JP2007517345A - データ記憶システム内の媒体にアクセスするシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

各カートリッジ３がウインドウ１０５を有しており、媒体４がハウジング１内に配置されたときに、ここから取り出すことができ、また、スロット４５を有しており、これを介してデータ記憶ドライブが位置決め機構６，１０上で媒体４と係合することができ、さらにウインドウ１０５およびスロット４５を閉止するシャッター機構１０６を有している。カートリッジ３がハウジング１内に挿入されると、そのシャッター機構１０６がカートリッジのウインドウ１０５およびスロット４５を開するように係合され、また、媒体４がスロット４５を介して位置決め機構６，１０と結合し、媒体４がウインドウ１０５を介してカートリッジ３から部分的に、または完全に取り出され光学データ記憶システムに呈示される。一度、媒体４に対する操作が光学データ記憶システムによって完了されると、位置決め機構６，１０が媒体４をカートリッジ３に戻すように移動して媒体から開放される。
【選択図】図１

Description

本発明はデータ記憶システム内の媒体にアクセスするためのシステムおよび方法、より詳しくは、媒体がホログラフ読取りおよび／または書込み操作のための光学系に呈示するカートリッジから部分的にまたは完全に取り出すことができ、また、媒体に対する操作後、カートリッジ内にホログラフ媒体を復帰させるホログラフ・データ記憶システム内のホログラフ・データ記憶媒体にアクセスするためのシステムおよび方法に関する。読取／書込ホログラフ・データ記憶システムにおいて、本発明は、ホログラフ媒体がカートリッジ内にあるとき、すなわちカートリッジにアクセスしてデータ記憶システム内にあるときは常に光気密状態にあり、または感光性である媒体が外部光に晒されないという点において特に有用である。カートリッジはシステムのカートリッジおよび環境が光気密を必要としない読取専用ホログラフ・データ記憶システムにも使用することができる。

従来のディスク基準データ記憶装置において、装置のピックアップ・ヘッドは、概してピックアップ・ヘッドがデータ記憶媒体の異なる半径方向位置を追跡するように移動する。これは例えばコンパクト・ディスク（ＣＤ）およびデジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）のような光学ディスク、また、固定および着脱式ハード・ディスクおよびフロッピー・ディスクのような磁気ディスクがそうである。これらのディスク基準データ記憶システムにおいて、ピックアップ・ヘッドはディスクの半径方向に移動可能であるかまたは静止しており、ディスクもスピンし、これによって光学ピックアップ・ヘッドはデータ記憶媒体の全域にアクセスされる。

ホログラフ・データ記憶システム（ＨＤＳＳ）は、ＣＤ，ＤＶＤまたは磁気ディスクが可能なよりも大量のデータを記憶することが可能である。ＨＤＳＳの一例が米国特許第５，６２１，５４９号に示されており、ホログラフ記憶媒体面の平面内の単一直線方向に沿ったホログラフ記憶媒体の作動により、媒体上で読取りおよび書込みのために記憶媒体の異なる域にアクセスできることが開示されている。情報をホログラフ媒体に記憶する前に媒体を光に露呈させることは、その媒体に情報を記憶させる能力に悪影響を与える。さらに、一度記録されると、媒体の記録さていない域が露光に対して感光性のままである。ＣＤまたはＤＶＤフォーマットの光ディスクは、ホログラフ媒体とは異なり、その記憶能力が露光によって作用されず、またＣＤまたはＤＶＤドライブが媒体の読取りおよび／または書込みのために非ホログラフ方法を利用している。従来の磁気ディスク、例えばフロッピー・ディスクも光によって影響されず、また光学ディスクのように記録可能面への光の到達を阻止するためのパッケージまたはドライブ機構を必要としない。

米国特許第５，５２６，３３７号は、ホログラフ媒体記憶ディスクを収容するパッケージないしカートリッジを開示している。このパッケージは、不透光性材料で作られ、光気密であり、またＨＤＳＳによるホログラフ媒体へのアクセスを許容するデータ・ウインドウを有している。また、データ・ウインドウがシーリング機構を有していて、これによって媒体がアクセスされないときにホログラフ媒体が光からシールされる。パッケージは適切なアンロッキング機構なしにデータ・ウインドウへのアクセスを阻止するロッキング機構をさらに備えている。

データ記憶媒体のためにパッケージする先行技術によるアプローチは、日本のソニー株式会社およびアメリカ合衆国、カリフォルニア州のＳｙＱｕｅｓｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．によって販売されているパッケージも含まれる。例えば、ソニーのブルー・レイ・ディスク・カートリッジにおいて、データ・ウインドウ・シャッター・システムには、カートリッジ境界線のエッジに向かっている溝付き歯を有する円形境界線を伴う要素が設けられている。これらの歯はギアを形成しカートリッジ外部のモータによってアクセスされる。シャッター・システムのこのギア付き要素を作動させることによって、シャッターの他の要素をして移動、かつ、回転せしめることができるが、その方法としてはディスクに沿って実質上半径方向位置に沿った長尺スロットをカートリッジの底部に開口し、内部に収容されているブルー・レイＤＶＤの半径方向域へのアクセスを許容する。ＳｙＱｕｅｓｔのＳｐａｒｑの着脱式・ハード・ディスク・パッケージにおいて、パッケージ前方にある回転アパーチャが回転アパーチャの一端でタブを引っ張る機械的モータ動作によってトレールに沿って摺動開口される。この方式において、Ｓｐａｒｑのカートリッジはドライブの磁気ピックアップ・ヘッドをしてカートリッジの内部およびその中に収容されている磁気ディスク媒体へのアクセスを可能とする。これらのソニーまたはＳｙＱｕｅｓｔのパッケージのいずれにおいても、また米国特許第５，５２６，３３７号のパッケージにおいても、パッケージまたはカートリッジ内に収容されたデータ記憶媒体は、データ・ドライブ・システム内にあるカートリッジの境界線の外部で動作するために位置決め可能ではない。

本発明の特徴は、カートリッジの境界線外部で媒体に例えば読取り／書込みの動作を可能にするカートリッジ内に収容された媒体にアクセスするための改良されたデータ記憶システムを提供することである。

本発明のさらなる特徴は、システムが各カートリッジ内の媒体と係合でき、またカートリッジの外部で部分的にまたは完全に媒体を位置決めできるカートリッジ内に収容された媒体にアクセスするための改良されたデータ記憶システムを提供することである。

本発明の別の特徴は、常閉ウインドウを有するホログラフ・データ記憶媒体のための改良されたデータ記憶カートリッジを提供することであって、ウインドウがホログラフ・データ・システム（またはドライブ）内で開され、カートリッジ内の媒体の少なくとも一部を、媒体上の異なる位置に関してホログラフ読取り／書込み光学系に関連して移動せしめるとともに位置決めせしめ、また、この種の媒体をカートリッジに戻すとともにカートリッジをホログラフ・データ記憶システムから放出させる前にウインドウを閉する。

本発明の別の特徴は、読取り／書込みホログラフ・データ記憶媒体を有する改良されたデータ記憶カートリッジを提供することであって、各カートリッジが媒体に対して感光性である外部光が媒体に到達するのを阻止し、一方カートリッジ内の媒体を部分的にまたは完全に着脱可能とし、カートリッジの外部でデータ記憶システムによって作動されるようにする。

簡単に説明すると、本発明を実施するホログラフ・データ記憶システム（ＨＤＳＳ）はデータ記憶媒体、ウインドウおよびウインドウを閉するシャッターを有する一つ以上のカートリッジを有しており、そのシャッターが外部で係合可能にしてウインドウを開し、また、ハウジングがデータ記憶媒体上でデータを読取り、書込み、または読取りおよび書込みの少なくとも一つをするための光学系を有している。ハウジングがアパーチャを有しており、ここにカートリッジの一つが部分的にまたは完全に受承され、またモータ被駆動カートリッジがシャッターに沿ってトラックと係合し、シャッターを移動してカートリッジのウインドウを開し、また、位置決め機構がウインドウの一つまたはカートリッジ内の別の開口部ないしスロットを介して媒体と係合し、ウインドウを介して媒体を部分的にまたは完全にカートリッジから移動させ、媒体を光学系に呈示する。媒体に対する操作後、媒体から切り離される前に、位置決め機構が媒体を、ウインドウを介してカートリッジに戻し、次にカートリッジがシステムから放出される前にシャッターがウインドウを閉する。

常に、媒体がシステムまたはカートリッジのハウジング内の外部光に対する露呈から阻止される。しかし、光学系が読取りのみを実行できる読取り専用媒体において、ホログラフ媒体の外光に対する露呈が読取り専用媒体または読取り専用ホログラフ操作に影響を与えないので、カートリッジおよびハウジングが光気密である必要はない。

