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Dokumentenidentifikation DE68928755T2 04.03.1999
EP-Veröffentlichungsnummer 0456661
Titel AKTUATOR EINHEIT FÜR OPTISCHE SPEICHERSYSTEME
Anmelder Laser Magnetic Storage International Co., Colorado Springs, Col., US;
Jansen, Gerardus Lucien M., Cascade, Col., US
Erfinder JANSEN, Gerardus, Lucien, Mathildus, Cascade, CO 80809, US;
GRASSENS, Leonardus, J., Chipita Park, CO 80809, US;
HOLLEN, Zdenek, T., N. Colorado Springs, CO 80917, US
Vertreter Peuckert, H., Dipl.-Ing., Pat.-Ass., 22335 Hamburg
DE-Aktenzeichen 68928755
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 11.11.1989
EP-Aktenzeichen 909020893
WO-Anmeldetag 11.11.1989
PCT-Aktenzeichen NL8900081
WO-Veröffentlichungsnummer 9107747
WO-Veröffentlichungsdatum 30.05.1991
EP-Offenlegungsdatum 21.11.1991
EP date of grant 22.07.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.03.1999
IPC-Hauptklasse G11B 7/08
IPC-Nebenklasse G11B 21/02   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Aktuatoreinheit zur Verwendung in einem optischen Informationsbearbeitungs-Speichersystem mit einem Aktuatorkörper, der ein Massenzentrum hat, mit einer Leitschiene zum Zusammenarbeiten mit dem Aktuatarkörper, und mit Fokussiermitteln zum Fokussieren eines ankommenden optischen Bündels, die eine Linse enthalten, die vom Massenzentrum in einer Richtung verschoben wird. Eine derartige Aktuatoreinheit ist aus US-A 4 570 249 bekannt. Eine ähnliche Einheit ist aus EP-A 0 287 235 bekannt.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zum Fokussieren eines optischen Bündels in einem Speichersystem, das einen Aktuator mit einem Massenzentrum sowie eine Schiene zum Zusammenarbeiten mit dem Aktuator und zum Fokussieren eines ankommenden optischen Bündels auf eine optische Scheibe unter Verwendung einer Linse enthält, die vom Massenzentrum in einer Richtung verschoben wird.

In optischen Speichersystemen zum Speichern und Auslesen von Informationen wird die Information auf eine Scheibe derart eingeschrieben, dass mit einem Laser eine Markierung oder Verformung auf der Scheibe angebracht wird. Zum Auslesen der Information aus der Scheibe wird ein Niederleistungs-Laserbündelauf einer Scheibe positioniert und fokussiert, und die Rückstrahlung von der Scheibe wird gelesen. Typisch wird zum Positionieren des Lasers an verschiedenen Stellen auf der Scheibe die Scheibe gedreht und es wird eine Radial-Aktuatoreinheit entlang einem Radius der Scheibe transliert.

Gleichartige Positioniereinheiten sind von Magnetspeichersystemen bekannt. Derartige Systeme unterscheiden sich wesentlich in dem Sinne, dass Information in einer Magnetform statt in einer optischen Form gespeichert wird. Typisch wird die Magnetscheibe gedreht und eine Einheit wird in einer radialen Richtung transliert. In wenigstens einigen Hinsichten unterscheiden sich Positionierverfahren für optische Scheiben. Typisch sind Bitabmessungen für optische Scheiben geringer und deswegen werden höhere Aktuatorbeantwortungsfrequenzen erfordert. Sowohl magnetische als auch optische Scheiben enthalten typisch Information in diskreten, spiraligen oder konzentrischen Spuren auf den Scheiben. Die Mehrzahl der optischen Scheiben haben Spiralspuren. Zum Lesen von Information an einer besonderen Stelle soll eine Einheit direkt ausgerichtet zum richtigen Spurenanteil positioniert sein. Die Scheibe wird auch so gedreht, dass die in der betreffenden Spur enthaltene Information auf die Aktuatoreinheit positioniert wird.

Die Spurbreite in einer typischen magnetische Floppy-Disc liegt in der Größenordnung von 200 um. Die Spur in einer magnetischen Harddisc hat eine typische Breite in der Größenordnung von 10 um. Optische Speicherplatten haben eine Spurbreite in der Größenordnung von 1,5 um. Dementsprechend ist die erforderliche radiale Positioniergenauigkeit für optische Speicherplattenträger zum Gewinnen einer richtigen Informationsauslesung größer als die erforderliche Genauigkeit für magnetische Speicherplattensysteme.

Es sind viele Wagenaktuatorgeräte für magnetische Speichersysteme bekannt. Zum Beispiel gibt es in US-A 4 012 778 die Beschreibung eines Linearaktuators, der mit Hilfe einer Antriebswelle und zwei Walzen magnetische Einheiten transliert. Jede Einheit wird auf zwei parallelen Leitschienen getragen.

In US-A 4 646 182 ist eine Wageneinheit für ein magnetisches Speicherplattengerät beschrieben. Dieses Gerät enthält einen Wagen, der auf zwei parallelen Leitstäben auf einigen Lagern fährt. Dabei gibt es ebenfalls ein elastisches Element zwischen dem Wagenlagermitteln, sodass bei Nichtparallelität der Stäbe Abweichungen durch elastische Verformung absorbiert werden können.

In US-A 4 427 905 ist eine Wageneinheit für ein magnetisches Datenspeichersystem beschrieben. Der Wagen fährt auf zwei parallelen Leitstäben und die Einheit ist derart entwickelt, dass die Gravitationsmitte der Wageneinheit nahezu fluchtet mit der Kraftmitte zum Translieren der Wageneinheit auf den Leitstäben.

Wie bereits erwähnt, sind die Leistungsanforderungen an Magnetsysteme weniger hoch als die an optische Systeme, da die Spurbreite und die Bitabmessungen in optischen Systemen wesentlich geringer sind. Daher sind für Magnetsysteme zulässige Werte der Aktuatoreinheit-Ungenauigkeit und ihrem Impulszittern zu hoch für optische Systeme. Wegen der kleineren Bitabmessung ist in einem optischen System eine viel höhere Spurnachführungsgenauigkeit erforderlich. Diese höhere Spurnachführungsgenau igkeit ist mit einer größeren Bandbreite (die Frequenz, bei der die Übertragungsfünktion gleich eins ist) in der Spurschleife erhältlich, d. h. das Rückkoppelsystem zum Positionieren des Aktuators in Bezug auf die Informationsspur in der Speicherplatte. Bekannte Einstufen-Spurfolgesysteme erreichten Bandbreiten bis zu etwa 500 Hz. Das vorliegende Gerät kann eine Bandbreite bis zu etwa 2 kHz und bis zu 3 kHz erreichen, wenn keine großen phasennegativen Resonanzen unterhalb 10 kHz auftreten.

Außerdem haben optische Systeme mehrere nicht auf Magnetsysteme bezogene Entwurfsanforderungen. Beispielsweise enthalten optische Systeme eine Linse auf dem Aktuator zum Fokussieren des Laserbündels auf die optische Speicherplatte. Weiterhin erfordern optische Systeme eine Einrichtung zum Verschieben der Linse zu ihrer Fokussieraufgabe. Aktuatoren in optischen Systemen müssen auch derart entwickelt sein, dass ein Lichtweg von einer Lichtquelle zur Linse möglich ist.

