專利名稱：光學(xué)掃描設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及掃描多層信息載體的光學(xué)掃描設(shè)備。
本發(fā)明尤其涉及用于從多層光盤讀取和/或向其記錄數(shù)據(jù)的光盤裝置和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲。
背景技術(shù)：
常規(guī)光學(xué)掃描設(shè)備通常包括一個夾持器(clamper)，其上例如DVD(DVD表示數(shù)字多功能光盤)的光盤在掃描前被固定。光學(xué)掃描設(shè)備包括旋轉(zhuǎn)電動機(jī)以旋轉(zhuǎn)夾持器和信息載體。旋轉(zhuǎn)的信息載體被光束掃描以讀取已在螺旋狀軌道中寫入的信息，或者向螺旋狀凹槽寫入信息。
2003年2月27日提交的歐洲專利申請03290470.8，03290471.6和03290473.2致力于包括多個信息層的信息載體，該信息層的光學(xué)性質(zhì)依賴于兩個電極之間施加的電勢差。這種信息載體可以具有相對多的信息層。實際上，適當(dāng)選擇施加到信息層上的電勢差，通過一定波長的光束掃描，信息載體的一個信息層可以具有適于掃描該信息層的光學(xué)性質(zhì)，而其它信息層對于該光束波長是透明的，這樣不干擾對所掃描的信息層的掃描。這些專利申請中，描述了ROM、WORM和RW信息載體(ROM代表只讀存儲器，WORM代表一次可寫多次可讀，RW代表可寫)。這樣，措詞“掃描”意味著從信息載體讀取數(shù)據(jù)或向信息載體寫入數(shù)據(jù)。
這種信息載體的一個實例在

圖1a和1b中描述，并且對應(yīng)于歐洲專利申請03290470.8中描述的信息載體。
這種信息載體包括第一信息層11、第一電解質(zhì)層12、第一反電極13、間隔層14、第二信息層15、第二電解質(zhì)層16和第二反電極17。這種信息載體可以包括多于2個的信息層。例如，這種信息載體可以包括10個、20個或高達(dá)100個或甚至更多的信息層。例如，圖1b示出了包括6個信息層的信息載體。這種信息載體可以包括光學(xué)性質(zhì)不能通過電勢差而改變的信息層。例如，信息載體可以包括具有不可切換光學(xué)性質(zhì)的ROM、WORM或RW信息層，所述信息層用作信息載體的最后信息層。這在執(zhí)行BD標(biāo)準(zhǔn)(BD代表藍(lán)光光盤)的信息載體中尤其有用。
信息層11和15包括坑(pit)和岸(land)，它們通過常規(guī)技術(shù)例如壓紋和印刷而獲得。
信息載體將要被波長1的光束掃描。選擇第一和第二電解質(zhì)層12和16、第一和第二反電極13和17以及間隔層14，使得它們對于波長1是透明的，或至少在該波長具有很小的吸收，以不會對光束產(chǎn)生影響。
圖1a和1b的例子中，第一和第二信息層11和15包括電致變色材料。在上述專利申請中描述了其它信息載體，例如具有包括液晶材料信息層的信息載體。
電致變色材料是一種具有光學(xué)性質(zhì)的材料，其光學(xué)性質(zhì)可以隨著電子的產(chǎn)生或消失而改變。電致變色材料在本領(lǐng)域技術(shù)人員中是已知的。例如，1995年出版的由Paul M.S.Monk等撰寫的“ElectrochromismFundamentals and Applications”一書中描述了電致變色材料的性質(zhì)。優(yōu)選地，用在根據(jù)本發(fā)明信息載體中的電致變色材料是噻吩衍生物，例如聚二氧乙基噻吩，也稱為PEDT或PEDOT，例如，L.Bert Goenendaal等在Advanced Materials 2000，12，No.7中發(fā)表的“Poly(3，4-ethylenedioxythiophene)and ItsDerivativesPast，Present and Future”中有所描述。
在圖1a的實例中，第一和第二信息層11和15的電致變色材料相同，并具有還原態(tài)和氧化態(tài)。選擇電致變色材料使它處于還原態(tài)時在波長1具有高吸收和反射，處于氧化態(tài)時在波長1具有低吸收和反射。
當(dāng)?shù)谝恍畔?1被掃描以從該第一信息層11讀取信息時，電勢差V1施加在第一信息層11和第一反電極13之間，第一信息層11的電勢比第一反電極13高。電流從第一信息層11流向第一反電極13，而電子從第一反電極13傳輸?shù)降谝恍畔?1。電致變色材料吸收電子而被還原。由于電中性的原因，第一電解質(zhì)層12的正離子被第一信息層11吸收或者負(fù)離子被第一信息層11排斥，第一電解質(zhì)12的負(fù)離子被第一反電極13吸收或正離子被第一反電極13排斥。因此，第一反電極是接收離子的，是施主電極(donating electrode)。選擇電勢差V1使得當(dāng)施加電勢差V1時，第一信息層11的吸收和反射在波長1變得相對高。
然后，一旦第一信息層11的吸收和反射為高，使用常規(guī)讀出技術(shù)，例如，使用諸如用于CD-ROM讀出的相差讀出原則，或者備選地，通過標(biāo)記和無標(biāo)記之間的反射或吸收差，可以從該信息層讀取信息。
一旦第一信息層11的信息被讀取，則掃描第二信息層15。首先，通過在第一信息層11和第一反電極13之間施加一個-V1電勢差(其是V1的反向電勢差)，第一信息層11變透明。這樣，第一信息層11的電致變色材料被氧化，在這種狀態(tài)下它在波長1具有低的吸收和反射。然后，通過在第二信息層15和第二反電極17之間施加電勢差V2，第二信息層15變成吸收性的。該實例中，V2等于V1，這是因為第一和第二信息棧包括相同的電致變色材料。
