Brevet FR2475265A1 — publié le 19810807

La présente invention se rapporte à un conducteur formant contrepoids qui relie une aiguille de lecture de signaux sur vidéodisque à son circuit de traitement de signaux et produit une force nominale de compression entre l'aiguille et le disque pour aider à capteur les signaux pendant la zestitution. Certains systèmes capacitifs de vidéodisque comprennent des disques o l'information est enregistrée au moyen de variations géométriques dans un sillon en spirale à la surface d'un disque. La masse du disque peut se composer d'un matériau homogène et conducteur avec une couche mince et diélectrique disposée sur ses surfaces majeures externes. Un capteur ou aiguille de lecture de signaux supporté à une extrémité d'un bras et portant une électrode conductrice, engage et suit le sillon. L'autre extrémité du bras peut ttre reliée de façon souple à un chariot. L'électrode de l'aiguille et le matériau conducteur du disque forment une capacité, laquelle varie temporairement tandis que le sillon a un mouvement de translation par rapport à l'aiguille selon les variations géométriques dans ce sillon. Des change- ments capacitifs, produits quand un mouvement relatif est établi entre l'aiguille et le disque, sont détectés et traités pour produire des signaux vidéo et/ou audio pour une reproduction subséquente. Dans les systèmes de vidéodisque du type ci-dessus mentionné, on peut employer des disques ayant des densités de sillon de l'ordre de 2 à 3000 spires par centimètre, et dans certains cas, proches de 4000 spires - par centimètre. Un vidéodisque typique de ce type peut avoir un espace entre les spires du sillon de l'ordre de 0,00028 cm avec une profondeur du sillon de 0,0001 cm. On ne peut reposer en toute fiabilité sur ces sillons si peu Pnïolos pour tirer le poids de 1'ensemble du bras de lecture, sur toute la surface enregistrée du disque. Par conséquent, la structure de support du bras(comprenant le chariot) contient un mécanisme d'entraînement radial pour forcer l'extrémité supportée du bras de lecture à avoir un mouvement de traversée en bonne relation dans le temps avec le mouvement radial de l'aiguille de lecture en engagement dans le sillon en spirale, afin de maintenir continuellement laxe longitudinal du bras sensiblement tangent au sillon en spirale au point d'enga- gement. Un système asservi comprenant un capteur pour détecter la position instantanée de l'aiguille par rapport à l'ensemble du chariot contrôle l'allure de la transla- tion radiale du chariot etaiis&de l'aiguille de lecture sur le disque. Mais, à cause d'excentricités ou de déformations du sillon, l'aiguille doit pouvoir avoir une quantité limitée de translation latérale indépendamment du chariot. Dans certairs systèmes est incorporé un système de déviation de l'aiguille pour forcer sélectivement l'aiguille à avoir un mouvement de translation à travers une ou plusieurs pistes ou un ou plusieurs sillons. Cette caractéristique permet des effets spéciaux tels qu'un "mouvement arrtté" d'une visualisation vidéo, ou une avance rapide ou une exploration inverse du disque, par exemple. Comme on peut facilement l'imaginer, les dimensions relativement petites du sillon ainsi que la dimension relativement importante du dispositif de lecture'ou restitution, c'est-à-dire l'ensemble de l'aiguille et l'ensemble du chariot, nécessitent que la dynamique mécanique du système soit précisément accordée. Pour assurer que pendant la restitution, l'aiguille ne se déga- gera pas facilement du sillon, une pression positive est prévue entre l'aiguille et le disque0 Cette pression est produite par le poids de l'ensemble aiguille-bras et par les forces d'élasticité d'un conducteur élastique formant contrepoids agencé à une déformation prescrite pour produire de telles forces sensiblement perpendiculairement au disque. La pression ne doit pas être suffisamment importante pour induire une usure importante de l'aiguille 2475265- ou du disque, mais elle doit etre suffisamment importante pour maintenir l'aiguille et le disque en contact continu afin d'empêcher des variations capacitives aiguille-disque non souhaitables. Le conducteur formant contrepoids a pour fonction supplémentaire de produire une connexion électrique entre t'aiguille et le circuit électronique du tourne-disque. Un conducteur formant contrepoids étudié pour produire la pression aiguille-disque prescrite et la connexion électrique est, en général, relativement raide à un mouve- ment dans une direction perpendiculaire au plan défini par l'arc du conducteur formant contrepoids déformé. Cette direction particulière, par rapport au système de restitu- tion, coïncide avec la translation latérale (radiale) de l'aiguille sur le disque. Pour que le système présente une performance souhaitable, l'aiguille doit être soumise à une très légère résistance à un mouvement latéral, par exemple de moins de 25 dynes. Le présent inventeur a réalisé que le conducteur formant contrepoids typique construit en un matériau plat d'une épaisseur uniforme et soit d'une largeur uniforme ou