NL8002039A

NL8002039A - Optisch uitleesbare informatieschijf.

Info

Publication number: NL8002039A
Application number: NL8002039A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1980-04-08
Filing date: 1980-04-08
Publication date: 1981-11-02
Also published as: CA1157948A; AT369917B; AU6909781A; ES501101A0; ES8205475A1; ATA159481A; EP0037607A1; JPS5766545A; US4389719A

Description

- s'i Λ» .¾ PHN 9725 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven

Optisch uitleesbare informatieschijf

De uitvinding heeft betrekking op een optisch uitleesbare informatieschijf welke een transparante substraatplaat van polyvinylchloride of een copolymeer van vinylchloride bevat, die aan één zijde voorzien is van een reflecterende optische structuur welke via de substraatplaat wordt 5 uitgelezen met behulp van laserlicht.

Een dergelijke informatieschijf is bekend uit de ter visie gelegde Nederlandse octrooiaanvrage nr. 7611395 (PHN 8576) ten name van Aanvraagster. Bij deze bekende schijf wordt de reflecterende optische structuur gevormd door een met straling gehard laklaagje waarin het in-10 formatiespoor is aangebracht en dat is afgedekt met een reflectielaagje van bijvoorbeeld Ag of Al. Het informatiespoor heeft een kanteelvormige profiel van afwisselend op hoger en lage niveau gelegen informatiegebied-jes (bits) die op basis van phaseverschillen in reflectie worden uitgelezen met behulp van laserlicht dat via de substraatplaat op de reflec-15 terende optische structuur is gefocusseerd. De substraatplaat is transparant voor het toegepaste laserlicht. De rotatiesnelheid van de plaat bij uitlezing (afspelen) bedraagt circa 500-2000 omwentelingen per minuut.

Het van de schijf of plaat afkomstige signaal bij uitlezing van video-informatie heeft een frequentie in de ordegrootte van 4-12 MHz.

20 De uitleeslaserlichtbundel wordt tijdens het afspelen van de plaat in de juiste positie gehouden door een besturingsmechanisme dat beïnvloed wordt door van de plaat afkomstige zogenaamde servosignalen. Zo onderscheidt men servosignalen voor het radieel volgen van het spoor door de uitleesbundel, voor het tangentieel volgen van het spoor alsmede ten 25 behoeve van de focussering van de laserlichtbundel op de reflecterende optische structuur. De servosignalen worden veelal verkregen door toepassing van meerdere hulplaserlichtbundels, ook wel servobundels genoemd, die op of nabij het informatiespoor zijn gefocusseerd. Zodra afwijkingen optreden bijvoorbeeld indien het uitleeslaserlicht niet meer goed gecen-30 treerd is op het informatiespoor, treden signaalverschillen op tussen de servobundels, zoals bijvoorbeeld een verschil in de hoeveelheid gereflecteerd licht. Op grond van dit verschil wordt bijvoorbeeld een spiegel bestuurd waarmede de positie van de uitleesbundel wordt gecorrigeerd. De 8002039 * - <e PHN 9725 2 servosignalen vertonen een lage frequentie in de ordegrootte van maximaal 3 KHz.

Aanvraagster heeft geconstateerd dat bij optisch uitleesbare informs tieschijven die een transparant substraat van PVC of van een copoly-5 meer van vinylchloride bevatten zoals het copolymeer vinylchloride-vinyl-acetaat, een sterke ruis in de servosignalen optreedt. De servoruis bemoeilijkt het afspelen van de plaat en geeft een duidelijke verhoging van het aantal weergavefouten. Gebleken is met name dat de frequentie van de servoruis van dezelfde orde van grootte is als die van het servosignaal 10 zodat de ruis niet uitgefiltreerd kan worden. De amplitude van het eindsignaal dit is het ruissignaal gesuperponeerd op het servosignaal, bereikt af en toe waarden die overeenkomen met de amplitude van de zogenaamde klappuls dat is de puls waarmede de uitleesbundel op een ander spoor wordt gezet. Opgemerkt wordt dat de klappuls wordt toegepast voor het verkrijgen 15 van stilstaande beelden, of voor een versnelde of vertraagde weergave van informatie. De servoruis heeft dus tevens tot gevolg dat ongewenst een stilstaand, versneld of vertraagd beeld wordt verkregen.

