DE19860054A1 - Optischer Kopf für ein Speicherplattenlaufwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Speicherplattenlaufwerk und einen optischen Kopf dafür.

Im allgemeinen hat ein optisches Speicherplattenlaufwerk einen optischen Kopf zum Schreiben von Daten auf eine optische Speicherplatte und zum Lesen der Daten davon. Der optische Kopf hat einen über die optische Speicherplatte hin­ weg schwenkbaren Dreharm. Dieser trägt ein lichtaussendendes Lichtquellen­ modul und eine Objektivlinse zum Bündeln des Lichtes auf die optische Spei­ cherplatte. Weil das Lichtquellenmodul an dem Dreharm (ebenso wie die Objek­ tivlinse) befestigt ist, ist dieser verhältnismäßig schwer. Dies verhindert ein Ver­ bessern der Arbeitsgeschwindigkeit des Dreharms.

Weiter gibt es einen optischen Kopf mit zwei Dreharmen, die jeweils einer Ober­ fläche einer doppelseitigen optischen Speicherplatte zugewandt sind. Bei einem solchen optischen Kopf trägt jeder Dreharm sein eigenes Lichtquellenmodul und seine Objektivlinse. Dadurch sind die Dreharme verhältnismäßig schwer.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen leichten Dreharm für einen optischen Kopf anzugeben.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen optischen Kopf mit einer an einem festste­ henden Teil eines optischen Speicherplattenlaufwerks befestigten stationären op­ tischen Einheit, die ein Lichtquellenmodul zum Aussenden von Licht hat. Ein über die optische Platte hinweg schwenkbarer Dreharm trägt eine Objektivlinse zum Bündeln des Lichtes auf die optische Speicherplatte. Ein Lichteinführsystem führt das Licht von dem Lichtquellenmodul so zu dem Dreharm, daß der Strahlengang durch den Dreharm geleitet wird und die Objektivlinse erreicht.

Weil auf diese Weise das Lichtquellenmodul nicht an dem Dreharm sondern an einem feststehenden Teil des optischen Kopfes befestigt ist, läßt sich der Dreh­ arm (der bewegliche Teil des optischen Kopfes) mit geringem Gewicht ausführen. Das ist vorteilhaft für ein Verbessern der Arbeitsgeschwindigkeit des optischen Kopfes.

Bei einer Weiterbildung hat das Lichteinführsystem einen ersten Spiegel und ei­ nen zweiten Spiegel. Der erste Spiegel reflektiert Licht von dem Lichtquellenmo­ dul zu dem Dreharm. Der zweite Spiegel ist an dem Dreharm angeordnet und re­ flektiert Licht von dem ersten Spiegel auf einen optischen Strahlengang des Dreharms. Der Strahlengang zwischen dem ersten und dem zweiten Spiegel ist konzentrisch zur Drehachse des Dreharms angeordnet.

Mit dem ersten und dem zweiten Spiegel wird das Licht von dem Lichtquellenmo­ dul in den Dreharm unabhängig von dessen Drehposition eingeführt.

Bei einer anderen Weiterbildung ist der erste Spiegel ein sogenannter Galva­ nospiegel, der drehbar um eine Achse auf seiner Spiegelfläche ist. Durch Drehen des Galvanospiegels wird der Einfallswinkel des Lichtes auf die Objektivlinse so verändert, daß ein auf der optischen Speicherplatte erzeugter Lichtpunkt präzise bewegt wird. Dadurch wird eine feine Spureinstellung erreicht. Mit einer solchen Anordnung wird ein Spiegel gemeinsam für die feine Spureinstellung und für das Einführen des Laserstrahls in den Dreharm verwendet.

Vorzugsweise trägt der Dreharm mindestens zwei Zwischenabbildungslinsen. Diese sind zwischen dem ersten Spiegel und der Objektivlinse angeordnet, um eine zugeordnete Beziehung zwischen einer Hauptebene der Objektivlinse und der Drehachse des ersten Spiegels zu bekommen. Auf diese Weise erreicht der an dem ersten Spiegel reflektierte Laserstrahl unabhängig von der Drehung des ersten Spiegels sicher die Objektivlinse.

Bei einer anderen Weiterbildung ist der Dreharm zwischen der stationären opti­ schen Einheit und der optischen Speicherplatte angeordnet. Die optische Spei­ cherplatte und die stationäre optische Einheit können auch auf der gleichen Seite des Dreharms angeordnet sein.

Nach einem anderen Aspekt der Erfindung hat ein optischer Kopf eine optische Einheit mit einem Lichtquellenmodul zum Aussenden von Licht. Mindestens zwei Dreharme sind über die optische Speicherplatte schwenkbar und tragen jeweils eine Objektivlinse zum Bündeln von Licht auf die optische Speicherplatte. Ein Schaltsystem führt Licht von dem Lichtquellenmodul selektiv so zu einem der Dreharme, daß der Strahlengang in dem ausgewählten Dreharm liegt.

