CN1770272A - 能在光盘上形成图像的图像形成设备及图像形成方法 - Google Patents

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CN1770272A
CN1770272A CN200510106830.3A CN200510106830A CN1770272A CN 1770272 A CN1770272 A CN 1770272A CN 200510106830 A CN200510106830 A CN 200510106830A CN 1770272 A CN1770272 A CN 1770272A
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    • GPHYSICS
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    • G11B23/40Identifying or analogous means applied to or incorporated in the record carrier and not intended for visual display simultaneously with the playing-back of the record carrier, e.g. label, leader, photograph

Abstract

一种图像形成设备,包括:用于旋转光盘(200)的主轴电机(130);用于应用激光到光盘的、沿光盘径向移动的光学拾取头(100);当光盘多次旋转时,沿径向移动光学拾取头一预定距离的步进电机(140);驱动从光学拾取头辐射的激光的位置的跟踪驱动器;以当光盘多次旋转时激光的辐射轨迹彼此不同的方式控制跟踪驱动器的伺服电路(138);和根据排列的若干点的灰度等级和光盘的总旋转次数来定义激光强度的数据转换器(160)。

Description

能在光盘上形成图像的图像形成设备及图像形成方法
技术领域
本发明涉及一种用于在光盘上形成图像的图像形成设备和一种图像形成方法。
背景技术
一般情况下,可记录光盘例如CD-R(可记录密度盘)和CD-RW(可重写密度盘)已广泛用于记录大容量的信息。构成这种用于在这些光盘上记录各种信息例如音乐数据的光盘记录设备,以使其响应要记录的信息而用激光辐射在这些光盘的侧面中的一个面上形成的记录面。
在上述光盘中,为了识别已记录在记录面上的各种数据,在许多情况下,诸如标题之类的图像被应用在与记录面一侧相反的标记面一侧。通常,这些图像以这样一种方式被应用,即诸如标题之类的图像通过使用打印机等设备被打印在标记页上,并且,这些打印图像形式的标题页都粘贴在光盘的标记面上。
然而,为了将标题之类的图像应用到上述的光盘,由于除了要使用光盘记录设备以外,还要另外使用打印设备,加重了用户的经济负担。而且,这些麻烦的工作被强加给用户。也就是说,在采用光盘记录设备使信息记录在光盘的记录面上后,不仅仅是从光盘记录设备拾取记录信息的光盘的工作,而且要使用上述打印设备打印标记页,并且打印的标记页一定要粘贴到这些记录信息的光盘上。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题而提出的,其目的是提供一种图像形成设备及图像形成方法,除了在记录面上记录信息,还能在光盘上形成高对比率的图像,而不需采用新的设备。
为了达到上述目的,本发明特征在于以下几方面。
第一方面
一种用于在光盘上形成图像的图像形成设备,包括:
旋转单元,使光盘旋转;
光应用单元,可沿光盘大致的径向移动,用于应用激光到由旋转单元转动的光盘上;
进给单元,每当旋转单元旋转光盘预定多的次数时,该进给单元沿大致的径向进给光应用单元一预定的距离;
辐射位置操作单元,操作从光应用单元发射到光盘的激光的位置;
辐射位置控制单元,控制辐射位置操作单元,使每次旋转激光在光盘上的辐射轨迹彼此不同;和
激光强度定义单元,根据要在光盘一周排列的若干点的灰度等级和光盘总的旋转次数来定义激光强度。
第二方面
根据第一方面的图像形成设备,所述光盘还包括变色层,该变色层通过光应用单元应用的激光而变色。
第三方面
根据第一方面的图像形成设备,所述辐射位置操作单元响应跟踪信号的电压来操作激光的位置;以及
所述辐射位置控制单元以在光盘由旋转单元旋转预定多的次数期间使直流跟踪信号的电压彼此不同的方式产生与直流信号等同的跟踪信号。
第四方面
根据第一方面的图像形成设备,所述辐射位置操作单元响应跟踪信号的电压而操作激光的位置;以及
辐射位置控制单元产生具有常数幅度和常数频率的跟踪信号,其中,该跟踪信号的相位在光盘由旋转单元旋转预定多的次数期间彼此不同。
第五方面
根据第一方面的图像形成设备,所述激光强度定义单元定义激光的强度从而使点的密度越高,具有能使光盘变色的强度的激光的总辐射次数就越大。
第六方面
根据第五方面的图像形成设备,所述图像形成设备至少包括一种要形成的图像的对比度优先的第一模式和一种形成要形成的图像需要的时间缩短优先的第二模式;以及
在设置第二模式的情况下,形成要排列在同一圆周上的点需要的总旋转次数比设置第一模式的情况下需要的总旋转次数少。
第七方面
根据第一方面的图像形成设备,该设备还包括判断单元,在光盘由旋转单元旋转预定多的次数前,判断具有能使变色层变色的强度的激光是否需要应用预定多的旋转次数,以便形成要排列在同一圆周上的点,
在判断的结果是否的情况下,判断单元发送指令给进给单元从而移动光辐射单元,而不必等待光盘旋转预定多次数的操作。
第八方面
根据第一方面的图像形成设备,该设备还包括判断单元,在光盘由旋转单元旋转预定多的次数前,判断具有能使变色层变色的强度的激光是否需要应用预定多的旋转次数,以便形成要排列在同一圆周上的点,
在判断的结果是否的情况下,判断单元在该判断结果为否的旋转次数取消激光辐射。
第九方面
一种在光盘上形成图像的图像形成方法,该方法包括下述步骤:
每次光盘旋转预定多的次数时,沿光盘大致的径向把用于将光应用到光盘的光拾取头移动预定的距离;
在光盘旋转预定多的次数期间,以使在每次旋转时光盘上的激光的辐射轨迹彼此不同的方式来控制激光的辐射位置;以及
根据要排列在光盘一周的点的灰度等级和光盘的总旋转次数来定义激光强度。
第十方面
一种用于将激光应用到光盘上的设备,该设备包括:
数据存储单元,存储要记录的数据到光盘上;
旋转单元,使光盘旋转;
光应用单元,可沿光盘大致的径向移动,用于应用激光到由旋转单元旋转的光盘上;
第一位置控制单元,根据数据沿光盘径向移动光应用单元到光盘的下一列;
第二位置控制单元,控制光应用单元,从而避免跟踪光盘上的激光的相同轨迹;
激光控制单元,根据数据定义激光的强度。
第十一方面
根据第十方面的设备,所述数据是包括形成在光盘上的图像的灰度等级数据的图像数据。
第十二方面
根据第十一方面的设备,所述第二位置控制单元控制激光,而第一位置控制单元固定表示图像灰度等级的激光应用单元。
第十三方面
根据第十方面的设备,所述第二位置控制单元在预定的频率使应用到光盘上的激光摆动,从而使旋转单元驱动的光盘的每次旋转都改变激光的摆动相位。
第十四方面
根据第十方面的设备,所述第一位置控制单元移动激光应用单元第一预定距离,而第二位置控制单元移动激光第二预定距离,该第二预定距离比第一定距离短。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施例的能在光盘上形成图像的图像形成设备的配置方框图。
图2是表示图像形成设备采用的光拾取头的结构方框图。
图3是表示在光拾取头中采用的光接收元件的结构平面图。
图4是表示光盘结构的截面图,信息被记录在该光盘上或图像通过图像形成设备形成在该光盘上。
图5是要形成在光盘上的图像的点的说明图。
图6是从记录面一侧看,光盘的沟槽的说明图。
图7是帧存储器的存储内容的说明图。
图8A和图8B分别是激光辐射轨迹的说明图。
图9是图像形成设备采用的数据转换器所转换内容的说明图。
图10是说明光盘基准线的检测和点列的检测的时序图。
图11是描述光盘图像形成设备执行的图像形成操作的流程图。
图12是描述光盘图像形成设备执行的图像形成操作的流程图。
