DE2661051C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lesekopf gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein Lesekopf dieser Art ist bekannt (DE-OS 25 04 570 bzw. US-PS 38 29 622). Bei diesem bekannten Lesekopf ist das Objektiv über quer zur Objektivachse angeordnete Blattfedern in Richtung pa­ rallel zur Objektivachse bewegbar gelagert und über eine auf der Objektivträger-Hülse aufgewickelte Spule in Richtung dieser Objektivachse zum Nachfokussieren verstellbar. Die Blattfedern sind dabei nur in Richtung der Objektivachse nachgiebig. Die Spurnachführung erfolgt bei diesem bekannten Lesekopf durch Verstellen eines Umlenkspiegels. Der bekannte Lesekopf ist in seinem Gesamtaufbau relativ groß und schwer und kann daher nicht schnell genug nachgestellt werden.

Es ist auch schon bekannt, die Spurnachführung durch Bewegen des Objektivträgers in der zweiten Richtung vorzunehmen, und zwar durch eine elektromagnetische Antriebseinrichtung, die mit dem Objektivträger durch eine relativ lange Verbindungsstange verbunden ist (DE-OS 23 10 059). Wenn letztere Spurnachführvor­ richtung mit einer Fokussier-Steuereinrichtung der zuerst er­ wähnten Art kombiniert würde, müßte der gesamte elektromagne­ tische Antrieb einschließlich der Verbindungsstange in der er­ sten Richtung verschiebbar angebracht werden und hierdurch wür­ de ein solcher Lesekopf noch größer, schwerer und unhandlicher und weder die Fokussier-Steuerung noch die Spurnachführung könnte wirkungsvoll durchgeführt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Lesekopf zu schaffen, der diese Nachteile vermeidet und der sehr leicht und gedrungen aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Lesekopf gemäß Oberbe­ griff des Hauptanspruchs durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Ein erfindungsgemäßer Lesekopf ist in seinem Gesamtaufbau sehr einfach und gedrungen, die wenigen benutzen Bauteile können sehr leicht ausgebildet werden. Außerdem ist sowohl die Fokus­ siernachführvorrichtung als auch die Spurnachführvorrichtung unmittelbar in den Lesekopf integriert. Der erfindungsgemäße Lesekopf ermöglicht daher ein sehr schnelles Reagieren auf die Fokussier- und Spur-Fehlersignale und damit ein schnelles Nach­ regeln.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung einen grundsätzlichen Aufbau eines Abtastkopfes zum optischen Lesen nach der Erfin­ dung. Ein scheibenförmiger Aufzeichnungsträger 11 wird mit ei­ ner konstanten Geschwindigkeit um eine Achse 12-12′ gedreht. Ein Laserstrahl aus einer Laserquelle 13 wird mittels einer Linse 14, eines Reflexionsspiegels 15 und eines Projektionsob­ jektivs 16 auf eine Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 11 pro­ jiziert. Der Laserstrahl, der durch im Aufzeichnungsträger 11 aufgezeichnete Information moduliert wird, wird von einem Pho­ todetektor 17 abgetastet. Dieser liefert ein Ausgangssignal an eine Verarbeitungseinheit 18, die ein Informationssignal V und ein Nachlaufsignal C erzeugt. Der Reflexionsspiegel 15 ist nicht schwenkbar gelagert, sondern steht fest, und das Projek­ tionsobjektiv 16 ist in einer Projektionsobjektiveinheit 16′ so abgestützt, daß es rechtwinklig zu seiner optischen Achse und zur Spurrichtung verstellbar ist.

