleunigungswerte im Bereich vom fünf- bis achtfachen der Erdbeschleunigung erreicht werden. Schwere und kompakte Abtasteinrichtungen mit hoher Eigenresonanzfrequenz können ebenfalls nur bis in den vorgenannten Bereich beschleunigt werden und Gelenkarm-Aktuatoren verfügen aufgrund der Reibungskräfte in den Gelenken ebenfalls nur über eine geringe Empfindlichkeit.

Deshalb wurde eine den Fig. 1 bis 6 und 10 bis 14 entsprechende optische Abtasteinrichtung zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen mit hoher Geschwindigkeit geschaffen, die einen von einem Hohlkörper gebildeten Linsenhalter LH aufweist, dessen Seitenwände SF, wie in den Fig. 1, 3-6, 10 sowie 13 und 14 dargestellt, in einem Winkel zu einem Verbindungspunkt VP mit seiner elastischen Abstützung verlaufend angeordnet sind. Der Linsenhalter LH ist einstückig ausgeführt und kann mit geringem Aufwand hergestellt und montiert werden. Die Anordnung der Fokusspule FC und der Spurführungsspulen TC in einem größeren Abstand zur Linse L sowie vorgesehene Luftkammern, welche die Linse L von den Spulen trennen, ermöglichen das Verwenden von größeren Spulenströmen, mit denen höhere Beschleunigungswerte erzielt werden. Die Luftkammern werden vom Hohlkörper des Linsenhalters LH gebildet und bewirken eine zusätzliche Kühlung während Bewegungen, die mit dem Aktuator ausgeführt werden. Der Linsenhalter LH ist darüber hinaus zum Erhöhen der Wärmeableitung vorzugsweise schwarz ausgeführt, um höhere Spulenströme zulassen zu können.

Vorzugsweise weist der Linsenhalter LH, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, im Innenbereich eine größere Wanddicke WD oder Rippen R auf, um eine hohe Stabilität des Linsenhalters LH zu erreichen und dadurch zu gewährleisten, daß eine zweite Resonanzfrequenz bis weit in den Kilohertzbereich oberhalb von 35 Kilohertz verschoben wird.

Die Seitenwände SF des Linsenhalters LH weisen Vertiefungen auf, in denen, wie in den Fig. 11 bis 14 dargestellt, die Fokusspule FC angeordnet ist und von den Vertiefungen gebildete Stege ST im oberen und unteren Bereich des Linsenhalters LH sind im Bereich der Verbindung mit seiner elastischen Abstützung mit einer Platine verbunden, die vorzugsweise von einer Leiterplatte PCB gebildet wird. Die von der Platine gebildete Verbindung des oberen und unteren Bereichs des Linsenhalters LH, die eine feste Brücke zwischen dem oberen und unteren Bereich des Linsenhalters LH bildet, trägt ebenfalls zur Stabilität des Linsenhalters LH und damit zum Erhöhen der Resonanzfrequenz bei.

Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführung des Linsenhalters LH mit umlaufenden Stegen ST im oberen und unteren Bereich des Linsenhalters LH wird die Steifigkeit des Linsenhalters LH darüber hinaus dadurch erhöht, daß die Spurführungsspulen TC mit den Stegen ST des Linsenhalters LH verklebt werden. Zum Ausrichten der Spurführungsspulen TC am Linsenhalter LH sind auf den Stegen ST Vorsprünge vorgesehen, die Begrenzer BG bilden.

