JP2000123510A - Target detecting device - Google Patents

Target detecting device

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JP2000123510A
JP2000123510A JP10295798A JP29579898A JP2000123510A JP 2000123510 A JP2000123510 A JP 2000123510A JP 10295798 A JP10295798 A JP 10295798A JP 29579898 A JP29579898 A JP 29579898A JP 2000123510 A JP2000123510 A JP 2000123510A
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JP
Japan
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target
contact sensor
detection
signal
detecting
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JP10295798A
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Yutaka Yoshida
豊 吉田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a target detecting device capable of detecting a target accurately and quickly without determining parameters for detecting the target by the experience or by tial-and-error. SOLUTION: This target detecting device is provided with a bi-sected non- contact sensor 31, a beam reflecting part 32 which is provided at a detection object arranged by being opposed to the sensor 31, a straight line part detecting means which extracts an area indicating a prescribed linear characteristic with respect to a signal waveform to be outputted from the non-contact sensor 31 by the reflecting beam from the beam reflecting part 32 and stipulates the linearity measuring range of the non-contact sensor based on the inclination at the time a linear approximation is performed to the area, a monotonic increase detecting means detecting that the signal waveform to be outputted from the non-contact sensor indicates a monotonic increasing property and a zero cross detecting means detecting that the signal waveform includes a zero crossing signal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ターゲット検出装
置に関し、特に、ハードディスク装置内の磁気ディスク
にサーボトラックを書き込むサーボトラックライタの位
置制御に適用されるターゲット検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a target detecting device, and more particularly to a target detecting device applied to position control of a servo track writer for writing a servo track on a magnetic disk in a hard disk drive.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、磁気ディスクを備えたハードディ
スク装置(単に、ハードディスク、又は、磁気ディスク
装置とも呼称される)は、コンピュータ等の記憶装置と
して広く使用されているが、近年の記憶容量の大容量
化、装置規模の小型化に伴い、ディスク装置の高集積
化、高記録密度化が顕著になっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a hard disk drive provided with a magnetic disk (also referred to simply as a hard disk or a magnetic disk drive) has been widely used as a storage device of a computer or the like. With the increase in capacity and the reduction in the size of the device, high integration and high recording density of disk devices have become remarkable.

【0003】このような技術的な背景により、磁気ディ
スクにサーボトラックを書き込む際に、磁気ヘッドを正
確に位置決めするための機構が極めて重要になってい
る。従来のサーボトラックの書き込み方法について、図
面を参照して説明する。図8は、プッシュピン(接触ピ
ンともいう)を介して磁気ディスク側のアームを初期位
置に位置決めする機構を有する接触型サーボトラックラ
イタ(以下、STWと略記する)装置の概略構成図であ
る。
Due to such technical background, a mechanism for accurately positioning a magnetic head when writing a servo track on a magnetic disk has become extremely important. A conventional servo track writing method will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a contact type servo track writer (hereinafter abbreviated as STW) device having a mechanism for positioning an arm on the magnetic disk side to an initial position via a push pin (also referred to as a contact pin).

【0004】図8に示すように、接触型STW装置は、
大別して、記憶媒体としての磁気ディスク10に所定の
データを書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッドが設け
られた磁気ディスク側のアーム20と、磁気ディスク側
アーム20の初期位置を設定するプッシュピン30が延
在して設けられたSTW側のアーム40と、STW側の
アーム40の位置を駆動制御するボイスコイルモータ
(VCM)50と、STW側アーム40の位置を検出す
るエンコーダ60と、エンコーダ60からの出力信号に
基づいて、VCM50の駆動制御を行う制御部70と、
を有して構成されている。
[0004] As shown in FIG.
Broadly, an arm 20 on the magnetic disk side provided with a magnetic head for writing and reading predetermined data to and from the magnetic disk 10 as a storage medium, and a push pin 30 for setting an initial position of the arm 20 on the magnetic disk are extended. And a voice coil motor (VCM) 50 for driving and controlling the position of the STW side arm 40, an encoder 60 for detecting the position of the STW side arm 40, A control unit 70 that performs drive control of the VCM 50 based on the output signal;
Is configured.

【0005】このような接触型STW装置において、初
期位置に設定されたプッシュピン30に、磁気ディスク
側アーム20の一端を当接させて、原点を設定する初期
設定操作を実行することにより、磁気ディスク10の所
望のトラックへの位置決めを高精度で実行する制御方法
が採用されている。ところで、近年、ハードディスク装
置の大容量化に伴い、アームに求められる位置決め精度
として数μmオーダーが要求されている。これに対し
て、上述したようなプッシュピンを採用した接触型ST
W装置においては、アームとプッシュピンとが物理的に
接触する構成を有しているため、プッシュピンとの機械
的な接触による共振の影響等を受けやすく、微細化する
トラックピッチに対応して高精度に位置決め制御を行う
ことができないという問題が指摘されている。
In such a contact-type STW device, one end of the magnetic disk-side arm 20 is brought into contact with the push pin 30 set at the initial position, and an initial setting operation for setting the origin is executed. A control method for executing positioning of the disk 10 to a desired track with high accuracy is adopted. By the way, in recent years, with the increase in the capacity of the hard disk device, the positioning accuracy required for the arm is required to be on the order of several μm. On the other hand, the contact type ST employing the push pin as described above
Since the W device has a configuration in which the arm and the push pin are in physical contact with each other, it is easily affected by resonance due to mechanical contact with the push pin. It is pointed out that the positioning control cannot be performed.

【0006】このような問題を解決するための構成とし
て、近年、ハードディスクメーカ各社から、アームの初
期位置設定に際し、物理的な接触を伴わない非接触型の
機構が提案されている。非接触型のSTW装置の構成例
について、図面を参照して説明する。図9に示すよう
に、非接触型STW装置は、図8に示したプッシュピン
30に代えて、STW側アーム40に設けられた非接触
センサ31と、非接触センサ31に対向し、磁気ディス
ク側アーム20上に設けられたビーム反射部32と、磁
気ディスク側アーム20の位置を駆動制御するVCM5
1と、非接触センサ31からの出力信号に基づいて、V
CM51の駆動制御を行う制御部71と、を有して構成
されている。
In order to solve such a problem, in recent years, hard disk manufacturers have proposed a non-contact type mechanism that does not involve physical contact when setting the initial position of the arm. A configuration example of a non-contact type STW device will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 9, the non-contact type STW device includes a non-contact sensor 31 provided on the STW side arm 40 instead of the push pin 30 shown in FIG. A beam reflector 32 provided on the side arm 20 and a VCM 5 for driving and controlling the position of the magnetic disk side arm 20.
1 and the output signal from the non-contact sensor 31,
And a control unit 71 that controls the driving of the CM 51.

【0007】このような構成を有するSTW装置におい
ては、初期設定操作に際して、STW側アームに加え、
磁気ディスク側アームも同時に位置制御する方法が採用
される。具体的には、非接触センサから発せられたレー
ザビームを、磁気ディスク側アームに設けられたビーム
反射部の中心に照射することにより高精度の位置制御が
実現される。そのため、磁気ディスク側アームの位置制
御の実行に先立って、非接触センサからの出力信号をモ
ニタしながらSTW側アームのみを移動させ、ビーム反
射部の中心、すなわちターゲットの位置を正確に特定す
る作業が必要となる。
[0007] In the STW device having such a configuration, at the time of initial setting operation, in addition to the STW side arm,
A method of simultaneously controlling the position of the arm on the magnetic disk side is adopted. Specifically, by irradiating the laser beam emitted from the non-contact sensor to the center of the beam reflecting portion provided on the magnetic disk side arm, highly accurate position control is realized. Therefore, prior to the execution of the position control of the magnetic disk side arm, only the STW side arm is moved while monitoring the output signal from the non-contact sensor to accurately specify the center of the beam reflector, that is, the position of the target. Is required.

