專利名稱：能在光盤上形成圖像的圖像形成設備及圖像形成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在光盤上形成圖像的圖像形成設備和一種圖像形成方法。
背景技術：
一般情況下，可記錄光盤例如CD-R(可記錄密度盤)和CD-RW(可重寫密度盤)已廣泛用于記錄大容量的信息。構成這種用于在這些光盤上記錄各種信息例如音樂數據的光盤記錄設備，以使其響應要記錄的信息而用激光輻射在這些光盤的側面中的一個面上形成的記錄面。
在上述光盤中，為了識別已記錄在記錄面上的各種數據，在許多情況下，諸如標題之類的圖像被應用在與記錄面一側相反的標記面一側。通常，這些圖像以這樣一種方式被應用，即諸如標題之類的圖像通過使用打印機等設備被打印在標記頁上，并且，這些打印圖像形式的標題頁都粘貼在光盤的標記面上。
然而，為了將標題之類的圖像應用到上述的光盤，由于除了要使用光盤記錄設備以外，還要另外使用打印設備，加重了用戶的經濟負擔。而且，這些麻煩的工作被強加給用戶。也就是說，在采用光盤記錄設備使信息記錄在光盤的記錄面上后，不僅僅是從光盤記錄設備拾取記錄信息的光盤的工作，而且要使用上述打印設備打印標記頁，并且打印的標記頁一定要粘貼到這些記錄信息的光盤上。

發(fā)明內容
本發(fā)明就是為了解決上述問題而提出的，其目的是提供一種圖像形成設備及圖像形成方法，除了在記錄面上記錄信息，還能在光盤上形成高對比率的圖像，而不需采用新的設備。
為了達到上述目的，本發(fā)明特征在于以下幾方面。
第一方面一種用于在光盤上形成圖像的圖像形成設備，包括旋轉單元，使光盤旋轉；光應用單元，可沿光盤大致的徑向移動，用于應用激光到由旋轉單元轉動的光盤上；進給單元，每當旋轉單元旋轉光盤預定多的次數時，該進給單元沿大致的徑向進給光應用單元一預定的距離；輻射位置操作單元，操作從光應用單元發(fā)射到光盤的激光的位置；輻射位置控制單元，控制輻射位置操作單元，使每次旋轉激光在光盤上的輻射軌跡彼此不同；和激光強度定義單元，根據要在光盤一周排列的若干點的灰度等級和光盤總的旋轉次數來定義激光強度。
第二方面根據第一方面的圖像形成設備，所述光盤還包括變色層，該變色層通過光應用單元應用的激光而變色。
第三方面根據第一方面的圖像形成設備，所述輻射位置操作單元響應跟蹤信號的電壓來操作激光的位置；以及所述輻射位置控制單元以在光盤由旋轉單元旋轉預定多的次數期間使直流跟蹤信號的電壓彼此不同的方式產生與直流信號等同的跟蹤信號。
第四方面根據第一方面的圖像形成設備，所述輻射位置操作單元響應跟蹤信號的電壓而操作激光的位置；以及輻射位置控制單元產生具有常數幅度和常數頻率的跟蹤信號，其中，該跟蹤信號的相位在光盤由旋轉單元旋轉預定多的次數期間彼此不同。
第五方面根據第一方面的圖像形成設備，所述激光強度定義單元定義激光的強度從而使點的密度越高，具有能使光盤變色的強度的激光的總輻射次數就越大。
第六方面根據第五方面的圖像形成設備，所述圖像形成設備至少包括一種要形成的圖像的對比度優(yōu)先的第一模式和一種形成要形成的圖像需要的時間縮短優(yōu)先的第二模式；以及在設置第二模式的情況下，形成要排列在同一圓周上的點需要的總旋轉次數比設置第一模式的情況下需要的總旋轉次數少。
第七方面根據第一方面的圖像形成設備，該設備還包括判斷單元，在光盤由旋轉單元旋轉預定多的次數前，判斷具有能使變色層變色的強度的激光是否需要應用預定多的旋轉次數，以便形成要排列在同一圓周上的點，在判斷的結果是否的情況下，判斷單元發(fā)送指令給進給單元從而移動光輻射單元，而不必等待光盤旋轉預定多次數的操作。
第八方面根據第一方面的圖像形成設備，該設備還包括判斷單元，在光盤由旋轉單元旋轉預定多的次數前，判斷具有能使變色層變色的強度的激光是否需要應用預定多的旋轉次數，以便形成要排列在同一圓周上的點，在判斷的結果是否的情況下，判斷單元在該判斷結果為否的旋轉次數取消激光輻射。
第九方面一種在光盤上形成圖像的圖像形成方法，該方法包括下述步驟每次光盤旋轉預定多的次數時，沿光盤大致的徑向把用于將光應用到光盤的光拾取頭移動預定的距離；在光盤旋轉預定多的次數期間，以使在每次旋轉時光盤上的激光的輻射軌跡彼此不同的方式來控制激光的輻射位置；以及根據要排列在光盤一周的點的灰度等級和光盤的總旋轉次數來定義激光強度。
第十方面一種用于將激光應用到光盤上的設備，該設備包括數據存儲單元，存儲要記錄的數據到光盤上；旋轉單元，使光盤旋轉；光應用單元，可沿光盤大致的徑向移動，用于應用激光到由旋轉單元旋轉的光盤上；第一位置控制單元，根據數據沿光盤徑向移動光應用單元到光盤的下一列；第二位置控制單元，控制光應用單元，從而避免跟蹤光盤上的激光的相同軌跡；激光控制單元，根據數據定義激光的強度。
第十一方面根據第十方面的設備，所述數據是包括形成在光盤上的圖像的灰度等級數據的圖像數據。
第十二方面根據第十一方面的設備，所述第二位置控制單元控制激光，而第一位置控制單元固定表示圖像灰度等級的激光應用單元。
第十三方面根據第十方面的設備，所述第二位置控制單元在預定的頻率使應用到光盤上的激光擺動，從而使旋轉單元驅動的光盤的每次旋轉都改變激光的擺動相位。
第十四方面根據第十方面的設備，所述第一位置控制單元移動激光應用單元第一預定距離，而第二位置控制單元移動激光第二預定距離，該第二預定距離比第一定距離短。


圖1是表示本發(fā)明的一個實施例的能在光盤上形成圖像的圖像形成設備的配置方框圖。
圖2是表示圖像形成設備采用的光拾取頭的結構方框圖。
圖3是表示在光拾取頭中采用的光接收元件的結構平面圖。
圖4是表示光盤結構的截面圖，信息被記錄在該光盤上或圖像通過圖像形成設備形成在該光盤上。
圖5是要形成在光盤上的圖像的點的說明圖。
圖6是從記錄面一側看，光盤的溝槽的說明圖。
圖7是幀存儲器的存儲內容的說明圖。
圖8A和圖8B分別是激光輻射軌跡的說明圖。
圖9是圖像形成設備采用的數據轉換器所轉換內容的說明圖。
圖10是說明光盤基準線的檢測和點列的檢測的時序圖。
圖11是描述光盤圖像形成設備執(zhí)行的圖像形成操作的流程圖。
圖12是描述光盤圖像形成設備執(zhí)行的圖像形成操作的流程圖。
圖13是描述光盤圖像形成設備執(zhí)行的圖像形成操作的流程圖。
圖14是幀存儲器的存儲內容的說明圖。
圖15是根據存儲內容形成的圖像的說明圖。
圖16是根據存儲內容形成的圖像的說明圖。
圖17是幀存儲器的存儲內容一個例子的說明圖。
圖18是根據存儲內容形成的圖像的說明圖。
圖19是關于圖像形成設備的一個應用例子的數據轉換器的轉換內容的說明圖。
圖20是應用例子的圖像的舉例的說明圖。
具體實施例方式
以下參照相應的附圖來說明本發(fā)明的實施例。
<能在光盤上形成圖像的圖像形成設備>
根據本發(fā)明的實施例，能在光盤上形成圖像的圖像形成設備(以下簡稱“圖像形成設備”)配置如下。即，除了通過輻射激光到光盤的記錄面來在該記錄面上記錄信息以實現一般目的的信息記錄功能，圖像形成設備還具有新的圖像形成功能，采用該圖像形成設備，通過把輻射激光到光盤上的變色層并且該使變色層受熱或光照時產生變色，從而形成圖像。
總之，首先說明了構成形成圖像的初始條件的光盤結構。然后，詳細描述了使光盤完成信息記錄操作和圖像形成操作的設備的結構組成。由于能讀出記錄的信息的功能對本領域技術人員來說是公知的，在此就不做詳細描述。
<光盤的結構>
圖4是表示信息記錄在盤的一面上而圖像記錄在盤的另一面上的光盤的結構的橫截面圖。如圖中所示，光盤200由保護層201、記錄層202、反射層203、另一保護層204、熱敏層205、和另一保護層206按順序疊加而成。應當注意，圖4舉例說明了光盤200的示意性的結構，因此，各層的尺寸比例并未準確反映實際的尺寸。
在這些層中，溝槽(即軌道槽，一般稱作記錄槽)202a在記錄層202中形成。當信息記錄在該光盤200上時，沿著該溝槽202a應用激光。
換句話說，當記錄信息時，該光盤200位于保護層201一側(例如，圖中所示的上面)的一個面(記錄面)與光學拾取頭100(見圖1)相對設置，根據其上要記錄的信息(位)，沿上述溝槽202a輻射激光到該面上，使目標信息被記錄。另一方面，通過解調從射出的激光返回的激光，即通過解調表示該返回激光的接收信號來再現信息。
