CN100538859C - 为施加标签而对速度与方向的跟踪进行修改的光盘驱动器 - Google Patents
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Abstract
一种光盘驱动器(100)，包括一个用来转动光盘(100)的主轴马达(706)以及一个被配置成向所述光盘(100)的标签区域内的涂层施加图像(118)的OPU。编码器(406)被配置成在所述光盘(100)上定义的标签区域(106)之外的区域中跟踪所述光盘(100)上的光盘速度特征(112)。通过跟踪所述光盘速度特征(112)，所述编码器(406)获得用于将图像施加到所述标签区域(106)的光盘速度数据。
Description
背景技术
CD具有很长的、螺旋型数据轨道，所述轨道大概有3.5英里长。这种连续的数据轨道从盘片的中心部分开始一直盘旋到光盘的外部。数据由聚碳酸脂塑料盘片的上表面上的模制特征形成。虽然这种特征的尺寸在CD和DVD之间有所不同，它们大概在0.5微米到1.2微米之间。CD上长而连续的数据螺旋的相邻环的中心线之间相隔大概为1.6微米。当从上面看时，位于连续数据螺旋内的数据特征表现为一个个“凹槽”，而当从下面看时，表现为一个个“凸起”。在数据读取过程中，光盘驱动器上的光学拾取单元(OPU)从下面看到了这些凸起。模制形成这些凹槽的聚碳酸脂塑料盘片的上表面被一个铝层覆盖，所述铝层又被一个丙烯酸层覆盖，最后是一个标签。
在从CD读取数据的过程中，一个驱动马达转动该盘片。根据是螺旋的外部还是内部正被读取，所述驱动马达能够精确地分别在200到500rpm之间旋转该盘片。可以微调数据经过OPU的角速度，以使得OPU读取数据的速度保持一致。例如，当以一个太快或太慢的速度读取数据时，作为响应，可以轻微调整主轴马达来更好地接近期望的盘片旋转速率。当读取逐渐远离盘片中心的轨道上的位置时，这种反馈可被用于逐渐地减小盘片旋转速度。
随着数据的读取，携带OPU的滑轨从内部位置向外部位置移动，所述OPU典型地包括一个激光器、一个透镜系统、以及一个传感器。一个寻轨马达指导携带OPU的滑轨的运动，从而使得激光束能够跟随从正被读取的螺旋部分下面的位置被模制到CD中的螺旋数据轨道。由于位于螺旋内的数据元素尺寸极小，所以跟踪机制的精确性很重要。
在没有帮助的情况下，寻轨马达将不能获得将OPU充分定位到数据螺旋期望部分的下方所需的准确性。因此，跟踪传感器向寻轨马达提供了恒定的反馈。该反馈可以基于传感器对数据轨道螺旋之精确位置的观察。
即使借助跟踪传感器，跟踪机制的准确性可能不完全足够。为了使OPU的准确性容忍更大的偏差，需要偏转传感器来协调偏转机制的实施，借助该偏转机制，OPU的激光器可被轻微地偏转。如果需要，所述偏转机制能使激光器瞄准一个轻微的角度，从而补偿携带OPU的滑轨的位置的轻微误差。由于偏转传感器和关联的电路将质量比滑轨更小的元素移过更小的距离，所述偏转机制能够微调OPU的工作。
虽然OPU典型地被用于从光盘上读取数据，最近的进展已经允许OPU向CD的标签施加一个图像，对于所述CD，已经向所述标签施加了一个适当的涂层。可以通过反转CD并将其放置到CD驱动器来施加图像。由于CD被反转，所述涂层可以通过与OPU中激光相接触而被激活。激光的应用激活了包含在涂层中的化学物质从而导致图像的形成。
不幸地是，在向标签施加图像的过程中，OPU很难准确地定位。由于在盘片的标签表面缺乏这些传感器被设计用来感测的螺旋数据轨道类型，跟踪传感器和偏转传感器不能工作。因此，很难知道并精确控制盘片旋转的角速度和盘片的角取向。结果，任何由该OPU向标签表面施加的图像都可能被扭曲或损坏，或者图像的解析度可能低于预期，或二者兼有。
