DE3214591A1

DE3214591A1 - Vorrichtung zur abgabe eines lichtstrahls an eine optisch abzutastende aufzeichnungstraegeroberlaeche

Info

Publication number: DE3214591A1
Application number: DE19823214591
Authority: DE
Inventors: Satoshi Tokyo Hineno; Keiji Yokohama Kanagawa Maruta; Kazutaka Noborimoto; Junichi Kawasaki Kanagawa Suzuki
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-04-20
Filing date: 1982-04-20
Publication date: 1982-12-16
Also published as: US4507765A; JPS57176543A; CA1182909A; GB2097151A; DE3214591C2; GB2097151B; FR2504302B1; FR2504302A1

Description

Beschreibung

Vorrichtung zur Abgabe eines Lichtstrahls an eine optisch abzutastende Aufzeichnungsträgeroberfläche

Die Erfindung bezieht sich generell auf eine Vorrichtung, vie auf einen optischen Plattenspieler, bei der bzw. dem ein Lichtstrahl auf eine Aufzeichnungsträgerfläche gerichtet vird, um die in einer Spur auf einer derartigen Oberfläche aufgezeichnete Information optisch zu lesen.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine optische Abtastanordnung für eine solche Vorrichtung bzw. für ein solches Gerät,

Es ist bekannt, einen optischen Plattenspieler mit einer ^O Fokussierungs-Servoeinrichtung zu versehen, durch die der Lichtstrahl von einer Laserlichtquelle korrekt auf die Plattenoberfläche durch eine Objektivlinse hindurch fokussiert wird. Es ist ferner bekannt, einen optischen Plattenspieler mit einer Nachlauf- bzw. Spur-Servoeinrichtung zu versehen, durch die der Auftreffpunkt des auf die Plattenoberfläche fokussierten Lichtstrahls so gelegt wird, daß er mit der abgetasteten oder gelesenen Spur koinzidiert. Bei einer bekannten Ausführungsform

eines derartigen optischen Plattenspielers ist die Ob-30

jektivlinse in einem rohrförmigen Linsen- bzw. Objektivhalter untergebracht, der zur Bewegung in der axialen Richtung in Abhängigkeit von elektromagnetisch zugeführten Kräften geführt wird, um die Fokussierungs-Servofunk-

tion zu erreichen. In dem optischem Weg des Lichtstrahles 35

ist ein Galvano-Spiegel untergebracht, der auf einem Gummi oder anderen elastischen Träger derart schwenkbar angebracht ist, daß er durch elektromagnetisch ausgeübte

Kräfte winkelmäßig verschiebbar ist, um die Nachlauf-Servofunktion zu erfüllen. Bei einer derartigen bekannten Anordnung werden die Fokussierungs-Servofunktion und die Nachlauf-Servofunktion mit voneinander unabhängigen Komponenten ausgeführt, d.h. mit der axial bewegbaren Objektivlinse bzw. mit dem geschwenkten Galvano-Spiege1, so daß es schwierig ist, die betreffenden Komponenten in einer tatsächlich kompakten optischen Abtastanordnung unterzubringen und eine zuverlässige optische Ausrichtung der verschiedenen Komponenten zu erzielen. Darüber hinaus bewirkt die Vinkelverschiebung des Galvano-Spiegels zur Vornahme einer Korrektur von Nachlauf- bzw. Spurfehlern, daß der verschobene bzw. versetzte Lichtstrahl in die Objektivlinse unter einem Winkel zur optischen Achse einfällt. Dies macht die Verwendung einer relativ teuren Linse bzw. eines relativ teuren Objektivs erforderlich, um Aberrationen über einen relativ weiten Bereich zu korrigieren. Darüber hinaus bewirkt in dem Fall, daß Gummi als elastischer Träger für den Galvano-Spiegel verwendet wird, die Alterung des Gummis, daß sich die Charakteristik des Trägers mit der Zeit ändert und daß dadurch sich das Nachlauf-Servoverhalten ändert.

*° Bei einer anderen bekannten Anordnung zur Durchführung der Fokussierungs-Servo- und Nachlauf-Servofunktionen ist die Objektivlinse in einem rohrförmigen Körper oder Halter untergebracht, der von zwei Blattfedern derart getragen ist, daß die betreffende Objektivlinse auf ge-

eignet zugeführte elektromagnetische Kräfte hin verschoben werden kann, und zwar in Richtungen, die weitgehend parallel zur optischen Achse und weitgehend rechtwinklig dazu verlaufen, um die Fokussierungs-Servo- und Nachlauf-Servofunktionen auszuführen. Bei

einer derartigen Anordnung kann jedoch in dem Fall, daß eine Nachlauf- bzw. Spurkorrektur vorgenommen wird, die optische Achse der Objektivlinse im Winkel von ihrer

-δι gewünschten normalen Beziehung zur Oberfläche der Aufzeichnungsplatte abweichen. Demgemäß kann auch hier der Lichtstrahl in die Objektivlinse unter einem Winkel zur optischen Achse einfallen, weshalb es erforderlich ist, eine relativ teure Objektivlinse zu verwenden, die bezüglich der Aberrationen über einen relativ weiten Bereich von der optischen Achse entfernt korrigiert ist. Da der Halter für die Objektivlinse von Federn getragen wird, kann sich darüber hinaus eine Resonanz ergeben, weshalb es schwierig wird, eine zuverlässige Servowirkung über einen weiten Bereich zu erzielen.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen optischen Plattenspieler oder eine andere "Vorrichtung zu schaffen, bei dem bzw. der eine optische Abtastanordnung einen Lichtstrahl auf eine Aufζeichnungsträgerfläche richtet, um eine in einer Spur auf der betreffenden Fläche aufgezeichnete Information optisch zu lesen, wobei die betreffende optische Abtastanordnung die oben aufgezeigten Nachteile der bisher bekannten Vorrichtungen vermeiden soll.