一旦第二信息層15的吸收變高，可以從該信息層讀取信息。第一信息層11不干擾信息的讀出，這是因為第一信息層11是透明的。因此，有可能僅尋址一個信息層，而信息載體的其它層都是透明的或具有低的吸收和反射。所需的層通過在不同信息棧中的信息層和反電極之間施加適當(dāng)?shù)碾妱莶疃鴮ぶ贰?br> 這樣信息層具有光學(xué)性質(zhì)，其依賴于施加在兩個電極之間的電勢差。在圖1a和1b的情況下，兩個電極是信息層和反電極。在其它情況下，信息層可以位于兩個電極之間。
因此，必須向這種信息載體施加電勢差。對于在掃描時信息載體旋轉(zhuǎn)的常規(guī)光學(xué)掃描設(shè)備來講，這一點是不可能的。
發(fā)明簡述本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種光學(xué)掃描設(shè)備，其能夠掃描包括多個信息層的信息載體，該多個信息層的光學(xué)性質(zhì)依賴于兩個電極之間施加的電勢差。
為達(dá)此目的，本發(fā)明提出了一種光學(xué)掃描設(shè)備，用于掃描包括多個信息層的信息載體，該信息層的光學(xué)性質(zhì)依賴于兩個電極之間施加的電勢差，所述光學(xué)掃描設(shè)備包括旋轉(zhuǎn)部分和固定部分，旋轉(zhuǎn)部分包括接收所述信息載體的裝置和多個接收器，所述接收裝置包括連接所述電極的多個接觸，每個接收器對應(yīng)于給定的信息層，固定部分包括能源以傳輸能量到對應(yīng)于所選信息層的接收器，旋轉(zhuǎn)部分包括在連接到對應(yīng)于所選信息層的電極的接觸之間施加電勢差的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，信息載體固定到旋轉(zhuǎn)部分。旋轉(zhuǎn)部分包括多個與電極相連的接觸。因為旋轉(zhuǎn)部分和信息載體在掃描時旋轉(zhuǎn)，所以不可能通過與光學(xué)掃描設(shè)備的固定部分相連的導(dǎo)線給信息層施加電勢差。因此，旋轉(zhuǎn)部分包括施加電勢差的裝置。為了選擇信息層(其上將被施加電勢差)以改變其光學(xué)性質(zhì)，在旋轉(zhuǎn)部分使用多個接收器，每個接收器對應(yīng)于給定的信息層。當(dāng)選擇信息層時，通過位于光學(xué)掃描設(shè)備的固定部分中的能源，能量被傳遞到對應(yīng)于所選信息層的接收器。固定部分中的電路可以控制能源，以便能量傳遞到對應(yīng)于所選信息層的接收器。因此，在光學(xué)掃描設(shè)備的固定部分和信息載體之間沒有使用導(dǎo)線，這允許信息載體自由旋轉(zhuǎn)。
優(yōu)選地，施加電勢差的裝置用來在所述兩個接觸之間施加對應(yīng)于所述傳遞能量的電勢差。施加到信息層上的電勢差由能源提供。這是具有優(yōu)勢的，因為在旋轉(zhuǎn)部分不需要附加的能源，這簡化了旋轉(zhuǎn)部分的制造工藝。
優(yōu)選地，光學(xué)掃描設(shè)備包括安裝在旋轉(zhuǎn)部分上的感應(yīng)線圈和通過所述感應(yīng)線圈施加磁通量以產(chǎn)生感應(yīng)電流的裝置，以及施加電勢差的裝置，用來在所述兩個接觸之間施加對應(yīng)于所述感應(yīng)電流的電勢差。在這種情況下，安裝在旋轉(zhuǎn)部分上的感應(yīng)線圈提供了施加電勢差所必須的電能。在這種情況下，接收器只用來選擇其上將被施加電勢差的信息層。施加到信息層的電勢差由感應(yīng)線圈提供。這樣就節(jié)省了功率，這是因為選擇信息層所需的能量小于施加到該信息層上的電勢差所需的能量。備選地，在旋轉(zhuǎn)部分使用電池，使用感應(yīng)線圈以對所述電池充電。
本發(fā)明的第一實施例中，能源包括至少一個輻射源，接收器是光敏檢測器。優(yōu)選地，輻射源是用來掃描信息載體的輻射源。在這種情況下，使用相同的輻射源掃描信息載體并且傳遞能量到對應(yīng)于所選信息層的接收器。這簡化了光學(xué)掃描設(shè)備，因為僅需要一個輻射源。
優(yōu)選地，輻射源由具有供電周期的脈沖發(fā)生器供電，所述供電周期是旋轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)周期的整數(shù)倍。輻射源可以是用于掃描信息載體的輻射源，或是另外的輻射源。為了發(fā)送輻射到相同的光敏檢測器，在旋轉(zhuǎn)部分的一次旋轉(zhuǎn)中輻射源輻射一次，或者在旋轉(zhuǎn)部分的每兩個或三個旋轉(zhuǎn)中輻射源輻射一次。這樣，僅對應(yīng)于所選信息層的光敏檢測器接收由輻射源發(fā)射的輻射。
優(yōu)選地，光敏檢測器布置在一個圓中，該能源包括多個布置在圓中的輻射源，所述輻射源以這樣的方式輻射在旋轉(zhuǎn)部分的一次旋轉(zhuǎn)過程中，對應(yīng)于所選信息層的光敏檢測器被所有的輻射源連續(xù)地照射。使用這種配置，有可能在夾持器的旋轉(zhuǎn)過程中連續(xù)地傳遞能量到光敏檢測器。因此，有可能在適當(dāng)?shù)慕佑|之間連續(xù)地施加電勢差，以改變所選信息層的光學(xué)性質(zhì)，所選信息層對應(yīng)于連續(xù)照射的光敏檢測器。因此，所選信息層的光學(xué)性質(zhì)的改變相對較快。
本發(fā)明的第二實施例中，接收器是導(dǎo)電環(huán)，該能源包括至少一個導(dǎo)電刷，用以接觸至少一個導(dǎo)電環(huán)。根據(jù)該實施例，使用電學(xué)接觸以在固定部分和旋轉(zhuǎn)部分之間傳遞能量。這可以通過滑動接觸實現(xiàn)。優(yōu)選地，導(dǎo)電環(huán)包括導(dǎo)電流體。這種導(dǎo)電流體容易與旋轉(zhuǎn)部分一起旋轉(zhuǎn)，同時與固定電刷或電極接觸。