カートリッジの一実施例において、媒体はディスク・フォーマット状態とすることができ、また各カートリッジはウインドウを伴うシリンダー状壁を有するチャンバーを備えている。また、シャッターはこの壁の内部に沿って回転可能で、ウインドウを開閉する。スロット（ないし開口部）が媒体のハブにアクセスするための別の壁が設けられている。回動式ハブ・カバーが設けられるが、このハブ・カバーおよびシャッターの一部はスロットを閉しており、またハブ・カバーの回転がシャッターの回転に結合されていてスロットを開閉する。ウインドウおよびスロットが開されているとき、媒体が開口部を介して位置決め機構上でディスクのハブと係合可能であり、またスロットが位置決め機構をカートリッジの境界線外部で被開口ウインドウを介して少なくとも媒体の一部を移動させることのできる十分な寸法である。位置決め機構には並進ステージと、この並進ステージに取り付けられた回転可能ステージが設けられている。回転可能ステージのスピンドルが媒体のハブを結合するために位置決められており、これによってカートリッジのスロットを介して並進ステージがカートリッジから媒体を少なくとも部分的に取り出す方向に、またはカートリッジの開口部を介して媒体をカートリッジに戻す逆方向に移動する。媒体がカートリッジに戻ったときに、スピンドルが媒体のハブから開放され、シャッターおよびハブ・カバーがそれぞれウインドウおよびスロットを閉し、カートリッジがハウジングから放出されるようになる。

カートリッジの別の実施例において、カートリッジ内の媒体が長方形のカード・フォーマットとすることができ、その位置決め機構がリニア・モータ（またはステージ）を備えており、カードの側部と係合してカードを部分的に、または完全に移動して光学系に呈示し、次にカードをカートリッジ内に戻す。シャッター機構、例えばドアが開閉して、位置決め機構によるカードへのアクセスを可能にしている。

ハウジングのアパーチャが一つ以上の光遮蔽部材を有しており、カートリッジがこのアパーチャを介して部分的にまたは完全に通過した後、ハウジングからの光を阻止する。

方法が提供され、その方法は、またホログラフ・データ記憶媒体上のデータを読取り、書込みまたは読取りおよび書込みの少なくとも一つをするための光学系を有するハウジングを用意するステップと；カートリッジを上記ハウジング内のアパーチャを介して完全にまたは部分的に受承するステップと；上記ハウジング内に受承されたカートリッジから媒体を部分的にまたは完全に移動させて上記光学系に上記媒体を呈示するステップと；上記媒体を上記光学系に呈示した後、上記媒体を上記カートリッジ内に挿入し戻すステップとを備えている。カートリッジが上記ハウジングの外部にあるとき、通常閉しているウインドウを有している上記カートリッジにおいて、移動ステップが、ウインドウを開するステップと、被開ウインドウを介してカートリッジから媒体を部分的にまたは完全に位置決めして媒体を上記光学系に呈示するステップをさらに備えている。

上記カートリッジの外部でデータ記憶媒体の作動を許容させるようにその一部が開されるカートリッジを有するシステムおよび方法の一つの利点は、ＨＤＳＳがカートリッジおよび媒体内部両者をサーボする必要がある場合よりもＨＤＳＳをサーボするより軽い集合体を提供することができることである。別の利点は、カートリッジと二つの対向する読取りおよび書込み光モジュールを有するＨＤＳＳのための媒体ではなく媒体のみを作動させることによって、各モジュールの対向要素ないし固定部材を互いに接近させることができることである。これは媒体がモジュールの空隙を通過し厚いカートリッジは通過しないからである。

システム、方法およびカートリッジをホログラフ光学系および媒体との併用につき次に説明するが、他の非ホログラフ・データ記憶システム（例えば、光学磁気、または複合光学磁気読取り／書込みシステム）に使用することもできる。

本発明の上述した特徴および利点は、添付図面に関連して次の説明を読むことからより明白となろう。
図１を参照して、アパーチャ２を備えたハウジング１を有するＨＤＳＳ（またはホログラフ・ドライブ）のブロック図を示し、このアパーチャを通してホログラフ媒体４を収容しているカートリッジ３をＨＤＳＳ内に挿入することができる。アパーチャ２は光気密性で、カートリッジ３がハウジング１に完全に挿入され、および／またはここから完全に取り出されたときに、ハウジング１への外部光からＨＤＳＳ内部をシールする。光気密シール機構を伴うこの種のアパーチャの例は図２Ａおよび２Ｂに関して後述する。アパーチャ２を除いて、ハウジング１はそれ自体光気密性であり、従って、外部光はハウジングの壁を通って入射することはできない。このハウジングは不透明材料で構成することができ、または不透明材料による被覆面を有するか、あるいは光の伝播を阻止するか、ホログラフ媒体が感応しない波長の光のみを許容する他の材料またはコーティングで構成される。

媒体４は例えばアメリカ合衆国、マサチューセッツ州、ＭａｙｎａｒｄのＡｐｒｉｌｉｓ，Ｉｎｃ．から入手できるようなホログラフ記録可能材料である。この媒体は種々のフォーマット、例えば、ディスク、プラナ−・カードまたは例えばホログラフ記録が媒体の容量内で可能である他の形状にすることもできる。本発明の図示の目的で、媒体は中央固定ハブ８を有するディスクとして説明する。ハウジング１は、カートリッジ負荷機構を有し、他のタイプのデータ・ドライブの他のカートリッジ装荷機構と同様であって、カートリッジを引っ張り、位置決めし、ソニー株式会社またはＳｙＱｕｅｓｔから入手できる上述したカートリッジを伴うドライブで使用されるようなカートリッジを放出するが、カートリッジ・ウインドウを開する前に、カートリッジを部分的にまたは完全に装荷するために設けられている。

カートリッジ３はカートリッジに入射する外部光を遮断する光気密ハウジングであって、例えば、カートリッジは非光伝送プラスチック材料で作られ、および／または表面上に光遮断コーティングを有し、カートリッジ内にあるとき媒体に到達する光を阻止するか、またはホログラフ媒体が感光しない波長の光のみを許容する。カートリッジ３はアパーチャを提供する大きさに形成されたカートリッジの側壁３ａに沿って延長するウインドウ（または開口部）１０５を有しており、図１に示したようにこのアパーチャを通して媒体の全体または一部がカートリッジから取り出すことができる。カートリッジはまた閉止端４５ａを有する底壁３ｂに沿ってホログラフ・ドライブによって媒体４のハブ８へのアクセスを可能にするのに十分な大きいスロット（または開口部）４５と、ウインドウ１０５によって設けられた開口部へ開口する開口端４５ｂを有している。カートリッジ３内で光気密性を提供するために、シャッター機構１０６がカートリッジに設けられ、閉止位置にあるときにウインドウ１０５を閉して側壁３ａまたは底壁３ｂに沿ってカートリッジ３に入射する光を遮断し、これによって感光性であるホログラフ媒体の領域への光の入射を阻止する。ホログラフ・ドライブ内に配置されたときに、シャッター機構１０６が次に説明するようにウインドウ１０５を開するように係合される。この種のシャッター機構を伴うカートリッジ３の一実施例につき図４〜７に関連して後ほどより詳細に説明する。図示の目的で、シャッター機構１０６は図１および図１Ａではカートリッジ３に沿った破線で示す。

カートリッジがアパーチャ２を介してハウジング１内に挿入されると、ｚ方向（矢印１０ａで示したように）にカートリッジ３の移動が接点１０４ａ（例えば、光学的または機械的スイッチ）をトリップして、信号をモータ作動ギア１０４（またはモータ作動ギア１０４に制御信号を送信するプログラムされたコンピュータ・システムに）に中継しシャッター機構１０６を開する。モータ駆動ギア１０４がシャッター機構１０６のギア・ラック５５と係合し、シャッター機構１０６を第１方向に回転させ、ウインドウ１０５を開するか、または後でカートリッジの放出前に、逆方向にウインドウ１０５を回転させウインドウ１０５を閉する（図５および図５Ａ）。

ウインドウ１０５が開した後、ハウジング１内の位置決め機構が媒体４と係合する。位置決め機構は並進ステージ１０と、この並進ステージ上に取り付けられた回転モータに固定された回転スピンドル６を含んでいる。回転スピンドル６は、媒体と係合するように位置決めすることができるチャック７を有しており、これによって媒体４を位置決め機構に固定することができる。並進ステージ１０が矢印１０ａによって示したようにｚ軸に沿って双方向に移動可能であるが、ｘおよびｙ軸に沿っても移動可能であってもよい。従って、チャック７はスロット４５を介して媒体４のハブ８へのアクセスを得ることができる。スピンドル６は上方向に移動して媒体のハブ８と係合し、および／または媒体を降下させてスピンドル６と係合させる。これについては後ほど詳述する。チャック７が機械的結合、磁気吸引またはこれらの組み合わせの一つによって媒体４と係合されるので、媒体４は位置決め機構によって可動である。一度スピンドル６と係合されると、スロット４５に沿ったスピンドル６の移動によって並進ステージ１０が、媒体に対する読取り操作および／または書込み操作のためのホログラフ光学系に対する提示のためにウインドウ１０５を介してカートリッジから媒体４の全てまたは一部を移動する。スピンドル６にある媒体と連携した並進ステージ１０が、この種の光学系に関する一つ以上の位置に媒体４を位置決めすることができる。この方式において、ホログラフ媒体がカートリッジから取り出され、光学系の前面でサーボ操作されることによって提供される手段がＨＤＳＳのための書込み／読取り光学モジュールとして作用する。従って、先行技術によるデータ記憶媒体とは違って、ホログラフ媒体の一部または全体がカートリッジの境界線外部で作動される。

