可取下的光存储装置和系统的制作方法

专利名称：可取下的光存储装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可取下的光存储介质，并尤其涉及一种光存储盘盒。
背景技术：
已经研制了多种盘形光存储介质，以能够从为其设计的读/写或驱动装置以轻易取出的方式用于存储各种类型的数字数据。目前普通的示例(一般为只读的)包括致密盘(CD)和数字多用途盘(DVD)。虽然这些示例对于特定用途，如用在个人计算机(PC)上存储数据、或存储音乐或其他音频或视频信息，如动画来说已经非常成功，而由于应用、历史或其他原因，已经证实了这些装置在光存储介质优选地是尺寸较小的情况下不太适用。这些用途中的一种为个人电子装置(PED)。个人电子装置一般尺寸、形状和重量为适宜并方便地将这种装置携带或佩戴在人身上。一般地，为了实用，这种装置必须大致为口袋大小(例如，最长尺寸不超过100mm，优选地不超过50mm，且优选地至少一个横截面不超过100mm×50mm，优选地不超过75mm×35mm)，且/或质量约为12oz(约1/3kg)或更小。个人电子装置的示例包括音乐再现设备，如具有耳机的小型播放机或MP3播放机、蜂窝电话、口述记录设备、数码相机、至少某些类型的被称为个人数字助理(PDA)的小型计算机等。
至少部分由于个人电子装置的极大普及，以及由于某些个人电子装置存储(和/或利用预存储的)数据，存在对至少适应个人电子装置的尺寸和重量限制的数据存储系统和/或介质的需求。已经使用或提出了用于一些或所有类型个人电子装置的各种类型的存储系统，但是，也已经发现对特定应用他们并不理想，例如在存储容量、尺寸、功率消耗、成本及/或方便性方面。
一直需求一种实用数据存储系统的一种类型的个人电子装置为数码相机(尽管本发明的数据存储系统和介质也可用于多种类型的电子装置中，他们包括但不限于多种类型的个人电子装置)。典型的，数码相机的用户喜欢尺寸、形状和重量都不显著大于传统胶片相机的数码相机，于是，大多数数码相机很小而不能容纳例如CD-R(可记录致密盘)即/或DVD大小的光介质(直径12cm)。反之，典型的数码相机在相机内如所谓的闪存或其他电子存储器的存储介质上进行存储，该存储介质一般为非光学性质的。闪存在如下意义上是非存档性的，即，在不刷新的情况下，存储内容会退化。作为在此使用的，存档存储涉及一段时间后，如十年或更长时间后在不刷新或类似工作情况下，基本免于数据丢失的存储。虽然很多闪存被设计为可取下(即，在正常使用中一般可由最终用户取下)，考虑到闪存的较高成本以及在这种闪存或类似存储器的相对受限的容量，一些数码相机被构造成提供例如通过暂时连接到数码相机和个人计算机之间的电缆，从相机内的闪存或其他电子存储器上下载图像数据到其他诸如个人计算机的硬盘驱动器的存储装置上的功能。为了在闪存上存储新的图像，闪存要被刷新，使先前存储的图像失去。闪存是可重写的(即，不是一次写入的介质)而其较高的成本使其不适于将闪存既用作捕捉图像的介质又用作存储(或存档)图像(以与胶片类似的方式)的介质。一般地，一旦相机上装载的闪存或其他存储器存满图像数据，摄影者将把所存储数据中的一些或全部下载(从而要求为访问例如个人计算机或其他数据存储装置作好准备)或一般以不能恢复的方式删除一些或全部所存储的图像。一般认为提供数据图像在其中可以(且/或在实际中必须)被删除的系统是不适宜的，因为这会为意外删除要保存的图像创造了潜在可能，从而进一步需要采取主动步骤，诸如将数据下载到另一个介质，以便保存或存档图像。于是，优选地是提供一种如此的可用于数码相机的系统和存储介质，其中图像以基本不可删除方式存储。
此外，用于数码相机的这种结构明显不同于很多摄影者熟悉的胶片相机样式，在后者中曝光的胶片可以容易地用新胶片替换掉，且被冲洗的底片可存放于紧凑的空间内，而不需要利用诸如计算机的单独设备，且不需要进行诸如在数码相机情况下的从相机到PC再从PC到盘片或其他可取下的存储介质的两次或多次顺次的下载操作。
存储一个图像所需的数据量根据例如诸如图像大小、分辨率(象素密度)、颜色深度等因素而不同。一般地，对于每个图像相当于约6兆字节数据，该6兆字节数据可以压缩到(例如用MPEG2压缩)到约1兆字节存储数据。可想象到用户喜欢高质量的图像将使得该图像数据量增大。相对大量的图像也涉及到存储所谓的视频静态图片剪辑(video-still clip)。一般这需要存储10到30秒长度的视频，且以每秒5到10帧的速率取图像。虽然有可能给数码相机设置可取下的磁介质，如磁盘，但这种磁盘一般具有严格限制的容量，经常仅为几个，在一些情况下仅一个图像提供存储。尤其是鉴于很多摄影者熟悉的胶片相机样式，认为实用的数码相机在每个可取下的存储介质上应具有存储至少约20张图像的能力，优选地至少约三打图像的能力，且越多越好。于是，优选地是提供一种能够大约存储12或更多数字图像的可用于数码相机的系统和存储介质，每张图像需要约1兆或更大(有可能压缩)的数据。
在一些系统中，包括磁记录系统、光记录系统及其他系统中，已经进行尝试以通过将读/写头(或物镜)几乎接触盘片放置，例如小于0.025到0.05微米，而获得高的数据容量。在这些系统，有时称作固体浸没或易挥发系统中，读/写头对盘片如此紧密地靠近一般需要超净的环境，是因为即使很少的及/或非常小的颗粒或其他污染物都可以导致潜在的灾难性的读/写头碰撞，从而一般认为这种系统不适于可取下介质的用途。于是，优选地是提供一种可以获得高的数据容量(如在35mm直径或更小的盘片上每个记录表面约0.25G字节或更大)，同时保持读/写头或物镜与盘片之间的间距至少约50微米的系统。
此外，直接用于数码相机中的各种类型的磁存储介质，如软盘的数据传输速率相对低(因而在数码相机内磁记录介质上存储数据所需的时间量会不能接受地长)，且能量消耗率相对高，导致电池有效时间或充电寿命非常短。于是，有利地是提供一种可用于数码相机中的系统和存储介质，其具有提高的传输速率和/或降低的能量消耗(例如，与利用所谓的软盘或其他磁介质的传输速率和能量消耗相比)。
于是，对用户来说，电子介质的成本相对高，例如对于每一兆的图像约为4$或更多。于是，尤其鉴于很多摄影者熟悉的胶片相机样式，优选地是提供可用于数码相机内的系统和存储介质，其中每个图像对用户的成本降低，例如相比于与数码相机一同使用的目前的电子介质。
除了存储介质具有容纳在大小与先前的胶片相机(诸如典型的35mm胶片相机)类似的相机中的最佳尺寸之外，认为提供一种尺寸利于由一般用户处理并存放的可取下的介质也是优选的。认为这种介质的尺寸存在一个实用下限，例如是由于太小的单元会易于丢失或放错地方，而会难于被用户管理，尤其是对于那些行动障碍或残疾人来说。从而，可取下的介质优选地基本不小于大致近似于可以容易管理的下限的物品，如硬币、邮票等。于是，优选地是提供一种可取下的介质，其在宽度或长度上并不明显小于一英寸(即，不明显小于约25mm)。另外，可取下的介质最好不太大以对存放或运输造成麻烦，且优选地是其足够小而可以容易地放置于一般衬衫的口袋中。于是，最好提供一种可取下的存储介质，其宽度或长度不明显大于3英寸，且优选地不明显大于约2英寸(约50mm)。相反，标准的CD或DVD盘直径约为4-5/8英寸(约120mm)，这被认为太大而不能容放在口袋大小的相机中，或考虑到口袋尺寸，本身也过大。
于是，提供如下的数据记录系统将是有益的，该系统提供一种可取下的介质，优选地不可擦除，且具有高传输速率、低能量消耗以及较大的容量，但其尺寸确定为可以有效并方便用户使用(例如最大直径约为25～50mm)，并因而能够容纳在相对紧凑的数码相机中，诸如尺寸、形状和/或重量不显著超过相应的胶片相机的数码相机。
虽然相对高的数据密度是理想的，尤其是用于相对小直径的盘片中，很多先前的光介质被构造成数据密度被有效地限制在可提供的数据密度内。先前的光介质一般提供一个内部记录层(如下所述，其经常为一复合层，由两层或多层薄膜构成)。很多通用型光介质为第二表面介质，即，其中读/写光束在导电记录层(有可能是复合层)之前穿过相对厚的透光层。图7A示出一种类型的第二表面介质。在图7A中，复合(多薄膜)记录层710包括可记录染料或相变薄膜712(由多种公知材料中任一种制成)，其一般靠近一层或多层介电薄膜714(为了温度管理、防止氧化或其他环境侵蚀等而设置)，并由粘结薄膜716连接到透明(在读/写光束的波长)层718(如玻璃、聚碳酸酯或其他聚合物)的一侧。透明层718的内部720与读/写光束724首先到达的工作表面722相对。在这方面，相变指介质相的变化，如晶体相和非晶体相之间的变化(例如与电、光或其他波形相位对照)。
在光存储系统设计中处理的多种光学效果随着所涉及的光的波长而变化，于是，在用于读/写操作的光的波长数量方面讨论特定的距离或厚度是有益的。以下，在大于光50倍波长的长距离和诸如短于50倍波长的距离的短距离，或约10或几倍波长的距离之间加以区分。以下，关联如下系统描述本发明的实施例，该系统中所涉及的光的波长为650nm到大约800nm，从而，尺寸约为130微米或更大的结构被认为是长距离。在第二表面介质中，透明层718足够厚(如约500微米或更大)，读/写操作对距记录表面超过50倍波长的灰尘颗粒、划痕等(考虑到锥角，对到达记录表面时的光点的形状和能量稍有影响)相对不敏感，但较敏感于各种光学像差，这是由于如下事实即，在像差在空气/透明层交界处产生后，读/写光束724在到达记录层710之前必须穿过相对长的距离(通过较厚的透明层718)，并在例如被反射薄膜726(其可以连接到下部的例如聚合物层728上)反射后必须再次穿过透明层718。从而，读/写光束724在到达记录层710之前遭遇透明层718。这样，记录层710是多层介质732的第二层，并为读写光束所达到。除了由相对长的光传播路径产生的对像差影响更加敏感之外，很多像差影响被锥角和倾斜(相对记录介质表面光轴不垂直)所加重。结果，很多现有的光学系统使用导轨或类似的线性导引装置以用于寻轨，以便避免显著的光束倾斜。
在利用由激光在某些记录材料中写入的标记的光学存储器中，存储容量受到可以被写入的标记的最小尺寸的限制。这又被由激光和系统产生的聚焦点的最小尺寸限制。最小的理论光点尺寸由聚焦光束的波长和数值孔径或NA(即，锥角)确定。然而，在实际中，光学系统例如由于制造误差而总是有缺陷的。例如，由于抛光误差，或在注塑模情况下由于模具内的应力而最终聚焦透镜(物镜)可能存在有缺陷的形状。这些误差导致将光点尺寸相对理想大小增大的光学像差。
