KR930000352B1 - 전자 광학 장치 - Google Patents

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KR930000352B1
KR930000352B1 KR1019840006649A KR840006649A KR930000352B1 KR 930000352 B1 KR930000352 B1 KR 930000352B1 KR 1019840006649 A KR1019840006649 A KR 1019840006649A KR 840006649 A KR840006649 A KR 840006649A KR 930000352 B1 KR930000352 B1 KR 930000352B1
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에두 아르트 반 로즈마렌 게라르트
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엔. 브이. 필립스 글로아이람펜 파브리켄
아이. 엠. 레르너
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Abstract

내용 없음.

Description

전자 광학 장치
제1도는 제2도의 선 I-I을 따라 절취한 전자 광학 장치의 단면 확대도이며, 이동 렌즈 시스템이, 프리텐션(pretention)된 판 스프링에 지지되어 있는 것을 도시한 것이다.
제2도는 제1도의 평면도.
제3도는 제1도에 도시된 전자 광학 장치의 이동 렌즈 시스템 축방향 변위 X와 상기 변위에 요구되는 축방향력 F사이의 관계를 나타낸 도표.
제4도는 제1도에 도시된 전자 광학 장치의 부분변형장치로서 휨에 대해 낮은 저항율을 가지는 얇은 와이어에 지지되는 이동 렌즈 시스템을 분해한 확대 투시도.
제5도는 광 오디오 디스크를 거의 실제 크기로 나타낸 평면도이며, 디스크 표면에 대하여 전영역을 조사할 수 있는 발명에 부합되는 전자광학 장치 실시예인 상기 디스크 아래에 위치하는 기본 부품의 윤곽을 파선으로 도시한 것이다.
제6도는 제5도에 도시된 광학 디스크와 함께 사용되기 위한 전자 광학 장치의 평면도.
제7도는 제6도의 선 VII-VII을 따라 절취한 상기 전자 광학 장치의 단면도.
제8도는 제6도 및 제7도에 도시된 전자 광학 장치의 정면도.
제9도는 본 발명의 제3실시예의 단면 확대도.
제10도는 제9도의 전자 광학 장치의 평면도.
제11도는 사용된 코일 배치를 도시하기 위해 제9도 및 제10도에 도시된 장치의 부분을 각각 도시한 분해도.
제12도는 제5도의 광학 디스크와 함께 사용하기 위해 고안된 본 발명의 제4실시예의 투시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 정보 디스크 2 : 투명 기판
3 : 반사층 5 : 가동 렌즈 시스템
7,8 : 고정 렌즈 9 : 빔 분리프리즘
11,13 : 광빔 12 : 광 스포트
14 : 다이오드 시스템 15,16 : 판 스프링
17A : 코일 17B : 환형 자석
24 : 제1쌍 와이어 25 : 제2쌍 와이어
18 : 공극 26A1: 포커싱 코일
26A2: 트래킹 코일 43 : 주측
51A : 제1작동기 수단 51B : 제2작동기 수단
70 : 광학축
본 발명은 정보 디스크를 조사하기 위한 전자 광학 장치에 관한 것이며, 프레임과, 최소한 하나의 광학 소자를 갖는 광학 시스템과, 상기 광학 시스템을 이동할 수 있게 지지하는 신장된 지지 수단과, 프레임에 접속된 제1작동기 수단 및 광학 시스템에 접속된 제2작동기 수단을 구비하는 전자기 작동기를 구비하고, 상기 제1작동기 수단은 프레임에 관련한 광학 시스템을 이동시키기 위해 공급을 통해 제2작동기와 전자기적으로 결합한다.
이런 형태의 전자 광학 장치는 여러가지 형태로 공지되어 있는데, 예로서 유럽 특허출원 제0077581호(PHN 10.145)(참조)에 기술되어 있다. 상기 출원에 기술된 전자 광학 장치는, 레이저에 의해 방산되며, 집중되어 방사점을 형성하는 방사빔에 의해 회전 광학 디스크의 기록 표면내의 기록 트랙을 수록하거나 또는 판독하기 위한 자동암(arm) 장치를 사용하기 위해 고안되어 있다. 이것은 유럽 특허출원 제0074313호(PHN 10.134)(참조)와 협동으로 되어 있다. 광학 시스템은, 프레임에 단단하게 고정되어 있는 약간의 렌즈 및 여기에 접속되는 다수의 렌즈를 구비하여, 전자 광학 장치의 대물렌즈를 구성한다. 가요성 지지 수단은 두개의 평평한 판 스프링을 구비하며, 이것은 서로 간격을 가지며, 실제로 서로 평행하게 뻗으며, 한 종단부는 이동 광학 시스템에 접속되며, 다른 종단부는 프레임에 고착된다. 여기서 ″프레임″은 광학 시스템을 구비하는 집적 광학 픽업의 하우징을 의미하며, 상기 픽업 전체는 상기 자동암 장치의 자동암내에 설치된다.
광학 시스템은 판 스프링에 의해 지지되어 광학 디스크의 정보 조직상에 항상 포커스되는 방사점을 유지시키기 위해 시스템의 광학축을 따라 전·후로 이동될 수 있다. 디스크상의 트랙이 광학 시스템에 의해 반경 방향으로 따르게 하기 위해 자동암은 구동한다. 이것은 자동암의 추축 운동이 판 스프링을 통해 광학 시스템에 전달되는 것을 의미한다. 따라서, 판 스프링은 충돌 요구를 만족해야만 한다. 포커싱 운동은 광학 시스템 및 상기 시스템을 둘러싸는 환형 마그네트 용적을 가속 또는 감속시키는 에너지를 요구할 뿐만 아니라 스프링을 편향시키기 위한 에너지를 요구한다. 프레임상에 배치되는 작동기 코일내에서의 열분산을 최소로 하며 광학 시스템의 포커싱 운동을 제어하기 위한 서어보 시스템내의 확대경의 칫수를 최소로 하기 위해 약한 판 스프링이 사용되어야 한다. 그러나, 광학 시스템에 대한 반경방향 이동을 전달시키기 위해, 판 스프링은 가능한 단단해야 한다. 이것은 포커싱 이동을 위해 판 스프링은 약해야 하나 전달 방향으로는 단단해야 하는 것을 의미하며, 상기 요구사항은 부분적으로는 판 스프링이 얇아야 하나 충분히 넓어야 하는 것을 의미한다. 또다른 요구 사항은 판 스프링이 최소 용적을 가져야 하며 광학 시스템의 이동 진동수에 공명되지 않아야 한다.
