Узел фокусировки и слежения для оптического носителя информации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК1565 1)5 С 11 В 7/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИС АТЕНТУ 110 мации иационныеи слежекрестныхавленнаяеханизм вки пер Пос 9 18 оэлампенфанус Хенрику д Ван РосмаГей ле (5 088(56 Нидерландов У7/09, 1984.ОКУСИРОВКИ И СЛКОГО НОСИТЕЛЯтение относитс т 1(5 ЕЖЕНИЯНФОРМАЦИИк технике УЗЕЛПТИЧЕИзобр л%15.05.90. БюлН.В,Филипс ГлЖ)Вильхельмус Ан и Гарард Эдк.)681.84.083.8 накопления оптической инфо позволяет улучшить э параметры узла фокус ния за счет уменьшенияпомех между дорожками.цель достигается тем,углового перемещения выполнен в видповоротной рамы 33, связанной с элетромеханическим приводом 57, причемось поворотной рамы перпендикулярнаплоскости, проходящей через оптическую ось 24 оптической головки 8 иось вращения шпинделя 32, и расположена между соответствующими осями,а шпиндель 31 и/или направляющая вовратно-поступательного перемещенияоптической головки 8 связаны с поворотной рамой. 1 с. и 2 з.п. ф-льИзобретение относится к технике1 алопзгег 51 оптической гнформацигл.Цель изобретения - улучшение эксплуатационных параметров за счетуменьшения перекрестных помех междудорожками,На фпг.1 изображен первый вариантОсуществления изобретения, общий вид;на фггг.2 - объектглв и увеличенном 10масштаое, использованный в первомварианте; па фиг.З - второй вариантосуществленгя изобретения в разобранномФиде; на фиг,4 - то же, третий варлат; на фиг.5 - проигрыватель с опТпческой записьк на диск, па фиг.бчетвертый вариант осуществления изобретени"г в разобранном виде,Устройство обеспечивает сканироВапе дорожек (фгГ 1) с запись 0 наповерхности 1 видеодиска 2 с помощьюлуча света 3 (фиг.2), поступающегоОт лазера, например гелий-неоновогоилп на Л 1 СаАз. Для этой цели записываемая гговерхность,1 имеет отражающпй слой 4, Слой записи луча 3нанесен на прозрачное основание 5,имеющее плоскую поверхность 6. Лучсвета 1 проходит через прозрачныйслой 6 и образует светоьую точку 7,Дпя этой цели имеется Объектив 8 сппнзамп 9 и 10, Объектив 8 фокусирует падаюшпй луч 1 в пучок, котсрый падает на гговерхгость 6 диска,проходит через прозрачный слой 5,отражается от записанной поверхности 1 и затем возвращается через прозрачный слой и объектив по тому жесамому путгл,Обьектив смонтирован в несущейвтулке 11, которая в свою очередьустановлена в скользящей втулке 12.Несущая 11 и скользящая 12 втулкивместе образуют держатель линз объектива 8, Держатель объектива 8 состоит пз цилиндрическоп направляющейвтулки 3 и упомянутой скользящейвтулги 1 которая точно подогнанадля скольжепи 51 Б направляощей Бтулке 13, Направляющая втулка 13 образует часть привода 14 фокусировки,который для перемещегия обтгектива,кроме этого, име.ет магнит и цилиндрический сердечник, Магнит состоит пзакспально поляризованного цилиндри 55ческого постоянного магнита 15, цигплглдрпческого сердечника 16 из магии=томягкого жагеза, установленного вцентре магнита 15 и 11 еогего флагец Г 7 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 скользяей 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 расстояние. На основание 23 установлено пластмассовое кольцо, служащее для амортизации движения скользящей втулки 12,Устройство (фиг,1) содержит корпус 25, в котором установлен привод в ниде электродвигателя 26, имеющего вал 27. Дпя крепления электродвигатель 26 имеет фланец 28, который фиксируется в корпусе с помощью Ч-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 этого, поворотную раму 33 и каретку 34, которые могут перемещаться относительно рамы 33 и несут на себе привод 14 фокусировки с объективом 8. Каретка34 служит для перемещения объектива 8 в радиальном на.правлении относительно диска 2, который вращается относительно оси 32. Для этого имеотся параллельные направляющие каретки 34, состоящие из стержня 35,закрепленного на раме 33 с помощью элементов Зб,и винтов 37, и плоской направляющей 38 на боковой стенке рамы 33. На каретке имеется подшипник 39 скольжения для стержня 35 и колесики (не показачы) для направлягощей 38. Каретка 34 приводитсяв движение электродвигателем 40, который соединен с колесом привода 41 через зубчатую передачу 42, а колесо привода размещено в раме .33 и сцеплено с бесконечньм зубчатым ремнем 43. Ремень 43 вытянут параллельно стержню 35 и движется по шкиву 44, установленному в держателе 45, который55653 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 кареткой 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, н ко тором каретка 34 расположена вблизи первого крайнего выступа 50 рамы 33 рядом с установочной поверхностью 31, и вторым положением, в котором каретка 34 расположена вблизи нто 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 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 40 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 оптическойосью 24 и осью 32 вращения. Обычное расстояние между центральной осью 56 и осью 32 вращения составляет около трети максимального расстояния меж 566ду осьи 32 вращения и оптин:скс.осью 24. Кроме того, расстояние отцентральной оси 56 до оптвескогодиска 2 сведено к минимуму,Поворотная рама 33 наклоняетсявокруг упомянутой центральной оси 56с помощью электромеханического привода 57. Привод 57 прикреп:сн к корус25 с помощью держателя 58 и содержитэлектродвигатель 59 со шкивом 60,зубчатое колесо 61, которое входитн зацепление с червяком 62 с насаженным на него шкивом 63, а междушкивами 60 и 63 натянут Ч-образныремень 64. К зубчатому колесу 61эксцентрично прикреплен элемент 65,имеющий отверстие, н которое попадает выступ 66 рамы 33. Когда наэлектродвигатель 59 подается питание, зубчатое колесо 61 с элементом65 вращается, а в результате взаимодействия эксцентриконого элемента 65с выступом 66 рама 33 может быть наклонена вокруг центральной оси 56 относительно корпуса 25.