SE438568B - Optisk lesbar informationsskiva innefattande en transparent informationsberare med en stralningsreflekterande optisk struktur - Google Patents

Description

7809614-6 2 i ett plan, varvid blockens reflektionskoefficient skiljer sig från mellanytor- nas reflektionskoefficient. Företrädesvis består den optiska strukturen av små block och mellanliggande ytor med samma reflektionskoefficient, varvid blocken och mellanytorna är belägna på olika nivåer. Således erhålles en krenelerad _ struktur hos informationsspåret med en skillnad i höjd mellan blocken och mel- lanytorna av ungefär 0,5/u. lnformationsspåret kan vara spiralformigt eller vara utfört av koncentriska cirklar.

Den strålningsreflekterande optiska strukturen avläses vid reflektion medelst ett fokuserat ljusstrâlknippe, i synnerhet ett laserljusstrålknippe.

Plastinfonnationsskivor med en ensidig reflekterande optisk struktur kan mass- framställas med användning av matriser. Olika metoder kan därvid användas, t.ex. en pressningsprocess som bland annat är beskriven i den holländska patentansökningen 7212045. En annan känd metod är en formsprutningsprocess eller en gjutningsprocess.' Tyska utläggningsskriften 2343020 beskriver t.ex. en gjutningsprocess i vilken ett vätskeformigt polyuretanharts med ett polyestersubstrat därpå anbringas på en matris av kiselgummi. Efter härdning av uretanhartset avlägsnas substratet med det därmed förbundna härdade polyuretanskiktet från matrisytan. En annan metod för framställ- ning är den s.k. tryckningsprocessen vid vilken en termoplastisk folie förses med den önskade optiska strukturen genom en behandling med en roterande matris som t.ex. är anbringad på en rulle.

De resulterande infonnationsskivorna förses sedan på den optiska strukturens sida med ett strålningsreflekterande skikt, t.ex. ett skikt av metall eller ett skikt av ett selenid-dielektrikum. Ett lämpligt strâlningsreflekterande skikt är t.ex. ett skikt av aluminium, silver eller guld anbringat genom ângutfällning eller genom elektrofri plätering. För att skydda det strålningsreflekterande skiktet från kemiskt och mekaniskt angrepp anbringas ett skyddande skikt av plast på detsama.

Detta är vanligen ett skikt av lack men enligt den nämnda patentansökningen 7211999 kan det alternativt vara ett tunt ark eller en tunn folie med ett adhesiv.

En annan känd metod för framställning av infonnationsskivor, som ensidigt är försedda med en reflekterande optisk strukturg utgår från ett substrat av skivform ipå vilket ett reflekterande skikt ângutfälles via en hålförsedd mask. Vid denna me- tod användes således ingen matris. Istället för en ångavsättningsprocess kan alter- nativt en etsningsprocess användas vid vilken ett skikt av fotoresist anbringat på -ett metallskikt utsättes för ljus via en mask och framkallas, varefter de exponerade delarna av metallskiktet etsas bort. Dessa senare metoder betraktas såsom mindre lämpliga för serieframställning.

Man har också försökt att eliminera den nämnda nackdelen med minskning i den optiska strukturens kvalitet genom att göra sådana förbättringar i framställnings- tekniken att den tryckpâkänning och den termiska belastning, som den syntetiska _hartsen utsättes för, blir minimala. Det har t.ex. föreslagits att vid pressnings- processen och tryckningsprocessen bara uppvärma det översta skiktet av den synte- 7809614-6 tiska hartsen där informationsstrukturen skall anbringas.

Alla dessa försök har emellertid ej lett till optimalt resultat. Enligt fö- religgande uppfinning har en optiskt läsbar informationsskiva framtagits, vilken inte uppvisar den nämnda nackdelen.

Uppfinningen avser närmare bestämt en optiskt läsbar informationsskiva av inledningsvis beskrivet slag, vilken är kännetecknad därav att täckplattan är en plan, styv, värmeledande platta, som är framställd av oorganiskt material och förbunden med informationsbäraren över hela dess yta.

