JPH1194513A - Interference device, position detecting device, positioning device, information storing device using the same - Google Patents

Interference device, position detecting device, positioning device, information storing device using the same

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JPH1194513A
JPH1194513A JP9256786A JP25678697A JPH1194513A JP H1194513 A JPH1194513 A JP H1194513A JP 9256786 A JP9256786 A JP 9256786A JP 25678697 A JP25678697 A JP 25678697A JP H1194513 A JPH1194513 A JP H1194513A
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light
light beam
reflected
interference
transmitting member
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JP9256786A
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Akira Ishizuka
公 石塚
Hidejiro Kadowaki
秀次郎 門脇
Hiroyuki Hagiwara
裕之 萩原
Naoki Kawamata
直樹 川又
誠 ▲高▼宮
Makoto Takamiya
Shigeki Kato
成樹 加藤
Hiroyuki Shiomi
浩之 塩見
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable an optical member arranged in the proximity of an object to detect the position of the object and to position the object in a non-contact way with highly reliability by reflecting one of split beams by a reflecting surface outside a light transmitting member, combining the reflected light with the other beam in the light transmitting member, and obtaining an interference beam. SOLUTION: Divergent light form a laser diode LD is converted into a convergent beam BEAM by a collimator lens COL and after transmission through a non-polarizing beam splitter NBS, is divided into every polarization component by the light dividing surface of a probe-shaped polarizing prism PBS. A reflected beam is brought to convergently illuminate one side surface of a head arm ARM1, and the reflected light passes through the original light path and returns to the light dividing surface of the prism PBS. A transmitted beam is brought to convergently illuminate a reflection deposition film at the end face, and the reflected light passes through the original path and returns to the light dividing surface of the prism PBS. When both beams are combined together, their wave fronts are not perfectly matched with each other. In the case that both polarized light is temporarily combined together, concentric interference fringes are obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、干渉装置、装置と
位置決め装置及びそれを用いた情報記録装置に関する。
本発明は特に、ハードディスクトライブの磁気ヘッドの
様な物体用の干渉測長装置等の非接触にて物体の位置変
動を検出する位置検出装置、位置決め装置やそれを利用
したコンピュータに使用されるハードディスクドライブ
装置(以下HDD)の製造装置、そのなかでもHDD内部のハ
ードディスクにサーボトラック信号を高精度に書き込む
ための装置に良好に適用できるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an interference apparatus, an apparatus, a positioning apparatus, and an information recording apparatus using the same.
The present invention is particularly applicable to a position detecting device for detecting a position change of an object in a non-contact manner, such as an interferometer for an object such as a magnetic head of a hard disk drive, a positioning device, and a hard disk used for a computer using the same. The present invention can be favorably applied to a drive device (hereinafter referred to as an HDD) manufacturing device, among which a device for writing a servo track signal to a hard disk inside the HDD with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のHDD内部のハードディスクにサー
ボトラック信号を書き込むための装置の説明図を図4に
示す。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is an explanatory view of a conventional apparatus for writing a servo track signal to a hard disk in an HDD.

【0003】図4において、HDDはハードディスクドラ
イブ装置、HDはハードディスク、SLIDはスライダー、AR
M1は磁気ヘッドアーム、VCMはボイスコイルモータ、OHD
はハードディスクのHDのスピンドル、Oは磁気ヘッドア
ームARM1の回転軸である。
In FIG. 4, HDD is a hard disk drive, HD is a hard disk, SLID is a slider, AR
M1 is a magnetic head arm, VCM is a voice coil motor, OHD
Is the HD spindle of the hard disk, and O is the rotation axis of the magnetic head arm ARM1.

【0004】各ハードディスクの表面には磁気記録媒体
が蒸着されている。ハードディスクHDはスピンドルOHD
を中心に一体で常時高速で回転しており、各ハードディ
スクHDの表面に近接して磁気ヘッドが配置されている。
磁気ヘッドは、ハードディスクHDの外側に回転中心O を
持つ磁気ヘッドアームARM1の各アーム部分先端に取り付
けられたスライダーSLIDと呼ばれる略直方体の部分に組
み込まれていて、ボイスコイルモータVCMでアームARM1
を回転駆動することによりハードディスクHD上を略半径
方向に相対移動できるようになっている。
[0004] A magnetic recording medium is deposited on the surface of each hard disk. Hard disk HD is spindle OHD
, And a magnetic head is arranged near the surface of each hard disk HD at all times.
The magnetic head is incorporated in a substantially rectangular parallelepiped portion called a slider SLID attached to the end of each arm portion of a magnetic head arm ARM1 having a rotation center O outside the hard disk HD.
By rotating this, it is possible to relatively move in a substantially radial direction on the hard disk HD.

【0005】よって、回転するハードディスクHDと円弧
移動する磁気ヘッドによって、円盤状のハードディスク
表面上に任意の位置(トラック)に磁気情報を書き込ん
だり読み取ったりすることができる。
Accordingly, magnetic information can be written or read at an arbitrary position (track) on the surface of the disk-shaped hard disk by the rotating hard disk HD and the magnetic head moving in an arc.

【0006】さて、ハードディスクHD表面への磁気記録
方式は、まず、ハードディスク回転中心OHDに対して、
同心円の半径の異なる複数の円環状トラックに分割し、
さらにそれぞれの円環状のトラックも複数個の円弧に分
割され、最終的に複数個の円弧状領域に、周方向に沿っ
て時系列に記録再生されるようになっている。
[0006] The magnetic recording method on the hard disk HD surface firstly uses the rotation center OHD of the hard disk.
Divided into multiple circular tracks with different concentric circle radii,
Further, each annular track is also divided into a plurality of arcs, and is finally recorded and reproduced in a plurality of arc-shaped areas in a time series along the circumferential direction.

【0007】ところで、最近の動向として、ハードディ
スクの記録容量アップが求められ、ハードディスクへの
記録情報を高密度化する要望がある。ハードディスクへ
の記録情報を高密度化する手段としては、同心円状に分
割したトラック幅を狭くして、半径方向の記録密度を向
上されることが有効である。
Meanwhile, as a recent trend, there is a demand for an increase in the recording capacity of a hard disk, and there is a demand for increasing the density of information recorded on the hard disk. As a means for increasing the density of information recorded on the hard disk, it is effective to reduce the width of concentrically divided tracks to improve the recording density in the radial direction.

【0008】半径方向への記録密度は1インチ長あたり
のトラック密度TPI(track/inch)で表現され、現在10
000TPI程度である。これはトラック間隔が約3ミクロン
であることを意味している。こうした微細なトラックピ
ッチを割り出すためには、磁気ヘッドをハードディスク
HDの半径方向にトラック幅の1/50程度の分解能(0.
05ミクロン)で位置決めをして、あらかじめサーボトラ
ック信号を書き込んでおく必要がある。ここで重要な技
術は、短時間に高分解能な位置決めをしながら、順次サ
ーボトラック信号を書き込むことである。
[0008] The recording density in the radial direction is represented by a track density TPI (track / inch) per one inch length.
It is about 000 TPI. This means that the track spacing is about 3 microns. To determine such a fine track pitch, a magnetic head must be mounted on a hard disk.
Resolution of about 1/50 of track width in the radial direction of HD (0.
It is necessary to perform positioning at (05 microns) and write servo track signals in advance. The important technique here is to write servo track signals sequentially while performing high-resolution positioning in a short time.

【0009】PRODはプッシュロッド、ARM2はプッシュロ
ッドPROD用のアーム、MOは位置決め用制御モータ、REは
モータMOの回転軸の回転量検出用のロータリーエンコー
ダ、SPはロータリーエンコーダREからの検出出力を解析
し、磁気ヘッドのサーボトラック信号書き込み位置への
位置決め指令信号を発するシグナルプロセッサー、MDは
シグナルプロセッサーSPの指令信号によりモータMOをド
ライブするモータドライバーである。これらで、ロータ
リーポジショナーRTPを形成する。
PROD is a push rod, ARM 2 is an arm for the push rod PROD, MO is a control motor for positioning, RE is a rotary encoder for detecting the rotation amount of the rotating shaft of the motor MO, and SP is a detection output from the rotary encoder RE. A signal processor MD that analyzes and issues a positioning command signal to a magnetic head servo track signal writing position is a motor driver that drives the motor MO according to a command signal of the signal processor SP. These form the rotary positioner RTP.

