JP2007042256A

JP2007042256A - ディスクドライブ装置

Info

Publication number: JP2007042256A
Application number: JP2006179287A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Fukuyama; 正博福山; Tetsushi Fukuyama; 哲士福山
Original assignee: HIRO 21 KK
Current assignee: HIRO 21 KK
Priority date: 2005-07-07
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2007-02-15
Also published as: JPWO2007007567A1; WO2007007567A1

Abstract

【課題】電子機能部への電源供給を簡素かつ低コストで可能とするディスクドライブ装置及びディスクドライブ信号処理システムを提供する。
【構成】電子回路が搭載されたディスクを回転駆動するディスクドライブ装置の前記ディスクと一体的に回転する回転部に電子回路への電源供給を行うバッテリが設けられている。バッテリは充電型とすることができ、その充電は、駆動中常時または必要に応じて任意の時間に行う。充電は光学的、電磁的または電気的に行われる。
【選択図】図２

Description

本発明はディスクドライブ装置に関し、例えば、ディスク（回転記録媒体）とディスクドライブ装置間での信号の送受信を簡単な構成で確実に行なうディスクドライブ装置やディスク信号処理システムに関する。

光ディスクは、主にポリカーボネート等の樹脂のようなきわめて廉価な素材で構成されるにもかかわらず記録できるデータ量が非常に多く、コストパフォーマンス面できわめて有利であるため、将来の記録媒体として最も有望である。

光ディスクに記録されている情報を読み出し、又は情報を書き込む（読み出し／書き込み）ためにはディスクドライブ装置が使用される。ディスクドライブ装置は、光ディスクをターンテーブル上に載置し、クランパによりクランプし、スピンドルモータで回転させて、レーザ光を照射し、光ディスク表面からの反射光を受光し、復調することにより記録信号を読み出すように構成している。かかるディスクドライブ装置の代表的構成例が特許文献１乃至３に開示されている。

特開平１１−３５３７４９（段落番号〔００２４〕図１）特開２０００−１０００３１（段落番号〔００１３〕〜〔００１５〕図３）特開２０００−１０００３２（段落番号〔００１２〕〜〔００１７〕図１）

ところで、光ディスク上に記録領域だけでなく、電子機能部等の電気的回路をも搭載した形態の光ディスクが提案されている。しかしながら、光ディスクとディスクドライブ装置は、電気的には完全に絶縁された状態で動作することと、光ディスクが高速で回転すること等に起因して、光ディスク上に搭載された電子機能部と、ディスクドライブ装置側の内部回路との間の信号送受信は簡単には行なえない。

かかる種類の光ディスクのディスクドライブ装置として提案されているのは、光ディスク側とディスクドライブ装置側での信号の送受信に無線信号を利用するものである。例えば、光ディスク面とディスクドライブ側にそれぞれアンテナを形成しておき、このアンテナを介して無線信号の送受信を行うものである（特許文献４）。現在の主流は、このような無線による信号授受である。

特開平８−１６１７９０（段落番号〔００２０〕〜〔００２５〕図１）

また、光ディスク側とディスクドライブ側にそれぞれ発光／受光回路を形成しておき、この発光／受光回路を介しての光信号の送受信を行なう構成も考えられるが現実の提案はない。

更には、当該電子機能部と、ディスクドライブ装置側の内部回路との間の信号送受信を、ディスクドライブ装置による回転を停止させた状態で行う構成も提案されている（特許文献５参照）。
米国特許第５，１１９，３５３号（Ｆｉｇ．２第４、５欄）

また、特許文献６には、図５ＡとＢに示すような構造のディスクドライブ装置が開示されている。
特開平５−５４４６０号公報（図１、段落番号〔００１３〕〜〔００２８〕）

このディスクドライブ装置は、ディスク６１０内に固体メモリ６１２を埋設しておき、固体メモリ６１２の入出力端子ＤＩ、ＤＯ、ＣＳ、ＳＣＫ、ＶＤＯからはリード線（例えば、６１３で図示）が引き出され（固体メモリ６１２内に埋設）、各リード線に対応させて同心円状のリング状端子６１４ａ〜６１４ｆ（６１４のみ図示）がディスク表面に形成されている。一方、クランパ６１５の上面側に、固体メモリ６１２の入出力端子にリード線を介して接続されるべき外部接触端子６１７ａ〜６１７ｆが設けられ、これら外部接触端子は信号伝達媒体（具体的構成不明）を介してデータ入力部６２０に電気的に接続されている。

クランパのディスク対向側には凹部７００が設けられ、この凹部７００に先端が先鋭な接触端子６１６ａ〜６１６ｆがディスク表面に存在するリング状端子６１４ａ〜６１４ｆに対向して半径方向に沿って並設されている。接触端子６１６ａ〜６１６ｆは、コイルバネ６１８によって下方に付勢されている。また、各接触端子６１６ａ〜６１６ｆと同形状のダミーピン６１６ｇ〜６１６ｌが各接触端子６１６ａ〜６１６ｆの同一線上に設けられている。これらダミーピン６１６ｇ〜６１６ｌも同様に、各リング状端子６１４ａ〜６１４ｆの間隔に合わせて設けられている。

光ディスク６１０がクランパ６１５の凹部７００を除いた光ディスク６１０との当接面によってクランプされると、クランパ６１５の突起６１５Ａが光ディスク６１０の中心孔６１０Ａに嵌り込むことによってクランパ６１５に対する光ディスク６１０の位置決めが行われる。このとき、クランパ６１５の各接触端子６１６ａ〜６１６ｆは各リング状端子６１４ａ〜６１４ｆの間隔に位置合わせされて設けられているため、クランプ時においては各接触端子６１６ａ〜６１６ｆと各リング状端子６１４ａ〜６１４ｆとの対応がとられる。

