DE2551794A1

DE2551794A1 - Abspielnadel fuer einen plattenspieler

Info

Publication number: DE2551794A1
Application number: DE19752551794
Authority: DE
Inventors: Marvin Allan Leedom
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1974-11-18
Filing date: 1975-11-18
Publication date: 1976-05-20
Also published as: CA1075810A; JPS5284724A; DE2551794B2; FR2291571A1; DE2551794C3; US4031546A; JPS5647601B2; FR2291571B1; JPS5172403A; GB1524032A

Description

7864-75/Kö/S
EOA 69068
GBSIT 49926/74
Convention Date:
November 18, 1974

ROA Corporation, New York, N.Y., V.St.A.

Abspielnadel für einen Plattenspieler

Die Erfindung betrifft eine Abspielnadel für einen Plattenspieler mit einem länglichen Element, das am einen Ende zu einer Spitze verjüngt ist. Sie befaßt sich ferner mit einem Plattenspieler zum Abspielen von Aufzeichnungsplatten hoher Informationsdichte, beispielsweise Bildplatten, unter Verwendung der erfindungsgemäßen Abspielnadel.

In der USA-Patentschrift 3 842 194 (vom 15.10.1974) sind Bildplattenspieler, die auf dem Prinzip der Kapazitätsmodu-Iation beruhen, beschrieben. Bei einer dort beschriebenen Ausführungsform sind Informationen, die aufgezeichnetem Bild und Ton entsprechen, in einer Spiralrille einer Aufzeichnungsplatte in Porm von geometrischen Änderungen auf dem Rillenboden codiert, dessen Oberfläche aus mit einem dünnen Belag aus Isoliermaterial bedecktem Leitermaterial besteht. Die geometrischen Änderungen des Rillenbodens bestehen aus abwechselnden eingetieften, sich quer über den Rillenboden erstreckenden Bereichen und nicht-eingetieften Bereichen, wobei die Frequenz des Wechsels zwischen beiden Bereichen sich mit der Amplitude der aufgezeichneten Videosignale ändert. Beim

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Umdrehen der Platte auf einem tragenden Plattenteller ergeben sich Eapazitätsänderungen zwischen einer an einem Abtaststift oder einer Abspielnadel angebrachten leitenden Elektrode und dem !leitermaterial der Platte, und diese Kapazitätsänderungen werden erfaßt, um die aufgezeichnete Information wiederzugewinnen.

Eine in der oben genannten USA-Patentschrift beschriebene Abspielnadel weist ein Trägerteil aus hartem Material wie Saphir oder Diamant mit einer im wesentlichen der ΕΌπη der Spiralrille der Platte angepaßten Spitze und einer Rückfläche, an der die leitende Elektrode angebracht ist, auf. Die Spitze des Trägerteils hat zwei Seiten, eine Rückfläche und einen Boden mit Rändern, die in weitgehender Annäherung die Form eines gleichschenkligen Dreiecks von kleiner Abmessung, d.h. mit zwei gleichlangen Seiten bilden. Im Betrieb ist die Nadelspitze in derPlattenrille so orientiert, daß beim Umdrehen der Platte auf dem tragenden Plattenteller der Scheitel des dreieckförmigen Bodens die geometrischen Änderungen der Informationsspur der Spiralrille vor der die Elektrode aufweisenden Rückfläche erfaßt.

Bei Aufzeichnungsplatten mit hohen Rillendichten (z.B. 1575 bis 3150 Rillen pro cm - 4000 bis 8000 Rillen pro Zoll) können gelegentlich Risse oder Sprünge auftreten, die unerwünschte, eine Sille verstopfende oder versperrend« Hindernisse entstehen lassen. In vielen Jällen bewirkt eine versperrte Rille, daß die Abspielnadel wiederholt denselben Rillenumgang oder die selben Rillenumgänge abtastet oder abspielt, was einen Effekt hervorruft, der im allgemeinen als Rillen— blockierung bezeichnet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abspielnadelkonstruktion anzugeben, bei der die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Rillenblockierung erheblich verringert ist.

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Eine Abspielnadel der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze eine im wesentlichen ebene Endfläche, eine erste Seitenfläche und eine zweite Seitenfläche aufweist und daß die Endfläche und die beiden Seitenflächen am verjüngten Nadelende in den Rändern einer Heinen Bodenfläche enden, die in der Form eines allgemein rechtwinkligen Dreiecks angeordnet sind. Das als Trägerteil dienende längliche Element besteht dabei aus einem harten Werkstoff. Es enden die Endfläche am Basisrand, die erste Seitenfläche am Höhenrand und die zweite Seitenfläche am Hypotenusenrand des dreieckförmigen Nadelspitzenbodens. Eine durch den Schnitt der beiden Seitenflächen gebildete Messerschneide erstreckt sich vom Scheitel des dreieckförmigen Bodens weg.