Det nya hos informationsskívan enligt uppfinningen är baserat på Följande.

Uppfinningen grundar sig på åsikten att den reducerade kvaliteten hos infonna- tionsskivan huvudsakligen beror på mikrostrukturkrafter, d.v.s. krafter som verkar på en mycket liten ytdel av skivan och vilka frigöres vid läsning av skivan medelst laserljus.

Laserljusstrâlknippet, som fokuseras på den optiska strukturen på informa- tionsskivan, kommer att passera den transparenta syntetiska hartsen utan nämnvärd ljusenergi förlust och kommer sedan att reflekteras av det strâlningsreflekterande skiktet. Beroende på det använda reflekterande skiktets reflektionskoefficient - vanligen ett metallskikt - kommer mer eller mindre ljusenergi att absorberas av det reflekterande skiktet. Den absorberade ljusenergin omvandlas till termisk energi och som följd härav kommer temperaturen i skiktet att öka lokalt, vilket i sin tur alst- rar en lokal uppvärmning av den del av den optiska strukturen som är i kontakt med det reflekterande skiktet. Många inre påkänningar uppträder i den del av informa- tionsbäraren som innehåller den optiska strukturen. I samband härmed är att observe- ra att vid den beskrivna framställningen av plastinformationsbärare, som är ensidigt försedda med en optisk struktur, en termisk påkänning och en tryckpåkänning utövas på det termoplastiska materialet som behandlas. Detta blir desto mera utpräglat vid en pressnings-eller tryckningsprocess vid vilken den optiska strukturen anbringas på ett uppvännt termoplastiskt syntetiskt harts under tryck och med hjälp av en matris.

Avkylning utföres sedan varvid de inre påkänningarna som införts i materialet under inverkan av tryck och värme fryses in. Sådana inre päkänningar uppträder ofta i syn- nerhet i den del av det syntetiska hartset där deformationen är maximal, med andra ord i eller nära den optiska strukturen.

Inre påkänningar finns även i infonnationsbärarna som är framställda enligt metoder för framställning av plastinformationsbärare, vid vilka inga höga tryck el- ler höga temperaturer användes. I detta sammanhang hänvisas till den holländska pa- tentansökningen 7611395. Den här beskrivna processen utgår från en vätskeformig lack som kan härdas med ljus, t.ex. ultraviolett ljus, och som sprides över den informa- tionsbärande ytan på en metallmatris. Ett transparent plastark anbringas sedan över 7so9¿14-se lacket som därefter utsättes för ljus via plastarket och härdas, varefter slutligen enheten av plastarket och det informationsbärande härdade lackskiktet, som är för- bundet dänned, avlägsnas från matrisytan.

Den sålunda framställda plastinformationsbäraren uppvisar också inre pâkän- ningar, i synnerhet i plastarket vilket under dess framställning t.ex. med en sprut- ningsprocess, också har utsatts för en tryck- och värmebehandling.

Såsom redan har konstaterats äger en mycket lokal uppvärmning av plastinfonna- tionsbäraren rm i eller nära den optiska strukturen då informationsbäraren utsättes för laserljus. Den uppvännda ytan är mycket liten, av storleksordningen mikron. De påkänningar sun finns i den uppvärmda delen av informationsbäraren frigöres och krafterna som är en följd härav alstrar en defonnation även om den är liten. Med hänsyn till den optiska strukturens detaljfinhet resulterar detta i fel i den lagra- de informationen som skall läsas.

Genom användning av en vänmeledande platta enligt uppfinningen kommer den ener- gi som vid besträlning av den optiska strukturen med laserljus absorberas av det reflekterande ski ktet att till större delen strömma till den vänneledande plattan så att ingen märkbar ökning av temperaturen kommer att ske vid stället för den bestrâ- lade ytan. Infbrmationsbäraren och i synnerhet den optiska strukturen på densamma kommer följaktligen inte att upvärmas, varför inga inre påkänningar frigöres.

