JP2000283791A - 信号生成方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の位相を有する複数の信号を生成し、出
力する信号生成方法及び装置に関し、正確な位相差の２
相出力信号が得られる信号生成方法及び装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 受光素子１３ａから出力される出力信号
ａのピークを検出し、出力信号ａのピークの平均値ａre
f を求め、また、出力信号ａのピークにおける受光素子
１３ｂから出力される出力信号ｂの平均値ｂL 、ｂH を
求め、平均値ａref を閾値として出力信号ａを比較し、
出力パルス信号Ａを求め、平均値ｂL 、ｂH を閾値とし
て出力信号ｂを比較し、出力パルス信号Ｂを求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は信号生成方法及び装
置に係り、特に、所定の位相を有する複数の信号を生成
し、出力する信号生成方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】２相インクリメンタル型エンコーダで
は、所定の位相差を有するＡ相、Ｂ相の２相の出力信号
を出力する。出力される２相の出力信号は、例えば、９
０°の位相差とされる。図９は従来の２相インクリメン
タル型エンコーダの一例の構成図を示す。

【０００３】図９に示す２相インクリメンタル型エンコ
ーダ１００は、スケール１０１、発光素子１０２、第１
の受光素子１０３、第２の受光素子１０４から構成され
る。スケール１０１は、矢印Ｘ方向に移動可能とされて
いる。スケール１０１には、同一幅ｄ０、同一ピッチｐ
０の第１のスリット１０５及び第２のスリット１０６が
Ｘ方向に１／４ピッチ分だけずれて配置されている。

【０００４】発光素子１０２は、スケール１０１の一方
の面に固定され、スケール１０１の一方の面に向けて光
を出射する。発光素子１０２から出射された光は、第１
及び第２のスリット１０５、１０６を透過してスケール
１０１の他方の面に供給される。スケール１０１の他方
の面には、第１及び第２の受光素子１０３、１０４が矢
印Ｘ方向に直交する矢印Ｙ方向に配列される。第１の受
光素子１０３は、第１のスリット１０５の透過光を受光
し、第１の信号を生成する。第２の受光素子１０４は、
第２のスリット１０６の透過光を受光し、第２の信号を
生成する。

【０００５】第１の受光素子１０３により生成される第
１の信号と第２の受光素子１０４により生成される第２
の信号とは、位相差が９０°となるように配置される。
即ち、矢印Ｙ方向の直線状に配置される。また、９０°
の位相差の信号を得るために、光を透過させるためのス
リットを共通のものとし、受光素子を９０°の位相差分
だけずらして、配置したものもあった。

【０００６】図１０は従来の他の一例の構成図を示す。
図１０に示す２相インクリメンタル型エンコーダ２００
は、スケール２０１、発光素子２０２、第１の受光素子
２０３、第２の受光素子２０４から構成される。 スケ
ール２０１は、矢印Ｘ方向に移動可能とされている。ス
ケール２０１には、幅ｄ０、ピッチｐ０のスリット２０
５が形成されている。

【０００７】発光素子２０２は、スケール２０１の一方
の面に固定され、スケール２０１の一方の面に向けて光
を出射する。発光素子２０２から出射された光は、スリ
ット２０５を透過してスケール２０１の他方の面に供給
される。スケール２０１の他方の面には、第１及び第２
の受光素子２０３、２０４が矢印Ｘ方向に直交する矢印
Ｙ方向に配列される。第１及び第２の受光素子２０３、
２０４は共に、スリット２０５の透過光を受光し、第１
の信号及び第２の信号を生成する。

【０００８】第１の受光素子２０３により生成される第
１の信号と第２の受光素子２０４により生成される第２
の信号とは、位相差が９０°となるように配置される。
即ち、矢印Ｘ方向にスリット２０５の１／４ピッチ分だ
けずれて配置される。 上記図９、図１０の第１受光素
子１０３、２０３及び第２の受光素子１０４、２０４で
得られた第１の信号及び第２の信号は、それぞれにコン
パレータに供給され、予め設定された閾値Ｖref と比較
されて、第１の出力パルス信号及び第２の出力パルス信
号とされて出力される。

【０００９】図１１は従来の一例の動作説明図を示す。
図１１（Ａ）は第１受光素子１０３、２０３及び第２の
受光素子１０４、２０４の第１及び第２の出力信号ａ、
ｂ、図１１（Ｂ）は第１の出力パルス信号Ａ、図１１
（Ｃ）は第２の出力パルス信号Ｂを示す。図１１（Ａ）
に実線で示すように第１の受光素子１０３、２０３と第
２の受光素子１０４、２０４との位置が正確に配置され
ていれば、第１の受光素子１０３から出力される第１の
出力信号ａと第２の受光素子１０４から出力される第２
の出力信号ｂとの位相差は９０°となり、所定の閾値Ｖ
ref により得られる第１及び第２の出力パルス信号Ａ、
Ｂは図１１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように９０°の位相差
のパルス信号となる。

【００１０】しかし、第１の受光素子１０３、２０３と
第２の受光素子１０４、２０４との位置が正確に配置さ
れないと、第１の受光素子１０３から出力される第１の
出力信号ａと第２の受光素子１０４から出力される第２
の出力信号ｂ’との位相差が図１１（Ａ）に破線で示す
ようにずれてしまい、図１１（Ｃ）に破線で示すように
第１及び第２の出力パルス信号Ａ、Ｂの位相差が９０°
からずれてしまう。このため、第１の受光素子１０３、
２０３と第２の受光素子２０３、２０４との位置を正確
に決定する必要があった。

【００１１】なお、図９，図１０では、光学式リニアエ
ンコーダについて説明したが、２相インクリメンタル形
エンコーダは、検出方式として上記光学式の他に磁気式
があるとともに、検出方向として上記リニア型の他にロ
ータリ型があり、これらの組み合わせについても同様に
位置精度が必要となる。

