(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定線速度で情報を保存するためのディスク状の情報担体上の情報トラックから情報を読取るため及び／又は前記情報トラックに情報を記録するための装置であって、情報担体の回転中心から可変距離の個所にて前記情報トラックを線速度で走査する走査手段と、情報担体を角速度で回転させる駆動手段と、該駆動手段を制御するための制御手段とを具え、ここで前記距離の動作領域は多数の区域に細分割され、該区域によって決められた定速度に前記線速度を設定するように前記制御手段を構成した情報読取り及び／又は記録装置において、
前記距離が大きくなるにつれて前記情報担体の角速度が大幅に低下し、且つ線走査速度が大幅に増加するように前記情報担体を駆動させるべく前記制御手段を構成したことを特徴とする情報読取り及び／又は記録装置。
【請求項２】
ピーク−アップ手段を速い半径方向への変位によって情報トラックの他の部分へ至らしめるのに必要な第１時間が、速い半径方向の変位に対して線速度を、情報を処理できる速度に適合させるのに必要な第２時間よりも長くなるか、又は等しくなるように前記角速度又は線速度を設定するように前記制御手段を構成したことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
最も外側の領域内、即ち前記回転中心から最も大きな距離を持つ領域内では線速度が最大速度にほぼ等しく、且つ最も内側の領域内、即ち前記回転中心から最も小さな距離を持つ領域内では線速度が最大速度よりも小さくなるように前記角速度又は線速度を設定するように前記制御手段を構成したことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
情報トラックの情報から前記距離を求めるべく前記制御手段を構成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
本発明はディスク状の情報担体上の情報トラックから情報を読取るため及び／又は前記情報トラックに情報を記録するための装置であって、情報担体の回転中心から可変距離（ｒ）の個所にて前記情報トラックを線速度で走査する走査手段と、情報担体を角速度で回転させる駆動手段と、該駆動手段を制御するための制御手段とを具えている情報読取り及び／又は記録装置に関するものである。
斯種の装置はUS5,161,142から既知である。この従来の装置では、情報トラックが一定の線形密度を有する情報で満たされるディスク状の情報担体である所謂CLV（定線速度）ディスクを定角度速度（CAV）で走査する。情報を情報トラックの他の部分から読取らなければならない場合には、走査手段を新たな半径方向位置にまで複数のトラックを横切ってスキップさせて、できるだけ速く情報トラックのその部分の所にまで動かさなければならない。従来の装置では角速度を適合させないため、ディスク上のどこかほかの個所の情報へのアクセス時間が短くなる。
斯種の装置の問題は、ディスクの中心に近い所の情報走査速度が外側の縁部付近よりもかなり低いということにある。このために、平均情報走査速度が最大情報走査速度よりも遙かに低い。さらに、装置の情報処理回路の動作範囲を大きくしなければならない。
本発明の目的は、例えば高い平均情報走査速度を有するも、走査手段の速い変位後の短いアクセス時間を保有する装置を提供することにある。
この目的達成のために、本発明は冒頭にて述べた種類の情報読取り及び／又は記録装置において、前記距離（ｒ）が大きくなるにつれて前記情報担体の角速度が大幅に低下し、且つ線走査速度が大幅に増加するように前記情報担体を駆動させるべく前記制御手段を構成したことを特徴とする。本発明の利点は、最小と最大の動作角速度の差が、記録及び読取り操作を定線速度で行なう場合よりも小さくするため、走査手段を半径方向に速く変位させる場合の角速度の適合が僅かで済むと云うことにある。本発明による装置では、比較的低電力のモータ及びモータ駆動部を用いることができる。これにより装置の重量及び大きさが抑えられるだけでなく、エネルギーの消費量及び熱の発生及び機械的振動も抑えられる。
