專利名稱：無接插件的密封型光盤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光盤系統(tǒng)，更確切地說，本發(fā)明涉及這樣一種包含一個無接插件的、由真空密封封裝的光盤盒及一個真空密封封裝的光學(xué)部件的數(shù)據(jù)存貯及檢索系統(tǒng)。這里，光盤盒及光學(xué)部件各自都有一個光導(dǎo)窗，用于把來自光學(xué)部件的激光光束通過光學(xué)部件及光盤盒罩殼上的密封隔板耦合到裝在光盤盒中的光盤上。
眾所周知，光盤系統(tǒng)包括用于存貯數(shù)據(jù)的光盤介質(zhì)及用于從光盤介質(zhì)上讀出數(shù)據(jù)和/或把數(shù)據(jù)寫入光盤介質(zhì)的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。驅(qū)動機(jī)構(gòu)一般包括一個帶物鏡的光度頭及查找、跟蹤、聚焦的操作裝置，一個主電機(jī)和一個盤式聯(lián)軸節(jié)。鹽的沉積、水的凝結(jié)、灰及/或霉菌都可能腐蝕或污染物鏡及其它光學(xué)鏡片，從而導(dǎo)致激光信號的能量在通往光盤介質(zhì)的光程中過量地?fù)p耗。另外，聚積在跟蹤、聚焦操作機(jī)構(gòu)上的污垢會降低整個機(jī)構(gòu)的性能，并且，在經(jīng)過一段時間以后，會引起這些操作機(jī)構(gòu)的卡滯。光盤介質(zhì)本身也可能受到環(huán)境中的污染物的不利影響。這是因為光盤介質(zhì)一般采用稀土材料作為感光層，當(dāng)把它們暴露在高溫加高濕的環(huán)境中時，這些材料很容易受腐蝕。這種污染在某些應(yīng)用中可能導(dǎo)致不能容忍的數(shù)據(jù)錯誤。
按照本發(fā)明可克服用原有工藝生產(chǎn)的光盤系統(tǒng)的上述不利因素。本發(fā)明的光盤系統(tǒng)采用一個真空密封封裝的光盤盒及一個單獨真空密封封裝的光學(xué)部件，從而可以保護(hù)光盤、光學(xué)元器件及跟蹤、聚焦操作裝置免遭鹽類、霧、濕氣、沙、灰及霉菌的侵蝕。
更確切地說，該光盤盒包括一個密封封裝罩殼及裝在罩殼中主軸(Spindleshaft)上的用于存貯數(shù)據(jù)的光盤。一個轉(zhuǎn)子磁鐵與密封罩殼中的主軸耦合在一起，以響應(yīng)由主軸驅(qū)動線圈在罩殼外部施加的驅(qū)動磁場使主軸及光盤旋轉(zhuǎn)。一個封接的罩殼殼壁上的光導(dǎo)窗能在保持罩殼密封的同時，使激光光束通過該窗口射到光盤上，以便從光盤上讀取數(shù)據(jù)、擦除數(shù)據(jù)或把數(shù)據(jù)寫入光盤。
在光盤盒罩殼外產(chǎn)生驅(qū)動磁場的分立式電機(jī)與光盤盒之間不需要任何機(jī)械或線路聯(lián)接。另外，電機(jī)的熱量耗散也是在光盤盒的外部進(jìn)行的。一個用于控制光盤盒的寫入及擦除操作的偏置磁鐵被放在光盤盒殼外，而且，和分立式電機(jī)一樣，該偏置磁鐵也不需要與光盤盒有任何機(jī)械或線路聯(lián)接。
光盤盒的罩殼是一種盒狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)將提供在高重力環(huán)境下支撐光盤所必需的剛度。另外，主軸被剛性支撐并被固定在盒狀罩殼的上半部和下半部，以便當(dāng)承受高重力時以及如在飛機(jī)上使用光盤系統(tǒng)使其處在各種安裝高度時，可以保證對光盤有恒定牢固的角度控制及軸向控制。
