(57)【要約】  本発明は、装置９、１０９内において光データ担体１の重大な変形が生じ得る、光データ担体１の危険回転速度を特定する装置９、１０９ならびに方法５０１、光データ担体１の状態をモニタリングする装置２０９ならびに方法、光データ担体１からのデータの読出しならびに／もしくは光データ担体１へのデータの書込みを行う装置３０９ならびに方法、および光データ担体９の危険回転速度を特定するのに用いる参照信号を生成する装置４０９ならびに方法に関する。装置９、１０９ならびに／もしくはデータ担体１を危険に曝すことなく、高速であるが安全な回転速度でのデータ担体１の回転を可能とするような、危険回転速度を特定する装置９、１０９を提供するため、光データ担体１の危険回転速度を特定する装置９、１０９であって、予め決められた範囲の回転速度をカバーするスイープ動作によって、光データ担体１を回転させるように構成されているドライブユニット１１と、そのスイープ動作に対応する、光データ担体１の表面１７と参照位置１９との間の距離を示す、測定信号を生成する測定ユニット１５、１１５と、その測定信号を処理することにより、その測定信号の少なくとも１つの特性に基づいて、光データ担体１の危険回転速度を特定する特定ユニット２１とを含む装置が提案される。
2009541907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該装置内において光データ担体の重大な変形が生じ得る、該光データ担体の危険回転速度を特定する装置であって、
前記光データ担体を回転させるドライブユニットであって、予め決められた範囲の回転速度をカバーするスイープ動作によって、前記光データ担体を回転させるように構成されているドライブユニットと、
前記スイープ動作に対応する、前記光データ担体の表面と参照位置との間の距離を示す、測定信号を生成する測定ユニットと、
前記測定信号を処理することにより、該測定信号の少なくとも１つの特性に基づいて、前記光データ担体の前記危険回転速度を特定する特定ユニットとを含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記特定ユニットが、前記測定信号を少なくとも１つの予め決められた参照信号と比較することにより、該測定信号を処理するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記特定ユニットが、
− 前記測定信号と前記参照信号との内積を計算すること、および／または
− 前記測定信号と前記参照信号との差の二乗値を合計すること、および／または
− 測定信号と、横座標に平行な予め決められた線との一連の交点間の期間を、前記参照信号と前記線との一連の交点間の期間と比較すること、とりわけ予め決められた期間に亘る平均値を比較すること
により、前記測定信号を前記少なくとも１つの予め決められた参照信号と比較するように構成されていることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記特定ユニットが、前記測定信号に対してパターン認識を実行することにより、該測定信号を処理するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記測定ユニットが、集光させられた放射ビームを前記光データ担体の表面に向けるための光学ユニットを含んでおり、前記参照位置が、前記放射ビームの焦点の位置であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記測定ユニットが、前記測定信号と関連付けられた回転タイミング信号を生成するように構成されており、前記特定ユニットが、前記回転タイミング信号を用いて前記測定信号を処理するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記スイープ動作が、当該装置の起動中における前記光データ担体の加速、および／または前記光データ担体の減速、とりわけ前記光データ担体の非駆動の減速を含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記スイープ動作が、前記光データ担体の静止状態の形状を特定するため、中程度の速度のサブスイープ動作と、低速度のサブスイープ動作とを含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記スイープ動作が、一定回転速度の期間を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１０】
当該装置を識別する装置識別子と、
特定された前記危険回転速度および／または前記測定信号を、前記装置識別子と共に、前記光データ担体上に記録するデータユニットとをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１１】
光データ担体の重大な変形が生じ得る、該光データ担体の危険回転速度を特定する方法であって、
予め決められた範囲の回転速度をカバーするスイープ動作によって、前記光データ担体を回転させる工程と、
前記光データ担体の表面と参照位置との間の距離を示す、測定信号を生成する工程と、
前記スイープ動作に対応する前記測定信号を処理することにより、該測定信号の少なくとも１つの特性に基づいて、前記光データ担体の前記危険回転速度を特定する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
光データ担体の危険回転速度を特定する装置上で実行された際に、当該装置に請求項１１記載の方法を実行させるようになすプログラムコード手段を、含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１３】
光データ担体の状態をモニタリングする装置であって、
前記光データ担体の危険回転速度を特定するための、請求項１記載の装置と、
前記請求項１記載の装置を識別する装置識別子と、
特定された前記危険回転速度ならびに／もしくは前記測定信号を、前記装置識別子と共に、前記光データ担体上に記録し、かつ、当該装置により前記光データ担体上に以前に記録された、記録済みの危険回転速度ならびに／もしくは記録済みの測定信号を読み出すデータユニットと、
特定された前記危険回転速度を前記記録済みの危険回転速度と比較し、かつ／または生成された前記測定信号を前記記録済みの測定信号と比較するモニタリングユニットとを含むことを特徴とする装置。
【請求項１４】
光データ担体の状態をモニタリングする方法であって、
請求項１１記載の特定方法によって、前記光データ担体の危険回転速度を特定する工程と、
前記特定方法を実行する装置と組み合わされた前記光データ担体から、以前に記録された危険回転速度、および／または以前に記録された測定信号を読み出す工程と、
特定された前記危険回転速度および／または前記測定信号を、前記装置を識別する装置識別子と共に、前記光データ担体上に記録する工程と、
特定された前記危険回転速度を前記以前に記録された危険回転速度と比較し、かつ／または生成された前記測定信号を前記以前に記録された測定信号と比較する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
光データ担体の状態をモニタリングする装置上で実行された際に、当該装置に請求項１４記載の方法を実行させるようになすプログラムコード手段を、含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１６】
光データ担体からのデータの読出しおよび／または光データ担体へのデータの書込みを行う装置であって、
前記光データ担体の危険回転速度を特定するための、請求項１記載の装置と、
前記光データ担体からのデータの読出しおよび／または前記光データ担体へのデータの書込みを行う読出／書込ユニットとを含み、