如上面所指出的，在第二表面介质中，相对厚的透明层718或衬底的存在加剧了光学像差的量，包括球面像差(引起离光轴不同半径处的光线聚焦在不同点处的相位误差)、彗差(当透明层718不垂直于光轴时在所记录的光点上产生尾巴)、像散(沿两个垂直轴，而不是一个对称点产生焦点)以及/或双折射(从而不同偏振的光传播不同)。在第二表面介质中，盘片衬底本身(一般为0.6mm或1.2mm的光学塑料)形成光学队列的一部分。因此，衬底的特性以及衬底相对光学系统的位置，尤其是其倾斜角度是重要的。在提供较大的NA以试图增加存储密度的情况下，这种误差对系统中的光点尺寸局部具有较大影响。这些误差对像差的影响随NA的增大而变大。从而，给定的机械公差，如盘片倾斜度，(在没有伺服校正的情况下)会对可以使用的NA加以限制，并由此对存储密度加以限制。从而，由第二表面介质导致的像差的增大的实际后果为限制了NA，而NA实际上又对数据空间密度造成限制。
由于厚的透明层718的存在而造成的某些或全部像差至少理论上可以通过透镜或类似的光学元件加以局部补偿，虽然这会不期望地增大系统的成本并使系统性能退化。此外，这种补偿透镜一般只可以对单独的、预确定的层718厚度提供这种补偿。由于透明层718厚度或其他特性易于空间上变化，这种补偿在介质某些位置处会不象期望的那么大。
由于透明层718一般由非导电材料形成，存在很大的风险，即，介质的转动或类似运动将产生足够大的静电荷，而使灰尘颗粒或其他碎屑被吸引到介质的工作表面上(并/或变得难于从其上去除)。
尽管存在与第二表面介质相关的这些或其他缺陷，第二表面介质相对广泛，尤其在介质未由封装盒或其他装置保护的系统中，至少部分是由于记录层由(相对厚的)透明层718与灰尘、划痕等有效隔离。于是，提供一种可以避免第二表面介质一些或全部不利方面的可记录介质是有益的。
CD、DVD和类似的光存储介质一般作为一单独的盘形装置提供，而不需要盒或其他封装夹。没有封装夹或盒，虽然在目前数据存储装置、音乐(或其他音频)或动画(或其他视频)存储装置中使用，但也呈现出某些缺陷，对于某些预期的应用，如数码相机和/或小格式(诸如配装到数码相机中)应用中尤其严重。由于CD和DVD一般不设置盒，为保护记录介质，CD和DVD提供有第二表面介质，即，一个或多个相对厚(如约为0.6mm)并透光的层覆盖在CD-ROM或DVD的至少一个表面上。这种保护层足够厚而使其将某些像差加剧(并导致对光束倾斜较高敏感)，并从而，在系统光学方面，CD或DVD的数据记录层不是读/写光束到达的盘片的第一表面。适应保护层光学效应的需要对CD-ROM或DVD的数据密度有影响。实际上，在CD或DVD中设置的数据密度由相对厚的保护层的存在而受到限制。相对厚的保护层的存在又基本上由CD或DVD否则不能得到保护，即，不被封装在盒或其他壳体内这个事实而支配。相反地，相对厚的透明层718意味着划痕、灰尘颗粒等与记录层间隔开足够远，而使他们基本散焦，并仅占据进入光束的小部分。目前诸如DVD装置的光存储装置提供了在9366mm2表面上存储约4.75G字节的数据。由于可以在光存储介质中达到的数据密度影响实现给定数据容量所需的盘片的物理尺寸，诸如用作CD或DVD中的第二表面介质在盘片制造和驱动器制造中将需要非常小的公差和较高的精度以获得较高的容量，从而成本较高，如在尺寸足够小以容纳在典型的数码相机中(诸如直径小于50mm，优选地小于40mm)的盘片中每个记录表面0.25G字节或更大的容量(如果可以做到的话)。于是，提供一种如下的光数据系统将是有益的，其以相对地的成本，如对用户来说，每250M数据存储容量为5美元或更少，可以实现相对小的盘片尺寸(如盘片直径约为50mm或更小)，同时实现相对高的数据容量，如每侧0.25G字节或更大的容量，优选地是每侧0.5G字节或更大(例如，在与短波长的蓝色激光一同使用时)。
大多数光盘数据存储器的研制是以如下的装置为中心，即，该装置中，读/写机构被构造成以基本上线性方式(所谓的线性致动器)将读/写光束定位在盘片上理想的径向位置处。虽然线性致动器已经被证实在很多方面，如用于读/写CD和DVD上是可用的，在这种线性致动器中的元件质量的位置一般会影响诸如访问时间、数据传输率等的性能参数。对于给定性能级别的这种装置，这些参数又对价格产生影响。总之，线性致动器为相对高摩擦力的装置，并需要精确的轨道校准。线性致动器一般会相当大地增大读/写或驱动装置的厚度，并基本上不能向小型化很好地缩小。由此，线性致动器总地在厚度、访问时间、带宽和能量消耗不重要的用途中应用广泛，并一般被用于移动的读/写头相对大的情况下。于是，提供一种构造成容纳非线性，如旋转致动器的光学数据存储介质和/或盒体是有益的。
虽然用于数码相机的可取下的介质的尺寸、形状和重量在数码相机的成功上具有重要作用，而可取下的介质的结构(以及封装盒)与包括如转速、致动器速度和路径、插入/去除装置或方法等参数的读/写装置(或驱动器)的结构紧密联系。于是，提供一种可取下的光学存储介质(和/或封装盒)是有益的，其中该介质(和/或封装盒)与优选地成本较低、较小并重量轻的驱动器或读/写装置一起使用。

发明内容
本发明包括对现有系统中特定问题的存在和/或本性的认识，包括在此所描述的问题。本发明提供了一种可取下的光学数据记录盒，其被构造成具有相对高的容量和相对低的重量、尺寸和成本。在一个方面，本系统包括可写的介质，且优选地光盘盒被构造成与用于数据读取和写入的旋转致动器一同使用。本系统可以按多种方式使用，包括作为捕捉和/或记录数据(如在数码相机、音频或视频记录器等)系统的一部分，作为用于播放或输出数据(诸如播放被记录或预记录的图像、视频、音频或其他信息)的系统的一部分或上述二者的组合。根据本发明的一个特征，介质是由封装盒保护的第一表面介质。优选地是，该介质可以被构造成用于在两个表面上记录信息，而该盒被构造成允许致动器通过两个相对的盒体表面中任一个访问。当盘片从驱动器中取下时，盘片的读/写表面基本上被密封。
在本发明的一个方面中，提供了用户可取下的光学数据存储盒。该系统可以提供相对高的数据密度，包括与在DVD系统中的类似的密度(每平方英寸数据表面约2.6G字节)，以及诸如每平方英寸4G字节或更大的高的数据密度。该系统提供了诸如约0.25G字节或更大的相对大的数据容量，尽管其尺寸相对小，如约为35mm×35mm×3mm。在一个方面，介质为第一表面介质。优选地是，当盒从驱动器中抽出时，盒体基本上密封介质的数据表面，且当所述盒插入到驱动器中时，一个表面的至少一部分自动暴露于光学器件臂的物镜。


图1是根据本发明实施例的光学记录盒的透视图；图2是根据本发明实施例的，可与图1的盒一同使用的驱动器的分解底部透视图；图3是图2的装置的分解顶部透视图，同时以分解方式示出图1的盒；图4是根据本发明实施例的顶盖去除的驱动器和所插入的盒的俯视图；图5是沿图4的线5-5取得的横截面图；图6是可与本发明实施例一同使用的致动器臂的侧视图；图7A、7B和7C分别是通过第二表面和第一表面介质的两个实施例的说明性结构的横截面图；图8是与根据本发明实施例的具有盘芯的介质一同使用的盒的分解顶部透视图；
图9是根据本发明实施例的带有不可移动窗口盖板的盒的分解底部透视图；图10A和10B分别是根据本发明实施例的用于记录可记录介质的一单独表面的盒的分解顶部和底部透视图；图11是可与本发明的实施例的驱动器一同使用的主电路板的方块图；图12是根据本发明的实施例的、图11的电路板的布局的俯视图；图13是通过根据本发明的实施例的盘片和盒的中心位置的局部横截面图；图14是用于接合旋转电机轮毂的机构的局部横截面图；图15a和b是根据本发明的实施例的在第一和第二位置的光学臂锁销的侧视图；图15c和d分别是根据本发明的实施例的处于与图15a和b所示相应位置的光学臂锁销的端视图；图16是根据本发明一个实施例的盒的内部的局部透视图，示出了活门运动机构；图17和18分别是根据本发明一实施例的光学元件的局部分解的示意性透视图和俯视图；图19是根据本发明一个实施例的光学元件的俯视图；图20A和20B是根据本发明一个实施例的光学臂的侧视图和端视图；图21A和21B是根据本发明一个实施例的光学臂和聚焦致动器的侧视图；图22是根据本发明实施例的数码相机的局部分解的底部透视图；图23是根据本发明实施例的光学臂和聚焦致动器的侧视图；图24A和24B是根据本发明实施例的光学臂的局部侧视图和透视图；图25A和25B是根据本发明实施例的光学臂的局部侧视图和透视图；图26是根据本发明实施例的具有同轴检测器的光学构造的示意性透视图；以及图27是示出根据本发明实施例的具有线性聚焦系统的光学臂的局部剖视的示意性侧视图。
具体实施例方式
如图1所示，根据一个实施例，一个可取下的、可记录光学存储盒112包括可旋转、可写的存储盘片114，该盘片由盒体围绕，盒体具有由基本上矩形的侧壁122连接的上壁116和下壁118。在一个实施例中，介质为Kodak所用类型的InSbSn相变介质，与14英寸光学一次写入多次读取(WORM)盘片产品相关。适宜的介质的示例在美国专利4960680和5271978中描述。这种介质适于作为第一表面介质。这种介质基本上是全色的或宽带的，以便可以与一定范围的激光频率(例如，从400nm或小于1100nm或更大波长)一同使用，使在此描述的本发明有可能与短波激光(例如蓝色激光)一同使用，以实现较小的光点尺寸(并由此较高的数据密度)，而基本不需要改进介质。期望的是利用这种介质形成的盘片114基本是刚性的。可在本发明实施例中使用的介质的另一种示例在Kurary Plasmon数据系统有限公司的美国专利4816841中描述，其作为具有塑料衬底的介质的示例。在某些实施例中，将非刚性介质粘结到(或否则连接到)刚性衬底的一个或两个表面上，以提供一个刚性、复合的介质，或可以连接到半刚性衬底(以提供一种半刚性、复合介质)上，或不与衬底相连接，以提供一种非刚性介质。如图8所示，如果盒112与非刚性或半刚性薄膜型盘片812一同使用，该盘片812优选地设置有单独的盘芯814，以确定中心(例如用于使径向跳动最小)。盘芯814也可以用于提供盒816a、816b中心开口与盘片812的密封，例如避免与盘片812的数据承载部分接触或污染后者。