另一方面，當輻射光盤200的激光強度高于或等于預定的強度時，熱敏層205通過該應用的激光的熱量或光照產生變色。因此，在圖像將在光盤200上形成的情況下，該光盤200位于保護層206一側的一個面(即，標記面)與光學拾取頭相對設置，通過以能使熱敏層205變色的足夠高的強度輻射該面，形成目標圖像。
應該理解，由于光盤200除了熱敏層205組成元件外，與常用的CD-R具有大致相同的結構，因此在這就不進一步詳細闡述其組成結構。
另外，在實施例中，熱敏層205用作變色層。作為選擇，記錄層202也可用作變色層202，在稍后的應用/改進中將會論述。
<光盤圖像形成設備的配置>
接下來，圖1是根據該實施例的圖像形成設備的配置方框圖。如圖中所示，該圖像形成設備10包括光學拾取頭100、主軸電機130、旋轉檢測器132、RF(射頻)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(huán))144、分頻電路146、接口150、緩沖存儲器152、解碼器154、策略電路156、幀存儲器158、數據轉換器160、激光強度控制(LPC)電路162、激光驅動器164和主控制單元170。圖像形成設備10經接口150連接到主機(未詳細示出)。
主軸電機130(旋轉單元)旋轉用來在其上記錄信息或形成圖像的光盤200。旋轉檢測器132對應于一種頻率測速發(fā)電機，它通過利用主軸電機130的反電流來輸出具有與主軸旋轉速度相對應的頻率的信號“FG”。
根據該實施例，圖像形成設備10以CAV(恒定角速度)制式記錄信息并且形成圖像，采用伺服電路138以這種方式實現反饋控制，即，使信號FG檢測到的主軸電機130的旋轉速度變得與主控制單元170指令的角速度相等。應當注意，伺服電路138不僅執(zhí)行對主軸電機130的旋轉控制，而且還執(zhí)行對光學拾取頭100的跟蹤控制和聚焦控制。
光學拾取頭100(光輻射單元)是用于將激光輻射到旋轉的光盤200的模塊。該光學拾取頭100的詳細組成結構如圖2所示。如該圖所示，該光學拾取頭100包括用于發(fā)射激光束的激光二極管102、衍射光柵104、用于聚焦激光束到光盤200上的光學系統(tǒng)110、和用于接收反射光(返回的激光)的光接收元件108。
激光二極管102由激光驅動器164提供的驅動信號“Li”驅動，從而發(fā)射強度與該驅動信號“Li”的電流值相對應的激光束。從激光二極管102發(fā)射的激光束經過衍射光柵104被分離成一個主光束和兩個副光束，這些被分離的光束按順序通過由極化分束器111、準直透鏡112、1/4波片113、和物鏡114構成的光學系統(tǒng)110，然后聚焦到光盤200上。
另一方面，從光盤200反射的三個光束又按順序通過物鏡114、1/4波片113、和準直透鏡112，然后沿直角方向被極化分束器111反射。三個反射光束經由構成光學系統(tǒng)110的圓柱透鏡115到達光接收元件108。
由光接收元件108接收的光接收信號“Rv”被RF放大器(見圖1)放大，其后，放大的光接收信號被提供給諸如伺服電路138等。應當注意，光接收元件108實際上分別接收主光束和兩組副光束。在這種情況下，正如稍后要說明的，在光接收元件108中接收主光束的檢測區(qū)被細分成四個檢測區(qū)域，并且由主光束形成的光學圖像的光接收強度被每一個細分檢測區(qū)域獲得。因此，光接收信號Rv對應于表示四組光接收強度的光接收信號的總稱。
物鏡114由聚焦驅動器121和跟蹤驅動器122保持，使得該物鏡114能沿光束的光軸向和光盤200的徑向兩個方向移動。
聚焦驅動器121根據伺服電路138(見圖1)提供的聚焦信號“Fc”沿光軸方向驅動物鏡114。跟蹤驅動器122(輻射位置操作單元)根據伺服電路138提供的跟蹤信號“Tr”沿光盤200的徑向驅動物鏡114。
在這種情況下，跟蹤驅動器122主要由，例如，被提供了跟蹤信號Tr的線圈，和保持物鏡114并由該線圈排斥/吸引的保持部件構成。因此，從光學拾取頭100發(fā)射的激光束的輻射位置是根據線圈兩端的跟蹤信號Tr的電壓來確定的。
應當注意，光學拾取頭100還包括前向監(jiān)控二極管(未示出)，該前向監(jiān)控二極管接收從二極管102發(fā)射的激光，并提供對應于該接收到的激光光量的電流到圖1所示的激光強度控制電路162。
步進電機140(進給單元)以這樣一種方式設置，即通過旋轉該步進電機140，光學拾取頭100沿光盤200的徑向移動。電機驅動器142向步進電機140提供驅動信號，該驅動信號用來以一移動量沿由主控制單元指令的移動方向移動光學拾取頭100。
RF放大器134放大來自光學拾取頭100的光接收信號Rv，并提供已被放大的光接收信號給解碼器136和伺服電路138。由于在記錄信息再現情況下得到的光接收信號Rv已經是EFM(8到14位調制)調制，因此解碼器136EFM解調該光接收信號，并提供該EFM解調光接收信號給主控制單元170。
在這種情況下，在光學拾取頭100中主光束和兩個副光束有這樣一種位置關系(未示出)。即，當主光束的光點中心位于溝槽202a(見圖4)的溝槽中心時，副光束光點中的一個光點位于該溝槽202a的內側表面，并且副光束光點中的另一個光點位于外側表面。因此，計算由光接收元件108檢測接收到的這些副光束的光強度之間的差值，可以得到主光束移動到目標溝槽202a的內/外側的任意位置，并且可以得到其位移量。因此，當記錄信息時，伺服電路138(輻射位置控制單元)產生跟蹤信號Tr，使得沿移動方向的移動量為零，并根據該跟蹤信號Tr驅動跟蹤驅動器122，即使當光盤200在偏心狀態(tài)下旋轉時，該伺服電路138也能準確跟蹤溝槽202a的主光束(跟蹤控制)。
通過旋轉步進電機140沿徑向移動光學拾取頭100的控制操作是由主控制單元170執(zhí)行的，該主控制單元170以這樣一種方式發(fā)出指令，例如，每次光盤200以恒定的旋轉數(線控制)旋轉時，光拾取頭100向外側移動1步。
如上所述，當再現信息或記錄信息時，光學拾取頭100相對于光盤200的位置是以線控制的方式實現的，另外，從位置受控的光學拾取頭100發(fā)射出的跟蹤溝槽202a的激光的操作是由跟蹤控制執(zhí)行的。
應當注意，當圖像形成時，伺服電路138僅產生響應主控制單元170發(fā)出的指令的跟蹤信號Tr，而不執(zhí)行跟蹤溝槽202a的跟蹤控制(稍后會論述)。
如圖3所示，光接收元件108的檢測區(qū)實際上細分成四個區(qū)域“a”，“b”，“c”，和“d”。另一方面，在物鏡114位于光盤200附近的情況下，由圓柱透鏡115聚焦在光接收元件108上的主光束的圖像，形成縱向橢圓形“A”，在物鏡114距離光盤200較遠的情況下，該圖像形成橫向橢圓形“B”，在物鏡114剛好聚焦的情況下，該圖像形成圓“C”。
因此，(a+c)-(b+d)用來計算在四個區(qū)域得到的光接收強度，可以得到物鏡114位移到光盤200的近側/遠側以及該物鏡114的位移量。因此，伺服電路138產生聚焦信號“FC”使該位移量減小到零，即使當聚焦驅動器121驅動光盤200以波動方式旋轉時，伺服電路138也能使主光束的光點直徑為常量(聚焦控制)。
其次，緩沖存儲器152存儲通過接口150從主計算機輸出的信息，也就是說，該信息(以下稱作“記錄數據”)一定是以FIFO(先入先出)模式被記錄在光盤200的記錄面上。
解碼器154EFM-解調從緩沖存儲器152讀出的記錄數據，然后輸出EFM-解調后的記錄數據到策略電路156。該策略電路156對解碼器154輸出的EFM信號執(zhí)行時間軸校正等處理操作后，輸出處理后的EFM信號到激光驅動器164。
另一方面，幀存儲器158存儲通過接口150從主計算機輸出的信息，也就是說，該信息(以下稱作“圖像數據”)應形成在光盤200上。
該圖像數據相應于一組定義要繪到光盤200上的點“P”的密度的灰度等級數據。如圖5所示，對于每個點“P”，這些點“P”由每個以光盤200的中心為圓點的同心圓和徑向直線相交而形成的交點排列而成。在這種情況下，為了說明光盤200的交點坐標系，為方便起見，同心圓從內圓周到外圓周按順序定義為第一行，第二行，第三行，…，第m行(最后一行)，而當某一徑向直線被用作基準線時，其它徑向直線沿順時針方向按順序稱作第一列，第二列，第三列，…，第n列(最后一列)。
