光读薄膜数字数据存储介质和适配器及其配装方法

xiaoxiao2020-8-1  2

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专利名称:光读薄膜数字数据存储介质和适配器及其配装方法
技术领域
本发明涉及光读数字数据存储介质,尤其涉及与CD和CD ROM播放设备兼容的光读薄膜数字数据存储介质。
致密盘即CD具有可存储约600兆字节的数字化音频信号(CD盘)或计算机读出格式中的数字数据(CD ROM)的容量。
现有的CD光盘是采用注射成型技术(injection molding tech-niques)利用成型复制系统作成的标准尺寸的硬塑料盘。这种CD盘制造技术仅能以约每分钟每模塑20片的速度生产CD盘。由于生产速度相当慢,所以生产成本相当高。由于CD盘基本上是全塑料的,所以在制造过程中要消耗相当大量的塑料。
每个CD盘包括一系列的环形的或螺旋形的数据道,该数据道用相干光源例如激光照射并读出。位于每个数据道和相干光源之间的硬塑料层形成刚性结构,保护数据道,同时该层塑料也起一个单一元件的作用,即整体的透镜元件,该元件具有47mm的光程长度,从而可将相干光束折射和聚焦到所选的数据道上。
CD塑料的材料的高造价以及批量生产CD盘所采用的慢速注塑复制技术使这种数据存储介质的造价保持很高。
本发明的主要目的是提供一种薄膜数字数据存储介质,该存储介质可以用专门的微压印技术(microembossing techniques)高速度复制,该微压纹技术需要使用母片压印转筒,该转筒包括一系列侧向分开一定距离的微压印隔片或母片,从而可以在低价格的薄膜材料片上以单一微压印母片同时复制出多个复制品。
本发明的另一个目的是提供一种薄膜数字数据存储介质,该存储介质使用与可重复使用的适配器配合的薄膜数据载体,该适配器暂时接受和从底面支承数据载体,并同时使该数据载体与常规CD唱机的光和物理的几何形状实现面接。
本发明的再一个目的是提供一种薄膜数字数据存储介质,该介质可以被大量生产,其生产速度超过常规CD盘生产速度的30倍。
本发明的又一个目的是提供一种薄膜数字数据存储介质,该介质可以永久地或暂时地叠在一个卡片上,以便保存和操作。
简言之,按照本发明的一个实施例,薄膜数字数据存储介质是为CD唱机提供的,CD唱机具有位于中心的主轴,用于支承和转动具有水平上下表面的CD盘。薄膜数字数据存储介质包括一系列的嵌入的数据道,每个数据道包括已编码的数字数据。CD唱机的数据读出系统包括位于CD盘下面的相干光源,该光源用于产生顺序照射每个数据道的光束,从而形成反射光束,该反射光束已受到编码的数字数据的调制,并由光学读出装置截取及转换成相应的电信号。
薄膜数字数据存储介质包括薄膜数据载体,该载体包括第一层、第二层和微压印的数据表面。第一层用塑料制作。具有确定的厚度和第一与第二相对表面。第二层用第二光学透明塑料制作,该塑料具有第一折射率及第一和第二相对表面,该两表面确定第一厚度,用于形成次级折射区域。第二层的第一表面邻接第一层的第二表面并与该表面结合,形成邻接表面的界面区域。微压印数据表面在该界面区域内形成,它包括物理移位的表面元,该表面元的高度相对于未移位的表面元变化,以编码数字数据。适配器包括由第二光学透明材料构成的初级折射区域,该光学透明材料具有第二折射率和确定第二厚度的第一和第二平行相对表面。次级折射区域包括与微压印数据表面有关的区域和位于微压印数据表面下面的区域。光束顺序穿过适配器的初级折射区域和薄膜数据载体的次级折射区域便使得该光束聚焦在微压印数据表面上,从而在微压印数据表面内产生由编码的数字数据调制的反射光束,以便由CD唱机光读出装置截取和转换成相应的电信号。
在所附权利要求书中已特别地指出了本发明。但是结合以下的附图,参照下面的详细说明可以更好地理解本发明的其它目的、优点和操作。附图中

图1示出本发明数据载体商业卡形式的立视图;图2示出本发明的暂时固定在半刚性纸或塑料衬垫上的薄膜数字数据载体的剥离和活动实施例;图3A示出本发明的薄膜数据载体叠层构造的实施例,其中,微压印数据表面外露;图3B示出本发明的薄膜数据载体的叠层构造变型,其中,微压印数据表面位于叠层结构内的界面区域中;图3C是薄膜数据载体的单层实施例,其中,微压印数据表面外露;图3D示出本发明薄膜数据载体的单层实施例,图中,微压印数据表面的位置相反于图3C所示位置;图3E示出由适配器支承的本发明的薄膜数据载体的图3A所示实施例;图3F示出本发明的薄膜数据载体的图3B所示实施例由适配器支承的情况;图3G示出本发明的薄膜数据载体的图3C所示实施例由适配器支承的情况;图3H示出薄膜数据载体的图3D所示实施例由适配器支承的情况;图4示出用于本发明薄膜数据载体的适配器的一个实施例;图5示出由图4适配器支承的薄膜数据载体的商业卡实施例;图6示出适配器的第二实施例,它包括用于放置薄膜数据载体的凹部;图7示出图6所示适配器容放薄膜数据载体的情况;图8示出本发明的图1所示实施例的反面;图9示出薄膜数据载体的图8所示商业卡实施例的截面图;图10示出薄膜数据载体商业卡实施例的另一个实施例,该实施例具有已冲孔的可除去的膜片;图11示出本发明图10所示实施例的垂直剖面图;图12示出本发明薄膜数据载体的另一个实施例;图13示出从本发明的图12所示实施例的下面看的视图;图14是垂直剖面图,示出本发明的由适配器支承的图12所示的实施例;图15示出本发明薄膜数据载体的剥离和