дискообразный носитель информации

область техники

изобретение относится к дискообразным информационным носителям, предназначенным для хранения и воспроизведения аудио-, видео- и других типов информации в цифровой форме.

предшествующий уровень техники в настоящее время хорошо известны и получили широкое распространение дискообразные носители информации - цифровые универсальные диски высокой плотности (цуд), - каждый из которых имеет центральное посадочное отверстие, и содержит первую литую дискообразную подложку из оптически прозрачного материала (преимущественно, поликарбоната или полиметилметакрилата), дополнительную литую дискообразную подложку из того же материала, а также слой клея для соединения указанных литых подложек между собой, и по меньшей мере один информационный слой, обеспечивающий хранение и/или запись информации, расположенный на одной из поверхностей подложки, причем наружная поверхность по крайней мере одной из указанных подложек выполнена гладкой и прозрачной (см., например, стандарты европейской ассоциации по стандартизации информационных и коммуникационных систем (еасикс) N2N° 267, 268 (апрель 2001), 272 (июнь 1999), 279 (декабрь 1998)). в зависимости от количества записывающих слоев выделяют односторонние и двусторонние цуд (т.е. чтение и/или запись осуществляется только с одной или с обеих сторон носителя).

указанные носители, предназначенные для хранения от 4,7 гб до 18 гб аудио-, видео- и других типов цифровой информации и воспроизведения этой информации на современном оборудовании с оптической системой считывания в диапазоне длин волн 635-650 нм, на данный момент считаются наиболее емкими средствами хранения и/или записи информации, однако имеют целый ряд

недостатков, обусловленных их конструктивным выполнением и особенностями их геометрии.

в частности, любой из известных носителей чрезвычайно чувствителен к изгибающим деформациям, в результате действия которых происходят микросдвиги образующих его подложек друг относительно друга, вызывающие микроотслоение записывающего слоя от подложки и, следовательно, возникновение дефектов - нечитаемых участков в информационной зоне. кроме того, гладкая прозрачная поверхность данного носителя не защищена от повреждений (в частности, царапин), что также приводит к возникновению ошибок при последующем воспроизведении. еще одним недостатком, свойственным односторонним цуд, является плохая адгезия красок, используемых для нанесения красочных этикеток, к материалу, из которого выполнена дополнительная подложка (поликарбонату или полиметилметакрилату), а также то, что особенности геометрии поверхности одностороннего носителя приводят к быстрому повреждению печатных форм, что существенно ограничивает возможности и негативно сказывается на качестве печати.

кроме того, при изготовлении цуд с двумя склеенными подложками используется значительное количество сырья (поликарбоната или полиметиметакрилата), а сама операция склеивания подложек является наиболее критической по исполнению, характеризуется плохой климатикой и занимает сравнительно большой промежуток времени (до трети цикла изготовления всего носителя). кроме того, после склеивания подложек цуд между ними образуются замкнутые пузырьки воздуха, которые при изменении параметров окружающей среды (например, при повышении температуры) могут вызвать деформации сдвига и нарушить целостность конструкции, что приводит к частичной потере записанной на цуд информации. по всем вышеуказанным причинам количество брака при изготовлении цуд может превышать 10%.

наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является дискообразный носитель информации - компактный диск (кд) - имеющий центральное отверстие для закрепления носителя в считывающем устройстве и содержащий, по меньшей мере, подложку, имеющую первую и вторую стороны, а

также один информационный слой, предназначенный для хранения и/или записи и/или считывания информации лазерным лучом (см., например, стандарт еасикс JNslзо (июнь 1996)).

известный носитель характеризуется сравнительно малой емкостью (обычно - не более 700 мб), поскольку при толщине его дискообразной подложки составляет 1,1-1,35 мм он воспроизводится на оборудовании с длиной 780 нм, т.к. характерные размеры питов информации и их шаг в кд значительно больше, чем в цуд, а их количество, соответственно, значительно меньше. кроме того, сравнительно большая толщина подложки (1,2 мм) часто приводит к возникновению общих напряжений в толще подложки в информационной зоне, что приводит к возникновению двулучепреломления и возможных ошибок при воспроизведении, а также к разрушению носителя и повреждению считывающего оборудования на скоростях считывания информации свыше 24x. также, по причине сравнительно большого веса и большой толщины кд характеризуется сравнительно малой устойчивостью к изгибающим деформациям, является как правило довольно хрупким и весьма чувствителен к соударениям его кромки с твердыми поверхностями, в результате которых по кромке кд могут образовываться трещины и сколы. кроме того, известный кд, равно как и ранее описанный цуд, плохо защищен от повреждений гладкой прозрачной стороны при расположении носителя этой стороной вниз даже на умеренно шероховатых поверхностях (например, на столе и т.п.), поскольку имеет на прозрачной стороне всего один кольцевой выступ высотой не более 0,3 мм на диаметре 34 мм для штабелирования носителей. следует также отметить сравнительно высокий расход сырья при изготовлении кд, по существу эквивалентный расходу поликарбоната (полиметилметакрилата) при изготовлении цуд.

в связи со всем вышесказанным возникает задача создания нового носителя информации, который был бы лишен большинства недостатков известных цуд и кд носителей, и в то же время мог бы объединить в себе большинство их преимуществ.

