Brevet FR2542899A1 — publié le 19840921

La présente invention se rapporte généralement à des tourne-disques et plus particulièrement à un dispositif de support d'une aiguille de lecture du signal utilisé avec lui. Dans un système de vidéodisque du type capacitif, par exemple, l'information audio et vidéo est enregistrée sous frme de variations géométriques dans une piste de l'information en spirale sur un disque ayant une propriété conductrice Une capacité variable est formée entre une électrode montée sur l'aiguille et la propriété conductrice du disque Tandis que le disque est entraîné en rotation, le signal restitué à l'électrode de l'aiguille est mis en rapport avec la capacité variable qui, à son tour, est directement en rapport avec le signal enregistré dans la piste de l'information Le signal récupéré est alors traité pour application à un téléviseur pour une restitution de l'information vidéo et audio enregistrée Un exemple de ce type de système de vidéodisque est décrit dans le brevet US No 3 842 194 accordé à J K Clemens. Dans des systèmes de vidéodisque, la densité de la piste de l'information est généralement assez élevée. Par exemple, le système du type capacitif ci-dessus utilise une piste de l'information en spirale ayant une densité des sillons proche de 3937 sillons par centimètre (largeur d'un sillon = environ 2,5-microns) Pendant la restitution, la pointe de l'aiguille est reçue dans le sillon et guidée vers le centre du disque tandis qu'un disque supporté sur une platine tourne à la vitesse souhaitée La géométrie microscopique du sillon nécessite une aiguille ayant des dimensions assez fines (largeur de la pointe:2 micror). L'aiguille de lecture est typiquement abritée dans une cartouche protectrice L'aiguille est disposée à une extrémité d'un support de l'aiguille qui est attaché à l'extrémité libre d'un bras de l'aiguille L'autre extrémité 2542899. du bras de l'aiguille est suspenduedans un logement de la cartouche par une suspension en caoutchouc Le bras de l'aiguille est maintenu à l'intérieur du logement de la cartouche à sa position rangée par deux doigts de retenue. Un ressort à lame (ou un conducteur volant) aune extrémité fixée à l'aiguille, et son autre extrémité au logement de la cartouche Le conducteur volant produit la force d'engage- ment aiguille/disque et sert également de connexion électrique entre l'aiguille et les circuits de traitement de signaux du tourne-vidéodisque. La cartouche de l'aiguille est insérée dans un chariot monté dans le tourne-vidéodisque pour un mouvement de translation Quand la cartouche est ainsi installée dans le chariot, les doigts de retenue du bras de l'aiguille sont automatiquement séparés pour libérer le bras de l'aiguille. Le bras de l'aiguille repose sur une patte de support du bras de l'aiguille lorsqu'il est libéré des doigts de retenue de la cartouche comme cela deviendra plus clair ci-après La paroi inférieure du chariot a une ouverture par laquelle l'aiguille est sélectivement-abaissée sur une disque supporté sur la platine pour sa restitution Le chariot est entraîné pour le forcer à suivre le mouvement de l'aiguille guidé par le sillon radialement vers l'inté- rieur. Dans le chariot sont disposés un certain nombre de mécanismes de contrôle du bras de l'aiguille Le mécanisme pour élever et abaisser le bras de l'aiguille sert à abaisser l'aiguille sur le disque pour sa restitution, puis à l'élever de nouveau dans la cartouche pour son rangement (voir demande de brevet US No 449 314 de Brauer). Un mécanisme sauteur de sillons, abrité dans le chariot, comprend un aimant permanent monté sur le bras de l'aiguille à angle droit avec lui, et un électro-aimant placé dans le chariot à proximité de l'aimant sauteur Le mécanisme sauteur de sillons, lorsqu'il est actionné, sert à déplacer l'aiguille latéralement au disque, par exemple afin de forcer l'aiguille à sauter vers l'avant ou vers l'arrrière (voir brevet US No 4 258 233 au nom de Simshauser) Un mécanisme extenseur du bras est de plus monté dans le chariot, qui comprend un autre aimant permanent disposé axialement à l'intérieur du tube du bras de l'aiguille, et un électro- aimant placé dans le chariot à proximité de lui Quand des signaux sont appliqués à l'électro-aimant de l'extenseur de bras, il produit des champs magnétiques qui agissent avec l'aimant axial monté sur le bras de l'aiguille pour provoquer un mouvement d'avant en arrière du bras de l'aiguille d'une façon s'opposant aux erreurs cycliques de la vitesse relative aiguille/disque pendant la restitution (voir demande de brevet US No 366 644 au nom de Taylor et autres). Afin de faciliter ces caractéristiques et d'autres encore d'un tournevidéo disque >le bras de l'aguille doit être relativement raide Même si le bras de l'aiguille peut être rigide, l'aiguille doit être fixé au bras de l'aiguille d'une façon offrant un certain degré de découplage vertical Quand l'aiguille passe sur des imperfections dans le sillon (comme des défauts microscopiques ou des particules de poussière), elle subit des oscillations verticales qui introduisent des déformations en base des temps, dans le signal restitué On a trouvé qu'il était avantageux de monter l'aiguille dans un support souple (comme en plastique) qui, à son tour, est fixé à un bras relativement raide de l'aiguille (comme un tube d'aluminium) Le support élastique a une section plate et allongée colinéaire avec l'axe longitudinal du bras de l'aiguille auquel est fixée l'aiguille. La section élastique plate du support de l'aiguille se fléchit verticalement pour permettre à l'aiguille de passer sur les bosses du disque indépendamment du bras de l'aiguille lui-même Pour un exemple d'une cartouche de lecture de ce type on peut se référer à la demande de brevet US N O 413 424 (Rasmussen). Il est souhaitable de monter l'aiguille de lecture à un certain angle par rapport à l'axe longitudinal du bras de l'aiguille (comme 67,50), de façon que lorsque l'aiguille de lecture est abaissée sur le disque pour sa restitution, elle soit à l'orientation souhaitée par rapport à la surface du disque (c'est-à-dire perpendiculaire) L'aiguille est typiquement fixée à un support de l'aiguille en matière -plastique,à une extrémité, en la faisant traverser le support le long d'une direction qui est à un certain angle avec l'axe du bras de l'aiguille L'insertion angulaire de l'aiguille de lecture dans un support plat de l'aiguille - pose des problèmes, comme un défaut d' a lignement de l'aiguille, un défaut de localisation de l'aiguille,et autre pendant l'assemblage de l'aiguille au support. Un support plat conventionnel pose un autre problème, en effet le conducteur volant de l'aiguille se trouve à plat contre le support, en particulier quand le bras de l'aiguille est retenu dans la cartouche à sa position rangée Du fait de l'état plat du conducteur volant et du support de l'aiguille, le conducteur volant a tendance à adhérer au support et dans certains cas, il peut empêcher l'aiguille d'être abaisséesur le disque pour sa restitution. Comme on l'a indiqué ci-dessus, le support de l'aiguille subit des vibrations mécaniques pendant la restitution de l'information Les oscillations mécaniques qui se produisent à des fréquences dans la plage des fréquences audibles (c'est-à-dire 20 Hz à 20 k HZ)et à proximité de la fréquence de résonance du support de l'aiguille sont amplifiées, affectant ainsi de façon néfaste la qualité de l'informa- tion restituée du disque, par exemple, en introduisant un bruit audible à la sortie des circuits audio du tourne- disque Il est par conséquent souhaitable de placer la fréquence de résonance du support de l'aiguille vers ou au- delà de l'extrémité supérieure de la plaque des fréquences audibles, ou de réduire l'amplitude du pic de résonance du support de l'aiguille, ou bien les deux. Selon l'invention, le support de l'aiguille est pourvu d'une surface, à une extrémité, qui est disposée sensiblement à angle droit avec la direction de l'insertion de l'aiguille dans le support pour faciliter l'assemblage aiguille/support. Selon une autre caractéristique de l'invention, le support de l'aiguille est pourvu d'une partie surélevée qui engage le conducteur volant pour le guider au loin du corps du support à un certain angle pour empêcher que l'aiguille ne colle. Selon un autre aspect de l'invention, le support de l'aiguille est pourvu d'une découpe conformée et configurée de façon que la fréquence de résonance du support se trouve à proximité de l'extrémité supérieure de la plage des fréquences audibles. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, la surface angulaire d'insertion de l'aiguille, la bosse du conducteur volant et la découpe de résomence sont tous disposés du même côté du support pour faciliter sa fabrication. 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 lequel: la figure 1 est une cartouche de lecture, montrée retournée, ou est incorporé un support de l'aiguille selon l'invention; la figure 2 montre un chariot pouvant avoir un mouvement de translation, dans lequel est inséré la cartouche de l'aiguille de la figure 1; la figure 3 illustre un tourne-vidéodisque dans lequel est monté le chariot de la figure 2 pour un mouvement de translation; la figure 4 montre une vue en section transversale de la cartouche de lecture de la figure 1, en relation active avec un vidéodisque; la figure 5 montre une vue en perspective du support de l'aiguille selon l'invention; et les figures 6 et 7 montrent respectivement une vue en plan et une vue latérale de ce support de l'aiguille. La figure 1 montre une cartouche de lecture 10 avec un support en plastique 12 de l'aiguille (comme du polypro- pylène) selon l'invention La cartouche a un logement 14 en matière plastique moulée (comme du polystyrène) comprenant une paroi supérieure 16 reliant deux parois latérales espacées 18 et 20 Une aiguille de lecture 22 est disposée à une extrémité du support de l'aiguille 12 à un angle (comme 67,50) tel que lorsque l'aiguille est abaissée sur un disque posé sur la platine pour sa restitution, l'aiguille soit à une orientation appropriée vers la surface du disque (comme 850) L'aiguille de lecture 22 comprend une pointe en diamant qui est disposée à l'extrémité d'une tige en titane Les dimensions de la pointe de l'aiguille sont les suivantes: hauteur, 3 microns, largeur, 2 microns,et profondeur 5 microns La tige de l'aiguille en titane a environ 1,78 mm de long et 0,3 mm de diamètre Pour fixer l'aiguille 22 au support 12, l'aiguille est simplement enfoncée dans le support en plastique à l'angle souhaitée Les caractéristiques du support de l'aiguille 12 selon l'invention seront décrites en plus de détail ci-après. Le support de l'aiguille 12 est fixé rigidement à un bras tubulaire et léger 24 de l'aiguille en insérant l'autre extrémité du support dans le bras creux de l'aiguille, puis en sertissant l'extrémité du bras de l'aiguille sur le support Le bras de l'aiguille 24 comprend un tube en aluminium relativement raide d'environ 42 mm de long,d'un diamètre interne de 1,016 mm et d'une épaisseur de 0,051 mm. L'extrémité arrière du bras de l'aiguille 24 est suspendue à la paroi supérieure 16 par une suspension en caoutchouc 26 La suspension arrière 26 du bras de l'aiguille 24 comprend un morceau plat de caoutchouc ayant environ 9,525 mm de long, 3,175 mm de large, et 0,38 mm d'épaisseur. Un conducteur volant plan 28 en forme de ruban, déformé en un arc de compression, est connecté entre l'aiguille 22 et une partie formant saillie 30, intégralement moulée au boîtier 1-4 de la cartouche Le conducteur 28 forme la connexion électrique entre une électrode 32 montée sur l'aiguille, ayant environ 0,2 microns de profondeur et les circuits de lecture du tourne-disque abrités dans le chariot 50, que l'on peut voir sur la figure 2, quand la cartouche est dans le chariot Le conducteur 28 sert de plus à produire la force d'engagement aiguille/disque pendant la restitution Le conducteur 28 comprend un ressort plat à lame en cuivre ayant environ 28,6 mm de long, 0,635 mm de large et 0,0142 mm d'épaisseur. Une extrémité du ressort 28 est collée à l'aiguille 22 par un époxy approprié L'autre extrémité du conducteur 28 est attachéBà la saillie 30 de la cartouche par un rivet métallique 34 La longueur du conducteur 28 est telle qu'il ait tendance à expulser l'aiguille 22 de la cartouche quand le bras de l'aiguille est en position rangée, et telle qu'il produise une pression appropriée d'enga- gement aiguille/disque (comme 60 à 70 milligrammes) lorsque le disque est abaissé pour sa restitution. La cartouche 10 est pourvue de deux doigts plats de retenue 36 et 38 pour maintenir le bras 24 de l'aiguille contre une gorge 40 en V disposée dans une paroi 42 pendant vers le'bas, intégralement moulée au boîtier 14 de la cartouche. La cartouche 10 est installée dans un chariot 50 montré sur la figure 2 Lors de son installation, la borne 34 de la cartouche contacte une borne 52 d'un circuit de lecture 54. 