Darüber hinaus soll eine optische Abtastanordnung der zuvor genannten Art bereitgestellt werden, die kompakt ausgebildet werden kann und bei der eine Objektivlinse für die Korrektur von Fokussierungs- und Spur- oder Zeitbasisfehlern verwendet wird.

Außerdem soll eine optische Abtastanordnung der zuvor

genannten Art bereitgestellt werden, bei der die Korrektur bezüglich Spur- oder Zeitbasisfehler mittels der Objektivlinse derart vorgenommen werden können soll, daß der Einfall des Lichtstrahls in die Objektivlinse unter einem Winkel zur optischen Achse dieser Ob-

jelctivlinse vermieden ist, wodurch die Verwendung einer relativ billigen Objektivlinse ermöglicht ist.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die in den Patentansprüchen erfaßte Erfindung.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung geschaffen, die einen Lichtstrahl auf eine Aufzeichnungsträgeroberflache richtet, um eine in einer Spur auf einer solchen Oberfläche aufgezeichnete Information optisch zu lesen. Dabei ist eine optische Abtastanordnung vorgesehen, die eine Objektivanordnung umfaßt, welche in die Bahn des Lichtstrahls eingefügt ist, wobei die optische Achse der betreffenden Objektivanordnung weitgehend mit der Bahn des durchtretenden Lichtstrahls koinzidiert. Ferner ist eine Objektivhalteeinrichtung vorgesehen, die ein erstes Glied mit der daran angebrachten Objektivanordnung und ein zweites Glied umfaßt, welches das erste Glied zur Ausführung einer relativen geradlinigen Gleitbewegung in einer ersten Richtung trägt. Eine Grund- bzw. Aufnahmeeinrichtung trägt das zweite Glied der Objektivhalteeinrichtung zur Ausführung einer relativen geradlinigen Gleitbewegung in einer zweiten Richtung, die unter rechten Winkeln zu der ersten Richtung verläuft. Diese Aufnahmeeinrichtung ist in Bezug auf die Aufzeichnungsträgeroberfläche derart angeordnet, daß die erste Richtung

und die zweite Richtung parallel zur optischen Achse verlaufen. Porner sind erste und zweite Spulenanordnungen an der Objektivhalteeinrichtung angebracht und unabhängig voneinander erregbar. Außerdem ist eine Magnet einrichtung vorgesehen, die einen Magnetfluß in

einer Verbindungsbeziehung zu den beiden Spulenanordnungen erzeugt, die so ausgerichtet sind, daß eine Erregung der ersten Spulenanordnung steuerbar ist, um eine Bewegung der Objektivanordnung relativ zu der Aufnahmeeinrichtung in einer parallel zu der optischen Ach-

se verlaufenden Richtung zu bewirken und um dadurch den Lichtstrahl nuf die Aufzeichnungstragerobe^flache zu fokussieren. Die Erregung der anderen Spulenanordnung

'-.."Τ ^:.Λ::. 3214591 -ιοί ist derart steuerbar, daß eine Bewegung der Objektivanordnung in Bezug auf die Aufnahmeanordnung in der anderen Richtung der ersten und zweiten Richtung erfolgt, um dadurch entweder Spurfehler oder Zeitbasisfehler zu korrigieren.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert. In den verschiedenen Zeichnungen sind für einander entsprechende Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet worden.

Fig. 1 zeigt schematisch in einer Schnittansicht die wesentlichen Einzelteile eines bisher bekannten optischen Plattenspielers.

Fig. 2 zeigt in einer Perspektivansicht eine optische Abtastanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht der in Fig. 2 dargestellten optischen Abtastanordnung.

Fig. h zeigt einen vertikalen Schnitt längs der in Fig. eingetragenen Linie IV-IV.

Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht längs der in Fig. h eingetragenen Linie V-V,

Fig. 6 zeigt in einer Seitenansicht einen Objektivhalter, wie er in der optischen Abtastanordnung gemäß

Fig. 2 enthalten ist und der außerdem als Spulenkörper dient.

Fig. 7 zeigt eine Querschnittansicht längs der in Fig. 3 eingetragenen Linie VII-VII.

Fig. 8 veranschaulicht in einer ausschnittweisen Drauf-

sieht Bewegungen eines Führungsteiles für den Objektivhalter in der optischen Abtastanordnung gemäß Fig. 2.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der 35

