在聚焦控制下用徑向振動雷射束在光碟上形成圖像的設備和方法

2023-09-15 12:43:55 3

專利名稱：在聚焦控制下用徑向振動雷射束在光碟上形成圖像的設備和方法
技術領域：
本發明涉及到一種光碟記錄設備，其用於在光碟的一個表面上提供的記錄層中記錄信息以及用於在該光碟的另一個表面上提供的著色層中形成圖像。
背景技術：
迄今，可記錄的光碟，比如CD-R(可記錄光碟)和CD-RW(可重寫光碟)已經廣泛地用來記錄大量的信息。這類光碟的一個表面(記錄面)擁有一個記錄層，而且根據要記錄的信息，通過照射雷射束到記錄層來記錄信息。
同時，最近幾年，已經有一種建議的技術，其中根據熱或者光改變顏色的著色層被整體地提供在一張光碟上，著色層是提供在記錄面相反的標籤面上，標籤面上繪有圖畫以便說明光碟上記錄的內容。標籤面設置為面對光學拾取器，而光學拾取器照射雷射束，以至於使著色層改變它的顏色而形成可見的圖像。
這樣的光碟將參照附圖進行描述。圖4是顯示這種光碟結構的側剖面圖。如附圖中所示，光碟200具有以保護層201、記錄層202、反射層203、保護層204、熱敏感層205和保護層206這樣順序沉澱的結構。在這些層中，記錄層202是由凹槽區(凹區)202a和凸脊區202b形成。
如圖6所示，從記錄面觀察到的凹槽區202a按順時針方向從內圓周向外圓周盤旋。
為了在光碟200上記錄信息，記錄面設置為與光學拾取器的物鏡114相面對，如圖4所示，當從記錄面觀測時，光碟200逆時針方向旋轉，如圖6所示，執行跟蹤控制是為了使雷射束B從內圓周側的端點Gs沿著凹槽區202a跟蹤，而雷射束是根據要記錄的信息照射，從而記錄目標的信息。有各種類型的跟蹤控制，例如，其中包括這樣一種，雷射束被分成一個主光束和一個處在主光束前後附近徑向方向上的輔助光束，而物鏡114左右振動，以至於當某個凹槽區202a與主光束中心對準時，兩個輔助光束的反射光一致。在雷射束照射的位置控制相同時，這些跟蹤控制方法大致是一樣的，以致於保持亮度分布的對稱，不僅包括在某個凹槽區202a中反射光而且也包括在位於凹槽區202a兩側的凸脊區202b的反射光。
此外，當記錄信息時，還執行聚焦調節以便即使光碟200旋轉時也能夠在物鏡114和光碟表面之間保持恆定的距離，該控制是通過垂直地移動物鏡114來完成，以致於跟蹤發生在光碟200旋轉時起伏的垂直運動。有各種這樣類型的聚焦調節，例如，其中包括一種，光學系統是這樣安排，以致於由光碟200反射回的反射光的光點圖像形根據相對光碟表面的距離而變化，而且物鏡114被操縱以致於保持光點圖象形成的不變狀態。在物鏡114被操縱而保持雷射束的反射光不變狀態相同時，這些控制方法大致上是一樣的。
同時，為了在光碟200上形成圖像，光碟200被設置利用它的標籤面相對光學拾取器的物鏡114，旋轉光碟200，並且當光碟200旋轉時施加到光碟200的雷射束B通過相對運動完成主掃描。同時，光學拾取器從內圓周向外圓周移動以便促使雷射束B完成輔助掃描。在掃描期間，具有強度足以改變熱敏感層205顏色的雷射束B根據點(像素數據)來施加，以便形成目標圖像。
當光碟200被設置為它的標籤面面對光學拾取器時，跟蹤控制變得困難了，其原因在下面描述。
首先，當光碟200被設置用它的標籤面相對光學拾取器時，從物鏡114側觀察的凹槽區202a和凸脊區202b之間的凹凸關係，與光碟200被設置用它的記錄面相對光學拾取器的情況相反。因此，如果將進行跟蹤控制，則雷射束可能跟蹤凸脊區202b。
所有保護層201、204和206使用的材料是具有大約1.5折射率的聚碳酸酯。保護層201比保護層204和206明顯厚的多。當從記錄面觀察時，記錄層202大約在1.2毫米的位置，而當從標籤面觀察時，它在大約只有0.02毫米的位置。
物鏡114是這樣設計，以致於當它面對要記錄信息的記錄面時，它聚焦(或者雷射束形成一個具有預定直徑的點)在反射層203(記錄層202)上。因此，如此設置物鏡114被設計成面對標籤面，結果當物鏡114設置面對記錄面時，它的強度分布檢測範圍將擴大到超出適用的範圍。這將使其難以控制雷射束跟蹤凸脊區202b的照射位置。此外，由於熱敏感層205的著色，雷射束被吸收，導致暫時減小反射光。這是在物鏡114設置相對記錄面時不期望遇到的另一個因素，而且在光碟200被設置用它的標籤面相對光學拾取器時，這也使跟蹤控制困難。
因此，為了形成圖像，如果光碟200設置為用它的標籤面相對光學拾取器，則不能期望得到正常的跟蹤控制。更確切些，圖像必須是在不使用跟蹤控制的情況下形成的。
然而，在不能使用跟蹤控制的狀態下，如果光碟200偏心地旋轉，例如，在稍微離開它的中心點C1的點C2附近，如圖7所示，則雷射束的照射位置Lp可能是具有其中心在點C2的圓周。結果，對於該光碟200的每次旋轉，該圓周與具有其中心在C1點的凹槽區202a多次(圖7中五次)相交。
如果雷射束跨越凹槽區202a(或者凸脊區202b)，即使到光碟表面的距離保持不變，雷射束的反射光狀態也有不希望地變化。尤其是，由於光碟旋轉，反射光狀態不僅在到光碟表面的距離改變時變化，而且在偏心旋轉時促使雷射束跨越凹槽區202a(或者凸脊區202b)時也會變化。此外，這兩種類型的變化都是由光碟200的旋轉所引起，以致它們的頻率分量彼此接近而且相對較低。
因此，在用於控制雷射束聚焦而保持反射光狀態不變的結構中，一種變化可歸因於光碟200旋轉所引起的到光碟表面距離的改變，另一種變化可歸因於雷射束跨越凹槽區202a，這兩種變化之間很難辨別。這妨礙了正常的聚焦控制。例如，當光碟200理論上是平坦的而旋轉沒有波動時，光碟200和物鏡114之間的距離總是保持不變；因此，一旦聚焦固定，則將不需要調整聚焦。然而，如果由於偏心旋轉雷射束跨越凹槽區202a，則反射光的狀態變化。結果，重新調整聚焦以便取消這樣的一個變化，因此妨礙了聚焦控制正常地進行。
因此，如果聚焦控制特點沒能正常地起作用，則雷射束從一處到另一處照射的行寬度發生變化，妨礙了一致性的保持。這導致要形成的圖像質量變壞。

發明內容
本發明已經做出對上述情況的考慮，而且本發明的目的是提供一種光碟記錄設備以及一種允許正常地引導聚焦控制的圖像形成方法，以致於為了形成圖像，即使在光碟被設置利用它的標籤面相對光學拾取器時，也能防止要形成圖像的質量變壞。
為此，根據本發明的光碟記錄設備具備如下特點具有用於旋轉光碟的轉動裝置，該光碟具有在光碟的一側上的一個記錄層和在該光碟的另一側的一個著色層，該記錄層是由通過照射雷射束來記錄信息的螺旋凹槽形成，該著色層具有響應用於以點的陣列的形式形成圖像的雷射束的熱或者光可改變的顏色，所述點的陣列是以沿著通過同心地劃分著色層而確定的圓周區域排列的；光照射裝置，其用於照射雷射束到由旋轉裝置轉動的光碟上；照射位置操作裝置，它用於執行將來自光照射裝置的雷射束照射到光碟上的照射位置的操作；聚焦操作裝置，它用於執行將從光照射裝置照射的雷射束在光碟上聚焦操作；聚焦控制裝置，其用於控制聚焦操作裝置，以至於通過檢測從光碟反射的雷射束的反射光來保持在該光碟上雷射束的恆定光點直徑；照射位置控制裝置，其用於控制照射位置操作裝置，在光照射裝置面對光碟的一側的情況下，該照射位置控制裝置操作用於控制由光照射裝置照射的雷射束，以跟蹤在所述記錄層中的螺旋凹槽，以及在光照射裝置面對光碟的另一側的情況下，其用於操作控制雷射束的照射位置，以便沿光碟的徑向振動，同時該雷射束沿著在著色層上確定的圓周區域運行；以及雷射束強度調製裝置，在光照射裝置面對光碟的一側的情況下，所述雷射束強度調製裝置操作用於根據要記錄的信息來調製雷射束的強度，以及在光照射裝置面對光碟的另一側的情況下，其操作用於根據沿著要排列在光碟上的圖像的點的陣列中的相同圓周區域的點，來調製雷射束的強度，以便形成圖像。
