KR20060063783A - 메모리카드 슬롯과 호환하는 광디스크 드라이브 - Google Patents

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KR20060063783A
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스티븐 비. 볼크
토마스 이. 베르그
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브이미디어 리서치 인코포레이티드
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Abstract

광디스크 저장 디스크를 수용하는 카트리지를 홀드하도록 설계된 디스크 드라이브는,
PDA와 같은 호스트 디지털 전자장치에, 예를 들면, 타입 Ⅰ의 CompactFlash 카드용으로 설계된 슬롯과 같은 메모리 카드 슬롯과 호환되며,
상기 디스크 드라이브는 메모리 카드 슬롯에 삽입되고 한 끝단에 호환되는 커넥터를 가지는 바디 조립체를 구비하고,
또한 스핀들 모터와 광학 시스템으로 구비하고 드라이브가 구동될 때 메모리 카드 슬롯의 외부에 위치하는 드라이브 메커니즘을 포함하며,
상기 드라이브 메커니즘은,
개구를 형성하기 위해 바디 조립체에서 카트리지가 로딩되는 트레이로 들어올려지며,
그런 다음 카트리지 트레이에 밀착하도록 바디 조립체에 대해 눌려져 상기 스핀들 모터 조립체가 상기 카트리지 내의 광디스크에 맞물리도록하며,
디스크 드라이브가 호스트 장치에서 돌출하는 정도를 최소화하기 위해, 상기 디스크 드라이브가 호스트에 연결될 때 카트리지의 부분이 메모리 카드 슬롯으로 연장하는 것을 특징으로 한다.

Description

메모리카드 슬롯과 호환하는 광디스크 드라이브{OPTICAL DISC DRIVE COMPATIBLE WITH MEMORY CARD SLOT}
관련출원과의 상호 참조
본 출원은 함께 출원된 공동 소유의 미국 특허출원 제10/423,097호에 관련되며, 그 전체가 참조를 위해 본 명세서에 통합된다.
본 발명은 대용량 데이터 저장장치에 관한 것이며, 특히, 휴대용 컴퓨터 장치에서 발견되는 종류의 산업 표준 메모리 카드 슬롯과 호환하는 디스크 드라이브에 관한 것이다.
소비자 오락 기술은 모바일 오락을 위한 고해상도 컬러 디스플레이를 향해 이동하고 있다. 점진적으로, 소비자들은 그것들을 가지고 오락을 즐기고 싶어한다. 장거리 여행자와 단거리 통근자들은 이동전화기, PDA, 그리고 휴대용 컴퓨터에서 게임, 음악 및 비디오 오락 활동 등을 열심히 추구하고 있다. 그러나 현재의 오락 체험은 소비자들이 게임 콘솔, 홈씨어터 및 DVD 장착 컴퓨터에서 기대하게 된 것과 비교하여 제한적이고, 심지어는 원시적이다.
주된 문제는 데이터 저장장치이다. 복잡한 디지털 오락은 데이터-집약적이고, 매일 더욱 심해지는 것이 사실이다. 전통적인 소형 "폼팩터(form factor)", CompactFlash® 카드, SD® 플래시 카드, MemoryStic® 및 다른 고체 상태 메모리 장치와 같은 휴대용 미디어는 고품질 오락 체험을 위해 필요한 메가바이트 당 용량 및 가격을 맞출 수 없다. 고체 메모리 카드 상에 콘텐츠를 대용량으로 기록하는 것은 비싸고 비실용적이며, 그 콘텐츠를 효과적으로 보호하는 것도 아주 어렵다.
일부 전문가들은 광대역 인터넷 액세스가 고품질 게임과 영화를 모바일 소비자 전자장치에 전달할 것이라고 예측하지만, 성공에는 중대한 장애가 있다. 셀룰러폰 네트워크는 음성 통신을 전송하도록 설계된 것이므로 대용량 데이터 전송에는 효율적이지 않다. 셀 접속은 원하는 속도를 제공할 수 없고 빈번한 사각지대와 접속 절단 등 신뢰할 수 없는 것으로 잘 알려져 있다. 현재 게임은 셀 전화기로 전달되고 있지만, 게임 플레이의 품질과 게임 환경은 콘솔의 경우에 근접할 수도 없다.
위피(WiFi) 또는 802.11 무선은 데이터 전송을 위해 설계되었고, 위피 핫스팟(hotspot)의 수적 증가는 표면상 대량의 데이터를 모바일 장치에 전송하기 위해 매력적으로 보인다. 다수의 사용자를 위한 인터넷 액세스 및 이메일 애플리케이션은 위피에 의해 용이하게 수용된다. 그럼에도 불구하고, 수백만 아니면 수천의 사용자를 위한 멀티 플레이어 게임과 고품질 비디오 또는 영화와 같은 스트리밍 대화형 콘텐츠를 동시에 관리하는 것은 모든 네트워크에 대한 도전일 것이다. 보안 역시 위피에 대한 문제이며, 콘텐츠 제공자를 잠재적인 침해에 노출시킨다.
또한, 데이터 저장장치 문제가 여전히 존재할 것이다. 생존성 있는 임의의 종류의 네트워크형 전달 시스템에 대해, 모바일 소비자 장치는 대량의 다운로드한 게임 및 영화 파일을 유지하고 게임 내에서 플레이어의 진도를 추적하기 위해 대용량의 저장장치를 내장해야 할 것이다. 아마도 네트워크형 콘텐츠 전달을 위해 가장 중대한 문제는 비용이다. 인터넷을 통해 DVD급 영화를 송신하는데 30달러 이상이 소요될 수 있는 것으로 예상된다.
디스크 기반 배포 비용은 훨씬 저렴하다. 최근 DVD 판매의 증가에서 증명된 바와 같이, 소비자들은 일관되게 디스크의 높은 가치의 콘텐츠 구매를 선호한다는 것을 보여주고 있다. 또한, 광디스크가 몰드되고 그에 따라 고체 메모리 장치보다 저렴한 비용으로 복제될 수 있다.
명백하게, 모바일 오락 산업은 휴대용, 고품질 오락 체험에 대한 증가하는 요구를 충족시키기 위해 경제적인, 소형 폼팩터의, 안전한 저장기술을 필요로 한다. 또한, 대량의 데이터를 보관할 수 있는 저장장치가 가정 보안 시도와 관련하여 사용된 휴대용 컴퓨터와 같은 다른 영역에서 응용을 찾을 수 있을 것으로 기대된다.
발명의 요약
본 발명은 메모리 카드의 편리성과 범용성을 광디스크의 데이터 저장 용량과 혼합한다. 광 데이터 저장 디스크용 드라이브는 PDA와 다른 휴대용 디지털장치에서 널리 사용되는 표준 메모리 카드 슬롯과 호환하는 형태로 만들어진다.
본 발명의 디스크 드라이브는 바디 조립체와 드라이브 메커니즘으로 구성된다. 바디 조립체는 표준 메모리 카드 슬롯에 들어맞기 위해 형태와 크기가 조정된다. 메모리 슬롯과 호환하는 커넥터가 상기 바디 조립체의 제 1 단부에 배치된다. 상기 바디 조립체는 또한 광 데이터 저장 디스크(때로는 "광디스크"로 지칭됨)를 포함하는 카트리지를 수용하는 카트리지 트레이를 포함한다.
상기 드라이브 메커니즘은 상기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터 조립체와 디스크로부터 데이터를 판독하는 광학시스템을 포함한다. 드라이브 메커니즘은 상기 커넥터가 위치한 제 1 단부의 반대쪽에 있는 바디 조립체의 제 2 단부에 부착되어 있다. 드라이브 메커니즘은 개방 위치와 폐쇄 위치 사이를 움직인다. 카트리지가 드라이브 내로 삽입되기 전에 드라이브 메커니즘은 개방 위치로 이동되고, 카트리지가 드라이브 내로 삽입된 후에 드라이브 메커니즘은 폐쇄 위치로 이동된다. 드라이브 메커니즘을 폐쇄 위치로 이동시키면 콜릿은 광디스크의 중심 구멍 내로 연장한다. 드라이브 메커니즘이 완전히 닫히면, 상기 콜릿은 상기 중심 구멍의 가장자리를 죄어 상기 스핀들 모터가 디스크를 돌리게 할 수 있다. 일 실시예에서 드라이브 메커니즘을 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동시키는데 인력이 사용되기 때문에, 이 기능을 수행하기 위한 별도의 모터와 메커니즘에 대한 필요를 제거한다.
일 실시예에서, 카트리지가 드라이브에 삽입되었을 때, 카트리지와 광디스크의 일부는 메모리 카드 슬롯의 내로 연장한다. 이런 식으로, 메모리 카드 슬롯의 입구를 지나 연장하는 드라이브의 부분이 최소화된다.
상기 광디스크는 마그네틱 디스크에 비해 상대적으로 느린 속도로 회전하며, 예를 들면 5,000 - 7,000 rpm으로 회전한다. 따라서 본 발명 디스크 드라이브의 전력 요구량은 상대적으로 양호하다 (예로서, 100 mW). 비교해보면, 마그네틱 마이크로 디스크 드라이브는 1W의 전력을 소비한다. 이것이 전력소모가 문제되는 PDA와 같은 휴대용 전자장치에서 본 발명 디스크 드라이브를 더욱 유용하게 한다.
상기 드라이브는 CompactFlash® CF 타입 I 카드, 많은 PDA 장치에서 사용되는 소형 폼팩터 카드를 수용하도록 설계된 슬롯과 호환하는 것이 바람직하다. 이 규격을 충족시키기 위해 카드 슬롯 내로 연장하는 바디 조립체의 부분은 약 36 mm의 폭과 약 3.3 mm의 두께를 갖는다. 바디 조립체와 일체의 레일은 CompactFlash 슬롯의 측면을 따라 슬라이딩하고, 호스트 장치에 대한 접속을 제공하기 위해 표준 CompactFlash 50핀 커넥터가 사용된다.
