JP4020021B2 - 光ディスク装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクにデータを記録する機能に加えて、画像を形成する機能を付加した光ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の光ディスク装置には、CD−R(Compact Disc−Recordable)などの光ディスクに対し、オーディオ等のデータを記録するという記録機能に、文字や図形等の画像を形成するという画像形成機能が付加されたものがある(例えば、特許文献1参照)。この種の光ディスク装置は、データを記録する記録面にレーザ光を照射して、記録面の一部を熱変色させることにより、文字や図形等の画像を形成するというものである。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−7530号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、新たに画像形成機能を付加するにあたって、光ディスク装置全体の構成が複雑化すると、装置のコストアップにつながってしまう。また、光ディスクに画像を形成するのに要する時間が長くなったり、形成される画像の品位が低くかったりすると、付加価値としての魅力もなくなってしまう。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置のコストアップを防止するとともに、それほど時間を要することなく光ディスクに画像を高品位に形成することが可能な光ディスク装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ドットデータを単位データとしてフレーム化し、フレーム化されたデータのうち、ドットデータに相当する部分が予め定められた値であるか否かを識別し、当該部分が予め定められた値であれば、1ドットの画像形成に要するドット期間のうち、前記ビット列信号を予め定められた期間だけピット形成手段に供給させる構成を採用することによって、ドット期間のうち、ドットデータで指定される濃度に応じた期間だけ1以上のピットを形成して、光ディスクの濃度を変化させる。
また、本発明は、ドットデータを単位データとしてフレーム化し、フレーム化されたデータのうち、ドットデータに相当する部分が予め定められた値であるか否かを識別し、当該識別結果が肯定的であるときに、当該ビット列信号で規定されるピットが長くまたは太くなるようにストラテジ回路の補正内容を変更する構成を採用することによって、光ディスクの濃度を変化させる。
ドットデータを単位データとしてフレーム化する場合に、インターリーブが実行されると、単位データの配列順序が並び替えられてしまうので、本発明に係るプログラムは、インターリーブ後に単位データの配列順序が、ドットの配列と一致するように、予め逆インターリーブを施すようにしている。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0007】
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る光ディスク装置を含むシステム全体の構成を示すブロック図である。この図に示されるように、システム1は、ホストコンピュータ10に、実施形態に係る光ディスク装置100を接続した構成となっている。このうち、ホストコンピュータ10は、CPU20、ROM22、RAM24、HDD(ハードディスクドライブ)26、表示部28、操作部30およびインターフェイス32がバス21を介して相互に接続された構成となっている。このうち、HDD26は、オペレーションシステムのほか、画像形成用のアプリケーションプログラムを格納する一方、CPU20は、このアプリケーションプログラムを実行することによって、後述する機能ブロックを構築し、画像データを処理して光ディスク装置100に供給する。なお、本実施形態では、光ディスク装置100の接続規格としてIDE(ATAPI)が用いられる。操作部30は、キーボードやマウスなどのようにユーザによる操作指示を入力するものである。
【0008】
<光ディスク装置>
図2は、光ディスク装置100の詳細な構成を示すブロックである。図2において、主制御部120は、その内部に設けられたメモリ(図示省略)に記憶されたプログラムにしたがって、各部を制御したり、各種のクロック信号を出力したりするものである。光ディスク200は、その記録面がピックアップ130に対向するようにセットされるとともに、スピンドルモータ136によって回転させられる。
回転検出器138は、スピンドルモータ136が1回転する期間に例えば8個のパルスを生成して、そのパルス信号を検出信号FGとして出力する。この光ディスク装置100は、角速度一定のCAV(Constant Angular Velocity)方式とする。スピンドル制御回路140は、検出信号FGで示される回転速度が一定となるように、主制御部120からの指示の下、スピンドルモータ136をフィードバック制御する。
【0009】
ピックアップ130は、詳細については特に説明しないが、主に、レーザ光を照射する半導体レーザ(発振器)と、当該レーザ光が光ディスク200によって反射した光(戻り光)の強度を検出する受光素子と、当該レーザ光を集光させる対物レンズを、光ディスク200に対し接近または離反させる方向に駆動するフォーカスアクチュエータと、レーザ光のトラッキングを操作するトラッキングアクチュエータとを一体化したものである。ピックアップ130は、ステッピングモータ144の回転軸に螺合し、ステッピングモータ144の回転は、主制御部120によって制御される。このため、ピックアップ130は、主制御部120によって光ディスク200の径方向に送り制御される。