сущность изобретения

настоящее изобретение направлено на создание дискообразного носителя информации повышенной емкости с новьми геометрическими характеристиками, который лишен большинства перечисленных недостатков известных носителей кд и цуд, и который может быть считан и/или записан и/или перезаписан на любом современном оборудовании с использованием лазерного луча длиной волны в диапазоне 635-650 нм, а также на перспективном оборудовании при длине волны 405-450 нм и короче, и кроме того характеризуется существенно меньшим количеством ошибок при воспроизведении за счет уменьшения напряжений в толще подложке в центральной зоне, а также повышенной надежностью в эксплуатации, совместимостью с современными устройствами для чтения/записи информации и кроме того - повышенной технологичностью.

указанная цель достигается тем, что в дискообразном носителе информации, содержащем, по меньшей мере, подложку с выполненным в ее центральной зоне посадочным отверстием для закрепления носителя в считывающем устройстве, указанная подложка имеет первую сторону и противоположную ей вторую сторону, при этом по крайней мере с первой стороны подложки имеется первая информационная зона для хранения и/или записи информации и считывания такой информации с использованием лазерного луча, согласно первому варианту толщина подложки по крайней мере в пределах первой информационной зоны не превышает 0,8 мм, при этом в центральной зоне подложки выполнено N>1 конечных выступов, выступающих над первой стороной подложки и способствующих закреплению носителя в приводе считывающего устройства. предпочтительно N выступов выступают над первой стороной подложки на величину H, где H выбрано из интервала 0,15 - 0,75 мм.

предпочтительно указанные выступы расположены в ограниченной между диаметрами Di и D ₂ части центральной зоны подложки, где 22мм < Di < D ₂ < 40мм. в частном случае D ₂ предпочтительно меньше либо равно 37 мм.

в частном случае указанные N выступов над первой стороной выполнены по существу одинаковыми.

в другом частном случае указанные N выступов включают в себя по крайней мере две группы выступов, причем в пределах одной группы все выступы выполнены по существу одинаковыми.

в предпочтительных случаях проекция указанных выступов на первую сторону подложки представляет собой круг или овал причем наибольший поперечный размер проекции выбран из интервала 4 - 6 мм.

предпочтительно наружная поверхность каждого из указанных выступов представляет собой часть сферической и/или эллиптической и/или цилиндрической поверхности.

в частном случае в центральной зоне на второй стороне носителя дополнительно расположена выемка. при этом внутри указанной выемки может быть выполнено M перегородок, где M>1. перегородки могут выполняться радиальными или тангенциальными (скошенными).

в частном случае на второй стороне подложки может быть выполнен кольцевой выступ, ограниченный диаметрами 33,5 мм и 34,5 мм, выступающий над поверхностью подложки на величину не более чем 0,4 мм.

предпочтительно наибольшая толщина подложки в центральной зоне с учетом высоты N выступов имеет значение, выбранное из интервала 1,0-1,5 мм.

в частном случае в центральной зоне на второй стороне носитель дополнительно содержит плоский кольцевой выступ, ограниченный между наружным и внутренним диаметрами, где внутренний диаметр больше либо равен диаметру посадочного отверстия, а наружный меньше диаметра 40 мм, причем указанный выступ имеет высоту, обеспечивающую максимальную толщину подложки в центральной зоне с учетом высоты N выступов в пределах интервала 1,0 - 1,5 мм.

предпочтительно наружный диаметр носителя без учета допусков выбран из интервала от 80 мм включительно до 120 мм включительно. наиболее предпочтительно наружный диаметр составляет 80 мм или 120 мм.

в частном случае на своей первой стороне носитель содержит наружный кольцевой выступ, внутренний диаметр которого отстоит от наружной кромки носителя не более, чем на 2 мм, ширина составляет не более 2 мм, а высота, на которую он выступает над соответствующей стороной подложки, не превышает

0,4 мм.

указанная цель достигается также тем, что в дискообразном носителе информации, содержаем, по меньшей мере, подложку с выполненным в ее центральной зоне посадочным отверстием для закрепления носителя в считывающем устройстве, указанная подложка имеет первую сторону и противоположную ей вторую сторону, при этом по крайней мере с первой стороны подложки имеется первая информационная зона для хранения и/или записи информации и считывания такой информации с использованием лазерного луча, согласно второму варианту толщина подложки по крайней мере в пределах первой информационной зоны не превышает 0,8 мм, в центральной зоне подложки расположено N>1 конечных выступов, выступающих над первой стороной подложки и способствующих закреплению носителя в приводе считывающего устройства, и при этом со второй своей стороны подложка содержит кольцевую выемку в центральной зоне, расположенную между диаметрами D ₃ и D ₄ , где 15мм < D ₃ < D ₄ < 22мм.

в частном случае указанные выступы выполнены по существу одинаковыми. предпочтительно, чтобы проекция указанных выступов на первую сторону подложки представляет собой круг или овал, причем наибольший поперечный размер проекции выбран из интервала 4 — 6 мм.

в частном случае указанные N выступов включают в себя по крайней мере две группы выступов, причем в пределах одной группы все выступы выполнены по существу одинаковыми. при этом по крайней мере в одной из указанных групп

выступов проекция указанных выступов на первую сторону подложки представляет собой круг или овал, причем наибольший поперечный размер проекции выбран из интервала 4 - б мм.

в предпочтительном случае выступы расположены между диаметрами Di и D ₂ , где 22мм < Di < D ₂ ≤ 40мм, причем наибольшие по размеру выступы возвышаются над первой стороной подложки на величину H, где H выбрано из интервала 0,15 - 0,75 мм.

