Modifizierter optischer Datenträger mit Klemmbereich

B e s c h r e i b u n g

Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Datenträger. Derartige optische Datenträger sind z.B. unter der Bezeichnung Compact Disc (CD) oder Digital Versatile Disc (DVD) bekannt.

Diese bekannten Datenträger bestehen aus einer dünnen zylindrischen Scheibe aus Polycarbonat, auf die eine dünne Metallschicht aufgedampft ist, die wiederum üblicherweise durch einen Schutzlack etc. abgedeckt ist.

Dem Standard entsprechend hat eine solche CD oder DVD eine Dicke von 1 ,2 mm, wobei der Anteil der reflektierenden Aluminiumschicht des Lacks nur ca. 50 - 150 nm beträgt.

Die Herstellung derartiger optischer Datenträger ist verhältnismäßig teuer. Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen optischen Datenträger anzugeben, der mit geringeren Kosten hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Zu bevorzugenden Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der erfindungsgemäße Datenträger hat den Vorteil, dass er mit einer erheblich geringeren Menge an Kunststoffmaterial hergestellt werden kann, als herkömmliche Datenträger. Dies wird dadurch erreicht, dass die Dicke des Datenträgers, und zwar insbesondere und vorzugsweise die Dicke der Kunststoffschicht im inneren und äußeren Bereich geringer ist, als die Schicht im Klemmbereich mit den zugehörigen Erhebungen.

Der Erfindung liegen folgende überlegungen zugrunde:

Das Kunststoffmaterial ist eine der entscheidenden Kostenfaktoren bei der Her- Stellung von optischen Datenträgern. Die heute geltenden Standards für CD und DVD schreiben eine Dicke des Datenträgers von 1 ,2 mm vor. In dem Standard ist jedoch eine gewisse Toleranz eingeräumt, so dass eine Unterschreitung oder überschreitung um geringe Beträge die Lesbarkeit der CD nicht beeinträchtigen. Dazu kommt, dass die Fokussierbarkeit der Lasereinrichtungen durch die Di- ckenunterschiede nicht wesentlich beeinträchtigt wird.

Dem Stabilitätsverlust durch die Dickenabnahme wirkt bei der Rotation des Datenträgers die Reduzierung der Fliehkräfte entgegen, die proportional zur rotierenden Masse abnehmen und aufgrund der hohen Umdrehungsgeschwindigkei- ten aktueller CD- und DVD-Laufwerke eine wesentliche Materialbelastung für den Datenträger darstellen.

In der folgenden Beschreibung wird als "oben" die Seite des scheibenförmigen Aufzeichnungsträgers bezeichnet, die beim Lese- und Schreibvorgang vom La- ser abgewandt ist, mit "unten" die dem Laser zugewandte Seite.

Der Auflagebereich des CD-Spielers, auf dem der Datenträger während des Betriebes aufliegt, festgehalten und angetrieben wird, wird gemäß der Spezifikation als Klemmbereich bezeichnet (engl, clamping area). Der Standard legt den Klemmbereich in radialer Richtung zwischen einem inneren Durchmesser von

d ₂ =26 mm und einem äußeren Durchmesser von d ₃ =33 mm min. fest. In Dickenrichtung wird für die untere Seite eine Ebenheit von 0,1 mm gefordert und dass diese auf der Referenzebene P liegt. Für die obere Seite wird eine Parallelität zur Referenzebene P von 0,2 mm gefordert und diese definiert die Referenz- ebene Q.

Als Querschnitte werden, falls nicht anders beschrieben, im Rahmen dieser Erfindung die zum Datenträger senkrecht stehenden Querschnitte bezeichnet.

Der Standard für CDs und DVDs sieht vor, dass der Datenkörper kreisförmig gestaltet ist. Dies ist auch für den erfindungsgemäßen Datenträger bevorzugt.

Davon abweichend kann der Datenträger in seiner äußeren Kontur des Außenbereiches auch eine abweichende Form haben, und aus einer Gruppe von For- men ausgewählt sein, die eine Dreieck, ein Viereck, ein Fünfeck, ein Sechseck oder ein N-Eck mit beliebiger Zahl von N aufweist. Ferner kann diese Formengruppe auch eine elliptische, ovale oder sonst wie mit einer gekrümmten Außenlinie gebildete Struktur aufweisen.

