Brevet FR2471021A1 — publié le 19810612

La présente invention se rapporte généralement à un dispositif électromagnétique et, plus particulièrement, à un dispositif électromagnétique pouvant avantageusement être utilisé dans un tournevidéodisque pour abaisser et élever un bras, portant une aiguille à une extrémité, par rapport à un vidéodisque. Dans certains systèmes de vidéodisque, l'information vidéo est enregistrée au moyen de variations géométriques contenues dans une piste d'information sur un disque. Dans des systèmes du type capacitif, l'information est restituée en permettant un engagement de la piste de l'information par une aiguille. L'aiguille, typiquement, a une électrode conductrice qui, avec les propriétés conductrices du disque, forme une capacité qui varie selon l'information enregistrée, correspondant aux variations géométriques, quand un mouvement relatif est établi entre l'aiguille et le disque. Les variations capacitives sont converties en signaux électri- ques par un circuit approprié. Dans de tels systèmes, l'aiguille est généralement fixée à une extrémité d'un bras. L'autre extrémité du bras est reliée de façon souple à un organe de support tel:qu'une cartouche qui est placée dans un chariot. Le chariot est forcé à parcourir un trajet latéralement au-dessus du disque en relation dans le temps avec la rotation du disque, L'accouplement souple du bras de l'aiguille permet à celle-ci de passer par une ouverture au fond du chariot pour permettre, pendant la restitution, un engagement aiguille/disque. Dans de tels systèmes, le bras est habituellement formé d'un organe allongé et très mince. De plus, les variations géométriques qui correspondent à l'information enregistrée ont des profondeurs, dans la piste, de l'ordre d'une fraction d'un micron. Par suite, le système aiguille/ disque est fragile. On a rencontré un problème dans de tels systèmes, qui est la dégradation de la piste d'information quand l'aiguille est abaissée sur le disque et en est élevée. Des systèmes de vidéodisque de cette nature nécessitent que l'aiguille soit abaissée et élevée doucement afin d'éviter ou au moins de diminuer une telle dégradation. L'aiguille ne doit pas tomber brusquement sur un disque qui est déjà en rotation. De plus, l'aiguille ne doit pas être brusque- ment retirée du disque pendant l'opération pour l'élever. Comme cette aiguille est supportée sur un organe long et mince, une montée brusque peut provoquer un mouvement oscillant de l'extrémité du bras o-est l'aiguille avec par suite, des petits trous dans le disque.. Afin d'éviter d'endommager le disque, et éventuellement l'aiguille, pendant les opérations pour l'élever et l'abais- ser, il est souhaitable de prévoir un dispositif pouvant accomplir régulièrement, doucement et en toute fiabilité ces opérations d'élévation et d'abaissement. La présente invention concerne un dispositif électro- magnétique pour élever et abaisser l'aiguille, agencé pour abaisser et élever doucement et régulièrement le bras de l'aiguille. La présente invention est mise en oeuvre par un système de restitution pour la restitution d'une information pré- enregistrée sur un disque supporté rotatif sur une platine. Le système comporte un organe de support et un bras à une extrémité duquel est montée une aiguille de lecture. L'autre extrémité du bras est fixée pivotante à l'organe de support. Selon la présente invention, on prévoit un ressort à lame qui se trouve normalement dans un plan sensiblement parallèle à la platine.Uneextrémité du ressort à lame est fixée solidement. Un appui du bras est fixé au ressort à lame à proximité de son autre extrémité, et il peut recevoir le bras de l'aiguille. Un aimant permanent est monté sur le ressort à lame et il s'étend le long d'une ligne généra- lement perpendiculaire à la platine. Un assemblage est prévu qui comprend une bobine enroulée sur un noyau, le noyau définissant un volume central formant un espace d'air. L'ensemble comporte également deux bornes reliées à la bobine. L'ensemble est monté par rapport au ressort à lame et à l'aimant permanent de façon que ce dernier soit sensible- ment dans le volume central et occupe normalement une partie de l'espace d'air. Un moyen d'excitation est relié aux bornes pour forcer sélectivement un courant à s'écouler dans la bobine afin d'établir sélectivement un champ magné- tique donné dans l'espace d'air ou entrefer. L'aimant permanent est repoussé de l'espace d'air quand le moyen d'excitation fonctionne. La course de l'aimant sur le ressort à lame est telle qu'il y ait un contact aiguille/ disque. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparal- tront 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 plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un tournevidéodisque montrant le mécanisme d'élévation et d'abaissement selon l'invention placé dans un ensemble d'un chariot; - la figure 2 est une vue de dessus d'une partie de l'ensemble d'élévation et d'abaissement de la figure 1; - la figure 3 est un schéma d'une partie de l'ensemble d'élévation et d'abaissement de la figure 2; - la figure 4 est un schéma d'un autre mode de réalisa- tion de l'ensemble d'élévation et d'abaissement selon la présente invention; et - la figure 5 est une représentation de la forme d'onde de la tension en fonction de la course du bras, en abscisse, que l'on peut utiliser avec la présente invention. En se référant maintenant à la figure 1, une partie d'un tournevidéodisque est illustrée comme comprenant une base 10, une platine rotative 12 pour supporter un vidéodisque 14, et un chariot 16. Le chariot 16 est agencé pour se déplacer sur des guides ou rails (non représentés) en dessous de la base 10 en relation, dans le temps, avec la rotation du disque 14. Le chariot 16 se déplace latéra- lement pour traverser le disque le long d'une ligne radiale de la platine 12. Le chariot 16 est pourvu d'une ouverture à sa surface supérieure, pour recevoir une cartouche 18. La cartouche 18 contient un bras de lecture 20 qui est relié de façon souple, à une extrémité, par un accouplement souple 22 et qui porte, à son autre extrémité, l'aiguille 24 qui comprend un bout en pointe de diamant ayant une électrode qui y est déposée. L'accouplement 22 présente suffisamment de souplesse pour permettre au bras 20 de se déplacer de haut en bas ainsi que d'un côté à l'autre pendant la restitution quand la cartouche 18 est insérée dans le chariot 16 du tourne- disque. Par l'ouverture à la surface supérieure du chariot 16, on peut voir un dispositif 26 pour élever et abaisser l'aiguille. Le dispositif est adapté à être fixé au chariot, ainsi dans le cas d'un remplacement de l'aiguille, le dispositif pour l'élever et l'abaisser ne doit pas être remplacé. Quand la cartouche 18 est placée dans le chariot 16, le bras 20 vient reposer (dans la position ci-dessus du disque) sur l'extension 28 du dispositif 26.Dacbornes30électrique- mnt r iees àune bobine34 sont adaptés à tum ccaneidon à unimyendëxcimation. comprenant une source de signaux de commande 34. La source 34 applique une forme particulière de signaux au dispositif 26 et sera décrite en plus de détail ci-après. La figure 2 montre une vue de dessus d'une partie du dispositif 26 pour élever et abaisser le bras. La bobine 32 est enroulée sur un noyau non magnétique 36 qui peut être formé en une matière plastique. La figure 2 montre également un ressort à lame ayant une première partie 38 qui est fixée à une extrémité. Le ressort à lame présente une extension 28 qui sert d'appui du bras de l'aiguille et qui peut recevoir le bras 20 quand la cartouche 18 est insérée dans le chariot 16. Le noyau 36 définit un volume central fermé 42 qui forme un espace d'air ou entrefer. Le volume 42 est ouvert en haut et en bas du noyau 36. A la première partie 38 du ressort à lame est fixé solidement, à la jonction de la partie 38 et de l'extension 28, un aimant permanent 44. L'aimant 44 s'étend de la partie 38 jusqu'au volume 24710É1 central 42. En conditionnxrmale, c'est-à-dire sans signal appliqué aux bornes 30, la force du ressort à lame est suffisante pour supporter l'aimant 44 dans le volume central 42. En effet, le ressort à lame se trouve normalement dans un plan sensiblement parallèle à la platine 12. La hauteur de l'aimant 44 s'étendant jusqu'au volume central 42 est à peu près de la moitié de la hauteur du volume central 42. Les dimensions de l'aimant 44 par rapport aux dimensions du noyau 36 sont choisies de façon que l'aimant 44 se dégage du noyau 36 quand un signal approprié est appliqué aux bornes 30 et que l'aimant 44 est repoussé hors de l'espace d'air sur un arc ayant un rayon sensiblement égal à la longueur de la partie 38 du ressort à lame. La figure 3 montre le montage de l'aimant 44 sur le ressort à lame. Une extrémité de la partie 38 est fixe et l'extrémité o se trouve l'aimant 44 est libre de se déplacer. Comme on peut le voir, l'aimant 44 est polarisé pour avoir un pôle nord au sommet et un pôle sud en bas. L'aimant 44 est maintenu en place par une patte 48 qui s'étend des deux c8tés de la longueur de l'aimant, sur une courte distance. Quand la cartouche 18 est placée dans le chariot 