Wenn der auf den Aufzeichnungsträger 11 projizierte Lichtpunkt gegenüber der Spur in einer zur Spurrichtung rechtwinkligen Richtung verschoben ist, ruft die Intensität des durch den Auf­ zeichnungsträger 11 durchtretenden Lichtstrahls Ungleichgewicht links und rechts vom Zentrum der Spur hervor. Dieses Ungleich­ gewicht kann vom Photodetektor 17 in bekannter Weise abgetastet bzw. festgestellt werden. Die Verarbeitungseinheit 18 erzeugt ein Nachlaufsignal C, das für die Abweichung des Lichtpunktes vom Spurzentrum Richtung und Betrag angibt. Das Nachlaufsignal C wird einer Verstellschaltung 19 zugeführt, die ein Verstell­ signal M′ für die Verstellvorrichtung des Projektionsobjektivs 16 erzeugt. Auf diese Weise kann das Projektionsobjektiv 16 entsprechend Fig. 1 in der waagerechten Richtung A so verstellt werden, daß der Lichtpunkt mit der abzutastenden Spur in Dec­ kung kommt. Die Projektionsobjektiveinheit 16′, der Photodetek­ tor 17, die Verarbeitungseinheit 18 und die Verstellschaltung 19 bilden einen Regelkreis mit Rückführung. In diesem Regel­ kreis mit Rückführung ist eine Abweichung des Lichtpunktes von der optischen Achse eine Entfernung oder Strecke, über die das Projektionsobjektiv 16 verstellt wird, und ist somit, wenn die Vergrößerung des Projektionsobjektivs 16 M ist, eine Abweichung der Informationsspur multipliziert mit M. Beispiel: Wenn die Vergrößerung des Projektionsobjektivs 16 1/20 ist und die Ab­ weichung der Spur 0,1 mm beträgt, dann ist die Abweichung des Lichtpunktes gegenüber der optischen Achse nur 0,005 mm. Dies bedeutet, daß es genügt, wenn das Projektionsobjektiv 16 nur in einem Bereich von 0,005 mm frei von Aberration ist. Enthält der durch das Projektionsobjektiv 16 gehende Laserstrahl parallele Strahlen, dann ist M = O und somit ist die Abweichung des Lichtpunktes gegenüber der optischen Achse vollständig auf Null reduziert. In diesem Fall genügt es, wenn das Projektionsobjek­ tiv 16 nur an der optischen Achse frei von Aberration ist.

Wie oben erläutert, wird die Größe der Abweichung des Licht­ punktes gegenüber der optischen Achse um den der Vergrößerung M des Projektionsobjektivs 16 entsprechenden Faktor verringert. Das Projektionsobjektiv 16, das die oben genannten Forderungen erfüllt, kann selbst wenn die numerische Apertur 0,4 ist, mit höchstens drei sphärischen Linsen verwirklicht werden. Bei Ver­ wendung eines nichtsphärischen Linsensystems ist es möglich, das Projektionsobjektiv mit nur einer einzigen nichtsphärischen Linse aufzubauen. Es ist daher ziemlich einfach, das Projek­ tionsobjektiv 16 mit einem Gewicht von weniger als 10 g zu ver­ wirklichen. Zudem ist die Konstruktion des Projektionsobjek­ tivs 16 einfach, und das Projektionsobjektiv 16 kann mit ein­ fachen Mitteln wirtschaftlich hergestellt werden.

Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Lesekopfes ist das Objektiv 16 dreidimensional verstell­ bar, d.h. in einer Richtung A rechtwinklig zur Spurrichtung in einer Spurrichtung B und in einer Richtung C′ rechtwinklig zu den Richtungen A und B und somit in Richtung der optischen Ach­ se. Der Rohrkörper 21 wird über eine Spiralblattfeder 45 abge­ stützt, die mit dem Basisabschnitt 27′ des Lesekopfes verbunden ist. Das Objektiv kann daher in den Richtungen A und B bewegt werden. An der Oberseite einer kreisringförmigen Scheibe 40 ist ein zylindrischer Körper 42 befestigt, um dessen Außenfläche eine Spule 43 gewickelt ist, die in einem an der Basis 27 des Lesekopfes befestigten, kreisringförmigen Dauermagneten 44 an­ geordnet ist. Somit ist die Spule 43 bei Erregung einer Kraft in der Richtung C′ ausgesetzt und das Objektiv 16 kann damit in dieser Richtung C′ bewegt werden. Die Verarbeitungseinheit 18 muß ein Signal für die selbsttätige Fokussierung erzeugen, wel­ ches einen Betrag und eine Richtung repräsentiert, mit dem und in der der Lichtpunkt am Aufzeichnungsträger defokussiert ist, also auch das Nachlaufsignal C und das Zeitbasisfehlersignal abgeben. Fig. 3 zeigt in der rechten Zeichnungshälfte einen Querschnitt, in der linken Hälfte eine Ansicht von vorne. Dar­ aus ist ersichtlich, daß der Rohrkörper 21 mit einer an der Ba­ sis 27 befestigten Schraubenfeder 46 aufgehängt ist.

