JPH0729299A

JPH0729299A - ディスク装置

Info

Publication number: JPH0729299A
Application number: JP5176711A
Authority: JP
Inventors: Shingo Sakata; 信吾佐方; Hiroyuki Gondo; 浩之権藤; Kiyoyuki Suenaga; 清幸末永; Taizo Kusano; 泰三草野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-07-16
Filing date: 1993-07-16
Publication date: 1995-01-31

Abstract

(57)【要約】【目的】線速度一定でデータが再生・記録されるよう
に構成されたディスクを再生または記録するディスク装
置において、高速アクセス，低消費電力を可能とする。【構成】切り換え指令器18は線速度一定で記録された
光ディスク１を複数のブロックに分割して、再生するブ
ロックに応じて指令値を出力する。ブロック内では回転
数が再生位置に応じて連続的に変化するように同期クロ
ック生成器９とディスク回転制御器16が制御することで
線速度一定に回転する。また、あるブロックから別のブ
ロックへ再生位置が変わる場合には、前記指令値により
分周器19，20，21の分周数を同じ割合で変化させ、最大
時間幅検出器の基準クロックの周波数と同期クロック生
成器の中心周波数とフレーム同期検出器に使用される基
準クロックの周波数を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コントローラ等に接続
し、データの記録・再生を行うディスク装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】データの記憶媒体として、磁気ディス
ク，光ディスクは使用されており、特に光ディスクは記
憶密度が高く、大容量記録が可能な媒体として各方面へ
の応用と高性能化への開発が活発に行われている。近
年、マルチメディアの中心的存在としてコンピュータ用
のデータ再生装置としてＣＤ−ＲＯＭ(コンパクトディ
スク−読取専用メモリ)ドライブ装置が注目を浴びてい
る。ＣＤ−ＲＯＭは、音楽再生用のコンパクトディスク
(ＣＤ)を読み出し専用のメモリとして応用したものであ
り、ＣＤと同様に線速度一定でデータの再生・記録を行
うことにより、直径12cmのディスクで600MB程度の記憶
容量を持つ大容量の記憶媒体となっている。また、再生
専用だけでなく追記型のＣＤ−ＷＯや何度も書き換え可
能なＣＤ−Ｒなどもある。

【０００３】以下ではＣＤ−ＲＯＭドライブ装置を例と
して、従来の線速度一定でデータの再生を行うディスク
装置について説明する。図４は従来のディスク装置の構
成を示すものであり、以下その動作について説明する。
図４は従来のディスク装置の構成図であり、光ディスク
１に記録されたデータ列は光ピックアップ２で読み取
り、サーボ制御器３は光ピックアップ２を光ディスク１
の面振れと偏心に追従させる。そして再生信号検出器４
により信号検出され２値化される。最大時間幅検出器５
は再生信号のビットパターンの最大の時間幅を検出し
て、その最大時間幅(ＣＤ−ＲＯＭでは11チャネルクロ
ック長)を基準発振器６からの出力でカウントし、この
最大時間幅が再生時の線速度に対応するため、基準とな
るカウント数と最大時間幅のカウント数を比較して、最
大時間幅が短い場合にはスピンドルモータ７の回転数が
速くなるように、また長い場合にはスピンドルモータ７
の回転数が遅くなるように回転制御信号を出力する。そ
して、スピンドル駆動器８は前記回転制御信号によりス
ピンドルモータ７を駆動する。このようにして再生信号
の同期クロックを生成する同期クロック生成器９はＰＬ
Ｌ(フェーズドロックドループ)で構成され、その引き込
み範囲内までスピンドルモータ７の回転数をラフに制御
する。そして、例えば同期クロック生成器９は、前記２
値化された再生信号と電圧制御発振器(以下、ＶＣＯと
呼ぶ)10からの出力の位相とを比較し位相差信号を出力
する位相比較器11と、その位相差信号の高域のノイズを
除去しＰＬＬの応答特性を決めるループフィルタ12と、
ループフィルタ12からの出力電圧により出力クロックの
発振周波数を変化させるＶＣＯ10とから構成され、再生
用の同期クロックを生成する。以上のようにして、ラフ
な回転制御により同期クロック生成器９がロックし、再
生信号の同期クロックを生成する。また、光ディスク１
にはフレームと呼ばれる１ブロックにデータ列がまとめ
られて記録されており、そのフレームの先頭にフレーム
同期信号と呼ばれる２つの最大時間幅を持つパターンが
連続して記録されている。同期クロック生成器９がロッ
クした後のディスクの回転制御は、回転速度検出として
フレーム同期信号を用い、そのフレーム同期信号の間隔
が一定になるように制御することで、ディスクの回転制
御を線速度一定に制御する。