そして、各接触端子６１６ａ〜６１６ｆは、コイルバネ６１８によって下方に付勢されているため、各リング状端子６１４ａ〜６１４ｆに対する電気的接触が行われる。

上述のように、従来は、ディスク表面に搭載されている電子機能部とディスクドライブ装置の内部回路間の信号の送受信は、主にディスク面とディスクドライブ側にそれぞれを形成したアンテナを介しての無線信号の送受信を行なう。しかしながら、かかるアンテナの形成には無線信号の周波数用に適合するような形状パラメータでの形成が必要であり、ディスク面上へのかかるアンテナの形成は高精度なエッチング手法を要するだけでなく、無線周波数への／無線周波数からの周波数変換回路を形成する必要もあり、低コストが大きな有益性をもつ光ディスクにとって大きな問題となる。

特に、光ディスクの場合、表面に薄いアルミ等の金属膜が形成されているため、その表面に密着されて（ミクロンオーダー）形成されているアンテナの電波授受に障害要因となる。このことは他のディスクについても同様であり、ディスクドライブ装置を含め、ディスク近傍に電波障害の原因となる多くの金属部材が存在するので問題となる。また、数千ｐｐｍで高速回転しているディスク上に搭載されているアンテナは、物理的にも電気的にも不安定になるおそれがあるだけでなく、送信電力の大きさによっては外部に電波が漏れて電波盗聴の恐れも生ずるし、逆に外部からの電波妨害の問題も生じてくる。更に、アンテナ配置方向も送受信感度に大きな影響を与え、安定な送受信感度を得ることができない。また、アンテナを含む無線部をディスクに搭載するには、規格及びバランスを考えると、可能な限り薄型化、小型化しなければならず、性能との関係で問題が生ずる。これらの問題は、アンテナが搭載されているディスクがきわめて高速に回転しているので更に顕著になってくる。

また、ディスク側とディスクドライブ装置側に形成した発光／受光回路を介しての光信号の送受信を行なう構成においては、回転体であるディスクと静止体であるディスクドライブ装置間では、位置関係がきわめて高速で変化するため、その構成の実現はきわめて困難である。

更には、ディスクドライブ装置による回転を停止させた状態で、電子機能部とディスクドライブ装置側の内部回路との間の信号送受信を行なう場合には、ディスク回転中にディスクとディスクドライブ装置側との信号送受信を行なうことはできず、リアルタイムでの信号処理は不可能である。

また、特許文献６に開示されているディスクドライブ装置は、非常に複雑な構成でコスト高となるだけでなく、安定かつ確実な動作を実現することが殆ど不可能である。以下、その問題点をより具体的に説明する。

各接触端子６１６ａ〜６１６ｆは、その先端が先鋭で、クランパの凹部７００内のコイルバネ６１８によって下方に付勢されるように構成されてリング状端子に電気的に接触されている。しかしながら、これらの接触端子６１６ａ〜６１６ｆは、電気的接触を行うためのみの目的でコイルバネ６１８により付勢されており、ディスクを回転させる際のずれや滑りのないようにしっかりとディスクを把持、保持するというクランプ機能とは基本的に異なり、クランプ機能を有していない。クランプ機能を果たすのはクランパ６１５のディスク６１０と面接触している上記凹部７００を除いた部分である。先端が先鋭な接触端子６１６ａ〜６１６ｆは、クランパの凹部７００内のコイルバネ６１８によって下方に付勢されているからディスク６１５を下方向（垂直方向）に押圧してリング状端子と電気的に接触されるものの、基本的に点接触であるから、水平方向（回転方向）に対してのずれや滑りを抑止できずクランプ機能を果たさない。また、コイルバネ特性やその特性劣化等により電気的な接続は不安定とならざるを得ない。

また、固体メモリは小さいから、そこからの入出力端子の間隔も狭く、したがって、ディスク表面に径方向に形成するリング状端子の形成間隔も狭く、形成が難しく、その結果、例えばＣＤプレーヤのような携帯型装置や、車載ＣＤプレーヤ装置等の場合には、外力によりクランパとディスクの相対位置がずれてしまうこともあり、その場合には、接触端子と本来接触すべきリング状端子との接触が外れ、ときに、隣のリング状端子と接触する恐れさえ生ずる。このことはディスクが数千回転／秒で高速回転することを考えれば、さらに深刻な問題となる。更に大きな問題は、このように狭間隔で、それぞれコイルバネを有し長手方向の複数の接触端子をクランパ凹部に高精度で設置することはきわめて困難であり、また、これらの接触端子をディスク上の狭間隔で設置されたリング状端子に正確に位置合わせすることも極めて困難であり、現実的には実用化が不可能である。

更に、接触端子コイルバネ６１８によって下方に付勢されて初めてリング状端子との電気的接触が可能となるが、長時間使用によりコイルバネが劣化した場合には、スペース上、また複雑な構成であることから使用不可能となってしまうこともあるし、接触圧が変化し電気的接続特性も劣化してしまう。

また、固体メモリはディスクに埋め込まれているため、製造工程が複雑化し、リード線も固体メモリとともにディスクに埋め込まなければならず、更には表面に露出させたリード線に接続してリング状端子を径方向に高精度で形成しなければならずコストが著しく高くなるだけでなく、一旦埋設してしまった固体メモリの交換は不可能である。

更にまた、固体メモリから取り出すリード線は真上方向に配置するのが製造上効率的であるため、固体メモリの真上にリング状端子が配設されるのが通常で、固体メモリと、電気的接続の対象となるリング状端子を、離隔して配設することは困難であり、構造の複雑化とコスト増の大きな要因となる。

