DE2727189A1

DE2727189A1 - Optisch beschreibbarer und lesbarer informationsaufzeichnungstraeger und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2727189A1
Application number: DE19772727189
Authority: DE
Inventors: Francois Le Carvennec; Henriette Magna; Claude Puech; Michel Thirouard
Original assignee: Thomson-Brandt SA
Current assignee: Thomson-Brandt SA
Priority date: 1976-06-18
Filing date: 1977-06-16
Publication date: 1977-12-29
Also published as: FR2355337B1; FR2355337A1; NL7706584A; JPS52156605A

Description

Paifir.ianwältr Dipl-Ina Oipl.-Chem. OipL-lng. E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. LeisöJ 727189 Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

THOMSON - BRANDT 15. Juni 1977

173ι Bd. Haussmann

75008 PARIS / Frankreich

Unser Zeichen: T 2211

Optisch beschreibbarer und lesbarer

Informationsaufzeichnungsträger und

Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf die Informationsspeicherung in Form von beugenden Milcroelementen, deren Abmessungen in der Größenordnung von einem Mikron liegen. Eine solche Speicherung ermöglicht das optische Lesen von Aufzeichnungsträgern, auf denen Informationen mit sehr großer
Dichte gespeichert sind. Wenn die aufgezeichneten Informationselemente von der gleiphen Größenordnung wie die Staubteilchen oder Kratzer sind, welche die beschriebene Oberfläche beeinträchtigen können, müssen Vorkehrungen gegen diese Beeinträchtigungen getroffen werden, damit das optische lesen der Informationsaufzeichnungsträger nur einen geringen Fehleranteil ergibt. Wenn die auf
einem Informationsträger aufgezeichneten Informationen

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eine durch ein Videosignal winkelmodulierte Trägerschwingung darstellen, wird die Güte des wiedergegebenen Bildes durch den Einfluß von gegebenenfalls auf der Aufzeichnungsfläche liegenden Staubteilchen nur wenig beeinträchtigt. Wenn jedoch die Anwendung auf dem Gebiet der Datenverarbeitungstechnik liegt, muß der Fehleranteil sehr gering und nach Möglichkeit Null sein. Es ist daher erforderlich, jeden Einfluß von Staubteilchen und ganz allgemein jeden äußeren Kontakt mit der zu beschreibenden bzw. beschriebenen Fläche zu vermeiden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Aufzeichnungsträgers, der optisch beschreibbar und lesbar ist und so ausgebildet ist, daß die Informationsträgerflächo vor der Einwirkung von Staubteilchen und anderen äußeren Einflüssen geschützt ist. Ferner wird mit der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen InformaticnsaufZeichnungsträgers geschaffen, bei welchem die Schicht aus dem Aufzeichnungsmaterial in einer staubfreien Atmosphäre zwischen zwei Schichten eingeschlossen wird, von denen wenigstens eine lichtdurchlässig ist. Die Informationen werden durch die lichtdurchlässige Schicht hindurch optisch auf dem Aufzeichnungsmaterial aufgezeichnet, wobei das Aufzeichnen so erfolgt, daß kein Entwickeln oder gegebenenfalls nur ein thermisches Entwickeln notwendig ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 bis 3 verschiedene Ausführungsformen des Informationsaufzeichnungsträgers nach der Erfindung,

Fig. 4 eine Anordnung zum Beschreiben eines Informationsaufzeichnungsträgers nach der Erfindung und

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Pig. 5 eine Anordnung zum Lesen eines mit reflektiertem Licht lesbaren Informationsaufzeichnungsträgers nach der Erfindung.

Die nachstehend beschriebene Informationsträgerplatte wird in einer staubfreien Atmosphäre hergestellt, und das Beschreiben und das Lesen erfolgen anschließend ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen.

Fig. 1 zeigt einen Informationsträger in Form einer mit Eigenschutz versehenen Platte, die nach dem folgenden Verfahren hergestellt wird:

In einer ersten Herstellungsstufe wird eine lichtdurchlässige Platte 1 aus Glas oder Kunststoff mit einer Schicht 2 aus einem Aufzeichnungsmaterial überzogen. Die Platte 1 weist eine Ebenheit auf, die mit dem richtigen Betrieb der Aufzeichnungs- und Lesevorrichtungen vereinbar ist; dies bedeutet, daß die Unebenheiten kleiner als der vertikale Regelbereich dieser Maschinen sind. Die Dicke der lichtdurchlässigen Platte liegt in der Größenordnung von 1 Millimeter. Ein auf die Platte 1 auftreffendes Schreiblichtbündel (oder Leselichtbündel), das eine numerische Öffnung in der Größenordnung von 0,5 hat, hat somit einen Durchmesser in der Größenordnung von der Dicke der Platte 1, also in der Größenordnung von 1 Millimeter. Staubteilchen, Kratzer oder sogar Fingerabdrücke, welche die Außenfläche des Informationsaufzeichnungsträgers beeinträchtigen, ergeben somit keine merklichen Änderungen in der Lichtenergieverteilung des Schreibflecks (bzw. des Leseflecks).

Bei verschiedenen Anwendungen, beispielsweise auf dem Gebiet der Datenverarbeitung, ist es erwünscht, daß das Aufzeichnungsmaterial direkt beschreibbar ist, d.h. kein

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Entwickeln erfordert. Die soeben aufgezeichnete Information kann dann sofort wieder abgelesen und somit kontrolliert werden. Dies ermöglicht insbesondere ein Eingreifen in Echtzeit mit dem aufgezeichneten Signal. Für solche Aufzeichnungen können zahlreiche Materialien verwendet werden, bei denen verschiedene physikalische Erscheinungen angewendet werden. Insbesondere kann das auf die lichtdurchlässige Platte aufgebrachte Aufzeichnungsmaterial eine dünne Schicht aus Metall, einer Metallegierung oder anderen organischen oder mineralischen Stoffen, wie Wismut, sein, bei welchen das Beschreiben mit Hilfe eines Laserbündels von einigen 10 Milliwatt ein thermisches Entfernen der Schicht oder eine thermische Änderung ihres Absorptionsspektrums zur Folge hat.

In der Nähe der Schicht aus dem Aufzeichnungsmaterial wird dann eine Schutzschicht 3 angebracht, die entweder aus einem lichtdurchlässigen Material besteht, wenn der Aufzeichnungsträger mit durchgehendem Licht abgelesen werden soll, oder aus einem lichtundurchlässigen oder lichtdurchlässigen Material, wenn der Aufzeichnungsträger mit reflektiertem Licht abgelesen werden soll.

Zwischen der Schutzplatte 3 und dem mit der Schicht 2 aus Aufzeichnungsmaterial versehenen Träger 1 ist ein Hohlraum gebildet. Zu diesem Zweck sind die Schutzplatte 3 und die Trägerplatte 1 mit ihrer Schicht 2 dadurch fest miteinander verbunden, daß sie dicht mit zwei konzentrischen Dichtungsringen 4 und 5 verklebt sind. Der auf diese Weise zwischen der Schicht 2 und der Platte 3 gebildete Hohlraum enthält im allgemeinen Luft. Er kann auch ein neutrales Gas enthalten; wenn die Aufzeichnungsschicht eine dünne Metallschicht ist, wird auf diese Weise die Oxidation des Metalls vermieden. Der Hohlraum kann auch einen Metalldampf enthalten. In dem Hohlraum kann auch ein mehr oder weniger

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auegeprägtes Vakuun gebildet werden, oder es können im Gegenteil Sauerstoffatome in den Hohlraum eingebracht werden, soweit dadurch die Aufzeichnung erleichtert wird. Es ist jedoch notwendig, daß die erhaltene Aufzeichnung stabil ist.

Es können auch verschiedene Varianten des Verfahrens zur Herstellung der geschützten Aufzeichnungsträger angewendet werden; die auf diese Weise erhaltenen Aufzeichnungsträger sind in den Figuren 2 und 3 dargestellt.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Aufzeichnungsträger ist die Schutzplatte 3 eine lichtdurchlässige Platte aus Glas oder Kunststoff, die der Platte 1 ähnlich ist. Diese Platte 3 ist ihrerseits mit einer Schicht 7 aus einem Aufzeichnungsmaterial bedeckt, wobei die Schichten 2 und 7 aus dem gleichen Aufzeichnungsmaterial bestehen können. Die mit ihren Schichten aus Aufzeichnungsmaterial versehenen Platten 1 und 3 werden anschließend über die beiden konzentrischen Dichtungsringe 4 und 5 fest miteinander verbunden. Ein solcher Aufzeichnungsträger kann nach dem Beschreiben der beiden Schichten oder einer einzigen Schicht entweder mit reflektiertem Licht oder mit durchgehendem Licht gelesen werden. Im Fall des Lesens mit reflektiertem Licht, bei welchem die Aufzeichnungsschicht beispielsweise eine dünne Metallschicht ist, die örtlich ganz oder teilweise entfernt ist, besteht keine Gefahr, daß das an der Schicht reflektierte Leselichtbündel durch die Informationen beeinflußt wird, die in der zweiten Aufzeichnungsschicht aufgezeichnet sind; die zum Ablesen der Aufzeichnungsschichten 2 und 7 angewendeten Leselichtbündel treffen auf die Außenflächen der Platte 1 bzw. der Platte auf.

Fig. 3 zeigt eine vereinfachte Ausführungsform des Aufzeichnungsträgers von Fig. 1. In diesem Fall wird die

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Schutzplatte 3 direkt auf die Aufzeichnungsschicht 2 aufgebracht; diese Schutzplatte ist für Aufzeichnungsträger, die mit reflektiertem Licht abgelesen werden, lichtundurchlässig oder lichtdurchlässig, während sie bei Aufzeichnungsträgern, die für das Lesen mit durchgehendem Licht bestimmt sind, stets lichtdurchlässig ist. Die Platte 3 wird entweder angeklebt oder günstiger dadurch erhalten, daß die Aufzeichnungsschicht mit einem Polymer überzogen wird. Diese Struktur des Aufzeichnungsträgers eignet sich besonders dann, wenn die Aufzeichnungsschicht eine dünne Metallschicht ist, auf der das Aufzeichnen durch Wegschmelzen erfolgt. Die beim Beschreiben auftretende thermische Erscheinung kann durch Ablösen der dünnen Aufzeichnungsschicht von der Polymerschicht nämlich eine Blase erzeugen, die das Lesen erleichtert.

Pig. 4 zeigt eine Aufzeichnungsanordnung zum Beschreiben eines geschützten Aufzeichnungsträgers der in Fig. 1 dargestellten Art. Diese Aufzeichnungsanordnung ist insbesondere für das Beschreiben von Aufzeichnungsträgern der in Pig. 1 und 3 gezeigten Art bestimmt, welche die Form von runden Platten haben und bei denen die Information entlang einer spiralförmigen Spur aufgezeichnet werden soll.

Die Anordnung enthält eine Laserquelle 8 und einen optischen Modulator 9_f der durch das aufzuzeichnende elektrische Signal gesteuert wird. Auf den Modulator folgt eine optische Vorrichtung, die symbolisch durch eine Sammellinse 10 angedeutet ist und dazu bestimmt ist, das Aufzeichnungsbündel auf die zu beschreibende Schicht zu fokussieren. Die Lichtleistung, die notwendig ist, damit das Aufzeichnungsmaterial seinen Zustand ändert, liegt, je nach der angewendeten physikalischen Erscheinung, zwischen einigen

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Milliwatt und einigen zehn Milliwatt. Dem Aufzeichnungsträger wird eine Drehbewegung mit einer konstanten oder nicht konstanten Winkelgeschwindigkeit ω um seine Achse erteilt. Wenn die Aufzeichnungsschicht eine dünne Metalloder Legierungsschicht ist, hat die auf die Schicht kenzentrierte Laserstrahlung das Schmelzen der Schicht in den belichteten Zonen zur Folge. Beim Lesen reflektieren die entsprechenden Zonen keine Strahlung, wenn die Schicht vollkommen weggeschmolzen ist, während die nicht belichteten Zonen die Strahlung reflektieren.

Falls die Anwendungszeit der Laserstrahlung kein vollkommenes Wegschraelzen erlaubt, wird die Strahlung sowohl von den belichteten Zonen als auch von den nicht belichteten Zonen reflektiert, jedoch mit einer Pha senändening, die von der Dicke des Metalls abhängt, das bei der Aufzeichnung verflüchtigt worden ist. Auch bei den anderen physikalischen Erscheinungen, die für die Aufzeichnung angewendet werden können, bestimmt die Anwendungszeit der Laserstrahlung in den belichteten Zonen die Amplitude der Phasenänderungen oder Intensitätsanderungen der Strahlung zwischen den nicht belichteten Zonen und den belichteten Zonen beim Lesen. Die Aufzeichnungsbedingungen sind daher dafür maßgeblich, daß die Wiederherstellung der aufgezeichneten Informationen mit ausreichender Empfindlichkeit erhalten wird. Die Aufzeichnungsvorrichtung enthält ferner eine Radialverfolgungsanordnung, damit eine konstante Steigung der Spuren erhalten wird, und eine Vertikalregeleinrichtung, die es ermöglicht, das Bündel auf der Schicht aus Aufzeichnungsmaterial fokussiert zu halten. Diese Einrichtungen sind zur Vereinfachung in der Zeichnung nicht dargestellt.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung zum Lesen eines Aufzeichnungsträgers mit reflektiertem Licht. Sie enthält eine Laserquelle 11 mit geringerer Leistung (und gegebenenfalls

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anderer Wellenlänge) als die bei der Aufzeichnung angewendete Laserquelle, so daß die aufgezeichneten Informationen beim Lesen nicht verändert v/erden. Die auf die Aufzeichnungsschicht konzentrierte Lichtleistung liegt in der Größenordnung von 0,5 Milliwatt. Das Lesebündel geht durch eine Strahlenteilerplatte 12 und wird durch eine optische Projektionsvorrichtung , die symbolisch durch eine Sammellinse 13 angedeutet ist, auf die beschriebene Aufzeichnungsschicht fokussiert. Die von der Aufzeichnungsschicht reflektierte Strahlung wird nach Reflexion an der Strahlenteilerplatte 12 von Lesephotozellen 14 erfaßt. Wie die Aufzeichnungsvorrichtung enthält auch die Lesevorrichtung eine Vertikalregeleinrichtung für den Lesefleck, die es ermöglicht, das Bündel auf der Aufzeichnungsschicht fokussiert zu halten, und eine Radialverfolgungsanordnung (wenn die Informationen entlang einer spiralförmigen Spur aufgezeichnet sind).