本発明による装置の好適例では、ピック−アップ手段を速い半径方向への変位によって情報トラックの他の部分へ至らしめるのに必要な第１時間が、速い半径方向の変位に対して線速度を、情報を処理できる速度に適合させるのに必要な第２時間よりも長くなるか、又は等しくなるように前記角速度又は線速度を設定するように前記制御手段を構成したことを特徴とする。この例の利点は、最大情報処理速度及び装置の物理的パラメータが或る特定な値の場合に、最適な平均情報速度が最小のアクセス時間で得られると云うことにある。
本発明のさらに他の好適例では、情報読取り中に一定の線速度で走査するように制御手段を構成する。このようにすれば、例えばレーザの出力及び書込みパルスの形状の如き記録時のパラメータを或る固定の線速度に対してのみ決定するだけで済むと云う利点がある。これらのパラメータは記録操作中一定のままとする。
本発明の他の好適例では、情報トラックにおける情報から距離（ｒ）を求めるように制御手段を構成する。この例の利点は、装置に他のピック−アップ手段を付加する必要なく有効な信号、例えばアドレスから距離（ｒ）を求めることができることにある。
以下本発明を実施例につき説明する。
図面中：
図１は従来の情報読取り及び／又は記録装置を示し、
図２はピック−アップ手段を有する本発明による装置を示し、
図３は情報担体からのアドレス情報を用いる本発明による装置を示し、
図４は増大する距離（ｒ）に対する速度曲線を示し、
図５はｒを複数の区域に細分割した場合の速度曲線を示し、
図６は半径方向への速い変位の場合の速度曲線を示す。
図面中、対応する素子には同様な参照番号を付して示してある。
図１は、従来の記録可能なCD又はコンピュータに使用するハードディスクの如き、光学的、磁気光学的又は磁気的に記録可能なディスク情報担体１上の情報を読取るため、及び／又は前記担体に情報を記録するための装置を示す。記録可能なCDシステムについてはEP−0326206−A1（PHN12.398）及びEP−0325329−A1（PHQ88.002）に詳述されている。読取り装置の例には既知のオーディオCD又はCD−ROMがある。CDの読取りについてはBouwhuis外著による題名“Principles of optical disc systems"（ISBN0−85274−785−３）の本に詳述されている。情報担体１は回転中心のまわりを回転し、これは通常のタイプの駆動手段３により駆動される。駆動手段３は制御手段４によりトリガされ、この制御手段４には角速度又は線速度を示す測定信号を供給する。このようにして形成される制御ループは情報担体１を所望速度で回転させる。読取り／書込みヘッド２を具えている走査ユニットはディスクの回転中心から距離ｒの所に位置付けられ、これは通常のタイプのサーボトラッキング系（図示せず）によって半径方向に変位させることができる。
情報を記録する際には、この情報をエンコーダ６から変調器５へと供給し、エンコーダでは情報を誤り補正用の冗長性をもって情報ストリームに符号化する。符号化され、且つ変調された情報はクロック信号により定められた一定の情報速度で記録される。トラッキング並びに線速度はトラッキング系及び制御ループにより制御される。例えば、後にCD−ROMを製造するのに使用すべきマスターディスクを製造する場合に、角速度は、駆動手段３から測定信号14を取出し、且つ所望角速度をｒに反比例して低下させることにより制御することができる。記録可能な情報担体にはサンプルサーボ方式におけるようなパターン又はウォブルしたプレグルーブを事前に設けて、制御信号15を読取り／書込みヘッド２にて発生させることができる。制御信号を発生させる方法の詳細についてはEP03262006（PHN12.398）に記載されている。情報の記録中には制御信号15をスイッチ10を介して制御ユニット４へと導き、この制御ユニットにて制御信号に応じて線速度を一定に維持し、この線速度にて情報担体１を読取り／書込みヘッド２により走査する。この方法では走査方向に見た情報密度が一定の情報担体１が得られる。