Bei einer solchen Anordnung können die Dreharme leichter sein, weil ein gemein­ sames Lichtquellenmodul für beide Dreharme verwendet werden kann. Das ist vorteilhaft für ein Verbessern der Arbeitsgeschwindigkeit. Weiterhin wird die An­ zahl optischer Elemente reduziert, weil mindestens ein Lichtquellenmodul nicht benötigt wird.

Vorzugsweise ist die optische Einheit an einem feststehenden Teil des optischen Speicherplattenlaufwerks befestigt, weil dadurch die Dreharme zusätzlich leichter werden. Im einzelnen sind die Dreharme an einem schwenkbaren Träger befe­ stigt.

Bei einer Weiterbildung hat das Schaltsystem einen ersten Spiegel an der opti­ schen Einheit und an den Dreharmen jeweils einen zweiten Spiegel. Der erste Spiegel reflektiert das Licht von dem Lichtquellenmodul, und jeder zweite Spiegel kann dieses von dem ersten Spiegel reflektierte Licht entlang der Längsrichtung des Dreharms reflektieren. Der Strahlengang zwischen dem ersten Spiegel und jedem zweiten Spiegel ist konzentrisch zur Drehachse der Dreharme angeordnet.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines optischen Kopfes nach einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht der Spitze eines Dreharms des optischen Laufwerks nach Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht einer optischen Schwebeeinheit des opti­ schen Laufwerks nach Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den optischen Kopf nach Fig. 1,

Fig. 5 einen Längsschnitt des optischen Kopfes nach Fig. 4,

Fig. 6 eine Draufsicht auf ein optisches System des optischen Kopfes nach Fig. 4,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer anderen Anordnung des opti­ schen Kopfes nach dem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch den optischen Kopf nach Fig. 7,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines optischen Kopfes nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 10 eine Draufsicht auf den optischen Kopf nach Fig. 9,

Fig. 11 einen Längsschnitt des optischen Kopfes nach Fig. 9,

Fig. 12 eine perspektivische Explosionsansicht einer Schaltspiegelanord­ nung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 13 eine schematische Ansicht der magnetischen Flußlinien eines Ma­ gneten der Schaltspiegelanordnung,

Fig. 14A bis 14F Schnittansichten der Drehung des Schaltspiegels, und

Fig. 15A und 15B perspektivische Ansichten des Schaltspiegels.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines optischen Speicherplattenlaufwerkes (im folgenden das Speicherplattenlaufwerk) nach dem ersten Ausführungsbei­ spiel. Das Speicherplattenlaufwerk ist dafür vorgesehen, Daten auf eine optische Speicherplatte 2 mittels der sogenannten Nahfeldaufnahmetechnologie (NFR) zu schreiben und von dieser zu lesen.

Die optische Speicherplatte 2 ist in dem Speicherplattenlaufwerk an einer Dreh­ achse 22 eines Spindelmotors befestigt. Im folgenden wird die Richtung senkrecht zu der optischen Speicherplatte 2 als vertikale Richtung bezeichnet. Ein optischer Kopf 1 hat einen Dreharm 3, der parallel zu der Oberfläche der optischen Speicherplatte 2 verläuft. Eine stationäre optische Einheit 4 ist an einem fest­ stehenden Teil des Speicherplattenlaufwerkes befestigt. Der Dreharm 3 ist paral­ lel zu der Oberfläche der optischen Speicherplatte 2 schwenkbar (um eine Dreh­ achse 5). Eine optische Schwebeeinheit 6, die eine Objektivlinse (wird später be­ schrieben) trägt, ist an der Spitze des Dreharms 3 angeordnet. Die optische Schwebeeinheit 6 bewegt sich über Spuren auf der optischen Speicherplatte 2, wenn der Dreharm 3 bewegt wird. Die stationäre optische Einheit 4 hat ein Licht­ quellenmodul 7, das einen Laserstrahl aussendet.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht der Spitze des Dreharms 3. Fig. 3 ist eine ver­ größerte Ansicht der optischen Schwebeeinheit 6. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die optische Schwebeeinheit 6 an der Spitze des Dreharms 3 mit einem Federstreifen 8 befestigt. Ein Ende des Federstreifens 8 ist an der Oberseite des Dreharms 3 befestigt. Die optische Schwebeeinheit 6 ist an dem anderen Ende des Feder­ streifens 8 befestigt. Wenn sich die optische Speicherplatte 2 dreht, wird die opti­ sche Schwebeeinheit 6 durch den zwischen der optischen Speicherplatte 2 und der optischen Schwebeeinheit 6 erzeugten Luftfluß nach unten verschoben. Da­ bei wird der Federstreifen 8 elastisch verformt, wodurch die optische Schwebe­ einheit 6 nach oben hin gedrückt wird. Aufgrund des Gleichgewichts der abwärts gerichteten Kraft (durch den Luftstrom) und der aufwärts gerichteten Kraft (durch die Verformung des Federstreifens 8) wird die optische Schwebeeinheit 6 auf gleicher Höhe gehalten.

