JP3387690B2 - 基準信号発生装置及びそれを用いた回転情報検出装置 - Google Patents
基準信号発生装置及びそれを用いた回転情報検出装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は基準信号発生装置及びそ
れを用いた回転情報検出装置に関し、例えば回転する円
盤状又は円筒状の回転物体上に位置決め情報を記録する
際に使用する基準信号を回転物体の回転速度に基づいて
１つの光学ヘッドにより得られる、所謂ドップラー信号
とインデックス信号とを利用して求め、これより回転物
体に位置決め情報を記録するときの基準信号発生装置及
びそれを用いた回転情報検出装置の位置決め情報書き込
みに好適なものである。
れを用いた回転情報検出装置に関し、例えば回転する円
盤状又は円筒状の回転物体上に位置決め情報を記録する
際に使用する基準信号を回転物体の回転速度に基づいて
１つの光学ヘッドにより得られる、所謂ドップラー信号
とインデックス信号とを利用して求め、これより回転物
体に位置決め情報を記録するときの基準信号発生装置及
びそれを用いた回転情報検出装置の位置決め情報書き込
みに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりコンピュータ等の情報処理装置
に用いる記憶再生手段として、例えば磁性体を塗布した
円盤が用いられている。この円盤に磁気ヘッドを用いて
磁気的に信号（情報）を書き込む場合、予め円盤上に磁
気ヘッドの位置決めのための情報を書き込んでおく必要
がる。そのため、本来の情報の書き込み用ヘッドとは別
に専用のクロックヘッドを用いて円盤上の未使用領域、
主に最外周部分に高い周波数のパルスを始めに記録して
いる。そしてそのパルスを基準にして円盤上に、位置決
めの為の情報を書き込むようにした装置が種々と提案さ
れている。
に用いる記憶再生手段として、例えば磁性体を塗布した
円盤が用いられている。この円盤に磁気ヘッドを用いて
磁気的に信号（情報）を書き込む場合、予め円盤上に磁
気ヘッドの位置決めのための情報を書き込んでおく必要
がる。そのため、本来の情報の書き込み用ヘッドとは別
に専用のクロックヘッドを用いて円盤上の未使用領域、
主に最外周部分に高い周波数のパルスを始めに記録して
いる。そしてそのパルスを基準にして円盤上に、位置決
めの為の情報を書き込むようにした装置が種々と提案さ
れている。
【０００３】図７は円盤の円周方向（角度方向）を複数
領域に分割したときの概略図である。同図において、１
は分割すべき円盤である。図は円盤１上をＮ等分した様
子を示している。点ａから点ｂまでの間が分割したとき
の１つの領域を表す。ここで分割は必ずしも等間隔であ
る必要はないが、通常は等間隔であり空間的に正確に分
割されていること、言い換えると正確な角度に分割され
ていることが求められている。
領域に分割したときの概略図である。同図において、１
は分割すべき円盤である。図は円盤１上をＮ等分した様
子を示している。点ａから点ｂまでの間が分割したとき
の１つの領域を表す。ここで分割は必ずしも等間隔であ
る必要はないが、通常は等間隔であり空間的に正確に分
割されていること、言い換えると正確な角度に分割され
ていることが求められている。
【０００４】情報が記録される範囲は内周から外周にか
けてのドーナツ上の部分（図中、黒い部分を除いた部
分）で円盤上の同心円状のトラックに領域毎に書き込ま
れる。１つの同心円は複数の領域（ａからｂまでがその
１つを表わす。）に分けられ、各領域の先頭が位置決め
の為の情報を書き込む部分で残りの部分が実際の情報を
記録する部分である。各領域の先頭位置は同図に示すよ
うに各同心円の同じ角度の位置、即ち半径上に並び、か
つ位置決めの為に情報も各同心円の半径上に位相のそろ
った位置に書き込まれる。位置決めは各領域の先頭に書
き込まれた位置決めのための情報（サーボパターン）を
読み出すことによりなされる。このため、分割される領
域は各同心円の間でずれなく正確に分割されることが要
求される。
けてのドーナツ上の部分（図中、黒い部分を除いた部
分）で円盤上の同心円状のトラックに領域毎に書き込ま
れる。１つの同心円は複数の領域（ａからｂまでがその
１つを表わす。）に分けられ、各領域の先頭が位置決め
の為の情報を書き込む部分で残りの部分が実際の情報を
記録する部分である。各領域の先頭位置は同図に示すよ
うに各同心円の同じ角度の位置、即ち半径上に並び、か
つ位置決めの為に情報も各同心円の半径上に位相のそろ
った位置に書き込まれる。位置決めは各領域の先頭に書
き込まれた位置決めのための情報（サーボパターン）を
読み出すことによりなされる。このため、分割される領
域は各同心円の間でずれなく正確に分割されることが要
求される。
【０００５】図６は従来の位置決め情報記録装置の要部
概略図である。同図において、１は円盤であり、スピン
ドルモータ（不図示）によって回転している。１２はク
ロックヘッドであり、時間的に正確なクロックパルスを
円盤１の未使用領域に書き込み、また前記クロックパル
スを読み出している。１ｄは記録したクロックパルス信
号である。３はカウンタ（カウンタ手段）であり、クロ
ックヘッド１２からの検出したパルスを数えている。４
は１周パルス数メモリであり円盤１の１周分のパルス数
を記憶している。５は分割数データであり、円盤１の１
周分を何分割するかを表している。
概略図である。同図において、１は円盤であり、スピン
ドルモータ（不図示）によって回転している。１２はク
ロックヘッドであり、時間的に正確なクロックパルスを
円盤１の未使用領域に書き込み、また前記クロックパル
スを読み出している。１ｄは記録したクロックパルス信
号である。３はカウンタ（カウンタ手段）であり、クロ
ックヘッド１２からの検出したパルスを数えている。４
は１周パルス数メモリであり円盤１の１周分のパルス数
を記憶している。５は分割数データであり、円盤１の１
周分を何分割するかを表している。
【０００６】６は除算器であり、１周パルス数メモリ４
の内容を分割データ５からの分割数Ｎで割って分割領域
１つ当りの分割パルス数を求めている。７は分割パルス
数メモリであり、分割領域当りのパルス数を記憶してい
る。８は比較器であり、分割パルス数とカウンタの値を
比較して分割領域の分割基準パルスを出力している。
の内容を分割データ５からの分割数Ｎで割って分割領域
１つ当りの分割パルス数を求めている。７は分割パルス
数メモリであり、分割領域当りのパルス数を記憶してい
る。８は比較器であり、分割パルス数とカウンタの値を
比較して分割領域の分割基準パルスを出力している。
【０００７】９は信号処理部であり、磁気ヘッド１１を
通してデータを書き込みまた読み出している。１０はボ
イスコイルモータ（以下「ＶＣＭ」という。）であり、
磁気ヘッド１１を円盤１の半径方向に駆動している。磁
気ヘッド１１はデータを書き込みまた読み出している。
図中、細い線はパルス信号、太い線はデータバスを表し
ている。
通してデータを書き込みまた読み出している。１０はボ
イスコイルモータ（以下「ＶＣＭ」という。）であり、
磁気ヘッド１１を円盤１の半径方向に駆動している。磁
気ヘッド１１はデータを書き込みまた読み出している。
図中、細い線はパルス信号、太い線はデータバスを表し
ている。
【０００８】同図ではスピンドルモータで回転している
円盤１に対しクロックパルス回路（不図示）からの時間
的に正確なクロックパルスをクロックヘッド１２によっ
て円盤１の未使用領域に書き込んでいる。１周期分のク
ロックパルスの数はあらかじめ定められており、正しい
数のパルスの書き込みが行われるまで、クロックパルス
の周波数を変化させて書き込みが行われる。
円盤１に対しクロックパルス回路（不図示）からの時間
的に正確なクロックパルスをクロックヘッド１２によっ
て円盤１の未使用領域に書き込んでいる。１周期分のク
ロックパルスの数はあらかじめ定められており、正しい
数のパルスの書き込みが行われるまで、クロックパルス
の周波数を変化させて書き込みが行われる。
【０００９】次にクロックヘッド１２は書き込んだクロ
ックパルスを読みだしカウンタ３で数えてそのパルス数
を１周パルス数メモリ４に記憶する。この値は除算器６
で分割数データ５からの分割数で割り算されて１領域当
りのパルス数として分割パルス数メモリ７に記憶してい
る。
ックパルスを読みだしカウンタ３で数えてそのパルス数
を１周パルス数メモリ４に記憶する。この値は除算器６
で分割数データ５からの分割数で割り算されて１領域当
りのパルス数として分割パルス数メモリ７に記憶してい
る。
【００１０】カウンタ３で数えられたパルス数は比較器
８で１領域当りのパルス数と比較する。比較器８は１領
域のパルス数を数え、このときのパルス数を基準パルス
として信号処理部９に送る。同時にカウンタ３に対しク
リアパルスを送り、次の分割領域を０からカウントする
準備をする。
