JP3045241B2 - 光学的位置検出装置 - Google Patents
光学的位置検出装置Info
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- JP3045241B2 JP3045241B2 JP2007353A JP735390A JP3045241B2 JP 3045241 B2 JP3045241 B2 JP 3045241B2 JP 2007353 A JP2007353 A JP 2007353A JP 735390 A JP735390 A JP 735390A JP 3045241 B2 JP3045241 B2 JP 3045241B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気ディスク駆動装置のヘッド位置検出装置
に適用して好適な光学的位置検出装置に関する。
に適用して好適な光学的位置検出装置に関する。
本発明は、光源、複数の光検出器及びその複数の光検
出器に夫々対応した光透過部を有するレチクル並びに、
光源及びレチクル間に配された、所定ピッチの複数の光
透過部を有するスケールを相対的に移動せしめ、複数の
光検出器の検出出力をを夫々複数の検出回路に供給する
ことによって、その複数の検出回路から、その相対的移
動に基づく互いに位相の異なる複数の三角波状位置検出
出力を得るようにした光学的位置検出装置において、光
源として、点光源を用いると共に、光源から発生する光
の波長をλ、スケールの複数の光透過部のピッチをＰと
夫々するとき、スケール及び上記レチクル間の間隔Ｒ
を、 Ｒ≒P2/4λ に選定したことにより、スケール及びレチクル間の間隔
を極端に狭くしなくても、複数の検出回路からの各三角
波状位置検出出力が鈍りにくく成るようにしたものであ
る。
出器に夫々対応した光透過部を有するレチクル並びに、
光源及びレチクル間に配された、所定ピッチの複数の光
透過部を有するスケールを相対的に移動せしめ、複数の
光検出器の検出出力をを夫々複数の検出回路に供給する
ことによって、その複数の検出回路から、その相対的移
動に基づく互いに位相の異なる複数の三角波状位置検出
出力を得るようにした光学的位置検出装置において、光
源として、点光源を用いると共に、光源から発生する光
の波長をλ、スケールの複数の光透過部のピッチをＰと
夫々するとき、スケール及び上記レチクル間の間隔Ｒ
を、 Ｒ≒P2/4λ に選定したことにより、スケール及びレチクル間の間隔
を極端に狭くしなくても、複数の検出回路からの各三角
波状位置検出出力が鈍りにくく成るようにしたものであ
る。
本願発明に関連する従来技術としては、 特開昭63−154916号公報 実開昭62−187468号公報 を挙げることができる。
従来の磁気ディスク（ハードディスク）駆動装置に
は、磁気ヘッドの磁気ディスク上の位置を検出するため
の位置センサが、ヘッドアームに取り付けられている。
は、磁気ヘッドの磁気ディスク上の位置を検出するため
の位置センサが、ヘッドアームに取り付けられている。
この位置センサは、光源、複数の光検出器及びその複
数の光検出器に夫々対応した光透過部を有するレチクル
並びに、光源及びレチクル間に配された、所定ピッチの
複数の光透過部を有するスケールを相対的に移動せし
め、複数の光検出器の検出出力を夫々複数の検出回路に
供給することによって、その複数の検出回路から、その
相対的移動に基づく互いに位相の異なる複数の三角波状
位置検出出力を得るようにしている。
数の光検出器に夫々対応した光透過部を有するレチクル
並びに、光源及びレチクル間に配された、所定ピッチの
複数の光透過部を有するスケールを相対的に移動せし
め、複数の光検出器の検出出力を夫々複数の検出回路に
供給することによって、その複数の検出回路から、その
相対的移動に基づく互いに位相の異なる複数の三角波状
位置検出出力を得るようにしている。
かかる従来の位置センサの光源としては、第１図Ｂに
示す如く面発光型LED（発光ダイオード）を用いてい
た。かかるLEDは、カソード電極上に順次ｎーGaAs層、