Förutom de ovan beskrivna mikrostrukturkrafterna inträffar också makrostruktur- krafter vilka verkar över en större yta av plastinformationsbäraren. Detta är i syn- nerhet krafter vilka kan sägas vara ett resultat av en ensidig absorbtion eller fri- görelse av fukt av informationsbäraren och vilka resulterar i böjning av bäraren. En jämföreflsevis liten böjning över en stor yta av plattan kommer som regel inte att ha någon direkt inverkan på informationen som läses, emedan objektivet som fokuserar laserljuset kan hålla det gradvis varierande avståndet till den optiska strukturen inom brännvidden, som är några få mikron, genom en kompenserande gradvis förskjut- ning av objektivet. I det fall då bäraren böjer sig kraftigt utefter en liten sträc- ka kan emellertid objektivet inte längre följa den optiska strukturens varierande läge vid avläsning och infonnationsbärarenflär ej längre,optiskt läsbar.

Den plana styva värmeledande platta som ingår i informationsskívan enligt uppfinningen kan ta upp de ovan nämnda krafterna utan att deformation av plattan sker. än informatíonsskiva enligt uppfinningen kommer inte att böja sig. lnformationsskivan enligt uppfinningen ger goda resultat i synnerhet om den plana, styva värmeledande plattan är en metallplatta eller en glasplatta med en - tjocklek av 0,2 - 2 mm. Till följd av den mycket goda termiska ledningsförmågan och dessutom den höga termiska kapaciteten är en platta att föredra, vilken är framställd av metall, såsom nickel, stål eller aluminium. 7809614-6 Detta gäller i synnerhet för en aluminiumplatta med en tjocklek av 0,3 till 1,3 mm. | en annan gynnsam utföringsform av informationsskivan enligt uppfinningen är den sida av den plana plattan som är vänd bort från informationsbäraren för- sedd med en andra transparent plastinformationsbärare som på en sida har en strål- ningsreflekterande optisk struktur, varvid den nämnda andra bärarens strålnings- reflekterande optiska struktur är förbunden med den plana plattan över hela sin yta medelst ett adhesiv.

Detta resulterar i en informationsskiva som har information på två sidor och har den dubbla mängden information eller med andra ord har en dubbel speltid.

Dessutom erhålles den ytterligare fördelen att det är en ganska stor sannolikhet att de makrostrukturkrafter, som kan inträffa i informationsbärarna som är belägna på båda sidor om den plana plattan åtminstone delvis kompenserar varandra. I detta sammanhang observeras att livslängdsundersökningar under extrema atmosfäriska för- hållanden har visat att en sådan informationsbärare förblir fullkomligt plan om i densamma användes en jämförelsevis tunn aluminiumplatta på 0,5 mm.

Det adhesiv som användes vid sättet enligt uppfinningen är av konventionell typ, t.ex. ett tvåkomponentadhesiv. Vid en fördelaktig utföringsform användes en genom strålning härdbar lack, t.ex. en genom ultraviolett strålning härdbar lack på basis av akrylsyra. Den tunna vätskeformiga lacken kan lätt anbringas på en av ytorna som skall förbindas, t.ex. medelst en sprutningsprocess eller en centrifu~ geringsprocess, dvs antingen på den informationsbärande ytan av informationsbära- ren eller på den flata, styva värmeledande plattan. En snabb härdning av lacken är möjlig genom exponering via den transparenta informationsbäraren. Det har visat sig att det strålningsreflekterande skiktet som i synnerhet reflekterar inom det infra- röda området fortfarande genomsläpper tillräckligt kortvågigt ljus, t.ex. ultra- violett ljus.

Eventuellt kan den plana, stela värmeledande plattan, som användes, vara för- sedd med förstärkningsribbor på den sida som är vänd bort från informationsbäraren.

En informationsbärare och en platta kan också användas vilka båda har ett centralt hål så att den resulterande ínformationsskivan också har ett centralt hål.

Uppfinningen beskrivs mera dealjterat med hänvisning till ritningen, där fig l visar ett tvärsnitt genom en plastinformationsbärare som ingår i informa- tionsskivan enligt uppfinningen, fig 2 visar ett tvärsnitt genom en informations- skiva enligt uppfinningen och fig 3 visar ett tvärsnitt genom en annan utförings- form av en informationsskiva enligt uppfinningen.