【０００４】以下に、フレーム同期信号による回転制御
の動作について説明する。フレーム検出器13は、２値化
された再生信号から前記同期クロックにより前記フレー
ム同期信号を検出する。しかし、ドロップアウトやジッ
タの影響によりフレーム同期信号の検出ミスや誤検出が
起こるおそれがあるために、前記フレーム同期信号の保
護と内挿を行う。前記フレーム同期信号は、再生時の線
速度に対応した周期で発生するため、前記フレーム同期
信号と基準発振器14からの出力の位相差を位相比較器15
で検出し、フレーム同期信号の周期が一定になるように
スピンドルモータ７を制御する。その結果、光ピックア
ップ２の移動によって再生位置が変化しても、図５に示
すように同期クロック生成器９とディスク回転制御器16
が再生位置に応じて回転数を連続的に変化するように制
御することにより、線速度は常に一定に制御される。以
上のようにして得られた同期クロックにより、データ列
は信号処理器17に取り込まれる。例えば、前記信号処理
器17は復調部，誤り訂正部，リード・ライトアドレスカ
ウンタ等から構成され、取り込んだデータ列をメモリに
書き込み、そのデータを復調した後、誤り訂正を行い外
部回路へ送出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、以下のことが問題点となっていた。す
なわち、(a)線速度を一定にする必要があるため、アク
セスのように光ピックアップの再生位置が変化するよう
な場合、スピンドルモータの回転が追従して変化するま
でかなりの時間遅れが生じるため、極端にアクセス時間
が遅くなっていた。(b)スピンドルモータの回転を急速
に追従して変化させるためには、大トルクが必要である
ため電力の無駄な消費を大きくし、スピンドルモータの
発熱が大きく、装置の小型化が困難であった。本発明は
上記従来の問題点を解決するもので、線速度一定で記録
されたディスクにおいて、高速アクセスと低消費電力を
可能にしたディスク装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のディスク装置は、線速度一定でデータ列で
再生・記録されるよう構成されたディスクを再生または
記録する場合に、ディスクを複数のブロックに分割し、
再生または記録されるブロックに応じて指令値を送出す
る切り換え指令器と、ブロック内では線速度一定で制御
し、ブロックごとには指令値に応じて線速度を切り換え
るディスク回転制御器と、指令値に応じてデータ再生ま
たは記録用の同期クロック周波数を切り換える同期クロ
ック生成器からなる構成を有しているものである。

【０００７】

【作用】この構成によって、線速度一定で記録されたデ
ィスクを複数のブロックに分割し、回転制御器はそのブ
ロック内では線速度一定で制御し、各ブロックごとには
線速度を切り換え指令器の指令値により変化させる。ま
た、同時に切り換え指令器の指令値により同期クロック
生成器が生成する再生用の同期クロック周波数を変化さ
せることにより、アクセスのように光ピックアップの再
生位置が変化した場合のスピンドルモータの回転数の変
化量を小さくすることが可能となるため、アクセス時間
を短縮でき、低消費電力で駆動することができる。

