专利名称：具有盘片翻转机构的盘片驱动器以及用于翻转盘片的方法
技术领域：
本发明涉及一种盘片驱动器，包括连接到传动轴的盘片啮合部件，用于在操作期间啮合并旋转所述盘片，还包括托盘，用于当与所述盘片啮合部件脱离啮合时支撑所述盘片。本发明还涉及一种用于翻转位于盘片驱动器的托盘上的盘片的方法。
背景技术：
在US-A-4,998,232中公开了一种具有盘片翻转机构的盘片驱动器的实施例。翻转机构包括光盘保持部件和用于依照线性和旋转方式来移动保持部件的装置，以便把盘片保持部件移动出盘片驱动器外壳并且把它翻过来从而翻转了所述盘片。盘片翻转机构相对较为复杂。
本发明的目的是提供一种具有新的盘片翻转机构的盘片驱动器，所述盘片翻转机构相对简单以致把它用于消费者应用的盘片驱动器中是吸引人的。
发明内容
本发明提供了依照权利要求1的盘片驱动器和依照权利要求13的方法。翻转盘片的方法相当简单并且产生相对简单的盘片驱动器。测试示出了向盘片施加偏心脉冲导致差不多像依照薄烤饼方式来翻转盘片，这可以依照可靠的方式来进行。依照这种方式翻转盘片只花费很少的时间，例如大约零点几秒，以致此翻转方法减少了进行连续播放和/或记录盘片两面所可能需要的缓冲存储器量。这只以很小的附加成本就有效地使盘片能力翻倍。翻转机构还可以用于把盘片标签自动写入在盘片一面的特定层中，把内容写入另一面。此写入可以由已经存在于光学记录器中的相同光学设备来实现，而不要求任何特定的用户交互。
优选地是，托盘属于如权利要求2中所定义的类型。这是用于装载和/或卸载盘片驱动器的普通装置，并且可以把依照本发明的翻转机构容易地与这种牵引型托盘相组合。
优选地是，如权利要求3所述，翻转机构包括直接作用于盘片的脉冲部件。它消除了盘片对支持架的需要等，使翻转机构简单并且使部分重量降低，即只是盘片，由此使所要求的脉冲能量最小化。
权利要求4定义了依照本发明的盘片翻转机构的一个实施例，即气动实施例。在此实施例中，由脉冲部件所引起的对盘片的损坏风险被保持在最低限度甚至被降低为零，而翻转机构可以相当简单并且还可以容易地与托盘相组合，这是由于依照如权利要求5所述的实施例在气体容器和喷嘴之间使用了挠性管道。
在权利要求6中定义了几种可想到的用于加压气体容器的实施例。在可替换的容器的情况下，可以使用压力传感器来警告用户何时需要进行替换，例如借助于外部LED、用于软件的信号、外部压力量计等。如果使用机械压缩部件或泵来向容器填充压缩气体，那么优选只有在需要时才激活所述压缩部件以便重新填充所述容器。依照这种方式节省了能量。重新填充在小容器的情况下例如可以是在每次翻转盘片之后进行，或者在固定次数的翻转之后进行(在较大容器的情况下)，或者当压力传感器表明容器中的剩余压力太低以致不能翻转盘片时进行。可以使用手动泵来进一步减少所要求的能量和成本。在这种情况下，优选相对较大的容器，这是因为在每次翻转盘片之后都使用泵是比较讨厌的。
在权利要求8中定义了候选实施例。此机械脉冲部件可以产生与气动脉冲部件相同的效果。当然，应当注意盘片不会被机械脉冲部件的冲击损坏。这可以通过选择脉冲部件的适当材料和形状和/或通过在确定位置处接触盘片来确保，其中在所述位置上任何损坏或磨损都不会影响所述盘片上的数据，或者不会损坏有必要用于使盘片驱动器正确操作的任何盘片部分。
在权利要求9中要求了盘片驱动器的简单实施例。此弹簧机构例如可以借助于托盘的开启或闭合动作来激发。
在从牵引型开启托盘翻转盘片的实施例中，翻转机构可以由托盘开启机构本身机械地或通过其它装置来触发。在这种情况下，翻转机构可以在托盘开启时简单地始终被激活，或者在盘片驱动器的控制部件的控制下只在想要时才被激活。
