(57)【要約】  超小型の光学ディスクドライブが携帯電話または他のハンドヘルド携帯型装置の中に装着されて、ゲーム、映画および他のデジタルコンテンツを装置で再生するための大型のデータソースを提供する。光学ディスクドライブは、とりわけ光学アセンブリにおいて青色のレーザビームおよび開口数の高いレンズを利用することによって、極めて小さなフォームファクタに製造される。
2009509288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯電話および光学ディスクドライブを備える組合せであって、前記光学ディスクドライブおよび前記携帯電話の構成要素は、単一のハウジング内に装着され、前記光学ディスクドライブは、データを光学ディスクから読取るための光学アセンブリを備え、前記光学アセンブリは、青色のレーザビームを生成するように適合されたレーザダイオードを備える、組合せ。
【請求項２】
前記レーザビームの波長は約４０５ｎｍである、請求項１に記載の組合せ。
【請求項３】
光学アセンブリは対物レンズをさらに備え、前記レーザビームは前記対物レンズを貫通する、請求項２に記載の組合せ。
【請求項４】
前記対物レンズの開口数は約０．７２またはそれ以上である、請求項３に記載の組合せ。
【請求項５】
光学データ記憶ディスクをさらに備え、光学データ記憶装置はカートリッジに封入され、前記カートリッジは前記ディスクドライブの中に取外すことができるように装着され、前記レーザビームは前記光学データ記憶ディスクから反射される、請求項４に記載の組合せ。
【請求項６】
前記光学データ記憶ディスクの直径は約３２ｍｍである、請求項５に記載の組合せ。
【請求項７】
前記光学ディスクドライブの寸法は、約４９．９０ｍｍ×４４．７０ｍｍ×１４．９０ｍｍである、請求項６に記載の組合せ。
【請求項８】
前記光学ディスクドライブは、光学ディスクからデータを読取るための光学アセンブリを備え、前記光学アセンブリは、波長が４０５ｎｍまたはそれ以下のレーザビームを生成するように適合されたレーザダイオードを備える、請求項１に記載の組合せ。
【請求項９】
光学アセンブリは対物レンズをさらに備え、前記レーザビームは前記対物レンズを貫通する、請求項８に記載の組合せ。
【請求項１０】
前記対物レンズの開口数は約０．７２またはそれ以上である、請求項９に記載の組合せ。
【請求項１１】
光学データ記憶ディスクをさらに備え、光学データ記憶装置はカートリッジに封入され、前記カートリッジは前記ディスクドライブの中に取外すことができるように装着され、前記レーザビームは前記光学データ記憶ディスクから反射される、請求項１０に記載の組合せ。
【請求項１２】
前記光学データ記憶ディスクの直径は約３２ｍｍである、請求項１１に記載の組合せ。
【請求項１３】
前記光学ディスクドライブの寸法は、約４９．９０ｍｍ×４４．７０ｍｍ×１４．９０ｍｍである、請求項１２に記載の組合せ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
この出願は、２００３年４月２５日に出願された出願番号第１０／４２３，７０１号および２００４年５月１３日に出願された出願番号第１０／８４６，８４９号の一部継続出願であり、その各々は引用によって全文が本明細書に援用される。
【０００２】
発明の分野
この発明は、超小型の光学ディスクドライブに関し、特に、携帯電話または他の同等な大きさの送受話器の中に装着できるほど小さな光学ディスクドライブに関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
コンシューマエンターテイメント技術は、モバイルエンターテイメント用の高解像度カラーディスプレイに向かっている。消費者はますますエンターテイメントを携帯したいと思うようになっている。国をまたいで旅行する者および町をまたいで通勤する者は、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（personal digital assistant）（ＰＤＡ）および他の種類のハンドヘルドコンピュータでのゲーム、音楽およびビデオエンターテイメント活動を熱心に追い求めている。しかしながら、現在のところ、エンターテイメント体験は、消費者がゲーム機、ホームシアターおよびＤＶＤ付きコンピュータに期待するようになっているものと比較すると、限定的であり、遅れてさえいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
主な問題はデータの記憶である。事実、精巧なデジタルエンターテイメントはデータ使用量が多く、日々発展している。コンパクトフラッシュ（登録商標）カード、ＳＤ（登録商標）フラッシュカード、メモリスティック（登録商標）および他のソリッドステートメモリ装置などの伝統的な、「フォームファクタ」が小さな携帯型媒体は単に、高品質のエンターテイメント体験に必要な容量およびメガバイト当たりの価格を提供することができない。ソリッドステートメモリカード上に大量にコンテンツを記録することは、費用がかかり、非実用的であり、そのコンテンツを効果的に保護することは非常に困難である。
【０００５】
ブロードバンドインターネットアクセスが高品質のゲームおよび映画をモバイル家庭用電子機器に配信することになると予測する専門家もいるが、成功には重大な障壁がある。携帯電話ネットワークは、音声通信を伝送するように設計されており、高容量のデータ伝送にとっては単に効率的でない。セル接続は、必要な速度が可能ではなく、周知のように信頼できるものではなく、頻繁なデッドゾーンおよび接続の落ちを伴う。現在ゲームが携帯電話に配信されているが、ゲーム再生の質およびゲーム環境がゲーム機のものに近づき始めているはずがない。
【０００６】
ＷｉＦｉまたは８０２．１１無線はデータ伝送のために設計されており、ＷｉＦｉホットスポットの数が増加することは、モバイル装置への大量のデータの配信にとって見た目には魅力的であるように見える。ＷｉＦｉは、複数のユーザ用のインターネットアクセスおよびｅメールアプリケーションに容易に対応する。しかしながら、ストリーミングおよび数百万とまではいかなくても数千人のユーザのための多人数プレーゲームおよび高品質のビデオまたは映画などの対話型コンテンツを同時に管理することは、いずれのネットワークにとっても困難である。機密保護もＷｉＦｉにとっての問題であり、コンテンツプロ
バイダを潜在的な著作権侵害に開放した状態のまま放置してしまう。
【０００７】
さらに、データ記憶の問題はなおも存在するであろう。実行可能ないずれの種類のネットワーク化された配信システムについても、モバイルコンシューマ装置は、大きなダウンロードされたゲームおよび映画ファイルを保持するため、およびゲーム内でプレーヤの進行状況を追跡するために、相当な量の記憶装置を組込まなければならない。ネットワーク化されたコンテンツ配信にとっての最も重大な問題はおそらくコストである。インターネットを介してＤＶＤ品質の映画を送信するには＄３０以上のコストがかかる可能性があると見積もられてきた。
【０００８】
光学ディスクベースの流通コストははるかに低い。ＤＶＤの売上が最近急激に上昇していることからもわかるように、消費者が光学ディスク上の高価値のコンテンツの購入を好むことを一貫して示してきたという事実は、さらに説得力がある。さらに、光学ディスクは成形され、したがって、ソリッドステートメモリ装置よりも少ない費用で複製することができる。
【０００９】
明らかに、モバイルエンターテイメント産業は、携帯型の、高品質のエンターテイメント体験の需要の増大を満たすために、経済的で、フォームファクタが小さい、安全な記憶技術を必要としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
概要
この発明に従って、超小型の光学ディスクドライブが携帯電話または他の携帯型送受話器の中に装着される。この発明の携帯電話では、ユーザは、大部分の人が日常的に担持する非常に小さな装置を用いて極めて高品質のエンターテイメントまたは他のタイプの体験を得ることができる。この発明の携帯電話は、ラップトップコンピュータなどの外部の装置に大量のデータを伝送するために無線サーバとして使用することも可能である。
【００１１】