ピックアップ130における半導体レーザは、レーザドライバ170から供給される駆動電流に応じた強度でレーザ光を照射する一方、その戻り光は、受光素子によって電気信号に変換され、当該電気信号は、デコーダ174、パワー制御回路178およびピックアップ制御回路180にそれぞれ供給される。
【0010】
一方、インターフェイス(I/F)152は、ホストコンピュータ10との接続を図るものであり、本実施形態では、データ記録時には記録すべき記録データを、画像形成時には後述するように処理された画像データを、それぞれ入力する。バッファ154は、先入れ先出し型であり、当該インターフェイス152によって入力されたデータが一時的に格納される一方、当該データが、主制御部120によって検出された光ディスク200の回転に同期して読み出される。
書込信号作成器156は、詳細については後述するが、バッファ154から読み出されたデータにしたがって、レーザ光をライトレベルで照射させるか、サーボレベルで照射させるかを指示する信号OENをレーザドライバ170に供給する。ここで、ライトレベルとは、そのレベルのレーザ光を光ディスク200の記録層(図示省略)に照射したときに、当該記録層が熱変色してピットが形成されるのに十分なレベルをいう。一方、サーボレベルとは、そのレベルのレーザ光を光ディスク200の記録層に照射しても、記録層が変色しない程度のレベルをいい、フォーカス制御やトラッキング制御を実行する場合に用いられる。
【0011】
レーザドライバ170は、信号OENで指定されたレベルに相当し、かつ、パワー制御回路178から供給された誤差信号がゼロとなるような駆動電流を生成して、ピックアップ130の半導体レーザに供給する。
ここで、パワー制御回路178は、ピックアップ130の受光素子による電気信号から、半導体レーザによって実際に照射されたレーザ光の戻り光の強度を検出するとともに、当該強度と目標強度との誤差を算出して、当該誤差信号をレーザドライバ170に供給する。
なお、レーザ光の目標強度は、主制御部120に記憶されたものが読み出されて供給され、その値は、記録実験等により最適値が予め求められている。また、角速度一定のCAV方式である場合、光ディスク200の外側に向かうにつれて線速度が速くなるので、パワー制御回路178は、レーザ光の照射地点が外側に向かうにつれて、ライトレベルの目標強度が高くなるように補正する。このようにピックアップ130から照射されるレーザ光の強度は、光ディスク200に対する照射位置に応じて適切に制御されることとになる。
【0012】
ピックアップ制御回路180は、ピックアップ130の受光素子による電気信号から公知の技術を用いて、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号をそれぞれ生成するとともに、フォーカスエラー信号がゼロとなる方向にフォーカスアクチュエータを駆動し、トラッキングエラー信号がゼロとなる方向にトラッキングアクチュエータを駆動する。これにより、上記対物レンズが光ディスク200の表面に対して一定の距離を保って、記録層に焦点を結ぶようにフォーカス制御され、また、レーザ光の焦点部分が光ディスク200のトラック(プリグルーブ)に追従するようにトラッキング制御される。
【0013】
<書込信号作成器>
次に、書込信号作成器156の詳細な構成について図3を参照して説明する。書込信号作成器156は、25バイトのデータを1つの単位としてデータ処理するものである。この25バイトのうち、1バイトはサブコードデータD0として付加されるものであり、残りの24バイトはオーディオデータなどのように記録すべきメインデータである。ここで、24バイトについては、バイト毎に区別するために順番にサンプル1〜24とする。
インターリーブ部1561は、サンプル1〜24を、例えば図4に示されるような内容でインターリーブする。この図において、例えばサンプル3は、インターリーブ後におけるメインデータD7に対応していることを示す。
また、インターリーブ部1561は、インターリーブの際に、サンプル1〜24の誤りを訂正するためのパリティデータを、メインデータD12とD13との間に4バイト、メインデータD24の直後に4バイト、それぞれ付加する。すなわち、メインデータD12の直後にパリティデータP1〜P4が、メインデータD24の直後にパリティデータQ1〜Q4が、それぞれ付加される。
【0014】
続いて、エンコーダ1562は、サブコードデータD0の1バイトと、インターリーブ部1561によって処理されたメインデータD1〜D24の24バイトおよびパリティデータP1〜P4、Q1〜Q4の8バイトとの計33バイトを、それぞれEFM(Eight to Fourteen Modulation)変調して14ビットに変換するとともに、図5に示されるようなフォーマットにてフレーム化する。
このフレーム化の際、エンコーダ1562は、フレームの先頭に24ビットの予め定められたビットパターンの同期データDframeを付加するとともに、当該同期データDframe、(14ビットに変換した後の)サブコードデータD0、メインデータD1〜24、パリティデータP1〜P4、Q1〜Q4の間に、それぞれ3ビットの結合ビットを介挿する。結局、1フレームは、588ビットとなる。
【0015】