８で１領域当りのパルス数と比較する。比較器８は１領
域のパルス数を数え、このときのパルス数を基準パルス
として信号処理部９に送る。同時にカウンタ３に対しク
リアパルスを送り、次の分割領域を０からカウントする
準備をする。
【００１１】信号処理部９は分割のための基準パルスを
受け取ると、磁気ヘッド１１によってクロックパルスを
基準とした信号を円盤１の上に領域を区切るための信号
を書き込む。ＶＣＭ１０は半径方向位置決め装置（不図
示）によって磁気ヘッド１１を半径方向に決められた間
隔で順々に位置決めしている。そして該磁気ヘッド１１
により円盤１の同心円上に等角度で放射状の分割基準位
置信号を形成している。
受け取ると、磁気ヘッド１１によってクロックパルスを
基準とした信号を円盤１の上に領域を区切るための信号
を書き込む。ＶＣＭ１０は半径方向位置決め装置（不図
示）によって磁気ヘッド１１を半径方向に決められた間
隔で順々に位置決めしている。そして該磁気ヘッド１１
により円盤１の同心円上に等角度で放射状の分割基準位
置信号を形成している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】図６に示す位置決め書
き込み装置では、クロックパルスは時間を基準としてい
るため、回転速度の変動はそのまま位置基準信号の精度
に影響する。回転速度変動の影響を低減し、分解能を上
げるためクロックパルスの書き込み時のみ円盤の回転を
遅くすることもあり、このことがスループットを上げら
れない原因となっている。さらにクロックヘッドが円盤
に接触するなどして不良品を作ることがあるという問題
点があった。
き込み装置では、クロックパルスは時間を基準としてい
るため、回転速度の変動はそのまま位置基準信号の精度
に影響する。回転速度変動の影響を低減し、分解能を上
げるためクロックパルスの書き込み時のみ円盤の回転を
遅くすることもあり、このことがスループットを上げら
れない原因となっている。さらにクロックヘッドが円盤
に接触するなどして不良品を作ることがあるという問題
点があった。
【００１３】このように従来の位置決め情報記録装置に
おいて、基準信号の発生精度を上げようとすると回転速
度の変動を受け、又接触事故による不良品が多く発生し
てくるという問題点があった。
おいて、基準信号の発生精度を上げようとすると回転速
度の変動を受け、又接触事故による不良品が多く発生し
てくるという問題点があった。
【００１４】本発明は光学ヘッドより得られるドップラ
ー信号とインデックス信号とを適切に処理することによ
り、円盤等の円周方向の角度検出及び位置決めを高精度
に行う為の基準信号を容易に得ることができる基準信号
発生装置及びそれを用いた回転情報検出装置の提供を目
的とする。
ー信号とインデックス信号とを適切に処理することによ
り、円盤等の円周方向の角度検出及び位置決めを高精度
に行う為の基準信号を容易に得ることができる基準信号
発生装置及びそれを用いた回転情報検出装置の提供を目
的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の基準信号発生装
置は、 （１−１）光源手段からの光束を回転物体の被検面に入
射させ、該回転物体からのドップラーシフトを受けた散
乱光を光検出器で検出し、該光検出器からの信号をドッ
プラー信号処理回路に入力して得られるドップラー信号
パルスと、該光源手段からの光束を該回転物体の一部に
設けた該被検面の拡散反射率と異なる拡散反射率を有
し、かつ該光束の径よりも小さいインデックスマークに
入射させ、該インデックスマークからの散乱光を該光検
出器で検出し、該光検出器からの信号をインデックス信
号処理回路に入力して得られるインデックス信号とを用
いて該回転物体に位置決め情報を記録するときの基準信
号を得ていることを特徴としている。
置は、 （１−１）光源手段からの光束を回転物体の被検面に入
射させ、該回転物体からのドップラーシフトを受けた散
乱光を光検出器で検出し、該光検出器からの信号をドッ
プラー信号処理回路に入力して得られるドップラー信号
パルスと、該光源手段からの光束を該回転物体の一部に
設けた該被検面の拡散反射率と異なる拡散反射率を有
し、かつ該光束の径よりも小さいインデックスマークに
入射させ、該インデックスマークからの散乱光を該光検
出器で検出し、該光検出器からの信号をインデックス信
号処理回路に入力して得られるインデックス信号とを用
いて該回転物体に位置決め情報を記録するときの基準信
号を得ていることを特徴としている。
【００１６】特に、
（１−１−１）前記ドップラー信号パルスをカウントす
るカウンタ手段を有し、前記インデックス信号により、
該カウンタ手段に対してカウント開始とカウント終了の
パルス信号を決定し、カウント開始とカウント終了のパ
ルス信号間のドップラー信号パルス数を第１記憶手段に
記憶し、該第１記憶手段に記憶したドップラー信号パル
ス数を除算手段で該回転物体の角度方向を複数領域に分
割する分割数で割り、該除算したパルス数を第２記憶手
段に記憶し、該第２記憶手段に記憶したパルス数と該カ
ウンタ手段でカウントしたドップラー信号パルス数とを
比較手段で比較して分割基準パルスを生成し、該分割基
準パルスを利用して該回転物体の角度方向を複数領域に
分割し、該複数領域に位置決めの為の情報を書き込むと
きの基準信号として該ドップラー信号パルスを使うこ
と。
るカウンタ手段を有し、前記インデックス信号により、
該カウンタ手段に対してカウント開始とカウント終了の
パルス信号を決定し、カウント開始とカウント終了のパ
ルス信号間のドップラー信号パルス数を第１記憶手段に
記憶し、該第１記憶手段に記憶したドップラー信号パル
ス数を除算手段で該回転物体の角度方向を複数領域に分
割する分割数で割り、該除算したパルス数を第２記憶手
段に記憶し、該第２記憶手段に記憶したパルス数と該カ
ウンタ手段でカウントしたドップラー信号パルス数とを
比較手段で比較して分割基準パルスを生成し、該分割基
準パルスを利用して該回転物体の角度方向を複数領域に
分割し、該複数領域に位置決めの為の情報を書き込むと
きの基準信号として該ドップラー信号パルスを使うこ
と。
【００１７】（１−１−２）前記回転物体はリング状の
反射領域と該リング状の反射領域中に該反射領域の拡散
反射率とは異なり、かつ入射光束の径よりも小さいイン
デックスマークとを有しており、前記光検出器により該
インデックスマークからの散乱光よりインデックス信号
を検出して前記カウンタ手段に対するカウント開始とカ
ウント終了のパルスを決定していること。
反射領域と該リング状の反射領域中に該反射領域の拡散
反射率とは異なり、かつ入射光束の径よりも小さいイン
デックスマークとを有しており、前記光検出器により該
インデックスマークからの散乱光よりインデックス信号
を検出して前記カウンタ手段に対するカウント開始とカ
ウント終了のパルスを決定していること。
【００１８】（１−１−３）前記インデックス信号処理
回路はローパスフィルタとハイパスフィルタと増幅回路
とレベル検出器そしてインデックス発生器とを有し、双
方のフィルターのカットオフ周波数を前記回転物体の速
度情報に基づいて決定し、これよりインデックス信号を
得ていること。
回路はローパスフィルタとハイパスフィルタと増幅回路
とレベル検出器そしてインデックス発生器とを有し、双
方のフィルターのカットオフ周波数を前記回転物体の速
度情報に基づいて決定し、これよりインデックス信号を
得ていること。
【００１９】（１−１−４）前記光検出器は光源手段か
らの光束を回転物体に入射させたときの該回転物体から
生じる散乱光のドップラーシフトに基づくドップラー信
号を検出しており、該ドップラー信号を利用して該回転
物体に位置決め情報を記録するときの基準信号を発生す
る際、該回転物体は回転軸を中心とするリング状の拡散
反射領域とインデックスマークを有していること。等を
特徴としている。
らの光束を回転物体に入射させたときの該回転物体から
生じる散乱光のドップラーシフトに基づくドップラー信
号を検出しており、該ドップラー信号を利用して該回転
物体に位置決め情報を記録するときの基準信号を発生す
る際、該回転物体は回転軸を中心とするリング状の拡散
反射領域とインデックスマークを有していること。等を
特徴としている。
【００２０】（１−２）光源手段からの光束を物体に入
射させ、該物体からのドップラーシフトを受けた散乱光
の周波数の偏移に基づくドップラー信号と該物体の基準
となるインデックス信号とを１つの光学ヘッドにより検
出し、該光学ヘッドからのドップラー信号とインデック
ス信号によって位置決め情報を記録するときの基準信号
を発生することを特徴としている。
射させ、該物体からのドップラーシフトを受けた散乱光
の周波数の偏移に基づくドップラー信号と該物体の基準
となるインデックス信号とを１つの光学ヘッドにより検
出し、該光学ヘッドからのドップラー信号とインデック
ス信号によって位置決め情報を記録するときの基準信号
