(57)【要約】本発明は、メディアのビジブルラベルを書写する装置に関する。メディア１１は、たとえば光ディスクであり、放射線ビームを介してビジブルレベルを形成する放射線感知層が設けられるラベルサイドを有する。装置２２は、ビームを供給しメディアから反射された放射線に依存して検出器信号を発生するヘッド２２を有する。ラベル制御ユニット３３は、ラベルデータに依存して書写を制御する。フォーカスユニット３２は、フォーカス制御信号にフォーカス励起信号を含め、フォーカス励起信号に依存して検出器信号における偏差を検出することで、フォーカスエラーを検出する。ラベル制御ユニット３３は、前記書写の間、かつ前記書写に割り込むことなしに、フォーカスエラーを検出するためにラベルデータに依存してフォーカスユニットを制御する。
2008511094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線ビームによりドットの軌跡を書写することで目に見えるラベルを形成するための放射線感知層が設けられたラベルサイドを有するメディアをスキャニングし、前記メディアに目に見えるラベルを書写する装置であって、
当該装置は、
ラベルモードで、前記目に見えるラベルを書写するための前記放射線感知層に書写スポットを生成し、前記メディアから反射された放射線に依存して少なくとも１つの検出器信号を生成するため、放射線ビームを供給するヘッドと、
ラベルデータに依存して前記書写を制御するラベル制御手段を有する制御ユニットと、
前記書写スポットを焦点合わせするためのフォーカス制御信号を発生するフォーカス手段であって、前記フォーカス制御信号にフォーカス励起信号を含み、前記フォーカス励起信号に依存して前記検出器信号における偏差を検出することで、フォーカスエラーを検出するために構成されるフォーカス手段と、
前記ラベルデータに依存して前記フォーカス手段を制御して、前記書写の間に、前記書写に割り込むことなしに、前記フォーカスエラーを検出するために構成されるラベル制御手段と、
を有する装置。
【請求項２】
前記ラベル制御手段は、前記フォーカス励起信号を制御し、及び／又は前記ラベルデータに依存して前記偏差を検出するために構成される、
請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記フォーカス励起信号は、ラーニングプロセスであって書写していない間に第一の振幅を有し、前記書写の間に第二の振幅を有する周期的な励起信号であり、前記第二の振幅は、前記第一の振幅よりも実質的に小さい、
請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
前記フォーカス励起信号は、ラーニングプロセスであって書写していない間に第一の周波数を有し、前記書写の間に第二の周波数を有する周期的な励起信号であり、前記第二の周波数は、前記第一の周波数とは実質的に異なる、
請求項１又は２記載の装置。
【請求項５】
前記ラベル制御手段は、ドットの軌跡の選択されたセクションにおける前記偏差を検出するのを可能にするために構成され、前記選択されたセクションは、前記放射線感知層が影響されない色付けされていないドットを実質的に含む、
請求項２，３又は４記載の装置。
【請求項６】
前記ラベル制御手段は、ドットの軌跡の選択された部分に前記フォーカス励起信号を含むために構成され、前記選択された部分は、前記放射線感知層が影響されない色付けされていないドットを実質的に含む、
請求項２，３，４又は５記載の装置。
【請求項７】
前記フォーカス励起信号は、検出周期の中心に関して対称であり、前記フォーカス手段は、前記検出期間の中心に関して、同じタイプの対称に配置されたドットのペアに対応する周期のペアについて検出器信号を検出することで検出器信号における前記偏差を検出するために構成される、
請求項２，３又は４記載の装置。
【請求項８】
前記フォーカス手段は、書写の間かつ前記放射線ビームに依存して、色付けされたドットと色付けされていないドットに検出器信号を整合させる可変利得ユニットを有し、色付けされていないドットで前記放射線感知層が影響される、
請求項２，３又は４記載の装置。
【請求項９】
前記ラベル制御手段は、隣接するドットの軌跡で、前記フォーカス励起信号により生じたデフォーカスによる前記ラベルの視覚的な品質低下を低減するため、前記フォーカス励起信号の位相及び／又は周波数を制御するため、フォーカス手段を制御するために構成される、
請求項１記載の装置。
【請求項１０】
スキャニング装置における使用のため、放射線ビームによりメディアに目に見えるラベルを書写する方法であって、
前記メディアは、目に見えるラベルを形成するための放射線感知層が設けられたラベルサイドを有し、
前記装置は、
前記目に見えるラベルを書写するための前記放射線感知層に書写スポットを生成し、放射線ビームを供給するヘッドと、
前記書写スポットを焦点合わせするためのフォーカス制御信号を発生するフォーカス手段であって、前記フォーカス制御信号にフォーカス励起信号を含み、前記フォーカス励起信号に依存して前記検出器信号における偏差を検出することで、フォーカスエラーを検出するために構成されるフォーカス手段とを有し、
当該方法は、
ラベルデータに依存して前記書写を制御するステップと、
前記ラベルデータに依存して前記フォーカス手段を制御し、前記書写の間であって、前記書写に割り込むことなしに、前記フォーカスエラーを検出するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線ビームを介してドットの軌跡を書写することで目に見えるラベルを作成するための放射線感知層が設けられるラベルサイドを有するメディアをスキャニングし、メディアに目に見えるラベルを書写する装置に関し、当該装置は、ラベルモードで、目に見えるラベルを書写するための放射線感知層に書写スポットを生成し、メディアから反射された放射線に依存して少なくとも１つの検出器信号を生成するため、放射線ビームを供給するヘッドと、ラベルデータに依存して書写を制御するためのラベル制御手段を有する制御ユニット、及び書写スポットの焦点を合わせるためのフォーカス制御信号を発生するフォーカス手段を有する。  
