JPH02226012A - 光学的位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
通用して好適な光学的位置検出装置に関する。

〔発明の概要〕

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
検出器の検出出力が夫々供給される、夫々利得調整手段
及び電圧オフセットＭ調整手段を備える複数の検出回路
によって、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、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、複数の三角
波状位置検出出力の最大値及び最小値を検出する最大値
及び最小値検出手段を設け、その検出された最大値及び
最小値の差に応して、複数の検出回路の利得調整手段を
夫々制御して利得を調整すると共に、検出された最大値
及び上記最小値の和に応じて、複数の検出回路の電圧オ
フセン）Ｉｊ［整手段を夫々制御してオフセット量を調
整するようにしたことにより、複数の検出回路における
利得及びオフセット量を迅速且つ容易に調整できるよう
にしたものである。

〔従来の技術〕

本願発明に関連する従来技術としては、特開昭６３−１
５４９１６号公報 実開昭６２−１８７４６８号公報 を挙げることができる。

従来のディスク駆動装置においては、第２図に示す如く
、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へラド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）ＩＭ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Ｈ
Ｄ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。

この位置センサは、第３図に示す如く、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。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、一定ピツ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、夫夫順次に（１／４
）Ｐ＋ｎＰ　（但し、ｎは０．１．２．３、・・・のい
ずれでも良く、ここではＯ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灸別に供給される。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）のアンード及び定電圧源十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十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！　（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フ）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度すつの位相差を有す
る４相の三角波状の検出出力Ｓ　ａ　％　Ｓ　ｄ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Ｓ
　ａ　％　Ｓ　ｄの正のＶ４斜部が、基準電圧、例えば
、５．５■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
しい基準トランクＲＴ□　ｓ　ＲＴｌ　〜ＲＴ３　、デ
ータトランジスタＤ　ＴＯ％　Ｄ　ＴＩ−Ｄ　Ｔ３　、
基準トランクＲＴｏ。

ＲＴ、〜ＲＴ、、・・・・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Ｓ　ａ　％　Ｓｄ
を用いることによって、第２図に示す如＜、磁気ヘッド
）ｆＤを磁気ディスクＤＳの所望のトランクに、トラッ
キングを採って移動させることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、フォトダイオード（５）〜（８）から、４つ
の検出回路に夫々供給される検出信号の交流レベル及び
直流レベルは、フォトダイオード（５）〜（８）の特性
のバラツキ、発光ダイオード（９）の光量、レンズＬＳ
及びスケールＳＣ間の距離、スケールＳＣ及びレチクル
ＲＣ間の距離等によってバラつくため、フォトダイオー
ド（５）〜（８）からの検出出力が夫々供給される検出
回路毎に、利得及びオフセット量（オフセット電圧）を
調整しなければならず、その調整が煩雑である。

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が夫々供給される、
夫々利得調整手段及び電圧オフセット量調整手段を備え
る複数の検出回路によって、その相対移動に基づく互い
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、複数の光検出器の検出出力が夫夫供給される検出回
路の利得及びオフセット量を迅速且つ正確に調整できる
ものを提案しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

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　ｗ　ｄを存するレチクル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、夫々利
得調整手段（５５）及び電圧オフセット量調整手段（５
６）を備える複数の検出回路（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、複数の三角波状位置検出出力の最
大値及び最小値を検出する最大値及び最小値検出手段（
１４）、（１５）を設け、その検出された最大値及び最
小値の差に応じて、複数の検出回路（１）〜（４）の利
得調整手段（５５）を夫々制御して利得を調整すると共
に、検出された最大値及び上記最小値の和に応じて、複
数の検出回路（１）〜（４）の電圧オフセットＷＲ整手
段を夫々調整してオフセット量を制御するようにしたも
のである。

〔作用〕

かかる本発明によれば、最大値及び最小値検出手段（１
４）、（１５）手段によって、複数の三角波状位置検出
出力の最大値及び最小値を検出し、その最大値及び最小
値の差に応じて、複数の検出回路（１）〜（４）の利得
調整手段（５５）を夫々制御して利得を調整すると共に
、最大値及び上記最小値の和に応じて、複数の検出回路
（１）〜（４）の電圧オフセット量調整手段（６５）を
夫々制御してオフセット量を調整する。

〔実施例〕

以下に、第１図を参照して、本発明の実施例を詳細に説
明するも、第２図、第３図及び第５図に関しては、従来
例と同様なので、その図示及び説明を援用する。

（１）〜（５）は第１〜第４の検出回路であって、これ
らには、夫々第３図と同様のフォトダイオード（５）〜
（８）の検出出力が夫々供給される０発光ダイオード（
９）は、駆動回路（］Ｏ）によって発光駆動される。尚
、発光ダイオード（９）及び各フォトダイオード（５）
〜（８）間には、第３図のようにレンズＬＳ、スケール
ＳＣ及びレチクルＲＣが配され、そのスケールＳＣが、
第２図のヘッドアームＨＭＯ回動に応じて移動するが、
この第１図ではその部分の図示を省略している。

次に、第１〜第４の検出回路（１）〜（５）の構成につ
いて説明するが、これらは同じ構成なので、第１の検出
回路（１）を代表させて、その構成を説明する。この検
出回路は、フォトダイオード（５）からの検出出力の供
給される利得調整回路（５５）を榮ねた電流／電圧変換
回路（３１）と、その後段の電圧オフセット量調整回路
（５６）とから構成される。

電流／電圧変換回路（３工）は、反転入力端子にフォト
ダイオード（５）のカソードが、非反転入力端子にフォ
トダイオード（５）のアノード及び定電圧源子Ｂが接続
された演算増幅器（３２）及びその出力端子及び反転出
力端子間に、利得調整用の抵抗器（３３）〜（３７）の
直列回路及び抵抗器（３４）〜（３７）の両端及び各接
続中点間に順次接続されたオンオフスイッチ（３８）〜
（４１）から成る回路が接続されて構成される。

又、電圧オフセット調整回路（５６）は、反転入力端子
と演算項＠器（３２）の出力端子との間に入力抵抗器（
４２）が接続され、非反転入力端子が定電圧源子Ｂに接
続された演算増幅器（４３）、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（４４）並びに演算増
幅器（４３）の反転入力端子及び接地間に接続された、
オフセットｇ整用の抵抗器（４５）〜（５０）の直列回
路及び抵抗器（４７）〜（５０）の両端及びその各接続
中点間に順次接続されたオンオフスイッチ（５１）〜（
５４）及び抵抗器（４５）、（４７）の接続中点及び定
電圧電圧源＋８間に接続された抵抗器（４６）から成る
回路が接続されて構成される。

そして、演算増幅器（４３）の出力側から、三角波状の
検出出力が得られる。そして、第１〜第４の検出回路（
１）〜（４）からの検出出力が、セレクタ（１３）に供
給されて、マイクロコンピュータ（１１）によって選択
的に切換えられて、夫々最大値及び最小値検出回路（１
４）、（１５）に供給されて、夫々最大値及び最小値が
検出されると共に１、その各検出出力が、夫々Ａ／Ｄ変
換回路（１６）、（１７）に供給されてデジタル化され
、その各デジタル検出値がマイクロコンピュータ（１１
）に供給される。尚、Ａ／Ｄ変換回路を（１６）、（１
７）の代わりに、最大値及び最小値検出回路（１４）、
（１５）の前段に、共通のＡ／Ｄ変換回路を設けても良
い、又、マイクロコンピュータ（１１）からのＭ御信号
は、Ｄ／Ａ変換回路（１８）を通じて、モータ駆動回路
（１９）に供給され、その駆動出力によって、第２図の
ボイスコイルモータＶＭと同様のボイスコイルモータ（
２０）に供給される。

マイクロコンピュータ（１１）では、各検出回路（１）
〜（４）毎に、検出出力の最大値及び最小値の差及び和
の演算が行われると共に、その差が一定値に揃うように
利得調整回路（５５）のオンオフスイッチ（３８）〜（
４１）のいずれかが選択的にオンになさしめられる共に
、その和が一定値に揃うように、オンオフスイッチ（５
１）〜（５４）のいずれかが選択的にオンになさしめら
れる如く、マイクロコンピュータ（１１）からの制御信
号が、Ｉ１０ポート（２１）を通じて、各検出回路（１
）〜（５）の制御信号入力端子（２３）、（２５）、（
２７）、（２９）及び（２２）、（２４）、（２６）、
（２８）に供給される。尚、マイクロコンピュータ（１
１）及びＩ１０ボート（２１）間において、Ｗ／Ｒは書
き込み読み出し制御信号線、ＡＢはアドレスバス、ＤＢ
はデータバスである。又、各検出回路（１）〜（４）の
利得調整回路（５５）及びオフセフ）量調整回路（５６
）の制御内容、即ち、利得調整回路（５５）のオンオフ
スイッチ（３８）〜（４１）のオンオフの状態及び電圧
オフセット調整回路（５６）のオンオフスイッチ（５１
）〜（５４）のオンオフの状態は、ＥＦＲＯＭ（１２）
に記憶しておくものとする。しかして、実際の動作時に
は、このＲＯＭ　（１２）の記憶内容が読み出されて、
マイクロコンピュータ（１１）の制御によって、各検出
回路（１）〜（４）の利得及びオフセット量が調整され
れる。

上述せる光学的位置検出装置によれば、複数の光検出器
からの検出出力の供給される複数の検出回路における利
得及びオフセット量を迅速且つ容易にに調整できると共
に、その調整状態を容易にに再現することができる。

〔発明の効果〕

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が夫々供給される、夫
々利得調整手段及び電圧オフセット量調整手段を備える
複数の検出回路によって、その相対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
、複数の光検出器からの検出出力の供給される複数の検
出回路における利得及びオフセット量を迅速且つ容易に
に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック線図、第２図は
従来のディスク駆動装置を示す配置図、第３図は従来の
位置センサの説明図、第４図は従来の検出回路を示す回
路図、第５図は従来の位置センサの検出出力を示すタイ
ミングチャートである。 （１）〜（４）は第１〜第４の検出回路、（５）〜（８
）はフォトダイオード、（１１）はマイクロコンピュー
タ、（５５）は利得調整回路、（１４）、（１５）は夫
々最大値及び最小値検出回路、（１６）、（１７）は夫
々Ａ／Ｄ変換回路で、（５６）は電圧オフセット量調整
回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、夫々利得調整手段及び電圧オフセット量
   調整手段を備え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、 上記複数の三角波状位置検出出力の最大値及び最小値を
   検出する最大値及び最小値検出手段を設け、 該検出された最大値及び最小値の差に応じて、上記複数
   の検出回路の上記利得調整手段を夫々制御して利得を調
   整すると共に、上記検出された最大値及び上記最小値の
   和に応じて、上記複数の検出回路の電圧オフセット量調
   整手段を夫々調整してオフセット量を制御するようにし
   たことを特徴とする光学的位置検出装置。