前記請求項１記載の装置の前記ドライブユニットが、前記読出／書込ユニットの読出および／または書込動作中において、特定された前記危険回転速度での前記光データ担体の回転を避けるように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項１７】
光データ担体からのデータの読出しおよび／または光データ担体へのデータの書込みを行う方法であって、
請求項１１記載の特定方法によって、前記光データ担体の危険回転速度を特定する工程と、
特定された前記危険回転速度とは異なる回転速度での前記光データ担体の回転中において、前記光データ担体からのデータの読出しおよび／または前記光データ担体へのデータの書込みを行う工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
光データ担体からのデータの読出しおよび／または光データ担体へのデータの書込みを行う装置上で実行された際に、当該装置に請求項１７記載の方法を実行させるようになすプログラムコード手段を、含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１９】
光データ担体の危険回転速度を特定するのに用いる、参照信号を生成する装置であって、
参照ディスクを回転させる参照ドライブユニットであって、予め決められた範囲の回転速度をカバーするスイープ動作によって、前記参照ディスクを回転させるように構成されている参照ドライブユニットと、
前記スイープ動作に対応する、前記参照ディスクの表面と参照位置との間の距離を示す、前記参照信号を生成する参照測定ユニットと、
前記参照ディスクの前記表面の形状を測定する表面ユニットとを含むことを特徴とする装置。
【請求項２０】
光データ担体の危険回転速度を特定するのに用いる、参照信号を生成する方法であって、
参照ディスクを回転させる工程と、
予め決められた範囲の回転速度をカバーするスイープ動作に対応する、前記参照ディスクの表面と参照位置との間の距離を示す、前記参照信号を生成する工程と、
前記参照ディスクの前記表面の形状を測定する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２１】
光データ担体の危険回転速度を特定するのに用いる、参照信号を生成する装置上で実行された際に、当該装置に請求項２０記載の方法を実行させるようになすプログラムコード手段を、含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置内において光データ担体の重大な変形が生じ得る、光データ担体の危険回転速度を特定する方法および装置と、光データ担体の状態をモニタリングする方法および装置と、光データ担体からのデータの読出しならびに／もしくは光データ担体へのデータの書込みを行う方法および装置と、光データ担体の危険回転速度を特定するのに用いる参照信号を生成する方法および装置とに関するものである。本発明はまた、対応のコンピュータプログラムにも関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクドライブ内における読出動作または書込動作のデータ・スループットは、光ディスクすなわち光データ担体上に記録されているデータの密度によって、および動作中における光データ担体の回転速度によって決まる。データ担体の所与のデータ密度に対して、データ担体の速度すなわち回転数を増大させることにより、スループットを増大させることができる。
【０００３】
ディスクドライブの動作中において、光ディスクは、たとえばディスクのバランス不良または静止状態での歪みといったような、多くの異なる理由により、傾きおよび変形を呈し得る。通常、ディスクドライブ内には、光ピックアップユニット（ＯＰＵ）の読出ビームまたは記録ビームの焦点を、読出対象または記録対象であるディスクの表面または平面上に維持するための、制御部材が設けられている。
【０００４】
光ドライブ内においてディスク速度が高いときには、大きな変形または傾きを避けるため、ディスクの振動が、ある範囲内に留められなくてはならない。このことは、読出および書込性能についての妥協を伴うかもしれない。ディスクの動的な歪みは、高い速度におけるディスクの破裂さえも招くかもしれない。したがって、安全面での理由と性能面での理由との両方から、安定したディスクの回転動作が望ましい。光ドライブは一般的に、異なるディスクおよび異なる種類のディスクと共に用いられるものであるので、設計者は、ディスクドライブとデータ担体との多くの異なる組合せに対して備える必要性に直面している。この問題は、たとえばＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤおよびサブタイプといったような、異なる機械的構造したがって異なる動的挙動を有する、異なる種類の光データ担体によってさらに複雑化される。
【０００５】
特定の速度（通常は１００Ｈｚより速い速度）においては、ディスクは自己励起を起こし、何ら外的な励起がなくても振動を開始し得る。この励起が生じる回転数すなわち速度は、ディスクの特性と、ドライブの特性との両方に依存する。精巧な設計により、これらの回転数をシフトさせることはできるが、完全に打ち消すことはできない。長い動作中における大きな変形および損傷を回避するため、１つまたは複数の危険回転数は、可能な限り避けられるべきである。
【０００６】
安全かつ十分な性能を確保するための１つの一般的な手法は、あらゆる可能な組合せに対して安全であると考えられる範囲に、回転速度を制限する手法である。この手法の欠点は、より高い速度、すなわちより良好なデータ・スループットでの動作が許されるようなディスクとドライブとの組合せが、不必要に低い速度で動作させられる点である。
【０００７】
別の手法によれば、ディスクは、まずは比較的高い回転速度で回転させられ、性能が悪いこと（たとえば生じている振動に対して焦点制御が遅すぎるという点に関して）が判明した場合に、速度が下げられる。この手法の危険な点は、ドライブおよび／またはディスクが損傷を受けかねないほどに、速度が高くなる可能性がある点である。
【０００８】
ディスクとドライブとの特定の組合せに対しては、振動が再び低くなる速度範囲に到達するため、危険速度を超えて速度を増大させることも可能である。このことは、一般的に高い速度において何が起こるかについて、およびディスクとドライブとの間の相互作用について、深い知識を必要とする。少なくとも、どれがそのような特定の危険速度であるかを、知っている必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の１つの目的は、装置内において光データ担体の重大な変形が生じ得る、光データ担体の危険回転速度を特定する方法および装置であって、たとえば可能性のある危険回転速度または推定危険回転速度において光データ担体の回転を実際にサンプリングすることにより、装置および／またはデータ担体を危険に晒すことなく、高速かつ安全な回転速度でデータ担体を回転させることを可能とする方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するため、その装置内において光データ担体の重大な変形が生じ得る、その光データ担体の危険回転速度を特定する装置であって、光データ担体を回転させるドライブユニットであり、予め決められた範囲の回転速度をカバーするスイープ動作によって、光データ担体を回転させるように構成されているドライブユニットと、上記のスイープ動作に対応する、光データ担体の表面と参照位置との間の距離を示す、測定信号を生成する測定ユニットと、上記の測定信号を処理することにより、その測定信号の少なくとも１つの特性に基づいて、光データ担体の危険回転速度を特定する特定ユニットとを含むことを特徴とする装置が提供される。
【００１１】
さらに、請求項１１および１２で規定されているように、対応の方法、および、光データ担体の危険回転速度を特定する装置上で実行された際に、かかる方法をその装置に実行させるようになすプログラムコード手段を含むコンピュータプログラムが、提供される。
【００１２】
