專利名稱：光盤存儲系統(tǒng)的浮動塊的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明總的涉及光盤涉及存儲系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及光盤數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的光度頭萬象平衡式組件(optical head gimbal assembly)中使用的浮動塊(slider)。
光學(xué)數(shù)據(jù)存儲盤(disc)系統(tǒng)是一種用來存儲大量數(shù)據(jù)的很有前途的技術(shù)。數(shù)據(jù)是通過將激光束聚焦到盤的數(shù)據(jù)表面并檢測從數(shù)據(jù)表面反射或發(fā)射的光來訪問的。
通常，在光學(xué)存儲系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)呈物理的(physical)或磁性的標(biāo)記形式，這些標(biāo)記承載在盤的表面上，可以用反射的激光來檢測。本領(lǐng)域中，人們已經(jīng)知道有幾種不同的光盤技術(shù)。例如，目前將緊致磁盤(compact disc)用來存儲數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)如計算機程序或數(shù)字化的音樂。通常，緊致盤是在制造期間永久記錄的。另一種類型的光學(xué)系統(tǒng)是“一次寫入多次閱讀(WORM)”系統(tǒng)，用戶可以在空白盤中永久性地寫入信息。人們要求提供一種可擦系統(tǒng)，如相位改變和磁性—光學(xué)(M—O)系統(tǒng)。通過感測反射率的變化，相位改變系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行檢測。M—O系統(tǒng)通過測量由于存儲介質(zhì)而產(chǎn)生的入射光偏振的旋轉(zhuǎn)來讀取數(shù)據(jù)。
高密度光學(xué)記錄，尤其是近場記錄(即，M—O或相位改變系統(tǒng))通常要求一種用于在光學(xué)介質(zhì)的數(shù)據(jù)表面上承載傳感器件的光度頭萬象平衡式組件(OHGA)。OHGA包括一個浮動塊，當(dāng)盤在高速下旋轉(zhuǎn)時，它貼近光盤的數(shù)據(jù)表面而“飛行”。驅(qū)動器(actuator)用來在盤表面上徑向?qū)Ω訅K進行定位。美國專利5,497,359中給出了一種光盤數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中使用的浮動塊。
采用“近場”(或漸消失場(evanescent field))的光盤數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)包括一個“固體浸沒透鏡(SIL)”。這樣一種近場技術(shù)見1992年6月30日授權(quán)給Corle等人的標(biāo)題為“采用固體浸沒透鏡的光學(xué)記錄系統(tǒng)(OpticalRecording System Employing a Solid Immersion Lens)”的美國專利5,125,750和1996年3月5日授權(quán)給Mamin等人、標(biāo)題為“具有輻射—透明氣墊浮動塊的光盤數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)(Optical Disc Data Storage System withRadiation-Transparent Air-Bearing Slider)”的美國專利5,497,359。典型的SIL結(jié)構(gòu)包括一個位于浮動塊頂端上的半球形的透鏡罩和一個位于浮動塊的氣墊側(cè)上的光學(xué)臺面結(jié)構(gòu)。光學(xué)臺面必須很靠近光盤的數(shù)據(jù)面，以便它們是近場光學(xué)耦合的。通常這是在小于幾個波長的數(shù)量級上的。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種浮動塊，這種浮動塊具有一個臺面，該臺面被防止與光盤數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的接觸。