【０００８】

【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は本発明の第１実施例におけるデ
ィスク装置の構成図である。図１において、１は線速度
一定で記録された光ディスク、２は記録されたデータ列
を読み出す光ピックアップ、３は光ピックアップ２を光
ディスク１の面振れと偏心に追従させるサーボ制御器、
４は読み出された再生信号を２値化する再生信号検出
器、18は複数のブロックに分割された光ディスク１内の
再生を行うブロックに応じて指令値を出力する切り換え
指令器、５は、再生信号のビットパターンの最大の時間
幅を検出し、さらに分周器19の出力により最大時間幅を
計測し、その結果に応じて回転制御信号を出力する最大
時間幅検出器、19は基準発振器６の出力を前記指令値に
応じて分周数を変化させる分周器、７は光ディスク１を
装着して回転するスピンドルモータ、８は前記回転制御
信号によりスピンドルモータ７を駆動するスピンドル駆
動器、10は入力電圧により出力クロックの発振周波数を
変化させるＶＣＯ、20は前記指令値に応じて分周数を変
えることにより同期クロック生成器９の中心周波数を変
化させる分周器、11は２値化された再生信号と分周器20
からの出力の位相を比較し位相差信号を出力する位相比
較器、12は、前記位相差信号の高域のノイズを除去し、
同期クロック生成器９の応答特性を決めるループフィル
タ、13は２値化された再生信号からフレーム同期信号を
検出するフレーム検出器、14は基準発振器、21は前記指
令値に応じて分周数を変化させる分周器、15は分周器21
の出力とフレーム同期信号の位相差を検出し位相差信号
を出力する位相比較器、17は取り込んだデータ列をメモ
リに書き込み，そのデータを復調，誤り訂正を行い外部
回路へ送出する信号処理器である。

【０００９】以上のように構成されたディスク装置につ
いて、図２を用いてその動作について説明する。線速度
一定で記録された光ディスク１は、図２に示すように複
数のブロックｒ₀からブロックｒ_nに分割され、切り換え
指令器18からの再生するブロックに応じた指令値より各
分周器19，20，21の分周数を変化させる。まず、ブロッ
クｒ₀内での同期クロック生成器９とディスク回転制御
器16の動作について説明する。光ディスク１より光ピッ
クアップ２で読み取られた再生信号は、再生信号検出器
４で信号検出されて２値化される。最大時間幅検出器５
は再生信号のビットパターンの最大時間幅を検出して、
その最大時間幅を分周器19から出力される基準クロック
ｆ０でカウントし、この最大時間幅は再生時の線速度に
対応するため、前記従来例と同様に最大時間幅のカウン
ト数に応じて回転制御信号を出力する。その出力により
スピンドル駆動器８はスピンドルモータ７を駆動する。
このようにして同期クロック生成器９の引き込み範囲内
まで回転数をラフに制御する。そして、例えば同期クロ
ック生成器９は、前記２値化された再生信号と分周器20
の出力の位相を比較し位相差信号を出力する位相比較器
11と、ループフィルタ12と、ループフィルタ12からの出
力により発振周波数を変化させるＶＣＯ10とから構成さ
れ、再生用の同期クロックを生成する。以上のようにし
て、ラフな回転制御により同期クロック生成器９がロッ
クし、再生信号の同期クロックを生成する。また、同期
クロック生成器９がロックした後のディスクの回転制御
は、前記従来例と同様に、光ディスク１内のフレーム同
期信号の間隔が一定になるよう制御することで、ブロッ
クｒ₀内でディスクを線速度一定に制御する。

