Brevet FR2547068A1 — publié le 19841207

La présente invention concerne un détecteur de. position pour élément optique. Les systemes à disque optique utilisent souvent un agencement à glissiere actionnée par moteur de manière à obtenir un positionnement radial du trajet d'une tête optique à deux axes à des fins de poursuite de piste. Afin de permettre un positionnement radial fin de l'objectif à éléments multiples de la tete optique, celui-ci est supporte sur son axe par une paire de ressorts à lame disposés de manière oppose dans la direction radiale.Un signal d'erreur de position indicatif de l'-écart du faisceau de lecturefecriture par rapport au centre d'une piste de données du disque optique du système est fourni comme courant de commande à une paire de bobines radiales d'un actionneur constituant une partie d'un ensemble magnétique disposé en un endroit contigu à l'objectif, avec le champ magnétique produit par le signal d'erreur appliquant à la lentille de l'objectif une force de correction de position radiale, ce qui se traduit par un positionnement fin de la lentille de l'objectif à une position hors axe sur le centre de la piste de données. On préfère que la lentille de l'objectif se trouve dans l'axe lorsqu'elle est centrée sur une piste de données. Cela est obtenu dans un système classique en contrôlant le courant de commande appliqué aux bobines radiales de l'actionneur qui sont associées à la lentille d'objectif et en utilisant l'amplitude du courant de commande pour produire un signal d~amplitude et de polarité appropriées pour application au moteur de positionnesent de trajet, d'ot il résulte que la tette optique est naturellement positionnée à un endroit où la lentille de l'objectif se trouve sur l'axe lorsqu'elle est centrée sur une piste de données.La largeur de bande à boucle fermée associée à ce mode de fonctionnement par contrôle du courant#de commande quelque# peu indirect est limitée par la largeur de bande mécanique du mécanisme, qui sera probablement de l'ordre de 10 à 20 Hz. De plus, le mode de fonctionnement avec contrôle du courant de commande ne maintient pas la lentille de l'objectif bien centrée, et ne fournit aucun mécanisme effectif pour la protection de la lentille de l'objectif et des ressorts à lame contre des accidents possibles avec les composants du voisinage lors d'accélérations ou de décélérations au cours de manoeuvres de positionnement de trajet. Selon la présente invention, la position radiale de la lentille de l'objectif de la tete optique à deux axes utilisée dans un système de disque optique est détectee optiquement, avec un signal de sens correct provenant de la détection optique appliqué au moteur de positionnement de trajet. Une telle détection optique est obtenue en fixant un dispositif inhibant la transmission de lumière, ci-après une plaquette, à la lentille de l'objectif dans une position. telle que cette dernière est située directement entre une source de lumière fixe et une paire de photodétecteurs lorsque la lentille de l'objectif se trouve dans l'axe ou position de repos.L'axe du faisceau lumineux émis par la source est transversal à la direction du mouvement radial de la lentille de l'objectif de sorte que, alors que la lentille est déplacée radialement par rapport à sa position dans l'axe, la plaquette cache davantage de lumière pour un détecteur que pour l'autre. Le signal différentiel, ou signal d'erreur, entre les signaux émis par les détecteurs est proportionnel au déplacement de la lentille par rapport à sa position dans l'axe, et le sens directionnel de la position hors axe est indiqué par le signe du signal d'erreur.Le signal d'erreur est appliqué au moteur de positionnement de trajet, d'où il résulte que la tête optique est naturellement positionnée à un emplacement dans lequel la lentille de l'objectif se trouve dans l'axe lorsqu'elle est centrée sur une piste de données. Le système optique de détection/positionnement décrit à une plus grande largeur de bande que les systèmes classiques, et fournit un meilleur centrage et une meilleure protection contre les accidents que cela est le cas des systèmes classiques, et permet en outre des temps d'accès pour recherche de piste plus faibles. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci joints dans lesquels La figure 1 est une vue de dessus d'une partie d'une commande de disque optique utilisant l'appareil de positionnement de lentille d'objectif de la présente invention; La figure 2 est une vue en perspective de la partie nouvelle de la commande décrite en figure 1; La figure 3 est une vue éclatée en perspective d'une partie de la figure 2; La figure 4a décrit le circuit de commande de la source lumineuse pour l'appareil de la figure 1; La figure 4b décrit le circuit générateur de signal d'erreur pour l'appareil de la figure 1. En liaison tout d'abord avec la figure 1, on a représenté une tête optique 2 et une partie d'un ensemble 4 formé d'une glissière de positionnement de trajet actionnée par moteur d'un système à disque optique. La tête optique 2 est accouplée d'une manière classique à l'ensemble de positionnement 4, d'où il résulte que l'ensemble 2 peut être déplacé radialement par rapport à un disque optique 6 (représenté seulement en partie) en réponse à des signaux de commande fournis au moteur d'entraînement (non représenté? pour l'ensemble de