d'une largeur effilée, ne pouvait à la fois offrir la stuplesse latérale nécessaire et la pression aiguille-disque nécessaire. Cela est la conséquence du fait que des forces de cisaijlement et non pas de flexion agissent sur le conducteur, en direction latérale. Le présent inventeur a de plus réalisé que les agencements de conducteur formant contrepoids selon l'art antérieur avaient tendance à se tordre quand ils étaient soumis à une force latérale à l'extrémité fixée à l'aiguille, impartissant une orientation non souhaitable à l'aiguille par rapport à la paroi du sillon. Cependant, avec un conduc- teur formant contrepoids pouvant se tordre d'une quantité contrôlée, la résistance limitant un wouvement latéral sera produite partiellement par les forces de flexion et non pas de cisaillement du conducteur du fait de la ré-orientation duoerps de ce conducteur. La présente invention conceroeun conducteur formant contrepoids construit pour présenter une résistance réduite à un mouvement latéral de son extrémité reliée à l'aiguille. Le anducteur est sensiblement de largeur réduite dans une première région proche de sa première extrémité et dans une seconde région proche de sa seconde extrémité, lesquelles première et seconde régions sont généralement à l'extérieur de la partie arquée du conducteur quand il est déformé en position de restitution. Les régions rétrécies permettent une torsion limitée de la section entre elles, ce qui à son tour réduit la résistance à une translation latérale de l'extrémité du conducteur qui est fixée au bras de l'aiguille. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront 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 une vue en perspective d'une cartouche de vidéodisque montrant une relation aiguille- conducteur formant contrepoids; - la figure 2 est une vue agrandie d'une configura- tion aiguille-conducteur formant contrepoids typique selon l'art antérieur; - - la figure 3 est une illustration schématique de la réaction de torsion d'un conducteur formant contrepoids plat soumis à une force latérale -; et - les figures 4 et 5 sont des exemples de conducteurs formant contrepoids ou de leur parties selon la présente invention, lesquels conducteurs sont illustrés en condi- tion détendue et non montée. La figure 1 illustre une cartouche 32 d'une aiguilleidu type monté amovible dans le chariot de transla- tion de l'aiguille ci-dessus mentionné. Dans le chariot, une aiguille 20 est fixée à l'extrémité libre d'un bra- rigide 24 au moyen d'un porte-aiguille 26. L'autre extrémité du bras est fixée à une plaque de connexion 28 en un matériau magnétisable par un coupleur souple 30. La plaque est suspendue dans la cartouche 32 au moyen d'une membrane flexible 340 Un transducteur (non représenté) est magné- tiquement couplé à la plaque de connexion pour impartir un mouvement limité à l'aiguille dans la direction (désignée par "Z") alignée axialement avec le bras 24 pendant la restitution. Un ressort 36 en forme de U est sollicité de façon que l'ensemble délicat de l'aiguille soit retenu dans les confins du corps de la cartouche quand celle-ci est retirée de l'ensemble du chariot. Un ressort conducteur à lame 38 (c'està-dire conducteur formant contrepoids) déformé pour exercer une force, dans la direction désignée par "Y" sur le dessin, relie électriquement l'aiguille à une borne 40 fixée au corps de la cartouche. La figure 2 illustre la relation bras de l'aiguille- conducteur formant contrepoids en plus de détail, pour an ensemble particulier. Sur le dessin, l'aiguille 20 est illustrée en engagement avec un disque à sillon 12 en position de restitution ou de lecture pour indiquer les dimensions typiques par rapport au système de l'aiguille. Le simple conducteur formant contrepoids construit en un matériau à ressort mince et plat, de largeur uniforme, est fixé à une extrémité à l'aiguille 20 et à son autre extrémité à la borne fixe 40, ces points étant séparés d'environ 1,40 cm en direction verticale (désignéepar "Y") et d'environ 0,64 cm dans la direction désignée par "X". La longueur du conducteur entre les centres de ses points de montage est de l'ordre de 2,11 cm. Chaque extrémité du conducteur est forcée à s'écarter de sa position respective de montage à un angle particulier par rapport à la direction verticale0 Pour le système illustré, le porteaiguille 26 est étudié pour établir l'angle d'écart de l'extrémité du conducteur qui lui est relie à un angle de l'ordre de 400 tandis que l'autre extrémité du conduc- teur est fixée à la borne 40 à un angle de l'ordre de 1000 par rapport à la verticale. L'arc résultant dans le conducteur produit les forces verticales souhaitées en vertu des forces d'élasticité ou de flexion produites. L'arc dans le cnducteur est formé en forçant la dimension "plus mince" de ce conducteur à se courber. Par ailleurs, une translation latérale de l'aiguille 20 en direction "X" par rapport à la borne fixe 40 a tendance à provoquer une flexion du conducteur autour de ses extrémités longitudinales dans le plan de la "largeur" de ce conducteur. Comme le