盤形光學數據載體的驅動器的製作方法

2023-12-03 07:14:01

專利名稱：盤形光學數據載體的驅動器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種盤形光學數據載體的驅動器，它具有一塊母板、一個數據載體驅動電機以及一個光學掃描單元，母板上安置有控制驅動功能的電子部件，數據載體驅動電機用來旋轉驅動數據載體，光學掃描單元用來掃描數據載體。
本發明還涉及一種具有首段所述類型的驅動器的消費電子設備(CE)器具。
本發明還涉及一種在一個盤形光學數據載體的驅動器中承載、引導且移動一個光學掃描單元的方法，所述驅動器包括一塊母板、一個數據載體驅動電機和光學掃描單元，母板上安置有控制驅動功能的電子部件，數據載體驅動電機用來旋轉驅動數據載體，光學掃描單元用來掃描數據載體。
盤形光學數據載體如CD、CD-ROM或DVD的傳統驅動器包含一個底架、一個驅動裝置、一個數據載體的掃描裝置以及至少一塊母板，母板上裝有控制驅動器的電子元件和電子部件。所述母板通常也稱作電路板、承載板或固定板。盤形數據載體的掃描裝置包括一個光學掃描單元，其在技術領域中通常也稱作光學拾取單元(OPU)，包含一個掃描數據載體的光學系統。光學掃描裝置可移動地承載在一個託架上，託架可移動地支持在底架上。底架還用於安裝各個用來驅動和移動託架的機電部件。此外，在底架上安置有一個驅動裝置的數據載體驅動電機，用來旋轉驅動盤形數據載體。光學掃描單元承載所有的掃描光學數據載體必需的部件，比如雷射束源、各種平面鏡和透鏡、光電檢測器、將雷射束聚焦到數據載體的數據磁軌上且沿著數據磁軌跟蹤雷射束的致動器。通常，還在光學掃描裝置中容納有雷射的驅動電路和光電檢測器的信號處理器。通常將這些電子部件安置在一塊平箔上，該平箔用作柔性印刷電路板，同時，與位於光學掃描裝置之外的控制電子設備形成柔性連接。底架和掃描裝置的整個組件被工程技術專家稱作CD/DVD機構，縮寫為CDM/DVDM，且也將其用在本說明書中。CDM/DVDM與一個抽屜和設置用來驅動抽屜和主母板(主板)的機構共同形成上述的驅動器，也稱作「基本引擎」，其中，抽屜被設為傳輸件，用來支持數據載體、將數據載體傳輸到驅動器中且將數據載體從驅動器中傳輸出來。在主母板上，有一個起「基本引擎」的基本控制功能的控制器、一些伺服電機和致動器的驅動電路、一個DVD/CD解碼器和一個糾錯邏輯電路，以及在一個適於寫在數據載體上的驅動器的情況下，依據可記錄的光學數據載體的類型將輸入的數據流譯成適於寫入的數據信號的電路。
專利文獻US2001/0030926A1公開了這種驅動器。該公知驅動器的缺陷在於，因為有許多獨立的零件，就難於構造一個總高度小的裝置。獨立零件的數目之多，也會在製造過程中產生問題，因為除了實際的裝配步驟外，還需要執行多個調節步驟，以使獨立的零件彼此對齊。此外，就所需空間和布線的電子可靠性而言，各個組件相互之間的布線也存在問題，因為一同繞線的幾個組件在操作期間相對彼此移動。
要提及的是，作為一個獨立單元的DVD/CD播放機/記錄機的結構除了「基本引擎」外，還需要其它部件，如一個供電單元、一塊具有音頻數字模擬轉換器的輸入/輸出(I/O)板以及一個起記錄功能的調諧器。此外，需要一塊所謂的「尾端」或數字母板(板)，它包括對整個數字數據流進行編碼和解碼的電路。最後，還要設置一塊前板，其承載控制程序和指示信號。可理解的是，組件數量的增多使需要空間、組裝和布線昂貴的問題變得嚴重了。