Hänvisningssiffran l i fig I betecknar en transparent plastinformationsbärare med en optisk struktur 2 på ena sidan. Informationsbäraren 1 med den optiska struk- 7809614-61 turen 2 har en tjockïek av ungefär 1 mm och är framställd av transparent poïyvinyi- kiorid/acetat kopoïymer eniigt en känd pressningsprocess. Den optiska strukturen är krenelerad och består av små bïock 3 med meïianytor 4 viïkas dimensioner ïigger i storïeksordningen 1/u. Den optiska strukturen 2 är täckt med ett genom ângavsätt- ning anbringat strâ1ningsref1ekterande aïuminiumskikt 5, ungefär 300 Å tjockt.

På den optiska strukturens 2 sida är infonnationsbäraren 1 försedd med en 0,5 m tjock aluminiumpïatta 6 (fig 2) med användning av ett skikt av ej visat adhesiv, t.ex. ett tvåkomponents adhesiv.

Den resuïterande informationsskivan är visad i fig 2. Skivan avïäses optiskt och genom reffiektion medeïst 1aser1jus i den riktning som är angiven genom en pi1.

Hänvisningssiffran 7 i fig 3 betecknar en 0,5 mm tjock aluminiumpïatta som på båda sidor är försedd med piastinformationsbärare som är betecknade med 8 respektive 9. Infonnationsbärarna 8 och 9 svarar mot den som är visad i fig 1 och är på en sida försedda med en optisk struktur 10,11 som är täckt med ett genom ångavsättning an- bringat ej visat aïuminiumskikt. Infonnationsbärarna 8,9 är förbundna med plattan 7 lpâ den optiska strukturens 10,11 sida medeist ett ej visat adhesiv. Den i fig 3 vi- sade informationsskivan avïäses från båda sidor i riktningar som är angivna genom piïar. 1 P1astinformationsbärarnas 1 (fig 1 och 2) och 8,9 (fig 3) tjockiek (ungefär 1 mm) är tilïräckïig för att hålla dammpartikiar e11er skåror, som eventueïït finns på ytan, utanför brännvidden för det ej visade objektivet, viïket fokuserar iâsstrål- knippet på de optiska strukturerna 2 (fig 1 och 2) och 10,11 (fig 3).

Claims (5)

7809614-6 7 Patentkrav

1. Optiskt läsbar informationsskiva innefattande en transparent plast- informationsbärare (1) med en strålningsrefiekterande optisk struktur (2) på ena sidan, vilken struktur innehåller ett krenelerat informationsspâr av areor (3 och Ä) som omväxlande är belägna på en högre och lägre nivå samt ett reflekterande skikt (5), varvid en täckplatta på den optiska strukturens sida är förbunden därmed medelst ett adhesiv, k ä n n e t e c k n a d av att täckplattan är en plan, styv, värmeledande platta (6) framställd av o-organiskt material och förbunden med informatïonsbäraren (1) över hela dess yta (fig 1 och 2).

2. - Optiskt läsbar informationsskiva enligt patentkravet 1, k ä n n e- t e c k n a t av att den plana plattan (6) är en metallplatta eller en glas- platta med en tjocklek av 0,2 till 2 mm.

3. Optiskt läsbar informationsskiva enligt patentkravet 2, k ä n n e- t e c k n a t av att den plana plattan (6) är en aluminiumplatta med en tjocklek av 0,3 till 1,3 mm. Ä.

4. Optiskt läsbar informationsskiva enligt patentkravet l, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t av att den sida av den plana plattan (7) som är vänd bort från informationsbäraren (8) är försedd med en andra transparent plast- informationsbärare (9) som på en sida har en strâlningsreflekterande optisk struktur (ll), varvid den nämnda andra bärarens (9) strålningsreflekterande optiska struktur (ll) är förbunden med den plana plattan (7) över hela sin yta medelst ett adhesiv (fig 3).

5. Optiskt läsbar ínformationsskiva enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a t av att det använda adhesivet är en genom strålning härdbar lack.