本発明は、ドライブ内における非常に深刻なディスクの振動は、定常波形として現れ、一般的な光ピックアップユニット（ＯＰＵ）制御によっては、簡単に観測できないかもしれないという認識に基づいている。変形および／または関連する傾きは、比較的大きな実質上一定の振幅（ＤＣ値に匹敵する）を呈するかもしれず、たとえば、ＯＰＵの対物レンズの焦点において、この変形の振幅には変化がないかもしれない（すなわちＡＣ成分がないかもしれない）。ＯＰＵ制御の焦点アクチュエータのＤＣ信号からは、変形の源は追跡できない。なぜならば、変形の源は定常波形であるかもしれないし、傾いたディスクモータであるかもしれないし、カップ形または傘形の形状を有するディスクであるかもしれないためである。さらに、波形中の「ノード」に伴って、ＯＰＵの焦点において、変形が全くもしくはほとんどなく、かつ大きな傾きがある状態も生じ得る。
【００１３】
定常波形については、少なくとも２つの特徴の出現が存在する。第１に、（その定常波形がその局所に「ノード」を有する場合を除いて）多数回の回転に亘って、変形は、最小速度における変形よりもかなり大きくなり、第２に、変形は多数回の回転に亘って一定に留まり、その後、かなり激しく「振動」を始める（この現象は、局所的な「ノード」を有する定常波形が、より少ない波形（通常は回転を落とす）またはより多くの波形（通常は回転を上げる）を有する、次の定常波に移行するときにも生じる）。
【００１４】
たとえば焦点アクチュエータ信号から導出された一定周波数または速度での動的挙動は、危険速度を特定するのには不十分であることが分かった。これは、自己励起現象は、検出されないままであるかもしれないし、データ担体または装置の他の特徴または事象と混同されるかもしれないためである。一定の回転数をサンプリングすることに代えて、予め決められた周波数のスイープ動作を用いることにより、複数の動的現象が励起され、ディスクとドライブとの特定の組合せに特有の信号または信号履歴がもたらされることが認識された。光データ担体の表面上の点、またはその表面の外包上の点の挙動に対応する信号を処理することにより、ディスクとドライブとの組合せの動的特徴を導出することができ、それにより、少なくとも１つの危険回転速度を予測または特定することができる。ここで、「信号」との用語は、特定の時点における単一の値を指すものではなく、ある期間に亘る種々の値のシーケンスを指すものである。
【００１５】
さらに、スイープ動作は、異なるサブスイープ動作の反復を含んでいてもよく、どの（種類の）サブスイープ動作を次に行うかという選択は、その前のサブスイープ動作の測定信号の処理結果に基づいて行われてもよい。一般的に、スイープ動作またはサブスイープ動作は、開始速度（もしくは回転数）、終了速度（もしくは回転数）、スイープ時間、スイープモード（たとえば線形モードもしくは対数モード）、および光データ担体上においてそのスイープ動作が行われる半径によって、特徴付けられる。この半径は、スイープ動作中において変化してもよい。実際には、精度と快適さとの間で、トレードオフが見出されなくてはならない。多数回のスイープ動作およびサブスイープ動作を行えば、ほぼ完璧な制度を達成することもできるかもしれないが、これも比較的長い時間を要する。データの量についても、同じことが当てはまる。精度を高めるための、参照信号およびサブスイープ動作のより大きなデータベースは、データ保存のための追加の労力、およびデータ処理のための追加の時間の必要性を暗に意味する。
【００１６】
本発明の別の実施形態によれば、上記の特定ユニットは、測定信号を少なくとも１つの予め決められた参照信号と比較することにより、測定信号を処理するように構成される。
【００１７】
危険回転速度を特定する装置に対応する専用の参照ドライブ内における、複数の参照ディスクの動的挙動を調べること、および、この参照ドライブ内における、これら参照ディスクの１つもしくは複数の危険回転速度を特定することも可能である。これにより、装置またはディスクドライブ内に保存される多数の参照信号であって、装置内における実際のデータ担体のチェック動作中に生成される測定信号と比較されるべき、多数の参照信号が生成される。参照信号と測定信号との間に十分な類似性があれば、ドライブ内のデータ担体は、参照ドライブ内における対応の参照ディスクと、実質的に同一の動的挙動を呈すると結論付けることができる。すなわち、１つまたは複数の危険回転速度は、データ担体および装置の特定の組合せと、参照ディスクおよび参照ドライブの特定の組合せとについて、同一である。スイープ動作中において実際に測定された信号または挙動に最も類似した動的挙動または信号を呈する、参照ディスクと参照ドライブとの組合せを特定することにより、手持ちのデータ担体を実際に危険回転速度で回転させずとも、その手持ちの光データ担体と、危険回転速度を特定する装置（たとえば民生用ディスクドライブ）との組合せの、１つまたは複数の危険回転速度を予測することができる。これは、危険回転速度を特定するための、どちらかというと間接的な測定信号の処理方法であって、処理の基となる測定信号の特性は、少なくとも１つの参照信号に対するその測定信号の類似度である。
【００１８】
測定信号／参照信号の全体に上記の比較を適用することは必須ではない。いくつかの実施形態では、それら信号の予め決められた部分のみが、互いに比較される。信号は比較前に他の形に処理されてもよいので、生データの測定データを比較することも必須ではない。「測定信号」および「参照信号」との用語は、たとえば元の信号の圧縮表現等、それぞれの信号から導出された信号を含むものであると理解されたい（数学的な意味での導関数も含むが、それに限られるものではない）。
【００１９】
本発明の１つの好ましい実施形態によれば、上記の特定ユニットは、測定信号と参照信号との内積を計算すること、および／または、測定信号と参照信号との差の二乗値を合計すること、および／または、測定信号と、横座標に平行な予め決められた線との一連の交点間の期間を、参照信号と上記の線との一連の交点間の期間と比較すること、とりわけ予め決められた期間に亘る平均値を比較することにより、測定信号を、少なくとも１つの予め決められた参照信号と比較するように構成される。
【００２０】
場合によっては後続して規格化を行ってもよい（すなわち参照信号と参照信号自体との内積により除算してもよい）、測定信号と参照信号との内積の計算は、測定信号と参照信号との間の類似度の単純なレートを与える。規格化後の結果の値が１に近くなるほど、測定信号と参照信号とが類似していることとなる。類似度のレートを得る別の単純な方法は、周知の「最小二乗法」に似た、測定信号と参照信号との差の二乗値を合計する方法であり、結果として相関値が得られる。さらに別の方法は、測定信号が１つの所与の値をとる１つの時点と、測定信号がその値をとる次の時点との間の、１つまたは複数の期間を、参照信号がその値をとる時点間の期間と比較する工程を含む。そのような比較を実現する１つの単純な方法は、多数の連続する期間が考慮され平均化された、ゼロ交差点間の期間を比較する方法である。
【００２１】
比較結果を用いてどのように処理を進めるかについては、種々の方法がある。１つの方法は、測定信号に最も類似した参照信号と関連付けられた１つまたは複数の危険速度を、その装置内におけるそのデータ担体の１つまたは複数の危険速度であるとみなす方法である。より保守的な１つの方法は、予め決められた数の最も類似した参照信号の危険回転速度を、手持ちのデータ担体と装置との組合せの危険回転速度であるとみなす方法である。別の方法は、類似度の評価のための予め決められた閾値を規定する方法である。すなわち、参照信号が、少なくとも閾値で規定されている程度に測定信号と類似している場合には、対応の１つまたは複数の危険回転速度が、その装置内におけるそのデータ担体の危険回転速度（の１つ）であると推定される。これらの手法の組合せも可能である。
【００２２】
