DE2853928C3

DE2853928C3 - Scanner for mechanical scanning of a recording medium, in particular a disk

Info

Publication number: DE2853928C3
Application number: DE19782853928
Authority: DE
Inventors: Rolf 3003 Ronnenberg Schiering
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1978-12-14
Filing date: 1978-12-14
Publication date: 1981-10-22
Also published as: DE2853928A1; DE2853928B2

Description

Es ist bekannt, ein Ton- oder Bildsignal auf einer spiralförmigen Spur einer Platte aufzuzeichnen. Dabei ist im allgemeinen bei einer Bildplatte auf einem Umfang der Platte jeweils eine ganze Zahl vollständiger Bilder eines Fernsehsignals aufgezeichnet.It is known to record an audio or video signal on a spiral track of a disk. Included In general, in the case of an optical disc, an integer is always more complete on a circumference of the disc Images of a television signal are recorded.

Bei der bekannten Druckabtastung (DE-PS 15 74 489) erfolgt die Aufzeichnung mechanisch in Form von entlang der Spur aufeinanderfolgenden Erhebungen, die durch den lagestarren Abtaster zusammengedrückt werden. Die Erhebungen üben dabei Druckimpulse auf den Abtaster aus, die in einem mechanisch-elektrischen Druckwandler in entsprechende elektrische Signale umgewandelt werden. Der Abtaster hat hierbei eine Gleitkufe aus Saphir oder Diamant, die durch die Rille der Platte geführt ist und die Druckimpulse auf den Wandler überträgtIn the known pressure scanning (DE-PS 15 74 489) the recording takes place mechanically in the form of successive elevations along the track, which are compressed by the rigid scanner will. The elevations exert pressure pulses on the scanner, which in a mechanical-electrical Pressure transducers are converted into corresponding electrical signals. The scanner here has one Skid made of sapphire or diamond, which is guided through the groove of the plate and the pressure pulses on the Converter transmits

Es ist dabei auch bekannt (DE-PS 20 29 909), einen in konstanter Höhe zur Platte radial geführten Schlitten vorzusehen und den Abtaster mitteis eines federnden Röhrchens in senkrechter und waagerechter Richtung federnd an diesem Schlitten zu befestigen. Der Abtaster wird durch die Platte entgegen der Federkraft des Röhrchens etwas nach oben ausgelenkt, so daß die Rückstellkraft des federnden Röhrchens die Auflagern kraft des Abtasters auf der Platte bestimmt. Diese Lösung hat den Vorteil, daß die Rille der Platte eine Feinführung des Abtasters bewirkt, so daß dieser bei Spurabweichungen, z. B. Exzentrizität der Platte, der Rille folgen kann.It is also known (DE-PS 20 29 909), a slide guided radially at a constant height to the plate provide and the scanner mitteis a resilient tube in the vertical and horizontal direction to be resiliently attached to this slide. The scanner is driven by the plate against the spring force of the The tube is deflected slightly upwards, so that the restoring force of the resilient tube touches the supports determined by the force of the scanner on the plate. This solution has the advantage that the groove of the plate a Fine guidance of the scanner causes it, so that it is on track deviations, z. B. eccentricity of the plate, the Groove can follow.

Bildplatten der beschriebenen Art haben für lange Spielzeiten eine Rillendichte in der Größenordnung bis zu 500 Rillen/mm, also eine außerordentlich geringe Rillenbreite. Da die Abtasterkufe in der Rille geführt ist, ist auch deren Breite entsprechend klein, so daß der Auflagedruck für eine sichere Führung relativ groß ist.Optical discs of the type described have a groove density in the order of magnitude for long playing times to 500 grooves / mm, so an extremely small groove width. Since the scanner runner is guided in the groove, its width is also correspondingly small, so that the contact pressure for safe guidance is relatively large.

Das bedingt eine starke Beanspruchung der Platte und somit keine optimale Signalabtastung. Darüber hinaus wird auch die Kufe des Abtasters stark verschlissen.This puts a heavy strain on the plate and therefore does not provide optimal signal sampling. In addition, the runner of the scanner is severely worn.

