专利名称：无接插件的密封型光盘系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光盘系统，更确切地说，本发明涉及这样一种包含一个无接插件的、由真空密封封装的光盘盒及一个真空密封封装的光学部件的数据存贮及检索系统。这里，光盘盒及光学部件各自都有一个光导窗，用于把来自光学部件的激光光束通过光学部件及光盘盒罩壳上的密封隔板耦合到装在光盘盒中的光盘上。
众所周知，光盘系统包括用于存贮数据的光盘介质及用于从光盘介质上读出数据和/或把数据写入光盘介质的驱动机构。驱动机构一般包括一个带物镜的光度头及查找、跟踪、聚焦的操作装置，一个主电机和一个盘式联轴节。盐的沉积、水的凝结、灰及/或霉菌都可能腐蚀或污染物镜及其它光学镜片，从而导致激光信号的能量在通往光盘介质的光程中过量地损耗。另外，聚积在跟踪、聚焦操作机构上的污垢会降低整个机构的性能，并且，在经过一段时间以后，会引起这些操作机构的卡滞。光盘介质本身也可能受到环境中的污染物的不利影响。这是因为光盘介质一般采用稀土材料作为感光层，当把它们暴露在高温加高湿的环境中时，这些材料很容易受腐蚀。这种污染在某些应用中可能导致不能容忍的数据错误。
按照本发明可克服用原有工艺生产的光盘系统的上述不利因素。本发明的光盘系统采用一个真空密封封装的光盘盒及一个单独真空密封封装的光学部件，从而可以保护光盘、光学元器件及跟踪、聚焦操作装置免遭盐类、雾、湿气、沙、灰及霉菌的侵蚀。
更确切地说，该光盘盒包括一个密封封装罩壳及装在罩壳中主轴(Spindleshaft)上的用于存贮数据的光盘。一个转子磁铁与密封罩壳中的主轴耦合在一起，以响应由主轴驱动线圈在罩壳外部施加的驱动磁场使主轴及光盘旋转。一个封接的罩壳壳壁上的光导窗能在保持罩壳密封的同时，使激光光束通过该窗口射到光盘上，以便从光盘上读取数据、擦除数据或把数据写入光盘。
在光盘盒罩壳外产生驱动磁场的分立式电机与光盘盒之间不需要任何机械或线路联接。另外，电机的热量耗散也是在光盘盒的外部进行的。一个用于控制光盘盒的写入及擦除操作的偏置磁铁被放在光盘盒壳外，而且，和分立式电机一样，该偏置磁铁也不需要与光盘盒有任何机械或线路联接。
光盘盒的罩壳是一种盒状结构，这种结构将提供在高重力环境下支撑光盘所必需的刚度。另外，主轴被刚性支撑并被固定在盒状罩壳的上半部和下半部，以便当承受高重力时以及如在飞机上使用光盘系统使其处在各种安装高度时，可以保证对光盘有恒定牢固的角度控制及轴向控制。
光学部件包括一个带有封接在罩壳壳壁上、允许激光光束通过的光导窗的密封封装罩壳;光学部件的光导窗与光盘盒的光导窗位置相互重叠，从而使来自光学部件的激光能够到达光盘的所有必要的区域。用于把激光聚焦到光盘的特殊磁道并进行跟踪的镜片和操作装置也装在光学部件的密封罩壳中。在实施例1中，按放置在光盘盒上罩壳上的光导窗来移动跟踪、聚焦机构的查找电机被装在光学部件的密封罩壳中。而在实施例2中，查找电机被安置在光学部件的密封罩壳的外部。
本发明上述及其它的目的、优点、新特性及所举实施例的细节将从下面的说明及附图中得到更充分的领会和理解。
图1是本发明的无接插件的密封型光盘系统的方块图;
图2是图1所示的光盘盒的部件分解图;
图3是图1所示的光盘盒、偏置磁铁、主轴驱动线圈及偏置磁铁驱动线圈组件的局部横剖面图;
图4是图3所示的装在光盘盒中的主轴电机部件的放大横剖面图;
图5是图1所示的光学部件的一个实施例的方块图;
图6是光学部件的实施例2的方块图。