도 1은 본 발명 디스크 드라이브를 도시하고,
도 2는 디스크 드라이브와 카트리지를 디스크 드라이브에 삽입하기 전의 카트리지를 도시하고,
도 3은 바디의 상측 커버를 도시하고,
도 4A는 추출 레버가 이완된 카트리지 리시버 조립체를 도시하고,
도 4B는 카트리지가 삽입되고 추출 레버가 압축된 카트리지 리시버 조립체를 도시하고,
도 4C는 카트리지가 삽입되어 래치된 카트리지 리시버 조립체를 도시하고,
도 5는 카트리지 트레이 조립체의 분해도,
도 6은 카트리지 트레이와 스프링 아암을 도시하고,
도 7은 셔터 래치의 연결이 해제되는 지점까지 카트리지 트레이 내로 삽입된 카트리지의 컷어웨이 도면,
도 8은 카트리지가 도 7에 도시된 지점을 약간 넘어 삽입된 때의 카트리지와 카트리지 트레이의 컷어웨이 도면,
도 9는 카트리지의 하우징이 도시된 것을 제외하고 도 8과 유사한 도면이고,
도 10은 상기 스프링 아암이 카트리지의 전연(leading edge)에 막 접촉한 때의 카트리지와 카트리지 트레이의 도면,
도 11 및 12는 카트리지가 완전히 삽입된 때의 카트리지와 카트리지 트레이의 도면,
도 13은 카트리지가 상기 카트리지 트레이 내에 완전히 삽입된 때의 셔터 래티의 상세도,
도 14는 바디 조립체의 부분도,
도 15는 바디 조립체의 주요 구성요소를 도시하는 분해도,
도 16은 바디 조립체를 도시하고,
도 17은 디스크 드라이브의 단면도,
도 18은 드라이브 메커니즘의 저면도,
도 19는 커버 부재와 상측 PCBA가 제거된 후 드라이브 메커니즘의 평면도,
도 20A 및 20B는 드라이브 메커니즘의 개방 위치와 폐쇄 위치를 각각 도시하고,
도 21은 드라이브 메커니즘의 단면도,
도 22는 드라이브 메커니즘의 분해도,
도 23은 조악한 트래킹 메커니즘과 스핀들 모터 조립체를 도시하고,
도 24A는 스핀들 모터 조립체를 도시하고,
도 24B는 디스크의 중앙 구멍을 죄는데 사용되는 확장 가능한 콜릿의 상세도,
도 25는 광기계적인(optomechanical) 카트리지 조립체를 도시하고,
도 26 및 27은 광기계적인 카트리지 조립체의 분해도,
도 28은 광학 조립체의 개략도,
도 29는 1/4 파장 플레이트,
도 30은 대물렌즈 마운트,
도 31은 레이저 다이오드/검출기 기판에서 레이저 다이오드와 트래킹 광검출기의 각 위치를 도시하고,
도 32는 정밀 트래킹/포커스 메커니즘을 도시하고,
도 33은 정밀 트래킹/포커스 메커니즘의 분해도,
도 34는 래치 메커니즘을 도시하고,
도 35는 광기계적인 카트리지 조립체를 이동시키기 위해 선형 음성 코일 모터가 사용되는 실시예를 도시하고,
도 36은 PDA에 삽입된 본 발명 디스크 드라이브를 도시하고,
도 37은 도 36에 도시된 디스크 드라이브와 PDA의 단면도,
도 38은 디스크 드라이브 없는 PDA의 저면도이고 메모리 카드 슬롯의 특성을 도시하고,
도 39는 디스크 드라이브에서 재생될 수 있는 광디스크 카트리지의 단면도를 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 디스크 드라이브(20)의 사시도이다. 디스크 드라이브(20)는 드라이브 메커니즘 또는 포드(pod)(22)" 와 바디 조립체(24)를 포함한다. 드라이브 메커니즘(22)는 디스크 드라이브(20)을 구성하는 기계적인 광 구성소자를 포함하며, 이에 대해서는 이하에서 설명된다. 바디 조립체(24)는 산업 표준 메모리 카드 슬롯에 맞도록 크기와 형태가 만들어지며, 이 경우에 슬롯은 많은 PDA에서 사용되는 I형 CompactFlash® 저장장치 카드를 수용하도록 설계된다. I형 CompactFlash 카드는 50개의 핀을 가지며 42.8 mm (1.7") x 36.4 mm (1.4") x 3.3 mm (0.13")의 규격을 갖는다. 상기 CompactFlash 규격은 http://www.compactflash.org/specd11.htm 또는 캘리포니아주 94303 팔로알토 사서함 51537에 주소를 둔 CompactFlash Association에서 얻을 수 있다. (CF+ 와 CompactFlash 규격 개정판 1.4 참조, 그 전체를 참조를 위해 본 명세서에 병합함). 그러나 본 발명은 어떤 특정 타입의 슬롯에 제한되지 않는다. 다른 실시예에서, 상기 바디는 다른 타입의 슬롯에 맞도록 설계될 수 있다. 바디 조립체(24)의 치수(X1)은 실제로 슬롯 내로 삽입되고; 치수(X2)에 의해 표시된 나머지 부분은 슬롯에서 돌출되기 때문에 다소 두꺼울 수 있다. 치수(X2)는 디스크 드라이브(20)가 삽입되는 PDA 또는 다른 장치로부터의 "돌출(overhang)"의 양을 최소화하기 위해 가 능한 작게 하는 것이 바람직하다. 이 설계의 핵심 특징은 현존하는 그리고 미래 PDA 상의 표준 I형 CompactFlash® 슬롯과 호환 가능하다는 것이고, 실용적이라고 할 수 있을 정도로 그와 같은 장치의 외부에 작은 부피의 물리적 팽창을 부가하는 것이며, 반면 다양한 프로그램 재료를 위해 이 장치에 제거 가능한 미디어가 삽입되는 것을 허용하는 것이다.
일 실시예에서, X1은 약 40 mm이고 X2는 약 28mm이다. 디스크 드라이브(20)의 폭(Y)은 42.8 mm이고 두께(Z1)(도 17 참조)는 약 3.3 mm이다. I형 CompactFlash® 카드의 삽입 방향으로 치수가 36.4 mm이고, 3-4 mm (40 - 36.4)의 여유가 드라이브 메커니즘(22)의 측면과 PDA와 같은 호스트 장치의 인접면 사이에 허용된다. 여기서 기술된 실시예는 I형 CompactFlash 슬롯과 호환되지만, 본 발명에 의하면 II형 CompactFlash 와 PCMCIA 슬롯과 같은 산업표준 슬롯을 포함하는 임의의 다른 타입의 메모리 카드와 호환하는 디스크 드라이브가 만들어질 수 있다. 바디 조립체(24)의 한쪽 단부에는 I형 CompactFlash® 핀 구성과 호환하는 소켓 구성을 갖는 커넥터(26)가 있다.
도 2는 카트리지(10)와 드라이브(20)를 도시하며, 그 상면에는 셔터(108)를 포함한다. 카트리지(10)는 상기 참조된 미국 특허 출원 제10/423,097호에 설명된 종류의 카트리지이고, 필수적인 것은 아니지만 지름 32 mm의 광 데이터 저장장치 디스크를 유지하도록 설계된다.
카트리지(10)는 도 2에 도시된 화살표(204)의 방향으로 디스크 드라이브(20)에 삽입된다. 드라이브(20)는 2개의 "측면" 해제 버튼(202)을 상호 방향으로 비틀 어서 개방되었다. 해제 버튼(202)를 비틀면 드라이브 메커니즘(22)을 아래로 유지하는 래치를 해제하며, 리프트 스프링이 드라이브 메커니즘(22)을 상방으로 정지부재까지 이동시키도록 허용한다. 그것은 카트리지 리시버 조립체(도시되지 않음) 내로 안내하는 스페이스를 개방하고 카트리지(10)의 삽입을 허용한다. 카트리지(10)에는 상방으로 향하는 셔터(108)를 포함하는 측면이 제공되고, 디스크 드라이브(20)에 삽입된다. 상술한 실시예에서, 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 드라이브 메커니즘(22)의 이동 거리는 약 4 mm이다.
상기 카트리지 리시버는 셔터 래치(도시되지 않음)를 해제하는 고정 "탭"을 구비하며, 드라이브(20)에 삽입될 때 개방 위치로 셔터(108)를 이동시킨다. 만약 상기 탭이 셔터 래치의 슬롯 액세스 해제를 입력하지 않으면, 상기 탭은 드라이브(20) 내로 카트리지의 삽입(10)을 방해한다. 그리하여, 아래에서 설명된 바와 같이, 카트리지(10)의 반대(라벨) 측을 위로 하면, 결과적으로 삽입 깊이의 대략 절반으로 카트리지(10)의 동작이 제한된다.
바디 조립체(24)의 평면에 수직 방향으로 드라이브 메커니즘(22)의 선형 동작은 카트리지(10)가 다른 카트리지에 의해 교체되는 것을 허용하지만 본 발명의 드라이브는 PDA 또는 다른 타입의 디지털 전기기기에 삽입된다. 이하에서 설명된 다른 실시예에서는, 드라이브 메커니즘이 드라이브(20)의 삽입 방향에 가로이고 바디 조립체(24)의 주 평면에 평행한 피봇축의 둘레를 아치모양으로 이동한다. 이 방법은 단순성과 내구력 부분에서 몇몇 장점을 갖지만, CompactFlash 커넥터가 체결된 동안에는 미디어 교환을 용이하게 허용하지 않는다.
이제 디스크 드라이브(20)의 구성 소자를 상세히 설명한다.
카트리지 리시버 조립체
래칭 디테일 뿐만 아니라 드라이브 메커니즘(22)의 수직 운동의 가이드는 바디 조립체(24)의 상부 커버(206)로 통합되는데, 이것은 바람직하게는 시트 금속으로 형성된다. 도 3은 위쪽으로 연장하는 가이드(210)를 갖는 상부 커버(206)를 도시한다. 역전된 T-형상 슬롯(212)은 각각의 가이드(210)의 안으로 커팅된다. 슬롯(212)은 록킹 피처로서 기능한다. 측면 해제 버튼(202)은 역전된 T의 횡단 부분내로 래칭하고, 록킹 피처가 접힐 때 슬롯의 수직 부분을 따라 미끄러지는 피처들을 갖는 리프 스프링에 부착된다. 도 3에는 또한 디스크의 데이터 영역을 판독하는데 사용되는 개구(214)가 도시되어 있다.