更に、固体メモリは高々１ミリ程度の厚みのディスク内に埋め込まれており、外部からの衝撃に弱い半導体にとっては大きな問題が生ずる。固体メモリが埋設されているディスク表面はクランパの凹部内のスプリングバネで付勢されている接触端子の先端部が常時点接触圧力を受けて突き当たっており、特にディスクを最初にクランプするときには大きな圧力となって埋設されている固体メモリに衝撃を与える。当該ディスクドライブ装置によるディスク再生、記録の都度、このような衝撃が固体メモリに加わるのであるから固体メモリに与える影響は見過ごすことができない問題であり、長寿命化の面での問題もある。

また特に、この構造では、固体メモリとの電気的接続は、クランパの存在が大前提であり、クランパのないディスクドライブ装置では採用不可能である。

更に、この構造では、ディスク上には固体メモリのような受動素子が搭載されることを前提とし、ＣＰＵ等の能動素子についてはまったく考慮されていない。能動素子を搭載する場合には、動作用の電源が必要となるが、そのための具体的な構成は何らの開示も示唆もない。

そこで、本発明の目的は、上述課題を悉く解決し、低コスト、簡単な構成でディスク側とディスクドライブ装置側間で信号の確実な送受信を可能とするディスクドライブ装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ディスクと外部装置間の電気信号の確実な送受信を可能としてディスク利用分野の拡張性を格段に改善する低コストで簡単な構成のディスクドライブ装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、低コスト、簡単な構成でディスク側とディスクドライブ装置側間で複数信号の確実な送受信も可能とするディスクドライブ装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、クランパをもたないディスクドライブ装置への適用が可能なディスクドライブ装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、電源を必要とする能動素子等を搭載した場合においても簡素かつ低コストで電源配設を可能とするディスクドライブ装置を提供することにある。

なお、本発明は、ディスク側とディスクドライブ装置側間の信号の授受態様のすべてを意味し、“送信”、“受信”、“送信及び受信”等のすべての電気的情報、信号、電力等のやりとりの態様を含む。

上述課題を解決するため、本発明によるディスクドライブ装置は次のような特徴的な構成を採用している。

（１）電子回路が搭載されたディスクがターンテーブル上に載置され、クランプされて回転駆動されるディスクドライブ装置において、
前記ディスクには、前記電子回路と電気的に接続された薄膜形成の少なくとも一つの第１の導電部が設けられ、
前記ディスクドライブ装置側であって、前記クランプ時に前記第１の導電部と電気的に接触する部位に前記第１の導電部に対応して第２の導電部が設けられ、
ディスクが挿入されてディスクを載置するターンテーブルの前記挿入後に突出する突出部の回転軸周辺部または回転軸の他端部に前記第２の導電部と電気的に接続された第１の光電変換手段が設けられ、
前記ディスクドライブ装置側であって、前記ターンテーブルとは物理的に離隔され、前記第１の光電変換手段との対向位置に第２の光電変換手段が設けられ、
前記第１の導電部、第２の導電部、第１の光電変換手段及び第２の光電変換手段を介して前記電子回路と前記ディスクドライブ装置側間の信号授受を行い、
前記ディスクを回転させる回転部にバッテリを設け、
前記バッテリから前記第２の導電部と前記第１の導電部を介して前記ディスク上の電子回路に電源を供給するディスクドライブ装置。
（２）前記バッテリは充電型電源である上記（１）のディスクドライブ装置。
（３）前記バッテリは、前記第２の光電変換手段からの出力により充電されることを特徴とする上記（２）のディスクドライブ装置。
（４）前記バッテリは、前記第１の光電変換手段よりも軸心位置をずらして設けられた充電用光発生手段からの光を受光し、電気信号に変換する充電用光電変換手段からの出力により充電される上記（２）のディスクドライブ装置。
（５）前記バッテリは、外部からの電波信号を受信して得られる電気信号により充電される上記（２）のディスクドライブ装置。
（６）前記回転部には、前記電源の供給を受ける電子機能部を有することを上記（１）のディスクドライブ装置。

本発明によれば、ディスクとディスクドライブ装置間での確実な信号送受信を可能とすることにより、ディスクと外部装置間の電気信号の確実な送受信を可能とし、つまり、ディスクに記録されている情報の読み出しやディスクへの書き込みは勿論、当該ディスク上に搭載されている１または複数の電子機能部（信号処理回路やメモリ等の回路動作に必要な構成、バッテリ等を含み、総称して電子的機能部と称する）と外部装置間の信号送受信を簡単な構成で可能とすることができる。また、ディスクへの電子機能部への電源供給やディスクに搭載したバッテリへの電源の供給等の他態様の機能を簡単かつ確実に達成することができる。したがって、それぞれのディスク上に形成された１または複数の電子機能部の機能に基づく固有の動作を規定することができるようになり、ディスクを用いた利用分野の拡張性が格段に改善される。更に、通常のディスク表面に薄膜ＩＣ等の電子機能部と、この電子機能部と電気的に接続された薄膜等の導電部を形成するだけで、著しい応用範囲が拡張される新たな構成のディスクが最小限のコスト上昇で得られる。また、かかるディスクにアクセスするためのディスクドライブも簡単な構成の追加だけで済み、コスト上昇を最小限に抑えたディスクドライブ装置が得られる。このような効果は、きわめて廉価でありながら大きな記録容量が得られる光ディスクを用いる場合に特に顕著となる。そして、本発明によれば、ディスクとディスクドライブ装置間の信号授受を速度やデータ量に殆ど制約がなく高速かつ安定に行うことができるようになる。

特に、本発明では、ディスク回転中であってもディスク搭載電子機能部に接続されている導電部と、ディスクドライブの当該ディスクを一体的に回転させるための保持、把持部に形成された導電部とが直接接触して電気的に接続されるため、ディスク側とディスクドライブ側の導電部間は強力な圧接力（通常は面圧力）で把持、クランプされているので安定かつ確実な電気的接続が得られる。ディスク表面に形成された金属膜や、その周辺の金属部材による電波障害は全く問題とならないし、外部への電波等による電波漏れに起因する盗聴の恐れも全くなく、外部からの電波妨害の問題も生じることなく、また信号授受（通信）速度の制約もない。

