Vormfactoren
Optische schijven voor computers zijn er in twee belangrijke vormfactoren: halfhoog (ook bekend als desktopschijf) en slank type (gebruikt in laptopcomputers en compacte desktopcomputers). Er zijn zowel interne als externe varianten.
Half-hoge optische schijven zijn ongeveer 4 centimeter hoog, terwijl smalle optische schijven ongeveer 1 cm hoog zijn.
Half-hoge optische schijven werken met snelheden die tweemaal zo hoog zijn als die van smalle optische schijven, omdat de snelheden van smalle optische schijven worden beperkt door de fysieke beperkingen van de rotatiesnelheid van de aandrijfmotor (ongeveer 5000 rpm) in plaats van de prestaties van het optische pick-up systeem.
Omdat halfhoge optische schijven veel meer elektrisch vermogen en een spanning van 12 V gelijkstroom vereisen, terwijl smalle optische schijven op 5 volt werken, hebben externe halfhoge optische schijven een aparte externe stroomvoorziening nodig, terwijl externe smalle schijven meestal volledig kunnen werken op stroom die via de USB-poort van een computer wordt geleverd. Hierdoor zijn halfhoge drives ook sneller dan Slim drives, omdat er meer stroom nodig is om de schijf op hogere snelheden te laten draaien.
Halfhoge optische drives houden schijven van beide kanten op hun plaats, terwijl Slim type optische drives de schijf van onderen vastzetten.
Halfhoge drives zetten de schijf vast met behulp van 2 spindels met elk een magneet, een onder en een boven de schijflade. De assen kunnen zijn bekleed met flock of een getextureerd silliconenmateriaal om wrijving op de schijf uit te oefenen, zodat deze niet wegglijdt. De bovenste spindel wordt enigszins losgelaten en wordt aangetrokken door de onderste spindel vanwege de magneten waarover zij beschikken. Wanneer de lade wordt geopend, trekt een mechanisme, aangedreven door de beweging van de lade, de onderste spindel weg van de bovenste spindel en vice versa wanneer de lade wordt gesloten. Wanneer de lade gesloten is, raakt de onderste spindel de binnenomtrek van de risc, en tilt de schijf iets op van de lade naar de bovenste spindel, die wordt aangetrokken door de magneet op de onderste schijf, waardoor de schijf op zijn plaats wordt geklemd. Alleen de onderste spindel is gemotoriseerd. Lades in halfhoge drives gaan vaak volledig open en dicht met een gemotoriseerd mechanisme dat kan worden ingedrukt om te sluiten, gecontroleerd door de computer, of bediend met een knop op de drive. Lades op halfhoge en smalle stations kunnen ook worden vergrendeld door het programma dat ze gebruikt, maar ze kunnen nog steeds worden uitgeworpen door het uiteinde van een paperclip in een nooduitwerpopening aan de voorkant van het station te steken. Vroege CD-spelers zoals de Sony CDP-101 gebruikten een apart gemotoriseerd mechanisme om de schijf op de gemotoriseerde spindel vast te klemmen.
Slim drives gebruiken een speciale spindel met veerbelaste speciaal gevormde noppen die naar buiten uitstralen en tegen de binnenrand van de schijf drukken. De gebruiker moet gelijkmatige druk uitoefenen op de binnenomtrek van de schijf om deze vast te klemmen op de spindel en trekken aan de buitenomtrek terwijl hij zijn duim op de spindel legt om de schijf te verwijderen, waarbij de schijf tijdens het proces licht wordt gebogen en na verwijdering weer zijn normale vorm aanneemt. De buitenste rand van de as kan een oppervlak van getextureerd sillicone hebben om frictie uit te oefenen zodat de schijf niet wegglijdt. Bij smalle drives bevinden de meeste, zo niet alle componenten zich op de schijflade, die tevoorschijn komt met behulp van een veermechanisme dat door de computer kan worden bediend. Deze laden kunnen niet uit zichzelf sluiten; ze moeten worden ingedrukt tot de lade een stop bereikt.
