NL8401996A - Vlakblijvende optische informatiedrager. - Google Patents

Description

* / N.0.32625 1

Vlakblijvende optische informatiedrager.

Optische informatiedrager omvattende een optisch transparante laag en een reflecterende laag die aan elkaar grenzen en waarbij in het grensvlak een optisch uitleesbare informatiestructuur is aangebracht omvattende afwisselende gebieden met zodanig verschillende eigenschap-5 pen dat een aftastende lichtstraal in overeenstemming met de in de structuur aanwezige informatie wordt gemoduleerd.

Dergelijke informatiedragers in de breedste zin van het woord zijn voor diverse doeleinden en in diverse uitvoeringsvormen bekend. Gedacht kan worden aan optische traliesrasters, hologrammen en audio- of video-10 discs (compact-disc).

Een algemeen probleem bij deze bekende optische structuren is het feit dat over het algemeen gassen en dampen, in het bijzonder waterdamp, wel kunnen diffunderen in de optisch transparante laag, maar niet kunnen diffunderen door de reflecterende laag. Afhankelijk van de omge-15 vingsomstandigheden, in het bijzonder bij vermindering van de atmosferische druk en/of de waterdampconcentratie zullen er waterdamp en/of andere gassen naar buiten willen diffunderen. Aan de naar de atmosfeer toegekeerde zijde van de optisch transparante laag zijn daarvoor geen belemmeringen aanwezig. Aan de zijde, waar de reflecterende laag is 20 aangebracht kan dit leiden tot problemen. De betreffende laag zal veelal bestaan uit metaal dat voor dampen en gassen ondoorlatend is. Indien de dampdruk ter plaatse van de overgang tussen de optisch transparante laag en de reflecterende laag nu onder invloed van de uitwendige omstandigheden toeneemt dan is de kans niet denkbeeldig dat de hechting 25 tussen beide lagen daar plaatselijk niet tegen bestand is en bezwijkt.

Het gevolg is dat er kleinere of grotere blaasjes of blisters ontstaan op het scheidingsvlak tussen beide lagen. Deze blisters vormen een ernstige belemmering bij het foutloos uitlezen van de in de structuur aanwezige informatie. Gelet op de soms zeer geringe afmetingen van de in-30 formatiestructuur, bij een videodisc gaat het om afmetingen van enkele μ, moet ook het optreden van de kleinste gas- of dampbelletjes op het genoemde scheidingsvlak worden voorkomen.

De aanwezigheid van de diffusiedichte reflecterende laag kan ook de informatiedrager in zijn geheel vervormen omdat het dampprofiel van 35 een laag over het algemeen een naar de zijkanten toe symmetrisch profiel zal bezitten, vooropgesteld dat aan beide zijden dezelfde atmosferische druk heerst en vrije uittreding respectievelijk toetreding van gas of damp mogelijk is. Wordt nu echter een zijde van de laag damp- en 8401396 2 ί Λ gasdicht afgesloten, zoals bij de optische informatiedrager van bovengenoemd type het geval is dan zal er dus in het algemeen een asymmetrisch dampprofiel ontstaan in de optische informatiedrager. Dit asymmetrische dampprofiel veroorzaakt mechanische spanningen in de drager 5 die kunnen leiden tot een mechanische vervorming van de gehele drager welke die kortweg aangeduid kan worden met "krom trekken". Bij een optische informatiedrager zoals bijvoorbeeld een compact disc zal kromtrekken er al snel toe leiden dat de uitleesinrichting niet meer in o staat is om de opgeslagen informatie te lezen.

10 De uitvinding heeft nu ten doel de in het bovenstaande aangegeven optische informatiedrager zodanig uit te voeren dat ongeacht veranderingen van omgevingsomstandigheden de vorming van de blisters en het optreden van mechanische spanningen, vervormingen en dergelijke wordt voorkomen.

15 Aan deze doelstelling wordt bij een optische informatiedrager van in de aanhef genoemde soort voldaan, doordat tussen het oppervlak van de transparante laag en het oppervlak van de reflecterende laag op over het scheidingsvlak tussen de lagen verdeelde plaatsen een of meer met gas gevulde bufferruimten zijn gerealiseerd.

