專利名稱：多層光盤及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多層光盤及其制造方法，該多層光盤由彼此粘結(jié)的兩個(gè)單體盤構(gòu)成，每一個(gè)單體盤包括至少一個(gè)透明基片，透明基片具有一個(gè)信息面，信息面設(shè)有在螺旋軌跡或同心圓軌跡上分布的表面微間隔，從而借助于一個(gè)激光束進(jìn)行光學(xué)讀取。
背景技術(shù)：
目前，名為DVD(數(shù)字視盤)的高密度光盤的一種新標(biāo)準(zhǔn)被提出。一種明確改進(jìn)的技術(shù)使這種新型光盤每信息面具有超過4.7G比特的存儲(chǔ)容量，從而使其能夠存儲(chǔ)超過兩個(gè)小時(shí)的按MPEG2視頻標(biāo)準(zhǔn)壓縮的數(shù)字視頻信號(hào)。該光盤的高密度使在信息處理領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。
與壓縮盤(CD)技術(shù)相比光盤上存儲(chǔ)密度的增加有必要作技術(shù)上的改變，特別是關(guān)于盤上微間隔的尺寸、讀取激光的波長(zhǎng)、調(diào)制系統(tǒng)和糾錯(cuò)方法。其結(jié)果是，DVD盤的讀取器不是能進(jìn)行普通壓縮盤讀取的先前的讀取器。
壓縮盤約1.2mm厚，由一個(gè)透明基片構(gòu)成，透明基片包括一個(gè)信息面，信息面設(shè)有微間隔，以微坑或微凸起的形式按螺旋軌跡分布。信息面覆蓋有反射金屬層，隨后在反射金屬層外表面覆蓋一保護(hù)層，外表面附加一個(gè)標(biāo)簽，指明盤的內(nèi)容。DVD盤包括兩個(gè)單體盤，每個(gè)厚約0.6mm。兩個(gè)單體盤背對(duì)背粘結(jié)在一起，在它們的各信息面上，如果有的話，通過一個(gè)好的粘結(jié)層，使得盤的厚度約1.2mm。對(duì)于光讀取，激光束掃描的基片的厚度為1.2mm和0.6mm，分別對(duì)應(yīng)于壓縮盤和DVD盤。
壓縮盤技術(shù)使用EFM調(diào)制、CIRC糾錯(cuò)碼和λ＝780nm的讀取波長(zhǎng)，而DVD技術(shù)使用8/16調(diào)制、RSPC糾錯(cuò)碼和λ＝650nm或635nm的讀取波長(zhǎng)。因此，為DVD盤單獨(dú)設(shè)計(jì)的讀取器關(guān)于壓縮盤的讀取不兼容。為保證向上兼容，使DVD讀取器能夠讀取壓縮盤，不得不把專門用于讀取壓縮盤的電子裝置和激光源安裝在DVD讀取器中，這就顯著地增加了這種讀取器的價(jià)格。此外，雖然向上兼容的DVD讀取器使得壓縮盤能夠被讀取，這不同于普通壓縮盤讀取器的情況，由于這種讀取器不包括專用于讀取DVD盤的電子裝置和激光器，它不能在任何情況下讀取DVD盤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決關(guān)于壓縮盤和DVD盤的兼容性問題，同時(shí)提出一種簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的方法。
本發(fā)明提出一種多層光盤，它結(jié)合了壓縮盤和DVD盤的優(yōu)越性，并能夠被壓縮盤讀取器和DVD盤讀取器同樣地讀取。
本發(fā)明還提出一種制造這種多層光盤的方法。
