Brevet FR2484683A1 — publié le 19811218

:1 La présente invention concerne un appareil de poursuite optique, notamment pour suivre une piste sur un support d'enregistrement en forme de disque et en par- ticulier un appareil de poursuite optique applicable à un lec- teur de disque en codage PCM, audio, un lecteur de disque vidéo ou un enregistreur de disque vidéo. Les informations en codage PCM (à modulations par impulsions codées) audio sont constituées par de multiples petites cavités réparties suivant un tracé en spirale sur un disque transparent pour un lecteur optique du disque PCM audio; ces informations sont lues à l'aide d'un lecteur optique porté par un bras. Pour la poursuite ou le guidage du dispositif de lecture, on peut utiliser un appareil d'entraînement à bras de lecteur habituel. Dans cet appareil d'entraînement à bras, une extrémité du bras est portée par un support monté à rotation sur l'axe du bras. Des bobines d'entraînement sont fixées aux deux extrémités du bras de supporte Un générateur fournit un champ magnétique qui coopère avec les bobines d'entraînement; ce générateur se compose d'une culasse annulaire supérieure et d'une culasse annulaire inférieure réunies l'une à l'autre par une paire d'aimants permanents. Les bobines d'entraînement sont montées coulissan- tes sur la culasse annulaire supérieure. Les courants électri- ques traversant les bobines d'entraînement coopèrent avec le champ magnétique entre les culasses annulaires supérieures et inférieures pour générer un couple électromagnétique agissant sur le bras0 Dans le dispositif d'entraînement de bras décrit ci-dessus, le chemin du champ magnétique formé par les bobines d'entraînement est composé de la culasse annulaire supérieure qui constitue un circuit fermé. Dans ces conditions, l'auto-inductance des bobines d'entrainement est tellement élevée qu'elle détériore les caractéristiques de réponse en fréquence du système d'asservissement de poursuite du fait de l'effet d'intégration des bobines d'entralnement. Le système d'asservissement de poursuite ne peut de ce fait suivre les erreurs de trace à haute fréquence. Il en résulte une mauvaise caractéristique de poursuite de trace0 De plus, la perte du fer dans la culasse annulaire supérieure est importante, ce qui se traduit par un faible rendement des bobines d'entralne- ment. Les circuits d'entratnement du système d'asservissement sont complexes, et par suite coûteux0 La présente invention a pour but de créer un dispositif optique de poursuite de trace ayant une meilleure caractéristique de réponse en fréquence tout en étant réalisable de façon simple, d'une réalisation peu coû- teuse et ayant une faible perte de fer. A cet effet, l'invention concerne un dispositif optique de poursuite de trace pour suivre une trace sur un support d'enregistrement en forme de disque, ce dispositif comportant un lecteur optique ayant un laser semi- conducteur-et un élément de conversion photo-électrique, un dispositif de bras étant pivoté sur un axe de bras pour tenir le dispositif de lecture à son extrémité supérieure ainsi que pour porter le dispositif de lecture pratiquement dans la direction radiale du support d'enregistrement en forme de disque, une bobine d'entraInement de bras -étant fixée à l'ex- trémité arrière du dispositif de bras avec une boucle de passage du courant dans un plan parallèle au plan de rotation du dis- positif de bras, ainsi qu'une paire de dispositifs fixes for- mant un champ magnétique et ayant une paire d'entrefers dans lesquels le champ magnétique respectif est opposé en direction, la bobine d'entraînement de bras étant disposée de façon à se déplacer dans la paire d'entrefers et elle reçoit le signal d'entraînement du bras ainsi que le signal de correction d'er- reur de poursuite de trace. La-présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspec- tive de principe d'un lecteur de disque vidéo selon l'invention0 - la figure 2 est un schéma d'un systè- me de lecture optique selon la figure 1l - la figure 3 est une vue en plan d'un photo-détecteur selon la figure 20 - la figure 4 dst une vue en perspec- tive d'un dispositif d'entraînement de bras selon l'art anté- rieur pour un lecteur de disque audio utilisable comme disposi- tif de poursuite de trace pour un lecteur optique0 - la figure 5 est une vue de dessous d'un dispositif de poursuite de trace optique selon un mode Q48 4683 de réalisation de l'invention. - la figure 6 est une vue de ctté selon la ligne VI de la figure 5. - la figure 7 est une vue de côté d'une modification du mode de réalisation analogue à la figure 6. - la figure 8 est une vue en plan d'un circuit imprimé correspondant à une autre variante. - la figure 9 est une coupe transver- sale d'une pile de circuit imprimé correspondant à une autre variante de l'invention. DESCRIPTION DE DIFFERENTS MODES DE REALISATION PREFERENTIELS Pour faciliter la compréhension de l'invention on décrira d'abord le principe d'un lecteur