DVD被类似地构造，但典型地具有多层聚碳酸酯塑料，并在其上模制了多层数据。因此，向DVD上的标签施加图像涉及许多向CD标签施加图像所遇到的相同问题。
发明内容
一种光盘驱动器，包括一个用来转动光盘的主轴马达以及一个被配置成将一个图像施加到所述光盘的标签区域内涂层的OPU。一个编码器被配置成在不同于所述光盘上定义的标签区域的区域中跟踪所述光盘上的光盘速度特征。通过跟踪所述光盘速度特征，所述编码器获得用于将图像施加到所述标签区域的光盘速度数据。
附图说明
下文的详细说明参考附图。在这些附图中，一个参考数字的最左侧数字标识了该参考数字第一次所出现的附图。此外，贯穿所有附图，使用相同参考数字来参考类似的特征和部分。
图1是一张光盘的等距视图，显示了示范性的光盘速度特征以及光盘角取向特征。
图2是第二光盘的正交视图，进一步显示了光盘速度特征和角取向特征的示范性视图。
图3是一个放大视图，显示了具有“锯齿”设计的光盘速度或角取向特征的示范性细节。
图4是图3的示范性细节的沿着图3中线条4-4所截取的一个截面。
图5是第二示范性光盘速度和/或角取向特征的放大视图。
图6是图5之示范性细节的沿着图5中线条6-6所截取的一个截面图。
图7是示范性光盘驱动器的示意图，特别显示了一个被配置成读取光盘速度特征和/或光盘角取向特征，从而允许分别计算光盘速度和/或角取向的编码器。
图8是一个流程图，显示了一种示范性方法，通过该方法，可以使用一个具有编码器的示范性光盘驱动器将图像施加到配备有模制光盘速度特征和/或角取向特征的光盘。
图9是一个流程图，显示了一种示范性方法，通过该方法，可以制造具有光盘速度特征和/或角取向特征的光盘。
具体实施方式
一种被配置成允许向盘片的标签侧施加图像的光盘。所述盘片包括如下特征：这些特征可被模制、被绢印或以别的方式形成或应用，它们在图像施加过程中提供盘片方向(即盘片的标签侧在光盘驱动器中进行定向的方式)，旋转速度和角取向信息(即从盘片中心发出并穿过盘片边界给定点的光线在光盘驱动器内所指的方向)。所述光盘驱动器包含一个编码器，该编码器监视所述特征，因而一开始就检测到光盘方向，并随后监视盘片速度和角取向，因而帮助将图像施加到光盘的标签表面。在一个示范性实现中，相对于OPU的盘片速度(即介质通过OPU(光学拾取单元)的速度，随着OPU径向地向外移动而导致持续变化的RPM)被主轴马达保持在0.25米/秒+/-0.02％以内。这允许用产生有效2400dpi分辨率的600dpi(点每英寸)的四分之一像素精度来施加图像。部分地由于主轴马达的质量问题，并且部分地由于相对OPU的盘片速度是OPU径向距离的一个函数，为了保持所需精度，在每次旋转期间需要不时地调整主轴马达。
图1是第一示范性光盘100的等距视图，该光盘被配置成向盘片的图像侧或标签侧(通常是与数据侧相反的一侧)施加一个图像。光盘100可以是CD、DVD或类似的光盘。中心孔102被区域104包围，根据制造过程，区域104可能有一个镜面外观，也可能没有。标签区域106被涂上了一种OPU可写的材料(即可被光学拾取单元写入，下面将会更加详细地看到)。图像108，诸如文本或图形，在加标签过程中可被施加到标签区域106。
所述加标签的过程可以包括读取特征110，该特征首先提供了关于盘片方向的信息(即光盘的给定平面表面在光盘驱动器内进行定向的方式)，并且接着提供关于盘片速度的信息(角速度或旋转速度，即RPM)，以及盘片角取向。在示范性的光盘100中，特征110被定义成允许在向盘片的标签侧施加图像的同时进行观察。典型地，所述特征在盘片的标签侧；然而在备选配置中，特征110可被定义在盘片的数据侧，或定义在盘片内部的层上。
