DE3332467A1 - Haltestruktur fuer ein optisches teil - Google Patents

Haltestruktur fuer ein optisches teil

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    • G11B7/0932—Details of sprung supports

Description

Haltestruktur für ein optisches Teil
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Haltestruktur für ein optisches Teil, und insbesondere auf eine Haltestruktur für ein derartiges optisches Teil, wie es beispielsweise ein Spiegel oder eine Linse eines Systems zum optischen Auslesen einer aufgezeichneten Information darstellt.
Bei einem System zum optischen Auslesen einer aufgezeichneten Information, wie beispielsweise einem Videoplatten-Spielersystem, ist ein optisches Teil, wie beispielsweise ein Spiegel| in einem optischen Weg eines Lichtstrahles der Information, die ausgelesen wird, angeordnet, um einen einfallenden Lichtstrahl auf die Aufzeichnungsoberfläche der Aufnahme- oder Aufzeichnungs-Platte zu richten, oder um eine Reflektion des Auslese-Lichtstrahles zu richten, der von der Aufzeichnungsoberfläche der Aufzeichnungsplatte empfangen wird. Im allgemeinen ist ein derartiger Spiegel befestigt, um um eine Achse herum gedreht zu werden, die parallel zur radialen Richtung der Aufzeichnungsplatte oder parallel zu einer tangentialen Richtung einer Aufzeichnungsspur der Aufzeichnungsplatte liegt. Daher bedingt die Drehung des· Spiegels um diese Achse eine Bewegung des Lichtstrahles auf der Aufzeichnungsoberfläche der Aufzeichnungsplatte. Eine spurfolgende Servosteuerung oder eine tangentiale Servosteuerung wird daher in Überein stimmung mit der Drehbewegung des Spiegels ausgeführt.
Bei einem solchen Anordnungs-Typ wird der Spiegel im allge meinen auf einem elastischen Tragteil gehalten, das die Drehung des Spiegels um die Drehachse ermöglicht. Allerdings ist der Spiegel ebenfalls aufgrund der Elastizität des elastischen Tragteiles geringfügig in andere Richtungen als diejenige der Drehachse beweglich, wie bei-
spielsweise in einer Richtung senkrecht zur Drehachse. Diese Bewegung macht sich besonders im Bereich der Resonanzfrequenz bemerkbar, die in einem Hochfrequenzbereich liegt.
Daher kann während des Betriebes der Spiegel um eine senkrecht zur genauen Drehachse liegenden Achse gedreht werden, während der Spiegel in Übereinstimmung mit einer Servobetätigung angetrieben wird. Im allgemeinen ist diese nicht wünschenswerte Drehung des Spiegels ein Ergebnis eines Fehlers der Antriebsrichtung des Spiegels oder ein Fehler aufgrund einer nicht ausgewuchteten Gewichtsverteilung des Spiegels. Wenn man annimmt, daß der Spiegel als spurfolgender Spiegel eines spurfolgenden Servosystems ver-
p. wendet wird, neigt der Spiegel dazu, sich ebenso längs einer tangentialen Richtung der Aufzeichnungsspur zu drehen, wobei eine derartige tangentiale Bewegung des Spiegels eine äußere Störung der Betriebsweise des tangentialen Servosystems verursacht, das für die zeitliche Achsenkorrek-
2Q tür verwendet wird. Wenn weiterhin die Frequenz der tangentialen Bewegung des Spiegels außerhalb des Bereiches der tangentialen Servosteuerung liegt, ist es schwierig, den zeitlichen Achsenfehler zu kompensieren, der durch die spurfolgende Servosteuerung bedingt wird.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung liegt daher in dem Schaffen einer Haltestruktur für ein optisches Teil, bei der das optische Teil in fester Weise auf einem elastischen Glied gelagert ist, so daß die Bewegung des optischen Teiles längs einer anderen Richtung als der richtigen Richtung verhindert wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung einer Haltestruktur für ein optischen Teil, die eine stabile Betriebsweise des Servosteuerungssystems erlaubt, daß das optische Teil dreht, ohne einen negativen Effekt auf das andere Se.'vosteuerungssystem auszuüben, das ebenso arbeitet, um das optische Teil in.eine andere Rieh-
tung zu drehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Haltestruktur
eines optischen Teiles, das in einem Weg eines Lichten
Strahles eines Systems zum optischen Auslesen einer aufgezeichneten Information liegt, ein erstes und zweites Servosteuerungssystem zum Bewegen des Lichtstrahles in ein Paar von Richtungen, die senkrecht aufeinanderliegen, wobei das optische Teil entweder ein Bestandteil des ersten oder des zweiten Servosteuerungssystems ist, und wobei die Haltestruktur das optische Teil über ein elastisches Glied trägt, um eine Bewegung des optischen Teiles in einer Richtung zuzulassen, die die Bewegung des Lichtstrahles in einer der Richtungen bedingt, und wobei die 15
Haltestruktur derart aufgebaut ist, daß eine Resonanzfrequenz einer Bewegung in eine Richtung, die nicht die Bewegungsrichtung des optischen Teiles ist, in einen Frequenzbereich gesteuert werden kann, der innerhalb der
Steuerung des anderen Servosteuerungssystems liegt. 20
Gemäß eines weiteren Gesichtspunktes der vorliegenden Erfindung besteht das elastische Teil aus einem Harz.
