專利名稱：用于寫標(biāo)簽的脈沖激光模式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在物體表面上寫標(biāo)簽的設(shè)備及方法，特別涉及一種通過在光盤設(shè)備中使用激光器而允許在光盤的上表面上寫可見標(biāo)簽的設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
通過將不干膠標(biāo)簽(sticker)(例如由激光打印機貼的標(biāo)簽)提供到該上表面上，可將關(guān)于可記錄光盤上的內(nèi)容的信息(例如數(shù)據(jù)類型、標(biāo)題或者其它標(biāo)簽)提供到該上表面。選擇性地，可提供手寫注釋以對光盤上的內(nèi)容作標(biāo)記。
不干膠標(biāo)簽的使用涉及到打印機，并且提供不干膠標(biāo)簽與光盤的上表面準(zhǔn)確對齊可能冗長乏味，然而，出于美學(xué)原因，手寫注釋可能不是吸引人的。
在已公開的美國申請US2003/0161224中，在光盤驅(qū)動器中提供了一種通過使用寫激光器機構(gòu)允許直接在光盤上形成標(biāo)簽的方法及設(shè)備。為了寫標(biāo)簽，需要特殊的表面。
由于激光器長時間開啟，對于標(biāo)簽的大的黑色區(qū)域，可能引發(fā)一個問題。在熱量方面，這是重要的，因為依照圖像的質(zhì)量和尺寸寫標(biāo)簽可能需要20-40分鐘。
本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)意識到在創(chuàng)建標(biāo)簽的過程中熱量產(chǎn)生量可能是個問題，并因此設(shè)計了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種在物體表面上寫標(biāo)簽的改進(jìn)的設(shè)備及方法。優(yōu)選地，本發(fā)明單一地或以任何組合的方式緩和或減輕一個或多個上述或其他缺點。
因此，在第一方面，提供了一種用于在物體表面上寫標(biāo)簽的設(shè)備，該設(shè)備包括可控制發(fā)光的輻射光源，還包括用于發(fā)射輻射脈沖串的裝置，發(fā)射該輻射脈沖串使得在物體上預(yù)定區(qū)域單元中獲得可見的對比度或顏色變化，還進(jìn)一步包括發(fā)射多個輻射脈沖使得在多個區(qū)域單元中引起可見的對比度或顏色變化的裝置。
該設(shè)備可以包括或者可以是光學(xué)驅(qū)動系統(tǒng)，例如使用如激光器或更具體地如二極管激光器的輻射光源的系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)讀取和/或向數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)記錄數(shù)據(jù)。該物體可以是像數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)那樣的物體，包括像可記錄的CD盤，DVD盤，藍(lán)光光盤等介質(zhì)。
可給該物體提供具有適合與從輻射光源發(fā)射的光相互作用的上表面，這樣可在該物體的預(yù)定區(qū)域單元引起可見的對比度或顏色變化。該物體的上表面可涂敷有適用的一個或多個層，當(dāng)其曝光于光形式的能量時，經(jīng)歷可見的變化，例如可見的對比度或顏色變化。通過在多個區(qū)域單元提供可見的對比度或顏色變化，可提供諸如圖像之類的標(biāo)簽。依照物體表面以及依照如何驅(qū)動輻射光源，該標(biāo)簽可以是單色標(biāo)簽、灰階標(biāo)簽或彩色標(biāo)簽。
該標(biāo)簽的分辨率可與發(fā)射的光的光斑尺寸相對應(yīng)，該分辨率可在0.5微米到25微米范圍內(nèi)，例如從1微米到15微米、例如從5微米到10微米。
通過發(fā)射輻射脈沖串，所述單元可提供有可見的對比度或顏色變化。由于輻射光源的熱負(fù)荷與發(fā)射脈沖串寬度相同或相當(dāng)?shù)膯蚊}沖相比可能會減小，因此發(fā)射輻射脈沖串以引起可見的對比度或顏色變化是有利的。
在該脈沖串中兩個連續(xù)子脈沖之間，輻射光源的輻射功率可減小到低于一特定閾值，特別地，該輻射功率可減小至零或接近于零的數(shù)值。通過控制該輻射光源的供電電流可控制該輻射功率。特別地，在該脈沖串中的兩個連續(xù)子脈沖之間，可關(guān)閉該輻射光源一特定時間段。
由于通過關(guān)閉輻射光源最大地減少了熱負(fù)荷，所以通過在二個連續(xù)子脈沖之間關(guān)閉輻射光源一預(yù)定時間，在二個連續(xù)子脈沖之間將輻射功率減小至零或接近于零的數(shù)值是有利的。
