CN100431015C - 可视图像形成方法和系统 - Google Patents
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Abstract
一种利用光盘记录设备在光盘上形成可视图像的可视图像形成方法，其中光盘记录设备通过施加激光束到光盘上形成具有由记录数据(EFM调制的数据)定义的长度的凹坑。至少一部分记录数据被可视图像形成数据代替，以产生包含可视图像形成数据的记录数据。当包含可视图像形成数据的记录数据被记录在光盘上时，可视图像形成数据从记录数据中被提取出来，以作为门信号。通过在门信号的区域中形成由记录数据定义的凹坑，来形成可视图像。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在光盘上除了形成数据记录之外还形成可视图像的可视图像形成方法、程序，以及可视图像形成系统。
背景技术
当前提供的光盘记录设备能够把除基本数据记录之外的可视图像如字符、图案等形成到光盘如可记录光盘(CD-R)等上面。这种类型的光盘通过施加激光束到没有进行数据记录的未记录区上，在光学上使一部分未记录区变性，由此形成作为可视图像的字符或图案(例如，参见非专利文献1)。
非专利文献1：
Yamaha公司，可记录光盘/可重写光盘(CD-R/RW)产品官方网站DiscT@2，(在线)，平成14年8月2日，Yamaha公司，(于2002年10月11日通过因特网搜索)
<URL:http://www.yamaha.co.jp/product/computer/handbook/discta2.html>
然而，为了在最新的光盘记录设备中执行可视图像形成，用于调制在记录数据时施加于光盘上的激光束的信号的格式(例如，EFM调制信号：8至14调制信号)与用于调制在形成可视图像时施加于光盘上的激光束的信号的格式不相同。因此，必须分别提供用于数据记录中的信号处理电路和用于可视图像形成中的信号处理电路。为此，必须扩大信号处理电路的规模，必须重新设计/制造控制大规模集成电路(LSI)，以及必须大幅度改变控制程序。
最新的光盘记录设备中的数据记录信号处理电路被设计成，利用并行处理使高速传送处理成为可能。现在，如果类似地构造可视图像记录信号处理电路，以便处理电路能够应付高速传送处理，则不仅存在整个电路规模扩大了的问题，而且还存在布线复杂的问题。相反，如果可视图像形成信号处理电路被设计为串行处理类型，则存在可视图像被延迟的问题。
在背景技术中，数据写入系统被构造为具有恒定线速度的CLV(恒定线速度)数据写入系统。因此，难以实现允许这种写入系统高精度地形成可视图像的极坐标系统。
发明内容
提出本发明以克服以上问题，本发明的目的是提供一种能够在通过其可以高精度地快速画出可视图像的极坐标系统上、在光盘上执行可视图像形成的可视图像形成方法，其所使用的程序，以及用于实现该方法的可视图像形成系统。因此，能够避免光盘记录设备的信号处理电路中的电路规模的扩大和配线的复杂化。
为了达到上述目的，本发明的特征在于具有以下配置。
(1)一种利用光盘记录设备在光盘上形成可视图像的可视图像形成犯法，包括步骤：
以使光盘上的记录密度恒定的产生频率产生第一记录数据；
响应第一记录数据施加激光束到光盘上，以便在光盘上形成具有由第一记录数据定义的长度的凹坑；
把产生频率与光盘的旋转频率控制为预定比值；
每预定数量的第一记录数据就从该第一记录数据中提取可视图像形成数据；
决定由可视图像形成数据指定的凹坑形成区；以及
在凹坑形成区中形成具有由第一记录数据定义的长度的凹坑。
(2)根据(1)所述的可视图像形成方法，其还包括步骤：用可视图像形成数据代替组成第一记录数据的数据单元的至少一部分。
(3)根据(2)所述的可视图像形成方法，其中
数据单元包括子码数据部分和主数据部分，以及
一部分或所有的子码数据部分或者一部分或所有的主数据部分被可视图像形成数据代替。
(4)根据(2)所述的可视图像形成方法，还包括步骤：把表示正交坐标上的图像内容的位图数据转换为指定凹坑形成区的数据，作为可视图像形成数据，其中在凹坑形成区中形成其凹坑长度由第一记录数据的单个数据单元中的记录数据定义的凹坑。
(5)一种利用光盘记录设备在光盘上形成可视图像的可视图像形成方法，包括以下步骤：
以使光盘上的记录密度恒定的产生频率产生第一记录数据；
响应第一记录数据施加激光束到光盘上，以便在光盘上形成具有由第一记录数据定义的长度的凹坑；
把产生频率与光盘的旋转频率控制为预定比值；
每预定数量的第一记录数据就从该第一记录数据中提取可视图像形成数据；
决定由可视图像形成数据指定的凹坑形成区；
选择第二记录数据代替第一记录数据；以及
在凹坑形成区中形成具有由第二记录数据定义的长度的凹坑。
(6)根据(5)所述的可视图像形成方法，还包括步骤：用可视图像形成数据代替组成第一记录数据的数据单元的至少一部分。
(7)根据(6)所述的可视图像形成方法，其中
数据单元包括子码数据部分和主数据部分，以及
