专利名称：为速度和方位跟踪而改进的光盘的制作方法
背景技术：
CD具有长的螺旋数据轨道，其长度为大约3.5英里。这个连续的数据轨道起源于盘的中心部分并且盘旋到盘的外侧部分。数据是通过在聚碳酸酯塑料盘的上表面模压特征而形成的。虽然在CD和DVD之间这种特征的尺寸会变化，但它们的跨度可以是大约0.5微米到1.2微米。CD上的长连续数据螺旋的相邻环形的中心线可以分开大约1.6微米。当从上面观察时连续数据螺旋中的数据特征显现为“凹坑”，但是当从下面观察时显现为“凸起”。在数据读取过程中，所述凸起由光盘驱动器的光学拾取单元(OPU)从下面观察。其中模压了凹坑的聚碳酸酯塑料盘的上表面覆盖有铝层，所述铝层上依次覆盖有丙烯酸树脂层，并且最后覆盖一个标签。
在从CD读取数据的过程中，驱动电机旋转所述盘。取决于是所述螺旋的外部部分还是内部部分正在被读取，所述驱动电机分别在每分200转和每分500转之间精确地旋转所述盘。数据通过OPU的角速度可以被精确调整以保持数据由OPU读取的恒定速度。例如，在数据正被以太快或者太慢速率读取的情况下，可以响应地对主轴电机执行轻微的调整，使其更接近盘转速的期望速率。随着轨道上的从盘的中心渐进进一步向外扩展的位置被读取，这样的反馈能够被用于逐渐降低盘旋转的速度。
当数据被读取时，承载所述OPU的滑板从内部位置移动到外部位置，所述OPU典型地包括激光器、透镜系统和传感器。滑板电机引导携带所述OPU的滑板移动，致使激光束能够从正在被读取的螺旋部分的下面的一个位置处跟随被模压进CD中的螺旋数据轨道。由于螺旋中数据元的尺寸极小，跟踪装置的精确度是很重要的。
没有辅助设备，所述滑板电机将不能实现将所述OPU合适地定位在数据螺旋的期望部分之下所要求的精确度。因此，跟踪传感器给滑板电机提供了持续的反馈。所述反馈可以基于传感器对数据轨道螺旋的精确位置的观测结果。
甚至对于跟踪传感器，跟踪装置的精确度也不能够完全适当。为了使OPU的精确度处于更大的容限范围内，可能需要偏转传感器以调整偏转机构的运行，通过所述偏转机构OPU的激光器可以被轻微偏转。若需要，所述偏转机构可以小角度使所述激光器对准，由此补偿承载OPU的滑板的位置的微小误差。因为偏转传感器和相关电路使比滑板具有更小质量的元件移动过更小的距离，因此偏转机构能够微调OPU的运行。
尽管OPU被典型地用于从光盘读取数据，新近的发展已经允许OPU将图像涂覆在CD的标签上，对于所述CD合适的涂层已经被涂覆到所述标签上。所述图像可以通过将CD的上面翻转下来并且将它放在CD驱动器中来涂覆。因为所述CD的上面被翻转下来(up-side-down)，因此所述涂层由所述OPU中的激光的接触点激活。施加激光激活了包含在涂层中的化学成分从而导致图像的形成。
不幸地，在将图像涂覆到所述标签上的过程中，所述OPU很难精确定位。跟踪传感器和偏转传感器不是可操作的，由于在盘的标签表面上缺乏一定类型的螺旋数据轨道，这些传感器被设计为去感知所述类型的螺旋数据轨道。因此，很难知道盘旋转的角速度和盘的角方位，并且很难对其进行精确控制。结果，由OPU涂覆到标签表面的任何图像都可能会变形并且会有缺陷，或者所述图像的分辨率达不到期望的效果，或者两者兼而有之。
DVD被相似地构造，但是典型地具有几个聚碳酸酯塑料层，几个数据层被模压在所述聚碳酸酯塑料层上。因此，将图像涂覆到DVD的标签上会涉及与将图像涂覆到CD标签上相同的许多问题。
发明内容
一种包括具有可写材料的标签区域的光盘。盘速度特征以下面的方式被定位当写入到标签区域时允许所述盘速度特征可读。
下面的具体描述涉及附图。在附图中，一个参考数字最左边的数字标识其中该参考数字首先出现的图。此外，在全部附图中相同的参考数字被用于表示相同的特征和组件。
图1是光盘的等角图，示出了示例性的盘速度特征和盘角方位特征。
图2是第二个光盘的垂直视图，进一步示出了盘速度特征和盘角方位特征的示例图。
图3是一个放大图，示出了具有“锯齿形”设计的盘速度或者角方位特征的示例性细节。
图4是沿着图3的4-4线所取的图3的示例性细节的横截面图。
图5是第二示例性的盘速度和/或角方位特征的放大图。
图6是沿着图5的6-6线所取的图5的示例性细节的横截面图。