Der Linsenhalter LH ist als ein Sechseck mit vier, unter einem Winkel von 3 bis 10 Grad angeordneten Seitenwänden SF ausgeführt, wodurch seine Steifigkeit erhöht wird und ein zusätzlicher Raum für Luftkammern entsteht. Der Linsenhalter LH besteht aus Plastik oder Metall und ist zum Erhöhen thermischer Abstrahlung vorzugsweise mit schwarzer Oberfläche ausgeführt. Die den Linsenhalter LH elastisch unterstützenden Drähte SW werden in Richtung des Linsenhalters LH entweder in gleichem Winkel wie die Seitenwände SF des Linsenhalters LH oder in einem kleinerem Winkel angeordnet, der jedoch 2 Grad nicht unterschreiten sollte, um die Empfindlichkeit der Linsenneigung zu reduzieren. Als Fokusspule FC wird zum verringern des Gewichts vorzugsweise mit Kupfer beschichteter Aluminiumdraht verwendet. Mit den in den Fig. 13 und 14 dargestellten, D-förmigen Spurführungsspulen TC werden unerwünschte magnetische Kräfte in nicht genutzten Spulenbereichen, der Widerstand und damit die Impedanz der Spulen verringert. Die ebenfalls in den Fig. 13 und 14 dargestellte Leiterplatte PCB, die den oberen mit dem unteren Steg ST des Linsenhalters LH verbindet, ist symmetrisch aufgebaut und wird sowohl zum Anschluß der den Linsenhalter LH elastisch unterstützender Drähte SW als auch zum Anschluß der Fokusspule FC und Spurführungsspulen TC verwendet. Die Enden der Spulen sind in der in den Fig. 13 und 14 dargestellten Art miteinander verbunden und zu Lötpunkten auf der Leiterplatte PCB geführt. Grundsätzlich sind jedoch auch andere als die in den Fig. 13 und 14 dargestellten Anschlußkombinationen möglich. Bei näherer Betrachtung der Fig. 13 und 14 wird deutlich, daß diese Ausführung auf einen Linsenhalter beruht, der in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Der Unterschied zum in den Fig. 3 und 4 dargestellten Linsenhalter LH besteht darin, daß er keinen umlaufenden Steg ST aufweist. Auf einen umlaufenden Steg ST wurde in dieser Ausführung aus Gründen der Herstellung des Linsenhalters LH aus Metall verzichtet, um die sich bei einem Metallspritzgußverfahren ergebenden Probleme bei der Herstellung der schmalen Stege ST an der Vorder- und Rückseite des Linsenhalters LH zu verringern. Die Spurführungsspulen TC werden bei dieser Ausführung in der bekannten Art und Weise auf der Fokusspule FC befestigt.

Die in Fig. 1 dargestellte Prinzipskizze einer Draufsicht auf eine optische Abtasteinrichtung zum Abtasten optischer Aufzeichnungsträger mit hoher Geschwindigkeit zeigt den sechseckigen Linsenhalter LH mit H-förmiger Struktur. Die hexagonale Form wird von im Winkel zueinander angeordneten Seitenwänden SF beziehungsweise Seitenwandabschnitten gebildet, die in einem Winkel aufeinander zulaufend angeordnet sind. Vor- und Rückseite des Linsenhalters LH sind parallel zueinander verlaufend vorgesehen. Durch die sechseckige Form des Linsenhalters LH wird der Abstand einer im Zentrum des Linsenhalters angeordneten Linse L zu den Seitenwände SF, die eine Fokusspule FC aufnehmen, vergrößert und es sind einer Ausführung entsprechend Öffnungen O vorgesehen, die den Luftwiderstand des Aktuators in Fokusrichtung verringern und zur verstärkten Kühlung des Aktuators beitragen. Der größere Abstand zwischen Fokusspule FC und Linse L sowie gegebenenfalls im Bereich der Linse L vorgesehene Öffnungen O ermöglichen das Betreiben der optischen Abtasteinrichtung mit erhöhten Spulenströmen, wodurch die Geschwindigkeit der Bewegung des Aktuators erhöht und die thermische Belastung der Linse L verringert werden. Die in einem Winkel zueinander angeordneten Seitenwände SF verringern darüber hinaus den Luftwiderstand bei seitlicher Bewegung des Aktuators. Eine gegenüber einer geraden Seitenwand erhöhte Luftströmung erhöht die Wärmeableitung. Die Fokusspule FC folgt der sechseckigen Kontur des Linsenhalters LH, ragt im Vergleich zu bekannten Anordnungen nicht über den Linsenhalter LH hinaus und weist einen größeren Abstand zur Linse L auf. Die Fokusspule FC und auf der Fokusspule FC angeordnete Spurführungsspulen TC wirken zur Auslenkung beziehungsweise zum Bewegen des Aktuators mit Magneten M zusammen, die Fig. 2 entsprechend innen an einem Schenkel eines U-förmigen Rückschlußblechs RC befestigt sind, das auf der Aktuatorgrundplatte AP angeordnet ist. Der andere Schenkel des U-förmigen Rückschlußblechs RC ist derart angeordnet, daß er mit zur Bewegung des Aktuators erforderlichem Spielraum in die Fokusspule FC eintaucht. Bei den Magneten handelt es sich jeweils um einen Magneten mit einem magnetischen Südpol S und einem magnetischen Nordpol N. Wie in den Fig. 1 und 2 sowie 10, 13 und 14 dargestellt, sind seitlich am Linsenhalter LH von Leiterplatten PCB gebildete Platinen angeordnet, die Fig. 1 entsprechend einen Verbindungspunkt VP mit einem den Linsenhalter LH elastisch unterstützenden Draht SW aufweisen, der von einem Drahthalter WH auf der Aktuatorgrundplatte AP gehalten wird.