Wie Fig. 2 und 3 zeigen hat der optische Schwebekopf 6 eine Objektivlinse 10 und eine in einen Feststoff eingebettete Immersionslinse (SIL) 11. Ein reflektie­ render Spiegel 31 ist an dem Dreharm 3 angeordnet und reflektiert den von dem Lichtquellenmodul 7 (Fig. 1) ausgesandten Laserstrahl 13 zu der Objektivlinse 10, die den Laserstrahl 13 bündelt. Die Immersionslinse 11 ist eine halbsphärische Linse, deren ebene Oberfläche der optischen Speicherplatte 2 zugewandt ist. Außerdem liegt der Fokus der Objektivlinse 10 auf der ebenen Oberfläche der Immersionslinse 11. Dadurch wird der Laserstrahl 13 auf die ebene Oberfläche 11a der Immersionslinse 11 gebündelt. Weil der Zwischenraum zwischen der op­ tischen Platte und der ebenen Oberfläche 11a der Immersionslinse 11 kleiner als 1 µm ist, wird der gebündelte Laserstrahl in einen sogenannten evaneszenten Strahl 15 (der sich über einen kleinen Zwischenraum zwischen dicht beieinander liegenden Oberfläche ausbreitet) umgewandelt und erreicht die optische Spei­ cherplatte 2. Weil der Strahldurchmesser des evaneszenten Strahles 15 kleiner ist als der konvergierte Laserstrahl, läßt sich die Datenspeicherkapazität deutlich erhöhen.

Eine Spule 12 ist um die Immersionslinse 11 angeordnet, damit ein magnetisches Feld auf der Oberfläche der optischen Speicherplatte 2 erzeugt werden kann. Ein Stromfluß durch die Spule 12 erzeugt ein magnetisches Feld, in dem die optische Speicherplatte 2 angeordnet ist. Ein Schreiben von Daten erfolgt durch den evaneszenten Strahl 15 der Immersionslinse 11 und das von der Spule 12 er­ zeugte magnetische Feld.

Fig. 4 und 5 sind eine Draufsicht auf den optischen Kopf 1 und ein Längsschnitt desselben auf einen Schnitt längs der V-V Verbindungslinie in Fig. 4. Wie Fig. 5 zeigt, hat der Dreharm 3 eine hohle Mittelachse 36. Diese wird von einem Ge­ häuse 42 der stationären optischen Einheit 4 (mit einem Lager 44) so getragen, daß der Dreharm 3 drehbar um die Drehachse 5 ist. Der Dreharm 3 hat an seinem der optischen Schwebeeinheit 6 abgewandten Ende eine Antriebsspule 16. Diese ist in einer magnetischen Schaltung 16a angeordnet, die an einem stationären Teil des optischen Speicherplattenlaufwerkes vorgesehen ist. Die Antriebsspule 16 und die magnetische Schaltung 16a bilden einen Stellmotor. Durch einen Stromfluß durch die Antriebsspule 16 wird der Dreharm 3 wegen der elektro­ magnetischen Induktion um die Achse 5 geschwenkt.

Wie in Fig. 4 gezeigt, hat das Lichtquellenmodul 7 einen Halbleiterlaser 18, eine Kollimatorlinse 20 und eine zusammengesetzte Prismenanordnung 21. Weiterhin hat das Lichtquellenmodul 7 einen Laserkontrollsensor 25 zur Kontrolle der La­ serleistung, eine Sammellinse 23 und einen Daten-/Spurnachweissensor 24. Ein von dem Halbleiterlaser 18 ausgesandter divergenter Laserstrahl wird mit der Kollimatorlinse 20 in einen parallelen Laserstrahl umgewandelt. Wegen der Cha­ rakteristik des Halbleiterlasers 18 hat der Laserstrahl einen länglichen Quer­ schnitt. Zum Korrigieren des Querschnitts des Laserstrahls ist eine Einfallsfläche 21a der zusammengesetzten Prismenanordnung 21 gegen den einfallenden La­ serstrahl geneigt. Wenn der Laserstrahl an der Einfallsfläche 21a der zusam­ mengesetzten Prismenanordnung 21 gebrochen wird, wird der Querschnitt des Laserstrahls kreisförmig. Der Laserstrahl gelangt auf eine erste Halbspiegelfläche 21b, die einen Teil des Laserstrahls auf den Laserkontrollsensor 25 leitet. Dieser ermittelt die Intensität des einfallenden Laserstrahls. Das Ausgangssignal des La­ serkontrollsensors 25 wird zum Stabilisieren der Leistung des Halbleiterlasers 18 an eine (nicht gezeigte) Leistungssteuerschaltung weitergeleitet. Der Laserstrahl (im folgenden mit 13 bezeichnet), der durch die Halbspiegelfläche 21b durchge­ lassen worden ist, tritt aus dem Lichtquellenmodul 7 heraus.

