SE419911B - Optisk avsokningsanordning - Google Patents

Description

p1soz271-1 2 åstadkomma och styra objektivets fäljningsrörelser.

En sådan optisk avsökningsanordning har tidigare beskrivits i ansökningen nr 7705334-6. Fokuseringslageranordningen innefattar ett svänglsger med lagerpinnar som är lagrade i lagringshylsor. Dessa pinnar är anordnade nära objektivete centrum. Det har visat sig att sådana.optiska avsökningsanordningar kan användas i optiska ljud- skivspelare men inte är lämpade för att användas i videoskivspelare med hänsyn till de mycket strängare kraven som gäller för avsäkningsanordningens dynamiska uppföran- de i sådana apparater. En beskrivning av en videoskivspelare finns i några artiklar avseende Philips VLP-videoskivsystem i tidskriften "Philips Technical Review",vol. 33, 1973, nr 7, sid. 178-193. I en videoskivspelare roterar videoskivan t.ex. med en hastighet av 1.500 eller 1.800 v/min beroende på om nätfrekvensen är 50 eller 60 Hz.

Den planhet som kan uppnås hos videoskivan är inte bättre än 100/um. Den optiska avsökningsanordningen är belägen på en radiellt rörlig vagn under den roterande vi- deoskivan och avsäker ett spiralformigt uppteckningsspâr. Skärpedjupet hos det ob- jektiv, som skall fokusera ett laserstrålknippe på en reflekterande uppteckningsyta, är bara 1/2/um. Ett styrsystem tjänar att säkerställa att det maximala felet i avståndet mellan objektivets fokuseringsplan och videoskivans uppteckningsyta inte överstiger nämnda skärpedjup. Detta betyder att styrsystemet som styr objektivets fokuseringsräreleer måste kunna åstadkomma en reduktion med 200. Härvid avses med reduktion kvoten mellan det maximala felet om inte något styrsystem användes, i föreliggande fall tidigare nämnda 100/um, och det maximala tillåtna fokuseringsfe- let som kan accepteras då styrsystemet användes, i detta fall nämnda 1/2/um. I regleringssammanhang innebär nämnda reduktion att den slutna slingan i fbkuserings- atyrsystemet, som innefattar objektivet, skall ha en bandbredd av ungefär 1 kHz. För att undvika problem i reglerslingan till följd av extra ej önskvärda fasförskjut- ningar är det önskvärt att den optiska avsökningsanordningen själv inte uppvisar någon signifikant resonans fär svängningar under 10 kHz. Detta krav kan inte uppfyl- las då de lagerarrangemang för objektivet som är beskrivna i den nämnda patentansök- ningen användes. Detta beror huvudsakligen på glappet i lagerkomponenterna relativt varandra eller på parasitiska resonanser i lagerarrangemanget eller 1 röret.

Ett annat problem är att den optiska avsökningsanordningen också skall uppfylla stränga dynamiska krav med avseende på fäljningsrörelserna. Detta beror på det fak- tm att det önskade dynamiska uppträdandet kan påverkas i negativ riktning av böj- ning i objektivröret.

Ett annat problem som sammanhänger med objektivets svängrörelser för följningen är att dessa resulterar i en snedhet hos objektivets optiska axel relativt uppteck- ningsytan, vilket ger upphov till en ändring av formen hos ljusfläcken som avbildas på uppteckningsytan (koma). Detta resulterar i en osymmetri hos strålbanan 1 den 3 7803271-1 transparenta delen av videoskivan som ligger mellan objektivet och uppteckningsytan.

Dessa distorsioner är i speciellt besvärande i videoskivspelare, emedan uppteck- ningsspâret på en videoskiva har en struktur med mycket små dimensioner.

Ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en optisk avsökningsanordning av inledningsvis beskrivet slag, vilken är lämplig för att användas i en videoskivspe- lare och vilken följaktligen har en stor bandbredd både för fóljningsrörelser och fokuseringsrörelser och vilken ger en minimal "koma". Uppfinningen kännetecknas där- av att; fokuseringslageranordningen och spår- följningslageranordningen tillsammans utgöres av en enda fjädrande upphängning av objektivet innefattande fjädrande organ som är stelt förbundna med röret och ramen och vilka tillåter både fokuseringsrörel- ser och följningsrörelser; vilken fjädrande upphängning är belägen nära den nedre änden av objektivet samt att de elektriska följningsorganen samverkar med objektivet nära dess övre ände.