в частном случае внутри кольцевой выемки в центральной зоне может быть выполнено M>1 перегородок. перегородки могут выполняться радиальными или тангенциальными (скошенными).

предпочтительно наружный диаметр носителя без учета допусков выбран из интервала от 80 мм включительно до 120 мм включительно. наиболее предпочтительно наружный диаметр составляет 80 мм или 120 мм.

в частном случае на своей первой стороне носитель содержит наружный кольцевой выступ, внутренний диаметр которого отстоит от наружной кромки носителя не более, чем на 2 мм, ширина составляет не более 2 мм, а высота, на которую он выступает над соответствующей стороной подложки, не превышает

0,4 мм.

указанная цель также достигается в дискообразном носителе информации, содержащем, по меньшей мере, подложку с выполненным в ее центральной зоне посадочным отверстием для закрепления носителя в считывающем устройстве, указанная подложка имеет первую сторону и противоположную ей вторую сторону, при этом по крайней мере с первой стороны подложки имеется первая информационная зона для хранения и/или записи информации и считывания такой информации с использованием лазерного луча, согласно третьему варианту толщина подложки по крайней мере в пределах первой информационной зоны не превышает 0,8 мм, в центральной зоне подложки расположено N>1 конечных выступов, выступающих над первой стороной подложки и способствующих закреплению носителя в приводе считывающего устройства, и при этом со второй стороны подложки выполнен кольцевой

плоский выступ, ограниченный между диаметрами D5 и Dб, где D5<D6<40мм, а D 5 больше либо равен диаметру посадочного отверстия.

предпочтительно указанные N выступов с первой стороны совместно с указанным выступом со второй стороны обеспечивают максимальную толщину подложки в центральной зоне, выбранную из интервала 1,0 - 1,5 мм.

предпочтительно выступы с первой стороны расположены между диаметрами D ₁ и D ₂ , где 22мм < D ₁ < D ₂ < 40мм, причем наибольшие по размеру выступы возвышаются над первой стороной подложки на величину H, где H выбрано из интервала 0,15 - 0,75 мм. в частном случае D5 совпадает с диаметром посадочного отверстия.

предпочтительно наружный диаметр носителя без учета допусков выбран из интервала от 80 мм включительно до 120 мм включительно. наиболее предпочтительно наружный диаметр составляет 80 мм или 120 мм.

в частном случае на своей первой стороне носитель содержит наружный кольцевой выступ, внутренний диаметр которого отстоит от наружной кромки носителя не более, чем на 2 мм, ширина составляет не более 2 мм, а высота, на которую он выступает над соответствующей стороной подложки, не превышает

0,4 мм.

кроме того поставленная цель достигается тем, что в дискообразном носителе информации, содержащем, по меньшей мере, подложку с выполненным в ее центральной зоне посадочным отверстием для закрепления носителя в считывающем устройстве, указанная подложка имеет первую сторону и противоположную ей вторую сторону, при этом по крайней мере с первой стороны подложки имеется первая информационная зона для хранения и/или записи информации и считывания такой информации с использованием лазерного луча, согласно четвертому варианту толщина подложки по крайней мере в пределах первой информационной зоны не превышает 0,8 мм, и при этом по крайней мере с одной из сторон подлодки выполнен кольцевой плоский выступ, ограниченный между диаметрами D5 и D6, где D5<D6<40мм, а D5 больше либо равен диаметру посадочного отверстия, причем максимальная толщина подложки

в зоне выполнения указанного кольцевого выступа выбрана из интервала 1,0-1,5

MM.

в частном случае носитель содержит первый и второй кольцевые плоские выступы, каждый из которых ограничен между диаметрами D5 и D6, причем первый выступ расположен с первой стороны подложки, а второй выступ расположен со второй стороны подложки.

в частном случае первый и второй выступы расположены симметрично относительно горизонтальной оси носителя.

в одном из частных случаев носитель также имеет вторую информационную зону, расположенную со второй стороны подложки.

в частном случае D5 совпадает с диаметром посадочного отверстия, а D6 может не превышать 38мм.

предпочтительно наружный диаметр носителя без учета допусков выбран из интервала от 80 мм включительно до 120 мм включительно. наиболее предпочтительно наружный диаметр составляет 80 мм или 120 мм.

в частном случае, по крайней мере на одной из сторон носитель содержит наружный кольцевой выступ, внутренний диаметр которого отстоит от наружной кромки носителя не более, чем на 2 мм, ширина составляет не более 2 мм, а высота, на которую он выступает над соответствующей стороной подложки, не превышает 0,4 мм.

в частном случае носитель может содержать два наружных кольцевых выступа, один из которых выступает над первой, а другой - над второй стороной подложки.