ｎーGaAs層及びｐーGaAs層を積層すると共に、一番上の
ｐーGaAs層上の中心部に円形のアノード電極を設け、そ
のｐーGaAs層上のアノード電極の設けられていない部分
を発光部としたものである。
示す如く面発光型LED（発光ダイオード）を用いてい
た。かかるLEDは、カソード電極上に順次ｎーGaAs層、
ｎーGaAs層及びｐーGaAs層を積層すると共に、一番上の
ｐーGaAs層上の中心部に円形のアノード電極を設け、そ
のｐーGaAs層上のアノード電極の設けられていない部分
を発光部としたものである。
そして、このLEDからの発散光を、凸レンズによって
平行光にしてから、スケールに照射するようにしてい
た。
平行光にしてから、スケールに照射するようにしてい
た。
尚、スケール及びレチクル間の間隔は、スケールの光
透過部のピッチ（20μｍ）程度である。
透過部のピッチ（20μｍ）程度である。
ところで、かかる従来の位置センサでは、上述したよ
うに、面発光型LEDを用いていたため、そのLEDからの発
散光を、凸レンズによって平行光にしてから、スケール
に照射しても、そのスケールに照射される光の総てが平
行であるとは言い難いので、スケールの光透過部を通過
した後の光もある程度広がって、レチクルの光透過部を
通過しないものも出て来る。このため、各検出回路から
得られる三角波状位置検出出力の波形が鈍って、位置検
出精度が低く成ると言う欠点がある。
うに、面発光型LEDを用いていたため、そのLEDからの発
散光を、凸レンズによって平行光にしてから、スケール
に照射しても、そのスケールに照射される光の総てが平
行であるとは言い難いので、スケールの光透過部を通過
した後の光もある程度広がって、レチクルの光透過部を
通過しないものも出て来る。このため、各検出回路から
得られる三角波状位置検出出力の波形が鈍って、位置検
出精度が低く成ると言う欠点がある。
そこで、各検出回路から得られる三角波状位置検出出
力の波形があまり鈍らないように、スケール及びレチク
ル間の間隔をできるだけ狭く、例えば、スケールの光透
過部のピッチ程度に設定していた。
力の波形があまり鈍らないように、スケール及びレチク
ル間の間隔をできるだけ狭く、例えば、スケールの光透
過部のピッチ程度に設定していた。
ところで、磁気ディスク駆動装置の小型（薄型）化と
相俟って、スケール及びレチクル間の間隔をあまり狭く
すると、その公差もかなり厳しく成るため、位置センサ
を構成する部品の高さ等の寸法の精度の厳しい管理が必
要と成り、これを怠るとスケール及びレチクルが接触す
る虞がある。しかも、スケール及びレチクル間の間隔が
このように狭いと、位置センサを構成する部品の高さ等
の寸法の精度の厳しい管理をしても、部品の熱膨張によ
って、スケール及びレチクルが接触する虞もある。
相俟って、スケール及びレチクル間の間隔をあまり狭く
すると、その公差もかなり厳しく成るため、位置センサ
を構成する部品の高さ等の寸法の精度の厳しい管理が必
要と成り、これを怠るとスケール及びレチクルが接触す
る虞がある。しかも、スケール及びレチクル間の間隔が
このように狭いと、位置センサを構成する部品の高さ等
の寸法の精度の厳しい管理をしても、部品の熱膨張によ
って、スケール及びレチクルが接触する虞もある。
かかる点に鑑み、本発明は、光源、複数の光検出器及
びその複数の光検出器に夫々対応した光透過部を有する
レチクル並びに、光源及びレチクル間に配された、所定
ピッチの複数の光透過部を有するスケールを相対的に移
動せしめ、複数の光検出器の検出出力を夫々複数の検出
回路に供給することによって、その複数の検出回路か
ら、その相対的移動に基づく互いに位相の異なる複数の
三角波状位置検出出力を得るようにした光学的位置検出
装置において、スケール及びレチクル間の間隔を極端に
狭くしなくても、複数の検出回路からの各三角波状位置
検出出力が鈍り難く成るものを提案しようとするもので
ある。
びその複数の光検出器に夫々対応した光透過部を有する
レチクル並びに、光源及びレチクル間に配された、所定
ピッチの複数の光透過部を有するスケールを相対的に移
動せしめ、複数の光検出器の検出出力を夫々複数の検出