本發(fā)明的第三實施例中，接收器是初級導(dǎo)體，能源包括至少一個次級導(dǎo)體，通過電容耦合實現(xiàn)所述次級導(dǎo)體和所述初級導(dǎo)體之間的能量傳遞。
本發(fā)明的第四實施例中，接收器是感應(yīng)線圈，能源包括至少一個電磁部分，所述電磁部分和感應(yīng)線圈之間的能量傳遞通過電感耦合實現(xiàn)。
參照此后描述的實施例，本發(fā)明的這些和其它方面將更顯而易見。
附圖簡述現(xiàn)在參考附圖，本發(fā)明將以實例的形式加以詳細(xì)描述，附圖中-圖1a和1b示出了根據(jù)本發(fā)明的用于光學(xué)掃描設(shè)備的信息載體；
-圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)部分和信息載體；-圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)掃描設(shè)備；-圖4示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的光學(xué)掃描設(shè)備；-圖5a示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第一光學(xué)掃描設(shè)備，圖5b示出了圖5a中P視點的投影圖；-圖6示出了圖5a的光學(xué)掃描設(shè)備的優(yōu)選實施例；-圖7a示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第二光學(xué)掃描設(shè)備，圖7b是圖7a中P視點的投影圖；-圖8a示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第三光學(xué)掃描設(shè)備，圖8b是圖8a中P視點的投影圖，圖8c是圖8a的能源的頂視圖；-圖9a示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的第一光學(xué)掃描設(shè)備，圖9b是圖9a在P視點的投影圖；-圖10a示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的第二光學(xué)掃描設(shè)備，圖10b是圖10a在P視點的投影圖；-圖11示出了圖9a的光學(xué)掃描設(shè)備的優(yōu)選實施例；-圖12a示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的光學(xué)掃描設(shè)備，圖12b是圖12a中P視點的投影圖；-圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的光學(xué)掃描設(shè)備。
發(fā)明詳述圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)部分和信息載體。夾持器202用于固定地接收信息載體201。夾持器202安裝在旋轉(zhuǎn)軸209上，該旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)電動機(jī)(在圖2中未示出)相連。夾持器202和旋轉(zhuǎn)軸209形成了旋轉(zhuǎn)部分。
信息載體201包括多個電極，例如電極203和204。信息載體201包括多個信息層，其光學(xué)性質(zhì)依賴于兩個電極之間施加的電勢差。在圖2的實例中，僅描述了信息載體201的一部分，其對應(yīng)于所述信息載體201的內(nèi)部部分。信息層可以是電極，如圖1所述，或者信息層可以位于兩個電極之間。
夾持器包括接觸，例如接觸207和208，這些接觸連接信息載體201的電極。該實例中，第一電極203包括第一連接205，其與第一接觸207相連，第二電極204包括第二連接206，其與第二接觸208相連。
夾持器202的接觸與在兩個接觸之間施加電勢差的裝置相連，該施加電勢差的裝置包含在旋轉(zhuǎn)部分中，在下面的圖中將有更詳細(xì)的描述。
圖2的實例中，夾持器202具有階梯形狀，這允許電極與夾持器的接觸相連。可以提供其它形狀的夾持器202，例如具有環(huán)形表面、接觸布置在該表面上的圓中的夾持器。在這種情況下，信息載體具有在信息載體內(nèi)部區(qū)域的一個表面上的圓中布置的連接，該連接與信息載體的電極相連。下面，本發(fā)明將結(jié)合夾持器(例如圖2中描述的夾持器)進(jìn)行描述。當(dāng)然，本發(fā)明適用于任何夾持器，只要夾持器包括與信息載體的電極相連的接觸。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)掃描設(shè)備。該光學(xué)掃描設(shè)備包括夾持器301和能源300。夾持器301安裝在旋轉(zhuǎn)軸305上，該軸與離心馬達(dá)相連。夾持器301和旋轉(zhuǎn)軸305形成旋轉(zhuǎn)部分。能源300固定在光學(xué)掃描設(shè)備中。夾持器301包括8個接觸311-318。旋轉(zhuǎn)部分包括4個接收器321-324，在該實例中它們安裝在旋轉(zhuǎn)軸305上。能源300包括一個發(fā)生器341和4個能量傳輸裝置331-334。發(fā)生器341控制開關(guān)以發(fā)送能量到傳輸裝置331-334中的一個。