图13示出避免灰尘颗粒等经由盘芯区域进入盒内部的一种方式。在图13的实施例中，环形迷宫型密封形成在盘片114的盘芯区域和上、下盒元件124、126的相邻区域的内表面之间。在所示的实施例中，从上、下盒元件124、126的内表面向内延伸的环形榫舌1312a、b、c、d与在盘片114盘芯区域形成的互补的环形槽1314a、b、c、d交错对插。如果迷宫形侧向交错对插等可以使用，也可以使用其他的迷宫构造，如在盘片上提供榫舌，而在盒上提供槽。不希望被任何理论所束缚，认为迷宫可以构建成提供有效的路径，该路径足够长并迂回，以使与物镜到介质距离相当大小或比该距离大的颗粒不大可能穿透密封，例如就诸如所预期的颗粒大小/质量及平均自由路径、所预期的空气流动图形等的参数而论。如果需要的话，活门系统144a、b可以被构造成在盒112从驱动器中取出时覆盖中心开口816a、b，以进一步或代替迷宫防止颗粒通过中心开口进入。优选地是，物镜具盘片的工作表面间隔开至少50微米。
优选地是，介质被构造成第一表面介质。在第一表面介质中，如图7B所示，记录层(有可能是复合层)740为读-写光束到达的第一层。记录层体740与他们所沉积的衬底相比较薄。与一般在300到1200μm范围内的衬底厚度相比，该层厚度一般仅为＜1μm到几十μm厚。
如图7C所示，在一个实施例中，记录薄膜742可以形成盘片的最外表面，诸如当盘片由将记录薄膜直接放置到衬底752上时，从而，读/写光束在到达记录薄膜742之前不会穿过盘片的任何部分。在所述实施例中，记录层由单一的层742组成，如需要的话，一个薄的(如几个分子厚度)碳或其他抗磨材料的涂层(未示出)可以沉积在薄膜742的外表面上。图7C的结构例如在薄膜材料742充分粘结到衬底752上并/或具有可接受的热特性等时是实用的。在其他实施例中，提供具有附加薄膜，如图7B所示薄膜的记录层可能是理想的。
在图7B的实施例中，读-写光束在到达可记录染料或相变薄膜742之前穿过多层薄膜中的薄膜744a、复合记录层740。在其他实施例中，光束在到达可记录薄膜742之前可以穿过两层或多层薄膜。优选地是，在到达可记录薄膜742之前穿过的薄膜足够薄，如等于或小于两倍波长(例如对于650～800nm光线来说为100nm或更小，优选地小于50nm)。由于薄膜744a的存在而产生或加剧的像差(如，上面参照第二表面介质的厚透明层718所描述类型的像差)足够小，从而在设计读-写光束路径时不需要对其加以考虑。在这个意义上，记录层740有效地成为读写光束到达的“第一”表面。由于光束754在到达可记录薄膜742之前必须穿过的薄膜744a相对薄，本发明的第一表面介质，包括图7B所示的，避免或减小了第二表面光学数据存储介质的光学像差及包括上面所述的如球面像差、彗差、像散及/或双折射等的其他不利方面。由于，如上所述诸如盘片倾斜的误差影响取决于衬底厚度，第一表面记录可以显著减小这些误差的影响，并允许NA和密度增大。此外，在图7B的第一表面系统中具有相对小的能量损失(例如与参照图7A所描述的第二表面系统相比)。介电薄膜744a足够薄以使对光束聚焦的影响很小。结果，有可能以理想的成本实现相对小的光点尺寸(并从而实现相对高的表面数据密度)。
在较小盘片上实现相对大的数据容量的能力优点还在于小盘片的(转动)惯量相对小，这意味着装置的能量消耗较低。对于较小尺寸和质量的盘片，加速盘片到理想转速(在所需短的提速时间后)或减速盘片(在需要时)以在给定径向位置处提供理想的速度所需的能量较小。
虽然第一表面介质的很多构造都可以用在本发明范围中，图7B提供了一种构造的示例。在图7B所示的示例中，(多层薄膜)的记录层740包括夹于两层介电薄膜744a、b之间的可记录染料或相变薄膜742。在该夹层744a、742、744b附近的反射薄膜746由粘结薄膜748连接到衬底752上。在图7B的示例中，上介电薄膜744的上表面确定了记录层740的工作表面，即，被读/写光束754首先撞击。如需要的话，一薄的(诸如几个分子厚度)碳或耐磨材料涂层(未示出)沉积到介质的工作表面上。
优选地是，构成记录层740的薄膜(诸如在图7B的示例中为薄膜742、744a、744b、746和748)相对薄，如各自都小于100nm，优选地小于50nm。记录层740小于1000nm厚，优选地小于400nm厚，而可以为20nm或更薄。
可记录介质薄膜742可以由多种材料形成。在各实施例中，记录薄膜优选地为热写入和光读取的，并可以一次写入，如相变材料(例如，TeO或硫族合金，例如InSbSn)或染料(例如氰化物或pthalocyanine染料)，或其可以为可擦除或可重新记录的，如其他相变材料(GeTeSb)或磁-光材料。也可能用光写入介质。公知多种光写入材料，普通的示例为胶片薄膜。在至少一个实施例中，可记录介质薄膜742基本上是导电的，从而静电荷将趋于被消耗掉，而不会导致灰尘颗粒或其他碎屑的不可接受地堆积。优选地是，记录在记录薄膜上的信息的读取反射性地实现，即，被层反射的光信号被监控并用于所有信号，如伺服反馈和能量调节，以及用于读出数据。可记录介质薄膜742的厚度根据诸如吸收率、透明度、热特性等多个参数加以选择。
在一个实施例中，记录薄膜742直接沉积在衬底752上，如果这足以抵抗暴露于空气和水份的化学侵蚀，则不需要其他薄膜或层。记录薄膜(如InSbSn或GeTeSb)可以通过喷镀、蒸汽溅镀或其他方式沉积。材料成分、衬底和沉积参数可以为了最佳的粘合力和层质量予以选择。厚度可以被优化成利用入射表面和薄膜/衬底边界的光干涉改善写入光束的耦合(改善灵敏度)，并/或增强在读出信息中的反射对比度。
介电膜744a、b(如果存在的话)可以由包括共沉积ZnS-SiO的多种材料形成。介电薄膜可以添加到记录薄膜742的一侧或两侧上。在顶部薄膜744a情况下(即，在记录薄膜和空气之间)，其可以提供化学和水份保护，以及用于抵抗划痕的硬度。其也可以提供隔热，以减小来自旋转盘片记录薄膜的对流冷却，否则这将降低灵敏度。顶部薄膜也可以通过选择薄膜的反射率和厚度而提供防光学反射的功能。总之，介电薄膜可以用于如下多种目的中的任一种或全部，该目的包括控制或补偿内部薄膜或内部层热特性的差异或其他热控制目的，如，热膨胀系数、热容量、导热性等增强例如光反射和吸收之间的对比或散射(即，在介电层厚度设置成使其作用为一四分之一波板的情况下)及/或光学调谐；减小或防止来自其他薄膜或层或来自环境等的水份、气体或化学物弥散、传输或迁移，包括避免灰尘或悬浮颗粒等与内部薄膜例如742接触；容纳在可擦除相变或染料介质的情况下被沸腾或熔化的材料。
在具有介电薄膜的结构中，可以添加金属反射膜746。这尤其对染料介质有利，是因为主要变化的只有介质的吸收，且反射信号可以通过利用反射薄膜和光束双重通过而予以加强。反射薄膜746可以由多种材料形成，如铝或其他金属。金属反射薄膜一般为热的良导体，并可以部分用于控制热流动。这对于可擦除的相变介质尤其有用，在相变介质情况下，对于写入数据较快的冷却速率是理想的。应指出的是，对于第一表面介质，衬底本身可以是金属的并可以作为反射器。
粘合薄膜748可以设置在若直接接触地放置将具有较差的粘合力的各薄膜或层之间。记录薄膜和衬底752之间的粘合薄膜748对向衬底的粘合力提供了潜在的改善，并改进了记录薄膜沉积时的特性，在相变介质情况下，该特性诸如为其晶体大小，这会导致灵敏度和记录均匀性增强。另外，粘合层可以提供光学益处，如改进读出信号的对比度。此外，其可以为热优化的一部分。例如，如果介质为可擦除相变型的，那么理想的是控制热向衬底或其他层流动的速率。粘合薄膜可以为2～5埃那么薄。
衬底752可以为塑料的，透明或吸收性的，诸如聚碳酸酯或PMMA，或可以是玻璃或光学晶体、金属、玻璃纤维或其他材料。第一表面反射记录的特征为衬底的光学特性要求非常宽松。总之，可以使用任意的透明或吸收性衬底。衬底可以是平面的(用于软格式)或预形成沟槽的，如在DVD中。厚度仅需足以维持机械公差，如翘曲。
虽然在其他功能中，介电薄膜744a可以用于减小或避免由灰尘或其他颗粒产生的如划痕或摩擦问题，如果第一表面介质未被保护以免于接触和/或污染，存在数据丢失的风险(包括由于在介质工作表面上或附近的颗粒与光学臂和/或读/写光束的光学或机械相互作用导致的数据丢失)。这个风险在第一表面介质中非常大，是因为第一表面介质未设置相对厚的保护层，如图7A的第二表面介质中所示的透明层718。在图1所示的实施例中，防止这种数据丢失基本由盒112的各壁实现。
盒体优选地由热塑性材料注塑模制形成，虽然也可以使用其他工艺(如冲压、机加工等)和其他材料(诸如铝、钢或其他金属、树脂、玻璃纤维、陶瓷等)。优选地盒体通过沿接合线128诸如由超声波焊接、粘结、接头和槽结构等将上半部124(图3)连接到下半部126上予以形成。虽然图1的实施例描绘了手指夹持的脊部132a、b，他们可以被除去，例如，在驱动器设置有主动盒体弹出机构(未示出)情况下。
在所示的实施例中，盒112的前边缘(即，一般首先插入到驱动器区域内的边缘)包括凸轮/对中斜面136a、b，并可以设置有一个或多个凹槽138a、b、c、d、e、f，如需要的话，他们可以用于通过他们的数量、位置、形状、深度等来编码盒112或盘片114的特性，如数据密度、可记录侧面数量、格式等。凹槽例如可以通过定位在驱动器内的一个或多个指状物(未示出)读出，如本领域技术人员在理解本公开内容后将明白的。如果需要的话，可以设置一平坦的和/或一凹陷的区域143来容纳标签。窗口142形成与上表面116内，基本穿过该表面延伸并与盘片114上表面至少一部分对齐。
在图9的实施例中，盘片912可记录表面的最主要的保护措施通过用透明(至少在读/写光束波长下)材料制成的(不可移动的)盖914a、914b覆盖窗口942、946予以提供。盖的材料的示例包括玻璃和聚碳酸酯。
在图3所示的实施例中，窗口142、146可以由围绕与活门孔157a、b接合的活门销，如155枢转的活门144a、b封闭和/或密封。在图3的实施例中，活门144a在封闭，优选地是密封位置和允许通过窗口142对盘片114的记录表面进行访问的开启位置之间可移动。优选地是，盒112被构造成与驱动器协调，例如，如下所述，从而，当盒112插入到驱动器中时活门144a自动移动到开启位置，而当盒112从驱动器中取出时活门自动移动到封闭及/或密封位置。
优选地是，盒112被构造成适应在盘片114的两个主要表面上记录。在一个实施例中，驱动器设置有用于一次在一个表面(如下表面)上记录的臂。为了在相对的表面上记录，用户要取出盒112，将盒旋转到相对表面在最小面的位置，并重新插入。在如此的结构中，盒112优选地构造有定位在第二表面118上的窗口146。优选地是，第二窗口146定位成在如上所述旋转以将记录介质的第二表面设置为最下面之后，第二窗口146将定位于与第二表面在最上面时第一窗口142所处的位置基本相同的位置(相对于驱动器)。以这种方式，致动器臂可以处于相同的位置范围内，而不论表面116还是表面118处于最上面。