脈沖串中子脈沖的形狀可以是使得脈沖串包含持續(xù)時間Ton且被持續(xù)時間Toff分隔的基本上方形的子脈沖。選擇性地，該脈沖串可包含可變高度的子脈沖。子脈沖的可變高度可以例如通過對輻射脈沖串的占空比調(diào)制獲得。
為了提供一種可適用于各種不同類型的可在其上創(chuàng)建標(biāo)簽的表面的通用設(shè)備，提供一種脈沖串的外觀具有大的自由度的設(shè)備是有利的。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種操作光學(xué)驅(qū)動系統(tǒng)以在物體表面上寫標(biāo)簽的方法。該系統(tǒng)包括可控制發(fā)光的輻射光源，其中通過發(fā)射一個輻射脈沖串，至少發(fā)射第一輻射信號，以便在物體上的預(yù)定區(qū)域的單元中獲得可見的對比度或顏色變化；其中可發(fā)射多個輻射脈沖，使得在多個單元中引起可見的對比度或顏色變化。
為了以一定方式控制該設(shè)備，以便減小輻射光源的熱負(fù)荷，該方法可在根據(jù)本發(fā)明第一方面的設(shè)備中通過軟件、固件或者硬件來實施。
通過將標(biāo)簽的圖像轉(zhuǎn)換成與對于物體預(yù)定運動的給定單元的輻射光源段相對應(yīng)的時序，可在單元中引起可見的對比度或顏色變化，其中，將該時序提供給輻射光源的控制器，以使在將要引起可見的對比度或顏色變化的單元段期間，輻射光源發(fā)射脈沖串；其中在不引起可見的對比度或顏色變化的單元段期間，關(guān)閉輻射光源。
由于該方法可通過控制輻射光源的供電電流及物體和/或輻射光源的受控運動得以實施，所以根據(jù)該方法提供標(biāo)簽是有利的。在標(biāo)準(zhǔn)的光盤驅(qū)動器中，已經(jīng)提供了光盤和激光器的受控運動，并且可以只需控制供電電流。這樣的控制可通過向已經(jīng)存在的光學(xué)驅(qū)動器提供控制軟件來實施。
該設(shè)備可以是光學(xué)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)或者是其一部分。該數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)可以包括光學(xué)拾取器(OPU)，其中該數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)為插入盤驅(qū)動器的光盤，其中通過將光盤倒置地插入驅(qū)動器利用存在于光學(xué)拾取器中的輻射光源，將標(biāo)簽提供到光盤。選擇性地，在OPU的相對側(cè)上可提供附加的輻射光源，以這種方式，無論OPU是用于從光盤讀取數(shù)據(jù)或是用于在光盤上記錄數(shù)據(jù)，均可在盤的上側(cè)創(chuàng)建標(biāo)簽。
有利地，將所述設(shè)備提供于基本類型的光學(xué)驅(qū)動器中。


參考以下描述的實施例，本發(fā)明的這些及其它方面、特征和/或優(yōu)點將變得明顯清楚。本發(fā)明的實施例將僅作為例子，參考附圖進(jìn)行描述。其中圖1示出了驅(qū)動激光器的模式。
圖2示出了應(yīng)用本發(fā)明的方法的實施例。
具體實施例方式
下面描述優(yōu)選實施例，其中，在物體表面上寫標(biāo)簽的設(shè)備為包括激光器的光盤驅(qū)動器，其中該物體為如CD或DVD盤，其中所提供的標(biāo)簽為單色標(biāo)簽。
通過提供表面具備當(dāng)一定量的光施加于該表面時承受可見的對比度或顏色變化的能力的光盤，可將可見的變化應(yīng)用到光盤的表面。該表面可涂覆有呈現(xiàn)這種與光相互作用的能力的一層或多層，例如通過改變化學(xué)成分，改變化學(xué)結(jié)構(gòu)等。
為了在預(yù)定區(qū)域中提供可見的變化，可如圖1A中所示驅(qū)動激光器，該圖示出了向激光器供給的電流，這樣當(dāng)接收高于一定閾值8的電流時激光器發(fā)射光1，而對于供電電流低于所述閾值8則不發(fā)射光2。這樣對于圖1A中所示的供電電流，將提供被空白區(qū)域(白點)分隔開的具有可見變化(黑點)的兩個區(qū)域。
但是，如圖1A所示驅(qū)動激光器可在黑色區(qū)域中產(chǎn)生嚴(yán)重發(fā)熱。通過如圖1B所示驅(qū)動激光器，仍可在盤表面上提供相同的可見變化，但是激光器的熱負(fù)載減小。圖1B示出了脈沖串形式的激光器供電電流，其中在脈沖串的兩個連續(xù)子脈沖之間和在連續(xù)的脈沖串之間關(guān)閉激光器。該脈沖串其特征為以子脈沖持續(xù)時間5Ton和關(guān)閉激光器的子脈沖Toff的分割時間6為特征。在該脈沖串期間，可根據(jù)要提供的必要數(shù)量的能量，調(diào)節(jié)時間常數(shù)Ton和Toff。
