NL192753C - Optische schijf met signaalsporen die met putten van verschillende diepte zijn gevormd. - Google Patents

Description

1 192753

Optische schijf met signaalsporen die met putten van verschillende diepte zijn gevormd

De uitvinding heeft betrekking op een optische schijf van de het licht reflecterende soort waarop in een registratiemedium signaalsporen die uit putten en vlakke stukken bestaan, zijn gevormd, welke putten 5 verschillende diepten hebben die corresponderen met aan een bepaalde golflengte van het voor het lezen van het signaal in de signaalsporen aangewende licht gerelateerde discrete waarden, waarbij de grootste diepte correspondeert met een kwart van de bepaalde golflengte.

Een dergelijke optische schijf is bekend uit de Duitse octrooiaanvrage 2.912.216. De bekende optische schijf is zo ingericht dat in een bepaald spoor, dat is of een van een aantal concentrische sporen of een 360 10 graden beslaand gedeelte van een spiraalvormig spoor, slechts putten met een enkele diepte ten opzichte van de vlakke stukken voorkomen. In een spoor hebben alleen putten met een diepte die minder groot is dan de grootste diepte, een plaats. Aldus wordt bereikt dat de steekafstand tussen aangrenzende sporen kan worden verminderd ten opzichte van de steekafstand tussen aangrenzende sporen met putten van gelijke diepte. De oorzaak hiervan is dat bij het lezen van een spoor de aangrenzende sporen minder 15 storend zijn. De informatie-inhoud van de schijf kan bijgevolg groter zijn dan die van een schijf waarop alleen putten met een enkele diepte voorkomen.

Volgens de uitvinding onderscheidt een optische schijf van de in de aanhef omschreven soort zich doordat in elk signaalspoor putten van ten minste twee verschillende diepten zijn gevormd.

Met de nieuwe maatregel wordt bereikt dat van elk spoor de informatie-inhoud groter kan zijn dan het 20 geval is in een spoor met putten met een enkele diepte.

De uitvinding zal worden verduidelijkt in de nu volgende beschrijving aan de hand van de bijbehorende tekening. Daarin tonen: figuren 1A-1D enige golfvormen van verschillende meerwaardige digitale signalen, 25 figuur 2 een schematische weergave van de uitvoering van het optische stelsel van een registratie-inrichting, waarbij de uitvinding kan worden toegepast, figuur 3 een karakteristiek van een registratielaag, waarbij de uitvinding kan worden toegepast, figuren 4A-4D enige schematische weergaven ter verduidelijking van de uitvinding voor het geval, waarin een te registreren signaal met een driehoekgolfvorm wordt gebruikt voor vorming van putten, welke twee 30 verschillende digitale waarden vertegenwoordigen, en figuren 5A-5B enige schematische weergaven ter verduidelijking van de uitvinding, waarbij een te registreren signaal met drie verschillende digitale waarden wordt gebruikt voor vorming van deze waarden respectievelijk vertegenwoordigende putten.

35 Volgens de uitvinding wordt een digitaal signaal met drie verschillende digitale waarden 0,1 en 2 (zie figuur 1B), vier verschillende digitale waarden (zie figuur 1C) of vijf verschillende digitale waarden (zie figuur 1D) aan registratie onderworpen, in plaats van de gebruikelijke registratiewijze, volgens welke een digitaal signaal slechts met twee verschillende digitale waarden 0 en 1 wordt geregistreerd, zoals in figuur 1A is weergegeven. Voor registratie van het signaal met drie of meer verschillende digitale waarden, c.q. n 40 waarden, is het mogelijk een hoeveelheid informatie te registreren, welke (2log n) maal die bij registratie met twee digitale waarden (zie figuur 1A) bedraagt. Bij registratie met drie digitale waarden bedraagt deze informatie-inhoud 1,58 maal die bij registratie met twee waarden; bij registratie met vier waarden twee maal die bij registratie met twee waarden; en bij registratie met vijf waarden 2,3 maal die bij registratie met twee waarden.

45 Zoals de golfvorm volgens figuur 1B laat zien, treedt bij toepassing van driewaardige digitale registratie-signalen tussen de minimale waarde 0 en de maximale waarde 2 geen rechtstreekse waarde-overgang op, doch wordt een zodanige signaaldefinitie toegepast, dat tussen de beide extreme waarden 0 en 2 steeds de middenwaarde 1 voorkomt. Deze signaaldefinitie is in het bijzonder van belang voor vervormingsvrije weergave van de golfvormen van de uit te lezen signalen.