本發(fā)明的多層光盤具有至少兩個(gè)信息面(4b，7b)的多層光盤，該至少兩個(gè)信息面提供有在螺旋軌跡或同心圓軌跡上分布的表面微間隔(6，8)，并借助于激光束(5a，5b)進(jìn)行光學(xué)讀取，第一信息面(4b)涂有半反射層(6a)，第二信息面(7b)涂有反射金屬層(9)，所述光盤由彼此粘結(jié)的兩個(gè)單體盤(D1，D2)構(gòu)成，第一單體盤(D1)包含至少一個(gè)透明基片(4)，該透明基片(4)具有與裝配粘附層(3)毗鄰的第一信息面(4b)，以及第二單體盤(D2)包含至少一個(gè)透明基片(7)，該透明基片(7)具有與所述裝配粘附層(3)相對(duì)的第二信息面(7b)，所述裝配粘附層(3)是透明的，其中，半反射層(6a)對(duì)于大于或等于第一臨界值的激光波長(zhǎng)具有大于或等于第一預(yù)定值的透射系數(shù)，對(duì)于小于或等于第二臨界值的激光波長(zhǎng)具有大于或等于第二預(yù)定值的反射系數(shù)，第一臨界值至少比第二臨界值大100nm，并且根據(jù)兩種相互不同的標(biāo)準(zhǔn)制造所述單體盤(D1，D2)的信息面(4b，7b)。
有利的是，第一單體盤的信息面和第二單體盤的信息面的制造標(biāo)準(zhǔn)是，例如DVD和CD。
較好地，透射系數(shù)的第一預(yù)定值等于95％。反射系數(shù)的第二預(yù)定值等于25％。對(duì)于光盤在CD和DVD兼容性范圍內(nèi)的應(yīng)用，所使用波長(zhǎng)的第一臨界值大約為780nm，第二臨界值大約為650nm，盤的整體厚度為1.2mm。
根據(jù)本發(fā)明的制造多層光盤的方法，第一單體盤(D1)的制造是通過按壓透明基片以制作一個(gè)根據(jù)第一標(biāo)準(zhǔn)(DVD)的信息面，該信息面被涂覆一半反射層(6a)，該半反射層(6a)對(duì)于大于或等于第一臨界值的激光波長(zhǎng)具有大于或等于第一預(yù)定值的透射系數(shù)，對(duì)于小于或等于第二臨界值的激光波長(zhǎng)具有大于或等于第二預(yù)定值的反射系數(shù)，第一臨界值至少比第二臨界值大100nm；第二單體盤(D2)的制造是通過按壓透明基片以制作一個(gè)根據(jù)第二標(biāo)準(zhǔn)(CD)的信息面，該信息面涂覆一反射金屬層，然后被一保護(hù)層保護(hù)；以及通過把兩個(gè)盤彼此粘結(jié)在一起而組裝這兩個(gè)單體盤，第一單體盤的信息面毗鄰?fù)该髡掣綄?，第二盤的信息面與粘附層相對(duì)。


借助于一些實(shí)施例的詳細(xì)描述，將會(huì)更好地理解本發(fā)明，這些實(shí)施例為非限定性列舉并通過附圖被示出。
圖1是本發(fā)明的光盤的立體圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，圖1中的光盤的局部剖面詳圖，圖3是本發(fā)明的半反射層的特性曲線，圖4是根據(jù)圖2的實(shí)施例的盤的制造的示意圖，圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，圖1中的光盤的局部剖面詳圖，圖6是本發(fā)明的半反射層和半透射層的兩個(gè)特性曲線，圖7是根據(jù)圖5的實(shí)施例的盤的制造的示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的光盤包括借助于透明粘附層3彼此粘結(jié)的兩個(gè)單體盤D1和D2。在以下的描述中將參考CD和DVD標(biāo)準(zhǔn)，以便于本發(fā)明的理解，而無須制定關(guān)于光盤的其他應(yīng)用或其他標(biāo)準(zhǔn)的任何限制。在為了保證具有CD和DVD標(biāo)準(zhǔn)的盤的兼容性的特殊應(yīng)用中，兩個(gè)單體盤D1和D2各具有約0.6mm的厚度。光盤的直徑為8cm或12cm。盤的總厚度為1.2mm。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的盤的結(jié)構(gòu)。第一單體盤D1和第二單體盤D2通過透明粘附層3彼此粘結(jié)。單體盤D1包括一個(gè)約0.6mm厚的透明基片層4。透明基片層4的上表面4a接收讀取激光束5a或5b。透明基片層4的下表面4b或信息面包括微坑或微凸起形式的微間隔6，并被涂覆有半反射層6a。