在一種光盤數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中，光盤包括一個數(shù)據(jù)面。具有末端的驅(qū)動器臂是有選擇地徑向位于靠近數(shù)據(jù)面的。包括有光源的傳感元件用來傳感信息。與驅(qū)動器臂和傳感元件耦合的控制器用來對驅(qū)動器臂定位，并通過傳感元件，在數(shù)據(jù)面上傳感信息。與驅(qū)動器臂的末端耦合的浮動塊承載傳感元件。浮動塊包括一個頂面，以及一個適合于在盤旋轉(zhuǎn)時靠近數(shù)據(jù)面移動的氣墊面。臺面位于氣墊面上。本發(fā)明的一個發(fā)明點是，氣墊面包括有一個凸起部分。光學(xué)臺面沿與數(shù)據(jù)面相隔的方向與凸起部分相距一定的間隔，而防止了數(shù)據(jù)面與光學(xué)臺面之間的接觸。本發(fā)明的另一個發(fā)明點是它包括使浮動塊傾斜一個角度(pitching the slider)，從而臺面不會碰到數(shù)據(jù)面。
附圖簡述

圖1是按照本發(fā)明的光學(xué)存儲系統(tǒng)的簡圖。
圖2是按照本發(fā)明的一個實施例的圖1中浮動塊的側(cè)視圖。
圖3A是按照另一個實施例的浮動塊底面圖，而圖3B是其側(cè)視圖。
圖4是按照另一個實施例的具有凸起部分的浮動塊的底面圖。
圖5是按照另一個實施例的浮動塊的軌道和臺面之間具有凸起部分的浮動塊的側(cè)視圖。
圖6A是按照另一個實施例的浮動塊的側(cè)視圖，而圖6B是其底面圖，其中，浮動塊的坡度用來使臺面與光盤的數(shù)據(jù)面分開。
較佳實施例的詳細(xì)描述本發(fā)明涉及光學(xué)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及采用光學(xué)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的浮動塊，這里的光學(xué)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)采用近場(或漸消失場)的光學(xué)記錄技術(shù)，具有承載傳感頭的浮動塊，用來與數(shù)據(jù)面光學(xué)耦合，用以在上面讀和/或?qū)憯?shù)據(jù)。這樣的一種光學(xué)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)采用浮動塊，在靠近光學(xué)存儲介質(zhì)(如光盤)的數(shù)據(jù)面的地方承載光學(xué)傳感元件。1996年3月5日授權(quán)的、標(biāo)題為“具有輻射—透明氣墊浮動塊的光盤數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)(Optical Disc DataStorage System with Radiation-Transparent Air-Bearing Slider)”的美國專利5,497,359中描述了一種用于光學(xué)記錄的而設(shè)計的浮動塊。
當(dāng)采用近場(或漸消失場)對信息進行光學(xué)記錄時，光學(xué)傳感元件包括例如承載在飛行于磁盤上的浮動塊上的固體浸沒透鏡(或SIL)。這樣的一種固體浸沒透鏡見標(biāo)題為“采用固體浸沒透鏡的光學(xué)記錄系統(tǒng)(OpticalRecording System Employing a Solid Immersion Lens)”的美國專利5,125,750。為了在盤上寫上一個數(shù)據(jù)位，激光通過固體浸沒透鏡在盤上將一個小點加熱到高于介質(zhì)的居里(Curie)溫度以上的一個溫度。浮動塊的氣墊表面上攜帶的磁性線圈受激磁，并將激光關(guān)閉。當(dāng)磁性介質(zhì)的溫度低于居里點以下時，加熱點就變成了所要求的磁取向。