50 Zoals reeds is opgemerkt, toont figuur 2 een schematische weergave van het optische stelsel van een reglstratie-inrichting, waarbij de uitvinding kan worden toegepast. Daarbij is sprake van een laserlichtbundel-bron 1, bijvoorbeeld bestaande uit een gaslaserbron, welke een laserlichtbundel via een spiegel 2 op een acousto-optische modulator 3 richt; deze laatstgenoemde ontvangt via een aansluiting 4 een te registreren signaal. De door de uit de modulator 3 tredende, gemoduleerde laserlichtbundel gevolgde baan wordt door 55 een spiegel 5 afgebogen naar een convergentielens 6. Vervolgens wordt de daaraan uittredende laserlichtbundel door een spiegel 7 en een objectieflens 8 op de registratielaag 10 van een schijfvormige plaat 9 geprojecteerd.

192753 2

De plaat 9 wordt bij een voorafbepaalde hoeksnelheid in rotatie aangedreven door middel van een motor 12. De registratielaag 10 van de plaat 9 is als laag aangebracht op het bovenoppervlak van een steunplaat 11 van glas. In de registratielaag 10 wordt een aantal putten met van de laserlichtbundel-belichtingssterkte afhankelijke diepten gevormd, waarbij als oorspronkelijke registratielaag 10 bijvoorbeeld een fotoresistieve 5 laag van het positieve type wordt gebruikt. Als voorbeeld van een dergelijke type kan bijvoorbeeld AZ-1350 van Shipley Corporation worden genoemd; bij dit type is lichtgevoelig materiaal toegevoegd aan een ”novolak”-hars.

Figuur 3 toont de relatie tussen het belichtingsniveau L van een dergelijke registratielaag 10 en de diepte D van een daarbij gevormde put; de waarde t langs de ordinaat vertegenwoordigt daarbij de dikte van de 10 registratielaag 10. Het belichtingsniveau L vertegenwoordigt de bij een lineaire rotatiesnelheid van 1 m/s van de plaat 9 aan de registratielaag 10 toegevoerde iaserlichtenergie.

De golfvormen volgens de figuren 4A-4D hebben betrekking op het geval, waarin een te registreren signaal met driehoekgolfvorm, bijvoorbeeld van de gedaante volgens figuur 4A, aan de aansluiting 4 van de acousto-optische modulator 3 wordt toegevoerd; de uit de modulator 3 tredende laseriichtbundel vertoont 15 dan een geleidelijk veranderende belichtingsenergie van de gedaante volgens figuur 4D; deze is het gevolg van de niet-lineaire werking van de modulator 3. In figuur 4B vertegenwoordigt L, die drempelwaarde van de belichtingsenergie, welke nodig is voor vorming van een gat (als begin van een put) in de registratielaag 10, terwijl L> de belichtingsenergie vormt, waarbij een in de registratielaag 10 gevormde put het bovenoppervlak van de steunplaat 11 van glas bereikt.

20 Zoals figuur 4C vervolgens laat zien, ontstaat in de registratielaag 10 van de plaat 9 een schuin verlopend gedeelte of helling, waarlangs de diepte van een gevormd gat, respectievelijk gevormde put, binnen het belichtingsenergiegebied L1-L2 geleidelijk toeneemt, evenals de breedte van de desbetreffende put, welke tenslotte praktisch gelijk is aan de diameter van de laserbundeltrefvlek. In het gebied, waarin de belichtingsenergie L, of meer bedraagt, wordt een gat of put gevormd, dat tot het bovenoppervlak van de 25 steunplaat 11 reikt. Figuur 4C toont boven elkaar respectievelijk een bovenaanzicht en een verticale doorsnede door een dergeiijke put met schuin verlopende gedeelten.

Voor de dikte t van de registratielaag 10 wordt een waarde gekozen, welke in geringe mate groter is dan λ/4, waarbij λ de golflengte van de bij signaalweergave gebruikte uitieeslaserlichtbundel is. Wanneer een dergeiijke plaat 9 als "moederplaat” voor vorming van replicaplaten met een reflecterend filmoppervlak van 30 aluminium wordt gebruikt, wordt voor de diepte van iedere put in de moederplaat eveneens een waarde gekozen, welke in geringe mate groter dan λ/4 is. Aangezien de toegepaste putdiepte van tevoren wordt bepaald, zoals zojuist beschreven, treedt bij de uitlezing een faseverschil van λ/2 tussen de door de put weerkaatste laseriichtbundel en de door het materiaal rondom de put weerkaatste laseriichtbundel op, zodat vereffening optreedt en geen signaal wordt weergegeven. Wanneer de uitlees laseriichtbundel zijn trefvlek 35 op het een put omringende materiaal heeft, zal de weerkaatste lichtbundel uit licht van eenzelfde fase bestaan, zodat een signaal wordt uitgelezen. Dit heeft tot gevolg, dat bij signaalweergave uit een plaat met daarin gevormde putten volgens figuur 4C een uitgelezen signaal wordt verkregen, waarvan de golfvorm de gedaante volgens figuur 4D heeft.

