专利名称：光盘存放系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光盘存放系统。
多年来已经知道用于音乐中心唱机的光盘并已经予以描述，并且在生产光盘的初期，不但提高了记录的质量，而且提供了不易损坏的记录介质。存储在光盘上的音频信号是数字形式的，这使光盘能够演变成各种数字数据存储介质，例如光盘只读存储器、视频光盘等等。更重要的是，可以把音频、视频和其它数据存储在比较小的空间中。尽管这样，还是一直在努力通过把光盘包装在小的保护盒中来减小所需要的总空间，并且最近提供一种大型存放装置，它存放光盘而不需要单独的盒子或保护盒。例如，已经发展了通用的或比较大型的存放装置，使得能够自动地装载光盘，像在公共场合或汽车中在没有监控或人工操作的情况下需要连续播放那样。这些研制工作已经产生这样的存放装置，它可能需要某些人工操作，但是可以存放几十或几百个光盘供点播时使用。虽然大型存放装置具有清楚的吸引人的地方，但是，除了难于记入它们存放时的位置之外，这种大型存放装置还具有主要的缺点，因为，不能够用可视的方法标识这些光盘。在某些情况下，光盘可以携带或标记有可视的识别信息，但是，这种标记从存放装置的外部是看不到的。这个问题意味着，大型存放装置是不普遍的或者不实用的，或者已经把存放装置的尺寸限制在比较小的范围。这种观察结果适用于供软磁盘、数字通用磁盘、小型磁盘等用的存放装置，本发明适用于所有这些盘以及光盘。
本发明的目的是解决这个问题，或者至少缓解这个问题。
根据本发明，提供一种光盘存放系统，它包括自动光盘存放装置，它能够把大量的光盘存放在各个单独的槽缝中；用来检测光盘在每一个槽缝中的存在的装置；用来把光盘检测结果发送到外部计算机的装置；用来在外部信号的控制下有选择地抽出每一个光盘的装置；光盘重放机；存放系统计算机，它按照程序操作光盘重放机、接收由光盘存放装置发送的光盘检测结果信号、并且为该存放装置提供外部信号；以及受控于所述计算机的非易失性存储器，用来存储每一个光盘和每一个光盘插入其中的槽缝位置的识别信息。
可以使所述计算机按照程序工作，监控由用来保存每一个光盘的位置的记录的光盘存放装置发送的光盘检测结果信号。
可以使所述计算机按照程序工作，提供所述外部信号。
光盘重放机可以包括在其它通常用途的个人计算机中按照传统的方法提供的光盘重放机，并且其中所述非易失性存储器是所述个人计算机的存储器的一部分。
所述光盘存放装置可以包括开槽的用来在每一个槽缝中接纳光盘的塑料框架，并且在所述槽缝中包括包裹每一个光盘的保护材料片。
所述光盘存放装置中可以包括光盘传感器，后者包括许多机械弹簧，每个光盘一个，所述弹簧设置成使槽缝中的光盘机械偏移；以及用来检测每一个弹簧的相对位置的电路装置。
可以为每一个弹簧设置一个固定电极，其中，所述电子线路对每一个弹簧和相应的电极之间的电容耦合作出响应，所述电容耦合由于槽缝中的光盘把所述弹簧压向所述电极附近而显著地增强。
光盘存放系统可以包括两个或更多个级联的光盘存放装置，以便形成更大容量的存放装置。
本发明的多光盘存放装置可以通过仅仅包含光盘而不包含通常的单独的保护盒而把大量的光盘存放在小的体积中。所述装置内部还具有传感器和机电机构，使得可以利用光盘管理软件程序始终监视和控制每一个光盘的插入和取出。可以把多于一个的多光盘存放装置在电气上级联在一起，以便形成存放更多光盘的大型装置。