利用這種結構，當光碟被設置為利用另一個表面相對光輻射裝置形成圖像時，雷射束的輻射位置在光碟的徑向振動，所以在光碟旋轉時雷射束非常頻繁地跨越記錄層中靠近的一些凹槽區。因此，通過跨越記錄層凹槽區產生的反射光的變化分量被轉變成不幹擾聚焦控制的較高頻率，所以該變化分量在聚焦控制中被忽略。這能夠實現僅僅取消了與光碟表面距離的改變所引起的淨變化分量的聚焦控制。


圖1是顯示根據本發明實施例的光碟記錄設備結構的方框圖。
圖2是顯示光碟記錄設備中光學拾取器結構的方框圖。
圖3是顯示光學拾取器中的光接收元件的結構的頂俯視圖。
圖4是顯示通過光碟記錄設備在光碟上記錄信息或者形成圖像的光碟的結構剖面圖。
圖5是用於說明在光碟上要形成圖像的點陣的示意圖。
圖6是顯示從記錄面觀察時光碟凹槽區的頂部俯視圖。
圖7是顯示從光碟標籤面觀察時凹槽區與雷射束照射位置之間的關係的示意圖。
圖8是顯示從光碟標籤面觀察時凹槽區與雷射束照射位置之間的關係示意圖。
圖9是顯示聚焦控制的頻率/增益特徵的示意圖。
圖10(a)與圖10(b)分別是用於說明雷射束照射位置的示意圖。
圖11是用於說明在幀存儲器中儲存的內容的示意圖。
圖12是用於說明記錄設備中數據變換器的轉換列表的示意圖。
圖13是用於說明基準線檢測和光碟上點排列檢測的時序圖。
圖14是用於說明在光碟記錄設備中用於形成圖像的操作的流程圖。
圖15是用於說明在光碟記錄設備中用於形成圖像操作的流程圖。
圖16是用於說明在光碟記錄設備中用於形成圖像操作的流程圖。
圖17是用於說明幀存儲器中儲存圖像內容的例子示意圖。
圖18是用於說明基於存儲內容形成的圖像的示意圖。
圖19是用於說明基於存儲內容形成的圖像的示意圖。
圖20是用於說明幀存儲器中儲存的內容的例子示意圖。
圖21是用於說明基於存儲內容形成的圖像的示意圖。
圖22是用於說明根據記錄設備的應用例子的數據變換器的轉換列表的示意圖。
圖23是一個用於說明在根據記錄設備的應用例子中的圖像的例子示意圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖描述本發明的實施例。
光碟記錄設備
根據這個實施例的光碟記錄設備(以下簡稱「記錄設備」)，除了通過將雷射束照射到該光碟的記錄面用於記錄信息的普通信息記錄特點之外，還具有新增的圖像形成特點，其用於通過將雷射束照射到提供在光碟上以及根據熱改變其顏色的著色層來形成圖像。該光碟本身的結構已經描述過；因此，該描述將給出在光碟上記錄信息和形成圖像的記錄設備的結構。用於讀出記錄信息的特點使用一般的技術，因此詳細的描述將省略。
光碟記錄設備的結構
圖1是一個顯示根據本實施例的記錄設備結構的方框圖。如附圖所示，記錄設備10配備有光學拾取器100、主軸電動機130、旋轉檢測器132、射頻(無線電頻率)放大器134、解碼器136、伺服電路138、步進電機140、電機驅動器142、PLL(鎖相環)電路144、分頻器電路146、接口150、緩衝存儲器152、編碼器154、策略電路156、幀存儲器158、數據變換器160、雷射功率控制(LPC)電路162、雷射驅動器164和主控制器170。記錄設備10通過上述元件之中的接口150與主計算機連接。
主軸電動機130(旋轉裝置)旋轉在其上面記錄信息或者形成圖像的光碟200。旋轉檢測器132是一種頻率測速傳感器，例如，其利用主軸電動機130的反向電動電流，輸出一個基於主軸旋轉速度的頻率信號FG。
根據這個實施例的記錄設備10使用CAV(恆定角速度)方法記錄信息同時形成圖像。因此，反饋控制是通過伺服電路138來完成的，以致於以主控制器170指定的角速度，設置由信號FG檢測的主軸電動機130的轉速。伺服電路138除了實現主軸電動機130的旋轉控制外，還在光學拾取器100上執行跟蹤控制和聚焦控制。
光學拾取器100(光照射裝置)是一個將雷射束照射到旋轉光碟200上的組件，其具體的結構顯示在圖2中。如附圖所示，該光學拾取器100包括一個照射雷射束的雷射二極體102、一個衍射光柵104、一個用於將雷射束聚焦到光碟200上的光學系統110、和一個用於接收反射(返回)光的光接收單元108。
雷射二極體102是由來自雷射驅動器164(參看圖1)的液晶驅動信號驅動的，並且以基於電流值的強度照射雷射束。從雷射二極體102照射的雷射束通過衍射光柵104分成一個主光束和兩個子光束，然後該光束通過構成光學系統110的偏振光束分離器111、準直透鏡112、1/4波長板113和物鏡114，在聚光到光碟200之前按次序通過。
同時，反射離開光碟200的三個雷射束按次序再通過物鏡114、1/4波長盤113、以及準直透鏡112。這些雷射束通過偏振光束分離器111以直角反射，而且在進入光接收單元108之前通過柱面透鏡115。
經過光接收單元108的光接收信號Rv通過射頻放大器134(參看圖1)放大，然後提供給伺服電路138等。光接收單元108實際上分別地接收主光束和兩個子光束。在光接收單元108中，用於接收主光束的檢測區被分成四個部分，這將在下文中討論，而且對於每個檢測區根據主光束確定光學圖像的光接收強度。由於這個原因，光接收信號Rv是表示光接收強度的一般術語。
物鏡114由聚焦執行器(聚焦操作裝置)121和跟蹤執行器(發光位置操作裝置)122來保持，並且可以通過前者沿雷射束光軸方向(垂直方向)移動，以及通過後者沿光碟200的徑向(水平方向)移動。
這些元件結構的詳細描述將省略。聚焦執行器121通過聚焦線圈沿著光軸方向垂直地移動物鏡114，而跟蹤執行器122通過跟蹤線圈沿著光碟200的徑向水平地移動物鏡114。
來自伺服電路138(參看圖1)的聚焦信號Fc施加在聚焦線圈的兩端。因此，相對於光軸方向的物鏡114的位置，就是說，光碟表面與物鏡114之間的距離是通過聚焦信號Fc的電壓來確定的。換句話說，施加到光碟200的雷射束光點直徑是由聚焦信號Fc的電壓確定。
類似地，來自伺服電路138的跟蹤信號Tr施加在跟蹤線圈的兩端，所以相對光碟200徑向的雷射束的照射位置由跟蹤信號Tr的電壓來確定。
光學拾取器100有一個前部監視二極體(沒有顯示出)，而且它接收由雷射二極體102照射的雷射束，其根據光通量將電流提供給圖1中雷射功率控制電路162。
光學拾取器是一個包括聚焦執行器121和跟蹤執行器122的組件，而且當步進電機140(傳送裝置)旋轉時它沿著相對光碟200的徑向移動。電機驅動器142提供一個用於移動光學拾取器100(只在一定量的方向上)的驅動信號給步進電機140，兩者都是由主控制器170指定的。
射頻(RF)放大器134放大經過光學拾取器100的光接收信號Rv，並且將放大的信號提供給解碼器136和伺服電路138。當記錄信息被複製時，已經提供給EFM(八到十四調製)的光接收信號Rv由解碼器136提供給EFM解調製，並且提供給主控制器170。
在光學拾取器100中的主光束和兩個子光束共享其中的一個位置關係，當主光束的定位中心位於凹槽區202a的中心時(參看圖4)，子光束的光點之一到達凹槽區202a的內表面(凸脊區202b)，同時另一個光點到達其外表面(沒有顯示)。因此，不管主光束是否移到目標凹槽區202a的內側還是外側，移動量(跟蹤誤差量)可以通過計算光接收單元108檢測的兩個子光束之間的光接收強度差值而得知。
因此，當記錄信息時，伺服電路138(照射位置控制裝置)產生一個跟蹤信號Tr，其用於減小位移方向的位移量到零，以便操縱跟蹤執行器122。這使得即使在光碟200偏心地旋轉時，主光束也能精確地沿著凹槽區202a跟蹤(跟蹤控制)。