読取り中には、読取り／書込みヘッド２によって発生された読取り信号が、復調器７及びデコーダ８により、クロック信号を再生しながら情報信号に復号化される。斯かるクロック信号の周波数は、情報パターンが読取り／書込みヘッド２により走査される線速度を示す。スイッチ10は読取り操作中クロック信号13を制御ユニット４へ導く。
所謂CLV方式による読取り操作の場合には、CD−DA用の従来のオーディオCDプレーヤにて行なわれているように、一定の線走査速度が得られるように回転を制御する。この目的のために、制御手段４には記録操作中はサーボトラッキング系からの前記制御信号の如き線走査速度信号16を、又読取り操作中には復調器７からの再生クロック信号13をスイッチ10を介して供給する。情報は情報トラックに一定の密度で記録される。従って、ディスク上に最大量の情報を記録することができる。CLV方式では、角速度は距離ｒに依存する。角速度は情報トラックの他の部分への読取り／書込みヘッド２の急速な変位後に適合させる必要があるから、モータを制御してこの速度に至らしめるには多少時間を必要とする。この時間中、即ち情報速度が情報処理回路（即ち、それぞれ復調器７とデコーダ８か、変調器５とエンコーダ６）の動作領域外である限り情報を処理することはできない。そこで、短いアクセス時間を得るためには強力なモータ及び強力なモータ駆動部を用いなければならない。
所謂CAV方式による走査動作中には、情報担体１の角速度が一定となるように回転を調整する。この目的のために駆動手段３には角速度を示す検知信号14を発生するセンサを設けることができる。検知信号14は制御手段４へ供給する。記録操作をCAV方式により行なう場合には、情報を一定のクロック速度で記録することができるため、情報担体上の情報記録密度は距離ｒが増大するにつれて低下する。
記録操作をCAV方式により行なう場合、記録すべき情報の情報速度を距離ｒに比例して増大させることにより一定の情報密度を得ることができる。しかし、このようにするには情報処理回路の動作領域に厳格な要求が課せられる。さらに、距離ｒが短い場合の情報伝送速度は、外側の縁部に沿うそれよりも遙かに小さくする。従って、平均情報伝送速度は最大情報伝送速度よりもずっと低くなる。速い変位後のアクセス時間は、情報トラックの所望部分に至らしめるのに必要な時間に依存するだけである。走査方向に一定の情報密度を有している情報担体を読取るためのCAV方式による走査動作はUS5,161,142から既知である。
図２は本発明による装置の第１実施例を示す。ここでは角速度を距離ｒに応じて設定し、この速度が距離ｒの増加に伴って比例的なほどでなく低下するようになる。距離ｒを示す信号21は位置センサ20により発生させ、制御手段４へと供給する。制御手段４には例えば信号21の或る特定値に対する角速度を求めることができるテーブルを設ける。信号21に基づく角速度はテーブルによる以外に、例えばディジタル算術ユニットによるか、又はアナログ信号処理による他の方法で求めることもできる。このようにして求めた角速度を実際の角速度を示す検知信号14と比較する。駆動手段３に対する駆動信号は斯かる比較結果に応じて導出される。
図３は本発明による装置の第２実施例を示す。半径方向の位置を示すアドレス情報を有している例えばCDのような情報担体１を用いる場合には、この情報担体１から到来する情報信号22から距離ｒを求めることができる。この目的用に、CD信号のサブコードにおける絶対時間情報か又はCD−ROMか、ハードディスクのような情報担体１におけるデータセクタのアドレスを用いることができる。距離ｒを示すこのような情報は記録中に情報担体上のプレグループの如き他の情報パターンから取出すこともできる。制御信号15はこの情報を包含する。制御手段４にはスイッチ23を介して信号22か、信号15を供給し、この信号から設定すべき角速度を決定する。この角速度は第１実施例の場合と同じようにして決定し、且つ制御する。