【００１０】以下に、フレーム同期信号による回転制御
の動作について説明する。フレーム検出器13は、２値化
された再生信号から前記同期クロックにより前記フレー
ム同期信号を検出し、前記従来例と同様にフレーム同期
信号の保護と内挿を行う。フレーム同期信号は、再生時
の線速度に対応した周期で発生するため、前記フレーム
同期信号と分周器21からの出力の位相差を位相比較器15
で検出し、フレーム同期信号の周期が一定になるように
スピンドルモータ７を制御する。その結果、ブロックｒ
₀内で再生位置が変化しても、図２に示すようにブロッ
クｒ₀内において、ＮmaxからＮminの間で回転数が連続
的に変化するように同期クロック生成器９とディスク回
転制御器16が制御することで、線速度一定に制御され、
再生信号の周波数はｆ０となる。また、各ブロックｒ
_n(n＝0，1，2，……)内においてもブロックｒ₀内の制御
と同様に回転制御され、再生信号の周波数は各ブロック
でｆｎ(n＝0，1，2，3，……)となる。以上のようにし
て得られた同期クロックにより、データ列は信号処理器
17に取り込まれる。例えば、前記信号処理器17は復調
部，誤り訂正部，リード・ライトアドレスカウンタ等か
ら構成され、取り込んだデータ列をメモリに書き込み、
そのデータを復調した後、誤り訂正を行い外部回路へ送
出する。

【００１１】次に、再生装置がアクセスにより他のブロ
ックへ変わる場合について説明する。例えば、ブロック
ｒ₀からブロックｒ₁へ再生位置が変化する場合、切り換
え指令器18が各分周器19，20，21へ分周数を変化するよ
うに指令し、各分周器19，20，21は分周数を同じ割合で
変化させる。前記指令により最大時間幅をカウントする
基準クロックの周波数とＰＬＬの中心周波数がｆ１とな
り、さらに前記基準クロックの間隔も同時に変化する。
以上のように各分周器19，20，21からの出力が変化し、
同期クロック生成器９とディスク回転制御器16が、上記
ブロックｒ₀内での動作と同様にブロックｒ₁内で動作す
ることにより、ブロックｒ₁内での再生位置に応じて回
転数がＮmaxからＮminの間で連続的に変化することで、
線速度が一定に制御され再生信号の周波数はｆ１とな
る。また、任意にあるブロックから別のブロックへアク
セス等によって再生位置のブロックが変わる場合も、上
記と同様に再生位置のブロックに応じた分周数に分周器
19，20，21を変えることにより、そのブロックに応じた
再生信号の周波数で線速度一定に制御される。また、連
続してデータ列を再生する場合に、再生位置がブロック
ｒ₀からブロックｒ₁へ移動するブロック間の境界部分で
は、前記指令値により分周数を変化させ、同期クロック
生成器９とディスク回転制御器16がディスクの回転を線
速度一定で制御し、再生信号の周波数がｆ１になり同期
クロックを生成するまでの時間が必要となるため、その
間、データ列を前記信号処理器17へ取り込めない。そこ
で、例えば各ブロック間の境界部分のデータについて
は、予め前記信号処理器17のメモリへ記憶しておき、各
ブロック間の境界部分を連続して再生するときには、前
記メモリへ記憶されたデータを外部回路へ送出するよう
に動作する。

【００１２】以上のように本実施例によれば、光ディス
ク１を複数のブロックに分割し、再生位置のブロックに
応じて指令値を送出する切り換え指令器18と、ブロック
内では線速度一定で制御し、ブロックごとには指令値に
応じて線速度を切り換えるディスク回転制御器16と、指
令値に応じてデータ再生の同期クロック周波数を切り換
える同期クロック生成器９を設けることにより、ディス
クの回転数の変化量をＮmaxからＮminの間に減らすこと
が可能となるために、アクセス時間を短縮でき、低消費
電力で駆動することができる。

