Узел фокусировки и слежения для оптического носителя информации

 

Изобретение относится к технике накопления оптической информации и позволяет улучшить эксплуатационные параметры узла фокусировки и слежения за счет уменьшения перекрестных помех между дорожками. Поставленная цель достигается тем, что механизм углового перемещения выполнен в виде поворотной рамы 33, связанной с электромеханическим приводом 57, причем ось поворотной рамы перпендикулярна плоскости, проходящей через оптическую ось 24 оптической головки 8 и ось вращения шпинделя 32, и расположена между соответствующими осями, а шпиндель 31 и/или направляющая возвратно-поступательного перемещения оптической головки 8 связаны с поворотной рамой. 1 с. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ($1)5 G 11 В 7/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н IlATEHTV

Ц:,,: ";;.; ., .;,*}ЦИй

Г!;6i:.:О i FKA

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4027069/24-10 (22) 03.03,86 (31) 8500592 (32) 04.03.85 (33) % (46) 15.05.90. Бюл. № 18 (71) Н.В.Филипс Глоэлампенфабрикен (NL) (72) Вильхельмус Адрианус Хенрикус

Гейзен и Гарард Эдуард Ван Росмален (NL) (53) 681.84.083.8 (088.8) . (56) Патент Нидерландов ¹ 8106072, кл. G 11 В 7/09, 1984. (54) УЗЕЛ ФОКУСИРОВКИ И СЛЕЖЕНИЯ

ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО НОСИТЕЛЯ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к технике

„.Я0„„1565356

2 накопления оптической информации и позволяет улучшить эксплуатационные параметры узла фокусировки и слежения за счет уменьшения перекрестных помех между дорожками. Поставленная цель достигается тем, что механизм углового перемещения выполнен в виде пбворотной рамы 33, связанной с электромеханическим приводом 57, причем ось поворотной рамы перпендикулярна плоскости, проходящей через оптическую ось 24 оптической головки 8 и ось вращения шпинделя 32, и расположена между соответствующими осями, а шпиндель 31 и/или направляющая возвратно-поступательного перемещения

Ю оптической головки 8 связаны с поворотной рамой. 1 с. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1565356

Изобретение относится к технике накопления оптической информации.

Цель изобретения — улучшение эксплуатационных параметров за счет уменьшения перекрестных помех между дорожками.

На фиг.1 изображен первый вариант осуществления изобретения, общий вид; на фиг.2 — объектив и увеличенном масштабе, использованный в первом

Варианте; па фиг."- — второй вариант осуществления изобретения в разобранном иде; на фиг.4 — то же, третий вар1лант; на фиг.5 — проигрыватель с оп- 15 тической 32IIHcbIo HB $1HOK II3 фиг. 6 четвертый вариант осуществления изоб1эетения в разобранном виде.

Устройство обеспечивает сканироВание дорожек (фиго1) с записью HG 20 поверхности 1 видеодиска 2 с помощью луча света 3 (фиг.2), поступающего

От лазера, например гелий-неонового или на Л1СаАв. Для этой цели запиñываемая поверхность,1 имеет отра- 25 жающий слой 4. Слой записи луча 3 нанесен на прозрачное основание 5, имеющее .плоскую поверхность 6. Луч света 1 проходит через прозрачный слой 6 и образует светоьую точку 7.

Дпя этой цели имеется объектиг 8 с пинзами 9 и 10, Объектив 8 фокусирует падаюший луч 1 в пучок, котсрый падает на поверхность 6 диска, проходит через прозрачный слой 5, отражается от записанной поверхности 1 и затем возвращается через прозра-нный слой и объектив по тому же самому пути.

Обьектив смонтирован в несущей втулке 11, которая в свою очередь установлена в скользящей втулке 12.

Несущая 11 и скользящая 12 втулки вместе образуют держатель линз объектива 8. Цержатель объектива 8 состоит из цилиндрической направляющей втулки 13 и упомянутой скользящей

1 2 котораH TO I HQ IIopогнана для скольжения Б направляющей Бтул ке 13. Направляющая втулка 13 образует часть привода 14 фокусировки, который для перемещения объектива, кроме этого, иие.ет магнит и цилиндрический сердечник, Магнит состоит из аксиально поляризоганного цилиндри55 ческого постоянногo магнита 15, цигплндрического сердечника 6 из магии= томягкого железа, установленного в центре магнита 15 и имеющего фланец Г7 и пластину 18 концентрации магнитного потока. Между сердечником 16 и пластиной 18 имеется кольцевой воздушный зазор 19 для обмотки 20, которая закреплена на фланце 21 скользящей втулки 12. Сама скользящая втулка

12 присоединена к упругому элементу 22 через фланец 21, а элемент 22 прикреплен к основанию 23 привода 14, благодаря чему при подаче тока на катушку обмотки 20 скользящая втулка 12 перемещается вдоль оптической оси 24 объектива 8 на ограниченное расстояí <е. На основание 23 установлено пластмассовое кольцо, служащее для амортизации движения скользящей втулки 12.