Manche optische Systeme enthalten Zweistufen-Radialverschiebungseinrichtungen zum Befördern einer Linse gegen eine Speicherplatte. Die erste Stufe steuert die großen, langsamen Bewegungen des Aktuators (sog. "grobe Spurnachführung") und die zweite Stufe steuert schnelle Feinbewegungen des Objektivs auf dem Aktuator (sog. "feine Spurnachführung"). Da diese Systeme hochgenau sein können, erfordern sie eine verhältnismäßig teure Herstellung und haben einen komplizierten Aufbau, da sie zwei getrennte Radialverschiebe-Einrichtungen enthalten.

Andere optische Systeme besitzen Einstufen-Radialbewegungen. Beispielsweise ist in US-A 4 443 721 eine Vorrichtung zum Translieren eines Objektivs beschrieben, in dem die Einheit auf zwei parallelen Leitstäben geleitet wird, die magnetisierbar sind und Teile des Ständerjochs bilden.

In US-A 4 545 046 ist eine optische Lesevorrichtung mit einem optoelektronischen System zum Umsetzen des reflektierten optischen Bündels in eine elektrische Modulation beschrieben, in der das optoelektronische System in Bezug auf die parallelen Leitstäbe, auf denen der Schlitten transliert wird, statisch positioniert ist.

In US-A 4 607 913 ist eine elektrodynamische Vorrichtung zum Translieren einer Linse in einem optischen Speichersystem beschrieben. Diese Vorrichtung enthält ein Paar von Radialantriebsspulen für den Schlitten sowie ein Paar von Radialantriebsspulen für das Objektiv, die derart bemessen sind, dass auf den Schlitten und auf das Objektiv Radialkräfte ausgeübt werden, die ihren jeweiligen Massen proportional sind.

Einige als magneto-optische Systeme bekannte optische Informationssysteme speichern magnetische Information auf einer Speicherplatte, die optisch beschrieben und ausgelesen werden kann. Solche Systeme enthalten typisch einen kräftigen Magneten zum Einschreiben magnetischer Information auf die Platte, die über der Fokussierlinse positioniert ist, die ein optisches Bundel auf die Speicherplatte fokussiert. Ein Problem mit derartigen Systeme ist es, dass dieser Magnet elektromagnetische Einrichtungen zum Fokussieren der Linse und zum Translieren des Aktuators stören kann.

Da Vorrichtungen zum Durchführen von Radialbewegungen einer Linse in optischen Speicherplattensystemen bekannt sind, bedarf es an stabileren Aktuatorwagen zum Ermöglichen von Hf-Verschiebung von Fokussierlinsen.

Größere Stabilität macht höhere Beschleunigung zum Verringern von Zugriffszeit und zum genaueren Positionieren möglich, sodass Einstuffensysteme verwendbar sind. Weiter bedarf es an Linsenpositioniereinrichtungen für optische Informationssysteme, die in magnetooptischen Systemen ohne wesentliche Störung in elektromagnetische Linsenfokussiersysteme verwendbar sind.

In US-A 4 570 249 ist ein optisches System mit einem Radialaktuator beschrieben, auf dem ein Fokussieraktuator befestigt ist. Der Radialaktuator enthält zwei Lagerkanäle, durch die sich zwei Gleitstäbe bewegen, und außerdem eine Spurnachführungsspule. Eine zusätzliche Inertialmasse ist auf der Spurnachführungsspule an der Seite gegenüber der Seite, auf der der Fokussieraktuator befestigt ist. Die Zusatzmasse schafft eine Gravitätsmitte des Verschiebungssystems, die in Bezug auf die Kraftmitte so aufgestellt ist, dass eine von der Kraft der Radialnachführungsspule erzeugte Neigungsbewegung auf dem Plattenpegel eine Bewegung in der Richtung von Translationsbewegung auslöst.

Eine Aktuatoreinheit zur Verwendung in einem Optikspeicherplatten- Informationsbearbeitungssystem mit einem Aktuatorkörper, der einen Schienenkanal definiert und ein Massenzentrum besitzt, mit einer Leitschiene, die durch den Schienenkanal hindurchführt, wobei die Leitschiene und der Schienenkanal einen mit der Bewegung des Aktuatorkörpers verknüpften Reibungskraftvektor definieren, mit Mitteln zum Fokussieren eines ankommenden Bündels auf eine optische Speicherplatte, wobei die Mittel eine Linse umfassen, die vom Massenzentrum in einer ersten Richtung verschoben wird, und mit Mitteln zum Ausüben einer Bewegungskraft auf den Aktuator körper entlang einer ersten Zeile nahezu parallel zum Schienenkanal, ist aus JP-A 61/168179 bekannt, wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben.

Die erfindungsgemäße Aktuatoreinheit mit einem Körper, der einen Schienenkanal definiert und ein Massenzentrum besitzt, mit einer Leitschiene, die durch den Schienenkanal hindurchführt, wobei die Leitschiene und der Schienenkanal einen mit Bewegungen des Aktuatorkörpers verknüpften Reibungskraftvektor definiert, mit Mitteln zum Fokussieren eines ankommenden optischen Bündels auf eine optische Speicherplatte, wobei die Mittel eine Linse enthalten, die vom Massenzentrum in einer ersten Richtung verschoben wird, und mit Mitteln zum Ausüben einer Bewegungskraft auf den Aktuatorkörper entlang einer ersten Zeile nahezu parallel zum Schienenkanal, wobei die erste Zeile im Wesentlichen mit dem Massenzentrum zusammenfällt oder vom Massenzentrum in einer ersten Richtung verschoben wird, ist durch die im Kernzeichen des Anspruchs 1 definierten Eigenschaften gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aktuatoreinheit ist durch die Eigenschaften nach dem Kennzeichen im Anspruch 2 gekennzeichnet.

In einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aktuatoreinheit enthält der Aktuatorkörper einen Aktuatorrahmen, der einen länglichen Schienenkanal definiert, einen optischen Kanal und innere Polräume. Das ungefähre Massenzentrum des Aktuatorkörpers befindet sich über (d. h. in einer Richtung zur Linse hin) dem mit Bewegungen des Aktuatorkörpers entlang der Leitschiene verknüpften Reibungsvektor: Der optische Kanal verläuft etwa parallel zum Schienenkanal und macht es einem optischen Bündel möglich, die Fokussiereinrichtung zu erreichen. Die inneren Polräume bieten Raum zum Aufnehmen innerer Polstücke durch eine Radialspule hindurch, die ein Bauteil einer Radialantriebseinrichtung und um den Aktuatorrahmen gewickelt ist.

Die Mittel zum Ausüben einer Bewegungskraft der erfindungsgemäßen Aktuatoreinheit umfassen eine Radialkraft auf den Aktuatorkörper. Der Radialkraftvektor fällt im Wesentlichen entweder mit dem Massenzentrum zusammen oder wird vom Massenzentrum in der Richtung der Fokussierlinse verschoben.