Erfindung näher beschrieben. Damit die Vorteile der Erfindung vollständig erfaßt werden können, wird zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 1 ein optischer Plattenspieler

mit einer optischen Abtastanordnung gemäß dem Stand der Technik beschrieben werden. Wie dargestellt, ist ein Aufzeichnungsträger in Form einer Scheibe bzw. Platte vorgesehen, auf der Video-, Ton- oder andere Inforraationssignale in Form von Reihen von Vorsprüngen oder Ausnehmungen längs einer Spur auf der Oberfläche der betreffende Platte 1 aufgezeichnet sind, die um ihre Mitte in geeigneter Weise gedreht wird. Ein Lichtstrahl 2 wird von einer (nicht dargestellten) Laserquelle erzeugt und tritt durch einen Strahteiler I5 derart hindurch, daß er von einem Galvano-Spiegel 3 reflektiert wird, um durch ein Objektiv oder eine Fokussierungslinse h längs einer Bahn sich zu bewegen, die rechtwinklig zur Oberfläche der Aufzeichnungsplatte 1 verläuft. Die Objektivlinse k dient dazu, den Lichtstrahl 2 weitgehend auf die Oberfläche der Platte 1 zu fokussieren, wenn diese gedreht wird. Der fokussierte Lichtstrahl wird auf seine Reflektion von der Oberfläche der Platte 1 hin durch die Objektivlinse 4 zurückgeführt

und wieder durch den Galvano-Spiegel reflektiert, um in den Strahlteiler I5 abgegeben zu werden, der nunmehr den zurückgeführten Lichtstrahl so reflektiert, daß dieser auf einen lichtempfindlichen Detektor oder Wandler 16 auf triff t. Der reflektierte Lichtstrahl

wird durch das in der abgetasteten Spur auf der Platte bzw. Scheibe 1 aufgezeichnete Informationssignal moduliert, so daß das Ausgangssignal des Wandlers 16 in entsprechender Weise moduliert ist. Dadurch wird das

. aufgezeichnete Signal wiedergegeben oder abgespielt. 30

Die auf der Platte bzw. Scheibe 1 abgetastete Aufzeichnungsspur kann eine Umdrehung einer kontinuierlichen Spirale sein. Der den Lichtstrahl 2 erzeugende Laser, der Strahlteiler 15» der Spiegel 3> die Linse _p. und der Wandler 16 können in einer Kopf- oder Abtastanordnung enthalten sein, die als Einheit radial bewegt wird, und zwar in Bezug auf die Rotationsachse der Platte bzw. Scheibe 1 in Synchronismus mit deren

Drehung, so daß der fokussierte Lichtstrahl annähernd der spiralförmigen Aufzeichnungsspur auf der Platte 1 nachläuft oder dieser folgt. Darüber hinaus kann der von der Platte 1 reflektierte Lichtstrahl so ausgebildet sein, daß er zusätzlich zu dem wiedergegebenen Video- oder Tonsignal eine Information betreffend die Fokussierung des Lichtstrahle in Bezug auf die Oberfläche der Platte 1 und außerdem eine Information betreffend das Nachlaufen der Aufzeichnungsspur durch den Lichtstrahl enthält. In einer bekannten Art und Weise kann eine derartige Fokussierungs- und Spurnachlaufinformation durch Teile des Wandlers 16 ermittelt und dazu herangezogen werden, Fokussierungs- und Spurnachlauf-Servo- oder Fehlersignale bereitzustellen, auf deren Auftreten hin die Linse bzw. das Objektiv 4 in Richtung ihrer optischen Achse verschoben bzw. der Spiegel 3 geschwenkt wird. Der Galvano-Spiegel 3 ist insbesondere, wie dargestellt, mit einem Permanentmagneten 5 versehen, der an dem betreffenden Spiegel nahe einer stationären ^ Spule 6 angebracht ist. Der Spiegel 3 ist auf einem elastischen Trägerteil 7» beispielsweise aus Gummi oder dergleichen, schwenkbar angebracht. Wenn der Spule 6 ' ein Nachlauf-Servo- oder Fehlersignal zugeführt wird,

wird der Spiegel 3 in geeigneter Weise winkelmäßig aus-25

gelenkt, so daß der Lichtfleck, mit dem der Lichtstrahl 2 auf die Aufzeichnungsplatte 1 auftrifft, in der radialen Richtung der betreffenden Platte verschoben wird, um einen Spurfehler zu korrigieren. Bei der bekannten

optischen Abtastanordnung ist ferner die Fokussierungs-30

linse k in einem rohrförmigen Halter 11 untergebracht, der in einem stationären Führungsteil 10 axial verschiebbar ist. Um einen mit dem Linsenhalter 11 verbundenen zylindrischen Spulenkern ist eine Spule 12

herumgewickelt. Ein Magnet 13 ist in einer Jochanord-35

nung 1 ·Ί untergebracht, um einen Magnetfluß in einer Verbinduncrsbeziehung zu der Spille 12 zu erzeugen. Demgemäß bewirkt die Abgabe eines Fokussienmgs-Servo-

„•::U U"!· Ο.·.:. 32Η591

oder Fehlersignals an die Spule 12 eine Verschiebung der Linse k in Richtung ihrer optischen Achse zur Korrektur von Fokussierungsfehlern.

