一種具有雙信息表面的光碟的製作方法
2023-12-03 10:05:51 1
專利名稱：一種具有雙信息表面的光碟的製作方法
本申請是95121149.8號申請的分案申請。
本發明涉及一種光碟，其中光束在該光碟上聚焦並通過檢測從該光碟反射的光再現信息。確切地說，本發明涉及具有雙信息表面的光碟。
近年來，光碟作為存貯聲信息數據、圖象信息數據和各種信息設備信息的裝置變得日趨重要，原因在於它們能存貯和再現大量的數據。另一種需求是，進一步提高光碟的容量並減小光碟的尺寸。為了滿足這些要求，需進一步提高光碟的存貯容量。
例如，具有一個信息表面的小型光碟(CD)作為只讀光碟是公知的。CD包括螺旋形的信息軌道，該軌道由在厚度為1.2mm的盤形樹脂基片表面上形成的凸、凹部分(凹坑)組成。通過濺射和類似方法在最終得到基片的信息表面上形成由鋁或類似物製成的反射膜以及保護膜。然後在保護膜上印製一個識別標誌。
因為這樣的CD只有一個信息表面，所以CD的存容量很小。為了提高存貯容量，在市場上可以購到將兩個光碟粘結在一起的光碟，如5″磁光碟(Mo盤)。5″Mo盤分為兩類只有一個信息表面的光碟(單面光碟)和具有兩個信息表面的光碟(雙面光碟)。單面光碟包括一個螺旋形的導向槽，它由在厚度為1.2mm的盤形樹脂基片上形成的凸、凹部分構成。通過濺射和類似方法在最終得到的基片信息表面上依次形成電介質膜、磁光記錄材料膜、另一個電介質膜、以及由鋁和類似材料組成的反射膜。然後，將另一個厚度為1.2mm的樹脂基片粘結到反射膜上。雙面光碟包括一個螺旋形的導引槽，該導引槽由在厚度為1.2mm的盤形樹脂基片上形成的凸、凹部分構成。通過濺射和類似技術在最終得到的信息表面上依次形成電介質膜、磁光記錄材料膜、另一個電介質膜、以及由鋁及類似材料構成的反射膜。將這樣製成的盤與另一個按同樣方式製成的盤粘結到一起。對常規的5″Mo盤的記錄/再現設備進行設計，使其既能接納單面盤又能接納雙面盤，都能完成記錄和再現操作。當記錄的信息很少時用戶可選擇單面盤，當信息量大時可選擇雙面盤。5″Mo光碟設備一般只設有一個光頭。因此，當使用雙面光碟時，需要將光碟取出，反轉過來再繼續記錄或再現。
一般來說，光碟的信息密度是由信息軌道的螺距和跟蹤方向的信息密度(即信息線密度)決定的。為了提高光碟的信息密度，應使軌道螺距很小並使線密度很大。近年來一直在進行研究，例如將基片厚度減小到0.6mm，藉此提高光碟的信息密度，減小因光碟傾斜引起的光束穿過基片的光行差。
然而，上述的常規技術存在著下述問題。在常規的雙面光碟的情況下，如果用光束照射光碟的上表面和下表面來記錄信息或再現記錄的信息，那麼在光碟的表面上就不會留下多少空間來印製識別標誌。這對處理光碟來說是很不方便的。還有，當將常規的雙面光碟用於只有一個光頭的光再現設備時，需要將光碟從設備中取出，翻個面才能繼續再現。若想能自動繼續再現，需要在光碟的上方和下方設置兩個光頭。具有兩個光頭的設備的尺寸變大、成本變高。
另一個問題是，當為了提高光碟的密度在市場上購來比常規光碟更薄的新的光碟時，這種新的光碟與常規的記錄/再現設備是不兼容的。
本發明的光碟包括具有第一信息表面的第一基片；在第一基片的第一信息表面上形成的半透明反射膜；具有第二信息表面的第二基片；在第二基片的第二信息表面上形成的反射膜；以及，粘結第一基片和第二基片使第一信息表面和第二信息表面彼此面對的粘結層，其中第一基片的厚度為0.56mm或更厚些，粘結層的厚度為30μm或更厚些，第一基片和粘結層的總厚度為0.68mm或更薄些。
在一個實施例中，第一基片的厚度範圍是0.56mm-0.6mm，粘結層的厚度範圍是40μm-60μm。
在另一個實施例中，在第二基片的反射膜上形成一個記錄材料膜以記錄和再現信息。
在第三實施例中，記錄材料膜由相變型記錄材料構成。
在第四實施例中，在第二基片的表面上形成一個標記。
在第五實施例中，在第一和第二基片上都形成一個螺旋形軌道，並且當從第一基片的一個表面的與第一信息表面相對的那一側觀察螺旋形軌道時，在第一基片上的螺旋形軌道的形成方向與在第二基片上的螺旋形軌道的形成方向相同。
在第六實施例中，在第一和第二基片上都形成一個螺旋形軌道，並且當從第一基片的一個表面的與第一信息表面相對的那一側觀察螺旋形軌道時，在第一基片上的螺旋軌道的形成方向與在第二基片上的螺旋軌道的形成方向相反。
另一方面，本發明的光碟包括具有第一信息表面的第一基片；在第一基片的第一信息表面上形成的半透明反射膜；具有第二信息表面的第二基片；在第二基片的第二信息表面上形成的反射膜；以及，粘結第一基片和第二基片以使第一基片的第一信息表面面對第二基片的與第二信息表面相對的那個表面的粘結層，其中第一基片的厚度與第二基片的厚度基本上相同。
