NO760795L - - Google Patents

Description

Optisk fokuseringsinnrétning for fokusering av stråling.

Oppfinnelsen angår en optisk fokuseringsinnretning for fokusering av stråling fra en strålingskilde på en opptegningsbærer, særlig for fokusering av en lysstråle fra en lyskilde på en videoplates reflekterende overflate, omfattende en ramme, et objektiv som omfatter et antall optiske linser i en holder, en elektromagnetisk drivinnretning for aksial bevegelse av objektivet i retning av dets opriske akse i forhold til rammen, og bevegelige sl vel som stasjonære elektrmagnetiske organer,

i det minste en magnet og en spole, og en parallellstyring for å styre objektivet aksialt i forhold til rammen.

En innretning av denne art er kjent for anvendelse

i et video opptegningsapparat. På bakgrunn av valgt spilletid og båndbredden av det opptegnede videosignal, må innretningen være i stand til å iakta små detaljer under avspillingen av en opptegningsbærer. Dette betinger et optisk system med en stor åpning og derfor liten brennvidde. Videre er det nødvendig med en nøyaktig sentrering av avlesningsstrålen på informasjonssporet på opptegningsbæreren, hvilken stråle stammer fra en laser. Platen kan ha avvikelser fra planhet på 100 til 500 mikro mens brennvidden av objektivet ved hjelp av hvilke'strålen fokuseres på platen er ca. 1 mikron. Videre kan eksentrisiteten være så stor som 100 mikron mens lysstrålen må sentreres på sporet med en nøyaktighet på 0,2 mikron for å unngå krysstale.

Som allerede nevnt ovenfor er en presset plate aldri fullstendig plan. En plate er under avspilling også alltid noe deformerbar og planes noe ut som følge av sentrifulkraften som opptrer ved 25-30 omdreininger pr. sekund og videre dempes mekaniske svingninger i platen av et luftskikt mellom platen og den øvre flate av avspillingsapparatet, men man må allikevel regne med bevegelser på 500 mikron i aksial retning. Disse 500 mikron representerer amplituden av en svingning på 25 Hz i aksial retning av plateoverflaten. For komponenter med høyere frekevnser avtar amplituden hurtig med økende frekvens. En styresløyfe ved hjelp av hvilken objektivet holdes i fokus på platen med en nøyaktighet på 1 mikron må derfor ha en sløyfeforsterkning på minst 500 ganger ved 25 Hz. De mekaniske deler av fokuseringsinnretningen må være så enkle som mulig for å gi minimale omkostninger.

Ved kjente fokuseringsinnrethinger omfatter den elektromagnetiske drivinnretriing en sylindrisk spole som er forbundet med den side av objektivet som vender fra opptegningsbæreren, og en permanent magnetkrets, hvor den sylindriske spole er aksialt bevegelig i et luftgap i den permanent magnetiske krets. Objektivet og spolen som er forbundet med objektivet kan beveges i' forhold til den permanente magnetkrets ved at spolen påtrykkes en spenning på samme måte som ved drift av en høyt-taler med svingspole. Objektivet er opphengt i bladfjærer som er forholdsvis slake for å unngå for store krefter for bevegelse av objektivet ved frekvenser utenfor systemets resonansområde. Strømmen som er nødvendig for å drive spolen vil bevirke opp-varmning som er uønsket for de optiske elementer i objektivet.

På den annen side må fjærene være tilstrekkelig stivefor å hindre sideveis bevegelse av objektivet. (Se "Control Mechanisms in the Philips "VLP" record player", P.J.M. Janssen og P.E. Day, "Philips Technical Review" 33, side 190, 1973 nr. 7).

Som følge av objektivets opphengning ved hjelp av bladfjærer, representerer objektivet sammen med fjærene og fjær-befestigelsen et vesentlig udempet svingesystem. I betrakning av den nødvendige stabilitet av styresløyfen som inneholder dette svingesystem, vil den manglende dempning være en ulempe ved denne kjente fokuseringsinnretning og dertil kan parasittresonans-svingninger opptre i svingesystemet. En annen ulempe er den meget vanskelige montering av objektivet som følge av nødvendig-heten av mekaniske forbindelser mellom bladfjærene og objektivet og de stasjonære deler av fokuseringsinnretningen.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe fokuseringsinnretning av den inneldningsvis nevnte art hvor disse ulemper unngås.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at parallell- styringen omfatter en sylindrisk lagerhylse som er forbundet med rammen og en linseholder for objektivet i nøyaktig aksial glidepasning i hylsen.