光学ディスクドライブは、極めて小さなフォームファクタに製造される。たとえば、ディスクドライブの寸法は、４９．９０ｍｍ×４４．７０ｍｍ×１４．９０ｍｍであってもよい。これは、主に短波長レーザビームおよび開口数の高いレンズを用いることによって可能になり、短波長レーザビームおよび開口数の高いレンズはともに、面密度の高い、取外し可能な光学ＲＯＭディスクを使用しやすくする。これは直径が小さな光学ディスクを可能にし、ひいては、光学ディスクドライブを非常に小さくすることができる。システムの頑強性は、光学ディスクをカートリッジに収容することによって向上する。（たとえば磁気ディスクドライブと比較した）光学ディスクドライブに固有の脱着性によって、光学ディスクドライブは、データコンテンツを多様にすることが望ましいシステムに一意的に好適になる。
【００１２】
光学ディスクドライブの実行時間は、携帯電話または他のホスト装置におけるバッテリから電力を引込むことによって、ディスクドライブを使用していないときに光学ディスクドライブの電力需要をほとんど０に低減することによって、ディスクドライブ内の光学ディスクに格納されたデータを圧縮することによって、およびバッファメモリを用いてディスクドライブからデータを受取ることによって、最大になり、それによって、バッファメモリを補充する必要があるまでディスクドライブは「回転数を下げる」ことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
詳細な説明
図１Ａおよび図１Ｂは、この発明に従う携帯電話１０の外観図である。携帯電話１０の構成要素は、典型的にはプラスチックで作られたハウジング１１に封入されている。ハウ
ジング１１の正面側は、電話キーパッド１２とビデオディスプレイ１４とを支持する。キーパッド１２とディスプレイ１４との間には、たとえば「再生」ボタン、「早送り」ボタン、「停止」ボタン、および「反転」ボタンを含む１組のディスクドライブ制御装置１６がある。図１Ｂに示すように、ハウジング１１の裏側は、バッテリ室アクセスドア１８と、光学ディスクドライブアクセスドア２０とを含む。ディスク取出ボタン２２を押すと、ドライブアクセスドア２０およびカートリッジ挿入モジュール３２が外向きに旋回し、光学ディスクカートリッジ４２をカートリッジ挿入モジュール３２に挿入することができる。
【００１４】
ハウジング１１には、送信機、受信機、マイク、スピーカおよび制御回路などの、携帯電話に典型的な構成要素も入っていることを理解する。
【００１５】
図２は、光学ディスクドライブ３０の構造を示す分解図である。光学ディスクドライブ３０は、ドライブアクセスドア２０の下方に、携帯電話１０の構成要素とともに、ハウジング１１内に装着される。光学式ドライブモジュール３４は、光学式ドライブＰＣＢＡ３８の上方の光学式ドライブハウジング３６の中に装着される。光学式ドライブモジュール３４、光学式ドライブハウジング３６および光学式ドライブＰＣＢＡ３８はねじ（図示せず）によってまとめられ、このねじは、底部板４０の角の近くに位置する穴４０Ａを通され、光学式ドライブハウジング３６の中に伸びる。示すように、光学式ドライブＰＣＢＡ３８の角は光学式ドライブハウジング３６の脚部３６Ａに対応するように形づくられ、それによって、光学式ドライブハウジング３６に対してしっかりと底部板４０を保持する。光学式ドライブモジュール３４を駆動するために用いられる電子機器の一部であるＩＣチップ（図示せず）は、光学式ドライブＰＣＢＡ３８の上面に装着される。カートリッジ挿入モジュール３２は、光学式ドライブモジュール３４の上に位置する。図３は、光学式ドライブハウジング３６内に装着された光学式ドライブモジュール３４を示す別の分解図である。
【００１６】
他の実施例では、携帯電話のハウジングは、蝶番式の、「裏返して開く（flip-open）」種類のハウジングであり得て、その場合には、光学ディスクドライブはハウジングの２つの蝶番式の部分のうちの１つの中にあり得るであろう。
【００１７】
図２および図３は、光学データ記憶ディスクが入っているカートリッジ４２も示す。この発明の種々の実施例において、カートリッジ４２はさまざまな形態を取り得るが、一実施例では、カートリッジ４２は、２００５年８月２２日に出願された、「小型の光学データ記憶ディスクのためのカートリッジ（Cartridge For Miniature Optical Data Storage
Disc）」と題される出願番号第１１／２０９，５５３号に記載されるカートリッジと類似しており、出願番号第１１／２０９，５５３号は引用によって全文が本明細書に援用される。カートリッジ４２は、カートリッジ４２をカートリッジ挿入モジュール３２に挿入するときに閉じた位置から開いた位置に動くシャッタを含む。カートリッジ４２内の光学ディスクは、ディスクドライブ１０の小型の寸法を維持できるほどに小さくなければならない。一実施例では、カートリッジ４２における光学ディスクの直径は３２ｍｍである。
【００１８】
図４から図８は、カートリッジ挿入モジュール３２へのカートリッジ４２の挿入を示す。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、カートリッジ挿入モジュール３２はカートリッジ挿入スリーブ３２０を含み、カートリッジ挿入スリーブ３２０はさらにはベース板３２２とカバー３２４とで形成される。
【００１９】
最初に、カートリッジ４２を挿入する前には、ドライブアクセスドア２０は閉じた位置にある。カートリッジ４２を挿入するために、ユーザはディスク取出ボタン２２を押し、ラッチを解除する。アクセスドア２０が開いた位置に向かってばねによって付勢されるの
で、図４Ａに示すように、ラッチを解除することによって、ドライブアクセスドア２０およびカートリッジ挿入スリーブ３２０は上向きに傾斜する。図７Ｂに示すように、ドライブアクセスドア２０はシャフト２００を中心に回動し、カートリッジ挿入スリーブ３２０は光学式ドライブハウジング３６の一部であるシャフト３６０を中心に回動する。１対のスロット付き部材２０２がドライブアクセスドア２０の下面に下向きに突出しており、ピン３２６がカートリッジ挿入スリーブ３２０の側面から外向きに突出している。
【００２０】
ドライブアクセスドア２０が上向きに傾斜すると、ピン３２６はスロット付き部材２０２のスロットの中で摺動し、カートリッジ挿入スリーブ３２０への入口を露出させる。その結果、カートリッジ４２をカートリッジ挿入スリーブ３２０に挿入することができる。図４Ａおよび図４Ｂは、挿入できる状態にある位置、すなわち、カートリッジ挿入スリーブ３２０への入口の傍にあるカートリッジ４２を示す。
【００２１】
図５Ａおよび図５Ｂは、一部分をカートリッジ挿入スリーブ３２０に挿入したカートリッジ４２を示す。図５Ｂでは、ドライブアクセスドア２０は取外されている。図６Ａおよび図６Ｂは、カートリッジ４２をさらにわずかに挿入した後の構成を示す。図７Ａおよび図７Ｂは、カートリッジ４２をカートリッジ挿入スリーブ３２０に十分に挿入した後であり、ドライブアクセスドア２０が依然として開いている状態のカートリッジ４２を示す。この位置では、カートリッジ４２におけるシャッタは十分に開いており、光学ディスクの一部を露出させる。位置合わせピン３４０は、ドライブアクセスドア２０を閉じたときにカートリッジ４２の位置合わせ穴と係合するように光学式ドライブモジュール３４から上向きに突出しており、ディスクに格納されたデータを読取るためにカートリッジ４２をしっかりとおよび適切に位置決めする。（以下に記載する）スピンドルアセンブリ５０は、光学式ドライブモジュール３４から上向きに伸びており、ディスクの中央穴と係合できる状態にある。
【００２２】
図７Ａおよび図７Ｂに示すようにカートリッジ４２をカートリッジ挿入スリーブ３２０に十分に挿入した後、ユーザはドライブアクセスドア２０を下向きに押し、ドライブアクセスドア２０を十分に閉じたときにロック状態に嵌まるラッチ３４２と係合させる。ドライブアクセスドア２０を付勢する回動ばねが上に向き、その結果、次回ラッチが解除されたときにドライブアクセスドア２０を開けることになる。この時点での状態を図８Ａおよび図８Ｂに示し、図８Ａおよび図８Ｂではドライブアクセスドア２０は取外されている。
【００２３】