另一方面，本發明的光碟包括具有第一信息表面的第一基片；在第一基片的第一信息表面上形成的半透明反射膜；具有第二信息表面的第二基片；在第二基片的第二信息表面上形成的反射膜；粘結第一基片和第二基片以使第一基片的第一信息表面面對第二基片的與第二信息表面相對的那個表面的粘結層；以及，在第二基片的反射膜上形成的一個標記，其中第一基片的厚度與第二基片的厚度基本相同。
因而，這裡描述的本發明可能具有如下優點(1)提供一種具有雙信息表面的光碟，在該光碟的一個表面上印製標記非常容易，並且使用一個光頭就可自動再現信息，並且可保證與具有一個信息表面的光碟的兼容性；(2)所提供的光碟的基片的厚度與常規的標準不同，但該光碟與常規的設備兼容，從而可再現存貯在該光碟中的信息。
在閱讀並理解了下述結合附圖的詳細描述後，本發明的這些優點以及其它的一些優點對本領域的普通技術人員來說將變得清楚明了。
圖1是按本發明例1的光碟的剖面圖；圖2A和2B表示當例1再現分別記錄在第一信息表面和第二信息表面上的信息時反射光束的光路；圖3是按本發明例2的光碟的剖面圖；圖4A和4B表示當按例2再現分別記錄在第一信息表面和第二信息表面上的信息時反射光束的光路；圖5是按本發明例3的光碟的剖面圖；圖6是一個放大的剖面圖，表示例3的光碟的第二光碟；圖7A-7C是表示從試製的光碟得到的有關信號起伏的測量結果的曲線圖。
下面參照附圖藉助於實例描述本發明。(例1)圖1是按本發明例1的光碟101的示意剖面圖。光碟101是一個單面讀出型光碟，包括彼此粘接在一起的第一光碟102和第二光碟103。這樣一種光碟作為數字式視盤(DVD)可提供優異的性能。
第一光碟102包括具有第一信息表面105的盤形第一基片104，在表面105上形成由凸、凹部分(凹坑)組成的螺旋形信息軌道。通過濺射和類似技術在第一基片104的第一信息表面105上形成半透明的第一反射膜106。半透明的第一反射膜106例如由金(Au)、鋁(Al)、或類似材料構成。如下面將要詳細描述的，可以認為第一反射膜106具有反射部分用於再現時候的雷射同時又能透過其餘部分雷射的性質。為了實現這一性質，不僅需要選擇反射膜的適當材料，而且還要將膜的厚度調節到適當的範圍。第一反射膜106的厚度範圍最好為5-20nm。在例1中，反射膜106的厚度為10nm。
第二光碟103包括具有第二信息表面108的盤形第二基片107，在表面108上形成凸、凹部分(凹坑)組成的螺旋形信息軌道。通過濺射或類似技術在第二基片107的第二信息表面108上形成第二反射膜109。第二反射膜109由鋁(Al)、或類似材料構成。
在第一和第二信息表面的105和108上以高的密度記錄信息，即軌道螺距約為0.74μm，最小凹坑的長度約為0.4μm。第二反射膜109的厚度小於在第二信息表面108上形成的凹坑的長度，因此能將在第二信息表面108上記錄的那些凹坑完好地傳遞到第二反射膜109上。具體來說，第二反射膜109的厚度最好在30-150nm範圍內。在例1中，第二反射膜109的厚度為50nm。
如圖1所示，在第一光碟102和第二光碟103之間形成一個粘結層110，用於粘結兩個光碟。粘結層103例如可紫外(UV)固化的丙烯酸材料構成。將這樣的可紫外固化的材料塗在光碟102和103中的至少一個光碟上。然後，讓兩個光碟102和103經可紫外固化的材料相互接觸，並用紫外照射以使可紫外固化的材料固化，從而將兩個光碟粘接起來。還可以使用其它熱固化材料來代替可紫外固化的材料。
將標記111固定在第二光碟103的表面上。在光碟101的中央形成一個孔112(內徑15mm)，以便將光碟101裝在驅動電機上。
現在，參照圖2A和2B描述對記錄在第一和第二信息表面105和108上的信息的再現過程。
圖2A表示讀出記錄在第一信息表面105上的信息的情況，圖2B表示讀出記錄在第二信息表面108上的信息的情況。通過聚焦透鏡202會聚平行光束201，並從與標記111一側相對的那一側，即從第一基片104那一側照射光碟101。
對聚焦透鏡202進行設計，使其能用於具有厚度為0.6mm的基片的光碟。因此，具有基片厚度為0.6mm的一個信息表面的常規光碟也可使用該聚焦透鏡202。
現在參照圖2A，當再現記錄在第一信息表面105上的信息時，對光束201進行控制，以便通過公知的聚焦控制技術將光束201聚焦在第一信息表面105上。通過光檢測器205經分光器204檢測從第一反射膜106反射的反射光束203。於是，讀出了該信息。現在參照圖2B，當再現記錄在第二信息表面108上的信息時，對光束201進行控制，以便通過公知的聚焦控制技術將光束201聚焦在第二反射膜109上。通過光檢測器205(經分光器204)檢測從第二反射膜109反射的反射光束206，從而讀出了該信息。為了再現記錄在光碟101中的信息，光束201的波長應為650nm，聚焦透鏡202的數值孔徑(NA)應為0.6左右。
