Brevet FR2508752A1 — publié le 19821231

La présente invention se rapporte aux dispositifs de réglage du positionnement d'un capteur photoélectrique qui permettent de posi tionner ce capteur dans un montage optique pour le placer en un point précis d'un faisceau lumineux. Un tel dispositif est notamment utilisé dans les lecteurs de vidéodisque pour régler le positionnement de la cellule de détection des erreurs de positionnement du vidéodisque permettant de régler les servomécanismes de compensation de cette erreur. Dans un tel lecteur l'ensemble optique est porté par une poutre qui se déplace radialement par rapport au disque tandis que celui-ci tourne sur son axe. Cette poutre comporte un laser dont le faisceau est focalisé sur la surface du vidéodisque, En raison des mouvements de la poutre et du disque le point de focalisation de ce réseau suit sur le disque une trajectoire en forme de spirale qui devrait être le sillon sur lequel sont enregistrées les informations portées par le vidéodisque. En raison des irrégularités diverses il existe un écart aléatoire et fluctuant entre cette trajectoire théorique et le sillon réel. Un jeu de servomécanismes permet de corriger cette erreur aussi bien en focalisation qu'en poursuite radiale. Le faisceau recueilli par réflexion sur le vidéodisque contient les informations qui représentent cette erreur ou tout au moins la partie résiduelle de celle-ci. Ce faisceau ainsi réfléchi suit sensiblement le même trajet que le faisceau incident jusqu'à un miroir de séparation qui le renvoie vers des organes, d'analyse qui permettent d'extraire les informations mentionnées ci-dessus. Ces organes comportent essentiellement une cellule photoélectrique à quatre cadrans dont les signaux élémentaires sont exploités par un montage en pont qui permet d'obtenir un signal d'erreur de focalisation et un signal d'erreur de poursuite radiale. Le positionnement théorique de base du point de focalisation sur la surface du disque est obtenu, pour le point neutre des servomécanismes de réglage, par des dispositifs mécaniques qui permettent par exemple de déplacer longitudinalement i'objectif de focalisation et de faire tourner le miroir de poursuite. Le réglage ainsi obtenu réagit bien entendu sur le faisceau de retour qui est utilisé pour la détection d'erreur, et il faut donc régler la focalisation et le positionnement de ce faisceau de retour en se plaçant en un point du trajet situé hors de la partie commune avec le faisceau aller. Le système le plus simple, puisque la cellule détectrice est immobile contrairement au disque, est de régler directement son positionnement en plaçant son centre en un point de focalisation du faisceau retour pour la position neutre des servomécanismes de correction. Si l'on repére la position de cette cellule par trois axes perpendiculaires OYXZ, dont les deux premiers sont dans le plan de la cellule, et le troisième perpendiculaire à celle-ci, il faut respecter un certain nombre de conditions sur ce positionnement. Tout d'abord la précision sur les axes XY doit être de cinq micromètres. Ensuite les mouvements qui amènent à ce psitionnement avec cette précision peuvent entraîner un léger déplacement sur l'axe Z ainsi qu'une légère rotation autour des axes X et Y. Enfin toute rotation autour de l'axe Z est formellement proscrite. Pour obtenir ce résultat on a utilisé différentes solutions. Tout d'abord, par une application directe des principes de la construction mécanique, on peut superposer deux tables à déplacement micro métrique selon deux axes perpendiculaires et correspondant aux axes X et Y. Un tel montage ne présente pas de difficultés particulières, mais il est particulièrement onéreux et encombrant. En fait il est très utile pour un matériel de laboratoire, voire pour un prototype, mais il est très mal adapté à une réalisation industrielle en grande série. Dans un matériel actuellement commercialisé et représenté en figure l, la cellule photoélectrique à quatre cadrans 101 est portée par une table 102 munie de deux bras 103. Ces