Laser en optiekEdit
Optisch opnamesysteemEdit
Het belangrijkste onderdeel van een optische-schijfeenheid is een optisch pad, dat zich binnenin een pickupkop (PUH) bevindt. De PUH is ook bekend als laser pickup, optische pickup, pickup, pickup assemblage, laser assemblage, laser optische assemblage, optische pickup kop/eenheid of optische assemblage. De PUH bestaat gewoonlijk uit een halfgeleiderlaserdiode, een lens voor het scherpstellen van de laserstraal en fotodiodes voor het detecteren van het licht dat door het oppervlak van de disc wordt weerkaatst.
In eerste instantie werden CD-lasers met een golflengte van 780 nm (in het infrarood) gebruikt. Voor DVD’s werd de golflengte gereduceerd tot 650 nm (rode kleur), en voor Blu-ray Discs werd deze nog verder gereduceerd tot 405 nm (violette kleur).
Twee belangrijke servomechanismen worden gebruikt, de eerste om de juiste afstand tussen lens en disc te handhaven, om ervoor te zorgen dat de laserstraal wordt gefocusseerd als een kleine laserspot op de disc. De tweede servo beweegt de laserstraal langs de straal van de schijf, zodat de laserstraal op het spoor blijft, een continu spiraalvormig gegevenspad. Optische schijf media worden “gelezen” beginnend bij de binnenste straal tot aan de buitenste rand.
Nabij de laserlens zijn optische drives meestal uitgerust met een tot drie kleine potentiometers (meestal aparte voor CD’s, DVD’s, en meestal een derde voor Blu-ray Discs als die door de drive worden ondersteund) die met een fijne schroevendraaier kunnen worden verdraaid. De potentiometer staat in een serieschakeling met de laserlens en kan worden gebruikt om het laservermogen handmatig te verhogen en te verlagen voor reparatiedoeleinden.
De laserdiode die in DVD branders wordt gebruikt kan vermogens tot 100 milliwatt hebben, zulke hoge vermogens worden gebruikt tijdens het schrijven. Sommige CD-spelers hebben een automatische versterkingsregeling (AGC) om het vermogen van de laser te variëren, zodat CD-RW-schijven betrouwbaar kunnen worden afgespeeld.
De leesbaarheid (het vermogen om fysiek beschadigde of vervuilde schijven te lezen) kan per optische drive verschillen als gevolg van verschillen in optische pickup-systemen, firmwares, en schadepatronen.
Leesbare media
Bij in de fabriek geperste read only-media (ROM) worden de sporen tijdens het fabricageproces gevormd door een thermoplastische hars in een nikkel stamper te persen die is gemaakt door een glazen ‘master’ met verhoogde ‘hobbels’ op een plat oppervlak te pletten, waardoor putjes en land in de plastic schijf ontstaan. Omdat de diepte van de putjes ongeveer een kwart tot een zesde van de golflengte van de laser bedraagt, wordt de fase van de weerkaatste straal verschoven ten opzichte van de inkomende straal, waardoor wederzijdse destructieve interferentie ontstaat en de intensiteit van de weerkaatste straal afneemt. Dit wordt gedetecteerd door fotodiodes die corresponderende elektrische signalen opwekken.
Opneembare media
Een optische schijfrecorder codeert (ook wel branden genoemd, omdat de kleurstoflaag permanent wordt gebrand) gegevens op een beschrijfbare CD-R-, DVD-R-, DVD+R- of BD-R-schijf (een blanco schijf genoemd) door selectief delen van een organische kleurstoflaag met een laser te verhitten (branden).
Hierdoor verandert het reflectievermogen van de kleurstof, waardoor markeringen ontstaan die kunnen worden gelezen zoals de putjes en landingspunten op geperste schijven. Bij opneembare schijven is het proces permanent en kan het medium slechts eenmaal worden beschreven. Terwijl de leeslaser gewoonlijk niet sterker is dan 5 mW, is de schrijflaser aanzienlijk krachtiger. DVD-lasers werken bij een spanning van ongeveer 2,5 volt.
