CN1149565C - 控制光学信息再生装置的速度的方法 - Google Patents

Abstract

一种控制一光学信息再生装置中的一主轴马达的转速的方法，该方法是借助由监测缓冲存储器内的信息储存量来调降或调升该主轴马达的转速，若监测到缓冲存储器的信息储存量持续超过一第一预置储存值，则将该主轴马达的转速调降一预定降速值。反之，若缓冲存储器的信息储存量持续低于一第二预置储存值，则将该主轴马达的转速调升一预定升速值。本发明的方法可在不影响该应用程序取出信息的正常动作下，进而将该主轴马达的转速调整至一最佳值。由此可以节省电能消耗，延长主轴马达寿命。

Description

控制光学信息再生装置 的速度的方法

技术领域

本发明是关于一种光学信息再生装置(optical informationreproducing apparatus)，特别是关于控制该光学信息再生装置于运作时是在最佳再生速度状态的方法。

背景技术

光学信息再生装置，例如CD-ROM、DVD-ROM、CD-RW、DVD-RAM，等光学信息重现或记录装置，已广为被配置在多媒体电脑系统上，成为该电脑系统的一基本元件。

关于光学信息再生装置控制系统的先前技术兹列举如下：美国专利第4,485,337号；美国专利第4,783,774号；美国专利第5,289,097号；美国专利第5,246,479号；美国专利第5,345,347号；以及台湾专利核准号发明第077,858号(公告号为273,026号)。

现今光学信息再生装置读取光盘(optical disk)上的信息的速度是以倍速表示(1倍速＝176k位组/秒)，而直接关系到光盘读取的倍速的即为光学信息再生装置内部驱动光盘转动的主轴马达(spindle motor)。亦即主轴马达的转速愈快，读取光盘上的信息的倍速就愈大。一般光学信息再生装置的速度控制，在开始读盘时，会设定读取光盘上的信息的倍速为其额定的最大倍速。在一些特定情况下，例如失焦(out-of-focus)、偏心(eccentric)、振动等造成读盘率不佳的情况，光学信息再生装置会自动调降倍速去尝试读取，以读取正确的信息。此外，对于一些具有特定信息格式且可被判定格式的光盘，光学信息再生装置则会依照格式的标准设定一特定的倍数去读取光盘上的信息，而达到最佳读盘率。上述特定信息格式例如：红皮书(Red Book)所规范的CD-Audio，黄皮书(Yellow Book)所规范的CD-ROM Mode1、CD-ROM Mode2，绿皮书(Green Book)所规范的CD-ROM Mode2/XAForm1、CD-ROM Mode2/XA Form2，橘皮书(Orange Book)所规范的“可记录CD标准”(Recordable Compact Disc Standard)，乃至于DVD规范中对Audio、Video、Read-Only Disc所定的格式...等等。通常这些特定格式，在光盘判别启动后并读取光盘内涵(例如TOC)，会被记录在光学信息再生装置中的一固件内。若光盘的格式未能符合记录在光学信息再生装置固件内的特定格式参照表，例如由特定规格所延伸出来的应用格式，或是一些特别格式如MP3、电脑游戏(PC-Game)，等格式的光盘，光学信息再生装置会将其视为一般信息盘格式而以最大倍速来读取光盘的信息。上述在特定格式参照表以外的格式，除非光学信息再生装置有增加相对应的解码功能芯片或搭配有解码软件，经由解码软/硬件的主动判断来变换光学信息再生装置的转速，但是成本和困难度上相对地也会增加。

随着光学信息再生装置读取信息的速度(倍速)与日俱增，连带伴随一些无法避免的噪音，例如风切声(wind-cutting)、振动与马达运转声等。对于一些特殊格式却被视为一般信息盘格式的光盘，例如MP3和电脑游戏等格式的光盘，其在无法判定特定格式下而以最大倍速来读取信息，此时上述的各种噪音，尤其再加上光盘的偏重(因盘而异)，极可能会对其重现的声光影音效果大打折扣。

此外，当一应用程序透过该光学信息再现装置所运作的信息读取率(data reading rate)远低于该光学信息再现装置读取信息的速度时，仍以高转速运转的主轴马达将会消耗不必要的电能以及缩短其本身的使用寿命

