JP4230972B2 - 回転位置検出装置、及びそれを用いた記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、情報を記録し再生する回転記録媒体を用いた記録再生装置などにおいて、センサレスモータを用いてダイレクト駆動される回転記録媒体の回転位置を検出する回転位置検出装置、及びその回転位置検出装置を用いた記録再生装置に関する。

現在、例えば、ＦＤ（フレキシブルディスク）、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（ディジタルバーサタイルディスク）、ＭＤ（ミニディスク）、ＨＤ（ハードディスク）等の回転記録媒体（以下、ディスク）に映像情報や音楽情報等の情報を記録又は再生可能な情報記録再生装置が広く普及している。この情報記録再生装置において、情報の記録再生を正しくコントロールするためには、情報の記録・再生の開始及び終了位置を検知することが必要となる。

そのため、これらのディスクを回転させるモータのロータ回転信号を利用するなどして、ディスクの１回転に付き１回出力されるインデックス信号に基づいて、ディスクの回転位置検出を行っている。例えば、従来のＦＤＤ装置で、ＦＤの１回転に付き１個のパルス信号、即ちインデックス信号を発生する回転位置検出装置が設けられたものが知られている。

図１１は従来の回転位置検出装置を示している。この回転位置検出装置は、駆動磁極１１（この例では、８極）を有するロータと、この駆動磁極１１の磁束を検出してモータの駆動を制御するためのホール素子出力信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷを出力する３相分のホール素子２と３相分の駆動用コイル１３とを有するステータと、駆動磁極位置信号に応じて３相駆動用コイル１３に駆動電流を切り換えて流すブラシレスモータ駆動回路１５とを備えている。この図１１のモータは、ホール素子出力信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷを用いてモータの駆動を制御するセンサ付きモータである。

この回転位置検出装置では、情報記録再生装置のディスクを回転駆動するブラシレスモータのロータの駆動磁極中の１磁極の磁束量を、その磁極中の一部に無着磁部分１２を設けることにより、他の磁極の磁束量より小さくなるように調整している。この磁束量の小さくなる磁極がホール素子２と対向した場合のホール素子２のホール素子出力信号の振幅が、他の磁極が対向した場合のホール素子出力信号の振幅より小さくなることを利用して、インデックス信号を発生している。

この図１１の回転位置検出装置では、３相分のホール素子出力信号ＨＵ、ＨＶ、ＨＷのうちのＷ相用のホール素子出力信号ＨＷをインデックス信号発生用に用いている。そのホール素子出力信号ＨＷを増幅回路３に加えて増幅したホール素子信号Ｖｈｗとする。

そのホール素子出力信号Ｖｈｗの最大値に応じた信号をピークホールド回路４で保持し、そのピークホールド値Ｖｈｗｐに応じた所定割合の基準信号Ｖｒを基準電圧発生回路５で発生する。電圧比較回路６でホール素子出力信号Ｖｈｗを基準信号Ｖｒと比較し、磁束量が小さくされた１磁極に対応する比較出力を発生する。そして、その比較出力と、ホール素子出力信号Ｖｈｗを整形回路１６で波形整形した信号とに基き、弁別回路１７から、ディスクの１回転に付き１個のインデックス信号を出力する（特許文献１参照）。
特許第２５６９７３６号公報

近年のブラシレスモータにおいて、高さやスペース等に制限のあるＦＤＤ用やＨＤＤ用等では設計上の制約を少なくできるように、また、ホール素子用の電源線および信号線の削減やホール素子自体のコスト分の削減等ができるように、モータ駆動制御用の３相分のホール素子を使用しないセンサレス型のブラシレスモータ（以下、センサレスモータ）が使用されるようになってきている。

このセンサレスモータを使用する情報記録再生装置でも、ディスクの回転に伴うインデックス信号を発生することは必要であるから、そのために１つのホール素子を設けることになる。しかし、センサレスモータにおいて、インデックス信号の発生のみのためにホール素子を設けることは、設計上の制約を受ける、コストが増加するという問題がある。

そこで、本発明は、センサレスモータを用いた情報記録再生装置の回転位置検出装置において、センサとしてホール素子を用いることなく、設計上の制約が少なく且つ低コストで、ディスク回転に伴うインデックス信号を発生させることができる回転位置検出装置を提供することを目的とする。また、その回転位置検出装置を用いた記録再生装置を提供することを目的とする。

請求項１の回転位置検出装置は、モータのロータの円周に沿って配置した複数の磁極のうちの１つの磁極又は一対の磁極の磁束量を他の磁極の磁束量と異なるようにして、前記ロータの回転基準位置を検出する回転位置検出装置であって、
前記ロータの外部の所定位置に配置され、前記ロータの回転に伴う磁束量の変化に対応した誘起信号を発生するコイル手段と、前記誘起信号が入力され、その誘起信号のレベルの変化に基づいて前記回転基準位置を示すインデックス信号を生成し出力する信号処理回路を備え、
前記信号処理回路は、前記誘起信号に応じた入力信号の最大値をピーク値信号として保持するピークホールド回路と、前記ピーク値信号に応じた基準信号を発生する基準信号発生回路と、前記入力信号と前記基準信号とのレベル比較に基づきレベル比較信号を発生するレベル比較回路と、前記入力信号を予め設定した閾値に基づき整形し波形整形信号を出力する波形整形回路と、前記レベル比較信号と前記波形整形信号とに基づき前記インデックス信号を生成する信号合成回路とを有し、更に前記信号処理回路は、前記入力信号をディジタル信号に変換して、前記ピークホールド回路、前記基準信号発生回路、及び前記レベル比較回路での信号処理をディジタルで行うディジタル信号処理手段により構成したことを特徴とする。

請求項２の回転位置検出装置は、請求項１に記載された回転位置検出装置において、前記複数の磁極は永久磁石を含んで構成され、且つ前記複数の磁極のうちの１つの磁極または一対の磁極は、他の磁極より大きな磁束量を有することを特徴とする。

