NL8303700A

NL8303700A - Electro-optische inrichting.

Info

Publication number: NL8303700A
Application number: NL8303700A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1983-10-27
Filing date: 1983-10-27
Publication date: 1985-05-17
Also published as: JPH0566660B2; HK82791A; CA1228422A; KR930000352B1; SG49990G; US4557564A; JPS60121545A; EP0143483B1; EP0143483A1; KR850003034A; DE3476597D1

Description

Φ --¾.. Λ ΡΗΝ 10.813 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Electro-optische inrichting".

De uitvinding heeft betrekking op een electro-optische inrichting voor het contactloos aftasten van een informatieplaat en met: een beweegbaar optisch stelsel met minstens één optisch element; in verhouding tot de dikte langgerekte lagermiddelen die het 5 optische stelsel beweegbaar ondersteunen; alsmede een electromagnetische actuator omvattende eerste actuabooniddelen en tweede actuatormiddelen die via een luchtspleet electrcmagnetisch met elkaar samenvorken voor het bestuurbaar bewegen van het optische stelsel.

Electro-optische inrichtingen van deze soort zijn in velerlei 10 uitvoeringen bekend, bijvoorbeeld uit de Europese octrooiaanvrage 0077581 (PHN 10145) (herewith incorporated by reference).

De hieruit bekende electro-optische inrichting is bedoeld voor gebruik in een zwenkarminrichting voor het met behulp van een tot een stralingsvlék geconcentreerde stralingsbundel, afkomstig van een 15 laser, inschrijven en/of uitlezen van registratiesporen in een registratievlak van een roterende optische plaat. (Europese octrooiaanvrage 0074313 (PHN 10134) herewith incorporated by reference).

Het optische stelsel bestaat uit een aantal lenzen die, tezamen met enkele vast met een gestel verbonden lenzen, het objectief van de 20 electro-optische inrichting vormen. De flexibele lagermiddelen bestaan uit een tweetal (¾) enige afstand van elkaar aangebrachte, althans ruwweg paralelle, rechte bladveren die aan hun ene uiteinde met het bewegende optische stelsel zijn verbonden en aan hun andere uiteinde vast op het gestel zijn bevestigd. Onder gestel moet in dit geval 25 worden verstaan het huis van een geïntegreerde optische pick-up waartoe het optische stelsel behoort en dat in zijn geheel in de zwenkarm van de genoemde zwsnkarminrichting kan worden geplaatst.

Het optische stelsel wordt door de bladveren ondersteund cm volgens de optische as van het stelsel (¾) en neer te kunnen bewegen 30 teneinde aldus de stralingsvlék voortdurend gefocusseerd te kunnen houden op de informatiestructuur van de optische plaat. Om net het optische stelsel ook in radiale richting de sporen cp de plaat te kunnen volgen wordt de zwenkarm in zijn geheel aangedreven, waarbij de 8303700 t ^ EHN 10.813 2 zwenkbewegingen van de zwenkarm via de bladveren moeten worden overgebracht op het optische stelsel. De bladveren moeten dus aan tegenstrijdige eisen voldoen. Voor de focusseerbewegingen is, behalve energie voor versnellingen en vertragingen van de massa van het optische 5 stelsel en van de daar atiheen aangebrachte ringmagneet, ook energie nodig voor de buiging van de veren. Teneinde een zo gering mogelijke thermische dissipatie te bereiken in de op het gestel aangebrachte actuator spoel en tenèinde voorts de vereiste versterkers, aanwezig in het servo-systeem voor het besturen van de focusseerbewegingen 10 van het optische stelsel, niet groter te hoeven dimensioneren dan strikt noodzakelijk is, zijn slappe bladveren gewenst. Voor de overbrenging van de radiale bewegingen op het optische stelsel zijn evenwel zo stijf mogelijke bladveren gewenst. De bladveren zouden dus voor focusseerbewegingen slap moeten zijn maar dwars daarop stijf, waaraan ten 15 dele tegemoet gekomen kan worden door de bladveren dun en tegelijkertijd voldoende breed te maken. Een andere eis is dat de bladveren een zo gering mogelijke massa bezitten en niet resoneren bij de optredende frequenties van beweging van het optische stelsel.

De uitvinding beoogt een electro-optische inrichting van de in 20 de aanhef vermelde soort te verschaffen die aan de genoemde tegenstrijdige eisen die worden gesteld aan de lagermiddelen beter voldoet en wordt daardoor gekenmerkt, dat een magnetische voor spaninrichting aanwezig is omvattende eerste voorspanmiddelen qp het gestel en tweede voorspanmiddelen op het optische stelsel die via een luchtspleet magnetisch met 25 elkaar samenwerken en de genoemde lagermiddelen in de lengterichting voorspannen. De voorspanmiddelen kunnen ervoor zorgen dat ook bij toepassing van dunne bladveren voldoende stijfheid aanwezig is tegen bewegingen in de dwarsrichting. De magnetische voorspanmiddelen kunnen worden beschouwd als een deel van de lager inrichting waarmede het 30 optische stelsel qp het gestel is gelagerde De kracht- wegkarakteristiek van de lagerinrichting kan worden beïnvloed door de keuze van de magnetische voorspanmiddelen, zodat het mogelijk is te kanen tot een vlakkere karakteristiek.

Bij voorkeur wordt een uitvoeringsvorm van de uitvinding 35 toegepast die tot kenmerk heeft dat de magnetische voorspaninrichting permanent magnetische middelen omvat, aangezien permanent magnetische middelen geen voedingsenergie verbruiken. In beginsel is het evenwel ode mogelijk electrcmagnetische middelen dan wel een combinatie van electro- 8303700 *· * PHN 10.813 3 magnetische en permanentmagnetische middelen te gebruiken. Een voordelige uitvoeringsvorm heeft tot kenmerk dat althans een deel van de voorspanmiddelen tevens behoren tot de actuatormiddelen. Het genoemde deel van de actuatormiddelen heeft zodoende een dubbele functie zodat weinig 5 of geen extra onderdelen worden vereist.

