專利名稱：借助ac輸入信號的聚焦控制的制作方法
借助AC輸入信號的聚焦控制 相關申請的交叉引用本申請涉及共同轉讓的2003年9月12日提交的名稱為"光盤驅動 聚焦裝置(Optical Disk Drive Focusing Apparatus)"的美國專利申請 10/660991和2003年9月12日提交的名稱為"光盤驅動聚焦裝置 (Optical Disk Drive Focusing Apparatus )" 的美國專利申請 10/661394。
背景技術：
諸如緊致盤(CD)和數(shù)字多功能盤(DVD)的光盤是提供數(shù)字信 息擴展存儲的計算機可讀取媒質的形式。計算機或者其它光盤播放器 或讀取器具有光盤驅動器(ODD)，其可以用于從盤的一面或多面讀 取和/或寫入盤的一面或多面。光盤驅動器可以包括光學拾取單元 (OPU)，其可以配置有適于讀取和/或寫入盤上數(shù)據(jù)的激光器和傳感 器?？梢垣@得各種ODD和OPU,并且這些ODD和OPU制造用于特 別地讀取和寫入光盤。一些光盤能夠具有寫入該盤的數(shù)據(jù)和/或具有在該盤表面上標記的 可見或光學可檢測文本或圖形。 一些計算機或者其它光盤播放器或讀 取器可以配置為將數(shù)據(jù)寫到盤上和/或將光學可見文本和/或圖形標記 到盤表面上。在這樣的一些設備中，OPU組件可以用于寫入數(shù)據(jù)和/ 或光學標記光盤或其它光可成像媒質的表面.為了準確地寫入數(shù)據(jù)和/ 或生成高圖像質量的光學標記，通常重要的是使OPU組件相對于光盤 表面適當聚焦.


本領域技術人員通過以下對如圖所示的本發(fā)明示例性實施例的詳 細說明，很容易理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點，在附圖中 圖1圖示了標記設備的示例性實施例。 圖2圖示了印刷媒質的示例性實施例。 圖3圖示了映射印刷媒質表面的示例性方法。 圖4圖示了校準標記設備驅動系統(tǒng)的方法的示例性實施例。 圖5A圖示了標記設備校準表的示例性實施例。 圖5B圖示了標記設備致動器輸入信號值表的示例性實施例。 圖6圖示了不同角向位置處印刷媒質的相對測量和在印刷該媒質 時將光學設備放置在特定位置的相關輸入電壓曲線的示例性實施例。 圖7圖示了用于映射印刷媒質表面的方法的示例性實施例。 圖8圖示了用于校準標記設備的方法的示例性實施例。 圖9圖示了印刷系統(tǒng)的示例性實施例。 圖IO圖示了印刷過程的示例性實施例。
具體實施方式
在以下的詳細說明和若干幅附圖中，相同的元件由相同的附圖標 記標識。共同轉讓的美國專利申請第10/660991號和10/661394號均論述了 適用于本申請中所述示例性實施例中的光盤驅動聚焦裝置和媒質標記 設備系統(tǒng)的示例性實施例。圖1圖示了標記設備105的示例性實施例。在示例性實施例中， 該標記設備105包括驅動系統(tǒng)170和控制器230。在示例性實施例中， 該驅動系統(tǒng)170使媒質217的表面相對于電磁輻射源205移動。在示例 性實施例中，該媒質217具有表面221，當暴露到來自電磁輻射源205 的電磁輻射219時，可以在該表面上形成標記.在示例性實施例中， 該媒質217為光敏媒質，當曝光時，其上形成可見標記，并且該電磁 輻射源217為光源，例如激光器。在示例性實施例中，該控制器230 可以控制驅動系統(tǒng)170以引導電磁輻射，從而在該表面上的不同位置 上形成標記，以響應于圖像數(shù)據(jù)生成圖像。在示例性實施例中，該驅動系統(tǒng)170可以包括光盤驅動器(ODD )， 其具有光學拾取單元組件(OPU) 200'在示例性實施例中，該ODD 可以是LiteON 48246S，該OPU可以是HOP 6061T OPU。在示例性實 施例中，該媒質217可以是盤，其可以是光盤，并且OPU可以包括電 磁輻射源205，其可以是激光器，還包括滑板203、光電傳感器207、 物鏡或光學設備209和致動器211。該致動器211可以響應于輸入信號 (可以是電壓或電流)而使該光學設備移動焦點。在示例性實施例中，主軸電機223可以旋轉光盤217經過激光器 205。該滑板電機225可以設置為將安裝在滑板203上的激光器205移 動到相對于盤中心的不同徑向位置。主軸電機223和滑板電機225的 操作可以組合以相對于激光器205移動盤217的表面221，從而允許激 光器在盤的可成像部分上生成圖像。在示例性實施例中，光學設備209安裝在透鏡支架213 (1)和213 (2)上，并且配置為沿著"z"軸215行進，該軸總體上垂直于媒質 217的表面221。在示例性實施例中，致動器通過使該光學設備朝向和 遠離媒質217的表面221移動來調整焦點。在示例性實施例中，在成 像過程中其上可以形成標記的該媒質表面上的每個位置處于距光學設 備或者電磁輻射源的一定距離處，并且可以調整該光學設備以在使該 位置成像時達到希望的聚焦度。在示例性實施例中，由電磁輻射源205 (可以是激光器)生成電磁 輻射219 (可以是激光束)，并且將該輻射朝媒質217的表面221 (標 簽表面)引導。在示例性實施例中，來自激光束219的能量能夠生成 對應于標簽圖像日期的激光標記，從而在光盤217的表面221上再現(xiàn) 圖像。在示例性實施例中，該控制器230可以實現(xiàn)為采用以下參照圖9 的媒質標記系統(tǒng)100討論的各種組件的組合的印刷電路板。