20 De over het scheidingsvlak tussen de lagen verdeelde bufferruimten zorgen ervoor dat ook aan de zijde van de reflecterende laag damp of gas vanuit de optisch transparante laag kan diffunderen uit de laag en wel naar deze bufferruimten zodat de dampdruk ter plaatse van de over-gang tussen de optisch transparante laag en de reflecterende laag niet 25 of nauwelijks wordt verhoogd. De vorming van blaasjes of blisters op het scheidingsvlak tussen beide lagen wordt daarmee op effectieve wijze voorkomen. Verder worden de bufferruimten bij voorkeur zodanig gevormd dat het dampprofiel door de gehele optisch transparante laag dankzij de aanwezigheid van de bufferruimten symmetrisch of althans in zeer hoge 30 mate symmetrisch blijft zodat ook het optreden van mechanische spanningen, die kunnen leiden tot krom trekken van de gehele structuur, wordt voorkomen.

De bufferruimten kunnen worden gecreëerd door het vervaardigen van holten of verdiepingen in de reflecterende laag ofwel in de optisch 35 transparante laag. Bij voorkeur worden de bufferruimten gevormd door een of meer holten of verdiepingen, aangebracht in de optisch transparante laag aan de zijde van de reflecterende laag en wel in dezelfde processtap waarin ook de optische informatietsructuur wordt gevormd.

Bij voorkeur zijn verder de vórm, afmetingen of uitvoeringen van 40 de bufferruimten zodanig gekozen dat deze ruimtes optisch onderscheiden 8401996 t _ ft % 3 kunnen worden bij het uitlezen van de optische informatiedrager.

Indien bijvoorbeeld bij een cirkelvormige informatiedrager, de bufferruimten radiaal gericht zijn op de informatiestructuur op de drager, dan kunnen de optisch herkenbare bufferruimten gebruikt worden om 5 op de drager sectoren met verschillende informatie te scheiden.

In een ander voorbeeld worden de bufferruimten of de soortgelijk verlopende bufferruimten spiraalsgewijs of cirkelvormig aangebracht tussen de informatiesporen op de drager. In deze gevallen kan de bufferruimte benut worden om de aftastende lichtbundel te sturen over de 10 informatiedrager, langs de informatiesporen.

Deze voorbeelden geven aan dat de bufferruimte of bufferruimten deel kunnen uitmaken van de optische informatie op de drager. In een ander voorbeeld bestaat de informatiedragende structuur uit optisch herkenbare noppen op een vlak transparant substraat. In dit geval kan 15 de ruimte tussen de noppen deel uitmaken van de bufferruimte of deze bufferruimte vormen.

In deze voorbeelden is duidelijk geïllustreerd dat de bufferruinr-ten onderling verbonden kunnen zijn. Het is gebleken dat het de voorkeur verdient de bufferruimten onderling te verbinden waardoor de druk-20 vereffening ter plaatse van het scheidingsvlak tussen de optisch transparante laag en de reflecterende laag maximaal is.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de optische informatiedrager draagt nu volgens de uitvinding het kenmerk, dat langs de rand of randen van de optische informatiedrager een ten opzichte van de holten re-25 latief diepe uitsparing is aangebracht in de optisch transparante laag of in de reflecterende laag, welke uitsparing in verbinding staat met de onderling verbonden holten. Afhankelijk van de afmetingen van de uitsparing kan daarmee een duidelijke vergroting van de bufferzone worden gecreëerd.

30 Een nog verdere verbetering kan onder omstandigheden worden gerea liseerd indien de relatief diepe uitsparing(en) in verbinding staan met de atmosfeer. In dat geval wordt een algehele drukvereffening bereikt aan beide zijden van de transparante laag.

Indien de uitsparing verloopt langs de rand van de drager dan ver-35 dient het de voorkeur dat nabij de rand van de drager in de uitsparing een steunelement is aangebracht waarvan de dikte gelijk is aan de diepte van de uitsparing. Daarmee wordt een mechanische versteviging van de drager in het bijzonder een verstijving van de rand van de drager bereikt. Bij voorkeur is daarbij gezien in de richting evenwijdig aan het 40 scheidingsvlak tussen de optisch transparante laag en de reflecterende 8401996 s < 4 laag de buitenafmeting van de steunelement gelijk aan de buitenafmeting van de drager en de binnenafmeting is groter dan de binnenafmeting van de uitsparing om ervoor te zorgen dat althans een deel van de uitsparing open blijft en dienst kan doen als bufferruimte.

5 Om een zo goed mogelijke dampdrukvereffening te realiseren ver dient het de voorkeur dat de steunelement is vervaardigd uit een damp-doorlatend materiaal zoals polymethylmethacrylaat, polyvinylalcohol, cellofaan, celluloseacetaat of een materiaal in geschuimde toestand als bijvoorbeeld polyurethaan, polyvinylchloride, polymethylmethacrylaat.

10 Ook kan het steunelement van metaal zijn en voorzien zijn van een of meer passages via welke de bufferzone in verbinding staat met de atmosfeer.

