图像描绘方法、程序及图像描绘系统 【技术领域】
本发明涉及对光盘进行与原来的数据记录不同的、设计性高的(有全息视觉效果的)图像描绘用的技术。
背景技术
已能提供一种能对CD-R(Compact Disc-Recordable)等光盘进行与原来的数据记录(音乐数据的记录等)不同地形成可视图像的光盘记录装置。这种光盘记录装置将激光照射在未进行数据记录的未记录区上，通过是未记录区的一部分进行热变色，作为可视图像形成文字或图案。
近年来，为了形成设计性更高的可视图像，设计出了能在光盘上形成全息照相的光盘记录装置(例如，参照专利文献1)。
[专利文献1]
特开平10-011804号公报
可是，形成全息照相用的记录数据很庞大，存在数据作成中需要花费很多运算时间的问题。
本发明就是考虑了以上的问题而进行的，目的在于提供一种能在光盘上简便地形成设计性高地可视图像的图像描绘方法、程序及图像描绘系统。
【发明内容】
(解决课题的手段)
为了解决上述课题，本发明的图像描绘方法是一种使用通过激光照射而在光盘上形成光学明暗变质部的光盘记录装置，在上述光盘上进行图像描绘的方法，其特征在于有：预先存储表示对应于上述光学明暗变质部的形成间隔，应照射该光盘的激光的照射间隔及照射强度的激光信息的存储过程；以及如果与上述光学明暗变质部的形成间隔的指定的同时进行图像描绘的指示，则控制激光，以便达到对应于指定的形成间隔的上述激光信息所表示的激光的照射间隔及照射强度的控制过程。
如果采用这样的图像描绘方法，则通过用光盘记录装置将激光照射在光盘上，在光盘上以一定间隔形成光学明暗变质部。因此，交替地呈现反射率大的部分和小的部分，在光盘上形成衍射光栅。而且，由于形成了衍射光栅的区域能在由光学明暗变质部的形成间隔(光栅之间的距离)决定的方向(观察角度)上被识别，所以能实现在光盘的一部分上通过形成衍射光栅进行的图像描绘。
这里，所谓光学明暗变质部，在压制盘中指压纹坑，在能记录的盘中指表示坑效果的痕迹。特别是在色素层的情况下指色素变成痕迹而言，在相变层的情况下指非晶形痕迹而言，在光磁层的情况下指磁变化痕迹而言。但是，在以下的说明中，为了说明的方便，代表性地将它们表现为坑。
另外，进行多个图像描绘时，也可以控制激光，以便达到对应于对每个描绘的图像指定的形成间隔的上述激光信息所表示的激光的照射间隔及照射强度。因此，能使能识别的方向随着所描绘的图像的不同而不同。
另外，本发明的图像描绘方法是一种使用通过激光照射而在光盘上形成坑的光盘记录装置，在上述光盘上进行图像描绘的方法，其特征在于有：预先存储为了使上述坑的形成长度呈阶段性地变化，而指定应照射该光盘的激光的照射时序及照射强度的激光信息的过程；以及如果指示进行图像描绘，则根据对应于所指定的形成间隔的上述激光信息，控制激光照射的过程。
如果采用这样的图像描绘方法，则由于用光盘记录装置将激光照射在光盘上，所以在光盘上能使坑长度呈阶段性地变化形成。因此，在某一方向上能明显地识别一定波长的光，具有彩色效果。因此，通过在光盘的一部分上反复形成上述这样的坑，能实现有彩色效果的图像描绘。
这里，以等间隔形成坑的方向，在将光盘的中心作为原点的极坐标中考虑的情况下，不限于θ方向(所谓的磁道方向)，也可以是r方向。另外，也可以对θ方向或r方向两者中的任意一者，使坑的大小呈阶段性地变化，反复形成，具有独自的彩色效果。
【附图说明】
图1是表示本发明的实施方式的光盘200的侧剖面图、以及在光盘200上形成了坑202P的状态的图。
图2是表示在光盘200上进行了图像描绘的状态的图。
图3是说明本发明的原理用的图。
图4是说明由坑202P形成的衍射光栅的图形用的图。