在這種情況下，這些點為方便起見被如此定義的原因給出如下一般情況下，如圖6所示，當從記錄面看光盤200的溝槽202a時，該溝槽202a從內圓周起沿順時針方向呈螺旋形。當信息記錄在該記錄面上時，由于該溝槽202a按規(guī)范一定是從溝槽202a的內圓周的邊緣點“Gs”開始跟蹤，所以光盤200從記錄面方向看是沿逆時針方向旋轉，另外，光學拾取頭100從光盤200的內圓周向外圓周移動。
在該實施例中，當上述結構為初始狀態(tài)時，當光盤200在標記面置于光學拾取頭100的相反方向的條件下旋轉時，該光學拾取頭100通過該光盤的旋轉在主掃描方向掃描，并且光學拾取頭100在副掃描方向從內圓周移到外圓周。
因此，關于光學拾取頭100相對于光盤200的相對移動，如圖5所示，當光盤200被固定，從標記面方向看，光盤200的主掃描方向變成與旋轉方向相反的逆時針方向。
當這些點陣按如上所述被定義時，圖7中所描述的m行Xn列的排列的灰度等級數據被存儲在幀存儲器158中。在這種情況下，根據該實施例，設當灰度等級數據是3比特時，形成每點8(＝23)個灰度等級的圖像。準確地說，假設在3比特灰度等級數據中，灰度等級數據(000)定義最亮(最淺)密度，而從(001)，(010)，(011)，(100)，(101)，(110)到(111)定義的多個密度數據按順序表示形成的暗(深)密度點。
關于存儲在幀存儲器158中的圖像數據，當主控制單元170指定一特定行時，該特定行(一行)的灰度等級數據以批處理模式被讀出，以用來在主控制單元170中執(zhí)行判斷操作。另外，當行和列都被主控單元170指定時，只有位于該行和該列的一點的灰度等級數據被讀出，然后，把該讀出的灰度等級數據提供給數據轉換器160。
應該理解，圖5只是示意性的說明了這些點“P”之間的位置關系。然而，在實際情況下，這些點“P”以精致的方式排列。該精致的排列可以類似的被用于圖6所示的溝槽202a的間隔中。
一般來講，以位圖格式來形成用于主計算機的圖形數據。因此，當在光盤200上形成圖像時，以位圖格式形成的圖形數據可以由主計算機等轉換成圖5所示的坐標系，并且被轉換的數據可以按照圖7所示的存儲方式存儲在幀存儲器158中。
主控制單元170的詳細結構在圖中未示出。該主控制單元170由CPU(中央處理單元)、ROM(只讀存儲器)、RAM(隨機存儲器)等構成。通過根據事先存儲在ROM中的程序以正確的方式操作圖像形成設備10的各個單元，主控制單元170控制光盤200的記錄面的信息記錄操作和光盤200的標記面的圖像形成操作。
<激光的輻射軌跡>
另一方面，當激光輻射標記面時，圖像形成時被返回的激光的情況與信息形成時被返回的激光的情況是不同的。存在眾多無法期望的穩(wěn)定且準確的跟蹤控制的可能性。因此，在該實施例中，在激光輻射標記面從而形成圖像的情況下，該實施例的圖像形成設備以這樣一種方式配置，即，控制激光輻射光盤200的位置而不使用跟蹤溝槽202a的跟蹤控制。
應該理解，盡管該圖像形成設備未表明當圖像形成時不執(zhí)行跟蹤控制操作，但是當圖像形成時跟蹤控制操作可以與輻射位置控制合并到一起執(zhí)行(將在下面提及的應用/改進中說明)。
在圖像形成時假設光盤200的旋轉方向是主掃描方向而徑向是副掃描方向的情況下，不采用跟蹤控制操作的、沿徑向以需要的量副掃描激光輻射位置的裝置只對應于這種通過旋轉步進電機140使光學拾取頭100移動的配置。
在這種情況下，現在設由步進電機140獲得的光學拾取頭100的最小移動分辨率是大約10μm，沿副掃描方向形成的圖像的最小間距與該最小移動分辨率相等，即大約10μm。
因此，如果聚焦控制操作是以射向熱敏層205的激光的光點直徑與該分辨率相等即大約10μm的方式執(zhí)行的，并且激光的強度是相應于形成的圖像的點而定義的，那么可以馬上接受這個能夠形成更好的圖像的想法。
然而，在通過使光點直徑從大約1μm擴大到大約10μm而在形成圖像時使用記錄信息時光點直徑為1μm左右的激光二極管102的情況下，每個單位區(qū)域的輻射強度相對于熱敏層205降低，以致不能執(zhí)行令人滿意的變色。
相反，熱敏層205僅被光點直徑為大約1μm的激光輻射并且光學拾取頭100以大約10μm的長度沿光盤徑向進行副掃描時，該大約10μm的長度是相應于光盤200每旋轉一圈光學拾取頭的最小移動分辨率，實際上一點中變色的部分僅僅是寬度大約為1μm的線形部分。由于未被激光輻射到，一點中余下的90％部分是未變色的。因此，就要考慮下述問題。即，在具有最亮密度的一點中，變色部分與未變色部分的比率是0％，而在具有最暗密度的一點中，變色部分與未變色部分的比率僅接近10％。因此，由于這些比率的差值很小，形成的圖像的對比度會降低，從而導致其可見度也會變差。
總之，在該實施例中，首先，當形成一行中的若干個點時，在光學拾取頭100保持不動的情況下光盤200旋轉(循環(huán))多次。應該理解，激光對光盤200的輻射軌跡在多次旋轉時保持不變，第二，在該實施例中，每當光盤200旋轉時，施加跟蹤信號“Tr”。當跟蹤信號“Tr”的頻率彼此相同，跟蹤信號“Tr”的幅度彼此相同，且只有跟蹤信號“Tr”的相位彼此不同時，以光盤每次旋轉時輻射軌跡不同的方式設置跟蹤信號“Tr”。準確地說，在該實施例中，鑒于這種關系，即，根據光盤200旋轉7次形成8灰度等級的圖像和為了使若干點形成一行而把基準線的通過時間在時間軸上設置為零，主控制單元170發(fā)送指令給伺服電路138，產生三角波作為跟蹤信號“Tr”。也就是說，對于這些三角波信號，在第一次旋轉，三角波信號的相位設置為零，然后，在第二次旋轉和后續(xù)的旋轉，三角波信號的相位依次延遲(2π/7)。
如圖8A所示，當跟蹤信號“Tr”提供給跟蹤驅動器122時，從第一次旋轉的軌跡(1)到第七次旋轉的軌跡(7)定義的軌跡，激光對光盤200的輻射軌跡彼此不同。
應該注意，在圖8A中，在光學拾取頭100位于與要形成的圖像的點陣中某一行的某一點相對應的情況下，符號“Q”表示假設跟蹤信號“Tr”電壓設置為零時激光的輻射軌跡。即使激光的輻射軌跡實際上是弧形，為了便于說明，在該圖中該輻射軌跡以直線形式延長。
<灰度等級顯示>
如上所述，當形成一行的多個點時，由于光盤200每次旋轉時激光的輻射軌跡彼此不同，如果以在某一次旋轉時輻射激光到光盤200而使熱敏層205變色而在另一次旋轉時熱敏層205不變色的方式執(zhí)行控制操作，那么某一點變色部分與未變色部分的面積比率是變化的，從而可以表示暗/亮灰度等級。
準確地說，在該實施例中，當形成1行中的多個點需要旋轉7次時，為了使熱敏層變色，激光僅以等于與7次旋轉的灰度等級的十進制值相對應的旋轉次數的某些次數輻射光盤200。例如，當灰度等級數據是(101)時，用這種7次旋轉中僅有5次能使熱敏層205變色的強度的激光輻射光盤200，從而使相應的軌跡部分變色。當灰度等級是(011)時，用這種7次旋轉中僅有3次能使熱敏層205變色的強度的激光輻射光盤200，從而使相應的軌跡部分變色。
用于定義形成1行中的多個點所需的7次旋轉中的每次旋轉激光強度的主要配置是數據轉換器160(激光強度定義單元)。換句話說，當數據轉換器160以對比度優(yōu)先模式運行時，如圖9所示，該數據轉換器160響應主控制單元170指定的旋轉次數，把從幀存儲器158讀出的灰度等級數據轉換為ON數據(位)或OFF數據。該ON數據設置激光的強度為寫電平，而OFF數據設置激光的強度為伺服電平。例如，當從幀存儲器158讀出的灰度等級數據是(010)時，數據轉換器160在第一次旋轉和第二次旋轉時轉換該讀出的灰度等級數據到ON數據，然后數據轉換器160在第三次旋轉到第七次旋轉時轉換該讀出的灰度等級數據到OFF數據。
這種情況下，上述“寫電平”相應于當激光輻射熱敏層205時激光具有能使該熱敏層205變色的某一強度的值，而上述“伺服電平”相應于當激光輻射熱敏層205時激光具有基本上不使該熱敏層205變色的某一強度的值。下面將給出具有伺服電平強度的激光基本上不使熱敏層205變色但仍被輸出的原因。即，稍后將說明，聚焦伺服控制操作(和光量控制操作)被執(zhí)行。
當數據轉換器160以節(jié)省時間的方式運行時(稍后將說明)，如果從幀存儲器158讀出的灰度等級數據不同于(000)的任意灰度等級數據，那么數據轉換器160轉換所有灰度等級數據為ON數據。另外，只有當從幀存儲器158讀出的灰度等級數據是(000)時，數據轉換器160轉換所有灰度等級數據為OFF數據。