图7是示例性光盘驱动器的示意图，特别地示出了配置用于读取盘速度特征和/或盘角方位特征以便允许分别计算盘速度和/或角方位的编码器。
图8是一个流程图，示出了一种示例性的使用具有编码器的示例性光盘驱动器的方法，通过所述方法可以将图像涂覆到一个光盘上，所述光盘配置有模压的盘速度特征和/或角方位特征。
图9是一个示出了一种示例方法的流程图，通过所述方法可以构造具有盘速度特征和/或角方位特征的光盘。
具体实施例方式
一种光盘被配置为允许将图像涂覆到盘的标签侧。所述盘包括可以被模压、被丝印或者另外形成的或者被涂覆的多个特征，在图像涂覆过程中其提供盘定向(即盘的标签侧被定向在光盘驱动器中的方式)、旋转速度和角方位的信息(即在光盘驱动器中起源于盘的中心并且经过盘的圆周上的给定点的射线被指向的方向)。光盘驱动器包括监控所述特征的编码器，由此开始检测盘定向，并且随后监控盘速度和角方位，从而帮助将图像涂覆到光盘的标签表面上。在一个示例性实施例中，相对于OPU的盘速度(即介质经过OPU(光学拾取单元)的速度，当OPU径向地向外移动时导致持续变化的RPM)由主轴电机保持在0.25米/秒，误差在+/-0.02％范围内。这就允许以600dpi(点/每英尺)的四分之一像素精确度的图像涂覆来产生2400dpi的有效分辨率。部分因为主轴电机质量问题，并且部分因为相对于OPU的盘速度是OPU径向距离的函数，在每圈期间需要在多个间隔处对主轴电机进行调整以保持所要求的准确度。
图1是配置用于将图像涂覆在盘的图像或者标签侧(通常，该侧与数据侧相反)上的第一示例性光盘100的等角图。所述盘100可以是CD、DVD或者类似的光盘。中心孔102被区域104包围，取决于制造工艺，其可以具有或者不具有镜式外观。标签区域106涂覆有OPU可写材料(即可由光学拾取器单元写入的，如在下面更详细看到的那样)。在形成标签的过程中可以将图像108如文本或者图形涂覆到标签区域106上。
所述形成标签的过程可以包括读取特征110，所述读取特征110首先提供关于盘定向的信息(即以哪种方式将盘的给定平面定向在盘驱动器中)，并且然后提供关于盘速度(角速度或者旋转速度即RPM)和盘角方位的信息。在示例性光盘100中，限定特征110以允许在将图像涂覆到盘的标签侧上时进行观测。典型地，所述特征处于盘的标签侧上；然而在另外的配置中，特征110可以被定义在盘的数据侧上，或者定义在盘内部的层上。
示例性光盘100的特征110包括盘速度特征112的环。当由编码器检测(如下面所看到的)时，盘速度特征112提供关于光盘100的旋转速度的信息。在示例性光盘100中，盘速度特征112包括多个相隔一段距离的模压区域，以提供较高和较低光反射率的规则图案。模压盘的速度特征112的结构的示例性细节可在图3到图6中看到，并且下面将进行更具体的细节讨论。在一个实施例中，所述盘速度特征112被模压；在其它实施例中，所述特征可以被印刷、丝印到盘上，或者另外制造。
示例性光盘100的特征110也包括盘角方位特征114。当由编码器检测时(如下面所看到的)，盘角方位特征114提供关于光盘100旋转期间的角方位(即起源于盘的中心并且经过盘的圆周上的给定点的光线被指向的方向)的信息。当图像108被涂覆到标签区域106上时盘的角方位是重要的，因为盘的角方位信息隐含有图像涂覆过程中的关于标签区域106的角方位的信息。在示例盘100中，盘角方位特征114包括多个相隔一段距离的模压区域，以提供较高和较低光反射率的不规则图案。模压特征的结构的示例性细节可在图3到图6中看到，并且下面将进行更具体的细节讨论。可选地，所述特征114可以被丝印或者印刷到盘上，或者另外制造。
光盘100的示例性的盘角方位特征114包括由多个尺寸变化的平面光反射区域分隔开的较大特征116和较小特征118。因为图案是不规则的和/或关于许多径向轴是不对称的，当光盘100在光盘驱动器内旋转时通过观测所述特征114来确定光盘100的角方位是可行的。例如，在单个较大特征116和多个较小特征118存在的地方，盘的角方位可以容易地被确定。