當如圖2A所示再現記錄在第一信息表面105上的信息時，反射光束203和206穿過聚焦透鏡202並由光檢測器205接收。但是，光束201在第二反射膜109上形成的光點的大小約為幾十個μm，這比軌道螺距(0.8μm)和最小凹坑長度(0.5μm)要大得多。因此光束201照射了多個凹坑。因而，反射光束206幾乎不包括單個凹坑信息部分，並且具有一個基本上不變的光量，好象是從一個沒有形成凹坑的表面上反射出來一樣。進而，反射光束206隻有一部分穿過聚焦透鏡202，並且已穿過聚焦透鏡202的這部分反射光束206並不平行。因此，已經抵達光檢測器205的這部分反射光束206的光量很小。因此，光檢測器205檢測的凹坑信息主要是由記錄在第一表面105上的凹坑所調製的部分構成的。
當如圖2B所示再現記錄在第二信息表面108上的信息時，反射光束203和206穿過聚焦透鏡202並由光檢測器205接收。但如以上所述，光束201在第一反射膜106上形成的光點的大小約為幾十個μm，這是相當大的並且照射了多個凹坑。因此，反射光束203幾乎不包括單個凹坑信息部分。進而，由於已經穿過聚焦透鏡202的部分反射光束203並不平行，已經抵達光檢測器205的這部分反射光束203的光量很小。因而，光檢測器205檢測的凹坑信息主要是由在第二信息表面108上記錄的凹坑所調製的部分構成的。
下面，描述第一和第二反射膜106和109的反射率之間的相互關係。在讀出記錄在第一信息表面105上的信息的情況下，因為第一反射膜106的反射率較高，因此反射光束203的光量較大，並且最終的再現信號的質量較好。但是在讀出記錄在第二信息表面108上的信息的情況下，因為第一反射膜106的反射率較高，所以穿過第一反射膜106的光束201的光量較小。由於從第二反射膜109反射的反射光束206再次穿過第一反射膜106，所以在讀出記錄在第二信息表面108上記錄信息時，進一步減小了反射光束206的光量。換言之，在讀出記錄在第二信息表面108上的信息的情況下，光束201穿過第一基片104、第一反射膜106、粘結層110，抵達第二反射膜109。從第二反射膜109反射的反射光束206然後再次穿過粘結層110、第一反射膜106、和第一基片104。因此光通過第一反射膜106兩次。因此，如果第一反射膜106的反射率很高，則在讀出記錄在第二信息表面108上的信息時反射光束206的光量變得很小。為了解決這個問題，在按本發明例1的光碟101中，要對第一和第二反射膜106和109的反射率進行規定，使得在讀出記錄在第二信息表面108上的信息時反射光束206的光量P2與在讀出記錄在第一信息表面105上的信息時反射光束203的光量基本相同。在此情況下，用k2＝k1/(1-k1)2來表示這種關係，其中k1是第一反射膜106的反射率，k2是第二反射膜109的反射率。
按下述方式獲得上述表達式。用P1＝P0×k1表示在讀出記錄在第一信息表面105上的信息時反射光束203的光量P1。用P2＝P0×k2(1-k1)2表示在讀出記錄在第二信息表面108上的信息時反射光束206的光量P2。由於P1＝P2，所以可得到上述表達式。反射率k1和k2代表反射光量相對於入射光量的百分數。具體而論，在例1的光碟101中，第一反射膜106的反射率在20％-35％的範圍內，第二反射膜109的反射率為60％或更大些。第二反射膜109的反射率最好儘可能高。但在使用廉價材料(如鋁)的情況下要想得到接近100％的反射率，膜厚度就需要為0.6-0.8μm左右。由於高密度光碟的凹坑長度約為0.5μm，所以厚度為0.6-0.8μm的反射膜降低了信息表面向反射膜傳遞的水平。為了防止傳遞水平的降低，要使第二反射膜109的厚度等於或小於第二信息表面108的凹坑長度，即0.5μm，因此讓反射率為60％或更大些。
下面討論由聚焦透鏡202聚焦的光束201的光行差。在例1的光碟101中，讀出記錄在第一信息表面105上的信息時的光束201的光路長度和讀出記錄在第二信息表面108上的信息時的光束201的光路長度之間的長度差為第一反射膜106的厚度與粘結層110的厚度t0之和。由於在例1的光碟101中，第一反射膜106的厚度為0.5μm或者更小些，因而可以忽略不計。當光路長度(即，光束穿過的厚度)變化時，由聚焦透鏡202聚焦的光束201就要產生光行差。該光行差正比於聚焦透鏡202的NA的四次方地增加。
下面描述聚焦透鏡202和第一基片104的厚度t1之間的相互關係。因為第一反射膜106的厚度和第一基片104的厚度t1以及粘結層110的厚度t0相比是可以忽略不計的，所以這裡認為第一基片104的厚度t1包括了第一反射膜106的厚度。