在示例性 實施例中，該控制器230可以包括處理器235，其用于處理來自存儲在 存儲器240中的各種組件的計算機/處理器可執(zhí)行指令。處理器235可 以是以下參照圖9的媒質標記系統(tǒng)100討論的處理器115中的一個或多 個。存儲器240可以是圖9的盤媒質標記系統(tǒng)100的非易失性存儲器 130和/或固件140。在示例性實施例中，該控制器230可以包括相位超前濾波器245、 校準模塊250、測量模塊255和印刷模塊260。在示例性實施例中，驅動程序278可以包括激光器驅動程序、滑 板驅動程序和主軸驅動程序，可以將該驅動程序存儲在存儲器240中， 并且該驅動程序可以在處理器235上執(zhí)行。在示例性實施例中，該驅 動程序可以是軟件組件。在示例性實施例中，可以將驅動程序中的一 個或多個實現(xiàn)為固件和/或硬件組件。在示例性實施例中，主軸驅動程序驅動主軸電機223，以經由主軸 280控制光盤217的旋轉速度。該主軸驅動程序結合滑板驅動程序工 作，該滑板驅動程序驅動滑板電機225以控制OPU組件200相對于盤 217沿著滑板驅動機構283的粗略徑向定位。
在聚焦位置測量實現(xiàn)方案中，OPU組件200的滑板205沿著滑板 驅動機構283移動到光盤217的各個半徑位置.在標簽表面標記實現(xiàn)方案中，控制盤217的旋轉速度和OPU組件 200的徑向位置，使得在標簽面表面221以恒定線速度移動經過激光束 219時將激光標記寫到該盤217上。在示例性實施例中，激光器驅動程序控制激光束219的發(fā)射，從 而將對應于標簽圖像的激光標記寫到標簽面表面221上。此外，該激 光器驅動程序控制激光束219的強度，從而當該盤處于使得該盤的數(shù) 據(jù)面287經過激光束219的位置時讀取保存在光盤217的數(shù)據(jù)面287 上的數(shù)據(jù)。在某些情況下，將相同的面用于數(shù)據(jù)和標簽.在示例性實施例中，光電傳感器207可以向激光器驅動程序提供 激光聚焦反饋。例如，光電傳感器207可以具有四個單獨的傳感器象 限A、 B、 C和D。象限A、 B、 C和D可以配置為相互獨立地測量 反射光。尤其是，利用象限A、 B、 C和D測量電壓.當測得的象限A、 B、 C和D的電壓之和處于相對最大值時，表示該物鏡處于"z"軸上 使激光束聚焦的位置處。在示例性實施例中，光電傳感器207可以配置為控制器230，其中 光電傳感器207允許控制器230在光盤217旋轉時識別其上的圖案。在示例性實施例中，驅動程序278可以包括致動器211的驅動程 序。該致動器驅動程序可以在處理器235上執(zhí)行，以調整向致動器211 提供輸入的致動器輸入信號源293。當致動器211執(zhí)行致動器驅動程序 時，該驅動程序可以解釋任意偏移值，以補償OPU組件200的不同掃 描速率，該致動器驅動程序可以考慮DC電壓偏移。如以下進一步討論 的，DC電壓偏移用于在校準實現(xiàn)方案過程中提供焦點對準測量特定掃 描頻率的一致時間周期。對于每個掃描頻率而言，存在DC電壓偏移， 其提供了每個特定時間周期一致地發(fā)生焦點對準。該DC電壓偏移可以 是電壓周期的延遲或者超前。在示例性實施例中，將可以包括輸入信號值表296的數(shù)據(jù)分布圖 (profile)配置為查找表，以存儲輸入值，其可以為電壓，提供該輸入值 以生成適當?shù)闹聞悠鬏斎胄盘栐?93。當致動器輸入信號源293為電壓 源時，表296存儲DC電壓偏移值，以補償并且特別用于特定的掃描頻 率。此外，表296存儲了該媒質上的特定位置，該媒質可以是光盤，該特定位置對應于可以使OPU光學設備或者物鏡209對于該媒質上的 特定位置適當聚焦的適當輸入電壓、掃描頻率和偏移。在示例性實施 例中，可以提供校準表298，以提供、生成并存儲在校準過程中確定的 偏移值，其中該偏移值對應于特定的掃描頻率。
在示例性實施例中，可以將特定的輸入信號值、例如電壓值或者 電流值施加到致動器，以實現(xiàn)希望的聚焦，從而在相應的特定位置處 形成標記。在示例性實施例中，可以將每個位置的信號值存儲在對應 于每個位置的適當值的數(shù)據(jù)分布圖中，以達到正確的聚焦量.在示例 性實施例中，該數(shù)據(jù)分布圖可以包括輸入信號值表296和校準表298, 該輸入信號表296可以存儲對應于該媒質上特定位置的希望焦點的輸 入信號電壓或電流值。在示例性實施例中，可以校準該控制器以解釋 輸入信號和致動器響應的相位滯后?？梢詫⑾辔粶笾荡鎯υ谛时?298中。
在示例性實施例中，該控制器控制驅動程序組件以部分地通過在 生成圖像之前映射該媒質表面來生成數(shù)據(jù)分布圖.在示例性實施例 中，用于映射媒質或盤的"讀取"功率電平可能低于用于使該媒質成 <象的功率。例如，"讀取"功率電平可以約為5mW或更小。在示例性 實施例中，媒質標記設備使用前饋機構，其中正弦分量的加權和用于 調整該盤周圍各種位置處的聚焦致動器。在示例性實施例中，可以周 期性地更新這些系數(shù).更新系數(shù)可以包括在已經發(fā)生了特定量的徑向 移動之后，聚焦和散焦地掃描聚焦致動器通過一定焦點范圍.
在示例性實施例中，通過向致動器施加具有特定波形的輸入信號 來實現(xiàn)聚焦和散焦地掃描聚焦致動器通過一定焦點范圍。利用線性斜 坡波形，例如三角波或者鋸齒波，允許比較簡單的內插，以確定最佳 焦點的位置。然而，三角、鋸齒和其它波形可能具有顯著的諧波，這 可能激勵致動器的諧振頻率，由此產生用于確定最佳焦點偏移輸入信 號值的求和信號峰值的錯誤或不準確表示(圖3).
