IT8124360A1 - Dispositivo per La memorizzazione di informazioni e procedimento per la sua realizzazione - Google Patents
Dispositivo per La memorizzazione di informazioni e procedimento per la sua realizzazioneInfo
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- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
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- G11B7/26—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
Description
DOCUMENTAZIONE
RILEGATA
STC-144 Ing. Barzan? & Zanardo
DE SC R IZ ION E
dell ?invenzione industriale dal titolo:
"Dispositivo per la memorizzazione di informazioni e procedimento per la sua realizzazione"
della societ? STORAGE TECHNOLOGY CORPORATION, di nazionalit? statunitense, con sede in LOUISVILLE (U.S.A.) Inventore: Erik MOE
depositata il -6 0TT. 1981 N5 24 3 6 0 A/St
RIASSUNTO
Dispositivo per la memorizzazione di informazioni, per la registrazione di esse, tramite un raggio di energia raggiante come ad esempio un raggio laser, in cui un elemento di base sagomato a disco, una o pi? regioni di mezzo di registrazione e -uno o pi? strati di protezione sagomati a disco (o "finestre") sono disposti in modo da formare una struttura stratificata o "sandwich". Le porzioni pi? interne dello strato o strati di protezione sono fissati alle porzioni corrispondenti dell?elemento di base, ed un anello di supporto, distanziato radialmente dal bordo pi? esterno dell'elemento di base, ? fissato al bordo esterno dello strato o degli strati di protezione. Uno spazio circonferenziale ? in tal modo ottenuto fra il supporto anulare e l'elemento di base/ 2 Ing. Barzan? & Zanardo cos? da consentire dilatazione e contrazione dell'elemento di base stesso.
DESCRIZIONE
Parecchi tipi diversi di sistemi o impianti video a disco ottici sono stati proposti e costruiti per la registrazione di informazione (si veda, ad esempio, il IEEE Spectrum, dell'Agosto 1978, alle pagg. 20-28, "Optical Disk Systems Emerge" di R.A. Bartolini, A.E. Bell, R.E. Flory, M. Lurie e F.W, Spong). I dischi video ottici includono tipicamente un substrato o strato di supporto strutturale, uno strato di memorizzazione di informazioni al disopra di almeno una porzione di uno o entrambi i lati del substrato, ed uno strato di protezione sovrastante ciascuno strato di memorizzazione dell'informazione. Una sorgente di energia, che ? solitamente costituita da raggio laser, viene indotta ad attuare scansione sullo strato di memorizzazione o memoria, in maniera da scrivere o leggere 1'informazione desiderata sullo strato di memorizzazione o da esso. In alcuni casi, lo strato di protezione viene applicato dopo che 1'informazione ? stata scritta mentre, in altri casi, lo strato di protezione, lo strato di registrazione ed il substrato sono formati in una struttura laminata unitaria prima della scrittura dell'informazione. Quest'ultimo 3 Ing. Barzan? & Zanardo caso, che ? quello preferito per la presente invenzione, fornisce una cosiddetta configurazione di rei?
gistrazione 1,DRAW w(lettura diretta dopo scrittura) che non richiede trattamento chimico o fisico del supporto di registrazione o record dopo che il raggio di scrittura ha registrato 1'informazione desiderata. L?informazione registrata viene conservata mediante la struttura di registrazione stessa e pu? essere letta direttamente quando desiderato, in un momento successivo.
Per i videodischi ottici sono state impiegate molte diverse combinazioni di materiali e varie configurazioni strutturali. In una disposizione 4lato singolo o a faccia singola, o strato di protezione o il substrato, oppure entrambi possono essere trasparenti rispetto all'energia di lettura/scrittura. Informazione viene letta mediante trasmissione di energia attraverso l'intera struttura oppure mediante riflessione di energia da un rivestimento riflettente il quale viene esposto selettivamente. Quando viene impiegata registrazione su due lati o sulle due facce, ciascuno strato di registrazione ? associato con uno strato di protezione trasparente sovrastante e lettura viene attuata tramite riflessione di energia da un rivestimento riflettente associato con lo strato di memoria.
4 Ing. Barzan? & Zanardo Lo strato di protezione, oltre a impedire danneggiamento fisico o chimico dello strato di memorizzazione dell'informazione, serve pure per separare fisicamente e otticamente particelle di polvere e altri materiali estranei dallo strato di memoria o memorizzazione. Lo strato di protezione ? realizzato sufficientemente spesso, rispetto alla profondit? di fuoco del sistema ottico, da far s? che la polvere e il materiale estraneo abbianola risultare fuori fuoco, cos? da avere un effetto trascurabile sulla registrazione ed il ricupero di inforinazione. Varie diverse configurazioni del tipo generale che ? stato descritto precedentemente sono illustrate nel brevetto statunitense N? 4.074.282 concesso il 14 Febbraio 1978 a C. Balag e altri.
Quando il substrato di supporto e l'elemento di protezione sovrastante o "finestra" sono fatti di due materiali diversi, ? tuttavia necessario che essi abbiano ad essere compatibili e a mantenere integrit? strutturale entro l'intervallo di temperature di funzionamento e di memorizzazione previste per il disco. Una combinazione di materiali che ? particolarmente vantaggiosa da un punto di vista delfcosto, comprende substrato metallico (come ad esempio il disco d'alluminio comunemente impiegato per la registrazione ma5 Ing. Barzan? & Zanardo gnetica) e strati di protaione di vetro sovrastanti.
Tuttavia, se il metallo e il vetro (oppure due altri materiali aventi coefficienti di dilatazione termica diversi) sono fissati assieme per formare una struttura laminata sigillata, allora il limite di temperatura ammissibile per l'impiego di tale struttura pu? essere limitato eccessivamente o indesiderabilmente. Ad esempio, tipici coefficienti di dilatazione termica dell'alluminio e del vetro sono in un rapporto di 2,8:1. I limiti di temperatura tipici che sono desiderabili per dischi ottici comportano l'immagazzinamento entro un intervallo da -40?C a 65?C ed un funzionamento entro un intervallo da 15?C a 55?C.
