JPH07131965A

JPH07131965A - 回転位置検出装置

Info

Publication number: JPH07131965A
Application number: JP5297415A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Iwai; 広岩井
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1993-11-02
Filing date: 1993-11-02
Publication date: 1995-05-19
Anticipated expiration: 2018-09-08
Also published as: JP3444433B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ホール素子界磁検出型無整流子電動機を用い
た回転位置検出装置にあって、信号電圧や基準電圧の調
整が不要で、使用可能温度範囲が広く、かつ雑音信号等
によって間違ったインデックス信号を発生することのな
いようにする。【構成】所定の電気角間隔で配されている複数磁気検
出素子の出力信号を演算しつつ比較する手段１７、１
８、１９を設けている。又、単一の検出素子の出力信号
に応答するサンプルホールドする手段や、位相調整手
段、自動振幅制御増幅回路を用いる構成も提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転位置検出装置に関
し、特に円盤状又はドラム状等の回転式情報記録媒体を
駆動する方式の情報記録再生装置において記録媒体の基
準となる回転位置を検出して所謂インデックス信号を発
生する回転位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報記録再生装置は広く使用され
ている。この情報記録再生装置において、情報記録の開
始及び終了位置を示すため、ディスク、ドラム等の１回
転につき１個のパルス信号からなる回転位置信号（イン
デックス信号）を発生する、回転位置検出装置が必要で
ある。例えば、フロッピーディスク装置においては、フ
ロッピーディスクの同心円状記録トラック上の情報記録
の開始及び終了位置を示すため、ディスクの１回転につ
き一個のパルス信号、いわゆる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ている。この回転位置
検出装置は、パルス発生装置と波形処理回路とにより構
成されている。かかるフロッピーディスク装置におい
て、このパルス発生装置は、駆動モータがダイレクトド
ライブ型の場合このモータに組込まれている。このパル
ス発生装置ではダイレクトドライブ型スピンドルモータ
のロータの外周付近に１回転に一回のインデックス信号
を発生させるための磁石（インデックスマグネット）が
固定されており、ステータベースに磁気検出素子が固定
されている。

【０００３】上記従来例において、磁気検出素子の出力
には、インデックスマグネットによる磁束に応じた信号
電圧の他に、モータの駆動磁極の漏洩磁束に応じた電圧
や磁気検出素子が持つ不平衡電圧（オフセット電圧）等
の誤差電圧が重畳されている。磁気検出素子の出力信号
を検出するための基準電圧はこの誤差電圧より大きく、
信号電圧より小さい値に設定する必要がある。しかし、
この信号電圧の振幅は、磁気検出素子の感度、磁気検出
素子とインデックスマグネットとのギャップ等の要因に
より各装置間で一定とはならない。このため、安定した
インデックス信号を発生させるには、個々の装置におい
て信号電圧の振幅又は基準電圧の調整が必要になり、そ
の調整機構のスペースのため装置が大きくなり、又、調
整機構の部品代や調整工数等に余計なコストがかかると
いう問題があった。

【０００４】更に、前記磁気検出素子、インデックスマ
グネットには温度特性があり、これによる制約もあっ
た。例えば、この磁気検出素子にコストが安く、感度の
高いＩｎＳｂホール素子を使用した場合、この素子の感
度の温度特性は略−２％／℃であることから安定動作温
度範囲が狭く、これを使用したフロッピーディスク装置
の使用温度範囲が制限されるという問題があった。

【０００５】本発明者は、かかる問題を解決すべく、本
発明に先立って改良された回転位置検出装置を開発し、
特許出願している（特開平２−１０５６９号公報）。こ
の技術によれば回転体に設けられたインデックス部と、
前記インデックス部に応じた信号を出力するインデック
ス信号検出手段と、前記インデックス信号検出手段の出
力信号の最大値に応じた信号を検出保持するピークホー
ルド手段と、前記ピークホールド手段の出力に応じて基
準信号を発生する基準信号発生手段と、前記インデック
ス信号検出手段の出力信号を前記基準信号と比較し回転
位置信号を出力する比較手段とが設けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平２−１０５
６９号公報に示された回転位置検出装置におけるピーク
ホールド回路は、一度雑音信号などで信号振幅より高い
誤電位をホールドしてしまうと、電位が正常に戻るまで
に時間がかかり、この間誤ったインデックス信号を発生
してしまうという問題がある。従って本発明は信号電圧
や基準電圧の調整が不要で、使用可能温度範囲が広く、
かつ雑音信号等によって間違ったインデックス信号を発
生することのない回転位置検出装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では上記目的を達
成するために、所定の電気角間隔で配されている複数の
磁気検出素子の出力信号を演算処理しつつ比較する手段
を設けている。