本発明は、さらに、スキャニング装置での使用のため、放射線ビームを介してメディアに目に見えるビームを書写する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許出願ＵＳ２００２／０１９１５１７号は、光ディスクにラベルをプリントする光ディスク装置及び方法を開示している。ラベルは、光ディスク装置のヘッドから出力されるレーザビームの利用により形成される。なお、本明細書では、単語「書写“scribing”」は、たとえば、光ディスクへのテキストのプリントといった、メディアに目に見えるラベルを形成するための放射線感知レイヤの可視光特性を変化させるプロセスを示すために使用される。光記録装置では、情報は、トラックにマークを書き込むことで記録キャリアに記憶される。光記録装置は、記録キャリアの記録レイヤのトラックのスキャニングスポットにレーザビームを焦点合わせするためのヘッドが設けられている。焦点を合わせることは、トラック及び／又はマークから反射された放射線からヘッドにおける検出器により発生される検出器信号に基づいている。ヘッドは、検出器信号から導出された半径方向のエラー信号に基づいてサーボシステムを介してトラックに半径方向に位置される。
【０００３】
公知の文献では、光記録装置のヘッドを介してラベルを書写（scribing）することが記載されている。感光性材料又は感熱材料から形成される可視光特性を変えるレイヤは、光ディスクのラベル表面の一部から見ることができるロケーションに形成される。光ディスクのラベル表面が光ヘッドに向けられる間、光ディスクは、光ディスクユニットのターンテーブルにセットされる。光ディスク及びヘッドは、光ディスクの平面に沿ってラベルエリアをカバーするために相互に移動される。相対的な移動と同期して、光ピックアップから出力されるレーザビームの電力は、プリントされるべき文字又はグラフィック画像のような画像データに従って変調され、レーザビームは、可視光特性を変えるレイヤに放出される。可視光特性を変えるレイヤがレーザビームに露出される結果として、可視光特性を変えるレイヤの可視光の反射率が変化し、これによりラベル表面に画像データに対応する画像が形成される。この文献によれば、書写の間のビームの焦点合わせは、メディアから反射された放射線からヘッドにおける検出器により発生される検出器信号に基づいている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ラベル書写の公知のシステムの問題は、ラベルの品質は、書写の間に信頼することができるフォーカスエラー信号を発生することの困難さのために信頼することができない点である。  
したがって、本発明の目的は、高品質でメディアにラベルを書写しつつ、ビームを信頼性高く焦点合わせする装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第一の態様によれば、上記目的は、開始節で定義された装置により達成され、当該装置では、フォーカス手段は、フォーカス制御信号にフォーカス励起信号を含むことでフォーカスエラーを検出し、フォーカス励起信号に依存して検出器信号における偏差を検出するために構成され、ラベル制御手段は、前記書写の間に、かつ前記書写を割り込むことなしに、フォーカスエラーを検出するためにラベルデータに依存してフォーカス手段を制御するために構成される。
【０００６】
本発明の第二の態様によれば、上記目的は、開始節で定義された方法により達成され、当該方法は、ラベルデータに依存して書写を制御するステップ、及びラベルデータに依存してフォーカス手段を制御し、前記書写の間に、前記書写に割り込むことなしにフォーカスエラーを検出するステップを含む。
【０００７】
フォーカス励起信号を含む作用は、検出器信号の偏差が、フォーカス励起信号に相関して、期待されることになり、予測可能であることにより、フォーカスエラー信号を信頼性高く検出することができる点である。ラベルデータは、たとえば、高い放射電力による暗いドットのタイプ、並びに低い放射電力又はゼロ放射電力によりホワイトドットタイプといった、隣接するドットの奇跡に順次に書写されるべきドットのタイプを示すデジタル情報である。書写の間にラベルデータに依存してフォーカスエラーを検出するためにフォーカス手段を制御することで、書写の間にフォーカスエラー情報が提供され、書写されたラベルの品質にわたり制御が提供される。たとえば異なるロケーションでの測定のために書写を割り込むことがないことで、ラベルを書写する全体の時間が最小にされるという利点を有する。
【０００８】
また、本発明は、以下の認識に基づいている。本発明者は、情報記録装置において、光ヘッド及び検出器は公知の光特性の基板を介してメディアの記録レイヤにスキャニングスポットを生成するために設計されることを言及している。たとえば、光エレメントは、基板により生じた既知の量の球面収差を補正するために設計される。焦点合わせのための光エレメント及び検出器信号は、埋め込まれた記録レイヤにおけるトラックに追従するために設計される。しかし、ラベル書写において、ラベル表面はトラックを有さず、ビームは、基板を通過しない。しかし、本発明者は、書写スポットがラベル感知層で生成される間に生じる検出器信号がフォーカスエラー信号を生成するために予想されないようにされることを認識している。しかし、反射された放射線の光学特性は、従来のフォーカス方法を信頼性高く使用するのを可能にしない。本発明者は、ラベルデータに依存してフォーカス検出プロセスを制御することでラベルの品質を実質的に影響されないままにしつつ、信頼できるフォーカスエラー信号は、フォーカス励起信号を含むことで生成される。
【０００９】
実施の形態の装置では、ラベル制御手段は、フォーカス励起信号を制御すること、及び／又はラベルデータに依存して前記偏差を検出することのために構成される。これは、フォーカス励起信号の特性を調節し、及び／又は前記偏差を選択的に検出することで、特にドットのタイプの乱れの影響が低減されるため、フォーカスエラー信号は信頼性が高いという利点を有する。
【００１０】
実施の形態の装置では、フォーカス励起信号は、書写でないラーニングプロセスの間に第一の振幅と、前記書写の間の第二の振幅とを有する周期的な励起信号であり、第二の振幅は、第一の振幅よりも実質的に小さい。これは、最初に、すなわち書写の前に、大きなフォーカスエラーを補正するフォーカス制御信号を決定した後、書写の間のフォーカス励起信号の振幅は比較的小さく、その目に見える影響が低減されるという利点を有する。
【００１１】