상부 커버(206)는 카트리지 트레이(208)와 그것에 부착된 다른 피처를 가지며, 이들은 함께 도 4A-4C에 도시된 바와 같이, 카트리지 수용기 조립체(218)를 포함한다. 도 4A와 4B에 도시된 바와 같이, 카트리지(10)의 삽입은 카트리지 트레이(208)의 뒤에서 카트리지 방출 스프링 암(220)을 저지한다. 예를 들면, 이것은 카트리지(10)가 완전 삽입의 8밀리미터 이내로 접근할 때 일어날 수 있다. 카트리지(10)의 제거를 용이하게 하기 위해, 스프링 암(220)은 드라이브 메커니즘(22)이 열릴 때 동일한 8밀리미터의 운동을 제공하여 디스크 드라이브(20)로부터 카트리지(10)를 부분적으로 방출한다. 카트리지(10)가 카트리지 트레이(208)내로 완전히 삽입될 때, 보류 "바베드(barbed)" 스프링(222)은 수용기에 있는 카트리지를 제지 한다. 스프링(222)은 상부 커버(206)의 전방 에지 부근에서 도 3과 4C에서 보여진다. 카트리지에 있는 매칭 노치는 스프링(222)과 맞물려 카트리지를 카트리지 트레이(208) 내에 보유한다.
도 4A와 4B를 참조하면, 리프 스프링(224)은 카트리지 트레이(208)의 측면에서 보인다. 이것은 다른 바베드 리프 스프링이지만, 리프 스프링(222)보다 그것의 페이스(face)에 더 공격적인 맞물림 각도를 갖는다. 리프 스프링(224)는 카트리지(20)가 방출되는 동안에 셔트(108)가 제자리에 남아있는 것을 보장하기 위한 마찰과 지레를 제공하며, 그로써 셔트 래치가 다시 감기는 것을 보장한다. 리프 스프링(224)의 마찰은 스프링 암(220)에 의해 방출될 때 카트리지(10)가 초과적인 속도를 얻는 것을 또한 방지한다. 카트리지(10)가 사용자에 의한 제거를 제공받지만, 디스크 드라이브(20)로부터 "론칭"되지 않는 것이 바람직하다.
도 5는 카트리지 수용기 조립체(218)의 내부를 도시한다. 리프 스프링(224)은 카트리지 트레이(208)의 측면에 있는 사각 컷아웃(244)를 통해 안쪽으로 돌출하고, 도 2에서 보이는, 셔터(108)에 있는 사각 창(140)과 맞물리는 바브(barb)(242)를 갖는다. 리프 스프링(222)은 상부 커버(206)에 있는 사각 개구(238)를 통해 돌출하고, 카트리지(10)의 상부 표면, 즉 셔터(108)가 위치해 있는 표면에 있는 노치와 맞물리는 바브(240)를 갖는다. 카트리지(10)는 카트리지 트레이(208)의 끝에 있는 개구(246)속으로 삽입된다. 도 5에는 또한 스프링 암(220)이 도시되어 있는데, 이것은 핀(230) 주위를 회전한다. 핀(230)은 상부 커버(206)에 스폿-용접되어 있다. 스프링 암(220)은 스프링(226)에 의해 바이어스되어 있으며, 이것은 역시 상부 커버(206)에 스폿-용접되어 있는 스톱(228)과 탭(250) 사이에서, 도 4B에 도시된 바와 같이 압축된다. 스프링(226)은 스프링 암(220)을 바이어스하여 스프링 암(220)이 해제된 위치에 있을 때 접촉 표면(234)이 카트리지 트레이(208)에 있는 개구를 통해 연장하도록 한다(즉, 어떠한 카트리지도 카트리지 트레이(208)에 삽입되지 않고서).
개구(248)는 카트리지 트레이(208)의 측면에 형성되며, 가이드(252)는 카트리지 트레이(208)의 내부 속으로 안쪽으로 돌출한다. 가이드(252)는, 도 6에 보다 명확히 도시된 바와 같이, 두 가지 기능을 수행한다: 첫째, 카트리지(10)가 카트리지 트레이(208) 내로 삽입될 때, 카트리지(10)의 하나의 에지 상의 리세스는 가이드(252) 위로 겹쳐진다. 그리하여, 만약 사용자가 위아래를 뒤집거나 에지를 끌거나 하는 등 부적절하게 카트리지(10)를 삽입하려 시도한다면, 가이드(252)는 삽입을 막을 것이다. 둘째, 램프(254)는 가이드(252)의 한쪽 끝에 형성된다. 카트리지(10)가 삽입될 때, 램프(242)는 셔터를 해제하도록 카트리지(10)에 있는 셔터 래치의 반대 표면을 따라 미끄러진다. 도 7은 하우징과 다른 요소가 제거되어 셔터(180)와 셔터 래치(114)의 위치를 드러내는 카트리지(10)의 도면이다. 도 7은 카트리지(10)가 셔터 해제의 지점에 삽입될 때 셔터(180)와 셔터 래치(114)의 위치를 도시한다. 나타내어진 바와 같이, 래치(114)의 표면(160)은 램프(254)와 접촉하며, 그리하여 래치(114)가 피봇 축(190)의 주위에서 화살표 방향으로 회전하도록 하고, 셔터(180)가 미끄러져 열리는 것을 방지하도록 통상적으로 상호 잠김되어 있는 래치(114)와 셔터(180)의 피처를 풀리게 한다. 디스크(116)가 도 7에 또한 도 시되어 있다. 카트리지(10)의 완전한 설명은 위에서 참조한 미국 특허출원 제10/423,097호에 제공된다. 도 7은 스프링(226)에 의해 카트리지 트레이(208)의 뒤쪽 에지에 대해 눌려지고 해제된 위치에 있는 스프링 암(220)을 도시한다.
도 8-13은 카트리지(10)가 카트리지 트레이(208)내로 삽입될 때 셔터 래치(114)의 성공적인 위치를 도시한다. 도 8, 11, 13은 도 7과 유사한 일부 절단도이며, 여기서 카트리지(10)의 하우징과 다른 요소는 셔터(180)와 셔터 래치(114)의 위치를 드러내기 위해 제거되었다. 도 8에서, 래치(114)의 표면(160)은 램프(254)를 단지 깨끗하게 하였다. 도 9는 전술된 바와 같이, 가이드(252) 위를 타는 카트리지(10)의 리세스를 추가로 도시하며, 카트리지(10)의 하우징이 포함된 유사한 도면이다. 스프링 암(220)의 표면(234)은 카트리지(10)의 리딩 에지와 아직 접촉하지 않았다. 리프 스프링(224)의 바브(242)는 셔터(180)의 표면에 대해 미끄러지지만 창(14)과 아직 맞물리지 않았다. 그러므로, 셔터(180)은 여전히 완전히 닫혀 있다.
도 10은 도 9와 유사하지만, 스프링 암(220)의 표면(234)이 카트리지(10)의 리딩 에지와 접촉하는 지점까지 카트리지(10)가 약간 삽입되었을 때의 상황을 도시한다. 셔터(180)는 여전히 완전히 닫혀 있다. 그리하여 리프 스프링(224)의 바브(242)가 셔터(180)의 창(140)과 맞물리고 셔터(180)를 당겨 열기 시작하기 전에, 래치(114)가 맞물림이 풀어지고 셔터(180)를 열리도록 하는 것이 명백하다. 일실시예에서, 카트리지는 래치(114)가 맞물림이 풀어지는 시점과 셔터(180)가 열리기 시작하는 시점 사이에서 대략 1.2mm를 여행한다. 도 10은 리프 스프링(222)과 바 브(240) 뿐만 아니라 카트리지(10) 내의 리세스(193)를 또한 도시하는데, 이것은 카트리지(10)가 카트리지 트레이(208)내로 완전히 삽입될 때 바브(240)와 맞물려질 것이다.
도 11-13은 카트리지(10)가 카트리지 트레이(208)내로 완전히 삽입될 때의 상태를 도시한다. 스프링 암(220)의 표면(234)은 카트리지(10)의 리딩 에지에 대해 눌려지고 스프링(226)의 힘에 대해서 회전하였다. 리프 스프링(224)의 바브(242)는 셔터(180)의 창(14)과 맞물렸고 셔터(180)를 당겨 열었으며, 디스크(116)의 중심 구멍(116A)과 데이터 영역을 노출시킨다. 도 12에 도시된 바와 같이, 리프 스트링(222)의 바브(240)는 카트리지(10)의 리세스(193)에 로징되며, 카트리지 트레이(208) 내에 카트리지(10)를 안전하게 홀딩한다.
바디 조립체
디스크 드라이브(20)는 두 개의 기본 성분, 바디 조립체(24)와 드라이브 메커니즘(22)을 포함한다. 도 14는 바디 조립체(24)의 부분을 도시하는데, 이것은 표준 커넥터(26) - 이것은 본 실시예에서 50-핀 CompactFlash 커넥터임 - , 하부 하우징(260) 및 인쇄 회로 기판 조립체(PCBA)(262)를 포함하며, 필요한 집적 및 이산 회로를 갖는다. 도시된 실시예에서, PCBA(262)는 사실상 바디 조립체(24)의 길이 정도이다. 하부 하우징(260)의 전방 에지에 있는 둥글게 된 노치(264)는 카트리지의 완전한 삽입을 보다 더 쉽게 한다. 하부 하우징(260)은 일반적으로 CompactFlash 슬롯에 맞게끔 크기와 모양이 형성된 제 1 부분(266), 반드시 CompactFlash 슬롯에 맞게끔 설계될 필요는 없는 제 2 부분을 갖는다. 하부 하우징(260)의 수평 에지(267)는 디스크 드라이브(20)가 슬롯내로 삽입될 때 CompactFlash 슬롯의 측면을 따라 미끄러지는 통합 레일로서 기능한다.
도 15는 바디 조립체(24)의 주요 성분을 도시하는 일부 절개도이다. 상부 커버(206), 카트리지 트레이(208)(상부 커버(206)의 하부면에 부착된), PCBA(262), 하우징(260), 커넥터(26), 바닥 커버(270), 및 바베드 스프링(222)을 포함한다. 커넥터(206)는 하우징(260)내의 리세스(272)내에 맞으며, 접착제로 부착된다. 상부 커버(206)와 같이, 바닥 커버(270)는 바람직하게는 시트 금속으로 제조된다. 도 15에는 드라이브 메커니즘(22)이 또한 도시되어 있다.