图5是本发明的实施方式的光盘记录装置100的结构图。
图6是表示本发明的实施方式中采用的坐标系的图。
图7是说明图像数据的内容用的图。
图8是说明衍射光栅图形用的图。
图9是表示策略信号的内容的图。
图10是表示控制部16的控制内容的流程图。
图11是说明本发明的具体效果用的图。
图12是说明本发明的具体效果用的图。
符号说明：
10-光拾波器；11-主轴电动机；12-RF放大器；13-伺服电路；14-地址检测电路；15-译码器；16-控制部；17-编码器；18-策略电路；19-激光驱动器；20-激光功率控制电路(LPC)；28-帧存储器；29-缓冲存储器；100-光盘记录装置；110-主PC；200-光盘；201-基板保护层；202-记录层；202G-槽；202P-坑；203-反射层；204-保护层。
【具体实施方式】
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
本实施方式是关于光盘记录装置的实施方式，作为光盘设想CD-R盘，如上所述，该光盘记录装置能简便地进行设计性高的图像描绘。首先，在说明了光盘(CD-R盘)的内容后，再谈怎样进行图像描绘。
(光盘的结构)
图1(a)是光盘(CD-R盘)200的剖面图。如图1(a)所示，光盘200采取将基板保护层201、记录层202、反射层203、保护层204各层层叠起来的结构。另外，图1(a)是说明用的图，各层的尺寸比等与该图所示的不同。
这些层中，在记录层202上形成螺旋状的槽(导向槽)202G，在光盘200上进行通常的数据记录时，沿槽202G进行激光的照射(开槽记录)。而且，如果通过激光的照射而施加了一定以上的热量，则在槽202G上形成对应于记录数据长度的坑202P，由此进行数据记录。另外，实际的槽202G缓和地形成弯曲，通过解调该弯曲信号，能获得盘位置信息(地址信息)。但是，由于与本发明的内容没有直接关系，所以在以下的说明中不考虑槽202G的弯曲。
图1(b)是表示沿槽202G照射激光的结果，在槽202G上形成坑202P的状态的图。各个坑202P的长度对应于记录数据的长度，各个坑的长度零乱(数十微米至数百微米左右)。很难设想相邻的槽202G上的坑202P的形成位置一致。
使数据再生时，沿槽202G照射再生用的低强度的激光。这里，将被坑202P和坑202P夹在中间的部分定义为坑间平面202L，坑202P和坑间平面202L的反射率不同。因此，如果检测沿槽202G照射激光时获得的反射光强度的变化，则能检测对应于数据长度的坑202P的长度，由此进行数据的再生处理。
(本发明的原理)
如果以一定的周期反复形成长度相同的坑202P，则会交替地形成反射率不同的部分，因此，本发明者考虑了在记录层202上是否能形成衍射光栅。而且，如果从某一角度看形成了衍射光栅的盘200，则能识别形成了衍射光栅的区域，所以着眼于是否能获得全息照相的观看效果。而且，关于这些着眼点，通过实验进行了认证。
图2(a)～(c)是表示在光盘200(记录层202)上由坑202P形成的衍射光栅，并进行了图像描绘的状态的例图。
图2(a)是光盘200的总体图。图2(b)是将图2(a)中的区域41放大了的图。另外，图2(c)是将图2(b)中的区域42再放大了的图。在图2(c)中，为了明确地与数据记录(图1(b))进行对比，上下颠倒地进行了图示。
图2(a)～(c)是表示在光盘200(记录层202)上描绘了字母“A”的例图。如图2(c)所示，长度相同的坑202P以一定的间隔形成字母“A”的轮廓部分。因此，形成衍射光栅。构成衍射光栅的坑202P的长度为数个波长程度的长度，比进行数据记录时的坑长度短。如图2(c)所示，在相邻的槽202G上形成的坑202P的形成位置一致，呈栅格状排列得整整齐齐。