本發明要解決的問題在於，形成一種根據首段所述類型的盤形光學數據載體的驅動器，一種根據第二段所述類型的消費電子設備(CE)器具，以及一種根據第三段所述類型的在一個盤形光學數據載體的驅動器中承載、引導且移動光學掃描單元的方法，它們都克服了上述缺陷。
為了解決上述問題，在根據本發明的驅動器中，提供了根據本發明的特點，這樣根據本發明的驅動器的特徵如下盤形光學數據載體的驅動器具有一塊母板、一個數據載體驅動電機以及一個光學掃描單元，該母板上安置有控制驅動功能的電子部件，該數據載體驅動電機用來旋轉驅動該數據載體，該光學掃描單元用來掃描該數據載體，其中，該母板被設置用來承載該光學掃描單元，且該光學掃描單元可調節地支持在該母板上。
為了解決上述問題，在這種消費電子設備器具中設置有一個根據本發明的驅動器。
為了解決上述問題，在根據本發明的方法中，提供了根據本發明的特點，這樣根據本發明的方法的特徵如下在一個盤形光學數據載體的驅動器中承載、引導且移動一個光學掃描單元的方法，所述驅動器包括一塊母板、一個數據載體驅動電機以及光學掃描單元，該母板上安置有控制驅動功能的電子部件，該數據載體驅動電機用來旋轉驅動該數據載體，該光學掃描單元用來掃描該數據載體，在該方法中，通過該母板承載該光學掃描單元，且該光學掃描單元在該母板上調節並通過該母板在調節運動中導向。
由於具有根據本發明的特點，部件的數量相對於傳統器具減少了。特別是減少了所需的連接件的數量，這有助於減輕重量且提高操作的可靠性。此外，所需要的機械零件要比現有技術的器具中的少，且整個驅動器可採用機械手自動化地裝配。最後，由於具有根據本發明的特點，較之公知的驅動器，能實現總高度較小的驅動器。
根據權利要求2和14的措施，獲得的優點是，最大程度地減少了所需部件的數量，且只需執行較少的調節步驟。凹槽或開口的成形可在母板製造階段自動化地進行，且能高度精確地實現。
根據權利要求3和15的措施，獲得的優點是，母板的邊緣耐磨，且對滑動具有一個小而恆定的阻力。
根據權利要求4的措施，獲得的優點是，邊緣防護件較易製造，且可採用不很複雜的方式連接在母板上。
根據權利要求5和16的措施，獲得的優點是，光學掃描單元可準確度較高地導向。
根據權利要求6的措施，獲得的優點是，光學掃描單元的軸承或位置是可調節的。
根據權利要求7的措施，獲得的優點是，相對於柔性的電連接，操作可靠性較高。
根據權利要求8和17的措施，獲得的優點是，掃描單元的結構較為緊湊且堅固。
根據權利要求9和18的措施，獲得的優點是，光學掃描單元與母板之間形成的電連接可用來給光學掃描單元供電。光學掃描單元與母板之間良好的電連接還可用來改進光學掃描單元在母板的接地表面上的接地情況，且由此有助於減少EMC、EMI和ESD問題。光學掃描單元與母板之間良好的熱連接還用來從光學掃描單元向母板散熱，例如在主板的頂面和/或底面上設置一個覆蓋大面積的接地表面，這樣母板就充當光學掃描單元的散熱裝置。
根據權利要求10和19的措施，獲得的優點是，驅動器的製造簡單，且進一步減少了部件的數量。
根據權利要求11和20的措施，獲得的優點是，與傳統的器具相比，可省掉一個電機，這就相當大地節省了材料成本。
應提及的是，在根據權利要求12所述的CE器具的情況下，同樣採取了根據權利要求2至11中的一項結合驅動器所述的措施，因此，按驅動器的情況所述的優點對該CE器具而言也是有益的。
參照後述實施例，將清楚地闡明本發明的這些和其它方面。
下面將參照附圖中所示的三個實施例對本發明進行描述，但本發明並不限制於此。


圖1示出了根據本發明第一實施例的一個根據本發明的驅動器的示意性透視圖，其中，盤形光學數據載體被傳輸到驅動器中；圖2以與圖1相似的方式示出了根據圖1的驅動器，其中，盤形光學數據載體從驅動器中被傳輸出來；圖3以與圖1相似的方式示出了根據本發明的第二實施例的與本發明相關的驅動器的細節；圖4以與圖4相似的方式示出了根據本發明的第三實施例的與本發明相關的驅動器的細節。
