NL8001617A - Inrichting voor het elektrodynamisch bestuurbaar zwenken van een optisch element. - Google Patents

Description

I * * ' » PHN 9707 1 N.V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKEN TE EINDHOVEN.

"Inrichting voor het elektrodynamisch bestuurbaar zwenken van een optisch element".

De uitvinding betreft een inrichting voor het elektrodynamisch bestuurbaar zwenken van een optisch element, zoals een zwenkspiegel voor een optische videoplatenspeler, en omvattende: een gestel; een, zwenkbaar om een zwenkas, 5 door het gestel ondersteund optisch element; een zwenklage-ring voor het zwenkbaar ondersteunen van het optische element op het gestel en omvattende met het optische element verbonden zwenkbare lagermiddelen en met het gestel verbonden stationaire lagermiddelen; met het optiscne element verbonden 10 permanent magnetische middelen aan minstens één zijde van het optische element; alsmede met het gestel verbonden stuur-spoelmiddelen vooor het opwekken van een elektromagnetisch stuurveld en het daardoor uitoefenen van een zwenkmoment op de permanent magnetische middelen» 15 Uit het amerikaanse octrooischrift 4.129.930 (even eens van aanvraagster en hierbij door aanhaling in de beschrijving begrepen) is een dergelijke inrichting ten behoeve van videoplatenspelers bekend. Het optische element bestaat uit eën zwenkspiegel welke is voorzien van een reflek-20 terend oppervlak voor het reflekteren van een lichtbundel.

Aan de onderkant van de zwenkspiegel zijn permanente magne-, ten gelijmd. De stuurspoelmiddelen omvatten een enkele stuur- spoel welke rondom de spiegel is aangebracht.

In videoplatenspelers wordt de videoplaat met behulp 25 van een elektromotor aangedreven en het is gebleken dat de bekende inrichting gevoelig is voor magnetische strooivel-den afkomstig van de elektromotoren. Ook de nettransformator welke in de videoplatenspeler aanwezig is veroorzaakt magnetische strooivelden. De zwenkspiegelinrichting heeft tot 30 taak de lichtbundel zeer nauwkeurig te richten en de stuur-spoelen zijn opgenomen in een servoregeling, met behulp waarvan de stand van de spiegel wordt bestuurd. Door de genoemde strooivelden worden veranderlijke koppels op de zwenk- 800 1 6 17 ψ ΡΗΝ 9707 2 spiegel uitgeoefend hetgeen de servoregeling bemoeilijkt. Soortgelijke problemen kunnen optreden bij andere inrichtingen van de in de aanhef genoemde soort; ook wanneer deze niet in videoplatenspelers doch in andere apparaten worden toege-5 past waarin zich magnetische strooivelden voordoen.

De uitvinding heeft tot doel een inrichting van de in de aanhef vermelde soort te verschaffen welke niet, of althans in verminderde mate, gevoelig is voor externe magnetische velden en wordt daardoor gekenmerkt, dat: de per-^ manent magnetische middelen zich bevinden aan minstens éên der axiale zijden van het optische element; dat, aan iedere axiale zijde waar permanent magnetische middelen aanwezig zijn, deze twee zones met Noord-polariteit en twee zones met Zuid-polariteit omvatten; dat deze magnetische zones zijn ^ gelegen in een plat vlak loodrecht op de zwenkas; dat de Noord-zones op gelijke afstanden van de zwenkas diametriaal tegenover elkaar zijn gelegen en ook de Zuid-zones op gelijke afstanden van de zwenkas diametraal tegenover elkaar zijn gelegen ; dat de stuurspoelmiddelen een stuurspoel om- 20 vatten met windingen met evenwijdige zijden welke zich over permanent magnetische zones uitstrekken alsmede met de genoemde evenwijdige zijden verbindende delen welke zijn gelegen terzijde van de magnetische zones; dat de zwenkas door het middelpunt van de stuurspoel gaat en dat de stuurspoel 25 ten opzichte van de permanente magnetische middelen zodanig georipntperd is, dat van iedere winding ieder der genoemde · evenwijdige /. zijden evenwijdig is met een denkbeeldige verbindingslijn tussen een zone met Noord-polariteit en een zone met Zuid-polariteit.

