专利名称：光盘记录/绘图的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及记录和绘图的方法及设备，其中两束光透过单个光学拾取器的单物镜发射，同时两束光的焦点在光轴方向上有一定的移位，而对于数据记录层和绘图层被布置在厚度方向的不同层面上的光盘，一束光把数据记录在数据记录层上，同时另一束光把可见图像形成(绘制)在绘图层上(此过程在下文中称为“同时记录/绘图处理”)。根据本发明，两束光的聚焦状态针对其各自对应的层被适当地控制以使得能够执行同时记录/绘图处理。
背景技术：
专利文件1公开了一种常规技术。或为热敏层或为光敏层的绘图层被形成在比如可记录CD或可记录DVD之类的光盘的表面上，而用于在光盘的数据记录层上记录数据的光盘记录装置被用作光盘绘图装置。在绘图时，依据图像数据进行调制的激光束被光学拾取器发射并照射绘图层。根据在专利文件1中描述的技术，单个光学拾取器共轴地发射两束激光束，其中一束用于照射数据记录层并记录数据，同时为数据记录处理提供聚焦和循轨控制。与此数据记录同时，该激光束也被用于检测数据记录层上的位置信息，并且基于检测到的位置信息，另外一束激光束被用来在绘图层上的预定位置执行绘图(例如执行同时记录/绘图)。
专利文件1JP-A-2005-346886根据在专利文件1中描述的技术，光学拾取器的光学系统被布置以使得当一束光通过聚焦控制而聚焦在数据记录层时，另外一束光束正好聚焦在绘图层。然而，将光学系统设计成使两束光束能够以适合于两个对应层的聚焦状态发射出来是很困难的。即使可以将光学系统设计成工作在理想状态，每个盘的数据记录层与绘图层之间的距离也会随位于两层之间的基片的厚度变化而变化。因此对于使用中的盘，可能无法为对应于两束光束之一的层获取适当的聚焦状态。
发明内容
为了弥补常规技术的缺陷，本发明的目的之一是提供用于调整两束光束以使其聚焦状态适合于它们对应的层并且使同时记录/绘图处理可行的光盘记录/绘图方法，以及针对此方法的一种光盘记录/绘图装置。
为了达到该目的，本发明提供如下的配置。
(1)一种在光盘上同时地记录数据并形成可见图像的方法，所述光盘包括数据记录层和被布置在与数据记录层在厚度方向上位于不同位置的绘图层，该方法包括把两束光束经过光学拾取器的物镜发射到数据记录层和绘图层以使得两束光束的焦点在光束的轴向上相对于彼此有一定的移位；检测两束光束在数据记录层和绘图层上的聚焦状态；基于检测到的聚焦状态，通过内调焦距离调整机构对两束光束的焦点之间的距离进行调整；在两束光束焦点之间的距离被内调焦距离调整机构调整的状态下根据两束光束之一来通过聚焦调整机构执行聚焦控制，所述聚焦调整机构被提供在光学拾取器中并在轴向上移动物镜；以及通过两束光束而同时地在数据记录层上记录数据以及在绘图层上形成可见图像。
(2)根据(1)的方法，其中两束光束的焦点之间的距离在执行数据记录和可见图像形成之前被调整，并且在数据记录和可见图像形成期间，两束光束的焦点之间的距离被保持为在执行数据记录和可见图像形成之前获取的值。
(3)根据(1)的方法，其中在数据记录和可见图像形成期间对两束光束的焦点之间的距离进行调整。
(4)根据(1)至(3)中任意一项的方法，其中内调焦距离调整机构对两束光束的焦点之间的距离进行调整，以使得两束光束之一按照期望的状态聚焦在数据记录层和绘图层之一上，同时聚焦调整机构把另外一束光束聚焦在数据记录层和绘图层的另外一个上。
(5)根据(1)至(4)中任意一项的方法，其中在数据记录和可见图像形成期间，聚焦调整机构通过使用为数据记录而发射的光束来执行聚焦控制。
(6)根据(1)至(5)中任意一项的方法，其中在数据记录和可见图像形成期间，通过使用为数据记录而发射的光束来执行循轨控制。
(7)根据(1)至(6)中任意一项的方法，其中在数据记录和可见图像形成期间，检测两束光束的再现功率和记录功率并且形成伺服回路以保持两束光束的再现功率和记录功率的预定值。
(8)根据(1)至(6)中任意一项的方法，其中在数据记录和可见图像形成期间，检测为数据记录而发射的光束的再现功率和记录功率并且形成伺服回路以保持该光束的再现功率和记录功率的预定值，并且对于为可见图像形成而发射的光束的再现功率和记录功率使用固定的驱动值而不形成伺服回路。
(9)一种用于在光盘上同时地记录数据并且形成可见图像的光盘记录/绘图装置，所述光盘包括数据记录层和被布置在与数据记录层在厚度方向上位于不同位置的绘图层，该装置包括光学拾取器，其包括物镜，其使两束光束通过，所述两束光束的焦点在其轴向上相对于彼此有一定的移位，聚焦调整机构，其在光轴方向上移动物镜以执行聚焦调整，以及内调焦距离调整机构，其对两束光束的焦点之间的距离进行调整；聚焦控制电路，其控制用于执行聚焦控制的聚焦调整机构；内调焦距离调整电路，其控制用于调整两束光束的焦点之间的距离的内调焦距离调整机构；以及控制器，其按照如下方式对光学拾取器、聚焦控制电路、和内调焦距离调整电路进行控制光学拾取器发射两束光束到数据记录层和绘图层，内调焦距离调整电路通过检测两束光束的聚焦状态来控制内调焦距离调整机构对两束光束的焦点之间的距离进行调整，而聚焦控制电路控制聚焦调整机构在两束光束的焦点之间的距离被内调焦距离调整机构调整的状态下基于两束光束之一来执行聚焦控制。
(10)根据(9)的装置，其中内调焦距离调整机构包括沿一束在数据记录和可见图像形成期间未用于聚焦控制的光束的光轴布置的液晶光学器件。
(11)根据(9)或者(10)的装置，其中控制器对主轴电动机执行CAV控制，以使得主轴电动机产生的FG脉冲与预定的参考时钟同步，并且控制器生成与参考时钟同步的对用于可见图像形成的光束进行调制的绘图脉冲，并且生成与从光盘检测到的摆动信号同步的对用于数据记录的光束进行调制的记录脉冲。
(12)根据(9)至(10)之一的装置，其中在从记录在数据记录层的信息中获得了代表包含绘图层的光盘的标识信息的情况下，控制器允许在绘图层上进行绘图操作，而在未能从记录在数据记录层的信息中获取到标识的情况下，控制器禁止绘图操作。
(13)根据(9)至(12)之一的装置，其中当光盘包含数据记录层而不包含绘图层时，该装置可以在两束光束之一被用于数据记录层的聚焦控制和循轨控制的同时来记录数据。
图1是示出根据本发明的包含绘图功能的光盘装置10的系统配置的框图。
图2是可用于根据本发明的绘图方法的可记录/可绘型标准CD光盘的示例层结构、以及两束激光束的聚焦状态的示意性剖视图。
图3是在图2中示出的可记录/可绘型标准CD光盘的变形、以及两束激光束的聚焦状态的示意性剖视图。
图4是另一种可用于根据本发明的绘图方法的可记录/可绘型标准DVD光盘的示例层结构、以及两束激光束的聚焦状态的示意性剖视图。
图5是示出在图1中示出的光学拾取器16的光学系统的示例布置的示意图。
图6是液晶修正器件53的示例结构的正视图。
图7A和图7B是由液晶修正器件53执行的调整焦点位置的操作的剖视图。
图8是示出图1中与聚焦控制、两束光束之间内调焦距离的调整、以及循轨控制和螺线给进控制相关的伺服电路37一部分的示例布置的框图。
图9是示出图5中的CD激光二极管50和DVD激光二极管52的驱动电路(图1中的ALPC电路39和激光驱动器27)的示例布置的框图。
图10是示出用来形成待绘于图1中光盘12的绘图层上的图像的示例像素阵列的示意图。
图11是示出用于根据本发明的同时记录/绘图的示例绘图脉冲的波形图。
图12是示出由图1所示的系统配置执行的同时记录/绘图处理的流程图。
图13A和图13B是示出针对图12中的处理所考虑到的同时记录/绘图的两种情况的示意图。
图14是示出CD-R的ATIP数据结构的视图。
图15是示出当要把可绘盘标识信息记录在数据记录层时，由图1中的光盘装置10执行的示例可绘盘判定处理的流程图。
10包含绘图功能的光盘装置(光盘记录/绘图装置)12光盘12a激光入射面12b标签面14主轴电动机
16光学拾取器18物镜20CD激光束19控制器22DVD激光束26绘图层34沟槽(轨道)36数据记录层37伺服电路(聚焦控制电路，内调焦距离调整电路)53液晶修正电路器件(内调焦距离调整机构)72用作CD光线前端监视器的光接收器件73用作CD光线前端监视器的光接收器件74聚焦执行器(聚焦调整机构)76循轨执行器fa，fb，f0焦点位置具体实施方式