Gemäß eines weiteren Gesichtspunktes der vorliegenden Er-25
findung hat eine Haltestruktur für ein optisches Teil, das in einem optischen Weg eines Lichtstrahles für ein System zum optischen Auslesen einer aufgezeichneten Information liegt, ein erstes und zweites Servosteuerungssystem zum
„Λ Bewegen des Lichtstrahles in einem Paar von Richtungen, die senkrecht aufeinanderliegen, wobei die Richtung des optischen Teiles durch das erste Servosteuerungssystem gesteuert wird, und enthält ein Rahmenglied, das an dem optischen Teil befestigt ist, auf dem eine Spule befestigt
og ist, die mit einem Treiberstrom von dem ersten Servosteuerungssystem versorgt wird, enthält eine Quelle für magnetische Felder, die jeweils verschiedene Teile der Spule durchsetzen, .um ein Paar von Kräften zu erzeugen, um das
_~,l -an.
Rahmenglied im wesentlichen um eine erste Achse zu drehen, wodurch eine Drehbewegung des optischen Teiles gemäß des Betriebes des ersten Servosteuerungssystems bedingt wird,
und enthält ein elastisches Glied, das mit dem Rahmen ver-5
bunden ist, um die Bewegung des Rahmens um die erste Achse zu ermöglichen, während es einer Bewegung des Rahmengliedes um eine zweite Achse wiedersteht, die senkrecht zu der ersten Achse liegt, wobei das elastische Glied einen Teil aufweist, dessen Durchmesser in der Richtung der ersten Achse von dem Durchmesser in der Richtung der zweiten Achse abweicht, und wobei die Durchmesser des Teiles des elastischen Gliedes derart ausgex^ählt sind, daß die Resonanzfrequenz der Bewegung des Rahraengliedes in der zweiten
Richtung in einem Bereich liegt, der durch einen Betrieb Io
des zweiten Servosteuerungssystems steuerbar ist.
Ein weiterer Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung wird durch die nachfolgende, detaillierte Beschreibung _ offenbart. Es sei allerdings angemerkt, daß die detaillierte Beschreibung und die speziellen Ausführungsbeispiele lediglich zur Verdeutlichung dient, wobei ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt wird, während verschiedene Abwandlungen und Veränderungen innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung für Fachleute aufgrund der vorliegenden Beschreibung offenbart werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden QQ Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines optischen Weges eines Videoplattenspielersystems, bei dem die Haltestruktur gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
Figur 2 eine Seitenansicht, die teilweise im Schnitt gezeigt ist, der T^agstruktur gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Figur 3 eine Draufsicht eines größeren Teiles der Tragstruktur gemäß Figur 1, teilweise in Schnittdarstellung; und
Figur 4 eine Draufsicht auf die Schnittebene der Linie III-III von Figur 1.