光學(xué)部件包括一個帶有封接在罩殼殼壁上、允許激光光束通過的光導(dǎo)窗的密封封裝罩殼;光學(xué)部件的光導(dǎo)窗與光盤盒的光導(dǎo)窗位置相互重疊，從而使來自光學(xué)部件的激光能夠到達(dá)光盤的所有必要的區(qū)域。用于把激光聚焦到光盤的特殊磁道并進(jìn)行跟蹤的鏡片和操作裝置也裝在光學(xué)部件的密封罩殼中。在實施例1中，按放置在光盤盒上罩殼上的光導(dǎo)窗來移動跟蹤、聚焦機(jī)構(gòu)的查找電機(jī)被裝在光學(xué)部件的密封罩殼中。而在實施例2中，查找電機(jī)被安置在光學(xué)部件的密封罩殼的外部。
本發(fā)明上述及其它的目的、優(yōu)點、新特性及所舉實施例的細(xì)節(jié)將從下面的說明及附圖中得到更充分的領(lǐng)會和理解。


圖1是本發(fā)明的無接插件的密封型光盤系統(tǒng)的方塊圖;
圖2是圖1所示的光盤盒的部件分解圖;
圖3是圖1所示的光盤盒、偏置磁鐵、主軸驅(qū)動線圈及偏置磁鐵驅(qū)動線圈組件的局部橫剖面圖;
圖4是圖3所示的裝在光盤盒中的主軸電機(jī)部件的放大橫剖面圖;
圖5是圖1所示的光學(xué)部件的一個實施例的方塊圖;
圖6是光學(xué)部件的實施例2的方塊圖。
圖1所示的本發(fā)明的無接插件密封型光盤系統(tǒng)包括一個真空密封封裝的光盤盒10及一個真空密封封裝的光學(xué)部件12，兩者都裝有各自的優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度玻璃光導(dǎo)窗14及16，以便使激光光束耦合通過光盤盒10及光學(xué)部件12罩殼的密封隔板。光導(dǎo)窗14及16位置相互重疊，從而使來自光學(xué)部件12的激光可以到達(dá)裝在光盤盒10中的光盤18上的所有必要的區(qū)域。
真空密封封裝的光盤盒10僅包含一個用于在若干徑向磁道上存貯數(shù)據(jù)的光盤18及用來轉(zhuǎn)動光盤18的半個主軸裝置(Spindlemotor)，詳見圖2-圖4。用于驅(qū)動裝在光盤盒10中的半個主軸裝置的驅(qū)動磁場是由放置在光盤盒10外部的主軸驅(qū)動線圈20產(chǎn)生的。控制光盤系統(tǒng)的寫入、擦除操作的偏置磁鐵22也被定位于光盤盒10的外部。更確切地說，偏置磁鐵22被安置在位置與光導(dǎo)窗14相對、做在光盤盒10的罩殼23上的凹槽24中。來自驅(qū)動線圈20的驅(qū)動磁場19及來自偏置磁鐵22的偏置磁場通過光盤盒10的罩殼23耦合，從而不需要任何機(jī)械或線路聯(lián)接。這樣光盤盒10也就成了一種無接插件的裝置。另外，由主軸驅(qū)動線圈20產(chǎn)生的熱量也被限制在光盤盒罩殼的外部。由于真空密封封裝的光盤盒10僅僅包含一個光盤18及半個主軸裝置，所以光盤盒10不但體積小，而且價格也適中。
真空密封封裝的光學(xué)部件12包括諸如物鏡、激光器、聚焦及跟蹤操作裝置等光學(xué)元器件。在圖1至圖5所示的實施例1中，光學(xué)部件12還包括一個放置于其中的查找電機(jī)，沿光導(dǎo)窗16線性移動物鏡，以便存取包含在光盤盒10中的光盤18的不同磁道。在圖6所示的實施例2中，查找電機(jī)放置在光學(xué)部件塊12的外部。
如圖2所詳示的光盤盒10包括由罩殼頂部26及罩殼底部28兩部分組成的罩殼23。罩殼頂部26及罩殼底部28被封裝在一起形成一種盒狀結(jié)構(gòu)，以保證在高重力環(huán)境下支撐光盤所必須的剛度。罩殼頂部26及底部28由鋁制成，其中，用可承受較寬溫度變化范圍的彈性環(huán)氧樹脂30在鋁制罩殼部件26及28之間形成密封填料。光導(dǎo)窗14被安置在一層RTV或其它任意合適的粘接劑上，以便在形成罩殼頂部26及光導(dǎo)窗14的熱失配材料(鋁和玻璃)之間提供一種柔性的密封封接。還提供有可相對罩殼頂部26上的光導(dǎo)窗14滑動的窗蓋32，以保護(hù)光導(dǎo)窗14在光盤盒10被觸摸時不要弄上手印之類的東西。
