KR100851129B1 - 분리할 수 있는 광기억 장치 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 사용자가 분리할 수 있는 광데이터 기억 시스템이 제공된다. 회전 가능한 제 1 표면 매체가 카트리지에 봉해져 있다. 상기 카트리지는 약 35㎜ ×35㎜ ×3㎜ 정도의 비교적 작은 크기에도 불구하고 약 0.25기가바이트 정도의 비교적 큰 데이터 용량을 제공한다. 상기 카트리지가 드라이브로부터 회수될 때 상기 카트리지는 매체의 데이터 표면을 실질적으로 밀봉하고, 상기 카트리지가 드라이브에 삽입될 때 매체의 표면의 적어도 일부가 광학 암의 대물렌즈에 자동적으로 노출되는 것이 바람직하다. 트래킹은 디스크 회전축에 평행한 축에 대해 광학 암을 회전시키는 것을 포함한다. 포커스는 상기 디스크 표면에 평행한 축에 대해 상기 암을 피봇팅하는 것을 포함할 수 있다.

Description

분리할 수 있는 광기억 장치 및 시스템{REMOVABLE OPTICAL STORAGE DEVICE AND SYSTEM}
본 발명은 분리할 수 있는 광기억 매체에 관한 것으로, 특히 광기억 디스크 카트리지에 관한 것이다.
매체가 판독/기록 또는 드라이브 장치로부터 쉽게 분리될 수 있는 방법으로 다양한 형태의 디지털 데이터를 저장하는데 사용하기 위한 많은 디스크 형태의 광기억 매체가 개발되었다. 일반적인 현재의(대표적으로 판독 전용) 실례들로는 컴팩트 디스크(CD) 및 디지털 다목적 디스크(DVD)가 있다. 이들 실례들이 사용을 위해 데이터를 퍼스널 컴퓨터(PC)에 저장, 또는 음악 또는 동영상과 같은 다른 오디오나 비디오 정보를 저장하는 것과 같은 특정 응용 장치에서는 매우 성공적이었지만, 이들 장치들은 실행상, 역사적, 또는 다른 이유로 작은 크기의 광기억 매체가 바람직한 상황에서는 덜 실용적이라는 것이 입증되었다. 상기 응용 장치 중 하나의 종류는 다양한 개인 전자 장치(PED)를 포함한다. 일반적으로 개인 전자 장치들은 사람이 이들 장치들을 지니거나 운반하기에 적합하고 편리한 크기, 모양, 및 무게를 갖는다. 통상적으로, 실제 사용을 위해 상기 장치들은 실질적으로 소형(예들 들면, 장축의 길이가 약 100㎜ 이하, 보다 바람직하게는 50㎜ 이하, 및 약 50㎜ × 약 100㎜의 적어도 하나의 단면을 갖는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 약 75㎜ ×약 35㎜의 단면을 갖는다)이고, 약 12 oz(약 1/3㎏) 이하의 질량을 가질 필요가 있다. 개인 전자 장치의 실례는 헤드폰을 갖는 작은 테이프 플레이어 또는 MP3 플레이어, 휴대 전화, 구술 장치, 디지털 카메라, 개인 휴대 정보 단말기(PDA)로 알려진 적어도 여러 형태의 소형 컴퓨터 등을 포함한다.
적어도 부분적으로 개인 전자 장치의 굉장한 인기 때문에, 및 어떤 개인 전자 장치는 데이터를 저장한다(및/또는 미리 저장된 데이터를 활용한다)는 사실 때문에, 적어도 개인 전자 장치의 크기 및 무게의 제약과 호환될 수 있는 데이터 기억 시스템 및/또는 매체에 대한 필요성이 존재한다. 일부 또는 모든 종류의 개인 전자 장치에 대하여 다양한 형태의 기억 시스템이 사용되고 제안되었지만, 예를 들면 기억 용량, 크기, 전력 소비, 비용, 및 편리성의 점에서 어떤 응용 장치에 대해서는 보다 덜 이상적인 것으로 판명되었다.
실용적인 데이터 기억 시스템에 대한 지속적인 필요성이 있는 개인 전자 장치 중 하나의 형태는 디지털 카메라이다(비록 본 발명의 데이터 기억 시스템 및 매체가 이에 제한되지 않지만, 많은 형태의 개인 전자 장치를 포함하는 많은 형태의 전자 장치에 또한 사용될 수도 있음). 통상적으로, 디지털 카메라의 사용자들은 종래의 필름 카메라의 크기, 모양 및 무게보다 상당히 작은 크기, 모양 및 무게를 갖는 디지털 카메라를 좋아하고, 이 때문에 대부분의 디지털 카메라는 예를 들어 CD-R(기록 가능한 컴팩트 디스크) 및/또는 DVD 크기의 광매체(12㎝의 직경을 가짐)를 수용하기에 너무 소형이다. 대신, 통상적인 디지털 카메라는 카메라 내부에 기억 장치를 이른바 플래시 메모리 또는 다른 전자 메모리와 같은 통상적으로 비광학적인 기억 매체 상에 제공한다. 플래시 메모리는 재생이 없는 경우 메모리 컨텐츠가 저하될 수 있다는 점에서 기록 보존되지 않는다. 명세서에서 사용되는 바와 같이, 기록 보존 메모리는 재생(refresh) 또는 유사한 동작 없이 실질적으로 10년 이상의 연장된 기간이 지나도 데이터 손실이 없는 메모리를 나타낸다. 비록 많은 플래시 메모리들이 분리될 수 있도록 설계되었지만(즉, 정상적인 사용 동안 일반적인 말단 사용자에 의해 분리될 수 있음), 플래시 메모리의 고비용, 및 상기 플래시 메모리 또는 유사한 기억 장치의 비교적 제한된 용량의 면에서, 일부의 디지털 카메라들은 카메라의 플래시 또는 다른 전자 메모리로부터 예를 들어 카메라와 퍼스널 컴퓨터 사이에 일시적으로 연결된 케이블을 통해서 퍼스널 컴퓨터의 하드 드라이브와 같은 다른 기억 장치로 영상 데이터를 다운로드하는 것을 수용하도록 구성된다. 새로운 영상을 플래시 메모리에 저장하기 위하여, 플래시 메모리는 이전에 기억된 영상들을 손실시키면서 재생된다. 플래시 메모리는 재기록 가능하고(즉, 일회 기록 매체가 아님), 높은 비용 때문에 (사진 필름과 유사한 방법으로)영상을 캡쳐하고 저장(또는 기록)하기 위한 매체로서 플래시 메모리를 사용하는 것은 일반적으로 비실용적이다. 통상적으로, 카메라의 온보드(on-board) 플래시 또는 다른 메모리가 영상 데이터로 채워졌을 경우, 사진사는 저장된 데이터의 일부 또는 모든 부분을 다운로드하거나(따라서, 예를 들면 퍼스널 컴퓨터 또는 다른 데이터 기억 장치에 대한 빠른 액세스를 필요로 함), 통상적으로 회복할 수 없는 방법으로 저장된 영상의 일부 또는 모든 부분을 지울 것이다. 영상 데이터가 지워질 수 있는(및/또는 실질적으로 지워져야 하는) 시스템을 제공하는 것은 일반적으로 바람직하지 않다고 판단되는데, 그 이유는 이 시스템이 유지되어야 할 영상들을 우연히 제거할 수 있는 잠재력을 만들고, 또한 영상을 기록 보존하고 유지하기 위하여 데이터를 다른 매체로 다운로드하는 것과 같은 능동 단계들을 취할 필요가 있기 때문이다. 따라서, 영상이 실질적으로 지워지지 않는 방법으로 저장되는 디지털 카메라에 사용될 수 있는 시스템 및 기억 매체를 제공하는 것이 유리할 것이다.
또한, 디지털 카메라에 대한 상기와 같은 구성은 실질적으로 많은 사진사들에게 익숙한 필름 카메라 패러다임으로부터 출발하는데, 필름 카메라의 노출된 필름은 쉽게 플래시 플름으로 대체될 수 있고, 현상된 "네가티브(negative)"는 컴퓨터와 같은 분리된 장치를 사용할 필요 없이, 및 디지털 카메라의 경우 카메라로부터 PC로, PC로부터 디스켓 또는 다른 분리 가능한 기억 매체로의 둘 이상의 연속적인 다운로드 동작을 실행할 필요 없이 컴팩트 공간에 저장될 수 있다.
영상을 저장하는데 필요한 데이터 양은 예를 들어 영상의 크기, 해상도, 컬러 깊이 등과 같은 인자들에 따라 변화될 것이다. 현재, 각각의 영상이 약 1 메가바이트의 저장된 데이터로 압축(예들 들면, MPEG2 압축을 사용하여)될 수 있는 약 6 메가바이트의 데이터를 나타내는 것은 대단한 것이 아니다. 양질의 영상에 대한 소비자의 편애는 이 특징을 향상시킬 수 있다. 또한 비교적 많은 영상수가 이른바 비디오-스틸 클립을 저장하는데 필요하게 된다. 통상적으로 이들은 10 내지 30초 길이의 비디오 클립을 저장할 필요가 있는데, 영상은 초당 5 내지 10 프레임의 속도로 취해진다. 자기 디스켓과 같은 분리 가능한 자기 매체를 갖는 디지털 카메라 를 제공하는 것이 가능할 수 있지만, 이러한 디스켓은 통상적으로 종종 약간의 영상, 일부의 경우에는 약 하나의 영상만을 위한 기억장치를 제공하는 엄격하게 제한된 용량을 갖는다. 많은 사진사들에게 익숙한 특히 필름 카메라 패러다임에 비추어 실용적인 디지털 카메라는 각각의 분리 가능한 매체 유닛에 적어도 약 20개의 영상, 바람직하게는 적어도 약 36개의 영상, 및 가능하다면 그 이상을 저장할 수 있는 능력을 가질 것이다. 따라서, 각각의 영상이 약 1 메가바이트 이상의 데이터(가능하면 압축된)를 필요로 하는 대략 12개 이상의 디지털 영상을 저장할 수 있는 디지털 카메라에 이용될 수 있는 시스템 및 기억 매체를 제공하는 것이 유리할 것이다.
자기 기록 시스템, 광기록 시스템 등을 포함하는 일부 시스템에서, 판독/기록 헤드(또는 대물렌즈)를 약 0.025 내지 0.05㎛ 이하로 거의 디스크와 접촉하도록 위치시킴으로써 데이터 용량을 높이려는 시도가 있었다. 때때로 솔리드 이머전(solid immersion) 또는 에버네슨트(evanescent) 시스템으로 언급되는 이들 시스템에서, 희박 및/또는 매우 작은 입자들 또는 다른 오염물질로도 잠재적인 헤드 손상을 일으킬 수 있기 때문에 디스크에 대한 판독/기록 헤드의 근접한 접근은 통상적으로 초청정 환경을 필요로 하므로, 일반적으로 그러한 시스템은 분리 가능한 매체 응용 장치에는 부적합하다고 판단된다. 따라서 판독/기록 헤드 또는 대물렌즈와 디스크 사이의 간격을 적어도 약 50㎛ 정도로 유지하면서 높은 데이터 밀도(35㎜ 직경 또는 더 작은 디스크의 기록면당 약 0.25기가바이트 정도)를 이룰 수 있는 시스템을 제공하는 것이 유리할 것이다.
또한, 플로피 디스크와 같이 디지털 카메라에 직접 사용된 형태의 자기 기억 매체에 대한 데이터 전송 속도는 비교적 낮고(그래서 디지털 카메라의 자기 매체에 데이터를 저장하는데 필요한 시간은 상당히 길 수 있다), 전력 소비의 비율은 비교적 높을 수 있어서, 유효 배터리 또는 전하 수명이 비교적 짧아지게 된다. 따라서 증가된 전송 속도 및/또는 감소된 전력 소비(예를 들면, 이른바 플로피 디스켓 또는 다른 자기 매체를 사용하는 대표적인 시스템의 전송 속도 및 전력 소비와 비교해서)를 갖는 디지털 카메라에 사용할 수 있는 시스템 및 기억 매체를 제공하는 것이 유리할 것이다.
또한, 소비자에 대한 전자 매체의 비용은 각각의 1메가바이트 영상에 대해 약 $4.00 또는 그 이상으로 비교적 높일 수 있다. 따라서, 많은 사진사들에게 익숙한 특히 필름 카메라 패러다임에 비추어 소비자에 대한 영상당 비용이, 예를 들어 디지털 카메라와 관련해서 사용되는 현재의 전자 매체와 비교해서 감소되는 디지털 카메라에 사용할 수 있는 시스템 및 기억 매체를 제공하는 것이 유리할 것이다.
종래의 필름 카메라와 비슷한 크기인 카메라에 수용하는데 유리한 크기인 기억 매체에 추가해서, 또한 일반적인 소비자들이 취급하고 저장하는데 편리한 크기인 분리 가능한 매체를 제공하는 것이 유리할 것으로 판단된다. 예를 들면, 너무 작은 유닛은 잃어버리거나 위치를 찾기 어렵고, 특히 제한된 움직임 또는 움직일 수 없으므로 소비자가 다루는 것이 어려울 수 있기 때문에, 그러한 매체의 크기에 대한 실용상의 제한이 더 적다고 판단된다. 따라서 분리 가능한 매체는 일반적으 로 동전, 우표 등과 같이 쉽게 다루어질 수 있는 것과 같이 제한이 보다 적은 아이템보다 실질적으로 작지 않은 것이 바람직하다. 따라서, 폭 또는 길이가 약 1인치보다 상당히 작지 않은(즉, 약 25㎜보다 상당히 작지 않은) 분리 가능한 기억 매체를 제공하는 것이 유리할 것이다. 또한, 분리 가능한 매체는 저장 또는 운반에 방해가 될 만큼 크기 않은 것이 유리하고, 일반적인 셔츠 주머니에 보관할 수 있도록 충분히 작은 것이 바람직하다. 따라서 폭 또는 길이가 약 3인치보다 충분히 크기 않은, 바람직하게는 2인치(약 50㎜)보다 충분히 크지 않은 분리 가능한 기억 매체를 제공하는 것이 유리할 수 있다. 대조적으로, 표준 CD 또는 DVD 디스크는 약 4-5/8인치(약 120㎜)의 직경을 갖는데, 이는 소형 카메라에 수용되기에는 너무 크고, 또는 자체가 소형으로 간주되기에 너무 크다고 판단된다.
