CN1079569C - 光学拾取器移动机构 - Google Patents

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Abstract

一种光学拾取器设有一与螺旋轴分开预定距离的限位用薄壁，以便限制一联动凸形件与螺旋轴分开，从而使该联动凸形件不能与螺旋轴中的螺旋槽脱开，因此，使螺旋轴变得不能旋转。螺旋轴不能旋转的状态即光学拾取器已经移动到它的内极限位置的状态，利用线圈电流测量装置通过检测步进电动机的线圈电流变化可以进行检测，或者根据由电流测量装置测量到的测量线圈电流，通过检测由于步进电动机的磁极旋转感应的电压的增加可以检测上述状态。

Description

光学拾取器移动机构
本发明涉及一种适用在CD ROM装置的光学拾取器移动机构。
利用步进电动机旋转驱动一螺旋轴使拾取器沿一直线通道往复运动的拾取器移动机构已经广泛用于磁盘驱动器等，近些年来并已开始用在光盘驱动器，例如CD ROM驱动器。
在采用这种拾取器驱动机构的光盘驱动器中，在向光盘写入信息和从光盘读出信息的光学拾取器中形成的联动凸形件与螺旋轴中的螺旋槽以可滑动方式相配合，使光学拾取器沿着直线通道相对于光盘作往复运动。利用步进电动机使螺旋轴沿正或反方向旋转，以便通过联动凸形件使光学拾取器沿螺旋轴的轴线沿前、后方向移动。
当将光盘装入光盘驱动器时，首先光学拾取器移动到与光盘上最内侧的轨道相对应的内极限位置(起始位置)，然后光学拾取器向光盘外侧径向移动。因此，必须利用某些装置检测光学拾取器到达内极限位置。在光盘驱动器中采用的常规的光学拾取器移动机构装有配置在光学拾取器移动范围中的近于内极限位置的一定位置的检测开关(内侧限位开关)。在光学拾取器到达内极限位置时，由于传递到运动中的光学拾取器的驱动力使检测开关的致动机构动作。
这种常规的光学拾取器移动机构需要配置在光学拾取器移动范围内的接近于内极限位置的一定位置处的检测开关(内侧限位开关)。然而，在近来的小型化的光盘驱动器或厚度很小的光盘驱动器中，在支承螺旋轴和主轴电动机的轴承附近只有很小的空间可用于放置检测开关，这使得包括连线在内的组装工作困难，用于将检测开关安装在光盘驱动器中的必备空间对于降低光盘驱动器的厚度和使光盘驱动器小型化已经成为主要障碍。此外，由于关闭一个通常用于作为检测开关的按压开关的时间往往易于提前或延迟，故难于按照所要求的高精度检测光学拾取器到达起始位置。
因此，本发明的一个目的是提供一种光学拾取器移动机构，其利用步进电动机驱动的螺旋轴移动光学拾取器，不使用任何检测开关也能够精确地检测光学拾取器到达起始位置。
在光学拾取器已经到达起始位置之后以及与螺旋轴中的螺旋槽相啮合的光学拾取器的联动凸形件将要与该螺旋槽相脱开之际，当步进电动机试图驱动螺旋轴以便继续旋转时，由于进一步移动制动了螺旋轴而使光学拾取器受到限制。由流过步进电动机的线圈的电流的变化检测光学拾取器到达起始位置。
按照本发明的一个方面，光学拾取器移动机构包含：一个导轴，与用于向光盘写入信息和由光盘读出信息的光学拾取器的一个端部滑动衔接；一个联动凸形件，形成在光学拾取器的另一端部；一个螺旋轴，以可滑动方式容纳光学拾取器的联动凸形件的螺旋槽；以及一步进电动机，用于旋转驱动使光学拾取器沿在预定的移动范围内的直线通道在两个相反的方向移动的螺旋轴。
一个光学拾取器制动元件防止光学拾取器中的联动凸形件与螺旋轴中的螺旋槽脱开，限制光学拾取器进一步移动到与在移动范围的内极限位置相对应的起始位置之外。在将电压施加到步进电动机的线圈之后的预定时间点，一个电流测量装置测量通过步进电动机线圈的线圈电流。一个电压检测装置根据由电流测量装置测量到的线圈电流测定由步进电动机的磁极旋转感应的电压是否增加到预定的数值。
虽然，在光学拾取器已经到达与移动范围的内极限位置相对应的光学拾取器的起始位置以及迫使光学拾取器的联动凸形件与螺旋轴中的螺旋槽脱开之后，步进电动机试图驱动螺旋轴进一步旋转，由于光学拾取器制动元件的作用限制光学拾取器进一步移动到与移动范围的内极限位置对应的起始位置之外。因而，步进电动机不能旋转螺旋轴，步进电动机的磁极不能产生感应电压，步进电动机的线圈电流相应地接近按线圈时间常数变化的特性，以及线圈电流于预定时间达到固定的数值。因此，光学拾取器到达起始位置以及螺旋轴不能旋转的状态可以通过在将电压施加到步进电动机的线圈之后且经过一预定时间的时间点检测线圈电流可以检测到，因此不需要用于检测光学拾取器到达起始位置的检测开关(限位开关)。
光学拾取器制动元件可以与光学拾取器整体形成或可以是单独配置的一个元件，在光学拾取器到达移动范围的内极限位置时，与光学拾取器的联动凸形件相啮合。
下面结合附图对本发明进行详细说明：
图1是在本发明的第一实施例中的采用光学拾取器移动机构的光盘驱动器的平面图；
图2是图1中所示的光学拾取器移动机构的基本部分的剖面图；
图3是具有如图1和2中所示的由片簧制成的联动凸形件的弹性元件的平面图；
图4是用于解释联动凸形件和螺旋轴啮合的辅助弹性元件的基本部分的剖面图；
图5是当电压施加到包含在图1所示的光盘驱动器中的步进电动机上之后，表示线圈电流随时间的变化特性的曲线图；
图6是用于测量包含在图1中所示的光盘驱动器中的步进电动机的线圈电流的线圈电流测量电路的电路示意图；
图7是用于确定在图1和2中所示的螺旋轴是否被联动的程序的流程图；
图8是在本发明的第二实施例中的光学拾取器移动机构的基本部分的剖面图；
图9是如图8所示的具有一伸出件的滑动元件的平面图；
图10是图9中所示的滑动元件的一种改进形式，及
图11是在本发明的第三实施例中的光学拾取器移动机构的基本部分的侧视图。