现对本发明的第一实施例进行说明。图1是示出根据本发明的具有绘图功能的光盘装置10的系统配置的视图。该光盘装置10可以对现有的标准CD盘执行数据记录和再现，并且对现有的标准DVD盘执行数据记录和再现。光盘装置10可以对标准CD可记录可绘型光盘执行专用的数据记录(下文中称为“专用数据记录”)，以及同时数据记录/绘图和数据再现。光盘装置10可以对标准DVD可记录可绘型光盘执行专用数据记录、同时数据记录/绘图和数据再现。如稍后所要描述的，标准CD可记录/可绘型光盘与标准DVD可记录/可绘型光盘是其上都层叠有数据记录层和绘图层的盘，并且数据记录和再现在其数据记录层进行，同时绘图在其绘图层进行。
光盘12被主轴电动机14驱动旋转。主轴电动机14在一周旋转中以等角度间隔输出预定数目的FG脉冲。光学拾取器16被螺线给进电动机11驱动而在光盘12的径向上移动。由两个激光二极管发射的两束激光束20和22(二者都被称为主光束)共轴地透过光学拾取器16的物镜18传送，使得在光盘12上这两束光束的焦点在光轴方向上相对于彼此移位了一个固定的距离，该距离大致等于数据记录层和绘图层之间的距离。激光束20与22的焦点之间的距离(在下文中称为内调焦距离)如下文所述可以被调整。在此实施例中，激光束20用于CD，而激光束22用于DVD。
主机13传送记录数据比如音乐数据来专门地执行数据记录，或者传送记录数据和图像数据来按照分时的方式同时地执行记录/绘图。记录数据和图像数据被传送至光盘装置10，并且分别经由缓冲存储器15A和15B传送至信号处理器17。信号处理器17是DSP(数字信号处理器)，其包括控制器19、编码器21A和21B、以及解码器23。编码器21A对信号处理器17接收到的记录数据进行编码(当光盘12是标准CD盘时执行EFM调制，而当光盘12是标准DVD盘时执行8/16调制)。策略电路25对已编码的记录数据(具有“1”或“0”的信号电平的二进制记录脉冲)执行适当的时间轴修正，并将该记录脉冲传送至激光驱动器27。依据该记录脉冲，激光驱动器27把驱动电流供应给光学拾取器16中的激光二极管(用于CD数据的CD激光二极管，或者用于DVD数据的DVD激光二极管)，从而把数据记录在光盘12的数据记录层中。
编码器21B对信号处理器17接收到的图像数据进行适当的编码，并且将图像数据经由FIFO(先入先出)存储器29传送至脉冲发生器31。脉冲发生器31基于接收到的图像数据为构成图像数据的每个像素生成“1”或“0”的二进制脉冲信号(绘图脉冲)。更确切地说，图像数据是代表每个所绘像素的灰度的数据(梯度数据)，而脉冲发生器31顺次地生成绘图脉冲，其中对于该脉冲每个像素被分配了固定的绘图时段并且依据各个像素的梯度数据来改变占空比(见图11)。策略电路25对由脉冲发生器31生成的绘图脉冲执行适当的时间轴修正，并将该绘图脉冲传送至激光驱动器27。依据该绘图脉冲，激光驱动器27驱动光学拾取器16中的激光二极管(CD激光二极管或者DVD激光二极管)来在光盘12的绘图层上执行绘图。每个待绘的像素都被可视地识别为单个的点(圆点)，而各个圆点的占空比的差异在视觉上表现为绘图密度的差别(占空比越高则绘图显得越深)。因此，提供了使用单色多色调的绘图。策略电路25能够同时地为记录脉冲和绘图脉冲执行时间轴修正，而激光驱动器27能够同时地通过使用记录脉冲和绘图脉冲之一来驱动CD激光二极管，并使用另一个脉冲来驱动DVD激光二极管。
摆动检测电路33从在专用数据记录、同时记录/绘图或者数据再现处理期间针对用于光学拾取器16的激光束的返回光信号中检测摆动信号。RF电路35对在专用数据记录、同时记录/绘图或者数据再现处理中针对用于光学拾取器16的激光信号的返回光信号(RF信号)进行放大。信号处理器17的解码器23解码RF信号(当光盘12是标准CD盘时进行EFM解调，或者当光盘12是标准DVD盘时进行8/16解调)并且对记录的数据进行解调，已经解调的数据经由缓冲存储器(缓冲存储器15A或者单独提供的缓冲存储器(未示出))被传送至主机13。
基于在专用数据记录、同时记录/绘图和数据再现处理期间针对用于光学拾取器16的激光束的返回光(在CD数据的记录和再现期间针对CD激光束20的返回光，或者在DVD数据的记录和再现期间针对DVD激光束22的返回光)，伺服电路37为光学拾取器16提供聚焦控制、循轨控制和螺线给进控制。另外，在专用数据记录期间，伺服电路37基于摆动信号控制主轴电动机14并且维持恒定的线速度(CLV)，而在同时记录/绘图期间，伺服电路37基于主轴电动机14输出的FG脉冲来控制主轴电动机14并且维持恒定的回转数(恒定的角速度)(CAV)。然后，在数据再现处理期间，伺服电路37基于由摆动信号或RF信号中再现的再现锁来控制主轴电动机14并且维持恒定的线速度。如下文所述，伺服电路37在同时记录/绘图开始之前对两束激光束20和22的内调焦距离进行调整，并且保持调整后的内调焦距离直至同时记录/绘图完成(在绘图首先结束的情况下可能是保持到绘图完成)。
ALPC(自动激光功率控制)电路39基于由光学拾取器16中的前端监视器检测到的激光的功率来形成伺服回路，并且在专用数据记录期间控制激光驱动器27，以使得用于数据记录的激光束的再现功率和记录功率可以匹配于控制器19所指定的值。这样，在同时记录/绘图期间，用于数据记录所使用激光束的再现功率和记录功率以及绘图所使用激光束的再现功率(非绘图功率)和记录功率(绘图功率)可以匹配于控制器19所指定的值，而在数据再现期间，数据再现所使用激光束的再现功率可以匹配于控制器19所指定的值。
现参考图2至图4对本发明的绘图方法可使用的可绘型光盘的示例层结构进行说明。在图2和图3中示出了标准CD可记录/可绘型光盘，在图4中示出了标准DVD可记录/可绘型光盘。对于图2至图4中的两种光盘12，波长和焦点不同的激光束20和22可以从其同一面被接收，以对数据记录层执行数据记录和数据再现以及对绘图层执行绘图。光盘12的激光束20和22进入时所透过的表面被称为“激光入射面12a”，其相对面被称为“标签面12b”。图2至图4所示的状态是同时记录/绘图处理期间的状态，因此使用激光束20和22之一在数据记录层上执行数据记录以及使用另一束激光束对绘图层执行绘图。为方便起见，在说明中将激光束20和22间隔开来；然而实际上，激光束20和22是通过同一物镜18共轴地发射的。
在图2至图4中，绘图层由具有被激光束的照射改变的可见光辐射特性的材料，比如热敏材料或者光敏材料来构成。对于此绘图层，举例来说，可以使用与数据记录层所用材料相同的染料材料。在数据记录层中形成作为轨道的摆动沟槽，而在绘图层中未形成轨道。至于数据记录层和绘图层的布置顺序，或者数据记录层被定位为靠近激光入射侧，或者绘图层被定位为靠近激光入射侧。为了使激光照射到激光入射侧背后的一层，激光束要穿过前一层。参考在图2至图4中示出的层结构，在可以看见绘制在绘图层上的图像的方向上，绘图层被定位在比记录层更近的位置，因此可以容易地识别图像。对于在图2和图3中示出的标准CD可记录/可绘型光盘12，预备两个0.6mm厚的基片并将绘图层插入其间而将它们相互粘合在一起，来代替通常CD-R盘使用的单个1.2mm厚的基片。对于在图4中示出的标准DVD可记录/可绘型光盘12，附加地形成有绘图层。在图2至图4中，相同的附图标记用于共用的部分。
现对图2至图4中的光盘12进行说明。
《光盘的示例层结构1图2》对于图2中的CD标准可记录/可绘型光盘12，绘图层26和用于聚焦控制的半透明反射层28被顺次层叠在0.6mm厚、未形成任何沟槽的聚碳酸酯基片24的一个表面上，并且由此获得第一基片30。此外，数据记录层36、反射层38和保护层40被顺次形成在0.6mm厚的聚碳酸酯基片32的表面上，以由此获得第二基片42。然后，通过使用透明的粘合层44把第一基片30和第二基片42粘合在一起，来获得总共1.2mm厚的结构。