每個接收器對應(yīng)于給定的信息層。在此后描述的實例中，信息載體包括4個信息層。第一信息層位于與接觸317和318相連的兩個電極之間，第二信息層位于與接觸315和316相連的兩個電極之間，第三信息層位于與接觸313和314相連的兩個電極之間，第四信息層位于與接觸311和312相連的兩個電極之間。第一接收器321對應(yīng)于第一信息層，第二接收器332對應(yīng)于第二信息層，以此類推。假設(shè)選擇第三信息層，即電勢差施加在接觸313和314之間以改變第三信息層的光學(xué)性質(zhì)。發(fā)生器341導(dǎo)通與能量傳輸裝置333相連的開關(guān)，使得能量發(fā)送到所述能量傳輸裝置333，該能量被傳輸?shù)降谌邮掌?23。因此，能源300用來傳輸能量到對應(yīng)于所選信息層的接收器。傳輸?shù)哪芰恐狄蕾囉诟淖冃畔拥墓鈱W(xué)性質(zhì)所需要的時間和電勢差，該信息層的光學(xué)性質(zhì)依賴于信息載體的結(jié)構(gòu)和所述信息載體中使用的材料。
然后如圖3所示，可以使用傳輸?shù)哪芰?，以在對?yīng)于所選信息層的接觸之間施加電勢差。在這種情況下，用于施加電勢差的裝置是與旋轉(zhuǎn)部分的接收器相連的導(dǎo)線。
旋轉(zhuǎn)部分可以包括額外的用于施加電勢差的裝置，例如安裝在旋轉(zhuǎn)部分中的電池。在這種情況下，傳輸?shù)哪芰績H用于分辨選擇哪個信息層。旋轉(zhuǎn)部分包括一個電路，其用來選擇哪兩個接觸之間施加電勢差，作為已經(jīng)傳輸能量的接收器的函數(shù)。該電路控制開關(guān)，例如晶體管，使得在所選接觸之間施加電勢差。
這允許減少固定部分的功耗，因為需要少量的能量傳輸?shù)浇邮掌鳎员阈D(zhuǎn)部分的電路可以檢測對應(yīng)于該接收器的信息層已經(jīng)被選擇。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的光學(xué)掃描設(shè)備，具有安裝在夾持器上的感應(yīng)線圈。夾持器301包括安裝在其上的感應(yīng)線圈401。光學(xué)掃描設(shè)備還包括產(chǎn)生磁場B的固定磁體402。在信息載體的掃描過程中，夾持器301旋轉(zhuǎn)。因此，感應(yīng)線圈401內(nèi)部由磁場產(chǎn)生的磁通量變化，使得在感應(yīng)線圈401中產(chǎn)生感應(yīng)電流。該感應(yīng)電流被電路403使用，該電路403在對應(yīng)于所選信息層的兩個接觸之間提供所述感應(yīng)電流。在這種情況下，在旋轉(zhuǎn)部分不需要電池。備選地，電池用在夾持器301中，使用感應(yīng)電流以對所述電池充電。
圖5a和5b示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第一光學(xué)掃描設(shè)備。該光學(xué)掃描設(shè)備包括安裝在旋轉(zhuǎn)軸305上的夾持器301，以及第一、第二、第三和第四輻射源505-508。夾持器301包括8個接觸311-318，以及第一、第二、第三和第四光敏檢測器501-504。圖5b是圖5a中P視角的投影圖。例如，輻射源505-508是激光器或LED(LED代表發(fā)光二極管)。例如光敏檢測器501-504是光電二極管。
光學(xué)掃描設(shè)備進(jìn)一步包括發(fā)生器341用來發(fā)送能量到輻射源505-508，使得接收所述能量的輻射源發(fā)射輻射。發(fā)生器341以及用來選擇發(fā)送能量的輻射源的開關(guān)在圖5a中沒有示出。
此后描述的實例和圖3中描述的實例相同。當(dāng)?shù)谝恍畔拥墓鈱W(xué)性質(zhì)需要改變時，即第一信息層被選擇時，第一輻射源505進(jìn)行輻射，即能量被發(fā)送到第一輻射源505。第一輻射源505發(fā)射輻射，其被第一光敏檢測器501吸收。該輻射轉(zhuǎn)換成電流，這樣在第一光敏檢測器501的電極之間產(chǎn)生電勢差。因此，在接觸317和318之間施加了電勢差，并且第一信息層的光學(xué)性質(zhì)改變。當(dāng)選擇第二信息層時，第二輻射源506進(jìn)行輻射，以此類推。
輻射源可以發(fā)射連續(xù)的輻射。在這種情況下，僅當(dāng)相應(yīng)的光敏檢測器被照射時輻射才轉(zhuǎn)換成電流。該實例中，光敏檢測器在夾持器301的每個旋轉(zhuǎn)中被照射一次，該時間依賴于光敏檢測器的面積。為了節(jié)省功率，僅當(dāng)光敏檢測器位于輻射源之上時才發(fā)射輻射。這可以通過具有供電周期的脈沖發(fā)生器對輻射源供電而實現(xiàn)，所述供電周期是夾持器301旋轉(zhuǎn)周期的整數(shù)倍。例如，如果供電周期等于夾持器301的旋轉(zhuǎn)周期，光敏檢測器在夾持器301的每一次旋轉(zhuǎn)中被照射一次。如果供電周期是夾持器301的旋轉(zhuǎn)周期的兩倍，則光敏檢測器在夾持器301的每兩個旋轉(zhuǎn)中被照射一次。
除了第一、第二、第三和第四輻射源505-508，可以使用可移動的輻射源，其布置在第一、第二、第三或第四光敏檢測器501-504中任何一個的前面。發(fā)生器341用來控制所述可移動輻射源的位置。當(dāng)選擇第一信息層時，發(fā)生器341將可移動輻射源放置在第一光敏檢測器501的前面，并且能量被發(fā)送到所述可移動輻射源。
