JPH04278461A - 移動速度検出方式 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、移動速度検出方式に
関し、詳しくは、サーボトラックライタにおける磁気ヘ
ッド等の移動速度をレーザ測長器を用いて検出するヘッ
ド移動速度検出方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスクのサーボトラックライタに
おいて、磁気ヘッドの位置の制御を行うためには、ヘッ
ドの位置とヘッドの移動速度の情報が必要である。ヘッ
ドの位置及び移動速度を測定する方法としては、レーザ
測長器が用いられている。レーザ測長器は、磁気ヘッド
を搭載するヘッドキャリッジに向けてレーザ光線を照射
するとともにそのレーザ光線の一部をレファレンス信号
として取出し、ヘッドキャリッジからの反射光から得た
メジャメント信号とこのレファレンス信号とを干渉させ
ることにより、ヘッドまでの距離を測定してヘッドの位
置を求めるものである。

【０００３】図３は、従来のレーザ測長器によるヘッド
移動速度検出方式の構成を表す図である。レーザ光線が
レーザヘッド１９から出力されると、その一部はハーフ
ミラー２１を透過してヘッド２にあたって反射し、ハー
フミラー２１で反射してレシーバ１へと入力される。ま
た、他の一部はハーフミラー２１で反射した後に反射鏡
２０で反射し、ハーフミラー２１を通ってレシーバ１に
入力される。パルス生成回路３は、レシーバ１及びレー
ザヘッド１９からの信号を受け、ヘッドキャリッジ２が
一定の距離（例えば０．０２６μｍ　）だけ移動するご
とに、ヘッド（ヘッドキャリッジ２）が近づいたか遠ざ
かったかに応じてＵＰパルスあるいはＤＯＷＮパルスを
出力する。４は、これらのパルスを入力してカウントし
、ヘッドの位置を表すデジタルデータを出力するアップ
ダウンカウンタであり、ここでは例えば２８ビットのカ
ウンタが用いられている。なお、４１はレーザ測長回路
である。

【０００４】一方、ヘッド（ヘッドキャリッジ２）の移
動速度情報を得るために、２８ビットのアップダウンカ
ウンタ４とは別に１２ビットのアップダウンカウンタ５
が設けられている。ヘッドの移動速度情報は、この１２
ビットのアップダウンカウンタ５がパルス生成回路３の
出力パルスをカウントしてヘッドの位置データの下位１
２ビットを出力した後、その下位１２ビットの位置デー
タをＤ／Ａ変換器６，８でアナログ信号に変換し、その
アナログ信号を微分器（演算増幅器１０，１４等）で微
分して得られる。ここで、この速度情報を得るために２
８ビットのアップダウンカウンタ４の出力を用いずに１
２ビットのアップダウンカウンタ５の出力を用いている
のは、２８ビットの位置データをそのまま使用したので
はビット数が多過ぎて直接Ｄ／Ａ変換器６，８に入力す
ることができないため、Ｄ／Ａ変換器に入力できる程度
にビット数を少なくする必要があるためである。

【０００５】アップダウンカウンタ５から出力されたヘ
ッド２の位置データの下位１２ビットを表すデジタルデ
ータは、１２ビットのＤ／Ａ変換器６及び８に入力され
る。図４の（ａ）は、ヘッド（ヘッドキャリッジ２）が
一定方向に等速で移動しているときに、Ｄ／Ａ変換器６
から出力されるアナログ信号を表す。この信号ａがコン
デンサ９，演算増幅器１０，抵抗１１等で構成された微
分器で微分され、同図（ｂ）に示す信号ｂとなる。信号
ａは、ヘッドの位置が１２ビットの位置データで表すこ
とのできる範囲を越えて変化すると、電圧の最大値から
最低値へと不連続に変化し、図に示すような鋸歯状波形
となる。したがって、この鋸歯状波を微分してえられる
信号ｂは、不連続点以外の部分ではヘッドの移動速度を
表すが、不連続点においては実際の移動速度とは関係の
ない大きな値のパルスｂ′となってしまう。

【０００６】一方、Ｄ／Ａ変換器８には、アップダウン
カウンタ５から出力される１２ビットの位置データの最
上位ビット（ＭＳＢ）をインバータ７で反転したものが
入力される。そのため、Ｄ／Ａ変換器８から出力される
アナログ信号ｃは、図４（ｃ）に示すように、信号ａが
０［Ｖ］になったところに不連続点を持つ鋸歯状波とな
る。そして、この信号ｃをコンデンサ１３，演算増幅器
１４，抵抗１５等で構成された微分器で微分して得られ
る信号ｄは、図（ｄ）に示すように信号ｃの不連続点以
外の部分ではヘッドの移動速度を表すが、不連続点にお
いては実際の移動速度とは関係のない大きな値のパルス
ｄ′となる。信号ｃの各不連続点が信号ａの隣り合う不
連続点の中間にあるため、信号ｄの各パルスは信号ｂの
隣り合うパルスの中間のところで発生する。

