CN1250540A - 用于光盘的定制图示 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在信息区域(25)中具有高对比度图像(22)的光盘(20)以及形成这种图像的方法。该光盘包括一个信息区域,其中信息区域被规定为能够包含可以由光盘重放机阅读的数据的区域。数据包含在信息区域内。一个可视的高对比度图像形成在信息区域内。该方法可以包括提供一个先期记录的母盘(60),此母盘包括一个盘基底(62)和一个位于其上的光敏层(64)。光敏层的一部分可以采用一个掩模工艺(67)去除直到此母盘的信息区域内的基底,从而形成高对比度图像。
Description
本发明总体上讲是涉及光盘。具体地讲，本发明包括一种光盘和一种形成这种盘的方法，该光盘在盘信息区域内具有高对比度图像。该方法可以包括采用一个图像掩模，在预记录的母盘的引出区域(lead-out areas)中，使高对比度图像形成在衍射光栅中。
诸如CD-ROM(小型致密盘-只读存储器)或DVD(数字式多功能盘或数字视盘)媒体之类的光盘，将数据存储为在较高“平台(lands)”的一个平面内形成的一系列较低的“凹坑(pits)”。凹坑按螺旋轨道排列，此轨道从盘中心环形边缘开始并结束于盘外缘。数据可以被视为位于从中心环形边缘沿径向间隔开的一系列轨道中。
轨道通常开始于靠近中心环形边缘的“前用户数据(pre-userdata)”区域中。前用户数据包含盘本身的描述符信息。一个“用户数据”区域紧接前用户数据区域设置，并且包含盘的数据。一个“引出”区域紧接用户数据区域设置，靠近盘的外边缘。引出区域不包含用户数据，但可以包含凹坑组成的一个图形，此图形可以是重复的图形或任意的图形，它不具有数据读出值或信息内容(量)。前用户数据区域、用户数据区域和引出区域共同构成盘的“信息区域”。
信息内容被编码于稍微呈弧形的圆周排列的凹坑中。从显微镜下看，轨道由一系列凹坑组成。当用肉眼观察时，排列好的凹坑好象形成一个连续的沟槽，螺旋形的沟槽形成一个衍射光栅。衍射光栅反射不同颜色的光，正如Bragg(布喇格)定律所描述的。
在引出区域中，螺旋轨道可以是一个连续的螺旋沟槽，它具有一个很长的凹坑，这不是为信息内容形成的，而是为表观形成的。因此，尽管光盘可以包含一个到外缘的螺旋图形，但仍可能存在很少的用户数据，引出区域构成了数据稀少的盘(sparsely populated disc)的盘表面的绝大部分。在甚至数据全填满的盘中，引出区域包括靠近外缘的几个毫米。
母盘通常是这样制造的：用光敏层(例如光刻胶)涂敷一个玻璃基底，尔后烘烤涂敷的基底。然后，采用一个激光器对与以后要形成的凹坑相对应的不同长度的圆弧的螺旋图形中的光刻胶部分进行曝光。此后使母盘显影，曝光的区域被清洗去除而形成凹坑。未曝光的区域保留形成较高“平台”的一个平面。这样，这种母盘就被称为“预记录的”光盘。例如，预记录的光媒体可以包括CD-ROM、DVD、激光影像视盘(laser vision)等。
母盘被用作一个模具，用以形成一个或多个较硬的、金属化的“压模”，压模具有与母盘中的凹坑相对应的凸起。压模用于通过注模工艺形成光盘，最终形成的光盘具有凹坑，这些凹坑对应于压模中的凸起和对应于母盘中的凹坑。
在CD-ROM中，可读的侧面包括一个透明的聚碳酸酯底层，此底层上具有一个反射层，反射层上又具有一个保护“漆”层，它可以包括一个标记(label)。可读的侧面通常面朝下放置在一个激光阅读机的上方，激光阅读机(发射的光)穿过透明层到达具有凹坑的单一反射层。作为一个例子，在预记录的媒体中，凹坑是这样形成的，即能给出一个相对于平台具有高对比度的信号。
DVD是具有比CD-ROM增大的容量的光盘。在一个例子中，这是部分地通过双面盘实现的。双面DVD具有两个反射层，每个反射层均面向外，这就需要翻转盘以阅读每一面，或者需要一个附加的装置来阅读第二面。诸如DVD之类的双面媒体需要每一面都是透明的，并且由此具有一种特殊的标记要求，因为用漆和标记覆盖一面不再是可能的。在包含数据的区间中，对于激光而言，盘上的任何标记或图像都必须既是可视的又是透明的。
前面描述的光盘的标记是重要的。标记可以用作盗版阻止手段。光盘上的数字数据可以很好地被阅读，并且可以无限量地完美再现。采用与制造原始标记使用的技术相似的技术，CD-ROM的涂漆面上的标准的印刷标记也可以容易地再现。标记要求在母盘或压模本身上形成原图，这需要做非常多的工作和/或特殊的设备，以制造能够被当作原盘的拷贝。
一种标记光盘的已知方法描述于美国专利5607188中，此专利是1997年3月4日颁布的，其名称为“为定特标识而对光盘进行标记的方法”。上述参考专利包括一种这样标记的光盘：将一个低对比度图像诸如“水印”加到光盘基底上。此图像为设置在盘的用户数据区域中的低对比度图像，并且其中包括光学方式可读的编码数据。
希望按这样的方式对盘进行标记：将盘标识为真正的即由授权机构制造的。希望具有这样一种光盘，即在盘的信息区域中包括高对比度图像，诸如标识、字母数字字符或符号。另外，希望具有一种方法，用于高对比度标记或者将高对比度图像置入盘的信息区域内，这是在母盘平面上实现的并且不需要采用激光技术。
本发明是关于一种在盘的信息区域中具有高对比度图像的光盘和一种在光盘的信息区域中形成高对比度图像的方法。包括一种在母盘的引出区域中形成高对比度图像的方法的本发明可以包括采用一个图像掩模和一个光源。
在一个优选实施例中，本发明包括一种光盘，其中形成有高对比度图像。光盘包括一个信息区域，其中信息区域被规定为能够包含可以由光盘重放机阅读的数据的区域。一个光学可视(opticallyviewable)的高对比度图像形成在信息区域内。信息区域可以包括多个平台和凹坑，其中光学可视的高对比度图像是由一个无平台区域界定的，此区域设置在包括平台和凹坑的区域内。另外，用户数据可以包含在信息区域内。在一个实施例中，用户数据邻近高对比度图像设置。
信息区域可以包括一个数据内容区域和一个引出区域，其中，光学可视的高对比度图像位于引出区域内。信息区域还可以包括一个前用户数据区域。在一个实施例中，用户数据位于数据内容区域内。
该方法可以包括提供一个玻璃基底，此基底由一个光敏层覆盖。在一个实施例中，一个衍射图形掩模被用作图形掩模，此衍射图形掩模具有螺旋图形或同心圆图形。在另一实施例中，一个由多个点组成的任意图形被用作图形掩模。图像掩模介于母盘和光源之间，并且光敏层被曝光需要的时间周期，以由此在母盘上形成图形。随后，光通过一个图像掩模投射至光敏层足够的时间，以使光敏层的全部或几乎全部去除，直到基底平面。曝光的母盘被显影，从而去除与图形和图像掩模相对应的区域中的光敏层。在一个实施例中，图形和图像掩模是组合的。
在一个单面(光盘)实施例中，所形成的母盘可以具有一个信息区域，此信息区域包括一个内侧的前用户数据区域、一个用户数据区域和一个外侧的引出区域。图像可以位于信息区域内，尤其是可以位于引出区域内。用户数据由光敏层内的圆周排列的凹坑构成，这些凹坑沿一个螺旋路径设置，好象一个连续的螺旋。高对比度图像可以由衍射图形中的多个区域构成，在这些区域中衍射图形光栅被去除，基本上达到玻璃基底平面和/或与母盘数据凹坑的底部平齐。
所形成的高对比度图像比前述的用户数据区域内的低对比度图像更容易由肉眼阅读。高对比度图像可以使用在双面盘的数据稀少的侧面上，用以示列盘内容。图像还可以被用作再现原版记号的困难因素，以使得仿冒更难。这种制造在信息区域内具有高对比度图像的母盘的方法不需要采用费时的激光工艺来焙烧(burning)图像。
参照以下的详细说明并结合附图，本发明的其它目的和许多附带的优点将更容易理解，全部附图中相同的参考符号表示相同的部分，其中：
图1是一种光盘的可读侧面的平面图，在该盘的信息区域中具有一个高对比度图像；
图2是沿图1中的线2-2截取的局部剖视图；
图2A是沿图1中的线2-2截取的局部剖视图，它显示出根据本发明的一种双面光盘，该光盘在信息区域内具有高对比度图像；
图3显示出根据本发明的形成母盘的方法的一个步骤；
图4显示出根据本发明的形成母盘的方法的另一个步骤；
图5是显影之后的图3和4所示母盘的剖视图；
图6显示出根据本发明的形成母盘的另一种方法。
虽然CD-ROM光盘被用于这里描述的示范性实施例中，但应当理解，本发明所属领域包括所有类型的光数据盘，它们具有包含于数据结构(这里称为数据特征)中的信息以及用于数据特征的基准方式(referenced plan)。在光数据盘的各种格式中，数据特征可能包括数据凹坑、沟槽、凸起或脊条以及平台或平台区域。这包括目前的声频CD、CD-R、CD-ROM和视盘、DVD以及采用这里描述的数据特征的未来格式。光盘的定义还包括各种类型的磁光盘，这些磁光盘为跟踪和地址识别而普遍采用诸如沟槽或凹坑之类的数据特征，即使数据随后被按磁光方式记录。
正如前面描述的，光数据盘的制造通常包括三个总的步骤：制造母盘、制造压模和制造复制盘，复制盘是最终的产品。虽然工艺步骤的特定技术条件会有所不同，但这三个步骤几乎总是要涉及的。母盘常常是制备于一个玻璃盘上，玻璃盘被涂敷光刻胶并且由调制的激光束曝光，通过选择性地将光刻胶的多个区域曝光，激光束将数据写在母盘上，在显影之后，相对于可以由未曝光的区域形成的参考平面而言，这些(被曝光的)区域就变成了光编码数据特征。然后，由母盘制造一个压模，它具有数据特征的镜像图形。此后，通过各种注模或压制工艺，压模被用于大量制造复制盘。每张复制盘具有相同的数据图形，这些图形是最初形成在母盘上的图形(或者相反，即凸起代替了凹坑，这取决于盘的哪一面被阅读)。
本发明通过这里描述的特定工艺步骤，在母盘上(在盘信息区域中)形成高对比度标志，包括标记、图像或真实性标志。由于这是在母盘上实施的，不需要改变制造压模和复制盘的步骤，并且按此方式，随后可以采用已有的压模和复制盘制造方法产生复制光数据盘，在这种盘的信息区域内具有高对比度图像。
本发明的一个优选实施例采用在母盘的表面上盘的信息区域中的高对比度可视衍射效应形成图像，此图像随后在复制过程中被转移至最终的光数据盘。盘上的数据特征给出肉眼可以看到的高对比度的周期性衍射光栅的表观。本发明的这个实施例将独特的图像、图形(一个或多个)置于光盘上信息区域内，它可以被与正常的或由于数据特征导致的背景衍射光栅效应对比观察，从而给出选择区域中的图像表观。
图1显示出根据本发明的光盘20的可读侧面，它具有一个高对比度图像22。虽然示出了IMATION标识，但应当理解，几乎任何图像或字符都可以在盘基底内形成。所示的这个侧面能够由激光器照射和阅读。盘20可以是诸如CD-ROM或DVD光盘之类的光盘。相反的侧面(图1中未示出)可以是不透明的、带标记的涂漆侧面或者是第二可读侧面。盘20包括内边缘23、内圆环24、信息区域25、外圆环32和外边缘34。
信息区域25被定义为盘上能够包含用户数据的区域。信息区域25包括前用户区域26、用户数据区域28和引出区域30。前用户区域26通常包含关于盘内容的信息，例如描述符(descriptor)信息。用户数据区域28包含用户可以存取的(accessible)盘内容。引出区域30通常呈现为与用户数据区域相似的螺旋轨道，但可能不包含光盘重放机可以阅读的信息。
信息区域25是可以进行信息存储的区域，尽管当盘上仅对很少的用户数据编码时，其大部分可能被引出区域30占据。信息区域25包含高对比度图像22，诸如所示的由一个设计图案和字母数字字符组成的IMATION标识。如图所示，高对比度图像22处于信息区域25的引出区域30中。
在图2中显示出沿图1的2-2线截取的光盘20(包括图像22)的部分剖面图。盘20包括数据基底40、反射层41和保护基底42。反射层41设置在数据基底40和保护基底42之间。
数据基底40总体上是透明的并且包括一系列平台50和凹坑52。平台50和凹坑52处于数据区间54内。数据基底40还包括图像区间56，它形成图像22的一部分。包含图像22的一部分的图像区间56未设有平台50。在图像区间56中没有平台50，结果是获得了光学可视的高对比度图像22。
区间54和56看上去是不同的，因为区间56没有衍射图形。通过相对比的区间54和56形成的图像22使得获得了“高对比度”图像，因为区间54包括凹坑52，而区间56没有平台50，即平台50基本上(如果不是完全的话)不存在。
反射层41在数据基底40上延伸。更具体地讲，反射层41淀积在包括平台50和凹坑52在内的数据区间54和图像区间56上。保护层42覆盖反射层41。
通过数据基底40，光盘30被阅读，正如阅读侧箭头58所示的。在单面盘中，被称为非阅读侧面59的相反侧面可以是透明的或者包括盘标记。在一个优选实施例中，数据基底40是透明的并且由聚碳酸酯形成。反射层41由具有约70％的反射率的反射材料形成，诸如铝或金。保护基底42由不透明的或透明的漆形成。如果漆是透明的，并且非阅读侧面59上不包含标记，那么图像22的背面可以通过非阅读侧面59观视。
通过盘诸如凹坑52可以确定一个参考平面。平台50和凹坑52相对于参考平面的高度之差形成数据特征图形，其足够高，以便对于用户数据区域54中的数据是光学方式可读的。在图像区域56中，平台50和凹坑52不再是光学方式可读的，但是光学可视的，以基本上没有平台50的结构形成了高对比度图像22。在一个优选实施例中，平台50至少被去除到凹坑52的水平。
在图2A中大体上示出了根据本发明的双面光盘20的部分剖视图。双面光盘20是通过将两个单层(面)光盘固定在一起形成的，每个单层光盘与上述的单层光盘20相似。如图所示，两个单层光盘采用粘结层57固定在一起。双面光盘20包括第二阅读侧面58a和第二数据基底40a。与数据基底40相似，数据基底40a包括平台50a和凹坑52a。另外，第二侧面58a包括第二数据区间54a和第二图像区间56a，其中形成高对比度图像。采用这个实施例，可以在双面光盘20的每一侧上的信息区域内设置高对比度图像。例如，双面光盘20的第一侧面可以在信息区域内包括用户数据和盘名称，第二侧面可以包括附加的用户数据和高对比度图像，用于显示盘20的目录。
如上所述，复制光盘是通过一个金属化的压模盘从母盘(复)制成的。图3-6显示出根据本发明的母盘60和制备母盘60的方法，母盘60具有一个衍射图形，母盘用于制造复制盘20，复制盘20在其信息区域25中具有一个高对比度图像22。
在图3中，制备母盘60的工艺包括提供一个玻璃基底62，此基底涂覆有一个光敏层64。在一个示范性实施例中，光敏层64可以采用一个底层(未示出)固定至基底62。光敏层64响应一个光源。在一个实施例中，基底62是由玻璃或石英制成的，光敏层64是由光刻胶制成的。
一个图形掩模66设置在光敏层64的平面之上并与之平行。在一个实施例中，图形掩模66可以包括在一个玻璃基底上的一个铬图形。在与希望的图形对应处，玻璃基底上没有铬。在一个优选实施例中，图形掩模66是一个衍射图形掩模。将形成的螺旋轨道与用户数据区域中的凹坑的螺旋轨道相似，但此螺旋轨道是连续的沟槽。在另一实施例中，图形掩模66是任选的图形掩模。在一个实施例中，一种任选的图形掩模是一个由看似随意布置的多个点组成的图形。