可以用电子学方法、以数据库记录的形式而不是保存在光盘保护盒上的传统的打印记录的形式，把光盘识别信息存储在非易失性存储装置中。所述光盘识别信息是记录在光盘上的数字数据的小的子集。在借助于光盘重放机的光盘管理过程中，利用光盘管理软件从所述光盘上读出所述信息。用户还可以把诸如价格、购买日期、图表、图标等附加的特定信息加到光盘记录上。
光盘管理软件始终监视每一个光盘的存放／取出，这种信息更改相应的光盘记录，并且，所述光盘管理软件向用户提供具有先进的光盘管理功能、例如自动光盘搜索、分类、排序、光盘信息的浏览／列表／打印等的接口。虽然实际上有几百个不同类型的光盘混合在一起并且被随意地存放在所述多光盘存放装置中，但是，光盘管理软件可以向用户提供所述光盘记录的简洁地分类和排序的视图。
下面将参考附图举例说明根据本发明的光盘存放系统，附图中
图1是所述系统的方块图；图2是所述系统的示意的配置；图3是多光盘存放装置的机械部件的分解图；图4是所述多光盘存放装置用的控制器的方块图；图5是金属弹簧光盘位置传感器的等角图；图6是光盘位置传感器的电路图；图7是把光盘置于重放机中的处理过程的流程图；图8是把光盘插入多光盘存放装置中的处理过程的流程图；图9是对来自用户的寻找和从多光盘存放装置取出光盘的命令的处理过程的流程图；图10是从所述重放机抽出光盘的处理过程的流程图；所述多光盘存放装置适用于任何类型的可拆装的大批量存储介质，例如光盘、磁盘和盒式磁带。多光盘存放装置已经是众所周知的，并且在某些情况下在任何一个时刻都可以存放一百个以上的光盘。所述存放装置可以把所需要的任何个数的装置级联成存放大量光盘的单个系统。每一个光盘在去掉它们(通常)的保护盒或外壳的情况下由用户手工插入多光盘存放装置的任何一个空槽缝中。当检测到光盘的插入时，多光盘存放装置向机内或外部计算机发送信号(在级联装置的情况下，信号可以经由其它多光盘存放装置转到该计算机)，表示光盘已经插入所检测的位置。多光盘存放装置还可以根据从机内或外部计算机接收的一系列命令信号而有选择地释放所存放的光盘中的任何一个。通常通过硬线连接发送和接收所述信号，但是，在必要或者最好使用的情况下，例如，可以使用红外或无线电信号。本发明还可以扩展到用托架工作的存放装置，当从所述计算机接收到一定的命令信号时，自动地滑进或滑出所选择的托架夹，而不是直接作用在光盘上。
在所述存放系统中，使用安装在个人计算机中的光盘重放机(光盘只读存储器驱动器)，并且利用通常的键盘、在用户的操纵下启动和控制所述存放系统的工作。如果必要，该系统可以备有专用的光盘重放机、独立的多光盘存放装置，后者具有执行光盘管理软件的内部计算机；内部键盘；内部显示器；以及内部非易失性光盘信息数据库存储器。但是，在通常或最佳配置中，该系统不配备专用光盘重放机、内部计算机、键盘、显示器和数据库存储器。最佳配置备有多光盘存放装置，它配置有用来连接到个人计算机的通信端口；以及单独的光盘管理软件，它将在所述计算机上运行，以便使用该计算机的键盘、显示器、非易失性硬盘存储器和该计算机的光盘重放机。
参考附图，图1中示出总体配置，标识了可以各自与用户连接的各种不同部件。
参考图2，所述系统包括具有用来存放50个(无外壳的)光盘的50个槽缝的多光盘存放装置10。多光盘存放装置10设置成监视其任何槽缝中光盘的存在并且能够响应外部信号而从其槽缝抽出任何选择的光盘。通常安装在个人计算机外壳12中的光盘重放机11经由通信电缆13电连接到多光盘存放装置。在个人计算机12中运行的一部分光盘管理软件管理多光盘存放装置10、存储在个人计算机12的非易失性硬盘存储器中的光盘信息数据库以及光盘重放机11，并且通过计算机键盘14和显示监视器15向使用该系统的用户提供接口。所述总体系统是这样配置的，使得可以把大量的光盘存放在存放装置10中，并且为了有效的管理而根据需要连续地更新每一个光盘的位置和识别信息，准备好在需要时使用所选择的光盘。最好，在同一计算机上运行的其它软件可以借助由光盘管理软件提供的功能使用该系统的资源。
