CN1842849A - 盘形光学数据载体的驱动器 - Google Patents

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Abstract

在一种盘形光学数据载体(10)的驱动器(20A)中，具有一块母板(14)、一个数据载体驱动电机(9)以及一个光学扫描单元(15)，该母板(14)上安置有控制驱动功能的电子部件，该数据载体驱动电机(9)用来旋转驱动该数据载体(10)，该光学扫描单元(15)用来扫描该数据载体(10)，该母板(14)被设计或装配用来承载该光学扫描单元(15)，此外，该光学扫描单元(15)具有移动可能性地支持在该母板(14)上。

Description

盘形光学数据载体的驱动器
本发明涉及一种盘形光学数据载体的驱动器，它具有一块母板、一个数据载体驱动电机以及一个光学扫描单元，母板上安置有控制驱动功能的电子部件，数据载体驱动电机用来旋转驱动数据载体，光学扫描单元用来扫描数据载体。
本发明还涉及一种具有首段所述类型的驱动器的消费电子设备(CE)器具。
本发明还涉及一种在一个盘形光学数据载体的驱动器中承载、引导且移动一个光学扫描单元的方法，所述驱动器包括一块母板、一个数据载体驱动电机和光学扫描单元，母板上安置有控制驱动功能的电子部件，数据载体驱动电机用来旋转驱动数据载体，光学扫描单元用来扫描数据载体。
盘形光学数据载体如CD、CD-ROM或DVD的传统驱动器包含一个底架、一个驱动装置、一个数据载体的扫描装置以及至少一块母板，母板上装有控制驱动器的电子元件和电子部件。所述母板通常也称作电路板、承载板或固定板。盘形数据载体的扫描装置包括一个光学扫描单元，其在技术领域中通常也称作光学拾取单元(OPU)，包含一个扫描数据载体的光学系统。光学扫描装置可移动地承载在一个托架上，托架可移动地支持在底架上。底架还用于安装各个用来驱动和移动托架的机电部件。此外，在底架上安置有一个驱动装置的数据载体驱动电机，用来旋转驱动盘形数据载体。光学扫描单元承载所有的扫描光学数据载体必需的部件，比如激光束源、各种平面镜和透镜、光电检测器、将激光束聚焦到数据载体的数据磁道上且沿着数据磁道跟踪激光束的致动器。通常，还在光学扫描装置中容纳有激光的驱动电路和光电检测器的信号处理器。通常将这些电子部件安置在一块平箔上，该平箔用作柔性印刷电路板，同时，与位于光学扫描装置之外的控制电子设备形成柔性连接。底架和扫描装置的整个组件被工程技术专家称作CD/DVD机构，缩写为CDM/DVDM，且也将其用在本说明书中。CDM/DVDM与一个抽屉和设置用来驱动抽屉和主母板(主板)的机构共同形成上述的驱动器，也称作“基本引擎”，其中，抽屉被设为传输件，用来支持数据载体、将数据载体传输到驱动器中且将数据载体从驱动器中传输出来。在主母板上，有一个起“基本引擎”的基本控制功能的控制器、一些伺服电机和致动器的驱动电路、一个DVD/CD解码器和一个纠错逻辑电路，以及在一个适于写在数据载体上的驱动器的情况下，依据可记录的光学数据载体的类型将输入的数据流译成适于写入的数据信号的电路。
专利文献US2001/0030926A1公开了这种驱动器。该公知驱动器的缺陷在于，因为有许多独立的零件，就难于构造一个总高度小的装置。独立零件的数目之多，也会在制造过程中产生问题，因为除了实际的装配步骤外，还需要执行多个调节步骤，以使独立的零件彼此对齐。此外，就所需空间和布线的电子可靠性而言，各个组件相互之间的布线也存在问题，因为一同绕线的几个组件在操作期间相对彼此移动。
要提及的是，作为一个独立单元的DVD/CD播放机/记录机的结构除了“基本引擎”外，还需要其它部件，如一个供电单元、一块具有音频数字模拟转换器的输入/输出(I/O)板以及一个起记录功能的调谐器。此外，需要一块所谓的“尾端”或数字母板(板)，它包括对整个数字数据流进行编码和解码的电路。最后，还要设置一块前板，其承载控制程序和指示信号。可理解的是，组件数量的增多使需要空间、组装和布线昂贵的问题变得严重了。
本发明要解决的问题在于，形成一种根据首段所述类型的盘形光学数据载体的驱动器，一种根据第二段所述类型的消费电子设备(CE)器具，以及一种根据第三段所述类型的在一个盘形光学数据载体的驱动器中承载、引导且移动光学扫描单元的方法，它们都克服了上述缺陷。
为了解决上述问题，在根据本发明的驱动器中，提供了根据本发明的特点，这样根据本发明的驱动器的特征如下：
