DE60215893T2

DE60215893T2 - Optische Scheibe

Info

Publication number: DE60215893T2
Application number: DE60215893T
Authority: DE
Inventors: James Myrtle
Original assignee: Wea Manufacturing Inc
Current assignee: Wea Manufacturing Inc
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2002-08-05
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2022-08-06
Also published as: KR20030014154A; JP3981312B2; US6865745B2; SG117418A1; EP1291874A2; JP2003077182A; EP1291874A3; DE60215893D1; US20030095497A1; AU2002300442B2; EP1291874B1; HK1055176A1; ATE344962T1

Description

Diese Erfindung betrifft optische Scheiben mit Einzelsubstrat, wie etwa Audio- oder Video-DVDs mit Einzelsubstrat.
Optische Scheiben, die Vertiefungen und Land-Bereiche aufweisen, die eine optische Spurstruktur auf einer Oberfläche bilden, sind als optische Scheiben mit Einzelsubstrat bekannt, während optische Scheiben mit Doppelsubstrat, bei denen zwei Einzelsubstratscheiben miteinander Rücken an Rücken verklebt sind, als optische Scheiben mit Dualsubstrat bekannt sind. Wenn eine Dualsubstratscheibe hergestellt wird, ist der Klemmbereich durch die Aggregatdicke der zwei verklebten Substrate gekennzeichnet. („Klemmbereich" ist der Bereich der DVD, der durch den Einklemmmechanismus des Wiedergabegeräts während des Abspielens der DVD abgedeckt wird oder damit in Eingriff kommt. Der Begriff „Bereich" wird hierin häufig verwendet, um zu benennen, was tatsächlich ein dreidimensionaler Abschnitt oder Bereich einer optischen Scheibe ist. Somit ist der Klemmbereich einer Scheibe nicht nur ein zweidimensionaler Oberflächenbereich, sondern auch die Dicke der Scheibe in diesem zweidimensionalen Bereich. Es ist deshalb ein bestimmtes Volumen, eine bestimmte Quantität oder Menge an Kunststoffmaterial nötig, um den „Klemmbereich" einer Scheibe herzustellen.)
Bei einem Gerät zum Wiedergeben der auf einer Audio- oder Video-DVD aufgezeichneten Information muss die Klemme, die die Scheibe greift, speziell für die Dicke des Klemmbereichs des Typs der Scheibe gestaltet sein. Der Klemmbereich einer kommerziell erhältlichen 80 mm DVD ist üblicherweise innerhalb des ringförmigen Bereichs angeordnet, der einen äußeren Radius von etwa 33 mm und einen inneren Radius (der das zentrale Loch abgrenzt) von 22 mm aufweist.
Ein typisches Widergabegerät in der kommerziellen Anwendung heutzutage ist für optische Audio- oder Video-DVDs mit Doppelsubstrat entworfen. Die Dicke des Klemmbereichs bei solchen Doppelsubstratscheiben beträgt typischerweise etwa 1,2 mm, die sich aus der Dicke der zwei verklebten Substrate, jeweils etwa 0,6 mm, zusammensetzt. Um die Spezifikationen der Klemme zu erfüllen, die zur Verwendung mit Doppelsubstratscheiben entworfen ist, muss die Dicke des Klemmbereichs bei einer optischen Scheibe mit Einzelsubstrat die gleiche sein wie die einer Doppelsubstratscheibe. Wenn beispielsweise die Dicke des Klemmbereichs bei einer Einzelsubstrat-DVD auf etwa 1.2 mm erhöht wird, wird es möglich, eine Einzelsubstrat-DVD mit 0,6 mm Dicke auf einem Abspielgerät abzusielen, das zur Verwendung mit verklebten 1,2 mm dicken DVDs entworfen ist.
Ein herkömmlicher Weg zur Bewältigung dieser Aufgabe besteht in der Herstellung einer optischen Scheibe 10 (1), die zwei Bereiche 20 und 30 von verschiedener Dicke aufweist. Der erste Bereich 20 ist ein zylindrischer Bereich von ringförmigem Querschnitt, der den Mittelabschnitt der optischen Scheibe 10 darstellt, und der zweite Bereich 30 ist der verbleibende äußere ringförmige Bereich der Scheibe. Die Dicke des ersten Bereichs 20 ist größer als die Dicke des zweiten Bereichs 30. Solche Scheiben können durch Pressformen einer Nabe mit zusätzlichem Material im Klemmbereich der Scheibe erzeugt werden, wie es in der Internationalen Anmeldung WO 98/10418 beschrieben wird. Wenn zusätzliches Material mit einer Dicke von etwa 0,6 mm auf ein Substrat 30 mit der Dicke von etwa 0,6 mm aufgeformt wird, wird die Gesamtdicke des Bereichs 20 etwa 1,2 mm erreichen. Dieser Entwurf macht es möglich, dass ein Wiedergabegerät, das entworfen ist, Doppelsubstrat-DVDs abzuspielen, ebenso Einzelsubstrat-DVDs abspielt.