実施の形態に係る装置では、フォーカス励起信号は、書写でないラーニングプロセスの間の第一の周波数と、前記書写の間の第二の周波数とを有する周期的な励起信号であり、第二の周波数は、第一の周波数と実質的に異なる。書写の前のラーニングプロセスの間、大きなフォーカスエラーを補正するフォーカス補正信号が決定される。書写の間、周波数は、ラベルデータを考慮して適切な測定数を提供するために適合され、たとえば、高周波は、サンプル値が小さなトレースのセクションで計算されるのを可能にする。これは、書写の間、フォーカス補正信号がフォーカスエラーの変化を補正するために更新されるという利点を有する。
【００１２】
実施の形態の装置では、ラベル制御手段は、ドットの軌跡に選択されたセクションにおける前記偏差をイネーブルにするために構成され、この選択されたセクションは色付けされていない（uncolored）ドットのみを含み、この色付けされていないドットで、放射線感知層が影響されない。色付けされていないドットは、明るい色を有し、すなわち放射線感知ラベルレイヤのオリジナルカラーを有し、ホワイトドットと通常呼ばれ、色付けされたドットは、ブラックドットと通常呼ばれ、高いレーザパワーを放射線感知層に適用することで形成される。これは、フォーカスエラー信号は、シングルタイプのドットに基づいており、ラベルのコンテンツにより影響されないという利点を有する。
【００１３】
実施の形態の装置は、ラベル制御手段は、ドットの軌跡の選択された部分にフォーカス励起信号を含むために構成され、その選択された部分が色付けされていないドットのみを実質的に含み、その色付けされていないドットで、放射線の感知層が影響される。これは、色付けされたドットを含むエリアでのラベルの品質は、フォーカス検出プロセスにより実質的に影響されないという利点を有する。
【００１４】
実施の形態の装置では、フォーカス励起信号は、検出周期の中央に関して対称であり、フォーカス手段は、検出周期の中心に関して、同じタイプの対称に位置されたドットのペアに対応する周期のペアについて検出器信号を検出することで検出器信号における前記偏差を検出するために構成される。たとえば、色付けされていないタイプのドットのペアの検出器信号は、フォーカスエラー信号を計算するために使用されるか、又は全ての適切なペアが使用される。これは、フォーカス励起信号による小さなデフォーカスの影響をバランスしつつ、フォーカスエラー信号が同じタイプのドットに基づいており、ラベルの内容に影響されないという利点を有する。
【００１５】
本発明に係る装置及び方法の更なる好適な実施の形態は、特許請求の範囲で与えられ、この特許請求の範囲の開示は、引用により本明細書に盛り込まれる。  
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下の記載における例を介して記載される実施の形態を参照して、添付図面を参照して更に明らかにされるであろう。図面において、既に記載されたエレメントに対応するエレメントは、同じ参照符号を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１ａは、ディスク状の記録キャリアを示す。図１ｂには断面図が示されており、図１ｃは記録キャリアのラベルサイドを示している。記録キャリア１１は、情報レイヤのトラック９及びセントラルホール１０を有する。トラック９は、情報レイヤで実質的に平行のトラックを構成する螺旋又は同心状の回転パターンに従って構成される。記録キャリアは、記録可能なタイプの情報レイヤを有する光ディスクである。記録可能なディスクの例は、ＣＤ−Ｒ及びＣＤ−ＲＷであり、及びＤＶＤ−Ｒ又はＤＶＤ＋ＲＷ、及び／又はＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）である。記録キャリアの記録可能なタイプのトラック９は、
たとえば案内溝といった、ブランク記録キャリアの製造の間に設けられる前もって型押しされたトラック構造により示される。記録された情報は、トラックに沿って記録される光学的に検出可能なマークにより情報レイヤに表現される。マークは、たとえば光ディスクドライブにおける光ヘッドで生成されるレーザビームといった放射線ビームを介して、読み取られ、光学的に書き込まれる。マークは、たとえば、ダイ、合金又は相変化材料のような材料への記録のときに得られる反射におけるバリエーション、又は光磁気材料における記録のときに得られる偏光の方向におけるバリエーションといった、１以上の物理的なパラメータのバリエーションにより構成され、それらの周囲とは異なる光特性を有する。
【００１７】
図１ｂは、記録可能なタイプの記録キャリア１１のラインｂ−ｂに沿って取られる断面図であり、透明な基板１５には、記録レイヤ１６及び保護レイヤ１７が設けられる。トラック構造は、たとえば、スキャニングの間に光ヘッドがトラック９を追従するのを可能にする案内溝１４により構成される。案内溝１４は、ぎざぎざ又は上昇として実現されるか、若しくは異なる光学特性を有する材料からなる場合がある。また、トラック構造は、サーボ信号が周期的に生じさせる規則的に拡散されたサブトラックにより形成される場合がある。記録キャリアは、たとえばビデオ又はオーディオ情報、若しくはコンピュータデータのような他の情報といったリアルタイム情報を保持することが意図される。保護層１７の上で、目に見えるラベルを書写するために放射線に感度の高いラベルレイヤ１８が提供される。書写は、目に見えるラベルを形成するために放射線感知層１８の可視光特性を変化させるプロセスである。
【００１８】
図１ｃは、記録キャリアのラベルを示す図である。記録キャリア１１は、ラベルサイドから示されており、ビジュアルラベル１９は、放射線感知装置で書写される。たとえばブラックドットといったビジュアルラベルエレメントは、放射線ビームの電力を変調する間に、書写スポットを利用し、半径方向及び角度的な位置においてラベルレイヤをスキャニングすることで、ラベルレイヤ１８で書写される。目に見えるラベルを書写するシステムは、たとえばＵＳ２００２／０１９１５１７から知られている。
【００１９】
なお、この例は、情報を記録及び読み取りするエントリサイドとは異なる記録キャリアのサイドの放射線感知ラベルレイヤを有する記録キャリアに基づいている。しかし、適切な材料のラベルレイヤは、エントリサイドで位置されている。かかるラベルレベルは、トラックにおけるマークから情報を記録及び読み取りするため、放射線に対して少なくとも部分的に透明である必要がある。さらに、ラベルレイヤは、ラベルサイドの一部に適用される。明らかに、ラベルエレメントは、ラベルレイヤによりカバーされる部分で書写される。
【００２０】