其次，说明观看这样形成了衍射光栅的光盘200时，怎样才能具有全息照相的观看效果。
图3是表示作为剖面图示出了在记录层202的槽202G上形成了两个坑202P-1、202P-2的情况的图。两个坑202P-1、202P-2这样形成：其中心位置之间的间隔为D(以下，将它称为栅格间距离d)。夹在两个坑202P-1、202P-2之间的部分位于坑间平面202L上。
在图3中，使可见光(400～700nm的光)沿垂直于记录层202的面的方向入射。这里，只考虑被坑202P-1和202P-2反射的光，设想能忽视被坑间平面202L反射的光。
入射到坑202P-1、202P-2上的光分别被反射，坑202P-1的反射光和坑202P-2的反射光发生干涉，互相增强或减弱。
这里，将观测者(用户)观看光盘200的方向和垂直于光盘200的面的方向构成的角度θ定义为观测角度(参照图3)。假设入射到光盘200(记录层202)上的可见光的波长为λ，则由坑202P-1、202P-2分别反射的光的光程差Q由下式(1)给出。
Q＝dsinθ …式(1)
该光程差Q为可见光波长λ的整数倍、即在等于λ、2λ、3λ、…的观测角度θ内，两束反射光增强，另一方面，光程差P在等于半波长λ/2、3λ/2、5λ/2、…的观测角度θ内，两束反射光减弱。
由于以上原因，在观测角度θ满足下式(2)的情况下，两束反射光增强，观测者能识别反射光。
P1＝dsinθ1＝mλ(m是自然数) …式(2)
如果考虑m＝1，则θ1＝arcsin(λ/d)
另一方面，在观测角度θ2满足下式(3)的情况下，两束反射光减弱，观测者不能识别(或难以识别)反射光。
Q2＝dsinθ2＝(m-1/2)λ(m是自然数) …式(3)
如果考虑m＝1，则θ2＝arcsin(λ/2d)
在图3中，虽然将两个坑202P-1、202P-2的中点和观测点的方向构成的角度作为观测角度θ，但两个坑之间的距离为数微米，与其相对应，观测距离为数十cm，距离相差约一万倍。因此，来自两个坑202P-1、202P-2的反射光近似于平行光，没有妨碍。
结果，坑202P-1、202P-2的反射光在观测角度为θ1的方向上光程差为λ，互相增强，所以观测者能识别它。另一方面，在观测角度为θ2的方向上光程差为λ/2，互相减弱，所以观测者不能识别它，有全息照相的视觉效果。
这里，观测角度θ的值由入射光的波长λ及栅格间距离d的值决定。因此，如图4所示，通过改变栅格间距离d本身，能调整观测者所能识别的光的波长及观测角度θ。换句话说，能调整所能识别的光的波长，相当于能调整所能识别的颜色。
(光盘记录装置的结构)
其次，说明能形成由这样的坑202P构成的衍射光栅的光盘记录装置100。
图5是本实施方式的光盘记录装置100的结构图。
其中，控制部16根据存储器(图中未示出)中预先存储的程序，统一控制装置各部。而且，在光盘200上进行数据记录或图像描绘。
主轴电动机11是旋转驱动光盘(CD-R盘)200用的电动机。在本实施方式中，设想以一定的角速度(CAV：Constant AngularVelocity)旋转驱动光盘200。
光拾波器10是将激光二极管、透镜或反射镜等光学系统、以及返回光的受光元件作成一体的单元。
在对光盘200进行数据记录或记录的数据的再生的情况下，光拾波器10将激光照射在光盘200上，接受这时的返回光。光拾波器10将作为受光信号的进行了EFM(Eight to Fourteen Modulation)调制的RF信号输出给RF放大器12。