본 발명의 목적은 상술한 특정 타입의 전자 광학 장치를 제공하는 것이며, 상기 장치는 더욱 효과적인 방법으로 지지 수단상에 사용되는 상기 충돌 요구를 만족시키며 이런 목적을 위해, 본 발명은 전자 광학 장치가 프레임에 접속된 제1프리텐셔닝 수단 및 광학 시스템에 접속된 제2프리텐셔닝 수단을 구비하는 자기 프리텐셔닝 장치를 구비하는데, 제1프리텐셔닝 수단은 길이 방향에서 신장된 지지 수단을 프리텐셔닝 하기 위해 공극을 통해 제2프리텐셔닝 수단과 자기적으로 결합되는 것을 특징으로 한다. 프리텐셔닝 장치는 적절한 저항을 제공할 수 있어, 얇은 판 스프링이 사용될 때, 횡단 방향으로 이동된다. 자기 프리텐셔닝 장치는 프레임상에서 움직일 수 있는 광학 시스템을 지지하는 지지 수단의 부분을 형성한다. 지지 수단의 힘 변위 특성은 자기 프리텐셔닝을 더 잘 얻을 수 있게 한다.
적절하게, 본 발명의 실시예는 자기 프리텐셔닝 장치가 영구 자석 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다. 왜냐하면, 영구 자석 수단은 전원이 필요없기 때문이다. 그러나, 대체로, 전자수단 또는 전자와 영구 자석 수단이 결합되어 있는 변형된 수단을 이용하는 것도 가능하다. 장점을 가지는 실시예는, 프리텐셔닝 수단의 최소한 한 부분이 작동 수단의 부분도 역시 형성하는 것을 특징으로 한다. 작동 수단의 상기 부분은 두 작동을 이행하며, 단지 약간의 추가되는 부분 또는 추가되는 부분이 없게되는 것이 요구된다.
본 발명의 중요성은 상술한 전자 광학 장치의 형태에서 발전된 완전히 새로운 타입의 장치를 사용하는 것이다. 이런 새로운 전자 광학 장치는 상기 가요성 지지수단이 전자기적으로 이동될 수 있는 광학 시스템을 지지하기 위해 휨에 대해 낮은 저항율을 가진 최소한 하나의 와이어를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상술된 유럽 특허출원 제0077581호에는 광학축을 가진 렌즈 시스템을 구비하는 자동 광학 시스템이 기술되어 있다. ″렌즈 시스템″이라는 용어는 최소한 단일 렌즈를 구비하는 광학 시스템을 의미한다. 렌지 시스템이 휨에 대해 낮은 저항율을 가진 와이어에 지지될 때, 광학축에 수직인 축에 대해 시스템이 기울어지는 것을 방지하기 위하여, 지지대를 만드는 것이 필요하다. 본 발명의 실시예는, 지지수단이 광학축에 실제로 횡단하여 뻗어있는 두쌍의 와이어를 구비하며, 제1쌍은 렌즈 시스템의 제1종단부 근처에 뻗어있으며 제2쌍은 렌즈 시스템의 제2종단부 근처에 뻗어있으며, 각 쌍의 와이어는 서로 각을 가지게 배치되는 것을 특징으로 한다. 지지 수단에 의해 제공되는 휨의 방지는, 와이어가 서로 각을 가져서 위치하며, 광학 시스템이 기울어지는 동안에, 다른 원호형을 가지므로, 만약 기울링 토오크와 크기가 와이어내의 프리텐셔닝 응력을 극복하는데 필요한 제한 토오크를 초과하는 크기의 토오크가 사용될 때, 광학 시스템은 기울어질 수 있다. 본 발명의 실시예는 제1쌍의 와이어는 제1부착점에서 만나며, 제1 및 제2부착점은 서로 간격을 가지며, 렌즈 시스템의 추축상에 위치하며, 상기 축은 렌즈 시스템의 광학축에 평행하게 뻗어있다. 따라서, 만약 두 와이어가 각각의 사이드상에서 사용되면, 와이어를 부착하기 위해 단지 두점이 요구된다. 또, 렌지시스템은 원형의 호를 따라 움직인다. 이것은 장치의 안정부가 생산 기술적인 점에서 최적으로 되게 한다. 평행으로 되는 와이어에 비해 본 발명의 또다른 장점은 렌즈 시스템의 축에 대해 요구되지 않는 추축 이동에 높은 저항성을 가지는 것이다. 이것은 더욱 완벽하게 후술하기로 한다.
상술된 유럽 특허출원 제00721131호에 기술된 자동암 장치는 자동암을 위해 경비가 많이드는 지지장치의 사용이 요구되며, 또, 자동 암상의 렌즈 시스템을 지지하기 위한 지지장치의 경비도 많이든다. 마지막에 상술된 특허출원에는 자동암 장치는 ″단일 스테이지 서어보 시스템″인 단지 하나의 서어보 시스템에 의해, 반경 방향의 진동이 매회전마다 계속 발생되게 한다. 이것은 렌즈 시스템이 자동암에 대해 반경 방향으로 분리되어 제어되지 않는 것을 의미한다. 전 자동암은 서어보 루우프내에서 제휴되어 빠른 추적을 하게 된다. 자동암 장치의 동적 대역폭은 요구 조건에 따라야 하는데, 이것은 상당히 힘들다. 본 발명은 공지된 자동암 장치가 매우 높은 대역폭 및 적은수의 부품을 가진 전자 광학 장치에 의해 완전하게 치환되게 하는 것이다. 이런 목적으로, 본 발명의 또다른 실시예가 사용되며, 이것은 마지막에 상술된 실시예의 특성을 가지며, 또, 렌즈 시스템이, 판독되는 정보 디스크의 환형 정보 영역의 반경 방향 칫수와 최소한 동일하게 되는 길이를 가지는 호를 따른 추축에 대해, 선회할 수 있는 제1작동 수단이 곡률 반경의 중심이 추축상에 위치하는 호를 따라 뻗어있으며, 렌즈 시스템의 추축 위치에 무관하게 협동되는 것을 특징으로 한다. 회전 광학 디스크의 수단에 의해 본 발명의 실시예는 또다른 서어보 제어 반경 방향 가동 장치를 사용하지 않고도 완전하게 주사되며, 와이어와 접촉되는 것이 요구되지 않는 방법으로 프리텐션된 와이어에 지지되는 렌즈 시스템의 형태인 단지 하나의 이동부를 구비한다.
