专利名称:电气-光学的部件的制作方法
本发明涉及一个为扫描无机械接触的信息盘的电气-光学的部件，该部件包含至少含有一个光学元件的可动的光学系统;伸长的支撑装置，该装置可动地支撑着光学系统;以及一个电磁的执行机构，该机构由二个装置组成，第一个执行装置与第二个执行装置通过气隙而彼此在电磁上配合以使得被控状态的光学系统通过该气隙而移动。
上述型式的电气-光学的部件已知是象欧洲专利申请0077581(PHN10.145)(在此插入以作参考)的一种变型。这里描述的电气-光学部件是提供给一个转动光学盘的记录表面书写和/或读记录迹的搖臂部件用的，该光学盘上的读写记录迹是借助于用激光器所发射的射线束经过集聚以形成幅射光点。(在此附上欧洲专利申请0074313(PHN10.134)作为参考)。本光学系统包含一个由一些与框架刚性联接的透镜组合而成的复杂的透镜，它组成了电气-光学的部件的物镜。柔性的支撑装置包含有两个互相分开且基本上是平行的扁平片状弹簧，该弹簧的一端与可动光学系统相联接，另一端则刚性地固定于框架。此处“框架”理解为包括上述光学系统的整个光学采集系统的机座，该采集系统可以整个地装入所谓的搖臂部件的搖臂中。
光学系统是由片状弹簧支撑的，这样光学系统沿着系统的光学轴线可前后移动以保持幅射光点继续不断地聚焦于光学盘的信息结构上。为了使盘上的轨迹能夠在经向被跟随，也是借助于光学系统而驱动整个搖臂，这点意味着搖臂的迴转运动必须通过片状弹簧传递给光学系统。因此，片状弹簧须要满足有矛盾的要求。聚焦的运动不仅为了加速和減速光学系统的质量和环绕该系统的环形磁铁而要求能量，而且为了偏转弹簧也须要能量。为了使热的损耗极小化，这些热的损耗是消耗于安装在框架上的执行机构线圈中和消耗于光学系统的聚焦运动控制的伺服系统的放大器中，应当使用软的片状弹簧。为了把径向运动传给光学系统，则应当尽可能地使用硬的片状弹簧。以上意味着为了加速运动，片状弹簧必须是软的，但是在横的方向则片状弹簧又必须是硬的，可以使用薄而充分宽的片状弹簧来部分地满足以上要求。对片状弹簧的另外的要求是它们的质量必须最小和它们必须不和光学系统的运动频率共振。
本发明的目的是提供一个前节所规定的型式的电气-光学的部件，该部件尽量有效地满足加在支撑装置上所提到矛盾的要求。並且为此目的，本发明的特点是提供一个磁的予拉伸机构，该机构由两个予拉伸装置所组成，第一个预拉伸装置在框架上，第二个预拉伸机装置在光学系统上，这两个予拉伸装置通过空气隙而彼此在磁上互相配合，这里所说的予拉伸是在支撑装置的纵向方向。此予拉伸机构可以对横向方向的运动提供合适的阻力，卽使当使用薄的片状弹簧时也是如此。可以认为磁的予拉伸机构构成支撑装置的一部分，该支撑装置把光学系统可动的支托在框架上。支撑装置的力-位移特性可能受磁予拉伸装置的选择的影响，该磁予拉伸装置使可能得到更好的线性特性。
更可取地是本发明具体实现所使用的磁予拉伸机构的特征在于含有永久磁铁装置，因为永久磁铁装置不需要供给功率。但是在原理上也可以使用电磁装置或者电磁装置与永久磁铁装置的组合。一个优越的具体表现的特点在于予拉伸装置至少也是执行装置的一部分，于是这部分执行装置完成两个功能，使得仅只要求少量的附加部分或不再要求附加部分。
本发明的意义在于可以进行前些节所描述的全新的电气光学的部件改进型的开发。这种新的电气-光学的部件的改进型特征在于提到的柔性支撑装置至少包含一根金属线，为了在电磁上支撑可动的光学系统，该金属线对于弯曲具有低的阻力。