matériau typique du conducteur est isotrope, et que sa largeur est sensiblement supérieure à son épaisseur, et comme la longueur effective du bras de moment latéral est plus courte que la dimension longitudinale du conducteur, la résistance de celui-ci a une flexion pour permettre une translation latérale de l'aiguille et sensiblement plus importante qu'en dimension verticale. Cependant, la largeur totale du conducteur ne peut ttre réduite pour obtenir la souplesse latérale souhaitée en rapport avec le maintien des forces verticales souhaitées. De plus, il faut que le conducteur soit fixé solidement à ses extrémités, pour assurer une bonne connexion électri- que, et cela présente une autre complication. Le montage fixe force la translation latérale de l'aiguille à ttre totalement sensible à la flexion du conducteur dans le plan de sa largeur qui est relativement raide. En permet- tant aux extrémités du conducteur de tourner autour de leur point de montage, cependant, cela permet au corps du conducteur de prendre une torsion généralement convolutée comme on peut le voir sur la figure 3. La tor- sion du conducteur limite effectivement la résistance à une translation latérale de l'aiguille (en direction de "X"). La force requise pour produire la torsion établit la souplesse latérale du système, laquelle force a tendance, par un effet de premier ordre, à être en rapport avec la section du conducteur et seulement par un effet de second ordre, à être en rapport avec son épaisseur. Le présent inventeur a réalisé-que la partie majeure du conducteur pouvait avoir la possibilité de se tordre en réponse à une translation latérale de l'aiguille tout en retenant les extrémités du conducteur contre une rotation dans leur montage en réduisant sensiblement la largeur du conducteur en deux régions 42 prochesdes deux extrémités 44, 46 comme cela est illustré sur la figure 4. Ces deux régions sont agencées pour être externes à la partie arquée du conducteur quand il est en position déformée ou dezestitution, et par conséquent eilesn'affectEnt pas de façon appréciable les forces de flexion du conducteur dirigées en direction verticale. Les figures 4 (a) et (b) montrent deux vues d'un conducteur formant contrepoids selon la présente invention, en condition détendue. Ce conducteur a une dimension longitudinale de 2, 11 cm entre les points centraux des ouvertures de montage à ses extrémités respectives, une largeur de 0,06 cm sensiblement sur toute sa longueur et une épaisseur de 0,0013 cm. Deux régions plus étroites 42 sont placées à 0,25 cm vers l'intérieur du centre de chaque ouverture de montage respectivement. Ces régions étroites ont 0,013 cm de large et s'étendent sur une distance longitudinale de 0,06 cm. La faible longueur relative des régions rétrécies et le fait qu'elles ne sont pas placées dans l'arc de déformation empêdiEntgénérale- ment le conducteur de se fléchir en ces points en conséquence des forces verticales appliquées. De plus, il n' y a pas de flexion sensible aux régions rétrécies en direction latérale du fait des forces latérales s'opposant appliquées aux extrémités du conducteur. La déformation principale créée dans la région rétrécie est une torsion convolutée. Apparemment,l'imposition de la torsion configure une position appréciable de la résistance à la flexion donnée par la déformation en arc pour agir en direction latérale et réduire ainsi les forces produites par la translation latérale s'opposant au conducteur, de l'aiguil- le0 Un conducteur ayant les dimensions ci-dessus et formé d'un alliage béryllium-cuivre 25 (1,8-2,0%/6 de béryllium, 98,2-98,0% de cuivre) ou CA172 a été utilisé dans un ensemble dimensionnellement semblable à celui représenté sur la figure 2. Pour un conducteur s'écartant du porte- aiguille 26 à un angle de l'ordre de 400 par rapport à la verticale, s'écartant de la borne 40 à un angle de l'ordre de 1070 par rapport à la verticale et o la contribution de poids par l'ensemble de l'aiguille, à la pression aiguille-disquejest relativement faible en comparaison à la force appliquée par le conducteur, le système a présenté une force verticale typique de 64 dynes et une force résistant à une translation latérale de dynes par centimètre. Un conducteur ne présentant pas ces régions rétrécies présente typiquement une force latérale de 390 dynes par centimètre0 Dans la description qui précède, on a généralement représenté le conducteur comme étant de largeur uniforme; cependant, cela s'applique également à des conducteurs effilés. Dans le cas d'un conducteur effilé, la dynamique latérale n'est que marginalement affectée par la conicité par rapport à l'effet sur la dynamique verticale. Par conséquent, l'nclusion des régions rétrécies est souhai- table pour augmenter la souplesse latérale. Les figures 5 (a) à 5 (d) illustrent un certain nombre de variantes de la configuration des régions rétrécies du conducteur. La figure 5 (a) a été utilisée comme standard; les coupes 5 (b) à 5 (f) ont été reproduites aux extrémités opposées de bande respectives en métal, les bandes étant alors déformées