更に本発明では、ディスクとディスクドライブ装置側の導電部間を確実に接続する各種態様の電気的経路が簡単に得られ、これら種々の接続態様を同時にまたは適宜いくつかを組み合わせて用いることにより多種多様な応用分野が得られる。

また、本発明では、電子機能部と電気的に接続される導電部は、いずれもディスク表面上に薄膜形成で構成でき、この導電部薄膜に直接的に接触する導電部がディスクドライブ装置の上記中央部に形成されるだけであるから極めて簡単な構成である。しかも、上記中央部に形成される導電部は、回転させるのに必要なクランプ、把持、保持圧力を直接受け、ディスク側の導電膜と直接接触するような構成であるため、導電部がない場合と同じクランプ圧力が得られるだけでなく、両者を面導電部とすれば電気的接触が確実になり、しかもディスクと上記中央部との相対的位置関係が少々ずれても両者の電気的接触に影響は殆ど与えない。

すなわち、電気的接続は、ディスクに形成された導電部と、ディスクドライブ装置側の導電部間の電気的接触により行われるので、確実な接続が可能となる。上述を含め、この効果は特許文献６の構造との大きな相違点である。つまり、引用文献６では、コイルスプリングにより下方に付勢される先端先鋭なリング状端子がディスク表面の電極と電気的に接触するような構成であり、このリング状端子はディスクの回転のために当該ディスクを把持、保持、クランプする機能をもたない。クランプ機能を果たすのはクランパ６１５のディスクとの直接当接部である。したがって、特許文献６におけるリング状端子によるディスク表面の電極との電気的接続関係は、本発明と比較してはるかに劣るだけでなく、前述した数多くの問題点を内包する。

更に、本発明では、導電部の他部との接続は精度は全く要求されず、単に接続されていれば良く、電子機能部と導電部の配置は任意で用途に応じて適宜位置に設けることができる。

また、本発明では、電子機能部等はディスクドライブ装置側のクランパやターンテーブルと接触しない、つまりクランプ圧力を全く受けない位置に配設されているから、特許文献６のような、クランパ凹部内のスプリングバネで付勢されている接触端子の先端部からの常時の点接触圧力やクランプ圧力を受けることはなく、衝撃に弱い半導体回路、チップ等に衝撃を与えることはなくなり、長寿命化が図れる。

また、ディスク上に複数の導電部を有する電気的経路を容易に形成でき、電子機能部への複数の信号ラインの形成や複数の電子機能部への信号ラインの形成が可能となり、搭載回路の拡張が可能となる。

更には、本発明では、ディスクに搭載される電子機能部に供給する電源をディスク側にもつ必要がなくなり、格段のディスクコストの削減、動作の安定性が得られる。電源は、ディスクドライブ装置側、特にディスクと一体的回転する部位（例えば、ターンテーブルのディスク開口穴が挿入される突出部）に設けられており、その電源は、取り外して充電もできるし、取り付けたまま充電も可能であるから、構成も簡単になるしコストも低くなる。

そして、電源の充電は、公知の非接触充電手段を用いることができる。ディスクドライブ側の回転部に設けられた電源が太陽電池で、光で充電する場合には、当該電源に外部から光を当てるように、例えば、対向位置に光源を設けるように構成できる。また、電源が電波等の高周波信号で充電可能な電源である場合には、当該電源に外部から電波信号のような電磁波信号を供給するように、信号源を設けるように構成できる。更に、電源が通常の電流で充電する場合には、スリップリングを介して当該電源に外部から電源供給することができる。

なお、かかる効果は、ディスクとディスクドライブ装置に限らず、同様な基本的原理に基づく構造を有するものでも得られる。本発明の他の効果は、以下の実施例の説明において明らかとなる。

以下、本発明の実施例の具体的構成例について図面を参照しながら説明する。
本発明は、ディスクを含む回転記憶媒体及びその媒体を回転駆動して信号授受を行うドライブ装置を対象とするものであり、ディスクドライブ装置のディスクの保持、把持手段によりしっかりと把持、保持、クランプされ、回転駆動される記憶媒体であれば任意のディスクやカード等（例えばＣＤ、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＦＤ、ＨＤ等）に適用することができるが、以下では光ディスクを例とした場合について説明する。

本発明によるディスクドライブ装置が適用されるディスクは、電子回路等の電子的機能部が搭載されているディスクであり、その一例を示すディスク構成が図１に示されている。また、図３と図４には、ディスクとディスクドライブ装置側のターンテーブル１００の簡略化された要部斜視図と平面図が示されている。

図１において、ディスク１は、ターンテーブルの突出部に挿入されてディスクの位置決めを行うための開口穴５を有し、開口穴５の周方向に沿って少なくとも１個（本例では、３個）の導電部２Ａ〜２Ｃが設けられている。この導電部はリング状に形成することもできる。

ディスク１の表面又は内部に少なくとも１個のＣＰＵ等の電子機能部４が設けられ、例えば、電子機能部４の端子に導電部２Ａ〜２Ｃが接続部３Ａ〜３Ｃを介してそれぞれ電気的に接続されている。電子機能部４の設置位置は、ディスク１の内周部の非記録領域が好ましい。こうすることにより、電子機能部のような重量のある部品等がディスク上に搭載された場合であってもディスクの回転バランスの影響はなくなる。

かかるディスク１の開口穴５がターンテーブル１００の突出部１０１に挿入され、位置決めされる。

ディスク１がターンテーブル１００上に載置されると、ターンテーブル１００の突出部１０１（ディスク１との当接部）の周方向に設けられたクランプ部材１１０Ａ〜１１０Ｃ（等の接触部材）によって、ディスクの開口穴５の内周部を上方から押圧（係止）してターンテーブル１００との間で把持、保持、クランプ（回転に必要な把持、保持）する。