另外光拾波器10有监视二极管，照射了激光时，如果电流流过监视二极管，则将对应于该电流量的信号供给激光功率控制电路20。
进行数据记录或图像描绘时，RF放大器12将把激光照射在光盘200上获得的反射光的信号输出给伺服电路13、地址检测电路14等。另外，进行所记录的数据的再生时，将从光拾波器10供给的进行了EFM调制的RF信号放大，将放大后的RF信号输出给伺服电路13、译码器15等。
进行所记录的数据的再生时，译码器15对从RF放大器12供给的进行了EFM调制的RF信号进行EFM解调，生成再生数据。
进行数据记录或图像描绘时，地址检测电路14从RF放大器12供给的信号中抽出颤动信号分量，对颤动信号中包含的地址信息(盘的位置信息)进行解调，输出给控制部16。
伺服电路13进行主轴电动机11的旋转控制、光拾波器10的聚焦控制、跟踪控制等。
激光功率控制电路20是控制从光拾波器10的激光二极管照射的激光功率用的电路。激光功率控制电路20根据表示从光拾波器10的监视二极管供给的电流值、以及从控制部16供给的最佳激光功率的目标值的信息，控制为了在光盘200上形成坑202P而从光拾波器10照射最佳的激光功率的激光的激光驱动器19。
缓冲存储器29以FIFO(先进先出)形式存储数据记录时从主机110供给的数据、即应记录在光盘200上的数据(记录数据)。编码器17对从缓冲存储器29读出的记录数据进行EFM调制，输出给策略电路18。策略电路18对从编码器17供给的EFM信号进行时间轴修正处理，输出给激光驱动器19。
激光驱动器19根据对应于从策略电路18供给的记录数据调制的信号、以及激光功率控制电路20的控制，驱动光拾波器10的激光二极管。
图6是表示本实施方式中为了进行图像描绘而采用的坐标系的图。如图6所示，将位于盘内周的槽202G的开始地点作为基准点(1行1列)，从基准点开始向盘外周依次为1行、2行、3行、……。另一方面，从基准点(1行1列)开始，对应于其他辐射线，沿顺时针方向依次为1列、2列、3列、……。
如图7所示，在帧存储器28中分别存储对应于行和列的数据。各个数据是对应于上述坐标系中的一个坐标、即光盘200上的一个区域的数据，相当于指定在该区域中形成的衍射光栅的图形的数据。在图7中，在表示“A”的坐标位置形成图形A的衍射光栅，在表示“B”的坐标位置形成图形B的衍射光栅。另外在表示“O”的坐标位置什么衍射光栅也不形成。
在本实施方式中，如图8所示，预先决定在光盘200上形成的衍射光栅的图形。衍射光栅的图形由构成衍射光栅的形成坑202P的间隔(栅格间距离)d及坑202P的长度、以及各自的变化量(Δ和δ)特定。另外变化量Δ和δ是对坑202P的长度进行微调整用的参数，通过进行记录实验等来预先决定。变化量Δ和δ的值也可以是零。
而且，为了形成各个衍射光栅，通过实验等预先求出从光拾波器10应照射光盘200(记录层202)的激光的照射间隔及照射强度的信息(将它称为激光信息)。该激光信息作为与衍射光栅的图形对应的表(参照图8)被存储在控制部16的存储器内。另外，该表也可以存储在主PC110内。
另外在本实施方式中，如图7所示，将10列×10行作为一个单元，在该区域内，形成相同的衍射光栅图形，构成了数据。这是因为考虑到在人能识别的最低限度的区域中，形成相同图形的衍射光栅，能可靠地进行图像识别(全息照相识别)。10列×10行只不过是一例，也可以将除此以外的区域作为一个单位。
蓄积在帧存储器28中的数据由控制部16一个一个地读出。然后对应于被读出的数据的激光信息被供给策略电路18。在策略电路18中，生成对应于由每一坐标的激光信息指定的激光的照射间隔及照射强度的策略信号，输出给激光驱动器19。激光驱动器19根据所供给的策略信号，驱动光拾波器10的激光二极管。