回路に供給することによって、その複数の検出回路か
ら、その相対的移動に基づく互いに位相の異なる複数の
三角波状位置検出出力を得るようにした光学的位置検出
装置において、スケール及びレチクル間の間隔を極端に
狭くしなくても、複数の検出回路からの各三角波状位置
検出出力が鈍り難く成るものを提案しようとするもので
ある。
本発明は、光源（９）と、複数の光検出器（５）〜
（８）と、その複数の光検出器（５）〜（８）に夫々対
応した光透過部ａ〜ｄを有するレチクルRCと、光源
（９）及びレチクルRC間に配された、所定ピッチの複数
の光透過部SLを有するスケールSCと、複数の光検出器
（５）〜（８）の検出出力が夫々供給される複数の検出
回路（１）〜（４）とを備え、光源（９）、複数の光検
出器（５）〜（８）及びその複数の光検出器（５）〜
（８）に夫々対応した光透過部ａ〜ｄを有するレチクル
RC並びにスケール間の相対的移動に基づく互いに位相の
異なる複数の三角波状位置検出出力を、複数の検出回路
から得るようにした光学的位置検出装置において、光源
（９）として、点光源を用いると共に、光源（９）から
発生する光の波長をλ、スケールSCの複数の光透過部の
ピッチをＰと夫々するとき、スケールSC及びレチクルRC
間の間隔Ｒを、 Ｒ≒P2/4λ に選定する。
（８）と、その複数の光検出器（５）〜（８）に夫々対
応した光透過部ａ〜ｄを有するレチクルRCと、光源
（９）及びレチクルRC間に配された、所定ピッチの複数
の光透過部SLを有するスケールSCと、複数の光検出器
（５）〜（８）の検出出力が夫々供給される複数の検出
回路（１）〜（４）とを備え、光源（９）、複数の光検
出器（５）〜（８）及びその複数の光検出器（５）〜
（８）に夫々対応した光透過部ａ〜ｄを有するレチクル
RC並びにスケール間の相対的移動に基づく互いに位相の
異なる複数の三角波状位置検出出力を、複数の検出回路
から得るようにした光学的位置検出装置において、光源
（９）として、点光源を用いると共に、光源（９）から
発生する光の波長をλ、スケールSCの複数の光透過部の
ピッチをＰと夫々するとき、スケールSC及びレチクルRC
間の間隔Ｒを、 Ｒ≒P2/4λ に選定する。
かかる本発明によれば、複数の検出回路から、光源
（９）、複数の光検出器（５）〜（８）及びその複数の
光検出器（５）〜（８）に夫々対応した光透過部ａ〜ｄ
を有するレチクルRC並びにスケール間の相対的移動に基
づく互いに位相の異なる複数の三角波状位置検出出力が
得られ、スケール及びレチクル間の間隔を極端に狭くし
なくても、その複数の検出回路からの三角波状位置検出
出力が鈍り難く成る。
（９）、複数の光検出器（５）〜（８）及びその複数の
光検出器（５）〜（８）に夫々対応した光透過部ａ〜ｄ
を有するレチクルRC並びにスケール間の相対的移動に基
づく互いに位相の異なる複数の三角波状位置検出出力が
得られ、スケール及びレチクル間の間隔を極端に狭くし
なくても、その複数の検出回路からの三角波状位置検出
出力が鈍り難く成る。
先ず、第２図を参照して、本発明が適用される磁気デ
ィスク（ハードディスク）駆動装置の一例を説明する。
回転せしめられる磁気ディスクDSに対し、その略半径方
向に沿って移動する磁気ヘッドHDが設けられ、この磁気
ヘッドHDは、ボイスコイルモータVMによって、回転軸AX
の回りに回転するヘッドアームHMに取り付けられると共
に、そのヘッドアームHMの他部に、スケールSC及びセン
サSEから成る位置センサPSが設けられ、この位置センサ
PSによって、磁気ヘッドHDの磁気ディスクDS上の位置が
検出されるようにしている。
ィスク（ハードディスク）駆動装置の一例を説明する。
回転せしめられる磁気ディスクDSに対し、その略半径方
向に沿って移動する磁気ヘッドHDが設けられ、この磁気
ヘッドHDは、ボイスコイルモータVMによって、回転軸AX
の回りに回転するヘッドアームHMに取り付けられると共
に、そのヘッドアームHMの他部に、スケールSC及びセン
サSEから成る位置センサPSが設けられ、この位置センサ
PSによって、磁気ヘッドHDの磁気ディスクDS上の位置が
