Brevet FR2472809A1 — publié le 19810703

24728-09 La présente invention se rapporte généralement à un mécanisme pour enregistrer une modulation de courte longueur d'onde. dans un substrat, et plus particulièrement à un mécanisme d'enregistrement électromécanique avantageusement employé pour la formation d'un support de l'information de forte densité, comme un vidéodisque Dans certains systèmes d'enregistrement/restitution de l'information de haute densité, l'information est enregistrée sous forme de variations géométriques relativement courtes (par exemple de 0,6 à 1,6, p) sur la longueur d'unepiste de l'information. Dans un mode de réalisation spécifique mais non limitatif, ces courtes variations géométriques peuvent représenter, par exemple, un signal vidéo composé de couleur. Il y a plusieurs procédés pour enregistrer un signal vidéo composé de couleur dans une piste de l'information comprenant de telles variations géométriques. Par exemple, le procédé d'enregistrement peut être du type indiqué dans le brevet US NO 4 044 379 de J.B. Halter du 23 Août 1977 et intitulé "Method and apparatus for electromechanical recording of short wavelength modulation in a metal master". Selon le procéde de Halter, une première porteuse (par exemple vidéo) est modulée en fréquence sur une gamme de déviation à haute fréquence (par exemple de l'ordre de 4,8 à 6,8 M1Hz) selon un signal vidéo contenant les composantes de luminance et de chrominance d'un image balayée. Une seconde porteuse est modulée en fréquence sur une gamme de déviation à basse fréquence (par exemple de l'ordre de 716 50 kHz) selon le signal audio accompagnant le signal vidéo. Un mécanisme d'enregistrement électromécanique sensible aux première et seconde porteuses enregistre, des variations de courte longieur d'onde représentatives des variations, dans le temps, du signal enregistré dans un maître-disque en métal. Habituellement, un poinçon (ayant une piste négative) est obtenu du maitre-disque enregistré (ayant une piste positive) d'o des disques en matière plastique (ayant également des pistes positives) peuvent alors être moulés. Pour récupérer ou restituer les signaux préenregistrés lors de la lecture, un mouvement relatif approprié est établi entre le disque et un lecteur suivant la piste ou plage, qui est sensible aux variations dans l'espace passant en dessous de lui. Le lecteur peut être de tout type approprié (par exemple du type capacitif ou à pression et autre). On peut se référer au brevet US No 3 842194 du 15 Octobre 1974 au nom de J.K. Clemens intitulé "Information records and recording/playback systems therefor", pour un exemple d'un dispositif de lecture ou restitutionayant un lecteur de signaux du type capacitif. Selon le système de Clemens, un disque est pourvu d'un dépôt mince d'un matériau diélectrique recouvrant un revêtement fin d'un matériau conducteur sur la base du disque. Dans un autre format, qui n'est pas révélé dans le brevet de Clemens, le disque peut être formé en un matériau conducteur, comme du carbone, dans une base de chlorure de polyvinyle. Dans le système de Clemens, l'aiguille de lecture ou restitution a un bout engageant le sillon o est incorporée une électrode oenductrice, et le disque est entraîné en rotation à une vitesse appropriée. Les variations de la capacti1 présentée entre l'électrode de l'aiguille et le disque selon le signal enregistré dans le fond du sillon sont détectées par un détecteur qui est sensible à ces variations capacitives et qui reconstruit le signal préenregistré pour une présentation audio/visuelle sur un téléviseur ordinaire. Dans le type de système de vidéodisque ci-dessus, afin d'obtenir une largeur de bande appropriée pour le signal restitué du disque à sillons pendant sa lecture ou restitution (1) le disque est entraîné en rotation à une vitesse relativement élevée de lecture ou restitution (comme 450 t/mn) et (2) la longueur d'onde de la modula- tion dans le sillon du disque est relativement courte (comme 0,6 - 1,6p) en comparaison à des systèmes de disque audio traditionnels. Comme le temps de lecture ou de restitution est directement proportionnel au nombre de signaux par centimètre dans le disque est inversement proportionnel à la vitesse de restitution du disque, une forte vitesse de restitution (par exemple 450 t/mnn) a pour résultat un grand nombre de sillons par centimètre dans le disque (par exemple 3780 sillons par centimètre) pour un temps donné de restitution ou de lecture (par exemple une heure sur chaque face). En d'autres termes, dans le type