In queste condizioni, quando viene impiegato un semplice laminato di vetro-alluminio, si ? trovato che la differenza dei coefficienti di dilatazione termica fra i due materiali ha come conseguenza sollecitazioni eccessive e incrinature o rimozione per effetto di spellamento dello strato di protezione.
La presente invenzione si propone di fornire un dispositivo di memorizzazione di informazioni del tipo a disco, il quale sia in grado di risolvere i problemi termici e strutturali precedentemente descritti. Al fine di trarne vantaggio dalle varie caratteristiche delle combinazioni di due materiali diversi, come - 6 - Ing. Barzan? & Zanardo
ad esempio la combinazione metallo-vetro (basso costo, resistenza e facilit? di fabbricazione), sono state concepite disposizioni strutturali diverse da quella di un semplice sandwich o laminato.
Secondo la presente invenzione, un dispositivo
per la memorizzazione di informazioni comprende un
elemento di base sagomato a disco e almeno un elemento di protezione sagomato a disco al disopra dell'elemento di base. Un mezzo di registrazione sensibile a energia raggiante ? disposto fra l'elemento di
base e l'elemento di protezione entro una regione di memorizzazione di informazioni anulare. E' previsto
un elemento di supporto esterno (preferibilmente di
forma anulare) avente un raggio interno maggiore del
raggio esterno dell'elemento di base ma minore del
raggio esterno dell'elemento di protezione. Sono previsti mezzi per fissare la porzione a raggio esterno dell'elemento di protezione all'elemento di supporto
e per fissare l'elemento di protezione all'elemento
di base radialmente verso l'interno dalla regione di memorizzazione. Come conseguenza della configutazione precedentemente descritta, uno spazio circonferenziale ? ottenuto fra il bordo interno dell'elemento di supporto e il bordo esterno dell'elemento di
base, per consentire movimento radiale relativo fra
- 7 - Ing. Barzan? & Zanardo l'elemento di base?e l'elemento di protezione.
L'invenzione sar? meglio compresa daEa considerazione della descrizione che segue, in unione con il disegno accluso, nel quale:
la fig. 1 ? una vista in pianta di un dispositivo di memorizzazione di informazioni costruito secondo la presente invenzione;
la fig. 2 ? una vista in sezione presa lungo la linea 2-2 della fig. 1; e
la fig. 3 ? una vista in sezione parziale di una forma di realizzazione alternativa dell1invenzione.
Facendo riferimento alla fig. 1, congiuntamente alla fig. 2, in esse ? illustrato un dispositivo di memorizzazione di informazioni o "record" a faccia singola,o a lato singolo (non disegnato su scala). 11 record comprende un elemento di base sagomato a disco o anulare 12, preferibilmente fatto di un metallo come ad esempio alluminio. L'elemento di base 12 include un'apertura centrale relativamente grande 14 e una regione di memorizzazione di informazioni anulare incassata 16 su un lato 18 dell'elemento di base 12. L?estremit? radiale interna delle regione 16 di memorizzazione delle informazioni ? definita da una prima parete 20, mentre l'estremit? radiale esterna della regione di immagazzinamento 16 ? defi8 Ing. Barzan? & Zanardo nita da una seconda parete 22, ciascuna delle pareti 20 e 22 essendo sostanzialmente verticale rispetto ad una superficie incassata o rientrante 24 dell'elemento di base 12.
Un mezzo di registrazione a pi? strati sensibile a energia raggiante, indicato generalmente dal numero di riferimento 26, ? disposto entro la regione 16 di memorizzazione delle informazioni. Il mezzo di registrazione 26 pu? assumere varie forme in dipendenza dalla particolare applicazione desiderata. Una disposizione adatta comprende un primo strato 28 riflettente l'energia ad esempio fatto di nichel, depositato a guisa di rivestimento lungo la superficie disposta pi? in basso entro la regione di memorizzazione delle informazioni rientrante o incassata 16. Il rendimento di nichel pu? essere depositato mediante vari procedimenti fra cui placcatura non galvanica o deposizione sotto vuoto. Uno strato trasparente 30 di materiale passivante come ad esempio biossido di silicio viene aggiunto sullo strato Riflettente 28 mediante deposizione sotto vuoto o trasposizione atomo per atomo (sputtering). Uno strato 32 sensibile all 'enetgia come ad esempio di tellurio, viene quindi aggiunto al di sopra dello strato di passivazione o passivante 30 mediante deposizione sotto vuoto. Gli - 9 - Ing. Barzan? & Zanardo spessori appropriati per questi materiali sono noti nella tecnicai come ad esempio ? descritto nell'articolo summenzionato di Bartolini e altri, e nei riferimenti qui citati.
Il dispositivo di memorizzazione di informazioni delle figg. 1 e 2 comprende inoltre un elemento di supporto anulare 34 avente un raggio interno maggiore del raggio esterno dell'elemento di base 12 cos? da fornire-uno spazio circonferenziale 36 fra l'elemento di supporto 34 e l'elemento di base 12. Preferibilmente, l'elemento di supporto anulare 34 ? formato inizialmente come una parte integrale con l'elemento di base 12 ed ? quindi separato dall'elemento di base 12 mediante un procedimento di punzonatura o cognatura. In questo modo, e per ragioni che appariranno chiare in seguito, lo spessore dell'elemento di supporto 34 sar? sostanzialmente uguale a quello dell'elemento di base 12, e la dimensione radiale dello spazio circonferenziale 36 potr? essere facilmente terminata. Lo spazio 36 ? tipicamente dell'ordine di un sedicesimo di pollice (1 ,6 mm circa).
