NL8503237A

NL8503237A - Position system for optical read=out beam - uses three coil planes cooperating with permanent magnet attached to objective mounting

Info

Publication number: NL8503237A
Application number: NL8503237A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1985-11-25
Filing date: 1985-11-25
Publication date: 1987-06-16

Abstract

The system uses an electromagnetic positioning drive cooperating with the mounting supporting the scanning objective. The mounting has the permanent magnet (200) extending coaxial to the optical axis acted on by a number of fixed positioning coils (204,205,206). The coils (204,205,206) lie in respective radial planes (I,II,III), two of the planes (I,II) adjacent the axial ends of the magnet (200) and the other plane (III) lying between them. Pref. each outer plane (I,II) contains at least 3 coil segments. The axial measurement of the coil in the centre plane (III) is greater than that of the coils in the outer planes (I,II).

Description

’Τ'1'" 9 ^ PHN 11.568 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Optische aftasteenheid.""9 ^ PHN 11.568 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken in Eindhoven" Optical scanning unit. "

De uitvinding heeft betrekking op een optische aftasteenheid voor het sturen en richten van een stralingsbundel op registratiesporen van een af te tasten oppervlak van een informatiedrager, welke aftasteenheid een objectief met een optische as omvat, dat is voorzien van 5 een objectieflens voor het focusseren van de stralingsbundel tot een aftastvlek op het genoemde oppervlak, welke aftasteenheid voorts een electromagnetische aandrijfinrichting omvat voor het voortdurend corrigeren van de positie van het objectief ten opzichte van de informatiedrager, waarbij de aandrijfinrichting is voorzien van een objectiefhou-10 der voor het objectief, welke objectiefhouder een co-axiaal om de optische as aangebracht, beweegbaar ringvormig lichaam uit permanent magnetisch materiaal omvat, dat aan zijn uiteinden is voorzien van mag-neetpolen, en waarbij de aandrijfinrichting voorts is voorzien van stationaire spoelen, welke via een luchtspleet magnetisch samenwerken met 15 het genoemde magneetlichaam.The invention relates to an optical scanning unit for controlling and directing a radiation beam at recording tracks of a surface of a data carrier to be scanned, which scanning unit comprises an objective with an optical axis, which is provided with an objective lens for focusing the radiation beam to a scanning spot on said surface, the scanning unit further comprising an electromagnetic driving device for continuously correcting the position of the objective relative to the information carrier, the driving device being provided with an objective holder for the objective, which objective holder Movable annular body of permanent magnetic material arranged co-axially about the optical axis, comprising magnetic poles at its ends, and the drive device further comprising stationary coils, which magnetically cooperate with the aforementioned via an air gap magnetic body m.

Een dergelijke optische aftasteenheid is bekend uit het Duitse Patentschrift 32 34 288 (PHD 82.089; herewith incorporated by reference). Bij deze bekende aftasteenheid is het objectief bevestigd in een beweegbare, permanent axiaal gemagnetiseerde huls met twee als ^0 magnetische polen uitgevoerde axiale uiteinden. De vast opgestelde spoelen van de aandrijfinrichting zijn segmentspoelen en zijn verdeeld in twee stellen van elk drie of vier spoelen, waarbij zich in de buurt van elk van de twee uiteinden van de huls een stel van spoelen bevindt. De afzonderlijke segmentspoelen zijn als vlakke spoelen uitge- voerd met twee ten opzichte van elkaar en ten opzichte van de genoemde huls coaxiaal lopende spoeldelen, waarbij bij stroomdoorgang door de segmentspoelen de stroom in het spoeldeel dat verder van de huls verwijderd ligt tegengesteld loopt aan de stroom door het dichter bij de huls liggende spoeldeel. Met de bekende opstelling van de spoelen kun- qn nen drie volgens de drie coördinaatassen van een orthogonaal assenstelsel gerichte krachten, alsmede twee om twee van de genoemde coördinaatassen werkende draaimomenten veroorzaakt worden.Such an optical scanning unit is known from German Patent 32 34 288 (PHD 82.089; herewith incorporated by reference). In this known scanning unit, the objective is mounted in a movable, permanently axially magnetized sleeve with two axial ends constructed as magnetic poles. The fixed coils of the drive device are segment coils and are divided into two sets of three or four coils each, with a set of coils located near each of the two ends of the sleeve. The individual segment coils are designed as flat coils with two coils running coaxially with respect to each other and with respect to the said sleeve, with current flowing through the segment coils the current in the coil part further away from the sleeve runs opposite to the current by the coil part closer to the sleeve. With the known arrangement of the coils, three forces directed along the three coordinate axes of an orthogonal coordinate system and two torques acting around two of the said coordinate axes can be produced.

k PHN 11.568 2k PHN 11,568 2

Met behulp van de aandrijfinrichting van de bekende aftast-eenheid zijn in principe alle gewenste bewegingen van het objectief te verwezenlijken. Deze bewegingen omvatten een axiale beweging, welke parallel van de optische as van het objectief is gericht en welke dient 5 voor het tot een lichtvlek focusseren van een lichtbundel in een informatievlak van een roterende optische plaat, en twee loodrecht op elkaar staande radiale bewegingen en/of twee kantelbewegingen om twee loodrecht op elkaar en op de optische as georiënteerde assen, waarbij de laatstgenoemde vier bewegingen dienen voor de radiale en tangentiële spoorvolging van de lichtvlek.In principle, all desired movements of the objective can be realized with the aid of the drive device of the known scanning unit. These movements comprise an axial movement which is directed parallel to the optical axis of the objective and which serves to focus a beam of light in an information plane of a rotating optical plate into a light spot, and two radial movements perpendicular to each other and / or two tilting movements about two axes oriented perpendicular to each other and on the optical axis, the latter four movements serving for the radial and tangential tracking of the light spot.

