JPH053693A - 可動体の速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 速度変化の極性の情報を有し、直線性が良好
でリップルの無い状態の速度信号を容易に発生させる。 【構成】 ９０度近傍の特定な角度の位相差を有する擬
似正弦波２相信号を発生させるエンコーダから、位置制
御対象の可動体の変位と対応した擬似正弦波２相信号を
出力させ、各相の信号の和信号と差信号とを作る。前記
の和信号と差信号との２値化信号の排他的論理和出力信
号を得る。前記のエンコーダで発生した２相信号におけ
る各相の信号の微分信号を発生させ、前記した各相の信
号の微分信号の内から一方の微分信号を前記した排他的
論理和出力信号により選択し、前記の選択された微分信
号と、その微分信号を極性反転した微分信号とを、前記
した差信号についての２値化信号を切換信号として切換
えて速度信号を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は可動体の速度制御装置、
特に、記録再生装置における記録再生素子の位置決めを
行なう場合等に適する可動体の速度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】可動体を特定な位置に位置決めすること
は多くの技術分野で行なわれている。例えば、光ディス
クや磁気ディスクなどに対する情報信号の記録、あるい
は光ディスクや磁気ディスクなどからの情報信号の再生
に際して、ディスクの所定の位置に情報を記録したり、
ディスクに記録されている情報を検索して再生したりす
ることが行なわれるが、その際には記録再生素子（光学
ヘッド、磁気ヘッド）を目標位置に短時間に位置させる
ようにすることが必要とされる。図４は記録再生装置の
一例として示す光ディスクの記録再生装置の斜視図であ
って、図４においてＭはディスクを駆動回転させるモー
タ、１は光ディスク、２はキャリッジ（移送体）、５は
光学ヘッドに設けられているレンズ、６はリニアモータ
の磁路部材、７はリニアモータの駆動コイルであり、光
ディスク１に対する情報信号の記録動作時や光ディスク
１からの情報信号の再生動作時に、モータＭが所定の回
転数で駆動回転され、光学ヘッドのレンズ５によって集
光された記録光または再生光による集光点が、光ディス
ク１における目標とされているトラック位置に短時間に
位置できるように、図示されていない制御部から与えら
れている目標位置信号と、可動部分に取付けた光学スケ
ール（リニアスケール）と固定部分に設けた検出器とに
より可動部分、すなわち光学ヘッドの位置と対応して位
置検出器から出力された位置信号とに応じて順次に発生
された速度制御信号と位置制御信号とをリニアモータの
駆動コイル７に供給してリニアモータを駆動させ、キャ
リッジ２を案内棒に沿って移動させて光学ヘッドにおけ
るレンズ５により集光される光点の位置を目標とされる
トラック位置まで所定の速度制御態様によるシーク動作
によって短時間に目標位置付近にまで移動させた後に、
位置制御動作によって精密に位置決めさせる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来装置にお
ける速度制御系では、可動体の速度制御と位置制御のた
めに光学スケールと検出器とからなるエンコーダを用い
て発生させた９０度の位相差を有する擬似正弦波２相信
号の各相の信号を微分して加算した信号の低域成分を速
度制御信号として使用していた。図５は前記した従来装
置における速度信号の発生の状態を説明するための図で
あって、図５の(ａ),(ｂ）はエンコーダで発生させた９
０度の位相差を有する擬似正弦波２相信号の各相の信号
Ｓａ，Ｓｂを示しており、また図５の(ｃ),(ｄ)は前記
した２相信号の各相の信号Ｓａ，Ｓｂの微分信号Ｓａ',
Ｓｂ’を示し、さらに図５の(ｅ)は前記した２つの微分
信号Ｓａ',Ｓｂ’の和信号であり、さらにまた図５の
(ｆ)は前記した２つの微分信号Ｓａ’，Ｓｂ’の和信号
を低域濾波器に通過させて得た速度信号Ｓｓである。と
ころが、前記のようにして得た速度信号Ｓｓは、速度変
化の極性の情報を有していないために、図６の（ａ），
（ｂ）に示す前記した信号Ｓａ，Ｓｂを、それらの信号
の中心値を閾値として比較器で比較して、図６の
（ｃ），（ｄ）に示すような信号Ｓａｃ，Ｓｂｃを作
り、前記の各信号Ｓａｃ，Ｓｂｃの各縁部の時間位置で
相互にラッチして、その結果として得られる図６の
（ｅ）に例示されているような信号レベルの変化パター
ンによって速度変化の極性を得るようにしていたが、前
記のような速度変化の極性検出の分解能はエンコーダか
ら出力された信号の周期の１／４であり、したがって、
微小変位での速度検出を行なうことができないために、
それの解決策が求められた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は９０度近傍の角
度の内で予め定められた角度の位相差を有する擬似正弦
波２相信号を位置制御の対象にされる可動体の変位と対
応して発生させる信号発生手段と、前記の信号発生手段
で発生した２相信号における各相の信号の和信号を得る
手段と、前記の信号発生手段で発生した２相信号におけ
る各相の信号の差信号を得る手段と、前記した和信号と
差信号とについて、それぞれの信号の中心値を閾値とし
て２値化信号を得る手段と、前記した和信号の２値化信
号と前記した差信号の２値化信号との排他的論理和出力
信号を得る手段と、前記の信号発生手段で発生した２相
信号における各相の信号の微分信号を発生する手段と、
前記した２相信号における各相の信号の微分信号の内か
ら一方の微分信号を前記した排他的論理和出力信号によ
って選択する微分信号選択手段と、前記した微分信号選
択手段からの出力信号と、前記した微分信号選択手段か
らの出力信号を極性反転した信号とを、前記した差信号
についての２値化信号を切換信号として切換えて出力す
る信号切換手段とからなる可動体の速度制御装置を提供
する。