ここで、フレーム化されたデータの構成ビットを時系列に配列させてものを、図5に示されるようにEFMデータと称することにする。このEFMデータの構成ビットの“1”をレベル反転として波形化したときに、そのEFM波形(ビット列信号)の例えばHレベルとなる期間が、光ディスク200にピットを形成すべき期間(つまり、長さ)を規定し、EFM波形のLレベルとなる期間が、ピットのスペースであるランドの期間を規定することになる。ここで、EFM波形において、1ビットに相当する単位期間を1Tと表記する。
3ビットの結合ビットは、“000”、“100”、“010”、“001”(いずれも二進表記)の4パターンが考えられるが、データの間に介挿しても、“1”の間に“0”が2個以上10個以下の範囲で連続するという条件を満たし、かつ、EFM波形がHレベルであれば「+1」(十進表示)を与える一方、Lレベルであれば「−1」を与えたときに、単位時間(例えば17T)当たりにおける累計値が「0」に最も近くなるようなパターンが選ばれる。このため、EFM波形において同一レベルの継続期間は、3T〜11Tのいずれかであって、かつ、EFM波形は、結果的にどの部分を抜き出しても、そのデューティ比がほぼ50%となる性質を有している。
【0016】
エンコーダ1562には、フレーム化を実行するために、主制御部120から各種のクロック信号が供給される。このうち、クロック信号CLKは、マスタクロックにより生成されるものであって、1Tの周期を有し、また、クロック信号/EFMsyncは、クロック信号CLKの588周期毎に立ち下がる。したがって、エンコーダ1562は、クロック信号CLKをカウントするとともに、当該カウント結果をクロック信号/EFMsyncの立ち下がりによってリセットすることにより、フレームにおける時間的位置を知ることができる。
なお、スピンドル制御回路140は、図6に示されるように、回転検出器138による検出信号FGの周波数を逓倍した信号xFGの周期がクロック信号/EFMsyncの周期に一致するように、スピンドルモータ136の回転を制御する。このため、逓倍信号xFGの1周期は、光ディスク200が微小角だけ回転した期間に相当するので、光ディスク200の、あるトラックにおいて当該微小角に相当する領域(すなわち、図6においては1列分に相当する領域)が、1フレームの記憶領域となる。
【0017】
ストラテジ回路1563は、EFM波形を補正し信号OENaとして出力する。上述したように、EFM波形は、光ディスク200に形成すべきピット(およびランド)を規定するが、当該EFM波形のHレベルとなったときに「そのまま」ライトレベルのレーザ光を照射しても、それによって形成されたピットは、当該EFM波形に一致しない。その理由は、EFM波形がHレベルになったときに「そのまま」レーザ光を照射しても、光ディスクの記録層への昇温が追いつかないので、ピットが細い状態から徐々に太くなるような涙滴状に形成されたり、EFM波形のLレベルになったときに「そのまま」レーザ光をオフしても、余熱などによってピットが間延びして余計に形成されたりして、ピットの形状(特に開始点および終了点の形状)が歪む現象が発生するためである。
【0018】
信号Recは、主制御部120から供給されて、Hレベルである場合に、データ記録を指示する信号である。スイッチ1564の入力端の一方には、ストラテジ回路1563による信号OENaが供給されており、信号RecがHレベルとなってデータ記録が指示される場合には、図3において実線の位置をとって、信号OENaを、そのまま信号OENとしてレーザドライバ170(図1参照)に供給する。信号OENaは、ストラテジ回路1563によりEFM波形を補正した信号であるので、EFM波形で変調された信号にしたがってレーザ光が照射されることになる。一方、スイッチ1564は、信号Rec信号がLレベルとなって画像形成が指示されている場合には、図において破線の位置をとって、入力端の他方に供給される信号OENbを信号OENとしてレーザドライバ170に供給する。
【0019】
データを記録する場合、ホストコンピュータ10によって供給された記録データは、バッファ154に記憶された後、1バイト毎に順番にメインデータD1〜D24の各々として読み出され、さらに、インターリーブおよびパリティデータ付加され、エンコーダ1562によってフレーム化されて、そのEFM波形の論理レベルに一致するピットが光ディスク200に形成されることになる。
一方、データを再生する場合には、ピットにレーザ光を照射し、その戻り光を示す電気信号をデコーダ174(図1参照)に供給することで、再生データを得ることができる。デコーダ174は、受光素子による電気信号から戻り光の強度を検出するとともに、当該強度変化から、同期データDframeを検出して、EFM復調により8ビットに戻すとともに、符号誤りがあれば、パリティデータによって誤り訂正し、さらに、図4とは逆のインターリーブをかけることで再生データを得る。
【0020】
ここで、説明の便宜上、本実施形態において、光ディスク200に形成する画像のドット配置について図7(a)を参照して説明する。図7(a)に示されるように、光ディスク200には、セクタが、内周から外周に向かって同心円状に1行からm行まで、さらに、光ディスク200の時計回りで一定角度毎に1列からn列までにわたって放射状に配列している。また、各セクタは、それぞれ図7(b)に示されるように、円周方向に25個に等分割された領域を有する。そして、本実施形態では、この1つの領域が、形成すべき画像のドットに相当する。したがって、本実施形態において、ドットは、m行×25・n列で配列することになる。本実施形態では、このドットを白または黒の2値表示するものとし、1つのドットの白黒を示すドットデータとして、1バイト(8ビット)が割り当てられる。ここで、ドットデータが“00000000”(十六進表記でいえば$00)であれば白のドットを指定し、ドットデータが“00000000”以外のデータあれば黒のドットを指定するものとする。