盘形光学数据载体的驱动器具有一块母板、一个数据载体驱动电机以及一个光学扫描单元，该母板上安置有控制驱动功能的电子部件，该数据载体驱动电机用来旋转驱动该数据载体，该光学扫描单元用来扫描该数据载体，其中，该母板被设置用来承载该光学扫描单元，且该光学扫描单元可调节地支持在该母板上。
为了解决上述问题，在这种消费电子设备器具中设置有一个根据本发明的驱动器。
为了解决上述问题，在根据本发明的方法中，提供了根据本发明的特点，这样根据本发明的方法的特征如下：
在一个盘形光学数据载体的驱动器中承载、引导且移动一个光学扫描单元的方法，所述驱动器包括一块母板、一个数据载体驱动电机以及光学扫描单元，该母板上安置有控制驱动功能的电子部件，该数据载体驱动电机用来旋转驱动该数据载体，该光学扫描单元用来扫描该数据载体，在该方法中，通过该母板承载该光学扫描单元，且该光学扫描单元在该母板上调节并通过该母板在调节运动中导向。
由于具有根据本发明的特点，部件的数量相对于传统器具减少了。特别是减少了所需的连接件的数量，这有助于减轻重量且提高操作的可靠性。此外，所需要的机械零件要比现有技术的器具中的少，且整个驱动器可采用机械手自动化地装配。最后，由于具有根据本发明的特点，较之公知的驱动器，能实现总高度较小的驱动器。
根据权利要求2和14的措施，获得的优点是，最大程度地减少了所需部件的数量，且只需执行较少的调节步骤。凹槽或开口的成形可在母板制造阶段自动化地进行，且能高度精确地实现。
根据权利要求3和15的措施，获得的优点是，母板的边缘耐磨，且对滑动具有一个小而恒定的阻力。
根据权利要求4的措施，获得的优点是，边缘防护件较易制造，且可采用不很复杂的方式连接在母板上。
根据权利要求5和16的措施，获得的优点是，光学扫描单元可准确度较高地导向。
根据权利要求6的措施，获得的优点是，光学扫描单元的轴承或位置是可调节的。
根据权利要求7的措施，获得的优点是，相对于柔性的电连接，操作可靠性较高。
根据权利要求8和17的措施，获得的优点是，扫描单元的结构较为紧凑且坚固。
根据权利要求9和18的措施，获得的优点是，光学扫描单元与母板之间形成的电连接可用来给光学扫描单元供电。光学扫描单元与母板之间良好的电连接还可用来改进光学扫描单元在母板的接地表面上的接地情况，且由此有助于减少EMC、EMI和ESD问题。光学扫描单元与母板之间良好的热连接还用来从光学扫描单元向母板散热，例如在主板的顶面和/或底面上设置一个覆盖大面积的接地表面，这样母板就充当光学扫描单元的散热装置。
根据权利要求10和19的措施，获得的优点是，驱动器的制造简单，且进一步减少了部件的数量。
根据权利要求11和20的措施，获得的优点是，与传统的器具相比，可省掉一个电机，这就相当大地节省了材料成本。
应提及的是，在根据权利要求12所述的CE器具的情况下，同样采取了根据权利要求2至11中的一项结合驱动器所述的措施，因此，按驱动器的情况所述的优点对该CE器具而言也是有益的。
参照后述实施例，将清楚地阐明本发明的这些和其它方面。
下面将参照附图中所示的三个实施例对本发明进行描述，但本发明并不限制于此。
图1示出了根据本发明第一实施例的一个根据本发明的驱动器的示意性透视图，其中，盘形光学数据载体被传输到驱动器中；
图2以与图1相似的方式示出了根据图1的驱动器，其中，盘形光学数据载体从驱动器中被传输出来；
图3以与图1相似的方式示出了根据本发明的第二实施例的与本发明相关的驱动器的细节；
图4以与图4相似的方式示出了根据本发明的第三实施例的与本发明相关的驱动器的细节。
图1示出了根据本发明的盘形光学数据载体10的驱动器20A，所述驱动器20A被构造在本实施例的CD/DVD播放机/记录机20中。CD/DVD播放机/记录机20包含电子和电力元件和部件的母板，所述母板在下文称为板。设置了一块I/O板，其上具有未详细示出的输入/输出连接器、音频数字/模拟转换器以及起记录功能的调谐器。I/O板1固定在外壳4中。I/0板1经由一根扁平电缆2与一块主板14相通，主板14包括传统的“尾端”板的电路，即，给整个数字数据流编码和解码的电路，和“基本引擎”的电子组件，比如起“基本引擎”的基本控制功能的控制器、伺服电机和致动器的驱动电路、DVD/CD解码器和纠错逻辑电路、以及将输入的数据流译成适于写在数据载体10上的写入信号、起记录功能的电路。