本実施例では、図２や図３に示すように、クランプ部材１１０Ａ〜１１０Ｃは、ターンテーブル１００の突出部１０１の外周方向に複数個（例えば、等間隔に３個）設けられ、突出部１０１内に設けられたバネ部材（図示せず）により外径方向（下方向）にバイアス力がかかっており、このバネ部材によるスプリング力に抗してディスクを上方から押し込んで接触固定する。

すなわち、ディスク１の中央開口穴５を上方向から突出部１０１にクランプ部材１１０Ａ〜１１０Ｃのスプリング力に抗して押し込んでディスク１をターンテーブル１００に載置させると、クランプ部材１１０Ａ〜１１０Ｃが一旦、内側（点線部内）に引っ込んだ後、ディスク１の上面に入り込んで、ディスク１をクランプ部材１１０Ａ〜１１０Ｃとターンテーブル１００間で強力に固定する。

このような構成を有するディスクドライブ装置は、ディスク上方向からディスクを固定するクランパが不要であるため構成が簡素化され、且つ薄型化されるため、低コストで且つ小型化に適し、ノートパソコンのような小型な電子機器に適用されることが多い。

クランプ部材１１０Ａ〜１１０Ｃのディスク１との接触部の少なくとも一部には導電部が形成され、ディスク搭載時にディスク１側の対応する導電部２Ａ〜２Ｃとの電気的接続が確立される。こうして、ディスク１の電子機能部４とディスクドライブ装置側のターンテーブル１００側間の電気的接続が確立される。

ここで、ディスク１の導電部２Ａ〜２Ｃとの電気的接続はクランプ部材１１０Ａ〜１１０Ｃである必要はなく、ディスク駆動時にディスク１の導電部２Ａ〜２Ｃと電気的に接続される手段であれば何でも良い。例えば、一面側に導電部が形成された部材を、通常時は突出部に収納しておき、ディスク載置後に、当該部材を突出部から出させ、その導電部がディスク１の導電部と確実に電気的に接続されるように上方向から押圧するような構成を採用することができる。これらクランプ部材や部材の構成は、任意でユーザのボタン等の操作に応答して内側に引っ込むようにすることもできる。したがって、以下の説明では、「クランプ時接続部材」と称することもできる。クランプ時接続部材は、クランプ部材とは別個に設けることができることは勿論である。

本実施例では、ディスク１の開口穴５の内周端部の周方向領域に少なくとも１個の導電部２を形成し、この導電部２とターンテーブル１００の突出部１０１のクランプ部材１１０Ａ〜１１０Ｃのいずれかと電気的に接続している。

本実施例では、接続部３を介して電気的に接続された電子機能部４をディスク１の上面に搭載している。ディスク１のターンテーブル１００側（ディスクの下面）に情報記録面が形成され、光ピックアップによる情報の書き込み、読み出しが行われ、一方、ディスクの上面に電子機能部４等が搭載されているので、光ピックアップ駆動機構等の物理的制約がなく、搭載場所にも制約がなく、例えば、この上面にはクランプ圧力が加わる部位がないので、複数の電子機能部等の搭載等、利用性、設計の自由度が拡張される。ディスク開口穴５の内周端部の周方向領域の他に開口穴５の内周壁にも導電部２を形成すればより確実な電気的接触が得られる。これら導電部２は、クランプ部材１１０Ａ〜１１０Ｃとは強力に接触し、確実な電気的接触が得られる。

さて、本実施例では、図２や図３に示すように、接続インタフェースとしての光電変換素子、本例では、発光素子２１０が突出部１０１の回転中心軸または近傍に、軸に沿って設けられ、突出部１０１には(内部または上部等)バッテリ２２０が設けられている。勿論、他の電子機能部等を設けることもできる。バッテリ２２０は、発光ダイオード２１０の駆動用電源として用いることができるし、バッテリ２２０を接続線６Ａ〜６Ｃを介し、またクランプ時接続部材１１０Ａ〜１１０Ｃとディスク１の導電部２Ａ〜２Ｃの少なくともいずれかを介してディスク１上の電子機能部４に電源として供給することもできる。この場合には、ディスク上に電源を搭載する必要がなくなるので、そのコスト面や動作安定性等きわめて顕著な効果を奏する。突出部１０１の内部は通常は空洞になっているのでこの空洞部にこれら構成部品を搭載することには何らの問題も生じない。

バッテリは取り外し可能として必要なときに充電できるようにしてもよいし、使い捨てでもよい。勿論、後述するように、搭載したまま電気的／光学的／電磁気的に充電することもできる。

このように、ディスク側にバッテリを設けずに電子機能部に直接電源を供給することもできる。バッテリは、ターンテーブルのような回転体側に設けておけば、導電部１１０Ａ〜１１０Ｃと導電部２Ａ〜２Ｃ等を介して、接続は相対的に静止状態で行われるので、電源供給はスムーズに行われる。

上記バッテリ（電源）の充電は、公知の非接触充電手段を用いることができる。ディスクドライブ側の回転部に設けられたバッテリが太陽電池で、光で充電する場合には、当該電源に外部から光を当てるように、例えば、回転軸に沿った対向位置に光源（充電手段）を設けるように構成できる。勿論、対向位置に限らず充電用の光が照射可能な位置に設ければ良く、太陽電池はターンテーブルの突出部の回転軸の周囲にリング状に形成すれば、充電用光源を回転軸からリング状対応位置に設置することで太陽電池の充電が可能となる。リング状に形成しない場合でも、回転体の回転に伴って1回転に1回は光が太陽電池に照射されるので充電は可能である。また、バッテリが電波等の高周波信号で充電可能な電源である場合には、当該電源に外部から電波信号のような電磁波信号を供給（充電手段）するため、同様な位置に信号源を設けるように構成できる。電波の場合には、伝播の幅が広いため信号源の設置許容位置は幅広く、回転中心軸からずれた位置に設置することができるし、ディスクドライブ装置の外部から電波を放射することもできる。更に、電源を通常の電流で充電する場合には、スリップリングを介して当該電源に外部から電源（充電手段）を供給することもできる。