16, le bras 20 repose sur l'extension 28. Lors de l'application d'un signal approprié de commande, l'aimant est repoussé au loin de l'espace d'air 42, dans une direction vers la platine 12 et le bras 20 est ainsi abaissé sur le disque 14. La figure 4 montre un autre mode de réalisation o une base en acier doux 50 est placéesur le ressort à lame. La base 50est formée pour avoir au moins deux bords qui sont courbés vers le haut et s'étendent sur une courte distance en comparaison avec la hauteur de la bobine 32. On pense que la base en acier doux 50, qui entoure la pièce polaire, modifie le champ magnétique produit quand un signal est appliqué aux bornes 30, de façon que les lignes de flux dans l'espace d'air 42 aient tendance à avoir une plus forte densité à proximité de l'aimant 44. La force de répulsion du mécanisme pour élever et abaisser le bras 26 peut être accrue en utilisant la base 50. En effet, on peut obtenir une plus forte efficacité, en particulier avec les aimants moins puissants Alnico. La pièce polaire formée par la base 50 ajoute du poids au ressort à lame et cela peut nécessiter un ressort plus raide pour maintenir l'aimant 44 en place dans le volume central 42 en l'absence d'excitation. Dans la pratique réelle, des ensembles ont été construits avec et sans pièce polaire 50, les deux agencements semblant fonctionner d'une façon acceptable. L'ensemble préféré est celui repré- senté sur les figures 2 et 3. La figure 5 montre une courbeidéalisée de la tension appliquée aux bornes 30 en fonction de la course du bras. Initialement, sans aucune tension appliquée, le bras 20 repose sur l'extension 28 bien au-dessus du disque 14. Tandis que la tension augmente, le champ magnétique s'accumule dans l'espace d'air 42 et l'aimant 44 est repoussé (douce- ment et lentement) hors de l'espace d'air 42. Tandis que cela se produit, le bras 20, reposant toujours sur l'ex- tension 28, est lentement abaissé vers la surface du disque 14. A la position idéalisée de 12 volts sur la courbe, l'aiguille a touché, en descendant (TD) le disque 14. A ce moment, le ressort à lame a une courbure définie parce que sa partie libre est arquée vers le disque. Il est souhaitable que l'extension 28 descende vers le disque encore plus loin, pour que le bras 20 soit dégagé de l'extension 28 et qu'il soit libre de se déplacer dans toutes les directions permises par le système sans interférer avec l'ensemble pour élever et abaisser l'aiguille 26. A cette fin, le signal de commande est forcé à passer au niveau de 15 volts et estmaintenu à ce niveau pendant toute la séquence de restitution. Si l'on souhaite élever l'ai- guile au loin du disque 14, le signal de commande est réduit d'une façon contrôlée. Tandis que la courbe passe par le niveau idéalisé de 12 volts, l'extension 28 vient en contact avec le bras 20 et l'aiguille est élevée (LO) au loin du disque. Le processus continuejusqu'à ce que l'aimant 44 soit ramené à sa position interne dans l'espace d'air. Dans l'agencement particulier de l'ensemble 26, la force magnétique de répulsion est presque indépendante de la position de l'aimant 44 dans l'espace d'air 42 pour un seuil donné d'excitation de la bobine. La force de répulsion à tout seuil donné d'excitation est proportionnelle au taux de changement du flux magnétique liant la bobine au déplacement de l'aimant. Ce taux de changement est assez constant pour une large gamme de seuilsd'excitation par suite de l'agencement de l'ensemble dans sa totalité. C'est une propriété souhaitable pour un mécanisme pour élever et abaisser une aiguille. Cette force magnétique de répul- sion relativement constante tient compte de la plupart des conditions de fonctionnement du dispositif dans une gamme donnée de seul d'excitationSi, cependant, la bobine 32 est surexcitée, l'aimant 44 peut être forcé à sortir de l'espace d'air 42, réduisant ainsi la force magnétique de répulsion. Ainsi, il est souhaitable de faire fonctionner le dispositif selon l'invention dans une gamme de seuils d'excitation pouvant maintenir un certain taux de changement du flux reliant la bobine avec le déplacement afin de maintenir la force de répulsion à un seuil raisonnable- ment constant. Bien qu'il soit possible de surexciterla bobine 32 et d'entraIner l'aimant 44 au loin, de l'espace d'air en le maintenant dans cette position, il n'est pas souhaitable de faite cela car cela peut avoir comme résultat un chauffa- ge excessif de la bobine. On notera également que tout l'ensemble 26 pour élever et abaisser l'aiguille est agencé de façon que dans le cas d'une perte de puissance du