一部分或所有的子码数据部分或者一部分或所有的主数据部分被可视图像形成数据代替。
(8)根据(6)所述的可视图像形成方法，还包括步骤：把表示正交坐标上的图像内容的位图数据转换为指定凹坑形成区的数据，作为可视图像形成数据，其中在凹坑形成区中形成其凹坑长度由第一记录数据的单个数据单元中的记录数据定义的凹坑。
(9)一种利用光盘记录设备在光盘上形成可视图像的可视图像形成方法，包括以下步骤：
以使光盘上的记录密度恒定的产生频率产生第一记录数据；
响应第一记录数据施加激光束到光盘上，以便在光盘上形成具有由第一记录数据定义的长度的凹坑；
把产生频率与光盘的旋转频率控制为预定比值；
每预定数量的第一记录数据就从该第一记录数据中提取可视图像形成数据；
决定由可视图像形成数据指定的凹坑形成区；以及
在凹坑形成区中形成具有由凹坑形成区定义的长度的凹坑。
(10)根据(9)所述的可视图像形成方法，还包括步骤：用可视图像形成数据代替组成第一记录数据的数据单元的至少一部分。
(11)根据(10)所述的可视图像形成方法，其中
数据单元包括子码数据部分和主数据部分，以及
一部分或所有的子码数据部分或者一部分或所有的主数据部分被可视图像形成数据代替。
(12)根据(10)所述的可视图像形成方法，还包括步骤：把表示正交坐标上的图像内容的位图数据转换为指定凹坑形成区的数据，作为可视图像形成数据，其中在凹坑形成区中形成其凹坑长度由第一记录数据的单个数据单元中的记录数据定义的凹坑。
(13)一种存储了程序的计算机可读记录介质，该程序使得一种包括主机和光盘记录设备的可视图像形成系统在光盘上形成可视图像，该可视图像形成系统以使光盘上的记录密度恒定的产生频率产生第一记录数据，并且响应第一记录数据施加激光束到光盘上以便在光盘上形成具有由第一记录数据定义的长度的凹坑，该程序使可视图像形成系统执行以下操作：
每预定数量的第一记录数据用可视图像形成数据代替至少一部分第一记录数据；
把产生频率与光盘的旋转频率控制为预定比值；
每预定数量的第一记录数据从第一记录数据中提取可视图像形成数据；
决定由可视图像形成数据指定的凹坑形成区；以及
在凹坑形成区中形成由第一记录数据定义的长度。
(14)一种用于在光盘上形成可视图像的可视图像形成系统，包括：
数据产生部分，以使光盘上的记录密度恒定的产生频率产生第一记录数据；
激光束施加部分，响应第一记录数据施加激光束到光盘上，以便在光盘上形成具有由第一记录数据定义的长度的凹坑；
记录数据产生部分，每预定数量的第一记录数据就产生至少一部分第一记录数据，作为可视图像形成数据；
控制部分，把产生频率与光盘的旋转频率控制为预定比值；
可视图像形成数据提取部分，每预定数量的第一记录数据就从该第一记录数据中提取可视图像形成数据；
凹坑形成区决定部分，决定由可视图像形成数据指定的凹坑形成区；以及
凹坑形成部分，在凹坑形成区中形成具有由第一记录数据定义的长度的凹坑。
(15)根据(14)所述的可视图像形成系统，其中数据产生部分和激光束施加部分被提供在光盘记录设备中。
如上所述，根据本发明，可以在光盘上进行可视图像形成，而既不扩大电路规模也不使布线复杂化。
附图说明
图1是根据本发明实施例的可视图像形成系统700的配置视图。
图2是根据本发明实施例的光盘200的侧截面视图。
图3显示了凹坑202P被形成在光盘200上的状态。
图4说明了凹坑202P被形成在光盘200上的状态。
图5说明了凹坑202P被形成在光盘200上的状态。
图6说明了凹坑202P被形成在光盘200上的状态。
图7显示了可视图像形成的例子。
图8显示了可视图像形成的另一个例子。
图9显示了帧数据的内容。
图10显示了由98帧组成的数据(数据块)的内容。
图11显示了编码之前的子码数据Dsub的内容。
图12显示了在本发明实施例中采用的可视图像形成数据的例子。
图13A显示了在本发明实施例中采用的可视图像形成数据的形成算法的例子。
图13B显示了在本发明实施例中采用的可视图像形成数据的形成算法的另一个例子。
图13C显示了在本发明实施例中采用的可视图像形成数据的形成算法的又一个例子。
图14所示流程图显示了形成可视图像的操作。
图15说明了可视图像形成数据的色调表示。
图16说明了在执行数据记录时光盘记录设备100的操作。
图17说明了在执行可视图像形成时光盘记录设备100的操作。
图18所示的时序图显示了光盘记录设备100的操作内容。
图19A说明了本发明的变化。
图19B说明了本发明的另一变化。
图20说明了本发明的变化。
图21说明了本发明的另一变化。
具体实施方式
以下将说明通过应用本发明构造的可视图像形成系统700(以下简称为“系统”)。
图1显示了可视图像形成系统700的配置视图。可视图像形成系统700包括光盘记录设备100和主机(host computer)110，并且能够在被引导入光盘记录设备100的光盘200上实施数据记录和可视图像形成。
如图1所示，光盘记录设备100的配置与能够记录/播放数据的普通光盘记录设备几乎相同，并且能够通过最大限度地利用常规配置和最小限度地添加新的配置来形成可视图像。在本实施例中，假设CD-R用作光盘200。