Hoe hoger de schrijfsnelheid, hoe minder tijd een laser heeft om een punt op de media te verhitten, en dus moet het vermogen evenredig toenemen. De lasers van DVD-branders bereiken vaak een piek van ongeveer 200 mW, zowel in continue golf als in pulsen, hoewel sommige tot 400 mW zijn aangestuurd voordat de diode het begeeft.
Herschrijfbare mediaEdit
Bij herschrijfbare CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM, of BD-RE media wordt de laser gebruikt om een kristallijne metaallegering in de opnamelaag van de schijf te smelten. Afhankelijk van de hoeveelheid toegepast vermogen, kan de substantie worden toegestaan om terug te smelten (de fase terug te veranderen) in kristallijne vorm of in een amorfe vorm worden gelaten, waardoor markeringen met variërende reflectiviteit kunnen worden gecreëerd.
Dubbelzijdige mediaEdit
Dubbelzijdige media kunnen worden gebruikt, maar ze zijn niet gemakkelijk toegankelijk met een standaardstation, omdat ze fysiek moeten worden omgedraaid om toegang te krijgen tot de gegevens op de andere zijde.
Dubbelzijdige mediaEdit
Dubbelzijdige of dual layer (DL) media hebben twee onafhankelijke gegevenslagen, gescheiden door een semi-reflecterende laag. Beide lagen zijn vanaf dezelfde kant toegankelijk, maar de optiek moet het brandpunt van de laser veranderen. Traditionele enkellaagse (SL) beschrijfbare media worden geproduceerd met een spiraalvormige groef die in de beschermende polycarbonaatlaag is gegoten (niet in de gegevensopnamelaag), om de snelheid van de opnamekop te leiden en te synchroniseren. Dubbellaagse beschrijfbare media hebben: een eerste polycarbonaatlaag met een (ondiepe) groef, een eerste gegevenslaag, een semi-reflecterende laag, een tweede (spacer) polycarbonaatlaag met een andere (diepe) groef, en een tweede gegevenslaag. De eerste groefspiraal begint gewoonlijk aan de binnenrand en strekt zich naar buiten uit, terwijl de tweede groef aan de buitenrand begint en zich naar binnen uitstrekt.
Fotothermisch afdrukkenEdit
Sommige stations ondersteunen Hewlett-Packard’s LightScribe, of de alternatieve LabelFlash fotothermische druktechnologie voor het labelen van speciaal gecoate schijven.
Stations met meerdere laserstralen
Zen Technology en Sony hebben stations ontwikkeld die gebruik maken van meerdere laserstralen tegelijk om schijven te lezen en er naar te schrijven met hogere snelheden dan mogelijk zou zijn met een enkele laserbundel. De beperking met een enkele laserstraal komt van het wiebelen van de schijf dat kan optreden bij hoge rotatiesnelheden; bij 25.000 RPMs worden CDs onleesbaar terwijl Blu-rays niet meer dan 5.000 RPMs kunnen worden beschreven. Met een enkele laserstraal is de enige manier om de lees- en schrijfsnelheid te verhogen het verhogen van de rotatiesnelheid van de schijf; vandaar dat snellere schijven de schijf met hogere snelheden laten draaien. Bovendien kunnen CD’s met 27.500 RPMs (zoals om de binnenkant van een CD met 52x te lezen) exploderen met grote schade aan de omgeving van de schijf tot gevolg, en slechte kwaliteit of beschadigde schijven kunnen bij lagere snelheden exploderen.
In het systeem van Zen (ontwikkeld in samenwerking met Sanyo en onder licentie van Kenwood) wordt een diffractierooster gebruikt om een laserstraal in 7 bundels te splitsen, die vervolgens op de schijf worden gericht; een centrale bundel wordt gebruikt om de groef van de schijf te focussen en te volgen, zodat 6 resterende bundels (3 aan elke kant) overblijven, die gelijkmatig zijn verdeeld om 6 afzonderlijke delen van de groef van de schijf parallel te lezen, waardoor de leessnelheid bij lagere toerentallen wordt verhoogd, het geluid van de schijf wordt verminderd en de schijf minder onder druk komt te staan. De bundels worden vervolgens van de schijf teruggekaatst, gecollimeerd en in een speciale fotodiode-array geprojecteerd om te worden gelezen. De eerste schijven met deze technologie konden lezen met een snelheid van 40x, later verhoogd tot 52x en uiteindelijk 72x.