De bekende aandrijfeenheid heeft echter het nadeel, dat de magnetische krachten tussen de spoelen en de magnetische huls zodanig variëren als functie van de axiale verplaatsing van het objectief, dat reeds bij een geringe axiale verplaatsing van het objectief vanuit zijn midden tussen de stellen van spoelen gelegen middenpositie de aandrijf-inrichting niet meer in staat is, om het objectief nog adequaat te verplaatsen, teneinde zowel de vereiste focussering van de lichtbundel als de vereiste spoorvolging van de lichtvlek te realiseren. De ver uit elkaar geplaatste stellen van spoelen zijn weliswaar geschikt om het ob- 20 jectief over een voldoende afstand langs zijn optische as te bewegen, echter daarbij neemt de mogelijkheid om de overige genoemde bewegingen te genereren zo snel af, dat het objectief reeds op geringe afstand van zijn middenpositie niet meer voldoende aangedreven wordt om de spoorvolging van de lichtvlek te kunnen garanderen, 25The known drive unit has the drawback, however, that the magnetic forces between the coils and the magnetic sleeve vary such as a function of the axial displacement of the objective, that already with a small axial displacement of the objective, it is located between its sets of coils In the middle position, the drive device is no longer able to move the objective adequately, in order to realize both the required focusing of the light beam and the required tracking of the light spot. Although the widely spaced sets of coils are suitable for moving the objective a sufficient distance along its optical axis, the possibility of generating the other movements mentioned decreases so rapidly that the objective is already slightly distance from its center position is no longer driven sufficiently to guarantee the tracking of the light spot, 25

De uitvinding beoogt nu een optische aftasteenheid van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, welke zodanig is voorzien van spoelen, dat zowel de magnetische krachten die nodig zijn voor de fo- cusseerbeweging als de magnetische krachten die nodig zijn voor de spoorvolging constant of althans nagenoeg constant blijven bij het over-30 een relatief grote axiale afstand verplaatsen van het objectief.The object of the invention is now to provide an optical scanning unit of the type mentioned in the preamble, which is provided with coils such that both the magnetic forces required for the focusing movement and the magnetic forces required for the tracking are constant or at least remain almost constant when moving the objective over a relatively large axial distance.

De optische aftasteenheid volgen de uitvinding vertoont daartoe het kenmerk, dat de stationaire spoelen van de genoemde aandrijf inrichting gerangschikt zijn volgens een drietal zich ten opzichte van het genoemde magneetlichaam in radiale richting uitstrekkende pa-35 rallelle zones, waarvan twee randzones gelegen zijn tegenover de uiteinden van het zich in een middenpositie bevindende magneetlichaam en waarvan een middenzone zich uitstrekt tussen de genoemde randzones.To this end, the optical scanning unit according to the invention is characterized in that the stationary coils of said driving device are arranged according to three parallel zones radially extending relative to said magnetic body, two edge zones of which are situated opposite the ends of the magnetic body located in a central position and of which a central zone extends between the said edge zones.

*> PHN 11.568 3*> PHN 11.568 3

De hierboven beschreven spoelenconfiguratie volgens de uitvinding maakt het mogelijk om de spoelen in de middenzone te gebruiken voor het verplaatsen van het objectief in richtingen dwars op de optische as en de spoelen in beide randzones te benutten voor het langs 5 de optische as verplaatsen van het objectief, waarbij de laatstgenoemde spoelen eventueel nog gebruikt kunnen worden voor het kantelen van het objectief om dwars op de optische as staande assen. Vorenstaande mogelijkheden kunnen verwezenlijkt worden met een magneetlichaam, dat eenvoudig axiaal gemagnetiseerd is.The above-described coil configuration according to the invention makes it possible to use the coils in the middle zone to move the objective in directions transverse to the optical axis and to use the coils in both edge zones to move the objective along the optical axis the latter coils may optionally still be used for tilting the objective about axes transverse to the optical axis. The foregoing possibilities can be realized with a magnetic body, which is simply axially magnetized.

De aftasteenheid volgens de uitvinding heeft het voordeel, dat bij bekrachtiging van de spoelen zowel de axiaal als de radiaal gericht magnetische krachten die de spoelen op het magneetlichaam uitoefenen althans nagenoeg constant blijven bij verplaatsing van het objectief over een afstand, welke ruimschoots voldoend is voor het focus-15 seren en gefocusseerd houden van een lichtbundel op het informatievlak van een optische plaat. Daarbij komt nog als bijkomend voordeel, dat de gunstige spoelenconfiguratie volgens de uitvinding het mogelijk maakt, om de spoelen in de randzones als platte spoelen uit te voeren, waardoor de bouwhoogte van de aftasteenheid en de axiale afmeting van het 20 magneetlichaam en derhalve van de objectiefhouder klein gehouden kunnen worden. Daardoor is het zonder veel problemen mogelijk, om het zwaartepunt van de objectiefhouder in het zwaartepunt van de objectief-lens te leggen. Dit heeft het extra voordeel, dat bij aansturing van de spoelen in de middenzone, waarbij radiaal gerichte krachten op de ob-25 jectiefhouder met objectief uitgeoefend worden, geen onbeheersbare koppels ontstaan, welke tot kanteling van het objectief zouden kunnen leiden en derhalve tot aandrijveroverspraak aanleiding zouden kunnen geven.The scanning unit according to the invention has the advantage that when the coils are energized, both the axially and radially directed magnetic forces exerted by the coils on the magnetic body remain at least substantially constant when the objective is displaced by a distance which is amply sufficient for focus and keep a beam of light focused on the information plane of an optical plate. In addition, the additional advantage is that the favorable coil configuration according to the invention makes it possible to design the coils in the edge zones as flat coils, so that the construction height of the scanning unit and the axial dimension of the magnetic body and therefore of the objective holder. can be kept small. This makes it possible to place the center of gravity of the objective holder in the center of gravity of the objective lens without many problems. This has the additional advantage that when the coils are actuated in the middle zone, whereby radially directed forces are exerted on the objective holder with objective lens, no uncontrollable torques are created which could lead to tilting of the objective lens and therefore lead to driver crosstalk. could give.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de optische aftasteenheid heeft het kenmerk, dat in elk van de genoemde randzones alsmede in de 30 middenzone tenminste drie segmentspoelen aanwezig zijn, welke segment-spoelen elk bestaan uit één naar het magneetlichaam toegericht, in om-treksrichting van het magneetlichaam lopend actief spoeldeel en een verder van het magneetlichaam af liggend spoeldeel, waarbij de segmentspoelen, gezien in omtreksrichting van het magneetlichaam, naast elkaar 35 zijn opgesteld.A preferred embodiment of the optical scanning unit is characterized in that in each of said edge zones as well as in the central zone there are at least three segment coils, which segment coils each consist of one directed towards the magnetic body, running in circumferential direction of the magnetic body coil part and a coil part further away from the magnetic body, wherein the segment coils, viewed in the circumferential direction of the magnetic body, are arranged next to each other.