在另一实施例中，如图10A和10B所示，盒可以构造成为只在盘片1014一个表面1012上提供记录。在图10A和10B的实施例中，虽然盒包含第一和第二侧面1016a和b，只有靠近要被记录的盘片1012的表面的侧面设置有窗口1046和活门1044b。优选地是，盒被成形为(或爪1018定位成或是其他的构型)防止将盒在不同于窗口1046可以由驱动器光学器件访问的其他情况下插入。
在一个实施例中，至少一个，而优选地两个侧边缘(垂直于前边缘134的边缘)设置有一个或多个沟槽148，用于与驱动器(图3)的一个或多个导引轨道312啮合，以助于相对驱动器所需盒112的对齐或定位。在图16的实施例中，通过盒壁内的槽1614延伸的可移动致动销1612随着盒112定位于驱动器中而在朝向盒112内部的方向1616上被推动。随着致动销1612移动，其与覆盖下窗口146的活门144b的凸轮表面154接合。以这种方式，随着盒112插入到驱动器中，致动销1612移动接合凸轮表面154，从而抵抗例如弹簧1618的压力而将活门144b从覆盖第二窗口146的位置移动到暴露窗口146的位置158(例如用于对盘片114的读/写访问)。优选地是，与上活门144a偶合的类似机构在盒112以相反取向插入到驱动器中时，自动打开上活门144a。
在一个实施例中，驱动器为光学臂的旋转运动而设置，于是，在图1的图示中，窗口142具有大致弧形的形状，限定了基本等于光学臂有效半径612(从臂的旋转轴614(图6)到臂的物镜端616的中线的距离)的窗口中线162的曲率半径。在一个实施例中，窗口中线162的曲率半径约为20mm。窗口142具有足以提供对盘片144读/写表面的整个径向范围的访问的长度(沿中线测得)。在一个实施例中，纵向长度166约为9mm。优选地是，窗口142的横向大小168足够大以至少允许光束的光学访问，并优选地是允许致动器臂的轴线大小618的物镜端的凸起至少局部穿过窗口142。然而，优选地是槽168的横向宽度和致动器臂物镜端246的尺寸和形状选择成提供一个正的挡块，防止致动器臂物镜端246穿过窗口142过大而使致动器臂的物镜端246接触到盘片114。在一个实施例中，致动器臂可以设置有一个或多个凸缘(未示出)以限制突出到或穿过窗口142的量。在一个实施例中，窗口142的横向宽度162至少为2mm。
在一个实施例中，盒112具有小于40mm的宽度172和深度174，优选地是小于35mm。在一个实施例中，盒112厚度176小于5mm，优选地约为3mm。在一个实施例中，盘片114的内径178小于7mm，优选地约为5mm。在一个实施例中，盘片114的厚度182小于1mm，优选地约为0.6mm。在一个实施例中，盒的质量小于7gm，优选地是小于5gm。在一个实施例中，盘片的直径184在30mm和35mm之间，优选地约为32mm。
如图2和3所示，驱动器可以设置为与图1中的盒112一同使用。驱动器包括连接到上盖和底板214上的壳体212。壳体和盖可以由多种材料制成。对于提供结构稳定性并匹配热特性，压铸金属是有益的，但诸如塑料玻璃纤维等其他材料也可以使用。旋转电机218包括轮毂222，其被构造成与盘片114的中心开口179相啮合。在一个实施例中，旋转电机提供的转速在1500RPM(例如用于读/写盘片数据区域外径附近区域)和约5000RPM(例如，用于读/写盘片数据区域内径附近区域)之间。优选地是获得约1MB每秒或更大的数据传输速率。旋转电机218优选地效率较高。在一个实施例中，驱动器整体在约3.3V电压下工作。
电机218可以定位成轮毂222穿过壳体212的开口223，当盒112插入到壳体212的盒容纳区域252时，开口223将与盘片114的中心开口179对齐。图14示出一个用于将电机轮毂222与盒112中心开口179啮合的可操作的结构。在图14的实施例中，具有花键轴的旋转电机218经由轴颈(绕轴线1414枢转地)偶合到盒检测臂1412上。盒检测臂安装成允许绕臂枢转轴1418转动，并被收缩弹簧1422向所示的缩回位置推动。在使用中，盒112例如沿着盒的安装表面1424插入到驱动器514中，直到盘开口179与花键轮毂222对齐为止。在所示的实施例中，轮毂222设置有弹性销1426。随着盒112接近该位置，其边缘接合检测臂1412的凸轮表面1428，迫使自由端1432下降(在图14的方向)，抵抗弹簧1422的推压，并导致绕臂枢转轴1418旋转，从而提升轮毂222而与盘片开口179啮合。在另一实施例中，啮合可以通过旋转驱动器的底板来实现，轮毂(优选地还有旋转电机、光学臂等)连接到该底板上，以将轮毂传送为与开口179啮合。形成有效啮合的其他方式也是可能的，如向轮毂枢转或移动盒，设置一个伸缩的轮毂等，如本领域技术人员在理解本公开内容后所明白的。
旋转电机218通过挠性电路224连接到印刷电路板上。在一个实施例中，印刷电路板具有一切口227，以容纳旋转电机218，旋转电机通过该切口伸出，以减小驱动器整个厚度。印刷电路板226设置有连接器228，例如具有销或零插拔力插座232，容纳例如用于挠性电路与数码相机或其他装置(未示出)的其余部分信号通信的挠性电路。虽然连接器228已经以普通形式绘出，在一个实施例中，驱动器和相机(或其他电子装置)之间的接口(例如本地驱动控制器接口)为通用串行总线(USB)接口，且优选地是，连接器228适应USB连接，以及对数码相机(或其他电子装置)的其他连接，如电源和地线等。在这个方面，本地驱动控制器接口在驱动器本身上。虽然USB接口提供的传输速率比其他一些类型的接口较慢，并一般不用作数据存储装置的接口，其支持的传输速率对例如数码相机的应用来说是足够的，并与更普通的用作数字存储装置(如SCSI、PCMCIA卡接口等)的接口类型相比，实现相对便宜并且相对简单。在一个实施例中，也具有利用USB接口将图像数据从数码相机下载到PC或其他计算机上的措施。优选地是，下载过程可以包括将USB驱动程序从相机下载到计算机(例如在计算机并未具有合适的驱动程序的情况下)，优选地是，以对用户基本透明的方式。
总之，主电路板226包括控制电路、电源和接口逻辑电路。在图11的方块图中示出的元件一般被认为为光学拾取头电路1112或驱动器电路1114。光拾取头电路1112的元件，如激光调制器，光电检测器、以及模数(A/D)和数模(D/A)转换器优选地较靠近光学臂定位，优选地在电-光壳体237内。光拾取头电路基本上包括模拟信号，在将其传输到其他元件之前优选地将其转化为数字信号。信号1118a、b例如经由挠性电路234在光拾取头电路1112和通道集成电路(IC)1122之间通信。通道IC1122也经由处理器接口1126与微处理器1124通信。微处理器1124执行如存储在只读存储器(ROM)1125内的程序。数字信号1128在处理器1124和光拾取头电路之间通信。通道IC提供读和写通道，优选地具有错误校验码(ECC)电路1134，诸如一般在DVD中使用的ECC电路。通道IC1122提供对电源驱动器1138的伺服控制1136，该电源驱动器给旋转电机1142和轨道位置电机1144供电。USB接口1146经由USB数据输入/输出连接器1148连接到例如在数码相机中的主机USB接口(未示出)。经由缓冲区控制器1154，USB接口1146利用动态随机存取存储器(DRAM)作为数据缓冲区1152。
在图12的实施例中，在包含用于连接到光学臂136上的连接器(尤其是用于激光器、臂致动器和聚焦致动器的信号偶合)的PCB226边缘1212附近的区域包括激光驱动器1214元件，利于对高频信号保持相对短的信号路径。在一个实施例中，挠性电路234用于将印刷电路板226连接到光学臂236上。光学臂优选地质量较小，却具有较高刚度，例如，刚度足够大以减小会干涉正确寻轨的机械共振量。在一个实施例中，臂由钛或钢形成或包括钛或钢。电-光壳体237包含传感器电路、光电检测器和伺服检测器，本领域技术人员在理解本公开内容后将会了解它们的构造。光学臂236被构造成围绕通过枢转立柱239中心的枢转轴266旋转，该枢转立柱239容纳在致动器体244的立柱容纳区域242内，而致动器体244通过立柱245枢转地安装到底板214上。致动器体244被构造成确保臂236围绕垂直轴256可控制地转动，以用于将臂236的物镜端246定位在盘片114所需径向位置附近，用于寻轨。在一个实施例中，典型的读取搜寻时间被设置为约50msec或更短。致动器体也可以构造成确保光学臂236通过与枢转销264接合的枢转接收器262在垂直方向258可控制地运动，用于倾斜臂，以提供物镜端246相对盘片114的表面所需的间隔，例如用于聚焦控制。优选地是，聚焦在保持激光源和物镜246以相对彼此固定的空间关系的同时进行。例如，当聚焦通过倾斜臂236实现时，在倾斜运动过程中，相对物镜，激光源保持相同的固定空间关系并保持相同的距离(例如，沿光路由激光源测得)。(虽然在倾斜运动过程中，激光源和物镜将相对盘片114的表面移动)。围绕垂直轴256转动可以通过控制流过线圈268(诸如一个固定的导线线圈(例如为了减小质量))的电流予以进行。线圈268定位与平行间隔开的复位板274a、b之间，它们的边缘连接到(例如通过粘合剂)诸如稀土磁铁的永久磁铁272上。垂直运动252通过控制流向线圈238的电流予以进行，该线圈238与同轮毂或支柱接收器242同心安装的中心柱固定器278同心，并定位在盘形永久磁铁276上。
如所示的实施例，当寻轨通过围绕垂直轴(即，平行于盘片114的旋转轴237但与其间隔开的轴)转动臂236进行时，本发明的实施例通过将光学臂236的转动动量减小到相对小的值而利于寻轨，该值诸如小于5gm-cm2，优选地小于1gm-cm2。有助于寻轨容易的特征包括减小连接到臂上(并与其一同移动)的元件的数量和/或质量，以及将各元件相对靠近臂旋转轴614地定位，且优选地是使光学臂组件的质心处于或靠近旋转轴614。
优选地是，棘爪/锁销284包括切口286，用于例如，当盒112从盒容纳区域252取出时，接合臂236的一部分并将臂保持在停置的位置。一例如通过开口292伸出的凸轮表面288，相应于盒112插入到容纳区域252移动，例如围绕棘爪轴294枢转棘爪284到一与臂236解锁的位置。
