JPH1194514A - 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

Info

Publication number
JPH1194514A
JPH1194514A JP25678897A JP25678897A JPH1194514A JP H1194514 A JPH1194514 A JP H1194514A JP 25678897 A JP25678897 A JP 25678897A JP 25678897 A JP25678897 A JP 25678897A JP H1194514 A JPH1194514 A JP H1194514A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
interference
light beams
light beam
reflected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP25678897A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3943668B2 (en
Inventor
Akira Ishizuka
公 石塚
Hidejiro Kadowaki
秀次郎 門脇
誠 ▲高▼宮
Makoto Takamiya
Shigeki Kato
成樹 加藤
Naoki Kawamata
直樹 川又
Hiroyuki Hagiwara
裕之 萩原
Hiroyuki Shiomi
浩之 塩見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP25678897A priority Critical patent/JP3943668B2/en
Priority to US09/156,491 priority patent/US6631047B2/en
Priority to DE69834694T priority patent/DE69834694T2/en
Priority to EP98117859A priority patent/EP0903559B1/en
Publication of JPH1194514A publication Critical patent/JPH1194514A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3943668B2 publication Critical patent/JP3943668B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable non-contact, highly reliable, and highly accurate position detection and positioning without providing a special member for the side of an object or working on the object by further amplitude-dividing a synthetic beam of beams to be interfered into a predetermined number of split beams in the same region. SOLUTION: A reflected beam divided by a probe-shaped polarizing prism PBS is brought to convergently illuminate one side surface of a head arm ARM1, and the reflected light returns to the original light path. On the other hand, a transmitted beam is brought to convergently illuminate a reflection deposition film at the end face, and the reflected light returns to the original path. Then two beams synthesized at the polarizing prism PBS are converted into linear polarized light, reflected by a non-polarizing beam splitter NBS, transmitted through a 1/4 wavelength plate QWP, and further converted from circular polarized light which rotates in directions opposite to each other into linear polarized light which rotates by the change of a phase difference. The linear polarized light is amplitude-divided into four beams by a phase diffraction grating in a staggered grating structure, transmitted through polarizing plates arranged in such a way that their directions of polarization are shifted by 45 degrees from each other, and converted into interference light with phases shifted by 90 degrees.

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】しかし、このような装置では、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。
However, in such an apparatus, it is necessary to mount a retro-reflector CC such as a corner cube on the magnetic head arm, and the control characteristics are likely to be degraded due to securing of space, troublesome mounting and dismounting, and an increase in weight. .

【0015】本発明は、上述従来例に鑑みて、物体側に
大げさな部材や特殊な加工を設けることを必要とせず
に、物体の位置を非接触で高い信頼度で高精度、高分解
能に位置検出、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。
According to the present invention, in view of the above-mentioned conventional example, the position of an object can be non-contacted with high reliability and high accuracy and high resolution without the need for providing an oversized member or special processing on the object side. It is an object of the present invention to provide a position detection device capable of position detection and positioning, 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、干渉させるべき2つの光束の合成光束を
同一領域にて3つ以上の分割光束に振幅分割し、該複数
の分割光束より互いに位相の異なる干渉光束を得ること
を特徴とする干渉装置である。
According to a first aspect of the present invention, a combined light beam of two light beams to be interfered is divided into three or more divided light beams in the same area by amplitude division. An interferometer characterized in that interference light beams having different phases from each other are obtained from light beams.

【0017】第2発明は更に、前記振幅分割は異なる2
方向夫々に回折作用を有する回折格子を用いて行われ、
前記複数の分割光束は該回折格子より発生する次数の絶
対値が等しい回折光であることを特徴とする。
In the second invention, the amplitude division is different from the amplitude division by two.
It is performed using a diffraction grating having a diffraction effect in each direction,
The plurality of split light beams are diffracted light beams having the same absolute value of the order generated by the diffraction grating.

【0018】上述目的を達成するための第3発明は、前
記干渉させるべき2光束の少なくとも一方を変位を測定
すべき物体を経由させ、前出の干渉装置によって得られ
た複数の互いに位相の異なる干渉光束を検出して該物体
の相対変位情報を検出することを特徴とする位置検出装
置である。
According to a third aspect of the present invention, at least one of the two light beams to be caused to interfere is caused to pass through an object whose displacement is to be measured, and a plurality of light beams having different phases obtained by the interference device are obtained. A position detecting device for detecting interference light flux and detecting relative displacement information of the object.

【0019】上述目的を達成するための第4発明は、前
出の位置検出装置による検出結果に基づいて前記物体の
位置決めを行うことを特徴とする位置決め装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a positioning device for positioning the object based on a result of detection by the position detecting device.