positionnement 4 de façon que l'ensemble optique 2 puisse naturellement être positionné par rapport à une piste désirée du disque optique 6. En liaison maintenant avec les figures 1 et 2, l'ensemble optique 2 est de préférence une tête à deux axes optiques, telle que la tête commercialisée par la société dite Olympus, constituée généralement d'une lentille.d'objectif 8 à plusieurs éléments qui est positionnée à l'intérieur d'un logement 9 de barrillet métallique comportant des sections cylindriques 10 et 11 de diamètres différents et d'un appareil pour le positionnement fin de la lentille d'objectif 8 dans la direction radiale afin de permettre à un faisceau laser de lecture/écriture (non représenté) projeté par l'intermédiaire de la lentille 8 de suivre une piste désirée du disque optique. L'appareil de positionnement fin de l'ensemble 2 comprend une paire d'aimants 12 disposés en étant opposés dans le sens du déplacement radial de l'ensemble 2, une paire de bobines 14 disposées en étant opposées,supportées par des barres conductrices magnétiquement 16, et une bague 18 en matériau ferromagnétique qui entoure la section 11 du logez ,t 9. L'ensemb ble 2 comprend également un appareil (non représenté) pour ajuster la lentille d'objectif 8 dans une direction perpendiculaire au disque 6 à des fins de focalisation du faisceau laser. Le logement 9 du barrillet est supporté à partir du dessous d'une manière classique par une paire de ressorts à lame flexibles de faible épaisseur 20 qui sont dispo- sés en étant opposés dans le sens du déplacement radial de l'ensemble 2. Les ressorts à lame 20 peuvent être en Br/Cu ou autres matériaux flexibles qui permettront à la lentille 8 de se déplacer dans la direction radiale en réponse à des forces magnétiques produites lors de l'excitation des bobines 14. On notera que le déplacement de la lentille d'objectif 8 en réponse à l'excitation des bobines 14 est indépendante du déplacement du reste de l'ensemble optique 2 à l'exception de la flexion des ressorts 20. Le rebord 15 entre les sections 10 et 11 du logemment 9 supporte un élément 19 qui constitue une partie d'un ensemble permettant d'assurer que la lentille d'objectif 8 est dans l'axe, c'est-à-dire dans sa position centrée d'origine, lorsque la lentille 8 est centrée sur une piste désirée du disque 6. L'élément 19 comprend une section 21 en forme d'anneau plat qui repose sur le rebord 15, une section avec bras 23, et une partie 24 formant plaquette qui est située dans le plan de déplacement radial de l'ensemble optique 2. La partie formant plaquette 24, qui doit être en matériau opaque, ayant de préférence une faible masse, est située directement entre une source lumineuse 26, telle qu'une diode électroluminescente, et des premier et second photodéteteurs 28 et 30 d'un détecteur bicellule 31.La source 26 et les détecteurs 28 et 30 sont supportés par une partie de l'ensemble optique 2 de façon à se déplacer avec l'ensemble optique 2; cependant, il est souligné que la lentille d'objectif 8 peut être déplacée dans la direction radiale par rapport la partie de l'ensemble optique supportant la source 26 et/ou les détecteurs 28 et 30. Plus spécifiquement, le support de la source 26 et des détecteurs 28 et 30 peut être effectué au moyen de montures rigides 32 et 34 reliées à l'un des aimants 12 ou de montures rigides fixées au chapeau protecteur (non représenté) qui se monte dessus et fonctionne comme partie intégrante de l'ensemble optique 2. Les détecteurs 28 et 30 peuvent être des cellules individuelles d'un détecteur bicellule classique, comme représenté ou des détecteurs séparés. La plaquette 24, la source lumineuse 26 et les détecteurs 28 et 30 ont une position relative telle que, lorsque la lentille d'objectif est dans l'axe, la lumière émise par la source 26 tombe de manière égale sur les détecteurs 28, 30 et le signal électrique différentiel apparaissant aux bornes 42 et 44 des détecteurs 28 et 30, respectivement, est nul. Comme l'axe de la lumière émise par la source 26 est transversal au sens de déplacement de la lentille d'objectif 8 et donc transversal au sens de mouvement de la plaquette 24, alors que la lentille d'objectif 8 se déplace radialement par rapport à sa position dans l'axe, la plaquette 24 a pour effet de faire tomber moins de lumière sur l'un des détecteurs que sur l'autre.Le signal différentiel ou signal d'erreur à la sortie d'un amplificateur opérationnel 36 du circuit générateur de signaux d'erreur de la figure 4b est proportionnel au déplacement radial de la lentille d'objectif 8 et le signe du signal d'erreur indique le sens de la direction de la lentille d'objectif 8 par rapport à sa position dans l'axe. Le signal d'erreur est appliqué d'une manière classique au moteur d'entrainement de l'ensemble 4 de posîtionnement de trajet qui agit dans un agencement à servo boucle fermée pour déplacer ensemble optique 2 dans une direction tendant à placer la lentille d'objectif 8 à sa position désirée dans l'axe lorsqu'il suit une piso te.En d'autres termes, l'agencement de positionnement de lentille d'objectif décrit selon la présente invention permet à un dispositif de positionnement de trajet de suivre le dispositif de positionnement fin, lorsque ce dernier suit une piste de données. On notera que le déplacement vertical de la lentille d'objectif 8, par exemple pendant la