Da axiale Verschiebungen der Linse h für die Korrektur von Fokussierungsfehlern herangezogen werden und da Schwenkungs- oder Winkelbewegungen des Spiegels 3 für die Korrektur von Spurfehlern herangezogen werden, ist es schwierig, gemäß dem Stand der Technik die optische Abtastanordnung kompakt auszubilden und eine genaue Ausrichtung der betreffenden optischen Elemente dieser Anordnung zu erzielen. Da der Spiegel 3 so geschwenkt wird, daß der Lichtstrahl 2 für die Korrektur von Spurfehlern winkelmäßig ausgelenkt wird, tritt überdies der Lichtstrahl in die Linse k unter einem Winkel zur optischen Achse dieser Linse ein, so daß ddβ betreffende Linse k eine teuer ausgebildete Linse sein muß, um Aberrationen über einen relativ weiten Bereich von ihrer optischen Achse aus zu korrigieren. Da Gummi in herkömm-

*Q licher Weise als geschwenkter Träger 7 für den Galvano-Spiegel 3 verwendet wird, ruft überdies die Alterung eines derartigen Materials wahrscheinlich im Laufe der Zeit Änderungen der Betriebseigenschaften des Spurfeh-

ler-Servosystems hervor.
25

Nunmehr sei auf Fig. 2 bis h eingegangen, aus denen ersichtlich werden wird, daß bei einer optischen Abtastanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Fokussierungslinse bzw. das Fokussierungsobjektiv h von

einer Linsenhaiteeinrichtung getragen wird, die ein äußeres rohrförmiges Glied 20 mit einer mittleren, eine Öffnung aufweisenden oberen Endwand enthält, in der die Linse bzw. das Objektiv /4 befestigt ist. Außerdem ist

ein inneres rohrförmiges Glied bzw. Teil 2h vorgesehen, 35

welches zumindest in axialer Richtung innerhalb des Kußeren rohrförmigen Gliedes bzw. Teilos 20 verschi nbbnr ist. Dabei ist zumindest das die Linse h haltende äußere

rohrförmige Teil 20 aus einem unmagnetischen Material, wie Aluminium, gebildet. Außerdem dient das betreffende rohrförmige Teil als Spulenträger für eine Fokussierungs apule 21 und für eine zusätzliche Spule 22, die aus einer Vielzahl von Windungen 22a und 22b (Fig. 5 und 6) besteht. Durch die betreffende Spule kann die Linse bzw. das Objektiv 4 in einer Richtung bewegt werden, die rechtwinklig zur optischen Achse der betreffenden Linse verläuft, wie dies nachstehend noch im einzelnen beschrieben werden wird.

Eine Abdeckung 23 aus einem Kunstharz ist in geeigneter Weise an dem oberen Ende des rohrförmigen Teiles 20 angebracht; diese Abdeckung weist zueinander entgegengerichtet verlaufende Ohren bzw. Ansätze 23a, 23b auf, die von der betreffenden Abdeckung abstehen. Derartige Ansätze 23a und 23b weisen durchgehende Löcher 26 auf, um Stifte 27 lose aufzunehmen, die parallel zu den miteinander koinzidierenden Achsen der rohrförmigen Teile 20 und 2k verlaufen und die an ihren unteren Enden in Lochstücken 25a bzw. 25b befestigt sind. An dem oberen Ende der Stifte 27 sind oberhalb der Ansätze bzw. Ohren 23a, 23b Kappen 28 vorgesehen, welche die Bewegung der Linse bzw. des Objektivs k mit dem zylindrischen Teil 20 in Richtung der Achse dieses Teiles begrenzen, d.h. in Richtung der optischen Achse der Linse bzw. des Objektivs, während der Zwischenraum zwischen den Löchern 26 und den Stiften 27 die Grenzen der möglichen Bewegungen der Linse bzw. des Objektivs k mit dem Teil 20 in den

rechtwinklig zu der optischen Achse des betreffenden Objektivs ^i verlaufenden Richttingen festlegt.

Das innere rohrförmige Teil 2k wird entgegen einer Bewegung in Richtung der optischen Achse der Linse k festge-35

halten, während es zur Ausführung einer geradlinigen Bewegung in einer rechtwinklig zu der betreffenden optischen Achse verlaufenden Richtung geführt ist. Dabei

verlaufen dnsbesondere zwei parallele Führungsstangen 30a und 30b über das innere rohrförmige Teil 2h auf gegenüberliegenden Seiten des Teiles 2k und parallel zu einer durch den Durchmesser verlaufenden Ebene des betreffenden Teiles 2k, Die gegenüberliegenden Enden der Stangen 30a und 30b sind in geeigneter Weise an dem Teil 2k gesichert . Diese Führungsstangen 3°a und 30b sind gleitbar in Führungsnuten 32a bzw. 32b aufgenommen, die einen V-förmigen Querschnitt aufweisen und die über einander gegenüberliegende Seiten eines etwa quadratischen bzw. viereckigen oberen Endteiles 31a eines Joches 31 verlaufen, welches innerhalb des rohrförmigen Teiles 2k nach oben absteht. Demgemäß sind die rohrförmigen Teile 20 und 2k und die Objektivlinse k unter rechten Winkeln zu der optischen Achse der betreffenden Linse in einer parallel zu den Führungsstangen 30aund 30b verlaufenden Richtung bewegbar. Wie in Fig. 5, 7 und 8 veranschaulicht, ist ein nennenswerter Zwischenraum zwischen dem Joch 31 und der inneren Oberfläche des rohrförmigen

*Q Teiles 2k in der Richtung vorhanden, in der die Führungsstangen 30a und 30b verlaufen, so daß die Relativbewegung in der betreffenden Richtung ermöglicht ist. Unterhalb des etwa quadratischen oberen Endteiles 31a des Joches 3I ist dieses jedoch mit bogenförmigen Flan-

ken bzw. Schenkeln 31b und 31c gebildet, d Le relat.Lv dicht zur inneren Oberfläche des rohrförmigen Teiles 2h an Stellen verlaufen, welche im Durchmesserbereich einander gegenüberliegend vorgesehen sind, und zwar unter rechten Winkeln zu den Richtungen der Führungsstangen

30a und 30b. Das Joch 3I zeigt ferner eine Mittelboh

rung 33» die durch das betreffende Joch hindurch verläuft, und zwar parallel zu der optischen Achse der Linse k, um das Hindurchtreten des Laserlichtstrahles zu ermöglichen.