【０００８】すなわち本発明によれば磁気記録ディスク
と一体となって回転し得るロータと、前記ロータに備え
られ全周にわたってＮＳが交番する磁極が備えられたリ
ング状のマグネットと、前記マグネットの交番する磁極
の所定の磁極の最も磁力の強い部分の近傍の磁力強度を
弱めて他の磁極の磁力強度より低くなるようにするマー
ク磁極を備え、前記マグネットの磁極に対向して直近を
通過する磁極に応じた検出電圧を出力するホール素子
と、前記検出電圧を入力として前記マーク磁極に対応す
る信号を弁別して回転位置基準信号を発生する位置信号
発生回路とを備え、前記マグネットの磁極はホール素子
界磁検出型無整流子電動機の界磁磁極であり、前記ホー
ル素子は前記界磁磁極を検出して回転磁界を発生させる
複数の界磁検出のために用いられている回転位置検出装
置において、前記位置信号発生回路が前記界磁検出のた
めのホール素子の一つのホール素子の出力電圧と前記界
磁検出のための他のホール素子の出力電圧とを演算処理
しつつ比較する手段を有していることを特徴とする回転
位置検出装置が提供される。

【０００９】更に本発明によれば磁気記録ディスクと一
体となって回転し得るロータと、前記ロータに備えられ
全周にわたってＮＳが交番する磁極が備えられたリング
状のマグネットと、前記マグネットの交番する磁極の所
定の磁極の最も磁力の強い部分の近傍の磁力強度を弱め
て他の磁極の磁力強度より低くなるようにするマーク磁
極を備え、前記マグネットの磁極に対向して直近を通過
する磁極に応じた検出電圧を出力するホール素子と、前
記検出電圧を入力として前記マーク磁極に対応する信号
を弁別して回転位置基準信号を発生する位置信号発生回
路とを備え、前記マグネットの磁極はホール素子界磁検
出型無整流子電動機の界磁磁極であり、前記ホール素子
は前記界磁磁極を検出して回転磁界を発生させる複数の
界磁検出のために用いられている回転位置検出装置にお
いて、前記位置信号発生回路が前記界磁検出のためのホ
ール素子の出力電圧を実質的にサンプルホールドする手
段と、サンプルホールドされた電圧と前記界磁検出のた
めのホール素子の出力電圧とを演算処理しつつ比較する
手段とを有していることを特徴とする回転位置検出装置
が提供される。

【００１０】更に本発明によれば磁気記録ディスクと一
体となって回転し得るロータと、前記ロータに備えられ
全周にわたってＮＳが交番する磁極が備えられたリング
状のマグネットと、前記マグネットの交番する磁極の所
定の磁極の最も磁力の強い部分の近傍の磁力強度を弱め
て他の磁極の磁力強度より低くなるようにするマーク磁
極を備え、前記マグネットの磁極に対向して直近を通過
する磁極に応じた検出電圧を出力するホール素子と、前
記検出電圧を入力として前記マーク磁極に対応する信号
を弁別して回転位置基準信号を発生する位置信号発生回
路とを備え、前記マグネットの磁極はホール素子界磁検
出型無整流子電動機の界磁磁極であり、前記ホール素子
は前記界磁磁極を検出して回転磁界を発生させる複数の
界磁検出のために用いられている回転位置検出装置にお
いて、前記位置信号発生回路が前記界磁検出のためのホ
ール素子の出力電圧の位相を実質的に進ませるか又は遅
らせる位相調整手段と、前記位相調整された電圧と前記
界磁検出のためのホール素子の出力電圧とを演算処理す
る手段とを有することを特徴とする回転位置検出装置が
提供される。

