JP4000723B2 - ディスクドライブ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば光ディスクなどのディスク状記録媒体に対応して再生動作又は記録動作を行なうことのできるディスクドライブ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光学ディスク記録媒体としていわゆるＣＤ−ＲＯＭのようなＣＤ方式のディスクや、マルチメディア用途に好適なＤＶＤ（Digital Versatile Disc／Digital Video Disc）と呼ばれるディスクなどが開発されている。また上記ＣＤ方式のディスクとして、ＣＤ−Ｒ（コンパクトディスク−レコーダブル）と呼ばれる追記型のディスクも開発されている。
これらのディスクに対応するディスクドライブ装置では、スピンドルモータにより回転されているディスクに対して、光ピックアップからそのディスク上のトラックに対してレーザ光を照射し、その反射光を検出することでデータの読出を行なったり、記録データにより変調されたレーザ光を照射することでデータの記録を行ったりする。
【０００３】
レーザ光により記録又は再生動作を行うためには、レーザ光のスポットがディスクの記録面上において合焦状態で保たれなければならず、このためディスクドライブ装置には、レーザ光の出力端である対物レンズをディスクに接離する方向に移動させてフォーカス状態を制御するフォーカスサーボ機構が積載されている。このフォーカスサーボ機構としては、通常、対物レンズをディスクに接離する方向に移動させるフォーカスコイル及びディスク半径方向に移動させることのできるトラッキングコイルを有する２軸機構と、ディスクからの反射光情報からフォーカスエラー信号（即ち合焦状態からのずれ量の信号）を生成し、そのフォーカスエラー信号に基づいてフォーカスドライブ信号を生成し、上記２軸機構のフォーカスコイルに印加するフォーカスサーボ回路系から構成されている。
即ちフィードバック制御系としてフォーカスサーボ機構が構成される。
【０００４】
また、既によく知られているようにフォーカスエラー信号に基づいて合焦状態に引き込むことのできる範囲は、フォーカスエラー信号としてＳ字カーブが観測される範囲内という非常に狭い範囲であるため、フォーカスサーボを良好に実行するには、フォーカスサーボループをオンとする際の動作として一般にフォーカスサーチと呼ばれる動作が必要となる。
このフォーカスサーチ動作とは、対物レンズをそのフォーカスストローク範囲内で強制的に移動させるようにフォーカスコイルにフォーカスドライブ信号を印加する。この時フォーカスエラー信号を観測していると、対物レンズの位置がある範囲内にある際に、Ｓ字カーブが観測される。そのＳ字カーブのリニアな領域となるタイミング（もしくはゼロクロスタイミング）でフォーカスサーボをオンとするものである。
【０００５】
ところで、上記したようなディスクドライブ装置に用いられるディスクの中には、例えばディスクドライブ装置に積載してディスクを回転させた時に、その信号記録面が上下方向に変動する、いわゆる面ブレが発生するディスクが存在することが知られている。
【０００６】
以下、ディスクに面ブレが発生する主な要因を概略的に説明するが、ディスクの面ブレを説明するにあたって、先ず、ディスクの構造を簡単に説明しておく。図７はディスクの構造の一例としてＣＤ−ＲＯＭの層構造を示した断面図である。
この図７に示すディスク１００は、例えばＣＤ−ＲＯＭとされ、そのディスク全体の厚みは、1.2mm とされている。また図示していないがその直径は12cmとされている。
ディスク１００には、光透過率が高くかつ耐機械的特性或いは耐化学特性を有する透明ポリカーボネイト樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、或いはアクリル樹脂等の透明な合成樹脂材料によってディスク基板（透明層）１０１が成形される。ディスク基板１０１には、一方の主面に成形金型に組み込まれたスタンパによってピットが転写され、信号面１０２が形成される。この信号面１０２におけるピットは、所定の情報信号に対応してそれぞれ円周方向の長さを異にする符号化された小孔としてディスク基板１０１に形成され、記録トラックを構成することになる。
【０００７】
この信号面１０２が形成されたディスク基板１０１の面には光反射率の高いアルミニウム等が蒸着されて反射層１０３が形成されると共に、さらに全体に保護層１０４が被覆されている。
このＣＤ−ＲＯＭ１００に対してはディスクドライブ装置からのレーザ光がディスク表面１０５側から入射され、信号面１０２に記録された情報がその反射光から検出されることになる。
【０００８】
上記したようなディスクの層構造を踏まえて、図８〜図１０を用いてディスクに面ブレが発生する主な要因について概略的に説明しておく。
先ず、ディスクが面ブレする要因の１つには、ディスクの製造過程において、図７に示したディスク１００の信号面１０２が平坦でなく例えば波打つように変形し、このような信号面１０２に対して反射層１０３が蒸着されることによって発生することが挙げられる。
【０００９】
図８は、そのようなディスクの構造を模式的に、且つ、面ブレ状況を極端にして示した図であり、同図（ａ）はその上面図、同図（ｂ）は同図（ａ）に示した一点破線Ｙ−Ｙを矢示方向から見た断面図である。
この図８（ａ），（ｂ）に示すように、例えばディスク１００のディスク基板１０１の厚みが、例えば一方の半円部分と他方の半円部分とで異なる場合、一方の半円部分のＡ地点と、このＡ地点と同一円周上とされる他方の半円部分のＢ地点とでは、図８（ｂ）からもわかるように、ディスク表面１０５から反射層１０３が蒸着されている信号面１０２までの距離が異なることになる。
この場合は、ディスク１００のＡ地点における対物レンズ１１０の焦点位置Ｐ１と、Ｂ地点における対物レンズ１１０の焦点位置Ｐ２とが異なるため、ディスク１００が１回転する毎に、対物レンズ１１０が焦点位置Ｐ１とＰ２の間を移動することになる。従って、ディスクドライブ装置から見れば、図８に示したディスク１００は面ブレしている面ブレディスクとなる。
【００１０】
また、例えば図９に示すようにディスク１００の一部分だけが反っている場合も、一方の半円部分のＡ地点と、同一円周上の他方のＢ地点とでは、Ａ地点における対物レンズ１１０の焦点位置Ｐ１と、Ｂ地点における対物レンズ１１０の焦点位置Ｐ２とが異なる。従って、この場合もディスク１００が１回転する毎に、対物レンズ１１０が焦点位置Ｐ１とＰ２の間を移動することになるので、ディスクドライブ装置から見れば、この図に示すようなディスク１００も面ブレしていることになる。
【００１１】
また、図１０に示すように、ディスク１００をディスクドライブ装置のターンテーブル１２０に装填（チャッキング）した際に、図示するようにディスク１００が傾いた状態でチャッキングされる等して、チャッキング不良が発生した場合も、ディスク１００の一方の半円部分のＡ地点と、同一円周上の他方のＢ地点とでは、それぞれの焦点位置がＰ１，Ｐ２と異なるため、ディスクドライブ装置から見れば面ブレと見なすことができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記図８〜図１０に示した何れのディスク１００においても、ディスクドライブ装置により記録又は再生動作を行った場合は、ディスク１００の回転にともない、対物レンズ１１０の焦点位置が変化することになる。
但し、市販されているディスクは多少なりとも面ブレしていることがあり、例えばディスク１００の面ブレによって変化する対物レンズ１１０の合焦位置が、フォーカスサーボによるフォーカス引き込み可能範囲内で、且つ、フォーカスサーボによるフォーカス追従可能範囲内であれば、ディスクドライブ装置では、フォーカスサーボにより対物レンズ１１０のディスク接離方向の位置を制御することができる。つまり、ディスク１００が面ブレしている場合でも、データの記録又は再生動作に支障をきたすような面ブレ状態でなければ、ディスク１００の信号記録面に照射されるレーザ光のスポットを合焦状態に保つことができるので、ディスク１００に対してデータの記録又は再生を行うことが可能とされる。
【００１３】
なお、以下本明細書では、データの記録又は再生に支障をきたすような面ブレが生じているディスクのことを面ブレ状態にあるディスクと表記し、フォーカス系が追従することが可能とされ、データの記録又は再生を正常に行うことができる面ブレディスクと区別することとする。
【００１４】
ところが、近年、ディスクドライブ装置は、ディスクとの間でデータ転送速度の向上を図るため、ディスクを通常の４倍速、８倍速、或いは１４倍速で回転させるといった高速化が進んでいる。
ディスクを高速で回転させながらデータの記録又は再生を行った場合、ディスクに面ブレが生じていると、信号記録面に対してレーザ光の合焦状態に保つフォーカス追従動作が困難になり、信号記録面に対して照射されているレーザ光が合焦状態から非合焦状態となる、いわゆるフォーカスサーボ外れが発生し易くなる。
つまり、従来のディスクドライブ装置では、ディスクに面ブレが生じていると、ディスクの高速回転に伴い、ディスクの面ブレにフォーカスサーボ系が追従することができなくなることがあった。
このため、ディスクドライブ装置には、ディスクを高速回転させた場合でもフォーカス追従動作が可能なフォーカスサーボが必要になる。
【００１５】
しかしながら、そのようなフォーカスサーボの設計は、フォーカスサーボの部品点数の増加を伴うため、装置の大型化、及びコストアップ等を招くことになり、そのようなフォーカスサーボを実現するのは困難であった。
このため、従来のディスクドライブ装置では、ディスクを装填して高速で回転させた際に、ディスクの面ブレにフォーカスサーボ系が追従していくことが困難となり、データの記録又は再生を確実に、且つ、正確に行うことができなくなるといった問題点があった。
【００１６】
そこで、従来のディスクドライブ装置では、ディスクを高速回転させた状態で、データの記録又は再生を行った際に、信号記録面上で合焦状態が保たれていたレーザ光が非合焦状態となった場合、即ちフォーカスサーボが外れた場合は、そのディスクはフォーカスサーボ系で追従するのが困難な面ブレ状態にあると判断して、ディスクの回転速度を減速させるといったことが考えられる。
【００１７】
しかしながら、ディスクドライブ装置のフォーカスサーボが外れる要因としては、ディスクがフォーカスサーボ系で追従するのが困難な面ブレ状態になる以外にも、例えばディスク表面に付いた傷や汚れ、外部からの振動や衝撃等によっても発生するため、単にフォーカスサーボが外れたからといって、必ずしもその回転速度においてディスクが面ブレ状態にあるとは判断できない。
【００１８】
特に、ディスク表面に付いた傷や汚れ、或いは外部からの振動や衝撃等に伴うフォーカスサーボ外れは、ディスクの回転速度に関係なく発生するため、単にフォーカスサーボが外れたからといってディスクの回転速度を減速させた場合は、ディスクへのデータ転送速度を遅くするだけという結果になりかねないという欠点があった。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ディスクがフォーカスサーボ系で追従するのが困難な面ブレ状態にあるかどうかを検出できると共に、ディスクが面ブレ状態にある時は、最適な状態でデータの記録又は再生を行うことができるディスクドライブ装置を提供することを目的とする。
【００２０】
