專利名稱：盤(pán)狀光學(xué)存儲(chǔ)器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于二進(jìn)制信息的盤(pán)狀存儲(chǔ)器，這些二進(jìn)制信息是沿著一條螺旋形軌跡以凹坑和平面序列的形式連續(xù)不斷地存儲(chǔ)在一個(gè)平滑的光學(xué)基準(zhǔn)平面上，所存儲(chǔ)的二進(jìn)制數(shù)值由凹坑和平面的相互獨(dú)立的長(zhǎng)度來(lái)表示且可以按照干涉原理通過(guò)一束聚焦的、追蹤軌跡的激光束來(lái)讀出。本發(fā)明還涉及一種所謂的玻璃盤(pán)片(GLASSMASTER)的制造方法，這種玻璃盤(pán)片可由用于批量生產(chǎn)上述盤(pán)狀存儲(chǔ)器的鑄模制成。
現(xiàn)有的一種最普通的光學(xué)存儲(chǔ)媒介就是CD光盤(pán)，其重要特性已由IEC 908標(biāo)準(zhǔn)和1989年6月SONY公司和N.V.PHILIPS公司出版的《數(shù)字式CD音響系統(tǒng)說(shuō)明》進(jìn)行了描述。這種CD光盤(pán)具有以下特征信息以一條螺旋軌跡的形式連續(xù)地錄制在一個(gè)平滑的基準(zhǔn)面上，并且可以借助聚焦激光束在反射狀態(tài)下讀出。在該平滑基準(zhǔn)面上，聚焦直徑與約1微米的軌跡寬度相當(dāng)。在該軌跡范圍內(nèi)，有許多的槽形凹坑，即所謂的凹坑彼此相隨，它們?cè)谲壽E方向和徑向被該平滑基準(zhǔn)面區(qū)域相互分離。在軌跡方向上，位于相鄰凹坑之間的基準(zhǔn)面區(qū)域稱為平面。凹坑的寬度要小于軌跡寬度的一半。凹坑和平面的長(zhǎng)度表示所存儲(chǔ)的二進(jìn)制數(shù)值，即用這樣一種方式在軌跡方向上，一個(gè)凹坑和一個(gè)平面之間或者一個(gè)平面和一個(gè)凹坑之間的每一過(guò)渡段都看成是邏輯1，凹坑和平面的其余區(qū)域作為邏輯0。人們利用DE-PS 22 08 379中所公開(kāi)的相消干涉原理來(lái)檢測(cè)上述的段。這種檢測(cè)方法對(duì)于一個(gè)均勻的反射平滑表面可以達(dá)到其最佳值，此時(shí)，一方面，凹坑的深度正好等于讀取光束波長(zhǎng)的四分之一，另一方面，一半入射光落在有關(guān)的凹坑周圍的該平滑基準(zhǔn)面區(qū)域上(包括平面)，另一半在到凹坑的底部被反射。然后將反射光束的最大振幅調(diào)制提供給該凹坑和平面序列。實(shí)現(xiàn)一種光學(xué)存儲(chǔ)媒介的無(wú)接觸讀取數(shù)據(jù)的必要前提是從讀取光束的反射部分獲得軌跡跟蹤信號(hào)。該軌跡跟蹤信號(hào)在λ/4的凹坑深度時(shí)為零，而在λ/8的凹坑深度時(shí)達(dá)到其最大值。
因此，無(wú)論是CD光盤(pán)還是其他任何存儲(chǔ)媒介，按照同樣的讀取原理工作的光學(xué)存儲(chǔ)器，被用于使用λ/4的回收信息信號(hào)凹坑深度，更確切地說(shuō)凹坑深度約0.225λ。當(dāng)一個(gè)CD光盤(pán)是由折射率N＝1.46的透明聚碳酸酯制成時(shí)，眾所周知可以通過(guò)穿過(guò)該透明聚碳酸酯來(lái)讀出的一般波長(zhǎng)為780nm的激光束在聚碳酸酯中的波長(zhǎng)為534nm時(shí)，凹坑深度達(dá)到120NM。
DE-OS 41 21 505中公開(kāi)了一種前述類型的光學(xué)存儲(chǔ)媒介的改進(jìn)，其所達(dá)到的目的是通過(guò)所允許的凹坑深度的較大的公差而簡(jiǎn)化生產(chǎn)方法，特別是可以縮短利用噴射鑄造機(jī)模制存儲(chǔ)媒介的周期時(shí)間，而不會(huì)由此影響到該存儲(chǔ)媒介與一種給定類型的存儲(chǔ)媒介的兼容性。此外，根據(jù)該改進(jìn)型存儲(chǔ)媒介，設(shè)計(jì)一種直通槽來(lái)代替凹坑和平面序列，其深度調(diào)制成第一個(gè)對(duì)應(yīng)于凹坑的區(qū)域具有較大的深度，第二個(gè)對(duì)應(yīng)于平面區(qū)域具有較小的深度，其間呈階梯形級(jí)段。由此，第一個(gè)區(qū)域的深度正好等于前述讀取光束四分之一波長(zhǎng)的最佳值，而第二個(gè)區(qū)域的深度為波長(zhǎng)的十六分之一。