在后一種情況下，輻射源相對于信息載體是可移動的。然而，當(dāng)能源傳輸能量到合適的光敏檢測器時，它保持在固定位置。因此，措詞“固定部分”不應(yīng)理解成完全固定的部分，而是當(dāng)旋轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)時它是可以固定的部分，即，不隨旋轉(zhuǎn)部分一起旋轉(zhuǎn)的部分。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光學(xué)掃描設(shè)備，其中輻射源是用于掃描信息載體的輻射源。光學(xué)掃描設(shè)備包括激光源601和物鏡602。激光源601產(chǎn)生光束，通過物鏡602，其被聚焦到掃描的信息層上。
該實施例中，激光源601還可以用來傳輸能量到對應(yīng)于所選信息層的光敏檢測器。實際上，激光源601是光學(xué)拾取單元的一部分，其相對于信息載體是可移動的。因此，可以使用激光源601以代替圖4中的4個輻射源505-508。當(dāng)選擇第一信息層時，輻射源601放置在第一光敏檢測器501的前面，并且發(fā)射輻射。當(dāng)選擇第二信息層時，輻射源601被放置在第二光敏檢測器502的前面，以此類推。一旦適當(dāng)?shù)哪芰恐当粋鬏數(shù)焦饷魴z測器，則移動激光源601以掃描信息載體。傳輸?shù)哪芰恐狄蕾囉谛畔⑤d體中使用的材料性質(zhì)以及旋轉(zhuǎn)部分的結(jié)構(gòu)。例如，如果旋轉(zhuǎn)部分還包括電池，如圖3和圖4所述，則所需傳輸?shù)哪芰恐迪鄬Φ汀?br> 通過物鏡602，或者通過額外的透鏡，由輻射源601發(fā)射的輻射可以聚焦在光敏檢測器上。也可能發(fā)送同樣的輻射到光敏檢測器。
圖7a示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第二光學(xué)掃描設(shè)備，圖7b是圖7a在P視角的投影圖。該光學(xué)掃描設(shè)備包括安裝在旋轉(zhuǎn)軸305上的夾持器301，以及輻射源705。夾持器包括8個光敏檢測器701a、701b、702a、702b、703a、703b、704a和704b。光敏檢測器布置在夾持器301的底面上的一個圓內(nèi)。
該實施例中，例如輻射源705可以是激光二極管或LED。備選地，輻射源705可以是用于掃描信息載體的激光源。
此后描述的實例與圖3中描述的實例相同。接觸311和312與光敏檢測器704a的電極相連，接觸313和314與光敏檢測器703a的電極相連，接觸315和316與光敏檢測器702a的電極相連，接觸317和318與光敏檢測器701a的電極相連。
當(dāng)選擇第一信息層時，光敏檢測器701a被輻射源705照射。相對于輻射源705的光敏檢測器701a的位置由包含在夾持器301中的一個轉(zhuǎn)速器決定。大多數(shù)光學(xué)掃描設(shè)備包括這樣一個轉(zhuǎn)速器。如果光學(xué)掃描設(shè)備不包括任何轉(zhuǎn)速器，則在夾持器301上提供同步圖形，指示夾持器301的一個參考點。相對于該參考點的光敏檢測器的位置以及旋轉(zhuǎn)部分的角速度是已知的。同步圖形通過光學(xué)拾取單元檢測。因此，光敏檢測器701a的位置可以容易確定。
輻射源705由具有供電周期的脈沖發(fā)生器供電，所述供電周期是旋轉(zhuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)周期的整數(shù)倍。因此，當(dāng)信息載體旋轉(zhuǎn)時僅照射光敏檢測器701a。然后，輻射轉(zhuǎn)換成電流，并且在第一光敏檢測器701a的電極之間產(chǎn)生電勢差。因此，電勢差施加在接觸317和318之間，并且改變了第一信息層的光學(xué)性質(zhì)。
當(dāng)選擇第二信息層時，光敏檢測器702a被輻射源705照射。這可以通過在一段時間(對應(yīng)于光敏檢測器701a和702a之間的角度)延遲輻射發(fā)射而完成。在圖7a和7b的實例中，該角度是90度。然后，輻射源由具有供電周期的脈沖發(fā)生器供電，所述供電周期是旋轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)周期的整數(shù)倍。
在圖7a和7b的實例中，夾持器301進(jìn)一步包括四個附加的光敏檢測器701b-704b。光敏檢測器701b對應(yīng)于第一信息層，光敏檢測器702b對應(yīng)于第二信息層，光敏檢測器703b對應(yīng)于第三信息層，光敏檢測器704b對應(yīng)于第四信息層。接觸311和312與光敏檢測器704b的電極相連，接觸313和314與光敏檢測器703b的電極相連，接觸315和316與光敏檢測器702b的電極相連，接觸317和318與光敏檢測器701b的電極相連。然而，光敏檢測器701b-704b的極性與光敏檢測器701a-704a的極性相比是反向的。例如這意味著當(dāng)光敏檢測器701b被照射時，接觸317和318之間施加的電勢差是當(dāng)光敏檢測器701a被照射時接觸317和318之間施加的電勢差的反向電勢差。這允許在信息載體的電極之間施加正的和負(fù)的電勢差。實際上，這可能是需要的，這是因為在具有多個信息層(其光學(xué)性質(zhì)依賴于兩電極之間施加的電勢差)的某些信息載體中，根據(jù)所需要改變的光學(xué)性質(zhì)，必須施加不同的電勢差。例如，可能必須給一個信息層施加正電勢差以使其吸收和反射，施加負(fù)電勢差使其透明。