活动的实施例,图中示出与适配器的关系;图16示出装在适配器上的图15所示本发明的实施例的截面图;图17示出装在适配器上的薄膜数据载体的可自由剥离和活动实施例的一种构形;图18示出装在适配器上的薄膜数据载体可自由剥离和活动实施例的第二实施例;图19~22是一系列图,示出构成本发明适配器一部分的转动锁定装置;图23示出本发明薄膜数据载体的可自由剥离和活动的实施例,它包括可与图19~22所示适配器实施例的锁定装置相容的锁定小凸出部;图24示出本发明薄膜数据载体商业卡实施例,它具有可与图19~22所示适配器的转动锁定装置相容的锁定小凸出部;图25A、25B和25C示出薄膜数据载体的三个其它实施例;图26是流程图,概述了用注塑成型法复制常规CD盘所必需的步骤;图27是流程图,概述了可以用来复制本发明薄膜数数字数据存储介质的各种实施例的一系列顺序步骤;图28示出正被微压印的塑料膜,具有三个横向分开的数据组;图29示出薄膜数字数据存储介质,它具有构形为动物头部的形状或外周;图30示出制造本发明薄膜数字数据存储介质和将已完成的产品贴到卡片存储页片上的专门方法;图31A、31B和31C示出叠层的方法和使薄膜数字数据存储介质与纸片或卡片存储页片分层的方法。
为更好地表明本发明的优点和对此种技术的贡献,下面详细叙述本发明的各种实际的优选实施例。
如图1和2所示,薄膜数字数据存储介质10可以成形为基本上自支承的卡片12,或成形为非刚性或半刚性的元件10,该元件可取下地固定在半刚性的支承片14上。
图3A示出本发明薄膜数据存储介质的第一实施例,在该实施例中,数据载体16包括第一层18,其叠在或结合在第二层20上。第一层18包括第一表面22和分离的平坦的第二表面24。第二层包括第一表面26和分离的平坦的第二表面28。第一层18用2~7密耳厚的半刚性塑料例如聚酯或合成纸制作。第二层20可以用2~7密耳的光学透明的可压印的塑料制作,该透明塑料具有第一折射率。在图3A的实施例中第二表面28制作成微压印的数据表面。第二层20可以用聚碳酸酯塑料或双折光率相当低的具有同样光学透明性和光聚焦特性的可压印材料制作。
图3B示出双层薄膜数字数据存储介质的第二实施例,其中数据载体16包括由2~7密耳或更厚的可压印塑料例如聚碳酸酯作的第二层20,该层具有作为微压印数据表面的第一表面26和相对的第二表面28。在图3B的可选实施例中,微压印数据表面的位置相对于图3A所示的方向是相反的。
图3C示出本发明的第三可选实施例,其中数据载体16只有第二层20,没有第一层18。在本发明的图3C实施例中,第二表面28被作成微压印数据表面。为了得到一定程度的刚性,图3C的单层数据载体16可以用半刚性的塑料材料例如聚碳酸酯制作,该材料的厚度数量级约为11密耳。
图3D示出本发明的第四实施例,该实施例作成单层的数据载体16。在图3D的实施例中,第一表面包括微压印数据表面。
本发明的图3所示的任何一个实施例都是可行的,但是图3B的实施例对微压印数据表面提供了另外的保护。由可固化的液体形成的薄的硬涂层可以涂在图3所示叠层的或不叠层的材料的一个或两个外露外表面上以增强该系统的抗擦伤特性。
在美国专利第4,836,874号(Foster)中公开了将数字数据微压印在适当表面上的优选技术的方法,该专利在这里引用参考。美国加州洛杉矶的Spectratek公司实现了可供商业消费用的合适的微压印方法。
各种数据格式的各种类别的数据可以利用在专利第4,836,874号中提出的方法而被压印和存储在本发明的薄膜数字数据存储介质上。
为了使图1所示那种娱乐性商业卡得以应用,可以随意存储和再调用由下列信息构成的数字数据包括图片和影像的目视信息、包括演员传记信息、统计、历史信息、其它资料以及音乐的正文信息。因为数据存储格式与CD ROM数据相反,不同于CD盘音频数据格式,所以可以用这些格式中的一种格式或任何其它现行的或接着提出的数据存储格式格式化本发明的薄膜数字数据存储介质。
因为本发明的主要目的是提供可与现有CD音盘或CD ROM播放装置兼容的薄膜数字数据存储介质,所以图4和5所示类型的适配器30是本发明必需的第二部件。如图5所示,相干光源通常是激光光源32,它产生相干光束34,该光束必须锐利地聚焦在要由CD硬件读出的特定的数据道上。当选择数据道由相干光束正确照射时,该光束便产生反射光束,该反射光束已由照射的编码数字数据调制并由常规的光学读出装置(未示出)截取,从而将由编码的数字数据调制的反射光束转换为相应的电信号,该信号然后再由微处理器解码系统进行解码和读出。采用先有技术CD硬件时,位于激光器32光路中的透镜部分地会聚激光器输出光束,与此同时,封装CD数据道的光学透明的刚性塑料折射层执行其余的光会聚作用。常规CD产品的相当厚的塑料层提供了必需的刚性结构,并在CD盘本身的上下表面之间保持必需的平面关系。
因为本发明的薄膜数字数据存储介质缺乏完全刚性的结构,至多可以说是半刚性介质,所以提供了作为系统第二元件的适配器30以执行以下重要作用1)辅助入射激光束的聚焦;2)辅助出射激光数据读出光束的聚焦;3)形成基本上刚性的平坦的基准面,以保持激光束聚焦在压印薄膜数据道上;4)相对于该适配器准直数据存储介质;5)提供使适配器相对于CD唱机进行准直所必需的结构。如果适配器不能构形为完成上述所有五个功能,则常规的CD唱机将不能读出薄膜数字数据存储介质中编码的数据。