【0021】
そして、白のドットについてはピットを形成しない一方、黒のドットについては、ピットを形成し、光ディスク200の反射率を低下させて、この反射率の相違によって画像を表現しようとするものである。このように本実施形態では、白または黒のドットしか形成しないが、そのドットデータについては、1ビットではなく、8ビット(1バイト)である。そして、後述するように、1セクタのうち、1個のドットデータがサブコードとして供給され、残りの24個のドットデータがメインデータとして供給される。
したがって、このようなドットデータが書込信号作成器156に供給されると、データ記録時と同様にフレーム化されるので、これを白または黒に識別するとともに、その識別結果に応じてピットを形成する構成が必要となる。そこで以下、そのための構成について説明することにする。
【0022】
図3において、識別器1565は、サブコードデータD0およびメインデータD1〜D24の各14ビットが黒のドットを指定するデータであるか否かを識別するものである。ここで、黒のドットを指定するデータは、変換後の14ビットでいえば“01001000100000”以外のデータである。すなわち、識別器1565は、サブコードデータD0およびメインデータD1〜D24の各14ビットが“01001000100000”以外のデータであるか否かによって、黒のドットの指定であるか否かを識別する。
【0023】
次に、時間軸伸長器1566は、先入れ先出し型のバッファメモリであり、識別器1565による有効な識別結果をEFMフレームのスロットに同期して書き込むとともに、書き込んだ識別結果を、クロック信号Dotに同期して読み出し、時間軸方向に伸長させて再配列させる。ここで、クロック信号/Dotとは、図6に示されるように、1フレームの期間から、同期データDframeとその直後の結合ビットとの出力期間を除いた期間の、ほぼ25分の1の周期(ドット期間)DTを有する信号であり、主制御部120から供給される。
【0024】
続いて、ゲート回路1567は、同期信号/EFMsyncが立ち下がってから24Tの期間(同期データDframeの出力期間)では、ストラテジ回路1563による信号OENaをそのまま通過させる一方、それ以外の期間では、次のようにして信号OENaをゲートする。すなわち、ゲート回路1567は、再配列された識別結果が黒のドットの指定であれば、信号OENaをそのまま通過させる一方、再配列された識別結果が白のドットの指定であれば、信号OENaを遮断する。そして、ゲート回路1567は、信号OENaをゲートした信号を、スイッチ1564における入力端の他方に供給する。したがって、信号RecがLレベルとなって画像形成が指示されている場合においては、ゲート回路1567による信号OENbが、信号OENとしてレーザドライバ170に供給される。
【0025】
<画像形成動作>
次に、システム1における画像形成の動作について説明する。まず、ホストコンピュータ10において、ユーザが操作部30を用いて所定の操作をすると、HDD26に格納された画像形成用のアプリケーションプログラムが起動される。図8は、このプログラムの実行手順を示すフローチャートである。
まず、CPU20は、画像の選択・編集・位置合わせ等の編集処理を実行する(ステップSa1)。詳細には、CPU20は、表示部28に、光ディスク200の外形を表示させるとともに、形成すべき画像を選択させ、さらに選択した画像を、外形表示させた光ディスクのどの位置に配置して形成すべきかを示すメッセージを表示させる一方、画像については、ユーザによるカット&ペーストなどの操作によって光ディスクに位置合わせされたり、回転や縮小など適宜変形されたりする。そして、CPU20は、画像形成の指示があるまで、この編集処理を繰り返し実行する(ステップSa2)。換言すれば、画像形成の指示があると、光ディスク200に対し形成すべき画像およびその位置関係が確定することになる。
【0026】
画像データは、そのドットが直交座標系で規定されるのに対し、光ディスク200のドット配置は、図7(a)に示されるように極座標系で規定される。このため、CPU20は、画像形成の指示があったとき、直交座標系の画像データを極座標に変換して、RAM24に一時的に記憶する(ステップSa3)。詳細には、CPU20は、光ディスク200におけるm行×25・n列のドットの各々について、直交座標系で規定されるドットのいずれに属するのかを求めるとともに、求めたドットの濃度を指示するデータが黒の指定であるか否かを判別し、その判別したデータを、極座標系のドットの濃度を指定するドットデータとする。ここで、図9(a)に示されるように、直交座標の原点を左上端とするとともに、右方向、下方向をそれぞれXの正方向、Yの正方向とした場合に、半径Rの光ディスクの中心が直交座標(R、R)に位置するとき、直交座標(x、y)=(R+r・sinθ、R−r・cosθ)が成立する。また、1セクタに属する25個のドットデータは、RAM24に、図9(b)に示されるように極座標におけるr方向、θ方向のマトリクス状に記憶される。なお、CPU20は、白のドットを指定する場合、そのドットデータを“00000000”とするが、黒のドットを指定する場合、そのドットデータについては、“00000000”以外のデータであって、ランダムに発生させたものを用いる。
【0027】