図２は、ラベル書写を有する記録装置を示す。装置は、記録キャリア１１をスキャニングするための手段が設けられており、この手段は、記録キャリア１１を回転する駆動ユニット２１、ヘッド２２、ヘッド２２を半径方向に配置するためのサーボユニット２５及び制御ユニット２０を含む。ヘッド２２は、ＯＰＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｉｃｋｕｐ  Ｕｎｉｔ）とも呼ばれ、放射線スポット２３に焦点合わせされる光エレメントを通してガイドされる放射線ビーム２４を発生する公知のタイプの光学系を有する。放射線ビーム２４は、たとえばレーザダイオードといった放射線源により発生される。
【００２１】
データ記録モードで、放射線スポットは、記録キャリアの情報レイヤのトラックで生成される。ラベル書写モードで、放射線スポットは、メディア１１のラベルサイドの放射線感知レイヤに焦点合わせされる。ヘッドは、放射線ビームの光軸に沿って放射線ビーム２４の焦点を移動させることでビームを放射線スポットに焦点合わせするフォーカスアクチュエータ３６と、たとえば光エレメントを半径方向に移動するためのコイルといった、半径方向におけるスポット２３の精密な位置合わせのためのラジアルアクチュエータ（図示せず）を更に有する。
【００２２】
メディアから反射された放射線は、ヘッド２２における通常のタイプの検出器により検出される。フロントエンドユニット３１は、トラックから反射された放射線に基づいて検出器信号を供給するために検出器に結合される。検出器信号は、マーク及びサブ検出器信号を読み取るためのメインスキャニング信号３３を含んでおり、たとえば、サブ検出器信号は、トラックの左及び右サイドから反射される放射線に基づくプッシュプルサブ検出器信号、及び／又は、トラックの中心の左及び右サイドに位置される個別のサテライトスポットから反射される放射線に基づくサテライトサブ検出器信号である。
【００２３】
焦点合わせのための検出器信号は、以下に記載されるフォーカス制御信号３５を介して前記フォーカシングアクチュエータ３６を制御するためにフォーカスユニット３２に結合される。メインスキャニング信号３３は、復調器、デフォーマッタ、情報を検索するための出力ユニットを含む通常のタイプの読み取り処理ユニット３０により処理される。ラベルモードについて、焦点合わせのための検出器信号は、全体の反射された放射線を示す合計の反射信号を含む。たとえば、合計信号について、中央開口信号（ＣＡ）と呼ばれる、メインスキャニング信号が使用されるか、若しくは全てのサブ検出器信号の組み合わせが使用される場合がある。
【００２４】
制御信号２０は、情報の記録及び検索を制御し、ユーザ又はホストコンピュータからのコマンドを受信するために構成される。制御ユニット２０は、装置における他のユニットにたとえばシステムバスといった制御ライン２６を介して接続される。制御ユニット２０は、たとえば、以下に記載されるような手順及び機能を実行するためのマイクロプロセッサ、プログラムメモリ及びインタフェースといった制御回路を有する。制御ユニット２０は、また、ロジック回路におけるステートマシンとしても実現される。
【００２５】
フォーカスユニット３２の実現について、機能の一部がマイクロプロセッサで実現される場合に、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）のようなハードウェア及び／又はプログラマブルシグナルプロセッサが使用される。
【００２６】
装置には、書込み可能又は再書き換え可能なタイプの記録キャリアに情報を記録するための記録手段が設けられる。記録手段は、放射線の書込みビームを生成するためのヘッド２２及びフロントエンドユニット３１と協働し、入力情報を処理して、ライト信号を発生し、ヘッド２２を駆動するための書込み処理手段を有しており、この書込み処理手段は、入力ユニット２７、フォーマッタ２８及び変調器２９を有する。情報を書き込むため、放射線ビームの電力は、変調器２９により制御され、記録レイヤに光学的に検出可能なマークを作成する。
【００２７】
実施の形態では、入力ユニット２７は、アナログオーディオ及び／又はビデオ、若しくはデジタル非圧縮オーディオ／ビデオのような入力信号の圧縮手段を有する。適切な圧縮手段は、ＭＰＥＧ規格におけるビデオについて記載され、ＭＰＥＧ−１は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２で定義され、ＭＰＥＧ−２は、ＩＳＯ／１３８１８で定義される。入力信号は、係る規格に従って既に代わる代わるエンコードされる。
【００２８】
制御ユニット２０は、記録モードでの記録を制御する。制御ユニットは、ラベルモードにおける書写を制御するためのラベル制御ユニット３３を有する。書写すべきラベルデータは、ホストインタフェースを介して、又はユーザ入力により、ラベル制御ユニットに供給される。実施の形態では、スキャニング装置は、ラベル書込みについて構成される。装置は、記録のために先の装置に類似するが、データ記録及び検索のエレメントが省略される。
【００２９】
ラベルモードで、記録キャリアは、光ヘッドに向かうラベルサイドにより装置に挿入され、放射線ビームが放射線感知レイヤの書写スポットに焦点合わせされるのを可能にする記録キャリアが挿入されたとき、ユーザは、ラベルモードに従事するためにコマンドを与える。代替的に、装置は、たとえば記録キャリアの予め定義された位置の指定されたマークを検出することで、ラベル書込みのための適切な記録キャリアが入力されたかを自動的に検出する。
【００３０】
実際に、ラベルモードにおける考えは、ＣＤ又はＤＶＤディスクの非データサイドでラベルをプリントすることである。両方のケースでは、光ヘッドにおけるＣＤレーザは、ラベルを書き込むために使用される。ＣＤスポットは、１．２ｍｍポリカーボネート基板が光経路の一部ではないため、球面収差で強く収差される（aberrated）。半径方向及びフォーカス制御の両者は、開ループで実行される。
【００３１】
ヘッドの角度的な位置は、既知の基準位置からの記録キャリアの回転の正確な制御及び測定に基づいて測定される。記録キャリアは、バーコードのようなラベルサイドに更なるマークを有し、これは、ヘッドによるか又は更なるセンサにより検出される。また、たとえば、角度的な位置は、本出願（ＰＨＮＬ０４０７２５）の係属中の出願で記載されるように、ターンテーブルモータに結合されるＨａｌｌセンサからの信号に基づく。ヘッドの半径方向の位置は、等しいサイズ、番号、ステップについてステッピングモータに基づいているか、スピンドルに沿ってスレッジを移動するためのモータに結合するための回転センサに基づく場合がある。