圖8a、8b和8c示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的第三光學(xué)掃描設(shè)備。圖8b代表圖8a的夾持器301的底視圖，圖8c代表圖8a的能源的頂視圖。該光學(xué)掃描設(shè)備包括安裝在旋轉(zhuǎn)軸305上的夾持器301，以及包括布置在圓中的一組輻射源801-808的能源。夾持器包括4個光敏檢測器701a、702a、703a和704a。光敏檢測器布置在夾持器301底面的一個圓中。
此后描述的實例和圖7中描述的實例相同。為了選擇第二信息層，位于光敏檢測器702a之下的輻射源發(fā)射輻射。如果夾持器處于對應(yīng)于圖8b中所示的位置，輻射源801發(fā)射輻射。因此，在接觸315和316之間施加電勢差，如前面解釋的。然而，夾持器301旋轉(zhuǎn)，所以一段時間(其依賴于夾持器301的旋轉(zhuǎn)頻率)后，光敏檢測器702a離開被輻射源801照射的區(qū)域，該區(qū)域由圖8b中的點線表示。當(dāng)光敏檢測器702a離開輻射源801照射的區(qū)域時，在夾持器301的旋轉(zhuǎn)中直接與輻射源801相鄰的輻射源進(jìn)行輻射，而輻射源801停止發(fā)射輻射。該實例中，如果夾持器301的旋轉(zhuǎn)是順時針的，則輻射源808進(jìn)行輻射。這在夾持器301的整個旋轉(zhuǎn)中重復(fù)，使得在一個完整的旋轉(zhuǎn)之后，輻射源801再次輻射。這可以通過控制輻射源801-808的脈沖發(fā)生器實現(xiàn)，其使用與夾持器301的旋轉(zhuǎn)同步的一個時間延時來使得輻射源輻射。
因此，對應(yīng)于所選信息層的光敏檢測器在夾持器的一個旋轉(zhuǎn)中被所有的輻射源連續(xù)地照射。因此在幾乎夾持器的所有旋轉(zhuǎn)中，在所述光敏檢測器中產(chǎn)生電流。如果被相鄰輻射源照射的區(qū)域稍微重疊，甚至可能在所述光敏檢測器中獲得連續(xù)的電流。因此，相應(yīng)信息層的光學(xué)性質(zhì)的改變速度依賴于光敏檢測器中產(chǎn)生的電流，圖8a到8c的光學(xué)設(shè)備允許獲得光學(xué)性質(zhì)的快速改變。
圖9a示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的第一光學(xué)掃描設(shè)備。這種光學(xué)掃描設(shè)備包括第一、第二、第三、第四和第五導(dǎo)電環(huán)921-925，第一、第二、第三、第四和第五電刷931-935，以及發(fā)生器941。圖9b是圖9a在P視角的投影圖。
電刷例如是碳刷。導(dǎo)電環(huán)和碳刷，例如第一導(dǎo)電環(huán)921和第一碳刷931形成滑動接觸。例如這種滑動接觸在1983年8月9日授權(quán)的專利US 4,398,113中有所描述。除了電刷931，可以使用另一種導(dǎo)電環(huán)，其相對于第一導(dǎo)電環(huán)921是固定的，與所述第一導(dǎo)電環(huán)921電學(xué)接觸。為獲得這種方法，可以在兩個導(dǎo)電環(huán)之間使用滾珠軸承。該滾珠軸承被導(dǎo)電油或油脂潤滑，該導(dǎo)電油或油脂可以包含導(dǎo)電顆粒，例如碳顆?；蚪饘兕w?；?qū)щ娋酆衔铩?br> 第一電刷931與第一導(dǎo)電環(huán)921電學(xué)接觸，第二電刷932與第二導(dǎo)電環(huán)922電學(xué)接觸，以此類推。第五電刷935與發(fā)生器341的地相連，第一、第三、第五和第七接觸311、313、315和317與第五導(dǎo)電環(huán)925相連。
當(dāng)選擇第一信息層時，發(fā)生器341導(dǎo)通對應(yīng)于第一電刷931的開關(guān)，能量被發(fā)送到所述第一電刷931，這意味著在這種情況下在第一電刷931和地之間施加了電勢差。因此，在接觸318和317之間施加電勢差，改變了第一信息層的光學(xué)性質(zhì)。
除了第一、第二、第三和第四電刷931-934，還可以使用可移動電刷，其與第一、第二、第三或第四導(dǎo)電環(huán)921-924中的任一個電學(xué)接觸。發(fā)生器341用來控制所述可移動電刷的位置。當(dāng)選擇第一信息層時，發(fā)生器341將可移動電刷與第一導(dǎo)電環(huán)921電學(xué)接觸，并且能量被發(fā)送到所述可移動電刷。
圖10a示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的第二光學(xué)掃描設(shè)備，圖10b是圖10a在P視角的投影圖。該光學(xué)掃描設(shè)備包括和圖9a和9b中示出的光學(xué)掃描設(shè)備相同的元件，但導(dǎo)電環(huán)921-925安裝在夾持器301上而不是旋轉(zhuǎn)軸305上。導(dǎo)電環(huán)921-925具有不同的直徑，使得它們可以安裝在夾持器301的同一表面上。
這種光學(xué)掃描設(shè)備的功能與圖9a和9b中描述的功能相同。代替第一、第二、第三和第四電刷931-934，可以使用可移動電刷，其與第一、第二、第三或第四導(dǎo)電環(huán)921-924中的任何一個電學(xué)接觸。發(fā)生器341用來控制所述可移動電刷的位置。
圖11示出了圖9a和9b的光學(xué)掃描設(shè)備的優(yōu)選實施例。為方便其之間，僅示出了對應(yīng)于第一導(dǎo)電環(huán)921和第一刷931的一個導(dǎo)電環(huán)和一個電刷或電極。該優(yōu)選實施例中，圖9a和9b的其它導(dǎo)電環(huán)和電刷與圖11中示出的導(dǎo)電環(huán)和電刷相同。