これまでに説明したように、チャック７と媒体４のハブ８との係合（ないし結合）は、ハブがチャックと一致するようにカートリッジ３を降下させる動作と、チャックがハブと一致するように回転モータ５を上昇させる動作と、またはこれら二つの動作の合成を含んでいる。例えば、カートリッジをＨＤＳＳに装荷する工程中のカートリッジ装荷装置はカートリッジ３をｚ方向に移動させることができるが、カートリッジの高さが下がり（ｙ方向に下がる）、これによってカートリッジ３内に収容されたホログラフ媒体４のハブ８が、非ホログラフ・データ記憶装置内で一般的に実行されるように、例えば磁気光学ドライブおよびフロッピー・ディスク・ドライブのように回転スピンドル６のチャック７と一致する。別の実施例において、回転スピンドル６とチャック７が上昇され、デスクトップ・コンピュータ上のＣＤおよびＤＶＤドライブのような普通の非ホログラフ・データ記憶システムのようにホログラフ媒体４のハブ８と接触させられる。

ハブ８とチャック７との固定は磁気手段によって達成できる。例えば、ハブ８またはチャック７は４００シリーズのステンレス・スチールのような磁気材料または他の磁気スチールないし金属で作られ、耐腐食性でなければ適切なコーティングが施される。残りの組み合わせ要素は、二つの要素の磁気吸引を生成するために磁石を収容している。ハブ８とチャック７のこのような固定は、一般的な磁気−光学ドライブで使用されている固定方法と類似しており、磁気−光学ディスクのハブはステンレス・スチールで作られ、また回転スピンドルのチャックは少なくとも一つの磁気要素を含んでいる。

別の方法として、ハブ８およびチャック７は機械的に固定することもできる。例えば、ホログラフ媒体を収容しているカートリッジはドライブに装荷することができ、一度カートリッジが完全に装荷されると、スピンドル６が上昇してホログラフ媒体のハブと一致する。スピンドル６にはばねと留め金を使用する機械的チャックを含めることができ、十分な力でホログラフ媒体４のハブ８を把持し、これによって媒体をＨＤＳＳの仕様に基づいて正しい位置にサーボ操作することができる。回転スピンドル６をホログラフ媒体４に機械的固定する場合において、ハブ８は接着させる必要はなく、もしそうでなければホログラフ媒体に固定する。その代わりとして、スルー・ホールを媒体内に、例えばその中央部に設けて、回転スピンドル６の機械的チャックがそれ自体に固定することができる。この種の係合構成は、デスクトップ・コンピュータ内のＤＶＤ／ＣＤプレーヤにある光学ディスクとのスピンドルの係合と類似している。任意に、米国特許第５，８８３，８８０号のキー・デバイスを伴うチャックとハブは互いに自己参照できるように使用することができる。

任意に、カートリッジのウインドウ１０５はカートリッジ装荷装置の機械エネルギーを利用することによって開閉することができ、この装荷装置がカートリッジをＨＤＳＳに装荷と取り出しができ、またモータ操作ギア１０４を使用してカートリッジの動作とは別にウインドウ１０５を開することができる。例えば、溝の直線トラック５５を有するカートリッジシャッター機構１０６の外面と接触するギア１０４を備えたギア・システムがカートリッジ装荷装置によって生成されたｚ方向のカートリッジの動作によって作動させることができる。ｚ方向にカートリッジ装荷装置によって実行される機械的作業が、この種のギアによって駆動される被巻回ばね内に蓄えられる。一度カートリッジが完全に装荷されると、被巻回ばねによって貯蔵されたエネルギーが、分離ギア・モータからギア１０４に放出されシャッター機構を開する。

図１は媒体４が光学装置（ないし光学系）に呈示されカートリッジの境界線外部で読取り操作および／または書込み操作のためにカートリッジから部分的に取り出されたときの媒体４の位置を示している。この種の光学装置とカートリッジ装荷装置間の走行距離に依存して、または媒体が非円形（例えば、長方形カード）であれば、媒体の領域へのアクセスを必要とすれば、媒体全体がカートリッジから完全に取り出される。さらに、媒体形状要素が非円形であるとき、スピンドルへの回転運動が要求されず、また媒体を支持している並進ステージが媒体をｘ軸およびｚ軸（および任意にｙ軸）に沿って移動させ、媒体の異なる位置にアクセスする。

図１において、回転スピンドル６およびその関連する回転モータ５が、ホログラフ媒体４を矢印９ａで指示した軸９の回りで回転させる。付加的に、ホログラフ媒体４は回転モータの固定されている並進ステージ１０のリニアモータ５を介してｚ方向に移動される。ｚ方向の直線運動は、静止書込み光学モジュール１３および読取り光学モジュール１１によって提供されるホログラフ光学系によってホログラフ媒体へのアドレスを許容する。書込みモジュールおよび読取りモジュールの各々は、概してそれぞれ多数の光学要素１４および１２で構成されている。図１に示したＨＤＳＳの特定の実施例において、光源１５からの光が、ビーム・スプリッタ−１６を介して二つのビーム、すなわち、基準ビーム１０８とオブジェクト・ビーム１０９に分割される。基準ビーム１０８はビーム・ステアリング・システム１７を通過し、基準ビームをしてホログラフ媒体上への異なる入射角度を掃引する。図１にホログラフ媒体上に入射することのできる別の位置１０１および１０２に案内する基準ビーム１０８の例を示している。オブジェクト・ビーム１０９はビーム形成光学系１８によって好ましい形状にされたビームであって、空間光モジュール（ＳＬＭ）１９に投射される強度が均一である。このＳＬＭからの光１００が書込みモジュール１３を介してホログラフ媒体に中継される。媒体からのデータを読取るために、ホログラフ媒体から回折された光１０７は基準ビームで照射されたときに、読取りモジュール１１によって捕獲され、検出器１０３上に作像される。

ＨＤＳＳは動的制御を必要とし、またケーブル１１０（例えば、電子式または光学式）を介して一つ以上のコントローラ１０６ｃに接続されている。ＨＤＳＳ内のコントローラは、これに限定するものではないがＳＬＭによって表示されたデータの制御およびタイミング操作、光源の変調および電力レベル操作、検出器から受信されたデータのデコーディング操作、ホログラフ媒体を追跡するサーボ制御操作、およびＨＤＳＳの特定多重形態に必要とされる基準ビーム波形および角度の制御およびタイミング操作を含む多数のタスクを実行することができる。コントローラはこれら種々の光学−機械システムによって必要とされる電力を参照符号１１０で示した接続線を介して供給することもできる。ＨＤＳＳ内部制御装置は接続線１１１を介して外部制御装置１１２に接続されている。この外部制御装置は種々の制御装置とすることができ、これらに限定しないがパーソナル・コンピュータ、企業図書館データ記憶システムまたはコンピュータ・サーバーを含んでいる。制御装置１０６ｃは、ハウジング１内のプログラムされたマイクロプロセッサ基準（またはコンピュータ）システムのような電子装置とすることができる。信号が例えばケーブル１１０によって示されたハウジング内の要素から制御装置１０６ｃに送信され、またはこれから受信される。例えば、このように送信され、また受信された信号は、ギア１０４を回転させるためにモータへの信号；接点スイッチ１０４ａから受信された信号；検出器１０３からのデータを表わすデータ信号（または検出器１０３を制御するために検出器１０３への信号）；基準ビームの角度を制御するためのビーム・ステアリング・システム１７への信号；書込みされるべきデータに基づくＳＬＭ１９への信号；光源１５の操作を制御するための光源への信号；ステージ１０の位置決め機構への信号（一つ以上の直交軸ｘ，ｙ，ｚ）およびモータ５を介した信号（スピンドルの回転軸９に沿った位置）である。従って、ホログラフ媒体は軸９の回りの回転と軸ｚに沿った直線運動によって位置決めされ、媒体４にデータ書込みされるか、またはこれからデータが読取りされる。

読取り／書込み操作のための他の光学系も使用することができ、例えば参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，６２１，５４９号に開示されている。ホログラフ光学装置は静止状態であるのが好ましいが、光学装置の全てまたは一部が媒体上を可動とすることもできる。読取りまたは書込み操作に付加して、ホログラフ光学系は検索操作を提供して媒体上にホログラフ記録データを配備することもできる。

図１Ａはカートリッジ３がハウジング１から部分的に外部にあって、媒体４がカートリッジの外部で作動される状態を示している。本実施形態において、カートリッジまたはハウジングが読取り専用（ＲＯＭ）媒体のような光気密を必要としないか、またはハウジング１内のアパーチャ２または連続するアパーチャが、カートリッジが媒体の読取り／書込みのためにアンロックされているときにホログラフ媒体上にハウジング１の外部からの光の入射を遮断するのに十分であるかである。