【0008】非接触センサとビーム反射部の具体的な構
成例について、図面を参照して説明する。なお、図に示
す構成は、磁気ディスク側アームの位置制御に用いて良
好な一構成例を示すものであって、非接触センサとビー
ム反射部の組み合わせによる構成は、このほかにも様々
な形態が検討されている。図10に示すように、STW
側アーム40の下面に一対の受光素子31a、31bを
平面的に近接して配置した2分割式非接触センサ31
と、磁気ディスク側アーム20の上面に設けられた凹面
鏡32aにより構成される。ここで、凹面鏡32aは、
磁気ディスク側アーム20上面に、例えば幅数μmの凹
状の溝を切削加工等により形成し、溝内部を鏡面仕上げ
することにより形成される。
A specific configuration example of the non-contact sensor and the beam reflecting section will be described with reference to the drawings. It should be noted that the configuration shown in the figure is an example of a good configuration used for position control of the arm on the magnetic disk side, and the configuration based on the combination of the non-contact sensor and the beam reflection unit may be variously modified. Is being considered. As shown in FIG.
A two-part non-contact sensor 31 in which a pair of light receiving elements 31a and 31b are arranged on the lower surface of the side arm 40 in close proximity in a plane.
And a concave mirror 32a provided on the upper surface of the magnetic disk side arm 20. Here, the concave mirror 32a
On the upper surface of the magnetic disk side arm 20, for example, a concave groove having a width of several μm is formed by cutting or the like, and the inside of the groove is mirror-finished.

【0009】このような構成を有する非接触センサ及び
ビーム反射部を用いた変位検出処理について、図面を参
照して説明する。図11(a)は、2分割式の非接触セ
ンサ31を凹面鏡32a側から見た図であり、図11
(b)から(d)は、非接触センサ31を構成する受光
素子31a、31bによって検出される反射ビーム(レ
ーザビーム)33の受光量を示す出力信号A、Bの波形
を示す図である。
The displacement detection processing using the non-contact sensor and the beam reflection unit having such a configuration will be described with reference to the drawings. FIG. 11A is a diagram of the two-part non-contact sensor 31 viewed from the concave mirror 32a side.
(B) to (d) are diagrams showing waveforms of output signals A and B indicating the amount of light received by the reflected beam (laser beam) 33 detected by the light receiving elements 31a and 31b constituting the non-contact sensor 31.

【0010】STW側アーム40を走査し、磁気ディス
ク側アーム20と同位置周辺に達すると、凹面鏡32a
により反射した反射ビーム33は、図11(a)に示す
ように、一対の受光素子31a、31bにまたがって照
射され、凹面鏡32aの中心位置(ターゲット)で受光
素子31a、31bから出力される出力信号A、Bは、
図11(b)に示すように、均一な凸状の波形を示す。
When the STW side arm 40 is scanned and reaches the same position as the magnetic disk side arm 20, the concave mirror 32a
As shown in FIG. 11A, the reflected beam 33 is applied across a pair of light receiving elements 31a and 31b, and is output from the light receiving elements 31a and 31b at the center position (target) of the concave mirror 32a. The signals A and B are
As shown in FIG. 11B, a uniform convex waveform is shown.

【0011】ターゲットを検出するために実際に行われ
る信号処理は、出力信号A、Bの差を演算し、図11
(d)に示すような正弦波状の信号波形を得る。このA
−B信号がゼロ点と交差するゼロクロス近傍の曲線は、
直線近似することができるため、受光素子31a、31
bに照射される反射ビーム33の照射量(受光素子31
a、31bにおける受光量)が十分大きく、図11
(c)に示すように、出力信号A、Bの和であるA+B
信号(の頭頂部)が一定のレベルに維持されれば、A−
B信号のゼロクロス近傍の疑似線形化領域を変位検出量
として使用することができる。
The signal processing actually performed to detect the target calculates the difference between the output signals A and B, and
A sinusoidal signal waveform as shown in (d) is obtained. This A
The curve near the zero crossing where the -B signal crosses the zero point is
Since linear approximation can be performed, the light receiving elements 31a, 31
b (the light receiving element 31)
a, 31b) are sufficiently large, and FIG.
As shown in (c), A + B which is the sum of output signals A and B
If the (top of) signal is maintained at a constant level, A-
The pseudo linear region near the zero crossing of the B signal can be used as the displacement detection amount.

【0012】ここで、上述したように線形特性を示す範
囲が限定されるため、実際の変位検出処理においては、
予め線形特性が得られる測定範囲(レンジ)を設定する
初期操作が極めて重要となる。初期操作の設定処理は、
時間軸方向にSTW側アームを走査して、図12に示す
ように、線形化領域周辺の正弦波状の曲線の傾きdY/
dtを予め設定されたしきい値−THv、+THvと比
較することにより、線形化領域を判別する手法が用いら
れている。
Here, since the range showing the linear characteristic is limited as described above, in the actual displacement detection processing,
An initial operation for setting a measurement range (range) in which a linear characteristic is obtained in advance is extremely important. Initial operation setting process
The STW side arm is scanned in the time axis direction, and as shown in FIG. 12, the slope dY / of the sinusoidal curve around the linearization region.
A method of comparing dt with preset threshold values -THv and + THv to determine a linearized region is used.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
非接触センサ及びビーム反射部を用いて変位検出処理を
実行する場合には、次のような要因によって、正確なタ
ーゲットの検出を行うことができないという問題を有し
ている。 ビーム反射部を構成する凹面が理想的な鏡面とは異な
り、切削加工精度等により表面に細かな凹凸があるた
め、反射率が低下し、ターゲットの周辺領域との区別が
つきにくい。
However, when the displacement detection processing is actually performed using the non-contact sensor and the beam reflection unit, accurate detection of the target cannot be performed due to the following factors. There is a problem that. Unlike an ideal mirror surface, the concave surface forming the beam reflecting portion has fine irregularities on the surface due to cutting accuracy and the like, so that the reflectance is reduced and it is difficult to distinguish the target from the peripheral region.

【0014】凹面の縁に近い部分で多重反射等が生じ
るという光学的な原因により、センサ出力信号にゴース
ト波形が発生するため、反射ビームの強度(受光量)だ
けではターゲットを正確に特定することができない。 磁気ディスク側アーム表面は、一般にターゲットとな
るビーム反射部以外にも配線パターン等の表面処理が施
されているため、反射ビームの強度が低下すると同時
に、不確定な変動要素を含むこととなり、A−B信号の
ゼロクロスポイント近傍の遷移状態だけではターゲット
を正確に特定することができない。
Since a ghost waveform is generated in the sensor output signal due to an optical cause such as multiple reflection at a portion near the edge of the concave surface, it is necessary to accurately specify the target only by the intensity of the reflected beam (the amount of received light). Can not. Since the surface of the arm on the magnetic disk side is generally subjected to a surface treatment such as a wiring pattern in addition to the target beam reflecting portion, the intensity of the reflected beam is reduced and, at the same time, the surface includes an uncertain variable element. The target cannot be accurately specified only by the transition state near the zero cross point of the -B signal.

【0015】磁気ディスク側アームの端部や、ビーム
反射部の端部、アーム表面の傷等にレーザビームが照射
されると、反射角の急激な変化によりA−B信号の波形
が、+/−に変化することとなり、アームの位置制御用
のサーボが起動してしまい、ターゲットの自動検出の際
の障害となっている。すなわち、上述した要因により、
図13に示すように、非接触センサからの出力信号に複
数の不確定な凹凸波形が発生し、ターゲットの良好な検
出が阻害される。
When the laser beam is irradiated to the end of the arm on the magnetic disk side, the end of the beam reflecting portion, the scratch on the surface of the arm, etc., the waveform of the AB signal changes by +/- −, And the servo for controlling the position of the arm is activated, which is an obstacle to the automatic detection of the target. That is, due to the above factors,
As shown in FIG. 13, a plurality of uncertain irregularities are generated in the output signal from the non-contact sensor, and good detection of the target is hindered.

【0016】したがって、上述したようなA−B信号の
時間変化率(曲線の傾き)に基づく単純なターゲット検
出方法では、正確な検出が困難であるうえ、A−B信号
の時間変化率をパラメータとして採用する場合には、ビ
ーム反射部の個体差や探索動作を行う時の走査速度等に
影響される、という他の不確定要素も付加されるため、
パラメータ値を試行錯誤的に決定しなければならないと
いう問題を有している。
Therefore, with the simple target detection method based on the time change rate of the AB signal (slope of the curve) as described above, accurate detection is difficult, and the time change rate of the AB signal is set as a parameter. In the case of adopting as, because other uncertain factors such as being affected by individual differences of the beam reflecting portion and scanning speed at the time of performing a search operation are also added,
There is a problem that parameter values must be determined by trial and error.

【0017】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを目的とし、ターゲットを検出するためのパラメータ
を経験的あるいは試行錯誤的に決定することなく、高精
度かつ迅速にターゲットを検出することができるターゲ
ット検出装置を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems and to detect a target with high accuracy and speed without empirically or by trial and error determining parameters for detecting the target. The present invention provides a target detection device capable of performing the following.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1記載の発明は、一対の受光素子が2次元
的に配置された2分割式の非接触センサと、該非接触セ
ンサに対向して配置された検出対象に設けられたビーム
反射部とを具備し、前記ビーム反射部からの反射ビーム
により前記非接触センサから出力される信号波形に対し
て、所定の線形特性を示す領域を抽出し、該抽出領域を
直線近似した際の傾きに基づいて、前記非接触センサの
線形測定範囲を規定する直線部検出手段を有することを
特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a two-part non-contact sensor in which a pair of light receiving elements are two-dimensionally arranged, and the non-contact sensor. And a beam reflector provided on a detection object disposed opposite to the sensor, and exhibits a predetermined linear characteristic with respect to a signal waveform output from the non-contact sensor by a reflected beam from the beam reflector. It is characterized in that it has a straight-line portion detecting means for extracting a region and defining a linear measurement range of the non-contact sensor based on a slope when the extracted region is linearly approximated.

【0019】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載のターゲット検出装置において、前記直線部検出手段
は、前記非接触センサから出力される信号波形を所定の
幅を有する複数の区間に分割し、該区間毎に最小二乗法
を適用して直線近似し、該近似直線の傾きが最大になる
前記区間を前記非接触センサの線形測定範囲に規定する
ことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the target detecting apparatus of the first aspect, the linear portion detecting means converts the signal waveform output from the non-contact sensor into a plurality of sections having a predetermined width. The method is characterized in that a straight line is approximated by applying the least squares method for each section, and the section in which the slope of the approximate straight line is maximum is defined in a linear measurement range of the non-contact sensor.

【0020】また、請求項3記載の発明は、請求項2記
載のターゲット検出装置において、前記非接触センサか
ら出力される信号波形が、前記区間内全域で単調増加性
を示すことを検出する単調増加検出手段を有し、前記直
線部検出手段により規定される前記非接触センサの線形
測定範囲のうち、前記単調増加検出手段により検出され
た前記区間をターゲットと判断することを特徴としてい
る。
According to a third aspect of the present invention, in the target detecting device of the second aspect, a monotonous detection is performed to detect that a signal waveform output from the non-contact sensor exhibits a monotonic increase over the entire area of the section. It has an increase detecting means, and determines the section detected by the monotonic increase detecting means as a target in a linear measurement range of the non-contact sensor defined by the linear portion detecting means.

【0021】また、請求項4記載の発明は、請求項2又
は3記載のターゲット検出装置において、前記非接触セ
ンサから出力される信号波形が、前記区間内にゼロクロ
ス点を包含することを検出するゼロクロス検出手段を有
し、前記直線部検出手段により規定される前記非接触セ
ンサの線形測定範囲のうち、前記ゼロクロス検出手段に
より検出された前記区間をターゲットと判断することを
特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the target detecting device according to the second or third aspect, it is detected that the signal waveform output from the non-contact sensor includes a zero cross point in the section. It has a zero cross detection means, and determines the section detected by the zero cross detection means as a target in a linear measurement range of the non-contact sensor defined by the linear part detection means.

【0022】また、請求項5記載の発明は、請求項1、
2、3又は4記載のターゲット検出装置において、前記
非接触センサから出力される信号は、前記非接触センサ
を構成する前記一対の受光素子の各々から出力される検
出信号相互の差によって規定される信号であることを特
徴としている。さらに、請求項6記載の発明は、請求項
1、2、3、4又は5記載のターゲット検出装置におい
て、所定のサンプル個数を設定し、該サンプル個数に対
応するサンプリング時刻毎に、前記近似直線の傾き、前
記信号波形の単調増加性及びゼロクロス点、前記非接触
センサにおける受光量をターゲット判別指標としてサン
プリングし、前記サンプル個数分の前記ターゲット判別
指標に基づいて、前記直線部検出手段、前記単調増加検
出手段及び前記ゼロクロス検出手段におけるターゲット
の判断処理を実行するリアルタイム走査手段を有するこ
とを特徴としている。
[0022] The invention described in claim 5 is based on claim 1,
5. The target detection device according to 2, 3, or 4, wherein a signal output from the non-contact sensor is defined by a difference between detection signals output from each of the pair of light receiving elements included in the non-contact sensor. It is characterized by being a signal. Further, according to a sixth aspect of the present invention, in the target detection apparatus according to the first, second, third, fourth, or fifth aspect, a predetermined number of samples is set, and the approximate straight line is set for each sampling time corresponding to the number of samples. , The signal waveform monotonically increasing and zero-crossing points, the amount of light received by the non-contact sensor is sampled as a target discrimination index, and based on the target discrimination indexes for the number of samples, the linear portion detecting means, the monotonic The apparatus is characterized in that it has a real-time scanning means for executing a target judgment process in the increase detecting means and the zero-cross detecting means.

【0023】また、請求項7記載の発明は、請求項6記
載のターゲット検出装置において、前記リアルタイム走
査手段は、前記検出対象に対する前記非接触センサの平
均移動速度と、予め設定されたサンプリング周期に基づ
いて、前記サンプル個数を決定することを特徴としてい
る。すなわち、本発明のターゲット検出装置は、直線部
検出手段を有することにより、ターゲット走査範囲を線
形特性範囲相当の複数の区間に分割し、該区間の最小二
乗法による直線近似を行った場合、その近似直線の傾き
が極大になる区間が非接触センサの線形特性範囲とほぼ
一致するという特性を利用して、非接触センサの線形測
定範囲(線形区間)を初期設定することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the target detecting apparatus of the sixth aspect, the real-time scanning means is configured to determine an average moving speed of the non-contact sensor with respect to the detection target and a preset sampling period. The number of samples is determined based on the number of samples. That is, the target detection device of the present invention, by having the linear part detection means, divides the target scanning range into a plurality of sections corresponding to the linear characteristic range, and performs a linear approximation by the least square method of the section. The linear measurement range (linear section) of the non-contact sensor can be initialized by using the characteristic that the section where the slope of the approximate straight line is maximum substantially coincides with the linear characteristic range of the non-contact sensor.

【0024】そして、単調増加検出手段を有することに
より、直線部検出手段により検出された線形区間のう
ち、区間内全域で単調増加性を示す場合にのみ、該区間
をターゲットと判別することができるため、検出対象側
の鏡面状態や、ビームの反射状況等により形成される疑
似ターゲットを良好に除外することができ、所望のター
ゲットを高精度で検出することができる。
The provision of the monotonic increase detecting means makes it possible to determine the section as a target only when the linear section detected by the linear portion detecting means exhibits monotonic increasing property over the entire area. Therefore, it is possible to satisfactorily exclude a pseudo target formed due to the mirror surface state on the detection target side, the reflection state of the beam, and the like, and it is possible to detect a desired target with high accuracy.

【0025】そして、ゼロクロス検出手段を有すること
により、直線部検出手段により検出された線形区間のう
ち、区間内にゼロクロス点を包含する場合にのみ、該区
間をターゲットと判別することができるため、所望のタ
ーゲットを高精度で検出することができる。特に、上記
単調増加検出手段との併用により、ターゲットの検出精
度を一層向上させることができる。
The provision of the zero-cross detecting means makes it possible to determine the target section only when the zero-cross point is included in the linear section detected by the linear part detecting means. A desired target can be detected with high accuracy. In particular, the target detection accuracy can be further improved by the combined use with the monotonic increase detection means.

【0026】このように、本発明によれば、上述した直
線部検出手段、単調増加検出手段、ゼロクロス検出手段
を具備することにより、非接触センサからの出力信号に
基づいて得られるA−B信号の変位Xに関する特性を利
用して、ノイズに埋もれたターゲットに対して、所定の
検出条件(後述するC1からC4)を規定し、これらの
条件を満たす非接触センサの特性(線形測定範囲及びゼ
ロクロス点)を初期設定することができる。
As described above, according to the present invention, the linear signal detecting means, the monotonous increase detecting means, and the zero-cross detecting means are provided, so that the AB signal obtained based on the output signal from the non-contact sensor is provided. Utilizing the characteristic relating to displacement X of the target, predetermined detection conditions (C1 to C4 described later) are defined for the target buried in noise, and the characteristics (linear measurement range and zero crossing) of the non-contact sensor satisfying these conditions are defined. Point) can be initialized.

【0027】したがって、検出条件を満足する既知のパ
ラメータのみを使用して、ターゲットを検出することが
できるため、従来技術に示したように、経験的あるいは
試行錯誤的な手法を用いることなく、高精度にターゲッ
トを検出することができる。また、リアルタイム走査手
段を有することにより、平均移動速度とサンプリング周
期からサンプル個数nを所定の条件式にしたがって決定
し、サンプル時刻毎に直線の傾き単調増加指標、ゼロク
ロス判別指標及び受光量判別指標を演算するとともに、
過去nサンプルに渡る指標値を用い、所定の検出条件
(C1からC4)の成立要件に基づいて、線形測定範囲
及びゼロクロス点を特定することができるため、ターゲ
ットの検出を1回の走査動作中にリアルタイムで実行す
ることができ、探索用の走査と初期位置の設定を個別の
動作により実行する方法に比較して、より高速に初期設
定を行うことができる。
Therefore, the target can be detected using only the known parameters satisfying the detection conditions. Therefore, as shown in the prior art, the target can be detected without using an empirical or trial-and-error method. The target can be detected with high accuracy. In addition, by having the real-time scanning means, the number n of samples is determined from the average moving speed and the sampling period in accordance with a predetermined conditional expression, and a straight-line slope monotonically increasing index, a zero-cross discrimination index, and a received light quantity discrimination index are determined at each sample time. Calculate,
Using the index values over the past n samples, the linear measurement range and the zero-crossing point can be specified based on the requirement to satisfy the predetermined detection conditions (C1 to C4). This can be performed in real time, and the initial setting can be performed at a higher speed as compared with a method in which the scanning for search and the setting of the initial position are performed by separate operations.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】まず、本発明の基本原理について
説明する。本発明に係るターゲット検出装置を実現する
ために定義付けられるターゲット検出条件とそのパラメ
ータについて、図面を参照して説明する。なお、本発明
に係るターゲット検出装置は、図9に示した非接触型S
TW装置と同等の構成により実現することができるが、
特に、上述した処理を実行する直線部検出手段、単調増
加検出手段及びゼロクロス検出手段を有していることを
特徴としている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the basic principle of the present invention will be described. The target detection conditions and their parameters defined for realizing the target detection device according to the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the target detection device according to the present invention uses the non-contact type S shown in FIG.
It can be realized by the same configuration as the TW device,
In particular, it is characterized by having a straight line portion detecting means, a monotonous increase detecting means, and a zero-cross detecting means for executing the above-described processing.

【0029】本発明に適用されるターゲット検出条件
は、非接触センサの仕様あるいは特性として規定され
る、図1(a)、(b)に示すような既知のパラメータ
(P1〜P5)を利用する。 P1:非接触センサからの出力信号に基づいて算出され
るA+B信号が所定の信号レベルを維持していることを
検出するためのしきい値P0 P2:非接触センサからの出力信号に基づいて算出され
るA−B信号において検出される直線(線形)部の傾き
(すなわちセンサの感度)G0 P3:A−B信号における直線部の傾きG0近傍の変動
幅σ0 P4:A−B信号において検出される線形区間(線形測
定範囲)の長さXw0 P5:A−B信号において検出される線形区間に存在す
るノイズYn0 そして、これらのパラメータを用いたターゲット検出条
件を、次のように定義付ける。ここで、上記パラメータ
P4に示した線形区間の長さXw0に関して、例えばX
w0/2で規定される区間よりも若干小さめの区間Liを
設定する。これは、非接触センサの仕様や特性により決
定される線形特性が保証される範囲からサーボレンジに
対応させて検出用の区間Li (区間の長さlnとする)
を設定することを意味する。
The target detection conditions applied to the present invention utilize known parameters (P1 to P5) as shown in FIGS. 1A and 1B, which are defined as specifications or characteristics of the non-contact sensor. . P1: threshold value P0 for detecting that the A + B signal calculated based on the output signal from the non-contact sensor maintains a predetermined signal level P2: calculated based on the output signal from the non-contact sensor The slope of the linear (linear) part detected in the AB signal (that is, the sensitivity of the sensor) G0 P3: The variation range σ0 P4 near the slope G0 of the linear part in the AB signal, which is detected in the AB signal The length Xw0 of the linear section (linear measurement range) P5: Noise Yn0 existing in the linear section detected in the AB signal The target detection condition using these parameters is defined as follows. Here, regarding the length Xw0 of the linear section shown in the parameter P4, for example, X
An interval Li slightly smaller than the interval defined by w0 / 2 is set. This corresponds to a section Li for detection (referred to as section length ln) corresponding to the servo range from a range in which linear characteristics determined by the specifications and characteristics of the non-contact sensor are guaranteed.
Means to set.

【0030】C1:A+B信号の信号レベルが十分大き
く(しきい値P0よりも大きく)、区間Li全域で次の関
係が成立する。 P>P0 ・・・・・(1) C2:区間LiにおけるA−B信号の最小二乗近似直線
の傾きGiが所定の範囲内に存在し、次の関係を満た
す。
C1: The signal level of the A + B signal is sufficiently large (greater than the threshold value P0), and the following relationship is established over the entire section Li. P> P0 (1) C2: The gradient Gi of the least-squares approximation straight line of the AB signal in the section Li exists within a predetermined range and satisfies the following relationship.

【0031】 G0(1−σ/100)<Gi<G0(1+σ/100) ・・・・・(2) C3:区間Li全域でA−B信号が単調増加性を示す。 C4:区間Li内でA−B信号のゼロクロス点Zxが存
在する。 上述した各検出条件を用いる場合の判定特性について、
図面を参照して説明する。ここで、図2は、凹面鏡型の
ビーム反射部に対して、非接触センサをX方向に変位さ
せた場合に得られるA+B信号(受光量)及びA−B信号
(変位検出信号)の波形図であり、図3は、図2に示した
各信号に基づいて、上述したパラメータ及び検出条件に
対応するように加工処理を施した信号図である。また、
図3において、隣り合う区間相互のずれ量をδL=0と
し、各々の信号波形図のX軸は、各区間Liの中心点の
変位位置を表している。
G 0 (1−σ / 100) <G i <G 0 (1 + σ / 100) (2) C3: The AB signal shows a monotonic increase over the entire section Li. C4: A zero-cross point Zx of the AB signal exists in the section Li. Regarding the determination characteristics when using each of the above detection conditions,
This will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 2 shows an A + B signal (light receiving amount) and an AB signal obtained when the non-contact sensor is displaced in the X direction with respect to the concave mirror type beam reflecting portion.
FIG. 3 is a signal diagram obtained by processing based on each signal shown in FIG. 2 so as to correspond to the above-described parameters and detection conditions. Also,
In FIG. 3, the displacement between adjacent sections is δL = 0, and the X-axis of each signal waveform diagram represents the displacement position of the center point of each section Li.

【0032】検出条件C2をターゲットの検出、判定に
用いた場合、図3(a)に示すように、近似直線の傾き
(センサ感度)G0に対してσ(例えば20%)以内の誤
差範囲に収まる領域は、溝部の中心部に限定されるた
め、確実にターゲットを検出することができる。一方、
検出条件C1のみをターゲットの検出、判定に用いた場
合、例えば凹面鏡を構成する溝部中心付近で、A+B信
号の信号レベルがしきい値P0を超える状態を検出する
ことができる。しかし、図2(a)及び図3(b)に示
すように、溝部の中心部以外にアーム表面や、溝内部の
状態等により発生するゴースト信号によっても同様の検
出結果(A+B信号判定)が得られる場合もあり、単独
で検出条件として採用するには不確定な要素を含んでい
る。
When the detection condition C2 is used for target detection and judgment, as shown in FIG. 3A, the error range within .sigma. (For example, 20%) with respect to the gradient (sensor sensitivity) G0 of the approximate straight line. Since the area that fits is limited to the center of the groove, the target can be reliably detected. on the other hand,
When only the detection condition C1 is used for the detection and determination of the target, a state where the signal level of the A + B signal exceeds the threshold value P0 can be detected, for example, near the center of the groove constituting the concave mirror. However, as shown in FIGS. 2 (a) and 3 (b), similar detection results (A + B signal determination) are obtained not only at the center of the groove but also at the ghost signal generated due to the state of the arm surface or the inside of the groove. In some cases, it may be obtained, and includes an indeterminate element to be independently adopted as a detection condition.

【0033】また、検出条件C3のみをターゲットの検
出、判定に用いた場合、溝部中心付近でA−B信号が変
位Xに関して長さlnに渡って単調増加する状態を検出
することができる。しかし、図3(c)に示すように、
溝部の中心部以外にも溝内部のゴースト信号や溝端部に
おいても同様の検出結果(単調増加判定)が得られるた
め、単独で検出条件として採用するには不確定な要素を
含んでいる。
When only the detection condition C3 is used for target detection and determination, it is possible to detect a state where the AB signal monotonically increases over the length ln with respect to the displacement X near the center of the groove. However, as shown in FIG.
A similar detection result (monotonic increase determination) is obtained not only at the center of the groove but also at the ghost signal inside the groove and at the end of the groove.

【0034】また、検出条件C4のみをターゲットの検
出、判定に用いた場合、ターゲット及び溝端部付近でA
−B信号が変位Xの増加する方向に−から+に遷移する
状態を検出することができる。しかし、図3(d)に示
すように、溝部の中心部以外にもアーム表面の傷等によ
っても同様の検出結果(ゼロクロス判定)が得られるた
め、単独で検出条件として採用するには不確定な要素を
含んでいる。
When only the detection condition C4 is used for the detection and determination of the target, A
A state in which the −B signal transitions from − to + in the direction in which the displacement X increases can be detected. However, as shown in FIG. 3D, a similar detection result (zero-cross determination) can be obtained not only at the center of the groove but also due to a scratch on the arm surface, etc. Elements are included.

【0035】そこで、本発明においては、非接触センサ
の仕様あるいは特性として規定されている既知のパラメ
ータを利用し、かつ、ターゲット検出条件として上述し
た条件C2を必須の要件とし、他の条件C1、C3、C
4を適宜組み合わせることにより、従来の検出方法のよ
うに、経験的または試行錯誤的な手法を用いることな
く、正確にターゲットを検出するものである。
Therefore, in the present invention, known parameters defined as specifications or characteristics of the non-contact sensor are used, and the above-mentioned condition C2 is required as a target detection condition, and other conditions C1, C3, C
By appropriately combining the four, the target can be accurately detected without using an empirical or trial-and-error method as in the conventional detection method.

【0036】[0036]

【実施例】次に、本発明に係るターゲット検出装置の第
1の実施例について、図面を参照して説明する。本実施
例のターゲット検出装置は、ターゲットの検出処理を実
行するために、直線部検出手段と、単調増加検出手段
と、ゼロクロス検出手段とを有して構成されている。
Next, a first embodiment of the target detecting apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. The target detection device of the present embodiment is configured to include a linear portion detection unit, a monotone increase detection unit, and a zero-cross detection unit in order to execute a target detection process.

【0037】まず、各構成の説明に先立って、図4
(a)に示すように、ターゲット走査範囲に渡って長さ
Xw0に対応付けて設定された区間Li毎に分割し、各区
間Li(i=1,2,3,・・)のうち、上述した検出条
件C1〜C4が全て成立する区間Lzを、図1に示した
非接触センサの仕様を満たすターゲット(線形化範囲)と
見なし、区間Lz内のゼロクロス点Zxを変位0の中立
点と判定するものと定義付ける。ここで、図4(a)
は、ターゲット周辺のA−B信号の信号波形と、区間の
分割方法を示す図である。
First, prior to describing each configuration, FIG.
As shown in (a), the target image is divided into sections Li set in association with the length Xw0 over the target scanning range, and among the sections Li (i = 1, 2, 3,...), The section Lz where all of the detected conditions C1 to C4 are satisfied is regarded as a target (linearization range) satisfying the specification of the non-contact sensor shown in FIG. 1, and the zero cross point Zx in the section Lz is determined as the neutral point of the displacement 0. To be defined. Here, FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a signal waveform of an AB signal around a target and a method of dividing a section.

【0038】(直線部検出手段)次に、本実施例に適用
される直線部検出手段における処理概念について、図4
を参照して説明する。図4(b)は、図4(a)に示し
た信号波形に対応し、各区間Li毎の近似直線の傾きを
示す図である。
(Linear part detecting means) Next, the processing concept of the linear part detecting means applied to this embodiment will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 4B is a diagram corresponding to the signal waveform shown in FIG. 4A and showing the slope of the approximate straight line for each section Li.

【0039】直線部検出手段は、上記検出条件C2を判
別するための構成であって、図4(a)、(b)に示す
ように、位置X方向に適当な幅δLづつずらした長さが
Xw0またはそれに対応する長さの区間Liに設定し、区
間Liごとに最小二乗法を用いて直線近似した時の傾き
(図4(a)中、一点鎖線で表示)を求める。各区間Li
の中点mi(i=1,2,3,・・)に関して得られた直
線の傾きG(Li)をプロットすると、A−B信号の線
形化可能区間(図4(b)中、L3〜L4に相当)で極大
値を取り、かつ、非接触センサの仕様に規定された所定
の範囲[Gw0−σ0,Gw0+σ0]に収まる領域が判別
される。
The linear portion detecting means is a structure for determining the above-mentioned detection condition C2. As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the linear portion detecting means has a length shifted by an appropriate width δL in the position X direction. Is set to Xw0 or a section Li having a length corresponding to Xw0, and the slope when a straight line is approximated using the least squares method for each section Li
(Indicated by a dashed line in FIG. 4A). Each section Li
The midpoint m i (i = 1,2,3, ·· ) is plotted linear gradient G (Li) obtained for, in linearizable section A-B signal (FIG. 4 (b), L3 (Corresponding to .about.L4) and a region falling within a predetermined range [Gw0-.sigma.0, Gw0 + .sigma.0] defined in the specification of the non-contact sensor is determined.

【0040】図4に示した例では、区間Liと線形化可
能区間がずれて、区間L3〜L4の間に線形化可能区間が
存在するため、傾きG(L3)、G(L4)が真の極大値
にはならないが、δLを十分小さく設定することによ
り、極大値を精度良く求めることができる。なお、図4
(b)において、破線CgはδLを無限小に設定した場
合の連続曲線を示す。
In the example shown in FIG. 4, since the section Li and the linearizable section are shifted and a linearizable section exists between the sections L3 and L4, the slopes G (L3) and G (L4) are true. The maximum value can be obtained with high accuracy by setting δL sufficiently small. FIG.
In (b), the broken line Cg indicates a continuous curve when δL is set to infinity.

【0041】(単調増加検出手段)次に、本実施例に適
用される単調増加検出手段における処理概念について、
図5を参照して説明する。上述した区間Liの設定状況
によっては、実際の傾きG(Li)が所定の傾きGw0に
比較してはるかに大きい場合であっても、平均的にG
(Li)がGw0に近似していれば、線形化可能区間と見
なしてしまう可能性がある。
(Monotone increase detection means) Next, the processing concept of the monotone increase detection means applied to this embodiment will be described.
This will be described with reference to FIG. Depending on the setting condition of the section Li described above, even if the actual gradient G (Li) is much larger than the predetermined gradient Gw0, G
If (Li) is close to Gw0, it may be regarded as a linearizable section.

【0042】そこで、図5に示すように、A−B信号の
信号波形の単調増加性(dY/dX>0)を調べ、区間
Li全域で単調増加が観測された場合には、Liをターゲ
ットと判断する。すなわち、単調増加検出手段は、上記
検出条件C3を判別する。図5に示した例では、区間L
i中に単調増加と判断されない領域が存在するため、タ
ーゲット対象から除外される。
Therefore, as shown in FIG. 5, the monotonic increase (dY / dX> 0) of the signal waveform of the AB signal is examined, and when the monotonic increase is observed in the entire section Li, Li is targeted. Judge. That is, the monotonous increase detecting means determines the detection condition C3. In the example shown in FIG.
Since there is a region in i that is not determined to be monotonically increasing, it is excluded from the target targets.

【0043】(ゼロクロス検出手段)次に、本実施例に
適用されるゼロクロス検出手段における処理概念につい
て、図6を参照して説明する。上述したように、A−B
信号の信号波形の傾き成分のみに着目すると、区間Li
が線形化可能区間と見なされる可能性がある。
(Zero Cross Detection Means) Next, the processing concept of the zero cross detection means applied to this embodiment will be described with reference to FIG. As mentioned above, AB
Focusing only on the slope component of the signal waveform of the signal, the section Li
May be considered as a linearizable section.

【0044】そこで、図6に示すように、X軸の増加す
る方向にA−B信号が「−」から「+」に遷移、あるい
は、A−B信号が「+」から「−」に遷移するゼロクロ
ス点を調べ、区間Li内でゼロクロス点が存在した場合
には、Liをターゲットと判別する。図6に示した例で
は、ゼロクロス点Zxが区間Li外の領域に存在するた
め、ターゲット対象から除外される。
Therefore, as shown in FIG. 6, the AB signal transitions from "-" to "+" in the increasing direction of the X axis, or the AB signal transitions from "+" to "-". The zero cross point to be performed is checked, and if a zero cross point exists in the section Li, Li is determined to be the target. In the example shown in FIG. 6, since the zero cross point Zx exists in the area outside the section Li, it is excluded from the target.

【0045】上述した各検出手段を適宜組み合わせて、
検出条件C2とC1、C3、C4のいずれか、あるい
は、すべての条件を満たす区間をターゲットと判別する
ことができる。特に、全ての検出条件C1〜C4を満た
す区間は、溝部(ビーム反射部)の中央部にしか存在し
ないため、ゼロクロス点(サーボの中立点)としてX=X
tを1点のみに特定することができる。
By appropriately combining the above detection means,
Any one of the detection conditions C2 and C1, C3, C4, or a section satisfying all the conditions can be determined as the target. In particular, since a section satisfying all of the detection conditions C1 to C4 exists only in the center of the groove (beam reflection section), X = X as a zero cross point (servo neutral point).
t can be specified to only one point.

【0046】したがって、このような検出条件C1〜C
4を有する検出手段を採用することにより、検出される
X方向の位置Xtに関する情報を図9に示したSTW側
アーム用の制御部に与えることができ、STW側アーム
をXtの位置まで移動し、レーザビームが溝中心に照射
される位置に高精度で制御することができ、磁気ディス
ク側の制御部に指示を与えることにより、サーボの中立
点でサーボロックして、非接触型STW装置の初期操作
の設定を行うことができる。
Therefore, such detection conditions C1 to C
By employing the detecting means having the position 4, the information on the detected position Xt in the X direction can be given to the control unit for the STW side arm shown in FIG. 9, and the STW side arm is moved to the position Xt. The position at which the laser beam is irradiated to the center of the groove can be controlled with high precision. By giving an instruction to the control unit on the magnetic disk side, the servo is locked at the neutral point of the servo, and the non-contact type STW device Initial operation settings can be made.

【0047】次に、本発明に係るターゲット検出装置の
第2の実施例について、図面を参照して説明する。本実
施例は、上述した実施例に示したターゲット検出処理を
1回の探索動作中にリアルタイムで実行するためのリア
ルタイム走査手段を有していることを特徴とする。
Next, a second embodiment of the target detecting apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is characterized in that it has a real-time scanning means for executing the target detection processing shown in the above-described embodiment in real time during one search operation.

【0048】上述したターゲット検出処理を1回の探索
動作中にリアルタイムで実行するためには、現在時刻t
kについて、次の条件式が全て成り立った場合に、Zj=
1となる位置Xjをターゲットの中立点と判別する。 C11:ΠPj=1 ・・・(11) C12:G0(1−σ/100)<Gk<G0(1+σ/100)・・・(12) C13:ΠMj=1 ・・・(13) C14:ΣZj=1 ・・・(14) ここで、各々のパラメータは次の通りである。
In order to execute the above-described target detection processing in real time during one search operation, the current time t
For k , if all of the following conditional expressions hold, then Zj =
The position Xj that is 1 is determined to be the neutral point of the target. C11: ΠPj = 1 (11) C12: G0 (1-σ / 100) <Gk <G0 (1 + σ / 100) (12) C13: ΠMj = 1 (13) C14: ΣZj = 1 (14) Here, each parameter is as follows.

【0049】P11:直線の傾き:Gk P12:単調増加指標:Mj(j=k,・・・,k-n+1) P13:ゼロクロス判別指標:Zj(j=k,・・・,k-n+
1) P14:受光量判別指標:Pj(j=k,・・・,k-n+1) また、Πは、j=k、・・・、k−n+1に関して、累
積乗算する記号であり、Σは、j=k、・・・、k−n
+1に関して、累積加算する記号である。
P11: slope of straight line: Gk P12: monotone increasing index: Mj (j = k,..., K-n + 1) P13: zero-cross discriminating index: Zj (j = k,. n +
1) P14: Light reception amount discrimination index: Pj (j = k,..., K-n + 1) Further, Π is a symbol for cumulatively multiplying j = k,. Σ is j = k,..., Kn
+1 is a symbol for cumulative addition.

【0050】次いで、本実施例で規定されるパラメータ
P11〜P14(直線の傾き、単調増加指標、ゼロクロ
ス指標、受光量判別指標)について、図7を参照して説
明する。 (直線の傾き算出処理)図7に示すように、各サンプル
時刻tjにおける位置Xと、センサ出力Y(A−B信号)
の値をXj、Yjとし、現在時刻tj=tkから時刻を遡っ
て計n個のサンプルデータの組を記憶し、これに基づい
て直線の傾きGkを算出する。
Next, parameters P11 to P14 (slope of a straight line, a monotone increase index, a zero-cross index, a light-receiving amount determination index) defined in this embodiment will be described with reference to FIG. (Line inclination calculation processing) As shown in FIG. 7, the position X at each sample time t j and the sensor output Y (AB signal)
Are set to X j and Y j, and a set of a total of n sample data is stored retroactively from the current time t j = t k, and the slope Gk of the straight line is calculated based on the set.

【0051】計n個のサンプルデータは、次のような組
み合わせで表される。 {(Xk、Yk)、(Xk-1,Yk-1)、・・(Xk-n+1
k-n+1)} そして、直線の傾きGkを算出する式は、次のように表
される。 Gk=Σ(Xj−mean(Xk))(Yj−mean(Yk))/Σ(Xj−mean(Xk))2 ・・・(21) 但し、mean(Xk)=ΣXj、mean(Yk)=ΣYjである。ま
た、上述したように、Σは、j=k,・・・,k-n+1に関し
て、累積加算するものである。
The total n pieces of sample data are represented by the following combinations. {(X k , Y k ), (X k−1 , Y k−1 ),... (X k−n + 1 ,
Y k−n + 1 )} Then, an equation for calculating the gradient G k of the straight line is expressed as follows. G k = Σ (X j −mean (X k )) (Y j −mean (Y k )) / Σ (X j −mean (X k )) 2 (21) where mean (X k ) = ΣX j , mean (Y k ) = ΣY j . As described above, Σ is cumulatively added for j = k,..., K−n + 1.

【0052】さらに、サンプルデータの個数nは、次の
ように設定される。 n=Xw0/(Vm・Ts) ・・・(22) ここで、VmはX方向の平均移動速度、Tsはサンプリ
ング周期である。(単調増加判別処理)位置(走査変
位)XとA−B信号(信号レベル)Yが次式を満たす場
合に、単調増加指標Mj=1とし、その他の場合にはMj
=0と規定して、過去nサンプルに遡って単調増加指標
Mj(j=k,・・・,k-n+1)を記憶する。
Further, the number n of the sample data is set as follows. n = Xw0 / (Vm · Ts) (22) Here, Vm is an average moving speed in the X direction, and Ts is a sampling period. (Monotone increase discrimination processing) When the position (scan displacement) X and the AB signal (signal level) Y satisfy the following expression, the monotone increase index Mj is set to 1; otherwise, Mj is set to Mj.
= 0, and stores the monotone increasing index Mj (j = k,..., K-n + 1) going back to the past n samples.

【0053】 sign(Xj−Xj-1)・(Yj−Yj-1)+Yn0>0 ・・・(23) (ゼロクロス判別処理)位置(走査変位)XとA−B信
号(信号レベル)Yが次式を満たす場合に、ゼロクロス
判別指標Zj=1とし、その他の場合にはZj=0と規定
して、過去nサンプルに遡ってゼロクロス判別指標Zj
(j=k,・・・,k-n+1)を記憶する。
Sign (X j −X j−1 ) · (Y j −Y j−1 ) + Y n0 > 0 (23) (Zero crossing discrimination processing) Position (scan displacement) X and AB signal ( If the signal level) Y satisfies the following equation, the zero-crossing discrimination index Zj is set to 1, and in other cases, Zj = 0 is defined, and the zero-crossing discrimination index Zj is traced back to the past n samples.
(J = k,..., K−n + 1) are stored.

【0054】 sign(Yj-1)・sign(jk)<0 かつ ・・・(24) sign(Xj−Xj-1)・sign(Yj−Yj-1)>0 (受光量判別処理)A+B信号(信号レベル)Pが次式
を満たす場合に、受光量判別指標Pj=1とし、その他
の場合にはPj=0と規定して、過去nサンプルに遡っ
て受光量判別指標Pj(j=k,・・・,k-n+1)を記憶す
る。
Sign (Y j−1 ) · sign (jk) <0 and (24) sign (X j −X j−1 ) · sign (Y j −Y j−1 )> 0 (light receiving amount Discrimination processing) When the A + B signal (signal level) P satisfies the following equation, the received light amount discrimination index Pj = 1, otherwise, Pj = 0 is specified, and the received light discrimination index retroactive to the past n samples Pj (j = k,..., K-n + 1) is stored.

【0055】 P>P0 ・・・(25) このように、第1の実施例に示したターゲット検出装置
の構成に加え、上述したような処理方法を有するリアル
タイム走査手段を採用することにより、平均移動速度と
サンプリング周期に基づいて過去に遡って記憶するサン
プル個数を決定し、サンプル時刻毎に直線の傾き、単調
増加指標、ゼロクロス判別指標及び受光量判別指標を処
理判別して、探索動作中にリアルタイムでターゲットの
検出を行うことができる。
P> P0 (25) As described above, in addition to the configuration of the target detection device shown in the first embodiment, by employing the real-time scanning means having the processing method described above, the average The number of samples to be stored retrospectively is determined based on the moving speed and the sampling cycle, and the slope of the straight line, the monotone increasing index, the zero-crossing determining index, and the light receiving amount determining index are processed and determined at each sample time, and during the search operation. Target detection can be performed in real time.

【0056】なお、本実施例においては、STW装置の
アームの位置決め制御に適用される構成について説明し
たが、本発明はこの形態に限定されるものではない。要
するに、非接触センサとビーム反射部との組み合わせを
有する位置検出機構であれば、本発明を良好に適用する
ことができることはいうまでもない。また、本発明が適
用される非接触センサとビーム反射部の構成として、2
分割式非接触センサと凹面鏡の組み合わせを示したが、
本発明の適用範囲はこの構成に限定されるものではな
い。
In this embodiment, the configuration applied to the positioning control of the arm of the STW device has been described, but the present invention is not limited to this embodiment. In short, it goes without saying that the present invention can be favorably applied to any position detecting mechanism having a combination of a non-contact sensor and a beam reflecting section. The configuration of the non-contact sensor and the beam reflection unit to which the present invention is applied is 2
Although the combination of the split type non-contact sensor and concave mirror was shown,
The applicable range of the present invention is not limited to this configuration.

【0057】要するに、図11に示したような出力信号
特性が得られるものであれば、ビーム反射部の構成も上
述した凹面鏡形状に限らず、凸面鏡形状でもよく、ま
た、磁気ディスク側アーム上に円筒状の鏡面部材等を固
定したものであってもよいことはいうまでもない。
In short, as long as the output signal characteristics as shown in FIG. 11 can be obtained, the configuration of the beam reflecting portion is not limited to the above-described concave mirror shape, but may be a convex mirror shape. It is needless to say that a cylindrical mirror member or the like may be fixed.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
直線部検出手段、単調増加検出手段、ゼロクロス検出手
段を具備することにより、非接触センサからの出力信号
に基づいて得られるA−B信号の変位Xに関する特性を
利用して、ノイズに埋もれたターゲットに対して、所定
の検出条件(後述するC1からC4)を規定し、これら
の条件を満たす非接触センサの特性(線形測定範囲及び
ゼロクロス点)を初期設定することができる。
As described above, according to the present invention,
A target buried in noise by using a characteristic relating to a displacement X of an AB signal obtained based on an output signal from a non-contact sensor by including a linear portion detecting unit, a monotonic increase detecting unit, and a zero cross detecting unit. , Predetermined detection conditions (C1 to C4 to be described later) are defined, and the characteristics (linear measurement range and zero-cross point) of the non-contact sensor satisfying these conditions can be initialized.

【0059】したがって、検出条件を満足する既知のパ
ラメータのみを使用して、ターゲットを検出することが
できるため、従来技術に示したように、経験的あるいは
試行錯誤的な手法を用いることなく、高精度にターゲッ
トを検出することができる。また、リアルタイム走査手
段を具備することにより、平均移動速度とサンプリング
周期からサンプル個数nを所定の条件式にしたがって決
定し、サンプル時刻毎に直線の傾き単調増加指標、ゼロ
クロス判別指標及び受光量判別指標を演算するととも
に、過去nサンプルに渡る指標値を用い、所定の検出条
件(C1からC4)の成立要件に基づいて、線形測定範
囲及びゼロクロス点を特定することができる。
Therefore, the target can be detected using only the known parameters that satisfy the detection condition. Therefore, as shown in the prior art, the target can be detected without using an empirical or trial-and-error method. The target can be detected with high accuracy. In addition, by providing the real-time scanning means, the number n of samples is determined from the average moving speed and the sampling period in accordance with a predetermined conditional expression, and a straight-line slope monotone increasing index, a zero-crossing determining index, and a light receiving amount determining index are determined at each sampling time. Is calculated, and the linear measurement range and the zero-cross point can be specified based on the requirement to satisfy the predetermined detection conditions (C1 to C4) using the index values over the past n samples.

【0060】したがって、ターゲットの検出を1回の走
査動作中にリアルタイムで実行することができ、探索用
の走査と初期位置の設定を個別の動作により実行する方
法に比較して、より高速に初期設定を行うことができ
る。
Therefore, the target can be detected in real time during one scanning operation, and the initial scanning can be performed at a higher speed as compared with a method in which the scanning for search and the setting of the initial position are executed by individual operations. Settings can be made.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るターゲット検出装置に適用される
非接触センサのパラメータを示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing parameters of a non-contact sensor applied to a target detection device according to the present invention.

【図2】ターゲット検出処理の基本原理を示す概念図
(その1)である。
FIG. 2 is a conceptual diagram (part 1) illustrating a basic principle of target detection processing.

【図3】ターゲット検出処理の基本原理を示す概念図
(その2)である。
FIG. 3 is a conceptual diagram (part 2) illustrating the basic principle of target detection processing.

【図4】本発明に係るターゲット検出装置に適用される
直線部検出手段の処理概念を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a processing concept of a straight line portion detection unit applied to the target detection device according to the present invention.

【図5】本発明に係るターゲット検出装置に適用される
単調増加検出手段の処理概念を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a processing concept of a monotonous increase detection means applied to the target detection device according to the present invention.

【図6】本発明に係るターゲット検出装置に適用される
ゼロクロス検出手段の処理概念を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a processing concept of a zero-cross detecting means applied to the target detecting device according to the present invention.

【図7】本発明に係るターゲット検出装置に適用される
リアルタイム走査手段の処理概念を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a processing concept of a real-time scanning unit applied to the target detection device according to the present invention.

【図8】従来の接触型STW装置の概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a conventional contact STW device.

【図9】従来の非接触型STW装置の概略構成図であ
る。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a conventional non-contact type STW device.

【図10】非接触センサとビーム反射部の具体構成例を
示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a specific configuration example of a non-contact sensor and a beam reflecting unit.

【図11】変位検出処理の概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram of a displacement detection process.

【図12】線形化領域の判別手法を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a method for determining a linearized region.

【図13】従来技術の問題点を説明する図である。FIG. 13 is a diagram for explaining a problem of the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 磁気ディスク 20 磁気ディスク側アーム 30 プッシュピン 31 非接触センサ 31a、31b 受光素子 32 ビーム反射部 32a 凹面鏡 33 反射ビーム 40 STW側アーム 50 VCM 60 エンコーダ 70,71 VCM制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Magnetic disk 20 Magnetic disk side arm 30 Push pin 31 Non-contact sensor 31a, 31b Light receiving element 32 Beam reflection part 32a Concave mirror 33 Reflection beam 40 STW side arm 50 VCM 60 Encoder 70, 71 VCM control part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA02 AA22 AA31 AA39 BB03 BB24 BB25 CC03 DD03 DD06 FF66 GG04 HH04 JJ03 JJ23 JJ26 LL19 QQ08 QQ23 QQ25 QQ27 QQ29 QQ42 2F112 AA07 BA05 BA06 CA12 DA09 DA25 DA28 FA09 FA19 FA41 5D096 WW02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 2F065 AA02 AA22 AA31 AA39 BB03 BB24 BB25 CC03 DD03 DD06 FF66 GG04 HH04 JJ03 JJ23 JJ26 LL19 QQ08 QQ23 QQ25 QQ27 QQ29 QQ42 2F112 AA07 BA05 FA06 DA09 FA09 DA09 FA09 DA09 FA09 DA09 FA09

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一対の受光素子が2次元的に配置された2
分割式の非接触センサと、該非接触センサに対向して配
置された検出対象に設けられたビーム反射部とを具備
し、 前記ビーム反射部からの反射ビームにより前記非接触セ
ンサから出力される信号波形に対して、所定の線形特性
を示す領域を抽出し、該抽出領域を直線近似した際の傾
きに基づいて、前記非接触センサの線形測定範囲を規定
する直線部検出手段を有することを特徴とするターゲッ
ト検出装置。
1. A two-dimensional arrangement in which a pair of light receiving elements are two-dimensionally arranged.
A signal output from the non-contact sensor by a split-type non-contact sensor and a beam reflection unit provided on a detection object arranged to face the non-contact sensor, and a reflected beam from the beam reflection unit It has a linear part detecting means for extracting a region showing a predetermined linear characteristic with respect to the waveform, and defining a linear measurement range of the non-contact sensor based on a slope when the extracted region is linearly approximated. Target detection device.
【請求項2】前記直線部検出手段は、前記非接触センサ
から出力される信号波形を所定の幅を有する複数の区間
に分割し、該区間毎に最小二乗法を適用して直線近似
し、該近似直線の傾きが最大になる前記区間を前記非接
触センサの線形測定範囲に規定することを特徴とする請
求項1記載のターゲット検出装置。
2. The linear part detecting means divides a signal waveform output from the non-contact sensor into a plurality of sections having a predetermined width, applies a least square method to each of the sections, and approximates a straight line, 2. The target detecting apparatus according to claim 1, wherein the section in which the slope of the approximate straight line is maximum is defined in a linear measurement range of the non-contact sensor.
【請求項3】前記非接触センサから出力される信号波形
が、前記区間内全域で単調増加性を示すことを検出する
単調増加検出手段を有し、 前記直線部検出手段により規定される前記非接触センサ
の線形測定範囲のうち、前記単調増加検出手段により検
出された前記区間をターゲットと判断することを特徴と
する請求項2記載のターゲット検出装置。
3. A monotonic increase detecting means for detecting that a signal waveform outputted from said non-contact sensor shows monotonic increasing property in the entire area of said section, wherein said non-contact signal defined by said linear part detecting means is provided. 3. The target detection device according to claim 2, wherein the section detected by the monotonic increase detection means in the linear measurement range of the contact sensor is determined as a target.
【請求項4】前記非接触センサから出力される信号波形
が、前記区間内にゼロクロス点を包含することを検出す
るゼロクロス検出手段を有し、 前記直線部検出手段により規定される前記非接触センサ
の線形測定範囲のうち、前記ゼロクロス検出手段により
検出された前記区間をターゲットと判断することを特徴
とする請求項2又は3記載のターゲット検出装置。
4. A non-contact sensor defined by said linear portion detecting means, comprising: zero-cross detection means for detecting that a signal waveform output from said non-contact sensor includes a zero-cross point in said section. 4. The target detecting device according to claim 2, wherein the section detected by the zero-cross detecting means in the linear measurement range is determined as a target.
【請求項5】前記非接触センサから出力される信号は、
前記非接触センサを構成する前記一対の受光素子の各々
から出力される検出信号相互の差によって規定される信
号であることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載
のターゲット検出装置。
5. A signal output from the non-contact sensor,
The target detection device according to claim 1, wherein the target detection device is a signal defined by a difference between detection signals output from each of the pair of light receiving elements constituting the non-contact sensor.
【請求項6】所定のサンプル個数を設定し、該サンプル
個数に対応するサンプリング時刻毎に、前記近似直線の
傾き、前記信号波形の単調増加性及びゼロクロス点、前
記非接触センサにおける受光量をターゲット判別指標と
してサンプリングし、 前記サンプル個数分の前記ターゲット判別指標に基づい
て、前記直線部検出手段、前記単調増加検出手段及び前
記ゼロクロス検出手段におけるターゲットの判断処理を
実行するリアルタイム走査手段を有することを特徴とす
る請求項1、2、3、4又は5記載のターゲット検出装
置。
6. A predetermined number of samples is set, and at each sampling time corresponding to the number of samples, the slope of the approximate straight line, monotonic increase and zero-cross point of the signal waveform, and the amount of received light in the non-contact sensor are set as targets. Sampling as a discrimination index, and based on the target discrimination index for the number of samples, real-time scanning means for executing a target judgment process in the linear portion detection means, the monotone increase detection means and the zero-cross detection means. The target detection apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein
【請求項7】前記リアルタイム走査手段は、前記検出対
象に対する前記非接触センサの平均移動速度と、予め設
定されたサンプリング周期に基づいて、前記サンプル個
数を決定することを特徴とする請求項6記載のターゲッ
ト検出装置。
7. The real-time scanning unit according to claim 6, wherein the number of samples is determined based on an average moving speed of the non-contact sensor with respect to the detection target and a preset sampling period. Target detection device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014117537A (en) * 2012-12-18 2014-06-30 Fujitsu Ltd Waveform detecting device, waveform detecting method, and waveform detecting program

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014117537A (en) * 2012-12-18 2014-06-30 Fujitsu Ltd Waveform detecting device, waveform detecting method, and waveform detecting program

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