Zoals in het voorgaande is uiteengezet, is het bij registratie en daarop volgende weergave van een 40 signaal met driehoekgolfvorm mogelijk om voor het bij signaalweergave verkregen, uitgelezen signaal eenzelfde golfvormhellingshoek als bij het te registreren signaal te verkrijgen. Deze hellingshoek wordt veroorzaakt door het feit, dat de putten tussen hun bodem en hun bovenrand een schuin verlopend gedeelte of helling vertonen, respectievelijk de putbreedte langs deze helling verandert. Als gevolg daarvan is signaalregistratie met meer dan twee digitale signaalwaarden mogelijk.

45 Bij signaalregistratie met drie digitale waarden wordt bijvoorbeeld het met het "werkpunt” van een transistor of elektronenbuis vergelijkbare "instelmidden” (bias centre) van de belichtingsenergie van de laseriichtbundel in het midden L* gekozen van het gebied, waarin de belichtingsenergie zoveel mogelijk evenredig met de diepte D van een te vormen put varieert (zie de karakteristiek volgens figuur 3); de belichtingsenergiewaarden, waarbij respectievelijk een diepe put en "geen put" worden gevormd, liggen dan 50 ter weerszijden van dit instelmidden.

Figuur 5A toont een voorbeeld van de opname van een te registreren signaal met drie digitale waarden. Voor de centrale waarde V1 van dit registratiesignaal wordt een laseriichtbundel, waarvan de belichtingsenergie de hiervoor genoemde instelmiddenwaarde heeft, gekozen. Voor de lage signaalwaarde V0 wordt de laseriichtbundel onderbroken of tot een belichtingsenergieniveau teruggebracht, dat de genoemde 55 drempelwaarde Lt volgens figuur 4B niet bereikt. Voor het hoge niveau V2 of hoger dan dit niveau gebruikt (zie figuur 4B). Zoals figuur 5B laat zien, zullen dan in de registratielaag 10 van de plaat voor de minimale waarde V0 van het te registreren signaal geen putten worden gevormd, voor de centrale waarde V, van het

Claims (1)

1. 3 192753 te registreren signaal ’’tussenputten” worden gevormd en voor de hoge niveauwaarde V2 van het te registreren signaal diepe putten worden gevormd. Hoewel zulks niet uit de tekening blijkt, heeft een foto-resistieve laag van het als registratielaag 10 gebruikte type een uitstekende signaal/ruis-karakteristiek; als gevolg daarvan is het ook mogelijk om registratie van een digitaal signaal met vijf verschillende digitale 5 signaalwaarden uit te voeren; de daarvoor benodigde, enigszins meer nauwkeurige besturing van de belichtingsenergie van de toegepaste laserlichtbundel levert geen speciale problemen. De uitvinding kan eveneens worden toegepast in geval van gelijktijdige vorming van twee signaal-registratiesporen door middel van twee laserlichtbundels. Daarbij kan de overdrachtssnelheid van de digitale signalen aanzienlijk worden vergroot; aangezien de registratiedichtheid niet op nog andere wijze behoeft te 10 worden vergroot, wordt daarbij een gemakkelijke mogelijkheid tot extractie van bitklokimpulssignalen bij afspeling van een desbetreffende plaat verkregen. 15 Optische schijf van de het licht reflecterende soort waarop in een registratiemedium signaalsporen die uit putten en vlakke stukken bestaan, zijn gevormd, welke putten verschillende diepten hebben die corresponderen met aan een bepaalde golflengte van het voor het lezen van het signaal in de signaalsporen aangewende licht gerelateerde discrete waarden, waarbij de grootste diepte correspondeert met een kwart 20 van de bepaalde golflengte, met het kenmerk, dat in elk signaalspoor putten van ten minste twee verschillende diepten zijn gevormd. Hierbij 3 bladen tekening