一般來說，在考慮到光碟的基片厚度的情況下對聚焦透鏡202進行設計。當具有一個信息表面的光碟的基片厚度為0.6mm時，依據0.6mm的基片厚度來設計聚焦透鏡202。當使用這個聚焦透鏡202再現具有厚度t1為0.6mm的第一基片104的光碟101時，在讀出記錄在第一信息表面105的過程中不會出現任何問題。但在讀出記錄在第二信息表面108上的信息時，粘結層110的厚度就要加到第一基片104的厚度上。這就是說，如果粘結層110的厚度t0是40μm，則就要給第一基片104的厚度t1(0.6mm)加上40μm。這基本上等於使用了厚度為0.64mm的基片的情況。因此當讀出記錄在第二信息表面108上的信息時光行差增大了。這就降低了再現信號的質量。為了解決這個問題，在使用為具有0.6mm厚的基片的光碟設計的聚焦透鏡202時，要使第一基片104的厚度t1為0.58mm，以此作為標準。然後，使具有雙信息表面的光碟的基片厚度略小於具有一個信息表面的光碟的厚度。結果，當讀出記錄在第一信息表面105上的信息時，基片厚度為0.58mm；當讀出記錄在第二信息表面108上的信息時，基片厚度為0.62mm。在後一種情況下，基片的厚度等於第一基片104的入射表面和第二信息表面108之間距離。在這些厚度和對聚焦透鏡202的設計值0.6mm之間的差都為20μm。於是，從第一信息表面105和第二信息表面108可以獲得基本上相同的再現信號質量。當然，在製造過程中，第一基片104的厚度t1和粘結層110的厚度t0都會有所變化。但藉助於上述的調整方法，放寬了這些變化的容限。
下面參照圖7A-7C詳細描述第一基片104的厚度t1和粘結層110的厚度t0之間的相互關係。圖7A-7C是表示從各種試製的光碟得到的測量結果的曲線圖。這些曲線圖的x軸是第一基片104的入射表面和信息表面之間的距離，y軸是再現信號的起伏。起伏的數值是通過用通道時鐘的周期去除再現信號隨時間軸的變化的標準偏差值得到的。在圖7A中，試製得到四種第一光碟102，它們的第一基片104的厚度t1分別為0.56m、0.57mm、0.62mm和0.63mm。每一個這樣的第一光碟102都經厚度為30μm的粘結層110與第二光碟103相粘結。使用最終得到的光碟再現信息，並對起伏進行測量，標號71表示再現記錄在第一信息表面105上的信息時得到的起伏，標號72表示再現記錄在第二信息表面108上的信息時得到的起伏。在圖7B中，試製得到四種第一光碟102，它們的第一基片104的厚度t1為0.56mm、0.57mm、0.58mm和0.61mm。每一個這樣的第一光碟102都經厚度為40μm的粘結層110與第二光碟103相粘結。使用最終得到的光碟再現信息，並對起伏進行測量。標號73表示再現記錄在第一信息表面105上的信息時得到的起伏，標號74表示再現記錄在第二信息表面108上的信息時得到的起伏。在圖7C中，試製得到三種第一光碟102，它們的第一基片104的厚度t1為0.61mm、0.62mm和0.63mm。每一個這樣得到的第一光碟102都經厚度為50μm的粘結層110與第二光碟103相粘結，使用最終得到的光碟再現信息，並對起伏進行測量。標號75表示再現記錄在第一信息表面105上的信息時得到的起伏，標號76表示再現記錄在第二信息表面108上的信息時得到的起伏。
一般來說，當再現記錄在光碟上的信息時，由於盤的偏斜和偏心、從外部加到設備上的振動和衝擊、或類似的因素所致要產生散焦和軌道偏離。這些因素使再現信號的起伏變大。當盤和光束的光軸彼此相對地傾斜時也會使再現信號的起伏加大。盤的這種翹曲變形隨環境條件(如溼變)的變化而變化。還要考慮製造過程中光頭的變化以及每個光頭隨時間的變化。因此，為了能以高可靠性地再現記錄在光碟上的信息，在考慮了以上所述各種因素引起的使起伏變大的情況下，再現信號的最大起伏變為10％左右。
比較圖7A和7B，可以觀察到下述情況。當粘結層110的厚度t0為30μm時，從第一信息表面得到的再現信號的起伏值的變化極小。起伏值保持在9.5％附近，和第一基片104的厚度t1從0.56mm變化到0.63mm無關。相反，當粘結層110的厚度t0是40μm時，從第一信息表面得到的再現信號的起伏值隨第一基片104的厚度t1的減小而加大。這表明，當粘結層110的厚度t0薄達30μm時，來自第二信息表面的洩漏信號的影響大於第一基片104的厚度t1的變化產生的光行差的影響。因此可以預期，如果粘結層110的厚度t0小於30μm，則來自第二信息表面的洩漏信號較大，並且明顯降低了再現信號的質量。因此，粘結層110的厚度t0應該是30μm或者更大些。
從圖7B可看出，當第一基片104的厚度t1在範圍0.58-0.56mm中時，從第一信息表面105得到的再現信號的起伏值開始顯著增加。這是因為，當粘結層110的厚度t0為40μm時，由第一基片104的厚度t1的變化引起的光行差的影響變得大於來自第二信息表面的洩漏信號的影響。再現信號的起伏值隨第一基片104的厚度t1的改變基本上呈拋物線形式變化。因此可以預期，如果第一基片104的厚度t1小於0.56mm，則再現信號的起伏值將明顯增加。因此，第一基片104的厚度t1應為0.56mm或者更大些。
第一基片104的厚度t1和粘結層110的厚度t0之和(即t0+t1)是再現記錄在第二信號表面108上的信息時存在的基片厚度。從圖7C可以看出，當厚度(t0+t1)在範圍0.66-0.69mm中時，再現信號的起伏值明顯增加，起伏值基本上按拋物線形式隨第一基片104的厚度t1的變化而變化。因此，可以預期，如果基片的厚度是0.69mm，則再現信號的起伏值將要超過10％。因此，為了得到等於或小於10％的再現信號起伏值，則第一基片104的厚度t1和粘結層110的厚度t0之和(t0+t1)應為0.68mm或更小些。
上述數值是極其嚴格的。為了保證器件的可靠性，應該對器件的每個元件進行嚴格的檢查。由於容限太窄就不能進行批量生產，所以每個器件的成本很高。為了能夠很容易地製造出器件，就應放寬容限。下面將對此作出詳細的描述。
當再現記錄在第一信息表面105上的信息時，因為粘結層110的厚度t0較大，所以來自第二信息表面108的洩漏信號的影響較上。從比較圖7A-7C可以看出，當再現記錄在第一信息表面105上的信息時，粘結層110的厚度t0最好是40μm。進而，當第一基片104的厚度t1是0.56mm或更大時，再現信號的起伏值可能小到8％。
從圖7A可以看出，當第一基片104的表面和第二信息表面108之間的距離為0.66mm時，再現信號的起伏是7.5％。從圖7B可以看出，當上述距離是0.65mm時，起伏是6.6％。從圖7C可以看出，當上述距離是0.66mm、0.67mm和0.68mm時，起伏分別為7％、7.8％和8.8％。因此，當上述距離超過0.66mm時，再現信號的起伏明顯增加。因而，再現記錄在第二信息表面108上的信息時存在的基片的厚度，即第一基片104的厚度t1和粘結層110的厚度t0之和，最好為0.66mm或者更小些。
當針對具有0.6mm厚的基片的光碟來設計聚焦透鏡202時，基片的厚度最好以0.6mm作為變化中心來進行變化。因此，當第一基片104的厚度為0.56mm或更大時，則可將該厚度確定為0.58mm±0.22mm。因此，要想得到0.66mm的第一基片104的厚度和粘結層110的厚度之和，粘結層110的厚度應為60μm或更小些。
從以上所述可以理解，通過在40-60μm範圍內調節粘結層110的厚度t0並在0.56mm-0.6mm範圍內調節第一基片104的厚度t1，就可使從第一和第二信息表面105和108得到的再現信號的起伏都很低，於是可獲得質量優異的再現信號。
現在描述第一和第二光碟102和103的螺旋形軌道的方向。例如，當從內側向外側形成第一光碟102的螺旋形軌道並且還從內側向外側形成第二光碟103的螺旋形軌道時，可通過使用從兩個信息表面進行再現的一個光頭實現交互再現。例如，可在兩個信息表面上分開記錄具有多個分支的一個遊戲節目。在該節目中，一收到分支指令，通過焦點轉移，節目立刻從第一信息表面105移到第二信息表面108，或者從第二信息表面108移到第一信息表面105。
另一方面，當從內側向外側形成第一光碟102的螺旋形軌道並且從外側向內側形成第二光碟103的螺旋形軌道時，通過使用從兩個信息表面進行再現的一個光頭能夠很容易地實現連續再現。即，首先從盤的內側向盤的外側移動光頭，從第一信息表面105再現信息。當光頭到達最外側時，聚焦操作立刻從第一信息表面105轉移到第二信息表面108。然後，從外側到內鍘再現記錄在第二信息表面108上的信息。這一過程可用於長時間連續再現一部電影片等。按下述方式來獲得這樣一種光碟，它包括第一和第二光碟，兩個光碟的螺旋形軌道的方向彼此相反在刻制原始盤時，從盤的內側向盤的外側移動光頭，從而在第一光碟102上記錄信號。當要在第二光碟103中記錄信號時，使盤反向旋轉，並且從盤的外側向盤的內側移動光頭。
因而，在例1的光碟中，通過具有預定厚度的粘結劑粘結第一和第二光碟。通過從光碟的一側用光束照射信息表面來再現記錄在第一和第二這兩個信息表面上的信息。這樣，就可以將一個標記固定到另一側上。此外，由於使用一個光頭並只改變焦點位量就可再現記錄在第一和第二這兩個信息表面上的信息，所以才有可能交互再現或長時間連續再現一部電影片。這還減少了記錄/再現設備的成本。此外，由於第一和第二光碟厚度相同，所以這些光碟的開關隨溼度改變的變化極小。這有利於這些光碟的粘結，降低了光碟的成本。(例2)在例2中，描述可用於不同類型光記錄/再現設備的光碟，這些設備是為具有厚度不同的基片的光碟設計的。
圖3表示可由兩種設備讀出信息的光碟的示意剖面圖，其中一種設備是針對具有1.2mm厚的基片的光碟設計的，另一種設備是針對具有0.6mm厚的基片的光碟設計的。