CD激光束20用于数据记录层36的专用数据记录和数据再现。此时，通过使用CD激光束20来提供聚焦控制和循轨控制，并且基于循轨误差信号的直流分量来提供螺线给进控制。对于同时记录/绘图，通过使用CD激光束20而在数据记录层36上执行数据记录，同时，通过使用DVD激光束22而在绘图层26上执行绘图。此时，通过使用CD激光束20来提供聚焦控制和循轨控制，并且基于循轨误差信号的直流分量来提供螺线给进控制。在这种情况下，在下文所述的将在同时记录/绘图操作之前执行的初始调整处理期间，两束激光20和22的焦点fa和fb在光轴方向上的相互间距离已经被调整为数据记录层36和绘图层26之间的距离(0.6mm)或者接近该距离的固定距离。因此，在DVD激光束22全部或者几乎全部聚焦在绘图层26的状态下自然地执行绘图。此外，由于受控于循轨控制的DVD激光束22与CD激光束20一起在盘的径向上移动，因此在绘图层26上以对应于数据记录层36的轨道间距(沟槽34的间距)的径向密度来执行绘图。所绘制的可见图像可以从激光入射面12a一侧看到。
《光盘的示例层结构2图3》图3中的CD标准可记录/可绘型光盘12是图2中的光盘12的变形。预先印制有(或者用户可以印制)不同图像的印制层46被层叠在最上层的保护层40上。更确切地说，盘的制造商、经销商或分销商可以预先在印制层46上印制任意图像。或者，可以形成纯白的印制层46，这样用户可以使用印刷机在印制层46上印制任意图像。专用数据记录、同时记录/绘图和数据再现按照与针对图2中的光盘12相同的方式来执行。绘制在绘图层26上的可见图像可以从激光入射面1 2a一侧看到，而印制在印制层46上的图像可以从标签面12b一侧看到。
《光盘的示例层结构3图4》图4中的DVD标准可记录/可绘型光盘12是在盘面上附加地形成有绘图层的DVD-R(+R)。对于此光盘12，数据记录层36和用于聚焦控制的半透明反射层28被顺次层叠在0.6mm的、其上形成有沟槽34的聚碳酸酯基片24的表面上，并且由此获得第一基片30。此外，绘图层26、用于聚焦控制的半透明反射层48和保护层40被顺次层叠在0.6mm厚的、未形成任何沟槽的聚碳酸酯基片32的一个表面上，并且由此获得第二基片42。然后，通过使用透明的粘合层44把第一基片30和第二基片42粘合在一起，从而获得总共1.2mm厚的结构。
DVD激光束22用于针对数据记录层36的专用数据记录和数据再现。此时，通过使用DVD激光束22来提供聚焦控制和循轨控制，并且基于循轨误差信号的直流分量来提供螺线给进控制。对于同时记录/绘图，通过使用DVD激光束22而在数据记录层36上执行数据记录，同时，通过使用CD激光束20而在绘图层26上执行绘图。此时，通过使用DVD激光束22来提供聚焦控制和循轨控制，并且基于循轨误差信号的直流分量来提供螺线给进控制。在这种情况下，在下文所述的将在同时记录/绘图操作之前执行的初始调整处理期间，两束激光束20和22的焦点fa和fb在光轴方向上的相互间距离已经被调整为数据记录层36和绘图层26之间的距离(0.6mm)或者接近该距离的固定距离。因此，在CD激光束20全部或者几乎全部聚焦在绘图层26的状态下自然地执行绘图。此外，由于CD激光束20与受控于循轨控制的DVD激光束22一起在盘的径向上移动，因此在绘图层26上以对应于数据记录层36的轨道间距(沟槽34的间距)的径向密度来执行绘图。所绘制的可见图像可以透过半透明反射层48从标签面12b一侧看到。
在图5中示出了光学拾取器16的光学系统的示例结构。光学拾取器16包括CD激光二极管50，其用于发射具有780nm的波长的CD激光束20；和DVD激光二极管52，其用于发射具有650nm的波长的DVD激光束22。CD激光二极管50由包含光接收器件的全息激光器构成。由CD激光二极管50发射的CD激光束20，经过液晶修正器件(液晶光学器件和液晶透镜)53，并且被准直透镜54变换成平行光(或者与平行光相差很小的发散光)。平行光经过分束器56，部分的光被半透明半反射镜58反射并且通过四分之一波片60传送，并且经数值孔径约为0.45的物镜18被输出至光盘12。物镜18相对于CD激光束20的数值孔径可以通过例如调整进入物镜18的CD激光束20的光束直径来被设置。液晶修正器件53用于调整CD激光束20和DVD激光束22之间的内调焦距离。由于液晶修正器件53的折射率可以被外部施加的电压改变，所以为了调整的目的可以移动经过液晶修正器件53的激光束20的焦点。更确切地说，在同时记录/绘图开始之前，液晶修正器件53对CD激光束20和DVD激光束22之间的内调焦距离进行调整，从而使同时记录/绘图可以在预定的状态下执行，即在用于数据记录的激光束被聚焦在数据记录层而用于绘图的激光束被聚焦在绘图层的状态下执行。当在未对液晶修正器件53施加电压的状态下将光盘12上CD激光束20和DVD激光束22之间的内调焦距离设定为接近数据记录层和绘图层之间的距离(0.6mm)时，由液晶修正器件53对内调焦距离进行调整所需要的值可以减小。
在光盘12上反射的CD激光束20的返回光穿过物镜18并且经过四分之一波片60。返回光的部分被半透明半反射镜58反射，并且所反射的光通过分束器56被传送，并且被准直透镜54会聚。然后，光线经过液晶修正器件53并且被CD激光二极管50(包含光接收器件的全息激光器)的光接收器件接收。基于由光接收器件发射的光接收信号，执行循轨误差检测、聚焦误差检测、摆动检测、时钟再现和记录数据解调。
由DVD激光二极管52发射的DVD激光束22，通过衍射光栅62和极化分束器64被传送，并且被准直透镜66变换成平行光。然后，平行光被分束器56反射，并且部分的光被半透明半反射镜58反射。反射的光线经过四分之一波片60，并且透过物镜18与CD激光束20共轴地经由约为0.65的数值孔径而输出到光盘12。物镜18相对于DVD激光束22的数值孔径可以通过例如调整进入物镜18的DVD激光束22的光束直径来被设置。被光盘12反射的DVD激光束22的返回光透过物镜18并且经过四分之一波片60。部分的光被半透明半反射镜58反射，并且随后被分束器56反射。反射的光被准直透镜66会聚，并且被极化分束器64反射。然后反射的光经过凹透镜(检测透镜)68，并且被光接收部分(光接收器件)70接收。基于来自光接收部分70的光接收信号，执行循轨误差检测、聚焦误差检测、摆动检测、时钟再现和记录数据解调。分束器56是一个在图5中其上表面56a(滤波面)为波长选择面的镜面，其具有如下特性当进入表面56a时，具有780nm波长的CD激光束20被允许透过，反之，具有650nm波长的DVD激光束22被反射。
物镜18在其表面18a上具有环形的衍射结构(炫耀全息图)，并且其修正由CD基片和DVD基片的厚度不均导致的球面像差。此外，为了使用液晶修正器件53来减小对内调焦距离的调整值，可以使用下列方法以在不对液晶修正器件53施加电压的情况下把在光盘12上CD激光束20和DVD激光束22之间的内调焦距离设定为接近数据记录层和绘图层之间的距离(0.6mm)，即把内调焦距离设定为令人满意的扩展距离。
(a)物镜表面18a的全息图被设计来用作与CD激光束20相关的凹透镜。通过这种布置，使CD激光束20的焦点与DVD激光束22的焦点隔开一定的距离。
(b)对准直透镜66和54进行设计和定位，以使得相对于物镜18，DVD激光束22作为平行光射入(无限光学系统)，而CD激光束20作为发散光射入(有限光学系统)。通过这种布置，使CD激光束20的焦点与DVD激光束22的焦点隔开一定的距离。
由CD激光二极管50发射的CD激光束20和由DVD激光二极管52发射的DVD激光束22经过半透明半反射镜58被部分地传送并进入分束器71。分束器71具有波长选择性，并且可以通过使用与分束器56相同的组件来提供。更确切地说，分束器71是一个在图5中其下表面71a(滤波面)为波选择面的镜面，其具有如下特性当具有780nm波长的CD激光束20进入表面71a时被允许透过，反之，具有650nm波长的DVD激光束22被反射。透过分束器71的CD激光束20被构成CD光前端监视器的光接收器件72接收，同时，被分束器71反射的DVD激光束22被构成DVD光前端监视器的光接收器件73接收。
光接收器件72被用作针对CD激光束20的前端监视器以检测作为CD激光束20输出的激光的功率。更确切地说，基于来自光接收器件72的光接收信号，使用CD激光束20的ALPC来控制发射功率。当将要使用CD激光束20来执行数据记录时，执行对记录功率和再现功率的控制；当将要使用CD激光束20来执行再现时，执行对再现功率的控制；当将要使用CD激光束20来执行绘图时，执行对记录功率(绘图功率)和再现功率(非绘图功率)的控制。
