Brevet FR2307331A1 — publié le 19761105

la présente invention se rapporte aux appareils de lecture des supports d'enregistrement sur lesquels sont gravées des infor- mations. Elle s'applique plus particulièrement aux aprare,ls qui permettent de lire par voie optique des disques sin nesquels sont enregistrés des signaux d'information présentant une grande largeur de bande et en particulier des signaux de télevision. Ces disques sont connus sous le nom de vidéo-disques et nous les nommerons ainsi dans la suite de ce texte. Pour lire l'enregistrement porté par un tel support on peut par exemple éclairer un point de sa surface avec un système optique convergent et recueillir séléctivement la lumière qui émerge de la portion éclairée du support. Dans le mode de lecture par réflexion, on sépare les faisceaux aller et retour par un miroir semi-transparent le faisceau de retour étant reçu par des moyens photodétecteurs appropriés. Il est nécessaire de maintenir très finement en colncidence le centre de convergence du faisceau incident et la surface du support portant l'information gravée, et pour cela il est connu de faire passer un support souple entre deux patins profilés. L'air entrainé par le mouvement du support au niveau de ses surfaces forme entre les patins deux coussins d'air en surpression qui le maintiennent ainsi qu'une pince, mais sans contact mécanique. On trouvera en particulier une deseription de cette méthode appliquée à la stabilisation d'un vidéo-disque dans le brevet Français n0 72.00789. Toutefois afin de limiter l'effet des instabilités aérodyna- iniques erratiques qui peuvent amener le support à toucher les patins, on est amené à utiliser des patins relativement écartés, ce qui di minute lteffet de stabilisation et rend souhaitable l'utilisation d'un moyen auxiliaire pour parfaire le maintien du point de lecture sur la surface du support. On a parfois utilisé dans ce but avec des supports souples ou rigides, un asservissement électrique de la position du système optique d'éclairement et de lecture, mais en raison des masses mises en jeu la réponse d'un tel asservissement est limitée à quelques centaines de Hertz. L'appareil selon l'invention utilise un dispositif optique catadioptrique qui comprend un miroir déformable dont la vergence varie sous l'effet des fluctuations de la pression développée entre les patins et le support. Cette pression varie elle-même en fonction de la position du support souple ou rigide entre les patins et on peut ainsi amener le point de lecture défini par le dispositif optique à suivre fidèlement les variations de la position du support. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront clairement dans la description suivante présentée à titre d'exem- ple non limitatif au moyen des figures annexées parmi lesquelles - la figure 1 représente une coupe schématique et partielle des élèments de lecture d'un appareil utilisé pour la mise au point de l'invention - la figure 2 représente une coupe schématique et partielle des élèments de lecture d'un appareil selon 11 invention - la figure 3 représente une coupe schématique et partielle d'une variante d'un tel appareil. Afin de mettre au point l'invention on a utilisé un lecteur classique de vidéo-disque comportant comme représenté sur la figure 1 un disque il défilant entre un patin de stabilisation supérieur 12 et un patin de stabilisation inférieur 13. Ce patin inférieur est muni d'un orifice qui communique par un tuyau 14 avec une chambre 15 fermée par une membrane réfléchissante 16. Une source de lumière 17 émet un faisceau lumineux qui se réfléchit sur la membrane 16 et atteint ensuite deux cellules photoélectriques 17 et 18 dont les sorties sont reliées aux entrées différentielles d'un oscilloscope 19. Lorsque l'on compare le signal ainsi visualisé avec le signa fourni par un moyen donnant directement les variations de distance entre les patins et le disque (fluctuations du signal de lecture lorsqu'on lit une piste vierge par exemple), on constate qu'ils sont identiques, à un facteur de proportionalité près. Ce montage permet en particulier de déterminer les paramètres de construction et de réglage des appareils selon l'invention. Dans un premier exemple de réalisation représenté sur la figure 2, un vidéo-disque 111 défile entre un patin de stabilisation supérieur 