図１Ｂは別の位置決め機構の例を示し、媒体が長方形カード・フォーマットであるとき、図１または図１Ａのホログラフ媒体４がこのような媒体を包含するカートリッジ３から取り出すことができる。本実施例において、カートリッジの側部は蝶番付けされ、シャッター（ないしドア）１５１が開いて、カートリッジの外部で媒体が作動可能である。媒体がカートリッジからの取り出される前に、一対のリニア・モータ（またはステージ）１５２（例えば、圧電作動可能な）が、一対の固定部材１５３を作動させる。すなわち、このリニア・モータ１５２が固定部材１５３をまずカートリッジ内に摺動させ、次に例えばホログラフ媒体の側部１５４に締付けるようにして機械的に固定される。モータ１５２は媒体を位置決めするためにコントローラ１０６ｃによって制御される。媒体がカートリッジの内部にある低摩擦部材（例えば、バーないしポスト）１５０上のカートリッジの底から持ち上げられる。これらの低摩擦部材が、ホログラフ媒体のリニア・モータ１５２によるホログラフ光学系に向かうｚ方向に沿った摺動を許容する。この時点で媒体は前述した書込みおよび／または読取りモジュールに関してこの種のモータ１５２によって位置決め可能である。固定部材１５３がｙ方向にかなり大きいトルクを受けないことを補償するために、長方形媒体の一部がホログラフ媒体の読取りまたは書込み中、常にカートリッジ内に保持され、低摩擦部材１５０によって支持されていることが好ましい。

図２Ａおよび２Ｂを参照して、ハウジング１の光気密アパーチャ２の二実施例を示す。図２Ａおよび２Ｂの両方において、カートリッジ３がハウジング１内の開口部２０を通って出入りする。図２Ａにおいて、アパーチャは蝶番２４のロッドにピボットされた不透明（非透光性）ドア２１を介して光気密に作られている。任意に、バッフルないし不透明フラップを蝶番２４上部に設けてドア２１および蝶番２４を光気密の維持を補償することもできる。ドア２１は、ハウジング１に設けられた突起部材２３と係合する凹部２２を含んでいるので光気密になっている。凹部はドアに設けられた一つ以上の溝ないしスロットであって、アパーチャの回りでハウジング１の外部に沿った突起部と整列し一致している。図２Ｂにおいて、アパーチャ２０は可撓性シート２５の使用によって光気密に形成され、カートリッジ３が完全に装荷されるか完全に放出されたときはいつでもインターロックされるとともに光気密シールを生成する。シート２５は、ハウジング１に出入りするカートリッジの経路に沿った開口部２０内でハウジング１の内面に延長する一対のフランジ２６に取り付けられている。三つのシート２５が示されているが、いずれの数のシート２５も所望の織り込み部材を提供するように使用することができる。この種のシート２５は非透光性のプラスチック、または媒体４が感光性である光の波長を有するような材料で作ることができる。

図３に示す媒体４の任意のハブ８は、シャッター機構１０６の下記するハブ・カバーを必要としない。媒体４がカートリッジに収容されているとき、カートリッジの底部３ｂの内面には一連の環状隆起ないしリング３０が含まれており、ホログラフ媒体４に一体形成されるか、そうでなければこれに固定された隆起環状部材ないしリング３１とインターロックされている。リング３０と３１に使用される材料およびホログラフ領域に付加された不透明領域３２のオプションと一緒に構成された形状寸法は、カートリッジの光気密性の維持を許容し、一方でシステムをしてハブ８へのアクセスを許容せしめる。リング３０と３１において、例えばハブ・カバー内のリング３０は、媒体がドライブの外部で作動されるためにほぼ１８０度だけ回転し、また閉止位置にあるハブ・カバーはリング３０と３１間で十分重なり合い両者間のシームが光気密になる。ばね荷重ピン３４を使用して、ホログラフ媒体がカートリッジ内部でロックされたときに、媒体がリング３０との接触を維持して光気密シールを確実にすることを保証する。媒体がドライブの内部にあって作動準備ができているときに、ドライブ内のピストンが、カートリッジ内のホール３４を介して上記ピンにアクセスするのに使用できる。ピストンはピン３３を作動させて媒体との接触を開放し、同様にしてホログラフ媒体との接触がなされるように作動することができ、ばね荷重チップを備えたボールペンがペン内の円形管を出入りするように作動可能なのと同様の方式である。

図４〜７を参照して、データ記憶媒体ディスクを収容するためのカートリッジ３の一実施例を示す。本実施例において、カートリッジは１３０ｍｍ直径の記憶媒体のために設計されており、カートリッジが１３５×１３５×１１ｍｍの寸法を有している。同様のカートリッジは、１２０ｍｍ直径の記憶媒体（例えば、同じ直径のＤＶＤおよびＣＤ）または他の寸法の記憶媒体にも拡大することができる。カートリッジ３は互いに合致される上方ハウジング部材４０ａと下方ハウジング部材４０ｂを有するハウジング４０を有している。ハウジング４０は媒体４を収容する円形チャンバー４２を有しており、このチャンバー４２の内方側部に沿って延長する垂直壁４３と頂壁４４と底壁４６を有している。チャンバー４２を規定する頂壁４４（図４の破線で示す）の内部が、滑らかでフラットになっているか、または他の外形形状をなしている。垂直壁４４ａが頂壁４４から下方に延びており、底壁４６から上方に延びる垂直壁４３のエッジ４３ｃと出会う。垂直壁４３は、カートリッジ３の一方にある側部の回りで途切れており、この垂直壁４３の両端から延長する湾曲フランジ４３ａ間でウインドウ１０５を規定している。底壁４６に沿ったスロット４５の閉止端部４５ａが媒体のハブ８へのアクセスを可能にする形状に形成されており、一方スロット４５の開口端４５ｂがウインドウ１０５に延長している（図６）。ウインドウ１０５の回りに光気密シールを提供するために、上方ハウジング部材４０ａが二つのリッジ４１ａを有し、図４と４Ｃに最もよく示したように下方ハウジング部材４０ｂの二つのエッジ４０ｄと合致している。

図４Ａと４Ｂに示したカートリッジは、光の侵入に対して完全に閉止され、かつ、シールされている。例えば、ハウジング４０はアルミニウム、黒色ポリカーボネートまたは透明なプラスチック材料で製造することができる。透明なプラスチック材料はホログラフ媒体が感光性を示さない波長の光のみを伝送する内面または外面のいずれかにコーティングが施されている。特定の実施例において、アメリカ合衆国、マサチューセッツ州、ＭａｙｎａｒｄのＡｐｒｉｌｉｓ，Ｉｎｃ．によって製造され、頒布されているタイプＡホログラフ媒体のパッケージを考察する。この媒体は約５４８ｎｍの波長で最高の感光性を有し、６５０ｎｍを超えると実質上反応を示さない。従って、６５０ｎｍよりも長い波長を伝送し、かつ、他の波長全ての伝送を遮断するカートリッジ材料を考慮することができる。

カートリッジ３内のシャッター機構１０６が、シャッター部材１０６ａとハブ・カバーないしシャッター１０６ｂによって提供される。シャッター部材１０６ａは円形チャンバー４２の周縁の少なくとも半分の長さに沿った垂直壁４８、底壁５０、および垂直壁４８に対向するスロット５２を有している。シャッター部材１０６ａの垂直壁４８と底壁５０が、合致して面５４を形成し、４５度のような角度が付けられている。角度付き面５４が、シャッター部材１０６ａの周縁に沿って一端５４ａから他端５４ｂに延長している。円形状歯列がシャッター部材１０６ａの外周縁に沿って角度付き面５４上のギア・トラック５５を提供している。チャンバーの底壁４６が僅かに凹状をなし、また、シャッターの底壁５０も僅かに凹状をなし、チャンバー４２内で回転されたときに底壁４６に沿って摺動されるようになっている。摩擦が凹状壁によって減じられているが、壁５０および４６の材料とは異なる低摩擦材料と共同して他の特定磨耗域（例えば、隆起ドット、リブ等）を使用することもできる。シャッター部材１０６ａの垂直壁４８は、頂部壁４４の下方向に湾曲したエッジ４０ｃに沿って上方ハウジング部材４０ａにある垂直スロットないしトラック４９と重なり合ってウインドウ１０５上方のリップを提供しており、また、このようなトラック４９はリッジ４１ａ近傍でステップ４１ｂを通って延長している。底壁４６の上方向湾曲エッジ４６ｆが、スロット４５の両側部上にリップ下方ウインドウ１０５を提供している。シャッター部材がウインドウ１０５を閉止するまで完全に回転したときに、停止部材４７がシャッター部材１０６ａの垂直壁４８の端部４８ａに当接し、シャッター部材がウインドウ１０５を開口するまで完全に回転したときに、停止部材４７がシャッター部材１０６ａの垂直壁４８の端部４８ｂに当接する。従って、頂部エッジ４０ｃが頂部壁４４内の円形スロット４９と一致し、シャッター部材１０６ａと頂部壁間の重なりが生成される。