In het systeem van Sony (gebruikt op hun eigen Optical Disc Archive systeem dat is gebaseerd op Archival Disc, zelf gebaseerd op Blu-ray) heeft de drive 4 optische pickups, twee aan elke kant van de disc, met elke pickup twee lenzen voor een totaal van 8 lenzen en laserstralen. Hierdoor kunnen beide zijden van de schijf tegelijkertijd worden gelezen en beschreven en kan de inhoud van de schijf tijdens het schrijven worden geverifieerd.
RotatiemechanismeEdit
-
Vergelijking van verschillende vormen van schijfopslag met sporen (niet op schaal); groen geeft begin aan en rood geeft einde aan.
* Sommige CD-R(W) en DVD-R(W)/DVD+R(W) recorders werken in ZCLV, CAA of CAV mode. -
Een halfhoog CD-ROM-station (zonder behuizing)
Het rotatiemechanisme in een optisch station verschilt aanzienlijk van dat van een harddisk drive, in die zin dat deze laatste een constante hoeksnelheid (CAV) aanhoudt, met andere woorden een constant aantal omwentelingen per minuut (RPM). Met CAV is over het algemeen een hogere doorvoer op de buitenste schijf haalbaar dan op de binnenste.
Aan de andere kant werden optische schijven ontwikkeld met de veronderstelling dat een constante doorvoer zou worden gehaald, in CD-schijven aanvankelijk gelijk aan 150 KiB/s. Dit was belangrijk voor het streamen van audiogegevens die altijd een constante bitsnelheid vereisen. Maar om ervoor te zorgen dat geen schijfcapaciteit werd verspild, moest een kop ook altijd gegevens overdragen met een maximale lineaire snelheid, zonder te vertragen aan de buitenrand van de schijf. Dit leidde ertoe dat optische schijven – tot voor kort – werkten met een constante lineaire snelheid (CLV). De spiraalvormige groef van de schijf ging met een constante snelheid onder de kop door. De implicatie van CLV, in tegenstelling tot CAV, is dat de hoeksnelheid van de schijf niet langer constant is, en de spindelmotor moest worden ontworpen om zijn snelheid te variëren tussen 200 RPM aan de buitenrand en 500 RPM aan de binnenrand.
Later CD-stations behielden het CLV-paradigma, maar ontwikkelden zich om hogere rotatiesnelheden te bereiken, in de volksmond omschreven in veelvouden van een basissnelheid. Het resultaat is dat een 4×-schijf bijvoorbeeld 800-2000 RPM draait, terwijl de gegevens gestaag worden overgebracht met 600 KiB/s, wat gelijk is aan 4 × 150 KiB/s.
Voor DVD’s is de basissnelheid of 1× snelheid 1,385 MB/s, gelijk aan 1,32 MiB/s, ongeveer negen keer zo snel als de basissnelheid van een CD. Voor Blu-ray-drives is de basissnelheid 6,74 MB/s, gelijk aan 6,43 MiB/s.
Omdat het handhaven van een constante overdrachtssnelheid voor de hele schijf bij de meeste hedendaagse CD-toepassingen niet zo belangrijk is, moest van een pure CLV-aanpak worden afgezien om de rotatiesnelheid van de schijf veilig laag te houden en tegelijkertijd de gegevenssnelheid te maximaliseren. Sommige drives werken met een gedeeltelijk CLV (PCLV) schema, waarbij alleen van CLV naar CAV wordt overgeschakeld wanneer een rotatielimiet wordt bereikt. Omschakelen naar CAV vereist echter aanzienlijke wijzigingen in het hardwareontwerp, zodat de meeste schijven in plaats daarvan het zoned constant linear velocity (Z-CLV) schema gebruiken. Hierbij wordt de schijf in verschillende zones verdeeld, die elk hun eigen constante lineaire snelheid hebben. Een Z-CLV-recorder met een capaciteit van “52×” schrijft bijvoorbeeld met 20× in de binnenste zone en voert de snelheid vervolgens in een aantal discrete stappen op tot 52× aan de buitenrand. Zonder hogere rotatiesnelheden kunnen betere leesprestaties worden bereikt door gelijktijdig meer dan één punt van een gegevensgroef te lezen, ook bekend als “multi-beam”, maar schijven met dergelijke mechanismen zijn duurder, minder compatibel, en zeer ongewoon.