一个光源68用于将掩模66上的图形转移至母盘60。在一个实施例中，光源是UV(紫外)光源。在一个示范性实施例中，UV光源可以包括一个水银灯或者一个激光光源。图形掩模66设置在母盘60与光源68之间。在工作时，发射光71的光源68设置在图形掩模66之上，并且光敏层64暴露于光71一段时间，这段时间应足以产生所需的反应。曝光反应量取决于光源和暴露于光源的时间长度。
在一个优选实施例中，母盘60是一个预记录的母盘，这意味着用户数据已编码于盘上。在一种方法中，母盘60是采用激光束记录器预记录的，以通过使与将来的数据凹坑对应的区间中的光刻胶曝光而记录数据，正如本领域所公知的那样。当根据本发明对母盘60进一步曝光时，用户数据、衍射图形和图像均可在一个显影步骤中形成。
还应当理解的是，母盘60可以不被预记录，并且可以采用一个与图像掩模66相似的掩模将前用户数据和用户数据部分编码，但是对数据凹坑进行编码，而不是简单地对任意的衍射图形进行编码。在这个实施例中，不需要激光束将数据写至盘上或在盘上形成图像。
图4显示出母盘60的进一步的工艺，以在母盘60中形成与高对比度图像22对应的一个图像。一个图像掩模67设置在光敏层64的平面上方并且与之平行。光71用于进一步曝光光敏层64。图像掩模67用于在母盘60上形成图像，诸如图1的图像22。在一个实施例中，图像掩模67是以一个图像的形式由不透UV光的任意材料制成的。基底没有与希望的图像图形对应的材料。曝光时间和强度足以保证在曝光的区域(诸如开口的掩模区域65)中将不留下平台或者仅仅留下很小高度的平台。在所示的优选实施例中，掩模67中的开口之下的光敏层64被完全去除而到达玻璃基底。从图形掩模的先期曝光由此叠加至区域65中。在封闭的掩模区域中，诸如区域63中，没有光到达光敏层64，使得先期的图形掩模66曝光没有改变。
参照图5，母盘60被显影，仅仅留下光敏层64的部分。现在光敏层64包括一个图形区间74和一个低平区间75，前者对应于掩模区域63(图4)，后者对应于透光的掩模区间65。在一个实施例中，图形区间74是一个衍射图形，它包括一系列母盘平台72和母盘凹坑70。
母盘60是复制盘(诸如光盘20)的原版盘，复制盘将在模压/盘模制工艺中从母盘60(复制)形成。区间75对应于复制光盘20上的图像22的一部分。由母盘凹坑70的底部可以总体上界定一个平面。在区间75内，母盘平台72已被采用上述的图像掩模工艺全部去除，而达到由凹坑70的底部界定的平面。在一个优选实施例中，母盘平台72在区间75内被全部去除，暴露出基底62(和/或光敏层64与基底62之间的粘结层)。通过去除与希望的图像22对应的图形中的母盘平台72，采用母盘60形成的复制盘20中将具有一个高对比度图像。
母盘60用于形成金属化的压模，如前面所述。压模将具有与母盘凹坑70对应的脊或压模凸起。压模可用于制造复制盘，诸如图1中的盘20，复制盘具有与图5中的母盘凹坑70对应的凹坑52。为了形成双面光盘，可以采用粘结剂将两个单独模压的单层光盘在其非可读侧面固定在一起(如图2A所示)。
参照图6，此图示出了根据本发明的形成母盘60的另一种方法。本发明(方法)包括将图形掩模66(图3)和图像掩模(图4)的功能组合成一个组合掩模73。采用组合掩模73可以省去前述的两个曝光步骤之一。
所形成的图像是高对比度的，因为这些图像是高平台表面和低表面水平与凹坑的底部之间的差异形成的，并且在图像区域内没有凹坑。包含图像的盘区域不允许用户数据由光盘重放机阅读。相对于仅仅由曝光得到的可以光学阅读的图像而言，所得到的高对比度图像可以用于在光盘上盘信息区域中形成更容易阅读的标记和图像。高对比度图像是通过将平台的高度降低至零或几乎为零至少达到凹坑底部的水平而形成的。这在包含用户数据的区域中是不可能的，因为数据存在于分离凹坑的平台中。由于这个原因，该方法在信息区域引出区域中是适合的，此区域通常具有一个衍射图形，但没有用户数据。本发明可以应用于盘的信息区域中，但在包含用户数据的区域之外。并且不能由光盘阅读机阅读。