发明内容

虽然上述该等光学信息再生装置控制系统的前案各具发明或创作目的，然而，却皆未提供在适当时机自行调整主轴马达的转速的功能，以消除使用者所不欲听到的噪音，并可节约电能、延长主轴马达使用寿命，并且保持该光学信息再生装置处于最佳再生效率下运作。本发明的目的即在于提供一种控制一光学信息再现装置内的一主轴马达的转速的方法。此种方法可在不影响一应用程序从该光学信息再现装置取出所需信息的前提下，进而将该主轴马达的转速调整至最佳转速。借此，可以节省电能消耗、延长该主轴马达的使用寿命，并且可减低因该主轴马达在高速运转下连带所产生的噪音。进一步，本发明所提供的方法可保持该光学信息再生装置于运作时是处在最佳再生速度状态。

本发明的目的是提供一种控制一光学信息再现装置中的一主轴马达的转速的方法，该主轴马达驱动置于该光学信息再生装置内的一储存光学信息的光盘旋转。该方法可在不影响一应用程序从该光学信息再现装置取出所需信息的前提下，进而将该主轴马达的转速作调整。借此，可以节省电能消耗、延长该主轴马达的寿命，并且可减低因该主轴马达在高速运转下连带所产生的噪音。

根据本发明，于该光学信息再生装置内具有一缓冲存储器供暂时储存从该光盘所读取的信息，该应用程序所需的信息则从该缓冲存储器取出。该方法是借由监测该缓冲存储器内的信息储存量，来调降或调升该主轴马达的转速。

根据本发明的一较佳具体实施例，提供了一种控制一光学信息再生装置中的一主轴马达的转速的方法，该主轴马达驱动置于该光学信息再生装置内的一储存光学信息的光盘旋转，在该光学信息再生装置内具有一缓冲存储器供暂时储存从该光盘所读取的信息，一应用程序从该缓冲存储器取出所需的信息，其特征在于，该方法包含下列步骤：(1)根据一预定方式决定一被允许转速；(2)调整该主轴马达在一控制转速Wc下运作，该控制转速Wc等于该被允许转速；(3)对该光盘读取信息，并将所读取的信息储存于该缓冲存储器内；(4)经由缓冲存储器，将该应用程序所需的信息传送至该应用程序；(5)监测该缓冲存储器的一信息储存量B是否大于一第一预置储存值或是小于一第二预置储存值；(6)若步骤(5)的检测结果为该信息储存量B大于该第一预置储存值，则将缓冲存储器第一状态指标的值加1，并且检测该缓冲存储器第一状态指标的值是否小于一第一预定值N；(7)若步骤(6)为否定，则(i)将该控制转速Wc减去一第一预定Wd而成一第一转速Wa，(ii)并且调整该主轴马达在该第一转速Wa下运作；(8)若步骤(6)为肯定，则维持步骤(2)中该控制转速Wc的值；(9)若步骤(5)的检测结果为该信息储存量B小于该第二预置储存值，则将缓冲存储器第二状态指标的值加1，并且检测该缓冲存储器第二状态指标的值是否小于一第二预定值M；(10)若步骤(9)的检测结果为否定，则(i)将该控制转速Wc加一第二预定值Wr而成一第二转速Wb，(ii)并且调整该主轴马达在该第二转速Wb下运作；(11)若步骤(9)的检测结果为肯定，则维持步骤(2)中该控制转速Wc的值；其中该缓冲存储器第一状态指标与该缓冲存储器第二状态指标分别为一正整数，该第一预定值N及第二预定值M分别为一自然数。