Устройство (фиг.1) содержит корпус 25, в котором установлен привод в виде электродвигателя 26, имеющего вал 27. Дпя крепления электродвигатель 26 имеет фланец 28, который фиксируется в корпусе с помощью V-образной пружины 29, которая зацеплена за выступы 30 на корпусе. Бал 27 электродвигателя приводит в движение шплндель в виде установочной поверхности

31„ несущей диск 5. Электродвигатель

26 предназначен для вращения шпинделя вокруг оси 32 вращения, в зависимости от положения держателя шпинцеля.

Устройство содержит, кроме этбго, поворотную раму 33 и каретку 34, которые могут перемещаться относительно рамы 33 и несут на себе привод 14 фокусировки с объективом 8. Каретка

34 служит для перемещения объектива

8 в радиальном на.правлении относительно диска 2, который вращается относительно оси 32. Для этого имеются параллельные направляющие каретки 34, состоящие из стержня 35, закрепленного на раме 33 с помощью элементов 36,и винтов 37, и плоской направляющей 38 на боковой стенке раиы 33. На каретке имеется подшипник 39 скольжения для стержня. 35 и колесик л (не показачы) для направляющей 38. Каретка 34 приводится в движение электродвигателем 40, который соединен с колесом привода 41 через зубчатую передачу 42, а колесо привода размещено в раме .33 и сцеплено с бесконечным зубчатым ремнем 43.

Ремень 43 вытянут пара плельно стержню 35 и движется по шкиву 44, установленному B держателе 45, который

5 ! 5653 прикреплен к раме 33, благодаря чему ремень 43 движется параллельно стержню 35 и находится в натянутом состоянии под действием пружины 46, установленной между держателем 45 и р-мой 33. Для сцепления ремня 43 с ка— реткой 34 каретка 34 имеет две направляющих 47 и 48 и зубчатый выступ

49, расположенный межцу этими двумя направляющими. Благодаря этому ремень 43, находящийся между направляющими 47 и 48 и выступом 49, входит в зацепление с кареткой 34 так, что он не может быть смещен. В описанной конструкции электродвигатель 40, в качестве которого предпочтительно использовать шаговый электродвигатель, может перемещать каретку очень точно между первым положением, в ко- 20 тором каретка 34 расположена вблизи первого крайнего выступа 50 рамы 33 рядом с установочной поверхностью

3l и вторым положением, в котором каретка 34 расположена вблизи вто- 25 рого крайнего выступа 51 рамы 33, более удаленного от установочной поверхности 31. При помощи детекторов (на фиг.1 показан оптический цетектор 52) первое и второе положение ка- 30 ретки 34 могут быть точно установлены. Для полноты изложения заметим, что в первом положении каретки 34.и, следовательно, объектива 8 оптическая ось 24 объектива пересекает начальную дорожку с записью на диске 2. Аналогично второе положение каретки 34 соответствует последней дорожке с записью на диске 2.

Для выполнения коррекции наклона поверхности 6 диска 2, например при прогибе диска под действием собственного веса, рама 33 устанавливается в корпусе. 25 с возможностью поворота. Для этого на противоположных 45 концах рамы 33 установлены поворотные оси 53, помещенные в подшипники

54 скольжения рамы 33 на одной части их длины и в подшипники 55 скольжения корпуса 25 на другой части их длины. Обе оси 53 соосны и допускают наклон рамы 33 вокруг центральной оси

56 относительно корпуса. Центральная ось 56 проходит перпендикулярно плоскости, образуемой оптической осью 24 и осью 32 вращения. Обычное расстояние между центральной осью 56 и осью 32 вращения составляет около трети максимального расстояния меж56

6 ду осью 32 «ращения и оптинi:;icc".» осью 24. Кроме того, расстояние с!т центральной оси 56 дo опт»»веского диска 2 сведено к минимуму.