【００３２】
ラベルへの焦点合わせは、反射率を最大にすることに基づく方法を使用して実行され、この反射率は、いわゆる中央開口（ＣＡ）から測定される。この信号は、合計信号と呼ばれることがある。基本的に、これは、ディスクから反射された光の量を示す信号である。信号は、メインスポットのみに対応する検出器セグメントの合計から生成される。しかし、３スポットシステムでは、メインスポットに対応する検出器セグメントの合計にサテライトスポットに対応する検出器セグメントの合計に基づいている。かかるＣＡの品質は低く、多量の雑音が信号に存在する。したがって、再生可能な結果を得るため、多数のサンプリング又はフィルタリングが必要とされる。オプションは、ＣＡをフィルタリングし、最大値を発見することである。残念なことに、フィルタリングにより、フィルタリングされたＣＡ信号において遅延が生じ、これは最大値を発見するときに補償されるべきである。
【００３３】
以下に記載されるフォーカス制御システムでは、ＣＡ信号は「時間領域」で直接フィルタリングされないが、フォーカス励起信号はフォーカス制御信号に含まれ、ＣＡ信号の偏差は、重さの中心を計算するために相応して検出される。重さの中心の位置は、焦点とメディアの表面との間の差を示す。フォーカス励起信号は、ウォブル信号、すなわち実質的に正弦波の周期信号であり、フォーカスアクチュエータを分散し、ＣＡ信号の偏差が提供される。１つのウォブル周期は、それぞれのフランクを使用することで２つの測定ポイントを与える。一般に、ウォブル周波数は、ディスク回転速度の倍数である。適切なウォブル周波数は、１回転にわたり１６測定ポイントとなるディスクの回転速度の８倍となる。
【００３４】
なお、他のタイプの励起信号又は検出システムが、たとえば鋸歯状の励起信号といった励起信号のために検出器信号の偏差を検出し、フィルタリング後に検出されたＣＡ信号の振幅を最大化することに基づいて検出するために使用される場合がある。
【００３５】
図３は、重さの中心の検出を示している。垂直軸に沿った図では、検出器信号ＣＡは、ｚの関数ＣＡ（ｚ）として与えられ、水平軸では、焦点ｚの変位が与えられる。たとえば、変位ｚは、フォーカス制御信号３５に含まれるフォーカス励起信号により制御される。基本的に、ＣＡ信号の重さの中心が測定され、結果はｚ０と呼ばれる。重さの中心は、ｚ０の両方のサイドの重み付けされた表面（weighted  surface）は等しいことを意味し、表面Ｓは、以下の式に従って、距離ｌ〜ｚ０で乗算される表面ｄＡを積分することで計算される。
【数１】
2008511094.tif 000003
これは以下のようになる。
【数２】
2008511094.tif 000004
【００３６】
フォーカス励起信号について、周期信号が適用され、特に実質的に正弦波信号が適用される。このケースでは、以下のようになる。
【数３】
2008511094.tif 000005
【００３７】
たとえばｚ＞Ａ又はｚ＜−Ａの大きな焦点外れの値についてＣＡ（ｚ）＝０であることが想定される場合、時間領域における測定原理は、（“complete  center  of  gravity  formula  COG”と呼ばれる）以下に従うものである。
【数４】
2008511094.tif 000006
【００３８】
ＴPは周期的なフォーカス励起信号の周期に関連する測定周期であり、たとえば、正弦波励起信号の周期の０．５倍である。信号全体が集積されるため、ノイズ成分を含んだ、フィルタリングされていない、したがって高速な、ＣＡ信号を使用することが許容される。このアルゴリズムは、ＤＳＰ及びマイクロプロセッサの実現の努力、キャリブレーション速度及び簡単さに関して利点を有する。ドライブにおけるかかる測定を実行するため、フォーカスアクチュエータがディスクに関して移動される。本発明の実施の形態では、線形の鋸波が使用される。そのように、時間領域でｚにわたる積分を実行するのを可能にする、ｚと時間との間の線形の関係が得られる。しかし、鋸波は、アクチュエータ応答において高次の高調波につながり、これは測定の精度及び速度に否定的な影響力を有する。したがって、別の好適な実施の形態では、フォーカスアクチュエータの移動を駆動するために高調波の側面が使用される。結果として、時間とｚの間の関係はもはや線形ではない。空間の代わりに時間にわたる積分を実行するため、積分は、先に説明されたように更なる高調波ｓｉｎ（２πｆNｔ）で補償される。しかし、本発明者は、この補償が良好な集束について常に必要とされないことを発見しており、したがって重さの中心の検出は以下に基づく（simplified  center  of  gravity  formula  SCOGと呼ばれる）。
【数５】
2008511094.tif 000007
【００３９】
図４は、検出器信号処理部分を示す。図は、ドライブで実現されるべきＣＡ処理原理を示している。先の式ＳＣＯＧに対応する分子及び分母を決定するための積分器５１，５２は、明らかに見ることができる。フォーカス励起信号は、以下のように生成される余弦波である。同期信号ｋは、たとえば、センサに沿って通過するメディアにバーコードにより生成されるタコ信号又はセンサ信号といった、メディアの回転に対応して生成される（図６参照）。スケーリングユニット５３では、同期信号ｋは、好適なレンジを取得するためにスケーリングされ、たとえば０．．１０２３は、Ｎｍ（周期的なフォーカス励起信号の周期数）により乗算され、８で除算されることで０．．（１２８*Ｎｍ−１）にスケーリングされる。論理ユニット５４では、信号は、７Ｆ（ｈｅｘ）と論理積され、Ｎｍ＝８の鋸歯状のパルスの系列を得て、この系列は、たとえば、ユニット５３及び５４で前に印加された論理的なスケーリングに対応する１２８値のテーブルに基づいて、ＳＩＮユニット５５及びＣＯＳユニット５６を使用して正弦波信号（ｓｉｎ及びｃｏｓｉｎｅのそれぞれ）に変換される。
【００４０】
セクション５０では、図面は、たとえばＴｄ／３である周期、すなわちフォーカス励起信号のＮｍ＝３周期を有する回転周期の３分の１といった測定周期５０３を示している。正弦波信号５０４は、（正弦波信号５０４のゼロ値５０１，５０２間の）測定インターバルを検出し、積分器５１，５２をリセットし、ユニット５９，６０を保持するために印加される。余弦波信号５０５は、乗算器５８に入力され、この乗算器は、低域通過フィルタ関数を有する、ゲインユニット５７を介して検出器信号ＣＡを更に受ける。乗算器５８の出力は、積分器５１で積分され、ホールドユニット５９でサンプリングされて分子を生成し、検出器信号ＣＡは、第二の積分器５２で積分され、第二の積分器５２で積分され、ホールドユニット６０でサンプリングされて分母を生成する。したがって、同じ周波数の正弦波におけるゼロクロス５０１，５０２は、積分器をリセットし、ゼロ次のホールドユニット５９，６０に結果を記憶する。積分器がリセットされたとき、割り込みがマイクロプロセッサに発生される。この割り込みは、マイクロプロセッサが分子及び分母をサンプリングすることができることを示している。