本発明による装置の第３実施例では、線速度を距離ｒに応じて設定する。制御ユニット４には実際の角速度を示す信号、即ち図１に示すようにスイッチ10を介してクロック信号13か、信号15を供給する。この際、センサ及び検知信号14は必要でないが、検知信号は必要に応じ、例えば急速な変位中に読取り信号が信頼できなくなる場合に速度を制御するのに供給することができる。距離ｒが増大するにつれて線速度は大きく設定するも、この線速度はｒの増加に伴って比例的なほどでなく増大させるようにする。制御ループでは制御手段４が設定線速度を実際の角速度を示す信号と比較する。駆動手段３用の駆動信号はこの比較に応じて取出される。距離ｒは図２に示すように位置センサ20により検知することができ、これを信号21として制御ユニット４へ供給することができる。
本発明による装置の第４実施例は、距離ｒを図３に示すように信号22か、信号15のアドレス情報から取出すことを除けば第３実施例と同様のものである。なお、この場合には位置センサ20及び信号21は不要である。
本発明による装置の第５実施例は、情報を記録している間、CLV方式で角速度を制御することを除けば第４実施例と同様のものである。この場合、記録用の電力及び記録パルスの如き記録パラメータは固定させることができる。
本発明による装置の第６実施例は、情報の記録中CAV方式で角速度を制御することを除けば前の実施例と同じである。クロック速度は、例えば距離ｒを示す信号21又は22をVCO（電圧制御発振器）に供給することによりｒに反比例して変化させる。この場合、ｒはセンサ22によって求めるか、或いは情報担体１からの信号15か、22から読取ることができる。従って、定角速度と相俟って高い一定の情報密度が得られる。この場には、速い変位後に直ちに記録することができ、その理由は、角速度を適合させる必要がないからであり、従って記録が過度に速くなったり、又は過度に遅くなって、情報が情報担体１の誤った個所にて終ってしまう危険がなくなる。
図4aは距離ｒの増加に伴なう角速度ωの特性を示す。CAV方式の場合のこの特性は、情報担体１の内側の最小距離rminから外側縁に沿う最大距離rmaxまでの読取り／書込みヘッド２の動作領域を網羅する水平線31である。CLV方式では、角速度は曲線32で示すように距離ｒに反比例する。これら２つの極端な特性31と32との間の領域30内には本発明による装置の各実施例で見られるような速度曲線が含まれる。この場合、短いアクセス時間はCLV方式に対する角速度の差を制限することにより達成される。速い変位の場合に、小さめの速度差を克服しなければならないから、装置も早めに情報を読取ったり、又は記録できるようにする。速い変位の場合には、最大情報処理速度を考慮し、駆動手段により最大角速度を実現し得るようにし、その最大角速度でもサーボトラッキング系がまだ読取り／書込みヘッド２をトラックに追従させることができるようにする。速い変位後に情報速度は情報処理回路の動作領域内に速く入り、アクセス時間が短くなる。従来のCLV方式では、最大の平均情報速度が得られる。短いアクセス時間で最大の平均情報速度を得るためには、CLV曲線32にできるだけ近い速度曲線33を選択する。
制御手段４に対する第１実施例では、rmaxにおける外側の縁部から或る特定の距離r1まではCLV曲線32に追従するようにする。従って、直径が大きな情報トラックは最適な速度で読取られ、且つ記録される。この距離r1からは曲線34で示すように角速度をωmaxに一定に維持する。従って機械的な制約、即ち高い角速度サーボトラッキングに対する制約が考慮される。
制御手段４に対する第２実施例では、最大情報処理速度を考慮し、アクセス時間を最小レベルに維持する。中心への速い変位の場合には、角速度が新規の距離ｒに対応するまで情報担体１を加速しなければならない。従って、情報速度を一時的に下げて、この低い速度に（再生）クロックが追従するようにする。このためにシステムは必要に応じ、変調器５又は復調器７をそれぞれ一時的に調整できるように制御する。中心から外側への速い変位の場合には、情報担体１を減速させなければならない。情報処理回路の最大速度は制限されるから、読取り／書込みヘッド２が情報トラックの所望部分に届いた際に、角速度が高くなり過ぎないようにする必要がある。最小アクセク時間は、情報担体を減速させるのに要する時間が、読取り／書込みヘッド２を変位させるのに必要な時間よりも常に短いか、又はそれに等しくなるように定める。最小アクセス時間は、各距離ｒに対して、速い変位時間が全ての他の動作距離ｒからの各速い変位に対する減速時間に少なくともほぼ等しくなるように速度曲線を選択することによって得られる。或る特殊な装置に対する変化を曲線33にて示してある。アクセス時間を最小とする条件下では、平均情報速度が最大となる。