Bei Umdrehung der Platte folgt der Signalabnehmerarm mit der Abspielnadel der Spiralrille in Radialrichtung vom Außenumfang gegen die Mitte der Platte hin.

Erfindungsgemäß ist eine Abspielnadel der beschriebenen Form in der Rille so orientiert, daß die End- oder Rückfläche quer zu den Rillenwänden oder -flanken und die erste Seitenfläche parallel zur innenseitigen Rillenflanke angeordnet sind, während die zweite Seitenfläche die Breite der Rille diagonal überspannt. Die Drehrichtung des Plattentellers und der Platte unter der Stelle des Nadeleingriffs in die Rille verläuft in Richtung vom Scheitel des dreieckförmigen Bodens zum Basisrand.

Es wurde gefunden, daß durch die oben beschriebene Form und Orientierung der Abspielnadel die leistung des Plattenspielers bei vermindertem Auftreten von Rillenblockierungen verbessert wird. Eine diese Resultate erklärende'Theorie der Wirkungsweise geht-dahin, daß, wenn die Nadel auf Rillenversperrungen trifft, durch welche sie aus der Rille hinausgedrängt wird, durch die erfindungsgemäße Form des Nadelbodens

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und durch die erfindungsgemäße Messerschneidenorientierung eine Auslenkung der Nadel nach einwärts (d.h. eine Bewegung gegen den Drehungsmittelpunkt der Platte) aufgrund des Hindernisses begünstigt wird, wodurch sich die Wahrscheinlichkeit verringert, daß die Nadelverdrängung eine Auslenkung nach auswärts zur Polge hat, mit dem Resultat, daß der selbe Rillenumgang wiederholt durchlaufen wird und die Nadel zu wiederholten Malen auf das selbe Hindernis trifft.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine schematische Darstellung eines Plattenspielersystems, bei dem eine Abspielnadel gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit Vorteil verwendet werden kann;

Fig. 2 eine übertriebene perspektivische Darstellung des Spitzenteils einer für die Anordnung nach Pig. 1 geeigneten Abspielnadel}

Pig. 3 eine Darstellung, welche eine Orientierung des Spitzenteils der Abspielnadel nach Pig. 2, wie sie für das Abspielen von Platten erfindungsgemäß erwünscht ist, veranschaulicht; und

Pig. 4 eine Darstellung der Anordnung einer Messerschneide der Nadelspitze nach Pig. 2 in bezug auf die Rillenoberfläche einer Aufzeichnungsplatte.

In den Piguren sind einander entsprechende Elemente jeweils mit gleichen Bezugsnummern bezeichnet.

Pig. 1 zeigt die Anordnung eines Bildplattenspielers, der hier beispielsweise nach dem in der eingangs genannten USA-Patentschrift beschriebenen Prinzip der veränderlichen Kapazität oder Kapazitätsmodulation arbeitet. Der Bildplattenspieler 10 hat einen drehbaren Plattenteller 12, auf den die Spiialrillen-Aufzeichnungsplatte 14 aufgelegt wird, sowie einen Motor oder ein Laufwerk 16 zum Drehen des Platten-

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tellers 12. Eine mechanische Halterung (in l?ig. 1 nicht gezeigt) für die Abspielnadel 18 setzt diese in die Lage, die aufeinanderfolgenden Umgänge der Spiralrille der Aufzeichnung^ platte 14 abzutasten. Die Halterung kann beispielsweise (wie z.B. in der USA-Patentanmeldung Ser.No. 522 822, eingereicht

am 12.11.1974-, gezeigt) einen schwenk

baren Abnehmerarm, der an seinem freien Ende die Abspielnadel trägt, sowie ein umschließendes Gehäuse, in welchem der Abnehmerarm schwenkbar gelagert ist, enthalten. Damit die gewünschte Rillenabtastung mit im wesentlichen konstanter Nadelstellung erfolgen kann, wird dem Abnehmerarmgehäuse wünschenswerterweise während des Abspielens der Aufzeichnungsplatte eine Radialbewegung (in der durch den Pfeil R in Pig.i angedeuteten Richtung), die in geeigneter Weise mit der Umdrehung des Plattentellers 12 synchronisiert ist, erteilt.