を発生することを特徴としている。
【００２１】（１−３）光源手段からの光束を回転物体
の被検面に入射させ、該回転物体からのドップラーシフ
トを受けた散乱光を光検出器で検出し、該光検出器から
の信号をドップラー信号処理回路に入力して得られたド
ップラー信号パルスを該回転物体の周上に設けた２つ以
上のインデックスマークに基づいて得られたインデック
ス信号により該回転物体を角度方向に複数領域に分割
し、該複数領域に位置決めの為の情報を書き込むときの
基準信号として用いていることを特徴としている。
の被検面に入射させ、該回転物体からのドップラーシフ
トを受けた散乱光を光検出器で検出し、該光検出器から
の信号をドップラー信号処理回路に入力して得られたド
ップラー信号パルスを該回転物体の周上に設けた２つ以
上のインデックスマークに基づいて得られたインデック
ス信号により該回転物体を角度方向に複数領域に分割
し、該複数領域に位置決めの為の情報を書き込むときの
基準信号として用いていることを特徴としている。
【００２２】本発明の回転情報検出装置は、
（２−１）光源手段からの光束を回転物体の被検面に入
射させ、該回転物体からのドップラーシフトを受けた散
乱光を光検出器で検出し、該光検出器からの信号をドッ
プラー信号処理回路に入力して得られるドップラー信号
パルスより該回転物体の回転情報を検出する際、該ドッ
プラー信号パルスと該光源手段からの光束を該回転物体
の一部に設けたインデックスマークに入射させ、該イン
デックスマークからの散乱光を該光検出器で検出し、該
光検出器からの信号をインデックス信号処理回路に入力
して得られるインデックス信号とを用いて該回転物体に
位置決め情報を記録するときの基準信号を得ていること
を特徴としている。
射させ、該回転物体からのドップラーシフトを受けた散
乱光を光検出器で検出し、該光検出器からの信号をドッ
プラー信号処理回路に入力して得られるドップラー信号
パルスより該回転物体の回転情報を検出する際、該ドッ
プラー信号パルスと該光源手段からの光束を該回転物体
の一部に設けたインデックスマークに入射させ、該イン
デックスマークからの散乱光を該光検出器で検出し、該
光検出器からの信号をインデックス信号処理回路に入力
して得られるインデックス信号とを用いて該回転物体に
位置決め情報を記録するときの基準信号を得ていること
を特徴としている。
【００２３】特に、
（２−１−１）前記ドップラー信号パルスをカウントす
るカウンタ手段を有し、前記インデックス信号により、
該カウンタ手段に対してカウント開始とカウント終了の
パルス信号を決定し、カウント開始とカウント終了のパ
ルス信号間ドップラー信号のパルス数を第１記憶手段に
記憶し、該第１記憶手段に記憶したパルス数を除算手段
で該回転物体の角度方向を複数領域に分割する分割数で
割り、該除算したパルス数を第２記憶手段に記憶し、該
第２記憶手段に記憶したパルスと該カウンタ手段でカウ
ントしたドップラー信号パルス数とを比較手段で比較し
て分割基準パルスを生成し、該分割基準パルスを利用し
て該回転物体の角度方向を複数領域に分割し、該複数領
域に位置決めの為の情報を書き込むときの基準信号とし
て該ドップラー信号パルスを使うこと。
るカウンタ手段を有し、前記インデックス信号により、
該カウンタ手段に対してカウント開始とカウント終了の
パルス信号を決定し、カウント開始とカウント終了のパ
ルス信号間ドップラー信号のパルス数を第１記憶手段に
記憶し、該第１記憶手段に記憶したパルス数を除算手段
で該回転物体の角度方向を複数領域に分割する分割数で
割り、該除算したパルス数を第２記憶手段に記憶し、該
第２記憶手段に記憶したパルスと該カウンタ手段でカウ
ントしたドップラー信号パルス数とを比較手段で比較し
て分割基準パルスを生成し、該分割基準パルスを利用し
て該回転物体の角度方向を複数領域に分割し、該複数領
域に位置決めの為の情報を書き込むときの基準信号とし
て該ドップラー信号パルスを使うこと。
【００２４】（２−１−２）前記回転物体はリング状の
反射領域と該リング状の反射領域中に該反射領域の拡散
反射率とは異なり、かつ入射光束の径よりも小さいイン
デックスマークとを有しており、前記光検出器により該
インデックスマークからの散乱光よりインデックス信号
を検出して前記カウンタ手段に対するカウント開始とカ
ウント終了のパルスを決定していること。
反射領域と該リング状の反射領域中に該反射領域の拡散
反射率とは異なり、かつ入射光束の径よりも小さいイン
デックスマークとを有しており、前記光検出器により該
インデックスマークからの散乱光よりインデックス信号
を検出して前記カウンタ手段に対するカウント開始とカ
ウント終了のパルスを決定していること。
【００２５】（２−１−３）前記インデックス信号処理
回路はローパスフィルタとハイパスフィルタと増幅回路
とレベル検出器そしてインデックス発生器とを有し、双
方のフィルターのカットオフ周波数を前記回転物体の速
度情報に基づいて決定し、これよりインデックス信号を
得ていること。
回路はローパスフィルタとハイパスフィルタと増幅回路
とレベル検出器そしてインデックス発生器とを有し、双
方のフィルターのカットオフ周波数を前記回転物体の速
度情報に基づいて決定し、これよりインデックス信号を
得ていること。
【００２６】（２−１−４）前記光検出器は光源手段か
らの光束を回転物体に入射させたときの該回転物体から
生じる散乱光のドップラーシフトに基づくドップラー信
号を検出しており、該ドップラー信号を利用して該回転
物体に位置決め情報を記録するときの基準信号を発生す
る際、該回転物体は回転軸を中心とするリング状の拡散
反射領域とインデックスマークを有していること。等を
特徴としている。
らの光束を回転物体に入射させたときの該回転物体から
生じる散乱光のドップラーシフトに基づくドップラー信
号を検出しており、該ドップラー信号を利用して該回転
物体に位置決め情報を記録するときの基準信号を発生す
る際、該回転物体は回転軸を中心とするリング状の拡散
反射領域とインデックスマークを有していること。等を
特徴としている。
【００２７】（２−２）光源手段からの光束を該回転物
体に入射させ、該回転物体からのドップラーシフトを受
けた散乱光の周波数の偏移に基づくドップラー信号と該
回転物体の基準となるインデックス信号とを１つの光学
ヘッドにより検出し、該光学ヘッドからのドップラー信
号より該回転物体の回転情報を検出する際、該ドップラ
ー信号とインデックス信号によって位置決め情報を記録
するときの基準信号を発生することを特徴としている。
体に入射させ、該回転物体からのドップラーシフトを受
けた散乱光の周波数の偏移に基づくドップラー信号と該
回転物体の基準となるインデックス信号とを１つの光学
ヘッドにより検出し、該光学ヘッドからのドップラー信
号より該回転物体の回転情報を検出する際、該ドップラ
ー信号とインデックス信号によって位置決め情報を記録
するときの基準信号を発生することを特徴としている。
【００２８】（２−３）光源手段からの光束を回転物体
の被検面に入射させ、該回転物体からのドップラーシフ
トを受けた散乱光を光検出器で検出し、該光検出器から
の信号をドップラー信号処理回路に入力して得られたド
ップラー信号パルスより該回転物体の回転情報を検出す
る際、該ドップラー信号パルスを該回転物体の周上に設
けた２つ以上のインデックスマークに基づいて得られた
インデックス信号により該回転物体を角度方向に複数領
域に分割し、該複数領域に位置決めの為の情報を書き込
むときの基準信号として用いていることを特徴としてい
る。
の被検面に入射させ、該回転物体からのドップラーシフ
トを受けた散乱光を光検出器で検出し、該光検出器から
の信号をドップラー信号処理回路に入力して得られたド
ップラー信号パルスより該回転物体の回転情報を検出す
る際、該ドップラー信号パルスを該回転物体の周上に設
けた２つ以上のインデックスマークに基づいて得られた
インデックス信号により該回転物体を角度方向に複数領
域に分割し、該複数領域に位置決めの為の情報を書き込
むときの基準信号として用いていることを特徴としてい
る。
【００２９】
【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図であ
る。本実施例はハードディスクのサーボトラックライタ
に適用した場合を示している。
る。本実施例はハードディスクのサーボトラックライタ
に適用した場合を示している。
【００３０】図中、１は円盤（回転物体）であり、スピ
ンドルモータ（不図示）により回転している。２は光学
ヘッドであり、光源手段からのレーザ光を円盤に照射
し、円盤からの拡散反射光を検出し増幅して円盤１の回
転速度に基づいたドップラー信号とインデックス信号を
含んだ信号を生成している。３はカウンタ手段（カウン
タ）であり、ドップラー信号処理回路２１で検出したド
ップラー信号パルスを数えている。４は第１記録手段と