【００１１】更に本発明によれば磁気記録ディスクと一
体となって回転し得るロータと、前記ロータに備えられ
全周にわたってＮＳが交番する磁極が備えられたリング
状のマグネットと、前記マグネットの交番する磁極の所
定の磁極の最も磁力の強い部分の近傍の磁力強度を弱め
て他の磁極の磁力強度より低くなるようにするマーク磁
極を備え、前記マグネットの磁極に対向して直近を通過
する磁極に応じた検出電圧を出力するホール素子と、前
記検出電圧を入力として前記マーク磁極に対応する信号
を弁別して回転位置基準信号を発生する位置信号発生回
路とを備え、前記マグネットの磁極はホール素子界磁検
出型無整流子電動機の界磁磁極であり、前記ホール素子
は前記界磁磁極を検出して回転磁界を発生させる複数の
界磁検出のために用いられている回転位置検出装置にお
いて、前記位置信号発生回路が前記界磁検出のためのホ
ール素子の出力電圧の振幅を一定値範囲にする自動振幅
制御増幅回路と、実質的に一定値範囲に制御した出力電
圧と基準電圧とを比較する手段とを有することを特徴と
する回転位置検出装置が提供される。

【００１２】

【実施例】以下図面と共に本発明の好ましい実施例につ
いて説明する。図１は本発明の回転位置検出装置の第１
の実施例のブロック図、図２は本発明の回転位置検出装
置を実現するホール素子界磁検出型無整流子電動機（以
下ホールモータという）の概略構造を示す分解斜視図、
図３は図１の回路の動作を示すタイミングチャート、図
４は図１のブロック図の内容を示す回路図である。

【００１３】図１に従って説明すると、ホールモータは
三相であり、ロータ１１にはリング状のマグネットが取
り付けられＮＳの交番磁極が備えられている。このうち
所定の単一の磁極１１Ａの最も磁力の強い部分の近傍の
磁力強度を弱めて他の磁力強度より低くなるようにする
マーク磁極１２が配設されている。この最も磁力の強い
部分とは図示のように、この一つの磁極部分１１Ａの外
周よりの略中央部分である。ステータ１０には３個のホ
ール素子２ａ、２ｂ、２ｃが電気角で１２０度ずつの角
度間隔で、また電機子巻線１３ａ、１３ｂ、１３ｃも必
要な位置に配設されている。これらの部品は図示しない
駆動回路に接続されており、既知のホールモータの回転
原理により回転駆動される。

【００１４】ロータ１１の回転にともない各ホール素子
２ａ、２ｂ、２ｃからは図３のａ、ｂ、ｃのように位相
が１２０度ずつずれた正弦波状の電圧が出力される。こ
れらは増幅回路１６ａ、１６ｂ、１６ｃによりそれぞれ
適宜増幅される。増幅回路１６ａ、１６ｂ、１６ｃの出
力電圧ａａ、ｂｂ、ｃｃは入力電圧と振幅のみが異なる
ので図示省略する。なお、ホール素子の出力振幅が十分
であれば増幅は必ずしも必要ではないので、この場合は
増幅回路１６ａ、１６ｂ、１６ｃは不要である。マーク
磁極１２がホール素子２ａの直近を通過するとき、図３
のａに示すような凹状の変化が現れる。更に電気角で１
２０度、２４０度それぞれずれた位置の他のホール素子
２ｂ、２ｃの出力信号に対応する正弦波ｂｂ、ｃｃを合
成回路１７で例えば

【００１５】

【数１】ｄ（ｔ）＝−０．４（ｂ’（ｔ）＋ｃ’（ｔ））（１）ｔ：時間

【００１６】の様に合成すれば、信号ａａと同相で振幅
が０．８倍の信号ｄが得られる。ここで信号ａａと信号
ｄとを比較器１８で比較するとマーク磁極１２に対応し
た部分の振幅が他の磁極の振幅の０．６倍であるとすれ
ば、この近傍では比較器１８の出力信号はローレベルと
なり信号ｆの様な論理信号が得られる。また、比較器１
９で信号ｂｂと信号ｃｃを比較し信号ａａと９０度の位
相差を有する論理信号ｇが得られる。この信号ｇの立ち
上がりエッジで信号ｆを弁別回路２０を用いて弁別する
と論理信号ｈが得られる。信号ｈは信号ａのマーク磁極
１２に応答する部分に対応してロータ１１の一回転当り
１サイクル変化で、ロータ１１の特定の回転角度位置で
変化が発生する。よって、信号ｈは、このホールモータ
によって駆動される記録媒体を用いる磁気記録再生装置
のインデックス信号として適している。ここで３つのホ
ール素子２ａ、２ｂ、２ｃに同じ温度特性を有するもの
を選べば、温度変化でホール素子２ａ、２ｂ、２ｃの出
力振幅が変化しても信号ａ、ｂ、ｃが同率で変化するた
め、上記した弁別動作に支障を生ずることはない。