все варианты изобретения относятся к тонкому носителю информации в форме диска (далее по тексту «диcк»), на который нанесена или может наноситься видео-, аудио- или иная информация в цифровом формате. такая информация может затем считываться с этого носителя с использованием известных и перспективных оптических систем на базе известных: или перспективных лазеров (красного, фиолетового или голубого, соответственно). при этом диск может

быть как одно- так и двухсторонним (в последнем случае он может иметь две информационные зоны (далее также «cлoя»), соответственно), и чтение информации может производиться как непосредственно с ближайшего к лазеру информационного слоя, так и расположенного на другой стороне подложки во всех заявленных вариантах изобретения диск выполняется на основе одной подложки. это связано с тем, что большинство недостатков цуд обусловлено наличием операции склеивания двух подложек в процессе его изготовления, в силу чего представляется целесообразным отказаться от этой операции и выполнять носитель по аналогии с кд с использованием только одной подложки. для обеспечения возможности считывания такого носителя на современном оборудовании с использованием лазерного луча с длиной волны 630-650 нм необходимо уменьшать толщину подложки по крайней мере в зоне расположения информационного слоя (или слоев), т.е. необходимо выполнять носитель информации более тонким по сравнению с цуд и кд носителями. за счет снижения толщины подложки в информационной зоне со стандартных 1,1-1,2 мм до 0,8 мм и менее обеспечивается возможность уменьшения характерных размеров питов и их шага в информационной зоне по сравнению с кд, что позволяет повысить плотность записанной на диск информации и считывать эту информацию лазерным лучом с длиной волны 635- 650 нм, что в итоге позволяет достичь суммарной емкости носителя с одной информационной зоной (одностороннего) в 4,7 гб, а двустороннего - около 9 гб (для дисков с наружным диаметром 120 мм). помимо этого, поскольку информационная зона традиционно занимает большую площадь носителя, снижение толщины подложки по меньшей мере на указанном участке позволяет существенно снизить расход сырья (поликарбоната или полиметилметакрилата), необходимого для изготовления носителя, и снизить его массу, что в свою очередь способствует уменьшению напряжений в толще подложки и сокращению количества ошибок при считывании и/или записи информации, а также способствует повышению гибкости и, соответственно, уменьшению хрупкости носителя.

при этом необходимо также обеспечить закрепление носителя в приводе считывающего устройства.

в стандартных современных приводах для считывания известных носителей цуд и кд практикуется прижим носителя в центральной части, преимущественно в зоне между диаметрами 22 мм (иногда - 25 мм) и 33 мм. при этом стандартами на цуд и кд предполагается, что носитель в зоне прижима (и даже вокруг нее) будет иметь достаточную толщину (стандартно - 1,1-1,2 мм) и, следовательно, жесткость. в результате для обеспечения высоких скоростей считывания прижим носителей в современных приводах производится с существенным усилием.

как показывают результаты экспериментов, плотный прижим тонкого диска с толщиной центральной и информационной зоны 0,8 мм и менее, имеющего по сравнению с традиционными носителями меньшую жесткость, будет приводить к его деформации (приподниманию краев диска, утапливанию его центральной части и пр.). это может привести к полной невозможности считывания информации и/или даже к разрушению диска при вращении в приводе в результате возникновения тангенциальных (разрывных) усилий в толще подложки.

таким образом, при снижении толщины подложки необходимо использовать специальные средства зажима тонких дисков в традиционных приводах, рассчитанных на более жесткие цуд и кд. при этом, наиболее очевидным представляется модифицировать средства прижима в приводе таким образом, чтобы после прижатия тонкого диска последний не деформировался. однако в связи с большим числом вариантов конкретного выполнения современных приводов и, соответственно, механизмов зажима такая задача представляется крайне трудоемкой. кроме того имеются все основания предполагать, что не все модифицированные таким образом приводы будут эффективно зажимать традиционные более толстые и жесткие носители цуд и кд, в связи с чем область применения таких приводов существенно сузится. в связи с этим оптимальным решением представляется модификация центральной зоны самого тонкого диска таким образом, чтобы он мог эффективно зажиматься в стандартных приводах наравне с известными цуд и кд.

согласно первому варианту заявленного изобретения предлагается выполнять на первой (верхней по ориентации при закреплении в приводе) стороне подложки конечные локальные выступы (т.е. разомкнутые в противоположность замкнутым кольцевым, т.е. бесконечным), предпочтительно располагаемые между диаметрами 22 мм и 40 мм включительно и предпочтительно выступающие над первой стороной подложки на величину из интервала 0,15-0,75 мм. форма таких локальных выступов предпочтительно должна обеспечивать покраску первой стороны подложки без повреждений самой подложки, а также средств нанесения красочных этикеток (в частности, ракелей). было установлено, что для решения указанной задачи оптимальной является форма наружной поверхности выступа в виде части сферической и/или цилиндрической и/или эллиптической или иной по существу выпуклой поверхности второго порядка с тем, чтобы при расположении диска на покраске любой стороной максимально снизить вероятность повреждения средств нанесения этикеток. кроме того, выполнение массивных выступов может привести к образованию в толще подложке локальных зон с высокими внутренними напряжениями, что может привести к снижению прочности, увеличению двулучепреломления и, как следствие, росту числа ошибок чтения и/или записи информации. в связи с этим предлагается выполнять выступы над первой стороной подложки так, чтобы наибольший поперечный размер проекции каждого из выступов на эту сторону (в предпочтительном случае это диаметр проекции-круга или наибольшее расстояние между двумя точками на границе проекции-овала) лежал бы в пределах 4-6 мм. как показывают проведенные испытания, при такой ширине выступов удается одновременно обеспечить надежный прижим диска в стандартном приводе и в то же время обеспечить нормальный уровень двулучепреломления вблизи центральной зоны подложки.

по второму варианту заявленный носитель в дополнение к вышеописанным выступам над первой стороной подложки содержит в центральной зоне на второй стороне подложки кольцевую выемку, которая дополнительно обеспечивает выравнивание толщины подложки и уменьшает вероятность образования повышенного внутреннего напряжения в центральной зоне. для придания диску необходимой жесткости в зоне выполнения выемки

внутри нее целесообразно выполнять перегородки (радиальные или тангенциальные) .