如前述所提到的欧洲专利申请0077581，可动的光学系统可以包含有例如具有一个光学轴的透镜系统。名词“透镜系统”在此理解为至少包含单个透镜的光学系统。当透镜系统由对于弯曲具有低阻抗力的金属线所支承时，可能需要采取预防该系统对于垂直于光学轴的轴线的倾斜。本发明的具体实现在这方面的优点在于支撑装置含有两对金属线，它们大体上横向于光学轴，第一对金属线伸展到透镜系统的第一端附近和第二对到透镜系统的第二端附近，並且每一对金属线按彼此成一定角度而安置。由支撑装置所提供的对斜倾的阻力是由于下述情况的结果，因为金属线彼此按一定角度而安置以及当光学系统倾斜金属线需要描述不同的弧线，光学系统仅当下述幅度的倾斜扭矩作用时才可能倾斜，卽超过必须克服在金属线中予拉伸強度扭矩极限的幅度。以上具体装置可以进一步特征化于第一对金属线在第一个固定点相遇;第二对金属线在第二个固定点相遇，並且两个固定点是彼此分开的和伦于透镜系统的中枢轴上，该轴线是与透镜系统光学轴线平行的。因此，如果每边也使用两根金属线，则只需要两个固定金属线的点。此外，透镜系统沿着圆弧运动，这就使得部件的静止的部分有可能在制造工艺方面进行优化。与平行的金属线方案相比较，现在安排结果的进一步优点是透镜系统对于交切于光学轴和垂直于中枢轴的不希望的迴转运动具有高的阻抗力。这点将在今后更全面地解释。
前面提到欧洲专利申请00721131所描述的大家知道的搖臂部件，为了搖臂要求使用一个昂贵的支撑装置，並且为了支撑搖臂上的透镜系统还附加需要一个支撑装置。在刚才提到专利申请00721131所描述的措施使得搖臂部件可以持续不断地跟随轨迹的径向振盪，仅借助于一个伺服系统(称为“单级向服系统”这些振盪发生在每个循环。这点意味着相对于搖臂的径向方向不能分别地控制透镜系统。为了快速追踪，整个搖臂与伺服迴路合为一体。搖臂部件的动态带宽必须遵守严格的要求，很困难才能满足这个要求。本发明使得可以用具有非常高的带宽和更少数量的元部件的电气-光学的部件完全取代已知的搖臂部件。为此目的而使用本发明另一具体实现，该实现具有上面提到的具体实现的特色性能，另外的特点在于透镜系统可以绕着旋转轴沿一段圆弧施转，它的弦长至少要等于需要读出的信息盘的环形信息面积的径向尺寸，第一个执行装置沿着曲率中心位于旋转轴的弧线而延伸並且与第二个执行装置通过空气隙而互相配合，该空气隙至少对于透镜系统的旋转位置基本上是常数，不管透镜系统的旋转位置。借助于本发明的这一具体实现，不使用经向的伺服控制的可动部件，就可以对转动光学盘进行完全地扫描，这一具体实现仅只包含一个透镜形式的可动部分，该透镜系统是由处于予拉伸状态的金属线所支承，该予拉伸则应和金属线並无接触。
本发明也可以在不同型式的电气-光学的部件使用上得到好处，例如象美国4，021，101(PHN7938)(在此插入作为参考)所描述的。在这种大家知道的电气-光学的部件中，透镜系统借助于装于永久磁铁定子的环形空气隙中的可动线圈沿着光学轴前后移动。为了跟随转轴光学盘的轨迹，上述闻名的部件可以与一个或二个旋转反射镜组合起来使用，这些反射镜分别用作跟踪在径向的幅射光点的轨迹，和用作通过在切线方向移动幅射光点提供计时误差的补偿。这种大家知道的部件可以这样来改进，借助于利用本发明的一个具体实现省去旋转反射镜，此具体实现特点在于支撑装置至少包含三个相等长度的金属线，这些金属线在空间上是与光学轴平行且分开的。金属线可以安排在透镜系统的下边，其目的是使予拉伸装置在向上的方向与重力方向相反负担透镜系统。这样被向上方向承载的透镜系统就不仅可以沿着光学轴运动，而且也可以在垂直于光学轴的方向借使用合适的电-磁执行装置来高频的运动。
已经发现，为了按照本发明把金属线很快地安装于电气-光学的部件，使用上一小段所描述的具体实现可能是有利的，在那里所提到的金属线成为支撑装置的一部分，这些支撑装置都形成为单个金属线连续长度的一段。在这种方式下，在组装时就不要求控制金属线的分段长度。
为了得到对弯曲具有很低阻抗的金属线，但是它是足夠坚固的，本发明的一个具体实现可以被用来达到上述目的，它的特点在于该金属线或者每个金属线包含一个复杂分段纤维。在这方面，如果金属线至少含有第一型式或第二型式的纤维，则将是感兴趣的，第一种型式纤维是由适合于传输信息信号的材料制成，第二种型式纤维则是由比第一种材料更少弹性的材料制成。如果可动的光学系统也包含电子装置或者通过光学纤维接收光射束，就更感兴趣了。