如图6和7所示,适配器30的上表面可以包括长方形的凹部,凹部的深度作成可以容放薄膜数据卡连同第一和第二塑料层的合成厚度,该数据卡呈塑料或厚纸板商业卡12形式,该第二层用作数据存储元件,因而卡12的上表面不超出适配器30的上表面36。
如图1所示,薄膜数字数据存储介质10可以作成商业卡12。数据载体16的中心区域包括圆孔40,该孔可以容放图5和7所示的CD驱动轴42。数据载体16的外限由圆周44确定。微压印的数据表面被限制在位于孔40和圆周44之间的数据载体16的范围内。对于标准的21/2英寸×31/2英寸的娱乐商业卡,用现行数据格式,总的数据表面的最大存储容量近似于64兆字节。
如图5所示,适配器30总的厚度可以作成近似于常规CD盘的折射元件总的厚度。图3E~3H示出图3A~3D所示各种实施例的数据载体16如何结合到适配器上,以使激光器32的相干光束34锐利地聚焦在数据道所处的准确高度上。
图3E示出配置在适配器30的上表面上的本发明的图3A实施例,其中微压印数据表面邻接适配器30的上表面。对于本发明的图3E~3H实施例中的任何一个实施例,可自由剥离和活动的半刚性的衬垫14可以暂时地或永久地粘在数据载体16上的外露的上表面。
图3F示出本发明的图3B实施例配置在适配器30的上表面上的情况。图3G和3F分别示出本发明的图3C和3D实施例由适配器30支承。
因为在图3E-3H所示的本发明的每个不同实施例中微压印数据表面不同相对高度,所以用来制作适配器30的透明塑料的相对厚度和折射率必须按照需要进行调整,以使相干光束34正确地聚焦在微压印数据表面上的数据道上,方法是使总的光路长度等于常规CD盘的47mm光路长度。因为微压印数据表面直接接触适配器30的上表面,所以图3E和3G所示的实施例中适配器30的折射区域必须达到较大程度的会聚或较大光折射。在图3F和3H所示的实施例中,第二层20部分地折射光束34,有助于使光聚焦在数据道上。在这些实施例中可以减小适配器30的厚度。
如图6所示,适配器30的上表面可以包括凹部,该凹部与插入到该凹部中的部件的几何尺寸相吻合。对于图1所示的本发明的具有21/2英寸31/2英寸外部尺寸的商业卡实施例,凹部50具有相应的尺寸和合适的深度。另外,为了保持与常规CD读出硬件相容,适配器30必须包括位于中心的孔52,该孔与CD唱机的轴42在几何尺寸上相配合。如图6和7所示,在有关的CD硬件上通常为偏压弹簧的接触机构54可以提供适配器30和这种硬件之间的另外连接,该接触机构54增强了主轴42和适配器30的相接面之间的以及商业卡12的外露表面和接触机构54的相接面之间的摩擦接触。
在图1、5、8和9所示薄膜数字数据存储介质的商业卡实施例中,孔40完全穿过薄膜数据载体16。图10和11示出本发明的第二实施例,它具有已冲孔的或部分模切的圆形中心部分56,该部分在将商业卡12装在适配器30上之前可以容易除去。形成穿孔的或部分模切的部分56,或提供相当的可除去的中心部分是便于在商业卡12的上表面上连续地显示图片或正文信息,如图10所示,只要卡保持在除去部分56之前的原来状态,上述所谓相当的可除去的中部分或者具有较小的厚度,或者具有强度较小的圆周,或者用强度较小的材料制作。部分56的直径可以调节到容放CD唱机的主轴42。
在本发明的图12、13和14所示的商业卡形式的第二可选实施例中,数据载体16由适配器30的上表面支承。主轴42嵌入适配器30的位于中心的孔中,但是不穿过卡12或数据载体16。本发明的这种特定实施例要求非标准的主轴构形,不能与现有的CD唱机硬件配合。
图2和图15~18示出可自由剥离和活动形式的薄膜数据存储介质,该介质如前述本发明的商业卡实施例的情况一样,不一定是自支承的。如图2所示,薄膜数字数据存储介质10用本专业技术人员周知的特殊形式的粘合剂粘贴在支承片14上,该粘合剂可使薄膜元件10暂时固定在半刚性的支承件14上,该支承部件可以是例如可插入盒中的塑料插页或明信片式的纸卡。在使用之前才将薄膜10从支承件14上剥离下来,并如图15和16所示,将其放在特定形状的适配器30的上表面上。
对应于图3C和3D的情况,图16、17和18示出,第二层18可以配置成或者微压印面向下,如图17所示,或者向上,如图18所示。在每一种情况下,必须调节适配器折射区域48的折射率或调节适配器30的厚度以便准确地将光束34会聚在数据表面26的数据道上。
在本发明的优选实施例中,应当形成图19~24所示形式的适配器对数据载体的转动连接结构,以防止或减少适配器30和薄膜10之间的相对转动。图19~22示出,可以改进适配器30,使其包括转动锁定装置58,该锁定装置连接在适配器的上表面60上并伸出该表面,而且至少部分围绕着孔52。锁定装置58包括用于容放转动锁定部件例如凸出部66的槽60,该槽具有开口62和封闭端部分64,该小凸出部分66从图23和24所示的两个不同薄膜实施例的孔40沿向内的方向凸出。
当将薄膜10装入适配器30时,要十分仔细地将小凸出部66与开口62对准,使得在CD唱机起动期间在薄膜10和适配器30之间可能产生的沿正确方向的初始相对转动致使小凸出部66转动到靠着槽60端部68的位置,从而将薄膜10和适配器30恰当地锁在一起。
如图19和20所示,转动锁定装置58可以与适配器分开单独注塑成型,然后将其卡入适配器30,该适配器30通常从矩形的塑料片模切成要求的形状。可以在模切之前在塑料片的一个或两个表面上加上抗摩损的硬涂层。