Die den Linsenhalter LH elastisch unterstützenden Drähte SW sind in Richtung des Linsenhalters LH in einem Winkel angeordnet, der kleiner als der Winkel ist, in dem die Seitenwände SF des Linsenhalters LH an einer Seite von einer Geraden abweichend vorgesehen sind.

Der Linsenhalter LH ist symmetrisch aufgebaut und die Seitenwände SF sind in einem Winkel im Bereich von 3 bis 10 Grad zum genannten Verbindungspunkt VP mit seiner elastischen Abstützung verlaufend angeordnet. Diesem Prinzip entsprechend wird der Linsenhalter LH von einem in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Hohlkörper aus Plastik oder Metall gebildet. Der in den Fig. 3 und 4 dargestellte Aufbau wird vorzugsweise zum Herstellen des Linsenhalters LH aus Plastik und der in den Fig. 5 und 6 dargestellte Aufbau wird vorzugsweise zum Herstellen des Linsenhalters LH aus Metall oder in einem Metallspritzgußverfahren verwendet.

Der in den Fig. 3 und 4 dargestellte Linsenhalter LH ist sechseckig und weist umlaufende Stege ST mit Zapfen Z und Begrenzer BG auf. Die Zapfen Z an den oberen und unteren Stegen ST sind zum Ausrichten der nach dem Aufbringen der Fokusspule FC zu montierenden Platine vorgesehen. Da an jeder Seite des Linsenhalters LH, wie in den Fig. 10, 13 und 14 dargestellt, jeweils nur ein Zapfen Z am oberen und ein Zapfen Z am unteren Steg ST zum Ausrichten der Platine benötigt wird, kann der jeweils andere Zapfen Z am oberen und am unteren Steg ST zum Anlegen von Wicklungsdrähten während des Fertigungsprozesses verwendet werden.

Als Erhebung auf den Stegen ST in der Mitte auf Vorder- und Rückseite vorgesehene Begrenzer BG sind zum Ausrichten der Spurführungsspulen TC während des Montageprozesses vorgesehen. Dadurch werden aufwendige Montagevorrichtungen nicht benötigt. Die Spurführungsspulen TC werden durch Kleben auf der Fokusspule FC befestigt.