参阅图1，该图表示装有配置在底板10上的光学拾取器移动机构的光盘驱动器，其含有：光学拾取器11，装有用于向光盘写入信息和由光盘读出信息的光头；导轴12，在其一端以可滑动方式支承光学拾取器11；一对套管13和14，通过模压形成并由光学拾取器11的另一端伸出；一螺旋轴15，与套管13和14以可滑动方式安装；一支承板18，与套管13和14整体构成并延伸到底板10和螺旋轴15之间的空间中；一步进电动机16，用于断续地驱动螺旋轴15旋转，以及主轴电动机17，用于驱动装入光盘驱动器中的光盘旋转。支承板18连接到光学拾取器11上，通过加工处理片簧形成的弹性元件20利用螺钉19固定到支承板18上。在一对套管13和14之间的一个位置的弹性元件20中形成联动凸形件21，以便压入螺旋轴15中的螺旋槽15a中，如图4所示。该联动凸形件21与螺旋槽15a的侧表面形成线接触并能够相对螺旋槽15a的侧表面滑动。当利用步进电动机16驱动螺旋轴15旋转时，随着联动凸形件21由于螺旋轴15作用而移动时，光学拾取器11沿导轴12和螺旋轴15的轴向移动。
如图3所示，弹性元件20具有通过将其基板部分升高形成的突耳20a，以便于当元件20被连接到支承板18上时易于控制；一个限位伸出件20b与在支承板18中形成的凹槽18b相适配，以便限制弹性元件20相对于支承板18和其中旋入螺钉19的螺纹孔20c产生转动。处在底板10和螺旋轴15之间的空间的支承板18的一部分用作在形成有间隙槽的支承板的上表面中形成的限位用的薄壁18a并延伸接近联动凸形件21的后表面，如图2所示。
光学拾取器移动机构装有线圈电流测量装置，用于在将电压施加到线圈16a之后，在经过一预定时间的时间点测量通过步进电动机16中的线圈16a的电流(图6)；以及感应电压检验装置，其测量由于旋转步进电动机16的磁极(未表示)感应的感应电压并根据利用电流测量装置测量到的测量电流确定该感应电压是否已经达到预定的数值。
在螺旋轴15与步进电动机6同步旋转时，流经线圈16a的线圈电流及步进电动机16的旋转磁极感应的感应电压的影响，按图5所示的曲线变化。在由向线圈16a施加电压时的时间点计时的预定时间t1和t2分别对应的时间点之间的弯曲范围A中，线圈电流急剧地增加。由图7中所示的流程图可以明显看出，在当将电压施加到线圈16a上且经过时间t1后测量与线圈电流相对应的电压V1，和在当将电压施加到线圈16a上且经过时间t2之后测量与线圈电流相对应的电压V2，计算电压差(V2-V1)，如果该电压差(V2-V1)不小于一预定值，则判定螺旋轴15在旋转并出现弯曲曲线区A。如没有出现弯曲曲线区A，则表明电压差(V2-V1)小于参考值。如果按照时间的预定次数检测到电压差(V2-V1)不小于参考值，则判定螺旋轴15的旋转遇到了阻碍，然后使步进电动机16停止。
流经步进电动机16的线圈16a的测量线圈电流利用传感电阻16b转换为相应的电压，并对该电压进行A/D变换。
在这种光学拾取器移动机构中，如果在光学拾取器11已经到达与光盘的最内侧的轨道相对应的内极限位置即光盘的起始位置之后，螺旋轴15被驱动旋转，光学拾取器11受到限制防止进一步移动到内极限位置之外，迫使联动凸形件21与螺旋槽15a脱开。然后，由套管13和14确定的与螺旋轴15隔开一定距离的限位用的薄壁18a限制了该联动凸形件21由后面与螺旋轴15分开，使得该联动凸形件21不能与螺旋槽15a脱开，因而，螺旋轴15变得不能旋转。螺旋轴15不能旋转的这种状态利用线圈电流检测装置或感应电压检验装置通过检测步进电动机16的线圈电流的变化可以进行检测。因此，没有使用在常规的光学拾取器移动机构中采用的检测开关(内侧限位开关)，能够可靠地检测光学拾取器11到达该内极限位置。
如果省略检测开关受到可利用的空间的严重限制，并对光盘驱动器的组装和引线作业产生不良的影响，则便于光盘驱动器的组装作业，并且光盘驱动器可以小型化，以更薄的结构形式构成。通常采用作为检测开关的按压开关的关闭时间往往会提前或滞后。因此，省略检测开关和利用根据测量的线圈电流检测光学拾取器11到内极限位置的上述方法提高了检测精度，并能精确地检测光学拾取器11到达内极限位置即起始位置。省略检测开关即机械零件，降低了故障的概率，延长了光学拾取器移动机构的使用寿命。
参照图8和图9介绍本发明的第二实施例中的光学拾取器移动机构，图中与图1和图2中所示相似或对应的元件用相同的参考符号标注。
参阅图8和图9，该光学拾取器移动机构具有：支承未示出的光学拾取器的支承板18，安装在支承板18上的间隔件22，连接到间隔件22上的片簧23，以及模压形成的连接到片簧23上的联动元件24，以及还装有由元件24的上部向下伸出联动凸形件21以便压入螺旋轴15中的螺旋槽15a中，还有一对限位用的伸出件25，其元件24的下部横向伸出，相对于螺旋轴15与联动凸形件21对置。在光学拾取器已经到达它的内极限位置之后，当使螺旋轴15旋转的驱动力作用在螺旋轴15上时，联动凸形件21被推动与螺旋轴1 5中的螺旋槽15a相分离，因此，联动元件24移动，使得该限位部分25与螺旋轴15形成接触，从而限制螺旋轴15旋转。然后，螺旋轴15不能旋转的状态可以利用线圈电流测量装置通过检测步进电动机的线圈电流变化可以进行检测。因此，不使用检测开关(内侧限位开关)就可以检测光学拾取器11到达内极限位置。
虽然，在第二实施例中的光学拾取器移动机构的联动元件24带有联动凸形件21和一对限位用伸出件25，但该联锁元件可以带有两个联动凸形件21和一个限位用伸出件25，如图10所示。
参照图11介绍本发明的第三实施例中的光学拾取器移动机构，其中与图1和2所示相似或对应的元件使用相同的参考标号来标注。
参阅图11，在该光学拾取器移动机构中，螺旋轴15的一端支承在一个固定在带有制动臂27a的内支承元件27的轴承上。在光学拾取器11到达它的内极限位置之后，当驱动螺旋轴15进一步旋转时，与螺旋轴15中的螺旋槽15a与啮合的联动凸形件21被迫由螺旋槽15a向外径向轻微推动并与制动臂27a形成接触，使得联动凸形件21的进一步径向向外的移动被终止。因此，在光学拾取器11到达内极限位置时，限制了螺旋轴15的旋转。螺旋轴15不能旋转的这种状态利用线圈测量装置通过检测步进电动机的线圈电流的变化可以进行检测。因此，不使用检测开关(内侧限位开关)也能够可靠地检测光学拾取器11到达内极限位置。
虽然，按发明的具有某些特殊性的优选形式对本发明进行了介绍，很明显其中可以进行很多改变和调整。因此，应理解，在脱离其范围和构思的前提下，本发明可以按照与具体介绍的不同的方式来实现。