為了實現通過步進電機140的旋轉沿徑向移動光學拾取器100的控制，主控制器170發出一個指令，以便每次一步向外移動光學拾取器100，例如，光碟200獲得一個預定的旋轉量(線程控制)。
因此，當記錄信息時，執行線程控制以便將光學拾取器100相對於光碟200定位，同時執行跟蹤控制以便使從定位的光學拾取器100照射的雷射束跟蹤凹槽區202a。
然而，在形成圖像時，伺服電路138隻能根據主控制器170的指令產生跟蹤信號Tr，而不能引導這樣的跟蹤控制，這將在下文中論述。
光接收單元108的檢測區實際上被分成a、b、c和d四個區域，如圖3所示。此時，如果物鏡114靠近光碟200，光接收單元108中主光束形成的圖像變成一個垂直橢圓A，如果物鏡114離得遠一些則形成的圖像變成水平橢圓B，或者處於經過柱面透鏡115的聚焦狀態，形成的圖像變成圓C。
因此，根據在四個區域接收光的強度而獲得計算結果(a+c)-(b+d)，這能夠知道物鏡114是否位移到離相對光碟200的聚焦點的靠近一側還是另外一側，並且還能夠知道位移的數值(聚焦誤差量)。
因此，當記錄信息時，即使光碟200在其旋轉期間起伏，伺服電路138也能產生一個聚焦信號Fc，設置上述計算的結果到零以致於允許獲得在記錄層上的聚焦。
由於類似的原因，在形成圖像時，利用生成的聚焦信號Fc通過伺服電路138，將計算結果設置到一個恆定值β(≠0)，這應該能夠保持施加到熱敏感層205上的雷射束的固定的光點直徑。
然而，如在已有技術段落中已經描述，在形成圖像時，很難實現跟蹤控制，所以不能期望完成聚焦調節，因為它只有在跟蹤控制正常地進行的條件下才能實現。
更具體地說，為了形成圖像，當光碟200設置利用它的標籤面對光學拾取器時，雷射束不能精確地跟蹤凸脊區202b。所以，當光碟200偏心地旋轉時，雷射束的照射位置與凹槽區202a或凸脊區202b交叉。當這種情況發生時，由於到光碟表面的距離改變或者與凹槽區202a交叉，就不可能確定是否已經引起光接收單元108的圖像形成發生變化。結果，不能期望聚焦調節為保持到光碟表面的距離不變而起作用。
這方面將參照圖9進行描述。圖9是一個顯示記錄信息需要的聚焦伺服機構的閉環特性的示意圖。伺服電路138設計成能夠滿足這些特徵。
為了形成圖像，當光碟200設置為它的標籤面面對光學拾取器時，雷射束反射光的可變分量粗略地區分為一個可變分量Fw，其可歸因於由光碟200旋轉所引起的到光碟表面距離的改變，和一個可變分量Fgr，其歸因於在偏心旋轉期間雷射束跨過凹槽區202a。這兩種類型的變化都是由於光碟200的旋轉所引起，因此它們的頻率分量彼此接近而且相對較低。
此外，這兩個分量保持在由聚焦伺服機構覆蓋的範圍Sua內，而聚焦控制不希望僅僅通過可歸因於跨過凹槽區202a的可變分量Fgr嚙合。
雷射束的照射位置
因此，這個實施例採用一種結構，其中產生一個交流(AC)信號(例如，三角波信號)作為形成圖象時的跟蹤信號Tr，以致於雷射束的照射位置在徑向振動。提供這樣的三角波信號作為跟蹤信號Tr使得雷射束形成一個位置Lq-1，如圖8所示。更具體地講，當光碟200在點C2周圍偏心地旋轉時，具有中心圓周位置Lp的三角波形作為它的幅度標準產生，使得雷射束強制地和頻繁地跨過凹槽區202a。
通過雷射束頻繁跨過凹槽區202a，使由於頻繁跨過的反射光的可變分量Fgr轉變到較高頻率範圍，同時超出聚焦伺服機構覆蓋的範圍Sua，如圖9所示。
例如，當光碟200每分鐘旋轉次數是600時，如果沒有三角波信號作為跟蹤信號Tr提供，以及如果假定雷射束每次旋轉跨過凹槽區202a五次，如圖7所示，則變化分量Fgr的頻率將是50赫茲，在圖9顯示的範圍Sua內。因此，即使光碟表面是恆定的，不期望聚焦控制起到取消可變分量Fgr的作用以及失去正常功能。
同時，如果作為跟蹤信號Tr的一個例子，提供具有40Hz頻率的三角波信號用來引起0.1mm寬度的徑向振動，因為凹槽區202a是0.0016mm(＝1.6μm)，如果偏心旋轉的影響排除，則雷射束每秒跨過凹槽區202a五千次(＝40×2×0.1/0.0016)。
所以，當上述三角波信號作為跟蹤信號Tr提供時，作為雷射束跨過凹槽區202a結果獲得的變化分量Fgr′的頻率將是5050Hz，這反映了由偏心旋轉而附加的影響。由此產生的頻率不在聚焦伺服機構有效的Sua範圍內，如圖9所示，因此在聚焦控制中忽略不計。
此外，即使雷射束跨過凹槽區202a，也產生聚焦信號Fc以致於僅僅取消歸因於到光碟表面的距離改變的變化分量Fw。所以，在這個實施例中，即使跟蹤控制特點在形成圖像時不起作用，聚焦控制特點也能夠起作用，以至於通過保持到光碟表面的距離不變，而保持不變光點直徑的雷射束施加到熱敏感層205。
如後面將描述的，當雷射束的照射位置在大約0.01mm的寬度內振動時，其實質上等於點陣的輔助掃描間距，為了形成圖像，三角波信號的頻率可以設置在大約400Hz。
圖7僅僅是要描述在三角波信號作為跟蹤信號Tr提供時，雷射束越過凹槽區202a的照射位置狀態，但是沒有精確地反映三角波信號的頻率和振幅或者凹槽區202a的間距。
假設光碟200旋轉的方向被確定為主掃描方向，而徑向作為形成圖像的輔助掃描方向，則只有部分變量可用來完成徑向所需量的雷射束照射位置的輔助掃描，沒有打算利用跟蹤控制特點，通過步進電機140的旋轉來移動光學拾取器100。
對於光學拾取器100，如果步進電機140的最小移動解析度大約是0.01mm(＝10μm)，則在輔助掃描方向用於形成圖像的最小可能間距大約是0.01mm，這與上述解析度相同。
因此，表面上認為這個目的可以通過提供三角波信號作為跟蹤信號Tr以及通過執行聚焦控制來調節施加到熱敏感層205的雷射束光點直逕到大約0.01mm(等於解析度)來實現，以便根據要形成圖像的點確定雷射束的強度。
然而，如果雷射二極體102這樣設計以至於它的光點直徑設置大約0.001mm(＝1μm)，在形成圖像時，在記錄信息用來擴大它的光點直逕到大約0.01mm時，則照射到熱敏感層205每單位面積的強度變差而且不能完成充分的著色。
然而，另一方面，如果一種簡單的結構用來照射具有光點直徑大約0.001mm的雷射束到熱敏感層205，而且通過在徑向移位光學拾取器100大約0.01mm(最小移動解析度)來執行輔助掃描，則每次在一個點上的實際著色部分僅僅是已經施加雷射束的大約0.001mm寬度的線性部分，因為雷射束沒有施加到這個點的其餘90％的部分，所以它沒有著色。因此，具有低密度點中著色部分的面積佔0％，而在具有高密度點中著色部分的面積僅僅佔大約10％。這兩個點之間的差值是非常小的，可能導致一個問題，形成圖像中的對比度顯著地降低，導致降低可視性。
在這個實施例中，首先，為了形成一些點來替代一條直線，光碟200與固定的光學拾取器100旋轉(圓周運動)多次。然而，這可能使得施加到光碟200上雷射束的照射位置在多次圓周旋轉中保持不變。為了避免這個，第二，作為三角波信號提供的跟蹤信號Tr的相位在每一圈改變，以至於雷射束照射位置每一圈改變。
尤其是，在這個實施例中，如下文中所討論，如果要以八個灰度等級形成圖像，則光碟200給出七個圓圈以便為一條直線形成一些點。主控制器170命令伺服電路138產生一個三角波信號作為跟蹤信號Tr，其具有在第一圈相位設置到零，然後第二圈依次延遲(2π/7)，以及後來通過基準線的時刻設置到時間軸的零。
當這樣的跟蹤信號Tr提供給跟蹤執行器122時，光碟200的雷射束照射位置彼此是不同的，第一圈中軌跡Lq-1到第七圈中的軌跡Lq-7，如圖10(a)所示。