Skillnaderna jämfört med den tidigare föreslagna optiska avsökningsanordningen är att objektivets lageranordning enbart består av delar, som är stelt förbundna med objektivet och ramen, varför inga problem kommer att uppträda till följd av spel eller glapp mellan lagerkomponenter. Det är uppenbart att det är önskvärt att säker- ställa att de fjädrande organen själva inte ger upphov till resonanser, t.ex. genom tillförande av ett dämpmaterial på fjädrarna. Då den fjädrande upphängningen ligger nära objektivets nedre ände så kräver en given spârfölfningsrörelse hos avsöknings- fläcken endast en liten svängning av objektivet så att "koma"-effekten också blir minimal. Genom att låta de elektriska spårföljningsorganen samverka med objektivet nära den övre änden alstras objektivets svängrörelser så direkt som möjligt, vilket förhindrar problem till följd av böjning av objektivröret.

Såsom tidigare sagts är det viktigt att vidta åtgärder för att förhindra reso- nans i de fjädrande organen för objektivupphängningen. En utföringsform av uppfin- ningen, som ger mycket goda resultat i detta avseende, kännetecknas därav att de fjädrande organen för objektivets fjädrande upphängning består av ett impregnerat korrugerat membran som är gjort av textilfibrer. Sådana membran är allmänt kända inom högtalartekniken och användes såsom centreringsmembran för att centrera en hög- talarspole i ett luftgap i en permanentmagnetkrets. Tillverkarna av högtalare har ägnat stor uppmärksamhet åt centreringsmembranen, emedan de måste uppfylla stränga krav med avseende på det dynamiska uppförandet för uppnâende av en god âtergivnings- kvalitet; dessa krav är så stränga att dessa membran är direkt lämpliga för att användas i en avsökningsanordning enligt uppfinningen. De nämnda membranen framstäl- les i mycket stora kvantiteter av högtalartillverkarna och de är mycket billiga, varför deras användning i en optisk avsökningsanordning ger både tekniska och ekono- miska fördelar.

En ytterligare utföringsform av uppfinningen kännetecknas därav att de elek- jaoszvi-1 4 triskt styrbara spårföljningsorganen innefattar minst en spårföljningsspole som är lindad av elektriskt ledande tråd och är ansluten till objektivet nära den övre än- den, vilken spole har lindningsvarv som är belägna i plan vilka är huvudsakligen parallella med linssystemets optiska axel och vilka har en avlång fbrm, varvid följ- ningsspolens längdriktning är parallell med linssystemets optiska axel, och att de elektriskt styrbara följningsorganen vidare innefattar en permanentmagnetisk spår- följningsstator som samverkar med nämnda spole och som har ett luftgap i vilket spârföljningsspolen kan utföra fokuserings- och följningsrörelserna. De sålunda bil- dade elektriskt styrbara spårföljningsorganen kan ha en mycket hög verkningsgrad emedan det utan problem är möjligt att säkerställa att den permanentmagnetiska sta- torkretsens kraftlinjer gär vinkelrätt mot spollindningsvarven. Den avlånga formen tillåter att fokuseringsrörelserna utföres av objektivet i riktningen för linssyste- mets optiska axel. Med hänsyn till de stränga kraven med avseende på avsökningsan- ordningens.dynamiska uppförande är en utföringsfbrm av intresse, vilken kännetecknas därav att de elektriskt styrbara spårföljningsorganen innefattar tvâ identiska spår- följningsspolar som är belägna mittemot varandra på båda sidor om objektivet och tvâ identiska permanentmagnetiska spårföljningsstatorer. Således erhålles ett symme- triskt arrangemang och följaktligen en symmetrisk massafördelning.