Zeer belangrijk is dat de uitvinding een geheel nieuwe klasse van electro-optische inrichtingen van de in de aanhef vermelde soort mogelijk maakt. Deze nieuwe klasse van electro-optische inrichtingen heeft als kenmerk dat de genoemde flexibele lagermiddelen buigslappe draden 10 omvatten. Buigslappe draden hebben het grote voordeel dat ze zeer weinig massa bezitten en een veerconstante die gelijk aan nul kan warden gesteld. Deze eigenschappen zijn zeer gewenst voor het bereiken van een grote dynamische bandbreedte van de electro-optische inrichting. Buigslappe draden alleen zijn evenwel niet in staat het optische stelsel in zijn 15 vereiste positie te ondersteunen, gezien de welhaast totale afwezigheid van stijfheid. De uitvinding biedt hier een oplossing. Door de draden voor te spannen met middelen die op zich geen massa aan het bewegende deel van de inrichting behoeven toe te voegen en geen rechtstreeks contact daarmede vergen, maar niettemin wel de draden voorspannen, 20 is het voor het eerst mogelijk geworden buigslappe draden te gebruiken voor de lagering van electro-magnetisch bewogen optische stelsels.

Het beweegbare optische stelsel kan bijvoorbeeld, zoals bekend uit de eerder besproken Europese octrooiaanvrage 0077581, bestaan uit een lensstelsel met een optische as. Onder een lensstelsel 25 wordt een optisch stelsel begrepen omvattende minstens één enkele lens.

Bij de lager ing van een lensstelsel met behulp van buigslappe draden kan het nodig zijn voorzieningen te treffen die voorkómen dat het stelsel cm een as loodrecht op de optische as kantelt. Een uitvoeringsvorm van de uitvinding is in dit opzicht van belang die tot kenmerk heeft 30 dat de lagermiddelen twee paren althans ruwweg dwars op de optische as verlopende draden omvatten, een eerste paar aan een eerste zijde en een tweede paar aan een tweede zijde van het lensstelsel en dat de draden van elk paar een hoek met elkaar maken. De weerstand die de , . lagering biedt tegen kantelingen wordt veroorzaakt door het feit dat, 35 aangezien de draden een hoek met elkaar maken en dus verschillende bogen moeten beschrijven bij kanteling van het optische stelsel, een kanteling van het optische stelsel pas plaats kan vinden indien een kantelkoppel wordt uitgeoefend van een zodanige grootte dat een grens- 8303700 PHN 10.813 4 t

S ^ V

koppel wordt overschreden, nodig cm de voorspankrachten in de draden te overwinnen. Deze uitvoeringsvorm kan voorts nog tot kenmerk hebben: dat het eerste paar draden samenkcmt in een eerste bevestigingspunt; dat het tweede paar draden samenkomt in een tweede bevestigingspunt 5 en dat de eerste en tweede bevestigingspunten op afstand van elkaar zijn gelegen qp een denkbeeldige zwenkas evenwijdig aan de optische as van het lensstelsel. Ook bij toepassing van twee draden aan iedere zijde zijn zodoende slechts twee bevestigingspunten voor dé "draden nodig. Bovendien beweegt het lensstelsel langs een cirkelboog, hetgeen in de 10 vormgeving van het stationairedeel van de inrichting fabricage- technische voordelen kan hebben. Een verder voordeel is dat, in vergelijking met paralelle draden, een grotere weerstand aanwezig is tegen ongewenste kantelingen van het lensstelsel om assen gaande door en loodrecht op de optische as en de zwenkas. Dit zal later nog nader 15 worden toegelicht.

Bij de eerder genoemde bekende zwenkarminrichting volgens de Europese octrooiaanvrage 00721131 is een kostbare lagering van de zwenkarm noodzakelijk en is daarnaast nog een lager ing voor het lensstelsel op de zwenkarm vereist. Door toepassing van de in de laatst-20 genoemde octrooiaanvrage beschreven maatregelen is het inderdaad mogelijk gebleken een zwenkarminrichting te verschaffen die de per omwenteling optredende slingeringen van het spoor in radiale richting voortdurend volgt met behulp van slechts een enkel, zogenaamd ééntraps, servosysteem. Dit houdt in dat geen aparte besturing van het lensstelsel in radiale 25 richting ten opzichte van de zwenkarm plaatsvindt. De zwenkarm is in zijn geheel in een servolus voor de snelle volging van het spoor opge-ncmen. Er worden hoge eisen aan de dynamische bandbreedte van de zwenkarminrichting gesteld waaraan slechts met moeite kan worden voldaan.

De uitvinding biedt de mogelijkheid de bekende zwenkarminrichting in 30 zijn geheel te vervangen door een electro-optische inrichting met een zeer hoge bandbreedte en met minder onderdelen. Hiertoe wordt een volgende uitvoeringsvorm van de uitvinding toegepast die behalve de kenmerken van de laatstgenoemde uitvoeringsvorm voorts nog tot kenmerk heeft: dat het lensstelsel cm de zwenkas zwenkbaar is over een boog 35 waarvan de koorde minstens gelijk is aan de diametrale afmeting van het informatiegedeelte van de uit te lezen informatieplaat en dat de eerste actuatormiddelen een boogvorm bezitten met een punt van de zwenkas als middelpunt en via een althans ruwweg constante luchtspleet samenwerken 8303700 / c Λ.

EHN 10.813 5 net de tweede actuatormiddelen ongeacht de zwenkstand van het lensstelsel. Het enige bewegende deel vancfeze uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarmee een roterende qptsiche plaat in zijn geheel kan worden afgetast zender dat een verdere servobestuurde in radiale richting beweegbare 5 inrichting benodigd is, bestaat uit een lensstelsel ondersteund door contactloos voorgespannen draden.