借助于主板14，实现了传输件，它们被设计用来支持数据载体10、将数据载体10传输到驱动器20A中以及将数据载体10从驱动器20A中传输出来。因此，传统器具中用来承载或支持数据载体10及传输数据载体10的抽屉的公知功能是借助于主板14实现的。为此，主板14在外壳4中具有滑动支座，这样它就可从外壳4中移出且移回到外壳4中。用来在其平移运动中引导主板14以插入或抽出光学数据载体10的滑动支座是由滑动轴承座17和导轨7设置的，该滑动轴承座17与主板14的纵向边缘14a相接合或围绕它，而在导轨7中引导主板14的相对纵向边缘14b。导轨7包括一个固定不动的齿条7a，它与一个安装在盘驱动电机8的驱动轴上的小齿轮相啮合。在这一点上，应该要说的是，还可代替滑动轴承座17，将辊子或轮子设为支承件，母板或主板14在其间导向。采用具有磁性作用的轴承也是可行的。
盘驱动电机8被直接固定在主板14上，且焊接在其接线端子上，这样盘驱动电机8就无需单独的连接线了。当盘驱动电机8操作时，根据其旋转方向，主板14滑出外壳4或滑回到外壳4中。作为齿条-齿轮传动机构的一种替换，驱动电机8也可借助于一个蜗轮机构驱动主板14。应提及的是，还可提供一种皮带传动装置或这样一种机构，即，当主板14移出器具20时，该机构克服了作用在主板14上的弹簧的回复力。由于主板14被构造成一块一般为四层到六层的多层板，因为其上定位有多个高度集成的电子部件，其中，每一层通常由一块被一环氧树脂载体承载的铜箔构成，所有的层都层压在一起，主板14具有优良的抗弯和抗扭强度，且因为有了这些优良的机械性能，突出地适用于作为支持和传输光学数据载体10的传输件。通过将主板14用作传输件，我们就无需提供一个单独的传输件及其轴承，这样与公知的器具相比，就可大大减少材料成本和组装成本。
应提及的是，将I/O板1与主板14之间的扁平电缆2的长度设定成使扁平电缆2不可能产生任何对主板14运动的限制。
尽管理论上也能将I/O板1的部件安置在主板14上，但从成本的角度看，并不优选这样做。因为主板14包含多个高度集成(LSI)的集成电路，其电的互相联接可仅由一块多层板实现，则该主板14单位面积的价格较高。另一方面，大面积的部件比如插头或插座被安置在I/O板1上，但它们具有很少的连接腿，这样一块便宜的单层板就足以用来给它们布线了。此外，这仍无法避免将插座等固定在外壳上，此种情况通过I/0板1可容易地实现。
在主板14面对CD/DVD播放机/记录机20的侧面上，一个垂直的显示器11刚性地焊接在主板14上。该显示器11用来指示CD/DVD播放机/记录机20的基本功能，通常包括一个控制该显示器的集成显示控制器。通过将显示器11直接焊接在主板14上，又省掉一个电连接件，比如一个边缘连接器或一根扁平电缆，这在显示器安装在CD/DVD播放机/记录机的前面板上且经由所述连接件与主板相通的传统器具中是极有可能需要的。按照相似的方式，在本发明的实施例中，操作元件比如按钮和开关可直接焊接在主板14上，或可与显示器成为一体。为了防止熔补和弄脏显示器11，一般是CD/DVD播放机/记录机的内部，将前盖12固定在主板14上的显示器11的前方。
主板14还承载有一个数据载体驱动电机9，它的驱动轴承载有一个夹紧装置，用来夹紧并旋转盘形的光学数据载体10。数据载体驱动电机9被直接焊接到主板14上，这样又不需要连接导线了。
主板14上形成有一个凹槽或狭槽形开口18，其由主板14的内边缘(见参考标号14c和14d)限定。光学扫描装置15在开口18中滑动，该光学扫描装置在技术领域中称作光学拾取单元(OPU)，其底部形成为一个托架。OPU15在由主板14承载的同时，可在主板14上伴随平移运动地移动。激光束的透镜3可从图中的该OPU15中看出。OPU15的剩余部分包含在OPU15的外壳中，不能从图中看出。OPU15具有左右滑轨16，它们与主板14相对于滑轨16的内边缘14c相接合或环绕它们，且沿着这些内边缘14c滑动，从而引导OPU15。为了实现OPU15与主板14之间良好的电连接和/或热连接，滑轨16由具有良好导电性和/或导热性的材料制成，且被设计用来最大程度地接触主板14。OPU15与主板14之间经由滑轨16实现的电连接额外地用来给OPU15供电。OPU15与主板14之间经由滑轨16实现的良好的电连接还用来改进OPU15在主板14的接地表面上的接地情况，且由此有助于减少EMC、EMI和ESD问题。OPU15与主板14之间良好的热连接还用来从OPU15向主板14散热，为此例如将一个覆盖大面积的所谓的接地表面设置在主板14的顶面和/或底面上，且使之与一个基准电位连接。在这种情况下，主板14还充当OPU15的散热装置。经由平的膜接头13，通过安装在主板14上的电子部件实现了OPU15的控制。