ハブ・カバー１０６ｂが、底壁４６とシャッター部材１０６ａ間の底壁４６内部に沿った凹部４６ａ内に配備されている。ハブ・カバー１０６ｂは底壁４６から延長しているピボット・ポスト５６にハブ・カバー１０６ｂのホール５８を介してチャンバー４２に回転可能に取り付けられる。ハブ・カバー１０６ｂは、機械式ファフナ−（ポスト５６上のＥ−リングのような）か、またはワッシャーとヒート・ステーキを伴ってポスト５６と回転するように結合されている。ヒート・ステーキは通常熱または物理的変形によってポスト頂部上にあるリベット頭部の形状をしている。ハブ・カバー１０６ｂが一端にローブ６０と、他端にドライブ・ピン６１を有している。ドライブ・ピン６１はハブ・カバー１０６ｂの表面から突出する円筒状部材である。シャッター部材１０６ａがウインドウ１０５を閉するまで完全に回転されたときに、ドライブ・ピン６１がシャッター部材１０６ａのノッチ６２内に受承される。ト−ションばね（またはリニア引張りばね）５６ａが、ハブ・カバー１０６ｂとチャンバー底壁４６に当接する端部を有するポスト５６の回りに設けられている。ト−ションばねがハブ・カバー１０６ｂをその閉止位置（平面図で見て時計方向に）に付勢する。カートリッジの底壁４６の内面に切り込まれたポケット形状領域４６ａが任意の停止壁４６ｃを形成し、その閉止位置に回転されたときにハブ・カバー１０６ｂのために設けられている。任意に、ハブ・カバー１０６ｂのための壁４６ｄがハブ・カバーがその開口位置に回転されたときの停止部材を提供する。ハブ・カバー１０６ｂは、ハブ・カバー回転の開閉停止位置がそれぞれシャッター機構１０６ａの開位置と閉位置によって決定されるので停止部材を必要としないのが好ましい。ハブ・カバーとシャッター部材はハウジング４０を提供する同じ材料で製造することができる。

ウインドウ１０５上方の閉止位置にシャッター部材１０６ａとハブ・カバー１０６ｂを備えた集合カートリッジを図４Ａと４Ｂに示す。垂直壁４８が上方湾曲エッジ４０ｃと下方湾曲エッジ４６ｆ間でトラック４９内に配備され、停止部材４７に当接し、またハブ・カバー１０６ｂのローブ６０がスロット４５の閉止端４５ａ上方に載置されている。従って、光気密シールが媒体４の収容されているチャンバー４２にウインドウ１０５またはスロット４５を介して侵入する光を阻止する作用を提供する。これまでに説明したようにホログラフ・ドライブに挿入されるときに、歯５３ａを有するギア１０４がシャッター部材１０６ａのギア・ラック５５の歯と噛合する（図５および５Ａ）。図５はシャッター・ギア・ラック５５と噛合されたギア・モータ５３ｂ（ドライブ内のカートリッジ装荷装置に取り付けられた）の一実施例を示す。シャフト５３ｃがモータ５３ｂの回転をギア１０４に結合する。ギア・モータ５３ｂの回転運動が、これによってシャッター部材１０６ａの回転運動をしてウインドウ１０５を開せしめる。クリアランス・ノッチ４６ｅがギア・ラック５５近傍で下方ハウジング部材４０ｂのエッジ４６ｆに設けられ、このラックにギア１０４が配置されてギア・ラックと噛合する。

ウインドウ１０５を開するために、ギア１０４がモータ５３ｂによって駆動され、シャッター部材１０６ａを時計方向（平面図で見て）に回転させ、シャッター部材１０６ａの垂直壁４８の端部４８ｂが停止部材４７に当接するまでトラック４９内でシャッター部材１０６ａの垂直壁４８、それから垂直壁４３に沿って摺動する。これによって、シャッター部材１０６ａが完全にチャンバー４２内に収容され、また、シャッター部材１０６ａのスロット５２と配列されチャンバー底壁４６内のスロット４５と一致する。ハブ・カバー１０６ｂがシャッター部材１０６ａの回転に応答して回転する。駆動ピン６１がシャッター部材１０６ａのカム面５１に沿って重なり合ったときに、ハブ・カバー１０６ｂがシャッター部材１０６ａの回転に応答して回転し、ハブ・カバー１０６ｂがばね５６ａの付勢に抗して時計方向にハブ・カバー１０６ｂを回転させ、ローブ６０をスロット４５から離れるように回動させ、媒体４のハブ８へのアクセスを可能にする。シャッター部材１０６ａが停止部材４７に抗してその開位置または閉位置にその走行制限まで駆動したときに、次にこれがハブ・カバー１０６ｂの走行を制限する。シャッター部材１０６ａが完全に開されるか閉されたときを決定するための他の手段を設けることもできる。例えば、機械式停止部材４７に加えて、光学センサーまたは機械センサーをハウジング１に設けて、（コントローラ１０６ｃへの信号を介して）シャッター部材１０６ａの位置を検出し駆動ギア・モータ５３ｂのオン／オフ機能を制御し、シャッター部材１０６ａを移動させる。さらなる例において、機械式停止部材４７が使用され、また外部モータ５３ｂの電流が（コントローラ１０６ｃへの信号を介して）モニターされ、機械式停止部材４７がシャッター部材１０６ａに到達したことを決定する。

図６はその開位置にあるシャッター部材１０６ａとハブ・カバー１０６ｂを示す。ホログラフ媒体４の前方半分全体に対して障害物がなく、この種の媒体をカートリッジ３から取り出すことができる。この構成が媒体４にあるハブ８のスピンドル６との係合を可能にし、この時点でこれまでに説明したように媒体がウインドウ１０５から部分的にまたは完全に外れた位置に移動される。図７において、媒体４がウインドウ１０５を介してカートリッジ３から部分的に取り出されている状態を示す。カートリッジ３からホログラフ媒体の一部の取り出しを達成するために、ＨＤＳＳの回転スピンドル６にあるチャック７がホログラフ媒体のハブ８と接触する。ホログラフ媒体４およびチャック７は図示を明瞭にするために図７では分解して示している。媒体４がカートリッジ３内に戻された後、スピンドル６がハブ８から分離され、ギア１０４がモータ５３ｂによって逆方向に駆動され、シャッター部材１０６ａとハブ・カバー１０６ｂがウインドウ１０５上方にその閉止光気密位置に戻される。

カートリッジ上方および下方ハウジング部材４０ａと４０ｂはそれぞれ壁６３ａと６３ｂを有しており、それぞれ頂部壁４４と底壁４６に連続し、互いに合致してカートリッジの対向ウインドウ１０５の長方形端部を規定している。ノッチ４０ｅが、ライブラリー・システムのようなカートリッジを把持するためにシステムに設けられたハウジング１の他の外部装荷装置によって任意使用のために備えられている。例えば、カートリッジはノッチ４０ｅだけでなくホール６４，６６および６８を有している。これについては、例えば“Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ−１３０ ｍｍ ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｓｋ ｃａｒｔｒｉｄｇｅ ｆｏｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ”と称する国際規格書ＩＳＯ／ＩＥＣ１００８９に開示されている。ノッチ４０ｅの場合において、５ １／４インチＭＯ（磁気−光学）カートリッジと類似のものがあり、例えばＭＯカートリッジは、自動化ＭＯライブラリー内のロボット式処理システムによって把持することができる。この構成は１３０ｍｍデータ記憶媒体を十分収容し、ＩＳＯ／ＩＥＣ１００８９に開示された多数の規格にも一致し、カートリッジの前方を完全に開放することができ、これによってカートリッジの外部から記憶媒体の操作を可能にしている。

ねじは上方および下方ハウジング部材４０ａと４０ｂを一緒に結合し得、これらは両ハウジング部材内のボス６５（図４）を通ってホール６４（図４Ｂ）に受承されている。ホール６６が設けられ、ここにハウジング１にある光センサーが通され、カートリッジが収容され、および／または書込み保護とされていることが検出できる。ホール６６に通されたボス６６ａが、上方および下方ハウジング部材４０ａと４０ｂに延長している。同様にして、ホール６４に通されたボス６５が、上方および下方ハウジング部材４０ａと４０ｂに延長している。ホール６８が下方ハウジング部材４０ｂに設けられていて、カートリッジを配列し配置するためにシステムのハウジング１内でカートリッジ・ドライバーによって使用することができる。ホール６８に通されたボス６８ａが、上方および下方ハウジング部材４０ａと４０ｂに延長している。図示の目的で、ボス６５，６６ａおよび６８ａは、下方ハウジング部材４０ｂに沿ってのみ示されている。ホール６４，６６および６８全ては、壁によって取り巻かれている。壁は上方ハウジング部材４０ａ内の周辺と一致し近接してぴったり合っている。これらの周辺は集合カートリッジを光からシールするとともに機械的配列と支持を提供する二重の目的を果たしている。上方および下方ハウジング部材４０ａと４０ｂは、光を遮断するのに適した成形プラスチック材料で製造するか、または遮光材料でコーティング可能である。

カートリッジ・シャッター部材１０６ａおよびハブ・カバー１０６ｂは、合致ＨＤＳＳ内部内に収容される適切なアンロック機構なしに、両者が開かないようにロックすることができる。インターロック機構の一実施例として、シャッター内で戻り止めと係合する簡単なばねとレバー機構を使用するものがある。カートリッジ壁６３ｂと４３内（または壁４４または壁４６内）のアクセス・ホールが、ディスク・ドライブからのプランジャーをしてレバーを戻り止めから押出させ、シャッター部材１０６ａを回転させるようにする。カートリッジ内のアクセス・ホールには光の漏洩を生成する必要がないように光気密レバーが設けられる。ロック手段の別の実施例は、磁気ラッチおよびばねである。本実施例において、ばねがロックレバーをシャッター戻り止め内に保持する。磁石（または磁力保持部材）が一つの位置に配備され、これによってディスク・ドライブ内の磁石が戻り止めレバーを被ロック位置から引き出す。磁気ラッチの利点は二つの要素がある。すなわち、光が漏れる機会がないこと、また、好奇心の強いユーザがアクセス・ホールを突くことはなく、またシャッター機構が偶発的にアンロックされそのデータが破壊されることがないことである。カートリッジのいずれかの側部に余分な磁気ラッチが付加的な保護のために設けられている。