Das innere rohrförmige Teil 2h und damit das äußere rohrförmige Teil oder der Linsenhalter 20 und die Linse ^l

werden nachgiebig in eine neutrale Stellung gebracht bzw. gezwungen, d.h. in eine Stellung, in der das Joch 31 innerhalb des rohrförmigen Teiles 2k in der parallel zu den Führungsstangen 30a und 30b verlaufenden Richtung zentriert ist, und zwar mittels einer Schrauben- oder Spulenfeder Jk und mittels einer Blattfeder 35. Diese Federn sind zwischen der inneren Oberfläche des rohrförmigen Teiles 2k und dem Joch 3"· auf dessen gegenüberliegenden Seiten eingefügt bzw. vorgesehen, wie dies in Fig. 5 und 7 gezeigt ist.'

Das Joch 31 ist insbesondere in Fig. k als Einrichtung dargestellt, die durch einen mittleren, nach oben abstehenden Teil eines generell E-förmigen Grundteiles aus einem ferromagnetischen Material gebildet ist, welches in einem magnetischen Kreis der optischen Abtastanordnung enthalten ist. Ein derartiges Grundteil enthält ferner insbesondere Seitenteile 36a und 36b, die an den Seiten des Joches 3I nach oben gerichtet verlaufen, welehe durch die Schenkel 3Vb bzw. 31c festgelegt sind. Dabei ist ein Abstand zwischen den betreffenden Seitenteilen und den Schenkeln vorgesehen, um zwischen den betreffenden Elementen Spalten festzulegen, in denen die rohrförmigen Teile 20 und 2k mit den Spulen 21 bzw. 22 bewegbar aufgenommen sind. An den oberen Endflächen der Seitenteile 36a und 36b des Grundteiles sind Magneten 37a bzw. 37b in geeigneter Weise angebracht. Polstücke 25a und 25b sind ihrerseits an der Oberseite der Magneten 37a bzw. 37b befestigt. Wie insbesondere in Fig. 5

veranschaulicht, weisen die Polstücke 25a und 25b bogenförmige Oberflächen auf, die zu dem Teil 20 hinzeigen, so daß der Abstand zwischen den betreffenden Polstücken und den Spulen 21 und 22 auf dem rohrförmigen Teil 20

vermindert ist. Das Grundteil mit dem Joch 3I ist an 35

einer Trag- bzw. Befestigungsplatte 38 fest angebracht, wie durch Heftstifte 39a und 39b und Schrauben 39c (Fig. k). Die betreffende Platte kann in geeigneter Weise be-

festigt sein, beispielsweise zur Bewegung in der radialen Richtung der Aufzeichnungsplatte auf deren Drehung hin, so daß der Lichtstrahl weitgehend eine spiralförmige Spur abtastet oder dieser nachläuft, in der das Informationssignal auf der Aufzeichnungsplatte aufgezeichnet ist,

Wdß insbesondere in Fig. 6 veranschaulicht, ist die Spule 21 umfangsmäßig um die äußere Oberfläche des rohrförmigen Teiles des Linsenhalters 20 in dessen mittleren Bereich herumgewickelt, der zwischen die Polstücke 25a und 25b und die Schenkel 31b und 31c des Joches 3I eingefügt ist. Demgemäß steht die Spule 21 in wirksamer Verbindungsbeziehung mit dem magnetischen Fluß, der auf die Magneten 37a und 37b zurückgeht und der horizontal über die Spalten zwischen den Polstücken 25a und 25b sowie den Schenkeln 31b und 31c des Joches 31 verläuft. Demgemäß bewirkt die Abgabe eines Fokussierungs-Servosignals oder Fehlersignals an die Spule 21, daß der durch diese Spule fließende resultierende Strom mit dem magnetischen Fluß zu-

*Q sammenwirkt, um eine Antriebskraft hervorzurufen, welche das rohrförmige Teil 20 und mit diesem die Objektivlinse h entweder nach oben oder nach unten parallel zur optischen Achse der Linse bewegt. Dies dient zur Korrektur

der Fokuseinstellung des Lichtstrahls auf der Aufzeichne

nungsträger-Oberflache.

Wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, weist die Spule 22 zwei Wicklungen 22a und 22b auf, die an der Oberfläche des rohrförmigen Teiles 20 in Überlappungsbeziehung zur Spule 21 haf-

ten. Jede der Wicklungen 22a und 22b ist so gewickelt, daß sie weitgehend eine Rechteckform aufweist und damit weitgehend gerade Seitenteile, die in axialer Richtung auf den rohrförmigen Teil 20 verlaufen, und gekrümmte

obere und untere Teile enthält, die in Umfnngsrichtung 35

über etwa ein Viertel der Umfangsausdehnung des rohrförmigen Teiles 20 verlaufen. Ferner sind die Wicklungen 22a und 22b im Durchmesserbereich einander gegenüberlie-