Bevor mit der Beschreibung der Haltestruktur gemäß der vorliegenden Erfindung begonnen wird, wird auf Figur 1 Bezug genommen, in der ein optischer Weg eines Videoplattenspielersystemes gezeigt ist- Ein Laserstrahl, der von einer Laserröhre 20 erzeugt wird, wird auf einen ersten, festen Spiegel 21 gerichtet. Durch die Reflektion an dem ersten, festen Spiegel 21 wird die Richtung des Laserstrahls um 90 gedreht. Der Laserstrahl wird auf einen zweiten, festen
Spiegel 22 gerichtet, der ebenso vorgesehen ist, um die Richtung des Laserstrahls zu drehen. Die Reflektion des Laserstrahls an dem zweiten, festen Spiegel 2 wird daraufhin auf ein Prisma 25 über ein Gitter 23 und eine Streulinse
2g gerichtet. Der Laserstrahl wird daraufhin von dem Prisma 25 auf einen spurfolgenden Spiegel 27 über eine Lambda-Viertel-Platte 26 gerichtet. Der spurfolgende Spiegel wird von einem vorbestimmten Haltegerät getragen, um um eine senkrechte Achse gedreht zu werden. Ein reflektierter Laserstrahl des spurfolgenden Spiegels 27 wird daraufhin auf einen tangentialen Spiegel 28 gerichtet, der ebenso ange- · ordnet ist, um um eine horizontale Achse drehbar zu sein, wie dies durch den gekrümmten Pfeil der Figur 1 angedeutet ist. Eine Reflektion des Laserstrahls von dem tangentialen Spiegel 28 wird daraufhin auf eine Oberfläche der Aufzeichnungsplatte 30 mittels einer Objektivlinse gebündelt.
Eine Reflektion des einfallenden Laserstrahls an der Oberfläche der Aufzeichnungsplatte 30 durchläuft den gleichen optische Weg von der Objektivlinse 30 zu dem Prisma 25. •5 An dem Prisma 25 wird der reflektierte Laserstrahl, der von der Lambda-Viertel-Platte 26 kommt, zu einer zylinderischen Linse 31 hin. reflektiert und daraufhin von einem Fotodetektor 32 empfangen. Durch eine fotoelektrische Wandlerfunktion des Fotodetektors wird die Intensität des reflektierten Laserstrahls in die Intensität eines elektrischen Ausgangssignals umgewandelt, das als Abnehmersignal verwendet wird. Die Lage des einfallenden Laserstrahls auf der Oberfläche der Aufzeichnungsplatte 30 wird in Übereinstimmung mit der Drehung des spurfolgenden Spiegels 27 und der Drehung des tangentialen Spiegels 28 gesteuert. Genauer gesagt wird eine Einstellung der Lage eines Lichtpunktes des Laserstrahls in einer radialen Richtung der Aufzeichnungsplatte 30 (durch den Pfeil R in der Figur angedeutet) durch die Drehung des spurfolgenden Spiegels 27 ausgeführt, der durch einen Betrieb des spurfolgenden Servosteuerungssystems gesteuert wird. In ähnlicher Weise wird eine Einstellung des Lichtpunktes des Laserstrahls in einer tangentialen Richtung (durch den Pfeil T in der Figur 1 angedeutet) durch die Drehung des tangentialen Spiegels 28 ausgeführt, der durch einen Betrieb eines tangentialen Servosteuerungssystems gesteuert wird,
Nachfolgend wird auf Figur 2 Bezug genommen, in der ein ^O Ausführungsbeispiel der Haltestruktur gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt ist.
Die detaillierte Ausführung der Haltestruktur wird nachfolgend beschrieben. Ein Spiegel 11, der beispielsweise ^ als spurfolgender Spiegel 27 nach Figur 1 verwendet wird, wird durch ein elastisches Glied 12 gehalten, um eine Drehbewegung in der durcn den Pfeil X in dieser Figur gezeigten Richtung zu ermöglichen. Ein Spulenkörper oder ein
Rahmenglied 13 ist an dem Spiegel 11 befestigt. Eine sich bewegende Spule 14 ist um ein Ende des Spulenkörpers 13 gewickelt. Das Ende des Spulenkörpers 13 mit der Spule 14 liegt in einem magnetischen Kreis, der aus einem Magneten 15, dem Joch 16a und dem Joch 16b und einer Platte 17 besteht. Die Platte 17 ist an dem Magneten 15 über ein Glied 18 befestigt, das aus nichtmagnetischem Material besteht.
Ein elastischen Glied 12 wird mittels eines Harz-Einspritzverfahrens hergestellt. Es hat einen pyramidenförmigen Abschnitt, der zwischen einem Grundteil oder Basisteil, das mit der Platte 17 verbunden ist, und einem spitzen Teil
liegt, das mit dem Spiegel 11 verbunden ist. Bei dieser 15
Anordnung des elastischen Gliedes kann die Resonanz- oder Schwingungsenergie in einfacher Weise verteilt oder absorbiert werden.