在示例性實施例中，該致動器具有一個或多個諧振頻率或者一個 或多個諧振頻率范圍，其中如果該致動器以諧振頻率周期性地移動通 過"Z"軸或者如果該周期性移動的波形包括對應于諧振頻率的諧波， 則可能引起沿著朝向和遠離媒質表面的方向的共振。在示例性實施例 中，在映射該表面的同時，光學設備朝向和遠離媒質的周期性運動可
以激勵該致動器產生處于一個或多個諧振頻率的振動。因此，根據(jù)輸 入到致動器的偏壓，光學設備可以擺動通過大于預期距離的距離。在示例性實施例中，如果希望精確的測量值，聚焦致動器相對于 預期位置的任何偏差都可能引起不可接受程度的錯誤。由于不知道致動器諧振的精確頻率，所以可能存在不定性。不知道諧振的Q可能影 響一個或多個諧振的幅度，并且還可能影響測量的準確性。由于這些 諧振的幅度和相位，該致動器可能造成不可預測的相對于預期Z位置 的偏移。如果致動器對于高次諧波的響應的幅度小于擬定運動的.025 %，則該響應可以令人滿意地準確.然而，如果致動器對于高次諧波 的響應大于擬定和/或預期運動的0.025% ，則這些測量值可能是不可接 受的。另一個結果是媒質的表面映射可能不會像希望的那樣準確。在示例性實施例中，可以確定該致動器的諧振頻率，或者該頻率 可以部分取決于光學設備和致動器以及在致動器移動時移動的任意其 它部分的質量、由于致動器的移動出現(xiàn)的摩擦力和/或在致動器的移動 過程中出現(xiàn)或經歷的電、磁、機械摩擦力。例如，致動器可以具有多 次諧振。較大諧振之一可以具有由線彈簧沿X方向的彈簧常數(shù)和該致 動器的可移動部件的質量確定的頻率。該致動器的較大可移動部件的 質量可以降低頻率，并且保持該質量的彈簧的較低彈簧常數(shù)(k)可以 降低諧振頻率。在示例性實施例中，這些參數(shù)在制造過程中可以在各 個單元之間不同。其它諧振可能存在于致動器的框架或主體中，并且 還可以存在于該致動器的可移動部件內部。在示例性實施例中，計算設備接口 299使驅動系統(tǒng)170的控制器 230與其它電子或計算設備相連系，以接收圖像數(shù)據(jù)、圖像文件或者標 簽文件(未示出)?？梢詫⒃撚嬎阍O備接口 299實現(xiàn)為ATAPI (先進 技術連接數(shù)據(jù)包接口)，其可以是許多小型計算機并行或串行設備接 口之一.在示例性實施例中，該計算設備接口 299可以是SCSI (小型計算機系統(tǒng)接口)，其可以是將外圍設備連接到計算機的設備接口。 SCSI可以限定命令的結構、執(zhí)行命令的方式以及處理情況的方式。在 其它示例性實施例中，該接口可以包括并行接口光纖信道、IEEE 1394、 USB (通用串行總線)以及ATA/ATAPI。 ATAPI可以是用于 ATA接口上的命令執(zhí)行協(xié)議，因此能夠通過相同的ATA線纜將CD-ROM 和磁帶驅動器與 ATA硬盤驅動器相連接。ATAPI設備可以包括 CD-ROM驅動器、CD-R驅動器、CD-RW驅動器、DVD驅動器、磁 帶驅動器、超級軟盤驅動器(例如ZIP和LS-120)等等。圖2圖示了示例性媒質217，其可以是光盤。驅動系統(tǒng)170(圖1) 可以通過在多個同心環(huán)或軌道中的每一個上爆光該盤來使該盤成像。 當該盤旋轉經過位于一個徑向位置處的激光時，該系統(tǒng)可以使沿著環(huán) 402的部分成像，并且當激光位于不同徑向位置時，隨著該盤旋轉經過 激光，該系統(tǒng)使沿著其它環(huán)404、 406的部分成像。該盤的可成像部分 可以包括該盤表面至少從最內部環(huán)到最外部環(huán)的那些部分。圖3圖示了生成數(shù)據(jù)分布圖、例如輸入信號表296 (圖l和5)的 示例性實施例，該數(shù)據(jù)分布圖可以是輸入電壓或者輸入電流查找表。 在示例性實施例中，該數(shù)據(jù)分布圖或者輸入信號表提供了用于操作致 動器的值，例如電壓或電流值，以使光學設備聚焦到該媒質表面的可 成像區(qū)域上的多個位置上，該媒質例如光盤.曲線圖410圖示了曲線 412，其表示盤217的表面221的曲率。例如，曲線412可以表示從諸 如激光器205的尖端409的固定位置到盤217的表面221的距離，該距 離隨著該盤旋轉通過360度而變化。例如，該盤在旋轉了大約卯度之 后，其與固定位置286的距離為較大的距離414，而在旋轉了 270度之 后，該距離為較小的距離416。曲線圖418圖示了可以施加到致動器211的輸入電壓的AC分量。 在示例性實施例中，選擇輸入電壓使得該輸入電壓的AC分量不對應于 致動器的諧振頻率，并且使得AC分量不具有對應于該致動器諧振頻率 的顯著的更高次諧波。在示例性實施例中，該輸入電壓的AC分量為如 圖3的曲線圖418所示的正弦.在示例性實施例中，該數(shù)據(jù)分布圖包括多個軌道或環(huán)中的每一個 周圍的各個角向位置的值。在示例性實施例中，該控制器控制該盤以 一定速率旋轉，該速率使得該表面以恒定線速度經過放置電磁輻射源 的每個徑向位置的激光。這會導致控制器和驅動組件170使該盤在連 續(xù)的不同徑向距離中的每個距離處以不同角速度旋轉。在示例性實施例中，選擇波形以在一次旋轉過程中產生四個完整 周期。因為控制該盤以具有該表面經過激光的恒定線速度，所以當激 光從該盤的最內部位置移動到最外部位置時，旋轉的時間從較快時間 變?yōu)檩^慢時間。因此，AC輸入波形的頻率從較高頻率變?yōu)檩^低頻率-