图2是第二个光盘200的垂直视图，进一步示出了盘速度特征202和盘角方位特征204的示例图。第二光盘200的盘角方位特征204典型地适用于对DVD进行涂覆。在这种情况下，盘速度特征202能够由编码器406(图4)读取，并且盘角方位特征204可由光盘驱动器700(如在图7的讨论中所看到的)的OPU 710(光学拾取单元)读取。
盘速度特征202类似于盘速度特征112(图1)，但是可以被模压在多层DVD盘的内层上。盘角方位特征204可以类似地被模压或者通过丝印或者类似的制造工艺被制作。盘角方位特征204可以环状地分布在距离光盘200的中心的任意期望径向距离的位置处，并且在径向上处于所述盘速度特征之内或者之外。虽然图1和图2提供的是示例性的盘速度和盘角方位特征，但是其它的实施方式也是可行的。例如，盘速度特征和盘角方位特征可以被结合成具有既在202中存在又在204中存在的信息的环形特征环。
图3是一个放大图，示出了第一示例性的模压的盘速度特征(例如图1的112)或者模压的盘角方位特征(例如图1的116或者118)的细节。例如如图所示，示例性的模压的特征类似于锯齿区域302。该锯齿区域302趋向于使光发散，因此很大程度上减少了反射光的量。相反，具有平坦表面的反射区域304反射光。如下面更具体描述所看到的，反射光的量之间的对比度允许传感器区别锯齿区域302和反射区域304。
图4示出了起初在图3中看到的锯齿区域302的横截面图。这样的锯齿区域可以被用于形成示例性的模压的盘速度或者角方位特征，诸如图1中的模压特征112，116或者118。锯齿的表面402并不垂直于由传感器或者编码器406发送的入射光404，并且因此趋向于发送远离编码器的反射光408。
图4的传感器或者编码器406可以基于光、磁或者其它技术。在一个实施例中，编码器406被配置为往光盘100上引导光，并且区分诸如盘速度特征112的锯齿表面302及诸如模压的盘角方位特征116，118的较少反射区域和邻近于这些特征或者在这些特征之间的较多反射区域304。在一个实施例中，编码器406可以被定位在一个离盘100中心的固定径向距离处，与一个由光学拾取单元(OPU)可读和/或可写的区域分离开(参见图7)。编码器406可以向盘100的表面发送传统光404(即不相干的、非准直的、非激光)或者激光(即相干的、准直光)，所述光基于反射表面304的反射被返回到编码器，但是其中由锯齿区域302反射的反射光408基本上不能返回到编码器406。不像被配置为仅仅采用激光(即准直的或者相干的)来操作的传统数据凹坑，所述表面被配置为用于偏转或者用于传统光以及激光。此外，不像利用浅色和深色之间对比度的技术，所述表面402是通过使光偏转起作用的，而不是通过吸收光起作用的。并且另外，多种低成本的光源可以被合并用在编码器406中，并且连同锯齿表面302一起使用。
图5和图6是示出了第二示例性的模压的盘速度或者角方位特征502的放大结构细节的示意图，多个所述特征502将适于形成特征112，116，118。模压的特征502可以被定义在聚碳酸酯塑料中，所述聚碳酸酯塑料在CD或者DVD中形成一个层。模压的特征502可以是具有不平坦表面的“凹坑”或者用于使光偏转的光偏转特征504。在图5和图6的示例中，凹坑中的光偏转特征504是锥体，但是也可以用具有不垂直于入射光线的表面的变化结构来代替。模压的特征502(凹坑)可以由编码器406扫描(在图7的讨论中将再次看到)，编码器406将光发送到模压的特征502中。因为光偏转特征504并不将光反射回编码器406，因此编码器发信号给处理器或者控制器。
图7是示例性光盘驱动器700的示意图，特别示出了配置用于读取模压的盘速度特征112(图1)以允许计算盘速度的编码器406。所述编码器406可以另外被配置为读取盘角方位特征114(图1)。可选地，如下面所看到的，OPU 710可以被用于读取模压或者丝印的盘角方位特征204(图2)，所述盘角方位特征204位于OPU可以运行的范围内。
可以对具有信息侧702的盘100进行定向，以便定位标签侧704来形成标记。盘100由盘或者主轴电机706旋转，所述电机由主轴控制器708控制。图像由OPU 710(光学拾取单元)涂覆到盘100的标签区域106上(图1)。OPU 710在滑板712上在标签区域106径向地移动，所述滑板712由滑板电机714和滑板控制器716或者开关装置移动。图像由激光束718涂覆到标签区域106上，所述激光束718使涂层发生反应以形成所述图像。产生激光束718的激光器720由控制器722或者类似的开关装置控制。