En ytterligare utföringefbrm av uppfinningen kännetecknas därav att objektivets fjädrande upphängning också tjänar såsom tidsfelkorrektionslageranordning för att möjliggöra evängrörelser hos objektivet relativt ramen för tidsfelkorrektionsändamâl omkring en svängaxel som är huvudsakligen vinkelrät mot linssystemets optiska axel och även vinkelrät mot nämnda svängaxel för följningsrörelserna för att möjliggöra att avsökningsfläcken följer tillfälliga avvikelser från ett referensläge av upp- teckningsspàret i en riktning, som är tangentiell i förhållande till uppteckninga- spåret, och att elektriskt styrbara tidsfelskorrektionsmedel är anordnade för att elektriskt åstadkomma och styra objektivets tidsfelskorrektionsrörelser, vilka medel samverkar med objektivet nära dess övre ände. Denna utföringsform ger en annan vik- tig fördel med uppfinningen. Utan ett nâgra ytterligare speciella lageranordningar krävs är det nu möjligt att göra avsökningsanordningen lämpad för korrektion av tidsfel. Detta är inte möjligt med de lageranordningar som är beskrivna i den nämnda patentansökningen. Ytterligare en annan fördel med uppfinningen är att de elektriskt styrbara följnings- och tidsfslskorrektionsorganen under drift är belägna rakt under den snabbt roterande videoskivan till följd av deras belägenhet på den övre änden av objektivet, så att det värme som alstras i de elektriska organen automatiskt avlägs- nas till följd av de virvelluftströmmar som föroreakas av den roterande videoskivan.

Företrädesvls användes en utföringsform av uppfinningen vilken är kännetecknad därav att de elektriskt styrbara tidsfelskorrektionsorganen innefattar tvâ tidsfels- 5 7803271-1 korrektlonsspolar vilka är identiska med spårföljningsspolarna och vilka är 90° förskjutna relativt spârföljningsspolarna samt permanentmagnetiska tidsfelskorrekti- onsstatorer vilka är identiska med de permanentmagnetiska spârföljningsstatorerna.

För att uppnå en stel montering av spelarna på objektivet och för att undvika ej önskade resonanser är en annan utföringsform av intresse, vilken är kännetecknad därav att nämnda fyra spolar i förening är monterade på ett enda spolmonteringsele- ment som består av en ring som passar in omkring objektivröret, vilken ring är för- sedd med radiella spolhållare för spolarnas montering.

Uppfinningen beskrivs mera detaljerat med hänvisning till ritningarna, där fig 1 visar, delvis i en perspektivvy och delvis i ett snitt, en optisk avsökningsanord- ning med en lageranordning som är lämplig för rörelser hos objektivet i ändamål att åstadkomma fokusering, spårföljning och tidsfelskorrektion, fig 2 visar en perspek- tivvy av en enhet bestående av ett objektiv, lagermembran och elektriska styrorgan, fig 5 visar i en perspektivvy ett spolmonteringselement med fyra spolar för att e- lektriskt styra spårföljningsrörelserna och tidsfelskorrektionsrörelserna och fig 4 visar i perspektiv samverkan mellan en av spolarna i fig 3 och en därtill hörande permanentmagnetisk stator.

Fig 1 visar en optisk anordning enligt uppfinningen vilken är lämplig för av- sökning av uppteckningsspår på en uppteckningsyta 3 av en roterande videoskiva 4 med hjälp av ett strâlknippe 1 som är alstrat av en strålningskälla, vilken endast är visad symboliskt i form av en halvledarlaser. Videoskivans konstruktion kommer inte att beskrivas i detalj utan i detta avseende hänvisas till den nämnda serien av ar- tiklar i "Philips Technical Review". Videoskivan är roterbar omkring en rotations- axel 6. Detta är symboliskt angivet medelst en krökt pil. De medel som tjänar att rotera videoskivan är ej relevanta för uppfinningen och är ej visade.