Het is ook mogelijk de uitvinding met voordeel toe te passen bij electro-qptische inrichtingen van een andere soort zoals bijvoorbeeld bekend uit het Anerikaanse octrooischrift 4.021.101 (PHN 7938) (herewith 10 incorporated by a reference). Bij deze bekende electro-optische inrichting wordt het lensstelsel door middel van een spreekspoel, aanwezig in een ringvormige luchtspleet van een permanent magnetische stator, volgens de optische as op en neer bewogen. Voor het volgen van het spoor van een roterende optische plaat kan deze bekende inrichting worden gebruikt 15 in combinatie met êén of twee kantelbare spiegels die respectievelijk dienen voer het met de stralingsvlek volgen van het spoor in radiale richting en voor het compenseren van tijdfouten door het verplaatsen van de stralingsvlek in tangentiële richting. De uitvinding maakt het mogelijk deze bekende inrichting zodanig te verbeteren dat geen kanfeel-20 spiegels meer nodig zijn en wordt daardoor gekenmerkt, dat de lagenniddelen minstens drie draden van gelijke lengte omvatten die zich evenwijdig aan en op enige afstand van de optische as uifcsfrësken. De draden kunnen zich bijvoorbeeld aan de onderzijde van het lensstelsel bevinden zodat de voorspanmiddelen het lensstelsel naar boven toe belasten, tegen 25 de werking van de zwaartekracht in. Het aldus naar boven belastte lensstelsel kan behalve volgens de optische as ook in richtingen loodrecht cp de optische as met hoge ffekwentie bewogen warden met behulp van daartoe geschikte electrcmagnetiscbe actuatormiddelen.

Het is gebleken dat het voor het snel monteren van de 30 draden in een electro-optische inrichting volgens de uitvinding van voordeel kan zijn een uitvoeringsvorm te gebruiken die tot kenmerk heeft dat de genoemde tot de lagenniddelen behorende draden allen een deel vormen van één enkel ononderbroken draadstuk. Er behoeft zodoende tijdens de montage niet met afzonderlijke draadstukjes te worden gemanipuleerd.

35 Voor het verkrijgen van een zeer buigslappe maar niettemin voldoende sterke draad is de toepassing van eenuitvoeringsvorm van de uitvinding van belag die tot kenmerk heeft dat de draden zijn samengesteld uit een aantal individuele vezels. Hierbij kan het interessant 83 υ 5 7 0 0 t PHN 10.813 6 • . % zijn indien de draden minstens vezels van een eerste soort en van een tweede soort omvatten, waarvan de eerste soort bestaat uit een materiaal dat geschikt is voor het transporteren van infarmatiesignalen en het tweede soort bestaat uit een materiaal dat minder elastisch is dan het S eerste materiaal. Dit is vooral interessant indien het bewegende optische stelsel tevens electronische middelen omvat of een lichtbundel toegevoerd krijgt via een optische vezel.

Het is van groot belang dat de draden in hun lengterichting een zeer geringe rek bezitten. Bij voorkeur worden draden toegepast die 10 materiaal omvatten met een elasticiteitsmodulus die groter is dan die van staal. Bijvoorbeeld kan de uitvinding tot kenmerk hebben dat het genoemde materiaal bestaat uit een koolwaterstofpolymeer. Uitstekende resultaten werden bereikt door toepassing van meervezelige draden bestaande uit het materiaal "KEVLAR.49" dat op de markt wordt gebracht door de 15 firma Dupont and Nemours. Het betreft hier een aromatische polyamide.

Een ander voorbeeld is het materiaal "ARENKA" dat qp de markt wórdt gebracht door de firma Akzo B.V. Andere veelbelovende en geschikte materialen zijn bijvoorbeeld poly para-phenyleen-terephtalaat en een door een fabrikant aangekondigde maar nog niet op de markt verkrijgbare 20 zogenaamde ultra-sterke pólytheenvezel. Het materiaal "KEVLAR. 49" combineert een zeer hoge treksterkte aan aai soortelijke massa die of 3 vijf maal zo klein is als die van staal (1,4 in plaats van 7,2 kg/dm ), alsmede een elasticiteitsmodules die ongeveer anderhalf maal zo groot is als die van staal. Van dit materiaal zijn vezels verkrijgbaar 25 met een diameter van ongeveer 12 micron waaruit uitstekend draden van de vereiste dikte zijn te vervaardigen en die een uitermate kleine rek bezitten.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening die een aantal uitvoeringsvoorbeelden toont en waarin: 30 Figuur 1 qp vergrootte schaal een doorsnede is volgens de pijlen I-I in figuur 2 van een electro-optische inrichting waarbij een bewegend lensstelsel is opgehangen in voorgespannen bladveren,

Figuur 2 een bovenaanzicht is van de inrichting van figuur 1,

Figuur 3 een grafische voorstelling is van de relatie tussen 35 de axiale verplaatsing X van het bewegende lensstelsel van de electro-optische inrichting van figuur 1 in afhankelijkheid van de daarvoor benodigde axiale kracht F,

Figuur 4 een perspectivisch explosieaanzicht qp vergrootte 8303703 H3N 10.813 7 * . « schaal is van een alternatief voor een deel van de electro-optische inrichting van figuur 1 met een in dunne buigslappe draden opgehangen bewegend lensstelsel,

Figuur 5 een bovenaanzicht is op ongeveer ware grootte op een 5 optische audicplaat, waarbij met een onderbraken lijn de ontrekken zijn aangegeven van enkele van de belangrijkste onderdelen van een daaronder aangebrachte electro-optische Inrichting volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding die geschikt is om het gehele van belang zijnde deel van het oppervlak van de plaat af te tasten, 10 Figuur 6 een bovenaanzicht is van de electro-optische inrichting ten gebruike met de optische plaats van figuur 5,

Figuur 7 een doorsnede is volgens de pijlen VII-VII van de electro-optische inrichting van figuur 6,

Figuur 8 een vooraanzicht is van de electro-optische inrichting 15 volgens de figuren 6 en 7,

Figuur 9 een dwarsdoorsnede op vergrootte schaal is van een derde uitvoeringsvorm van de uitvinding,

Figuur 10 een bovenaanzicht is van de electro-optische inrichting van figuur 9 en 20 Figuur 11 een perspectivisch ejplosieaanzicht is van enige onderdelen van de inrichting van de figuren 9 en10 ter verduidelijking van de gébruikte spoelconfiguratie.

