광학주사장치

광학주사장치{OPTICAL SCANNING DEVICE}

본 발명은, 다중층 정보매체를 주사하는 광학주사장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명은, 광 데이터 스토리지와, 다중층 광 디스크로부터 및/또는 그 광 디스크에 데이터를 판독 및/또는 기록하는 광 디스크 장치에 관한 것이다.

보통, 종래의 광학주사장치는, DVD(DVD는 디지털 다기능 디스크를 나타냄) 등의 디스크를 주사전에 고정하는 클램퍼를 구비한다. 광학주사장치는, 상기 클램퍼와 정보매체를 회전시키기 위해서 회전 모터를 구비한다. 그 회전 정보매체는, 광빔에 의해 주사되어, 나선형 트랙들에 기록된 정보를 판독하거나, 나선형 그루브에 정보를 기록한다.

2003년 2월 27일에 출원된 유럽특허출원 03290470.8, 03290471.6 및 03290473.2에는, 광학특성이 2개의 전극간에 인가된 전위차에 의존하는 복수의 정보층을 구비한 정보매체가 기재되어 있다. 이러한 정보매체는, 아주 많은 수의 정보층을 가질 수 있다. 실제, 그 정보층에 인가된 전위차를 적절하게 선택함으로써, 그 정보매체의 일 정보층은 파장을 갖는 광빔에 의해 상기 정보층을 주사하는데 적 합한 광학특성을 가질 수 있는 반면에, 타 정보층은 그 광빔의 파장에서 투과적일 수 있어, 상기 주사된 정보층의 주사를 방해하지 않는다. 이들 특허출원에는, ROM, WORM 및 RW 정보매체가 기재되어 있다(ROM은 Read Only Memory, WORM은 Write Once Read Many를 나타내고, RW는 ReWritable을 나타낸다). 따라서, 용어 "주사"란, 정보매체로부터 또는 그 정보매체에 데이터를 판독 또는 기록하는 것을 말한다.

상기와 같은 정보매체의 예는, 도 1a 및 1b에 도시되어 있고, 유럽특허출원 03290470.8에 기재된 정보매체에 해당한다.

이러한 정보매체는, 제 1 정보층(11), 제 2 전해질층(12), 제 1 대향전극(13), 스페이서층(14), 제 2 정보층(15), 제 2 전해질층(16) 및 제 2 대향전극(17)을 포함한다. 상기 정보매체는, 2개보다 많은 정보층을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 정보매체는, 10, 20개 또는 100개 이상까지의 정보층을 구비할 수도 있다. 예를 들면, 6개의 정보층을 구비한 정보매체는, 도 1b에 도시되어 있다. 상기 정보매체는, 전위차로 광학특성을 변화시킬 수 있는 정보층들을 구비할 수도 있다. 예를 들면, 정보매체는, ROM, WORM 또는 전환불가능형 광학특성을 갖는 RW 정보층을 구비할 수 있고, 상기 정보층은, 정보매체에 있는 마지막 정보층으로서 사용된다. 이것은, BD 표준(BD는 Blu-Ray Disc라고 함)을 실행하는 정보매체에서 특히 유용하다.

정보층(11, 15)은, 엠보싱 및 프린팅 등의 종래기술에 의해 얻어진 복수의 피트와 복수의 랜드를 구비한다.

이러한 정보매체는, 파장 l을 갖는 광빔에 의해 주사되도록 구성된다. 제 1 및 제 2 전해질층(12, 16), 제 1 및 제 2 대향전극(13,17)과, 스페이서층(14)은, 파장 l에서 투과적이도록 선택되거나, 적어도 이러한 파장에서 매우 작은 흡수도를 갖도록 선택되어, 그 광빔과 상호작용을 하지 않는다.

도 1a 및 도 1b의 예에서, 제 1 및 제 2 정보층(11,15)은 전기변색 재료로 이루어진다. 액정 재료를 포함한 정보층을 갖는 정보매체 등의 다른 정보매체는, 상술한 특허출원에 기재되어 있다.

전기변색 재료는, 전자 흡수 또는 손실의 결과로서 변화시킬 수 있는 광학특성을 갖는 재료이다. 당업자에게는 전기변색 재료가 공지되어 있다. 예를 들면, Paul MS Monk 등에 의해 기록되고 1995년에 공표된 공보 "Electrochromism: Fundamentals and Applications"에는, 전기변색 재료의 특성이 기재되어 있다. 상기 정보매체에 사용된 전기변색 재료는, PEDT 또는 PEDOT라고도 불리고, 예를 들면, Advanced Materials 2000,12,No.7에 공표된 L.Bert Goenendaal et.al.에 의한 "Poly(3,4-ethylenedioxythiophene and Its Derivatives: Past, Present and Future"에 기재된, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 등의 티오펜 유도체인 것이 바람직하다.

도 1a의 예에서, 제 1 및 제 2 정보층(11,15)의 전기변색 재료는 동일하고, 환원상태와 산화상태를 갖는다. 그 전기변색재료는, 환원상태에 있을 경우 파장 l에서 고흡수도와 고반사도를 갖고, 산화상태에 있을 경우 파장 l에서 저흡수도와 저반사도를 갖도록 선택된다.

제 1 정보층(11)이 상기 제 1 정보층(110)으로부터 정보를 판독하기 위해 주 사되는 경우, 전위차 V1을 제 1 정보층(11)과 제 1 대향전극(13) 사이에 인가하고, 이때의 제 1 정보층(11)의 전위는 제 1 대향전극(13)보다 높다. 전류는 제 1 정보층(11)으로부터 제 1 대향전극(13)으로 흐르는 반면에, 전자는 제 1 대향전극(13)으로부터 제 1 정보층(11)으로 전송된다. 전자는, 환원되어지는 전기변색 재료에 의해 흡수된다. 전기적인 중립성 때문에, 제 1 전해질층(12)으로부터의 양이온으 제 1 정보층(11)에 의해 흡수되거나, 음이온은 제 1 정보층(11)에 의해 방출되고, 제 1 전해질(12)로부터의 음이온은 제 1 대향전극(13)에 의해 흡수되거나 양이온은 제 1 대향전극(13)에 의해 방출된다. 따라서, 제 1 대향전극은, 이온 억셉트 전극과 이온 도우너 전극이다. 전위차 V1은, 인가될 경우, 제 1 정보층(11)의 흡수도와 반사도는 파장 l에서 비교적 높아지도록 선택된다.