以下将说明各个组成部件。
(主机110)
主机110由个人计算机等构成，并且具有显示装置，及输入装置如键盘等。利用本系统700执行数据记录和可视图像形成的操作程序被预先存储在主机110中。当主机110利用该操作程序执行数据记录时，主机110把要记录到光盘200上的数据(音频数据、文档数据等)输出到光盘记录设备100。当主机110执行可视图像形成时，主机110把要形成在光盘200上的可视图像形成数据(后面将说明细节)输出到光盘记录设备100。在这种情况下，音频数据、文档数据等存储在存储器110M中，可视图像形成数据存储在图像存储器110G中。
(光盘200)
以下将说明光盘200。在以下说明中，假设CD-R用作光盘200。但是可以采用其它的光盘，例如可刻录数字多用盘(DVD-R)。可以采用双层或多层盘，双面盘，以及可以用激光绘制其标记面的光盘等。期望编码器17应该以数据单元的集合进行操作，其中预定数量的数据用作单元。在由CD-R记录设备中的编码器产生的数据的情况下，EFM(8至14调制)帧用作数据单元，且数据格式由EFM帧的集合构成。
图2是光盘200的横截面图。如图2所示，光盘200具有这样的结构，其中由保护衬底层201、记录层202、反射层203和保护层204组成的各层被层压。可视图像记录层可以被设置在保护层204与反射层203之间。
用于引导激光束的槽202G成螺旋形地被形成在保护衬底层201的一个表面上。记录层202、反射层203和保护层204被层压在槽202G上。从与在其上形成槽202G的面的相对的面，将激光束施加于槽202G上，并且当激光束沿着槽202G被引导时把图像记录在槽202G上(槽上记录)。
记录层202被构造成当通过施加激光束使温度达到预定温度或更高温度时，记录层202的反射率改变。当通过施加激光束使某区域的温度达到预定温度或更高温度时，该区域的反射率变得与其它区域不同，则该区域作为凹坑202P。凹坑202P之间的区域被称为纹间表面(land)。
提供反射层203以便使光盘200的反射率增加到预定值或更高值。
提供保护层204以便保护反射层203和记录层202。
接下来，以下将说明在光盘200上实施数据记录和可视图像形成的步骤。
首先，以下将说明数据记录。图3显示了这样的状态，其中作为沿着槽202G施加激光束的结果，凹坑202P和纹间表面被形成在槽202上。凹坑202P和纹间表面的单个长度对应于由记录数据定义的长度。详细地说，长度被设置为几乎从几百纳米(nm)到几微米(μm)。
凹坑202P的反射率与纹间表面的反射率不同，通常凹坑202P的反射率被设置成比纹间表面的反射率低。当播放以这种方式记录的数据时，可以通过沿着槽202G施加再现激光束来获得具有响应反射率之间的差的强度的反射激光束。可以通过检测反射激光束的强度变化之间的间隔，获得再现的数据。
接下来，以下将说明可视图像形成。与数据记录一样，可以通过在槽202G上形成凹坑202P来执行可视图像形成。图4、图5和图6显示了通过在光盘200上形成凹坑202P来形成可视图像的状态。在此，显示了字母字符“A”被形成为可视图像的例子。
图4显示了当从记录面一侧看时光盘200的整体图像。图5是图4中的区域41的放大视图。图6是图5中的区域42的放大视图。如图5和图6所示，凹坑202P被形成在分别位于字符“A”的剖面(profile)之间的槽202G上。当凹坑202P以这种方式被形成在位于可视图像的剖面之间的槽202G上时，凹坑202P可以被识别为如图4所示的可视图像。
在此，可以任意地设置在位于可视图像的剖面之间的槽202G上形成的凹坑202P的长度。如图5所示，可以形成其长度几乎等于剖面间隔的凹坑。可以在剖面之间连续地形成具有相同长度的凹坑，如图7所示，另外可以利用数据写入EFM数据信号在剖面之间形成凹坑，如图8所示。在所有情况下，当把光盘200作为一整体看时，可以明显地识别字符“A”。
(光盘记录设备100)
接下来，以下将说明光盘记录设备100。
如以上的图1所示，光盘记录设备100的配置几乎与能够记录/播放数据的普通光盘记录设备相同，并且能够通过尽可能多地利用常规配置和尽可能少地添加新的配置来形成可视图像。
控制部分16根据预先存储在存储器(存储部分)16M中的程序控制系统的各个部分。
主轴电动机11旋转并驱动光盘(CD-R)200。光拾取器10由以下部件组成：激光二极管，光学系统如物镜、反射镜等，返回光的光接收元件，监测二极管等。当对光盘200实施数据记录或可视图像形成以及从光盘200读数据时，光拾取器10施加激光束于光盘200上或接收从光盘200反射的返回光。响应从激光驱动器19馈给激光二极管的驱动电流，执行激光束的照射。这种驱动电流基于记录数据或可视图像数据而被调制。返回光被光接收元件接收，然后被转换为电信号，然后被输出到射频(RF)放大器12。施加于光盘200上的激光束的一部分被光学系统分离，然后被监测二极管接收，并被转换为电信号，然后被输出到激光功率控制电路(LPC)20。