【0020】上述目的を達成するための第5発明は、光
束を2つの光束に分割し、一方の光束をハードディスク
ドライブ装置内の記録読取ヘッド用アーム手段の側面に
て集光反射させ、反射光束をもう一方の光束と重ね合せ
て合成光束を得、該合成光束を同一領域にて3つ以上の
分割光束に振幅分割し、該複数の分割光束より互いに位
相の異なる干渉光束を得る為の光学手段と、該干渉光束
を夫々検出して得られた結果に基づいて前記アーム手段
の位置決めを行う制御系とを有し、前記アーム手段の位
置決め毎に、ハードディスクに信号を書き込むことを特
徴とする情報記録装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, a light beam is divided into two light beams, and one of the light beams is condensed and reflected on a side surface of a recording / reading head arm means in a hard disk drive. Is superimposed on another light beam to obtain a combined light beam, the combined light beam is amplitude-divided into three or more divided light beams in the same region, and an optical system for obtaining interference light beams having different phases from each other from the plurality of divided light beams. Means, and a control system for positioning the arm means based on a result obtained by detecting each of the interference light fluxes, wherein a signal is written to a hard disk every time the arm means is positioned. It is an information recording device.

【0021】第6発明は更に、前記制御系は前記干渉光
束を夫々検出して得られた結果に基づいて前記アーム手
段と前記光学手段との間隔を一定に保つ制御を行う手段
と、前記光学手段を記録位置に応じて位置決めする手段
とを有することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, the control system further includes means for controlling the distance between the arm means and the optical means to be constant based on the results obtained by detecting the interference light beams, respectively, Means for positioning the means in accordance with the recording position.

【0022】上述目的を達成するための第7発明は、光
透過部材内で収束光束を分割し、分割光束の一方に分割
位置から該光透過部材外の空間に存在する面までの間の
経路を該面上で概略集光する形で往復させ、且つ分割光
束の他方を前記光透過部材内の前記経路と概略等しい波
動光学的光路長の経路を往復させた後、該分割光束同士
を合波し、得られた合波光束の一部を領域選択して干渉
信号を得ることを特徴とする干渉装置である。
According to a seventh aspect of the present invention, a converged light beam is divided in a light transmitting member, and a path from one of the divided light beams to a surface existing in a space outside the light transmitting member is provided. Are reciprocated on the surface in such a manner that they are substantially condensed, and the other of the divided light beams is reciprocated through a path having a wave optical path length substantially equal to the path in the light transmitting member. An interferometer characterized in that it oscillates and selects an area of a part of the obtained combined light beam to obtain an interference signal.

【0023】第8発明は更に、前記選択された一部合波
光束を同一領域内で振幅分割して夫々から位相の異なる
干渉信号を得ることを特徴とする。
The eighth invention is further characterized in that the selected partially multiplexed light beam is subjected to amplitude division within the same region to obtain interference signals having different phases from each other.

【0024】上述目的を達成するための第9発明は、前
記面を変位を測定すべき物体上の面とし、前出の干渉装
置によって得られた干渉信号により該物体の相対変位情
報を検出することを特徴とする位置検出装置である。
According to a ninth aspect of the present invention, the surface is a surface on an object whose displacement is to be measured, and relative displacement information of the object is detected based on an interference signal obtained by the interference device. A position detecting device characterized by the above-mentioned.

【0025】上述目的を達成するための第10発明は、
前出の位置検出装置による検出結果に基づいて前記物体
の位置決めを行うことを特徴とする位置決め装置であ
る。
According to a tenth aspect of the present invention for achieving the above object,
A positioning device for positioning the object based on a detection result by the position detection device described above.

【0026】上述目的を達成するための第11発明は、
光透過部材内で収束光束を分割し、分割光束の一方に分
割位置から該光透過部材外の空間に存在するハードディ
スクドライブ装置内の記録読取ヘッド用アーム手段の側
面までの間の経路を該側面上で概略集光する形で往復さ
せ、且つ分割光束の他方を前記光透過部材内の前記経路
と概略等しい波動光学的光路長の経路を往復させた後、
該分割光束同士を合波し、得られた合波光束の一部を領
域選択して干渉光束を得る為の光学手段と、該干渉光束
を検出して得られた結果に基づいて前記アーム手段の位
置決めを行う制御系とを有し、前記アーム手段の位置決
め毎に、ハードディスクに信号を書き込むことを特徴と
する情報記録装置である。
An eleventh invention for achieving the above object is
The convergent light beam is split in the light transmitting member, and a path from one of the split light beams to the side surface of the recording / reading head arm means in the hard disk drive in the space outside the light transmitting member is formed on the side surface. After reciprocating in a substantially condensed manner above, and after reciprocating the other of the divided light beams through a path of a wave optical optical path length substantially equal to the path in the light transmitting member,
Optical means for multiplexing the divided light fluxes, selecting a part of the obtained combined light flux to obtain an interference light flux, and the arm means based on a result obtained by detecting the interference light flux And a control system for performing positioning of the arm means, wherein a signal is written to a hard disk every time the arm means is positioned.