In einem Ausführungsbeispiel enthält eine Radialantriebseinheit eine Radialspule und eine Speisequelle zum Durchfließen der Spule mit einem Strom zum Erzeugen eines Magnetfelds. Die Radialkraft auf den Aktuatorkörper entsteht durch Wechselwirkung zwischen dem von der Radialspule erzeugten Magnetfeld und einem Magnetfeld aus statischen Dauermagneten, die an Außenpolstücke angeschlossen sind.

Innenpolstücke zum Bereiten eines Rückweges für den Magnetfluss befindet sich innerhalb der Radialspule und sind an die Außenpolstücke angeschlossen.

In einem Ausführungsbeispiel wird der Aktuatorkörper fast ganz auf der Schiene von an Enden des Schienenkanals befestigten Buchsen getragen. Zum Verhindern einer Drehung des Aktuatorkörpers um die Schiene wird eine geringe Drehkraft oder Vorbelastung auf den Aktuatorkörper ausgeübt, die eine Gleitfläche auf dem Aktuatorkörper entgegengesetzt ist und derart ausgeübt wird, dass zum Halten des Aktuatorkörpers in einer aufrechten Lage die Gleitfläche auf einer statischen Oberfläche ruht.

Weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einheit sind in den vom Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen definiert.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Verwendung eines Aktuators entsprechend dem Anspruch 1 zum radialen Positionieren des Aktuators in Bezug auf die optische Speicherplatte gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den vom Anspruch 17 abhängigen Ansprüchen definiert.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Aktuatorkörpers, der Radialspule und der Fokussiereinheit nach der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Geräts mit dem Aktuatorkörper, der Radialantriebseinheit, der Fokussiereinheit und einer Leitschiene mit Teilausschnitt zur Veranschaulichung der Biegefolie,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Gerät zur Veranschaulichung des Aktuatorkörpers und damit zusammenarbeitender Bauteile zum Verschieben auf der Schiene,

Fig. 4 einen Seiten-Querschnitt der Erfindung entlang der Linie 4-4 nach Fig. 2, in dem der auf der SChiene fahrende Aktuatorkörper veranschaulicht ist, und ein optisches Bündel an einem Spiegel reflektiert wird, die Linse durchquert und eine optische Speicherplatte erreicht,

Fig. 5 eine Vorderansicht des Aktuatorkörpers und die Kontaktierung des Gleitstiftes mit dem Innenpolstück,

Fig. 6A und 6B Bode-Kurven für die Radialübertragungsleistung einer Aktuatoreinheit nach der Erfindung, wenn der Aktuator aufrecht steht,

Fig. 7A und 7B Bode-Kurven für die Radialübertragungsleistung einer Aktuatoreinheit nach der Erfindung, wenn der Aktuator über 90º um eine horizontale Leitschiene gedreht wird,

Fig. 8A und 8B Bode-Kurven für die Radialübertragungsleistung einer Aktuatoreinheit nach der Erfindung, wenn der Aktuator auf dem Kopf steht,

Fig. 9 eine Explosiv-Zeichnung des Aktuatorkörpers, der Radialspule und der Fokussiereinheit nach der Erfindung.

Die Erfindung umfasst eine Linear-Aktuatoreinheit zur Verwendung in optischen Speichersystemen. Ein Aktuatorkörper ist für die Radialbewegung in Bezug auf eine drehende optische Speicherplatte vorgesehen. Eine Lichtquelle erzeugt ein Laserbündel, das an einem 45º-Winkelspiegel auf dem Aktuatorkörper durch eine Linse auf die optische Speicherplatte geworfen wird. Eine Fokussiereinheit fokussiert das Lichtbündel auf die optische Speicherplatte. Die Fokussiereinheit verschiebt die Linse gegen die optische Speicherplatte zum Fokussieren des Lichtbündels. Eine Radialantriebseinheit ist zum radialen Verschieben des Aktuatorkörpers in Bezug auf die optische Speicherplatte auf einer Leitschiene vorgesehen.

In Fig. 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es ist eine optische Quelle 20 vorgesehen, die ein optisches Bündel erzeugt, wie z. B. ein kollimiertes Laserbündel. Das Bündel wird einem Aktuatorkörper 22 zugeführt, der auf einer Leitschiene 24 fährt. Das optische Bündel verläuft nahezu parallel zur Leitschiene und wird in Bezug auf die Leitschiene 24 in Richtung der optischen Speicherplatte 26 verschoben, wie in Fig. 4 ersichtlich. Der Aktuatorkörper 32 wird von der Radialantriebseinheit 28 zum Verschieben über die Leitschiene 24 gezwungen. Auf diese Weise wird der Aktuatorkörper 22 in Bezug auf die optische Speicherplatte 26 zum Lesen oder Einschreiben verlangter Information an verschiedenen Stellen auf der Speicherplatte positioniert. Wie in Fig. 4 dargestellt, wird die Fokussiereinheit 30 mittels zwei paralleler Fokussier-Biegeelemente 31a und 31b am Aktuatorkörper 22 befestigt, und empfängt das Lichtbündel nach dem Zurückwerfen von einem Spiegel 32 nach einer Linse 34 als Teil der Fokussiereinheit in Richtung auf die optische Speicherplatte 26. In Fig. 1 ist ersichtlich, dass die Fokussiereinheit 30 ebenfalls eine Fokussierantriebseinheit 36 zum Positionieren der Linse 34 in Bezug auf die optische Speicherplatte 26 enthält. In Bezug auf Fig. 4 wird das Lichtbündel von der optischen Speicherplatte 26 nach dem Spiegel 32 reflektiert, der das Bündel im allgemeinen nach der optischen Quelle 20 zurückschickt, wo es mit Zusatzbauteilen, wie z. B. einem Strahlteiler (nicht dargestellt) in Wechselwikrung stehen kann, der das reflektierte Lichtbündel vom ankommenden Lichtbündel trennt. Das reflektierte Lichtbündel kann dann beispielsweise von einer (nicht dargestellten) Photodiode gemessen werden.

In Fig. 1 ist der Aktuatorkörper 22 mit weiteren Einzelheiten dargestellt. Der Aktuatorkörper 22 enthält einen Aktuatorrahmen 38, der einen Schienenkanal 40 definiert, einen optischen Kanal 42, und erste und zweite Innenpolstücklöcher 44a, 44b. Der Schienenkanal 40 ist ein länglicher derart konfigurierter Hohlraum, dass der Aktuatorrahmen 38 auf der Leitschiene 24 beispielsweise unter Verwendung der Buchsen 46a, 46b positionierbar ist, sodass er sich frei über die Schiene 24 bewegen kann. Die Schiene 24 hat vorzugsweise einen runden Querschnitt, kann jedoch davon abweichend konfiguriert sein, zum Beispiel mit einem Rechteck- oder Dreieckquerschnitt. Der Schienenkanal 40 ist vorzugsweise rund und im Durchmesser groß genug zum Ermöglichen der freien Bewegung des Aktuatorkörpers 22 auf der Schiene 24 ohne Kontakt zwischen dem Schienenkanal 40 und der Schiene 24. Es soll klar sein, dass der Schienenkanal 40 davon abweichend konfiguriert sein kann. Jedoch müssen andere Konfigurationen freie Radialbewegung des Aktuatorkörpers 22 erlauben.