突出部１０１上面に、光電変換手段２１０や電波送受信用のアンテナを設け、変換された電気信号（電子回路４との通信用信号やバッテリ充電用信号）を上記バッテリと接続インタフェース手段に供給するようにすれば、信号授受とバッテリ充電を同時に行なうことができる。バッテリ充電は、上述のように、通信時に同時に充電し、または必要に応じて、例えば、通信停止時に任意に行うことができる。また、突出部１０１とは反対側の回転軸部に、同様に、充電信号を受ける手段（光電変換手段、アンテナ、スリップリング用の導電部等）を設け、充電用信号を突出部１０１等の回転部に設けたバッテリに供給して充電するように構成することができる。

上述のようなバッテリの配置構成は、本発明に限定的に適用されるものではなく、ディスクとディスクドライブ側の導電部の電気的接触により電気的経路が確立されるような構造であれば、すべて適用できる。

本実施例のように、バッテリを回転側に設けることにより、ディスク搭載の電子回路（ＣＰＵ、メモリ等の電子的機能部）に電源を供給するための電源をディスクに設ける必要がなくなる。したがって、ディスクの著しいコスト削減効果が得られ、バッテリ消耗時の交換が不要となる。

電子機能部４としての電子回路は、後述するように種々の構成を含み、ＣＰＵ、メモリ等の任意の構成要素やバッテリ等の任意の構成要素を含むこともあるし、これらの構成要素の一部を含むこともできることは勿論であり、薄膜化構成が望ましい。電子回路等とは、必ずしも電子的機能部だけでなく、光機能部等任意の機能部を意味し、入出力が電気的なものであれば何でも良い。

本発明によるディスクドライブ装置が適用されるディスクは、電子回路等が搭載されているディスクであり、その一例を示すディスク構成が図４Ａと図４Ｂに示されている。

図４Ａにおいて、ディスク１の一面側（本例では、ディスクが載置されるターンテーブルとの対向面側）にはイメージ、音楽、画像等のデータが記録される記録領域（例えば、ＲＡＭ領域や、所定のプログラムが格納されているプログラム記録部としてのＲＯＭ領域等）が形成されている。記録領域の径方向内側には、情報が記録されていない非記録領域が存在する。また、電子的機能部、例えば、ＲＯＭ領域や他のメモリに格納されているプログラムに基づき、または独自に設計されている信号処理を実行する電子機能部４等がディスク１の他面側の任意の部位に形成されている。この電子機能部４は、後述するように種々の構成を含み、ＣＰＵ、メモリ等の電子処理に必要な任意の構成要素やバッテリ等の任意の構成要素を含むこともあるし、これらの構成要素の一部を含むこともできることは勿論であり、薄膜化構成が望ましい。電子回路等とは、必ずしも電子的機能部だけでなく、光機能部等任意の機能部を意味し、入出力が電気的なものであれば何でも良い。

本例では、ディスクドライブ装置のクランプ（チャッキング、保持、把持を含む広い概念）機構により接触保持される部位に相当する位置であるディスクの内周部（通常、透明部であるが不透明部とされることもある）の、ディスクが把持、保持、クランプされる部位（本例では、ターンテーブルとの当接領域である、ディスク１の一面側のクランプ領域）の少なくとも一部に、例えば、薄膜の導電部２が形成されている。この導電部２は図示の如くリング状に形成することもできるし、一部のみに形成することもできる。導電部２を開口穴５の内周部に離隔形成しておき、搭載された電子回路のうち電源供給が必要な電子回路に離隔形成された導電部を介して電源を供給したり、通信信号の授受を行うことができる。

一方、ディスク１の他面側（ターンテーブル反対面と）には、図４Ｂに示すように、導電材から成る接続部３が設けられ、クランプ領域よりも内側に、接続部３と接続された電子機能部４が設けられている。ディスク１の一面側の導電部２と他面側の接続部３との間は、図４Ｃに示すように、対応部位でディスクの厚み（縦）方向に貫通する縦接続部７により電気的に接続され、結局、導電部２と電子機能部４とが縦接続部７、接続部３を介して電気的に接続されることになる。縦接続部７は、ディスクの開口穴５の内周壁部に沿って設けることもできるし、開口穴５の内周壁面に凹部を設け、この凹部に沿って設けることもできる。

また、電子機能部４は、クランプ部位よりも外方向位置（非記録領域が好ましい）や内方向位置に設けることができる。しかし、クランプ圧力の問題がないような構成の場合には、電子機能部はクランプ領域に形成しても良い。また、導電部２そのものを電子機能部４と同一部位に、例えば、電子機能部４が導電部２を含むように設定しても良いことは勿論である。要するに、接続部３は機能的に存在すれば良く、物理的な存在を必須としないようにすることができる。

図４Ａに戻ると、ディスク１の一面側内周部には、例えば、薄膜のリング状（他の任意の形状が可能）の導電部２が形成されている。この導電部２は、ディスク他面側の電子機能部４に接続部３と縦接続部６を介して電気的に接続されている。上述の実施例においても同様であるが、導電部２は、独立に情報を有する部位とすることができる。例えば、この導電部２にディスクの何らかの情報（ディスク固有情報等）を持たせておけば、ディスクドライブ装置から直接当該情報を取得することができる。電子的機能部としての電子回路４は、信号処理、何らかの電子的情報の生成、書き込み又は保存機能を有する機能部とすることができるし、導電部自体が何らかの情報が生成するような機能部や電子機能部を含んでいても良い。