Un elemento di protezione 38 sagomato a disco o anulare ? disposto in relazione sovrastante rispetto all'elemento di base 12, all'elemento di supporto - 10 - Ing. Barzan? & Zanardo
anulare 34 e al mezzo di registrazione 26. L'elemento di protezione 38 preferibilmente ? formato da vetro avente ad esempio uno spessore di 0,03937 pollici(0,10 cm). Il diametro esterno dell'elemento di protezione di
vetro 38 ? sostanzialmente uguale al diametro esterno dell'elemento di supporto anulare 34. Il diametro interno dell'elemento di protezione 38 ? sostanzialmente uguale a quello dell'elemento di base 12.
Sono previsti mezzi 40, 42 per fissare la porzione a raggio esterno dell'elemento di protezione
di vetro 38 all'elemento di supporto anulare 34 e
per fissare la porzione a raggio interno dell'elemento di protezione 38 all'elemento di base 12 in
una zona radialmente verso l'interno dalla regione
di memorizzazione 16. Come ? illustrato nella fig.2, i mezzi di fissaggio 40, .42 comprendono uno strato relativamente sottile di materiale adesivo come ad esempio un composto ciano-acrilatico. Il materiale adesivo 40, 42 viene applicato sulla superficie superiore dell'elemento di base 12 fra la parete interna 20 e l'apertura centrale 14 e sostanzialmente
su tutta la superficie superiore dell'elemento di supporto anulare esterno 34. Si deve notare che la porzione dell'elemento di base 12 fra la parete 20
e lo spazio o intercapedine 36 non ? fissata allo stra- 11 - Ing. Barzan? & Zanardo to di protezione 38. In questo modo, la porzione di raggio esterno dell'elemento di base 12 ? libera di ?>andersi o contrarsi radialmente rispetto all'elemento di protezione 38.
Il materiale adesivo 40, 42 viene scelto per presentare un basso allungamento percentuale rispetto alla temperatura e per avere una resistenza di taglio, ad esempio, maggiore di 2300 libbre per pollice quadrato (i60 kg/cm circa).
Un secondo elemento di protezione 44, simile all'elemento di protezione 38, ? disposto sulla superficie inferiore (come ? mostrato in fig. 2) dell'elemento di base 12 e dell'elemento di supporto anulare 34. Materiale adesivo ? applicato fra la superficie inferiore ed il secondo elemento di protezione 44 in regioni 46 , 48 corrispondenti al.le regioni occupate dal materiale adesivo 40, 42 associato con la superficie superiore dell'elemento di base 12.
In un tipico procedimento per la fabbricazione del dispositivo di memorizzazione di informazioni ?? delle figg. 1 e 2, un disco di lega d'alluminio standard (lega di materiali tipo 5086-0, H.2E30 Al) del tipo impiegato per i dischi di registrazione magnetici pu? essere impiegato come punto di partenza. Que12 Ing. Barzan? & Zanardo sto disco ha dimensioni nominali corrispondenti a un.diametro esterno di 14,025 pollici ( 35,63 cm) un?apertura centrale avente un diametro di 6,625 pollici (16,83 cm ) ed uno spessore di 0,075 pollici (0,19 cm ). L'elemento di supporto anulare 34 ? formato tramite punzonatura o coniatura del disco d'alluminio per separarlo nell'elemento di base 12 @ nell 'elemento di supporto 34, lasciando uno spazio 36 di 0,063 pollici (0,16 cm ).
La regione di memorizzaziohe delle informazioni delimitata dalle pareti 20 e?22 e dalla superficie inferiore 24 ? formata tramite lavorazione meccanica,o aggressione chimica dell'elemento di base 12 per produrre una cavit? della profondit? di 0,002 pollici (0,05 mm) fra un diametro interno di 9,18 pollici (23,32 cm)ed un diametro esterno di 13,62 pollici (34,60 cm ) (regione anulare della larghezza di approssimativamente 2 - 1/2 pollici o 63 mm). Viene quindi depositato come ? stato descritto precedentemente il mezzo di registrazione 26 comprendente gli. strati 28, 30 e 32.
Materiale adesivo, preferibilmente avente uno spessore minore di 0,001 pollici (0,025 mm) viene depositato lungo le regioni 40, 42, 46, 48. Strati di protezione di vetro 38 e 44, aventi dimensioni cor13 Ing. Barzan? & Zanardo rispondenti al diametro esterno dell'elemento di supporto 34 e al diametro interno dell'elemento di base 12, ed uno spessore, ad esempio di 0,039730 pollici (0,10 cm ) , vengono fissati ed ermeticamente sigillati rispetto all'elemento di base 12 e all'elemento di supporto anulare 34 in un'atmosfera d'azoto. L'azoto gassoso riempie i vuoti in prossimit? del mezzo di registrazione incassato o rientra nte 26 e dello spazio anulare 36.
In questo modo, la regione 16 di memorizzazione delle informazioni ? racchiusa dalla combinazione costituita dall'elemento di base anulare 12, dagli strati di protezione di vetro (o "finestre") 38, 44 e dall'elemento di supporto anulare 34 e dai mezzi di fissaggio adesivi nelle regioni 40, 42, 46 e 48.
Gli strati di protezione di vetro 38 e 44 includono preferibilmente rivestimenti antiriflettenti ?per massimizzare la trasmissione di energia di lettura/scrittura dal e al mezzo di registrazione 26.
Facendo riferimento alla fig. 3, in essa ? illustrata una porzione di un dispositivo di memorizzazione di informazioni a due facce, costruito se- . condo la presente invenzione. Nella fig. 3, le varie parti che corrispondono a parti illustrate nelle figg. 1 e 2 sono identificate dagli stessi numeri - 14 - Ing. Barzan? & Zanardo di riferimento seguiti da una designazione ad apostrofo (')? Nella fig. 3, le varie parti sono illustrate maggiormente in proporzione rispetto alle figg. 1 e 2. Tuttavia, gli spessori degli stati adesivi 40' , 42', 46 ', 48' come pure la profondit? della cavit? di memorizzazione di informazioni 161 sono stati ingranditi in modo da poter essere distinti pi? facilmente. In aggiunta, il mezzo di registrazione 26' a pi? strati ? illustrato come un'entit? singola, bench? si debba tener presente che una disposizione pi? tipica potrebbe essere come quella illustrata nelle figg. 1 e 2 (cio? un mezzo di registrazione
26 a tre strati). Commenti simili varrebbero per un secondo mezzo di registrazione 50 disposto in una seconda regione di memorizzazione di informazioni incassata 6 rientrante 52 associata con la faccia inferiore dell?elemento di base 12.