Der Aktuatorrahmen 38 definiert einen optischen Kanal 42. Der optische Kanal 42 empfängt das von der optischen Quelle erzeugte optische Bündel. Dementsprechend sind der Aktuatorrahmen 38 und andere Bauteile der Erfindung derart positioniert, dass das optische Bündel freien Zutritt zum optischen Kanal 42 hat und keine Behinderung erfährt. Das von der optischen Quelle 20 erzeugte optische Bündel durchquert den optischen Kanal 42 und erreicht den Spiegel 32. Der optische Kanal 42 verläuft etwa parallel zum Schienenkanal 40 und wird vom Schienenkanal 40 in der Richtung der optischen Speicherplatte 26 und dementsprechend in Richtung auf die Linse 34 verschoben.

Der Aktuatorrahmen 38 definiert ebenfalls die Innenpolstücklöcher 44a und 44b. Wie in Fig. 1 dargestellt, liegen die Innenpolstücklöcher 44a und 44b symmetrisch auf dem Aktuatorrahmen an beiden Seiten des Schienenkanals 40. Der Aktuatorrahmen 38 definiert drei Seiten der Innenpolstücklöcher 44a und 44b. Die Radialspule 48 als Bauteil der Radialantriebseinheit 28 definiert die Außenseite der Innenpolstücklöcher 44a und 44b. Entsprechend der näheren Erläuterung weiter unten machen die Innenpolstücklöcher 44a und 44b die Positionierung der statischen Innenpolstücke 50a und 50b innerhalb der Radialspule 48. Die Innenpolstücke 50a und 50b sind Bauteile der Radialantriebseinheit 28.

In Fig. 1 und 4 sind Gleitbuchsen 46a und 46b dargestellt. Jede der Buchsen definiert eine ungefähr kreisförmige Öffnung, durch die die Leitschiene 24 positioniert wird. Die Buchsen 46a und 46b werden fluchtend mit dem Schienenkanal 40 am Aktuatorrahmen 38 befestigt. Die kleinste Durchmesserabmessung der Öffnungen in den Buchsen 46a, 46b ist kleiner als der Durchmesser des Leitschienenkanals 40. Auf diese Weise, wobei die Buchsen 46a und 46b am Aktuatorrahmen 38 befestigt sind und der Aktuator durch den Leitschienenkanal 40 auf der Leitschiene 24 positioniert ist, wird der Aktuatorrahmen 38 auf der Leitschiene 24 von den Buchsen 46a und 46b getragen. Dementsprechend entsteht die primäre Reibungskraft aus der Bewegung des Aktuatorkörpers 22 entlang der Schiene 24 beim Kontakt zwischen den Buchsen 46a, 46b und der SChiene 24. Der hier benutzte Begriff "Reibungsvektor" oder "Reibungskraftvektor" bezieht sich auf die räumliche Stelle der Reibungskraft und ist typisch die von den Kontaktpunkten zwischen den Buchsen 46a, 46b und der Schiene 24 definierte Linie.

Für größere Stabilität und Leistung des Aktuatorkörpers 22 und damit verknüpfter Bauteile auf hohen Frequenzen ist der vorliegende Apparat derart ausgelegt, dass das Massenzentrum des Aktuatorkörpers 22 und der damit verknüpften Bauteile entweder im Wesentlichen mit dem Reibungskraftvektor in Zusammenarbeit mit der Bewegung des Aktuatorkörpers 22 auf der Schiene 24 zusammenfällt oder darüber liegt (d. h. in der Richtung auf die Platte), d. h. das Massenzentrum ist beim Zusammenfallen nahe genug, um keinen zusätzlichen Verlust in Stabilität oder Leistung heranzuführen, wenn das Massenzentrum unterhalb dem Reibungskraftvektor liegt.

Die Buchsen 46a, 46b sind mit dem Aktuatorrahmen 38 verklebt. Jedoch können die Buchsen auch mit den anderen Mitteln nach dem Stand der Technik befestigt werden. Beispielsweise wie in Fig. 9 dargestellt sind mehrere Bauteile der Erfindung mittels Befestigungsstifte 52 zusammengefügt.

Auch sind obere und untere Fokussierbiegeelemente 31a und 31b zm Aktuatorkörper 22 befestigt. Die Fokussierbiegeelemente 31a und 31b sind am Aktua torrahmen 38 befestigt und tragen die Linsenfassung 54 der Fokussiereinheit 30. Die Fokussierbiegeelemente 31a und 31b sind Blattfedern, die die Linsenfassung 54 an ihrer Ober- und Unterseite unterstützen. Das untere Fokussierbiegeelement 31a befindet sich unterhalb des Schienenkanals 40 und unterstützt die Unterseite der Linsenfassung 54. Das obere Fokussierbiegeelement 31b befindet sich über dem optischen Kanal 42 und unterstützt die Oberseite der Linsenfassung 54. Die Fokussierbiegeelemente 31a und 31b verlaufen etwa parallel zueinander.

Anordnen der Fokussierbiegeelemente 31a und 31b über unde unter dem optischen Kanal 42 ermöglicht die Positionierung des Massenzentrums des Aktuatorkörpers 22 und der damit verknüpften Bauteile weit niedriger als in früheren Systemen. Dieser Entwurf bietet ein niedrigeres Massenzentrum wenigstens zum Teil, da die Fokussierantriebseinheit 36 unterhalb des optischen Kanals 42 angeordnet werden kann.

So auch sind in Fig. 9 Dämpfungsbandstücke 55a und 55b auf den Fokussierbiegeelementen 31a und 31b dargestellt. Die Dämpfungsbandstücke sind flexible Bandstücke, die an den Fokussierbiegeelementen 31a und 31b haften und zum Überprüfen oder Dämpfen federartiger Bewegungen der Biegeelemente 31a und 31b dienen.

In Fig. 1 ist ein Flexfolienträger 56 dargestellt. Der Flexfolienträger 56 ist am Aktuatorrahmen 38 außerhalb der Radialspule 48 befestigt, die den größten Teil des Aktuatorrahmens 38 umgibt. In Fig. 2 ist eine Flexfolie 58 zum Versorgen mit elektrischen Strom zur Radialspule 48 und zur Fokussiereinheit 30 aus einer nicht dargestellten Stromquelle vorgesehen. In Fig. 3 und 5 sind Radialspulen-Endstifte 59a und 59b sowie Fokussierspulen-Endstifte 61a und 61b vorgesehen. Jedes Ende der Radial- und Fokussierspulen ist an einem Endstift befestigt. Die Flexfolie 58 ist mit den Endstiften elektrisch verbunden, zum Beispiel mittels Lötverbindungen (nicht dargestellt). In die Spulen hineinfließender Strom durchfließt einen Endstift, die Spule, den anderen Endstift und kehrt über die Flexfolie 58 zur Stromquelle zurück. Die Flexfolie 58 besteht aus elektrisch leitendem Material und ist an einem ersten Ende 58b mit der statischen Stromquelle elektrisch verbunden. Ein zweiter Anteil 58a der Flexfolie ist am Flexfolienträger 56 befestigt und bewegt sich in einer radialen Richtung zum Aktuatorkörper 22. Zum Ermöglichen einer derartigen Bewegung besteht die Flexfolie 58 aus einem flexiblen Werkstoff genügender Länge zum Aufnehmen eines ganzen Radialstreifens des Aktuatorkörpers 22. Elektrischer Strom kann auch auf andere Weise als über die Flexfolie 58 der Radialspule 48 zugeleitet werden. Beispielsweise können nicht dargestellte flexible Drähte zum Leiten des Stromes zur Radialspule hin und zurück verwendet werden.