2542899, Quand le couvercle 56 du chariot est fermé, deux pattes pendantes 58 et 60 qui y sont disposées détachent les doigts 36 et 38 de retenue de la cartouche pour libérer le bras de l'aiguille 24 Le chariot 50 est pourvu d'une boucle 62 en fil métallique pour bloquer le couvercle 56 à l'état fermé Un ressort à lame 64, fixé en dessous du couvercle 56, fait fermement reposer la cartouche 10 dans le chariot 50 à la fermeture. Dans le chariot 50 est abrité un mécanisme élévateur de l'aiguille 70 qui comprend une patte 72 de support du bras de l'aiguille qui est montée pivotante et un électro- aimant 74 Le bras 24 de l'aiguille repose sur la patte de support de l'élévateur 72 tandis que les doigts 36 et 38 de retenue de la cartouche sont séparés lors de l'insertion de la cartouche 10 dans le chariot 50 Quand l'électro-aimant élévateur 74 est actionné, un aimant permanent 76 attaché à la patte 72 estrepoussé pour forcer la patte à abaisser doucement l'aiguille 22 à travers une ouverture 78 dans le chariot 50 jusqu'à un disque monté sur la platine La demande de brevet US ci-dessus mentionnée de Brauer décrit un mécanisme élévateur de l'aiguille approprié de ce type. Un mécanisme extenseur de bras 80, placé dans le chariot , comprend un électro-aimant 82 et un aimant axial 84 qui est monté à l'intérieur du tube 24 du bras de l'aiguille. L'électro-aimant 82 de l'extenseur de bras créé des forces sur l'élément axial 84 pour provoquer des excursions d'avant en arrière de l'aiguille 22 de façon à annuler des erreurs cycliques de la vitesse relative aiguille/disque pendant la restitution Une description de plus détaillée du mécanisme extenseur de bras peut être trouvé dans la demande de brevet US ci-dessus mentionnée au nom de Taylor et autres. De plus, dans le chariot 50 est monté un mécanisme sauteur de l'aiguille 90 qui comprend un aimant perpendi- culaire 92 monté sur le bras de l'aiguille et deux bobines à air de Helmholtz 94 et 96 Quand elles sont excitées, les 2542899, bobines 94 et 96 déplacent l'aiguille 22 à travers le disque, par exemple pour une recherche visuelle rapide. Le brevet US N O 4 258 233 donnent des particularités du mécanisme sauteur de l'aiguille. Le chariot 50 est monté pour un mouvement de translation dans le tourne-vidéodisque 100 de la figure 3. Pour amorcer la restitution, l'élévateur de l'aiguille 70 est actionné pour abaisser l'aiguille 22 sur un vidéo 102 disposé sur une platine rotative 104 à la façon représentée sur la figure 4 Pendant la restitution, la platine 104 est entraînée en rotation à la vitesse souhaitée (comme 450 t/mni et le chariot 50 reçoit son mouvement de translation vers le centre du disque pour restituer les signaux préenregistrés sur le disque 102. L'intervalle vertical entre le chariot 50 et un disque monté sur la platine est tel que, quand l'aiguille 22 se déplace sur le disque, l'axe de l'aiguille soit disposé sensiblement perpendiculairement par rapport à la surface du disque A cette fin, l'aiguille 22 est attachée au support de l'aiguille de façon que l'axe de l'aiguille soit à l'angle souhaitée (comme 67,50) par rapport à l'axe du bras de l'aiguille. La caractéristique du support de l'aiguille 12 selon l'invention sera décrite en se référent aux figures 5 à 7. Le support de l'aiguille 12 est fait en polypropylène, qui est dopé de noir de fumée (comme 4 %) pour lui donner les caractéristiques dynamiques souhaitées, comme la souplesse, les propriétés de résonance et autres Le support 12 de l'aiguille est pourvu d'une surface 120 à son extrémité de l'aiguille, de façon que la surface soit agencée sensiblement perpendiculairement par rapport à la direction de l'insertion de l'aiguille dans le support Comme on l'a précédemment indiqué, l'aiguille 22 est fixée au support 12 en matière plastique en la forçant à traverser le support En prévoyant une surface à angle droit avec la direction d'insertion de l'aiguille, cela réduit la possibilité d'un glissement entre la pointe de l'aiguille et le support pendant l'insertion et à son tour cela réduit la possibilité d'un défaut d' elignement et de localisation de l'aiguille. Selon une autre caractéristique de l'invention, le support 12 de l'aiguille est pourvu d'une partie surélevée 122 pour guider le conducteur volant 28 de l'aiguille au loin du support à l'angle souhaité comme le montre la figure 4 Cette caractéristique du support 12 réduit la possibilité que le conducteur volant 28 ne colle au support quand le bras 24 de l'aiguille est élevé à l'intérieur de la cartouche 10, ainsi l'aiguille 22 ne peut être abaissée sur le disque Cet aspect de l'invention garantit également que le conducteur volant 28 s'écartera du support de l'aiguille 12 à l'angle souhaité à la façon montrée sur la figure 4 pour à son tour assurer la pression souhaitée aiguille/disque (comme 60 à 70 milligrammes). Selon une autre caractéristique de