【0010】従来は、図4に示すように磁気ヘッドアー
ムARM1(最下層のハードディスクの下側面用磁気ヘッド
用のアーム部分)側面にプッシュロッドPRODの円筒面を
押当てて、ロータリーエンコーダRE、シグナルプロセッ
サSP、モータドライバーMDの系でフィードバック制御を
取りながらモータMOでアームARM2を回転させてプッシュ
ロッドPRODを介して磁気ヘッドアームを順次微小送りし
ながら位置決めをし、順次シグナルジェネレータSGから
のサーボトラック信号を磁気ヘッドから書き込んでい
た。このとき接触を確実にするために通常はボイスコイ
ルモータVCMに若干電流を流して、ヘッドアームARM1側
からもプッシュロッドPROD を押し付けていた。
Conventionally, as shown in FIG. 4, a cylindrical surface of a push rod PROD is pressed against the side of a magnetic head arm ARM1 (an arm portion for a magnetic head for the lower surface of the lowermost hard disk) to form a rotary encoder RE and a signal. While performing feedback control in the system of the processor SP and the motor driver MD, the arm ARM2 is rotated by the motor MO, and the magnetic head arm is finely fed sequentially through the push rod PROD to perform positioning, and the servo track is sequentially transmitted from the signal generator SG. The signal was being written from the magnetic head. At this time, in order to ensure the contact, a slight current was usually passed to the voice coil motor VCM, and the push rod PROD was pressed also from the head arm ARM1 side.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】最近では更に高精度な
位置決めを想定して、ハードディスク回転等による振動
がモータMOに伝わる可能性のある機械的に磁気ヘッドア
ームを押当てる方式をとらないで、光学的な手段によっ
て磁気ヘッドアームの移動を高精度に測定する非接触方
法も考案されている。図5にそのような装置の一例を示
す。
Recently, assuming even higher precision positioning, a method of mechanically pressing the magnetic head arm, which may transmit vibration due to rotation of the hard disk to the motor MO, is not employed. A non-contact method for measuring the movement of the magnetic head arm with high precision by optical means has also been devised. FIG. 5 shows an example of such an apparatus.

【0012】図5において、HeNeはレーザ光源、M1、M2
はミラー、BSはビームスプリッタ、CCは磁気ヘッドアー
ムARM1上に設けられたコーナーキューブの様なレトロリ
フレクター、PDは受光素子である。
In FIG. 5, HeNe is a laser light source, M1 and M2.
Is a mirror, BS is a beam splitter, CC is a retroreflector such as a corner cube provided on the magnetic head arm ARM1, and PD is a light receiving element.

【0013】本装置においては、レーザ光源HeNe、ミラ
ーM1、M2、ビームスプリッタBS、レトロリフレクタCC
で、マイケルソン型干渉計を構成し、レトロリフレクタ
ーCC〜ミラーM1とミラーM2をそれぞれ経由した光束L1
とL2との干渉光を受光素子PDで検出して、磁気ヘッド
アームARM1の位置情報を得ている。そして得られた検出
信号に基づいて、シグナルプロセッサSPが指令を発し、
ボイスコイルモータドライバーVCMDからボイスコイルモ
ータVCMに流す電流を制御することで直接磁気ヘッドア
ームを動かして、適切な制御を加えるものである。
In this apparatus, a laser light source HeNe, mirrors M1 and M2, a beam splitter BS, a retro-reflector CC
To form a Michelson interferometer, and the light beam L1 passed through the retro-reflector CC to the mirror M1 and the mirror M2, respectively.
The light receiving element PD detects interference light between the magnetic head arm L2 and the position information of the magnetic head arm ARM1. Then, based on the obtained detection signal, the signal processor SP issues a command,
By controlling the current flowing from the voice coil motor driver VCMD to the voice coil motor VCM, the magnetic head arm is moved directly and appropriate control is added.

【0014】このような装置で問題となるのは、遠距離
から相対位置測定を行おうとすれば光源に大型のものを
用いたり、コーナーキューブのようなレトロリフレクタ
ーCCを磁気ヘッドアーム上に乗せる必要があり、スペー
ス確保や取り付け取り外しの手間、重量増加による制御
特性の悪化が問題になりやすいことである。一方、マル
チモードセミコンダクタレーザ等の小型光源を特別な光
学部材を設けることなく用いて相対位置測定を行う場合
は、近距離から光束照射受光を行う必要がある。この場
合ハードディスクや位置検出装置の着脱、ハードディス
クの磁気ヘッドアームと位置検出装置とを最初に空間的
規定の位置に設定するための過程において、被測定物体
と位置検出装置とが接触する可能性があるが、位置検出
装置の光学部材が直接接触するのは、その後の測定精度
等の面で問題がある。
The problem with such an apparatus is that if a relative position measurement is to be performed from a long distance, a large light source must be used, or a retroreflector CC such as a corner cube must be mounted on the magnetic head arm. The problem is that there is a problem that the control characteristics are deteriorated due to the securing of space, the trouble of attaching and detaching, and the increase in weight. On the other hand, when performing relative position measurement using a small light source such as a multi-mode semiconductor laser without providing a special optical member, it is necessary to perform light beam irradiation and reception from a short distance. In this case, the object to be measured may come into contact with the position detecting device in the process of attaching and detaching the hard disk and the position detecting device, and initially setting the magnetic head arm of the hard disk and the position detecting device to the spatially specified position. However, the direct contact of the optical member of the position detecting device has a problem in terms of subsequent measurement accuracy and the like.

【0015】本発明は、上述従来例に鑑みて、対象に近
接配置される位置検出装置の光学部材が直接接触するこ
とを防止して物体を非接触で高い信頼度で位置検出、位
置決めすることが可能な位置検出装置、位置決め装置と
これを実現可能にする干渉装置及びそれを用いた情報記
録装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional example, and prevents an optical member of a position detecting device arranged in close proximity to an object from directly contacting, thereby detecting and positioning an object without contact and with high reliability. It is an object of the present invention to provide a position detecting device, a positioning device, an interference device capable of realizing the same, and an information recording device using the same.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上述目的を達成するため
の第1発明は、光束を光透過部材内にて2つの光束に分
割し、一方の光束を該光透過部材に対向する該光透過部
材外の反射面にて反射させ、反射光を他方の光束と前記
透過部材内にて合波させ、該合波光束より干渉光束を得
る干渉光学系と、前記光透過部材を支持すると共に該光
透過部材よりも前記反射面側に突出した端部を有する部
材とを有することを特徴とする干渉装置である。
According to a first aspect of the present invention, a light beam is divided into two light beams in a light transmitting member, and one light beam is divided into two light beams facing the light transmitting member. An interference optical system that reflects the reflected light outside the member, combines the reflected light with the other light beam in the transmission member, and obtains an interference light beam from the combined light beam, supports the light transmission member, and A member having an end protruding toward the reflection surface side from a light transmitting member.

【0017】又、上述目的を達成するための第2発明
は、前出の干渉装置により得られた干渉光束を検出する
ことにより前記反射面との間の相対変位情報を得ること
を特徴とする位置検出装置である。
According to a second aspect of the present invention, in order to achieve the above object, information on relative displacement between the reflection surface and the reflection surface is obtained by detecting an interference light beam obtained by the interference device. It is a position detecting device.

【0018】又、上述目的を達成するための第3発明
は、前出の位置検出装置によって得られた相対変位情報
に基づいて前記反射面を有する物体との間の相対位置決
めを実行する位置決め装置である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a positioning apparatus for performing relative positioning with respect to an object having a reflecting surface based on relative displacement information obtained by the above-mentioned position detecting apparatus. It is.

【0019】又、上述目的を達成するための第4発明
は、光束を光透過部材内にて2つの光束に分割し、一方
の光束を該光透過部材に対向するハードディスクドライ
ブの記録読取ヘッド用アーム手段の側面にて反射させ、
反射光を他方の光束と前記透過部材内にて合波させ、該
合波光束より干渉光束を得る干渉光学系と、前記光透過
部材を支持すると共に該光透過部材よりも前記アーム手
段側に突出した端部を有する部材とを有し、前記干渉光
束を検出して得られた結果を用いて前記アーム手段の位
置決めを順次実行してハードディスク上にサーボトラッ
ク信号を記録することを特徴とする情報記録装置であ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, a light beam is divided into two light beams in a light transmitting member, and one light beam is used for a recording / reading head of a hard disk drive facing the light transmitting member. Reflected on the side of the arm means,
An interference optical system for multiplexing the reflected light with the other light beam in the transmission member and obtaining an interference light beam from the combined light beam, and supporting the light transmission member and at the arm means side relative to the light transmission member. A member having a protruding end portion, and sequentially positioning the arm means using a result obtained by detecting the interference light beam to record a servo track signal on a hard disk. It is an information recording device.