selon un arc typique de conducteur formant contrepoids. Une extrémité de la bande déformée a reçu une translation sur une distance A, la force requise pour effectuer la translation a été mesurée et la constante d'élasticité effective relative KL a été déterminée en calculant par l'équation F = KL xo La constante KL est une mesure d'un matériau particulier de conducteur ou une résistance de la configuration à une translation latérale ou inversement sa souplesse0 Pour un conducteur comme on l'a décrit ci-dessus, il est souhaitable d'avoir un matériau ou une configuration ayant une valeur effective de KL relativement faible. Les valeurs de KL pour les sections courbées rectilignes respectives sont indiquées à coté des sections respectives. Il faut noter que les longueurs totales de chacune des régions rétrécies ont été rendues égales et que les largeurs de chacune des segments courbés dans des régions rétrécies ont été rendues sensiblement égales. Il est facilement apparent que l'on peut concevoir une myriade de variantes des sections rétrécies pour produire une constante latérale effective d'élasticité sans s' écarter du cadre de l'invention. 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 N S Ensemble d'une aiguille de vidéodisque du type comprenant une aiguille de lecture de signaux fixée à une première extrémité d'un bras, dont la seconde extré- mité est montée de façon souple à un ensemble formant chariot pour donner, à ladite aiguille, un mouvement de translation radiale à travers un disque, la connexion électrique à ladite aiguille étant effectuée par un ressort conducteur à lame fixé audit ensemble du chariot et élastiquement déformé en un arc pour produire une force prescrite de compression entre ladite aiguille et ledit disque, ledit ressort étant amélioré pour présenter une résistance réduite au mouvement dans une direction radiale- ment à travers ledit disque, ledit ressort étant caractérisé par un organe elastique, plat et longitudinal, électrique- ment conducteur (38)>ayant une largeur sensiblement uniforme sur toute sa longueur et ayant des première et seconde régions (42) plus étroites à proximité de première et seconde extrémités (44, 461 la largeur desdites régions étroites étant étudiée pour permettre à une section centrale placée entre lesdites régions étroites de se tordre d'une quantité limitée relativement librement par rapport aux extrémités dudit élément quand ledit élément est élastique- ment déformé selon ledit arc entre ledit ensemble du chariot et l'aiguille de lecture (20). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort à lame (38) précitéprésente une cons- tante effective d'élasticité à un mouvement latéral linéaire de moins de 130 dynes par centimètre à son extrémi- té reliée à proximité de l'aiguille précitée et une constante effective d'elastcité induite par la déformation arquée dans une direction tendant à séparer ses extrémités de l'ordre de 100 à 300 dynes par centimètre pour l'ensemble de l'ai- guille en position normale de restitution. 3. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les régions étroites il précitées de l'élément longitudinal précité sont des sections droites faisant corps avec ledit élément et ayant un axe central longitudinal co-linéaire avec l'axe dudit élément. 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les régions étroites de l'élément longitudinal précité comprennent des première et seconde sections faisant corps avec ledit élément longitudinal, lesdites première et seconde sections ayant une largeur sensiblement plus étroite queledit élément longitudinal, chacune étant configurée selon une courbe prescrite entre la section centrale et les premièreet seconde extrémités précitées. Conducteur formant contrepoids pour un ensemble d'une aiguille de lecture de vidéodisque caractérisé par un élément longitudinal et sensiblement plat (38), relativement long en comparaison à sa largeur, et d'une épaisseur relativement uniforme, suffisamment élastique pour subir une déformation élastique prescrite; des première et seconde régions (42) placées à l'intérieur et à proximité de première et seconde extrémités (44, 46) respectivement dudit élément longitudinal, lesdites régions ayant une largeur respective sensible- ment plus étroite que celle dudit élément longitudinal C5 pour conditionner une région dudit élément longitudinal entre lesdites première et seconde régions pour une torsion limitée indépendante desdites première et seconcbextrémités dudit élément longitudinal. 6. Conducteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les régions précitées plus étroites sont sensible- ment des sections droites faisant corps avec l'élément précité et ayant un axe longitudinal co-linéaire avec l'axe dudit élément longitudinal. 7. Conducteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les régions. plus étroites précitées forment des sections de largeur sensiblement plus étroite que l'élément longitudinal et configuri en une courbe rectili- gne entre une extrémité respective et une section centrale dudit élément longitudinal -