Brevet FR2721133A1 — publié le 19951215

I TETE OPTIQUE DE TYPE MINCE La présente invention concerne une tête optique, et plus particulièrement une tête optique de type mince pour accéder rapidement du rayon intérieur au rayon extérieur d'un disque optique, tel qu'un disque à lecture seule, un disque réinscriptible, et un disque effaçable. Contexte de l'invention Un dispositif à mémoire périphérique qui présente à la fois la rapidité d'accès d'un disque magnétique et la grande capacité de mémoire d'un disque optique a été développé. Les dispositifs à disque de la nouvelle génération doivent être des disques optiques, car ceux- ci présentent un transfert à haute vitesse et un accès aléatoire, une grande capacité de mémoire, une stabilité de stockage du support et une durabilité du support du fait d'un entraînement sans contact. Comme support de disque optique qui est soumis à un accès du rayon intérieur au rayon extérieur du disque, ainsi que dans la direction opposée, un disque magnéto-optique effaçable, ou un disque à transition de phase est souhaitable. SR 10683 JP/PV Une tête optique classique permettant d'accéder au disque optique est généralement structurée par empilement, dans l'ordre d'un moteur linéaire générant une force d'entraînement, afin d'accéder aux rayons intérieur à extérieur du disque optique, d'un chariot entraîné pour se déplacer dans la direction, d'un système optique monté sur le chariot pour projeter et recevoir un faisceau allant vers le disque optique et en provenant, et d'un actionneur destiné à actionner une lentille d'objectif afin de régler la focalisation et la poursuite sur le disque optique. Cependant, sa structure était un grand problème pour réaliser un accès à grande vitesse. Pour munir une tête optique d'un accès aléatoire à grande vitesse, d'une accélération élevée, etc., il est nécessaire de la déplacer à grande vitesse du rayon intérieur au rayon extérieur du disque. Pour augmenter l'accélération, il est nécessaire de réduire le poids du corps mobile autant que possible et d'employer un entraînement électromagnétique avec un circuit magnétique à haut rendement. Pour obtenir une tête optique plus mince, la structure d'empilement classique, dans laquelle le moteur linéaire, le chariot, le système optique et la lentille d'objectif sont empilés dans cet ordre, peut être remplacée par une structure parallèle telle qu'illustrée plus loin. Cependant, il est difficile d'obtenir un bon mouvement ou une bonne performance de transfert avec cette dernière structure, bien qu'elle puisse être mince par rapport à la première. Dans la structure parallèle, comme la position du support de la lentille d'objectif est décalée vers le centre de déplacement du chariot, le rapport CNR de reproduction du signal est abaissé, par suite de la tendance à ce que la position du support de lentille d'objectif SR 10683 JP/PV s'incline lorsque le chariot bouge. En conséquence, la tête optique ne réussit pas à lire correctement un signal d'adresse depuis le disque. La tête optique, dans la structure parallèle, peut être munie de deux systèmes d'entraînement, dont l'un est un moteur linéaire qui a une forte poussée pour entraîner rapidement du rayon intérieur au rayon extérieur du disque, et l'autre est un actionneur de poursuite et de focalisation dans lequel l'ordre de 0,1 pm est contrôlé pour avoir une poursuite précise sur l'excentricité du disque. Cependant, la tentative consistant à réaliser à la fois l'intégration de ces deux systèmes d'entraînement et une configuration plus mince a généralement conduit à une structure complexe et à une difficulté d'assemblage. De plus, la tête optique dans la structure parallèle peut provoquer un échec en condition de lecture, car le support de lentille est incliné dans la direction tangentielle par accélération du mouvement à grande vitesse à la fois de la rotation du disque et d'un moteur linéaire, lorsque le support de lentille pour l'actionneur n'est pas supporté par des éléments supports rigides. Résumé de l'invention En conséquence, un objectif de la présente invention est de fournir une tête optique de type mince pour accéder rapidement du rayon intérieur au rayon extérieur d'un disque optique. Un autre objectif de la présente invention est de fournir une tête optique de type mince qui présente de bonnes performances de fonctions de transfert. Encore un autre objectif de la présente invention est de fournir une tête optique de type mince dans laquelle un actionneur pour une lentille d'objectif est SR 10683 JP/PV soutenu de manière rigide afin de ne pas provoquer d'échec dans des conditions de lecture. Selon la présente invention, une tête optique de type mince comprend: un moteur linéaire comprenant un élément d'armature et un élément de stator, l'élément de stator étant prévu pour s'étendre entre les rayons intérieur et extérieur d'un disque optique, et l'élément d'armature se déplaçant sur l'élément de stator; un chariot fixé à l'élément d'armature pour se déplacer sur l'élément de stator; un miroir réfléchissant porté par le chariot, le miroir réfléchissant recevant une lumière collimatée depuis un système optique prévu extérieurement; un support de lentille pour maintenir une lentille d'objectif, le support de lentille étant fixé à des premières extrémités d'une pluralité de fils placés sur un côté du chariot, les autres extrémités de la pluralité de fils étant fixées au chariot, et la lentille d'objectif focalisant la lumière collimatée réfléchie par le miroir réfléchissant sur le disque optique: des bobines de focalisation et de poursuite fixées au support de lentille; et un circuit magnétique pour générer un champ magnétique agissant sur les bobines de focalisation et de poursuite afin de corriger les erreurs de focalisation et de poursuite, le circuit magnétique étant prévu pour s'étendre entre les rayons intérieur et extérieur du disque. Brève description des dessins La présente invention va maintenant être décrite plus en détail conjointement avec les dessins annexés, dans lesquels: SR 10683 JP/Pv Les figures 1A et lB sont des schémas explicatifs montrant des têtes optiques classiques, La figure 2A est une vue de dessus en plan montrant une tête optique dans un mode de réalisation préféré selon la présente invention, La figure 2B est une vue en coupe le long de la ligne A-A de la figure 2A, La figure 3 est une vue éclatée en perspective montrant des parties d'un chariot et d'un moteur linéaire sur les figures 2A et 2B, La figure 4A est une vue en perspective montrant la partie d'un circuit magnétique pour un actionneur de lentille d'objectif sur les figures 2A et 2B, La figure 4B est une vue en perspective montrant un système optique dans la tête optique des figures 2A et 2B comprenant une vue en coupe partielle du circuit magnétique de la figure 4A, La figure 5A est une vue en perspective montrant le système optique dans la tête optique des figures 2A et 2B, La figure 5B est une vue conceptuelle montrant le mouvement de la lentille d'objectif par rapport au chariot lors d'un accès à haute vitesse, et La figure 6 est une vue explicative montrant le détail d'une tête optique selon la présente invention. Description des modes de réalisation préférés Avant de présenter une tête optique de type mince dans un mode de réalisation préféré, les têtes optiques classiques susmentionnées vont être expliquées à l'aide des figures 1A et lB. Sur la figure lA, la tête optique classique de type empilement comprend un moteur linéaire 51 destiné à générer une force d'entraînement pour accéder du rayon intérieur au rayon extérieur d'un disque optique, un SR 10683 JP/PV chariot 52 entraîné pour se déplacer dans la direction, un système optique 53 monté sur le chariot 52 pour projeter et recevoir un faisceau allant vers le disque optique et en provenant, et un actionneur 54 pour actionner une lentille d'objectif afin de régler la focalisation et la poursuite sur le disque optique. Comme illustré ici, le moteur linéaire 51, le chariot 52, le système optique 53 et l'actionneur 54 de la lentille d'objectif sont empilés dans cet ordre. D'autre part, la figure lB montre la tête optique classique de type parallèle, qui comprend un moteur linéaire 51, un chariot 52, un système de miroir (miroir réfléchissant) 53A, un actionneur 54, et une lentille d'objectif 50 maintenue par un support de lentille (non représenté), dans laquelle l'actionneur 54 et la lentille d'objectif 50 sont placées sur le côté du chariot 52 pour réduire la hauteur Hi jusqu'à H2 par rapport à la tête optique de type empilement. Dans la tête optique de type parallèle, cependant, il existe un désavantage, en ce qu'une propriété de mouvement (propriété de transfert) est détériorée du fait de la structure, dans laquelle le support de lentille et l'actionneur 54 sont lourds et décalés du centre du déplacement du chariot 52. Cela conduit à la détérioration d'un rapport CNR de reproduction de signal par suite de l'inclinaison du support de lentille, rendant ainsi impossible de lire un signal d'adresse depuis un disque. Une tête optique de type mince selon le mode de