按此方式在主板14的开口18中引导OPU15，即，OPU15尤其是激光束的透镜3可相对于盘形光学数据载体10径向移动，且可完全径向地扫描数据载体10的读出区。为了使OPU15平移运动，给OPU15装有长度适中的齿条5，该齿条5与焊接在主板14上的托架电机6啮合。当然还可将齿条5安置在主板14上，而将托架电机6安置在OPU15上，但该变型存在使OPU15的总重大的缺陷，且主板14与托架电机6之间需要连接电缆。
应提及的是，为了允许OPU15滑动，还可提供允许滑动的轮子或辊子或其它轴承，例如具有磁性作用的轴承。
应提及的是，托架电机6和盘驱动电机8可组合为单个电机，其可选择性地经由一个内齿轮机构或内部切换结构驱动OPU15或主板14。由于CD/DVD播放机/记录机的OPU15和主板14绝不能在操作当中同时移动，对于这些目的而言，单个电机就足够了。仅需要一些机械的转换部件，从而将OPU15的齿条或主板的齿条7连接到单个电机上。连接的转换可由单个螺线管或一些其它的致动器来实现。
托架电机6和盘驱动电机8是作为传统的电机产生的。不过，它们也可由超平的盘形电机形成，其中，定子线圈及其驱动和换向电路被直接焊接在板上。
主板14由此替代了用在现有技术的器具中的引导OPU15的构架，从而相当大地节省了材料和成本。由于将其设计为多层板，主板14具有能够在指定的公差内引导和承载OPU的所需抗弯和抗扭强度。必要时，主板14经由减振元件支承在外壳4上，例如滑动轴承座16和导轨7属于减振设计或交替具有减振轴承。
图2示出了驱动器20A，连同位于抽出位置上的插入的盘形光学数据载体10。由于已经参照图1对该驱动器20A的部件及其功能作了描述，就没必要进行进一步的说明了。不过，通过比较图1和2，我们能清楚地看出主板14作为插入和抽出光学数据载体10的传输件的功能。
为了提高主板14在滑动轴承(滑动轴承座17、导轨16)中以及OPU15在主板14上导向的准确性，可采取各种附加措施。这些措施一方面包括设置主板14的外边缘14a、14b和/或内边缘14c、14d的边缘防护件，该边缘防护件同时用作滑动和导向件。例如，如图3所示，可将该边缘防护件设置为围绕各个板边缘14a和14b或14c和14d的U型轮廓的金属板21、22、23和24。作为其的一种替换，主板14不直接在滑动轴承17中导向，和/或OPU15不直接在主板14的边缘上导向，而是在两种情况下设置一个导向件，该导向件由精加工的金属构成，例如导向片，或如图4所示的导向杆25-28。这些导向件可通过压合、搭扣配合、胶合、螺纹连接、焊接或一些其它合适的方式紧固在主板14上。当导向杆25-28或导向片被用作主板14上的OPU15的滑动轴承时，主板14上的开口18可省掉，且OPU15可在主板14上安置的组件上移动。这么一来，存在的优点是，主板的整个区域都可用来定位组件，且主板14整体上更为刚硬。此外，导向片或导向杆25-28可设有调节件29-31或32-35，以相对于主板14精确地对齐或定位或定向，调节件29-35紧固在主板14上。这就保证了主板14和/或OPU15精确的并行导向。
应提及的是，CE器具20的形式也可为便携式播放机或记录机。
还应提及的是，具有本发明驱动器的器具的形式也可为台式计算机或便携式计算机，驱动器的形式可以是数据驱动器或多媒体驱动器或是这两种驱动器的组合体。
还应提及的是，在本发明的驱动器中，母板不必仅被设计成用来只传输一个数据载体，而是可被设置且设计用来同时传输两个或三个或多个数据载体。

Claims (20)

1.一种盘形光学数据载体(10)的驱动器(20A)，它具有一块母板(14)、一个数据载体驱动电机(9)以及一个光学扫描单元(15)，该母板(14)上安置有控制驱动功能的电子部件，该数据载体驱动电机(9)用来旋转驱动该数据载体(10)，该光学扫描单元(15)用来扫描该数据载体(10)，其中，该母板(14)被设置用来承载该光学扫描单元(15)，且该光学扫描单元(15)可调节地支承在该母板(14)上。