согласно третьему варианту изобретения на первой стороне диска также выполняются N локальных конечных выступов, позволяющие закрепить диск в приводе, а на второй стороне носителя выполнен плоский кольцевой выступ (хаб), придающий центральной части диска необходимую жесткость. при этом выступ может простираться от центрального посадочного отверстия диска вплоть до конца центральной зоны (вплотную приближаться к краю информационной зоны), что позволяет более равномерно распределять нагрузку от прижимного устройства по центральной зоне диска.

в четвертом, последнем варианте изобретения в центральной зоне предлагается выполнять только один или два кольцевых плоских выступа (хаба) с каждой из сторон подложки. вариант с двумя хабами наиболее предпочтителен при выполнении диска двусторонним (с двумя информационными слоями с каждой из сторон), когда для универсального закрепления носителя (любой стороной вниз) целесообразнее иметь подобную или одинаковую геометрию поверхности центральной зоны как на первой, так и на второй стороне подложки. кроме того, наличие одного или тем более двух хабов с заявленными параметрами придает диску необходимую жесткость, аналогичную жесткости традиционных носителей цуд и кд. во избежание возникновения избыточных внутренних напряжений на наружной границе выступа или выступов (хабов) их целесообразней выполнять с по возможности минимальным выступанием над поверхностью (поверхностями) подложки либо в дисках, имеющих толщину подложки в информационной зоне ближе к завяленному пределу 0,8 мм. таким образом, каждый из заявленных вариантов обеспечивает закрепление диска в приводах большинства известных на данный момент устройств чтения/записи. кроме того, они способствуют минимизации избыточных напряжений в толще подложки и двулучепреломления в центральной зоне и на ее границе с информационной зоной (как раз в области участка начального чтения, "Lеаd-iп"). отдельные варианты дополнительно придают диску повышенную жесткость в центральной части и/или облегчают его эксплуатацию при наличии двух информационных слоев.

краткое описание чертежей

вышеперечисленные и иные аспекты изобретения, а также связанные с этим преимущества поясняются далее более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено: - на фиг.1 - дискообразный носитель информации в соответствии с первым вариантом изобретения, половина осевого поперечного сечения; на фиг.2 — то же, что на фиг.1 , вид сверху;

- на фиг.з - дискообразный носитель информации в соответствии со вторым вариантом изобретения, половина осевого поперечного сечения; - на фиг. 4 — дискообразный носитель информации в соответствии с третьим вариантом изобретения, половина осевого поперечного сечения;

- на фиг.5 - дискообразный носитель информации в соответствии с четвертым вариантом изобретения, половина осевого поперечного сечения.

позициями на чертежах обозначены: 1 - подложка, Ia - первая сторона подложки, 16 - вторая сторона подложки, 2 - посадочное отверстие, 3 - конечные выступы на первой стороне подложки, 4 - центральное утолщение подложки, 5 - выступ для складирования (штабелирования) дисков, 6 - наружный кольцевой выступ, 6' - наружный кольцевой выступ над первой стороной подложки, 7 - выемка со второй стороны подложки, 8 - кольцевой плоский выступ (хаб) в одном из вариантов осуществления изобретения, 8а и 86 - первый и второй хабы, расположенные, соответственно, с первой и второй стороны подложки.

предпочтительные варианты осуществления изобретения

как показано на чертежах, в каждом из вариантов заявленный тонкий диск включает в себя подложку 1, выполненную из традиционного оптически прозрачного материала (оптического поликарбоната или пмма), и имеющую первую сторону Ia и вторую сторону 16. при дальнейшем описании первая сторона Ia будет для определенности именоваться верхней, а вторая сторона 16 - нижней по пространственной ориентации сторон подложки при установке диска с одним информационным слоем в привод считывающего устройства. ясно, что в

случае двустороннего диска каждая из сторон в разных случаях может выступать как в роли верхней, так и нижней стороны.

подложка 1 содержит две основные зоны - информационную I, содержащую информационный слой или слои, и центральную с, как правило не содержащую информационных слоев (ни даже их части) и обеспечивающую в основном утилитарные функции вроде закрепления диска в приводе, размещения визуальной идентификационной информации о диске и/или его производителе и т.п. граница между информационной и центральной зонами располагается как правило вблизи диаметра 40 мм. в центральной части диска расположено посадочное отверстие 2, от центра которого традиционно отсчитываются все диаметры, существенные для конструкции носителя. в дальнейшем при упоминании в описании диаметров и их значений следует иметь в виду, что центром всех указываемых диаметров является центр посадочного отверстия 2, собственный диаметр которого как правило составляет без учета стандартных допусков и посадок 15 мм.

далее, как показано на фиг.1-4, в трех из четырех заявленных вариантов диска на верхней стороне Ia подложки 1 располагаются N локальных конечных выступов 3. для обеспечения закрепления носителя в приводе считывающего или записывающего устройства выступы целесообразно выполнять на участке между диаметрами 22 мм и 40 мм. при этом в различных частных случаях основание выступа 3 может находиться как полностью внутри кольцевой зоны, ограниченной указанными диаметрами (22 и 40 мм), так и касаться одной или даже обеих ее границ. в частности были успешно испытаны несколько вариантов дисков с выступами над первой стороной Ia, в которых выступы 3 выполнялись в первом случае между диаметрами 37 мм и 25 мм, во втором - 40 мм и 28 мм, в третьем - 22 мм и 34 мм.