De electro-optische inrichting volgens de figuren 1 en 2 is een modificatie van de inrichting uit de eerder genoemde Europese 25 octrooiaanvrage 00 57 581 (EHN 10145). De inrichting dient voor het uitlezen van een informatieplaat 1 die een transparant substraat 2 anvat dat aan de bovenkant is voorzien van een infonratiepatroon dat wordt afgedékt door een reflecterende laag 3. De plaat kan bijvoorbeeld een optische audioplaat of videoplaat zijn. De inrichting omvat een 30 gestel 4 dat bestaat uit een tubus 4A en een daar op geplaatste eenheid 4B. Cp deze eenheid is een beweegbaar lensstelsel 5 gelagerd dat het beweegbare deel van een objectief voort. Het omvat een lens 6, zie figuur 2, alsmede enkele verdere nietiide figuur getoonde lenzen. Tot de inrichting behoren ook nog een tweetal stationaire lenzen 7 en 8 35 alsmede een tweetal deelprisma's 9A en 9B. Een halfgeleiderlaser 10 zendt een lichttundel 11 uit die door het lensstelsel wordt gefocusseerd tot een lichtvlek 12 op de informatie aanwezig op de plaat, 1. De door de reflecterende laag 3 gereflecteerde en door de aanwezige informatie ge- 8303700 EHN 10.813 8

9 W

moduleerde lichtbundel wordt door een reflecterend vlak tussen de deelprisma's 9A en 9B gereflecteerd als een bundel 13 op een halfgeleider-diodestelsel 14.

Het lensstelsel 5 is met behulp van flexibele en in verhouding 5 tot de dikte langgerekte lagermiddelen in de vorm van bladveren 15 en 16 beweegbaar met het gestel 4A, B verbonden. Voor het bestuurbaar bewegen van het lensstelsel is een electrcmagnetische actuator 17 aanwezig die eerste actuatormiddelen qp het gestel in de vorm van een spoel 17A alsmede tweede actuatormiddelen op het lensstelsel in de vorm van 10 een ringmagneet 17B omvatten. Deze werken- electrcmagnetisch via een luchtspleet 18 met elkaar samen. Met behulp van de electrcmagnetische acutator kan het verend opgehangen optische lensstelsel 5 langs de optische as 19 bestuurbaar worden bewogen voor het focusseren van de lichtvlek 12 qp de informate in de plaat 1.

15 De bladveren 15 en 16 worden in hun lengterichting voorgespannen met behulp van een magnetische voorspaninrichtirg die eerste voorspanmiddelen op het gestel omvatten in de vorm van een ringmagneet 20 en tweede voorspanmiddelen qp het lensstelsell in de vorm van de reeds genoemde ringmagneet 17B. De beide voorspanmiddelen verken met elkaar 20 magnetisch samen via de luchtspleet 18. De ringmagneet 17B is radiaal gemagnetiseerd en wel qp zodanige wijze dat aan de bovenzijde en de onderzijde zones met zuidpolariteit S aanwezig zijn en in het middengedeelte een zone met noordpolariteit N. De ringmagneet 20 is in de lengterichting van de bladveren 15 en 16 gemagnetiseerd. Zoals in figuur 2 25 met de letters N respectievelijk S is verduidelijkt bevindt zich dus aan de ene zijde van de ringmagneet 20 een zone met noordpolariteit en aan de andere zijde een zone met zuidpolariteit. Hierdoor wordt aan de zijde met de noordpolariteit een afstotende kracht uitgeoefend qp de ringmagneet 17B en aan de zijde met de zuidpolariteit een aan-30 trekkende kracht, welke twee krachten een voorspanning in de bladveren veroorzaken.

De magnetisering van de ringmagneet 20 is plaatselijk, de hele ring bestaat evenwel uit magnetiseerbaar materiaal zodat de ring in zijn geheel magnetisch samenwerkt met de ringmagneet 17B. Dit heeft 35 invloed qp de kracht die qp het lensstelsel 5 moet worden uitgeoefend ten behoeve van de focussering. Dit zal worden verduidelijkt aan de hand van figuur 3. De figuur toont een XOF-assenkruis, alsmede een drietal kromnen 21, 22 en 23. Krcttme 21 geeft grafisch de relatie weer tussen 8303700 * * EHN 10.813 9 een verplaatsing X en de daarvoor benodigde axiale kracht F nodig voor het vervormen van de bladveren 15 en 16. Voor kleine verplaatsingen is de krarme 21 te beschouwen als een rechte lijn. De krcrane 23 geeft grafisch het verband weer tassen de verplaatsing X ai de axiale krachten die 5 op het beweegbare stelsel 5 worden uitgeoefend door de magnetische samenwerking van de ringmagneet 20 en de ringmagneet 17. De resulterende kracht die uiteindelijk nog door de actuator electroragnetisch op het beweegbare lensstelsel moet worden uitgeoefend wordt voorgesteld door de resulterende krcrane 22 die is gevonden door scranering van de krommen 10 21 en 22. Deze krcrane heeft een veel vlakker verloop dan de krorane 21 zodat dus voor de focussering geringere axiale krachten vereist worden dan bij afwezigheid van de ringmagneet 20.

De inrichting volgens figuur 4 kan dienen als alternatief voor het bovenste gedeelte van de inrichting van de figuren 1 en 2. Het omvat 15 een eenheid 21 die op de tubus 4A kan worden geplaatst. Het anvat voorts een beweegbaar lensstelsel 22 met een leis 23, flexibele in verhouding tot de dikte langgerekte lagermiddelen 24 en 25 ei een electrcmagnetiscbe actuator 26 met eerste actuatonniddelen 26A in de vorm van een focusseer-spoel 26A1 en een tweetal spoorvolgspoelen 26A2. Verder zijn tweede 20 actuatonniddelen aanwezig in de vorm van een tweetal op het lensstelsel 22 aangebracht ringmagneten 26B. De magnetische voorspaninrichting omvat eerste voorspanmiddelen 27 bestaande uiteen plaatje 27A en een tweetal weekijzeren strippen 27B. De tweede vocrspanmiddelen, -aanwezig op het lensstelsel, warden gevormd door de ringmagneten 26B.

25 Op de eenheid 21, die uit een geschikte niet-magnetiseerbare grondstof is vervaardigd zoals aluminium of een kunststof, is een viertal zich omhoogstrekkende delen 28 aanwezig, De beide spoarvolg-spoelen 26A2 zijn ieder tussen een tweetal van deze delen aangebracht, bijvoorbeeld door lijmen. De spoel 26A1 is in zijn geheel cm de arhoog-30 strékkende delen 28 aangebracht en eveneens door lijmen vast daarmede verbonden. De vocrspaninrichting 27 is ook vastgelijmd.