金属线在纵向方向具有非常低的弹性是很重要的。更倾向于金属线由比钢更高的弹性模量的材料构成。例如，可以表征本发明所提到的材料是碳氢聚合物。通过使用由“凯夫拉尔49”材料制成多纤维导线而得到优良的结果，在商业上可以从内穆尔杜邦公司得到该材料。这种材料是芳香族聚酰胺。另外的例子是可以从亚克卓B.V得到的“ARENKA”材料。其它有希望与合适的材料是，例如，多聚一次苯基-对苯二甲酸盐(Poly Para-Phenylene-terephthalafe)和超強聚乙烯纤维，后者由一家制造厂家宣布但还在商业上尚未可利用。材料“KEVLAR49”把很高拉伸強度的材料与比钢低五倍的(1.4代替7.2kg/cm3)某种物质相联合，从而差不多具有一倍半拉钢的弹性模量。这种材料已有直径大约为12微米的纤维可利用，该纤维适合于制造具有极低的弹性所要求的厚薄。
本发明的一些具体实现，现将更细致地描述如下，作为例子，参照着图，其中图1是从图2中的Ⅰ-Ⅰ线切开后放大比例的剖视图，也是电气-光学的部件的剖视图，其中可动透镜系统是支承在予拉伸片状弹簧中。
图2是图1所示部件的顶视图。
图3是表示图1所示的电气-光学的部件的可动透镜系统的轴向位移X与要求这个位移所需要的轴向力F之间的关系图。
图4是部件分解透视图，是放大比例尺划的，表示可动透镜系统用对弯曲低阻抗的细金属线所支承，作为图1所示电气-光学的部件的另外的一部分。
图5是光学声频盘的平面图，差不多按全比例尺划的，不连续线表示的是某些相应于下面所说的与本发明相一致的电气-光学的部件的一个具体实现的盘的主要部分的轮廓线，该具体实现可以在盘的表面所感兴趣的整个面积上进行扫描。
图6是电气-光学的部件的平面图，该部件是与图5所表示光学盘联合使用的。
图7是在图6中从Ⅷ-Ⅶ线所截取的电气-光学的部件的剖视图。
图8是图6和图7所示的电气-光学的部件的前视图。
图9是本发明的第三个具体实现用放大比例尺划的剖视图。
图10是图9中所示的电气-光学的部件的平面图。
图11是图9和图10所示的部件的某些部分的分解透视图，用来表示所用的线圈的安排，並且图12是本发明打算为图5的光学盘所用的第四个具体实现的透视图。
图1和图2所示的电气-光学部件是前面提到的欧洲专利申请0057581(PHN10.145)所描述的部件的改型。该部件用作读取信息盘1，该盘由透明基片2以及反射层3所组成，反射层3是按照信息模式复盖在基片2的表面，例如，该盘可以是光学声频盘或者视频盘。该部件包含外框4，而外框由管子4A以及按装在这个管子上的单元4B所组成。4B单元支承一个可动的透镜系统5，而系统5组成了物镜的可动部分。从图2可见，系统5包含着透视6以及另外一些未在图中示出的透镜。该部件亦包含两个固定的透镜7和8，以及两个分劈射线的透镜9A和9B。半导体激光器10发射一个光束11，该光束11由透镜系统聚焦在盘1的信息表面形成一个光点12。被反射层3所反射和被信息盘调制过的光束作为光束13被反射向半导体二极管系统14，作为光束13反射是通过分劈射线透镜9A和9B之间反射表面来达到的。
透镜系统5是通过柔性伸长的支撑装置可动地联向框架4A，该支撑装置由片状弹簧15和16所组成。这里的电-磁执行机构是为了控制透镜系统的运动而提供的，该电磁执行机构由两个执行装置所组成，第一个执行装置是以线圈17A的形式装在框架上，第二个执行装置是以环形磁铁17B装在透镜系统上。这两个装置通过空气隙18而彼此在电磁上互相配合。在电磁执行机构帮助下，有弹性地被支承的光学透镜系统5可以形成沿着光学轴19的被控运动，而这种运动是为了聚焦光点12在盘1的信息表面。
片状弹簧15和16被予拉伸，卽在张力上受予应力，在径向方向的予拉伸是借助于上面提到装在框架上的环形磁铁20形式的第一个予拉伸装置和装在透镜系统上的环状磁铁17形式的第二个予拉伸装置。此两个予拉伸装置通过空气隙18而彼此在磁上互相配合。环状磁铁17B是轴向磁化成上下两端区域为南极S而在中央部分的一个区域磁化成北极N。环形磁铁是按照片状弹簧的径向方向磁化的。如象图2中所标出的字母N和S，环形磁铁20的一端为北极区域和相反的一端为南极区域。由于上述的结果，北极一端给环形磁铁17B施加一个推斥力並且南极一端则给环形磁铁17B施加一吸引力，以上两力在片状弹簧中形成予拉伸。