装置に対する速い変位時間の変化は速度曲線をそれに順応させるべく決定する必要がある。速い変位時間が半径方向の変位量に比例する場合には、この速い変位時間を容易に決定することができる。しかし、一般に、読取り／書込みヘッド２の変位は最初は強力に加速し、そして再び減速させることによって行われる。角速度を適合させるのに必要な時間は、カバーすべき距離の差とモータのパラメータとから決定する必要がある。CLV曲線32の場合、速い変位後の角速度の差は、距離ｒに加えられる半径方向の変位量に比例する。速い変位は外側縁部に近付く或る特定の距離にわたって行われるので、角速度の差は小さくなり、従って減速に必要な時間は短くなる。
或る特定距離rclvに対しては、速い変位時間が減速時間にほぼ等しくなるようにする。アクセス時間に有害な影響を及ぼすことなく、距離rmaxからrclvまでCLV曲線32に追従させることができる。従って、曲線33のこの部分では、角速度を情報処理回路の最大速度によって総体的に決定するが、rminからrclvまでの部分の曲線33はモータの特性によって決定する。システムの物理的特性に応じて計算値rclvをrminよりも小さくしたり（この場合には、曲線は従来のCLV曲線に対して低くなる）又はrmaxよりも大きくしたり（この場合には、曲線33は完全に領域30内にある）ことができる。情報を常に速い変位後に確実に処理できるようにするために、点rclvは多少外側縁の方へ寄った個所とすることができる。これは装置の物理的特性の公差に多少の余裕を持たせることになる。
制御手段４に対する第３実施例では、あらゆる位置でアクセス時間を最小とする必要がなくても、例えば速い変位が動作領域の2/3以上に及ぶ場合に、速度を適合させるのに或る特別な時間をとれるようにすることにより、平均情報速度を前の実施例における場合よりも高くする。この場合、最大速度への到達が復調器７でのクロック再生捕獲範囲内となるため、正確な線速度が検知される。デコーダ８は線速度がクロック範囲内に入る場合に復号化を開始する。この場合に速度曲線はCLVの曲線32と最適曲線33との間の領域30内で部分的に変化する。
制御手段４の第４実施例では、主として曲線33及び必要に応じ曲線34にて見られる速度変化により最小のアクセス時間が得られるようにする。所望な速度曲線は例えば幾つかの設定点を固定させることにより近似的に求めることができる。この場合、制御手段４に簡単な選択機構を設け、センサ及び検知信号を省くことができる。このようにすることにより、平均情報速度が確実に僅かながら低くなる。
上述したそれぞれの例の場合、CLVの曲線32とCAVの曲線31との間の領域内で速度曲線を適当に選択することにより、平均アクセス時間と平均情報速度とを適当に調和させることができる。
図4bは距離ｒに対してプロットした線走査速度Vlinの変化を示す。曲線51は、走査がCAV方式に従って行われ、従って線速度が距離ｒに比例して増加する場合の変化を示す。曲線52は、CLV方式による走査、従って線速度を一定とする場合の変化を示す。領域50は本発明による装置で可能な制御曲線を含むが、曲線53及び54は図4aにおける曲線33及び34に対応する制御曲線を示している。
図５はｒの動作領域を複数の区域に細分割し、これらの区域内では線走査速度が常に一定となるようにする場合の角速度ωの変化を曲線41にて示している。最も外側の領域では、斯かる線速度は最大速度に等しく、曲線41はCLV方式の曲線42に追従する。例えば、テーブルによる簡単な方法では、制御手段４は距離ｒからどんな公称線速度を設定すべきかを引き出すことができる。前記区域は等しい長さに選択するか、又は例えば距離ｒが増加するのに比例して広くなるようにすることができる。装置によって達成すべき最大角速度ωmaxも考慮し、内部区域では曲線44で示すように急峻な傾きの線速度を設定するようにすることもできる。距離ｒは上述したようにセンサ20からの検知信号からか、又はアドレス或いはサブコードを分析することにより情報信号22から取出すことができる。各区域に対する公称線走査速度の設定点は制御手段４により適合させて、駆動手段３を作動させるために制御ループに供給することができる。