カートリッジ４２を取外すために、ユーザはディスク取出ボタン２２を押し、内部ラッチを解除する。回動ばねがドライブアクセスドア２０を開き、ドライブアクセスドア２０はスロット付き部材２０２によってカートリッジ挿入スリーブ３２０を上向きに持上げ、位置合わせピン３４０からカートリッジ４２の係合を解除し、スピンドルアセンブリ５０から光学ディスクの係合を解除する。その結果、カートリッジ４２はカートリッジ挿入モジュール３２から自由に取外すことができる。
【００２４】
図９〜図２１は、光学式ドライブモジュール３４の構造を示す。
図９を参照して、光学式ドライブモジュール３４の構成要素は本体部材３６０の中に装着され、本体部材３６０は、ヤング率が少なくとも２．８×１０4ＭＰａ（４．４×１０6ｐｓｉ）である、アルミニウムもしくはマグネシウムなどの金属または液晶高分子などのプラスチック樹脂で作られることができる。データアクセス開口３６２は本体部材３６０に形成される。光学式ドライブモジュール３４は、スピンドルアセンブリ５０と、レール３６６に沿って摺動する光学機械キャリッジアセンブリ３６４とを含む。スピンドルアセンブリ５０は、本体部材３６０のアパーチャ３６３を通って光学ディスクの中央穴と係合する。以下に記載するように、光学機械キャリッジアセンブリ３６４は、レーザダイオードと、レンズと、データアクセス開口３６２を通して光学ディスクからデータを読取るた
めの他の構成要素とを含む。
【００２５】
光学機械キャリッジアセンブリ３６４から出るレーザビームに粗い位置決めを与えるために用いられる親ねじ３６８も図９に示す。親ねじ３６８は、２段歯車減速ユニット３７２を介してキャリッジ駆動（コアース（coarse）トラッキング）モータ３７０によって駆動される。駆動系においてバックラッシュ防止歯車を用いてもよい。親ねじ３６８のための軸受要素は好ましくは、摩擦を低く保つために少なくとも１対の予め負荷のかかった玉軸受を含むが、回転軸に沿った親ねじ３６８の運動の際にバックラッシュを排除する。可撓性の相互接続部３７４は光学式ドライブＰＣＢＡ３８（図２）をＰＣＢＡ３７６に接続し、ＰＣＢＡ３７６は光学式ドライブモジュール３４のフロアを形成し、可撓性の相互接続部３７８はＰＣＢＡ３７６を光学機械キャリッジアセンブリ３６４に接続する。組立てやすくするために、ＰＣＢＡ３８および３７６のいずれかまたは両方の上のＺＩＦコネクタを用いてもよい。
【００２６】
（レール３６６および親ねじ３６８に平行な）トラッキング経路に沿った光学機械キャリッジアセンブリ３６４の運動を提供するために、可撓性の相互接続部３７８はキャリッジアセンブリ３６４の後部とＰＣＢＡ３７６との間に単一のループを形成する。可撓性の相互接続部３７８のキャリッジ端部は、信号およびデータの転送のためにレーザ／検出器パッケージに接続され、フォーカスおよびトラッキングを制御するためにファインサーボモータに接続される。リニアモータを用いる実現例では、コアースモータ電流も搬送するであろう。再び、組立てやすくするために、ＰＣＢＡ３７６上のＺＩＦコネクタを用いることができる。
【００２７】
コアーストラッキングモータ３７０をＰＣＢＡ３７６に接続するために短い可撓性の相互接続部（図示せず）を用いてもよいが、ディスクリートワイヤまたは形成されたモータ端子も用いることができるであろう。
【００２８】
コアーストラッキング機構およびスピンドルアセンブリ５０を図１０により詳細に示す。コアーストラッキングモータ３７０は、キャノンのモデルＤＮ０６−Ｖ*Ｎ*Ｂなどのブラシ型の反転可能なＤＣモータであり得るが、ステッパモータまたはブラシレスＤＣモータも用いることができるであろう。モータの選択を決定する要因の中には、帯域幅、電力消費、コスト、信頼性および耐久性がある。
【００２９】
親ねじ３６８および光学機械キャリッジアセンブリ３６４は、このタイプのアクチュエータに固有の摩擦を緩和する材料でコーティングされる場合もあれば、摩擦を緩和する材料から作られる場合もある。ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene）（ＰＴＦＥ）または二硫化モリブデンなどの材料を、ねじを切った要素のためのコーティングとして用いることができ、成形用樹脂に添加することができて、親ねじとこのようなドライバのナットとの間の摩擦学を最適化する。これによって、電力消費の低減およびサーボ応答の改善も可能である。
【００３０】
コアーストラッキングモータ３７０は、（以下に記載する）ファイントラッキングモータ上の位置センサから導き出された信号に応答して移動する。ファイントラッキングモータは、ディスクの振れを含んで光学ディスク上のトラックを辿り、小さなシーク移動を達成する。しかしながら、ファイントラッキングモータが特定の平均的な量だけ中心位置から離れると、親ねじ３６８が回転して、ファイントラッキングモータの移動の中心近くの位置まで光学機械キャリッジアセンブリ３６４を進めたり引込んだりする。２段平歯車減速ユニット３７２によって、小型の低電流のモータを用いることができるようになる。他の歯車減速スキームも用いることができるであろうが、平歯車は低コストで高効率である。歯車減速ユニット３７２における歯車は１２０直径ピッチの歯車におよそ対応するが、
特別なピッチまたはメートルのモジュール歯車である可能性もあるであろう。歯車減速ユニットは、バックラッシュ防止歯車も含んでいてもよい。
【００３１】
図１１は、スピンドルアセンブリ５０の分解図であり、スピンドルアセンブリ５０は、スピンドルチャック３８０と、スピンドルシャフト３８２と、スピンドル軸受／ブッシング３８４と、裏当て板３８６と、スピンドルロータ磁石３８８と、ステータコイル３９０と、ステータ極板３９２とを含む。
【００３２】
ステータコイル３９０およびステータ極板３９２は両方ともＰＣＢＡ３７６（図９参照）に接着剤で付けられる。ステータコイル３９０は、スピンドルロータ磁石３８８のための標準的なブラシレス多相駆動装置であり、「パイをスライスした」形状のセグメントの状態で軸方向の厚さを通して磁化される。磁性材料の南北の向きは同一の方向にある。磁性材料は好ましくはバリウムフェライトセラミックであるが、ネオジム−鉄−ホウ素、サマリウムコバルトなどの希土類複合物または硬磁性材料を含むいくつかの他の材料のいずれかであり得るであろう。
【００３３】
図１２Ａは、カートリッジ４２内に収容される光学ディスク４００の分解図であり、磁石保持リング４００Ｒと、磁石保持リング４００Ｒを光学ディスク４００に接合する感圧接着リング４００Ａとを示す。代替的に、磁石保持リング４００Ｒをディスク４００に接着剤で付けることができる。ディスク４００の中央穴４００Ｃも示す。磁石保持リング４００Ｒは、めっきされた鋼または磁気ステンレス鋼などの磁性材料で作られ、中央穴４００Ｃの周りのディスク４００の非データ側に接合される。たとえば、磁石保持リング４００Ｒの厚さは０．２ｍｍであり、直径は８〜９ｍｍであり得るであろう。ディスク４００のさらなる詳細は、上で参照した出願番号第１１／２０９，５５３号に含まれる。
【００３４】
図１２Ｂは、スピンドルチャック３８０の構造を示す。スピンドルチャック３８０は、磁石４２２および円形のプラテン４２４によって囲まれるスピンドルピン４２０を含む。磁石４２２は、スピンドルチャック３８０の軸に平行な極を有する、複数のパイ状の磁石で磁化される。Ｎ極の半分およびＳ極の半分が同一の方向に向けられている。たとえば、磁石が８個ある場合、Ｎ極およびＳ極が交互になった状態で、４個のＮ極および４個のＳ極が同一の方向に向いているであろう。磁石の数が増えると、ディスク４００をスピンドルチャック３８０に十分に装着するときの保持力は大きくなるが、磁力線がより集中することになり、したがって、磁場の「リーチ」は磁石の数が少ないものよりも小さくなる。
【００３５】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、スピンドルチャック３８０に接近するディスク４００およびスピンドルチャック３８０に装着されたディスク４００をそれぞれに示す。ディスク４００がスピンドルチャック３８０に装着されると（図１３Ｂ）、スピンドルピン４２０はディスク４００の中央穴４００Ｃの中に突出し、（ディスク４００の厚みを介する）磁石４２２と磁石保持リング４００Ｒとの間の力によって、平坦なディスク４００のデータ側が円形のプラテン４２４に押付けられる。スピンドルピン４２０は中央穴４００Ｃにぴったり合う（たとえば、０．０５ｍｍ以内）ため、ディスク４００の中心は正確にスピンドルチャック３８０に置かれる。ディスク４００がスピンドルチャック３８０に接近するときのディスク４００のいくらかの偏芯を考慮に入れるために、図１２Ｂに示すように、スピンドルピン４２０の突出部は面取りした面４２６を備えた状態で形成される。