도 16은 조립된 바디 조립체(24)를 도시하는데, 여기서 상부 커버(206)는 하부 하우징(260)에 부착된다. 상부 커버(206)는 접착제나 나사선을 갖는 잠금장치에 의하거나, 또는 상부 커버(206)와 바닥 커버(270) 사이의 탭을 용접함으로써 하부 하우징(260)에 부착될 수 있다. 명백한 바와 같이, 카트리지(20)는 디스크 드라이브(20)의 중심에서 벗어나 있으며, 그리하여 회로의 통로를 드라이브 메커니즘(22)에 수용하고, 디스크(116) 상의 데이터 밴드 위로 드라이브 메커니즘(22)(후술됨)내의 광기계적인 운반 조립체의 전체 여행을 허용한다.
도 17은 도 1에 도시된 절단선 17-17로부터 취해진 디스크 드라이브(20)의 단면도이다. 나타내어진 바와 같이, 드라이브 메커니즘(22)의 수평 치수(X2)는 바디 조립체(24)의 제 2 부분(268)의 폭과 사실상 일치한다. 전술된 바와 같이, 치수(X1)는 대략 40mm이다. 하부 하우징(260)의 제 1 부분(266)의 두께(Z1)는 3.3mm 이고, 이 치수는 보다 두꺼운 부분(268)에서 대략 0.7mm만큼 증가한다. 그리하여, 본 실시예에서, 바디 조립체(24)의 제 2 부분(268)은 약 4mm 두께이며, 바디 조립체(24)의 제 1 부분(266)보다 약간 더 두껍다. 이것은 디스크 드라이브(20)의 내부 성분을 위한 추가적인 공간을 허용한다. 드라이브 메커니즘(22)의 영역에 있는 드라이브의 전체 높이(Z2)는 10.5mm이다.
디스크 드라이브(20)가 CompactFlash® 슬롯 내로 완전히 삽입될 때, 슬롯에 대한 입구는 제 1 부분(266)과 제 2 부분(268)의 교차 라인 부근에 위치한다(도 37 참조). 그리하여 카트리지(10)와 특히 디스크(116)는 CompactFlash® 슬롯 내로 튀어나올 것이다. 이것은 슬롯이 형성되는 다른 장치나 PDA로부터 디스크 드라이브(20)의 튀어나옴이나 "돌출(overhang)"을 제한한다. 도 17에는 상부 커버(206), PCBA(262), 바닥 커버(270)의 위치가 또한 도시되어 있다.
전술한 바가 도 36과 37에 도시되어 있다. 도 36은 PDA(30)내로 삽입된 디스크 드라이브(20)를 도시하고, 도 37은 도 36에 도시된 라인(37-37)에서 취해진 PDA(30)와 디스크 드라이브(20)의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 디스크 드라이브(20)는 PDA(30)에 있는 메모리 카드 슬롯(32)에 삽입되며, 바람직하게는 I형 CompactFlash® 카드를 수용하도록 설계된 슬롯이다. 바디 조립체(24)의 제 1 부분(266)의 실질적으로 모든 것은 슬롯(32) 내에 위치되는데, 드라이브 메커니즘(20)과 PDA(30)의 페이스 사이에 있는 갭에 인접한 작은 영역(269)은 예외이다. 제 1 부분(266)은 슬롯(32)내에 들어 맞으며, 이것은 모든 면에서 구조적으로 그리고 전기적으로 그 슬롯과 양립가능하다. 예를 들면, 디스크 드라이브(20)에 있는 소켓 커넥터(26)는 슬롯(32)의 내부 끝에 위치한 상응하는 CompactFlash 핀 커넥터(34)와 일치한다. 하부 하우징(260)의 통합 레일(267)은 슬롯(32)의 측면을 따른다. 디스크 드라이브(20)가 없는 PDA(30)의 도면인 도 38에 도시된 바와 같이, 립(rib)(404)은 슬롯(32)의 각 측면에 늘어선다. 립(404)은 도 14와 15에 도시된 바와 같이, 하부 하우징(260)의 레일(267)상의 그루브(406)와 맞물린다.
또한, 카트리지(10)의 부분, 카트리지 트레이(208)의 부분, 및 디스크(116)의 부분이 슬롯내로 연장한다는 것은 도 37로부터 명백하다. 이것은 드라이브 메커니즘(22)이 더 좁게 만들어지는 것을 허용하며, 디스크 드라이브(20)가 슬롯(32)으로부터 튀어나오는 거리(즉, "돌출")를 제한한다.
드라이브 메커니즘
드라이브 메커니즘 또는 "포드(pod)"(22)는 다음의 구성요소를 포함한다:
1. 레이저, 검출기, 광학장치, 및 초점과 정밀 트랙킹을 위한 정밀 서보 모터 뿐만 아니라 서보와 데이터 검출 기능에 필요한 전자 회로를 갖는 광기계적 운반.
2. 스핀들, 서보 및 데이터 검출을 지원하는 회로와 상호연결을 종결시키기 위한 상부 PCBA(바디 조립체(24)에 있는 PCBA(262)보다 작은).
3. 운반 운동, 수직 포드 운동, 및 이들 구성요소의 설치와 운반 드라이브(거친 트랙킹) 모터를 허용하는 다른 전자부품과의 통신을 위해 설계된 서비스 루프와 유연한 회로.
4. 광기계적 운반을 데이터밴드에서의 원하는 지점에 옮기기 위한 선형 모터 또는 리드 스크류에 의해 동작하는 거친 서보 메커니즘.
5. 스핀들 및 스핀들 드라이브 모터 조립체.
6. 매체에 맞물려 있는 드라이브 메커니즘을 홀딩 또는 그것을 해제하기 위한 래치 메커니즘, 및 해제 버튼.
7. 스핀들의 오버트래블을 제공하여 매체와 맞물리게 하는 로드 버튼.
8. 카트리지 삽입을 위해 드라이브 메커니즘을 상승시키는 컵과 리프트 스프링.
9. 하우징과 커버.
도 18은 밑으로부터 드라이브 메커니즘(22)을 본 도면이고, 도 19는 커버 피스(310)와 PCBA(308)가 제거된 상태로 위로부터 드라이브 메커니즘(22)을 본 도면이다. 도 18을 참조하면, 드라이브 메커니즘(22)은 스핀들 조립체(280), 데이터 액세스 개구(290), 광기계적 운반 조립체(282)를 포함한다. 스핀들 조립체(280)는 디스크(116)에 있는 중심 구멍에 맞물린다. 후술되는 바와 같이, 광기계적 운반 조립체(282)는 레이저, 렌즈 및 데이터 액세스 개구(290)를 통해 광 데이터 저장 디스크로부터 데이터를 읽기 위한 다른 구성요소를 포함한다. 도시된 바와 같이, 스핀들 조립체(280)는 드라이브 메커니즘의 중심을 벗어나 위치하는데 그리하여 바디 조립체(24)와 드라이브 메커니즘(22) 사이의 전기적 연결을 위한 공간을 허용하고 디스크의 데이터 영역의 판독을 용이하게 한다.
도 18에는 또한 스프링-로딩된 컵(284)이 도시되어 있는데, 이것은 상승된 위치에서 드라이브 메커니즘(22)을 바이어스하며, 드라이브 메커니즘(22)이 바디 조립체(24)에 래칭되지 않을 때 개구(246)(도 5)를 통해 디스크의 삽입을 허용한다. 스프링-로딩된 컵(284)은 바디 조립체(24)의 상부 커버(206)의 외부 표면과 인접한다. 카트리지(10)는 도 18에 또한 도시된 카트리지 로케이팅 핀(288)에 의해 드라이브 메커니즘(22)에 정확하게 위치되며, 이 핀들은 카트리지(10)에 있는 상응하는 구멍(304)에 들어맞는다(도 9 참조). 핀(288)은 "불릿 노즈(bullet nose)" 핀이다. 삽입 지점의 측면상으로 커팅된 반지름은 핀의 지름과 동일하다. 이러한 형상은 구멍(304)내로의 삽입을 위한 최대 획득 구역과, 삽입상의 방해나 결합에 대한 최소의 기회를 제공한다. 도 18에는 또한 보조 데이터 패드(285)가 도시되어 있는데 이것은 카트리지(10)를 스핀들 조립체(280)에 대해 적절한 방향으로 위치시킨다. 나타내어진 바와 같이, 데이터 패드(285)의 두 개는 로케이팅 핀(288)의 기저에 위치한다. 카트리지(10)가 삽입되고 드라이브 메커니즘(22)이 닫힐 때, 로케이팅 핀(288)과 데이터 패드(285)는 하부 하우징(260)에 있는 개구(287)를 통해 돌출하여 카트리지(10)의 표면과 접촉한다.
이제 도 19를 참조하면, 광기계적 운반 조립체(282)로부터 방출되는 판독/기록 레이저 빔을 위한 거친 포지셔닝을 제공하는데 사용되는 리드 스크류(296)(도 19에 부분적으로 나타나 있음)와 함께, 광기계적 운반 조립체(282)의 상부 표면이 도시된다. 리드 스크류(296)는 2단 기어 감소 유닛(294)를 통해 운반 드라이브(거친 트랙킹) 모터(292)에 의해 구동된다. 안티-백래시 기어는 드라이브 트레인에 사용될 수 있다. 리드 스크류(296)를 위한 베어링 요소는 바람직하게는 마찰을 낮 게 유지하기 위한 볼 베어링들 중의 적어도 하나의 사전-로딩된 쌍을 포함하며, 회전축을 따라 리드 스크류(296)의 운동에 있어서의 백래시를 제거한다.
로드 버튼(302)은 카트리지가 디스크 드라이브(20)로 삽입된 후 사용자에 의해 눌려져, 스프링-바이어스된 컵(284)의 힘과 대향하며, 드라이브 메커니즘(22)이 바디 조립체(24)에 래치되도록 하고, 연장가능한 콜릿(collet)을 광디스크(116)의 중심 구멍안으로 전진시킨다. 유연한 상호연결(305)은 바디 조립체(24)에 있는 PCBA(262)를 드라이브 메커니즘(22)에 있는 PCBA(308)에 연결하며, 유연한 상호연결(306)은 드라이브 메커니즘(22)에 있는 PCBA(308)를 광기계적 운반 조립체(282)에 연결한다. PCBA(308)는 도 19에서 시야로부터 제거되어 있지만, 도 21의 단면도에서 볼 수 있다. 일반적으로, 드라이브 메커니즘(22)의 구성요소들은 바디 멤버(299)에 설치되는데, 이것은 적어도 2.8x104MPa(4.4x106psi)의 영(Young)의 모듈러스를 갖는 액체 결정 폴리머와 같은 플라스틱 수지나 알루미늄이나 마그네슘과 같은 금속으로 만들어질 수 있다. 컵(284)을 다시 누르는 리프트 스트링(300)은 바디 멤버(299)에 형성된 원통형 구획에 둘러싸인다.