閾値が高ければ高いほど、合致した場合には、測定信号と参照信号とはより類似していることとなる。したがって、特定される１つまたは複数の危険回転速度も、実際の危険回転速度により近いこととなる。しかしながら、高い閾値は、多くの場合において参照信号と測定信号との合致が何ら見出されないという結果、すなわちこの閾値法によっては危険回転速度を特定することができないという結果を招きかねない。
【００２３】
本発明の別の実施形態によれば、上記の特定ユニットは、測定信号に対してパターン認識を実行することにより、測定信号を処理するように構成される。
【００２４】
パターン認識を用いると、信号自体の「形状」が処理される。このパターン認識を行う１つの実現可能な方法は、たとえばウェーブレット分析に基づいて、測定信号の時間／周波数分析を行い、危険回転速度の特定を可能とするような測定信号の要素を抽出する方法である。別の方法は、たとえば前もって学習を行った人工知能を持ち、一群の規則および／または例に基づいて危険回転速度を特定する能力を有する、エキスパートシステムまたは決定論理回路に、測定信号を供給する方法である。
【００２５】
本発明の１つの有利な実施形態では、パターン認識の手法と、参照信号との比較の手法とが、組み合わされる。すべての参照信号が測定信号とあまりにも異なる場合、すなわち所与の閾値により規定される程度に測定信号に類似した参照信号が存在しない場合には、代わりにパターン認識手法が使用される。あるいは、２つの手法が並行して使用され、すべての特定結果が危険回転速度であるとみなされてもよい。
【００２６】
本発明の別の好ましい実施形態では、上記の測定ユニットは、光データ担体の表面に集光させられる放射ビームを、方向付けるための光学ユニットを含むものとされ、上記の参照位置は、放射ビームの焦点の位置とされる。
【００２７】
一般的な光ドライブでは、光ピックアップユニット（ＯＰＵ）には、ＯＰＵによりデータの読出しまたは書込みに使用される放射ビームの焦点が、データの読出元またはデータの書込先であるデータ担体の平面または表面近傍の特定の範囲内に留まるように保証する、制御部材が設けられていることが多い。それにより、ＯＰＵまたは焦点に対する、光データ担体表面の相対位置を、データ担体表面とＯＰＵとの間の物理的接触なしに測定することができる。さらに、制御部材により生成されるアクチュエータ信号を、測定信号として取得する際に、一般的なディスクドライブ内の既存のハードウェアを用いることができる。したがって、これらのディスクドライブ内に本発明を実装するにあたり、ハードウェアの変更は必要ない。
【００２８】
さらに別の実施形態によれば、上記の測定ユニットは、測定信号と関連付けられた回転タイミング信号を生成するように構成され、上記の特定ユニットは、その回転タイミング信号を用いて、測定信号を処理するように構成される。
【００２９】
回転信号はタイムマークである。すなわち、回転信号は、ある予め決められた数の回転を示し、測定信号を参照信号と相関付けるために用いられ得る。回転信号は、時系列中において、測定信号のタイミングを参照信号のタイミングに合致させるために、測定信号を再スケーリングまたは再配置することを可能とする。
【００３０】
本発明の１つの有利な実施形態では、上記のスイープ動作は、装置の起動中における光データ担体の加速、および／または光データ担体の減速、とりわけ光データ担体の非駆動すなわち抑制されていない減速を含むものとされる。
【００３１】
光データ担体またはディスクの加速が、スイープ動作としてまたはスイープ動作中で用いられても、装置の起動のために必要な時間は、わずかに増えるのみであるか、全く増えない。ここで、「起動」との語は、装置の電源投入もしくはスイッチ投入または光データ担体の挿入と、装置が動作可能になる瞬間、すなわち通常動作において光データ担体からのデータ読出しおよび／または光データ担体へのデータ書込みが可能となる瞬間との、間の時間を指す。電力を用いないすなわち非駆動の、減速すなわち光データ担体の回転を落とす動作中は、ドライブによる追加の影響が排除され、データ担体の動的挙動は、データ担体と、ドライブ内の空間的な条件（たとえばドライブ内におけるディスク周囲の（乱された）空気の流れ）とのみに依存することとなる。
【００３２】
本発明のさらに別の実施形態によれば、上記のスイープ動作は、光データ担体の静止状態の形状を特定するため、中程度の速度のサブスイープ動作と、低速度のサブスイープ動作とを含むものとされる。
【００３３】
低速度においては、慣性または遠心力による光データ担体の歪みは存在しない。すなわち、データ担体は実質的に静止状態の形状に留まっている。光データ担体の表面と、参照点との間の距離の変化は、データ担体がいくらか歪められたということを反映しているかもしれず、したがってデータ担体の静止状態の形状の特定を可能とする。中程度の速度においては、ディスクは、遠心力のために多少「伸長」し、静止状態での歪みはいくらか低減される。光データ担体の表面と参照点との間の距離に依然として変化があれば、たとえばディスク上にＯＰＵの焦点を保つために焦点アクチュエータ信号を変化させる必要があれば、これらの変化は、たとえばディスクのバランスの悪いマウントに起因するものであるかもしれないし、ドライブ側に原因があるのかもしれない。バランス不良に起因する振動は、回転数に直接結び付けられるので、認識し、フィルタリングで抽出することが可能である。
【００３４】
本発明のさらに別の実施形態によれば、上記のスイープ動作は、一定回転速度の期間を含むものとされる。
【００３５】
スイープ動作中における一定回転速度でのディスクの回転は、その特定の回転速度を通過する加速または減速を行う場合と比較して、その特定の回転速度と関連付けられた動的挙動が、より大きな程度で確立することを可能とする。これにより、この動的挙動を検出することがより簡単になり、測定信号の処理も容易化される。
【００３６】
本発明の別の実施形態では、光データ担体の危険回転速度を特定する装置は、その装置を識別する装置識別子と、特定された危険回転速度および／または測定信号を、装置識別子と共に、光データ担体上に記録するデータユニットとを、さらに含むものとされる。
【００３７】
ドライブとデータ担体との所与の組合せに対して、ある特定の回転速度が危険回転速度であるか否かは、ドライブと、データ担体との両方に依存する。しかしながら、とりわけデータ担体の経時劣化に起因して、特定のドライブ内における特定のデータ担体の危険回転速度は、時間と共に変化し得る。温度変化によっても、いくらかの小さな変化が生じるかもしれない。装置識別子（たとえば装置のシリアル番号）を、測定信号および／または特定された危険回転速度と共に記録しておくことは、危険回転速度の経時変化の観察すなわちモニタリングを可能とする。危険回転速度に十分大きな変化が生じた場合、そのことは、たとえば経時劣化もしくは過度の圧力によってデータ担体が劣化したこと、および、データ担体を交換すべきであり、そのデータ担体上に記録されているデータはどこか別の場所に保存すべきであることを示すものであるかもしれない。
【００３８】
本発明の別の側面によれば、光データ担体の状態をモニタリングする装置であって、光データ担体の危険回転速度を特定するための上記で述べたような装置と、その危険回転速度を特定する装置を識別する装置識別子と、特定された危険回転速度ならびに／もしくは測定信号を、装置識別子と共に、光データ担体上に記録し、かつ、当該装置により光データ担体上に以前に記録された、記録済みの危険回転速度ならびに／もしくは記録済みの測定信号を読み出すデータユニットと、特定された危険回転速度を上記の記録済みの危険回転速度と比較し、かつ／または生成された測定信号を上記の記録済みの測定信号と比較するモニタリングユニットとを含む、装置が提案される。
【００３９】
さらに、請求項１４および１５に規定されているように、対応の方法、および、光データ担体の状態をモニタリングする装置上で実行された際に、その装置にかかる方法を実行させるようになすプログラムコード手段を含む、コンピュータプログラムも提案される。
【００４０】