focalisation, n'aura aucun effet sur la position radiale de la plaquette 24 et comme tel n'affectera pas la détection de position radiale de la lentille 8 tant que la plaquette 24 sera suffisamment longue et mécaniquement parallèle à une direction verticale ou direction de focalisation. L'agencement de détection de position décrit présente plusieurs avantages opérationnels importants par rapport aux agencements de détection de position de l'art antérieur. Tout d'abord, l'agencement de détection de position décrit produira des signaux électriques ayant d'excellentes caractéristiques de temps de réponse pour la réaction vis-à-vis d'une servo-boucle fermée afin de commander le dispositif de positionnement de trajet de l'ensemble optique 2 de façon que la lentille d'objectif 8 soit dans l'axe même lors de la poursuite d'une piste ayant un désaxage ou déviation La largeur de bande asso ciée à l'agencement de détecteur décrit en suivant des déplacements aléatoires de la lentille peut être de 300 Hz, ce qui correspond au moins à une augmentation d'un ordre de grandeur par rapport aux détecteurs classiques Il en résulte que les temps d'accès au niveau du système qui sont plus rapides que ceux pouvant être obtenus avec des techniques classiques sont possibles par suite de la possibilité d'annuler et d'amortir électroniquement les ef frets de stabilisation à basse fréquence qui se produisent chaque fois que l'ensemble 4 à coulisse termine un positionnement grossier contrôlé de la tête optique 2. De plus, on obtient un meilleur centrage dans l'axe de la lentille de l'objectif, permettant une variation de sa position dans l'axe de - 20 microns pendant le fonctionnement, alors que les agencements classiques ne permettent que des variations de + 75 microns. D'un point de vue mécanique, la lentille 8 de l'objectif et les ressorts à lame 20 reçoivent une meilleure protection que dans les systèmes classiques contre d'éventuels accidents avec des composants du voisinage. Le signal d'erreur produit par le détecteur de position de lentille fournit, comme noté, d'excellents temps de réponse et par conséquent la lentille de l'objectif peut être maintenue sensiblement dans l'axe à - 5 microns pendant des accélérations ou décélérations rapides lors du positionnement de recherche de trajet. Un tel positionnement sensiblement dans l'axe de la lentille de l'objec- tif diminuera grandement les risques d'accidents, et permettra un fonctionnement prolongé lors de l'accélération pour recherche de trajet.On notera que le système de détection de position venant d'être décrit permet un fonctionnement à des accélérations pour recherche grossière qui s'étendent jusqu'aux limites du moteur de positionnement fin dans son aptitude à verrouiller la lentille, dans ce cas particulier de l'ordre de 3 g, alors que les techniques courantes de détection de courant pour réaction de position se traduiraient par des limites de l'ordre de 0,5 g ot le système massique des ressorts constitue le jeu de composants imposant des limitations. Dans le mode de réalisation préféré, la largeur "w" de la plaquette serait de 0,4 mm; la source lumineuse 26 serait un émetteur compact dit OP 124 fonctionnant avec un courant de commande d'environ 50 ma; le détecteur bicellule serait un détecteur dit SDC 9740; l'espacement entre la source 26 et les photodétecteurs 28 et 30 serait de 2,0 mm, et l'espacement entre plaquette et photodé- tecteur de 1,0 mm. L'agencement de détection de position pourrait être aussi utilise avec un système optique qui dirige un faisceau optique vers la position sur piste désirée au moyen d'un miroir tournant. Utilisé de cette manière, l'agencement de détection de position indiquera la valeur de la rotation du miroir par rapport à sa position normale. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Commande optique ayant une tête optique (2), un moyen de commande (4) couplé à la tête optique pour la déplacer par rapport à un disque optique (6) utilisé avec la commande, et un moyen de positionnement fin pour déplacer un composant de la tête optique par rapport à une position centrée normale indépendante du mouvement des autres parties de la tête optique pour placer le composant dans une position relative par rapport à une piste désirée du disque optique de façon que la lumière puisse suivre cette piste, caractérisée en ce qu'elle comprend - un moyen de détection pour fournir un signal indicateur de tout écart du composant par rapport à sa position centrée normale pendant le positionnement fin du composant, ce moyen de détection comportant un premier élément (24) qui se déplace avec le composant pendant le positionnement fin du composant et d'autres éléments (26, 28,30) qui restent fixes par rapport au premier élément lorsque le composant est finement positionné. 2 - Commande selon la revendication 1, où les autres éléments comprennent une source lumineuse (26) pour projeter un faisceau de lumière transversalement au sens de déplacement de la tête optique et une paire de photodétecteurs (28, 30) dans le trajet du faisceau lumineux, et le premier élément (24) est optiquement non transparent et positionné entre la source et les détecteurs de façon qu'une quantité égale de lumière provenant de la source lumineuse atteigne chaque photodétecteur seulement lorsque le composant se trouve à sa position centrale nor male.