в примере, приведенном на фиг.2, на диске выполнено три выступа 3, хотя возможно выполнение как меньшего (2), так и большего их числа (4, 5, 6 и т.д.). следует также отметить, что в приведенном примере все выступы 3 выполнены одинаковыми, хотя возможен частный случай реализации изобретения, когда среди N выступов 3 выделяется две или более групп выступов, одинаковых внутри одной такой группы и отличающихся от выступов в других группах.

выступы в разных группах могут отличаться, например, габаритами или формой. в частности, выступы 3, показанные на фиг.2, имеют в плане круглую форму (их проекция на верхнюю сторону подложки Ia представляет собой круг) с диаметром порядка 4-6 мм. в другом же частном случае помимо выступов 3, показанных на фиг.2, на первой стороне Ia подложки 1 могут выполняться выступы, образующие вторую группу, каждый из которых может иметь в плане иную (например, овальную) форму и/или иметь меньший размер, чем выступы 3. при этом такие выступы могут располагаться в промежутках между выступами 3 на том же диаметре либо сдвигаться на другой диаметр (ближе к центру или дальше от него). для равномерного распределения нагрузок и внутренних напряжений N выступов предпочтительно располагать через равные углы (для случая 3 выступов это 120°).

очевидно, количество N выступов 3 над первой стороной Ia подложки 1 нецелесообразно делать очень большим, чтобы не провоцировать увеличение внутренних напряжений в центральной зоне подложки, а также напряжений и двулучепреломления на ее границе с информационной зоной. представляется, что оптимальным является число выступов 3 от трех до шести, и чем больше это число, тем выступы целесообразно (хотя не обязательно) выполнять меньше по размерам. далее, в примерах на фиг.1-4 в центральной части диска вокруг посадочного отверстия 2 предпочтительно выполнено кольцевое утолщение 4, позволяющее надежно закрепить носитель в приводах, имеющих средства прижима непосредственно на шпинделе (как, например, большинство приводов переносных компьютеров), а также обеспечивающее необходимую жесткость диска в центральной зоне. как видно на фиг.l, утолщение 4 может иметь наружную поверхность в виде части поверхности усеченного конуса (в других случаях может быть часть цилиндрической или иной выпуклой поверхности) и предпочтительно располагается не далее диаметра 22 мм. при этом высота, на которую центральное утолщение 4 выступает над первой стороной Ia подложки 1, предпочтительно равна высоте H, на которую над этой же стороной Ia возвышаются выступы 3, и выбрана из интервала от 0,15 мм до 0,75 мм. суммарная же толщина подложки в зоне выполнения утолщения 4 (с учетом

этого утолщения) выбрана из интервала 1,0 мм- 1,5 мм. аналогично, наибольшая толщина подложки в центральной зоне с учетом выполнения N выступов также выбрана из интервала 1,0-1, 5мм. как показали проведенные испытания, с учетом выполнения выступов 3 так, как описано выше, такая толщина достаточна для надежного закрепления и безошибочного считывания диска в приводах большинства стандартных проигрывателей.

кроме того, как показано на фиг.l, диск по первому варианту может включать в себя также кольцевые выступы 5 и 6, выполненные со второй стороны подложки 16. выступ 5 расположен между диаметрами 33,5 и 34,5 мм и выступает вниз от поверхности второй стороны 16 подложки 1 на величину не более 0,4 мм (в предпочтительном случае - около 0,3 мм). внутренний ограничивающий диаметр наружного кольцевого выступа 6 предпочтительно не более чем на 2 мм меньше наружного диаметра диска (обычно это либо 120, либо 80 мм), а ширина не превышает 2 мм, а высота не более 0,4 мм. выступы 5 и 6 защищают поверхность подложки 1 со второй стороны 16

(прозрачной в случае однослойного диска) от повреждений, возможных из-за контакта стороны 16 с шероховатыми поверхностями (например, поверхностью столешницы и т.п.). наружный кольцевой выступ 6 служит также для укрепления боковой тонкой кромки диска и обеспечения распознавания диска в устройствах с щелевой загрузкой (например, автомагнитолах и т.п.). следует отметить, что у носителей с двумя информационными слоями (на первой и второй сторонах подложки) помимо выступа 6 со второй стороны 16 подложки 1 может иметься аналогичный (и предпочтительно симметричный) выступ 6' с первой стороны Ia. в то же время, и однослойный и двуслойный диски могут выполняться без выступов 5 и/или б и/или б'.

далее, согласно второму варианту, лучше показанному на фиг.з, в центральной части диска, между диаметрами 15 мм и 22 мм может выполняться кольцевая выемка 7, которая предназначена для разгрузки центральной зоны от избыточных напряжений и повышения прочности диска в этой зоне. в показанном на фиг.з конкретном примере выемка 7 выполнена между диаметрами 16 мм и 21 мм, причем ее наибольшая глубина (достигаемая вблизи диаметра

20мм) составляет 0,6 мм, что обеспечивает среднюю толщину подложки в зоне выполнения утолщения 4 на уровне 0,6-0,8 мм.