示范性光盘100的特征110包括一个盘片速度特征112环。当被编码器检测到时(如同下面将看到的)，盘片速度特征112提供关于光盘100的旋转速度信息。在示范光盘100中，盘片速度特征112包括被间隔的模制区域，以提供较高和较低反射率的规则模式。模制盘片速度特征112的示范细节显示在图3-6中，并将在下文更加详细地讨论。在一个实现中，盘片速度特征112被模制；在另外一个实现中，所述特征被印刷、绢印在盘片上，或以其它方式被制造。
示范光盘100的特征110还包括盘片角取向特征114。当被编码器检测到时(下文将会看到)，盘片角取向特征114提供关于旋转期间光盘100的角取向(即从盘片中心发出并穿过盘片边界上给定点的光线所指的方向)的信息。当图像108被施加到标签区域106时，盘片的角取向非常重要，因为关于盘片角取向的信息暗示了图像施加过程中关于标签区域106角取向的信息。在示范光盘100中，盘片角取向特征114包括间隔的模制区域，用来提供一个较高和较低光反射率的不规则模式。在图3-6中可以看到模制特征的结构的示范细节，并在后文中将更加详细地进行讨论。备选地，特征114可被绢印或印刷在盘片上，或以其它方式制造。
光盘100的示范盘片角取向特征114包括一个较大的特征116和较小的特征118，二者被不同尺寸的平面、反光区域间隔。由于模式是不规则的，和/或不关于许多径向轴对称，当光盘100在光盘驱动器内的转动时，有可能通过观察特征114来确定其角取向。例如，如果存在一个较大特征116和多个较小特征118，那么可以很容易地确定光盘的角取向。
图2是第二光盘200的正交视图，进一步显示了盘片速度特征202和盘片角取向特征204的示范视图。典型地，第二光盘200的盘片角取向特征204适合应用于DVD。在这种情况中，盘片速度特征202可被编码器406读取(图4)并且盘片角取向特征204可被光盘驱动器700的OPU710(光学拾取单元)读取(正如在对图7的讨论中所看到的)。
盘片速度特征202类似于盘片速度特征112(图1)，但是可以被模制在多层DVD盘片的一个内部层上。盘片角取向特征204也可由一个绢印或类似制造过程被类似地模制或制造。盘片角取向特征204可成环状分布在离光盘200的中心任意期望径向距离的一个位置，该位置径向地位于盘片速度特征的内侧或外侧。虽然图1和2提供了示范盘片速度和盘片角取向特征，其它实现也是可能的。例如，盘片速度特征和盘片角取向特征可以被组合进一个环状的特征环中，所述特征环具有202，204中提供的信息。
图3是一个放大视图，显示了第一示范模制盘片速度特征(例如图1的112)或模制角取向特征(例如图1的116或118)的细节。例如，所述示范模制特征可以像一个锯齿区域302，如图所示。锯齿区域302趋向于分散光线，因而极大地减少了反射光线的数量。相反，反射区域304具有平整的表面，从而反射光线。反射光线数量之间的差异允许一个感测器区别锯齿区域302和反射区域304，正如将在下文中更加详细地看到的那样。
图4显示了原先在图3中看到的锯齿区域302的一个截面图。这种锯齿区域可被用来形成示范模制盘片速度或角取向特征，诸如图1的模制特征112、116或118。锯齿的表面402与由传感器或编码器406发出的进入光线404不是垂直的，因此趋向于从所述编码器发出发射光线408。