本发明的特征与优点可以借由以下的发明详述及参改得到进一步的了解。

附图说明

图1是揭示一可使用本发明方法的光盘系统的机构与电子元件示意图；

图2是揭示应用本发明的一较佳具体实施例的流程图；

图3是揭示应用本发明的另一较佳具体实施例的流程图。

具体实施方式

本发明的目的是提供一种控制一光学信息再生装置中的一主轴马达的转速的方法。并且该方法可执行于典型的光学信息再生装置。

请参见图1，该图是揭示一典型的光学信息再生装置的机构与电子元件图。该光学信息再生装置包含一读取头(或读写头)/光盘组合体(Pickuphead/dics assembly，HDA)，其中具有一致动器(actuator)11。该致动器11包含一径向线圈绕组(coil)、一聚焦(focus)线圈绕组及一制动马达(motor)。该致动器11是将读取头12定位至盘13表面上的不同的径向位置。读取头/光盘组合体亦包含一读取前置放大电路(preamplifier)18，供放大从该盘13表面所读取的数据和伺服(servo)信息。一般而言，储存于盘上的信息是以一区块(block)为单位，其定址方式即是将所有区块段从零起加以编号，即所谓的逻辑区块定址(logical block address，LBA)。一般对盘读取信息时是以序列读取方式(sequential read)读取，即所读取的信息的地址是依次增加的，如此即可避免每次读取信息都必须移动读取头，而导致读取的效率下降。该前置放大电路18中亦包含一读取缓冲器(read buffer)，供将所读取到某一轨道(track)的信息依序送出。数字信号处理机(Digital Signal Processor，DSP)19接收由读取头/盘组合体中该前置放大电路18送来的模拟读取信息。如已知技术，该数字信号处理器19包含一读取通道模拟滤波器(filter)，其提供模拟信号给一脉冲检测器(未示于图中)。脉冲检测器的输出，为原始的数据读取信息，被送至一信息分离器(未示于图中)。光盘驱动电路中的各元件15、19，经由一总线102，与一微处理器(micro processor)10作介面沟通。如众所周知，总线102上包含地址、控制及信息信号。该光学信息再生装置进一步包含一伺服控制器(servo controler)15，供检测及处理从光盘13读取来的伺服信息，伺服信息是关于伺服丛讯(brust)、同步脉冲以及轨道编号等。该伺服控制器15，经由总线102，与该微处理器10连结，该伺服控制器15运作而控制有关伺服读取时序及控制信息的流动。该伺服控制器15亦包含伺服控制器(servo controller)、模拟/数字转换器及数字/模拟转换器。由伺服控制器15输出的模拟输出151被送至该致动驱动电路90。该致动驱动电路90包含一功率放大控制电路，其提供一致动驱动信号给一功率放大器(power amplifier)，而功率放大器再依序提供控制电路给致动装置11。所示的系统亦包含一主轴马达控制驱动电路14，一控制读取/盘组合体内的主轴马达(spindle motor)16，以便带动该光盘13旋转。系统亦包含与一主电脑沟通的介面17，借由总线171及102，介面17运作以提供该主电脑及相关周边元件间的控制及信息的通道。一缓冲存储器(buffer)93用来提供该主电脑所需信息的存取。通常该缓冲存储器93暂时储存从光盘13读出的信息。一般而言，一执行于该主电脑内的应用程序会向该光学信息再生装置提出要求，若所要求的信息正在该缓冲存储器93，则信息可直接传回给主电脑，若所要求的信息未在缓冲存储器中，则需要移动读写头来取出其所需的信息。数字信号处理器19亦输出一反馈信号191至数字式马达速度控制电路91，此马达速度控制电路91将反馈信号191与由该微处理器10输出信号作比较。比较的结果为，以信息传输率观点，马达目前的转速是否太快或太慢。此结果被用以控制该马达驱动器14，该马达驱动器14则提供电能至主轴马达16。元件92为数字/模拟转换器(DAC)，元件94为放大器。

由以上的描述可知，储存于光盘13、缓冲存储器93的信息以及在光盘13与缓冲存储器93之间及在缓冲存储器93与主电脑之间传送的信息皆以区块为单位。因此，该缓冲存储器93的最大信息储存容量B_max即为区块的整数倍。在序列读取的情况下，该缓冲存储器93中所储存的信息量是定义为B(t)，主电脑端要求的信息读取累积量是定义为R(t)并且，从光盘13所读取的信息量是定义为I(t)，B(t)、R(t)以及I(t)皆为时间的函数，并且单位皆为区块。在第一时间点t₁时，该缓冲存储器93的信息储存量是为B(t₁)，进一步在第二时间点t₂时，该缓冲存储器93的信息储存量B(t₂)可依下列举例公式计算出：