圖1示出了根據本發明的盤形光學數據載體10的驅動器20A，所述驅動器20A被構造在本實施例的CD/DVD播放機/記錄機20中。CD/DVD播放機/記錄機20包含電子和電力元件和部件的母板，所述母板在下文稱為板。設置了一塊I/O板，其上具有未詳細示出的輸入/輸出連接器、音頻數字/模擬轉換器以及起記錄功能的調諧器。I/O板1固定在外殼4中。I/0板1經由一根扁平電纜2與一塊主板14相通，主板14包括傳統的「尾端」板的電路，即，給整個數字數據流編碼和解碼的電路，和「基本引擎」的電子組件，比如起「基本引擎」的基本控制功能的控制器、伺服電機和致動器的驅動電路、DVD/CD解碼器和糾錯邏輯電路、以及將輸入的數據流譯成適於寫在數據載體10上的寫入信號、起記錄功能的電路。藉助於主板14，實現了傳輸件，它們被設計用來支持數據載體10、將數據載體10傳輸到驅動器20A中以及將數據載體10從驅動器20A中傳輸出來。因此，傳統器具中用來承載或支持數據載體10及傳輸數據載體10的抽屜的公知功能是藉助於主板14實現的。為此，主板14在外殼4中具有滑動支座，這樣它就可從外殼4中移出且移回到外殼4中。用來在其平移運動中引導主板14以插入或抽出光學數據載體10的滑動支座是由滑動軸承座17和導軌7設置的，該滑動軸承座17與主板14的縱向邊緣14a相接合或圍繞它，而在導軌7中引導主板14的相對縱向邊緣14b。導軌7包括一個固定不動的齒條7a，它與一個安裝在盤驅動電機8的驅動軸上的小齒輪相嚙合。在這一點上，應該要說的是，還可代替滑動軸承座17，將輥子或輪子設為支承件，母板或主板14在其間導向。採用具有磁性作用的軸承也是可行的。
盤驅動電機8被直接固定在主板14上，且焊接在其接線端子上，這樣盤驅動電機8就無需單獨的連接線了。當盤驅動電機8操作時，根據其旋轉方向，主板14滑出外殼4或滑回到外殼4中。作為齒條-齒輪傳動機構的一種替換，驅動電機8也可藉助於一個蝸輪機構驅動主板14。應提及的是，還可提供一種皮帶傳動裝置或這樣一種機構，即，當主板14移出器具20時，該機構克服了作用在主板14上的彈簧的回覆力。由於主板14被構造成一塊一般為四層到六層的多層板，因為其上定位有多個高度集成的電子部件，其中，每一層通常由一塊被一環氧樹脂載體承載的銅箔構成，所有的層都層壓在一起，主板14具有優良的抗彎和抗扭強度，且因為有了這些優良的機械性能，突出地適用於作為支持和傳輸光學數據載體10的傳輸件。通過將主板14用作傳輸件，我們就無需提供一個單獨的傳輸件及其軸承，這樣與公知的器具相比，就可大大減少材料成本和組裝成本。
應提及的是，將I/O板1與主板14之間的扁平電纜2的長度設定成使扁平電纜2不可能產生任何對主板14運動的限制。
儘管理論上也能將I/O板1的部件安置在主板14上，但從成本的角度看，並不優選這樣做。因為主板14包含多個高度集成(LSI)的集成電路，其電的互相聯接可僅由一塊多層板實現，則該主板14單位面積的價格較高。另一方面，大面積的部件比如插頭或插座被安置在I/O板1上，但它們具有很少的連接腿，這樣一塊便宜的單層板就足以用來給它們布線了。此外，這仍無法避免將插座等固定在外殼上，此種情況通過I/0板1可容易地實現。
