(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線速度一定でデータが記録された光ディスクを一定の回転速度で回転させて上位制御装置からの読み出し命令に従って前記光ディスクからデータを読み出す光ディスク再生装置において、
前記光ディスクを回転駆動する回転駆動手段と、
前記光ディスクから読み出されたデータを一旦保持し前記上位制御装置にデータを出力するデータバッファと、
このデータバッファと前記上位制御装置との間のデータ転送レートを測定するデータ転送レート測定手段と、
前記データが読み出されている光ディスクの半径方向位置を検出する半径位置検出手段と、
前記測定されたデータ転送レートが前記検出された半径方向位置で現在の光ディスクの回転数に対応したデータ転送レート以上になったときに前記光ディスクの回転数を増加させ、前記測定されたデータ転送レートが前記検出された半径方向位置で現在の光ディスクの回転数に対応したデータ転送レートを下回ったときに前記光ディスクの回転数を減少させるように前記回転駆動手段を制御する回転数制御手段と、
前記上位制御装置から出力される命令の発行頻度を検出する命令発行頻度検出手段とを備え、
前記回転数制御手段は、前記測定されたデータ転送レートが前記検出された半径方向位置で現在の光ディスクの回転数に対応したデータ転送レート未満であっても、前記検出された命令の発行頻度が所定値を超えた状態が所定時間経過したときに前記光ディスクの回転数を増加するように前記回転駆動手段を制御するものである
ことを特徴とする光ディスク再生装置。
【請求項２】
前記半径位置検出手段は、前記上位制御装置からの読み出し命令を解析して前記読み出し命令に含まれるアドレスから前記データが読み出される光ディスクの半径方向位置を検出する命令解析手段である
ことを特徴とする請求項１記載の光ディスク再生装置。
【請求項３】
前記命令解析手段は、前記上位制御装置からの読み出し命令に含まれる読み出すべきデータの長さを認識し、
前記回転数制御手段は、認識されたデータの長さが所定値を超えたときに前記光ディスクの回転数を増加させるように前記回転数制御手段を制御する
ことを特徴とする請求項２記載の光ディスク再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、線速度一定（ＣＬＶ）でデータが記録された光ディスクを回転速度一定（ＣＡＶ）で読み出す光ディスク再生装置に関し、特にホストコンピュータ等の上位制御装置からの読み出し命令に対して光ディスクからデータを読み出す光ディスク再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ホストコンピュータの処理能力向上に伴い、ホストコンピュータからデータ記憶装置に対して要求されるデータ転送レートも向上し、これに対応するため、データ記憶装置としてのＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の光ディスク再生装置においても、１０倍速、４０倍速等、高速に大量のデータを読み出すことが可能になってきた。光ディスクから高速にデータを読み出すためには、光ディスクの回転数を増加させれば良い。このため、光ディスクを回転させるスピンドルモータの回転制御は、制御容易性の観点からＣＡＶ方式が一般的となりつつある。この場合、光ディスクは、その最外周で要求されたデータ転送レートを満足する回転数で回転駆動される。例えばホストコンピュータからデータ転送レートとして１０倍速が指定された場合には、光ディスクの回転数を２０００ｒｐｍに設定し、最内周では４倍速、最外周では１０倍速となるように光ディスクをＣＡＶ制御してデータを読み出し、ホストコンピュータからデータ転送レートとして４０倍速が指定された場合には、光ディスクの回転数を８０００ｒｐｍに設定し、最内周では１６倍速、最外周では４０倍速となるように光ディスクをＣＡＶ制御してデータを読み出す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように光ディスクの回転数が増加してくると、光ディスクの回転開始からデータの読み出しを開始するまでのスピンアップの待ち時間も長くなってくる。大量のデータを読み出す場合には、待ち時間を考慮しても高速回転でデータをアクセスする方が効果は大きいが、僅かなデータを読み出す場合には、転送時間に比べてスピンアップによる待ち時間の方がはるかに長くなり、却ってアクセス時間が増加するという問題がある。
【０００４】
また、光ディスクが高速回転するようになると、光ディスクの回転による風切り音や振動による騒音が無視できなくなる。
【０００５】
この発明は、このような点に鑑みなされたもので、光ディスクからのアクセス時間の短縮および騒音の抑制を図れるようにした光ディスク再生装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光ディスク再生装置は、線速度一定でデータが記録された光ディスクを一定の回転速度で回転させて上位制御装置からの読み出し命令に従って前記光ディスクからデータを読み出す光ディスク再生装置において、前記光ディスクを回転駆動する回転駆動手段と、前記光ディスクから読み出されたデータを一旦保持し前記上位制御装置にデータを出力するデータバッファと、このデータバッファと前記上位制御装置との間のデータ転送レートを測定するデータ転送レート測定手段と、前記データが読み出されている光ディスクの半径方向位置を検出する半径位置検出手段と、前記測定されたデータ転送レートが前記検出された半径方向位置で現在の光ディスクの回転数に対応したデータ転送レート以上になったときに前記光ディスクの回転数を増加させ、前記測定されたデータ転送レートが前記検出された半径方向位置で現在の光ディスクの回転数に対応したデータ転送レートを下回ったときに前記光ディスクの回転数を減少させるように前記回転駆動手段を制御する回転数制御手段と、前記上位制御装置から出力される命令の発行頻度を検出する命令発行頻度検出手段とを備え、前記回転数制御手段は、前記測定されたデータ転送レートが前記検出された半径方向位置で現在の光ディスクの回転数に対応したデータ転送レート未満であっても、前記検出された命令の発行頻度が所定値を超えた状態が所定時間経過したときに前記光ディスクの回転数を増加するように前記回転駆動手段を制御するものであることを特徴とする。
【０００７】
光ディスクの回転が停止している状態で、小さなデータサイズのファイルを読み込む場合には、光ディスクが最高回転数にスピンアップするまで待つ必要がないが、大きなデータサイズのファイルを読み込む場合には、最高速で読み込みを行ったほうが効率が良くなる。この発明によれば、光ディスクから読み出されデータバッファに格納されてから上位制御装置に転送されるデータの転送レートを測定すると共に、光ディスクのデータ読み出し位置を検出し、検出された読み出し位置における光ディスクの現在の回転数に対応したデータ転送レートと実測されたデータ転送レートとを比較して、上位制御装置へ高速にデータ転送する必要がない場合には、光ディスクの回転数を低速に維持し、上位制御装置へ高速にデータ転送する必要がある場合には、光ディスクの回転数を増加させるようにしているので、大きなデータサイズのファイルを読み込む場合のように、高速回転が必要となる場合にのみ光ディスクの回転数が増加する。これにより、読み出しデータ量の大小いずれの場合でもデータ読み込み速度が向上し、必要な場合以外は光ディスクが低速回転となるので、振動の発生も抑制することができる。
【０００８】
また、この発明によれば、例えば上位制御装置から読み出し命令が出力される間隔等から命令の発行頻度を検出する命令発行頻度検出手段を備え、測定されたデータ転送レートが検出された半径方向位置で現在の光ディスクの回転数に対応したデータ転送レート未満であっても、検出された命令の発行頻度が所定値を超えた状態が所定時間経過したときに、回転数制御手段が光ディスクの回転数を増加するように回転駆動手段を制御するものであるので、光ディスク上に散在する小さなファイルを広い範囲にわたってランダムアクセスするような場合にも、光ディスクの回転数が増加してアクセス速度を向上させることができる。
【０００９】
この発明の好ましい実施の形態において、半径位置検出手段は、上位制御装置からの読み出し命令を解析して読み出し命令に含まれるアドレスからデータが読み出されている光ディスクの半径方向位置を検出する命令解析手段である。また、命令解析手段は、上位制御装置からの読み出し命令に含まれる読み出すべきデータの長さを認識するものでも良い。この場合、回転数制御手段は、認識されたデータの長さが所定値を超えたときに前記光ディスクの回転数を増加させるように回転数制御手段を制御することが望ましい。これにより、データの長さによっても光ディスクの適切な回転数を設定することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照してこの発明の好ましい実施の形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る光ディスク再生装置の構成を示すブロック図である。
光ディスク再生装置１は、ホストコンピュータ（以下、「ホストＰＣ」と呼ぶ）２からのデータ読み出しコマンドに従って、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の光ディスク１１からデータを読み出してホストＰＣ２に転送する。光ディスク１１は、ＣＬＶ方式でデータが記録されたもので、スピンドルモータ１２によってＣＡＶ制御によって回転駆動される。読取ヘッド１３は、図示しないレーザダイオード、光学系、フォーカスアクチュエータ及び４分割フォトディテクタ等を内蔵したもので、レーザビームを光ディスク１１のピットに照射すると共に、その反射光を受光して読取信号ＲＳを出力する。この読取信号ＲＳは、ヘッドアンプ１４で増幅される。ヘッドアンプ１４は、光ディスク１１の内外周での読取信号の速度差を十分にカバーし得る広帯域アンプである。ヘッドアンプ１４から出力される読取信号は復調器１５に供給され、ここでＡ／Ｄ変換、ＥＦＭ復調、ＣＩＲＣ復調処理を経てデータが再生される。再生されたデータは、コントローラ１６を経てデータバッファ１７に格納される。データバッファ１７に格納されたデータは、Ｉ／Ｏコントローラ１８の制御のもとホストＰＣに転送される。
【００１１】
一方、ホストＰＣ１８から発行される読み出しコマンドは、Ｉ／Ｏコントローラ１８で受信され、コントローラ１６に与えられる。Ｉ／Ｏコントローラ１８は、データバッファ１７からホストＰＣ２へ転送されるデータの転送レートを測定すると共に、ホストＰＣ２からの読み出しコマンドの発行頻度を検出し、これらの測定結果及び検出結果を読み出しコマンドと共にコントローラ１６に供給する。コントローラ１６は、読み出しコマンドを解析すると共に、Ｉ／Ｏコントローラ１８から与えられるデータ転送レート及びコマンド発行頻度に基づいてスピンドルモータ１２の回転数を制御する。コントローラ１６はまた、フィードモータ１９を制御して読取ヘッド１３を光ディスク１１の半径方向に駆動する。読取ヘッド１３の半径方向位置はエンコーダ２０によって検出され、その検出値がコントローラ１６にフィードバックされている。
【００１２】
図２は、コントローラ１６及びＩ／Ｏコントローラ１８のこの発明に関わる部分の詳細を示す機能ブロック図である。Ｉ／Ｏコントローラ１８には、データバッファ１７からホストＰＣ２に転送されるデータのデータ転送レートを測定するデータ転送レート測定部１８１が備えられている。データ転送レートは、例えばデータバッファ１７のリードポインタを１秒毎に読み出す等して測定する。また、Ｉ／Ｏコントローラ１８には、ホストＰＣ２からの読み出しコマンド発行の例えば間隔をモニタして、このコマンド間隔から読み出しコマンドの発行頻度を測定するコマンド発行頻度検出部１８２が備えられている。
【００１３】
一方、コントローラ１６には、読み出しコマンドを解析するコマンド解析部１６１が備えられている。即ち、読み出しコマンドは、例えば図３に示すように、“Starting Logical Block Address”を含んでおり、コマンド解析部１６１は、この開始論理ブロックアドレスから光ディスク１１の半径方向のアクセス位置を検出する半径位置検出手段を構成する。また、コントローラ１６には、回転数制御部１６２が設けられている。回転数制御部１６２は、データ転送レート測定部１８１で測定されたデータ転送レートと、コマンド発行頻度検出部１８２で測定されたコマンド発行頻度と、コマンド解析部１６１で得られた光ディスク１１の半径方向のアクセス位置とから、光ディスク１１の現在の回転数が、求められているデータ転送レートを達成するのに適切な回転数かどうかを判断し、適切な回転数でない場合には、スピンアップ又はスピンダウンするようにスピンドルモータ１２を制御する。
【００１４】
次に、上述のように構成された光ディスク再生装置１の動作について説明する。
光ディスク再生装置１には、事前にホストＰＣ２から読み取りのデータ転送レートが指示されているか、又は光ディスク再生装置１自身に最高データ転送レートが設定されている。ホストＰＣ２からデータの読み出し要求が来たとき、ホストＰＣ２が何をしようとしているのかを知ることができれば、それに応じて光ディスク再生装置１自身が最適な速度を判断することができる。例えば小さなサイズのファイルを読み出す場合には、最高速での読み出しを行う必要はなく、逆に大きなサイズのファイルを読み出す場合や大量のファイルを読み出す必要がある場合には、最高速で読み出しを行ったほうが効率が良くなる。また、単発の読み出しならば、わざわざスピンアップする必要はないが、連続的に長時間の読み出しが発生する場合には、最高速にスピンアップしたまま読み出しを行ったほうが遥かに効率的である。
【００１５】
しかし、現在標準化されているコマンド体系の範囲内では、ホストＰＣ２がどの程度のサイズのファイルをどの程度の間隔で読み込もうとしているのかを光ディスク再生装置１自身が知る術はない。すなわち大きなサイズのファイルを読み出す場合には、通例、複数回の読み出しコマンドに分割されて発行されるのが一般的であるし、読み出しコマンドを発行する時間的間隔はホストＰＣ２側に一任されている。そこで、ホストＰＣ２から発行されてくるデータ読み出しコマンドの発行頻度と、それに対して光ディスク再生装置１がホストＰＣ２に対して送信したデータ転送量とを定期的にモニタリングして、これらの情報からホストＰＣ２が何を行おうとしているのかを予測する。
【００１６】
以下、図４に示すフローチャートに基づき、光ディスク再生装置１の具体的な動作例を説明する。いま、光ディスク再生装置１の初期速度を最低速度の４倍速（４×）〜１０倍速（１０×）のＣＡＶとし、ホストＰＣ２からのデータ読み出しコマンドに従い、光ディスク１１からデータを読み出す（Ｓ１）。読み出されたデータは、復調器１５で復調され、データバッファ１７に順次格納されていく。データバッファ１７に格納されたデータは、Ｉ／Ｏコントローラ１８の制御のもとホストＰＣ２に転送される。Ｉ／Ｏコントローラ１８は、１秒毎に転送量とコマンドの発行回数をそれぞれ測定する。これにより毎秒、現在のデータ転送レートと読み出しコマンドの発行頻度を知ることができる。また、スピンアップのために本来設定されているスピード設定を退避しておき、コントローラ１６は、必要と判断した場合には、その設定値までスピンアップを行う。
【００１７】
具体的には、コントローラ１６の回転数制御部１６２は、測定されたコマンド発行頻度、データ転送レートおよびコマンド解析部１６１により解析されたコマンド内容をモニタし（Ｓ２）、以下に述べるスピンアップ条件を満足する場合には指定された最高回転数までスピンドルモータ１２をスピンアップし（Ｓ３，Ｓ４）、スピンダウン条件を満足する場合には指定された最高回転数までスピンドルモータ１２をスピンダウンする（Ｓ５，Ｓ６）。
【００１８】
スピンアップ及びスピンダウンの条件は、例えば次のように設定される。
▲１▼データ転送レート
図５に示すように、初期速度、例えば２０００ｒｐｍで光ディスク１１を回転させた場合、ＣＡＶ方式の場合、最高データ転送レートは、光ディスク１１の最内周で４×（＝７００kbytes/s）、最外周で１０×（＝１７５０kbytes/s）となる。いま、光ディスク１１がＣＡＶ制御で所定の回転数で回転しているときの、光ディスク１１の最内周での半径位置をｒ１、データ転送レートをＶ  r1、最外周での半径位置をｒ２、データ転送レートをＶr2、アクセス位置をｒとすると、アクセス位置ｒで得られる最高のデータ転送レートＶthは、
【００１９】
【数１】
Ｖth＝（Ｖr2−Ｖr1）（ｒ−ｒ１）／（ｒ２−ｒ１）＋Ｖr1
【００２０】
で表すことができる。しかし、アクセス位置ｒでデータの読み出しを行っている際に、データバッファ１７のホストＰＣ２側のデータ転送レートが図中Ｖａで示すようにＶthに満たないのであれば、わざわざスピンアップして高速モード（例えば回転数８０００ｒｐｍ）にするまでもなく、ホストＰＣ２からの要求に十分応えることができることになる。この場合、データバッファ１７へのデータ格納の転送レートの方がデータ出力の転送レートよりも大きい。この範囲は、図５のハッチングで示される。
【００２１】
逆に、ホストＰＣ２へのデータ転送レートがＶth以上であるときは、データバッファ１７へのデータ格納の転送レートよりもデータ出力の転送レートの方が大きい。これは図５のＶｂのケースである。この場合には、スピンアップを待つ時間を考慮しても回転数を上げて高速で読み込んだ方が効率は上がると考えられる。
【００２２】
▲２▼コマンド発行頻度
１コマンド当たりどれだけのデータを転送するかにもよるため、一概にコマンドの発行頻度だけではスピンアップするかどうか判断することは難しいが、一般的にはコマンド発行頻度が高いほど、ホストＰＣ２に転送されるデータ量は多くなる。また、コマンド発行頻度が高いケースとして、光ディスク１１上に散在する小さなデータ量のファイルを大量に読み込む場合なども考えられる。このような場合、転送レート自体はそれほど高くならないものの、光ディスク１１の全面にわたってランダムアクセスが発生する可能性があり、高速回転している方がシーク完了後に目的のポイントに辿り着くまでの回転町時間が短くなるため、やはりスピンアップした方が効率的である。
【００２３】
以上の点を踏まえ、例えば次のようにスピンアップ及びスピンダウンを決定する。
（１）スピンアップ前
【００２４】
【表１】
0003870804.tif 000002
【００２５】
すなわち、ホストＰＣ２から要求されたデータ転送レートがＶth以上の場合、光ディスク１１からハードディスクへ大量のファイルのコピーや、アプリケーションのインストール等の大量の読み込み要求が発生しているケースが想定される。この場合、待ち時間を考慮しても光ディスク１１を最高速度までスピンアップした方が明らかにデータが効率良く転送されるので、読み出しの途中でも、速やかにスピンアップを行い、高速でデータ転送を継続する。
【００２６】
また、データ転送レートはＶth以下の要求であるが、頻繁にコマンドが発行されている場合、光ディスク１１上に散在する小さなファイルのコピーやベンチマーク等のランダムアクセス（シーク）試験等のケースが想定される。先に述べた通り、ランダムアクセスを行う場合には、高速回転している方がシーク後に目的のポイントに辿り着くまでの時間が、若干ではあるが短くなる。数秒程度ならば差は出ないが、時間が長ければ長いほど全体のパフォーマンスに影響してくる。よって、直ちにスピンアップせずに数秒間状態監視を継続し、この状態が持続するようであればスピンアップを行い高速で転送を継続する。
【００２７】
更に、データ転送レートはＶth以下の要求であり、コマンド発行頻度も低い場合、ファイル・ディレクトリ情報の表示やディスク認識後のファイルシステム情報取得等のケースが想定される。通常、ユーザが光ディスク１１内のファイルを閲覧するような場合、必要となる情報量はそれほど多くなく、実効転送レート自体は４×以下の場合が殆どである。この場合、低速で読み込みを行っても、高速読み込み時と殆どパフォーマンスは変わらない。逆にスピンアップを行うと、高速回転するまでの時間、ユーザを待たすことになり、却って効率が悪くなる。よって、スピンアップは行わず、低速での読み込みを継続する。
【００２８】
（２）スピンアップ後
【００２９】
【表２】
0003870804.tif 000003
【００３０】
すなわち、ホストＰＣ２から要求されたデータ転送レートがＶth以上の場合、前述した光ディスク１１からハードディスクへ大量のファイルのコピーや、アプリケーションのインストール等の大量の読み込み動作が継続中であると考えられる。このようにホストＰＣ２からある程度以上のデータ転送要求が続く限り、光ディスク１１の回転速度を落としてしまうと転送効率が低下し、パフォーマンスが低下する。よって、現状維持のまま高速でデータ転送を継続する。
【００３１】
データ転送レートがＶth以下の要求であった場合、音声ファイルや動画ファイルの再生等でホストＰＣ２がある程度のデータ量を蓄積した後は、そのデータを消化（再生）する度に少量ずつその補充を行うために、読み込み要求を発生させるようなケースが考えられる。この状態が持続する場合、実効転送レート自体は低くなるために、光ディスク１１の回転数を落としても、特に転送効率には影響しない。よって積極的にスピンダウンして引き続き低速でデータ転送を継続すると、静音化や省電力等の点で有効である。
【００３２】
更に、読み出し動作中にホストＰＣ２からスピードを変更するよう要求を受けたときは、ホストＰＣ２から指定された速度でデータを読み出すことを期待されているので、スピンアップ前後に拘らず、即時ホストＰＣ２からの要求に応答して回転速度を変更する。
【００３３】
以上述べたように、この実施形態に係る光ディスク再生装置によれば、データ転送レート及びコマンド発行頻度に基づいて、現在のアクセス位置で最高のパフォーマンスが得られるようにＣＡＶの回転数が設定される。
【００３４】
なお、上記の実施形態では、ホストＰＣ２側のデータ転送レートとコマンド発行頻度とに基づいて、光ディスク１１をスピンアップ又はスピンダウンするようにしたが、データ転送レートのみに基づいてＣＡＶの回転制御を行っても良い。また、図３に示すように、読み出しコマンドにデータの転送長さの情報（Transfer Length in Blocks）が含まれている場合には、コントローラ１６のコマンド解析部１６１が読み出しコマンドから転送されるデータの長さを認識し、回転制御部１６２が認識されたデータの長さが所定の長さを超えた場合に、光ディスクの回転数を増加させるようにスピンドルモータ１２を制御するものでも良い。更に、フィードモータ１９による読取ヘッド１３のフィード方向の位置を検出するエンコーダ２０を、回転位置検出手段として使用するようにしても良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、光ディスクから読み出されデータバッファに格納されてから上位制御装置に転送されるデータの転送レートを測定すると共に、光ディスクのデータ読み出し位置を検出し、検出された読み出し位置における光ディスクの現在の回転数に対応したデータ転送レートと実測されたデータ転送レートとを比較して、上位制御装置へ高速にデータ転送する必要がない場合には、光ディスクの回転数を低速に維持し、上位制御装置へ高速にデータ転送する必要がある場合には、光ディスクの回転数を増加させるようにしているので、読み出しデータ量の大小いずれの場合でもデータ読み込み速度が向上し、必要な場合以外は光ディスクが低速回転となるので、振動の発生も抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施形態に係る光ディスク再生装置のブロック図である。
【図２】  同装置の要部の詳細を示すブロック図である。
【図３】  ホストＰＣから発行される読み出しコマンドの一例を示す図である。
【図４】  同装置のＣＡＶ制御を示すフローチャートである。
【図５】  光ディスクの半径方向位置とデータ転送レートと回転数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…光ディスク再生装置、２…ホストＰＣ、１１…光ディスク、１２…スピンドルモータ、１３…読取ヘッド、１４…ヘッドアンプ、１５…復調器、１６…コントローラ、１７…データバッファ、１８…Ｉ／Ｏコントローラ、１９…フィードモータ、２０…エンコーダ、１６１…コマンド解析部、１６２…回転数制御部、１８１…データ転送レート測定部、１８２…コマンド発行頻度検出部。
【図１】
0003870804.tif 000004
【図２】
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【図５】
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【図３】
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【図４】
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