Der Bildplattenspieler 10 enthält außerdem eine Signalabnehmerschaltung 22, welche die von der Abspielnadel 18 wahrgenommenen Kapazitätsänderungen in ein entsprechendes elektrisches Signal umwandelt, das in einer Signalverarbeitungsschaltung 24- in eine für die Wiedergabe mittels eines oder Monitorgerätes geeignete Form gebracht werden kann.

3?ig. 2 zeigt in übertriebener perspektivischer Darstellung die Abspielnadel 18 nach lig. 1 unter Veranschaulichung der verschiedenen Merkmale der Nadelspitze. Die Abspielnadel 18 enthält ein Trägerelement 30 aus Dielektrikum oder Isoliermaterial, das eine Spitze mit einer ersten Seitenfläche 32, einer zweiten Seitenfläche 34, einer End- oder Rückfläche 36, einer Elektrode 38, einer Messerschneide 39 und einem Boden 40 in Form eines rechtwinkligen Dreiecks aufweist.

Die erste Seitenfläche 32 ist größtenteils rechteckförmig und springt senkrecht von der Rückfläche 36 in einem zur Längsachse des Trägerelements 30 schiefen Winkel vor. Eine Ecke der ersten Seitenfläche 32 endet am Höhenrand 42 des rechtwinklig-dreieckförmigen Bodens 40.

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Die zweite Seitenfläche 34 ist allgemein eine parallelogrammförmige Fläche, die von der Rückfläche 36 in einer sowohl zur Rückfläche 36 als auch zur Längsachse des Trägerelements 30 schiefen Ebene verläuft und die erste Seitenfläche 32 unter Bildung der Messerschneide 39 schneidet. Eine Ecke der zweiten Seitenfläche 34 endet am Hypotenusenrand 44 des rechtwinklig-dreieckförmigen Bodens 40.

Die Rückfläche 36 hat Ränder gleicher länge, die zum Basisrand 46 des rechtwinklig-dreieckförmigen Bodens 40 hin verlaufen und verjüngt sind. Auf der Rückfläche 36 ist die Elektrode 38 zum Abspielen der auf der Aufzeichnungsplatte nach Pig. 1 aufgezeichneten Information angebracht.

Pig. 3 veranschaulicht eine Orientierung des Bodens 40 der Abspielnadel nach Pig.2, die mit Vorteil während des Abspielens der Aufzeichnungsplalte 14 eingehalten wird. Durch die Nadelhalterung (dargestellt in der Zeichnung durch die gestrichelte Umrißliniendarstellung eines Abnehmerarmgehäuses 20 der zuvor beschriebenen Art) wird die Nadelspitze während des Abspielens so eingestellt und orientiert, daß der Höhenrand 42 des Bodens 40 im wesentlichen tangential zur Innenwand oder -flanke 46 (d.h. zu der sich näher bei der Plattenmitte 52 befindenden Wand oder Planke) des Rillenumgangs 50, in welchem die Nadelspitze läuft, angeordnet ist. Bei dieser dargestellten Orientierung überspannt der Hypotenusenrand 44 des Bodens 40 die Rille 50 diagonal von der Innenianke 46 zur Außenflanke 48. Der Scheitel 56 des dreieckförmigen Bodens 40 ist in der Rille so ausgerichtet, daß die Informationsspur unter ihm vor dem Basisrand 54 vorbeiläuft, wenn die Aufzeichnungsplatte 14 in der gezeigten Richtung gedreht wird. Beim Drehen der Platte erfolgt zugleich eine Radialbewegung des Gehäuses 20 in Richtung zum Plattenmittelpunkt 52, wodurch es möglich wird, daß der Nadelboden 40 die gezeigte Orientierung während des gesamten Abspielens der Platte beibehält.

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Pig. 4 zeigt eine Vorderansicht der Abspielnadel 18 während des Durchlaufens des Rillenumgangs 50 (ebenfalls dargestellt in Mg. 3). Wie in Pig. 4 gezeigt, liegt die Messerschneide 39 mit ihrem Bodenende an der Innenflanke 46 des Rillenumgangs 50 und steigt von dort längs der Rille in einer Richtung an, die nach einwärts (d.h. gegen die Plattenmitte hin) abgewinkelt ist. Der Anstieg der Messerschneide 39 vom Boden 40 erfolgt in einem Bugwinkel "d" (Pig. 2), der beispielsweise ungefähr 20° beträgt.