Der innere Bereich ist vorzugsweise zylindrisch gestaltet. Er kann aber ebenfalls

Formen aus der vorgenannten Formengruppe aufweisen. Auch der Zwischenbereich kann sowohl in seiner inneren, dem inneren Bereich zugewandten Kontur als auch in seiner äußeren, den äußeren Bereich zugewandten Kontur eine Form aus der vorgenannten Formengruppe aufweisen.

Der äußere Bereich des optischen Datenträgers ist an seiner oberen und unteren Seite für alle Ausführungsformen vorzugsweise eben gestaltet.

Kollisionen der LeseVSchreibvorrichtung des Laufwerks mit den Erhebungen entstehen nicht, da sich die Erhebungen im Klemmbereich des Datenträgers befinden, welcher von der Funktion der LeseVSchreibvorrichtung des Laufwerks unberührt ist.

Die erfindungsgemäß materialsparende Neuheit liegt in der Möglichkeit die Di- cke sowohl des inneren als auch des äußeren Bereichs des Datenträgers ge-

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genüber der herkömmliche ausgebildeten Dicke zu verringern, während weiterhin aufgrund der vorhandenen Erhebungen im Klemmbereich eine definierte, stabile und sichere Aufnahme des Datenträgers im Klemmbereich des Laufwerk erfolgt, wodurch die Wiedergabequalität nicht beeinflusst wird. Hierfür wird min- destens eine Erhebung im Klemmbereich vorgesehen, die sich von der Ober- und/oder Unterseite des Datenträgers weg erstreckt. Die Kontur für die Anzahl von ausgebildeten Erhebungen kann rotationssymmetrisch oder auch teilweise rotationssymmetrisch sein, des weiteren aber auch keiner Symmetrie unterworfen sein. Die vorhandenen Erhebungen erstrecken sich von der Ober- und/oder Unterseite des Datenträgers bis zum maximal zulässigen Maß für die Dicke eines optischen Datenträgers gemäß Spezifikation. Die Erhebungen im Klemmbereich definieren eine Spannebene, welche im Wesentlichen parallel zur Ober- und/oder Unterseite des Datenträgers ist, und durch mindestens drei Punkte auf der Ober- und/oder Unterseite abgewandten Stirnfläche von mindestens einer Erhebung festgelegt ist.

Die Erhebungen können auch Aussparungen aufweisen, welche sich von der Spannebene in Richtung des Datenträgers erstrecken. Dadurch darf die Auflagefunktion des Klemm bereiches nicht beeinträchtigt werden. Die Führungsfunk- tion des zentralen Loches des Datenträgers bleibt erhalten, da die Erhebungen in ausreichender Distanz zum Rand des Loches gesetzt sind. Die Anordnung der vorhandenen Erhebungen in Umfangsrichtung ist derart gestaltet, dass Unwuch- ten im rotierenden Datenträger vermieden werden, die zu einer Belastung für Datenträger und Laufwerk führen würden.

Zwischen dem inneren Bereich und der Erhebung kann ein Zwischenbereich vorgesehen sein. Dieser Zwischenbereich kann eine allmähliche Verringerung der Dicke zwischen den oben genannten Bereichen beinhalten. Der Zwischenbereich kann so gestaltet sein, dass er im Querschnitt eine gerade, konkave oder konvexe Form oder eine Kombination von Formen dieser Formengruppe haben kann.

Es ist ferner möglich, zwischen dem inneren Bereich und dem äußeren Bereich oder zwischen dem äußeren Bereich und dem Randbereich oder beiden einen Zwischenbereich vorzusehen. Dieser Zwischenbereich kann eine allmähliche