図４〜７のカートリッジ３は媒体ディスク４自体よりも僅かに大きくなっている。カートリッジが閉されたときにその外部境界線を広げることなしにシャッター機構が媒体ディスク４のための開口部を形成してカートリッジの外部に部分的にまたは完全に通過させる手段を備えている。従って、ホログラフ光学系の光学部が媒体ディスクの外径（ＯＤ）に物理的に近くする（すなわち、ディスクから離れているスイング・ドアがない）ことができ、またホログラフ・ドライブのハウジング１のコンパクトさを増進させることができる。

コンパクトな着脱式ディスク・カートリッジ３のいくつかの特徴がある：すなわち、（１）シャッターがディスク中央の回りを回転するので、シャッターとディスクＯＤ間のクリアランスが全位置（開、閉、および移動中）で保持される；（２）図４に示した湾曲する「巻きつけ式」フランジ（ないしタブ）４３ａが、閉止シャッター１０６とカートリッジ・ハウジング４０間にある空間への光が侵入する直線経路を阻止することができる；（３）二つの「巻きつけ式」フランジ４３ａ間の最小内部距離が、ディスク４のＯＤよりも僅かに大きい（例えば約１ｍｍのクリアランス）。さらに、カートリッジ３が多数の円形ディスクに対して他の寸法に決めることができる。Ｓｐａｒｑ、ブルー−レイ、３．５インチのフロッピー・ディスクまたはＭＯ（磁気−光学）ディスクのカバー付きデータ・アクセス・ウインドウを備えたカートリッジによって保護された記憶ディスクのこれまでに説明した実施例は、ドライブ内のそのカートリッジから完全に取り出すことのできるディスクを提供しない。

媒体をカートリッジから完全にまたは部分的に位置決めする位置決め機構がカートリッジの底壁を介して媒体に結合されているが、この代わりに位置決め機構との（例えばスピンドルを介しての）媒体の結合が、図３のハブ・カバー手段またはカートリッジ頂部壁と対面する方向を向いているハブ・カバー１０６ｂを備えたカートリッジの頂部壁を介してスロット４５と同様の開口部を通してなされる。さらに、カートリッジは二つのスロットを備えるようにしてもよく、底壁にスロット４５を、また頂部壁にスロット４５を備え、これによってカートリッジは頂部または底スロットに位置決め可能な媒体位置決め機構を備えた別のＨＤＳＳに使用することができる。従って、この種のカートリッジは上方ハブ・カバーだけでなく下方ハブ・カバー１０６ｂを備え、両者ともシャッター部材１０６ａによって回転され、上述した単一ハブ・カバーと同じ方式で両ハブ・カバーと係合する特徴を有する。

カートリッジにおいて、媒体ディスク４はシャッター垂直壁４８（図４）の内部に沿って隔置関係に取り付けられた三つまたはそれ以上の支持タブ７０に固定することができる。タブ７０の目的は、ディスク・タブをハブ・カバー１０６ｂ上方に保持して、ハブ・カバーが作動されたときに、こすれ（または機械的妨害）を回避することである。タブ７０は、一度カートリッジがディスク・チャック７上にその装荷位置に配置されれば、ディスク４がタブと接触しないように位置決めされる。図示の都合上、ただ一つのタブ７０のみを示している。多数のこの種のタブが垂直壁４８の内部周縁の回りに配備されている。従って、装荷時に、カートリッジ装荷装置を介してカートリッジがディスクよりも降下して、空隙が支持タブ７０とディスク４間に開口する。ディスクがハブ８から離脱してカートリッジ３をアンロードしたときに、支持タブ７０がディスク４と接触し、これをチャックに持ち上げる。ディスクは、ディスク・ハブを破損せずにハブ・カバーを揺動閉止するためにカートリッジ内で十分高く持ち上げる。

従って、シャッター部材１０６ａは、いくつかの機能を一つにまとめる。これがウインドウ１０５を遮蔽するドアとして作用し、ウインドウを通ってディスクがカートリッジハウジングに出入りする。シャッター部材１０６ａが光シールとして作用し、感光性ディスクの露光を阻止する。第３に、シャッター部材１０６ａはハブ・カバー１０６ｂのアクチュエータとして作用する。第４に、ギア・ラック５５が設けられていて、相補ギア１０４（または摩擦ドライブないしスポーク・ドライブ）を備えているモータ５３ｂと係合し、次にギアがシャッター・ギア・ラック５５と噛合してウインドウ１０５を開または閉するように作動する。シャッター部材１０６ａの光シールがホールのない一片の材料からモールドするか、形成することによって底部上に達成される。カートリッジ内のチャンバー４２の内面全体は、優れた光吸収性を有する適切に織り込まれ、塗装された（またはモールドされた）材料で、ディスク４への経路を提供し得る光散乱面を最小にする。

これまでに説明したように、ＨＤＳＳが読取り専用ＨＤＳＳおよび読取り専用ホログラフ媒体上でのみ作動されれば、読取り専用媒体のためのＨＤＳＳおよびカートリッジ３は光気密を必要としない。例えば、読取り専用ＨＤＳＳに対して、カートリッジが挿入されるアパーチャ２を光気密にする必要はない。例えば、読取り専用ホログラフ媒体のためのカートリッジ３は、ポリアクリレートおよびポリカーボネートのある一定等級または合成物のような透明材料または半透明材料から製造することができる。読取り専用媒体の場合において、任意にカートリッジはホログラフ媒体を収容する必要はなく、またその代わりに覆いのない媒体が処理され、ＨＤＳＳ内に挿入される。本発明はＨＤＳＳが媒体を直線的に作動させるか、またはＨＤＳＳの光ピックアップを横断する一つを超える方向に作動させることができる。

本来上記媒体を収容するカートリッジの部分的または完全に外部で位置決めするようにデータ記憶媒体を作動させるシステムは、ホログラフデータ記憶アプリケーションに限定するものではなく、磁気データ記憶だけではなく光データ記憶の他の形態を含む全てのデータ記憶アプリケーションとすることができる。ただしこれに限定するものではない。

カートリッジはウインドウを有するように示しているが、別の構成としてカートリッジがドライブ内に装荷されたときに、ハマグリの貝殻ハウジング状態をなし、カートリッジの後方にあるばねを介してカートリッジハウジングの上半分および下半分が開口し、これによって本来上記媒体を収容しているカートリッジの外部でデータ記憶媒体を作動させることができる。別の例において、シャッター部材１０６ａは摺動開閉するのに回転させる必要はないが、シャッター（またはドア）をめくるようにして開閉できる。

従って、本発明は、本明細書ではカートリッジ３としているパッケージ内のホログラフ媒体の配置を提供する。カートリッジはＨＤＳＳの外部アパーチャ２を介してＨＤＳＳ内に装荷することができる。一度カートリッジ３がＨＤＳＳの内部に入ると、カートリッジの一部が開きＨＤＳＳの位置決め機構をしてホログラフ媒体４をカートリッジ３から部分的または完全に取り出し、ＨＤＳＳの書込み／読取りシステムの上方に位置決めないし移動せしめる。一度書込みおよび／または読取り処理が完了すると、ＨＤＳＳ位置決め機構がホログラフ媒体をカートリッジ内に再挿入させ、カートリッジがＨＤＳＳから放出される。

これまでに説明したように、データを書込み可能ホログラフ媒体に記憶できるＨＤＳＳにおいて、好ましい実施形態はＨＤＳＳおよび書込み可能ホログラフ媒体のカートリッジ両者に光気密の必要条件を有している。用語「光気密」は本明細所では物理的障壁の特性として規定され、この障壁が電磁放射線を伝送させれば、障壁は電磁放射線のみを伝送させ、特定アプリケ−ションのためのホログラフ媒体はこのホログラフ媒体に不要な変化をもたらすような十分な感応性はなく、ホログラム媒体が設計された性能と妥協する方式をとっている。このような伝送電磁放射線は、カートリッジが通常使用および動作中に遭遇することが予期される放射を意味している。本実施形態において、カートリッジはコーティングされた材料またはホログラフ媒体が感応する波長に対して光気密性カートリッジを達成し、カートリッジの全シールが光バッフル機構または他の手段の使用によって光気密性に作られている複合材料等の材料で形成されるのが好ましい。ホログラフ媒体へのアクセスを許容するドア、アパーチャまたはウインドウは、ロッキング機構または他の光バッフル機構または光吸収機構を介して光気密で製造される。好ましい実施形態において、ロック機構はホログラフ媒体へのアクセスを許容するドア、アパーチャまたはウインドウが適切なアンロッキング機構なしでは開けないようなカートリッジに一体形成される。

ホログラフ媒体への書込みが可能なＨＤＳＳに対して、カートリッジ３の挿入されるＨＤＳＳの外部アパーチャ２は光気密であるのが好ましい。外部アパーチャはカートリッジの装荷中または非装荷中光気密にする必要はないが、好ましい実施形態ではカートリッジ３がＨＤＳＳ内に完全に挿入されるときに、またはカートリッジがＨＤＳＳから完全に放出されるときに外部アパーチャが光気密シールを維持する必要がある。