In Fig. 5 ist eine Gleitfläche 60 am Aktuatorrahmen 38 befestigt oder darin ausgebildet und innerhalb eines der Innenpolstücklöcher 44a und 44b angeordnet. Im Betrieb der Erfindung wird eine Vorspannung auf den Aktuatorkörper 22 (nach der Beschreibung weiter unten) angebracht, die eine geringe Rotationskraft auf die Leitschiene 24 ausübt. Beispielsweise ist in Fig. 5 eine Drehung im Uhrzeigersinn um die Schiene 40 mit einer Pfeilspitze 61 angegeben. Die Vorspannung bewirkt die Drehung des Aktuatorkörpers 22 so, dass die Leitfläche 60 mit einem Innenpolstück 50a im Kontakt steht, wie in Fig. 5 dargestellt. In Fig. 5 wird die Vorspannung durch einen federartigen Druck der Flexfolie 58 angebracht. Während fast das ganze Gewicht des Aktuatorkörpers 22 und der damit verknüpften Bauteile auf die Buchsen 46a und 46b drückt, die mit der Leitschiene 24 im Kontakt stehen, steht auf diese Weise die Leitfläche 60 mit dem Innenpolstück 50b zum Halten des Aktuatorkörpers 22 in einer aufrechten zentrierten Position auf der Leitschiene 24 im Kontakt. Es soll jedoch klar sein, dass die Leitfläche 60 mit anderen Flächen auf andere Weise als mit einem Innenpolstück 50a, 50b im Kontakt stehen kann. Beispielsweise ist es möglich, dass die Leitfläche 60 sich unter dem Aktuatorkörper 22 befindet und sich in einen Schlitz in der Basis des Trägers für die Aktuatoreinheit hinein (nicht dargestellt) erstreckt.

Die Radialantriebseinheit 28 nach der Erfindung enthält die ersten und zweiten Innenpolstücke 50a, 50b, die ersten und zweiten Außenpolstücke 62a, 62b, die ersten und zweiten Dauermagneten 64a, 64b und die Radialspule 48. Die Radialantriebseinheit 28 ist in Fig. 2 dargestellt. Die Magneten 64a, 64b, die Innenpolstücke 50a, 50b und die Außenpolstücke 62a, 62b arbeiten an beiden Seiten des Aktuatorkörpers auf symmetrische Weise; jedoch ist für die Beschreibung nur eine Gruppe dieser Bauteile erwähnt. In Fig. 2 befindet sich das Innenpolstück 50a im Innenpolstückloch 44a. Das Außenpolstück 62a ist ein längliches U-förmiges Element, das mit beiden Enden des Innenpolstücks 50a an den beiden oberen Teilen des U im Kontakt steht. Der längliche Bodenanteil des U verläuft etwa parallel zum Innenpolstück 50a und liegt außerhalb des Innenpolstücklochs 44a. Der Magnet 64a hat eine längliche Form und ist am länglichen Bodenanteil des U des Außenpolstücks 62a auf der Oberfläche des U befestigt, der nach dem Innenpolstück 50a hin aufgeht. Der Magnet 64b erzeugt einen Magnetfluss in einem Luftspalt 65a zwischen dem Innenpolstück 50a und dem Außenpolstück 62a. Dieser Magnetfluss kehrt durch den Innenpolstück 50a zum Magneten 64a zurück, zum Außenpolstück 62a zur Rückseite des Magneten 64a. Die Länge der Magneten 64a, 64b, der Innenpolstücke 50a, 50b und der Außenpolstücke 62a, 62b muss wenigstens den Wert des Radialabstandes haben, den der Aktuatorkörper 22 zum Umfassen des ganzen Radialabstands der auslesbaren und einschreibbaren Anteile der optischen Platte 26 zurücklegen muss.

Die Magneten 64a, 64b erzeugen kräftige Magnetfelder in jedem der Luftspalte 65a, 65b zwischen den Innenpolstücken 50a, 50b und den Magneten 64a, 64b. Auf dem Prinzip der Lorentz-Kräfte, wenn die Aktuator-Radialspule 48 in diesen Luftspalten 65a, 65b einen Strom führt, erfährt die Spule 48 eine Kraft aus der Wechselwirkung zwischen den Magnetfeldern aus den Magneten 64a und 64b und einem durch elektromagnetische Induktion durch die Spule 48 erzeugten Magnetfeld. Durch richtige Orientierung der Magnetfelder verläuft die Kraft auf die Spule 48 in der radialen Richtung entlang der Schiene 24. Auf diese Weise wird der Aktuatorkörper 22 auf der Leitschiene 24 zum Radialpositionieren verschoben. Insbesondere können unter Verwendung bekannter elektromagnetischer Entwurfsprinzipien die Form, die Orientierung und die Art der Magneten 64a, 64b, der Polstücke 50a, 50b, 62a, 62b und der Spule 48 zum Bestimmen einer gewünschten Stelle und Orientierung des Kraftvektors gewählt werden. Änderung der Größe oder der Richtung des Stromes in der Spule 48 und daher der Größe oder Polarität des in der Spule 48 erzeugten Magnetfelds ergibt eine Änderung der auf den Aktuatorkörper 22 ausgeübten Kraft. Durch Steuerung der Größe und der Richtung der auf den Aktuatorkörper 22 ausgeübten Kraft kann der Körper 22 in beiden Richtungen auf der Schiene 24 beschleunigt oder verlangsamt werden.

Die Radialaktuatoreinheit 28 nach der Erfindung ist derart aufgebaut, dass die auf den Aktuatorkörper ausgeübte Kraft definiert einen resultierenden Radialkraftvektor, der entweder im Wesentlichen mit mit dem Massenzentrum des Aktuatorkörpers 22 und der damit verknüpften Bauteile zusammenfällt oder vom Massenzentrum aus in derselben Richtung verschoben wird, sodass die Linse 34 vom Massenzentrum aus verschoben wird, jedoch nicht weiter als die Verschiebung der Linse 34, d. h. das Massenzentrum liegt zum Zusammenfallen nahe genug, sodass kein wesentlicher Verlust in Stabilität oder Leistung aus dem Radialkraftvektor beim Verschieben vom Massen zentrum aus in einer anderen Richtung als zur Linse 34 hin auftritt. Diese Konfigurationen bieten der Einheit bei hohen Frequenzen eine bessere Stabilität nach der Beschreibung unten. Die Position des Radialkraftvektors wird durch die relativen Positionen der Radialspule 48 und der statischen Magneten 64a und 64b bestimmt. Der von der Radialantriebseinheit 28 erzeugte Radialkraftvektor geht durch einen nahezu mit der Mitte der Radialspule 48 zusammenfallenden Punkt, wenn die Magneten 64a, 64b in Bezug auf die Radialspule 48 symmetrisch angeordnet sind.