图13是描述光盘图像形成设备执行的图像形成操作的流程图。
图14是帧存储器的存储内容的说明图。
图15是根据存储内容形成的图像的说明图。
图16是根据存储内容形成的图像的说明图。
图17是帧存储器的存储内容一个例子的说明图。
图18是根据存储内容形成的图像的说明图。
图19是关于图像形成设备的一个应用例子的数据转换器的转换内容的说明图。
图20是应用例子的图像的举例的说明图。
具体实施方式
以下参照相应的附图来说明本发明的实施例。
<能在光盘上形成图像的图像形成设备>
根据本发明的实施例,能在光盘上形成图像的图像形成设备(以下简称“图像形成设备”)配置如下。即,除了通过辐射激光到光盘的记录面来在该记录面上记录信息以实现一般目的的信息记录功能,图像形成设备还具有新的图像形成功能,采用该图像形成设备,通过把辐射激光到光盘上的变色层并且该使变色层受热或光照时产生变色,从而形成图像。
总之,首先说明了构成形成图像的初始条件的光盘结构。然后,详细描述了使光盘完成信息记录操作和图像形成操作的设备的结构组成。由于能读出记录的信息的功能对本领域技术人员来说是公知的,在此就不做详细描述。
<光盘的结构>
图4是表示信息记录在盘的一面上而图像记录在盘的另一面上的光盘的结构的横截面图。如图中所示,光盘200由保护层201、记录层202、反射层203、另一保护层204、热敏层205、和另一保护层206按顺序叠加而成。应当注意,图4举例说明了光盘200的示意性的结构,因此,各层的尺寸比例并未准确反映实际的尺寸。
在这些层中,沟槽(即轨道槽,一般称作记录槽)202a在记录层202中形成。当信息记录在该光盘200上时,沿着该沟槽202a应用激光。
换句话说,当记录信息时,该光盘200位于保护层201一侧(例如,图中所示的上面)的一个面(记录面)与光学拾取头100(见图1)相对设置,根据其上要记录的信息(位),沿上述沟槽202a辐射激光到该面上,使目标信息被记录。另一方面,通过解调从射出的激光返回的激光,即通过解调表示该返回激光的接收信号来再现信息。
另一方面,当辐射光盘200的激光强度高于或等于预定的强度时,热敏层205通过该应用的激光的热量或光照产生变色。因此,在图像将在光盘200上形成的情况下,该光盘200位于保护层206一侧的一个面(即,标记面)与光学拾取头相对设置,通过以能使热敏层205变色的足够高的强度辐射该面,形成目标图像。
应该理解,由于光盘200除了热敏层205组成元件外,与常用的CD-R具有大致相同的结构,因此在这就不进一步详细阐述其组成结构。
另外,在实施例中,热敏层205用作变色层。作为选择,记录层202也可用作变色层202,在稍后的应用/改进中将会论述。
<光盘图像形成设备的配置>
接下来,图1是根据该实施例的图像形成设备的配置方框图。如图中所示,该图像形成设备10包括光学拾取头100、主轴电机130、旋转检测器132、RF(射频)放大器134、解码器136、伺服电路138、步进电机140、电机驱动器142、PLL(锁相环)144、分频电路146、接口150、缓冲存储器152、解码器154、策略电路156、帧存储器158、数据转换器160、激光强度控制(LPC)电路162、激光驱动器164和主控制单元170。图像形成设备10经接口150连接到主机(未详细示出)。
主轴电机130(旋转单元)旋转用来在其上记录信息或形成图像的光盘200。旋转检测器132对应于一种频率测速发电机,它通过利用主轴电机130的反电流来输出具有与主轴旋转速度相对应的频率的信号“FG”。
根据该实施例,图像形成设备10以CAV(恒定角速度)制式记录信息并且形成图像,采用伺服电路138以这种方式实现反馈控制,即,使信号FG检测到的主轴电机130的旋转速度变得与主控制单元170指令的角速度相等。应当注意,伺服电路138不仅执行对主轴电机130的旋转控制,而且还执行对光学拾取头100的跟踪控制和聚焦控制。
光学拾取头100(光辐射单元)是用于将激光辐射到旋转的光盘200的模块。该光学拾取头100的详细组成结构如图2所示。如该图所示,该光学拾取头100包括用于发射激光束的激光二极管102、衍射光栅104、用于聚焦激光束到光盘200上的光学系统110、和用于接收反射光(返回的激光)的光接收元件108。
激光二极管102由激光驱动器164提供的驱动信号“Li”驱动,从而发射强度与该驱动信号“Li”的电流值相对应的激光束。从激光二极管102发射的激光束经过衍射光栅104被分离成一个主光束和两个副光束,这些被分离的光束按顺序通过由极化分束器111、准直透镜112、1/4波片113、和物镜114构成的光学系统110,然后聚焦到光盘200上。
另一方面,从光盘200反射的三个光束又按顺序通过物镜114、1/4波片113、和准直透镜112,然后沿直角方向被极化分束器111反射。三个反射光束经由构成光学系统110的圆柱透镜115到达光接收元件108。
由光接收元件108接收的光接收信号“Rv”被RF放大器(见图1)放大,其后,放大的光接收信号被提供给诸如伺服电路138等。应当注意,光接收元件108实际上分别接收主光束和两组副光束。在这种情况下,正如稍后要说明的,在光接收元件108中接收主光束的检测区被细分成四个检测区域,并且由主光束形成的光学图像的光接收强度被每一个细分检测区域获得。因此,光接收信号Rv对应于表示四组光接收强度的光接收信号的总称。
物镜114由聚焦驱动器121和跟踪驱动器122保持,使得该物镜114能沿光束的光轴向和光盘200的径向两个方向移动。
聚焦驱动器121根据伺服电路138(见图1)提供的聚焦信号“Fc”沿光轴方向驱动物镜114。跟踪驱动器122(辐射位置操作单元)根据伺服电路138提供的跟踪信号“Tr”沿光盘200的径向驱动物镜114。
在这种情况下,跟踪驱动器122主要由,例如,被提供了跟踪信号Tr的线圈,和保持物镜114并由该线圈排斥/吸引的保持部件构成。因此,从光学拾取头100发射的激光束的辐射位置是根据线圈两端的跟踪信号Tr的电压来确定的。
应当注意,光学拾取头100还包括前向监控二极管(未示出),该前向监控二极管接收从二极管102发射的激光,并提供对应于该接收到的激光光量的电流到图1所示的激光强度控制电路162。
步进电机140(进给单元)以这样一种方式设置,即通过旋转该步进电机140,光学拾取头100沿光盘200的径向移动。电机驱动器142向步进电机140提供驱动信号,该驱动信号用来以一移动量沿由主控制单元指令的移动方向移动光学拾取头100。
RF放大器134放大来自光学拾取头100的光接收信号Rv,并提供已被放大的光接收信号给解码器136和伺服电路138。由于在记录信息再现情况下得到的光接收信号Rv已经是EFM(8到14位调制)调制,因此解码器136EFM解调该光接收信号,并提供该EFM解调光接收信号给主控制单元170。
在这种情况下,在光学拾取头100中主光束和两个副光束有这样一种位置关系(未示出)。即,当主光束的光点中心位于沟槽202a(见图4)的沟槽中心时,副光束光点中的一个光点位于该沟槽202a的内侧表面,并且副光束光点中的另一个光点位于外侧表面。因此,计算由光接收元件108检测接收到的这些副光束的光强度之间的差值,可以得到主光束移动到目标沟槽202a的内/外侧的任意位置,并且可以得到其位移量。因此,当记录信息时,伺服电路138(辐射位置控制单元)产生跟踪信号Tr,使得沿移动方向的移动量为零,并根据该跟踪信号Tr驱动跟踪驱动器122,即使当光盘200在偏心状态下旋转时,该伺服电路138也能准确跟踪沟槽202a的主光束(跟踪控制)。
通过旋转步进电机140沿径向移动光学拾取头100的控制操作是由主控制单元170执行的,该主控制单元170以这样一种方式发出指令,例如,每次光盘200以恒定的旋转数(线控制)旋转时,光拾取头100向外侧移动1步。
如上所述,当再现信息或记录信息时,光学拾取头100相对于光盘200的位置是以线控制的方式实现的,另外,从位置受控的光学拾取头100发射出的跟踪沟槽202a的激光的操作是由跟踪控制执行的。
应当注意,当图像形成时,伺服电路138仅产生响应主控制单元170发出的指令的跟踪信号Tr,而不执行跟踪沟槽202a的跟踪控制(稍后会论述)。
如图3所示,光接收元件108的检测区实际上细分成四个区域“a”,“b”,“c”,和“d”。另一方面,在物镜114位于光盘200附近的情况下,由圆柱透镜115聚焦在光接收元件108上的主光束的图像,形成纵向椭圆形“A”,在物镜114距离光盘200较远的情况下,该图像形成横向椭圆形“B”,在物镜114刚好聚焦的情况下,该图像形成圆“C”。
因此,(a+c)-(b+d)用来计算在四个区域得到的光接收强度,可以得到物镜114位移到光盘200的近侧/远侧以及该物镜114的位移量。因此,伺服电路138产生聚焦信号“FC”使该位移量减小到零,即使当聚焦驱动器121驱动光盘200以波动方式旋转时,伺服电路138也能使主光束的光点直径为常量(聚焦控制)。
其次,缓冲存储器152存储通过接口150从主计算机输出的信息,也就是说,该信息(以下称作“记录数据”)一定是以FIFO(先入先出)模式被记录在光盘200的记录面上。
解码器154EFM-解调从缓冲存储器152读出的记录数据,然后输出EFM-解调后的记录数据到策略电路156。该策略电路156对解码器154输出的EFM信号执行时间轴校正等处理操作后,输出处理后的EFM信号到激光驱动器164。
另一方面,帧存储器158存储通过接口150从主计算机输出的信息,也就是说,该信息(以下称作“图像数据”)应形成在光盘200上。
该图像数据相应于一组定义要绘到光盘200上的点“P”的密度的灰度等级数据。如图5所示,对于每个点“P”,这些点“P”由每个以光盘200的中心为圆点的同心圆和径向直线相交而形成的交点排列而成。在这种情况下,为了说明光盘200的交点坐标系,为方便起见,同心圆从内圆周到外圆周按顺序定义为第一行,第二行,第三行,…,第m行(最后一行),而当某一径向直线被用作基准线时,其它径向直线沿顺时针方向按顺序称作第一列,第二列,第三列,…,第n列(最后一列)。
在这种情况下,这些点为方便起见被如此定义的原因给出如下:
一般情况下,如图6所示,当从记录面看光盘200的沟槽202a时,该沟槽202a从内圆周起沿顺时针方向呈螺旋形。当信息记录在该记录面上时,由于该沟槽202a按规范一定是从沟槽202a的内圆周的边缘点“Gs”开始跟踪,所以光盘200从记录面方向看是沿逆时针方向旋转,另外,光学拾取头100从光盘200的内圆周向外圆周移动。
在该实施例中,当上述结构为初始状态时,当光盘200在标记面置于光学拾取头100的相反方向的条件下旋转时,该光学拾取头100通过该光盘的旋转在主扫描方向扫描,并且光学拾取头100在副扫描方向从内圆周移到外圆周。
因此,关于光学拾取头100相对于光盘200的相对移动,如图5所示,当光盘200被固定,从标记面方向看,光盘200的主扫描方向变成与旋转方向相反的逆时针方向。
当这些点阵按如上所述被定义时,图7中所描述的m行Xn列的排列的灰度等级数据被存储在帧存储器158中。在这种情况下,根据该实施例,设当灰度等级数据是3比特时,形成每点8(=23)个灰度等级的图像。准确地说,假设在3比特灰度等级数据中,灰度等级数据(000)定义最亮(最浅)密度,而从(001),(010),(011),(100),(101),(110)到(111)定义的多个密度数据按顺序表示形成的暗(深)密度点。
关于存储在帧存储器158中的图像数据,当主控制单元170指定一特定行时,该特定行(一行)的灰度等级数据以批处理模式被读出,以用来在主控制单元170中执行判断操作。另外,当行和列都被主控单元170指定时,只有位于该行和该列的一点的灰度等级数据被读出,然后,把该读出的灰度等级数据提供给数据转换器160。
应该理解,图5只是示意性的说明了这些点“P”之间的位置关系。然而,在实际情况下,这些点“P”以精致的方式排列。该精致的排列可以类似的被用于图6所示的沟槽202a的间隔中。
一般来讲,以位图格式来形成用于主计算机的图形数据。因此,当在光盘200上形成图像时,以位图格式形成的图形数据可以由主计算机等转换成图5所示的坐标系,并且被转换的数据可以按照图7所示的存储方式存储在帧存储器158中。
主控制单元170的详细结构在图中未示出。该主控制单元170由CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存储器)等构成。通过根据事先存储在ROM中的程序以正确的方式操作图像形成设备10的各个单元,主控制单元170控制光盘200的记录面的信息记录操作和光盘200的标记面的图像形成操作。
<激光的辐射轨迹>
另一方面,当激光辐射标记面时,图像形成时被返回的激光的情况与信息形成时被返回的激光的情况是不同的。存在众多无法期望的稳定且准确的跟踪控制的可能性。因此,在该实施例中,在激光辐射标记面从而形成图像的情况下,该实施例的图像形成设备以这样一种方式配置,即,控制激光辐射光盘200的位置而不使用跟踪沟槽202a的跟踪控制。
应该理解,尽管该图像形成设备未表明当图像形成时不执行跟踪控制操作,但是当图像形成时跟踪控制操作可以与辐射位置控制合并到一起执行(将在下面提及的应用/改进中说明)。
在图像形成时假设光盘200的旋转方向是主扫描方向而径向是副扫描方向的情况下,不采用跟踪控制操作的、沿径向以需要的量副扫描激光辐射位置的装置只对应于这种通过旋转步进电机140使光学拾取头100移动的配置。
在这种情况下,现在设由步进电机140获得的光学拾取头100的最小移动分辨率是大约10μm,沿副扫描方向形成的图像的最小间距与该最小移动分辨率相等,即大约10μm。
因此,如果聚焦控制操作是以射向热敏层205的激光的光点直径与该分辨率相等即大约10μm的方式执行的,并且激光的强度是相应于形成的图像的点而定义的,那么可以马上接受这个能够形成更好的图像的想法。
然而,在通过使光点直径从大约1μm扩大到大约10μm而在形成图像时使用记录信息时光点直径为1μm左右的激光二极管102的情况下,每个单位区域的辐射强度相对于热敏层205降低,以致不能执行令人满意的变色。
相反,热敏层205仅被光点直径为大约1μm的激光辐射并且光学拾取头100以大约10μm的长度沿光盘径向进行副扫描时,该大约10μm的长度是相应于光盘200每旋转一圈光学拾取头的最小移动分辨率,实际上一点中变色的部分仅仅是宽度大约为1μm的线形部分。由于未被激光辐射到,一点中余下的90%部分是未变色的。因此,就要考虑下述问题。即,在具有最亮密度的一点中,变色部分与未变色部分的比率是0%,而在具有最暗密度的一点中,变色部分与未变色部分的比率仅接近10%。因此,由于这些比率的差值很小,形成的图像的对比度会降低,从而导致其可见度也会变差。
总之,在该实施例中,首先,当形成一行中的若干个点时,在光学拾取头100保持不动的情况下光盘200旋转(循环)多次。应该理解,激光对光盘200的辐射轨迹在多次旋转时保持不变,第二,在该实施例中,每当光盘200旋转时,施加跟踪信号“Tr”。当跟踪信号“Tr”的频率彼此相同,跟踪信号“Tr”的幅度彼此相同,且只有跟踪信号“Tr”的相位彼此不同时,以光盘每次旋转时辐射轨迹不同的方式设置跟踪信号“Tr”。准确地说,在该实施例中,鉴于这种关系,即,根据光盘200旋转7次形成8灰度等级的图像和为了使若干点形成一行而把基准线的通过时间在时间轴上设置为零,主控制单元170发送指令给伺服电路138,产生三角波作为跟踪信号“Tr”。也就是说,对于这些三角波信号,在第一次旋转,三角波信号的相位设置为零,然后,在第二次旋转和后续的旋转,三角波信号的相位依次延迟(2π/7)。
如图8A所示,当跟踪信号“Tr”提供给跟踪驱动器122时,从第一次旋转的轨迹(1)到第七次旋转的轨迹(7)定义的轨迹,激光对光盘200的辐射轨迹彼此不同。
应该注意,在图8A中,在光学拾取头100位于与要形成的图像的点阵中某一行的某一点相对应的情况下,符号“Q”表示假设跟踪信号“Tr”电压设置为零时激光的辐射轨迹。即使激光的辐射轨迹实际上是弧形,为了便于说明,在该图中该辐射轨迹以直线形式延长。
<灰度等级显示>
如上所述,当形成一行的多个点时,由于光盘200每次旋转时激光的辐射轨迹彼此不同,如果以在某一次旋转时辐射激光到光盘200而使热敏层205变色而在另一次旋转时热敏层205不变色的方式执行控制操作,那么某一点变色部分与未变色部分的面积比率是变化的,从而可以表示暗/亮灰度等级。