在权利要求14中定义了依照本发明的方法。在权利要求15到17中定义了优选实施例。
本发明进一步涉及一种翻转机构。在权利要求13中定义了翻转机构。
参考附图更详细地解释本发明，所述附图依照非常示意性的方式示出了依照本发明的光盘驱动器的示例性实施例。
在附图中图1是用于依照本发明图示了当把脉冲施加到盘片上时盘片翻转的侧视图。
图2是包括依照本发明的盘片翻转机构的第一实施例的部分盘片驱动器和盘片托盘的完全示意性的侧视图。
图3是对应于图2的视图，但是图示了依照本发明的盘片翻转机构的第二实施例。
具体实施例方式
本发明涉及一种用于读取和/或写入盘片D的盘片驱动器。所述盘片例如可以是任何类型的光盘，例如CD、CD-ROM、DVD、BD等，其是可读和/或可写的。因而光盘驱动器被设计成用于记录和/或再现在光盘D的信息轨道上的信息。
光盘驱动器包括外壳，在图2和3中用附图标记1来完全示意性地表明，所述外壳用于容纳盘片驱动器的组件。外壳1具有可闭合的开口(未示出)，用于借助于牵引型托盘2把盘片D引入盘片驱动器以及把盘片D从盘片驱动器中移出。
为了把盘片D装载到盘片驱动器中，所述盘片应当被放置在托盘2上，正常情况下要读取或写入的一面指向托盘。当闭合托盘2时，所述托盘大体上完全进入盘片驱动器1的外壳并且在托盘的闭合位置中，连接到盘片驱动器的传动轴的盘片啮合部件在盘片D中心处啮合所述盘片D。当开始盘片驱动器的读取和/或写入操作时，电动传动轴旋转盘片以便使光学拾取部件能够从所述盘片读取数据和/或把数据写入到所述盘片上。盘片啮合部件在正常情况下把盘片D从托盘2上抬起，以便使所述盘片在所述盘片啮合部件上自由地旋转。
同样为了卸下盘片D，盘片啮合部件从所述盘片D缩回以便所述盘片D再次由托盘2支撑。在此位置中托盘可以开启，并且在图2和3中示出了此开启位置。在此情况下，可以从托盘取出盘片D，或者依照本发明，可以翻转所述盘片D。
例如可以在两种情况下使用此盘片D的翻转。第一种情况是如果盘片D可以双面读取或写入，但是只存在一个拾取部件。于是，应当翻转盘片D以便把所述盘片的另一面放在拾取部件前面。第二种情况是可以把盘片标签自动地写入到所述盘片一面的特定层中，把内容数据写入另一面。此写入操作可以利用已经存在于盘片驱动器记录器中的相同光学设备来实现，并且不要求任何特定的用户交互。
图1图示了当依照如所图示的薄烤饼方式来180°翻转盘片时的盘片飞跃，脉冲(用箭头p表示)被施加到盘片下面与盘片D中心相距距离d处。由于脉冲p，所述盘片因盘片上的冲量而被抬起并旋转，由此导致依照薄烤饼式来翻转盘片。可以依照可靠的方式来确定此飞跃。优选地是，施加到半径为R的盘片的脉冲的距离d是d＝πR/16利用在此有效位置中的脉冲，可以获得理想的飞跃，其中盘片在零点几秒内水平着陆，所述盘片D的下边缘只在托盘2上移动几毫米。优选“重”脉冲(大体上在脉冲部件中比在盘片中具有更有效的质量)，这是因为它使盘片飞跃不那么取决于其质量。在该情况下，只有翻转机构的部分能量和冲量被转送到盘片。
图2示出了盘片驱动器的盘片翻转机构的第一实施例的原理。在此实施例中的翻转机构是气动的，即脉冲部件是喷嘴3，其适于把压缩气体脉冲指向盘片D，所述气体脉冲直接作用于所述盘片，优选垂直于所述盘片平面。所述喷嘴可以安装在托盘2上的正确位置处以便实现把盘片D适当地开始具有180°翻筋斗和良好着陆的飞跃中。由压缩气体储存容器4递送加压气体，所述压缩气体储存容器4借助插有阀6的挠性气体管道5等连接到喷嘴3，所述阀6由盘片驱动器的中央处理部件7来控制。在此实施例中，存在被连接到气体容器4的压缩部件8，用于在一个或多个脉冲之后向容器4中补充气体。在这种情况下所述气体可以是标准空气。作为候选，气体容器可以是一次性容器，诸如用于专业生奶油自动售货机的CO2模块。