【００３６】
したがって、再び図１３Ｂを参照して、カートリッジ４２をスピンドルアセンブリ５０の上に下げると、磁石４２２の力線は磁石保持リング４００Ｒと相互作用し、ディスク４００をスピンドルチャック３８０の上に引寄せる。この動作は接着リング４００Ａを圧縮する傾向がある。磁石保持リング４００Ｒの中心は、中央穴４００Ｃの中へのスピンドルピン４２０の突出と干渉しないように（典型的には、２ｍｍの許容差で）中央穴４００Ｃ
に対して十分正確に置かれるはずである。
【００３７】
図１４は、光学機械キャリッジアセンブリ３６４の全体図であり、図１５Ａおよび図１５Ｂは、異なる角度からの光学機械キャリッジアセンブリ３６４の分解図である。光学機械キャリッジアセンブリ３６４は、キャリッジ本体４３０と、光学アセンブリ４３２と、ファイントラッキング／フォーカス機構４３４とを含む。キャリッジ本体４３０は成形／鋳造部品であり得る。キャリッジ本体４３０は、光学アセンブリ４３２の要素および可撓性の相互接続部３７８（図９）のためのアタッチメントを支持し、トラッキング経路に沿ったキャリッジアセンブリ３６４の動きのための誘導面を与える。キャリッジ本体４３０は、親ねじ３６８を介してコアーストラッキングモータ５７０に結合される。キャリッジ本体４３０は、電子機器、レーザダイオードおよびサーボモータからの熱も吸収する。キャリッジ本体４３０は、実施例によっては親ねじ３６８と噛み合う雌ねじ要素がキャリッジ本体４３０の中に直接に成形され得るように摩擦を低減する材料で作られてもよい。
【００３８】
以下により詳細に記載する光学アセンブリ４３２は、レーザダイオードと、サーボ検出器と、ビーム分配および分割プリズムと、コリメーションおよび対物レンズと、波遅延板と、反射位置フラグと、反射能モニタリング面とを含む。さらに、検出器のうちのいくつかは、信号増幅電子機器も含む基板に装着されてもよい。
【００３９】
ファイントラッキング／フォーカス機構４３４は、これも以下に記載するが、共有される磁気回路と５つのコイルとを含み、磁気回路および５つのコイルはともに、（光学アセンブリ４３２の一部でもある）読出対物レンズを位置決めするために用いられる２軸音声コイルモータを備える。
【００４０】
ねじを切ったスリーブ４４０と圧縮ばね４４２とを含むバックラッシュ防止機構も図１５Ａおよび図１５Ｂに示す。キャリッジ本体４３０は、上述のように親ねじ３６８と噛み合うねじを切ったアパーチャを含む第１のフランジ４３０Ａと、ねじを切っていないアパーチャを含む第２のフランジ４３０Ｂとを含む。スリーブ４４０の中央アパーチャもまた、親ねじ３６８と噛み合うようにねじが切られている。スリーブ４４０はフランジ４３０Ａと４３０Ｂとの間に設置され、円形の端部４４０Ｂはフランジ４３０Ｂの穴の中に突出し、圧縮ばね４４２はスリーブ４４０を封入し、フランジ４３０Ａおよびスリーブ４４０の肩部４４０Ａに突き当たる。親ねじ３６８をフランジ４３０Ａおよびスリーブ４４０に通すと、圧縮ばね４４２はフランジ４３０Ａおよびスリーブ４４０に対して穏やかな外向きの圧力をかける。これは、光学機械キャリッジアセンブリ３６４と親ねじ３６８との間のいずれの弛みまたは空動きも防止する。
【００４１】
図１６は、光学アセンブリ４３２の概略図を示す。この説明の目的で、「上（up）」、「下（down）」、「上方（above）」および「下方（below）」という用語は図１６との関連で用いられる。
【００４２】
レーザビームはレーザダイオード４６０から生じる。レーザダイオード４６０は好ましくは、波長が４０５ｎｍまたはそれ以下の青色のレーザビームを与える。レーザダイオードは、クリー（Cree）のモデル４０５ＬＤ  ５００またはサンヨー（Sanyo）のモデルＬＳ５０００であってもよい。４０５ｎｍの青色のレーザビームを用いることによって、光学ディスク４００上のトラックピッチを、たとえば波長が６００〜７００ｎｍの範囲である、ＤＶＤシステムにおいて用いられる典型的な赤色のレーザビームに必要な０．７４μｍのピッチから０．３９μｍに低減することができる。これは、ディスク４００に格納され得るデータの量をおよそ２倍にする。
【００４３】
レーザダイオード４６０は、レーザダイオード／検出器基板４６４の底部近くのヒート
シンク４６２に装着される。４０５ｎｍのレーザビーム４６６は、発散する楕円錐の光としてレーザダイオード４６０から出る。レーザビーム４６６は、菱形プリズム４６８に入り、プリズム４６８における内部反射によって上向きに向けられる。
【００４４】
菱形プリズム４６８は半立方体４７０に取付けられている。菱形プリズム４６８と半立方体４７０との間の斜面は、ビーム分割界面４７２を形成する偏光感度のよい層でコーティングされる。レーザビーム４６６の圧倒的な偏光によって、レーザビーム４６６はビーム分割界面４７２を貫通し、上向きに進む。レーザビーム４６６は、半立方体４７０を出た後、コリメーティングレンズ４７４に入る。コリメーティングレンズ４７４は、ビームを平行（平行光線）ビームにするのに十分にレーザビーム４６６を集束する。コリメーティングレンズ４７４の上方には、レーザビーム４６６の入射偏光に対して４５度に向けられた光軸を有する４分の１波長遅延板４７６がある。光は、４分の１波長板４７６を貫通した後、円偏光される。
【００４５】
図１７に示す４分の１波長板４７６の上面には、４分の１波長板４７６を通して、上向きに向いたレーザビーム４６６の一部を再び反射する小さな銀めっきされたエリア４７６Ａがある。その反射された「ビームレット（beamlet）」は４分の１波長板４７６を貫通した後直線偏光に変換され、その結果、レーザビーム４６６がコリメーティングレンズ４７４を出るときには偏光はレーザビーム４６６の偏光から９０度ここでは回転している。この「ビームレット」は、ビーム分割界面４７２に直面すると、ここでは伝送される代わりに反射される。図１６に４７８で示すこの反射された「ビームレット」は基板４６４上の光検出器４８０に向けられ、光検出器４８０で、この反射された「ビームレット」は、レーザ電力制御ループを変調するために用いられる。
【００４６】
（「ビームレット」を引いた）出ていくビームの残りは、図１８に下から示す対物レンズ台４８４によって支持される対物読出レンズ４８２の方に上向きに進む。
【００４７】
図１８に示すように、レーザビーム４６６の別の部分を戻す、小さな、形づくられた反射要素４８６が、対物レンズ台４８４から突出している。反射要素４８６は、金属で作られていてもよく、レンズ台４８４に追加されてもよい。または、反射要素４８６は、成形されたプラスチックの特徴に適合される反射コーティングを備えていてもよい。反射面は平面である場合もあれば、湾曲している場合もある。
【００４８】
反射要素４８６から反射されるレーザビーム４６６の一部は、「トラッキング軸」に沿ったレンズ台４８４の位置によって決定される方向に反射される。以下にさらに記載するレンズ台４８４の「トラッキング軸」は、レーザビーム４６６が菱形プリズム４６８によって上向きに反射される軸と名目上は一致する。この第２の「ビームレット」４８８は第１の「ビームレット」４７８と同様に戻り、４分の１波長板４７６を通るが主要なレーザビーム４６６の反対側に第２の道を作る。第２の「ビームレット」４８８の偏光もまた、さらに９０度回転され、したがって、ビーム分割界面４７２によって基板４６４の方に反射され、基板４６４で、分割された位置敏感型光検出器４９０を照らす。光検出器４９０は水平に分割されており、「ビームレット」４８８の出力は、対物レンズ台４８４のトラッキング軸に比例して、分割された光検出器４９０の２つの部分の間で垂直に分散される。したがって、分割された光検出器４９０上の、「ビームレット」４８８によって形成される点の位置は、レンズ台４８４のトラッキング軸の向きを制御する（以下に記載する）ファインサーボモータの位置の表示を与える。
【００４９】
図１９は、基板４６４上の光検出器４８０および光検出器４９０のそれぞれの位置を示す。
【００５０】