并且移動通過二者之間的頻率范圍。在示例性實施例中，選擇AC輸入 電壓波形，使得在整個頻率范圍上不存在頻率對應于致動器的諧振頻 率的頻率，或者不存在波形具有對應于該致動器的諧振頻率的顯著諧 波的頻率。在示例性實施例中，該致動器可以具有可能出現(xiàn)數(shù)十Hz測量的頻 率的第一諧波。這些較低頻率的第一諧波可以是主要由致動器的質量 和彈簧常數(shù)確定的那些諧波。例如，致動器可以具有約72Hz的諧波， 并且在該頻率的響應增加20dB，并且可以具有20KHz的第二諧波。在 示例性實施例中，第二諧波可以是一串幾個諧波.在另一示例性實施 例中，OPU可以具有約40Hz的第一諧波。在示例性實施例中，對于 可成像區(qū)域具有24mm內徑、58mm外徑并且線速度為0.25m/s的盤而 言，將該AC輸入波形選擇為正弦的，并且處于2.74Hz到約6.63Hz的 范圍內。在示例性實施例中，如果線速度為0.5m/s，則該頻率范圍可 以加倍。在示例性實施例中，選擇該正弦AC電壓輸入的頻率，使其在 該盤的一次旋轉過程中具有四個最大值.在示例性實施例中，該盤旋 轉以提供從約,25m/s到約1.0m/s的線速度.曲線圖426 (圖3 )圖示了例如由光電傳感器207 (圖1)生成的求 和(SUM)信號。在示例性實施例中，該激光器以低于發(fā)生標記該媒質時 的功率電平的功率電平發(fā)射。在示例性實施例中，在標記該媒質的過 程中的激光功率可以約為28mW或更高，并且在"讀取"或者檢測模 式過程中的功率電平可以約為5mW或更低。求和信號峰值對應于激光 束209聚焦到該盤表面上時該盤的角向位置。在示例性實施例中，選 擇輸入信號波形以產生至少8個SUM信號峰值426.每個SUM峰值 表示來自SUM傳感器207 (圖1)的數(shù)據(jù)的局部最大值。每個SUM峰 值可以與施加到致動器的輸入信號值相關，以實現(xiàn)在特定位置的聚 焦。例如，SUM峰值428可以與曲線圖418中的電壓430相關。相應 地，當將與位置430相關的電壓施加到致動器211上時，當將該盤取 向在約170度時，光學設備聚焦在盤217的表面211 (圖1)上的點432 上。在示例性實施例中，可以將與SUM峰值相關的輸入信號值存儲到 輸入信號查找表中。在示例性實施例中，可以將相位調整輸入信號用于確定可以提供 更準確聚焦的特定位置的輸入信號值。曲線圖422圖示了相位調整輸
入信號，可以根據(jù)以下參照圖4所述的校準過程確定該信號。在示例 性實施例中，相位調整輸入信號上的電壓434可以為給定位置提供更 準確的聚焦值，并且可以將該信號值434保存在輸入信號查找表中。圖4圖示了用于校準致動器的相位延遲的示例性時線曲線?？梢?測量相對于AC信號的相位延遲度，并且該相位延遲可以表示向致動器 2111施加AC信號與光學設備209焦點的相關響應之間的相位延遲。 可以在光盤旋轉或靜止時實施校準，并且可以在滑板203、光學設備 209和激光器205處于距光盤中心的任意希望的徑向距離處時實施校 準.如果盤是靜止的，則該校準過程可能更加準確，原因在于該盤的 變化不會導致校準計算的錯誤。在一些應用中，施加到致動器211的電壓的AC分量的頻率可能影 響相位延遲，可能希望校準多種頻率下該致動器211的相位延遲。由 于針對電磁輻射源的不同位置施加AC輸入電壓信號時的不同頻率，針 對幾個頻率的致動器211的校準相移可能是有用的。相應地，可能希 望確定該頻率范圍中較低頻率與較高頻率時的信號與響應之間的延 遲.參照圖4的曲線圖300，波形302表示可以施加到致動器211 (圖 1)的組合AC和DC信號的AC分量。相應地，波形302驅動聚焦光 學設備209(圖1)來回通過光學設備209的聚焦范圍的子集。如果AC 分量依靠適當幅度的DC分量，則該致動器211驅動聚焦光學設備209 交替地聚焦和不聚焦在表面上，例如盤表面221.在示例性實施例中， 選擇波形使得該波形不具有對應于致動器諧振頻率的頻率，也不具有對 應于該致動器諧振頻率的諧波。參照圖4的曲線圖304，波形306表示光學設備209的焦點與固定 位置409之間的距離，該固定位置例如激光束的原點。該波形306表 示由光學設備209的定位產生的焦點，其跟蹤(即遵循或對應于)波 形302，該波形表示給予致動器211的輸入信號，其控制光學設備209 的位置(圖1)。注意，將會明白在校準過程中對于輸入信號302的給 定頻率測量輸入到致動器211和光學設備209的輸入信號302。在308 處看到該致動器滯后輸入信號302的相位角，并且通常以度數(shù)表示或 者表示為延時。通過測量該相位滯后，可以更好地控制致動器。相應 地，如下所示，可以確定相位滯后。 圖4的曲線圖310圖示了從四象限傳感器207 (圖l)輸出的SUM 信號。該SUM信號峰值312-318圖示了在該光學設備的每次移動 320-326過程中該聚焦光學設備通過焦點一次；即當光學設備來回移動 時，其在每個方向上瞬間聚焦一次。注意，所有的SUM峰值312-318 之間的距離不相同。這是因為波形302的DC分量使得焦點稍微更接近 致動器211和光學設備209的行進路徑的一端或另一端。也就是說， 焦點更接近光學設備聚焦范圍的一端。更特別的是，從SUM信號峰值 312-318延伸的垂直線與致動器沿線328的移動320-326的圖形說明相 交叉。因此，線328表示了每條線段320-326中光學設備聚焦的點。該 線328相對于表示光學設備行進路徑中心線的線330偏移。可以通過 調整提供給致動器的信號302的DC分量消除該偏移。也就是說，通過 改變光學設備周期性聚焦的范圍，可以使該光學設備在該范圍中央聚 焦。對于希望調整的DC偏移而言，線330可以表示每條線段320-326 中光學設備聚焦的點.圖4的曲線圖332圖示了分開均勻距離的四個SUM信號峰值 334-340。這可能是由調整施加到致動器211的信號302的DC分量而 產生的。也就是說，因為該致動器211沿著聚焦范圍來回移動光學設 備209，所以通過調整到致動器211的DC分量，可以使光學設備在該 范圍的中心處聚焦。當希望調整信號302的DC分量時，可能產生均勻 間隔的SUM峰值334-340。在示例性實施例中，通過觀察SUM峰值之一與造成該SUM峰值 的施加到致動器211 (圖2)的信號之間的滯后時間，可以確定致動器 的相位滯后.例如，SUM峰值338直接位于致動器211與光學設備移 動324的中點以下。然而，造成該致動器211處于其行進范圍中點處 的電壓是電壓342。電壓342與致動器位置344分開時間346 因為時 間346是已知的，所以可以確定致動器211的相位滯后。相應地，可 以針對信號302的頻率校準(即相位滯后確定)致動器211。在示例性實施例中，可以按照需要針對附加頻率校準致動器211。 圖5A和5B圖示了校準表298和輸入信號查找表296的示例性表示。 圖5A圖示了針對范圍從2到5Hz的四個頻率校準的示例性校準表。對 于每個頻率而言，示出了與致動器工作相關的對應于滯后時間的相 移。在示例性實施例(未示出)中，可以記錄該盤上實施校準的位置。