Die Lösung nach dem Stand der Technik weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. Beispielsweise kann, wenn eine Scheibe gemäß dem oben beschriebenen Entwurf hergestellt wird, die große Menge an Material, die beim Bilden der Nabe verwendet wird, verursachen, dass die Nabe radial und vertikal schrumpft, was Material von anderen Bereichen der Scheibe einzieht, einschließlich Information tragender Bereiche. Dieses Verwerfungsphänomen kann die Neigung, die Spannung, die Doppelbrechung und die elektrischen Eigenschaften der Scheibe negativ beeinflussen. Versuche zur Verminderung dieses Phänomens, wie etwa Erhöhung der Abkühlzeit in der Matrize für die jeweilige Scheibe, vermindern die Effizienz des Scheibenherstellungsprozesses.
US-A-4633458 offenbart, dass optisch lesbare Informationsträger mit hoher Speicherdichte für ein fehlerfreies Lesen nicht nur eine Ausleseseite erfordern, die frei von Verunreinigungen oder Staub sind, sondern auch, dass sie gegen unbeabsichtigtes Verkratzen geschützt werden, wenn sie auf dieser Seite gehandhabt werden. Zum Schutz gegen Kratzer, die gewöhnlich infolge des Versetzens einer auf ihrer Halterung abgelegten Scheibe passieren, sind konzentrische Erhebungen vorgesehen, die unter gegebenen Bedingungen durch Aussparungen auf der Ausleseseite im Kantenbereich und im Mittelbereich der Scheibe außerhalb der Informationsstruktur, die eine konzentrische ringförmige Oberfläche ausfüllt, strukturiert sind. Diese Scheibe ist in der Lage, auf den Erhebungen zu gleiten, wenn sie auf der Halterung abgelegt wird, ohne dass die ringförmige Oberfläche, die mit der Mikrostruktur versehen ist, in Kontakt mit der Halterung kommt.
WO 98/47140 A offenbart eine nabenlose optische Scheibe, die einen geringen radialen Rundlauffehler aufweist. Die optische Scheibe ist in der Lage, eine hohe Kapazität an Information darin aufzunehmen. Die optische Scheibe beinhaltet ein Scheibensubstrat, das eine formatierte Oberfläche aufweist. Innerhalb des Scheibensubstrats ist ein Mechanismus zum in Eingriff bringen der optischen Scheibe mit einer Antriebsspindel vorgesehen, wobei die formatierte Oberfläche bezüglich des Mechanismus innerhalb des Scheibensubstrats konzentrisch eingetragen ist. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Mechanismus eine ringförmige Kerbe, einen ringförmigen Grat oder eine Vielzahl von Löchern umfassen, die in das Scheibensubstrat geformt sind.
Kurzfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird eine optische Scheibe bereitgestellt, die ein zentrales Loch aufweist, ferner einen Klemmbereich, der das zentrale Loch im Wesentlichen konzentrisch umgibt, und ferner einen Informationsbereich, der den Klemmbereich im Wesentlichen konzentrisch umgibt, wobei eine Information auf einer ersten Oberfläche der Scheibe im Informationsbereich aufgezeichnet ist, die Scheibe darüber hinaus im Klemmbereich eine Vorsprungsstruktur aufweist, die sich über einem Rest der ersten Oberfläche erstreckt, so dass der Scheibe eine Klemmdicke verliehen wird, die größer ist als die Dicke des Rests der Scheibe, die dadurch gekennzeichnet, dass:
eine erste Menge an Material, die die Vorsprungsstruktur bildet, geringer ist als etwa 5 % einer zweiten Menge an Material, die den Klemmbereich, ausschließlich der Vorsprungsstruktur, bildet, wobei die Vorsprungsstruktur eine Höhe über dem Rest der ersten Oberfläche aufweist, die ungefähr gleich der Dicke des Rests der Scheibe ist.
Gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden das oben beschriebene Verwerfungsphänomen und seine zugehörigen negativen Effekte auf die Herstellung und Güte der Scheibe durch Ändern der Gestaltung der Nabenstruktur verringert, wodurch die menge an Material vermindert wird, das notwendig ist, um die Dicke einer Doppelsubstratscheibe nachzuahmen. Beispielsweise kann die massive Nabe nach dem Stand der Technik, wie etwa die in 1 gezeigte und in der Internationalen Anmeldung WO 98/10418 beschriebenen Nabe, durch einen oder mehrere relativ kleine Vorsprünge ersetzt werden, die im Klemmbereich der Scheibe angeordnet sind. Diese Vorsprünge können verschiedene Formen aufweisen, beispielsweise Speichen, Beulen oder Ringe, und können in der Zahl, Lage, Form und Größe variieren. Zusätzlich zum Verringern des Sehrumpfens bei der Nabenstruktur führt dieser Ansatz zu verminderten Herstellungskosten dadurch, dass ein schnelleres Formpressen der Scheiben und Verringern der Menge an zum Formen der Klemmfläche der Scheibe benötigten Materials ermöglicht wird. Darüber hinaus ermöglicht die vorliegende Erfindung die Herstellung von Scheiben mit einem ästhetisch ansprechenderem Aussehen. Weitere Merkmale der Erfindung, ihre Natur und verschiedene Vorteile werden aus der beigefügten Zeichnung und der folgenden detaillierten Beschreibung besser ersichtlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine Querschnittansicht einer optischen Scheibe nach dem Stand der Technik, die eine Nabe aufweist, deren Dicke um ungefähr 0,6 mm auf der Information tragenden Seite der Scheibe erhöht ist.
2 ist eine Draufsicht eines illustrativen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen optischen Scheibe, die radiale, speichenförmige Vorsprünge im Klemmbereich umfasst.
3 ist eine teilweise Querschnittansicht, genommen entlang der Linie 3-3 in 2.
4 ist eine Ansicht ähnlich zu 2, die ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
5 ist eine Ansicht ähnlich zu 4, die ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
Detaillierte Beschreibung
Die Erfindung umfasst eine optische Scheibe 50 (2 und 3), wie etwa eine Audio- oder Video-DVD, die typischerweise aus Kunststoff hergestellt ist, wobei eine der Oberflächen 52 (die obere Oberfläche in 2) der Scheibe Vertiefungen und Land-Bereiche aufweist, die Daten repräsentieren. Die Vertiefungen und Land-Bereiche sind natürlich zu klein, um in der Zeichnung, die den hierin eingesetzten Maßstab aufweisen, dargestellt zu werden. (Obwohl hierin im Allgemeinen auf „Vertiefungen und Land-Bereiche" Bezug genommen wird, versteht es sich von selbst, dass die Datenaufzeichnungstechnologie alternativ „Erhebungen und Land-Bereiche" sein können (oder alternativ als solche bezeichnet werden können). Der Ausdruck „Vertiefungen und Land-Bereiche" versteht sich hierin allgemein sowohl für „Vertiefungen und Land-Bereiche" als auch für „Erhebungen und Land-Bereiche".) Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch Herstellung einer optischen Scheibe 50 mit Einzelsubstrat gelöst, die einen oder mehrere kleine Vorsprünge 60 im Klemmbereich aufweist.
Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, umfasst ein Beispiel einer erfindungsgemäßen optischen Scheibe ein im Wesentlichen transparentes scheibenförmiges Substrat 54, bei dem eine Seite (radial außerhalb des Klemmbereichs) optische Datenspeicherstrukturen, die Vertiefungen und Land-Bereiche umfassen, und im Klemmbereich Vorsprünge 60 von allgemein radialer, speichenartiger Form aufweist. Das dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den 2 und 3 gezeigt ist, umfasst ein 0,6 mm dickes scheibenförmiges Substrat 54 mit drei speichenartigen Vorsprüngen 60 im Klemmbereich der Scheibe, die jeweils etwa 6 mm lang, 2 mm breit und 0,6 mm hoch sind. Die Speichen 60 erstrecken sich im Allgemeinen radial auf der Scheibe 50 und sind gleichmäßig voneinander in der Umfangsrichtung um die Öffnung 56 in der Mitte der Scheibe verteilt. Es hat sich gezeigt, dass diese besondere Gestaltung, die drei speicherartige Vorsprünge im Klemmbereich umfasst, beträchtliche Verminderungen im Betrag des Verwerfens bei der Scheibe im Vergleich zur Nabengestaltung nach dem Stand der Technik erzielt wird, wie sie beispielsweise in 1 gezeigt ist.