图4的传感器或编码器406可以基于光、磁或其它技术。在一个实现中，编码器406被配置成将光线导向到光盘100，并且用来区分反射较小的区域，诸如盘片速度特征112的锯齿表面302和诸如模制盘片角取向特征116，118，以及区分与这些特征相邻或位于其中的反射较大的区域304。在一个实现中，编码器406可被定位在距离光盘100的中心一个固定径向距离的地方，与光学拾取单元(OPU)(见图7)可读和/或可写的区域相隔离。编码器406能够向光盘100的表面发出常规(即不相干、非平行，非激光)光线404或激光(即相干的、平行光)，这些光线遇到反射表面304反射后回到编码器，但其中反射光408基本上没有被锯齿区域302反射回编码器406。
图5和图6是示意图，显示了第二示范模制盘片速度或角取向特征502的放大结构细节，多个这种特征适用于形成特征112，116，118。模制特征502可以在聚碳酸酯塑料内被定义，该聚碳酸酯塑料在CD或DVD内形成一层。模制特征502可以是一个具有用于光线偏转的非平面表面的“凹槽”或光偏转特征504。在图5和6的例子中，位于所述凹槽内的光偏转特征504是一个圆锥，但具有与入射光线不垂直的表面的备选结构可以替代。模制特征502(凹槽)可被编码器406扫描(正如在对图7的讨论中将再次看到的那样)，所述编码器406向模制特征502发射光线。由于光偏转特征504不会将光线反射回编码器406，所述编码器相应地向一个处理器或控制器发出信号。
图7是示范光盘驱动器700的示意图，特别显示了一个编码器406，所述编码器被配置成读取模制盘片速度特征112(图1)以允许计算盘片速度。编码器406还可以被配置成读取盘片角取向特征114(图1)。备选地，OPU710可被用来读取模制或绢印的盘片角取向特征204(图2)，所述特征位于一个OPU能够工作的范围之内，如下文所见。
为了进行标记，具有信息侧702的光盘100被定向以定位标签侧704。光盘100被盘片或主轴马达706旋转，所述马达被主轴控制器708控制。一个图像被OPU710(光学拾取单元)施加到光盘100的标签区域106(图1)。OPU710在滑轨712上的标签区域106上径向移动，所述滑轨712被寻轨马达714和寻轨控制器716或开关装置移动。图像被激光束718施加到标签区域106，所述激光束与涂层反应形成图像。产生激光束718的激光器720被控制器722或类似的开关装置控制。
在示范光盘驱动器700中，编码器406典型地能够读取径向地位于OPU(光学拾取单元)710可读区域内侧或外侧盘片上的信息。例如，编码器406能够读取数据特征110(图1)，所述数据特征代表盘片速度特征和/或盘片角取向特征。有利地，编码器406能够在OPU710在光盘100的另一部分读取或写入数据的同时，从光盘100上的第一位置读取数据。
通过区分反射光线的量，编码器406通过发射光线404(图4)来读取数据，以从没有模制特征的区域中区分模制特征区域。可被编码器读取的示范模制特征显示在图1-6中。读取过程产生传递盘片方向信息以及盘片速度和角取向信息的信号。这些信号可以被编码器控制器724所解释，或直接被传输到控制器726。
控制器726可以执行软件或固件728来控制OPU710、寻轨马达714、主轴马达706和编码器406的整体工作。固件728代码可以将编码器406配置成读取模制盘片速度特征112和/或模制盘片角取向特征114。典型地位于标签区域106之内，固件代码还可以使得OPU710能够读取盘片角取向特征204，所述特征被模制、印刷和/或绢印在盘片上。