准确地说,在该实施例中,当形成1行中的多个点需要旋转7次时,为了使热敏层变色,激光仅以等于与7次旋转的灰度等级的十进制值相对应的旋转次数的某些次数辐射光盘200。例如,当灰度等级数据是(101)时,用这种7次旋转中仅有5次能使热敏层205变色的强度的激光辐射光盘200,从而使相应的轨迹部分变色。当灰度等级是(011)时,用这种7次旋转中仅有3次能使热敏层205变色的强度的激光辐射光盘200,从而使相应的轨迹部分变色。
用于定义形成1行中的多个点所需的7次旋转中的每次旋转激光强度的主要配置是数据转换器160(激光强度定义单元)。换句话说,当数据转换器160以对比度优先模式运行时,如图9所示,该数据转换器160响应主控制单元170指定的旋转次数,把从帧存储器158读出的灰度等级数据转换为ON数据(位)或OFF数据。该ON数据设置激光的强度为写电平,而OFF数据设置激光的强度为伺服电平。例如,当从帧存储器158读出的灰度等级数据是(010)时,数据转换器160在第一次旋转和第二次旋转时转换该读出的灰度等级数据到ON数据,然后数据转换器160在第三次旋转到第七次旋转时转换该读出的灰度等级数据到OFF数据。
这种情况下,上述“写电平”相应于当激光辐射热敏层205时激光具有能使该热敏层205变色的某一强度的值,而上述“伺服电平”相应于当激光辐射热敏层205时激光具有基本上不使该热敏层205变色的某一强度的值。下面将给出具有伺服电平强度的激光基本上不使热敏层205变色但仍被输出的原因。即,稍后将说明,聚焦伺服控制操作(和光量控制操作)被执行。
当数据转换器160以节省时间的方式运行时(稍后将说明),如果从帧存储器158读出的灰度等级数据不同于(000)的任意灰度等级数据,那么数据转换器160转换所有灰度等级数据为ON数据。另外,只有当从帧存储器158读出的灰度等级数据是(000)时,数据转换器160转换所有灰度等级数据为OFF数据。
<图像形成模式>
根据该方法,当形成1行的若干点时,光盘200至少要旋转7次。另一方面,当形成的图像仅由符号、字符和数字等字符构成时,并不总是需要形成有多灰度等级和高对比率的图像。期望形成只有两种(ON/OFF)灰度等级的景象,并且期望形成用户希望缩短形成图像的持续时间而不是灰度等级显示的持续时间的景象。
总之,在该实施例中,准备了两种模式,即对比度优先模式,在该模式下,以最高优先权执行有高对比率的图像的形成,和节省时间模式,在该模式下,以最高优先权执行形成图像需要的时间的缩短。图像形成设备10采用上述两种模式中的任意一种形成图像的配置。
应该注意,为了设定这样一种模式,可以设想各种配置。即,(1)主计算机经接口150向主控制单元170指示模式设置操作;(2)主控制单元170分析存储在帧存储器158中的灰度等级数据以便形成直方图,然后,根据该直方图判断正确的模式;和(3)用户通过各自提供的选择单元设定正确的模式。
回过来参考图1的描述,为了控制从激光二极管102发出的激光的强度,采用了激光功率控制单元162。具体来说,激光功率控制电路162以由前向监控二极管检测的激光二极管102的发光量与由主控制单元170提供的最佳激光功率目标值相一致的方式控制驱动信号“Li”的电流值。
这种情况下,如上所述,由于该实施例的图像形成设备采用CAV体制,即恒角速度体制,光学拾取头100指向光盘200的外圆周越远,该光盘200的线速度就越高。因此,光学拾取头100越指向光盘200的外侧,主控制单元170设置的光电平的目标值就越高。
激光驱动器164根据存储电路156提供的调制数据对由激光功率控制电路20反射的控制内容产生驱动信号“Li”,然后,在记录信息时提供该产生的驱动信号“Li”到光学拾取头100的激光二极管102。另外,激光驱动器164根据数据转换器160转换的数据对由激光功率控制电路20反映的控制内容产生驱动信号“Li”,然后,当图像形成时提供该产生的驱动信号“Li”到光学拾取头100的激光二极管102。
因而,以该强度与由主控制单元170提供的目标值相一致的方式来对从激光二极管102发出的激光束的强度进行反馈控制。
<基准行和列的检测>
如上所述,旋转检测器132输出具有与主轴旋转速度相对应的频率的信号“FG”。PLL电路144与信号“FG”同步,产生时钟信号“Dck”,然后提供该产生的时钟信号“Dck”到主控制单元170。该时钟信号“Dck”具有由通过倍频信号“FG”的频率而定义的频率。分频电路146产生由常数分频信号“FG”而得到的基准信号“SFG”,然后,提供该基准信号“SFG”到主控制单元170。
这种情况下,设旋转检测器132在主轴电机130每旋转1圈即光盘200每旋转1圈的时间周期中产生8段脉冲(如图10)作为信号“FG”,分频电路146对信号“FG”进行1/8分频从而产生分频信号作为基准信号“SFG”。因而,主控制单元170检测到基准信号“SFG”的上升时间是在光学拾取头100发出的激光的辐射位置已经通过光盘200的基准线时。
这种情况下,当在PLL电路144中频率的倍率被设置成与通过将每行的列数“n”除以8得到的值相等时,时钟信号“Dck”的一个时间周期与在光盘200以点阵的1列对应的角度旋转期间的一个时间周期相一致。
因而,由于主控制单元170在基准信号上升后按顺序计算时钟信号“Dck”的上升时间,因此该主控制单元170检测当图像形成时在光学拾取头100的激光辐射位置已经通过光盘200的基准线后出现了多少列。
应该理解,对“光盘200的基准线”这一表述描述如下:准确地讲,该表述是指主轴电机130的旋转轴的基准线。不论是当记录信息时,还是图像形成时,由于光盘200在该光盘200已夹到与该旋转轴直接耦合的工作台的情况下旋转,主轴电机130的旋转轴的基准线相对光盘200内的某一径向直线的位置关系保持不变。因而,只要保持该条件,就可以毫无问题地将光盘200内的一径向直线称为光盘200的基准线。
在该实施例中,当基准信号的上升时间被定义为光盘200的基准线通过时间时,时钟信号“Dck”的上升时间被用作这样一时间,在该时间,光盘200只以与点阵的1列对应的角度旋转。很明显,在任何情况下,可以选择性地采用下降时间。
<图像形成设备10的操作>
接下来,将说明该实施例的图像形成设备10的操作。该图像形成设备10的主要特征是图像形成在光盘200上。另外,除了该主要特征外,该图像形成设备10还具有由一般的信息记录功能和该图像形成功能构成的可共同利用的功能的副特征。因此,仅简单介绍信息记录功能的操作的执行,而后要对该主要特征即图像形成操作加以详细介绍。
<信息记录操作>
首先,如上所述,在信息记录在光盘200的记录面上的情况下,在光盘200以其记录面面向光学拾取头100被定位的方式放置后,伺服电路138以可以获得由主控制单元170指示的角速度的形式对主轴电机130进行反馈控制。另一方面,光学拾取头100通过旋转步进电机140到沟槽202a的最内圆周的一点来进给。
然后,当跟踪控制操作开始沟槽202a的跟踪操作时,按顺序读出记录在缓冲存储器152中的数据,读出的数据由编码器154EFM调制,其后,EFM调制数据以由策略电路156进行的时间轴校正等处理操作的方式被处理。然后,以根据EFM调制数据准确把激光的强度转换为写电平或伺服电平的方式来执行主控制单元170的控制操作,且该强度与主控制单元170指定的目标值相一致。由于在写电平改变了被激光辐射的记录层202,所以信息被记录在该记录层202上。
应该注意,当记录信息时,除了旋转控制操作、跟踪控制操作、和光量控制操作外,还执行上述线控制操作和聚焦控制操作。
<图像形成操作>
下面将描述由图像形成设备10对光盘200执行的图像形成操作。图11、图12、图13是解释该图像形成操作的流程图。
应该理解这样的假设,即,如上所述,当图像形成时,光盘200以该光盘200的标记面面向光学拾取头100的方向放置。表示形成的图像的图像数据从主计算机被提供给图像形成设备10,并且存储在帧存储器158中。当图像形成时,连续对光盘200执行聚焦控制操作、光量控制操作、和旋转控制操作。但是,如前面所述,不执行跟踪沟槽202a的跟踪控制操作。
<对比度优先模式>