Bij deze voorkeursuitvoeringsvorra worden de segmentspoelen in de randzones in hoofdzaak gebruikt voor het axiaal verplaatsen van . t PHN 11.568 4 het objectief. Door selectieve aansturing van de segmentspoelen in de randzones is het echter tevens mogelijk om op het magneetlichaam koppels uit te oefenen, waardoor het objectief door kanteling van het magneetlichaam kleine rotatiebewegingen om loodrecht op de optische as 5 staande assen kan uitvoeren. De zich in de middenzone bevindende segmentspoelen kunnen bij selectieve aansturing het objectief in radiale richting verplaatsen. Een en ander betekent, dat in deze uitvoeringsvorm alleen de spoelen in de randzones gebruikt worden voor het focus-seren van een lichtbundel tot een lichtvlek en dat de spoelen in de 10 middenzone al of niet in combinatie met de spoelen in de randzones gebruikt worden voor het positioneren van het objectief teneinde het registratiespoor van een af te tasten optische plaat te volgen.In these preferred embodiments, the segment coils in the edge zones are mainly used for axial displacement. t PHN 11.568 4 the lens. However, by selectively controlling the segment coils in the peripheral zones, it is also possible to exert torques on the magnetic body, so that the lens can perform small rotational movements about axes perpendicular to the optical axis by tilting the magnetic body. The segment coils located in the middle zone can move the lens in radial direction under selective control. This means that in this embodiment only the coils in the edge zones are used to focus a light beam into a light spot and that the coils in the middle zone may or may not be used in combination with the coils in the edge zones for positioning the objective to follow the recording track of an optical plate to be scanned.

Ten behoeve van het creëren van een constante axiaal gerichte hefkracht op het objectief is een zekere minimale afstand tussen de ^ stellen van segmentspoelen van de beide randzones vereist. Een mogelijke uitvoeringsvorm, welke de tussen de genoemde stellen van segmentspoelen gelegen ruimte effectief gebruikt, heeft het kenmerk, dat de axiale afmeting van de segmentspoelen in de middenzone groter is dan de axiale afmeting van de segmentspoelen in de randzones. Met een derge- on lijke spoelenconfiguratie kunnen grote en constante axiaal en radiaal gerichte krachten op het objectief uitgeoefend worden, waardoor snelle verplaatsingen van het objectief mogelijk zijn. Een alternatieve uitvoeringsvorm heeft in dit verband het kenmerk, dat voorts nog tenminste drie verdere segmentspoelen aanwezig zijn in de middenzone, waarbij deIn order to create a constant axially directed lifting force on the objective, a certain minimum distance between the sets of segment coils of the two edge zones is required. A possible embodiment, which effectively uses the space located between said sets of segment coils, is characterized in that the axial size of the segment coils in the middle zone is greater than the axial size of the segment coils in the edge zones. With such a coil configuration, large and constant axially and radially directed forces can be applied to the lens, allowing for rapid displacements of the lens. In this connection, an alternative embodiment is characterized in that further at least three further segment coils are present in the central zone, the

OCOC

gezamenlijke spoelen in de middenzone verdeeld zijn in twee, gezien in axiale richting van het magneetlichaam, achter elkaar geplaatste stellen van tenminste drie spoelen, waarbij ook de verdere segmentspoelen elk bestaan uit één tegenover het magneetlichaam liggend, in omtreks-richting van het magneetlichaam lopend actief spoeldeel en een verder 30 van het magneetlichaam af liggend spoeldeel, en voorts, gezien in om-treksrichting van het magneetlichaam, naast elkaar zijn opgesteld. Deze uitvoeringsvorm heeft het bijkomende voordeel, dat het grotere aantal spoelen in de middenzone meer regel- en verstelmogelijkheden toelaat, waardoor de gevoeligheid van het servosysteem waarin de aftasteenheid 35 is opgenomen verbeterd kan worden.common coils in the central zone are divided into two sets of at least three coils arranged one behind the other in the axial direction of the magnetic body, the further segment coils also each consisting of one active opposite the magnetic body, running in the circumferential direction of the magnetic body coil part and a coil part further away from the magnetic body, and furthermore, viewed in circumferential direction of the magnetic body, are arranged side by side. This embodiment has the additional advantage that the greater number of coils in the central zone allows more adjustment and adjustment possibilities, so that the sensitivity of the servo system in which the scanning unit 35 is incorporated can be improved.

Een andere voorkeursuitvoeringsvorm heeft het kenmerk, dat in elk van de genoemde randzones een co-axiaal om het genoemde magneet- - -j / J- .» PHN 11.568 5 lichaam aangebrachte ringspoel aanwezig is, en dat in de middenzone tenminste een stel van segmentspoelen aanwezig is, waarbij de segment- spoelen, gezien in omtreksrichting van het magneetliehaam, naast elkaar zijn opgesteld. Deze voorkeursuitvoeringsvorm heeft het voordeel, dat _ met de ringspoelen, welke uitsluitend voor het axiaal verplaatsen van 0 het objectief ten behoeve van het focusseren dienen, een axiale aandrijving met zeer hoog rendement bereikbaar is, omdat de ringspoelen zich geheel in gunstige gebieden van het magnetische veld van het magneetliehaam kunnen bevinden.Another preferred embodiment is characterized in that in each of said edge zones a co-axial about said magnet - -j / J-. » PHN 11.568 5 body-mounted ring coil is provided, and that in the middle zone there is at least a set of segment coils, the segment coils, viewed in the circumferential direction of the magnetic body, being arranged side by side. This preferred embodiment has the advantage that an axial drive with very high efficiency is attainable with the ring coils which only serve to axially displace the objective for focusing, because the ring coils are located entirely in favorable regions of the magnetic field of the magnetic body.