Wie in Fig. 5 gezeigt, ist zum Einführen des Laserstrahls 13 (ausgesandt von dem Lichtquellenmodul 7) in den Dreharm 3 ein Einführspiegel 26 an der stationären optischen Einheit 4 vorgesehen. Der Einführspiegel 26 reflektiert den Laserstrahl 13 von dem Lichtquellenmodul 7 in vertikale Richtung. Der vertikal reflektierte Laserstrahl 13 wird in den Dreharm 3 durch die hohle Mittelachse 36 eingeführt. Der Dreharm 3 hat einen Richtspiegel 35, der den Laserstrahl 13 (von dem Ein­ führspiegel 26) horizontal so reflektiert, daß der Strahlengang weiter durch den Dreharm 3 geleitet wird. Der Einführspiegel 26 und der Richtspiegel 35 sind auf der Drehachse 5 des Dreharms 3 angeordnet. Außerdem ist der Strahlengang, auf dem der reflektierte Laserstrahl 13 auf den Richtspiegel 35 einfällt, konzen­ trisch zur Drehachse 5 des Dreharms 3 ausgerichtet. Der Laserstrahl 13 läuft durch eine erste und eine zweite Zwischenabbildungslinse 29 und 30 (im Detail später), erreicht den reflektierenden Spiegel 31 und wird zu der optischen Schwebeeinheit 6 reflektiert. Anschließend wird der Laserstrahl 13 gebündelt und auf die optische Speicherplatte 2 eingestrahlt.

Fig. 6 ist eine schematische Ansicht des optischen Systems der Plattenlauf­ werkseinrichtung. Weil der Strahlengang, auf dem der Laserstrahl 13 auf den Richtspiegel 35 einfällt, konzentrisch zur Drehachse 5 des Dreharms 3 angeord­ net ist, liegt der Strahlengang des Laserstrahls 13 unabhängig von der Schwenk­ position des Dreharms 3 in diesem, wie durch A, B und C in Fig. 6 angedeutet.

Der von der Oberfläche der optischen Speicherplatte 2 zurückgekehrte Laser­ strahl 13 läuft durch die optische Schwebeeinheit 6, die Zwischenabbildungslin­ sen 30 und 29 und passiert den Einführspiegel 26. Danach tritt der Laserstrahl 13 in die zusammengesetzte Prismenanordnung 21 und wird von der Halbspiegel­ fläche 21b auf den Daten-/Spurnachweissensor 24 reflektiert. Der reflektierte La­ serstrahl wird von der Sammellinse 23 auf den Daten-/Spurnachweissensor 24 gebündelt, der als ein kombinierter Sensor so angeordnet ist, daß er auf der opti­ schen Speicherplatte 2 aufgezeichnete Daten liest und ein auf dem einfallenden Laserstrahl basierendes Spurfehlersignal ausgibt. Im einzelnen wird das Daten­ signal von dem Daten-/Spurnachweissensor 24 von einer nicht gezeigten Verstär­ kerschaltung erzeugt und an eine nicht gezeigte Steuerschaltung weitergeleitet.

Als nächstes wird die Spureinstellung beschrieben. Diese beinhaltet zwei Schritte: (1) eine grobe Spureinstellung und (2) eine feine Spureinstellung. Die grobe Spureinstellung wird durch die Drehung des Dreharms 3 bewirkt. Die feine Spureinstellung wird durch ein präzises Bewegen des Lichtpunktes auf der opti­ schen Speicherplatte 2 erreicht. Der Einführspiegel 26 ist ein sogenannter Gal­ vanospiegel. Durch Drehen des Einführspiegels 26 wird der Einfallswinkel des Laserstrahls 13 auf der Objektivlinse 10 so geändert, daß der Lichtpunkt auf der optischen Speicherplatte 2 bewegt wird. Der Drehwinkel des Einführspiegels 26 wird von einem Galvanospiegelstellsensor in der Nähe des Einführspiegels 26 nachgewiesen.

Beim Drehen des Einführspiegels 26 zum Ändern des Einfallswinkels des Laser­ strahls 13 auf die Objektivlinse 10 kann es vorkommen, daß der Laserstrahl 13 die Objektivlinse 10 teilweise nicht erreicht. Zum Lösen dieses Problems sind die erste und die zweite Zwischenabbildungslinse 29 und 30 zwischen dem Einführ­ spiegel 26 und dem Spiegel 31 so angeordnet, daß eine zugeordnete Beziehung zwischen der Hauptachse der Objektivlinse 10 und der Drehachse der Spiegel­ fläche des Einführspiegels 26 besteht. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der an dem Einführspiegel 26 reflektierte Laserstrahl 13 unabhängig von der Drehung des Einführspiegels 26 auf die Objektivlinse 10 fällt.