Es wurde gefunden, daß bei Verwendung einer Abspielnadel von der in Pig. 2 gezeigten Porm für das Abspielen einer Aufzeichnungsplatte mit der in Pig. 3 und 4 gezeigten Nadelorientierung die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Rillenblockierungen der Zahl nach geringer ist (als bei Verwendung einer Nadel von symmetrischer Porm gemäß demStand der Technik für das Abspielen der gleichen Aufzeichnungsplatte). Es wird angenommen, daß diese Leistungsverbesserung sich dadurch erklären läßt, daß durch das Auftreffen auf solche Rillenhindernisse, durch welche die Abspielnadel von ihrem richtigen Laufweg abgelenkt wird, auf die asymmetrische Nadel Kräfte in einer Richtung ausgeübt werden, die eine Einwärtslenkung der Nadel (d.h. in Richtung zur Plattenmitte) begünstigt.

Es soll jetzt ein beispielsweises Verfahren zum Herstellen der Abspielnadel 18 nach Pig. 2 beschrieben werden. Eine Saphirscheibe, die auf einer Seite mit einem leitenden Belag bedeckt ist, wird mit einer Diamantsäge in rechteckförmige Stückchen von ungefähr 0,15 x 0,10 cm (60 χ 40 Millizoll) zerschnitten. Ein so gebildetes Stückchen liefert das Material für sowohl das Trägerelement 30 als auch die Elektrode 38 der Abspielnadel oder des Abtaststiftes 18. Die beschichtete Seite des Schdbenstückchens dient dabei als Rückfläche 36, und der darauf sich befindende Leiterbelag bildet die Elektrode 38.

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Das Stückchen wird dann auf einem Bleistifthalter (einer Vorrichtung zum festhalten des Stückchen während des Läppvorgangs) montiert. Die erste Seitenfläche 32 nach Pig. 2 wird in einem Schritt (1) mit einem Spanwinkel (dem Winkel zwischen der Bückfläche und einer Seitenfläche) von 90° und (2) mit einem Orientierungswinkel relativ zur Längsachse des Stückchens gleich dem halben !Flächenwinkel ß (dem eingeschlossenen Winkel der Hückflache) geläppt; beispielsweise ist ein Plächenwinkel von ungefähr 60° zwischen den Rändern der Rückfläche 36 wünschenswert. Die zweite Seitenfläche 34 wird in zwei Läppschritten geformt. Als erstes wird (1) mit einem Spanwinkel von 90° und (2) mit einer zur oben genannten Orientierung komplementären Orientierung geläppt, um die gewünschte Rückflächenform herzustellen. Sodann erfolgt ein zweites Läppen mit einem Spanwinkel von ungefähr 60°, wodurch erreicht wird, daß die zweite Seitenfläche die erste Seitenfläche unter Bildung einer schiefen Messerschneide 39 schneidet. Die resultierende Messerschneide 39 ist auch schief zur Längsachse, die vom Boden 40 der Nadel nach oben verläuft. Diese Läppvorgänge werden beispielsweise auf einer Lucit-Trommel durchgeführt.

Das Trägerelement 30 wird dann aus dem Bleistifthalter herausgenommen und in einer Läppvorrichtung, die einem Plattenspieler ähnlich ist, montiert, und der Boden wird mit einem Winkel geläppt, der gleich dem im Betrieb der Abspielnadel verwendeten Winkel ist (z.B. ungefähr 90° zur Rückfläche 36). Das fertige Trägerelement hat eine Spitze mit rechtwinklig-dreieckförmigem Boden mit beispieleweise folgenden Abmessungen: Basisrand 46 ungefähr 2 um Länge und Höhenrand 42 ungefähr 5 bis 8/um Länge.

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Claims

Patentansprüche

Abspielnadel für einen Plattenspieler mit einem länglichen Element, das am einen Ende zu einer Spitze verjüngt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze eine im wesentlichen ebene Endfläche (36), eine erste Seitenfläche (32) und eine zweite Seitenfläche (34) aufweist und daß die Endfläche und die beiden Seitenflächen am verjüngten Hadelende in den Bändern einer kleinen Bodenfläche (40) enden, die in der Form eines allgemein rechtwinkligen Dreiecks angeordnet sind.
2. Abspielnadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze eine Messerschneide (39) aufweist, die von der Bodenfläche in einem von der Endfläche entfernten Spitzenbereich weg verläuft und in einer zur Endfläche rechtwinkligen, die erste Seitenfläche enthaltenden Ebene liegt.
3. Abspielnadel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Endfläche im Basisrand, die erste Seitenfläche im Höhenrand und die zweite Seitenfläche im Hypotenusenrand der rechtwinklig-dreieckförmigen Bodenfläche enden, wobei das längliche Element aus Isoliermaterial besteht und die Endfläche mit Leitermaterial (38) beschichtet ist.
4. Abspielnadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endfläche (36) als Bückfläche verjüngt zulaufend mit Rändern, die in einer zur längs achse des länglichen Elementes im wesentlichen parallelen Ebene liegen, ausgebildet ist; daß die erste Seitenfläche (32) von der Bückfläche an einem ersten Rand in einer zur Rückfläche rechtwinkligen Ebene weg verläuft; daß die zweite Seitenfläche (34) von einem zweiten Rand der Rückfläche in