検出されるようにしている。
次に、第３図を参照して、かかる位置センサSCに適用
される、本発明の一実施例を詳細に説明する。この位置
センサは、発光ダイオード（９）と、光検出用の４個の
フォトダイオード（５）〜（８）と、その４個のフォト
ダイオード（５）〜（８）に夫々対応した光透過部ａ〜
ｄを有するレチクルRCと、発光ダイオード（９）及びレ
チクルRC間に配された、所定ピッチの複数の光透過部SL
を有するスケールSCと、発光ダイオード（９）からの発
散光を平行光にして、スケールSCに入射せしめる凸レン
ズLSとから構成される。
される、本発明の一実施例を詳細に説明する。この位置
センサは、発光ダイオード（９）と、光検出用の４個の
フォトダイオード（５）〜（８）と、その４個のフォト
ダイオード（５）〜（８）に夫々対応した光透過部ａ〜
ｄを有するレチクルRCと、発光ダイオード（９）及びレ
チクルRC間に配された、所定ピッチの複数の光透過部SL
を有するスケールSCと、発光ダイオード（９）からの発
散光を平行光にして、スケールSCに入射せしめる凸レン
ズLSとから構成される。
そして、発光ダイオード（LED）（９）として、例え
ば、第１図Ａに示す如き、点発光型LED（赤外光LED）を
用いる。この点発光型LEDは、カソード電極上に順次ｎ
ーGaAs層、ｎーGaAs層及びｐーGaAs層を積層すると共
に、一番上のｐーGaAS層上に中心部に円孔を有するアノ
ード電極を設け、ｐーGaAs層のその円孔によって露出し
ている部分を発光部としたものである。
ば、第１図Ａに示す如き、点発光型LED（赤外光LED）を
用いる。この点発光型LEDは、カソード電極上に順次ｎ
ーGaAs層、ｎーGaAs層及びｐーGaAs層を積層すると共
に、一番上のｐーGaAS層上に中心部に円孔を有するアノ
ード電極を設け、ｐーGaAs層のその円孔によって露出し
ている部分を発光部としたものである。
このように、発光ダイオード（９）として、点発光型
LEDを用いたことによって、光の波動性が顕著と成り、
発光ダイオード（９）からの発散光を、凸レンズLSによ
って平行光にしてから、スケールSCに照射させれば、そ
のスケールSCに照射される光の平行度は高く成り、スケ
ールSCの光透過部SLを通過した後の光はあまり広がら
ず、レチクルRCの光透過部ａ〜ｄを殆ど総てが通過す
る。
LEDを用いたことによって、光の波動性が顕著と成り、
発光ダイオード（９）からの発散光を、凸レンズLSによ
って平行光にしてから、スケールSCに照射させれば、そ
のスケールSCに照射される光の平行度は高く成り、スケ
ールSCの光透過部SLを通過した後の光はあまり広がら
ず、レチクルRCの光透過部ａ〜ｄを殆ど総てが通過す
る。
そして、光源（点発光型LED）（９）から発生する光
の波長をλ、スケールSCの複数の光透過部のピッチをＰ
と夫々するとき、スケールSC及びレチクルRC間の間隔Ｒ
を、 Ｒ≒P2/4λ に選定する。
の波長をλ、スケールSCの複数の光透過部のピッチをＰ
と夫々するとき、スケールSC及びレチクルRC間の間隔Ｒ
を、 Ｒ≒P2/4λ に選定する。
一例としてλ＝890nm、Ｐ＝20μｍとすると、スケー
ルSC及びレチクルRC間の間隔Ｒは0.11mmと成り、上述の
従来例の20μｍに比べれ、遙かに大きいことが分かる。
ルSC及びレチクルRC間の間隔Ｒは0.11mmと成り、上述の
従来例の20μｍに比べれ、遙かに大きいことが分かる。
ここでは、ヘッドアームHMの回動に伴って、スケール
SCが、その光透過部、即ちスリットSLの配列方向に移動
するように成されている。そのスリットSLは、一定ピッ
チで形成されると共に、そのスリットの幅及びその間の
光不透過部の幅は互いに等しく成るように形成されてい
る。レチクルRCの光透過部ａ〜ｄは、スケールSCのスリ
ットSLの幅と同じ幅を有し、スケールSCのスリットSLの
ピッチをＰとするとき、夫々順次に（1/4）Ｐ＋nP（但
し、ｎは０、１、２、３、・・・のいずれでも良く、こ
こでは０と１が用いられている）の位置ずれを以て配さ
れている。
SCが、その光透過部、即ちスリットSLの配列方向に移動
するように成されている。そのスリットSLは、一定ピッ
チで形成されると共に、そのスリットの幅及びその間の
光不透過部の幅は互いに等しく成るように形成されてい
る。レチクルRCの光透過部ａ〜ｄは、スケールSCのスリ
ットSLの幅と同じ幅を有し、スケールSCのスリットSLの
ピッチをＰとするとき、夫々順次に（1/4）Ｐ＋nP（但
し、ｎは０、１、２、３、・・・のいずれでも良く、こ
こでは０と１が用いられている）の位置ずれを以て配さ
れている。
レチクルRCの光透過部ａ〜ｄに対応して設けられた各
フォトダイオード（５）〜（８）の検出出力は、夫々第
４図に示す如き検出回路に各別に供給される。この検出
回路は、フォトダイオード（５）〜（８）に対応するフ
ォトダイオード（63）からの検出出力の供給される利得
調整回路（62）を兼ねた電流／電圧変換回路（61）と、
その後段の電圧オフセット量調整回路（67）から構成さ
れる。
フォトダイオード（５）〜（８）の検出出力は、夫々第
４図に示す如き検出回路に各別に供給される。この検出
回路は、フォトダイオード（５）〜（８）に対応するフ
ォトダイオード（63）からの検出出力の供給される利得
調整回路（62）を兼ねた電流／電圧変換回路（61）と、
その後段の電圧オフセット量調整回路（67）から構成さ
れる。
電流／電圧変換回路（61）は、反転入力端子にフォト
ダイオード（63）のカソードが、非反転入力端子にフォ
トダイオード（63）のアノード及び定電圧源＋Ｂが接続
された演算増幅器（64）及びその出力端子及び反転入力
端子間に接続された利得調整用の可変抵抗器（帰還抵抗
器）（65）にて構成される。
ダイオード（63）のカソードが、非反転入力端子にフォ
トダイオード（63）のアノード及び定電圧源＋Ｂが接続
された演算増幅器（64）及びその出力端子及び反転入力
端子間に接続された利得調整用の可変抵抗器（帰還抵抗
器）（65）にて構成される。
又、電圧オフセット量調整回路（67）は、反転入力端
子と演算増幅器（64）の出力端子との間に入力抵抗器
（66）が接続され、非反転入力端子が定電圧源＋Ｂに接
続された演算増幅器（68）、その出力端子及び反転入力
端子間に接続された帰還抵抗器（69）並びに演算増幅器
（68）の非反転入力端子及び接地間に接続され、その可
動端子が演算増幅器（68）の反転入力端子に接続された
オフセット量調整用可変抵抗器から構成される。そし
て、演算増幅器（68）の出力端子から、出力端子（71）
に三角波状の位置検出出力が得られる。
子と演算増幅器（64）の出力端子との間に入力抵抗器
（66）が接続され、非反転入力端子が定電圧源＋Ｂに接
続された演算増幅器（68）、その出力端子及び反転入力
端子間に接続された帰還抵抗器（69）並びに演算増幅器
（68）の非反転入力端子及び接地間に接続され、その可
動端子が演算増幅器（68）の反転入力端子に接続された
オフセット量調整用可変抵抗器から構成される。そし
て、演算増幅器（68）の出力端子から、出力端子（71）
に三角波状の位置検出出力が得られる。
フォトダイオード（５）〜（８）の検出出力が第４図
にて説明した如き各別の検出回路に供給されると、第５
図Ａ〜Ｄに夫々示す如き、順次90度ずつの位相差を有す
る４相の三角波状の検出出力Sa〜Sdが得られる。そし
て、これら４相の三角波状の位置検出出力Sa〜Sdの正の
傾斜部が、基準電圧、例えば、5.5Vの線を横切る点Xa〜
Xdを、磁気ディスクDSの順次隣るトラック、ここでは、
互いにピッチの等しい基準トラックRT0、RT1〜RT3、デ
ータトランジスタDT0、DT1〜DT3、基準トラックRT0、RT
1〜RT3、・・・・に対応させるようにしている。
にて説明した如き各別の検出回路に供給されると、第５
図Ａ〜Ｄに夫々示す如き、順次90度ずつの位相差を有す
る４相の三角波状の検出出力Sa〜Sdが得られる。そし
て、これら４相の三角波状の位置検出出力Sa〜Sdの正の
傾斜部が、基準電圧、例えば、5.5Vの線を横切る点Xa〜
Xdを、磁気ディスクDSの順次隣るトラック、ここでは、
互いにピッチの等しい基準トラックRT0、RT1〜RT3、デ
ータトランジスタDT0、DT1〜DT3、基準トラックRT0、RT
1〜RT3、・・・・に対応させるようにしている。
かくして、かかる４相の位置検出出力Sa〜Sdを用いる
ことによって、第２図に示す如く、磁気ヘッドHDを磁気
ディスクDSの所望のトラックに移動させることができ
る。
ことによって、第２図に示す如く、磁気ヘッドHDを磁気
ディスクDSの所望のトラックに移動させることができ
る。
次に、光源（点発光型LED）（９）から発生する光の
波長をλを、λ＝890nmとしたときに、スケールSC及び
レチクルRC間の間隔Ｒを、夫夫60μｍ、50μｍ、40μ
ｍ、30μｍ、20μｍ、110μｍ、100μｍ、90μｍ、80μ
ｍ、80μｍ及び70μｍと変化させた場合の、互いに位相
差が90度の一対の三角波状の位置検出出力の波形と、そ
の一対の三角波状の位置検出出力をオッシロスコープの
Ｘ及びＹ軸入力端子に供給して得たリサージュを、夫々
第６図Ａ〜Ｊに示す。
波長をλを、λ＝890nmとしたときに、スケールSC及び
レチクルRC間の間隔Ｒを、夫夫60μｍ、50μｍ、40μ
ｍ、30μｍ、20μｍ、110μｍ、100μｍ、90μｍ、80μ
ｍ、80μｍ及び70μｍと変化させた場合の、互いに位相
差が90度の一対の三角波状の位置検出出力の波形と、そ
の一対の三角波状の位置検出出力をオッシロスコープの
Ｘ及びＹ軸入力端子に供給して得たリサージュを、夫々
第６図Ａ〜Ｊに示す。
ところで、理想的な三角波信号をオッシロスコープの
Ｘ及びＹ軸入力端子に供給して得たリサージュ波形は、
一対の対角線が夫々Ｘ及びＹ軸方向と一致する四角形と
成ることが知られているから、第６図Ｆのリサージュが
この条件にマッチする。従って、スケールSC及びレチク
ルRC間の間隔Ｒは、上述した0.11mm（＝110μｍ）のと
き、90度の位相差を有する三角波状の位置検出出力が、
理想的な三角波に最も近いものであることが明らかと成
り、これは上述した式 Ｒ≒P2/4λ を満足することが分かる。
Ｘ及びＹ軸入力端子に供給して得たリサージュ波形は、
一対の対角線が夫々Ｘ及びＹ軸方向と一致する四角形と
成ることが知られているから、第６図Ｆのリサージュが
この条件にマッチする。従って、スケールSC及びレチク
ルRC間の間隔Ｒは、上述した0.11mm（＝110μｍ）のと
き、90度の位相差を有する三角波状の位置検出出力が、
理想的な三角波に最も近いものであることが明らかと成
り、これは上述した式 Ｒ≒P2/4λ を満足することが分かる。
尚、かかる90度の位相差を有する三角波状の位置検出
出力が正弦波に近く成る程鈍ると、そのリサージュは第
６図Ｃに示すように円に近く成る。
出力が正弦波に近く成る程鈍ると、そのリサージュは第
６図Ｃに示すように円に近く成る。
かかる位置センサによれば、スケールSC及びレチクル
RC間の間隔を従来より広くしても位置検出精度を高くす
ることができるので、位置センサを構成する部品の高さ
等の寸法の精度の厳しい管理は不要と成り、又、部品の
熱膨張によるスケールSC及びレチクルRC間の接触を心配
する必要はなく、又、部品の熱膨張による位置検出精度
の低下の虞もない。
RC間の間隔を従来より広くしても位置検出精度を高くす
ることができるので、位置センサを構成する部品の高さ
等の寸法の精度の厳しい管理は不要と成り、又、部品の
熱膨張によるスケールSC及びレチクルRC間の接触を心配
する必要はなく、又、部品の熱膨張による位置検出精度
の低下の虞もない。
尚、このように、スケールSC及びレチクルRC間の間隔
を従来より可なり広くすることができるが、このように
すると、位置検出出力の感度が低下する虞があるが、そ
の場合には、スケールSCの光透過部SLのピッチを小さく
すれば、それに応じて、スケールSC及びレチクル間の間
隔を小さくすることができる。これによって、位置検出
出力の感度低下を抑制することができる。又、このよう
にすると、スケールSCの回転半径を短くすることがで
き、面ぶれや温度による位置ずれに強く成る。
を従来より可なり広くすることができるが、このように
すると、位置検出出力の感度が低下する虞があるが、そ
の場合には、スケールSCの光透過部SLのピッチを小さく
すれば、それに応じて、スケールSC及びレチクル間の間
隔を小さくすることができる。これによって、位置検出
出力の感度低下を抑制することができる。又、このよう
にすると、スケールSCの回転半径を短くすることがで
き、面ぶれや温度による位置ずれに強く成る。
上述せる本発明によれば、光源、複数の光検出器及び
その複数の光検出器に夫々対応した光透過部を有するレ
チクル並びに、光源及びレチクル間に配された、所定ピ
ッチの複数の光透過部を有するスケールを相対的に移動
せしめ、複数の光検出器の検出出力を夫々複数の検出回
路に供給することによって、その複数の検出回路から、
その相対的移動に基づく互いに位相の異なる複数の三角
波状位置検出出力を得るようにした光学的位置検出装置
において、スケール及びレチクル間の間隔を極端に狭く
しなくても、複数の検出回路からの各三角波状位置検出
出力が鈍り難く、即ち、その波形が三角形に近く成るも
のを得ることができる。Ｒ＝nP2/4λにおいて、ｎがｎ
＜１の場合において、複数の検出回路からの各三角波状
位置検出出力の波形が最も三角形に近くなるのが、ｎ＝
1/4のときである。
その複数の光検出器に夫々対応した光透過部を有するレ
チクル並びに、光源及びレチクル間に配された、所定ピ
ッチの複数の光透過部を有するスケールを相対的に移動
せしめ、複数の光検出器の検出出力を夫々複数の検出回
路に供給することによって、その複数の検出回路から、
その相対的移動に基づく互いに位相の異なる複数の三角
波状位置検出出力を得るようにした光学的位置検出装置
において、スケール及びレチクル間の間隔を極端に狭く
しなくても、複数の検出回路からの各三角波状位置検出
出力が鈍り難く、即ち、その波形が三角形に近く成るも
のを得ることができる。Ｒ＝nP2/4λにおいて、ｎがｎ
＜１の場合において、複数の検出回路からの各三角波状
位置検出出力の波形が最も三角形に近くなるのが、ｎ＝
1/4のときである。
従って、位置センサを構成する部品の高さ等の寸法の
精度の厳しい管理は不要と成り、又、部品の熱膨張によ
るスケール及びレチクル間の接触を心配する必要はな
く、又、部品の熱膨張による位置検出精度の低下の虞も
ない。
精度の厳しい管理は不要と成り、又、部品の熱膨張によ
るスケール及びレチクル間の接触を心配する必要はな
く、又、部品の熱膨張による位置検出精度の低下の虞も
ない。
尚、このように、スケール及びレチクル間の間隔を従
来よりかなり広くすることができるが、このようにする
と、位置検出出力の感度が低下する虞があるが、その場
合には、スケールの光透過部のピッチを小さくすれば、
それに応じて、スケール及びレチクル間の間隔を小さく
し、これによって、位置検出出力の感度低下を抑制する
ことができる。又、このようにすると、スケールの回転
半径を短くすることができ、面ぶれや温度による位置ず
れに強く成る。
来よりかなり広くすることができるが、このようにする
と、位置検出出力の感度が低下する虞があるが、その場
合には、スケールの光透過部のピッチを小さくすれば、
それに応じて、スケール及びレチクル間の間隔を小さく
し、これによって、位置検出出力の感度低下を抑制する
ことができる。又、このようにすると、スケールの回転
半径を短くすることができ、面ぶれや温度による位置ず
れに強く成る。
第１図はLEDを示す図、第２図は本発明を適用して好適
なディスク駆動装置を示す配置図、第３図は本発明の実
施例を示す説明図、第４図はその検出回路を示す回路
図、第５図はその位置センサの検出出力を示すタイミン
グチャート、第６図は互いに90度の位相差を有する三角
波状の位置検出出力の波形及びリサージュを示す図であ
る。 （５）〜（８）はフォトダイオード、（９）は発光ダイ
オード（点光源）、SCはスケール、SLはスリット（光透
過部）、RCはレチクル、ａ〜ｄは光透過部である。
なディスク駆動装置を示す配置図、第３図は本発明の実
施例を示す説明図、第４図はその検出回路を示す回路
図、第５図はその位置センサの検出出力を示すタイミン
グチャート、第６図は互いに90度の位相差を有する三角
波状の位置検出出力の波形及びリサージュを示す図であ
る。 （５）〜（８）はフォトダイオード、（９）は発光ダイ
オード（点光源）、SCはスケール、SLはスリット（光透
過部）、RCはレチクル、ａ〜ｄは光透過部である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大田 恵一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−154916（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−212316（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】光源と、複数の光検出器と、該複数の光検
出器に夫々対応した光透過部を有するレチクルと、上記
光源及び上記レチクル間に配された、所定ピッチの複数
の光透過部を有するスケールと、上記複数の光検出器の
検出出力が夫々供給される複数の検出回路とを備え、上
記光源、上記複数の光検出器及び該複数の光検出器に夫
々対応した光透過部を有する上記レチクル並びに上記ス
ケール間の相対的移動に基づく互いに位相の異なる複数
の三角波状位置検出出力を、上記複数の検出回路から得
るようにした光学的位置検出装置において、 上記光源として、点光源を用いると共に、 上記光源から発生する光の波長をλ、上記スケールの複
数の光透過部のピッチをＰと夫々するとき、上記スケー
ル及び上記レチクル間の間隔Ｒを、 Ｒ≒P2/4λ に選定したことを特徴とする光学的位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007353A JP3045241B2 (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 光学的位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007353A JP3045241B2 (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 光学的位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03211418A JPH03211418A (ja) | 1991-09-17 |
| JP3045241B2 true JP3045241B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=11663594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007353A Expired - Fee Related JP3045241B2 (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 光学的位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3045241B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05340765A (ja) * | 1992-06-09 | 1993-12-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学式エンコーダ |
| JPH064618U (ja) * | 1992-06-23 | 1994-01-21 | 株式会社ニコン | 光電式１トラック型アブソリュート・エンコーダ |
-
1990
- 1990-01-17 JP JP2007353A patent/JP3045241B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03211418A (ja) | 1991-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |