NL8202451A - Optische inrichting. - Google Patents

Description

. ’ i t H3N 10.375 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabr ieken te Eindhoven "Optische inrichting".

De uitvinding heeft betrekking op een optische inrichting omvattende: een gestel; een axiaal beweegbaar objectief met een optische as; een parallelgeleiding voor de axiale bewegingen van het objectief; alsmede een electromagnetische aandrijf inrichting voor het objectief cm-5 vattende eerste, met het objectief verbonden en tweede, op het gestel geplaatste, aandrijfmiddelen die in een luchtspleet met een dwars op de optische as gericht magnetisch veld axiaal met elkaar samenwerken.

Dergelijke optische inrichtingen werden, in het bijzonder als focusseerinrichtingen voor het focusseren van een lichtbundel qp een op-10 tische plaat, in steeds grotere hoeveelheden toegepast» Een optische focusseer inrichting ten behoeve van een optische video-platenspeler is bijvoorbeeld bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4,021,101 (= PHN 7938) (herewith incorporated by reference). Bij deze bekende inrichting bestaan de aandrijfmiddelen uit een concentrisch om het ob-15 jectief geplaatste en axiaal permanent gemagnetiseerde ringmagneet en een weekijzeren juk met sluitplaten aan beide zijden van de ringmagneet en met een weekijzeren huls die is verbonden met één der sluitplaten en door een ringvormige spleet is gescheiden van de andere sluitplaat. De eerste aandrijfiniddelen bestaan uit een ringvormige spoel die met het 20 objectief is verbonden en zich beweegt in de ringvormige spleet van het weekijzeren juk. De genoemde huls bevindt zich in het centrum van de ringmagneet. De parallelgeleiding van het objectief bestaat uit een glijlagering. In de weekijzeren huls is een lagerbus bevestigd en het objectief is aangebracht in een vatting die in de lagerbus met geringe 25 speling op en neer kan glijden. De onderste weekijzeren sluitplaat is flensvormig en wordt gebruikt voor het bevestigen van de inrichting op een radiaal ten opzichte van een videcplaat beweegbare slede.

Onder "gestel" wordt in de onderhavige aanvrage dat deel van de inrichting verstaan dat dient voor de bevestiging van de inrichting 30 in een apparaat alsmede alle daarmede vast verbonden delen. Bij de bekende optische inrichting bestaat het gestel dus uit de ringmagneet en het weekijzeren juk, alsmede uit enkele aan de bovenzijde van het juk aangebrachte middelen voor het af schermen en electrisch aansluiten van 8202451 x * 9 PEN 10.375 2 het objectief. De tweede, pp het gestel geplaatste, aandrijfmiddelen oefenen via de luchtspleet magnetische krachten uit op de eerste, met het objectief verbonden, aandrijfmiddelen.

Aangezien het objectief over het algemeen een niet verwaar-5 loosbare massa bezit en in sotmige gevallen, zoals bijvoorbeeld bij videoplatenspelers, het objectief vrij snel langs zijn optische as heen en weer bewogen moet kunnen worden, zijn de genoemde krachten van een niet te verwaarloosbare grootte. Het gevolg is dat ook de cp de tweede aandrijfmiddelen uitgeoefende reactiékrachten van een niet te verwaar-10 loosbare grootte zijn. Het gestel van de optische inrichting kan zodoende mechanische trillingen ondervinden en overbrengen op het apparaat waarin de optische inrichting wordt toegepast. Dit kan om uiteenlopende redenen ongewenst zijn. Bij videoplatenspelers kunnen bijvoorbeeld andere optische inrichtingen aanwezig in de lichtweg in trilling gebracht wor-15 den hetgeen aanleiding kan geven tot overspraak tussen de verschillende optische inrichtingen.

De uitvinding verschaft een optische inrichting van de in aanhef vermelde soort waarbij een vermindering mogelijk is van de aan het gestel doorgegeven trillingen en wordt daardoor gekenmerkt, dat, in 20 axiale richting verende, dempingsmiddelen aanwezig zijn tussen het gestel en althans een deel van de tweede aandrijfmiddelen voor het dempen van door het genoemde deel van de tweede aandr ij fmiddelen op het gestel uitgeoefende axiale krachten. Bij de inrichting volgens de uitvinding zijn de tweede aandrijfmiddelen dus op het gestel geplaatst met 25 tussenvoeging van de genoemde in axiale richting verende dempingsmiddelen. De axiale bewegingen welke de tweede aandrijfmiddelen ten opzichte van het gestel en dus ook ten opzichte van het objectief kunnen uitvoeren leiden verrassenderwijze niet tot defocussering van het objectief. Dit wordt veroorzaakt door het feit dat het magnetische veld in de lucht-30 spleet dwars op de optische as gericht is en met de eerste aandrijfmiddelen axiaal samenwerkt. Kleine axiale verplaatsingen van de tweede aandr ijfmiddelen .leiden dus niet tot verandering in de samenwerking tussen de eerste en de tweede aandrijfmiddelen. In dit verband is een uitvoeringsvorm van de uitvinding van belang die tot kenmerk heeft dat het ge-35 stel is voorzien van een parallelgeleiding voer de axiale bewegingen van de tweede aandrijfmiddelen. Hierdoor wordt voorkomen dat de tweede aandrijfmiddelen cnverrichterzake ook andere dan axiale bewegingen zouden kunnen uitvoeren.

8202451 1 « % PHN 10.375 3

De reeds eerder genoemde bekende focusseerinrichting bezit, zoals reeds gezegd, een parallelgeleiding voor het objectief die bestaat uit een lagerbus. Bij toepassing van de uitvinding bij qp deze wijze uitgevoerde optische inrichtingen kan met voordeel een uitvoer ings-5 vorm worden gebruikt die het kenmerk heeft, dat de lagerbus vast qp het gestel is bevestigd en bestaat uit een niet magnetiseerbaar materiaal.

Door de lagerbus vast op het gestel te bevestigen wordt voorkanen dat de axiaal bewegende tweede aandrijfmiddelen veranderlijke wrijvingskrach-ten uitoefenen op het objectief. Het is dan wel van belang dat de vast-10 “ staande lagerbus bestaat uit een niet magnetiseerbaar materiaal omdat anders onvermijdelijk ook sterke, veranderlijke, radiale krachten qp de bewegende tweede aandrijfmiddelen worden uitgeoefend. De lagerbus bevindt zich namelijk in de nabijheid van de betrekkelijk sterke permanente magneet zodat ook de geringste afwijking van de positie van de lager-15 bus uit het magnetische centrum van de ringmagneet aanleiding geeft tot grote radiale krachten.

Het is gebleken dat het interessant kan zijn on, volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding, dempingsmiddelen te gebruiken die butylrubber omvatten. Deze soort rubber bézit namelijk uitstékende 20 dempende eigenschappen naast verende eigenschappen en is bovendien gemakkelijk in iedere gewenste vorm te brengen.

De reeds eerder genoemde bekende fccusseerinrichting kan met voordeel worden gemodificeerd tot een uitvoeringsvorm van de uitvinding die tot kenmerk heeft, dat de tweede aandr ij finiddelen in hun geheel door 25 het gestel verend worden ondersteund en dat de veerkrachtige dempingsmiddelen omvatten: bladveermiddelen die zijn verbonden met de tweede aandrijfmiddelen en met het gestel, alsmede rubber isolatiemiddelen tussen het gestel en de bladveermiddelen. Bij voorkeur wordt hierbij nog een uitvoeringsvorm gebruikt die tot kenmerk heeft, dat de bladveermidde-30 len bestaan uit een enkel uit één geheel vervaardigd bladveerorgaan met een aantal door uitgestampte spleten van het overige gescheiden afzonderlijke in hoofdzaak tangentiaal gerichte bladveren.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening waarin: 35 Figuur 1 een doorsnede is van een optische focusseer inrich ting (volgens de pijlen I-I in figuur 2) ,

Figuur 2 een bovenaanzicht is van de focusseer inrichting van figuur 1, 8202451 Λ w ΕΗΝ 10.375 4

Figuur 3 een doorsnede is van een andere focusseerinrichting (volgens de pijlen III-III in figuur 4),

Figuur 4 een bovenaanzicht is van de focusseerinrichting volgens figuur 3 en 5 Figuur 5 een gedeelte is van een doorsnede van de optische focusseerinrichting volgens de figuren 3 (en 4 en wel volgens de pijlen V-V in figuur 4).

De figuren 1 en 2 betreffen een optische focusseerinrichting voor een videqplatenspeler die een modificatie is van de optische focus-" 10 seerinrichting die bekend is uit het eerder genoemde Amerikaanse octrooi- schrift 4,021/101.

Een objectief 1, met een optische as 2, is axiaal beweegbaar voor het focusseren van een lichtbundel 3 op een roterende vLdecplaat 4. Het objectief wordt aangedreven door een. electranagnetische aandrijfin-15 richting die eerste aandrijfmiddelen omvatten, bestaande uit een ringvormige spoel 5 die met het objectief 1 verbonden is, alsmede tweede aandr ij fmiddelen die in een luchtspleet 6 met een dwars cp de optische as 2 permanent magnetisch veld axiaal samenwerken net. de spoel 5. De tweede aandr ij fmiddelen bestaan uit een concentrisch cm het objectief geplaatste 20 en axiaal permanent gemagnetiseerde ringmagneet 7 en een weekijzeren juk dat sluitplaten 8 en 9 bezit aan beide zijde van de ringmagneet en een weekijzeren huls 10 die is verbanden met de sluitplaat 8 en die door de ringvormige luchtspleet 6 is gescheiden van de andere sluitplaat 9.

Het objectief is aangebracht in een vatting 11..De parallel-25 geleiding voor de axiale bewegingen van het objectief cravat een lager bus 12 waarin de vatting 11 in axiale richting met geringe speling glijdend kan bewegen. De lager bus vormt éên geheel met een gestelplaat 13 waarmee de inrichting cp een slede 14 van de videqplatenspeler met behulp van een viertal boutjes 15 is bevestigd. De gestelplaat 13 en dus ook de lagerbus 30 12 bestaan uit een niet magnetisch materiaal, bijvoorbeeld uit aluminium of een koperlegering.

Tussen het gestel 13 en de tweede aandrij fmiddelen - zoals gezegd bestaande uit de ringmagneet 7, de sluitplaten 8 en 9, alsmede de huls 10 - zijn dempingsmiddelen aanwezig in de vorm van een laag schuimr 35 rubber 16. Deze laag is in axiale richting enigszins verend en heeft voorts dempende eigenschappen. Bij voorkeur bestaat de laag uit butyl-rubber dat uitstekende dempende eigenschappen bezit. Door de laag schuimrubber worden de door de tweede aandrij fmiddelen uitgeoefende axiale 8202451 PHN 10.375 5 krachten op het gestel gedempt. De sluitplaat 8, de laag schuimrubber 16 en het gestel 13 kunnen bijvoorbeeld door lijmen stevig met elkaar verbonden zijn. Radiale verplaatsingen van de ringmagnéet 7 en. het weekijze-ren juk warden hierdoor tegengegaan.

5 De optische focusseerinrichting volgens de figuren 3 tot en met 5 is eveneens een modificatie van een optische focusseerinrichting bekend uit het eerdergenoemde Amerikaanse octrooischrift 4,021,101. Het objectief 21 is in axiale richting beweegbaar volgens een optische as 22 en wordt aangedreven met een ringvormige spoel 23. Het objectief is gela-10 gerd in een lagerbus 24 die vast is verbonden met een gestel 25. Dit gestel is in zijn geheel in radiale richting, ten opzichte van een draai-ingsas van een videoplaat 26, transleerbaar. Hiertoe bezit het frame 27 van de videoplatenspeler waarin de optische focusseerinrichting is ingebouwd een tweetal geleidingsstangen 28 en 29.

15 Behalve de focusseerinrichting zijn nog een tweetal andere electrodynamisch bestuurde optische inrichtingen op het gestel 25 bevestigd, namelijk een tweetal zwenkspiegels 30 en 31. Deze zijn zodanig opgesteld dat een in een richting volgens de assen 28 en 29 door een laser uitgestraalde lichtbundel eerst door de spiegel 30 en daarna door 20 de spiegel 31 weerkaatst wordt cm daarna door het objectief 21 qp de videoplaat 26 te worden gefocusseerd. In de tekening is de laserbundel niet getekend en bevindt het objectief 21 zich in zijn ruststand, dat wil zeggen zo ver mogelijk naar beneden.