这里，说明从策略电路18输出的策略信号。
图9是表示在控制部16的控制下，从策略电路18输出的策略信号的内容的图。横轴对应于时间轴，纵轴对应于照射激光的强度。根据策略信号的形状(脉冲宽度或脉冲间隔)，控制从光拾波器10供给光盘200的激光的内容。
在图13中，一并对应地记载了策略信号内容和在光盘200上所形成的坑202P的内容。在图13中，虽然对应地记载了策略信号的脉冲宽度、以及所形成的坑202P的长度，但实际上，考虑到由激光照射引起的热传导的影响等，规定对策略信号进行时间修正。
(描绘图像时的工作)
其次，说明描绘图像时、即在光盘200上形成由衍射光栅产生的全息照相时具体的工作内容。
图10是表示进行图像描绘时控制部16的控制内容的流程图。
作为图像描绘的准备阶段，用户将光盘200安装到光盘记录装置100中，同时操作主PC110，指定作为全息照相描绘的图像的内容(文字、图案等)和全息照相的形成位置(光盘200的位置)。然后，对作为全息照相欲形成的每个图像，指定用哪个衍射光栅图形进行描绘。换句话说，指定作为图像描绘形成的坑202P的形成间隔(栅格间距离)D。
如果由用户指定图像的描绘开始(步骤Sa21)，控制部16便控制装置各部，在光盘200上如下进行图像的描绘。
如果从主PC110供给用户的指定图像的图像数据，则控制部16将其依次存储在对应于全息照相形成位置的帧存储器28中(步骤Sa22)。这时，控制部16将表示用户指定的衍射光栅图形的信息存储在对应的坐标位置(参照图7)。
此后，控制部16控制装置各部，从帧存储器28对每一坐标读出数据，将对应的激光信息(参照图8)供给策略电路18(步骤Sa23)。在策略电路18中，生成成为由激光信息指定的激光的照射间隔、照射强度的策略信号，输出给激光驱动器19。于是，激光被照射在光盘200(记录层202)上，形成坑202P，以便成为用户指定的衍射光栅图形(步骤Sa24)。
另外，上述的工作虽然设想用户对一个图像指定一个衍射光栅图形的情况，但描绘多个图像时，也能对每个图像指定衍射光栅图形。在此情况下，由控制部16对所描绘的每个图像进行上述控制。
(具体例)
举出几个如上所述形成衍射光栅，进行图像描绘的具体例加以说明。
(1)立体照相
在到此为止的说明中，将观测者的观测角度θ作为一个值使用，但实际上，观测者用右眼或左眼时，观测角度有微小差异。即，假设右眼的观测角度为θR，左眼的观测角度为θL，观测角度θR和θL的值有微小差异。根据该性质，预先分别准备形成右眼用的衍射光栅图形用的激光信息、以及形成左眼用的衍射光栅图形用的激光信息，如果在光盘200的同一区域内交替地形成衍射光栅，则能具有3D(3dimension)视觉效果。
具体地说，如图11(a)所示，将光盘200(记录层202)的区域分成交替地表示右眼用的区域和左眼用的区域。各个区域的大小是任意的，例如划分成数个波长至数百微米程度的四方形即可。最好划分成数十微米至200微米的区域。而且，在右眼用的区域中形成能用观测角度θR观测的衍射光栅图形，在左眼用的区域中形成能用观测角度θL观测的衍射光栅图形。如果用两眼观看这样形成的衍射光栅，则该衍射光栅的形成区域(图像)具有立体感，能具有所谓的3D视觉效果。
(2)在同一位置形成图案和文字
如图11(b)所示，将光盘200(记录层202)的区域分成形成图案用的区域、以及形成文字用的区域。而且，在图案形成用的区域中，用某一栅格间距离为d1的衍射光栅图形进行描绘，另一方面，在文字形成用的区域中，用另一栅格间距离为d2的衍射光栅图形进行描绘。