首先,主控制单元170判断操作模式在图像实际形成之前是否已设置到对比度优先模式(步骤S11)。当其判断结果是“是”时,主控制单元170输出命令使光学拾取头100移到与光盘200的最内圆周(即第一行)相对应的一点(步骤S12)。响应该命令,电机驱动器142产生所需要的信号,以便将光学拾取头100移动到该点,然后,步进电机140根据该信号旋转,使光学拾取头100实际地移动到该点。
其次,主控制单元170预先读取光学拾取头100所在行的一行的、存储在帧存储器158中的图像数据的灰度等级数据(步骤S13)。应该注意,当步骤13所定义的处理操作在第一次被执行时,预先读出光盘200的最内圆周的第一行的所有灰度等级数据。
然后,主控制单元(第一判断单元)170判断是否1行的所有预先读出的灰度等级数据均为(000)(步骤S14)。1行的灰度等级数据均为(000)的情况表示根本不需要热敏层205根据形成该行的点所需要的光盘200旋转7周来变色。
最后,在判断结果是“是”时,主控制单元170跳过对步骤S28(稍后将说明)的处理次序操作而没有停顿,以便省略形成该行的若干点的“n”段所需的处理操作。
另一方面,当该判断结果是“否”时,主控制单元170设置变量“P”为“1”(步骤S15)。这种情况下,采用变量“P”是为了获知从形成光学拾取头100所在行的若干点所需的光盘200的7周旋转中所选择的一次旋转。因此,由于变量“P”设置为“1”,主控制单元170获知选择了第一次旋转。
随后,主控制单元170注意光学拾取头100所在行的第一列,以便按顺序处理从第一列到最后“n”列的若干列的灰度等级数据(步骤S16)。然后,主控制单元170进入等待状态直到旋转的光盘200的基准线已经过指定的位置,即,直到基准信号“SFG”到达上升时间(步骤S17)。
这种情况下,当基准信号“SFG”上升时,主控制单元170指令伺服电路138输出跟踪信号Tr,其相位相应于变量“P”表示的旋转数(步骤S18)。因此,由于伺服电路138开始输出其相位相应于变量“P”表示的旋转数的跟踪信号Tr,从光学拾取头100发出的光束开始沿光盘200的径向摆动,而该光束实际上跟踪图8A所示的从轨迹(1)到轨迹(7)的变量“P”的轨迹。例如,当变量“P”是“1”时,光束跟踪光盘200的轨迹(1)。
当并行产生该跟踪信号Tr时,从步骤S19到步骤S24所定义的一系列处理操作与时钟信号Dck的1个时钟周期同步执行。
换句话说,主控制单元170从帧存储器158读出当时与光学拾取头100所在行相关的列的灰度等级数据。另外,主控制单元170可在预先读出的一行的灰度等级数据中选择性地输出与行/列有关的点的灰度等级数据。因此,数据转换器160转换读出的灰度等级数据为与变量“P”表示的旋转数有关的ON或OFF数据。这里的ON数据使激光强度变为写电平,而OFF数据使激光强度变为伺服电平。
激光驱动器164判断转换后的数据(步骤S20),然后输出与只在该转换后的数据是ON数据情况下产生的写电平一致的驱动信号“Li”(步骤S21)。结果导致这样一个事实,即光学拾取头100采用的激光二极管102在写电平发出激光,在光盘200的热敏层205,在当时与相关的列和光学拾取头所在行相关的若干点中,只有与变量“P”表示的旋转数相关的轨迹部分变色。
另外,在转换后的数据为OFF数据的情况下,或在不提供转换后数据,即数据不是“ON”数据的情况下,激光驱动器164输出对应于伺服电平的驱动信号“Li”(步骤S22)。因此,由于光学拾取头100采用的激光二极管102在伺服电平发出激光,热敏层205不变色。
其后,主控制单元170判断相关的列是否对应于最后“n”列(步骤S23)。当判断结果是“否”时,该判断控制单元170使相关的列向前移动到下一列(步骤S24)。然后,主控制单元170重复对处理操作后已经被前移的相关列单独执行相类似的处理操作。最后,由于对相关的列重复执行该处理操作直到最后“n”列,因此激光被应用到光拾取头100所在行变量“P”表示的旋转数的轨迹上。
如上所述,由于该重复处理操作的一个周期与时钟信号“Dck”的一个时间周期同步执行,所以每次光盘200以一点与基准线所成的角度旋转时,都响应根据该行和该旋转数转换的ON或OFF数据来应用激光。
另一方面,在主控制单元170判断相关列是最后“n”列的情况下,该主控制单元170进一步判断在当时变量“P”是否是“7”(步骤S25)。当其判断结果是“否”时,主控制单元170使变量“P”加“1”(步骤S26),然后等待光盘200的下一次旋转。
为了判断是否存在以已增加的变量“P”所表示的旋转中激光应用于电平激光的情况,主控制单元(第二判断单元)170再次检查预先读出的一行的灰度等级数据(步骤S27)。
例如,在增加后的变量“P”等于,例如,“4”的情况下,当一行中的所有灰度等级数据均小于或等于(011)时,如图9所示,主控制单元170判断不存在第四次旋转时激光应用于写电平的情况。当一点的灰度等级数据大于或等于(100)时,主控制单元170判断存在第四次旋转时激光应用于写电平的情况。
在步骤S27判断结果是“否”的情况下,处理顺序操作又返回到步骤S25,主控制单元170判断增加后的变量“P”是否是“7”。在该实施例中,在由数据转换器160得到的转换后的内容是如图9所示的内容的情况下,当某一行的变量“P”是值“α”时(“α”值是满足2≤α<7的整数),如果步骤S27的判断结果一次是“否”,那么该判断结果连续是“否”直到变量“P”后来变为“7”。
另一方面,在步骤S27的判断结果是“是”的情况下,处理顺序操作又返回到步骤S16。因此,按照增加后的变量“P”所表示的旋转数来执行步骤S16到S25所定义的处理操作。
无论是在主控制单元170在步骤S25判断变量“P”是“7”的情况下,还是在步骤S14的判断结果是“是”的情况下,主控制单元170判断光学拾取头100所在行是否是最后“m”行(步骤S28)。当其判断结果是“否”时,主控制单元170发出命令使光学拾取头以等于该光盘200的一行的距离移到光盘200较外圆周的一点,即由步进电机140以光学拾取头100的最大移动分辨率移动(步骤S29)。响应该命令,电机驱动器142产生需要的信号,以便将光学拾取头100移动到该点,然后,步进电机140响应该信号而被旋转。最后,光学拾取头100实际地被移到该点。其后,处理顺序操作又返回到步骤S13。因此,按照光学拾取头100已经移动后的一行来执行步骤S13到S28所定义的处理操作。
另一方面,在主控制单元170判断光学拾取头100所在行是最后“m”行的情况下,该判断结果表示对于置于该图像形成设备10中的光盘200,第一行到最后“m”行的图像形成操作已经完成。最后,主控制单元170完成该图像形成操作,如果需要,例如,并执行弹出处理操作(未示出)弹出该光盘200。
如上所述,在该实施例中,以激光辐射轨迹彼此不同的7次改写操作的方式,对光盘200的1行(旋转1圈)以对比度优先模式执行图像形成操作。然后,在这7次改写操作中,以由灰度等级数据所指定的强度越暗改写操作的次数越大的方式执行图像形成操作。
这种情况下,在该实施例中,主控制单元170在这1行的改写操作执行前检查该行的灰度等级数据。如果该行的所有灰度等级数据是(000),那么光学拾取头100立刻向外移动1行而实际上不使光盘200旋转7次。换句话说,如果在形成这1行的图像所需的7次旋转中一次也不需要使用写电平的激光的话,那么光学拾取头100立刻向外移动1行而实际上不旋转7次。准确地说,当步骤S14的判断结果是“是”时,处理顺序操作跳到步骤S28。此外,当步骤S28的判断结果是“否”时,执行步骤S29所定义的处理操作。因此,由于对不执行图像形成操作的行执行的处理操作被跳过(即,热敏层205不变色),所以执行图像形成操作所需的总的时间就会因该跳过处理操作所需的时间而缩短。
另外,在对比度优先模式中,在除了光盘200形成1行图像所需的7次旋转中的第一次旋转外的第二次和之后的旋转中,主控制单元170预先判断是否有在相关的旋转中激光应用于写电平的情况。当该判断结果是“否”时,与该相关电路并发的旋转被跳过。换句话说,如果S27的判断结果是“否”,那么处理顺序操作不返回到步骤S26,而返回到步骤S25。另外,与该实施例类似,在数据转换器160所得到的转换内容是如图9所示的情况下,如果步骤S27的判断结果一次是“否”,那么该判断结果连续是“否”直到变量“p”是“7”。