그리고, 그 제 1 정보층(11)의 흡수도와 반사도가 높으면, 정보는 예를 들면, CD-ROM을 판독하기 위해 사용된 위상차 판독원리 등의 종래의 판독기술, 또는 이와는 달리 마크들과 비마크들간의 반사도나 흡수도의 차이에 의해 상기 정보층으로부터 판독될 수 있다.

제 1 정보층(11)의 정보가 판독되면, 제 1 정보층(15)은 주사된다. 먼저, 제 1 정보층(11)은, 제 1 정보층(11)과 제 1 대향전극(13)간에 전위차 -V1을 인가하여 투과적으로 되고, 이때의 전위차 -V1은 V1에 비교하여 역전위차이다. 이 때문에, 제 1 정보층(11)의 전기변색 재료는 산화되어지고, 이 상태에서, 파장 l에서의 흡수도와 반사도는 낮다. 그리고, 제 2 정보층(15)은, 제 2 정보층(15)과 제 2 대향전극(17) 사이에 전위차 V2를 인가함으로써 흡수적으로 된다. 이러한 예시에서, V2 는, 제 1 및 제 2 정보 적층체가 동일한 전기변색 재료를 포함하기 때문에, V1과 같다.

제 2 정보층(15)의 흡수도가 높으면, 정보는, 이 정보층으로부터 판독될 수 있다. 제 1 정보층(11)은, 제 1 정보층(11)이 투과적이기 때문에, 정보의 판독을 방해하지 못한다. 이 때문에, 일 정보층만을 어드레싱하는 것이 가능하고, 나머지 정보매체는, 투과적이거나 흡수도와 반사도가 낮다. 원하는 층은, 정보층들과, 상기 서로 다른 정보 적층체의 대향전극간에 적절한 전위차를 인가하여 어드레싱된다.

그래서, 정보층은, 2개의 전극 사이에 인가된 전위차에 의존하는 광학특성을 갖는다. 도 1a 및 도 1b일 경우에, 그 2개의 전극은 정보층과 대향전극이다. 다른 경우에는, 정보층은 2개의 전극 사이에 설치될 수 있다.

이 때문에, 전위차는, 상기와 같은 정보매체에 인가되어야 한다. 이것은, 정보매체를 주사시에 회전시키는 종래의 광학주사장치로 가능하지 않다.

(발명의 요약)

본 발명의 목적은, 광학특성이 2개의 전극간에 인가된 전위차에 의존하는 복수의 정보층을 구비한 정보매체를 주사할 수 있는 광학주사장치를 제공하는데 있다.

이를 위해, 본 발명은, 광학특성이 2개의 전극 사이에 인가된 전위차에 의존하는 복수의 정보층을 구비한 정보매체를 주사하기 위한 광학주사장치를 제안하되, 상기 광학주사장치는, 상기 정보매체를 수납하되 상기 전극들을 연결하기 위한 복수의 접점을 구비한 수납수단과, 주어진 정보층에 각각 대응하는 복수의 수신기로 이루어진 회전부와; 선택된 정보층에 대응하는 상기 수신기에 에너지를 전달하도록 구성된 에너지원을 구비한 고정부를 포함하되, 상기 회전부는, 상기 선택된 정보층에 대응하는 전극들에 접속된 접점들간에 전위차를 인가하는 수단을 구비한다.

본 발명에서는, 정보매체가 상기 회전부에 고정된다. 이 회전부는, 전극들이 접속된 복수의 접점을 구비한다. 상기 회전부와 정보매체가 주사시에 회전하므로, 광학주사장치의 고정부에 접속된 배선들에 의해 전위차를 상기 정보층에 인가하는 것이 가능하지 않다. 이 때문에, 회전부는, 전위차를 인가하는 수단을 구비한다. 광학특성을 변화시키기 위해서 전위차를 인가해야 하는 정보층을 선택하기 위해서, 복수의 수신기는 회전부에 사용되고, 각 수신기는 주어진 정보층에 대응한다. 정보층이 선택되는 경우, 에너지는 광학주사장치의 고정부에 위치된 에너지원에 의해 상기 선택된 정보층에 대응하는 수신기에 전달된다. 고정부에 있는 회로는, 에너지가 상기 선택된 정보층에 대응하는 수신기에 전달되도록 에너지원을 제어할 수 있다. 그 때문에, 광학주사장치의 고정부와 정보매체 사이에 배선을 사용하지 않으므로, 정보매체를 자유롭게 회전시킬 수 있다.

전위차 인가수단은, 상기 2개의 접점 사이에 상기 전달된 에너지에 대응하는 전위차를 인가하도록 구성되는 것이 바람직하다. 그래서, 정보층에 인가된 전위차는, 에너지원에 의해 제공된다. 이것의 이점은, 회전부 내에 보조 에너지원이 필요하지 않아, 회전부의 제조 공정을 단순화시킨다는 것이다.

바람직하게는, 광학주사장치는, 회전부 상에 장착된 유도 코일과, 유도전류를 생성하기 위해서 상기 유도 코일을 통해 자속을 인가하는 수단을 구비하고, 전위차 인가수단은 상기 2개의 접점들 사이에 상기 유도 전류에 대응하는 전위차를 인가하도록 구성된다. 이 경우에, 상기 회전부에 장착된 유도 코일은, 전위차를 인가하는데 필요한 전기 에너지를 제공한다. 이 경우에, 수신기들은, 전위차를 인가해야 하는 정보층을 선택하는데 사용될 뿐이다. 정보층에 인가된 전위차는, 유도 코일에 의해 제공된다. 이것으로, 정보층을 선택하는데 필요한 에너지가 그 정보층에 전위차를 인가하는데 필요한 에너지보다 작기 때문에, 전력을 절약할 수 있다. 이와는 달리, 배터리는 회전부 내에 사용되고, 유도 코일은 상기 배터리를 재충전하기 위해서 사용된다.