【００１７】なお、信号ｈを例えば図示しないＦＧ（モ
ータの速度検出用の周波数発電機）信号などのタイミン
グ安定度の高い信号で同期化するような手段を付加すれ
ば、よりタイミングの安定したインデックス信号とな
る。

【００１８】図４は、図１のブロック内を詳細に示した
回路図でホール素子２ａ、２ｂ、２ｃは直列に接続され
抵抗Ｒ１、Ｒ２によりバイアスが与えられ、それぞれ差
動出力が得られ、この差動出力はホールモータ駆動回路
１５及び増幅回路１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、合成回路１
７、比較器１８、１９及び弁別回路２０にて構成される
位置信号発生回路２５に供給される。抵抗Ｒ３、Ｒ４、
Ｒ５とＮＰＮトランジスタＱ１は内部基準電圧Ｖｏを発
生する回路を構成しており、この基準電圧Ｖｏが位置信
号発生回路２５に供給される。抵抗Ｒ６〜Ｒ１０と、Ｐ
ＮＰトランジスタＱ２、Ｑ３及びＮＰＮトランジスタＱ
４は差動増幅器とインバーターを有する演算増幅器を構
成し、ＮＰＮトランジスタＱ４のコレクタに増幅出力ａ
ａが現れる。抵抗Ｒ１１〜Ｒ１５とＰＮＰトランジスタ
Ｑ５、Ｑ６及びＮＰＮトランジスタＱ７も同様の演算増
幅器を構成し、又、抵抗Ｒ１６〜Ｒ２０とＰＮＰトラン
ジスタＱ８、Ｑ９とＮＰＮトランジスタＱ１０も同様の
演算増幅器を構成している。従って、ＮＰＮトランジス
タＱ７のコレクタに増幅出力ｂｂが、ＮＰＮトランジス
タＱ１０のコレクタに増幅出力ｃｃ信号が現れる。

【００１９】これらの各演算増幅器は図１の増幅回路１
６ａ、１６ｂ、１６ｃに対応するものである。抵抗Ｒ２
１〜Ｒ２４と、ＰＮＰトランジスタＱ１１、Ｑ１２及び
ＮＰＮトランジスタＱ１３は２つの増幅出力ｂｂ、ｃｃ
を合成して反転増幅する合成回路１７を構成し、トラン
ジスタＱ１３のコレクタに信号ｄが現れる。抵抗Ｒ２５
とＰＮＰトランジスタＱ１４、Ｑ１５及びＮＰＮトラン
ジスタＱ１６は比較器１９を構成しており、ＮＰＮトラ
ンジスタＱ１６のコレクタには信号ｇが現れる。抵抗Ｒ
２６とＰＮＰトランジスタＱ１７、Ｑ１８及びＮＰＮト
ランジスタＱ１９は比較器１８を構成しており、ＮＰＮ
トランジスタＱ１９のコレクタには信号ｆが現れる。信
号ｇはＤ−フリップフロップＤ−ＦＦのＴ端子に与えら
れ、信号ｆはＤ−フリップフロップＤ−ＦＦのＤ端子に
与えられる。このＤ−フリップフロップＤ−ＦＦはＴ端
子のローレベル入力信号でＤ端子の入力論理を読み込
み、Ｔ端子への入力信号がハイレベルへ反転するときに
出力端子Ｑにこの論理レベルを出力するものであり、弁
別器２０を構成している。したがって信号ｇの立ち上が
りエッジで信号ｆの論理レベルを保持し、信号ｈを得
る。

【００２０】次に本発明の第２実施例について説明す
る。図５は第２実施例のブロック図、図６は図５の回路
の動作を示すタイミングチャート、図７は図２のブロッ
クの内容を示す回路図である。

【００２１】まず、ホール素子２ａの出力信号ａは増幅
回路１６で適宜増幅され略正弦波状の波形信号ａａとな
る。この信号ａａ中、マーク磁極に対応する部分の波高
値はマーク磁極のない磁極に対応する部分の例えば６０
％程度のレベルになっている。増幅回路１６は図７中の
抵抗Ｒ６〜Ｒ１０とＰＮＰトランジスタＱ２、Ｑ３及び
ＮＰＮトランジスタＱ４で構成されており、ＮＰＮトラ
ンジスタＱ４のコレクタに信号ａａが現れる。ホール素
子２ｂ、２ｃの出力信号は抵抗Ｒ１１〜Ｒ１７とＰＮＰ
トランジスタＱ５、Ｑ６及びＮＰＮトランジスタＱ９で
構成される比較器１９ａで整形されて矩形波信号ｄが各
トランジスタＱ７、Ｑ８、Ｑ９の各々のコレクタに現れ
る。トランジスタＱ８のコレクタ信号は抵抗Ｒ１８〜Ｒ
２１、ＰＮＰトランジスタＱ１０〜Ｑ１３及びＮＰＮト
ランジスタＱ２２で構成されるパルス発生器２１で信号
ｄの立ち上がりに応じて幅の狭いパルスｆをトランジス
タＱ２２のコレクタに出力する。