如圖2到圖5所示的光盤18的主軸組件包括主軸34。主軸34剛性支撐在盒狀結(jié)構(gòu)的罩殼頂部26及底部28之間。其中，光盤18是由彀環(huán)36及雙聯(lián)軸承38固定在主軸34上，從而當(dāng)承受高重力和處在各種安裝高度時，可以保證對光盤18的恒定牢固的角度控制及軸向控制。更準(zhǔn)確地說，主軸34分別由一對螺絲40及42固定在罩殼的頂部26及底部28上。光盤18通過雙聯(lián)軸承38與主軸34耦合在一起，以提供足夠的剛性來克服光盤的不穩(wěn)定性，從而使光盤能高速轉(zhuǎn)動以獲得所希望的數(shù)據(jù)傳輸速率。軸承38之間配合得極好，從而可以精確控制盤片使其不產(chǎn)生擺動及震顫。
光盤18最好是一種熱磁可擦型光盤。光盤18由諸如RTV等粘接劑固定在彀環(huán)36上。固定在彀環(huán)36反面的是環(huán)型轉(zhuǎn)子磁鐵44，它最好是稀土磁鐵。彀環(huán)36由分磁性材料制成，以便能使電機(jī)的磁路完整，并能容納來自轉(zhuǎn)子磁鐵44的漏磁場。由諸如無磁性不銹鋼等非磁性材料制成的墊圈46被封接在罩殼底部28的開口48處。放置在驅(qū)動磁場與轉(zhuǎn)子磁鐵44偶合區(qū)的非磁性墊圈46將減少偶合區(qū)域的渦流電流損耗，從而增進(jìn)主軸裝置的效率。當(dāng)驅(qū)動磁場存在時，轉(zhuǎn)子磁鐵44旋轉(zhuǎn)，并引起彀環(huán)36及固定在其上面的光盤18旋轉(zhuǎn)。
更詳細(xì)的情形如圖4所示。這里，提供有彈簧墊圈49，以對軸承38預(yù)先加載，用放置在轂環(huán)36及雙聯(lián)軸承38之間的墊片50來調(diào)節(jié)高度。另外，O型環(huán)54及56為主軸34與罩殼頂部26之間、主軸34與放置在罩殼底部28上的墊圈46之間提供相應(yīng)的密封封口。
偏置磁鐵22通過一對滾珠軸承58及60固定在驅(qū)動機(jī)殼(未作圖示)或類似結(jié)構(gòu)的一部分上，以使磁鐵22可以放入凹槽24中。放置偏置磁鐵22的凹槽24及光導(dǎo)窗14沿半徑方向與光盤18鄰接配置，從而可以從光盤18的每一個徑向磁道讀出數(shù)據(jù)、擦除數(shù)據(jù)或在每一個徑向磁道記錄數(shù)據(jù)。光盤18可以用作只讀存貯器(ROM)，一次性寫入存貯器(WORM)或作為完整的讀-寫-擦除型存貯器，這取決于受偏磁線圈及并勵組件61控制的偏置磁鐵22的定向。要進(jìn)行ROM操作的話，就將偏置磁鐵22鎖定在沒有任何偏磁場作用的中立位置或把偏置磁鐵22拆去，這樣即可禁止寫入及擦除操作。要進(jìn)行WORM操作的話，偏置磁鐵22被鎖定在寫偏極位置或允許其在中立位置與寫偏極位置之間轉(zhuǎn)動，從而只有擦除操作受到禁止。要進(jìn)行讀-寫-擦除俱全的存貯器操作時，允許偏置磁鐵22在中立、寫偏極及擦除偏極位置之間轉(zhuǎn)動。注意，可以采用電磁線圈取代條型磁鐵22以控制上面討論的寫入及擦除操作，并且，線圈將提供更大的擦除能力。
如圖5所示，光學(xué)部件12在實施例1中包括一個真空密封封裝罩殼62、裝在其中的帶有物鏡64的光度頭68、聚焦及跟蹤操作裝置66、激光器、探測器及查找電機(jī)70。查找電機(jī)70沿光導(dǎo)窗16線性移動光度頭68，以便在光盤18的不同磁道上存取數(shù)據(jù)。在圖6所示的實施例2中，光學(xué)部件12只包括真空密封封裝罩殼72和裝在其中的帶物鏡74的光度頭78，聚焦及跟蹤操作裝置76，激光器及探測器、查找電機(jī)80放置在光學(xué)部件罩殼72的外面，并借助于查找機(jī)構(gòu)與光學(xué)部件罩殼結(jié)合在一起。不但在實施例1中而且在實施例2中，光學(xué)鏡片及聚焦、跟蹤操作裝置都分別放置在真空密封罩殼62及72中，從而可以防止污染物的侵蝕。