Im Prinzip kann bei der beschriebenen Zwangsführung die Auflagekraft für eine optimale Signalabtastung verringei t werden. Diesem ist aber eine Grenze gesetzt, weil bei einer zu geringen Auslenkung des Röhrchens bei Höhenänderung in der Platte der Kontakt zwischen Abtaster und Platte verlorengehen kann.In principle, with the positive guidance described, the contact force can be used for optimal signal scanning be reduced. However, there is a limit to this, because if the deflection of the tube is too small in the event of a change in height in the plate, the contact between the scanner and the plate can be lost.

Aus dtr DE-OS 27 46 063 ist auch ein Abtaster bekannt, bei dem die Lage des Abtasters in bezug auf die Rillenmitte durch elektro-mechanische Steuermittel zum Zweck der Spurhaltung parallel zur Aufzeichnungsträgeroberfläche automatisch verstellbar ist.From dtr DE-OS 27 46 063 a scanner is known in which the position of the scanner with respect to the Groove center by electro-mechanical control means for the purpose of tracking parallel to the recording medium surface is automatically adjustable.

In einer jüngeren, nicht vorveröffentlichten Palentanmeldung (DE-OS 28 37 686) ist ferner ein Abtastsystem für einen Schallplattenspieler beschrieben, bei dem die Auflagekraft des Abtasters auf der Schallplatte elektro-mechanisch steuerbar ist.In a more recent, unpublished Palentan application (DE-OS 28 37 686) a scanning system for a record player is also described in which the Contact force of the scanner on the record is electro-mechanically controllable.

Bei den beiden zuletzt genannten Abtastern ist aber ein von de" Abtastelement getrenntes Auflageelement für die Abstützung des Abtasters auf dem Aufzeichnungsträger nicht vorgesehen.
Ein Abtaster gemäß dem Oberbegriff des Patentan-In the two last-mentioned scanners, however, a support element separate from the scanning element is not provided for supporting the scanner on the recording medium.
A scanner according to the preamble of the patent

Ί5 spruchs 1 kann der DE-OS 27 30 670 entnommen werden. Dieser bekannte Abtaster hat zwar ebenso wie der beanspruchte Abtaster den Vorteil, daß bei Höhenänderungen des Aufzeichnungsträgers das gesamte Abtastsystem durch das Abstützelement in der Höhe geändert wird, so daß die Auflagekraft des Abtastelementes auf dem Aufzeichnungsträger im wesentlichen unverändert bleibt und die Abtastung verbessert wird. Bei dem bekannten Abtaster kann jedoch die Einstellung der Auflagekraft des Abtastelementes nur sehr ungenau und nur mittels eines mechanischen Stellgliedes eingestellt werden.Ί5 claim 1 can be found in DE-OS 27 30 670 will. This known scanner, like the scanner claimed, has the advantage that at Changes in height of the recording medium the entire scanning system through the support element in the Height is changed so that the contact force of the scanning element on the recording medium in the remains essentially unchanged and the scanning is improved. In the known scanner can however, the adjustment of the bearing force of the sensing element can only be set very imprecisely and only by means of a mechanical actuator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Abtastsystem der zuletzt beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß auf elektro-mechanischem Wege die Auflagekraft des Abtastelementes auf dem Aufzeichnungsträger eingestellt und/oder die Spurhaltung des Abtastelementes in bezug auf die Mitte der Abtastrille automatisch gesteuert werden kann zur Erzielung einer optimalen Abtastung.The invention is based on the object of providing a scanning system of the type just described to develop further that the contact force of the scanning element on the recording medium by electro-mechanical means set and / or the tracking of the sensing element with respect to the center of the Scanning groove can be controlled automatically to achieve optimal scanning.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Mit der in den AnsDriichen 3 und 7This object is achieved by the invention specified in claim 1. Advantageous further training of the invention are specified in the subclaims. With the steps 3 and 7

angegebenen Ausgestaltung der Erfindung kann der Abtaster zum Zwecke der Spurhaltung automatisch quer zur Spurrichtung verstellt werden.specified embodiment of the invention, the scanner for the purpose of tracking automatically can be adjusted transversely to the direction of the track.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung an verschiedenen Ausführungsbeispielen erläuter. Es zeigtThe invention is explained with reference to the drawing of various exemplary embodiments. It shows

F i g. 1 im Prinzip die Ausbildung des gesamten Abtasters,F i g. 1 in principle the design of the entire scanner,