ディスク１は、ディスクドライブ装置のターンテーブル上に載置され、クランプ機構により把持、保持、クランプされ、回転駆動手段により回転駆動される。通常、ディスクの情報が記録されている記録領域は、ディスク１の内周部の非記録領域以外に形成されており、内周部は透明部、半透明又は不透明部で、基本的にクランプのための部位としてのみ用いられている。本実施例では、この内周部の所定部のクランプ領域における少なくとも一部に導電部２が形成されている。

以上では、電子的機能部としての電子回路４はディスク表面に固定的に搭載される場合を想定しているが、電子機能部４はディスク内部に埋設させることもできる。電子機能部４等を適宜取替え可能にディスクに搭載するような構成も有益である。この場合は、ディスクの電子機能部の搭載場所に電子機能部（チップ）を搭載係止する係止部を設けておき、この係止部に電子機能部（チップ）を取り付け、係止させれば良い。係止部には接続部３を固定的に配設、接続しておくことができる。この実施例は、電子的機能部等が搭載されるディスクすべてに適用可能であることは勿論である。つまり、特定個人が所持する電子機能チップを多数のディスクのうち使用するディスクに当該チップを取り付けることにより、多数のディスクを特定個人固有のディスクとしての利用が可能となる。

すなわち、かかる構成によれば、搭載されている電子機能部（チップ）が故障したときには新たな電子機能部に簡単に取り替えられる。また、ユーザやディスクに特有な電子回路、電子的機能部を簡単に搭載でき、例えば、ディスク、ユーザ毎に異なる暗号情報、ＩＤ情報等の情報をもたせることが可能となる。したがって、使用時のみ電子機能部を搭載し、使用終了時に電子機能部を取り外しておけば、第３者によるアクセスが不可能となり、セキュリティが格段に改善される。また、ＣＤやＤＶＤ等のデジタルコンテンツの再生をチップに格納されているキーデータの存在を必要としておけば、当該チップを取り外すことにより不正コピーを完全に排除することができる。

電子機能部４は、例えば、ディスク面のＲＯＭ領域に記録されているプログラムに基づく動作処理を実行する回路であり、処理結果は以下に説明するような形態でディスクドライブ装置側に送信される。また、逆にディスクドライブ装置側からの信号を受信する。電子機能部４は、上述の如く、他の記録媒体に記録されているプログラムに基づく動作を行うようにしても良いし、動作が予め規定された動作を実行するように構成しても良く、メモリを含むことも当然に前提として想定しており、要するにその構成は任意であり、メモリ機能等を含むし、電子的機能部は、その入出力が電気信号であれば良く、処理は光処理等、任意である。

電子機能部４の上記所定の処理としては、例えば、記録部に記録されている情報が暗号化されている場合に、その暗号化されている情報を読み出して予め定められているプログラムに基づいて解読するような処理がある。また、暗号化して書き込むときには、同様に、予め定められている暗号化プログラムに基づいて暗号化するようにすることもできる。

突出部１０１の発光素子２１０との対向面側には、例えば、ディスクドライブ装置の筐体が配設され、その対向部には受光素子３１０が設けられ、光信号の送受が行われる。ここで、発光素子２１０と受光素子３１０は、接続インタフェース手段としての一手段であり、受発光素子を用いれば、信号の双方向授受が可能となる。接続インタフェース手段としては、光学的に限定されず、電磁気的またはスリップリング構造の手段（回転軸スリップリング）を用いることができることは勿論である。

ここで、暗号化プログラムや解読プログラムをディスク毎に規定しておけば、ディスク毎に外部からの情報を一切必要としないクローズされた信号処理が可能となり、クローズされた固有の処理に基づく処理でない限りは当該ディスクへのアクセスを困難として高いセキュリティを確保することができる。また、暗号解読のためのキーを個別に外部から設定するようにすれば、より高いセキュリティが確保できる。更に、外部処理回路で処理された処理結果を記録部に記録するようにすることもできる。こうすることにより、処理結果が、外部処理装置に残ることなく、ディスクの記録部としてのＲＡＭ領域のみに保存、記録され、しかも保存、記録処理するデータを電子機能部で暗号化等の処理を施しておけば、第三者は、暗号化データを解読するためのキー情報を含む解読プログラムがない限り解読データを得ることができず、きわめてセキュリティの高いシステムが実現できる。また、ディスクに形成されている電子機能部等と外部回路との信号送受信により、これまで想定されていなかった利用分野の著しい拡張が図られる。すなわち、電子機能部は、ＣＰＵとして独自のプロセッサー機能、メモリとしての機能、独自処理態様の実行機能等を有するから、ディスクと機能的、有機的に関連した、従来想定されなかった利用分野への拡張が可能となる。

また、電子機能部４等を適宜取替え可能に搭載するような構成も有益である。この場合は、ディスクの電子機能部の搭載場所に電子機能部（チップ）を搭載係止する係止部を設けておき、この係止部に電子機能部（チップ）を取り付け、係止させれば良い。係止部には外部との接続部を固定的に配設、接続しておくことができる。この実施例は、電子機能部等が搭載されるディスクすべてに適用可能であることは勿論である。

かかる構成によれば、搭載されている電子機能部が故障したときには新たな電子機能部に取り替えられる。また、ユーザやディスクに特有な電子回路、電子的機能部を簡単に搭載でき、例えば、ディスク、ユーザ毎に異なる暗号情報、ＩＤ情報等の情報をもたせることが可能となる。したがって、使用時のみ電子機能部を搭載し、使用終了時に電子機能部を取り外しておけば、第３者によるアクセスが不可能となり、セキュリティが格段に改善される。