【0027】第12発明は更に、前記制御系は前記干渉
光束を検出して得られた結果に基づいて前記アーム手段
と前記光学手段との間隔を一定に保つ制御を行う手段
と、前記光学手段を記録位置に応じて位置決めする手段
とを有することを特徴とする。
In a twelfth aspect of the present invention, the control system further includes means for controlling the distance between the arm means and the optical means to be constant based on a result obtained by detecting the interference light beam; Means for positioning the recording medium in accordance with the recording position.

【0028】上述目的を達成するための第13発明は、
光束を偏光分離素子を用いて2つの互いに偏光面が直行
する直線偏光光束に分割し、一方の直線偏光光束を相対
移動する反射面に集光照明し反射させ、もう一方の光束
を基準反射手段にて反射させ、両者を前記偏光分離素子
まで戻して再合成し、1/4波長板を透過させた後、更
に振幅分割手段にて複数の光束に分割し、それぞれの分
割された光束に互いに方位をずらして配置した偏光板を
透過させて互いに位相のずれた干渉光束を生成すること
を特徴とする干渉装置である。
A thirteenth invention for achieving the above object is as follows.
The light beam is split into two linearly polarized light beams whose polarization planes are orthogonal to each other using a polarization splitting element, and one of the linearly polarized light beams is condensed, illuminated and reflected on a reflecting surface that moves relatively, and the other light beam is used as a reference reflecting means. After returning the two to the polarization splitting element and recombining them, transmitting them through a 1 / wavelength plate, the light is further divided into a plurality of light fluxes by an amplitude splitting means. An interferometer characterized in that interference light beams having phases shifted from each other are generated by transmitting the light through a polarizing plate arranged in a different direction.

【0029】第14発明は更に、前記振幅分割手段は回
折格子を有することを特徴とする。
The fourteenth invention is further characterized in that the amplitude dividing means has a diffraction grating.

【0030】第15発明は更に、前記基準反射手段は前
記偏光分離素子を構成する光透過部材上に設けられるこ
とを特徴とする。
The fifteenth invention is further characterized in that the reference reflection means is provided on a light transmitting member constituting the polarization splitting element.

【0031】上述目的を達成するための第16発明は、
光束を偏光分離素子を用いて2つの互いに偏光面が直行
する直線偏光光束に分割し、一方の直線偏光光束を相対
移動する反射面に集光照明し反射させ、もう一方の光束
を基準反射手段にて反射させ、両者を前記偏光分離素子
まで戻して再合成し、1/4波長板を透過させた後、更
に振幅分割手段にて複数の光束に分割し、それぞれの分
割された光束に互いに方位をずらして配置した偏光板を
透過させて互いに位相のずれた干渉光束を生成し、それ
ぞれ対応した受光素子にて受光して得られた電気信号出
力の信号を用いて前記反射面との間の距離の変動を測定
することを特徴とする位置検出装置である。
A sixteenth invention for achieving the above object is as follows.
The light beam is split into two linearly polarized light beams whose polarization planes are orthogonal to each other using a polarization splitting element, and one of the linearly polarized light beams is condensed, illuminated and reflected on a reflecting surface that moves relatively, and the other light beam is used as a reference reflecting means. After returning the two to the polarization splitting element and recombining them, transmitting them through a 1 / wavelength plate, the light is further divided into a plurality of light fluxes by an amplitude splitting means. By passing through a polarizing plate arranged in a shifted direction to generate interfering light beams out of phase with each other, and using an electric signal output signal obtained by receiving light with a corresponding light receiving element, a signal is output between the reflecting surfaces. The position detecting device is characterized by measuring a change in distance of the position.