30 Door de symmetrische plaatsing van de zones met

Noord-polariteit en Zuid-polariteit ten opzichte van de zwenkas wordt voorkomen dat de door magnetische strooivelden veroorzaakte magnetische krachten een resulterend moment op het optische element uitoefenen, althans wanneer het genoem- qe de magneetveld op ieder moment ter plaatse van de genoemde magnetische zones bij benadering homogeen kan worden verondersteld, hetgeen voor vele praktische toepassingen inderdaad het geval is. Een belangrijk bijkomend voordeel van de 800 1 6 17 * 4 PHN 9707 3 uitvinding is dat de stuurspoel efficiënt kan worden gebruikt omdat twee evenwijdige zijden van iedere winding een bijdrage kunnen leveren aan het elektrodynamisch op te wekken koppel op het optische element. De uitvinding is ook bruikbaar 5 voor inrichtingen waarbij het optische element zwenkbaar is om twee loodrecht op elkaar staande zwenkassen. De zwenkla-gering moet dan uiteraard geschikt zijn voor bewegingen van het optische element om de twee zwenkassen. Bijvoorbeeld kan een taatslagering worden toegepast.

Het is mogelijk om bij de inrichting volgens de uitvinding, ten opzichte van een beschouwde zwenkas, aan beide axiale zijkanten van het optische element permanent magnetische middelen te voorzien, hetgeen het voordeel biedt dat een twee keer zo groot zwenkmoment op het optische element 15 kan worden uitgeoefend. Bij een dergelijke toepassing is een uitvoeringsvorm van belang welke tot kenmerk heeft, dat aan iedere axiale zijkant, in een aanzicht daarop, de zones met Noord-polariteit en de zones met Zuid-polariteit in een zelfde patroon en in een zelfde oriëntatie ten opzichte van de 23 zwenkas zijn gelegen. Dit heeft het voordeel dat de inrichting niet alleen geen storende invloeden ondervind van ter plaatse van de inrichting homogene externe magneetvelden, maar ook geen hinder ondervindt van die niet homogene externe magneetvelden, die symmetrisch zijn georiënteerd ten opzichte 25 van een denkbeeldig vlak loodrecht op de zwenkas en tussen de beide axiale zijden.

Ter vergroting van de effektiviteit van de toegepaste permanent magnetische middelen is een uitvoeringsvorm van interesse die tot kenmerk heeft, dat de permanente mag-30 netische middelen, aan ieder der zijkanten waar deze aanwezig zijn, deel uitmaken van een magnetisch circuit dat meer in de richting van het optische element gelegen delen omvat welke een magnetische kortsluiting bewerkstelligen tussen zones met Noord-polariteit en zones met Zuid-polariteit.

35 De uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin:

Figuur 1 een perspectivisch aanzicht, gedeeltelijk in doorsnede, toont van een inrichting volgens de uitvinding 8001617 ?m 9707 4 ♦> -i met een zwenkspiegel,

Figuur 2 een explosie-aanzicht is van de inrichting van figuur 1 en

Figuur 3 schematisch de elektrodynamische beïnvloe-5 ding toont van de op een u/at grotere schaal getekende, permanent magnetische middelen door een enkele winding van een stuurspoel.

In de figuren worden de overeenkomstige onderdelen aangeduid met overeenkomstige verwijzingscijfers.