【００１２】

【発明が解決しようする課題】しかるに、従来の２相イ
ンクリメンタル型エンコーダでは、Ａ相、Ｂ相の２相の
出力信号ａ、ｂの位相は２つのセンサの位置関係により
決定されるため、出力信号を精度よく得ようとすると、
２つのセンサの位置を精度よく位置決めする必要があっ
たため、位置決め作業に手間がかかり、コストの上昇な
どを招いてしまうなどの問題点があった。

【００１３】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、正確な位相差の２相出力信号が得られる信号生成方
法及び装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１の信号の
ピークを検出し、第１の信号のピーク値の平均値及び第
１の信号の正のピーク及び負のピークにおける第２の信
号の平均値を求め、第１の信号のピークの平均値と第１
の信号との大小関係に応じてハイ又はローレベルとなる
第１の出力パルス信号を生成するとともに、第１の出力
パルス信号の状態及び第１の信号の各ピークにおける第
２の信号の各平均値と第２の信号との大小に応じてハイ
又はローレベルとなる第２の出力パルス信号を生成する
ようにしてなる。

【００１５】本発明によれば、第１の信号と第２の信号
との位相差が所定の位相でない場合でも、第１の信号の
ピークに対応したレベルを第１の信号の閾値として第２
の信号に応じた第２の出力パルス信号が生成されるの
で、第１の信号から所定の位相差の信号を生成できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例のブロッ
ク構成図を示す。本実施例の信号生成回路１は、２相イ
ンクリメンタル型エンコーダ２に接続され、２相インク
リメンタル型エンコーダ２で得られた信号から２相の出
力信号を得るための回路である。

【００１７】２相インクリメンタル型エンコーダ２は、
従来と同様にスケール１１、発光素子１２、受光素子１
３ａ、１３ｂから構成される。スケール１１には、発光
素子１２で発光された光を一方の面から他方の面に透過
させるためのスリット１４及び発光素子１２で発光され
た光を遮光する遮光部１５がともに所定の幅ｄ０、所定
のピッチｐ０で形成されている。スケール１１は駆動部
３と係合しており、駆動部３により矢印Ａ方向に移動可
能とされている。

【００１８】発光素子１２は、例えば、ＬＥＤ（Light
Emitting Diode）から構成され、スケール１１の一方の
面側に固定配置され、スケール１１の一方の面に光を照
射する。発光素子１２から出射された光は、スケール１
１のスリット１４は透過し、他方の面に出射され、スケ
ール１１の遮光部１５では遮光される。受光素子１３
ａ、１３ｂはスケール１１の発光素子１２が配置された
面とは反対側の面に固定される。受光素子１３ａ、１３
ｂは、発光素子１２から出射され、スケール１１のスリ
ット１４を透過した光を受光し、電気信号に変換する。
受光素子１３ａ、１３ｂから出力される電気信号は、ス
リット１４を透過した光の光量に応じたレベルとなる。
受光素子１３ａと受光素子１３ｂとは、受光素子１３ａ
の出力信号ａと受光素子１３ｂの出力信号ｂとの位相差
が９０°となるように配置されている。受光素子１３
ａ、１３ｂで変換されたは出力信号ａ、ｂは信号生成回
路１に供給される。

【００１９】信号生成回路１は、アナログ−ディジタル
変換器（ＡＤＣ）２１、ＣＰＵ２２、メモリ２３、出力
ポート２４を有する。ＡＤＣ２１は、エンコーダ２の受
光素子１３ａ、１３ｂから供給されるアナログの出力信
号ａ、ｂをディジタル信号に変換する。ＡＤＣ２１で変
換されたディジタル信号は、ＣＰＵ２２に供給される。

【００２０】ＣＰＵ２２は、まず、メモリ２３に記憶さ
れたプログラムに基づいて後述するようなキャリブレー
ト処理を行う。ＣＰＵ２２は、キャリブレート処理の結
果をメモリ２３に記憶する。ＣＰＵ２２は、メモリ２３
に記憶されたプログラム及びキャリブレート処理結果に
応じて信号を生成する後述する信号生成処理を行う。メ
モリ２３は、ＣＰＵ２２により実行されるキャリブレー
ト処理プログラム及びキャリブレート処理結果に応じて
出力信号を生成する信号生成処理プログラムを記憶する
とともに、キャリブレート処理プログラムにより得られ
たキャリブレート処理結果を記憶する。出力ポート２４
は、ＣＰＵ２２の処理により得られた位相差９０°の２
相の出力信号を出力する。また、メモリ２３はＣＰＵ２
２の作業用記憶領域として用いられる。

【００２１】なお、ＣＰＵ２２は、キャリブレート処理
時には、駆動部３に２相インクリメンタル型エンコーダ
２のスケール１１を矢印Ａ方向に移動するための命令を
出力する。駆動部３は、ディジタル／アナログ変換器
（ＤＡＣ）３１、ドライバ３２、アクチュエータ３３を
有する。

【００２２】ＤＡＣ３１は、ＣＰＵ２２から供給された
ディジタルの駆動データをアナログの駆動信号に変換す
る。ＤＡＣ３１で変換されたアナログの駆動信号は、ド
ライバ３２に供給される。ドライバ３２は、ＤＡＣ３１
から供給されたアナログの駆動信号に応じてアクチュエ
ータ３３を駆動する。アクチュエータ３３は、モータや
歯車機構などから構成され、２相インクリメンタル型エ
ンコーダ２のスケール１１に係合して、スケール１１を
矢印Ａ方向に移動させる。