본 발명은 미합중국 특허출원 제4,021,101호(PHN 7938)(참조)에 기술되어 있는 다른 형태의 전자 광학 장치에도 역시 사용될 수 있다. 상기 공지된 전자 광학 장치에 있어서, 렌즈 시스템은 영구자석 고정자의 환형 공극내에 배치된 이동 코일에 의해 광학축을 따라 전후로 움직인다. 회전 광학 디스크의 트랙을 따르기 위해, 상기 공지된 장치는 하나 또는 두개의 추축 거울과 함께 사용될 수 있으며, 상기 추축 거울은 방사점이 있는 트랙을 반경 방향으로 따르기 위해 각각 사용되며, 방사점이 접선방향으로의 이동에 의한 타이밍 에러를 보상하기 위해 제공된다. 상기 와이어는 렌즈 시스템의 하부상에 예로서 배치될 수 있어서, 프리텐셔닝 수단은 렌즈 시스템을 중력 방향에 대향하는 상부 방향에 놓게 한다. 상부 방향에 놓여지는 렌즈 시스템은 광학축을 따라 이동될 뿐 아니라 적절한 전자기 작동 수단을 사용하여 높은 진동수를 가진 광학 장치에 수직방향으로 이동된다.
본 발명에 부합되는 전자 광학 장치에 와이어를 신속히 설치하기 위해, 지지수단의 한부분을 형성하며, 와이어에 길이방향으로 연장되게 형성되는 것을 특징으로 하는 실시예를 사용하는 이점을 가진다. 이런 방법에 있어서 길이방향으로 와이어를 분리시키는 조작은 조립되는 동안에는 요구되지 않는다.
휨에 대해 낮은 저항성을 가지나, 그러나 충분히 강한 와이어를 얻기 위해서는, 상기 와이어 또는 각각의 와이어가 다수의 분리됨 섬유질을 구비하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 실시예가 사용된다. 이런점에서, 만약 와이어가 최소한 제1타입 및 제2타입의 섬유질을 구비하면, 매우 흥미있을 것이며, 제1타입의 섬유질은 정보 신호를 전달하기 위해 적절한 재질로 만들어지며 제2타입의 섬유질은 제1타입의 섬유질보다 적은 탄성을 가진 물질로 만들어진다. 만약 가동 광학 시스템이 전자 수단을 구비하거나 또는 광 섬유를 통해 광빔을 받아들이면 특히 흥미가 있다.
와이어가 길이 방향으로 매우 낮은 탄성을 가지는 것은 필수적이다. 적절하게는, 와이어가 철보다 높은 탄성을 가진 모듀러스 재질을 구비하는 것이다. 예로서, 본 발명은 상기 재질이 수산화카본 폴리머인 것을 특징으로 한다. 듀폰사에서 시판되고 있는 ″케브라 49″재질로 만들어진 다섬유 와이어를 사용함으로 우수한 결과가 얻어진다. 다른 실시예는 아크조 비.브이.사에서 시판되고 있는 ″아렌카″재질을 사용한다. 또 다른 유망하고 적절한 재질은 폴리 파라-페닐렌-테러 프라레이트 및 아직 시판되지 않고 있는 초강 폴리틴 섬유이다. ″케브라 49″재질은 철보다 비중이 5배 정도 낮은 (7.2kg/dm3대신에 1.4kg/dm3) 매우 높은 장력과, 철보다 약 1.5배의 크기를 가지는 탄성 모듀러스를 가진다. 상기 재질은 약 12미크론의 직경을 가지는 섬유 형태가 이용되며, 상기 섬유는 매우 낮은 탄성을 가지는, 요구되는 두께의 와이어를 제조하는데 적절하다.
본 발명의 실시예는 첨부된 도면으로 이하 매우 상세하게 설명하기로 한다.
제1도 및 제2도에 도시된 전자 광학 장치는 상술된 유럽 특허출원 제0057581호(PHN 10.145)에 기술된 장치의 변형장치이다. 상기 장치는, 반사층(3)으로 덮혀있는 정보 패턴이 상부 표면에 제공되는 투명 기판(2)을 구비하는 정보 디스크(1)를 판독하기 위해 사용된다. 디스크는, 예로서, 광학 오디오 디스크 또는 비디오 디스크이다. 상기 장치는 상기 관에 배치되는 관(4A) 및 유닛(4B)을 구비하는 프레임(4)을 구비한다. 상기 유닛은 대물렌즈의 이동부를 구성하는 이동 렌즈 시스템(5)을 지지한다. 이것은 제2도에 도시된 렌즈(6) 및 도시되어 있지 않은 약간의 렌즈를 더 구비한다. 상기 장치는 두개의 고정 렌즈(7) 및 (8)와 두개의 빔 분산 프리즘(9A) 및 (9B)을 구비한다. 반도체 레이저(10)는 렌즈 시스템에 의해 촛점이 맞쳐지는 광빔(11)을 발산시켜 디스크(1)의 정보 표면상에 광 스포트(12)를 형성한다. 반사층(3)에 의해 반사되며 정보에 의해 조절되는 광빔은 빔 분리 프리즈마(9A) 및 (9B)사이의 반사 표면에 의해 반도체 다이오드 시스템(14)을 향하여 빔(13)으로서 반사된다.