Bortsett fra en utmerket styring av objektivet til-later fokuseringsinnretningen ifølge oppfinnelsen også at objektivet monteres- meget enkelt nemlig bare ved en glidebevegelse inn i lagerhylsen. Dempningen oppnås som et'resultat av frik-sjonen mellom den ytre overflate av linseholderen og den indre flate av lagerhylsen. Det er i denne forbindelse viktig at det velges en kombinasjon av materialer som . mest mulig minsker faren for klebing samtidig som objektivets bevegelige masse blir minst mulig. Det er derfor en fordel ifølge oppfinnelsen at linseholderen har en ytterflate av elektrolyt.tisk aluminium og lagerhylsen har en indre flate som inneholder polytetrafluoretylen.

Por å hindre at uønskede støvpartikler skal trenge

inn i forkuseringsinnretningen og hindre uønskede tverrgående bevegelser og rotasjonsbevegelser av objektivet i forhold til lagerhylsen, er det viktig at den side av objektiver som vender mot opptegningsbæreren er forbundet med rammen ved hjelp av et konsentrisk anordnet fleksibelt' membran som er utstyrt med konsentrisk korrigering.

Ved en utførelse av fokuseringsinnretningen hvor de elektromagnetiske organer omfatter en sylindrisk spole som er vist konsentrisk forbundet med en aksial ende av linseholderen,

og en permanentmagnet med en sylindrisk ringspalte for spolen, er det ifølge oppfinnelsen i sentrum av den sylindriske permanentmagnet anordnet en sylindrisk kjerne av magnetisk bløtt materiale, hvilken magnet er dekket av polsko i en av sine aksiale ender og ringspalten befinner seg mellom veggen i en sentral åpning i polskoen og kjernen.

Det er klart at fokuseringsinnretningen ved sin ramme er forbundet med deler av et apparat for avspilling av platen.

Det er da fordelaktig å sikre at for å fjerne objektivet fra de stasjonære deler av fokuseringsinnretningen må antallet arbeids-operasjoner være minimale. På bakgrunn av dette er det viktig ifølge oppfinnelsen at det fleksible membran er anordnet på et avtagbart deksel som omgir den tilgrensende ende av objektivet, hvilket deksel omfatter et antall Ibrbindelsestunger av metall som strekker seg gjennom en vegg av dekslet på hver sin side, og at et antall tilslutninger til spolen som er festet på objektivet, er forbundet med tungene.

Objektivet og dekselet kan med fordel være utstyrt med innbrydes samvirkende stoppeorganer som begrenser den aksiale bevegelse av objektivet i forhold til dekslet. På denne måte kan det fleksible membran sammen med dekslet lett fjernes fra andre stasjonære deler av fokuseringsinnretningen uhindret av de elektriske forbindelsesledninger til spolen.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under

henvisning til tegningene.

Fig. 1 viser et aksialt snitt gjennom en fokuseringsinnretning ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et enderiss av fokuseringsinnretningen

på fig. 1 hvor det fleksible membran delvis er fjernet.

Fig. 3 viser et snitt langs linjen III-III på fig.

4 som viser en modifisert utførelse av fokuseringsinnretningen■ ifølge oppfinnelsen.

Fig. 4 viser et enderiss av innretningen på fig. 3

hvor en del av det fleksible membran er fjernet.

Fokuseringsinnretningen 1 påfig. 1 tjener til fokusering av en stråle 2 fra en strålingskilde som er en ikke vist laser, på den reflekterende underside av en videoplate 3-Figuren viser bare de deler av apparatet som er av viktighet for beskrivelse av oppfinnelsen. For nærmere beskrivelse av video-avlesningsapparatet vises til artikkelen "The Philips'VLP System" 'Philips Technical Review" 33, 178-180, 1973/ nr. 7- Fokuseringsinnretningen 1 er festet på en vogn 4. Platen 3 roterer ved hjelp av en ikke vist drivinnrtning om en aksel som er parallell

med den optiske akse 5 i fokuseringsinnretningen. Vognen 4 beveges ved hjelp av en elektrisk motor i retning på tvers av rota-sjonsaksen for videoplaten, slik at lysstrålen 2 fra laseren kan avlese et spiralformet spor på videoplaten. Før strålen 2 når fokuseringsinnretningen 1 reflekteres strålen av et speil 6 og den passerer et såkalt Wollaston-prisme 7, blir så reflektert fra den reflekterende overflate av et speil 8 som danner en del av et elektrisk styrt kippespeil 9 og når sluttelig fokuseringsinnretningen 1 via et optisk element 10 med et antall kvartbølgeplater 11.