따라서 높은 전송 속도, 낮은 전력 소비 및 큰 용량을 갖는 분리 가능한 매체, 바람직하게는 읽기 전용 매체를 제공하지만, 사용자가 사용하기에 효과적이고 편리한 크기(예를 들면, 약 25-50㎜의 가장 큰 치수를 가짐)를 가져서 대응하는 필름 카메라의 크기, 모양 및/또는 무게를 실질적으로 초과하지 않는 크기, 모양 및/또는 무게를 갖는 디지털 카메라와 같은 비교적 소형인 디지털 카메라에 수용할 수 있는 데이터 기록 시스템을 제공하는 것이 유용할 수 있다.
비교적 높은 데이터 밀도가 요구되지만, 특히 비교적 작은 직경의 디스크의 사용을 위해, 이전의 다수의 광매체들은 제공될 수 있는 데이터 밀도에 유효하게 제한되도록 데이터 밀도가 구성되었다. 이전의 광매체는 통상적으로 내부 기록층(하기에 설명되는 바와 같이, 종종 둘 이상의 박막으로 형성된 혼합층임)을 제공한 다. 많은 일반적인 형태의 광매체는 제 2 표면 매체(즉, 매체 내에서 판독/기록빔이 기록층(가능한 혼합물)에 도달하기 전에 비교적 두꺼운 광학적으로 투명한 층을 횡단한다)이다. 도 7A는 제 2 표면 매체의 한 형태를 나타낸다. 도 7A의 설명에서, 혼합(멀티 필름) 기록층(710)은 통상적으로 하나 이상의 유전체 필름(714)(열관리, 산화 또는 다른 환경적인 침입으로부터의 보호를 위해 제공됨)에 인접하고, 접착 필름(716)에 의해 투명(판독/기록 빔 파장에서)층(718)(유리, 폴리카보네이트 또는 다른 중합체 등)의 한 쪽에 결합되는 기록 가능한 염료 또는 위상 변화 필름(712)(다수의 공지된 재료 중 하나로 형성됨)을 포함한다. 투명층(718)의 내부(720)는 판독/기록빔(724)이 제일 먼저 도달하는 조작면(722)에 면하고 있다. 이에 관련해서, 위상 변화는 결정 및 비결정 위상 간의 변화(예를 들면, 전기적, 광학적 또는 다른 파형 위상에 반대되는)와 같은 매체의 위상 변화를 언급한다.
광기억 시스템의 설계에서 다루어지는 많은 광효과는 수반된 광의 파장에 따라 변화되므로, 판독/기록 동작에 사용되는 광의 파장의 수에 의해 어떤 거리 또는 두께를 논의하는데 유용하다. 하기에서, 광의 약 50 파장보다 긴 거리, 및 약 50 파장보다 짧은 거리 또는 약 10 이하의 짧은 파장의 길이 정도의 짧은 거리 간에 구별이 이루어진다. 본 발명의 실시예는 관련된 광의 파장이 약 650 내지 800㎚ 이어서, 약 130㎛ 이상의 치수를 갖는 구조가 더 긴 길이로 간주되게 되는 시스템과 관련해서 하기에 설명된다. 제 2 표면 매체에서, 판독/기록 동작이 기록층으로부터 50 파장 이상에 위치된 먼지 입자, 스크래치 등에 비교적 민감하지 않지만(원뿔 각도를 고려할 때 기록층에 도달하는 시간에 의해 광스폿의 모양 또는 파워에 거의 영향이 없게 된다), 수차가 공기/투명층 인터페이스에서 발생된 이후에 판독/기록빔(724)이 기록층(710)에 도달하기 전에 비교적 긴 거리를 통해서(비교적 두꺼운 투명층(718)의 두께를 통해서) 전파해야 하고, 예를 들어 반사 필름(726)(예를 들어 폴리머인 하부층(728)에 결합될 수 있음)으로부터의 반사 이후에 다시 투명층(718)을 횡단해야 한다는 사실 때문에, 다양한 광학 수차에 비교적 민감할 수 있도록 투명층(718)은 충분히 두껍다. 따라서 판독/기록빔(724)은 기록층(710)에 도달되기 전에 투명층(718)을 "만나게 된다". 이 방법에서, 기록층(710)은 판독/기록빔이 도달하는 다중층 매체(732)의 제 2 층이다. 비교적 긴 광전파 경로로부터 일어나는 수차 효과에 대한 증가된 감도에 추가해서, 원뿔 각도 및 기울기(기록 매체의 평면에 대하여 비수직인 광학축)에 의해 많은 수차 효과가 악화된다. 결과적으로 많은 이전의 광학 시스템은 실질적인 빔 기울기를 피하기 위해 트래킹을 위한 레일 또는 유사한 선형 가이드를 사용했다.
일부 기록 재료에 레이저에 의해 기록된 마크(mark)를 활용하는 광기억 장치에서, 기억 용량은 기록될 수 있는 마크의 최소 크기에 의해 제한된다. 이것은 레이저 및 광학 시스템에 의해 발생될 수 있는 초점 스폿의 최소 크기에 의해 차례로 설정된다. 이론적인 최소 스폿 크기는 집속빔의 파장 및 개구 또는 NA(즉, 원뿔 각도)에 의해 결정된다. 그러나, 실제로 광학 시스템은 예를 들어 제조상의 에러 때문에 항상 완벽하지 않다. 예를 들면, 최종 초점 렌즈(대물 렌즈)는 폴리싱 에러에 기인하여 또는 사출 성형의 경우 몰드의 스트레스에 기인하여 불완전한 모양을 가질 수 있다. 이들 에러들로 인해 이상적인 크기로부터 스폿 크기를 증가시키 는 광수차가 생기게 된다.
상기에 지적한 바와 같이, 제 2 표면 매체에서, 비교적 두꺼운 투명층(718) 또는 기판은 구면 수차(광학축으로부터의 다른 반지름의 광선이 다른 점들에 집속(focus)되도록 하는 위상 에러), 코마(투명층(718)이 광학축에 수직이 아닐 경우, 기록된 스폿에 "테일(tail)"을 만듬), 비점 수차(非點收差)(대칭 스폿이라기 보다는 2개의 수직 라인을 따라서 초점을 만듬) 및/또는 복굴절(이에 의해 다른 광의 편광이 다르게 나타남)을 포함하는 많은 광수차를 발생시킨다. 제 2 표면 기록에서, 디스크 기판 자체(통상적으로 0.6㎜ 내지 1.2㎜의 광학 플라스틱)는 광학 트레인의 일부를 형성한다. 그러므로, 광학 시스템에 대한 기판의 위치, 특히 기판의 기울기의 각도뿐만 아니라 기판의 특성도 중요하다. 상기 에러들은 기억 밀도를 증가시키려는 시도로 큰 NA가 제공되는 시스템의 스폿 크기에 부분적으로 큰 효과를 갖는다. 따라서 디스크 기울기와 같은 주어진 기계적인 허용 오차는 사용될 수 있는 NA에 대한, 즉 기억 밀도에 대한 제한을 가할 수 있다(서보 보정이 없는 경우). 따라서 제 2 표면 매체로 발생하는 수차의 증가에 대한 실질적인 영향은 NA를 제한하는 것으로, 데이터 공간 밀도를 효과적으로 제한하게 된다.
두꺼운 투명층(718)의 존재로부터 발생하는 일부 또는 모든 수차는 적어도 이론적으로 렌즈 또는 유사한 광학 장치를 사용함으로써 부분적으로 보상될 수 있지만, 이들 광학 장치로 인해 바람직하지 않게 비용이 상승하거나 시스템의 성능이 악화될 수 있다. 또한, 그러한 보상 렌즈는 통상적으로 단일한, 미리 정의된 층(718)의 두께에 대한 보상을 제공한다. 상기 투명층(718)의 두께 또는 다른 특 성의 공간 변화가 있을 수 있기 때문에, 상기 보상은 매체의 일부 위치에서 원하는 것보다 적을 수 있다.
투명층(718)이 통상적으로 비전도성의 재료로부터 형성되기 때문에, 매체의 회전 또는 유사한 움직임은 먼지 입자들 또는 다른 파편들이 매체의 조작면에 부착될 수 있을 정도의(및/또는 상기 조작면으로부터 제거하기에 어렵게 되는) 충분한 정전하를 발생시킬 수 있는 중대한 위험이 존재하게 된다.
제 2 표면 매체와 관련된 이들 및 다른 어려움에도 불구하고, 제 2 표면 매체는 특히 적어도 부분적으로 기록층이 상기 투명층(718)(비교적 두꺼운)에 의해 먼지, 스크래치 등으로부터 효과적으로 절연되기 때문에 상기 매체가 밀폐 카트리지 또는 다른 장치에 의해 보호되지 않는 시스템에 대해 비교적 널리 퍼져있다. 따라서 제 2 표면 매체의 일부 또는 모든 불리한 측면을 회피할 수 있는 기록 가능한 매체를 제공하는 것이 유용할 수 있다.
CD, DVD 및 유사한 광기억 매체는 통상적으로 카세트 또는 다른 밀폐 홀더를 필요로 하지 않고 단일한 디스크 형태의 장치로서 제공된다. 밀폐된 홀더 또는 카세트의 결여는 현재의 데이터 기억 장치, 음악(또는 다른 오디오) 또는 동영상(또는 다른 비디오) 기억 장치의 경우에 실용적인 반면, 또한 디지털 카메라 및/또는 작은 포맷(디지털 카메라에 맞는)의 용도와 같은 어떤 고려된 용도에 특히 중요할 수 있는 어떤 결점을 나타낸다. CD 및 DVD는 통상적으로 기록 매체를 보호하기 위하여 카세트 덮개 없이 제공되기 때문에, CD 및 DVD는 제 2 표면 매체로서 제공된다, 즉 하나 이상의 비교적 두껍고(약 0.6㎜) 선택적으로 투명한 층들이 적어도 CD-ROM 또는 DVD의 하나의 표면을 커버한다. 이 보호층은 어떤 수차를 악화시킬 정도록 충분히 두껍고(및 빔 기울기에 대한 비교적 높은 민감도의 결과가 된다), 따라서 시스템의 광학 장치에 의해 CD 또는 DVD의 데이터 기록층은 판독/기록빔이 도달하는 제 1 표면이 아니다. 보호층의 광학 효과를 수용할 필요성은 CD-ROM 또는 DVD의 데이터 밀도에 대한 결과를 갖는다. 실제로, CD 또는 DVD에서 제공된 데이터 밀도는 비교적 두꺼운 보호층의 존재에 의해 제한된다. 비교적 두꺼운 보호층의 존재로 CD 또는 DVD 디스크가 다른 방법으로 보호되지 않는다, 즉 카세트 또는 다른 덮개에 밀봉되지 않는다는 사실에 의해 차례로 실질적으로 구술된다. 오히려, 비교적 두꺼운 투명층(718)은 스크래치, 먼지 입자 등이 상기 기록층으로부터 충분히 간격을 두고 떨어져 있어서 초점이 흐려지고 입사하는 빔의 일부만을 사용하게 된다는 것을 의미한다. DVD 장치와 같은 현재의 광기억 장치는 약 9366㎟의 표면에 약 4.75기가바이트의 데이터의 저장을 제공한다. 광기억 매체에서 달성될 수 있는 데이터 밀도가 주어진 데이터 용량을 달성하는데 필요한 디스크의 물리적인 크기에 영향을 미치기 때문에, CD 또는 DVD에 사용되는 제 2 표면 매체는 상당히 좁은 허용 한계 및 높은 정확도를 필요로 할 수 있으므로, 통상적인 디지털 카메라(예를 들면, 직경이 50㎜ 이하, 바람직하게는 40㎜ 이하인)에 수용될 수 있을 만큼 충분히 작은 디스크의 기록층당 0.25기가바이트 이상의 용량과 같은 높은 용량을 제공하기 위하여 디스크와 드라이브 모두의 제조에 높은 비용이 발생한다. 따라서, 약 50㎜ 이하의 디스크 직경과 같은 비교적 작은 디스크 크기를 이룰 수 있고, 반면 250메가바이트의 데이터 기억 용량당 약 5달러 이하의 비용과 같은 비 교적 낮은 비용으로, 측면당 0.25기가바이트 이상의 용량, 바람직하게는 측면당 0.5기가바이트 이상의 용량과 같은 비교적 높은 데이터 용량을 이룰 수 있는 광데이터 시스템을 제공하는 것이 유용할 수 있다.
많은 광디스크 데이터 기억 장치의 개발은 실질적으로 선형 방법(이른바 선형 액추에이터)으로 디스크의 원하는 반지름 위치에 판독/기록 빔을 위치시키도록 판독/기록 메카니즘이 구성된 장치에 중점을 두고 있다. CD 및 DVD를 판독/기록하는 것과 같은 많은 상황에 선형 액추에이터가 유용한 것이 입증되었지만, 상기 선형 액추에이터의 대부분의 소자들의 위치는 통상적으로 액세스 시간, 데이터 전송 속도 등과 같은 성능 파라미터에 영향을 주었다. 이들 인자들은 상기 장치들의 주어진 성능 레벨에 대한 가격에 영향을 미칠 수 있다. 일반적으로, 선형 액추에이터는 비교적 높은 마찰의 장치로, 정확한 트랙 얼라인먼트를 필요로 한다. 선형 액추에이터는 통상적으로 실질적인 두께를 판독/기록 또는 드라이브 장치에 더하고, 일반적으로 최소화 방향으로 충분히 축소되지 않는다. 따라서 선형 액추에이터는 일반적으로 두께, 액세스 시간, 대역폭 및 전력 소비가 덜 중요한 응용 장치에 가장 많이 사용되고, 통상적으로 움직이는 판독/기록 헤드가 비교적 큰 부피인 큰 경우에 사용되는 것으로 알려졌다. 따라서 회전 액추에이터와 같은 비선형 액추에이터를 수용하도록 구성된 광데이터 기억 매체 및/또는 카트리지를 제공하는 것이 유용할 수 있다.
비록 디지털 카메라에 대해 분리 가능한 매체의 크기, 모양 및 무게가 디지털 카메라의 성공에 있어서 중요할 수 있지만, 분리 가능한 매체(및 밀폐 카세트) 의 구성은 회전 속도, 액추에이터 속도, 및 경로와 같은 인자에 의해 삽입/분리 장치 또는 방법 등을 포함하는 판독/기록 장치("드라이브")의 구성에 강하게 제한을 받는다. 따라서 바람직하게 비교적 비용이 저렴하고, 작으며, 무게가 가벼운 드라이브 또는 판독/기록 디바이스와 관련해서 사용되도록 구성된 분리 가능한 광기억 매체를 제공하는 것이 유용할 것이다.