드라이브 메커니즘(22) 내에서, 유연한 상호연결(305)은 조립체가 동작을 위해 닫힐 때 유연한 상호연결(305)이 드라이브 메커니즘(22)내로 부드럽게 들어가도록 설계된 뱀 모양의 서비스 루프를 갖는다. PCBA(262, 308) 중의 하나 또는 둘 모두에 있는 ZIF 커넥터는 조립을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 도 20A와 20B는 유연한 상호연결(305)의 구성이 드라이브 메커니즘(22)의 열린 위치와 닫힌 위치 사이에서 어떻게 변화하는지를 도시한다. 도 17로부터, 드라이브 메커니즘(22)은 드라이브 메커니즘(22)이 닫힌 상태에 있을 때 바디 조립체(24)의 제 2 부분(268)에 인접해 있다는 것이 명확하다.
트래킹 경로를 따라 광기계적인 운반 조립체(282)의 동작을 서비스하기 위해서, 플렉시블 연결(306)은 운반 조립체(282)의 꼬리와 PCBA(308) 사이의 단일 루프를 형성한다. 이 플렉시블 연결(306) 범위에서 운반의 끝은 신호 및 데이터 전송에 대한 레이저/검출기 패키지, 및 초점 및 트래킹을 제어하기 위해 정교한 서보 모터에 연결된다. 선형 모터를 사용하는 실행에서, 조잡한(coarse) 모터 전류를 또한 운반할 수 있다. 또한, PCBA(308) 상의 ZIF 커넥터는 조립을 돕기 위해 사용될 수 있다.
짧은 플렉시블 연결(도시 안됨)은 비록 불연속 와이어 또는 형성된 모터 단말이 또한 사용될 수 있더라도 조잡한 트래킹 모터(292)를 PCBA(308)에 연결하는데 사용될 수 있다.
도 21은 커버 피스(piece)(310)에 이웃하는 PCBA(308)를 나타내는 드라이브 장치(22)의 단면도이다. PCBA(308)로부터 광기계 운반 조립체(282)로 연장하는 플렉시블 연결(306)이 도시된다. 또한 스프링 컵(284) 및 상단이 PCBA(308)의 하위 표면을 지지하는 리프트 스프링(300)이 도시된다. 드라이브 장치(22)가 바디 조립체(24)에 래칭되지 않는 경우 그 위치에서 바디 부재(299)로부터 연장된 스프링 컵(284)이 도시된다. 로드 버튼(302)은 직접 로드 버튼(302) 아래에 있는 스테이터 플레이트를 통해 수직으로 스핀들 조립체(280)를 이동시킨다.
도 22는 상기에서 설명한 구성요소를 나타내는 드라이브 장치(22)의 분해도이다. 광기계 운반 조립체(282)가 미끄러지는 레일(312), 및 플렉시블 연결(305)이 드라이브 장치(22)의 PCBA(308)와 바디 조립체(24)의 PCBA(262) 사이에서 연장하는 바디 부재(299)의 슬롯(307)이 또한 도시된다. 또한, 리세스(399)는 바디 부재(299)의 측벽에 형성된다. 가이드(210)는 드라이브 장치(22)가 개폐될 때 리세스(399)에서 미끄러지고, 드라이브 장치(22)가 개방된 위치에 있는 경우 흔들리는 것을 방지한다.
조잡한 트래킹 메커니즘
조잡한 트래킹 메커니즘 및 스핀들 모터 조립체(314)가 도 23에 도시된다. 조잡한 트래킹 모터(292)는 스테퍼 모터 또는 브러쉬리스 DC 모터가 또한 사용될 수 있지만, Canon 모델 DN06-V*N*B와 같은 브러쉬 타입의 전환가능한(reversible) DC 모터이다. 판정하는 인자들 중에서, 모터의 선택은 결정하는 대역폭, 전력 소모, 비용, 신뢰도 및 내구성이다.
리드 스크류(296) 및 광기계 운반 조립체(282)는 이러한 형태의 엑츄에이터의 고유한 마찰을 줄이는 재료로 코팅될 수 있거나 또는 만들어질 수 있다. PTFE(polytetrafluoroethylene) 또는 몰리브덴(molybdenum) 이황화물과 같은 재료는 나사선이 새겨진 구성요소에 대해, 이러한 드라이버의 리드 스크류와 너트 사이의 마찰을 최적화하기 위해 몰딩 수지에 부가되는 코팅으로서 사용될 수 있다. 이는 또한 전력 소모를 줄일 수 있고 서보 응답을 개선할 수 있다.
조잡한 트래킹 모터(292)는 정교한 트래킹 모터(이하에서 설명됨) 상의 위치 센서로부터 파생된 신호에 응답하여 움직인다. 정교한 트래킹 모터는 디스크 런아웃을 포함하는 광 디스크 상의 트랙을 따르고, 작은 탐색 운동을 실행한다. 그러나, 정교한 트래킹 모터가 특정된 평균량 만큼 중앙 위치로부터 이격된 경우, 리드 스크류(296)는 정교한 트래팅 모터 운동의 중앙 근처의 위치로 광기계 운반 조립체(282)를 전진 또는 후퇴하도록 돌려질 수 있다. 두 개의 스테이지를 갖는 스퍼 기어(spur gear) 감속 유닛(294)은 작고, 낮은 전류 모터의 사용을 허용한다. 다른 기어 감속 스킴이 또한 사용될 수 있으나, 스퍼 기어는 낮은 비용 및 높은 효율을 갖는다. 기어 감속 유닛(294)에서의 기어는 대략 120 직경의 피치 기어에 상응하나, 그들은 또한 특별한 피치 또는 미터 모듈 기어일 수 있다. 기어 감속 유닛은 또한 안티-백래시(anti-backlash) 기어일 수 있다.
스핀들 모터 조립체
도 24A는 스핀들 샤프트(330), 디스크 플래튼(316), 디스크 보유를 위한 확장가능한 콜릿(318), 스핀들 로터 마그넷(326) 및 배킹 플레이트(328), 스핀들 베어링/부싱(324), 스테이터 코일(320) 및 스테이터 플레이트(322), 및 로드 버튼(302)을 포함하는 스핀들 모터 조립체(314)의 분해도이다. 이러한 부품들은 또한 도 21(부호가 부여되지 않았음)에 도시된다.
스테이터 코일(320) 및 스테이터 플레이트(322)는 로드 버튼(302) 바로 아래에 위치하고, 양자는 상위 PCBA(308)에 부착된다. 때때로, 스프링 구성요소(도시 안됨)는 또한 로드 버튼(302)과 커버 피스(310) 사이에 삽입될 수 있다. 스핀들 베어링/부싱은 스핀들 샤프트(330)가 축방향으로 회전하고 미끄러지게 하는 정밀한 부싱이다. 로드 버튼(302)은 스핀들 샤프트(330)의 강화되고, 둥근 끝(330A)에 대해 스러스트 베어링(thrust bearing)으로서 동작하는 강화된 면(302A)을 갖는다. 하방으로 눌러지면, 로드 버튼(302)은 카트리지에 머무는 동안 플래튼(316) 상에 디스크를 안착시키기 위해 디스크 플래튼(316) 및 콜릿(318)을 전진시킨다. 셔터(180)가 개방 위치에 있으면, 확장가능한 콜릿(318)은 디스크(116)의 중앙 홀(116A)로 투입된다(도 4C 참조). 그다음 스핀들 회전 구성요소(즉, 로터 마그넷(326), 배킹 플레이트(328), 샤프트(300), 플래튼(316) 및 콜릿(318))는 로드 버튼(302)이 해제되는 경우 동작 위치로 후퇴한다
스테이터 코일(320)은 축 방향으로 그 두께에 걸쳐 "파이-슬라이스(pie-slice)" 모양의 조각으로 자기화된 스핀들 로터 마그넷(326)에 대한 표준 브러시리스 다중-위상 드라이브이다. 마그넷 재료의 북-남 방향은 동일 방향으로 존재한다. 마그넷 재료는 바람직하게는 바륨 페라이트 세라믹이나, 네오디뮴(neodymium)-철-붕소, 사마륨(samarium) 코발트 등과 같은 희토류 원소 조성물 또는 강한 마그네틱 재료일 수 있다.
상기에서 설명한 확장가능한 콜릿 및 플래튼을 갖는 디스크의 클램핑(clamping)은 디스크에 마그네틱 허브를 제공할 필요를 없앤다. 이는 비용, 신뢰도, 및 크기 때문에 바람직하다. 클램핑 장치는 확실한 것이 틀림이 없으나, 미디어-인-카트리지에 대해 금지될 정도로 복잡할 수 있다. 조작자에 의한 시스템의 수동 래칭/로딩을 통해 얻어질 수 있는 힘의 사용은 이를 배터리 전력의 소모 없이 또는 복잡한 로딩 장치의 제공 없이 실행되게 한다. 상기에서 참조된 미국 특허출원 제10/423,097호에서 설명된 바와 같이, 상승된 링은 카트리지 바닥 벽으로부터 이격된 디스크를 유지하기 위해 카트리지의 "라벨"(하향으로 향하는)측 상에 제공될 수 있으나, 디스크가 머무는 위치는 디스크의 구동 위치로부터 300 마이크로미터보다 훨씬 더 많이 이격된다. 이는 스핀들이 클램핑 위치로 순간적으로 전진되어야 하고, 그 다음 구동 위치로 후퇴되어야 함을 의미한다. 스핀들 샤프트 샤프트(330)에 대한 평평한 스핀들 베어링/부싱(324), 및 자기적으로 로딩된 스러스트 베어링으로서 동작하는 로드 버튼(302)은 이를 발생하게 한다.