在光學(xué)驅(qū)動器中，當(dāng)在可記錄介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)時，寫速度非?？?，在寫各個數(shù)據(jù)元之間具有在毫微秒范圍內(nèi)的時間間隔。由于用于在可記錄介質(zhì)上寫數(shù)據(jù)的激光器經(jīng)受有限上升時間，例如，在開啟激光器到達(dá)到最大發(fā)射量之間需要一定量的時間，所以所述激光器用在激光器的發(fā)射閾值附近的電流調(diào)制來驅(qū)動，以這種方式，激光器可在發(fā)射與不發(fā)射之間非?？斓氐箵Q(flip)。但是以這種方式，激光器被恒定地提供以導(dǎo)致熱量產(chǎn)生的電流。
為了向盤的上表面上的特定單元提供充足的光以引起可見的變化，有必要非常慢地旋轉(zhuǎn)盤，如僅以0.2到0.4m/s的轉(zhuǎn)速，比數(shù)據(jù)記錄模式下的速度慢10倍多。
用如此低的轉(zhuǎn)速，激光器的上升時間不是至關(guān)重要的，因此可在脈沖串的子脈沖之間關(guān)閉激光器。關(guān)閉激光器的供電電流降低寫標(biāo)簽過程中的總溫度。
子脈沖的形狀可改變，例如通過調(diào)節(jié)各個子脈沖的高度7(如通過占空比調(diào)制)。
可以依照激光器的特性、介質(zhì)以及標(biāo)簽上輻射光斑的直徑選擇時間常數(shù)Ton和Toff。直徑典型為10μm，所以，以0.4m/s的線性介質(zhì)速度，盤必須在光斑完全經(jīng)過某一特定點前運行25μs。如果選取Ton值為小于25μs，例如，Ton＝5μs，如果整個光斑直徑對寫過程有貢獻(xiàn)，則Toff的值應(yīng)該選取為20μs。這些數(shù)字導(dǎo)致顯著的功率降低。通過選取更小的Ton，會獲得大得多的降幅。但在這種情況下，將激光器的電流從始至終轉(zhuǎn)換至零變得很難，且仍有尖銳的脈沖。還有，將無法獲得激光器的最大峰值功率。如何選擇時間常數(shù)的可能標(biāo)準(zhǔn)可以是將Ton選取得盡可能小而不損害最大峰值功率和脈沖形狀。接下來Toff被取得盡可能大，同時仍然形成連續(xù)的圓點線。
圖2示出了向盤20的上側(cè)提供標(biāo)簽的原理。可提供許多不同類型的標(biāo)簽，如文本和圖像。
用戶可以構(gòu)造想要的標(biāo)簽，如通過使用專用的軟件應(yīng)用程序，這種標(biāo)簽可以以位圖格式存儲，如bmp格式或jpg格式。這些格式是笛卡爾格式，其中定義二維(2D)的網(wǎng)格并為每個網(wǎng)格單元分配一個值代表該單元是否被填充，如“1”代表黑點，“0”代表白點。為了向激光控制器提供標(biāo)簽，圖像可以被轉(zhuǎn)換成極坐標(biāo)系(polar type coordinate system)?？梢匀鐖D2A所示定義由同心圓構(gòu)成的盤網(wǎng)格。在每個網(wǎng)格上，定義了許多單元(如像素單元)。對于最內(nèi)圓(inner most circle)，沿圓周可呈現(xiàn)N個單元，但是對于下一個圓，可呈現(xiàn)M個單元，其中M＞N，因為同心圓的周長從中心向外增加。像素單元的數(shù)目可與被激光光斑直徑所劃分的圓周相對應(yīng)。因此，可將標(biāo)簽的笛卡爾表示法中的像素單元轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)系，該極坐標(biāo)系具有指特定同心圓的一個坐標(biāo)和指所述圓上的單元數(shù)目的第二坐標(biāo)。
由于很好地定義了系統(tǒng)的幾何形狀并且旋轉(zhuǎn)速度已知，所以激光器在整個盤表面上的運動是已知的。因此，可將標(biāo)簽的極坐標(biāo)表示法轉(zhuǎn)換成時序，其中當(dāng)激光器經(jīng)過要被提供黑點的單元時，提供脈沖串。該時序可有利地被固定到系統(tǒng)時鐘中，該系統(tǒng)時鐘是系統(tǒng)的電子儀器的主時鐘。將該系統(tǒng)時鐘鎖定于盤上的輪輻圖案(spoke pattern)，該系統(tǒng)時鐘由驅(qū)動器中的特定傳感器讀取。這提供了精確的速度控制和像素設(shè)置。
圖2A中示出了表示三個網(wǎng)格圓的三個同心圓。在最外的網(wǎng)格圓21上，三個連續(xù)單元22A將被著色，空白部分24A分開也將被著色的兩個單元23A。在圖2B中示出了向激光器提供的相應(yīng)于盤上該段部分的供電電流25，其中，首先提供三個連續(xù)脈沖串22B，然后提供激光器保持關(guān)閉的空白部分24B，隨后提供兩個連續(xù)脈沖串22B。以這種方式，可向盤提供整個圖像。
盡管只描述了單色標(biāo)簽，但是，在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)還可擴(kuò)展到提供灰階標(biāo)簽，例如通過利用單元的光柵型著色。為了提供彩色標(biāo)簽，盤的上表面應(yīng)適于在與光相互作用時呈現(xiàn)顏色變化。