在示例性光盘驱动器700中，编码器406典型地能够读取盘上的可由OPU(光学拾取单元)710读取的区域的径向之内或者之外的信息。例如，编码器406能够读取数据特征110(图1)，所述数据特征110表示盘速度特征和/或盘角方位特征。有利地，OPU 710正在光盘100的另一部分读取或者写入数据的同时，所述编码器406能够从光盘100上的第一位置处读取数据。
编码器406通过发送光404(图4)以区分不具有模压特征的区域和具有模压特征的区域来读取数据，所述区分是通过区别反射光的量实现的。可以由编码器读取的示例性模压特征在图1到图6中可看到。所述读取过程产生传递盘定向信息以及盘速度和角方位信息的信号。所述信号可以由编码控制器724解译，或者直接传输给控制器726。
所述控制器726可以执行软件或者固件728以控制OPU 710、滑板电机714、主轴电机706和编码器406的总操作。固件728的代码可以将编码器406配置为读取模压的盘速度特征112和/或模压的盘角方位特征114。固件的代码也能够使OPU 710读取模压、印刷和/或丝印到盘上的盘角方位特征204，典型地处于标签区域106范围内。
图8是一个流程图，示出了一种示例性的使用具有编码器406的示例性光盘驱动器的方法800，通过所述方法800可以将图像涂覆到光盘100上，所述光盘100配置有模压和/或丝印的特征110(或者202，204等)，所述特征110用于传递盘定向信息、盘速度信息和/或盘角方位信息。方法800的要素可以由包含在固件728中的控制程序来执行，或者可以由控制器或者处理器726执行的其它软件来执行。在块802，盘速度特征和/或盘角方位特征由编码器406和/或OPU 710检测。对这些特征的检测可以被用于确定盘100在光盘驱动器700中是否被合适地定向，或者是否应该要求用户翻转该盘。在块804，由对模压的盘速度特征112进行感测所产生的编码器输出信号被解译，由此产生盘速度数据。编码器406感测从不具有盘速度特征的区域和具有盘速度特征的区域反射的光或者未反射的光，并且响应于检测到反射或者未检测到反射而产生信号。在块806，所解译的盘速度信号即盘速度数据被用于通过将适当的指令发送到盘电机706来增加或者降低盘速度。通常，在OPU 710离盘的中心更远的位置处，盘的角速度保持在较低速率。另外，所解译的盘速度信号也被用于在标记标签过程期间确定OPU 710的运行。在块808，盘角方位特征114被跟踪以产生盘角方位数据。盘角方位数据被用在标记标签的过程中，所述盘角方位数据提供关于任意时刻盘角方位的信息。所述盘角方位特征可以是模压的特征114或者可能是丝印的特征204。所述盘角方位特征可以由或者编码器406或者OPU 710跟踪。块806和808定义了典型地位于固件728中的控制程序的功能，所述控制程序在涂覆图像期间利用所述OPU调整来自编码器的盘速度数据。在块810，光盘的标签侧上的涂层由OPU 710进行标记。来自OPU 710的激光通过产生由加热和/或曝光激励的反应来标记所述涂层。所述OPU使用从观测盘速度特征112得到的盘速度信息和从观测盘角方位特征114得到的盘角方位信息来确定开启和关闭所述OPU的激光器720的准确时间，以及确定控制OPU710位置的滑板电机714的正确运行。
图9是一个示出了一个示例性方法900的流程图，通过该方法900可以构造具有盘速度特征112和盘角方位特征114的光盘100。方法900的所述要素可以被手动执行，或者由包含在生产设备中的软件或者固件中的控制程序执行。在块902，将盘速度特征112定义在光盘上，所述特征典型地要被从光盘的标签侧读取。在光盘是多层的情况下，如DVD，所述盘速度特征可以被模压进内层中。在第一可选的方式中，参见块904处，盘速度特征112可以按锯齿特征(例如图3和图4中的302)的形式被模压。在第二可选的方式中，参见块906处，模压的凹坑(例如图5和图6的502)散置了具有模压特征的区域。在第三可选的方式中，参见块907处，丝印的区域散置了不具有丝印标记或者特征的区域。