Wenn bei dieser Anordnung ein Strom mit der in Figur 2 ge-20
zeigten Richtung an die Spule 14 angelegt wird, wird ein Paar von Kräften mit entgegengesetzten Richtungen an dem oberen Teil und an dem unteren Teil der Spule 14 erzeugt, wie dies durch die Pfeile von Figur 2 dargestellt ist. Wenn die Stromrichtung umgekehrt wird, kehrt sich ebenso die Kraftrichtung um.
Diese Spiegelanordnung wird in einer derartigen Weise in einen optischen Weg eines optischen Informations-Auslesesystems eingebracht, daß die Bewegungsrichtung des Spiegels, die durch den Pfeil X dargestellt ist, parallel zur Richtung der Aufzeichnungsspur oder parallel zu einer Richtung liegt, die senkrecht zu der Richtung der Aufzeichnungsspur liegt, so daß ein tangentiales Servosystem oder ein spurfolgendes Servosystem betrieben wird, in dem ein Signal 35
angelegt wird, das einem tangentialen Fehlersignal oder einem Spurfolgefehlersignal entspricht. Ebenso ist es mög-
% ΑΛ
lieh, das spurfolgende Servosystem und das tangentiale Servosystem- durch Anordnen von zwei Spiegelanordnungen dieses Types in einem optischen Weg in einer solchen Weise f- zu schaffen, daß die Achsenrichtungen der Spiegelanordnungcn senkrecht aufeinanderstehen.
■ Nachfolgend wird die Betätigungsmechanik der Spiegelanordnung auf mathematische Weise diskutiert.
In dem Fall der in den Figuren 2-4 gezeigten Anordnung wird die Resonanzfrequenz des Spiegels 11 in der durch den Pfeil X gezeigten Richtung in einfacher Weise in Übereinstimmung mit der Biegesteifigkeit des elastischen Gliedes 12 in der Richtung des Pfeiles X festgelegt. Genauer gesagt sind die wichtigeren Faktoren für die Festlegung der Biegesteifigkeit des elastischen Gliedes 12 ein sekundäres Moment eines Schnittes des Biegeteiles und einer Länge des Biegeteiles.
Wenn die Länge des Biegeteiles konstant ist, reicht es aus,
- das sekundäre Moment des Querschnittes des Biegeteiles in Betracht zu ziehen. Wenn man annimmt, daß die Breite des Biegeteiles in der Richtung X h sei und daß die Breite in _ die Richtung £ b sei, dann kann das sekundäre Moment der Fläche in der Richtung X bestimmt werden zu (1/12)»bh . In ähnlicher Weise beträgt das sekundäre Moment der Fläche in der Richtung Y (1/12)»hb . Das bedeutet, daß das sekundäre Moment der Fläche und demzufolge die Resonanzfrequenz aufgrund der Breiten h und b des Biegeteiles festgelegt sind.
Wenn daher die Resonanzfrequenz f in der Richtung X auf einen geeigneten Wert von beispielsweise 70 Hz festgelegt __ ist, kann die Resonanzfrequenz f in der Richtung Y durch
OQ O
geeignetes Auswählen der Werte der Breiten h und b innerhalb eines Bereiches festgelegt werden, der durch das andere Servogerät steuerbar ist, wie beispielsweise durch
das tangentiale Servosystem in dem Fall einer Spiegelanordnung, die für das spurfolgende Servosystem verwendet wird.
Wie obig beschrieben wurde, wird erfindungsgemäß ein elastisches Glied, das zum Tragen eines optischen Teiles eines vorbestimmten Servosystems verwendet wird, um eine. Drehung oder Verschiebung des optischen Teiles zuzulassen, derart entworfen, daß die Resonanzfrequenz in einer anderen Pachtung als der Drehrichtung oder Verschiebungsrichtung des optischen Teiles -innerhalb eines wünschenswerten Frequenzbereiches liegt. Somit ist es möglich, die Resonanzfrequenz der Spiegelanordnung in einer anderen Richtung als
der Richtung der Drehbewegung in einen Bereich festzulegen, 15
der durch das andere Servosystem steuerbar ist.