Fokuseringsinnretningen 1 omfatter enramme 12 som ved hjelp av et antall skruer 13 er festet til vognen 4. Med ramme skal her forstås et antall med hverandre forbundne stasjonære deler som tilhører fokuseringsinnretningen. Objektivet 14 omfatter et antall optiske linser 15 til 19 som er anordnet i en holder 20. Linsene er festet i holderen ved hjelp av en mutter 21 og to avstandsstykker 22 og 23. Ved hjelp av gjeng-

er 24 er holderen 20 montert i en lagerhylse 25. Holderen 20

og lagerhylsen 25 danner lagring for objektivet.

En parallellstyring for objektiver omfatter en sylindrisk lagerhylse 60 som samvirker med lagerhylsen 25. Lagerhylsen 25 har .nøyaktig aksial glidepasning i lagerhylsen 60 .

Oventil er objektivet 14 forbundet med rammen 12

ved hjelp av et fleksibelt membran 26 som har to konsentriske folder 27 og 28. Lagerhylsen 25 består av aluminium og har en meget hård og jevn ytre overflate i form av et elektrolyttisk belegg som er kjent fra britisk patentskrift nr. 1.127.089.

Denne ytre overflate samvirker med den indre overflate av lagerhylsen 60 som er forsynt med polytetrafluoretylen s om med sine egnede smøreegenskaper hindrer klebing. En utmerket praktisk utførelse oppnås med en lagerhylse som består av stål med et po-røst bronsesjikt som igjen erforsynt med et overflatesjikt av polytetrafluoretylen-blyblanding som fyller porene i den porøse bronse.

Driften av objektivet i retning av den optiske akse skjer ved hjelp av et antall elektromagnetiske organer. Lagerhylsen 25 er forsynt med en flens 29 i den nedre ende på hvilken er anordnet en sylindrisk spole 30 i likhet med en høyttalerspole. Videre er det anordnet en permanent magnetisk krets med en sylindrisk permanent magnet 31. I sentrum av denne magnet er anordnet en sylindrisk kjerne 32 av magnetisk bløtt materiale som med sin øvre aksiale ende er utvidet slik at det dannes en flens 33- I den andre ende av magneten 31 er anordnet en polsko 34 av magnetisk bløtt materiale. Mellom veggen av den sylindriske åpning i polskoen og den sylindriske del av kjernen 32 er det dannet en sylindrisk ringspalte 35 for spolen 30. Permanent-agneten 31 er aksialt polarisert og festet mellom den svakt avsmalende flens 33 og en tilsvarende plate 34 ved hjelp av et antall ikke viste bolter.

Med omkretsen er membranet 6 festet til flensen 33 ved liming. Ved den indre omkrets er membranet festet ved etter- givende klemming rundt enden av objektivet 14. Ved utfør-elseseksemplet.påfig. 3 omfatter fokuseringsinnretningen 37 en ramme 38, et objektiv 39 med en linseholder 40 og en lager-

hylse 4l, en permanent magnet 42, en! kjerne 43 av magnetisk bløtt materiale, en polsko 44 av magnetisk bløtt materiale, en sylindrisk spole 45, en luftspalte 46, en lagerhylse 47 og et. fleksibelt membran 48 som er forsynt med to konsentriske bølge formede partier 49 og 50. Her er polskoen 44 anordnet på den side av objektivet som vender mot opptegningsbæreren. Dette gir den store fordel at når fokuseringsinnretningen er montert på en vogn kan objektivet 39 sammen med holderen 40, lagerhylsen 4l og spolen 45 fjernes og anbringes fra oversiden.