在該優(yōu)選實施例中，導(dǎo)電環(huán)921由導(dǎo)電流體1104制成。導(dǎo)電流體封裝在隔離部分1101中，該隔離部分固定在光學(xué)掃描設(shè)備中。使用密封環(huán)1105以允許旋轉(zhuǎn)軸305相對于隔離部分1101旋轉(zhuǎn)。
電極1102插入到導(dǎo)電流體1104中，并通過開關(guān)與發(fā)生器341相連，在圖11中沒有示出。當(dāng)選擇第一信息層時，該開關(guān)導(dǎo)通，這樣電勢差施加在電極1102和地之間。因為電極1102與導(dǎo)電流體1104電學(xué)接觸，該導(dǎo)電流體1104與接觸318相連，所述電勢差施加在接觸317和318之間。導(dǎo)電流體1104可以是導(dǎo)電的流體、或具有金屬顆?；蛱碱w粒的流體載體的懸浮液。例如，具有嵌入在矩陣中的銅顆粒的聚合物矩陣可以用作導(dǎo)電流體1104。
圖12a示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的光學(xué)掃描設(shè)備。該實施例中，光學(xué)掃描設(shè)備包括第一、第二、第三和第四初級導(dǎo)體1221-1224，以及第一、第二、第三和第四次級導(dǎo)體1231-1234。次級導(dǎo)體1231-1234具有兩個電極，一個電極與地相連，在圖12a中沒有示出，另一個電極通過開關(guān)與發(fā)生器341相連。初級導(dǎo)體1221-1224安裝在旋轉(zhuǎn)軸305上，次級導(dǎo)體1231-1234是光學(xué)掃描設(shè)備的固定部分。絕緣體位于初級和次級導(dǎo)體之間。因此，光學(xué)掃描設(shè)備包括4個絕緣體1241-1244。例如，絕緣體是空氣或絕緣油薄膜。初級導(dǎo)體、絕緣體和次級導(dǎo)體形成了電容環(huán)。圖12b是圖12a在P方向的投影圖。
第一初級導(dǎo)體1221具有兩個電極，一個電極與接觸318相連，另一個與接觸317相連。第二初級導(dǎo)體1222也具有兩個電極，一個電極與接觸316相連，另一個與接觸315相連，以此類推。
當(dāng)選擇第一層時，發(fā)生器341導(dǎo)通對應(yīng)于第一次級導(dǎo)體1231的開關(guān)，電勢差施加在第一次級導(dǎo)體1231的電極之間，第一次級導(dǎo)體以這樣的方式布置在第一次級導(dǎo)體1231和第一初級導(dǎo)體1221之間發(fā)生電容耦合。因此，能量傳輸?shù)降谝怀跫墝?dǎo)體1221，并因此被所述第一初級導(dǎo)體1221接收。這樣電勢差施加在第一初級導(dǎo)體1221的電極之間。因此，在接觸318和317之間施加了電勢差，改變了第一信息層的光學(xué)性質(zhì)。
因為電容耦合不需要次級導(dǎo)體1231-1234和初級導(dǎo)體1221-1224之間的任何接觸，所以在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)掃描設(shè)備中它易于實施，本發(fā)明的光學(xué)掃描設(shè)備需要在固定部分和旋轉(zhuǎn)部分之間傳遞能量。
代替第一、第二、第三、第四次級導(dǎo)體1231-1234，可以使用可移動的次級導(dǎo)體，使得其與第一、第二、第三或第四初級導(dǎo)體1221-1224中的任一個發(fā)生電容耦合。發(fā)生器341用來控制所述可移動次級導(dǎo)體的位置。當(dāng)選擇第一信息層時，發(fā)生器341放置可移動次級導(dǎo)體在第一導(dǎo)電環(huán)1221附近，并且能量被發(fā)送到所述可移動次級導(dǎo)體。
圖13示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的光學(xué)掃描設(shè)備。該實施例中，接收器是感應(yīng)線圈，能源包括發(fā)生器341和電磁部分，電磁部分和感應(yīng)線圈之間的能量轉(zhuǎn)移通過電感耦合實現(xiàn)。為方便起見，僅示出了一個感應(yīng)線圈1321和一個電磁部分1331。光學(xué)掃描設(shè)備進(jìn)一步包括3個電磁部分和3個感應(yīng)線圈，每個對應(yīng)于給定的信息層。
感應(yīng)線圈1321安裝在旋轉(zhuǎn)軸上。電磁部分1331是光學(xué)掃描設(shè)備的固定部分。電磁部分1331與發(fā)生器341通過開關(guān)相連，所以當(dāng)電勢差施加在所述電磁部分1331上時產(chǎn)生磁場。
當(dāng)選擇第一層時，發(fā)生器341導(dǎo)通對應(yīng)于電磁部分1331的開關(guān)，交變的電勢差施加在所述電磁部分1331上。電磁部分1331將該交變電勢差轉(zhuǎn)換成交變的磁場。該交變的磁場導(dǎo)致經(jīng)過感應(yīng)線圈1321的磁通量的改變，這樣在所述感應(yīng)線圈1321內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流。該感應(yīng)電流施加到接觸317和318之間。因此，在所述接觸317和318之間施加電勢差，改變了所述第一信息層的光學(xué)性質(zhì)。
該實施例中，感應(yīng)線圈1321的旋轉(zhuǎn)不起任何作用，因為感應(yīng)電流由感應(yīng)線圈1321中磁通量的變化產(chǎn)生，該變化起因于交變的磁場。因此，傳輸?shù)哪芰坎灰蕾囉谛D(zhuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)速度，而這一點是有利的。