例如,在某一行中变量“P”等于“4”的情况下,当该行中的所有灰度等级数据均小于或等于(011)时,如果步骤S27的判断结果是“否”,那么步骤S27得到的判断结果连续是“否”直到变量“p”增加到“7”。因此,从第四次旋转到第七次旋转将光学拾取头100移动到光盘200的外侧1行,而不执行步骤S16到步骤S24定义的处理操作。
最后,由于光盘200的图像形成操作的这样一次不被执行的旋转的处理操作被跳过(旋转跳过),那么,结合上述行跳过处理操作,就会进一步缩短执行图像处理操作所需的时间。
在形成1行图像所需的7次旋转中,从旋转跳过主体中排除第一次旋转的原因如下:即,如果第一次旋转被跳过,那么步骤S14的判断结果是“是”,这种情况表示其第一行被跳过。
<节省时间模式>
下面将说明步骤S11判断结果是“否”即图像形成模式设置到节省时间模式的情况所执行的操作。在节省时间模式,通过旋转该光盘200一次(一圈),针对光盘200的1行(旋转1圈)执行图像形成操作。因此,在节省时间模式,在下述说明中没有出现与变量“P”相关的处理操作,并且不执行改写操作方式的图像形成操作。因而,在这种情况下说明节省时间模式,只有“ON”和“OFF”这样的二进制表示就受到了限制。应该注意,在该实施例中,由于灰度等级数据是3位,当灰度等级数据是非(000)的任意位时,具有写电平的激光辐射热敏层205从而使该热敏层205变色,而当灰度等级数据是(000)时,具有伺服电平的激光辐射热敏层205从而使热敏层205不变色。
在图像形成模式设置到节省时间模式的情况下,主控制单元170输出命令使光学拾取头100移到与光盘200的最内圆周(第一行)对应的一点(步骤S30)。与上述对比度优先模式类似,光学拾取头100响应该命令移到该点。
其次,与对比度优先模式类似,主控制单元170预先只读取存储在帧存储器158中的图像数据中的光学拾取头100所在行的1行的灰度等级数据(步骤S31)。然后,主控制单元(第一判断单元)170判断是否1行的所有预先读出的灰度等级数据均为(000)(步骤S32)。形成1行的点所需的灰度等级数据均为(000)的情况表示热敏层205在光盘200旋转1周的时间中根本不变色。最后,在判断结果是“是”时,主控制单元170跳过对步骤42(稍后将说明)的处理次序操作而没有停顿,以便省略形成该行的若干点的“n”段的处理操作。
另一方面,当该判断结果是“否”时,主控制单元170注意光学拾取头100所在行的第一列,以便按顺序处理从第一列到最后“n”列的若干列的灰度等级数据(步骤S33)。然后,主控制单元170进入等待状态直到旋转的光盘200的基准线已经过指定的位置,即直到基准信号“SFG”出现上升时间(步骤S34)。
这种情况下,当基准信号“SFG”上升时,主控制单元170发出指令给伺服电路138,将跟踪信号Tr的电压固定为零(步骤S35)。因此,由于伺服电路138设置跟踪信号Tr的电压为零然后输出该具有零电压的跟踪信号Tr,从光学拾取头100发出的光束的轨迹不沿光盘200的径向摆动,从而形成仅由旋转的光盘200主扫描得到的圆形(即,图8A所示的轨迹“Q”)。
从步骤S36到步骤S41所定义的一系列处理操作与时钟信号“Dck”的1个时钟周期同步执行。换句话说,主控制单元170从帧存储器158读出当时与光学拾取头100所在行相关的列的灰度等级数据。另一方面,如果该读出的灰度等级数据是(000),那么数据转换器160转换该读出的灰度等级数据为把激光强度设置成伺服电平的OFF数据,而如果该读出的灰度等级数据是非(000)的任意位,那么数据转换器160转换该读出的灰度等级数据为把激光强度设置成写电平的0N数据(步骤S36)。
激光驱动器164判断转换后的数据(步骤S37),然后仅仅在该转换后的数据是0N数据情况下产生与写电平相对应的驱动信号“Li”(步骤S38)。结果导致这样一个事实,即光学拾取头100采用的激光二极管102在写电平发出激光,光盘200的热敏层205中只有当时相关的列的若干点和光学拾取头所对应的轨迹部分的一部分变色。
另一方面,在转换后的数据为OFF数据的情况下,或在不提供转换后数据,即数据不是0N数据的情况下,激光驱动器164输出与伺服电平对应的驱动信号“Li”(步骤S39)。因此,由于光学拾取头100采用的激光二极管102在伺服电平发出激光,所以热敏层205不变色。
其后,主控制单元170判断相关的列是否对应于最后“n”列(步骤S40)。当判断结果是“否”时,该判断控制单元170使相关的列向前移动到下一列(步骤S41)。然后,主控制单元170重复对处理操作后已经被前移的相关列执行相类似的处理操作。最后,由于对各列重复执行该处理操作直到最后“n”列,因此,根据光拾取头100所在行的转换后的ON或OFF数据,激光被辐射到光盘200。
如上所述,该重复处理操作的一个周期与时钟信号Dck的一个时钟周期同步执行,每次光盘200以一点与基准线所成的角度旋转时,或者响应0N数据或者OFF数据,激光得以应用。
另一方面,在主控制单元170判断相关列是最后“n”列的情况下,或在步骤S32的判断结果是“是”的情况下,主控制单元170进一步判断光学拾取头100所在的行是否是最后“m”行(步骤S42)。当其判断结果是“否”时,主控制单元170发出命令使光学拾取头以等于该光盘200的一行的距离移到光盘200外圆周的一点(步骤S43)。响应该命令,光学拾取头100实际地移到该点。其后,处理顺序操作又返回到步骤S31。因此,对光学拾取头100已经移动后的一行执行步骤S31到S42所定义的处理操作。
另一方面,在主控制单元170判断光学拾取头100所在行是最后“m”行的情况下,该判断结果表示对于置于该图像形成设备10中的光盘200,第一行到最后“m”行的图像形成操作已经完成。
在节省时间模式,如上所述,由于对光盘200的1行(旋转1次)以简单的单一写操作执行图像形成操作。尽管所形成的图像的对比度与对比度优先模式相比要差,但是形成图像所需的总的时间可以短很多。
这种情况下,在该实施例中,主控制单元170在这1行的单一写操作执行前检查该行的灰度等级数据。如果该1行的所有灰度等级数据是(000),那么光学拾取头100立刻移到1行的外侧。准确地说,当步骤S32的判断结果是“是”时,处理顺序操作跳到步骤S42。此外,当步骤S42的判断结果是“否”时,执行步骤S43所定义的处理操作。因此,与对比度优先模式相类似,由于对不执行图像形成操作的行执行的处理操作被跳过(即,热敏层205不变色),执行图像形成操作所需的总的时间就会因该跳过处理操作所需的时间而缩短。
<形成的图像的具体例子>
下面将结合具体例子来说明由图像形成设备10所形成的图像。
首先,在图像形成模式设置为对比度优先模式的情况下,通过执行由灰度等级数据的十进制值表示的多次改写操作来表示每行的点。准确地说,在光盘200的热敏层205内,具有写电平的激光沿光盘200的每次旋转彼此不同的轨迹被应用到由代表这些点的灰度等级数据的十进制值所表示多次旋转形成的多个点对应的区域。因此,写电平总的辐射次数越大,点区域的变色区的比率就越大。
这种情况下,当图14所示的构成形成图像的初始条件的灰度等级数据被存储在帧存储器158中时,对比度优先模式所形成的图像如图15所示。换句话说,在对比度优先模式,对于灰度等级数据(位)是(111)的那些点,由于从第一次旋转到第七次旋转,对沿光盘每次旋转时彼此不同的轨迹应用具有写电平的激光,因此该激光辐射到的这些点的区域而变色的部分的区域所占的比率最大。
当帧存储器158的存储内容如图17所示时,对比度优先模式所形成的图像如图18所示。换句话说,在对比度优先模式,对于灰度等级数据(位)是(000)的那些点,具有写电平的激光总的辐射次数等于零。但是,当灰度等级数据值(位)增加到(001),(010),(011),…,(111)时,具有写电平的激光被应用的总的次数增加到1次,2次,3次,…,7次。因此,由于辐射该激光到这些点的区域而变色的区域的比率随着上述灰度等级数据而逐渐增大,最终形成3比特灰度等级数据的8个灰度等级的图像。
另一方面,在图像形成模式设置到节省时间模式的情况下,在该实施例中,对于非(000)的灰度等级数据,每一行的点由辐射具有写电平的激光仅一次来表示。这种情况下,当图14所示的灰度等级数据存储在帧存储器158中时,节省时间模式所形成的图像如图16所示。换句话说,在节省时间模式,对于非(000)的点的灰度等级数据,由于这些灰度等级数据仅由应用具有写电平的激光1次而产生的变色来表示,与对比度优先模式相比,形成的图形的对比度降低。