本發(fā)明的無接插件密封型光盤系統(tǒng)，在提供一種體積小，價格適中的光盤盒10的同時，還將保護(hù)敏感部件免遭環(huán)境，特別是鹽類、霧、濕氣、沙、灰及霉菌的侵蝕。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)存貯裝置，其特征在于該裝置包括一個真空密封封裝罩殼；一個按裝在上述罩殼中能旋轉(zhuǎn)的用于存貯數(shù)據(jù)的光盤；與上述罩殼中的上述光盤耦合在一起，響應(yīng)施加在上述罩殼外部的驅(qū)動磁場而轉(zhuǎn)動上述光盤的裝置；以及一個光導(dǎo)窗，該光導(dǎo)窗被封接在上述罩殼的殼壁上以允許激光光束通過上述壁窗射到上述光盤。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存貯裝置，其特征在于上述光盤被固定在主軸上，而主軸則被剛性地固定在上述罩殼上。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)存貯裝置，其特征在于上述罩殼包括頂部及底部兩部分，上述主軸被剛性地固定在上述罩殼的頂部及底部。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存貯裝置，其特征在于上述轉(zhuǎn)動裝置包括一個響應(yīng)通過上述罩殼偶合到其上的外部驅(qū)動磁場的轉(zhuǎn)子磁鐵。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)存貯裝置，其特征在于上述罩殼包括一個封接在上述罩殼殼壁上以使上述驅(qū)動磁場偶合到上述轉(zhuǎn)子磁鐵的無磁性部件。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存貯裝置，其特征在于上述光導(dǎo)窗被封接在上述罩殼的第一殼壁上，上述罩殼還有與第一殼壁相對的帶容納偏置磁鐵凹槽的第二殼壁，該凹槽成形在第二殼壁上，其位置與上述壁窗相對。
7.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存貯裝置，其特征在于上述光盤是一種熱磁型光盤。
8.一種數(shù)據(jù)存貯裝置，其特征在于該裝置包括一個真空密封封裝的罩殼;一個安裝在上述罩殼中的主軸上用于存貯數(shù)據(jù)的光盤;一個與上述罩殼中的上述主軸耦合在一起，響應(yīng)施加在上述罩殼外部的驅(qū)動磁場而轉(zhuǎn)動上述轉(zhuǎn)軸和上述光盤的轉(zhuǎn)子磁鐵;以及一個光導(dǎo)窗，該光導(dǎo)窗被封接在上述罩殼的殼壁上，以允許激光光束通過上述壁窗射到上述光盤。
9.如權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)存貯裝置，其特征在于上述罩殼包括頂部及底部兩部分，且上述主軸被剛性地固定在上述頂部及底部罩殼上。
10.如權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)存貯裝置，其特征在于該裝置還包括一個固定轉(zhuǎn)子磁鐵用的轂環(huán)及一對使上述轂環(huán)與上述主軸耦合在一起的軸承。
11.如權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)存貯裝置，其特征在于上述軸承是疊合的。
12.如權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)存貯裝置，其特征在于上述彀環(huán)將形成磁分路。
13.如權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)存貯裝置，其特征在于上述罩殼包括一無磁性部件，該部件至少是與上述轉(zhuǎn)子磁鐵鄰接的上述罩殼殼壁的一部分，以使上述驅(qū)動磁場與上述轉(zhuǎn)子磁鐵偶合。