l'invention, le support 12 de l'aiguille est pourvu d'une découpe 124 dimensionnée et configurée de façon que la fréquence de résonance du support de l'aiguille se trouve vers l'extrémité supérieure de la plage des fréquences audibles (comme 20 Hz à 20 k Hz) Cet aspect de l'invention réduit la possibilité de la présence d'un bruit audible à la sortie des circuits audio du tourne-disque - Le support 12 de l'aiguille selon l'invention présente une caractéristique supplémentaire qui réside dans le fait qu'il a un épaulement 126 à son extrémité côté bras de l'aiguille qui place précisément le support dans le tube du bras de l'aiguille à la bonne profondeur. Selon un autre aspect de l'invention, la surface 120 d'insertion de l'aiguille, la partie surrélevée 122 du conducteur volant, la découpe de résonance 124 et la partie d'épaulement 126 se trouvent toutes du même côté 2542899. du support de l'aiguille pour faciliter la fabrication de celui-ci (comme moulage, fraisage et autres). Le support 12 de l'aiguille peut être pourvu d'un trou d' ajustage à pression à son extrémité de l'aiguille pour faciliter l'insertion de l'aiguille en diamant 22 dans le support Le trou de l'aiguille est dimensionné pour obtenir un ajustage à interférence entre l'aiguille 22 et le support 12. Le support 12 de l'aiguille selon l'invention est non seulement simple et peu côoteux mais il présente également les caractéristiques dynamiques souhaitées. R E V E N D I C A T I O N S 1 Support allongé d'une aiguille à une extrémité duquel est fixéeune aiguille en insérant ladite aiguille dans l'extrémité du support le long d'une direction qui est à un angle non perpendiculaire par rapport à l'axe longitudinal dudit support caractérisé en ce que l'extrémité dudit support ( 12) a une surface qui est sensiblement à angle droit avec la direction d'insertion de l'aiguille ( 22) dans ledit support. 2 Support selon la revendication 1 pour une utilisation avec un conducteur volant ayant une extrémité attachée à l'aiguille montée dans le support caractérisé en ce que ledit support a une partie surélevée à proximité de sa première extrémité pour guider ledit conducteur volant ( 28) au loin dudit support à un angle donné quand ledit conducteur volant est fixé à ladite aiguille. 3 Support selon la revendication 2 caractérisé en ce que la partie surélevée et la surface par o l'aiguille est insérée sont disposéesdu même côté du support de l'aiguille. 4 Support selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il est dimensionné et configuré de façon que sa fréquence de résonance se trouve vers l'extrémité supérieure de la plage des fréquences audibles. Support selon la revendication 4 caractérisé en ce que la disposition de la fréquence de résonance du support vers l'extrémité supérieure de la plage des fréquences audibles est obtenue en prévoyant une découpe dans ledit support du même côté que ladite partie surélevée et la surface d'insertion de l'aiguille dans ledit support. 6 Support selon la revendication 5 pour une utilisation avec un bras tubulaire de l'aiguille qui lui est fixé à son autre extrémité caractérisé en ce que ledit bras ( 24) est fixé à l'autre extrémité du support en insérant une extrémité dudit bras de l'aiguille sur l'autre extrémité du support jusqu'à ce que l'extrémité dudit bras vienne en abontement contre un épaulement disposé sur ledit support, et en sertissant -alors ladite extrémité du bras de l'aiguille sur ladite autre extrémité du support. 7 Support selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'épaulement est agencé du même côté dudit support que la surface d'insertion de l'aiguille, la partie surélevée et la découpe. 8 Support selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un trou à sa première extrémité en direction d'insertion de l'aiguille o est inséré ladite aiguille, ledit trou étant plus petit que la section trans- versale de ladite aiguille pour obtenir un ajustage à interférence entre l'aiguille et le support. 9 Support selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il est fait en polypropylène. 10 Support selon la revendication 9 caractérisé en ce que le polypropylène est dopé de noir de fumée. 11 Cartouche de lecture du type comprenant un logement protecteur, un bras allongé de l'aiguille ayant une extrémité suspendue dans ledit logement, caractérisée en ce qu'un support de l'aiguille selon l'une quelconque des revendications précédentes est fixé à l'extrémité libre dudit bras.