в то же время выполнение выемки 7 может привести к увеличению гибкости подложки 1 в центральной части, что может негативно сказываться при закреплении диска на шпинделе с последующим прижимом (диск может выгибаться центром вниз, краями вверх). для повышения жесткости центральной части диска с выемкой 7 внутри последней могут выполняться радиальные, тангенциальные или иные перегородки количеством (в общем случае) M>1, а предпочтительно - от 3 до 6 штук. обеспечение требуемой жесткости диска наравне с его совместимостью с проигрывателями может быть также достигнуто по третьему варианту изобретения, показанному подробнее на фиг.4. носитель по этому варианту содержит локальные конечные выступы 3 на первой стороне Ia подложки, и один плоский кольцевой выступ (хаб) 8, выступающий над второй стороной подложки и ограниченный диаметрами D ₅ и D ₆ , где D ₅ <D ₆ <40мм, а D ₅ больше либо равен диаметру посадочного отверстия. в предпочтительных случаях D ₅ совпадает с диаметром посадочного отверстия, а D ₆ меньше либо равен 38 мм (в частности успешно испытывались диски, у которых D ₆ выбирался из интервала 29 мм - 40 мм и равнялся, в частности, 39,5 мм, 38 мм, 34 мм, 32 мм и менее). при этом во избежание возникновения избыточных напряжений в центральной зоне в результате выполнения массивного хаба 8 последний целесообразно выполнять минимально выступающим над второй стороной подложки 16, но достаточным для надежного закрепления диска в проигрывателе (т.е. максимальная суммарная толщина подложки в центральной зоне с учетом выступов 3 и хаба 8 должна лежать в интервале 1,0-1,5 мм, предпочтительно 1,1-1,4 мм). по третьему варианту отпадает нужда в выполнении кольцевого выступа 5 и выемки 7, но выступ 6 и/или 6' (для двухслойного диска) могут присутствовать.

согласно четвертому варианту, показанному на фиг.5, диск содержит один 8 или два хаба 8а (с первой стороны Ia подложки 1) и 86 (со второй стороны 16 подложки 1). хабы 8, 8а или 86 выполняются аналогично описанному выше (в общем случае расположены в пределах диаметров 15 мм и 40 мм, в частных - в пределах 15-38 мм), и для закрепления носителя в приводе проигрывателя

суммарная толщина в зоне выполнения хаба (хабов) должна лежать в пределах 1,0-1,5 мм (1,1 - 1,4 мм предпочтительно) с учетом высоты хабов 8 (8а, 86).

в случае одного хаба 8 он может выполняться с первой Ia или со второй 16 стороны подложки. при этом другая сторона (соответственно, 16 или Ia) выполняется предпочтительно гладкой, но для уменьшения внутренних напряжений и двулучепреломления на границе информационной I и центральной с зон может иметь одну или несколько кольцевых концентрических выемок (не показаны), которые в свою очередь могут содержать (но могут и не содержать) перегородки для усиления жесткости. однако невзирая на наличие или отсутствие выемок одиночный хаб 8 с одной из сторон подложки 1 предпочтительно не следует сильно возвышать над соответствующей стороной во избежание снижения прочности диска по наружной границе хаба 8.

одиночный хаб 8 целесообразнее выполнять в случае однослойного или двухслойного, но не переворачиваемого диска (т.е., в случае, когда чтение первого и второго информационного слоев производится через одну сторону подложки). для двухслойного переворачиваемого диска (т.е. чтение которого производится сначала через одну, а потому через вторую сторону) целесообразней выполнять два симметричных хаба 8а и 86, каждый из которых можно сделать в два раза менее выступающим над поверхностью подложки 1 , чем одиночный несимметричный хаб 8, описанный выше. такое симметричное выполнение несильно выступающих хабов 8а и 86 позволяет уменьшить суммарные внутренние напряжения и снизить уровень двулучепреломления на границе зон I и с при стекловании диска после его отливки по сравнению со случаем одного хаба 8. в случае двустороннего переворачиваемого диска он может иметь также два наружных кольцевых выступа 6 и 6', конструкция каждого из которых аналогична описанной ранее. в то же время для обеспечения нормального нанесения лака на обе поверхности двустороннего носителя вместо кольцевых выступов 6 и 6' на соответствующих диаметрах могут выполняться также точечные выступы, ширина и высота которых аналогичны ширине и высоте кольцевых 6 и б'.

специалисту понятно, что в каждом из описываемых вариантов диск может иметь один или два информационных слоя (на одной или обеих сторонах подложки 1), каждый из которых считывается лазерным лучом через противоположную сторону подложки 1 или с той же стороны, на которой этот слой расположен (двусторонний диск может быть переворачиваемым или не переворачиваемым). при этом каждый из таких слоев может выполняться как предзаписанным, так и записываемым или перезаписываемым, что может быть без труда достигнуто с использованием материалов и методов для записи/перезаписи информации на оптические носители, хорошо известных на текущем уровне техники. можно лишь особо выделить, что для двусторонних предзаписанных дисков, каждый слой которых читается через противоположную сторону подложки (применимо в основном для систем чтения/записи на основе красного лазера) слой металлизации должен отражать от 5% до не более чем 75% падающего когерентного излучения. для диска, информационные слои которого считываются через ту же сторону (например, для недавно разработанных систем на основе голубого лазера) это требование не обязательно (в этом случае подложка не обязательно должна быть прозрачной).

носитель информации по любому из вариантов может быть получен методом инжекционной литьевой репликации на известном оборудовании, которое обычно используется для производства кд (односторонний диск) или производства цуд (преимущественно - двусторонний диск) по известной технологии компрессионного литья с небольшими изменениями в режимах осуществления отдельных этапов и незначительными усовершенствованиями в оборудовании, обусловленными новизной конструкционного выполнения носителя.