도 24B는 플래튼(316) 및 콜릿(318)의 상세한 도면을 도시한다. 콜릿(318)은 중앙 허브(319) 원주 주위에 배열된 복수의 플렉시블 핑거(317)를 포함한다. 플래튼(316) 및 콜릿(318)은 바람직하게는 PTFE의 혼화제로 2.8 ×104 MPa(4.4 ×106psi) 또는 더 높은 영률을 갖는 플라스틱 레진으로 이루어진다. 재료의 선택은 표면 견고성, 내마모성(wear resistance), 낮은 마찰, 강도(높은 영률), 및 내크리프성(resistance to creep) 사이에서 절충을 필요로 한다. 하나의 가능성은 대략 5% PTFE 및 20%의 짧은 유리 섬유의 강화를 포함하는 나일론 6 수지일 수 있다.
콜릿(318)은 디스크(116)의 중앙 홀(116A)로 하강하고, 핑거(317)의 경사진 리딩(leading) 표면(317A)은 디스크(116)가 트레일링(trailing) 표면(317B)에 의해 캡쳐될 때까지 홀(116A)의 에지를 따라서 미끄러진다. 이러한 프로세스 동안, 디 스크(116)는 카트리지의 바닥 벽의 내부 상에서 상승된 링에 대해 압축되고, 상승된 링은 디스크(116)의 바닥 표면이 각 핑거(317)의 "피크"를 제거하도록 카트리지의 바닥 벽으로부터 위로 충분히 멀어지게 디스크(116)를 유지한다. 이 거리는 도 24B의 Z3로 나타난다. 나타난 실시예에서, 경사진 리딩 및 트레일링 표면(317A, 317B)은 수직에 대해 45°의 각도이다. 디스크(116)는 일반적으로 매우 가볍기 때문에, 플래튼(316)에 대해 디스크(116)를 견고하게 유지하는데 단지 작은 힘이 필요하다.
이 프로세스는 콜릿(318)이 디스크(116)로부터 후퇴하는 경우 역으로 변환된다. 카트리지(10)의 상부 표면상에 비슷하게 상승된 링은 디스크(116)의 데이터가 카트리지의 내부 표면과 접촉하지 못하게 한다.
도 39는 콜릿(318)이 삽입되고 후퇴되는 경우 카트리지의 정상 및 바닥 벽에 대해 디스크가 편평하게 압축되지 못하도록 사용되는 상승된 링을 나타내는 카트리지(10) 내부의 디스크(116)의 단면도를 도시한다. 카트리지(10)는 박판의 금속 정상 벽(104T) 및 박판의 금속 바닥 벽(104B)을 갖는다. 박판의 금속은 바닥 벽(104B)의 상승된 링(400) 및 정상 벽(104T)의 상승된 링(402)을 형성하기 위해 압형(押型)된다. 부호 192는 바닥 벽(104B)의 외부에 붙여지는 종이 라벨과 일체이다. 콜릿(318)을 트레일링 표면(317B) 상의 디스크(116)를 끌어들이기 위해 디스크(116)의 중앙 홀로 충분히 투입되게 하기 위해, 상승된 링(400)의 높이(Z4)는 도 24B에서 거리(Z3)와 적어도 같아야 한다.
운반 조립체
도 25는 운반체(332), 광 조립체(334), 및 정교한 트래킹/포커스 장치(336)를 포함하는 광기계 운반 조립체(282)의 일반적인 도면이다.
운반체(332)는 몰딩(molded)/캐스팅(cast)된 부품이다. 운반체(332)는 광 조립체(232)의 구성요소 및 플렉시블 연결(306)을 위한 부착물을 지지하고 트래킹 경로를 따라 운반 조립체(282)의 동작에 대해 가이드된 표면을 제공한다. 이는 리드 스크류(296)를 통해 조잡한 트래킹 모터(292)에 연결된다. 운반체(332)는 또한 전자장치, 레이저, 및 서보 모터로부터 열을 흡수한다. 이는 리드 스크류(296)와 맞물리는 드라이빙 암 나사산이 새겨진 구성요소가 운반체(332)로 직접 몰딩될 수 있도록 마찰을 감소시키는 재료로 이루어질 수 있다.
이하에서 더욱 상세히 설명되는 광 조립체(234)는 레이저 다이오드, 서보 검출기, 빔 분배 및 분할 프리즘, 시준(collimation) 및 대물 렌즈, 파장 지연 플레이트, 반사 위치 플래그, 및 반사 전력 모니터링 표면을 포함한다. 더욱이, 약간의 검출기는 신호 증폭 전자장치를 또한 포함하는 기판상에 설치될 수 있다.
정교한 트래킹/포커스 장치(336)는 판독 대물 렌즈(또한 광 조립체(334)의 부품인)의 위치를 정하는데 사용되는 두 개의 축을 갖는 음성 코일 모터를 함께 포함하는 공유된 자기 회로 및 5개의 코일을 포함한다.
도 26 및 도 27은 다른 각도에서 취해진 광기계 운반 조립체의 분해도이다. 또한 도 26 및 도 27은 나사산이 새겨진 슬리브(333) 및 압축 스프링(335)을 포함하는 안티-백래시 장치를 도시한다. 운반체(332)는 상기에서 언급한 것과 같은 리드 스크류(296)와 맞물리는 나사산이 새겨진 구멍을 포함하는 제 1 플랜지(332A)와 나사산이 새겨지지 않은 구멍을 포함하는 제 2 플랜지(332B)를 포함한다. 슬리브(333)의 중앙 구멍은 마찬가지로 리드 스크류(296)와 맞물리도록 나사산이 새겨진다. 슬리브(333)는 둥근 끝(333B)이 플랜지(332B)의 구멍으로 투입되고 압축 스프링(335)이 슬리브(333)를 에워싸며 플랜지(332A)와 슬리브(333)의 쇼울더(333A)를 밀어내면서 플랜지(332A, 332B) 사이에 설치된다. 리드 스크류(296)가 플랜지(332A) 및 슬리브(333)에 결합되는 경우, 압축 스프링(335)은 플랜지(332A) 및 슬리브(333)에 대해 완만한 외부 압력을 가한다. 이는 광기계 운반 조립체(282)와 리드 스크류(296) 사이에서 임의의 느리거나 또는 손실되는 동작을 없앤다.
광 조립체
도 28은 광 조립체(334)의 개략적인 도면을 도시한다. 이 설명을 위해, "위(up)", "아래(down)", "위로(above)", "아래로(below)"의 용어가 도 28과 관련하여 사용된다.
레이저 빔은 레이저 다이오드(338)에서 발생한다. 레이저 다이오드(338)는 바람직하게는 405nm의 파장으로 블루 레이저 빔을 제공한다. 레이저 다이오드는 Cree 모델 405LD 500 또는 Sanyo 모델 LS5000일 수 있다. 405nm 블루 레이저 빔의 사용은 예컨대 디스크(10) 상의 트랙 피치가 전형적인 600-700nm 레드 레이저 빔에 대해 필요한 0.74㎛의 피치로부터 0.37㎛까지 감소되는 것을 허용한다.
레이저 다이오드(338)은 레이저 다이오드/검출기 기판(343)의 바닥 근처의 히트 싱크(340) 상에 설치된다. 레이저 빔(342)은 광의 발산하는, 타원형의 콘으 로서 레이저 다이오드(338)로부터 방출된다. 레이저 빔(342)은 사방정계 프리즘(344)으로 진입하고 프리즘(344)의 내부 반사에 의해 상방으로 향해진다.
사방정계 프리즘(344)은 반 입방체(346)에 부착된다. 사방정계 프리즘(344)과 반 입방체(346) 사이의 대각선 표면은 빔-분할 인터페이스(345)를 형성하는 편광 센시티브(sensitive) 층으로 코팅된다. 레이저 빔(342)의 현저한 편광은 그것을 빔-분할 인터페이스(345)를 통과하게 하고 계속해서 상방으로 진행한다. 레이저 빔(342)이 반 입방체(346)를 떠난 이후에, 시준 렌즈(348)로 진입한다. 시준 렌즈(348)는 시준된(평행 광선) 빔을 만들기에 적절히 충분한 레이저 빔(342)을 수렴한다. 상기 시준 렌즈(348)는 빔의 축 주위에서 45°의 각도만큼 레이저 빔(342)의 편광을 회전시키는 1/4 파장 지연 플레이트(350)이다.
도 29에 도시된 1/4 파장 플레이트(350)의 상부 표면은 1/4 파장 플레이트(350)를 거꾸로 통해 상방으로 진행하는 레이저 빔(342)의 일부를 반사하는 작은 은으로 도금된 영역(350A)이다. 이렇게 반사된 "빔렛(beamlet)"은 그것이 1/4 파장 프레이트(350)을 다시 통과할 때 그것의 편광 회전된 또 다른 45°의 각도를 갖고, 결과적으로 그것의 편광은 시준 렌즈(348)를 떠난 경우 레이저 빔(342)의 편광으로부터 90°의 각도로 지금부터 회전된다. 이 "빔렛"이 빔-분할 인터페이스(345)와 만나는 경우, 전송되는 것 대신에 지금부터 반사된다. 도 28에 352로 도시된 것과 같이 이렇게 반사된 "빔렛"은 레이저 전력 제어 루프를 조절하는데 사용되는 기판(343) 상의 레이저 다이오드(354)로 향하게 된다.
외부로 진행하는 빔("빔렛"을 뺀)의 잔여물은 도 30의 아래쪽에 도시된 객체 렌즈 마운트(358)에 의해 지지되는 객체 판독 렌즈(356)로 향해 상방으로 진행한다. 객체 렌즈 마운트(358)로부터 돌출은 작은 모양의 레이저 빔(342)의 다른 부분으로 되돌아가는 반사 구성요소(360)이다. 반사 구성요소(360)는 금속으로 이루어질 수 있고, 렌즈 마운트(358)에 부가될 수 있으며, 또는 몰딩된 플라스틱 피처에 적용되는 반사 코팅을 포함할 수 있다. 이 반사 표면은 평면이거나 또는 곡선일 수 있다.