Entsprechend dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird der Dreharm 3 durch das Lichtquellenmodul 7 beleuchtet, das in der stationären op­ tischen Einheit 4 vorgesehen ist. Dies ist für ein Verbessern der Arbeitsge­ schwindigkeit des optischen Kopfes 1 von Vorteil.

Fig. 7 und 8 zeigen eine perspektivische Ansicht und einen Längsschnitt einer anderen Anordnung des ersten Ausführungsbeispiels. Gleiche Teile wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel tragen dieselben Bezugszeichen und werden nicht noch einmal beschrieben. Wie Fig. 7 zeigt, ist ein optischer Kopf 1' der anderen Anordnung zum Schreiben von Daten auf die obere Fläche der optischen Spei­ cherplatte 2 und zum Lesen von Daten von dieser angeordnet. Der Dreharm 3 hat an seiner Unterseite eine optische Schwebeeinheit 6. Wie in Fig. 8 gezeigt, ist die stationäre optische Einheit 4 auf derselben Seite des Dreharms 3 angeordnet wie die optische Platte 2. Der an dem Richtspiegel 35 reflektierte Laserstrahl 13 ver­ läuft weiter durch die Zwischenabbildungslinsen 29 und 30, wird von dem reflek­ tierenden Spiegel 31 auf die Objektivlinse 10 reflektiert und auf die obere Fläche der optischen Platte 2 gebündelt. Weil nach dieser anderen Anordnung die sta­ tionäre optische Einheit 4 und der Dreharm 3 auf der gleichen Seite der optischen Platte 2 angeordnet sind, läßt sich die vertikale Größe des optischen Kopfes 1' kleiner und kompakter gestalten.

Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines optischen Kopfes nach dem zwei­ ten Ausführungsbeispiel. Gleiche Teile wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel haben dieselben Bezugszeichen, und deren Erklärung ist weggelassen. Nach dem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine doppelseitige optische Speicherplatte 2a verwendet.

Der optische Kopf 100 hat zwei Dreharme 3a und 3b und eine stationäre optische Einheit 40. Diese ist an einem feststehenden Teil eines optischen Speicherplat­ tenlaufwerkes befestigt. Die Dreharme 3a und 3b sind zu der optischen Spei­ cherplatte 2a parallel und tragen optische Elemente wie der Dreharm 3 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Im einzelnen haben die Dreharme 3a und 3b opti­ sche Schwebeeinheiten 6a und 6b, die jeweils an ihrer Unterseite bzw. an ihrer Oberseite eine Objektivlinse 10a und 10b tragen. Die optischen Schwebeeinhei­ ten 6a und 6b bewegen sich über die obere und die untere Fläche der optischen Speicherplatte 2a entsprechend deren Drehung. Der Aufbau der optischen Schwebeeinheiten 6a und 6b entspricht der der optischen Schwebeeinheit 6 (Fig. 2 und 3) nach dem ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 10 und 11 sind eine Draufsicht des optischen Kopfes 100 und ein Längs­ schnitt desselben längs der XI-XI Verbindungslinie in Fig. 10. Wie Fig. 11 zeigt, haben die Dreharme 3a und 3b hohle Mittelachsen 136, die miteinander fluchten. Die Mittelachsen 136 werden an der Oberseite und an der Unterseite eines Ge­ häuses 142 der stationären optischen Einheit 40 (mit einem Lager 144) so gela­ gert, daß die Dreharme 3a und 3b um eine Drehachse 105 schwenkbar sind.

Die Enden der Dreharme 3a und 3b (abgewandt von den optischen Schwebeein­ heiten 6a und 6b) sind miteinander durch einen vertikal verlaufenden Bereich 55 verbunden. An dem vertikal verlaufenden Bereich 55 ist eine Antriebsspule 116 vorgesehen. Die Antriebsspule 116 ist in einer magnetischen Schaltung 116a an­ geordnet, die an einem feststehenden Teil des Speicherplattenlaufwerkes vorge­ sehen ist. Die Antriebsspule 116 und die magnetische Schaltung 116a bilden ei­ nen Stellmotor. Ein Stromfluß durch die Antriebsspule 116 bewirkt ein Drehen der Dreharme 3a und 3b um die Achse 105 aufgrund elektromagnetischer Induktion.

Die stationäre optische Einheit 40 hat ein Lichtquellenmodul 7 ähnlich dem des ersten Ausführungsbeispiels. Die stationäre optische Einheit 40 hat außerdem ei­ nen Schaltspiegel 126 zum selektiven Einführen des Laserstrahls 13 von dem Lichtquellenmodul 7 in einen der Dreharme 3a und 3b. Wenn der Schaltspiegel 126 den Laserstrahl 13 nach oben reflektiert, gelangt dieser von dem Lichtquel­ lenmodul 7 in den oberen Dreharm 3a. Reflektiert der Schaltspiegel 126 den La­ serstrahl nach unten, gelangt dieser von dem Lichtquellenmodul 7 in den unteren Dreharm 3b. Der Mechanismus zum Antrieb des Schaltspiegels 126 wird später noch im Detail beschrieben.