图1所示的本发明的无接插件密封型光盘系统包括一个真空密封封装的光盘盒10及一个真空密封封装的光学部件12，两者都装有各自的优质高强度玻璃光导窗14及16，以便使激光光束耦合通过光盘盒10及光学部件12罩壳的密封隔板。光导窗14及16位置相互重叠，从而使来自光学部件12的激光可以到达装在光盘盒10中的光盘18上的所有必要的区域。
真空密封封装的光盘盒10仅包含一个用于在若干径向磁道上存贮数据的光盘18及用来转动光盘18的半个主轴装置(Spindlemotor)，详见图2-图4。用于驱动装在光盘盒10中的半个主轴装置的驱动磁场是由放置在光盘盒10外部的主轴驱动线圈20产生的。控制光盘系统的写入、擦除操作的偏置磁铁22也被定位于光盘盒10的外部。更确切地说，偏置磁铁22被安置在位置与光导窗14相对、做在光盘盒10的罩壳23上的凹槽24中。来自驱动线圈20的驱动磁场19及来自偏置磁铁22的偏置磁场通过光盘盒10的罩壳23耦合，从而不需要任何机械或线路联接。这样光盘盒10也就成了一种无接插件的装置。另外，由主轴驱动线圈20产生的热量也被限制在光盘盒罩壳的外部。由于真空密封封装的光盘盒10仅仅包含一个光盘18及半个主轴装置，所以光盘盒10不但体积小，而且价格也适中。
真空密封封装的光学部件12包括诸如物镜、激光器、聚焦及跟踪操作装置等光学元器件。在图1至图5所示的实施例1中，光学部件12还包括一个放置于其中的查找电机，沿光导窗16线性移动物镜，以便存取包含在光盘盒10中的光盘18的不同磁道。在图6所示的实施例2中，查找电机放置在光学部件块12的外部。
如图2所详示的光盘盒10包括由罩壳顶部26及罩壳底部28两部分组成的罩壳23。罩壳顶部26及罩壳底部28被封装在一起形成一种盒状结构，以保证在高重力环境下支撑光盘所必须的刚度。罩壳顶部26及底部28由铝制成，其中，用可承受较宽温度变化范围的弹性环氧树脂30在铝制罩壳部件26及28之间形成密封填料。光导窗14被安置在一层RTV或其它任意合适的粘接剂上，以便在形成罩壳顶部26及光导窗14的热失配材料(铝和玻璃)之间提供一种柔性的密封封接。还提供有可相对罩壳顶部26上的光导窗14滑动的窗盖32，以保护光导窗14在光盘盒10被触摸时不要弄上手印之类的东西。
如图2到图5所示的光盘18的主轴组件包括主轴34。主轴34刚性支撑在盒状结构的罩壳顶部26及底部28之间。其中，光盘18是由彀环36及双联轴承38固定在主轴34上，从而当承受高重力和处在各种安装高度时，可以保证对光盘18的恒定牢固的角度控制及轴向控制。更准确地说，主轴34分别由一对螺丝40及42固定在罩壳的顶部26及底部28上。光盘18通过双联轴承38与主轴34耦合在一起，以提供足够的刚性来克服光盘的不稳定性，从而使光盘能高速转动以获得所希望的数据传输速率。轴承38之间配合得极好，从而可以精确控制盘片使其不产生摆动及震颤。
光盘18最好是一种热磁可擦型光盘。光盘18由诸如RTV等粘接剂固定在彀环36上。固定在彀环36反面的是环型转子磁铁44，它最好是稀土磁铁。彀环36由分磁性材料制成，以便能使电机的磁路完整，并能容纳来自转子磁铁44的漏磁场。由诸如无磁性不锈钢等非磁性材料制成的垫圈46被封接在罩壳底部28的开口48处。放置在驱动磁场与转子磁铁44偶合区的非磁性垫圈46将减少偶合区域的涡流电流损耗，从而增进主轴装置的效率。当驱动磁场存在时，转子磁铁44旋转，并引起彀环36及固定在其上面的光盘18旋转。