【００２２】図６の下方に示す詳細タイミングにあるよ
うにパルス信号ｆの発生により、信号ｄの立ち上がりが
コンデンサＣ１とダイオードＤ１を介してコンデンサＣ
１に接続されている電流源とにより傾斜波ｅとされる。
抵抗Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１で分圧されて生成される２
つのしきい値と傾斜波ｅとがトランジスタＱ１０〜Ｑ１
３で構成される２つの差動アンプで演算される。この動
作について説明すると、トランジスタＱ１０とＱ１３と
が共にＯＮ状態のときに電流が抵抗Ｒ１８に流れ、トラ
ンジスタＱ２２をＯＮとしパルスが出力される。まず傾
斜波ｅの電位が一番低いときにはトランジスタＱ１０、
Ｑ１２がＯＮとなり、次に電位が上昇するとトランジス
タＱ１０、Ｑ１３がＯＮになり、更に電位が上昇すると
トランジスタＱ１１、Ｑ１３がＯＮとなる。すなわち傾
斜波ｅの電位が中間であるときにパルスが出力される。
抵抗Ｒ２２、Ｒ２３とトランジスタＱ１４〜Ｑ１８はサ
ンプルホールド回路２２を構成しており、パルスｆによ
りトランジスタＱ１４、Ｑ１５をパルス幅の期間導通状
態にして信号ａａの、この瞬間の電位をコンデンサＣ２
に転送し、インピーダンス変換して出力する。

【００２３】この結果、信号ａａの波高値に相当する信
号ｇがトランジスタＱ１８のコレクタに現れる。抵抗Ｒ
２４、Ｒ２５は分圧を行い、信号ｇの例えば８０％値を
得るようにしている。抵抗Ｒ２６とＰＮＰトランジスタ
Ｑ１９、Ｑ２０及びＮＰＮトランジスタＱ２１は比較器
１８ａを構成しており信号ａａと８０％に分圧された信
号ｇを比較し、この結果、信号ｈがトランジスタＱ２１
のコレクタに現れる。更にＤ−フリップフロップＤ−Ｆ
Ｆで構成される弁別器２０で信号ｈと信号ｄを弁別して
インデックス信号ｉを得る。

【００２４】本実施例によれば電圧比較される２つの信
号ａａ、ｇはホール素子２ａの出力信号から比例的に生
成されるから、温度変化などの要因で信号ａの振幅が変
化しても比較信号の電位の上下に変化はなく、比較結果
に影響しない。また、サンプルタイミングや弁別のタイ
ミングも温度による影響を殆ど受けない。

【００２５】また、従来の回路で用いられていたピーク
ホールドは一度雑音信号などで信号振幅より高い誤電位
をホールドすると、電位が正常に戻るまでに時間が掛か
り、この間誤ったインデックス信号を発生する問題が有
るが、本実施例によるシステムでは交番する信号の１サ
イクル毎にホールド電位を更新するため、この問題は解
消される。