【０００５】

【作用】９０度近傍の角度の内で予め定められた角度の
位相差を有する擬似正弦波２相信号を発生させるエンコ
ーダから、速度制御の対象にされる可動体の変位と対応
した擬似正弦波２相信号を発生させる。前記のエンコー
ダで発生した２相信号における各相の信号の和信号と差
信号とを発生させて、その和信号と差信号とについて、
それぞれの信号の中心値を閾値として２値化信号を発生
させる。前記した和信号の２値化信号と前記した差信号
の２値化信号との排他的論理和出力信号を得る。前記の
エンコーダで発生した２相信号における各相の信号の微
分信号を発生させ、前記した各相の信号の微分信号の内
から一方の微分信号を前記した排他的論理和出力信号に
よって選択する。前記の選択された微分信号と、その微
分信号を極性反転した微分信号とを、前記した差信号に
ついての２値化信号を切換信号として切換えて速度信号
を発生させる。

【０００６】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の可動体の
速度制御装置の具体的な内容を詳細に説明する。図１は
本発明の可動体の速度制御装置を光ディスクの記録再生
装置に適用した場合の実施例の概略構成を示すブロック
図であり、図２は本発明の可動体の速度制御装置の動作
を説明するための波形図である。図１において１は光デ
ィスク、２は光学ヘッドのキャリッジ(移送体)、３，４
は前記したキャリッジ２の移動方向を規制する案内棒、
５は光学ヘッドのレンズ(対物レンズ)、６は前記したキ
ャリッジ２を駆動するリニアモータにおける磁界発生装
置の磁路部材であり、この磁路部材６は装置の固定部に
固着されている。また７は前記したリニアモータの駆動
コイルで、この駆動コイル７は前記したキャリッジ２に
固着されており、前記した磁路部材６から生じた磁束と
鎖交する駆動コイル７に流される電流との間の電磁気力
によって、前記したキャリッジ２が前記した案内棒３，
４の延長する方向に駆動変位される。前記したキャリッ
ジ２には光学スケール（リニアスケール）８が取付けら
れている。また装置の固定部に設けられた検出器９は、
前記した光学スケール８がキャリッジ２と一体的に変位
するときに９０度近傍の角度の内で予め定められた角度
の位相差を有する擬似正弦波２相信号Ｓａ，Ｓｂ{図２
の（ａ）,（ｂ)参照｝を発生して、その２相信号を増幅
器１０に供給する。キャリッジ２に取付けられている光
学スケール（リニアスケール）８と、装置の固定部に設
けられている検出器９とは、９０度近傍の角度の内で予
め定められた角度の位相差を有する擬似正弦波２相信号
を発生するエンコーダを構成している。前記したエンコ
ーダから出力される擬似正弦波２相信号における各相の
信号間の位相差は９０度から少しずれた角度となされて
もよいが、前記の位相差が９０度となされることは望ま
しい実施の態様である。