De uitvinding beoogt een informatieschijf te verschaffen waarbij de bovenbedoelde servoruis aanzienlijk is onderdrukt of zelfs weggenomen.

20 Deze doelstelling wordt bereikt met een optisch uitleesbare in formatieschijf van het in de aanhef genoemde type die tot kenmerk draagt dat de substraatplaat aan het van de optische structuur afgekeerde oppervlak voorzien is van een door straling gehard laklaagje, dat transparant is voor het toegepaste laserlicht.

25 De maatregel volgens de uitvinding is gebaseerd op het door Aan vraagster verworven inzicht dat de kwaliteit van het van de optische struktuur afgekeerde oppervlak van het substraat een bepalende invloed heeft op de kwaliteit van de servosignalen.

Volgens de heersende opvattingen speelt dit oppervlak optisch 30 niet mee omdat het buiten de scherptediepte ligt van het objectief dat het laserlicht focusseert. Eventuele krassen of andere verontreinigingen van het oppervlak zijn optisch niet zichtbaar en worden geacht geen nadelige invloed te hebben op de kwaliteit van de uit te lezen informatie.

Aanvraagster is tot de overtuiging gekomen dat een patroon van 35 fijne krasjes met een onderlinge afstand tussen de onregelmatigheden van omstreeks 1-50 ^um, bij rotatiesnelheden van 500-2000 toeren per minuut een laagfrequent stoorsignaal geven dat leidt tot de voornoemde servoruis. Uit metingen is vastgesteld dat de amplitude van de servosignalen een 800 2 0 39 % · * PHN 9725 3 sinusvormig verloop heeft waarbij per omwenteling van de informatieschijf of anders gezegd per spoorsector van 360°, een tweetal gebieden met relatief hoge en een tweetal gebieden met relatief lage amplitude onderscheiden kunnen worden. Dit fenomeen kan naar de mening van Aanvraagster 5 worden verklaard met behulp van het bovengenoemde fijne krassenpatroon.

Per spoorsector van 360° onderscheidt men immers twee gebieden waar de krassen nagenoeg evenwijdig lopen met het servolaserlicht en twee gebieden waar het servolaserlicht de groefjes nagenoeg loodrecht kruist.

In de eerstgenoemde twee gebieden zal weinig servoruis optreden (buiken 10 in het sinusverloop), terwijl in de laatstgenoemde gebieden veel krasjes verwerkt worden en de servoruis maximaal is (knopen van sinuslijn).

Substraten van PVC en copolymeren van vinylchloride vertonen een zeer fijn krassenpatroon dat het gevolg is van de mechanische bewerkingen die bij de vervaardiging van de substraten worden toegepast. Zo 15 worden bij het kalanderingsproces gepolijste walsen toegepast die veelal vervaardigd zijn uit metaal zoals messing of roestvrij staal. Gebleken is dat de polijstrichting van de wals waarneembaar is in de gekalanderde substraatfolies in de vorm van in hoofdzaak evenwijdig lopende, zeer fijne krasjes.

20 De stralingshardbare lak die wordt toegepast bij de vervaardiging van het laklaagje volgens de uitvinding, bevat bij voorkeur door straling hardbare acrylzure esters. Na doorharding met behulp van straling, zoals ultraviolet licht, vertoont de geharde lak een crosslink (dwarsbindingen) structuur. De lak is transparant, hecht goed op PVC en heeft een gunstige 25 brekingsindex.

Goed bruikbare laksamenstellingen op basis van acrylzure esters zijn onder meer beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage Nr.7611395 (PHN 8576) ten name van Aanvraagster.