본 발명은 명세서에서 논의하는 시스템들을 포함하는 이전의 시스템의 어떤 문제의 존재 및/또는 특징의 인식을 포함한다. 본 발명은 비교적 높은 용량과 비교적 가벼운 무게, 크기 및 낮은 비용을 갖도록 구성되는 분리 가능한 광데이터 기록 카트리지를 제공한다. 한 측면에서, 상기 시스템은 기록 가능한 매체를 포함하고, 바람직하게는 광디스크 카트리지가 데이터 판독 및 기록을 위해 회전 액추에이터와 관련해서 사용되도록 구성된다. 상기 시스템은 시스템의 일부로서 데이터를 캡처 및/또는 기록(디지털 카메라, 오디오 또는 비디오 레코더 등)하는 것, 시스템의 일부로서 데이터를 플레이하거나 다른 방법으로 출력(기록된 또는 "미리 기록된" 영상, 비디오, 오디오 또는 다른 정보를 표시함)하는 것 또는 그들의 결합을 포함하는 많은 방법으로 사용될 수 있다. 본 발명의 하나의 특징에 따라서, 상기 매체는 밀폐된 카트리지에 의해 보호되는 제 1 표면 매체이다. 바람직하게 상기 매체는 양 표면에 기록하도록 구성될 수 있고, 카트리지는 액추에이터가 2개의 대향되는 카트리지 표면 중 어느 하나를 통해서 액세스하도록 구성된다. 디스크의 판독/기록 표면은 상기 디스크가 드라이브로부터 분리될 때 실질적으로 밀봉된다.
본 발명의 한 측면에서, 사용자가 분리할 수 있는 광데이터 기억 카트리지가 제공된다. 상기 시스템은 약 제곱 인치당 4기가비트 이상의 보다 높은 데이터 밀도뿐만 아니라 DVD 시스템에서 알려진 데이터 밀도와 유사한 밀도(제곱 인치의 데이터 표면당 2.6기가비트)를 포함하는 비교적 높은 데이터 밀도를 제공할 수 있다. 상기 시스템은 약 35㎜ ×35㎜ ×3㎜와 같은 비교적 작은 크기에도 불구하고 약 0.25기가바이트 이상과 같은 비교적 큰 데이터 용량을 제공한다. 한 측면에서, 상기 매체는 제 1 표면 매체이다. 바람직하게 상기 카트리지가 드라이브로부터 회수될 때, 상기 카트리지는 매체의 데이터 표면을 실질적으로 밀봉하고, 상기 카트리지가 드라이브에 삽입될 때, 상기 표면의 적어도 일부는 광학 장치 암의 대물렌즈에 자동적으로 노출된다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광기록 카트리지의 투시도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 도 1의 카트리지와 관련해서 사용할 수 있는 드라이브의 분해된 하부 투시도를 나타낸다.
도 3은 또한 도 1의 카트리지를 분해된 형태로 나타내는 도 2의 드라이버의 분해된 상부 투시도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라서 상부 덮개가 제거되었을 때의 드라이버 및 삽입된 카세트의 상부 평면도를 나타낸다.
도 5는 도 4의 선 5 - 5를 따라 취해진 단면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 한 실시예와 관련해서 사용될 수 있는 액추에이터 암의 측 면의 정면도이다.
도 7A, 도 7B 및 도 7C는 각각 제 2 표면 및 제 1 표면 매체의 2개의 실시예의 실례의 구성을 통한 단면도를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 한 실시예와 관련해서 허브 매체를 사용하는 카트리지의 분해된 상부 투시도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 비이동 윈도우 커버를 갖는 카트리지의 분해된 하부 투시도를 나타낸다.
도 10A 및 도 10B는 본 발명의 한 실시예에 따라서 기록 가능한 매체의 단일 표면을 기록하기 위한 카트리지의 분해된 하부 및 상부 투시도를 각각 나타낸다.
도 11은 본 발명의 드라이브와 관련해서 사용할 수 있는 메인 회로 보드의 블럭도를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 도 11의 회로 보드에 대한 배치의 상부 평면도를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 디스크 및 카트리지의 중심부를 통한 부분적인 단면도를 나타낸다.
도 14는 스핀 모터 허브를 맞물리게 하는 메카니즘의 부분적인 단면도를 나타낸다.
도 15A 및 도 15B는 본 발명의 한 실시예에 따른 제 1 및 제 2 위치의 광학 암 래치의 측면 정면도를 나타낸다.
도 15C 및 도 15D는 본 발명의 한 실시예에 따라서 도 15A 및 도 15B에 도시 된 위치에 대응하는 위치에서의 광학 암 래치의 종단 정면도를 나타낸다.
도 16은 본 발명의 한 실시예에 따른 셔터 이동 메카니즘을 설명하는 카트리지 내부의 부분적인 투시도를 나타낸다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 한 실시예에 따른 광소자들의 개략도, 투시도, 부분적인 분해도 및 상부 평면도를 각각 나타낸다.
도 19는 본 발명의 한 실시예에 따른 광소자들의 상부 평면도를 나타낸다.
도 20A 및 도 20B는 본 발명의 한 실시예에 따른 광학 암의 측면 정면도 및 종단 정면도를 나타낸다.
도 21A 및 도 21B는 본 발명의 한 실시예에 따른 광학 암 및 포커스 액추에어터의 측면 정면도를 나타낸다.
도 22는 본 발명의 한 실시예에 따른 디지털 카메라의 하부 투시도, 부분적인 분해도를 각각 나타낸다.
도 23은 본 발명의 한 실시예에 따른 광학 암 및 포커스 액추에이터의 측면 정면도를 나타낸다.
도 24A 및 도 24B는 본 발명의 한 실시예에 따른 광학 암의 부분적인 측면 정면도 및 투시도를 나타낸다.
도 25A 및 도 25B는 본 발명의 한 실시예에 따른 광학 암의 부분적인 측면 정면도 및 투시도를 나타낸다.
도 26은 본 발명의 한 실시예에 따른 동축 검출기를 갖는 광학 장치 구성의 개략적인 투시도를 나타낸다.
도 27은 본 발명의 한 실시예에 따른 선형 포커스 시스템을 갖는 광학 암을 부분적인 단면으로 도시하는 개략적인 측면 정면도를 나타낸다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 한 실시예에 따르면, 분리 가능하고 기록 가능한 광 기억 카트리지(112)는 직사각형 측면벽(122)에 결합되는 상부벽(116)과 하부벽(118)을 구비한 카트리지에 의해 둘러싸이는 회전 가능하고 기록 가능한 광 기억 디스크(114)를 포함한다. 한 실시예에서, 매체는 코닥사에서 이용되는 14인치 광 WORM(optical write-once-read-many) 디스크 제품과 결합되는 InSbSn 위상 변화 매체이다. 적합한 매체의 예는 미국특허 제4,960,680호 및 제5,271,978호에서 기술된다. 이러한 매체는 제 1 표면 매체로 적합하다. 이러한 매체는 실질적으로 레이저 광 주파수 범위(예를 들면, 400nm 이하에서 1100nm 이상의 파장까지)로 사용될 수 있도록 팬크로매틱 또는 "광대역"으로 되고, 본 발명이 짧은 파장 레이저(예를 들면, 블루 레이저)와 결합되어 이용될 수 있고, 매체 수정 필요 없이 작은 스폿 크기(높은 데이터 밀도)를 얻을 수 있도록, 이러한 매체를 이용하여 형성되는 디스크(114)는 실질적으로 강성(rigid)으로 된다. 본 발명의 실시예에서 이용될 수 있는 매체의 또 다른 예는 Kurary Plasmon Data Systems Co., Ltd.의 미국특허 제4,816,841호에서 기술되며, 이 매체는 플라스틱 기판으로 구성된다. 어떤 실시예에서, 비강성 매체는 강성의 복합 매체를 제공하기 위해 강성 기판의 한쪽면 또는 양쪽면에 접착(또는 결합)되며, 또는 (반강성 복합 매체를 제공하기 위해) 반강성 기판과 결합될 수 있고 또는 비강성 매체를 제공하기 위해 기판과 결합되지 않을 수 있다. 도 8에서 도시되는 바와 같이, 만일 카트리지(112)가 비강성 또는 반강성 필름형 디스크(812)와 결합되어 사용되면, 디스크(812)는 중심을 획정하기 위하여(예를 들면, 돌출부를 최소화하기 위해) 분리 허브(814)를 제공한다. 또한 허브(814)는 카트리지(816a, 816b)의 중심 구멍과 디스크(812) 사이에서 시일을 제공하도록, 예를 들어 디스크(812)의 데이터-베어링 부분의 접촉 또는 오염을 피하기 위해 사용될 수 있다.
도 13은 허브 영역을 통해 카트리지의 내부로 먼지 입자가 진입하는 것을 방지하는 한 방법을 도시한다. 도 13의 실시예에서, 환형의 미로 시일이 디스크(114)의 허브 영역과, 상부(124) 및 하부(126) 카트리지 구성요소의 인접 영역의 내부면 사이에서 형성된다. 도시된 실시예에서 상부(124) 및 하부(126) 카트리지 구성 요소의 내부면에서 내부적으로 확장하는 환형 돌출부(annular tongue)(1312a, 1312b, 1312c, 1312d)는 디스크(114)의 허브 영역에서 형성된 상보형 환형 홈(annular groove)(1314a, 1314b, 1314c, 1314d)에 맞물린다. 또한, 디스크 상에 돌출부와 카트리지 안에서 홈을 제공하고, 미로 형상의 측면 맞물림이 제공되고 그와 같은 종류를 사용할 수 있는 또 다른 미로 형상이 사용될 수 있다. 어떤 이론에 기초로 할 필요 없이, 이러한 미로는 충분히 길고 구부려진 경로를 제공하도록 구성될 수 있고, 이러한 구성은 대물렌즈와 매체의 거리보다 크거나 동일한 크기를 가지는 입자들이 예를 들어 입자의 소정 크기/질량에 대한 자유 경로나 소정의 공기 유동 패턴과 같은 인자를 고려할 때 시일 통과를 어렵게 한다. 원한다면, 셔터 시스템(144a, 144b)은 카트리지(112)가 중심 구멍을 통해 입자의 진입을 방지하기 위해 드라이브에서 제거될 때 중심 구멍(816a, 816b)을 커버하도록 형상될 수 있다. 대물렌즈는 디스크의 작동면에서 적어도 약 50㎛로 떨어지는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 매체는 제 1 표면 매체로서 형상된다. 제 1 표면 매체에서, 도 7B에 도시되는 바와 같이, (복합)기록층(740)은 판독-기록빔이 도달되는 제 1 층이다. 기록층의 "스택"(740)은 이들이 적층되는 기판과 비교하여 얇다. 일반적으로 적층 두께는 일반적인 기판 두께 300-1200㎛에 비교하여 1㎛보다 작거나 10㎛이내이다.
도 7C에 도시되는 바와 같이, 한 실시예에서, 판독/기록빔이 기록 필름(742)에 도달하기 전에 디스크의 어떤 부분을 통과하지 않도록, 기판(752) 상에서 기록 필름이 놓여지도록 디스크가 형성되면, 기록 필름(742)은 디스크의 최외각 표면을 획정(劃定)한다. 도시된 실시예에서, 기록층은 단일 필름(742)으로 구성된다. 원한다면, 카본의 (소수의 분자 두께와 같은)얇은 코팅 또는 다른 마모-저항 재료(도시되지 않음)가 필름(742)의 외부면상에 피착될 수 있다. 도 7C의 구조는 예를 들어 필름(742)의 재료가 기판(752)과 충분한 접착을 가지고 및/또는 적합한 열특성을 가질 때 유용하다. 또 다른 실시예에서는, 도 7B에 도시되는 바와 같은 부가적인 필름을 구비하는 기록층이 제공된다.
도 7B에 실시예에서, 판독-기록빔은 기록 가능한 염료(dye) 또는 위상 변화 필름(742)에 도달하기 전에 다수의 필름 복합 기록층(740)의 필름(744a)를 통과한다. 또 다른 실시예에서, 빔은 기록 가능한 필름(742)에 도달하기 전에 두개 이상의 필름을 통과한다. 바람직하게는, 기록 가능한 필름(742)에 도달하기 전에 통과 되는 필름은 약 두 파장(예를 들어, 650-800nm 광에 대하여 100nm이하, 바람직하게는 약 50nm 이하)과 동등한 얇은 두께를 가지며, 필름(744a)의 존재에 의해 악화되거나 또는 발생되는 (예를 들면, 제 2 표면 매체의 두꺼운 투명층(718)에 관련하여 상기에서 기술되는 유형)수차는 충분히 작아지며, 여기에서는 판독-기록빔 경로를 설계할 때 이러한 수차를 고려할 필요가 적어진다. 이런점에서, 기록층(740)은 판독-기록빔이 도달되는 제 1 표면으로 효과적이다. 빔(754)이 기록 가능한 필름(742)에 도달하기 전에 통과해야 하는 필름(744a)은 비교적 얇기 때문에, 도 7B에 도시되는 구성을 포함하는 본 발명의 제 1 표면 매체는 구형 수차, 코마(coma), 비점 수차 및/또는 복굴절(birefringence)과 같은 상기에서 기술된 광 수차를 포함하는 제 2 표면 광 데이터 기억 매체의 광 수차나 또 다른 단점을 제거하거나 감소시킨다. 상기에서 기술된 바와 같이, 디스크 경사와 같은 에러 효과는 기판 두께에 따르며, 제 1 표면 기록은 이러한 에러의 효과를 현저하게 감소시킬 수 있으며, NA의 밀도가 증가되도록 한다. 또한, (도 7A와 연결되어 상기에서 기술되는 제 2 표면 시스템과 비교하여)도 7B의 제 1 표면 시스템에서는 상대적으로 적은 전력 손실을 얻을 수 있다. 유전체 필름(744a)은 충분히 얇아서, 빔을 집속시키는 효과가 적어진다. 그 결과, 저렴한 비용으로 비교적 작은 스폿 크기(및 비교적 높은 영역 데이터 밀도)를 얻을 수 있다.