請求項３の回転位置検出装置は、請求項２に記載された回転位置検出装置において、前記信号合成回路は、前記レベル比較信号の発生された直後の、前記波形整形信号の終了時点に基づいて、前記インデックス信号を生成することを特徴とする。

請求項４の回転位置検出装置は、請求項１に記載された回転位置検出装置において、前記複数の磁極は永久磁石を含んで構成され、且つ前記複数の磁極のうちの１つの磁極または一対の磁極は、他の磁極より小さな磁束量を有することを特徴とする。

請求項５の回転位置検出装置は、請求項４に記載された回転位置検出装置において、前記信号合成回路は、前記波形整形信号の発生時点から終了時点までの期間中に、前記レベル比較信号が発生されない場合に、当該波形整形信号の終了時点に基づいて、前記インデックス信号を生成することを特徴とする。

請求項６の回転位置検出装置は、モータのロータの円周に沿って配置した複数の磁極のうちの１つの磁極又は一対の磁極の磁束量を他の磁極の磁束量と異なるようにして、前記ロータの回転基準位置を検出する回転位置検出装置であって、
前記ロータの外部の所定位置に配置され、前記ロータの回転に伴う磁束量の変化に対応した誘起信号を発生するコイル手段と、前記誘起信号が入力され、その誘起信号のレベルの変化に基づいて前記回転基準位置を示すインデックス信号を生成し出力する信号処理回路を備え、
前記複数の磁極は永久磁石を含んで構成され、且つ前記複数の磁極のうちの１つの磁極または一対の磁極は、他の磁極より大きな磁束量を有し、
前記信号処理回路は、前記誘起信号に応じた入力信号の最大値をピーク値信号として保持するピークホールド回路と、前記ピーク値信号に応じた基準信号を発生する基準信号発生回路と、前記入力信号と前記基準信号とのレベル比較に基づきレベル比較信号を発生するレベル比較回路と、前記レベル比較信号の変化時点から所定幅のマスク信号を発生するマスク信号発生回路と、前記入力信号を予め設定した閾値に基づき整形し波形整形信号を出力する波形整形回路と、前記レベル比較信号、前記マスク信号及び前記波形整形信号に基づき前記インデックス信号を生成する信号合成回路とを有することを特徴とする。

請求項７の回転位置検出装置は、請求項６に記載された回転位置検出装置において、前記信号合成回路は、前記レベル比較信号に含まれ得るノイズを前記マスク信号によってマスクしたマスク化レベル比較信号を形成し、
前記マスク化レベル比較信号の発生された直後の、前記波形整形信号の終了時点に基づいて、前記インデックス信号を生成することを特徴とする。

請求項８の回転位置検出装置は、モータのロータの円周に沿って配置した複数の磁極のうちの１つの磁極又は一対の磁極の磁束量を他の磁極の磁束量と異なるようにして、前記ロータの回転基準位置を検出する回転位置検出装置であって、
前記ロータの外部の所定位置に配置され、前記ロータの回転に伴う磁束量の変化に対応した誘起信号を発生するコイル手段と、前記誘起信号が入力され、その誘起信号のレベルの変化に基づいて前記回転基準位置を示すインデックス信号を生成し出力する信号処理回路を備え、
前記複数の磁極は永久磁石を含んで構成され、且つ前記複数の磁極のうちの１つの磁極または一対の磁極は、他の磁極より小さな磁束量を有し、
前記信号処理回路は、前記誘起信号に応じた入力信号の最大値をピーク値信号として保持するピークホールド回路と、前記ピーク値信号に応じた基準信号を発生する基準信号発生回路と、前記入力信号と前記基準信号とのレベル比較に基づきレベル比較信号を発生するレベル比較回路と、前記入力信号を予め設定した閾値に基づき整形し波形整形信号を出力する波形整形回路と、前記波形整形信号の変化時点から所定幅の第１マスク信号を発生する第１マスク信号発生回路と、前記レベル比較信号の変化時点から所定幅の第２マスク信号を発生する第２マスク信号発生回路と、前記レベル比較信号、前記第２マスク信号、前記波形整形信号及び第１マスク信号に基づき前記インデックス信号を生成する信号合成回路とを有することを特徴とする。

請求項９の回転位置検出装置は、請求項８に記載された回転位置検出装置において、前記信号合成回路は、前記波形整形信号に含まれ得るノイズを前記第１マスク信号に基づいてマスクしたマスク化波形整形信号を形成するとともに、前記レベル比較信号に含まれ得るノイズを前記第２マスク信号によってマスクしたマスク化レベル比較信号を形成し、
前記マスク化波形整形信号の発生時点から終了時点までの期間中に、前記マスク化レベル比較信号が発生されない場合に、当該マスク化波形整形信号の終了時点に基づいて、前記インデックス信号を生成することを特徴とする。

請求項１０の記録再生装置は、請求項１乃至９のいずれかに記載の回転位置検出装置を用いた、回転記録媒体用駆動装置を有することを特徴とする。

本発明によれば、コイルを用いることで、従来のように磁束量を検出するホール素子を用いるものに比して、高さやスペース等による設計上の制約を少なくでき、コストを低減することができる。

また、本発明では、磁束量の変化によるコイルの誘起信号を利用する。したがって、ホール素子のように電流を常に流しておく必要もないため、電力の消費を抑制できる点で実用的効果が期待できる。

また、コイルの誘起信号（即ち、入力信号）に、スイッチングなどに起因するノイズが重畳され得る。しかし、ノイズマスク回路により、波形整形信号やレベル比較信号にノイズマスクをかけることにより、インデックス信号の誤検出を避けることができる。

以下、本発明の実施例について図を参照して説明する。本発明の回転位置検出装置は、従来の図１１と同様に、ＦＤ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＭＤ、ＨＤ等のディスクの１回転に付き１個のパルス信号、即ちインデックス信号を発生する。本発明の回転位置検出装置を、情報記録再生装置のディスク駆動装置に用いる。