在示例性實施例中，校準表298可以包括一組四個頻率/相位對，其可 以在可用頻率的最小和最大范圍上延伸。在示例性實施例中，可以在 為其確定了相移的兩個頻率之間內插還未為其確定相移的頻率。在示例性實施例中，可以利用參照圖4所述和所示的方法獲得此 數(shù)據(jù)。可以包含該校準表298作為如圖2所示的存儲器298的一部分。 該校準表298可以包括掃描頻率列600和角度偏移列605，并且具有由 ①表示的特定偏移值，其對應于在校準過程中實施并且用于測量過程 中的算得的相位偏移.根據(jù)上述校準過程確定列605的值.圖5B圖示了按照電壓數(shù)據(jù)查找表296配置的數(shù)據(jù)分布圖的示例性 實施例?？梢园ㄔ撾妷簲?shù)據(jù)查找表，作為如圖1所示的存儲器298 的一部分。在示例性實施例中，可以將盤邏輯分成扇區(qū)。在示例性實 施例中，可以限定8個或更多的扇區(qū)。在圖5B中，例如表296、列615 限定了光盤的特定扇區(qū)，并且特別將該光盤分成了 8個扇區(qū)。每個扇 區(qū)包括表示該光盤的360度中的45度.還可以由相對于光盤中心的徑 向位置來限定每個扇區(qū).列620可以表示內部徑向位置.列625可以 表示中間徑向位置，列630可以表示外部徑向位置。圖6圖示了對應于例如圖4所示的曲線410的曲線410。圖6表示 了從固定位置到盤360度旋轉之后表面上確定的環(huán)面的距離。在曲線 410之下是數(shù)據(jù)分布圖的另一個示例性實施方式，包括示例性分段式連 續(xù)函數(shù)510，其中在515 (1)到515 (8)可見產生SUM峰值的電壓電 平。在曲線510的點515之間是內插的電壓值。可以由第一級一次函 數(shù)、第二級二次函數(shù)或者任意其它希望的技術來內插這些值。例如， 可以通過傅立葉級數(shù)、多項式級數(shù)或者類似技術的運算來計算曲線510 上任意希望的點.在示例性實施例中，該表包括確定這些值的所有點 的值?？梢岳脙炔宸椒?、例如傅立葉級數(shù)計算這些值之間的點的值. 在示例性實施例中，每當需要某一位置的值時，就實施內插計算。在 示例性實施例中，該表包括在印刷之前為所有位置確定的內插值，并 且控制器在工作過程中按照需要從表中獲取這些內插值。圖7圖示了用于映射要成像的媒質表面的示例性方法900。在示例 性實施例中，該媒質可以是光敏盤，并且可以是CD、CD-R、 CD-ROM、 CD-RW、 DVD或者其它光盤之一。在示例性實施例中，可以配置特別 用于特定媒質或盤的數(shù)據(jù)分布圖。在示例性實施例中，該數(shù)據(jù)分布圖
可以是信號值查找表(圖1和SB)或者函數(shù)510 (圖6)，其可以用于 計算輸入到致動器的信號，例如電壓或者電流電平。在示例性實施例 中，該致動器移動光學設備以將光源聚焦到媒質的可成像表面上，從 而在媒質上生成圖像，例如在光盤上生成標簽。在示例性實施例中，可以對該媒質表面的各個位置進行測量。確 定的測量值數(shù)量越多，媒質表面輪廓的映射就越準確。可以通過從測 量和/或已知信號的位置內插來估計測得位置之間區(qū)域的致動器控制信 號。在示例性實施例中，在相對于盤中心的多個徑向距離中的每一個 周圍的多個位置處測量這些位置.在示例性實施例中，向致動器提供卯2電壓輸入或信號，使其AC分量具有引起致動器在該媒質或盤每次旋轉過程中使聚焦光學設備來 回移動至少8次通過焦點的頻率。在示例性實施例中，選擇AC分量，使其不具有處于致動器諧振頻率的顯著諧波。在示例性實施例中，AC分量為正弦波形。在示例性實施例中，調整904提供給該信號的AC分量和/或DC 偏移的幅度，從而根據(jù)該AC分量使光學設備來回移動通過焦點。在示例性實施例中，當旋轉光盤時，向致動器施加906輸入電壓 或信號.在示例性實施例中，將施加到致動器并且產生SUM信號峰值的信 號電平，例如電壓，記錄908到諸如查找表中。在示例性實施例中，該 信號可以用于形成例如圖6所示的分段式連續(xù)函數(shù)。在示例性實施例 中，該信號電平可以用于生成系數(shù)(例如傅立葉級數(shù)或者多項式級 數(shù))，該系數(shù)可以用于沿著連續(xù)函數(shù)生成任意希望的點。在示例性實 施例中，通過沿著該函數(shù)生成任意希望的點或者通過查閱該電壓查找 表，可以確定使光學設備聚焦到媒質表面上某位置的電壓電平.在示例性實施例中，如果使用查找表，則記錄910附加信息或者 數(shù)據(jù)，例如添加到查找表，從而使所記錄的電壓值與該媒質表面上的 相關位置相關聯(lián)或相聯(lián)系，例如與相關角度(扇區(qū))和徑向位置相關 聯(lián)或相聯(lián)系。在示例性實施例中，所記錄的電壓可以與相移或滯后時間相關， 該相移或滯后時間對應于與致動器工作相關的滯后時間。在示例性實 施例中，可以改變或調整912該查找表，用以解釋相移。