In Fig. 4 enthält die erfindungsgemäße Fokussiereinheit eine Fokussierantriebseinheit 36, eine Linse 34 sowie eine Linsenfassung 54. Der Spiegel 32 ist fest auf dem Aktuatorkörper 22 angebracht und in Bezug auf den Aktuatorkörper 22 fluchtend mit dem optische Kanal positioniert. Auf diese Weise empfängt der Spiegel 32 das in der optischen Quelle 20 erzeugte optische Bündel und wirft es auf die Linse 34 der Fokussiereinheit zurück. Der Spiegel ist unter einem 45º-Winkel zum optischen Kanal angeordnet, sodass das ankommende optische parallel zum optischen Kanal 42 und zur Leitschiene 24 verlaufende Bündel unter einem 90º-Winkel auf die optische Speicherplatte 26 und weg vom Schienenkanal 40 zurückgeworfen wird. In einer derartigen Konfiguration reflektiert der Spiegel 32 das optische Bündel auf die optische Speicherplatte 26, ungeachtet der Lage des Aktuatorkörpers 22 auf der Leitschiene 24.

Die Linsenfassung 54 ist mit den Fokussierflexverbindungen 31a, 31b ebenfalls am Aktuatorkörper 22 befestigt. Jedoch bewegt sich die Linsenfassung in Bezug auf den Aktuatorkörper in einer Richtung senkrecht zur Radialbewegung des Aktuatorkörpers 22 auf der Leitschiene 24. Diese Bewegungsrichtung der Linsenfassung 34 verläuft etwa parallel zur Richtung des am Spiegel 32 auf die optische Speicherplatte 26 zurückgeworfenen optischen Bündels.

Die Linsenfassung 54 dient zum Festhalten der Linse 34 in einer derartigen Position, dass das am Spiegel 32 reflektierte optische Bündel durch die Linse 34 geworfen wird. Während der Bewegung der Linsenfassung 54 wird die Linse 34 dementsprechend von der Bewegung der Linsenfassung 54 positioniert. Diese Bewegung verläuft senkrecht zum Radialrichtung der Bewegung des Aktuatorkörpers 22 auf der Leitschiene 24 in der Richtung der optischen Speicherplatte 26.

In Fig. 1 enthält die Fokussierantriebseinheit 36 erste, zweite und dritte Fokussiermagneten 66a, 66b, 66c und eine Fokussierspule 68. Die Fokussiermagneten 66a, 66b, 66c sind auf dem Aktuatorkörper 22 fest angebracht und erzeugen ein in einer Richtung etwa senkrecht zur Radialbewegungsrichtung des Aktuatorkörpers 22 auf der Leitschiene 24 orientiertes Magnetfeld, d. h. in der Richtung der optischen Speicherplatte 26. Die Fokussierspule 68 ist auf der Linsenfassung 54 fest angebracht und elektrische Induktion infolge eines Stromflusses durch die Fokussierspule 68 erzeugt ein Magnetfeld. Dementsprechend wird eine elektrische Verbindung zwischen der Flexfolie 58 und der Fokussierspule 68 hergestellt. Die Flexfolie 58 führt somit zwei Ströme: einen Radialstrom und einen Fokussierstrom. Sowohl der Radialstrom als auch der Fokussierstrom werden von Anordnungen versorgt, die mit bekannten Verfahren nach dem Stand der Technik Fokussier- und Spurnachführungssignale erzeugen. Durch Änderung des Stromes durch die Fokussierspule 68 können die Richtung und die Größe des von der Fokussierspule 68 erzeugten Magnetfelds geändert werden. Auf diese Weise wird die Wechselwirkung zwischen den Magnetfeldern der Fokussierspule 68 und den Fokussiermagneten 66a, 66b und 66c zum Beeinflussen der Bewegung der Linsenfassung 54 zum Fokussieren des optischen Bündels auf die optische Speicherplatte 26 geändert.

Die Fokussierantriebseinheit des bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels enthält Fokussiermagneten, die am Aktuatorkörper und an einer Fokussierspule auf der Linsenfassung befestigt werden, die in Bezug auf den Aktuatorkörper beweglich ist. Es soll jedoch klar sein, dass weitere Entwürfe innerhalb des Rahmens der Erfindung fallen. Zum Beispiel kann bei der Fokussierantriebseinheit auf andere Weise die Fokussierspule am Aktuatorkörper befestigt werden, wobei die Fokussiermagneten auf der Linsenfassung angebracht werden. In einem derartigen Ausführungsbeispiel bewegen sich die Fokussiermagneten in Bezug auf den Aktuatorkörper während des Fokussiervorgangs.

Nach obiger Beschreibung wirkt sich die gewichtstragende Primarkraft des Aktuatorkörpers 22 und der damit verknüpften Bauteile auf die Buchsen 46a, 46b aus, die sich auf der Leitschiene 24 bewegen. Eine Vorspannkraft wird auf den Aktuatorkörper 22 angesetzt, um eine geringe Drehkraft auf den Aktuatorkörper 22 auf der Schiene 24 auszuüben, wie mit der Pfeilspitze 61 in Fig. 5 angegeben. Diese Kraft ist der Leitfläche 60 entgegengesetzt, die auf einem Innenpolstück 50a angebracht ist. Die Vorspannkraft braucht nur so stark zu sein, dass sie im Wesentlichen den Kontakt zwischen der Leitfläche 60 und der Fläche aufrechterhält, die mit der Leitfläche 60 in Kontakt steht. Wenn die Vorspannkraft zu stark ist, bewirkt die vom Kontakt zwischen der Leitfläche 60 und der Fläche erzeugte Reibung die Bewegung des Aktuatorkörpers 22 auf der Leitschiene 24. In einem Ausführungsbeispiel wird die Vorspannung durch asymmetrisches Positionieren der Fokussiermagneten 66a, 66b, 66c auf dem Aktuatorkörper 22 (in der Zeichnung nicht dargestellt). Auf diese Weise ist die magnetische Wechselwirkung zwischen den Fokussiermagneten 66a, 66b, 66c und den von den Dauermagneten 64a, 64b erzeugten Magnetfeldern nicht auf dem Aktuatorkörper 22 zentriert. Dementsprechend übt die magnetische Wechselwirkung eine Drehkraft auf den Aktuatorkörper 22 auf der Leitschiene 24 aus.

Die Erzeugung einer Vorspannung lässt sich auch auf andere Weisen erreichen. Zum Beispiel kann statt asymmetrischer Fokussiermagneten ein Zusatzmagnet oder ein zusätzlicher Eisenteil an einer derartigen Stelle auf dem Aktuatorkörper 22 angeordnet werden, dass der Zusatzmagnet oder der Eisenteil in Bezug auf das Massenzentrum des Aktuatorkörpers 22 und der damit verknüpften Bauteile asymmetrisch angeordnet ist. Diese Ausführungsbeispiele ändern das Gleichgewicht der auf den Aktuatorkörper 22 ausgeübten Magnetkräfte derart, dass sich eine geringe Netto- Drehkraft ergibt. Auf andere Weise kann eine Vorspannung durch einen federartoigen Druck der Flecfolie 58 bei ihrem Kontakt mit dem Flexfolienträger 56 auf den Aktuatorkörper 22 ausgübt werden. Die Flexfolie 58 besteht aus einem federnden oder federartigen Material, und sie befindet sich in der Position nach Fig. 2 in einem Spannungszustand, wodurch der Flexfolienträger 56 in einer von der Flexfolie 58 abgewandten Richtung gezwungen wird.