次に、CPU20は、処理対象となるセクタの行を特定するための変数iに「1」をセットし(ステップSa4)、処理対象となるセクタの列を特定するための変数jに「1」をセットする(ステップSa5)。そして、CPU20は、i行j列のセクタに属する25個のドットデータを、RAM24から読み出す(ステップSa6)。これにより、現時点における変数i、jで特定されたセクタに属する25個のドットデータが取得される。なお、はじめてステップSa6の処理が実行される場合には、1行1列のセクタのドットデータが読み出される。
さらに、CPU20は、図9(c)に示されるように、読み出したドットデータのうち、θ成分が最も小さいドットデータDb0を分離して、サブコードデータとして光ディスク装置100に供給する(図8のステップSa7参照)一方、ドットデータDb0を除く、ドットデータDb1〜Db24を、逆インターリーブ処理して光ディスク装置100に供給する(図8のステップSa8参照)。この逆インターリーブ処理の内容は、図10に示される通りであり、光ディスク装置100におけるインターリーブ部1561の内容(図4参照)を反転させた内容となっている。
【0028】
1つのセクタに属する25個のドットデータを処理すると、CPU20は、変数jが列数の最大値であるnと等しいか否かを判別する(ステップSa9)。この判別結果が否定的であれば、CPU20は、処理対象となるセクタを次列に移行させるために変数jを「1」だけインクリメントして(ステップSa10)、処理手順をステップSa6に戻す。一方、この判別結果が肯定的であれば、さらに変数iが行数の最大値であるmと等しいか否かを判別する(ステップSa11)。ステップSa11の判別結果が否定的であれば、CPU20は、処理対象となるセクタを次行に移行させるために変数iを「1」だけインクリメントして(ステップSa12)、処理手順をステップSa5に戻す。一方、ステップSa11の判別結果が肯定的であれば、最終のm行n列のセクタについてまで処理したことを意味するので、CPU20は、このプログラムを終了する。
このステップSa4〜Sa12の循環によって、セクタの処理対象が1行1列、1行2列、…、1行n列、2行1列、2行2列、…、2行n列、3行1列、3行2列、…、3行n列、…、m行1列、m行2列、…、m行n列という順番で移行するとともに、処理対象となったセクタに属する25個のドットデータのうち、ドットデータDb0がサブコードデータとして、ドットデータDb1〜Db24が逆インターリーブ処理されて、それぞれ光ディスク装置100に供給されることとなる。
なお、光ディスク装置100に、ドットデータを転送する際に、98フレームに相当するデータを1つのブロックとしてまとめて転送するRAWモードが用いられる。
【0029】
次に、光ディスク装置100における画像の形成動作について説明する。図3におけるインターリーブ部1561、エンコーダ1562およびストラテジ回路1563の各動作は、データがドットデータである以外、データ記録時と同様である。
このため、ホストコンピュータ10から供給されたドットデータは、バッファ154に記憶された後、光ディスク200が微小角すなわち1列分だけ回転する毎に、1セクタに属する25個のドットデータが読み出される。このうち、ドットデータDb0は、サブコードデータD0としてエンコーダ1562に直接供給される一方、ドットデータDb1〜Db24は、インターリーブ部1561に供給される。ただし、ドットデータDb1〜Db24は、ホストコンピュータ10によって予め逆インターリーブ処理されているので、インターリーブ部1561によってインターリーブされると、EFMフレームにおいては、図10において破線で示されるように、再びサンプルの順番で配列することになる。
エンコーダ1562は、ドットデータDb0をサブコードデータD0とするとともに、サンプルの順番で配列し直されたドットデータDb1〜Db24を、メインデータD1〜D24としてフレーム化する。このフレーム化の際、同期データDframeおよびパリティデータP1〜P4、Q1〜Q4が付加されるのもデータ記録時と同様である。このため、データ記録時においても、EFM波形では、どの部分を抜き出しても、そのデューティ比がほぼ50%となる性質が維持される(図5、図11参照)。
【0030】
識別器1565は、上述したようにエンコーダ1562によって14ビットに変換されたサブコードデータD0およびメインデータD1〜D24の各々が黒のドットの指定しているのか否かを識別する。ここで、フレーム化の際に付加される同期データDframe、パリティデータP1〜P4およびQ1〜Q4は、画像形成時においては意味を持たない。このため、識別器1565は、クロック信号CLKと同期信号/EFMsyncとを入力して、エンコーダ1562と同様にしてフレームにおける時間的位置を検出するとともに、検出した時間的位置がサブコードデータD0およびメインデータD1〜D24の出力期間である場合に限って上記識別結果が有効であり、それ以外の同期データDframe、パリティデータP1〜P4およびQ1〜Q4の出力期間である場合には、上記識別結果が無効である旨の信号を出力する。また、識別器1565においては、識別に時間を要することが考えられるので、識別器1565の出力は、1スロット分(17T)だけ遅延して出力される。
【0031】