<圖像形成模式>
根據該方法，當形成1行的若干點時，光盤200至少要旋轉7次。另一方面，當形成的圖像僅由符號、字符和數字等字符構成時，并不總是需要形成有多灰度等級和高對比率的圖像。期望形成只有兩種(ON/OFF)灰度等級的景象，并且期望形成用戶希望縮短形成圖像的持續(xù)時間而不是灰度等級顯示的持續(xù)時間的景象。
總之，在該實施例中，準備了兩種模式，即對比度優(yōu)先模式，在該模式下，以最高優(yōu)先權執(zhí)行有高對比率的圖像的形成，和節(jié)省時間模式，在該模式下，以最高優(yōu)先權執(zhí)行形成圖像需要的時間的縮短。圖像形成設備10采用上述兩種模式中的任意一種形成圖像的配置。
應該注意，為了設定這樣一種模式，可以設想各種配置。即，(1)主計算機經接口150向主控制單元170指示模式設置操作；(2)主控制單元170分析存儲在幀存儲器158中的灰度等級數據以便形成直方圖，然后，根據該直方圖判斷正確的模式；和(3)用戶通過各自提供的選擇單元設定正確的模式。
回過來參考圖1的描述，為了控制從激光二極管102發(fā)出的激光的強度，采用了激光功率控制單元162。具體來說，激光功率控制電路162以由前向監(jiān)控二極管檢測的激光二極管102的發(fā)光量與由主控制單元170提供的最佳激光功率目標值相一致的方式控制驅動信號“Li”的電流值。
這種情況下，如上所述，由于該實施例的圖像形成設備采用CAV體制，即恒角速度體制，光學拾取頭100指向光盤200的外圓周越遠，該光盤200的線速度就越高。因此，光學拾取頭100越指向光盤200的外側，主控制單元170設置的光電平的目標值就越高。
激光驅動器164根據存儲電路156提供的調制數據對由激光功率控制電路20反射的控制內容產生驅動信號“Li”，然后，在記錄信息時提供該產生的驅動信號“Li”到光學拾取頭100的激光二極管102。另外，激光驅動器164根據數據轉換器160轉換的數據對由激光功率控制電路20反映的控制內容產生驅動信號“Li”，然后，當圖像形成時提供該產生的驅動信號“Li”到光學拾取頭100的激光二極管102。
因而，以該強度與由主控制單元170提供的目標值相一致的方式來對從激光二極管102發(fā)出的激光束的強度進行反饋控制。
<基準行和列的檢測>
如上所述，旋轉檢測器132輸出具有與主軸旋轉速度相對應的頻率的信號“FG”。PLL電路144與信號“FG”同步，產生時鐘信號“Dck”，然后提供該產生的時鐘信號“Dck”到主控制單元170。該時鐘信號“Dck”具有由通過倍頻信號“FG”的頻率而定義的頻率。分頻電路146產生由常數分頻信號“FG”而得到的基準信號“SFG”，然后，提供該基準信號“SFG”到主控制單元170。
這種情況下，設旋轉檢測器132在主軸電機130每旋轉1圈即光盤200每旋轉1圈的時間周期中產生8段脈沖(如圖10)作為信號“FG”，分頻電路146對信號“FG”進行1/8分頻從而產生分頻信號作為基準信號“SFG”。因而，主控制單元170檢測到基準信號“SFG”的上升時間是在光學拾取頭100發(fā)出的激光的輻射位置已經通過光盤200的基準線時。
這種情況下，當在PLL電路144中頻率的倍率被設置成與通過將每行的列數“n”除以8得到的值相等時，時鐘信號“Dck”的一個時間周期與在光盤200以點陣的1列對應的角度旋轉期間的一個時間周期相一致。
因而，由于主控制單元170在基準信號上升后按順序計算時鐘信號“Dck”的上升時間，因此該主控制單元170檢測當圖像形成時在光學拾取頭100的激光輻射位置已經通過光盤200的基準線后出現了多少列。
應該理解，對“光盤200的基準線”這一表述描述如下準確地講，該表述是指主軸電機130的旋轉軸的基準線。不論是當記錄信息時，還是圖像形成時，由于光盤200在該光盤200已夾到與該旋轉軸直接耦合的工作臺的情況下旋轉，主軸電機130的旋轉軸的基準線相對光盤200內的某一徑向直線的位置關系保持不變。因而，只要保持該條件，就可以毫無問題地將光盤200內的一徑向直線稱為光盤200的基準線。
在該實施例中，當基準信號的上升時間被定義為光盤200的基準線通過時間時，時鐘信號“Dck”的上升時間被用作這樣一時間，在該時間，光盤200只以與點陣的1列對應的角度旋轉。很明顯，在任何情況下，可以選擇性地采用下降時間。
<圖像形成設備10的操作>
接下來，將說明該實施例的圖像形成設備10的操作。該圖像形成設備10的主要特征是圖像形成在光盤200上。另外，除了該主要特征外，該圖像形成設備10還具有由一般的信息記錄功能和該圖像形成功能構成的可共同利用的功能的副特征。因此，僅簡單介紹信息記錄功能的操作的執(zhí)行，而后要對該主要特征即圖像形成操作加以詳細介紹。
<信息記錄操作>
首先，如上所述，在信息記錄在光盤200的記錄面上的情況下，在光盤200以其記錄面面向光學拾取頭100被定位的方式放置后，伺服電路138以可以獲得由主控制單元170指示的角速度的形式對主軸電機130進行反饋控制。另一方面，光學拾取頭100通過旋轉步進電機140到溝槽202a的最內圓周的一點來進給。
然后，當跟蹤控制操作開始溝槽202a的跟蹤操作時，按順序讀出記錄在緩沖存儲器152中的數據，讀出的數據由編碼器154EFM調制，其后，EFM調制數據以由策略電路156進行的時間軸校正等處理操作的方式被處理。然后，以根據EFM調制數據準確把激光的強度轉換為寫電平或伺服電平的方式來執(zhí)行主控制單元170的控制操作，且該強度與主控制單元170指定的目標值相一致。由于在寫電平改變了被激光輻射的記錄層202，所以信息被記錄在該記錄層202上。
應該注意，當記錄信息時，除了旋轉控制操作、跟蹤控制操作、和光量控制操作外，還執(zhí)行上述線控制操作和聚焦控制操作。
<圖像形成操作>
下面將描述由圖像形成設備10對光盤200執(zhí)行的圖像形成操作。圖11、圖12、圖13是解釋該圖像形成操作的流程圖。
應該理解這樣的假設，即，如上所述，當圖像形成時，光盤200以該光盤200的標記面面向光學拾取頭100的方向放置。表示形成的圖像的圖像數據從主計算機被提供給圖像形成設備10，并且存儲在幀存儲器158中。當圖像形成時，連續(xù)對光盤200執(zhí)行聚焦控制操作、光量控制操作、和旋轉控制操作。但是，如前面所述，不執(zhí)行跟蹤溝槽202a的跟蹤控制操作。
<對比度優(yōu)先模式>
首先，主控制單元170判斷操作模式在圖像實際形成之前是否已設置到對比度優(yōu)先模式(步驟S11)。當其判斷結果是“是”時，主控制單元170輸出命令使光學拾取頭100移到與光盤200的最內圓周(即第一行)相對應的一點(步驟S12)。響應該命令，電機驅動器142產生所需要的信號，以便將光學拾取頭100移動到該點，然后，步進電機140根據該信號旋轉，使光學拾取頭100實際地移動到該點。
其次，主控制單元170預先讀取光學拾取頭100所在行的一行的、存儲在幀存儲器158中的圖像數據的灰度等級數據(步驟S13)。應該注意，當步驟13所定義的處理操作在第一次被執(zhí)行時，預先讀出光盤200的最內圓周的第一行的所有灰度等級數據。
然后，主控制單元(第一判斷單元)170判斷是否1行的所有預先讀出的灰度等級數據均為(000)(步驟S14)。1行的灰度等級數據均為(000)的情況表示根本不需要熱敏層205根據形成該行的點所需要的光盤200旋轉7周來變色。
最后，在判斷結果是“是”時，主控制單元170跳過對步驟S28(稍后將說明)的處理次序操作而沒有停頓，以便省略形成該行的若干點的“n”段所需的處理操作。
另一方面，當該判斷結果是“否”時，主控制單元170設置變量“P”為“1”(步驟S15)。這種情況下，采用變量“P”是為了獲知從形成光學拾取頭100所在行的若干點所需的光盤200的7周旋轉中所選擇的一次旋轉。因此，由于變量“P”設置為“1”，主控制單元170獲知選擇了第一次旋轉。
隨后，主控制單元170注意光學拾取頭100所在行的第一列，以便按順序處理從第一列到最后“n”列的若干列的灰度等級數據(步驟S16)。然后，主控制單元170進入等待狀態(tài)直到旋轉的光盤200的基準線已經過指定的位置，即，直到基準信號“SFG”到達上升時間(步驟S17)。