在已有類型的存儲(chǔ)媒介中，CD光盤(pán)已經(jīng)廣泛使用，并具有極高的經(jīng)濟(jì)意義?，F(xiàn)在，有關(guān)的生產(chǎn)者正面臨著日益嚴(yán)重的盜版和海盜產(chǎn)品的問(wèn)題。這種光學(xué)存儲(chǔ)媒介的生產(chǎn)方法已經(jīng)變成了現(xiàn)有技術(shù)，并為人們所熟練掌握，所以，無(wú)論是經(jīng)營(yíng)者還是最終的顧客都不可能區(qū)分海盜產(chǎn)品和原版產(chǎn)品。
因此，本發(fā)明所要解決的任務(wù)是提供一種通用類型的盤(pán)狀存儲(chǔ)器，它仿制極難，標(biāo)記特征經(jīng)久不變(形狀和尺寸基本上可以是任意)，且可通過(guò)光學(xué)方法清楚地辨別。
根據(jù)本發(fā)明，這一目的是這樣達(dá)到的即在光學(xué)基準(zhǔn)面上制作一種選定部分的全部平面作為可以與凹坑的深度相比平坦的凹槽。
結(jié)果是出人意料的，與按照這種方式所選出的敷設(shè)在光學(xué)基準(zhǔn)面上的平面的數(shù)目無(wú)關(guān)，如當(dāng)凹坑深度不是DE-OS 4121 505中所建議的0.25，而是在其他技術(shù)狀態(tài)下的0.225時(shí)，這種存儲(chǔ)媒介的兼容性并沒(méi)有受到損害。根據(jù)本發(fā)明的建議，允許生產(chǎn)者在生產(chǎn)過(guò)程中不必每個(gè)都附加費(fèi)用地就可以對(duì)于每個(gè)個(gè)別的存儲(chǔ)媒介，在一個(gè)或多個(gè)給定的位置上以一部分制成平面作為平坦凹槽的形式設(shè)置一個(gè)標(biāo)記。這種標(biāo)記在極端情況下可以小到足以包容少量平面，這樣只能用電子顯微方法才能看到它，也只有花費(fèi)相當(dāng)?shù)臅r(shí)間，當(dāng)位置處在該標(biāo)記上時(shí)才能被辨別。
自然地，這些嵌在光學(xué)基準(zhǔn)面中、用作存儲(chǔ)器標(biāo)記的平面在軌跡方向上不能直接連續(xù)，可由一個(gè)以上的凹坑和位于這些凹坑之間的“標(biāo)準(zhǔn)”平面分開(kāi)。此外，這些深嵌的平面無(wú)需具有相同的深度。在一個(gè)給定的深部區(qū)域內(nèi)，平面的深度可以是無(wú)規(guī)則的，或者是與所給出的樣式相區(qū)別。
還有一個(gè)進(jìn)一步的、出人意料的效果，即按照本發(fā)明所形成的平面，盡管只有讀取光束波長(zhǎng)的一小部分深嵌在光學(xué)基準(zhǔn)面中，所產(chǎn)生的效果是，用漫射的白光(如日光)照明便可看見(jiàn)，而且用裸眼可見(jiàn)到足夠數(shù)量的所制成的這類平面。一種優(yōu)選的實(shí)施方式是，設(shè)置在軌跡方向連續(xù)和/或在徑向相鄰、作為凹槽形成的平面形成一個(gè)宏觀圖案。該圖案根據(jù)光線入射角和觀察角通過(guò)不同的類似于所謂的透明水印的灰階由存儲(chǔ)器的剩余表面襯托出來(lái)。顯而易見(jiàn)，這樣制造出的可視圖案基本上可以是任意類型，如生產(chǎn)者的名稱或出版社或印刷公司的商號(hào)標(biāo)記，所存儲(chǔ)的程序材料的標(biāo)題或者是其他可描述的類似的東西。
權(quán)利要求3至5描述了作為凹槽所制成的平面的幾何形狀的可能情況。
權(quán)利要求1中描述了與凹坑的深度相比作為“平坦”凹槽的用作標(biāo)記的平面，權(quán)利要求5中則規(guī)定其最大深度為凹坑深度30％，該規(guī)定與以下情況有關(guān)，即由此制成的標(biāo)記位于為讀取存儲(chǔ)器所必需的存儲(chǔ)面內(nèi)。例如對(duì)于CD光盤(pán)，該存儲(chǔ)面對(duì)于所謂的程序區(qū)域還附加包含一個(gè)輸入?yún)^(qū)域和一個(gè)輸出區(qū)域。該區(qū)域之外的存儲(chǔ)媒介平面對(duì)于讀取過(guò)程以及放音裝置的正常功能而言是無(wú)足輕重的。此時(shí)，前面特別提到的限制取消了尤其是在光學(xué)基準(zhǔn)面中使用的存儲(chǔ)器標(biāo)記的深度。這意味著，對(duì)于凹坑和平面是布置在對(duì)讀取存儲(chǔ)器所必需的存儲(chǔ)面之外，深嵌在光學(xué)基準(zhǔn)面中的平面的深度可以任意，所以可以這樣進(jìn)行優(yōu)化，即如此制成的標(biāo)記與其他存儲(chǔ)面相比具有非常高的對(duì)比度，即使用裸眼也能容易地觀察出來(lái)。