在主板14面對CD/DVD播放機/記錄機20的側面上，一個垂直的顯示器11剛性地焊接在主板14上。該顯示器11用來指示CD/DVD播放機/記錄機20的基本功能，通常包括一個控制該顯示器的集成顯示控制器。通過將顯示器11直接焊接在主板14上，又省掉一個電連接件，比如一個邊緣連接器或一根扁平電纜，這在顯示器安裝在CD/DVD播放機/記錄機的前面板上且經由所述連接件與主板相通的傳統器具中是極有可能需要的。按照相似的方式，在本發明的實施例中，操作元件比如按鈕和開關可直接焊接在主板14上，或可與顯示器成為一體。為了防止熔補和弄髒顯示器11，一般是CD/DVD播放機/記錄機的內部，將前蓋12固定在主板14上的顯示器11的前方。
主板14還承載有一個數據載體驅動電機9，它的驅動軸承載有一個夾緊裝置，用來夾緊並旋轉盤形的光學數據載體10。數據載體驅動電機9被直接焊接到主板14上，這樣又不需要連接導線了。
主板14上形成有一個凹槽或狹槽形開口18，其由主板14的內邊緣(見參考標號14c和14d)限定。光學掃描裝置15在開口18中滑動，該光學掃描裝置在技術領域中稱作光學拾取單元(OPU)，其底部形成為一個託架。OPU15在由主板14承載的同時，可在主板14上伴隨平移運動地移動。雷射束的透鏡3可從圖中的該OPU15中看出。OPU15的剩餘部分包含在OPU15的外殼中，不能從圖中看出。OPU15具有左右滑軌16，它們與主板14相對於滑軌16的內邊緣14c相接合或環繞它們，且沿著這些內邊緣14c滑動，從而引導OPU15。為了實現OPU15與主板14之間良好的電連接和/或熱連接，滑軌16由具有良好導電性和/或導熱性的材料製成，且被設計用來最大程度地接觸主板14。OPU15與主板14之間經由滑軌16實現的電連接額外地用來給OPU15供電。OPU15與主板14之間經由滑軌16實現的良好的電連接還用來改進OPU15在主板14的接地表面上的接地情況，且由此有助於減少EMC、EMI和ESD問題。OPU15與主板14之間良好的熱連接還用來從OPU15向主板14散熱，為此例如將一個覆蓋大面積的所謂的接地表面設置在主板14的頂面和/或底面上，且使之與一個基準電位連接。在這種情況下，主板14還充當OPU15的散熱裝置。經由平的膜接頭13，通過安裝在主板14上的電子部件實現了OPU15的控制。
按此方式在主板14的開口18中引導OPU15，即，OPU15尤其是雷射束的透鏡3可相對於盤形光學數據載體10徑向移動，且可完全徑向地掃描數據載體10的讀出區。為了使OPU15平移運動，給OPU15裝有長度適中的齒條5，該齒條5與焊接在主板14上的託架電機6嚙合。當然還可將齒條5安置在主板14上，而將託架電機6安置在OPU15上，但該變型存在使OPU15的總重大的缺陷，且主板14與託架電機6之間需要連接電纜。
應提及的是，為了允許OPU15滑動，還可提供允許滑動的輪子或輥子或其它軸承，例如具有磁性作用的軸承。
應提及的是，託架電機6和盤驅動電機8可組合為單個電機，其可選擇性地經由一個內齒輪機構或內部切換結構驅動OPU15或主板14。由於CD/DVD播放機/記錄機的OPU15和主板14絕不能在操作當中同時移動，對於這些目的而言，單個電機就足夠了。僅需要一些機械的轉換部件，從而將OPU15的齒條或主板的齒條7連接到單個電機上。連接的轉換可由單個螺線管或一些其它的致動器來實現。
託架電機6和盤驅動電機8是作為傳統的電機產生的。不過，它們也可由超平的盤形電機形成，其中，定子線圈及其驅動和換向電路被直接焊接在板上。
主板14由此替代了用在現有技術的器具中的引導OPU15的構架，從而相當大地節省了材料和成本。由於將其設計為多層板，主板14具有能夠在指定的公差內引導和承載OPU的所需抗彎和抗扭強度。必要時，主板14經由減振元件支承在外殼4上，例如滑動軸承座16和導軌7屬於減振設計或交替具有減振軸承。