렌즈 시스템(5)은 판 스프링(15) 및 (16)을 구비하는 가요성을 가지며 신장되어 있는 지지 부재 수단에 의해 프레임(4A),(4B)에 이동될 수 있게 접속되어 있다. 렌즈 시스템의 이동을 제어하기 위해, 프레임상의 코일(17A)의 형태인 제1작동기 수단 및 렌즈 시스템상의 환형 자석(17B) 형태인 제2작동기 수단을 구비하는 전자기 작동기(17)가 제공되어 있다. 이것은 공극(18)을 통해 서로 전자기적으로 협동하는 것을 의미한다. 전자기 작동기(17)가 제공되어 있다. 이것은 공극(18)을 통해 서로 전자기적으로 협동하는 것을 의미한다. 전자기 작동기의 도움으로, 탄력성 있게 지지되는 광학 렌즈 시스템(5)은, 디스크(1)의 정보 표면상에 광 스포트(12)를 포커싱하기 위해 광학축(19)을 따른 제어운동을 이행할 수 있다.
판 스프링(15) 및 (16)은, 프레임상에 배치되는 환형 마그네트(20)형태인 제1프리텐셔닝 수단과 렌즈 시스템상에 배치되는 상술된 환형 자석(17B)형태인 제2프리텐셔닝 수단을 구비하는 자기 프리텐셔닝 장치에 의해 길이방향으로 압축 내력을 받아서 프리텐션된다. 두 프리텐셔닝 수단은 공극(18)을 통해 서로 전자기적으로 협동한다. 환형 자석(17B)는 상부 및 하부 영역에는 S극이, 중앙 영역에는 N극이 형성되는 방향으로 축방향으로 자화된다. 환형 자석(20)은 판 스프링(15) 및 (16)의 길이 방법으로 자화된다. 제2도에 문자 N 및 S로 나타낸 바와 같이, 환형 자석(20)의 한편은 북극 영역을 가지며 대향편에는 남극 영역을 가진다. 이런 결과로, 북극편은 환형 자석(17B)상에 반발력으로 영향을 미치며, 남극편은 견인력으로 영향을 미친다. 상기 두 힘은 판 스프링내에 프리텐션을 제공한다.
환형 자석(20)은 부분적으로 자화되나, 전체 링은 자화될 수 있는 재질로 만들어져 있다. 따라서 전체링은 환형 자석(17B)과 자기적으로 협동한다. 이것은 포커싱하기 위해 렌즈 시스템(5)에 사용되는 힘에 영향을 미친다. 이것은 제3도에서 설명할 것이다. 제3도는 축의 XOF시스템 및 세개의 곡선(21),(22) 및 (23)을 도시한 것이다. 곡선(121)은 판 스프링(15) 및 (16)을 편향시키는 변위에 요구되는 변위 X 및 축방향력 F 사이의 관계를 나타낸 것이다. 변위가 적으므로 힘(21)은 직선으로 된다. 곡선(123)은 환형 자석(20)과 환형 자석(17)의 자기 협동에 의해 이동 시스템(5)상에 영향을 미치는 축방향 힘과 변위 X 사이의 관계를 도식적으로 나타낸 것이다. 작동기에 의해 가동 렌즈 시스템에 가해지는 합성 전자기력은 곡선(121) 및 (123)을 합해서 얻어지는 합성 곡선(122)으로 나타난다. 상기 곡선은 실제로 곡선(21)보다 실제로 더 평평하므로, 포커싱하기 위해 요구되는 축방향력은 환형 자석(20)이 없을 때보다 더욱 작다.
제4도에 도시된 장치는 제1도 및 2도에 도시된 장치의 상부에 대한 변형 장치를 도시한 것이다. 이것은 관(4A)상에 배치될 수 있는 유닛(21)을 구비한다. 장치는 또 렌즈(23)가 내장된 가동 렌즈 시스템(22)을 구비하며, 신장된 가요성 지지수단(24) 및 (25)를 구비하며 포커싱 코일(26A1) 및 두개의 트래킹 코일(26A2)을 구비하는 전자기 작동기(26)를 구비한다. 렌즈 시스템(21)상에 배치되는 두개의 환형 자석(26B)형태인 제2작동기 수단도 역시 제공된다. 자기 프리텐셔닝 장치는 판(27A) 및 두개의 연철 스트립(27B)을 구비하는 제1프리텐셔닝 수단(27)을 구비하며, 렌즈 시스템에 배치되는, 제2프리텐셔닝 수단은 환형 자석(26B)을 구비한다. 알루미늄 또는 플라스틱과 같은 적절한 비 자화물질로 만들어진 유닛(21)은 4개의 상부로 돌출된 림(28)을 구비한다. 두개의 트래킹 코일(26A2)은 상기 림 사이에서 적절하게 결합되어 각각 설치되어 있다. 코일(26A1)도 림(28) 둘레에 설치되어 적절한 결합력으로 접속되어 있다. 프리텐셔닝 장치(27)도 적절한 결합력으로 역시 고정되어 있다.
렌즈 시스템을 위한 지지수단은 가동 렌즈 시스템(22)의 광학축(29)에 거의 수직으로 뻗어있는 두쌍의 와이어(24) 및 (25)를 구비한다. 제1쌍(24)은 렌즈 시스템의 제1종단부 근처에 뻗어있고 제2쌍(25)은 다른 렌즈 시스템 또는 상기 시스템의 제2종단부 근처에 뻗어있다. 각각의 쌍(24) 또는 (25)의 두 와이어는 각 α를 이룬다. 제1쌍인 와이어(24)는 제1지점인 부착점(30)에서 만나고, 제2쌍인 와이어(25)는 제2지점인 부착점(31)에서 만난다. 상기 부착점은 서로 간격을 가지며 렌즈 시스템의 추축(32)상에 위치하며, 상기 축은 렌즈 시스템(22)의 광학축(29)에 평행하게 뻗어있다. 유닛(21)은 벽부분(33)내에 슬롯(34)을 가진다. 와이어(24) 및 (25)는 슬롯을 통해 뻗어있고 접착제에 의해 부착점(30) 및 (31)의 위치에서 벽부분(33)에 고정되어 있다.