Come si pu? osservare in fig.3, lo spessore dell?elemento di supporto anulare 34? e lo spessore dell'elemento di base 12? sono uguali, i due elementi essendo stati formati a partire da un unico disco, come ? stato descritto precedentemente. Lo spessore del materiale adesivo 40? , 42', 46 'p 48' ? relativamente piccolo, garantendo cos? un piccolo spazio -fra gli elementi di protezione 38?, 44? e l?elemento 15 Ing. Barzan? & Zanardo di base 12' in corrispondenza dell'estremit? pi? esterna dell'elemento di base 12'. In questo modo, la dilatazione e contrazione previste dell'elemento di base 12' con la temperatura non determinano rottura o rimozione a spellamento degli elementi di protezione 38', 44'. Al contrario, l'elemento di base 12' ? libero di muoversi radialmente sino all'estensione dello spazio circonferenziale 36?.
Bench? l'invenzione sia stata descritta con riferimento ad alcune disposizioni preferite, risulter? facilmente evidente che varie modifiche possono essere apportate rientranti entro l'ambito protettivo dell 'invenzione che ? definito nelle rivendicazioni seguenti .
RIVENDICAZIONI
1. Dispositivo per la memorizzazione di inforun
inazioni comprendente:/elemento di base sagomato a disco; almeno un elemento di protezione sagomato a disco al disopra di detto elemento di base; un mezzo di registrazione sensibile a energia raggiante disposto fra detto elemento di base e detto elemento di protezione entro una regione di memorizzazione di informazioni anulare, detta regione di memorizzazione avendo un raggio interno maggiore del raggio interno di detto elemento di protezione e un raggio e16 Ing. Barzan? & Zanardo sterno minore del raggio esterno di detto elemento di protezione; un elemento di supporto anulare avente un raggio interno maggiore di un raggio esterno di detto elemento di base, ma minore di detto raggio esterno di detto elemento di protezione; mezzi per fissare una porzione a raggio esterno di detto elemento di protezione a detto elemento di supporto anulare; e mezzi per fissare detto elemento di protezione a detto elemento di base radialmente verso l'interno da detta regione di memorizzazione; per cui detta regione di memorizzazione dell'informazione ? racchiusa dalla combinazione costituita da detto elemento di base, detto elemento di protezione, detto elemento di supporto e detti mezzi di fissaggio, e in cui uno spazio circonferenziale ? previsto fra detto elemento di supporto anulare e detto elemento di base per consentire movimento radiale relativo fra detto elemento di base e detto elemento di protezione.
2. Dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 1 in cui: detto elemento di supporto anulare e detto elemento di base hanno spessore sostanzialmente uguale.
3. Dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 2, in cui: detto elemento di supporto anulare e detto elemento di base - 17 - Ing. Barzan? & Zanardo hanno superfici superiori rispettive giacenti in un primo piano e superfici inferiori giacenti in un secondo piano.
4. Dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 3, in cui detto un elemento di protezione sagomato a disco ? disposto al disopra di detta superficie superiore di detto elemento di base e detto dispositivo comprende inoltre un secondo elemento di protezione sagomato a disco disposto al disopra di detta superficie inferiore di detto elemento di base, fissato ad esso e fissato a detta superficie inferiore di detto elemento di supporto.
5. Dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 4, in cui detto mezzo di registrazione ? disposto relativamente a detto elemento di base in modo da fornire un primo strato di memorizzazione di informazioni adiacenti a detta superficie superiore ed un secondo strato di memorizzazione di informazioni adiacenti a detta superficie inferiore.
6. Dispositivo di memorizzazione di informazio-??
ni secondo la rivendicazione 5 in cui: detto elemento di base comprende regioni incassate o rientranti associate con ciascuna di dette superfici superiore e inferiore e in cui detto mezzo di registrazione - 18 - Ing. Barzan? & Zanardo ? disposto entro ciascuna di dette regioni incassate o rientranti.
7. Dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 1 in cui: detto elemento di base e detto elemento di protezione sono fatti di materiali aventi coefficienti di dilatazione termica diversi e in cui detto spazio circonferenziale ? dimensionato in modo da consentire movimento radiale relativo fra detti elementi di base e di protezione entro un intervallo di temperature di funzionamento previsto.
8. Dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 7 in cui: detto elemento di base ? di alluminio e detto elemento di protezione ? di vetro.
9. Dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 7 in cui: detto elemento di supporto e detto,elemento di base sono fatti dello stesso materiale.
10. Procedimento per formare un dispositivo di memorizzazione di informazioni, in cui un mezzo di registrazione viene depositato su un elemento di base sagomato,a .disco e in cui un elemento di protezione sagomato a disco sovrastante viene fissato a detto elemento di base in corrispondenza di una porzione radiale interna di esso, caratterizzato dal
v- fatto di comprendere il formare un elemento di supporto anulare avente un raggio interno maggiore del raggio esterno di detto elemento di base per formare uno spazio circonferenziale fra detto elemento di supporto anulare e detto elemento di base, e fissare detto elemento di protezione a detto elemento di supporto
11. Procedimento per formare un dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 10 in cui detto elemento di supporto anulare ? formato separando una porzione anulare pi? esterna da detto elemento di base sagomato a disco.
12. Procedimento per formare un dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 11 e comprendente inoltre la fase di fissare un secondo elemento di protezione sagomato a disco' a detto elemento di base e a detto elemento di supporto su superfici di essi opposte a detto elemento di protezione sagomato a disco sovrastante.