這種情況下，當基準信號“SFG”上升時，主控制單元170指令伺服電路138輸出跟蹤信號Tr，其相位相應于變量“P”表示的旋轉數(步驟S18)。因此，由于伺服電路138開始輸出其相位相應于變量“P”表示的旋轉數的跟蹤信號Tr，從光學拾取頭100發(fā)出的光束開始沿光盤200的徑向擺動，而該光束實際上跟蹤圖8A所示的從軌跡(1)到軌跡(7)的變量“P”的軌跡。例如，當變量“P”是“1”時，光束跟蹤光盤200的軌跡(1)。
當并行產生該跟蹤信號Tr時，從步驟S19到步驟S24所定義的一系列處理操作與時鐘信號Dck的1個時鐘周期同步執(zhí)行。
換句話說，主控制單元170從幀存儲器158讀出當時與光學拾取頭100所在行相關的列的灰度等級數據。另外，主控制單元170可在預先讀出的一行的灰度等級數據中選擇性地輸出與行/列有關的點的灰度等級數據。因此，數據轉換器160轉換讀出的灰度等級數據為與變量“P”表示的旋轉數有關的ON或OFF數據。這里的ON數據使激光強度變?yōu)閷戨娖?，而OFF數據使激光強度變?yōu)樗欧娖健?br> 激光驅動器164判斷轉換后的數據(步驟S20)，然后輸出與只在該轉換后的數據是ON數據情況下產生的寫電平一致的驅動信號“Li”(步驟S21)。結果導致這樣一個事實，即光學拾取頭100采用的激光二極管102在寫電平發(fā)出激光，在光盤200的熱敏層205，在當時與相關的列和光學拾取頭所在行相關的若干點中，只有與變量“P”表示的旋轉數相關的軌跡部分變色。
另外，在轉換后的數據為OFF數據的情況下，或在不提供轉換后數據，即數據不是“ON”數據的情況下，激光驅動器164輸出對應于伺服電平的驅動信號“Li”(步驟S22)。因此，由于光學拾取頭100采用的激光二極管102在伺服電平發(fā)出激光，熱敏層205不變色。
其后，主控制單元170判斷相關的列是否對應于最后“n”列(步驟S23)。當判斷結果是“否”時，該判斷控制單元170使相關的列向前移動到下一列(步驟S24)。然后，主控制單元170重復對處理操作后已經被前移的相關列單獨執(zhí)行相類似的處理操作。最后，由于對相關的列重復執(zhí)行該處理操作直到最后“n”列，因此激光被應用到光拾取頭100所在行變量“P”表示的旋轉數的軌跡上。
如上所述，由于該重復處理操作的一個周期與時鐘信號“Dck”的一個時間周期同步執(zhí)行，所以每次光盤200以一點與基準線所成的角度旋轉時，都響應根據該行和該旋轉數轉換的ON或OFF數據來應用激光。
另一方面，在主控制單元170判斷相關列是最后“n”列的情況下，該主控制單元170進一步判斷在當時變量“P”是否是“7”(步驟S25)。當其判斷結果是“否”時，主控制單元170使變量“P”加“1”(步驟S26)，然后等待光盤200的下一次旋轉。
為了判斷是否存在以已增加的變量“P”所表示的旋轉中激光應用于電平激光的情況，主控制單元(第二判斷單元)170再次檢查預先讀出的一行的灰度等級數據(步驟S27)。
例如，在增加后的變量“P”等于，例如，“4”的情況下，當一行中的所有灰度等級數據均小于或等于(011)時，如圖9所示，主控制單元170判斷不存在第四次旋轉時激光應用于寫電平的情況。當一點的灰度等級數據大于或等于(100)時，主控制單元170判斷存在第四次旋轉時激光應用于寫電平的情況。
在步驟S27判斷結果是“否”的情況下，處理順序操作又返回到步驟S25，主控制單元170判斷增加后的變量“P”是否是“7”。在該實施例中，在由數據轉換器160得到的轉換后的內容是如圖9所示的內容的情況下，當某一行的變量“P”是值“α”時(“α”值是滿足2≤α＜7的整數)，如果步驟S27的判斷結果一次是“否”，那么該判斷結果連續(xù)是“否”直到變量“P”后來變?yōu)椤?”。
另一方面，在步驟S27的判斷結果是“是”的情況下，處理順序操作又返回到步驟S16。因此，按照增加后的變量“P”所表示的旋轉數來執(zhí)行步驟S16到S25所定義的處理操作。
無論是在主控制單元170在步驟S25判斷變量“P”是“7”的情況下，還是在步驟S14的判斷結果是“是”的情況下，主控制單元170判斷光學拾取頭100所在行是否是最后“m”行(步驟S28)。當其判斷結果是“否”時，主控制單元170發(fā)出命令使光學拾取頭以等于該光盤200的一行的距離移到光盤200較外圓周的一點，即由步進電機140以光學拾取頭100的最大移動分辨率移動(步驟S29)。響應該命令，電機驅動器142產生需要的信號，以便將光學拾取頭100移動到該點，然后，步進電機140響應該信號而被旋轉。最后，光學拾取頭100實際地被移到該點。其后，處理順序操作又返回到步驟S13。因此，按照光學拾取頭100已經移動后的一行來執(zhí)行步驟S13到S28所定義的處理操作。
另一方面，在主控制單元170判斷光學拾取頭100所在行是最后“m”行的情況下，該判斷結果表示對于置于該圖像形成設備10中的光盤200，第一行到最后“m”行的圖像形成操作已經完成。最后，主控制單元170完成該圖像形成操作，如果需要，例如，并執(zhí)行彈出處理操作(未示出)彈出該光盤200。
如上所述，在該實施例中，以激光輻射軌跡彼此不同的7次改寫操作的方式，對光盤200的1行(旋轉1圈)以對比度優(yōu)先模式執(zhí)行圖像形成操作。然后，在這7次改寫操作中，以由灰度等級數據所指定的強度越暗改寫操作的次數越大的方式執(zhí)行圖像形成操作。
這種情況下，在該實施例中，主控制單元170在這1行的改寫操作執(zhí)行前檢查該行的灰度等級數據。如果該行的所有灰度等級數據是(000)，那么光學拾取頭100立刻向外移動1行而實際上不使光盤200旋轉7次。換句話說，如果在形成這1行的圖像所需的7次旋轉中一次也不需要使用寫電平的激光的話，那么光學拾取頭100立刻向外移動1行而實際上不旋轉7次。準確地說，當步驟S14的判斷結果是“是”時，處理順序操作跳到步驟S28。此外，當步驟S28的判斷結果是“否”時，執(zhí)行步驟S29所定義的處理操作。因此，由于對不執(zhí)行圖像形成操作的行執(zhí)行的處理操作被跳過(即，熱敏層205不變色)，所以執(zhí)行圖像形成操作所需的總的時間就會因該跳過處理操作所需的時間而縮短。
另外，在對比度優(yōu)先模式中，在除了光盤200形成1行圖像所需的7次旋轉中的第一次旋轉外的第二次和之后的旋轉中，主控制單元170預先判斷是否有在相關的旋轉中激光應用于寫電平的情況。當該判斷結果是“否”時，與該相關電路并發(fā)的旋轉被跳過。換句話說，如果S27的判斷結果是“否”，那么處理順序操作不返回到步驟S26，而返回到步驟S25。另外，與該實施例類似，在數據轉換器160所得到的轉換內容是如圖9所示的情況下，如果步驟S27的判斷結果一次是“否”，那么該判斷結果連續(xù)是“否”直到變量“p”是“7”。
例如，在某一行中變量“P”等于“4”的情況下，當該行中的所有灰度等級數據均小于或等于(011)時，如果步驟S27的判斷結果是“否”，那么步驟S27得到的判斷結果連續(xù)是“否”直到變量“p”增加到“7”。因此，從第四次旋轉到第七次旋轉將光學拾取頭100移動到光盤200的外側1行，而不執(zhí)行步驟S16到步驟S24定義的處理操作。
最后，由于光盤200的圖像形成操作的這樣一次不被執(zhí)行的旋轉的處理操作被跳過(旋轉跳過)，那么，結合上述行跳過處理操作，就會進一步縮短執(zhí)行圖像處理操作所需的時間。
在形成1行圖像所需的7次旋轉中，從旋轉跳過主體中排除第一次旋轉的原因如下即，如果第一次旋轉被跳過，那么步驟S14的判斷結果是“是”，這種情況表示其第一行被跳過。
<節(jié)省時間模式>
下面將說明步驟S11判斷結果是“否”即圖像形成模式設置到節(jié)省時間模式的情況所執(zhí)行的操作。在節(jié)省時間模式，通過旋轉該光盤200一次(一圈)，針對光盤200的1行(旋轉1圈)執(zhí)行圖像形成操作。因此，在節(jié)省時間模式，在下述說明中沒有出現與變量“P”相關的處理操作，并且不執(zhí)行改寫操作方式的圖像形成操作。因而，在這種情況下說明節(jié)省時間模式，只有“ON”和“OFF”這樣的二進制表示就受到了限制。應該注意，在該實施例中，由于灰度等級數據是3位，當灰度等級數據是非(000)的任意位時，具有寫電平的激光輻射熱敏層205從而使該熱敏層205變色，而當灰度等級數據是(000)時，具有伺服電平的激光輻射熱敏層205從而使熱敏層205不變色。