してのメモリ（１周パルス数メモリ）であり、円盤１の
１周分のパルス数を記憶している。
ンドルモータ（不図示）により回転している。２は光学
ヘッドであり、光源手段からのレーザ光を円盤に照射
し、円盤からの拡散反射光を検出し増幅して円盤１の回
転速度に基づいたドップラー信号とインデックス信号を
含んだ信号を生成している。３はカウンタ手段（カウン
タ）であり、ドップラー信号処理回路２１で検出したド
ップラー信号パルスを数えている。４は第１記録手段と
してのメモリ（１周パルス数メモリ）であり、円盤１の
１周分のパルス数を記憶している。
【００３１】５は分割数データであり、円盤１の１周分
を何分割するかを表わしている。６は除算器であり、メ
モリ４の内容を分割数データ５からの分割数Ｎで割って
分割領域１つ当りのパルス数を求めている。７は第２記
録手段としてのメモリ（分割パルス数メモリ）であり、
分割領域１つ当りのパルス数（分割パルス数）を記憶し
ている。８は比較器であり、分割パルス数とカウンタ３
からの値を比較して分割領域の分割基準パルスを出力し
ている。９は信号処理部であり、磁気ヘッド１１を通し
てデータを書き込みまた読み出している。
を何分割するかを表わしている。６は除算器であり、メ
モリ４の内容を分割数データ５からの分割数Ｎで割って
分割領域１つ当りのパルス数を求めている。７は第２記
録手段としてのメモリ（分割パルス数メモリ）であり、
分割領域１つ当りのパルス数（分割パルス数）を記憶し
ている。８は比較器であり、分割パルス数とカウンタ３
からの値を比較して分割領域の分割基準パルスを出力し
ている。９は信号処理部であり、磁気ヘッド１１を通し
てデータを書き込みまた読み出している。
【００３２】１０はボイスコイルモータ（ＶＣＭ）であ
り、磁気ヘッド１１を円盤１の半径方向に駆動してい
る。磁気ヘッド１１はデータを書き込みまた読み出した
りしている。図中、細い線はパルス信号、太い線はデー
タバスを表わしている。
り、磁気ヘッド１１を円盤１の半径方向に駆動してい
る。磁気ヘッド１１はデータを書き込みまた読み出した
りしている。図中、細い線はパルス信号、太い線はデー
タバスを表わしている。
【００３３】光学ヘッド２で検出し、ドップラー信号処
理回路２１で得られるドップラー信号パルスは照射して
いる物体（円盤）の速度（回転速度）に比例した周波数
となる。本実施例では、このドップラー信号パルスをカ
ウントすることにより角度情報を求めている。
理回路２１で得られるドップラー信号パルスは照射して
いる物体（円盤）の速度（回転速度）に比例した周波数
となる。本実施例では、このドップラー信号パルスをカ
ウントすることにより角度情報を求めている。
【００３４】今、光学ヘッド２を固定したとき、測定対
象としているのは円盤１上の円周Ｃである。スピンドル
モータの回転に偏心があったとしても１周の長さは同じ
であり、この円周に対応するドップラー信号パルス数は
回転速度の変動に拘らず一定となる。更に本発明では、
最終的に使用する状態で位置決めの為の情報の書き込み
を行なうので基本的に偏心の問題は残らない。
象としているのは円盤１上の円周Ｃである。スピンドル
モータの回転に偏心があったとしても１周の長さは同じ
であり、この円周に対応するドップラー信号パルス数は
回転速度の変動に拘らず一定となる。更に本発明では、
最終的に使用する状態で位置決めの為の情報の書き込み
を行なうので基本的に偏心の問題は残らない。
【００３５】１周分のドップラー信号パルス数をカウン
トするためには回転の基準となる信号が必要である。そ
のための方法として、円周Ｃの１カ所に円盤１の拡散反
射率とは異なる拡散反射率を有し、かつ入射光束よりも
小さいインデックスマーク１８を設けている。このイン
デックスマーク１８を光学ヘッド２で検出してインデッ
クス信号処理回路２２より得られるインデックス信号か
らカウント開始とカウント終了のパルス信号（クリアラ
ッチ信号）を得ている。この基準信号から基準信号まで
の間のパルス数をカウンタ手段３でカウントしている。
トするためには回転の基準となる信号が必要である。そ
のための方法として、円周Ｃの１カ所に円盤１の拡散反
射率とは異なる拡散反射率を有し、かつ入射光束よりも
小さいインデックスマーク１８を設けている。このイン
デックスマーク１８を光学ヘッド２で検出してインデッ
クス信号処理回路２２より得られるインデックス信号か
らカウント開始とカウント終了のパルス信号（クリアラ
ッチ信号）を得ている。この基準信号から基準信号まで
の間のパルス数をカウンタ手段３でカウントしている。
【００３６】カウンタ手段３からのカウントパルス数を
１周パルス数メモリ４に記憶する。この値は除算器６で
分割数データ５で割り算して、１領域当りのパルス数と
して分割パルス数メモリ７に記憶している。１分割領域
当りのパルス数が整数にならないときは１パルスの範囲
で整数になるように調整している。
１周パルス数メモリ４に記憶する。この値は除算器６で
分割数データ５で割り算して、１領域当りのパルス数と
して分割パルス数メモリ７に記憶している。１分割領域
当りのパルス数が整数にならないときは１パルスの範囲
で整数になるように調整している。
【００３７】例えば、小数点以下を切り捨てた整数値を
ｎとし、 ｍ＝１周パルス数−（ｎ×Ｎ） とするとＮ−ｍ個のｎパルスの領域とｍ個のｎ＋１のパ
ルスの領域ができる。
ｎとし、 ｍ＝１周パルス数−（ｎ×Ｎ） とするとＮ−ｍ個のｎパルスの領域とｍ個のｎ＋１のパ
ルスの領域ができる。
【００３８】例えば、１周パルス数が３００３個で、分
割数Ｎ＝３０のとき、 ３００３÷３０＝１００．１ 従って、ｎ＝１００であり、前記計算式から ｍ＝３００３−（１００×３０）＝３ これにより３個の１０１パルス領域と、２７個の１００
パルス領域で３０個に分割される。従って分割パルス数
メモリ７は分割番号とそれに対応するパルス数のテーブ
ルの形となる。
割数Ｎ＝３０のとき、 ３００３÷３０＝１００．１ 従って、ｎ＝１００であり、前記計算式から ｍ＝３００３−（１００×３０）＝３ これにより３個の１０１パルス領域と、２７個の１００
パルス領域で３０個に分割される。従って分割パルス数
メモリ７は分割番号とそれに対応するパルス数のテーブ
ルの形となる。
【００３９】本実施例ではドップラー信号パルスをその
まま用いた方法を説明したが、必要に応じて電気的ある
いは信号処理的な手段でさらにパルス数を増やして又は
減らして従来例のクロックパルスと同様の方法をとるこ
ともできる。
まま用いた方法を説明したが、必要に応じて電気的ある
いは信号処理的な手段でさらにパルス数を増やして又は
減らして従来例のクロックパルスと同様の方法をとるこ
ともできる。
【００４０】カウンタ手段３で数えられたパルス数は比
較器８で１領域当りのパルス数と比較している。比較器
８は１領域分のパルスを数えたときに信号処理部９に分
割基準信号を送る。同時にカウンタ手段３に対しクリア
ラッチ信号を送り次の領域を数える準備をする。
較器８で１領域当りのパルス数と比較している。比較器
８は１領域分のパルスを数えたときに信号処理部９に分
割基準信号を送る。同時にカウンタ手段３に対しクリア
ラッチ信号を送り次の領域を数える準備をする。
【００４１】信号処理部９は分割基準信号を受け取ると
磁気ヘッド１１によって円盤１の上にドップラー信号パ
ルスを基準信号として位置決め情報を書き込む。ＶＣＭ
１０は半径方向位置決め装置（不図示）によって半径方
向に決められた間隔で順々に位置決めし、これにより円
盤１の同心円上に等角度（等間隔）で放射状の位置決め
情報を形成している。
磁気ヘッド１１によって円盤１の上にドップラー信号パ
ルスを基準信号として位置決め情報を書き込む。ＶＣＭ
１０は半径方向位置決め装置（不図示）によって半径方
向に決められた間隔で順々に位置決めし、これにより円
盤１の同心円上に等角度（等間隔）で放射状の位置決め
情報を形成している。
【００４２】尚、図中、光学ヘッド２は円盤１に対して
垂直になっているが、ドップラー信号が得られれば垂直
である必要はなく、回転軸に対して水平又は斜めに位置
していても良い。本実施例に係る円盤１のリング状の拡
散反射をする反射領域Ｃは円盤１に予め形成しておいた
り、又は後から貼付したりして形成している。
垂直になっているが、ドップラー信号が得られれば垂直
である必要はなく、回転軸に対して水平又は斜めに位置
していても良い。本実施例に係る円盤１のリング状の拡
散反射をする反射領域Ｃは円盤１に予め形成しておいた
り、又は後から貼付したりして形成している。
【００４３】本実施例においては、ハードディスクの表
面は鏡面状に仕上げられることがある。このときはドッ
プラー信号はハードディスクの表面からは得られ難い。
そこで本実施例では、ドップラー信号検出用リング１６
を円周Ｃに当たる円盤１の記録領域外の部分に貼り付け
ている。検出用リング１６はレーザ光からドップラーパ
ルスを得られればよく、レーザ光の当たる部分をカバー