在圖10(a)中，當光碟200在點C2周圍偏心旋轉時，軌跡Lp表示，在光學拾取器100位於形成圖像的點陣之中對應某一行的一點時以及跟蹤信號Tr的電壓假定被固定到零時，獲得的雷射束照射位置。軌跡Lp實際上一個弧形，如圖7或者圖8所示。然而，為了描述方便起見圖10(a)顯示一條直線性的演變。
參考圖1，緩衝存儲器152存儲通過接口150的媒介從主計算機提供的信息，就是說，要記錄到光碟200的信息(以下簡稱「要記錄的數據」)以FIFO(先進，先出)的形式記錄。
編碼器154在從緩衝存儲器152讀出的記錄數據上實現EFM調製，然後將它輸出給策略電路156。策略電路156根據從編碼器154提供的EFM信號實現時間軸校正等處理，然後輸出結果到雷射驅動器164。
同時，幀存儲器158累積通過接口150的媒介從主計算機提供的信息，即，要在光碟200上形成的信息(以下簡稱「圖像數據」)。
該圖像數據是一簇確定在圓形光碟200上形成的點密度P的灰度等級數據。各個點P是這樣排列的，其對應於光碟200的同心圓交叉點並且處在從中心擴展的徑向線上，如圖5所示。這裡，為了解釋光碟200中的交叉點坐標，同心圓定義為第一行、第二行、第三行，...，第m(最後的)行，按次序從內圓周一側向外圓周一側排列，而且某一徑向線被稱為基準線，其餘的徑向線定義為第一列、第二列、第三列、...、第n(最後的)列，為了方便起見以順時針方向排列。
圖5僅僅是一個顯示點P之間位置關係的示意圖；實際的點是密集地排列的。同樣的情況也適用於圖6到圖8中顯示的凹槽區202a的間距。
在此，因為下列原因，這些點的排列已經如上所述方便地確定。
通常，當從記錄面觀察時，如上面圖6中描述的，光碟200的凹槽區202a從內圓周一側以順時針方向螺旋地形成。當記錄信息時，按照技術要求跟蹤需要從凹槽區202a的內圓周一側的端點Gs開始；所以，當從記錄面觀察時，光碟200逆時針方向旋轉，同時光學拾取器100從內圓周一側向外側移動。
在這個實施例，根據如上所述的結構，當具有其標籤面相對光學拾取器100的光碟200旋轉時，通過光碟200的旋轉來執行主掃描，同時在光學拾取器100從內圓周一側向外圓周一側移動時執行輔助掃描，從而形成一幅圖像。因此，考慮到與光學拾取器100有關的光碟200的相對位移，相對光碟200的主掃描方向是順時針方向，這與合理的方向相反，如圖5所示。
在上面所述的定義時，幀存儲器158存儲按照m行，n列排列的灰度等級數據，如圖11所示。在此，在這個實施例中，假定每個點由8(＝23)個灰度等級的圖像形成，該灰度等級數據是3個比特。更具體一些，在3個比特的灰度等級數據之間，(000)指定最亮的(低)強度，而強度按(001)、(010)、(011)、(100)、(101)、(110)和(111)依次增加暗度(較高)，因此指定這些強度形成一些點。
在幀存儲器158中累加的圖像數據被理解如下。當一個特定行由主控制器170指定時，適合於該行的灰度等級數據同時讀出並且在主控制器170中辨別。如果主控制器170指定一行和一列，則通過該行和該列指定位置的灰度等級數據被認為是一個點，並且提供給數據變換器160。
在主計算機中使用的圖像數據通常是位圖格式。由於這個原因，為了在光碟200上形成圖像，以位圖格式的圖像數據可以通過主計算機等轉化成如5所示的坐標系，而且該轉換的數據可以在幀存儲器158中存儲，如圖7所示。
主控制器170(其中詳細說明省略)是由CPU(中央處理器)、ROM(只讀存儲器)、RAM(隨機存取存儲器)等構成。這些元件單元根據機器可讀媒體比如ROM中存儲的程序適當地運行，以致於控制光碟200的記錄面上信息的記錄以及控制光碟200的標籤面上圖像的形成。
灰度等級顯示
如上所述，在這個實施例中，雷射束的照射位置對每一圈是不同的。因此，在一個點上著色部分與未著色部分的面積比是根據引導控制而改變的，以致熱敏感層205通過在某個圓周內照射雷射束而著色，而在其它圓圈內的這層沒有著色，因此能夠顯示強度。
更具體地，在這個實施例中，需要七個圓周來形成對應一行的點，照射雷射束致使熱敏感層205僅僅為相當於灰度等級數據十進位數的圈數著色。例如，如果灰度等級數據是(101)，則具有足夠高強度著色熱敏感層205的雷射束應用於七圈外面的五圈，以至於著色軌跡部分。類似地，如果灰度等級數據是(011)，則具有適當強度的雷射束應用於七圈外面的三圈，以至於著色軌跡部分。
數據變換器160(雷射束強度調節裝置)是用於為每一行確定雷射束強度的主要部件，直到形成一行的點所需要的七圈為止，如上所述。更具體地說，在高對比度方式中，數據變換器160將從幀存儲器158讀取的灰度等級數據轉換成ON(接通)數據(比特)，用於將雷射束強度設置到寫入電平，或者轉換到OFF(斷開)數據用於設置它到伺服電平，這是根據圖12中顯示表格由主控制器170指定圓周的數量。例如，如果從幀存儲器158讀取的灰度等級數據是(010)，則數據變換器160將第一圈和第二圈的數據轉換為ON數據，將第三圈到第七圈的轉換為OFF數據，然後輸出它們。因此，目標點在第一和第二圈接收雷射束的兩個照射點。
在此，寫入電平是熱敏感層205充分著色處的照射強度值，而伺服電平是熱敏感層205幾乎不著色處的照射強度值。在熱敏感層205沒有著色，而以伺服電平強度輸出雷射束的原因是要實現聚焦調節和光通量控制。
在下面描述的快速方式中，如果從幀存儲器158讀取的灰度等級數據是除了(000)之外的值，數據變換器160轉換全部數據到ON數據，而只有當灰度等級數據是(000)時才轉化成OFF數據。
圖像形成方式
根據這樣一種方法，必須完成七圈才能形成一行的點。另一方面，如果要形成的圖像僅僅是由字符，比如字母、符號和數字等構成，不一定需要利用多個灰度等級或者高對比度比率來形成圖像。代替地，僅僅兩個ON/OFF方式的灰度等級就可以適用於某些情況，而且對某些用戶來說，縮短形成圖像需要的時間可能比完整的灰度等級顯示更重要。
所以，這個實施例已經安排提供兩種方式，一種是利用高對比度比例形成圖像的高對比度方式，而另一種是優先考慮需要短時間形成圖像的快捷方式，因此允許以任何一種方式形成圖像。
方式設置可以用各種方法實現，包括如下方法(1)主計算機通過接口150媒介發布指令給主控制器170，(2)主控制器170分析幀存儲器158中存儲的灰度等級數據而生成一個直方圖，以便根據該直方圖作出決定，和(3)用戶經過分開提供選擇部分的媒介來完成設置。
回過頭來參閱圖1，雷射功率控制電路162控制從雷射二極體102發出的雷射束強度(參看圖2)。更具體地，雷射功率控制電路162控制驅動信號Li的當前值，以致使由前部監視二極體檢測的雷射二極體102發光量值與由主控制器170提供的最佳雷射功率目標值一致。
這裡，本實施例使用角速度恆定的CAV(恆定角速度)系統，如上所述，結果線速度向光碟200的外側增加。由於這個原因，當光學拾取器100處在光碟200的更外面時，主控制器170設置較高的寫入電平目標值。
根據記錄信息時策略電路156提供的調製數據，或者根據形成圖像時數據變換器160提供的轉換數據，雷射驅動器164產生一個反映由雷射功率控制電路20提供控制信息的驅動信號Li，而且產生的驅動信號Li提供給光學拾取器100的雷射二極體102。
因此，由雷射二極體102提供的雷射束強度經過反饋控制，以至於它與主控制器170提供的目標值一致。
基準行和列的檢測
如上所述，旋轉檢測器132根據主軸轉速輸出一個頻率信號FG。PLL(鎖相環路)電路144產生一個與信號FG同步的時鐘信號Dck並且具有通過倍頻獲得的頻率，然後將時鐘信號Dck提供給主控制器170。此外，分頻器電路146產生一個根據預定數值分頻信號FG而獲得的基準信號SFG，並且將基準信號SFG提供給主控制器170。