【００４１】
測定が上手く実行された場合、すなわち、ＣＡピークが側面（flank）にある場合、分子を分母で除算することで結果ｚ０が与えられる。なお、フォーカスセットポイントがフォーカス励起信号のレンジ内にない場合、ＣＡ信号はゼロに関する。これは、除算の前にマイクロプロセッサにより個別的に検査される場合があり、フォーカス励起信号の大きな振幅又は異なるグローバルフォーカス発見手順が選択される。なお、この除算は、ＤＳＰにおいてではなく、マイクロプロセッサで実行されることが好ましく、かかる除算は、非常に複雑である。
【００４２】
実施の形態では、１回転での多数の測定が必要とされ、測定の高調波は、ディスク回転速度よりも高い周波数を有する。信号処理を更に簡略化するため、測定の高調波は、ディスク回転速度Ｆｄの整数である。このケースでは、この整数がＮ＝８であるように選択する。それぞれのコサインについて、２つの測定フランクが利用可能である。結果として、１回転にわたり均等に分散されるｚ０について１６値を得る。これら１６値により、ＦＦＴ手順によりＤＣ値及び７つの高調波を得ることが可能である。
【００４３】
フォーカスユニット３２は、フォーカスエラーの測定に基づいてフォーカス補正信号を発生するためにフィードフォワードブロックを有する。放射線ビームの焦点がスキャンされるべきメディアの表面に追従する、すなわち、フォーカス補正信号がメディアの高さ変動に対応するように、フォーカス補正信号は、フォーカスアクチュエータに印加されるべき信号である。たとえば、フォーカス補正信号は、線形補間により生成されるか、先に示されたようにＦＦＴにより計算された高調波の振幅に基づいてフィードフォワード信号として生成される。さらに、重さの中心（center  of  gravity）の検出及びフォーカス補正信号の生成に関する更なる詳細は、同じ出願人の係属中の特許出願ＥＰ０４１０４１１６．１（ＰＨＮＬ０４０９４０）に記載される。
【００４４】
本発明によれば、フォーカスユニット３２は、先に記載されたように、フォーカス制御信号にフォーカス励起信号を含め、フォーカス励起信号に依存して検出器信号における偏差を検出することで、フォーカスエラーを検出する回路を有する。さらに、ラベル制御手段３３は、前記書写の間であって前記書写に割り込むことなしに、フォーカスエラーを検出するためにラベルデータに依存してフォーカスユニット３２を制御するために構成される。通常、高いレーザパワーレベルは、色付いたドットと呼ばれる「ダーク」ドットをメディアに書き込み、低いレーザパワーレベルは、そのオリジナルな状態にディスクを保持する。このオリジナルな状態で、放射線感知層が影響されず、色付いていないドットと呼ばれる。異なるタイプの放射線感知レイヤは、異なる作用のカラーリングとなる。
【００４５】
なお、フォーカスアクチュエータを制御するためにフォーカス励起信号に基づくアルゴリズムは、プリントプロセスそれ自身の間に使用されない。フォーカス励起信号の振幅は、単にウォブルと呼ばれ、フォーカスの乱れであるため、プリンティングの品質を低下させる。第二に、フォーカス測定の精度は、書写により影響され、これは、プリントプロセスの間にロウからハイに切り替わるレーザパワーレベルにより反射が大きく影響されるためである。たとえば、ｚを計算するために使用される積分器５１，５２の結果は、これ以上正しくない。結果として、プリンティングプロセスは、フォーカス用のラーニングプロセスを可能にするために中止される。プリントプロセスを中止することで、プリント時間が増加され、このことは、ドライブ仕様に悪影響を及ぼす。本発明により、書写プロセスの間にフォーカスを制御することが可能になる。結果として、書写プロセスが増加され、実際には約５〜２０％だけ増加する。
【００４６】
特に、ラベル制御ユニット３３は、フォーカス励起信号を制御し、及び／又はラベルデータに依存して前記偏差を検出するために構成される。フォーカス励起信号は、色付いたドットが書写される必要がある場合に振幅において低減されるか、又は軌跡のセクションにおいて完全にディスエーブルにされるか、若しくは、ドットの品質への有害な影響を防止するために周波数において変化される。偏差の検出は、色付いたドットを有する軌跡の部分にブロックされるか、フォーカスエラーの結果が書写されたピクチャに依存するのを防止するため、色付いたドットのため反射された放射線における差を考慮することで補償又は補正される。様々な実施の形態が以下に与えられる。なお、特にフォーカスＤＣ成分が時間的に変化し、又は書き込みヘッドの半径方向の位置につれて変化することを実験が示しているので、上述されたフォーカスラーニングプロセスの後、メディアの書込みの間にフォーカスエラーの幾つかの測定結果は、良好に許容可能である。ＤＣ成分は、書写の間に幾つかの測定に基づいて容易に更新される。
【００４７】
実施の形態では、フォーカス励起信号の周波数は、書写プロセスに依存して適合される。なお、比較的低いウォブル周波数で、すなわち、いわゆる「固有」周波数よりも実質的に下回るフォーカスアクチュエータの周波数レンジ内であって、たとえば、固有周波数５０Ｈｚでのウォブル周波数２５Ｈｚで、アクチュエータは、“ｚ”の項である位相エラーなしに励起信号に密に追従する。高いウォブル周波数で、“ｚ”との直接的な関係は、これ以上存在せず、定量的な（指示）情報が得られる場合がある。定量的な測定値は、高いウォブル周波数で得られる結果を提供し、ｚへのダイレクトリンクは存在しない。定量的な測定値は、低いウォブル周波数で得られた結果を提供し、ｚへのダイレクトリンクが存在する。なお、定量的な測定値は、フォーカスの収束を緩やかにする。したがって、フォーカスシステムは、書写の前に低周波数をはじめに印加し、その後、書写の間の高周波を印加する。高い周波数により、サンプルは、軌跡の小さなセクションを必要として決定されるのを可能にする。さらに、ラベルの目に見える品質への有害な影響を低減する場合がある。
【００４８】