bras sont échancrés pour pouvoir coulisser sans jeu sur deux entretoises 104 qui forment glissières. Le trièdre de référence OXYZ défini précédemment est donc centré sur la cellule avec les axes X et Y situés dans le plan de déplacement de la table 102. Pour pouvoir déplacer celle-ci on utilise une lame métallique 105 qui est suffisamment mince pour être élastique, et qui est découpée et pliée de façon à former deux ressorts travaillant selon les axes perpendiculaires OX et OY.Pour cela l'une des extrémités de la plaque est fixée par une vis 106 sur l'une des glissières 104 dont elle vient coiffer l'extrémité par deux pliures 107 qui l'immobilisent sur cette glissière et définissent à l'endroit où elles interrompent un centre de rotation 02 dû au fait que la partie de la plaque qui s'étend au delà de ces pliures est plane et flexible et peut donc se déformer en assurant au restant de cette plaque une rotation autour d'un axe passant par ce point 02, parallèle à l'axe OZ, lui-même perpendiculaire au plan. de déplacement de la table 102. Cette partie 108 se continue par une partie 109 comportant elle aussi deux ailes repliées qui la rendent rigide et qui vient se terminer audessus de l'autre glissière 104. Une deuxième vis 110 passe à travers un trou ménagé sur la face supérieure de cette partie 109 et vient se visser dans cette deuxième glissière. En vissant ou en dévissant plus ou moins cette vis 110 on constate que l'on fait pivoter toute cette partie de la plaque métallique autour de raxe défini précédemment et passant par OY. La surface supérieure de la partie 109 comporte elle-même une échancrure obtenue par emboutissage, et découpage sur trois c8tés de cette partie emboutie. La languette 111 qui correspond à cet emboutissage, et qui est fixée à la partie 109 par le troisième côté non découpé, est rabattue vers le bas et peut ainsi pivoter autour d'un autre axe parallèle à l'axe Z et passant par le point Ol qui correspond à la fixation de cette languette 111 sur la partie 109. L'extrémité de la languette 111 est repliée pour être sensiblement parallèle à la partie 109 afin d'être fixée sur la table 102 par une vis 112. D'autre part une vis 113 passe par un trou ménagé dans Extrémité de la partie 109 adjacente de la partie 108 et qui n'a pas été découpée pour ménager la languette 111. Cette vis vient se visser dans un trou fileté ménagé dans la table 102. Ainsi en vissant ou en dévissant cette ~ vis 113 on entraîne la languette 111, par l'intermédiaire de la table 102, dans un mouvement de rotation autour de l'axe défini précédemment et passant par le point 01. Il est par ailleurs bien clair que le mouvement de la partie 109 déterminé par la vis 110 est transmis par l'intermédiaire de la languette 111 et de la vis 112 à la table 102. Ces deux mouvements de rotation étant de faible amplitude correspondent au niveau du centre de la cellule 101 à une translation, d'un côté selon l'axe OX et de l'autre selon l'axe OY, qui permettent ainsi le réglage désiré. En fait on obtient néanmoins une très légère rotation autour de l'axe OZ qui, bien que faible, se révèle néanmoins génante. Par ailleurs, compte tenu des dimensions de l'ensemble, le réglage n'est pas très fin même en utilisant des vis à faible pas particulièrement soigné. Cet effet est surtout sensible selon l'axe OX pour lequel le bras de levier est le plus court. De plus le guidage latéral des bras 103 sur les glissières 104 nécessite un usinage particulièrement précis de ces pièces pour éviter tout jeu qui serait particulièrement néfaste. Enfin la pièce emboutie en tôle qui maintient la table est susceptible de vibrer en raison de sa faible épaisseur et d'entraîner la table dans ces vibrations. Pour pallier ces inconvénients, l'invention propose un dispositif de réglage du positionnement d'un capteur photoélectrique, principalement caractérisé en ce qu'il comprend: - une butée fixe située sur un support; - deux vis de réglage vissées dans ce support et dont deux des extrémités définissent avec l'extrémité de la butée fixe deux axes