图15a，b，c，d图示了根据本发明的一个实施例的臂锁销284′。在图15a，b，c，d的实施例中，锁销284′具有包括一斜面1512的下表面，该斜面1512限定了通向棘爪1518的斜角1516，该棘爪1518被构造成接合光学臂236的上表面。优选地是，棘爪定位并成形为当臂接合时(如图15a和c所示)，其既被固定(相对垂直和横向运动)，又缩回1519(以便将臂的光学端远离盒或盘片区域移动)。锁销固定的允许围绕锁销轴枢转运动。锁销284′的远端包括检测凸轮1522，当盒例如沿着盒平面1524插入到驱动器514中，盒的边缘接合检测凸轮1522，导致锁销臂围绕锁销枢转轴1520从图15a和c所示的接合形态向图15b和d所示的解脱形态转动。在脱离形态中，相对锁销存在足够的间隙，从而光学臂自由远离缩回位置移动1528，并自由地横向移动(用于寻轨)，且至少在某些形态中，自由地垂直移动(例如用于聚焦)。当盒从驱动器514中抽出时，锁销臂向图15a和c所示的接合位置被推动(例如被弹簧，未示出)，而光学臂236例如被斜面1512向棘爪1518导引。
在一个实施例中，在组装图3所示的装置时，电机218固定到底板214上。板226与通过切口227伸出的电机218一同放置。电机218的挠性电路224固定到主板226上的连接器上。然后组装臂致动器和光学臂，且然后将挠性电路234连接到主电路板226的连接器上。
在使用中，盒112通过狭槽开口插入，以便导轨312接合沟槽148，向后推动滑块152，以将活门144b定位于开口位置158，并转动锁销284，以脱离臂236。盘片114被旋转电机218的轮毂222转动。响应通过连接器228接收到的信号，电流提供到线圈268上，以围绕垂直轴256转动臂236，以用于寻轨，并枢转臂236以用于聚焦。在将盒112从容纳区域252缩回时，活门158自动闭合，从而封闭窗口146，且臂236自动锁定。
在一个实施例中，图4和图5所示的驱动器宽度412约为52mm，高度512约为10.5mm而深度414约为40mm。对于利用635nm波长激光的盘片每个表面，盘片114优选地具有约0.250GB容量(较大的容量随着短波长激光而提供)。在一个实施例中，数据利用0.4微米的最小光点尺寸、0.74微米的轨道间距予以记录，并实现每秒约1MB的数据速率。在一个实施例中，数据外径约为29mm，数据内径约为11mm，提供了每侧约0.877平方英寸(约为565平方毫米)的数据面积。盘片转速优选地约为每秒73转。可以使用多种编码方案，包括，例如具有Reed-Solomon错误校验码(ECC)的8/16游程长度受限码(RLL)。
如图17所示，在一个实施例中，根据本发明的光学结构包括优选地定位于电-光模块237内的激光器/检测器和光学组件1713，以及定位在光学臂236物镜端处的透镜光学器件1715。在一个实施例中，激光源设置在半导体芯片1701，如GaAs芯片上。在优选实施例中，激光源为垂直腔表面发光激光器(VCSEL)1713。VCSEL的示例在美国专利5,757,741和5,831,960中有所描述。优选地是，光电检测器阵列1714，如四边形光电检测器阵列或光电检测器阵列，可以与激光器一体形成在芯片1701上，即，在一个集成装置中，VCSEL和光电检测器形成在相同的衬底上，一般为GaAs衬底。在一个实施例中，检测器为金属-半导体-金属(MSM)类型。集成提供了很多好处。多元件集成较为经济。集成有可能实现精确确定激光器1713和检测器1714的轴向(例如定位与同一平面内)和横向(例如，提供一理想的间距1812(图18)，如约为0.05mm)相对位置。这对于减小或消除在驱动器组装和保养过程中调节元件位置的需要是有益的。这些益处中某些或全部也可以通过使用一混合装置予以提供，在该混合装置中，激光器和光电检测器独立形成，然后安装到共同的衬底上。在数据写入过程中，相对高的能量、优选地垂直、线性偏振的光束1710从激光器发出。其一般为(需要时)可以由透镜1709校准(或减小其发散)的发散光束。在所示实施例中，透镜1709设置在光学器件部分1702上。光学器件部分1702可以为玻璃或塑料，并可以包含传统的(例如折射)或衍射元件。光学器件部分1702可以由多种方式，如通过模制、蚀刻或机加工制成。光束1710然后通过双折射元件1703。在所示实施例中，离开光束在线性垂直偏振情况下是不偏移的。双折射元件1703可以为任意对本用途(例如在光束1710的波长下)具有适宜透明度的双折射材料的，如方解石。光束被光学四分之一波长延迟器1704转化为圆形偏振。然后，在到达可以例如为玻璃或塑料的转向棱镜(或反射镜)1705之前，光束1710穿过光学臂236的主要长度。为了有助于减小光学臂组件的转动惯量，棱镜1705(和透镜1706)优选地尽可能小。使棱镜1705和透镜1706尽可能小的另一个优点在于元件越小，越容易由(密度相对小的)丙烯酸酯类或塑料制造。光束1710由(衍射或折射)物镜1706聚焦到盘片1707记录层上的致密的光点。优选地是，透镜1706相对靠近棱镜1705定位，以利于使驱动器514的厚度512较小。在一个实施例中，棱镜1705和透镜1706一体地形成(由单独元件制成或形成为单独的元件)。
在写入(以高能量)和读取(当激光能量被减小到确保不会发生写入时)过程中，光束从盘片1707以基本上相反的偏振旋转方向反射回来。反射光束的能量根据光束聚焦在其上的记录层的区域是否包含预先写入的光点而变化。被反射的光束遵循其路径通过物镜1706、棱镜1705，并沿着基本相同的路径1712传播。在到达延迟器1704时，光束被转化成水平线性偏振。当其遇到双折射元件1703时，光束在水平方向被剪切(shear)，作为平行于原始光束1710但偏移较小量(如100到200微米)1812的光束1711离开双折射元件。当反射光束进入光学元件1702时，在被投影到检测器阵列上之前，其遇到诸如圆柱形透镜的像散元件。如果像散元件1708是圆柱形透镜，那么检测器阵列1714应该为传统的四象限结构。
在各种组合中，从检测其阵列得到的信号可以按本领域技术人员在理解本公开内容后会了解的方式用于形成聚焦(例如通过围绕聚焦枢转轴1717枢转，如上所述)和寻轨伺服系统1216c、1136所需的聚焦和寻轨信号(或聚焦和寻轨误差信号)，以及被恢复的存储数字数据。
在图16和17所示的实施例中，偏振控制用于提供有效的读和写路径(有可能接近100％的效率)，并用于使激光1714与反射光1711隔离(否则这会使激光器输出不稳定，并产生噪声信号)。其他实施例也是有可能的。例如，激光器和检测器阵列可以作为单独装置提供，例如，在不同的衬底上(非集成)，而在这种结构中，利用边缘发光激光器会是经济的，或适宜的。偏振光束分离器、偏振立方体或Wollaston棱镜等可以用于将返回光束1711引导到分离的检测器阵列。也有可能提供一种不使用偏振方法的系统，如图19所示。在图19的实施例中，未偏振的离开光束1920被多重光学器件1916表面上的透镜1918校准(或减小其发散)。光束穿过将主光束中一小部分偏折成某一角度(未示出)的光栅1919。这个折射部分从离开光束中遗弃。在从盘片返回时，光栅1919将一部分光束向组合光栅/透镜元件1917折射，这会将返回光线21引导到检测器阵列1714。如图17和18所示的实施例，光栅/透镜元件1917可以具有像散功能(在这种情况下，检测器阵列1714时四象限结构)。图19的系统不需要激光器任何特定的偏振。
图24A和B以及图25A和B示出根据本发明实施例的光学臂和光学元件布置的其他形态。在图24A和B的实施例中，基本上所有光学元件同轴定位，靠近臂2407的物镜端。在所示实施例中，臂2407具有凸缘或倒U形或倒置的通道形状。将所有元件定位在一起有助于避免由臂内的运动或振动(例如机械共振)造成的光学对准问题。在所示实施例中，物镜2401、垫片2402、折射/衍射元件2403以及激光器/光学检测器单元2304(承载一个优选地是集成的激光器和光电检测器芯片2408)例如通过在臂2407物镜端的一开口2409安装到一条直线上。在所示实施例中，物镜2401设置有安装/阻止凸缘2405，例如用于限制物镜透过盒的窗口和其他开口突出。激光器/光学检测器单元2304的销2410或其他连接器例如经过挠性电路2406连接到信号处理、电源和/或驱动电路上。图25A和B的实施例与图24A和B的类似(即，基本将所有光学元件设置在臂2407的物镜端处或靠近物镜端)，除了物镜2501包括(或连接到)转向棱镜2511上，以及不是所有光学元件都在轴上以外。图25A也包括光束分离器2512的示例。
图20A和B示出聚焦和寻轨伺服系统的一个实施例。图20A示出涉及倾斜光学臂的方法和装置。在这个实施例中，臂236围绕枢转销264枢转，以致于物镜1706适宜地定位在运动盘片之上。线圈238内的电流产生排斥或吸引永久磁铁242的磁场，该磁铁242相对组件214的底板以固定位置安装。通过控制在线圈238中的电流量，倾斜角度可以可控制地选择，例如在第一位置2014和第二位置2016之间提供理想的倾斜角度2012(正或负)，由此，控制从物镜1706到记录层的距离，从而控制聚焦。
图20B为示出光学臂旋转寻轨伺服系统的端视图(以朝向臂的物镜端的方向看)。线圈268定位在两个板274a、b之间，该板导引并汇集来自永久磁铁272的磁场，从而线圈268内的电流产生围绕寻轨轴256的扭矩。
聚焦伺服机构的其他实施例示于21A和B、23以及27中。在图21A中，球轴承2102有利于围绕寻轨轴256旋转。连接件2101固定到压电换能器2103上，该换能器又安装到相对组件底板214固定的位置处。聚焦位置通过向换能器2103施加电压、使其膨胀及收缩予以调节，从而改变臂236相对于底板的位置(进而改变相对盘芯和盘片的位置)。
在图23中，光学臂2302固定在一个倾斜转动轴承壳体2304内，该壳体枢转地安装，以围绕倾斜轴承轴2309枢转。光学器件壳体2303固定光学器件，诸如一个(优选地集成的)激光器/光电检测器组件7(经由挠性电路2308a与信号处理/电源电路通信)，光束分离器6以及折射/衍射元件5。臂的物镜端固定物镜/转向棱镜组件2301。例如经由挠性电路2308b接收聚焦驱动信号的聚焦音圈2310定位在两个板(仅示出其一个2311)之间，这两个板导引并汇集磁场(例如来自永久磁铁，未示出)，从而，在线圈2310内的电流产生围绕聚焦轴2309的扭矩。