영구 자석(26B)은 극과 같이 서로 마주보는 방법으로 축방향으로 자화되어 있다. 트래킹 코일(26A2)에 의해, 대물렌즈는 광학축(29)을 따라 이동될 수 있을 뿐 아니라 추축(32) 주위에서의 선회 운동이 전기적으로 제어될 수 있다. 이것은 제1도 및 2도에 도시된 장치와는 다르며, 여기서 렌즈 시스템(5)은 단지 광학 축(19)을 따라 이동될 수 있다. 이것은 제4도에 도시된 장치가 자동암내에 설치되거나 또는 광학 디스크의 회전축에 축방향으로 전달될 수 있는 슬라이드내에 설치될 수 있도록 하며, 주사되는 트랙을 개략적으로 따른다. 트랙의 반경방향 위치에서의 작은 편차는 추축(32)에 대한 렌즈 시스템(22)의 교정 운동에 의해 나타날 수 있다. 와이어(24) 및 (25) 각각의 경사 배치는 제1도 및 2도의 판 스프링(15) 및 (16)이 쌍으로 평행하게 뻗어있는 것에 비해서 추가적인 중요한 이점을 가진다.
제1도 및 2도의 렌즈 시스템이, 광학축(19)과 직각으로 교차되며 판 스프링 (15) 및 (16)에 평행하게 뻗어있는 축(84)에 대해 기울어져 있을 때, 스프링(15) 및 (16)은 휨 하중을 받기 쉽다. 그러나 제4도에 도시된 렌즈 시스템(22)이 관련축(85)에 대해 기울어져 있을 때는, 4개의 와이어중 2개의 와이어(상부 와이어 및 상기 상부 와이어에 대해 평행으로 뻗어있지 않은 하부 와이어)는 항상 장력을 받기 쉽다. 이것은, 관련 와이어가 렌즈 시스템에 접속되어 있는 곳에서 이동 벡터가 와이어에 수직으로 뻗어있지 않기 때문이다. 다른 두 와이어는 상기 장력과 크기는 같으나 방향이 반대인 압축력을 받는다. 와이어가 프리텐션 되기 때문에 프리텐셔닝 수단에 의해 두 와이어내에 발생되는 장력은 증가하며, 다른 두 와이어내에 발생되는 장력은 감소한다. 휨에 대해 낮은 저항성을 가진 와이어가 어떤 압축력을 가지지 못하므로, 기울림 모멘트는 두 와이어내의 장력이 0으로 감소되는 크기가 될 때, 렌즈 시스템은 축(85)에 대해 기울어질 수 있다. 요구되는 상기 임계 모멘트의 크기는 와이어에 인가되는 프리텐셔닝 힘의 크기와 각 α의 크기에 의한다. 만약 와이어가 평행하면, 요구되는 임계 기울림 모멘트는 기본적으로 0이 되어, 기울어짐에 대해 전혀 저항성을 가지지 않는다.
상술된 기울어짐에 저항하는 개량된 점은, 종래의 장치에 대하여, 프리텐셔닝 수단을 구비하지 않는 장치에서도 얻어질 수 있다. 예로서, 제1도 및 2도에 도시된 장치내에서 얻어질 수 있는 개량된 점은 환형 자석(20)이 없으면 유지될 수 있다. 판 스프링 대신에, 예로서 환형 단면을 가진 다른 스프링을 사용하는 것도 가능하다. 장력 및 압축력에 대한 저항력은 휨에 대한 저항력보다 항상 높다. 왜냐하면 지지부재가 두께에 비해 비교적 큰 길이를 가지기 때문이다.
제5도에서 8도까지는 본 발명의 중요한 실시예를 도시한 것이다. 전자 광학 장치는 제4도에 도시된 장치와 렌즈 시스템을 지지하기 위해 배치하는 것에서 비슷하다. 그러나, 근본적으로 반경방향 트래킹 및 요구되는 교정 운동을 반경방향으로 운반하기에 적절하다. 이것은 광학축(36)을 가진 렌즈 시스템(35)과, 쌍으로 배치된 와이어 (37) 및 (38)를 다시 구비하여 광학축에 횡단하여 뻗어있는 지지 수단과, 렌즈 시스템 (35)의 제1종단부 근처에 뻗어있는 제1쌍(37) 및 제2종단부 근처에 뻗어있는 제2쌍 (38)을 구비한다. 각 쌍의 와이어는 서로 각 β를 이룬다. 와이어(37)의 제1쌍은 프레임(41)의 지주(40)상의 제1부착점(39)에서 만난다. 와이어(38)의 제2쌍은 지주(40)쌍의 제2부착점(42)에서 만난다.
상기 두 부착점은 렌즈 시스템의 추축(43)상에서 서로 간격을 가지며, 상기 축은 렌즈 시스템(35)의 광학 축에 평행하게 뻗어있다. 한쌍의 와이어 사이의 각도 및 다른쌍의 와이어 사이의 각도가 모두 β가 되어야 하는 것은 아니다. 가끔 상기 각이 다른 값으로 되는 것도 이점을 가지거나 또는 필요하다. 렌즈(44)에 추가되어 가능한 더 많은 렌즈가 요구되는 본 발명의 렌즈 시스템에 있어서, 방사점(46)을 형성하며, 광학 디스크(47)상의 정보에 의해 변조되는 반사되는 방사선을 수신하며, 상기 정보를 전기적으로 변조시키기 위해 반사 빔(45)을 집중시키고 포커싱하는데 필요한 방사원 및 다른 모든 광학 및 광전자부분을 상기 장치는 구비한다. 렌즈 시스템(35)은 제1도 및 2도에 도시된 장치에 나타나 있는 부분을 구비한다. 렌즈 시스템(35)은 이동 집적 전자 광학 조사 장치로 간주된다. 상기 렌즈 시스템은 원호형(48)을 따라 추축(43) 주위에서 선회할 수 있다. 제5도에 도시된 코드(49)는 판독되는 정보 디스크(47)의 환형 정보 영역 (50)의 반경 칫수와 최소한 동일한 길이를 가진다. 렌즈 시스템은 정보를 판독하는데 필요한 전통로를 따라 이동될 수 있다. 와이어(37),(38)에 의한 지지장치는 요구되는 유일한 지지 장치이다. 상기 장치는 광학축(36)을 따른 포커싱 운동 및 디스크상의 트랙을 따르기 위해 추축(43)주위의 선회 운동을 발생하게 한다.