Verringerung der Dicke zwischen den Bereichen unterschiedlicher Dicke beinhalten. Der Zwischenbereich kann so gestaltet sein, dass er im Querschnitt eine gerade, konkave oder konvexe Form oder eine Kombination von Formen dieser Formengruppe haben kann.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist der optische Datenträger so gestaltet, dass der innere zylindrische Bereich auf seiner oberen, beim Beschreiben und Lesen dem Laser abgewandten Seite, d.h. der Seite auf der die Metallschicht aufgedampft ist und der äußere, zur Datenaufzeichnung vorgesehene Bereich auf seiner Oberseite, bevorzugt im wesentlichen eben gestaltet sind. Innerhalb des Klemm bereichs sind bevorzugt drei Erhebungen angeordnet, welche sich bevorzugt von der oberen Seite des Datenträgers weg erstrecken. Jede Erhebung ist bevorzugt rotationssymmetrisch ausgebildet und besitzt einen übergangsbereich zum inneren Bereich hin. In Umfangsrichtung sind diese Erhebun- gen bevorzugt jeweils um 120° Grad versetzt angeordnet. Dies erklärt sich aus der hieraus resultierenden vorteilhaften drei Punkt-Lagerung, welche eine Ebene aufspannt, welche als Auflagefläche im Laufwerk dient. Die Dicke des inneren und äußeren Bereichs sind hierbei bevorzugt identisch und weisen gegenüber der maximal zulässigen Dicke bevorzugt eine geringere Dicke auf. Der Daten- träger besitzt eine scheibenförmige Gestalt.

Bei einer zweiten Ausführungsform ist der optische Datenträger so gestaltet, dass der innere zylindrische Bereich auf seiner oberen, beim Beschreiben und Lesen dem Laser abgewandten Seite, d.h. der Seite auf der die Metallschicht aufgedampft ist und der äußere, zur Datenaufzeichnung vorgesehene Bereich auf seiner Oberseite, bevorzugt im wesentlichen eben gestaltet sind. Im Klemmbereich ist bevorzugt genau eine Erhebung angeordnet, welche sich bevorzugt im gesamten Klemmbereich von der oberen Seite des Datenträgers weg erstreckt. Die Dicke des inneren und äußeren Bereichs sind hierbei bevorzugt i- dentisch und weisen gegenüber der maximal zulässigen Dicke bevorzugt eine geringere Dicke auf.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenträgers ist die informationstragende Struktur bevorzugt in das Kunststoffmaterial aufge- nommen, vorzugsweise eingepresst. Man spricht hier von einem prerecorded

Datenträger. Somit kann dieser Datenträger bevorzugt als lesbarer Datenspeicher dienen. Als Daten kommen bevorzugt insbesondere Daten mit Audioinformationen nach dem üblichen CD-Audiostandard oder nach dem MP3-Standard in Frage, aber auch Daten mit Bildinformationen und Daten mit Bild- / Audioin- formationen sowie Daten mit Videoinformationen und Video- / Audioinformationen sowie auch andere Daten.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist der Datenträger beispielsweise eine zusätzliche Funktionsschicht auf, die zum Beschreiben mit einer In- formationsstruktur durch das Laufwerk dient. Diese Informationsstruktur kann beispielsweise ausgeführt sein wie im Fall eines Standard CD-R Datenträgers, indem zwischen Kunststoff material und Reflexionsschicht eine Farbstoffschicht eingefügt ist, in die das Laufwerk mit gegenüber dem Lesevorgang erhöhter Laserintensität eine Informationsstruktur einbrennt. Somit ist diese Ausführungs- form dadurch gekennzeichnet, dass Daten auf den Datenträger geschrieben werden können. In Frage kommen hier bevorzugt insbesondere Datenträger, die nach dem CD-Standard (CD-R, CD-RW) beschreibbar sind, aber auch Daten, die nach dem DVD-Standard (DVD+R, DVD-R, DVD+RW, DVD-RW) zu beschreiben sind.

Die Maße im Rahmen dieser Erfindung sind beispielhaft, gehören aber insofern zur Erfindung, als die aktuellen Standards betroffen sind. Abweichende Maße sind bei der änderung der Standards oder bei der Vereinbarung neuer Standards möglich.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den Figuren. Darin zeigen:

Figur 1 zeigt eine Unteransicht auf einen optischen Datenträger nach dem Stand der Technik, hier eine CD.

Figur 2 zeigt einen Schnitt durch einen scheibenförmigen optischen Datenträger mit den Abmaßen des Klemmbereichs gemäß der Standard-Spezifikation.