본 발명의 제 1 실시예에서, 에너지원은 적어도 하나의 방사원을 구비하고, 수신기들은 광검지 검출기이다. 상기 방사원은, 정보매체를 주사하는데 사용된 방사원이다. 이러한 경우에, 동일한 방사원을 사용하여 정보매체를 주사하여 에너지를 상기 선택된 정보층에 대응하는 수신기에 전달한다. 이것은, 하나의 방사원만을 필요로 하므로, 광학주사장치를 단순화시킨다.

바람직하게는, 상기 방사원은, 파워링(powering) 기간을 갖는 펄스 발생기에 의해 전력이 공급되고, 상기 파워링 기간은, 회전부의 회전기간의 정수배이다. 상기 방사원은, 정보매체를 주사하는데 사용된 방사원이거나, 보조 방사원일 수 있다. 방사선을 동일한 광검지 검출기에 보내기 위해서, 상기 방사원은, 회전부의 1회전 당 한번 또는, 상기 회전부의 2 또는 3회전마다 한번 방사된다. 이러한 방식 으로, 상기 선택된 정보층에 대응하는 광검지 검출기만, 상기 방사원에서 방출된 방사선을 수신한다.

바람직하게는, 상기 광검지 검출기는 원으로 배치되어 있고, 에너지원은 원으로 배치된 복수의 방사원을 구비하되, 이 방사원은, 상기 선택된 정보층에 대응하는 광검지 검출기가, 회전부의 1 회전 동안 모든 방사원에서 연속적으로 조사되도록 방사된다. 이러한 구성에 의하면, 클램퍼의 회전동안 광검지 검출기에 연속적으로 에너지를 전달하는 것이 가능하다. 이 때문에, 적절한 접점들간에 전위차를 연속적으로 인가하는 것이 가능하여, 상기 연속적으로 조사된 광검지 검출기에 해당하는 상기 선택된 정보층의 광학특성을 변화시킨다. 따라서, 상기 선택된 정보층의 광학특성의 변화는 비교적 빠르다.

본 발명의 제 2 실시예에서, 상기 수신기는 도전성 링이고, 상기 에너지원은 적어도 하나의 도전성 링을 접촉하도록 구성된 적어도 하나의 도전성 브러쉬를 구비한다. 본 실시예에 의하면, 전기적 접점은, 고정부와 회전부 사이에서 에너지를 전달하기 위해 사용된다. 이것은, 슬립 접점에 의해 실현될 수 있다. 바람직하게는, 상기 도전성 링은, 도전성 유체를 포함한다. 이러한 도전성 유체는, 회전부와 함께 쉽게 회전할 수 있고, 고정된 브러쉬 또는 전극과 접촉하고 있다.

본 발명의 제 3 실시예에서, 상기 수신기는 주 도전체이고, 상기 에너지원은 적어도 하나의 부 도전체를 구비하고, 상기 부 도전체와 하나의 주 도전체간의 에너지 전달은 용량성 결합에 의해 실현된다.

본 발명의 제 4 실시예에서, 상기 수신기는 유도 코일이고, 상기 에너지원은 적어도 하나의 전자기부를 구비하고, 상기 전자기부와 유도 코일간의 에너지 전달은 유도 결합에 의해 실현된다.

이들 내용과 본 발명의 다른 국면은, 이후 설명된 실시예들로부터 명백해지고, 이들 실시예들을 참조하여 설명될 것이다.

(도면의 간단한 설명)

이제, 본 발명을 아래의 첨부도면들을 참조하여 예시에 의해 더욱 상세히 설명하겠다:

- 도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 광학주사장치에 사용하기 위한 정보매체를 나타내고,

- 도 2는 본 발명에 따른 회전부와 정보매체를 나타내고,

- 도 3은 본 발명에 따른 광학주사장치를 나타내고,

- 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학주사장치를 나타내고,

- 도 5a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 광학주사장치를 나타내고, 도 5b는 도 5a의 관점 P에서 본 투사도이고,

- 도 6은 도 5a의 광학주사장치의 바람직한 실시예를 나타내고,

- 도 7a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 2 광학주사장치를 나타내고, 도 7b는 도 7a의 관점 P에서 본 투사도이고,

- 도 8a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 3 광학주사장치를 나타내고, 도 8b는 도 8a의 관점 P에서 본 투사도이고, 도 8c는 도 8a의 에너지원의 평면도이고,

- 도 9a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 광학주사장치를 나타내고, 도 9b는 도 9a의 관점 P에서 본 투사도이고,

- 도 10a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 광학주사장치를 나타내고, 도 10b는 도 10a의 관점 P에서 본 투사도이고,

- 도 11은 도 9a의 광학주사장치의 바람직한 실시예를 나타내고,

- 도 12a는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광학주사장치를 나타내고, 도 12b는 도 12a의 관점 P에서 본 투사도이고,

- 도 13은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광학주사장치를 나타낸다.

본 발명에 따른 회전부와 정보매체는, 도 2에 도시되어 있다. 클램퍼(202)는, 정보매체(201)를 고정되게 수납하도록 구성된다. 상기 클램퍼(202)는, 도 2에 도시되지 않은 회전 모터에 접속된 회전축(209) 상에 장착된다. 클램퍼(202)와 회전축(209)은, 회전부를 구성한다.

정보매체(201)는, 전극 203, 204 등의 복수의 전극을 포함한다. 정보매체(201)는, 광학특성이 2개의 전극간에 인가된 전위차에 의존하는 복수의 정보층을 구비한다. 도 2의 예시에서, 상기 정보매체(201)의 내부에 해당하는 상기 정보매체(201)의 일부분만이 나타내어져 있다. 정보층은, 도 1에 도시된 것처럼 전극일 수 있거나, 또는 정보층은 2개의 전극 사이에 설치될 수 있다.