このような識別器1565の出力結果は、図11に示される通りであり、同期データDframe、パリティデータP1〜P4およびQ1〜Q4のスロット期間に出力される14ビットデータの識別結果が無効である旨が棒線で示されている。このため、有効である識別結果は1フレームにわたって不均等に配列することになるが、時間軸伸長器1566に一旦書き込まれた後に、クロック信号/Dotに同期して読み出されることによって、同図に示されるように、パリティデータP1〜P4およびQ1〜Q4のスロット期間が詰められるため、同期データDframeのスロット期間を除いた1フレームにわたってほぼ均等に再配列することになる。
【0032】
識別結果が白のドットの指定であったとき、ゲート回路1567は、再配列された期間において閉じる。このため、レーザ光はサーボレベルで照射されるので、ピットは形成されず、記録層の反射率は変化しない。
一方、識別結果が黒のドットの指定であったとき、ゲート回路1567は、再配列された期間DTにわたって、すなわち、期間DTの100%の期間において開く。このため、レーザ光は、当該期間に出力される信号OENbがHレベルであるときにライトレベルとなるので、光ディスク200にピットが形成される。ここで、信号OENbは、EFM波形にしたがってピットが形成されるようにストラテジ回路1563によって補正された信号であり、EFM波形は、EFMデータに依らずにどの部分を抜き出してもデューティ比がほぼ50%であるので、熱変色によって形成されたピットの長さの和と、変色しなかったランドとの長さの和の比率は、互いにほぼ50%ずつとなる。すなわち、時間軸伸長器1566から出力される識別結果は再配列されているために、当該識別結果の基準となったEFM波形とは関係ない波形部分がゲート回路1567によって抜き出されて、当該波形部分にしたがってピットが形成されることになるが、当該識別結果とは関係ない波形部分を抜き出し、当該波形部分にしたがってピットを形成しても、結果的にピット/ランドが占める割合は、1:1となる。
【0033】
図12は、このようにピットが形成された光ディスク200の部分拡大図であり、文字「A」が表示されている。ピット202Pは、トラッキング制御によって、光ディスク200のプリグルーブ202Gに沿って形成されるとともに、1ドット当たりに占める割合は、ほぼ50%で一定となる。このため、巨視的にみると、黒のドットは互いに同一濃度であるように視認される。
【0034】
このような第1実施形態によれば、画像形成機能を付加するにあたって必要となった構成は、識別器1565、時間軸伸長器1566、ゲート回路1567およびスイッチ1564で済むので、光ディスク装置100の構成が複雑化することもなく、装置のコストアップが防止される。また、1セクタにおける円周方向の長さは、最も大きくなる最外周において線速度が1.2m/秒であるときに、163μmであり、本実施形態では、1セクタにおいて25ドットが円周方向に配列するので、十分な解像度が得られる。なお、1セクタにおける円周方向の長さが、最外周において163μmとなる根拠は、1フレームでは24バイトのメインデータが記憶され、これは、16ビット2チャンネルのオーディオデータの6サンプル分に相当し、さらに、このサンプリング周期は44.1kHzであるので、1フレームの1周期が136μ秒となる点にある。
また、画像形成時におけるデータの流れは、識別器1565、時間軸伸長器1566およびゲート回路1567に分岐する点を除いて、データ記録時と同一である。したがって、画像形成に要する時間とデータ記録に要する時間とはデータ量が同じであれば、ほぼ同一となるので、画像形成に長い時間を要するといった不都合も発生しない。
【0035】
なお、ゲート回路1567は、同期データDframeが出力される期間、信号OENaを通過させるので、光ディスク200には、当該同期Dframeに相当するパターンでピットが形成されるが、光ディスク200に形成される画像の視認性に与える影響は少ないと考えられる。また、この同期データDframeは、必ずライトレベルの照射期間を含むので、当該期間に上述したパワー制御などの実行に用いることができる。ただし、同期データDframeについても、パリティデータP1〜P4およびQ1〜Q4と同様にカットして、その分、期間DTを拡げても良い。
【0036】
<第1実施形態の応用>
上述した第1実施形態では、ドットを白または黒のいずれかとする構成としたが、次のような構成の追加によって中間階調の表現が可能となる。例えば、黒に対して50%の中間階調(灰)を表現させる場合、識別器1565に対し、当該灰を指定するドットデータを識別する機能を持たせる、または、別途の識別器を追加するとともに、その識別結果が灰を指定するドットデータである場合に、そのゲート期間を、ドット期間DTの50%に狭める構成を追加すれば良い。すなわち、ドット期間DTのうち、当該ドットデータで指定された期間だけ、信号OENbを通過させれば良い。同様にして、複数の異なる中間階調に対処すれば、それだけ、多数の濃度の表現が可能となる。
【0037】
<第2実施形態>
上述した第1実施形態では、光ディスクに画像を高品位かつ比較的短時間で形成することが可能となったが、それでも、データを記録する構成にわずかではあるが、構成の追加が必要であった。そこで、ほとんどハードウェア的の構成の変更を伴わないで済む第2実施形態について説明することにする。
図13は、第2実施形態に係る書込信号作成器156の構成を示すブロック図である。この図に示されるように、第2実施形態では、図3の構成と比較して、識別器1565、時間軸伸長器1566、ゲート回路1567およびスイッチ1564が存在しない。また、ストラテジ回路1563aは、主制御部120による指示情報WSによって、画像形成時の補正内容がデータ記録時の補正内容から変更される。なお、これ以外の構成については、第1実施形態と同様である。