【００１３】以下、本発明の第２の実施例として光ディ
スクへデータ列を記録する場合について、１回のみ記録
可能な追記型のＣＤ−ＷＯを例にして図面を参照しなが
ら説明する。図３は本発明の第２の実施例を示すディス
ク装置の構成図である。図３において、22はウォブリン
グされた案内溝を持つ光ディスク、23は光ディスク22へ
の記録または再生を行う光ピックアップ、24は、光ピッ
クアップ23を光ディスク22の面振れと偏心に追従させ、
またウォブリングを検出しウォブリング信号を出力する
サーボ制御器、25は読み出された再生信号を２値化する
再生信号検出器、26はスピンドルモータ、27はスピンド
ルモータ26を駆動するスピンドル駆動器、28は複数のブ
ロックに分割された光ディスク22の再生または記録する
ブロックに応じて指令値を出力する切り換え指令器、29
は再生信号の同期クロックを生成する同期クロック生成
器、30は前記ブロック内では前記ウォブリング信号の周
波数が一定になるように制御するディスク回転制御器で
あり、第１の実施例で行われるような回転速度検出とし
てフレーム同期信号を用い、その周期を一定にする回転
制御とは異なる。31は基準クロックを生成する基準クロ
ック生成器、32は前記切り換え指令器28の指令値に応じ
て分周数を変化させる分周器、33は前記分周器32の出力
のクロックに同期した記録データ列を出力するデータ生
成器、34は取り込んだデータ列をメモリに書き込み，そ
のデータを復調，誤り訂正を行い外部回路へ送出する信
号処理器である。

【００１４】以上のように構成されたディスク装置につ
いて、図２を用いてその動作について説明する。まず、
光ディスク22のブロックｒ₀内で記録を行う場合につい
て説明する。サーボ制御器24は光ピックアップ23から出
力される再生信号より光ディスク22にある案内溝のウォ
ブリングを検出し、ウォブリング信号を出力する。前記
ウォブリング信号は再生時の線速度に対応した周期で発
生するため、前記ウォブリング信号と分周器35からの出
力の位相差を位相比較器36で検出し、ウォブリング信号
の周期が一定になるようにスピンドルモータ26を制御す
る。このようにして、回転速度検出のためにウォブリン
グ信号を用いることにより回転制御を行うことができ
る。そして、データ生成器33は、分周器32から出力され
る周波数ｆ０のクロックと同期したデータ列を出力し、
光ピックアップ23により前記データ列を光ディスク22へ
記録する。その結果、ブロックｒ₀内では記録位置が変
化しても、図２に示すようにブロックｒ₀内において、
ＮmaxからＮminの間で回転数が連続的に変化するように
ディスク回転制御器30が制御することで、線速度が一定
に制御され記録信号の周波数はｆ０となる。また、各ブ
ロックｒ_n(n＝0，1，2，……)内においてもブロックｒ₀
内の制御と同様に制御され、記録データ列の周波数は各
ブロックでｆｎ(n＝0，1，2，3，……)となる。

【００１５】次に、記録位置が他のブロックへ変わる場
合について説明する。例えば、ブロックｒ₀からブロッ
クｒ₁へ記録位置が変化する場合、切り換え指令器28が
各分周器32，35へ分周数を変化するように指令し、各分
周器32，35は分周数を同じ割合で変化させる。前記指令
により記録信号の周波数がｆ１となり、さらに前記基準
信号の周波数も同時に変化する。以上のように各分周器
32，35からの出力が変化し、上記ブロックｒ₀内での動
作と同様にディスク回転制御器30がブロックｒ₁内で動
作することにより、ブロックｒ₁内において回転数がＮm
axからＮminへ変化することで線速度を一定に制御す
る。また、任意にあるブロックから別のブロックへアク
セス等によって記録位置のブロックが変わる場合も、上
記と同様に記録位置のブロックに応じた分周数に分周器
32，35を変えることにより、そのブロックに応じた線速
度で一定に制御される。