环形磁铁20虽然整个环是由可磁化的材料做成但是仅局部磁化，其目的是使得整个环在磁上与环形磁铁17相配合。这点影响加到为聚点目的的透镜系统5上的力。以上可由图3来解释。该图表示一个XOF系统的座标轴以及三条曲线21、22加23。曲线21的图形表示为了偏斜片状弹簧15和16一个轴向位移X以及相应于此X位移所要求的轴向力F之间的关系。对于小的位移，可以把表示力F的线21看作直线。曲线23的图形表示轴向位移X和由于环形磁铁20和环形磁铁17相互磁上的作用而加到可动系统5上的力之间的关系。最后由执行机构产生而作用于可动的透镜系统所须服从的电磁力是由曲线21和23相加结果形成的曲线22，这样为聚焦所需要的轴向力就小于没有环形磁铁20的情况。
图4中所示的元部件可看作图1和图2中所示部件的上部分的替换方案。它包含装在管子4A上的单元21。该部件进一步由带有透镜23的可动透镜系统，伸长的柔性支撑装置24和25，以及电磁执行机构26所组成。电磁执行机构26包含有以聚焦线圈26A1和两个追迹线图26A2。形式的第一个执行装置。同时还提供以装在透镜系统21上的两个环形磁铁26B为形式的第二个执行装置。磁的予拉伸部件包含有第一个予拉伸装置27，27由平板27A和二个软条27B所组成。装置在透镜系统上的第二个予拉伸装置包含有环形磁铁26B。
单元21是由诸如铝或者塑料等不可磁化的材料所制成的，它包含有四个朝上伸起的蕊柱28。两个追迹线圈26A2各自装在两个蕊柱之间，例如用适合粘合剂来装。线圈26A1是围绕着蕊柱28来安装的，並且也是用粘合剂来联结的。予拉伸装置27也是用粘合剂来固定的。
透镜系统的支撑装置由两对支承线24、25组成，它们至少大体上是垂直于可动透镜系统22的光学轴而伸展的。第一对支承线24邻近于透镜系统的第一端而伸展和第二对支承线25则邻近于该系统另一端(或第二端)而伸展。24、25每一对的两根支承线做成互成α角。第一对线24相遇于第一连接点30而第二对线25相遇于第二连接点31。这两个连接点是位于透镜系统中框轴上而彼此在空间上是分开的，该中枢轴是与透镜系统22的光学轴25平行伸展的。单元21有一个槽缝位于围壁33中。该槽缝与光学轴29平行伸展。支承线24和25伸出槽缝並且在连接点30和31的位置上用粘合剂固着于围壁33。分具有相同的极。由于存在追迹线圈26A2，物镜不仅沿着光学轴29可动而且也可绕着中枢轴32在电气上完成控制旋转运动。这点是区别于图1和图2所示的部件，在该部件中透镜系统5只能完成沿着光学轴19的运动。这就使得图4所示的部件可能安装于一个搖臂中或者安装在一个滑动装置中，该滑动装置可以在光学盘的转动轴的径向移动，从而大致上跟迹扫描的轨迹。轨迹在径向位置的小偏差可以由透镜系统22绕着旋转轴32的校正运动而得到跟随。
支承线24和25彼此分别相对地倾斜安排具有重要的附加优点，这个附加优点是与象图1-2中片状弹簧15和16卽在一对中彼此是平行伸展方式比较来说的。在图1-2中，轴84与光学轴在相交处成直角並且与片状弹簧15和16平行伸展，当透镜系统围绕轴84倾斜时，片状弹簧承受弯曲阻力。在图4中，当透镜系统围绕着相应的轴85而倾斜时，四根线中的两根线(一根上面的线，另一根不平行于该线的下面的线)经常承受张力。这是由于有关支承线连结到透镜系统的质点运动的方向並不垂直延伸于支承线。另外两根线将不得不承受相等但相反于上述张力的压应力。因为支承线被予拉伸，借予拉伸装置在该两根支承线中所产生的张力增加了，並且在另两根支承线所产生的张力则減少了。因为支承线对弯曲的抗力低从而不能承受任何压应力，当所加的倾斜力矩达到这样的幅度以致在两根线中的张力減到零时，透镜系统就可以绕着轴85而倾斜。所要求的极限力矩的幅度决定于加到支承线予拉伸力和角度α的大小。如果支承线是平行的，在原则上要求极限倾斜力矩是零，从而对倾斜完全没有抗力。