gend an dem rohrförmigen Toil 20 vorgesehen, so daß bei in den Löchern 26 weitgehend zentrierten Stiften 27 ein axial verlaufender, weitgehend gerader Teil der Spule 22a zwischen dem Polstück 25a und dem Schenkel 31b des Joches 31 angeordnet ist. Ein diametral gegenüberliegender, axial verlaufender, weitgehend gerader Teil der Wicklung 22b ist hingegen zwischen dem Polstück 25b und dem Schenkel 31c des Joches 31 vorgesehen. Darüber hinaus sind die Wicklungen 22a und 22b der Spule 22 in geeigneter Weise miteinander verbunden, so daß dann, wenn der betreffenden Spule ein Fehlersignal zugeführt wird, der in den Wicklungen 22a und 22b fließende resultierende Strom mit dem Magnetfluß zwischen den Polstücken 25a und 25b und dem Joch JI derart zusammenwirkt, daß eine rechtwinklig zu der optischen Achse der Linse h verlaufende Antriebskraft erzeugt wird, d.h. eine Antriebskraft, die parallel zur Richtung der Führungsstangen 30a und 30b gerichtet ist. Wenn die Befestigungsplatte 38 so angeordnet ist, daß' die Stangen 30a und 30b unter rechten Winkein zur Längsrichtung der abgetasteten Aufzeichnungsspur verlaufen, beispielsweise in der radialen Richtung, einer Aufzeichnungsplatte, dann führt die Abgabe des Spurfehler- oder Servosignals an die Wicklungen 22a und 22b der Spule 22 und die resultierende Verschiebung des

^° rohrförmigen Teiles 20 und der Linse h in Richtung der Führungsstangen 30a und 30b dazu, daß der Auftreffpunkt des Lichtstrahles auf den Aufzeichnungsträger in der quer zu der betreffenden Spur verlaufenden Richtung verschoben wird, und zwar zur Korrektur eines Spur- bzw.

Gleichlauffehlers. Es dürfte jedoch einzusehen sein, daß die Befestigungsplatte 38 alternativ so angeordnet sein kann, daß die Führungsstangen 30a und 30b parallel zur Längsrichtung der Aufzeichnungsspiir verlaufen, die

abgetastet wird, d.h. parallel zu der Tangente an dem 35

Punkt auf einer spiralförmigen Aufzeichnunpsspur, an dem der Lichtstrahl diese Spur abtastet. In dem zuletzt ermähnten Falle bewirkt das an die Spule 22 abgegebene

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Servo- oder Fehlersignal eine Verschiebung des Auftreffpunktes des Lichtstrahls in der Längsrichtung der Aufzeichnungsspur, beispielsweise zur Korrektur eines Zeitbasisfehlers in dem wiedergegebenen Inforraationssignal.

Es dürfte einzusehen sein, daß bei der oben beschriebenen optischen Abtastanordnung gemäß der Erfindung die Objektivlinse 4 unabhängig sowohl in Richtung ihrer optischen Achse zur Fokussierung als auch in einer unter rechten Winkeln zu der betreffenden optischen Achse verlaufenden Richtung bewegt werden kann, und zwar entweder zur Spurfehler- bzw. Abtastfehler- oder Zeitbasisfehlerkorrektur. Da viele Komponenten der beschriebenen optischen Abtastanordnung sowohl für die Fokussierungsfunktion als auch für die Nachlauf- bzw. Spurfehler- oder Zeitbasisfehlerkorrekturfunktion gemeinsam vorgesehen sind bzw. dienen, kann die betreffende optische Abtastanordnung relativ kompakt und hinsichtlich ihres Gewichts leicht ausgebildet werden. Da die Linse k überdies geradlinig bewegt wird, und zwar in der Richtung parallel zu ihrer optischen Achse zur Fokussierung und in der rechtwinklig dazu verlaufenden Richtung zwecks Korrektur entweder des Spurfehlers oder des Zeitbasisfehlers, trifft der Lichtstrahl stets auf die Linse k ° in einer parallel zu deren optischen Achse verlaufenden Richtung auf. Demgemäß brauchen bei der Auslegung und bei der Herstellung der Linse h lediglich Aberrationen nahe der optischen Achse der betreffenden Linse korrigiert zu werden, was dazu führt, daß die Auslegung und

Konstruktion der betreffenden Objektivlinse k unter Herabsetzung der Kosten vereinfacht werden kann.

Es sei ferner riarauf hingewiesen, daß das Problem der

Verschlechterung: der elastischen Eigenschaften des 35

Gummi t.rtißcsrri 7 litt' deji Spione 1 ^ri vorrndfien -Ist» «In Hin die vorliegende Erfindung verkörpernde optische Abtastanordnung: den Galvano-Spiegel 3 überflüssig macht, wie er bei

· .rf.Ü'U't ^:..^:.:I. 32U591

dem in Fig. 1 dargestellten Stand der Technik vorgesehen ist. Da die Bewegungen der Objektivlinse k in der Richtung der optischen Achse dieser Linse für die Fokussierungssteuerung durch die geradlinige Verschiebung des äußeren rohrförmigen Teiles 20 in Bezug auf das innere rohrförmige Teil 2k einfach geführt sind, sind darüber hinaus die Probleme der Eigenresonanz oder der gegenseitigen Resonanz vermieden, d.h. die Probleme, die sich dann ergeben, wenn die Linse durch Blattfedern oder dergleichen getragen wird. Durch die Vermeidung derartiger Resonanzprobleme erzielt die optische Abtastanordnung gemäß der Erfindung eine genauere und stabilere Steuerung der Fokussierung durch die Objektdvlinse 4. Schließlich dürfte ersichtlich geworden sein, daß die Führung sämtlicher Bewegungen der Objektivlinse 4 durch die geradlinige Verschiebung des rohrförmigen Teiles 20 in Bezug auf das rohrförmige Teil und durch die geradlinige Gleitverschiebung der Fütu» rungsstangen 30a und 30b in den Führungsnuten 32a bzw. 32b die relative Einstellung und Ausrichtung der optischen Komponenten in der Abtastanordnung erleichtert sind.