반사소자(360)에서 반사된 레이저 빔(342)의 부분은 "트래킹 축"을 따라 렌즈 마운트(358)의 위치에 의해 결정된 방향으로 반사된다. 하기에 기술될 렌즈 마운트(358)의 "트래킹 축"은 레이저빔(342)이 사방형 프리즘(rhombic prism)(344)에 의해 상방으로 반사되는 축으로 합치된다. 이 제 2 "빔렛(beamlet)"(362)은 제 1 "빔렛"(352)과 동일한 방식으로 리턴하여, 제 2 의 1/4 파장 플레이트(quarter-wave plate )(350)을 통과하지만, 메인 레이저빔(342)의 반대편에 있는 통로를 만든다. 제 2 "빔렛"(362)의 극성은 또한 90도로 회전하고, 그결과 스플릿 위치 감지 광검출기(split position-sensitive photodetector)(364)에 조사하는 기판(343)을 향해 광선분리 인터페이스(345)에 의해 반사된다. 광검출기(364)는 수평으로 분기되고, "빔렛"(362)의 파워는 대물렌즈 마운트(358)의 트래킹 축에 비례하여 분리된 광검출기(364)의 두 절반 사이에서 수직으로 배분된다. 분리된 광검출기(364) 상의 "빔렛"(362)에 의해 형성된 점의 위치는 따라서 렌즈 마운트(358)의 배향을 제어하는 미세 서보 모터(fine servo motor)(하기에 기술됨)의 위치를 나타낸다.
도 31은 기판(343) 상의 레이저 다이오드(354)와 광검출기(364)의 각각의 위치를 도시한다.
다시 도 28을 참조하면, 레이저 광선(342)의 나머지는 리드아웃 대물렌즈(356)를 통과하여 상방으로 진행하고, 광디스크(116) 상의 그루브에 초점을 맞춘다(도시되지 않음). 레이저 광선(342)은 상기 디스크에 의해 반사되며, 대물렌즈(356), 1/4 파장 플레이트(350) 및 시준렌즈(collimating lens)(348)를 통과하여 지나간다. 레이저 광선(342)은 그런 다음 레이저 다이오드/검출기 기판(343)을 향해 광선분리 인터페이스(345)에서 반사되고, 여기서 상기 광선이 서보 광검출기(366) 상으로 입사한다. 도 31에 도시된 바와 같이, 서보 광검출기(366)는 6개의 세그먼트를 가진다(광다이오드). 서보 광검출기(366)의 분할된 구조는 광선이 디스크에서 리턴하고 광선분리 인터페이스(345)에서 반사되는 광선 분포와 인텐시티의 결정(determination)을 허용한다.
렌즈(356)의 수치 구경은 크고(예를 들면 약 0.72) 따라서 시준된 광선(342)이 반사표면에 초점이 맞추어질때, "캣아이" 반사경이 형성된다. 그결과, 레이저 광선(342)이 상기 디스크 상에 정확하게 초점이 맞추어질때, 상기 반사된 광선은 그의 경로를 효과적으로 되돌아가고, 대물렌즈(356)를 통과해서 다시 지나간 후에 시준광선으로서 재형성된다. 대물렌즈(356)의 위치가 디스크 상의 정확한 초점을 생성하는 위치의 위 또는 아래에 있다면, 대물렌즈(356) 아래의 리턴 광선은 집속하거나 또는 발산하는 데, 즉 렌즈(356)가 디스크에 너무 근접하면, 리턴 광선은 조금 집속하고, 렌즈(356)가 디스크에서 너무 떨어져 있으면 리턴 광선은 조금 발 산한다. 초점 오류를 가진 상기 컨버전스 또는 디버전스의 변화율은 작은 범위의 초점 오류에 대해 비례하며, 서보 광검출기(366)의 세그먼트의 출력에 차이를 생성한다. 상기 초점 오류는 수평 및 대각선 그룹에서의 서보 광검출기(366)의 세그먼트의 합과 차이를 취함으로써 결정된다.
상기 디스크의 표면은 홈이 파여져 있기 때문에, 리턴 광선 또한 회절된다. 상기 광선이 트랙상에 중심으로 맞춰질때, 상기 서보 광검출기(366) 상으로 투사된 리턴 광선의 패턴은 반드시 3개의 중첩된 점이고, 하나는 밝은 중심(또는 제로 오더)점이고, 중심점의 하나 이상과 하나 이하의 상기 중심점에 대칭하여 겹쳐지는 2 개의 보다 희미한 제 1 오더의 회절된 점들이다. 초점이 맞추어진 발신된(outbound) 광선이 조금 트랙에서 벗어나서 이동할 때, 상기 반사된 광선의 투사된 패턴은 변화하고, 회절된 점들은 더이상 대칭하여 위치하지 않는다. 이 비대칭은 서보 광검출기(366)의 수직축을 따라서 차동 광도(differential intensity)의 변화를 낳는다. 트래킹 오류 신호는 상기 상위 세그먼트의 출력의 합과 상기 하위 세그먼트의 출력의 합 사이의 차이를 관찰함으로써 얻어진다.
상기 새겨진 데이터 피트에 의해 생겨난 강도의 변화는 다양한 소스로부터 잘알려지고, 가용하다. 하나의 트래킹 및 초점 시스템이 Kadlec 등에 의해 "디지털 초점 및 서보 시스템 트래킹"이라는 명칭으로 2001년 9월 출원된 미국 특허 공개 번호 US 2002/0110056에 기술되어 있으며, 그 전체와 거기에 인용된 참조문헌은 참고로써 본문에 통합된다.
미세 서보 모터(Fine Servo Motor)
미세 트래킹/초점 장치(336)는 미세 서보 모터(370)를 포함한다. 제어 신호에 응답하여, 미세 서보 모터(370)는 초점내에서 레이저 광선을 조정하고 디스크 상의 트랙 상에 초점을 이동하기 위해 대물 판독 렌즈(objective readout lens)(356)의 위치를 조정한다. 도 32는 미세 트래킹/초점 장치(336)을 도시하고, 도 33은 미세 서보 모터(370)의 부품을 도시하는 미세 트래킹/초점 장치(336)의 분해조립도이다. 미세 트래킹/초점 장치(336)의 중심에 도시된 대물 판독 렌즈(356)는 광 조립체(334)와 미세 서보 모터(370) 모두의 부품이다. 도시한 바와 같이, 대물렌즈 마운트(358)는 폴(pole) 조립체(376)의 벽 사이에 형성된 슬롯에 끼워진다.
대물렌즈(356)의 트래킹 동작은 도 32의 "트래킹 동작" 화살표의 방향으로 대물렌즈 마운트(358)를 이동시킴으로써 생성된다. 이 동작은 2개의 그룹(372A, 372B)으로 나누어지는 4 개의 "구부러진(bent)" 트래킹 코일(372)로 생성된다. 미세 서보 모터(370)는 폴 조립체(376)의 중심에 면하는 폴과 같은 것으로 폴 조립체(375)에 부착되는 2 개의 영구자석(374)을 구비한다(도 32, 33 에서 N극은 내부에 면한다). 이것은 폴 조립체(376)의 중심면의 각 면에 하나씩 내부 또는 외부의 대칭적인 방향의 자기 플럭스 벡터를 가진 2 개의 자기 갭을 형성한다. 4 개의 트래킹 코일(372)은 각 코일의 하나의 수직 암(372X)이 상기 자기 갭 중 하나에 위치하도록 위치 조정된다.(반대로, 도 33에 도시된 나머지 수직암(372Y)은 마그네트(374)사이의 자기 갭의 외부에 있다.) 코일(372)은 코일(374A)의 수직암(372X)의 전류가 코일(372B)의 수직암(372Y)의 반대 방향으로 흐르도록, 즉, 전류가 코일(374A)의 수직암(374X)의 하방으로 흐를 때, 전류가 반대로 코일(372B)의 수직암(372Y)의 상방으로 흐르도록 연속하여 연결된다. 전류의 방향에 따라, 코일(372)과 미세 서보 모터(370)(렌즈를 포함하여)의 나머지 부분이 상기 "트레킹 동작" 화살표의 방향중 하나로 기전력을 받는다.
대물 렌즈 마운트(358)는 4 개의 굴곡 와이어(flexure wire)(380)에 부착되고, 다른 한 끝단은 마운팅 플레이트(382)에 부착된다. 굴곡 와이어(380)는 렌즈 마운트(358)와 렌즈(356)가 도 32에 도시된 "트래킹 동작"과 "초점 동작"의 방향으로 이동하도록 하지만, 그것이 트래킹 및 초점 동작에 수직 방향으로 이동하는 것을 방지한다.
2 개의 굴곡 와이어(380)는 또한 트래킹 코일(372)에 전기적 결합을 제공한다. 마운팅 플레이트(382)와 대물렌즈 마운트(358)는 둘다 2.8 x 104 MPa(4.4 x 106 psi)의 영의 계수 또는 그 이상을 가지는 플라스틱 수지와 같은 절연물질로 만들어진다. 그 결과, 굴곡 와이어(380)는 상기 마운팅 플레이트(382)와 대물 렌즈 마운트(385)에 의해 조립체의 나머지 부분으로 부터 절연된다.
굴곡 와이어(380)는 베릴륨 구리 또는 다른 높은 항복 강도(yield strength)의 재료로 만들어져서 동작 또는 조립체에서의 손상을 최소화할 수 있다. 굴곡 와이어(380)는 낮은 전기적 저항을 가져서 열로부터의 손상을 최소화시킨다. 그것들은 바람직하게는 내식성(corrosion resistant)이 있으며, 예를 들면 얇은 엘라스토 머 또는 몰딩된 부품으로 코팅되거나 방진(vibration damping)을 위해 슬리브된다.
트래킹 코일(372)에 전류를 흐르게하기 위해 굴곡 와이어(380)를 사용하는 것은 렌즈(356)의 동작을 트래킹 및 초점 방향으로 부드럽고 수직한 동작에 가깝게 만든다. 전기적 연결을 위해 다른 와이어를 사용하는 것은 제어되지 않는 방식으로 이 동작을 교란시키는 동작을 가져온다.
렌즈(356)의 초점을 맞추는데에 필요한 수직 동작은 직사각형의 코일(384)에 의해 제공되고, 이것은 미세 서보 모터(370)가 조립될 때(도 32) 4 개의 트래킹 코일(372)로 둘러싸여진다. 코일(384)은 영구 자석(374) 사이의 자기 갭에 위치하여, 전류가 그를 통해 흐를때 코일(384)을 위아래로 이동시키는 집속된 로렌츠 힘을 제공한다. 상술한 이유때문에, 코일(384)은 바람직하게는 트래킹 코일(372)에 전류를 공급하는 데에 사용되지 않는 2 개의 굴곡 와이어(380)를 통해서 전류가 공급된다.