Der Linsenhalter LH ist ein Hohlkörper, der durch den Abstand der Seitenwände SF und Querwände Q zur Linse L eine erste Luftkammer LK1 und mit dem Abstand der Flächen der Querwände Q zur Fokusspule FC an der Vorder- und Rückseite des Linsenhalters jeweils eine zweite Luftkammer LK2 bildet. Die Luftkammern LK1 und LK2 isolieren die Linse L von den Spulen des Aktuators und ermöglichen dadurch die Verwendung höherer Spulenströme, wie sie in optischen Abtasteinrichtungen zur Aufzeichnung oder Wiedergabe von Informationen auf optischen Aufzeichnungsträgern mit hoher Geschwindigkeit erforderlich sind. Darüber hinaus sind, wie in den Fig. 1 und 3 dargestellt, im die Linse L umgebenden Bereich Öffnungen O vorgesehen, mit denen der Luftwiderstand des Linsenhalters LH bei Bewegungen in Fokusrichtung verringert und die Wärmeableitung vergrößert werden.

Zum Erleichtern der Montage der Linse L auf dem Linsenhalter LH sind Führungsstege LF und zum Erhöhen der Steifigkeit des Linsenhalters LH sind Rippen R sowie Wandverdickungen WD vorgesehen.

Die Seitenwände SF des Linsenhalters LH sind über Querwände Q verbunden, die vorzugsweise eine Aussparung aufweisen, um ein Verdrehen des Linsenhalters LH in der Montagevorrichtung zu verhindern. Die Querwände Q tragen zum Versteifen des Linsenhalters LH bei und durch die Aussparungen in den Querwänden Q wird eine Gewichtsreduktion des Linsenhalters LH erreicht.

Die Tiefe der Aussparungen ist so gewählt, daß der Schwerpunkt des Linsenhalters LH exakt zwischen den Drähten SW liegt, die den Linsenhalter LH elastisch abstützen.

Fig. 5 und 6 zeigen den aus Metall hergestellten Linsenhalters LH. In dieser Ausführung weist der sechseckige Linsenhalter LH eine H-förmige Struktur auf, die von den im Winkel zueinander angeordneten Seitenwänden SF beziehungsweise Seitenwandabschnitten gebildet wird, die in einem Winkel aufeinander zulaufend angeordnet sind. Durch die sechseckige Form des Linsenhalters LH wird auch in dieser Ausführung der Abstand der Spulen des Aktuators zu einer im Zentrum des Linsenhalters LH angeordneten Linse L vergrößert. Stege ST, die zum Halten der Spulen und zum Befestigen der Platine an Zapfen Z vorgesehen sind, wurden zum Vereinfachen der Herstellung des Linsenhalters LH aus Metall, ausschließlich an den Seitenflächen SF des Linsenhalters angeordnet. Obwohl die Seitenwände SF an der Vorder- und Rückseite des Linsenhalters LH nicht über Stege ST verbunden sind, verfügt der Linsenhalter LH aufgrund seiner Herstellung aus Metall über eine ausreichende Stabilität. Die Querwände Q bilden mit den Seitenwänden SF eine erste Luftkammer LK1, welche die Fokusspule FC zur Linse L isoliert. Eine zweite Luftkammer LK2, die aufgrund der H-förmigen Struktur des Linsenhalters LH zunächst offen ist, wird von den Querwänden Q mit der auf den Linsenhalter LH aufzubringenden Fokusspule FC gebildet. Dadurch stimmt der Linsenhalter LH in dieser Ausführung in seinem Grundkonzept mit dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Linsenhalter LH überein. Aufgrund der Ausführung des Linsenhalters LH aus Metall können zusätzliche Öffnungen O, die gemäß der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführung im Bereich der Linse L vorgesehen sind, bei dieser Ausführung entfallen, da der metallische Körper, der vorzugsweise eine schwarze Oberfläche aufweist, bereits eine ausreichende Wärmeableitung gewährleistet. Durch den Verzicht auf die Öffnungen O wird das Herstellen des metallischen Linsenhalters LH vereinfacht.