Die Dreharme 3a und 3b haben an deren Drehachsen Richtspiegel 135a und 135b. Diese reflektieren den Laserstrahl (vom Schaltspiegel 126) in die Längs­ richtung des jeweiligen Dreharms 3a und 3b. Im oberen Dreharm 3a verläuft der Laserstrahl 13 durch die Zwischenabbildungslinsen 29 und 30, wird von dem Spiegel 31 nach unten hin auf die optische Schwebeeinheit 6a reflektiert und fällt auf die obere Fläche der optischen Speicherplatte 2a. In dem unteren Dreharm 3b verläuft der Laserstrahl 13 durch die Zwischenabbildungslinsen 29 und 30, wird von dem Spiegel 31 nach oben hin auf die optische Schwebeeinheit 6b reflektiert und fällt auf die untere Fläche der optischen Speicherplatte 2a.

Weil der Strahlengang des Laserstrahls 13 von dem Einführspiegel 126 zu dem Richtspiegel 135a (oder 135b) konzentrisch zur Drehachse 105 angeordnet ist, wird der Strahlengang des Laserstrahls 13 unabhängig von dem Drehwinkel des Dreharms 3a (oder 3b) in dessen Längsrichtung geleitet. Der Vorgang der Rück­ kehr des Laserstrahls 13 von der optischen Speicherplatte 2a zu dem Lichtquel­ lenmodul 7 ist ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.

Der Schaltspiegel 126 ist ein sogenannter Galvanospiegel. Durch Drehen des Schaltspiegels 126 wird der Einfallswinkel des Laserstrahls 13 auf die Objektiv­ linse 10a (oder 10b) so geändert, daß der Lichtpunkt auf der optischen Speicher­ platte 2a bewegt wird. Der Drehwinkel des Schaltspiegels 126 wird von einem Galvanospiegelstellsensor nachgewiesen, der in der Nähe des Schaltspiegels 126 angeordnet ist.

Im folgenden wird das Antriebssystem des Schaltspiegels 126 beschrieben. Fig. 12 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Anordnung zum Tragen und Drehen des Schaltspiegels 126. Wie dort gezeigt, ist der Schaltspiegel 126 an ei­ nem plattenförmigen drehbaren Halter 205 befestigt, der drehbar an einem Ge­ häuse 200 gelagert ist. Das Gehäuse 200 hat zwei Klammern 202 auf beiden Seiten des drehbaren Halters 205. Zwei Lagerstifte 203 sind an den Klammern 202 ausgebildet, zwischen denen der drehbare Halter 205 aufgenommen wird. Der drehbare Halter 205 hat zwei Aufnahmeelemente 208 an beiden Endseiten zum Aufnehmen der Lagerstifte 203. Die Lagerstifte 203 haben jeweils eine ko­ nisch geformte Spitze, die in einer Einbuchtung des Aufnahmeelementes 208 auf­ genommen wird.

Zwei halbkreisförmige Magnete 220 sind an beiden Endseiten des drehbaren Halters 205 angeordnet. Jeder Magnet 220 hat einen oberen und einen unteren Teil, die jeweils N-Pol und S-Pol sind. Die Magnete 220 sind weiterhin, wie in Fig. 13 gezeigt, radial magnetisiert. D.h. die magnetischen Flußlinien sind senkrecht zu den äußeren Flächen der Magnete 220. Das Gehäuse 200 hat eine gebogene Fläche 201, die den Magneten 220 zugewandt ist. Spulen 210 sind an beiden Endseiten der gebogenen Fläche 201 so angeordnet, daß sie den Magneten 220 jeweils zugewandt sind. Die Spulen 210 sind so gewickelt, daß sie rechtwinklig zu den magnetischen Flußlinien der Magnete 220 sind. Jede Spule 210 hat eine in­ nere und eine äußere Spule 212 und 214, in denen Strom unabhängig fließen kann.

Fig. 14A bis 14F zeigen das Drehen des Schaltspiegels 126, d. h. das Drehen des drehbaren Halters 205. Wenn kein Strom durch die innere und durch die äußere Spule 212 und 214 fließt, verbleibt der Schaltspiegel 126 in der neutralen Positi­ on, wie in Fig. 14A gezeigt. In diesem Zustand ist der Laserstrahl 13 (ausgehend von dem Lichtquellenmodul 7) rechtwinklig zu der Oberfläche des Schaltspiegels 126, wie in Fig. 15A gezeigt.

Um den Schaltspiegel 126 wie in Fig. 14B gezeigt nach oben zu richten, wird ein Strom durch die äußere Spule 212 (in Fig. 12 im Uhrzeigersinn) geschickt. Da­ durch wird der Magnet 220 wegen der elektromagnetischen Kraft zwischen die­ sem und der äußeren Spule 212 gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 14B gedreht.