112 réglable suivant la direction Y, et un patin de stabilisation inférieur 113. Une source de lumière 114 émet un faisceau lumineux qui passe à travers un miroir semi-transparent 115 et un système optique convergent 116, se réfléchit sur un miroir 117, puis après avoir traversé une lame transparente 119 se réfléchit sur une membrane 118, repasse à travers la lame 119 puis à travers un système optique convergent 120 et une lame transparente 124, et se focalise finalement sur le disque 111 en un point 121. La lumière ré émise par le disque parcourt le trajet inverse jusqu'au miroir 115 qui la réfléchit sur un récepteur photo-électrique 122. Le patin 113 comporte une cavité 123 ouverte à sa partie supérieure et fermée à sa partie inférieure par la lame 124. Cette cavité communique par un tuyau 125 avec une chambre 126 fermée à sa partie supérieure par la lame 119 et à sa partie inférieure par la membrane 118. Cette chambre est munie d'une fuite réglable 127 actionnée par des moyens de réglage 128 reliés aux patins 172 et 113. La surpression qui se crée entre le disque 111 et le patin inférieur 113 se communique à la chambre 126 par l'intermédiaire de la cavité 123 et du tuyau 125. La membrane 118 se bombe sous l'effet de cette pression et forme un miroir convergent dont la distance focale joue sur la position du point 121. Lorsque la position du disque varie entre les patins, la surpression varie également et ceci entraine une variation de la convergence du miroir formé par la membrance d'où un déplacement du point 121 de focalisation du faisceau lumineux. Il est nécessaire que les variations de la position de ce point 121 suivent fidèlement celles du disque de manière que le point se trouve toujours placé sur le disque. Pour cela on utilise dans cet exemple une construction particulière du système optique et deux réglages - la face réfléchissante de la membrane est placée vers l'intérieur de la chambre 126, ce qui nécessite la présence de la lame transparente 119. De cette manière sous l'effet de la siirpression cette face réfléchissante devient un miroir convergent dont la courbure augmente avec la surpression. Ainsi lorsque le disque 111 se rapproche du patin 113, la surpression augmente, la courbure de la membrance aussi et le point 121 se rapproche lui aussi du patin 113. Les deux déplacements (disque et point 121) sont donc en phase. - en déplaçant le patin 112 suivant la direction Y, c'est-à- dire en le rapprochant ou en l'éloignant du patin 113, on règle le"zérd'du système, c'est-à-dire que l'on amène la position moyenne du point 121 sur la position moyenne de la surface du disque. Ce réglage agit sur la position du disque et sur la valeur de la surpression dans la cavité 123. - en réglant le débit de la fuite 127 on règle le "gain" du système, ctest-à-dire que l'on amène les variations de position du point 121 à suivre fidèlement les variations de position du disque. Ce réglage agit sur l'amplitude des variations de la surpression dans la chambre 126 en modifiant la perte de charge dans le tuyau 125. Il se divise en deux étapes -: un tarage initial qui est réalisé lors de la mise au point de l'appareil, et une correction dynamique qui agit par l'intermédiaire des moyens 128 en fonction de la position de l'ensemble de lecture et de stabilisation par rapport au centre du disque. En effet la pression varie au fur et à mesure que cet ensemble progresse vers le centre du disque lors de la lecture. Ces moyens peuvent être par exemple un servo-mécanisme dont la courbe de réponse a été établie en fonction des mesures effectuées avec l'appareillage de la figure 1. En raison du principe du retour inverse de la lumière, l'image du point 121 qui est donnée au réceptevr 122 par le système optique reste constamment au point. Dans un deuxième exemple de réalisation représenté sur la figure 3, un vidéo-disque 211 défile entre un patin de stabilisation supérieur 212 réglable suivant la direction Y, et un patin de stabilisation inférieur 213. Une source de lumière 214 émet un faisceau lumineux qui est focalisé par un système optique convergent 216 de manière à passer par un trou percé dans un diaphragme 215. Le faisceau sortant de ce trou traverse un système optique convergent 220 puis une lame transparente 224 et le disque 211 ; il se réfléchit sur la membrane 218 et