图8是一个流程图，显示了一种示范方法800，借助该方法，使用一种具有编码器406的示范光盘驱动器可以将一个图像施加到用模制和/或绢印特征110(或202，204，等)配置的光盘100，以传递盘片方向信息、盘片速度信息和/或盘片角取向信息。方法800的元素可由包含在固件728中的一个控制过程实现，或由被控制器或处理器726执行的其它软件实现。在块802，由编码器406和/或OPU710检测盘片速度特征和/或盘片角取向特征。这些特征的检测可被用来确定光盘100是否被正确定向在光盘驱动器700中，或者是否应该要求用户将盘片反转。在块804，解释了由感测模制盘片速度特征112而产生的编码器输出信号，因而产生了盘片速度数据。编码器406感测从没有盘片速度特征和具有盘片速度特征的区域反射或未被反射的光线，并且响应检测到的或没有检测到的反射而生成信号。在块806，解释的盘片速度信号，即盘片速度数据，通过向盘片马达706发送适当的指令而被用来增加或减少盘片速度。通常，在OPU710离盘片中心越远的地方，盘片的角速度被保持在更低的速率。另外，解释的盘片速度信号还被用来确定OPU710在标签标记过程中的操作。在块808，跟踪盘片角取向特征114以产生盘片角取向数据。在任何时间提供了有关盘片角取向的信息的盘片角取向数据被用在标签标记过程中。盘片角取向特征可以是模制特征114或有可能是绢印特征204。盘片角取向特征可被编码器406或OPU710跟踪。块806和808定义了控制过程的功能，所述控制过程典型地位于固件728内，在图象施加期间，所述控制过程在编码器和OPU之间协调盘片速度数据。在块810，光盘标签侧上的涂层被OPU710标记。来自OPU710的激光通过创建由热和/或曝光所激励的反应来对涂层进行标记。OPU使用来自观察盘片速度特征112的盘片速度信息和来自观察盘片角取向特征114的盘片角取向信息来确定打开和关闭OPU的激光器720的正确时间，还确定了控制OPU710的位置的寻轨马达714的正确操作。
图9是一个流程图，显示了一种示范方法900，借助该方法，可以制造具有盘片速度特征112和盘片角取向特征114的光盘100。方法900的元素可被手动地实现，或由包含在制造设施中的软件或固件中的一个控制过程实现。在块902，在光盘上定义了盘片速度特征112，所述特征典型地从光盘的标签侧被读取。对于光盘是多层的情况，诸如DVD，盘片速度特征可被模制进一个内部层。在第一备选中，如在块904中所看到的，盘片速度特征112能够以锯齿形特征被模制(例如图3和4的302)。在第二备选中，如在块906中所看到的，用不具有模制特征的区域来点缀模制凹槽(例如图5和6的502)。在第三备选中，如在块907中看到的，用不具有绢印标记或特征的区域来点缀绢印区域。
在块908，定义了盘片角取向特征114，204或类似特征，这些特征典型地可从盘片的标签侧读取。在第一备选中，如在块910中看到的，典型地可以在盘片的外层定义光可读标记，诸如类似特征204的绢印标记。在第二备选中，如在块912看到的，盘片角取向特征被模制在光盘中。例如，盘片角取向特征114，204可被模制进DVD盘片的内层或外层，或者可被模制进CD或DVD盘片的一个径向内部位置，以供编码器406读取。
在块914，光盘标签侧的标签区域被涂上一种OPU可写材料。例如，可以使用一种热反应涂层，因而允许OPU通过涂层起反应来施加图像。
虽然已经以与结构特征和/或方法步骤相关的语言描述了本公开，应当理解附加的权利要求并不限于已描述的特定特征或步骤。相反，所述特定特征和步骤是实现本公开的示范形式。例如，虽然流程图的块中所描述的动作可以与其它块中描述的动作并行执行，这些动作能够以其它顺序发生，或者以一种这样的方式分布：将动作与多于一个的其它块相关联。此外，虽然所公开的方法的元素被规定为能以任何期望的方式被执行，但应当预期到计算机或处理器可读的指令将会是一种执行所述方法的全部或部分的优选装置，所述指令由一台计算机和/或处理器执行，典型地所述计算机/处理器位于一个打印机内部，并从一种计算机或处理器可读的介质读取指令，诸如ROM，磁盘或CD ROM。另外，虽然所述参考都是关于CD和DVD，这里描述的大部分元素一般能够应用到磁盘，特别是光盘。因此，关于CD和DVD的参考仅仅是作为例子；这些例子代表了更广大、更一般的概念，典型地涉及任何类型磁盘的变种和/或提高，诸如光盘(例如CD或DVD)。还有，虽然盘片速度特征112和盘片角取向特征114作为不同的标记被示例，但如果需要，它们可以在某些实现中被合并。在有些应用中，这种组合可能更加有效。