Verdere voorkeursuitvoeringsvormen, details en bijkomende voordelen van de uitvinding zullen in het volgende aan de hand van een uit-15 voeringsvoorbeeld, geïllustreerd in de bijgaande figuur, nader worden besproken.

Figuur 1 toont een dwarsdoorsnede door een deel van een optische informatiedragende structuur volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont een dwarsdoorsnede door een deel van een andere 20 uitvoeringsvorm van een optische informatiedrager volgens de uitvinding genomen langs de rand van de drager.

Figuur 3 toont een dwarsdoorsnede nabij de rand van een audio- of videodisc, voorzien van een bufferzone volgens de uitvinding.

De optische informatiedrager 1 uit figuur 1 is opgebouwd uit een 25 optisch transparante laag 2 die, in de figuur aan de onderzijde, voorzien van een optisch leesbare informatiestructuur bestaande uit een aantal informatiesporen 7a, 7b, 7c, 7d. Elk spoor is op verder niet in detail aangegeven wijze opgebouwd uit afwisselende gebieden met zodanig verschillende eigenschappen dat een aftastende lichtstraal in overeen-30 stemming met de in de structuur aanwezige informatie wordt gemoduleerd. Uit de stand der techniek zijn diverse manieren bekend om dergelijke optisch leesbare informatiesporen uit te voeren en in de praktijk te realiseren. De optisch transparante laag 2 is aan de onderzijde afgesloten door de reflecterende laag 3, bijvoorbeeld bestaand uit een al-35 thans eenzijdig gepolijste metalen laag.

Tussen de informatiesporen 7a, 7b, 7c, 7d zijn telkens bufferruim-ten 4 aanwezig die gerealiseerd zijn met behulp van holten of groeven die aangebracht zijn in de optisch transparante laag 2. Als het in figuur 1 getoonde deel van de informatiedrager behoort tot een informa-40 tiedrager met een spiraalvormig aangebracht informatiespoor waarvan de 3401996 i -¾ 5 delen 7a, 7b, 7c, 7d deel van uitmaken, dan kan men zich eenvoudig voorstellen dat in feite alle bufferruimten 4 in figuur 1 met elkaar in verbinding staan en in feite een spiraalvormige groef vormen die gepositioneerd is in de tussenruimten tussen het informatiespoor 7. Afhan-5 kelijk van de opbouw van de informatiestructuur kunnen ook in de sporen 7a, 7b doorgangen aanwezig zijn waarmee de holten onderling worden verbonden.

De optisch transparante laag 2 is over het algemeen vervaardigd ♦ uit een kunststof waarin waterdamp of gas kan diffunderen. De reflec-10 torlaag 3 is over het algemeen vervaardigd uit een metaal waarin geen waterdamp of gas kan diffunderen. Zouden de holten 4 afwezig zijn dan is de transparante laag 2 aan een zijde volledig voor gas en waterdamp ondoorlatend afgesloten door de reflectorlaag 3 met als gevolg dat er aan de onderzijde geen gas of waterdamp uit de transparante laag 2 kan 15 diffunderen. Afhankelijk van de uitwendige omstandigheden betekent dit dat ter plaatse van het scheidingsvlak tussen de lagen 2 en 3 een relatief hoge dampdruk of gasdruk kan ontstaaan die ertoe kan leiden dat plaatselijk de beide lagen van elkaar gedrukt worden en er zogenaamde blisters, kleine gas- of dampbelletjes, worden gevormd. Zoals duidelijk 20 zal zijn wordt de uitlezing van de informatiesporen 7 ter plaatse van dergelijke blisters ernstig verstoord of zelfs geheel onmogelijk.

Door de aanwezigheid van de holle ruimten 4 kan nu ook aan de onderzijde gas of waterdamp uit de transparante laag 2 diffunderen. Dit gas of waterdamp komt terecht in de holle ruimten 4 maar de daardoor 25 optredende drukverhoging is op zichzelf nagenoeg verwaarloosbaar en leidt zeker niet tot blistervorming.

Figuur 2 toont een verdere uitvoeringsvorm van een informatiedrager 11 volgens de uitvinding voorzien van een optisch transparante laag 12 en een reflecterende laag 13. De laag 12 is weer voorzien van de 30 schematisch aangeduide, en elk in afwisselende gebieden verdeelde in-gangssporen 17a, 17b,... De bufferruimten zijn in dit voorbeeld gevormd met behulp van de groeven 14 in de reflecterende laag 13.