例如，可以 使用曲線420的電壓(圖3A)取代曲線418的電壓(圖3A)。圖8圖示了用于校準致動器的示例性方法800。在示例性實施例 中，該校準過程可以確定在施加輸入信號-例如輸入電壓或電流信號之 后致動器響應延遲的相位滯后。在示例性實施例中，將致動器以及與致動器安裝在一起或者接近 致動器安裝的激光器、光學設備和傳感器移動802到媒質的特定位置， 例如盤媒質的特定徑向位置，其可以為光盤的內部中心位置。在示例性實施例中，可以在校準過程中將該媒質或盤保持804在 靜止狀態(tài)。在校準過程中該媒質的移動-例如盤的旋轉可以改變校準過 程中光學設備聚焦在盤上的位置，并且由此可以降低校準的準確度。在示例性實施例中，選擇808致動器使光學設備在總體上垂直于 媒質表面的方向上來回掃描通過焦點的頻率?？梢詫⒃擃l率選擇為類 似于使用過程中該致動器的預期頻率。例如，可以選擇該頻率使其類 似于成像過程中的預期工作頻率。在示例性實施例中，可以選擇該頻 率高于印刷過程中的預期頻率。這可以滿足奈奎斯特判據(jù).該奈奎斯 特判據(jù)用于采樣使所要測量的最大頻率加倍的頻率(以在樣本之間準 確地估計(內插))。因為每個周期可能存在兩個求和峰值，所以該 致動器的頻率可以使Z距離采樣的頻率加倍。如果該致動器頻率等于 表示表面上的距離變化Z所需的最大頻率，則滿足奈奎斯特判據(jù)，并 且不會產生對這些點之間的Z距離的混疊和錯誤估計.在示例性實施例中，將具有AC波形的信號施加808到致動器，從 而使光學設備來回移動通過焦點.當施加了信號時，響應于電磁輻射 從媒質表面的反射而由傳感器生成的信號具有SUM峰值.致動器出現(xiàn) SUM信號峰值的位置對應于光學設備聚焦的位置。在示例性實施例中，調整810提供給致動器輸入信號的DC分量， 使得SUM信號峰值在AC波形的周期上均勻間隔。使SUM信號峰值 均勻間隔可能是由使處于AC輸入信號波形中點的輸入電壓提供給致 動器而產生的。在示例性實施例中，可以計算812特別用于AC信號頻率的相位延 遲?？梢酝ㄟ^比較對應于聚焦光學設備的SUM峰值與SUM峰值相對 于AC輸入信號中點的角向位置來計算相位延遲。在示例性實施例中，可以針對任意其它頻率，例如期望驅動致動
器的那些頻率重復814該校準過程800。在示例性實施例中，可以對約 2.75Hz到約6.63Hz的頻率重復該校準過程。圖9圖示了媒質標記系統(tǒng)100的示例性實施例。在示例性實施例 中，該媒質標記系統(tǒng)IO可以是盤媒質標記系統(tǒng)。該媒質標記系統(tǒng)包括 媒質2l7 (圖1)，其可以是例如光盤，例如數(shù)字多功能盤(DVD)、 可記錄緊致盤(CD-R)、可改寫緊致盤(CD-RW)。在示例性實施例 中，可以將該媒質標記設備105實現(xiàn)為用于在媒質(例如盤媒質)上 生成圖像的獨立設備，和/或可以集成為用于DVD、CD-R和/或CD-RW 的光學媒質播放器或驅動器的一部分。這種可寫入CD設備可以包括例 如獨立的音頻CD播放器，其可以為音頻系統(tǒng)中的外圍組件，還可以包 括集成為個人計算機(PC)中標準設備的CD-ROM驅動器，或者DVD 播放器或其它實施方式.在示例性實施例中，該媒質標記設備105可以包括一個或多個處 理器115(例如微處理器、控制器等中的任意一種)，其處理各種指令 以控制該媒質標記設備105的工作，并且與其它電子和計算設備通信， 該媒質標記設備105可以以一個或多個存儲器組件實現(xiàn)，其實例包括 隨機存取存儲器(RAM) 120、盤存儲設備125和/或非易失性存儲器 130 (例如只讀存儲器(ROM) 135、閃存、EPROM、 EEPROM等中 的任意一個或多個)。在示例性實施例中，該盤存儲設備125可以包 括任意類型的磁或光學存儲設備，例如硬盤驅動器、磁帶、可記錄和/ 或可寫入緊致盤(CD) 、 DVD、 DVD+RW等，在示例性實施例中，該一個或多個存儲器組件可以提供數(shù)據(jù)存儲 機構以存儲各種信息和/或數(shù)據(jù)，例如媒質標記設備105的配置信息、 圖形用戶界面信息以及與該媒質標記設備105的工作方面相關的任意 其它類型的信息和數(shù)據(jù)。該媒質標記設備105的可選實現(xiàn)方案可以包 括一定范圍的處理和存儲能力，并且可以包括不同于圖1所示的任意 數(shù)量的不同存儲器組件。在示例性實施例中，該媒質標記設備105可以包括固件組件140， 其實現(xiàn)為存儲在ROM 135上的永久存儲器模塊，或者利用該媒質標記 設備105中的其它組件實現(xiàn)，例如處理器115的組件?？梢岳妹劫| 標記設備105對固件140編程并進行分布，從而協(xié)調該媒質標記設備 105內硬件的工作，并且該固件包含用于實施這些操作的編程構造。
在示例性實施例中，可以將操作系統(tǒng)145和一個或多個應用程序 存儲到非易失性存儲器130中，并且在處理器115上執(zhí)行以提供運行 時環(huán)境。運行時環(huán)境可以通過允許限定可以使應用程序與媒質標記設 備105交互的各種界面來方便該媒質標記設備105的可擴展性。在示 例性實施例中，該應用程序包括標簽設計應用程序150、圖像處理應用 程序155以及印刷控制應用程序160。在示例性實施例中，圖像設計應用程序150可以是標簽設計應用 程序，其可以生成圖像或標簽設計用戶界面165以供在顯示設備110 上顯示，從其用戶可以生成要在媒質-例如光盤上再現(xiàn)的標簽圖像。用 戶可以規(guī)定或者另外拖放文本、背景的位像、數(shù)字照片、圖形或 符號和/或其任何組合來在用戶界面165上生成標簽圖像。在示例性實施例中，圖像處理應用程序155處理圖像。在示例性 實施例中，可以利用圖^f象設計用戶界面165生成該圖《象。