작동기 수단(51)은 프레임(41)상에 배치되며 곡률 중심이 추축(43)상에 놓여지는 원호형을 따라 뻗어 있는 제1작동기 수단(51B)을 구비한다. 제2작동기 수단(51A)은 공극(53)을 통해 제1작동기 수단과 제휴하며, 상기 공극은 렌즈 시스템(35)의 추축 위치와는 무관하게 일정하다.
제1작동기 수단(51A1)은 4개의 원호형 연철 스트립(51A1)에서 (51A4)까지 및 추축(43)에 대해 반경 방향으로 뻗어있는 2개의 연철측판(51A5)을 구비한다. 제1작동기 수단을 추축(43)에 대해 반경 방향으로 자화되어 있는 원호형 영구자석(51A6) 및 (51A7)을 또 구비한다. 제2작동기 수단(51B)은 렌즈 시스템(35)상에 두개의 십자형으로 배치되는 코일(51B1) 및 (51B2)을 구비한다. 자석(51A6) 및 (51A7)의 자화방향은 남극 및 북극을 나타내는 문자 N 및 S로 제6도 및 7도에 나타나 있다. 렌즈 시스템(35)은 두 코일을 동상으로 활성화시킴으로, 광학축(36)을 따라 구동한다. 추축(39) 주위의 선회 운동은 코일을 다른 상으로 활성화시킴으로 얻어진다.
와이어(37) 및 (38)를 렌즈 시스템(35)에 부착시키기 위해, 렌즈 시스템에 4개의 고정 스터드(stud)가 제공된다. 와이어는 적절한 접착제에 의해 상기 스터드에 고정된다. 프레임의 지주(40)는 양끝상의 슬롯으로 형성되며, 상기 슬롯에서 와이어가 접착제에 의해 역시 고정된다.
자기 프리텐셔닝 장치는 프레임상에 강 스트립(51A2)형태인 제1프리텐셔닝 수단을 구비하며, 상기 스티립은 제1작동기 수단의 부분을 형성하며, 렌즈 시스템(35)상에 영구자석판(55)의 형태인 제2프리텐셔닝 수단을 구비한다. 상기 수단은 제1 및 제2수단 사이에 형성되는 공극을 통해 서로 자기적으로 협동한다. 따라서, 와이어(37) 및 (39)는 접촉되지 않게 길이 방향으로 프리텐션 되어 있다. 제9도 및 10도에 도시되어 있는 본 발명의 실시예는 미합중국 특허출원 제4,021,101호(PHN 7938)에 기술되어 있는 전자 광학 장치의 변형 장치이다. 프레임은 원통형 슬리이브(57)가 제공되는 기판(56)을 구비한다. 가동 광학 시스템은 단지 하나의 광학 소자(59)를 구비하는 렌즈 시스템(58)을 구비한다. 상기 소자는, 광학 디스크(63)의 정보표면(62)내에 있는 정보를 조사하기 위해 광 스포트(61)를 형성하는 광빔(60)을 포커싱하기 위한 구면 렌즈이다.
상기 렌즈 시스템은 렌즈(59)를 위한 고정대(64)를 또 구비한다. 4개의 가요성 와이어(65)에 의해 상기 시스템은 지지대(66)상에 움직일 수 있게 지지된다.
전자기 작동기(67)는 상대 방향에서 축방향으로 자화되는 두개의 영구 자석 형태는 제1작동기 수단(67A1) 및 (67A2)을 구비하며, 두쌍의 코일(67B1) 및 (67B2)로 형성되어 있는 제2작동기 수단은 환형 공급을 통해 링과 협동한다. 와이어(65)는 공극을 통해 협동하는 제1 및 제2프리텐셔닝 수단에 의해 프리텐션되며 환형 자석(67A1) 및 캡(69) 및 환형 자석(67A1)에 배치되는 반자성 링(68)을 구비한다. 작동기 수단에 의해, 광학 시스템은(58)은 제11도에 도시된 전달축 XX 및 ZZ을 따라 이동될 수 있다. 정보 표면(62)상에 광 스포트(61)를 포커싱하기 위해, 전 렌즈 시스템은 제11도의 축 YY를 따른 광학축(70)을 따라 역시 몸체 이동을 할 수 있다. 이런 목적으로, 지지대 (66)는 원통형 슬리이브(71)내에 배치되며, 이것은 슬리이브(57)내에서 축방향으로 미끄러질 수 있다. 슬리이브(71)의 상부 종단부에는 환형 포커싱 코일(73)을 지지하는 플랜지(72)가 제공되어 있다. 상기 코일은 축방향으로 자화되어 있는 환형 자석(74), 및 종판(75) 및 (76) 및 중앙부(77)를 구비하는 영구자석 고정자의 환형 공극내에서 축방향으로 이동될 수 있다.
와이어(65)는 동일한 길이를 가지며 광학축(70)에 평행하게 뻗어있다. XX방향 ZZ방향 내의 작은 이동은 따라서 병진 운동으로 간주된다. 제9도 및 10도에 도시된 전자 광학 장치에 의해 방사 스포트(61)는 정보표면(62)상에 자동적으로 포커스되며, 렌즈 시스템(58)에 의해 트랙에 대한 위치를 고정하며, 트랙내의 타이밍 에러를 교정하기 위해 필요한 XX 및 ZZ방향으로의 빠른 교정 운동을 이행하는 것도 역시 가능하다.