또한 작은 디스크 상에서 비교적 큰 데이터 용량을 얻을 수 있는 능력은 작은 디스크 내부의 비교적 작은 관성 (회전)모멘트가 장치의 전력 소모를 감소시킨다는 장점을 가진다. 디스크를 (소정의 짧은 스핀업 시간에서)소정의 회전 속도로 가속시키거나, 또는 필요하다면 주어진 반지름 위치에서 소정 속도를 제공하기 위하여 디스크를 감소시키기 위한 전력은 부피가 큰 디스크보다 더 작아질 수 있다.
비록 본 발명에서 제 1 표면 매체의 많은 구성이 사용될 수 있지만, 도 7B에서는 하나의 구성의 실례만이 제공된다. 도 7B에서, (다중-필름)기록층(740)은 두 유전체 필름(744a, 744b)사이에 삽입된 기록 가능한 염료 또는 위상 변화 필름(742)을 포함한다. 삽입된 필름(744a, 742, 744b)에 인접하는 반사 필름(746)은 기판(752)에 접착되는 접착 필름(748)과 결합된다. 도 7B에서, 상부 유전체 필름(744a)의 상부면은 예를 들어 판독/기록 빔(754)이 처음에 충돌되는 기록층(740)의 작동 표면을 획정한다. 원한다면, 카본의 얇은 코팅(몇 개의 분자 두께) 또는 다른 마모-저항 재료가 매체의 작동 표면상에 놓일 수 있다.
바람직하게는, (도 7B에서 도시되는 필름(742, 744a, 744b, 746 및 748)과 같은)기록층(740)을 구성하는 필름은 각각 100nm보다 작게, 바람직하게는 약 50nm보다 얇다. 기록층(740)은 약 1000nm 두께, 바람직하게는 약 400nm 이하, 약 20nm 이하로 할 수 있다.
기록 가능한 매체 필름(742)은 다수의 재료로 형성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 기록 필름은 열적으로 기록되고 광학적으로 판독되며, 위상-변화 재료(예를 들면, TeO 또는 칼코겐(chalcogenide) 합금, 예를 들어 InSbSn) 또는 염료와 같이 한 번 기록될 수 있으며 또는 다른 위상 변화 재료(GeTeSb)나 광자기 재료와 같이 소거되거나 재기록할 수 있다. 또한 광학적으로 기록되는 매체를 사용할 수 있다. 공지된 광학적으로 기록되는 다수의 매체 중 일반적으로 사용되는 것은 사진 용 필름이다. 적어도 한 실시예에서, 기록 가능한 매체 필름(742)은 전기적으로 도체이며, 이것으로 먼지 입자 또는 다른 부스러기들을 받아들이지 않는 데에 기여하기보다는 정전하를 분산시키는 데에 기여한다. 바람직하게는 기록층에서 기록된 정보의 판독은 반사적으로 실행되는데, 예를 들어, 적층에서 반사된 광 신호는 서보 피드백과 전력 조정뿐만 아니라 데이터 기록용과 같은 모든 신호로 사용되고 모니터링된다. 기록 가능한 매체 필름(742)의 두께는 흡수성, 투명성, 열 특성 및 그와 같은 종류의 다수의 인자에 따라 선택된다.
한 실시예에서, 기록 필름(742)은 기판(752)상에 직접 놓이고, 만일 이것이 공기 및 습기에 노출되어도 충분한 화학적 저항을 가진다면, 또한 다른 필름이나 층이 필요하지 않게 된다. (InSbSn 또는 GeTeSb와 같은)기록 필름은 스퍼터링, 증착 또는 다른 수단에 의해 피착될 수 있다. 재료 조성, 기판 및 피착 파라미터는 광 접착 및 층의 질에 따라 선택된다. 두께는 광 빔의 결합을 향상시키고, 판독에서의 반사 콘트라스트를 향상시키기 위하여 입사면과 필름/기판 경계 사이에서 광 간섭을 이용하는 것에 의해 최적화된다.
유전체 필름이 만일 존재한다면, 유전체 필름(744a, 744b)은 공동으로 피착되는 ZnS-SiO를 포함하는 다수의 재료로 형성된다. 유전체 필름은 기록 필름(742)의 한쪽 또는 양쪽 측면 상에 첨가될 수 있다. 상부 필름(744a)(예를 들어, 기록 필름과 공기 사이)의 경우에, 이것은 화학적 및 습기 방지를 제공할 뿐만 아니라 스크래치 저항에 대한 강도도 제공한다. 또한 이것은 감도가 감소되는 회전 디스크에서 기록 필름에서 대류 냉각을 감소시키기 위하여 열절연을 제공한다. 또한 상부 필름은 필름의 굴절률과 두께를 선택하는 것에 의해 광 반사 방지 기능을 제공할 수 있다. 일반적으로, 유전체 필름은,
열팽창 계수, 열용량, 열전도율과 같은 중간 필름 또는 중간층 열 특성 또는 다른 열 조정 목적의 차이를 제어하거나 또는 보상하는 목적;
예를 들어 광 반사와 흡수 사이에서 또는 (예를 들어, 만일 유전체가 1/4 파장 플레이트로 작용되는 두께를 가진다면)스케터링 및/또는 광학 "튜닝" 사이에서 콘트라스트를 강화시키는 목적;
또 다른 필름 또는 층에서 또는 먼지나 에어로솔(aerosol) 입자의 접촉을 피하거나 내부 필름, 예를 들어 "742"을 포함하는 환경에서 습기, 가스 또는 화학제품의 난반사, 전송 또는 이동을 감소시키거나 또는 방지하는 목적;
제거할 수 있는 위상 변화나 염료 매체의 경우에 가열되거나 또는 용융되는 재료를 포함할 수 있는 목적들을 일부분 또는 모두 이용할 수 있다.
유전체 필름의 구조에서, 금속 반사 필름(746)이 첨가된다. 이것은 변화되는 매체의 흡수를 탁월하게 하고 반사 필름과 빔의 이중 통과를 이용하여 반사 신호를 강화시킬 수 있어 염료 매체에 특히 유용하다. 반사 필름(76)은 알루미늄 또는 다른 금속과 같은 다수의 재료로 형성될 수 있다. 일반적으로 금속 반사 필름은 양호한 열전도를 가지고, 열 흐름을 부분적으로 조절하도록 이용될 수 있다. 특히, 기록 비트에서 빠른 냉각율이 필요한 곳에서는 제거 가능한 위상-변화 매체를 이용한다. 제 1 표면 기록으로, 기판 그 자체는 금속성이 될 수 있고 반사재로서 작용할 수 있다.
접착 필름(748)은 만일 직접 접촉될 때 나쁜 접착성을 가지는 필름 또는 층 사이에 제공될 수 있다. 기록 필름과 기판(752) 사이의 접착 필름(748)은 기판에 접착성을 향상시킬 뿐만 아니라 이것이 피착될 때 기록 필름의 특성, 즉 위상-변화 매체의 경우에 결정 크기와 같은 특성을 변화시키고, 향상된 감도와 기록 균일성을 제공할 수 있다. 게다가, 접착 필름은 판독 콘트라스트를 변경시키는 광학적 장점을 제공할 수 있다. 게다가, 부분적으로 열 최적화를 얻을 수 있다. 예를 들면, 매체가 위상-변화를 제거할 수 있으면, 기판 또는 또 다른 층에서 열 유동률을 제어할 수 있다. 접착 필름은 2-5Å 정도로 얇을 수 있다.
기판(752)은 폴리카보네이트 또는 PMMA와 같은 투명하거나 흡수되는 플라스틱일 수 있고, 또는 유리나 광학 크리스탈, 금속, 섬유 유리 또는 다른 재료일 수 있다. 제 1 표면 반사 기록의 특징은 기판의 광학 특성이 더욱 완화된다는 점이다. 일반적으로, 투명성 또는 흡수성 기판이 사용될 수 있다. 기판은 DVD와 같이 (소프트 포멧을 위해)평면일 수 있고, 또는 미리 홈이 나 있을 수 있다.
비록 유전체 필름(744a)이 먼지나 다른 입자로부터 발생되는 스크래칭 또는 수차 문제를 감소시키고 제거하는데 사용될 수 있지만, 만일 제 1 표면 매체가 접촉 및/또는 오염으로부터 보호되지 않는다면, (광학 암 및/또는 판독/기록빔을 갖는 매체의 작동 표면 근처에서 입자의 광학적 또는 기계적 상호 작용에 의해 발생되는 데이터 손실을 포함하는)데이터 손실의 위험이 존재한다. 특히 이러한 위험은 제 1 표면 매체가 도 7A의 제 2 표면 매체에서 설명되는 투명층(718)과 같은 상대적으로 두꺼운 보호층을 제공하지 않을 때 제 1 표면 매체에서 커진다. 도 1에 서 설명되는 실시예에서는, 이러한 데이터 손실로부터의 보호가 카트리지(112)의 벽에 의해 실질적으로 제공된다.
카트리지 바디는 비록 다른 (스탬핑, 머시닝 등)프로세스나, 다른 (알루미늄, 스틸 또는 다른 금속, 합성 수지, 섬유 유리, 세라믹 및 그와 같은 종류의)재료가 사용될 수 있지만, 열가소성 재료로 사출 성형하는 것에 의해 만들어지는 것이 바람직하다. 바람직하게는 카트리지 바디는 초음파 용접, 접착, 탭 및 슬롯 정렬 등에 의한 접합선(128)을 따라 상부 부분(124)과 하부 부분(126)을 결합하는 것에 의해 형성된다. 비록 도 1의 실시예에서는 핑거 그립 융기(132a, 132b)를 도시하지만, 이것은 드라이브에 포지티브 카트리지 방출 메카니즘(도시되지 않음)이 제공되면 제거될 수 있다.
실시예에서, 카트리지(112)의 리딩 에지(134)(예를 들어, 드라이브 영역 안으로 첫 번째로 삽입되는 가장자리)는 캠/중심 각 표면(136a, 136b)을 포함하고, 데이터 밀도, 기록 가능한 면수, 포멧 등과 같은 카트리지(112) 또는 디스크(114)의 특성, 즉 그들의 수, 위치, 형상, 깊이 등을 인코딩하도록 사용될 수 있는 하나 이상의 오목부를 제공한다. 오목부는 예를 들어 드라이브에서 위치되는 하나 이상의 핑거(도시되지 않음)에 의해 판독되는데, 이것은 본 발명을 이해하는 종래 통상의 지식을 가진 자라면 명확히 알 수 있다. 만일 원한다면, 평평 및/또는 오목한 영역(143)이 라벨을 수용하도록 제공된다. 윈도우(142)는 디스크를 통해 확장하는 상부면에서 형성되고 디스크(114)의 상부면의 적어도 일부분과 정렬된다.
도 9의 실시예에서, 디스크(912)의 기록 가능한 표면를 보호하는 큰 치수(measure)는 (적어도 판독/기록 빔의 파장에서)투명한 재료의 (이동하지 않는)커버(914a, 914b)로 윈도우(942, 946)를 커버함으로써 제공된다. 커버 재료는 유리나 폴리카보네이트를 포함할 수 있다.
도 3에서 도시된 실시예에서는, 윈도우(142, 146)는 셔터 핀(155) 주위에서 회전하고, 셔터 구멍(157a, 157b)과 맞물리는 셔터(144a, 144b)에 의해 폐쇄되거나 시일될 수 있다. 도 3의 실시예에서, 셔터(144a)는 디스크(114)의 기록면에서 윈도우(142)를 통해 액세스 하도록 폐쇄된, 바람직하게는 시일된 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능하다. 카트리지(112)가 드라이브 안에 삽입될 때 셔터(144a)가 개방 위치로 자동적으로 이동하고, 카트리지(112)가 드라이브에서 제거될 때 폐쇄되거나 시일된 위치로 셔터가 자동적으로 이동하도록, 하기에서 기술하는 바와 같이, 카트리지(112)는 드라이브와 협력되도록 구성되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 카트리지(112)는 디스크(114)의 두 개의 주 표면 상에 기록을 수용하도록 구성될 수 있다. 한 실시예에서, 드라이브에는 한 번에 (하부 표면과 같은)하나의 표면 상에 기록하기 위하여 암이 제공된다. 대향된 표면 상에 기록하기 위하여, 사용자는 카트리지(112)를 제거하고, 카트리지가 대향된 표면 하단부에 위치되도록 회전시키거나 재삽입시킬 수 있다. 이러한 형상에서, 카트리지(112)는 제 2 표면(118) 상에 윈도우(146)가 위치되도록 구성되는 것이 바람직하다. 제 2 윈도우(146)는 상기에서 기술된 바와 같이 기록 매체 최하단의 제 2 표면에서 회전되도록 위치되는 것이 바람직하고, 제 2 윈도우(146)는 제 2 표면이 최상단일 때 제 1 윈도우(142)의 위치에서 실질적으로 (드라이브에 대한)동일한 장소로 위치된 다. 이러한 방법으로, 엑추에이터 암은 표면(116 또는 118)이 최상단인지에 관계 없이 동일한 위치 범위로 존재할 수 있다.
도 10A와 도 10B에서 기술되는 바와 같이, 또 다른 실시예에서, 카트리지는 디스크(1014)의 한 표면(1012)에만 기록되도록 구성될 수 있다. 도 10A 및 도 10B의 실시예에서, 비록 카트리지는 제 1 및 제 2 측면(1016a, 1016b)를 포함하지만, 기록되는 디스크(1012)의 표면에 인접한 측면에만 윈도우(1046)와 셔터(1044b)가 제공된다. 카트리지는 윈도우(1046)가 드라이브 광학 장치에 액세스가능한 방법과 다르게 카트리지를 삽입하는 것을 방지하도록 형상되는 것이 바람직하다.
한 실시예에서, 적어도 하나, 바람직하게는 양 측면 가장자리(리딩 에지(134)와 수직한 가장자리)는 드라이브에 대하여 소정의 정렬 또는 위치를 보조하기 위하여 드라이브의 하나 이상의 가이드 레일(312)(도 3)과 맞물리는 하나 이상의 홈을 제공한다. 도 6의 실시예에서, 카트리지 벽에서 슬롯(1614)을 통해 확장하는 이동 가능한 작동핀(1612)은 카트리지(112)가 드라이브 안에 위치될 때 카트리지 내부를 향하는 방향(1616)으로 밀린다. 작동핀(1612)이 이동하면, 이것은 하부 윈도우(146)을 커버하는 셔터(144b)의 캠 표면(154)과 맞물린다. 이러한 방법으로, 카트리지(112)가 드라이브 안으로 삽입되면, 작동핀(1612)의 이동은 예를 들어 스프링(1618)이 하부 윈도우(146)를 커버하는 위치에서 윈도우(146)를 커버하지 않는 (예를 들어, 디스크(114)에서 판독/기록을 액세스하는)위치(158)까지 추진시키는 방향과 반대로 셔터(144b)를 이동시키기 위해서 캠 표면(154)과 맞물린다. 바람직하게는, 상부 셔터(144a)와 결합되는 유사한 메카니즘은 카트리지(112)가 대향된 방향에서 드라이브로 삽입될 때 상부 셔터(144a)를 자동적으로 개방한다.