在示例性實 施例中，該圖像處理應用程序生成圖像數(shù)據(jù)和激光器控制數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù) 流，以控制圖像在印刷媒質上的再現(xiàn)，在示例性實施例中，該媒質可 以是光盤。在示例性實施例中，在盤媒質(例如光盤)的同心圓軌道 中再現(xiàn)圖像。例如，可以將標簽圖像的連續(xù)色調RGB (紅、綠和藍) 矩形光柵圖形轉換為同心圓軌道?？梢圆噬成淝婀鈻?，并且將其 分成印刷彩色通道KCMY (黑、青、洋紅和黃)或者灰度級。將該數(shù) 據(jù)流格式化為激光器控制數(shù)據(jù)，并且擴充有其它控制命令，以控制該 盤媒質標記設備105在盤媒質上再現(xiàn)圖像或標簽。在示例性實施例中，可以生成圖像文件或標簽文件，能夠將其傳 送到控制器，在控制器中解析該圖像文件，以控制成像機構。在示例 性實施例中，可以生成同心圃軌道，并且每次一個軌道地流送到媒質 標記設備105中，以利用主處理以及設備的再現(xiàn)過程.在示例性實施例中，印刷控制應用程序160可以確定第一軌道的 半徑以及隨后的軌道間隔。在確定了第一軌道的半徑和軌道間隔之 后，該印刷控制應用程序160可以確定哪個圖像數(shù)據(jù)對應于每個相應 的軌道。在示例性實施例中，在坐標系中規(guī)定了沿著特定軌道的激光 標記位置，其中在徑向距離和沿著每個軌道的距離的坐標中限定了同 心圓軌道。在示例性實施例中，盤媒質標記設備105包括可以用于在盤媒質(即光盤)的表面上標記，例如在媒質的一面上再現(xiàn)標簽圖像的驅動系統(tǒng)170，例如光盤驅動器(ODD)系統(tǒng)。在示例性實施例中，該媒質 為光盤，其一面上具有數(shù)據(jù)，而另一面上能夠形成圖像，該面可以稱 作光盤的標簽表面。以上參照圖l討論驅動系統(tǒng)170。在示例性實施例中，該媒質標記設備105還包括一個或多個通信 接口 175，其可以實現(xiàn)為任意一個或多個串行和/或并行接口、無線接 口、任意類型的網絡接口以及任意其它類型的通信接口。無線接口能 夠使該媒質標記設備105從輸入設備(例如從遠程控制設備或者從其它 紅外(IR) 、 802.11、藍牙或者類似的RF輸入設備)接收控制輸入命 令以及其它信息。在示例性實施例中，網絡接口可以提供媒質標記設 備105與數(shù)據(jù)通信網絡之間的連接，其允許與公共數(shù)據(jù)通信網絡相耦 合的其它電子和計算設備通過網絡向媒質標記設備105發(fā)送標簽圖像 數(shù)據(jù)和其它信息。在示例性實施例中，串行和/或并行接口可以提供直 接在盤媒質標記設備105與其它電子或計算設備之間的數(shù)據(jù)通信路 徑。在示例性實施例中，媒質標記設備105可以包括用戶輸入設備 180，其可以包括鍵盤、定點設備、用戶控制板上的可選擇控件和/或其 它機構，以與媒質標記設備105交互和/或向其輸入信息。在示例性實 施例中，媒質標記設備105包括音頻/視頻處理器185，其生成用于在 顯示設備110上顯示的顯示內容，并且可以生成用于由呈現(xiàn)設備(例 如一個或多個揚聲器(未示出))呈現(xiàn)的音頻內容。該音頻/視頻處理 器185可以包括顯示控制器，其處理顯示內容以在顯示設備110上顯 示相應的圖像。顯示控制器可以實現(xiàn)為圖形處理器、微控制器、集成 電路和/或類似的視頻處理組件，以處理圖像?？梢允挂曨l信號和音頻 信號通過RF (射頻)鏈路、S視頻鏈路、組合視頻鏈路、視頻分量鏈 路或者其它類似的通信鏈路從媒質標記設備105傳送到顯示設備110.在示例性實施例中，在圖1中分開表示的媒質標記設備105的一 部分組件可以在專用途集成電路(ASIC)中實現(xiàn)。在示例性實施例中， 系統(tǒng)總線(未示出)可以連接媒質標記設備105內的各個組件?？梢?將系統(tǒng)總線實現(xiàn)為幾種總線結構中的一種或多種，包括存儲器總線或 者存儲器控制器、外圍總線、加速圖形端口或者利用多種總線結構中 的任意一種的局部總線。此外，該媒質標記設備105可以與主處理器
共用系統(tǒng)總線。圖10圖示了用于使媒質成像，例如印刷或標記的示例性方法 1000，該媒質例如光盤的標記面。可以利用圖1的媒質標記系統(tǒng)實施印刷。在示例性實施例中，利用與將要標記的特定盤相關的數(shù)據(jù)分布圖進行成像，其中通過以上的方法卯o獲得該數(shù)據(jù)分布圖。在示例性實施例中，該數(shù)據(jù)分布圖提供向致動器提供輸入所需的信息。在示例性實施例中，該方法IOOO可以包括在媒質的可成像區(qū)域內 印刷1002圖像，該區(qū)域可以是光盤的標簽區(qū)域。在示例性實施例中， 可以通過利用聚焦光學設備220 (圖1)將激光聚焦到可成像區(qū)域內的 光敏材料上來實施印刷1002。盤的可成像區(qū)域或標簽區(qū)域可以預先已 經為生成數(shù)據(jù)分布圖進行了測量(例如存儲在查找表中的信號值，例 如電壓或電流)，從而有助于在標記過程中保持光學聚焦.在示例性實施例中，該過程1000可以包括連續(xù)參照1004用于致動 器的查找表，從而使光學設備針對該媒質或盤上的每個位置聚焦。在 示例性實施例中，該查找表包括響應于具有一定波形的輸入信號，通 過使致動器周期性地移動通過焦點而獲得的值，其中該波形不對應于 該致動器的諧振頻率，并且不包括對應于該致動器諧振頻率的高次諧 波。在示例性實施例中，該過程1000可以包括針對該可成像區(qū)域內的 給定位置，利用與該標簽區(qū)域的相鄰位置有關的信號信息進行計算 1006。例如，可選的是在塊1008時，可以內插與不同盤扇區(qū)相關的信 號數(shù)據(jù)。類似的是，可選的是在塊1010，可以內插與不同徑向距離相 關的信號數(shù)據(jù)。