^ Omdat de ringspoelen geen koppel op het magneetliehaam kun nen uitoefenen moeten de spoelen in de middenzone zowel de spoorvolging als hoekcorrecties in verband met een mogelijke scheefstand van de informatiedrager kunnen verzorgen. Een daartoe geschikte uitvoeringsvorm heeft het kenmerk, dat de genoemde segmentspoelen elk bestaan uit één 15 tegenover het magneetliehaam liggend, in omtreksrichting van het magneetliehaam lopend actief spoeldeel en een verder van het magneetliehaam af liggend spoeldeel. Deze uitvoeringsvorm is bijzonder eenvoudig van constructie en vraagt tevens slechts een eenvoudig besturingssysteem voor de aansturing van de segmentspoelen; bij toepassing 20 van drie segmentspoelen zijn slechts vijf versterkers nodig. Een verdere mogelijke uitvoeringsvorm, welke in constructieve zin iets ingewikkelder is, doch waarmede een radiale aandrijving met een hoog rendement bereikbaar is heeft het kenmerk, dat in de middenzone nog eenzelfde stel van segmentspoelen aanwezig is, waarbij de stellen, gezien in 25 axiale richting van het magneetliehaam, achter elkaar liggen, en dat de genoemde segmentspoelen elk twee parallelle, in omtreksrichting van het magneetliehaam lopende actieve spoeldelen omvatten, waarbij een van de actieve spoeldelen is gelegen naast het magneetliehaam en door naar het magneetliehaam toegebogen verdere spoeldelen is verbonden met het ande-30 re actieve spoeldeel, dat zich tegenover de magneetpool aan een van de uiteinden van het magneetliehaam bevindt, en dat de genoemde ringspoelen een aantal naar buiten gerichte uitstulpingen vertonen, waardoorheen de verdere spoeldelen van de segmentspoelen lopen. De in deze uitvoeringsvorm aanwezige segmentspoelen zijn zodanig gevormd en geposi-35 tioneerd ten opzichte van de objectiefhouder, dat verreweg het grootste gedeelte van de segmentspoelen in gunstige gebieden van het magnetische veld van het magneetliehaam aangebracht kunnen worden.Since the ring coils cannot exert any torque on the magnetic frame, the coils in the middle zone must be able to provide both tracking and angular corrections in connection with a possible misalignment of the data carrier. A suitable embodiment has the feature that the said segment coils each consist of one active coil part lying opposite the magnetic body, running in the circumferential direction of the magnetic body and a coil part further away from the magnetic body. This embodiment is particularly simple in construction and also requires only a simple control system for controlling the segment coils; only three amplifiers are required when using three segment coils. A further possible embodiment, which is somewhat more complicated in a constructional sense, but with which a radial drive can be achieved with a high efficiency, is characterized in that the same set of segment coils is present in the central zone, the sets, viewed in axial direction of the magnetic body lie one behind the other, and that said segment coils each comprise two parallel active coil parts running in the circumferential direction of the magnetic body, one of the active coil parts being located next to the magnetic body and connected to the other by further coil parts bent towards the magnetic body The active coil section, which is opposite the magnetic pole at one of the ends of the magnetic body, and said ring coils have a number of outwardly directed protuberances through which the further coil parts of the segment coils pass. The segment coils present in this embodiment are shaped and positioned relative to the objective holder so that the vast majority of the segment coils can be arranged in favorable regions of the magnetic field of the magnetic body.

\r V\ r V

PHN 11.568 6PHN 11.568 6

De uitvinding zal nu nader worden besproken aan de hand van de tekening, welke de principes van een aantal uitvoeringsvormen van de uitvinding toont en waarin:The invention will now be discussed in more detail with reference to the drawing, which shows the principles of a number of embodiments of the invention and in which:

Figuur 1 een schematische voorstelling van een deel van de 5 aftasteenheid volgens de uitvinding weergeeft,Figure 1 shows a schematic representation of a part of the scanning unit according to the invention,

Figuur 2 in exploded view een eerste uitvoeringsvorm van de aandrijfinrichting van de aftasteenheid volgens de uitvinding toont,Figure 2 shows an exploded view of a first embodiment of the driving device of the scanning unit according to the invention,

Figuur 3 een bovenaanzicht van de in Figuur 2 getoonde aandrijfinrichting is, 10 Figuur 4 een doorsnede volgens de lijn IV-IV in Figuur 2 is,Figure 3 is a plan view of the drive device shown in Figure 2, Figure 4 is a section taken on the line IV-IV in Figure 2,

Figuur 5 in exploded view een tweede uitvoeringsvorm van de aandrijfinrichting van de aftasteenheid volgens de uitvinding toont,Figure 5 shows an exploded view of a second embodiment of the driving device of the scanning unit according to the invention,

Figuur 6 in exploded view een derde uitvoeringsvorm van de aandrijfinrichting van de aftasteenheid volgens de uitvinding toont, 15 Figuur 7 een langsdoorsnede van de in Figuur 6 getoonde aan drijfinrichting is,Figure 6 shows an exploded view of a third embodiment of the driving device of the scanning unit according to the invention, Figure 7 is a longitudinal section of the driving device shown in Figure 6,

Figuur 8 in exploded view een vierde uitvoeringsvorm van de aftastinrichting van de aftasteenheid volgens de uitvinding toont, enFigure 8 shows in exploded view a fourth embodiment of the scanning device of the scanning unit according to the invention, and

Figuur 9 een langsdoorsnede van de in figuur 8 getoonde aan-20 drijfinrichting is.Figure 9 is a longitudinal cross-section of the driving device shown in Figure 8.

De aftasteenheid volgens figuur 1 is voorzien van een stra-lingsbron 1, bijvoorbeeld een diodelaser, een collimatorlens 3 en een objectief 5 met een optische as 5A, dat is aangebracht binnen een ob-jectiefhouder 7 van een nog nader te bespreken electromagnetische aan-25 drijfinrichting. Zowel de collimatorlens 3 als het objectief 5 kunnen meerdere lenselementen bevatten, maar bestaan bij voorkeur uit één enkel lenselement met minstens één asferisch brekend oppervlak. In deze principe opstelling bestaat het objectief uit één objectieflens, welke volgens een replicaproces is vervaardigd, waarbij de objectieflens is 30 voorzien van een ringvormige spiegel 9 ten behoeve van een hier niet nader omschreven stand, en positiedetectiestelsel. Een dergelijk stand - en positiedetectiestelsel is uitvoerig beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 8501665 (PHN 11.416; herewith incorporated by reference) .The scanning unit according to figure 1 is provided with a radiation source 1, for example a diode laser, a collimator lens 3 and an objective 5 with an optical axis 5A, which is arranged within an objective holder 7 of an electromagnetic indicator to be discussed later. driving device. Both the collimator lens 3 and the objective lens 5 may contain multiple lens elements, but preferably consist of a single lens element with at least one aspherical refracting surface. In this principle arrangement, the objective lens consists of one objective lens, which is manufactured according to a replication process, the objective lens being provided with an annular mirror 9 for a position, which is not further described here, and a position detection system. Such a position and position detection system is described in detail in Dutch patent application 8501665 (PHN 11.416; herewith incorporated by reference).