Figur 3 zeigt eine Draufsicht und einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen optischen Datenträger mit Erhebungen gemäß der ersten Ausführungsform.

Figur 4 a bis 4 f zeigen Varianten der Konturform des übergangs vom inneren Bereich zur Erhebung des optischen Datenträgers gemäß der Erfindung.

Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen optischen Datenträger mit Erhebungen gemäß der zweiten Ausführungsform.

Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen optischen Datenträger mit Erhebungen gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche bzw. ähnliche Teile.

Fig. 1 zeigt einen optischen Datenträger, nämlich eine herkömmliche CD nach dem Stand der Technik.

Die CD 1 weist einen Durchmesser von 120 mm und eine innere öffnung 9 mit einem Durchmesser von 15 mm auf. Die CD ist ein scheibenförmiges Bauteil.

Die innerste Position des Lasers, in der Daten gelesen werden können, beträgt ca. 22 mm im Radius und die Aufzeichnungsschicht beginnt bei einem Radius von ca. 25 mm. Der Klemmbereich 10 ist schraffiert dargestellt.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen scheibenförmigen optischen Datenträger. Der Klemmbereich wird in radialer Richtung vom inneren Durchmesser d ₂ und vom äußeren Durchmesser d ₃ definiert. Der Klemmbereich erstreckt sich von der unteren Seite (welche die Referenzebene P bildet) bis zur maximal zulässigen Dicke des Datenträgers, welcher auf seiner oberen Seite die Referenzebene Q aufweist.

Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform gemäß der Erfindung. Auch hier ist der optische Datenträger eine im wesentlichen zylindrische Scheibe und hat einen Durchmesser von 120 mm. Innerhalb des Klemmbereichs 10 werden drei Erhe-

bungen 30 ausgebildet, welche jeweils in radialer Richtung gemäß des inneren und äußeren Durchmessers für den Klemmbereich 10 begrenzt werden. Die Kontur der Erhebungen in einer Aufsicht ist jeweils kreisförmig. Die Erhebungen sind in Umfangsrichtung jeweils um 120° versetzt angeordnet. Die Erhebungen erstrecken sich in Richtung von der oberen Seite 7 des Datenträgers weg bis zum maximal zulässigen Maß der Vorgabe aus dem CD-Standard für die Dicke.

Der innere Bereich 2 weist eine erste Dicke Di auf, die geringer ist, als im CD- Standard spezifiziert. Der äußere Bereich 3 weist eine zweite Dicke D ₂ auf, wel- che mit der ersten Dicke D ₁ identisch ist und beim Ausführungsbeispiel 0,63 mm beträgt. Auf diese Weise lässt sich somit knapp die Hälfte des zur Herstellung benötigten Kunststoff materials, vorzugsweise Polycarbonat einsparen. Die Erhebungen haben im Klemmbereich einen Durchmesser von 4 mm und im inneren Bereich einen Durchmesser von 6 mm. Die Erhebungen sind dabei pilzför- mige Erhebungen.

Die zylindrische Aussparung 9 dient der Datenträgerführung und ist wie auch der innere Bereich 2 und der äußere Bereich 3 konzentrisch um eine Symmetrieachse 50 ausgeführt. Eine Reflexionsschicht 6 ist auf der oberen Seite des Da- tenträgers über dem äußeren Bereich 3 vorgesehen. Die Dicke der Reflexionsschicht beträgt typischerweise 50 - 150 nm und ist in den vorliegenden Figuren zugunsten der zeichnerischen Klarheit übertrieben dargestellt, da das gezeichnete Verhältnis zur Gesamtdicke des Datenträgers von 1 ,25 mm zu groß ist.

Die erfindungsgemäßen Höhenvariationen zwischen dem inneren Bereich 2 und den vorhandenen Erhebungen 30 des Datenträgers erfordern Bereiche des Datenträgers, in denen die Höhenübergänge stattfinden. Diese können in Form einer Stufe oder als Zwischenbereich ausgeführt sein.