【0020】又、上述目的を達成するための第5発明
は、光束を2つの光束に分割する光束分割手段を相対移
動する反射面近傍に配置し、分割された一方の光束を前
記反射面にて反射させ、分割されたもう一方の光束を基
準反射手段にて反射させ、両者の光束を前記光束分割手
段まで戻して光束を重ね合せて干渉させることにより相
対的な光路長差の変化を検出する干渉測長手段と、該光
束分割手段から光束が空間に放射される面とは異なる部
分に接合され、該光束分割手段から光束が空間に放射さ
れる光学面よりも前記反射面側に飛び出すような形状の
保持手段とを有することを特徴とする位置検出装置であ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, a light beam splitting means for splitting a light beam into two light beams is disposed near a reflecting surface which moves relatively, and one of the split light beams is applied to the reflecting surface. And the other split light beam is reflected by the reference reflecting means, and the two light fluxes are returned to the light beam splitting means to overlap and interfere with each other to detect a change in the relative optical path length difference. And the surface from which the light beam is emitted from the light beam splitting device is joined to a portion different from the surface where the light beam is emitted from the light beam splitting device. And a holding means having such a shape.

【0021】又、上述目的を達成するための第6発明
は、前出の位置検出装置により得られた相対的光路長差
変化に基づいて前記反射面を有する物体との間の相対位
置決めを実行することを特徴とする位置決め装置であ
る。
According to a sixth aspect of the present invention, a relative positioning with respect to an object having the reflecting surface is performed based on a change in a relative optical path length difference obtained by the position detecting device. It is a positioning device characterized by doing.

【0022】又、上述目的を達成するための第7発明
は、光束を2つの光束に分割する光束分割手段をハード
ディスクドライブ内の記録読取ヘッド用アーム手段近傍
に配置し、分割された一方の光束を前記反射面にて反射
させ、分割されたもう一方の光束を基準反射手段にて反
射させ、両者の光束を前記光束分割手段まで戻して光束
を重ね合せて干渉させることにより相対的な光路長差の
変化を検出し、該検出の結果を用いて前記アーム手段の
位置決めを順次実行しながらハードディスクにサーボト
ラック信号を書き込む様構成され、且つ該光束分割手段
から光束が空間に放射される面とは異なる部分に接合さ
れ、該光束分割手段から光束が空間に放射される光学面
よりも前記アーム手段側に飛び出すような形状の保持手
段とを有することを特徴とする位置検出装置である。
According to a seventh aspect of the present invention, a light beam splitting means for splitting a light beam into two light beams is disposed near a recording / reading head arm in a hard disk drive. Is reflected by the reflecting surface, the other split light beam is reflected by the reference reflecting means, and the two light fluxes are returned to the light beam splitting means so that the light fluxes overlap and interfere with each other, thereby making a relative optical path length. It is configured to detect a change in the difference, write a servo track signal to the hard disk while sequentially performing the positioning of the arm means using the result of the detection, and a surface from which the light beam is emitted from the light beam dividing means to space. And holding means having a shape such that the light beam splitting means projects toward the arm means side from the optical surface from which the light beam is emitted to the space. A position detecting device according to symptoms.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態1に係
るサーボトラック信号書き込み装置の概略構成である。
以下、前出と同様の部材には同じ符番を冠してある。
FIG. 1 is a schematic configuration of a servo track signal writing device according to a first embodiment of the present invention.
Hereinafter, the same members as those described above are denoted by the same reference numerals.

【0024】ハードディスクドライブ装置HDDは、ハー
ドディスクHDの外側に回転軸Oをもつ磁気ヘッドアームA
RM1 が取り付けられていて、その先端に取り付けられた
スライダーSLIDが、ハードディスク面に対向して、0.5
μm(以下)のギャップで配置されていて、磁気ヘッド
アームARM1 の回転によって、円弧状に移動する。回転
はボイスコイルモータVCMに電流を流すことで行われ
る。
The hard disk drive HDD has a magnetic head arm A having a rotation axis O outside the hard disk HD.
RM1 is installed, and the slider SLID attached to the tip of the RM1
It is arranged with a gap of μm (below) and moves in an arc shape by the rotation of the magnetic head arm ARM1. The rotation is performed by passing a current through the voice coil motor VCM.

【0025】このような装置が、ハードディスクHD、ス
ライダーSLID、磁気ヘッドアームARM1、ボイスコイルモ
ータVCM等からなるハードディスクドライブ装置HDDに対
して、図1に示すように空間的に適正位置に配置されて
いる。
Such a device is spatially arranged at an appropriate position with respect to a hard disk drive HDD comprising a hard disk HD, a slider SLID, a magnetic head arm ARM1, a voice coil motor VCM, etc., as shown in FIG. I have.

【0026】SGはハードディスクに書き込むサーボトラ
ック信号を発生させるシグナルジェネレータで、このサ
ーボトラック信号がスライダーSLID の磁気ヘッドを介
してハードディスクHDに書き込まれる。
SG is a signal generator for generating a servo track signal to be written to the hard disk, and this servo track signal is written to the hard disk HD via the magnetic head of the slider SLID.

【0027】位置検出ユニットNCPUは、支持アームARM2
に設けられ、光学プローブNCPの先端部分が、ハードデ
ィスクドライブ装置HDDのベースプレートの長穴状開口
(図不示)に挿入され、磁気ヘッドアームARM1側面近傍
に配置される形になっている。支持アームARM2は磁気ヘ
ッドアームARM1の回転中心Oと同軸の回転軸にて回転移
動できるように配置してある。そして位置検出ユニット
NCPUの回転位置は、支持アームARM2の回転軸に取り付け
られた高分解能ロータリーエンコーダREによって検出さ
れ、この検出データをもとに、シグナルプロセッサSP1
がモータドライバーMDを介してモーターMOを回転駆動す
る。この形態のフィードバック制御によって位置検出セ
ンサユニットNCPUが回転位置決めされることになる。
The position detection unit NCPU includes a support arm ARM2
The tip of the optical probe NCP is inserted into a slot-shaped opening (not shown) of the base plate of the hard disk drive HDD, and is arranged near the side of the magnetic head arm ARM1. The support arm ARM2 is arranged to be rotatable about a rotation axis coaxial with the rotation center O of the magnetic head arm ARM1. And position detection unit
The rotation position of the NCPU is detected by a high-resolution rotary encoder RE attached to the rotation axis of the support arm ARM2, and based on the detected data, the signal processor SP1 is used.
Drives the motor MO via the motor driver MD. With this form of feedback control, the position detection sensor unit NCPU is rotationally positioned.

【0028】ここで、位置検出ユニットNCPUは、以下の
述べるような光学式センサユニットで構成される。
Here, the position detecting unit NCPU is constituted by an optical sensor unit as described below.

【0029】図2は光学式センサユニットを説明するた
めの光学系の構成説明図である。光学式センサユニット
は、マルチモードレーザダイオードLD、非偏光ビームス
プリッタNBS、プローブ状偏光プリズムPBS、プローブホ
ルダPHD、基準反射面M、1/4波長板QWP、光束径制限
用開口AP、光束振幅分割用回折格子GBS、偏光板PP1〜PP
4、光電素子PD1〜PD4等から構成されている。
FIG. 2 is an explanatory view of the configuration of an optical system for explaining the optical sensor unit. The optical sensor unit consists of a multimode laser diode LD, a non-polarizing beam splitter NBS, a probe-like polarizing prism PBS, a probe holder PHD, a reference reflecting surface M, a quarter-wave plate QWP, a beam diameter limiting aperture AP, and a beam amplitude splitting. Diffraction grating GBS, polarizing plates PP1 to PP
4. It is composed of photoelectric elements PD1 to PD4 and the like.