Для управления электродвигателем59 могут быть использованы детектор67 углового положения на каретке 34,который выдает сигнал ошибки, .".анисящий от угла между оптической осью24 объектива 8 и .нормалью к поверхности б оптического диска 2 в точкеее пересечения с оптической осью,и блок управления, на который подется сигнал углового положения,Таким образом, за счет наклонарамы 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 8могло бы регулироваться для компенсации любого наклона диска 2 и ориентации оси 24 объектива по нормали кдиску 2 в месте расположения дорожки,на которую будет производиться записьили воспроизведение.Устройство (Фиг.З) содержит несущую раму 68, имеющую пиндель н видеустановочной поверхности 31, которыйвращается вокруг оси 32. Шпиндель может быть приведе. в движение с помощью привода н виде элек 1 роцнигателя .Для записи/и воспроизведенияс оптического диска устройство содержит объектив 8 с оптической осью24, который закреплен и может быть.приведен в движение с помощью приво -да 14 фокусировки. Он может бытьтаким, как показан на фиг.2. Привод14 Фокусировки закреплен на поворот 5ной раме 33, имеющей ось 56 поворота.Поворотная рама 33 установлена накаретке 34, которая перемещается понесущей раме 68 в радиальном направлении относительно оси 32 вращения шпинделя 31. Для обеспеченияэтого 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 нанесущей раме 68 и приводит во вращение зубчатое колесо 69 через зубчатую передачу 42, а зубчатое колесовходит в зацепление с зубчатойрейкой 70, расположенной на каретке 34.Поворотная рама 33 имеет два кра,евых выступа 71, каждый из которыхсбоку имеет выступающую цапфу 72.Обе цапфы 72 расположены на оси 56 30поворота и помещаются в подшипники73 качения, установпенные на каретке34 с помощью болтов 74, Такая конструкция дает возможность наклонятьповоротную 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 56поворота;- которая не пересекается соптической осью 24. Поворотная рама33 может быть повернута с помощьюэлектромеханического привода 57,установленного на каретке 34, Приводсодержит электродвигатель 59, червяк62, который механически соединяетсяс упомянутым электродвигателем череззубчатую передачу 75, и зубчатое колесо.61, которое входит в зацеплениес упомянутым червяком. Зубчатое колесо 61 установлено на валу с резьбой76, который размещен в нижней частикаретки 34 исоединен с реэьбовойгайкой 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 рамы68, 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 использова 1565356 10ния 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 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 мещать шпиндель 31 посредством привода 57 так далеко вниз, чтокогда 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 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 вращениятак и для удерживания шпинделя 31.50Кроме 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, который вращается вокруг оси 32. Для той цели каретка имеет воэможность перемещаться на пар аллельних иаправ 3 яюгих, которые саста ят по крайней мере из одной плоско: направляющей 95 на поворотной раме 33 и ведущего винта 96, когорый вращается и закреплен на поворотраме 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 электродвигатель закреплен на поворотной раме 33. Даннаг конструкция дает возможность каретке 34, которая механически соединена с ведущим винтом 96, перемещаться тачо между первым и вторым положеня, причем в первом положении к;ретка расположена вблизи шпинделя, во вта - ром - ближе к крайней части 98 поворотной рамы 13Для обеспечения корректировки наклонного положения оптического диска, удерживаемого шпинделем 31, поворотная рама 33 имеет возможность поворачиваться на несушей рамс 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 100 и 101 соответственно. Узел 99 подвески состоит иэ двух пластин 102 и 103, межцу 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 10, 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 соединеня упомянутых концов рычага и упомянутых краев отверстий рычаг 105 может быть установленс возможностью поворота на поворотной раме 33.Для наклона поворотной рамы 33 имеется привод 57, который закреплен на несущей раме 68 с помощью держателя5 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 109 связан с червячным колесом 110, закрепленном на ведущем винте 111. При вращении ведущего винта 111 элеМент 86, связанный с рычагом 105, пе ремещается в вертикальном направлении. При подаче питания на электродвигатель. 59 рычаг 105 выполняет вращательные движения относительно концов его оси 112, вызывая наклон подрамника. 20В данном варианте изобретения поворотная рама 33, поворотный рычаг 105 и узел подвески 99 образуют особый блок обеспечения наклона держателя объектива в ходе процесса запи аи и/или воспроизведения дорожек оптического 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 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 острый 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 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 ения1. 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 - щ и й с я тем, что направляющая возвратно-поступательного перемещения оптической головки связана с поворотной рамой через каретку радиального перемещения, установленную в параллельных направляющихна поворотной раме.3, Узел по п. 1 или п.2, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что отношение максимального расстояния от оптической оси до оси вращения соответственно оптической головки и шпинделя к расстоянию от оси поворотной рамы до оси вращения шпинделя равно трем.1565356 Составитель Б.Редактор М.Келемеш Техред М.Дидык С, 1 ел к ун изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Уъс , ул. Гагарина, 10 Заказ ВНИИП Риг.бСычевКорректор 7 Тираж 482 Подписноесударственного комитета по изобретениям и ото,рытпнм нрц ГЕНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, /5