图3中描绘了10个槽缝(可以扩展到任意数目的槽缝)的多光盘存放装置的机械结构。开槽的塑料框架20有两个切口20A和20B。使用时，折叠的抗静电光盘保护材料片21被组装在塑料框架20的槽缝中，其中，切口21A与切口20A对齐，而弧形的隙缝21B全部露出在切口20B中。这样，当光盘插入槽缝时，光盘的两个表面都受到折叠的抗静电光盘保护片的保护，免于划伤和产生静电。
金属多重弹簧22这样安装在切口20A附近，使得每一个槽缝与一个光盘保持弹簧对齐，所述光盘保持弹簧由于相应的插入的光盘而向外弯曲，提供一种把光盘保持在其最里边位置的力。弹簧传感器印刷电路板23安装在所述金属多重弹簧22附近，并且电绝缘介质片24隔开。弹簧传感器电路板23印刷有铜线迹图案，后者连同所述介质片与每一个光盘保持弹簧构成一个电容。每一个电容的电容量取决于对应的弹簧的弯曲位置。适当的电子线路检测所述电容的电容量，从而检测到每一个弹簧的相对位置。
在切口20B附近安装能够上、下移动以及围绕轴26旋转的光盘抽出臂25。当光盘抽出臂25完全旋出切口20B时，光盘抽出臂25可以自由地上、下移动而不碰到框架20。当光盘抽出臂的垂直位置与一个槽缝对齐时，所述光盘抽出臂可以旋转到切口20B内部，以便抽出存放在该槽缝中的、部分露出在所述装置外面的光盘，以便用户拿走。光盘抽出臂25的结构和抗静电光盘保护片21的弧形抽出隙缝的设计一起保护在所述被抽出的光盘上面和下面两个相邻的光盘免于被所述臂划伤。所述光盘抽出臂包括“L”形硬材料臂。该臂的每一个元件进入切口20B，并且只占用一个槽缝的空间。在抽出操作期间，仅仅连接两个元件的端部可以接触待抽出的光盘的边缘，以便沿着抽出隙缝21B推动光盘。借助于抽出臂驱动装置27来完成光盘抽出臂的移动和精确定位，所述抽出臂驱动装置27是本身已知的马达、齿轮、定位传感器和电线／连接器的组件。
弹簧传感器印刷电路板23、电-机械抽出臂驱动装置27以及任选的本机显示器和键盘PCB 29电连接到控制装置28，后者的方块图示于图4中。连接到控制器(但是图中并未示出)的还有电源用的连接器、计算机连接用的连接器以及级联到其它多光盘存放装置用的连接器。
图4中，控制装置28包括微控制器集成电路，后者按照程序执行以下功能-经由通信接口电路向外部计算机发送信号和／从外部计算机接收信号；-经由通信接口电路向级联的存放装置发送信号和／或从级联的存放装置接收信号；-为弹簧位置传感器PCB产生必要的控制信号，以便确定每一个弹簧的位置；-与马达驱动和位置传感器电路一起，为抽出臂驱动装置产生控制信号，以便精确地移动抽出臂，抽出光盘；-把光盘信息记录存储到任选的非易失性数据库存储器和／或从任选的非易失性数据库存储器检索光盘信息记录；-从任选的内部键盘接收信号；-产生驱动任选的内部显示器的必要的信号，以便向用户显示信息。
图5中，弹簧传感器印刷电路板23是印刷在电路板上的铜箔线迹图案。该图中未示出设置在弹簧和印刷的铜箔线迹图案之间的一片电绝缘介质片。当槽缝中不存在光盘时，相应的弹簧将处在离开相应的印刷铜线迹比较远的位置，使得所述弹簧和相应的铜线迹之间的电容小到可忽略的程度。当插入光盘时，弹簧将被插入的光盘朝着所述电路板推动，以便接触到所述介质片薄片。这把所述电容增加到容易被图6中所示的检测电路检测到的程度。