In den Fig. 7 bis 9 ist zum Vergleich eine bekannte optische Abtasteinrichtung dargestellt, welche die Vorteile der erfindungsgemäßen optischen Abtasteinrichtung nicht aufweist, da sie einen vergleichsweise größeren Luftwiderstand auch bei seitlicher Bewegung, eine geringere Wärmeableitung, eine größere Wärmebelastung der Linse L durch einen vergleichsweise geringeren Abstand zu den sich bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen erwärmenden Spulen sowie ein größeres Verkippen der Linse L bei seitlicher Auslenkung zur Spurnachführung aufgrund parallel angeordneter Drähte SW als elastische Abstützung des Linsenhalters LH aufweist.

Fig. 10 zeigt in einer Prinzipskizze die Draufsicht auf den Aktuator einer erfindungsgemäßen optischen Abtasteinrichtung zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen mit hoher Geschwindigkeit. Der Aktuator ist von einem sechseckigen Linsenhalter LH gebildet, der in einem Winkel zueinander angeordnete Seitenflächen SF aufweist. Mit der sechseckigen Form des Linsenhalters LH werden eine erste Luftkammer LK1 und eine zweite Luftkammer LK2 gebildet, welche die im Zentrum des Aktuators angeordnete Linse L vorteilhaft von der Fokusspule FC und den Spurführungsspulen TC isolieren. Zum Positionieren der Linse L sind am Linsenhalter LH Führungsstege LF vorgesehen. Die Seitenwände SF weisen Stege ST auf, die, wie in den Fig. 11 und 12 dargestellt, den Wickelraum der Fokusspule FC begrenzen und Zapfen Z tragen, die von einer als Leiterplatte PCB ausgebildeten Platine aufgenommen werden. Die Leiterplatte PCB verbindet in vorteilhafter Weise den oberen und unteren Steg ST an der Seitenwand SF des Linsenhalters LH und schießt in diesem Bereich den Wickelraum der Fokusspule FC. Die Fokusspule FC ist vorzugsweise symmetrisch zu einem horizontalen Masseschwerpunkt MS des Linsenhalters LH angeordnet und Fig. 11 entsprechend als rechteckiger oder Fig. 12 entsprechend trapezförmiger Spulenkörper ausgeführt.

Die Fig. 13 und 14 zeigen den Aktuator in perspektivischer Darstellung von der Rück- und Vorderseite. An der Vorder- und Rückseite des Aktuators sind jeweils zwei D-förmige Spurführungsspulen TC angeordnet. Sowohl die beiden an der Vorder- als auch die beiden an der Rückseite angeordneten Spurführungsspulen TC sind jeweils miteinander verbunden, so daß von einem Spulenpaar jeweils zwei Wicklungsenden gebildet werden. Wie insbesondere anhand Fig. 13 deutlich wird, ist ein Wicklungsende eines Spulenpaares zu einem Anschlußpunkt auf einer an einer Seite des Aktuators angeordneten Leiterplatte PCB geführt während das andere Wicklungsende des Spulenpaares zur auf der gegenüberliegenden Seite des Aktuators angeordneten Leiterplatte PCB geführt ist. Auf der in Fig. 13 dargestellten Seite sind die Anschlußpunkte für jeweils ein Wicklungsende eines Spulenpaares an der Vorder- und an der Rückseite des Aktuators voneinander isoliert und über Leiterbahnen mit Anschlußpunkten für die den Aktuator elastisch und zur Stromzuführung abstützenden Drähte verbunden. Auf der dieser Seite gegenüber liegenden Seite, die in Fig. 14 dargestellt ist, sind die Wicklungsenden über eine Leiterbahn auf der Leiterplatte PCB miteinander verbunden und an den der anderen Seite entsprechenden Anschlußpunkten sind die Enden der Fokusspule FC angeschlossen. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine symmetrisch aufgebaute Leiterplatte PCB verwendet werden, die sowohl von der Seite, an der sie zu montieren ist als auch von der Drehrichtung, in der sie zu montieren ist, unabhängig ist. Die Leiterplatte PCB, wie sie in den Fig. 13 und 14 dargestellt ist, weist in den Ecken jeweils einen Anschlußpunkt auf, der mit einem in gleicher Höhe angeordneten Anschlußpunkt und einem weiteren, ebenfalls in der Hälfte der Leiterplatte vorgesehenen Anschlußpunkt über Leiterbahnen verbunden ist. Die beiden Hälften der Leiterplatte PCB sind durch eine weitere Leiterbahn getrennt, die an ihren Enden jeweils eine Anschlußpunkt aufweist. Dadurch entsteht eine symmetrisch aufgebaute Leiterplatte PCB mit an den Enden jeweils einen Anschlußpunkt aufweisenden Leiterbahnen, die annähernd in Form von zwei, durch eine Gerade oder S-förmige Leiterbahn getrennte, entgegengesetzt liegenden Y gebildet wird.