【0030】マルチモードレーザダイオードLD からの
発散光をコリメータレンズCOLによって緩い集光光束BEA
Mにし、非偏光ビームスプリッタNBSを透過してから光学
プローブNCPの光透過性物質で構成されるプローブ状偏
光プリズムPBSに入射し、プローブ状偏光プリズムPBSの
光分割面で偏光成分毎に分割される。反射されたS偏光
光束は、プローブ状偏光プリズムPBS端面から300μm程
度離れた空間に配置されたヘッドアームARM1(ここでは
この内の最下層のハードディスクの下側面用磁気ヘッド
用のアーム部分)側面にビームウエスト付近にて集光照
明され、反射光は、発散球面波となって元の光路を戻
り、プローブ状偏光プリズムPBSの光分割面まで戻され
る。プローブ状偏光プリズムPBSで透過したP偏光光束
は、端面の反射蒸着膜にビームウエストからずれた位置
(ビームウエストより手前の状態)にて集光照明され、
反射光は元の光路を戻り、プローブ状偏光プリズムPBS
の光分割面まで戻される。なお、両光路の夫々の波動光
学的光路長は、互いの光路長差が光源の可干渉距離内
で、即ち互いに略等光路長になるように設定してある。
The divergent light from the multi-mode laser diode LD is condensed by a collimator lens COL.
M, pass through the non-polarizing beam splitter NBS, and then enter the probe-like polarizing prism PBS composed of a light-transmitting substance of the optical probe NCP, where the light is split by the light-dividing surface of the probe-like polarizing prism PBS for each polarization component. You. The reflected S-polarized light beam is applied to the side of the head arm ARM1 (here, the arm portion for the magnetic head for the lower surface of the lowermost hard disk in this case), which is arranged in a space approximately 300 μm away from the end face of the probe-like polarizing prism PBS. The light is condensed and illuminated near the beam waist, and the reflected light returns to the original optical path as a divergent spherical wave, and returns to the light splitting surface of the probe-like polarizing prism PBS. The P-polarized light flux transmitted by the probe-shaped polarizing prism PBS is condensed and illuminated on the reflective deposition film on the end face at a position shifted from the beam waist (a state before the beam waist),
The reflected light returns to the original optical path, and the probe-shaped polarizing prism PBS
Is returned to the light splitting surface. The wave optical optical path lengths of both optical paths are set so that the optical path length difference between them is within the coherent distance of the light source, that is, they are substantially equal optical path lengths.

【0031】具体的には例えば以下のように形状が与え
られている。ガラスで構成されるプローブ状偏光プリズ
ムPBSの幅を2mm程度とし、偏光プリズムPBSにて反射さ
れた光束は、1mmをガラス中を進行し、0.3mmを空気中を
進行し、ヘッドアーム側面ARM1に照明される。よって偏
光プリズムから反射面までの往復の波動光学的光路長L1
=(1×1.5+0.3)×2=3.6である。一方偏光プリズムPB
Sにて透過された光束は、1.2mmをガラス中を進行し、ガ
ラス端面に照明される。よって往復の波動光学的光路長
L2=(1.2×1.5)×2=3.6である。ここでガラスの屈折
率を1.5とした。
Specifically, for example, the shape is given as follows. The width of the probe-shaped polarizing prism PBS made of glass is about 2 mm, and the light beam reflected by the polarizing prism PBS travels 1 mm in the glass, 0.3 mm travels in the air, and reaches the arm arm side ARM1. Illuminated. Therefore, the reciprocating wave optical path length L1 from the polarizing prism to the reflecting surface
= (1 × 1.5 + 0.3) × 2 = 3.6. On the other hand, polarizing prism PB
The luminous flux transmitted by the S travels 1.2 mm through the glass and illuminates the glass end face. Therefore, the round-trip wave optical path length
L2 = (1.2 × 1.5) × 2 = 3.6. Here, the refractive index of the glass was set to 1.5.

【0032】次に、光束の集光位置(ビームウエスト)
は、偏光プリズムから出射して0.3mmの位置に設定す
る。すると、ヘッドアーム側面および基準反射面より反
射された発散球面波の波源の位置は、光軸方向にずれて
見える。光源側からプローブ状偏光プリズムの内部を覗
いたとして、ヘッドアーム側面の集光点(波源)は、偏
光プリズム分割面から、L1'=(1+0.3×1.5)=1.45
の位置に見える。基準反射面よりの発散球面波源の位置
は、偏光プリズム分割面から、L2'=1.2×2−1.45=0.9
5 の位置に見える。但し両者ともガラス中に見える位
置である。よって、両者の発散球面波源はガラス中にて
0.5mmずれている(結像光学的光路長差が生じている)
ことになり、両者の光束を重ね合せると、波面が完全に
一致せず、仮に両者の偏光を合わせた場合には、同心円
状の干渉縞が得られる。その場合には両者の波面の位相
がヘッドアームの相対移動によって変動すると、同心円
状の干渉縞が中心から湧き出したり吸い込んだりして見
えることになる。しかしこの同心円干渉縞は、2つの発
散球面波の光軸方向のずれ量が0.5mm程度と小さいの
で、中心部では略ワンカラー(同一位相)の干渉縞部が
広く得られる。よって略ワンカラー部のみを取り出すよ
うに適切な開口APを設けて一部の光束を取り出す。これ
以降は略平面波として扱うことができる。
Next, the focus position of the light beam (beam waist)
Is set at a position of 0.3 mm emitted from the polarizing prism. Then, the position of the wave source of the divergent spherical wave reflected from the side of the head arm and the reference reflection surface appears to be shifted in the optical axis direction. Assuming that the inside of the probe-shaped polarizing prism is viewed from the light source side, the focal point (wave source) on the side of the head arm is L1 ′ = (1 + 0.3 × 1.5) = 1.45 from the polarizing prism divided surface.
Look at the position. The position of the divergent spherical wave source from the reference reflecting surface is L2 ′ = 1.2 × 2-1.45 = 0.9 from the polarizing prism division surface.
It looks at position 5. However, both positions are visible in the glass. Therefore, both divergent spherical wave sources
0.5mm deviation (imaging optical path length difference occurs)
That is, when the two light beams are superimposed, the wavefronts do not completely coincide with each other, and if the two light beams are polarized, concentric interference fringes are obtained. In such a case, if the phase of the wavefronts of the two fluctuates due to the relative movement of the head arm, concentric interference fringes will appear and flow from the center. However, since the concentric interference fringes have a small shift amount of about 0.5 mm in the optical axis direction between the two divergent spherical waves, a substantially one-color (same phase) interference fringe portion can be obtained widely at the center. Therefore, an appropriate aperture AP is provided so as to take out only the substantially one-color portion, and a part of the light beam is taken out. Thereafter, it can be treated as a substantially plane wave.

【0033】さて、プローブ状偏光プリズムPBSにて合
成された2光束は、互いに直行した直線偏光であるので
実際にはこのままでは干渉せず、検出しても明暗信号に
ならない。非偏光ビームスプリッタNBSにて反射された
両光束は、1/4波長板QWPを透過すると、互いに直行
した直線偏光は互いに逆回りの円偏光に変換され、両者
の振動面をベクトル合成すると、両者の位相差の変動で
回転する1つの直線偏光に変換される。
Since the two light beams synthesized by the probe-type polarizing prism PBS are linearly polarized light beams orthogonal to each other, they do not actually interfere with each other as they are and do not become a bright / dark signal even if detected. When the two light beams reflected by the non-polarizing beam splitter NBS pass through the quarter-wave plate QWP, the linearly polarized light beams that are orthogonal to each other are converted into circularly polarized light beams that are opposite to each other. Is converted into one linearly polarized light that rotates due to the fluctuation of the phase difference.

【0034】この回転する直線偏光は、前述した開口AP
を介した後、千鳥状格子構造を有する位相回折格子(即
ち直交する2方向夫々に回折作用を有する位相回折格
子)にて4つの光束(ここでは直交する2方向夫々に発
生する±1次回折光)に振幅分割される。同一領域から
の振幅分割によって、いずれの光束も形状や強度ムラ、
欠陥等性質が全く等しく分割されるので、何らかの原因
で干渉縞がワンカラーでなくなったりコントラストが低
下したりしても被る影響はみな等しくなる。とくにヘッ
ドアーム側面からの反射光は、微小な凹凸構造によって
波面が乱れ、強度ムラが強く発生しているが、4つの光
束の波面の乱れ方、強度ムラの状態は等しくなってい
る。尚、位相回折格子は同時に0次光の発生を極力避け
るよう設計されている。
The rotating linearly polarized light is reflected by the above-described aperture AP.
After that, four beams (in this case, ± 1st-order diffracted light generated in each of the two orthogonal directions) are generated by a phase diffraction grating having a staggered grating structure (that is, a phase diffraction grating having a diffractive action in each of the two orthogonal directions). ). Due to the amplitude division from the same area, any light flux has a shape and intensity unevenness,
Since the properties such as defects are completely divided equally, even if the interference fringes are not one-color or the contrast is lowered for some reason, the influences are all the same. In particular, the reflected light from the side surface of the head arm is disturbed by the minute uneven structure, and the intensity unevenness is strongly generated. The phase diffraction grating is designed to minimize generation of zero-order light at the same time.

【0035】4つに分割された光束は、互いに偏光方位
を45度ずつずらして配置した偏光板(アナライザー)
を透過することで、明暗のタイミングが位相で90度ず
つずれた干渉光に変換される。波面の乱れや強度ムラの
影響によるコントラストの低下はみな等しく影響されて
いる。各明暗光束は、各々の受光素子PD1,PD2,PD3,PD4
にて受光される。
The light beams divided into four light beams are arranged in such a manner that their polarization directions are shifted from each other by 45 degrees.
, The light / dark timing is converted into interference light having a phase shifted by 90 degrees. The lowering of the contrast due to the influence of wavefront disturbance and intensity unevenness is all equally affected. Each light and dark luminous flux is transmitted to each light receiving element PD1, PD2, PD3, PD4
Is received.

【0036】互いに180度の位相差を有する受光素子PD1
と受光素子PD2の信号が差動検出され、これによってDC
成分(これは波面の乱れ等によるコントラスト低下分等
が含まれる)がほぼ除去される。これをA相信号とす
る。同様に互いに180度の位相差を有する受光素子PD3と
受光素子PD4の信号が差動検出され、DC成分がほぼ除去
される。これをB相信号とする。A,B相信号は互いに90度
位相差であり、オシロスコープで観測されるリサージュ
波形は円形になる。リサージュの波形の振幅(円の大き
さ)は、ヘッドアーム側面の微小凹凸によって変動する
が中心位置は変動しない。よって、位相検出(相対距離
の測定)には本質的に誤差が発生しない。具体的には、
このA,B相信号は不図示の二値化回路によってDC成分0
の値をスレッショルドレベルとして二値化されることに
なるが、元のA,B相信号に振幅変動が起こっても、DC成
分が0のまま変動しないので、二値化された信号の位相
に変動は生じず、よってこの位相の安定した二値化信号
を用いてシグナルプロセッサSP2で高精度な位置検出が
実行できることになる。
Light receiving element PD1 having a phase difference of 180 degrees from each other
And the signal of PD2 is detected differentially,
The components (this includes the amount of decrease in contrast due to disturbance of the wavefront and the like) are almost removed. This is an A-phase signal. Similarly, the signals of the light receiving elements PD3 and PD4 having a phase difference of 180 degrees are differentially detected, and the DC component is almost removed. This is a B-phase signal. The A and B phase signals have a phase difference of 90 degrees from each other, and the Lissajous waveform observed by the oscilloscope is circular. The amplitude (the size of the circle) of the waveform of the Lissajous fluctuates due to minute irregularities on the side surface of the head arm, but the center position does not fluctuate. Therefore, essentially no error occurs in phase detection (measurement of relative distance). In particular,
The A and B phase signals are converted to a DC component 0 by a binarization circuit (not shown).
Will be binarized with the threshold value as the threshold level, but even if the original A and B phase signals fluctuate in amplitude, the DC component does not fluctuate at 0, so the phase of the binarized signal No fluctuation occurs, so that highly accurate position detection can be performed by the signal processor SP2 using the binarized signal having a stable phase.

【0037】また、ヘッドアーム側面に集光照明するこ
とでヘッドアーム側面の相対角度ずれ(アライメントず
れ)による干渉状態の変動(ワンカラーずれ)の影響を
回避している。すなわち、集光照明することで、アライ
メントずれがあっても発散球面波の主射出方位が若干ず
れるだけで球面波自体がケラレることが回避され、ま
た、2つの発散球面波の波面の重なり状態も変化しない
ので、干渉状態が安定して得られる。よって、ヘッドア
ーム側面と照明光束との調整が不要で非常に扱いやすい
干渉型位置検出センサとして動作する。
Further, by focusing and illuminating the side surface of the head arm, the influence of the variation of the interference state (one color shift) due to the relative angle shift (alignment shift) of the head arm side surface is avoided. In other words, by condensing illumination, even if there is a misalignment, the main emission direction of the divergent spherical wave is slightly shifted to avoid vignetting of the spherical wave itself, and the overlapping state of the wavefronts of the two divergent spherical waves Does not change, so that the interference state can be stably obtained. Therefore, it is unnecessary to adjust the side of the head arm and the illuminating light beam, and it operates as an interference-type position detection sensor that is very easy to handle.

【0038】また、照明位置ずれ(平行ずれ)は、発散
球面波の位相ずれには関与しないものの照明位置に応じ
たヘッドアームの微小な凹凸状態の変化によって干渉信
号振幅の変動になる。しかし、リサージュ波形の中心位
置は変動しないので、位相検出には本質的に誤差が発生
しない。
Although the illumination position shift (parallel shift) does not contribute to the phase shift of the divergent spherical wave, the interference signal amplitude fluctuates due to a small change in the unevenness of the head arm according to the illumination position. However, since the center position of the Lissajous waveform does not fluctuate, essentially no error occurs in phase detection.

【0039】ヘッドアームと位置検出センサの位置関係
は、共に同軸の回転軸を中心に回転移動させ、両者の距
離を一定に保つ限りずれることはない。しかし現実的に
完全な同軸はありえないので軸ずれ誤差によって、両者
が回動中に相対位置関係が(角度ずれ、平行ずれ)が発
生してしまう。しかし上記説明の通り、アライメントず
れや平行ずれが生じても本質的には問題が発生しない。
The positional relationship between the head arm and the position detection sensor is not shifted as long as the head arm and the position detection sensor are rotated about a coaxial rotation axis and the distance between them is kept constant. However, since a perfect coaxial cannot be realized in reality, a relative positional relationship (angular displacement, parallel displacement) occurs during rotation of the two members due to an axis displacement error. However, as described above, essentially no problem occurs even if an alignment shift or a parallel shift occurs.

【0040】なお、最終的に検出される信号は、往復光
路による干渉測長を原理としているので、光源の波長の
半分を周期とする正弦波状信号である。波長0.78μmの
レーザダイオードを使用した場合には、周期が0.39μm
の正弦波信号(即ちヘッドアームARM1側面と光学プロー
ブNCPとの間隔が0.39μm変化する毎に1つの正弦波)が
得られ、波数を計数することで相対距離変動を検出でき
る。またさらに、前述のようにして90度位相差の正弦
波信号が2相(A,B相)得られているので、良く知ら
れている電気的な位相分割装置にて電気的に信号を分割
した上で計数することにより、更に細かい分解能の相対
位置ずれを検出できる。電気的に4096分割すれば相対位
置ずれが最小0.095nmまで検出できる。
The signal finally detected is a sinusoidal signal having a cycle of half the wavelength of the light source, since the principle of interference measurement by the reciprocating optical path is used. When using a laser diode with a wavelength of 0.78 μm, the period is 0.39 μm
(Ie, one sine wave every time the distance between the side of the head arm ARM1 and the optical probe NCP changes by 0.39 μm), and the relative distance fluctuation can be detected by counting the number of waves. Further, since two phases (A and B phases) of a sine wave signal having a phase difference of 90 degrees are obtained as described above, the signal is electrically divided by a well-known electric phase dividing device. After counting, the relative positional deviation with finer resolution can be detected. If it is electrically divided into 4096, the relative displacement can be detected to a minimum of 0.095 nm.

【0041】シグナルプロセッサSP2は、この様にして
検出された相対位置ずれがゼロになるように、モータド
ライバーVCMDを介してヘッドアーム駆動モータ(ボイス
コイル)VCMに制御電流を流す。この様にすることで、
例えば上述の波長では磁気ヘッドアームARM1の光学プ
ローブNCPに対する相対位置を±0.095nm の数倍程度で
安定に保持すること(サーボをかけること)ができる。
The signal processor SP2 supplies a control current to the head arm drive motor (voice coil) VCM via the motor driver VCMD so that the relative displacement thus detected becomes zero. By doing this,
For example, at the above-mentioned wavelength, the relative position of the magnetic head arm ARM1 with respect to the optical probe NCP can be stably maintained (servo applied) at about several times ± 0.095 nm.