RF放大器12放大从光接收元件收到的电信号，然后将其输出到解码器15、地址检测电路14和伺服电路13。
解码器15解调从RF放大器收到的电信号以产生再现的数据，然后把再现数据输出到控制部分16。尤其是，施加于光盘200上以再现数据的激光束被凹坑202P调制，并且作为返回光到达光接收元件，并且凹坑202P根据记录的数据被形成。因此，返回光作为EFM调制的RF信号被给出，RF信号被解码器15EFM解调，以给出再现的数据。
在执行数据记录或可视图像形成时，地址检测电路14就从从RF放大器12收到的电信号获取地址信息和同步信号，并把它们输出到控制部分16。详细地说，根据通过用地址信息对基波(正弦波)进行频率调制而获得的调制波的频率，摆动地(wobble)形成槽202G，从而被槽202G调制的分量(摆动信号)包含在RF信号中。因此，可以通过从RF信号提取基波分量然后对这种基波分量进行FM解调，来获取地址信号等。
伺服电路13执行主轴电动机11的旋转控制，光拾取器10的聚焦控制和跟踪控制等，等等。
激光功率控制电路20调节从光拾取器10中的激光二极管发出的激光束的强度。激光功率控制电路20以这样一种方式响应由光拾取器10中的监测二极管供给的电流值与由控制部分16供给的作为最佳激光功率信息的目标控制值之间的差，来控制激光驱动器19，以致具有最佳激光功率的激光束能够从光拾取器10施加于光盘200上。在这种情况下，通过执行记录实验，预先得出最佳激光功率值。
缓冲存储器29以先进先出(FIFO)的方式存储传自主机110的数据，即要被记录到光盘200上的数据(作为主数据的音频数据、文档数据等，和作为子码数据的地址信息等)。
编码器17向从缓冲存储器29等读出的主数据添加错误校正码(在CD-R的情况下为CIRC：交叉交错里德-索罗蒙(Reed-Solomn)码处理)，并且对主数据和子码数据进行EFM调制。在本申请书中，被编码器17调制的数据被称为第一记录数据。第一记录数据被输出到策略电路18。当光盘记录设备100对光盘200实施数据记录时，长度由第一记录数据定义的凹坑202P被形成到光盘200上。
策略电路18改变从编码器17收到的信号的波形。编码器17输出的第一记录数据的信号波形表示施加于光盘200上的激光束的照射周期和功率级。一般，当执行激光照射持续等效于由第一记录数据定义的长度的一段时间时，由于不均匀的热分布或余热造成了形成的凹坑象泪珠一样，或者形成的凹坑的长度拉长了。为了防止这种现象，必须增强激光照射周期的开头部分的功率，或者必须早一些结束激光照射周期的后面部分。策略电路18改变第一记录数据的信号的激光照射周期和照射功率级，然后把信号输出到激光驱动器19。
激光驱动器19把利用从策略电路18收到的信号(即其波形表示激光照射周期和照射功率级的信号)调制的电流供给光拾取器10中的激光二极管。激光二极管根据供给的电流施加激光束到光盘200上。相反，因为激光二极管具有输出级随温度变化的特性，反馈环控制用于稳定输出级。光拾取器10中的监测二极管监测激光束的功率级。然后，激光功率控制电路20比较监测的功率级与目标功率级。然后，激光驱动器19把具有基于比较结果调节的输出级的驱动电流供给激光二极管。从而，激光二极管能够发出作为稳定输出的激光束。
以上说明了当对光盘200实施数据记录或可视图像形成以及当从光盘200再现数据时光盘记录设备100的操作。
接下来，以下将说明第一记录数据、可视图像形成数据以及用于形成可视图像的配置和操作。在可视图像形成被执行的情况下，主轴电动机11控制光盘200获得恒定旋转(CAV：恒定角速度)。换句话说，如果利用从旋转光盘的该主轴电动机11输出的旋转监测(FG)信号和旋转参考时钟来控制光盘200恒定地旋转，然后以具有与该旋转参考时钟的预定比值的频率产生第一记录数据，则可以在极坐标系统上高精度地形成可视图像。
(第一记录数据)
第一记录数据表示由配有光盘记录设备的编码器产生的数据，其位同步这样被配置，以致构造与作为记录目标的光盘相关联的预定格式。在CD-R的情况下，这种数据满足CD格式，在DVD-R的情况下，这种数据满足DVD格式。在CD-R的情况下，具有预定数量的数据的数据单元是由EFM帧(以下称为“一帧”或“EFM帧”)组成的集合。图9表示一帧的数据格式。一帧相当于588个信道位(channel bit)。24位的帧同步数据Dframe被排列在一帧的头部。帧同步数据Dframe是具有预定位模式的信号，并且用作当数据再现被执行时指示一帧的头部的同步数据。在这种情况下，当数据记录被执行时，帧同步数据Dframe用作用于检查施加的激光束的功率级的位置。
子码数据Dsub接着帧同步数据Dframe之后配置。子码数据Dsub由14位组成。在主机110中准备的8位数据受到编码器17的EFM调制，并被转换为该14位数据。后面将说明子码数据Dsub。
主数据Dmain接着子码数据Dsub之后配置。通常，音乐数据、文档数据等对应于主数据。主数据Dmain被添加了用于数据安全性的奇偶校验数据，并且被编码器17交错。另外，通过EFM调制，主数据被转换为14位采样。在这种情况下，位于14位采样之间的3位是作为DSV对策被添加的边际位(margin bit)。