【0032】第17発明は更に、前記光束を発する光源
にマルチモードレーザダイオードを用い、該光束を前記
偏光分離素子にて2つの光束に分割し、前記一方の光束
を前記反射面にて反射させ、前記もう一方の光束を前記
基準反射手段にて反射させ、両者の光束を前記偏光分離
素子まで戻して光束を重ね合せるまでの、両者の光束の
波動光学的光路長差が互いに略等しく且つ結像光学的光
路長が互いに異なるなるように構成されていることを特
徴とする。
In a seventeenth aspect, a multi-mode laser diode is used as a light source for emitting the light beam, the light beam is split into two light beams by the polarization splitting element, and the one light beam is reflected by the reflection surface. The difference in wave optical path length between the two light beams until the other light beams are reflected by the reference reflecting means, the two light beams are returned to the polarization separation element, and the light beams are superimposed on each other. The image optical path lengths are configured to be different from each other.

【0033】第18発明は更に、前記もう一方の光束を
基準反射手段でビームウエスト位置からずれた位置にて
反射させ、前記偏光分離素子にて重ね合せた光束の一部
分を開口を用いて選択的に透過させて略平面波を生成し
た後前記振幅分割手段にて複数の光束に分割することを
特徴とする。
According to an eighteenth aspect of the present invention, the other light beam is reflected at a position deviated from the beam waist position by the reference reflection means, and a part of the light beam superimposed by the polarization splitting element is selectively used by using an aperture. And generating a substantially plane wave, and then dividing the light into a plurality of light beams by the amplitude dividing means.

【0034】第19発明は更に、光束を非偏光分割手段
を経由させて偏光分割手段に導き、偏光分割手段で重ね
合せた光束を前記非偏光分割手段まで戻して光源と異な
る側へ取りだす構成としたことを特徴とする。
In the nineteenth aspect, the light beam is guided to the polarization splitting means via the non-polarization splitting means, and the light beam superimposed by the polarization splitting means is returned to the non-polarization splitting means and taken out to a side different from the light source. It is characterized by having done.

【0035】上述目的を達成するための第20発明は、
前出の位置検出装置による検出結果に基づいて前記反射
面を有する物体の位置決めを行うことを特徴とする位置
決め装置である。
According to a twentieth aspect of the present invention for achieving the above object,
A positioning device for positioning an object having the reflection surface based on a detection result by the position detection device described above.

【0036】上述目的を達成するための第21発明は、
光束を偏光分離素子を用いて2つの互いに偏光面が直行
する直線偏光光束に分割し、一方の直線偏光光束をハー
ドディスクドライブ装置内の記録読取ヘッド用アーム手
段側面に集光照明し反射させ、もう一方の光束を基準反
射手段にて反射させ、両者を前記偏光分離素子まで戻し
て再合成し、1/4波長板を透過させた後、更に振幅分
割手段にて複数の光束に分割し、それぞれの分割された
光束に互いに方位をずらして配置した偏光板を透過させ
て互いに位相のずれた干渉光束を生成し、それぞれ対応
した受光素子にて受光して得られた電気信号出力の信号
を用いて前記アーム手段との間の距離の変動を測定する
距離変動測定手段と、該距離変動測定手段の回転位置を
制御する回転位置決め手段と、前記距離変動測定手段に
検出される距離変動を打ち消すように前記アーム手段の
回転位置を制御する制御手段とを有し、前記回転位置決
め手段の位置決め毎に前記記録読取ヘッドからハードデ
ィスクにサーボトラック信号を書き込むことを特徴とす
る情報記録装置である。
A twenty-first invention for achieving the above object is as follows:
The light beam is split into two linearly-polarized light beams whose polarization planes are orthogonal to each other using a polarization splitting element, and one of the linearly-polarized light beams is condensed, illuminated and reflected on the side of the recording / reading head arm means in the hard disk drive. One of the light beams is reflected by the reference reflecting means, the two are returned to the polarization separation element, recombined, and transmitted through a quarter-wave plate, and further divided into a plurality of light beams by the amplitude dividing means. The divided light fluxes are transmitted through a polarizing plate arranged in a direction shifted from each other to generate interference light fluxes that are out of phase with each other, and use the electric signal output signal obtained by receiving light with the corresponding light receiving element. Distance variation measuring means for measuring a variation in the distance between the arm variation means, a rotation positioning means for controlling a rotational position of the distance variation measuring means, and a distance variation detected by the distance variation measuring means. Control means for controlling the rotational position of the arm means so as to cancel out, and a servo track signal is written from the recording / reading head to the hard disk every time the rotational positioning means is positioned. .

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施例に
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 diagram of a servo track signal writing apparatus according to a first embodiment of the present invention. Hereinafter, the same members as those described above are denoted by the same reference numerals.

【0038】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.