클램퍼는, 정보매체(201)의 전극들을 연결하도록 구성된 접점(207,208) 등의 복수의 접점을 구비한다. 본 예시에서, 제 1 전극(203)은 제 1 접점(207)에 연결된 제 1 접속부(205)를 구비하고, 제 2 전극(204)은 제 2 접점(208)에 연결된 제 2 접속부(206)를 구비한다.

클램퍼(202)의 접점들은, 2개의 접점간 전위차 인가수단에 연결되고, 그 인가수단은, 이하의 도면들에서 더욱 상세히 후술하는 것처럼, 회전부에 포함된다.

도 2의 예시에서, 클램퍼(202)는, 전극들을 클램퍼의 접점들에 연결시킬 수 있는 계단형이다. 그 클램퍼(202)의 다른 형상은, 클램퍼가 접점들이 링형상 표면에 원으로 배치된 링형상 표면을 갖게 구성될 수 있다. 이 경우에, 정보매체는, 정보매체의 내부 영역에서 그 표면 중 하나 위에 원으로 배치된 접속부를 갖고, 이 접속부는 정보매체의 전극들에 접속된다. 이하, 본 발명을 도 2에서 설명한 클램퍼 등의 클램퍼와 관련지어 설명한다. 물론, 본 발명은, 클램퍼가, 정보매체의 전극과 접속할 수 있는 접점들을 구비할 때, 임의의 클램퍼에 적용한다.

본 발명에 따른 광학주사장치는 도 3에 도시되어 있다. 이러한 광학주사장치는, 클램퍼(301)와 에너지원(300)을 구비한다. 클램퍼(301)는, 회전 모터에 접속된 회전축(305) 상에 장착된다. 클램퍼(301)와 회전축(305)은, 회전부를 구성한다. 상기 에너지원(300)은, 광학주사장치 내에 고정된다. 클램퍼(301)는, 8개의 접점(311-318)을 구비한다. 회전부는 본 예시에서 회전축(305) 상에 장착된 4개의 수신기(321-324)를 구비한다. 에너지원(300)은, 발생기(341)와, 4개의 에너지 전달수단(331-334)를 구비한다. 상기 발생기(341)는, 상기 전달수단(331-334) 중 하나에 에너지를 전달하도록 복수의 스위치를 제어한다.

각 수신기는, 주어진 정보층에 해당한다. 이후 설명된 예시에서, 정보매체는, 4개의 정보층을 구비한다. 제 1 정보층은 접점(317, 318)에 접속된 전극 사이에 설치되고, 제 2 정보층은 접점(315,316)에 접속된 전극 사이에 설치되고, 제 3 정보층은 접점(313,314)에 접속된 전극 사이에 설치되고, 제 4 정보층은 접점(311,312)에 접속된 전극 사이에 설치된다. 제 1 수신기(321)는 제 1 정보층에, 제 2 수신기(322)는 제 2 정보층 등에 대응한다. 제 3 정보층을 선택하였다고, 즉, 제 3 정보층의 광학특성을 변화시키기 위해서 접점 313과 314 사이에 전위차를 인가한다고 가정한다. 발생기(341)는, 에너지 전달수단(333)에 접속된 스위치를 온으로 전환하여, 상기 에너지 전달수단(333)에 에너지를 보내고, 그 에너지는 제 3 수신기(323)에 전달된다. 따라서, 에너지원(300)은, 선택된 정보층에 대응하는 수신기에 에너지를 전달한다. 전달되는 에너지의 양은, 정보층의 광학특성을 변화시키기 위해서 필요한 시간과 전위차에 의존하고, 그 광학특성은 정보매체의 구조와 상기 정보매체에 사용된 재료에 의존한다.

그리고, 상기 전달된 에너지는, 도 3에 도시된 것처럼, 상기 선택된 정보층에 대응하는 접점들 사이에 전위차를 인가하기 위해서 사용될 수 있다. 이 경우에, 전위차 인가수단은, 회전부의 수신기들에 접속된 배선들이다.

상기 회전부는, 회전부에 장착된 배터리 등의 보조의 전위차 인가수단을 구비할 수도 있다. 이 경우에, 상기 전달된 에너지는, 어느 정보층을 선택하는지를 알기 위해서 사용될 뿐이다. 상기 회전부는, 에너지를 전달한 수신기의 기능으로서, 전위차를 인가한 접점들을 선택하도록 구성된 회로를 구비한다. 이러한 회로는, 스위치들, 예를 들면 전위차를 선택된 접점들 사이에 인가하는 트랜지스터들을 제어한다.

이것에 의해, 수신기에 소량의 에너지를 전달할 필요가 있으므로 회전부에 있는 회로는 그 수신기에 대응하는 정보층이 선택된 것을 검출할 수 있어서, 상기 고정부에서의 전력소모를 감소시킬 수 있다.

도 4는 클램퍼 상에 장착된 유도 코일을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광학주사장치를 나타낸 것이다. 상기 클램퍼(301)는, 그 위에 장착된 유도 코일(401)을 구비한다. 상기 광학주사장치는, 자계 B를 생성하는 고정 마그넷(402)을 더 구비한다. 정보매체의 주사시에, 클램퍼(301)는 회전한다. 이 때문에, 유도 코일(401) 내측의 자계에 의해 생성된 자속은 변하여서, 유도 전류는 그 유도 코일(401)에서 생성된다. 이러한 유도 전류는, 상기 선택된 정보층에 대응하는 2개의 접점간에 상기 유도 전류를 공급하는 회로(403)에 의해 사용된다. 이 경우에, 배터리는 회전부에서 필요 없다. 이와는 달리, 배터리는 클램퍼(301)에서 사용되고, 유도 전류는 상기 배터리를 재충전시키기 위해서 사용된다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 광학주사장치는, 도 5a 및 5b에 도시되어 있다. 이러한 광학주사장치는, 회전축(305) 상에 장착된 클램퍼(301)와, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 방사원(505-508)을 구비한다. 상기 클램퍼(301)는, 8개의 접점(311-318)과, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 광검지 검출기(501-504)를 구비한다. 도 5b는 도 5a의 관점 P으로부터의 투사도이다. 상기 방사원(505-508)은, 예를 들면, 레이저 또는 LED들(LED는 Light Emitting Diode임)이 있다. 광검지 검출기(501-504)의 예로는, 광다이오드가 있다.