F i g. 2 die elektro-mechanische Steuerung des Abiastelementes undF i g. 2 the electro-mechanical control of the Abiastelementes and

Fig.3, 4 zwei verschiedene Ausführungsformen für das AuflagetltmentFig.3, 4 two different embodiments for the Auflagetltment

F i g. 1 zeigt eine Platte 1 für Bild- oder Tonaufzeichnung mit einer spiralförmig verlaufenden Rille 2 sowie den Schlitten 3, der gemäß der DE-PS 20 29 909 nach dem Prinzip der Zwangsführung radial zur Platte 1 geführt ist Die Rille 2 bildet gem. F i g. 3 einen spiralförmigen Damm 18, entlang dessen Oberfläche das Signal aufgezeichnet ist. An dem Schlitten 3 ist über das federnde Röhrchen 4 das Aluminiumgehäuse 5 befestigt An der Unterseite des Gehäuses 5 ist das aus einem Saphir oder Diamant bestehende Auflageelement 6 befestigt Außerdem ist in dem Gehäuse 5 das Abfastelement 7 über ein federndes Teil 8 gelagert- Das Abtastelement 7 besteht aus einer Gleitkufe aus verschleißfestem Material und einem Druckwandler, der die von der Spur auf dem Damm 18 abgetasteten, nach dem Prinzip der Druckabtastung aufgezeichnete Information in elektrische Signale umwandelt. Die Leitungen für die so gewonnenen elektrischen Signale sind nicht näher dargestellt.F i g. Fig. 1 shows a disc 1 for image or sound recording with a spiral groove 2 as well the carriage 3, which according to DE-PS 20 29 909 according to the principle of forced guidance radially to the plate 1 The groove 2 forms according to FIG. 3 a spiral dam 18, along the surface of which the Signal is recorded. The aluminum housing 5 is attached to the slide 3 via the resilient tube 4 The support element 6, which consists of a sapphire or diamond, is located on the underside of the housing 5 In addition, the chamfering element 7 is mounted in the housing 5 via a resilient part 8 Sensing element 7 consists of a skid made of wear-resistant material and a pressure transducer, which recorded those scanned from the track on the dam 18 on the principle of pressure scanning Converts information into electrical signals. The lines for the electrical signals obtained in this way are not shown in detail.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise des Abtaste s beschrieben.The operation of the scanner is described below.

Der Schlitten 3 hat bei seiner Radialbewegung über die Platte 1 eine konstante Höhe. Das Auflageelement 6 liegt durch das Gewicht der Teile 5, 6, 7, 8 und die federnde Wirkung des Röhrchens 4 mit einer bestimmten Kraft auf der Platte 1 auf, und zwar über eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden Spurabschnitten, so daß hier nur ein geringer Auflagedruck herrscht. Durch diese Auflage hat das Gehäuse 5 stets dieselbe Höhe relativ zur Platte 1. Das Abtastelement 7 ist jetzt relativ zum Gehäuse 5 über später beschriebene Mittel in seiner Höhenlage und seitlichen Lage so eingestellt, daß die optimalen Bedingungen für eine einwandfreie Abtastung und einen geringen Verschleiß des Abtastelementes 7 erreicht werden. Wenn z. B. die Platte 1 sich durch einen Höhenschlag nach oben bewegt, so bewegt sich das gesamte Gehäuse 5 durch die federnde Wirkung des Röhrchens 4 um denselben Betrag,, so daß die Verhältnisse im Zusammenwirken zwischen Abtastelement 7 und Platte 1 in unerwünschter Weise unverändert bleiben.The slide 3 has a constant height during its radial movement over the plate 1. The support element 6 is due to the weight of the parts 5, 6, 7, 8 and the resilient effect of the tube 4 with a certain Force on the plate 1, namely over a large number of adjacent track sections, so that there is only a low contact pressure here. Due to this edition, the housing 5 always has the same Height relative to plate 1. The sensing element 7 is now relative to the housing 5 via means described later adjusted in its altitude and lateral position so that the optimal conditions for a perfect Scanning and low wear of the scanning element 7 can be achieved. If z. B. the plate 1 itself moved upwards by a vertical stroke, the entire housing 5 moves through the resilient Effect of the tube 4 by the same amount, so that the relationships in the interaction between the scanning element 7 and plate 1 remain unchanged in an undesirable manner.