以下将详细说明子码数据Dsub的内容。子码数据Dsub由8位组成，但是其每一位单独地没有意义。8位中的各个位由作为索引的P、Q、R、S、T、U、V、W表示。各个索引用96块来表示一种意义。图10显示了由98个EFM帧组成的一个数据块，它是执行信号处理时的单元。光盘200上的数据以1块为单元被处理，并且1块的数目由块中的子码确定。98个EFM帧中的子码数据中的第一EFM帧和第二EFM帧中的子码数据被指定为同步数据S0和S1，子码块由剩下的96帧构成。
图11显示了一个数据块中的子码数据Dsub部分。通过附上序号(帧号)来表示98个EFM帧。帧号1和2中的子码数据是同步数据S0和S1，如上所述。各个索引被分配给帧号3至98中的子码数据，象P1、...、P96，Q1、...、Q96，...。直到从帧号3至98的96帧正确地配置，P数据和Q数据才有意义。尤其是，Q数据表示关于块或主数据Dmain的信息，并且表示块号和数据类型。
这样，由主数据Dmain、子码数据Dsub和帧同步数据Dframe构成了第一记录数据。
接下来，以下将说明可视图像形成数据。
(可视图像形成数据)
通过用可视图像形成数据代替至少一部分第一记录数据，来形成可视图像形成数据。可视图像形成数据可以被准备为至少一部分子码数据Dsub和主数据Dmain。替代数据的数量取决于要形成的可视图像的分辨率以及可视图像形成系统700的性能。以下，假设可视图像形成数据表示可视图像形成数据自身和其至少一部分被可视图像形成数据代替的第一记录数据两者。尤其是，在编码器17中的处理之前得出的数据对应于可视图像形成数据，而在编码器17中的处理之后得出的数据对应于其至少一部分被可视图像形成数据代替的第一记录数据。任何数据都可以用作代替之前得出的数据。可以采用由主机110准备的伪数据，或者音乐数据、文档数据等。
图12显示了要比较的可视图像形成数据Dx和子码数据Dsub。在图12中，左部显示了要比较的帧号和子码数据Dsub，右部显示了可视图像形成数据Dx。与子码数据Dsub相同的同步数据S0和S1被分配给帧号1和2中的可视图像形成数据Dx。因此，可以通过检测数据S0和S1，在可视图像形成数据Dx中检测98帧的头部(一个数据块的头部)。
为了把可视图像形成到光盘200上，帧号3至98中的可视图像形成数据Dx指定凹坑202P要被形成在光盘200上的范围。Cmx是命令数据，且用于各种应用中。PWMx是用于指定凹坑202P要被形成在光盘200上的范围的数据。以下，将说明PWMx产生方法。
以下，将参照图13A和13B说明把通过位图显示的可视图像转换为可视图像形成数据的步骤。图13A是一部分可视图像的放大视图。在图13A中，可视图像由在XY坐标上对准的单元(cell)的密度来表示。单元的密度由单元内的点的密度来表示。图13B显示了当位图通过极坐标系统中的扇区配置在光盘200上时槽202G与各个单元之间的位置关系，其中极坐标系统采用半径位置(轨道位置)和旋转角位置。如图13B所示，如果位图数据上的某一单元能够与光盘200的槽202G上的某一扇区相关联，则所有单元都能够与所有扇区关联。这是因为可以根据等轨道间距和等旋转角范围决定光盘200上的所有扇区所占据的各个区域。例如，现在假设轨道间距为1.6μm，半径位置上的线速度为1.2m/s，一个扇区的长度给定为163μm。该1.6μm×163μm在光盘200上产生一个单元。在光盘200上采用半径位置和旋转角位置的极坐标系统被称为CAV坐标系统。
通过平均在关联的扇区中包含的密度，来准备可视图像形成数据。图13C显示了通过把可视图像与扇区关联所产生的可视图像形成数据。如果作为第一记录数据的EFM数据的产生频率与光盘200的旋转频率之间的比被控制为预定的比值，则EFM帧写入区可以用作扇区。当在EFM帧单元的区域中包含的所有可视图像是白的，则可视图像形成数据处于最低色调，当在EFM帧单元的区域中包含的所有可视图像是黑的，则可视图像形成数据处于最高色调，当在EFM帧单元的区域中包含的所有可视图像是黑与白之间的其它颜色，则可视图像形成数据处于中间色调。在此，因为PWMx由7位组成，因此最低色调表示为0000000，最高色调表示为1111111。
这样，用命令数据Cmx和色调数据PWMx构成了可视图像形成数据。然后，第一记录数据中的子码数据Dsub被替代。
(可视图像形成的配置和操作)
图14显示了在光盘200上形成可视图像的步骤。
主机110响应用户的预定操作，启动可视图像形成系统700的专用操作程序。当该程序被启动时，在主机110与光盘记录设备100之间建立数据通信信道。