所要求的权利是：
Claims (10)
1.一种光盘驱动器(700)，包括：
一个主轴马达(706)，用来转动光盘(100)；
一个光学拾取单元(710)，用来将一个图像(108)施加到位于所述光盘(100)的标签区域(106)内的涂层；以及
一个编码器(406)，被配置成在一个不同于所述标签区域(106)的区域中跟踪所述光盘(100)上的盘片速度特征(112)，并因而获得盘片速度数据，
其中光学拾取单元(710)还被配置成跟踪在标签区域(106)内定义的盘片角取向特征(114)。
2.权利要求1的光盘驱动器(700)，其中编码器(406)还被配置成跟踪在不同于标签区域(106)的区域内模制的盘片角取向特征(114)。
3.权利要求1的光盘驱动器(700)，还包括一个控制器(726)，在施加图像(108)的过程中，该控制器被配置成在编码器(406)和光学拾取单元(710)之间协调盘片速度数据。
4.一种光盘驱动器(700)，包括：
用于控制主轴马达(706)转动光盘(100)的速率的装置；
在主轴马达(706)转动光盘时，通过跟踪在光盘(100)上定义的盘片速度特征(112)来收集盘片速度数据的装置；
用于根据盘片速度数据来对光盘(100)加标签的装置；
用于使用光学拾取单元(710)来跟踪由盘片角取向特征(114)定义的盘片角取向数据的装置；以及
用于向加标签的装置传递盘片角取向数据以创建一个图像(108)的装置，所述图像在光盘(100)的涂层上具有期望的角取向。
5.权利要求4的光盘驱动器，还包括：
用于使用编码器(406)来跟踪模制盘片角取向特征(114)以产生盘片角取向数据的装置，所述特征径向地位于光盘(100)上光学拾取单元能够达到的一个区域内部；以及
当在光盘(100)上标记涂层时，使用盘片角取向数据的装置。
6.权利要求4的光盘驱动器，还包括：
用于处理来自编码器(406)的盘片速度数据的装置，以确定主轴马达(706)的速度应该被增加的时间以及主轴马达(706)之速度应该被降低的时间。
7.权利要求4的光盘驱动器，其中用于收集盘片速度数据的装置包括：
用于区别从编码器(406)接收的第一和第二信号的装置，其中第一和第二信号是由对应于模制盘片速度特征(112)存在或者不存在的光反射差异而产生的。
8.权利要求4的光盘驱动器，其中用于收集盘片速度数据的装置包括：
用于区别从编码器(406)接收的第一和第二信号的装置，其中当光线被镜面表面(104)反射时产生第一信号，而当光线被锯齿特征(302)反射时产生第二信号。
9.权利要求4的光盘驱动器，其中用于收集盘片速度数据的装置包括：
用于区别从编码器(406)接收的第一和第二信号的装置，其中当光线被镜面表面(104)反射时产生第一信号，而当光线被模制凹槽(502)反射时产生第二信号。
10.权利要求4的光盘驱动器，其中用于收集盘片速度数据的装置包括：
用于区别编码器传感器输出的装置，所述输出与在镜面表面(104)上定义的区域之内的光线反射率水平相关联，所述区域与光盘(100)上的涂层相邻近。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090909 Termination date: 20130907 |