這裡，如果假定，在主軸電動機130旋轉一次的時間周期內，即，光碟200旋轉一次，旋轉檢測器132產生八個脈衝作為信號FG，如圖13所示，然後分頻器電路146將信號FG的頻率分頻到八分之一，並且將其作為基準信號SFG輸出。這允許主控制器170檢測基準信號SFG的上升沿時刻，作為光學拾取器雷射束的照射位置通過光碟200基準線的時刻。
在這種情況下，如果PLL電路144中頻率的倍乘比設置為用8除每一行的列數n獲得的商值，則時鐘信號Dck的一個周期與按照等效於點陣的一列的角度的光碟200旋轉的時間周期一致。
因此，在形成圖像時，從基準信號SFG的上升沿階段連續地計算時鐘信號Dck的上升沿時刻，這允許主控制器170撿測光學拾取器100的雷射束照射的列數位於從雷射束照射通過光碟200基準線的點。
為了更精確，表示「光碟200的基準線」應該理解為「主軸電動機130的旋轉軸基準線」。然而，在記錄信息或者形成圖像時，光碟200旋轉同時用卡盤夾在直接與旋轉軸連接的平臺上，以至於相對主軸電動機130旋轉軸的基準線與相對光碟200上的某條徑向線保持不變的位置關係。因此，只要保持這種狀態，光碟200上的一條徑向線可以認為是光碟200的基準線。
在這個實施例中，基準信號SFG上升沿的時刻被定義為光碟200通過基準線的時間，而時鐘信號Dck上升沿的時刻被定義為光碟200按照適合點陣一列的角度旋轉的時刻。然而，換句話說，也可以使用下降沿時刻。
操作
下面將描述根據這個實施例的記錄設備10的操作。該記錄設備10的主要特點是在光碟200上形成圖像。此外，記錄設備10具有將常規的信息記錄特點與圖像形成特點結合的特徵。首先，簡要地描述用於實現信息記錄特點所執行的操作，然後描述用於實現圖像形成特點所執行的操作，這是該設備的主要特點，將詳細描述。
信息記錄操作
首先，為了記錄信息，光碟200設置利用它的記錄面相對光學拾取器100，然後主軸電動機130受伺服電路138反饋控制的支配，以便獲得由主控制器170指示的角速度，如上所述。同時，光學拾取器100通過步進電機140的旋轉移動到相當於凹槽區202a的最內側圓周的點。
當凹槽區202a的跟蹤由跟蹤控制啟動時，存儲在緩衝存儲器152中的記錄數據按其被記錄的順序讀出，由編碼器154進行EFM調製，以及由策略電路156進行時間軸校正等處理。然後，根據EFM-已調製數據，在寫入電平與伺服電平之間進行適當地切換，並且執行控制以便使該強度與主控制器170規定的目標值一致。記錄層202的照射以寫入電平而變化，從而記錄信息。
在記錄信息時，除了旋轉控制、跟蹤控制和光通量控制外，也引導上述的線程控制或者聚焦控制。
圖像形成操作
現在將描述為了在光碟200形成圖像由記錄設備10執行的操作。圖14、圖15和圖16是用於描述圖像形成操作的流程圖。
為了形成圖像，如上所述，光碟200設置利用它的標籤面面對光學拾取器100。假設表示要形成圖像的圖像數據是由主計算機提供的，並且儲存在幀存儲器158中。在形成圖像時，光碟200不斷地處在聚焦控制、光通量控制和旋轉控制之下，而用於跟蹤凸脊區202b的跟蹤控制設置為無效並且不執行，如上所述。
對比度優先模式
首先，在實際形成圖像之前，主控制器170確定方式是否已經設置為高對比度方式(步驟S11)。如果判斷結果是肯定的，主控制器170則輸出一個指令用於移動光學拾取器100到對應於光碟200的最內側圓周(第一行)的點(步驟S12)。響應該指令，電機驅動器142產生一個必需的信號以便將光學拾取器100移動到那個點。當步進電機140根據產生的信號旋轉時，光學拾取器100實際上移到那個點。
主控制器170預先讀出光學拾取器100位於行的灰度等級數據，該數據是幀存儲器158中存儲的圖像數據之一(步驟S13)。在步驟S13第一次執行時，光碟200的第一行(最內側圓周)的所有灰度等級數據都預先讀出。
然後，主控制器(第一確定裝置)170確定所有已經預先讀出的該行的灰度等級數據是否都是(000)(步驟S14)。如果該行的所有灰度等級數據是(000)，對於形成一行點所需要的七圈之外的任何一圈，將不需要著色熱敏感層205。
因此，如果判斷結果是肯定的，則主控制器170跳過所有的處理步驟到步驟S28，這將在下文中討論，因此忽略了形成n個點組成這一行所需要的處理。
同時，如果判斷結果是否定的，主控制器170變量p設置為「1」(步驟S15)。這裡，變量p用來表示光學拾取器100位於形成這一行點所需要七圈一外的圈數。從而，在變量p設置「1」表示第一圈。
接著，主控制器170核對第一列，以便按第一列直到最後第n列的次序處理光學拾取器100所在的行(步驟S16)。然後，主控制器170待機直到旋轉光碟200基準線通過特定的位置，就是說，直到基準信號SFG的上升沿時刻到達(步驟S17)。
這裡，當基準信號SFG上升時，主控制器170命令伺服電路138輸出相位等效於通過變量p表示圈數的跟蹤信號Tr(步驟S18)。這使得伺服電路138開始輸出相位對應於由變量p表示圈數的跟蹤信號Tr。因此實際上，光學拾取器100的光束開始在光碟200的徑向振動，同時跟蹤在圖10(a)顯示的軌跡Lq-1到Lq-7之中對應於變量p的軌跡。例如，如果變量p是「1」，則光束跟蹤光碟200的軌跡Lq-1。
在上述跟蹤信號Tr產生的同時，接著從步驟S19到步驟S24一系列的處理是與時鐘信號Dck的一個周期同步地進行。
更具體地說，主控制器170從幀存儲器158讀出對應於光學拾取器100當前位置行的目標列灰度等級數據。換句話說，對於已經預先讀出一行的灰度等級數據，可以輸出對應於在該行和列中點的數據。因此，根據變量p表示的圈數，該灰度等級數據由數據變換器160變換到ON數據，用於將雷射束強度設置為寫入電平，或者變換到OFF數據用於將雷射束強度設置為伺服電平(步驟S19)。
雷射驅動器164判別變換的數據(步驟S20)，而且只有在數據是ON數據時才輸出對應於寫入電平的驅動信號Li(步驟S21)。這使得光學拾取器100中的雷射二極體102按照寫入電平發射光，因此只有在對應於光學拾取器100相對該行點之中變量p表示圈數的，以及對應於光碟200的熱敏感層205有興趣的當前列的，軌跡部分進行著色。
同時，如果變換的數據是OFF數據或者處在非-ON數據狀態，例如沒有變換數據提供時，雷射驅動器164輸出對應於伺服電平的驅動信號Li(步驟S22)。因此，光學拾取器100中的雷射二極體102按照伺服電平發射光，所以熱敏感層205沒有著色。
此後，主控制器170確定目標列是否是最後第n列(步驟S23)，而如果判斷結果是否定的，就移到下一列(步驟S24)。然後，類似的處理在新的列上重複進行。如此，處理被重複地執行直到最後第n列，以致於雷射束沿著光學拾取器100所在行對應的變量p圈數的軌跡進行照射。
如上所述，重複處理的一個周期與上面所討論的時鐘信號Dck的一個周期同步。因此，雷射束基於行數和圈數變換的ON數據或者OFF數據照射，每次光碟200旋轉對應於自基準線一點的角度。
同時，如果主控制器170確定該目標列是最後第n列，然後進一步確定當前變量p是否是「7」(步驟S25)，而且如果判斷結果是否定的，然後變量p增加「1」(步驟S26)準備到下一圈。
此外，主控制器(第二確定裝置)170為已經預先讀出的一行核對灰度等級數據，以便確定對於由變量p增加後表示的圈數，雷射束是否應該按照寫入電平照射(步驟S27)。