Langs de rand van de drager is in figuur 2 een relatief diepe uitsparing 15 aangebracht in de reflecterende laag 13, die op be verder 35 niet getoonde wijze bijvoorbeeld via dwarsgroeven of bij het uiteinde van een spiraalvormig uitgevoerde groef 14 in verbinding staat met de bufferruimte. De diepe uitsparing 15 zorgt voor een aanzienlijke volu-metoename van de totale bufferzone, gevormd door de onderling verbonden ruimten 14 met een daardoor verbeterde functie van deze bufferzone.

40 Verder is in dit uitvoeringsvoorbeeld een ring 16 aangebracht 840159¾ S' -c 6 langs de rand van de disc, welke ring 16 de verbinding vormt tussen de transparante laag 12 en de reflecterende metaallaag 13. Bij voorkeur is de ring van kunststof, zoals polymethylmethacrylaat, polyvinylalcohol, cellofaan of celluloseacetaat, of is vervaardigd van een geschuimde 5 kunststof zoals polyurethaan, polyvinylchloride of polymethylmethacrylaat. In alle gevallen wordt daardoor een rechtstreekse verbinding of een diffusieverbinding met de atmosfeer gecre'êerd zodat een nog optimaler functioneren van de bufferzone gecreëerd door de ruimten 15 en 14 wordt gewaarborgd.

10 In plaats daarvan of daarnaast kunnen in de ring 16 eventueel ope- ningen aangebracht worden om de drukvereffening tussen de bufferzone en de atmosfeer te verzekeren.

Door de rechtstreekse verbinding of de diffusieverbinding met de atmosfeer wordt tevens bereikt dat de dampspanning, in het bijzonder de 15 waterdampspanning, aan beide zijden van de transparante laag gelijk of nagenoeg gelijk is. Gebleken is dat de diffusie van waterdamp via de onderling verbonden bufferholten zo snel verloopt dat in de hele buf-ferruimte een dampdruk heerst nagenoeg gelijk aan die in de atmosfeer. Hierdoor wordt vermeden dat in deze laag een asymmetrisch dampspan-20 ningsprofiel ontstaat en daaruit resulterende mechanische spanningen die gemakkelijk kunnen leiden tot kromtrekken van de gehele informatiedrager, waardoor deze onbruikbaar zou kunnen worden.

Figuur 3 toont tenslotte een doorsnede door een uitvoeringsvorm van een audio- of videodisk soortgelijk aan die van figuur 1 welke 25 voorzien is van een relatief diepe uitsparing. De in de figuur 3 getoonde structuur 21 is opgebouwd uit de optisch transparante laag 22 waarop aan de onderzijde de informatiesporen 27a, 27b, 27c zijn aangebracht. Tussen de sporen zijn weer de bufferruimten 24 gecreëerd door tussen de sporen groeven aan te brengen in de transparante laag 22. De 30 sporen 27a, 27b, 27c kunnen bijvoorbeeld bestaan uit reeksen noppen op de wijze als getoond is in figuur 2 maar kunnen ook op een andere op zichzelf bekende wijze opgebouwd zijn.

Langs de rand van de informatiestructuur is in het in figuur 3 getoonde uitvoeringsvoorbeeld een relatief diepe uitsparing 25 aange-35 bracht in de optisch transparante laag 22 die in verbinding staat met de onderling verbonden ruimten 24. De diepe uitsparing 25 zorgt weer voor een aanzienlijke volumetoename van de totale bufferzone, gevormd door de onderling verbonden ruimten 24 met een daardoor verbeterde functie van deze bufferzone.

40 Verder is ook in dit uitvoeringsvoorbeeld een ring 26 aangebracht 8401996 o· c 7 langs de rand van de drager, welke ring 26 de verbinding vormt tussen de drager 22 en de reflecterende metaallaag 23. Bij voorkeur is de ring weer van kunststof, zoals polymethylmethacrylaat, polyvinylalcohol, cellofaan of celluloseacetaat, of is vervaardigd van een geschuimde 5 kunststof zoals polyurethaan, polyvinylchloride of polymethylmethacrylaat. In alle gevallen wordt daardoor een rechtstreekse verbinding of een diffusieverbinding met de atmosfeer gecreëerd zodat een nog optimar Ier functioneren van de bufferzone gecreëerd door de ruimten 5 en 4 wordt gewaarborgd.

10 In plaats daarvan of daarnaast kunnen in de ring 26 eventueel ope- ningen aangebracht worden om de drukvereffening tussen de bufferzone en de atmosfeer te verzekeren.

