(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに螺旋状に情報を記録する光記録ヘッドと、光記録ヘッドに近接して位置しており、半径方向成分を持った第一の経路に沿って時間の経過に伴って動くことができ、最初の半径方向位置から動き始める回転することのできるディスク支持体と、そのディスク支持体を動かすための移動モータと、そのディスク支持体に接続されていてディスク支持体を選択した角速度で回転させるディスクモータと、そのディスク支持体に接続されていてディスク支持体の回転を示すセンサー信号を生じるようになっている動きセンサーと、前記情報の記録がなされている間、第一の経路に沿って特定の方向にディスク支持体を動かすようになっている移動コントローラと、を持っている光記録システムにおいて、
前記センサー信号に応じて積算回転量を決めるように働いて、ディスクモータの角速度を積算回転量の関数として設定することによって、記録ヘッドと回転ディスク間の選択された線速度を維持する回転コントローラを持っていることを特徴とする光記録システム。
【請求項２】
センサー信号は複数のパルスを有し、その複数のパルスの積算数はディスク支持体の回転変位を表示し、そして前記回転コントローラは前記パルスに応じた第一のパルスカウンターを有していることを特徴とする請求項１記載の光記録システム。
【請求項３】
前記回転コントローラは更に、選択したトラックピッチを受け取るピッチ入力と、固定した数の複数のパルスを受け取ったときに、カウント表示信号を発生する手段と、発生したカウント表示信号に応じて積算回転量を決める回転決定手段とを有し、その決められる積算回転量は選択されたトラックピッチの関数であることを特徴とする請求項２の光記録システム。
【請求項４】
回転コントローラはディスクモータ角速度を表している回転制御信号を発生する相固定ループ周波数合成器を有しており、その回転制御信号は積算回転量と選ばれた線速度に応じて決められることを特徴とする請求項１の光記録システム。
【請求項５】
回転コントローラは、ディスクモータ角速度を表している回転制御信号を発生する周波数発生器を有しており、その回転制御信号は積算回転量と選択された線速度に応じて決められることを特徴とする請求項１の光記録システム。
【請求項６】
回転することのできるディスク支持体と、その回転ディスク支持体に近接して位置しており、半径方向成分を持った第一の経路に沿って時間の経過に伴って動くことができ、はじめの半径方向位置から動き始め、光ディスクに螺旋状あるいは同心円状に情報を記録する光記録ヘッドと、その光記録ヘッドを前記情報の記録がなされている間、特定の方向に動かすための移動モータと、そのディスク支持体に接続されていてディスク支持体を選択した角速度で回転させるディスクモータと、そのディスク支持体に接続されていてディスク支持体の回転を示すセンサー信号を生じるようになっている動きセンサーと、を持っている光記録システムにおいて、
第一の経路に沿って記録ヘッドを動かすようになっている移動コントローラと、前記センサー信号に応じて積算回転量を決めるように働いて、ディスクモータの角速度を積算回転量の関数として設定することによって、記録ヘッドと回転ディスク間の選択された線速度を維持する回転コントローラを持っていることを特徴とする光記録システム。
【請求項７】
センサー信号は複数のパルスを有し、その複数のパルスの積算数はディスク支持体の回転変位を表示し、そして前記回転コントローラは前記パルスに応じた第一のパルスカウンターを有していることを特徴とする請求項６記載の光記録システム。
【請求項８】
前記回転コントローラは更に、選択したトラックピッチを受け取るピッチ入力と、固定した数の複数のパルスを受け取ったときに、カウント表示信号を発生する手段と、発生したカウント表示信号に応じて積算回転量を決める回転決定手段とを有し、その決められる積算回転量は選択されたトラックピッチの関数であることを特徴とする請求項７の光記録システム。
【請求項９】
回転コントローラはディスクモータ角速度を表している回転制御信号を発生する相固定ループ周波数合成器を有しており、その回転制御信号は積算回転量と選ばれた線速度に応じて決められることを特徴とする請求項６の光記録システム。
【請求項１０】
回転コントローラは、ディスクモータ角速度を表している回転制御信号を発生する周波数発生器を有しており、その回転制御信号は積算回転量と選択された線速度に応じて決められることを特徴とする請求項６の光記録システム。
【請求項１１】
光ディスクに螺旋状に情報を記録する光記録システムで、前記情報の記録がなされている間、時間の経過に伴って、半径方向に動くことができ回転のできるディスクを光記録ヘッドに対して定線速度に維持する方法において、
回転ディスク支持体に対する光記録ヘッドの移動を、半径方向経路に沿って最初の半径位置から開始するように、生じてその回転ディスクを初期角速度で回転させて、回転ディスクの積算回転量を決めて、積算回転量に応じて回転するディスクの角速度を更新して、定線速度を維持するステップからなる方法。
【請求項１２】
積算回転量を決める前記ステップは、回転のできる回転に応じてパルスを生じて、そのパルスをカウントし、そのパルスカウントを維持するステップからなり、積算回転量を決めるステップはそのパルスカウントに応じて行われる請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
積算回転量を決めるステップは更に、決まった数のパルスを数える度に、カウント表示信号を生じ、カウント表示信号を生じる度に、積算パルスカウントを取り出すことによって積算回転量を決めるステップを持っている請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
移動を生じるステップは更に、回転のできるディスク支持体を固定した光記録ヘッドに対して直線方向に動かすステップを持っている請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
光記録ヘッドを固定した回転のできるディスク支持体に対して直線方向に動かすステップを持っている請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明はディスク記録システムの分野に関し、特に光記録システムにおける線速度を制御するための方法と装置に関する。
発明の背景
広く用いられているコンパクトディスク（ＣＤ）のような機器に用いられている典型的な光記録システムでは、記録媒体を持っている回転ディスクに近接した位置に光記録ヘッドを備えている。ディスクが回転し、記録ヘッドが記録媒体の表面を横切って事実上半径方向に動いたときに、記録ヘッド上の変換器を経由して記録媒体上に情報信号が記録される。早い頃の記録システムでは一定角速度で回転する記録媒体で行われていた。定角速度で記録媒体を回転させるモータでは選んだモータ速度に一度達したら複雑なスピード制御が必要ないので、定角速度システムは実行するのに簡単である。
定角速度システムに関わる問題の一つはデータを格納するのに不十分であることである。定角速度ディスク上に記録されたデータの密度は光記録ヘッドの位置によって変わる。記録ヘッドがディスクの外周に近づいたとき、線速度は実際に速くなる。結果として、ディスクの外周近くに格納したデータは、ディスクの中心近くに格納したデータよりも場所をとっている。
記録の間回転ディスク支持体に対して、記録ヘッドを一定の線速度に維持することによって、絡納密度をより均一することができる。しかし、定線速度システムでは複雑なものとなっているために価格が高くなっていた。定線速度に維持するためには、記録媒体の回転する角速度は、記録ヘッドの位置の変化にあわせて何度も変更しなければならない。情報をディスク上にミクロンオーダーの寸法で記録する必要があるために、定線速度システムは更に複雑なものとなっている。
現行の定線速度システムは正確さの点で限界のあるものである。現行の一つのやり方はディスク支持体に対する光ヘッドの半径方向位置に応じて、ディスク支持体の角速度を変更するものである。このアプローチは半径方向に比較的小さな動きしかないために正確さの点で限界がある。
他のシステムは記録媒体基板上に設けた位置表示を使って角速度を修正するものである。記録プロセスの間光記録ヘッドによって位置表示を検出する。各表示が検出されたら、半径方向位置に応じて線速度が一定となるようにシステムで角速度を決める。
正確さについては改良されているが、位置表示を使うことに不利がある。まず、より小さな記録穴寸法を用いている新しい光記録方式が現れてきたので、位置表示の実用性が落ちてきた。加えて、記録工程の前に記録媒体を用意しなければならないことは製造工程をより複雑なものにする。更に、この技術はすべての光記録形式に適したものではないことである。
現行のシステムよりもより連続して角速度を修正することができる定線速度の案を実施することは好ましいことである。また、製造途中に記録媒体に悪影響を与えないような定線速度の案を実施することは好ましいことである。
発明の概要
上に述べたように、本発明は、光記録ヘッドと、その光記録ヘッドに近接して設けられている回転することのできるディスク支持体を有する光記録システムの改良に関するものである。その回転することのできるディスク支持体は、半径方向成分を持つ第一の経路に沿って、移動モータによって半径方向で最初にあった位置から動くことができる。ディスク支持体に結びついているディスクモータが選択された角速度でディスク支持体を回転させる。動きセンサーがそのディスク支持体に付いており、ディスク支持体の回転を示すセンサー信号を生じるようになっている。
改良は、ディスク支持体を第一の経路に沿って動かすように作用する移動コントローラを有することである。改良はまた、センサー信号に応じて積算回転量を決めるように作用する回転コントローラを有することである。その回転コントローラは、記録ヘッドと回転ディスクの間の線速度を制御するために、積算回転量の関数としてディスクモータの角速度を決める。
本発明の他の特徴は、ある選ばれた角速度で回転する回転ディスクを備えた、半径方向に動くことができ回転することのできるディスク支持体を、光記録ヘッドに対して一定の線速度に維持する方法を提供する。その方法は、最初の半径方向位置から半径方向の経路に沿って半径方向への最初の速度で、回転ディスクを動かすステップを有している。その方法は更に、回転できるディスクを最初の角速度で回転させるステップを有している。一定の線速度に維持するために、積算回転量が決められて、その積算回転量に応じて、回転するディスクの角速度が修正される。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の好ましい実施例のブロックダイアグラムである。
図２は、本発明の他の実施例のブロックダイアグラムである。
図３Ａと３Ｂは、図１に示しているシステムが作動している間に光記録ヘッドが通る事実上螺旋形の経路を示している。
図４は、図１の光記録システムで、移動および回転動作コントローラの好ましい実施例である。
図５は、図１のシステムで、移動および回転動作コントローラの他の実施例である。
図６Ａと６Ｂは、図１の光記録システムで一定線速度に維持する方法を述べているフローチャートである。
より好ましい実施態様の詳細な説明
本発明の好ましい実施例を図面を参照して述べる。そこでは、全体に亘って同じ部品を同じ参照符号で参照する。
本発明の好ましい実施例では、回転するディスクに対して記録ヘッドを一定線速度に維持する改良した光記録システムを提供する。本発明の実施例は光記録システムで実施されているが、本発明の実施例は、選択された線速度で回転する媒体をヘッドに取り付けられた変換器がスキャンするような他のいかなるデータ格納システムにも適用できることを理解すべきである。
図１は光記録システムの好ましい実施例を示すブロックダイアグラムであり、その中で回転することのできるディスク支持体１０は光記録ヘッド２６と近接して直線方向に動く。その回転することのできるディスク支持体１０の移動動作は、ディスク支持体１０の回転と組み合わさって、回転することのできるディスク支持体１０に対して一定の線速度で記録ヘッド２６をスキャンさせる。
ディスクポジショニングシステム３０は、回転コントローラ４０と、回転サーボ１８と、ディスクモータ１６と動きセンサー１２とを持っている。回転コントローラ４０はライン５８に回転制御信号Ｒを出す。そのラインは回転コントローラ４０を回転サーボ１８と接続している。回転サーボ１８は回転制御信号Ｒを検出して、ライン１７にモータ制御信号を出す。回転制御信号Ｒに応じて、ライン１７上のモータ制御信号はディスクモータ１６を動かす。
回転コントローラ４０はライン１４を介して動きセンサー１２に接続している。動きセンサー１２はライン１４にセンサー信号Ｓを出して、回転コントローラ４０に現在の角速度とともに回転ディスク支持体１０の回転変位の大きさを指示する。好ましい実施例では、動きセンサー１２は、センサー信号Ｓとして電子パルス列を発生する変換器を持った光エンコーダのようなタコメータを持つ。センサー信号Ｓの周波数は回転ディスク支持体１０の角速度を示す。センサー信号Ｓのパルス数はディスク支持体１０の回転変位を示す。好ましい実施例では、ディスク支持体１０が一回転するとセンサー信号Ｓは５２５パルスとなる。
センサー信号Ｓが回転変位の増大していることを示す度に、回転コントローラ４０は回転ディスク支持体１０の積算回転量を決める。回転コントローラ４０はその積算回転量を用いて角速度の修正をする。その修正された角速度によって記録ヘッド２６に対して回転ディスク支持体１０を定線速度に維持する。回転コントローラ４０はそして修正すべき角速度を示している回転制御信号Ｒを生じる。その回転制御信号Ｒは、角速度に対応する周波数になっているデジタルパルス列を持つことが好ましい。
その回転制御信号Ｒは回転サーボ１８で検出されて、回転サーボは回転制御信号Ｒをモータ信号に変換する。モータ信号は回転制御信号Ｒに応じてディスクモータ１６を運転する。また回転サーボ１８はセンサー信号Ｓを検出し、そのセンサー信号Ｓをフィードバックに用いる。好ましい実施例では、回転サーボ１８は受け取った５２５パルスの回転制御信号Ｒ毎にディスクモータ１６を一回転させる。好ましい実施例で使うことのできる回転サーボ１８の例としては、ＭＦＭテクノロジー社から出ているモデルＢＤＣ０６１０がある。
ディスクモータ１６は回転するディスク支持体１０に結びつけられているモータシャフト１５を持つ。動きセンサー１２は回転するシステムに付けられていてディスク支持体１０の回転を検出する。図１ではセンサー１２はモーターシャフト１５の上に付けられているように示しているが、動きセンサーは回転機構の適当な部分のどこにでも付けることができる。
ディスクモータ１６としては相固定の３相ＤＣモータが好ましい。ステッパーモータのような他のモータも、光記録システムで必要とする正確さを維持できるものであれば使うことができる。
記録ヘッドポジショニングシステム３２は、移動コントローラ６０，移動サーボ２２，移動モータ２０およびリニアモータシャフト２４を持っている。ディスクポジショニングシステム３０から生じた回転制御信号Ｒは移動コントローラ６０で検出される。そして移動コントローラ６０は、光ヘッド２６を半径方向に向いた第一の経路２１に沿って位置させたままで回転ディスク支持体１０を動かす移動速度を示している移動制御信号Ｔをライン２１に出す。移動サーボ２２はその移動制御信号Ｔを検出し、移動制御信号Ｔに応じた速度で移動モータ２０を運転する。移動モータ２０はリニアモータシャフト２４を動かして、回転ディスク支持体１０を半径方向に向いた経路２１に沿って移動させる。
好ましい実施例では、移動モータ２０はリニアモータであり、移動サーボ２２はデジタルサーボである。移動制御信号Ｔはデジタルパルス列である。デジタルサーボとリニアモータは、デジタルサーボ２２が受け取った２３２パルス毎に、回転ディスク支持体１０を半径方向の経路２１に沿って１ミクロンの距離動かす。リニアモータはコイルを用いており、移動サーボ２２からのパルスでコイルを励起してリニアモータシャフト２４を動かす。インターフェロメータを用いてモータシャフトの移動に追従して、移動サーボ２２に直線状の動きをフィードバックすることができる。ねじ山の付いたシャフトやギアと組み合わせたシャフトを用いているシステムのような、他の線形運動システムもこの技術で通常の知識を有する人には使えることがわかるであろう。
図１のシステムは、回転することのできるディスク支持体１０の上に設けられた記録媒体（図示せず）とともに作動する。記録ヘッドポジショニングシステム３２がリニアモータシャフト２４を動かし、それが回転ディスク支持体１０を直線的に動かす。回転ディスク支持体１０が直線的に動いたとき、記録ヘッド２６は回転ディスク支持体１０上で第一の半径方向に向いた経路２１をたどる。記録ヘッド２６が（ディスク支持体１０に対して）動いたとき、情報処理システム６から情報信号８が発生して、回転ディスク支持体１０とともに回転する媒体上に記録される。光ヘッド２６の半径方向に向いた第一の経路２１とディスク支持体１０の回転１１が組み合わさって、記録媒体上にできる事実上螺旋状の第二の経路（図２に示す）に情報が記録される。記録をしている間、直線状の第一の経路２１に沿った光記録ヘッド２６の速度を制御するとともに、回転方向（１１として示している）への回転ディスク支持体１０の角速度を制御することによって、一定の線速度が維持できる。
図１に示している好ましい実施例では、光記録ヘッド２６を固定しておきディスク支持体１０を角度方向と直線方向とに動かしている。ディスクポジショニングシステム３０を固定しておき、記録ヘッド２６を直線方向に動かしても同じような螺旋状の経路が得られる。図２は他の実施例のブロックダイアグラムであり、そこでは固定した回転ディスク支持体１０の上で記録ヘッド２６を動かしている。
図３は定線速度を維持するのにどのように螺旋状経路の形状が使われるかと言うことを示している。図３に示しているように、記録ヘッド２６が回転ディスク支持体１０の上に位置している。リニアモータシャフト２４はディスクモータ１６に繋がれている。リニアモータシャフト２４が動いたとき、ディスク支持体１０は半径方向の経路２１に沿って動く。同時にディスク支持体１０はモータシャフト１５の周りを回る。
回転変位は、図３に角度ｑとして示している角度変位と言うことができる。光ヘッド２６がディスク支持体１０に対して半径方向に動いているので、ディスク支持体１０が回転すると、螺旋状の経路９がディスク支持体１０の上に形成される。
光記録ヘッド２６の半径方向におけるすべての位置に於いて、図３にベクトルＬＶで示している速度が一定に保持されているとき、定線速度が達成される。ディスクポジショニングシステム３０は、最初の半径Ｒ0（記録が始まる点）とトラックピッチｔp（隣り合うトラック間の半径方向の乖離）を考慮に入れて、角度ｑの増分を一定にしておいて、回転ディスク１０の角速度を修正する。プロセス全体に亘って積算角度ｑを維持することによって、線速度ＬＶを、Ｒ0から回転ディスク１０の外周まで、一定に維持することができる。
一般に、ωで示される修正された角速度は、回転／秒で次の式で計算することができる。
ω＝２πＬＶ／（２πＲ0＋ｑｔp）                        （式１）
回転ディスク支持体１０の角速度は回転制御信号Ｒの周波数ＦR、すなわちパルス／秒、で示される。回転コントローラ４０は次の式によって回転制御信号Ｒの周波数を決める。
ＦR＝Ｋrot ω／２π                                      （式２）
ここでＫrotは回転ディスク支持体１０の一回転当たりの回転制御信号Ｒのパルス数を意味している。好ましい実施例では、Ｋrot＝５２５パルス／回転である。
記録プロセスの間、ディスク支持体１０が動いて、ディスク１０が回転するときに記録ヘッド２６を螺旋９上の位置を追従するようにしなければならない。移動制御信号Ｔを、システムの形状や部品の使用に応じて、回転制御信号Ｒの関数とすることによって、ディスク支持体１０はディスク１０の回転とともに直線状に動かすことができる。
例えば、好ましい実施例では、移動制御信号Ｔの周波数Ｆτは次式により決めることができる。
Ｆτ＝ＦR×ｔp×Ｋtrans／Ｋrot                        （式３）
上に述べたように、好ましい実施例でＫrotはディスクの回転当たり５２５パルスであり、光ヘッド２６の１ミクロンの動き当たりのパルス数Ｋtransは２３２パルス／ミクロンである。
上に述べた関係は光記録システムの仕様に応じて代えることができるということはこの技術における通常の技術の人には明らかであろう。例えば、定数ＫrotとＫtransは、回転サーボ１８や、ディスクモータ１６や、移動サーボ２２や、移動モータ２０やリニアモータシャフト２４として選ばれたものの仕様によるものである。定数ＫrotとＫtransは好ましくはパルス／回転やパルス／ミクロンで各々示される。加えて、回転ディスク支持体１０の角速度や光ヘッド２６の移動速度（ディスク支持体１０に対する）が周波数以外のパラメータで表示されているときには、上で述べた関係の変更や修正が必要となる。
回転コントローラ４０と移動コントローラ６０の好ましい実施例を図４を参照して述べる。回転コントローラ４０は、第一のパルスカウンター４４と第二のパルスカウンター４６とコンピュータ５０を持った回転決定手段である。好ましい実施例では、その回転決定手段は積算回転量を決めて、コンピュータ５０は回転ディスク支持体１０の角速度を決める。回転コントローラ４０は固定発振器５２と、第一の周波数合成器５４と第一の電圧制御発振器（ＶＣＯ）５７を持ち、第一の電圧制御発振器は回転制御信号Ｒを発生する。
好ましい実施例ではコンピュータ５０は一般目的のコンピュータであり、メモリーシステムと中断入力ＩＲＱと入出力（Ｉ／Ｏ）システムを持ち、データバス５１を介して通信する。そのデータバス５１には、バス５１に接続されているすべての部品にデータを伝送するのに必要なすべての信号を有する。第一と第二のパルスカウンター４４，４６と第一と第二の周波数合成器５４，６２は図３に示しているようにデータバス５１を介してコンピュータによって制御される。中断信号ＩＲＱが引き金になった時に、中断サービスルーティン（下記）が実行されるようになっている。コンピュータ５０は好ましくはウインドウズ３．１（またはより上の）オペレーティングシステムを使って運転される。
回転コントローラ４０は動きセンサー１２からのセンサー信号Ｓをライン１４上で受け取るようになっている。今好ましい動きセンサー１２はタコメータであり、それは５２５パルス／回転のセンサー信号Ｓを発生する。好ましい実施例で動きセンサー１２として働くことのできるタコメータの例としては、ディスクの周りの線に沿って５２５個の鏡面を持っている光エンコーダである。光源がタコメータに照射されて、タコメータが回ったときに鏡面で反射する。その反射は光エンコーダの中の光検出器で光パルスとして検出される。信号変換器は光パルスを電子パルスに変えて、ライン１４上にセンサー信号Ｓを生じる。
回転コントローラ４０の第一のパルスカウンター４４はＮ分割カウンターのようなデジタルカウンターであり、それはライン１４上でセンサー信号Ｓを受け取り、予め決めたパルス数だけ数える。第一のパルスカウンター４４は、コンピュータ５０によってコンピュータデータバス５１を介して予め決めたパルス数まで数えるように初期化されている。予め決めたパルス数まで数えた時に、第一のパルスカウンター４４はカウント表示信号４８を生じる。
カウント表示信号４８はコンピュータ５０の中断入力ＩＲＱのところで中断信号の引き金となる。従って、コンピュータ５０のＩＲＱのところでカウント表示信号４８を受け取る毎に、中断サービスルーティンがコンピュータ５０で実行される。中断サービスルーティンは図６のフローチャートについて下に述べるように実行される。図６を参照して下に述べるように、中断サービスルーティンで実行される働きの結果として、修正した回転制御信号Ｒを示すデジタル値が計算される。
第二のパルスカウンター４６はライン１４上でセンサー信号Ｓのパルスを検出し、記録操作の最初から受け取ったすべてのパルスの数を保持する。第二のパルスカウンター４６はソフトウェアカウンターあるいはハードウェアのデジタルパルスカウンターによって実行することができる。ソフトウェアカウンターはメモリー変数からなり、中断サービスルーティンが実行されるたびに、そのルーティンで更新される。中断サービスルーティンの中のプログラムステップで、第一のパルスカウンター４４で数えたパルスの固定した数を、メモリー変数に保持されている積算数に加える。
第二のパルスカウンター４６をハードウェアカウンターで実行するときには、コンピュータ５０に接続されたデジタルカウンターを用いる。それは、記録操作の最初にコンピュータ５０がカウンター４６をゼロにするようになっている。コンピュータ５０は記録操作の間いつでもカウンター４６のその時の値を読むことができる。
第二のパルスカウンター４６で示している数は回転ディスク支持体１０の積算回転量を示している。ハードウェアカウンターの有利なことは、中断が行われなかったときのように、エラー回復操作を必要とするときに、積算回転数の現在の量を使えることである。他方、ソフトウェアカウンターでは、最後にあった中断の時に受け取った積算回転量を出せるだけである。
コンピュータ５０は積算回転量を得るのに、第二のパルスカウンターの読みを取り出す。コンピュータ５０は積算回転量と式１と２の関係を用いて、回転ディスク支持体１０の角速度を決めるのに必要とする周波数値を決める。その数値は第一の相固定ループ周波数合成器５４でデジタル周波数信号に変換される。
第一の周波数合成器５４は固定発振器５２から固定周波数信号４９を受け取るのに第一の参照相カウンター５５を持っている。その第一の参照相カウンター５５は、回転ディスク支持体１０の角速度の倍数になるようなデジタル値に、データバス５１を介してコンピュータ５０によって予め設定されている。第一の参照相カウンター５５はＮ分割カウンターとして動作し、固定周波数信号４９から受け取ったパルスを、予め設定したデジタル値から、数える。そして、その第一の参照相カウンター５５は数え終わったときに信号を出す。
更に、コンピュータ５０で実行される中断サービスルーティンは、周波数合成器５４にある第一のフィードバック相カウンター５３に乗数を出す。第一のフィードバック相カウンター５３は、それがライン５８のところで回転制御信号Ｒのパルスを数えることを除いて、第一の参照相カウンター５５と同様に動作をする。その第一のフィードバック相カウンター５３の乗数値は、第一のＮ分割カウンター５５の値をかけた場合ライン５８で選択された回転制御信号Ｒを生じるような値を示している。
第一の参照相カウンター５５と第一のフィードバック相カウンター５３がそれらの予め設定していた値からカウントダウンしたときに、各々が位相比較器５６に信号を出す。位相比較器５６は信号を受け取って、第一の参照相カウンター５５と第一のフィードバック相カウンター５３の最初の数値で決められている周波数値を比較する。位相比較器５６は、二つの周波数値の間の違いに相当する誤差を示している信号を発生する。その誤差信号は第一のＶＣＯ５７で受け取って、ライン５８に出る回転制御信号Ｒに変換される。ライン５８の回転制御信号Ｒの周波数が中断サービスルーティンで決められた周波数に等しいときには、誤差がないということを位相比較器５６が表示する。
移動コントローラ６０の好ましい実施例では、第二の周波数合成器６２と第二の電圧制御発振器（ＶＣＯ）６７と周波数分割器６８を備えている。第二の周波数合成器６２は、第二の参照相カウンター6５と第二のフィードバック相カウンター６３と第二の位相比較器６６とを持っている。移動コントローラ６０は移動制御信号Ｔをライン２８に出す。回転コントローラ４０は移動コントローラ６０にライン５８で繋がれている。第二の周波数合成器６２の第二の参照相カウンター６５は、参照周波数として回転制御信号Ｒを受け取る。
第二の参照相カウンター６５と第二のフィードバック相カウンター６３は好ましい実施例で式３を実行する定数に初期化される。トラックピッチは約１．６ミクロンの一定値に維持されている。移動モータ２０は２３２パルスを受け取って１ミクロン動くようになっている。式３でトラックピッチｔpは１．６で、Ｋrotは５２５パルス／回転であり、Ktransは２３２パルス／ミクロンである。移動制御信号Ｔの周波数Ｆτはそれ故に回転制御信号Ｒの周波数ＦRを１．６倍し、２３２を掛けて、５２５で割ったものに等しい。
第二の周波数合成器６２で式３の関係を実行するために、第二の参照相カウンター６５は１４に予め設定され、第二のフィードバック相カウンター６３はトラックピッチｔpと９９の積に予め設定されている。第二のＶＣＯ６７の出力、それはまた第二のフィードバック相カウンター６３で数えられるフィードバック信号であるが、それは周波数分割器６８で分割される。周波数分割器６８を予め１６に設定することによって、移動制御信号Ｔの周波数Ｆτは式３の関係に従うようになる。
好ましい実施例では、第一と第二の周波数合成器５４，６２の各々は誤差積算器に接続されているＭＣ１４５１４５相固定ループチップである。誤差積算器はＶＣＯで周波数信号を出すのに用いられる電圧レベルを出す。
本発明を実施する上で必要性の合致している周波数発生システムを用いることができる。図５は、周波数合成部品５２，５４，５７，６７を回転周波数発生器７０に置き換えた実施例を示している。回転周波数発生器７０はヒューレットパッカードから入手できるＨＰ３３２５Ｂのような関数発生ユニットを使って実行することができる。コンピュータ５０は、図４に示したのと同じやり方で中断サービスルーティンの中でディスクモータ１６の角速度を修正する。そして、コンピュータ５０は修正した数値の周波数をデータバス５１を経由して回転周波数発生器７０に出力する。データバス５１としては、ＩＥＥＥ４８８スタンダードに合致して動くＨＰＩＢバスを使うことができる。
ライン２８の移動制御信号Ｔは、ライン５８の回転制御信号Ｒと同じやり方で移動周波数発生器８０で生じる。上に述べたヒューレットパッカードのＨＰ３３２５Ｂ周波数発生器は二つの周波数発生チャネルを持っている。一つのチャネルはライン５８の周波数制御信号Ｒを発生し、他のチャネルはライン２８の移動制御信号Ｔを発生する。中断サービスルーティンによって上に述べた式３に従って移動制御信号Ｔの周波数を決める。
光記録システムで定線速度を維持する方法を図６のフローチャートを参照して説明する。その方法は、図１を参照して述べた装置によって、図４を参照して述べた回転コントローラ４０と移動コントローラ６０を用いて実施することができる。図６のフローチャートで示している方法は上に述べた中断サービスルーティンを使っている。
中断サービスルーティンはソフトウェアカウンターを使って、積算回転量を維持している。そのルーティンは、固定カウントを回転カウント変数に加えるステップに代えて、ハードウェアカウンターからのポートを読むように指示することによって、ハードウェアカウンターを実行するように修正することができる。
定線速度に維持する方法は、初期化する間に実行されるあるステップを持っている。定線速度中断サービスルーティンは、ブロック１００に示されているように中断入力ＩＲＱに対応する適当な中断レベルで実行されるようにしてある。中断サービスルーティンを設定することは、中断サービスルーティンを実行するようにしたオペレーティングシステムとコンピュータ５０の特定の必要性に応じたものである。システムの初期化の間に行う他のステップは、１０２に示しているように第一と第二のパルスカウンター４４と４６のような種々のカウンターを初期化することである。第一のパルスカウンター４４はソフトウェアで常に初期化しておくことが必要である。あるいはそれはいつもサイクルしているようにプログラムすることができる。第二のパルスカウンター４６は一度ゼロに初期化し、そして、動いている間コンピュータ５０で読まれる。
システムが初期化されると、光ヘッドを１０４で示している半径位置Ｒ0に置いてプロセスが開始する。ディスクモータ１６と移動モータ２０はそしてブロック１０６に示しているように運転を始める。線速度が選択されている値に達したら、情報処理器６が情報信号８を出して、ブロック１０８に示しているような記録プロセスを開始する。
好ましい実施例では、ディスクモータ１６と移動モータ２０は知られているようなモータドライバーソフトウェアを用いて制御することができる。典型的な記録プロセスでは螺旋経路での動きを始めて、ディスクが記録されるまでその螺旋運動を継続する。結果として、ブロック１０４と１０６のプロセスの一部として初期化している間に、モータ１６と２０は初期化される。初期化の後、定線速度システムが下に述べるようにスピードを更新するだけである。
記録プロセスが開始すると、回転ディスク支持体１０の回転によって、１１０に示しているように、センサー信号Ｓのパルスが第一のパルスカウンター４４で数えられる。制御システムは第一のパルスカウンター４４でカウント表示信号４８が引き金になるのを待つ。
第一のパルスカウンター４４でカウント表示信号４８が引き金になったときに、ブロック１１２に示しているように中断サービスルーティンが実行される。中断サービスルーティンの実行が始まると、ブロック１１４で第一のカウンターの初期値が積算回転量に加算される。
中断サービスルーティンは積算回転量を使って、ディスクモータ１６を更新した角速度に設定するのに必要とする周波数におけるサイクルタイムを計算する。サイクルタイムを計算する第一のステップは、ブロック１１６にあるように、角度ｑで示されている積算回転量とトラックピッチｔpを掛け合わせて、その結果を２πＲ0に加える。好ましい実施例ではトラックピッチｔpは一定に維持されている。トラックピッチを使って、変化するトラックピッチｔpで行うこともできる。トラックピッチ入力の例としては、積算回転量に応じて変化するトラックピッチを計算するプログラムを用いることである。
サイクロタイムの現在の値は、ブロック１１８に示すように、次に選択された線速度で割り算される。それはスケールファクターで割り算されたものである。中断サービスルーティンはそしてそのサイクルタイムを図３の第一の相固定ループ周波数合成器５４の参照カウンターに出力する。スケールファクターはブロック１２０に示すように第一の周波数合成器５４のフィードバックカウンターへの出力となる。そのスケールファクターによって、回転周波数５８が好ましい角速度である正しい周波数となっていることを示すことになる。
ブロック１１４〜１２０で述べている中断サービスルーティンは、上で述べた式２の逆数を計算して、回転制御信号Ｒを求める。これは、第一の相固定ループ周波数合成器５４が二つの周波数のサイクルタイムを比較して位相差を得るためである。
第一の周波数合成器５４のカウンターが入力されると、参照とフィードバックカウンターの間の位相差がゼロになるまで、回転制御信号Ｒが増大あるいは減少する。この点で、回転制御信号Ｒの周波数は、その時の積算回転量において定線速度を維持するのに必要な角速度になっている。
ブロック２４で回転制御信号Ｒは移動コントローラ６０で受け取る。移動コントローラ６０の周波数合成器６２はブロック１２６にあるように移動制御信号Ｔを発生する。
回転するディスク１０の角速度と光ヘッド２６の半径方向速度が更新されると、ディスク１０はセンサー信号Ｓをパルスとして発生する。そして、システムはブロック１１０で中断を待つ。
本発明の好ましい実施例を詳しく説明した。しかし、発明を定義しているのは請求の範囲であるということを理解すべきである。この技術分野における技術を持った人は発明の範囲から逸脱せずに他の実施例も実施できることがわかるであろう。
例えば好ましい実施例は螺旋状の記録トラックについて実施してきた。記録媒体上の記録トラックは、螺旋経路に近い同心円とすることもできる。本発明の好ましい実施例はそれ故に定線速度を生じるようにすることができる。
他の例として、回転コントローラ４０及び移動コントローラ６０の他の実施例は、ディスク１０あるいはヘッド２６の速度や変位を示す別のパラメータを用いて実施することができる。上で述べた好ましい実施例では、回転ディスク支持体１０の回転量をデジタルパルス列で示した。他の実施例では回転運動の量を電圧の大きさやあるいは電流の大きさで示すこともできる。他の実施例の例としては、変位を表示する電圧の大きさが、鋸歯状の波を生じるサイクルとすることができる。鋸歯のピークをカウント表示信号として使うことができ、ピーク間の大きさを回転変位を表示するものとすることができる。
回転決定手段の機能を実行するのに種々の回路を組み合わせることことができると言うことを、この技術における通常の技術を有する人には容易に理解できることである。また種々の回路を組み合わせて、角速度を示す信号を生じることができる。そのような回路の例としてはワンショット回路や、集積回路や、他の波形成回路がある。
好ましい実施例にある回転決定手段の一つの変形として、コンピュータ５０が、中断を使わないで、回転周波数５８のデジタル値を更新することである。その代わりにカウント表示信号４８が、コンピュータ５０が検出したり得たりするポートへの入力となる。第一のパルスカウンター４４でカウントが達していることを示すレベルにポートがあるかどうかを決めるのに、ポートでチェックされる。そしてコンピュータ５０は、コンピュータが新しいカウントを待っていることを示しているレベルにポートをリセットする。前のカウントをチェックし終える前には、新しいカウントが引き起こされないことを確実にするように、コンピュータ５０はポートをチェックしなければならない。
更に他の実施例ではコンピュータ５０なしで回転決定手段が実行される。中断サービスルーティンにおいてコンピュータ５０によって実行される指示は、デジタルとアナログ回路の組み合わせを用いて実行できることはこの技術分野で通常の技術を持った人にはよく理解できるだろう。角速度はまたマルチプライアーやデジタルレジスターを組み合わせて使うことで発生させることができる。更に、コンピュータを使わないで実施するには、角速度は周波数以外の種類の信号で表示することができる。
動きセンサー１２の変更として、第一と第二のカウンター４４，４６の機能は動きセンサー１２に一体にすることができる。部品を一体化することによって、コンピュータ５０にデジタルタコメータの読みを出すことができる。この変更では、コンピュータ５０のデータバス５１を直接に動きセンサー１２に接続する。そうすることで、センサー信号はデータバス５１を介してコンピュータプログラムで検出される。
別の実施例は選択された周波数を発生する別の方法を使用することができる。例えば、可変周波数は可変発振器で発生させることができる。周波数はポテンシオメータ、可変コンデンサー、可変インダクターを調整して変える。
上記の変更は例として示したものであり、請求の範囲を制限しようとするものではないということは理解されるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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