在圖像形成模式設置到節(jié)省時間模式的情況下，主控制單元170輸出命令使光學拾取頭100移到與光盤200的最內圓周(第一行)對應的一點(步驟S30)。與上述對比度優(yōu)先模式類似，光學拾取頭100響應該命令移到該點。
其次，與對比度優(yōu)先模式類似，主控制單元170預先只讀取存儲在幀存儲器158中的圖像數據中的光學拾取頭100所在行的1行的灰度等級數據(步驟S31)。然后，主控制單元(第一判斷單元)170判斷是否1行的所有預先讀出的灰度等級數據均為(000)(步驟S32)。形成1行的點所需的灰度等級數據均為(000)的情況表示熱敏層205在光盤200旋轉1周的時間中根本不變色。最后，在判斷結果是“是”時，主控制單元170跳過對步驟42(稍后將說明)的處理次序操作而沒有停頓，以便省略形成該行的若干點的“n”段的處理操作。
另一方面，當該判斷結果是“否”時，主控制單元170注意光學拾取頭100所在行的第一列，以便按順序處理從第一列到最后“n”列的若干列的灰度等級數據(步驟S33)。然后，主控制單元170進入等待狀態(tài)直到旋轉的光盤200的基準線已經過指定的位置，即直到基準信號“SFG”出現上升時間(步驟S34)。
這種情況下，當基準信號“SFG”上升時，主控制單元170發(fā)出指令給伺服電路138，將跟蹤信號Tr的電壓固定為零(步驟S35)。因此，由于伺服電路138設置跟蹤信號Tr的電壓為零然后輸出該具有零電壓的跟蹤信號Tr，從光學拾取頭100發(fā)出的光束的軌跡不沿光盤200的徑向擺動，從而形成僅由旋轉的光盤200主掃描得到的圓形(即，圖8A所示的軌跡“Q”)。
從步驟S36到步驟S41所定義的一系列處理操作與時鐘信號“Dck”的1個時鐘周期同步執(zhí)行。換句話說，主控制單元170從幀存儲器158讀出當時與光學拾取頭100所在行相關的列的灰度等級數據。另一方面，如果該讀出的灰度等級數據是(000)，那么數據轉換器160轉換該讀出的灰度等級數據為把激光強度設置成伺服電平的OFF數據，而如果該讀出的灰度等級數據是非(000)的任意位，那么數據轉換器160轉換該讀出的灰度等級數據為把激光強度設置成寫電平的0N數據(步驟S36)。
激光驅動器164判斷轉換后的數據(步驟S37)，然后僅僅在該轉換后的數據是0N數據情況下產生與寫電平相對應的驅動信號“Li”(步驟S38)。結果導致這樣一個事實，即光學拾取頭100采用的激光二極管102在寫電平發(fā)出激光，光盤200的熱敏層205中只有當時相關的列的若干點和光學拾取頭所對應的軌跡部分的一部分變色。
另一方面，在轉換后的數據為OFF數據的情況下，或在不提供轉換后數據，即數據不是0N數據的情況下，激光驅動器164輸出與伺服電平對應的驅動信號“Li”(步驟S39)。因此，由于光學拾取頭100采用的激光二極管102在伺服電平發(fā)出激光，所以熱敏層205不變色。
其后，主控制單元170判斷相關的列是否對應于最后“n”列(步驟S40)。當判斷結果是“否”時，該判斷控制單元170使相關的列向前移動到下一列(步驟S41)。然后，主控制單元170重復對處理操作后已經被前移的相關列執(zhí)行相類似的處理操作。最后，由于對各列重復執(zhí)行該處理操作直到最后“n”列，因此，根據光拾取頭100所在行的轉換后的ON或OFF數據，激光被輻射到光盤200。
如上所述，該重復處理操作的一個周期與時鐘信號Dck的一個時鐘周期同步執(zhí)行，每次光盤200以一點與基準線所成的角度旋轉時，或者響應0N數據或者OFF數據，激光得以應用。
另一方面，在主控制單元170判斷相關列是最后“n”列的情況下，或在步驟S32的判斷結果是“是”的情況下，主控制單元170進一步判斷光學拾取頭100所在的行是否是最后“m”行(步驟S42)。當其判斷結果是“否”時，主控制單元170發(fā)出命令使光學拾取頭以等于該光盤200的一行的距離移到光盤200外圓周的一點(步驟S43)。響應該命令，光學拾取頭100實際地移到該點。其后，處理順序操作又返回到步驟S31。因此，對光學拾取頭100已經移動后的一行執(zhí)行步驟S31到S42所定義的處理操作。
另一方面，在主控制單元170判斷光學拾取頭100所在行是最后“m”行的情況下，該判斷結果表示對于置于該圖像形成設備10中的光盤200，第一行到最后“m”行的圖像形成操作已經完成。
在節(jié)省時間模式，如上所述，由于對光盤200的1行(旋轉1次)以簡單的單一寫操作執(zhí)行圖像形成操作。盡管所形成的圖像的對比度與對比度優(yōu)先模式相比要差，但是形成圖像所需的總的時間可以短很多。
這種情況下，在該實施例中，主控制單元170在這1行的單一寫操作執(zhí)行前檢查該行的灰度等級數據。如果該1行的所有灰度等級數據是(000)，那么光學拾取頭100立刻移到1行的外側。準確地說，當步驟S32的判斷結果是“是”時，處理順序操作跳到步驟S42。此外，當步驟S42的判斷結果是“否”時，執(zhí)行步驟S43所定義的處理操作。因此，與對比度優(yōu)先模式相類似，由于對不執(zhí)行圖像形成操作的行執(zhí)行的處理操作被跳過(即，熱敏層205不變色)，執(zhí)行圖像形成操作所需的總的時間就會因該跳過處理操作所需的時間而縮短。
<形成的圖像的具體例子>
下面將結合具體例子來說明由圖像形成設備10所形成的圖像。
首先，在圖像形成模式設置為對比度優(yōu)先模式的情況下，通過執(zhí)行由灰度等級數據的十進制值表示的多次改寫操作來表示每行的點。準確地說，在光盤200的熱敏層205內，具有寫電平的激光沿光盤200的每次旋轉彼此不同的軌跡被應用到由代表這些點的灰度等級數據的十進制值所表示多次旋轉形成的多個點對應的區(qū)域。因此，寫電平總的輻射次數越大，點區(qū)域的變色區(qū)的比率就越大。
這種情況下，當圖14所示的構成形成圖像的初始條件的灰度等級數據被存儲在幀存儲器158中時，對比度優(yōu)先模式所形成的圖像如圖15所示。換句話說，在對比度優(yōu)先模式，對于灰度等級數據(位)是(111)的那些點，由于從第一次旋轉到第七次旋轉，對沿光盤每次旋轉時彼此不同的軌跡應用具有寫電平的激光，因此該激光輻射到的這些點的區(qū)域而變色的部分的區(qū)域所占的比率最大。
當幀存儲器158的存儲內容如圖17所示時，對比度優(yōu)先模式所形成的圖像如圖18所示。換句話說，在對比度優(yōu)先模式，對于灰度等級數據(位)是(000)的那些點，具有寫電平的激光總的輻射次數等于零。但是，當灰度等級數據值(位)增加到(001)，(010)，(011)，…，(111)時，具有寫電平的激光被應用的總的次數增加到1次，2次，3次，…，7次。因此，由于輻射該激光到這些點的區(qū)域而變色的區(qū)域的比率隨著上述灰度等級數據而逐漸增大，最終形成3比特灰度等級數據的8個灰度等級的圖像。
另一方面，在圖像形成模式設置到節(jié)省時間模式的情況下，在該實施例中，對于非(000)的灰度等級數據，每一行的點由輻射具有寫電平的激光僅一次來表示。這種情況下，當圖14所示的灰度等級數據存儲在幀存儲器158中時，節(jié)省時間模式所形成的圖像如圖16所示。換句話說，在節(jié)省時間模式，對于非(000)的點的灰度等級數據，由于這些灰度等級數據僅由應用具有寫電平的激光1次而產生的變色來表示，與對比度優(yōu)先模式相比，形成的圖形的對比度降低。
應該注意，在節(jié)省時間模式，形成1行圖像所需的總的時間僅僅是光盤200旋轉1圈的時間。因此，與對比度優(yōu)先模式相比，對于每行的(111)灰度等級數據，在至少一點或更多點出現的情況下，形成圖像所需的總的時間縮短大約1/7。
如上所述，在該實施例中，當需要形成具有高對比度的圖像時，圖像形成模式可以設置到對比度優(yōu)先模式，而當需要在短時間內形成圖像時，圖像形成模式可以設置到節(jié)省時間優(yōu)先模式。因此，當根據例如用戶的品位和圖像質量等各種情況，圖像形成模式可以從對比度優(yōu)先模式和節(jié)省時間模式中適當的選擇時，可以在光盤200上形成合適的圖像。