代替4個電磁部分，可以使用可移動的電磁部分，使得其產(chǎn)生對應(yīng)于所選信息層的感應(yīng)線圈內(nèi)部的交變磁場。發(fā)生器341用來控制所述可移動電磁部分的位置。
下述權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)理解為限制權(quán)利要求。很明顯動詞“包括”和它的組合使用不排除任何權(quán)利要求中定義的其它元件的存在。元件前的“一”或者“一個”不排除這樣多個元件的存在。
權(quán)利要求
1.一種掃描信息載體(201)的光學(xué)掃描設(shè)備，該信息載體包括多個信息層，它們的光學(xué)性質(zhì)依賴于施加在兩個電極(203，204)之間的電勢差，所述光學(xué)掃描設(shè)備包括旋轉(zhuǎn)部分(301，305)和固定部分，旋轉(zhuǎn)部分包括接收所述信息載體的裝置(301)和多個接收器(321-324)，所述接收裝置包括多個接觸(311-318)用以連接所述電極，每個接收器對應(yīng)于給定的信息層，固定部分包括用來傳遞能量到對應(yīng)于所選信息層的接收器的能源(300)，旋轉(zhuǎn)部分包括在連接到對應(yīng)于所選信息層的電極的接觸之間施加電勢差的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中施加電勢差的裝置用來在所述兩個接觸之間施加對應(yīng)于所述傳輸能量的電勢差。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描設(shè)備，進(jìn)一步包括安裝在旋轉(zhuǎn)部分上的感應(yīng)線圈(401)和通過所述感應(yīng)線圈施加磁通量以產(chǎn)生感應(yīng)電流的裝置(402)，施加電勢差的裝置用于在所述兩個接觸之間施加對應(yīng)于所述感應(yīng)電流的電勢差。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中能源包括至少一個輻射源(505-508)，并且接收器是光敏檢測器(501-504)。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中輻射源(601)是用于掃描信息載體的輻射源。
6.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中所述輻射源由具有供電周期的脈沖發(fā)生器供電，所述供電周期是旋轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)周期的整數(shù)倍。
7.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中光敏檢測器(701a-704a)布置在圓中，能源包括多個布置在圓中的輻射源(801-808)，所述輻射源以對應(yīng)于所選信息層的光敏檢測器在旋轉(zhuǎn)部分的一個旋轉(zhuǎn)期間被所有的輻射源連續(xù)照射的方式輻射。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中接收器是導(dǎo)電環(huán)(921-924)，能源包括至少一個導(dǎo)電刷(931-934)以接觸至少一個導(dǎo)電環(huán)。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中導(dǎo)電環(huán)包括導(dǎo)電流體(1104)。
10.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中接收器是初級導(dǎo)體(1221-1224)，能源包括至少一個次級導(dǎo)體(1231-1234)，通過電容耦合實現(xiàn)所述次級導(dǎo)體和初級導(dǎo)體之間的能量傳輸。
11.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中接收器是感應(yīng)線圈(1321)，能源包括至少一個電磁部分(1331)，所述電磁部分和感應(yīng)線圈之間的能量傳輸通過電感耦合實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及掃描信息載體的光學(xué)掃描設(shè)備，該信息載體包括多個信息層，該多個信息層的光學(xué)性質(zhì)依賴于兩個電極之間施加的電勢差。該光學(xué)掃描設(shè)備包括旋轉(zhuǎn)部分(301，305)，旋轉(zhuǎn)部分包括接收信息載體的裝置(301)。該接收裝置包括多個連接電極的接觸(311－318)。旋轉(zhuǎn)部分還包括接收器(321－324)，每個接收器對應(yīng)于給定的信息層。該光學(xué)掃描設(shè)備還包括固定部分，該固定部分包括能源(300)，用于傳遞能量到對應(yīng)于所選信息層的接收器。旋轉(zhuǎn)部分包括在連接到對應(yīng)于所選信息層的電極的接觸之間施加電勢差的裝置。
文檔編號G11B7/24038GK1806284SQ200480016409
公開日2006年7月19日 申請日期2004年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月11日
發(fā)明者M·范德馬克, E·梅因德斯, J·卡爾曼, J·維爾德比克, A·帕迪 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司