在图1-2中，如果片状弹簧15和16不是平行放置而是例如象图2中破折线所示另外两个弹簧则从上文可以明显得出该部件就得到改进。与透镜系统5相远离的一端卽这些弹簧的尾端可按排成它们不会聚，而如所示的它们是岔开的。
如上文所解释的对倾斜阻抗的改进也可以在截然与本发明相反的部件中得到，该部件不包含予拉伸装置。例如，如果省去环形磁铁20，在图1-2所示的部件中改进得到保持。使用不同的弹簧来代替片状弹簧是可能的，例如，用圆形横截面的弹簧。对于张力和压力的阻抗通常是比对弯曲的高，这是因为支撑装置的长度和对比它们的厚度来得大。
图5到图8表示该发明的一个重要的具体实现。该电气-光学的部件对于透镜系统的支撑安排类似于图4所示的部件。然而，原理上它是旣适合于径向追踪也适合于执行在径向方向所要求的校正运动。它包含具有光学轴36的透镜系统35，以及透镜系统的支撑装置，该装置由安排成对並与光学轴横截地延伸支承线37和38组成，第一对37延伸邻近于透镜系统35的第一端而第二对38邻近于第二端。每对线彼此做成β角度。第一对线37在框架41的立柱40上点39处相连接。第二对线38在立柱40上点42处相连接。这两个连接点在透镜系统的旋转轴43上是彼此分开的，而该旋转轴与透镜系统35的光学轴36平行伸展。並不是需要严格要求每对支承线之间的角度都是同样的β。有时，这两个角度值不同可能是有利的或者是需要的。在本具体实现中，透镜系统除了透镜44和可能的其它透镜处还包含一个幅射源和所有其它的光学的和光-电子部分，而这些部分是为集中和聚焦幅射线45以形成幅射光点46以及接收在光学盘47上信息所调到后反射回来的幅射波並把这个信息转变成电调制。透镜系统35可以包含出现在象图1-2所示的部件中的那些部分。透镜系统35从而可看作一个可动的积成的电气-光学的扫描单元。它绕着旋转轴43沿着弧48是可旋转的，从图5可见弧48的弦49长度至少等于待读的信息盘47上环形信息面积50的径向尺寸。因此透镜系统可以沿着要读的信息所需要整个迹径而运动。借助支承线37、38的支承是唯一所要求的支撑装置。这个安排旣可以沿着光学轴36的聚焦运动，也可以产生为了跟随盘上的轨迹围绕旋转轴43的旋转运动。
执行装置51包含有第一个执行装置51A，它是安装在框架41上，延着一个弧形伸展，这个弧线的中心在旋转轴43上。第二个执行装置51B和第一个执行装置经过一个空气隙53相配合，空气隙53至少基本上是一个常数，不管透镜系统35的旋转的位置如何。
第一个执行装置51A包含有4个弓形的软铁条51A1到51A4和两个软铁边平板51A5，这个平板相对于旋转轴43径向延伸。第一个执行装置还包含着两个永久性磁铁51A6和51A7，这两个磁铁对于旋转轴43被径向地磁化。第二个执行装置51B包含有两个十字准线安排的线圈，这两个线圈51B1和51B2分别安装在透镜系统35上。磁铁51A6和51A7的磁化方向由大写字母N和S被标注在图6和7上，分别象征着北极和南极。透镜系统35由两个线圈供同相的能，沿光学轴36驱动。围绕旋转轴39的旋转运动在线圈中供反相的能就可以得到。
为了支承线37和38同透镜系统35的连接，后者提供4个支柱螺栓54。用合适的粘合剂，支承线同这些螺拴牢固地连接起来。框架的柱子40的两端具有槽缝，在这两个槽缝中支撑线也是粘合剂固定的。
磁化的予拉伸元部件包含第一个予拉伸装置，它是在框架上的铁条51A2，该铁条形成了第一执行装置的一部分，第二个予拉伸装置是永久性磁板55的形式，这个板在透镜系统35上。这些装置通过它们之间形成的空气隙磁性地相互合作，因此支承线37和39在一个与支承线无接触的方式下被纵向拉伸和39在一个与支承线无接触的方式下被纵向拉伸。