本発明では、ディスクを駆動するためのモータとして、駆動制御用のホール素子を持たない、センサレスモータを用いている。そのセンサレスモータは、３相分の駆動用コイル１３とを有するステータと、円周に沿って配置した複数の磁極（例えば、８極）のうちの１つの磁極又は一対の磁極の磁束量を他の磁極の磁束量と異なるようにされたロータとを有している。

その１つの磁極又は一対の磁極の磁束量は、その磁極を強く着磁して、他の磁極の磁束量より大きくされる。または、その１つの磁極又は一対の磁極の磁束量は、その磁極を弱く着磁して、他の磁極の磁束量より小さくされる。また、磁束量の調整は、着磁を強くするあるいは弱くすることに代えて、永久磁石の一部を他の非磁性材料に置き換えることでも可能である。

本発明では、ロータの回転に伴う磁束量の変化を、コイルによって、その誘起信号の変化として検出する。コイルは、磁束量を検出することは出来ないが、磁束量の変化を検出できる。インデックス信号は、ロータ回転中にのみ必要とされるから、検出手段としてコイルは特に適している。

図１は、本発明の第１実施例に係る回転位置検出装置の回路ブロックを示す図であり、図２は、その動作原理を説明するタイミングチャートである。この第１実施例では、１つの磁極の磁束量は、他の磁極の磁束量より大きくされている。

図１において、コイル１０は、センサレスモータのロータの回転に伴う磁束量の変化に対応した誘起信号（即ち、誘起電圧）Ｖｉｎを発生する。そのコイル１０は、そのセンサレスモータのロータの外部、望ましくはステータ、の所定位置に配置されている。コイル１０をステータに設ける場合には、いずれかの相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の駆動用コイルの一部をコイル１０として利用することも可能である。

コイル１０の誘起信号Ｖｉｎは、磁束量の変化に応じて発生されるから、磁束量に応じて電圧を発生するホール素子とはその発生原理は異なる。しかし、インデックス信号Ｖａはモータが回転しているときに必要とされるから、コイル１０の誘起電圧をインデックス信号の検出に有効に利用できる。

誘起信号Ｖｉｎは、信号処理回路が作り込まれている、例えば制御用ＩＣへ、入力信号として入力端子１０ａ、１０ｂを介して入力される。Ｖｂｉａｓは、動作基準を決めるバイアス電圧である。信号処理回路は、誘起信号Ｖｉｎが入力信号として入力される。そして、その誘起信号（入力信号）Ｖｉｎのレベルの変化に基づいて、ディスクの回転基準位置を示すインデックス信号Ｖａを生成し出力する。

信号処理装置では、入力信号Ｖｉｎが、差動入力回路２０と波形整形回路７０とに入力される。差動入力回路２０は、入力信号Ｖｉｎを差動増幅して入力増幅信号Ｖｉｎａを発生する。ピーク値保持回路３０は、差動入力回路２０からの入力増幅信号Ｖｉｎａのピーク値Ｖｐｅａｋを保持する。

基準信号発生回路４０は、ピーク値保持回路３０のピーク値Ｖｐｅａｋを所定割合に低減した基準信号Ｖｒｅｆを発生する。基準信号Ｖｒｅｆは、入力増幅信号Ｖｉｎａのピーク値Ｖｐｅａｋに応じて自動的に決まる。その所定割合は、磁束量が大きくされた１つの磁極に対応して発生される誘起信号のレベルと、その他の磁極に対応して発生される誘起信号のレベルとの比に関連して定められる。即ち、基準信号Ｖｒｅｆのレベルは、磁束量が大きくされた１つの磁極に対応して発生される誘起信号のレベルより低く、且つその他の磁極に対応して発生される誘起信号のレベルよりも高く、なるように設定される。例えば、その所定割合は７０％程度で良い。

数値比較回路（レベル比較回路）５０は、差動入力回路２０からの入力増幅信号Ｖｉｎａと基準信号Ｖｒｅｆとをレベル比較し、入力増幅信号Ｖｉｎａが基準信号を超えるときにレベル比較信号Ｅを発生する。

波形整形回路７０は、入力信号Ｖｉｎを波形整形して波形整形信号Ｄを発生する。波形整形回路７０は、入力信号Ｖｉｎに代えて、入力増幅信号Ｖｉｎａを波形整形してもよい。これより以降では、入力増幅信号Ｖｉｎａをも含めて、入力信号Ｖｉｎと総称する。

ここで、コイル１０の誘起信号には実際には、永久磁石の持つ磁束に応じた信号電圧の他に、モータの駆動磁極の漏洩磁束に応じた電圧等の誤差電圧が重畳され得る。波形整形回路７０は、この誤差電圧によるチャタリングの影響を排除するために、ヒステリシス特性を持たせたヒステリシスコンパレータとすることがよい。このヒステリシスの閾値Ｖｔｈは、誤差電圧よりやや大きい任意の値を設定する。これにより、入力信号Ｖｉｎが閾値Ｖｔｈを超えたときから零になるまで波形整形信号Ｄが発生される。

信号合成回路６０は、レベル比較信号Ｅと波形整形信号Ｄとに基づいてインデックス信号Ｖａを生成する。この実施例では、信号合成回路６０は、ＳＲ（セット・リセット）型ＦＦ（フリップフロップ）回路を含んで、構成することができる。

第１実施例の動作を、図２のタイミングチャートを参照して説明する。入力信号Ｖｉｎは、ゼロレベルＣを基準として図示のように変動する。レベルＢは波形整形回路７０の閾値Ｖｔｈを示し、レベルＡは基準信号Ｖｒｅｆを示している。

波形整形信号Ｄは、波形整形回路７０の出力であり、入力信号Ｖｉｎが閾値Ｖｔｈを超えたときに立ち上がり、入力信号Ｖｉｎがゼロクロスを切ったときに立ち下がる。レベル比較信号Ｅは、数値比較回路５０の出力であり、入力信号Ｖｉｎが基準信号Ｖｒｅｆを超えている期間に出力される。