依照本发明的盘片翻转机构非常简单，并且基本上甚至完全不必修改常规的盘片驱动器设计。只是添加了盘片翻转机构。盘片翻转机构可以由托盘开启机构机械地或通过其它装置来触发，或者作为选择可以由盘片驱动器的中央处理部件来控制。盘片的翻转可以凭借盘片的惊人特技飞行来迅速且有效地完成，所述特技飞行可能是吸引人的场景。如果想要的话，简单的180°翻筋斗甚至可以被扩展为更复杂的飞跃。
图3示出了机械操作的盘片翻转机构的第二实施例。在这种情况下，脉冲部件是机械脉冲部件9(差不多一个锤头)，使所述机械脉冲部件9击打盘片以便向所述盘片D给予一个冲力，使它开始180°的翻筋斗飞跃从而把它翻到了另一面。如同所示机械脉冲部件9可以被安装在杆10的自由端上，并且在这种情况下，适于沿着托盘滑动的滑块11被装载到弹簧部件12上。当释放时，所装载的滑块11会击打脉冲部件9附近的杆10，以便脉冲部件9接收脉冲并且把它转给盘片D。提供了滑块锁定机构来把滑块11锁定在其开始位置，当需要用于翻转盘片D的脉冲时解锁所述机构。在托盘2的闭合动作期间可以再次装载弹簧部件12，并且然后当托盘2到达其闭合位置时滑块被自动锁定。在这种情况下，盘片翻转机构可以再次被托盘开启机构本身机械地或通过其它装置触发。可以简单地每当托盘开启时，或者只在盘片驱动器的中央处理部件7的控制下要求时，才激活装入机构。
根据上述显然本发明提供了具有非常简单、有效且可靠的盘片翻转机构的盘片驱动器。
应当注意在说明书和权利要求中，表述“一个”或“一种”的使用并不排除存在多个的情况，并且表述“包括”并不排除附加的元件和步骤。权利要求中的参考符号不应当被解释为对其范围的限制。在所附权利要求中单个处理器或部件可以履行几个元件的功能。
在目前的优选实施例中，盘片是光学数据盘。然而应当理解，本发明同样可以用于各种其它盘片，诸如铁电、磁、磁光、近场、活动电荷存储、或使用这些技术或其它读取和/或写入技术的组合的其它盘片。
本发明不局限于在以上附图和描述中所示出的实施例，在所附权利要求的范围内可以一种不同的方式来改变。例如，可以通过开启或把盖子抬高到托盘上面来使所述盘片上面的空间空闲以便能够翻转所述盘片。在这种情况下，往往不必开启盘片驱动器的托盘或者根本不必是牵引型托盘。可以有一个以上脉冲部件或者一个脉冲部件可以有几个冲击点。有效的冲击点应当位于所想要的位置。例如，两个冲击点可以在盘片的边缘以致有效的冲击点在与中心相距所想要的距离d处(大约1/4R)。作为选择，盘片可以由用于引导飞跃的初始部分的机构来抛起或装入。压缩气体容器可以被放置在磁盘驱动器外壳之外。喷嘴不必安装在托盘上，但是可以安装在磁盘驱动器外壳外面的固定位置中，以致当托盘处于其开启位置时所述喷嘴处于所述托盘下面的正确位置。然后喷嘴通过开启托盘把气体指向盘片，无论如何所述开启托盘在其内部具有很大的通道开口。这样安装还可能用于其它类型的冲击部件，诸如机械脉冲部件。
在本发明的另一实施例中，翻转机构包括用于激励机械脉冲部件的电动机械部件。电动机械部件优选包括适于控制脉冲部件柱塞的脉冲电磁体。
权利要求
1.一种盘片驱动器，包括连接到传动轴的盘片啮合部件，用于在操作期间啮合并旋转盘片(D)，还包括托盘(2)，用于当与所述盘片啮合部件脱离啮合时支撑所述盘片，并且还包括翻转机构(3到8；9到12)，适于向停留在托盘上的盘片的一面在其中心之外的位置处提供一脉冲，以便向所述盘片提供向上且旋转的运动从而使其翻转过来。