Pur die Dicke der Trägerplatte ist beispielsweise eine Größenordnung von 1 Millimeter angegeben worden. In der Praxis kann diese Dicke, soweit dies allein für ein einwandfreies Lesen erforderlich ist, in der Größenordnung von 300 um liegen. Die auf diese V/eise gebildeten Platten haben aber im allgemeinen keine ausreichende mechanische Festigkeit. Wenn eine Trägerplatte mit sehr großer mechanischer Festigkeit verwendet wird, kann eine Dicke in der Größenordnung von 300 yum gewählt werden, wodurch der Raumbedarf der Aufzeichnungsträger verringert wird.

Hinsichtlich der Aufzeichnung der Information auf dem Aufzeichnungsträger ist davon ausgegangen worden, daß der Aufzeichnungsträger die Form einer runden Platte hat und die Aufzeichnung entlang einer spiralförmigen Spur erfolgt. Zur Anwendung bei der Datenverarbeitung, wo die Aufzeichnungsträger, für die Speicherung von binären Informationen

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verwendet werden, kann die Aufzeichnung auch in Form von konzentrischen Spuren erfolgen, die auf einem Aufzeichnungsträger in Form einer runden Platte aufgezeichnet werden.

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Claims

Patentanwälte. Dipl.-tng. Dipl-Chem. Dipl.-Ing. E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser Ernsbergerstrasse 19 «C ' L. I I O <J 8 München 60 THOMSON - BRANOT 15. Juni 1977 173, Bd. Haussmann 75003 PARIS / Frankreich Unser Zeichen: T 2211 Patentansprüche

1. Optisch beschreibbarer und lesbarer Informationsaufzeichnungsträger, gekennzeichnet durch eine Trägerplatte, eine auf einer Fläche der Trägerplatte angeordnete Schicht aus einem Aufzeichnungsmaterial, das durch eine konzentrierte Strahlung beschreibbar und lesbar ist, und durch eine Schutzplatte, die auf der die Schicht tragenden Fläche der Trägerplatte befestigt ist und das Aufzeichnungsmaterial vom Außenraum isoliert, wobei wenigstens eine der Platten strahlungsdurchlässig ist.

2. Informationsaufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus dem Aufzeichnungsmaterial und die Schutsplatte über ihre gesamte Fläche in Berührung miteinander stehen.

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ORIGINAL INSPECTED

3. Informationsaufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzplatte im Abstand von der die Schicht aus dem Aufzeichnungsmaterial tragenden Fläche der Trägerplatte angeordnet ist.

4. Informationsaufzeichnungsträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzplatte gleichfalls mit einer Schicht aus einem Aufzeichnungsmaterial bedeckt ist, daß die die Schichten aus Aufzeichnungsmaterial tragenden Flächen der Schutzplatte und der Trägerplatte einander gegenüber liegen und durch die Dichtungen vom Außenrautn isoliert sind, und daß die beiden Platten für die Aufzeichnungsstrahlung und für die Lesestrahlung durchlässig sind.

5. Informationsaufzeichnungsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsaufzeichnungsträger für das Lesen mit reflektiertem Licht bestimmt ist und daß die Schicht aus Aufzeichnungsmaterial eine durch örtliches Entfernen von Metall zu beschreibende reflektierende Metallschicht ist.

6. Informationsaufzeichnungsträger nacn einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er die Form einer Scheibe hat und daß die Platten kreisrund sind.

7. Informationsaufzeichnungsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der strahlungsdurchlässigen Platte so bemessen ist, daß die Energieverteilung im Schreibfleck und im Lesefleck durch Verschmutzungen der Außenfläche der strahlungsdurchlässigen Platte nicht verändert wird.

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8. Verfahren zur Herstellung eines Informationsaufzeichnungsträsers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem in einer Verfahrensstufe auf eine Trägerplatte eine Schicht aus einem Aufzeichnungsmaterial aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren in staubfreier Atmosphäre durchgeführt wird und daß in einer weiteren Verfahrensstufe eine Schutzplatte wenigstens an den Rändern gegenüber dem Außenraum dicht auf die Aufzeichnungsschicht der Trägerplatte aufgebracht wird.

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