光接收器件73被用作针对DVD激光束22的前端监视器以检测作为DVD激光束22输出的激光的功率。更确切地说，基于由光接收器件73输出的光接收信号，使用DVD激光束22的ALPC来控制发射功率。当将要使用DVD激光束22来执行数据记录时，执行对记录功率和再现功率的控制；当将要使用DVD激光束22来执行再现时，执行对再现功率的控制；当将要使用DVD激光束22来执行绘图时，执行对记录功率(绘图功率)和再现功率(非绘图功率)的控制。
CD激光束20和DVD激光束22共用的聚焦执行器74基于CD或DVD激光束的聚焦误差信号而被驱动，并且在聚焦控制方向上移动物镜18。CD激光束20和DVD激光束22共用的循轨执行器76基于CD或DVD激光束的循轨误差信号而被驱动，并且在循轨控制方向上移动物镜18。由于激光束之一被用于专用数据记录处理和数据再现处理，所以基于当前使用的激光束来提供循轨控制和聚焦控制。在同时记录/绘图处理中，通过使用数据记录所用的激光束来提供循轨和聚焦控制。对于同时记录/绘图，可以通过使用绘图所用的激光束来提供聚焦控制；然而，当使用数据记录所用的激光束来提供聚焦控制时，能够启动精确的数据记录。
在图6中示出液晶修正器件53的示例结构。液晶修正器件53是公知的液晶光学器件(液晶透镜)。透明电极以同心样式布置在CD激光束20所经过的面上，并且把该面分成多个液晶区域53-1，53-2，……至53-n。当通过控制施加到单个液晶区域53-1至53-n的电压来调整折射率时，CD激光束20的焦点可以被移动。
图7A和图7B是示出液晶修正器件53的调整焦点的操作的视图。在图7A所示的状态中，未对液晶修正器件53施加电压。由物镜1 8发射的CD激光束20的焦点f0与目标焦点55(数据记录层或者绘图层)有一定的移位。在这种状态下，当把电压施加到液晶修正器件53的液晶区域53-1至53-n时，如图7B所示，CD激光束20的焦点f0能够与目标焦点55匹配。
图8是示出与聚焦控制、两束光束的内调焦距离的调整、循轨控制以及螺线给进控制相关的图1中伺服电路37的部分的示例结构的视图。为提供聚焦控制而形成了伺服回路，于是开关57选择了针对CD激光束20的返回光信号检测到的聚焦误差信号，或是针对DVD激光束22的返回光信号检测到的聚焦误差信号，所选择的信号被传送至驱动电路59，而聚焦执行器74受驱动电路59的驱动来消除聚焦误差。
为调整两束光束之间的内调焦距离，使用开关61来选择针对CD激光束20的返回光信号检测到的聚焦误差信号，或是针对DVD激光束22的返回光信号检测到的聚焦误差信号，并且基于所选择的信号来驱动液晶修正器件53。控制器19使用沿液晶修正器件53的驱动信号的路径布置的开关63来选择液晶修正器件53的驱动信号。更确切地说，当在同时记录/绘图操作开始前执行对内调焦距离的调整的时候，开关63连接到触点B。此时形成伺服回路，因此由开关61选择的聚焦误差信号经驱动电路65和开关63驱动液晶修正器件53以消除聚焦误差。因此激光束20和22的内调焦距离得到调整。当调整完成，驱动电路65的当前驱动电压值通过A/D转换器51转换成数字化的数据，并且该数字化的数据被存储在控制器19中。此后，当同时记录/绘图开始时，开关63连接到触点C，控制器19对所存储的驱动电压数据执行D/A转换并且把所获得的固定电压传送到开关63的触点C。结果，在同时记录/绘图操作期间，液晶修正器件53持续受此固定电压驱动，并且两激光束20和22的调整后的内调焦距离被保持到同时记录/绘图结束。
为提供循轨控制而形成了伺服回路，于是开关67选择了针对CD激光束20的返回光信号检测到的循轨误差信号，或是针对DVD激光束22的返回光信号检测到的循轨误差信号，随后所选择的信号被传送至驱动电路69，而循轨执行器76受驱动电路69的驱动来消除循轨误差。为提供螺线给进控制而形成了伺服回路，于是直流分量检测电路75检测到被开关67选择的循轨误差信号的直流分量，而螺线给进电动机(直流电动机)11被驱动电路77驱动来消除该直流分量。
信号处理器17(图1)的控制器19切换图8中的开关57、61和67。在此示例中，在同时记录/绘图操作期间，通过使用由控制器19输出的固定电压来把两束激光束20和22的内调焦距离保持在固定值。然而，为了驱动液晶修正器件53可能形成如图8中的虚线所指示的伺服回路，于是直流分量检测电路79检测到未用于聚焦控制的聚焦误差信号(聚焦驱动信号)的直流分量，并且把该直流分量传送至开关63的触点A，该开关63被连接到触点A以消除直流分量A。
图9是示出图5中的CD激光二极管50和DVD激光二极管52的驱动电路的示例布置(图1中的ALPC电路39和激光驱动器27的示例布置)的视图。此电路包括CD激光二极管驱动电路78和DVD激光二极管驱动电路80。由于或是使用CD激光二极管50或是使用DVD激光二极管52来用于专用数据记录或者数据再现，所以激光二极管中的一个是停用的(关闭的)。对于同时记录/绘图，使用全部的激光二极管50和52，并且图9中伺服开关100、102、104和106的连接状态(全部闭合)为同时记录/绘图操作所使用的连接状态。
用于输出再现功率驱动电压的CD再现(读)功率驱动电压输出电路84，和用于输出记录功率驱动电压的CD记录(写)功率驱动电压输出电路86被平行布置在CD激光二极管驱动电路78中。用于输出再现功率驱动电压的DVD再现功率驱动电压输出电路88，和用于输出记录功率驱动电压的DVD记录功率驱动电压输出电路90被平行布置在DVD激光二极管驱动电路80中。驱动电压输出电路84、86、88和90分别包括采样保持电路92、94、96和98；伺服开关100、102、104和106；设定单元111、113、115和117；以及放大器119、121、123和125。
采样保持电路92和94对由前端监视器光接收器件72检测到的CD激光束20输出的激光的功率进行采样和保持。采样保持电路96和98对由前端监视器光接收器件73检测到的DVD激光束22输出的激光的功率进行采样和保持。伺服开关100、102、104和106闭合或者断开由驱动电压输出电路84、86、88和90提供的伺服控制系统。当将要形成伺服回路时，即当伺服开关100和102闭合时，设定单元111和113向CD激光二极管50输出再现功率指令电压值V1，该再现功率指令电压值V1是用于指示再现功率(或者非绘图功率)目标值的一个电压值，以及向CD激光二极管50输出记录功率指令电压值V2，该记录功率指令电压值V2是用于指示记录功率(或者绘图功率)目标值的一个电压值。当将要形成伺服回路时，即当伺服开关104和106闭合时，设定单元115和117向DVD激光二极管52输出再现功率指令电压值V3，该再现功率指令电压值V3是用于指示再现功率(或者非绘图功率)目标值的一个电压值，以及向DVD激光二极管52输出记录功率指令电压值V4，该记录功率指令电压值V4是用于指示记录功率(或者绘图功率)目标值的一个电压值。当伺服开关100、102、104和106闭合时，放大器119、121、123和125分别输出采样保持值与功率指令电压值V1、V2、V3和V4之间的差分电压。
因为用于绘图的激光束的功率不需要同用于数据记录的激光束的功率一样被严格地控制，如后文将要阐释的，所以用于绘图的激光束也可以被固定的驱动电流驱动，而不需要形成伺服回路。在这种情况下，对应于用于绘图的激光束的伺服开关被断开。更确切地说，当CD激光束20用于绘图时，伺服开关100和102被断开。此时，放大器119和121用作缓冲放大器并且输出固定电压V1和V2。而当DVD激光束22用于绘图时，伺服开关104和106被断开。此时，放大器123和125用作缓冲放大器并且输出固定电压V3和V4。
开关127和129沿着记录功率驱动电压的输出路径被放置，并且依据记录脉冲或者绘图脉冲的“1”或“0”的信号电平而闭合或断开。电压/电流转换器131、133、135和137把驱动电压输出电路84、86、88和90输出的差分电压转换为与这些电压值成比例的电流。加法器139把电压/电流转换器131和133输出的电流相加，并且驱动CD激光二极管50。加法器141把电压/电流转换器135和137输出的电流相加，并且驱动DVD激光二极管52。