Поворотная рама 33 наклоняется вокруг упомянутой центральной оси 56 с помощью электромеха»»ического»-.ри»»ода 57. Привод 57 прикреп»сн к кор»»ус

25 с помощью держателя 58 и содержит электродвигатель 59 со шкивом 60, зубчатое колесо 61, которое входит в зацепление с червяком 62 с насаженным на него шкивом 63, а между шкивами 60 и 63 натянут U-образный ремень 64. К зубчатому колесу 61 эксцентрично прикреплен элемент 65, имеющий отверстие, в которое попадает выступ 66 рамы 33. Когда на электродвигатель 59 подается питание, зубчатое колесо 61 с элементом

65 вращается, а в результате взаимодействия эксцентрикового элемента 65 с выступом 66 рама 33 может быть наклонена вокруг централь»»ой оси 56 QT носительно корпуса 25.

Для управления электродвигателем

59 могут быть использованы детектор

67 углового положения на каретке 34, который выдает сигнал ошибки, ."..ависящий от угла между оптиче" êîé осью

24 объектива 8 и нормалью к поверхности 6 оптического диска 2 в точке ее пересечения с оптической осью, и блок управления, на который под»ется сигнал углового положения.

Таким образом, за счет наклона рамы 33 с параллельными направляющими для каретки 34 и привода 14 фокусировки с держателями 12, 13 объектива на каретке 34 можно обеспечить, чтобы на всей площади записи оптического диска 2 положение объектива 8 могло бы регулироваться для компенсации любого наклона диска 2 и ориентации оси 24 объектива по нормали к диску 2 в месте расположения дорожки, на которую будет производиться запись или воспроизведение.

Устройство (ф»»г.3) содержи= несущую раму 68, имеющую »»»пиндель в виде установочной поверхности 31, который вращается вокруг оси 32. Шпиндель может быть приведе». в движение с помощью привода в виде элен»роцвигателя .

Для записи»»/и»»»» воспроизведения с оптического диска устройство содержит объектив 8 с о»»т»»ческой осью

1565356

24, который закреплен и может быть. приведен в движение с помощью приво— да 14 фокусировки. Он может быть таким, как показан на фиг.2. Привод

14 фокусировки закреплен на поворот5 ной раме 33, имеющей ось 56 поворота.

Поворотная рама 33 установлена на каретке 34, которая перемещается по несущей раме 68 в радиальном направлении относительно оси 32 вращения шпинделя 31. Для обеспечения этого несущая рама 68 имеет направляющий вал 35 и направляющую 38. Направляющий вал 35 удерживается в подшипнике скольжения каретки 34 и прикрепляется к несущей раме 68 с помощью скобок 36 и болтов 37. Для перемещения каретки 34 имеется электродвигатель 40, который установлен на несущей раме 68 и приводит во вращение зубчатое колесо 69 через зубчатую передачу 42, а зубчатое колесо входит в зацепление с зубчатой рейкой 70, расположенной на карет- 25 ке 34.

Поворотная рама 33 имеет два кра,евых выступа 71, каждый из которых сбоку имеет выступающую цапфу 72.

Обе цапфы 72 расположены на оси 56 30 поворота и помещаются в подшипники

73 качения, установпенные на каретке

34 с помощью болтов 74. Такая конструкция дает возможность наклонять поворотную раму 33 с приводом 14 фоку-сировки и, следовательно, держателем объектива и объективом 8 относительно каретки 34 и несущей рамы 68, несущей каретку 34, вокруг оси 56 поворота;- которая не пересекается с оптической осью 24. Поворотная рама

33 может быть повернута с помощью электромеханического привода 57, установленного на каретке 34. Привод содержит электродвигатель 59, червяк 45

62, который механически соединяется с упомянутым электродвигателем через зубчатую передачу 75, и зубчатое колесо.б1, которое входит в зацепление с упомянутым червяком. Зубчатое коле- 5 со 61 установлено на валу с резьбой

76, который размещен в нижней части каретки 34 и соединен с реэьбовой гайкой 77 на поворотной раме 33. Заметим,что детектор 67 углового положения может быть размещен на поворотной раме 33.

Согласно фиг,4 предложенное устройство содержит шпиндель в виде установочной поверхности 31, который жестко закреплен на валу 27 электродвигателя 26. Вал электродвигателя 27 вращается относительно оси 32 вращения и может быть установлен в электродвигатель 26 обычным способом, например с помощью подшипника скольжения или упорного подшипника, причем подшипник вала электродвигателя 27 удерживает также шпиндель. Кроме этого, данное устройство содержит несущую раму 68 с механическими направляющими для радиального перемещения относительно шпинделя 31 рамы объектива 78 с держателем для объектива 8, имеющим оптическую ось 24.

Механические направляющие содержат направляющий вал 35, прикрепленный к несущей раме 68 и направляющую 38 на боковой поверхности несущей рамы

68. На одной стороне рамы объектива

78 установлено колесо 79 направляющей для стыковки с направляющей 38, на противоположной стороне — подшипник 80 для направляющего вала 35.

