CN1291770A - 从光学记录媒体读出或向光学记录媒体写入的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种CD等光学记录媒体(1)的读写装置。装置具有:一个光学单元(2)、在其上设置光学单元(2)的一个扫描单元(4)、在其上设置扫描单元(4)并使其可移动的底板(5)、和评估光学单元(2)产生的信号(D)并产生光学单元(2)和/或扫描单元(4)控制信号(S,L,M9)的控制单元(13),其特征在于控制单元(13)设在扫描单元(4)上。通过在扫描单元(4)上设置控制装置(13)进一步改进读写装置。

Description

从光学记录媒体读出 或向光学记录媒体写入的装置
本发明涉及一种从光学记录媒体，如小型盘读出或向光学记录媒体写入的装置。
这样的装置一般具有一个光学单元，它具有：一个扫描束发生装置，产生扫描记录媒体的一个光束；一个聚焦装置，将这个光束聚焦到记录媒体上携带信息的层面上；和一个检测装置，测定从记录媒体来的光。这个光学单元设在一个扫描单元上，所述扫描单元设置的使它可在一个底板上移动。扫描单元的可移动性使它能覆盖记录媒体的一个较大区域。记录媒体本身由一个驱动单元驱动，所述驱动单元设在底板上。这两个可移动性的能力的结合保证了能够扫描整个记录媒体的信息携带区。扫描单元具有一个光学单元的保持器，并与确保驱动单元准确移动的导向元件和驱动元件相互配合。而且，这装置具有一个控制单元，它评估光学装置产生的信号，产生对光学单元和／或扫描单元的控制信号。这个控制装置通常具有：一个调节器，调节光学单元中的一个光源；一个聚焦调节器，再调节光源产生的光束在记录媒体的信息携带层上的焦点；跟踪调节器，再沿记录媒体的一个轨迹调节由光源产生的光束的焦点；和／或调节记录媒体，例如，调节CD等光盘型记录媒体的旋转的驱动装置的各调节器。因此用控制单元调节扫描光束的产生，并使能够相对于各信息存储点导向扫描光束。控制单元一般包括几个各个功能的单个元件，并通常设在底板上。这使扫描单元的设计能成为尽可能简单的和紧凑的，以使得，一方面，使装置能具有紧凑的形式，另方面，能尽可能快地存取数据，因为一个重量轻的扫描装置意味着，被加速的质量是小的。例如，从美国专利US-A-5，497，366可了解一种与此相应的装置。
本发明的目的是表明，这样普通型的向／从光记录媒体写入和／或读出的装置进一步改进的可能性。
这个目的是通过在扫描单元上设置装置的控制系统实现的。这样做的优点是，它使装置可具有更紧凑的尺寸，因为另外用于容纳控制单元使用的总成可以是较小形式的，并主要是用作，例如，一个机械支撑。在一种理想情况中，在这个总成上可能没有直接安装任向电路。本发明最好特别是用在当控制单元使用紧凑的集成电路时和使用一个光学单元，它允许控制单元，可在利用它的几何形状不费任何力气组装时。另一个优点是，根据本发明，从光学单元中的电检测器元件到控制单元的电导线很短。其结果，仅有小的干扰影响从检测器元件发出的通常弱的信号。相对来说无干扰的信号，造成控制响应的提高。也不需要采取任何大的抑制干扰的措施，象使用特殊设计的电缆、信号的预放大等。
最好是，控制单元设在安装在光学单元上的一个安装元件上。其优点是，在这安装元件上设置控制单元的所有各元件。这些包括集成电路，电阻、电容等单个组件，在它们间的电连接，和产生到光学单元，例如到检测器或到光源的电连接的，并产生到底板并因此到装置的其余部分电连接的连接元件。这样的安装元件能够经济合理地分开制造，并以简单方式连接到装置的光学单元和其余部分。因此降低时间消耗和生产成本。在组装前单个元件分开的功能测试也降低生产的废品率。最好是，通过粘合，或弹性夹紧或卡住连接，在光学单元上安装这些安装元件。
根据本发明的一个方案，安装元件是一个柔性的印刷电路。使用所谓柔性的印刷电路，也简称为FPC，的优点是，这柔性电路同时用于产生对光学单元的电连接，并产生对底板，因此对装置的其余部分的电连接。控制单元中的元件最好由锡焊安装在柔性印刷电路上。
本发明的另一方案是，安装元件是印刷电路板，简称PCB。这具有的优点是，印刷电路板比柔性印刷电路更经济。印刷电路板也可设计成薄而尺寸稳定的。这产生可布置排列控制单元元件的一个大的可使用表面区。虽然如此，可没有任何问题地将这样的印刷电路板设计成可提供一个紧凑的几何形状。在控制单元中的集成电路最好用板上芯片技术(chip-on-board)直接安装在这印刷电路板上，产在一个小的实际高度。这个印刷电路板最好通过柔性电缆，也称为柔性扁平电缆即FFC与装置的其余部分连接。这样的柔性扁平电缆是经济的，但通过扫描单元相对于底板的可移动性，提供希望的柔性。