perpendiculaires; ces axes définissant eux-mêmes un plan mobile autour de l'extrémité de la butée fixe lorsque ltop visse ou dévisse les vis de réglage; - une table mobile reposant par un côté sur. ces trois extrémités, et comportant un premier logement pour recevoir l'extrémité de la butée fixe en permettant uniquement des rotations de la table autour des axes, un deuxième logement pour recevoir l'extrémité de l'une des vis en permettant une translation de cette extrémité le long de l'un des axes, et au moins un méplat sur lequel vient s'appuyer l'extrémité de l'autre vis; la table supportant sur son autre côté audessus du premier logement ledit capteur photoélectrique dont la direction de détection est sensiblement perpendiculaire au plan mobile ; et - des moyens permettant de maintenir la table mobile appuyée sur les extrémités de la butée fixe et des vis. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante présentée à titre d'exemple non limitatif et faite en regard des figures annexées ci-après: - la figure 1, qui représente un dispositif connu; - la figure 2, qui représente une vue en coupe d'un dispositif selon l'invention; - la figure 3, qui représente une vue de dessus du dispositif de la figure 2; et - les figures 4 et 5, qui représentent des vues partielles des supports 206 et 207 de la figure 3. La cellule quadrangulaire 201 dont il faut pouvoir régler la position est montée sur une table mobile 202 par l'intermédiaire d'un support 203. Cette table mobile dont la forme est grossièrement triangulaire repose par trois points d'appui sur trois supports eux-mêmes fixés sur le banc optique dont on a représenté une partie 204. Ces trois supports sont composés, le premier d'une butée fixe à bout sphérique, et les deux autres de deux vis 206 et 207 à bout sphérique qui sont engagées perpendiculairement à la partie 204 du banc sur laquelle est fixée la table dans des trous taraudés qui permettent de les faire sortir plus ou moins de ce banc selon qu'on les tourne dans un sens ou dans un autre. Un dispositif comprenant une tige filetée 208 vissée dans la table 202 et un ressort 209 comprimé entre le banc 204 et l'extrémité de la tige filetée permet d'appuyer en permanence la table 202 sur ces points d'appui. Cette tige filetée est située au centre de poussée des trois autres points de contact, de manière à avoir une force d'appui égale sur ces trois points. La butée fixe 205 vient reposer sur les flancs d'un trou conique 210 perforé dans la table juste en-dessous de la position de la cellule. On empêche ainsi la table de glisser dans un sens ou dans un autre dans son plan ce qui maintient la cellule dans la position de base autour de laquelle il faut la déplacer pour obtenir le réglage fin en position. La vis 207 vient s'appuyer sur les flancs d'une rainure en V 211 située sur la face inférieure de la table 202. L'axe de cette rainure passe par le sommet du cône 210 et sous le centre de la cellule 201. Cet axe sera l'axe X de réglage de la cellule. La vis 206 vient reposer simplement sur la face inférieure plane de la table 202. Selon les modalités de fabrication de cette table, et notamment si elle est obtenue par moulage, on pourra réserver à l'emplacement où doit reposer cette vis 206 un méplat formant une surface de contact correcte. L'axe passant par le point de contact de la vis 206 avec la table 202 et le sommet du cône 210 sera l'axe de réglage Y, et les emplacements des vis seront tels que cet axe sera sensiblement perpendiculaire à l'axe X. Dans ces conditions on constate que l'appui de la vis 207 dans la rainure en V 211 empêche la rotation de la cellule autour d'un axe Z perpendiculaire au plan de la table, ce qui est l'un des buts recherchés de l'invention. Lorsque l'on visse ou que l'on dévisse la vis 207, on fait basculer la table autour de l'axe Y, et comme la cellule est à une distance a du sommet de la butée fixe définissant cet axe, ce basculement correspond à une légère translation de la cellule le long de l'axe Y. Si b est la distance entre le sommet de la