例如，當隨著變量p增加到「4」時，如果一行的灰度等級數據全部是(011)或者更小，則可以確定對於第四圈，不存在雷射束應該按照寫入電平照射的情況，參考圖12。這還可以確定一種情況，如果一個單獨的點是(100)或更大的灰度等級數據，雷射束應該為這個特定的圓周以寫入電平照射。
如果在步驟S27判斷結果是否定的，則處理過程再回到步驟S25，確定增加之後的變量p是否是「7」。如在這個實施例的情況下，當數據變換器160中的變換數據如圖12所示時，如果在某一行中的變量p是值α(α滿足2≤α＜7)時，在步驟S27判斷結果變換到否定，則判斷結果將繼續否定直到變量p變成「7」。
另一方面，如果在步驟S27判斷結果是肯定的，則處理過程再回到步驟S16。如此，根據由增加之後的變量p表示的圈，將實現從步驟S16到步驟S25的處理。
此外，如果主控制器170在步驟S25確定變量p是「7」或者如果在步驟S14判斷結果是肯定的，則它進一步確定光學拾取器100所在的行是否是最後第m行(步驟S28)。如果判斷結果是否定的，則主控制器170發出一個指令，用於將光學拾取器100移動與光碟200上的一行相對應的距離(即，按照步進電機140光學拾取器100的最小移動解析度)到外圓周側的一個點上(步驟S29)。這個指令使得電機驅動器142產生一個為移動光學拾取器100到那個點所必需的信號。步進電機140根據該信號旋轉，因此實際上光學拾取器100移動到該點位置。此後，處理過程再回到步驟S13。由此可見，從步驟S13到步驟S28執行的處理是在線跟蹤光學拾取器100的移動。
同時，如果確定光學拾取器100位於最後第m行，則它將在已經完成的設置的光碟200上，從第一行到最後第m行的圖像分段形成。因此，主控制器170終止圖像的形成，例如，根據需要執行用於彈出光碟200的彈出處理(沒有顯示)。
因此，根據這個實施例，在高對比度方式中，對於光碟200上一行(一圈)圖像是通過重寫七圈形成，每圈跟蹤不同的雷射束照射位置。對於這七圈，因為通過灰度等級數據表示的密度級增加，所以重寫時間的數量增加。
在這個實施例中，在重寫一行之前，對這一行的灰度等級數據進行核對。如果這一行的所有灰度等級數據是(000)，即，如果不需要以寫入電平照射雷射束到形成一行圖像所需要的七圈中的任何一圈，則光學拾取器100立即向外移動一行，實際上光碟200沒有旋轉七圈。更具體地說，如果在步驟S14判斷結果是肯定的，處理過程則跳到步驟S28，而如果在步驟S28判斷結果是否定的，則執行步驟S29的處理。因此，對於不需要圖像形成的行的處理(在熱敏感層205上不著色)被忽略，所以形成圖像需要的時間可以減小。
在高對比度方式中，預先確定是否存在一種情況，除了第一圈外，需要以寫入電平將雷射束照射到形成一行圖像必需的第二圈和以後七圈之外的圈。如果判斷結果是否定的，則此後跳過這些圈。更具體地說，如果在步驟S27判斷結果是否定的，則處理過程再回到步驟S25而不是步驟S16。此外，因為在這個實施例中，如果在數據變換器160中的變換數據如圖12所示，一旦在步驟S27判斷結果變換到否定，此後判斷結果繼續是否定的直到變量p達到「7」。
例如，在某一行中變量p是「4」而且這行的灰度等級數據全部是(011)或者更小時，如果在步驟S27判斷結果變換為否定的，則此後判斷結果在步驟S27繼續是否定的，直到該變量p增加到「7」。因此，光學拾取器100從第四圈到第七圈向外移動一行，而不必執行步驟S16到步驟S24的處理。
因此，跳過在光碟200上沒有包括圖像形成圓周的處理(跳過圈)，由於與上述跳過的行結合，結果進一步減小形成圖像需要的時間。
在高對比度方式中，第一圈是排斥在要跳過形成一行圖像必需的七圈外的圈。這是因為跳過第一圈使得在步驟S14判斷結果是肯定的，所以跳過這一行。
快捷方式
現在描述在步驟S11判斷結果是否定情況下的操作，即，圖像形成方式已經設置為快捷方式。在這種快捷方式中，光碟200上一行(一圈)的圖像形成只是由光碟200上的一圈實現。從而，在這種快捷方式中，與變量p相關的處理不存在，如在下文中所描述，而且通過重寫不能實現圖像的形成。因此，在這裡描述的快捷方式，僅僅能夠進行二進位顯示，例如顯示ON/OFF。然而，因為在這個實施例中灰度等級數據本身是3比特，所以，如果灰度等級數據除了不是(000)外，為了著色熱敏感層205將施加寫入電平的雷射束，而如果灰度等級數據是(000)，將施加伺服電平的雷射束，以便保持熱敏感層205不著色。
在方式已經設置到快捷方式時，主控制器170則輸出一個指令用於將光學拾取器100移動到對應於光碟200的最內側圓周(第一行)的一點上(步驟S30)。這指令使得光學拾取器100移動到這個點，如上所述的高對比度方式情況。
接下來，在高對比度方式的情況下，主控制器170預先讀出存儲在幀存儲器158中圖像數據之中的光學拾取器100所定位的行的灰度等級數據(步驟S31)。然後，主控制器170確定已經預先讀出的該行所有灰度等級數據是否是(000)(步驟S32)。如果該行的所有灰度等級數據是(000)，將不需要著色的整個熱敏感層205分段，在形成該行點需要的一圈期間。因此，如果判斷結果是肯定的，則主控制器170跳過所有的處理步驟到步驟S42，這將後面討論，忽略形成n個點組成這一行所需要的處理。
另一方面，如果判斷結果是否定的，主控制器170集中注意第一列，以便按次序處理光學拾取器100所在行的第一列到最後第n列(步驟S33)。然後，主控制器170待機直到旋轉光碟200基準線通過特定的位置，就是說，直到基準信號SFG的上升沿時刻到達(步驟S34)。
這裡，當基準信號SFG上升時，主控制器170命令伺服電路138為第一圈輸出相位的跟蹤信號Tr(步驟S35)。這使得伺服電路138啟動為第一圈輸出相位的跟蹤信號Tr。因此，實際上，光學拾取器100的光束開始在光碟200的徑向振動，同時跟蹤圖10顯示的軌跡Lq-1。
以下從步驟S36經過步驟S41的一系列處理與時鐘信號Dck的一個周期同步地進行。更具體地說，主控制器170從幀存儲器158讀出對應於光學拾取器100當前位置行的目標列灰度等級數據。如果灰度等級數據是(000)，數據變換器160將灰度等級數據變換到OFF數據，其用於將雷射束強度設置為伺服電平，或者如果灰度等級數據不是(000)，該灰度等級數據被變換ON數據，其用於將雷射束強度設置為寫入電平(步驟S36)。
雷射驅動器164判別變換的數據(步驟S37)，並且只有當數據是ON數據時才輸出對應於寫入電平的驅動信號Li(步驟S38)。這使得在光學拾取器100中的雷射二極體102按照寫入電平發射光，因此只對與在面對光學拾取器100的光碟200的熱敏感層205中該行中的點相對應的，並且與當前列相對應的軌跡部分進行著色。
同時，如果變換的數據是OFF數據或者處在非-ON數據情況，如沒有變換數據提供時，雷射驅動器164輸出對應於伺服電平的驅動信號Li(步驟S39)。因此，光學拾取器100中的雷射二極體102按照伺服電平發射光，所以熱敏感層205沒有被著色。
此後，主控制器170確定目標列是否是最後第n列(步驟S40)，如果判斷結果是否定的，就移到下一列(步驟S41)。然後，類似的處理在新的列上重複執行。如此，處理被重複地執行直到最後第n列，以致於根據變換的ON數據或者OFF數據，雷射束照射到光學拾取器100位置所在的行。
如上所述，重複處理的一個周期與時鐘信號Dck的一個周期同步，如上面討論。從而，雷射束根據變換的ON數據或者OFF數據照射，其光碟200每次旋轉對應於自基準線一個點的角度。