Zum Anhalten der Drehbewegung des Schaltspiegels 126 an einer bestimmten Position sind zwei magnetisierte Elemente 232 und 234 in einem oberen und in einem unteren Bereich der gebogenen Fläche 201 (Fig. 12) angeordnet. Wie Fig. 14C zeigt, zieht der S-Pol des Magneten 220 das magnetisierte Element 234 so an, daß die Drehbewegung des Schaltspiegels 126 unterbrochen wird. Die Posi­ tion des unteren magnetisierten Elementes 234 ist derart bestimmt, daß der Schaltspiegel 126 so angehalten wird, daß er den Laserstrahl um 90° nach oben ablenkt, wie in Fig. 15B gezeigt. Dadurch gelangt der Laserstrahl 13 in den obe­ ren Dreharm 3a. In diesem Zustand kann der Schaltspiegel 126 durch einen Stromfluß durch die innere Spule 214 um ein kleines Stück gedreht werden, wie Fig. 14D zeigt. Dadurch wird der Einfallswinkel des Laserstrahls 13 auf der Ob­ jektivlinse 10a (oder 10b) (Fig. 11) derart geändert, daß der Lichtpunkt auf der optischen Platte 2a bewegt wird. Auf diese Weise wird die feine Spureinstellung durchgeführt. Der Drehwinkel des Schaltspiegels 126 wird mit einem nicht ge­ zeigten Sensor in der Nähe des Schaltspiegels 126 nachgewiesen.

Um den Schaltspiegel 126 nach unten zu richten, wie in Fig. 14E gezeigt, wird ein Strom durch die äußere Spule 212 entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 11 ge­ schickt. Dadurch wird der Magnet 220 wegen der elektromagnetischen Kraft zwi­ schen diesem und der äußeren Spule 212 zu einer Drehbewegung im Uhrzei­ gersinn in Fig. 14E veranlaßt. Wie Fig. 14F zeigt, zieht der N-Pol des Magneten 220 das magnetisierte Element 232 so an, daß die Drehbewegung des Schalt­ spiegels 126 unterbrochen wird. Die Position des oberen magnetisierten Elemen­ tes 232 ist derart vorbestimmt, daß der Schaltspiegel 126 in einer Position ange­ halten wird, in der er den Laserstrahl um 90° nach unten ablenkt. Dadurch gelangt der Laserstrahl in den unteren Dreharm 3b. In diesem Zustand kann der Schalt­ spiegel 126 durch einen Stromfluß durch die innere Spule 214 geringfügig ge­ dreht werden, womit eine feine Spureinstellung durchgeführt wird.

Nach dem zweiten Ausführungsbeispiel kann ein gemeinsames Lichtquellenmodul 7 für zwei Dreharme 3a und 3b verwendet werden. Damit werden die Dreharme 3a und 3b beleuchtet. Verglichen mit einem bekannten optischen Kopf, bei dem zwei Lichtquellenmodule an zwei Dreharmen befestigt sind, wird die Anzahl der optischen Elemente verringert.

Claims (19)

1. Optischer Kopf (1, 11, 100) für ein optisches Speicherplattenlaufwerk, bei dem eine optische Speicherplatte (2, 2a) drehbar gelagert ist, mit einer an einem feststehenden Teil des optischen Speicherplattenlaufwerks befestig­ ten stationären optischen Einheit (4, 40), die ein Lichtquellenmodul (7) zum Aussenden von Licht hat, mit einem über die optische Speicherplatte schwenkbaren Dreharm (3, 3a, 3b), der eine Objektivlinse (10, 10a, 10b) zum Bündeln von Licht auf die optische Speicherplatte (2, 2a) hat, und mit einem Lichteinführsystem zum Einführen des Lichtes von dem Lichtquel­ lenmodul (7) in den Dreharm (3, 3a, 3b) derart, daß der Strahlengang in dem Dreharm (3, 3a, 3b) liegt und daß das Licht die Objektivlinse (10, 10a, 10b) erreicht.

2. Optischer Kopf (1,1', 100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stationäre optische Einheit (4, 40) eine lichtaufnehmende Einheit (24) hat, die an der optischen Speicherplatte (2, 2a) reflektiertes zurückkehren­ des Licht empfängt.

3. Optischer Kopf (1, 1', 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Lichteinführsystem einen ersten Spiegel (26, 126) an der stationären optischen Einheit (4, 40) und einen zweiten Spiegel (35, 135a, 135b) an dem Dreharm (3, 3a, 3b) hat, daß der erste Spiegel (26, 126) Licht von dem Lichtquellenmodul (7) zu dem Dreharm (3, 3a, 3b) reflektiert, und daß der zweite Spiegel (35, 135a, 135b) Licht von dem ersten Spiegel (26, 126) zu der Objektivlinse (10, 10a, 10b) reflektiert.

4. Optischer Kopf (1, 1', 100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlengang zwischen dem ersten (26, 126) und dem zweiten Spiegel (35, 135a, 135b) konzentrisch zur Drehachse (5, 105) des Dreharms (3, 3a, 3b) angeordnet ist.