【０００７】セレクトタイミング発生回路１８は、信号
ｂ及び信号ｄのパルス部分を除去するために、各微分回
路の出力端子に接続されたスイッチ１２とスイッチ１６
とを交互に切換え、出力端子１７にヘッドの移動速度を
示す速度信号を出力するための回路である。セレクトタ
イミング発生回路１８は、アップダウンカウンタ５の１
２ビットの出力データの最上位ビットが入力され、信号
ａの不連続点においてはスイッチ１２をオフ，スイッチ
１６をオンにし、信号ｄの不連続点においてはスイッチ
１２をオン，スイッチ１６をオフにする。その結果、信
号ｂと信号ｄのパルスのない部分が交互に出力端子１７
に出力され、ヘッド１２の移動速度を示す速度信号ｅが
得られる（図４（ｅ）参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の速度検出方式にあっては、スイッチ１２，１６を
オン・オフさせるときにスパイクノイズｅ′が発生して
速度信号ｅに現れるという不都合が生じている（図４（
ｅ）参照）。また、Ｄ／Ａ変換器６，８の出力を微分回
路で微分したときに生じる微分ノイズもスパイクノイズ
とともに速度信号ｅに悪影響を及ぼしている。この発明
は、このような従来技術の問題点を解決するためのもの
であって、スパイクノイズや微分ノイズを含まない速度
信号を得ることが可能な移動速度検出方式を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
のこの発明の移動速度検出方式の特徴は、一定の時間間
隔でサンプリングパルスを出力するコントロール回路と
、そのサンプリングパルスをコントロール回路から受け
たときに被測定物の位置を表す位置データを出力する測
長装置と、位置データをラッチする第１のラッチ回路と
、第１のラッチ回路の前記位置データより１つ前の位置
データ出力をラッチする第２のラッチ回路と、第１のラ
ッチ回路の出力データと第２のラッチ回路の出力データ
とを受け、第１のラッチ回路の出力データから第２のラ
ッチ回路の出力データを引いた値を出力する減算回路と
、この減算回路の出力データをラッチする第３のラッチ
回路と、この第３のラッチ回路が出力するデジタルデー
タをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器とを有するも
のである。

【００１０】

【作用】現在の位置データとその１つ前の位置データと
が第１のラッチ回路と第２のラッチ回路にそれぞれ入力
され、減算回路が第１のラッチ回路の出力データから第
２のラッチ回路の出力データを引いた値を出力し、この
値が今回のサンプリングパルスと前回のサンプリングパ
ルスとの間の時間に被測定物が移動した距離を表してい
る。各サンプリングパルスは等しい時間間隔で出力され
るので、この減算回路の出力データは被測定物の移動速
度に比例した値となる。したがって、減算回路の出力デ
ータをＤ／Ａ変換器でアナログ信号に変換することによ
り、アナログの速度信号を得ることができる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例について、図面を
参照して詳細に説明する。図１は、この発明の移動速度
検出方式の一実施例の構成を表し、図２は、そのタイミ
ングチャートを表す図である。レーザ測長コントロール
回路２４は、一定の時間間隔でサンプリングパルスＳ１
　をレーザ測長回路２３及び遅延回路２７に出力する。 レーザ測長回路４１に対応するレーザ測長回路２３は、
レーザヘッド２２の出力するレファレンス信号とレシー
バ１の出力するメジャメント信号とに基づいてヘッドの
位置を計測し、サンプリングパルスＳ１　が入力される
ごとに新たな位置データ（例えば２８ビット）を出力す
る。 一方、遅延回路２７は、サンプリングパルスＳ１　を受
けてから位置データが出力されるタイミングに合った一
定時間経過後にタイミングパルスＳ２　を第１のラッチ
回路２５，第２のラッチ回路２６及び遅延回路２８に出
力する。

【００１２】第１のラッチ回路２５は、レーザ測長回路
２３の出力する位置データＤ１　を受け、タイミングパ
ルスＳ２　が入力されたときにその位置データＤ１　を
その立ち下がりでラッチする。一方、第２のラッチ回路
２６は、第１のラッチ回路２５の出力データＤ２　を受
け、タイミングパルスＳ２　が入力されたときにその出
力データＤ２　をその立ち上がりでラッチする。したが
って、第２のラッチ回路２６の出力データＤ３　は、第
１のラッチ回路がラッチしている位置データＤ２　をサ
ンプリングしたときの一つ前のサンプリングパルスでサ
ンプリングされた位置データとなる。

【００１３】減算回路２９は、第１のラッチ回路２５の
出力データＤ２　から第２のラッチ回路２６の出力デー
タＤ３　を引いた値を出力する。この減算回路２９の出
力データＡは、今回のサンプリングパルスと前回のサン
プリングパルスとの間の時間にヘッド２が移動した距離
を表している。ここで、サンプリングパルスＳ１　は等
しい時間間隔で出力されているので、この減算回路２９
の出力データＡは、ヘッド２の移動速度に比例した値と
なる。 一方、遅延回路２８がタイミングパルスＳ２　を受けて
から減算回路２９が減算結果を算出して出力するタイミ
ングに合った一定時間経過後にタイミングパルスＳ３　
をラッチ回路３０に出力すると、ラッチ回路３０は、減
算回路２９の出力データＡをラッチする。このラッチ回
路３０の出力データは、Ｄ／Ａコンバータ３１によって
アナログ信号に変換され、ローパスフィルタ３２を通っ
て速度信号として出力される。ここで、Ｄ／Ａ変換器３
１に入力するデータのビット数は、１つのサンプリング
間隔でヘッド２が移動し得る最大の距離を表すことがで
きる程度のビット数（例えば１２ビット程度かそれ以下
）でよいので、位置データＤ１　のビット数（例えば２
８ビット）よりも大幅に少なくすることができる。

【００１４】なお、実施例では、被測定物として磁気ヘ
ッドを例に説明したが、この発明が磁気ヘッド以外のも
のの移動速度の測定にも利用できることは勿論である。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明にあって
は、第１のラッチ回路が出力するは新たな位置データか
ら第２のラッチ回路が出力する一つ前の位置データを減
算し、その結果をＤ／Ａ変換することによって速度信号
を得ているため、従来技術で問題となっているスイッチ
の切替によるスパイクノイズ等の発生を防止することが
できる。また、Ｄ／Ａ変換器に入力するデータは、１つ
のサンプリング間隔で被測定物が移動し得る最大の距離
を表すことができる程度のビット数でよいので、位置デ
ータのビット数よりも大幅に少なくすることが可能とな
る。その結果、Ａ／Ｄ変換器は桁数が少ないもので、か
つ、１個の使用で速度信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の速度検出方式の一実施例の構成を表
す図である。

【図２】この発明の速度検出方式の一実施例のタイミン
グチャートを表す図である。

【図３】従来のレーザ測長方式の構成を表す図である。

【図４】従来のレーザ測長方式の各部の信号波形を表す
図である。

【符号の説明】

１　　レシーバ ２　　ヘッドキャリッジ ３　　パルス生成回路 ４　　２８ビットアップダウンカウンタ５　　１２ビッ
トアップダウンカウンタ６　　１２ビットＤ／Ａ変換器 ７　　インバータ ８　　１２ビットＤ／Ａ変換器 ９　　コンデンサ １０　　演算増幅器 １１　　抵抗 １２　　スイッチ １３　　コンデンサ １４　　演算増幅器 １５　　抵抗 １６　　スイッチ １７　　出力端子 １８　　セレクトタイミング発生回路 １９　　レーザヘッド ２０　　反射鏡 ２１　　ハーフミラー ２２　　レーザヘッド ２３　　レーザ測長回路 ２４　　レーザ測長コントロール回路 ２５　　ラッチ回路 ２６　　ラッチ回路 ２７　　遅延回路 ２８　　遅延回路 ２９　　減算回路 ３０　　ラッチ回路 ３１　　Ｄ／Ａ変換器 ３２　　ローパスフィルタ ４０　　レーザ測長器 ４１　　レーザ測長回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一定の時間間隔でサンプリングパルス
   を出力するコントロール回路と、前記サンプリングパル
   スを前記コントロール回路から受けたときに被測定物の
   位置を表す位置データを出力する測長装置と、前記位置
   データをラッチする第１のラッチ回路と、第１のラッチ
   回路の前記位置データより１つ前の位置データ出力をラ
   ッチする第２のラッチ回路と、第１のラッチ回路の出力
   データと第２のラッチ回路の出力データとを受け、第１
   のラッチ回路の出力データから第２のラッチ回路の出力
   データを引いた値を出力する減算回路と、前記減算回路
   の出力データをラッチする第３のラッチ回路と、この第
   ３のラッチ回路が出力するデジタルデータをアナログ信
   号に変換するＤ／Ａ変換回路とを有することを特徴とす
   る移動速度検出方式。