このために、本発明のディスクドライブ装置は、ディスク状記録媒体を各種回転速度で回転駆動する回転駆動手段と、ディスク状記録媒体に対してレーザ光を照射すると共に、ディスク状記録媒体からの反射光を検出するピックアップ手段と、上記ピックアップ手段から出力されるレーザ光が、ディスク状記録媒体の信号記録面に対して合焦状態を保つように制御するフォーカス制御手段と、上記レーザ光が上記信号記録面に対して合焦状態を保つように上記フォーカス制御手段によって駆動制御が行われている状態のもとで、上記レーザ光が合焦状態から非合焦状態となる頻度を検出するフォーカス状態検出手段と、上記フォーカス状態検出手段により検出された上記頻度から一定期間内に所定の回数以上のフォーカスサーボ外れを検出した場合には、上記回転駆動手段によるディスク状記録媒体の回転速度を減速制御する回転駆動制御手段と、を備え、上記フォーカス状態検出手段は、少なくとも、上記レーザ光が合焦状態から非合焦状態となる頻度を検出するためのカウンタを備え、上記信号記録面に対する上記レーザ光の合焦状態が非合焦状態となった際に、上記カウンタに対して所定のカウント値を加算すると共に、上記信号記録面に対するレーザ光の合焦状態が保たれている時は、上記カウンタのカウント値を減算することで、上記カウント値が所定のリミット値を超えたことによって上記レーザ光が合焦状態から非合焦状態となる頻度を検出するようにする。
【００２１】
即ち、本発明のディスクドライブ装置は、データの記録又は再生動作が行われている状態のもとで、フォーカス状態検出手段により信号記録面に対して照射されるレーザ光が合焦状態から非合焦状態となる頻度を検出し、その検出結果に基づいて、一定期間内に所定の回数以上のフォーカスサーボ外れを検出したか否かによつて、積載されているディスクがデータの記録又は再生に支障をきたすような面ブレ状態にあるかどうかの判別を行うようにしている。そしてディスクがデータの記録又は再生に支障をきたすような面ブレ状態にあると判別した時は、ディスクを回転させる回転駆動手段の回転速度を減速させてディスクの面ブレの影響を低減することで、ディスクに対してデータの記録又は再生を確実に行うことが可能になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として光ディスクを記録媒体とするディスクドライブ装置を説明していく。
本例のディスクドライブ装置では、積載される光ディスクは例えば先に図７で説明したＣＤ−ＲＯＭとして説明する。
【００２３】
図１は本例のディスクドライブ装置７０の要部のブロック図である。
ディスク９０は、ターンテーブル７に積載され、再生動作時においてスピンドルモータ１によって一定線速度（ＣＬＶ（Constant Linear Verocity））もしくは一定角速度（ＣＡＶ（Constant Angular Verocity））で回転駆動される。そしてピックアップ１によってディスク９０にエンボスピット形態などで記録されているデータの読み出しが行なわれることになる。
なお、ＣＬＶ方式によってデータが記録されたＣＤ−ＲＯＭ等のディスクであっても、ＣＡＶ方式によってデータの読み出しを行うことも可能である。つまり、デコーダ１２で再生データに対応した再生クロックが抽出することができる限りにおいては、デーコード処理は可能であるため、再生時のディスク回転はＣＡＶでもＣＬＶでも構わないものとされる。
【００２４】
ピックアップ１内には、レーザ光源となるレーザダイオード４や、反射光を検出するためのフォトディテクタ５、レーザ光の出力端となる対物レンズ２、レーザ光を対物レンズ２を介してディスク記録面に照射し、またその反射光をフォトディテクタ５に導く光学系が形成される。
対物レンズ２は二軸機構３によってトラッキング方向及びフォーカス方向に移動可能に保持されている。
またピックアップ１全体はスレッド機構８によりディスク半径方向に移動可能とされている。
【００２５】
ディスク９０からの反射光情報はフォトディテクタ５によって検出され、受光光量に応じた電気信号とされてＲＦアンプ９に供給される。
ＲＦアンプ９には、フォトディテクタ５としての複数の受光素子からの出力電流に対応して電流電圧変換回路、マトリクス演算／増幅回路等を備え、マトリクス演算処理により必要な信号を生成する。例えば再生データであるＲＦ信号、サーボ制御のためのフォーカスエラー信号ＦＥ、フォーカス引き込み可能範囲を示すＦＯＫ信号、トラッキングエラー信号ＴＥなどを生成する。
ＲＦアンプ９から出力される再生ＲＦ信号は２値化回路１１へ、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥはサーボプロセッサ１４へ供給される。またＦＯＫ信号はシステムコントローラ１０へ供給される。
【００２６】
ＲＦアンプ９で得られた再生ＲＦ信号は２値化回路１１で２値化されることでいわゆるＥＦＭ信号（８−１４変調信号）とされ、デコーダ１２に供給される。デコーダ１２ではＥＦＭ復調，エラー訂正処理等を行ない、また必要に応じてＣＤ−ＲＯＭデコードなどを行なってディスク９０から読み取られた情報の再生を行なう。
なおデコーダ１２は、デコードしたデータをデータバッファとしてのキャッシュメモリ２０に蓄積していく。
ディスクドライブ装置７０からの再生出力としては、キャッシュメモリ２０でバファリングされているデータが読み出されて転送出力されることになる。
【００２７】
インターフェース部１３は、外部のホストコンピュータ８０と接続され、ホストコンピュータ８０との間で再生データやリードコマンド等の通信を行う。
即ちキャッシュメモリ２０に格納された再生データは、インターフェース部１３を介してホストコンピュータ８０に転送出力される。
またホストコンピュータ８０からのリードコマンドその他の信号はインターフェース部１３を介してシステムコントローラ１０に供給される。
【００２８】
サーボプロセッサ１４は、ＲＦアンプ９からのフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥや、デコーダ１２もしくはシステムコントローラ１０からのスピンドルエラー信号ＳＰＥ等から、フォーカス、トラッキング、スレッド、スピンドルの各種サーボドライブ信号を生成しサーボ動作を実行させる。
即ちフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥに応じてフォーカスドライブ信号、トラッキングドライブ信号を生成し、二軸ドライバ１６に供給する。二軸ドライバ１６はピックアップ１における二軸機構３のフォーカスコイル、トラッキングコイルを駆動することになる。これによってピックアップ１、ＲＦアンプ９、サーボプロセッサ１４、二軸ドライバ１６、二軸機構３によるトラッキングサーボループ及びフォーカスサーボループが形成される。
【００２９】
なおフォーカスサーボをオンとする際には、まずフォーカスサーチ動作を実行しなければならない。フォーカスサーチ動作とは、サーボプロセッサ１４がフォーカスサーボオフの状態で所要のフォーカスドライブ信号ＦＤを発生し、対物レンズ２を強制的に移動させる。そしてその移動過程でフォーカスエラー信号ＦＥのＳ字カーブが得られる位置を検出するものである。公知の通り、フォーカスエラー信号のＳ字カーブのうちのリニア領域は、フォーカスサーボループを閉じることで対物レンズ２の位置を合焦位置に引き込むことのできる範囲である。従ってフォーカスサーチ動作として対物レンズ２を強制的に移動させながら、この引込可能な範囲を検出し、そのタイミングでフォーカスサーボをオンとすることで、以降、レーザースポットが合焦状態に保持されるフォーカスサーボ動作が実現されるものである。
【００３０】
以上のフォーカスサーボ、フォーカスサーチの動作は、システムコントローラ１０がサーボプロセッサ１４に指示を与えることで実行される。システムコントローラ１０がこれらのフォーカス動作制御を行うためにはフォーカスエラー信号ＦＥを監視する必要がある。このため、本実施の形態にあっては、システムコントローラ１０はＲＦアンプ９からフォーカス引き込み可能範囲を示すＦＯＫ信号によりフォーカスエラー信号ＦＥを監視している。
【００３１】
なお、フォーカスエラー信号ＦＥにおいて図２（ｂ）に示すようなＳ字カーブが観測されるのは、適切な反射光量がディテクタ５で得られている場合であり、この時、いわゆる反射光量の和信号（ＲＦ信号）は図２（ａ）に示すようにそのレベルが大きくなる。この図２（ａ）に示すＲＦ信号を所定のスレッショルドレベルＴｈと比較した出力は、図２（ｃ）に示すようなＳ字カーブの区間を示すいわゆるＦＯＫ信号となる。
【００３２】
例えばフォーカスサーボ引込のタイミングとなるフォーカスエラー信号のゼロクロスとは、Ｓ字カーブ内でのゼロクロスポイントをいうが、実際には反射光が適切に得られないＳ字カーブ領域以外ではフォーカスエラー信号ＦＥはほぼゼロレベルとなり、対物レンズ移動中に単純にフォーカスエラー信号をゼロレベルとコンパレートしていても正確にＳ字カーブ領域でのゼロクロスポイントを検出できないことがある。そこで、Ｓ字カーブ領域以外のゼロクロスを排除するために、ＦＯＫ信号をウインドウとして図２（ｄ）に示すようなフォーカスゼロクロスＦＺＣの検出を行うことなどが考えられる。
【００３３】
図１において、サーボプロセッサ１４はさらに、スピンドルモータドライバ１７に対してスピンドルエラー信号ＳＰＥに応じて生成したスピンドルドライブ信号を供給する。スピンドルモータドライバ１７はスピンドルドライブ信号に応じて例えば３相駆動信号をスピンドルモータ６に印加し、スピンドルモータ６のＣＡＶ回転を実行させる。またサーボプロセッサ１４はシステムコントローラ１０からのスピンドルキック／ブレーキ制御信号に応じてスピンドルドライブ信号を発生させ、スピンドルモータドライバ１７によるスピンドルモータ６の起動、停止、加速、減速などの動作も実行させる。
【００３４】
なお、スピンドルモータ６のＣＡＶ回転としての角速度については、システムコントローラ１０が各種速度に設定できる。
例えばデコーダ１２は、デコード処理に用いるためにＥＦＭ信号に同期した再生クロックを生成するが、この再生クロックから現在の回転速度情報を得ることができる。システムコントローラ１０もしくはデコーダ１２は、このような現在の回転速度情報と、基準速度情報を比較することで、ＣＡＶサーボのためのスピンドルエラー信号ＳＰＥを生成する。従って、システムコントローラ１１は、基準速度情報としての値を切り換えれば、ＣＡＶ回転としての角速度を変化させることができる。例えばある通常の角速度を基準として４倍速、８倍速、１４倍速などの角速度を実現できる。
これによりデータ転送レートの高速化が可能となる。
なお、もちろんＣＬＶ方式であっても回転速度の切換は可能である。
【００３５】
サーボプロセッサ１４は、例えばトラッキングエラー信号ＴＥの低域成分として得られるスレッドエラー信号や、システムコントローラ１０からのアクセス実行制御などに基づいてスレッドドライブ信号を生成し、スレッドドライバ１５に供給する。スレッドドライバ１５はスレッドドライブ信号に応じてスレッド機構８を駆動する。スレッド機構８には図示しないが、ピックアップ１を保持するメインシャフト、スレッドモータ、伝達ギア等による機構を有し、スレッドドライバ１５がスレッドドライブ信号に応じてスレッドモータ８を駆動することで、ピックアップ１の所要のスライド移動が行なわれる。
【００３６】
ピックアップ１におけるレーザダイオード４はレーザドライバ１８によってレーザ発光駆動される。
システムコントローラ１０はレーザダイオード４を用いてディスク９０に対する再生動作を実行させる際に、レーザパワーの制御値をオートパワーコントロール回路１９にセットし、オートパワーコントロール回路１９はセットされたレーザパワーの値に応じてレーザ出力が行われるようにレーザドライバ１８を制御する。
【００３７】
なお、記録動作が可能な装置とする場合は、記録データに応じて変調された信号がレーザドライバ１８に印加される。
例えば記録可能タイプのディスク（ＣＤ−Ｒ等）に対して記録を行う際には、ホストコンピュータからインターフェース部１３に供給された記録データは図示しないエンコーダによってエラー訂正コードの付加、ＥＦＭ変調などの処理が行われた後、レーザドライバ１８に供給される。
そしてレーザドライバ１８が記録データに応じてレーザ発光動作をレーザダイオード４に実行させることで、ディスク９０に対するデータ記録が実行される。
【００３８】
以上のようなサーボ及びデコード、エンコードなどの各種動作はマイクロコンピュータによって形成されたシステムコントローラ１０により制御される。
そしてシステムコントローラ１０は、ホストコンピュータ８０からのコマンドに応じて各種処理を実行する。
例えばホストコンピュータ８０から、ディスク９０に記録されている或るデータの転送を求めるリードコマンドが供給された場合は、まず指示されたアドレスを目的としてシーク動作制御を行う。即ちサーボプロセッサ１４に指令を出し、シークコマンドにより指定されたアドレスをターゲットとするピックアップ１のアクセス動作を実行させる。
その後、その指示されたデータ区間のデータをホストコンピュータ８０に転送するために必要な動作制御を行う。即ちディスク９０からのデータ読出／デコード／バファリング等を行って、要求されたデータを転送する。
なお、ホストコンピュータ８０からのデータ要求がシーケンシャルに行われており、要求されたデータが例えば先読み動作などで予めキャッシュメモリ２０に格納されていた場合は、キャッシュヒット転送として、ディスク９０からのデータ読出／デコード／バファリング等を行わずに、要求されたデータを転送できる。
【００３９】
上記のような構成とされる本実施の形態のディスクドライブ装置は、積載されたディスク９０を或る回転速度で回転させた際に、その回転速度におけるディスク９０がデータ転送に支障をきたすような面ブレ状態にあるかどうか判別することができるようにされている。
そして、例えば或る回転速度におけるディスク９０が面ブレ状態にあり、データ転送を正確に行うことができない恐れがある場合は、ディスク９０の特性に応じた最適な回転速度でデータの再生を行うように構成されている。
【００４０】
そこで、本実施の形態のディスクドライブ装置の特徴的な動作として、先ず、積載されたディスク９０を或る回転速度で回転させた際に、ディスク９０がデータ転送に支障をきたすような面ブレ状態にあるかどうかを検出する検出動作について説明する。
【００４１】
ディスクドライブ装置において、例えば或る回転速度でディスク９０を回転させてデータの再生を行っている状態で、そのディスク９０の信号記録面に対して照射しているレーザ光のレーザスポットが合焦状態から非合焦状態になる、いわゆるフォーカスサーボ外れが発生したからといって、その回転速度におけるディスク９０がデータ転送に支障をきたすような面ブレ状態にあると判断することはできない。
これは、先に説明したように、例えばディスク９０の表面に付いた傷や汚れ、或いは振動や衝撃等によってもフォーカスサーボ外れが発生するからである。
このため、例えば再生動作を行っている状態のもとで、単にフォーカスサーボ外れの回数が或る境界値を超えたからといって、ディスク９０が面ブレ状態にあると判断することはできない。
【００４２】
そこで、本実施の形態にあっては、或る回転速度でディスク９０に対してデータ転送を行った際に、その回転速度におけるフォーカスサーボ外れの頻度を検出して、ディスク９０がデータ転送に支障をきたすような面ブレ状態にあるかどうか判別するようにしている。
ディスク９０が面ブレ状態にあるかどうかの判別は、システムコントローラ１０によって行うようにされる。このため、本実施の形態のシステムコントローラ１０にはソフトウェアによる機能ブロックとして、図示していないフォーカスエラーカウンタ及びタイマが設けられている。
そして、システムコントローラ１０は、ＲＦアンプ９からのＦＯＫ信号によりフォーカスサーボ状態の監視を行い、フォーカスサーボ外れを検出した時は、フォーカスエラーカウンタに所定のカウント値を加算するようにしている。
さらにシステムコントローラ１０は、フォーカスエラーカウンタにカウント値が加算されている状態のもとでは、一定時間が経過するごとにそのカウント値の減算を行う。
そして、このフォーカスエラーカウンタのカウント値がリミット値を超えた時点で、その回転速度におけるディスク９０は面ブレ状態にあると判別するようにしている。
なお、データの再生動作が停止された場合は、その停止期間内では、フォーカスエラーカウンタのカウント値の減算を行うことなく、停止直前のカウント値を保持しておくものとする。但し、ディスクの交換が行われた場合は、交換された新たなディスクの面ブレ状況は異なるため、フォーカスエラーカウンタのカウント値はリセットするものとされる。
【００４３】
ここで、図３に示すフォーカスエラーカウンタのカウント値の遷移図を用いて、本実施の形態のディスクドライブ装置におけるディスク９０がデータ転送に支障をきたすような面ブレ状態にあるかどうかの具体的な判別動作の一例を説明する。
この図３に示されている例では、システムコントローラ１０は、データの再生を行っている状態のもとで、ＲＦアンプ９からのＦＯＫ信号によりフォーカスサーボ外れを検出した時は、フォーカスエラーカウンタにカウント値として「＋７００」を加算するようにされる。
また、一定期間として例えば１０ｍｓ経過するごとに、フォーカスエラーカウンタのカウント値を「−１」づつ減算していくようにされる。
また、フォーカスエラーカウンタのリミット値としては、「＋１５００」が設定されている。
そして、フォーカスエラーカウンタのカウント値が、上記リミット値を超えた時点でディスク９０が面ブレ状態にあると判別するようにしている。
なお、本例では１回のフォーカスサーボ外れによって加算されるカウント値「＋７００」は１０ｍｓ経過するごとに「−１」づつ減算されるので、例えばフォーカスサーボ外れが７秒間に渡って発生しなければ、フォーカスエラーカウンタのカウント値は「０」に戻ることになる。
【００４４】
図３（ａ）に示されている例では、先ず、ｔ１時点において、フォーカスエラーカウンタにカウント値として「＋７００」が加算されている。つまり、このｔ１時点においてフォーカスサーボ外れが検出されたことになる。
続くｔ１時点からｔ２時点までの区間は、フォーカスエラーカウンタのカウント値が１０ｍｓ毎に「−１」づつ減算されているので、この区間ではフォーカスサーボ外れが検出されていないことになる。
そしてｔ２時点において、再びフォーカスエラーカウンタにカウント値として「＋７００」が加算されていることから、ｔ２時点で再びフォーカスサーボ外れが検出されたことになる。
続くｔ２時点からｔ３時点までの区間は、再びフォーカスエラーカウンタのカウント値が再び１０ｍｓ毎に「−１」づつ減算されているので、この区間ではフォーカスサーボ外れが検出されていない。
【００４５】
またｔ３時点からｔ４時点までの区間は、フォーカスエラーカウンタのカウント値が加算及び減算されることなく推移していることから、この区間はデータの再生動作が停止されていることになる。
そしてｔ４時点から再びカウント値の減算が開始されているので、ディスク交換が行われることなくディスク９０の再生動作が開始されたことになる。
そして、続くｔ５、ｔ６、ｔ７時点において、それぞれフォーカスエラーカウンタにカウント値「＋７００」が加算されていることからフォーカスサーボ外れが検出されたことになる。
この場合、ｔ７時点においてフォーカスエラーカウンタのカウント値は、リミット値とされる「＋１５００」を超えるので、システムコントローラ１０は、このｔ７時点においてディスク９０がデータ転送に支障をきたす面ブレ状態にあると判別することになる。
【００４６】
一方、図３（ｂ）に示されている例では、ｔ１１、ｔ１２、ｔ１４時点においてフォーカスエラーカウンタにカウント値「＋７００」が加算されているものの、フォーカスエラーカウンタのカウント値がリミット値「＋１５００」より小さい値で推移している。従って、この場合は、システムコントローラ１０はディスク９０が面ブレ状態にないと判別することになる。
なお、ｔ１３時点及びｔ１５時点では、フォーカスエラーカウンタのカウント値は「０」になった場合は、カウント値が加算されるまで「０」の状態で推移することになる。
【００４７】
このように本実施の形態のディスクドライブ装置は、データの再生動作時において、システムコントローラ１０がフォーカスサーボ外れを検出したときはフォーカスエラーカウンタにカウント値「＋７００」を加算すると共に、それ以外のフォーカスサーボがオン状態の時は１０ｍｓ経過毎にそのカウント値を「−１」づつ減算するようにしている。
そして、フォーカスエラーカウンタのカウント値が例えばリミット値「＋１５００」を超えた時点でディスク９０が面ブレ状態にあると判別するようにしている。
【００４８】
つまり、本実施の形態にあっては、単にフォーカスサーボ外れを検出したからといってディスク９０が面ブレ状態にあると判別するのではなく、フォーカスサーボ外れが一定期間にどのくらいの頻度で発生するかといった発生頻度に基づいて、ディスク９０が面ブレ状態にあるかどうか判別するようにしている。
【００４９】
図４は、本実施の形態のディスクドライブ装置で上記の手法によるところにおいて、フォーカスサーボ外れの発生頻度と、ディスク９０がデータ転送に支障をきたす面ブレ状態にあると判別する判別回数との関係を示した図ある。
この図４に示すように、本実施の形態にあっては、例えばフォーカスサーボ外れが２秒に１回の発生頻度ならば、３回目のフォーカスサーボ外れを検出した時点で、フォーカスエラーカウンタのカウント値がリミット値を超えることになるので、この３回目のフォーカスサーボ外れを検出した時点で、ディスク９０は面ブレ状態にあると判別する。
また３秒に１回の発生頻度ならば、４回目のフォーカスサーボ外れを検出した時点で、フォーカスエラーカウンタのカウント値がリミット値を超えるのでディスク９０は面ブレ状態にあると判別する。
【００５０】
同様に４秒に１回の発生頻度ならば４回目のフォーカスサーボ外れを検出した時点、５秒に１回の発生頻度ならば６回目のフォーカスサーボ外れを検出した時点、６秒に１回の発生頻度ならば１０回目のフォーカスサーボ外れを検出した時点で、それぞれディスク９０が面ブレ状態にあると判別する。
なお、本例の場合では、７秒に１回、若しくはそれ以下の発生頻度でフォーカスサーボ外れが検出される場合は、フォーカスエラーカウンタのカウント値がリミット値を超えることはないので、フォーカスサーボ外れを検出してもディスク９０が面ブレ状態にあると判別することはない。
【００５１】
このように本実施の形態では、ディスク９０のフォーカスサーボ外れの発生頻度と、その発生頻度に応じたフォーカスサーボ外れ回数により、ディスク９０に対して、フォーカス系が追従していくことが困難となり、データ転送に支障をきたすような面ブレ状態にあるかどうか判別を行うようにしている。そうすることで、例えば不規則に発生するディスクの傷や汚れ、或いは振動や衝撃等によって発生するフォーカスサーボ外れによる影響を極力なくして、ディスク９０が面ブレ状態にある時に定常的に発生するフォーカスサーボ外れを判別することができる。つまりディスク９０が面ブレ状態かどうか判別することが可能とされる。
【００５２】
なお、本実施の形態において提示したフォーカスサーボ外れを検出した時に加算したカウント値「＋７００」、カウント値を「−１」づつ減算する周期「１０ms」、及びリミット値「＋１５００」はあくまでも一例であり、ディスクドライブ装置に応じて任意に変更可能である。
【００５３】
さらに本実施の形態のディスクドライブ装置は、上記のようにしてデータの再生動作時におけるフォーカスサーボ外れの発生頻度により、ディスク９０が面ブレ状態にあるかどうかの判別を行い、例えばディスク９０が面ブレ状態にある時は、ディスク９０を回転させているスピンドルモータ６の回転速度を減速させる減速動作を行うようにされる。
【００５４】
図５は本実施の形態のディスクドライブ装置におけるディスク９０の回転速度の変移の様子を示した図である。
この図５に示すように、本実施の形態のディスクドライブ装置は、ディスク９０を回転させるスピンドルモータ６の初期速度が７０００rpm （角速度１４倍速）であれば、その回転速度においてディスク９０が面ブレ状態にあると判別した時は、スピンドルモータ６の回転速度を初期速度７０００rpm から予め設定されている第１の減速速度とされる例えば４０００rpm （角速度８倍速）まで減速させるようにする。
そして、この第１の減速速度４０００rpm によって、ディスク９０に対するデータの再生動作を行うと共に、再度ディスク９０が面ブレ状態にあるかどうかの判別を行うようにする。
【００５５】
そしてさらに、本実施の形態にあっては、この第１の減速速度４０００rpm においてもディスク９０が面ブレ状態にあると判別した時は、例えば図５に示すように第１の減速速度４０００rpm から第２の減速速度とされる例えば２０００rpm （角速度４倍速）までスピンドルモータ６の回転速度を減速させるようにしている。
【００５６】
このようにして、例えばディスク９０を或る回転速度で回転させている状態において、その回転速度においてディスク９０がデータ転送に支障をきたすような面ブレ状態にある場合、本実施の形態ではディスク９０を回転させるスピンドルモータ６の回転速度をディスク９０の面ブレ状態が解消されるまで減速制御行うようにしている。これにより、ディスク９０からのデータの再生を正確にしかも確実に行うことができるようになる。
また、本実施の形態では、ディスク９０が面ブレ状態にある場合は、ディスク９０を回転させるスピンドルモータ６の回転速度を初期速度から段階的に減速させるようにしているため、ディスク９０の面ブレ状態を解消することができるディスク回転速度で、しかも最も速い所定の回転速度でデータ転送を行うことが可能になる。つまり、ディスクの特性に応じた最適な回転速度でデータの転送を行うことが可能になる。
【００５７】
なお本実施の形態では、ディスク９０が交換された時にスピンドルモータ６の回転速度を初期速度７０００rpm （１４倍速）に戻すものとし、例えばディスク９０が面ブレ状態にあり、一旦、スピンドルモータ６の回転速度を減速した場合は、ディスク９０の交換が行われるまでスピンドルモータ６の回転速度を加速する加速動作は行わないようにしている。
これは、スピンドルモータ６の回転速度を減速させて、ディスク９０の面ブレ状態が解消され、その減速した回転速度においてフォーカスサーボ外れが殆ど発生しない場合でも、スピンドルモータ６の回転速度を元の回転速度に戻すとディスク９０が再び面ブレ状態になることが多い。
このため、本実施の形態では、スピンドルモータ６の回転速度を一度減速させた場合はディスクが交換されるまでディスク９０の回転速度を元に戻さないもとしている。
もちろん、ディスク９０が面ブレ状態でない場合は、スピンドルモータ６の回転速度を加速させることも当然可能であり、例えばディスク９０の回転速度を一度減速させた場合でもスピンドルモータ６の回転速度を加速することは当然可能である。
【００５８】
また本実施の形態では、ディスク９０を回転させるスピンドルモータ６の回転速度を初期速度から段階的に減速させるようにしているが、例えば１回の減速制御で確実にデータ転送を行うことができる回転速度まで減速させるようにしても良い事は言うまでもない。
【００５９】
上記したような本実施の形態のディスクドライブ装置の動作を実現するためのシステムコントローラ１０の処理動作の一例を図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。
なお、本例ではディスクドライブ装置にディスク９０が積載されたうえで、再生動作が実行された時に行われる処理動作を例に挙げて説明する。
また、この処理動作は再生動作としてフォーカスサーボがオン状態となった時点で実行されるものとする。
この場合、システムコントローラ１０は、先ずステップＳ１０１において、その内部に設けられているフォーカスエラーカウンタのカウント値Ｘに対して「０」を代入する。つまり、フォーカスエラーカウンタのカウント値Ｘをリセットする処理を実行する。
【００６０】
次にステップＳ１０２では、その内部に設けられているタイマのスタートさせた後、ステップＳ１０３に進み、ステップＳ１０３において各種ディスクアクセス動作を実行させるための各種処理、例えば再生動作を実行させるための各種処理を実行させる。
そして、ステップＳ１０４において、システムコントローラ１０はフォーカスサーボがオン状態かどうかの判別、つまりフォーカスサーボ外れが発生したかどうかの判別を行うようにされる。このような処理はシステムコントローラ１０がＲＦアンプ９から供給されるＦＯＫ信号に基づいて判別するようにされる。
【００６１】
ここで、例えばフォーカスサーボがオン状態と判別した時は、ステップＳ１０５に進み、先にステップＳ１０２においてスタートさせたタイマのタイマ値Ｔが１０ｍｓ以上かどうかの判別を行うようにされる。
ステップＳ１０５において、タイマ値Ｔが１０ｍｓ以上であれば、ステップＳ１０６に進み、ステップＳ１０６において、フォーカスエラーカウンタのカウント値を「−１」だけ減算する処理を実行する。
そして続くステップＳ１０７において、タイマをリセットした後、ステップＳ１０２に戻り、ステップＳ１０２からの処理を実行する。
なお、ステップＳ１０５において、タイマ値Ｔが１０ｍｓを超えていなければ、ステップＳ１０３の処理に戻り、ステップＳ１０３からの処理を実行することになる。
【００６２】
一方、ステップＳ１０４において、フォーカスサーボがオフ状態、つまりフォーカスサーボ外れが発生したと判別した時は、ステップＳ１０８に進んで、フォーカスエラーカウンタのカウント値Ｘに７００を加算した後、ステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０６では、フォーカスエラーカウンタのカウント値Ｘがリミット値「＋１５００」を超えているかどうかの判別を行っており、カウント値Ｘがリミット値を超えていれば、ステップＳ１１０に進んで、ディスク９０の回転速度を減速させるための処理を実行した後、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１からの処理を実行する。
【００６３】
ステップＳ１１０において実行される減速処理としては、例えばシステムコントローラ１０は、スピンドルモータ６の回転速度情報と比較する基準速度情報を変えることで実現することができる。
なお、ステップＳ１０９において、カウント値Ｘがリミット値を超えていなければ、ステップＳ１０７に進んで、上記ステップＳ１０７から処理を実行するようにされる。
このような処理動作をシステムコントローラ１０が実行することで、これまで説明した本実施の形態のディスクドライブ装置の動作を実現することができる。
【００６４】
なお、本実施の形態ではＣＤ−ＲＯＭに対応したディスクドライブ装置を例にとって説明したが、これはあくまでも一例であり、例えばＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷといった記録可能な光ディスクや、相変化方式で再生専用とされるＤＶＤ−ＲＯＭ、書き換え可能なＤＶＤ−ＲＡＭ／＋ＲＷ／−ＲＷ、或いはＭＯ（光磁気ディスク）、ＬＤ（レーザーディスク）等の各種光学ディスク状記録媒体に対応したディスクドライブ装置に適用することができるのは言うまでもない。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、データの記録又は再生動作が行われている状態のもとで、フォーカス状態検出手段により、信号記録面に対して照射されるレーザ光が合焦状態から非合焦状態となる頻度を検出し、その検出結果に基づいて、積載されているディスクがデータの転送に支障をきたすような面ブレ状態にあるかどうかの判定を行うようにしている。
そして、ディスク状態検出手段により、面ブレ状態にあると判別した時は、ディスクを回転させている回転駆動手段の回転速度を可変制御することで、ディスクの面ブレの影響を低減させて、ディスクに対してデータの記録又は再生動作を正確、且つ、確実に行うことが可能になる。
【００６６】
また本発明は、フォーカス状態検出手段により、レーザ光が合焦状態から非合焦状態となった際に、カウンタに対して所定のカウント値を加算すると共に、信号記録面に対するレーザ光の合焦状態が保たれている時は、カウンタのカウント値の減算を行い、カウンタのカウント値からレーザ光が合焦状態から非合焦状態となる頻度を検出することで、ディスクがデータの記録又は再生に支障をきたすような面ブレ状態にあるかどうかの判別を確実に行うことができる。
【００６７】
また本発明は、フォーカス状態検出手段の検出結果に基づいて、回転駆動制御手段により、ディスクを回転させる回転駆動手段の回転速度を段階的に減速するようにしているため、ディスクの回転速度をディスクの特性に応じた最適な回転速度に設定することができるといった効果もある。
【００６８】
さらにまた本発明は、新たな構成を追加することなく、通常の記録又は再生に用いるハードウエアだけで、ディスクが面ブレ状態にあるかどうかの検出を行うことができるため、部品点数の削減による装置の小型化、低価格化、及びデータの記録又は再生動作の信頼性の向上を図ることができるといった効果も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のディスクドライブ装置のブロック図である。
【図２】フォーカスサーチ動作時の各種信号波形の説明図である。
【図３】実施の形態のフォーカスエラーカウンタのカウント値の遷移図である。
【図４】実施の形態のフォーカス外れの発生頻度と、フォーカスサーボ外れ回数の関係を示した図ある。
【図５】実施形態のディスクドライブ装置におけるディスクの回転速度の変移の様子を示した図である。
【図６】システムコントローラの処理動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】ＣＤ−ＲＯＭの層構造の説明図である。
【図８】ディスクの面ブレの要因を説明するための図である。
【図９】ディスクの面ブレの要因を説明するための図である。
【図１０】ディスクの面ブレの要因を説明するための図である。
【符号の説明】
１ ピックアップ、２ 対物レンズ、３ 二軸機構、４ レーザダイオード、５ フォトディテクタ、６ スピンドルモータ、８ スレッド機構、９ ＲＦアンプ、１０ システムコントローラ、１３ インターフェース部、１４ サーボプロセッサ、２０ キャッシュメモリ、７０ ディスクドライブ装置、８０ ホストコンピュータ、９０ ディスク
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば光ディスクなどのディスク状記録媒体に対応して再生動作又は記録動作を行なうことのできるディスクドライブ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光学ディスク記録媒体としていわゆるＣＤ−ＲＯＭのようなＣＤ方式のディスクや、マルチメディア用途に好適なＤＶＤ（Digital Versatile Disc／Digital Video Disc）と呼ばれるディスクなどが開発されている。また上記ＣＤ方式のディスクとして、ＣＤ−Ｒ（コンパクトディスク−レコーダブル）と呼ばれる追記型のディスクも開発されている。
これらのディスクに対応するディスクドライブ装置では、スピンドルモータにより回転されているディスクに対して、光ピックアップからそのディスク上のトラックに対してレーザ光を照射し、その反射光を検出することでデータの読出を行なったり、記録データにより変調されたレーザ光を照射することでデータの記録を行ったりする。
【０００３】
レーザ光により記録又は再生動作を行うためには、レーザ光のスポットがディスクの記録面上において合焦状態で保たれなければならず、このためディスクドライブ装置には、レーザ光の出力端である対物レンズをディスクに接離する方向に移動させてフォーカス状態を制御するフォーカスサーボ機構が積載されている。このフォーカスサーボ機構としては、通常、対物レンズをディスクに接離する方向に移動させるフォーカスコイル及びディスク半径方向に移動させることのできるトラッキングコイルを有する２軸機構と、ディスクからの反射光情報からフォーカスエラー信号（即ち合焦状態からのずれ量の信号）を生成し、そのフォーカスエラー信号に基づいてフォーカスドライブ信号を生成し、上記２軸機構のフォーカスコイルに印加するフォーカスサーボ回路系から構成されている。
即ちフィードバック制御系としてフォーカスサーボ機構が構成される。
【０００４】
また、既によく知られているようにフォーカスエラー信号に基づいて合焦状態に引き込むことのできる範囲は、フォーカスエラー信号としてＳ字カーブが観測される範囲内という非常に狭い範囲であるため、フォーカスサーボを良好に実行するには、フォーカスサーボループをオンとする際の動作として一般にフォーカスサーチと呼ばれる動作が必要となる。
このフォーカスサーチ動作とは、対物レンズをそのフォーカスストローク範囲内で強制的に移動させるようにフォーカスコイルにフォーカスドライブ信号を印加する。この時フォーカスエラー信号を観測していると、対物レンズの位置がある範囲内にある際に、Ｓ字カーブが観測される。そのＳ字カーブのリニアな領域となるタイミング（もしくはゼロクロスタイミング）でフォーカスサーボをオンとするものである。
【０００５】
ところで、上記したようなディスクドライブ装置に用いられるディスクの中には、例えばディスクドライブ装置に積載してディスクを回転させた時に、その信号記録面が上下方向に変動する、いわゆる面ブレが発生するディスクが存在することが知られている。
【０００６】
以下、ディスクに面ブレが発生する主な要因を概略的に説明するが、ディスクの面ブレを説明するにあたって、先ず、ディスクの構造を簡単に説明しておく。図７はディスクの構造の一例としてＣＤ−ＲＯＭの層構造を示した断面図である。
この図７に示すディスク１００は、例えばＣＤ−ＲＯＭとされ、そのディスク全体の厚みは、1.2mm とされている。また図示していないがその直径は12cmとされている。
ディスク１００には、光透過率が高くかつ耐機械的特性或いは耐化学特性を有する透明ポリカーボネイト樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、或いはアクリル樹脂等の透明な合成樹脂材料によってディスク基板（透明層）１０１が成形される。ディスク基板１０１には、一方の主面に成形金型に組み込まれたスタンパによってピットが転写され、信号面１０２が形成される。この信号面１０２におけるピットは、所定の情報信号に対応してそれぞれ円周方向の長さを異にする符号化された小孔としてディスク基板１０１に形成され、記録トラックを構成することになる。
【０００７】
この信号面１０２が形成されたディスク基板１０１の面には光反射率の高いアルミニウム等が蒸着されて反射層１０３が形成されると共に、さらに全体に保護層１０４が被覆されている。
このＣＤ−ＲＯＭ１００に対してはディスクドライブ装置からのレーザ光がディスク表面１０５側から入射され、信号面１０２に記録された情報がその反射光から検出されることになる。
【０００８】
上記したようなディスクの層構造を踏まえて、図８〜図１０を用いてディスクに面ブレが発生する主な要因について概略的に説明しておく。
先ず、ディスクが面ブレする要因の１つには、ディスクの製造過程において、図７に示したディスク１００の信号面１０２が平坦でなく例えば波打つように変形し、このような信号面１０２に対して反射層１０３が蒸着されることによって発生することが挙げられる。
【０００９】
図８は、そのようなディスクの構造を模式的に、且つ、面ブレ状況を極端にして示した図であり、同図（ａ）はその上面図、同図（ｂ）は同図（ａ）に示した一点破線Ｙ−Ｙを矢示方向から見た断面図である。
この図８（ａ），（ｂ）に示すように、例えばディスク１００のディスク基板１０１の厚みが、例えば一方の半円部分と他方の半円部分とで異なる場合、一方の半円部分のＡ地点と、このＡ地点と同一円周上とされる他方の半円部分のＢ地点とでは、図８（ｂ）からもわかるように、ディスク表面１０５から反射層１０３が蒸着されている信号面１０２までの距離が異なることになる。
この場合は、ディスク１００のＡ地点における対物レンズ１１０の焦点位置Ｐ１と、Ｂ地点における対物レンズ１１０の焦点位置Ｐ２とが異なるため、ディスク１００が１回転する毎に、対物レンズ１１０が焦点位置Ｐ１とＰ２の間を移動することになる。従って、ディスクドライブ装置から見れば、図８に示したディスク１００は面ブレしている面ブレディスクとなる。
【００１０】
また、例えば図９に示すようにディスク１００の一部分だけが反っている場合も、一方の半円部分のＡ地点と、同一円周上の他方のＢ地点とでは、Ａ地点における対物レンズ１１０の焦点位置Ｐ１と、Ｂ地点における対物レンズ１１０の焦点位置Ｐ２とが異なる。従って、この場合もディスク１００が１回転する毎に、対物レンズ１１０が焦点位置Ｐ１とＰ２の間を移動することになるので、ディスクドライブ装置から見れば、この図に示すようなディスク１００も面ブレしていることになる。
【００１１】
また、図１０に示すように、ディスク１００をディスクドライブ装置のターンテーブル１２０に装填（チャッキング）した際に、図示するようにディスク１００が傾いた状態でチャッキングされる等して、チャッキング不良が発生した場合も、ディスク１００の一方の半円部分のＡ地点と、同一円周上の他方のＢ地点とでは、それぞれの焦点位置がＰ１，Ｐ２と異なるため、ディスクドライブ装置から見れば面ブレと見なすことができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記図８〜図１０に示した何れのディスク１００においても、ディスクドライブ装置により記録又は再生動作を行った場合は、ディスク１００の回転にともない、対物レンズ１１０の焦点位置が変化することになる。
但し、市販されているディスクは多少なりとも面ブレしていることがあり、例えばディスク１００の面ブレによって変化する対物レンズ１１０の合焦位置が、フォーカスサーボによるフォーカス引き込み可能範囲内で、且つ、フォーカスサーボによるフォーカス追従可能範囲内であれば、ディスクドライブ装置では、フォーカスサーボにより対物レンズ１１０のディスク接離方向の位置を制御することができる。つまり、ディスク１００が面ブレしている場合でも、データの記録又は再生動作に支障をきたすような面ブレ状態でなければ、ディスク１００の信号記録面に照射されるレーザ光のスポットを合焦状態に保つことができるので、ディスク１００に対してデータの記録又は再生を行うことが可能とされる。
【００１３】
なお、以下本明細書では、データの記録又は再生に支障をきたすような面ブレが生じているディスクのことを面ブレ状態にあるディスクと表記し、フォーカス系が追従することが可能とされ、データの記録又は再生を正常に行うことができる面ブレディスクと区別することとする。
【００１４】
ところが、近年、ディスクドライブ装置は、ディスクとの間でデータ転送速度の向上を図るため、ディスクを通常の４倍速、８倍速、或いは１４倍速で回転させるといった高速化が進んでいる。
ディスクを高速で回転させながらデータの記録又は再生を行った場合、ディスクに面ブレが生じていると、信号記録面に対してレーザ光の合焦状態に保つフォーカス追従動作が困難になり、信号記録面に対して照射されているレーザ光が合焦状態から非合焦状態となる、いわゆるフォーカスサーボ外れが発生し易くなる。
つまり、従来のディスクドライブ装置では、ディスクに面ブレが生じていると、ディスクの高速回転に伴い、ディスクの面ブレにフォーカスサーボ系が追従することができなくなることがあった。
このため、ディスクドライブ装置には、ディスクを高速回転させた場合でもフォーカス追従動作が可能なフォーカスサーボが必要になる。
【００１５】
しかしながら、そのようなフォーカスサーボの設計は、フォーカスサーボの部品点数の増加を伴うため、装置の大型化、及びコストアップ等を招くことになり、そのようなフォーカスサーボを実現するのは困難であった。
このため、従来のディスクドライブ装置では、ディスクを装填して高速で回転させた際に、ディスクの面ブレにフォーカスサーボ系が追従していくことが困難となり、データの記録又は再生を確実に、且つ、正確に行うことができなくなるといった問題点があった。
【００１６】
そこで、従来のディスクドライブ装置では、ディスクを高速回転させた状態で、データの記録又は再生を行った際に、信号記録面上で合焦状態が保たれていたレーザ光が非合焦状態となった場合、即ちフォーカスサーボが外れた場合は、そのディスクはフォーカスサーボ系で追従するのが困難な面ブレ状態にあると判断して、ディスクの回転速度を減速させるといったことが考えられる。
【００１７】
しかしながら、ディスクドライブ装置のフォーカスサーボが外れる要因としては、ディスクがフォーカスサーボ系で追従するのが困難な面ブレ状態になる以外にも、例えばディスク表面に付いた傷や汚れ、外部からの振動や衝撃等によっても発生するため、単にフォーカスサーボが外れたからといって、必ずしもその回転速度においてディスクが面ブレ状態にあるとは判断できない。
【００１８】
特に、ディスク表面に付いた傷や汚れ、或いは外部からの振動や衝撃等に伴うフォーカスサーボ外れは、ディスクの回転速度に関係なく発生するため、単にフォーカスサーボが外れたからといってディスクの回転速度を減速させた場合は、ディスクへのデータ転送速度を遅くするだけという結果になりかねないという欠点があった。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ディスクがフォーカスサーボ系で追従するのが困難な面ブレ状態にあるかどうかを検出できると共に、ディスクが面ブレ状態にある時は、最適な状態でデータの記録又は再生を行うことができるディスクドライブ装置を提供することを目的とする。
【００２０】
このために、本発明のディスクドライブ装置は、ディスク状記録媒体を各種回転速度で回転駆動する回転駆動手段と、ディスク状記録媒体に対してレーザ光を照射すると共に、ディスク状記録媒体からの反射光を検出するピックアップ手段と、上記ピックアップ手段から出力されるレーザ光が、ディスク状記録媒体の信号記録面に対して合焦状態を保つように制御するフォーカス制御手段と、上記レーザ光が上記信号記録面に対して合焦状態を保つように上記フォーカス制御手段によって駆動制御が行われている状態のもとで、上記レーザ光が合焦状態から非合焦状態となる頻度を検出するフォーカス状態検出手段と、上記フォーカス状態検出手段により検出された上記頻度から一定期間内に所定の回数以上のフォーカスサーボ外れを検出した場合には、上記回転駆動手段によるディスク状記録媒体の回転速度を減速制御する回転駆動制御手段と、を備え、上記フォーカス状態検出手段は、少なくとも、上記レーザ光が合焦状態から非合焦状態となる頻度を検出するためのカウンタを備え、上記信号記録面に対する上記レーザ光の合焦状態が非合焦状態となった際に、上記カウンタに対して所定のカウント値を加算すると共に、上記信号記録面に対するレーザ光の合焦状態が保たれている時は、上記カウンタのカウント値を減算することで、上記カウント値が所定のリミット値を超えたことによって上記レーザ光が合焦状態から非合焦状態となる頻度を検出するようにする。
【００２１】
即ち、本発明のディスクドライブ装置は、データの記録又は再生動作が行われている状態のもとで、フォーカス状態検出手段により信号記録面に対して照射されるレーザ光が合焦状態から非合焦状態となる頻度を検出し、その検出結果に基づいて、一定期間内に所定の回数以上のフォーカスサーボ外れを検出したか否かによつて、積載されているディスクがデータの記録又は再生に支障をきたすような面ブレ状態にあるかどうかの判別を行うようにしている。そしてディスクがデータの記録又は再生に支障をきたすような面ブレ状態にあると判別した時は、ディスクを回転させる回転駆動手段の回転速度を減速させてディスクの面ブレの影響を低減することで、ディスクに対してデータの記録又は再生を確実に行うことが可能になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として光ディスクを記録媒体とするディスクドライブ装置を説明していく。
本例のディスクドライブ装置では、積載される光ディスクは例えば先に図７で説明したＣＤ−ＲＯＭとして説明する。
【００２３】
図１は本例のディスクドライブ装置７０の要部のブロック図である。
ディスク９０は、ターンテーブル７に積載され、再生動作時においてスピンドルモータ１によって一定線速度（ＣＬＶ（Constant Linear Verocity））もしくは一定角速度（ＣＡＶ（Constant Angular Verocity））で回転駆動される。そしてピックアップ１によってディスク９０にエンボスピット形態などで記録されているデータの読み出しが行なわれることになる。
なお、ＣＬＶ方式によってデータが記録されたＣＤ−ＲＯＭ等のディスクであっても、ＣＡＶ方式によってデータの読み出しを行うことも可能である。つまり、デコーダ１２で再生データに対応した再生クロックが抽出することができる限りにおいては、デーコード処理は可能であるため、再生時のディスク回転はＣＡＶでもＣＬＶでも構わないものとされる。
【００２４】
ピックアップ１内には、レーザ光源となるレーザダイオード４や、反射光を検出するためのフォトディテクタ５、レーザ光の出力端となる対物レンズ２、レーザ光を対物レンズ２を介してディスク記録面に照射し、またその反射光をフォトディテクタ５に導く光学系が形成される。
対物レンズ２は二軸機構３によってトラッキング方向及びフォーカス方向に移動可能に保持されている。
またピックアップ１全体はスレッド機構８によりディスク半径方向に移動可能とされている。
【００２５】
ディスク９０からの反射光情報はフォトディテクタ５によって検出され、受光光量に応じた電気信号とされてＲＦアンプ９に供給される。
ＲＦアンプ９には、フォトディテクタ５としての複数の受光素子からの出力電流に対応して電流電圧変換回路、マトリクス演算／増幅回路等を備え、マトリクス演算処理により必要な信号を生成する。例えば再生データであるＲＦ信号、サーボ制御のためのフォーカスエラー信号ＦＥ、フォーカス引き込み可能範囲を示すＦＯＫ信号、トラッキングエラー信号ＴＥなどを生成する。
ＲＦアンプ９から出力される再生ＲＦ信号は２値化回路１１へ、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥはサーボプロセッサ１４へ供給される。またＦＯＫ信号はシステムコントローラ１０へ供給される。
【００２６】
ＲＦアンプ９で得られた再生ＲＦ信号は２値化回路１１で２値化されることでいわゆるＥＦＭ信号（８−１４変調信号）とされ、デコーダ１２に供給される。デコーダ１２ではＥＦＭ復調，エラー訂正処理等を行ない、また必要に応じてＣＤ−ＲＯＭデコードなどを行なってディスク９０から読み取られた情報の再生を行なう。
なおデコーダ１２は、デコードしたデータをデータバッファとしてのキャッシュメモリ２０に蓄積していく。
ディスクドライブ装置７０からの再生出力としては、キャッシュメモリ２０でバファリングされているデータが読み出されて転送出力されることになる。
【００２７】
インターフェース部１３は、外部のホストコンピュータ８０と接続され、ホストコンピュータ８０との間で再生データやリードコマンド等の通信を行う。
即ちキャッシュメモリ２０に格納された再生データは、インターフェース部１３を介してホストコンピュータ８０に転送出力される。
またホストコンピュータ８０からのリードコマンドその他の信号はインターフェース部１３を介してシステムコントローラ１０に供給される。
【００２８】
サーボプロセッサ１４は、ＲＦアンプ９からのフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥや、デコーダ１２もしくはシステムコントローラ１０からのスピンドルエラー信号ＳＰＥ等から、フォーカス、トラッキング、スレッド、スピンドルの各種サーボドライブ信号を生成しサーボ動作を実行させる。
即ちフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥに応じてフォーカスドライブ信号、トラッキングドライブ信号を生成し、二軸ドライバ１６に供給する。二軸ドライバ１６はピックアップ１における二軸機構３のフォーカスコイル、トラッキングコイルを駆動することになる。これによってピックアップ１、ＲＦアンプ９、サーボプロセッサ１４、二軸ドライバ１６、二軸機構３によるトラッキングサーボループ及びフォーカスサーボループが形成される。
【００２９】
なおフォーカスサーボをオンとする際には、まずフォーカスサーチ動作を実行しなければならない。フォーカスサーチ動作とは、サーボプロセッサ１４がフォーカスサーボオフの状態で所要のフォーカスドライブ信号ＦＤを発生し、対物レンズ２を強制的に移動させる。そしてその移動過程でフォーカスエラー信号ＦＥのＳ字カーブが得られる位置を検出するものである。公知の通り、フォーカスエラー信号のＳ字カーブのうちのリニア領域は、フォーカスサーボループを閉じることで対物レンズ２の位置を合焦位置に引き込むことのできる範囲である。従ってフォーカスサーチ動作として対物レンズ２を強制的に移動させながら、この引込可能な範囲を検出し、そのタイミングでフォーカスサーボをオンとすることで、以降、レーザースポットが合焦状態に保持されるフォーカスサーボ動作が実現されるものである。
【００３０】
以上のフォーカスサーボ、フォーカスサーチの動作は、システムコントローラ１０がサーボプロセッサ１４に指示を与えることで実行される。システムコントローラ１０がこれらのフォーカス動作制御を行うためにはフォーカスエラー信号ＦＥを監視する必要がある。このため、本実施の形態にあっては、システムコントローラ１０はＲＦアンプ９からフォーカス引き込み可能範囲を示すＦＯＫ信号によりフォーカスエラー信号ＦＥを監視している。
【００３１】
なお、フォーカスエラー信号ＦＥにおいて図２（ｂ）に示すようなＳ字カーブが観測されるのは、適切な反射光量がディテクタ５で得られている場合であり、この時、いわゆる反射光量の和信号（ＲＦ信号）は図２（ａ）に示すようにそのレベルが大きくなる。この図２（ａ）に示すＲＦ信号を所定のスレッショルドレベルＴｈと比較した出力は、図２（ｃ）に示すようなＳ字カーブの区間を示すいわゆるＦＯＫ信号となる。
【００３２】
例えばフォーカスサーボ引込のタイミングとなるフォーカスエラー信号のゼロクロスとは、Ｓ字カーブ内でのゼロクロスポイントをいうが、実際には反射光が適切に得られないＳ字カーブ領域以外ではフォーカスエラー信号ＦＥはほぼゼロレベルとなり、対物レンズ移動中に単純にフォーカスエラー信号をゼロレベルとコンパレートしていても正確にＳ字カーブ領域でのゼロクロスポイントを検出できないことがある。そこで、Ｓ字カーブ領域以外のゼロクロスを排除するために、ＦＯＫ信号をウインドウとして図２（ｄ）に示すようなフォーカスゼロクロスＦＺＣの検出を行うことなどが考えられる。
【００３３】
図１において、サーボプロセッサ１４はさらに、スピンドルモータドライバ１７に対してスピンドルエラー信号ＳＰＥに応じて生成したスピンドルドライブ信号を供給する。スピンドルモータドライバ１７はスピンドルドライブ信号に応じて例えば３相駆動信号をスピンドルモータ６に印加し、スピンドルモータ６のＣＡＶ回転を実行させる。またサーボプロセッサ１４はシステムコントローラ１０からのスピンドルキック／ブレーキ制御信号に応じてスピンドルドライブ信号を発生させ、スピンドルモータドライバ１７によるスピンドルモータ６の起動、停止、加速、減速などの動作も実行させる。
【００３４】
なお、スピンドルモータ６のＣＡＶ回転としての角速度については、システムコントローラ１０が各種速度に設定できる。
例えばデコーダ１２は、デコード処理に用いるためにＥＦＭ信号に同期した再生クロックを生成するが、この再生クロックから現在の回転速度情報を得ることができる。システムコントローラ１０もしくはデコーダ１２は、このような現在の回転速度情報と、基準速度情報を比較することで、ＣＡＶサーボのためのスピンドルエラー信号ＳＰＥを生成する。従って、システムコントローラ１１は、基準速度情報としての値を切り換えれば、ＣＡＶ回転としての角速度を変化させることができる。例えばある通常の角速度を基準として４倍速、８倍速、１４倍速などの角速度を実現できる。
これによりデータ転送レートの高速化が可能となる。
なお、もちろんＣＬＶ方式であっても回転速度の切換は可能である。
【００３５】
サーボプロセッサ１４は、例えばトラッキングエラー信号ＴＥの低域成分として得られるスレッドエラー信号や、システムコントローラ１０からのアクセス実行制御などに基づいてスレッドドライブ信号を生成し、スレッドドライバ１５に供給する。スレッドドライバ１５はスレッドドライブ信号に応じてスレッド機構８を駆動する。スレッド機構８には図示しないが、ピックアップ１を保持するメインシャフト、スレッドモータ、伝達ギア等による機構を有し、スレッドドライバ１５がスレッドドライブ信号に応じてスレッドモータ８を駆動することで、ピックアップ１の所要のスライド移動が行なわれる。
【００３６】
ピックアップ１におけるレーザダイオード４はレーザドライバ１８によってレーザ発光駆動される。
システムコントローラ１０はレーザダイオード４を用いてディスク９０に対する再生動作を実行させる際に、レーザパワーの制御値をオートパワーコントロール回路１９にセットし、オートパワーコントロール回路１９はセットされたレーザパワーの値に応じてレーザ出力が行われるようにレーザドライバ１８を制御する。
【００３７】
なお、記録動作が可能な装置とする場合は、記録データに応じて変調された信号がレーザドライバ１８に印加される。
例えば記録可能タイプのディスク（ＣＤ−Ｒ等）に対して記録を行う際には、ホストコンピュータからインターフェース部１３に供給された記録データは図示しないエンコーダによってエラー訂正コードの付加、ＥＦＭ変調などの処理が行われた後、レーザドライバ１８に供給される。
そしてレーザドライバ１８が記録データに応じてレーザ発光動作をレーザダイオード４に実行させることで、ディスク９０に対するデータ記録が実行される。
【００３８】
以上のようなサーボ及びデコード、エンコードなどの各種動作はマイクロコンピュータによって形成されたシステムコントローラ１０により制御される。
そしてシステムコントローラ１０は、ホストコンピュータ８０からのコマンドに応じて各種処理を実行する。
例えばホストコンピュータ８０から、ディスク９０に記録されている或るデータの転送を求めるリードコマンドが供給された場合は、まず指示されたアドレスを目的としてシーク動作制御を行う。即ちサーボプロセッサ１４に指令を出し、シークコマンドにより指定されたアドレスをターゲットとするピックアップ１のアクセス動作を実行させる。
その後、その指示されたデータ区間のデータをホストコンピュータ８０に転送するために必要な動作制御を行う。即ちディスク９０からのデータ読出／デコード／バファリング等を行って、要求されたデータを転送する。
なお、ホストコンピュータ８０からのデータ要求がシーケンシャルに行われており、要求されたデータが例えば先読み動作などで予めキャッシュメモリ２０に格納されていた場合は、キャッシュヒット転送として、ディスク９０からのデータ読出／デコード／バファリング等を行わずに、要求されたデータを転送できる。
【００３９】
上記のような構成とされる本実施の形態のディスクドライブ装置は、積載されたディスク９０を或る回転速度で回転させた際に、その回転速度におけるディスク９０がデータ転送に支障をきたすような面ブレ状態にあるかどうか判別することができるようにされている。
そして、例えば或る回転速度におけるディスク９０が面ブレ状態にあり、データ転送を正確に行うことができない恐れがある場合は、ディスク９０の特性に応じた最適な回転速度でデータの再生を行うように構成されている。
【００４０】
そこで、本実施の形態のディスクドライブ装置の特徴的な動作として、先ず、積載されたディスク９０を或る回転速度で回転させた際に、ディスク９０がデータ転送に支障をきたすような面ブレ状態にあるかどうかを検出する検出動作について説明する。
【００４１】
ディスクドライブ装置において、例えば或る回転速度でディスク９０を回転させてデータの再生を行っている状態で、そのディスク９０の信号記録面に対して照射しているレーザ光のレーザスポットが合焦状態から非合焦状態になる、いわゆるフォーカスサーボ外れが発生したからといって、その回転速度におけるディスク９０がデータ転送に支障をきたすような面ブレ状態にあると判断することはできない。
これは、先に説明したように、例えばディスク９０の表面に付いた傷や汚れ、或いは振動や衝撃等によってもフォーカスサーボ外れが発生するからである。
このため、例えば再生動作を行っている状態のもとで、単にフォーカスサーボ外れの回数が或る境界値を超えたからといって、ディスク９０が面ブレ状態にあると判断することはできない。
【００４２】
そこで、本実施の形態にあっては、或る回転速度でディスク９０に対してデータ転送を行った際に、その回転速度におけるフォーカスサーボ外れの頻度を検出して、ディスク９０がデータ転送に支障をきたすような面ブレ状態にあるかどうか判別するようにしている。
ディスク９０が面ブレ状態にあるかどうかの判別は、システムコントローラ１０によって行うようにされる。このため、本実施の形態のシステムコントローラ１０にはソフトウェアによる機能ブロックとして、図示していないフォーカスエラーカウンタ及びタイマが設けられている。
そして、システムコントローラ１０は、ＲＦアンプ９からのＦＯＫ信号によりフォーカスサーボ状態の監視を行い、フォーカスサーボ外れを検出した時は、フォーカスエラーカウンタに所定のカウント値を加算するようにしている。
さらにシステムコントローラ１０は、フォーカスエラーカウンタにカウント値が加算されている状態のもとでは、一定時間が経過するごとにそのカウント値の減算を行う。
そして、このフォーカスエラーカウンタのカウント値がリミット値を超えた時点で、その回転速度におけるディスク９０は面ブレ状態にあると判別するようにしている。
なお、データの再生動作が停止された場合は、その停止期間内では、フォーカスエラーカウンタのカウント値の減算を行うことなく、停止直前のカウント値を保持しておくものとする。但し、ディスクの交換が行われた場合は、交換された新たなディスクの面ブレ状況は異なるため、フォーカスエラーカウンタのカウント値はリセットするものとされる。
【００４３】
ここで、図３に示すフォーカスエラーカウンタのカウント値の遷移図を用いて、本実施の形態のディスクドライブ装置におけるディスク９０がデータ転送に支障をきたすような面ブレ状態にあるかどうかの具体的な判別動作の一例を説明する。
この図３に示されている例では、システムコントローラ１０は、データの再生を行っている状態のもとで、ＲＦアンプ９からのＦＯＫ信号によりフォーカスサーボ外れを検出した時は、フォーカスエラーカウンタにカウント値として「＋７００」を加算するようにされる。
また、一定期間として例えば１０ｍｓ経過するごとに、フォーカスエラーカウンタのカウント値を「−１」づつ減算していくようにされる。
また、フォーカスエラーカウンタのリミット値としては、「＋１５００」が設定されている。
そして、フォーカスエラーカウンタのカウント値が、上記リミット値を超えた時点でディスク９０が面ブレ状態にあると判別するようにしている。
なお、本例では１回のフォーカスサーボ外れによって加算されるカウント値「＋７００」は１０ｍｓ経過するごとに「−１」づつ減算されるので、例えばフォーカスサーボ外れが７秒間に渡って発生しなければ、フォーカスエラーカウンタのカウント値は「０」に戻ることになる。
【００４４】
図３（ａ）に示されている例では、先ず、ｔ１時点において、フォーカスエラーカウンタにカウント値として「＋７００」が加算されている。つまり、このｔ１時点においてフォーカスサーボ外れが検出されたことになる。
続くｔ１時点からｔ２時点までの区間は、フォーカスエラーカウンタのカウント値が１０ｍｓ毎に「−１」づつ減算されているので、この区間ではフォーカスサーボ外れが検出されていないことになる。
そしてｔ２時点において、再びフォーカスエラーカウンタにカウント値として「＋７００」が加算されていることから、ｔ２時点で再びフォーカスサーボ外れが検出されたことになる。
続くｔ２時点からｔ３時点までの区間は、再びフォーカスエラーカウンタのカウント値が再び１０ｍｓ毎に「−１」づつ減算されているので、この区間ではフォーカスサーボ外れが検出されていない。
【００４５】
またｔ３時点からｔ４時点までの区間は、フォーカスエラーカウンタのカウント値が加算及び減算されることなく推移していることから、この区間はデータの再生動作が停止されていることになる。
そしてｔ４時点から再びカウント値の減算が開始されているので、ディスク交換が行われることなくディスク９０の再生動作が開始されたことになる。
そして、続くｔ５、ｔ６、ｔ７時点において、それぞれフォーカスエラーカウンタにカウント値「＋７００」が加算されていることからフォーカスサーボ外れが検出されたことになる。
この場合、ｔ７時点においてフォーカスエラーカウンタのカウント値は、リミット値とされる「＋１５００」を超えるので、システムコントローラ１０は、このｔ７時点においてディスク９０がデータ転送に支障をきたす面ブレ状態にあると判別することになる。
【００４６】
一方、図３（ｂ）に示されている例では、ｔ１１、ｔ１２、ｔ１４時点においてフォーカスエラーカウンタにカウント値「＋７００」が加算されているものの、フォーカスエラーカウンタのカウント値がリミット値「＋１５００」より小さい値で推移している。従って、この場合は、システムコントローラ１０はディスク９０が面ブレ状態にないと判別することになる。
なお、ｔ１３時点及びｔ１５時点では、フォーカスエラーカウンタのカウント値は「０」になった場合は、カウント値が加算されるまで「０」の状態で推移することになる。
【００４７】
このように本実施の形態のディスクドライブ装置は、データの再生動作時において、システムコントローラ１０がフォーカスサーボ外れを検出したときはフォーカスエラーカウンタにカウント値「＋７００」を加算すると共に、それ以外のフォーカスサーボがオン状態の時は１０ｍｓ経過毎にそのカウント値を「−１」づつ減算するようにしている。
そして、フォーカスエラーカウンタのカウント値が例えばリミット値「＋１５００」を超えた時点でディスク９０が面ブレ状態にあると判別するようにしている。
【００４８】
つまり、本実施の形態にあっては、単にフォーカスサーボ外れを検出したからといってディスク９０が面ブレ状態にあると判別するのではなく、フォーカスサーボ外れが一定期間にどのくらいの頻度で発生するかといった発生頻度に基づいて、ディスク９０が面ブレ状態にあるかどうか判別するようにしている。
【００４９】
図４は、本実施の形態のディスクドライブ装置で上記の手法によるところにおいて、フォーカスサーボ外れの発生頻度と、ディスク９０がデータ転送に支障をきたす面ブレ状態にあると判別する判別回数との関係を示した図ある。
この図４に示すように、本実施の形態にあっては、例えばフォーカスサーボ外れが２秒に１回の発生頻度ならば、３回目のフォーカスサーボ外れを検出した時点で、フォーカスエラーカウンタのカウント値がリミット値を超えることになるので、この３回目のフォーカスサーボ外れを検出した時点で、ディスク９０は面ブレ状態にあると判別する。
また３秒に１回の発生頻度ならば、４回目のフォーカスサーボ外れを検出した時点で、フォーカスエラーカウンタのカウント値がリミット値を超えるのでディスク９０は面ブレ状態にあると判別する。
【００５０】
同様に４秒に１回の発生頻度ならば４回目のフォーカスサーボ外れを検出した時点、５秒に１回の発生頻度ならば６回目のフォーカスサーボ外れを検出した時点、６秒に１回の発生頻度ならば１０回目のフォーカスサーボ外れを検出した時点で、それぞれディスク９０が面ブレ状態にあると判別する。
なお、本例の場合では、７秒に１回、若しくはそれ以下の発生頻度でフォーカスサーボ外れが検出される場合は、フォーカスエラーカウンタのカウント値がリミット値を超えることはないので、フォーカスサーボ外れを検出してもディスク９０が面ブレ状態にあると判別することはない。
【００５１】
このように本実施の形態では、ディスク９０のフォーカスサーボ外れの発生頻度と、その発生頻度に応じたフォーカスサーボ外れ回数により、ディスク９０に対して、フォーカス系が追従していくことが困難となり、データ転送に支障をきたすような面ブレ状態にあるかどうか判別を行うようにしている。そうすることで、例えば不規則に発生するディスクの傷や汚れ、或いは振動や衝撃等によって発生するフォーカスサーボ外れによる影響を極力なくして、ディスク９０が面ブレ状態にある時に定常的に発生するフォーカスサーボ外れを判別することができる。つまりディスク９０が面ブレ状態かどうか判別することが可能とされる。
【００５２】
なお、本実施の形態において提示したフォーカスサーボ外れを検出した時に加算したカウント値「＋７００」、カウント値を「−１」づつ減算する周期「１０ms」、及びリミット値「＋１５００」はあくまでも一例であり、ディスクドライブ装置に応じて任意に変更可能である。
【００５３】
さらに本実施の形態のディスクドライブ装置は、上記のようにしてデータの再生動作時におけるフォーカスサーボ外れの発生頻度により、ディスク９０が面ブレ状態にあるかどうかの判別を行い、例えばディスク９０が面ブレ状態にある時は、ディスク９０を回転させているスピンドルモータ６の回転速度を減速させる減速動作を行うようにされる。
【００５４】
図５は本実施の形態のディスクドライブ装置におけるディスク９０の回転速度の変移の様子を示した図である。
この図５に示すように、本実施の形態のディスクドライブ装置は、ディスク９０を回転させるスピンドルモータ６の初期速度が７０００rpm （角速度１４倍速）であれば、その回転速度においてディスク９０が面ブレ状態にあると判別した時は、スピンドルモータ６の回転速度を初期速度７０００rpm から予め設定されている第１の減速速度とされる例えば４０００rpm （角速度８倍速）まで減速させるようにする。
そして、この第１の減速速度４０００rpm によって、ディスク９０に対するデータの再生動作を行うと共に、再度ディスク９０が面ブレ状態にあるかどうかの判別を行うようにする。
【００５５】
そしてさらに、本実施の形態にあっては、この第１の減速速度４０００rpm においてもディスク９０が面ブレ状態にあると判別した時は、例えば図５に示すように第１の減速速度４０００rpm から第２の減速速度とされる例えば２０００rpm （角速度４倍速）までスピンドルモータ６の回転速度を減速させるようにしている。
【００５６】
このようにして、例えばディスク９０を或る回転速度で回転させている状態において、その回転速度においてディスク９０がデータ転送に支障をきたすような面ブレ状態にある場合、本実施の形態ではディスク９０を回転させるスピンドルモータ６の回転速度をディスク９０の面ブレ状態が解消されるまで減速制御行うようにしている。これにより、ディスク９０からのデータの再生を正確にしかも確実に行うことができるようになる。
また、本実施の形態では、ディスク９０が面ブレ状態にある場合は、ディスク９０を回転させるスピンドルモータ６の回転速度を初期速度から段階的に減速させるようにしているため、ディスク９０の面ブレ状態を解消することができるディスク回転速度で、しかも最も速い所定の回転速度でデータ転送を行うことが可能になる。つまり、ディスクの特性に応じた最適な回転速度でデータの転送を行うことが可能になる。
【００５７】
なお本実施の形態では、ディスク９０が交換された時にスピンドルモータ６の回転速度を初期速度７０００rpm （１４倍速）に戻すものとし、例えばディスク９０が面ブレ状態にあり、一旦、スピンドルモータ６の回転速度を減速した場合は、ディスク９０の交換が行われるまでスピンドルモータ６の回転速度を加速する加速動作は行わないようにしている。
これは、スピンドルモータ６の回転速度を減速させて、ディスク９０の面ブレ状態が解消され、その減速した回転速度においてフォーカスサーボ外れが殆ど発生しない場合でも、スピンドルモータ６の回転速度を元の回転速度に戻すとディスク９０が再び面ブレ状態になることが多い。
このため、本実施の形態では、スピンドルモータ６の回転速度を一度減速させた場合はディスクが交換されるまでディスク９０の回転速度を元に戻さないもとしている。
もちろん、ディスク９０が面ブレ状態でない場合は、スピンドルモータ６の回転速度を加速させることも当然可能であり、例えばディスク９０の回転速度を一度減速させた場合でもスピンドルモータ６の回転速度を加速することは当然可能である。
【００５８】
また本実施の形態では、ディスク９０を回転させるスピンドルモータ６の回転速度を初期速度から段階的に減速させるようにしているが、例えば１回の減速制御で確実にデータ転送を行うことができる回転速度まで減速させるようにしても良い事は言うまでもない。
【００５９】
上記したような本実施の形態のディスクドライブ装置の動作を実現するためのシステムコントローラ１０の処理動作の一例を図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。
なお、本例ではディスクドライブ装置にディスク９０が積載されたうえで、再生動作が実行された時に行われる処理動作を例に挙げて説明する。
また、この処理動作は再生動作としてフォーカスサーボがオン状態となった時点で実行されるものとする。
この場合、システムコントローラ１０は、先ずステップＳ１０１において、その内部に設けられているフォーカスエラーカウンタのカウント値Ｘに対して「０」を代入する。つまり、フォーカスエラーカウンタのカウント値Ｘをリセットする処理を実行する。
【００６０】
次にステップＳ１０２では、その内部に設けられているタイマのスタートさせた後、ステップＳ１０３に進み、ステップＳ１０３において各種ディスクアクセス動作を実行させるための各種処理、例えば再生動作を実行させるための各種処理を実行させる。
そして、ステップＳ１０４において、システムコントローラ１０はフォーカスサーボがオン状態かどうかの判別、つまりフォーカスサーボ外れが発生したかどうかの判別を行うようにされる。このような処理はシステムコントローラ１０がＲＦアンプ９から供給されるＦＯＫ信号に基づいて判別するようにされる。
【００６１】
ここで、例えばフォーカスサーボがオン状態と判別した時は、ステップＳ１０５に進み、先にステップＳ１０２においてスタートさせたタイマのタイマ値Ｔが１０ｍｓ以上かどうかの判別を行うようにされる。
ステップＳ１０５において、タイマ値Ｔが１０ｍｓ以上であれば、ステップＳ１０６に進み、ステップＳ１０６において、フォーカスエラーカウンタのカウント値を「−１」だけ減算する処理を実行する。
そして続くステップＳ１０７において、タイマをリセットした後、ステップＳ１０２に戻り、ステップＳ１０２からの処理を実行する。
なお、ステップＳ１０５において、タイマ値Ｔが１０ｍｓを超えていなければ、ステップＳ１０３の処理に戻り、ステップＳ１０３からの処理を実行することになる。
【００６２】
一方、ステップＳ１０４において、フォーカスサーボがオフ状態、つまりフォーカスサーボ外れが発生したと判別した時は、ステップＳ１０８に進んで、フォーカスエラーカウンタのカウント値Ｘに７００を加算した後、ステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０６では、フォーカスエラーカウンタのカウント値Ｘがリミット値「＋１５００」を超えているかどうかの判別を行っており、カウント値Ｘがリミット値を超えていれば、ステップＳ１１０に進んで、ディスク９０の回転速度を減速させるための処理を実行した後、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１からの処理を実行する。
【００６３】
ステップＳ１１０において実行される減速処理としては、例えばシステムコントローラ１０は、スピンドルモータ６の回転速度情報と比較する基準速度情報を変えることで実現することができる。
なお、ステップＳ１０９において、カウント値Ｘがリミット値を超えていなければ、ステップＳ１０７に進んで、上記ステップＳ１０７から処理を実行するようにされる。
このような処理動作をシステムコントローラ１０が実行することで、これまで説明した本実施の形態のディスクドライブ装置の動作を実現することができる。
【００６４】
なお、本実施の形態ではＣＤ−ＲＯＭに対応したディスクドライブ装置を例にとって説明したが、これはあくまでも一例であり、例えばＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷといった記録可能な光ディスクや、相変化方式で再生専用とされるＤＶＤ−ＲＯＭ、書き換え可能なＤＶＤ−ＲＡＭ／＋ＲＷ／−ＲＷ、或いはＭＯ（光磁気ディスク）、ＬＤ（レーザーディスク）等の各種光学ディスク状記録媒体に対応したディスクドライブ装置に適用することができるのは言うまでもない。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、データの記録又は再生動作が行われている状態のもとで、フォーカス状態検出手段により、信号記録面に対して照射されるレーザ光が合焦状態から非合焦状態となる頻度を検出し、その検出結果に基づいて、積載されているディスクがデータの転送に支障をきたすような面ブレ状態にあるかどうかの判定を行うようにしている。
そして、ディスク状態検出手段により、面ブレ状態にあると判別した時は、ディスクを回転させている回転駆動手段の回転速度を可変制御することで、ディスクの面ブレの影響を低減させて、ディスクに対してデータの記録又は再生動作を正確、且つ、確実に行うことが可能になる。
【００６６】
また本発明は、フォーカス状態検出手段により、レーザ光が合焦状態から非合焦状態となった際に、カウンタに対して所定のカウント値を加算すると共に、信号記録面に対するレーザ光の合焦状態が保たれている時は、カウンタのカウント値の減算を行い、カウンタのカウント値からレーザ光が合焦状態から非合焦状態となる頻度を検出することで、ディスクがデータの記録又は再生に支障をきたすような面ブレ状態にあるかどうかの判別を確実に行うことができる。
【００６７】
また本発明は、フォーカス状態検出手段の検出結果に基づいて、回転駆動制御手段により、ディスクを回転させる回転駆動手段の回転速度を段階的に減速するようにしているため、ディスクの回転速度をディスクの特性に応じた最適な回転速度に設定することができるといった効果もある。
【００６８】
さらにまた本発明は、新たな構成を追加することなく、通常の記録又は再生に用いるハードウエアだけで、ディスクが面ブレ状態にあるかどうかの検出を行うことができるため、部品点数の削減による装置の小型化、低価格化、及びデータの記録又は再生動作の信頼性の向上を図ることができるといった効果も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のディスクドライブ装置のブロック図である。
【図２】フォーカスサーチ動作時の各種信号波形の説明図である。
【図３】実施の形態のフォーカスエラーカウンタのカウント値の遷移図である。
【図４】実施の形態のフォーカス外れの発生頻度と、フォーカスサーボ外れ回数の関係を示した図ある。
【図５】実施形態のディスクドライブ装置におけるディスクの回転速度の変移の様子を示した図である。
【図６】システムコントローラの処理動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】ＣＤ−ＲＯＭの層構造の説明図である。
【図８】ディスクの面ブレの要因を説明するための図である。
【図９】ディスクの面ブレの要因を説明するための図である。
【図１０】ディスクの面ブレの要因を説明するための図である。
【符号の説明】
１ ピックアップ、２ 対物レンズ、３ 二軸機構、４ レーザダイオード、５ フォトディテクタ、６ スピンドルモータ、８ スレッド機構、９ ＲＦアンプ、１０ システムコントローラ、１３ インターフェース部、１４ サーボプロセッサ、２０ キャッシュメモリ、７０ ディスクドライブ装置、８０ ホストコンピュータ、９０ ディスク
Claims (2)
- ディスク状記録媒体を各種回転速度で回転駆動する回転駆動手段と、
ディスク状記録媒体に対してレーザ光を照射すると共に、ディスク状記録媒体からの反射光を検出するピックアップ手段と、
上記ピックアップ手段から出力されるレーザ光が、ディスク状記録媒体の信号記録面に対して合焦状態を保つように制御するフォーカス制御手段と、
上記レーザ光が上記信号記録面に対して合焦状態を保つように上記フォーカス制御手段によって駆動制御が行われている状態のもとで、上記レーザ光が合焦状態から非合焦状態となる頻度を検出するフォーカス状態検出手段と、
上記フォーカス状態検出手段により検出された上記頻度から一定期間内に所定の回数以上のフォーカスサーボ外れを検出した場合には、上記回転駆動手段によるディスク状記録媒体の回転速度を減速制御する回転駆動制御手段と、
を備え、
上記フォーカス状態検出手段は、少なくとも、上記レーザ光が合焦状態から非合焦状態となる頻度を検出するためのカウンタを備え、上記信号記録面に対する上記レーザ光の合焦状態が非合焦状態となった際に、上記カウンタに対して所定のカウント値を加算すると共に、上記信号記録面に対するレーザ光の合焦状態が保たれている時は、上記カウンタのカウント値を減算することで、上記カウント値が所定のリミット値を超えたことによって上記レーザ光が合焦状態から非合焦状態となる頻度を検出すること
を特徴とするディスクドライブ装置。 - 上記回転駆動制御手段は、上記減速制御により、上記回転駆動手段の回転速度を段階的に減速可能とされることを特徴とする請求項1に記載のディスクドライブ装置。
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