【0038】
第2実施形態では、ドットデータが$D2(十六進表記)であれば白のドットを指定し、ドットデータが$82であれば黒のドットを指定するものとする。ここで、$D2とは、変換後の14ビットでいえば“10001001001001”であり、EFM波形で考えると、/4T/3T/3T/3T/の「/」部分でレベル反転するパターンである。同様に、$82とは、変換後の14ビットでいえば“10000100001001”であり、EFM波形で考えると、/5T/5T/3T/の「/」の部分でレベル反転するパターンである。この2つの14ビットは、いずれもその両端が“1”である。このため、両者の間に介挿される結合ビットとしては、上記4パターンのうち、“1”の間に“0”が2個以上連続するという条件を満たす“000”のみが選択される。
したがって、ドットデータDb0〜Db24として$D2および$82のみが用いられると、EFMフレームのうち、サブコードデータD0からメインデータD12までのスロット期間、および、メインデータD13からメインデータD24までのスロット期間においては、結合ビットを含んで考えても、3T、4T、5Tのパターンのみが出現することになる。
【0039】
ストラテジ回路1563aは、画像形成時に、このようなパターンの出現を考慮して、次のような規則にしたがってEFM波形を補正し、信号OENcとして出力する。
すなわち、ストラテジ回路1563aは、画像形成時に、図14に示されるように、EFM波形の正パルス幅(Hレベル期間)が3Tまたは4Tである場合、その期間のうち、先端の1Tだけを残し、後端の2Tまたは3T部分を削除する一方、正パルス幅が5Tである場合、その期間の前方および後方に向かってそれぞれ3TだけHレベル期間を延長して11Tとし、これを信号OENcとして出力する。
【0040】
したがって、第2実施形態では、白のドットデータに相当する信号OENcがレーザドライバ170に供給されると、それにより形成されるピット202Pは、図14に示されるように、細くなって濃度的な変化はごくわずかとなる。一方、黒のドットデータに相当する信号OENcがレーザドライバ170に供給されると、それにより形成されるピット202Pは、同図に示されるように、太くなり反射率が大きく低下する。このため、コントラスト比を高めることができる。
【0041】
ところで、パリティデータP1〜P4およびQ1〜Q4については、サブコードデータD0としてのドットデータDb0、および、メインデータD1〜D24としてのドットデータDb1〜Db24の内容によって定まり、特定できない。そこで、6T〜10Tのパターンについても、3T、4Tと同様に、ピットを細めるように補正すれば、パリティデータP1〜P4およびQ1〜Q4のスロット期間に形成されるピットを、白のドットのように目立たなくすることが可能となる。
ただし、パリティデータとして、正パルス幅が5Tとなるようなパターンが偶然発生すると、当該パターンによって太いピットが形成されてしまうが、確率的には、それほど高くないので、画像の品位に与える影響は全体からみれば少ないと考えられる。同様に6T〜10Tのパターンが出現する確率は、それほど高くないので、ストラテジ回路1563aが6T〜10Tのパターンについて補正しない構成としても、画像の品位に与える影響は少ないと考えられる。
また、11Tのパターンについては、第1実施形態と同様に、同期データDframeを用いたパワー制御などの用途に用いられるので、ストラテジ回路1563aは11Tのパターンについて補正しないが、特に用途がなければ、11Tについても細めるように補正する構成としても良い。
【0042】
なお、第2実施形態については、ドットデータが$D2であればドットの白を指定し、$82であればドットの黒を指定するものとしたが、両端が“1”であって、ほぼ等間隔に“1”が配列する部分を有するパターンであれば、別のデータを用いることもできる。
また、白のドットについてはピットを細め、黒のドットについてはピットを太めるようにしたが、ストラテジ回路1563aについては、いずれか一方だけを補正するようにしても良い。
このように第2実施形態では、光ディスクに画像を高品位かつ比較的短時間で形成することが、データを記録する構成に、ハードウェア的な構成を付加することなく実現可能となる。
【0043】
<第2実施形態の応用>
第1実施形態では、EFM波形の一部分を抜き出してレーザドライバ170に供給するので、ピットの形状は、ドットデータとは直接的には無関係である。このため、ピット間隔をドットデータによって規定することができない。これに対して、第2実施形態では、ドットデータを14ビットに変換したパターンによってピットが直接規定される。このため、ピット間隔についても、ドットデータによって規定することができる。
【0044】
ここで、ピットを、ある条件を満たす間隔にて形成させると、次のような理由によって回折現象が発生する。図15は、ピット202P−1、202P−2の形成方向に沿って、光ディスク200を切断して示す断面図である。この図に示されるように、ピット202P−1、202P−2は、その中心の間隔がdとなるように形成されている。一方、可視光が光ディスク200の法線方向から入射する。ここで、観察者が当該法線方向に対し角度θ1をもって光ディスク200の記録面を観察した場合、ピット202P−1から観察者までの光路長とピット202P−2から観察者までの光路長との差が観測波長λの整数n倍であるとき、すなわち、
sinθ1=nλ/d …(1)