tourne-disque, la force du ressort à lame serve à élever le bras de l'aiguille 20 au loin du disque. C'est une caractéristique souhaitable car cela pourrait être nocif d'avoir l'aiguille sur le disque quand il n'y a plus du courant et cela pourrait même être encore plus néfaste si le courant revenait brusquement. Dans la mise en pratique de la présente invention, on a trouvé que l'aimant permanent 44 pouvait être fait en samarium-cobalt. Ce matériau fonctionne bien mais est relativement coûteux. Un autre matériau plus économique que l'on a utilisé pour l'aimant 44 et qui fonctionne raisonnablement bien est Alnico V. Ce matériau est moins coftteux que le samarium-cobalt et il est préférable du point de vue économique. Ainsi, la présente invention procure un petit dispositif économique utilisant des principes électromagnétiques pour élever et abaisser doucement un bras sur et au loin d'un disque monté rotatif sur une platine. Sur la figure 5, A indique vers le haut, B indique abaissement, C indique vers le bas, D indique élévation et E indique vers le haut. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'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. R E V E N D I C A T I 0 É S 1. Dispositif pour élever et abaisser une aiguille dans un système de restitution d'une information pré- enregistrée sur un disque, ledit disque étant supporté rotatif sur une platine, ledit système comportant un organe de support et un bras ayant une aiguille de lecture montée à une extrémité, ledit bras étant fixé pivotant, par son autre extrémité, audit organe de support, caractérisé par un ressort à lame (38) se trouvant normalement dans un plan sensiblement parallèle à ladite platine, une extrémité dudit ressort à lame étant fixée solidement; un appui (28) du bras de lecture fixé audit ressort à lame à proximité de son autre extrémité, et pouvant rece- voir ledit bras (20); un aimant permanent (44) monté sur ledit ressort à lame et s'étendant le long d'une ligne généralement perpen- diculaire à ladite platine; un ensemble comprenant une bobine (32) enroulée autour d'un noyau (36), ledit noyau définissant un volume central formant un espace d'air, ledit ensemble ayant deux bornes (30) reliées à ladite bobine; ledit ensemble étant monté par rapport audit ressort à lame et audit aimant permanent de façon que ledit aimant permanent occupe normalement une partie dudit espace d'air (42), afin qu'ainsi ledit aimant permanent soit normalement sensiblement dans ledit volume central; et un moyen d'excitation (34) relié auxdites bornes pour sélectivement provoquer un écoulement de courant dans ladite bobine afin d'établir sélectivement un champ magnétique dans ledit espace d'air; l'orientation dudit aimant permanent par rapport audit espace d'air étant telle que ledit aimant.permanent soit repoussé au loin dudit espace d'air sous l'influence dudit moyen d'excitation dans une direction permettant un contact aiguille/disque. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort à lame précité a une première partie se trouvant sensiblement parallèle au bras de lecture précité, une extrémité de ladite première partie étant fixée solide- ment, l'appui précité du bras de lecture étant une seconde partie s'étendant à partir de ladite première partie dans une direction sensiblement perpendiculaire, ladite seconde partie pouvant supporter ledit bras de lecture; en ce qu'un aimant permanent est monté sur ledit ressort à lame à proximité de la jonction entre ses première et seconde parties; et en ce que l'ensemble précité comprend une bobine enroulée sur un noyau non magnétique, ledit noyau définissant un volume central fermé ayant des ouvertures en haut et en bas pour former un espace d'air; l'orientation dudit aimant permanent par rapport au champ magnétique étant telle que ledit aimant permanent soit repoussé au loin dudit espace d'air sous l'influence du moyen d'excitation précité dans une direction permettant un contact aiguille/disque. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, du type o le système précité comprend de plus un chariot du bras de l'aiguille monté pour un mouvement latéral par rapport à la platine précitée et l'organe de support précité comprend une cartouche pouvant être reçue dans ledit chariot, caractérisé en ce que le ressort à lame précité et l'ensemble précité sont montés sur une base qui peut être reliée audit chariot. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'aimant permanent précité est formé de samarium-cobalt. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'aimant précité est formé en Alnico.