再び図１６を参照して、レーザビーム４６６の残りは、対物読出レンズ４８２を通って上向きに進み、データトラック光学ディスク４００に焦点を合わせる。レンズ４８２の開口数は、通常ＤＶＤシステムにおいて用いられる０．６という開口数と比較して、好ましくは約０．７２またはそれ以上である。上述のように、レーザビームの波長を６５０ｎｍから４０５ｎｍに低減することによって、ディスク４００上のデータのトラックピッチおよび面密度は２倍に増える。同様に、レンズ４８２の開口数を０．６から０．７２に増やすことによって、ディスク４００上のデータの線密度はさらに２倍に増え、通常ＤＶＤシステムにおいて用いられるディスクと比較して全容量の増加が４倍になる。
【００５１】
レーザビーム４６６は、光学ディスク４００によって反射され、対物レンズ４８２、４分の１波長板４７６およびコリメーティングレンズ４７４を貫通して戻る。レーザビーム４６６は次いで、ビーム分割界面４７２においてレーザダイオード／検出器基板４６４の方に反射され、基板４６４でサーボ光検出器４９２上に入射する。図１９に示すように、サーボ光検出器４９２は６つのセグメント（フォトダイオード）を有する。サーボ光検出器４９２のセグメント化された構造によって、ビームがディスクから戻ってビーム分割界面４７２において反射されるときに、ビームの分散および強度を決定することができる。
【００５２】
レンズ４８２の開口数が高い（たとえば、少なくとも約０．７２）であるので、平行ビーム４６６が反射面に焦点を合わせると、「キャットアイ（cateye）」反射板が形成される。その結果、レーザビーム４６６が厳密にディスク４００に焦点を合わせると、反射されたビームは対物レンズ４８２を貫通して戻った後、経路を事実上引き返し、平行ビームとして再び生じることになる。対物レンズ４８２の位置がディスク４００上に厳密な焦点を作る位置の上方または下方にある場合には、対物レンズ４８２の下方の戻りビームは集束または発散する。すなわち、レンズ４８２がディスク４００に近づきすぎると、戻りビームはわずかに集束したものになり、レンズ４８２がディスク４００から離れすぎると、戻りビームはわずかに発散したものになる。焦点誤差を伴う集束または発散の変動は、焦点誤差の小さな範囲にわたって比例し、サーボ光検出器４９２のセグメントの出力の差を作り出す。焦点誤差は、水平のグループおよび対角線のグループになったサーボ光検出器４９２のセグメントの合計および差を取ることによって判断される。
【００５３】
ディスク上の予めフォーマットされたデータトラックによって、戻りビームはトラックを横断する（トラック）方向およびトラックに沿った（データ）方向の両方向に回折される。ビームの中心がトラックに置かれると、サーボ光検出器４９２の上に投射される戻りビームのパターンは基本的には３つの重畳された点になる。その３つの重畳された点とは、１つの明るい中心（またはゼロ次）点と、２つのより微弱な回折された一次点であり、２つの点のうち１つは中心点の上方にあり、1つは中心点の下方にあり、対称的に中心点と部分的に重なっている。焦点の合った出ていくビームがわずかにトラックから外れて動くと、反射されるビームのずれの、投射される強度パターンは非対称になる。この非対称によって、サーボ光検出器４９２の垂直軸に沿った強度の微分変化が生成される。トラッキングエラー信号は、サーボ光検出器４９２の上部セグメントの出力の合計とサーボ光検出器４９２の下部セグメントの出力の合計との間の差を観察することによって得られる。
【００５４】
代替的に、ＤＶＤプレーヤにおいて一般的に行なわれるように、トラックエラー信号を発生させるために微分位相検出方法を用いることができる。
【００５５】
刷り込まれたデータピットによって引起される強度の変化は、サーボ光検出器４９２のすべてのセグメントの出力の合計をモニタリングすることによって検出される。
【００５６】
レーザビームのトラッキングおよびフォーカスを制御するためのアルゴリズムは周知であり、多くの供給元から入手可能である。１つのトラッキングおよびフォーカスシステム
は、２００４年１０月２６日に発行された、「デジタルフォーカスおよびトラッキングサーボシステム（Digital Focus And Tracking Servo System）」と題される米国特許第６，８０９，９９５号およびその中で引用されている参考文献に記載され、上述のものはすべて引用によって全文が本明細書に援用される。
【００５７】
ファイントラッキング／フォーカス機構４３４はファインサーボモータ５００を含む。制御信号に応答して、ファインサーボモータ５００は、レーザビームを焦点が合った状態に維持してディスク上のトラックを辿るように、対物読出レンズ４８２の位置を調整する。図２０は、ファイントラッキング／フォーカス機構４３４の図であり、図２１は、ファインサーボモータ５００の構成要素を示すファイントラッキング／フォーカス機構４３４の分解図である。ファイントラッキング／フォーカス機構４３４の中央に示す対物読出レンズ４８２は、光学アセンブリ４３２およびファインサーボモータ５００の両方の構成要素である。示すように、対物レンズ台４８４は、電極アセンブリ５０４における壁５０２の間に形成されたスロットに嵌まる。
【００５８】
対物レンズ４８２のトラッキング運動は、図２０における「トラッキング運動」矢印の方向に対物レンズ台４８４を移動させることによって引起される。この運動は、２つのグループ５０６Ａおよび５０６Ｂにさらに分割される４つの「湾曲した」トラッキングコイル５０６で引起される。ファインサーボモータ５００は、同様の電極が電極アセンブリ５０４の中央に向いた状態で電極アセンブリ５０４に取付けられる２つの永久磁石５０８を含む。図２０および図２１では、Ｎ極が内向きに向いていることを示す。これは２つの磁気ギャップを形成し、この２つの磁気ギャップは電極アセンブリ５０４の中央の各側に１つずつあり、磁束ベクトルは対称的に内向きまたは外向きに向けられる。４つのトラッキングコイル５０６は、各コイルの１つの垂直アーム５０６Ｘが磁気ギャップのうちの１つに位置するように位置決めされる。（逆に、図２１に示す残りの垂直アーム５０６Ｙは、磁石５０８の間の磁気ギャップの外側にある。）コイル５０６は、コイル５０６Ａの垂直アーム５０６Ｘにおける電流がコイル５０６Ｂの垂直アーム５０６Ｘにおける電流と反対の方向に流れるような態様で、すなわち、電流が下向きにコイル５０６Ａの垂直アーム５０６Ｘに流入するときに電流が上向きにコイル５０６Ｂの垂直アーム５０６Ｘに流入し、逆の場合も同様であるような態様で、直列に接続される。電流の方向に応じて、コイル５０６および（レンズ４８２を含む）ファインサーボモータ５００の残りの部分は、「トラッキング運動」矢印の方向のうちの１つにおいて起電力に晒されることになる。
【００５９】
対物レンズ台４８４は４つの屈曲ワイヤ５１０に取付けられ、屈曲ワイヤ５１０の他の端部は装着板５１２に取付けられる。屈曲ワイヤ５１０は、レンズ台４８４およびレンズ４８２が、図２０に示す「トラッキング運動」および「フォーカス運動」矢印の方向に移動できるようにするが、トラッキング運動およびフォーカス運動に直交する方向に移動するのを防止する。
【００６０】
屈曲ワイヤ５１０のうちの２本は、トラッキングコイル５０６のための電気接点も与える。装着板５１２および対物レンズ台４８４は両方とも、ヤング係数が２．８×１０4ＭＰａ（４．４×１０6ｐｓｉ）であるかまたはそれよりも高いプラスチック樹脂などの絶縁材料で作られる。したがって、屈曲ワイヤ５１０は、装着板５１２および対物レンズ台４８４によってアセンブリの残りの部分から絶縁される。
【００６１】
屈曲ワイヤ５１０は、動作または組立の際の損傷を最小限に抑えるために、ベリリウム銅または他の高降伏強度材料で作られることができる。屈曲ワイヤ５１０の電気抵抗は、加熱によるいかなる損傷も最小限に抑えるために、低いはずである。屈曲ワイヤ５１０は好ましくは、耐食性があり、振動減衰のためにたとえばエラストマー薄膜または成形部品でコーティングされるかまたはスリーブを付けられることができるであろう。
【００６２】
対物読出レンズ４８２の焦点を合わせるのに必要な垂直運動は、ファインサーボモータ５００が組立てられたときに４つのトラッキングコイル５０６内に封入される（図２０）矩形のフォーカスコイル５１４によってもたらされる。コイル５１４は、永久磁石５０８の間の磁気ギャップに位置決めされ、電流がコイル５１４を流れるとコイル５１４を上または下に移動させる合計ローレンツ力を与える。上述の理由のために、コイル５１４は好ましくは、トラッキングコイル５０６に電流を供給するために用いられない２つの屈曲ワイヤ５１０を通る電流の供給を受ける。