P Ing. Barzan? & Zanard
6445/SAP/vr/
"DISPOSITIVO PER LA MEMORIZZAZIONE DI INFORMAZIONE E PROCEDIMENTO DI FORMAZIONE DELLO STESSO"
(STAR-01 )_ .
.Parecchi tipi diversi?di sistemi o impianti video a disco ottici sono stati proposti e costruiti per la registrazione di informazione (si veda, ad esempio, il IEEE Spectrum, dell'Agosto 1978, alle pagg. 20-28, "Opt?cal Disk Systems Emerge" di R.A. Bartolini, A.E. Bell, R.E. Flory, M. Lurie e F.W. Spong). I dischi t
video ottici includono tipicamente un substrato o strato di supporto strutturale, uno strato di memorizzazione di informazioni al disopra di almeno una porzione di uno o entrambi i lati del substrato, ed uno strato di protezione sovrastante ciascuno strato di memorizzazione dell'informazione. Una sorgente di energia, che ? solitamente costituita da raggio laser, viene indotta ad attuare scansione sullo strato di memorizzazione o memoria, in maniera da sprivere o leggere 11informazione desiderata sullo strato di memorizzazione o da esso. In alcuni casi, lo strato di protezione viene applicato dopo che l'informazione ? stata scritta mentre, in altri casi, lo strato di protezione, lo strato di registrazione ed il substrato sono formati in una struttura laminata unitaria prima della scrittura dell'informazione. Quest'ultimo - 3 Ing. Barzan? & Zanardo caso, che ? quello preferito per la presente invenzione, fornisce una cosiddetta configurazione di registrazione -I,DRAWM(lettura diretta dopo scrittura) che non richiede trattamento chimico o fisico del supporto di registrazione o record dopo che il raggio di scrittura ha registrato? 'informazione desiderata. L'informazione registrata viene conservata mediante la struttura di registrazione stessa e pu? essere letta direttamente quando desiderato, in un momento successivo.
Per i videodischi ottici sono state impiegate molte diverse combinazioni di materiali e varie configurazioni strutturali. In una disposizione calato singolo o a faccia singola, o strato di protezione o il substrato, oppure entrambi possono essere trasparenti rispetto all'energia di lettura/scrittura. Informazione viene letta mediante trasmissione di energia attraverso l'intera struttura oppure mediante riflessione di energia da un rivestimento riflettente il quale viene esposto selettivamente. Quando viene impiegata registrazione su due lati o sulle due facce, ciascuno strato di registrazione ? associato con uno strato di protezione trasparente sovrastante e lettura viene attuata tramite riflessione di energia da un rivestimento riflettente associato con lo strato di memoria.
- 4 r Ing. Barzan? & Zanardo Lo strato di protezione, oltre a impedire danneggiamento fisico o chimico dello strato di memorizzazione dell'informazione, serve pure per separare fisicamente e otticamente particelle di polvere e altri materiali estranei dallo strato di memoria o memorizzazione. Lo strato di protezione ? realizzato sufficientemente spesso, rispetto alla profondit? di fuoco del sistema ottico, da far s? che la polvere e il materiale estraneo abbianola risultare fuori fuoco, cos? da avere un effetto trascurabile sulla registrazione ed il ricupero di informazione. Varie diverse configurazioni del tipo generale che ? stato descritto precedentemente sono illustrate nel brevetto statunitense N? 4.074.282 concesso il 14 febbraio 1978 a C. Balag e altri.
Quando il substrato di supporto e l'elemento di protezione sovrastante o "finestra" sono fatti di due materiali diversi, ? tuttavia necessario che essi abbiano ad essere compatibili e a mantenere integrit? strutturale entro l'intervallo di temperature di funzionamento e di memorizzazione previste per il disco. Una combinazione di materiali che ? particolarmente vantaggiosa da un punto di vista del/costo, comprende substrato metallico (come ad esempio il disco d'alluminio comunemente impiegato per la registrazione ma- 5 - Ing. Barzan? & Zanardo gnetica) e strati di protsione di vetro sovrastanti.
Tuttavia, se il metallo e il vetro (oppure due altri materiali aventi coefficienti di dilatazione termica diversi) sono fissati assieme per.formare una struttura laminata sigillata, allora il limite di temperatura ammissibile per l'impiego di tale struttura pu? essere limitato eccessivamente o indesiderabilmente. Ad esempio, tipici coefficienti di dilatazione termica dell'alluminio e del vetro sono in un rapporto di 2,8:?. I limiti di temperatura tipici che sono desiderabili per dischi ottici comportano l'immagazzinamento entro un intervallo da -40?C a 65?C ed un funzionamento entro un intervallo da 15?C a 55?C.
In queste condizioni, quando viene impiegato un semplice laminato di vetro-alluminio, si ? trovato che la differenza dei coefficienti di dilatazione, termica fra i due materiali ha come conseguenza sollecitazioni eccessive e incrinature o rimozione per effetto di spellamento dello strato di protezione.
La presente invenzione si propone di fornire un dispositivo di memorizzazione di informazioni del tipo a disco, il quale sia in grado di risolvere i problemi termici e strutturali precedentemente descritti. Al fine di trarne vantaggio dalle varie caratteristiche delle combinazioni di due materiali diversi, come - 6 - Ing. Barzan? & Zanardo
?
ad esempio la combinazione metallo-vetro (basso costo, resistenza e facilit? di fabbricazione), sono state concepite disposizioni strutturali diverse da quella di un semplice sandwich o laminato.