한 실시예에서, 드라이브는 광학 암의 회전 이동을 제공하고, 따라서 도 1에서, 윈도우(142)는 광학 암의 유효 반경(612)(암 회전 축(614)(도 6)에서 암의 대물렌즈 단부(616)의 중간선까지의 거리)과 실질적으로 동등한 윈도우 중간선(162)의 곡률 반경을 획정하는 아치형의 형상을 구비한다. 한 실시예에서, 윈도우 중간선(162)의 곡률 반경은 약 20mm이다. 윈도우(142)는 디스크(144)의 판독/기록면의 전체 반경 범위로 액세스를 제공할 수 있는 충분한 (중간선(162)을 따라 측정된)길이를 가진다. 한 실시예에서, 세로 범위(166)는 약 9mm이다. 윈도우(142)는 적어도 빔의 광 엑세스를 충분히 허용할 수 있는 가로 범위(168)를 가지는 것이 바람직하고, 윈도우(142)를 통해 적어도 부분적으로 엑추에이터 암의 대물렌즈 단부에서 축방향 범위(618)의 돌출을 허용하는 것이 바람직하다. 그러나, 슬롯(168)의 가로 범위와 엑추에이터 암의 대물렌즈 단부(246)의 크기 및 형상은 윈도우(142)를 통해 엑추에이터 암의 대물렌즈 단부(246)가 디스크(114)와 접촉할 때까지 확장하는 것을 방지하는 포지티브 스탑(positive stop)을 제공하도록 선택된다. 한 실시예에서, 엑추에이터 암에는 윈도우(142)를 통해 또는 그 안에서 돌출되는 양을 제한하기 위하여 하나 이상의 플랜지(도시되지 않음)가 제공될 수 있다. 한 실시예에서, 윈도우(142)의 가로 범위(168)는 적어도 약 2mm 정도이다.
한 실시예에서, 카트리지(112)는 약 40mm보다 작은, 바람직하게는 약 35mm보다 작은 폭(172)과 깊이(174)를 가진다. 한 실시예에서, 카트리지(112)는 약 5mm보다 작은, 바람직하게는 약 3mm의 두께(176)를 가진다. 한 실시예에서, 디스크(114)의 내부 직경(178)은 약 7mm, 바람직하게는 약 5mm보다 작아진다. 한 실시예에서 디스크(114)의 두께(182)는 1mm 이하, 바람직하게는 약 0.6mm이다. 한 실시예에서, 카트리지의 질량은 약 7gm 이하, 바람직하게는 약 5gm 이하이다. 한 실시예에서 디스크의 직경(184)은 약 30mm와 약 35mm 사이, 바람직하게는 약 32mm 이다.
도 2 및 도 3에서 도시되는 바와 같이, 드라이브는 도 1의 카트리지(112)와 연결되어 사용되도록 제공된다. 드라이브는 상부 커버(216)와 베이스 플레이트(214)와 연결되는 하우징(212)을 포함한다. 하우징과 커버는 다수의 재료로 만들어질 수 있다. 다이-캐스트 금속은 구조적인 안정성과 매칭되는 열 특성을 제공하기 때문에 유용하지만, 플라스틱 섬유 유리 등의 재료도 사용될 수 있다. 스핀 모터(218)는 디스크(114)의 중심 구멍(179)과 연결되도록 구성되는 허브(222)를 포함한다. 한 실시예에서, 스핀 모터는 (예를 들어 디스크의 데이터 영역의 바깥쪽 지름 근처에서 판독하고 기록하기 위한)약 1500RPM과 (디스크의 데이터 영역의 안쪽 지름 근처에서 판독하고/기록하기 위한)약 5000RPM 사이의 회전률을 제공한다. 초당 약 1MB의 데이터 전송 속도 또는 그 이상의 전송 속도가 얻어지는 것이 바람직하다. 스핀 모터(218)는 비교적 효율적인 것이 바람직하다. 한 실시예에서, 드라이브는 전체적으로 약 3.3V의 전압으로 작동된다.
모터(218)는 카트리지(112)가 하우징(212)의 카트리지 수용 영역(252) 안에 삽입될 때 허브(222)가 디스크(114)의 중심 구멍(179)과 정렬되는 하우징(212)의 구멍(223)을 통해 확장되도록 위치될 수 있다. 도 14에서는 디스크(114)의 중심 개구부(179)와 모터 허브(222)가 맞물리는 하나의 형상을 도시한다. 도 14의 실시예에서, 스플라인 샤프트를 가지는 스핀 모터(218)는 카트리지 감지 암(1412)에 이축(trunnion)(1416)을 통해 (축(1414) 둘레에서 회전하여)결합된다. 암 회전축(1418) 주위에서 회전이 허용되도록 카트리지 감지 암이 장착되어, 수축 스프링(1422)에 의해 설명된 수축된 위치로 향하게 된다. 사용 시에, 카트리지(112)는 예를 들어 디스크 구멍(179)이 스플라인된 허브(222)와 정렬될 때까지 카트리지 부착 표면(1424)을 따라 드라이브(514) 안으로 삽입된다. 도시된 실시예에서 허브(222)는 스프링 핑거(1426)를 제공한다. 카트리지(112)가 이 위치에 도달되면, 이것의 가장자리는 스프링(1422)의 부세에 대향하는 자유 단부 아래로 힘을 가하는 감지 암(1412)(도 14에서 도시)의 캠 표면(1428)과 맞물리고, 허브(222)가 디스크 구멍(179)과 맞물리도록 하기 위해 암 회전축(1418) 주위에서 회전되도록 한다. 또 다른 실시예에서, 맞물림은 구멍(179)과 맞물려지는 허브를 운반하기 위해 허브(허브뿐만 아니라, 바람직하게 스핀 모터, 광 암 등도 포함)가 결합되는 드라이브의 베이스플레이트를 회전시키는 것에 의해 효과적으로 된다. 효과적인 맞물림의 또 다른 방법은 허브를 향해 카트리지를 회전시키거나 이동시키는 것과, 망원경 허브 등을 제공하는 것에 의해 얻어질 수 있으며, 이것은 본 발명을 이해한 종래 통상의 지식을 가진 자라면 명확히 이해할 수 있다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 스핀 모터(218)는 인쇄 회로판(226)에서 플렉스(flex) 회로(224)에 결합된다. 한 실시예에서, 회로판(226)은 전체적인 드라이브 두께를 감소시키기 위해 그것을 통해 돌출되는 스핀 모터(218)를 수용하는 컷아웃(227)을 구비한다. 인쇄 회로판(226)은 예를 들어 디지털 카메라 또는 다른 장치(도시되지 않음)의 나머지 부분과 신호를 통신하기 위해 플렉스 회로를 수용하는 제로-삽입-포스(zero-insertion-force) 소켓(232) 또는 핀을 가지는 커플링(228)을 제공한다. 비록 커플러(228)는 제너릭(generic) 형태로 도시되지만, 한 실시예에서, 드라이브와 카메라(또는 전자 장치) 사이의 인터페이스(예를 들어, 네이티브 드라이브 제어기 인터페이스)는 USB(universal serial bus) 인터페이스이고, 커플링(228)은 USB 커넥션뿐만 아니라, 전원 및 접지선과 같은 디지털 카메라(또는 다른 전자 장치)의 다른 커넥션을 수용하는 것이 바람직하다. 이것에 견주어 볼 때, 네이티브 드라이브 제어기 인터페이스는 그 자체로 드라이브 상에 존재한다. 비록 USB 인터페이스는 다른 인터페이스 형식보다 낮은 전송 속도를 제공하여, 일반적으로 데이터 기억 장치용의 인터페이스로 사용되지 않지만, 이것은 디지털 카메라 응용 장치에 대한 충분한 전송 속도를 제공하고, 데이터 기억 장치(SCSI, PCMCIA 카드 인터페이스 등)용으로 일반적으로 사용되는 인터페이스 형식과 비교하여 비교적 값이 싸고 실행이 복잡하지 않다. 또한 한 실시예에서는 디지털 카메라에서 PC 또는 다른 컴퓨터로 이미지 데이터를 다운로드하기 위하여 USB 인터페이스를 이용하는 것이 제공된다. 다운로드 프로세스는 카메라에서 컴퓨터로(예를 들면 컴퓨터가 적합한 드리이버를 구비하지 않을 때), 바람직하게는 사용자에게 실질적으로 알기 쉬운 방식으로 USB 드라이버 다운로딩을 포함하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 주회로판(226)은 제어 장치, 전원 공급 장치 및 인터페이스 로직을 포함한다. 도 11의 블록 다이어그램에 도시된 구성요소는 일반적으로 광학 헤드 장치(1112) 또는 드라이브 장치(1114)로 간주될 수 있다. 레이저 변조기, 광검출기 및 A/D(analog-to-digital) 및 D/A(digital-to-analog)변환기는 광전자 하우징(37)(도 2)에서 광학 암에 비교적 밀접하게 위치되는 것이 바람직하다. 광학 헤드 장치는 또 다른 구성 요소로 전송되기 전에 디지털 신호로 변환되는 아날로그 신호를 포함한다. 신호(1118a, 1118b)는 광학 헤드 장치(1112)와 채널 집적 회로(IC)(1112)사이의 플렉스 회로(234)를 통해 전달된다. 또한 채널 IC(1122)는 프로세서 인터페이스(1126)를 통해 마이크로프로세서(1124)와 통신된다. 마이크로프로세서(1124)는 예를 들어 ROM(read-only memory)(1125) 안에 저장된 프로그램을 실행시킨다. 디지털 신호(1128)는 프로세서(1124)와 광학 헤드 장치 사이에서 통신된다. 채널 IC는 판독 및 기록 채널, 바람직하게는 DVD에서 사용되는 유형의 ECC 회로와 같은 에러 보정 코드(ECC) 회로(1134)를 제공한다. 채널 IC(1122)는 스핀 모터(1142)와 트랙 포지션 모터(1144)에 동력을 주는 드라이버(1138)을 동력시키는 서보 제어(1136)을 제공한다. USB 인터페이스(1146)는 예를 들어 디지털 카메라의 USB 데이터 입/출력 커넥터(1148)를 통해 호스트 USB 인터페이스(도시되지 않음)로 통신된다. USB 인터페이스(1146)는 버퍼 제어기(1154)를 통해 데이터 버퍼(1152)로서 DRAM(dynamic random access memory)을 이용한다.
도 12의 실시예에서, 광학 암(236)(특히 레이저, 암 엑추에이터 및 포커스 엑추에이터용 커플링 신호)과 결합하기 위한 커넥터를 포함하는 PCB(226)의 가장자리(1212)와 인접하는 영역은 높은 주파수 신호에 대한 비교적 짧은 신호 경로를 유지하는데 도움을 주는 레이저 드라이버(1214) 소자를 포함한다. 한 실시예에서 플렉스 회로(234)는 광학 암(236)과 인쇄 회로판(226)을 결합하기 위해 이용한다. 광학 암은 낮은 질량을 가지는 것이 바람직하지만, 높은 강도, 예를 들어 적절한 트래킹을 가지면서 간섭되는 기계적 저항의 양을 감소시키기 위한 강도를 가진다. 한 실시예에서, 암은 티타늄 또는 스틸을 포함하거나, 이것으로 형성된다. 광전자 하우징(237)은 센서 장치, 광검출기 및 서보 검출기를 포함하고, 이러한 구성은 본 발명을 이해한 본 기술분야에 지식을 가진 자라면 쉽게 이해할 수 있다. 광 암(236)은 포스트(245)에 의해 베이스 플레이트(214)에 피벗적으로 부착되는 엑추에이터 바디(244)의 포스트 수용 영역(242)에서 수용된 피벗 포스트(264)의 중심을 통해 피벗축(266) 둘레에서 피벗되도록 구성된다. 엑추에이터 몸체(244)는 디스크(114)의 소정의 반경 위치에 근접한 암(236)의 대물렌즈 단부(246)를 위치 결정하고, 트래킹하기 위해 수직축(614) 주위에서 암(236)이 제어 가능하게 회전되도록 구성된다. 한 실시예에서 약 50msec보다 짧은 판독 시간이 제공된다. 또한 엑추에이터 몸체는 예를 들어 포커스 제어에서 디스크(114)의 표면에 대한 대물렌즈 단부(246)의 소정 간격을 제공하기 위하여 암을 경사지게 하는 광학 암(236)의 피벗(264)과 맞물리는 피벗 용기(262)를 통해 수직 방향에서 제어 가능한 이동을 제공하도록 형상될 수 있다. 포커스는 서로에 대하여 고정된 공간 관계로 레이저 소스와 대물렌즈(246) 말단을 유지하면서 제공되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 암(236)을 경사지게 함으로써 포커스가 맞춰질 때, 레이저 소스는 동일한 고정된 공간 관계로 유지되고, (비록 레이저 소스와 대물렌즈가 경사 이동 동안에 디스크(114)의 표면에 대하여 이동할지라도)경사 이동 동안에 대물렌즈와 동일한 거리(예를 들면 레이저 소스로부터 광학 경로를 따라 측정된 거리)를 유지한다. 수직축(256) 주위의 회전은 (예를 들어 질량을 감소시키기 위한) 접착된 와이어 코일과 같은 코일(268)을 통해 전류를 제어하는 것에 의해 제공될 수 있다. 코일(268)은 희토류 마그네트(272)와 같은 영구자석에 가장자리가 결합(예를 들어 접착되는 것에 의해) 되는 평행하고 서로 떨어져 있는 리턴 플레이트(274a, 274b) 사이에 위치된다. 수직 이동(258)은 디스크 형상의 영구 자석(276) 상에 위치되고, 중심에서 허브 또는 포스트 용기(242)에 부착되는 중심극 홀더(278)를 가지는 코일(238)로 전류를 제어하는 것에 의해 제공된다.