Das Objektiv 16 ist am unteren Ende des Rohrkörpers 21 befe­ stigt, dessen oberes Ende an einer Tragplatte 28 befestigt ist. An der Oberseite der Tragplatte 28 sind zwei Flachspulen 22 und 32 angeordnet. Die Spule 22 ist durch das Nachlaufsignal C er­ regbar. Die Spule 32 ist durch das Zeitbasisfehlersignal erreg­ bar. Über der Spule 22 ist ein erster Dauermagnet und über der Spule 32 ein zweiter Dauermagnet 33 angeordnet. Der erste Mag­ net 23 ist in einer Richtung A angeordnet, die zu der Spur T rechtwinklig verläuft. Der zweite Magnet 33 ist in einer zur Richtung der Spur T parallelen Richtung B angeordnet.

Wenn das Nachlaufsignal C der ersten Spule 22 zugeführt wird, ist die Spule 22 einer Kraft in der Richtung A ausgesetzt und das Projektionsobjektiv 16 wird somit in der Richtung A recht­ winklig zur Spur T verstellt. Wenn das Zeitbasisfehlersignal der zweiten Spule 32 zugeführt wird, ist die Spule 32 einer Kraft in der Richtung B ausgesetzt, so daß das Projektionsob­ jektiv 16 in der Richtung B der Spur T bewegt wird. Auf diese Weise ist es möglich, den Lichtpunkt mit einer bestimmten Stel­ le an der abzutastenden Spur T durch Verändern der durch die Spulen 22 und 32 fließenden Ströme in Deckung zu bringen.

Beim erfindungsgemäßen Lesekopf ist sowohl die Fokussierspule als auch die Spurspule am Objektivträger befestigt und sie bil­ den eine integrale Einheit mit dem Objektivträger 21. Der Ob­ jektivträger 21 ist seinerseits mit dem Basisteil des Lesekop­ fes durch die Federn 45 und 46 abgestützt. Dadurch ergibt sich ein sehr gedrungener und einfacher Gesamtaufbau des Lesekopfes, und die Linse kann sehr schnell und genau nachgeführt werden.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen verwenden Dauermagnete und die Erregung der Spulen erfolgt durch das Nachlaufsignal, das Zeitbasisfehlersignal und das Autofokussiersignal. Es kann jedoch ein Elektromagnet verwendet sein, und die Steuersignale können einer Wicklung am Elektromagneten zugeführt werden. Au­ ßerdem kann der Aufzeichnungsträger reflektierend sein. Die In­ formationsspuren können statt spiralig konzentrisch aufgezeich­ net sein. Der Aufzeichnungsträger kann ein zylindrischer Körper sein, in dem die Aufzeichnungsspur spiralig ausgebildet ist.

Claims (5)

1. Lesekopf für das Lesen einer auf einem Aufzeichungsträger als Spur oder als Spuren aufgezeichneten Information, mit einem Objektiv zum Projizieren eines Lichtpunktes auf die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers, das über eine nachgiebige Unterstüt­ zung in Richtung parallel zur Objektivachse verstellbar am Le­ sekopf befestigt ist, und mit einer in einem Magnetfeld ange­ ordneten Fokussierspule, die unmittelbar am Objektiv befestigt ist und durch die das Objektiv über ein Fokussier-Fehlersignal in Fokussierrichtung parallel zur Objektivachse verstellbar ist, sowie mit einer Spur-Steuereinrichtung zum Verstellen des Objektives quer zur Spurrichtung senkrecht zur Objektivachse in Ab­ hängigkeit von einem Spur-Fehlersignal, dadurch gekennzeichnet, daß die Spur-Steuereinrichtung eine von einem Magnetfeld durch­ setzte und ebenfalls unmittelbar am Objektiv (16) befestigte Spurspule (22) umfaßt und die Objektiv-Unterstützung sowohl parallel als auch senkrecht zur Objektivachse unter Ausübung von Rückstellkräften federnd nachgiebig ist und das Objektiv zusammen mit der daran befestigten Spur- und Fokussier-Spule (22, 43) in einer neutralen Stellung hält.

2. Lesekopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurspule (22) als Flachspule ausgebildet ist.

3. Lesekopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spur-Flachspule (22) am Objektivträger (21) befestigt ist.

4. Lesekopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spur-Flachspule (22) um den Objektivträger (21) herum­ gewickelt ist.

5. Lesekopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spur-Flachspule (22) spiralförmig gewickelt ist und aufeinanderfolgende Spulenwindungen unterschiedlichen Abstand von der Spulenachse besitzen.