在图27的实施例中，聚焦是通过调节从激光器2712到物镜2714的光路长度予以实现的。在所示实施例中，激光器2712安装在套筒2716上，该套筒2716尺寸和形状确定为可滑动地配装到光学臂2722的近端2718。当套筒2716上的线圈2724被提供以可控制的电流(在所示实施例中，例如通过连接到电源或控制电路的挠性电路2726，未示出，和/或被示出连接到套筒2716上的解调器及其他电路2728)时，通过与环形永久磁铁2732相互作用产生的吸引/排斥力导致套筒受控制地在轴向2734前后移动，影响聚焦。
在图21B的实施例中，球轴承2102提供了转动能力。连接件2101被固定板2106固定，固定板2106连接到刚性块2107上，而该刚性块连接到底板214上。连接到连接件2101上的线圈2105中的电流产生磁场，该磁场(通过空气隙)吸引或排斥永久磁铁2104的磁场。该力导致板2106弯曲成S形，并因此改变臂236在盘片之上的高度。板2106的材料和尺寸是重要的，是因为它们必须具有适宜的恢复弹力，以提供足够的伺服带宽，但必须被涉及成轨道位置串扰最小。例如，如由于较窄的板产生的侧向柔性将作为寻轨误差和/或聚焦/寻轨串扰而出现。
鉴于上述描述，可以明白本发明的多个优点。本发明提供了足够的容量，以在35mm见方及3mm厚的光盘盒112的两个表面上存储大约0.5GB或更多的数据(相应于大约100～200幅全彩色、高分辨率的图像)，从而可轻易容放在尺寸、形状和重量基本上不超过相应的胶片相机(如典型的35mm的胶片相机)的尺寸、形状和重量的数码相机2212内(图22)，该相机优选地基本为口袋大小的装置，如上所述。本发明提供了一种用于光记录介质的驱动器514，其中光介质具有的厚度512、宽度2214、深度2216和重量使其可以轻易地容放在尺寸、形状和重量基本上不超过相应的胶片相机(如一般为35mm的胶片相机)的尺寸、形状和重量的数码相机2212内。在一个实施例中，驱动器的厚度521和宽度2214基本等于或兼容于III型PCMCIA开口，如厚度521约为10mm或更小，宽度2214约为52mm或更小。在一个实施例中，驱动器的深度2216约为40mm或更小。在一个实施例中，驱动器的质量小于50gm，优选地是小于35gm。本发明提供了一种光学数据存储盒，其可以与第一表面可写光存储介质一同使用。优选地是，该介质被形成为第一表面介质，即，其中可写介质或是未涂覆，或是设置有足够薄以基本上没有光学效应的涂层。由于第一表面介质相对不受保护的特性，通过密封或封装到盒中来保护优选地可移动的盘片是特别有益的，该盒优选地是可以例如通过活门和/或盘芯密封部117加以密封以防止灰尘、颗粒、接触等。优选地是，介质基本上是导电的，这被认为有助于避免静电或其他电荷累积，而后者会不期望地吸引灰尘或其他污染物。
如上面所指出的，第一表面记录没有传统光盘的划痕/污染物方面的优点，因此，该介质最好通过容纳在封闭盒中加以保护。在要用于便携消费装置的较小盘片(直径大约30mm)情况下，由于有利地是可以由盒保护这样尺寸的盘片而无管保护层是否存在，因此这并不是显著的缺点。如果没有盒，盘片的光学表面将会受到频繁的直接接触。由于要获得较高的密度，光的解决方案优于磁的，磁存储需要非常低的飞行高度(如约为0.025到0.05μm)，由于认为在这种高度下即使容纳在盒内灰尘也不可能通过经济的方法除去，而其基本上与可取下的盒不兼容。
第一表面介质仅需要单独的衬底，其一般可以是注塑模制的聚碳酸酯或丙烯酸酯类，其上沉积记录层或叠层。可以使用其他衬底材料，如铝或其他金属、玻璃纤维等。双侧版本的盘片仅具有沉积在两个表面上的记录层。这与DVD-R相反，DVD-R中，使用2侧需要以适宜的层叠而固定到一起的2个基片。尤其在WORM介质情况下，第一表面存储最简单，有可能仅有记录层以及在盘片上对于每个记录层沉积的单个的涂层。
包括在可以仅有一简单的单层防反射涂层的衬底上的一层WORM相变介质的最简单结构由于其结构简单、如层厚度的较宽的公差(非调谐)、以及对波长的不敏感(使将来短波长系统容易兼容)而是有益的。尤其是，应指出的是在可见及近红外光谱上InSbSn的响应非常平缓。另外，对介质倾斜、衬底厚度和衬底缺乏双折射性问题的容限使驱动器的设计更容易，并可以通过较高的NA实现较高的存储密度。所有特征都降低了介质和驱动器的成本。
本发明的多种变动和修改都可以使用。有可能在未提供其他方面的情况下提供本发明的一些特征。例如，有可能提供一种可取下的光学数据存储盒，其具有相对小的尺寸和相对大的容量，但并未实现在盘片两侧上写入。虽然本发明的盒已经参考特定类型的驱动器加以描述，也有可能将本发明的盒与其他尺寸、形状或技术的驱动器一起使用。
虽然本发明就光学数据存储与数码相机一同使用方面加以描述，本发明的光存储装置和系统也可以用于其他类型的数据存储中，这些类型包括供诸如个人计算机、膝上型计算机、工作站等的计算机使用的数据存储、用于音乐或其他音频目的的存储、包括用于MP3播放机、动画、家庭视频或其他视频存储目的、声音数据、计算机程序和/或数据、个人信息或数据，如医疗数据、标识、密码或加密/解密数据、信用信息、信用或借贷卡信息等的存储。实际上，可以认为使本发明的存储系统和/或介质可用于各种装置中是特别有益的，如为在例如包括但不限于数据(包括例如图像、视频或音乐数据)的回放、通信或再现装置的各平台之间容易地数据共享、存储或传输提供条件，这些装置如个人音响或其他个人(或固定的)音乐再现装置、便携或固定的电视或视频再现装置、计算机周边设备、计算机游戏装置、游戏或赌博装置、静态、视频或动画摄像机、汽车音响或其他音频或视频装置、购买或分配装置，如自动检票员机器或其他银行机器、自动售货机等。在一个实施例中，可写入的介质以切槽、原版盘预制作形式设置，优选地具有嵌入的(例如模制的)伺服和数据标题信息。
虽然上述大部分描述涉及将图像数据记录到介质上，可以设想数码相机同样可以用于观看所存储的图像(或是由同一的数码相机存储的或是预记录的，例如大量散发的预记录介质)，于是，驱动器优选地提供读和写两种能力。在总地方面，数据或其他信息可以通过预先记录(其大致包括数据流或其他信息的顺序记录)或嵌入(其一般包括基本上同时提供一些或所有数据，如通过模制、模压、印刷、凹凸印刷等)预先设置(即，当其被购买或以其他方式提供给最终用户时已经在盘片上设置)。除了预先提供的数据(例如，如图像、音乐、程序等的内容)之外，在至少某些实施例中，可以预先提供伺服、格式化或其他非内容的、信息化的或附加的特征(即，随着销售或散发给最终用户而在介质上或介质内提供)。这种信息或特征的示例包括扇区信息或标记、寻轨特征、标识或特性信息(如数据密度或数据格式信息、内容标识符等)、诸如读取测试图形、写入测试区域或单元的测试特征、纹道和/或纹间表面、其他伺服数据等。通过模制入特征或信息(与记录信息相反)提供格式或伺服信息在此称作硬格式化。可以构想根据本发明实施例预先设置或预先记录的介质以相对快的方式(如利用模压、凸凹印刷或印刷等工艺)批量生产，以在盘片(优选地是第一表面介质)上赋予所需的预先记录的数据，该盘片然后安装到盒内。从而，本发明对诸如视频或音频磁带装置的一个优点为所有预先记录的数据基本上可以同时(与顺序地相反)复制。各种类型数据中任一种可以利用本发明的装置和技术提供并存储或散发，这些数据包括但不限于静态图像、视频、动画、音乐、声音数据、计算机程序和/或数据、个人信息或数据，如标识、密码或加密/解密数据等。盒然后可以大量散发。预先提供或预先记录的介质优选地可以用作读-写设备(例如数码相机)或只有低能量激光器功能(不足以在盘片上写入数据)的只读设备，如驱动器中。可以构想这种只读装置可以为各种个人电子装置或其他电子装置的一部分或连接于后者上，这些电子装置包括但不限于用于数据(包括例如图像、视频或音乐数据)回放、通信或再现的装置，例如个人音响或其他个人(或固定的)音乐再现装置、便携或固定的电视或视频再现装置、计算机周边设备、计算机游戏装置、游戏或赌博装置、静态、视频或动画摄像机、汽车音响或其他音频或视频装置、购买或分配装置，如自动检票员机器或其他银行机器、自动售货机等。
可以进一步构想到的是本发明的一些或全部特征可以与被构造为可重新写入的介质和/或驱动器一同使用。构造成提供可重新写入能力的驱动器可被构造成单独删除先前写入的数据的形式或在运行中基本随着新数据写入(或恰好在写入之前)删除先前写入的数据。可以想象到可重新写入能力对于与涉及到经常变化的数据的应用来说是特别有益的，这些数据诸如，个人的、和/或信用或其他金融数据、某种类型的计算机数据等。虽然使各种类型的介质与各种类型的驱动器兼容是优选地，但是有可能存在一定程度的不兼容，例如，可重新写入的盘片不能由某种类型的驱动器读出，等。
虽然图中示出了盒和驱动器取向的一种可能，其中盘片是水平的，而光学器件退到盘下面，该装置可以按其他方式取向，例如，盘片垂直倾斜，且/或臂在盘片之上或盘片侧面。虽然已经描述了一实施例，其中盒与具有用于一次读取或写入盘片一个表面(从而在对侧表面上的记录包括取出、旋转和重新插入盒的步骤)的致动器的驱动器一同使用，有可能构造一种具有两个致动器臂的驱动器，一个致动器臂用于在一个表面上写入，从而读/写可以在不需要转动盘片的前提下在两个表面上进行，且/或同时在两个表面上进行。虽然示出了管状光学臂和U形或通道形臂，其他结构也是有可能的，诸如开口的笼状物或框架、杆、多边形横截面形状等。虽然本发明实施例已经公开了提供一单独的致动器臂，用于在盘片给定表面上写入，也有可能构造一种驱动器，其提供两个不同的致动器臂，用于在盘片相同表面上写入，以便例如提高传输速率、访问时间等。虽然已经描述了在盒表面上大致弧形的窗口，也有可能提供其他大小或形状的窗口，诸如，提供一个较大的窗口，这是由于窗口较大仍可以提供盘片基本需要的读写。虽然驱动器被描述为由壳体或机壳、底板和盖214、212、216封闭，有可能提供基本开放(未封闭)结构的驱动器，例如，在驱动器要用于一般不可拆卸地容纳在较大结构，如数码相机中的情况下。在一个实施例中，一个或多个电路板提供了主要刚性结构，而其他元件连接于其上。虽然描述了一次写入介质，并且对于某些用途来说其是优选的(以避免事故性数据丢失的潜在风险)，本发明的一些或全部方面也可以与可重复写入的介质一同使用(很多可重新写入的介质利用相变记录材料，且，如上所述，在本发明中优选的至少某些介质也是相变介质)。