主机110从图像存储器110G中读出位图数据(步骤Sa1)。然后，主机110执行该位图数据的数据转换过程，即执行从XY坐标系统到CAV坐标系统的数据转换过程(步骤Sa2)。然后，主机110把转换为CAV坐标系统的可视图像形成数据存储在图像存储器110G中(步骤Sa3)。当要执行可视图像形成时，主机110从图像存储器110G把作为子码数据Dsub的可视图像形成数据传送给光盘记录设备100，并把作为主数据Dmain的伪数据传送给光盘记录设备100。然后，光盘记录设备100根据收到的可视图像形成数据决定EFM帧中的凹坑202P形成区，并在决定的区域中形成凹坑202P(步骤Sa4)。
此时，如上所述，如果主轴电动机11的旋转频率与编码器17的工作时钟频率被保持为预定的比值，则EFM帧周期可以用作光盘200上的最小扇区。例如，如果供给光盘的工作时钟使光盘200以10Hz的频率旋转，并且EFM帧频工作在10kHz，则形成的最小扇区为360度/1000，且具有0.36度的角分辨率。尤其是，10Hz的频率是通过分频主时钟的频率产生的，并且作为主轴参考时钟被给出。类似，10kHz的时钟可以从主时钟产生，并且被供给编码器17。作为选择，如果主轴电动机11以任意旋转频率旋转，然后FG输出经过复用器如PLL等被供给编码器17，则可以产生其频率等于FG信号频率的1000倍的EFM帧。
根据以上操作，可视图像能够被形成在光盘200上的极坐标系统上。
然后，将更详细地说明步骤Sa4。
图15显示了EFM帧与凹坑形成区之间的关系。某一EFM帧中的可视图像形成数据Dx表示下一EFM帧中的凹坑形成区。在图15中，作为正从编码器17输出的EFM信号的第一记录数据的子码数据Dsub部分被可视图像形成数据Dx代替。可视图像形成数据从EFM数据中被取出，并被变换为指定凹坑形成区的信号。其长度由主数据Dmain定义的凹坑202P被形成在指定的区域中。可视图像形成数据Dx利用凹坑形成区的宽度来表示色调。当色调变得越高时，凹坑形成区变得越宽，而当色调变得越低时，凹坑形成区变得越窄。
此时，子码数据不能被具有同步数据S0和S1的EFM帧中的可视图像形成数据代替。命令数据Cmx(参见图12)用作该问题的解决方法。假设在帧号1中采用Cm1至Cm7，在帧号2中采用Cm8至Cm13，并且可以用寄存器等保存这种数据。
接下来，以下将说明用于可视图像形成中的特殊配置和操作。
首先，将通过比较说明在用于执行数据记录的常规配置中的数据流动。图16显示了在执行数据记录时在光盘记录设备100中的数据流动。
在执行数据记录的情况下，要记录到光盘200上的主数据和子码数据从主机110传送给光盘记录设备100(步骤Sd11)。传送后的主数据和子码数据在光盘记录设备100中的控制部分16的控制下被一次存储在缓冲存储器29中(步骤Sd12)。存储后的主数据和子码数据顺序地被读出，并被输出到编码器17。主数据被输出到CIRC，其中在CIRC中为主数据添加错误校正码，对主数据进行交错以便把数据分配给多个帧，以及执行其它操作(步骤Sd13)，并且主数据受到EFM调制(步骤Sd14)。子码数据直接受到EFM调制(步骤Sd14)。主数据和子码数据两者组成了第一记录数据，并被输出到策略电路18(步骤Sd15)。第一记录数据在策略电路18中受到了波形修改，然后被输出给激光驱动器19(步骤Sd16)。因为编码器17此时采用在预槽(pregroove)上记录的摆动信号(wobble signal)和正从同步信号复用的时钟，因此记录后的EFM帧的宽度是恒定的，与半径位置无关。
以下将依次说明当在本实施例中执行可视图像形成时采取的数据流动。图17显示了在执行可视图像形成时在光盘记录设备100中的数据流动。该配置不同于常规配置之处在于，为策略电路18提供了子码提取电路和门电路。主轴参考时钟和提供给编码器的时钟不同。
首先，作为伪数据的主数据存储在主机110中的存储器110M中。可视图像形成数据存储在图像存储器110G中。然后，伪数据和可视图像形成数据传送给缓冲存储器29(步骤Se11、Se12、Se13)。然后，顺序地读出在缓冲存储器29中保存的作为伪数据的主数据以及可视图像形成数据。然后，把作为伪数据的主数据输出到CIRC，其中在CIRC中执行错误校正码的添加等(步骤Se14)，并且主数据受到EFM调制(步骤Se15)。可视图像形成数据直接受到EFM调制(步骤Se15)。主数据和可视图像形成数据两者组成了其中子码数据部分被可视图像形成数据代替的第一记录数据，并被输出到策略电路18(步骤Se16)。其中子码数据部分被可视图像形成数据代替的第一记录数据在策略电路18中受到了波形修改，并被输出到门电路(步骤Se17)。同时，子码数据部分作为可视图像形成数据被提取出来，并受到EFM调制以产生可视图像形成数据，然后从可视图像形成数据产生了凹坑形成区信号(步骤Se18)。然后，与在某时点检测到下一个EFM帧的帧同步数据Dframe的定时同步，产生的凹坑形成区信号被输出到门电路。然后，门电路仅仅在凹坑形成区信号的接通周期提取正从策略电路18输出的信号(步骤Se19)，然后把这种信号输出到激光驱动器19(步骤Se20)。这样，使激光束照射到光盘200上，并且执行可视图像形成。因为编码器17采用具有与主轴电动机11的参考时钟的预定比值的时钟，因此记录后的EFM帧具有恒定的角宽度，与半径位置无关，由此能够作为极坐标表示中的扇区而被处理。