Die Zeichnung stellt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel dar, in dem der Aktuatorkörper 22 auf der Leitschiene 24 in einer aufrechten Lage steht, sodass ein ankommendes optisches Bündel aufwärts auf eine optische Speicherplatte 26 gelenkt wird. Es soll klar sein, dass sich die Erfindung auch auf einen Aktuatorkörper 22 beziehen kann, der in Bezug auf die Schiene 24 anders angeordnet sein kann. Zum Beispiel kann der Aktuatorkörper 22 in einer Anordnung mit einer unterhalb der Schiene 24 angebrachten optischen Speicherplatte 26 auf dem Kopf stehen. Auf andere Weise kann der Aktuator halbwegs zwischen den beiden oben beschriebenen Positionen angeordnet werden. In dieser Lage befindet sich die optische Speicherplatte 26 an einer Seite des Aktuatorkörpers 22.

Nach obiger Beschreibung dient ein Objektiv optischer Speicherplatteneinrichtungen zum Erzeugen hoher Frequenzen der Aktuatoreinheitbewegung zum Gewinnen von Informationen in einer kürzeren Zeit als bei Verwendung niedrigere Frequenzen möglich ist. Eine anerkannte Messung der Fähigkeit des Aktuators in einer Einrichtung zum Erzeugen hochfrquenter Bewegung ist die mit der Übertragungsfunktion des Aktuators verknüpfte Bandbreite. Die Bandbreite eines Aktuators beschränkt sich auf das Auftreten phasennegativer Resonanzen. Frühere bekannte Einrichtungen erzielten nur Bandbreiten bis zu etwa 500 Hz. Aktuatoreinheiten nach den oben beschriebenen Prinzipien können Radialübertragungsbandbreiten von mehr als 500 Hz erreichen, vorzugsweise von mehr als 1 kHz, und meist bevorzugt gleich etwa 2 kHz. Wenn keine großen phasennegativen Resonanzen unter 10 kHz auftreten, kann eine Bandbreite etwa gleich 3 kHz erhalten werden. Über einer Frequenz von 10 kHz können wegen beschränkter radialer Steifheit zwischen der Linsenfassung und dem Aktuatorkörper bei Verwendung bekannter und verfügbarer Werkstoffe keine Radialkräfte auf die Linsenfassung übertragen werden. Radiale Steifheit wird wenigstens teilweise von der radialen Steifheit der Fokussierflexverbindungen, von der Steifheit der Klebverbindungen der Fokussierfelxverbindungen an der Linsenfassung und am Aktuatorkörper, und möglicherweise von einigen strukturellen Teilen des Aktuatorkörpers bestimmt. Dementsprechend wäre es möglich, die Bandbreite über 3 kHz hinaus durch Verbesserung der Steifheit der erwähnten Bauteile zu erweitern.

Bei einer Frequenz von etwa 2 kHz treten in der oben beschriebenen Anordnung Resonanzen auf, die durchweg phasenpositiv sind. Diese Resonanzen hängen mit dem Lagersystem zusammen, in dem Reibungskräfte auf den Aktuator einwirken. Wenn die Reibungskräfte über dem Massenzentrum auf den Aktuator einwirken, bewirken diese Kräfte eine negative Phasenverschiebung bei diesen lagerungsverknüpften Resonanzen von etwa 2 kHz. Wenn die Reibungskräfte auf den Aktuator im wesentlich zusammenfallen mit dem Massenzentrum, sind diese Resonanzen phasenpositiv. Phasenpositive Resonanzen verursachen keine Instabilität in der Spurschleife, und es kann eine Bandbreite bis zu etwa 3 kHz erhalten werden. Dazu umfasst diese Erfindung derartige Einrichtungen und Verfahren, dass die Reibungskräfte im Wesentlichen über dem Massenzentrum nicht auf den Aktuator einwirken.

Eine entsprechend der obigen Beschreibung angeordnete Linearaktuatoreinheit bietet Vorteile für optische Informationssysteme und hat einen einfachen Entwurf, der Konstruktionskosten minimisiert. Durch die Verwendung einer einfachen Schiene werden mit Zweischienensystemen verknüpfte Probleme wie Festklemmen oder Zittern des Aktuators bei hohen Frequenzen vermieden. Dieser Entwurf ist gut ausgewuchtet und hochstabil. Dementsprechend kann er sowohl hohe Radial- und Fokussierbeschleunigungen als auch hohe Frequenzen aushalten. Niedrigere Bandbreiten können erhalten werden, die bessere Beatnwortungszeiten für Fokussier- und Radialbewegungen möglich machen.

Die Aktuatoreinheit ist ebenfalls nützlich in magnetooptischen Systemen ohne Störungen mit der Fokussier- und Radialeinheit. Die Magnetbauteile der Fokussiereinheit befinden sich in der Nähe des weitest von der Informationsfläche entfernten Linsenfassunganteils. Dementsprechend wird die Anfälligkeit von Magnetstörungen aus dem Magnet für Schreibinformation auf der Speicherplatte reduziert.

In Fig. 6, 7 und 8 sind Bode-Kurven für die Radialleistung einer erfindungsgemäßen und in Fig. 1 ... 5 angegebenen Aktuatoreinheit dargestellt. Bode-Kurven sind graphische Paare, die die Radialfrequenzbeantwortung eines Systems veranschaulichen. Eine graphische Darstellung jedes Paares 6A, 7A, 8A eine Kurve der Frequenz gegen das Verhältnis der Änderungen in der Ausgangs- zum Eingangssignalgröße (in dB angegeben), und die andere graphische Darstellung jedes Paares 6B, 7B, 8B ist eine Kurve der Frequenz gegen die Phasenverschiebung zwischen Eingangs- und Ausgangssignalen.

In Fig. 6 sind die Bode-Kurven zum Betrieb der Aktuatoreinheit auf einer horizontalen Achse dargestellt, wobei in dieser Position eine optische Speicherplatte über dem Aktuator angeordnet wird. In Fig. 7 sind die Bode-Kurven zum Betrieb der Aktuatoreinheit auf einer horizontalen Achse dargestellt, wobei die Aktuatoreinheit über etwa 90º aus der Position nach Fig. 6 weggedreht wird. Fig. 8 zeigt Bode-Kurven zum Betrieb der Aktuatoreinheit auf einer horizontalen Achse, wobei in dieser Position eine optische Speicherplatte unter dem Aktuator angeordnet wird.