35 De door de stralingsbron 1 geleverde divergerende stralings- bundel b wordt door de collimatorlens 3 omgezet in een evenwijdige bundel, die de opening van het objectief 5 op een adequate manier vult. Het objectief focusseert de stralingsbundel tot een buigingsbegrensde ΡΗΝ 11.568 7 stralingsvlek V met een diameter van bijvoorbeeld 1 pm in het informatievlak 11 van een schijfvormige informatiedrager 13, waarvan in Figuur 1 een klein gedeelte in radiële doorsnede is getekend. De informatie is in concentrische sporen 15, of quasi-concentrische sporen die samen een 5 spiraalvormig spoor vormen, gerangschikt. De informatie bestaat uit een groot aantal optisch detecteerbare informatiegebieden die afwisselen met tussengebiedjes. Bij voorkeur bevindt het informatievlak 11 zich nabij de bovenzijde van de informatiedrager 13 zodat de bundel b het doorzichtige substraat 17 van de informatiedrager passeert alvorens het 10 informatievlak te bereiken. Het informatievlak is bijvoorkeur stra-lingsreflekterend zodat de bundel in de richting van de stralingsbron gereflekteerd wordt.The divergent radiation beam b supplied by the radiation source 1 is converted by the collimator lens 3 into a parallel beam, which adequately fills the opening of the objective lens 5. The objective focuses the radiation beam into a diffraction-limited radiation spot V with a diameter of, for example, 1 µm in the information plane 11 of a disc-shaped information carrier 13, of which a small part is drawn in radial section in Figure 1. The information is arranged in concentric tracks 15, or quasi-concentric tracks, which together form a spiral track. The information consists of a large number of optically detectable information areas that alternate with intermediate areas. Preferably, the information plane 11 is located near the top of the information carrier 13, so that the beam b passes the transparent substrate 17 of the information carrier before reaching the information plane. The information plane is preferably radiation-reflective so that the beam is reflected in the direction of the radiation source.

Bij roterende informatiedrager is de door het informatievlak gereflekteerde bundel in de tijd gemoduleerd overeenkomstig de opeen-15 volging van informatiegebied jes en tussengebiedjes in het uit te lezen informatiespoor. Om de gemoduleerde bundel te scheiden van de door de stralingsbron uitgezonden bundel is in de stralingsweg een uitkoppel-element 19 in de vorm van bijvoorbeeld een deelprisma aangebracht, waarvan het scheidingsvlak 21 ten minste een gedeelte van de terugge-20 kaatste bundel naar een stralingsgevoelige detector 23 reflekteert. De detector 23 zet de gemoduleerde bundel om in een electrisch signaal, dat op bekende wijze wordt verwerkt tot een signaal dat geschikt is om, afhankelijk van het soort informatie dat in de informatiedrager is opgeslagen, zichtbaar of hoorbaar gemaakt of anderszins verwerkt te wor-25 den.With rotating information carrier, the beam reflected by the information plane is modulated in time in accordance with the sequence of information areas and intermediate areas in the information track to be read. In order to separate the modulated beam from the beam emitted by the radiation source, a coupling element 19 in the form of, for example, a partial prism is provided in the radiation path, the interface 21 of which separates at least a part of the reflected beam from a radiation-sensitive detector. 23 reflects. The detector 23 converts the modulated beam into an electrical signal which is processed in known manner into a signal which, depending on the type of information stored in the data carrier, is suitable to be made visible or audible or otherwise processed. Pine tree.

In het rechtergedeelte van Figuur 1 is een orthogonaal assenstelsel XYZ weergegeven, waarvan de oorsprong O in het punt M gedacht moet worden, zodat de Z-as samenvalt met de hoofdstraal 'L van de bundel b. De Z-as loopt in axiale richting, hetgeen de richting is, volgens welke het objectief verplaatst moet kunnen worden om de bundel b tot het lichtvlekje V te focusseren. De X-as en de Y-as lopen in radiale richting, respectievelijk tangentiële richting ten opzichte van de rotatieas van de informatiedrager. Opdat het lichtvlekje V de sporen van de roterende informatieplaat zo exact mogelijk moet volgen, is het 35 noodzakelijk, dat het objectief 5 translaties volgens de X-as en Y-as, alsmede eventuele rotaties om deze assen kan uitvoeren. De beweging van het objectief volgens de Z-as wordt ook wel aangeduid als focusseerbe- « % PHN 11.568 8 weging terwijl de overige bewegingen ook wel spoorvolg- en tijdsfout-corrigeerbewegingen worden genoemd.The right-hand part of Figure 1 shows an orthogonal coordinate system XYZ, the origin O of which must be considered in point M, so that the Z axis coincides with the main radius' L of the beam b. The Z axis runs in an axial direction, which is the direction according to which the objective must be movable to focus the beam b to the spot of light V. The X-axis and the Y-axis run in the radial and tangential directions, respectively, with respect to the axis of rotation of the information carrier. In order for the light spot V to follow the tracks of the rotating information plate as precisely as possible, it is necessary that the objective 5 can perform translations along the X-axis and Y-axis, as well as any rotations about these axes. The movement of the lens along the Z-axis is also referred to as focusing-% PHN 11.568 8 weighting, while the other movements are also referred to as tracking and time error correction movements.