De lagermiddelen omvatten twee paren althans ruwweg dwars cp de optische as 29 van het beweegbare lensstelsel 22 verlopende draden 24, respectie\aLij k 25. Het eerste paar 24 bevindt zich aan een 35 eerste zijde van het lensstelsel en het tweede paar 25 aan de andere of tweede zijde daarvan. Iéder van de draden van de paren 24 en 25 sluiten met elkaar een hoek cd in. Het eerste paar draden 24 kant samen in een eerste bevestigingspunt 30 en het tweede paar dralen 25 komt 8303700 PHN 10.813 10 * * « samen In een tweede bevestigingspunt 31. Deze bevestigingspunten zijn op afstand van elkaar gelegen op een denkbeeldige zwenkas 32 die evenwijdig is aan de optische as 29 van het lensstelsel 22. De eenheid 21 is voorzien van een gleuf 34 in een wanddeel 33. De gleuf is evenwijdig 5 aan de optische as 29. De draden 24 en 25 zijn door de gleuf gevoerd en ter plaatse van de bevestigingspunten 30 en 31 door lijmen met het wanddeel 33 verbonden.

De permanente magneten 26B zijn axiaal gemagnetiseerd en wel zodanig dat ze met gelijksoortige polen naar elkaar zijn toegekeerd.

10 Door de aanwezigheid van de spoorvolgspoelen 26A2 is het objectief behalve langs de optische as 29 ook electrisch bestuurbaar beweegbaar omde zwenkas 32. Dit in tegenstelling tot de inrichting volgens de figuren 1 en 2 waarin het lensstelsel 5 uitsluitend bewegingen langs de optische as 19 kan uitvoeren. Dit maakt het mogelijk de inrichting 15 volgens figuur 4 in een zwenkarm of in een radiaal op de draaiingsas van een optische plaat transleerbare slede te plaatsen, wélke slechts ruwweg het af .te tasten spoor volgt. De kleine afwijkingen in de radiale ligging van het spcorkunnen worden gevolgd door correctie-bewegingen van het lensstelsel 22 cm de zwenkas 32.

20 De schuine stand die de draden 24, respectievelijk 25, ten opzichte van elkaar innemen heeft een belangrijk bijkomend voordeel in vergelijking met draden die, zoals de bladveren 15 en 16 van figuren 1-2, twee aan twee evenwijdig met elkaar lopen. Bij kanteling van het lensstelsel 5 van figuren 1-2 om de as 84, gaande door de optische as 25 19 en loodrecht daarop en evenwijdig aan de bladveren 15 en 16, warden de veren 15 en 16 uitsluitend op buiging belast. Bij kanteling van het lensstelsel 22 van figuur 4 cm de overeenkomstige as 85 worden echter steeds cp twee van de vier draden (één boven en één niet daarmede evenwijdige draad onder) trekkrachten uitgeoefend. De bewegingsvector 30 van het bevestigingspunt van de betreffende draad op het lensstelsel staat immers niet loodrecht op de draad. Cp de overige twee draden zou een drukkracht moeten worden uitgeoefend van aan de trekkracht gelijke maar tegengestelde waarde. Aangezien de draden voorgespannen zijn komt het erop neer dat in twee draden de door de voorspanmiddelen veroor-35 zaakte trekkracht wordt vergroot, in de andere twee verkleind. Aangezien de buigslappe draden in het geheel geen drukkracht kunnen opnemen zal een kanteling van het lensstelsel cm de as 85 kunnen optreden wanneer een kantelelement wordt uitgeoëf end van zodanige grootte, dat de trek- 8303700 * EHN 10.813 11 kracht in twee van de draden is gedaald tot nul. De grootte van dit minimaal benodigde kantelmoment hangt af van de grootte van de aange-harachte voorspankrachten in de draden en van de grootte van de hoek «t.

Zijn de draden evenwijdig, dan is het benodigde kantelmoment in beginsel 5 nul en is dus in 't geheel geen weerstand tegen kanteling aanwezig.

Na het bovenstaande zal het duidelijk zijn dat de inrichting van figuren 1-2 verbeterd kan worden door de bladveren 14 en 15 niet evenwijdig te kiezen, maar bijvoorbeeld een stand te laten innemen zoals in figuur 2 gestippeld is weergegeven voor twee alternatieve 10 veren 15'. Het is mogelijk deze aan hun van het lensstelsel 5 afgekeerde uiteinden niet in eenrichting naar elkaar toe te laten lopen, zoals getekend, maar juist van elkaar af.

De boven toegelichte verbetering van de weerstand tegen kanteling kan ook verkregen warden bij inrichtingen die, anders dan bij de 15 uitvinding, geen voorspanmiddelen bezitten. Bijvoorbeeld blijft de verbetering bij de inrichting volgens de figuren 1-2 behouden bij weglating van de ringmagneet 20. In plaats van bladveren kunnen ook veren met een andere, bijvoorbeeld ronde, doorsnede worden gebruikt. De veerstand tegen trek en druk is echter steeds groter dan de weerstand 20 tegen buiging dit vanvege de relatief grote lengte van de lagermiddelen in verhouding tot de dikte.

Een belangrijke uitvoeringsvorm van de uitvinding is getoond in de figuren 5 tot ei met 8. Deze electro-optische inrichting vertoont voer wat de lagering van het lensstelsel betreft gelijkenis met die van 25 figuur 4. Ze is echter cp zich geschikt zowel voor het radiaal volgen van het spoor als het uitvoeren van de vereiste correctiebewegingen in radiale richting. Er is een lensstelsel 35 aanwezig met een. optische as 36 en de lagermiddelen omvatten wederom dwars op de optische as verlopende draden 37 en 39 die twee aan twee een paar vormen, het eerste 30 paar 37 aan een eerste zijde ei het tweede paar 38 aan de tweede zijde van het lensstelsel 35. Bij ieder paar vormen de draden met elkaar een hoekƒ3. Het eerste paar draden 37 komt samen in een eerste bevestigingspunt 39 op een kolom 40 van een gestel 41. Het tweede paar draden 38 komt samen in een .tweede bevestigingspunt 42 cp de kolom 40. Deze beide he-35 vestigingspunten zijn op afstand van elkaar gelegen op de denkbeeldige zvrenkas 43 die evenwijdig is aan de optische as 36 van het lensstelsel 35, Het is overigens niet noodzakélijk dat zowel bij het ene paar als bij het andere paar draden de ingesloten hoek gelijk is aan ^ .