虽然数码相机在存储图象信息方面加以讨论，也有可能利用在此描述的在数码相机内的数据存储系统和介质，用于存储其他物品(专门、或与图象信息或其他信息组合)，诸如在摄取图象时的所记录的音频、日期、时间、帧数、图象记录参数(f-数等)及类似的信息，例如为了辨认图象等的信息。
虽然示出了激光源与检测器横向偏移的实施例，如图26所示，也有可能构造一种可操纵的装置，其中，诸如检测器2612的检测器同轴地围绕激光源，如VCSEL2614，优选地与其集成。这种同轴装置可以消除横向偏移被反射的光束的装置和步骤的需求。在所示实施例中，设置了衍射校准器/环形透镜2616，以便耦合(或集成)到转向棱镜2632和物镜2634。环形透镜2612被定位并构造成在反射光束2618到达激光器/检测器芯片2622时比由激光器2614发射的离开光束2624宽。于是，来自反射光束2618的充分能量落到同轴检测器2612上，从而可以读出盘片2626上的数据，并且可以获得有用的聚焦和寻轨信号。此外，反射光束2618中仅一小部分到达激光器2614，有助于避免反馈或其他不需要的效果。虽然环形透镜2612的存在会产生围绕读/写光点的环形，但是在环形中的能量相对小(诸如约为10％)，因此不利的影响很小。
本发明在其各种实施例中包括基本如在此所图示和描述的包括各种实施例、他们的子组合和他们的子系统的各元件、方法、步骤、系统和/或装置。本领域技术人员在理解本公开内容后将明白如何实现和利用本发明。本发明在其各种实施例中包括缺少在此或在其实施例中未图示和/或描述的事项前提下，包括在缺少如先前装置和方法中所用的物品的前提下，提供各种装置和方法，例如用于改善性能、达到实现容易及/或低成本实现。
本发明上面的讨论已经为了说明和描述的目的而提供。上面的并不打算将本发明限制在此处所公开的形式中。虽然本发明的描述已经包括一个或多个实施例以及某些变动及改进的描述，其他变动和改进处于本发明的范围内，例如，处于在理解本公开内容后本领域技术人员的技能和知识范围内。本申请意在获得包括可替换到所允许程度的各实施例的权利，各实施例包括与那些所要求保护的替换、互换和/或等价的结构、功能、范围或步骤，而不论这种替换、互换和/或等价结构、功能、范围或步骤是否在此公开，并且不打算向公众贡献任何专利性的主题。
权利要求
1.一种用户可取下的光学数据记录盒，包括具有至少一个第一可记录和可读取表面的第一表面光学记录介质；盒体，其内定位有所述介质，从而允许所述介质围绕第一轴旋转，所述盒体限定了至少一个第一窗口，用于允许光访问所述介质的一部分，以随着所述介质的转动而在所述介质上读取和写入；其中，所述介质的所述部分包括至少一个弧形区域，以接收来自光学臂物镜端的光线，光学臂围绕不同于所述第一轴的轴旋转。
2.如权利要求1所述的盒，其中，所述盒体在至少所述弧形区域上包括至少一个由板覆盖的第一窗口区域，该板在第一波长下透明。
3.如权利要求1所述的盒，其中，所述盒体可以在基本封闭所述记录介质的第一构型和暴露所述介质一部分以用于随着所述介质旋转而在所述介质上读取和写入的第二构型之间构造。
4.如权利要求3所述的盒，其中，所述介质在所述第二构型中暴露的所述部分为所述介质所述第一表面的一部分，而所述介质的第二相反表面在所述第二构型中基本不暴露。
5.如权利要求4所述的盒，其中，所述盒体还可以被构造成第三构型，其中所述介质的所述第二表面的一部分在所述第三构型中暴露。
6.如权利要求1所述的盒，其中，所述第一表面和所述第二表面的各部分在所述盒体处于所述第二构型中时都暴露。
7.如权利要求3所述的盒，其中，所述盒包括用于暴露所述介质一部分的敞口和从所述盒处于所述第一构型时的第一位置到所述盒处于所述第二构型时的第二位置可移动的第一活门。
8.如权利要求7所述的盒，其中，所述窗口具有足以适应光学臂的所述物镜端通过所述窗口至少局部插入的横向大小。
9.如权利要求1所述的盒，还包括多个在所述盒边缘表面形成的凹槽，用于编码所述介质的特性。
10.如权利要求1所述的盒，具有约35mm的宽度和深度以及约3mm的厚度，且所述介质的至少所述第一可记录及可读取表面提供至少约0.25GB的数据容量。
11.一种用于光学记录数据的方法，包括提供具有其内安装的光学第一表面记录介质以围绕第一轴旋转的用户可取下的盒，该盒被构造成为提供所述介质的至少第一弧形区域的光学访问；在邻近光学臂的位置定位所述盒，所述光学臂具有物镜端并可围绕第二轴转动；围绕所述第二轴转动所述光学臂以沿所述弧形区域定位所述物镜端与多个所需弧形位置对齐；围绕所述第一轴转动所述介质以与所述物镜端对齐定位多个所需的介质位置；以及沿所述光学臂向所述物镜端提供激光器光线，用于从所述物镜端向所述多个所需的介质位置偏转。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述盒提供了第一活门，其经由机械连接可以从基本将所述介质密封在所述盒内的第一位置向暴露出所述介质的至少所述第一弧形区域的第二位置移动。
13.如权利要求12所述的方法，其中，响应所述定位，所述连接自动将所述活门移动到所述第二位置。
14.一种用于光学读取的方法，包括提供具有其内安装以用于围绕第一轴旋转的光学第一表面预记录介质用户可取下的盒，该盒被构造成为提供所述介质的至少第一弧形区域的光学访问；在靠近光学臂的位置定位所述盒，所述光学臂具有物镜端并可围绕第二轴旋转；围绕所述第二轴旋转所述光学臂，以沿所述弧形区域将所述物镜端与多个所需弧形位置对齐定位；围绕所述第一轴旋转所述介质，以与所述物镜端对齐定位多个所需介质位置；以及沿所述光学臂向所述物镜端提供激光器光线，用于从所述物镜端向所述多个所需介质位置偏转；检测由所述所需介质位置反射的光线的至少第一特性。
15.一种用户可取下的光学数据记录盒，包括具有至少一个第一光学可记录表面的第一表面光学记录介质；用于覆盖所述介质的装置，从而允许所述介质围绕第一轴旋转；用于允许光访问所述介质一部分的装置，用于随着所述介质旋转读取所述介质上的数据；其中，所述介质的所述部分包括至少一弧形区域，以接收来自光学臂物镜端的光线，该光学臂可以围绕不同于所述第一轴的轴旋转。
16.如权利要求15所述的盒，其中，数据预先记录到所述介质上。
17.如权利要求15所述的盒，其中，所述介质为可记录介质。
18.如权利要求15所述的盒，其中，所述用于允许光学访问的装置包括用于覆盖的装置，该装置可以在基本封闭所述记录介质的第一构型和暴露出所述介质的所述部分的第二构型之间构造。
19.如权利要求18所述的盒，其中，所述介质在所述第二构型中暴露出的所述部分为所述介质的所述第一表面的一部分，并且，第二表面在所述第二构型中基本不露出。
20.如权利要求18所述的盒，其中，所述用于覆盖的装置还可以被构造成第三构型，其中所述第二介质的所述第二表面的所述部分在所述第三构型中暴露。
21.如权利要求15所述的盒，其中，所述第一表面和所述第二表面的各部分在用于覆盖的所述装置处于所述第二构型中时都暴露。
22.如权利要求18所述的盒，其中，用于覆盖的所述装置包括用于露出所述介质所述部分的第一窗口，和用于密封的第一装置。
23.如权利要求22所述的盒，其中，所述用于密封的装置包括大致透明的板。
24.如权利要求22所述的盒，其中，所述用于密封的装置可从所述用于覆盖的所述装置处于所述第一构型时的第一位置向所述用于覆盖的装置处于所述第二构型时的第二位置移动。
25.如权利要求22所述的盒，其中，所述窗口具有足以适应光学臂的所述物镜端通过所述窗口至少局部插入的横向大小。
26.如权利要求15所述的盒，还包括用于编码所述介质特性的装置。
27.如权利要求15所述的盒，其中，宽度和深度约为35mm，且厚度约为3mm，且所述介质的所述第一和第二可记录及可读取表面的每一个提供至少约0.25GB的数据容量。
28.一种用于光学记录数据的装置，包括具有安装其内的围绕第一轴旋转的光学第一表面记录介质并限定第一活门的盒，所述第一活门经由机械连接可从基本密封所述盒内的所述介质第一位置和暴露出所述介质至少第一弧形区域的第二位置移动；有助于将所述盒定位在靠近光学臂附近的位置的装置，所述光学臂具有物镜端并围绕第二轴可转动，其中，响应所述定位，所述连接自动将所述活门移动到所述第二位置；用于围绕所述第二轴旋转所述光学臂的装置，以沿着所述弧形区域与多个所需弧形位置对齐地定位所述物镜端；用于围绕所述第一轴旋转所述介质的装置，以与所述物镜端对齐地定位多个所需介质位置；以及用于沿所述光学臂向所述物镜端提供激光器光线的装置，以从所述物镜端向所述多个所需介质位置偏转。
29.一种用于读取光学数据的装置，包括具有安装其内的围绕第一轴旋转的光学第一表面记录介质并限定露出所述介质的至少第一弧形区域的第一窗口的盒；有助于将所述盒定位在靠近光学臂附近的位置的装置，所述光学臂具有物镜端并围绕第二轴可旋转；用于围绕所述第二轴旋转所述光学臂的装置，以沿着所述弧形区域定位所述物镜端；用于围绕所述第一轴旋转所述介质的装置，以与所述物镜端对齐地定位多个所需介质位置；用于沿着所述光学臂向所述物镜端提供激光器光线的装置，以从所述物镜端向所述多个所需介质位置偏转；以及用于检测从所述介质反射的光线的至少第一光学特性中的变化的装置。
30.如权利要求29所述的装置，其中，所述介质包含预先记录的数据。
31.一种数据记录介质，包括衬底；连接到所述衬底上的光学记录层，其中所述光学记录层包括至少一个第一光学记录介质薄膜；其中，所述记录层和衬底被成形为可旋转盘片，所述记录层相对所述衬底定位成通过向所述盘片的工作表面提供第一波长的读或写光束可以光学读取或写入所述记录层，而不需要所述读或写光束横穿过所述衬底，并且定位成所述光学记录介质薄膜与所述工作表面分隔开一段小于50倍波长的距离，从而所述数据记录介质为第一表面介质。
32.如权利要求31所述的数据记录介质，其中，所述记录介质薄膜为热写入、光学敏感的材料。
33.如权利要求31所述的数据记录介质，其中，所述记录介质薄膜为光学写入材料。
34.如权利要求31所述的数据记录介质，其中，所述记录介质薄膜基本为导电的。
35.如权利要求31所述的数据记录介质，其中，所述记录介质基本为全色的，允许在约400nm和约1100nm之间的波长下读或写操作。
36.如权利要求31所述的数据记录介质，其中，所述记录层包括至少一个第二薄膜，该薄膜从包括以下的组中选取反射薄膜；介电薄膜；以及粘合薄膜。
37.如权利要求31所述的数据记录介质，其中，所述记录介质薄膜距所述工作表面至少约20微米。
38.如权利要求31所述的数据记录介质，其中，所述记录介质被刻出纹道。