Secondo la presente invenzione, un dispositivo
per la memorizzazione di informazioni comprende un
elemento di base sagomato a disco e almeno un elemento di protezione sagomato a disco al disopra dell'elemento di base. Un mezzo di registrazione sensibile a energia raggiante ? disposto fra l'elemento di
base e l'elemento di protezione entro una regione di memorizzazione di informazioni anulare. E* previsto ;un elemento di supporto esterno (preferibilmente di ;forma anulare) avente un raggio interno maggiore del ;raggio esterno dell'elemento di base ma minore del ;raggio esterno dell'elemento di protezione. Sono previsti mezzi per fissare la porzione a .raggio esterno dell'elemento di protezione all'elemento di supporto ;e per fissare l'elemento di protezione all'elemento ;di base radialmente verso l'interno dalla regione di memorizzazione. Come conseguenza della configurazione precedentemente descr?tta, uno spazio circonferenziale ? ottenuto fra il bordo interno dell'elemento di supporto e il bordo esterno dell?elemento di ;base, per consentire movimento radiale relativo fra ;- 7 - Ing. Barzan? & Zanardo ;? ;l'elemento di base e l'elemento di protezione. ;L'invenzione sar? meglio compresa daEa considerazione della descrizione che segue, in unione con il disegno accluso, nel quale: ;la fig. 1 ? una vista in pianta di un dispositivo di memorizzazione di informazioni costruito secondo la presente invenzione; ;la fig. 2 ? una vista in sezione presa lungo la linea 2-2 della fig. 1; e ;la fig. 3 ? una vista in sezione parziale di una forma di realizzazione alternativa dell'invenzione. ;Facendo riferimento alla fig. 1, congiuntamente alla fig. 2, in ?sse ? illustiato un dispositivo di memorizzazione di informazioni o "record" a faccia singola,o a lato singolo (non disegnato su scala). 11 record comprende un elemento di base sagomato a disco o anulare 12, preferibilmente fatto di un metallo come ad esempio alluminio. L'elemento di base 12 include un'apertura centrale relativamente grande 14 e una regione di memorizzazione di informazioni anulare incassata 16 su un lato 18 dell'elemento di base 12. L'estremit? radiale interna delle regione 16 di memorizzazione delle informazioni ? definita da una prima parete 20, mentre l'estremit? radiale esterna della regione di immagazzinamento 16 ? defi- 8 -, Ing. Barzan? & Zanardo ? ;'nita da una seconda parete 22, ciascuna delle pareti 20 e 22 essendo sostanzialmente verticale rispetto ad una superficie incassata o rientrante 24 dell'elemento di base 12. / ;Un mezzo di registrazione a pi? strati sensibile a energia raggiante, indicato generalmente dal numero di riferimento 26, ? disposto entro la regione 16 di memorizzazione delle informazioni. Il mezzo di registrazione 26 pu? assumere varie forme in dipendenza dalla particolare applicazione desiderata. Una disposizione adatta comprende un primo strato 28 riflettente l'energia ad esempio fatto di nichel, depositato a guisa di rivestimento lungo la superficie disposta pi? in basso entro la regione di memorizzazione delle informazioni rientrante o incassata 16. Il rendimento di nichel pu? essere depositato mediante vari procedimenti fra cui placcatura non galvanica o deposizione sotto vuoto. Uno strato trasparente 30 di materiale passivante come ad esempio biossido di silicio viene aggiunto sullo strato riflettente 28 mediante deposizione sotto vuoto o trasposizione atomo per atomo (sputtering). uno strato 32 sensibile all'energia come ad esempio di tellurio, viene quindi aggiunto al di s?pra dello strato di passivazione o passivante 30 mediante deposizione sotto vuoto. Gli 9 Ing. Barzan? & Zanardo spessori appropriati per questi materiali sono noti nella tecnica, come ad esempio ? descritto nell?articolo summenzionato di Bartolini e altri, e nei riferimenti .qui citati. ;Il dispositivo di memorizzazione di informazioni delle figg. 1 e 2 comprende inoltre un elemento di supporto anulare 34 avente un raggio interno maggiore del raggio esterno dell'elemento di base 12 cos? da fornire uno spazio circonferenziale 36 fra l'elemento di supporto 34 e l'elemento di base 12. Preferibilmente, l'elemento di supporto anulare 34 ? formato inizialmente come una parte integrale con l'elemento di base 12 ed ? quindi separato dall'elemento di base 12 mediante un procedimento di punzonatura o cognatura. In questo modo, e per ragioni che appariranno chiare in seguito, lo spessore dell'elemento di supporto 34 sar? sostanzialmente uguale a quello dell'elemento di base 12, e la dimensione radiale dello sp?zio circonferenziale 36 potr? essere facilmente terminata. Lo spazio 36 ? tipicamente dell'ordine di un sedicesimo di pollice (1,6 mm circa). ;Un elemento di protezione 38 sagomato a disco o anulare ? disposto in relazione sovrastante rispetto all'elemento di base 12, all'elemento di supporto - 10 - Ing. Barzan? & Zanardo ;emulare 34 e al mezzo di registrazione 26. L'elemento di protezione 38 preferibilmente ? formato da vetro avente ad esempio uno spessore di 0,03937 polliciCO,10 cm). Il diametro esterno dell'elemento di protezione di ;vetro 38 ? sostanzialmente uguale al diametro esterno dell'elemento di supporto anulare 34. Il diametro interno dell'elemento di protezione 38 ? sostanzialmente uguale a quello dell'elemento di base 12. ;Sono previsti mezzi 40, 42 per fissare la porzione a raggio esterno dell'elemento di protezione ;di vetro 38 all'elemento di supporto anulare 34 e ;per fissare la porzione a raggio interno dell'elemento di protezione 38 all'elemento di base 12 in ;una zona radialmente verso l'interno dalla regione ;di memorizzazione 16. Come ? illustrato nella fig.2, i mezzi di fissaggio 40, 42 comprendono uno strato relativamente sottile di materiale adesivo come ad esempio un composto ciano-acrilatico. Il materiale