图9和图10所示的该发明的具体实现是美国专利指示书，4，021，101，所指叙的一种光电装置的改进(这里同时画出以供参考)。本图由底版56和圆柱形螺母57组成，可移动的光学系统包含一个透镜系统58，而透镜系统58仅包含一个光学元件59。这一元件是以一个非球面透镜用于对光束60进行聚焦来形成光点61，以对光学盘63的信息表面62中所含的信息进行扫描。这个透镜有一个光轴61。
透镜系统还有为透镜59服务的配件64。通过4根可柔支承线65，系统由支架66可移动地支承着。
电磁执行机构67由第一执行机构阻尼器67A1及67A2和第二执行机构阻尼器组成，第一阻尼器是反轴向磁化的二个永久磁环，第二阻尼器是二个通过圆气隙同磁环配合的线圈组67B1及67B2。支承线65通过第一和第二予拉伸装置予拉伸，这两个予拉伸装置通过气隙相配合並由执行磁极67A1及排列在螺帽69和执行磁极67A1内的铁磁环68组成。在执行机构的协助下光学系统58沿传递轴XX和ZZ可移动，见图11。为把光点61聚集在信息表面62上，整个透镜系统沿图11中轴向的光轴77也是整体可运动的。为了这一目的，支架66排列在圆柱形配件71内，71在配件57内是轴向可滑动的。配件71的上端装配有运载环形聚焦线圈73的法兰盘72。聚焦线圈在一个永久磁定子的圆形空隙中轴向可运动的，该定子由轴向磁化的圆形磁极74，端盘75及76和中心部分77所组成。
支承线组65长度相同，其延长线同光轴70相平行。因此XX方向及ZZ方向的小幅度运动可看作平移。通过图9及图10所示的光电装置，幅射光点61可以自动保持聚焦在信息表面62上，而且通过透镜系统58，也可以实现为校正相对于轨迹的位置及轨迹中的计时误差所必需的XX及ZZ方向的快速校正运动。
除了永磁性予拉伸装置67A1及68以外，还配备有电磁予拉伸装置。这些装置由环形予拉伸线圈82和两个执行磁极67A1及67A2组成。予拉伸线圈82使支承线组65受到幅度取决于所加电流的张力。予拉伸线圈同聚焦线圈73串行排列，其大小可以使得透镜系统沿光轴方向的加減速运动完全或几乎不引起支承线组65中张力的变化。透镜系统58施加在支承线轴上初始力的变化所引起的支承线组中予拉伸力的变化从而可以得到几乎相同幅度的反较正补偿。结果尽管透镜系统沿光轴方向进行快速聚焦运动，支承装置中的予拉伸並不变化，起码变化的幅度可以減小。这是前面提到的欧洲专利申请号83201437.7(PHN10.583)(这里同时附上以供参考)(这一专利还没有发表)申请者的主题原理的应用。
从理论上讲铁磁环68可以省去，这样支承线组中的予拉伸力可以由电磁予拉伸装置独立产生。这样予拉伸线圈82便不可以在没有专门措施的情况下同聚焦线圈串行排列。这是由于予拉伸线圈中所加的电流应含有直流成分以在支承线轴65中产生永久予拉伸，它也含有交变成分以产生校正力，交变成分施加在上述直流成分上，它也是聚焦线圈中电流的一个功能。
本发明的一个具体实现中，透镜系统支撑装置包含有复杂支承线，例如在图4到11所示的具体实现中，有时可以用单个连续长度的支承线形成所有的支承线。由此支承线的按装可以相当地简化。在图4中，曾去作出努力以表示支承线24和25可以用单个长的线78来形成，该线的两头为79和80。安装在光学系统22上的支承线78表示成破折线。支承线78那些不形成支撑装置24和25的部分用适合的粘合剂固定于光学系统22上。已经被证明用这种方式，支承线24和25可以很快的用简单工具做成。支承线24的尾部和支承线25位于固着点31地方的迴路部分81都用粘合剂固定到围壁33的槽缝34中。在图5到8的具体实现中，支撑装置是用同样的方式来构造的。