de disque à signaux PCM, audio, optiques, et un dispositif d'entralnement de bras selon l'art antérieur (figures 1 à 4). La figure 1 montre le principe d'un lecteur optique de disque audio encodage PCM0 Selon la figure 1, les informations audio en codage PCM sont enregistrés sur un disque transparent 1 sous la forme de petites cavités 3. Les petites cavités sont réparties en spirales sur le disque 1. La spirale commence au centre du disque 1. Les informations audio en codage PCM sont lues par le lecteur 2. La figure 2 montre schématiquement le système optique du'lecteur 2. On utilise par exemple un laser à semi-conducteur 4 comme source lumineuse. Le rayonnement de lumière émis par le laser 4 passe dans une lentille colimatrice 6 après avoir traversé un diviseur de faisceaux 5. La lentille 6 donne un faisceau de lumière parallèle qui tombe sur la cavité 3 après avoir traversé une plaque 7 dite de quart de longueur d'onde ( /4) et un objectif 8. La lumière réfléchie par la cavité 3 revient par le m9me chemin optique que la lumière incidente et tombe sur le photo- détecteur 9 en passant dans le diviseur de faisceau 5. La présence de la cavité 3 est trans- formée en un signal électrique de tension par le photo détec- teur 20. Le lecteur 2 est déplacé dans la direction représen- tée par la flèche à la figure 1, en synchronisme avec la rota- tion du disque 3. On effectue ainsi la lecture des informations audio du disque 3. Selon la figure 3, le photo détecteur 9 se compose des éléments de photo détection 10a, lob disposés dans la direction transversale par rapport à la piste du dis- que 3. Le rapport entre les signaux de sortie des éléments photo détecteurs 10a, lob représentent l'erreur de poursuite de trace ou de traçage. Le signal d'erreur de poursuite ainsi détecté est appliqué au système d'asservissement de poursuite de trace du lecteur 2. La figure 4 est une vue en perspective schématique d'un dispositif d'entraînement de bras selon l'art antérieur applicable à un lecteur habituel utilisable comme dispositif de poursuite de trace pour le lecteur 2. Selon la figure 4, le lecteur 2 est fixé à l'extrémité libre du bras 12. Lorsque le bras 12 tourne, le lecteur 2 suit la trace sur le disque 1. Le bras 12 est porté à rotation par la plaque de support 14, elle-même portée par l'axe 13 du bras. Le bras 12 tourne autour de l'axe 13. Les bobines d'entraînement 15a, 15b sont fixées aux deux ex- trémités du support de bras 14. Le moteur est formé par les bobines d'entraînement 15a, 15b et par un générateur de champ magnétique fixé à un châssis non représenté. Le bras 12 est entraîné par le moteur. Le générateur de champ magnétique se compose d'une culasse annulaire supérieure 16 et d'une culasse annulaire inférieure 17, ainsi que des aimants permanents 18, 19 reliant les culasses annulaires supérieures et inférieures 16, 17. Les bobines d'entraînement 15a, 15b sont montées cou- lissantes sur la culasse annulaire supérieure 16. Le flux magnétique généré dans l'entrefer séparant la culasse annulaire supérieure 16 de la culasse annulaire inférieure 17 coopère avec le courant électrique traversant les enroulements d'en- traînement 15a, 15b pour communiquer un couple électro magné- tique au bras 12. Le champ magnétique du flux magnétique formé par les bobines d'entraînement 15a, 15b se compose de la culasse annulaire supérieure 16 qui constitue un noyau de fer en boucle fermée. L'auto-inductance des bobines d'entraî- nement 15a, 15b est tellement élevée qu'elle détériore la caractéristique de réponse en fréquence du système d'asservis- sement par suite de l'effet d'intégration des bobines 15a, 15b. Lorsque l'appareil de la figure 4 est utilisé sur un lecteur de disque selon la figure 1, le système d'asservissement à la trace ne peut suivre les erreurs de trace de haute fréquence résultant de l'excentricité du disque 1 ainsi que les vibra- tions du disque 1 et du lecteur 2 résultant de forces d'origine extérieure. Cela détériore la caractéristique de poursuite de la trace. Deplus, la perte de fer de la culasse annulaire supérieure 16 est importante, si bien que le rendement de l'entrainement par les bobines 15a, 15b est faible. Le circuit d'entrainement du système d'asservissement dst complexe et par suite couteux. Le dispositif d'entratnement de brês selon l'invention remédie aux inconvénients du dispositif de l'art antérieur. La description suivante faite à l'aide des figures 5 et 6 concerne un mode de réalisation de l'invention. Le lecteur 2 est fixé à l'extrémité libre du bras 23 porté à rotation par l'axe 22 Une bobine d'entraînement 24 en forme de secteur est fixée à l'extrémité- arrière du bras 23. Les deux cbtés radiaux 24a, 24b de la bobine 24 générent le couple0 Deux dispositifs générateurs de champs magnétiques 25a, 25b sont fixés sur un châssis non représenté en regard des deux catés 24a, 24b de l'enroulement 24. Les dispositifs générant le champ magnétique 25a, 251 sont composés par des culasses 29a, 29b dont la forme générale est un C (figure 6) et les aimants permanents 28a, 28b fixés aux culasses 29a, 29b respectives; le dispositif forme des entrefers 27a, 27bo Le flux magnétique passe dans les entrefers 27a, 27b comme cela est indiqué par les flèches à la figure 6. Les faces des aimants permanents 28a, 28b situées du ctté des entrefers en regard des faces 24a, 24b de l'enroulement 24 correspondent à la polarité N et S suivant la direction du courant traversant les cttés 24a, 24b de l'enroulement 24 (flèches A, B, figure 5)0 Les c5tés 24a, 24b sont tournés vers l'axe 22 du bras. Dans ce mode de réalisation, le flux magnétique formé par les bobines 24 traverse les culasses 29a, 29b et les entrefers 27a, 27b (lignes en pointillés C, figure 6). La reluctance magnétique du chemin du flux magné- tique de la bobine 24 est très élevée, si bien que l'inductan- ce mutuelle, de la bobine, est très faible. Les composantes haute fréquence du courant passant par la bobine 24 ne sont que faiblement supprimées. Le dispositif de poursuite de trace peut suivre les erreurs de trace de haute fréquence avec une très grande fidélité. Le signal de correction d'erreur de poursuite de trace (AC) est ajouté au signal d'entraînement continu du bras dans la bobine 24. Les quantités de flux magnétique générées par la bobine 24 et traversant les culasses 29a, 29b sont très faibles. Dans ces conditions, les pertes de fer dans les culasses 29a, 29b sont faibles et le rendement de la conversion électromagnétique de la bobine 24 est très élevé. Le circuit d'entraînement de la bobine se simplifie et son cotlt est ainsi réduit. La figure 7 montre une variante du mode de réalisation ci-dessus. Dans cette variante, les aimants permanents 28a, 28b sont noyés dans les culasses 29a, 29b. Les aimants permanents 28a, 28b ne sont pas en face de la bobine 24. La bobine 24 peut être réalisée en mettant un fil sur un support en forme de secteur. Les figures 8 et 9 montrent une autre variante du mode de réalisation décrit ci-dessus. Dans cette variante, les bobines 24 en forme de secteur sont imprimées sur des plaquettes 31. Les plaquettes 31 sont empilées avec interposition de films isolants 32 (figure 9). Les extrémités initiales 33a et terminales 33b sortant des bobines 24 sont réunies les unes aux autres. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif optique de poursuite de traces d'un support d'enregistrement en forme de disque comportant un lecteur optique muni d'un laser à semi-conducteur et d'un élément de conversion photoélectrique, un dispositif de bras pivotant sur un axe et tenant le lecteur à son extré- mité libre de façon à porter le lecteur essentiellement dans la direction radiale du support d'enregistrement en forme de disque, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte une bobine d'entralnement de bras (24) fixée à l'extrémité arrière du dispositif de bras (23) et ayant une boucle de passage de courant parallèle au plan de rotation de dispositif de bras (23), ainsi qu'une paire de générateurs fixes de champs magné- tiques (25a, 25b) ayant une' paire d'entrefers (27a, 27b) dans lesquels sont formés les chaimps magnéiiques de direction oppo- sée, l'enroulement d'entralnement du bras étant disposé de façon à se déplacer dans la paire d'entrefers(27a, 27b)et à recevoir le signal d'entraînement du bras ainsi qu'un signal de correction d'erreur de poursuite de trace. 2 ) Dispositif selon la revendication l, caractérisé en ce que la bobine d'entraînement de bras (24) se présente sous la forme d'un secteur et une paire de parties latérales radiales (24a, 24b) de l'enroulement se trouve dans les entrefers (27a, 27b). 3 ) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paire de parties latérales radia- les (24a, 24b) de l'enroulement (24) sont tourneés vers l'axe (22) du bras. 4 ) Dispositif selon la revendication 1,- aractérisé en ce que la paire de dispositifs formant un champ magnétique (25a, 25b) avec des boucles de chemins de flux magnétique (C) coupées par la boucle du courant électri- que dans la bobine d'entrainement de bras (24) et les boucles du flux magnétique passent par les entrefers (27a, 27b)o 5 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paire de dispositifs formant un champ magnétique (25a, 25b) se compose de culasses (29a, 29b) à section en forme de (C), les aimants permanents (28a, 28b) étant fixés sur les culasses, étroitement en regard de la bobine d'entratnement de bras (24)o ) Dispositif selon la revendication 1t caractérisé en ce que les dispositifs générateurs de champ magnétique (25a, 25b) se composent de deux culasses et d'un aimant permanent (28a, 28b) réunissant les deux culasses (25a, 25b), la bobine d'entraînement de bras (24) étant disposée entre les faces polaires des deux culasses (25a, 25b). 7 ) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bobine d'entrainement de bras (24) se compose de plusieurs circuits imprimés (31), empilés.