De lak kan op verschillende op zich bekende wijzen worden aan-30 gebracht op het PVC substraat zoals bij voorbeeld door middel van een dompel- of sproeiproces. Goede resultaten worden vooral bereikt met de uitwalsmethode. Volgens laatstgenoemde methode wordt een geringe hoeveelheid lak centraal aangebracht op een cirkelvormig glasplaat met een goed gedefinieerd, zeer glad (spiegelend) oppervlak. Vervolgens wordt het PVC 35 substraat dat eenzijdig voorzien moet worden van een laklaag, bolvormig gebogen en tegen de van lak voorziene glasplaat gedrukt. Hierbij zal eerst het centrum van het PVC substraat in contact komen met het centrale deel van de glasplaat. Bij verdere verplaatsing van het gebogen PVC sub- 8002039 fc' t PHN 9725 4 straat in de richting van de glasplaat zal de op de glasplaat aanwezige lak uitgewalst worden over het gehele oppervlak waarbij het lakfront cirkelvormig is. Gelijktijdig zal het PVC substraat afvlakken. In de eindsituatie ligt het PVC substraat geheel vlak en spanningsloos op de 5 uitgewalste laklaag. Door belichting met bijvoorbeeld ultraviolet licht wordt de laklaag gehard waarna de glasplaat wordt verwijderd. De belichting kan zowel via de glasplaat als via het PVC substraat worden uitge-voerd.

Het in de informatieschijf volgens de uitvinding toegepaste PVC 10 of copolymeer van vinylchloride heeft het voordeel van een zeer geringe vochtgevoeligheid, in tegenstelling met bijvoorbeeld het veel meer vocht-gevoelige polymethylmethacrylaat (PMMA). Bij voorkeur wordt een substraat-plaat van hard PVC toegepast dat is PVC met weinig of geen polyvinyl-alcohol, zoals bijvoorbeeld het onder de handelsnaam Adriavyl bekende 15 harde PVC. Een PVC plaat heeft nogal wat dubbele breking, globaal tot 1000 nm, welke het gevolg is van de in de PVC plaat aanwezige spanningen die resulteren uit de eerder vermelde bereidingsmethode waarbij een walsen kalanderproces worden toegepast (oriëntatie dubbele breking). Dubbele breking is minder gewenst bij optische toepassingen. Om dit bezwaar te 20 ondervangen wordt in een voorkeursvorm van de informatieschijf volgens de uitvinding een substraatplaat toegepast die is opgebouwd uit een even aantal gestapelde folies van gekalanderd hard PVC die tot één geheel zijn samengeperst, waarbij de strekrichtingen van de opeenvolgende gekalanderde folies loodrecht op elkaar staan. In de regel bevat de substraatplaat 25 2-6 en in het bijzonder 4 folies van gekalanderd hard PVC. De totale dikte van de substraatplaat bedraagt circa 1,3 mm. De dubbele breking van de afzonderlijke folies wordt wederzijds opgeheven zodat de substraatplaat in zijn totaliteit geen of geen noemenswaardige dubbele breking heeft.

De uitvinding wordt met behulp van de tekening nader toegelicht 30 waarbij: fig. 1 een dwarsdoorsnede van een informatieschijf weergeeft, fig. 2 een fotografisch beeld weergeeft van de servoruis van een schijf volgens de uitvinding, en fig. 3 een ..fotografisch beeld weergeeft van de servoruis van 35 een informatieschijf die niet voorzien is van een gehard laklaagje aan de uitleeszijde.