本発明に従って危険回転速度が特定された後、その危険回転速度を特定できるように、特定された危険回転速度が、装置識別子（たとえば装置のシリアル番号）と共に記録される。さらに後の時点で、危険回転速度の特定が繰り返され、この特定の結果が、少なくとも１つの以前に記録された結果、または複数の以前に記録された結果と比較される。最新の結果が以前の結果から離れていなければ、光データ担体および装置において何ら変化が生じていないと推定される。しかしながら、結果が離れていれば、そのことは光データ担体の劣化を意味するかもしれない。装置識別子の追加記録は、現在の結果が、データ担体と装置との同一の組合せに対する以前の結果とのみ比較されることを保証する。
【００４１】
本発明のさらに別の側面によれば、光データ担体からのデータの読出しおよび／または光データ担体へのデータの書込みを行う装置であって、光データ担体の危険回転速度を特定するための上記で述べたような装置と、光データ担体からのデータの読出しおよび／または光データ担体へのデータの書込みを行う読出／書込ユニットとを含み、上記の危険回転速度を特定するための装置のドライブユニットが、読出／書込ユニットの読出および／または書込動作中において、上記の特定された危険回転速度での光データ担体の回転を避けるように構成されている装置が提供される。
【００４２】
さらに、請求項１７および１８に規定されているように、対応の方法、および、光データ担体からのデータの読出しならびに／もしくは光データ担体へのデータの書込みを行う装置上で実行された際に、その装置にかかる方法を実行させるようになすプログラムコード手段を含む、コンピュータプログラムも提案される。
【００４３】
ある光データ担体と、データの読出し／書込みを行うある装置との組合せ、たとえば光ディスクとディスクドライブとの組合せに対する、危険回転速度の特定、およびその後のその危険回転速度の回避は、装置動作の性能および安全性を高める。読出または書込処理の性能に悪影響を与えるであろう、自己励起すなわち内部励起による過剰な動的振動は、危険回転速度と異なる回転速度では起こらない。光データ担体の使用による劣化は、軽減または回避され、したがって経時劣化プロセスまたは消耗プロセスの早さが低下させられる。また、装置または光データ担体のいずれについても、損傷の危険も低下させられる。
【００４４】
本発明のさらに別の側面によれば、光データ担体の危険回転速度を特定するのに用いる、参照信号を生成する装置であって、参照ディスクを回転させる参照ドライブユニットであり、予め決められた範囲の回転速度をカバーするスイープ動作によって、参照ディスクを回転させるように構成されている参照ドライブユニットと、上記のスイープ動作に対応する、参照ディスクの表面と参照位置との間の距離を示す、参照信号を生成する参照測定ユニットと、光データ担体の表面の形状を測定する表面ユニットとを含む、装置も提案される。
【００４５】
さらに、請求項２０および２１に規定されているように、対応の方法、および、光データ担体の危険回転速度を特定するのに用いる、参照信号を生成する装置上で実行された際に、その装置にかかる方法を実行させるようになすプログラムコード手段を含む、コンピュータプログラムも提案される。
【００４６】
この参照信号を生成する装置では、一般的なディスクドライブでは一般に可能ではない、参照ディスクの動的挙動の測定が可能とされている。特定のタイプまたはタイプの組を代表する専用の参照ドライブユニットが、各タイプまたはタイプの各組について必要とされる。さらに、光データ担体の各タイプまたはタイプの各組について、専用の参照ディスクが使用される。ドライブユニット（対象のディスクドライブのケーシングその他の要素も含む）と参照ディスクとの間の動的な相互作用に関する特徴は、生成された参照信号が使用されるドライブ中に存在する特徴と、実質的に同一でなくてはならない。そうでなければ、生成された参照信号は、役に立たないものとなるか、危険回転速度を特定する方法または装置で参照信号として有用に利用されるための操作を受けなければならないものとなる。動作中において、参照ディスクに対する追加の測定が必要であるが、これらの測定は、データ担体の動的挙動、たとえば装置内部の空気力学的挙動を妨害するものであってはならない。
【００４７】
ドライブユニット外に光源およびセンサを有する、光学システムを利用することが好ましい。そうすると、原則として、検査対象のタイプの標準的なドライブを使用することができ、透明カバー（すなわち少なくとも使用される光に対して透明なカバー）の形態での修正を用いれば十分である。この光学システムは、複数の光源と、１つのセンサ（たとえば高速カメラ）とを含み、光源から発せられた光は、参照ディスクのミラー表面により反射される。参照ディスクのミラー表面は、参照ディスクが回転させられていないときは、平坦面であることが好ましい。動作中においては、参照ディスクの変形のために、ミラー表面は湾曲させられる。散乱の影響が無視できるように、単色光が使用されることが好ましい。測定される参照信号の意味を損なわせるような影響を動的挙動に及ぼすことなく、参照ディスクのミラー表面の形状を特定するのに役立てるため、反射された光源の像が、センサにより検出される。光データ担体の形状のモニタリングは、危険回転速度の検出を可能とする。ある回転速度が危険か否かを決定するための可能な基準としては、たとえば、データ担体の変形の絶対値、およびデータ担体表面の振動の周波数が挙げられる。参照信号は、同時に測定されてもよいし、別個に測定されてもよい。光データ担体および／またはドライブに対する損傷の危険性を減じるため、上記で述べたような危険回転速度を特定するために実行されるスイープ動作が、可能な最高の速度までカバーしない場合には、そのスイープ動作に対応する、参照信号の別個の測定を行うことが好ましい。
【００４８】
本発明に係る、光データ担体からのデータの読出し／光データ担体へのデータの書込みを行う装置、たとえば本発明に従う民生用のディスクドライブには、製造者によって、参照データが予め付与されていてもよい。すなわち、種々のタイプ（またはタイプの種々の組）の光データ担体について、１つまたは複数のスイープ動作のパラメータと、対応の参照信号とが付与されていてもよい。さらに、光データ担体自体に、それらのデータを少なくともいくらか付与し、そのデータが、後で装置によってデータ担体から読み出され、使用されるようにすることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、図面に示された好ましい実施形態を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。
【００５０】
図１は、光データ担体１の変形を模式的に示している。光データ担体１は、歪みまたは変形を受け得るものであり、定常波形を呈する。この定常波形は、破線３により示されている。変形は、矢印５により示されている。図示されている定常波形は、複数のノード７、すなわち、歪みのないデータ担体の表面と変形を受けた表面とが、表面の傾きの違いを除いて一致する複数の領域を有する。
【００５１】
図２は、本発明に係る、光データ担体１の危険回転速度を特定する第１の実施形態の装置９を模式的に示している。この装置９は、スピンドル１３を伴うドライブユニット１１と、測定ユニット１５と、記憶ユニット２３と、それらドライブユニット１１、測定ユニット１５および記憶ユニット２３に接続された特定ユニット２１とを備えている。ドライブユニット１１は、スピンドル１３を介して光データ担体１を回転させ、回転データ（たとえば回転速度に関するデータ）を、特定ユニット２１に送信する。測定ユニット１５は、光データ担体１の表面１７と、参照位置１９との間の距離（点線の両方向矢印により示されている）を測定し、この距離を示す測定信号を生成し、特定ユニット２１に送信するように構成されている。特定ユニット２１は、記憶ユニット２３から、少なくとも１つの参照信号を受け取り、測定ユニット１５から受け取られた測定信号をこの参照信号と比較することにより、測定信号を処理する。この比較は、他のいくつかの参照信号に対して繰返し行われてもよい。
【００５２】