Claims (3)

1.一种光学拾取器移动机构，包含：
一个导轴，与用于向光盘写入信息和由光盘读出信息的光学拾取器的一个端部滑动衔接；
一个联动凸形件，形成在光学拾取器的另一端部；
一个螺旋轴，具有以可滑动方式容纳光学拾取器的联动凸形件的螺旋槽；以及
一个步进电动机，用于驱动螺旋轴旋转，以便使光学拾取器沿在预定的移动范围内的直线通道在两个相反的方向移动；
其特征在于：
一个光学拾取器制动元件，用于防止光学拾取器的联动凸形件由螺旋轴中的螺旋槽脱开，以便限制光学拾取器进一步移动到与光盘的起始位置相对应的光学拾取器移动范围的内极限位置以外；
一个电流测量装置，用于在将电压施加到步进电动机的线圈上之后的预定时间点测量流经步进电动机线圈的线圈电流；以及
电压检测装置，根据利用电流测量装置测量到的测量线圈电流用于判定由步进电动机的磁极旋转感应的电压是否已经增加到预定的数值。
2.根据权利要求1所述的光学拾取器移动机构，其中的光学拾取器制动元件是与光学拾取器整体形成的。
3.根据权利要求1所述的光学拾取器移动机构，其中的光学拾取器制动元件和光学拾取器是分别形成的，光学拾取器制动元件的配置使得当光学拾取器移动到其移动范围的内极限位置时能接近该联动凸形件。
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