本发明提供，一种信号处理单元也是设置在安装元件上。这具有的优点是，光学单元的输出信号不仅用于调节各装置的功能，也评估信息内容。信号处理单元产生一种调节的数据信号，这些调节例如包括：误差校正、误差补偿或其它调整步骤。也使用信号处理单元输出调整的信号，或几个这样的信号，调整的信号可由装置中的其它组件使用。这个方案的另一优点是，标准化的信号输出允许添加另外标准的模块，这些模块不特定地匹配装置的或它的扫描单元的特性，促进标准的或进一步的装置功能。这种进一步功能的例子包括声音信号的增益、装置的遥控、射频信号的接收、音量控制、音调控制和其它特性。所述装置和设计成一个单元的它的底板和扫描单元与其它标准模块组合的能力，使得大量相同单元能够经济地制造，而通过不同组合产生广泛范围的最终产品。
本发明的一个发展是，振动补偿单元设置在安装元件上。这样的优点是，补偿装置摇动时产生的误差可仅需一个小的附加空间要求。振动补偿单元接近控制单元，或信号处理单元设置，造成短的电缆延伸，因此低的故障发生率。根据一个方案，尽管是以比实际再现高的数据速率读记录媒体，仍提供一个带有配套控制单元的缓冲存储器作为振动补偿器，并且如果跟踪由于振动而丢失，用缓冲存储器的内容桥接读出中的中断，直到又找到跟踪的点处。这样一个振动补偿单元最好设在一个集成电路上，在理想情况中，这集成电路甚至结合在控制单元，或信号处理单元中的那些集成电路中。根据另一方案，作为振动的补偿单元，提供一个振动传感器和将装置的控制参数改变成合适的控制和调节单元。此时的振动传感器最好是一个加速传感器，或运动传感器，其特别也可设计成集成电路的一部分。其它振动补偿单元和使用不同振动补偿单元的组合也在本发明的范围内。
本发明也提供，用于驱动所述装置的至少一个执行(actuating)元件的一个驱动器电路，设在安装元件上。这样的优点是，这允许在控制单元和驱动器电路间和从驱动器电路到扫描单元上的执行元件用短的电缆，因此所需要的实际空间进一步减小。设在扫描单元上的执行元件，例如是光学单元的聚焦和跟踪控制元件，它们一般设计成影响物镜位置的电磁线圈，或是影响光源的电源的执行元件。在底板上的执行元件，如驱动扫描单元的马达，或驱动记录媒体的马达，最好也由在扫描单元上的驱动器电路驱动。在扫描单元上设的所有驱动器电路最好构成在单一集成电路中，进一步节省空间。
本发明的另一方案提供，在底板和它上设的单元外设置，驱动装置的至少一个执行元件的一个驱动器电路。这样的优点是，提高包括底板和在其上设的各单元的单元的紧凑性。在底板外设的驱动器电路，可以设计成一个经济元件，因为不必担心在此时的紧凑性、电源消耗、热辐射等。不必对所述标准优化的驱动器电路，设在装置的某适当点处，尽可能离底板相当远。本发明的这个方案增加装置结构的灵活性，而仍保持包括底板和在上设置元件的单元的一个标准设计。当然，在相应的装置设计需要时，这个方案不排除使用更好、更紧凑或更节能的驱动器电路的可能性，例如，在装置呈紧凑的、可移动的播放单元，它的能耗应尽可能低时。
本发明提供在安装元件上设一种光学或机械组件。这样做的优点是，装置工作所需的，或合理的其它元件设在控制单元或信号处理单元的附近。这造成短的信号路线，因此低的损失和低的干扰。用安装元件作为所述组件的平台，节省装置中其它点上的实际空间。这组件最好是一个位置传感器，用以确定扫描单元相对于底板的位置，这在开启装置后特别有助于确定一个限定的初始位置。这个位置传感器，或是机械型的，如一个开关，或是光学型的，如光障。最好是，在光学单元中的光电或光学元件同样设在安装元件上，例如一个光检测器、一个光源、一个简单的光束感应装置等。
本发明的装置适用于光学记录媒体写入读出。所述媒体通常是光盘，并具有在螺旋或圆形轨迹上排列的信息标记。例如，信息标记是通过下凹或上凸形成，具有不同的反射率，或以某个其它方式影响辐射光束的特性。但是，除了CDs或DVDs等光盘型记录媒体外，也可形成，带有直线方式或其它方式设置的信息跟踪的带型，或其它记录媒体，特别是，信息标记形成在几个层上，或者呈三维的信息标记。此时，所述装置具有，一个光学单元，适于产生与这类记录媒体匹配的扫描束，或扫描媒体；和一定的调节器，控制扫描束的产生和它向着和沿着数据标记的导向。