合致が確認されると、すなわち測定信号が参照信号に十分類似していることが確認されると、それぞれの参照信号と関連付けられた（１つまたは複数の）危険回転速度が、装置９と光データ担体１との現在の組合せの（１つまたは複数の）危険回転速度、すなわちその光データ担体の危険回転信号であるとみなされる。この比較処理に代えてかつ／またはこの比較処理に加えて、特定ユニット２１は、たとえば危険回転速度を特定するためのパターン認識を実行することにより、測定信号を処理するように構成されていてもよい。測定ユニット１５は、点線矢印で示すように、光データ担体に沿って移動可能とされている。
【００５３】
図３は、光データ担体１の表面に、集光させられた放射ビームを向ける光学ユニット２５を、模式的に示している。測定ユニット１５は、光学ユニット２５を含んでいる。この光学ユニット２５は、集光させられたレーザービーム２７を、光データ担体１の表面１７に向けるように構成されている。光学ユニット２５はさらに、上記の表面１７から反射されたレーザー光を検出し、表面１７からの焦点１９のずれを、たとえば反射ビームの形状から検出するようにも構成されている。表面１７の振動は、点線により示されている。一般的に利用されている光ディスクドライブの光ピックアップユニットは、データの読出対象またはデータの書込対象である光ディスクの平面または表面上に、自己のレーザービームの焦点を保つため、類似の方法で制御されることが多い。したがって、測定ユニット１５は、一般的な光ピックアップユニットとして実装されてもよく、その場合、焦点アクチュエータ信号が、測定信号として特定ユニット２１に送信される（図２参照）。
【００５４】
図４は、本発明に係る、光データ担体１の危険回転速度を特定する第２の実施形態の装置１０９を模式的に示している。この装置１０９は、図２に示した装置９にいくらか類似している。装置１０９は、スピンドル１３を伴うドライブユニット１１と、測定ユニット１１５と、記憶ユニット２３と、それらドライブユニット１１、測定ユニット１１５および記憶ユニット２３に接続された特定ユニット２１とを備えている。測定ユニット１１５は、データユニット１３１を含んでおり、識別子ユニット１２９にさらに接続されている。識別子ユニット１２９は、装置１０９を実質的に唯一のものとして識別する、シリアル番号ＤＩＤを記憶している。装置１０９内における光データ担体１の少なくとも１つの危険回転速度が、図２に示した装置９の方法と類似の方法で特定される。いったん特定されると、その少なくとも１つの危険回転速度は、特定ユニット２１から、測定ユニット１１５内のデータユニット１３１に送信される。データユニット１３１は、特定された（１つまたは複数の）危険回転速度を、装置１０９のシリアル番号ＤＩＤと共に、光データ担体１上に保存する。したがって、特定された（１つまたは複数の）危険回転速度は、後でデータ担体１から取り出して、シリアル番号ＤＩＤが属する特定の装置１０９と関連付けられることができる。（１つまたは複数の）危険回転速度の記録に代えて、またはかかる危険回転速度の記録に加えて、測定信号自体またはそれから導出された信号が記録されてもよい。
【００５５】
図５は、本発明に従う、光データ担体１の状態をモニタリングする装置２０９を、模式的に示している。装置２０９は、上記で説明したような、光データ担体１の危険回転速度を特定する装置９を含んでいる。この装置はさらに、相互接続された識別子ユニット２２９、データユニット２３１およびモニタリングユニット２３３を含んでいる。装置９も、データユニット２３１およびモニタリングユニット２３３に接続されている。装置９は、光データ担体１の１つまたは複数の危険回転速度を特定し、特定されたデータをデータユニット２３１に送信する。データユニット２３１は、この特定されたデータを、識別子ユニット２２９に保存されているシリアル番号ＤＩＤと共に、データ担体１上に記録する。これは、図４を参照して上記で説明した処理と類似している。さらに、データユニット２３１は、データ担体１から、以前に記録されたデータを読み出し、そのデータをモニタリングユニット２３３に送信するように構成されている。モニタリングユニットは、少なくとも１つの危険回転速度および／またはデータ担体１に属する測定信号と、そのデータを元々取得した装置のシリアル番号とを含む、以前に記録されたデータをデータユニット２３１から受け取り、新たに取得された１つもしくは複数の危険回転速度、および／または新たに生成された測定信号を、装置９から受け取る。以前に取得されたデータを、新たに生成または特定されたデータと比較することにより、測定ユニット１５は、光データ担体の状態に顕著な変化が生じているか否か（たとえば、データ担体が深刻な劣化を受けているか否か）を、判断することができる。そのような顕著な劣化がある場合には、装置２０９によるこの結果の表示に対するユーザ応答により、光データ担体上に記録されているデータのバックアップが行われてもよい。
【００５６】
オプションとして、記録されているデータが記録された時を示す、何らかの指標（たとえばタイムスタンプ）が提供されてもよい。これにより、モニタリングされているデータ担体１の状態の変化を、経時監視することが可能となる。この点に関していえば、データ担体１の危険回転速度の多数の特定瞬間に対応する、可能な限り多くのデータパケットを、データ担体１上で提供することが好ましい。しかしながら、データ担体１上の記録スペースを無駄にしないため、少数のパケットのみを提供することも可能である。たとえば、最も古いパケットが、最も新しいパケットにより置き換えられてもよい。まずデータ担体１からデータを読み出し、新しいデータによって古いデータを上書きすることすら可能である。
【００５７】
図６は、本発明に従う、光データ担体１からのデータの読出しおよび／または光データ担体へのデータの書込みを行う装置３０９を、模式的に示している。装置３０９は、図４に図示した装置１０９にいくらか類似しており、かつ図２に図示した装置９の特徴を含んでいる。この装置は、スピンドル１３を伴うドライブユニット３１１と、測定ユニット３１５と、記憶ユニット２３と、それらドライブユニット３１１、測定ユニット３１５および記憶ユニット２３に接続された特定ユニット３２１とを備えている。測定ユニット３１５は、読出／書込ユニット３３１を含んでいる。装置３０９内における光データ担体１の少なくとも１つの危険回転速度が、図２に示した装置９または図４に示した装置１０９での方法と同様の方法で特定される。特定後、この少なくとも１つの危険回転速度は、特定ユニット３２１からドライブユニット３１１へと送信される。すると、ドライブユニット３１１は、装置３０９の動作中において、特定された１つまたは複数の危険回転速度を避けることができるようになる。読出／書込ユニット３３１は、データ担体１上へのユーザデータの記録、および／またはデータ担体１からのデータの読出しを行うように構成されている。読出／書込ユニット３３１の性能を最適に発揮するため、ドライブユニット３１１は、特定された１つまたは複数の危険回転速度に鑑みて安全だと考えられる、最も高い回転速度でデータ担体１を回転させてもよい。
【００５８】
図７は、本発明に従う、参照信号を生成する装置４０９を模式的に示している。装置４０９は、参照ドライブユニット４１１、参照測定ユニット４１５、および表面ユニット４３７を含んでいる。表面ユニット４３７は、複数の光源４３９と、高速カメラ４４１とを含んでいる。光源４３９は、ミラー表面４１７を有する参照ディスク４０１から、距離４３５を隔てて配されており、光源４３９により発せられた光は、参照ディスク４０１のミラー表面４１７において反射される。これにより、カメラ４４１は、ミラー表面４１７により反射された光源４３９の像を検出する。ある変更実施形態では、複数の光源４３９に代えて照射パターンが用いられ、カメラは、参照ディスクのミラー表面で反射された、照射パターンの反射を検出する。図７では、カメラは、参照ディスク４０１に対して、光源４３９と同じ距離４３５に配されているが、このことは必須ではない。当業者であれば、実質的に同一または類似の効果を有する、別の構成も容易に認識することができるであろう（図８ａおよび８ｂ参照）。さらに、参照ディスク４０１は、光データ担体であってもよいし、そうでなくてもよい。とりわけ、参照ディスク４０１に何らかのデータが書込みすなわち記録されていることは、必要ではない。