10 Een elektrodynamisch bestuurbare zwenkspiegel 1_ bestaat uit een glazen basis 2 met daarop een reflekterende laag 3. De zwenkspiegel is gemonteerd op een gestel 4 dat voorzien is van een flens 5 met een opening 6, ten behoeve van het aanbrengen van de inrichting in een videoplatenspe-15 Ier. Door middelvan een zwenklagering is de zwenkspiegel zwenkbaar om een enkele zwenkas 7 evenwijdig aan diens reflekterende oppervlak 3. De zwenklagering omvat een met de zwenkspiegel verbonden zwenkbaar lagermiddel in de vorm van een kunststof lager 8 dat door lijmen met de onderzijde van 20 de basis 2 van de zwenkspiegel JL is verbonden alsmede een met het gestel verbonden stationair lagermiddel bestaande uit een lagersteun $?. Deze lagersteun bezit een tweetal benen 10 en 11 waartussen zich een gleuf 12 bevindt. Het gestel 4 bezit een opening 13 voor ieder der benen 10 en 11 met in het 25 midden een dam 14 die in de gleuf 12 past.

De benen 10 en 11 worden in de openingen 13 gestoken met de dam 14 in de gleuf 12, waarna aan de onderzijde van het gestel een plaatje 15 wordt gemonteerd met de gleufvormige openingen 16 en 17 voor de beide benen 10 en 11. De uiteinden 30 van de door de openingen 16 en 17 stekende benen 10 en 11 worden enigszins vervormd, zie figuur 1, zodat de lagersteun stevig in het gestel 4 is gemonteerd. Het lager 8 bestaat uit een geschikte elastische kunststof zoals bijvoorbeeld een chloropreen-rubber en is in een spuitmal met de lagersteun 35 9 verbonden. Aan de zijkanten van de zwenkspiegel bevinden zich magneetcircuits 18^ en Γ9. Deze werken samen met twee op het gestel aangebrachte stuurspoelen 20 en 21 welke een elektromagnetisch stuurveld opwekken en zodoende een zwenkmoment 800 1 6 17 PHN 9707 5 uitoefenen op de permanent magnetische middelen van de mag-neetcircuits 1_8 en 19.

De permanent magnetische circuits 18, en 1^9 bevinden zich, in relatie tot de zwenkas 7 van de zwenkspiegel 1_, aan 5 de axiale zijden van de zwenkspiegel. Het magnetische circuit 18 omvat een viertal permanente magneetjes 22 tot en met 25 en het permanent magnetische circuit Γ9 een viertal magneetjes 26 tot en met 29. Deze magneten zijn gepolariseerd in een richting evenwijdig aan de zwenkas 7 en dus aan het re-flekterende oppervlak 3 van de zwenkspiegel 1_. Zoals in de schematische voorstelling van figuur 3 met letters is aangegeven zijn de magneten 22, 24, 26 en 28 zodanig gemagnetiseerd dat een Zuidpool S naar de tegenover liggende stuur- spoel is gericht. De overige magneten zijn tegengestel gepo-15 lariseerd zodat bij deze magneten een Noordpool N naar de tegenover liggende stuurspoel is gericht. De magneetjes zijn vlak en zijn zodanig aangebracht en met de zwenkspiegel verbonden dat de door hun frontzijden gevormde magnetische zones zijn gelegen in platte vlakken loodrecht op de zwenkas 20 7. De beide Noord-zones van de magneten 23 en 25 liggen diametraal tegenover elkaar, het zelfde geldt voor de beide Noordzones van de magneten 27 en 29. Ook de Zuid-zones van de magneten 22, 24 respektievelijk 26, 28 liggen diametraal tegenover elkaar. Aan elke zijde zijnde vier zones zodanig 25 gegroepeerd dat ze op gelijke afstanden en regelmatig rondom de zwenkas 7 verdeeld liggen. De windingen van de stuur-spoelen 20 en 21 zijn ieder gelegen in een vlak dat eveneens loodrecht staat op de zwenkas 7.