在块908，定义盘角方位特征114，204或者类似的特征，所述特征典型地可从盘的标签侧被读取。在第一可选的方式中，参见块910处，光学可读取的戳记诸如类似特征204的丝印标记可以典型地被定义在盘的外层上。在第二可选的方式中，参见块912处，盘角方位特征被模压进光盘。例如，盘角方位特征114，204可以被模压进DVD盘的内层或者外层，或者可以被模压进CD或者DVD盘径向的内部位置以便由编码器406读取。
在块914，光盘的标签侧的标签区域可以被涂覆以OPU可写材料。例如，可以涂覆热反应涂层，由此通过使所述涂层发生反应允许OPU涂覆图像。
尽管本公开以详细而精确的语言对本发明的结构特征和/或方法步骤进行了描述，然而应该理解所附的权利要求不局限于所述特定特征或者步骤。相反，所述特定特征和步骤是执行本公开的示例形式。例如，虽然在流程图的块中描述的操作可以与在其它块中描述的操作并行执行，但是所述操作也可以采取变化的顺序执行，或者以将该操作与其它不止一个块的操作相联合的方式分配所述操作。并且另外，虽然披露的方法的要素旨在以任何期望的方式执行，但是期望由计算机和/或处理器执行的、典型地位于打印机中的、从计算机可读或者处理器可读介质诸如ROM、盘或者CD ROM读取的计算机可读或者处理器可读指令是执行所有或者部分所述方法的优选方式。另外，虽然对于CD和DVD都已经给出了参考，但是这里描述的大部分要素通常可以应用于盘，特别是应用于光盘。因此，对于CD和DVD的参考仅仅作为示例；这种示例是较大和更一般概念的代表，典型地涉及任何类型盘诸如光盘(例如CD或者DVD)的变化和/或改进。并且同时，虽然盘速度特征112和盘角方位特征114已经被阐释为独特的标记，但是若需要，在一些实施例中也可以将它们结合。这样一种结合在一些应用中可以更有效。
权利要求
1.一种光盘(100)，包括在光盘(100)上含有可写材料的标签区域(106)；和盘速度特征(112)，所述盘速度特征被定位成在写所述标签区域(106)时可被读取，以传递盘速度数据。
2.如权利要求1所述的光盘(100)，另外包括盘角方位特征(114)，所述盘角方位特征被定位成在写入到所述标签区域(106)时可被读取，以传递盘角方位数据。
3.如权利要求2所述的光盘(100)，其中盘速度特征(112)和盘角方位特征(114)定义了被配置用于由编码器(406)读取的环状圈。
4.如权利要求2所述的光盘(100)，其中盘角方位特征(114)被定义在光盘(100)的标签侧(704)的镜面区域(104)中。
5.如权利要求2所述的光盘(100)，其中所述盘角方位特征(114)是被模压的。
6.一种制造光盘(100)的方法，包括模压(902)被配置为要在形成光盘(100)的标签期间被观察的盘速度特征(112)；定义(908)被配置为要在形成光盘(100)的标签期间被观察的盘角方位特征(114)；以及以OPU可写涂层来涂覆(914)光盘(100)的标签侧(704)上的标签区域(106)。
7.如权利要求6所述的方法，其中模压(904)盘速度特征(112)的步骤包括形成锯齿特征(302)。
8.如权利要求6所述的方法，其中模压(906)盘速度特征(112)的步骤包括形成以不具有凹坑的区域散置的凹坑区域(502)。
9.如权利要求6所述的方法，其中定义(908)盘角方位特征(114)的步骤包括在光盘(100)的平坦表面上定义光学可读取的戳记。
10.如权利要求6所述的方法，其中定义盘角方位特征(114)的步骤包括将盘角方位特征(114)模压进光盘(100)中。
全文摘要
一种包括标签区域(106)的光盘(100)，所述标签区域(106)具有可写材料。盘速度特征(112)以下面的方式被定位当写入到标签区域(106)时允许读取所述盘速度特征(112)。
文档编号G11B23/42GK1849666SQ200480026012
公开日2006年10月18日 申请日期2004年8月26日 优先权日2003年9月12日
发明者J·M·克格勒三世, A·L·范布洛克林, D·E·安德森, M·T·马吉尔 申请人:惠普开发有限公司