на первом этапе осуществляется изготовление подложки 1 методом инжекционного компрессионного литья, например, из оптического поликарбоната (в частности, макролон™ фирмы «бaйep», лексан™ фирмы «джeнepaл элeктpик», юпилон™ фирмы «Mицyбиcи» или др.), используемого для производства кд и цуд. в процессе изготовления предзаписанных носителей на одной из сторон (или на обеих сторонах) подложки (в информационной зоне I) при помощи заранее подготовленной матрицы (матриц) выполняется информационный

микрорельеф в виде совокупности питов. в частности, для дальнейшего использования носителя в стандартных системах считывания с использованием красного лазера могут использоваться матрицы с информацией, записанной в режиме постоянной линейной скорости (сопstапt liпеаr vеlосitу - CLV) и шагом записи 0,4 мкм и более. при изготовлении записываемых или перезаписываемых носителей при литье должно быть обеспечено выполнение соответствующих спиральных дорожек с разметкой для записи/перезаписи/чтения информации.

очевидно, для обеспечения требуемого рельефа первой Ia и/или второй 16 сторон носителя (выполнения выступов 3, утолщения 4, кольцевых или точечных выступов 6, 6', выемки 7, перегородок в выемке, хабов 8, 8а, 86) соответствующая поверхность литьевой формы должна иметь углубления/выемки, полностью соответствующие по своим габаритам и местоположению требуемым рельефным характеристикам выступов, перегородок и/или выемок отливаемого диска по изобретению. таким образом новая геометрия носителя может быть обеспечена изменением по существу лишь одного компонента поточных линий для производства оптических носителей. дополнительно, для того, чтобы избежать возникновения избыточных напряжений в центральной части носителя и соответственно уменьшить двулучепреломление в начальной части информационной зоны, начальную скорость инжекции поликарбоната можно снизить минимум вдвое, а при формировании информационной зоны скорость инжекции можно повысить до стандартной.

после отливки подложки ее охлаждают, после чего осуществляют нанесение слоев, обеспечивающих хранение и/или запись и/или воспроизведение информации. в частности, при изготовлении предзаписанного носителя осуществляют вакуумную металлизацию по меньшей мере части содержащей информационный микрорельеф поверхности подложки алюминием или другим отражающим материалом, в результате чего образуется отражающий слой. следует особо отметить, что в этом случае металлизирована может быть как вся поверхность, так и только ее часть, включающая участок с нанесенным микрорельефом. далее, на металлизированную поверхность носителя наносят слой стандартного для данных целей фотополимеризующегося лака с использованием стандартного

центробежного устройства (центрифуги), и после этого осуществляют отверждение лака ультрафиолетовым излучением в уф-печи. при изготовлении записываемых или перезаписываемых носителей изменения в вышеуказанной процедуре будут касаться только нанесения дополнительных слоев между отражающим слоем и поверхностью подложки, которое может быть осуществлено обычными в данной области техники способами. при изготовлении двустороннего носителя вместо фотополимеризующегося лака с каждой стороны подложки 2 наносят тонкий слой оптически прозрачного материала.

далее осуществляют контроль качества носителя на тестовой станции, после чего по результатам сканирования и выявления оптических дефектов осуществляется отбраковка носителей. носители, прошедшие проверку с положительным результатом, могут дальше подаваться на покраску, в процессе которой на слой лака и/или непосредственно на поликарбонат наносят один или несколько слоев краски толщиной 10-30 мкм каждый. в результате образуется красочная этикетка, которая может отражать информацию о содержании носителя, его общей емкости, содержать маркировку, идентифицирующую изготовителя (товарный знак), и др. покрашенные диски желательно дополнительно разбраковать по количеству ошибок и качеству покраски при помощи автоматической станции контроля. длительность цикла изготовления носителя (без учета покраски) составляет порядка 4 с, что более, чем в два раза меньше, чем длительность цикла изготовления одностороннего цуд емкости 4,7 гб. кроме того, при наружном диаметре около 120 мм полученный носитель имеет массу порядка 8,5 г, что почти в два раза меньше массы цуд аналогичного диаметра. таким образом достигается почти двукратная по сравнению с цуд экономия сырья (поликарбоната). в то лее время обеспечивается сравнимая с цуд плотность записи, почти восьмикратно превышающая плотность записи носителя кд, сходного с заявленным носителем по массо-габаритным характеристикам. кроме того, по сравнению с известными кд и цуд заявляемый носитель может характеризоваться более высокой надежностью в эксплуатации, в т.ч. повышенной защищенностью от случайных повреждений информационной зоны, а также более высокой технологичностью за счет эффективного и экономичного

использования традиционного оборудования и хорошо известных и распространенных в данной области техники материалов.

промышленная применимость

изобретение может применяться в различных областях техники для хранения и записи от 4,7 гб (для одностороннего носителя) до почти 10 гб (для двустороннего) аудио-, видеоинформации и других типов данных с использованием существующего современного оборудования для воспроизведения/записи цуд-носителей (с длиной волны лазерного излучения 630-650 нм), а также от 15 гб (для одностороннего) и более с использованием перспективного оборудования (с длиной волны 405-450 нм и короче). изготовление носителей может осуществляться на стандартном оборудовании, используемом для изготовления кд- и цуд-носителей, с незначительными модификациями литьевой формы, вспомогательного оборудования и небольшими изменениями режима литья, что обусловлено новыми геометрическими характеристиками носителя по изобретению.