De op het gestel van de focusseerinrichting geplaatste tweede 25 aandrijfmiddelen bestaan, net zoals bij de inrichting volgens de figuren 1 en 2, uit een axiaal gemagnetiseerde ringmagneet 32, een sluitplaat 33, een sluitplaat 34 en een huls 35 die door een ringvormige luchtspleet 36 is gescheiden van de sluitplaat 33. In de luchtspleet 36 is een radiaal gericht permanent magnetisch veld aanwezig waarin de spoel 23 axiaal 30 aangedreven kan worden. De tweede aandrijfmiddelen, dat wil zeggen de ringmagneet 32 met het weekijzeren juk, zijn in hun geheel door het gestel verend ondersteund en de veerkrachtige dempingsmiddelen omvatten een viertal bladveren 37A tot en met 37D die zijn verbonden enerzijds met de tweede aandrijfmiddelen en anderzijds met het gestel en een aantal butyl-35 rubberen ringetjes 38, zie hiervoor in het bijzonder figuur 5. Door toepassing van nauwkeurig gelijke ringetjes ontstaat een vrij nauwkeurig gelijke demping op de vier hoeken. Hierdoor wordt voorkomen dat problemen zouden kunnen ontstaan door asymetrische demping. De bladveren 37A tot 8202451 ΡΗΝ 10.375 6 > m en met 37D behoren tot een uit één geheel vervaardigd bladveerorgaan 37 en zijn in hoofdzaak tangentiaal gericht en door uitgestampte spleten 39A tot en met 39D van het overige deel van het bladveerorgaan 37 gescheiden.

5 Behalve de twee in de tekening getoonde uitvoeringsvormen zijn binnen het kader van de door de conclusies gedefinieerde uitvinding nog velerlei andere uitvoeringsvormen mogelijk. De beide getoonde uitvoeringsvormen betreffen, zoals eerder reeds gezegd, modificaties van een bekende optische focusseerinrichting. Dezelfde principes kunnen even-10 wel toegepast worden in andere optische inrichtingen. Voorts is de uitvinding met voordeel toepasbaar bij andere focusseerinrichtingen die van de in de tekening getoonde focusseer inrichtingen verschillen met name voor wat betreft de parallelgeleiding van het objectief en de manier waarop de aandrijfmiddeleh zijn uitgevoerd. Zo is het mogelijk om de 15 uitvinding te gebruiken bij focusseerinrichtingen waarbij de parallelgeleiding van het objectief niet bestaat uit een glijlager maar bijvoorbeeld uit een verende ophanging van het objectief (men zie bijvoorbeeld het artikel "Control Mechanisms in the Philips" VLP "Record Player" van P.J.M. Janssen en P.E. Day, 1973, no. 7, pag. 190 tot 193 (here-2o with incorporated by reference)). Ook kan een electrodynamische parallelgeleiding aanwezig zijn, men zie hiervoor Aanvraagsters eerder ingediende maar niet tijdig gepubliceerde octrooiaanvrage 81 03 305 (PHN 10.095) (herewith incorporated by reference). Deze beide geschriften tonen ook andere uitvoeringen van de aandrijfmiddelen. Bij de focusseerinrichting 25 van het eerste geschrift bevinden de eerste aandrijfmiddelen zich aan de onderzijde van de inrichting, terwijl in het tweede geschrift een aantal verschillende inrichtingen wordt getoond en besproken met geheel anders gevormde aandrijfmiddelen. Het is ook mogelijk dat de eerste aandrijfmiddelen permanent magnetische delen omvatten en de tweede aandrijfmiddelen 30 een of meer spoelen omvatten. Eventueel kunnen in plaats van permanent magnetische middelen uitsluitend electromagnetische middelen gebruikt worden.