【0039】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 as shown in FIG. 1 with respect to a hard disk drive HDD including a hard disk HD, a slider SLID, a magnetic head arm ARM1, a voice coil motor VCM, and the like. I have.

【0040】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. This servo track signal is written to the hard disk HD via the magnetic head of the slider SLID.

【0041】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 detecting 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.

【0042】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.

【0043】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、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〜PP4、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-type polarizing prism PBS, and a reference reflecting surface.
M, quarter-wave plate QWP, light beam diameter limiting aperture AP, light beam amplitude splitting diffraction grating GBS, polarizing plates PP1 to PP4, photoelectric elements PD1 to PD4
And so on.

【0044】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.

【0045】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.

【0046】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.

【0047】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 bright and dark signals 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.

【0048】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 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 in wavefront due to the minute uneven structure, and the intensity unevenness is strongly generated. However, the wavefronts of the four light beams are disturbed and the state of the intensity unevenness is equal. The phase diffraction grating is designed to minimize generation of zero-order light at the same time.

【0049】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 beam divided into four light beams is polarized by an angle of 45 degrees with respect to each other.
, 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.

【0050】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.

【0051】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。
By condensing and illuminating the side surface of the head arm, the influence of the fluctuation of the interference state (one-color deviation) due to the relative angle deviation (alignment deviation) 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.

【0052】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 minute 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.

【0053】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 does not shift as long as the head arm and the position detection sensor are both 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.

【0054】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 the measurement is interference measurement by a reciprocating optical path. 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.

【0055】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.

【0056】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.

【0057】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 detecting 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.

【0058】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 or 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. .

【0059】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.

【0060】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.

【0061】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.

【0062】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, if 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 fluctuations 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.

【0063】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る
ので、サーボライティングの分解能、精度、安定性が向
上する。 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. Since the position of the side of the head arm can be measured completely without contact, the resolution, accuracy and stability of servo writing are improved. 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.

【0064】図3はヘッドアーム側面がハードディスク
表面に接近している場合に対応するための、プローブ状
偏光プリズム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 is an explanatory view of the configuration of an optical system according to the second embodiment in which the shape of the probe-like polarizing prism is changed to cope with the case where the side surface of the head arm approaches the hard disk surface. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description and drawings are omitted.

【0065】本実施形態においては、プローブ状偏光プ
リズムPBSの分割面の直後は反射膜付の平行ガラス板Gが
接合されていて、プローブ状偏光プリズムPBSの分割面
を透過したP偏光光束は、反射膜M1で反射され、偏光膜
を再度透過して、光学プローブNCP側面に設けられた部
分反射膜M2に入射し、もとの光路を戻る。プローブ状
偏光プリズムPBSの分割面で反射されたS偏光光束は、前
記実施例と同様に光学プローブNCPの外部に出て、ヘッ
ドアームARM1側面に集光照明されて反射光が元の光路を
戻る。
In the present embodiment, a parallel glass plate G with a reflection film is bonded immediately after the split surface of the probe-shaped polarizing prism PBS, and the P-polarized light flux transmitted through the split surface of the probe-shaped polarizing prism PBS is: The light is reflected by the reflection film M1, passes through the polarization film again, enters the partial reflection film M2 provided on the side surface of the optical probe NCP, and returns to the original optical path. The S-polarized light beam reflected by the splitting surface of the probe-shaped polarizing prism PBS goes out of the optical probe NCP as in the previous embodiment, is condensed and illuminated on the side of the head arm ARM1, and the reflected light returns to the original optical path. .

【0066】この構成を採用することで、光学プローブ
NCPの先端と最下層のハードディスクHD下側表面との間
隔(図1参照)を広くすることができ、ハードディスク
表面に磁気ヘッドアームが接近しているタイプの磁気ヘ
ッドアーム側面でも測定が可能になる。図3のように平
行硝子板Gの端部を45度に加工すれば最も効果がある。
By adopting this configuration, the optical probe
The gap between the tip of the NCP and the lower surface of the lowermost hard disk HD (see Fig. 1) can be increased, making it possible to measure even the side of the magnetic head arm where the magnetic head arm is close to the hard disk surface. . The most effect is obtained by processing the end of the parallel glass plate G to 45 degrees as shown in FIG.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上、第1発明によれば、互いに位相の
異なる3つ以上の干渉光束を、例えば反射面の微小な凹
凸構造によって波面が乱れて強度ムラが強く発生して
も、これらの影響を互いに等しくした状態で得ることが
でき、反射面によらず各干渉光束で個別の誤差要因が発
生しにくい様にした干渉装置が実現される。
As described above, according to the first aspect, even if three or more interference light beams having different phases from each other are generated even if the wavefront is disturbed due to, for example, a minute uneven structure of the reflection surface, the intensity unevenness is strongly generated. The influence can be obtained in a state where the influences are equal to each other, and an interference device is realized in which individual error factors are unlikely to occur in each interference light beam regardless of the reflection surface.