ci-dessus de système de vidéodisque) les spires du sillon sont très peu espacées(comme 2,6 T) afin de recevoir l'information nécessaire pour mémoriser un programme vidéo d'une qualité acceptable et d'un temps raisonnable de restitution. Le faible espacement des spires dans l'enregistrement du type vidéodisque a pour résultat un sillon ayant une très faible profondeur permanente (sans modulation (c'est-àdire 0,5 y avec un angle au sommet du sillon de 1400). Il est souhaitable d'enregistrer électromécaniquement des signaux d'information de forte densité dans un maître-disque en métal pour obtenir une enregistrement ayant un fort rapport signal vidéo/bruit (par exemple au dessus de 48 db crête à crête vidéo/bruit efficace) avec un faible niveau d'enregistrement (comme 0,8 >x) quand la longueur d'onde de la modulation du sillon, due au signal enregistré, est maintenue relativement courte (par exemple 0,6 - 1,6 p). Il existe., dans l'art antérieur, un grande variété de tentatives à l'enregistrement de disques. Par exemple on connait des procédés électromécaniques dans l'industrie audio pour enregistrer une modulation du sillon représentative d'un signal audio (par exemple, ayant une largeur de bande de 20kHz)dans un maître-disque en laque. Une tête de coupe pour enregistrer électromécanique- ment un signal vidéo dans un substrat de maître-disque est décrite dans le brevet US NO RE29113 du 11 Janvier 1977 au nom de J.B. Halter et intitulé "Triangular piezoelectric transducer for recording video information". Par ailleurs, un système d'enregistrement électromécanique sur bande large pour enregistrer des signaux vidéo dans un maître-disque est décrit dans le brevet US NO 4060831 au nom de J.B. Halter du 19 Novembre 1977 intitulé "lWideband electromechanical recording system" Dans le brevet US N0 3835262 au nom de S.N. Moritz et autre du 10 Septembre 1974 intitulé "'Video disc cutting using pressurized air to control depth of grooves", est décrit un mécanisme électromécanique de coupe de vidéodisque ayantun palet à air pour contrôler la profondeur de coupe. Dans le système décrit, un organe formant plateau qui est articulé sur le tour d'enregistrement à une ex>iité sqporte l'aignDe de oEipe et le palet à air. En utilisation, la pression de l'air sur le palet est ajustée pour supporter l'ensemble du plateau (c'est-à-dire l'organe formant plateau, le palet à air et l'aiguille) à une hauteur suffisante pour couper les sillons sur une profondeur de référence. Comme l'ensemble du plateau est articulé à une extrémité dans le mécanisme de Moritz, l'aiguille de coupe oscille selon un arc et l'angle que la face de coupe de l'aiguille forme avec le maître-disque peut varier selon les variations de surface de ce maitre-disque et ainsi la qualité de coupe peut être affectée de façon néfaste. D'une façon semblable, l'agencement articulé affecte le parallélisme entre le fond ou la surface inférieure du palet à air et la-surface du disque. Quand la face du palet à air n'est pas parallèle au disque, l'air de surface peut s'échapper à des allures différentes d'un coté du palet à air par rapport à l'autre, affectant ainsi la profondeur de coupe. Selon les principes de l'invention, un mécanisme de suspension de tête de coupe est prévu, qui maintient le parallélisme souhaité entre la surface du maitre- disque et un mécanisme de support de l'aiguille et de plus, il contrôle l'angle de la face de coupe de l'aiguille par rapport à la surface du maitre-disque. Un mécanisme pour l'enregistrement électromécanique de signaux d'information de courte longueur d'onde dans un substrat par coupe mécanique, selon la présente invention, comprend un moyen pour couper des ondulations représentatives des signaux d'information dans une surface d'un substrat. Le moyen de coupe a un bout et les ondulations sont coupées par le bout dans la surface du substrat à une profondeur nominale donnée. Par ailleurs, le mécanisme comporte un moyen pour supporter le moyen de coupe de façon que celui-ci coupe dans la surface du substratà la profondeur nominale donnée et un moyen pour maintenir la surface du moyen de support parallèle à la surface du substrat. Selon une autre caractéristique de l'invention, un moyen est prévu pour maintenir une relation donnée entre le bout du moyen de coupe et le moyen de support afin que le moyen de coupe coupe un sillon dans le substrat, dont le fond ondule d'une façon qui est une représentation très fidèle des signaux de l'informa- tion qui sont enregistrés. Par ailleurs, le mécanisme comporte un moyen pour ajuster le moyen maintenant la relation de façon que le moyen de coupe coupe un sillon dans la surface du substrat à la profondeur nominale donnée. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels: - la figure 1 illustre, partiellement sous forme de schéma bloc et partiellement sous forme schématique, un système pour couper électromécaniquement un sillon dans un maitre-disque en métal ayant une piste d'information comprenant une modulation de courte longueur d'onde de la profondeur du sillon selon les principes de l'invention; et - les figurE 2 et 3 illustrent, respectivement, une vue en perspective et une vue avant du mécanisme de suspension à utiliser avec le système de la figure 1 selon les principes de la présente invention. La figure 1 illustre un système pour couper électromécaniquement un sillon dans un maitre-disque en métal 10 ayant une piste d'information comprenant des modulations de courte longueur d'onde de la profondeur du sillon. Le maitre-disque en métal 10 est placé sur une platine 11 en relation de fonctionnement avec une tête de suspension 12 comprenant une aiguille en diamant 13. L'aiguille 13 est placée par rapport au maitre- disque en métal 10 de façon qu'un sillon 14 ayant une pronfondeur permanente ou normale inférieure à 1,. soit coupé tandis qu'un mouvement relatif est établi entre l'aiguille 13 et le maître-disque 10. Dans un agencement préféré, la suspension 12 se déplace linairement sur une glissière tandis que la platine 11 est entratnée en rotation de façon que l'aiguille 13 coupe un sillon en spirale dans un mattre-disque en métal. L'aiguille de coupe 13 vibre en réponse à un signal à relativement haute fréquence (par exemple de l'ordre de 5MHz) tandis qu'elle coupe le sillon, afin d'effectuer une modulationX courte longueur d'onde de la profondeur du sillon ayant une dimension crête à crête qui e.st inférieure à la profondeur du sillon. L'enregistrement électromécanique d'une modulation de courte longueur d'onde dans un maîtredisque en métal donne un rapport signal/bruit élevé. La formation du signal à relativement haute fréquence (dont la variation dans le temps est représentée par la variation spatiale au fond du sillon) sera maintenant décrite en se référant à la figure 1 uniquement à titre d'exemple. Une caméra vidéo 15 explore une image 16 pour développer un signal vidéo à sa sortie. Le signal vidéo peut comprendre des composantes représentatives de la luminance et de la chrominance de l'image explorée. Le signal à la sortie de la caméra vidéo 15 est ralenti (par exemple par un facteur de 2) par un dispositif de traitement vidéo 39 afin de tenir compte de la largeur de bande de la tête de coupe. Un modulateur vidéo 17, relié au dispositif de traitement 39, module'en fréquence une porteuse à haute fréquence ralentie sur une gamme de déviation à haute fréquence (par exemple de l'ordre de 4,8/2-6,8/2MHz) selon le signal vidéo ralenti. Simultanément, un microphone 18 capte un signal audio acoompagnant le signal vidéo à un haut-parleur 19. Le signal à la sortie du microphone 18 est de même ralenti (c'est-à-dire également par un facteur de 2) par un dispositif de traitement de ralentissement audio 40 afin de synchroniser le signal audio sur le signal vidéo ralenti. Un modulateur audio 20, relié au dispositif de traitement 40, module en fréquence une porteuse ralentie à basse fréquence sur une gamme de déviation à basse fréquence (par exemple de l'ordre de 716/2 + 50/2kHz) selon le signal audio ralenti produit à la sortie du microphone 18. Un modulateur audio/vidéo 21 module la porteuse à haute fréquence une fois modulée et ralentie selon la porteuse à basse fréquence une fois-modulée et ralentie, comme cela est décrit dans le brevet US ci-dessus mentionné NO 4044379 au nom de Halter. Un signal à relative- ment haute fréquence à la sortie du modulateur 21 excite l'aiguille de coupe 13 pendat l'opération d'enregistrement afin d'effectuer une modulationcd- courte longueur d'onde de la profondeur du sillon (commeO,61,6 u) tout en coupant le sillon 14 dans le maitre-disque en métaL à une vitesse ralentie d'enregistraneet(c'est-à-dire 450/2t/mn). La tête de suspension 12 décrite en se référant à la figure 1 est illustrée en plus de détail dans la vue en perspective de la figure 2 et la vue avant de la figure 3. Un ensemble 50 de l'aiguille de coupe, qui peut être du type décrit dans le brevet RE29113 ci-dessus mentionné au nom de Halter, est monté sur un bloc de montage 52 qui, à son tour, est monté par des organes en acier à ressort. 