est focalisé sur le disque en un point 221. Le faisceau émergent du disque au point 221 retraverse le système optique 220 et arrive sur les récepteurs photo-électriques 222 portés par le diaphragme 215. Le patin 212 est percé d'une ouverture permettant le passage des divers rayons lumineux et fermée par la lame transparente 224 sur la face inférieure du patin. Le patin 213 comporte une cavité 223 fermée par la membrane 218 à la partie supérieure du patin, et munie d'une fuite réglable 227 actionnée par des moyens de réglage 228 reliés aux patins 212 et 213. La surpression qui se crée entre le disque 211 et le patin inférieur 213 agit directement sur la membrane 218 qui se bombe sous l'effet de cette pression et forme un miroir convergent dont la distance focale joue sur la position du point 221. Lorsque la position du disque varie entre les patins, la surpression varie également, et ceci entraine une variation de la convergence du miroir formé par la membrane d'où un déplacement du point 221 de focalisation du faisceau lumineux. Le miroir étant convergent on constate que là aussi les déplacements du disque et du point 221 sont en phase. Les réglages du "zéro" et du "gain" du système se font de la même manière que dans le premier exemple. On sait que la traversée du disque par le faisceau lumineux avant qu'il se réfléchisse sur le miroir 218 n'est pas génante. On remarque que le faisceau diffracté par le disque n'est plus focalisé sur les récepteurs photo-électriques, mais ceci est sans importance car on dispose d'un nombre suffisant de tels récepteurs pour intercepter la plus grande partie de ce faisceau. Dans des réalisations particulières de ces deux exemples on a obtenu avec une distance patin supérieur disque (a) d'environ 10 microns et une distance patin inférieur disque (b) d'environ 40/u une surpression d'environ 5 mm d'eau. Une telle surpression appliquée à une membrane de collodion métallisée de 2,54 cm de diamètre et de 8 microns d'épaisseur a permi de maintenir une focalisation tout à fait satisfaisante. On peut se procurer de telles membranes auprès des établissements National Photocolor Corporation, 53 Water Street South Norwalk Connecticut. Le système de focalisation ainsi obtenu a une réponse en fréquence très satisfaisante et qui dépasse largement la dizaine de hiloHertz. REVENDICATIONS 1. Appareil de lecture d'un support d'enregistrement, du type comportant des moyens de lecture optique et des moyens de stabilisation aérodynamique dudit support, caractérisé en ce que la vergence desdits moyens de lecture est variable, et qu'il comprend des moyens assurant la modification de ladite vergence sous l'effet de la pression développée par lesdits moyens de stabilisation aéro dynamique. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est adapté à la lecture des vidéo-disques. 3. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de lecture comprennent au moins une membrane déformable réfléchissante formant .m miroir, et que ladite membrane est soumise à au moins une fraction de ladite pression. 4. Appareil selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens de prélévement de ladite pression au niveau desdits moyens de stabilisation, reliés à une chambre - ladite chambre comprenant deux parois face à face, l'une transparente et l'autre constituée par ladite membrane dont la face réfléchissante est tournée vers l'intérieur de la chambre - des moyens d'éclairage du support et de reprise de la lumière modulée confondus, fonctionnant par réflexion sur le support, et comprenant ladite chambre. 5. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite membrane est intégrée auxdits moyens de stabilisation et subit directement l'action de ladite pression. 6. Appareil selon les revendications 2, 3 et 5, caractérisé en ce qu'il comprend - une cavité incorporée auxdits moyens de stabilisation, fermée par ladite membrane dont la face réfléchissante est tournée vers l'extérieur de la cavité, ladite cavité étant située d'un côté du support et ne servant qu'à éclairer ledit support - des moyens d'éclairage du support et de reprise de la lumière modulée en partie confondus, fonctionnant par transmission à travers le support et situés de l'autre côté du support ; - des moyens photo-électriques éclairés par un faisceau non focalisé de ladite lumière modulée.