现对形成待绘于光盘12的绘图层上的图像的示例像素阵列做出阐释。在图10中示出带有光盘12的中心孔12c的典型的示例像素阵列。在形成有数据记录层的轨道(摆动沟槽)的区域中，形成一个图像的像素P11、P12、…、P1n、P21、P22、…、P2n、…和Pmn从靠近光盘12的中心点开始沿着轨道以Δr的轨道间距螺旋地排列。像素的环向间隔(角度)Δθ是恒定的，并且无论径向位置如何，一个圆周上的像素数n总是恒定的。应当注意到，从绘图侧(激光入射面12a一侧)看到的图像和从标签面12b一侧看到的图像的两侧是颠倒的。这样，当需要从光盘12(盘的层结构如图4所示)的标签面12b一侧观察绘制的图像时，待绘图像的原始图案的两侧应当颠倒，这样来绘制图像以将其两侧正确地显示在观察侧(标签面12b一侧)。
在同时记录/绘图操作期间，在绘图层26上按照为光盘12提供的CAV控制来从内圆周开始向外圆周执行绘图。更确切地说，在同时记录/绘图处理期间，主轴电动机14处在同步于参考时钟的CAV控制之下。同样同步于此参考时钟，脉冲发生器31(图1)顺次地以恒定的速度(使得固定的绘图时段被分配给每个像素并且在一个圆周期间绘制n个像素的速度)为像素P11、P12、…、P1n、P21、P22、…、P2n、…和Pmn输出绘图脉冲。此时，也与检测到的摆动信号同步地为数据记录层36执行数据记录。此外，通过使用数据记录所用的激光束，来对数据记录层36的轨道(沟槽34)执行循轨控制。由于用于绘图的激光束20(或22)的位置和用于数据记录的激光束22(或20)的位置沿光盘12的表面处在固定的方向，所以径向上的绘图位置以Δr的轨道间距在外圆周方向上移动。由于各个像素的绘图脉冲包括与色调一致的占空比，因此通过使用单色多色调来连续绘图。按照这种方式，顺次地以恒定的速度每n个像素一圆周地执行绘图，并且在m个圆周完成后结束。结果，各个像素被绘制在如图10所示的位置上，并且在光盘12的表面上形成相应的图像。
在图11中示出在同时记录/绘图处理期间用于绘图的激光束输出的激光的功率。更确切地说，以分配给一个像素的恒定绘图时段以及与每个像素的色调数据一致的占空比，来改变激光的功率以对应于两个电平，即再现功率(非绘图功率)电平和记录功率(绘图功率)电平。绘图层的可见光辐射特性被记录功率改变，而绘图被执行。此外，依据记录脉冲，用于数据记录的激光束的功率也被改变以对应于两个电平，即再现功率电平和记录功率电平，并且数据记录被执行。由于在同时记录/绘图处理期间执行了记录，因此在主轴电动机14以CAV旋转的状态下，可以获得恒定的线密度，而记录脉冲的一帧所对应的时段随着记录位置向外圆周移动而变短。在同时记录/绘图操作期间，基于通过使用数据记录所用激光束的再现功率而检测到的聚焦误差来提供聚焦控制，并且基于循轨误差来提供循轨控制。
现对具有上述配置的光盘装置10的各个操作模式进行说明。应当注意到，专用数据记录、同时记录/绘图和数据再现是从内圆周向外圆周进行的。
《用于现有的CD-R或图2或图3所示的包括绘图层的CD-R的专用数据记录》图8中的开关57和67被连接到CD侧，而液晶修正器件53未被驱动。图9中的伺服开关100和102闭合同时伺服开关104和106断开。这样，CD激光二极管驱动电路78呈现为激活，而DVD激光二极管驱动电路80停止(DVD激光二极管52被关闭)。开关127依据记录脉冲的“1”或“0”的信号电平而被闭合或断开。因此，当记录脉冲的信号电平为“1”时，CD激光二极管50受到由电压/电流转换器131和133的输出电流相加所得的电流的驱动，并且当记录脉冲的信号电平为“0”时，CD激光二极管50仅受到电压/电流转换器131的输出电流的驱动。此时，采样保持电路94对当记录脉冲的信号电平为“1”时由前端监视器光接收器件72检测到的激光的功率进行采样和保持，而采样保持电路92对当记录脉冲的信号电平为“0”时检测得到的激光功率进行采样和保持。放大器119把当记录脉冲的信号电平为“0”时检测得到的激光功率调整为与适当的再现功率指令电压值V1相对应的功率，其中V1已经被设定单元111设定。而放大器121把当记录脉冲的信号电平为“1”时检测得到的激光功率调整为与适当的再现功率指令电压值V2相对应的功率，其中V2已经被设定单元113设定。通过这种处理，来与记录脉冲一致地执行数据记录。基于记录脉冲的信号电平为“0”时(处于再现功率期间)所检测到的CD激光束20的返回光来执行聚焦控制和循轨控制，基于使用CD激光束20检测到的循轨误差信号的直流分量来对光学拾取器16提供螺线给进控制，并且通过基于摆动信号的CLV控制来提供主轴控制。此外，与摆动信号同步地按照固定的比特率生成记录脉冲。
《用于现有的CD-R或图2或图3所示的包括绘图层的CD-R的数据再现》图8中的开关57和67被连接到CD侧，而液晶修正器件53未被驱动。图9中的伺服开关100闭合同时伺服开关102、104和106断开。这样，CD激光二极管驱动电路78呈现为激活，而DVD激光二极管驱动电路80停止(DVD激光二极管52被关闭)。开关127和129始终被设定为断开，而CD激光二极管50仅被电压/电流转换器131的输出电流顺次地驱动。此时，按照预定的周期，采样保持电路92对由前端监视器光接收器件72检测得到的激光功率进行采样和保持，而放大器119把激光功率调整为与适当的再现功率指令电压值V1相对应的功率，其中V1已经被设定单元111设定。通过这种处理来执行数据再现。基于CD激光束20的返回光执行聚焦控制和循轨控制，基于使用CD激光束20检测到的循轨误差信号的直流分量来对光学拾取器16提供螺线给进控制，并且通过基于摆动信号或者再现时钟的CLV控制来提供主轴控制。
《用于现有的DVD-R(+R)或图4所示的包含绘图层的DVD-R(+R)的专用数据记录》图8中的开关57和67被连接到DVD侧，而液晶修正器件53未被驱动。图9中的伺服开关104和106闭合同时伺服开关100和102断开。这样，DVD激光二极管驱动电路80呈现为激活，而CD激光二极管驱动电路78停止(CD激光二极管50被关闭)。开关129依据记录脉冲的信号电平“1”或“0”而被闭合或断开，因此，当记录脉冲信号电平为“1”时，DVD激光二极管52受到由电压/电流转换器135和137的输出电流相加所得的电流驱动，而当记录脉冲信号电平为“0”时，DVD激光二极管52仅受到电压/电流转换器135的输出电流驱动。此时，采样保持电路98对当记录脉冲的信号电平为“1”时由前端监视器光接收器件73检测到的激光的功率进行采样和保持，而采样保持电路96对当记录脉冲的信号电平为“0”时检测得到的激光功率进行采样和保持。放大器123把当记录脉冲的信号电平为“0”时检测得到的激光功率调整为与适当的再现功率指令电压值V3相对应的功率，其中V3已经被设定单元115设定；放大器125把而当记录脉冲的信号电平为“1”时检测得到的激光功率调整为与适当的再现功率指令电压值V4相对应的功率，其中V4已经被设定单元117设定。通过这种处理，来与记录脉冲一致地执行数据记录。基于记录脉冲的信号电平为“0”时(处于再现功率期间)检测得到的DVD激光束22的返回光来提供聚焦控制和循轨控制，基于使用DVD激光束22检测到的循轨误差信号的直流分量来为光学拾取器16提供螺线给进控制，并且通过基于摆动信号的CLV控制来执行主轴控制。此外，与摆动信号同步地按照固定的比特率生成记录脉冲。
《用于现有的DVD-R(+R)或图4所示的包含绘图层的DVD-R(+R)的数据再现》图8中的开关57和67被连接到DVD侧，而液晶修正器件53未被驱动。图9中的伺服开关104闭合，同时伺服开关100、102和106断开。这样，DVD激光二极管驱动电路80呈现为激活，而CD激光二极管驱动电路78停止(CD激光二极管50被关闭)。开关127和129始终被设定为断开，而DVD激光二极管52仅被电压/电流转换器135的输出电流顺次地驱动。此时，按照预定的周期，采样保持电路96对由前端监视器光接收器件73检测得到的激光功率进行采样和保持，而放大器123把检测得到的激光功率调整为与适当的再现功率指令电压值V3相对应的功率，其中V3已经被设定单元115设定。通过这种处理来执行数据再现，基于DVD激光束22的返回光执行聚焦控制和循轨控制，基于使用DVD激光束22检测到的循轨误差信号的直流分量来对光学拾取器16提供螺线给进控制。通过基于摆动信号或者再现时钟的CLV控制来提供主轴控制。