为了最佳的适应性，支承线是由复杂分段纤维线制成。已经取得图4所示的具体实现中使用由芳香聚酰胺制成的支承线的一些经验，该聚酰胺材可从Du Pont de Nemore以商业名称“KEVLAR49”获得。每个纤维的直径是12微米，並且支承线78的长度包含有10个这样的纤维。对图中所示的具体实现，没有指出电信号或光信号在部件的可动部分和固定部分之间可以怎样地传输。有时，如在图5至8所示的具体实现中，需要给部件的可动部分供给电功率。部件的可动部分借助于运动的支承线可以与固定部按普通方式连接起来，也可以借助具有电导体的模式的柔性薄片来连接的。在图1和图2所示的具体实现中，支撑装置由金属片状弹簧15和16给成，线圈17B可以由通过弹簧加给的信号来驱动。如果支撑装置由复杂纤维的支承线组成，使用第一种型式和第二种型式纤维是可能的，第一种型式纤维是由适合于传输信息信号的材料做成，第二种型式纤维是用比第一种纤维更小弹性的材料做成。第一种材料，例如，为了传输电信号或电流可能是金属，为了传输光信号可能是光学材料。这些材料的高弹性对于支撑光学系统是没有作用的，因为支撑功能是由第二种材料的纤维所提供。
本发明的具体实现中更倾向于支撑装置包含支承线，这些线是用弹性模量高于钢的材料制成的。更可取的，这个材料是碳烃聚合物，象前面提到的“KEVLAR.49”这类材料实际上表现无弹性，从而得到一个很稳定的光学系统支撑装置，它把支撑装置极低的质量与很高灵活性结合在一起，卽在运动的有关的方向或者有关的光学系统运动方向。
图12所示的设备可以看作是图5到8的具体实现的变型。该设备包含一个透镜系统90，它由透镜92和其它透镜组成，还有未表示在图上而如象所要求的幅射源和光-电子部分。此透镜系统有一个光学轴94。该设备还包括由两个片状弹簧96的和98所组成的细长的支撑装置，它们横截光学轴94而延伸。片状弹簧96和98分别有一凹槽100和102，这两个凹槽分别形成两个细条104和106，它们是用诸如含有碳纤维的弹簧钢等有弹性的材料做成的。一个片状弹簧96是与透镜系统90的上端相固接，而另一片状弹簧是联接到透镜系统90的下端。两个片状弹簧96和两个片状弹簧98都固接到连杆114上，如图所示该连杆借球轴颈108和110形成框架102的一部分。
使用片状弹簧96和98的支撑装置允许透镜系统90的聚焦运动沿着光学轴94，以及允许透镜系统对于通过球轴颈108和110而延伸的旋转轴116的追踪运动。
执行机构包含两个执行装置。第一个执行装置118A是按装在框架102上，並且具有曲率中心位于旋转轴116的圆弧形状。第二个执行装置118B与第一个执行装置通过空气隙120A和120B而配合。第一个执行装置包含一个轴向磁化的磁铁118A1，它具有二个软铁边平板118A2和118A3，还包含一个可径向被磁化的磁铁118A4，它具有一个铁构件118A5和一个封闭平板118A6。磁铁118A1和118A4的磁化方向分别用大写字母N和S表示北极和南极。第二个执行装置118B由聚焦线圈119B1和追迹线圈118B2组成。
磁予拉伸元部件包含以聚焦磁铁118A1的形式的第一个予拉伸装置，118A1具有属于第一个执行装置的两边平板118A2和118A3，还包含在透镜系统90上以软铁条122的形式的第二个予拉伸装置。通过所提到的空气隙120A，这两个予拉伸装置在磁性上互相配合，从而，以无接触方式，片状弹簧96和98在轴向予拉伸。
在由申请者所定义的发明的范围内，不同别的具体实现都是可能的。例如，可动的光学系统不是必须包含一个透镜系统，但是可以包含一个镜子或其它光学元件。予拉伸装置不必须包含执行装置，但可以仅只包含比予拉伸支撑装置设有更多功能的装置。
支撑装置不必包含片状弹簧或支承线，而端点旋转地固接的臂可能被用来代替。如果必在两个以上的自由度相一致地驱动可动的光学系统，如果支撑的布置仅包含一个细长的予拉伸支撑装置，这可能是有利的。
权利要求