На несущей раме 68 установлена поворотная рама 33, на которой установлен электродвигатель 26 со шпинделем 31, насаженным на вал 27 с помощью пластин 81 и винтов 82. Поворотная рама 33 крепится к двум боковым сторонам 83 и 84 несущей рамы 68 с помощью двух опор 85 вращения. Поворотная рама 33 приводится в движение с блока электромеханического привода 57, содержащего электродвигатель 59, установленного на держателе 86 несущей рамы 68, червяка 62, который соединяется с электродвигателем ремнем 87. Червяк 62 соединен с зубчатым колесом 61, установленным на ведущем винте 76, кото-, рый проходит через выступающую часть

88 поворотной рамы 33, и сцепленным с.внутренней резьбовой частью выступающей части рамы. Так же, как и в предшествующем варианте, устройство по данному варианту может содержать детектор 67 углового положения, служащий для получения сигнала об ошибке по углу, и блок управления, на который подается сигнал ошибки и который управляет электродвигателем 59, в результате чего путем наклона,шпинделя 31 корректируется измеренная величина наклона диска.

Устройство в соответствии с изобретением очень удобно для использова1565356

10 ния в проигрывателях с оптической записью на диск типа, показанного на фиг,5. Такой проигрыватель содержит корпус 89 с окном 90 спереди,, чер"э которое может быть введена внутрь и извлечена плата 91 механизма загрузки, что необходимо для установки на шпиндель и снятия с него оптического диска. Плата 91 содержит держатель 92 диска. В конструкции известных дисковых проигрывателей держатель 92 диска имеет возможность перемещаться вертикально, что дает возможность устанавливать и снимать диск со шпин- 15 деля при полностью откинутой несущей плате.

При использовании в дисковых проигрывателях устройства, показанного на фиг.4, вертикальное смещение держателя 92 во внутреннем положении не-" сущей платы может быть значительно уменьшено. Можно даже установить держатель 92 неподвижно на плате 91. Поворотная рама 33 (фиг.4) может пере- 25 мещать шпиндель 31 посредством привода 57 так далеко вниз, что,,-.когда плата 91 входит или выходит из устройства, диск на плате 91 может быть перемещен на шпиндель 31, не касаясь его. Во внутреннем положении платы 91 шпиндель 31 может быть просто помещен в нужное положение за счет его наклона вверх, благодаря чему диск автоматически приподнимается над пла- 3 той 91 и попадает на шпиндель 31.

Согласно фиг.6 устройство имеет несущую раму 68, на которой установлен электродвигатель 26 с валом 27.

На вал электродвигателя 27 насажен 40 шпиндель 31 для оптического звукового диска. Шпиндель 31 может быть снабжен приспособлением 93, позволяющим использовать оптический видеодиск. Прижимное устройство 94 служит 45 для фиксации звукового и видеодиска на шпинделе в аксиальном направлении..Электродвигатель 26 служит как для вращения,,так и для удерживания шпинделя 31.

Кроме этого, устройство содержит поворотную раму 33 и каретку 34, которая может перемещаться относительно поворотной рамы 33 и несет на себя привод 14 фокусировки с объективом 8. С помощью каретки 34 объектив 8 может перемещаться в радиальном направлении относительно шпинделя 31, ко ™орый вращается вокруг оси 32. Для той цели каретка имеeò воэможность перемещаться HQ параллельных иапрагляющих, каторые состоят по крайней мере из одной плоской направляющей 95 на поворотной раме 33 и ведущего винта 96, когорый вращается и закреплен на поворст..а. :. раме

33. Желательно, чтобы каретка 34 находилась бы в слегка наклонно.> положении относительна поворотной рамы 33 и прижималась бы к направляющей 97, проходящей параллельно направляющей 95, под действием силы тяжести. Ведущий винт 96 механически соединен с электродвигателем 40 через зубчатое колесо 61 и червяк

62 а электродвигател:-: закреплен на поворотной раме 33. Даннаг конструкция дает возможность каретке 34, которая механическ..- соединена с ведущим винтом 96, перемещаться точно между первым и втарьгм положениями, причем в первом положении к;-.ретка расположена вблизи шпинделя, во вта— ром — ближе к крайней части 98 поворотной рамы 33.

Для обеспечения корректировки наклонного положения оптического диска, удерживаемого шпинделем 31, поворотная рама 33 имеет возможность поворачиваться на несушей раме 68.