例2的光碟301由彼此粘結的第一光碟的302和第二光碟的303組成。在第一和第二光碟302和303中存貯相同的信息。第一光碟302包括盤形的第一基片304，它的厚度為0.6mm並且具有第一信息表面305，其中形成由凸、凹部分(凹坑)構成的螺旋形信息軌道。通過濺射或類似技術在第一基片304的第一信息表面305上形成一個半透明的第一反射膜306。第二光碟303按相同方式存貯和第一光碟完全相同的信息。第二光碟303包括一個盤形的第二基片307，它的厚度為0.6mm並且具有一個第二信息表面308，其中形成由凸、凹部分(凹坑)組成的螺旋形信息軌道。通過濺射或類似技術在第二基片307的第二信息表面308上形成鋁或類似材料構成的第二反射膜309。標號310代表由可紫外固化的材料構成的一個粘結層，用於粘結第一和第二光碟302和303。標號311代表識別光碟的一個標記。標號312代表一個孔，用於把光碟301裝在一個光記錄/再現設備上。
下面參照圖4A和4B描述記錄在第一和第二信息表面305和308上的信息的再現。圖4A表示使用針對具有0.6mm厚的基片的光碟設計的設備讀出記錄在第一信息表面305上的信息的情況。圖4A與圖2A基本相同。即，通過為0.6mm厚的基片設計的聚焦透鏡202會聚平行光束201，並從第一基片304一側照射光碟301。從第一反射膜306部分地反射光束201，並且以分光器204通過光檢測器205檢測反射光束203。於是，讀出了該信息。
圖4B表示使用針對具有1.2mm厚的基片的光碟設計的讀出記錄在第二信息表面308上的信息的情況。參照圖4B，當再現記錄在第二信息表面308上的信息時，通過為1.2mm厚的基片設計的聚焦透鏡402會聚平行光束401，並從第一基片304一側照射光碟301。光束401穿過第一基片304、第一反射膜306、粘結層310、第二基片307，並抵達第二信息表面308。從第二反射膜309部分地反射光束401，反射光束406穿過第二基片307、粘結層310、第一反射膜306、第一基片304和聚焦透鏡402。然後，以分光器404通過光檢測器405檢測反射光束406。於是，讀出了該信息。
如圖4A所示，當記錄在第一信息表面305上的信息時，反射光束203和206穿過聚焦透鏡202並由光檢測器205接收。但光束201在第二反射膜309上形成的光點有1mm那麼大或者更大些，因此光束201照射了多個凹坑。還有，已經穿過透鏡202的反射光束206並不是平行的。因此，已經抵達光檢測器205的反射光束206的光量極小。因而，通過光檢測器205幾乎檢測不到從第二信息表面308得到的凹坑信息部分。
如圖4B所示，像上述情況那樣，當再現記錄在第二信息表面308上的信息時，反射光束403和406穿過聚焦透鏡402並由光檢測器405接收。但光束401在第一反射膜306上形成的光點有1mm那麼大或者更大些，所以光束401照射到多個凹坑。還有，已經穿過聚焦透鏡402的反射光束406並不是平行的。因此，通過光檢測器405幾乎檢測不到從第一信息表面305得到的凹坑信息部分。
在例2的光碟301中，第一和第二反射膜306和309的反射率之間的相互關係與例1的光碟101基本相同。但在光碟301中，不需要將記錄在第二信息表面308上的信息傳遞到第二反射膜309。這就使第二反射膜309變厚，因而可獲得90％或更大些的反射率。
如以上所述，當將圖3所示的光碟301用於作為1.2mm厚的基片設計的設備時，光束401穿過第一和第二基片304和307、第一反射膜306和粘結層310。當第一和第二基片304和307的厚度和是0.6mm時，總厚度超過粘結層310厚度1.2mm，當然第一反射膜306的厚度略去未計。這就要產生光行差。為解決這個問題，粘結層310的厚度最好為幾十個μm或者更小些。另一方面，還可以通過粘結層310的厚度來減小第二基片307的厚度。
第一和第二信息表面305和308可以有彼此不同的格式。例如，可以在第二信息表面308上以常規CD格式記錄信息，從而就可以通過廣泛使用的CD播放機來再現該信息。一般來說，CD盤的密度很低，並且CD的容量僅僅是本發明的光碟容量的1/4左右。因此，例如，可在第一信息表面305上記錄整部電影，而在第二信息表面308上記錄通過剪輯部分縮短了的電影的編輯版本。在這種情況下，由於使用了波長為780nm的光束從CD盤進行再現，因此第一反射膜306應具有可反射650nm光束並且可透射780nm光束的光學性質。這就增加了反射光量，因此增加了最終再現信號的信/噪比。
如以上所述，在例2中，由於在第一和第二光碟中記錄了相同的信息，因此通過兩個設備可以讀出相同的信息，一個設備是針對具有1.2mm厚的基片的光碟設計的，另一個設備是針對具有0.6mm厚的基片的光碟設計的。還有，由於用一個光束從光碟的一側照射第一和第二這兩個信息表面。所以可將一個標記形成到光碟的另一側上。(例3)在例3中，描述一種光碟，它的第一信息表面僅用於再現，它的第二信息表面用於記錄和再現。通過用一個光束從一側照射光碟來進行再現或記錄。
圖5是例3的光碟501的放大的剖面圖。光碟501由相互粘結的僅用於再現的第一光碟502和用於記錄和再現的第二光碟503組成。第一光碟502包括厚度為0.6mm的盤形基片504，基片504具有第一信息表面505，其中形成由凸、凹部分(凹坑)組成的螺旋形信息軌道。通過濺射或類似技術在基片504的第一信息表面505上形成一個半透明的反射膜506。第二光碟503包括厚度為0.58mm的一個基片，該基片具有第二信息表面，其中形成由微小的凸、凹部分(溝槽)組成的螺旋形信息軌道。標號510代表粘結第一和第二光碟502和502的粘結層。標號511代表識別光碟的一個標記。標號512代表一個孔，用於把光碟501裝在光記錄/再現設備上。
在圖5所示的光碟501中，象圖1所示的光碟101一樣，經粘結層510粘結僅用於再現的第一信息表面505和用於記錄及再現的第二信息表面，使它們相互分開約40μm。從第一光碟502這一側用光束照射光碟501。
參照圖5和6，描述第二光碟503。圖6是沿徑向剖開第二光碟503得到的一個放大的剖面圖。在第二光碟503的基片601的一個表面上形成具有凸、凹部分的溝槽軌道602。然後通過濺射或類似技術依次相繼形成由鋁或類似材料構成的反射膜603、由SiO2或類似構成的電介質膜604、記錄材料膜605、以及另一個電介質膜606。設置反射膜603是為了提高靈敏度，並且通過促進熱幅射保護記錄材料膜605不受熱衝擊影響。通過濺射例如包含碲(Te)、銻(Sb)、或鍺(Ge)作為主要成份的相變型記錄材料形成記錄材料膜605。形成電介質膜604和606是為了保護記錄材料膜605不受溼度或熱衝擊影響。可以省去這些電介質膜。
相變型記錄材料在加熱後逐漸冷卻時變為結晶形的，在熔化後突然冷卻則變為非結晶性的。在相變型盤中使用了這一性質，其中相變型記錄材料的結晶狀態和非結晶狀態相互可逆地改變，因而可反覆改寫信息，象諸如軟盤和硬碟之類的磁碟能夠作到的一樣。按以下所述在相變型盤上記錄信息。盤以預定速度旋轉。對跟蹤進行控制以使光束沿溝槽軌道定位，與此同時還要依據要記錄的信號在強的非結晶強度水平和弱的結晶強度水平之間改變光束的強度。例如，在進行記錄使記錄標誌處在非結晶狀態的情況下，發出具有可熔化膜的足夠大光量的光束，從而在膜上形成非結晶狀態下的一個標誌。相反，在不欲形成標記期間，發出具有阻止膜熔化的足夠小光量的光束，使膜的位置處結晶。因此這時使膜的這個位置結晶，和該位置的先前狀態是非結晶狀態還是結晶狀態無關。因此可改寫即使已記錄了信息的膜的位置。根據非結晶狀態和結晶狀態的反射率彼此不同的原理來再現記錄在相變型盤上的信息。例如，用恆定的弱光照射該盤，用光檢測器檢測來自盤的反射光束，使用檢測到的反射光量的變化來再現信息。
如上所述，構成了例3的光碟501，可從第一光碟502這一側接收一個光束。理由如下使用由吸收光束產生的熱量在用於記錄和再現的第二光碟503中記錄信息。因此，為了使用具有小光量的光束進行記錄，第二光碟需吸收約60％的光束。因此，當反射率約為20％時，透射率將小到20％。如果和例3的情況相反，構成的光碟從第二光碟503這一側接收光束，則讀出記錄在第一信息表面505上的信息所需的反射光量極小。例如，即使反射膜506的反射率為100％，在兩次穿過第二光碟503後的反射光量僅僅是入射光量的4％。對於按本發明的光碟501，就可免除上述麻煩，光碟501從第一光碟502這一側接收光束。第二光碟503的吸收可能高達60％，它的反射率可為40％。因此，當反射膜506的反射率例如為20％時，在讀出記錄在第一信息表面505上的信息的情況下，可獲得約為20％入射光量的反射光量；在讀出記錄在第二光碟503上的信息的情況下，可獲得約為26％入射光量的反射光量。當再現記錄在只用於再現的第一光碟502中的信息時，通過在第一信息表面505上形成的凹坑強調製入射光束。因此，即使第一反射膜506的反射率低達20％，也能獲得足夠高質量的再現信號。
如以上所述，由於構成的例3的光碟501從只用於再現的第一光碟502一側接收光束，因此能夠高可靠性地從第一和第二光碟502和503進行再現。
因此，在例3中，用具有預定厚度的粘結劑粘結第一和第二光碟502和503，並用一個光束從光碟的一側照射這兩個光碟的信息表面。因此，可將一個標記形成到光碟的另一側。還有，由於使用一個光頭僅通過改變光束焦點位置就可再現記錄在兩個信息表面上的信息，因此有可能進行交互再現，並且降低了光記錄/再現設備的成本。此外，將只用於再現的光碟和用於記錄及再現的光碟組合起來，形成一個光碟。因此，例如，可對記錄在只用於再現的光碟中的信息進行處理，並將處理過的信息記錄在用於記錄和再現的那個光碟中。這將使信息的處理很容易，其原因在於相關的信息存貯在同一個光碟內。由於第一和第二光碟的厚度相同，所以這些光碟的形狀隨溼度變化幾乎沒有什麼改變。這便於光碟的粘結，因此降低了光記錄/再現介質的成本。
順便提一下，可在例2的光碟的第二信息表面308上形成與例3所用的記錄材料膜605類似的記錄材料膜。這樣的記錄材料膜應該在第二光碟303的第二信息表面308和第二反射膜309之間形成。