立ち下がりエッジ信号Ｆは、波形整形信号Ｄの立ち下がり時点で発生される信号である。立ち下がりエッジ信号Ｇは、レベル比較信号Ｅの立ち下がり時点で発生される信号である。

出力信号Ｈは、立ち下がりエッジ信号Ｇで立ち上がり、立ち下がりエッジ信号Ｆで立ち下がるパルス信号となる。この出力信号Ｈが、インデックス信号Ｖａとなる。

モータの回転に連れて入力信号Ｖｉｎが図２のように変動する。コイル１０が磁束量を大きくされていない磁極と対向している間は、入力信号Ｖｉｎのレベルは基準信号Ｖｒｅｆに達することはない。したがって、波形整形信号Ｄが発生されるだけで、レベル比較信号Ｅは発生されないから、出力信号Ｈは発生されない。

モータが回転し、コイル１０が磁束量を大きくされている磁極と対向するようになると、波形整形信号Ｄが発生されるとともに、レベル比較信号Ｅも発生される。これにより、立ち下がりエッジ信号Ｇと立ち下がりエッジ信号Ｆとにより出力信号Ｈが発生される。この出力信号Ｈの立ち下がり時点、またはこの立ち下がり時点に関連して、インデックス信号Ｖａが得られる。

このようにして、信号合成回路６０は、レベル比較信号Ｅの発生された直後の、波形整形信号Ｄの終了時点に基づいて、インデックス信号Ｖａを生成する。

図３は、本発明の第２実施例に係る回転位置検出装置の動作原理を説明するタイミングチャートである。この第２実施例では、１つの磁極の磁束量は、他の磁極の磁束量より小さくされている点で、第１実施例とは、異なっている。

第２実施例における回路ブロック図は、第１実施例の図１とほぼ同じである。ただ、この第２実施例では、信号合成回路６０は、Ｄ（データ）型ＦＦ（フリップフロップ）回路を含んで、構成することができる。

第２実施例の動作を、図３のタイミングチャートを参照して説明する。なお、ここでは、図２（第１実施例）と異なる点を、主として、説明する。

信号Ａ〜信号Ｆは、図２におけると同様である。ただ、それら信号Ａ〜信号Ｇの波形や発生頻度は、‘１つの磁極の磁束量は、他の磁極の磁束量より小さくされている’ことに応じて、図３に示されるように、図２のそれとは異なっている。

信号Ｇは、この例では、レベル比較信号Ｅの立ち上がりエッジに応じて立ち下がる、立ち上がりエッジ信号である。

信号Ｈは、立ち上がりエッジ信号Ｇで立ち下がり、立ち下がりエッジ信号Ｆで立ち上がるパルス信号である。信号Ｉは、信号Ｈを所定短時間だけ遅延させた遅延信号である。この遅延は、例えばＤ−ＦＦとクロック信号を用いて、容易に得られる。

信号Ｊは、立ち下がり信号Ｆの発生時点での遅延信号Ｉのレベルに応じて発生される出力信号である。この出力信号Ｊが、第２実施例でのインデックス信号Ｖａとなる。

モータの回転に連れて入力信号Ｖｉｎが図３のように変動する。コイル１０が磁束量を小さくされていない磁極と対向している間は、入力信号Ｖｉｎのレベルは基準信号Ｖｒｅｆに達する。したがって、波形整形信号Ｄが発生されている期間中に、レベル比較信号Ｅが発生される。

立ち上がりエッジ信号Ｇで立ち下がり、立ち下がりエッジ信号Ｆで立ち上がるパルス信号Ｈ、及び遅延信号Ｉが発生する。この場合には、立ち下がりエッジ信号Ｆの発生時点で、遅延信号Ｉは低（Ｌ）レベルにあるから、出力信号Ｊは発生されない。

モータが回転し、コイル１０が磁束量を小さくされている磁極と対向するようになると、波形整形信号Ｄは発生されるけれども、レベル比較信号Ｅは発生されない。これにより、立ち上がりエッジ信号Ｇが発生されないから、遅延信号Ｉは高（Ｈ）レベルのままである。したがって、次の立ち下がりエッジ信号Ｆの発生時点で出力信号Ｊが立ち上がる。この出力信号Ｊは、コイル１０が次の磁極（磁束量が大きい）と対向すると立ち下がる。

このように、立ち上がりエッジ信号Ｇが発生しないことに基づいて、引き続く、立ち下がりエッジ信号Ｆの時点で、出力信号Ｊが発生される。この出力信号Ｊの立ち上がり時点、またはこの立ち上がり時点に関連して、インデックス信号Ｖａが得られる。

このようにして、信号合成回路６０は、波形整形信号Ｄの発生時点から終了時点までの期間中に、レベル比較信号Ｅが発生されない場合に、当該波形整形信号Ｄの終了時点に基づいて、インデックス信号Ｖaを生成する。

図４は、本発明の回転位置検出装置の第３の実施例を示すブロック図である。この実施例は、図１に示す第１、第２実施例におけると同一の部分には同一の符号を付している。図示のように、第１、第２実施例との差異は、差動入力回路２０の後段にＡ／Ｄ変換回路２５を挿入して、アナログ入力信号Ｖｉｎａをデジタル信号に変換し、その後の処理をデジタル処理で行うようにした点である。その他の点では前記第１の実施形態と同様である。

即ち、この回転位置検出装置では、Ａ／Ｄ変換された入力信号Ｖｉｎａに基づき生成した基準信号Ｖｒｅｆと、同様にＡ／Ｄ変換された入力信号Ｖｉｎａをデジタル演算器５５でレベル比較しそのレベル比較出力と片側ヒステリシスコンパレータ７０の波形整形出力を合成してインデックス信号Ｖａを得る。

図５は、本発明の第４実施例に係る回転位置検出装置の回路ブロックの一部を示す図であり、図６は、図５の信号合成回路６０Ａの内部構成例を示す図である。また、図７は、その動作原理を説明するタイミングチャートである。この第４実施例では、第１実施例におけると同様に、１つの磁極の磁束量は、他の磁極の磁束量より大きくされている。

コイルの誘起信号（即ち、入力信号）Ｖｉｎに、モータ駆動のためのスイッチングなどに起因するノイズが重畳され得る。この第４実施例は、ノイズマスク回路を設けて、波形整形信号Ｄやレベル比較信号Ｅにノイズマスクをかけることにより、インデックス信号Ｖａの誤検出を避けるようにする。

図５では、ヒステリシスコンパレータ７０からの波形整形信号Ｄを第１マスク回路８１に入力し、第１マスク信号Ｍ１を形成する。この第１マスク信号Ｍ１を、波形整形信号Ｄと共に信号合成回路６０Ａに入力して、ノイズをマスクしたマスク化波形整形信号Ｄｍを得る。

また、数値比較回路５０からのレベル比較信号Ｅを第２マスク回路８２に入力し、第２マスク信号Ｍ２を形成する。この第２マスク信号Ｍ２を、レベル比較信号Ｅと共に信号合成回路６０Ａに入力して、ノイズをマスクしたマスク化レベル比較信号Ｅｍを得る。

この第１、第２マスク回路８１、８２、信号合成回路６０Ａ以外の、他の回路部分は、図１におけると同様である。したがって、図５ではそれら他の回路部分を省略すると共に、それらの説明を省略する。

図６、図７を参照して、信号Ａ〜Ｃ、波形整形信号Ｄ、レベル比較信号Ｅは、図１，図２と同じである。なお、ＣＬＫは、信号合成回路６０Ａでのタイミング処理のために用いられるクロックである。クロックＣＬＫは、所定の高周波数に対応した周期を持っていることがよい。

第１ノイズマスク信号M1は、図７に示されるように、波形整形信号Ｄの立ち上がり時点から所定時間τ及び立ち下がり時点から所定時間τだけ発生される。この第１ノイズマスク信号M1は、主にモータ駆動回路のスイッチングに伴って発生し得るノイズをマスクするものであるから、その所定時間τはスイッチングノイズの時間幅よりもやや広い時間幅とすることがよい。この第１マスク信号Ｍ１は、一般に用いられるパルス処理技術により容易に作成できる。

第２ノイズマスク信号Ｍ２は、図７に示されるように、レベル比較信号Ｅの立ち上がり時点から所定時間τ及び立ち下がり時点から所定時間τだけ発生される。その時間幅などは、第１マスク信号Ｍ１と同様でよい。

信号合成回路６０Ａは、Ｄ−ＦＦ６１のクロック端子に第２マスク信号Ｍ２をノット回路６１−１を介して入力し、そのデータ端子にレベル比較信号Ｅを入力して、その出力端子からマスク化レベル比較信号Ｅｍを出力する。マスク化レベル比較信号Ｅｍは、レベル比較信号Ｅが所定時間τ以上継続する場合には、レベル比較信号Ｅを所定時間τだけずらせた波形となる。また、マスク化レベル比較信号Ｅｍは、レベル比較信号Ｅが所定時間τ以内に無くなる場合には、発生されない。これにより、ノイズが除去されたマスク化レベル比較信号Ｅｍが得られる。

また、Ｄ−ＦＦ６４のクロック端子に第１マスク信号Ｍ１をノット回路６４−１を介して入力し、そのデータ端子に波形整形信号Ｄを入力して、その出力端子からマスク化波形整形信号Ｄｍを出力する。マスク化波形整形信号Ｄｍは、波形整形信号Ｄが所定時間τ以上継続する場合には、波形整形信号Ｄを所定時間τだけずらせた波形となる。また、マスク化波形整形信号Ｄｍは、波形整形信号Ｄが所定時間τ以内に無くなる場合には、発生されない。これにより、ノイズが除去されたマスク化波形整形信号Ｄｍが得られる。第１マスク信号Ｍ１と第２マスク信号Ｍ２の所定時間τは異ならせてもよいが、通常は同じでよい。

図７の入力信号Ｖｉｎには、基準信号Ｖｒｅｆを超えるノイズＮ１と、ゼロレベル以下から閾値Ｖｔｈを超えるノイズＮ２が重畳された様子が例示されている。ノイズＮ１によって、ノイズ幅のレベル比較信号Ｅが発生する。ノイズＮ１によるレベル比較信号Ｅが発生すると、第１実施例の図１では、その時点で誤ったインデックス信号Ｖａを発生してしまう。

しかし、この図６、図７の第４実施例では、第２マスク信号Ｍ２によってノイズは除去されるから、マスク化レベル比較信号ＥｍにはノイズＮ１に基づく信号は発生しない。

また、ノイズＮ２によって、ノイズ幅の波形整形信号Ｄが発生する。ノイズＮ１によるノイズ幅の波形整形信号Ｄは、第１マスク信号Ｍ１によって除去されるから、マスク化波形整形信号ＤｍにはノイズＮ２に基づく信号は発生しない。

マスク化レベル比較信号ＥｍとクロックＣＬＫとを、Ｄ−ＦＦ６２、６３及びナンド回路６７とによる立ち下がり検出回路に入力して、マスク化レベル比較信号Ｅｍの立ち下がりエッジ信号Ｇｍを発生する。

また、マスク化波形整形信号ＤｍとクロックＣＬＫとを、Ｄ−ＦＦ６５、６６及びナンド回路６８とによる立ち下がり検出回路に入力して、マスク化波形整形信号Ｄｍの立ち下がりエッジ信号Ｆｍを発生する。なお、この立ち下がり検出回路は、図２における立ち下がりエッジ信号Ｆ、Ｇを発生するための回路としても利用できる。

モータが回転し、コイル１０が磁束量を大きくされている磁極と対向するようになると、マスク化波形整形信号Ｄｍが発生されるとともに、マスク化レベル比較信号Ｅｍも発生される。これにより、マスク化立ち下がりエッジ信号Ｇｍとマスク化立ち下がりエッジ信号Ｆｍとが発生され、ＳＲ−ＦＦ６９がセット−リセットされるから、マスク化出力信号Ｈｍが発生される。このマスク化出力信号Ｈｍの立ち下がり時点、またはこの立ち下がり時点に関連して、インデックス信号Ｖａが得られる。

このマスク化出力信号Ｈｍは、マスク信号Ｍ１の所定時間τだけ、波形整形信号Ｄの立ち下がり点（ゼロクロス点）より遅延しているから、この所定時間τを見込んで信号処理に用いることになる。

なお、本発明の第４実施例においては、第１マスク回路８１は省略することもできる。これは、波形整形信号Ｄに例えノイズによるパルス信号が含まれていたとしても、マスク化レベル比較信号Ｇｍと波形整形信号Ｄの立ち下がりエッジ信号Ｆとに基づいて、図７のマスク化出力信号Ｈｍが得られる、からである。

このように、信号合成回路６０Ａは、レベル比較信号Ｅに含まれ得るノイズをマスク信号Ｍ１、Ｍ２によってマスクしたマスク化レベル比較信号Ｅｍを形成し、このマスク化レベル比較信号Ｅｍの発生された直後の、波形整形信号Ｄもしくはマスク化波形整形信号Ｄｍの終了時点に基づいて、インデックス信号Ｖａを生成する。

ただ、本発明の第４実施例においては、コイル１０が磁束量を大きくされている磁極と対向して、レベル比較信号Ｅが発生した直後に、‘入力信号ＶｉｎがゼロレベルＣより一旦低くなり再度閾値レベルＶｔｈより高くなるような’ノイズ（Ｎ３として、図７に表示している）が発生することも考えられる。このようなノイズＮ３が発生した場合には、マスク化出力信号Ｈｍの発生時点が少しだけずれる。このマスク化出力信号Ｈｍの発生時点のずれは、誤検出とは言えなくても、検出精度が低下する。

この検出精度の低下を避けるためには、ノイズの発生原因であるスイッチング時点がノイズＮ３の部分に来ないように、モータの構造などを設定することで対処することができる。ノイズＮ３の時点以外で他のノイズが発生しても、それらノイズはノイズマスクされるから、問題はない。

図８は、本発明の第５実施例に係る回転位置検出装置に用いる信号合成回路６０Ａの内部構成例を示す図であり、図９はその動作原理を説明するタイミングチャートである。回転位置検出装置の構成図は、第４実施例の図５と同様である。この第５実施例では、１つの磁極の磁束量は、他の磁極の磁束量より小さくされている点で、第４実施例とは、異なっている。

図８の第５実施例における信号合成回路６０Ａの内部構成例は、図６とほぼ同様であるが、次の点で異なっている。まず、Ｄ−ＦＦ６２のデータ入力として、Ｄ−ＦＦ６１の反転出力端子からのマスク化レベル比較信号Ｅｍを用いている。また、ＳＲ−ＦＦ６９の反転出力端子からの信号Ｈｍをデータ入力とし、クロックＣＬＫをクロック入力とするＤ−ＦＦ７１と、Ｄ−ＦＦ７１のからの信号Ｉｍをデータ入力とし、マスク化波形整形信号Ｄｍをノット回路６４−１で反転した信号をクロック入力とするＤ−ＦＦ７２を設けている。このＤ−ＦＦ７２からの出力信号Ｊｍをインデックス信号Ｖａとして用いている。

第５実施例の動作を、図８の信号合成回路例及び図９のタイミングチャートを参照して説明する。なお、ここでは、図６、図７（第４実施例）と異なる点を、主として、説明する。

信号Ａ〜信号Ｇｍは、図７におけると同様である。ただ、それら信号Ａ〜信号Ｇｍの波形や発生頻度は、‘１つの磁極の磁束量は、他の磁極の磁束量より小さくされている’こと等に応じて、図９に示されるように、図７のそれとは異なっている。

図９の入力信号Ｖｉｎには、基準信号Ｖｒｅｆを超えるノイズＮ４と、ゼロレベル以下から閾値Ｖｔｈを超えるノイズＮ５、Ｎ６が重畳された様子が例示されている。

ノイズＮ４によって、ノイズ幅のレベル比較信号Ｅが発生する。ノイズＮ４によるレベル比較信号Ｅが発生しても、第５実施例の図６、図７では、第２マスク信号Ｍ２によってノイズは除去されるから、マスク化レベル比較信号ＥｍにはノイズＮ４に基づく信号は発生しない。

また、ノイズＮ５、ノイズＮ６によって、ノイズ幅の波形整形信号Ｄや、ノイズ幅だけとぎれた波形整形信号Ｄが発生する。しかし、ノイズＮ５、ノイズＮ６によるノイズ幅の波形整形信号Ｄやノイズ幅だけとぎれた部分は、第１マスク信号Ｍ１によって除去されるから、マスク化波形整形信号ＤｍにはノイズＮ５、ノイズＮ６に基づく信号は発生しない。

信号Ｇｍは、この例では、マスク化レベル比較信号Ｅｍの立ち上がりエッジに応じて立ち下がる、立ち上がりエッジ信号である。

信号Ｈｍは、立ち上がりエッジ信号Ｇｍで立ち下がり、そして、立ち下がりエッジ信号Ｆｍで立ち上がるパルス信号となる。

信号Ｉｍは、信号Ｈｍを所定短時間だけ遅延させた遅延信号である。この遅延は、Ｄ−ＦＦ７１とクロック信号ＣＬＫを用いて作成される。

信号Ｊｍは、立ち下がり信号Ｆｍの発生時点での遅延信号Ｉｍのレベルに応じて発生される出力信号となる。この出力信号Ｊｍが、第５実施例でのインデックス信号Ｖａとなる。

さて、モータの回転に連れて、入力信号Ｖｉｎが図９のように変動する。コイル１０が磁束量を小さくされていない磁極と対向している間は、入力信号Ｖｉｎのレベルは基準信号Ｖｒｅｆに達する。

したがって、マスク化波形整形信号Ｄｍが発生されている期間中に、マスク化レベル比較信号Ｅｍが発生される。これにより、立ち上がりエッジ信号Ｇｍで立ち下がり、立ち下がりエッジ信号Ｆｍで立ち上がるパルス信号Ｈｍ、及び遅延信号Ｉｍが発生する。

この場合には、立ち下がりエッジ信号Ｆｍの発生時点で、遅延信号Ｉｍは低（Ｌ）レベルにあるから、出力信号Ｊｍは発生されない。

モータが回転し、コイル１０が磁束量を小さくされている磁極と対向するようになると、マスク化波形整形信号Ｄｍは発生されるけれども、マスク化レベル比較信号Ｅｍは発生されない。これにより、立ち上がりエッジ信号Ｇｍが発生されないから、遅延信号Ｉｍは高（Ｈ）レベルのままである。

したがって、次の立ち下がりエッジ信号Ｆｍの発生時点で出力信号Ｊｍが立ち上がる。この出力信号Ｊｍは、コイル１０が次の磁極（磁束量が大きい）と対向すると立ち下がる。

この場合には、立ち上がりエッジ信号Ｇｍが発生しないことに基づいて、引き続く、立ち下がりエッジ信号Ｆｍの時点で、出力信号Ｊｍが発生される。この出力信号Ｊｍの立ち上がり時点、またはこの立ち上がり時点に関連して、インデックス信号Ｖａが得られる。

このように、信号合成回路６０Ａは、波形整形信号Ｄに含まれ得るノイズＮ５、Ｎ６を第１マスク信号Ｍ１に基づいてマスクしたマスク化波形整形信号Ｄｍを形成するとともに、レベル比較信号Ｅに含まれ得るノイズＮ４を第２マスク信号Ｍ２によってマスクしたマスク化レベル比較信号Ｅｍを形成する。そのマスク化波形整形信号Ｄｍの発生時点から終了時点までの期間中に、マスク化レベル比較信号Ｅｍが発生されない場合に、当該マスク化波形整形信号Ｄｍの終了時点に基づいて、インデックス信号Ｖａを生成する。

図１０は、マスク回路を共用とする変形例を示す図である。第４、第５実施例では、第１マスク回路と第２マスク回路を別々に設けて、それぞれ第１マスク信号Ｍ１及び第２マスク信号Ｍ２を生成するようにしている。しかし、図１０に示すように、共用のマスク回路８０を用いて、第１マスク信号Ｍ１及び第２マスク信号Ｍ２の両方を含んだ共用のマスク信号Ｍを形成することができる。この場合には、波形整形信号Ｄ及びレベル比較信号Ｅの全ての立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジでマスク信号Ｍを形成する。この共用のマスク信号Ｍを用いて、第４，第５実施例と同様にノイズマスクを行うことができる。これにより、マスク回路を削減できる。

ただ、この図１０の場合には、ノイズの出るタイミングとマスク時間との関係で、マスク時間内に波形整形信号Ｄ及びレベル比較信号Ｅの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジが来ないことが必要となる。

なお、各実施例において、片側ヒステリシスコンパレータに代えて、両側ヒステリシスコンパレータを用いることもできる。

以上の各実施例の回転位置検出装置は、ＦＤＤ、ＨＤＤ等ディスク駆動装置に使用され、そして、それらディスク駆動装置を備えた情報再生記録装置が構成される。

本発明の第１実施例に係る回転位置検出装置の回路ブロックを示す図 第１実施例の回転位置検出装置の動作原理を説明するタイミングチャート 第２実施例の回転位置検出装置の動作原理を説明するタイミングチャート 本発明の第３実施例に係る回転位置検出装置の回路ブロック図を示す図 本発明の第４実施例に係る回転位置検出装置の回路ブロックを示す図 第４実施例に係る信号合成回路の内部構成例を示す図 第４実施例の回転位置検出装置の動作原理を説明するタイミングチャート 第５実施例に係る信号合成回路の内部構成例を示す図 第４実施例の回転位置検出装置の動作原理を説明するタイミングチャート マスク回路を共用とする変形例を示す図 従来の回転位置検出装置を示す図

符号の説明

１０ コイル
２０ 差動入力回路
２５ Ａ／Ｄ変換回路
３０ ピーク値保持回路
４０ 基準信号発生回路
５０ 数値比較回路（レベル比較回路）
６０、６０Ａ、６０Ｂ 信号合成回路
６１〜６６，７１、７２ Ｄ−ＦＦ
６９ ＳＲ−ＦＦ
７０ 波形整形回路（ヒステリシスコンパレータ）
８０、８１、８２ マスク回路
Ｖｉｎ 入力信号
Ｖｐｅａｋ ピーク値信号
Ｖｒｅｆ 基準信号
Ｖｔｈ 閾値
Ｄ 波形整形信号
Ｄｍ マスク化波形整形信号
Ｅ レベル比較信号
Ｅｍ マスク化レベル比較信号
Ｖａ インデックス信号
Ｎ１〜Ｎ６ ノイズ
Ｍ１，Ｍ２ 第１、第２マスク信号

Claims (10)

1. モータのロータの円周に沿って配置した複数の磁極のうちの１つの磁極又は一対の磁極の磁束量を他の磁極の磁束量と異なるようにして、前記ロータの回転基準位置を検出する回転位置検出装置であって、
   前記ロータの外部の所定位置に配置され、前記ロータの回転に伴う磁束量の変化に対応した誘起信号を発生するコイル手段と、前記誘起信号が入力され、その誘起信号のレベルの変化に基づいて前記回転基準位置を示すインデックス信号を生成し出力する信号処理回路を備え、
   前記信号処理回路は、前記誘起信号に応じた入力信号の最大値をピーク値信号として保持するピークホールド回路と、前記ピーク値信号に応じた基準信号を発生する基準信号発生回路と、前記入力信号と前記基準信号とのレベル比較に基づきレベル比較信号を発生するレベル比較回路と、前記入力信号を予め設定した閾値に基づき整形し波形整形信号を出力する波形整形回路と、前記レベル比較信号と前記波形整形信号とに基づき前記インデックス信号を生成する信号合成回路とを有し、更に前記信号処理回路は、前記入力信号をディジタル信号に変換して、前記ピークホールド回路、前記基準信号発生回路、及び前記レベル比較回路での信号処理をディジタルで行うディジタル信号処理手段により構成したことを特徴とする、回転位置検出装置。
2. 前記複数の磁極は永久磁石を含んで構成され、且つ前記複数の磁極のうちの１つの磁極または一対の磁極は、他の磁極より大きな磁束量を有することを特徴とする、請求項１に記載された回転位置検出装置。
3. 前記信号合成回路は、前記レベル比較信号の発生された直後の、前記波形整形信号の終了時点に基づいて、前記インデックス信号を生成することを特徴とする、請求項２に記載された回転位置検出装置。
4. 前記複数の磁極は永久磁石を含んで構成され、且つ前記複数の磁極のうちの１つの磁極または一対の磁極は、他の磁極より小さな磁束量を有することを特徴とする、請求項１に記載された回転位置検出装置。
5. 前記信号合成回路は、前記波形整形信号の発生時点から終了時点までの期間中に、前記レベル比較信号が発生されない場合に、当該波形整形信号の終了時点に基づいて、前記インデックス信号を生成することを特徴とする、請求項４に記載された回転位置検出装置。
6. モータのロータの円周に沿って配置した複数の磁極のうちの１つの磁極又は一対の磁極の磁束量を他の磁極の磁束量と異なるようにして、前記ロータの回転基準位置を検出する回転位置検出装置であって、
   前記ロータの外部の所定位置に配置され、前記ロータの回転に伴う磁束量の変化に対応した誘起信号を発生するコイル手段と、前記誘起信号が入力され、その誘起信号のレベルの変化に基づいて前記回転基準位置を示すインデックス信号を生成し出力する信号処理回路を備え、
   前記複数の磁極は永久磁石を含んで構成され、且つ前記複数の磁極のうちの１つの磁極または一対の磁極は、他の磁極より大きな磁束量を有し、
   前記信号処理回路は、前記誘起信号に応じた入力信号の最大値をピーク値信号として保持するピークホールド回路と、前記ピーク値信号に応じた基準信号を発生する基準信号発生回路と、前記入力信号と前記基準信号とのレベル比較に基づきレベル比較信号を発生するレベル比較回路と、前記レベル比較信号の変化時点から所定幅のマスク信号を発生するマスク信号発生回路と、前記入力信号を予め設定した閾値に基づき整形し波形整形信号を出力する波形整形回路と、前記レベル比較信号、前記マスク信号及び前記波形整形信号に基づき前記インデックス信号を生成する信号合成回路とを有することを特徴とする、回転位置検出装置。
7. 前記信号合成回路は、前記レベル比較信号に含まれ得るノイズを前記マスク信号によってマスクしたマスク化レベル比較信号を形成し、
   前記マスク化レベル比較信号の発生された直後の、前記波形整形信号の終了時点に基づいて、前記インデックス信号を生成することを特徴とする、請求項６に記載された回転位置検出装置。
8. モータのロータの円周に沿って配置した複数の磁極のうちの１つの磁極又は一対の磁極の磁束量を他の磁極の磁束量と異なるようにして、前記ロータの回転基準位置を検出する回転位置検出装置であって、
   前記ロータの外部の所定位置に配置され、前記ロータの回転に伴う磁束量の変化に対応した誘起信号を発生するコイル手段と、前記誘起信号が入力され、その誘起信号のレベルの変化に基づいて前記回転基準位置を示すインデックス信号を生成し出力する信号処理回路を備え、
   前記複数の磁極は永久磁石を含んで構成され、且つ前記複数の磁極のうちの１つの磁極または一対の磁極は、他の磁極より小さな磁束量を有し、
   前記信号処理回路は、前記誘起信号に応じた入力信号の最大値をピーク値信号として保持するピークホールド回路と、前記ピーク値信号に応じた基準信号を発生する基準信号発生回路と、前記入力信号と前記基準信号とのレベル比較に基づきレベル比較信号を発生するレベル比較回路と、前記入力信号を予め設定した閾値に基づき整形し波形整形信号を出力する波形整形回路と、前記波形整形信号の変化時点から所定幅の第１マスク信号を発生する第１マスク信号発生回路と、前記レベル比較信号の変化時点から所定幅の第２マスク信号を発生する第２マスク信号発生回路と、前記レベル比較信号、前記第２マスク信号、前記波形整形信号及び第１マスク信号に基づき前記インデックス信号を生成する信号合成回路とを有することを特徴とする、回転位置検出装置。
9. 前記信号合成回路は、前記波形整形信号に含まれ得るノイズを前記第１マスク信号に基づいてマスクしたマスク化波形整形信号を形成するとともに、前記レベル比較信号に含まれ得るノイズを前記第２マスク信号によってマスクしたマスク化レベル比較信号を形成し、
   前記マスク化波形整形信号の発生時点から終了時点までの期間中に、前記マスク化レベル比較信号が発生されない場合に、当該マスク化波形整形信号の終了時点に基づいて、前記インデックス信号を生成することを特徴とする、請求項８に記載された回転位置検出装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の回転位置検出装置を用いた、回転記録媒体用駆動装置を有することを特徴とする、記録再生装置。