圖2示出了驅動器20A，連同位於抽出位置上的插入的盤形光學數據載體10。由於已經參照圖1對該驅動器20A的部件及其功能作了描述，就沒必要進行進一步的說明了。不過，通過比較圖1和2，我們能清楚地看出主板14作為插入和抽出光學數據載體10的傳輸件的功能。
為了提高主板14在滑動軸承(滑動軸承座17、導軌16)中以及OPU15在主板14上導向的準確性，可採取各種附加措施。這些措施一方面包括設置主板14的外邊緣14a、14b和/或內邊緣14c、14d的邊緣防護件，該邊緣防護件同時用作滑動和導向件。例如，如圖3所示，可將該邊緣防護件設置為圍繞各個板邊緣14a和14b或14c和14d的U型輪廓的金屬板21、22、23和24。作為其的一種替換，主板14不直接在滑動軸承17中導向，和/或OPU15不直接在主板14的邊緣上導向，而是在兩種情況下設置一個導向件，該導向件由精加工的金屬構成，例如導向片，或如圖4所示的導向杆25-28。這些導向件可通過壓合、搭扣配合、膠合、螺紋連接、焊接或一些其它合適的方式緊固在主板14上。當導向杆25-28或導向片被用作主板14上的OPU15的滑動軸承時，主板14上的開口18可省掉，且OPU15可在主板14上安置的組件上移動。這麼一來，存在的優點是，主板的整個區域都可用來定位組件，且主板14整體上更為剛硬。此外，導向片或導向杆25-28可設有調節件29-31或32-35，以相對於主板14精確地對齊或定位或定向，調節件29-35緊固在主板14上。這就保證了主板14和/或OPU15精確的並行導向。
應提及的是，CE器具20的形式也可為可攜式播放機或記錄機。
還應提及的是，具有本發明驅動器的器具的形式也可為臺式計算機或可攜式計算機，驅動器的形式可以是數據驅動器或多媒體驅動器或是這兩種驅動器的組合體。
還應提及的是，在本發明的驅動器中，母板不必僅被設計成用來只傳輸一個數據載體，而是可被設置且設計用來同時傳輸兩個或三個或多個數據載體。
權利要求
1.一種盤形光學數據載體(10)的驅動器(20A)，它具有一塊母板(14)、一個數據載體驅動電機(9)以及一個光學掃描單元(15)，該母板(14)上安置有控制驅動功能的電子部件，該數據載體驅動電機(9)用來旋轉驅動該數據載體(10)，該光學掃描單元(15)用來掃描該數據載體(10)，其中，該母板(14)被設置用來承載該光學掃描單元(15)，且該光學掃描單元(15)可調節地支承在該母板(14)上。
2.根據權利要求1所述的驅動器(20A)，其中，該母板(14)具有一個凹槽或開口(18)，且該光學掃描單元(15)被設計用來與限定該凹槽或開口(18)的相對板邊緣(14c、14d)相互作用地滑動，通過該邊緣，該光學掃描單元(15)在其調節運動中被導向。
3.根據權利要求2所述的驅動器(20A)，其中，引導該光學掃描單元(15)的板邊緣(14c、14d)設有一個邊緣防護件，優選該邊緣防護件對滑動的阻力小於板邊緣(14c、14d)自身對滑動的阻力。
4.根據權利要求3所述的驅動器(20A)，其中，該邊緣防護件的形式為金屬板(23、24)，優選為U型輪廓形狀，與該板邊緣(14c、14d)相接合或圍繞該板邊緣(14c、14d)。
5.根據權利要求1所述的驅動器(20A)，其中，通過緊固在該母板(14)上的導向杆(27、28)或導軌將該光學掃描單元(15)安裝成具有滑動的可能性。
6.根據權利要求5所述的驅動器(20A)，其中，具有傾斜和/或對齊調節可能性地將該導向杆(27、28)或導軌緊固在該母板(14)上。