【００５９】
カメラ４４１により検出された像は、参照データ担体４０１の形状を測定することを可能とし、したがって、参照データ担体４０１の危険回転速度に関連する定常データ担体モードを、識別することを可能とする。さらに、参照測定ユニット４１５は、上記で説明した測定ユニットが測定信号を生成するのと類似または同一の方法で、参照データ担体４０１の表面と参照位置４１９との間の距離を示す参照信号を生成する。装置４０９と参照データ担体４０１との組合せは、その組合せの動的挙動が、その装置４０９と関連付けられる特定のディスクドライブと、その参照データ担体が表す特定のディスクとの組合せの動的挙動と実質的に同一であって、したがって測定信号が参照信号と実質的に同一である場合には、後者の組合せをマッピングできるものであることが分かった。したがって、参照信号は、参照の組合せと同じ動的挙動を有するような、ディスクドライブと、付随するデータ担体との組合せを、特定するために利用することができる。
【００６０】
図８ａおよび８ｂは、図７に示した装置内における、光データ担体の変形の影響を模式的に示している。図８ａから見て取れるように、（この断面図において）外縁が上方に曲げられた態様でディスクが変形されている場合には、カメラは、カメラに近い光源の像のみを検出する。一方、図８ｂに示すようにディスクが逆に変形されている場合には、カメラは、カメラから離れた光源の像も検出する。したがって、カメラにより検出された像から、参照データ担体の反射表面の形状を再構成または計算することが可能である。
【００６１】
図９は、本発明に従う、危険回転速度を特定する方法５０１を示したフローチャートである。方法５０１は、光データ担体を回転させるステップ５０３、測定信号を生成するステップ５０５、および危険回転速度を特定するステップ５０７を含んでいる。回転ステップ５０３および生成ステップ５０５は同時に実行され、その後に特定ステップ５０７が続く。回転ステップ５０３は、加速５０９と、抑制された減速５１１と、非駆動の減速５１３と、一定速度の期間５１５とを含む、予め決められたスイープ動作を含んでいる。これらのサブステップは、いかなる順序で行われてもよい。測定信号の生成ステップ５０５は、集光レーザービームをデータ担体に向けるステップ５１７と、測定信号を生成するために、レーザービームの焦点と、データ担体の表面との間の相対距離を測定するステップとを含んでいる。特定ステップは、測定信号と参照信号との内積による比較５２１、二乗距離を合計することによる比較５２３、および／または人工知能もしくは何らかの他の種類の決定論理回路による測定信号の処理５２５を含んでいてもよい。
【００６２】
図１０は、本発明に従う、光データ担体の状態をモニタリングする方法を示したフローチャートである。上記で説明したような方法（図９参照）による、危険回転速度を特定するステップ５０１の後に、特定された危険回転速度および／または生成された測定信号を、データ担体に記録するステップ５２７が続く。これに続くモニタリングステップ５２９は、危険回転速度を特定するステップ５０１と、以前に記録された危険回転速度および／または以前に記録された測定信号を読み出すステップ５３１と、特定された危険回転速度および／または危険回転速度の特定に使用された測定信号を、装置の識別が可能なように記録するステップ５２７と、特定された危険回転速度を以前に記録された危険回転速度と比較、および／または生成された測定信号を以前に記録された測定信号と比較するステップ５３３とを含む。比較ステップ５３３が特定ステップ５０１ならびに読出ステップ５３１より後に来て、かつ記録ステップ５２７が特定ステップ５０１よりも後に来る限り、これらのステップの順序は変更されてもよい。特定ステップ５０１と読出ステップ５３１とが同時に行われること、または記録ステップ５２７が読出ステップ５３１より後に行われることは、必須ではない。モニタリングステップ５２９は、繰返し行うことができる。
【００６３】
図１１は、本発明に従う、光データ担体からのデータの読出しおよび／または光データ担体へのデータの書込みを行う方法を示したフローチャートである。上記で説明したような方法による、手持ちの光データ担体の危険回転速度を特定するステップ５０１の後に、光データ担体からのデータの読出しおよび／または光データ担体へのデータの書込みを行うステップ５３５が続く。このステップ５３５では、特定された危険回転速度とは異なる回転速度で、光データ担体が回転させられる。この方法では、さらなる特定ステップ５０１、またはさらなる読出／書込ステップ５３５が後続してもよい。
【００６４】
図１２は、本発明に従う、参照信号を生成する方法を示したフローチャートである。この参照信号を生成する方法は、２種類の動作を含んでいる。第１の動作５３７は、そのドライブにとって可能な回転速度の範囲を実質的に完全にカバーするいくつかの回転速度において、参照ドライブ内で、参照ディスクを回転させるステップ５３９と、参照ディスクの表面形状を測定するステップ５４１とを含んでいる。この動作は、危険であると考えられる１つまたは複数の回転速度、すなわちドライブおよびディスクの性能または安全性を危険に曝す１つまたは複数の回転速度を、検出することを可能とする。第２の動作５４３は、予め決められたスイープ動作に従って、参照ドライブ内で参照ディスクを回転させるステップ５４５と、そのスイープ動作に対応する参照信号を生成するステップ５４７とを含む。この参照信号は、参照ディスクの表面と、参照位置との間の距離を示す。この参照信号は、上記で説明した測定信号と比較することにより、参照ドライブと関連付けられるような民生ドライブ内における、一般的な光データ担体の危険回転速度を特定するのに利用されてもよい。これら２つの動作は、同時に実行するパターン、すなわち参照信号４０１の回転５３９、５４５中において、参照信号の生成ステップ５４７と、表面形状の測定ステップ５４１とを同時に行うパターンを含めて、いかなる順序で行われてもよい。
【００６５】
図１３は、例示的な測定信号および参照信号を示した図である。回転しているディスクが変形した形状を呈し得ることは、長い間の経験則である。実際には、回転中において、ディスクのそれぞれの物点が、極めて固有の振動数で振動しているが、ディスクは静止状態であるかのように見える。このようなディスクの形状を、ここでは定常ディスクモードと呼ぶこととする。ここでの説明では、両方の固有モードが同一の固有振動数で振動するようなモードのペアであって、各モードの形状が、ディスク周りに９０°のシフトを有し、かつ時間において９０°の位相シフトを有するようなモードのペアを考えれば十分である。
【００６６】
これら２つの振動が同時に現れると、結果としてディスクは回転せずに変形しているように見える。これは当然ながら真実ではなく、実際にはディスクは振動しているが、固定の空間位置（焦点）からディスクを見ると、何ら動きが検出されないということである。固定点の動きの検出器のみを用いて、変形している形状を、変形していない形状と区別する１つの方法は、回転速度を変化させる方法である。
【００６７】
この思想を説明するために、まず、１つのモードペアのみの変形についての、単純なモデルを与える。ここで、ディスクは、軸対称であるとする。説明を分かりやすくするため、ディスクの外周部に絞って説明する。ディスクからの１つの代表的な環状部のみをモデリングしているともいえる。その場合、外周部沿いにｎ個のノード（等価なディスクに対するノード線）を有するに付随する、軸方向の変形は、
【数１】
2009541907.tif 000003
という式によって表すことができる。ここで、
2009541907.tif 000004
は外周に沿った角度、
2009541907.tif 000005