렌즈(356)의 경사를 최소화하기 위해, 트래킹 및 초점 방향으로 코일(372, 384)에 의해 제공되는 총 기전력 벡터는 각각 미세 서보 모터(370)(렌즈(356)를 포함하여)와 대물 렌즈 마운트(358)의 중력 중심을 통과하여 지나간다.
광 조립체(334)는 본 발명의 디스크 드라이브에서 사용될 수 있는 광 조립체의 일 실시예라는 것이 이해가능할 것이다. 다른 구조를 가진 광 조립체는 본 발명의 넓은 영역 범위내에 있는 디스크 드라이브에서 사용된다.
상술한 바와 같이, 사용자는 폐쇄 위치에서 드라이브 장치(22)를 탈착시키고 그에 의해 카트리지가 상기 디스크 드라이브로 삽입될 수 도록 하기 위해 함께 측 면 해제 버튼(202)을 누른다. 래치 장치의 많은 다른 형태가 폐쇄 위치에 드라이브 장치를 유지시키기 위해 사용된다. 도 34는 하나의 가능한 형태를 도시한다. 측면의 해제 버튼(202)(도시되지 않음) 중 하나는 핀 멤버(386) 중 하나의 끝단에 부착된다. 드라이브 장치(22)가 그의 닫혀지고 래치된 상태에 있을때 섕크(shank)(388)는 핀 멤버(386)의 양쪽 측면으로 부터 투사하고 가이드(210)의 T형 슬롯(210)의 측면부에 끼워진다. 핀 멤버(386)는 스프링 바이어스(spring-biased)되고, 사용자가 해제 버튼(202)을 함께 누를때, 스프링의 힘에 대항하여 동작한다. 도 18 및 22에 도시된 바와 같이, 핀 멤버(386)는 바디 멤버(299)의 오목한 부분으로 장착되고, 해제 버튼(202)이 부착된 핀 멤버의 끝단은 바디 멤버(299)의 개구를 통해 투사된다.
핀(386)이 축방향으로 내부로(드라이브 장치(22)를 향해) 이동할 때, 섕크(388)는 가이드(210)를 통과하고, 핀(386)이 T형 슬롯(212)의 수직부의 상방으로 미끄러지듯 움직이고, 그의 폐쇄 위치(도 20A)에서 그의 개방 위치(도 20B)로 드라이브 장치(22)를 이동시키도록 한다. 사용자가 카트리지를 삽입한 후에, 로드 버튼(302)을 눌러서 드라이브 장치에 하방으로 힘을 가한다. 핀(386)은 섕크(388)가 포인트 섕크가 다시 T형 슬롯(212)의 횡측부로 힘을 받는 T형 슬롯의 횡측부에 도달할 때까지 T형 슬롯(212)의 하방으로 미끄러지고 상기 폐쇄 위치에 드라이브 장치를 래칭한다.
디스크가 동작할 때, 사용자는 다시 버튼(202)을 함께 누르고 상기 프로세스가 반복된다. 그러나 이번에는, 드라이브 장치(22)의 자석(도시되지 않음)이 판 스프링(222)을 들어 올리고, 카트리지(10)의 오목한 부분(193)에서 고리(barb)(240)를 해제시키다. 오목부(193)에서 풀려난 고리(240)로, 카트리지가 사용자에 의해 착탈될 수 있는 지점까지 스프링 암(220)이 카트리지를 카트리지 트레이로부터 벗어나도록 누른다.
선형 모터를 사용하는 일반 추적 메커니즘(Coarse Tracking Mechanism Using Linear Motor)
도 35는 광기계적인 운반 조립체(282)를 이동시키는 회전 모터와 리드스크류(lead screw)를 대신하여 선형 보이스(voice) 코일 모터가 사용되는 대안 실시예를 도시한다. 상기 선형 모터는 보다 높은 대역을 제공하고, 미세 트래킹 모터에 필요한 이동 경로의 양을 감소시킨다. 반면, 선형 모터는 리드 스크류 시스템 보다 더 많은 전류를 필요로 한다.
일반 발동작용(coarse actuation)에 대한 선형 모터 방법의 경우, 하기의 이노베이션이 제안된다.
도 35는 보이스 코일 모터를 사용하여 구현되는 스핀들 모터 조립체(314)와 운반 조립체(282)를 도시한다. 운반 조립체(282)는 한 쌍의 직선 로드(390) 상을 이동한다. 로드(390)는 U형 외부 폴(392) 피스과 영구 자석(394)을 포함하는 자기 회로용 내부 폴 피스로서의 역할을 한다. 자석(394)은 모두 자석(394)과 로드/폴 피스(390, 392) 사이의 중점에 위치하는 수직 중심 평면에 대해 내부 또는 외부로 향하는 자신의 필드 선(field line)이 설비된다. 따라서, 자기장의 배향은 운반 조립체(282)가 따라서 이동하는 트래킹 축으로 횡단한다. 상기 자속은 자석(394)의 내부 표면으로 부터 갭을 가로질러 로드/폴 피스(390)까지의 회로 내에서 흐른다. 로드/폴 피스(390)에서, 전체 자속의 절반은 왼쪽으로(스핀들 모터 조립체(314)를 향해), 다른 절반은 우측으로 흐르고, 그런 다음 상기 자속(양 절반)은 자석으로 리턴하여 U형 외부 폴 피스(392)를 통과한다.
코일(396)은 운반 조립체(282)의 반대쪽 측면에 있다. 코일(396)은 연속으로 또는 병렬로 매어져 있어서 전류가 그들을 통과해서 흐를때 로렌츠 힘이 증가하도록 한다. 바람직하게는, PTFE, 몰리브덴 이황화물 또는 특별한 윤활제 코팅이 내부 폴 피스(390) 상에 위치하고 운반 바디(398)를 만드는 데에 사용되는 플라스틱 수지에 추가된다. 따라서, 코일(396)의 전류 방향에 따라, 운반 조립체(282)는 트래킹 축을 따라 어느 한 방향 또는 다른 한 방향으로 이동한다. 초점 제어는 도 32 및 33과 연결하여 상술된 것과 동일한 방식으로, 2 개의 영구 자석 사이에 위치한 단일 코일 내의 전류를 다양하게 함으로써 제공된다.
운반 조립체(282)는 서보 입력, 일반 및 미세, 그리고 서보 및 데이터 출력 모두를 제공하는 유연한 연결에 연결된다.
본 발명의 특정 실시예가 상술되었지만, 당업자는 본 발명의 넓은 범위 안에서 많은 추가적이고 또다른 실시예가 있음을 명확히 알 것이다.

Claims (15)

  1. 광데이터 저장 디스크용 디스크 드라이브에 있어서,
    상기 광데이터 저장 디스크를 수용하는 카트리지를 홀딩하는 카트리지 트레이를 구비하고, 한쪽 끝에 커넥터가 위치하는 바디 조립체; 및
    스핀들 모터 조립체와 광기계적인(optomechanical) 운반 조립체를 구비하고, 상기 카트리지가 상기 카트리지 트레이에 삽입되는 개방 위치와 상기 스핀들 모터 조립체가 상기 디스크와 맞물리는 폐쇄 위치에서 이동이 가능한 드라이브 메커니즘을 포함하고,
    상기 바디 조립체는 데이터 저장 카드 슬롯에 삽입되는 크기로 만들어지는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    컴팩트플래시(CompactFlash) 저장 카드를 수용하도록 설계된 슬롯으로 삽입되는 크기로 만들어지는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  3. 제 1 항에 있어서,
    삽입 방향에 대해 횡단방향으로 약 43mm의 폭과 약 3.3mm의 두께를 갖는 메모리 카드를 수용하도록 설계된 데이터 저장 카드 슬롯으로 삽입되는 크기로 만들어지는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 드라이브 메커니즘은 상기 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에 선형으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디 조립체는 제 1 부분과 제 2 부분을 포함하고, 상기 제 1 부분의 실질적인 부분은 상기 메모리 카드 슬롯에 맞는 크기로 만들어지고, 상기 드라이브 메커니즘이 상기 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 드라이브 메커니즘은 상기 제 2 부분에 근접하는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 카트리지 트레이는 상기 바디 조립체의 제 1 부분으로 연장되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 카트리지가 상기 디스크 드라이브에 삽입될 때, 상기 카트리지 트레이의 일부가 상기 바디 조립체의 제 1 부분으로 연장되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 카트리지가 상기 디스크 드라이브 안에 있을 때, 상기 디스크의 일부가 상기 바디 조립체의 제 1 부분으로 연장되는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  9. 디지털 전자 디바이스, 디스크 드라이브, 및 카트리지를 구비한 조합체에 있어서,
    상기 카트리지는 광 데이터 저장 디스크를 구비하고,
    상기 디지털 전자 디바이스는 메모리 카드 슬롯을 구비하고,
    상기 디스크 드라이브는 상기 디스크 드라이브의 끝단에 위치한 제 1 커넥터와 상기 메모리 카드 슬롯의 내부 끝단에 위치한 제 2 커넥터로 상기 디지털 전자 디바이스에 전기적으로 연결되고,
    상기 디스크 드라이브 일부는 상기 메모리 카드 슬롯에 위치하는 것을 특징으로 하는 조합체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 디스크 드라이브는 바디 조립체와 드라이브 메커니즘을 구비하고,
    상기 드라이브 메커니즘은 스핀들 모터를 구비하며,
    상기 제 1 커넥터는 상기 바디 조립체의 끝단에 위치하는 것을 특징으로 하는 조합체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 바디 조립체의 제 1 부분은 상기 메모리 카드 슬롯에 위치하며, 상기 바디 조립체의 제 2 부분은 상기 메모리 카드 슬롯의 외부에 위치하는 것을 특징으로 하는 조합체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 드라이브 메커니즘은 상기 바디 조립체의 제 2 부분에 근접하여 장착되고, 상기 메모리 카드 슬롯의 외부에 위치하는 것을 특징으로 하는 조합체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 드라이브 메커니즘은 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동할 수 있도록 장착되는 것을 특징으로 하는 조합체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 드라이브 메커니즘이 상기 개방 위치에 있을때, 상기 드라이브 메커니즘은 상기 디스크 드라이브에 카트리지 트레이에 대한 개구를 생성하는 것을 특징으로 하는 조합체.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 디스크 드라이브가 상기 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 디스크를 회전시키 도록 드라이브가 맞물리는 것을 특징으로 하는 조합체.
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