영구 자석 프리텐셔닝 수단(67A1) 및 (68)에 추가되어 전자기 프리텐셔닝 수단이 제공된다. 상기 수단은 환형 프리텐셔닝 코일(82) 및 두개의 조정 자석(67A1) 및 (67A2)을 구비한다. 프리텐셔닝 코일(82)은 와이어(65)가 장력을 받게하며 상기 장력의 크기는 인가되는 전류에 의한다. 프리텐셔닝 코일은 포커싱 코일(73)과 직렬로 배치되며, 광학축을 따른 렌즈 시스템의 가속 및 감속 운동의 결과로 와이어(65)내에서 일어나는 장력의 어떤 변위가 발생하지 않는 칫수로 될 수 있다. 렌즈 시스템(58)에 의해 와이어 상에 가해지는 관성력을 변화시킴으로 나타나는 와이어 내의 프리텐셔닝 힘의 변위는 실제로 동일한 크기의 상대 교정에 의해 보상된다. 그결과, 렌즈 시스템이 광학축을 따른 빠른 포커싱 운동을 이행함에도 불구하고, 지지수단의 프리텐션은 변화되지 않거나 또는 매우 작게된다. 이것은 아직 공개되지 않는 상술한 유럽 특허출원 제83 20 1437.7호(PHN 10.583)의 기본 요지이다.
기본적으로, 반자성 링(68)은 전자기 프리텐셔닝에 의해 발생되는 와이어내의 프리텐셔닝 힘에 무관하다. 따라서 프리텐셔닝 코일(82)은 특별한 스텝이 없는 포커싱 코일과 직렬로 배치되지 않는다. 이것은 프리텐셔닝 코일에 인가되는 전류기 와이어 (65)내에 일정한 프리텐션을 발생시키기 위한 직각 성분 및 교정력을 발생시키기 위한 변위 성분을 가져야 하기 때문이다. 상기 변위성분은 상기 직각 성분상에 중첩되며 포커싱 코일내에서 전류의 함수로 된다.
본 발명의 실시예에서, 렌즈 시스템을 위한 지지수단은, 제4도 및 11도에 예로서 도시된 다수의 와이어와 같은, 모두 연속적인 길이를 가진 단일 와이어에 의해 형성되는 것도 가능하다. 이것은 와이어의 설치를 매우 간단하게 할 수 있다. 제4도는 와이어 (24) 및 (25)가 종단부(79) 및 (80)를 가진 단일길이 와이어(78)에 의해 어떻게 형성되는가를 나타낸 것이다. 와이어(78)는 파선으로 나타낸 광학 시스템(22)상에 배치된다. 지지수단(24) 및 (25)의 부분을 형성하지 않는 와이어(78)의 길이부분은 적절한 접착제에 의해 광학 시스템(22)에 고정된다. 이런 방법으로 와이어(24) 및 (25)는 간단한 도구로 쉽게 형성될 수 있다. 와이어(24)의 종단부 및 와이어(25)의 부착점(31)에서의 루우프로 되어 있는 부분(81)은 접착제에 의해 벽부분(33)내 슬롯(34)내에서 고정된다.
제5도에서 8도까지에 도시된 실시예에서는, 지지수단이 같은 방법으로 설치되어 있다. 가요성을 최적으로 하기 위해, 와이어는 다수의 분리된 섬유질로 되어 있다. 상표명 ″케브라 49″인 듀폰사의 방향성 폴리아미드로 제작된 와이어를 사용하는 제4도에 도시된 실시예로 약간의 실험이 행해질 수 있다. 도면에 도시된 실시예에서는, 전기 및 광학 신호가 장치의 가동부와 고정부 사이에서 어떻게 전달될 수 있는가는 나타나지 않았다. 제5도에서 8도까지에 도시된 실시예와 같이, 가끔, 장치의 이동부에 전력을 인가하는 것도 역시 필요하다. 장치의 이동부는, 종래의 방법인 이동 와이어 또는 전기 접속자 패턴을 가진 가요성 포일에 의해, 고정부에 접속될 수 있다. 제1도 및 2도에 도시된 실시예에서, 지지수단은 금속판 스프링(15) 및 (16)을 구비하며, 코일(17B)은 스프링에 의해 인가되는 신호로 구동된다. 만약 지지수단이 다수의 섬유질로 되어 있는 와이어를 구비하면, 제1 및 제2형태의 섬유질을 사용하는 것이 가능하며, 제1형은 정보 신호를 전달하기에 적절한 금속으로 만들어지며 제2형은 제1금속보다 탄성이 작은 금속으로 만들어진다. 제1금속은 전기 신호 또는 전류를 전달하기 위한 금속이거나 또는 광 신호를 전달하기 위한 광학 물질이다. 상기 금속의 높은 탄성은 광학 시스템을 지지하게는 작동하지 않는다. 왜냐하면 지지 작동은 제2물질의 섬유질로 제공되기 때문이다.
적절하게, 와이어를 구비한 지지수단을 가진 본 발명의 실시예에서, 와이어는 철보다 탄성이 큰 모듀러스 재질로 만들어져 있다. 적절하게, 상기 재질은 상술한 ″케브라 49″와 같은 수산화 카본 폴리머이다. 상기 재질은 실제로 탄성이 나타나지 않으며, 광학 시스템을 위한 매우 안정된 지지 장치가 얻어지며, 광학 시스템의 관련 이동 방향 또는 지지 수단의 관련 이동 방향으로 매우 높은 가요성을 가지며 매우 용적이 작은 지지 수단과 결합한다.
제12도에 도시된 장치는 제5도에서 8도까지에 도시된 실시예의 변형 장치이다. 상기 장치는 렌즈(92) 및, 요구된다면 또다른 렌즈 및 도시되어 있지 않은 방사원 및 광전자부를 구비한다. 상기 렌즈 시스템(90)은 광학축(94)을 가진다. 상기 장치는 광학축 (94)에 횡단하여 뻗어있는 두개의 판 스프링(96) 및 (98)을 구비하는 신장된 지지수단을 구비한다. 판 스프링(96) 및 (98)은 각각 리세스(100) 및 (102)를 가져서, 스프립 (104) 및 (106)을 형성하며, 탄화 섬유질을 구비하는 철 스프링과 같은 탄성 재질로 만들어져 있다. 한판 스프링(96)은 렌즈 시스템(90)의 상부 종단부에 고착되어 있으며 다른 판 스프링은 렌즈 시스템(90)의 하부 종단부에 고착되어 있다. 두개의 판 스프링 (96) 및 (98)은 도시된 바와 같이, 볼 중추부(108) 및 (110)에 의해 프레임(102)의 부분을 형성하는 봉(114)에 고착되어 있다.