【0042】一方、具体的数値として81000正弦波/回
転の信号を発生するロータリーエンコーダREを内蔵し、
2048分割して位置決めできる高精度ロータリーポジショ
ナーRTPを用いれば、半径30mmのヘッドアーム側面付近
に取り付けられた位置検出センサとしての光学プローブ
NCPを±1.4nmの数倍の分解能で位置決めできる。
On the other hand, a rotary encoder RE for generating a signal of 81000 sine wave / rotation as a specific numerical value is built in,
Optical probe as a position detection sensor attached near the side of the head arm with a radius of 30 mm if using the high-precision rotary positioner RTP that can be divided and positioned in 2048
NCP can be positioned with a resolution several times that of ± 1.4 nm.

【0043】位置検出センサ自体の相対位置安定化が上
記のように±0.095nm の数倍程度であるから、両者を合
わせた位置決め分解能は、高精度ロータリーポジショナ
ー自体の性能程度になる。
Since the relative position stabilization of the position detection sensor itself is about several times of ± 0.095 nm as described above, the positioning resolution combining the two is about the performance of the high-precision rotary positioner itself.

【0044】以上の説明の様に、位置検出センサを介し
て、ヘッドアーム端面の相対位置を一定に保つサーボを
高精度ロータリーポジショナーに追加することで、高精
度ポジショナーにハードディスク回転等による振動がヘ
ッドアームARM1を介して伝達する等の外乱が加わらない
で安定した位置決め精度を出すことができる。信号の書
き込みは、ロータリーエンコーダRE、シグナルプロセッ
サSP、モータドライバーMDの系でフィードバック制御を
取りながらモータMOでアームARM2を回転させて光学プロ
ーブNCPを移動させ、この際の変位を打ち消すようにシ
グナルプロセッサSP2、モータドライバーVCMD、ヘッド
アーム駆動モータVCMの系で磁気ヘッドアームARM1を変
位させることで磁気ヘッドアームを順次微小送りしなが
ら位置決めをし、順次シグナルジェネレータSGからのサ
ーボトラック信号を磁気ヘッドより書き込む。
As described above, by adding a servo for keeping the relative position of the head arm end surface constant to the high-precision rotary positioner via the position detection sensor, the vibration caused by the rotation of the hard disk and the like is applied to the high-precision positioner. Stable positioning accuracy can be obtained without any disturbance such as transmission via the arm ARM1. Signal writing is performed by rotating the arm ARM2 with the motor MO and moving the optical probe NCP while performing feedback control with the system of the rotary encoder RE, signal processor SP, and motor driver MD, and canceling the displacement at this time. By displacing the magnetic head arm ARM1 in the system of SP2, motor driver VCMD, and head arm drive motor VCM, the magnetic head arm is positioned while feeding it minutely sequentially, and the servo track signal from the signal generator SG is sequentially written from the magnetic head. .

【0045】なお、ヘッドアーム側面からの反射光束と
基準反射面からの反射光束との干渉は、光源の可干渉距
離以内で得られる。シングルモードレザダイオードは、
可干渉距離が長いがモードホップを引き起こし、干渉位
相が飛び移る現象が発生する場合があるので、本実施形
態ではマルチモードレーザを用いて、略等光路長にし
て、可干渉距離以下の光路長差で用いる。具体的数値例
として、光源の中心波長λ0=780nm、マルチモードスペ
クトル包絡線半値全幅をΔλ=6nmとして、一般的に可
干渉距離全幅はλ0の二乗をΔλで除算したもので与え
られるので、等光路長を中心に約±50μmである。
The interference between the light beam reflected from the side of the head arm and the light beam reflected from the reference reflecting surface is obtained within the coherent distance of the light source. Single mode laser diodes are
The coherence length is long, but a mode hop occurs, and a phenomenon that the interference phase jumps may occur. In this embodiment, a multi-mode laser is used to make the optical path length substantially equal, and the optical path length equal to or smaller than the coherence distance. Use by difference. As a specific numerical example, assuming that the center wavelength of the light source is λ0 = 780 nm, the full width at half maximum of the multi-mode spectrum envelope is Δλ = 6 nm, and the full width of the coherent distance is generally obtained by dividing the square of λ0 by Δλ, etc. It is about ± 50 μm around the optical path length.

【0046】また、レーザダイオードは、一般的に周囲
温度の変動によって、波長が変動する。中心波長780n
m、温度係数0.06nm/℃のレーザダイオードを例にする
と、光路長差ΔL=50μmの場合、1℃の温度変動による
測定値のずれは、±5nm程度である。
The wavelength of a laser diode generally fluctuates due to fluctuations in the ambient temperature. Center wavelength 780n
Taking a laser diode having an m and a temperature coefficient of 0.06 nm / ° C. as an example, when the optical path length difference ΔL = 50 μm, the deviation of the measured value due to a temperature change of 1 ° C. is about ± 5 nm.

【0047】可干渉性のピーク近くで距離を一定に保つ
ことをすれば、光路長差が±10μmが実現でき、その場
合の測定誤差は±1nmである。この値は、サーボトラッ
クライタとして十分な精度である。
If the distance is kept constant near the coherence peak, an optical path length difference of ± 10 μm can be realized, in which case the measurement error is ± 1 nm. This value is sufficient precision for a servo track writer.

【0048】また、レーザ干渉測長装置は、一般的に光
路が分離して空気中に暴露されて構成されていると、ゆ
らぎ等により信号出力が安定しない。しかし本実施例で
は、干渉光路の大部分が、共通光路であり、プローブ状
偏光プリズムの先端付近で2光路に分離するものの微小
かつガラス媒質内であり、ゆらぎ等の影響が非常に少な
くなるように構成されている。
In general, when the laser interferometer is configured such that the optical path is separated and exposed to the air, the signal output is not stable due to fluctuation or the like. However, in the present embodiment, most of the interference optical path is a common optical path, which is separated into two optical paths near the tip of the probe-like polarizing prism but is small and in the glass medium, so that the influence of fluctuation and the like is very small. Is configured.

【0049】ここでプローブ状偏光プリズムPBSは、プ
ローブホルダPHDに接合され位置検出装置本体とともに
ロータリーポジショナーアームARM2上に固定されてい
る。
Here, the probe-shaped polarizing prism PBS is joined to the probe holder PHD and fixed on the rotary positioner arm ARM2 together with the main body of the position detecting device.

【0050】プローブホルダPHDは、円柱状の金属部材
の一部をくりぬいた部分に挿入され、直方体状の偏光プ
リズムPBSを両側から略D型断面形状の構造にて挟む形で
接着されている。なおプローブホルダPHDの台座部分の
光束が通過する部分はトンネル状に穴が貫通している。
プローブホルダPHDの略D型断面形状の部材の光束出射側
端面は、偏光プリズムPBSの光束射出面より、具体的数
値例として100μm程度飛び出すように形状、配置が取ら
れている。
The probe holder PHD is inserted into a hollow portion of a cylindrical metal member, and is adhered so as to sandwich the rectangular parallelepiped polarizing prism PBS from both sides with a substantially D-shaped cross-sectional structure. A hole through which the light beam of the pedestal portion of the probe holder PHD passes has a tunnel shape.
The light emitting side end face of the member having a substantially D-shaped cross section of the probe holder PHD is shaped and arranged so as to protrude from the light emitting surface of the polarizing prism PBS by about 100 μm as a specific numerical example.