14.如權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)存貯裝置，其特征在于上述光導(dǎo)窗封接在上述罩殼的第一殼壁上，上述罩殼還有一個與第一殼壁相對的帶容納偏置磁鐵凹槽的第二殼壁，該凹槽成形在上述第二殼壁上，位置與上述窗口相對。
15.如權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)存貯裝置，其特征在于上述光盤是一種熱磁型光盤。
16.一種光盤系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括第一真空密封封裝罩殼;一個具有多個供存貯數(shù)據(jù)的磁道的光盤，并且安裝上述光盤使其可在上述第一罩殼中旋轉(zhuǎn);與上述第一罩殼中的上述光盤耦合在一起以使上述光盤轉(zhuǎn)動的裝置;第一光導(dǎo)窗，該光導(dǎo)窗被封接在上述第一罩殼的殼壁上以使激光光束可以通過該窗口射到上述光盤;第二真空密封封裝罩殼;第二光導(dǎo)窗，該光導(dǎo)窗被封接在上述第二罩殼的殼壁上以使激光光束可以通過該窗口;裝在上述第二罩殼中，用來使激光通過上述第一及第二光導(dǎo)窗聚焦在上述光盤上的裝置;以及相對上述第一光導(dǎo)窗來移動上述聚焦裝置的裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的光盤系統(tǒng)，其特征在于上述轉(zhuǎn)動裝置包括一個與上述罩殼中的上述光盤耦合在一起以響應(yīng)施加在上述罩殼外部的驅(qū)動磁場的轉(zhuǎn)子磁鐵。
18.如權(quán)利要求17所述的光盤系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括一個封接在上述罩殼中用來使上述轉(zhuǎn)子磁鐵偶合的無磁性墊圈。
19.如權(quán)利要求16所述的光盤系統(tǒng)，其特征在于上述光導(dǎo)窗封接在上述罩殼的第一殼壁中，上述殼壁還有與第一殼壁相對的、帶容納偏置磁鐵凹槽的第二殼壁，該凹槽成形在上述第二殼壁上，位置與上述光導(dǎo)窗相對。
20.如權(quán)利要求18所述的光盤系統(tǒng)，其特征在于上述光盤是熱磁型光盤。
21.如權(quán)利要求16所述的光盤系統(tǒng)，其特征在于上述第一光導(dǎo)窗與上述第二光導(dǎo)窗位置重疊。
22.如權(quán)利要求16所述的光盤系統(tǒng)，其特征在于上述移動裝置聯(lián)接在上述第二罩殼的外部。
23.如權(quán)利要求16所述的光盤系統(tǒng)，其特征在于上述移動裝置被裝在上述第二罩殼中。
全文摘要
一種光盤系統(tǒng)，包括真空密封封裝的光盤盒10及真空密封封裝的光學(xué)部件12；兩者各有一位置重疊的光導(dǎo)窗14和16以把來自光學(xué)部件12的激光光束偶合到光盤盒中的光盤上。使用分立式主電機(jī)，其轉(zhuǎn)子磁鐵44被裝在光盤盒10中，而主驅(qū)動線圈20置于光盤盒10的外部，因此，光盤盒10與外部不需要任何機(jī)械或線路聯(lián)接。光學(xué)部件12中可含光度頭68和查找電機(jī)，以使光學(xué)鏡片64及跟蹤、聚焦操作裝置66免遭污染物的侵蝕。
文檔編號G11B25/04GK1041471SQ8910752
公開日1990年4月18日 申請日期1989年9月27日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月29日
發(fā)明者丹尼斯·萊恩·馬特, 大衛(wèi)·詹姆斯·鮑依爾, 馬克·依薩克森, 埃迪·H·F·義, 丹尼爾·勞威爾·摩爾, 克雷格·J·康納利爾斯 申請人:桑德斯特倫德數(shù)據(jù)控制公司