微間隔6分布在螺旋軌跡或同心圓軌跡上。同樣地，第二單體盤D2包括一個(gè)透明基片7，透明基片7的上表面7a借助于透明粘附層3被粘附于第一單體盤D1的信息面4b。透明基片7的下表面7b或信息面包括一個(gè)涂覆有反射金屬層9的第二系列微間隔8。反射金屬層9隨后覆蓋一保護(hù)層10，保護(hù)層10的外表面10a能夠用于承載標(biāo)簽或其他印刷的或粘貼的涉及盤內(nèi)容的指示項(xiàng)。第二單體盤D2的厚度約0.6mm。給定透明粘附層3很小的厚度，光盤的總厚度約為1.2mm。
根據(jù)DVD標(biāo)準(zhǔn)制造的第一單體盤D1的信息面4b涂覆有半反射層6a，信息面4b被波長(zhǎng)λ＝650nm或635nm的激光束5a光學(xué)地讀取。激光束5a經(jīng)透明基片層4的上表面4a接觸第一單體盤D1，然后橫向穿過透明基片層4的厚度并聚焦在信息面4b上。部分激光束5a被半反射層6a反射，從而被光檢測(cè)器(未圖示)光學(xué)地讀取并經(jīng)讀取器(未圖示)產(chǎn)生信息。另一部分激光束5a橫向穿過半反射層6a。如果半反射層6a吸收的激光束被忽略，透射系數(shù)和反射系數(shù)的總和等于1。半反射層6a透射的激光束5a在被涂覆有反射金屬層9的第二單體盤D2的信息面7b反射之前，連續(xù)橫向穿過透明粘附層3和透明基片7。給定關(guān)于激光束5a的讀取器(未圖示)目標(biāo)的數(shù)碼孔，激光束5a在第二單體盤的信息面7b上產(chǎn)生的光點(diǎn)相對(duì)地較大，沒有聚焦。因此，反射層9反射的光束在被半反射層6a再次過濾之前，被信息面7b強(qiáng)烈地衍射，然后從盤經(jīng)第一單體盤的表面4a再現(xiàn)。任何對(duì)半反射層6a的光學(xué)讀取的干擾因此被最小化。
波長(zhǎng)為780nm的激光束5b被用于讀取按CD標(biāo)準(zhǔn)制造的信息面7b。對(duì)于此波長(zhǎng)，半反射層6a具有一個(gè)大的透射系數(shù)，從而最小化讀取第二單體盤D2的信息面7b的激光束的能量損失。激光束5b被聚焦在信息面7b上并被反射金屬層9反射。反射光束再次橫向穿過半反射層6a，射向讀取器(未圖示)的目標(biāo)。半反射層6a的存在不損害光學(xué)地讀取信息面7b的品質(zhì)，這一點(diǎn)是重要的。實(shí)際上，對(duì)于小于或等于650nm的波長(zhǎng)，半反射層6a具有大于或等于25％的反射系數(shù)，對(duì)于大于或等于780nm的波長(zhǎng)，半反射層6a具有大于或等于95％的透射系數(shù)(見圖3)。
圖4示出了制造本發(fā)明的光盤的過程。第一單體盤D1和第二單體盤D2被在兩條平行的生產(chǎn)線上制造。通過用DVD標(biāo)準(zhǔn)模具按壓透明基片以制作一個(gè)約0.6mm厚、包括根據(jù)DVD標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)信息面的基片，單體盤D1被制造。然后一個(gè)半反射層被放置在信息面上并被處理。類似地，通過用模具按壓透明基片以制作一個(gè)約0.6mm厚、具有一個(gè)根據(jù)CD標(biāo)準(zhǔn)的信息面的基片，獲得第二單體盤D2。如此獲得的信息層被涂覆一反射金屬層和一保護(hù)層。如此獲得的兩個(gè)單體盤D1和D2借助于微薄的透明粘附層彼此粘結(jié)在一起，半反射層毗鄰粘附層，而反射層則被置于粘附面的相對(duì)面上。如此獲得的盤包括一個(gè)0.6mm深的DVD信息面和一個(gè)約1.2mm深的CD信息面。
圖5所示的盤的第二實(shí)施例不同于第一實(shí)施例，第二單體盤D2上附加有輔助信息面7a。圖5的盤在所有其他方面可與前面參考圖2描述的盤比較。這里，相同的標(biāo)號(hào)被簡(jiǎn)單地再使用，用于表示盤的相同部件。下面只描述在第二實(shí)施例中與第一實(shí)施例的不同之處。