LimitEdit
Zowel dvd’s als cd’s staan erom bekend dat ze exploderen wanneer ze beschadigd raken of met een te hoge snelheid worden rondgedraaid. Dit legt een beperking op aan de maximale veilige snelheden (56× CAV voor CD’s of ongeveer 18×CAV in het geval van DVD’s) waarmee stations kunnen werken.
De leessnelheden van de meeste halfhoge optische-schijfstations die sinds circa 2007 zijn uitgebracht, zijn beperkt tot ×48 voor CD’s, ×16 voor DVD’s en ×12 (hoeksnelheden) voor Blu-ray Discs. Schrijfsnelheden op geselecteerde write-once media liggen hoger.
Sommige optische schijven begrenzen de leessnelheid extra op basis van de inhoud van de optische schijf, zoals max. 40× CAV (constante hoeksnelheid) voor de Digital Audio Extraction (“DAE”) van Audio CD tracks, 16× CAV voor Video CD inhoud en nog lagere beperkingen op eerdere modellen, zoals 4× CLV (constante lineaire snelheid) voor Video CD’s.
Laadmechanismen
Laden van lade en sleuf
De huidige optische schijven maken gebruik van een lade-laadmechanisme, waarbij de schijf in een gemotoriseerde lade wordt geplaatst (zoals in halfhoge “desktop”-schijven), een met de hand bediende lade (zoals in laptopcomputers, ook wel “slim type” genoemd), of een sleuf-laadmechanisme, waarbij de schijf in een sleuf wordt geschoven en naar binnen wordt getrokken door gemotoriseerde rollers. Optische schijven met slot-loading bestaan zowel in halfhoge (desktop) als in smalle (laptop) vormfactoren.
Bij beide typen mechanismen geldt dat als een CD of DVD in het station wordt gelaten nadat de computer is uitgeschakeld, de schijf niet kan worden uitgeworpen met het normale uitwerpmechanisme van het station. Schijfstations met lade-laden houden hier echter rekening mee door een klein gaatje te voorzien waarin een paperclip kan worden gestoken om de lade van het station manueel te openen en de schijf eruit te halen.
Schijfstations met lade-laden worden veel gebruikt in spelconsoles en audiotoestellen in voertuigen. Hoewel deze schijven gemakkelijker in het station kunnen worden gestoken, hebben ze als nadeel dat ze meestal niet geschikt zijn voor schijven met een kleinere diameter van 80 mm (tenzij een 80 mm optische-schijfadapter wordt gebruikt) of andere niet-standaardformaten, meestal geen nooduitwerpopening of uitwerpknop hebben en dus moeten worden gedemonteerd als de optische schijf niet normaal kan worden uitgeworpen. Sommige slot-loading optische schijven zijn echter ontworpen om miniatuurschijven te ondersteunen. De Nintendo Wii, vanwege de achterwaartse compatibiliteit met Nintendo GameCube-spellen, en de PlayStation 3-videospelconsoles kunnen zowel dvd’s van standaardformaat als 80 mm-schijven in hetzelfde slot-loading station laden. Het slotstation van zijn opvolger, de Wii U, is echter niet compatibel met miniatuurschijven.