应该注意,在节省时间模式,形成1行图像所需的总的时间仅仅是光盘200旋转1圈的时间。因此,与对比度优先模式相比,对于每行的(111)灰度等级数据,在至少一点或更多点出现的情况下,形成图像所需的总的时间缩短大约1/7。
如上所述,在该实施例中,当需要形成具有高对比度的图像时,图像形成模式可以设置到对比度优先模式,而当需要在短时间内形成图像时,图像形成模式可以设置到节省时间优先模式。因此,当根据例如用户的品位和图像质量等各种情况,图像形成模式可以从对比度优先模式和节省时间模式中适当的选择时,可以在光盘200上形成合适的图像。
应该注意,在图14到图18中,符号“i”以总称表示方式表示能说明从第一行到第“m”行的每一行的符号。符号“j”以总称表示方式表示能说明从第一列到第“n”列的每一列的符号(这些符号同样在图20中使用,稍后将说明)。
<应用/改进>
应该理解,本发明不仅仅局限于上述实施例,以下面提到的应用/改进也可以实现。
<使用记录层作为变色层>
在上述实施例中,图像形成设备10以激光辐射热敏层205以便在热敏层205上形成图像的方式来配置。作为选择,由于信息记录时采用的记录层202通过激光辐射而变色,根据本发明,该记录层被用作变色层。如果记录层202如上所述被用作变色层,那么记录数据被记录在记录面上,其后,该数据记录操作不旋转光盘就立即被提前到图像形成操作。
应该理解,在记录层202被用作变色层的情况下,当光盘最内侧作为起始点时,不能形成图像。其原因很明显。也就是说,是因为信息记录在光盘200上时,当沟槽202a的边缘点“Gs”作为起始点时,从最内侧写记录数据。换句话说,用来形成图像的区域和用来记录信息的区域不能以重叠方式被使用。
因此,在记录层202用作变色层的情况下,在采取下面提到的方法(1)和(2)后,被记录在记录层202上的数据量应受其它限制(即,用来在其上记录信息的区域),例如,限制用来在其上形成图像的区域。在方法(1)中,在记录数据从光盘200的内圆周已被记录后,执行了上述图像形成操作,而该点被用作起始行,且该点与该记录数据的写终点分离一段对该记录数据的读操作没有负面影响的距离。在方法(2)中,当光盘200的最外圆周被用作起始行时,在不对已记录的记录数据带来负面影响的范围内,在光盘200的内圆周形成图像。
<变色部分的极化的防止>
在上述实施例中,图像形成设备10如此配置,即当图像形成模式被设置到对比度优先模式时,通过采用图9所示的转换表,响应旋转次数以对相邻的旋转被转换的数据连续的方式把灰度等级数据转换为0N数据或OFF数据。因此,如果在某一次旋转中的整个1行上均未出现大于或等于某一值的灰度等级数据,那么在该次和后续的旋转中激光的辐射被跳过,从而形成图像所需的总时间因跳过其激光的辐射所需的时间而被缩短。
然而,在上述配置中,写电平激光的辐射轨迹彼此相邻。例如,在灰度等级数据(位)是(100)时,如图18所示,在写电平中应用的激光跟踪与从第一次旋转到第四次旋转定义的各次的旋转相应的轨迹(1)、(2)、(3)、(4),并且轨迹沿行方向和列方向彼此相邻。因此,即使当采用相同的灰度等级数据时,可能出现两种情况。即,在一种情况下,因在其上应用激光而变色的部分集中在点的上部。在另一种情况下,因在其上应用激光而变色的部分集中在点的下部,取决于列。这有可能在视觉上被识别出差别。
例如,对于第(i+4)行/第(j+2)列的点和第(i+4)行/第(j+5)列的点,尽管任意灰度等级数据是(100)(见图17),在前一种情况下,变色部分集中在点的上部,而在后一种情况下,变色部分集中在点的下部(见图18)。
举一个为解决上述变色部分的极化的应用的例子,可以按照写电平激光辐射轨迹以从第一次旋转到第七次旋转基本上相等的间隔进行配置的方式来定义由数据转换器160转换的内容。
具体来讲,如图19所示,数据转换器160转换的内容是,对某一灰度等级数据,或ON或OFF数据以在各次旋转中基本上相等的间隔配置。在采用上述转换内容的情况下,当灰度等级数据以如图17所示的方式存储在帧存储器158中时,以对比度优先的模式形成的图像如图20所示,使得上述变色部分的极化或多或少得到抑制。
作为能解决如上所述变色部分的极化的方法,不同于上述能改变数据转换器160的方法,或者是改变跟踪信号Tr的相位的移动量,或者改变光盘200的每次旋转的顺序。
<伺服电平的强迫插入>
在上述实施例中,图像形成设备10以当暗点在某一行连续时写电平的激光连续被应用的方式配置。
另一方面,当写电平的激光被应用时,由于激光的能量,热敏层205被变色。在变色中所应用的激光的能量是变化的,即,能量从辐射开始在每次之间以过渡的方式改变,而且由于光盘200个体的差异等各种情况,在常规方式下能量也要改变。因此,由于当应用具有写电平的激光时,返回的激光不是常量,可以想象这种会导致聚焦控制操作不稳定的情况。
因此,在连续应用写电平激光的情况下,有可能发生聚焦控制操作不能准确运行的情况。
最后,举一个能避免这种情况发生的应用例子,即使在写电平激光连续应用的情况下,可构思这样一个应用的例子。即,在短时间周期内以间断的方式应用具有伺服电平的激光(显然,在对变色没有负面影响的范围内),并且在该短辐射次数周期内接收的光接收信号Rv被用作返回值,以便根据该返回值执行聚焦控制操作。
<跟踪信号的另一例子>
在对比度优先模式,跟踪信号的相位从第一次旋转到第七次旋转以相同移动量连续移动。如果每次旋转激光的辐射轨迹互不相同,那么该不同的辐射轨迹的方法完全可以被用作跟踪信号Tr。
例如,跟踪信号Tr不由三角波信号构成,而由直流电压信号构成,并且每次旋转该直流电压互不相同。即使当采用由直流电压构成的跟踪信号Tr时,如图8B所示,每次旋转激光的辐射轨迹彼此不同。
应该理解,当某一电压被用作跟踪信号Tr时,如果偏差量以前不是以实验的方式获知的,那么对如何得到该偏差量还不清楚。另外,根据该能应用直流电压为跟踪信号Tr的配置,由于噪音的出现和灵敏性的波动形成的图像很有可能变得不均匀。因此,使用例如上述三角波信号和正弦信号的交流信号以及移动该交流信号的相位是值得考虑的。
因此,考虑到消除噪音的出现和灵敏性的波动所带来的负面影响,在节省时间模式,固定为零的信号不用做跟踪信号Tr,而优先采用具有比在对比度优先模式采用的三角波信号的幅度小的三角波信号。
<辐射次数/激光的灰度等级数>
在上述实施例中,在对比度优先模式以8灰度等级形成图像的情况下,能使热敏层205变色的写电平激光的总辐射次数选择为0次到7次。作为选择,辐射次数可以按照密度越高,辐射次数越大的方式来设置。例如,在灰度等级数据(位)是(000),(001),(010),…,(111)的情况下,每一行写电平激光的总辐射次数可以选择为0,2,4,6,…,14次。如前面所述,如果进行写电平激光辐射次数增加的设置操作,那么就可以形成更高对比度的图像。作为选择,可以不以固定的方式设置总辐射次数的增加量。
另外,已经说明了当灰度等级数据假设是3位时对于1点形成具有8灰度等级的图像的情况。然而,本发明不局限于该实施例,而可以应用到其它情况。例如,当灰度等级数据假设是8位时,对于1点可以形成具有256灰度等级的图像。
在该实施例中,1行的图像通过进给光学拾取头100一次而形成。作为选择,1行的图像可以通过进给光学拾取头100多次形成。如上所述,在通过进给光学拾取头100多次形成1行图像的情况下,例如,64次,通过进给光学拾取头100一次,可能形成4灰度等级密度表示的256(=4×64)灰度等级的图像,另外,在光学拾取头64次进给操作的每一次,密度都是变化的。
<在节省时间模式通过颜色减少形成图像>