《用于图2或图3中所示的包含绘图层的CD-R、或者图4中所示的包含绘图层的DVD-R(+R)的同时记录/绘图(初始调整)》在执行同时记录/绘图之前，液晶修正器件53对CD激光束20与DVD激光束22之间的内调焦距离进行调整。此调整例如按如下方式执行。光盘12被载入光盘装置10，而光学拾取器16移动到数据记录层36与绘图层26层叠的区域。然后，图9中的伺服开关104闭合，伺服开关100、102和106断开，开关127和129闭合，DVD激光二极管52顺次地被再现功率驱动(仅受电压/电流转换器135输出的电流驱动)。在这种状态下，图8中的开关57连接到DVD侧，聚焦执行器74受到使用从DVD激光束22的返回光中检测到的聚焦误差信号的伺服回路的驱动，而聚焦控制在位于与DVD的数据记录层相对应位置的层上执行，该层或者是图2或图3所示的包含绘图层的CD-R的绘图层26，或者是图4中所示的包含绘图层的DVD-R(+R)的数据记录层36。
当通过聚焦控制获得聚焦状态后，在保持聚焦状态的情况下闭合图9中的伺服开关100，更确切地说，使聚焦伺服保持启用，然后，CD激光二极管50顺次地被再现功率驱动，更确切地说，CD激光二极管50仅受电压/电流转换器131输出的电流驱动。此时，图8中的开关61连接到CD侧，开关63连接到触点B，液晶修正器件53受到使用从CD激光束20的返回光中检测到的聚焦误差信号的伺服回路的驱动，而聚焦控制在位于与CD的数据记录层相对应位置的层上执行，该层或者是图2或图3所示的包含绘图层的CD-R的数据记录层36，或者是图4中所示的包含绘图层的DVD-R(+R)的绘图层26。当已经通过聚焦控制获得期望的聚焦状态之后，即，当获得焦点对准的状态或者只有轻微散焦的状态，并且获得适当的用于绘图的射束点直径时，可以认为两束激光束20和22在光盘12上的内调焦距离已经被调整并且等于数据记录层36和绘图层26之间的距离。所以，图8中的A/D转换器51把电流调整值即液晶修正器件53的驱动值转换成数字化的数据，并且把该数字化的数据存储在控制器19中。随后，开关63连接到触点C，控制器19对存储的驱动电压数据执行D/A转换，并且把所获得的固定电压传送到开关63的触点C。此后直至同时记录/绘图操作完成，液晶修正器件53一直受此固定电压驱动，并且调整后的两激光束20和22之间的内调焦距离保持不变。此后，为同时记录/绘图操作执行的初始调整结束。
《用于图2或图3中所示的包含绘图层的CD-R的同时记录/绘图(同时记录/绘图的执行)》图8中的开关57连接到CD侧，聚焦执行器74受到使用从CD激光束20的返回光中检测到的聚焦误差信号的伺服回路的驱动，以对数据记录层36执行聚焦控制。同样地，开关67连接到CD侧，循轨执行器76受到使用从CD激光束20的返回光中检测到的循轨误差信号的伺服回路的驱动，以对数据记录层36提供循轨控制。此外，螺线给进电动机11受到使用由直流分量检测电路75检测到的循轨误差信号中的直流分量的驱动，以提供螺线给进控制。依据CAV控制来提供主轴控制，从而驱动主轴电动机1 4使其把FG脉冲与预定的参考时钟同步。此外，与参考时钟同步地以固定的比特率生成绘图脉冲，并且与摆动信号同步地以固定的比特率生成记录脉冲。从而正确并同时地执行数据记录和绘图。
在同时的记录/绘图操作期间，图9中的全部的伺服开关100、102、104和106闭合，而开关127依据记录脉冲的信号电平“1”或“0”来闭合或断开。当记录脉冲信号电平为“1”时，CD激光二极管50受到由电压/电流转换器131和133输出的电流相加所得的电流的驱动。当记录脉冲信号电平为“0”时，CD激光二极管50仅受电压/电流转换器131输出的电流驱动。此时，采样保持电路94对当记录脉冲信号电平为“1”时由前端监视器光接收器件72检测到的激光的功率进行采样和保持，而采样保持电路92对当记录脉冲信号电平为“0”时检测得到的激光功率进行采样和保持。放大器119把当记录脉冲信号电平为“0”时检测得到的激光功率调整为与适当的再现功率指令电压值V1相对应的功率，其中V1已经被设定单元111设定。而放大器121把当记录脉冲信号电平为“1”时检测得到的激光功率调整为与适当的再现功率指令电压值V2相对应的功率，其中V2已经被设定单元113设定。通过这种处理，来与记录脉冲一致地执行数据记录，并且基于当记录脉冲信号电平为“0”时即处于再现功率期间时所检测到的CD激光束20的返回光来提供聚焦控制和循轨控制。
在同时记录/绘图操作期间，并行于数据记录，开关129依据绘图脉冲的“1”或“0”的信号电平来闭合或断开。当绘图脉冲信号电平为“1”时，DVD激光二极管52受到由电压/电流转换器135和137输出的电流相加所得的电流的驱动。当绘图脉冲信号电平为“0”时，DVD激光二极管52仅受电压/电流转换器135输出的电流驱动。此时，采样保持电路98对当绘图脉冲信号电平为“1”时由前端监视器光接收器件73检测到的激光的功率进行采样和保持，而采样保持电路96对当绘图脉冲信号电平为“0”时检测得到的激光功率进行采样和保持。放大器123把当绘图脉冲信号电平为“0”时检测得到的激光功率调整为与适当的再现功率(非绘图功率)指令电压值V3相对应的功率，其中V3已经被设定单元115设定。而放大器125把当绘图脉冲信号电平为“1”时检测得到的激光功率调整为与适当的再现功率(非绘图功率)指令电压值V4相对应的功率，其中V4已经被设定单元117设定。从而与绘图脉冲一致地执行绘图。因为用于绘图的激光束的功率不需要与用于数据记录的激光束的功率一样被严格地控制，所以用于绘图的激光束(此处为DVD激光束22)也可以被固定的驱动电流{再现(非绘图)功率的驱动电流，或者记录(绘图)功率的驱动电流}来驱动，而不需要形成伺服回路。此时，伺服开关104和106断开，而放大器123和125分别用作输出固定电压V3和V4的缓冲放大器。
同时记录/绘图操作中的聚焦状态如图2和图3所示。即CD激光束20聚焦在数据记录层36上而DVD激光束22聚焦在绘图层26上。由于DVD激光束22与受到循轨控制的CD激光束20共同在光盘12的径向上移动，因此绘图在径向上以对应于轨道间距的密度执行。
《用于图4中所示的包含绘图层的DVD-R(+R)的同时记录/绘图(同时记录/绘图的执行)》图8中的开关57连接到DVD侧，聚焦执行器74受到使用从DVD激光束22的返回光中检测到的聚焦误差信号的伺服回路的驱动，以对数据记录层36执行聚焦控制。同样地，开关67连接到DVD侧，聚焦执行器76受到使用从DVD激光束22的返回光中检测到的循轨误差信号的伺服回路的驱动，以对数据记录层36提供循轨控制。此外，螺线给进电动机11受到使用由直流分量检测电路75检测到的循轨误差信号中的直流分量的驱动，以提供螺线给进控制。依据CAV控制来提供主轴控制，从而驱动主轴电动机14使其把FG脉冲与预定的参考时钟同步。此外，与参考时钟同步地以固定的比特率生成绘图脉冲，并且与摆动信号同步地以固定的比特率生成记录脉冲。从而正确地同时执行数据记录和绘图。
在同时记录/绘图操作期间，图9中的全部的伺服开关100、102、104和106闭合，而开关129依据记录脉冲的信号电平“1”或“0”来闭合或断开。当记录脉冲信号电平为“1”时，DVD激光二极管52受到由电压/电流转换器135和137输出的电流相加所得的电流的驱动。当记录脉冲信号电平为“0”时，DVD激光二极管52仅受电压/电流转换器135输出的电流驱动。此时，采样保持电路98对当记录脉冲信号电平为“1”时由前端监视器光接收器件73检测到的激光的功率进行采样和保持，而采样保持电路96对当记录脉冲信号电平为“0”时检测得到的激光功率进行采样和保持。放大器123把当记录脉冲信号电平为“0”时检测得到的激光功率调整为与适当的再现功率指令电压值V3相对应的功率，其中V3已经被设定单元115设定。而放大器125把当记录脉冲信号电平为“1”时检测得到的激光功率调整为与适当的再现功率指令电压值V4相对应的功率，其中V4已经被设定单元117设定。通过这种处理，来与记录脉冲一致地执行数据记录，而基于当记录脉冲信号电平为“0”时即处于再现功率期间时检测得到的DVD激光束22的返回光来提供聚焦控制和循轨控制。