應該注意，在圖14到圖18中，符號“i”以總稱表示方式表示能說明從第一行到第“m”行的每一行的符號。符號“j”以總稱表示方式表示能說明從第一列到第“n”列的每一列的符號(這些符號同樣在圖20中使用，稍后將說明)。
<應用/改進>
應該理解，本發(fā)明不僅僅局限于上述實施例，以下面提到的應用/改進也可以實現。
<使用記錄層作為變色層>
在上述實施例中，圖像形成設備10以激光輻射熱敏層205以便在熱敏層205上形成圖像的方式來配置。作為選擇，由于信息記錄時采用的記錄層202通過激光輻射而變色，根據本發(fā)明，該記錄層被用作變色層。如果記錄層202如上所述被用作變色層，那么記錄數據被記錄在記錄面上，其后，該數據記錄操作不旋轉光盤就立即被提前到圖像形成操作。
應該理解，在記錄層202被用作變色層的情況下，當光盤最內側作為起始點時，不能形成圖像。其原因很明顯。也就是說，是因為信息記錄在光盤200上時，當溝槽202a的邊緣點“Gs”作為起始點時，從最內側寫記錄數據。換句話說，用來形成圖像的區(qū)域和用來記錄信息的區(qū)域不能以重疊方式被使用。
因此，在記錄層202用作變色層的情況下，在采取下面提到的方法(1)和(2)后，被記錄在記錄層202上的數據量應受其它限制(即，用來在其上記錄信息的區(qū)域)，例如，限制用來在其上形成圖像的區(qū)域。在方法(1)中，在記錄數據從光盤200的內圓周已被記錄后，執(zhí)行了上述圖像形成操作，而該點被用作起始行，且該點與該記錄數據的寫終點分離一段對該記錄數據的讀操作沒有負面影響的距離。在方法(2)中，當光盤200的最外圓周被用作起始行時，在不對已記錄的記錄數據帶來負面影響的范圍內，在光盤200的內圓周形成圖像。
<變色部分的極化的防止>
在上述實施例中，圖像形成設備10如此配置，即當圖像形成模式被設置到對比度優(yōu)先模式時，通過采用圖9所示的轉換表，響應旋轉次數以對相鄰的旋轉被轉換的數據連續(xù)的方式把灰度等級數據轉換為0N數據或OFF數據。因此，如果在某一次旋轉中的整個1行上均未出現大于或等于某一值的灰度等級數據，那么在該次和后續(xù)的旋轉中激光的輻射被跳過，從而形成圖像所需的總時間因跳過其激光的輻射所需的時間而被縮短。
然而，在上述配置中，寫電平激光的輻射軌跡彼此相鄰。例如，在灰度等級數據(位)是(100)時，如圖18所示，在寫電平中應用的激光跟蹤與從第一次旋轉到第四次旋轉定義的各次的旋轉相應的軌跡(1)、(2)、(3)、(4)，并且軌跡沿行方向和列方向彼此相鄰。因此，即使當采用相同的灰度等級數據時，可能出現兩種情況。即，在一種情況下，因在其上應用激光而變色的部分集中在點的上部。在另一種情況下，因在其上應用激光而變色的部分集中在點的下部，取決于列。這有可能在視覺上被識別出差別。
例如，對于第(i+4)行/第(j+2)列的點和第(i+4)行/第(j+5)列的點，盡管任意灰度等級數據是(100)(見圖17)，在前一種情況下，變色部分集中在點的上部，而在后一種情況下，變色部分集中在點的下部(見圖18)。
舉一個為解決上述變色部分的極化的應用的例子，可以按照寫電平激光輻射軌跡以從第一次旋轉到第七次旋轉基本上相等的間隔進行配置的方式來定義由數據轉換器160轉換的內容。
具體來講，如圖19所示，數據轉換器160轉換的內容是，對某一灰度等級數據，或ON或OFF數據以在各次旋轉中基本上相等的間隔配置。在采用上述轉換內容的情況下，當灰度等級數據以如圖17所示的方式存儲在幀存儲器158中時，以對比度優(yōu)先的模式形成的圖像如圖20所示，使得上述變色部分的極化或多或少得到抑制。
作為能解決如上所述變色部分的極化的方法，不同于上述能改變數據轉換器160的方法，或者是改變跟蹤信號Tr的相位的移動量，或者改變光盤200的每次旋轉的順序。
<伺服電平的強迫插入>
在上述實施例中，圖像形成設備10以當暗點在某一行連續(xù)時寫電平的激光連續(xù)被應用的方式配置。
另一方面，當寫電平的激光被應用時，由于激光的能量，熱敏層205被變色。在變色中所應用的激光的能量是變化的，即，能量從輻射開始在每次之間以過渡的方式改變，而且由于光盤200個體的差異等各種情況，在常規(guī)方式下能量也要改變。因此，由于當應用具有寫電平的激光時，返回的激光不是常量，可以想象這種會導致聚焦控制操作不穩(wěn)定的情況。
因此，在連續(xù)應用寫電平激光的情況下，有可能發(fā)生聚焦控制操作不能準確運行的情況。
最后，舉一個能避免這種情況發(fā)生的應用例子，即使在寫電平激光連續(xù)應用的情況下，可構思這樣一個應用的例子。即，在短時間周期內以間斷的方式應用具有伺服電平的激光(顯然，在對變色沒有負面影響的范圍內)，并且在該短輻射次數周期內接收的光接收信號Rv被用作返回值，以便根據該返回值執(zhí)行聚焦控制操作。
<跟蹤信號的另一例子>
在對比度優(yōu)先模式，跟蹤信號的相位從第一次旋轉到第七次旋轉以相同移動量連續(xù)移動。如果每次旋轉激光的輻射軌跡互不相同，那么該不同的輻射軌跡的方法完全可以被用作跟蹤信號Tr。
例如，跟蹤信號Tr不由三角波信號構成，而由直流電壓信號構成，并且每次旋轉該直流電壓互不相同。即使當采用由直流電壓構成的跟蹤信號Tr時，如圖8B所示，每次旋轉激光的輻射軌跡彼此不同。
應該理解，當某一電壓被用作跟蹤信號Tr時，如果偏差量以前不是以實驗的方式獲知的，那么對如何得到該偏差量還不清楚。另外，根據該能應用直流電壓為跟蹤信號Tr的配置，由于噪音的出現和靈敏性的波動形成的圖像很有可能變得不均勻。因此，使用例如上述三角波信號和正弦信號的交流信號以及移動該交流信號的相位是值得考慮的。
因此，考慮到消除噪音的出現和靈敏性的波動所帶來的負面影響，在節(jié)省時間模式，固定為零的信號不用做跟蹤信號Tr，而優(yōu)先采用具有比在對比度優(yōu)先模式采用的三角波信號的幅度小的三角波信號。
<輻射次數/激光的灰度等級數>
在上述實施例中，在對比度優(yōu)先模式以8灰度等級形成圖像的情況下，能使熱敏層205變色的寫電平激光的總輻射次數選擇為0次到7次。作為選擇，輻射次數可以按照密度越高，輻射次數越大的方式來設置。例如，在灰度等級數據(位)是(000)，(001)，(010)，…，(111)的情況下，每一行寫電平激光的總輻射次數可以選擇為0，2，4，6，…，14次。如前面所述，如果進行寫電平激光輻射次數增加的設置操作，那么就可以形成更高對比度的圖像。作為選擇，可以不以固定的方式設置總輻射次數的增加量。
另外，已經說明了當灰度等級數據假設是3位時對于1點形成具有8灰度等級的圖像的情況。然而，本發(fā)明不局限于該實施例，而可以應用到其它情況。例如，當灰度等級數據假設是8位時，對于1點可以形成具有256灰度等級的圖像。
在該實施例中，1行的圖像通過進給光學拾取頭100一次而形成。作為選擇，1行的圖像可以通過進給光學拾取頭100多次形成。如上所述，在通過進給光學拾取頭100多次形成1行圖像的情況下，例如，64次，通過進給光學拾取頭100一次，可能形成4灰度等級密度表示的256(＝4×64)灰度等級的圖像，另外，在光學拾取頭64次進給操作的每一次，密度都是變化的。
<在節(jié)省時間模式通過顏色減少形成圖像>
另一方面，在上述實施例中，在節(jié)省時間模式形成圖像的情況下，僅以二進制方式應用/不被應用具有寫電平的激光。作為選擇，當灰度等級數據表示的最初提供的灰度等級數減少時，可以形成圖像。例如，當灰度等級數據是(000)和(001)時，每行具有寫電平的激光總的輻射次數假設是零次；當灰度等級數據是(010)和(011)時，每行具有寫電平的激光的總輻射次數假設是兩次；當灰度等級數據是(110)和(111)時，每行具有寫電平的激光的總輻射次數假設是三次；在這樣一種假設的情況下，光盤200每1行可以旋轉三次，并且通過減少最初的灰度等級到4灰度等級來形成圖像。顯然，可以按照該軌跡在三次旋轉中每次旋轉互不相同的方式來設置激光的輻射軌跡。甚至當圖像是通過減少由灰度等級數據表示的最初提供的總灰度等級數來形成時，與對比度優(yōu)先模式相比，形成該圖像所需的總時間會縮短，盡管縮短圖像形成時間的效果并不好。