광학주사장치는, 에너지를 방사원(505-508)에 보내도록 구성된 발생기(341)를 더 구비하여, 상기 에너지를 수신하는 방사원은 방사선을 방출한다. 발생기(341)와, 에너지를 보내는 방사원을 선택하는데 사용된 스위치들은, 도 5a에 미도시되어 있다.

이후 설명된 예시는, 도 3에 설명된 예시와 같다. 제 1 정보층의 광학특성이 변화되면, 즉 제 1 정보층이 선택되면, 제 1 방사원(505)은 방사한다, 즉 상기 제 1 방사원(505)에 에너지를 보낸다. 제 1 방사원(505)은, 제 1 광검지 검출기(501)에 의해 흡수되는 방사선을 방출한다. 이러한 방사선은 전류로 변환되고, 전위차는 제 1 광검지 검출기(501)의 폴(pole)들 사이에서 생성된다. 이 때문에, 전위차는, 접점 317과 318 사이에 인가되고, 제 1 정보층의 광학특성은 변화된다. 제 2 정보층이 선택되면, 제 2 방사원(506) 등은 방사한다.

방사원은 연속적인 방사선을 방출할 수 있다. 이 경우에, 방사선은, 대응한 광검지 검출기가 조사할 때만 전류로 변환된다. 본 예시에서, 광검지 검출기는, 광검지 검출기의 영역에 의존하는 시간 동안, 클램퍼(301)의 회전당 한번 조사된다. 전력을 절약하기 위해서, 방사선은, 광검지 검출기가 방사원보다 위에 있을 때만 방출될 수 있다. 이는, 파워링 기간을 갖는 펄스 발생기에 의해 방사원에 전력을 투입하여서 이루어질 수 있고, 상기 파워링 기간은 클램퍼(301)의 회전기간의 정수배이다. 예를 들면, 상기 파워링 기간이 클램퍼(301)의 회전기간과 같으면, 광검지 검출기는, 클램퍼(301)의 단일 회전당 한번 조사된다. 파워링 기간이 클램퍼(301)의 회전기간에 2배이면, 광검지 검출기는 클램퍼(301)의 2회전마다 한번 조사된다.

상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 방사원(505-508) 대신에, 상기 제 1, 제 2 제 3 또는 제 4 광검지 검출기(501-504) 중 한쪽의 앞에 설치될 수 있는 이동가능형(translatable) 방사원을 사용할 수도 있다. 발생기(341)는, 상기 이동가능형 방사원의 위치를 제어하도록 구성된다. 제 1 정보층이 선택되면, 상기 발생기(341)는, 상기 이동가능형 방사원을 제 1 광검지 검출기(501)의 앞에 설치하고, 에너지는 상기 이동가능형 방사원에 보내진다.

상기 후자의 경우에, 에너지원은 정보매체에 대해 상대적으로 이동가능하다. 그러나, 에너지원이 에너지를 적절한 광검지 검출기에 전달하면, 그것은 고정된 위치에 있다. 이 때문에, 표현 "고정부"는, 완전히 고정된 일부로서 이해되어서는 안되고, 회전부가 회전하는 동안 회전될 수 있는 일부, 즉 회전부와 함께 회전하지 않는 일부로서 이해되어야 한다.

도 6은 방사원이 정보매체를 주사하는데 사용된 방사원일 경우의 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학주사장치를 나타낸 것이다. 상기 광학주사장치는, 레이저 소스(601)와 대물렌즈(602)를 구비한다. 레이저 소스(601)는, 광빔을 생성하여, 주사된 정보층에 대물렌즈(602)에 의해 포커싱된다.

본 실시예에서, 또한 레이저 소스(601)는, 선택된 정보층에 대응한 광검지 검출기에 에너지를 전달하는데 사용된다. 실제로, 레이저 소스(601)는, 정보매체에 대해 상대적으로 이동가능한 광 픽업장치의 일부분이다. 따라서, 레이저 소스(601)는, 도 4의 4개의 방사원(505-508)을 대체하기 위해서 사용된다. 제 1 정보층이 선택되면, 방사원(601)은 제 1 광검지 검출기(501)의 앞에 설치되어, 방사선을 방출한다. 제 2 정보층이 선택되면, 방사원(601)은 제 2 광검지 검출기(502) 등의 앞에 설치된다. 에너지의 적절한 양이 광검지 검출기에 전달되면, 레이저 소스(601)는, 정보매체를 주사하기 위해서 이동된다. 전달되어야 하는 에너지의 양은, 정보매체에 사용된 재료와 회전부의 구조의 특성에 특히 의존한다. 예를 들면, 회전부가 도 3 및 도 4에 설명된 것처럼, 배터리를 더 구비하고, 전달될 필요가 있는 에너지의 양은 상대적으로 낮다.

방사원(601)에서 방출된 방사선은, 대물렌즈(602)에 의해 또는 추가의 렌즈에 의해 광검지 검출기 상에 포커싱될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 상기 광검지 검출기에 방사선을 보내는 것도 가능하다.

도 7a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 2 광학주사장치를 나타내고, 도 7b는 도 7a의 관점 P로부터의 투사도이다. 이러한 광학주사장치는, 회전축(305) 상에 장착된 클램퍼(301)와, 방사원(705)을 구비한다. 상기 클램퍼는, 8개의 광검지 검출기(701a, 701b, 702a, 702b, 703a, 703b, 704a, 704b)를 구비한다. 광검지 검출기들은, 클램퍼(301)의 바닥면에 원으로 배치된다.