図６は瞬時t0に外側へ大きく変位させる場合に時間ｔに対してプロットした線速度ｖの変化を示す。大きく速く変位させる場合には、速度を適合させるのに要する時間は速い変位に必要な時間よりも遙かに短くなる。その速度は例えば次のような瞬時に新規の値に設定することができる。
ａ）新規の設定値は、変位が開始する瞬時を設定して、その変位の長さから計算する；曲線61にて示す変化、
ｂ）以前の設定値を速い変位期間中維持し、新たな距離ｒを信号21又は22から決定せずに、しかも速い変位が終了するまでは新規の値を設定しないようにする；曲線62で示す変化、
ｃ）速い変位中、値ｒを絶えず計算し、速度を絶えず適合させる；曲線63で示す変化。速い変位中、ｒは例えばセンサ20によるか、又は横切るトラック数を計数することにより求めることができる。線速度を前記第３実施例で行なうように制御する場合、上記ａ）のケースでは速い変位中の速度も強力に再調整される。さらに、外側縁部へ変位させる場合には高い線速度が予じめ設定されるが、読取り／書込みヘッド２はまだかなり内側に位置している。従って、回転は最初加速し、速度ｖが最大速度値Vmax以上となるようにする。この場合、最大処理速度は越えないようにする。こうするために、速度は例えば上記ケースｂ）又はｃ）に従って設定した及び／又はVmaxを僅かに低い値に選定することができる。ケースｂ）では回転が過度に減速されるため、t1に達した際にまだ加速しなければならない特定の時間がある。ケースｃ）では或る区域内にオーバシュートがある。速い変位中に速度設定を行なう他の最適な方法として、例えば制御に制動をかけて速度を迅速に調整するようにすることができるが、例えば曲線64の場合のように、オーバシュートし損うことがある。中心部へ向う突然の変位が起る場合には、相補的な作用が生じる。ここでは速度が決して高くなり過ぎないため、前記ｃ）の方法を異論なく選択することができる。速い変位中に距離ｒから所望角速度を計算し、線速度を設定すると共に、第３実施例にて既に述べたように、センサ及び信号14を用いることにより所望角速度を制御することもできることは勿論である。
本発明による装置の他の実施例では、情報密度がｒの増加につれて低下する情報担体１を用いる。例えば、距離ｒは、例えば図５の曲線42に従って角速度が一定の区域に分けることができる。一定のクロック速度では、或る区域内の情報密度はｒが増加するのにつれて低下し、クロックを区域ごとに調整して、実質上内側の区域における情報密度が外側の区域における情報密度よりも大きくなるようにする。クロック速度は、例えば距離ｒを示す信号21又は22をVCO（電圧制御発振器）に結合させることによりｒに反比例するように変えることができる。これにより、例えば各区域当りの情報密度を一定にする。記録中には前記結合を、例えば定角速度と組合わせて距離ｒの全体に用いることができる。ｒはセンサ20によるか、又は情報担体１から読取った信号15又は22から決定することができる。速い変位後に直ちに記録することができ、これは角速度を適合させる必要がないからであり、それでもなお高い一定の情報密度が得られる。可変密度、角速度及び線速度を組合わせることにより、平均情報速度、アクセス時間及び情報担体１の総記憶容量を最適に調整することができる。CAV又はCLVの変形例を本来コピーし、例えばCLVの特性曲線を定角速度の区域により近似させることによる組合せは既知であると云える。しかし、この場合、角速度又は線速度は従来のCAV又はCLV方式の区域とは異なる区域内で変化させるだけであり、角速度又は線速度はほぼ一定のままである。
【図１】
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【図５】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図６】
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