adesivo 40, 42 viene applicato sulla superficie superiore dell'elemento di base 12 fra la parete interna 20 e l'apertura centrale 14 e sostanzialmente ;su tutta la superficie superiore dell'elemento di supporto anulare esterno 34. Si deve notare che la porzione dell'elemento di base 12 fra la parete 20 ;e lo spazio o intercapedine 36 non ? fissata allo stra- 11 - Ing. Barzan? & Zanardo to di protezione 38. In questo modo, la porzione di raggio esterno dell'elemento di base 12 ? libera di e^andersi o contrarsi radialmente rispetto all'elemento di protezione 38. ;Il materiale adesivo 40, 42 viene scelto per presentare un basso allungamento percentuale rispetto alla temperatura e per avere una resistenza di taglio, ad esempio, maggiore di 2300 libbre per ;2 ;pollice quadrato (160 kg/cm circa). ;Un secondo elemento di protezione 44, simile all'elemento di protezione 38, ? disposto sulla superficie inferiore (come ? mostrato in fig. 2) dell'elemento di base 12 e dell'elemento di supporto anulare 34. Materiale adesivo ? applicato fra la superficie inferiore ed il secondo elemento di protezione 44 in regioni 46, 48 corrispondenti alle regioni occupate dal materiale adesivo 40, 42 associato con la superficie superiore dell'elemento di base 12. ;In un tipico procedimento per la fabbricazione del dispositivo di memorizzazione di informazioni delle figg. 1 e 2, un disco di lega d'alluminio standard (lega di materiali tipo 5086-0, H 2E30 Al) del tipo impiegato per i dischi di registrazione magnetici pu? essere impiegato come punto di partenza. Que12 Ing. Barzan? & Zanardo sto disco ha dimensioni nominali corrispondenti a un diametro esterno di 14,025 pollici ( 35,63 cm) un'apertura centrale avente un diametro di 6,625 pollici (16,83 cm ) ed uno spessore di 0,075 pollici (0,19 cm ). L'elemento di supporto anulare 34 ? formato tramite punzonatura o coniatura del disco d'alluminio per separarlo nell'elemento di base 12 e nell 'elemento di supporto 34, lasciando uno spazio 36 di 0,063 pollici (0,16 cm ). ;La regione di memorizzazione delle informazioni delimitata dalle pareti 20 e' 22 e dalla superficie,inferiore 24 ? formata tramite lavorazione meccanica o aggressione chimica dell'elemento di base 12 per produrre una cavit? della profondit? di 0,002 pollici (0,05 mm) fra un diametro interno di 9,18 pollici (23,32 cm)ed un diametro esterno di 13,62 pollici (34,60 cm ) (regione anulare della larghezza di approssimativamente 2 - 1/2.pollici o 63 mm). Viene quindi depositato come ? stato descritto precedentemente il mezzo di registrazione 26 comprendente gli strati 28, 30 e 32. ;Materiale adesivo, preferibilmente avente uno spessore minore di 0,001 pollici (0,025 mm) viene depositato lungo le regioni 40, 42, 46, 48. Strati di protezione di vetro 38 e 44, aventi dimensioni cor? 13 - Ing. Barzan? & Zanardo rispondenti al diametro esterno dell'elemento di supporto 34 e al diametro interno dell'elemento di base 12, ed uno spessore, ad esempio di 0,039730 pollici (0,10 cm ) , vengono fissati ed ermeticamente sigillati rispetto all'elemento di base 12 e all'elemento di supporto anulare 34 in un'atmosfera d'azoto. L'azoto gassoso riempie i vuoti in prossimit? del mezzo di. registrazi.one i.ncassato o rientra nte 26 e dello spazio anulare 36. ;In questo modo, la regione 16 di memorizzazione delle informazioni ? racchiusa dalla combinazione costituita dall'elemento di base anulare 12, dagli strati di protezione di vetro (o "finestre") 38, 44 e dall'elemento di supporto anulare 34 e dai mezzi di fissaggio adesivi nelle regioni 40, 42, 46 e 43. ;Gli strati di protezione di vetro 38 e 44 includono preferibilmente rivestimenti antiriflettenti per massimizzare la trasmissione di energia di lettura/scrittura dal e al mezzo di registrazione 26. ;Facendo riferimento alla fig. 3, in essa ? illustrata una porzione di un dispositivo di memorizzazione di informazioni a due facce, costruito secondo la presente invenzione. Nella fig. 3, le varie parti che corrispondono a parti illustrate nelle figg. 1 e 2 sono identificate dagli stessi numeri ? 14,?. Ing. Barzan? & Zanardo di riferimento seguiti da una designazione ad apostrofo ('). Nella fig. 3, le varie parti sono illustrate maggiormente in proporzione rispetto alle figg. 1 e 2. Tuttavia, gli spessori degli strati adesivi 40' , 42', 46', 48' come pure la profondit? della cavit? di memorizzazione di informazioni 16 ' sono stati ingranditi in modo da poter essere distinti pi? facilmente. In aggiunta, il mezzo di registrazione 26' a pi? strati ? illustrato come un'entit? singola, bench? si debba tener presente che una disposizione pi? tipica potrebbe essere come quella illustrata nelle figg. 1 e 2 (cio? un mezzo di registrazione ;26 a tre strati). Commenti simili varrebbero per un secondo mezzo di registrazione 50 disposto in una seconda regione di memorizzazione di informazioni incassata ? rientrante 52 associata con la faccia inferiore dell'elemento di base 12. ;Come si pu? osservare in fig.3, lo spessore dell'elemento di supporto anulare 34' e lo spessore dell'elemento di base 12' sono uguali, i due elementi essendo stati formati a partire da un unico disco, come ? stato descritto precedentemente. Lo spessore del materiale adesivo 40' , 42', 46 'f 48* ? relativamente piccolo, garantendo cos? un piccolo spazio -fra gli elementi di protezione 38', 44' e l'elemento - 15 - Ing. Barzan? & Zanardo di base 12' in corrispondenza dell'estremit? pi? esterna dell'elemento di base 12'. In questo modo, la dilatazione e contrazione previste dell'elemento di base 12' con la temperatura non determinano rottura o rimozione a spellamento degli elementi di protezione 38', 44'. Al contrario, l?elemento di base 12' ? libero di muoversi radialmente sino all'estensione dello spazio circonferenzia?e 36 !.