39.一种数据存储介质，包括衬底；连接到所述衬底上的光学数据存储层，其中所述光学数据存储层包括至少一个第一光学数据薄膜；其中，所述数据存储层和衬底成形为可旋转的盘片，所述数据存储层相对所述衬底定位成可以通过向所述盘片的工作表面提供具有第一波长的读取光束光学读取所述数据存储层，而不需使所述读取光束横穿所述衬底，并定位成所述光学数据薄膜与所述工作表面间隔开小于所述波长50倍的距离，从而所述数据存储介质为第一表面介质。
40.如权利要求39所述的数据存储介质，其中，至少一些数据被预先记录到所述数据薄膜上。
41.如权利要求40所述的数据存储介质，其中，所述数据薄膜的至少一部分是可写入的。
42.如权利要求39所述的数据存储介质，其中，至少一些伺服特征是预先记录的。
43.如权利要求42所述的数据存储介质，其中，所述伺服特性包括由包括以下的组中选取的特征扇区标识特征；寻轨特性；识别信息；读取测试特征；或写入测试特征。
44.一种在光学介质盘片上记录数据的驱动器，所述盘片限定一个平面，该驱动器包括用于围绕第一轴旋转所述盘片的旋转驱动器；具有物镜端的臂，其被安装的以用于使所述臂围绕寻轨轴旋转，以与所述盘片的多个径向位置之一对齐地定位所述物镜端，所述寻轨轴大致平行于所述第一轴，并与其间隔开，所述物镜端距所述盘片间隔开至少50微米的距离；以及被构造成沿一路径向所述臂的所述物镜端提供激光器光线，并由此向所述盘片提供光线的激光器光源；以及检测从所述盘片反射的光线的光学检测器。
45.如权利要求44所述的驱动器，其中，所述臂进一步被安装成用于沿着一路径可控制地移动所述物镜端，以调节所述物镜端距所述盘片的距离，以用于聚焦所述激光器光线。
46.如权利要求44所述的驱动器，其中，用于聚焦而移动所述臂在保持所述物镜端和所述激光器光源相对彼此成基本固定的空间关系的同时进行。
47.如权利要求44所述的驱动器，其中，所述臂被安装成为所述臂在平行于所述第一轴的方向平移提供条件。
48.如权利要求44所述的驱动器，其中，所述臂被安装成为所述臂围绕大致平行于所述盘片平面的轴旋转提供条件。
49.如权利要求44所述的驱动器，其中，所述驱动器质量小于或等于0.05kg。
50.如权利要求44所述的驱动器，其中，所述驱动器配装在矩形封装物内，该封装物厚度小于或等于10mm。
51.如权利要求44所述的驱动器，其中，所述驱动器配装在矩形封装物内，该封装物宽度小于或等于60mm。
52.如权利要求44所述的驱动器，其中，所述驱动器配装在矩形封装物内，该封装物深度小于或等于50mm。
53.如权利要求44所述的驱动器，还包括驱动控制器接口，所述驱动控制器接口为通用串行总线接口。
54.一种光学数据驱动器，包括用于围绕第一轴旋转光学介质盘片的旋转驱动器，所述盘片限定一平面；具有物镜端的臂，所述臂可移动到定位所述物镜端与所述盘片多个径向位置中任一个对齐的位置；激光器光源，被构造成沿着一路径向所述臂的所述物镜端并由此向所述盘片提供激光器光线；以及通用串行总线数据接口，用于在所述驱动器和主机装置之间数据通信。
55.一种与光学数据盘片一同使用的光学组件；包括垂直腔表面发光激光器(VCSEL)；光检测器；以及光中继系统，该系统将来自所述VCSEL的至少某些激光器光线导引到所述光学数据盘片的可选择区域，并将从所述光学数据盘片反射的至少一部分导引到所述光检测器。
56.如权利要求55所述的光学组件，其中，所述VCSEL和所述光检测器形成在一单独的集成电路衬底上。
57.如权利要求55所述的光学组件，其中，所述VCSEL和所述光检测器安装在一单独的衬底上。
58.一种与光学数据存储器一同使用的装置，包括存储介质，其中被写入其上的数据位可以利用从所述存储介质反射的反射光加以辨别；激光器光源；检测器；光中继系统，该系统将来自所述激光器光源的至少某些激光器光线导引到所述光学数据盘片的可选择区域，并将从所述光学数据盘片反射的至少一部分导引到所述光检测器；其中，所述激光器光源和所述检测器形成在一单一的集成电路衬底上。
59.如权利要求58所述的装置，其中，所述激光器光源包括表面发光激光器。
60.如权利要求58所述的装置，其中，所述激光器光源包括至少一个第一垂直腔表面发光激光器(VCSEL)。
61.如权利要求60所述的装置，其中，所述VCSEL被用作所述检测器的至少一部分。
62.如权利要求61所述的装置，其中，所述检测器包括基本径向对称的结构，该结构与所述激光器光源基本同心。
63.如权利要求61所述的装置，其中，所述检测器与所述激光器光源横向间隔开第一距离。
64.如权利要求63所述的装置，还包括双折射材料，其尺寸和形状确定为横向偏移来自所述激光器光源的反射光束所述第一距离。
65.如权利要求63所述的装置，其中，所述第一距离小于或等于0.05mm。
66.如权利要求61所述的装置，其中，所述装置占据一体积，该体积限定了小于或等于60mm宽、小于或等于12mm高以及小于或等于50mm深的形状因数。
67.如权利要求61所述的装置，其中，所述存储介质为可旋转的盘片。
68.如权利要求67所述的装置，其被构造成利于最终用户取下及更换所述盘片。
69.如权利要求67所述的装置，其中，所述可旋转盘片至少局部由盒覆盖。
70.如权利要求69所述的装置，其被构造成利于最终用户取下及更换所述盒和盘片。
71.如权利要求61所述的装置，其中，所述检测器提供数据信号。
72.如权利要求61所述的装置，其中，所述检测器提供聚焦误差信号。
73.如权利要求61所述的装置，其中，所述检测器提供寻轨误差信号。
74.如权利要求61所述的装置，其中，所述检测器为检测器。
75.一种用于光学数据存储的装置，包括可旋转的、用户可取下的盘片；可与所述盘片耦合的驱动器，用于使所述盘片围绕第一轴旋转；光学臂，其具有至少一个激光器光源、检测器、物镜和聚焦致动器、并限定物镜端和第二端；寻轨致动器，其连接到所述臂上，以可控制地围绕第二轴旋转所述臂以将所述物镜端定位在靠近所述盘片的所需径向位置处，该第二轴基本平行于所述第一轴，但与其间隔开。
76.如权利要求75所述的装置，其中，所述臂的元件的位置和质量以致于围绕所述第二轴的所述旋转具有小于或等于约5gm-cm2的惯量。
77.如权利要求75所述的装置，其中，所述臂的元件的位置和质量以致于围绕所述第二轴的所述旋转具有小于或等于约1gm-cm2的惯量。
78.如权利要求75所述的装置，还包括棱镜。
79.如权利要求78所述的装置，其中，所述聚焦致动器调节所述检测器到所述棱镜的距离。
80.如权利要求75所述的装置，其中，所述聚焦致动器调节所述物镜端距所述盘片的距离。
81.如权利要求75所述的装置，其中，所述聚焦致动器包括压电电机。
82.如权利要求75所述的装置，其中，所述激光器光源、检测器和物镜全部相对与所述光学臂定位于所述第二轴的相同侧上。
83.如权利要求82所述的装置，其中，所述激光器光源、检测器和物镜全部基本靠近所述光学臂所述物镜端地定位。
84.如权利要求75所述的装置，其中，所述激光器光源和物镜中每一个限定了一个光轴，且所述激光器光源和物镜的光轴是同轴的。
85.一种用于光学数据存储的装置，包括可旋转的、用户可取下的盘片；可与所述盘片耦合的驱动器，用于使所述盘片围绕第一轴旋转；光学臂，其具有至少一个激光器光源、检测器和物镜；聚焦致动器，其用于移动所述光学系统的至少一部分，以调节来自所述激光器光源的光线在所述盘片上聚焦，其中，所述移动在保持至少所述激光器光源和所述物镜相对彼此成固定的空间关系的同时进行。
86.如权利要求85所述的装置，其中，沿一光路从所述激光器光源到所述物镜的距离在所述用于调节聚焦的移动过程中基本保持恒定。
87.一种用于光学数据存储的装置，包括用户可取下的盘片，其围绕第一轴可旋转，以限定一盘片平面；耦合到所述盘片上的驱动器，用于使所述盘片围绕第一轴旋转；具有至少一个激光器光源、一个检测器和一个物镜的光学臂；用于可控制地使所述光学臂围绕一轴枢转的聚焦致动器，以用于调节来自所述激光器光源的光线在所述盘片上聚焦，该轴基本平行于所述盘片平面。
88.一种用于光学数据存储的装置，包括用户可取下的盘片，其围绕第一轴可旋转，以限定一盘片平面；耦合到所述盘片上的驱动器，用于使所述盘片围绕第一轴旋转；具有至少一个激光器光源、检测器和物镜的光学臂；用于可控制地在基本平行于所述第一轴的方向上平移所述光学臂的聚焦致动器，以用于调节来自所述激光器光源的光线在所述盘片上的聚焦。
89.一种用户可取下的光学数据盘片，所述盘片具有小于或等于35mm的直径。
90.如权利要求89所述的盘片，其中，所述盘片至少局部是硬格式化的。
91.如权利要求89所述的盘片，其中，所述盘片至少局部是预先记录的。
92.一种用户可取下的盒，其用于容纳光学数据盘片，所述盒厚度小于或等于3mm，宽度小于或等于约40mm，而深度小于或等于约40mm。
93.如权利要求92所述的盒，其中，所述盘片至少局部是硬格式化的。
94.如权利要求92所述的盒，其中，所述盘片至少局部是预先记录的。
95.一种用于从光学数据记录盘片上读取或向该盘片上写入数据的驱动器，所述驱动器厚度小于或等于约12mm，宽度小于或等于约55mm，而深度小于或等于约40mm。
96.一种用户可取下的光学数据记录盒，包括第一表面光学记录介质，其具有至少一个第一光学可记录及可读取的表面；其内定位所述介质的盒体，从而允许所述介质在所述盒体内旋转。
97.一种用户可取下的光学数据记录盒，包括第一表面光学介质，其具有至少一个第一光学可读取表面；其内定位所述介质的盒体，从而允许所述介质在所述盒体内旋转。
98，一种用户可取下的光学数据记录盘片，包括第一表面光学介质，其具有至少一个第一可记录表面，该记录表面其内模压有至少第一数据或伺服特征。
全文摘要
提供了一种用户可取下的光学数据存储系统。可旋转的第一表面介质封装在盒内。尽管该盒尺寸相对小,如35mm×35mm×3mm,却提供相对大的数据容量,如0.25GB或更大。优选地是,当盒从驱动器中抽出时,盒基本密封介质的数据表面,而当所述盒插入到驱动器中时,该盒一个表面的至少一部分自动暴露于光学臂的物镜。寻轨包括围绕平行于盘片旋转轴的轴旋转光学臂。聚焦可以包括围绕平行于盘片表面的轴旋转臂。
文档编号G11B7/12GK1379900SQ00810553
公开日2002年11月13日 申请日期2000年5月18日 优先权日1999年5月20日
发明者迈克尔·F·布雷特伯格, 史蒂文·B·沃尔克, 格雷戈里·D·沃兰, 伊恩·R·雷德蒙 申请人:数据播放公司