B(t₂)＝B(t₁)+[I(t₂)-I(t₁)]-[R(t₂)-R(t₁)]

其中B(t₂)是小于或等于B_max。

根据本发明所提供控制该主轴马达16转速的方法，即是借由监测该缓冲存储器93内信息储存量B(t)，来调降或调升该主轴马达16的转速。若监测结果是该信息储存量B(t)持续高于一第一预置储存值B_first，则将该主轴马达16的转速调降一预定降速值。若监测结果为该信息储存量B(t)持续低于一第二预置储存值B_second，则将该主轴马达16的转速调升一预定升速值。关于本发明所提供的方法的步骤流程将详述如下。

根据本发明所实施的一较佳具体实施例的步骤流程揭示于图2。步骤20为开始。接续的步骤21是依据一预定方式，例如判断该光盘13的格式、是否失焦等，来决定一被允许转速，进一步控制该主轴马达16在一控制转速Wc下运作，并且令该控制转速Wc等于该被允许转速。于本较佳具体实施例中，缓冲存储器第一状态指标FI是用来作为是否降速的依据，缓冲存储器第二状态指标SI则用来作为是否升速的依据。步骤22即令该缓冲存储器第一状态指标FI以及该缓冲存储器第二状态指标SI等于零。接续的步骤23是等待该应用程序要求传送信息。若该应用程序要求传送信息则执行步骤24。步骤24是执行从该光盘13读取信息，以及从该缓冲存储器13取出信息传送至该应用程序，并且计算该时间点的B(t)。之后从步骤25至步骤28的流程是为一降速判断的流程，而从步骤29至步骤32的流程是为一升速判断的流程。

接续步骤24执行的是步骤25，其是检测该缓冲存储器93内的信息储存量B(t)是否大于该第一预置储存值B_first。若于步骤25中检测结果为肯定，则执行步骤26，将该缓冲存储器第一状态指标FI的值加1，并且令该缓冲存储器第二状态指标SI等于零。步骤27是接续步骤26执行的，步骤27是检测该缓冲存储器第一状态指标FI是否小于一第一预定值N，该第一预定值N为一自然数。若步骤27的检测结果为肯定，则接续执行步骤33。步骤27的检测结果若为否定，亦即FI＝N条件成立，则执行步骤28。步骤28是将该控制转速Wc减去一预定降速值Wd而成一第一改变转速Wa，进一步调整该主轴马达16在该第一改变转速Wa下运作，并且将该缓冲存储器第一状态指标FI置为零。步骤28执行完毕，则接续执行步骤33。步骤33是判断该应用程序所要求的信息是否传送完毕。步骤33所判断的结果若为肯定，则接续执行步骤23。步骤33所判断的结果若为否定，则接续执行步骤24。

于步骤25中若检测结果为否定，则执行步骤29，步骤29是检测缓冲存储器93内的信息储存量B(t)是否小于一第二预置储存值B_second。于步骤29中若检测结果为肯定，则执行步骤30，将该缓冲存储器第二状态指标SI之值加1，并且令该缓冲存储器第一状态指标FI等于零。于步骤29中若检测结果为否定，则接续执行步骤33。步骤31是接续步骤30执行，步骤31是检测该缓冲存储器第二状态指标SI是否小于一第二预定值M，该第二预定值M为一自然数。若步骤31的检测结果为肯定，则接续执行步骤33。步骤31的检测结果若为否定，亦即SI＝M条件成立，则执行步骤32。步骤32是将该控制转速Wc加一预定升速值Wr而成一第二改变转速Wb，进一步调整该主轴马达16在该第二改变转速Wb下运作，并且将该缓冲存储器第二状态指标SI置为零。步骤32执行完毕，则接续执行步骤33。

由上述的流程描述可清楚看出，借由监测该缓冲存储器93的信息储存量B(t)，在持续N次传送皆大于该第一预置储存值B_first的情况下，降速条件才可成立。此外，借由监测缓冲存储器93的信息储存量B(t)，在持续M次传送皆小于该第二预置储存值B_second的情况下，升速条件才可成立。此种作法可避免在单一次传送时，该缓冲存储器93内的储存量B(t)为较低状态即作降速，或为较高状态即作升速。若在短时间甚至单一次传送即作判断，而贸然将该主轴马达的转速调降，很可能会使连续传送中止而可能导致信息传送发生间断。上述的情况如发生在影音光盘播放过程中，即会有影音光盘停格的情况发生。此外，若在短时间甚至单一次传送即作判断，而贸然将该主轴马达的转速调升，该主轴马达的转速很可能作无谓的调升，徒浪费电能、减少主轴马达的使用寿命而已。因此，在确认一段相当长时间内该缓冲存储器93皆处于高储存量时，才将该主轴马达16予以降速，如此才可收降速的实际效用。并且为了让该光学信息再生装置的运作是处于最佳再生速度状况，在确认一段相当长时间内该缓冲存储器93皆处于低储存量时，才将该主轴马达16予以升速。

在一具体实施例中，上述各步骤中所提及的运算及检测操作可在该微处理器10内执行，且当步骤29被执行时，亦即欲调降该转轴马达的主速时，该微处理器10由信号线101送一个信号至速度控制电路91。该马达速度控制电路91然后指示该马达驱动器14将主轴动马达16的转速调降或是调升，以达到调整转速的目的。借此，可于适当时机将该主轴马达16的转速调降，并可确保该光学信息再生装置的运作是处于最佳再生速度的状况，进而达到节省电能消耗、延长主轴马达的使用寿命以及减低因主轴马达在高速运转下连带所产生的噪音等目的。

根据本发明所实施的另一较佳具体实施例的步骤流程揭示于图3。于该较佳具体实施例中，判断是否降速的依据除了该缓冲存储器第一状态指标FI外，还须考虑一等待传送命令时间P_t是否大于一预定时间值P_limit。该等待传送命令时间P_t即为该光学信息再生装置等待该应用程序发出一要求传送信息命令期间所花费的时间。借此，当该应用程序是对该光学信息再生装置测试其执行效能时，或当该应用程序是对该光学信息再生装置作烧机测试时，该方法可令该光学信息再生装置对效能评估或烧机测试作正确的回应，并且于适当时机将该主轴马达16予以降速，以避免其因长时间高速运转而发生过热现象，进而延长该主轴马达16的寿命。

如图3所示，步骤40为开始。接续的步骤41是依据一预定方式，例如判断该光盘13的格式、是否失焦等，来决定一被允许转速，进一步控制该主轴马达16在一控制转速Wc下运作，并且令该控制转速Wc等于该被允许转速。步骤42是令该缓冲存储器第一状态指标FI以及该缓冲存储器第二状态指标SI等于零。接续的步骤43是先将该等待传送命令时间P_t置为零，随即对该等待传送命令时间P_t开始计时。接续的步骤44是等待该应用程序要求传送信息。若该应用程序要求传送信息则执行步骤45。步骤45是停止该等待传送命令时间P_t的计时。接续执行的步骤46从该光盘13读取信息，以及从该缓冲存储器13取出信息传送至该应用程序，并且计算该时间点的B(t)。之后从步骤47至步骤51的流程是为一降速判断的流程，而从步骤52至步骤55的流程是为一升速判断的流程。

接续步骤46执行的是步骤47，其是检测该缓冲存储器93内的信息储存量B(t)是否大于一第一预置储存值B_first。若于步骤47中检测结果为肯定，则执行步骤48。步骤48是检测该等待传送命令时间P_t是否大于该预定时间值P_limit，若检测结果为肯定，执行步骤49，将该缓冲存储器第一状态指标FI之值加1，并且令该缓冲存储器第二状态指标SI等于零。步骤48的检测结果若为否定，则执行步骤56。步骤50是接续步骤49执行的，步骤50是检测该缓冲存储器第一状态指标FI是否小于一第一预定值N，该第一预定值N为一自然数。若步骤50的检测结果为肯定，则接续执行步骤56。步骤50的检测结果若为否定，亦即FI＝N条件成立，则执行步骤51。步骤51是将该控制转速Wc减去一预定降速值Ws而成一改变转速Wd，进一步调整该主轴马达16在该改变转速Wd下运作，并且将该缓冲存储器第一状态指标FI置为零。步骤51执行完毕，则接续执行步骤56。步骤56是判断该应用程序所要求的信息是否传送完毕。步骤56所判断的结果若为肯定，则接续执行步骤43。步骤56所判断的结果若为否定，则接续执行步骤46。

于步骤47中若检测结果为否定，则执行步骤52，步骤52是检测缓冲存储器93内的信息储存量B(t)是否小于一第二预置储存值B_second。于步骤52中若检测结果为肯定，则执行步骤53，将该缓冲存储器第二状态指标SI之值加1，并且令该缓冲存储器第一状态指标FI等于零。于步骤52中若检测结果为否定，则接续执行步骤56。步骤54是接续步骤53执行，步骤54是检测该缓冲存储器第二状态指标SI是否小于一第二预定值M，该第二预定值M为一自然数。若步骤54的检测结果为肯定，则接续执行步骤56。步骤54的检测结果若为否定，亦即SI＝M条件成立，则执行步骤55。步骤55是将该控制转速Wc加一预定升速值Wr而成一第二改变转速Wb，进一步调整该主轴马达16在该第二改变转速Wb下运作，并且将该缓冲存储器第二状态指标SI置为零。步骤55执行完毕，则接续执行步骤56。

借由以上较佳具体实施例的详述，更加清楚描述了本发明的特征与优点，并且涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明的权利要求的范畴内。

Claims (2)

1.一种控制一光学信息再生装置中的一主轴马达的转速的方法，该主轴马达驱动置于该光学信息再生装置内的一储存光学信息的光盘旋转，在该光学信息再生装置内具有一缓冲存储器供暂时储存从该光盘所读取的信息，一应用程序从该缓冲存储器取出所需的信息，其特征在于，该方法包含下列步骤：

(1)根据一预定方式决定一被允许转速；

(2)调整该主轴马达在一控制转速Wc下运作，该控制转速Wc等于该被允许转速；

(3)对该光盘读取信息，并将所读取的信息储存于该缓冲存储器内；

(4)经由缓冲存储器，将该应用程序所需的信息传送至该应用程序；

(5)监测该缓冲存储器的一信息储存量B是否大于一第一预置储存值或是小于一第二预置储存值；

(6)若步骤(5)的检测结果为该信息储存量B大于该第一预置储存值，则将缓冲存储器第一状态指标的值加1，并且检测该缓冲存储器第一状态指标的值是否小于一第一预定值N；

(7)若步骤(6)为否定，则

(i)将该控制转速Wc减去一第一预定值Wd而成一第一转速Wa，

(ii)并且调整该主轴马达在该第一转速Wa下运作；

(8)若步骤(6)为肯定，则维持步骤(2)中该控制转速Wc的值；

(9)若步骤(5)的检测结果为该信息储存量B小于该第二预置储存值，则将缓冲存储器第二状态指标的值加1，并且检测该缓冲存储器第二状态指标的值是否小于一第二预定值M；

(10)若步骤(9)的检测结果为否定，则

(i)将该控制转速Wc加一第二预定值Wr而成一第二转速Wb，

(ii)并且调整该主轴马达在该第二转速Wb下运作；

(11)若步骤(9)的检测结果为肯定，则维持步骤(2)中该控制转速Wc的值；

其中该缓冲存储器第一状态指标与该缓冲存储器第二状态指标分别为一正整数，该第一预定值N及第二预定值M分别为一自然数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

在步骤(2)与步骤(3)之间进一步包含下列步骤：

将一等待传送命令时间P_t置为零，并且随即对该等待传送命令时间P_t开始计时；

等待该应用程序发出一要求传送信息命令；

在接收到该要求传送信息命令时，停止该等待传送命令时间Pt的计时；以及

在步骤(5)中每执行步骤(3)以及步骤(4)一次时，检测该等待传送命令时间P_t是否大于一预定时间值P_limit，若该信息储存量B大于该第一预定储存值，并且该等待传送命令时间P_t大于一预定时间值P_limit，则将该缓冲存储器第一状态指标的值加1。