上述のように、接続インタフェース部２１０や３１０とはあくまでもインタフェース機能を有することを意味し、当該部に光電変換手段やドライブ回路等のような構成要素をもたなくとも良く、これらは、いずれかの位置に設けておいても良い。例えば、回転軸端部やプリント基板側の接続インタフェース２１０や３１０として光ファイバを設けて、光ファイバ間で光信号の授受を行うこともできる。このことは、無線を利用した場合も同様であり、端部にはアンテナのみを設ければ良く、他の構成部はそれ以外の部位に設けることができる。なお、接続インタフェース部２１０と３１０は、以上の部位以外に設けても良いことは勿論である。

さて、接続インタフェース部３１０のフォトトランジスタで受光した光信号は電気信号に変換され、変換された電気信号がプリント基板の回路部（回転部）に送出される。逆に、プリント基板からの電気信号をターンテーブル１００の導電部とディスク１の導電部２（接続部３）を介してディスク１の電子機能部４に送出する場合も同様な経路で信号送出が行われる。

このように、回転軸部１０２の回転軸中心（回転軸に沿って）に近接して設けられた光学手段や無線手段による接続は、互いが接近しているから、光や電波の強度が弱くとも接続（通信）が可能となり、また、外部に漏れる恐れも殆どなく、外部からの妨害や雑音の影響もきわめて少なくできるのでセキュリティ面でも有効である。すなわち、回転軸部１０２の軸心に沿った光学手段や無線手段の設置は、回転軸部の回転に起因する信号光のブレが少なくて済むし、また、無線手段により信号送受信を行なう場合も効率的な送受信が可能となる。これらは、以下で説明するすべての実施例を含み、ディスクドライブ装置の回転部材と静止部材間の信号授受に利用され、同様な効果が得られる。

以上の説明において、ディスク側とディスクドライブ装置側の各導電部は常に対応して形成されている必要はなく、一方に対応する導電部が存在しなくとも、当該存在しない導電部に関連する機能を無効とすることができる。したがって、ディスク側に形成する導電部は、ディスク特有にその数や位置を定めておき、ディスクドライブ装置側では、ディスク側に形成されている導電部との間でのみ信号の授受を行うことができる。したがって、また、ディスクが導電部等をもたない通常のディスクであっても、ディスクドライブ装置は通常の動作をし、互換性が維持できる。

以上、本発明の好適実施例の構成を詳述した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。

なお、ディスクドライブ装置によりディスクの電子機能部から取得した情報を外部のコンピュータ等の処理装置で処理し、また当該処理装置で処理された信号又は電子機能部で処理された信号をディスクのＲＡＭ領域や電子機能部内または別設のメモリ等に書き込むように構成することもでき、その処理は任意である。

以上の説明から明らかなように、本発明は、電子機能部を搭載していない通常のディスクであっても使用可能である。すなわち、電子機能部を搭載していないディスクを本発明によるディスクドライブ装置に利用した場合には、ディスクドライブ装置側の導電部には、何らの導電部が接触するわけではないので、通常のディスクドライブ装置として動作することになる。

本発明によるディスクの構成を模式的に示す斜視図である。本発明によるターンテーブルの構成を模式的に示す簡略化された断面図である。本発明によるディスクがターンテーブル上に載置されている状態における構成を模式的に示す簡略化された平面図である。本発明によるディスクの構成を模式的に示す平面図である。本発明によるディスクの構成を模式的に示す平面図である。本発明によるディスクの構成を模式的に示す断面図である。従来のディスクドライブ装置の構成を説明するための模式化された要部の概略断面図である。従来のディスクドライブ装置の構成を説明するための模式化された要部の概略断面図である。

符号の説明

１光ディスク
２、２Ａ〜２Ｃ導電部
３、３Ａ〜３Ｃ接続部
４、４Ａ電子機能部
５開口穴
６Ａ〜６Ｃ接続線
１００ターンテーブル
１０１突出部
１０２回転軸部
１１０Ａ〜１１０Ｃクランプ部材
２１０、３１０接続インタフェース部

Claims

電子回路が搭載されたディスクがターンテーブル上に載置され、クランプされて回転駆動されるディスクドライブ装置において、
前記ディスクには、前記電子回路と電気的に接続された薄膜形成の少なくとも一つの第１の導電部が設けられ、
前記ディスクドライブ装置側であって、前記クランプ時に前記第１の導電部と電気的に接触する部位に前記第１の導電部に対応して第２の導電部が設けられ、
ディスクが挿入されてディスクを載置するターンテーブルの前記挿入後に突出する突出部の回転軸周辺部または回転軸の他端部に前記第２の導電部と電気的に接続された第１の光電変換手段が設けられ、
前記ディスクドライブ装置側であって、前記ターンテーブルとは物理的に離隔され、前記第１の光電変換手段との対向位置に第２の光電変換手段が設けられ、
前記第１の導電部、第２の導電部、第１の光電変換手段及び第２の光電変換手段を介して前記電子回路と前記ディスクドライブ装置側間の信号授受を行い、
前記ディスクを回転させる回転部にバッテリを設け、
前記バッテリから前記第２の導電部と前記第１の導電部を介して前記ディスク上の電子回路に電源を供給することを特徴とするディスクドライブ装置。
前記バッテリは充電型電源であることを特徴とする請求項１に記載のディスクドライブ装置。
前記バッテリは、前記第２の光電変換手段からの出力により充電されることを特徴とする請求項２に記載のディスクドライブ装置。
前記バッテリは、前記第１の光電変換手段よりも軸心位置をずらして設けられた充電用光発生手段からの光を受光し、電気信号に変換する充電用光電変換手段からの出力により充電されることを特徴とする請求項２に記載のディスクドライブ装置。
前記バッテリは、外部からの電波信号を受信して得られる電気信号により充電されることを特徴とする請求項２に記載のディスクドライブ装置。
前記回転部には、前記電源の供給を受ける電子機能部を有することを特徴とする請求項１に記載のディスクドライブ装置。