在同时记录/绘图操作期间，并行于数据记录，开关127依据绘图脉冲的“1”或“0”的信号电平来闭合或断开。当绘图脉冲信号电平为“1”时，CD激光二极管50受到由电压/电流转换器131和133输出的电流相加所得的电流的驱动。当绘图脉冲信号电平为“0”时，CD激光二极管50仅受电压/电流转换器131输出的电流驱动。此时，采样保持电路94对当绘图脉冲信号电平为“1”时由前端监视器光接收器件72检测到的激光的功率进行采样和保持，而采样保持电路92对当绘图脉冲信号电平为“0”时检测得到的激光功率进行采样和保持。放大器119把当绘图脉冲信号电平为“0”时检测得到的激光功率调整为与适当的再现功率(非绘图功率)指令电压值V1相对应的功率，其中V1已经被设定单元111设定。而放大器121把当绘图脉冲信号电平为“1”时检测得到的激光功率调整为与适当的再现功率(非绘图功率)指令电压值V2相对应的功率，其中V2已经被设定单元113设定。从而与绘图脉冲一致地执行绘图。因为用于绘图的激光束的功率不需要与用于数据记录的激光束的功率一样被严格地控制，所以用于绘图的激光束(此处为CD激光束20)也可以被固定的驱动电流{再现(非绘图)功率的驱动电流，或者记录(绘图)功率的驱动电流}驱动，而不需要形成伺服回路。此时，伺服开关100和102断开，而放大器119和121分别用作输出固定电压V1和V2的缓冲放大器。
同时记录/绘图操作中的聚焦状态如图4所示。即DVD激光束22聚焦在数据记录层36上而CD激光束20聚焦在绘图层26上。由于CD激光束20与受到循轨控制的DVD激光束22共同在光盘12的径向上移动，因此绘图在径向上以对应于轨道间距的密度执行。
现参考图12对同时记录/绘图处理进行说明。对于图12中的处理，假定图4中的包含绘图层的DVD-R(+R)被用于使用DVD激光束22而进行的数据记录，并使用CD激光束20来执行绘图。此外，图12中的处理考虑到了图13中示出的两种同时记录/绘图情况。在任一情况下，数据记录都以DAO(一次写盘)的方式执行。在图13A的情况1中，首先，数据记录从半径r1处开始，而在数据记录期间绘图在半径r2处开始；然后数据记录和绘图在从半径r2到r5的间隔并行地进行(绘图在半径r3和半径r4之间的间隔内停止)；数据记录首先在半径r5处结束，此后绘图在半径r6处结束。在从半径r5延伸到半径r6的间隔内，仅有绘图在执行；然而，由于在此间隔内必须继续进行循轨控制，所以DVD激光束22受再现功率驱动。在图13B的情况2中，数据记录在半径r1到半径r2之间执行，其后，绘图在半径r3到半径r4之间执行。在半径r3到半径r4之间仅有绘图在执行；然而，由于在此间隔内必须继续进行循轨控制，所以DVD激光束22在半径r2处的数据记录终点到半径r4处的绘图终点之间受到再现功率的驱动。
现对图12中的处理进行说明。首先，设定光盘12在同时记录/绘图时的转数，并通过CAV控制把主轴电动机14的转数调整为此数值(S1)。随后，启动激光束20和22以控制激光功率(S2)。更确切地说，对于DVD激光束22，通过前端监视器光接收器件73(图5和图9)检测激光功率，并且调整DVD激光束22的驱动电流以获得预定的再现功率和预定的记录功率。在这种状态下，开始数据记录，并且应当在数据记录的过程中使用伺服回路以通过ALPC控制保持预定的再现功率和记录功率。对于CD激光束20，通过前端监视器光接收器件72(图5和图9)检测激光功率，并且调整CD激光束20的驱动电流以获得预定的再现功率(非绘图功率)和预定的记录功率(绘图功率)。在这种状态下，开始绘图，并且应当在绘图的过程中使用伺服回路以通过ALPC控制保持预定的再现功率(非绘图功率)和记录功率(绘图功率)。
顺次地呈现对DVD激光束22的聚焦控制和循轨控制(S3)。当聚焦控制和循轨控制进入锁定状态时，液晶修正器件53基于从CD激光束20中检测到的聚焦误差而被驱动，并且对CD激光束20和DVD激光束22之间的内调焦距离进行调整(S4)。当调整完成，所获得的内调焦距离保持到同时记录/绘图操作结束。然后，通过使用DVD激光束22来执行OPC(最佳功率控制)处理以获得用于数据记录的最优记录功率(S5)。此时，可以依据适当的绘图脉冲来驱动CD激光束20，从而可以在与执行同时记录/绘图操作类似的状态下执行OPC处理。当获得了最优记录功率时，光学拾取器16被移动到数据记录起始位置(S6)。因为所需的是简单的绘图，所以不需要对CD激光束20执行OPC处理，而使用了固定的记录功率(绘图功率)。当获得了最优记录功率时，此记录功率值被设定，而数据记录在数据记录的起始位置(图13A或13B中的半径r1处)被初始化(S7)。随着数据记录继续进行，光学拾取器16在螺线给进控制下顺次地向光盘1 2的外圆周移动(S8)。
此后，当已经到达绘图起始位置(S9)(图13A中的半径r2)，通过使用绘图脉冲对CD激光束20的功率进行调制，从而开始绘图(S10)。然后，数据记录和绘图都被执行，并且随着两种操作的持续进行，基于DVD激光束22，光学拾取器16在螺线给进控制下顺次地向光盘12的外圆周移动(S11)。当数据记录在绘图之前完成时(S12中的是) (在图13A中的半径r5处)，在数据记录结束时关闭DVD激光束22的记录功率，并且通过使用再现功率来继续循轨控制(S13)。然后，当绘图完成时(S14)(在图13A中的半径r6处)，全部的处理结束。但是当绘图在数据记录之前完成时(S12中的否)，在绘图结束时关闭CD激光束20(S15)，并且其后，在数据记录结束时关闭DVD激光束22。然后，全部的处理结束(S16)。
当在绘图起始位置到达(图13B中的半径r2处)之前(S9中的否)数据记录已经完成时(S17中的是)，DVD激光束22的记录功率在数据记录结束时关闭(S18)。顺次地把光学拾取器16移动到绘图起始位置(图13B的半径r3处)(S19)，并通过使用仅带有再现功率的DVD激光束22来执行对数据记录层36的循轨控制(S20)。然后，开始使用CD激光束20的绘图(S21)来形成图像(S22)。当绘图完成时(S23)(图13B的半径r4处)，全部的处理结束。
对于此示例，使用了包含如图4中所示的绘图层的DVD-R(+R)，并且执行了使用DVD激光束22的数据记录和使用CD激光束20的绘图。当使用包含如图2或图3中所示绘图层的CD-R来执行使用CD激光束20的数据记录和使用DVD激光束22的绘图时，仅需要把图12中的步骤S5之后的与DVD相关的处理和与CD相关的处理进行对换。
此外，在上述的说明中，在同时记录/绘图操作之前已经初始地调整了两束激光束20和22之间的内调焦距离，并且在同时记录/绘图操作期间始终保持此调整后的距离。然而，此示例的替代方案是，驱动液晶修正器件53，以使得在同时记录/绘图操作期间，直流分量检测电路79(图8中的虚线)对未用于聚焦控制的激光束的聚焦误差信号的直流分量进行检测，并且把该直流分量传送至开关63的触点A，该开关63被连接到触点A以消除这些直流分量。
另外，按照这种模式，液晶修正器件53沿CD激光束20的光轴布置。然而，液晶修正器件53也可以沿DVD激光束22的光轴布置。表1示出当液晶修正器件53沿CD激光束20的光轴布置时以及沿DVD激光束22的光轴布置时的控制内容。
表1
在光盘的表面上执行绘图之前，应当对光盘是否为可绘的类型进行判定。现描述一种示例判定方法。根据此方法，附加定义了指示光盘是可绘盘的标识信息(可绘盘标识信息)并将其记录在光盘12的数据记录层上，当把光盘插入光盘装置10(图1)时，以光学拾取器16能否读到可绘盘标识信息来判定所插入的光盘是否是可绘的类型。
《对于包含绘图层的CD-R的可绘盘标识信息的示例定义》可绘盘标识信息可以通过使用记录在数据记录层的预制沟槽上的ATIP未定义代码来记录。图14示出ATIP数据结构。当在此数据结构中定义了“U1”＝“1”时，可以在U2至U7输入可绘盘标识信息。例如，“U1至U7”＝“1010101”可以被定义为可绘盘标识信息。
《对于包含绘图层的DVD-R(+R)的可绘盘标识信息的示例定义》对于DVD-R，可以使用数据记录层的槽岸预制凹坑的未定义代码来记录可绘盘标识信息。对于DVD+R，可以使用数据记录层的ADIP未定义代码来记录可绘盘标识信息。
图15是示出当可绘盘标识信息按照上述的方式记录在数据记录层时由光盘装置10执行的可绘盘判定处理的流程图。此处理在图12所示的处理之前执行。当光盘12被载入光盘装置10时，主轴电动机14旋转(S30)，光学拾取器16向光盘12的内圆周(向记录有ATIP信息和可绘盘标识信息的径向上的位置)移动(S31)。当光学拾取器16沿光盘12的内圆周部分到达该区域后，通过使用再现功率来开启CD激光束20(DVD激光束22关闭)，并且执行聚焦搜索来把CD激光束20聚焦在能够获得聚焦误差的最大幅值的层上(假设该层位于CD的数据记录层)(S32)。然后顺次地，在焦点处尝试循轨(S33)，并且当循轨成功时(S34中的是)，从该轨道读取的信息比如ATIP信息被用来判定可绘盘标识信息是否存在。当获得可绘盘标识信息时(S35中的是)，允许同时记录/绘图(使用CD激光束20执行数据记录，同时使用DVD激光束22执行绘图)(S36)。当在焦点处循轨成功(S34中的是)，但是没有在从该轨道读取的信息中获得可绘盘标识信息时(S35中的否)，判定当前的光盘12不是可绘盘并且禁止绘图(S42)。
当在焦点位置处无法循轨时(S34中的否)，认为焦点位置处的层是不带轨道的绘图层，通过使用再现功率来开启DVD激光束22(CD激光束20关闭)，并且执行聚焦搜索来把DVD激光束22聚焦在能够获得聚焦误差的最大幅值的层上(假设该层位于DVD的数据记录层)(S37)。然后顺次地，在焦点处尝试循轨(S38)，并且当循轨成功时(S39中的是)，从轨道读取的信息比如槽岸预制凹坑信息或者ADIP信息被用来判定可绘盘标识信息是否存在。当获得可绘盘标识信息时(S40中的是)，允许同时记录/绘图(使用DVD激光束22执行数据记录，同时使用CD激光束20执行绘图)(S41)。当在焦点处循轨成功(S39中的是)，但是没有在从该轨道读取的信息中获得可绘盘标识信息时，(S40中的否)，判定当前的光盘12不是可绘盘，并且禁止绘图(S42)。而当循轨无法在焦点位置处进行时(S39中的否)，认为光盘12既不是CD标准盘也不是DVD标准盘，并且同样禁止绘图(S42)。
按照这种模式，通过由光学拾取器进行的CD激光束和DVD激光束的发射，对包含绘图层的CD-R和包含绘图层的DVD-R(+R)执行绘图。但是本发明也可以应用于其它情况。例如，本发明可以应用于由光学拾取器发射CD激光束和BD(蓝盘)激光束来对包含绘图层的CD-R和包含绘图层的BD-R执行绘图的情况。本发明也可以应用于由光学拾取器发射DVD激光束和BD(蓝盘)激光束来对包含绘图层的DVD-R(+R)和包含绘图层的BD-R执行绘图的情况。
权利要求
1.一种在光盘上同时地记录数据并形成可见图像的方法，所述光盘包括数据记录层和被布置在与数据记录层在厚度方向上位于不同位置的绘图层，该方法包括把两束光束经过光学拾取器的物镜发射到数据记录层和绘图层以使得两束光束的焦点在光束的轴向上相对于彼此有一定的移位；检测两束光束在数据记录层和绘图层上的聚焦状态；基于检测到的聚焦状态，通过内调焦距离调整机构对两束光束的焦点之间的距离进行调整；在两束光束焦点之间的距离被内调焦距离调整机构调整的状态下根据两束光束之一来通过聚焦调整机构执行聚焦控制，所述聚焦调整机构被提供在光学拾取器中并在轴向上移动物镜；以及通过两束光束而同时地在数据记录层上记录数据以及在绘图层上形成可见图像。
2.如权利要求1所述的方法，其中两束光束的焦点之间的距离在执行数据记录和可见图像形成之前被调整，并且在数据记录和可见图像形成期间，两束光束的焦点之间的距离被保持为在执行数据记录和可见图像形成之前获取的值。
3.如权利要求1所述的方法，其中在数据记录和可见图像形成期间对两束光束的焦点之间的距离进行调整。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其中内调焦距离调整机构对两束光束的焦点之间的距离进行调整，以使得两束光束之一按照期望的状态聚焦在数据记录层和绘图层之一上，同时聚焦调整机构把另外一束光束聚焦在数据记录层和绘图层的另外一个上。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中在数据记录和可见图像形成期间，聚焦调整机构通过使用为数据记录而发射的光束来执行聚焦控制。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的方法，其中在数据记录和可见图像形成期间，通过使用为数据记录而发射的光束来执行循轨控制。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的方法，其中在数据记录和可见图像形成期间，检测两束光束的再现功率和记录功率并且形成伺服回路以保持两束光束的再现功率和记录功率的预定值。
8.如权利要求1至6中任意一项所述的方法，其中在数据记录和可见图像形成期间，检测为数据记录而发射的光束的再现功率和记录功率并且形成伺服回路以保持该光束的再现功率和记录功率的预定值，以及对于为可见图像形成而发射的光束的再现功率和记录功率使用固定的驱动值而不形成伺服回路。
9.一种用于在光盘上同时地记录数据并且形成可见图像的光盘记录/绘图装置，所述光盘包括数据记录层和被布置在与数据记录层在厚度方向上位于不同位置的绘图层，该装置包括光学拾取器，其包括物镜，其使两束光束通过，所述两束光束的焦点在其轴向上相对于彼此有一定的移位，聚焦调整机构，其在光轴方向上移动物镜以执行聚焦调整，以及内调焦距离调整机构，其对两束光束的焦点之间的距离进行调整；聚焦控制电路，其控制用于执行聚焦控制的聚焦调整机构；内调焦距离调整电路，其控制用于调整两束光束的焦点之间的距离的内调焦距离调整机构；以及控制器，其按照如下方式对光学拾取器、聚焦控制电路、和内调焦距离调整电路进行控制光学拾取器发射两束光束到数据记录层和绘图层，内调焦距离调整电路通过检测两束光束的焦点状态聚焦状态来控制内调焦距离调整机构对两束光束的焦点之间的距离进行调整，而聚焦控制电路控制聚焦调整机构在两束光束的焦点之间的距离被内调焦距离调整机构调整的状态下基于两束光束之一来执行聚焦控制。
10.如权利要求9所述的装置，其中所述内调焦距离调整机构包括沿一束在数据记录和可见图像形成期间未用于聚焦控制的光束的光轴布置的液晶光学器件。
11.如权利要求9或10所述的装置，其中所述控制器对主轴电动机执行CAV控制，以使得主轴电动机产生的FG脉冲与预定的参考时钟同步，并且所述控制器生成与参考时钟同步的对用于可见图像形成的光束进行调制的绘图脉冲，并且生成与从光盘检测到的摆动信号同步的对用于数据记录的光束进行调制的记录脉冲。
12.如权利要求9至10之一所述的装置，其中在从记录在数据记录层的信息中获得了代表包含绘图层的光盘的标识信息的情况下，所述控制器允许在绘图层上进行绘图操作，而在未能从记录在数据记录层的信息中获取到标识的情况下，所述控制器禁止绘图操作。
13.如权利要求9至12之一所述的装置，其中当光盘包含数据记录层而不包含绘图层时，该装置可以在两束光束之一被用于数据记录层的聚焦控制和循轨控制的同时来记录数据。
全文摘要
一种光盘记录/绘图的方法和装置，其中沿着由光学拾取器发射的两束激光束之一的光轴来定位液晶光学器件(液晶透镜)。两束分别使用记录脉冲和绘图脉冲调制的激光束经光学拾取器的物镜被共轴地发射，而其焦点在光轴方向上有一定的移位。绘图层和数据记录层被层叠在光盘上，并且通过对施加到液晶光学器件上的电压进行控制，将两束光的焦点位置之间的距离调整为等同于两个层之间的距离。保持此调整后的状态，由聚焦执行器将激光束之一聚焦在某一层上，以同时地执行数据记录和绘图。
文档编号G11B23/40GK101093682SQ20071011153
公开日2007年12月26日 申请日期2007年6月19日 优先权日2006年6月19日
发明者山田圣哉, 伏木达郎, 糸贺久顺 申请人:雅马哈株式会社