Den optiska avsökningsanordningen innefattar en ram 7 som är gjord av ett omeg- netiskt material, såsom en lämplig plast eller aluminium. Hed uttrycket "ram" avses i föreliggande ansökan alla de stationära delarna av avsökningsanordningen. I ett hål i ramen är ett objektiv 8 beläget, vilket innefattar ett rör 9 samt ett linssy- stem, som är symboliskt representerat genom två linser 10 och 1f. En beskrivning av de element i_röret 9 som säkerställer att strålknippet alstras, fokuseras pá upp- teckningsytan till en avläaningsfläck av önskad storlek och att det reflekterade strålknippet omvandlas till en elektrisk signal faller utanför ramen för föreliggan- de uppfinning. För att erhålla en beskrivning av en kombination av medel, som är lämpliga för att användas i föreliggande avsökningsanordning, hänvisas till patent- ansökningen nr 7708701-3., 1 Hed uttrycket "objektiv" avses i föreliggande ansökan linssyatemet och alla delar som är stelt förbundna med detsamma och vilka är rörliga relativt ramen 7. Llnsen 10 är belägen nära den ände av objektlvet 8, som är vänd mot vldeoskivan under avsökningen av en sådan skiva, vilken ände benämnas ob- 7333271-”1 6 jektlvets övre ände. Den motsatta änden av objektlvot betecknas som den nedre änden.

Medelst detta linssystem är det möjligt att koncentrera strâlknippet 1 till en av- sökningsfläck 12 i ett imaginärt fokuseringsplan. Linssystemets optiska azel har hänvisingssiffran 13. Nära den nedre änden av objektivet 8 är en ringformig fokuse- ringespole 14, som är lindad av elektriskt ledande tråd, monterad på röret 9. Denna spole tillhör de elektriskt styrbara fokuseringsorganen för att elektriskt åstadkom- ma och styra objektivets fokuseringsrörelser parallellt med den optiska axeln 13.

Fokuseringsspolen 14 är belägen i ett luftgap mellan en mjukjärnsplatta 15 och en mjukjärnskärna 16 som tillhör en permanentmagnetisk stator. Hellen mjukjärnsplattan 15 och en mjukjärnsfläns 17 som är förbunden med mjukjärnskärnan 16 är en axiellt magnetiserad permanentmagnetisk statormagnet 18 belägen. Genom att mata en elektrisk ström till fokuseringsspolen 14 med hjälp av ej visade organ, som är irrelevanta för uppfinningen, utövas en elektromagnetisk Lorenz-kraft på fbkuseringsspolen och såle- des på röret 9, vilken kraft är riktad i riktningen för objektivets optiska axel 13.

Nära den övre änden av objektivet är fyra spolar 19 till 22 som är lindade av ett elektriskt ledande material belägna, vilka samverkar med permanentmagnetiska statorer 23-26. Dessa spolar och ststorer tillhör de elektriskt styrbara organen för att elektriskt åstadkomma och styra objektivets 8 spârföljningsrörelser och tids- felskorrektionsrörelser. Dessa organ kommer att diskuteras mera detaljerat i det efterföljande.

För fokuseringsrörelserna och för spärföljningsrörelserna användes en kombina- tion av en fokuseringslageranordning, en spårföljningslageranordning och en tids- felskorrektionslageranordning innefattande en enda fjädrande upphängning av objek- tivet 8 nära den nedre änden, nämligen ett impregnerat, korrugerat membran 27 som är gjort av textilfibrer. Detta membran är stelt förbundet med röret 9 genom limning och nära sin omkrets är det också stelt förbundet med ramen 7 med hjälp av tvâ ringar 28 och 29 genom limning.

Med hjälp av de elektriskt styrbara spårföljnings-och tidsfelskorrektionsorga- nen kan objektivet svängas eller vippas omkring två svängaxlar 30 och 31 som är vin- kelräta mot varandra och huvudsakligen vinkelräta mot den optiska axeln 13. Membra- net 27 tillåter de olika rörelserna till följd av dess förmåga att deformeras. Även vid svängningsrörelser med hög frekvens ger membranet 27 inte upphov till några stö- rande resonanser.

Spårföljningsspolarna 21 och 22, som är förbundna med objektivet nära den övre änden är lindade av elektriskt ledande tråd med lindningsvarv som är belägna i plan vilka är huvudsakligen parallella med linssystemets optiska axel 13 och har en av- lång form. Spårföljningsspolarnas longítudinella riktning är parallell med den op- tiska axeln. Spårföljningsstatorerna 25 och 26 samverkar med spårföljningsspolarna.

