CN1187006A - 用于光盘更换器中的光盘滚轮控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

用于光盘更换器的光盘滚轮控制器,采用电极接触技术有效地控制托架滚轮的旋转。当接收到用户搜索目标托盘的指令时,给电机提供驱动信号,从而使托架滚轮在预定方向上旋转。接下来根据表示扫描器电极是否与目标托盘的结束电极接触的脉冲信号,产生脉宽调制(PWM)和单脉冲信号。根据PWM信号降低旋转的托架滚轮的转速,之后,根据单脉冲信号使托架滚轮在读出位置处停止。

Description

用于光盘更换器中的光盘滚轮控制方法和装置

本发明涉及一种光盘更换器，并特别涉及一种用于光盘更换器中，通过采用电极接触技术来有效地控制托架滚轮的旋转的方法和装置。

常规光盘播放器用于再现记录在光盘上的视频和/或音频信号，并通过显示单元和/或扬声器将它们输出，该种光盘播放器包括CDP(CD(Com pact Disk)播放器)，LDP(LD(Laser Disk)播放器)，CDGP(CD图形(Com pact Disk Graphic)播放器)和类似的播放器。众所周知，CDP通常是一种仅能再现音频信号的设备；而每个LDP和CDGP是能同时再现视频和音频信号的设备。此外，VCDP(VCD(Video Com pactDisk)播放器)能再现视频和音频信号。由于它们高性能的特点，如高S/N比，低噪声，低失真以及无重影，这些光盘播放器变得越来越普及。

然而，在一些如活动图象电影的应用中，数据量，例如整个活动图象电影的数据量太大，以致不能存在单张盘上。光盘更换器是一种旨在解决这种问题的设备，其中光盘更换器在托架滚轮上装载若干光盘，而大量数据被分配在这些光盘上。通过采用这种光盘更换器，根据用户的指令，数据可被有选择地或顺序地由光盘再现出来。

常规的光盘更换器包括基体、主轴和传感器，该基体用于支承具有多个托盘，如三个托盘的托架滚轮，每个托盘用于搁置装载在其上的光盘，托架滚轮围绕该主轴旋转，该传感器附在基体上，并产生用于识别每个托盘的识别(ID)码。将一个唯一的ID码分配给例如三个托盘中的每一个。通过识别其ID码，可容易地找出目标托盘，其中目标托盘是指装有由用户为再现记录在光盘上的数据而从装载在托架滚轮上的光盘中选择的光盘的托盘。传感器被用来检测ID码，该传感器位于与穿过读出点的径向直线在逆时针方向上成一预定角度的直线上，其中读出点是目标托盘上的数据被再现的位置。在托架滚轮旋转过程中，传感器产生与经过它的托盘的ID码相对应的脉冲，以便旋转控制器能够根据该脉冲识别每个托盘。

更具体地，当收到用户搜索目标托盘的指令时，通过驱动电机的电机驱动器，使托架滚轮围绕它的主轴旋转。当托架滚轮旋转时，传感器产生例如用于第一托盘的单个脉冲，用于第二托盘的两个脉冲，用于第三托盘的三个脉冲。通过对来自传感器的脉冲数进行计数，旋转控制器识别每个托盘。为控制托架滚轮的旋转，通常使用在ID脉冲群之间由四个连续脉冲组成的开始/结束脉冲信号。四个脉冲中的一组二个脉冲被称为开始码，余下的一组二个脉冲被称为结束码。

为在托架滚轮顺时针旋转时检测目标托盘的ID码，旋转控制器对出现在开始码之后的脉冲数进行计数，并将所计脉冲数和与当前位于读出点的托盘的ID相对应的脉冲数进行比较。如果所比较的两脉冲数互不相同，旋转控制器向电机驱动器发送驱动信号以使电机继续旋转。如果所比较的两脉冲数相同，则旋转控制器检测第一脉冲的下降沿，该下降沿是在ID码之后产生的结束脉冲的起始点。当检测到下降沿时，旋转控制器给电机驱动器提供用于降低电机转速，且具有预定占空比的PWM(脉宽调制)信号，其中PWM信号由一串其占空比不同的连续脉冲组成。之后，当旋转控制器检测到表示结束脉冲结束的第二脉冲上升沿时，它向电机驱动器输出一个极性相反的单脉冲，从而使托架滚轮停止转动。