8303700 * ψ ΕΗΝ 10.813 12

Het kan sans voordelig of noodzakêlijk zijn deze hoeken verschillende waarden te geven. Bij deze uitvoeringsvorm onvat het lensstelsel behalve een lens 44 en eventuele, verderelenzen ook een stralingshron alsmede alle andere overige benodigde optische ei opto-electronische onderdelen 5 die benodigd zijn voor het bundelen en focusseren van een stralings- bundel 45 tot een stralingsvlekje 46 en hetontvangen van de gereflecteerde en met de informatie van een optische plaat 47 afkomstige informatie en het omzetten daarvan in een electrische modulatie. Het lensstelsel 35 kan bijvoorbeeld de onderdelen bevatteniaanwezig in de inrichting 10 van de Figuren 1-2. Het lensstelsel 35 kan dus opgevat warden als een bewegende geïntegreerde electro-optische aftasteenheid. Het is zwenkbaar cm de zwenkas 43 over een boog 48 waarvan de koorde 49, zie figuur 5, minstens gelijk is aan de diametrale afmeting van het informatiegedeelte 50 van de uit te lezen infooomatieplaat 47. Het lensstelsel beweegt 15 zich dus over het gehele traject nodig voor het uitlezen van de informatie. De lagering met behulp van de draden 37, 38 is daarbij de enige lager ing die nodig is. Deze lager ing staat zowel focusseerbewegingen langs de optische as 36 toe als zwenkbewegingen cm de zwenkas 43 ten behoeve van het volgen van het spoor op de plaat.

20 De actuatormiddelen 51 omvatten eerste actuatormiddelen 51A

die in een boogvorm met een punt van de zwenkas 43 als middelpunt pp het gestel 41 aangebracht. De tweede actuatormiddelen 51B werken via een althans ruwweg constante luchtspleet 53, ongeacht de zwenkstand van het lensstelsel 35, met de eerste actuatormiddelen samen.

25 De eerste acutatormiddelen 51A omvatten een viertal weekijzeren gebogen strippen 51A1 tot en met 51A4 en een tweetal ijzeren zijplaten 51A5. Voorts een tweetal radiaal ten opzichte van de zwenkas 43 gemagnetiseerde permanentemagneten 51A6 en 51A7. De tweede actuatormiddelen 51B bestaan uit twee kruislings aangebrachte spoelen 51B1 en 51B2 pp 30 het lensstelsel 35. De magnetiseringsrichting van de magneten 51A6 en 51A7 is in de figuren 6 en 7 aangeduid met de letters N respectievelijk S als symbolen van noordpolariteit respektievelijk zuidpolariteit.

De aandrijving van het lensstelsel 35 gebeurt langs de optische as 36 door de beide spoelen in fase aan te sturen. Zwenkingen cm de zwenkas 39 35 kunnen worden gerealiseerd door de spoelen in tegenfase aan te sturen.

Voor het bevestigen van de draden 37 en 38 is het lensstelsel 35 voorzien van een viertal bevestigingsblokjes 54. Hieraan zijn de draden met behulp van een geschikte lijmsoort vastgemaakt. De kolom 40 van het 8303700 PEN 10.813 13 Λ ** • + gestel is aan weerszijden voorzien van gleuven waarin de draden, eveneens door lijmen, zijn bevestigd.

De magnetische voorspaninrichting anvat eerste voarspanmiddelen in de vorm van de tot de eerste actnatarmiddelen behorende -ijzeren strip 5 51A2 op het gestel en tweede voorspanmiddelen in de vorm van een per manent magnetisch plaatje 55 op het lensstelsel 35. Deze werken met elkaar magnetisch samen via de ertussen aanwezige luchtspleet. Zodat de draden 37 en 39 in hun lengterichting contactloos zijn voorgespannen.

De uitvoeringsvorm van de uitvinding volgens de figuren 9 en 10 10 betreft een modificatie van een electro-cptische inrichting bekend uit het Anerikaanse. octrcoischrift 4 021 101 (PEN 7938) (herewith incorporated by reference). Het gestel omvat een grondplaat 56 die is voorzien van een cilindrische bus 57. Het beweegbare optische stelsel bestaat uit een lensstelsel 58 en omvat slechts een enkel optisch element 15 59. Het betreft hier een asferische lens die dient voor het focusseren van een lichtbundel 60 tot een lichtvlek 61 voor het aftasten van de informatie aanwezig in een informatievlak 62 van een optische plaat 63.

De lens bezit een optische as 61.

Tot het lensstelsel behoort voorts nog een vatting 64 voor de 20 lens 59. Het stelsel is door middel van een viertal flexibele draden 65 beweegbaar gelagerd cp een drager 66.

Een electronagnetische actuator 67 omvat eerste actuatormiddelen 67A1 en 67A2 in de vorm van twee axiaal tegengesteld gemagnetiseerde permanent magnetische ringen, alsmede twee paar via een ringvormige lucht-25 spleet daarmede samenwerkende spoelen 67B1 en 67B2. De draden 65 warden voorgespannen door via een luchtspleet samenwerkende voorspanmiddelen bestaande uit een ferrcmagnetische ring 68 opgencmen in een kap 69 en de ringmagneet 67A1. Met behulp van de actuatormiddelen is het optische stelsel 58 beweegbaar langs translatieassen XX erι ZZ, zie figuur 11.

30 Ten behoeve van de focussering van de lichtvlek 61 op het informatievlak 62 is het lensstelsel in zijn geheel ook in de richting van de optische as 70 beweegbaar, langs de as YY in figuur 11. Daartoe is de drager 66 opgencmen in een cylinder 71 die in de lagerbus 57 axiaal verschuifbaar is. De cylinder 71 is aan de bovenkant voorzien van een 35 flens 72 die een ringvormige focusseerspoel 73 draagt. Deze is axiaal beweegbaar in een ringvormige spleet van een permanent magnetische stator bestaande uit een axiaal gemagnetiseerde ringmagneet 74, eindplaten 75 en 76 alsmede een centraal deel 77.