実施の形態では、ウォブルの振幅は、目に見える影響がプリントプロセスで生じないように小さくされる。実際に、許容可能なウォブルの振幅は、ドライブの設計の間、又はドライブ−ディスクの組み合わせの間に決定される。いずれのケースにおいても、小さなウォブルは、大きなフォーカスエラーが検出されるのを可能にせず、ＣＡにおける変化のレベルが非常に小さく、低い信号対雑音費となるので、通常は制限された精度となる。書写前のラーニングプロセスにおいて、大きなウォブル振幅は、大きなフォーカスエラーを補償するフィードフォワードフォーカス制御信号を設定するために使用される。書写の間、更なる制約はウォブル周期（周波数）に適用されず、たとえば、回転当たり８周期が可能である。
【００４９】
更なる実施の形態では、色付けされたドットが書き込まれたセクションでウォブルはディスエーブルにされる。結果として、プリントプロセスは、影響されない。色付けされたドットが存在するセクションにおいて、フォーカスを知るための情報が得られないという問題点を有する。これらのセクションのサイズを制限するため、ウォブル周期は小さく、たとえば、８の代わりに１回転内で１００ウォブルに作られる。回転当たり１００ウォブルの周波数で、位置とアクチュエータ電圧との位相及び振幅の関係は、ディスク回転速度の第一高調波（及びＤＣ）での位相と振幅の関係に等しくない。結果として、“ｚ”に関する定量的な情報が与えられない。代わりに、“ｚ”の方向のみが利用可能であり、したがって、定量的な測定値のみが取得される。なお、測定ポイント数は、書写されるべきラベルピクチャに依存する。
【００５０】
更なる実施の形態では、色付けされたドットが存在するセクションで検出がブロックされる。たとえば、積分の領域において色付いたドットの閾値の数を超えるドットが存在する場合、積分は計算されないか、又は止められる。セクションが（主として）色付けされていない場合に積分を計算するため、ゼロ（又は比較的低い数）に閾値が設定される場合がある。なお、特に比較的に低いウォブル周波数で、たとえばディスク回転速度の８倍で、回転あたりの測定数は小さい。３６０／１６°である実質的にブランクセクションが利用可能でない場合、単一の測定を実行することができる。したがって、ウォブル周波数が増加される場合があり、これは一般に、先に説明されたように低い精度で、より多くの測定ポイントにつながる。しかし、実際には、メディアの回転の多数の高調波を正確に含むフィードフォワード信号をはじめに決定した後、ゼロ次の高調波、すなわちＤＣ値は、書込みの間に補正する最も関連するパラメータであり、単一の測定は、ＤＣ値の新たな値を決定するために十分である。
【００５１】
更なる実施の形態では、フォーカスユニット３２及びラベル制御ユニット３３は、検出周期の中心に関して、対称的に位置される色付けされていないドットのペアに対応する周期のペアについて検出器信号を検出することで、検出器信号における前記偏差を検出するために構成される。フォーカス励起信号は、検出器周期の中心、すなわち周期的励起信号の側面のゼロクロス、に関して対称的である。したがって、ＣＡサンプルは、積分周期の中心の前後に「ミラーの位置関係で“mirror-wise”」にディスエーブルにされる。結果として、色付けされたドット及びそのミラーポジションのドットは、サンプリングされない。効果的に、これは、積分の結果が僅かに変更されたＣＡピークの重さの中心であることを意味する。色付けされたドットの量が小さい場合、積分の結果はなお非常に正確である。特に、プリンティングテキストのケースでは、全てのセクションに関する正確な測定を取得することが可能である。なお、良好な性能がテキストプリンティングの間に達成されるが、性能はピクチャに依存し、低いウォブル周波数が可能である、フォーカスエラーの定量的な情報が得られる（高速な収束につながる）。
【００５２】
更なる実施の形態では、フォーカスユニット３２は、書写の間及び放射線ビームに依存して、色付けされたドット及び色付けされていないドットについて検出器信号を整合するために可変利得ユニットを有する。たとえば、図４に示される回路における増幅器５７は、書写されるべきドットのタイプに基づいて制御入力を介して制御される可変利得を有する。ゲインは、レーザパワーに対応してスイッチされる場合があり、たとえば、色付けされたドットを形成するために高いレーザパワーが印加されるときに低い値にスイッチされ、色付けされていないドットの間、検出器のゲインは高い。実施の形態では、色付けされたドットを形成する速度が考慮され、ゲインは、書込みパルスが印加されるときに時間的なゲインプロファイルに沿って調節される。したがって、増幅されたＣＡ信号は、ドットタイプに実質的に独立にされ、ＣＡの振幅へのレーザパワーの影響が整合される。フォーカスエラー信号の生成は、色付けされたドット、色付けされていないドット又はその結合のプリンティングの間に連続的に進む。なお、ピクチャ（すなわちブランクセクションが必要とされない）又はウォブル周波数への制約が適用される。しかし、整合誤差がフォーカスエラーとなるので、色付けされたドットと色付けされていないドットのＣＡ信号に正確に整合するために注意が行われるべきである。
【００５３】
更なる実施の形態では、フォーカスユニット３２及びラベル制御ユニット３３は、先に機能を結合するために構成される。たとえば、小さなウォブル振幅は、画質の低下を防止するために使用され、ブランクセクションは、測定ポイントを計算するために使用される。（良好な定量的であるが低い収束の測定結果を有する）実際の実現では、高いウォブル周波数が適用される（たとえばディスク回転速度の１００倍）。代替的に、小さなウォブル振幅は、低いウォブル周波数と共に、画質の低下を防止するために使用され、有効な測定ポイントとして幾つかの色付けされたドットをもつセクションを可能にする。低いウォブル速度で、この実現は、良好な定量的な（高い収束性の）測定結果となる（典型的にディスク回転速度の８倍）。また、小さなウォブル振幅は、検出器信号ＣＡの整合との組み合わせにおける画質の低下を防止するために使用される。ウォブル周波数について制約はなく、測定は、一定かつ保証される数の測定結果を与える。
【００５４】