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einer zur Rückfläche spitzwinkligen Ebene weg verläuft und die erste Seitenfläche schneidet; daß eine Messerschneide (59) dort gebildet ist, wo sich die beiden Seitenflächen schneiden; und daß der kleine dreieckförmige Boden (40) durch die Rückfläche, die erste und die zweite Seitenfläche, die an entsprechenden Rändern des Bodens enden, gebildet ist.
5. Abspielnadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen ebene Endfläche (36) als Rückfläche mit zwei Rändern ausgebildet ist, die am einen Ende konvergieren und an den Enden eines Basisrandes (46) der allgemein rechtwinklig-dreieckförmigen Bodenfläche enden; daß die erste Seitenfläche orthogonal zur Rückfläche angeordnet ist, sich von einem ersten Rand der Rückfläche aus erstreckt und an dem einen Ende in einem Höhenrand (42) der dreieckförmigen Bodenflache endet; und daß die zweite Seitenfläche in einem spitzen Winkel zur Rückfläche angeordnet ist, sich von einem zweiten Rand der Rückfläche aus erstreckt und an dem einen Ende in einem Hypotenusenrand (44) der dreieckförmigen Bodenfläche endet.
6. Abspielnadel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze eine Messerschneide (39) im Schnitt der zweiten mit der ersten Seitenfläche in einer die erste Seitenfläche enthaltenden, zur ebenen Rückfläche orthogonalen Ebene aufweist.
7. Abspielnadel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Messerschneide (39), die von einem Scheitel des dreieckförmigen Bodens (40) der Spitze in einem zum Boden stumpfen Winkel (zwischen 39 und 40) am Schnitt der beiden Seitenflächen der Spitze nach oben verläuft.

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8. Abspielnadel nach Anspruch 7, dadurch. gekennzeichnet, daß die im wesentlichen ebene Bückflache an einem Basisrand (46) des rechtwinklig-dreieeiförmigen Bodens endet.
9. Plattenspieler unter Verwendung einer Abspielnadel nach Anspruch 1 mit einem Plattenteller zum Drehen einer Spiralrillen-Aufzeichnungsplatte, die in ihrer Rille eine Informationsspur enthält, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abspielnadel die Endfläche am Basisrand, die erste Seitenfläche am Höhenrand und die zweite Seitenfläche am Hypotenusenrand des Bodens enden; daß eine Messerschneide (39) von einem von der ebenen Endfläche entfernten Scheitel (42, 44) des dreieckförmigen Bodens in einem zumBoden schiefen Winkel am Schnitt der beiden Seitenflächen nach oben verläuft} daß an der ebenen Endfläche eine Elektrode (38) angebracht istj und daß eine Anordnung (20) vorgesehen ist, welche die Abspielnadel so haltert, daß sie während des Abspielens einer Aufzeichnungsplatte mit einer solchen Orientierung des Nadelspitzenbodens (40) in einer Plattenrille (50) läuft, daß die am Höhenrand (42) des Bodens endende Seitenfläche (32) der Nadelspitze gegen den Drehungsmittelpunkt (52) des Plattentellers (14) gewandt ist und die Bewegungsrichtung des Plattentellers unter der Stelle des Nadeleingriffs vom Scheitel (56) zum Basisrand (54) weist.
10. Plattenspieler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Abspielnadel ein Trägerelement aus Isoliermaterial enthält.
11. Plattenspieler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Messerschneide (39) während des Abspielens der Aufzeichnungsplatte so eingestellt ist, daß sie vom Scheitel (42, 44) des Bodens (40) der Spitze in der MlIe (50) der abgespielten Platte zu einer Stelle

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oberhalb der Rille verläuft, die näher bei der Drehungsachse (52) des Plattentellers liegt als der Scheitel.

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