另一方面,在上述实施例中,在节省时间模式形成图像的情况下,仅以二进制方式应用/不被应用具有写电平的激光。作为选择,当灰度等级数据表示的最初提供的灰度等级数减少时,可以形成图像。例如,当灰度等级数据是(000)和(001)时,每行具有写电平的激光总的辐射次数假设是零次;当灰度等级数据是(010)和(011)时,每行具有写电平的激光的总辐射次数假设是两次;当灰度等级数据是(110)和(111)时,每行具有写电平的激光的总辐射次数假设是三次;在这样一种假设的情况下,光盘200每1行可以旋转三次,并且通过减少最初的灰度等级到4灰度等级来形成图像。显然,可以按照该轨迹在三次旋转中每次旋转互不相同的方式来设置激光的辐射轨迹。甚至当图像是通过减少由灰度等级数据表示的最初提供的总灰度等级数来形成时,与对比度优先模式相比,形成该图像所需的总时间会缩短,尽管缩短图像形成时间的效果并不好。
在节省时间模式形成图像的情况下,以在帧存储器158中存储与对比度优先模式相同的灰度等级数据的方式配置图像形成设备10。作为选择,当该灰度等级数据由主计算机处理时,可以把通过减少最初的灰度等级数而产生的或者是二进制灰度等级数据或者是颜色减少灰度等级数据存储在帧存储器158中,然后,根据该存储的灰度等级数据,可以按照与对比度优先模式相同的灰度等级形成图像。在这种可选择的情况下,由于该灰度等级数据的总颜色数是二进制,或者比最初提供的颜色数小,所以在上述两种情况之间,形成1行图像所需的时间缩短这一技术问题是没有差别的。
<CLV体制>
在上述实施例中,图像形成设备10采用CAV体制,通过该体制,当光盘200以恒定角速度旋转时,激光辐射该光盘200从而在其上形成图像。作为选择,可以采用线速度是常量的CLV体制。由于CLV体制不必采用随着激光辐射位置向光盘200外圆周的移动激光写电平增加的控制操作(然而在CAV体制中需要该控制操作),不存在由于激光功率目标值的变化,形成的图像质量下降的问题。
<使用沟槽的跟踪控制>
在上述实施例中,以当沟槽202a被忽略时应用激光的方式配置图像形成设备10。甚至当光盘200以其标记面与光学拾取头100相对放置的方式设置时,有一些沟槽202a被检测的情况。在这种情况下,可以通过利用从沟槽202a返回的激光与跟踪控制一起来控制激光的辐射位置。
从记录面来看,为了从标记面跟踪沿图6所示的螺旋方向形成的沟槽202a,由主轴电机130驱动的光盘200的旋转方向一定又被设置到相反的方向。如果从光盘200的外圆周向其内圆周跟踪沟槽202a,那么光盘200的旋转方向可以彼此相同。
专用于沟槽202a的上述控制操作不是在图像形成在标记面的情况下更有效,而是在通过采用记录层202作为变色层而使图像形成在记录面的情况下更有效。
<点的配置>
在上述实施例中,总列数被选择成与从第一行到最后“m”行相同的“m”段。作为选择,例如,列越指向外圆周,总列数就越大。换句话说,每行的总列数可以互不相同。
在上述实施例中,当在PLL电路144中采用的频率的倍乘因子被设置到由每一行的总列数除以8得到的值时,时钟信号“Dck”的一个时间周期与光盘200转过等于点阵的一列的角度期间的时间周期相一致。因此,由于PLL电路144的倍乘因子相应于每行的总列数而被设置,该设置的倍乘因子可以适当地应用于每行总列数互不相同的配置。
本发明说明了有一个变色层的光盘。但是,不必说,在光盘中也可以形成表示彩色图像的多变色层。
已经详细说明,根据本发明的图像形成设备和图像形成方法,除了在记录面上记录信息,还可以在光盘上形成高对比率的图像,而不需采用新的设备。

Claims (15)

1、一种用于在光盘上形成图像的图像形成设备,所述光盘包括通过光应用装置应用激光而变色的变色层,所述图像形成设备包括:
旋转装置,用于旋转光盘;
光应用装置,可沿光盘的大致径向的方向移动,用于将激光应用到由旋转装置旋转的光盘上;
进给装置,每当光盘由旋转装置旋转预定多的次数时,该进给装置用于沿径向方向进给光应用装置一预定的距离;
辐射位置操作装置,用于响应一提供的跟踪信号而操作从光应用装置发射到光盘的激光的位置;
辐射位置控制装置,用于产生跟踪信号并将产生的跟踪信号提供给辐射位置操作装置,以控制辐射位置操作装置,使得每次旋转时激光在光盘上的辐射轨迹彼此不同;和
激光强度定义装置,用于根据从存储器中读出的灰度等级数据来定义光盘每次旋转时激光的强度,所述灰度等级数据定义了要在光盘的一周排列的点的密度。
2、根据权利要求1所述的图像形成设备,其特征在于,
所述辐射位置操作装置响应所述跟踪信号的电压来操作激光的位置;以及
所述辐射位置控制装置以在光盘由旋转装置旋转预定多的次数期间使直流跟踪信号的电压彼此不同的方式产生与直流信号等同的跟踪信号。
3、根据权利要求1所述的图像形成设备,其特征在于,
所述辐射位置操作装置响应所述跟踪信号的电压来操作激光的位置;以及
辐射位置控制装置产生具有常数幅度和常数频率的跟踪信号,其中,该跟踪信号的相位在光盘由旋转装置旋转预定多的次数期间彼此不同。
4、根据权利要求1所述的图像形成设备,其特征在于,
所述激光强度定义装置定义激光的强度,从而使点的密度越高,具有能使光盘变色的强度的激光的总辐射次数就越大。
5、根据权利要求4所述的图像形成设备,其特征在于,
所述图像形成设备至少包括要形成的图像的对比度优先的第一模式和形成要形成的图像需要的时间缩短优先的第二模式;以及
在设置第二模式的情况下,形成要排列在同一圆周上的点需要的总旋转次数比设置第一模式的情况下需要的总旋转次数少。
6、根据权利要求1所述的图像形成设备,其特征在于,该设备还包括判断装置,用于在光盘由旋转装置旋转预定多的次数前判断是否需要将具有能使变色层变色的强度的激光应用预定多的旋转次数,以便形成要排列在一个圆周上的点,
其中,在判断的结果是否的情况下,判断装置发送指令给进给装置从而移动光辐射装置,而不必等待光盘旋转预定多次数的操作。
7、根据权利要求1所述的图像形成设备,其特征在于,该设备还包括判断装置,用于在光盘由旋转装置旋转预定多的次数前判断是否需要将具有能使变色层变色的强度的激光应用预定多的旋转次数,以便形成要排列在一个圆周上的点,
其中,在判断的结果是否的情况下,判断装置在该判断结果为否的旋转次数取消激光辐射。
8、根据权利要求1所述的图像形成设备,其特征在于,辐射位置操作装置包括:
跟踪驱动器,包括跟踪信号要应用到的线圈;以及
保持部件,所述保持部件保持光学拾取器的物镜,并且由所述线圈根据所述跟踪信号在径向方向上移动。
9、根据权利要求1所述的图像形成设备,其特征在于,辐射位置控制装置包括伺服电路,所述伺服电路产生要应用于辐射位置控制装置的伺服信号,用于控制辐射位置操作装置。
10、根据权利要求1所述的图像形成设备,其特征在于,激光强度定义装置包括:数据转换器,用于响应光盘的旋转次数而把从存储器中读出的灰度等级数据转换成‘ON’数据和‘OFF’数据之一,
其中,当把‘ON’数据应用于光应用装置时,光应用装置应用具有使变色层变色的强度的激光,以及
其中,当把‘OFF’数据应用于光应用装置时,光应用装置应用具有不使变色层变色的强度的激光。
11、根据权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于,旋转装置以恒定的角速度旋转光盘。
12、根据权利要求1所述的图像形成设备,其特征在于,旋转装置以恒定的线速度旋转光盘。
13、根据权利要求1所述的图像形成设备,其特征在于,还包括旋转检测器,该旋转检测器输出具有与旋转装置的转速相对应的频率的信号,其中该信号用于控制旋转装置的转速。
14、一种在光盘上形成图像的图像形成方法,该方法包括下述步骤:
每次光盘旋转预定多的次数时,沿光盘的大致径向的方向把用于将激光应用到光盘上的光拾取头移动预定的距离;
产生一跟踪信号;
在光盘旋转预定多的次数期间,响应产生的跟踪信号,以使在每次旋转时光盘上的激光的辐射轨迹彼此不同的方式来控制激光的辐射位置;以及
根据从存储器中读出的灰度等级数据来定义光盘每次旋转时激光的强度,所述灰度等级数据定义了要在光盘的一周排列的点的密度。
15、一种用于在光盘上形成图像的图像形成设备,该图像形成设备包括:
光学拾取头,用于把光应用到光盘;
进给装置,用于每次光盘旋转预定多的次数时,沿着光盘的径向方向将光学拾取头移动预定的距离;
辐射位置控制装置,用于在光盘旋转预定多的次数期间,以使每次旋转时辐射在光盘上的激光束的辐射轨迹彼此不同的方式控制激光的辐射位置;以及
激光强度定义装置,用于根据要排列在光盘一周的点的灰度等级和光盘的旋转次数来定义激光的强度。
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