以上说明了当执行可视图像形成时在可视图像形成系统700中的数据流动。
(时序图)
图18显示了当执行可视图像形成时在策略电路18中处理信号的时序图。左边给出的各个术语是信号名称。
信号“/EFMSY”是指示帧同步数据Dframe的位置的负逻辑信号。在信号“/EFMSY”转到低电平之后直到它再次转到低电平为止所需的一段时间相当于一个帧周期。
信号“EFM”是指示第一记录数据的信号。在第一记录数据中，接着帧同步数据Dframe之后的子码数据Dsub被可视图像形成数据Dx代替。
信号“色调脉宽调制(tone PWM)”是指示凹坑形成区的信号，该凹坑形成区由从第一记录数据中提取的可视图像形成数据Dx指示。可视图像形成数据Dx是指示色调的信息，并且色调是通过改变凹坑形成区的宽度来表示的。色调脉宽调制信号是从某一帧中的可视图像形成数据Dx产生的，并且用作指定下一帧中的凹坑形成区的门信号。
信号“LMP0”是输出到激光驱动器19的信号。信号“LMP0(a)”是通过用色调脉宽调制信号对受到策略电路的波形修改的第一记录数据进行门处理而获得的信号。在一帧中，具有由第一记录数据定义的长度的凹坑202P被形成在由色调脉宽调制信号指定的区域中。
信号“LMP0(b)”表示第二记录数据而不是第一记录数据用作记录数据的情况。图19A显示了这样的情况，其中具有任何占空度的脉冲信号用作第二记录数据，且利用色调脉宽调制信号执行门处理。可以利用被提供给光盘记录设备100的任何信号，如时钟信号、测试记录信号等。
信号“LMP0(c)”表示色调脉宽调制信号代替第一记录数据用作记录数据的情况。图19B显示了这样的情况，其中色调脉宽调制信号用作第二记录数据，且利用色调脉宽调制信号执行门处理。在这种情况下，可以形成最高色调的可视图像。通过比较，采用其中色调脉宽调制信号通过门电路的配置。在这种情况下，色调脉宽调制信号可以直接被输出给激光驱动器19。
如上所述，如果采用根据本实施例的可视图像形成系统700，则当在光盘200上进行数据记录时或者进行可视图像形成时，可以利用被提供给光盘记录设备100的信号处理电路如编码器17、策略电路18等，执行处理。换句话说，利用能够执行高速处理而不扩大系统的电路规模的现有信号处理电路，不仅能够实现数据记录，而且能够实现可视图像形成。
(变化)
以上实施例的内容只是作为说明本发明的内容的例子而给出。在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以任意改变本发明。
(1)在以上实施例中，每帧分配1个组成可视图像的单元。相反，可以通过每帧分配多个单元来形成可视图像。
例如，把光盘200上的一帧所占据的区域分为两个区域，然后可以为各个分开的区域分配一个单元。在这种情况下，对应于两个区域的凹坑形成区在一帧中给出。
图20显示了根据本变化的可视图像形成数据Dx的内容的例子。在此，作为由3位表示的色调数据的两个脉宽调制(0、1、2)被分配给一帧。
根据本变化，因为把多个单元分配给由光盘200上的一帧占据的区域，因此可以提高形成的可视图像的分辨率。在认为图像分辨率重要的情况下，本变化是有效的。
(2)子码数据Dsub中的索引P和索引Q的数据是与光盘200的记录位置、记录时间等相关联的重要数据。这些P数据和Q数据可以保留不变，只有其它子码数据(R数据、...、W数据)可以被可视图像形成数据代替。
图21显示了本变化中的可视图像形成数据Dx的内容。根据本变化，因为P数据和Q数据被保留，因此可以对数据记录被执行的情况进行类似的控制。
在这种情况下，如果在P数据和Q数据中采用与摆动信号的复用时钟同步工作的编码器时钟，并且把使用R至W数据的可视图像形成数据设置成具有与主轴电动机11的参考时钟的预定比值，则在正常的数据记录的同时，可以执行可视图像形成。
(3)一部分或所有的主数据Dmain可以被可视图像形成数据代替。例如，因为主数据的第一字节不受交错的影响，因此可以容易地提取该第一字节。如果第二字节及以下的字节中的数据预先被配置在与交错相对的位置以考虑交错规则，然后在把数据存储到图像存储器110G中或从图像存储器110G中提取数据的时候取消交错，则可以获得这种数据。
当主数据Dmain被可视图像形成数据代替时而不是子码数据Dsub被可视图像形成数据代替的情况，则大量的数据可以被采用。从而，通过增加每一EFM扇区的单元数目，可以形成具有更高分辨率的可视图像。另外，可以形成具有更大梯度的可视图像。
(4)在以上实施例中，为了容易地理解光盘记录设备100的配置(见图1)，利用分别作为独立的组成部件的编码器17、策略电路18、激光驱动器19和光拾取器10进行说明。
与此相反，可以采用其中几个组成部件被装配到一个部件中的配置。例如，在实际的光盘记录设备100中，编码器17和策略电路18常常被设计为一个专用的集成电路(IC)。激光驱动器19和策略电路18可以被安装到光拾取器10中。