Die Figuren 4a-f zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele des Zwischenbereiches 32 zwischen einer Erhebung 30 im Klemmbereich 10 und dem inneren Bereich 2 des Datenträgers in Querschnitten. Ebenso repräsentieren die Darstellungen beliebige andere Zwischenbereiche als übergänge von Bereichen unterschiedlicher Höhe.

Figur 4a zeigt das Ausführungsbeispiel eines Zwischenbereiches 32, der den übergang zwischen einem Sockel 31 zur Erhebung 30 derart gestaltet, dass der Verlauf 35 eine gerade Form aufweist.

Figur 4b zeigt das Ausführungsbeispiel eines Zwischenbereiches 32, der den übergang zwischen einem Sockel 31 zur Erhebung 30 derart gestaltet, dass der Verlauf 35 eine konkave Form aufweist.

Figur 4c zeigt das Ausführungsbeispiel eines Zwischenbereiches 32, der den übergang zwischen einem Sockel 31 zur Erhebung 30 derart gestaltet, dass der Verlauf 35 eine konvexe Form aufweist.

Figur 4d zeigt das Ausführungsbeispiel eines Zwischenbereiches 32, der den übergang zwischen dem inneren Bereich 2 zur Erhebung 30 derart gestaltet, dass der Verlauf 35 eine gerade Form aufweist, wobei der Sockel 31 entfällt.

Figur 4e zeigt das Ausführungsbeispiel eines Zwischenbereiches 32, der den übergang zwischen einem Sockel 31 zur Erhebung 30 derart gestaltet, dass der Verlauf 35 eine Kombination aus einer konkaven und einer konvexen Form auf- weist. Die Verläufe 35 können auch beliebige Kombinationen aus obenstehenden Formgruppen aufweisen.

Figur 4f zeigt einen Verlauf eines Zwischenbereichs gemäß der Ausführungsform von Figur 4c, wobei die Erhebung 30 eine Aussparung 34 aufweist, welche sich in Richtung des Datenträgers erstreckt.

In Fig. 5 wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel in Bezug auf die Fig. 3 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der innere Bereich 2 ebenfalls eine Dicke D ₁ auf, die identisch mit der Dicke D ₂ ist und ebenfalls 0,63 mm be- trägt. Sowohl der innere Bereiche 2 als auch der äußere Bereich 3 sind eben ausgeführt. Die zylindrische Aussparung um die Symmetrieachse 50 dient wiederum der Aufnahme des Datenträgers. Es ist genau eine Erhebung 30 als ringförmiges Element ausgebildet, dessen innerer Durchmesser und dessen äußerer Durchmesser mit den Vorgaben für die jeweiligen Durchmesser des Klemm- bereichs 10 (unterbrochen dargestellt) identisch sind. Die Ausführungen zur Hö-

he der Erhebung sind im wesentlichen identisch mit den Ausführungen von Figur 3. Der übergangsbereich zwischen dem inneren Bereich 3 und der Erhebung 30 ist für das Element 32 in Form eines Dreiecks gemäß Fig. 4d ausgebildet. Der Datenträger weist eine scheibenförmige Gestalt auf.

In Fig. 6 wird nun ein weiteres Ausführungsbeispiel in Bezug auf die Fig. 3 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der innere Bereich 2 ebenfalls eine Dicke D ₁ auf, die identisch mit der Dicke D ₂ ist und ebenfalls 0,8 mm beträgt. Sowohl der innere Bereiche 2 als auch der äußere Bereich 3 sind eben ausgeführt. Die zylindrische Aussparung um die Symmetrieachse 50 dient wiederum der Aufnahme des Datenträgers. Es sind genau zwei Erhebungen im Klemmbereich 10 (unterbrochen dargestellt) ausgebildet, welche sich in radialer Richtung ebenfalls zwischen dem inneren und äußeren Durchmesser gemäß der Spezifikation des CD-Standards erstrecken. Jede Erhebung ist in Umfangsrich- tung jeweils als ringförmiges Segment ausgebildet, welches sich ca. entlang eines Viertelkreises erstreckt. Der übergangsbereich zwischen dem inneren Bereich 3 und der Erhebung 30 ist für das Element 32 in Form eines Dreiecks gemäß Fig. 4d ausgebildet. Der Datenträger weist eine scheibenförmige Gestalt auf.