Bench? l'invenzione sia stata descritta con riferimento ad alcune disposizioni preferite, risulter? facilmente evidente che varie modifiche possono essere apportate rientranti entro l'ambito protettivo dell 'invenzione che ? definito nelle rivendicazioni seguenti .
RIVENDICAZIONI
1 . Dispositivo per la memorizzazione di inforun
mazioni comprendente:/elemento di base sagomato a disco; almeno un elemento di protezione sagomato a disco al disopra di detto elemento di base; un mezzo di registrazione sensibile a energia raggiante disposto fra detto elemento di base e detto elemento di protezione entro una regione di memorizzazione di informazioni anulare, detta regione di memorizzazione avendo un raggio interno maggiore del raggio interno di detto elemento di protezione e un raggio e- 16 - Ing. Barzan? & Zanardo sterno minore del raggio esterno di detto elemento di protezione; un elemento di supporto anulare avente un raggio interno maggiore di un raggio esterno di detto elemento di base, ma minore di detto raggio esterno di detto elemento di protezione; mezzi per-fissare una porzione a raggio esterno di detto elemento di protezione a detto elemento di supporto anulare; e mezzi per fissare deto elemento di protezione a detto elemento di base radialmente verso l'interno da detta regione di memorizzazione; per cui deta regione di memorizzazione dell'informazione ? racchiusa dalla combinazione costituita da detto elemento di base, detto elemento di protezione, detto elemento di 'supporto e detti mezzi di fissaggio, e in cui uno spazio circonferenziale ? previsto fra detto elemento di supporto anulare e detto elemento di base per consentire movimento radiale relativo fra detto elemento di base e detto elemento di protezione.
r 2. Dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 1 in cui: detto elemento di supporto anulare e detto elemento di base hanno spessore sostanzialmente uguale.
3. Dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 2, in cui: detto elemento di supporto anulare e detto elemento di base - 17 - Ing. Barzan? & Zanardo hanno superfici superiori rispettive giacenti in un primo piano e superfici inferiori giacenti in un secondo piano.
4. Dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 3, in cui detto un elemento di protezione sagomato a disco ? disposto al disopra di detta superficie superiore di detto elemento di base e detto dispositivo comprende inoltre un secondo elemento di protezione sagomato a disco disposto al disopra di detta superficie inferiore di detto elemento di base, fissato ad esso e fissato a detta superficie inferiore di detto elemento di supporto.
5. Dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 4, in cui detto mezzo di registrazione ? disposto r?lativamente a detto elemento di base in modo da fornire un primo strato di memorizzazione di informazioni adiacenti a detta superficie superiore ed un secondo strato di memorizzazione di informazioni adiacenti a detta superficie inferiore.
6. Dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 5 in cui: detto elemento di base comprende regioni incassate o rientranti associate con ciascuna di dette superfici superiore e inferiore e in cui detto mezzo di registrazione - 18 - Ing. Barzan? & Zanardo ? disposto entro ciascuna di dette regioni incassate o rientranti.
7. Dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 1 in cui: detto elemento di base e detto elemento di protezione sono fatti di materiali aventi coefficienti di dilatazione termica diversi e in cui detto spazio circonferenziale ? dimensionato in modo da consentire movimento radiale relativo fra detti elementi di base e di protezione entro un intervallo di temperature di funzionamento previsto.
8. Dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 7 in cui: detto elemento di base ? di alluminio e detto elemento di protezione ? di vetro.
9. Dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 7 in cui: detto elemento di supporto e detto elemento di base sono fatti dello stesso materiale.
10. Procedimento per formare un dispositivo di memorizzazione di informazioni, in cui un mezzo di registrazione viene depositato su un elemento di base sagomato,a .disco e in cui un elemento di protezione sagomato a disco sovrastante viene fissato a detto elemento di base in corrispondenza di una porzione radiale interna di? esso, caratterizzato dal fatto di comprendere il formare un elemento di supporto anulare avente un raggio interno maggiore del raggio esterno di detto elemento di base per formare uno spazio circonferenziale fra detto elemento di sup porto anulare e dett? elemento di base, e fissare detto elemento di protezione a detto elemento di supporto. ? '
11. Procedimento per formare un dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendica-
?$
zione 1C in cui detto elemento di supporto anulare ? formato separando una porzione anulare pi? esterna da detto elemento di base sagomato a disco.
12. Procedimento per formare un dispositivo di memorizzazione di informazioni secondo la rivendicazione 11 e comprendente inoltre la fase di fissare un secondo elemento di protezione sagomato a disco a detto elemento di base e a deto elemento di supporto su superfici di essi opposte a detto elemento di protezione sagomato a disco sovrastante.
Claims (1)
- t 20 Ing. Barzan? & zanardo"DISPOSITIVO PER LA MEMORIZZAZIONE DI INFORMAZIONE E PROCEDIMENTO DI FORMAZIONE DELLO STESSO"(STAR-01)Dispositivo per la memorizzazione di inforrna-- zi?ni, per la registrazione di esse, tramite un raggio di energia raggiante come ad esempio un raggio laser, in cui un elemento di base sagomato a disco, una o pi? regioni di mezzo di registrazione e uno o pi? strati di protezione sagomati a disco (o "finestre") sono disposti in modo*da formare una struttura stratificata o "sandwich". Le porzioni pi? interne dello stato o strati di protezione sono fissati alle porzioni corrispondenti dell'elemento di base, ed un anello di supporto, distanziato radialmente dal bordo pi? esterno dell'elemento di base, ? fissato al bordo esterno dello strato o degli strati di protezione. Uno spazio circcnferenziale ? in tal modo ottenuto fra il supporto anulare e l'elemento di base,cos? da consentire 'dilatazione e contrazione dell'elemento di base stesso. ' ^
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