【0068】又、第2発明によれば更に、この様な個別
の誤差要因が発生しにくい干渉光束を、小型簡易な構成
でえることができる。
Further, according to the second aspect of the present invention, an interference light beam in which such individual error factors are unlikely to occur can be obtained with a small and simple configuration.

【0069】又、第3発明によれば、物体側に特別な部
材の配置を行うことなくこの様な個別の誤差要因が発生
しにくい複数干渉光束が得られ、これを用いて物体の相
対変位情報を高精度、高分解能で得ることができる。
According to the third aspect of the present invention, it is possible to obtain a plurality of interference light beams in which such individual error factors are unlikely to occur without disposing a special member on the object side. Information can be obtained with high precision and high resolution.

【0070】又、第4発明によれば、この様な高精度、
高分解能な相対変位情報に基づいて物体の位置決めを高
精度、高分解能に実行できる。
According to the fourth aspect of the present invention, such high precision,
The positioning of the object can be executed with high accuracy and high resolution based on the high-resolution relative displacement information.

【0071】又、第5発明によれば、互いに位相の異な
る3つ以上の干渉光束を、例えば記録読取ヘッド用アー
ム手段の側面の微小な凹凸構造によって波面が乱れて強
度ムラが強く発生しても、これらの影響を互いに等しく
した状態で得ることができ、アーム手段に特別な部材の
配置を行うことなくこの様な個別の誤差要因が発生しに
くい複数干渉光束が得られ、これを検出してアーム手段
の位置決めを高精度、高分解能に実行することができ、
より高密度な情報記録が実現できる。
According to the fifth aspect of the present invention, three or more interference light beams having different phases from each other are disturbed by, for example, a minute uneven structure on the side surface of the arm means for the recording / reading head, and the wavefront is disturbed to generate strong intensity unevenness. Also, these effects can be obtained in a state where they are equal to each other, and a plurality of interference light beams in which such individual error factors are unlikely to occur can be obtained without arranging a special member on the arm means. Positioning of the arm means with high accuracy and high resolution.
Higher density information recording can be realized.

【0072】又、第6発明によれば更に、光束として可
干渉距離の比較的短い光源を使用してもアーム手段の位
置決めを広範囲にわたり高精度、高分解能に実行するこ
とができる。
Further, according to the sixth aspect, even when a light source having a relatively short coherence distance is used as the light beam, the positioning of the arm means can be performed with high accuracy and high resolution over a wide range.

【0073】又、第7発明によれば、光束として可干渉
距離の比較的短い光源を利用でき、面の凹凸によらず安
定して反射光が得られ且つ参照側分岐光路を小型簡素に
でき、更に両光路の共通光路を増加させて環境変動の影
響を少なくできると同時に、これによって発生する両者
の幾何光学的光路長差による干渉光の位相むらの影響を
除去した干渉信号を得ることができる干渉装置が実現さ
れる。
Further, according to the seventh aspect, a light source having a relatively short coherence distance can be used as a light beam, stable reflected light can be obtained irrespective of surface irregularities, and the reference-side branch optical path can be made compact and simple. In addition, it is possible to obtain an interference signal in which the influence of environmental fluctuation can be reduced by further increasing the common optical path of both optical paths, and at the same time, the influence of the phase unevenness of the interference light due to the difference in the geometric optical path length between the two is eliminated. A possible interference device is realized.

【0074】又、第8発明によれば更に、個別の誤差要
因が発生しにくい複数干渉光束が得られる。
Further, according to the eighth aspect, a plurality of interference light beams in which individual error factors hardly occur can be obtained.

【0075】又、第9発明によれば上述誤差の少ない小
型簡素な構成により得られる位相むらの影響を除去した
干渉信号を用いて、高精度且つ高分解能に相対変位情報
を得ることが可能となる。
Further, according to the ninth aspect, relative displacement information can be obtained with high accuracy and high resolution by using an interference signal obtained by removing the influence of phase unevenness obtained by a small and simple configuration having a small error. Become.

【0076】又、第10発明によれば、上述高精度且つ
高分解能な相対変位情報により、物体の高精度且つ高分
解能な位置決めが可能となる。
Further, according to the tenth aspect, the object can be positioned with high accuracy and high resolution based on the relative displacement information with high accuracy and high resolution.