In F i g. 2 ist das Abtastelement 7 am Verbindungspunkl von zwei Biegewandlern 9, 10 befestigt. Diese sind in dem mit dem Dämpfungsfett 11 gefüllten Gehäuse 12 gelagert. Die Biegewandler 9, 10, vorzugsweise Keramikelemente können durch elektrische Spannungen getrennt voneinander gesteuert und verformt werden. Durch paralleles oder antiparalleles Anlegen von Gleichspannungen an beide Keramikelemente 9 und 10 — also durch Summen- oder Differenzbildung der Spannungen — ergeben sich Kraftkomponenten, die eine vertikale oder horizontale Bewegung des Abtastelementes bewirken. Auf diese Weise lassen sich Auflagedruck und Spurlage der Abtastspitze getrennt einstellen. Anhand der F i g. 3 und 4 soll dies näher erläutert werden.In Fig. 2 is the sensing element 7 at the connection point attached by two bending transducers 9, 10. These are in the filled with the damping grease 11 Housing 12 mounted. The bending transducers 9, 10, preferably ceramic elements, can by electrical Stresses can be controlled and deformed separately from one another. By parallel or anti-parallel Applying DC voltages to both ceramic elements 9 and 10 - that is, by sum or Formation of the difference between the tensions - there are force components that are vertical or horizontal Cause movement of the sensing element. In this way, the contact pressure and track position of the Adjust scanning tip separately. Based on the F i g. 3 and 4 this is to be explained in more detail.

In F i g. 3 ist das Auflageelement 6 so ausgebildet, daß es mit mehreren Vorsprüngen 15 kammartig in üebeneinanderliegende Abschnitte der spiralförmigen Rille 2 eingreift Dadurch ist zunächst der gesamte Abtaster senkrecht zur Spurrichtung durch die federnde Wirkung des Röhrchens 4 mechanisch geführt und auch in seiner Höhe relativ zur Platte 1 festgelegt Durch die Gleichspannungen U\ und U₃ an den Klemmen 16 und 17 ist die Einstellung des Abtastelementes 7 in den Richtungen 13 möglich. Diese Einstellung erfolgt so, daß bei dem kammartigen Eingriff der Vorsprünge 15 in die Abschnitte der Rille 2 das Abtastelement 7 genau auf dem Damm 18 (Signalspur) aufliegt Diese Einstellung erfolgt praktisch nur einmal bei der Herstellung des Wiedergabegerätes und bleibt dann unverändert richtig. Es kann also praktisch mit einem Potentiometer die richtige Lage des Abtastelementes 7 relativ zum gesamten Abtaster eingestellt werden. Mit den Gleiches spannungen U\ und lh an den Klemmen 16 und 17 ist außerdem die Höhenlage des Abtastelementes 7 in den Richtungen 14 und damit die Auflagekraft des Abtastelementes 7 auf der Platte 1 auf den Optirr.alwert einstellbar. Richtige Lage des Abtastelementes 7 zur Spur und der richtige Wert der Auflagekraft des Abtastelementes 7 auf der Platte 1 können also getrennt voneinander eingestellt werden.In Fig. 3, the support element 6 is designed in such a way that it engages in a comb-like manner with several projections 15 in sections of the spiral groove 2 lying one above the other fixed By the DC voltages U \ and U ₃ at the terminals 16 and 17, the setting of the scanning element 7 in the directions 13 is possible. This setting is made so that when the projections 15 engage in the sections of the groove 2, the scanning element 7 rests exactly on the dam 18 (signal track). The correct position of the scanning element 7 relative to the entire scanner can thus practically be set with a potentiometer. With the same voltages U \ and lh at the terminals 16 and 17, the height of the scanning element 7 in the directions 14 and thus the contact force of the scanning element 7 on the plate 1 can also be adjusted to the Optirr.alwert. Correct position of the scanning element 7 relative to the track and the correct value of the bearing force of the scanning element 7 on the plate 1 can therefore be set separately from one another.