In figuur 1 is met het verwijzingscijfer 1 een PVC substraatplaat met een dikte.van 1,3 mm weergegeven die is opgebouwd uit een vier- 8002039 PHN 9725 5 % tal folies van hard PVC welke zijn samengeperst. Het substraat 1 is aan één zijde voorzien van een met U.V. licht gehard laklaagje 2 met een dikte van 30^um waarin een optisch uitleesbaar informatiespoor 3 is aangebracht. Het informatiespoor heeft een kanteelvormig profiel van op 5 hoger niveau gelegen informatiegebiedjes 4 (blokjes) en op lager niveau gelegen informatiegebiedjes 5 (putjes). De lengteafmetingen van putjes en blokjes corresponderen met de opgeslagen informatie en variëren globaal van 0,1 tot 3yUm. Het hoogteverschil tussen blokjes en putjes bedraagt 1/4 golflengte van het uitleeslaserlicht hetgeen een verschil van 10 0,1 - 0,3^um betekent. Het laklaagje 2 is afgedekt met een niet weerge geven reflectielaagje dat gevormd wordt door een 60 nm dik Al-laagje.

Substraatplaat 1 is aan het van de optische structuur 2 afgekeerde oppervlak voorzien van een 20yum dik laagje van een met U.V. licht geharde lak van de volgende samenstelling: 15 58 gew. % ethylhexylacrylaat 20 gew. % butaandioldiacrylaat 20 gew. % trimethylolpropaantriacrylaat 2 gew. % katalysator (Vicure 10)

De informatieschijf wordt op basis van phaseverschillen in re-20 flectie uitgelezen waarbij de met pijl 7 aangegeven uitleeslaserlicht-bundel via laklaag 6 en substraatplaat 1 op het informatiespoor 3 is ge-focusseerd.

In figuur 2 is een fotografisch beeld weergegeven van de verschillende signalen die bij uitlezing van de schijf volgens figuur 1 25 worden verkregen. De schijf wordt uitgelezen bij een rotatiesnelheid van 1800 omwentelingen per minuut. De in figuur 2 weergegeven signaal-karakteristiek heeft betrekking op signalen die tijdens één omwenteling van de schijf worden verkregen dat wil zeggen bij het uitlezen van een compleet videobeeld. Het video(beeld) signaal is weergegeven met ver-30 wijzingscijfer 8, het radieel servosignaal met cijfer 9, het tangentieel volgsignaal met cijfer 10 en het focusseringssignaal met cijfer 11.

In figuur 3 zijn langs fotografische weg dezelfde gegevens weergegeven als in figuur 2, met dit verschil dat de gegevens volgens figuur 3 betrekking hebben op een informatieschijf volgens figuur 1 die niet 35 voorzien is van laklaag 6. Het videosignaal is met cijfer 12 aangeduid, het radieel servosignaal met cijfer 13, het tangentieel servosignaal met cijfer 14 en het focusseringssignaal met het cijfer 15. Gewezen moge worden op het sinusvormige verloop van met name het radieel volgsignaal 13.

8002039 PHN 9725 6 •5 *» p·

Uit een vergelijk van de figuren 2 en 3 blijkt duidelijk dat de ruis van de servosignalen zeer aanzienlijk is onderdrukt bij gebruik van een informatieschijf volgens de uitvinding.

5 10 15 20 25 30 35 8002039

Claims

1. Optisch uitleesbare informatieschijf welke een transpatante sub-straatplaat van polyvinylchloride of een copolymeer van vinylchloride bevat die aan êên zijde voorzien is van een reflecterende optische structuur die via de substraatplaat wordt uitgelezen met behulp van laserlicht met ü het kenmerk, dat de substraatplaat aan het van de optische structuur afgekeerde oppervlak voorzien is van een door straling gehard laklaagje dat transparant is voor het toegepaste laserlicht.

2. Optisch uitleesbare informatieschijf volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de substraatplaat is opgebouwd uit een even aantal ge- 10 stapelde folies van gekalanderd hard PVC die tot één geheel zijn samengeperst, waarbij de strekrichtingen van de opeenvolgende gekalanderde folies loodrecht op elkaar staan.

3. Optisch uitleesbare informatieschijf volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk, dat het laklaagje stralingshardbare acrylzure esters 15 bevat. 20 25 30 8002039 35