Claims (7)

v 7803271-1 Spårföljningsspolarna är belägna i ett luftgap i den tillhörande permanentmagnetiska statorn. Till följd av spelarnas avlånga form är det tillräckligt mycket utrymme för att tillåta att fokuseringsrörelserna utföres. Två tídsfelskorrektionsspolar 19 och 20 som är identiska med spârföljningsspo- larna 21 och 22 är också belägna nära den övre änden av objektivet 8 och är 900 förskjutna relativt spârföljningsspolarna. De samverkar med permanentmagnetiska sta- torer 23 och 24 på samma sätt som spelarna 21 och 22 samverkar med statorerna 25 och 26. Fig. 4 visar en stator 23 och spolen 19 som samverkar med densamma. Statorn 23 består av två permanentmagneter 32 och 33. Deras magnetiseringsriktning är angiven genom de dubbla pilarna och bokstäverna N och S, varvid N betecknar nordpol och S betecknar sydpol. En mjukjërnskärna 34 är fastlimmad mellan magneterna 32 och 33. Vidare är två mjukjärnsspolstycken 135 och 136 belägna på båda sidor om enheten be- stående av kärnan 34 och permanentmagneterna 32 och 33. Mellan ändarna av kärnan 34 och polstyckena 135 och 136 råder ett huvudsakligen homogent magnetiskt, fält vars kraftlinjer går parallellt med magnetiseringsriktningen l permanentmagneterna 32 och 33 och är vinkelräta mot de delar av spolens 19 lindningsvarv som är belägna i luft- gapet mellan kärnan 34 och polstyckena 135 och 136. Kärnans 34 höjddimension är mindre än spolens 19 motsvarande längddimension. Detta gör det möjligt för spolen 19 att utföra rörelser relativt kärnan 34 parallellt med linssystemets optiska axel, d. v.s. fokuseringsrörelser. Luftgapens dimensioner är vidare så valda att sväng- eller vipprörelser omkring axlarna 30 och 31 är möjliga utan att spolen 19 kommer i kon- takt med delar av den permanentmagnetiska statorn 23. De fyra spelarna 19 till 22 är i förening monterade på ett enda spolmonterings- element 35 som är gjort av omagnetiskt material, såsom t.ex. aluminium eller en plast. Nämnda element innefattar en hylsa 36 som passar in omkring objektivets 8 rör 9, vilken hylsa för varje spole har två radiellt utskjutande spolhållare för fixe- ring av spelarna. Spolhållarna för spolen 19 har hänvisningsbeteckningarna 37 och 38. Enheten bestående av spolmonteringselementet 35 och de fyra spelarna 19 till 22 är ihopeatt med hjälp av ett lämpligt lim eller impregnerande lack, så att inga svängningar mellan de olika delarna kan uppträda. Förbindningen mellan denna enhet och objektivets rör 9 är också gjord genom limning, så att röret tillsammans med spolmonteringselementst och spelarna bildar en stel enhet. Patentkrav.

1. Optisk avsökningsanordning vilken med hjälp av ett av en strêlningskälla alstrat ntràlknippe är lämpad för att avsöka uppteckningsspår på en uppteckningsyts och mera speciellt för att avsöka video- och/eller ljuduppteckningsspår på en re- _?aos2v1-1 e ß flekterande uppteckningsyta av en roterbar video- eller ljudskiva med hjälp av ett ljusstrålknippe, vilken anordning innefattar: - en ram (7), - ett objektiv (8) med en ände som under avsökning av en uppteckningsbärare är vänd mot uppteckningsytan"_övre ändenå och en ände som är vänd bort från uppteckningsytan, nedre änden, och innefattande ett rör (9) som upptar ett linssystem med en optisk axel (15), vilket objektiv är utfört att koncentrera strålknippet (11) till en av- sölqmngsfläck (12) 1 et: fokuseringsplan, - en fokuseringslegeranordning för att möjliggöra fokuseringsrörelser hos objektivet relativt ramen i en riktning, som åtminstone huvudsakligen sammanfaller med den op- tiska axeln (13) för att möjliggöra att fokuseringsplanet följer tillfälliga avvi- kelser från ett referensläge av uppteckningsbärarens uppteckningsyta i en riktning vinkelrätt mot uppteckningsytan, - elektriskt styrbara fokuseringsorgan (14-18) för att elektriskt åstadkomma och styra objektivets (8) fokuseringsrörelser, - en spårföljningslageranordning för att möjliggöra vipp- eller svängföljningsrörel- ser hos objektivet (8) relativt ramen omkring en svängaxel (30) som är huvudsakligen vinkelrät mot linssystemets optiska axel (13) för att möjliggöra att avsökningsfläc- ken (20) följer tillfälliga avvikelser från ett referensläge av uppteçkningsspåret i en riktning som är normal till uppteckningsspåret och belägen i uppteokningsytan, samt - elektriskt styrbara spårföljningsorgan (21,22; 25,26) för att elektriskt åstad- komma och styra objektivets spârföljningsrörelser, k ä n n e t e c k n a d där av att -fokuseringslageranordningen och spårföljningslagerenordningen tillsammans utgöres av en enda fjädrande upphängning av objektivet (8), vilken upphängning innefattar fjädrande organ (27) som är stelt förbundna med röret (9) och ramen (7) och som til- låter att både fokuseríngsrörelserna och spârföljningsrörelserna utföres, - varvid den fjädrande upphängningen är belägen nära den nedre änden av objektivet och att - de elektriska spårföljningsorganen (21,22; 25,26) samverkar med objektivet (8) nära dess övre ände.