同時，如果主控制器170確定該目標列是最後第n列或者在步驟S32判斷結果是肯定的，然後進一步確定光學拾取器100所在的行是否是最後第m行(步驟S42)。如果判斷結果是否定的，主控制器170則發出一個指令，其按照對應於光碟200一行的距離，將光學拾取器100移動到外圓周一側的點上(步驟S43)。這指令使光學拾取器100實際上移到該點。然後，處理過程回到步驟S31以便在新的一行執行從步驟S31到步驟S42的處理。
同時，如果確定光學拾取器100位置所在的行是最後第m行，將已經完成的設置的光碟200上的第一行到最後第m行的圖像分段形成。因此，主控制器170終止圖像的形成。
所以，在快捷方式中，關於光碟200上一行(一圈)的圖像信息是沿著軌跡Lq-1通過一個寫入周期完成的。因此，雖然形成的圖像對比度與高對比度方式形成的圖像比遜色，但是形成圖像需要的時間可以極大地減少。
在單獨寫一行之前，對這一行的灰度等級數據進行仔細核對。如果這行的全部灰度等級數據是(000)，則光學拾取器100即向外移動一行。更具體地說，如果在步驟S32判斷結果是肯定的，則處理過程跳到步驟S42，而如果在步驟S42判斷結果是否定的，則處理執行步驟S43。因此，在高對比度方式的情況下，忽略光碟200上不需要圖像信息(熱敏感層205上沒有著色)行的處理，因此形成圖像需要的時間可以減少。
形成圖像的具體例子
下面是一個用來描述由記錄設備10形成圖像的具體例子。
在方式已經設置為高對比度方式時，每行中的點是通過用十進位灰度等級數據表示的次數來反覆地重寫。更具體地說，對應於光碟200的熱敏感層205中點的面積受到由十進位灰度等級數據表示的次數的寫入電平雷射束照射，該雷射束是沿著每圈不同的軌跡照射。因此，著色區域與該點面積的比例實質上根據寫入電平的照射數量而增加。
當形成圖像的灰度等級數據儲存在幀存儲器158時，如圖17所示，以高對比度方式形成的圖像將如圖18所示。更具體地說，在高對比度方式中，對於灰度等級數據點是(111)，寫入電平的雷射束沿著每圈不同的軌跡從第一圈照射到第七圈。因此，通過照射著色的面積與該點面積的比例最大。
當儲存在幀存儲器158的內容如圖20所示時，以高對比度方式形成的圖像將如圖21所示。更具體地說，在高對比度方式中，因為灰度等級數據點是(000)，所以寫入電平雷射束的照射次數是零，而當灰度等級數據的值如(001)、(010)、(011)、...、(111)這樣增加時，則寫入電平雷射束的照射次數增加1、2、3、...、7次。因此，由於雷射束照射到點的面積隨著灰度等級數據逐漸地增加，所以著色面積的比例各自對應於各個3-比特灰度等級數據，最後能夠形成一幅八個灰度等級的圖像。
同時，當快捷方式已經設置時，如果在這個實施例中灰度等級數據是除了(000)之外的值，每行中的點是通過寫入電平雷射束的一次照射來表示。這裡，當如圖17所示灰度等級數據儲存在幀存儲器158時，以快捷方式形成的圖像將如圖19所示。更具體地說，在快捷方式中，灰度等級數據除了(000)之外的點，只是由寫入電平的雷射束的唯一照射所引起的著色表示的。因此，與高對比度方式比較，形成圖像的對比度降低。
然而，在快捷方式中，對於在每一行中至少一個點或更多點，在灰度等級數據(111)存在情況下，一行圖像可以只是通過光碟200的一次旋轉而形成，與高對比度方式比較，使形成一幅圖像需要的時間能夠減少到大約七分之一。
因此，在他或者她希望形成高對比度比率的圖像時，本實施例使用戶能夠將方式設置成高對比度方式，或者當他或者她希望快速形成圖像時可以設置成快捷方式。在形成圖像時，這個特色是可以根據用戶的需要或者各種狀態(比如圖像質量)使用適當的方式。
在圖18到圖21中，i是一個被用來說明從1到m每行的一般符號，而j是一個被用來說明從1到n每行的一般符號(同樣適用於圖23，將在下文中論述)。
應用與修改
本發明不局限於如上所述的實施例，而且可以包含下列的應用和修改。
不均衡著色部分的預防
如上所述的實施例已經這樣配置，當設置高對比度方式時，根據使用圖12顯示變換表的圓周數，將灰度等級數據變換成ON數據或者OFF數據，該變換的數據在相鄰圓周之間連續。因此，如果某個值或更多值的灰度等級數據在某個圈中沒有貫穿一行，則雷射束的照射從該圓周和以後的圓周跳過，因此可能縮短形成圖像需要的時間。
然而，在上述結構中，寫入電平雷射束的照射位置彼此鄰接。例如，如果灰度等級數據是(100)，寫入電平雷射束分別跟蹤第一個的軌跡Lq-1，第二圈的軌跡Lq-2，第三的軌跡Lq-3和第四圈的Lq-4，如圖21所示。這些軌跡在行和列兩個方向彼此相鄰。所以，即使對於同樣的灰度等級數據，由雷射束照射的著色部分可能有一些集中在著色部分的上面或者下面的點，這取決於列。這是視覺上能夠識別的顯示差異。
例如，第(i+4)行與第(j+2)列的點和第(i+4)行與第(j+5)列的點共用同樣的灰度等級數據(100)(參看圖20)；然而，著色部分集中在前者點的上面，同時它們也集中在後者點的下面(參看圖21)。
一個可理解的應用例子，它能夠糾正上述討論結構的著色不均勻，以便通過數據變換器160確定變換，以致於寫入電平雷射束的照射位置儘可能從第一圈到第七圈以等間隔排列。
更具體地說，如圖22所示，按照數據變換器160的變換可以實現對一段灰度等級數據的變換，因此各圓周的ON數據或者OFF數據儘可能以等間隔排列。因為這樣的變換，如果灰度等級數據已經儲存在幀存儲器158中，如圖20所示，以高對比度方式形成的圖像如圖23所示，這表明不均勻著色在某種程度上可以得到抑制。
除上述通過數據變換器160改變的變換方法外，還存在其它用於改善這種不均衡著色部分的方法。每圈跟蹤信號Tr的變化量或者次序可以改變。
伺服電平的強制插入
在如上所述的實施例中，如果密集的點在某行連續，寫入電平雷射束就連續地照射。
同時，當施加寫入電平雷射束時，熱敏感層205通過雷射束的能量著色。被用來著色的能量從照射階段開始就瞬間和不斷地變化，而且還根據各種狀態(包括光碟200的個別差異)變化。由於這個原因，人們認為當寫入雷射束施加時反射光不穩定，容易導致不穩定的聚焦調節。
因此，當寫入電平雷射束連續照射時，聚焦調節不能正常起作用。
比如一種可信的用於防止這種故障的應用例子，即使在寫入電平雷射束應該連續地照射時，伺服電平雷射束也可以短時間地周期照射(當然不能影響著色程度)，而聚焦調節可以利用在照射周期內作為返回值的光接收信號Rv來實現。
跟蹤信號的另一個例子
在這個實施例中，提供三角波信號作為跟蹤信號Tr；然而，在雷射束的照射位置跨過旋轉光碟200的凹槽區202a時，任何其他類型的信號都可以適當地使用。所以，除了三角波信號外，各種各樣的交流(ac)信號，包括正弦波信號，也可以提供作為跟蹤信號Tr。
雷射束的照射量和灰度等級數量
在上述的實施例中，用於著色熱敏感層205的雷射束照射量已經設置為0到7，以便在高對比度方式利用八個灰度等級來形成一幅圖像。雷射束的照射量可以隨著密度增加而增加。例如，如果灰度等級數據是(000)、(001)、(010)、(011)、...、(111)，則每一行的寫入電平雷射束的照射量可以設置為0、2、4、6、...、14。增加雷射束的照射量有可能形成具有更高對比度比率的圖像。照射量的增加不需要固定地設置。
此外，灰度等級數據是3-比特，每一點八個灰度等級的圖像情況已經作為一個例子進行了描述；然而，本發明沒有另外限制。例如，一幅圖像可以由8比特的灰度等級數據和256個灰度等級形成。
還是在這個實施例中，通過光學拾取器100的一次移動(傳送)而形成圖像的一行。然而，換句話說，圖像的一行可以通過多次重複傳送來形成。因此，為了通過多次(例如64次)傳送光學拾取器100來形成圖像的一行，該圖像可以以256個灰度等級(＝4×64)形成，這是通過表示每一次傳送4個灰度等級密度和改變64次傳送的每次密度。