기술된 실시예에서와 같이, 트래킹이 (예를 들어, 디스크(114)의 회전축(237)과 떨어지지만 평행한 축)수직축 주위에서 암(236)을 회전시키도록 실행되면, 본 발명의 실시예에서는 약 5gm-cm2보다 적은, 바람직하게는 1gm-cm2보다 적은 비교적 낮은 값으로 광학 암(236)의 회전 모멘트을 감소시키는 것에 의해 트래킹이 촉진되도록 제공한다. 암과 결합(이동)되는 구성요소의 수 및/또는 질량을 감소시키고, 광학 암 조립체의 질량 중심이 회전축(614)에 밀접하게 되도록 암 회전축(614)에 비교적 밀접하게 구성요소를 위치 결정시키면, 트래킹이 완화되는 특징이 있다.
바람직하게는, 멈춤쇠/래치(284)는 예를 들어 카트리지(112)가 카트리지 용기 영역(252)으로 들어가면 정지된 위치에서 이것을 유지하고, 암(236)의 일부분을 결합시키는 컷아웃(cut-out)(286)을 포함한다. 캠 표면(288), 예를 들어 구멍(292)을 통해 돌출되는 부분은 래치(284)를 피벗시키기 위하여, 예를 들어 래치축(294)이 암(236)에서 풀려지는 위치가 되도록 수용 영역(252)에서 카트리지(112)의 삽입에 대응하여 이동한다.
도 15a, 도 15b 및 도 15c는 본 발명의 실시예에 따른 암 래치(284')의 작용을 설명한다. 도 15a, 도 15b 및 도 15c의 실시예에서, 래치(284')는 광학 암(236)의 상부면을 맞물리도록 구성되는 멈춤쇠(1518)를 인도하고 램프 각도(ramp angle)(1516)를 획정하는 램프(1512)를 포함한다. 바람직하게는, 멈춤쇠는 암이 (도 15a 및 도 15c에 도시되는 바와 같이)맞물리도록 위치되고 형상되며, 이것은 (수직 및 측면 이동에 대하여)유지되거나, (카트리지 또는 디스크 영역과 떨어져 암의 광학 단부를 이동시키기 위해서)수축(1519)된다. 래치는 래치 피벗축(1520) 주위에서 선회 이동을 허용하도록 부착된다. 래치(284')의 말단 단부는 감지 캠(1522)을 포함한다. 예를 들어, 카트리지 평면(1524)을 따라 카트리지가 드라이브(514) 안에 삽입되면, 카트리지의 가장자리는 감지 캠(1522)과 맞물려, 래칭 암이 도 15a 및 도 15c에 도시된 맞물린 형상에서 도 15b 및 도 15d에 도시된 풀려진 형상까지 래치 피벗 축(1520) 주위에서 피벗되도록 한다. 풀려진 구성에서, 래치에 대한 충분한 공간이 존재하고, 광학 암은 수축된 위치와 떨어져 이동(1528)이 자유롭고, (트래킹하기 위해)측면적으로 이동이 자유로우며, 어떤 위치에서는 (예를 들어 포커스하기 위해)수직적으로 이동이 자유로워진다. 카트리지가 드라이브(514)에 들어가면, 래칭 암은 (예를 들어 도시되지 않은 스프링에 의해)도 15a 및 도 15c에서 도시된 맞물린 위치를 향하고, 광학 암(236)은 예를 들어 램프(1512)에 의해 멈춤쇠(1518)를 향하도록 안내된다.
한 실시예에서, 도 3에 도시된 장치를 조립할 때, 모터(218)가 베이스 플레이트(214)에 고정된다. 보드(226)는 컷아웃(227)을 통해 돌출되는 모터(218)와 위치된고, 모터(218)의 플렉스 회로(224)는 메인 보드(226) 상에 커넥터와 부착된다. 암 엑추에이터와 광학 암은 이때 조립되고, 그때 플렉스 회로(224)는 주회로 보드(226)상에 커넥터와 결합된다.
사용 시에, 카트리지(112)는 슬롯 구멍을 통해 삽입되어져 구멍 위치(158)에 셔터(144b)를 위치시키거나, 암(236)이 풀려지도록 래치(284)를 회전시키기 위해 슬라이드(152)를 밀어 레일(312)이 홈(148)과 맞물리도록 한다. 디스크(114)는 스핀 모터(218)의 허브(222)에 의해 회전된다. 커넥터(228)를 통해 수용되는 신호에 대응하여, 전류는 트래킹에서 수직축(256) 둘레에서 암(236)을 회전시키고 포커스에서 암을 피벗시키기 위하여 코일(268)로 제공된다. 수용 영역(252)으로 카트리지(112)를 삽입함에 따라, 셔터(158)는 자동적으로 래치되는 윈도우(146)와 암(236)을 커버시키기 위하여 자동적으로 폐쇄된다.
한 실시예에서, 도 4 및 도 5에 도시된 드라이브는 약 52mm의 넓이(412), 약 10.5mm의 높이(512) 및 약 40mm의 깊이(414)를 가진다. 디스크(114)는 (짧은 파장 레이저가 제공되는 용량보다 큰)635nm 파장 길이 레이저를 이용하여 디스크의 각 표면에 대하여 약 0.250Gbyte의 용량을 갖는다. 한 실시예에서, 데이터는 0.4㎛의 최소 스폿 크기, 0.74㎛의 트랙 피치를 이용하여 기록되고, 약 초당 1Mbyte의 데이터속로를 얻는다. 한 실시예에서, 데이터 바깥측 지름은 약 29mm이며, 데이터 안 쪽 지름은 약 0.877평방인치(약 565 제곱 mm)의 측면당 데이터 영역을 제공하도록 약 11mm가 된다. 디스크 회전 속도는 초당 약 73회전하는 것이 바람직하다. 다수의 인코딩 기구는 예를 들어 Reed-Solomon 에러 보정 코드(ECC)를 가지는 8/16 RLL(run-length limited)를 포함하여 사용될 수 있다.
도 17에서 도시되는 바와 같이, 한 실시예에서 본 발명에 따른 광학 구성은 바람직하게는 광전자 모듈(237)에 위치되는 레이저/검출기 및 광학 장치 조립체(1713)와, 광학 암(236)의 대물렌즈 단부에 위치되는 대물렌즈 광학 장치(1715)를 포함한다. 한 실시예에서, 레이저 소스는 GaAs 칩과 같은 반도체 칩(1701) 상에 제공된다. 바람직한 실시예에서, 레이저 소스는 VCSEL(vertical cavity surface emitting laser)(1720)이다. VCSEL의 예는 미국특허 제 5,757,741호 및 제5,831,960호에서 기술된다. 바람직하게는, 쿼드런트 광검출기 어레이 또는 φ광검출기 어레이와 같은 광검출기 어레이(1714)는 예를 들어 집적 장치의 칩(1701)상에서 레이저와 일체적으로 형성되고, VCSEL 및 광검출기는 일반적으로 GaAs 기판과 동일한 기판 상에 형성된다. 한 실시예에서, 검출기는 MSM(metal-semicinductor-metal)형이다. 집적화는 다수의 장점을 제공한다. 일반적으로, 복수의 구성요소의 집적화는 경제적이다. 집적화는 (예를 들어 약 0.05mm와 같이 소정의 간격(1812)(도 18)을 제공하기 위하여) 모두 (예를 들어, 공통 평면에서 위치되는)축방향이나 측면적에서 레이저(1720)와 검출기(1714)의 상대적 위치를 정확히 결정할 수 있다. 이것은 드라이브의 조립 또는 유지 동안에 구성요소의 위치 조정에 대한 수고를 감소시키거나 제거할 수 있다. 또한 이러한 일부 또는 모든 장점들은 유압 장치를 이용하여 제공될 수 있고, 레이저와 광검출기는 분리되도록 형성되고, 그때 공통 기판 상에서 부착된다. 기록 동안에, 상대적으로 높은 전력, 바람직하게는 수직적이고, 선형인 편광빔(1710)이 레이저에서 방출된다. 일반적으로 이것은 (필요하다면)렌즈(1709)에 의해 평행하게(또는 발산이 감소)되는 발산빔이다. 이 실시예에서, 렌즈(1709)는 광학 부품(1702)상에 제공된다. 광학 부품(1702)은 몰딩, 에칭 또는 머시닝과 같은 다수의 방법으로 만들어질 수 있다. 그때 빔(1710)은 복굴절 소자(1703)를 통해 통과한다. 이 실시예에서, 방출되는 빔은 선형이나 수직으로 편광될 때 편향된다. 복굴절 소자(1703)는 방해석이나 (예를 들면, 광빔(1710)의 파장에서) 적합하게 투명하게 적용되는 거와 같은 어떤 복굴절 재료일 수 있다. 빔은 광학 1/4 파장 억제제(1704)에 의해 원형 편광으로 변환된다. 그때, 빔은 예를 들어 유리 또는 플라스틱일 수 있는 회전 프리즘(또는 거울)(1705)에 도달하기 전에 광학 암(236)의 주길이를 가로지른다. 광학 암 조립체의 회전 모멘트의 감소를 돕기 위하여, 프리즘(1705)(및 렌즈(1706))은 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 프리즘(1705)과 렌즈(1706)을 작게하여 얻을 수 있는 또 다른 장점은 더 작은 소자들을 더욱 쉽게 아크릴이나 플라스틱으로 만들 수 있는 점이다. 빔(1710)은 디스크(1707)의 기록층 상에 대물렌즈(1706)에 의해 타이트 스폿(tight spot)에 집속된다. 렌즈(1706)는 작은 두께(512)를 가지는 드라이브(514)를 제공하도록 프리즘(1705)에 비교적 밀접하게 위치되는 것이 바람직하다. 한 실시예에서, 프리즘(1705)과 렌즈(1706)는 (단일 부품으로 만들어지거나)일체적으로 형성된다.
(높은 전력으로)기록 및 (기록 발생이 확실히 일어나지 않도록 레이저 전력이 감소될 때)판독 동안에, 빔은 편광 회전의 반대 방향으로 디스크(1707)로 재반사된다. 재반사된 빔의 전력은 빔이 집속되는 기록층의 영역이 미리 기록되는 스폿을 포함하는지에 따라 변화된다. 재반사된 빔은 동일한 경로(1712)를 따라 대물렌즈(1706), 프리즘(1705)를 통해 되돌아가고, 억제제(1704)에 도착하자 마자, 빔은 수평 선형 편광으로 변환된다. 이것이 복굴절 소자(1703)와 마주치면, 빔은 수평 방향으로 변형되고, 오리지널 빔(1710)과 평행한 빔(1711)으로서 복굴절 소자에 존재하지만, 약 100 내지 200 마이크로미터와 같은 작은 양(1812)으로 변경된다. 재반사된 빔이 광학 소자(1702)에 들어가면, 이것은 검출기 어레이(1714) 상에 투입되기 전에 원통형 렌즈와 같은 난시(astigmatic) 소자(1708)와 마주치게 된다. 만일 난시 소자(1708)가 원통형 렌즈이면, 검출기 어레이(1714)은 종래의 사분 구성이 된다.
다양한 결합으로, 검출기 어레이로부터 얻어진 신호는 (예를 들어, 하기에서 도시되는 바와 같이 포커스 피벗 축(1717) 주위에서 피벗되는 것에 의한)포커스 및 트래킹 서보 시스템(1216c, 1136)뿐만 아니라 복구된 저장 디지털 데이터에 필요한 포커스 및 트래킹 신호(또는 포커스 및 트래킹 에러 신호)를 형성하도록 사용될 수 있으며, 이러한 방법은 본 발명을 이해한 종래 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 이해할 수 있다.
도 16과 17의 실시예에서, 편광의 제어는 효율적인 판독 및 기록 경로를 제공하고(잠재적으로 100%의 효율에 다다르는), 반사된 빛(1711)(레이저 출력을 불안정하게 하고, 노이즈 신호를 만드는)으로부터 레이저(1720)의 양호한 절연을 제공하기 위해 사용된다. 다른 실시예도 가능하다. 예를 들면, 레이저와 검출기 어레이는 분리된 디바이스로서, 예를 들면 분리된 기판에 제공될 수 있고, 이러한 구성에서 경계 발산(edge-emitting) 레이저를 사용하는 것이 경제적으로 또는 다른 면에서 바람직할 수 있다. 빔 스플리터(beam splitter), 편광 큐브, 또는 Wollaston 프리즘이나 기타 비슷한 것이 되돌아오는 광선(1711)을 분리된 검출기 어레이로 향하게 하는 데에 사용될 수도 있다. 도 19에서 설명된 바와 같은 편광방법을 사용하지 않는 시스템을 제공하는 것도 가능하다. 도 19의 실시예에서, 편광되지 않은 방출된 광선(1920)은 다수의 광학 장치(multi-optic)(1916)의 표면 위의 렌즈(1918)에 의해 평행하게 된다(또는 그 발산이 감소된다). 광선은 메인 광선(main beam)에서 나온 작은 일부분을 어떤 각도(보이지 않는)로 굴절시키는 격자(1919)를 통과한다. 이 굴절된 부분은 유출되는 광선에서 제거된다. 디스크로부터 돌아올 때, 격자(1919)는 결합된 격자/렌즈 소자(1917)를 향해 그 부분을 굴절시키고, 그것은 돌아오는 빛(1721)을 검출기 어레이(1714)로 향하게 한다. 격자/렌즈 소자(1917)는 도 17과 도 18의 실시예에서 처럼, 난시 기능을 가진다(이 경우에는 검출기 어레이(1714)는 사분면의 구성이다. 도 19의 시스템은 레이저의 어떤 특정한 편광을 요구하지 않는다.