54, 56 sur un bloc de montage 58. Une base offre une structure appropriée pour montage sur la glissière 25 de la figure 1 et pour suspendre le bloc de montage 52 par les organes 54, 56 et le bloc de montage 58. Au bloc de montage 52 est élastiquement suspendu un palet à air 62 (l'alimentation en air n'est pas repré- sentée). Le palet 62 qui est monté sur un bloc de montage 64 est fixé à un bras 66 par des organes en acier à ressort 68, 70. De plus, le bloc de montage 52 est fixé à la base 60 par un mécanisme d'amortissement à huile 72. La position verticale de la base 63 du palet 62 par rapport au bout de l'ensemble 50 de l'aiguille de coupe peut éte ajustée par un levier 74 pivotant sur une broche 76. Quand une vis 78 est tournée pour forcer le levier 74 à tourner dans le sens contraire des aiguilles d'une montre autour de la broche 76, une broche 80 sollicite le bloc de montage 64 et ainsi le palet 62 vers le bas. Par ailleurs, quand la vis 78 est tournée en direction opposée, le palet 62 est sollcité vers le haut par la force des organes 68,70. En fonctionnement, la tête 12 contrôle la profondeur de coupe faite par l'aiguille en diamantfixée à l'ensemble 50. Le bloc de montage 52 est lentement abaissé (la vitesse d'abaissement du bloc 52 est contrôlée par l'amortisseur pneumatique 82 qui sera mieuxdécrit ci- après), jusqu'à ce que la base 63 du palet 62 soit à quelques microns de la surface du disque (non représenté sur la figure 2), c'est-à-dire jusqu'à ce que la pression de l'air entre la base 63 du palet 62 et la surface du maître-disque d'enregistrement soit égale à la force de gravitation de l'ensemble de suspension 84. On notera qu'avant que l'ensemble de suspension 84 ne soit abaissé, le levier 74 est ajusté de façon que l'ensemble de l'aiguille 50 ne puisse engager le maitre-disque en métal quand le palet à air est à sa position abaissée. Le palais 62 se déplaçant à quelques microns au-dessus de la surface du maître-disque en métal, la vis 78 est ajustée de façon que le bout de l'ensemble de l'aiguille de coupe 50 touche presque la surface du maitredisque en métal, ainsi l'ensemble 50 est prêt à une utilisation. Pour débuter une coupe, on diminue la pression d'air vers le palet 62, forçant le bout de l'ensemble 50 à entrer dans la surface du maîtredisque en métal à une profondeur permanente de repos (par exemple la profondeur nominaLe de coupe est de l'ordre de 0,5j.). Avec l'agencement parallèle illustré sur la figure 2, la surface active (c'est-à-dire la base 63) du palet 62 doit être maintenue parallèle à la surface d'un maître- disque en métal, et simultanément l'angle que l'ensemble de l'aiguille 50 forme avec une surface d'un maître-disque en métal peut être maintenu sensiblement constant, ainsi des ondulations découpées au fond d'un plage ou piste de l'information sont une représentation sensiblement fidèle des signaux de l'information. Par ailleurs, la position relative de la base 63 par rapport au bout de l'ensemble 50 de 1 aiguille peut être ajustée par la vis 78 sans affecter le parallélisme de la base 63 ou l'angle de l'ensemble de l'aiguille 50. Des résonances mécaniques parasites peuvent être néfastes au procédé d'enregistrement. Afin de réduire ces résonancee non souhaitées, les organes en acier à ressort 54, 56, 68, 70 peuvent être enduits d'un composé amortissant les vibrations comme "sound-off,' produit de Quaker State Refining Corp. De plus, l'amortisseur 72 aide à réduire toute résonance non voulue. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 2, une fente 59 qui est illustrée dans la base 60 permet le mouvement vertical du bloc de montage 58 sur la base 60. La précharge (c'est-à-dire sollicitation) des organes en acier à ressort 54, 56-peut être ajustée en faisant varier la position verticale du bloc de montage 58. Sur le coté de la base 60 est monté un moteur 86 utilisé pour élever l'ensemble de suspension 84 hors de contact avec le maître-disqueen métal quand un enregistrement est terminé. Le fonctionnement de ce mécanisme élévateur ainsi que de l'amortisseur 82 sera expliqué maintenant en se référant à la figure 3. La figure 3 illustre une vue avant de la tête de suspension 12 de la figure 2. Quand un maître-disque a été découpé, le moteur 86 est activé pour faire tourner une came 88 qui engage un levier 90. Le levier 90 pivote sur le coté de la base 60 de façon que, tandis que la came 88 est tournée, le bout 92 du levier 90 se déplace pour venir en contact avec une broche 94 qui, à son tour, élève l'ensemble de suspension 84. Quand l'aiguille est