图6中，印刷电路板23上的每一个金属弹簧连接到电压阶跃信号发生器30，后者在每一个检测过程的起点产生电压阶跃。如果槽缝中存在光盘，则相应的弹簧和铜箔或电极31之间的电容将大到足以在短时间周期内通过该弹簧处的电压变化将铜线迹的二进制数字状态翻转。相反，当不存在光盘时，弹簧和铜线迹之间的电容小到可以忽略的程度，使得铜线迹的二进制数字状态将不改变。在刚向各弹簧施加每一个电压阶跃之后，把所有铜线迹的二进制数字状态锁存在并行输入串行输出的互补金属氧化物半导体(CMOC)移位寄存器32中。可以由控制单元28(见图3)读出移位寄存器的内容，以便确定每一个槽缝中存在或不存在光盘。该移位寄存器的串行输入连接到与铜线迹的静态二进制数字状态(无电压阶跃加到各弹簧时的二进制数字状态)相反的二进制数字状态。这样，控制器可以通过把所有铜线迹的静态二进制数字状态锁存在移位寄存器中而确定存放装置的槽缝的数目，然后对使该移位寄存器的串行输出改变状态所需要的移位时钟脉冲的数目进行计数。
弹簧传感器印刷电路板的上述结构具有超过例如利用机械开关或光传感器的其它检测方法的若干明显的优点。这些优点包括-所述金属弹簧作为光盘保持弹簧和光盘检测元件的双重功能，导致关于大量传感器的非常低的成本。
-与机械开关相比，非接触检测大大提高了可靠性和耐用性。
-所述检测电路可以用于确定存放装置中槽缝的总数目。
图7、8、9和10概述了光盘管理操作的流程。光盘管理软件处理四种类型的事件(1)把光盘置于重放机中，(2)把光盘插入多光盘存放装置中，(3)由用户发出的光盘检索命令，以及(4)从所述重放机退出光盘。
图7概述了把光盘置于重放机中的处理过程。该事件由把光盘置于重放机中的用户启动。然后，光盘管理软件从该光盘读出识别信息。在数据库中搜索，寻找具有分别对应于该光盘已经从多光盘存放装置或从重放机取出的“已取回”或“已退出”状态的记录。如果存在“已退出”或“已取回”的光盘记录，则将从重放机中光盘读出的信息与存储在这些“已取回”和“已退出”记录中的信息进行匹配比较。匹配的记录属于光盘在重放机中的记录。然后，所述软件将把记录的状态改变为“在重放机中”。如果没有找到与重放机中的光盘对应的记录，则将为所述(新)光盘建立保存从重放机读出的信息的新的光盘记录。新建立的记录的状态当然是“在重放机中”。
图8概述把光盘插入多光盘存放装置中的处理过程。该事件由把光盘插入多光盘存放装置中的用户启动。当检测到光盘被插入空的槽缝中时，存放装置向光盘管理软件发送插入位置信息。由于很可能插入存放装置中的光盘是刚从重放机退出光盘，所以，将尝试寻找对应于最后从重放机退出的光盘的记录。如果找到所述最有可能的记录，则所述软件根据用户的意愿请求用户确认或者不要确认而继续进行。如果在确认时用户回答“不是”，则所述软件将选择下一个最有可能的记录，以便重复所述确认步骤，或者让用户直接“单击”正确的记录。在未能找到对应于插入的光盘的记录的情况下，将为它建立新的光盘记录。由于没有可用于这种新建立的记录的光盘信息，所以，所述软件将请求用户着手提供光盘信息，或者，如果用户情愿，则自动产生关于所述记录的缺省识别信息。最后，所述软件把从存放装置接收到的位置信息写入与所述插入的光盘相应的记录。