【００２３】次に、キャリブレート処理について詳細に
説明する。図２は本発明の一実施例のキャリブレート処
理のフローチャートを示す。ＣＰＵ２２はキャリブレー
ト処理が指示されると、まず、駆動部３に２相インクリ
メンタル型エンコーダ２のスケール１１を一定速度で移
動させる命令を供給し、スケール１１を一定速度で移動
させる（ステップＳ１−１）。

【００２４】次に、ＣＰＵ２２は、受光素子１３ａ、１
３ｂの出力信号ａ、ｂをＡＤＣ２１を介して取り込む
（ステップＳ１−２）。次に前回取り込んだ出力信号ａ
(t-1) と今回取り込んだ出力信号ａt とから出力信号ａ
の傾きΔａt を求め、取り込んだ出力信号とともにメモ
リ２３に記憶する（ステップＳ１−３）。

【００２５】次に、ＣＰＵ２２はメモリ２３に記憶され
た今回検出された出力信号ａの傾きΔａt の正負を判定
する（ステップＳ１−４）。ステップＳ１−４で、出力
信号ａの傾きΔａt が負のときには、次に１サンプル前
の傾きΔａ(t-1) の正負を判定する（ステップＳ１−
５）。ステップＳ１−５で、１サンプル前の出力信号ａ
の傾きΔａ(t-1) も負であれば、出力信号ａは減少途中
にあるので、ステップＳ１−２に戻り続けて出力信号
ａ、ｂのサンプリングを行う。

【００２６】また、ステップＳ１−５で、１サンプル前
の傾きΔａ(t-1) が正であれば、出力信号ａの傾きが反
転し、出力信号ａが正のピーク値となったことが分か
る。ＣＰＵ２２は、このときの出力信号ａの値を正のピ
ーク値ａHnとしてメモリ２３に記憶するとともに、この
ときの出力信号ｂの値を閾値を決定するための値ｂLnと
してメモリ２３に記憶する（ステップＳ１−６）。な
お、ｎの初期値は１とする。

【００２７】次に、ステップＳ１−６で、メモリ２３に
値ａHn、ｂLnを記憶した後、変数ｎの値を（ｎ＋１）に
更新する（ステップＳ１−７）。ステップＳ１−７で、
変数ｎの値を（ｎ＋１）に更新した後、ｎが規定値Ｋに
達したか否かを判定する（ステップＳ１−８）。ステッ
プＳ１−８で、ｎが規定値Ｋに達していなければ、ステ
ップＳ１−２に戻って再び出力信号ａ、ｂのサンプリン
グを行う。

【００２８】また、ステップＳ１−４で、出力信号ａの
傾きΔａt が正のときには、次に１サンプル前の傾きΔ
ａ(t-1) の正負を判定する（ステップＳ１−９）。ステ
ップＳ１−９で、１サンプル前の出力信号ａの傾きΔａ
(t-1) が正であれば、出力信号ａは増加途中にあるの
で、ステップＳ１−２に戻り続けて出力信号ａ、ｂのサ
ンプリングを行う。

【００２９】また、ステップＳ１−９で、１サンプル前
の傾きΔａ(t-1) が負であれば、出力信号ａの傾きが反
転し、出力信号ａが負のピーク値となったことが分か
る。ＣＰＵ２２は、このときの出力信号ａの値を負のピ
ーク値ａLmとしてメモリ２３に記憶するとともに、この
ときの出力信号ｂの値を閾値を決定するための値ｂHmと
してメモリ２３に記憶する（ステップＳ１−１０）。な
お、ｍの初期値は１とする。

【００３０】次に、ステップＳ１−１０で、メモリ２３
に値ａLm、ｂHmを記憶した後、変数ｍの値を（ｍ＋１）
に更新する（ステップＳ１−１１）。ステップＳ１−１
１で、変数ｍの値を（ｍ＋１）に更新した後、変数ｍが
規定値Ｋに達したか否かを判定する（ステップＳ１−１
２）。ステップＳ１−１２で、ｍが規定値Ｋに達してい
なければ、ステップＳ１−２に戻って再び出力信号ａ、
ｂのサンプリングを行う。

【００３１】ステップＳ１−８、Ｓ１−１２で、ｎ及び
ｍが、共に規定値Ｋに達していた場合、値ａHn，ｂLn，
ａLm，ｂHmがそれぞれ（Ｋ−１）個、メモリ２３に記憶
されており、メモリ２３に記憶された値から値ａH1〜ａ
HK-1及び値ａL1〜ａLK-1の平均値ａref を求め、メモリ
２３に記憶する（ステップＳ１−１３）。なお、値ａH1
〜ａHK-1及び値ａL1〜ａLK-1の平均値ａref は、

【００３２】

【数１】

【００３３】で求めることができる。式（１）で求めら
れた値ａH1〜ａHK-1及び値ａL1〜ａLK-1の平均値ａref
は、後述する信号生成処理で、出力信号ａの閾値として
用いられる。ステップＳ１−１３で式（１）に基づいて
値ａH1〜ａHK-1及び値ａL1〜ａLK-1の平均値ａref を求
めると、次に、値ｂL1〜ｂLK-1の平均値ｂL を求め、メ
モリ２３に記憶する（ステップＳ１−１４）。

【００３４】なお、値ｂL1〜ｂLK-1の平均値ｂL は、

【００３５】

【数２】

【００３６】で求めることができる。ステップＳ１−１
４で式（２）に基づいて値ｂL1〜ｂLK-1の平均値ｂL を
求めると、次に、値ｂH1〜ｂHK-1の平均値ｂH を求め、
メモリ２３に記憶する（ステップＳ１−１５）。なお、
値ｂH1〜ｂHK-1の平均値ｂH は、

【００３７】

【数３】

【００３８】で求めることができる。上記ステップＳ１
−１４及びＳ１−１５で求められた値ｂL1〜ｂLK-1の平
均値ｂL 及び値ｂH1〜ｂHK-1の平均値ｂH は、後述する
信号生成処理で出力信号ｂの閾値として用いられる。次
に、ＣＰＵ２２で実行される信号生成処理プログラムに
ついて説明する。

【００３９】図３は本発明の一実施例の信号生成処理プ
ログラムのフローチャートを示す。ＣＰＵ２２は、図２
に示すキャリブレート処理により求められた値ａref 、
ｂH 、ｂL により受光素子１３ａ、１３ｂから供給され
る出力信号ａ、ｂを比較し、出力信号ａ、ｂに応じた出
力信号Ａ、Ｂを生成し、出力ポート２４から出力する。

【００４０】ＣＰＵ２２では、まず、受光素子１３ａ、
１３ｂから出力される出力信号ａ、ｂをＡＤＣ２１を介
して取り込む（ステップＳ２−１）。次に、ステップＳ
２−１で、受光素子１３ａから取り込まれた出力信号ａ
とキャリブレート処理により得られ、メモリ２３に記憶
されたピーク値の平均値ａref とを比較する（ステップ
Ｓ２−２）。ステップＳ２−２で、取り込まれた受光素
子１３ａの出力信号ａが平均値ａref より大きければ、
次に、取り込まれた受光素子１３ｂから取り込まれた出
力信号ｂとキャリブレート処理により得られ、メモリ２
３に記憶された出力信号ａが正のピーク値の時の平均値
ｂL とを比較する（ステップＳ２−３）。

【００４１】ステップＳ２−３で、出力信号ｂが平均値
ｂL より大きければ、生成出力信号Ａ、Ｂを共にハイレ
ベルとする（ステップＳ２−４）。ステップＳ２−４で
生成された出力信号Ａ、Ｂは、出力ポート２４から出力
される（ステップＳ２−５）。また、ステップＳ２−３
で、出力信号ｂが平均値ｂL より小さければ、生成出力
信号Ａをハイレベル、生成出力信号Ｂをローレベルとす
る（ステップＳ２−６）。ステップＳ２−６で生成され
た出力信号Ａ、Ｂは、出力ポート２４から出力される
（ステップＳ２−５）。

【００４２】また、ステップＳ２−２で、取り込まれた
受光素子１３ａの出力信号ａが平均値ａref より小さけ
れば、次に、取り込まれた受光素子１３ｂから取り込ま
れた出力信号ｂとキャリブレート処理により得られ、メ
モリ２３に記憶された出力信号ａが負のピーク値の時の
平均値ｂH とを比較する（ステップＳ２−７）。ステッ
プＳ２−７で、出力信号ｂが平均値ｂH より大きけれ
ば、生成出力信号Ａをローレベル、生成出力信号Ｂをハ
イレベルとする（ステップＳ２−８）。ステップＳ２−
８で生成された出力信号Ａ、Ｂは、出力ポート２４から
出力される（ステップＳ２−５）。

【００４３】また、ステップＳ２−７で、出力信号ｂが
平均値ｂH より小さければ、生成出力信号Ａ、Ｂを共に
ローレベルとする（ステップＳ２−９）。ステップＳ２
−９で生成された出力信号Ａ、Ｂは、出力ポート２４か
ら出力される（ステップＳ２−５）。以上により、位相
差が略９０°の生成出力信号Ａ、Ｂが生成される。な
お、本実施例では、出力信号Ａ、Ｂが出力ポート２４か
ら出力される場合について説明したが、装置の種類によ
っては、出力信号Ａ、Ｂは、ＣＰＵ２２内のみで使用さ
れ、出力ポート２４から出力されない場合もある。

【００４４】ここで、上記の信号生成処理の動作を図面
とともに説明する。図４は本発明の一実施例の信号生成
処理の動作説明図を示す。図４（Ａ）は受光素子１３
ａ、１３ｂから出力される出力信号ａ、ｂ、図４（Ｂ）
は信号生成処理で出力信号ａから生成される生成出力信
号Ａ、図４（Ｃ）は信号生成処理で出力信号ｂから生成
される生成出力信号Ｂの波形を示す。

【００４５】受光素子１３ａから出力された出力信号ａ
は、予め求められた変曲点ｐH1〜ｐHK-1及び変曲点ｐL1
〜ｐLK-1における出力信号ａの平均値ａref と比較さ
れ、生成出力信号Ａは出力信号ａが平均値ａref より大
きければハイレベル、小さければローレベルとされる。
したがって、図４（Ｂ）に示すように位置ｘ2 〜ｘ4 、
位置ｘ6 〜ｘ8 でハイレベルとなる。

【００４６】また、受光素子１３ｂから出力された出力
信号ｂは、出力信号ａの最小値側の変曲点ｐL1〜ｐLK-1
での出力信号ｂの平均値ｂH を生成出力信号Ａがローレ
ベルである位置での閾値とされ、出力信号ａの最大値側
の変曲点ｐH1〜ｐHK-1での出力信号ｂの平均値ｂL を生
成信号出力信号Ａがハイレベルである位置での閾値とさ
れる。よって、生成出力信号Ｂは、図４（Ｃ）に示すよ
うに位置ｘ3 〜ｘ5 、位置ｘ7 〜ｘ9 ではハイレベルと
なる。

【００４７】このため、生成出力信号Ｂは図４（Ｃ）に
示すように図４（Ａ）に示す出力信号ａのピーク値で反
転する信号となる。また、生成出力信号Ａは図４（Ｂ）
に示すように図４（Ａ）に示す出力信号ａのピーク値の
平均値ａref で反転するので、ピーク値の略中間位置で
反転することになる。よって、生成出力信号Ａと生成出
力信号Ｂとの位相差は略９０°とすることができる。

【００４８】なお、このとき、受光素子１３ａの出力信
号ａと受光素子１３ｂの出力信号ｂとの位相差が１３５
°以上である場合には、本来反転すべき位置以外で生成
出力信号Ｂの誤パルスが発生し、生成出力信号Ｂが安定
しない場合が生じる。図５は本発明の一実施例の動作説
明図を示す。図５（Ａ）は受光素子１３ａ、１３ｂから
出力される出力信号ａ、ｂ、図５（Ｂ）は信号生成処理
で出力信号ａから生成される生成出力信号Ａ、図５
（Ｃ）は信号生成処理で出力信号ｂから生成される生成
出力信号Ｂの波形を示す。

【００４９】図５（Ａ）に示すように受光素子１３ａの
出力信号ａと受光素子１３ｂの出力信号ｂとの位相差が
１３５°以上であると、図５（Ｂ）に示す生成出力信号
Ａがハイレベルの範囲に出力信号ｂが閾値ｂL と交叉す
る点が複数現れ、また、生成出力信号Ａがローレベルの
範囲に出力信号ｂが閾値ｂH と交叉する点が複数現れる
ため、図５（Ｃ）に示すように誤パルスが発生する。な
お、上記のような誤パルスは受光素子１３ａの出力信号
ａと受光素子１３ｂの出力信号ｂとの位相差が４５°以
下でも生じる。このため、出力信号ａと出力信号ｂとの
位相差が４５°＜θ＜１３５°の範囲で補正可能とな
る。

【００５０】なお、本実施例では、光学式リニア型エン
コーダに適用した例について説明したが、磁気式エンコ
ーダやロータリ型エンコーダ等にも適用することもでき
る。上記信号処理方法で生成された信号Ａ、Ｂは、例え
ば、磁気ディスク装置のヘッドの位置制御に適用され
る。次に、本実施例の信号処理方法を磁気ディスク装置
に適用した場合について説明する。

【００５１】図６は本発明の一実施例の磁気ディスク装
置への適用例のブロック構成図を示す。本適用例の磁気
ディスク装置４０は、ディスク４１、スピンドルモータ
４２、磁気ヘッド４３、ヘッドキャリッジ４４、ボイス
コイルモータ（ＶＣＭ）４５、ドライバ４６，４７、Ｄ
Ａコンバータ４８、エンコーダ４９、ＡＤコンバータ５
０、信号処理回路５１、マイコン５２、メモリ５３、イ
ンターフェース５４から構成される。

【００５２】なお、ＡＤコンバータ５０は図１のＡＤＣ
２１に、ＤＡコンバータ４８は図１のＤＡＣ３１に、ド
ライバ４６は図１のドライバ３２に、ＶＣＭ４５は図１
のアクチュエータ３３に相当する。また、マイコン５２
は図１のＣＰＵ２２、出力ポート２４を、メモリ５３は
図１のメモリ２３を含む。ディスク４１はスピンドルモ
ータ４２により回転される。ディスク４１の表面には磁
性膜が形成されている。ディスク４１の表面には、磁気
ヘッド４３が対向して配置され、磁気ヘッド４３により
ディスク４１に情報が磁気的に記録再生される。

【００５３】磁気ヘッド４３は、ヘッドキャリッジ４４
の先端に保持される。ヘッドキャリッジ４４は、他端が
ボイスコイルモータ４５に保持される。ボイスコイルモ
ータ４５は、ヘッドキャリッジ４４をディスク４１の半
径方向（矢印Ａ方向）に移動させることにより、磁気ヘ
ッド４３をディスク４１の半径方向の所定の位置に移動
させる。

【００５４】また、ヘッドキャリッジ４４はリニア型エ
ンコーダ４９により位置検出が行われる。リニア型エン
コーダ４９は、エンコーダスケール５５、及び、エンコ
ーダ本体５６から構成される。リニア型エンコーダ４９
は、図９で説明した動作と同様な動作により位相が９０
°異なるａ相及びｂ相の出力信号を出力する。リニア型
エンコーダ４９から出力されたａ相及びｂ相の出力信号
は、ＡＤコンバータ５０に供給される。ＡＤコンバータ
５０は、リニア型エンコーダ４９から供給されたａ相及
びｂ相の出力信号をディジタルデータに変換する。ＡＤ
コンバータ５０で変換されたリニア型エンコーダ４９の
ａ相及びｂ相の出力信号のディジタルデータは、マイコ
ン５２に供給される。

【００５５】マイコン５２は、メモリ５３に接続されて
いる。メモリ５３は、マイコン５２の作業用記憶領域と
して用いられる。マイコン５２は、前述したＡＤコンバ
ータ５０から供給されたリニア型エンコーダ４９のａ相
及びｂ相の出力信号のディジタルデータに基づいてキャ
リブレート処理を行うとともに、キャリブレート処理に
より得られたデータ及びリニア型エンコーダ４９のａ相
及びｂ相の出力信号のディジタルデータに基づいて位置
決め制御処理を実行し、制御情報を生成する。マイコン
５２で生成された制御情報は、ＤＡコンバータ４８に供
給される。

【００５６】ＤＡコンバータ４８は、マイコン５２から
供給された制御情報をアナログ信号に変換する。ＤＡコ
ンバータ４８でアナログ信号に変換された制御情報は、
ドライバ４６に供給される。ドライバ４６は、ＤＡコン
バータ４８から供給される制御情報に基づいてボイスコ
イルモータ４５を駆動する。また、マイコン５２は、信
号処理回路５１に記録データを供給するとともに、信号
処理回路５１から供給された再生データを受信する。マ
イコン５２は、信号処理回路５１から供給された再生デ
ータをインターフェース５４を介して外部に送信すると
ともに、ドライバ４７を制御してスピンドルモータ４２
の回転を制御する。インターフェース５４は、外部との
インターフェースをとる。

【００５７】次に、エンコーダ４９の出力信号ａ、ｂを
用いた制御動作について説明する。図７は本発明の一実
施例の適用例の制御動作のフローチャート、図８は本発
明の一実施例の適用例の動作説明図を示す。図８（Ａ）
はエンコーダ４９の出力信号ａ、ｂ、図８（Ｂ）は出力
信号ｂをキャリブレート処理で得た第１及び第２の基準
値ｂL 、ｂH を閾値として比較し、出力信号ｂが第１及
び第２の基準値ｂL、ｂH より大きければ、ハイレベ
ル、出力信号ｂが第１及び第２の基準値ｂL 、ｂH より
小さければ、ローレベルとして得たパルス信号Ｂ、図８
（Ｃ）は出力信号ａ及び図８（Ｂ）のパルス信号Ｂによ
り生成される位置偏差信号、図８（Ｄ）は出力信号ｂの
中心値ｂ0 を閾値として出力信号ｂが中心値ｂ0 より大
きければ、ハイレベル、出力信号ｂが中心値ｂ0 より小
さければ、ローレベルとされたパルス信号Ｂの波形を示
す。

【００５８】マイコン５２はＡＤコンバータ５０からエ
ンコーダ４９から出力される図８（Ａ）に示すような出
力信号ａ、ｂを取り込む（ステップＳ３−１）。次に、
マイコン５２はステップＳ３−１で取り込まれたエンコ
ーダ４９の出力信号ａと前述図２のキャリブレート処理
で得られた基準値ａref とを比較する（ステップＳ３−
２）。

【００５９】ステップＳ３−２で、エンコーダ４９の出
力信号ａが基準値ａref より大きければ、次に、エンコ
ーダ４９の出力信号ｂと前述図２のキャリブレート処理
で得られた第１の基準値ｂL と比較する（ステップＳ３
−３）。ステップＳ３−３で、エンコーダ４９の出力信
号ｂが第１の基準値ｂL より大きい、すなわち、図８
（Ｂ）に示すパルス信号Ｂがハイレベルの期間では、エ
ンコーダ４９の出力信号ａ及び基準値ａref から後述す
る式により位置誤差情報ＰＥＳを算出する（ステップＳ
３−４）。

【００６０】位置誤差情報ＰＥＳは、 ＰＥＳ＝ａref −ａ から求められる。即ち、図８（Ｃ）に示すように、ａと
は逆の傾きを持ち、ａ＝ａref の時、「０」となる信号
となる。ステップＳ３−４で、位置誤差信号ＰＥＳが求
められると、ステップＳ３−４で求められた位置誤差信
号ＰＥＳを位置偏差としてヘッド４３がディスク４１の
目標位置になるようにフィードバック制御演算を行う
（ステップＳ３−５）。ステップＳ３−５のフィードバ
ック制御演算の結果、ヘッド４３をディスク４１の目標
位置とするようにＶＣＭ４５を駆動するための駆動情報
が得られる。

【００６１】マイコン５２は、ステップＳ３−５の結果
得られた駆動情報をＤＡコンバータ４８に供給する（ス
テップＳ３−６）。ステップＳ３−６で、ＤＡコンバー
タ４８に供給された駆動情報は、アナログ信号に変換さ
れた後、ドライバ４６に供給される。ドライバ４６は、
ＤＡコンバータ４８から供給されたアナログ信号に応じ
てＶＣＭ４５を駆動する。

【００６２】また、ステップＳ３−２で、エンコーダ４
９の出力信号ａが基準値ａref より小さければ、次に、
エンコーダ４９の出力信号ｂと前述図２のキャリブレー
ト処理で得られた第２の基準値ｂH と比較する（ステッ
プＳ３−７）。ステップＳ３−７で、エンコーダ４９の
出力信号ｂが第２の基準値ｂH より大きい、すなわち、
図８（Ｂ）でパルス信号Ｂがハイレベルの期間では、エ
ンコーダ４９の出力信号ａ及び基準値ａref から ＰＥＳ＝ａref −ａ により位置誤差情報ＰＥＳを算出する。即ち、図８
（Ｃ）に示すように、ａとは逆の傾きを持ち、ａ＝ａre
f の時「０」となる信号となる。

【００６３】ステップＳ３−４で、位置誤差信号ＰＥＳ
が求められると、ステップＳ３−５で位置誤差信号ＰＥ
Ｓを位置偏差としてヘッド４３がディスク４１の目標位
置になるようにフィードバック制御演算により、ヘッド
４３をディスク４１の目標位置とするようにＶＣＭ４５
を駆動するための駆動情報を得、得られた駆動情報をＤ
Ａコンバータ４８によりアナログ信号に変換して後、ド
ライバ４６を介してＶＣＭ４５を駆動する。

【００６４】また、ステップＳ３−３で、エンコーダ４
９の出力信号ｂが第１の基準値ｂLより小さい、すなわ
ち、図８（Ｂ）でパルス信号Ｂがローレベルの期間で
は、エンコーダ４９の出力信号ａ及び基準値ａref から
位置誤差信号ＰＥＳを演算する（ステップＳ３−８）。
ステップＳ３−８では、位置誤差信号ＰＥＳは、 ＰＥＳ＝ａ−ａref から求められる。すなわち、図８（Ｃ）に示すようにａ
と同じ傾きを持ち、ａ＝ａref の時「０」となる信号と
なる。

【００６５】ステップＳ３−８で、位置誤差信号ＰＥＳ
が求められると、ステップＳ３−５で位置誤差信号ＰＥ
Ｓを位置偏差としてヘッド４３がディスク４１の目標位
置になるようにフィードバック制御演算により、ヘッド
４３がディスク４１の目標位置となるようなＶＣＭ４５
を駆動するための駆動情報を得、得られた駆動情報をＤ
Ａコンバータ４８によりアナログ信号に変換して後、ド
ライバ４６を介してＶＣＭ４５を駆動する。

【００６６】また、ステップＳ３−７で、エンコーダ４
９の出力信号ｂが第２の基準値ｂHより小さければ、ス
テップＳ３−８、Ｓ３−５、Ｓ３−６で、パルス信号Ｂ
をローレベルにして、エンコーダ４９の出力信号ａ及び
基準値ａref から位置誤差信号ＰＥＳを演算し、位置誤
差信号ＰＥＳを位置偏差としてヘッド４３がディスク４
１の目標位置になるようにフィードバック制御演算によ
り、ヘッド４３がディスク４１の目標位置となるような
ＶＣＭ４５を駆動するための駆動情報を得、得られた駆
動情報をＤＡコンバータ４８によりアナログ信号に変換
して後、ドライバ４６を介してＶＣＭ４５を駆動する。

【００６７】本実施例によれば、キャリブレート処理に
より得られた第１及び第２の基準値ｂL 、ｂH に基づい
て出力信号ａを反転するためのパルス信号Ｂを生成する
ことにより、出力信号ａのピーク値の期間とパルス信号
Ｂとの期間とを一致させることができるため、図８
（Ｃ）に示すように一様に増加する位置偏差信号を得る
ことができる。

【００６８】なお、従来のように図８（Ａ）に示す出力
信号ｂを単純にその中心値ｂ0 を閾値としてパルス信号
Ｂを得ると、図８（Ｄ）に示すようなパルス信号が得ら
れる。図８（Ｄ）に示すパルス信号Ｂは、立ち上がりと
立ち下がりのタイミングが出力信号ａのピーク値からず
れた位置となる。よって、図８（Ｄ）に示すパルス信号
Ｂにより出力信号ａを反転、非反転出力し、位置誤差信
号を演算すると、図８（Ｅ）に示すように引き込み範囲
が減少するとともに、傾きが逆となる領域が発生する。

【００６９】なお、本適用例では磁気ディスク装置につ
いて説明したが、これに限られるものではなく、光ディ
スク装置の光ピックアップの位置制御等に適用すること
もできる。

【００７０】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、第１の信
号と第２の信号との位相差が所定の位相でない場合で
も、第１の信号のピークに対応したレベルを第１の信号
の閾値として第２の信号に応じた第２の出力パルス信号
が生成されるので、第１の信号から所定の位相差の信号
を生成できる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック構成図である。

【図２】本発明の一実施例のキャリブレート処理のフロ
ーチャートである。

【図３】本発明の一実施例の信号生成処理のフローチャ
ートである。

【図４】本発明の一実施例の動作説明図である。

【図５】本発明の一実施例の動作説明図である。

【図６】本発明の一実施例の磁気ディスク装置への適用
例のブロック構成図である。

【図７】本発明の一実施例の適用例の制御動作のフロー
チャートである。

【図８】本発明の一実施例の適用例の動作説明図であ
る。

【図９】従来の一例の構成図である。

【図１０】従来の他の一例の構成図である。

【図１１】従来の一例の動作波形図である。

【符号の説明】

１ 信号生成回路 ２ ２相インクリメンタル型エンコーダ ３ 駆動部 １１ スケール １２ 発光素子 １３ａ、１３ｂ 受光素子 １４ スリット １５ 反射部 ２１ ＡＤＣ ２２ ＣＰＵ ２３ メモリ ２４ 出力ポート ３１ ＤＡＣ ３２ ドライバ ３３ アクチュエータ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年６月３日（１９９９．６．３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項６

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F077 AA11 AA20 AA46 JJ02 JJ05 JJ21 NN02 NN19 PP06 QQ03 QQ09 TT21 TT32 TT37 TT58 TT59 2F103 BA07 BA25 CA01 CA02 CA06 DA01 DA12 EA02 EA15 EB01 EB16 EB33 ED07 ED08 ED11 ED27 FA01 FA16 FA17 FA18

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位相の異なる第１の信号と第２の信号と
   を所定の位相差の信号に補正する信号生成方法におい
   て、 前記第１の信号のピークを検出する第１の手順と、 前記第１の手順で検出された前記第１の信号の平均値を
   求める第２の手順と、 前記第１の手順で検出された前記第１の信号のピークの
   うち正ピークにおける前記第２の信号の平均値と、前記
   第１の信号のピークのうち負ピークにおける前記第２の
   信号の平均値とを求める第３の手順と、 前記第２の手順で求められた前記第１の信号のピークの
   平均値と前記第１の信号との大小関係に応じてハイ又は
   ローレベルとなる第１の出力パルス信号を生成する第４
   の手順と、 前記第４の手順で生成された前記第１の出力パルス信号
   の状態及び前記第３の手順で求められた前記第１の信号
   の各ピークにおける前記第２の信号の各平均値と前記第
   ２の信号との大小に応じてハイ又はローレベルとなる第
   ２の出力パルス信号を生成する第５の手順とを有するこ
   とを特徴とする信号生成方法。
2. 【請求項２】 前記第１の手順は、前記第１の信号のピ
   ークを前記第１の信号の傾きを検出することにより検出
   することを特徴とする請求項１記載の信号生成方法。
3. 【請求項３】 前記第２の手順は、前記第１の信号のピ
   ークのうち予め設定された所定の数のピークの平均値を
   求め、 前記第３の手順は、前記第１の信号のピークのうち予め
   設定された所定の数のピークにおける前記第２の信号の
   平均値を求めることを特徴とする請求項１又は２記載の
   信号生成方法。
4. 【請求項４】 前記第４の手順は、前記第１の出力パル
   ス信号を前記第１の信号が前記第１の手順で求められた
   前記第１の信号のピークの平均値より大きいときに、ハ
   イレベルとなり、前記第１の信号が前記第１の手順で求
   められた前記第１の信号のピークの平均値より小さいと
   きに、ローレベルとすることを特徴とする請求項１乃至
   ３のいずれか一項記載の信号生成方法。
5. 【請求項５】 前記第５の手順は、前記第２の出力パル
   ス信号を、 前記第４の手順で生成された前記第１の出力パルス信号
   がハイレベルであり、かつ、前記第２の信号が前記第３
   の手順で求められた前記第１の信号の正ピークにおける
   前記第２の平均値より大きいとき、或いは、前記第４の
   手順で生成された前記第１の出力パルス信号がローレベ
   ルであり、かつ、前記第２の信号が前記第３の手順で求
   められた前記第１の信号の負ピークにおける前記第２の
   信号の平均値より大きいときにハイレベルとし、 前記第４の手順で生成された前記第１の出力パルス信号
   がハイレベルであり、かつ、前記第２の信号が前記第３
   の手順で求められた前記第１の信号の正ピークにおける
   前記第２の信号の平均値より小さいとき、或いは、前記
   第４の手順で生成された前記第１の出力パルス信号がロ
   ーレベルであり、かつ、前記第２の信号が前記第３の手
   順で求められた前記第１の信号の負ピークにおける前記
   第２の信号の平均値より小さいときにローレベルとする
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の
   信号生成方法。
6. 【請求項６】 前記第１及び第２の手順は、初期動作で
   実行されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
   一項記載の信号生成方法。
7. 【請求項７】 前記第１の信号と前記第２の信号との位
   相差は、４５°以上であり、１３５°以下であることを
   特徴をする請求項１乃至６のいずれか一項記載の信号生
   成方法。
8. 【請求項８】 位相の異なる第１の信号と第２の信号と
   を所定の位相差の信号に補正する信号生成装置におい
   て、 前記第１の信号のピークを検出する第１の手段と、 前記第１の信号のピークの平均値を求める第２の手段
   と、 前記第１の信号のピークの正ピークにおける前記第２の
   信号の平均値と、前記第１の信号のピークの負ピークに
   おける前記第２の信号の平均値とを求める第３の手段
   と、 前記第２の手段で求められた前記第１の信号のピークの
   平均値と前記第１の信号との大小関係に応じてハイ又は
   ローレベルとなる第１の出力パルス信号を生成する第４
   の手段と、 前記第４の手段で生成された前記第１の出力パルス信号
   の状態及び前記第３の手順で求められた前記第１の信号
   の各ピークにおける前記第２の信号の各平均値と前記第
   ２の信号との大小に応じてハイ又はローレベルとなる第
   ２の出力パルス信号を生成する第５の手段とを有するこ
   とを特徴とする信号生成装置。
9. 【請求項９】 前記第１の手段は、前記第１の信号のピ
   ークを前記第１の信号の傾きを検出することにより検出
   することを特徴とする請求項８記載の信号生成装置。
10. 【請求項１０】 前記第２の手段は、前記第１の信号の
    ピークのうち予め設定された所定の数のピークの平均値
    を求め、 前記第３の手段は、前記第１の信号のピークのうち予め
    設定された所定の数のピークにおける前記第２の信号の
    平均値を求めることを特徴とする請求項８又は９記載の
    信号生成装置。
11. 【請求項１１】 前記第４の手段は、前記第１の出力パ
    ルス信号を前記第１の信号が前記第１の手段で求められ
    た前記第１の信号のピークの平均値より大きいときに、
    ハイレベルとなり、前記第１の信号が前記第１の手段で
    求められた前記第１の信号のピークの平均値より小さい
    ときに、ローレベルとすることを特徴とする請求項８乃
    至１０のいずれか一項記載の信号生成装置。
12. 【請求項１２】 前記第５の手段は、前記第２の出力パ
    ルス信号を、 前記第４の手段で生成された前記第１の出力パルス信号
    がハイレベルであり、かつ、前記第２の信号が前記第３
    の手段で求められた前記第１の信号の正ピークにおける
    前記第２の平均値より大きいとき、或いは、前記第４の
    手段で生成された前記第１の出力パルス信号がローレベ
    ルであり、かつ、前記第２の信号が前記第３の手段で求
    められた前記第１の信号の負ピークにおける前記第２の
    信号の平均値より大きいときにハイレベルとし、 前記第４の手段で生成された前記第１の出力パルス信号
    がハイレベルであり、かつ、前記第２の信号が前記第３
    の手段で求められた前記第１の信号の正ピークにおける
    前記第２の信号の平均値より小さいとき、或いは、前記
    第４の手段で生成された前記第１の出力パルス信号がロ
    ーレベルであり、かつ、前記第２の信号が前記第３の手
    段で求められた前記第１の信号の負ピークにおける前記
    第２の信号の平均値より小さいときにローレベルとする
    ことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項記載
    の信号生成装置。
13. 【請求項１３】 前記第１及び第２の手段は、初期動作
    時に前記第１の信号のピーク及び前記第２の手段で求め
    られた前記第１の信号のピークとのにおける前記第２の
    信号の平均値を求めることを特徴とする請求項８乃至１
    ２のいずれか一項記載の信号生成装置。
14. 【請求項１４】 前記第１の信号と前記第２の信号との
    位相差は、４５°以上であり、１３５°以下であること
    を特徴をする請求項８乃至１３のいずれか一項記載の信
    号生成装置。