は固有回転数、Ａは振幅、ｔは時間である。軸対称性の理由で、この第１のモードに対して垂直な、付随する第２のモードが必ず存在する。式（１）における１個目のサインの変わりに、第２のモードについてはコサインが使われる。位相差は、任意の値を取り得る。
【００６８】
９０°の位相差があると、以下で説明するように、定常モードが起きることができる。合計の変形は、
【数２】
2009541907.tif 000006
によって表すことができる。ディスクの回転は、
【数３】
2009541907.tif 000007
によって表される、時間に対して線形な
2009541907.tif 000008
を導入することによりモデリングされる。ここで、
2009541907.tif 000009
は固定空間内における変形の検出角度であり、
2009541907.tif 000010
は回転速度である。
【数４】
2009541907.tif 000011
を用いることにより、
【数５】
2009541907.tif 000012
という式を導出することができる。
【００６９】
式（３）を式（２）に代入し、それを式（５）を用いて書き直すと、
【数６】
2009541907.tif 000013
が得られる。
【００７０】
ここで、Ａ＝−Ｂと設定すると、固定世界から見た変形の表現として、１つのコサイン関数のみを有する表現が与えられる。すなわち、
【数７】
2009541907.tif 000014
である。
【００７１】
これはいわゆる後退波である。同様にＡ＝Ｂと設定すると、進行波となる。定常モードへの最終段階は、回転数を、固有回転数（固有振動数）に固定することである。これにより、式（７）の後退波中の明示的な時間依存因子が排除される。すなわち、定常モードのための条件は、
【数８】
2009541907.tif 000015
である。
【００７２】
式（８）が満たされる限り、ディスクが実際には振動していても、検出器はＤＣ成分のみを検知する。
【数９】
2009541907.tif 000016
【００７３】
ここで、
2009541907.tif 000017
はゼロにはなり得ないので、進行波を、時間に依存しないものとすることはできない点に留意されたい。
【００７４】
回転速度が一定でない場合（たとえば減速している場合）には、ＡＣ成分が出現する。この影響を説明するため、一定値の加速度
2009541907.tif 000018
（この導関数の符号が負であれば減速）を考えてみると、
【数１０】
2009541907.tif 000019
である。
【００７５】
影響のシミュレーションのため、式（１０）を式（７）に代入することができる。ここで使用されるモデルでは、ディスクは、鞍形モード（ｓａｄｄｌｅ  ｍｏｄｅ）でのみ振動する可能性があり、したがってｎ＝２である。回転速度としては、７５Ｈｚに等しい速度が選択される。１５０Ｈｚの鞍形モード回転数を有するディスクに対しては、外部から一定の力が働いていると仮定すると、定常の鞍形モードが出現し得ることが分かっている。最初の０．１秒については、回転速度は７５Ｈｚに留まり、その後、
2009541907.tif 000020
で減速が始まる。図１３は、１５０Ｈｚの固有回転数（点線）を有するディスクが、当初時点において、一定の変形（−１に規格化されている）を有することを示している。回転速度が変化しなければ、振動（ＡＣ成分）は全く視認されない。しかしながら、時刻０．１秒において減速が始まり、そこで初めて、ディスクが既に内部振動していたことが明らかとなる。図１３はまた、他の固有回転数（固有振動数）を有するディスクについても、当初時点の一定速度での振動、およびそれに続く減速での過渡応答を示している。具体的にいうと、プロットされている変形の時間信号は、
2009541907.tif 000021
に対する信号である。１４８Ｈｚ、１４９Ｈｚ、１５０Ｈｚ、１５１Ｈｚおよび１５２Ｈｚの鞍形モード回転数を有する、最初の５個の「ディスク」は、既知の動的挙動を有する参照ディスクを表している。１５０．８２Ｈｚの鞍形モード回転数を有する最後のディスクは、固有回転数を特定したい対象である、未知のディスクを表している。これを行う方法は、基本的には、未知のディスクの時間信号と、他のすべての時間信号との内積を取ることによる方法である。最も高い値が、動的に最も類似したディスクを指し示す。この例では、規格化された内積は、
2009541907.tif 000022
である。４個目の値が最も高い値であることは明らかであるので、この「未知の」ディスクは、鞍形モードの固有回転数が１５１Ｈｚであることが分かっている、ディスク４に最も類似していることとなる。１秒間に亘る信号のゼロ交差点間の時間を平均化すると、
2009541907.tif 000023
という結果となる。この「未知の」ディスク（１５０．８２Ｈｚ）の信号は、０．１９８１というゼロ交差点間の平均時間を示し、これは明らかに、１５１Ｈｚという回転数を有する４番目の参照ディスクを指し示している。
【００７６】
上記で挙げた例は、実際にはダンピングが存在することを考慮に入れていない。実際の信号は、変化する（たとえば減少する）回転数（すなわち回転速度）に起因する、自己励起の同調の喪失、およびダンピングのために、フェーディングを呈し得る。
【００７７】
特に、高速においては、１つまたは複数の定常波形を含む、（ことによると）高速で連続する動的作用、すなわち光データ担体の振動および変形が存在する。たとえば、これらの動的作用を、参照ディスクの動的作用と比較することにより、典型的な動的挙動を特定することができるかもしれず、それにより危険回転速度を特定することができる。本発明による危険回転速度の特定は、通常の動作中において行うことができ、処理中における読出しまたは書込みが一切不可能な、時間のかかるテスト処理を提供することは不要である。
【００７８】
本発明を、種々のディスクタイプおよびディスク設計に関する動的特性のデータベースを構築することができるような、（準）専門的なテスターに適用することも可能である。さらに、本発明により提供されるような標準化された評価方法があれば、ドライブおよびディスクの性能を、公平に比較することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】光データ担体の変形を模式的に示した図
【図２】本発明に係る光データ担体の危険回転速度を特定する装置の、第１の実施形態を模式的に示した図
【図３】光データ担体の表面に、集光させられた放射ビームを向ける光学ユニットを、模式的に示した図
【図４】本発明に係る光データ担体の危険回転速度を特定する装置の、第２の実施形態を模式的に示した図
【図５】本発明に従う、光データ担体の状態をモニタリングする装置を、模式的に示した図
【図６】本発明に従う、光データ担体からのデータの読出しおよび／または光データ担体へのデータの記録を行う装置を、模式的に示した図
【図７】本発明に従う、参照信号を生成する装置を模式的に示した図
【図８ａ】図７に示した装置内における、光データ担体の変形の影響を模式的に示した図
【図８ｂ】図７に示した装置内における、光データ担体の変形の影響を模式的に示した図
【図９】本発明に従う、危険回転速度を特定する方法を示したフローチャート
【図１０】本発明に従う、光データ担体の状態をモニタリングする方法を示したフローチャート
【図１１】本発明に従う、光データ担体からのデータの読出しおよび／または光データ担体へのデータの書込みを行う方法を示したフローチャート
【図１２】本発明に従う、参照信号を生成する方法を示したフローチャート
【図１３】例示的な測定信号および参照信号を示した図
【図１】
2009541907.tif 000024
【図２】
2009541907.tif 000025
【図３】
2009541907.tif 000026
【図４】
2009541907.tif 000027
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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