本發(fā)明的進(jìn)一步的任務(wù)是，提供一種制造玻璃盤(pán)片的方法，借助于與通常的中間環(huán)節(jié)有關(guān)的方法可以生產(chǎn)帶有所建議的標(biāo)記的光學(xué)存儲(chǔ)器。該任務(wù)的解決是，在作為凹槽制作在光學(xué)基準(zhǔn)面上的平面的區(qū)域內(nèi)，將激光的強(qiáng)度減小一個(gè)數(shù)值，該數(shù)值在為讀取存儲(chǔ)器所必需的存儲(chǔ)面內(nèi)最大為產(chǎn)生凹坑的強(qiáng)度值的50％，而在該存儲(chǔ)面外部，該數(shù)值是位于一個(gè)在技術(shù)意義上的最小值和產(chǎn)生凹坑的強(qiáng)度的100％值之間。換句話說(shuō)，在標(biāo)準(zhǔn)平面區(qū)域內(nèi)，激光束象以往一樣射入，而在作為凹槽制作在光學(xué)基準(zhǔn)面中的平面，則切換到一較小的那個(gè)強(qiáng)度值，該數(shù)值可用于生產(chǎn)制作凹坑。如果作為凹槽制作在光學(xué)基準(zhǔn)面中的平面深度需要改變，則不同的深度值要對(duì)應(yīng)于不同的強(qiáng)度值。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明附

圖1為一張CD光盤(pán)的俯視圖，其上帶有根據(jù)前述建議所設(shè)計(jì)的“CD”標(biāo)記；附圖2是一張表面形狀圖，例如在附圖1中的“X”位置，放大約6000倍的斜視圖；附圖1中所描述的是僅僅針對(duì)給定類型的光學(xué)存儲(chǔ)器的CD光盤(pán)，其中三個(gè)位置顯示出一個(gè)僅助于理解用的透明水印的標(biāo)記“CD”，該水印標(biāo)記在整個(gè)反光的上表面上表示出可變的(較深的)灰度值。根據(jù)折射角的情況，所有三個(gè)標(biāo)記均能同時(shí)存在，但也有可能是只有一個(gè)或兩個(gè)標(biāo)記可見(jiàn)。
附圖2描述了一張從沖壓側(cè)看的表面形狀斜視圖。復(fù)現(xiàn)軌跡在左邊(任意)編號(hào)。軌跡1至6中的各槽由于明顯地放大而呈直線形，且在宏觀上呈螺旋形序列，這些軌跡表現(xiàn)為不同長(zhǎng)度的凹坑21和平面22與所描述的部分區(qū)域中存儲(chǔ)的二進(jìn)制信息相對(duì)應(yīng)的序列。換句話說(shuō)，平面22與涉及該光學(xué)基準(zhǔn)面的附屬區(qū)域的有關(guān)軌跡相關(guān)。
與在上面描述為小槽的情況相反，在軌跡7至10中平面是作為與剩下的不變的凹坑21的深度相比的平坦的凹槽23制作在光學(xué)基準(zhǔn)面中?？梢钥吹?，如此變化的平面有一個(gè)U形橫截面輪廓且僅僅比凹坑21稍窄。如果不是用已知的激光光學(xué)方法或照相方法制出凹坑21和平面22或23，而是例如借助于一個(gè)記錄針在所謂的唱片盤(pán)片上作出來(lái)的話，則不僅是凹坑21還有平面23都將具有與記錄針橫截面互補(bǔ)的橫截面形狀，且總是一個(gè)V形橫截面。由于平面小于且尤其是較小于總計(jì)凹坑深度的20％，因此平面必須具有一個(gè)實(shí)際上要比凹坑稍小的寬度(未畫(huà)出)。
在前述實(shí)施例中，附圖1所示CD光盤(pán)的表面區(qū)域上，布置有透明水印類的“CD”標(biāo)記，平面23作為平坦凹槽來(lái)制作或錄制，而所有其他的表面區(qū)域仍然作為通常的平面22。如果不是選擇此處描述的宏觀標(biāo)記“CD”，則應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)帶有“隱含”標(biāo)記的盤(pán)狀光學(xué)存儲(chǔ)器，該標(biāo)記用肉眼且如有可能用顯微鏡也是無(wú)法辨認(rèn)的，對(duì)此只需要根據(jù)本發(fā)明把所制作的平面23的數(shù)目相應(yīng)地減少，并只在該存儲(chǔ)器制造者所知道的位置制作。此外，通常的平面22和按照本發(fā)明制作的平面23可以排列在一個(gè)體現(xiàn)二進(jìn)制信息的相同的軌跡內(nèi)。