Het is gebleken dat bij een focusseerinrichting volgens de Figuren 3 tot en met 5 een aanmerkelijke vergroting van de tolerantie 35 van de inrichting voor verticale slingeringen van de positie van het videospoor op de plaat kan worden bereikt en wel met een factor van minimaal 10. De massa van het objectief is ongeveer 7,5 gr., de permanente magneet plus juk heeft een ongeveer zes a tien maal grotere massa. De 8202451

* -—\ V

PHN 10.375 7 2 .maximale versnelling van het objectief bedraagt ongeveer 100 rn/sec. , zodat reactiekrachten van ongeveer 0,75 N op de tweede aandr ij fmiddelen worden uitgeoefend..Het magnetische veld in de Lichtspleet is homogeen binnen een axiale slag van 3 a 4 ran.. De bewegingsamplitude van het objec-g tief bedraagt bij lage frequenties 0,5 tot 1,5 imu, voor hogere frequenties treden lagere amplitudes qp.

De bandbreedte van de automatische focusseerregellus bedraagt in een optische videoplatenspeler ongeveer 5 kilo Hertz. De bewegingen van het objectief veroorzaken een zekere geluidsdruk in een frequentie-10 gebied waarvoor het menselijk oor zeer gevoelig is. Afhankelijk van de constructie kan de uitvinding het belangrijke bijkomende voordeel hebben dat de geluidsdruk wordt verlaagd door de bewegingen van de tweede aandrijf middelen. Bewegen namelijk objectief en tweede aandrijfmiddelen in tegengestelde richting, dan zullen de geluidsdrukken ook tegengesteld 15 zijn en dus elkaar althans ten dele opheffen.

20 25 30 35 8202451

Claims (6)

1. Optische inrichting omvattende: - een gestel, - een axiaal beweegbaar objectief met een optische as, - een parallelgeleiding voor de axiale bewegingen van het objectief, 5 alsmede - een electrcmagnetische aandrijf inrichting voor het objectief omvattende eerste, met het objectief verbonden en tweede, op het gestel geplaatste, aandrijfmiddelen die in een luchtspleet met een dwars op de optische as gericht magnetisch veld axiaal met elkaar samenwerken, 10 met het kenmerk, dat, in axiale richting verende, dempingsmiddelen aanwezig zijn tussen het gestel en althans een deel van de tweede aandrijfmiddelen, voor het dempen van door het genoemde deel van de tweede aandrijfmiddelen op het gestel uitgeoefende axiale krachten.

2. Optische inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 15 het gestel is voorzien van een parallelgeleiding voor de axiale bewegingen van de tweede aandrijfmiddelen.

3. Optische inrichting volgens conclusie 1, van de soort waarbij de parallelgeleiding voor het objectief, een lagerbus omvat, met het kenmerk, dat de lagerbus vast cp het gestel is bevestigd en bestaat uit 20 een niet magnetiseerbaar materiaal.

4. Optische inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de dempingsmiddelen butylrubber omvatten.

5. Optische inrichting volgens conclusie 1, van de soort waarbij de tweede aandrijfmiddelen bestaan uit: 25. een concentrisch om het objectief geplaatste en axiaal permanent ge magnetiseerde ringmagneet en - een weekij zeren juk met sluitplaten aan beide zijden van de ringmagneet en met een weekij zeren huls die is verbonden met één der sluitplaten en door een ringvormige spleet is gescheiden van de andere sluitplaat 30 en waarbij de eerste aandrijfmiddelen een ringvormige spoel omvatten die zich beweegt in de ringvormige spleet van het genoemde weekij zeren juk, met het kenmerk, - dat de tweede aandrijfmiddelen in hun geheel door het gestel verend 35 worden ondersteund en - dat de veerkrachtige dempingsmiddelen omvatten: - bladveermiddelen die zijn verbonden met de tweede aandrijfmiddelen en met het gestel, alsmede 8202451 f > w- V PHN 10.375 9 - rubber isolatiemiddelen tussen het gestel en de bladveer-middelen.

6. Optische inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de bladveermiddelen bestaan uit een enkel uit één geheel vervaardigd 5 bladveerorgaan met een aantal, door uitgestampte spleten van het overige gescheiden, afzonderlijke in hoofdzaak tangentiaal gerichte bladveren. ia 15 20 25 30 35 8202451