【００２６】次に本発明の第３実施例について説明す
る。図８は第３実施例のブロック図、図９は図８の回路
の動作を示すタイミングチャート、図１０は図８のブロ
ックの内容を示す回路図である。抵抗Ｒ１〜Ｒ３とＮＰ
ＮトランジスタＱ１は内部基準電圧Ｖｏを生成する。ホ
ール素子２ａの出力信号は抵抗Ｒ４〜Ｒ８とＰＮＰトラ
ンジスタＱ２、Ｑ３及びＮＰＮトランジスタ４で増幅さ
れ、その出力ａａは微分器２３と比較器１９ｂに送られ
る。微分器２３は抵抗Ｒ９、Ｒ１０、コンデンサＣ１、
ＮＰＮトランジスタＱ１３で構成され、トランジスタＱ
１３のコレクタに微分信号ｄを出力する。比較器１８ｂ
は抵抗Ｒ１１とＰＮＰトランジスタＱ７、Ｑ８及びＮＰ
ＮトランジスタＱ９で構成され、信号ｄと基準電圧Ｖｏ
とを比較して信号ｅをトランジスタＱ９のコレクタに出
力する。比較器１９ｂは抵抗Ｒ１２とＰＮＰトランジス
タＱ１０、Ｑ１１及びＮＰＮトランジスタＱ１２で構成
され信号ａａと基準電圧Ｖｏとを比較して信号ｆをトラ
ンジスタＱ１２のコレクタに出力。弁別器２０はＤ−フ
リップフロップＤ−ＦＦで構成され、信号ｅの立ち上が
りエッジで信号ｆを読み込み、信号ｇをインデックス信
号として得る。ホール素子２ａの信号は基準電圧Ｖｏを
基準に増幅されるから信号ａａ、ｄの中心値は常に基準
電圧Ｖｏであり、温度などで振幅が変化しても比較器の
出力に影響はなく、インデックス信号の検出に支障が生
じない。

【００２７】上記第３実施例では微分器２３を用いて、
信号ａａを進相させる構成となっているが、信号ａａを
積分器や遅延回路を用いて遅相させるようにしても同様
の効果がある。すなわち、ホール素子２ａの出力信号ａ
又はその比例信号ａａの位相を実質的に進ませるか又は
遅らせると共に、元の位相信号との間で演算することに
より、温度変化の影響を受けないで正確な弁別を行って
正しいインデックス信号を得ることが可能となる。

【００２８】次に本発明の第４実施例について説明す
る。図１１は第３実施例のブロック図、図１２は図１１
の回路の動作を示すタイミングチャート、図１３は図１
１のブロックの内容を示す回路図である。抵抗Ｒ３〜Ｒ
５とＮＰＮトランジスタＱ１は内部基準電圧Ｖｏを生成
する。ホール素子２ａの出力信号は抵抗Ｒ６〜Ｒ１０と
ＰＮＰトランジスタＱ２、Ｑ３及びＮＰＮトランジスタ
Ｑ４で増幅され、コンデンサＣ１、ダイオードＤ１、Ｄ
２、抵抗Ｒ１１〜Ｒ２１及びトランジスタＱ５〜Ｑ２０
で構成される自動振幅制御増幅回路２４に供給される。
ダイオードＤ１、Ｄ２によりコンデンサＣ１に信号ａａ
の振幅がホールドされ、第１の可変ゲインアンプ（構成
要素：抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、トランジスタＱ５
〜Ｑ８）で増幅された後、基準レベルＶｓと比較器（構
成要素：抵抗Ｒ１７、Ｒ１８、トランジスタＱ１１、Ｑ
１２）で比較され、その出力をゲイン制御部（構成要
素：抵抗Ｒ１４、Ｒ１５、トランジスタＱ９、Ｑ１０）
に帰還する。このため増幅結果が基準レベルＶｓと同じ
になる状態で安定する。また信号ａａは第２の可変ゲイ
ンアンプ（構成要素：抵抗Ｒ１９〜Ｒ２１、トランジス
タＱ１３〜Ｑ１６、Ｑ２３）に供給され、第１の可変ゲ
インアンプと同じになるよう設定しているからこのアン
プの出力振幅は基準レベルＶｓに等しくなる。

【００２９】すなわち温度変化などの要因で信号ａａの
振幅が変化しても、第２の可変ゲインアンプの出力振幅
は変化しない。但し、図１２の信号ｅのごとく正の半波
のみの出力であるが以後の動作に支障は無い。更に信号
ｅは、抵抗Ｒ１７、Ｒ１８で基準レベルＶｓの例えば８
０％値に設定された内部基準電圧Ｖｏと、比較器１８ｃ
（抵抗Ｒ２２、トランジスタＱ１７〜Ｑ１９）で比較さ
れ信号ｇを出力する。一方、他のホール素子２ｂ、２ｃ
の出力信号は比較器１９ａ（抵抗Ｒ２３〜Ｒ２７、トラ
ンジスタＱ２０〜Ｑ２２）で比較され、矩形波状の信号
ｈを出力する。Ｄ−フリップフロップＤ−ＦＦで構成さ
れた弁別器２０に信号ｇ、ｈが供給され信号ｇの立ち上
がりエッジで信号ｈをラッチすると、インデックス信号
ｉが得られる。先にも述べたように信号ａの振幅変化に
対してインデックス信号ｉの検出に支障が生じない。ま
た、ＡＬＣ（自動レベル制御）回路に別の方法を用いる
こともできる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は上記構成
を有するのでホールモータの駆動磁極のように回転にと
もなって交番する磁極の一部に他の磁極と異なる強度変
化を有するいわゆるマーク磁極を配設し、これを検出し
てインデックス信号として用いることでインデックス信
号発生のための専用のマグネットやセンサを不要とする
効果があり、スペースやコストの低減に大きな効果があ
る。また、マーク磁極を検出する場合にセンサの感度ば
らつきやその温度変化は、固定されたしきい値で検出す
るにはセンサの感度選別や使用温度範囲の制限を必要と
する問題があるが、ホール素子出力自身の信号の一部の
電位を基準にすることで、センサ出力の振幅の変化によ
る影響を受けずに検出を行うことができ、上記の問題が
解消される。また、同じ特性を有する別のセンサの出力
振幅の一部を用いることも同様な効果がある。

【００３１】更に請求項２の構成では所定のホール素子
の出力信号がサンプルホールドされると共に、同一のホ
ール素子の出力信号とサンプルホールドされた信号が比
較されるので、両者は比例関係にあり、温度変化の影響
を受けることが少ない。

【００３２】更に請求項３の構成では所定のホール素子
の出力信号が進相又は遅相されると共に、この進相又は
遅相された信号が進相又は遅相されていない信号との間
で演算されて正確に弁別されるので、同様に温度変化の
影響を受けることが少ない。

【００３３】更に請求項４の構成ではホール素子の出力
電圧の振幅を一定値範囲にする自動振幅制御増幅回路
と、実質的に一定値範囲に制御した出力電圧と基準電圧
とを比較する手段とが設けられており、その比較効果と
他のホール素子の出力電圧同志の比較効果を用いて弁別
が行われるので、同様に温度変化の影響を受けることが
少ない。

【００３４】上記各実施例で述べてきた検出回路はＩＣ
化に適しており、ＩＣ化することでより大きな効果があ
るが、特に請求項１の場合は基本的に位置信号発生にコ
ンデンサを用いない構成なので、ＩＣ化したときに外付
け部品とＩＣのピンを減らせるという特長もある。

【００３５】更に、各実施例ではアナログ回路主体で信
号処理する構成を示したが、センサ出力信号をＡＤ変換
してデジタル回路で処理することも可能であり、コンデ
ンサ等の外付け部品を減少させる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転位置検出装置の第１実施例のブロ
ック図である。

【図２】本発明の回転位置検出装置を実現するホール素
子界磁検出型無整流子電動機の概略構造を示す分解斜視
図である。

【図３】図１の回路の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図４】図１のブロック図の内容を示す回路図である。

【図５】本発明の回転位置検出装置の第２実施例のブロ
ック図である。

【図６】図５の回路の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図７】図５のブロック図の内容を示す回路図である。

【図８】本発明の回転位置検出装置の第３実施例のブロ
ック図である。

【図９】図８の回路の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図１０】図８のブロック図の内容を示す回路図であ
る。

【図１１】本発明の回転位置検出装置の第４実施例のブ
ロック図である。

【図１２】図１１の回路の動作を示すタイミングチャー
トである。

【図１３】図１１のブロック図の内容を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

２ａ，２ｂ，２ｃホール素子１０ステータ１１ロータ１１Ａ所定磁極１２マーク磁極１３ａ，１３ｂ，１３ｃ電機子巻線１５ホールモータ駆動回路１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ増幅回路１７合成回路（比較器１８、１９と共に請求項１の演
算処理しつつ比較する手段を構成する）１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１９，１９ａ，１９ｂ
比較器（比較器１８ａは請求項２の演算処理しつつ比
較する手段を構成する；比較器１８ｂ、１９ｂは弁別回
路２０と共に請求項３の演算処理する手段を構成する；
比較器１８ｃは請求項４の比較する手段を構成する）２０弁別回路２１パルス発生器２２サンプルホールド回路（サンプルホールドする手
段）２３微分器（位相調整手段）２４自動振幅制御増幅器２５位置信号発生回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気記録ディスクと一体となって回転し
得るロータと、前記ロータに備えられ全周にわたってＮ
Ｓが交番する磁極が備えられたリング状のマグネット
と、前記マグネットの交番する磁極の所定の磁極の最も
磁力の強い部分の近傍の磁力強度を弱めて他の磁極の磁
力強度より低くなるようにするマーク磁極を備え、前記
マグネットの磁極に対向して直近を通過する磁極に応じ
た検出電圧を出力するホール素子と、前記検出電圧を入
力として前記マーク磁極に対応する信号を弁別して回転
位置基準信号を発生する位置信号発生回路とを備え、前
記マグネットの磁極はホール素子界磁検出型無整流子電
動機の界磁磁極であり、前記ホール素子は前記界磁磁極
を検出して回転磁界を発生させる複数の界磁検出のため
に用いられている回転位置検出装置において、前記位置信号発生回路が前記界磁検出のためのホール素
子の一つのホール素子の出力電圧と前記界磁検出のため
の他のホール素子の出力電圧とを演算処理しつつ比較す
る手段を有していることを特徴とする回転位置検出装
置。
【請求項２】磁気記録ディスクと一体となって回転し
得るロータと、前記ロータに備えられ全周にわたってＮ
Ｓが交番する磁極が備えられたリング状のマグネット
と、前記マグネットの交番する磁極の所定の磁極の最も
磁力の強い部分の近傍の磁力強度を弱めて他の磁極の磁
力強度より低くなるようにするマーク磁極を備え、前記
マグネットの磁極に対向して直近を通過する磁極に応じ
た検出電圧を出力するホール素子と、前記検出電圧を入
力として前記マーク磁極に対応する信号を弁別して回転
位置基準信号を発生する位置信号発生回路とを備え、前
記マグネットの磁極はホール素子界磁検出型無整流子電
動機の界磁磁極であり、前記ホール素子は前記界磁磁極
を検出して回転磁界を発生させる複数の界磁検出のため
に用いられている回転位置検出装置において、前記位置信号発生回路が前記界磁検出のためのホール素
子の出力電圧を実質的にサンプルホールドする手段と、
サンプルホールドされた電圧と前記界磁検出のためのホ
ール素子の出力電圧とを演算処理しつつ比較する手段と
を有していることを特徴とする回転位置検出装置。
【請求項３】磁気記録ディスクと一体となって回転し
得るロータと、前記ロータに備えられ全周にわたってＮ
Ｓが交番する磁極が備えられたリング状のマグネット
と、前記マグネットの交番する磁極の所定の磁極の最も
磁力の強い部分の近傍の磁力強度を弱めて他の磁極の磁
力強度より低くなるようにするマーク磁極を備え、前記
マグネットの磁極に対向して直近を通過する磁極に応じ
た検出電圧を出力するホール素子と、前記検出電圧を入
力として前記マーク磁極に対応する信号を弁別して回転
位置基準信号を発生する位置信号発生回路とを備え、前
記マグネットの磁極はホール素子界磁検出型無整流子電
動機の界磁磁極であり、前記ホール素子は前記界磁磁極
を検出して回転磁界を発生させる複数の界磁検出のため
に用いられている回転位置検出装置において、前記位置信号発生回路が前記界磁検出のためのホール素
子の出力電圧の位相を実質的に進ませるか又は遅らせる
位相調整手段と、前記位相調整された電圧と前記界磁検
出のためのホール素子の出力電圧とを演算処理する手段
とを有することを特徴とする回転位置検出装置。
【請求項４】磁気記録ディスクと一体となって回転し
得るロータと、前記ロータに備えられ全周にわたってＮ
Ｓが交番する磁極が備えられたリング状のマグネット
と、前記マグネットの交番する磁極の所定の磁極の最も
磁力の強い部分の近傍の磁力強度を弱めて他の磁極の磁
力強度より低くなるようにするマーク磁極を備え、前記
マグネットの磁極に対向して直近を通過する磁極に応じ
た検出電圧を出力するホール素子と、前記検出電圧を入
力として前記マーク磁極に対応する信号を弁別して回転
位置基準信号を発生する位置信号発生回路とを備え、前
記マグネットの磁極はホール素子界磁検出型無整流子電
動機の界磁磁極であり、前記ホール素子は前記界磁磁極
を検出して回転磁界を発生させる複数の界磁検出のため
に用いられている回転位置検出装置において、前記位置信号発生回路が前記界磁検出のためのホール素
子の出力電圧の振幅を一定値範囲にする自動振幅制御増
幅回路と、実質的に一定値範囲に制御した出力電圧と基
準電圧とを比較する手段とを有することを特徴とする回
転位置検出装置。