更详细的情形如图4所示。这里，提供有弹簧垫圈49，以对轴承38预先加载，用放置在毂环36及双联轴承38之间的垫片50来调节高度。另外，O型环54及56为主轴34与罩壳顶部26之间、主轴34与放置在罩壳底部28上的垫圈46之间提供相应的密封封口。
偏置磁铁22通过一对滚珠轴承58及60固定在驱动机壳(未作图示)或类似结构的一部分上，以使磁铁22可以放入凹槽24中。放置偏置磁铁22的凹槽24及光导窗14沿半径方向与光盘18邻接配置，从而可以从光盘18的每一个径向磁道读出数据、擦除数据或在每一个径向磁道记录数据。光盘18可以用作只读存贮器(ROM)，一次性写入存贮器(WORM)或作为完整的读-写-擦除型存贮器，这取决于受偏磁线圈及并励组件61控制的偏置磁铁22的定向。要进行ROM操作的话，就将偏置磁铁22锁定在没有任何偏磁场作用的中立位置或把偏置磁铁22拆去，这样即可禁止写入及擦除操作。要进行WORM操作的话，偏置磁铁22被锁定在写偏极位置或允许其在中立位置与写偏极位置之间转动，从而只有擦除操作受到禁止。要进行读-写-擦除俱全的存贮器操作时，允许偏置磁铁22在中立、写偏极及擦除偏极位置之间转动。注意，可以采用电磁线圈取代条型磁铁22以控制上面讨论的写入及擦除操作，并且，线圈将提供更大的擦除能力。
如图5所示，光学部件12在实施例1中包括一个真空密封封装罩壳62、装在其中的带有物镜64的光度头68、聚焦及跟踪操作装置66、激光器、探测器及查找电机70。查找电机70沿光导窗16线性移动光度头68，以便在光盘18的不同磁道上存取数据。在图6所示的实施例2中，光学部件12只包括真空密封封装罩壳72和装在其中的带物镜74的光度头78，聚焦及跟踪操作装置76，激光器及探测器、查找电机80放置在光学部件罩壳72的外面，并借助于查找机构与光学部件罩壳结合在一起。不但在实施例1中而且在实施例2中，光学镜片及聚焦、跟踪操作装置都分别放置在真空密封罩壳62及72中，从而可以防止污染物的侵蚀。
本发明的无接插件密封型光盘系统，在提供一种体积小，价格适中的光盘盒10的同时，还将保护敏感部件免遭环境，特别是盐类、雾、湿气、沙、灰及霉菌的侵蚀。
权利要求
1.一种数据存贮装置，其特征在于该装置包括一个真空密封封装罩壳；一个按装在上述罩壳中能旋转的用于存贮数据的光盘；与上述罩壳中的上述光盘耦合在一起，响应施加在上述罩壳外部的驱动磁场而转动上述光盘的装置；以及一个光导窗，该光导窗被封接在上述罩壳的壳壁上以允许激光光束通过上述壁窗射到上述光盘。
2.如权利要求1所述的数据存贮装置，其特征在于上述光盘被固定在主轴上，而主轴则被刚性地固定在上述罩壳上。
3.如权利要求2所述的数据存贮装置，其特征在于上述罩壳包括顶部及底部两部分，上述主轴被刚性地固定在上述罩壳的顶部及底部。
4.如权利要求1所述的数据存贮装置，其特征在于上述转动装置包括一个响应通过上述罩壳偶合到其上的外部驱动磁场的转子磁铁。
5.如权利要求4所述的数据存贮装置，其特征在于上述罩壳包括一个封接在上述罩壳壳壁上以使上述驱动磁场偶合到上述转子磁铁的无磁性部件。
6.如权利要求1所述的数据存贮装置，其特征在于上述光导窗被封接在上述罩壳的第一壳壁上，上述罩壳还有与第一壳壁相对的带容纳偏置磁铁凹槽的第二壳壁，该凹槽成形在第二壳壁上，其位置与上述壁窗相对。
7.如权利要求1所述的数据存贮装置，其特征在于上述光盘是一种热磁型光盘。
8.一种数据存贮装置，其特征在于该装置包括一个真空密封封装的罩壳;一个安装在上述罩壳中的主轴上用于存贮数据的光盘;一个与上述罩壳中的上述主轴耦合在一起，响应施加在上述罩壳外部的驱动磁场而转动上述转轴和上述光盘的转子磁铁;以及一个光导窗，该光导窗被封接在上述罩壳的壳壁上，以允许激光光束通过上述壁窗射到上述光盘。