Bei einem optischen Plattenspieler oder einer anderen Vorrichtung, bei dem bzw. bei der ein Lichtstrahl auf eine Aufzeichnungsträgeroberflache gerichtet ist, um eine in einer Spur auf der betreffenden Oberfläche aufgezeichnete Video- oder Toninformation optisch zu lesen, ist eine optische Abtastanordnung mit einer Objektiv-

linse vorgesehen, die in den Weg des Lichtstrahles eingefügt ist und deren optische Achse weitgehend mit dem betreffenden Lichtweg zusammenfällt. Ferner ist ein Linsenhalter vorgesehen, der ein erstes rohrförmigen

Teil mit der darin angebrachten Objektivlinse und ein 35

zweites rohrförmiges Teil aufweist, welches das erste Teil derart trägt, daß eine Gleitbewegung relativ zu dem betreffenden zweiten Teil in einer Richtung aus-

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führbar ist, die parallel zu der optischen Achse verläuft. Ferner ist ein Grundteil vorgesehen, welches das zweite rohrförmige Teil des Linsenhalters derart trägt, daß eine relative geradlinige Gleitbewegung in einer zweiten Richtung vornehmbar ist, die rechtwinklig zu der ersten Richtung verläuft, beispielsweise in einer Richtung quer oder längs der Spur, in der die Information aufgezeichnet ist. An dem Linsenhalter sind erste und zweite Spulen angebracht, die unabhängig voneinander erregbar bzw. mit Strom versorgbar sind. Außerdem sind Permanentmagneten vorgesehen, die einen Magnetfluß in Verbindungsbeziehung zu der ersten und zweiten Spule erzeugen. Diese Permanentmagneten sind so ausgerichtet, daß die Speisung bzw. Erregung der einen Spule zur Vornahme von Bewegungen der Objektivlinse in Bezug auf den Aufzeichnungsträger in Richtung der optischen Achse steuerbar ist, um dadurch den Lichtstrahl auf der Aufzeichnungsträgeroberfläche zu fokussieren. Die Erregung bzw. Speisung der anderen Spule ist derart steuerbar, daß die Bewegung der Objek-

^O tivlinse in der zweiten Richtung bewirkt wird, wodurch Abtast- oder Zeitbasisfehler korrigiert werden.

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Claims

32U591

Dipl.-lng. H. MITSCHERLICH .:[. ^:..^{: :},.^:**;' \.^D;?9?° MÜNCHEN

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN * Steinsdorfstraße

Dr. re r. π at. W. KÖRBER ^ ⁽⁰⁸⁹> ' ²⁹ "

Dipl.-lng. J. SCHMIDT-EVERS PATENTANWÄLTE

20. April 1982

SONY CORPORATION

7-35 Kitashinagawa 6-chome

Shinagawa-ku

Tokio, Japan

Patentansprüche

ί 1 .J Vorrichtung zur Abgabe eines Lichtstrahles auf eine Aufzeichnungsträgeroberfläche zum optischen Lesen einer in einer Spur der betreffenden Oberfläche aufgezeichneten Information, mit einer optischen Abtastanordnung, die eine Linsenanordnung (h) umfaßt, welche in den Lichtstrahlweg derart eingefügt ist, daß ihre optische Achse mit dem betreffenden Lichtstrahlweg weitgehend koinzidiert, und mit einer Linsenhaltereinrichtung, dadurch gekennzeichnet. daß die Linsenhaltereinrichtung ein erstes Teil (2θ) mit der darin angebrachten Linsenanordnung (h) und ein zweites Teil (2k) aufweist, welches das erste Teil (2θ) derart trägt, daß dieses in Bezug auf das zweite Teil (2k) eine geradlinige Verschiebungsbewegung in einer ersten Richtung auszuführen vermag, daß eine Aufnahmeeinrichtung (31) vorgesehen ist, die das genannte zweite Teil (2h) derart trägt, daß dieses cino geradlinige Gleitbewegung in Bezug auf die betreffonde Aufnahmeeinrichiung (3I)

-z-

in einer zwoiten Richtung auszuführen vermag, die rechtwinklig zu d*r genannten ersten Richtung verläuft, daß die betreffende Aufnahmeeinrichtung (3¹) in Bezug auf die Aufzeichnungsträgeroberfläche derart angeordnet ist, daß die erste Richtung und die zweite Richtung parallel zu der genannten optischen Achse verlaufen, daß an der Linsenhaltereinrichtung erste und zweite Spulenanordnungen (21, 22) angebracht und unabhängig voneinander erregbar sind,