5. Optischer Kopf (1, 1', 100) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der erste Spiegel (26, 126) drehbar um eine Achse auf dessen re­ flektierender Oberfläche ist, und daß der Einfallswinkel auf die Objektivlinse (10, 10a, 10b) durch Drehen des ersten Spiegels (26, 126) so verändert wird, daß eine feine Spureinstellung durchgeführt wird.

6. Optischer Kopf (1, 1', 100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Zwischenabbildungslinsen (29, 30) an dem Dreharm (3, 3a, 3b) angeordnet sind, daß die Zwischenabbildungslinsen (29, 30) zwischen dem ersten Spiegel (26, 126) und der Objektivlinse (10, 10a, 10b) für eine zugeordnete Beziehung zwischen der Hauptachse der Objektivlinse (10, 10a, 10b) und der Drehachse des ersten Spiegels (26, 126) vorgesehen sind.

7. Optischer Kopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreharm (3) zwischen der stationären optischen Einheit (4) und der optischen Speicherplatte (2) angeordnet ist.

8. Optischer Kopf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Speicherplatte (22) und die stationäre optische Einheit (4) auf derselben Seite des Dreharms (3) angeordnet sind.

9. Optischer Kopf (1, 1', 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Dreharm (3, 3a, 3b) von einem Gehäuse (42, 42', 142) der stationären optischen Einheit (4, 40) getragen wird.

10. Optischer Kopf (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Dreharme (3a, 3b) vorgesehen sind, die gemein­ sam miteinander verschwenkbar sind, und daß das Lichteinführsystem so angeordnet ist, daß das Licht von dem Lichtquellenmodul (7) selektiv zu ei­ nem der Dreharme (3a, 3b) gerichtet werden kann.

11. Optischer Kopf (100) für ein optisches Speicherplattenlaufwerk, bei dem ei­ ne optische Speicherplatte drehbar gelagert ist, mit einer optischen Einheit (40) mit einem Lichtquellenmodul (7) zum Aussenden von Licht, mit minde­ stens zwei über die optische Speicherplatte (2a) schwenkbar angeordneten Dreharmen (3a, 3b), die jeweils eine Objektivlinse (10a, 10b) zum Bündeln von Licht auf die optische Speicherplatte (2a) haben, und mit einem Schalt­ system, das selektiv Licht von dem Lichtquellenmodul (7) in einen der Dreh­ arme (3a, 3b) derart einführt, daß der Strahlengang in dem Dreharm (3a, 3b) liegt, und daß das Licht dessen Objektivlinse (10a, 10b) erreicht.

12. Optischer Kopf (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame optische Einheit (40) an einem feststehenden Teil des opti­ schen Speicherplattenlaufwerks befestigt ist.

13. Optischer Kopf (100) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet daß die beiden Dreharme (3a, 3b) an einem gemeinsam verschwenkbaren Träger angeordnet sind.

14. Optischer Kopf (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die stationäre optische Einheit (40) zwischen den beiden Dreharmen (3a, 3b) angeordnet ist.

15. Optischer Kopf (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Lichtschaltsystem einen ersten Spiegel (126) an der optischen Einheit (40) und an den Dreharmen (3a, 3b) jeweils einen zweiten Spiegel (135a, 135b) hat, daß der erste Spiegel (126) das Licht von dem Lichtquellenmodul (7) zu einem der Dreharme (3a, 3b) reflektiert, und daß das von dem ersten Spiegel (126) reflektierte Licht von dem zweiten Spiegel (135a, 135b) jeweils in eine Richtung entlang der Längsrichtung des jeweiligen Dreharms (3a, 3b) reflektiert werden kann.

16. Optischer Kopf (100) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlengang zwischen dem ersten Spiegel (126) und dem zweiten Spiegel (135a, 135b) jeweils konzentrisch zur Drehachse (105) der Dreharme (3a, 3b) angeordnet ist.

17. Optischer Kopf (100) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswahl des Dreharms (3a, 3b) durch Ändern der Orientierung des ersten Spiegels (126) durchgeführt wird.

18. Optischer Kopf (100) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste Spiegel (126) drehbar um eine Achse auf sei­ ner Spiegelfläche ist, und daß der Einfallswinkel des Lichtes auf der Objek­ tivlinse (10a, 10b) durch ein Drehen des ersten Spiegels (126) so verändert wird, daß eine feine Spureinstellung durchgeführt wird.

19. Optischer Kopf (100) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder Dreharm (3a, 3b) mindestens zwei Zwischenabbil­ dungslinsen (29, 30) trägt, und daß die Zwischenabbildungslinsen (29, 30) für eine zugeordnete Beziehung zwischen der Hauptachse der Objektivlinse (10a, 10b) und der Drehachse des ersten Spiegels (126) zwischen diesem und der Objektivlinse (10a, 10b) jeweils angeordnet sind.