然而，在通过使用常规旋转控制器控制托架滚轮的情况下，旋转控制器根据从传感器收到的码，通过对所收到码中的脉冲数进行计数，并检验脉冲占空比来识别所收到的码，将所收到的码和由用户输入的目标托盘的码进行比较，并给电机驱动器提供驱动信号和极性相反的单脉冲。因此，完成整个处理需要相当长的时间，从而导致寻找目标托盘的时间也相当长。

另一种为改善上述不足而研制的滚轮旋转控制器在共同待审的转让申请U.S.序列号No.___，“用于光盘更换器中的光盘滚轮控制方法和装置”中已被披露。该滚轮旋转控制器通过使用光盘ID码，开始码和结束码控制托架滚轮的旋转，该光盘ID码、开始码和结束码是当托架滚轮上配备的扫描器电极与在光盘更换器基体上形成的多个光盘ID电极，开始电极和结束电极接触时发出的。

然而，在现有技术的托架滚轮控制器中，很难在基体上在开始和结束电极对之间均匀地形成光盘ID电极。此外，旋转控制器仍然使用由光盘ID电极产生的脉冲来识别每个光盘的ID，这导致处理时间拉长。

因此，本发明的主要目的是提供一种改进的方法和装置，它们通过采用电极接触技术而有效地控制托架滚轮的旋转，从而能够为托架滚轮提供快速旋转控制。

本发明另外一个目的是提供一种具有简化的结构的光盘更换器系统。

根据本发明的一个方面，提供一种用于光盘更换器中，控制托架滚轮的旋转的方法，其中托架滚轮具有多个托盘，每个托盘搁置一个光盘，该方法包括步骤：

(a)根据用户搜索目标托盘的指令，提供用于确定托架滚轮的旋转和方向、具有预定比特长度的逻辑信号，根据使用逻辑信号获得的驱动信号使托架滚轮旋转，目标托盘为搁置用户为在读出位置处再现记录在光盘上的信号而选择的光盘的托盘；

(b)在托架滚轮旋转期间，当固定在托架滚轮上的扫描器电极接触到与用户指令相对应的结束电极时产生脉冲信号，其中结束电极固定在支承托架滚轮的基体上；

(c)根据脉冲信号产生具有预定占空比的PWM信号，该PWM信号用于降低托架滚轮的转速；

(d)在产生PWM信号之后发出单脉冲信号，该单脉冲信号用于在目标托盘到达读出位置时使托架滚轮停止；以及

(e)根据PWM信号，单脉冲信号，逻辑信号和驱动信号控制托架滚轮的旋转。

根据本发明的另一方面，提供一种光盘更换器系统，该系统包括：

具有多个托盘的托架滚轮，每个托盘搁置一个光盘；

用于支承托架滚轮的基体；

电极对，每对包括固定在基体上的开始电极和结束电极，其中每对以相同的角度间距分开；

固定在托架滚轮上的扫描器电极，其中扫描器电极在托架滚轮绕固定在基体上的主轴转动时与开始电极和结束电极滑动接触；

旋转控制器，用于根据用户搜索目标托盘的指令产生用于驱动电机的电机控制信号；

电机，用于根据电机控制信号驱动托架滚轮，通过使用主轴该电机与托架滚轮相联；

电机驱动器，用于根据电机控制信号给电机供电。

从以下连同附图一起给出的对优选实施例的描述，本发明的上述和其它目的和特征将变得更加明显，其中：

图1示出根据本发明的光盘更换器系统；以及

图2示出图1中所示旋转控制器的详细示意图。

图1示出光盘更换器系统500，该系统500用于控制沿X-X轴所示本发明托架滚轮11的旋转。为便于说明，假设托架滚轮系统500配备有三个托盘，每个托盘能够搁置一个光盘。在这一假设的条件下，根据本发明的光盘更换器系统500包括基体10，托架滚轮11，固定在基体10上的主轴12，三个托盘14到16，扫描器电极400，旋转控制器520，电机驱动器540和电机560。如图1所示，在托架滚轮11逆时针旋转的情况下，系统500还包括三对开始和结束电极407和410，408和411，409和412，其中三对开始和结束电极的每一对相互间是等间距的。