réalisation préféré va maintenant être expliquée à l'aide des figures 2 à 5. Les figures 2A et 2B, la figure 3, et les figures 4A et 4B montrent un ensemble d'entraînement de tête optique de type mince destiné à accéder aux rayons intérieur et extérieur d'un disque 15. Un faisceau SR 10683 JP/Pv -7 collimaté 12 projeté depuis un système optique 11 fixé à l'extérieur, comprenant une source lumineuse lia, des séparateurs de faisceau llb et 11c, et un miroir réfléchissant lld, atteint un miroir 14 incliné à 45 degrés sous un support de lentille d'objectif 16, et y est réfléchi à 90 degrés, pour être focalisé sur la surface du disque 15 par une lentille d'objectif 50. Une bobine de focalisation 36 de forme rectangulaire et une bobine de poursuite 37 sous la forme d'un solénoïde sont prévues pour le support de lentille 16, lequel a une section transversale approximativement en forme de L. Le support de lentille 16 est supporté par quatre fils 17 fixés à une patte 33 en forme de L, supportée par un chariot 18 qui se déplace entre les rayons intérieur et extérieur. Le chariot 18 est de préférence placé de telle manière que le point central O d'une ligne entre un palier 20 en forme de V monté en rotation sur un arbre long 19, et un palier 22 en forme de V monté en rotation sur un arbre court 21, coïncide avec le centre d'entraînement du moteur linéaire. Dans le moteur linéaire, une bobine solénoïde rectangulaire 23 est fixée au chariot 18, et une culasse 24 est insérée dans la bobine 23, alors qu'un aimant permanent 25 est prévu sur une plaque de base 25. Deux paires de supports d'arbre longs 27, 28 et de supports d'arbre courts 29, 30 sont montés sur la plaque de base 25 pour supporter des arbres 31, 32. De plus, des supports de culasse 41 et 42 pour un circuit magnétique (décrit ci-après) qui entraîne le support de lentille 16 sont également montés sur la plaque de base 25. La bobine 23 est fixée à la partie centrale du chariot 18, et les arbres longs 19 équipés de paliers en V 20 et l'arbre court 21 équipé du palier en V 22 sont fixés sur les bords du chariot 18. La patte SR 10683 JP/PV angulaire 33 en forme de L, équipée d'un miroir 14 à 45 degrés qui coopère avec le système optique 11 fixé à l'extérieur, est fixée entre les arbres 19 sous le chariot 18. Quatre fils 17 sont fixés à la patte 33 et soutiennent le support de lentille 16. Quatre fils 17 s'étendent depuis le support de lentille 16, qui a une section transversale approximativement en L, et une culasse magnétique 35 est soutenue entre des fils supérieur et inférieur 17 par les supports de culasse 40 et 41. Une bobine de focalisation 36 est collée sur la face arrière du support de lentille 16, une bobine solénoïde rectangulaire 37 destinée à fournir une force d'entraînement de poursuite y est collée dessus. Une culasse 39 fixée avec un aimant 38 est insérée dans la bobine solénoïde rectangulaire 37 et est soutenue par les supports de culasse 40 et 41. Le circuit magnétique est formé de la culasse 35 et de l'aimant 38 fixé à la bobine 35, et le support de lentille est entraîné par la bobine de focalisation 36 et la bobine de poursuite 37 qui y est collée. Sur la figure 5A, le chariot 18 est fixé à la patte 33 en forme de L portant le miroir 14 à 45 degrés. Quatre fils 17 s'étendant depuis la patte 33 en forme de L supportent le support de lentille 16. La figure 5B montre que les quatre fils 17 sont transformés par la force d'inertie lorsque le chariot 18 se déplace. De là, on voit que le support de lentille 16 est incliné dans la direction de rotation autour de l'axe de focalisation (OF), mais pas dans la direction de rotation le long de la ligne tangente du disque. Ainsi, on comprend que l'inclinaison en rotation le long de la ligne tangente (OT) du disque, qui peut influencer la propriété de focalisation du faisceau focalisé en provoquant le décalage du centre de la lentille SR 10683 JP/PV d'objectif par rapport au centre du chariot, est réduite. Sur la figure 6, le détail de l'invention va être exposé de nouveau, des pièces identiques étant repérées par les mêmes numéros de référence que ceux utilisés sur les figures 2A et 2B jusqu'aux figures 5A et 5B. Comme il est clairement montré, le centre d'entraînement du moteur linéaire (l'un des éléments étant la bobine solénoïde 23) est repéré par la lettre "O", et le centre de gravité du support de lentille 16 fixé à la bobine de focalisation 36 et la bobine de poursuite 37 est repéré par la lettre G. De plus, il est montré qu'un point d'entraînement de focalisation de la bobine de