Для этого на противоположных сторонах поворотной рамы 33 имеются узлы

99 подвески, которые крепятся к поворотной раме 33 и несущей раме 68 с помощью винтов !00 v. 101 соответственно. Узел 99 подвески состоит иэ двух пластин 102 и 103, между которыми установлена двойная навеска 104 с двумя опорами вращения. Кроме того, между несущей рамой 68 и поворотной рамой 33 установлен рычаг 105, который вращается в несущей раме и имеет два параллельных плеча 106, входящих в отверстие 107, на поворотной раме

33. Рычаг 105 связан с поворотной рамой 33 через ось (не показана), которая проходит через отверстия 107 в плечах рычага и отверстия 108 в подрамнике.

Вместо упомянутой аси „которая проходит через отверстия 107 и 108, концам рычага 106 и краям отверстий

107 может быть придана такая форма, что путем соединения упомянутых концов рычага и угомянутых краев отверстий рычаг 105 может был ь установлен

1565356

12 с возможностью поворота на поворотной раме 33.

Для наклона поворотной рамы 33 имеется привод 57, который закреплен на несущей раме 68 с помощью держателя

86. Привод 57 состоит из электродвигателя 59 с червяком 62, который сцеплен с червячным колесом 61, установленным в держателе 86, а к нему прикреплен второй червяк 109, Червяк

1 09 связан с червячным колесом 110, закрепленном на ведущем винте 111.

При вращении ведущего винта 111 элемент 86, связанный с рычагом 105, пе- 15 ремещается в вертикальном направлении.

При подаче питания на электродвигатель. 59 рычаг 105 выполняет вращательные движения относительно концов его оси 112 вызывая наклон подрамника. 20

В данном варианте изобретения поворотная рама 33, поворотный рычаг

105 и узел подвески 99 образуют особый блок обеспечения наклона держателя объектива в ходе процесса запи- 25 аи и/или воспроизведения дорожек аптического диска на .угол, который оп= ределяется направлением нормали к йлоскости записи оптического диска в точке пересечения оптической оси 30 с этой плоскостью. Блок обеспечения наклона вместе с несущей рамой 68 составляет узел, напоминающий четырехстержневую связку. Несущая рама

68 и поворотная рама 33 образуют про- 3g тивоположные стороны этой связки, а рычаг 105, в особенности плечо рычага 106, и узел подвески, в особенности двойная навеска 104, образуют две другие стороны данной связки. 40

Плечи рычага 106 и двойные навески

104 размещены парами на противоположных сторонах каретки 34 друг относи" тельно друга, так что их .продолжения пересекаются и образуют друг с другом 45 сстрый угол. Преимуществом данной конструкции является то, что при наклоне поворотной рамы 33 он также перемещается. по направлению к шпинделю или от него. Это дает возможность механичес-- 50 ким устройством автоматически компенсировать радиальное смещение объектива 8, вызванное наклоном поворотной рамы 33, благодаря чему достигается лучшая взаимосвязь между положением объектива и дорожкой оптического диска, на которую будет производиться запись или воспроизведение. Это дает экономию времени при работе данной системы.

Формула и з о б р е т ения

1. Узел фокусировки и слежения для оптического носителя информации, содержащий шпиндель с осью вращения и приводом„ оптическую головку с оптической осью, связанную с направляющей возвратно-поступательного перемещения, а также механизм углового перемещения, отличающийся тем, что,.с целью улучшения эксплуатационных параметров за счет уменьшения перекрестных помех между дорожками, в нем механизм углового перемещения выполнен в виде поворотной рамы, связанной с электромеханическим приводом, причем ось поворотной рамы перпендикулярна плоскости, проходящей через оптическую ось оптической головки и ось вращения шпинделя, и расположена между соответствующими осями, а шпиндель и/или направляющая во";— .вратно-поступательного перемещения оптической головки связаны с поворотной рамой, 2. Узел по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что направляющая возвратно-поступательного перемещения оптической головки связана с поворотной рамой через каретку радиального перемещения, установленную в параллельных направляющих на поворотной раме.

3. Узел по п. l или п.2, о т л и— ч а ю шийся тем, что отношение максимального раостояния от оптической оси до оси вращения соответственно оптической головки и шпинделя к расстоянию от оси поворотной рамы до оси вращения шпинделя равно трем.

1565356

14 ч!

565356

Составитель Б.Сычев

Риг. б

Редактор M. Êåëåìåø Техред M.ÄèäblK Корректор С.1!енкун

Заказ 1167 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретP IlfHм ll от.,р ITII;i l II@II ГЕНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Уъlс I, ул. 1 агарина, 101