2.根据权利要求1所述的驱动器(20A)，其中，该母板(14)具有一个凹槽或开口(18)，且该光学扫描单元(15)被设计用来与限定该凹槽或开口(18)的相对板边缘(14c、14d)相互作用地滑动，通过该边缘，该光学扫描单元(15)在其调节运动中被导向。
3.根据权利要求2所述的驱动器(20A)，其中，引导该光学扫描单元(15)的板边缘(14c、14d)设有一个边缘防护件，优选该边缘防护件对滑动的阻力小于板边缘(14c、14d)自身对滑动的阻力。
4.根据权利要求3所述的驱动器(20A)，其中，该边缘防护件的形式为金属板(23、24)，优选为U型轮廓形状，与该板边缘(14c、14d)相接合或围绕该板边缘(14c、14d)。
5.根据权利要求1所述的驱动器(20A)，其中，通过紧固在该母板(14)上的导向杆(27、28)或导轨将该光学扫描单元(15)安装成具有滑动的可能性。
6.根据权利要求5所述的驱动器(20A)，其中，具有倾斜和/或对齐调节可能性地将该导向杆(27、28)或导轨紧固在该母板(14)上。
7.根据权利要求1所述的驱动器(20A)，其中，该扫描单元(15)经由一根软电缆或一个设有导电轨道的柔性平箔(13)与该母板(14)连接。
8.根据权利要求1所述的驱动器(20A)，其中，将该光学扫描单元(15)设计为一个具有导向元件(16)的托架。
9.根据权利要求8所述的驱动器(20A)，其中，该光学扫描单元(15)的导向元件(16)和与之连接的母板(14)的元件是由具有良好导热性和/或导电性的材料制成的。
10.根据权利要求1所述的驱动器(20A)，其中，该光学扫描单元(15)设有一个驱动件，该驱动件与一个安置在该母板(14)上的托架电机(6)相互作用，以使该光学扫描单元(15)移动。
11.根据权利要求10所述的驱动器(20A)，其中，该托架电机(6)可选择性地用作一个插入/抽出该数据载体(10)的盘驱动电机(7)。
12.一种消费电子设备(CE)器具(20)，优选是一个CD/DVD播放机/记录机，其中，该器具(20)包含一个根据权利要求1至11中之一所述的驱动器(20A)。
13.一种在一个盘形光学数据载体(10)的驱动器(20A)中承载、引导且移动一个光学扫描单元(15)的方法，所述驱动器(20A)包括一块母板(14)、一个数据载体驱动电机(9)以及光学扫描单元(15)，该母板(14)上安置有控制驱动功能的电子部件，该数据载体驱动电机(9)用来旋转驱动该数据载体(10)，该光学扫描单元(15)用来扫描该数据载体(10)，在该方法中，通过该母板(14)承载该光学扫描单元(15)，且该光学扫描单元(15)在该母板(14)上调节并通过该母板(14)在其调节运动中被导向。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，该光学扫描单元(15)是沿着彼此相对且在该母板(14)中限定一个凹槽或开口(18)的板边缘(14c、14d)导向的。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，该光学扫描单元(15)在引导它的板边缘(14c、14d)上的一个边缘防护件上滑动，优选该边缘防护件对滑动的阻力小于该板边缘(14c、14d)自身对滑动的阻力。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，该光学扫描单元(15)沿着紧固在该母板(14)上的导向杆(27、28)或导轨滑动。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，通过相关联的托架状导向元件(16)引导或承载该光学扫描单元(15)。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，经由与该导向元件(16)连接的母板(14)的元件从该光学扫描单元(15)上散热。
19.根据权利要求13所述的方法，其中，移动该光学扫描单元(15)，使得一个形成在其上的驱动件由一个安置在该母板(14)上的托架电机(6)驱动。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，该托架电机(6)可选择性地用作一个插入/抽出该数据载体(10)的盘驱动电机(7)。
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