butée 205 et le sommet de la vis 207, le déplacement de la cellule selon l'axe X sera égal au déplacement de la vis multiplié par un rapport a/b. Comme a peut être petit et b grand on a ici une démultiplication qui permet d'utiliser une vis 207 tout à fait standard avec un pas relativement grand et une régularité de ce pas d'une précision ordinaire. La démultiplication obtenue permet ainsi un réglage fin sans problème. De même lorsque l'on agit sur la vis 206 on fait basculer la table autour de l'axe X ce qui fait déplacer la cellule le long de l'axe Y. L'extrémité de cette vis étant à une distance relativement grande de ltextrémité de la butée 205, et pour simplifier l'explication à la même distance b que pour la vis 207, on aura là aussi un rapport de démultiplication qui donne les mêmes avantages que dans le cas de la vis 207. En raison des contraintes apportées par le système formé par le cône 210 avec la butée 205, et la rainure 211 avec la vis 207, il faut pour que le système soit isostatique et permette ainsi un réglage précis que l'extrémité de la vis 206 repose sur un plan sur lequel elle pourra glisser en tous sens autour d'une position médiane. Ceci est en fait la simple application du principe dit de Kelvin. Ainsi ce dispositif permet de répondre aux exigences du réglage de la cellule à quatre cadrans, telles qu'elles ont été rappelées au début de ce texte, avec un matériel particulièrement simple et d'une précision toute ordinaire, et donc peu coûteux. REVENDICATIONS I. Dispositif de réglage du positionnement d'un capteur photoélectrique (201), caractérisé en ce qu'il comprend: - une butée fixe (205) située sur un support (204); - deux vis de réglage (206, 207) vissées dans ce support et dont deux des extrémités définissent avec l'extrémité de la butée fixe deux axes (X, Y) perpendiculaires; ces axes définissant eux-mêmes un plan mobile autour de l'extrémité de la butée fixe lorsque l'on visse ou dévisse les vis de réglage; - une table mobile (202) reposant par un côté sur ces trois extrémités, et comportant un premier logement (210) pour recevoir l'extrémité de la butée fixe (205) en permettant des rotations de la table autour des axes sans translation, un deuxième logement (211) pour recevoir l'extrémité de l'une des vis (207) en permettant une translation de cette extrémité le long de l'un des axes, et au moins un méplat sur lequel vient s'appuyer l'extrémité de l'autre vis (206); la table supportant sur son autre côté audessus du premier logement ledit capteur photoélectrique (201) dont la direction de détection est sensiblement perpendiculaire au plan mobile ; et - des moyens permettant de maintenir la table mobile appuyée sur les extrémités de la butée fixe et des vis. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités de la butée fixe et des vis sont sphériques, que le premier logement (210) est conique, et que le deuxième logement (211) est une rainure à section triangulaire alignée sur l'axe (X) déterminé par la vis (207) qui y prend place. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les distances entre les extrémités des vis (206, 207) et l'extrémité de la butée fixe (205) sont toutes deux égales à une valeur b; la distance entre le capteur photoélectrique (201) et l'extrémité de la butée fixe étant égale à une valeur a inférieure à b, ce qui détermine un rapport de démultiplication a/b entre le pas des vis et les déplacements qu'elles entraînent du capteur photoélectrique le long des deux axes (X, Y). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens pour appuyer la table mobile (202) sur les extrémités des vis (206, 207) et de la butée fixe (205) comprennent une tige filetée (208) vissée dans la table (202) et un ressort (209) venant s'appuyer d'un côté sur le support (204) et de l'autre côté sur l'autre extrémité de la tige filetée. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le capteur photoélectrique (201) est une cellule quadrangulaire permettant de mesurer les écarts de focalisation et de poursuite dans un lecteur de vidéodisque.