Es sei angemerkt, daß die obige Beschreibung lediglich zu Zwecken der Anschaulichkeit dient und nicht dazu bestimmt ist, den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu be-
schränken. Im. Gegensatz hierzu gibt es zahlreiche äquivalente Ausführungsformen zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, die durch die beiliegenden Ansprüche gedeckt werden sollen. Beispielsweise kann anstelle der beweglichen Spulenstruktur zum Antreiben der Spiegelanordnung, die in dem
obigen Ausführungsbeispiel verwendet wird, ein anderer Typ eines Antriebsgerätes,'wie beispielsweise ein sich bewegender Magnet, oder ein anderer Typ eines elektromagnetischen Antriebsmechanismus verwendet werden. Darüber
.hinaus können als optisches Teil in Abweichung vom Spiegel
beispielsweise optische Linsen an die Tragstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung angepaßt sein. Darüber hinaus kann die Bewegung des optischen Teiles ebenso eine parallele Verschiebung wie auch eine Drehbewegung sein, wie dies beim
bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fall ist. 35
Leerseite

Claims (2)

Patentansprüche
1. Haltestruktur für ein optisches Teil, das in einem Weg eines Lichtstrahles eines Systemes zum optischen Auslesen
25 einer aufgezeichneten Information liegt, dadurch gekennzeichnet,
daß ein erstes und zweites Servosteuerungssystem zum Bewegen des Lichtstrahles in einem Paar von Richtungen, die aufeinander senkrecht stehen, vorgesehen ist,
30 daß das optische Teil (27, 28;11) sowohl in dem ersten als . auch in dem zweiten Servosteuerungssystem enthalten ist, daß die Haltestruktur(12-18) das optische Teil (27, 28;11) über ein elastisches Glied (12) hält, um eine Bewegung des optischen Teiles (27, 28;11) in einer Richtung zu er-
35 möglichen, die die Bewegung des Lichtstrahles in einer der Richtungen verursacht, und
daß die Haltestruktur (12-18) derart aufgebaut ist, daß eine
Resonanzfrequenz einer Bewegung in eine Richtung, die von der genannten Bewegungsrichtung des optischen Teiles (27, 28;11) abweicht, in einem Frequenzbereich gesteuert werden kann, der durch das andere Servosteuerungssystem Steuerbar ist.
2. Haltestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Glied (12) aus Harz besteht.
3- Haltestruktur für ein optisches Teil, das in einem optischen Weg eines Lichtstrahles eines Systems zum optischen Auslesen einer aufgezeichneten Information
liegt, gekennzeichnet durch ein erstes und 15
zweites Servosteuerungssystem zum Bewegen des Lichtstrahles in einem Paar von Richtungen, die senkrecht aufeinanderstehen, wobei eine Richtung des optischen Teiles durch das erste Servosteuerungssysteni gesteuert
wird,
20
durch ein Rahmenglied (13), das an dem optischen Teil (27, 28; 11) befestigt ist, wobei an dem Rahmenglied (13) eine Spule (14) angeordnet ist, die mit einem Treiberstrom von dem ersten Servosteuerungssystem versorgt wird,
durch eine Quelle (15, 16) eines magnetischen Feldes, das jeweils verschiedene Teile der Spule (14) durchsetzt, um ein Paar von Kräften zu bilden, um das Rahmenglied (13) im wesentlichen um eine erste Achse zu drehen, wodurch eine Drehbewegung des optischen Teiles (27, 28; 11) in Übereinstimmung mit dem Betrieb des ersten Servosteuerungssystems verursacht wird, und
durch ein elastisches Glied (12), das an dem Rahmenglied (13) befestigt ist, um eine Bewegung des Rahmengliedes (13) um die erste Achse zu ermöglichen, während es einer Bewegung des Rahmengliedes (13) um eine zweite Achse, die senkrecht zur ersten Achse liegt, widersteht, wobei das elastische Glied (12) einen Abschnitt hat, an dem ein
Durchmesser in der Richtung der ersten Achse von einem Durchmesser in der Richtung der zweiten Achse abweicht, und wobei die Durchmesser des Teiles des elastischen
Gliedes (12) derart ausgewählt sind, daß die Resonanz-5
frequenz der Bewegung des Rahmengliedes (13) in der zweiten Richtung in einem Bereich liegt, der durch einen Betrieb des zweiten Servosteuerungssystemes steuerbar ist.
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