1.一个用于扫描无机械接触的信息盘的电气-光学部件包含-至少含有一个光学元件(6；23；44；59；92)的可动的光学系统(5；22；35；58；90)。-伸长的支撑装置(15，16；24，25；37，38；65，96，98)，它可动地支撑着光学系统。以及-一个包含第一执行机构(17A；26A；51A；67；118A)和第二执行机构(17B；26B；51B；67B；118B)的电磁执行机构(17；26；51；67；108)，它们通过气隙(18；-；53；83)彼此在电磁上配合以移动受控的光学系统。此部件的特征是提供一个磁的予拉伸机构，该机构包含一予拉伸装置(20；27；51A6；68，82；118A)和第二予拉伸装置(17B；26B；55；67B1；B2；122)，通过气隙(18；-；-；83；120A)第一和第二予拉伸装置彼此在磁上互相配合，予拉伸上述的支撑装置(15，16；24，25；37，38；65；96，98)是在纵向方向。
2.根据权项1所述的电气-光学部件的特征是，磁予拉伸机构含有永久磁铁装置(17B，20;26B，51A6;68;118A)。
3.根据权项1所述的电气-光学部件，其特征是，至少予拉伸装置的一部分(17B;26B;51A6，67B1，B2;118A)也是执行装置的一部分(17;26;51;67;118)。
4.根据权项1所述的电气-光学部件的特征是，上述支撑装置至少包含一根金属线(24，25;37，38;65)，它具有低的弯曲阻力(图4-11)。
5.根据权项4和上述光学系统包含光轴为(29;36)的透镜系统(22;35)，其电气-光学部件的特征是-支撑装置含有两对金属线(24，25;37，38)，它们大体上横向于光轴(29;36)，第一对金属线(24;27)伸展到透镜系统的第一端附近，第二对金属线(25;28)到透镜系统的第二端附近。-每对金属线彼此成一定角度(α;β)安置(图4-8)。
6.根据权项5所述，电气-光学部件的特征是-第一对金属线(24;37)在第一个固定点(30;39)相遇-第二对金属线(25;38)在第二个固定点(31;42)相遇-第一和第二固定点是彼此分开的並位于透镜系统中枢轴上(32;43)，该轴线与透镜系统(22;35)的光轴(29;36)平行(图4-8)。
7.根据权项6所述的电气-光学系统的特征是-透镜系统(35)可以绕中枢转(43)沿圆弧(48)旋转，它的弦长(49)至少等于要读出的信息盘(47)环形信息面积(50)的径向尺寸。-第一个执行机构(51A)沿着曲率中心位于旋转轴(43)的弧线延伸，並且通过气隙(53)与第二个执行机构(51B)互相配合，该气隙至少基本上是常数，不管透镜系统(35)的旋转位置(图5-8)。
8.根据权项4和上述光学系统包含透镜系统(58)和光轴(70)所述的电气-光学部件的特征是，支撑装置至少包含三根长度相等的金属线(65)，这些金属线与光轴(70)平行且分开的(图9-11)。
9.根据权项4所述的电气-光学部件的特征是，备有复杂金属线(24，25)，它们成为支撑装置的一部分，这些支撑装置都形成单个连续长度金属线的分段(78)。
10.根据权项4所述的电气-光学部件的特征是，该金属线或每个金属线包含一个复杂分段纤维。
11.根据权项10所述的电气-光学部件的特征是，金属线至少含有第一型和第二型式的纤维，第一型式的纤维是由适合于传输信息信号的材料制成，第二型式的纤维则由比第一种材料更少弹性的材料制成。
12.根据权项4所述的电气-光学部件的特征是金属线包含比钢的弹性模量更高的材料。
13.根据权项12所述的电气-光学部件的特征是上述的材料是碳氢聚合物。
专利摘要
一个用于读信息盘的电气-光学部件，它包含一个相对盘可动的光学系统。它被伸长的支撑装置支撑着，至少有一个电磁执行机构驱动该系统。支撑装置在纵向是被预拉伸的，采用第一和第二磁性预拉伸机构，通过气隙它们彼此在磁上互相配合，因而能采用非挠性的支撑机构，例如，弯曲阻力很低、质量很轻的金属线。
文档编号G11B7/12GK85101844SQ85101844
公开日1987年1月10日 申请日期1985年4月1日
发明者范路斯玛伦·贾路德艾华德 申请人:N·V·菲利浦光灯制造公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan