(57)【要約】電磁放射を用いて、電磁放射に対する媒体（４）の暴露を制御する。媒体（４）が回転する（３８）。媒体（４）のリム（２４、２６）から放射する電磁放射の周波数を検知する（４２）。検知した周波数を用いて、電磁放射に対する媒体（４）の暴露が制御される（４４）。
2006511033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体（４）を回転させる（３８）ことと、
前記媒体（４）のリム（２４、２６）から放射する電磁放射の周波数を検知する（４２）ことと、
検知した周波数によって、電磁放射に対する前記媒体（４）の暴露を制御する（４４）ことと
を含む、電磁放射を用いて電磁放射に対する媒体（４）の暴露を制御する方法。
【請求項２】
前記媒体（４）の前記リム（２４、２６）のまわりに円形に配列した、少なくとも１つの反射領域（６）と１つの非反射領域（８）とを前記媒体（４）上に設ける（３６）ことと、
前記媒体（４）が回転する（３８）時に、前記媒体（４）の前記リム（２４、２６）上に電磁放射を放出する（４０）ことと
をさらに含み、
前記リム（２４、２６）から放射された前記電磁放射は、前記リム（２４、２６）に向けられた電磁放射源（１２）から発生する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
電磁放射に対する前記媒体（４）の暴露を制御する（４４）ことは、前記媒体（４）上への前記電磁放射のビームの配置を制御する（４４）ことを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
電磁放射に対する前記媒体（４）の暴露を制御する（４４）ことは、前記媒体（４）の回転を制御する（４４）ことを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
リム（２４、２６）を有する大容量記憶媒体（４）を回転するように構成された回転デバイス（１０）と、
前記媒体（４）が回転する時に、該媒体（４）の前記リム（２４、２６）から放射された電磁放射の周波数を検知するように構成された電磁放射センサ（１４）と、
電磁放射放出器（１６）と、
前記電磁放射センサ（１４）に結合し、前記リム（２４、２６）から放射された電磁放射の検知された周波数によって、前記電磁放射放出器（１６）からの電磁放射に対する前記媒体（４）の暴露を制御するように構成されたコントローラ（１８）と
を備える大容量記憶装置（２）。
【請求項６】
前記リム（２４、２６）に向けられた電磁放射源（１２）をさらに含み、少なくとも１つの反射領域（６）と１つの非反射領域（８）が、前記リム（２４、２６）のまわりの前記媒体（４）上で円形に配列し、前記リム（２４、２６）から放射された前記電磁放射は、該リム（２４、２６）に向けられた前記電磁放射源（１２）から発生する請求項５に記載の大容量記憶装置（２）。
【請求項７】
前記回転デバイス（１０）は、
前記媒体（４）に連結したスピンドル（２８）と、
該スピンドル（２８）に連結したモータ（３０）と
を含む請求項５に記載の大容量記憶装置（２）。
【請求項８】
前記センサ（１４）は、前記媒体（４）の内側リム（２６）から放射された電磁放射を検知するように配設される請求項５に記載の大容量記憶装置（２）。
【請求項９】
前記センサ（１４）は、前記媒体（４）の外側リム（２４）から放射された電磁放射を検知するように配設される請求項５に記載の大容量記憶装置（２）。
【請求項１０】
前記コントローラ（１８）は、前記媒体（４）上への前記電磁放射のビームの配置を制御する半径方向ポジショナ（３２）を含む請求項５に記載の大容量記憶装置（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、包括的に、媒体速度を検知すること、および、媒体速度および精度を正確に制御することに関し、より詳細には、媒体から検知された電磁放射を用いて、電磁放射に対して媒体を暴露する正確な配置を制御することに関する。
【０００２】
［発明の背景］
媒体が回転する速度を正確に知ることが望ましいことが多い。さらに、低速でモータを動作させると、摩擦力により、１回転中に速度を変動させる（したがって、ウォブリングを生ずる）ことが可能になる。さらに、高速または低速におけるスピンドル上での媒体の滑りによって、媒体への書き込みエラーが引き起こされる。媒体の実際の速度および位置を正確に知ることによって、媒体に対してより精密な読み出しおよび書き込みが可能になるであろう。
【０００３】
ある媒体（ＣＤ、ＤＶＤ、およびそれらの変形形態など）の場合、タイミング情報が、媒体のデータトラック内に符号化されるか、または、ウォブルグルーブ(wobble groove)内に符号化される。レーザがアクセスする従来のデータ媒体は、データトラック内の符号化されたタイミング情報を用いて媒体の回転速度を正確に確定することができる。
【０００４】
他の媒体の場合、タイミング情報はトラック内に符号化されていない。媒体トラックから媒体が回転する速度を確定するために、媒体をアクセスするレーザを用いることができない。したがって、速度が正確に知られていない場合、媒体に対して読み出しまたは書き込みをする時にエラーが生ずる場合がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
［発明の概要］
電磁放射を用いて電磁放射に対する媒体の暴露を制御する方法を提示する。当該方法は、媒体を回転させること、および、媒体のリム（rim）から放射する電磁放射の周波数を、固定検出器によって検知することを含む。可動式発生源(source)による、電磁放射に対する媒体の暴露は、検知した周波数によって制御されて、精度を高める。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
［発明の詳細な説明］
本発明の大容量記憶装置２の一実施形態を、図１および図２に示す。一実施形態において、大容量記憶装置２は、大容量記憶媒体４と、回転デバイス１０と、電磁放射センサ１４と、電磁放射放出器１６と、コントローラ１８と、そして、任意選択的に、反射領域６と、非反射領域８と、電磁放射源１２と、コンピュータ２０と、プログラム記憶システム２２とを含む。大容量記憶装置２は好ましくは、光ディスクドライブであるが、磁気、電子、物理的、または、原子分解能デバイスなどの、別の形態の大容量記憶装置であってもよい。
【０００７】
大容量記憶媒体４は、情報をその上に記憶することができる任意の媒体であり、好ましくは、取り外し可能で、かつ、交換可能である。大容量記憶媒体は、少なくとも内側リム２６を、任意選択的に外側リム２４を有する。一実施形態において、大容量記憶媒体４は、いくつか例を挙げると、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ／Ｗ、または、ＤＶＤ＋ＲＷドライブなどの光ディスクである。媒体は好ましくは円形であるが、媒体は、２、３の従来の選択を挙げると、クレジットカードフォーマット、または、ＣＤミニディスクなどの多くの形状のなかの１つであってよい。内側リム２６および外側リム２４は、媒体の一方または両方の面上にあってよい。
【０００８】
一実施形態において、少なくとも１つの反射領域６と１つの非反射領域８は、外側リム２４のまわりの媒体４上で円形に配列する。代替的な実施形態において、反射領域および非反射領域は、内側リム２６のまわりに配列する。例として、図１は、両方の実施形態を示す。実際には、反射領域６および非反射領域８は、媒体４の一方または両方の面上の、リム２４、２６のいずれか、または、両方に配列できる。
【０００９】
反射領域６および非反射領域８は任意の適当な形状である。一実施形態において、反射領域６および非反射領域８は、外側リム２４において、図１に示すように、媒体４上にスポークパターンで配置される。代替的な実施形態において、反射領域６および非反射領域８は、内側リム２６において、図１に示すように、媒体４上にギア歯パターンで配置される。実際には、リム２４、２６のいずれかを単独で、またはリム２４、２６を組み合わせて、いずれか、または、両方のパターンを使用してもよい。すなわち、スポークとギアの両方が、１つのパターン上に存在してもよい。ギア歯パターンの１つの利点は、ギア歯パターンを用いて、正確な半径方向の位置決めを確定することができることである。この半径方向位置決めの探索は、２００３年１月１７日に出願され、引用することにより本明細書の一部をなすものとする、「Radial  Position  Registration  For  A  Trackless  Optical  Disc  Surface」という名称の、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０／３４７，０７４号に記載されるなどの、電磁源１６を用いて、ギア歯パターンの幅を走査することによって行われる。
【００１０】
代替的な実施形態において、反射領域６は、代わりに磁性領域６であり、非反射領域８は、代わりに非磁性領域８である。この実施形態において、磁性領域６はそれ自体が電磁放射源であるため、磁性領域６を除いて、電磁放射源１２は必要ではない。
【００１１】
いずれの実施形態でも、反射領域６および非反射領域８、または、磁性領域６および非磁性領域８のパターンは、電磁放射源１２および電磁放射センサ１６と連携した、媒体４用のエンコーダリング（encoder ring）として述べられ、使用されることができる。
【００１２】
回転デバイス１０は、媒体４を回転させるように構成されたハードウェアと実行可能なコードとの何らかの組み合わせである。一実施形態において、媒体４を回転させる回転デバイス１０は、スピンドル２８およびモータ３０を含む。スピンドル２８は、媒体４に連結され、モータ３０は、スピンドル２８に連結される。モータ３０は、媒体４を回転させ、位置決めするスピンドル２８上で動作する。モータ３０の例は、ステッピングモータおよびボイスコイルモータを含む。モータの動作は、モータコントローラ３４によって制御され、モータコントローラ３４は、速度を維持するために、電圧および／または電流を変化させることによって電力量を制御する。
【００１３】
電磁放射源１２は任意の電磁放射源である。電磁放射の例は、可視光、赤外放射、紫外光、熱、磁界、および電子ビームを含む。別法として、電磁放射を、電磁放射源１２から放出される所定エネルギーの光子または電子であるとして表すことができる。一実施形態において、電磁放射源１２は、所定位置に固定され（静止し）、外側リム２４か、内側リム２６のいずれかの方に向けられる。別の実施形態において、電磁放射源１２は、媒体４上の１つまたは複数のパターンに向くように移動可能であってよい。
【００１４】
一実施形態において、電磁放射源１２は、発光（赤外および紫外を含む）ダイオードなどの非コヒーレントな電磁放射源である。代替的な実施形態において、電磁放射源１２は、レーザなどのコヒーレントな電磁放射源である。電磁放射源１２は、反射領域６および非反射領域８が配置されるリム２４、２６の一方か、両方に向けられる。
【００１５】
電磁放射センサ１４は、反射領域または磁性領域６から放射された電磁放射を検知するように構成されたハードウェアおよび実行可能なコードデバイスの何らかの組み合わせである。一実施形態において、反射領域または磁性領域６から放射された電磁放射は、電磁放射源１２から発生する。電磁放射センサ１４は、媒体４が回転する時に、それぞれの反射領域または磁性領域６から放射された電磁放射を検知するよう位置決めされる。任意選択的に、２つ以上の電磁放射センサ１４が存在する。
【００１６】
媒体４が回転する時に、電磁放射センサ１４は、それぞれの反射領域または磁性領域６から放射された電磁放射を検知して、リムから検知されたパターンによって、反射領域または磁性領域６から放射された電磁放射の周波数（または、波形）を検知する。電磁放射センサ１４は、反射領域または磁性領域６から放射された電磁放射の周波数を示す出力信号を生成する。
【００１７】
電磁放射放出器１６は、媒体４に向かう電磁放射を生成するように構成された任意のデバイスである。電磁放射の例は、可視光、赤外放射、紫外光、熱、磁界、および電子ビームを含む。別法として、電磁放射放出器１６を、光子または電子として表すことができる。
【００１８】
一実施形態において、電磁放射放出器１６は、コヒーレントな電磁放射ビームを放出するレーザ放出器である。代替的な実施形態において、電磁放射放出器１６は、ＬＥＤまたはサーマルプリントヘッドなどの非コヒーレントな電磁放射ビームを放出する。
【００１９】
コントローラ１８は、電磁放射センサ１４に連結して、電磁放射センサ１４からの入力を受け取る。コントローラ１８は、放射された電磁放射の検知した周波数を用いて、放出器１６からの電磁放射に対する媒体４の暴露を制御して、画素、または、別法として、立体(solid)マークを作成するように構成されたハードウェアと実行可能なコードとの任意の組み合わせである。画素は、通常、アレイで形成される離散的なマーキング（ドット）である。アレイは、一連の同心円で形成されるか、または、螺旋状のパス（spiral path）に沿って配置してもよい。別法として、画素のアレイは、（Ｘ，Ｙ）アレイで形成してもよい。コンピュータ２０から分離したものとして図示し、説明しているが、コントローラ１８は、別法として、コンピュータ２０と一体である。コントローラ１８は、集積回路、プログラム可能アレイ、ディスクリート電子部品、物理的部品、実行可能なコード（ファームウェアまたはソフトウェアなど）、または、それらの組み合わせで形成されてもよい。画素は、例として、通常、７５、１００、３００、６００、１２００、または２４００ｄｐｉ（ドット／インチ）のアレイで形成されてもよい。画素は、短いマーク無しの部分で分離されるかまたは、別法として、画素は、隣接時にマーク無しの部分を持たなくてもよい。一部の実施形態においては、画素は、互いに重なることができるものでもよい。
【００２０】
一実施形態において、コントローラ１８は、制御されたモータ速度および半径方向ポジショナ３２に基づいて、媒体４上への電磁放射ビームの配置を制御するように構成された半径方向ポジショナ（radial positioner）３２を含む。半径方向ポジショナ３２は、媒体４上への電磁放射ビームの配置を制御するように構成されたハードウェアおよび実行可能なコードの任意の組み合わせである。
【００２１】
別の実施形態において、コントローラ１８はモータコントローラ３４を含む。モータコントローラは、モータ３０を制御するように構成されたハードウェアおよび実行可能なコードの任意の組み合わせである。モータ３０を制御することで媒体４の回転を制御する。
【００２２】
コンピュータ２０は、プログラム記憶システム２２に記憶された実行可能なコードを実行するように構成されたハードウェアおよび実行可能なコードの任意の組み合わせである。プログラム記憶システム２２は、データまたは実行可能なコードを記憶するように構成された任意のデバイスまたはシステムである。プログラム記憶システム２２はまた、コンピュータ２０によって実行可能な本発明の方法ステップを実施するために、コンピュータ２０によって実行可能なプログラム、アプレット、または命令を有形に具体化するプログラム記憶システムであってよい。プログラム記憶システム２２は、磁気、光、または電子記憶媒体などの任意のタイプの記憶媒体であってよい。
【００２３】
大容量記憶装置２の代替的な実施形態を、図３および図４に示す。図３は、内側リム２６のまわりの媒体４上にスポークパターンで配置した反射領域６および非反射領域８の別の実施形態を示す。さらに、反射領域６および非反射領域８と、電磁放射源１２と、電磁放射センサ１４と、電磁放射放出器１６とは、媒体４の、回転デバイス１０と同じ側に位置する。
【００２４】
図５は、本発明の一実施形態のステップを示すフローチャートである。図５に示すステップは、特定の順序で提示されるが、本発明は、ステップの順序の変形を包含する。さらに、本発明の範囲から逸脱することなく、図５に示すステップの間で、追加のステップを実行してもよい。
【００２５】
一実施形態において、媒体４上に、少なくとも１つの反射領域６と１つの非反射領域８が設けられ（３６）、反射領域６および非反射領域８は、媒体４の、リム２４、２６のいずれか、または、両方のまわりに円形に配列される。一実施形態において、反射領域６および非反射領域８を設けること（３６）は、反射領域６および非反射領域８を、媒体４上にスポークパターンで設けること（３６）を含む。代替的な実施形態において、反射領域６および非反射領域８を設けること（３６）は、反射領域６および非反射領域８を、媒体４上にギア歯パターンで設けること（３６）を含む。
【００２６】
代替的な実施形態において、反射領域６は、代わりに磁性領域６であり、非反射領域８は、代わりに非磁性領域８である。
【００２７】
一実施形態において、反射領域６および非反射領域８を設けること（３６）は、反射領域６および非反射領域８を、媒体４の外側リム２４のまわりに設けること（３６）を含む。一実施形態において、反射領域６および非反射領域８を設けること（３６）は、反射領域６および非反射領域８を、媒体４の内側リム２６のまわりに設けること（３６）を含む。
【００２８】
媒体４は回転する（３８）。一実施形態において、電磁放射は、媒体４が回転する（３８）時に、媒体４の、リム２４、２６の一方か、両方の上に放出される（４０）。一実施形態において、放出された（４０）電磁放射は、非コヒーレントな電磁放射である。一実施形態において、放出された（４０）電磁放射はコヒーレントな電磁放射である。
【００２９】
代替的な実施形態においては、いずれのリム２４、２６上にも電磁放射は放出されない。代わりに、電磁放射は磁性領域６から放射される。
【００３０】
反射領域または磁性領域６から放射された電磁放射の周波数を検知する（４２）。反射領域または磁性領域６から放射された電磁放射の周波数は、媒体４の回転速度、つまり、媒体の１サイクルの回転の精度を示す。
【００３１】
電磁放射に対する媒体４の暴露は、例えば画素を形成するために検知された周波数で制御される（４４）。一実施形態において、電磁放射に対する媒体４の暴露を制御すること（４４）は、媒体４上への電磁放射ビームの配置を制御すること（４４）を含む。
【００３２】
別の実施形態において、電磁放射に対する媒体４の暴露を制御すること（４４）は、リム上のパターンから検知された電磁放射に基づく電力制御を使用することによって媒体４の回転を制御することを含む。媒体４の回転を制御する例は、スピンドル２８の回転速度を制御するためにモータ３０を調整すること、および、スピンドル２８の回転精度を制御するためにモータ３０を調整することを含む。スピンドル２８の回転は媒体４の回転を決める。リムエリアの媒体上のエンコーダパターンを監視することによって、媒体がスピンドル上で滑る場合、電磁源１６の媒体４に対する制御された暴露によって、画素の正確な配置を補償し、さらに可能にするように、モータ速度を調整することができる。
【００３３】
一実施形態において、電磁放射に対する制御された暴露は、コヒーレントな電磁放射に対する制御された暴露である。代替的な実施形態において、電磁放射に対する制御された暴露は、非コヒーレントな電磁放射に対する制御された暴露である。
【００３４】
本発明のシステムおよび方法の１つの利点は、媒体４の回転速度が、回転デバイス１０からではなく、媒体４から放射された電磁放射を検知することによって決定されることである。多くの点でこれは有利である。たとえば、万一、媒体４がスピンドル２８上で滑った場合であっても、媒体４の回転速度が正確に測定される。さらに、リム上に形成されたパターンに、たとえば、３００以上といった複数のセグメントを収容させることができるので、本発明によって、速度の変化を補償または補正することができるため、複雑な速度制御システムが無いか、または、ホールセンサの数を減らしたモータ３０を使用してもよい。たとえば、３６０セグメントがスポークまたはギア歯パターンで形成される場合、回転速度を、少なくとも各角度あるいは一度ごとに、また、おそらく、パターンの両方のエッジを用いるなどによって、それより細かく更新することができる。媒体上のパターンは、シルクスクリーン、スタンピング、または成形によって形成することができるため、より多くのセグメントを追加するコストはあまりかからず、モータに対して追加のホールセンサを付加するよりも適合性がある。これらのタイプのモータ３０（通常、従来のドライブに見られる）は、より複雑な速度制御システムまたはより多くのホールセンサを有するモータ３０より費用がかからない。
【００３５】
さらに、光媒体用の典型的なモータ制御システムは、０．２５メートル／秒といった光媒体システムでは通常使用されない遅い回転速度では正確でない。しかしながら、本発明では、電磁放射に対する媒体４の暴露が、媒体４から放射された電磁放射の検知された周波数によって制御されるため、スピンドル２８の速度を、０．２５メートル／秒などの遅い速度でも、±０．０２％の精度で制御することができる。本文脈における精度は、媒体の１回転中におけるモータ速度のパーセント変化として規定される。圧迫、ディスクまたはスピンドルの滑り、モータ異常(aberration)、電力レベルの変化、または他の要因による、１回転中のモータ速度の任意の変化を、媒体からの電磁放射の検知された周波数をモータコントローラ回路に送ることによって補償することができる。この検知された媒体フィードバックモータ制御方式は、６００ドット／インチ以上で、１画素の４分の１以内に画素を配置することを可能にする配置精度を提供する。
【００３６】
先の説明は、本発明の例示にすぎない。本発明から逸脱することなく、種々の代替および変更を当業者は考案することができる。したがって、本発明は、添付特許請求項の範囲に入る、こうした代替と、変更と、変形とをすべて包含する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】電磁放射を用いて、電磁放射に対する媒体の暴露を制御する、本発明の大容量記憶装置の一実施形態の図である。
【図２】図１の大容量記憶装置の断面図である。
【図３】電磁放射を用いて、電磁放射に対する媒体の暴露を制御する、本発明の大容量記憶装置の代替的な実施形態の図である。
【図４】図３の大容量記憶装置の断面図である。
【図５】電磁放射を用いて、電磁放射に対する媒体の暴露を制御する方法についての、本発明の方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図１】
2006511033.tif 000003
【図２】
2006511033.tif 000004
【図３】
2006511033.tif 000005
【図４】
2006511033.tif 000006
【図５】
2006511033.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月19日(2005.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体を回転させることと、
前記媒体のリムから放射する電磁放射の周波数を検知することと、
検知した周波数によって、前記媒体上に書き込みを行うために、電磁放射に対する前記媒体の暴露を制御することと
を含む、電磁放射を用いて電磁放射に対する媒体の暴露を制御する方法。
【請求項２】
前記媒体の前記リムのまわりに円形に配列した、少なくとも１つの反射領域と１つの非反射領域とを前記媒体上に設けることと、
前記媒体が回転する時に、前記媒体の前記リム上に電磁放射を放出することと
をさらに含み、
前記リムから放射された前記電磁放射は、前記リムに向けられた電磁放射源から発生する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
電磁放射に対する前記媒体の暴露を制御することは、前記媒体上への前記電磁放射のビームの配置を制御することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
電磁放射に対する前記媒体の暴露を制御することは、前記媒体の回転を制御することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
リムを有する大容量記憶媒体を回転するように構成された回転デバイスと、
前記媒体が回転する時に、該媒体の前記リムから放射された電磁放射の周波数を検知するように構成された電磁放射センサと、
電磁放射放出器と、
前記電磁放射センサに結合し、前記リムから放射された電磁放射の検知された周波数によって、前記媒体上に書き込みを行うために、前記電磁放射放出器からの電磁放射に対する前記媒体の暴露を制御するように構成されたコントローラと
を備える大容量記憶装置。
【請求項６】
前記リムに向けられた電磁放射源をさらに含み、少なくとも１つの反射領域と１つの非反射領域が、前記リムのまわりの前記媒体上で円形に配列し、前記リムから放射された前記電磁放射は、該リムに向けられた前記電磁放射源から発生する請求項５に記載の大容量記憶装置。
【請求項７】
前記回転デバイスは、
前記媒体に連結したスピンドルと、
該スピンドルに連結したモータと
を含む請求項５に記載の大容量記憶装置。
【請求項８】
前記センサは、前記媒体の内側リムから放射された電磁放射を検知するように配設される請求項５に記載の大容量記憶装置。
【請求項９】
前記センサは、前記媒体の外側リムから放射された電磁放射を検知するように配設される請求項５に記載の大容量記憶装置。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記媒体上への前記電磁放射のビームの配置を制御する半径方向ポジショナを含む請求項５に記載の大容量記憶装置。
【国際調査報告】
2006511033.tif 000008
2006511033.tif 000009
2006511033.tif 000010