daß eine Magneteinrichtung (37a, 37c) vorgesehen ist, die einen Magnetfluß in Verbindungsbeziehung zu den beiden Spulenanordnungen (21, 22) erzeugt, und daß die betreffende Magneteinrichtung (37a, 37b) derart ausgerichtet ist, daß die Speisung der einen Spulenanordnung zur Vornahme einer Bewegung der Linsenanordnung (4) in Bezug auf die Aufnahmeeinrichtung (3I) in der einen Richtung steuerbar ist, wodurch die Fokussierung des Lichtstrahls auf der Aufzeichnungsträgeroberfläche erfolgt, während die Speisung der anderen Spulenanordnung derart steuerbar ist, daß eine Bewegung der Linsenanordnung (4) in Bezug auf die Aufnahmeeinrichtung (31) in der anderen Richtung der beiden genannten Richtungen erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger in Form einer Platte bzw. Scheibe (1) vorliegt, die um ihre Mitte gedreht wird, daß die genannte Spur weitgehend kreisförmig und konzentrisch zu der betreffenden Platte bzw. Scheibe (1) 30

verläuft,

daß die optische Achse der Linsenanordnung (A) weitgehend rechtwinklig zu der Aufzeichnungsträgeroberfläche verläuft

und daß die genannte andere Richtung sich weitgehend ra-35

dial in Bezug auf die Mitte der betreffenden Platte bzw. Scheibe (1) derart erstreckt, daß die Bewegungen der Linsenanordnung (4) in der betreffenden anderen Richtung

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derart wirksam sind, daß Spurfehler des Lichtstrahls in Bezug auf die Spur korrigiert werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß der Aufzeichnungsträger in Form einer Platte bzw.

Scheibe (i) vorliegt, die um ihre Mitte gedreht wird,
daß die Spur weitgehend kreisförmig und konzentrisch
auf der betreffenden Platte bzw. Scheibe (i) verläuft,
daß die genannte optische Achse weitgehend rechtwinklig zu der Aufzeichnungsträgeroberfläche verläuft

und daß die genannte andere Richtung weitgehend tangential in Bezug auf die betreffende Spur derart verläuft, daß Bewegungen der Linsenanordnung (4) in der genannten anderen Richtung derart wirksam sind, daß Zeitbasisfehler in der Information korrigiert werden, die gelesen
wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spulenanordnungen (21, 22) an dem ersten Teil (20) der Linsenhaltereinrichtung angebracht sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Teil (20) und das zweite Teil (24) rohrförmig ausgebildet und relativ zueinander in der ge-

nannten ersten Richtung verschiebbar sind, die den Achsen der betreffenden rohrförmigen Teile (20, 24) entspricht ,

daß die beiden Spulenanordnungen (21, 22) auf der Außenseite eines der rohrförmigen Teile (20, 24) angebracht

. .
sind

und daß das innere rohrförmige Teil (24) der rohrförmigen Teile (20, 24) sowie die Aufnahmeeinrichtung (31) miteinander zusammenwirkende Anlage-Führungseinrichtungen aufweisen, die das betreffende innere Teil (2^i) derart lei-35

ten, daß eine Bewegung in der genannten zweiten Richtung in Bezug auf dip Aufnahmeeinriclitung (3O «-rfolgt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (3I) einen mittleren Teil (31) aufweist, der axial in das genannte innere rohrförmige Teil (2^) hineinragt,

und daß die Führungseinrichtung Führungsstangen (30a, 30b), die über das betreffende innere rohrförmige Teil (2h) parallel zu einer über den Durchmesser dieses Teiles (2^) verlaufenden Ebene sich erstrecken, und Führungsnuten (32a, 32b) in dem betreffenden mittleren Teil der Aufnahmeeinrichtung (3I) aufweist, die parallel zu der genannten zweiten Richtung verlaufen und die die betreffenden Führungsstangen (30a, 30b) gleitbar aufnehmen.
7· Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (3¹) ^aus einem magnetischen Material besteht und ferner in Bezug auf das äußere rohrförmige Teil (20) nach außen abstehende und diametral einander gegenüberliegende Seitenteile (25a, 3^a, 25b, 36b) aufweist,

daß die Magneteinrichtung (37a» 37b) in den betreffenden Seitenteilen (25a, 36a, 25b, 36b) der betreffenden Aufnahmeeinrichtung (31) enthalten ist und daß die betreffenden Seitenteile in Polstücken (25a,

²^ 36a, 25b, 36b) in Höhe der betreffenden Spulenanordnungen (21, 22) auf dem äußeren rohrförmigen Teil (20) enden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet,

, ν

daß die betreffende Aufnahmeeinrichtung (31/ einen Bodenteil aufweist, von dem der mittlere Teil und die Seitenteil^ zusammenhängend nach oben abstehen, wobei der mittlere Teil etwa die Höhe der Polstücke (25a, 25b) erreicht und ein Joch für die Flußrückführung bildet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch ^elcpnnzeichnet. daß die ernte Spulenanordnung eine in Umfancsrichtung

um das äußere rohrförmige Teil (2θ) verlaufende Wicklung enthält

und daß die zweite Spulenanordnung zwei Spulen aufweist, die weitgehend geradlinige Spulenteile aufweisen, welche in axialer Richtung auf dem äußeren rohrförmigen Teil an diametral gegenüberliegenden Stellen derart verlaufen, daß sie nahe der Polstücke (25a, 36a, 25b, 36b) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (26, 28) vorgesehen sind, welche die Bewegungen der Lxnsenanordnung (4) in der ersten Richtung und in der zweiten Richtung begrenzen.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die die Lxnsenanordnung (4) nachgiebig in eine neutrale Stellung bezogen auf die Bewegungen der betreffenden Lxnsenanordnung (4)

in der genannten zweiten Richtung zwingen. 20