Die Wickelrichtung der Spulen ergibt sich aus der mit der Stromrichtung beabsichtigten Richtung der Auslenkung des Aktuators aus seiner Neutrallage. Mit den D-förmig gewickelten Spurführungsspulen TC werden nicht zur Krafterzeugung beitragende Anteile der Spulen verringert und dadurch der Wirkungsgrad verbessert. Von rechteckigen Spurführungsspulen TC erzeugte Streufelder, die der im Innenbereich erzeugten Kraft entgegenwirken und dadurch zu Verlusten führen, werden verringert.

Die Fokusspule FC, die den Linsenhalter LH umschlingt, wird in Vertiefungen gewickelt, die mit den Stegen ST in den Seitenwänden SF gebildet werden. Als Spulendraht wird vorzugsweise kupferummantelter Aluminiumdraht verwendet, da Aluminiumkerndraht leichter als vergleichbarer Vollkupferdraht ist und dadurch mit geringerem Gewicht größere Kräfte beziehungsweise höhere Beschleunigungswerte zum Abtasten optischer Aufzeichnungsträger mit hoher Geschwindigkeit erreicht werden.

Um beim Aufbringen der Fokusspule FC zu verhindern, daß sich Windungen überkreuzen, sind an den Innenflächen der Stege ST, wie in Fig. 3 bis 5 dargestellt, Absätze A vorgesehen. Die mit einem Aktuator gemäß Fig. 1 und Fig. 2 aufgebaute optische Abtasteinrichtung weist einen in Fig. 15 dargestellten Frequenzgang FG und Phasenverlauf PG auf. Der in logarithmischer Darstellung im Frequenzbereich von fünf Hertz bis 50 Kilohertz dargestellte Frequenzgang FG und Phasenverlauf PG sind vergleichsweise regelmäßig, wobei sich in bekannter Art und Weise die Verstärkung mit steigender Frequenz verringert. Bemerkenswert ist, daß eine Resonanzfrequenz RE im Frequenzgang FG erst im Bereich nahe 50 Kilohertz detektiert wurde und die Pegelreduktion beziehungsweise Dämpfung bei dieser Resonanzfrequenz RE einen Abstand D von 45 Dezibel zur Verstärkung bei einer Frequenz von einem Kilohertz aufweist. Mit einem derartigen Frequenzgang FG und Phasenverlauf PG ist die optische Abtasteinrichtung insbesondere zum Abtasten optischer Aufzeichnungsträger mit hoher Geschwindigkeit geeignet.

Claims (20)

1. Optische Abtasteinrichtung mit einem über Drähte (SW) elastische abgestützten Linsenhalter (LH) zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Informationen mit hoher Geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Abtasteinrichtung einen von einem Hohlkörper gebildeten Linsenhalter (LH) aufweist, dessen Seitenwände (SF) in einem Winkel zu einem Verbindungspunkt (VP) mit seiner elastischen Abstützung verlaufend angeordnet sind.

2. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Abstützung von Drähten (SW) gebildet ist, die in der Neutrallage des Linsenhalters (LH) in einem Winkel von mehr als zwei Grad von einer Senkrechten zum Linsenhalter (LH) abweichen.

3. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Linsenhalter (LH) symmetrisch aufgebaut ist und Seitenwände (SF) aufweist, die in einem Winkel im Bereich von 3 bis 10 Grad zu einem Verbindungspunkt (VP) mit seiner elastischen Abstützung verlaufend angeordnet sind.

4. Optischen Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Linsenhalter (LH) zum Vergrößern des Abstandes zwischen Spulenwicklung und Linse (L) Seitenwände (SF) aufweist, die in einem Winkel zu einem Verbindungspunkt (VP) mit seiner elastischen Abstützung verlaufend angeordnet sind.

5. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Linsenhalter (LH) mit den in einem Winkel zum Verbindungspunkt (VP) mit seiner elastischen Abstützung verlaufenden Seitenwänden (SF) eine hexagonale Form bildet.

6. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Linsenhalter (LH) mit den in einem Winkel zum Verbindungspunkt (VP) mit seiner elastischen Abstützung verlaufenden Seitenwänden (SF) H-förmig ausgeführt ist.

7. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Abtasteinrichtung eine in einem von 90 Grad abweichenden Winkel an den Linsenhalter (LH) herangeführte elastischen Abstützung aufweist.

8. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (SF) des Linsenhalters (LH) eine Vertiefung zur Aufnahme einer Fokusspule (FC) aufweisen und von der Vertiefung gebildete Stege (ST) über eine Platine verbunden sind, die Anschlußpunkte für die elastische Abstützung und auf dem Linsenhalter (LH) angeordnete Spulen aufweist.

9. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine eine Lötpunkte aufweisende Leiterplatte (PCB) mit einer symmetrisch angeordneten Leiterstruktur ist.

10. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (PCB) eine Leiterplatte (PCB) mit einer Leiterstruktur ist, die von Leiterbahnen gebildet ist, die an den Enden jeweils einen Anschlußpunkt und eine Form von zwei, durch eine Gerade oder S-förmige Leiterbahn getrennte, entgegengesetzt liegenden Y aufweisen.

11. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (SF) des Linsenhalters (LH) eine Vertiefung zur Aufnahme einer Fokusspule FC aufweisen und von der Vertiefung gebildete Stege (ST) Zapfen (Z) zum Ausrichten einer die Stege (ST) verbindenden Platine aufweisen.

12. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, in dem die Seitenwände (SF) des Linsenhalters (LH) zum Verbindungspunkt (VP) mit seiner elastischen Abstützung verlaufend angeordnet sind, derart gewählt ist, daß bei einer maximalen Auslenkung des Linsenhalters (LH) aus seiner Neutrallage weder vor noch nach dem Verbindungspunkt (VP) mit seiner elastischen Abstützung eine Berührung auftritt.

13. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Linsenhalter (LH) ein einstückig aus Plastikwerkstoff hergestellter Linsenhalter (LH) mit umlaufenden Stegen (ST) ist.

14. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Linsenhalter (LH) ein aus einem Metallwerkstoff hergestellter Linsenhalter (LH) ist.

15. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper des Linsenhalters (LH) von Querwänden (Q) und von in einem Winkel zueinander verlaufenden Seitenwänden (SF) gebildet ist, die eine erste Luftkammer (LK1) bilden.

16. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Linsenhalter (LH) umschlingende Fokuswicklung (FC) mit Querwänden (Q) des Linsenhalters (LH) jeweils eine zweite Luftkammer (LK2) bilden.

17. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer den Linsenhalter (LH) umschlingenden Fokuswicklung (FC) D-förmige Spurführungsspulen (TC) angeordnet sind.

18. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem die Linse (L) des Linsenhalters (LH) umgebenden Bereich zum Verringern des Luftwiderstandes in Fokusrichtung und zur Wärmeableitung Öffnungen (O) vorgesehen sind.

19. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Linsenhalters (LH) zum Erhöhen der Wärmeableitung ein dunkle Einfärbung oder Beschichtung aufweist.

20. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Linsenhalter (LH) eine aus kupferummanteltem Aluminiumdraht bestehende Spule angeordnet ist.