(5)除CD-R之外的光盘记录介质，例如可重写光盘(CD-RW)、可记录数据的数字多用盘(DVD-R)、蓝激光可记录光盘等，可以被假定为光盘200。可以采用利用激光在其标记面上显示可视图像的光盘。因为本发明不需要摆动(wobble)等，因此可以采用无预槽的介质。在任何情况下，本发明都能够应用于其中通过施加激光束于光盘上以形成每一个都具有不同反射率的区域来执行数据记录的系统。进一步，如果即使记录数据格式根据记录介质而各不相同，也能够通过在解码之前交换一部分或所有的记录数据与可视图像形成数据来用可视图像形成数据代替至少一部分记录数据，则能够快速地对光盘实施可视图像形成，而不扩大系统的电路规模，象以上实施例一样。
Claims (14)
1.一种利用光盘记录设备在光盘上形成可视图像的可视图像形成方法，包括以下步骤：
以使光盘上的记录密度恒定的产生频率产生第一记录数据；
响应第一记录数据施加激光束到光盘上，以便在光盘上形成具有由第一记录数据定义的长度的凹坑；
把产生频率与光盘的旋转频率控制为预定比值；
每预定数量的第一记录数据就从该第一记录数据中提取可视图像形成数据；
决定由可视图像形成数据指定的凹坑形成区；以及
在凹坑形成区中形成具有由第一记录数据定义的长度的凹坑。
2.根据权利要求1所述的可视图像形成方法，还包括步骤：用可视图像形成数据代替组成第一记录数据的数据单元的至少一部分。
3.根据权利要求2所述的可视图像形成方法，其中
数据单元包括子码数据部分和主数据部分，以及
一部分或所有的子码数据部分或者一部分或所有的主数据部分被可视图像形成数据代替。
4.根据权利要求2所述的可视图像形成方法，还包括步骤：把表示正交坐标上的图像内容的位图数据转换为指定凹坑形成区的数据，作为可视图像形成数据，其中在凹坑形成区中形成其凹坑长度由第一记录数据的单个数据单元中的记录数据定义的凹坑。
5.一种利用光盘记录设备在光盘上形成可视图像的可视图像形成方法，包括以下步骤：
以使光盘上的记录密度恒定的产生频率产生第一记录数据；
响应第一记录数据施加激光束到光盘上，以便在光盘上形成具有由第一记录数据定义的长度的凹坑；
把产生频率与光盘的旋转频率控制为预定比值；
每预定数量的第一记录数据就从该第一记录数据中提取可视图像形成数据；
决定由可视图像形成数据指定的凹坑形成区；
选择第二记录数据代替第一记录数据；以及
在凹坑形成区中形成具有由第二记录数据定义的长度的凹坑。
6.根据权利要求5所述的可视图像形成方法，还包括步骤：用可视图像形成数据代替组成第一记录数据的数据单元的至少一部分。
7.根据权利要求6所述的可视图像形成方法，其中
数据单元包括子码数据部分和主数据部分，以及
一部分或所有的子码数据部分或者一部分或所有的主数据部分被可视图像形成数据代替。
8.根据权利要求6所述的可视图像形成方法，还包括步骤：把表示正交坐标上的图像内容的位图数据转换为指定凹坑形成区的数据，作为可视图像形成数据，其中在凹坑形成区中形成其凹坑长度由第一记录数据的单个数据单元中的记录数据定义的凹坑。
9.一种利用光盘记录设备在光盘上形成可视图像的可视图像形成方法，包括以下步骤：
以使光盘上的记录密度恒定的产生频率产生第一记录数据；
响应第一记录数据施加激光束到光盘上，以便在光盘上形成具有由第一记录数据定义的长度的凹坑；
把产生频率与光盘的旋转频率控制为预定比值；
每预定数量的第一记录数据就从该第一记录数据中提取可视图像形成数据；
决定由可视图像形成数据指定的凹坑形成区；以及
在凹坑形成区中形成具有由凹坑形成区定义的长度的凹坑。
10.根据权利要求9所述的可视图像形成方法，还包括步骤：用可视图像形成数据代替组成第一记录数据的数据单元的至少一部分。
11.根据权利要求10所述的可视图像形成方法，其中
数据单元包括子码数据部分和主数据部分，以及
一部分或所有的子码数据部分或者一部分或所有的主数据部分被可视图像形成数据代替。
12.根据权利要求10所述的可视图像形成方法，还包括步骤：把表示正交坐标上的图像内容的位图数据转换为指定凹坑形成区的数据，作为可视图像形成数据，其中在凹坑形成区中形成其凹坑长度由第一记录数据的单个数据单元中的记录数据定义的凹坑。
13.一种用于在光盘上形成可视图像的可视图像形成系统，包括：
数据产生部分，以使光盘上的记录密度恒定的产生频率产生第一记录数据；
激光束施加部分，响应第一记录数据施加激光束到光盘上，以便在光盘上形成具有由第一记录数据定义的长度的凹坑；
记录数据产生部分，每预定数量的第一记录数据就产生至少一部分第一记录数据，作为可视图像形成数据；
控制部分，把产生频率与光盘的旋转频率控制为预定比值；
可视图像形成数据提取部分，每预定数量的第一记录数据就从该第一记录数据中提取可视图像形成数据；
凹坑形成区决定部分，决定由可视图像形成数据指定的凹坑形成区；以及
凹坑形成部分，在凹坑形成区中形成具有由第一记录数据定义的长度的凹坑。
14.根据权利要求13所述的可视图像形成系统，其中数据产生部分和激光束施加部分被提供在光盘记录设备中。
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