2. Optisk avsökningsanordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att de fjädrande organen för objektivets fjädrande upphängning består av ett impreg- nerat korrugerat membran (27) som är gjort av textilfibrer.

3. Optisk avmöknlngsanordning enligt patentkravot 1, k ä n n e t e o k n a d av att de elektriskt styrbara sphrföljningnorganen innefattar minst en aplrföljninga- 9 7803271-1 spole (21,22) som är lindad av elektriskt ledande tråd och som är förbunden med ob- jektivet nära den övre änden, vilken spole har lindningsvarv som är belägna i plan vilka är huvudsakliga parallella med linssystemets optiska axel (13) och som har en avlång form, varvid spårföljningsspolens (21,22) längdriktning är parallell med linssystemets optiska axel och att - de elektriskt styrbara spårföljningsorganen vidare innefattar en permanentmagne- tisk spårföljningsstator som samverkar med nämnda spole och som har ett luftgap, i vilket spårföljningsspolen kan utföra fokuserings- och spårföljningsrörelserna.

4. Optisk avsökningsanordning enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a d av att de elektriskt styrbara spårföljningsorganen innefattar två identiska spârfölj- ningsspolar (21,22) vilka är belägna mittemot varandra på båda sidor om objektivet (8) och två identiska permanentmagnetiska spårföljningsstatorer (25,26).

5. Optisk avsökningsanordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att _ - den fjädrande upphängningen också tjänar att tillåta tidsfelskorrektíonsrörelser hos objektivet (8) relativt ramen (7) omkring en svängaxel (31), som är huvudsakli- gen vinkelrät mot linssystemets optiska axel (13) och även vinkelrät mot nämnda svëngaxel (30) för spårföljningsrörelserna för att möjliggöra att avsökningsfläcken (12) följer tillfälliga avvikelser från ett referensläge av uppteckningsspåret 1 en riktning som är tangentiell i förhållande till uppteckningsspåret och att - elektriskt styrbara tidsfelskorrektionsorgan (19,20; 23,24) är anordnade för att elektriskt åstadkomma och styra objektivets (8) tidsfelskorrektionsrörelser, vilka samverkar med objektivet nära dess övre ände.

6. Optisk avsökningsanordning enligt patentkraven 4 och 5, k ä n n e t e c k n a d av att de elektriskt styrbara tidsfelskorrektionsorganen innefattar två tidsfelskor- rektlonsspolar, som är identiska med spärföljningsspolarna och vilka är 90° för- skjutna relativt spårföljningsspolarna, samt permanentmagnetiska tidsfelskorrek- tionsstatorer vilka är identiska med de permanentmagnetiska spârföljningsstatorerna.

7. Optisk avsökningsanordníng enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda fyra spolar (19-22) är gemensamt monterade på ett enda spolmonteringsele- ment (35) som består av en ring som passar in omkring objektivets (8) rör (9), vil- ken ring är försedd med radiella spolhâllare för fixering av spelarna. ÅNFÖRDA PUBLIKATIONER: