JP2008293612A - ディスク制御方法及びディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スピンドルモータのデータ読込み開始までの事前加速時の低消費電力化を実現する。
【解決手段】スピンドルモータ２の駆動停止後、データ記憶装置１１のデータが第２の所定量以下になると、システム制御器１５は読み込み開始点における第一段階の事前加速動作として第一段階設定器１６の設定値の情報をスピンドル制御器５に与え、スピンドル駆動器６を介してスピンドルモータ２を設定された第一段階の回転数になるまで加速する。スピンドルモータ２が第一段階の所定の回転数になったことを回転数検出器１７が検出すると第二段階の事前加速動作としてシステム制御器１５はスピンドル制御器５に対して指示を出力し、スピンドル駆動器６を介してスピンドルモータ２を読み込み開始に必要な第二段階の回転数まで加速する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディスク状の記憶媒体に記録したデータを再生する際に、スピンドルモータを高速回転してデータ記憶装置にデータを蓄積し、データ記憶装置から等速で読み出す機能を有するディスク再生装置におけるスピンドルモータの回転制御に関し、特に電池を使用するポータブル製品に好適なものに関する。

ポータブルＣＤプレーヤやポータブルＤＶＤプレーヤなどのポータブルのディスク再生装置は、リアルタイムにデータの読み出しを行なって音声信号または映像信号を出力するだけでなく、データ記憶装置を搭載し、高速回転でディスクからデータ記憶装置へのデータ読み込みを行ない、いったん記憶装置に蓄積し、この蓄積されたデータを等速で送り出すことにより信号を出力している。これは外部からの振動による音飛びや映像飛び防止や、データの読込みを行なわない期間の消費電力削減による省電力化につながっている。

以下に従来のポータブルＣＤプレーヤについて説明する。図３に従来のＣＤプレイヤーの基本的なブロック図を示す。図３において、ディスク１はスピンドルモータ2によって回転され、ピックアップ３でディスク１からデータを受け取り、ＲＦ回路4でこのデータを増幅して信号出力する。ＲＦ回路４の信号出力の一方はシステム制御器１４を介してスピンドル制御器５とピックアップ制御器７に入力され、スピンドル駆動器６、ピックアップ駆動器８を介してスピンドルモータ２、ピックアップ３のサーボ制御を行う。

ＲＦ回路４の信号出力の他方は再生信号処理回路９で抽出ＥＦＭ復調、エラー訂正処理やインターリーブ処理等が行われ、メモリ制御器１０でデータ記憶装置１１への書き込み、読み出しの制御が行われ、データ記憶装置１１から読み出されたデータはＤ／Ａコンバータ１２でアナログオーディオデータに変換され、アナログオーディオ出力端子１３から出力される。

システム制御器１４は、再生信号処理回路９やメモリ制御器１０を制御するとともにスピンドル制御器５によりスピンドル駆動器６を介してスピンドルモータ２の回転を等速以上になるよう制御し、一方ピックアップ制御器７によりピックアップ駆動器８を介してピックアップ３のトラッキング制御を行う。

以上のように構成された従来のＣＤプレーヤについて、以下その動作を説明する。まず、等速以上で回転しているディスク１から、ピックアップ３がデータを読み込んで、ＲＦ回路４へ送る。ＲＦ回路４では信号の増幅が行なわれ、再生信号処理回路９では、データのスライス、クロック抽出が行なわれた後、ＥＦＭ復調や誤り訂正などの処理が行われる。この時、データ記憶装置１１はメモリ制御器１０の制御により等速以上の回転で読込まれたデータを記憶するとともに等速で読み出す。この等速で読み出される音声信号を、Ｄ／Ａコンバータ１２でアナログ音声信号に変換し、オーディオ出力端子１３に出力し、図示しないオーディオ増幅器により増幅してヘッドホンやスピーカ等で音として聞くことができる。

また、システム制御器１４は、スピンドルモータの回転情報をスピンドル制御器５に送り、スピンドル制御器５では、求める回転数になるよう信号を出力させ、スピンドルモータ駆動器６を制御してスピンドルモータ２を駆動して、ピックアップ３によるデータの読込みを行なう。またシステム制御器１４はピックアップ３のフォーカス情報、トラッキング情報などをピックアップ制御器７に送り、ピックアップ駆動器８によりピックアップ３のフォーカス制御やトラッキング制御を行う。

このときディスク１の等速以上の回転で読込みを行ない、データ記憶装置１１にデータが所定量以上蓄積されると、ピックアップ３でのデータ読込みを停止し、スピンドル制御器５も停止を指示し、データ記憶装置１１からのデジタル音声の出力を継続する。Ｄ／Ａコンバータ１２でデジタル音声をアナログ変換してオーディオ出力端子１３から継続してオーディオ出力する。

データ記憶装置１１のデータ蓄積量が所定量以下になると、スピンドルモータに再び等速以上の回転を与え、ピックアップ３によるデータの読み込みを再開する。このような操作は、先にも述べたように外部からの振動による音飛び防止や、データ読込みを行なっていない期間の消費電力削減による省電力化のためのものであり、持ち運びを行うポータブルＣＤプレイヤーにおいては不可欠なものとなっている。

また、上記のように、データ記憶装置へのデータの所定量以上の蓄積により、いったんスピンドルモータを停止させる方法のほかに、特許文献１のように、データ読み込みを中止している期間中にも低デューティ比のＰＷＭ電圧をスピンドルモータに印加し、期間経過に従い低下していく回転速度を回復するように間欠的に高デューティ比のＰＷＭ信号を印加してある程度の回転数を維持させることで、スピンドルモータの平均駆動電流を低減させる方法も提案されている。
特開２００４−８７０２０号公報

しかしながら図３に示した上記の従来の構成では、データの読込みを行なっていない期間、スピンドルモータの回転が停止するように、スピンドル制御器も停止させていた。そのため、データ読み込みの再開に先立って次のデータを読み込むために必要な回転数まで事前に加速を行わなければならず、スピンドルモータの特性及び、読込み時に必要な回転数によってその駆動電流は大きく変化し、従来の構成では次の読込みを行うための高速回転に移行するために大電流を必要とし消費電力が大きくなってしまうという問題点を有していた。

本発明は上記従来の問題点に対処するもので、スピンドルモータの起動から読込み開始までの事前加速時の平均電流を低下させ、少ない駆動電流にて回転数制御を行うディスク装置を提供することを目的とする。

上記課題に対応するため、本発明のディスク制御方法は、ディスクを次のデータ読込み開始ポイントに対応した所定の回転数に加速する第一段階事前加速ステップと、前記所定の回転数が定常状態に達したことを検出する回転数検出ステップと、前記回転数検出ステップの後、ディスクを読み込みに必要な回転数まで加速する第二段階事前加速ステップと、データ記憶装置の蓄積データ量が第１の所定値以上になるとスピンドルモータの回転制御を前記データ記憶装置の蓄積データ残量が第２の所定値以下になるまで停止する一時停止ステップとを有し、次のデータの読込み開始ポイントに対応して前記第一段階事前加速ステップにおける所定の回転数を決定することを特徴とするものである。

また上記課題に対応するため、本発明のディスク装置は、ディスクを装着して回転するスピンドルモータと、前記スピンドルモータを所定の回転数に回転制御するスピンドル制御器と、前記スピンドル制御器からの信号に応じて前記スピンドルモータを駆動するスピンドル駆動器と、ディスクからデータを読み出すピックアップと、前記ピックアップによってディスクから読み出され処理されたデータを蓄積するデータ記憶装置と、前記スピンドル制御器、スピンドル駆動器により前記スピンドルモータの回転を制御し、前記ピックアップを制御するとともに前記記憶装置への定速以上でのデータ蓄積と定速でのデータ読み出しを制御するシステム制御器とを備え、前記システム制御器はさらに、データの読込み開始ポイントに対応して前記スピンドルモータの第一段階の回転数を設定する第一段階設定器と、前記第一段階設定器が設定した回転数になったことを検知する回転数検出器とを備え、前記システム制御器は前記スピンドル制御器により前記スピンドルモータを定速以上で回転させて前記データ記憶装置のデータ蓄積量が第１の所定値以上になれば、前記スピンドルモータの回転をいったん停止させ、前記データ記憶装置のデータ蓄積量が第２の所定値以下になると、読込み開始ポイントに対応する前記第一段階設定器の示す所定の回転数になるようにディスク回転を加速させ、前記回転数検出器が第一段階の回転数が定常状態に達したことを検出するとさらに読込み開始に必要な第二段階の回転数まで加速させることを特徴とするものである。

本発明のディスク制御方法および本発明のディスク装置は、上記のような方法または構成により、データ記憶装置の蓄積データ残量が第２の所定値以下になると、ディスクを次のデータ読込み開始ポイントに対応したある所定の回転数に加速する第一段階事前加速を行い、前記所定の回転数が定常状態に達したことを検出すると、ディスクを読み込みに必要な回転数まで加速する第二段階事前加速を行うので、読込み開始時時のフル加速駆動をなくしスピンドル電流のオーバーシュートを抑制することにより、スピンドルモータの平均駆動電流を低減することができ、電池を使用するポータブルディスク再生プレーヤの電池寿命向上を可能とした優れたディスク再生装置を実現できるものである。

以下、本発明の一実施形態について、図に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態におけるディスク装置のブロック図である。図１において、情報信号が線速度一定で記録されているディスク１は装着したスピンドルモータ2によって回転され、ピックアップ３でディスク１からデータを読み出し、ＲＦ回路4でこのデータを増幅して信号出力する。ＲＦ回路４の信号出力の一方はシステム制御器１５を通ってスピンドル制御器５とピックアップ制御器７に入力され、スピンドル駆動器６、ピックアップ駆動器８を介してスピンドルモータ２、ピックアップ３のサーボ制御を行う。

ＲＦ回路４の信号出力の他方は再生信号処理回路９で抽出ＥＦＭ復調、エラー訂正処理やインターリーブ処理等が行われ、メモリ制御器１０でデータ記憶装置１１への書き込み、読み出しの制御が行われ、データ記憶装置１１から読み出されたデータはＤ／Ａコンバータ１２でアナログオーディオデータに変換され、アナログオーディオ出力端子１３から出力される。

システム制御器１５は、本実施形態の特徴であり、ディスクからの読み込み中断後、次の読込み開始ポイントに対応して第一段階の事前加速タイミングの決定や読み込み開始時の回転数に対する事前加速の回転数を設定する第一段階設定器１６と、スピンドルモータ２の回転数が、設定された第一段階の事前加速回転数に達したかどうかを検出する回転数検出器１７とを持ち、再生信号処理回路９やメモリ制御器１０を制御し、かつ通常動作においてスピンドルモータ２やピックアップ３の動作を制御するとともに回転数検出器１７の検出結果に基づいてスピンドル制御器５によりスピンドル駆動器６を介してスピンドルモータ２への印加電圧電流を制御する。

以上のように構成された本実施の形態のディスク装置について、回転停止状態から読み込み開始までの各段階の動きを説明する。

システム制御器１５はメモリ制御器１０によりデータ記憶装置の蓄積データ残量が第２の所定値以下になったことを検出すると、第一段階設定器１６の設定値の情報を受け取り、スピンドル制御器５の設定をしてスピンドル駆動器６により、スピンドルモータ２を読み取り開始点に対応して第一段階設定器１６の設定した第一段階の回転数になるまで加速する。これが第一段階の事前加速動作（第一段階事前加速ステップ）である。

そして、スピンドルモータ２が、設定された第一段階の所定の回転数になったことを回転数検出器１７が検出すると（回転数検出ステップ）、システム制御器１５はスピンドル制御器５に対して指示を設定し、それを受け取ったスピンドル制御器５はスピンドル駆動器６に対して指示回転数を出力し、その指示を受け取ったスピンドル駆動器６は、スピンドルモータ２を読み込み開始に必要な第二段階の回転数まで加速する。これが第二段階の事前加速動作（第二段階事前加速ステップ）である。

データ記憶装置１１の蓄積データ量が第１の所定値以上になるとスピンドルモータ２の回転制御を前記データ記憶装置１１の蓄積データ残量が第２の所定値以下になるまで一時停止する（一時停止ステップ）。

この二段階の事前加速を行うことによって、読込み開始時時のフル加速駆動をなくしスピンドル電流のオーバーシュートを抑制することができ、スピンドルモータの平均駆動電流の低減化を実現したディスク駆動装置が提供できる。

図２は本発明の一実施形態における従来技術と対比したスピンドルモータの動作説明図であり、同図において、実線は発明の実施形態による動作の特性図、破線は従来例による動作の特性図である。また、パワーマネジメント1サイクル区間のスピンドルモータの駆動電圧、駆動電流、回転数、およびデータ記憶装置の記憶データ量を対比して示す。横軸はすべて経過時間ｔを示し、図２（ａ）は縦軸にスピンドルモータ電圧Ｖを示し、（ｂ）は縦軸にスピンドルモータの駆動電流Ａを示し、（ｃ）は縦軸にディスクの回転数Ｎを示し、、（ｄ）は縦軸にデータ記憶残量Ｍｂ（メガバイト）を示している。

また図２において、区間１はサーボ制御休止区間、区間２はサーボ制御区間、区間３は本実施形態における事前加速区間を示し、区間４は本実施形態における第一段階の事前加速区間を、区間５は従来の事前加速区間および本実施形態における第二段階の事前加速区間を表している。

図２において区間４で第一段階の事前加速を行って、従来技術における事前加速開始タイミングである区間５までにスピンドルモータがある一定の定常的回転状態である場合、その状態から区間５の第二段階の事前加速で、読込みに必要な回転数まで加速しても、フル加速駆動が起こらず、スピンドルモータの駆動電流の大きなオーバーシュートを抑えることができる。しかし、第一段階の事前加速によって一定の定常的回転状態の回転数が大きずぎるとかえって従来のオーバーシュート状態以上のスピンドルの駆動電流を定常回転時に消費してしまう可能性があるため、一定の回転にするための事前加速（区間４）の開始タイミング及び、その一定回転数は次の読込みポイントで必要な回転数から最適な値を設定しておく必要がある。この最適な値は、たとえばスピンドルモータ２の性能、ディスク上のピックアップの位置、データ記憶装置の容量、等速に対する読み出し速度倍率等を勘案し、あらかじめ算定した値を、テーブルの形で記憶させて第一段階設定器１６に設定する。これにより、当該ディスク装置の構成における最適の動作を設定でき、使用電力を最小化でき、特に電池を使用するポータブルディスク装置における電池寿命向上を達成することができる。

なお、実施の形態ではディスクのデータは線速度一定で記録されているとして説明したが、データがＣＡＶやＺＣＡＶで記録されている場合もピックアップの位置に対応して第１段階設定器の設定値を決定すれば、同様に対処することができる。

以上のように、本発明は、読込み開始時時のフル加速駆動をなくしスピンドル電流のオーバーシュートを抑制することがでる。従ってスピンドルモータの平均駆動電流を低減し、電池寿命を向上したディスク駆動装置を提供できる。

本発明の一実施形態におけるディスク装置のブロック図 同一実施形態における従来技術と対比したスピンドルモータの動作説明図 従来のＣＤプレイヤーのブロック図

符号の説明

１ ディスク
２ スピンドルモータ
３ ピックアップ
４ ＲＦ回路
５ スピンドル制御器
６ スピンドル駆動器
７ ピックアップ制御器
８ ピックアップ駆動器
９ 再生信号処理回路
１０ メモリ制御器
１１ データ記憶装置
１２ Ｄ／Ａコンバータ
１３ オーディオ出力端子
１５ システム制御器
１６ 第一段階設定器
１７ 回転数検出器
区間１ サーボ制御休止区間
区間２ サーボ制御区間
区間３ 本実施形態における事前加速区間
区間４ 本実施形態における第一段階の事前加速区間
区間５ 従来の事前加速区間および本実施形態における第二段階の事前加速区間

Claims (2)

1. ディスクを次のデータ読込み開始ポイントに対応した所定の回転数に加速する第一段階事前加速ステップと、
   前記所定の回転数が定常状態に達したことを検出する回転数検出ステップと、
   前記回転数検出ステップの後、ディスクを読み込みに必要な所定の回転数まで加速する第二段階事前加速ステップと、
   データ記憶装置の蓄積データ量が第１の所定値以上になるとスピンドルモータの回転制御を前記データ記憶装置の蓄積データ残量が第２の所定値以下になるまで停止する一時停止ステップとを有し、
   次のデータの読込み開始ポイントに対応して前記第一段階事前加速ステップにおける所定の回転数を決定することを特徴とするディスク制御方法。
2. ディスクを装着して回転するスピンドルモータと、
   前記スピンドルモータを所定の回転数に回転制御するスピンドル制御器と、
   前記スピンドル制御器からの信号に応じて前記スピンドルモータを駆動するスピンドル駆動器と、
   ディスクからデータを読み出すピックアップと、
   前記ピックアップによってディスクから読み出され処理されたデータを蓄積するデータ記憶装置と、
   前記スピンドル制御器、スピンドル駆動器により前記スピンドルモータの回転を制御し、前記ピックアップを制御するとともに前記記憶装置への定速以上でのデータ蓄積と定速でのデータ読み出しを制御するシステム制御器とを備え、
   前記システム制御器はさらに、
   データの読込み開始ポイントに対応して前記スピンドルモータの第一段階の回転数を設定する第一段階設定器と、
   前記第一段階設定器が設定した回転数になったことを検知する回転数検出器とを備え、
   前記システム制御器は前記スピンドル制御器により前記スピンドルモータを定速以上で回転させて前記データ記憶装置のデータ蓄積量が第１の所定値以上になれば、前記スピンドルモータの回転をいったん停止させ、前記データ記憶装置のデータ蓄積量が第２の所定値以下になると、読込み開始ポイントに対応する前記第一段階設定器の示す所定の回転数になるようにディスク回転を加速させ、前記回転数検出器が第一段階の回転数が定常状態に達したことを検出するとさらに読込み開始に必要な第二段階の回転数まで加速させることを特徴とするディスク装置。

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