도 24A와 도 24B 및 도 25A와 도 25B는 본 발명의 실시예에 따라, 여러 가지의 광학 암의 형태와 광 소자의 설정을 도시한다. 도 24A와 24B의 실시예에서 대체적으로 모든 광학 소자는 암(2407)의 대물렌즈 말단에 가까운 축 위에 위치한다. 도시된 실시예에서, 암(2047)은 불룩하고(flnaged) 뒤집어진 U자형 또는 뒤집어진 채널 형태를 하고 있다. 모든 소자를 함께 위치를 지정하는 것은 암에서의 움직임이나 진동(예를 들면 기계적인 진동)의 결과로서 발생할 수도 있는 광학적 얼라인먼트 문제를 회피하는 것을 돕는다. 도시된 실시예에서, 대물렌즈(2401), 스페이서(spacer)(2402), 굴절/회절 소자(2403)와 레이저/광검출기 유닛(2404)(가능하면 일관된 레이저와 광검출기 칩(2408)를 유지하도록)은 예를 들면, 암(2407)의 대물렌즈 말단에 개구(2409)를 통해서 일렬로 늘어서서 장착된다. 도시된 실시예에서, 대물렌즈(2401)에는 카트리지 윈도우 또는 다른 개구를 통해 예를 들면, 대물렌즈의 초점심도(penetration)를 제한하기 위해 장착/정지 플랜지(2405)가 제공된다. 레이저/광검출기 유닛(2404)의 핀(2410) 또는 다른 커넥터들은 플렉스 회로(2406)를 통해서 신호처리, 전원, 드라이브 회로에 결합된다. 도 25A와 25B의 실시예는 대물렌즈(2501)가 회전 프리즘(2511)을 포함하고(또는 그에 결합하는 것), 모든 광소자가 축 위에 있지는 않은 것을 제외하고 도 24A와 24B의 실시예와 유사하다(즉, 암(2407)의 대물렌즈 말단에 가깝게 또는 모든 광학적 소자를 충분히 제공한다). 도 25B는 또한 빔 스플리터(2512)의 설명을 포함한다.
도 20A와 20B는 포커스/트랙킹 서보의 하나의 실시예를 나타낸다. 도 20A는 광학 암을 기울이는 것을 포함하는 방법과 장치를 도시한다. 이 실시에서, 암(236)은 회전축의 핀(264) 주위를 돌고, 대물렌즈(1706)는 대략 그 움직이는 디스크 위에 위치한다. 코일(238)에서 전류는 장치의 밑판(214)에 대해서 고정된 위치에 장착된 영구자석(242)을 끌어당기거나 밀어내거나 하는 자기장을 생성한다. 코일(238)의 전류의 양을 제어함으로써, 경사의 정도가 제어 하에서 예를 들면, 대물렌즈(1706)에서 기록층까지의 거리를 제어하기 위하여, 그리고 초점을 제어하기 위해 처음의 자세(2014)와 두 번째 자세(2016) 사이의 바람직한 경사각(2012)(포지티브 또는 네가티브)를 제공하도록 선택된다.
도 20B는 광학 암 회전 트랙킹 서보를 도시하는 종단면도이다(암의 대물렌즈 말단쪽에서 본). 코일(268)은 영구자석(272)으로부터 자기장을 이끌어내고, 집약시키는 두 판(274a, 274b) 사이에 위치하며, 코일(268)에서의 전류가 트래킹 축(256)에 관한 토크를 생성하도록 한다.
포커스 서보 메커니즘을 위한 다른 실시예들은 도 21A와 도 21B, 도 23, 도 27에 도시된다. 도 21A에서 볼베어링(2102)은 트래킹 축(256)에 대한 회전을 수월하게 한다. 결합부분(2101)은 압전(piezo-electric) 변환기(2103)에 결합되며, 이는 장치 밑면(214)에 대해 고정된 위치에 차례로 장착된다. 초점 위치는 변환기(2103)에 인가되는 전압에 의해 조절되며, 이 전압을 늘였다 줄였다 하면서, 밑면(및 허브, 디스크의 차례로)에 관한 암(236)의 위치를 변화시킨다.
도 23에서, 광학 암(2302)은 경사 베어링 축(2309)에 관해 회전하기 위해 추축으로 장착된 경사 피벗의 베어링 하우징(2304)에 장치된다. 광학 장치 하우징(2303)은 (되도록 집적된)레이저/광검출기 조립체(2307)(플렉스 회로(2308a)를 통해 신호처리/전원회로와 통신하는), 빔 스플리터(2306) 및 굴절/회절 소자(2305)와 같은 광학 장치를 포함한다. 상기 암의 대물렌즈 말단은 대물렌즈/회전 프리즘 조립체(2301)를 가지고 있다. 예를 들면, 플렉스 회로(2308b)를 통해서 초점 구동 신호를 받는 초점 음성 코일(voice coil)(2310)은 자기장(예를 들면 영구 자석, 도시되지 않음)을 처리하고 집약시켜 코일(2310)의 전류가 초점 축(2309) 둘레에서 토크를 생성시키는 두 판(그 중 하나(2311)만 도시된다) 사이에 위치한다.
도 27의 실시예에서, 초점은 레이저(2712)에서 대물렌즈(2714)까지 광학적 경로의 길이를 조절함으로써 달성된다. 도시된 실시에서 레이저(2712)는 광학 암 (2722)의 가까운 끝(2718)에 미끄러질 수 있을 정도로 딱 맞게 크기를 맞추고 형태를 맞춘 슬리브(sleeve)(2716)에 장착된다. 슬리브(2716) 위의 코일(2724)이 제어할 수 있는 전류(예를 들면, 도시되지 않은 전원 또는 제어회로와 결합된 플렉스 회로(2726), 그리고 도시된 실시에서 슬리브(2716)에 결합되어 나타나는 복조기와 다른 전자 장치(2728))가 공급될 때, 고리모양의 영구자석(2732)과의 상호작용에 의해 발생된 인력/척력으로 슬리브가 축방향(2734)으로 앞뒤로 움직이도록 제어되어, 초점에 작용한다.
도 21B의 실시예에서, 볼 베어링(2102)는 회전 능력을 제공한다. 결합 부분(2101)은 굴곡진 판(2106)에 의해 고정되고, 고정된 블럭(2107)에 부착되며, 그것은 밑판(214)에 부착된다. 결합 부분(2101)에 부착된 코일(2105)에서의 전류는 영구자석(2104)(공기의 차이를 통해서)의 자기장을 끌어당기고 밀어내는 자기장을 만들어낸다. 그 힘은 판(2106)을 "S"자 형태로 구부리고, 그 결과 디스크 위의 암(236)의 높이를 변화시킨다. 판(2106)의 재료와 크기는 중요한데, 그것이 충분한 서보 대역폭을 제공하기 위해 적당한 복원 용수철 힘을 가져야 하지만, 트랙 위치 크로스토크(crosstalk)를 최소화하도록 고안되어야 하기 때문이다. 예를 들면, 좁은 판으로 인해 측면 굴절률은 트랙킹 에러나 포커스/트랙킹 크로스토크로 나타날 것이다.
상기의 설명에 비추어, 본 발명의 많은 이점을 살펴볼 수 있다. 대략 필름 카메라(전형적인 35㎜ 필름 카메라 같은)에 맞는 크기와 모양, 질량을 대체로 벗어나지 않는 크기, 모양, 질량을 가지는 상기에서 언급한 것처럼 실질적으로 대체로 포켓 사이즈의 장치인 디지털 카메라(2212)(도 22)에 쉽게 수용할 수 있게 하기 위해서, 본 발명은 약 35㎜ 스퀘어의 면적과 약 3㎜ 두께의 광 디스크 카트리지(112)의 두 개의 표면 위에 약 0.5Gbyte 또는 그 이상의 데이터(약 총 100-200의 색상, 높은 해상도의 영상)를 저장할 수 있는 능력을 제공한다. 필름 카메라에 대응하는 크기, 모양, 질량을 실질적으로 벗어나지 않는 크기, 모양, 질량을 가지는 디지털 카메라에 쉽게 수용할 수 있도록 하기 위해서 본 발명은 두께(512), 폭(2214), 깊이(2216), 질량을 가지는 광기억 매체를 위한 드라이브(514)를 제공한다. 한 실시예에서, 드라이브의 두께(521)와 폭(2214)은 약 10㎜ 이하의 두께(521), 52㎜ 이하의 폭(2214)과 같은 TYPE Ⅲ PCMCIA의 개구와 실질적으로 같거나 호환될 수 있다. 한 실시예에서, 드라이브의 깊이(2216)는 약 40㎜ 이하이다. 한 실시예에서, 드라이브의 질량은 약 50gm보다 더 작고, 바람직하게는 35gm보다 더 작다. 본 발명은 제 1 표면에 기록 가능한 광기억 매체와 관련하여 사용될 수 있는 광데이터 기억 카트리지를 제공한다. 본 발명은 제 1 표면의 기록 가능한 광기억 매체와 관련하여 사용할 수 있는 광데이터 기억 카트리지를 제공한다. 바람직하게 상기 매체는 제 1 표면 매체로서 형성되는데, 즉, 상기 매체에서 기록 가능한 매체는 코팅이 되 어있지 않거나, 대체로 코팅의 광학적 효과가 없을 만큼 충분히 얇게 코팅이 되어 제공된다. 제 1 표면 매체의 비교적 보호되지 않은 특성 때문에, 예를 들면 먼지, 분진, 접촉 등으로부터 보호하기 위해 셔터(shutter)나 허브 시일(hub seal)(117)로 봉인 될 수 있는 카트리지에서 캡슐화나 봉합으로 되도록이면 착탈식의 디스크를 보호하는 것이 특히 유용하다. 바람직하게, 상기 매체는 대체로 먼지나 다른 오염물질을 바람직하지 못하게 끌어당길 수 있는 정전기 또는 다른 전하의 축적을 회피하도록 도와준다고 판단되는 실질적으로 전도성이다.
위에서 언급한 바와 같이, 제 1 표면의 기록은 스크래치나 오염물질에 대한 일반적인 광디스크의 장점을 가지지는 못하는데, 그래서 상기 매체는 밀봉된 카트리지의 하우징에 의해 유리하게 보호된다. 이것은 약 30㎜ 직경의 작은 휴대용 사용자 장치를 위해 고안된 디스크의 경우에 뚜렷하게 불리한 것은 아닌데, 왜냐하면 그들의 광학 표면 위에 다른 방법으로 수신한 중요한 방향 조정에 따라서 보호층의 존재 유무를 고려하지 않고 카트리지에 의해 이런 사이즈의 광디스크를 보호하는 것이 유리할 것이기 때문이다. 그러나 높은 밀도를 얻기 위해, 자기 기억장치는 카트리지 내에서 대체로 먼지가 경제적으로 이정도 수준에서 차단될 수 없다고 믿어지는 이유로, 이동식 카트리지에는 아주 불편한 매우 낮은 높이(약 0.025-0.05㎛)를 필요로 하기 때문에, 광해상도는 자기 기억장치에 비해 여전히 보다 더 선호된다.
제 1 표면의 매체는 오직 단일 층만을 요구하는데, 그것은 일반적으로 기록 층이나 스택(stack)층이 쌓이게 되는 것으로 사출 성형된 폴리카보나이트(polycarbonate)나 아크릴 수지가 될 수 있다. 다른 층의 물질은 알루미늄이나 다른 금속 또는 섬유 유리와 기타 유사한 것이 사용될 수 있다. 상기 디스크의 양쪽 측면의 판은 단순히 양 표면에 쌓인 기록 층만을 가진다. 이것은 함께 결합되어 적절한 스택을 가지고 2면의 사용이 2개 층을 필요로 하는 DVD-R과 반대이다. 특히 WORM 매체의 경우에, 제 1 표면의 기억장치는 아마 각 기록 면에 대해 디스크 위에 쌓인 기록 층과 단일한 코팅과 함께 최대한으로 간단하게 될 수 있다.
가능한 간단한 단일 반사 방지 보호막만을 갖는 기판 위에 WORM 위상 변화 매체를 포함하는 가장 간단한 구조는 파장(나중의 더 짧은 파장의 시스템과 쉽게 사용될 수 있도록 하는)에 대한 둔감뿐만 아니라, 구조의 간단함, 층의 두께와 같은 넓은 허용오차(튜닝되지 않은) 때문에 유리하다. 특히 InSbSn의 반응이 가시광선과 적외선 스펙트럼 영역에 걸쳐 매우 일정한(flat) 것이 주목할 만하다. 게다가, 매체의 경사도, 층의 두께, 및 층의 복굴절 결여 문제들에 대한 허용 한계는 드라이브 고안을 쉽게 하고, 보다 높은 NA를 통해 보다 높은 기억 밀도를 가능하게 한다. 이 모든 특성은 매체와 드라이브의 가격을 낮춘다.
본 발명의 많은 변형예와 수정예가 사용될 수 있다. 다른 것을 제공하지 않고 본 발명의 몇 가지 특징이 제공될 수 있다. 예를 들면, 이동할 수 있고 디스크의 양쪽 면에 기록하도록 하지 않고도 상대적으로 작은 사이즈와 상대적으로 커다란 용량을 가지도록 할 수 있는 광데이터 기억장치가 제공될 수 있다. 본 발명의 카트리지가 특정 형태의 드라이브와 연결되어 설명되었음에도 불구하고, 다른 크 기, 다른 형태, 또는 다른 기술의 드라이브와 연결하여 본 발명의 카트리지를 사용하는 것이 가능하다.
본 발명이 디지털 카메라와 연결해서 사용하기 위하여 광 데이터 기억장치를 제공하는 것으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명의 광 스토리지 장치와 시스템은 개인용 컴퓨터, 랩탑, 워크스테이션과 같은 컴퓨터에 의해 사용되는 데이터를 저장하는 것을 포함하는 데이터 스토리지, 음악이나 다른 음성 목적의 스토리지 MP3 플레이어, 동영상, 홈 비디오, 또는 다른 비디오 저장 목적의 스토리지를 포함하고, 음성 데이터, 컴퓨터 프로그램과 컴퓨터 데이터와 같은 것, 의료 정보, 인증, 암호 또는 암호화(encryption)/해독(decryption) 데이터와 같은 개인 정보나 데이터, 크레디트 카드, 신용카드 정보와 같은 신용 정보 등과 같은 다른 형태의 데이터 스토리지에 역시 사용될 수있다. 예를 들면, 재생을 위한 장치에 국한되지 않고, 개인용 스테레오나 다른 개인용(또는 고정된) 음악 재생 장치와 같은 이동용 또는 고정된 텔레비전이나 비디오 재생 장치, 컴퓨터 주변장치, 컴퓨터 게임 장치, 게임이나 도박용 장치, 스틸, 비디오 또는 동영상 카메라, 자동차 스테레오 또는 다른 오디오 비디오 장치, 현금 자동 입출금기나 다른 은행 기계와 같은 지급 또는 배포장치, 자동판매기 등과 같은 것을 포함하는 데이터(이미지, 비디오, 음악 데이터를 포함하는)의 교신과 재생산을 포함하는 플랫폼 간의 데이터를 공유하고 저장하며 전송하는데 용이하도록 제공하기 위해, 사실상 아주 다양한 디바이스에서 본 발명의 스토리지 시스템 매체가 사용되도록 하는 것이 특히 유용할 것이라고 판단된다. 한 실시예에서, 기록 가능한 매체는 홈이 파여지고(grooved), 프리마스터된(premastered) 형태로 바람직하게는 삽입된(예를 들면, 주조된) 서보 및 데이터 헤더 정보로 제공된다.