不言而喻，本发明也涉及对这特殊领域的修改和发展。从下面的实施例的说明可以看到本发明的其它优点。
图1是本发明一种装置的示意图；
图2是本发明一种装置的一部分图；
图3是本发明一种改变方案的一部分图；
图4是本发明第一实施例的电路图；
图5是本发明第二实施例的电路图。
图1示出本发明一种装置的示意图。仅剖示出其一部分的一个光学记录媒体1，由光学单元2产生的扫描束3扫描。光学单元2设在扫描单元4上，扫描单元4设置得可相对于装置的底板5移动。这由双箭头6表示。光盘马达7设在底板5上，使光学记录媒体1旋转。这用箭头8表示。驱动扫描单元4的另一马达9同样设在底板5上。扫描单元4利用减速箱10和轨杆12在光学记录媒体1的径向移动。减速箱10在此由齿轮11示意表示，由马达9驱动。轨杆12设在扫描单元4上。一个控制单元13设在扫描单元4上。它向光盘马达7和马达9辐射执行信号M7，M9。而且，控制单元13将一个执行信号L送到光学单元2中一个用作光源的激光二极管14。激光二极管14产生一个扫描束3，它穿过一个透镜15，并作为一个平行光束射到一个半透明的镜16，它从镜16在物镜17的方向上反射。物镜17可在扫描束3的方向和它的直角方向移动。这由双箭头18，19表示。设有线圈20作为执行元件，驱动物镜17。扫描束3由物镜17聚焦到记录媒体1的携带信息层21。从携带信息层21上反射后，它穿过物镜17、半透明镜16，并在穿过另一透镜22后，到达光检测器23。光检测器23具有在此未示出的多个光检测器元件，它的输出信号D供给控制单元13。控制单元13用这些输出信号D，确定执行信号M7，M9和线圈20的执行信号S。
控制单元13设在一个安装元件24上，它安装在光学单元2上。控制单元13也具有一个信号处理单元25。它评估从光检测器23来的输出信号D，得到从携带信息层21读出的信息，并向传递调节数据信号的装置中的其它单元，发射一个调节的数据信号A，例如一个声频信号。这在图上例如是由再现声频信号的扬声器26表示。
图2示出中本发明装置一部分的透视图。与图1中的相同的元件具有相同的标号。光盘马达7和马达9设在底板5上。驱动心轴11’的减速箱位于盖27下。进而用心轴11’驱动扫描单元4。在选择的图示中扫描单元4由一个用作安装元件的印刷电路板28盖上。印刷电路板28结合在它所掩盖的光学单元2上。光学单元2产生的扫描束3，在图中是向下，落到未示出的光学记录媒体1上。在此扫描单元4的移动方向也由双箭头6表示。由一个集成电路形成的控制单元13和信号处理单元25直接接触地装配到印刷电路板28上。各个组件29，如电阻、电容或其它集成电路在此仅是作为例示表示出。它们也直接接触地装配在印刷电路板28上。集成电路13，25通常设有一个保护盖，但未在此示出，以便较方便地辨别组件，以虚线圆圈34表示，大致反映出它们的尺寸。在印刷电路板28上同样直接接触地连接扁平电缆30，并获得与装置其它部分的电连接。
与图2相应的透视图图3示出本发明装置的一部分，在此设有柔性印刷电路31，而不是印刷电路板28。控制单元30、信号处理单元25和在需要时的其它元件直接锡焊到这电路31上。在此所示的各组件29仅是例示。而且，在柔性印刷电路31上设置一个驱动器电路32。这个驱动器电路32经由印刷电路31的分支33连接到图中未示出的光学单元2的线圈20。光学单元2是扫描单元4的部分，在此同样简要地示意表示。柔性印刷电路31还起连接到装置其它部分的扁平电缆30的功能。柔性印刷电路31在此示意表示出，但可以具有一个完全不同的几何形状、结构等。在图3中，相同的元件有相同的数码标记，并且如果它们不是与已经说明的不同就不再提及。
图4示出本发明第一实施例的电路图。在光学单元2的区域中，光检测器23的各测定器元件以光二极管表示。它们的输出信号D供给控制单元13和信号处理单元25，它们也设计在一个共有的集成电路上。控制它们的激光二极管14和电路35，与线圈20一起也位于光学单元2上。除了未示出的控制单元13，信号处理单元25和另外的单个组件29外，位于印刷电路板28上的零件包括一个驱动器电路32。从控制单元13向电路32提供执行信号S，M，然后它与控制单元13交换控制信号K。控制单元13、信号处理单元25和驱动器电路32经由电源线36连接电源37。设在光学单元2上的线圈20直接由驱动器32启动。光盘马达7和马达9经由在扁平电缆30布置的线启动。在印刷电路板28上还设有一个开关38，在与固定到外壳的止动器接触时，开关38闭合，因此对于扫描单元4的移动可测定一个限定的最终位置。开关38例如是设在印刷电路板28上的一个机械组件。下面参照图5给出一个光学组件例子。