盡管已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不局限于此處提出的特定形式。相反地，本發(fā)明的范圍僅通過權(quán)利要求限定。
在此部分，所公開的實施例的某些特定細(xì)節(jié)，如特殊裝置、脈沖形狀等的提出，是基于解釋的目的而非限制，以便提供對本發(fā)明清晰、全面的理解。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)易于理解，本發(fā)明可以以其它實施例實施，它們不完全符合此處提出的細(xì)節(jié)，沒有明顯偏離本發(fā)明的精神和范圍。此外，在上下文中，為了簡單、清晰的目的，省略了對公知的設(shè)備、電路及方法的細(xì)節(jié)描述，以便避免不必要的細(xì)節(jié)和可能的混淆。
權(quán)利要求中包含附圖標(biāo)記，但包含附圖標(biāo)記僅僅是為了清晰的原因而不應(yīng)理解為對權(quán)利要求的范圍的限定。
權(quán)利要求
1.一種用于在物體(20)的表面上寫標(biāo)簽的設(shè)備，所述設(shè)備包括可控制發(fā)光的輻射光源，還包括發(fā)射輻射脈沖串(3，7)的裝置，所述輻射脈沖串被發(fā)射以便在物體(22A，23A)上預(yù)定區(qū)域單元中獲得可見的對比度或顏色變化，還包括發(fā)射多個輻射脈沖以便在多個區(qū)域單元中引起可見的對比度或顏色變化的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述設(shè)備，其中，所述輻射光源的輻射功率在所述脈沖串的兩個連續(xù)輻射子脈沖之間為零。
3.如權(quán)利要求1所述設(shè)備，其中，所述脈沖串包括持續(xù)時間為Ton(5)并被持續(xù)時間Toff(6)分隔的基本上方形的子脈沖(4，7)。
4.如權(quán)利要求1所述設(shè)備，其中，所述脈沖串包括可變高度的子脈沖。
5.如權(quán)利要求4所述設(shè)備，其中，所述子脈沖的可變高度通過所述輻射脈沖串的占空比調(diào)制獲得。
6.一種操作在物體表面上寫標(biāo)簽的光學(xué)驅(qū)動系統(tǒng)的方法，所述系統(tǒng)包括可控制發(fā)光的輻射光源，其中通過發(fā)射一個輻射脈沖串，至少第一輻射信號被發(fā)射，使得在物體上的預(yù)定區(qū)域中的單元獲得可見的對比度或顏色變化；并且其中多個輻射脈沖被發(fā)射，使得在多個單元中引起可見的對比度或顏色變化。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，通過將標(biāo)簽的圖像轉(zhuǎn)換成與對于物體預(yù)定運動的給定單元的輻射光源段相對應(yīng)的時序(25)，引起單元中可見的對比度或顏色變化，并且其中將所述時序提供給輻射光源的控制器，使得在要引起可見的對比度或顏色變化的單元段(22A，23A)期間所述輻射光源發(fā)射脈沖串；并且在不引起可見的對比度或顏色變化的單元段(24A)期間關(guān)閉輻射光源。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)包括光學(xué)拾取單元，其中所述數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)為插入盤驅(qū)動器的光盤，其中利用存在于光學(xué)拾取單元中的輻射光源，將標(biāo)簽提供給所述光盤。
9.輻射脈沖串的使用，其在數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)表面上的區(qū)域單元引起可見的對比度或顏色變化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于在物體表面如在光盤(CD、DVD、藍(lán)光光盤等)的上表面上寫標(biāo)簽的設(shè)備及方法。通過使用盤設(shè)備的光學(xué)拾取器中的激光器寫標(biāo)簽。為了減小激光器上的熱負(fù)荷，像脈沖串一樣發(fā)射激光。該脈沖串通過控制激光器的供電電流來提供，并且，通過在連續(xù)子脈沖之間關(guān)閉激光器，該激光器的輻射功率在脈沖串的兩個連續(xù)子脈沖之間減小至零。
文檔編號G11B7/125GK101088118SQ200580044535
公開日2007年12月12日 申請日期2005年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者J·L·巴克克斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司