Aus der Übertragungsfunktion des vorliegenden Geräts ist es klar, dass, wie in Fig. 6 ... 8 angegeben, einen Bandbreite von wenigstens etwa 2 kHz verwirklicht wird. Wenn die Phasenverschiebung der Übertragungsfunktion positiv gehalten wird, lässt sich eine Bandbreite von etwa 3 kHz verwirklichen. Wie aus Fig. 6 ... 8 ersichtlich, beeinflusst Betrieb des Aktuators an verschiedenen Stellen nicht wesentlich die Leistung der Anordnung.

Während verschiedene erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben wurden, wird es klar sein, dass Abwandlungen und Anpassungen dieser Ausführungsbeispiele dem Fachmann bekannt sein werden. Jedoch sei nachdrücklich erwähnt, dass derartige Abwandlungen und Anpassungen im Rahmen der Erfindung fallen, wie in den folgenden Ansprüchen näher erläutert.


Anspruch[de]

1. Aktuatoreinheit zur Verwendung in einem optischen Informationsbearbeitungs-Speichersystem mit:

- einem Aktuatorkörper (22), der einen Schienenkanal (40) definiert und ein Massenzentrum hat,

- einer Leitschiene (24), die durch den Schienenkanal geht, wobei die Leitschiene und der Schienenkanal einen mit der Bewegung des Aktuatorkörpers verknüpften Reibungskraftvektor definieren,

- Fokussiermitteln zum Fokussieren eines ankommenden optischen Bündels auf eine optische Speicherplatte, und diese Mittel eine Linse (34) enthalten, die vom Massenzentrum in einer Richtung verschoben wird, und

- Mitteln zum Ansetzen einer Bewegungskraft auf den Aktuatorkörper entlang einer ersten Linie nahezu parallel zum Schienenkanal, wobei die erste Linie im Wesentlichen mit dem Massenzentrum zusammenfällt oder vom Massenzentrum aus in der ersten Richtung verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenzentrum im Wesentlichen mit dem Reibungskraftvektor zusammenfällt oder davon in der ersten Richtung verschoben wird.

2. Aktuatoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenzentrum vom Reibungskraftvektor um einen ersten Abstand in der ersten Richtung verschoben wird, und die erste Linie vom Reibungskraftvektor um einen zweiten Abstand in der ersten Richtung verschoben wird, wobei der zweite Abstand größer ist als der erste Abstand.

3. Aktuatoreinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Ansetzen einer Bewegungskraft eine Radialspule (48) enthält, die ein Zentrum definiert und um den Aktuatorkörper (22) gewickelt ist, sodass das Zentrum der Radialspule im Wesentlichen mit der ersten Linie fluchtet.

4. Aktuatoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuatorkörper (22) erste und zweite Innenpollöcher (44a, 44b) an gegenüberliegenden Seiten des Schienenkanals (40) definiert, wobei die Mittel zum Ansetzen einer Bewe gungskraft erste und zweite statische Innenpolstücke (50a, 50b), erste und zweite statische Außenpolstücke (62a, 62b) sowie erste und zweite statische Dauermagneten (64a, 64b) enthält, die ersten und zweiten Innenpolstücke durch die ersten bzw. zweiten Innenpollöcher angeordnet werden, die ersten und zweiten Außenpolstücke mit den ersten bzw. zweiten Innenpolstücken verbunden sind, die ersten und zweiten Außenpolstücke außerhalb der Innenpolstücklöcher angeordnet sind, die ersten und zweiten Dauermagneten mit den ersten und zweiten Außenpolstücken im Kontakt stehen, die sich zwischen den ersten und zweiten Außenpolstücken und dem Aktuatorkörper befinden und in Bezug auf die Radialspule (48) symmetrisch angeordnet sind.

5. Aktuatoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoreinheit Mittel zum Verhindern der Drehung des Körpers um die Leitschiene (24) enthält.

6. Aktuatoreinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Verhindern der Drehung Mittel zum Ausüben einer Einichtungs-Drehkraft um die Leitschiene (24) auf den Aktuatorkörper (22) sowie Mittel zum Gegenwirken der Drehkraft enthalten.

7. Aktuatoreinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Ausüben einer Einrichtungs-Drehkraft einen Magneten (66a, 66b, 66c) enthält, der in Bezug auf das Massenzentrum asymmetrisch auf dem Aktuatorkörper (22) angeordnet ist.

8. Aktuatoreinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Ausüben einer Einrichtungs-Drehkraft eine federartige Flexfolie (58) enthält.

9. Aktuatoreinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Ausüben einer Einrichtungs-Drehkraft ein in Bezug auf das Massenzentrum asymmetrisch auf dem Aktuatorkörper angeordnetes Eisenstück enthält.

10. Aktuatoreinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Gegenwirken eine Leitfläche (60) zum Kontaktieren einer statischen Fläche enthalten.

11. Aktuatoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussiermittel zwei Fokussierträger enthält, wobei der Aktuatorkörper (22) einen optischen Kanal (42) zum Durchlassen des optischen Bündels enthält, und die Schienen- und Optikkanäle (40, 42) sich zwischen den Fokussierträgern befinden.

12. Aktuatoreinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schienen- und Optikkanäle parallel zueinander verlaufen und durch die Radialspule (48) gehen.

13. Aktuatoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fokussiermittel eine Fokussierspule (68) und wenigstens einen Fokussiermagneten (66a, 66b, 66c) enthalten, wobei die Fokussierspule und der Fokussiermagnet vom Massenzentrum in einer Richtung nahezu entgegen der Richtung verschoben werden.

14. Aktuatoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuatorkörper (22) einen Radialübertragungs-Frequenzbandbreite von wenigstens etwa 500 Hz hat.

15. Aktuatoreinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialübertragungs-Frequenzbandbreite wenigstens etwa gleich 2 kHz ist.

16. Aktuatoreinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Bewegung der Aktuatoreinheit auf der Schiene (24) verknüpfter Reibungskraftvektor unter dem Massenzentrum liegt, wobei der Aktuatorkörper (22) eine Radialübertragungs-Frequenzbandbreite etwa gleich 3 kHz hat.

17. Verfahren zum Fokussieren eines optischen Bundels in einem optischen Speichersystem mit einem Aktuator nach Anspruch 1 und zum Fokussieren eines ankommenden optischen Bündels auf eine optische Speicherplatte unter Verwendung der Linse (34) des Aktuators und zum Ansetzen einer Bewegungskraft auf den entlang der ersten Linie zentrierten Aktuator zum Positionieren des Aktuators radial in Bezug auf die optische Speicherplatte.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit Bewegung des Aktuators (22) auf der Schiene (24) verknüpfter Reibungskraftvektor verwendet wird, der unter dem Massenzentrum liegt.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es die Verhinderung der Drehung des Aktuators (22) um die Schiene (24) umfasst.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass dabei eine Stufe zum Verhindern der Drehung verwendet wird, die das Ausüben einer Einrichtungs-Drehkraft um die Schiene (24) auf den Aktuatorkörper (22) in Gegenwirkung einer Drehkraft beinhaltet.

21. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass dabei ein mit Bewegung des Aktuators (22) auf der Schiene (24) verknüpfter Reibungskraftvektor verwendet wird, der unter dem Massenzentrum liegt.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass dabei ein Aktuator (22) verwendet wird, der eine Radialübertragungs-Frequenzbandbreite etwa gleich 3 kHz hat.







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