【０００７】キャリッジ２の変位、すなわち光学ヘッド
の対物レンズ５の変位と対応してエンコーダの検出器９
から出力された前記のような９０度近傍の角度の内で予
め定められた角度の位相差を有する擬似正弦波２相信号
Ｓａ，Ｓｂは、増幅器１０によって増幅された後に、一
方の信号Ｓａは微分回路１６と加算回路１２と減算回路
１１とに供給されており、また、他方の信号Ｓｂは微分
回路１７と加算回路１２と減算回路１１とに供給されて
いる。前記した増幅器１０から出力された２つの信号、
すなわち光学ヘッドの対物レンズ５の変位と対応してエ
ンコーダの検出器９から出力された９０度近傍の角度の
内で予め定められた角度の位相差を有する擬似正弦波２
相信号Ｓａ，Ｓｂは、加算回路１２で加算されて図２の
(ｃ)に示されている信号Ｓｃ（＝Ｓａ＋Ｓｂ）として比
較回路１４に供給され、また、前記の擬似正弦波２相信
号Ｓａ，Ｓｂは減算回路１１において信号Ｓａから信号
Ｓｂが減算されることにより、図２の（ｄ）に示されて
いる信号Ｓｄ（＝Ｓａ−Ｓｂ）となされて比較回路１３
に供給される。

【０００８】前記した比較回路１４ではそれに供給され
た信号Ｓｃの中心値を閾値として２値化信号Ｓｅ{図２
の（ｅ）参照｝を発生して排他的論理和回路１５に与
え、また、前記した比較回路１３ではそれに供給された
信号Ｓｄの中心値を閾値として２値化信号Ｓｆ{図２の
（ｆ）参照｝を発生し、その信号Ｓｆは排他的論理和回
路１５に与えられるとともに、切換スイッチ２０に対し
て切換制御信号としても供給される。前記のように比較
回路１４，１３から供給された２信号Ｓｅ，Ｓｆが入力
された排他的論理和回路１５では、それに与えられた２
信号Ｓｅ，Ｓｆの排他的論理和を示す図２の（ｇ）のよ
うな信号Ｓｇを出力して、それを切換スイッチ１８に対
して切換制御信号として供給する。

【０００９】増幅器１０の出力側から信号Ｓａが供給さ
れている微分回路１６は、それから出力された微分信号
Ｓｈ｛図２の（ｈ）参照｝を切換スイッチ１８の固定接
点ａに与え、また、増幅器１０の出力側から信号Ｓｂが
供給されている微分回路１７は、それから出力された微
分信号Ｓｉ｛図２の（ｉ）参照｝の出力信号を切換スイ
ッチ１８の固定接点ｂに与える。前記した切換スイッチ
１８は既述のように排他的論理和回路１５からの出力信
号Ｓｇ{図２の（ｇ）参照｝によって可動接点ｖが固定
接点ａ側とｂ側とに切換えられることにより、可動接点
ｖからは図２の（ｊ）に示されているような信号Ｓｊが
出力される。すなわち、前記した切換スイッチ１８は、
排他的論理和回路１５からの出力信号Ｓｇがハイレベル
の状態のときには、それの可動接点ｖが固定接点側ａに
切換えられているから微分回路１６から出力された微分
信号Ｓｈを信号Ｓｊとして出力し、また、排他的論理和
回路１５からの出力信号Ｓｇがローレベルの状態のとき
には、それの可動接点ｖが固定接点側ｂに切換えられて
いるから微分回路１７から出力された微分信号Ｓｉを信
号Ｓｊとして出力する。

【００１０】前記した切換スイッチ１８の可動接点ｖか
ら出力された信号Ｓｊは切換スイッチ２０の固定接点ｂ
に供給されるとともに、極性反転回路（反転回路）１９
を介して切換スイッチ２０の固定接点ａに供給されてい
る。切換スイッチ２０の可動接点ｖは前述のように比較
回路１３から出力される信号Ｓｆ{図２の(ｆ）参照｝を
切換制御信号として固定接点ａ側とｂ側とに切換えられ
る。すなわち、前記した切換スイッチ２０は比較回路１
３からの出力信号Ｓｆがハイレベルの状態のときには、
それの可動接点ｖが固定接点ｂ側に切換えられて前記し
た切換スイッチ１８の可動接点ｖからの出力信号Ｓｊが
そのまま出力されてゲイン設定回路２１に与えられ、ま
た、比較回路１３からの出力信号Ｓｆがローレベルの状
態のときには、それの可動接点ｖが固定接点ａ側に切換
えられているから極性反転回路１９から出力された信
号、すなわち、前記した切換スイッチ１８の可動接点ｖ
からの出力信号Ｓｊが極性反転回路１９によって極性反
転された状態の信号がゲイン設定回路２１に与えられ
る。それにより、前記のように切換スイッチ２０の可動
接点ｖからゲイン設定回路２１に供給される速度信号は
速度変化の極性の情報を有しており、また図２の（ｋ）
のように直線性が良好で、かつ、リップルの無い状態の
ものになされている。

【００１１】前記したゲイン設定回路２１からの出力信
号αは減算回路２３に減数信号として供給されており、
また前記の減算回路２３には基準速度プロファイル発生
回路２２から出力された信号βが被減数信号として供給
されていて、前記の減算回路２３で行なわれる減算によ
って発生した速度誤差信号γはドライブ回路２４に供給
され、前記のドライブ回路２４の出力信号がリニアモー
タの駆動コイル７に供給されることにより速度制御動作
が行なわれる。図３の（ａ）〜（ｃ）は前記した基準速
度プロファイル発生回路２２から出力された信号βと、
ゲイン設定回路２１からの出力信号αと、減算回路２３
から出力された速度誤差信号γとの関係を示している図
である。

【００１２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように本発明の可動体の位置制御装置では、９０度近
傍の角度の内で予め定められた角度の位相差を有する擬
似正弦波２相信号を発生させるエンコーダから、速度制
御の対象にされる可動体の変位と対応した擬似正弦波２
相信号を発生させ、前記のエンコーダで発生した２相信
号における各相の信号の和信号と差信号とを発生させ
て、その和信号と差信号とについて、それぞれの信号の
中心値を閾値として２値化信号を発生させ、前記した和
信号の２値化信号と前記した差信号の２値化信号との排
他的論理和出力信号を得て、前記のエンコーダで発生し
た２相信号における各相の信号の微分信号を発生させ、
前記した各相の信号の微分信号の内から一方の微分信号
を前記した排他的論理和出力信号によって選択し、前記
の選択された微分信号と、その微分信号を極性反転した
微分信号とを、前記した差信号についての２値化信号を
切換信号として切換えて速度信号を発生させるようにし
たものであるから、発生した速度信号は速度変化の極性
の情報を有し、また直線性が良好で、かつ、リップルの
無い状態のものになされるのであり、本発明によれば既
述した従来の問題点は良好に解決できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の可動体の速度制御装置を光ディスクの
記録再生装置に適用した場合の実施例の概略構成を示す
ブロック図である。

【図２】本発明の可動体の速度制御装置の動作を説明す
るための波形図である。

【図３】本発明の可動体の速度制御装置の動作を説明す
るための波形図である。

【図４】記録再生装置の一例として示す光ディスクの記
録再生装置の斜視図である。

【図５】従来装置の速度の極性の検出方法を説明するた
めの図である。

【図６】従来装置の速度の極性の検出方法を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

Ｍ…ディスクを駆動回転させるモータ、１…光ディス
ク、２…キャリッジ（移送体）、３，４…案内棒、５…
光学ヘッドに設けられているレンズ、６…リニアモータ
の磁路、７…リニアモータの駆動コイル、８…光学スケ
ール（リニアスケール）、９…検出器、１０…増幅器、
１１，２３…減算回路、１２…加算回路、１３，１４…
比較回路、１５…排他的論理和回路、１６，１７…微分
回路、１８，２０…切換スイッチ、１９…極性反転回
路、２１…ゲイン設定回路、２２…基準速度プロファイ
ル発生回路、２４…ドライブ回路、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ９０度近傍の角度の内で予め定められた
   角度の位相差を有する擬似正弦波２相信号を位置制御の
   対象にされる可動体の変位と対応して発生させる信号発
   生手段と、前記の信号発生手段で発生した２相信号にお
   ける各相の信号の和信号を得る手段と、前記の信号発生
   手段で発生した２相信号における各相の信号の差信号を
   得る手段と、前記した和信号と差信号とについて、それ
   ぞれの信号の中心値を閾値として２値化信号を得る手段
   と、前記した和信号の２値化信号と前記した差信号の２
   値化信号との排他的論理和出力信号を得る手段と、前記
   の信号発生手段で発生した２相信号における各相の信号
   の微分信号を発生する手段と、前記した２相信号におけ
   る各相の信号の微分信号の内から一方の微分信号を前記
   した排他的論理和出力信号によって選択する微分信号選
   択手段と、前記した微分信号選択手段からの出力信号と
   前記した微分信号選択手段からの出力信号を極性反転し
   た信号とを、前記した差信号についての２値化信号を切
   換信号として切換えて出力する信号切換手段とからなる
   可動体の速度制御装置。