본 실시예에서, 방사원(705)의 예로는, 레이저 다이오드 또는 LED가 있다. 이와는 달리, 방사원(705)은, 정보매체를 주사하는데 사용되는 레이저 소스이다.

이후 설명된 예시는, 도 3에 설명된 예시와 같다. 상기 접점 311,312는 광검지 검출기 704a의 폴에 접속되고, 상기 접점 313,314는 광검지 검출기 703a의 폴에 접속되고, 상기 접점 315,316은 광검지 검출기 702a의 폴에 접속되고, 상기 접점 317,318은 광검지 검출기 701a의 폴에 접속된다.

제 1 정보층이 선택되면, 광검지 검출기(701a)는 방사원(705)에 의해 조사된다. 방사원(705)에 대한 광검지 검출기(701a)의 위치는 클램퍼(301) 내에 포함된 타코에 의해 결정된다. 대부분의 광학주사장치는, 상기 타코를 구비한다. 광학주사장치가 어떠한 타코도 구비하지 않으면, 동기화 패턴은 클램퍼(301)의 기준점을 나타내는 클램퍼(301) 상에 설치된다. 이러한 기준점에 대한 광검지 검출기의 위치와, 회전부의 각속도도 공지되어 있다. 상기 동기화 패턴은, 광 픽업장치에 의해 검출된다. 따라서, 광검지 검출기(701a)의 위치는, 쉽게 결정될 수 있다.

방사원(705)은, 파워링 기간을 갖는 펄스 발생기에 의해 전력이 투입되고, 상기 파워링 기간은 회전부의 회전기간의 정수배이다. 이 때문에, 정보매체가 회전할 때 광검지 검출기(701a)만 조사된다. 그후, 상기 방사선은 전류로 변환되고, 전위차는 제 1 광검지 검출기(701a)의 폴들 사이에서 생성된다. 이 때문에, 전위차는, 접점 317과 318 사이에 인가되고, 제 1 정보층의 광학특성은 변화된다.

제 2 정보층이 선택되면, 광검지 검출기(702a)는 방사원(705)에 의해 조사된다. 이것은, 광검지 검출기 701a와 702a간의 각도에 대응하는 시간동안 방사선의 방출을 지연하여서 행해질 수 있다. 도 7a 및 7b의 예시에서, 상기 각도는 90도이다. 그리고, 방사원은 파워링 기간을 갖는 펄스 발생기에 의해 전력이 투입되고, 상기 파워링 기간은 회전부의 회전기간의 정수배이다.

도 7a 및 7b의 예시에서, 클램퍼(301)는 4개의 추가의 광검지 검출기(701b-704b)를 더 구비한다. 광검지 검출기 701b는 제 1 정보층에 해당하고, 광검지 검출기 702b는 제 2 정보층에 해당하고, 광검지 검출기 703b는 제 3 정보층에 해당하고, 광검지 검출기 704b는 제 4 정보층에 해당한다. 상기 접점 311,312는 광검지 검출기 704b의 폴에 접속되고, 상기 접점 313,314는 광검지 검출기 703b의 폴에 접속되고, 상기 접점 315,316은 광검지 검출기 702b의 폴에 접속되고, 상기 접점 317,318은 광검지 검출기 701b의 폴에 접속된다. 그러나, 광검지 검출기(701b-704b)의 극성은, 광검지 검출기(701a-704a)의 극성과 비교하여 반전된다. 예를 들면, 이것은, 광검지 검출기 701b이 조사될 때 접점 317과 318 사이에 인가된 전위차가, 광검지 검출기 701a가 조사될 때 접점 317과 318 사이에 인가된 전위차와 비교하여 역전위차이다. 이것에 의해, 정보매체의 전극들 사이에 양전위차 및 음전위차를 인가할 수 있다. 실제로, 이것은, 2개의 전극 사이에 인가된 전위차에 광학특성이 의존하는 복수의 정보층을 갖는 특정 정보매체에서 서로 다른 전위차를 광학특성의 원하는 변화에 따라 인가해야 하기 때문에 필요할 수도 있다. 예를 들면, 그것을 흡수적이고 반사적으로 만들기 위해서 양전위차를 정보층에 인가하고 투과적으로 만들기 위해서 음전위차를 인가하는데 필요할 수도 있다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 3 광학주사장치는, 도 8a, 8b 및 8c에 도시되어 있다. 도 8b는 도 8a의 클램퍼(301)의 저면도를 나타내고, 도 8c는 도 8a의 에너지원의 평면도를 나타낸다. 이러한 광학주사장치는, 회전축(305) 상에 장착된 클램퍼(301)와, 원으로 배치된 일련의 방사원(801-808)으로 이루어진 에너지원을 구비한다. 상기 클램퍼는, 4개의 광검지 검출기(701a, 702a, 703a, 704a)를 구비한다. 이 광검지 검출기들은, 클램퍼(301)의 바닥면에 원으로 배치된다.

이후 설명된 예시는, 도 7에 설명된 예시와 같다. 제 2 정보층을 선택하기 위해서, 광검지 검출기(702a) 아래에 설치된 방사원은 방사선을 방출한다. 클램퍼가 도 8b의 위치에 대응하는 위치에 있는 경우, 방사원(801)은 방사선을 방출한다. 이 때문에, 이전에 설명된 것처럼, 전위차는 접점 315와 316 사이에 인가된다. 그러나, 클램퍼(301)는 회전하여, 클램퍼(301)의 회전 주파수에 의존하는 특정 시간 후에, 광검지 검출기(702a)는 도 8b의 점선으로 나타낸 방사원(801)에 의해 조사된 영역을 퇴거한다. 광검지 검출기(702a)가 상기 방사원(801)에 의해 조사된 영역을 퇴거하면, 클램퍼(301)의 회전의 감지에 있어서 방사원(801)에 바로 인접한 방사원은 방사하는 반면에, 방사원(801)은 방사선 방출을 정지한다. 본 예시에서, 클램퍼(301)의 회전 감지가 시계방향인 경우, 방사원(808)은 방사한다. 이를, 클램퍼(301)의 전체 회전에 걸쳐서 반복하므로, 완전히 회전한 후, 방사원(801)은 다시 방사한다. 이것은, 클램퍼(301)의 회전에 동기한 시간 지연을 갖고서 방사원을 방사시키는 방사원(801-808)을 제어하는 펄스 발생기에 의해 이루어질 수 있다.