Die Zahl und die Abmessungen der Vorsprünge 60 kann variieren, solange die Variationen nicht zu einer Ansammlung von genügend zusätzlichem Material führt, um einen unannehmbaren Verwerfungsbetrag durch Schrumpfen des zusätzlichen Materials zu verursachen. Idealerweise sollte die Vorsprungstruktur 60 groß genug sein, um robuste Mittel bereitzustellen, eine größere gewünschte Dicke im Klemmbereich nachzubilden, während sie klein genug gehalten werden sollte, dass das oben beschriebene Verwerfungsphänomen vermindert wird. Vorzugsweise sollte, um dieses Ziel zu erreichen, die Menge an Material, das dem Klemmbereich der Scheibe zugefügt wird, um die Vorsprünge zu bilden, weniger als 5 % der Menge an Material betragen, das verwendet wird, um einen herkömmlichen Klemmbereich zu bilden (das ist die gleiche Dicke wie der Rest der Einzelsubstratscheibe). Noch besser beträgt die Menge an zusätzlichem Material etwa 1 bis 3 % des Materials, das für den herkömmlichen Klemmbereich notwendig ist. Beispielsweise bezieht sich der Ausdruck „herkömmlicher Klemmbereich" in den zwei vorausgehenden Sätzen im Kontext des in den 2 und 3 dargestellten illustrativen Ausführungsbeispiels auf einen 0,6 mm dicken Klemmbereich 58. Wenn die Menge an Material in diesem herkömmlichen Klemmbereich X beträgt, dann beträgt die Menge an zusätzlichem Material in den Vorsprüngen 60 vorzugsweise nicht mehr als etwa 5 % von X, noch besser etwa 1 bis 3 % von X.
Erfindungsgemäße Scheiben können zudem, oder alternativ, Vorsprünge anderer Gestalt umfassen, beispielsweise eine oder mehrere Erhebungen oder Ringe. Diese Merkmale können kombiniert und/oder in einer Mannigfaltigkeit von Mustern angeordnet werden. Vorzugsweise sollten die Vorsprünge symmetrisch angeordnet werden.
Die 4 und 5 stellen nur einige wenige Beispiele von alternativen Ausführungsbeispielen von Vorsprüngen gemäß der Erfindung dar. In 4 ist die Vorsprungstruktur 60' ein einzelner ringförmiger Ring, der im Wesentlichen konzentrisch mit dem zentralen Loch 56 in der Scheibe 50' ist. Ein teilweiser Querschnitt der Scheibe 50' durch den Ring 60' kann wie 3 aussehen. Beispielsweise kann ein Querschnitt, der entlang der Linie A-A in 4 genommen wurde, wie 3 aussehen, mit der Referenznummer 60 geändert zu 60'. Der Ring 60' befindet sich natürlich im Klemmbereich der Scheibe 50'. In 5 umfasst die Vorsprungstruktur 60'' vier Erhebungen, die um das zentrale Loch 56 der Scheibe 50'' äquidistant verteilt sind. Wiederum kann ein teilweiser Querschnitt der Scheibe 50'' durch eine der Erhebungen 60'' wie 3 aussehen. Beispielsweise kann ein Querschnitt, genommen entlang der Linie B-B in 5, wie 3 aussehen, mit der Referenznummer 60 geändert zu 60''. Die Erhebungen 60'' befinden sich natürlich im Klemmbereich der Scheibe 50''.
Nun zusammenfassend in anderen Worten, eine optische Scheibe 50/50'/50'' weist ein zentrales Loch 56, einen Klemmbereich 58, der im Wesentlichen das zentrale Loch umgibt, und einen Informationsbereich 52 auf, der im Wesentlichen den Klemmbereich konzentrisch umgibt. Information ist auf einer ersten Oberfläche (der oberen Oberfläche in den Figuren) der Scheibe im Informationsbereich aufgezeichnet. (Die Referenznummer 52 wird manchmal verwendet, um auf diese erste Oberfläche der Scheibe zu verweisen.) Im Klemmbereich 58 weist die Scheibe eine Vorsprungsstruktur 60/60'/60'' auf, die sich über dem Rest der ersten Oberfläche 52 erstreckt. Der Zweck der Vorsprungstruktur 60/60'/60'' ist es, der Scheibe eine Klemmdicke (d. h. eine scheinbare Dicke für den Klemmmechanismus des die Scheibe abspielenden oder die Scheibe nutzenden Geräts) zu geben, die größer ist als die Dicke T (3) des Rests der Scheibe. Um die früher in dieser Patentschrift beschriebenen Scheibenformungsprobleme zu verhindern, beträgt die Menge an Material, die durch die Vorsprungstruktur hinzugefügt wird, allerdings vorzugsweise weniger als 5 % (noch besser etwa 1 bis 3 %) des Materials, das in einem herkömmlichen Klemmbereich verwendet wird (flacher Abschnitt der Klemmfläche ausschließlich der Vorsprungstruktur).