focalisation 36 se trouve sur la ligne "L" joignant le centre d'entraînement "O" et le centre de gravité "G". En conséquence, l'avantage décrit précédemment est obtenu dans l'invention. Comme décrit précédemment, l'invention peut fournir la tête optique qui est compacte et légère pour accéder rapidement aux rayons intérieur et extérieur du disque optique. En particulier, la tête optique a la structure dans laquelle un système optique est prévu extérieurement, et l'actionneur ne comprend pas le circuit magnétique en tant que corps mobile. En conséquence, le poids du corps mobile est fortement réduit pour fournir une tête optique à accès rapide et structure mince. Bien que l'invention ait été décrite en se référant à des modes de réalisation particuliers pour une présentation complète et claire, les revendications annexées ne doivent pas être limitées ainsi, mais doivent être interprétées comme englobant toutes les modifications et constructions alternative qui pourraient être apportées par un spécialiste en la SR 10683 JP/PV matière et qui tombent dans le cadre des enseignements de base présentés ici. SR 10683 JP/PV REVENDICATIONS 1. Tête optique de type mince, caractérisée en ce qu'elle comprend: un moteur linéaire (51) comprenant un élément d'armature et un élément de stator, ledit élément de stator étant prévu pour s'étendre entre les rayons intérieur et extérieur d'un disque optique, et ledit élément d'armature se déplaçant sur ledit élément de stator; un chariot (52) fixé audit élément d'armature pour se déplacer sur l'élément de stator; un miroir réfléchissant porté par ledit chariot (52), ledit miroir réfléchissant recevant une lumière collimatée depuis un système optique prévu extérieurement; un support de lentille (16) pour maintenir une lentille d'objectif (50), ledit support de lentille (16) étant fixé à des premières extrémités d'une pluralité de fils (17) placés sur un côté dudit chariot (52), les autres extrémités de ladite pluralité de fils étant fixées audit chariot (52), et ladite lentille d'objectif (50) focalisant ladite lumière collimatée réfléchie par ledit miroir réfléchissant sur ledit disque optique: des bobines de focalisation (36) et de poursuite (37) fixées audit support de lentille (16); et un circuit magnétique pour générer un champ magnétique agissant sur lesdites bobines de focalisation (36) et de poursuite (37) afin de corriger les erreurs de focalisation (36) et de poursuite (37), ledit circuit magnétique étant prévu pour s'étendre entre les rayons intérieur et extérieur dudit disque. 2. Tête optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que: SR 10683 JP/PV ledit élément d'armature dudit moteur linéaire comprend une bobine solénoïde; ledit chariot (52) comprend une patte en forme de L ayant une partie verticale dirigée vers le bas et une partie horizontale, ladite partie verticale dirigée vers le bas fixant lesdites autres extrémités de ladite pluralité de fils (17), et ladite partie horizontale recevant, monté sur elle, ledit miroir réfléchissant; lesdites bobines de focalisation (36) et de poursuite (37) sont des bobines rectangulaire et solénoïde, respectivement; ledit circuit magnétique comprend des première et deuxième culasses allongées, et un aimant permanent fixé sur ladite première culasse allongée. 3. Tête optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que: un centre d'entraînement dudit moteur linéaire, un centre de gravité dudit support de lentille (16) fixé avec lesdites bobines de focalisation (36) et de poursuite (37), et un point d'entraînement de focalisation de ladite bobine de focalisation (36) sont positionnés sur une ligne horizontale commune. 4. Tête optique selon la revendication 2, caractérisée en ce que: ladite bobine solénoïde pour ladite bobine de poursuite (36) a un perçage à travers lequel ladite première culasse fixée audit aimant permanent est prévue pour s'étendre. 5. Tête optique selon la revendication 3, caractérisée en ce que: ledit élément d'armature dudit moteur linéaire (51) est soutenu par des premier et deuxième paliers, ledit premier palier étant placé sur un premier côté supérieur dudit élément d'armature, alors que ledit deuxième palier est monté sur un deuxième côté SR 10683 JP/PV inférieur dudit élément d'armature, et ledit centre d'entralnement dudit moteur linéaire (51) est positionné sur un centre d'une ligne joignant lesdits premier et deuxième paliers. 6. Tête optique selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite pluralité de fils (17) est au nombre de quatre. SR 10683 JP/PV