を満たすとき、観測地点では観測光の位相が揃うので、互いに強め合う結果、観察者は、当該波長の光を明るいと視認する。一方、角度θ2をもって光ディスク200の記録面を観察した場合に、ピット202P−1およびピット202P−2の光路長差が観測波長λの半分の奇数m倍であるとき、すなわち、
sinθ2=mλ/2d …(2)
を満たすとき、観察地点では観測光の位相が180度ずれて、互いに打ち消し合うので、観察者は、当該波長の光を暗いと視認する。
【0045】
したがって、第2実施形態において、ドットデータとして適切なものを選択して、ピットを間隔dにて形成すると、観察者は、当該ピットによって反射した波長λの光を角度θ1で観察したときには明るいと視認し、角度θ2で観察したときには暗いと視認する。このため、形成した画像に一種のホログラム的な効果を持たせることができる
なお、CAV方式とする場合、光ディスク200の内周側から外周側に向かってドット(ピット)の間隔が離れるので、この点も考慮してドットデータ(14ビットパターン)を適切に選択する必要がある。
【0046】
上述した第1および第2実施形態では、トラッキング制御によってプリグルーブに沿ってピットを形成する構成としたが、光ディスク200の回転と、ピックアップ130の送りを同期させ、これによって画像を形成する構成としても良い。
また、第1および第2実施形態では、角速度一定のCAV方式としたが、線速度一定のCLV(Constant Linear Velocity)方式としても良い。ただし、座標変換の際には、セクタが放射状に揃わない点を考慮する必要がある。光ディスク200としては、CD−Rのほかに、DVDなど種々の型が適用可能な点は言うまでもない。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コストアップを防止するとともに、光ディスクに画像を高速かつ高品位に形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態に係る光ディスク装置を含むシステム全体の構成を示すブロック図である。
【図2】 光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図3】 光ディスク装置における書込信号作成器の構成を示すブロック図である。
【図4】 光ディスク装置におけるインターリーブの内容を示す図である。
【図5】 光ディスク装置におけるEFMフレーム等を示す図である。
【図6】 スピンドルモータの回転と各種信号との関係を示すタイミングチャートである。
【図7】 光ディスクに形成すべき画像のドットを説明するための図である。
【図8】 画像形成時におけるホストコンピュータの動作を示すフローチャートである。
【図9】 画像形成時におけるホストコンピュータの機能ブロックを示す図である。
【図10】 機能ブロックにおける逆インターリーブ処理の内容を示す図である。
【図11】 同光ディスク装置における画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【図12】 同光ディスク装置により形成された画像の一例を示す部分拡大図である。
【図13】 本発明の第2実施形態に係る光ディスク装置の書込信号作成器の構成を示すブロック図である。
【図14】 同光ディスク装置における画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【図15】 ホログラムにおける回折現象を説明するための図である。
【符号の説明】
1…システム、10…ホストコンピュータ、20…CPU(取得手段、逆インターリーブ手段)、100…光ディスク装置、120…主制御部(変更手段)、130…ピックアップ(ピット形成手段)、156…書込信号作成器、200…光ディスク、1561…インターリーブ部、1562…エンコーダ(フレーム化手段)、1563…ストラテジ回路、1565…識別器(識別手段)、1566…時間軸伸長器、1567…ゲート回路(ゲート手段)。
Claims (2)
- ホストコンピュータから供給される所定のデータ量からなる単位データを複数まとめてフレーム化するフレーム化手段と、
フレーム化されたデータのビット列信号で規定されるピットを順次形成するピット形成手段とを備え、
画像形成時に、光ディスクに形成すべき画像のドットの濃度を規定するドットデータが前記単位データとして前記ホストコンピュータから供給される光ディスク装置であって、
前記ビット列信号のうち、ドットデータに相当する部分が予め定められた値であるかを識別する識別手段と、
前記識別手段により前記ドットデータに相当する部分が予め定められた値であると識別された場合には、前記ピット形成手段に前記ビット列信号を、1ドットの画像形成に要するドット期間のうち、予め定められた期間だけ供給する一方、前記識別手段により前記ドットデータに相当する部分が予め定められた値でないと識別された場合には、前記ピット形成手段に前記ビット列信号を、前記ドット期間にわたって供給を停止するゲート手段と
を具備することを特徴とする光ディスク装置。 - 前記フレーム化手段は、ホストコンピュータから供給された複数の単位データをフレーム化する際に、当該複数の単位データの符号誤りを訂正するためのパリティデータと同期パターンとを付加し、
フレーム化されたデータが出力される期間のうち、少なくとも前記同期パターンを除いた期間を、1フレームに含まれるドットデータの個数で略等分割して、当該分割期間を前記ドット期間とする時間軸伸長手段を
備えることを特徴とする請求項1に記載の光ディスク装置。
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