実施の形態では、ラベル制御手段３３は、ドットの隣接する軌跡において、フォーカス励起信号により生じるデフォーカスのためラベルの目に見える品質低下を低減するため、フォーカス励起信号の位相及び／又は周波数を制御するためフォーカスユニット３２を制御するために構成される。フォーカス励起信号の位相は、トレースからトレースへの規則的又はランダムなパターンで適合される。また、フォーカス励起信号の振幅及び／又は周波数は、トレースからトレースへのパターンで変化されるか、及び／又はトレース内で変化される。たとえば、ウォブルの幾つかの周期では振幅が高く、大部分の周期において、振幅は低いかゼロである。また、幾つかの角度的なポジションで、低いウォブル周期が適用され、大部分のセクションで、高いウォブル周波数が適用される。有害な作用の可視性を低減するための更なる組み合わせが容易に考えられる。
【００５５】
実質的に色付けされていないセクションでフォーカス励起信号をイネーブルにすることは、かかるセクションにおけるフォーカスエラーを計算することで結合される。かかるソリューションは、低いウォブル周波数が使用され、定量的な測定が高いウォブル周波数で得られるとき、画質に影響を与えず、定量的な測定ポイントを与えない。なお、ディスエーブリングは、先に記載されたようにペアを検出すること、又はＣＡ信号を整合することと組み合わせたとき、直接的な機能的な目的を有さないが、フォーカス励起信号の目に見える品質低下を減少するため、幾つかの（イレギュラーな）パターンで使用される。
【００５６】
全てのケースで、フォーカスエラーの一連の測定結果は、出力で得られる。大部分のケースで、有効なポイント数及び回転にわたる分散について保証がない。有効な測定結果の数は、０と２*fwobble/fdiscの間である。幾つかのケースでは、“ｚ”（低いウォブル周波数）の間でダイレクトリンクが存在し、幾つかのケースでは、このリンクは存在しない（高いウォブル周波数）。これらの特性に基づいて、幾つかのコントローラストラテジは、フォーカスユニット３２で実現される。これらストラテジは以下に記載される。
【００５７】
第一のコントローラストラテジは、定量的なフォーカスエラー測定及びそのＦＦＴに基づいてフォードフォワードブロックにおける高調波の振幅を更新することである。このケースでは、ポイント数は、フーリエ変換され、その結果は、フィードフォワードブロックにおける振幅に加算される。この方法は、低いウォブル周波数で適用される。更新されるべき高調波は、１回転での測定数により制限される。また、幾つかの測定が省略される場合、失われた値は、補間及び／又は先行する測定の古い値を使用することで置き換えられる。
【００５８】
第二のコントローラストラテジは、定量的な測定に基づいてフィードフォワードブロックの振幅を更新することである。原理的に、この方法は、先に記載された方法に等しく、最終的なソリューションに収束するため、より多くの繰り返しが必要とされる。さらに、不安定性を回避するため、注意が必要とされる。この方法は、（低周波数でも機能するが）高いウォブル周波数で適用される。更新されるべき高調波は、１回転内での測定数により制約される。
【００５９】
第三のコントローラストラテジは、ラーニングメモリ・フィードフォワードユニットで結合された公知のＰＩ（Ｄ）タイプ（proportional,  integrating  and  (optionally)  differentiating）のフォーカスサーボコントローラを使用する。この方法では、習得されたコントローラ出力を含むメモリが使用される。さらに、（ウォブル周期の半周期後に得られる）それぞれの測定結果は、その入力をゼロに制御（コントローラ設定ポイントはゼロ）するのを試みるＰＩ（Ｄ）コントローラに供給される。結合されるフォーカスＰＩ（Ｄ）及びメモリ出力は、フォーカスアクチュエータに供給される。メモリ入力は、この結合された信号から習得される。測定ポイントが利用可能でない場合、コントローラは、ホールドにされ、トラッキングは、メモリに基づく。
【００６０】
第四のコントローラストラテジは、フォーカスＰＩ（Ｄ）コントローラのみを使用し、すなわちメモリループがない。かかるコントローラは、有効な測定結果について所定の保証がある場合に使用することができ、これは、測定なしで、コントローラは、正しいフォーカス制御信号を計算することができないためである。したがって、このコントローラストラテジは、整合で結合された小さな振幅のウォブルのような、規則的な測定との組み合わせにおいて適用される。
【００６１】
最後の２つのケースにおいて、制御ループの帯域幅とアクチュエータの「固有」周波数との間の関係は、Ｄアクションが必要とされるかを判定する。一般に、低い帯域幅（典型的に５Ｈｚ）について、Ｄアクションが必要とされない。所定のウォブル周波数（測定の速度）は、所定の帯域幅を得るために必要とされる。
【００６２】
実施の形態では、フォーカス制御ユニットは、何時及びどのようにフォーカスが書込みの間に更新されるかを管理する。不十分なフォーカスの更新は、多数の色付けされたドットをプリントするためになされる場合、読み取りパワーのみを印加する間、任意に、メディアの異なる半径方向の一でブランクエリアにスポットを移動した後、プリントプロセスは停止され、ラーニングシステムは実行される。なお、これは、一定の数の測定がラベルピクチャに独立して利用可能であるときを除いて、先のオプションの大部分について関連する。
【００６３】
本発明はラベルレイヤを有する光ディスクを使用した実施の形態により主に説明されたが、本発明は、矩形の光カード、光磁気ディスク、又は放射線ビームを介してスキャンされる他のタイプのメディアのような、他の記録キャリアに適している。本明細書では、単語「有する“comprising”」は、列挙された以外のエレメント又はステップの存在を排除するものではなく、本発明は、ハードウェア及びソフトウェアの両者により実現され、幾つかの「手段“means”」又は「ユニット“unit”」は、ハードウェア又はソフトウェアの同一アイテムにより表される。さらに、本発明の範囲は、実施の形態に限定されず、本発明は、先に記載された新たな特徴又は特徴の組み合わせにある。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１ａはディスク状の記録キャリアを示す図であり、図１ｂは記録キャリアの断面図であり、図１ｃは記録キャリアのラベルを示す図である。
【図２】ラベル書写を有するスキャニング装置を示す図である。
【図３】重さの中心を検出するステップを示す図である。
【図４】検出器信号処理部分を示す図である。
【図１ａ】
2008511094.tif 000008
【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2008511094.tif 000014
2008511094.tif 000015