輔助信息面7a產(chǎn)生在透明基片7的面上，透明基片7毗鄰?fù)该髡掣綄?并與第二單體盤D2的信息面7b相對(duì)。輔助信息面7a還包括與第一單體盤D1的信息面4b相類似的微間隔11，再這一點(diǎn)上，與按CD標(biāo)準(zhǔn)被讀取的第二單體盤D2的信息面7b相反，其被按DVD標(biāo)準(zhǔn)讀取。輔助信息面7a涂覆有關(guān)于780nm波長(zhǎng)實(shí)際上透明的半透射層12，半透射層12關(guān)于小于或等于650nm的波長(zhǎng)具有一個(gè)大于或等于45％的反射系數(shù)。因此，如果認(rèn)為到達(dá)讀取器光檢測(cè)器(未示出)的光束能量應(yīng)當(dāng)大于或等于入射激光束5c能量的25％，第一單體盤4的信息面4b關(guān)于小于或等于650nm波長(zhǎng)的反射系數(shù)應(yīng)當(dāng)大于或等于25％。這說明半反射層6a的透射系數(shù)小于或等于75％。為了對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償，半透射層12的反射系數(shù)應(yīng)當(dāng)大于或等于45％。因此，聚焦在輔助信息面7a上用于讀取的激光束5c具有已經(jīng)橫向穿過半透射層12、與第一實(shí)施例相比能量較低的一部分光束，因此進(jìn)一步減小了與被第二單體盤D2的反射金屬層9反射回的激光束有關(guān)的干擾。
圖6所示為半透射層12的半反射層6a的兩個(gè)特性曲線。
將參考圖7描述制造圖5的光盤的步驟。兩條平行的生產(chǎn)線被用于制造單體盤D1和D2。單體盤D1的制造與關(guān)于圖4描述的步驟相同。對(duì)于單體盤D2的制造，一個(gè)透明基片經(jīng)模具按壓，從而制造分別符合DVD和CD標(biāo)準(zhǔn)的兩個(gè)信息面。一個(gè)半透明層被置于DVD信息面上，一個(gè)反射金屬層被置于CD信息面上。然后反射層被覆蓋一保護(hù)層。如此制造的單體盤D1和D2通過透明粘附層粘結(jié)在一起，根據(jù)DVD標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的信息面面對(duì)面地粘結(jié)。如此制造的光盤包括兩個(gè)DVD信息層和一個(gè)CD信息層，從而提高了盤的存儲(chǔ)容量。
半反射層6a和半透射層12能夠使用如聚丁二炔或膽甾型(cholesteric)聚合物(例如通過薄層沉積)的材料來制造，這些材料的間隙可以被采用以改變作為波長(zhǎng)的函數(shù)的反射和透射特性。
通過本發(fā)明，用于制造CD盤和DVD盤的現(xiàn)存硬件能夠被用于低成本地制造同樣兼容DVD讀取器和CD讀取器的一種光盤，而無須制造去制造一種CD兼容的DVD讀取器。這種新型的盤使得能夠滿足消費(fèi)者的實(shí)際利益，實(shí)現(xiàn)CD盤和DVD盤之間的兼容，并且創(chuàng)造了光盤的新市場(chǎng)，例如以立體聲方式記錄在CD信息面上和以數(shù)字環(huán)繞杜比(Digital SurroundDolby)AC-3方式記錄在DVD信息面上的電影或音樂會(huì)；CD信息面上的聲頻唱片和DVD信息面上的視頻剪輯；DVD信息面上演唱者的所有歌曲和CD信息面上其20首最流行的歌曲；DVD信息面上的電影和原始軌跡或從CD信息面上的電影摘選的音樂，等等。
權(quán)利要求