이 때문에, 선택되는 정보층에 대응하는 광검지 검출기는, 클램퍼의 1회전 동안 모든 방사원에 의해 연속적으로 조사된다. 따라서, 전류는 클램퍼의 거의 모든 회전동안 상기 광검지 검출기에서 생성된다. 인접한 방사원에 의해 조사된 영역이 약간 겹치는 경우, 상기 광검지 검출기에서의 연속적인 전류를 얻는 것도 가능하다. 따라서, 대응한 정보층의 광학특성의 변화속도가 광검지 검출기에서 생긴 전류에 의존하므로, 도 8a-도 8c의 광학장치는 광학특성의 급속한 변화를 얻을 수 있다.

도 9a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 광학주사장치를 나타낸다. 이러한 광학주사장치는, 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 도전성 링(921-925)과, 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 브러쉬(931-935)와, 발생기(341)를 구비한다. 도 9b는 도 9a의 관점 P로부터의 투사도이다.

상기 브러쉬들의 예로는, 카본 브러쉬들이 있다. 제 1 도전성 링(921)과 제 1 브러쉬(931)와 같은 도전성 링 및 카본 브러쉬는, 슬립 접점을 구성한다. 이러한 슬립 접점은 예를 들면, 1983년 8월 9일에 획득된 특허 US 4,398,113에 기재되어 있다. 브러쉬(931) 대신에, 제 1 도전성 링(921)에 대해 상대적으로 고정되고, 상기 제 1 도전성 링(921)에 전기적으로 접촉하고 있는 또 다른 도전성 링을 사용할 수 있다. 이를 달성하기 위해서, 2개의 도전성 링 사이에 볼 베어링을 사용할 수 있다. 그 볼 베어링은, 카본 입자 또는 금속 입자 또는 도전성 중합체 등의 전기적 도전 입자를 함유하기도 하는 도전성 오일 또는 그리스로 매끄럽게 된다.

제 1 브러쉬(931)는, 제 1 도전성 링(921)과 전기적으로 접촉하고 있고, 제 2 브러쉬(932)는 제 2 도전성 링(922) 등과 전기적으로 접촉하고 있다. 제 5 브러쉬(935)는, 발생기(341)의 접지에 접속되고, 상기 제 1, 제 3, 제 5 및 제 7 접점(311,313,315,317)은 제 5 도전성 링(925)에 접속된다.

제 1 정보층이 선택되는 경우, 상기 발생기(341)는 제 1 브러쉬(931)에 대응하는 스위치를 전환하고, 에너지는 상기 제 1 브러쉬(931)에 보내지고, 이러한 경우에, 이것은 제 1 브러쉬(931)와 접지 사이에 전위차를 인가한다는 것을 의미한다. 이 때문에, 전위차는 접점 318과 317 사이에 인가되어, 그 제 1 정보층의 광학특성은 변화된다.

제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 브러쉬(931-934) 대신에, 상기 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 도전성 링(921-924) 중 한쪽의 링과 전기적으로 접촉될 수 있는 이동가능형 브러쉬를 사용할 수도 있다. 상기 발생기(341)는, 상기 이동가능형 브러쉬의 위치를 제어하도록 구성된다. 제 1 정보층이 선택되면, 상기 발생기(341)는 제 1 도전성 링(921)과 전기적으로 접촉하게 이동가능형 브러쉬를 놓고, 에너지는 상기 이동가능형 브러쉬에 보내진다.

도 10a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 광학주사장치를 나타내고, 도 10b는 도 10a의 관점 P로부터의 투사도이다. 이러한 광학주사장치는, 도 9a 및 도 9b에 도시된 광학주사장치와 같은 부재를 포함하지만, 도전성 링(921-925)은 회전축(305) 대신에 클램퍼(301) 상에 장착된다. 그 도전성 링(921-925)은, 직경이 서로 다르고, 클램퍼(301)의 동일한 표면에 장착될 수 있다.

이러한 광학주사장치의 기능은, 도 9a 및 도 9b에 도시된 기능과 같다. 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 브러쉬(931-934) 대신에, 상기 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 도전성 링(921-924) 중 한쪽의 링과 전기적으로 접촉될 수 있는 이동가능형 브러쉬를 사용할 수도 있다. 상기 발생기(341)는, 상기 이동가능형 브러쉬의 위치를 제어하도록 구성된다.

도 11은 도 9a 및 도 9b의 광학주사장치의 바람직한 실시예를 나타낸다. 제 1 도전성 링(921) 및 제 1 브러쉬(931)에 대응하는 하나의 도전성 링 및 하나의 브러쉬 또는 전극만이 편의상 나타내어져 있다. 이러한 바람직한 실시예에서, 다른 도전성 링들과 도 9a 및 도 9b의 브러쉬들은, 도 11에 나타낸 도전성 링과 브러쉬와 동일하다.

이러한 바람직한 실시예에서, 도전성 링(921)은, 도전성 유체(1104)로 이루어진다. 상기 도전성 유체는, 광학주사장치에 고정된 절연부(1101) 내에서 캡슐에 넣어진다. 실링 링(1105)은, 회전축(305)을 상기 절연부(1101)에 대해 상대적으로 회전시킬 수 있도록 사용된다.

전극(1102)은, 도전성 유체(1104) 내에 잠기어 있고, 스위치를 거쳐 도 11에 미도시된 발생기(341)에 접속된다. 제 1 정보층이 선택되면, 상기 스위치는 온으로 전환되고, 전위차는 상기 전극(1102)과 접지간에 인가된다. 전극(1102)이 접점(318)에 접속된 도전성 유체(1104)와 전기적으로 접촉되어 있으므로, 상기 전위차는 접점 317과 318 사이에 인가된다. 상기 도전성 유체(1104)는, 도전 유체이거나, 금속입자 또는 카본 입자를 갖는 유체 캐리어의 현탁액일 수 있다. 예를 들면, 매트릭스에 삽입된 구리입자를 갖는 폴리머 매트릭스는, 도전성 유체(1104)로서 사용될 수 있다.