In Fig.4 ist das Auflageelement 6 unten im Gegensatz zur Fig. 3 glatt ausgebildet und liegt schlittenförmig auf einer Vielzahl von Abschnitten des Damms 18 auf. Die Höhenlage des Abtastelementes 7 relativ zur Platte 1 ist auch hier wieder wie bei F i g. 3 gewährleistet, v/ährend jedoch der Abtaster senkrecht zur Richtung der Spur 2 ausweichen kann. Um hier eine Spurhaltung des Abtastelementes 7 entlang der Spur auf dem Damm 18 sicherzustellen, ist die Lage des Abtastelementes 7 senkrecht zur Spur in Richtung 13 durch die an die Klemmen 16 und 17 zusätzlich zu den Gleichspannungen Ui und Lh angelegte Steuerspannung U, so gesteuert, daß das Abtastelement 7 immer genau der Spur folgt. Es kann z. B. entlang der Spur ein Kennsignal aufgezeichnet sein. Dieses wird von dem Abtaster ebenfalls abgetastet, und die Regelung der seitlichen Lage in Richtung 13 erfolgt derart, daß die Lage des Abtastelementes 7 immer auf das Maximum dieses Signals geregelt wird.In FIG. 4, in contrast to FIG. 3, the support element 6 is smooth at the bottom and rests in the shape of a slide on a large number of sections of the dam 18. The height of the scanning element 7 relative to the plate 1 is here again as in FIG. 3 guaranteed, while however the scanner can evade perpendicular to the direction of the track 2. In order to ensure tracking of the scanning element 7 along the track on the dam 18, the position of the scanning element 7 perpendicular to the track in direction 13 is controlled by the control voltage U applied to the terminals 16 and 17 in addition to the direct voltages Ui and Lh, that the scanning element 7 always exactly follows the track. It can e.g. B. an identification signal can be recorded along the track. This is also scanned by the scanner, and the control of the lateral position in direction 13 takes place in such a way that the position of the scanning element 7 is always controlled to the maximum of this signal.

Die Einstellung der Auflagekraft läßt sich auch bei einer Platte mit V-förmiger Rille durchführen. Es würde dann ein Biegewandler ausreichen, dem die entsprechende Einstell-Gleichspannung zugeführt wird. Die Spurhaltung müßte dann mit dem in F i g. 3 dargestellten kammförmigen Schlitten durchgeführt werden.The adjustment of the tracking force can also be carried out on a plate with a V-shaped groove. It would then a bending transducer is sufficient to which the corresponding DC voltage setting is fed. the Tracking would then have to be carried out using the method shown in FIG. 3 shown comb-shaped carriage.

Statt der beschriebenen keramischen Biegeelemente kann auch ein elektromagnetisches oder elektrodynamisches System verwendet werden.Instead of the ceramic bending elements described, an electromagnetic or electrodynamic one can also be used System can be used.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Scanner for mechanical scanning of the signals recorded on a recording medium, in particular for scanning a disk, with a scanning element which is located on the recording medium rests and scans the signals stored along a spiral track and wherein a support element separate from the scanning element is provided which is connected to the recording medium cooperates to support the scanning element on the recording medium and its support height is adjustable relative to the scanning element, d a characterized in that the scanning element (7) electro-mechanical converters (9, 10) are assigned with which the scanning element (7) for setting the bearing force on the recording medium (1) perpendicular to the recording surface and / or is adjustable for tracking parallel to the recording medium surface

2. Scanner according to claim 1, characterized in that adjustable DC voltages (Uu Ui) are applied to the transducers (9, 10).

3. Scanner according to claim 1 or 2, characterized in that the transducers are two V-shaped composite bending transducers (9, 10), at the connection point of which the scanning element (7) is attached and that each of the two bending transducers (9,10) with a control voltage (U ₅ ) can be applied and deformed by this,

4. scanner according to claim 3, characterized in that that the bending transducers (9, 10) in a housing (12) filled with a damping agent (11) are arranged (Fig. 2).

5. Scanner according to claim 1, characterized in that the support element (6) with projections (15) which engage in adjacent groove sections (2) of the recording medium (1) (Fig. 3).

6. scanner according to claim 5, characterized in that that the support element (6) with a plurality of transverse to the track direction side by side arranged projections (15) is provided, the comb-like in a plurality of adjacent Engage groove sections (2).

7. Scanner according to claim 3, characterized in that the control voltage (U _s ) is derived from the respective position of the scanning element (7) relative to the center of the groove track.