1.一種具有至少兩個(gè)信息面(4b，7b)的多層光盤，該至少兩個(gè)信息面提供有在螺旋軌跡或同心圓軌跡上分布的表面微間隔(6，8)，并借助于激光束(5a，5b)進(jìn)行光學(xué)讀取，第一信息面(4b)涂有半反射層(6a)，第二信息面(7b)涂有反射金屬層(9)，其特征在于，所述光盤由彼此粘結(jié)的兩個(gè)單體盤(D1，D2)構(gòu)成，第一單體盤(D1)包含至少一個(gè)透明基片(4)，該透明基片(4)具有與裝配粘附層(3)毗鄰的第一信息面(4b)，以及第二單體盤(D2)包含至少一個(gè)透明基片(7)，該透明基片(7)具有與所述裝配粘附層(3)相對(duì)的第二信息面(7b)，所述裝配粘附層(3)是透明的，其中，半反射層(6a)對(duì)于大于或等于第一臨界值的激光波長(zhǎng)具有大于或等于第一預(yù)定值的透射系數(shù)，而對(duì)于小于或等于第二臨界值的激光波長(zhǎng)具有大于或等于第二預(yù)定值的反射系數(shù)，第一臨界值至少比第二臨界值大100nm，并且根據(jù)兩種相互不同的標(biāo)準(zhǔn)制造所述單體盤(D1，D2)的信息面(4b，7b)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光盤，其特征在于，透射系數(shù)的第一預(yù)定值等于95％，而反射系數(shù)的第二預(yù)定值等于25％。
3.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的光盤，其特征在于，第一單體盤(D1)的信息面(4b)是根據(jù)DVD標(biāo)準(zhǔn)制造的，第二單體盤(D2)的信息面(7b)是根據(jù)CD標(biāo)準(zhǔn)制造的，每一單體盤具有約0.6mm的厚度。
4.根據(jù)上述任一權(quán)利要求的光盤，其特征在于，第一單體盤(D1)的半反射層(6a)和/或第二單體盤(D2)的半透射層(12)借助于聚丁二炔或膽甾型聚合物的薄層沉積被制造。
5.一種制造多層光盤的方法，根據(jù)該方法，第一單體盤(D1)的制造是通過按壓透明基片以制作一個(gè)根據(jù)第一標(biāo)準(zhǔn)的信息面，該信息面被涂覆一半反射層(6a)，該半反射層(6a)對(duì)于大于或等于第一臨界值的激光波長(zhǎng)具有大于或等于第一預(yù)定值的透射系數(shù)，對(duì)于小于或等于第二臨界值的激光波長(zhǎng)具有大于或等于第二預(yù)定值的反射系數(shù)，第一臨界值至少比第二臨界值大100nm；第二單體盤(D2)的制造是通過按壓透明基片以制作一個(gè)根據(jù)第二標(biāo)準(zhǔn)的信息面，該信息面涂覆一反射金屬層，然后被一保護(hù)層保護(hù)；以及通過把兩個(gè)盤彼此粘結(jié)在一起而組裝這兩個(gè)單體盤，第一單體盤的信息面毗鄰?fù)该髡掣綄?，第二單體盤的信息面與粘附層相對(duì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多層光盤，由通過透明粘附層(3)彼此粘結(jié)的兩個(gè)單體盤(D1，D2)構(gòu)成。第一單體盤包括DVD標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)信息面(4b)，第二單體盤包括CD標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)信息面(7b)。該光盤可以被讀取CD信息的CD機(jī)和讀取DVD信息的DVD機(jī)讀取。從而關(guān)于DVD機(jī)兼容性的成本問題和其他困難被解決，同時(shí)保證了消費(fèi)者從CD盤到DVD盤的簡(jiǎn)單、平穩(wěn)的過渡。
文檔編號(hào)G11B7/24038GK1909090SQ20061009437
公開日2007年2月7日 申請(qǐng)日期1997年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月28日
發(fā)明者馬克斯·阿蒂加拉斯, 斯蒂芬·西斯 申請(qǐng)人:湯姆森多媒體公司