在節(jié)省時間模式形成圖像的情況下，以在幀存儲器158中存儲與對比度優(yōu)先模式相同的灰度等級數據的方式配置圖像形成設備10。作為選擇，當該灰度等級數據由主計算機處理時，可以把通過減少最初的灰度等級數而產生的或者是二進制灰度等級數據或者是顏色減少灰度等級數據存儲在幀存儲器158中，然后，根據該存儲的灰度等級數據，可以按照與對比度優(yōu)先模式相同的灰度等級形成圖像。在這種可選擇的情況下，由于該灰度等級數據的總顏色數是二進制，或者比最初提供的顏色數小，所以在上述兩種情況之間，形成1行圖像所需的時間縮短這一技術問題是沒有差別的。
<CLV體制>
在上述實施例中，圖像形成設備10采用CAV體制，通過該體制，當光盤200以恒定角速度旋轉時，激光輻射該光盤200從而在其上形成圖像。作為選擇，可以采用線速度是常量的CLV體制。由于CLV體制不必采用隨著激光輻射位置向光盤200外圓周的移動激光寫電平增加的控制操作(然而在CAV體制中需要該控制操作)，不存在由于激光功率目標值的變化，形成的圖像質量下降的問題。
<使用溝槽的跟蹤控制>
在上述實施例中，以當溝槽202a被忽略時應用激光的方式配置圖像形成設備10。甚至當光盤200以其標記面與光學拾取頭100相對放置的方式設置時，有一些溝槽202a被檢測的情況。在這種情況下，可以通過利用從溝槽202a返回的激光與跟蹤控制一起來控制激光的輻射位置。
從記錄面來看，為了從標記面跟蹤沿圖6所示的螺旋方向形成的溝槽202a，由主軸電機130驅動的光盤200的旋轉方向一定又被設置到相反的方向。如果從光盤200的外圓周向其內圓周跟蹤溝槽202a，那么光盤200的旋轉方向可以彼此相同。
專用于溝槽202a的上述控制操作不是在圖像形成在標記面的情況下更有效，而是在通過采用記錄層202作為變色層而使圖像形成在記錄面的情況下更有效。
<點的配置>
在上述實施例中，總列數被選擇成與從第一行到最后“m”行相同的“m”段。作為選擇，例如，列越指向外圓周，總列數就越大。換句話說，每行的總列數可以互不相同。
在上述實施例中，當在PLL電路144中采用的頻率的倍乘因子被設置到由每一行的總列數除以8得到的值時，時鐘信號“Dck”的一個時間周期與光盤200轉過等于點陣的一列的角度期間的時間周期相一致。因此，由于PLL電路144的倍乘因子相應于每行的總列數而被設置，該設置的倍乘因子可以適當地應用于每行總列數互不相同的配置。
本發(fā)明說明了有一個變色層的光盤。但是，不必說，在光盤中也可以形成表示彩色圖像的多變色層。
已經詳細說明，根據本發(fā)明的圖像形成設備和圖像形成方法，除了在記錄面上記錄信息，還可以在光盤上形成高對比率的圖像，而不需采用新的設備。
權利要求
1.一種用于在光盤上形成圖像的圖像形成設備，所述光盤包括通過光應用裝置應用激光而變色的變色層，所述圖像形成設備包括旋轉裝置，用于旋轉光盤；光應用裝置，可沿光盤的大致徑向的方向移動，用于將激光應用到由旋轉裝置旋轉的光盤上；進給裝置，每當光盤由旋轉裝置旋轉預定多的次數時，該進給裝置用于沿徑向方向進給光應用裝置一預定的距離；輻射位置操作裝置，用于響應一提供的跟蹤信號而操作從光應用裝置發(fā)射到光盤的激光的位置；輻射位置控制裝置，用于產生跟蹤信號并將產生的跟蹤信號提供給輻射位置操作裝置，以控制輻射位置操作裝置，使得每次旋轉時激光在光盤上的輻射軌跡彼此不同；和激光強度定義裝置，用于根據從存儲器中讀出的灰度等級數據來定義光盤每次旋轉時激光的強度，所述灰度等級數據定義了要在光盤的一周排列的點的密度。
2.根據權利要求1所述的圖像形成設備，其特征在于，所述輻射位置操作裝置響應所述跟蹤信號的電壓來操作激光的位置；以及所述輻射位置控制裝置以在光盤由旋轉裝置旋轉預定多的次數期間使直流跟蹤信號的電壓彼此不同的方式產生與直流信號等同的跟蹤信號。
3.根據權利要求1所述的圖像形成設備，其特征在于，所述輻射位置操作裝置響應所述跟蹤信號的電壓來操作激光的位置；以及輻射位置控制裝置產生具有常數幅度和常數頻率的跟蹤信號，其中，該跟蹤信號的相位在光盤由旋轉裝置旋轉預定多的次數期間彼此不同。
4.根據權利要求1所述的圖像形成設備，其特征在于，所述激光強度定義裝置定義激光的強度，從而使點的密度越高，具有能使光盤變色的強度的激光的總輻射次數就越大。
5.根據權利要求4所述的圖像形成設備，其特征在于，所述圖像形成設備至少包括要形成的圖像的對比度優(yōu)先的第一模式和形成要形成的圖像需要的時間縮短優(yōu)先的第二模式；以及在設置第二模式的情況下，形成要排列在同一圓周上的點需要的總旋轉次數比設置第一模式的情況下需要的總旋轉次數少。
6.根據權利要求1所述的圖像形成設備，其特征在于，該設備還包括判斷裝置，用于在光盤由旋轉裝置旋轉預定多的次數前判斷是否需要將具有能使變色層變色的強度的激光應用預定多的旋轉次數，以便形成要排列在一個圓周上的點，其中，在判斷的結果是否的情況下，判斷裝置發(fā)送指令給進給裝置從而移動光輻射裝置，而不必等待光盤旋轉預定多次數的操作。
7.根據權利要求1所述的圖像形成設備，其特征在于，該設備還包括判斷裝置，用于在光盤由旋轉裝置旋轉預定多的次數前判斷是否需要將具有能使變色層變色的強度的激光應用預定多的旋轉次數，以便形成要排列在一個圓周上的點，其中，在判斷的結果是否的情況下，判斷裝置在該判斷結果為否的旋轉次數取消激光輻射。
8.根據權利要求1所述的圖像形成設備，其特征在于，輻射位置操作裝置包括跟蹤驅動器，包括跟蹤信號要應用到的線圈；以及保持部件，所述保持部件保持光學拾取器的物鏡，并且由所述線圈根據所述跟蹤信號在徑向方向上移動。
9.根據權利要求1所述的圖像形成設備，其特征在于，輻射位置控制裝置包括伺服電路，所述伺服電路產生要應用于輻射位置控制裝置的伺服信號，用于控制輻射位置操作裝置。
10.根據權利要求1所述的圖像形成設備，其特征在于，激光強度定義裝置包括數據轉換器，用于響應光盤的旋轉次數而把從存儲器中讀出的灰度等級數據轉換成‘ON’數據和‘OFF’數據之一，其中，當把‘ON’數據應用于光應用裝置時，光應用裝置應用具有使變色層變色的強度的激光，以及其中，當把‘OFF’數據應用于光應用裝置時，光應用裝置應用具有不使變色層變色的強度的激光。
11.根據權利要求1所述的圖像形成裝置，其特征在于，旋轉裝置以恒定的角速度旋轉光盤。
12.根據權利要求1所述的圖像形成設備，其特征在于，旋轉裝置以恒定的線速度旋轉光盤。
13.根據權利要求1所述的圖像形成設備，其特征在于，還包括旋轉檢測器，該旋轉檢測器輸出具有與旋轉裝置的轉速相對應的頻率的信號，其中該信號用于控制旋轉裝置的轉速。
14.一種在光盤上形成圖像的圖像形成方法，該方法包括下述步驟每次光盤旋轉預定多的次數時，沿光盤的大致徑向的方向把用于將激光應用到光盤上的光拾取頭移動預定的距離；產生一跟蹤信號；在光盤旋轉預定多的次數期間，響應產生的跟蹤信號，以使在每次旋轉時光盤上的激光的輻射軌跡彼此不同的方式來控制激光的輻射位置；以及根據從存儲器中讀出的灰度等級數據來定義光盤每次旋轉時激光的強度，所述灰度等級數據定義了要在光盤的一周排列的點的密度。
15.一種用于在光盤上形成圖像的圖像形成設備，該圖像形成設備包括光學拾取頭，用于把光應用到光盤；進給裝置，用于每次光盤旋轉預定多的次數時，沿著光盤的徑向方向將光學拾取頭移動預定的距離；輻射位置控制裝置，用于在光盤旋轉預定多的次數期間，以使每次旋轉時輻射在光盤上的激光束的輻射軌跡彼此不同的方式控制激光的輻射位置；以及激光強度定義裝置，用于根據要排列在光盤一周的點的灰度等級和光盤的旋轉次數來定義激光的強度。
全文摘要
一種圖像形成設備，包括用于旋轉光盤(200)的主軸電機(130)；用于應用激光到光盤的、沿光盤徑向移動的光學拾取頭(100)；當光盤多次旋轉時，沿徑向移動光學拾取頭一預定距離的步進電機(140)；驅動從光學拾取頭輻射的激光的位置的跟蹤驅動器；以當光盤多次旋轉時激光的輻射軌跡彼此不同的方式控制跟蹤驅動器的伺服電路(138)；和根據排列的若干點的灰度等級和光盤的總旋轉次數來定義激光強度的數據轉換器(160)。
文檔編號G11B23/40GK1770272SQ200510106830
公開日2006年5月10日 申請日期2003年5月29日 優(yōu)先權日2002年5月31日
發(fā)明者森島守人 申請人:雅馬哈株式會社