【００６３】
レンズ４８２のいずれの傾斜も最小限に抑えるために、トラッキング方向およびフォーカス方向にコイル５０６および５１４によってそれぞれに与えられる正味起電力ベクトルは、（レンズ４８２を含む）ファインサーボモータ５００および対物レンズ台４８４の重心を通ることが望ましい。
【００６４】
屈曲ワイヤ５１０を用いてトラッキングコイル５０６およびフォーカスコイル５１４に電流を搬送することによって、レンズ４８２の移動をトラッキング方向およびフォーカス方向への滑らかな直交する移動に近づけることができる。他のワイヤを用いて電気接点を作ると、制御不可能な態様でこの運動を乱すモーメントが導入される可能性がある。
【００６５】
光学アセンブリ４３２は、この発明のディスクドライブにおいて用いることができるであろう光学アセンブリの一実施例に過ぎないことを理解する。光学アセンブリ４３２はコンパクトな構成であり低電力であるが、これら２つの基準を満たすいくつかの代替的なヘッドの構成が可能であり、したがってこの発明のディスクドライブにおける用途に好適であることが明らかなはずである。このような構成は、米国特許第５，０３３，０４２号（３つのビーム）または米国特許第５，６９４，３８５号（単一のビーム）に記載されるものなどの、本明細書に記載する４０５ｎｍに好適な光学部品および開口数がより高い０．７２のレンズで修正された、ＣＤのような光学式構成を利用できるであろう。米国特許第５，０３３，０４２号および米国特許第５，６９４，３８５号の各々は引用によって全文が本明細書に援用される。このようなピックアップモジュールは通常は、上で参照した特許に記載されるように、レーザと、偏光ビームスプリッタと、コリメータと、λ／４波長板と、対物レンズと、順方向光検出器と、サーボ／データクワド検出器とを含むであろう。これらの構成要素は本明細書に記載される機能と同一の機能を実行し、偏光ビームスプリッタおよびλ／４波長板の組合せは、ディスクから反射された光を分離し、その光をサーボ／データクワド検出器に再び向ける働きをする。偏光ビームスプリッタは、レーザから入射するわずかな量の光を分離し、レーザ出力をモニタリングするためにその光を順方向光検出器に再び向けることも行なう。このタイプの光路は、ＣＤプレーヤにおいて典型的であり、コンパクトかつ低電力にすることもできる。
【００６６】
光学ディスクドライブ３０は、極めて小さなフォームファクタに製造される。たとえば、ディスクドライブ３０の寸法は４９．９０ｍｍ×４４．７０ｍｍ×１４．９０ｍｍであってもよい。これは、主に短波長レーザビームおよび開口数の高いレンズを用いることによって可能になり、短波長レーザビームおよび開口数の高いレンズはともに、面密度の高い、取外し可能な光学ＲＯＭディスクを使用しやすくする。これによって、非常に効率的なデータ圧縮アルゴリズムと組合せられて、直径が小さな光学ディスクが、拡張された、高品質のエンターテイメント体験を保持することができる。たとえば、４０５ｎｍの青色レーザ、０．７２ＮＡレンズおよびＭＰＥＧ−４データ圧縮を用いて、直径が３２ｍｍの光学ディスクは１３３分のＤＶＤ品質の映画を保持できる。光学ディスクの直径が小さいことによって、ひいては、光学ディスクドライブを非常に小さくすることができる。
【００６７】
図２に示す光学式ドライブＰＣＢＡ３８に装着されたＩＣチップは、光学式ドライブモ
ジュール３４を制御する光学式ドライブ電子機器の代表例である。
【００６８】
携帯電話１０の光学式ドライブ電子機器７０およびバッテリ７５およびＣＰＵ／メモリ８０のブロック図を図２２に示す。バッテリ７５およびＣＰＵ／メモリ８０は典型的にはディスクドライブ３０の外側で携帯電話１０に位置する。ＣＰＵ／メモリ８０は、バス６００を介して光学式ドライブ電子機器７０に接続され得る。光学式ドライブ電子機器７０は、光学式コントローラセクション６０２およびピックアップモジュール６０４の２つの基本的な構成要素を含む。これらのコントローラにおける最新技術は非常に進んでおり、高度に統合されているため、必要なＩＣチップの数は最小限である。光学式コントローラセクション６０２の主要な要素は、シングルＩＣまたはデュアルＩＣとして実現され得る光学式コントローラＩＣ６０６である。デュアルＩＣの構成では、コントローラ機能はデジタルコントローラＩＣおよびアナログフロントエンドプロセッサを用いて実現される。シングルＩＣの構成では、これら２つの機能は組合せられる。
【００６９】
表１は、光学式コントローラＩＣ６０６のデュアルＩＣの構成において用いることができるいくつかの市販されているＩＣの一覧である。
【００７０】
【表１】
2009509288.tif 000003
【００７１】
ＳＴマイクロエレクトロニクス（ST Microelectronics）からのＳＴＡ１０１０光学式コントローラＩＣは、光学式コントローラＩＣ６０６のシングルＩＣの構成において用いることができるであろう。
【００７２】
光学式コントローラセクション６０２は、電圧調整器６０８、フラッシュメモリ６１０、スタティックランダムアクセスメモリ（static random-access memory）（ＳＲＡＭ）６１２、モータドライバＩＣ６１４およびレーザドライバＩＣ６１６も含む。モータドライバＩＣ６１４およびレーザドライバＩＣ６１６は、光学式コントローラＩＣ６０６から制御信号を受ける。ＳＴマイクロエレクトロニクスから入手可能なＳＴＡ１０１５は、モータドライバＩＣ６１４のために用いることができるであろう。電圧調整器６０８は、携帯電話１０のバッテリ７５への直接的な接続６１８によって電力を供給され、バス６００を介してＣＰＵ／メモリ８０に接続されるオン／オフ制御線によって制御される。
【００７３】
光学式ドライブ電子機器７０の他の主要な構成要素は、ピックアップモジュール６０４である。ピックアップモジュール６０４は、媒体検出スイッチ６２０と、光電気ＩＣ（opto-electric IC）（ＯＥＩＣ）および順方向フォトダイオードＩＣ（forward photodiode
IC）（ＦＰＩＣ）６２２と、コーストラッキング制御回路６２４と、ファイントラッキング制御回路６２６と、フォーカス制御回路６２８と、スピンドルモータ制御回路６３０とを含む。
【００７４】
光学式コントローラＩＣ６０６内のデジタルコントローラＩＣは、光学ディスクドライ
ブ３０のサーボ／シーク機能を実現するのに必要なサーボデジタル信号プロセッサ（digital signal processor）（ＤＳＰ）と、ディスクドライブ３０およびディスクドライブ３０と携帯電話１０との間のインターフェイスを制御するのに必要なマイクロプロセッサと、光学式ピックアップモジュール６０４に接続するのに必要なアナログ・デジタル（analog-to-digital）（Ａ／Ｄ）およびデジタル・アナログ（digital-to-analog）（Ｄ／Ａ）変換器と、リードバックチャネルと、エンコーダ−デコーダ（ＥｎＤｅｃ）と、誤り訂正回路（error correction circuitry）（ＥＣＣ）と、媒体検出スイッチと、物理フォーマット回路とを含む。
【００７５】
この実施例では、光学式コントローラＩＣ６０６とＣＰＵ／メモリ８０との間のインターフェイスはＡＴＡＰＩ／ＩＤＥインターフェイスであるが、シリアルＡＴＡ（serial ATA）（ＳＡＴＡ）、パラレルＡＴＡ（parallel ATA）（ＰＡＴＡ）、ＵＳＢおよびファイアワイヤなどの他のインターフェイスの標準規格も用いてもよい。
【００７６】
光学式コントローラＩＣ６０６内のデジタルコントローラＩＣは、処理されている媒体の物理フォーマットに特有である。ディスクのフォーマットは、２００３年３月５日に出願された出願番号第１０／３８３，１９３号に記載されるフォーマットである可能性があり、この出願番号第１０／３８３，１９３号は引用によって全文が本明細書に援用される。このフォーマットによって、現在のＤＶＤビデオおよびＤＶＤ−ＲＯＭデジタルコントローラＩＣをディスクドライブ３０において用いることができる。
【００７７】