原則上，制作前述類型的盤(pán)狀光學(xué)存儲(chǔ)器的出發(fā)點(diǎn)是在一個(gè)上面罩有一層感光漆層玻璃盤(pán)片上，用激光進(jìn)行軌跡式曝光。凡被曝光的地方，在沖洗出該玻璃盤(pán)片之后，出現(xiàn)作為凹坑的已標(biāo)記的凹槽。如果僅要記錄按照前述類型的平面23，則在相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，該曝光激光束的強(qiáng)度應(yīng)是減小到這樣一個(gè)數(shù)值，即，產(chǎn)生凹坑強(qiáng)度值的百分之十幾，不應(yīng)減小到零。
權(quán)利要求
1.一種用于二進(jìn)制信息的盤(pán)狀光學(xué)存儲(chǔ)器，該信息沿著一條螺旋形軌跡，以凹坑和平面的序列連續(xù)存儲(chǔ)在一平滑的光學(xué)基準(zhǔn)面上，凹坑和平面的彼此獨(dú)立的長(zhǎng)度表示所存儲(chǔ)的二進(jìn)制數(shù)值，這些數(shù)值可以借助于一束聚焦的、跟蹤軌跡的激光束根據(jù)干涉原理讀出，其特征在于，將一種選定部分的全部平面作為可以與凹坑(21)的深度相比的平坦的凹槽(23)而制作在光學(xué)基準(zhǔn)面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的存儲(chǔ)器，其特征在于，在軌跡方向順序排列和/或在徑向相鄰的、作為凹槽設(shè)置的平面(23)有一個(gè)宏觀的圖案。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的存儲(chǔ)器，其特征在于，作為凹槽設(shè)置的平面(23)有一個(gè)U形橫截面輪廓，其寬度約為凹坑(21)的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的存儲(chǔ)器，其特征在于，作為凹槽設(shè)置的平面有一個(gè)V形的橫截面輪廓，其寬度小于凹坑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的存儲(chǔ)器，其特征在于，作為凹槽設(shè)置的平面(23)的深度比凹坑(21)深度的30％稍小。
6.一種用于根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的盤(pán)狀光學(xué)存儲(chǔ)器的玻璃盤(pán)片的制作方法，包括用激光在欲形成凹坑的區(qū)域中對(duì)該玻璃盤(pán)片的感光漆層進(jìn)行軌跡式曝光，此后沖洗該玻璃盤(pán)片直到在曝光位置構(gòu)成凹槽，其特征在于，在作為凹槽設(shè)置在光學(xué)基準(zhǔn)面上平面區(qū)域內(nèi)的激光強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)減小至一個(gè)數(shù)值，該數(shù)值在對(duì)于讀取存儲(chǔ)器所必需的存儲(chǔ)面內(nèi)最大達(dá)到產(chǎn)生凹坑的強(qiáng)度的50％，在該存儲(chǔ)面外，該數(shù)值是位于一個(gè)在技術(shù)意義上的最小值和產(chǎn)生凹坑強(qiáng)度的100％之間。
全文摘要
一種用于二進(jìn)制信息的盤(pán)狀光學(xué)存儲(chǔ)器，該信息沿著一條螺旋形軌跡以凹坑和平面的形式被連續(xù)存儲(chǔ)，可以借助于激光根據(jù)干涉原理讀出，通過(guò)以下方法可以制作出不可變和防偽標(biāo)記，即，選擇一組與凹坑相對(duì)應(yīng)的平面作為凹坑制作在光學(xué)基準(zhǔn)面上。該標(biāo)記基本上可以是任意形式，可以小到只能通過(guò)電子顯微方法才能看見(jiàn)，也可大到用肉眼在白光下即可辨認(rèn)。
文檔編號(hào)G11B7/0045GK1103539SQ94190109
公開(kāi)日1995年6月7日 申請(qǐng)日期1994年3月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月8日
發(fā)明者希爾瑪·希埃梅 申請(qǐng)人:聲音和信息載體股份有限公司索諾布累斯生產(chǎn)公司