基体10通过使用主轴12支承托架滚轮11，其中托架滚轮11配有三个托盘14到16，每个托盘搁置一个光盘，并按照电机560的旋转而绕主轴12旋转。当托架滚轮11旋转时，固定在托架滚轮11侧壁上的扫描器电极400与开始和结束电极接触，并给所接触的开始和结束电极提供固定的电压。

在托架滚轮11旋转期间，当扫描器电极400与开始电极407到409和结束电极410到412的任一个接触时，所接触的电极产生相应的开始或结束脉冲信号，用于控制电机560的启动或停止。通过使用以下将参照图1加以详细说明的本发明的新颖的电极接触技术，旋转控制器520产生用于控制电机560旋转的电机控制信号。之后通过电机驱动器540将电机控制信号提供给电机560，从而控制电机560和托架滚轮11的旋转。

参看图2，其中示出了图1中所示旋转控制器520的详细示意图。旋转控制器520包括控制单元522，多路复用器(MUX)524，PWM信号发生设备526，单脉冲发生设备528和输出设备530。

具体地，当用户选择了目标托盘以再现其光盘上记录的数据时，即，当从键阵列接收到对应于目标托盘的用户指令时，在控制单元522的控制器522b中发出目标托盘的ID码。在控制器522b中还产生具有预定比特长度，例如2比特的逻辑信号，用于使托架滚轮11旋转及确定电机560的旋转方向。在本发明优选实施例中，如果2比特逻辑信号为“10”，则使电机560顺时针旋转，而如果2比特逻辑信号为“01”，则使电机560逆时针旋转。ID码被送到解码器522a，而2比特逻辑信号被提供给“或”门522c和输出设备530的第一输出电路530a。为便于说明，以下假设目标托盘是图1中所示具有数字15的托盘。

在“或”门522c，将2比特逻辑信号逻辑地结合，以通过触发器(F/F)522d给MUX524提供经过或运算的信号，将其作为驱动信号。MUX524接收通过F/F 522d提供的驱动信号和来自PWM信号发生设备526的输出信号，以在起始时间向第一输出电路530a输出驱动信号。根据来自控制器522b的2比特逻辑信号和来自MUX524的输出信号，第一输出电路530a产生电机控制信号，并通过图1中所示的电机驱动器540将其提供给电机560，从而使托架滚轮11能够在与2比特逻辑信号相对应的方向上旋转。当托架滚轮11旋转时，扫描器电极400与开始和结束电极接触。

与此同时，根据来自控制器522b的目标托盘15的ID码，解码器522a产生逻辑高脉冲信号，送到根据ID码选择的结束电极，例如图1中所示412。当扫描器电极400与所选择的结束电极412接触时，加在所选择的结束电极412上的逻辑高脉冲信号通过扫描器电极400被送到F/F 522d，MUX524和PWM信号发生设备526。

响应于逻辑高脉冲信号，F/F 522d将来自“或”门522c的驱动信号复位，以给MUX 524提供零值的已复位信号；在逻辑高脉冲信号的上升沿，PWM信号发生设备526中的PWM信号发生器526a产生PWM信号，以将其提供给“与”门526b。“与”门526b将PWM信号和逻辑高脉冲信号逻辑地结合，以向MUX524输出经过“与”运算的PWM信号。响应于来自扫描器电极400的逻辑高脉冲信号，MUX524将来自“与”门526b、经过“与”运算的PWM信号转发到第一输出电路530a，而不考虑从F/F 522d输出的零值已复位信号。如可从以上的描述看出的，在扫描器电极400与所选择的停止电极412接触前，即在通过扫描器电极400提供逻辑高脉冲信号之前，MUX524输出通过F/F 522d提供的驱动信号；且在此后，当扫描器电极400与所选择的停止电极412接触时，即当通过扫描器电极400接收到逻辑高脉冲信号时，MUX524输出来自“与”门526b、经过“与”运算的PWM信号。

如果从MUX524接收到经过“与”运算的PWM信号，第一输出电路530a产生与经过“与”运算的PWM信号相对应的电机控制信号，并通过电机驱动器540将其提供给电机560，从而降低电机560的转速，并依次使托架滚轮11的转速降低。

同时，在反向器528a中将来自扫描器电极400的逻辑高脉冲信号反向，以向单脉冲发生器528b发送被反向的脉冲信号，即逻辑低脉冲信号。在这种情况下，不产生从单脉冲发生器528b送到第二输出电路530b的信号。

如果扫描器电极400通过所选择的结束电极412，定位在电极412和其相邻电极409之间，即在来自扫描器电极400的逻辑高脉冲信号的表示其结束的下降沿，MUX524选择并输出来自F/F 522d的输出信号，而不是来自“与”门526b的输出信号。然而这时，由于响应于逻辑高脉冲信号，来自“或”门522c的驱动信号被复位，因而来自F/F 522d的输出信号具有零值。在这种情况下，在来自反向器528a的逻辑低脉冲信号的上升沿，单脉冲发生器528b产生具有非常小的脉宽的单脉冲信号，并通过第二输出电路530b将其送到电机驱动器540，从而使电机560停止旋转，并依次使托架滚轮11停止旋转。由此，当扫描器电极400到达电极412和409之间的位置时，目标托盘15可到达正确的读出位置Y。同时单脉冲信号被提供给控制器522b，以备将其用于下一个托架滚轮控制。尽管为简化起见，对托架滚轮逆时针旋转情况进行了说明性的描述，但应注意在托架滚轮顺时针旋转时，通过使用上述电极接触技术可容易地修改托架滚轮的旋转控制。如以上示出的，通过使用新颖的电极接触技术，具有创造性的光盘滚轮控制方案能够显著减少控制托架滚轮旋转所需的处理时间，并且使其结构比常规方案更为简单。

虽然是根据优选实施例对本发明进行描述的，但可不脱离如在以下的权利要求中提出的本发明范围和实质而对本发明做出其它的修改和变型。

Claims (19)

1.一种用于在光盘更换器中控制托架滚轮的旋转的方法，其中托架滚轮具有多个托盘，每个托盘搁置一个光盘，该方法包括步骤：

(a)响应于用户搜索目标托盘的指令，提供用于确定托架滚轮的旋转和方向、具有预定比特长度的逻辑信号，并根据使用逻辑信号获得的驱动信号使托架滚轮旋转，目标托盘为搁置用户为在读出位置处再现记录在光盘上的信号而选择的光盘的托盘；

(b)在托架滚轮旋转期间，当固定在托架滚轮上的扫描器电极接触到与用户指令相对应的结束电极时产生脉冲信号，其中结束电极固定在支承托架滚轮的基体上；

(c)响应于脉冲信号产生具有预定占空比的脉宽调制(PWM)信号，该PWM信号用于降低托架滚轮的转速；

(d)在产生PWM信号之后发出单脉冲信号，该单脉冲信号用于在目标托盘到达读出位置时使托架滚轮停止；以及

(e)根据PWM信号，单脉冲信号，逻辑信号和驱动信号控制托架滚轮的旋转。

2.如权利要求1的方法，其中步骤(e)包括步骤：

(e1)选择输出驱动信号和PWM信号之一以将所选择信号提供给与托架滚轮相联的电机，从而或者驱动托架滚轮，或者降低转速，其中旋转方向取决于逻辑信号；以及

(e2)当从单脉冲发生设备接收到单脉冲信号时使电机停止旋转，从而使托架滚轮停止旋转。

3.如权利要求2的方法，其中在步骤(a)驱动信号是根据具有预定比特长度的逻辑信号获得的。

4.如权利要求2的方法，其中在步骤(c)PWM信号是通过使用脉冲信号产生的。

5.如权利要求4的方法，其中PWM信号是在逻辑高脉冲信号的上升沿发出的。

6.如权利要求5的方法，其中步骤(d)包括步骤：

(d1)将逻辑高脉冲信号反向以输出反向的逻辑低脉冲信号；以及

(d2)在反向的逻辑低脉冲信号的上升沿发出单脉冲信号。

7.一种用于在光盘更换器中控制托架滚轮的旋转的装置，其中托架滚轮具有多个托盘，每个托盘搁置一个光盘，该装置包括：

第一控制设备，用于响应于用户搜索目标托盘的指令，提供用于确定托架滚轮的旋转和方向、具有预定比特长度的逻辑信号，并根据使用逻辑信号获得的驱动信号使托架滚轮旋转，目标托盘为搁置用户为在读出位置处从光盘再现信号而选择的光盘的托盘；

用于在托架滚轮旋转期间，当固定在托架滚轮上的扫描器电极接触到与用户指令相对应的结束电极时产生脉冲信号的设备，其中结束电极固定在支承托架滚轮的基体上；

用于响应该脉冲信号产生具有预定占空比的脉宽调制(PWM)信号的设备，该PWM信号用于降低托架滚轮的转速；

用于在PWM信号产生之后产生单脉冲信号的设备，该单脉冲信号用于在目标托盘到达读出位置时使托架滚轮停止；以及

第二控制设备，用于根据PWM信号，单脉冲信号，逻辑信号和驱动信号控制托架滚轮的旋转。

8.如权利要求7的装置，其中第二控制设备包括：

用于选择输出驱动信号和PWM信号之一以将所选信号提供给与托架滚轮相联的电机，从而或者驱动托架滚轮，或者降低转速的设备，其中旋转方向取决于逻辑信号；以及

用于当从单脉冲发生设备接收到单脉冲信号时使电机停止旋转，从而使托架滚轮停止旋转的设备。

9.如权利要求8的装置，其中驱动信号是根据具有预定比特长度的逻辑信号得出的。

10.如权利要求8的装置，其中PWM信号是通过使用脉冲信号产生的。

11.如权利要求10的装置，其中PWM信号是在逻辑高脉冲信号的上升沿产生的。

12.如权利要求11的装置，其中单脉冲发生设备包括：

用于将逻辑高脉冲信号反向以输出反向的逻辑低脉冲信号的设备；以及

用于在反向的逻辑低脉冲信号的上升沿发出单脉冲信号的设备。

13.一种光盘更换器系统，包括

具有多个托盘的托架滚轮，每个托盘搁置一个光盘；

用于支承托架滚轮的基体；

电极对，每对包括固定在基体上的开始电极和结束电极，其中每对以相同的角度间距分开；

固定在托架滚轮上的扫描器电极，其中扫描器电极在托架滚轮绕固定在基体上的主轴转动时与开始电极和结束电极滑动接触；

旋转控制器，用于响应用户搜索目标托盘的指令产生用于驱动电机的电机控制信号；

电机，用于根据电机控制信号驱动托架滚轮，通过使用主轴该电机与托架滚轮相联；

电机驱动器，用于响应电机控制信号给电机供电。

14.如权利要求13的光盘更换器系统，其中旋转控制器包括：

第一控制设备，用于响应用户搜索目标托盘的指令，提供用于确定托架滚轮的旋转和方向、具有预定比特长度的逻辑信号，并根据通过使用逻辑信号获得的驱动信号使托架滚轮旋转，目标托盘为搁置用户为在读出位置处从光盘再现信号而选择的光盘的托盘；

用于在托架滚轮旋转期间，当固定在托架滚轮上的扫描器电极接触到与用户指令相对应的结束电极时产生脉冲信号的设备，其中结束电极固定在支承托架滚轮的基体上；

用于响应脉冲信号产生具有预定占空比的脉宽调制(PWM)信号的设备，该PWM信号用于降低托架滚轮的转速；

用于在PWM信号产生之后产生单脉冲信号的设备，该单脉冲信号用于在目标托盘到达读出位置时使托架滚轮停止；以及

第二控制设备，用于根据PWM信号，单脉冲信号，逻辑信号和驱动信号控制托架滚轮的旋转。

15.如权利要求14的光盘更换器系统，其中第二控制设备包括：

用于选择输出驱动信号和PWM信号之一以将所选信号提供给与托架滚轮相联的电机，从而驱动托架滚轮，或者降低转速的设备，其中旋转方向取决于逻辑信号；以及

用于当从单脉冲发生设备接收到单脉冲信号时使电机停止旋转，从而使托架滚轮停止旋转的设备。

16.如权利要求15的光盘更换器系统，其中驱动信号是根据具有预定比特长度的逻辑信号或得的。

17.如权利要求15的光盘更换器系统，其中PWM信号是通过使用脉冲信号产生的。

18.如权利要求17的光盘更换器系统，其中PWM信号是在逻辑高脉冲信号的上升沿产生的。

19.如权利要求18的光盘更换器系统，其中单脉冲发生设备包括：

用于将逻辑高脉冲信号反向以输出反向的逻辑低脉冲信号的设备；以及

用于在反向的逻辑低脉冲信号的上升沿发出单脉冲信号的设备。

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