abaissée, le moteur 86 est activékainsi le levier 90 se déplace hors d'engagement avec la broche 94. Pour réduire l'allure de descente de l'ensemble de suspension 84, est prévu un régulateur de vitesse de suspension de la tête. Ce régulateur comprend l'amortis- seur à air 82, un arbre 96, des disques 100, 102 et une broche 104. En utilisation, l'ensemble 84 est retenu par le levier 90. Après libération, il descend effectivement en condition de chute libre jusqu'à ce que la broche 104 contacte le disque 100 du régulateur de vitesse de suspension de la tête. Quand la broche 104 descend en contact avec le disque 100 la course restante de l'ensemble de suspension 84 se passe sous l'influence de l'amortis- seur 82. L'ensemble de suspension 84 descend alors très 3C lentement (en comparaison à la chute libre) jusqu'à ce que le palet 62 le supporte la surface du maître-disque en métal. Une vanne 106 de l'amortisseur 82 peut être ajustée pour faire varier l'allure de descente de l'ensemble 84. Le disque 102 combiné avec la broche 104 forme un -25 système pour armer l'amortisseur 82. Quand l'ensemble 84 est-abaissé, par le levier 90, l'amortisseur 82 est I1 préparé pour l'abaissement suivant par l'arbre.96, ainsi que le plongeur (non représenté)de l'amortisseur 82, avec la broche 104 qui contacte le disque 102. Dans la position d'enregistrement, l'arbre 96 doit être placé de façon que les disques 100 et 102 n'inter- fèrent pas avec la broche 104. Pour cette raison, une butée 108 est agencée sur l'arbre 96 pour reposer sur une pate 110, donnant à l'ensemble 84 et la broche 104-leur liberté de mouvement par rapport auidisques 100 et 102. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donréqu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles- ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. 24728 f9 R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Mécanisme pour l'enregistrement électromécanique des signaux d'information dans un substrat caractérisé par: un moyen (50) pour couper des ondulations représenta- tives des signaux de l'information dans une surface dudit substrat, ledit moyen de coupe ayant un bout, les ondulations étant coupées dans ledit substrat sur une profondeur nominale donnée; un moyen (62, 63) pour supporter ledit moyen de coupe afin qu'il coupe dans la surface dudit substrat sur ladite profondeur nominale donnée; un moyen (54,56) pour maintenir une relation sensiblement parallèle entre la surface dudit moyen de support et la surface dudit substrat, ledit moyen pour maintenir parallèle comprenant une première paire d'organes élastiques et parallèles; un moyen (68, 70) pour maintenir une relation donnée entre le bout du moyen de coupe et ledit moyen de support, ledit moyen comprenant une seconde pa.re d'organes élastiques parallèles; un-moyen (74) pour ajuster ledit moyen maintenant la relation afin que ledit moyen de coupe coupe dans ledit substrat à ladite profondeur nominale donnée. 2. Mécanisme selon la revendication 1 caractérisé en ce que les premier et second organes élastiques parallèles précità sont formés en acier à ressort. 3. Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ce que les organes en acier à ressort précités sont enduits d'un matériau amortissant les vibrations. 4. Mécanisme selon la revendication 2 caractérisé par: une base (60); un premier bloc de montage (52) du moyen de coupe précité; un second bloc de montage (64) monté sur ladite base ledit second bloc étant relié àudit premier bloc par la première pare d'organes élastiques parallèles précitée (54, 56); et ledit second bloc étant verticalement réglable par rapport à ladite base de façon que la pression appliquée par ledit moyen de coupe sur le substrat précité varie tandis que ledit bloc de montage est ajusté. 5. Mécanisme selon la revendication 4 caractérisé en ce que le moyen de coupe prézité comprend une aiguille en diamant(13) ayant le bout précité et un transducteur pézo-électrique relié à ladite aiguille en diamantet en ce que le moyen de support précité comprend un palet à air (62,ledit palet ayant sa surface maintenue parallèle à une surface du substrat précité. 6. Mécanisme selon la revendication 5 caractérisé en ce que le moyen précité pour ajuster la profondeur nominale précitée comprend un levier (74) pour changer la position de la surface du palet précité par rapport au bout de l'aiguille en diamantprécitée. 7. Mécanisme selon la revendication 6 caractérisé par un moyen d'amortissement à huile (72) reliant la base précitée au premier bloc de montage précité.