Ved utførelsen på .'fig. 3 og 4 er membranet 48 festet til et avtagbart deksel 51. Dette deksel består av plast-materiale og er presset tett på platen 44. Det er klart at annen .tilsvarende festemetode for å 'feste dekslet til polskoen kan afovendes. Dekslet omfatter to forbindelsestunger 52 av metall. Disse tjener til elektrisk forbindelse til spolens tilslutninger 53 med den elektroniske styrekrets som styrer posisjonen av objektivet 39.

Enheten som består av dekslet 51, objektivet 39, membranet 48, linseholderen 40, lagerhylsen 4l og spolen 45

kan fjernes fra resten .av fokuseringsinnretningen i aksial retning. Dette er oppnådd ved at spolens tilslutninger er forbundet med tungene 52 som er anordnet på dekslet, slik at spoletilslutningene ikke behøver frakoples. Videre kan sammensetningen av disse komponenter til en enhet lettes ved at objektivet 39 og dekslet 51 er forsynt med innbyrdes samvirkende stoppeorganer 54 og 55. Stoppeorganene 45 består av en ring som er festet på en sylindrisk spoleform 56 og er forsynt med to radiale spor 57- To ribber 58 trer inn i disse spor og tjener til å hindre overdreven drei-ning av objektivet i forhold til rammen under montering og fjer-ning hvilket ellers kunne føre til ødeleggelse av spoletilslutningene. Stoppeorganene 55 befinner seg på toppen av ribbene 58. Videre er det på platen 44 klebet en gummistoppring 59 for å begrense bevegelsen nedover av objektivet.

Claims (7)

1. Optisk fokuseringsinnreting (1,37) for fokusering av stråling fra en strålingskilde på en opptegningsbærer, særlig for fokusering av en lysstråle (2) fra en lyskilde på en videoplates (3) reflekterende overflate, omfattende en ramme (12,28), et objektiv (14,39) som omfatter et antall optiske linser (15-19) i en holder (20,25; 40,4l), en elektromagnetisk drivinnretning for aksial bevegelse av objektivet i retning av dets optiske akse i forhold til rammen, og bevegelige såvel som stasjonære elektromagnetiske organer, i det minste en magnet og en spole, og en parallelstyring for å styre objektivet i aksialt i forhold til rammen, karakterisert ved at parallell-styringen omfatter en sylindrisk lagerhylse (26) som er forbundet med rammen og en linseholder (25) for objektivet i nøyaktig aksial glidepasning i hylsen.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at linseholderen (20,25) har en ytterflate av elektrolyttisk aluminium og lagerhylsen (26) har en indre flate som inneholder polytetrafluoretylen.

3. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den side av objektivet (14) som vender mot opptegningsbæreren (3) er forbundet med rammen (12) ved hjelp av et konsentrisk anordnet fleksibelt membran som er utstyrt med konsentrisk korrugering.

4. Innretning ifølge krav 1, hvor de elektromagnetiske organer omfatter en sylindrisk spole (30) som er stivt konsentrisk forbundet med en aksial ende av linseholderen, og en permanentmagnet med en sylindrisk ringspalte for spolen, karakterisert ved at i sentrum av den sylindriske permanentmagnet (31) er anordnet en sylindrisk kjerne (32) av magnetisk bløtt materiale, hvilken magnet er dekket av polsko (34) i en av sine aksiale ender, og ringspalten (35) befinner seg mellom veggen i en sentral åpning i polskoen (34) og kjernen (32).

5. Innretning ifølge krav 4, karakterisert ved at polskoen (44) er anordnet på den side av objektivet (39) som. vender mot opptegningsbæreren.

6. Innretning ifølge et av kravene 3_5j karakterisert ved at det fleksible membran (48) er anordnet på et avtagbart deksel (5D som omgir den tilgrensende ende av objektivet, hvilket deksel omfatter et antall forbindelses-tuhger (52) av metall som strekker seg gjennom en vegg av dekslet på hver sin side, og at et antall tilslutninger (53) til spolen som er festet til objektivet, er forbundet med tungene.

7. Innretning ifølge krav 6, karakterisert ved at objektivet (39) og dekslet (51) er utstyrt med innbyrdes samvirkende stoppeorganer (5^,55) som begrenser den aksiale bevegelse av objektivet i forhold til dekslet.