因此，按本發明，用透明粘結劑粘結第一光碟和第二光碟；其中第一光碟包括在第一信息表面上形成的半透明反射膜，在第一信息表面上記錄信息；第二光碟包括在第二信息表面上形成的反射膜，在第二信息表面上記錄信息；從而使兩個信息表面彼此靠近。因此，用一個光束從光碟的一側照射該表面，即可讀出記錄在雙信息表面上的信息。於是，可相繼地再現幾乎兩倍的信息量。由於可將標記形成到光碟的另一側，所以光碟的識別是很容易的。
可將第一基片和粘結層的厚度調整到預定數值。因此，從第一和第二信息表面得到的再現信號的起伏很小，故可獲得高質量的再現信號。
另外，按照本發明，使第一和第二基片的厚度基本相同，這兩個基片彼此粘結，使第一基片的第一信息表面面對第二基片的與第二信息表面相對的那個表面。這樣一種光碟可用於兩個設備，一個設備是針對1.2mm厚的基片的光碟設計的，另一個設備是針對0.6mm厚的基片的光碟設計的。
另一方面，按本發明，相互粘結只用於再現的光碟和用於記錄及再現的光碟。例如，可對只用於再現的光碟中記錄的信息進行處理，並將處理過的信息記錄在用於記錄和再現的光碟內。因為在一個光碟中存貯相關的信息，所以這使信息的處理很容易。
在不偏離本發明的構思和範圍的條件下，對本領域的普通技術人員來說，各種其它的改進都是顯而易見的，並且是很容易做出來的。因此不希望將這裡所附的權利要求書的範圍只限於這裡所給出的描述，而是希望對權利要求書能作出廣義的解釋。
權利要求
1.一種光碟，包括具有第一信息表面的第一基片；在第一基片的第一信息表面上形成的半透明反射膜；具有第二信息表面的第二基片；在第二基片的第二信息表面上形成的記錄材料膜材料膜；以及用於粘結第一基片和第二基片的的粘結層；其中僅用於再現的信息以凸起和凹坑的形式形成在第一基片的第一信息表面上，對形成在第一基片的第一信息表面上的信息的讀取或對形成在第二基片的第二信息表面上的記錄材料膜材料膜的信息的記錄是通過使用一束來自第一基片一側的光束進行的。
2.如權利要求1的光碟，其特徵在於第一基片的厚度與第二基片的厚度基本上相同。
3.如權利要求1的光碟，其特徵在於該粘結層粘結第一基片和第二基片以便使第一信息表面和第二信息表面彼此相對。
4.如權利要求3的光碟，其特徵在於第一基片的厚度為大於或等於0.56mm，粘結層的厚度為大於或等於30μm，而第一基片和粘結層的整體厚度是小於或等於0.68mm。
5.如權利要求1的光碟，其特徵在於記錄材料膜是由相變型記錄材料構成的。
6.如權利要求1的光碟，其特徵在於在第二基片的一個表面上形成一個標記。
7.如權利要求1的光碟，其特徵在於在第一基片和第二基片的每一個上都形成一個螺旋形軌道，並且在從第一基片的與第一信息表面相對的那個表面一側觀察螺旋形軌道時，在第一基片上的螺旋形軌道的形成方向與在第二基片上的螺旋形軌道的形成方向相同。
8.如權利要求1的光碟，其特徵在於在第一基片和第二基片的每一個上都形成一個螺旋形軌道，並且在從第一基片的與第一信息表面相對的那個表面一側觀察螺旋形軌道時，在第一基片上的螺旋形軌道的形成方向與在第二基片上的螺旋形軌道的形成方向相反。
9.一種光碟，包括具有第一信息表面的第一基片；在第一基片的第一信息表面上形成的半透明反射膜；具有第二信息表面的第二基片；在第二基片的第二信息表面上形成的反射膜；以及粘結第一基片和第二基片以使第一基片的第一信息表面面對第二基片的與第二信息表面相對的那個表面的粘結層；其中，第一基片的厚度基本上與第二基片的厚度相同。
10.如權利要求9的光碟，其特徵在於在第二基片的第二信息表面和反射膜之間形成一個記錄材料膜。
11.如權利要求10的光碟，其特徵在於記錄材料膜由相變型記錄材料構成。
12.一種光碟，包括具有第一信息表面的第一基片；在第一基片的第一信息表面上形成的半透明反射膜；具有第二信息表面的第二基片；在第二基片的第二信息表面上形成的反射膜；粘結第一基片和第二基片使第一基片的第一信息表面面對第二基片的與第二信息表面相對的那個表面的粘結層；以及在用於第二基片的反射膜上形成的一個標記，其中，第一基片的厚度與第二基片的厚度基本相同。
13.如權利要求12的光碟，其特徵在於在第二基片的第二信息表面和反射膜之間形成一個記錄材料膜。
14.如權利要求13的光碟，其特徵在於記錄材料膜是由相變型記錄材料構成的。
全文摘要
本發明的光碟包括:具有第一信息表面的第一基片;在第一基片的第一信息表面上形成的半透明反射膜;具有第二信息表面的第二基片;在第二基片的第二信息表面上形成的反射膜;以及粘結第一基片和第二基片以使第一信息表面和第二信息表面彼此相對,其中:第一基片的厚度是0.56mm或者更大些,粘結層的厚度為30μm或者更大些,第一基片和粘結層的總厚度是0.68mm或更小些。
文檔編號C09K21/14GK1275767SQ9910503
公開日2000年12月6日 申請日期1995年12月28日 優先權日1994年12月28日
發明者守屋充郎, 田中伸一, 杉原泰宏, 谷口宏, 永島道芳 申請人:松下電器產業株式會社