できればどの位置に貼り付けてもよい。
面は鏡面状に仕上げられることがある。このときはドッ
プラー信号はハードディスクの表面からは得られ難い。
そこで本実施例では、ドップラー信号検出用リング１６
を円周Ｃに当たる円盤１の記録領域外の部分に貼り付け
ている。検出用リング１６はレーザ光からドップラーパ
ルスを得られればよく、レーザ光の当たる部分をカバー
できればどの位置に貼り付けてもよい。
【００４４】本実施例では、検出用リング１６に回転基
準となるインデックスマーク（回転基準領域）１８を設
けている。このインデックスマーク１８はレーザ光を受
光する光学ヘッド２のドップラー出力には影響を及ぼさ
ない。一方、インデックスマーク１８を検出するための
インデックス信号処理回路２２を設けて、インデックス
信号処理回路２２からの出力をカウント開始と終了のパ
ルス信号（クリアラッチ信号）としてカウンタ手段３に
入力している。
準となるインデックスマーク（回転基準領域）１８を設
けている。このインデックスマーク１８はレーザ光を受
光する光学ヘッド２のドップラー出力には影響を及ぼさ
ない。一方、インデックスマーク１８を検出するための
インデックス信号処理回路２２を設けて、インデックス
信号処理回路２２からの出力をカウント開始と終了のパ
ルス信号（クリアラッチ信号）としてカウンタ手段３に
入力している。
【００４５】本実施例では１つの光学ヘッド２より基準
位置信号（クリアラッチ信号）が取得可能であり、磁気
ヘッド１１の位置決めの都度、基準位置信号から１番目
の分割を開始している。そして最終Ｎ番目の分割領域の
比較器８からの出力と１周毎の回転基準信号とにタイミ
ングのずれがあるときは分割位置決め情報の書き込みが
失敗したものと判断し、磁気ヘッド１１を次のトラック
に移動することなく、消去後、分割をやり直すようにし
ている。
位置信号（クリアラッチ信号）が取得可能であり、磁気
ヘッド１１の位置決めの都度、基準位置信号から１番目
の分割を開始している。そして最終Ｎ番目の分割領域の
比較器８からの出力と１周毎の回転基準信号とにタイミ
ングのずれがあるときは分割位置決め情報の書き込みが
失敗したものと判断し、磁気ヘッド１１を次のトラック
に移動することなく、消去後、分割をやり直すようにし
ている。
【００４６】本実施例ではインデックスマーク（回転基
準領域）１８を含む検出用リング１６を貼り付ける方法
について述べたが、ハードディスクの製作時にドップラ
ーパルス用の反射領域を作っておいて検出用リング１６
の代わりに用いるか、インデックスマーク（回転基準領
域）１８も含んだリング状の検出部分を予め作り込んで
おいても良いし、また検出用リング１６の領域のみを作
り込んでおきインデックスマーク（回転基準領域）１８
を貼り付けても良い。
準領域）１８を含む検出用リング１６を貼り付ける方法
について述べたが、ハードディスクの製作時にドップラ
ーパルス用の反射領域を作っておいて検出用リング１６
の代わりに用いるか、インデックスマーク（回転基準領
域）１８も含んだリング状の検出部分を予め作り込んで
おいても良いし、また検出用リング１６の領域のみを作
り込んでおきインデックスマーク（回転基準領域）１８
を貼り付けても良い。
【００４７】次に本実施例に係るインデックスマーク１
８の大きさについて説明する。
８の大きさについて説明する。
【００４８】図２は本発明においてインデックス形成手
段により被検物体にインデックスマークを形成する際の
被検物体に書き込むインデックスマークの大きさの説明
図である。
段により被検物体にインデックスマークを形成する際の
被検物体に書き込むインデックスマークの大きさの説明
図である。
【００４９】同図において、１８はインデックスマー
ク、１１４ａ及び１１４ｂは各々被検物体に照射するレ
ーザー光束のスポット径である。インデックスマーク１
８は光源手段からの２光束の交差するスポット１１４ａ
及び１１４ｂよりも小さくしている。
ク、１１４ａ及び１１４ｂは各々被検物体に照射するレ
ーザー光束のスポット径である。インデックスマーク１
８は光源手段からの２光束の交差するスポット１１４ａ
及び１１４ｂよりも小さくしている。
【００５０】図２（Ａ）はインデックスマーク１８が移
動方向に対して横長のもの、図２（Ｂ）はインデックス
マーク１８が移動方向に対して縦長のもの、図２（Ｃ）
はインデックスマーク１８が丸いものの例を示してあ
る。また書き込むインデックスマークは、その拡散反射
率が被検物体の拡散反射率とは異なった低いもの或いは
高いものとなるようにしている。
動方向に対して横長のもの、図２（Ｂ）はインデックス
マーク１８が移動方向に対して縦長のもの、図２（Ｃ）
はインデックスマーク１８が丸いものの例を示してあ
る。また書き込むインデックスマークは、その拡散反射
率が被検物体の拡散反射率とは異なった低いもの或いは
高いものとなるようにしている。
【００５１】図３は本実施例においてドップラー信号パ
ルスとインデックス信号を得る為の方法の要部ブロック
図である。
ルスとインデックス信号を得る為の方法の要部ブロック
図である。
【００５２】図中、２１はドップラー信号処理回路、２
２はインデックス信号処理回路である。２０１は光検出
器であり、速度測定用の光束が照射された被検物体（移
動物体）からのドップラーシフトを受けた散乱光とイン
デックスマークからの散乱光の双方の光を検出し、出力
信号Ｓとして出力している。２０２は第１増幅器であ
り、光検出器２０１からの出力信号Ｓを増幅している。
増幅器２０２からは被検物体の速度に応じたドップラー
信号とインデックス信号を含み、被検物体からの拡散反
射光の光量に応じた信号として出力している。
２はインデックス信号処理回路である。２０１は光検出
器であり、速度測定用の光束が照射された被検物体（移
動物体）からのドップラーシフトを受けた散乱光とイン
デックスマークからの散乱光の双方の光を検出し、出力
信号Ｓとして出力している。２０２は第１増幅器であ
り、光検出器２０１からの出力信号Ｓを増幅している。
増幅器２０２からは被検物体の速度に応じたドップラー
信号とインデックス信号を含み、被検物体からの拡散反
射光の光量に応じた信号として出力している。
【００５３】２０３は第２増幅器であり、第１増幅器２
０２からのドップラー信号をある一定のレベルに増幅し
ている。２０４はバンドパスフィルターであり、第２増
幅器２０３からのドップラー信号のノイズを除去してい
る。２０５は波形整形器であり、バンドパスフィルター
２０４からのドップラー信号を二値化している。２０６
は周波数発振器であり、波形整形器２０５からの二値化
したドップラー信号を連続信号として出力している。
０２からのドップラー信号をある一定のレベルに増幅し
ている。２０４はバンドパスフィルターであり、第２増
幅器２０３からのドップラー信号のノイズを除去してい
る。２０５は波形整形器であり、バンドパスフィルター
２０４からのドップラー信号を二値化している。２０６
は周波数発振器であり、波形整形器２０５からの二値化
したドップラー信号を連続信号として出力している。
【００５４】本実施例ではドップラー信号処理回路２１
からの二値化したドップラー信号パルス（ドップラー周
波数Ｆ）より、後述する式に基づいて移動物体の移動情
報を検出している。
からの二値化したドップラー信号パルス（ドップラー周
波数Ｆ）より、後述する式に基づいて移動物体の移動情
報を検出している。
【００５５】２０７はハイパスフィルター（ＨＰＦ）で
あり、第１増幅器２０２からのインデックス信号を含ん
だ拡散反射光の光量に応じた信号から被検物体の表面性
による信号の変動分を除去している。２０８はローパス
フィルター（ＬＰＦ）であり、ハイパスフィルター（Ｈ
ＰＦ）２０７からのドップラー信号や高域ノイズを除去
している。２０９は第３増幅器であり、ローパスフィル
ター２０８からのインデックス信号を増幅している。２
１０は検出器であり、第３増幅器２０９からの信号中か
らインデックスマークに対応する信号を検出しインデッ
クスマーク検出信号としている。
あり、第１増幅器２０２からのインデックス信号を含ん
だ拡散反射光の光量に応じた信号から被検物体の表面性
による信号の変動分を除去している。２０８はローパス
フィルター（ＬＰＦ）であり、ハイパスフィルター（Ｈ
ＰＦ）２０７からのドップラー信号や高域ノイズを除去
している。２０９は第３増幅器であり、ローパスフィル
ター２０８からのインデックス信号を増幅している。２
１０は検出器であり、第３増幅器２０９からの信号中か
らインデックスマークに対応する信号を検出しインデッ
クスマーク検出信号としている。
【００５６】２１１はインデックス発生器であり、検出
器２１０からのインデックスマーク検出信号よりある一
定幅のインデックス信号を出力している。インデックス
信号処理回路２２では回転物体の速度情報に基づいてハ
イパスフィルター２０７やローパスフィルター２０８等
（バンドパスフィルター）のカットオフ周波数を決定