도 12a는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광학주사장치를 나타낸다. 본 실시예에서, 광학주사장치는, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4의 주 도전체(1221-1224)와, 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4의 부 도전체(1231-1234)를 구비한다. 상기 부 도전체(1231-1234)는, 2개의 폴을 갖되, 그 하나는 도 12a에 미도시된 접지에 접속되고, 나머지 하나는 스위치를 거쳐 발생기(341)에 접속된다. 상기 주 도전체(1221-1224)는 회전축(305) 상에 장착되고, 부 도전체(1231-1234)는 광학주사장치의 고정부이다. 절연체는, 주 도전체와 부 도전체 사이에 설치된다. 따라서, 광학주사장치는, 4개의 절연체(1241-1244)를 구비한다. 절연체의 예로는, 공기 또는 절연오일의 박막이 있다. 주 도전체, 절연체 및 부 도전체는, 용량성 링을 구성한다. 도 12b는 도 12a의 관점 P로부터의 투사도이다.

제 1 주 도전체(1221)는 2개의 폴을 갖되, 그 하나는 접점 318에 접속되고, 나머지 하나는 접점 317에 접속된다. 제 2 주 도전체(1222)도 2개의 폴을 갖되, 하나는 접점 316에 접속되고 나머지 하나는 접점 315 등에 접속된다.

상기 제 1 층이 선택되면, 발생기(341)는 제 1 부 도전체(1231)에 대응하는 스위치를 온으로 전환하고, 전위차는, 용량성 결합이 제 1 부 도전체(1231)와 제 1 주 도전체(1221) 사이에서 일어나도록 배치된 제 1 부 도전체(1231)의 폴들 사이에 인가된다. 이 때문에, 에너지는 상기 제 1 주 도전체(1221)에 전송되어, 상기 제 1 주 도전체(1221)에 의해 받아들여진다. 그리고, 전위차는, 제 1 주 도전체(1221)의 폴들 사이에 인가된다. 이에 따라서, 전위차는, 접점 318과 317 사이에 인가되고, 제 1 정보층의 광학특성은 변화된다.

용량성 결합이 부 도전체(1231-1234)와 주 도전체(1221-1224) 사이에서 어떠한 접촉도 필요로 하지 않으므로, 그것은 고정부와 회전부 사이에서 에너지 전달을 요구하는 본 발명에 따른 광학주사장치에서 용이하게 실행된다.

제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 부 도전체(1231-1234) 대신에, 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 주 도전체(1221-1224)에 의해 용량성 결합이 일어나도록 배치될 수 있는 이동가능형 부 도전체를 사용할 수도 있다. 상기 발생기(341)는, 상기 이동가능형 부 도전체의 위치를 제어하도록 구성된다. 제 1 정보층이 선택되면, 발생기(341)는 상기 제 1 도전성 링(1221) 둘레에 상기 이동가능형 부 도전체를 설치하고, 에너지는 상기 이동가능형 부 도전체에 보내진다.

도 13은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광학주사장치를 나타낸다. 본 실시예에서, 수신기들은 유도 코일이고, 에너지원은 발생기(341)와 전자기부를 구비하고, 전자기부와 유도 코일 사이의 에너지 전달은 유도 결합에 의해 실현된다. 편의상, 하나의 유도 코일(1321)과 하나의 전자기부(1331)만을 나타내었다. 광학주사장치는, 주어진 정보층에 각각 대응하는, 3개의 전자기부와 3개의 유도 코일을 더 구비한다.

상기 유도 코일(1321)은 회전축 상에 장착된다. 전자기부(1331)는, 광학주사장치의 고정부이다. 전자기부(1331)는, 스위치를 거쳐 발생기(341)에 접속되어, 전위차가 상기 전자기부(1331)에 인가될 때 자계가 생성된다.

상기 제 1 층이 선택되면, 상기 발생기(341)는 전자기부(1331)에 대응하는 스위치를 온으로 전환하고, 다른 전위차를 상기 전자기부(1331)에 인가한다. 전자기부(1331)는, 이러한 다른 전위차를 다른 자계로 변환한다. 이러한 또 다른 자계는, 유도 코일(1321)을 통해 자속의 변동을 생성하여, 상기 유도 코일(1321) 내측에 유도 전류를 생성한다. 이러한 유도전류는 접점 317과 318 사이에 인가된다. 이 때문에, 전위차는, 상기 접점 317과 318 사이에 인가되어, 제 1 정보층의 광학특성은 변화된다.

이러한 실시예에서, 유도 코일(1321)의 회전은, 그 유도 전류가 그 유도 코일(1321) 내측의 자속의 변동으로 생기므로 어떠한 역할도 하지 않고, 이때 변동은 또 다른 자계에 기인한다. 따라서, 상기 전달된 에너지는, 회전부의 회전속도에 의존하지 않고, 이것이 이점이다.

4개의 전자기부 대신에, 상기 선택된 정보층에 대응하는 유도 코일 내측의 또 다른 자계를 생성하도록 배치될 수 있는 이동가능형 전자기부를 사용할 수도 있다. 발생기(341)는, 상기 이동가능형 전자기부의 위치를 제어하도록 구성된다.

이후의 청구항에 있는 어떠한 참조부호도 청구항을 한정하는 것으로서 해석되어서는 안된다. 동사 "포함하는"과 그것의 활용의 사용은 임의의 청구항에 정의된 것들 이외의 임의의 다른 구성요소의 존재를 배제하지 않는다는 것은 자명할 것이다. 구성요소 앞의 단어 "a" 또는 "an"은, 상기 구성요소의 복수의 존재를 배제하지 않는다.