9.如权利要求8所述的数据存贮装置，其特征在于上述罩壳包括顶部及底部两部分，且上述主轴被刚性地固定在上述顶部及底部罩壳上。
10.如权利要求8所述的数据存贮装置，其特征在于该装置还包括一个固定转子磁铁用的毂环及一对使上述毂环与上述主轴耦合在一起的轴承。
11.如权利要求10所述的数据存贮装置，其特征在于上述轴承是叠合的。
12.如权利要求10所述的数据存贮装置，其特征在于上述彀环将形成磁分路。
13.如权利要求8所述的数据存贮装置，其特征在于上述罩壳包括一无磁性部件，该部件至少是与上述转子磁铁邻接的上述罩壳壳壁的一部分，以使上述驱动磁场与上述转子磁铁偶合。
14.如权利要求8所述的数据存贮装置，其特征在于上述光导窗封接在上述罩壳的第一壳壁上，上述罩壳还有一个与第一壳壁相对的带容纳偏置磁铁凹槽的第二壳壁，该凹槽成形在上述第二壳壁上，位置与上述窗口相对。
15.如权利要求8所述的数据存贮装置，其特征在于上述光盘是一种热磁型光盘。
16.一种光盘系统，其特征在于该系统包括第一真空密封封装罩壳;一个具有多个供存贮数据的磁道的光盘，并且安装上述光盘使其可在上述第一罩壳中旋转;与上述第一罩壳中的上述光盘耦合在一起以使上述光盘转动的装置;第一光导窗，该光导窗被封接在上述第一罩壳的壳壁上以使激光光束可以通过该窗口射到上述光盘;第二真空密封封装罩壳;第二光导窗，该光导窗被封接在上述第二罩壳的壳壁上以使激光光束可以通过该窗口;装在上述第二罩壳中，用来使激光通过上述第一及第二光导窗聚焦在上述光盘上的装置;以及相对上述第一光导窗来移动上述聚焦装置的装置。
17.如权利要求16所述的光盘系统，其特征在于上述转动装置包括一个与上述罩壳中的上述光盘耦合在一起以响应施加在上述罩壳外部的驱动磁场的转子磁铁。
18.如权利要求17所述的光盘系统，其特征在于该系统包括一个封接在上述罩壳中用来使上述转子磁铁偶合的无磁性垫圈。
19.如权利要求16所述的光盘系统，其特征在于上述光导窗封接在上述罩壳的第一壳壁中，上述壳壁还有与第一壳壁相对的、带容纳偏置磁铁凹槽的第二壳壁，该凹槽成形在上述第二壳壁上，位置与上述光导窗相对。
20.如权利要求18所述的光盘系统，其特征在于上述光盘是热磁型光盘。
21.如权利要求16所述的光盘系统，其特征在于上述第一光导窗与上述第二光导窗位置重叠。
22.如权利要求16所述的光盘系统，其特征在于上述移动装置联接在上述第二罩壳的外部。
23.如权利要求16所述的光盘系统，其特征在于上述移动装置被装在上述第二罩壳中。
全文摘要
一种光盘系统，包括真空密封封装的光盘盒10及真空密封封装的光学部件12；两者各有一位置重叠的光导窗14和16以把来自光学部件12的激光光束偶合到光盘盒中的光盘上。使用分立式主电机，其转子磁铁44被装在光盘盒10中，而主驱动线圈20置于光盘盒10的外部，因此，光盘盒10与外部不需要任何机械或线路联接。光学部件12中可含光度头68和查找电机，以使光学镜片64及跟踪、聚焦操作装置66免遭污染物的侵蚀。
文档编号G11B25/04GK1041471SQ8910752
公开日1990年4月18日 申请日期1989年9月27日 优先权日1988年9月29日
发明者丹尼斯·莱恩·马特, 大卫·詹姆斯·鲍依尔, 马克·依萨克森, 埃迪·H·F·义, 丹尼尔·劳威尔·摩尔, 克雷格·J·康纳利尔斯 申请人:桑德斯特伦德数据控制公司