7.根據權利要求1所述的驅動器(20A)，其中，該掃描單元(15)經由一根軟電纜或一個設有導電軌道的柔性平箔(13)與該母板(14)連接。
8.根據權利要求1所述的驅動器(20A)，其中，將該光學掃描單元(15)設計為一個具有導向元件(16)的託架。
9.根據權利要求8所述的驅動器(20A)，其中，該光學掃描單元(15)的導向元件(16)和與之連接的母板(14)的元件是由具有良好導熱性和/或導電性的材料製成的。
10.根據權利要求1所述的驅動器(20A)，其中，該光學掃描單元(15)設有一個驅動件，該驅動件與一個安置在該母板(14)上的託架電機(6)相互作用，以使該光學掃描單元(15)移動。
11.根據權利要求10所述的驅動器(20A)，其中，該託架電機(6)可選擇性地用作一個插入/抽出該數據載體(10)的盤驅動電機(7)。
12.一種消費電子設備(CE)器具(20)，優選是一個CD/DVD播放機/記錄機，其中，該器具(20)包含一個根據權利要求1至11中之一所述的驅動器(20A)。
13.一種在一個盤形光學數據載體(10)的驅動器(20A)中承載、引導且移動一個光學掃描單元(15)的方法，所述驅動器(20A)包括一塊母板(14)、一個數據載體驅動電機(9)以及光學掃描單元(15)，該母板(14)上安置有控制驅動功能的電子部件，該數據載體驅動電機(9)用來旋轉驅動該數據載體(10)，該光學掃描單元(15)用來掃描該數據載體(10)，在該方法中，通過該母板(14)承載該光學掃描單元(15)，且該光學掃描單元(15)在該母板(14)上調節並通過該母板(14)在其調節運動中被導向。
14.根據權利要求13所述的方法，其中，該光學掃描單元(15)是沿著彼此相對且在該母板(14)中限定一個凹槽或開口(18)的板邊緣(14c、14d)導向的。
15.根據權利要求14所述的方法，其中，該光學掃描單元(15)在引導它的板邊緣(14c、14d)上的一個邊緣防護件上滑動，優選該邊緣防護件對滑動的阻力小於該板邊緣(14c、14d)自身對滑動的阻力。
16.根據權利要求13所述的方法，其中，該光學掃描單元(15)沿著緊固在該母板(14)上的導向杆(27、28)或導軌滑動。
17.根據權利要求13所述的方法，其中，通過相關聯的託架狀導向元件(16)引導或承載該光學掃描單元(15)。
18.根據權利要求17所述的方法，其中，經由與該導向元件(16)連接的母板(14)的元件從該光學掃描單元(15)上散熱。
19.根據權利要求13所述的方法，其中，移動該光學掃描單元(15)，使得一個形成在其上的驅動件由一個安置在該母板(14)上的託架電機(6)驅動。
20.根據權利要求19所述的方法，其中，該託架電機(6)可選擇性地用作一個插入/抽出該數據載體(10)的盤驅動電機(7)。
全文摘要
在一種盤形光學數據載體(10)的驅動器(20A)中，具有一塊母板(14)、一個數據載體驅動電機(9)以及一個光學掃描單元(15)，該母板(14)上安置有控制驅動功能的電子部件，該數據載體驅動電機(9)用來旋轉驅動該數據載體(10)，該光學掃描單元(15)用來掃描該數據載體(10)，該母板(14)被設計或裝配用來承載該光學掃描單元(15)，此外，該光學掃描單元(15)具有移動可能性地支持在該母板(14)上。
文檔編號G11B25/04GK1842849SQ200480024613
公開日2006年10月4日 申請日期2004年8月24日 優先權日2003年8月26日
發明者W·伊伯多弗 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司