In de Figuren 2 t/m 7 worden enkele mogelijke eletromagne-tische aandrijfinrichtingen van de aftasteenheid volgens de uitvinding 5 nader omschreven. De aandrijfinrichtingen bestaan in principe elk uit een beweegbaar opgehangen ringvormig magneetlichaam en uit een aantal daaromheen gegroepeerde stationaire spoelen, die volgens een drietal parallel aan elkaar lopende radiale zones zijn gerangschikt. Het magneetlichaam is ring- of hulsvormig en vervaardigd uit een permanent ma-10 teriaal. Bijvoorkeur zullen magneetmaterialen met een hoge energie-in-houd gebruikt worden, zoals Neodymium-ijzer-boor en samarium-cobalt. De spoelen in de verschillende zones bevinden zich in specifieke delen van het magnetische krachtveld van het magneetlichaam. Opdat het objectief de reeds eerder besproken gewenste bewegingen vrij van parasitaire re-15 sonanties kan uitvoeren is het objectief magnetisch gelagerd in de genoemde aandrijfinrichting, waarbij geen lichamelijk contact gemaakt wordt tussen het objectief en de objectiefhouder enerzijds en de overige elementen van de aftasteenheid anderzijds.Figures 2 to 7 further describe some possible electromagnetic driving devices of the scanning unit according to the invention. The drive devices basically each consist of a movably suspended annular magnetic body and a number of stationary coils grouped around it, which are arranged according to three radial zones running parallel to each other. The magnetic body is annular or sleeve-shaped and made of a permanent material. Preferably, high energy content magnetic materials will be used, such as Neodymium iron boron and samarium cobalt. The coils in the different zones are located in specific parts of the magnetic force field of the magnetic body. In order that the objective can carry out the previously discussed desired movements free of parasitic resonances, the objective is magnetically mounted in the aforementioned driving device, whereby no physical contact is made between the objective and the objective holder on the one hand and the other elements of the scanning unit on the other.

De Figuren 2, 3 en 4 laten een aandrijfinrichting zien met 2Π een magneetlichaam 200 dat axiaal is gemagnetiseerd, zoals met pijlen in Fig. 4 is aangegeven, waardoor aan de axiale uiteinden van het magneetlichaam 200 een zuidpool Z resp. een noordpool N is gevormd. Het magneetlichaam 200 vormt tezamen met een vattingring 202 de objectiefhouder 7 voor het objectief 5. Co-axiaal om het magneetlichaam 200 33 zijn drie stellen van spoelen 204, 205 en 206 bevestigd op een gestel-plaat 208. Elk van de stellen 204, 205 en 206 omvat tenminste drie banaanvormig gebogen segmentspoelen. De stellen 204, 205 en 206 zijn gerangschikt volgens drie axiaal verschoven, zich ten opzichte van het magneetlichaam 200 radiaal uitstrekkende zones, te weten twee randzones 30 I en II en een daartussen gelegen middenzone III. In Fig. 4 zijn de genoemde zones aangegeven, alsmede het objectief 5- Het objectief 5, dat ten opzichte van de stellen van spoelen axiaal verplaatsbaar is langs de Z-as is in Fig. 4 getekend in een middenpositie, waarmede de positie bedoeld is van waaruit het objectief evenver omhoog als omlaag ver-35 plaatst kan worden. In de genoemde middenpositie van het objectief 5 bevinden de randzones I en II zich tegenover de magneetpolen N resp. Z van het magneetlichaam 200. Het aantal segmentspoelen in elk van de ···*» —7 -» * .· j ΡΗΝ 11.568 9 Λ. -**· * stellen 204 , 205 en 206 is niet beperkt tot drie; vier en zelfs meer dan vier spoelen zijn eveneens mogelijk.Figures 2, 3 and 4 show a driving device with 2Π a magnetic body 200 axially magnetized, as with arrows in Figs. 4, so that at the axial ends of the magnetic body 200, a south pole Z and resp. a north pole N has been formed. The magnetic body 200, together with a mounting ring 202, forms the objective holder 7 for the objective 5. Co-axially around the magnetic body 200 33, three sets of coils 204, 205 and 206 are mounted on a frame plate 208. Each of the sets 204, 205 and 206 includes at least three banana-shaped curved segment coils. The sets 204, 205 and 206 are arranged according to three axially displaced zones radially extending relative to the magnet body 200, i.e. two edge zones 30 I and II and an intermediate zone III located therebetween. In FIG. 4, the said zones are indicated, as well as the objective 5. The objective 5, which is axially displaceable along the Z axis with respect to the sets of coils, is shown in FIG. 4 is drawn in a middle position, which means the position from which the objective can be moved up and down. In said middle position of the objective lens 5, the edge zones I and II are opposite the magnetic poles N, respectively. Z of the magnet body 200. The number of segment coils in each of the ··· * »—7 -» *. · J ΡΗΝ 11,568 9 Λ. - ** · * set 204, 205 and 206 is not limited to three; four and even more than four coils are also possible.

Bij voorkeur hebben de segmentspoelen van het stel 206 in de middenzone III, een grotere axiale afmeting dan de segmentspoelen van de 5 stellen 204 en 205. De segmentspoelen van de stellen 204, 205 en 206 bevinden zich elk met een actief spoeldeel 204a, 205a resp. 206a, dat is het meest nabij het magneetlichaam 200 gelegen spoelgedeelte, in een gunstig gedeelte van het magneetveld van het magneetlichaam 200. Zo lopen de veldlijnen van het genoemde magnetisch veld in hoofdzaak in ra-10 diale richting ter plaatse van het actieve spoeldeel 204a en 205a van de spoelen van het stel 204 resp. 205 in de zone I resp. II, waardoor de gezamenlijke spoelen in de zones I en II bij stroomdoorgang axiaal gerichte krachten op het magneetlichaam kunnen uitoefenen. Derhalve zijn de stellen van spoelen 204 en 205 in de randzones I en II bij uit-15 stek geschikt voor het genereren van de focusseerbeweging van het objectief 5 langs de Z-as. Het actieve spoeldeel 206a van de spoelen van het stel 206 in de middenzone III daarentegen ligt in een gedeelte van het genoemde magneetveld, waar de veldlijnen in hoofdzaak axiaal lopen. Bij stroomdoorgang door deze spoelen zullen derhalve radiaal ge-20 richte krachten op het magneetlichaam 200 uitgeoefend worden. Voor het transleren van het objectief 5 langs de X-as en Y-as ten behoeve van het spoorvolgen en de tijdscorrectie kunnen derhalve met succes segmentspoelen van het stel 206 in de middenzone III bekrachtigd worden.Preferably, the segment coils of the set 206 in the center zone III have a larger axial dimension than the segment coils of the sets 204 and 205. The segment coils of the sets 204, 205 and 206 are each with an active coil section 204a, 205a and . 206a, which is the coil portion closest to the magnet body 200, in a favorable portion of the magnetic field of the magnet body 200. Thus, the field lines of said magnetic field run substantially in radial direction at the active coil portion 204a and 205a of the coils of the set 204, resp. 205 in zone I resp. II, whereby the common coils in zones I and II can exert axially directed forces on the magnetic body during current passage. Therefore, the sets of coils 204 and 205 in the edge zones I and II are particularly suitable for generating the focusing movement of the objective lens 5 along the Z axis. The active coil part 206a of the coils of the set 206 in the middle zone III, on the other hand, lies in a part of the said magnetic field, where the field lines run substantially axially. As a result of current passage through these coils, radially directed forces will therefore be exerted on the magnetic body 200. For translating the objective lens 5 along the X-axis and Y-axis for tracking and time correction, segment coils of the set 206 in the center zone III can therefore be successfully energized.

Worden de segmentspoelen van de stellen 204 en 205 in de randzones I en 25 II verschillend aangestuurd, dan kunnen op het magneetlichaam 200 ook nog koppels overgedragen worden. De aandrijving is daardor tevens de gebruiken om het objectief over een beperkte hoek Q£ en/3 can de X-as resp. Y-as te kantelen, waardoor extra spoorvolg- en tijdscorrectiebe-wegingen van het objectief 5 mogelijk zijn.If the segment coils of the sets 204 and 205 in the edge zones I and 25 II are driven differently, torques can also be transferred to the magnetic body 200. The drive can therefore also be used to mount the lens over a limited angle Q £ and / 3 on the X-axis resp. Tilt the Y axis, allowing additional tracking and time correction movements of the lens 5.

30 De in Figuur 5 weergegeven aandrijfinrichting vertoont veel overeenkomst met de hiervoor beschreven aandrijfinrichting en zal daarom slechts beknopt besproken worden. De aandrijfinrichting is weer voorzien van het magneetlichaam 200, waarbinnen de vatting 202 met het objectief 5 is bevestigd, en is voorts voorzien van drie stellen van 35 segmentspoelen, welke weer opgesteld staan volgens de reeds genoemde zones I, II en III. In de randzones I en II bevinden zich op de reeds beschreven wijze de stellen 204 en 205. Het verschil met de voorgaande * PHN 11.568 10 aandrijf inrichting is gelegen in de opbouw van het stel van spoelen in de middenzone III, welk stel 506 is samengesteld uit twee axiaal ten opzichte van elkaar verschoven lagen van elk drie, of eventueel meer segmentspoelen. Tussen de genoemde lagen kan een afstandstuk aange-5 bracht zijn.The drive device shown in Figure 5 is very similar to the drive device described above and will therefore only be discussed briefly. The drive device is again provided with the magnetic body 200, within which the mount 202 is mounted with the objective 5, and furthermore comprises three sets of 35 segment coils, which are again arranged according to the zones I, II and III already mentioned. In the edge zones I and II, the sets 204 and 205 are located in the manner already described. The difference with the previous * PHN 11.568 drive device lies in the construction of the set of coils in the middle zone III, which set 506 is composed. two axially shifted layers of three, or possibly more segment coils. A spacer may be provided between said layers.

In de Figuren 6 en 7 is een electromagnetische aandrijfin-richting voor de aftasteenheid volgens de uitvinding getoond, waarvan de opstelling van de spoelen in de randzones afwijkt van die in de voorgaande uitvoeringsvormen. De aandrijfinrichting omvat ook hier het 10 axiaal gemagnetiseerde beweegbare raagneetlichaam 200, waaraan de vatting 202 voor het objectief 54 is bevestigd. De stationaire spoelen zijn, zoals in elk van de uitvoeringsvormen, gerangschikt volgens drie parallelle, zich dwars op de Z-as uitstrekkende zones. In elk van de randzones I en II is een coaxiaal om het magneetlichaam aangebrachte 15 ringspoel 604 aangebracht. De ringspoelen 604 zijn zodanig gepositioneerd, dat de veldlijnen van het magnetische veld van het magneetlichaam 200 ter plaatse van de ringspoelen 604 in hoofdzaak radiaal lopen. Bij bekrachtiging van de ringspoelen worden daardoor axiaal gerichte krachten op het magneetlichaam 200 uitgeoefend. De focusseerin-20 stelling van het objectief 202 kan derhalve door aansturing van de ringspoelen 604 bewerkstelligd worden. In de tussen de ringspoelen 604 gelegen middenzone III zijn op enige afstand van elkaar twee stellen van banaanvormig gebogen segmentspoelen 606 aangebracht. Elk stel omvat bij voorkeur drie of vier segmentspoelen, welke groepsgewijze ringvor-25 mig onder vrijlating van een luchtspleet om het magneetlichaam 200 lopen. De segmentspoelen bevinden zich in gebieden van het magnetische veld van het magneetlichaam 200, waar de veldlijnen min of meer axiaal lopen. Dit betekent, dat bij bekraehting van de segmentspoelen in hoofdzaak radiaal gerichte krachten op het magneetlichaam uitgeoefend 30 worden. De stellen van segmentspoelen 606 kunnen derhalve translaties van het objectief langs de X-as en Y-as veroorzaken. Bovendien zijn door selectieve aansturing van de segmentspoelen kantelingen van het objectief te verwezenlijken.Figures 6 and 7 show an electromagnetic driving device for the scanning unit according to the invention, the arrangement of the coils in the edge zones of which differs from that in the previous embodiments. The drive device also here comprises the axially magnetized movable rod magnet body 200, to which the mount 202 for the objective 54 is attached. The stationary coils, as in any of the embodiments, are arranged according to three parallel zones extending transversely of the Z axis. In each of the edge zones I and II, a ring coil 604 arranged coaxially around the magnet body is arranged. The ring coils 604 are positioned such that the field lines of the magnetic field of the magnetic body 200 at the location of the ring coils 604 are substantially radial. When the ring coils are energized, axially directed forces are thereby exerted on the magnetic body 200. The focusing adjustment of the objective 202 can therefore be effected by controlling the ring coils 604. In the middle zone III located between the ring coils 604, two sets of banana-shaped curved segment coils 606 are arranged at some distance from each other. Each set preferably includes three or four segment coils, which run in groups annularly around the magnetic body 200 with the release of an air gap. The segment coils are located in areas of the magnetic field of the magnetic body 200, where the field lines run more or less axially. This means that when the segment coils are energized, substantially radially directed forces are exerted on the magnetic body. The sets of segment coils 606 can therefore cause translations of the objective along the X axis and Y axis. In addition, tilting of the objective lens can be achieved by selective control of the segment coils.

Een vanuit rendementsoogpunt gezien zeer aantrekkelijke 35 electromagnetische aandrijfinrichting is in de Figuren 8 en 9 getoond. Deze aandrijfinrichting is wat betreft het geweegbare gedeelte iden-tisch aan de reeds getoonde uitvoeringsvormen, maar heeft een bijzonder ·' -» PHN 11.568 11 \~l - gevormd stationair gedeelte. Ook in deze uitvoeringsvorm zijn de spoelen weer gerangschikt volgens drie parallel aan elkaar lopende, dwars op de Z-as georienteerde zones, echter hierbij kan er een zekere overlapping van de randzones I en II en de middenzone III optreden, δ zoals zichtbaar genaakt is in Fig. 9. In de beide randzones I en II bevindt zich een ringspoel 804 resp. 805 welke is voorzien van een aantal uitstulpingen 804a resp. 805a.A very attractive electromagnetic drive device from a viewpoint of efficiency is shown in Figures 8 and 9. As regards the movable part, this drive device is identical to the embodiments already shown, but it has a particularly stationary part formed by PHN 11.568. In this embodiment too, the coils are again arranged according to three zones running parallel to each other, oriented transversely of the Z axis, however, there may be a certain overlap of the edge zones I and II and the middle zone III, as shown in Fig. 9. In both edge zones I and II there is a ring coil 804 resp. 805 which is provided with a number of protrusions 804a resp. 805a.

Ter plaatse van de ringspoelen 804 en 805 lopen, evenals in de vorige uitvoeringsvorm, de veldlijnen van het magneetveld van het 10 magneetlichaam 200 in hoofdzaak radiaal, zodat deze spoelen ook hier bedoeld zijn voor het langs de Z-as aandrijven van het objectief.At the location of the ring coils 804 and 805, as in the previous embodiment, the field lines of the magnetic field of the magnetic body 200 run substantially radially, so that these coils are also intended here for driving the objective lens along the Z axis.

In de middenzone III zijn op enige axiale afstand van elkaar twee stellen van vlerkvormige segmentspoelen 806 aangebracht. Elk stel bestaat weer uit bij voorkeur drie of vier spoelen, waarbij de gezaraen-15 lijke spoelen een min of meer gesloten mantel om het magneetlichaam vormen. Door de bijzondere vorm van de segmentspoelen 806 heeft elke spoel twee actieve spoeldelen 806a en 806b, die zich beide in het genoemde magneetveld uitstrekken. De plaats van de actieve spoeldelen 806a en 806b is daarbij zodanig dat ter plaatse van die spoeldelen de 20 veldlijnen in hoofdzaak axiaal gericht zijn. Deze opstelling maakt snelle en zeer correcte spoorvolg- en tijdscorrectiebewegingen van het objectief mogelijk. De tussen de actieve spoeldelen 806a en 806b liggende spoeldelen lopen door de reeds genoemde uitstulpingen 804a en 804b heen, waardoor een compacte constructie mogelijk is.Two sets of flange segment coils 806 are arranged in the central zone III at some axial distance from each other. Each set again consists of preferably three or four coils, the joint coils forming a more or less closed jacket around the magnetic body. Due to the special shape of the segment coils 806, each coil has two active coil parts 806a and 806b, both of which extend in the said magnetic field. The location of the active coil parts 806a and 806b is such that at the location of those coil parts the field lines are directed essentially axially. This arrangement enables fast and very correct tracking and time correction movements of the lens. The coil parts located between the active coil parts 806a and 806b run through the abovementioned protrusions 804a and 804b, which makes a compact construction possible.

25 30 f ; i —» 3525 30 f; i - »35

Claims

1. Optical scanning unit for controlling and directing a radiation beam onto recording tracks of a surface of a data carrier to be scanned, which scanning unit comprises an objective with an optical axis, which is provided with an objective lens for focusing the radiation beam into a scanning spot on said surface, said scanning unit further comprising an electromagnetic driver for continuously correcting the position of the objective relative to the information carrier, the driver being provided with. a lens objective holder, which objective holder comprises a movable annular magnetic body of permanent magnetic material arranged coaxially about the optical axis, which magnetic poles are provided at its axial ends, and the drive device further comprising stationary coils cooperating magnetically with said magnetic body via an air gap, characterized in that the stationary coils of said driving device are arranged according to three parallel zones radially extending relative to said magnetic body, of which two edge zones are situated opposite the ends of the magnet body 20 in a central position and of which a central zone extends between the said edge zones.

Optical scanning unit according to claim 1, characterized in that in each of said edge zones as well as in the central zone there are at least three segment coils, which segment coils each consist of one active towards the magnetic body, running in the circumferential direction of the magnet body coil part and a coil part further away from the magnetic body, wherein the segment coils, viewed in the circumferential direction of the magnetic body, are arranged next to each other.

Optical scanning unit according to claim 2, characterized in that the axial size of the segment coils in the middle zone is greater than the axial size of the segment coils in the edge zones.

Optical scanning unit according to claim 2, characterized in that further at least three further segment coils are present in the central zone, the common coils in the central zone being divided into two sets, viewed in axial direction of the magnetic body, one behind the other of at least three coils, the further segment coils also each consisting of one opposite the magnetic body, running in the circumferential direction of the magnetic body. jp> -. -> PHN 11.568 13 active coil part and a coil part further away from the magnetic body, and furthermore, viewed in circumferential orientation of the magnetic body, are arranged side by side.

Optical scanning unit according to claim 1, characterized in that in each of said edge zones there is a ring coil arranged co-axially around said magnetic body, and in the middle zone there is at least a set of segment coils, the segregated coils, viewed in circumferential direction of the magnetic body, are arranged side by side. 10.

Optical scanning unit according to claim 5, characterized in that said segment coils each consist of one active coil part lying opposite the magnetic body, running circumferentially of the magnetic body and a coil part further away from the magnetic body. 15

Optical scanning unit according to claim 5, characterized in that in the central zone there is also the same set of segment coils, wherein the sets, viewed in axial direction of the magnetic body, lie one behind the other, and that said segment coils each have two parallel, active coil parts running circumferentially of the magnet body, one of the active coil parts being located next to the magnet body and connected by further coil parts bent towards the magnet body to the other active coil part, which is located opposite the magnetic pole at one of the ends of the magnet body. magnet body, and that said ring coils have a number of outwardly directed protuberances, through which the further coil parts of the segment coils pass. 30 35 * »