Er waren ook enkele vroege CD-ROM-stations voor desktop PC’s waarbij het lade-laadmechanisme iets uitwierp en de gebruiker de lade handmatig naar buiten moest trekken om een CD te laden, vergelijkbaar met de lade-uitwerpmethode die wordt gebruikt in interne optische-schijfstations van moderne laptops en moderne externe slanke draagbare optische-schijfstations. Net als bij het bovenlaadmechanisme hebben ze kogellagers op de as met veermechanisme.
BovenlaadEdit
Een klein aantal schijfmodellen, meestal compacte draagbare eenheden, heeft een bovenlaadmechanisme waarbij het schijfdeksel handmatig omhoog wordt geopend en de schijf direct op de as wordt geplaatst (bijvoorbeeld alle PlayStation One-consoles, de meeste draagbare cd-spelers en sommige zelfstandige cd-recorders hebben bovenlaadstations). Deze hebben soms het voordeel dat veerbelaste kogellagers worden gebruikt om de schijf op zijn plaats te houden, waardoor schade aan de schijf wordt geminimaliseerd als de schijf wordt verplaatst terwijl deze wordt opgedraaid.
In tegenstelling tot lade- en sleuflaadmechanismen kunnen optische stations met bovenlading standaard worden geopend zonder dat ze op stroom zijn aangesloten.
Cartridge loadEdit
Sommige vroege CD-ROM-stations maakten gebruik van een mechanisme waarbij CD’s in speciale cartridges of caddies moesten worden geplaatst, die er enigszins hetzelfde uitzagen als een 3 1⁄2-inch micro floppy diskette. Dit was bedoeld om de schijf te beschermen tegen toevallige beschadiging door hem in een steviger plastic omhulsel te stoppen, maar werd niet algemeen aanvaard wegens de extra kosten en compatibiliteitsproblemen – dergelijke stations vereisten ook dat “kale” schijven vóór gebruik met de hand in een open caddy werden gestoken. Ultra Density Optical (UDO), Magneto-optische drives, Universal Media Disc (UMD), DataPlay, Professional Disc, MiniDisc, Optical Disc Archive alsmede vroege DVD-RAM en Blu-ray discs maken gebruik van optische disc cartridges.
ComputerinterfacesEdit
Alle optische diskdrives maken gebruik van het SCSI-protocol op een command-bus-niveau, De eerste systemen maakten gebruik van een SCSI-bus met alle functies of van een eigen, goedkopere versie van de bus, omdat deze voor consumententoepassingen niet of nauwelijks te verkopen was. De reden hiervoor is dat de conventionele ATA-standaarden in die tijd geen enkele vorm van verwisselbare media of hot-plugging van schijven ondersteunden, noch enige voorzieningen daarvoor hadden. De meeste moderne interne schijven voor personal computers, servers en werkstations zijn ontworpen om in een standaard 5 1⁄4 inch (ook geschreven als 5,25 inch) schijfcompartiment te passen en maken verbinding met hun host via een ATA- of SATA-businterface, maar praten met de SCSI-protocolcommando’s op softwareniveau volgens de ATA Package Interface-standaard die is ontwikkeld om parallelle ATA/IDE-interfaces compatibel te maken met verwisselbare media. Bovendien kunnen er digitale en analoge uitgangen voor audio zijn. De uitgangen kunnen via een header-kabel worden aangesloten op de geluidskaart of het moederbord of op een hoofdtelefoon of een externe luidspreker met een 3,5 mm AUX-stekkerkabel waarmee veel vroege optische drives zijn uitgerust. Ooit werd het afspelen van de CD geregeld door computersoftware die leek op een CD-speler. Tegenwoordig wordt de informatie als digitale gegevens van de schijf gehaald, om te worden afgespeeld of te worden omgezet in andere bestandsformaten.
Sommige vroege optische drives hebben speciale knoppen voor het afspelen van CD’s op het voorpaneel, zodat ze als een zelfstandige compact disc speler kunnen fungeren.
Externe drives waren in het begin populair, omdat de drives vaak complexe elektronica vereisten om op te zetten, die in complexiteit wedijverde met het Host computersysteem zelf. Er bestaan externe schijven met SCSI, parallelle poort, USB en FireWire interfaces, waarbij de meeste moderne schijven USB zijn. Sommige draagbare versies voor laptops werken op batterijen of rechtstreeks via de interfacebus.