在图4的右部分中，例示出位于底板5和设在它上的组件外的装置的其它部分。例如，音频单元39从信号处理单元25接受调节的数据信号，将其放大，需要时调节音量、音调和其它功能，并输出一个音频信号AS。使用一个微处理器40控制所述装置中的各装置，并为此，例如连接到一个显示器和输入元件41和用虚线箭头表示的遥控器42。利用连接元件43将底板5连接到装置的其余部分44。音频单元39、微处理器40和显示器和输入元件41是在光学记录媒体的读写装置中不符使用的常规的通常用的信号处理元件。所有特殊的特性都在底板5上设的组件上提供。这简化在底板5上设的标准比组件与本发明装置中不同构成的其余部分44的组合。
控制或调节扫描单元4几个不同功能的控制装置最好是设置在印刷电路板28上。这些包括一个激光二极管14的调节，利用物镜17的垂直移动在光学记录媒体上聚焦光束，利用物镜17的垂直移动在光学记录媒体上数据轨迹跟踪，由于物镜17的倾斜相对于光学记录媒体光束的不允许倾斜的补偿，以及业内人士所熟悉的其它控制和调节。这节省到底板5的连接线，并允许装置的其余部分在一定程度上在结构和工作上独立。
控制单元13和可能的其它元件最好设置在一个经济的印刷电路板28上，而印刷电路板28直接设在并连接到扫描单元4。在这种方式中，能够形成带有不同设计的印刷电路板13的一个特定类型的扫描单元4，并且实现大量不同的经济的变化方案。此时，印刷电路板13不仅在它们的几何形状中，或实际结构中不同，而且它们的功能也是不同的。因此不同的扫描单元可匹配广泛不同的工作任务，而不管这是一个高质量的DVD重放或记录装置、一个耐用的便携CD播放机、一个高速数据存储器或是读出单元，或其它装置。
图5示出本发明第二实施例的电路图。与图4相同的部分有相同的标记符号，在此仅详细说明它们不同之处。印刷电路板28与图4的不同之处在于，光检测器23在它上是作为一个光学组件实现的，而在这个实施例中它没有驱动器电路。光学单元2少一个光检测器23。执行信号S，M从控制单元13向驱动电路32’传递，驱动电路32’设在底板5的外的装置其余部分44中，启动线圈20和马达7，9。装置的其余部分44也具有设在它上的一个接收单元45，其例如用于接收射频信号。扬声器26作为输出单元提供。
在形成控制单元13和信号处理单元35的集成成电路上同样设有一个振动补偿单元46。这个单元连接一个加速传感器47，在发生振动时，其例如通过高加速度值的发生可被测定出，启动适当的设施防止从光学记录媒体重放的数据中断。

Claims (9)

1．一种光学记录媒体(1)的读写装置，具有：一个光学单元(2)、在其上设置光学单元(2)的一个扫描单元(4)、在其上设扫描单元(4)并使其可移动的底板(5)、和评估光学单元(2)产生的信号(D)并产生光学单元(2)和／或扫描单元(4)控制信号(S，L，M9)的控制单元(13)，其特征在于：控制单元(13)设在扫描单元(4)上。
2．根据权利要求1所述的装置，其特征在于：控制单元(13)设在一个安装元件(24)上，安装元件(24)安装在光学单元(2)上。
3．根据权利要求2所述的装置，其特征在于：安装元件是一个柔性印刷电路(31)。
4．根据权利要求2所述的装置，其特征在于：安装元件是一个印刷电路板(28)。
5．根据权利要求2-4中之一所述的装置，其特征在于：一个信号处理单元(25)设在安装元件(24)上。
6．根据权利要求2-5中之一所述的装置，其特征在于：一个振动补偿单元(46，47)设在安装元件(24)上。
7．根据权利要求2-6中之一所述的装置，其特征在于：驱动所述装置的至少一个执行元件(20，9，7)的一个驱动电路(32)设在安装元件(24)上。
8．根据权利要求2-6中之一所述的装置，其特征在于：驱动所述装置的至少一个执行元件(20，9，7)的一个驱动器电路(32’)设在底板(5)和在底板(5)上的各单元外。
9．根据上述权利要求中之一所述的装置，其特征在于：一个光学或机械组件(23，38)设在安装元件(24)上。
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