这样，由于用不同的栅格间距离d分别进行图像描绘，所以如果使光盘200慢慢地倾斜，则在某一观测角度内能识别图案，在某一观测角度内能识别文字，能具有特别的视觉效果。
(3)闪烁
关于某一图案，也可以交替地形成正转图像的衍射光栅和反转图像的衍射光栅。在该情况下，如果使光盘200慢慢地倾斜，则在某一观测角度内能识别正转图像，在某一观测角度内能识别反转图像，能具有这样的特别的视觉效果。
(4)移动
也可以在光盘200的不同区域中形成多个相同的图案。
图11(c)表示在三个不同的位置(位置I、位置II、位置III)描绘了音符的情况。如果用栅格间距离d不同的衍射光栅图形描绘各个文字，则能识别的观测角度θ分别不同。
因此，如果使光盘200慢慢地倾斜，则在位置I能用某一观测角度θ1识别的音符此后能用另一观测角度θ2，在位置II被识别到。再用另一观测角度θ3，在位置III被识别到，具有如同音符的位置移动这样的特别识别效果。
(5)着色
在图12所示的图形、即在盘的半径方向和槽202G方向上，也可以使坑202P的长度呈阶段性地变化形成，生成衍射光栅即可。如果将可见光(400～700nm的光)照射在反复形成了这样的衍射光栅的图形的光盘200上，则已知随着观看的角度的不同，能被识别的反射光的波长也不同。能被识别的反射光的波长不同，无非是随着观看的角度的不同能被识别的颜色发生变化。
因此，如果在光盘200上形成图12所示的衍射光栅图形，进行文字或图案的描绘，则在使光盘200慢慢地倾斜的情况下，在某一观察角度中利用特定波长的反射光(例如红色光)识别文字或图案，在另一观察角度中利用另一波长的反射光(例如蓝色光)识别文字或图案。这样，具有随着进行观察的角度的不同，颜色发生变化这样的特别的彩色效果。
如上所述，如果采用本实施方式的光盘记录装置100，则用预先准备的衍射光栅图形，能简便地进行具有全息照相的视觉效果的图像形成。
(变形例)
以上所述的各实施方式只不过是说明本发明的内容用的例子，能进行任意的变形。以下给出几个变形例。
(变形例1)
在上述的各实施方式中，虽然说明了沿光盘200上的磁道方向(θ方向)有全息照相效果的图像形成方法，但也可以沿半径方向(r方向)形成。在此情况下，虽然随着磁道间距的值的不同，可见图像形成的自由度降低，但可以象考虑磁道间距那样来考虑坑形成的办法。
(变形例2)
在上述的各实施方式中，虽然从作为外部装置的主PC110向光盘记录装置100供给图像数据，但也可以将图像数据预先存储在光盘记录装置100内的存储器(图中未示出)中。在将能进行描绘的图像限定于文字或数字等字符的情况下，由于图像数据的总量少，所以如果预先存储在光盘记录装置100中，则作为装置单体，能形成由衍射光栅产生的全息照相。
(变形例3)
每当进行音乐数据等的数据记录时，用户不需要进行任何指示，就能使关于记录的日期和时刻的时间印记信息自动地形成图像。关于时间印记信息的图像数据也可以从外部装置(主PC110)供给光盘记录装置100。
(变形例4)
目前的情况是，由不同的厂商制造提供光盘200，每个厂商中记录层202(槽202G)的特性不同。例如，如果记录层202的热吸收率不同，则为了形成衍射光栅所应照射的激光的强度不同。考虑到这些方面，最好预先对多个厂商的光盘200进行形成衍射光栅用的实验，求出激光的照射强度的最佳值。
在此情况下，如果对应地附加识别光盘200用的信息(盘ID信息)，存储激光的最佳照射强度，则能读取被安装的光盘200的盘ID信息，将最佳的激光照射在该光盘200上。
(发明效果)
如上所述，如果采用本发明的光盘记录装置，则能对光盘简便地进行设计性高的(有全息照相视觉效果的)图像描绘。