Schijfstations met een SCSI-interface waren oorspronkelijk de enige beschikbare systeeminterface, maar ze werden nooit populair in de prijsgevoelige low-end consumentenmarkt, die het grootste deel van de vraag vormde. Ze kwamen minder vaak voor en waren meestal duurder, vanwege de kosten van hun interface-chipsets, complexere SCSI-connectoren en het kleine verkoopvolume in vergelijking met merkgebonden toepassingen met lagere kosten, maar vooral omdat de meeste computersystemen voor de consumentenmarkt geen enkele SCSI-interface hadden, was de markt voor deze schijven klein. Ondersteuning voor een veelheid van verschillende kostenverlagende propriëtaire optische drive-busstandaarden was echter gewoonlijk ingebed in geluidskaarten die in de beginjaren vaak werden gebundeld met de optische drives zelf. Sommige bundels van geluidskaarten en optische stations hadden zelfs een volledige SCSI-bus. Moderne IDE/ATAPI-compatibele Parallel ATA- en Serial ATA-schijfbesturingschipsets en hun interfacetechnologie zijn complexer om te fabriceren dan een traditionele 8-bits 50 Mhz SCSI-schijfinterface, omdat ze eigenschappen van zowel de SCSI- als de ATA-bus hebben, maar door schaalvoordelen zijn ze in het algemeen goedkoper om te maken.
Toen het optische-schijfstation voor het eerst werd ontwikkeld, was het niet gemakkelijk om het aan computersystemen toe te voegen. Sommige computers, zoals de IBM PS/2, waren gestandaardiseerd op de 3 1⁄2 inch floppy en de 3 1⁄2 inch harde schijf en hadden geen plaats voor een groot intern apparaat. Ook hadden IBM PC’s en klonen in het begin slechts een enkele (parallelle) ATA drive interface, die tegen de tijd dat de CD-ROM werd geïntroduceerd, al werd gebruikt om twee harde schijven te ondersteunen en die totaal niet in staat waren om verwisselbare media te ondersteunen, een drive die eraf zou vallen of van de bus zou worden verwijderd terwijl het systeem actief was, zou een onherstelbare fout veroorzaken en het hele systeem laten crashen. De eerste laptops voor consumenten hadden eenvoudigweg geen ingebouwde hogesnelheidsinterface voor de ondersteuning van een extern opslagapparaat. High-end werkstation-systemen en laptops waren voorzien van een SCSI-interface die een standaard had voor extern aangesloten apparaten.
Dit werd opgelost met verschillende technieken:
- Eerdere geluidskaarten konden een CD-ROM drive interface bevatten. Aanvankelijk waren dergelijke interfaces eigendom van elke CD-ROM-fabrikant. Een geluidskaart kon vaak twee of drie verschillende interfaces hebben die met het CD-ROM-station konden communiceren.
- Een methode om de parallelle poort te gebruiken voor gebruik met externe stations werd op een gegeven moment ontwikkeld. Deze interface werd van oudsher gebruikt om een printer aan te sluiten, maar ondanks de populaire mythe is dat niet het enige gebruik en bestaan er verschillende externe hulpapparaten voor de IEEE-1278 bus, met inbegrip van maar niet beperkt tot tapeback-up drives enz. Dit was traag, maar een optie voor lage-tot-midrange laptops zonder geïntegreerde of PCMCIA uitbreiding bus aangesloten SCSI.
- Een PCMCIA optische drive interface werd ook ontwikkeld voor laptops.
- Een SCSI kaart kon worden geïnstalleerd in desktop PC’s om te voorzien in een externe SCSI drive behuizing of om intern gemonteerde SCSI harde schijven en optische drives te draaien, hoewel SCSI typisch iets duurder was dan andere opties, met sommige OEM’s die er een premie voor vroegen.