现在参考图25A~C,详细说明本发明的另外三个实施例。图25A示出薄膜数据载体的一个实施例,该数据载体包括由1密耳压印聚酯真空沉积膜形成的第一层18。第二层20用10密耳的透明聚碳酸酯制作,该层形成的第一和第二表面22和24之间的次级折射区域,如标号92表示的箭头所示。标号96示出第一层18和第二层20的邻接的相接表面之间结合的界面区,在该结合区中形成微压印数据表面90。如图25A所示,数据表面90成形在第一层18的下面的真空金属化的表面上。
适配器30用丙烯酸塑料制作,具有确定的厚度,如标号94指示的箭头所示,它构成初级的折射区。
因为常规的CD盘提供47mm的光路长度,所以由本发明的初级和次级折射区域的联合作用形成的光路长度必须基本上等于标准的47mm光路长度,以便使本发明的系统可以用在常规的CD唱机上。
在本发明的图25B实施例中,微压印数据表面90形成在界面区域90中的第一层18的下表面上或第二表面上,该界面区域将第一层18结合在第二层20上。在本发明的这个实施例中,第一层18用8~12密耳的挠性塑料膜制作,该塑料膜是聚酯膜、聚氯乙烯膜、聚碳酸酯膜或相当材料的膜。在本发明的这个实施例中,数字数据直接压印在第一层18的第二表面上,该表面上随后可以真空沉积反射金属,例如铝金属。通过在微压印数据表面90上形成双折射率低的热固塑料的薄涂层来形成第二层20。
现在参考图25C,在第二层20的上表面或第一表面上形成微压印数据表面90,该第二层用相当薄的塑料膜,例如厚度约为8~12密耳的塑料膜构成。在压印操作之后,用薄的热固塑料保护涂层覆盖微压数据表面90。对于保护涂层18的厚度、光学特性或其它特性不作特别的要求,因为它不起初级或次级折射区域的作用。但是第二层20的确执行折射的作用,需要具有双射折射率低的特性的材料。
对于大多数应用,或者在压印操作之前或者在之后,应在微压印数据表面90上形成作为其一部分的反射的金属例如铝的真空沉积层。这种真空沉积方法对于本专业普通技术人员是众所周知的。
图26概述了制造现有技术单片CD盘一般需要的步骤顺序,采用现行工艺,由这些步骤得到的生产速度一般地限制在约每分钟每注塑模腔20片CD盘的速度。图27概述了用于生产本发明薄膜数字数据存储介质的生产工艺。图26和27的激光母盘制作电成型步骤对于本专业的普通技术人员是众所周知的。美国加州洛杉矶的Spectratek公司提出的可供工业上利用的工艺可以制备适合形式的用于将数字数据微压印在本发明的薄膜上的压印垫片。图27的镀金属步骤是在微压印数据表面上真空沉积一层薄层铝,以增强该表面的反射率。仅当利用本发明图3A和3B所示的双层实施例时才进行图27的可选叠层步骤。薄膜数字数据存储介质的整个上表面区域可以用常规的卷筒纸轮转动印刷技术(web printing techniques)进行印刷以显示图画、文字或上述二者。在数据区域46以外的下表面也可以印刷。
图28示出,适合形式的压印垫片70可以包裹和结合在筒形压印滚筒72上。采用美国专利No.4,836,874提出的专门的工艺,如由加州洛杉矶的Spectratek公司在工业上实施的那样,可以在塑料片材料74的露出表面上产生有关数字数据的高精度复制品。塑料薄片74的宽度可以容易地改变,可从生产足尺寸CD盘的宽幅复制品的约6英寸改变到至少40英寸的宽幅度,以同时生产许多侧向分开的压印垫片70的微压印图样的复制品,如图28所示。
采用美国专利No.4,836,874提出的方法以及图28所示的成倍宽度数据压印技术,可以容易地达到以至少720片每分钟的速度复制薄膜数字数据存储介质,生产速度大大超过常规注塑CD盘的20片/每分的生产速度极限。可以预期,该薄膜生产速度能够大大提高。
为了使用本发明的薄膜数字数据存储介质,消费者通常可只买一个适配器30,该适配器可以重复使用许多次来读出在任何一种相容薄膜产品上存储的数据。价格可能较高的增强型的适配器30可能包括在适配器的上下表面中的一个或两个表面上的硬涂层78,如图22所示,以防止擦伤,在经过一定时间以后这种擦伤最终可能会降低数字数据的读出精度。
由于只需要买一个适配器便可以供几乎无限数目的薄膜数据存储介质使用,所以薄膜产品的塑料用量大大降低了,这种薄膜产品的制造成本也降低了,显著低于生产常规CD盘的成本。
尽管在21/2英寸×31/2英寸商业卡格式的薄膜产品的数据存储容量仅限于64兆字节,但大得多可随意剥离式的薄膜产品可以存储与常规CD盘相同的600兆字节的数字数据量。
因为适配器30还相对于CD盘读出硬件起着薄膜系统的中心定位的作用,并提供一个平表面区域,以放置和保护薄膜系统在与有关CD唱机的几何尺寸齐平的平面形状,所以薄膜系统周边的实际构形或其“形状”是很不重要的。如图29所示,薄膜产品10的周边可以作成圆形的、方形的、矩形的、三角形的、星形的、动物头形状的或作成实际上无限种不同几何形状中的任何一种。为了广告宣传和促进应用,这种形状的可变性是很有利的。
现在参照图30和31A,利用高精度配合的阴阳压模的模切加工可以依次将先期压印好的薄膜数字数据存储介质10模切成要求成品的形状。标号80表示阳模。阴模未示出。数字数据存储介质10的转动模切工艺是一种可替换工艺。载带片82暂时地保持支承载体86和介质10,而一般称作“阶梯”的薄带74的余部绕在卷取筒84上。支承载体86包括上表面,该上表面用第一形式粘合剂贴在数字数据存储介质10的下表面上,这种粘合剂可以暂时地将介质10束缚在支承载体86上。支承载体86的相反表面包括更耐久型的粘合剂。
如图30和31B所示,使用常规的气动标签粘贴系统可以气动地将数字存储介质10以及支承载体86与载带片82分离,并通过空气将数据存储介质10和支承载体10送到收容叶片装置例如卡片存储装置的页片88的露出的上表面上。图31B示出了附着在卡片存储装置的页片88上的数据存储介质10和支承载体86。
如图31C所示,可去除地加在支承载体86上表面的粘接剂可以使消费者容易地从卡片存储装置的页片88上剥离除去已压印的数字数据存储介质10。根据本发明的说明,本专业技术人员可以容易地想到还有许多其它的配置和使用本发明数字数据存储介质的方法。
本专业普通技术人员可以明显看出,已公开的薄膜数字数据存储介质可以有很多方式修改并可以设想出很多不同于上述优选形式的实施例。例如,薄膜数字数据存储介质除用于CD盘外还可以用于影像盘。因此,所附权利要求书将包括在本发明的精神实质和范围内的所有这种改变。
权利要求
1.一种供CD唱机用的薄膜数字数据存储介质,该唱机具有位于中心的用于支承和转动CD盘的主轴和数据读出系统,该CD盘具有平的上和下表面并包括一系列嵌入的数据道,每个数据道包括编码的数字数据,该数据读出系统包括位于CD盘下面的相干光源,该光源产生顺序照射每个数据道的光束,由此产生受编码数字数据调制的反射光束,该反射光束由光学读出装置截取并转换成相应电信号,该薄膜数字数据存储介质薄膜包括a.薄膜数据载体,包括具有确定厚度、基本上平的数据表面和基本上平的相对表面的数据层,数据表面包括微压印数据区域,该区域具有物理移位的表面元,表面元的高度相对于未移动的表面元变化,以编码数字数据;b.适配器,用于暂时安放并从下面支承薄膜数据载体,以相对于该适配器准直数据载体,该适配器具有位于中心的孔,该孔的几何尺寸与CD唱机的主轴相容,该孔用于相对于CD唱机准直适配器并使适配器可以由主轴支承和转动,该适配器还包括折射区域,该折射区域具有一个和数据区域的面积有关的面积和具有一个位于数据区下面的区域,用于使光源的光束聚焦到数据表面上,从而产生由数字区域中编码的数字数据调节的反射光束,因而被CD唱机的光学读出系统截取并进行转换。
2.如权利要求1所述的薄膜数字数据存储介质,其中,适配器的折射区域是用光学透明材料制作,该材料具有确定厚度以及基本上为平面的相对的第一和第二表面。
3.如权利要求2所述的薄膜数字数据存储介质,其中,数据层的相对表面印刷可视信息。
4.如权利要求3所述的薄膜数字数据存储介质,其中,可视信息包括文字和图画信息。
5.如权利要求3所述的薄膜数字数据存储个质,其中,位于数据区域外边的数据表面印刷可视信息。
6.如权利要求3所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该数据载体包括一个与适配器的孔准直并与CD唱机主轴的几何尺寸相匹配的孔。
7.如权利要求6所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该数据载体包括确定的形状,而该适配器的第一表面包括一个与数据载体形状匹配的凹部,用于安装和保持数据载体。
8.如权利要求7所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该数据载体作成矩形,而该适配器中的凹部作成矩形,其尺寸使得可以放置和保持矩形的数据载体。
9.如权利要求8所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该适配器中的凹部具有一个深度,该数据载体具有一个高度,该适配器凹部的深度与该数据载体的高度相匹配,使得该数据载体不伸出该适配器的第一表面。
10.如权利要求3所述的薄膜数字数据存储介质, 其中,该适配器包括圆形周边。
11.如权利要求10所述的薄膜数字数据存储介质,其中,CD盘包括一直径,适配器包括一接近CD盘直径的直径。
12.如权利要求3所述的薄膜数字数据存储介质,其中,光学透明材料包括恒定的折射率。
13.如权利要求3所述的薄膜数字数据存储介质,其中,所述物理移位表面元被形成为圆形数据道。
14.如权利要求13所述的薄膜数字数据存储介质,其中,数据载体包括圆形的周边。
15.如权利要求1所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该主轴包括第一直径,适配器孔包括第二直径,数据载体包括一个具有第三直径的孔,第三直径基本上等于或大于第二直径。
16.如权利要求15所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该适配器包括第一和第二基本上为平面的相对表面以及转动锁定装置,该装置凸出于适配器的第一表面并至少部分围绕适配器的孔,该转动锁定装置用于啮合在构成数据载体一部分的转动锁定部件上,以防止在适配器和数据载体之间发生相对转动。
17.如权利要求16所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该数据载体的孔的第三直径超过适配器孔的第二直径,转动锁定装置包括位于适配器第一表面上面的槽,用于接收和啮合从数据载体孔向内延伸的一小凸出部。
18.如权利要求17所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该转动锁定装置被成形为一圆筒形部分,其内径约等于主轴的第一直径,其外径约等于数据载体的第三直径,该槽成形在圆筒形部分上。
19.如权利要求1或2所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该数据载体具有一非圆形的周边。
20.如权利要求19所述的薄膜数字数据存储介质,其中,数据区域包括圆形的周边。
21.如权利要求19所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该数据载体的周边处于该数据区域周边的外面。
22.如权利要求2所述的薄膜数字数据存储介质,其中,数据层的相对表面靠近适配器,数据表面与适配器分开,数据层用光学透明的折射材料制作。
23.如权利要求22所述的薄膜数字数据存储介质,其中,光源的光束部分由适配器中的折射作用聚焦,部分由数据层中的折射作用聚焦,从而将光束完全聚焦在数据区域上。
24.如权利要求23所述的薄膜数字数据存储介质,其中,数据层的相对表面可以印刷可视信息。
25.如权利要求24所述的薄膜数字数据存储介质,其中,位于数据区域外面的数据表面可以印刷可视信息。
26.如权利要求25所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该数据载体包括一非圆形的周边。
27.如权利要求26所述的薄膜数字数据存储介质,其中,数据区域包括圆形的圆边,该数据载体的周边处于数据区域周边的外边。
28.如权利要求3所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该主轴具有一第一直径,适配器孔具有一第二直径,数据载体包括一个可以除去的中心部分,该中心部分具有一第三直径和强度减小的周边,第三直径大致上等于或大于第二直径。
29.如权利要求28所述的薄膜数字数据存储介质,其中,所述可除去的中心部分的强度减小的周边形成有沿周边的一系列冲孔。
30.如权利要求28所述的薄膜数字数据存储介质,其中,所述可除去的中心部分的周边具有一沿中心部分的周边减少的厚度以获得该强度减少的周边。
31.如权利要求28所述的薄膜数字数据存储介质,其中,可除去的中心部分用这样的材料形成,这种材料与位于中心部分周边以外的其余数据层的强度相比强度低。
32.一种供CD唱机用的薄膜数字数据存储介质,该唱机具有位于中心的用于支承和转动CD盘的主轴和数据读出系统,该CD盘具有平的上下表面并包括一系列嵌入的数据道,每个数据道包括编码的数字数据,该数据读出系统包括位于CD盘下面的相干光源,该光源产生顺序照射每个数据道的光束,由此产生由编码的数字数据调制的反射光束,该反射光束由光学读出装置截取和转换成相应的电信号。该薄膜数字数据存储介质包括a.一组合的薄膜数据载体,它包括i.一第一层,用第一塑料制作,它具有确定的厚度以及第一和第二相对的表面;ii.一第二层,用第二光学透明塑料制作,该层具有第一折射率以及第一和第二相对的表面,该相对的两表面形成一第一厚度,该第一厚度形成次级折射区域,该第二层的第一表面邻接并贴在上述第一层的第二表面上,从而在这些贴合表面的附近形成界面区;iii.一微压印的数据表面,它在界面区域内形成,具有物理移位的表面元,该表面元的高度相对于未移位的表面元变化,以编码数字数据;b.一适配器,用于暂时接收和从下面支承该第二层的第二表面,以相对于适配器准直该数据载体,该适配器具有位于中心的孔,该孔的几何尺寸与CD唱机主轴相匹配,以便相对于CD唱机准直适配器和使适配器可以由主轴支承和转动,该适配器还包括由一第二光学透明材料构成的一初级折射区域,该区域具有一第二折射率以及第一和第二基本上平行的相对表面,该两个相对表面形成第二厚度,一次折射区域具有一个与微压印数据表面的面积有关的面积和一个位于微压印数据表面下面的区域,由此光束顺序穿过该适配器的初级折射区域和该薄膜数据载体的次级折射区后聚焦在微压印的数据表面上,从而产生受到微压印数据表面内编码的数字数据的调制的反射光束,以便由CD唱机的光学读出装置截取和转换成相应的电信号。
33.如权利要求32所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该次级折射区域的第一厚度小于该初级折射区域的第二厚度。
34.如权利要求33所述的薄膜数字数据存储介质,其中,常规CD盘包括47mm的光路长度,第二层的第一厚度和适配器的第二厚度形成的光路长度基本上等于常规CD盘的47mm的光路长度。
35.如权利要求32所述的薄膜数字数据存储介质,其中,薄膜数据载体的第一和第二层永久地粘贴在一起。
36.如权利要求32所述的薄膜数字数据存储介质,其中,第一层用聚酯制作,其第二表面包括真空沉积的金属膜,第二层用聚碳酸酯制作。
37.如权利要求36所述的薄膜数字数据存储介质,其中,聚酯作的第一层具有约1密耳的厚度,聚碳酸酯作的第二层具有约10密耳的厚度。
38.如权利要求36所述的薄膜数字数据存储介质,其中,聚碳酸酯基本上是非双折射的材料。
39.如权利要求35所述的薄膜数字数据存储介质,其中,所该微压印数据层封装在第一和第二层之间而不会被擦伤。
40.如权利要求32所述的薄膜数字数据存储介质,其中,薄膜数据载体是挠性的,而适配器基本上是刚性的。
41.如权利要求33所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该主轴包括一第一直径,该适配器孔包括一第二直径,该数据载体包括一具有第三直径的孔,该第三直径基本上等于或大于第二直径。
42.如权利要求41所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该适配器包括一转动锁定装置,该转动锁定装置凸出于该适配器的第一表面并至少部分围绕着适配器的孔,以便啮合数据载体,从而防止在适配器和数据载体之间发生相对转动。
43.如权利要求42所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该数据载体的第三直径超过该适配器孔的第二直径,该转动锁定装置包括一个位于该适配器第一表面上面的槽,该转动锁定部件包括一个从数据载体的孔径向内延伸的小凸出部,该适配器的槽啮合在数据载体上的小凸出部上。
44.如权利要求43所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该转动锁定装置被成形为圆筒形部分,其内直径约等于主轴的第一直径,其外直径约等于数据载体的第三直径,该槽形成在圆筒部分上。
45.如权利要求32或42所述薄膜数字数据存储介质,其中,数据载体包括非圆形的周边。
46.如权利要求45所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该微压印数据表面包括圆形周边,而数据载体的周边处于数据表面周边的外边。
47.如权利要求33所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该数据载体包括一可与适配器中的孔准直的并与CD唱机主轴的几何尺寸相匹配的孔。
48.如权利要求33所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该数据载体还包括基本上刚性的衬底,该衬底具有确定的形状以及基本上平行的第一和第二相对表面,衬底的第二表面结合在第一层的第二表面上。
49.如权利要求48所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该衬底为矩形,衬底的第一表面可以印刷图画或文字。
50.如权利要求49所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该第一层包括一第一面积,该第二层包括一第二面积,该衬底包括一第三面积。
51.如权利要求50所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该第一和第二面积基本上相等,而该第三面积大于该第一和第二面积。
52.如权利要求51所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该适配器包括一个具有一定形状和一定深度的凹部,以容纳数据载体,所述第一层、第二层和衬底分别具有一定高度,适配器中凹部的深度与第一层、第二层和衬底的总的高度相匹配,使得衬底的第一表面不凸出于适配器的第一表面。
53.如权利要求35所述的薄膜数字数据存储介质,其中,所述微压印数据表面的物理移位表面元被形成为数据道,数据载体包括圆形的周边。
54.如权利要求33所述的薄膜数字数据存储介质,其中,所述第一折射率基本上等于所述第二折射率。
55.如权利要求33所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该主轴包括一第一直径,该适配器孔包括一第二直径,数据载体包括一个可除去的中心部分,该部分具有一第三直径和强度减小的周边,该第三直径基本上等于或大于该第二直径。
56.如权利要求55所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该可除去的中心部分的强度减小的周边形成有沿该周边的一系列穿孔。
57.如权利要求55所述的薄膜数字数据存储介质,其中,可除去的中心部分的周边具有一沿中心部分的周边减小的厚度,以形成该强度减少的周边。
58.如权利要求55所述的薄膜数字数据存储介质,其中,可除去的中心部分用这样的材料制作,这种材料的强度比中心部分外边的其余数据层的强度低。
59.如权利要求55所述的薄膜数字数据存储介质,其中,该数据载体第一层的第一表面可以印刷可视信息。
60.一种配装具有非圆形周边的薄膜数字数据存储介质以便由标准的CD唱机播放的方法,该唱机具有位于中心的主轴和数据读出系统,该主轴用于支承和转动CD盘,该CD盘具有水平的上下表面并包括一系列嵌入的数据道,每个数据道包括编码的数字数据,该数据读出系统包括位于CD盘下面的相干光源,用于产生顺序照射每个数据道的光束,从而产生反射光束,该反射光束受到编码的数字数据的调制并由光学读出装置截取和转换成相应的电信号,该方法包括以下步骤a.形成薄膜数据载体,该载体具有与中心位置形成最大距离的非圆形的周边,并包括微压印数据表面,该数据表面对于中心位置对称,在确定的面积内具有圆形的数据道,而且由物理移位的表面元形成,该表面元的高度相对于未移位的表面元变化,以编码数字数据,该数据载体包括一个孔,该孔的几何尺寸与CD唱机主轴匹配并相对于微压印数据表面上的圆形数据道定中;b.提供一个适配器,该适配器具有圆形的周边和位于中心的孔,该中心孔的几何尺寸与CD唱机主轴相匹配,以便相对于CD唱机准直适配器和使适配器可以由主轴支承和转动,适配器还包括由光学透明材料作的折射区域,该折射区域具有确定的折射率以及基本上相对的第一和第二表面,该第一和第二表面形成一个厚度,折射区域具有与微压印数据表面的面积有关的面积;c.使适配器的孔对准CD唱机的主轴,从而将适配器装在CD唱机的主轴上;d.定位数据载体,使微压印数据表面取向于可接收光束,同时在横向使数据载体孔与适配器孔对准;e.防止在数据载体和适配器之间发生相对转动,以使数据载体的转动速度与CD唱机的主轴的转动速度相同;f.驱动CD唱盘以确定在光束和微压印数据表面之间的相对转动,同时使光束穿过适配器折射区域,以便使光束聚焦在圆形的数据道上并产生由微压印数据表面中编码的数字数据调制的反射光束,以便由CD唱机的光学读出装置截取和转换成相应的电信号。