【0051】前述説明にあるように、偏光プリズムPBS
光束射出面とヘッドアームARM1側面との間隔が、0.3mm
±0.05程度の範囲を満たす場合には、その間隔に応じ
て、光源の波長の1/2の周期信号が得られるが、最初
に位置検出装置とヘッドアームを空間に配置する場合に
は相対位置関係が不定であり、何らかの手段にて偏光プ
リズムPBS光束射出面とヘッドアームARM1側面との間隔
を、0.3mm±0.05程度の範囲を満たすように設定しなけ
ればならない。その際に両者が接触する場合も想定され
る。しかし本実施例のような保持ガイド構造のプローブ
ホルダPHDを採用することで、光学部材であるプローブ
状偏光プリズムPBS自身が接触して破損、位置ずれを発
生することを防止できる。
As described above, the polarizing prism PBS
The distance between the light emitting surface and the side of the head arm ARM1 is 0.3mm
When the range of about ± 0.05 is satisfied, a periodic signal of の of the wavelength of the light source is obtained according to the interval. However, when the position detecting device and the head arm are first arranged in space, the relative position is determined. The relationship is indefinite, and the distance between the polarizing prism PBS beam exit surface and the side surface of the head arm ARM1 must be set by some means so as to satisfy a range of about 0.3 mm ± 0.05. At that time, it is assumed that the two touch each other. However, by employing the probe holder PHD having the holding guide structure as in the present embodiment, it is possible to prevent the probe-shaped polarizing prism PBS itself, which is an optical member, from coming into contact and causing damage and displacement.

【0052】また、非常に小型にできるので、従来のプ
ッシュロッド方式のサーボトラック信号書き込み装置
(図4)のプッシュロッド部(PROD)と同等の大きさに
できる。
Also, since it can be made very small, it can be made to have the same size as the push rod portion (PROD) of the conventional push rod type servo track signal writing device (FIG. 4).

【0053】以上の実施形態1の主な効果を以下に記述
する。 1、ヘッドアーム側面を完全に非接触で位置測定でき、
また万が一接触しても光学部材が接触せず破損しないの
で、サーボライティングの分解能、精度、安定性、安全
性が向上する。とくに接触する場合2つのD型形状の端
部にて接触するので強度が保てる。また、両側から接着
剤を介してガラス偏光プリズムPBSを保持しているの
で、熱や振動等のストレスが加わっても、ガラス偏光プ
リズムを折曲げるような力が作用しにくく、安全であ
る。 2、レーザ干渉測長を原理とするので、分解能、精度が
非常に高い。 3、ヘッドアーム側面の微小な凹凸面を直接測定するの
で、汎用性が高く、また特別な光学素子等をハードディ
スク側に追加しなくてよい。 4、ヘッドアーム側面と照明光束とのアライメントずれ
による測定系への悪影響が少ないので、取り付け、取り
外し、交換に伴う位置だし調整が容易で、ハードディス
クへのサーボライティング作業が効率良く行える。 5、等光路長干渉系を利用しているので、温度変動下で
も比較的高精度である。 6、干渉光路の大部分は、共通光路であり、また、分割
後の光路の大部分もガラス内であるので環境変動による
精度低下が少ない。
The main effects of the first embodiment will be described below. 1. The position of the head arm side can be measured completely without contact.
In addition, even in the event of contact, the optical member does not contact and is not damaged, so that the resolution, accuracy, stability, and safety of servo writing are improved. Particularly in the case of contact, the two D-shaped ends make contact so that the strength can be maintained. In addition, since the glass polarizing prism PBS is held from both sides via an adhesive, even if stress such as heat or vibration is applied, a force that bends the glass polarizing prism hardly acts, which is safe. 2. Since the principle of laser interferometry is used, the resolution and accuracy are very high. 3. Since the minute uneven surface on the side of the head arm is directly measured, the versatility is high, and it is not necessary to add a special optical element or the like to the hard disk side. 4. Since there is little adverse effect on the measurement system due to misalignment between the side of the head arm and the illuminating light beam, it is easy to adjust the position associated with attachment, detachment, and replacement, and servo writing work to the hard disk can be performed efficiently. 5. Since an equal optical path length interference system is used, the accuracy is relatively high even under temperature fluctuations. 6. Most of the interference light paths are common light paths, and most of the divided light paths are also in the glass, so that there is little reduction in accuracy due to environmental fluctuations.

【0054】図3はプローブ状偏光プリズムホルダPHD
を形状変更した実施形態2の光学系の構成説明図であ
る。他の構成は前述実施形態1と同様であるため、説
明、図面は省略する。
FIG. 3 shows a probe-shaped polarizing prism holder PHD.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a configuration of an optical system according to a second embodiment in which the shape is changed. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description and drawings are omitted.

【0055】本実施形態においては、D型保持部を1つ
に集約し、接触部を円柱面にしたものである。この構成
を採用することで、光学プローブ状偏光プリズムホルダ
PHDとハードディスクHD表面との多少のアライメントず
れがあっても接触位置が一定になり、初期位置再現性を
良好にすることができる。
In the present embodiment, the D-shaped holding portions are integrated into one, and the contact portion has a cylindrical surface. By adopting this configuration, an optical probe-shaped polarizing prism holder
Even if there is some misalignment between the PHD and the hard disk HD surface, the contact position is constant, and the initial position reproducibility can be improved.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上、第1発明によれば、光透過部材外
の対向する反射面からの反射光を用いて干渉光束を得る
に際し、突出した端部によって光透過部材と反射面との
接触を防止し、安定して安全に干渉光束を得ることがで
きる。
As described above, according to the first aspect, when the interference light beam is obtained by using the reflected light from the opposing reflecting surface outside the light transmitting member, the protruding end makes contact between the light transmitting member and the reflecting surface. And the interference light beam can be stably and safely obtained.

【0057】又、第2発明によれば、上述のようにして
得られた安定した干渉光束を用いて非接触で高い信頼度
で反射面の相対変位情報を得ることができる。
According to the second aspect of the present invention, the relative displacement information of the reflecting surface can be obtained with high reliability in a non-contact manner using the stable interference light beam obtained as described above.

【0058】又、第3発明によれば、非接触の高い信頼
度の相対変位情報を用いて高信頼度且つ高精度の位置決
めが実行できる。
According to the third aspect of the present invention, highly reliable and highly accurate positioning can be executed using non-contact and highly reliable relative displacement information.

【0059】又、第4発明によれば、光透過部材外の対
向するアーム手段からの反射光を用いて干渉光束を得る
に際し、突出した端部によって光透過部材とアーム手段
との接触を防止し、安定して安全に干渉光束を得ること
ができ、これを用いて高信頼度且つ高精度のアーム手段
の位置決めが実行でき、結果として高密度な情報記録が
実現される。
According to the fourth aspect of the present invention, when an interference light beam is obtained by using reflected light from the facing arm means outside the light transmitting member, contact between the light transmitting member and the arm means is prevented by the protruding end. In addition, the interference light beam can be obtained stably and safely, and the positioning of the arm means can be performed with high reliability and high accuracy by using the interference light beam. As a result, high-density information recording is realized.

【0060】又、第5発明によれば、光束分割手段近傍
の反射面からの反射光を用いて干渉測長を行うに際し、
光束分割手段から光束が空間に放射される光学面よりも
反射面側に飛び出すような形状の保持手段によって光束
分割手段と反射面との接触を防止し、安定して安全に干
渉光束を得ることができ、非接触で高い信頼度で反射面
の相対変位情報を得ることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, when performing the interferometric measurement using the reflected light from the reflecting surface near the light beam dividing means,
Prevent the contact between the light beam splitting means and the reflecting surface by holding means shaped so that the light beam from the light beam splitting means is projected to the reflecting surface side from the optical surface from which the light beam is radiated into space, and obtain a stable and safe interference light beam. Thus, relative displacement information of the reflecting surface can be obtained with high reliability without contact.

【0061】又、第6発明によれば、非接触の高い信頼
度の相対変位情報を用いて高信頼度且つ高精度の位置決
めが実行できる。
According to the sixth aspect of the present invention, highly reliable and highly accurate positioning can be performed using non-contact and highly reliable relative displacement information.

【0062】又、第7発明によれば、光束分割手段近傍
のアーム手段からの反射光を用いて干渉測長を行うに際
し、光束分割手段から光束が空間に放射される光学面よ
りもアーム手段側に飛び出すような形状の保持手段によ
って光束分割手段とアーム手段との接触を防止し、安定
して安全に干渉光束を得ることができ、これを用いて高
信頼度且つ高精度のアーム手段の位置決めが実行でき、
結果として高密度な情報記録が実現される。
According to the seventh aspect of the present invention, when performing interference measurement using reflected light from the arm means near the light beam splitting means, the arm means is moved closer to the optical surface than the optical surface on which the light beam is emitted from the light beam splitting means into space. The contact between the beam splitting means and the arm means is prevented by the holding means having a shape protruding to the side, and the interference light beam can be obtained stably and safely. Positioning can be executed,
As a result, high-density information recording is realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態1のサーボトラック信号書き込み装置
を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a servo track signal writing device according to a first embodiment.

【図2】図1に示すサーボトラック信号書き込み装置の
光学式非接触距離センサユニット及びプローブホルダの
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an optical non-contact distance sensor unit and a probe holder of the servo track signal writing device shown in FIG.

【図3】実施形態2のサーボトラック信号書き込み装置
の光学式非接触距離センサユニット及びプローブホルダ
の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an optical non-contact distance sensor unit and a probe holder of a servo track signal writing device according to a second embodiment.

【図4】ハードディスクドライブ装置およびプッシュロ
ッドを用いた従来のサーボトラック信号書き込み装置の
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional servo track signal writing device using a hard disk drive device and a push rod.

【図5】ハードディスクドライブ装置およびレトロリフ
レクター干渉測長機を用いた従来のサーボトラック信号
書き込み装置の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional servo track signal writing device using a hard disk drive and a retro-reflector interferometer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

NCPU 光学式非接触センサユニット NCP 光学プローブ(導光部材) NBS 非偏光ビームスプリッタ PBS 偏光プリズム膜 M 反射膜 LGT 光源 LD レーザダイオード COL コリメータレンズ PD 受光素子 PP 偏光板 G 透明基板 QWP 1/4波長板 SLID 磁気ヘッドスライダー ARM1 磁気ヘッドアーム(回動部材) ARM2 ロータリーポジショナーアーム(回動部材) RTP ロータリーポジショナー RE ロータリーエンコーダ MO モータ MOD モータドライバー VCM 磁気ヘッドアーム回動用モータ(ボイスコイ
ル) VCMD ボイスコイルモータドライバー HD ハードディスク(被記録媒体)
NCPU Optical non-contact sensor unit NCP Optical probe (Light guide member) NBS Non-polarized beam splitter PBS Polarized prism film M Reflective film LGT Light source LD Laser diode COL Collimator lens PD Light receiving element PP Polarizing plate G Transparent substrate QWP quarter wave plate SLID Magnetic Head Slider ARM1 Magnetic Head Arm (Rotating Member) ARM2 Rotary Positioner Arm (Rotating Member) RTP Rotary Positioner RE Rotary Encoder MO Motor MOD Motor Driver VCM Magnetic Head Arm Rotating Motor (Voice Coil) VCMD Voice Coil Motor Driver HD Hard disk (recording medium)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川又 直樹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 ▲高▼宮 誠 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 加藤 成樹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 塩見 浩之 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Naoki Kawamata 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor ▲ Makoto Miya ▼ 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo (72) Inventor Shigeki Kato 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Corporation (72) Inventor Hiroyuki Shiomi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo In company

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光束を光透過部材内にて2つの光束に分
割し、一方の光束を該光透過部材に対向する該光透過部
材外の反射面にて反射させ、反射光を他方の光束と前記
透過部材内にて合波させ、該合波光束より干渉光束を得
る干渉光学系と、前記光透過部材を支持すると共に該光
透過部材よりも前記反射面側に突出した端部を有する部
材とを有することを特徴とする干渉装置。
1. A light beam is divided into two light beams in a light transmitting member, one light beam is reflected by a reflection surface outside the light transmitting member facing the light transmitting member, and the reflected light beam is reflected by the other light beam. And an interference optical system that combines the light in the transmission member to obtain an interference light beam from the combined light beam, and an end portion that supports the light transmission member and protrudes from the light transmission member toward the reflection surface side. An interference device having a member.
【請求項2】 請求項1の干渉装置により得られた干渉
光束を検出することにより前記反射面との間の相対変位
情報を得ることを特徴とする位置検出装置。
2. A position detecting device, wherein information on a relative displacement between the interference surface and the reflection surface is obtained by detecting an interference light beam obtained by the interference device according to claim 1.
【請求項3】 請求項2の位置検出装置によって得られ
た相対変位情報に基づいて前記反射面を有する物体との
間の相対位置決めを実行する位置決め装置。
3. A positioning device that executes relative positioning with respect to an object having the reflection surface based on relative displacement information obtained by the position detection device according to claim 2.
【請求項4】 光束を光透過部材内にて2つの光束に分
割し、一方の光束を該光透過部材に対向するハードディ
スクドライブの記録読取ヘッド用アーム手段の側面にて
反射させ、反射光を他方の光束と前記透過部材内にて合
波させ、該合波光束より干渉光束を得る干渉光学系と、
前記光透過部材を支持すると共に該光透過部材よりも前
記アーム手段側に突出した端部を有する部材とを有し、
前記干渉光束を検出して得られた結果を用いて前記アー
ム手段の位置決めを順次実行してハードディスク上にサ
ーボトラック信号を記録することを特徴とする情報記録
装置。
4. A light beam is divided into two light beams in a light transmitting member, and one light beam is reflected by a side surface of a recording / reading head arm means of a hard disk drive facing the light transmitting member, and the reflected light is reflected. An interference optical system that multiplexes the other light beam with the transmitting member and obtains an interference light beam from the combined light beam;
A member having an end supporting the light transmitting member and projecting toward the arm means side from the light transmitting member,
An information recording apparatus for sequentially positioning the arm means using a result obtained by detecting the interference light beam and recording a servo track signal on a hard disk;
【請求項5】 光束を2つの光束に分割する光束分割手
段を相対移動する反射面近傍に配置し、分割された一方
の光束を前記反射面にて反射させ、分割されたもう一方
の光束を基準反射手段にて反射させ、両者の光束を前記
光束分割手段まで戻して光束を重ね合せて干渉させるこ
とにより相対的な光路長差の変化を検出する干渉測長手
段と、該光束分割手段から光束が空間に放射される面と
は異なる部分に接合され、該光束分割手段から光束が空
間に放射される光学面よりも前記反射面側に飛び出すよ
うな形状の保持手段とを有することを特徴とする位置検
出装置。
5. A light beam splitting means for splitting a light beam into two light beams is disposed in the vicinity of a relatively moving reflecting surface, one of the split light beams is reflected by the reflecting surface, and the other split light beam is reflected by the reflecting surface. The light is reflected by the reference reflecting means, the two light fluxes are returned to the light flux dividing means, and the light fluxes are overlapped and interfere with each other. Holding means having a shape which is bonded to a portion different from the surface from which the light beam is radiated to the space and which projects from the light beam splitting means to the reflection surface side from the optical surface from which the light beam is radiated to the space. Position detecting device.
【請求項6】 請求項5に記載の位置検出装置により得
られた相対的光路長差変化に基づいて前記反射面を有す
る物体との間の相対位置決めを実行することを特徴とす
る位置決め装置。
6. A positioning device that performs relative positioning with respect to an object having the reflection surface based on a change in relative optical path length difference obtained by the position detection device according to claim 5.
【請求項7】 光束を2つの光束に分割する光束分割手
段をハードディスクドライブ内の記録読取ヘッド用アー
ム手段近傍に配置し、分割された一方の光束を前記反射
面にて反射させ、分割されたもう一方の光束を基準反射
手段にて反射させ、両者の光束を前記光束分割手段まで
戻して光束を重ね合せて干渉させることにより相対的な
光路長差の変化を検出し、該検出の結果を用いて前記ア
ーム手段の位置決めを順次実行しながらハードディスク
にサーボトラック信号を書き込む様構成され、且つ該光
束分割手段から光束が空間に放射される面とは異なる部
分に接合され、該光束分割手段から光束が空間に放射さ
れる光学面よりも前記アーム手段側に飛び出すような形
状の保持手段とを有することを特徴とする位置検出装
置。
7. A light beam splitting means for splitting a light beam into two light beams is disposed near a recording / reading head arm means in a hard disk drive, and one of the split light beams is reflected by the reflection surface to be split. The other light beam is reflected by the reference reflecting means, the two light beams are returned to the light beam dividing means, and the light beams are overlapped and interfered with each other to detect a change in the relative optical path length difference. A servo track signal is written to the hard disk while sequentially executing the positioning of the arm means, and is joined to a portion different from the surface on which the light beam is emitted from the light beam splitting means to the space. A position detecting device, comprising: holding means having a shape such that a light beam projects toward the arm means side from an optical surface from which light is emitted into space.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007225341A (en) * 2006-02-21 2007-09-06 Lasertec Corp Interferometers, and method of measuring shape
JP2007527006A (en) * 2004-03-04 2007-09-20 レニショウ パブリック リミテッド カンパニー Optical read head

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