在快捷方式中利用減少著色數量來形成圖像
同時，在上述的實施例中，在快捷方式中利用二進位方法形成圖像，其中簡單地控制照射還是不照射寫入電平雷射束。然而，替代地，為了形成一幅圖像，由灰度等級數據表示的基本灰度等級數量可以減小。例如，如果灰度等級數據是(000)、(001)，則每一行的寫入電平雷射束照射量可以設置為0，或者如果灰度等級數據是(010)、(011)則設置為1，或者如果灰度等級數據是(100)、(101)則設置為2，或者如果灰度等級數據是(110)、(111)則設置為3，為了形成圖像，每一行執行三圈並且減少灰度等級數量到4。雷射束的照射位置具有路線設置，以致它在全部三圈內跨過凹槽區2002a而且每圈都不一樣。所以，通過減少根據形成圖像中灰度等級數據指出的灰度等級的原始數量，形成圖像本身所需要的時間也可以縮短，儘管縮短時間的效果可能比高對比度方式中的小。
當以快捷方式形成圖像時，與高對比度方式中相同的灰度等級數據已經儲存在幀存儲器158中。然而，替代地，灰度等級數據可以通過主計算機處理，在幀存儲器158中存入二進位的灰度等級數據，或者存入為了減少著色數量的灰度等級數量減少的灰度等級數據，而且可以根據灰度等級數據以高對比度方式中同樣的方法形成圖像。這種修改具有形成圖像的一行所需要時間縮短同樣的優點，因為灰度等級數據的著色數量是二進位的或者減少了原始數量。
CLV(恆定線速度)方法
上述實施例已經採用CAV(恆定角速度)方法，其中為了形成圖像，在以預定角速度旋轉光碟200的同時照射雷射束。替代地，可以採用使用恆定線速度的CLV方法。與CAV方法不同，CLV方法在雷射束的照射位置向外圓周移動時，不需要用於增加雷射束寫入電平的控制。這部分由於雷射功率目標值的變化，要形成圖像的質量沒有變壞。
點的排列
在上述的實施例中，列數從第一行到最後第m行已經設置為同樣的m。然而，替代地，列數可以向外圓周增加。換句話說，每行的列數可以是不同的。
在上述的實施例中，如果PLL電路144中頻率的倍乘率設置為通過用8除每一行的列數n獲得商的值，則時鐘信號Dck的一個周期與光碟200通過旋轉等效於點陣一列角度期間的時間周期一致。因此，PLL電路144的倍乘率可以根據每行列數來設置，以致容許每行列數的排列不一樣。
如上所述，根據本發明，在形成圖像時，即使在光碟設置利用它的標籤面相對光學拾取器時，聚焦調節也可以適當地進行，這可能防止要形成圖像的質量變壞。
權利要求
1.一種光碟記錄設備，包括用於旋轉光碟的旋轉裝置，所述光碟具有在光碟的一側上的一個層，所述層具有響應用於形成圖像的雷射束的熱或者光而可改變的顏色；光照射裝置，其用於照射雷射束到由旋轉裝置轉動的光碟上；照射位置操作裝置，用於操作從光照射裝置照射到光碟上的雷射束的照射位置；照射位置控制裝置，用於控制所述照射位置操作裝置，照射位置控制裝置用於操作控制雷射束的照射位置沿光碟的徑向振動，同時該雷射束沿著在所述層上確定的圓周區域運行；以及雷射束強度調製裝置，用於響應要形成的圖像，調製由所述光照射裝置照射的雷射束的強度。
2.根據權利要求1所述的光碟記錄設備，其特徵在於，所述光碟具有作為所述層的、在所述光碟的一側上的著色層；在所述光碟的另一側上的記錄層，所述記錄層形成有通過照射雷射束來記錄信息的螺旋凹槽。
3.根據權利要求2所述的光碟記錄設備，其特徵在於，當所述光照射裝置面對光碟的一側時，所述雷射束強度調製裝置操作用於根據沿在光碟上對準的圖像的點的陣列的相同圓周區域的點，來調製光束的強度，以及當所述光照射裝置面對光碟的另一側時，操作用於響應要記錄的信息來調製雷射束的強度。
4.根據權利要求1所述的光碟記錄設備，其特徵在於，還包括一個移動裝置，操作用於按照圓周區域的徑向間距，沿光碟的徑向移動所述光照射裝置，以便在雷射束重複地運行一個圓周區域若干圈後，將雷射束從一個圓周區域移到另一個圓周區域，同時該光碟是由旋轉裝置來轉動的，其中照射位置控制裝置可變地控制雷射束沿著光碟的一個圓周區域每一圈的照射位置，以便在一圈內形成的照射位置不同於在另一個圈內形成的，以及所述雷射束強度調製裝置根據應用於要在一個圓周區域中對準的點的灰度等級和根據圈數來調製雷射束的強度。
5.根據權利要求1所述的光碟記錄設備，其特徵在於所述照射位置操作裝置根據具有幅度、頻率和相位的預定信號來操作控制雷射束的照射位置，以及所述照射位置控制裝置與照射位置操作裝置相連，並產生預定信號，以使所述雷射束的照射位置沿光碟的徑向以對應於預定信號的固定頻率振動，同時根據預定信號的可變相位，所述雷射束的照射位置每圈不同。
6.根據權利要求4所述的光碟記錄設備，其特徵在於所述光照射裝置重複地照射雷射束到所述點上，以便在所述多圈的旋轉期間逐步地改變點的顏色，以及雷射束強度調製裝置與光照射裝置相連，並根據所述點的灰度等級在所述圈數期間調製雷射束的強度，以使所述點的顏色變化程度隨著所述點的灰度等級的強度增加而增加。
7.根據權利要求6所述的光碟記錄設備，其特徵在於，具有至少第一種方式，其用於安排較高優先級給要形成圖像的灰度等級程度，以及第二種方式，其用於安排較高優先級給形成圖像所需要時間的減少，其中所述照射位置控制裝置在第二種方式下工作，用於減少分配給一個圓周區域的圈數，以使形成圖像需要的時間比第一種方式減少，同時圖像的灰度等級程度與第一種方式比較有所下降。
8.根據權利要求4所述的光碟記錄設備，其特徵在於，還包括確定裝置，用於在光碟由旋轉裝置轉動一定圈數以便沿著一個目標圓周區域形成一些點之前的圈數期間，確定是否必須照射具有使著色層能夠改變其顏色強度的雷射束，其中如果判斷結果是否定的，則所述確定裝置工作命令移動裝置立即移動光照射裝置，以便跳過該目標圓周區域，而不必等待光碟旋轉一定圈數。
9.根據權利要求4所述的光碟記錄設備，其特徵在於，還包括確定裝置，用於在旋轉裝置開始第一圈旋轉光碟以便沿著圓周區域形成一些點之前，確定是否需要照射具有使著色層能夠改變當前圓圈內其顏色的強度的雷射束，如果判斷結果是否定的，則對於判斷結果是否定的當前圓圈，所述確定裝置取消雷射束的照射。
10.根據權利要求1所述的光碟記錄設備，其特徵在於，雷射束強度調製裝置將雷射束的強度調製為足以改變所述層的顏色的水平，或調製為難以改變所述層的顏色的另一水平。
11.一種在光碟上形成圖像的方法，光碟具有在光碟的一側上的一個層，該著色層具有響應於用於形成圖像的雷射束的熱或者光而可改變的顏色，該方法包括以下步驟旋轉光碟；控制雷射束到旋轉光碟上的照射位置，以使雷射束的位置沿光碟的徑向振動，同時所述雷射束沿著在層上確定的圓周區域運行；以及響應要在光碟上形成的圖像，調製雷射束的強度。
12.根據權利要求11所述的在光碟上形成圖像的方法，其特徵在於，所述調製步驟將雷射束的強度調製為足以改變層的顏色的水平，或調製為難以改變層的顏色的另一水平。
全文摘要
一種光碟記錄設備可以穩定的聚焦控制下通過徑向地振動雷射束形成圖像。光學拾取器將雷射束照射到通過主軸電動機旋轉的光碟上。聚焦伺服控制器通過檢測從光碟反射的雷射束反射光來保持該光碟上雷射束恆定的光點直徑。照射位置控制器在光學拾取器面對光碟的標籤面時工作，其用於控制雷射束的照射位置以便在光碟的徑向振動，同時該雷射束沿著標籤面著色層確定的圓周區域運行。調製雷射束強度的調整部件，其用於沿著圓周區域形成一些點因此形成圖像。
文檔編號G11B23/40GK1913008SQ200610151580
公開日2007年2月14日 申請日期2003年5月30日 優先權日2002年5月31日
發明者森島守人 申請人:山葉株式會社