【0077】又、第11発明によれば、光束として可干
渉距離の比較的短い光源を利用でき、録読取ヘッド用ア
ーム手段の側面の凹凸によらず安定して反射光が得られ
且つ参照側分岐光路を小型簡素にでき、更に両光路の共
通光路を増加させて環境変動の影響を少なくできると同
時に、これによって発生する両者の幾何光学的光路長差
による干渉光の位相むらの影響を除去した干渉信号を得
ることができ、これを用いてアーム手段の位置決めを高
精度、高分解能に実行することができ、より高密度な情
報記録が実現できる。
Further, according to the eleventh aspect, a light source having a relatively short coherence distance can be used as the light beam, and the reflected light can be obtained stably irrespective of the unevenness of the side surface of the recording / reading head arm means. The branch optical path can be made compact and simple, and the effect of environmental fluctuations can be reduced by increasing the common optical path of both optical paths.At the same time, the effect of the phase unevenness of the interference light caused by the geometric optical path length difference between the two is eliminated. The obtained interference signal can be obtained, and by using the interference signal, the positioning of the arm means can be performed with high accuracy and high resolution, and higher-density information recording can be realized.

【0078】又、第12発明によれば更に、光束として
可干渉距離の比較的短い光源を使用してもアーム手段の
位置決めを広範囲にわたり高精度、高分解能に実行する
ことができる。
Further, according to the twelfth aspect, even when a light source having a relatively short coherence distance is used as the light beam, the positioning of the arm means can be performed with high accuracy and high resolution over a wide range.

【0079】又、第13発明によれば、反射面の凹凸状
態によらずかつ相対的なアライメントずれの影響をうけ
ることなく等質の複数の位相ずれ干渉光束を生成させる
ことができる干渉装置が実現される。
Further, according to the thirteenth aspect, there is provided an interferometer capable of generating a plurality of homogeneous phase-shifting interference light beams regardless of the unevenness of the reflection surface and without being affected by relative alignment shift. Is achieved.

【0080】又、第14発明によれば更に、この様な等
質の複数の干渉光束をより小型簡易構成で得られる。
Further, according to the fourteenth aspect, a plurality of such interference light beams of the same quality can be obtained with a smaller and simpler configuration.

【0081】又、第15発明によれば更に、参照側光路
をより小型簡素にできる。
Further, according to the fifteenth aspect, the reference optical path can be made smaller and simpler.

【0082】又、第16発明によれば、反射面の凹凸状
態によらずかつ相対的なアライメントずれの影響をうけ
ることなく等質の複数の位相ずれ干渉光束を生成し、こ
れを用いてより高精度且つ高分解能な距離変動測定がで
きる。
Further, according to the sixteenth aspect, a plurality of homogeneous phase-shifting interference light beams are generated irrespective of the unevenness of the reflecting surface and without being affected by the relative alignment shift. High-accuracy and high-resolution distance fluctuation measurement can be performed.

【0083】又、第17発明によれば更に、可干渉性は
低くともより安定した小型光源を用いて安定した、且つ
可干渉性の低さを問題としないより高精度な測定が実現
される。
Further, according to the seventeenth aspect, a stable and more accurate measurement which does not matter the low coherence is realized by using a small light source which is stable even though the coherence is low. .

【0084】又、第18発明によれば更に、結像光学的
光路長が互いに異なる構成に起因する干渉光の位相むら
の影響を除去してより高精度な測定が実現される。
According to the eighteenth aspect of the present invention, more accurate measurement can be realized by removing the influence of the unevenness of the phase of the interference light caused by the different optical path lengths.

【0085】又、第19発明によれば更に、光源側と検
出側を適切に分離した簡素構成が実現される。
Further, according to the nineteenth aspect, a simple configuration in which the light source side and the detection side are appropriately separated is realized.

【0086】又、第20発明によれば、前述より高精度
且つ高分解能な距離変動測定に基づいたより高精度且つ
高分解能な物体の位置決めが可能となる。
Further, according to the twentieth aspect, it is possible to position an object with higher precision and higher resolution based on the distance fluctuation measurement with higher precision and higher resolution than described above.