ＨＤＳＳ内で、カートリッジ装荷装置はカートリッジとの係合を提供し、上記カートリッジをＨＤＳＳ内に引き入れるのに使用することができる。カートリッジ装荷装置はカートリッジアパーチャが媒体へのアクセスを許容させるとともに、カートリッジが完全にＨＤＳＳ内にあり、かつ、ＨＤＳＳの外部アパーチャが光気密となるまでアパーチャは開しない。任意に、カートリッジは媒体へのアクセスするのに十分な部分的装荷をして、光がカートリッジとアパーチャ間の空隙に通らないようにする。カートリッジの挿入後、再度ＨＤＳＳが光気密になったときに、モータ駆動機構がカートリッジを開して、上記カートリッジ内のホログラフ媒体を取り出すことができる。次に、ＨＤＳＳの位置決め機構がカートリッジからホログラフ媒体を取り出すとともに、ＨＤＳＳの光ピックアップ上方でホログラフ媒体を走査する。一実施形態において、ホログラフ媒体の走査はディスクのフォーマット状態にあるホログラフ媒体のケース内で回転および並進運動を介して達成することができる。別の実施形態において、ホログラフ媒体の走査は、ｘ−ｙフォーマットまたはホログラフ媒体の完全３−Ｄプロフィールにアクセスできる別の運動フォーマットで達成される。一実施例として、プラナー・カードの形状にあるホログラフ媒体がカートリッジから取り出すことができ、またホログラフ媒体はｘおよびｙ方向（ホログラフ媒体の表面の平面内にある二つの非平行運動軸）内で走査することができ、またはホログラフ媒体がｘまたはｙ軸のみで走査でき、さらにＨＤＳＳの書込み光学ヘッドが、ホログラフ媒体の全面がアクセス可能である別の非平行運動軸内で走査できる。

これまでに説明したように、ＨＤＳＳが読取り専用ＨＤＳＳとしてのみ、また従って読取り専用ホログラフ媒体４として作動されれば、読取り専用ホログラフ媒体のためのＨＤＳＳおよびカートリッジ３は光気密とする必要がない。例えば、読取り専用ＨＤＳＳに対して、カートリッジ３が挿入されるアパーチャ２は光気密にする必要なない。例えば、読取り専用ＨＤＳＳに対して、カートリッジが挿入されるアパーチャ２を光気密にする必要はない。例えば、読取り専用ホログラフ媒体のためのカートリッジは、ポリアクリレートおよびポリカーボネートのある一定等級または合成物のような透明材料または半透明材料から製造することができる。本実施形態において、ホログラフ媒体がアクセスされるカートリッジのアパーチャは光気密とする必要がない。読取り専用媒体の場合における別の実施形態において、覆われていない媒体を処理し、ＨＤＳＳ内に挿入する代わりにホログラフ媒体を収容するようにカートリッジの使用を先行することができる。本発明はＨＤＳＳに適用して、媒体を直線的にまたはＨＤＳの光学ピックアップを横断して一つを超える方向に作動させることができる。

光気密ハウジングおよび／または光気密カートリッジの条件を必要としないＨＤＳＳシステムの別の実施例はビット基準としたものがあり、例えばＳ．Ｏｒｌｉｃらによる“３Ｄ ｂｉｔ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｔｏｒａｇｅ ｉｎ ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｓ”，Ｊ．ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａ：Ｐｕｒｅ Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ、Ｖｏｌ．３，ｐｐ．７２−８１（２００１）を参照する。ビット基準ＨＤＳＳにおいて、ホログラフ・データは、記憶がページ基準システム内にあるとしてビットのアレイの代わりに、１−Ｄまたは２−Ｄのいずれかで一度に１ビット記憶される。ビット基準記憶において、ビットはＨＤＳＳ媒体の容量内に記憶されるが、媒体の上記容積内で所望の記憶スポット寸法はほぼ数立方ミクロンである。これに対してあるページ基準ホログラフ・システムでは何万立方ミクロンである。結果として、ビット基準システムのホログラフ媒体は、閾値必要条件を有していて、媒体が非常に高い光出力密度に露呈されれば、ホログラフ媒体内の記憶のみが実行される。出力密度閾値はオフィスまたは家庭環境にある普通の部屋の光に露呈されて受信されるよりも高くなり、また、媒体が屋外に持ち出されれば、太陽の非焦点光束によって受光されるよりも高い出力密度となることが予想できる。従って、ビット基準ＨＤＳＳおよび関連する媒体は例えデータを記憶（書込み）するためのＨＤＳＳおよび媒体であっても、光気密仕様を必要としない、従って、データの読取りのみに限定しない。

これまでの説明から、ホログラフ・データ記憶システムのホログラフ・デバイス内のホログラフ媒体にアクセスするための改良されたシステム、装置および方法およびこのシステムを使用するためのカートリッジを含んでいる媒体が提供されることが理解できるであろう。全体としての図示説明は、これを目的としており本発明の範囲を限定するものではない。本発明の範囲内にあるこの種の変形例、修正例および拡張は、疑いようもなく当業者にとって明白なものである。

本発明に基づくホログラフ・データ記憶システム内のホログラフ媒体カートリッジのブロック図である。 媒体がカートリッジの境界線外部で作動されたとき、カートリッジが部分的にシステム外部にあるシステムの実施例を示す図１と類似するブロック図である。 カード・フォーマット内の媒体のための図１または図１Ａのシステムに使用できるカートリッジの例を示す図であり図１および図１Ａの別の媒体位置決め機構を示す図である。 図１のホログラフ・データ記憶システムの光気密アパーチャの二つの実施例を示し、媒体カートリッジがホログラフ・データ記憶システムに出し入れされる概略図である。 図１のホログラフ・データ記憶システムの光気密アパーチャの二つの実施例を示し、媒体カートリッジがホログラフ・データ記憶システムに出し入れされる概略図である。 媒体のハブ上の任意光気密シールを示すカートリッジおよび媒体からのインターロック・リングおよびカートリッジの底壁の部分概略断面図である。 ディスク・フォーマット内に媒体を有する図１のカートリッジの分解図である。 シャッターの閉止状態にある図１のカートリッジのそれぞれ平面および底面透視図である。 シャッターの閉止状態にある図１のカートリッジの底面図である。 図４Ａの線４Ｃ−４Ｃに沿ったカートリッジの断面図である。 図４Ｃで４Ｄの符号の付けられた円内部の詳細図である。 シャッター機構のギア・ラックと係合するモータに結合されたギアを示す図４Ａと類似のカートリッジの平面透視図である。 図５で５Ａの符号の付けられた円内部の詳細図である。 図４Ｂと類似であるが、シャッター機構が開位置にあるカートリッジの底面透視図である。 図４Ａと類似であるが、媒体ディスクがカートリッジから部分的に取り出され、またチャックがカートリッジおよび媒体に関して分解状態で示した平面透視図である。

Claims (44)

1. データ記憶媒体を受承するためのチャンバーを含むデータ記憶ドライブ内に受承可能なデータ記憶媒体のためのカートリッジにおいて、前記チャンバーがウインドウと前記ウインドウを閉止する少なくとも一つの部材を有しており、前記部材が移動可能で前記ウインドウを開けて前記媒体の少なくとも一部を、前記ウインドウを介してデータ記憶ドライブ内の前記カートリッジの境界外部へ移動させることができるカートリッジ。
2. 部材が第１部材であり、また前記チャンバーが開口部を有しており、前記開口部を閉止する第２部材が移動可能で前記開口部を開し、さらに前記開口部が開されたときに前記開口部を介して係合可能な前記媒体が前記カートリッジの境界外部で前記媒体の少なくとも一部を移動させるのに十分な寸法である請求項１に記載のカートリッジ。
3. 前記ウインドウを開閉する前記第１部材の動作が前記第２部材に連携され前記開口部を開閉する請求項２に記載のカートリッジ。
4. 前記チャンバーが前記ウインドウを伴う一つの壁及び別の近接壁を有しており、前記開口部が、前記ウインドウと連絡している前記一つの壁に延長している前記別の壁に沿ったスロットである請求項２に記載のカートリッジ。
5. 前記カートリッジが、データ記憶ドライブのアパーチャ内に受承可能なハウジングである請求項１に記載のカートリッジ。
6. 前記チャンバーが前記ウインドウを有する実質上シリンダー状内壁を有しており、前記部材が前記チャンバーの内壁に沿って前記ウインドウを閉する第１位置と前記ウインドウを開する第２位置で回転可能なシャッターである請求項１に記載のカートリッジ。
7. 前記シャッターがデータ記憶システム内のギアと係合可能で前記チャッタ−を回転させる外部トラックを有している請求項６に記載のカートリッジ。
8. 前記チャンバーが開口部を伴う底壁を有し、ここでデータ記憶ドライブが前記媒体と係合して前記ウインドウを介して前記媒体の少なくとも一部を移動させ、また、前記シャッターの一部が前記第１位置内で前記底壁に沿って延長し前記開口部の少なくとも一部を閉する請求項６に記載のカートリッジ。
9. 前記チャンバーがさらにハブ・カバーを含み、前記シャッターが前記第１位置にあるとき前記開口部の残りの部分を覆い、また、前記ハブ・カバーは前記シャッターが第２位置に回転して前記ウインドウを開したときに前記開口部から離れた第１方向に前記シャッターを回転させるために結合されている請求項８に記載のカートリッジ。
10. 前記シャッターが第１位置に回転して前記ウインドウを閉したときに前記ハブ・カバーが前記開口部に向かう第２位置に前記シャッターを回転させるために結合される請求項９に記載のカートリッジ。
11. 前記ハブ・カバーが前記第２方向への回転に向かってばね付勢され、また前記ハブ・カバーが前記付勢を前記シャッターに結合させて前記シャッターを前記第１位置に向かって回転させる請求項１０に記載のカートリッジ。
12. 前記媒体がリッジを有し、また前記ハブ・カバーが閉したときに、そのリッジが前記媒体のリッジと相互係合して前記開口部を通過する光を阻止する請求項８に記載のカートリッジ。
13. 前記カートリッジがデータ記憶ドライブ内に受承可能なハウジングの機能をし、また、前記データ記憶ドライブが前記ウインドウを介して前記媒体の少なくとも一部を移動させるために前記ウインドウを介して前記媒体に取り付け可能な位置決め手段を有している請求項１に記載のカートリッジ。
14. 前記位置決め手段が前記媒体の少なくとも二つの側部に取り付け可能で、前記媒体を複数次元で移動させる請求項１３に記載のカートリッジ。
15. 前記位置決め手段が、媒体の側部に固定可能な二つの固定部材を含む請求項１４に記載のカートリッジ。
16. 前記位置決め手段が、前記固定部材に結合され前記媒体を複数次元で移動させる二つのステージを含む請求項１５に記載のカートリッジ。
17. 前記媒体がホログラフ・データ記憶媒体であり、また、前記カートリッジの境界線外部に配置されたときに前記媒体の少なくとも一部がホログラフ光学系によって作動される請求項１に記載のカートリッジ。
18. 前記媒体がホログラフ・データ記憶媒体の読取りのみを機能したときに、前記カートリッジが光を前記カートリッジ内の前記媒体に到達させる請求項１７に記載のカートリッジ。
19. 前記部材が前記ウインドウを閉したときに、前記媒体が感光性である前記媒体への光を前記カートリッジが遮断する請求項１に記載のカートリッジ。
20. 前記カートリッジに含まれている前記媒体が光学データ記憶媒体の機能をする請求項１に記載のカートリッジ。
21. 前記部材がデータ記憶ドライブ内で開されるまで前記部材を閉状態に維持する手段を有している請求項１に記載のカートリッジ。
22. カートリッジ内に含まれているデータ記憶媒体を利用するデータ記憶システムであって、
    データ記憶媒体、ウインドウおよび前記ウインドウを閉する部材を有しており、前記部材が前記ウインドウを開するように係合可能である一つ以上のカートリッジと、
    データ記憶媒体上のデータの読取り、書込み、または読取りおよび書込みの少なくとも一つのための光学系およびアパーチャを有しているハウジングにおいて、このアパーチャを通して前記カートリッジの一つが前記ハウジング内に部分的または完全に受承されるハウジングと、
    前記カートリッジの前記一つが前記ハウジングの前記アパーチャを介して受承されたときに、前記カートリッジの前記一つの前記ウインドウを開するように前記部材と係合する手段と、
    前記ウインドウを介してカートリッジから部分的にまたは完全に前記媒体を位置決めして前記媒体を前記光学系に呈示し、また、前記光学系に呈示後、前記カートリッジの前記一つを前記アパーチャを介して前記ハウジングから取り出す前に、前記ウインドウを介して前記カートリッジに前記媒体を戻すように配置させ前記係合手段を作動させて前記ウインドウを閉する手段と、
    含むデータ記憶システム。
23. 前記光学系が光学データ記憶システムである請求項２２に記載のシステム。
24. 前記光学系が磁気−光学、ホログラフ、ＣＤまたはＤＶＤデータ記憶システムである請求項２２に記載のシステム。
25. カートリッジが前記アパーチャを通過した後、前記アパーチャがハウジングに入射する光を阻止するための手段を有している請求項２２に記載のシステム。
26. 前記ウインドウが開しているとき、前記カートリッジの一部が前記アパーチャに部分的に外部に配置され、また、前記アパーチャがハウジングへの光の入射を阻止する手段を有している請求項２２に記載のシステム。
27. 前記ハウジングが少なくとも媒体が感光性である光に対して非透過性であり、請求項２２に記載のシステム。
28. 位置決め手段が、前記媒体を前記位置決め手段に取り付けるための前記カートリッジの各々内にある開口部をさらに含み、また、カートリッジの境界線外部で開され前記光学系に関して前記媒体上の位置に配置されたときに、前記位置決め手段が前記ハウジング内に前記開口部を介して前記媒体に取り付けるとともに前記媒体の少なくとも一部を、前記ウインドウを介して移動させるための手段を有している請求項２２に記載のシステム。
29. 前記カートリッジの各々において、前記部材が第１部材であり、また前記チャンバーが開口部と、前記開口部を閉する第２部材が前記開口部を開するように可動であり、前記開口部が開されたときに前記開口部を介して係合可能な前記媒体が前記カートリッジの境界線外部で前記媒体の少なくとも一部を移動させるのに十分な寸法である請求項２２に記載のシステム。
30. 前記ウインドウを開閉する前記第１部材の前記カートリッジ動作の各々が前記第２部材に結合して前記開口部を開閉する請求項２９に記載のシステム。
31. 前記カートリッジの各々において、前記チャンバーが前記ウインドウを伴う一つの壁と別の近接壁を有しており、また、前記開口部が前記ウインドウと連絡している前記一つの壁に延長している前記別の壁に沿ったスロットである請求項３０に記載のシステム。
32. 前記カートリッジの各々がデータ記憶ドライブのアパーチャ内に受承可能な前記チャンバーを伴うハウジングを有している請求項２２に記載のシステム。
33. 前記カートリッジの各々において、前記チャンバーが前記ウインドウを有する実質上シリンダー状内部を有しており、前記部材が前記チャンバーの内壁に沿って前記ウインドウを閉する第１位置と前記ウインドウを開する第２位置で回転可能なシャッターである請求項２２に記載のシステム。
34. 前記カートリッジの各々において、前記シャッターがデータ記憶システム内のギアと係合可能で前記シャッタ−を回転させる外部トラックを有している請求項３３に記載のシステム。
35. 前記カートリッジの各々において、前記チャンバーが開口部を伴う底壁を有し、ここでデータ記憶ドライブが前記媒体と係合して前記ウインドウを介して前記媒体の少なくとも一部を移動させ、また、前記シャッターの一部が前記第１位置内で前記底壁に沿って延長し前記開口部の少なくとも一部を閉する請求項３３に記載のシステム。
36. 前記カートリッジの各々において、前記チャンバーがさらにハブ・カバーを含み、前記シャッターが前記第１位置にあるとき前記開口部の残りの部分を覆い、また、前記ハブ・カバーは前記シャッターが第２位置に回転して前記ウインドウを開したときに前記開口部から離れた第１方向に前記シャッターを回転させるために結合されている請求項３５に記載のシステム。
37. 前記カートリッジの各々において、前記シャッターが第１位置に回転して前記ウインドウを閉したときに前記ハブ・カバーが前記開口部に向かう第２位置に前記シャッターを回転させるために結合される請求項３６に記載のシステム。
38. 前記カートリッジの各々において、前記ハブ・カバーが前記第２方向への回転に向かってばね付勢され、また前記ハブ・カバーが前記付勢を前記シャッターに結合させて前記シャッターを前記第１位置に向かって回転させる請求項３７に記載のシステム。
39. カートリッジ内に収容された媒体を利用してデータを記憶する方法であって、
    ホログラフ・データ記憶媒体上のデータを読取り、書込みまたは読取りおよび書込みの少なくとも一つをするための光学系を有するハウジングを用意するステップと、
    カートリッジを前記ハウジング内のアパーチャを介して完全にまたは部分的に受承するステップと、
    前記ハウジング内に受承されたカートリッジから媒体を部分的にまたは完全に移動させて前記光学系に前記媒体を呈示するステップと、
    前記媒体を前記光学系に呈示した後、前記媒体を前記カートリッジ内に挿入し戻すステップと、
    を含む方法。
40. 前記カートリッジが前記ハウジングの外部にあるとき、通常閉しているウインドウを有している前記カートリッジにおいて、前記移動ステップが、
    前記ウインドウを開するステップと、
    前記被開ウインドウを介してカートリッジから前記媒体を部分的にまたは完全に位置決めして前記媒体を前記光学系に呈示するステップと、
    をさらに含む請求項３９に記載の方法。
41. 前記挿入ステップの後、前記ウインドウを閉するステップをさらに含む請求項４０に記載の方法。
42. 前記カートリッジが前記ハウジングの外部に配置されたときに、カートリッジが前記媒体への光の到達を阻止する請求項３９に記載の方法。
43. 前記媒体が読取専用ホログラフ・データ記憶媒体であるとき、前記カートリッジが前記媒体への光の到達を許容する請求項３９に記載の方法。
44. 媒体がこれを通して前記ハウジングに出入り可能であるウインドウを有する非透光性材料のハウジングと；
    前記ウインドウを開閉する手段と；
    を含む光学データ記憶媒体のためのカートリッジ。