In figuur 3 is van elk van de stuurspoelen 20 en 30 21 slechts een enkele winding schematisch weergegeven. De winding 30 van de stuurspoel 20 bezit evenwijdige zijden 31 tot en met 34 en de winding 35 bezit evenwijdige zijden 36 tot en met 39. Deze zijden strekken zich uit over permanent magnetische zones en worden verbonden door verbindende delen 35 40 tot en met 42 respektievelijk 43 tot en met 45 welke zijn gelegen ter zijde van de magnetische zones. De zwenkas 7 loopt door het middelpunt van ieder der stuurspoelen 20 en 21 en de spoelen zijn ten opzichte van de daarmee samenwer- 8001617 PHN 9707 6 kende permanent magnetische middelen zodanig georiënteerd dat van iedere winding ieder der evenwijdige zijden evenwijdig is met een denkbeeldige verbindingslijn tussen een zone met een Noord-polariteit en een zone met een Zuid-polariteit 5 Aan iedere axiale zijkant van de zwenkspiegel 1_ zijn, in een aanzicht daarop, de zones met een Noord-polariteit N en de zones met Zuid-polariteit S in een zelfde patroon en in een zelfde oriëntatie ten opzichte van de zwenk-as 7 gelegen.

De permanente magneten 22 tot en met 25, respektie-velijk . 26 tot en met 29, maken deel uit van de magne tische circuits 1_8 respektievelijk lj?, welke ieder aan een meer in de richting van de zwenkspiegel 1_ gelegen zijde een weekijzeren plaatje 46, respektievelijk 47 omvatten. De permanente magneten zijn op deze plaatjes met een geschikte lijm bevestigd, de plaatjes fungeren als een magnetische kortsluiting tussen de zones met Noord-polariteit en zones met Zuid-polariteit van de erop aangebrachte permanente magneten.

2fl

In figuur 3 is de richting waarin een gelijkstroom op een gegeven moment door de getekende windingen 30 en 35 loopt met behulp van open pijlen gesymboliseerd.

Bij de aangegeven polariteiten van de permanente magneten en de aangegeven richtingen van de stromen door de windin-gen van de spoelen treden, door de stuurspoelen uitgeoefende, krachten op de permanente magneten op. Deze zijn in de tekening gesymboliseerd door krachtvektoren. Zoals uit de figuur duidelijk valt waar te nemen wordt een efficient gebruik gemaakt van de spoelen, aangezien de langere even- 30 wijdige zijden steeds alle betrokken zijn bij het uitoefenen van de elektromagnetische krachten op de permanente magneten. De windingen lopen praktisch loodrecht op de veldlijnen van de permanente magneten zodat maximale Lorenz-krachten worden gegenereerd. Homogene magnetische velden, in welke

QC

richting ook ten opzichte van de zwenkas 7 georiënteerd, genereren elkaar compenserende krachten zodat geen netto invloed op de zwenkspiegelinrichting wordt uitgeoefend. Hetzelfde geldt voor magnetische velden die symmetrisch zijn in 800 1 6 17 ΡΗΝ 9707 7 de ruimte ten opzichte van een denkbeeldig loodvlak op de zwenkas 7 en gaande door het punt M (fig. 3) van de zwenk-as dat is gelegen midden tussen de beide magneetcircuits. Om dit in te zien dient gerealiseerd te worden, dat in aanzicht 5 elk der magneetcircuits 18. en Γ9 hetzelfde patroon van magnetische zones in een zelfde oriëntatie ten opzichte van de zwenkas 7 toont, terwijl bij de genoemde ruimtelijke symmetrie het magneetveld dat men in een aanzicht waarneemt gespiegeld is in het loodvlak door M ten opzichte van het aan-10 zicht aan de andere zijde.

Aan de hand van fig. 3 zal een uitvoeringsvorm van de uitvinding toegelicht worden die niet in de tekening is getoond. Het is namelijk mogelijk twee stuurspoelen te gebruiken van andere vorm . Eén van deze spoelen kan de zijden 15 31 en 32 van de winding 30 alsmede de zijden 38 en 39 van de winding 35 omvatten. Deze vormen dan de korte zijden van windingen die door ten opzichte van de zwenkas schuin staande lange zijden met elkaar zijn verbonden. De andere stuur-spoel kan op analoge wijze de zijden 33 en 34 van winding 30 20 en de zijden 36 en 37 van de winding 35 bevatten.