2.如权利要求1所述的盘片驱动器，其中所述托盘(2)属于牵引型并且可在盘片驱动器的外壳(1)内的闭合位置和伸出到所述外壳之外的开启位置之间移置，所述翻转机构(3到8；9到12)适于只有当所述托盘位于其开启位置时才被激活。
3.如权利要求1或2所述的盘片驱动器，其中所述翻转机构(3到8；9到12)包括直接作用于所述盘片(D)的脉冲部件(3；9)。
4.如权利要求3所述的盘片驱动器，其中所述翻转机构(3到8)是气动的，所述脉冲部件(3)是适于把加压气体脉冲指向所述盘片(D)的喷嘴。
5.如权利要求4所述的盘片驱动器，包括连接到所述喷嘴(3)的加压气体容器(4)以及在所述容器和喷嘴之间提供并由控制部件(7)控制的阀(6)。
6.如权利要求5所述的盘片驱动器，其中所述加压气体容器(4)是预先填充的可替换容器，或者将由压缩部件或装有盘片驱动器的手动泵填充的可再使用容器。
7.如权利要求5或6所述的盘片驱动器，其中所述托盘(2)是可移置的，并且所述气体容器(4)通过挠性管线(5)连接到喷嘴(3)。
8.如权利要求3所述的盘片驱动器，其中所述脉冲部件(9)是机械脉冲部件，用于与所述盘片(D)相撞。
9.如权利要求8所述的盘片驱动器，其中所述翻转机构(9到12)包括用于激励机械脉冲部件(9)的弹簧机构(11，12)。
10.如权利要求2或9所述的盘片驱动器，其中所述弹簧机构(9到12)包括机械弹簧(12)，所述机械弹簧(12)耦合到所述托盘(2)以致它由托盘的闭合动作来拉紧。
11.如权利要求8所述的盘片驱动器，其中所述翻转机构包括用于激励所述机械脉冲部件的电动机械部件，所述电动机械部件优选包括适于控制柱塞的脉冲电磁体。
12.如权利要求3到11中任何一个所述的盘片驱动器，其中所述脉冲部件(3；9)被如此定位以致其脉冲在至少一个位置处击打所述盘片(D)，其有效的作用点位于离盘片中心的1/4盘片半径内。
13.一种翻转机构，呈现如在先前权利要求中任何一个所定义的翻转机构的特征并且因而适于向盘片一面在其中心位置之外提供脉冲，以便向所述盘片提供向上且旋转的运动从而使其翻转过来，因而所述翻转机构被构造并显然意在用于如先前任何一个权利要求所述的盘片驱动器中。
14.一种用于翻转位于在磁盘驱动器的托盘(2)上的盘片(D)的方法，包括步骤如果必要的话，使在所述盘片上面的空间空闲，向所述盘片在其中心之外的位置提供冲力，以便翻转所述盘片并以颠倒位置再次在所述托盘上容纳该盘片。
15.如权利要求14所述的方法，其中为了使在所述盘片(D)上面的空间空闲，在把冲力施加到所述盘片上之前，所述托盘(2)被移到盘片位于所述盘片驱动器的外壳(1)之外的位置处。
16.如权利要求14或15所述的方法，其中向所述盘片(D)提供脉冲，这是由于压缩气体脉冲例如从加压气体容器(4)而指向所述盘片。
17.如权利要求14或15所述的方法，其中由于使机械脉冲部件(9)与盘片相撞而向所述盘片提供脉冲。
全文摘要
一种盘片驱动器包括翻转机构(3到8)，适于向停留在托盘(2)上的盘片(D)的一面在其中心以外的位置处提供脉冲，以便向所述盘片提供向上且旋转的运动从而使其翻转过来。翻转机构可以包括直接作用于所述盘片的脉冲部件(3)。在一个实施例中，翻转机构是气动的，脉冲部件是适于把压缩气体脉冲指到盘片上的喷嘴。测试表明把偏心脉冲施加到盘片上导致可靠且迅速地翻转盘片。
文档编号G11B25/04GK1922676SQ200580005076
公开日2007年2月28日 申请日期2005年2月4日 优先权日2004年2月17日
发明者C·A·弗舒伦, M·B·范德马克, N·兰伯特 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司