61.如权利要求60所述的方法,其中,该主轴包括一第一直径,该适配器的孔包括一第二直径,该数据载体包括一个可除去的中心部分,该中心部分具有一第三直径和强度降低的周边,该第三直径基本上等于或大于该第二直径。
62.如权利要求1所述的方法,其中,采用沿周边形成一系列冲孔的方法形成可除去的中心部分的强度降低的周边。
63.如权利要求61所述的方法,其中,可除去的中心部分包括一个厚度,通过沿中心部分减小周边的该厚度来形成强度降低的周边。
64.如权利要求61所述的方法,其中,选择这样的材料制作可除去的中心部分,该材料的强度比中心部分外边的其余数据层的强度低。
65.一种用于暂时接受和从下面支承薄膜数据载体的适配器,薄膜数据载体包括圆形的微压印数据区域、位于中心的孔和光学透明塑料,该微压印数据区域具有物理移位的表面元,该表面元的高度相对于未移位的表面元变化,以编码数字数据,该光学透明塑料具有一第一厚度和一第一折射率,以构成一次级折射区域,上述适配器包括a.一由第二光学透明材料构成的初级折射区域,该第二光学透明材料具有一第二折射率以及基本上平行的形成第二厚度的第一和第二相对表面;一个位于中心的孔,该孔在几何尺寸上与CD唱机的主轴和数据载体的孔相匹配,以便相对于CD唱机准直适配器,相对于适配器准直微压印数据表面并使适配器可以由主轴支承和转动,该初级折射区域具有与微压印数据表面的面积有关的圆形面积,因此光束顺序通过适配器的该初级折射区域和薄膜数据载体的该次级折射区域之后光束便聚焦在微压印数据表面上,由此产生由微压印数据表面中编码的数字数据调制的反射光束,由此由CD唱机的数据读出装置截取和转换成相应的电信号;b.一转动锁定装置,用于防止在适配器和数据载体之间发生相对转动。
66.如权利要求65所述的适配器,其中,该转动锁定装置凸出于适配器的第一表面并至少部分地围绕适配器的孔,以啮合数据载体。
67.如权利要求66所述的适配器,其中,数据载体还包括一个转动锁定部件,该锁定部件至少部分地围绕该数据载体中的孔延伸,以便啮合该适配器的转动锁定装置,防止在适配器和数据载体之间发生相对转动。
68.如权利要求67所述的适配器,其中,该CD唱机的主轴包括一第一直径,该适配器的孔包括一第二直径,该数据载体的孔包括一第三直径,该第三直径基本上等于或大于该第二直径。
69.如权利要求68所述的适配器,其中,该数据载体的第三直径超过适配器孔的第二直径,并且该转动锁定装置包括一位于适配器第一表面上面的槽。
70.如权利要求69所述的适配器,其中,该转动锁定部件包括一从数据载体的孔向内延伸的小凸出部,该适配器的槽接受和啮合该数据载体上的小凸出部。
71.如权利要求70所述的适配器,其中,该转动锁定装置被成形为圆筒形部分,其内径约等于该主轴的第一直径,其外径约等于该数据载体的第三直径,该槽形成在圆筒部分上。
72.如权利要求65所述的适配器,其中,该适配器包括一圆形的边,该数据载体具有一非圆形周边的形状,该非圆形周边在该适配器的圆形周边以内。
73.如权利要求72所述的适配器,其中,该转动锁定装置包括在适配器第一表面中的一个凹部,该凹部的形状与该数据载体的形状相匹配,以便将该数据载体接受和保持在该适配器中。
74.如权利要求65所述的适配器,其中,该主轴包括一第一直径,该适配器的孔包括一第二直径,该数据载体包括一个可除去的中心部分,该中心部分位于中心孔中并具有一第三直径和强度减小的周边,第三直径基本上等于或大于第二直径。
75.如权利要求74所述的适配器,其中,沿可除去的中心部分的周边冲压出一系列的孔以提供强度减小的周边。
76.如权利要求74所述的适配器,其中,可除去的中心部分的周边包括一个沿该中心部分的周边减小的厚度,以形成该强度减小的周边。
77.如权利要求74所述的适配器,其中,可除去的中心部分采用一种比该中心部分外面的其余的数据层的强度小的材料。
全文摘要
光读数据存储介质包括由第一和第二并列放置的塑料层制作的薄膜数据载体。微压印数据表面置于界面区域,并包括编码数字数据的物理移位表面元。适配器暂时接收和从下面支承该载体,并包括一尺寸与CD机的主轴相配的中心孔,使适配器可由主轴支承和转动。适配器包括折射区域和在微压印数据表面下面的区域,因而CD唱机光源的光束可聚焦于数据表面。受到调制的反射光束由CD机的光学读出装置截取并转换成电信号。
文档编号G11B7/24GK1127406SQ9511787
公开日1996年7月24日 申请日期1995年12月20日 优先权日1995年1月18日
发明者雷蒙德·E·史密斯, 沃伦·F·莫利 申请人:西伯沃克斯·英特拉蒂夫公司

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