지지 수단은 광학축(94)을 따른 렌즈 시스템(90)의 포커싱 운동 및 중추부 (108) 및 (110)을 통해 뻗어있는 추축(116)주위에서 렌즈 시스템(90)의 트랙킹 운동을 허용한다.
작동기 수단은, 프레임(102)상에 설치되며 곡률 중심이 추축(116)상에 위치하는 원호형을 가진 제1작동기 수단(118A)을 구비한다. 제2작동기 수단(118B)은 공극 (120A) 및 (120B)을 통해 제1작동기 수단과 협동한다. 제1작동기 수단은 두개의 연철측판(118A2) 및 (118A3)을 가진 축방향으로 자화된 자석(118A1) 및, 철부재(118A5) 및 폐쇄판(118A6)을 가진 반경방향으로 자화된 자석(118A4)을 구비한다. 자석(118A1) 및 (118A4)의 자화 방향은 북극 및 남극을 표시하는 문자 N 및 S로 나타내었다.
자기 프리텐셔닝 수단은, 제1작동기 수단에 속하는 측판(118A2) 및 (118A3)을 가진 포커싱 자석(118A1)의 형태인 제1프리텐셔닝 수단과, 렌즈 시스템(90)상에서 연철판(122)의 형태인 제1프리텐셔닝 수단을 구비한다.
청구범위에 한정되어 있는 본 발명의 범위내에서 다른 여러가지의 실시예가 가능하다. 가동 광학 시스템은 렌즈 시스템을 구비할 필요가 없으며, 예로서, 거울 또는 다른 광학 소자를 구비할 수 있다. 프리텐셔닝 수단은 작동기 수단을 구비할 필요가 없으며 지지수단을 프리텐션 하는 작동만 가지면 된다.
지지수단은 판 스프링 또는 와이어를 구비할 필요가 없다. 대신에, 종단부가 추축으로 고착되어 있는 암이 사용될 수 있다. 가동 광학 시스템을 구동시키기 위해 두개이상의 자유단이 필요하다면, 지지 장치가 단지 하나의 신장된 프리텐션 지지 장치를 구비하는 이점을 가질 것이다.

Claims (13)

  1. 프레임과, 최소한 하나의 광학 소자를 갖는 광학 시스템과, 상기 광학 시스템을 이동할 수 있게 지지하는 신장된 지지수단과, 프레임에 접속된 제1작동기 수단 및 광학 시스템에 접속된 제2작동기 수단을 구비하는 전자기 작동기를 구비하고, 상기 제1작동기 수단은 프레임에 관련한 광학 시스템을 이동시키기 위해 공극을 통해 제2작동기와 전자기적으로 결합하고, 정보 디스크를 조사하기 위한 전자 광학 장치에 있어서, 프레임에 접속된 제1프리텐셔닝 수단 및 광학 시스템에 접속된 제2프리텐셔닝 수단을 구비하는 자기 프리텐셔닝 장치를 구비하고, 제1프리텐셔닝 수단이 길이 방향에서 신장된 지지 수단을 프리텐셔닝 하기 위해 공극을 통해 제2프리텐셔닝 수단과 자기적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 전자 광학 장치.
  2. 제1항에 있어서, 자기 프리텐셔닝 장치는 영구 자석 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 광학 장치.
  3. 제1항에 있어서, 프리텐셔닝 수단의 최소한 한부분은 작동기 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 광학 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 지지수단은 휨(제4-11도)에 대해 낮은 저항성을 가진 최소한 하나의 와이어를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 광학 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 광학 시스템이 광학축을 갖는 렌즈 시스템을 구비하는데, 지지수단이 광학축에 실제로 횡단하여 뻗어있는 와이어의 제1 및 2쌍을 구비하고, 제1쌍은 렌즈 시스템의 제1종단부 근처에 뻗어있고 제2쌍은 렌즈 시스템의 제2종단부 근처에 뻗어있고, 각 쌍의 와이어는 서로 각을 가지게 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 광학 장치.
  6. 제5항에 있어서, 제1쌍의 와이어는 제1부착점에서 만나며, 제2쌍의 와이어는 제2부착점에서 만나며, 제1 및 제2부착점은 서로 간격을 가져서 렌즈 시스템의 추축상에 위치하며, 상기 축은 렌즈 시스템의 광학축에 평행하게 뻗어있는 것(제4도-8도)을 특징으로 하는 전자 광학 장치.
  7. 제6항에 있어서, 렌즈 시스템은 원호형을 따라 추축에 대해 선회할 수 있으며 원호형의 코드는 판독되는 정보 디스크의 환형 정보 영역의 반경 방향 칫수와 최소한 동일한 길이를 가지며, 제1작동기 수단은 곡률 중심이 추축상에 위치하는 원호형을 따라 뻗어 있으며, 렌즈 시스템(제5도-8도)의 추축위치에 관계없이 일정한 공극을 통해 제2작동기 수단과 협동하는 것을 특징으로 하는 전자 광학 장치.
  8. 제4항에 있어서, 광학축을 가진 렌즈 시스템을 구비하는 상기 광학 시스템은, 지지수단이, 광학축(제9도-11도)과 평행하며, 간격을 가지는 동일한 길이의 최소한 세개의 와이어를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 광학 장치.
  9. 제4항에 있어서, 지지수단이 적어도 하나의 섬유로 구비된 단일이고, 연속적인 코드(cord)로부터 복수의 와이어를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 광학 장치.
  10. 제4항에 있어서, 와이어 또는 각각의 와이어는 다수의 분리된 섬유질을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 광학 장치.
  11. 제10항에 있어서, 와이어가 최소한 제1형 및 제2형의 섬유질을 구비하여, 제1형의 섬유질은 정보신호를 전달하기에 적절한 재질로 만들어져 있으며, 제2형의 섬유질은 제1재질보다 탄성이 작은 재질로 만들어져 있는 것을 특징으로 하는 전자 광학 장치.
  12. 제4항에 있어서, 와이어는 철보다 높은 탄성 모듈 재질을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 광학 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 재질은 수산화 카본 폴리머인 것을 특징으로 하는 전자 광학 장치.
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