光学式コントローラＩＣ６０６内のフロントエンドプロセッサは、ＯＥＩＣ／ＦＰＩＣ６２２などのピックアップモジュール６０４内の電子機器をデジタルコントローラＩＣと接続するのに必要なアナログ回路を含む。フロントエンドプロセッサは、データチャネル用のアナログ等化器に加えて、モータドライバＩＣ６１４およびレーザドライバＩＣ６１６を制御するのに必要なアナログ電子機器も含む。
【００７８】
フラッシュメモリ６１０は光学式コントローラＩＣ６０６内のマイクロプロセッサ用のオペレーティングソフトウェア（ファームウェア）を含み、光学ディスク４００から読取られているデータをバッファリングするためにＳＲＡＭメモリ６１２を用いることができる。好ましい実施例では、携帯型ビデオプレーヤの環境に特徴的な外部の衝撃および振動が存在する状態で、滑らかな、中断のないビデオ再生を保証するために少なくとも８メガバイトのＳＲＡＭが望まれる。ＭＰＥＧ−４などの現在の最先端の圧縮技術を用いてＤＶＤ品質のビデオを得るために、ディスクドライブからのオーディオ／ビデオデータストリームの平均的なデータ速度は少なくとも１．０Ｍｂｉｔ／秒であるべきである。この場合、８メガバイトのＳＲＡＭは約６４秒のバッファリングされたビデオ再生を可能にするであろう。暗号化技術の将来的な進歩によって、バッファの大きさをより小さくすることができるかもしれない。
【００７９】
モータドライバＩＣ６１４は、キャリッジ駆動（コアーストラッキング）モータ３７０、ファインサーボモータ５００、およびスピンドルアセンブリ５０におけるモータを駆動するために必要である。
【００８０】
上述のように、光学式ドライブモジュール３４は、好適なドライブ電子機器を必要とする短波長（４０５ｎｍ）レーザダイオード４６０を含む。４０５ｎｍレーザダイオードには、ＤＶＤプレーヤにおいて用いられるより一般的な赤色（６８０ｎｍ）レーザおよびＣＤプレーヤにおいて用いられる赤外線（７８０ｎｍおよび８３０ｎｍ）レーザよりも高い動作電圧が必要である。
【００８１】
図２３は、レーザドライバＩＣ６１６のために用いられ得る回路の図である。レーザド
ライバＩＣ６１６は、バッテリ７５から入手可能な３．３Ｖの電源を、レーザダイオード４６０が必要とする最大６．５Ｖに昇圧する電圧変換器／調整器６４０を含む。抵抗器Ｒ４は、センス／フィードバック抵抗器として用いられる。さらに、レーザノイズを低減し、リードバック性能を改善するために、高周波数ＲＦ変調器（high-frequency RF modulator）（ＨＦＭ）６４２が設けられる。
【００８２】
電圧変換器／調整器６４０およびＨＦＭ６４２からの出力は組合せられて、レーザダイオード４６０においてＤＣ電流およびＡＣ電流の両方を生成する。電圧変換器／調整器６４０はＤＣ電流源の役割を果たす。ＨＦＭ６４２はＡＣ電流源の役割を果たす。ＡＣ電流は、キャパシタＣ８を介してレーザダイオード４６０に結合され、レーザダイオード４６０におけるモード分配雑音を低減する働きをする。ＤＣ電流は、阻止フェライトＥ２を介してレーザダイオード４６０に供給され、ＤＣレーザしきい値電流および読取電流のＤＣ成分を与える働きをする。阻止フェライトＥ２はまた、ＨＦＭ６４２からのＡＣ電流が電圧変換器／調整器６４０に入るのを防止する。典型的には、ＡＣ電流は、レーザダイオード４６０からの光パワーがＤＣ電流のみで観察される光パワーから２〜５倍だけ増えるように調整される。厳密な力率は、用いられている光学式システムおよびレーザの詳細に依存する。
【００８３】
ＨＦＭ６４２は、バイアスのかかったトランジスタＱ１をベースにした標準的なＲＦ発振器であり、周波数が４００〜６００ＭＨｚで発振するように設定される。ＨＦＭ６４２は、５０オームの負荷に３０ｍＡを与えるように設計される。この回路は典型的には、ＲＦエネルギの損失および放射を最小限に抑えるためにレーザダイオード４６０の上に直接に装着されたモジュールに統合される。電圧変換器／調整器６４０（ＤＣ電流源）は、フィードバックループにおける抵抗器Ｒ４を用いて電流を安定化させる標準的なＤＣ−ＤＣ変換器（チップＵ１、インダクタンスＬ１、ダイオードＤ１）を含む。ダイオードＤ１の出力における信号は、フェライトＥ１、抵抗器Ｒ２ならびにキャパシタＣ３およびＣ４によってフィルタリングされて、変換器のスイッチングノイズを取除く。４０５ｎｍの青色レーザには６．５Ｖの最大コンプライアンス電圧が必要であるので、ＤＣ−ＤＣ変換器を用いて３．３Ｖの供給電圧を増加させる。示される回路は、０〜１．６Ｖの入力制御信号（ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＳＥＴ）を取得し、９０〜０ｍＡの対応するＤＣ出力レーザ電流を出力する。
【００８４】
ＦＥＴスイッチＭ１は、入力３．３Ｖ  ＤＣ供給電圧を取除くことによって電圧変換器／調整器６４０およびＨＦＭ６４２の両方をディスエーブルにするように作動する。ＬＡＳＥＲ＿ＥＮは、ＦＥＴスイッチＭ１をオンおよびオフにするために用いられる制御信号である。
【００８５】
表２は、図２３に示すレーザドライブ６１６のための回路の構成要素の例示的な値の一覧を含む。
【００８６】
【表２】
2009509288.tif 000004
【００８７】
表３は、図２３の回路において用いられ得る他の構成要素をモデル番号ごとに一覧にしている。
【００８８】
【表３】
2009509288.tif 000005
【００８９】
再び図２２のブロック図を参照して、ＣＰＵ／メモリ８０は、バス６００として表わされるフレックスリード線を介して光学式ドライブ電子機器７０に連結され得る。光学式ドライブ電子機器７０はＡＴＡＰＩ／ＩＤＥインターフェイスを用いるが、携帯電話１０はＵＳＢ、ＳＤまたはミニＳＤインターフェイスを用いてもよい。ＣＰＵ／メモリ８０がＡＴＡＰＩプロトコルを直接にサポートしない場合には、光学式コントローラＩＣ６０６とＣＰＵ／メモリ８０との間のインターフェイスを橋渡しするためにゲートアレイ６４４が必要であり得る。
【００９０】
携帯電話１０とディスクドライブ３０との間の電気的なインターフェイスは、電力リード線、データ交換インターフェイスおよびオーディオインターフェイスからなっている。これら２つの装置の間の相互接続は、業界標準の低背型のＺＩＦＦコネクタおよび薄い、可撓性の印刷回路（ＦＰＣまたはフレックス）を用いて達成されてもよい。電力リード線は、バッテリ７５から電流を搬送し、ディスクドライブ３０に接地する。ディスクドライブ３０は好ましくは、効率を改善し、バッテリの寿命を延ばすために、バッテリ７５から直接に電力を供給される。上述のように、この実施例におけるデータ交換インターフェイスはＡＴＡＰＩ／ＩＤＥインターフェイスであるが、代替的にはＡＴＡ／ＡＴＡＰＩ、シリアルＡＴＡ（ＳＡＴＡ）、パラレルＡＴＡ（ＰＡＴＡ）などのいくつかの業界標準プロトコルのいずれかであり得るだろう。オーディオインターフェイスは、光学式コントローラＩＣ６０６によって駆動される左および右のオーディオチャネルに接続部を与える。
【００９１】
図２４は、ディスクドライブ３０と携帯電話１０との間のＡＴＡＰＩインターフェイスを実現するために用いられ得るＦＸ６−６０Ｐコネクタ７００のためのピンの定義の一例を示す。ＡＴＡＰＩインターフェイスは、ピン１〜３１およびピン６０を用いて実現される。ピン５８および５９は、駆動デバッグおよびエラー報告のための標準的なＲＳ−２３２シリアルインターフェイスを実現する。バッテリ７５からのバッテリ電圧はピン５０〜５７にあり、接地はピン４２〜４９にある。バッテリ電圧および接地のために複数のピンを用いて、インターフェイスの電流能力を増大させる。オーディオインターフェイスはピン３８〜４１を用いて実現される。ピン３３は、携帯電話１０がディスクドライブ３０の電源を完全に切ってバッテリ電力を節約することができる駆動オン／オフスイッチである。
【００９２】
相当な時間にわたってディスクドライブ３０を動作させて、それによってエンターテイメント体験を最大にするために、バッテリ電力を節約することが重要である。実際には、ディスクドライブ３０は、ＳＲＡＭ６１２またはＣＰＵ／メモリ８０の一部であり得るバッファメモリにディスクからデータを転送するために周期的に「回転数を上げる」。回転
数の上昇の間の残りの時間、ディスクドライブ３０は休止した状態にあり、この休止した状態では、消費されるバッテリ電力は相対的に少ない。バッテリ電力を節約するために、ディスクドライブ３０が有するデューティサイクル、すなわち、ドライブがディスク４００からデータを読取り、そのデータをバッファメモリに伝送している時間の割合が最小限であることが有利である。
【００９３】
デューティサイクルは、（ａ）ディスク４００にデータを格納する際に用いられる圧縮係数および（ｂ）データがディスクドライブ３０から携帯電話１０に転送される速度の関数である。たとえば、ＶＧＡ解像度（６４０×４８０ピクセル／フレーム）および２４ビットの色で記録された１３３分のビデオは、圧縮されていない形態では２００ＧＢを超える容量を占めるであろう。圧縮アルゴリズムＭＰＥＧ−４および２００という圧縮係数を用いて、１３３分のビデオは少なくともＤＶＤ品質の出力を維持しながら約１ＧＢに圧縮することができる。１０Ｍｂｉｔ／秒のデータ転送速度では、圧縮されたデータは約１３．３分で携帯電話１０に転送することができる。これは、１３．３／１３３または約１０％のデューティサイクルに相当する。
【００９４】
光学式コントローラＩＣ６０６とＣＰＵ／メモリ８０との間のＡＴＡＰＩインターフェイスは、１０Ｍｂ／秒よりもはるかに速いデータ転送速度をサポートする。しかしながら、一実施例では、１Ｘ読取速度での光学ディスク４００からディスクドライブ３０への維持される最大データ転送速度は約１０Ｍｂ／秒である。他の実施例は１Ｘを超える読取速度を用いてもよく、この読取速度によって、ＡＴＡＰＩインターフェイス（またはＵＳＢ、シリアルＡＴＡなどの別の業界標準の高速インターフェイス）のデータ転送帯域幅をよりよく利用することができるであろう。これによって、デューティサイクルを１０％未満に低減することができるであろう。
【００９５】
毎回、バッファメモリがほとんど空になったときに回転数の上昇が開始する。たとえば、上の例では、バッファメモリの容量が５１２ＭＢである場合、ディスクドライブ３０は１３３分のビデオを携帯電話１０に転送するために６．７分の時間を２回だけ動作させる必要がある。バッファメモリの容量が２５６ＭＢである場合、ディスクドライブ３０は３．３分の時間を４回動作させるなどであろう。
【００９６】
データ圧縮係数についての限定要因は、携帯電話１０におけるビデオ出力の質である。圧縮アルゴリズムＭＰＥＧ−４を用いて、ＤＶＤ品質のビデオ出力をもたらしながら２００という係数でデータを圧縮できる。オーディオコンテンツもディスクに格納されたデータの中に含まれるが、通常はディスクに格納されたデータの合計量に対する割合は比較的少ない。
【００９７】
さらに、ディスクドライブ３０は、使用していないときに電源を落とすオン／オフ機能を含む。「電源切断」モードでは、ディスクドライブ３０はバッテリ７５からの電力をほとんど使用しない。オン／オフ線は図２２における電圧調整器６０８をイネーブル／ディスエーブルにする。電圧調整器６０８をディスエーブルにすることによって、ディスクドライブ３０の電源は完全に切れる（電源が落ちる）。
【００９８】
この発明は教示の目的で具体的な実施例に関連して示されるが、この発明はそれに限定されるものではない。たとえば、上述の実施例は携帯電話に組込まれた超小型の光学ディスクドライブを示すが、この発明に従って、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、携帯型メディアプレーヤ（portable media player）（ＰＭＰ）、ハンドヘルドナビゲーションユニットおよび他の種類のハンドヘルドコンピュータなどの他のタイプの携帯型送受話器の上または中に光学ディスクドライブを装着してもよい。この発明の範囲から逸脱することなくさまざまな適合および修正を行なってもよい。したがって、添付の特許請
求の範囲の精神および範囲は前述の説明に限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１Ａ】この発明に従う携帯電話の外観図である。
【図１Ｂ】この発明に従う携帯電話の外観図である。
【図２】ディスクドライブの構造を示す分解図である。
【図３】ハウジング内に如何に光学式ドライブモジュールが嵌まるかを示す別の分解図である。
【図４】光学ディスクカートリッジをカートリッジ挿入モジュールに挿入するプロセスにおける異なる段階を示す。
【図５】光学ディスクカートリッジをカートリッジ挿入モジュールに挿入するプロセスにおける異なる段階を示す。
【図６】光学ディスクカートリッジをカートリッジ挿入モジュールに挿入するプロセスにおける異なる段階を示す。
【図７】光学ディスクカートリッジをカートリッジ挿入モジュールに挿入するプロセスにおける異なる段階を示す。
【図８】光学ディスクカートリッジをカートリッジ挿入モジュールに挿入するプロセスにおける異なる段階を示す。
【図９】光学式ドライブモジュールの分解図である。
【図１０】コアーストラッキング機構およびスピンドルアセンブリの分解図である。
【図１１】スピンドルアセンブリの分解図である。
【図１２Ａ】光学ディスクの分解図である。
【図１２Ｂ】スピンドルチャックの構造を示す。
【図１３Ａ】スピンドルチャックに接近する光学ディスクを示す。
【図１３Ｂ】スピンドルチャックに装着された光学ディスクを示す。
【図１４】光学機械キャリッジアセンブリの全体図である。
【図１５Ａ】異なる角度からの光学機械キャリッジアセンブリの分解図である。
【図１５Ｂ】異なる角度からの光学機械キャリッジアセンブリの分解図である。
【図１６】光学アセンブリの概略図である。
【図１７】光学アセンブリにおける４分の１波長板を示す。
【図１８】光学アセンブリに装着された対物レンズを示す。
【図１９】基板上の光検出器のそれぞれの位置を示す。
【図２０】ファイントラッキング／フォーカス機構の図である。
【図２１】ファイントラッキング／フォーカス機構の分解図である。
【図２２】携帯電話のディスクドライブの光学式ドライブ電子機器およびバッテリおよびＣＰＵ／メモリのブロック図である。
【図２３】レーザドライバＩＣの概略的な回路図である。
【図２４】携帯電話とディスクドライブとの間の標準的なＡＴＡＰＩドライブインターフェイスを実現し得るコネクタのピンの図である。
【図１Ａ】
2009509288.tif 000006
【図１Ｂ】
2009509288.tif 000007
【図２】
2009509288.tif 000008
【図３】
2009509288.tif 000009
【図４Ａ】
2009509288.tif 000010
【図４Ｂ】
2009509288.tif 000011
【図５Ａ】
2009509288.tif 000012
【図５Ｂ】
2009509288.tif 000013
【図６Ａ】
2009509288.tif 000014
【図６Ｂ】
2009509288.tif 000015
【図７Ａ】
2009509288.tif 000016
【図７Ｂ】
2009509288.tif 000017
【図８Ａ】
2009509288.tif 000018
【図８Ｂ】
2009509288.tif 000019
【図９】
2009509288.tif 000020
【図１０】
2009509288.tif 000021
【図１１】
2009509288.tif 000022
【図１２Ａ】
2009509288.tif 000023
【図１２Ｂ】
2009509288.tif 000024
【図１３Ａ】
2009509288.tif 000025
【図１３Ｂ】
2009509288.tif 000026
【図１４】
2009509288.tif 000027
【図１５Ａ】
2009509288.tif 000028
【図１５Ｂ】
2009509288.tif 000029
【図１６】
2009509288.tif 000030
【図１７】
2009509288.tif 000031
【図１８】
2009509288.tif 000032
【図１９】
2009509288.tif 000033
【図２１】
2009509288.tif 000034
【図２０】
2009509288.tif 000035
【図２２】
2009509288.tif 000036
【図２３】
2009509288.tif 000037
【図２４】
2009509288.tif 000038
【国際調査報告】
2009509288.tif 000039
2009509288.tif 000040