【００１６】次に、上記のように記録されたデータ列を
再生する場合の動作について説明する。サーボ制御器24
は光ディスク22にある案内溝のウォブリングを検出し、
前記ウォブリング信号と分周器35からの出力の位相差を
位相比較器36で検出し、ウォブリング信号の周期が一定
になるようにスピンドルモータ26を制御する。このよう
に記録の場合と同様に制御することで、同期クロック生
成器29の引き込み範囲内まで回転数を制御する。そし
て、例えば同期クロック生成器29は、第１の実施例と同
様に再生信号の同期クロックを生成する。その結果、ブ
ロックｒ₀内では再生位置が変化しても、図２に示すよ
うにブロックｒ₀内において、ＮmaxからＮminの間で回
転数が連続的に変化するようにディスク回転制御器30が
制御することで、線速度が一定に制御され、再生信号の
周波数はｆ０となる。また、各ブロックｒ_n(n＝0，1，
2，……)内においてもブロックｒ₀内の制御と同様に制
御され、記録データ列の周波数は各ブロックでｆｎ(n＝
0，1，2，3，……)となる。

【００１７】また再生装置が他のブロックへ変わる場合
についても第１の実施例と同様に動作し、再生位置に応
じて切り換え指令器28が各分周器32，35へ分周数を変化
するように指令することで、ＰＬＬの中心周波数がｆ１
となり、ウォブリング周波数も同時に変化する。以上の
ように各分周器32，35からの出力が変化し、同期クロッ
ク生成器29とディスク回転制御器30が、上記ブロックｒ
₀内での動作と同様にブロックｒ₁内で動作することによ
り、ブロックｒ₁内での再生位置に応じて回転数がＮmax
からＮminの間で連続的に変化することで、線速度が一
定に制御され、再生信号の周波数はｆ１となる。また、
任意にあるブロックから別のブロックへアクセス等によ
って再生位置のブロックが変わる場合も、上記と同様に
再生位置のブロックに応じた分周数に分周器32，35を変
えることにより、そのブロックに応じた再生信号の周波
数で線速度が一定に制御される。以上のように、記録の
場合においてもディスクの回転数の変化量をＮmaxから
Ｎminの間に減らすことが可能となるために、アクセス
時間を短縮でき、低消費電力で駆動することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明は、線速度一定でデ
ータ列が再生・記録されるよう構成されたディスクを再
生または記録するディスク装置において、ディスクを複
数のブロックに分割し、再生または記録されるブロック
に応じて指令値を送出する切り換え指令器と、ブロック
内では線速度一定で制御し、ブロックごとには指令値に
応じて線速度を切り換えるディスク回転制御器と、指令
値に応じてデータ再生または記録用の同期クロック周波
数を切り換える同期クロック生成器を設けることによ
り、ディスクの回転数の変化量をＮmaxからＮminの間に
減らすことが可能となるために、アクセス時間を短縮で
き、低消費電力で駆動することができる優れたディスク
装置を実現できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるディスク装置の
構成図である。

【図２】本発明の第１の実施例におけるディスク装置の
動作説明のための図である。

【図３】本発明の第２の実施例におけるディスク装置の
構成図である。

【図４】従来のディスク装置の構成図である。

【図５】従来のディスク装置の動作説明のための図であ
る。

【符号の説明】

１，22…光ディスク、２，23…光ピックアップ、
３，24…サーボ制御器、４，25…再生信号検出器、５
…最大時間幅検出器、６，14，37…基準発振器、
７，26…スピンドルモータ、８，27…スピンドル駆動
器、９，29…同期クロック生成器、 10…ＶＣＯ、
11，15，36…位相比較器、 12…ループフィルタ、 13
…フレーム検出器、 16，30…ディスク回転制御器、
17，34…信号処理器、 18，28…切り換え指令器、 1
9，20，21，32，35…分周器、 31…基準クロック生成
器、 33…データ生成器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者草野泰三大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】線速度一定でデータ列が再生・記録され
るよう構成されたディスクを再生または記録するディス
ク装置において、ディスクを複数のブロックに分割し、前記ブロック内で
は線速度一定で制御し、前記ブロックに応じて線速度を
切り換えるディスク回転制御器と、データ再生または記
録するための同期クロック周波数を前記ブロックごとに
切り換える同期クロック生成器とを備えたことを特徴と
するディスク装置。