Door het gebrek aan asynchronie in bestaande implementaties kan een optische schijf die beschadigde sectoren tegenkomt, ertoe leiden dat computerprogramma’s die toegang proberen te krijgen tot de schijven, zoals Windows Verkenner, vastlopen.
Inwendig mechanisme van een driveEdit
De optische stations op de foto’s zijn met de goede kant naar boven afgebeeld; de schijf zou er bovenop liggen. De laser en het optische systeem scannen de onderzijde van de schijf.
Met verwijzing naar de bovenste foto, net rechts van het beeldcentrum is de schijfmotor, een metalen cilinder, met een grijze centreernaaf en een zwarte rubberen aandrijfring bovenop. Er is een schijfvormige ronde klem, losjes vastgehouden in het deksel en vrij om te draaien; hij staat niet op de foto. Nadat de schijflade stopt met naar binnen bewegen, als de motor en de bijbehorende onderdelen omhoog komen, maakt een magneet aan de bovenkant van de draaiende assemblage contact en trekt de klem sterk aan om de schijf vast te houden en te centreren. Deze motor is een “outrunner”-achtige borstelloze gelijkstroommotor met een externe rotor – elk zichtbaar deel ervan draait rond.
Twee parallelle geleidestangen die tussen linksboven en rechtsonder op de foto lopen, dragen de “slede”, de bewegende optische lees-schrijfkop. Zoals op de foto te zien is, bevindt deze “slede” zich dicht bij, of op de plaats waar hij leest of schrijft aan de rand van de schijf. Om de “slede” tijdens continue lees- of schrijfbewerkingen te verplaatsen, draait een stappenmotor aan een leidschroef om de “slede” over zijn totale bereik te verplaatsen. De motor zelf is de korte grijze cilinder net links van de verste schokbreker; zijn as is evenwijdig aan de steunstangen. De aandrijfschroef is de staaf met gelijkmatig verdeelde donkere details; dit zijn de spiraalvormige groeven die in een pen op de “slede” grijpen.
In tegenstelling daarmee gebruikt het mechanisme op de tweede foto, dat afkomstig is van een goedkoop gemaakte DVD-speler, minder nauwkeurige en minder efficiënte geborstelde gelijkstroommotoren om zowel de slede te bewegen als de schijf te draaien. Sommige oudere drives gebruiken een gelijkstroommotor om de slede te bewegen, maar hebben ook een magnetische roterende encoder om de positie bij te houden. De meeste drives in computers maken gebruik van stappenmotoren.
Het grijze metalen chassis is op de vier hoeken schokbestendig gemonteerd om de gevoeligheid voor schokken van buitenaf te verminderen, en om het geluid van de drive als gevolg van resterende onbalans bij snel draaien te verminderen. De zachte schok-bevestiging grommets zijn net onder de messing-kleurige schroeven op de vier hoeken (de linker is onduidelijk).
In de derde foto, zijn de componenten onder het deksel van het lens-mechanisme zichtbaar. De twee permanente magneten aan weerszijden van de lenshouder zijn te zien, evenals de spoelen die de lens bewegen. Hierdoor kan de lens omhoog, omlaag, naar voren en naar achteren worden bewogen om het brandpunt van de lichtbundel te stabiliseren.
Op de vierde foto is de binnenkant van het optiekpakket te zien. Merk op dat, aangezien dit een CD-ROM drive is, er slechts één laser is, de zwarte component linksonder in het geheel. Net boven de laser bevinden zich de eerste focuslens en het prisma die de straal op de schijf richten. Het lange, dunne object in het midden is een half verzilverde spiegel die de laserstraal in verschillende richtingen splitst. Rechtsonder de spiegel bevindt zich de hoofdfotodiode die de door de schijf weerkaatste straal detecteert. Boven de hoofd-fotodiode bevindt zich een tweede fotodiode die wordt gebruikt om het vermogen van de laser waar te nemen en te regelen.
Het onregelmatige oranje materiaal is flexibele geëtste koperfolie die wordt ondersteund door dunne plastic platen; dit zijn “flexibele circuits” die alles verbinden met de elektronica (die niet wordt getoond).