Obwohl die Vorsprungstruktur 60/60'/60'' eine von vielen Formen innerhalb der oben beschriebenen allgemeinen parametrischen Eigenschaften einnehmen kann (Beispiele beinhalten (1) eine Vielzahl von Rippen 60, die sich im Wesentlichen radial vom zentralen Loch 56 der Scheibe nach außen erstrecken und die im Wesentlichen gleichmäßig voneinander um das zentrale Loch verteilt sind, (2) einen ringförmigen Ring 60', der im Wesentlichen konzentrisch mit dem zentralen Loch 56 ist, und (3) eine Vielzahl von Erhebungen 60'', die im Wesentlichen gleichmäßig voneinander im Wesentlichen konzentrisch um das zentrale Loch 56 verteilt sind), ist ein wichtiger Faktor beim Verringern des Verwerfungsphänomens gemäß der vorliegenden Erfindung das Beschränken der Menge an zusätzlichem Material auf die oben beschriebenen Schranken. Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel zum Erreichen dieses Ziels umfasst drei gleichmäßig verteilte Rippen 60, die sich radial vom zentralen Loch 56 der Scheibe nach außen erstrecken, was eine Menge an Material hinzufügt, die etwa 1 bis 3 % der Menge an Material beträgt, die den Klemmbereich darunter bildet.
Es versteht sich von selbst, dass das vorangegangene nur illustrativ für die Prinzipien dieser Erfindung ist und durch den Fachmann verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Optische Scheibe (50, 50', 50''), die ein zentrales Loch (56) aufweist, ferner einen Klemmbereich (58), der das zentrale Loch (56) im Wesentlichen konzentrisch umgibt, und ferner einen Informationsbereich (52), der den Klemmbereich (58) im Wesentlichen konzentrisch umgibt, wobei eine Information auf einer ersten Oberfläche (52) der Scheibe (50, 50', 50'') im Informationsbereich (52) aufgezeichnet ist, die Scheibe (50, 50', 50'') darüber hinaus im Klemmbereich (58) eine Vorsprungsstruktur (60, 60', 60'') aufweist, die sich über einem Rest der ersten Oberfläche (52) erstreckt, so dass der Scheibe (50, 50', 50'') eine Klemmdicke verliehen wird, die größer ist als die Dicke des Rests der Scheibe, dadurch gekennzeichnet, dass: eine erste Menge an Material, die die Vorsprungsstruktur (60, 60', 60'') bildet, geringer ist als etwa 5 % einer zweiten Menge an Material, die den Klemmbereich (58), ausschließlich der Vorsprungsstruktur, bildet, wobei die Vorsprungsstruktur (60, 60', 60'') eine Höhe über dem Rest der ersten Oberfläche (52) aufweist, die ungefähr gleich der Dicke des Rests der Scheibe (50, 50', 50'') ist.
Optische Scheibe (50, 50', 50'') nach Anspruch 1, wobei die erste Menge an Material, die die Vorsprungsstruktur (60, 60', 60'') bildet, im Bereich von 1 bis 3% der zweiten Menge an Material liegt, die den Klemmbereich (58), ausschließlich der Vorsprungsstruktur, bildet.
Optische Scheibe (50, 50', 50'') nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Höhe der Vorsprungsstruktur (60, 60', 60'') über dem Rest der ersten Oberfläche (52) ungefähr 0,6 mm beträgt.
Optische Scheibe (50) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorsprungsstruktur (60) eine Vielzahl von Rippen umfasst, die sich im Wesentlichen radial vom zentralen Loch (56) aus erstrecken.
Optische Scheibe (50) nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl wenigstens drei umfasst.
Optische Scheibe (50) nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei die Rippen (60) im Wesentlichen gleichmäßig auf Abstand voneinander um das zentrale Loch (56) angeordnet sind.
Optische Scheibe (50') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vorsprungsstruktur (60') einen Ring umfasst, der im Wesentlichen konzentrisch zum zentralen Loch (56) ist.
Optische Scheibe (50'') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vorsprungsstruktur (60'') eine Vielzahl von Höckern umfasst, die im Wesentlichen gleichmäßig auf Abstand voneinander im Wesentlichen konzentrisch um das zentrale Loch (56) angeordnet sind.