在所有情況中，可以利用一次或高次等式，例如線性 近似、樣條曲線擬合等完成內插。在示例性實施例中，該過程1000可以包括調整1012發(fā)送到致動器 的信號AC分量的相位，以補償致動器響應的相位滯后。在一個示例性 實施例中，利用相位超前濾波器245 (圖1)來處理1012發(fā)送到致動 器的AC信號。在示例性實施例中，該相位超前濾波器向致動器提供了 定位致動器同時補償致動器相位滯后的信號。在另一示例性實施例 中，根據(jù)將要輸入致動器的AC分量的頻率，針對多個不同致動器頻率 引導相位超前濾波器進行濾波1016。應當理解，上述實施例僅僅為了說明可以表示本發(fā)明原理的可能 的特定實施例。本領域技術人員在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況 下，依照這些原理可以容易地設計出其它方案。
權利要求
1. 一種映射可印刷媒質(217)的表面(221)的方法，包括 利用電磁輻射(219)照射表面(221);利用聚焦機構(209)將電磁輻射(219)聚焦到表面(221)處； 利用致動器(211)調制聚焦機構(209)的位置，其中該致動器 (211)具有諧振頻率；以及向致動器提供輸入信號(420)，其中該輸入信號(420)包括具有一定頻率的AC波形，其中該頻率不對應于該諧振頻率，并且其中該AC波形不具有對應于該諧振頻率的高次諧波。
2. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其中該AC波形(420)包括頻率 在約2.74Hz到約6.63Hz范圍內的正弦AC電壓信號.
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中該電磁輻射包括來自激 光器(205)的激光束(219)。
4. 根據(jù)權利要求1到3中任一項所述的方法，其中該諧振頻率小 于100Hz。
5. 根據(jù)權利要求1到4中任一項所述的方法，進一步包括利用光 電傳感器(207)檢測反射的電磁輻射的幅度，其中檢測反射的電磁輻 射的幅度包括從該光電傳感器(207)生成求和信號(426).
6. 根據(jù)權利要求1到5中任一項所述的方法，進一步包括在對應 于求和信號峰值的時間記錄(908)對應于致動器位置的輸入信號值， 其中記錄輸入信號值包括將輸入信號值存儲(910)到輸入信號值表 中。
7. —種校準(800)光敏印刷機的聚焦致動器(211)的方法，包括利用激光束(205)照射光敏印刷媒質(217)的表面(221); 在總體上垂直于該表面的方向上周期性調制(808)光學致動器 (211)的位置；確定(812)致動器位置滯后于輸入信號的相位角，其中該輸入信 號包括正弦AC電壓信號(302)。
8. —種處理器可讀取媒質(240)，其包括用于使光學設備(209) 聚焦的處理器可執(zhí)行指令，該處理器可執(zhí)行指令包括以下指令，用于生成(卯0)數(shù)據(jù)分布圖(296)，其中該數(shù)據(jù)分布圖配置為提供用于操縱致動器(211)的信號，其中該信號使得光學設備(209)聚 焦到光盤(217)表面(221)的標簽區(qū)域(408)上，并且其中用于映 射光盤表面的輸入波形信號(420)具有波形，該波形不具有對應于致 動器諧振頻率的高次諧波。
9. 根據(jù)權利要求8所述的處理器可讀取媒質(240)，其中該波 形包括正弦波形。
10. 根據(jù)權利要求8或9所述的處理器可讀取媒質(240)，其中 該波形包括頻率在約2.74Hz到約6.63Hz范圍內的正弦波形。
11. 根據(jù)權利要求8到10中任一項所述的處理器可讀取媒質 (240)，其中生成數(shù)據(jù)分布圖包括用于利用信號數(shù)據(jù)配置查找表的其他指令，其中該信號數(shù)據(jù)與聚焦到標簽區(qū)域(408)內的位置上相關。
12. —種處理器可讀取媒質(240 )，其包括用于聚焦光學設備(209 ) 的處理器可執(zhí)行指令，該處理器可執(zhí)行指令包括用于生成(800)數(shù)據(jù)分布圖(296)的指令，其中該數(shù)據(jù)分布圖 配置為提供用于操縱致動器(211)的信號，其中該信號使得光學設備 (209)聚焦到光盤(217)的標簽區(qū)域(408)上；用于在光盤的標簽區(qū)域上印刷圖像同時通過根據(jù)該數(shù)據(jù)分布圖 (296)向致動器(211)施加信號來使光學設備(209)聚焦的指令；用于在光盤(400)旋轉時向致動器(211)施加信號(420)的正 弦AC分量的指令，其中該正弦AC分量使得光學設備(209)在該正 弦AC分量的每個周期上在兩個方向通過焦點；用于將電壓記錄(910)到電壓數(shù)據(jù)查找表中的指令，其中該電壓 與求和信號峰值(428)相關，該峰值是由當向致動器(211)施加電 壓時光學設備(209)通過焦點而產生的。
全文摘要
一種映射可印刷媒質(217)的表面(221)的方法，包括利用電磁輻射(219)照射表面(221)以及利用聚焦機構(209)聚焦電磁輻射(219)。該方法還包括利用致動器(211)調制聚焦機構(209)的位置，其中該致動器(211)具有諧振頻率。向致動器(211)提供輸入信號(420)，其中該輸入信號(420)包括具有一定頻率的AC波形。其中該頻率不對應于致動器(211)諧振頻率。該波形(420)不具有對應于致動器(211)諧振頻率的高次諧波。
文檔編號G11B23/40GK101124628SQ200580042490
公開日2008年2月13日 申請日期2005年10月25日 優(yōu)先權日2004年12月11日
發(fā)明者A·L·范布洛克林, G·J·利平斯基 申請人:惠普開發(fā)有限公司