8303700 EHN 10.813 14

De draden 65 hebben gelijke lengtes en strekken zich evenwijdig aan de optische as 70 uit. Bewegingen van kleine amplitude in de XX-richting en in de ZZ-richting kunnen dus worden opgevat als translaties. Met de electro-optische inrichting volgens de figuren 9 en 10 is het 5 mogelijk het lichtvlékje 61 op het informatievlak 62 autcmatisch gefocusseerd te houden en tevens met het lensstelsel 58 de snelle correctiebewegingen in XX en ZZ-richting uit te voeren die nodig zijn t voor het corrigeren van depositie ten opzichte van het spoor en het corrigeren van tijdfouten in het spoor.

10 Behalve de permanent magnetische voorspanmiddelen 67A1 en 68: zijn ook nog electrcmagnetische voorspanmiddelen aanwezig. Deze bestaan uit een ringvormige voorspanspoel 82 en de beide actuatormagneten 67A1 en 67A2. Met de voorspanspoel 82 kunnen trekkrachten op de draden 65 worden uitgeoefend van een grootte die afhankelijk is van de toe-15 gevoerde stroamsterkte. De voorspanspoel is in serie geschakeld met de focusseerspoel 73 en is zodanig bemeten dat geen of weinig variaties optreden in de trekkracht in de draden 65 bij versnelde of vertraagde bewegingen van het lensstelsel langs de optische as. De tengevolge van veranderende traagheidskrachten, door het lensstelsel 58 op de 20 draden uitgeoefend, optredende veranderingen in de voorspankrachten in de draden worden dus gecompenseerd door tegengestelde correcties van ruwweg dezelfde grootte. Het resultaat is dat de voorspanning van de lagermiddelen niet of althans minder, varieert, niettegenstaande het feit dat het lensstelsel snelle focusseerbewegingen maakt langs de 25 optische as. Het betreft hier een toepassing van een principe dat het onderwerp vormt van de reeds eerder door Aanvrager ingediende maar niet tijdig gepubliceerde Europese octrooiaanvrage nr.83 20 1437.7 (EHN 10.583) (herewith incorporated by reference).

Het zou in beginsel mogelijk zijn de ferromagnetische ring 30 68 weg te laten en de voorspankrachten in de draden uitsluitend met be hulp van de electrcmagnetische voorspanmiddeüenop te wekken. De voorspanspoel 82 kan dan niet zonder meer in serie met de focusseerspoel worden geschakeld. De aan de voorspanspoel toe te voeren electrische stroom dient namelijk te bestaan uit een gelijkstroomccmpcnent cm een constante 35 voorspankracht in de draden 65 op te wekken en een daarop gesuperponeerde variabele component die een functie is van de stroom in de focusseerspoel voor het opwekken van de correctiekrachten.

Bij uitvoeringsvormen van de uitvinding waarbij de lagermiddelen 8303700 m EHN 10.813 15 meerdere draden, omvatten, zoals bijvoorbeeld bij de uitvoeringsvormen van de figuren 4 tot en met 11, is bet sons mogelijk alle draden een deel te laten vormen van een enkel ononderbroken draaistok. Dit kan namelijk bet aanbrengen van de draden aanmerkelijk vereenvoudigen. In 5 figuur 4 is een poging gedaan cm aan te gegen op welke wijze de draden 24 en 25 kunnen worden gevormd met behulp van een enkel draadstuk 78 met uiteinden 79 en 80. Hierbij verloopt de draad 78 op het optische stelsel 22 volgens de aangegeven stippellijnen. De niet tot de lagermiddelen 24 en 25 behorende delen van het draadstuk 78 warden op 10 het optische stelsel 22 met behulp van een geschikte lijmsoort vastgezet. Het is gebleken dat op deze manier met behulp van een siitpel hulpgereedschap de draden 24 en 25 zender moeite kunnen warden gevormd.

De uiteinden 79 en 80 van de draden 24 alsmede het lusvormige deel 81 ter plaatse van het bevestingspunt 31 van de draden 25 werden in de spleet 15 34 van het wanddeel 33 gelijmd. Bij de uitvoeringsvorm volgens de figuren 5 tot en met 8 zijn de lagermiddelen op dezelfde wijze gevormd.

Met het oog op een zo groot mogelijke flexibiliteit zijn de draden samengesteld uit een aantal individuele vezels. Ervaring is opgedaan, bij een.uitvoeringsvorm volgens figuur 4, met draden vervaardigd 20 uit een aromatisch polyamide, op de markt gebracht door de firma Dupont and Nemours onder de merknaam "KEVLAR.49". De diameter van de individuele vezels bedraagt 12 micron en het draadstuk 78 omvat een tiental van dergelijke vezels. In de tekening is bij geen van de uitvoerings-voorbeelden aangegeven cp welke wijze de electriscbe of optische signalen 25 worden getransporteerd tussen het beweegbare deel van de inrichting en de stationaire delen. Soms, zoals in de uitvoeringsvorm volgens de figuren 5 tot en met 8, is het ook nodig een electriscbe voeding toe te voeren aan het besregende deel van de inrichting. Het is mogelijk het beweegbare deel van de inrichting cp conventionele wijze, door 30 middel van bewegende draden of door middel van een flexibele folie net een electrisch geleidend dradenpa troon, met de stationaire delen te verbinden. Bij de uitvoeringsvorm volgens de figuren 1 en 2 waarbij de lagermiddelen bestaan uit metalen bladveren 15 en 16 is het mogelijk de spoel 17B aan te sturen net behulp van signalen die via de bladveren 35 worden getransporteerd. Wanneer de lagermiddelen uit draden net meerdere vezels bestaan is het mogelijk cm vezels van een eerste en een tweede soort te gebruiken, waarvan de eerste soort bestaat uit een materiaal dat geschikt is voor het transporteren van infarmatiesignalen en de 8303700 EHN 10.813 16 tweede soort bestaat uit een materiaal dat minder elastisch is dan het eerste materiaal. Het eerste materiaal kan bijvoorbeeld bestaan uit metaal, voor het overbrengen van eelectrische signalen of een electrische voedingsstrocm, of uit een optisch materiaal voor het overbrengen van 5 optische signalen. De grotere elasticiteit van deze materialen speelt voor de lagering van het optische stelsel geen rol daar de lager ings-functie wordt vervuld door de vezels uit het tweede materiaal.

Bij voorkeur vrordt bij uitvoeringsvormen van de uitvinding waarbij de lagermiddelen uit draden bestaan voor de draden een materiaal een 10 toegepast met/elasticiteitmodules die groter is dan die van staal.