高对比度图像可以用于核查真实性和描述盘内容。在双面光盘实施例中，如果在一个侧面上具有很少数据或没有数据，高对比度图像可以用作标记和示列此数据稀少的侧面上的盘内容。图像可以位于周期性的衍射图形或者任意的图形区域内。
在所形成的光盘20的表面结构中，高对比度图像22是人眼可以看到的。这是因为高对比度图像22已去除了整个平台表面结构部分，包括任何位置信息。
上述的在盘的信息区域中形成高对比度图像的方法不需要采用费时的激光束记录工艺。另外，由于所形成的图像为高对比度图像，盘上的引出区域可以用于包含重要的信息，诸如盘目录、标识或其它信息。从图像掩模工艺形成的母盘允许采用常规的盘模制工艺形成复制盘。
虽然这里描述的工艺涉及“正”图像形成工艺，但应当理解的是，采用相同的掩模技术，母盘也可以形成为具有负图像。具体地讲，掩模的图像部分不允许光穿过而到达光敏层，于是当母盘显影时，剩余的光敏层为图像的形状，其余部分为被清洗去除达到母盘基底的部分。
在前面的描述中，已经阐明了由本说明书涵盖的本发明的许多特征和优点。不过，将能理解的是，在许多方面，本公开说明书仅仅是描绘性的。在不超出本发明的范围的情况下，可以作出细节方面的改变，尤其是形状、尺寸和各部分的排列等方面的改变。当然，本发明的范围由所附权利要求书的文字限定。
Claims (10)
1.一种光盘(20)，其中形成有高对比度图像(22)，该光盘包括：
一个信息区域(25)，其中信息区域被规定为能够包含可以由光盘重放机阅读的数据的区域；
包含在信息区域内的数据；和
一个光学可视的高对比度图像(22)，此图像是采用掩模工艺(67)形成在信息区域内的，其中，信息区域包括多个平台(50)和凹坑(52)，并且，光学可视的高对比度图像是由一个无平台区域(56)界定的，此区域(56)由包括平台和凹坑的区域(54)所围绕。
2.根据权利要求1的盘，其中，用户数据邻近高对比度图像设置。
3.根据权利要求1的盘，其中，信息区域包括一个数据内容区域(28)和一个引出区域(30)，其中，光学可视的高对比度图像位于引出区域内。
4.根据权利要求3的盘，其中，信息区域还包括一个前用户数据区域(26)。
5.根据权利要求3的盘，还包括：
用户数据，它分散在信息区域内；并且
其中，用户数据位于数据内容区域内。
6.一种在光盘母盘(60)中形成高对比度图像(22)的方法，该方法包括以下步骤：
a.提供一个先期记录的母盘，此母盘包括一个基底(62)，基底表面上具有一个光敏层(64)；和
b.去除所述光敏层的部分直到靠近基底表面的位置，此步骤包括：提供一个图像掩模(67)，此掩模上具有一个图像；提供一个光源(68)；将所述图像掩模置于所述光敏层和所述光源之间；并且使所述光源通过所述图像掩模将光(71)投射至所述光敏层。
7.根据权利要求6的方法，其中，所述图像掩模还包括一个衍射图形或一个任意图形。
8.根据权利要求6的方法，其中，所述光盘母盘包括在所述光敏层中的凹坑，所述凹坑具有一个最低平面，其中所述高对比度图像是通过去除所述光刻胶直到大致与所述凹坑的平面平齐的平面而形成的。
9.根据权利要求6的方法，其中，所述高对比度图像是通过去除所述光敏层直到大致与所述基底的平面平齐的平面而显影的，由此暴露出基底表面。
10.根据权利要求6的方法，其中，所述光盘母盘包括在所述光敏层中的凹坑，所述凹坑具有一个最低平面，其中所述高对比度图像是这样形成的：去除所述光刻胶直到一个平面，此平面充分地接近所述凹坑的最低平面，以使得在所述图像的区间中任何数据都是不能阅读的。
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