JP2003272278A - 光ディスク再生装置 - Google Patents

光ディスク再生装置

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JP2003272278A JP2002067364A JP2002067364A JP2003272278A JP 2003272278 A JP2003272278 A JP 2003272278A JP 2002067364 A JP2002067364 A JP 2002067364A JP 2002067364 A JP2002067364 A JP 2002067364A JP 2003272278 A JP2003272278 A JP 2003272278A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ディスクからのアクセス時間の短縮および
騒音の抑制を図る。 【解決手段】 コントローラ16,18は、光ディスク
11から読み出されデータバッファ17に格納されてか
らホストPC2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11のデータ読み出し位置を検
出する。コントローラ16は、検出された読み出し位置
における光ディスク11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、ホストPC2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11の回転数を低速に維持し、ホス
トPC2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11の回転数を増加させる。

Description

【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(C
LV)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、DV
D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を備えたことを特徴とす
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】なお、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更に備えるようにし、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と、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−R
OM、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1
2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1
4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、E
FM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1
8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1
81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PC
2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PC
2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,S
4)、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。 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×(=1750
kbytes/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Vr
1、最外周での半径位置をr2、データ転送レートをVr
2、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V
a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8000rp
m)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】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】
【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】
【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PC
2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P
C2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CA
V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(Tran
sfer 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。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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を備えたことを特徴とする光ディ
    スク再生装置。
  2. 【請求項2】 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を更に備え、 前記回転数制御手段は、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請求項1記載の光
    ディスク再生装置。
  3. 【請求項3】 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又は2記載の光ディスク再生装
    置。
  4. 【請求項4】 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3記載の光ディスク再生装置。
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