위에서 묘사된 많은 내용들이 매체 위에 이미지 정보를 기록하는 것과 관련됨에도 불구하고, 디지털 카메라는 보통 저장된 이미지를 보는 데에(동일한 디지털 카메라에 의해 저장되거나 또는 미리 기록되거나 예를 들면 대량-배포되고(mass-distributed)미리 저장된 매체) 사용될 것이라고 생각되며, 그리고 그에 따라서 드라이브는 되도록이면 판독, 기록 양쪽의 능력을 다 제공한다. 일반적인 특성에서, 데이터나 다른 정보는 미리 기록하거나(그것을 일반적으로 데이터 스트림(stream)이나 다른 정보의 순차적인 기록을 포함한다), 임베딩(embedding)(일반적으로 성형(molding)을 하거나, 찍어내거나(stamping), 인쇄하거나, 엠보싱(embossing) 같은 것으로 일부 또는 모든 데이터를 충분히 동시에 제공하는 것을 포함한다)에 의해서 미리 제공될 수 있다(즉, 최종 사용자에게 그것이 지불될 때 디스크 위에 이미 제공되어져 있거나 아니면 그와는 다르게 제공되는 것이다). 미리 제공하는 것에 덧붙여서(예를 들면 이미지, 음악, 프로그램과 같은 컨텐츠), 적어도 어느 정도의 실시와 서보, 정형화(formatting)되거나 안된 콘텐츠에서, 정보를 제공하거나 추가적인 특성이 미리 제공될 수 있다(즉, 최종 사용자에게 배포되거나 팔리면서 매체에서 제공된다). 그러한 정보 또는 특성의 실례는 섹터 정보 또는 마크, 트랙 추종 특성, 식별 또는 특성 정보(데이터 밀도나 데이터 포맷정보, 컨텐츠 식별자와 같은 것들), 테스트 패턴을 읽고 테스트 영역 또는 셀에 기록을 하는 테스트 특성, 홈이 지거나 평평한 곳, 다른 서보 데이타와 같은 것을 포함한다. 특징이나 정보 를 만드는 프로세스에 의한 포맷 또는 서보 정보의 준비는 명세서에서 하드 포매팅(hardformatting)으로 언급된다. 본 발명의 실시에 따라 미리 준비되고 미리 기록된 매체는 디스크(제 1 표면의 매체에)에 원하는 미리 기록된 데이터를 주기 위해 찍어내고, 엠보싱하던가, 인쇄를 하는 등의 과정을 사용하여 상대적으로 빠른 방법으로 대량으로 생산될 것이며, 그것은 그때 카트리지에 장착될 것으로 계획된다. 따라서 비디오나 오디오 테이프 장치와 같은 디바이스에 대한 본 발명의 한가지 장점은 미리 기록된 데이터가 실제로 한 번(순차적으로에 반대되는)에 재생산될 수 있다는 것이다. 본 발명의 장치와 기술을 사용하여 스틸 이미지에 국한되지 않고 비디오, 동영상, 음악, 음성 데이터를 포함하여, 컴퓨터 프로그램과 데이터, 인증, 암호, 암호화/해독 데이터 등과 같은 개인 정보 같은 것을 포함하는 모든 종류의 다양한 데이터가 미리 제공되고 저장되거나 배포될 수 있다. 카트리지는 그때 대량 배포된다. 미리 제공되고 미리 기록된 미디어는 판독, 기록 장치(예를 들면 디지털 카메라) 또는 오히려 낮은 전력 레이저 용량만을 가지는 드라이브와 같은(디스크에 데이터를 쓰기에 부족한) 읽기 전용 장치에 사용된다. 그러한 읽기 전용 장치는 재생만을 위한 장치에 국한되지 않고, 데이터의 교신과 재생을 하는 장치를 포함하고(예를 들면 이미지, 비디오, 음악 데이터를 포함한다), 개인용 스테레오 또는 다른 개인용(또는 고정식) 음악 재생 장치와 같은 이동식 또는 고정식 텔레비전 또는 비디오 재생장치, 컴퓨터 주변장치, 컴퓨터 게임장치, 게임이나 도박기계, 스틸, 비디오, 또는 동영상 카메라, 자동차 스테레오나 다른 오디오 비디오 장치, 현금자동인출기 또는 기타 다른 은행기계와 같은 지급 또는 배포 장치, 자동판매기와 같은 다양한 종류의 개인 전자장치 또는 다른 전자장치의 일부분이 되거나 그와 결합될 수도 있다.
본 발명의 어떤 혹은 모든 특성은 재기록이 가능하도록 설정된 미디어 또는 드라이브와 연결하여 사용될 수 있다는 것이다. 다시 쓰기가 가능하도록 제공하기 위해 설정된 드라이브는 대체적으로 새 데이터가 기록될 때(또는 바로 전에), 미리 쓰여진 데이터를 각각 단계적으로 지우거나 빨리 지우도록 설정될 수도 있다. 다시 쓰기는 특히 개인적인 또는 신용카드나 다른 금융 정보, 일종의 컴퓨터 데이터 등과 같이 자주 변하는 데이터를 가지고 있는 응용 프로그램과 연결하여 사용하는 데에 유용할 수 있다. 여러 가지 형태의 드라이브로 다양한 종류의 매체의 편리성을 제공하는 것이 유익할 수 있음에도 불구하고, 어느 정도 불편함이 있을 수 있는데, 예를 들면 다시 쓰기가 가능한 디스크는 어떤 종류의 읽기 전용 드라이브에서는 읽을 수도 없는 것이 바로 그것이다.
상기 형태가 가로축의 디스크와 디스크 아래에 놓여진 광학 장치를 가진 것으로 카트리지와 드라이브의 한 가지의 가능성 있는 방향을 설명함에도 불구하고, 디바이스는 예를 들면 수직 축의 각도로 된 디스크와 디스크에 대해 위 또는 측면으로 된 암을 가지는 등의 다른 방향으로 있을 수 있다. 카트리지가 한 번에 디스크의 한 면에 읽거나 쓰기 위한 액추에이터를 가지는 드라이브와 연결하여 사용되는 것으로 한 실시예가 묘사됨에도 불구하고(그래서, 분리, 회전하며, 카트리지를 다시 삽입하는 것을 포함하여 반대쪽 표면에 기록하는), 또한 판독/기록이 디스크를 회전할 필요 없이 양쪽 표면에 작용할 수 있고, 동시에 양 표면에 시행될 수 있 도록 각 표면 위에 기록하기 위해 두개의 액추에이터 암을 가지도록 드라이브를 설정할 수 있다. 튜브 형태의 광학 암 형태와 u자 형태 혹은 채널 암이 도시되었음에도 불구하고, 개방 케이지(cage)나 프레임워크(framework), 막대, 다변형의 횡단면 형태등의 다른 구조들도 가능하다. 본 발명의 실시가 디스크의 주어진 표면 위에 기록하기 위해 단일한 액추에이터 암을 제공하도록 묘사하였음에도 불구하고, 예를 들면, 전송 속도, 액세스 시간 등을 개선하기 위해 디스크의 같은 표면 위에 쓰기 위해 둘 또는 그 이상의 각기 다른 액추에이터 암을 제공하는 드라이브를 또한 설정할 수 있다. 카트리지 표면에서 충분히 아크형의 창(window)이 묘사되었음에도 불구하고, 창을 더 크게 만드는 것이 계속해서 디스크에 대해 최소한으로 필요로 하는 액세스를 제공하기 때문에 보다 큰 창을 제공하는 것과 같이 다른 크기나 형태의 창 또한 제공할 수 있다. 드라이브가 하우징이나 뼈대(chassis), 밑판과 커버(214, 212, 216)에 의해 충분히 둘러싸인 것처럼 묘사되었음에도 불구하고, 예를 들면, 보다 큰 구조에서 일반적으로 이동할 수 없게 끼워 넣어지도록 한다면, 충분히 열려진(밀폐되지 않은)형태에서 디지털 카메라와 같은 드라이브를 제공할 수있다. 한 실시예에서, 하나 혹은 그 이상의 회로 보드는 주된 단단한 구조를 제공하고, 거기에 다른 소자들이 결합된다. 한 번만 기록 가능한 매체들이 서술되었고, 어떤 다른 목적을 바라고 있을 지도 모름에도 불구하고(갑작스런 데이터의 손실에 대한 가능성을 회피하기 위해), 본 발명의 어떤 혹은 모든 측면은 다시 기록 가능한 매체와 연결하여 사용할 수 있다(위에서 언급했듯이 많은 다시 쓰기가 가능한 미디어는 위상 변화 재료를 사용하고, 적어도 지금 본 발명에서 채택하는 미디 어 또한 위상 변화 매체이다).
디지털 카메라가 이미지 정보를 저장하는 것과 관련해서 논의하였음에도 불구하고, 그 이미지가 날짜, 시간, 위치, 프레임 번호, 이미지 저장 파라미터(f-stop 등)와 유사한 정보, 예를 들면 이미지를 검증하는 것과 같은 것들을 얻은 시간에 가깝게 기록된 오디오 정보와 같은 다른 아이템들을 저장하기 위해(독점적으로, 또는 이미지나 다른 정보와 함께) 명세서에 묘사된 데이터 스토리지 시스템과 매체를 디지털 카메라 내에서 사용하는 것이 가능하다.
도 26에 도시된 바와 같이, 레이저 광원이 검출기로부터 측면으로 이동된 한 실시예가 도시되었음에도 불구하고, φ검출기(2612)처럼 레이저 광원을 동축으로 둘러싸거나, VCSEL(2614)과 같이 차라리 그것과 함께 통합된 검출기에서 사용할 수 있는 장치를 구축할 수 있다. 그러한 동축 디바이스는 반사된 광선을 측면으로 상쇄하는 장치나 절차에 대한 필요성을 제거할 수 있다. 설명된 실시예에서, 터닝 프리즘(2632)과 대물렌즈(2634)에 결합(또는 합쳐진)되는 것과 같은 회절한 컬리매이터(collimator)/토러스(torus) 렌즈(2616)가 제공된다. 컬리매이터/토러스 렌즈(2612)는 반사된 광선(2618)이 레이저/검출기 칩(2622)에 도착하자마자 레이저(2614)에 의해 발산되어 방출빔(2624)보다 더 넓도록 위치하고 설정된다. 따라서 반사된 광선(2618)에서의 충분한 에너지 소스는 디스크(2626) 위의 데이터를 읽을 수 있고, 유용한 초점과 트래킹 신호를 얻을 수 있는 동축 검출기에 모인다. 게다가 반사된 광선(2618)의 상대적으로 작은 부분만이 피드백이나 다른 바람직하지 않은 영향을 피하는 것을 도와주는 레이저(2614)에 도달한다. 컬리매이터/토러스 렌즈(2616)의 존재가 판독/기록점 주위에 링을 만들 수도 있음에도 불구하고, 상대적으로 작은 에너지 소스(약 10%)가 링 안에 있고, 거기에는 거의 바람직하지 않은 영향이 없다.
다양한 실시예에서 본 발명은 충분히 명세서 중에서 도시되고 설명된 바와 같이 그에 관한 여러 실시예와 하부결합(subcombination)과 부분 결합을 포함한 구성요소, 방법, 프로세스, 시스템과 장치들을 포함한다. 기술적인 면에서 기술의 그러한 것은 본 설명을 이해한 후에 본 발명을 어떻게 만들고 사용하는지를 이해할 수 있을 것이다. 다양한 실시에서, 본 발명은 예를 들면 성능을 개선하고, 쉽게 달성하고, 실행의 비용을 경감하기 위해, 선행한 장치나 처리과정에서 사용되어 왔을지도 모르는 그런 아이템을 배제한 채, 여기서 도시하거나 묘사되지 않은 또는 명세서의 다양한 실시에서 배제된 장치와 프로세스를 제공하는 것을 포함한다.
앞서 말한 발명의 논의는 묘사 및 설명을 위해 제공되었다. 앞서 말한 것들은 여기서 설명한 형태와 형식에 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 설명이 하나 혹은 그 이상의 실시예와 일종의 변형예과 수정예를 포함하고 있을지라도, 본 설명을 이해한 후에는 다른 변형예나 수정예가 본 발명의 영역 내에 존재하는데, 예를 들면, 기술적인 면에서 그에 관한 기술이나 지식이 그 영역 안에 있을 수 있다. 청구한 바에 대해, 그러한 교환할 수 있고, 상호 교체할 수 있으며, 동등한 구조, 기능, 영역이나 단계들이 여기서 설명되건 아니건, 특허를 얻을 수 있는 대상을 공개적으로 발표하지는 않으며 허용된 범위까지 교환할 수 있고, 상호 교체할 수 있으며, 동등한 구조, 기능, 영역과 단계를 포함하는 권리를 얻을 것을 기대한다.

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  122. 사용자가 분리할 수 있는 광데이터 기록 장치에 있어서,
    광학적으로 판독 가능한 제 1 표면을 갖는 제 1 표면 광학 매체와,
    상기 제 1 표면 광학 매체를 회전 가능하게 내부에 수용하는 카트리지 바디를 포함하며,
    상기 제 1 표면 광학 매체는
    기판과,
    상기 기판 위에 놓이는 기록 필름과,
    상기 기록 필름 위에 놓이며 상기 제 1 표면 광학 매체의 표면을 획정하는 얇은 필름과,
    허브(hub)와,
    상기 중심 개구의 주변의 상기 카트리지 바디의 일 영역과 상기 허브 사이에 형성되며, 상기 카트리지의 내부로 먼지 입자가 들어가는 것을 방지하는 환형 시일(seal)을 포함하고,
    상기 얇은 필름은 소정 파장의 빛을 수광하도록 적응되며, 상기 파장의 0초과 2배 이하의 두께를 가지며,
    상기 카트리지 바디는 중심 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 사용자가 분리할 수 있는 광데이터 기록 장치.
  123. 제 122 항에 있어서,
    상기 환형 시일은 환형 미로(labyrinthine) 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자가 분리할 수 있는 광데이터 기록 장치.
  124. 제 123 항에 있어서,
    상기 환형 미로 구조는 상보형 환형 홈과 서로 맞물린 환형 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자가 분리할 수 있는 광데이터 기록 장치.
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