Bij voorkeur bestaat het genoemde materiaal uit een koolwaterstof-polymeer, zoals het eerder reeds genoemde "KEVLAR.49". Dergelijke materialen vertonen praktisch geen rék zodat een zeer stabiele lager ing van het optische stelsel mogelijk is gepaard aan een uiterst geringe 15 massa van de lagermiddelen en een zeer grote slapheid daarvan in de betreffende bewegingsrichting of de.-betreffende bewegingsrichtingen van het optische stelsel.

Binnen het door de conclusies aangegeven kader van de uitvinding zijn velerlei andere uitvoeringsvormen mogelijk. Het beweegbare optische 20 stelsel behoeft niet te bestaan uit een lensstelsel maar kan bijvoorbeeld bestaan uit een spiegel of andere optische elemental omvatten. De voorspanmiddelen behoeven niet actuatarmiddelen te omvatten maar kunnen uit middelen bestaan die geen andere functie hebben dan de lagermiddelen voor te spannen.

25 De lagermiddelen hoeven niet bladveren of draden te omvatten.

In plaats daarvan kunnen armen worden gebruikt die aan hun uiteinden schamierbaar zijn bevestigd. Is het nodig het beweegbare optische stelsel volgens meer dan twee graden van vrijheid van beweging aan te drijven, dan kan het voordelig zijn indien de lagering slechts 30 een enkel langgerekt, voorgespannen, lagermiddel omvat. 1 8303700

Claims

1. Electro-optische inrichting voor het contactloos aftasten van een infcrmatieplaat en met: - een beweegbaar optisch stelsel (5? 22; 35; 58) met minstens één optisch elonent (6; 23; 44; 59), 5. in verhouding tot de dikte, langgerekte lagenniddelen (15, 16; 24, 25; 37, 38; 65) die het optische stelsel beweegbaar ondersteunen, alsmede - een electromagnetische actuator ( 17; 26; 51; 67) omvattende eerste actuatcrmiddelen (17A; 26A; 51A; 67A) en tweede actuatormiddelen TO (17B; 26B; 51B; 67B) die via een Lichtspleet (18; -; 53; 83) electro-magnetisch met elkaar samenwerken voor het bestuurbaar bewegen van het optische stelsel, met het kenmerk, dat een magnetische voorspaninrichting aanwezig is omvattende eerste voorspanmiddelen (20; 27; 51A6; 68, 82) en tweede voorspan-15 middelen (17B; 26B; 55;67B1,B2) die via een Lichtspleet (18; 83) magnetisch met elkaar samenwerken en de geneerde lagermiddelen (15, 16; 24 , 25; 37, 38; 65) in de lengterichting voorspannen.

2. Electro-optische inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de magnetische voor spaninrichting permanent magnetische middelen 20 (17B, 20; 26B; 51A6; 68) omvat.

3. Electro-optische Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat althans een deel (17B; 26B; 51A6; 67B1, B2) van de voorspanmiddelen tevens behoren tot de actuatormiddelen (17; 26; 51; 67).

4. Electro-optische inrichting volgens conclusie 1, met het 25 kenmerk, dat de genoemde lagenniddelen minstens één buigslappe draad (24, 25; 37, 38; 65) anvatten.(Fig. 4-11).

5. Electro-optische inrichting volgens conclusie 4, waarbij het genoemde optische stelsel een lensstelsel (22; 35) omvat met een optische as (29; 36), met het kenmerk, 30. dat de lagenniddelen twee paren (24, 25; 37, 38) althans ruwweg dwars op de optische as (29; 36) verlopende draden omvatten, een eerste paar (24; 37) aan een eerste zijde en een tweede paar (25; 38) aan een tweede zijde van het lensstelsel en - dat de draden van elk paar een hoek (oc yi) roet elkaar maken. 35 (Fig. 4-8).

6. Electro-optische inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, - dat het eerste paar draden (24; 37) samenkomt in een eerste bevestigings- 8303700 PHN 10.813 18 punt (30; 39) - dat het tweede paar draden (25; 38) samenkctnt in een tweede bevestigingspunt (31; 42) en - dat de eerste en tweede bevestigingspunten qp afstand van elkaar zijn 5 gelegen op een denkbeeldige zwenkas (32; 43) evenwijdig aan de optische as (29; 36) van het lensstelsel (22; 35). (Fig. 4-8).

7. Electro-qptische inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, - dat het lensstelsel (35) cm de zwenkas (43) zwenkbaar is over een 10 boog (48) waarvan de koorde (49) minstens gelijk is aan de diametrale afmeting van het informatiegedeelte (50) van de uit te lezen infor-raatieplaat (47) en - dat de actuatormiddelen (51A) een boogvorm bezitten met een punt van de zwenkas (43) als middelpunt en via een althans ruwweg constante 15 luchtspleet (53) samenwerken, met de tweede actuatormiddelen (51B) ongeacht de zwenkstand van het lensstelsel (35). (Fig. 5-8).

8. Electro-optische inrichting volgens conclusie 4, waarbij het genoemde optische stelsel een lensstelsel (58) omvat met een optische as (70), met het kenmerk, dat de lagermiddelen minstens drie draden (65) 20 van gelijke lengte omvatten die zich evenwijdig aan en op enige afstand van de optische as (70) uitstrekken. (Fig. 9-11).

9. Electro-qptische inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk# dat meerdere tot de lagermiddelen behorende draden (24, 25) aanwezig zijn, die echter allen een deel vormen van één enkel ononder- 25 broken draadstuk (78). (Fig. 4).

10. Electro-optische inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de draad is samengesteld uit een aantal individuele vezels.

11. Electro-qptische inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de draad minstens vezels van een eerste soort en van een 30 tweede soort omvat, waarvan de eerste soort bestaat uit een materiaal dat geschikt is voor het transporteren van informaties ignalen en de tweede soort bestaat uit een materiaal dat minder elastisch is dan het eerste materiaal.

12. Electro-qptische inrichting volgens conclusie 4, met het 35 kenmerk, dat de draad een materiaal omvat met een elasticiteitsmodulus die groter is dan die van staal.

13. Electro-qptische inrichting volgens conclusie 12, met het - kenmerk, dat het genoemde materiaal bestaat uit een koolwaterstofpolymeer. 8303700