固體浸沒透鏡包括一個半球形的圖案或者一個位于浮動塊的頂面上的透鏡罩以及一個位于與浮動塊氣墊表面上的相對的光學(xué)臺面。本發(fā)明的一個發(fā)明點是認(rèn)識到，光學(xué)臺面是光學(xué)記錄中的一個主要元件，其光學(xué)特性中的甚至一個細(xì)小的劣化都會顯著地影響系統(tǒng)的性能。在典型的現(xiàn)有技術(shù)的浮動塊中，是不采取措施來防止臺面與數(shù)據(jù)面進行不必要的接觸的。另外，在典型的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，可能會在臺面上或附近出現(xiàn)微粒。這些狀況會改變臺面的光學(xué)特性。本發(fā)明還包括一個相對于從氣墊表面延伸的凸起部分的臺面凹陷。從而該凸起部分確保了臺面在光盤存儲系統(tǒng)的操作期間是永遠(yuǎn)與數(shù)據(jù)面隔開的。
圖1是按照本發(fā)明的采用浮動塊20的一種光學(xué)記錄系統(tǒng)10的簡圖。系統(tǒng)10包括具有承載光學(xué)編碼信息的數(shù)據(jù)面的光盤12。光盤12繞軸旋轉(zhuǎn)，并且由底座18上安裝的主軸電機16驅(qū)動。浮動塊20位于相鄰的光盤12上，并且與驅(qū)動器22耦合，驅(qū)動器22包括電樞24和一個與底座18耦合的驅(qū)動器電機26。浮動塊20包括一個光學(xué)傳感器30。光學(xué)傳感元件包括光源/傳感器裝置32?？刂破?4與裝置32、驅(qū)動器26和數(shù)據(jù)總線36耦合，并用來控制系統(tǒng)10的運行。
運行時，光盤12旋轉(zhuǎn)，用驅(qū)動器22將浮動塊20置于徑向沿光盤12的數(shù)據(jù)面的位置上?？刂破?4控制浮動塊20的位置，從而可以用光源/傳感器裝置32從光盤12的數(shù)據(jù)面讀取信息，并且在數(shù)據(jù)總線36上接收和傳送信息。
圖2是按照本發(fā)明的浮動塊20的簡化的側(cè)視圖，給出了傳感器元件30。圖中，浮動塊20靠近光盤12的數(shù)據(jù)面48，圖中將數(shù)據(jù)面48描繪成一系列的高低不平。在所示的實施例中，傳感器元件30包括一個SIL型(固體浸沒透鏡)透鏡(它是由透鏡罩50形成的，并具有浮動塊20的塊體)和呈線圈形狀形成的導(dǎo)體52。按照本發(fā)明，導(dǎo)體52是繞光學(xué)臺面54的線圈。浮動塊20包括氣墊面56和頂面(或相向面)58。臺面54承載在氣墊面56上。光盤12沿箭頭60所示的方向旋轉(zhuǎn)，因而浮動塊20有一個前沿62和一個后沿64。
按照本發(fā)明，圖2中所示的浮動塊20包括一個位于氣墊56上的凸起部分70，它沿朝數(shù)據(jù)面48的方向延伸。凸起部分70用作氣墊接觸區(qū)，并且在臺面54的末端向下延伸一個距離d。圖中所示的浮動塊20的實施例是一個氣墊軌道72。氣墊面70給出了一個接觸島區(qū)域(contacting islandregion)，其中，臺面沿離開數(shù)據(jù)面的方向，從氣墊面70的末端凹陷。這種結(jié)構(gòu)使得不會損壞臺面、磨損臺面或在敏感的光學(xué)表面上有碎屑堆積起來。
這里所給出的實施例可以用已知的技術(shù)來制造，如離子束刻蝕、加工、研磨、化學(xué)刻蝕或淀積處理。浮動塊氣墊面56最好根據(jù)介質(zhì)的特征用來與數(shù)據(jù)面互作用(interaction)。通常，臺面結(jié)構(gòu)相對于末端面的凹陷可以通過包括如圖2中所示的物理凹陷的任何一種合適的技術(shù)或者采用氣墊的坡度(pitch)從氣墊面“向上”確定臺面的位置這種技術(shù)從而避免損傷和碎屑積累來實現(xiàn)。
圖3A是按照另一種實施例的浮動塊100的底面圖，而圖3B是其側(cè)視圖。圖3A和3B中，提供了一種位于浮動塊100的氣墊面56上的犧牲磨損墊層(sacrificial wear pad)102。為簡化起見，類似的元件保留了它們來自圖1中的編號。這種設(shè)計可以很好地適用于很低接觸力的設(shè)計，這時，會在數(shù)據(jù)面48與犧牲磨損墊層102之間出現(xiàn)連續(xù)的接觸。最好犧牲磨損層102上的總磨損小于它們從耐磨墊層起凹陷的距離d。這種設(shè)計特別能很好地適用于許多便攜式的應(yīng)用場合。犧牲墊層102按照本發(fā)明提供凸起部分。
圖4是按照另一個實施例的浮動塊120的底面圖。在圖4所示的實施例中，耐磨墊層(或凸起部分)112位于更靠近氣墊面56的前沿62的地方。墊層形成了一個三角支承部分，以利于穩(wěn)定。然而，也可以考慮采用其他的結(jié)構(gòu)，這同樣是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖5是按照另一個實施例的浮動塊130的側(cè)視圖。在圖5中所示的實施例中，浮動塊130包括耐磨墊層或凸起部分132，它們位于臺面54和軌道72之間，以提供所要求的凹陷d。圖5所示的實施例提供了一種混合的設(shè)計，其中的軌道72的氣墊特征給出了要求的工作硬度，并且當(dāng)出現(xiàn)犧牲磨損墊層132上的接觸時，使得對浮動塊130的機械振動靈敏度降低。
圖6A和6B分別是按照本發(fā)明的另一個實施例的浮動塊140的側(cè)視圖和底面圖。在浮動塊140所示的實施例中，浮動塊的坡度(pitch)用來實現(xiàn)臺面54和數(shù)據(jù)面48之間的間隔d。該設(shè)計中，臺面54的位置靠近軌道72。后沿墊層142在氣墊面56和數(shù)據(jù)面48之間浮動塊140的后沿64處給出最小的間隔s。本實施例中，軌道72和/或后沿墊層142給出按照本發(fā)明的凸起部分。這里給出的浮動塊可以按照任何一種光學(xué)浮動塊的合適的技術(shù)來制造。另外，盡管本發(fā)明是采用固體浸沒透鏡光學(xué)元件來描述的，但可以采用任何一種具有臺面或其他凸起的光學(xué)元件通過近場與數(shù)據(jù)面耦合的合適的光學(xué)元件。
盡管本發(fā)明是針對較佳實施例來描述的，但本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，也可以在形式上和細(xì)節(jié)上作各種變更。本發(fā)明可以采用任何一種類型的浮動塊設(shè)計。另外，可以考慮凸起部分的位置，以避免微粒的污染影響或在鄰近的臺面上積累起來。
權(quán)利要求
1.一種光盤存儲系統(tǒng)，其特征在于，它包含光盤，它具有一個數(shù)據(jù)面；驅(qū)動器臂，它具有一個可有選擇地徑向位于靠近所述數(shù)據(jù)面的末端；傳感元件，它包括一個光源；控制器，它與驅(qū)動器臂和傳感元件耦合，用來對驅(qū)動器臂定位，并用來通過傳感元件傳感數(shù)據(jù)面上的信息；以及浮動塊，它與驅(qū)動器臂的末端耦合，并承載所述傳感元件，所述浮動塊具有一個頂面和一個光學(xué)臺面，它從一個氣墊面延伸，當(dāng)所述盤旋轉(zhuǎn)時，適合于靠近所述數(shù)據(jù)面運動，所述氣墊面還包括一個凸起部分，它的位置比所述光學(xué)臺面更靠近所述數(shù)據(jù)面，從而所述凸起部分防止了所述數(shù)據(jù)面和所述光學(xué)臺面之間的接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的光盤設(shè)計存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述凸起部分包含一個氣墊元件，使得所述浮動塊呈一個坡度，從而所述浮動塊的前面部分與所述數(shù)據(jù)面之間的距離大于所述浮動塊的后面部分與所述上面之間的距離，并且所述臺面與所述浮動塊的后面部分隔開。
3.如權(quán)利要求2所述的光盤設(shè)計存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述氣墊元件包含一個軌道。
4.如權(quán)利要求1所述的光盤設(shè)計存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述氣墊表面在靠近所述浮動塊的前沿的地方包括一個軌道，而所述臺面的位置靠近所述浮動塊的后沿，并且所述凸起部分的位置位于所述臺面和所述軌道之間。
5.如權(quán)利要求1所述的光盤設(shè)計存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述凸起部分的位置靠近所述氣墊表面的前沿，所述氣墊表面在靠近所述浮動塊的后沿的地方還包括一個后沿凸起部分，并且所述臺面位于其間。
6.如權(quán)利要求1所述的光盤設(shè)計存儲系統(tǒng)，其特征在于，它還包括至少三個承載在與所述臺面隔開的氣墊表面上的凸起部分。
7.如權(quán)利要求1所述的光盤設(shè)計存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述凸起部分提供一個氣墊面，并起所述浮動塊的所述氣墊作用。
8.如權(quán)利要求1所述的光盤設(shè)計存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述凸起部分基本上不起所述浮動塊的氣墊作用。
9.如權(quán)利要求1所述的光盤設(shè)計存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述凸起部分包括在所述浮動塊的任一側(cè)面上隔開的第一和第二軌道，并且所述臺面位于其間。
10.如權(quán)利要求9所述的光盤設(shè)計存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述軌道使得所述浮動塊成一個坡度，從而增加了所述臺面與所述數(shù)據(jù)面之間的間隔。
11.如權(quán)利要求9所述的光盤設(shè)計存儲系統(tǒng)，其特征在于，它還包括一個位置沿所述浮動塊的后沿方向的后沿墊層，使得在所述浮動塊的后沿與所述數(shù)據(jù)面之間保持最小間隔s。
12.如權(quán)利要求1所述的光盤設(shè)計存儲系統(tǒng)，其特征在于，它包括一個繞所述臺面延伸的線圈。
13.如權(quán)利要求1所述的光盤設(shè)計存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述光源包括一個聚焦機構(gòu)，并且所述臺面包含一部分聚焦機構(gòu)。
14.如權(quán)利要求13所述的光盤設(shè)計存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述聚焦機構(gòu)包括固體浸沒透鏡。
15.如權(quán)利要求1所述的光盤設(shè)計存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述臺面充分靠近所述數(shù)據(jù)面，使得能夠通過一個光學(xué)近場與所述數(shù)據(jù)面耦合。
16.如權(quán)利要求1所述的光盤設(shè)計存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述凸起部分與所述數(shù)據(jù)面接觸，而使所述凸起部分磨損。
17.如權(quán)利要求16所述的光盤數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述凸起部分的高度以及所述凸起部分的磨損速率使得在所述光盤數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的壽命內(nèi)對所述凸起部分的磨損不會引起所述臺面與所述數(shù)據(jù)面的接觸。
18.如權(quán)利要求1所述的光盤數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述凸起部分的位置使得碎削偏離所述臺面。
19.如權(quán)利要求1所述的光盤數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述凸起部分是通過掩膜與刻蝕處理過程而形成的。
20.如權(quán)利要求1所述的光盤數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其特征在于，光通過光纖與所述臺面耦合。
全文摘要
一種光盤數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)(10),它包括一個具有數(shù)據(jù)面的光盤(12)。具有末端的驅(qū)動器臂(24)可以有選擇地徑向位于靠近數(shù)據(jù)面的位置上。傳感元件(30)承載在一個浮動塊(20)上,它與驅(qū)動器臂(24)的末端耦合。浮動塊(20)包括一個氣墊面(56),而傳感元件(30)包括一個靠近氣墊面(56)的光纖臺面。光纖臺面(54)與數(shù)據(jù)面隔開,從而防止了數(shù)據(jù)面與臺面結(jié)構(gòu)(54)之間的接觸。
文檔編號G11B17/08GK1269047SQ97182256
公開日2000年10月4日 申請日期1997年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月20日
發(fā)明者Z·E·布塔格歐 申請人:西加特技術(shù)有限公司