Ten aanzien van de blistervorming bewijst de uitvinding zijn voordelen bij alle materialen waarin gas of damp kan diffunderen. In ver-15 band met kromtrekeffecten bewijst de uitvinding in het bijzonder zijn voordelen bij dragers van plexiglas (polymethylmethacrylaat) en, zij het in mindere mate, bij dragers van polycarbonaat.

$4 019 9 $

Claims (15)

1. Optische informatiedrager omvattende een optisch transparante laag en een reflecterende laag aangebracht die aan elkaar grenzen en waarbij in het grensvlak een optisch uitleesbare informatiestructuur 5 is aangebracht omvattende afwisselende gebieden met zodanig verschillende eigenschappen dat een aftastende lichtstraal in overeenstemming met de in de structuur aanwezige informatie wordt gemoduleerd, met het kenmerk, dat tussen het oppervlak van de transparante laag en het oppervlak van de reflecterende laag op over het scheidingsvlak tussen de 10 lagen verdeelde plaatsen een of meer met gas gevulde bufferruimten zijn gerealiseerd.

2. Optische informatiedrager volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bufferruimten worden gevormd door een of meer holten of verdiepingen aangebracht in de optisch transparante laag grenzend aan de re- 15 flecterende laag.

3. Optische informatiedrager volgens conclusie 1 of 2, waarbij de informatiestructuur is verdeeld in een vooraf bepaald patroon van in-formatiesporen, met het kenmerk, dat de bufferruimten zich uitstrekken in de tussenruimten tussen de informatiesporen.

4. Optische informatiedrager volgens conclusie 1, 2 of 3 waarbij de informatiedragende structuur is voorzien van cirkelvormige, spiraalvormige of radiaal verlopende informatiesporen op een cirkelvormige transparante laag, met het kenmerk, dat de bufferruimten worden gevormd door cirkelvormige, spiraalvormige respectievelijk radiaal verlopende 25 holten.

5. Optische informatiedrager volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat vorm, afmetingen of uitvoering van de bufferruimten zodanig zijn gekozen dat de bufferruimten optisch onderscheiden kunnen worden van de informatiestructuur.

6. Optische informatiedrager volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de optisch uitleesbare informatiestructuur hoger en lager gelegen delen omvat, waarbij de ruimte of ruimten die aanwezig zijn tussen de reflecterende laag en de lager gelegen delen van de informatiestructuur tenminste een deel van de bufferruimte vormen.

7. Optische informatiedrager volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de hoger gelegen delen worden bepaald door de bovenzijden van uit het lager gelegen oppervlak van de informatiedrager uitstekende noppen waarvan de bovenzijden evenwijdig lopen aan het lager gelegen oppervlak.

9. Optische informatiedrager volgens een der voorgaande conclu- 019 9 6 Ti <= sies, met het kenmerk, dat langs de rand of randen van de informatiestructuur een ten opzichte van de bufferruimten relatief diepe uitsparing Is aangebracht in de optisch transparante laag of in de reflecterende laag, welke uitsparing in verbinding staat met de bufferruim-5 te(n).

10. Optische informatiedrager volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de relatief diepe uitsparing(en) in verbinding staan met de atmosfeer.

11. Optische informatiedrager volgens conclusie 9, met het ken-10 merk, dat nabij de rand van de drager in de genoemde uitsparing een steunelement is aangebracht waarvan de dikte gelijk is aan de diepte van de uitsparing.

12. Optische informatiedrager volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat gezien in de richting evenwijdig aan het scheidingsvlak tus- 15 sen de optisch transparante laag en de reflecterende laag de buitenafmeting van het steunelement gelijk is aan de buitenafmeting van de drager en de binnenafmeting groter is dan de binnenafmeting van de uitsparing.

13. Optische informatiedrager volgens conclusie 11 of 12, met het 20 kenmerk, dat het steunelement vervaardigd is uit een gassen en/of dampen, in het bijzonder waterdamp doorlatend materiaal.

14. Optische structuur volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het steunelement vervaardigd is uit een der volgende materialen: poly-methylmethacrylaat, polyvinylalcohol, cellofaan, celloloseacetaat.

15. Optische structuur volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het steunelement vervaardigd is van een der volgende materialen in geschuimde toestand: polyurethaan, polyvinylchloride, polymethylmetacry-laat.

16. Optische structuur volgens een der conclusies 11 tot en met 30 15, met het kenmerk, dat het steunelement vervaardigd is uit een mate riaal waardoor gas of damp niet of slecht diffundeert en dat het steunelement voorzien is van een of meer passages via welke de bufferzone in verbinding staat met de atmosfeer. ************** f401996 t