图9概述对来自用户的、从多光盘存放装置寻找并取出光盘的命令的处理过程。用户首先利用由光盘管理软件提供的光盘搜索功能从数据库寻找所需要的光盘的记录。当找到所述记录时，光盘管理软件从该记录中取出位置信息并且把它发送到多光盘存放装置。当接收到位置信息时，多光盘存放装置在垂直方向上把抽出臂25移动到那个位置，然后旋转所述臂，以便抽出用户要提取的光盘。最后，光盘管理软件从所述光盘记录中清除所述位置信息并且将其状态改变到“已取出”。
图10概述从重放机退出光盘的处理过程。当检测到光盘从重放机退出时，光盘管理软件把相应的记录的状态从“在重放机中”改变为“已退出”。
下面将指出，可以把光盘保持在移动式夹具中，例如，已经知道的在多光盘重放机中已经使用的移动式夹具。在那种情况下，在选择光盘(以及存放装置接收外部信号)时，释放所需要的光盘夹具，以便可以把光盘和夹具一起移动到光盘重放机中，这样的机构本身是已知的，然后，在播放之后，和其夹具一起返回存放装置。
权利要求
1．一种光盘存放系统，它包括自动光盘存放装置，它能够把大量的光盘存放在各个单独的槽缝中；用来检测光盘在每一个槽缝中的存在的装置；用来把所述光盘检测结果发送到外部计算机的装置；用来在外部信号的控制下有选择地抽出每一个光盘的装置；光盘重放机；存放系统计算机，它按照程序操作所述光盘重放机、接收由所述光盘存放装置发送的所述光盘检测结果信号、并且为所述存放装置提供外部信号；以及受控于所述计算机的非易失性存储器，用来存储每一个光盘和每一个光盘插入其中的槽缝位置的识别信息。
2．权利要求1的光盘存放系统，其特征在于所述计算机按照程序工作，监控由用来保存每一个光盘的位置的记录的所述光盘存放装置发送的所述光盘检测结果信号。
3．权利要求1的光盘存放系统，其特征在于所述计算机按照程序工作，提供所述外部信号。
4．权利要求1的光盘存放系统，其特征在于所述光盘重放机包括在其它通常用途的个人计算机中按照传统的方法提供的光盘重放机，并且其中所述非易失性存储器是所述个人计算机的存储器的一部分。
5．权利要求1的光盘存放系统，其特征在于所述光盘存放装置包括开槽的用来在每一个槽缝中接纳光盘的塑料框架，并且包括在所述槽缝中的包裹每一个光盘的保护材料片。
6．权利要求1的光盘存放系统，其特征在于包括光盘传感器，后者包括许多机械弹簧，每个光盘一个，所述弹簧设置成使槽缝中的光盘机械偏移；以及用来检测每一个弹簧的相对位置的电路装置。
7．权利要求6的光盘存放系统，其特征在于包括与每一个弹簧有关的固定电极，其中，所述电子线路对每一个弹簧和相应的电极之间的电容耦合作出响应，所述电容耦合由于槽缝中的光盘把所述弹簧压向所述电极附近而显著地增强。
8．权利要求1的光盘存放系统，其特征在于包括两个或更多个级联的光盘存放装置，以便形成更大容量的存放装置。
全文摘要
光盘存放系统包括能够在各个单独的槽缝中存放大量光盘的自动光盘存放装置10。安装在个人计算机外壳12中的光盘重放机11通过硬连接线13连接到装置10。个人计算机的键盘14和屏幕15用来控制装置10以及显示与装置10的状态对应的信息。计算机按照程序工作,控制装置10抽出按照用户的指令选择的光盘,并在任何时候管理光盘的取回和存放。可以存放和自动取回非常大量的光盘,修改所保存的记录,并且,如果需要,可以显示,以便按照需要方便地使用。
文档编号G11B33/04GK1294389SQ0010827
公开日2001年5月9日 申请日期2000年4月29日 优先权日1999年11月1日
发明者张永生 申请人:张永生