し、これよりインデックス発生器２１１より所定のイン
デックス信号を得ている。
器２１０からのインデックスマーク検出信号よりある一
定幅のインデックス信号を出力している。インデックス
信号処理回路２２では回転物体の速度情報に基づいてハ
イパスフィルター２０７やローパスフィルター２０８等
（バンドパスフィルター）のカットオフ周波数を決定
し、これよりインデックス発生器２１１より所定のイン
デックス信号を得ている。
【００５７】次に、本実施例におけるインデックス信号
の検出発生方法について図４を用いて説明する。図３に
おいて、第１増幅器２からのインデックス信号を含み、
拡散反射光の光量に応じた信号は図４の信号波形２ａの
ように被検物体の表面性による反射光量の変化から低周
波の信号の変動やその他広帯域のノイズを含んでいる。
の検出発生方法について図４を用いて説明する。図３に
おいて、第１増幅器２からのインデックス信号を含み、
拡散反射光の光量に応じた信号は図４の信号波形２ａの
ように被検物体の表面性による反射光量の変化から低周
波の信号の変動やその他広帯域のノイズを含んでいる。
【００５８】そこでＨＰＦ２０７で被検物体の表面性に
よる信号の変動分を取り除き、次いでＬＰＦ２０８でド
ップラー信号等による高域のノイズを取り除いている。
そして第３増幅器２０９でインデックス信号を効率良く
増幅して、図４の信号波形２ｂのような信号を得てい
る。
よる信号の変動分を取り除き、次いでＬＰＦ２０８でド
ップラー信号等による高域のノイズを取り除いている。
そして第３増幅器２０９でインデックス信号を効率良く
増幅して、図４の信号波形２ｂのような信号を得てい
る。
【００５９】このような処理により信号レベルを検出す
る為の検出器２１０において、第３増幅器２０９の出力
レベルを元にしてインデックスマークに対応する信号検
出レベルの設定が容易になり、誤動作をなくすことがで
きる。インデックス発生器２１１では検出器２１０で検
出されたインデックス検出信号２ｃの入力時に出力する
信号の出力幅ｔを設定しており、これよりインデックス
信号を出力している。
る為の検出器２１０において、第３増幅器２０９の出力
レベルを元にしてインデックスマークに対応する信号検
出レベルの設定が容易になり、誤動作をなくすことがで
きる。インデックス発生器２１１では検出器２１０で検
出されたインデックス検出信号２ｃの入力時に出力する
信号の出力幅ｔを設定しており、これよりインデックス
信号を出力している。
【００６０】更に本実施例では、回転物体の速度情報に
基づいてＨＰＦ２０７とＬＰＦ２０８のカットオフ周波
数を設定している。これにより第３増幅器２０９で効率
良くインデックス信号の増幅が行なえるようにしてい
る。尚、カットオフ周波数はインデックマークの大きさ
とレーザー光束の径と被検物体の速度がわかれば、図４
のグラフ２ａのインデックス信号の幅が計算できるので
容易に決定できる。
基づいてＨＰＦ２０７とＬＰＦ２０８のカットオフ周波
数を設定している。これにより第３増幅器２０９で効率
良くインデックス信号の増幅が行なえるようにしてい
る。尚、カットオフ周波数はインデックマークの大きさ
とレーザー光束の径と被検物体の速度がわかれば、図４
のグラフ２ａのインデックス信号の幅が計算できるので
容易に決定できる。
【００６１】また、インデックスマークの幅を２光束の
交差するスポット径よりも小さくしており、これにより
ドップラー信号のレベルに殆ど影響を与えず、測定の精
度の低下を防止している。
交差するスポット径よりも小さくしており、これにより
ドップラー信号のレベルに殆ど影響を与えず、測定の精
度の低下を防止している。
【００６２】図５は本発明に係る光学ヘッド２の光学系
の要部概略図である。
の要部概略図である。
【００６３】同図において、１００はドップラー効果を
用いた光学ヘッド２の要部概略図である。１０１はレー
ザー、１０２はコリメーターレンズ、１は移動物体とし
ての被測定物体、１１０は格子ピッチｄの回折格子、１
２１，１２２は焦点距離がｆの凸レンズ（レンズ系）で
あり、図に示すような配置構成になっている。回折格子
１１０からレンズ１２１までの距離をａ、レンズ１２２
から被測定物体１までの距離をｂとしたとき、ａ，ｂは
ａ＋ｂ＝２ｆの関係を満足している。
用いた光学ヘッド２の要部概略図である。１０１はレー
ザー、１０２はコリメーターレンズ、１は移動物体とし
ての被測定物体、１１０は格子ピッチｄの回折格子、１
２１，１２２は焦点距離がｆの凸レンズ（レンズ系）で
あり、図に示すような配置構成になっている。回折格子
１１０からレンズ１２１までの距離をａ、レンズ１２２
から被測定物体１までの距離をｂとしたとき、ａ，ｂは
ａ＋ｂ＝２ｆの関係を満足している。
【００６４】波長λが約０．６８μｍのレーザーダイオ
ード１０１からのレーザー光はコリメーターレンズ１０
２によって直径１．２ｍｍφの平行光束１０３となり、
格子ピッチｄが３．２μｍの透過型の回折格子１１０の
格子配列方向に垂直に入射する。このとき±１次の回折
光１０５ａ，１０５ｂは回折角θ1 ＝１２°で出射す
る。
ード１０１からのレーザー光はコリメーターレンズ１０
２によって直径１．２ｍｍφの平行光束１０３となり、
格子ピッチｄが３．２μｍの透過型の回折格子１１０の
格子配列方向に垂直に入射する。このとき±１次の回折
光１０５ａ，１０５ｂは回折角θ1 ＝１２°で出射す
る。
【００６５】光束１０５ａ，１０５ｂが焦点距離ｆ（＝
１５ｍｍ）の凸レンズ１２１に入射すると、図のような
光束１１３ａ，１１３ｂが得られる。光束１１３ａ，１
１３ｂが２ｆ（＝３０ｍｍ）離れたもう１つの凸レンズ
１２２に入射すると、再び平行光１１４ａ，１１４ｂが
得られ、前述の回折格子１１０からの回折角θ1 と等し
い角度で１．２ｍｍφのスポット径となって速度Ｖ（ｍ
ｍ／ｓｅｃ）の被測定物体としての円盤１を照射する。
１５ｍｍ）の凸レンズ１２１に入射すると、図のような
光束１１３ａ，１１３ｂが得られる。光束１１３ａ，１
１３ｂが２ｆ（＝３０ｍｍ）離れたもう１つの凸レンズ
１２２に入射すると、再び平行光１１４ａ，１１４ｂが
得られ、前述の回折格子１１０からの回折角θ1 と等し
い角度で１．２ｍｍφのスポット径となって速度Ｖ（ｍ
ｍ／ｓｅｃ）の被測定物体としての円盤１を照射する。
【００６６】被測定物体１からの散乱光を凸レンズ１２
２及び集光レンズ１０８により効率よく光検出器２０１
の受光部２０１ａへと集光させ、（ａ１）式に示すドッ
プラー信号が含有された光信号を検出する。そして図３
に示す構成のドップラー信号処理回路からの出力を受け
る不図示の演算手段を介して被測定物体１の速度情報を
得ている。
２及び集光レンズ１０８により効率よく光検出器２０１
の受光部２０１ａへと集光させ、（ａ１）式に示すドッ
プラー信号が含有された光信号を検出する。そして図３
に示す構成のドップラー信号処理回路からの出力を受け
る不図示の演算手段を介して被測定物体１の速度情報を
得ている。
【００６７】
Ｆ＝２Ｖ／ｄ＝Ｖ／１．６（ｋＨｚ） ・・・・・・・・（ａ１）
ここでａ＝１０ｍｍ，ｂ＝２０ｍｍとしており、ｂは比
較的長くなりワーキングディスタンスを大きくして速度
計設置の自由度を大きくしている。
較的長くなりワーキングディスタンスを大きくして速度
計設置の自由度を大きくしている。
【００６８】ここでレーザーダイオード１０１からのレ
ーザー光の波長λが変化したとすると、ｄｓｉｎ θ＝
λに対応して回折角θが変動するが、ドップラー信号は
変動しない。また、この装置では２光束スポットの位置
も不動にしている。即ち被測定物体１を図５に示す配置
に設定して、被測定物体１上で２光束のスポットの位置
が不動となるようにしてスポット間の位置ずれが生じな
いようにして、常に適正な交差状態を保ち、良好なるド
ップラー信号とインデックス信号を得ている。
ーザー光の波長λが変化したとすると、ｄｓｉｎ θ＝
λに対応して回折角θが変動するが、ドップラー信号は
変動しない。また、この装置では２光束スポットの位置
も不動にしている。即ち被測定物体１を図５に示す配置
に設定して、被測定物体１上で２光束のスポットの位置
が不動となるようにしてスポット間の位置ずれが生じな
いようにして、常に適正な交差状態を保ち、良好なるド
ップラー信号とインデックス信号を得ている。
【００６９】図８は本発明の実施例２の要部ブロック図
である。本実施例はハードディスクのサーボトラックラ
イタに適用した場合を示している。
である。本実施例はハードディスクのサーボトラックラ
イタに適用した場合を示している。
【００７０】図１に示した実施例１と同じブロック（要
素）には同じ番号を付与して説明を省く。実施例１との
違いは拡散反射領域に２つ以上のインデックスマークを
設けていることである。インデックス信号を分割基準信
号として使用し、ドップラー信号パルスは位置決め情報
を書き込むときの基準信号として使用する。
素）には同じ番号を付与して説明を省く。実施例１との
違いは拡散反射領域に２つ以上のインデックスマークを
設けていることである。インデックス信号を分割基準信
号として使用し、ドップラー信号パルスは位置決め情報
を書き込むときの基準信号として使用する。
【００７１】図８の下方に示すように、インデックスマ
ーク１８は検出用リング１６に予め設けられている。回
転物体の一部を拡散反射領域として使うときには回転物
体にインデックスマークを入れておくか、インデックス
マークの働きをするシール等を貼り付けてインデックス
マークとする。
ーク１８は検出用リング１６に予め設けられている。回
転物体の一部を拡散反射領域として使うときには回転物
体にインデックスマークを入れておくか、インデックス
マークの働きをするシール等を貼り付けてインデックス
マークとする。
【００７２】２個以上のインデックスマークを予め正確
な位置関係で配置しておけば、カウンタ手段３、１周パ
ルスメモリ４、分割数データ５、除算器６、分割パルス
数メモリ７、比較器８は必要なくなり回路構成を簡便に
できる。その他のドップラー信号検出やインデックス信
号検出については実施例１と同様である。
な位置関係で配置しておけば、カウンタ手段３、１周パ
ルスメモリ４、分割数データ５、除算器６、分割パルス
数メモリ７、比較器８は必要なくなり回路構成を簡便に
できる。その他のドップラー信号検出やインデックス信
号検出については実施例１と同様である。
【００７３】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、光学ヘッ
ドより得られるドップラー信号とインデックス信号とを
適切に処理することにより、円盤等の円周方向の角度検
出及び位置決めを高精度に行う為の基準信号を容易に得
ることができる基準信号発生装置及びそれを用いた回転
情報検出装置を達成することができる。
ドより得られるドップラー信号とインデックス信号とを
適切に処理することにより、円盤等の円周方向の角度検
出及び位置決めを高精度に行う為の基準信号を容易に得
ることができる基準信号発生装置及びそれを用いた回転
情報検出装置を達成することができる。
【００７４】この他、本発明によれば、回転物体からの
ドップラー信号とインデックス信号とを含んだ散乱光を
ドップラー信号検出用の１つの光検出器で検出し、該光
検出器からの信号を適切なる構成の信号処理回路を用い
て処理することによりドップラー信号と共にインデック
ス信号を得るようにし、簡易な構成により回転物体の回
転情報を高精度に検出することができ、回転速度変動の
影響を受けず非接触で高精度な位置情報書き込みの為の
基準信号発生装置を達成することができる。
ドップラー信号とインデックス信号とを含んだ散乱光を
ドップラー信号検出用の１つの光検出器で検出し、該光
検出器からの信号を適切なる構成の信号処理回路を用い
て処理することによりドップラー信号と共にインデック
ス信号を得るようにし、簡易な構成により回転物体の回
転情報を高精度に検出することができ、回転速度変動の
影響を受けず非接触で高精度な位置情報書き込みの為の
基準信号発生装置を達成することができる。
【００７５】このような本発明に係る装置を使用すれ
ば、被検物体にインデックスマークを形成してもドップ
ラー信号に影響を与えないようにすることができる。更
に被検物体の回転速度が変化しても正確にインデックス
信号が得られるといった効果が得られる。
ば、被検物体にインデックスマークを形成してもドップ
ラー信号に影響を与えないようにすることができる。更
に被検物体の回転速度が変化しても正確にインデックス
信号が得られるといった効果が得られる。
【００７６】この他、本発明によれば、回転物体の一部
にリング状の反射領域を設けることにより回転物体の回
転状態にかかわらず常にドップラー信号が得られ、これ
とは例えば反射率の異なるインデックスマークからイン
デックス信号を検出してカウント開始、終了と基準パル
ス信号を決定することでクリアラッチ信号を回転毎に得
ることができる。リング状の拡散領域とインデックスマ
ークを有していることにより、上述のようなドップラー
信号パルスを利用した角度分割が可能な回転物体が実現
できる。特に、回転速度変動の影響を受けず、非接触で
高精度な角度検出ができる等の効果が得られる。
にリング状の反射領域を設けることにより回転物体の回
転状態にかかわらず常にドップラー信号が得られ、これ
とは例えば反射率の異なるインデックスマークからイン
デックス信号を検出してカウント開始、終了と基準パル
ス信号を決定することでクリアラッチ信号を回転毎に得
ることができる。リング状の拡散領域とインデックスマ
ークを有していることにより、上述のようなドップラー
信号パルスを利用した角度分割が可能な回転物体が実現
できる。特に、回転速度変動の影響を受けず、非接触で
高精度な角度検出ができる等の効果が得られる。
【図１】本発明の実施例１の要部概略図
【図２】本発明に係るインデックスマークとスポット光
束との関係を示す説明図
束との関係を示す説明図
【図３】本発明の実施例１の要部ブロック図
【図４】本発明に係るインデックス信号検出方法の説明
図
図
【図５】本発明に係る光学ヘッドの要部概略図
【図６】従来の位置決め情報の書き込み装置の要部ブロ
ック図
ック図
【図７】円盤の円周を複数領域に分割するときの説明図
【図８】本発明の実施例２の要部概略図
１ 円盤（回転物体）
２ 光学ヘッド
３ カウンタ手段
４ １周パルスメモリ
５ 分割数データ
６ 除算器
７ 分割パルス数メモリ
８ 比較器
９ 信号処理部
１０ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１１ 磁気ヘッド
１６ 検出用リング
１８ インデックスマーク（回転基準領域）
２１ ドップラー信号処理回路
２２ インデックス信号処理回路
１００ 光学ヘッドの光学系
１０１ 光源手段
２０１ 光検出器
２０２ 第１増幅器
２０３ 第２増幅器
２０４ バンドパスフィルター
２０５ 波形整形器
２０６ 周波数発生器
２０７ ハイパスフィルター
２０８ ローパスフィルター
２０９ 第３増幅器
２１０ 検出器
２１１ インデックス発生器
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−301673（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−27870（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−109214（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−66927（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−60575（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01P 3/36
G01S 17/50 - 17/58
G01D 5/26 - 5/38
Claims (14)
- 【請求項１】 光源手段からの光束を回転物体の被検面
に入射させ、該回転物体からのドップラーシフトを受け
た散乱光を光検出器で検出し、該光検出器からの信号を
ドップラー信号処理回路に入力して得られるドップラー
信号パルスと、該光源手段からの光束を該回転物体の一
部に設けた該被検面の拡散反射率と異なる拡散反射率を
有し、かつ該光束の径よりも小さいインデックスマーク
に入射させ、該インデックスマークからの散乱光を該光
検出器で検出し、該光検出器からの信号をインデックス
信号処理回路に入力して得られるインデックス信号とを
用いて該回転物体に位置決め情報を記録するときの基準
信号を得ていることを特徴とする基準信号発生装置。 - 【請求項２】 前記ドップラー信号パルスをカウントす
るカウンタ手段を有し、前記インデックス信号により、
該カウンタ手段に対してカウント開始とカウント終了の
パルス信号を決定し、カウント開始とカウント終了のパ
ルス信号間のドップラー信号パルス数を第１記憶手段に
記憶し、該第１記憶手段に記憶したドップラー信号パル
ス数を除算手段で該回転物体の角度方向を複数領域に分
割する分割数で割り、該除算したパルス数を第２記憶手
段に記憶し、該第２記憶手段に記憶したパルス数と該カ
ウンタ手段でカウントしたドップラー信号パルス数とを
比較手段で比較して分割基準パルスを生成し、該分割基
準パルスを利用して該回転物体の角度方向を複数領域に
分割し、該複数領域に位置決めの為の情報を書き込むと
きの基準信号として該ドップラー信号パルスを使うこと
を特徴とする請求項１の基準信号発生装置。 - 【請求項３】 前記回転物体はリング状の反射領域と該
リング状の反射領域中に該反射領域の拡散反射率とは異
なり、かつ入射光束の径よりも小さいインデックスマー
クとを有しており、前記光検出器により該インデックス
マークからの散乱光よりインデックス信号を検出して前
記カウンタ手段に対するカウント開始とカウント終了の
パルスを決定していることを特徴とする請求項２の基準
信号発生装置。 - 【請求項４】 前記インデックス信号処理回路はローパ
スフィルタとハイパスフィルタと増幅回路とレベル検出
器そしてインデックス発生器とを有し、双方のフィルタ
ーのカットオフ周波数を前記回転物体の速度情報に基づ
いて決定し、これよりインデックス信号を得ていること
を特徴とする請求項１，２又は３の基準信号発生装置。 - 【請求項５】 前記光検出器は光源手段からの光束を回
転物体に入射させたときの該回転物体から生じる散乱光
のドップラーシフトに基づくドップラー信号を検出して
おり、該ドップラー信号を利用して該回転物体に位置決
め情報を記録するときの基準信号を発生する際、該回転
物体は回転軸を中心とするリング状の拡散反射領域とイ
ンデックスマークを有していることを特徴とする請求項
１，２，３又は４の基準信号発生装置。 - 【請求項６】 光源手段からの光束を物体に入射させ、
該物体からのドップラーシフトを受けた散乱光の周波数
の偏移に基づくドップラー信号と該物体の基準となるイ
ンデックス信号とを１つの光学ヘッドにより検出し、該
光学ヘッドからのドップラー信号とインデックス信号に
よって位置決め情報を記録するときの基準信号を発生す
ることを特徴とする基準信号発生装置。 - 【請求項７】 光源手段からの光束を回転物体の被検面
に入射させ、該回転物体からのドップラーシフトを受け
た散乱光を光検出器で検出し、該光検出器からの信号を
ドップラー信号処理回路に入力して得られたドップラー
信号パルスを該回転物体の周上に設けた２つ以上のイン
デックスマークに基づいて得られたインデックス信号に
より該回転物体を角度方向に複数領域に分割し、該複数
領域に位置決めの為の情報を書き込むときの基準信号と
して用いていることを特徴とする基準信号発生装置。 - 【請求項８】 光源手段からの光束を回転物体の被検面
に入射させ、該回転物体からのドップラーシフトを受け
た散乱光を光検出器で検出し、該光検出器からの信号を
ドップラー信号処理回路に入力して得られるドップラー
信号パルスより該回転物体の回転情報を検出する際、該
ドップラー信号パルスと該光源手段からの光束を該回転
物体の一部に設けたインデックスマークに入射させ、該
インデックスマークからの散乱光を該光検出器で検出
し、該光検出器からの信号をインデックス信号処理回路
に入力して得られるインデックス信号とを用いて該回転
物体に位置決め情報を記録するときの基準信号を得てい
ることを特徴とする回転情報検出装置。 - 【請求項９】 前記ドップラー信号パルスをカウントす
るカウンタ手段を有し、前記インデックス信号により、
該カウンタ手段に対してカウント開始とカウント終了の
パルス信号を決定し、カウント開始とカウント終了のパ
ルス信号間ドップラー信号のパルス数を第１記憶手段に
記憶し、該第１記憶手段に記憶したパルス数を除算手段
で該回転物体の角度方向を複数領域に分割する分割数で
割り、該除算したパルス数を第２記憶手段に記憶し、該
第２記憶手段に記憶したパルスと該カウンタ手段でカウ
ントしたドップラー信号パルス数とを比較手段で比較し
て分割基準パルスを生成し、該分割基準パルスを利用し
て該回転物体の角度方向を複数領域に分割し、該複数領
域に位置決めの為の情報を書き込むときの基準信号とし
て該ドップラー信号パルスを使うことを特徴とする請求
項８の回転情報検出装置。 - 【請求項１０】 前記回転物体はリング状の反射領域と
該リング状の反射領域中に該反射領域の拡散反射率とは
異なり、かつ入射光束の径よりも小さいインデックスマ
ークとを有しており、前記光検出器により該インデック
スマークからの散乱光よりインデックス信号を検出して
前記カウンタ手段に対するカウント開始とカウント終了
のパルスを決定していることを特徴とする請求項９の回
転情報検出装置。 - 【請求項１１】 前記インデックス信号処理回路はロー
パスフィルタとハイパスフィルタと増幅回路とレベル検
出器そしてインデックス発生器とを有し、双方のフィル
ターのカットオフ周波数を前記回転物体の速度情報に基
づいて決定し、これよりインデックス信号を得ているこ
とを特徴とする請求項８，９又は１０の回転情報検出装
置。 - 【請求項１２】 前記光検出器は光源手段からの光束を
回転物体に入射させたときの該回転物体から生じる散乱
光のドップラーシフトに基づくドップラー信号を検出し
ており、該ドップラー信号を利用して該回転物体に位置
決め情報を記録するときの基準信号を発生する際、該回
転物体は回転軸を中心とするリング状の拡散反射領域と
インデックスマークを有していることを特徴とする請求
項８，９，１０又は１１の回転情報検出装置。 - 【請求項１３】 光源手段からの光束を該回転物体に入
射させ、該回転物体からのドップラーシフトを受けた散
乱光の周波数の偏移に基づくドップラー信号と該回転物
体の基準となるインデックス信号とを１つの光学ヘッド
により検出し、該光学ヘッドからのドップラー信号より
該回転物体の回転情報を検出する際、該ドップラー信号
とインデックス信号によって位置決め情報を記録すると
きの基準信号を発生することを特徴とする回転情報検出
装置。 - 【請求項１４】 光源手段からの光束を回転物体の被検
面に入射させ、該回転物体からのドップラーシフトを受
けた散乱光を光検出器で検出し、該光検出器からの信号
をドップラー信号処理回路に入力して得られたドップラ
ー信号パルスより該回転物体の回転情報を検出する際、
該ドップラー信号パルスを該回転物体の周上に設けた２
つ以上のインデックスマークに基づいて得られたインデ
ックス信号により該回転物体を角度方向に複数領域に分
割し、該複数領域に位置決めの為の情報を書き込むとき
の基準信号として用いていることを特徴とする回転情報
検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11650595A JP3387690B2 (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 基準信号発生装置及びそれを用いた回転情報検出装置 |
| US08/925,613 US6057976A (en) | 1994-04-28 | 1997-09-09 | Apparatus for detecting rotational displacement information of a rotating object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11650595A JP3387690B2 (ja) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | 基準信号発生装置及びそれを用いた回転情報検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08285874A JPH08285874A (ja) | 1996-11-01 |
| JP3387690B2 true JP3387690B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=14688809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11650595A Expired - Fee Related JP3387690B2 (ja) | 1994-04-28 | 1995-04-18 | 基準信号発生装置及びそれを用いた回転情報検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3387690B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU6633798A (en) * | 1998-03-09 | 1999-09-27 | Gou Lite Ltd. | Optical translation measurement |
| DE19834107A1 (de) * | 1998-07-29 | 2000-02-03 | Ibm | Atomspeicher |
| JP4640627B2 (ja) * | 1999-09-06 | 2011-03-02 | 耕司 戸田 | 超音波ドップラー流速計 |
-
1995
- 1995-04-18 JP JP11650595A patent/JP3387690B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08285874A (ja) | 1996-11-01 |
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