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発明の名称 ディスクアクセス装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−6521
公開日 平成7年(1995)1月10日
出願番号 特願平5−145089
出願日 平成5年(1993)6月16日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】武田 元敏
発明者 佐々木 克敏 / 権藤 浩之 / 末永 清幸 / 佐方 信吾
要約 目的
CLV(Constant Linear Velocity)方式における記録再生の線速度を検出し、それをもとに正確なトラック数を計算して、高速アクセス可能なディスクアクセス装置を実現する。

構成
光ディスク1を回転させるスピンドルモータ2と、スピンドルモータ2を制御するスピンドルモータコントローラ3と、光ヘッド4と、光ヘッド駆動装置5と、再生信号からセクタのアドレス情報を検出するアドレス検出器6と、トラック横断信号検出器7と、トラック横断信号カウンタ8を備え、シーク前の目標トラック位置とシーク後の到達トラック位置の誤差トラック数をもとに線速度を変化させ、最終的には誤差トラック数が0になるよう線速度を補正するような学習アルゴリズムを有するディスクアクセス装置。
特許請求の範囲
【請求項1】 記録媒体を回転させるスピンドルモータと、前記スピンドルモータを制御するスピンドルモータコントローラと、前記記録媒体上の信号を再生または前記記録媒体上に信号を記録するためのヘッドと、前記ヘッドを駆動させるためのヘッド駆動装置と、トラック横断信号を検出するためのトラック横断信号検出器と、トラック横断信号をカウントするためのトラック横断信号カウンタを有するディスクアクセス装置において、シーク前の目標トラック位置と、シーク後の到達トラック位置の誤差トラック数によって前記記録媒体の線速度を補正して最適な線速度を検出する機能を有することを特徴とするディスクアクセス装置。
【請求項2】 線速度の補正方法として、従来の線速度に誤差トラック数に比例する定数を加算または減算して新しい線速度を得る方法を用いることを特徴とする請求項1記載のディスクアクセス装置。
【請求項3】 線速度の補正を粗シークのときのみ行うことを特徴とする請求項1記載のディスクアクセス装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CLV方式のディスク装置(例えば、CD(compact disk),CD−ROM,光ディスク装置)のアクセス制御、特に記録再生の線速度の検出方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ディスク装置は、CDのような音楽用途やCD−ROMのようなコンピュータの大容量外部記憶装置として、近年、盛んに利用されている。光ディスク(メディア)の記録フォーマットとしては、大きくCLV(Constant LinearVelocity)方式と、CAV(Constant Angular Velocity)方式の2通りがある。これらの方式の他に、MCAVやMCLVなどの方式もある。これらの方式と特徴を図5に示す。CLV方式は記録再生するトラックの線速度がディスク上のどこでも一定になるようにする方式である。ディスクの回転数を光ヘッドの半径位置によって変化させるため、回路規模は複雑となるが、記憶容量は大きくとれる。これに対して、CAV方式はスピンドルモータの回転数を一定にする方式である。ディスクの回転数は常に一定であるため、回路構成はそれほど複雑にならないが、記憶容量は小さくなる。光ディスクの最小記録単位はセクタで、各セクタにはセクタ固有のアドレスが付けられている。CAV方式の場合、1周(1トラック)当たりのセクタ数は一定であるので、通常はトラックのアドレス(トラック番号)とトラック上のセクタアドレス(セクタ番号)が記録されている。CAV方式の場合は、1周(1トラック)当たりのセクタ数は一定でなく、外周部ほど多くなっていく。このため、セクタのアドレスとして、最内周のセクタからの連続アドレスがセクタ番号として記録されている。CDの場合は、最内周からの演奏時間が記録されている。
【0003】光ヘッドをあるセクタへ移動(シーク)する場合のアルゴリズムを図6に示す。光ヘッドが位置する現在のセクタアドレスと目標のセクタアドレスの差を計算してシークトラック数を計算する(S20,S21,S22)。そのシークトラック数だけシークした後、到達したセクタのアドレスを読み取り、目的のセクタに到達したかどうかを判断する(S23)。もし、目的のセクタに到達していなかった場合には、再度、シークトラック数を計算してシークを繰り返す(S24,S25,S22)。この動作を目的セクタに到達するまで繰り返す。CAV方式の場合は、トラック当たりのセクタ数が一定で、トラック番号も各セクタに記録されているので、移動トラック数を計算するのは容易である。これに対して、CLV方式の場合は、セクタ当たりのセクタ数がメディア上の位置によって異なる。また、記録再生の線速度もCDの場合、1.2〜1.4m/secのように幅があり、メディアにより線速度は異なる。また、その記録再生の線速度はメディアには記録されていない。このため、セクタ番号をトラック番号に変換する過程で計算誤差が生じてしまう。したがって、シークのリトライを数多く行わなければならず、目的のアドレスに到達するまで非常に時間がかかってしまう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】CLV方式の代表的なメディアとしてはCDがある。CDの用途は、従来は主に音楽用であり、シーク時間はそれほど問題となっていなかった。しかし、近年ではCDの拡張としてCD−ROMなどのコンピュータの外部記憶装置としての使用が増加しており、高速アクセス性も要求されてきている。したがって、CLV方式のディスク装置を使用する場合、目的のアドレスに到達するまでに時間を要するという問題がある。本発明は上記の問題点を解決するもので、CLV方式における記録再生の線速度を検出して正確なトラック数を計算して、高速アクセスが可能なディスクアクセス装置を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明のディスクアクセス装置は、記録媒体を回転させるためのスピンドルモータと、前記スピンドルモータを制御するスピンドルモータコントローラと、前記記録媒体上のタックを走査するための光ヘッドと、前記光ヘッドを駆動するためのヘッド駆動装置と、再生信号からセクタのアドレス情報を検出するためのアドレス検出器と、前記光ヘッドがトラックを横断する場合に発生するトラック横断信号を検出するためのトラック横断信号検出器と、前記トラック横断信号をカウントするためのトラック横断信号カウンタを備え、シーク前の目標トラック位置と、シーク後の到達トラック位置の誤差トラック数をもとに線速度を補正して、最終的には誤差トラック数が0になるように線速度を変化させるような学習アルゴリズムを有する構成とする。
【0006】
【作用】この構成によって、メディアに固有の記録再生時の線速度を正確に検出することができる。このことによりシークトラック数の正確な計算が可能となり、シークのリトライ回数を減少することができ、目標のトラックに到達するまでのアクセス時間を短縮することができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施例におけるディスクアクセス装置の構成図を示す。図1において、1は光ディスク(メディア)、2はスピンドルモータ、3はスピンドルモータコントローラ、4は光ヘッド、5は光ヘッド駆動装置、6はアドレス検出器、7はトラック横断信号検出器、8はトラック横断信号カウンタ、9はコントローラである。
【0008】図2は本発明の一実施例におけるメディア上のシークを示す図である。図2(a)に示すように、メディア上においてA点(現在位置)からB点(目標位置)にシークする場合を考えてみる。メディア上には、図2(b)に示すようにトラックが構成されており、トラック上を光スポットが横断するときに図2(c)のようなトラック横断信号を得る。この信号を2値化して(図2(d))、そのパルスをカウントすることにより、実際に横断したトラック数をカウントすることができる。メディア上のトラックは渦巻状に記録されており、記録再生の最小単位はセクタである。各セクタにはアドレスが割り振られ、予め記録されている。CLV方式の場合は、通常、セクタアドレスとして最内周からのセクタ番号(昇順の番号)が割り振られて、予め記録されている。このため、シークトラック数を計算するために、セクタ番号をトラック番号に変換する必要がある。CDの場合、セクタ番号は時間で記録されている。この場合のセクタ番号(時間)をトラック番号に変換する式が(数1)で与えられる。
【0009】
【数1】

【0010】ここで、ρはトラックピッチ、Vは記録再生時の線速度、Sはセクタ番号、Rは最内周の半径である。また、セクタS1からセクタS2(S2>S1とする)にシークする場合のシークとラック数Δtは、(数2)となる。
【0011】
【数2】

【0012】線速度はCDの場合、1.2〜1.4m/secの範囲で記録することが規定されているが、その線速度はメディアには記録されていない。線速度が正確でないと、(数1)および(数2)の値そのものが不正確となるので、目標のセクタに到達するまで何度もシークのリトライを行わなければならない。
【0013】本発明のディスク装置では、実際にシークを行ったシークトラック数とシーク後のセクタ番号からシークの誤差トラック数を計算して、その誤差トラック数を評価関数に入力して線速度を補正していく。この場合のシークアルゴリズムを図3に示す。図3をもとに、本発明のシークアルゴリズムを説明する。まず、現在、光ヘッドが位置しているセクタのアドレスをリードして、そのセクタ番号を(数1)を用いてトラック番号に変換する(S1)。このときの線速度としては、初期値として適当な値を与えておく。次に、目標セクタ番号を(数1)を用いてトラック番号に変換する(S2)。このときの線速度としても、初期値として与えた線速度を用いる。現在のトラック番号と目標のトラック番号から、シークトラック数とシーク方向を設定する(S3)。シークトラック数が0の場合(S4のYES)は、目標トラック数に到達しているので、シークを終了する(S9)。もし、シークトラック数が0でない場合(S4のNO)には、シークを実行する(S5)。シークを実行した後、シーク後のヘッドの位置を確認するために、現在アドレスをリードする。アドレスをリードした後、セクタ番号をトラック番号に変換する(S6)。このときの線速度としても初期値を用いる。線速度が適当な値のため、目標トラック番号とシーク後のトラック番号は異なり、誤差を生じる。この誤差トラック数を減少させるように評価関数に基づき、線速度を変化させる(S7)。
【0014】評価関数としては、例えば、次に示すようなものを用いる。シーク後のトラック番号がシーク前の目標到達トラック番号よりも大きかった場合、線速度を減少させる。また、シーク後のトラック番号がシーク前の目標到達トラック番号よりも小さかった場合、線速度を増加させる。増加または減少させる場合、その変化ΔVは、(数3)のように誤差トラック数に比例させる。
【0015】
【数3】

【0016】ここで、右辺の誤差トラックの最大値と線速度の誤差の最大値は、予め計算しておく。また、線速度をゆるやかに収束させるため、(数4)のようにΔVに定数k(k<1)を乗じた値を、以前の線速度に加算または減算することも可能である。
【0017】
【数4】V(新) = V(旧) ± k・ΔV補正した線速度(数4の左辺)は、初期値よりも実際の線速度に近い値になっている。この補正した線速度を用いて目標トラック番号と現在トラック番号を(数1)を用いて再度計算して(S8)、シークトラック数を設定する。このシークトラック数に基づいて、シークのリトライ(密シーク)を実行する。この補正動作は、シークを実行するごとに行ってもよいし、ヘッドを大きく移動させる粗シークのときのみ実行してもよい。この動作を繰り返すと、線速度は、図4のように光ディスクの記録再生線速度に収束していく。また、補正前後の線速度の差が一定のしきい値以下になった場合、メディアの線速度に収束したとみなして以降の補正動作を停止するようなアルゴリズムを付加することも可能である。以上のように本発明を用いれば、シークを繰り返すごとに線速度がメディアの記録再生線速度に収束していく。最終的には、計算上の誤差トラックが0となり、1回のシークで目標のトラックに到達することができるようになり、アクセス時間の短縮が可能となる。
【0018】
【発明の効果】これらの構成によって、メディアに固有の記録再生時の線速度を正確に検出することが可能となる。このことにより、シークのリトライ回数を減少することが可能となり、目標のトラックに到達するまでのアクセス時間を短縮することができるという効果を有する。




 

 


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