Het is ook mogelijk een uitvoeringsvorm van de uitvinding te gebruiken waarbij elk magneetcircuit geïntegreerd is tot één enkel onderdeel van een ferritisch, plas-toferritisch of ander geschikt magnetisch materiaal waarin 25 de zones met Noord-polariteit en de zones met Zuid-polari-teit door locale magnetisatie zijn aangebracht.

30 35 800 1 6 17

Claims (3)

1. Inrichting voor het elektrodynamisch bestuurbaar zwenken van een optisch element, zoals een zwenkspiegel (1_) voor een optische videoplatenspeler, en omvattende: - een gestel (4), 5. een, zwenkbaar om een zwenkas (7), door het gestel onder steund optisch element (JL), - een zwenklagering voor het zwenkbaar ondersteunen van het optische element (jL) op het gestel (4) en omvattende met het optische element verbonden zwenkbare lagermiddelen 10 (8) en met het gestel verbonden stationaire lagermidde len (9), - met het optische element verbonden permanent magnetische middelen (22-25; 26-29) aan minstens één zijde van het optische element, alsmede 15. met het gestel verbonden stuurspoelmiddelen (20; 21) voor het opwekken van een elektromagnetisch stuurveld en het daardoor uitoefenen van een zwenkmoment op de permanent magnetische middelen, met hetkenmerk, 20. dat de permanent magnetische middelen (22-25; 26-29) zich bevinden aan minstens éên der axiale zijden van het optische element (1_), - dat, aan iedere axiale zijde waar permanent magnetische middelen aanwezig zijn, de permanent magnetische middelen 25 twee zones met Noord-polariteit (N) en twee zones met Zuid-polariteit (S) omvatten, - dat deze magnetische zones zijn gelegen in een plat vlak loodrecht op de zwenkas (7), - dat de Noord-zones (N) op gelijke afstanden van de zwenkas 30 (7) diametriaal tegenover elkaar zijn gelegen en ook de Zuid-zones (S) op gelijke afstanden van de zwenkas (7) diametraal tegenover elkaar zijn gelegen, - dat de stuurspoelmiddelen een stuurspoel (20; 21) omvatten met windingen (29; 30) met evenwijdige zijden 35 (31-33; 34-37) welke zich over permanent magnetische zones uitstrekken alsmede met de genoemde evenwijdige zijden verbindende delen (38-40; 41-43) welke zijn gelegen terzijde van de magnetische zones, 800 1 6 17 PHN 9707 9 - dat de zwenkas (7) door het middelpunt van de stuurspoel gaat en - dat de stuurspoel (20; 21) ten opzichte van de permanente magnetische middelen (22-24; 26-29) zodanig georiënteerd 5 is, dat van iedere winding (29; 30) ieder aer/_evenwijdige zijden (31-33; 34-37) evenwijdig is met een denkbeeldige verbindingslijn tussen een zone met Noord-polariteit (N) en een zone met Zuid-polariteit (S).

2, Inrichting volgens conclusie 1, waarbij zich aan ;q beide axiale zijkanten van het optische element (JL) permanent magnetische middelen bevinden, met het kenmerk, dat aan iedere axiale zijkant, in een aanzicht daarop, de zones met Noord-polariteit (N) en de zones met Zuid-polariteit (S) in een zelfde patroon en in een zelfde oriëntatie ten op-15 zichte van de zwenkas (7) zijn gelegen.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de permanent magnetische middelen (22-25; 26-29), aan ieder der zijkanten waar deze aanwezig zijn, deel uitmaken van een magnetisch circuit (113, IJ?) dat meer in de richting 20 van het optische element (_1) gelegen delen (45, 46) omvat welke een magnetische kortsluiting bewerkstelligen tussen zones met Noord-polariteit (N) en zones met Zuid-polariteit (S). 25 30 35 8001617