【0087】又、第21発明によれば、記録読取ヘッド
用アーム手段側面の凹凸状態によらずかつ相対的なアラ
イメントずれの影響をうけることなく等質の複数の位相
ずれ干渉光束を生成し、これを用いてより高精度且つ高
分解能な距離変動測定ができ、アーム手段の位置決めを
高精度、高分解能に実行することができ、結果としてよ
り高密度な情報記録が実現できる。
According to the twenty-first aspect, a plurality of homogeneous phase-shifting interference light beams are generated irrespective of the unevenness of the side surface of the recording / reading head arm means and without being affected by the relative alignment shift. By using this, distance fluctuation measurement with higher precision and higher resolution can be performed, and the positioning of the arm means can be performed with higher precision and higher resolution. As a result, information recording with higher density can be 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の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an optical non-contact distance sensor unit 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の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an optical non-contact distance sensor unit of the servo track signal writing device according to the 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 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 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 萩原 裕之 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 (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 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Shigeki Kato 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Naoki Kawamata 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside (72) Inventor Hiroyuki Hagiwara 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Hiroyuki Shiomi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 干渉させるべき2つの光束の合成光束を
同一領域にて3つ以上の分割光束に振幅分割し、該複数
の分割光束より互いに位相の異なる干渉光束を得ること
を特徴とする干渉装置。
1. An interference method comprising: dividing a combined light beam of two light beams to be interfered into three or more divided light beams in the same region; and obtaining interference light beams having different phases from each other from the plurality of divided light beams. apparatus.
【請求項2】 前記振幅分割は異なる2方向夫々に回折
作用を有する回折格子を用いて行われ、前記複数の分割
光束は該回折格子より発生する次数の絶対値が等しい回
折光である請求項1に記載の干渉装置。
2. The method according to claim 1, wherein the amplitude division is performed by using a diffraction grating having a diffractive action in each of two different directions, and the plurality of split light beams are diffracted lights having the same absolute value of the order generated by the diffraction grating. 2. The interference device according to 1.
【請求項3】 前記干渉させるべき2光束の少なくとも
一方を変位を測定すべき物体を経由させ、請求項1又は
2に記載の干渉装置によって得られた複数の互いに位相
の異なる干渉光束を検出して該物体の相対変位情報を検
出することを特徴とする位置検出装置。
3. An interference device according to claim 1, wherein at least one of the two light beams to be caused to interfere passes through an object whose displacement is to be measured, and a plurality of interference light beams having different phases obtained by the interference device according to claim 1 or 2 are detected. A position detecting device for detecting relative displacement information of the object.
【請求項4】 請求項3の位置検出装置による検出結果
に基づいて前記物体の位置決めを行うことを特徴とする
位置決め装置。
4. A positioning device for positioning the object based on a detection result by the position detection device according to claim 3.
【請求項5】 光束を2つの光束に分割し、一方の光束
をハードディスクドライブ装置内の記録読取ヘッド用ア
ーム手段の側面にて集光反射させ、反射光束をもう一方
の光束と重ね合せて合成光束を得、該合成光束を同一領
域にて3つ以上の分割光束に振幅分割し、該複数の分割
光束より互いに位相の異なる干渉光束を得る為の光学手
段と、該干渉光束を夫々検出して得られた結果に基づい
て前記アーム手段の位置決めを行う制御系とを有し、前
記アーム手段の位置決め毎に、ハードディスクに信号を
書き込むことを特徴とする情報記録装置。
5. A light beam is split into two light beams, one of the light beams is condensed and reflected on a side surface of a recording / reading head arm means in a hard disk drive, and the reflected light beam is superimposed on another light beam to be synthesized. An optical means for obtaining a light beam, dividing the combined light beam into three or more divided light beams in the same area, obtaining interference light beams having phases different from each other from the plurality of divided light beams, and detecting the interference light beams, respectively. An information recording apparatus, comprising: a control system for positioning the arm means based on the result obtained by the above operation, and writing a signal to a hard disk every time the arm means is positioned.
【請求項6】 前記制御系は前記干渉光束を夫々検出し
て得られた結果に基づいて前記アーム手段と前記光学手
段との間隔を一定に保つ制御を行う手段と、前記光学手
段を記録位置に応じて位置決めする手段とを有する請求
項2に記載の情報記録装置。
6. The control system includes means for performing control for maintaining a constant distance between the arm means and the optical means based on a result obtained by detecting each of the interference light fluxes, and 3. The information recording apparatus according to claim 2, further comprising: means for performing positioning according to:
【請求項7】 光透過部材内で収束光束を分割し、分割
光束の一方に分割位置から該光透過部材外の空間に存在
する面までの間の経路を該面上で概略集光する形で往復
させ、且つ分割光束の他方を前記光透過部材内の前記経
路と概略等しい波動光学的光路長の経路を往復させた
後、該分割光束同士を合波し、得られた合波光束の一部
を領域選択して干渉信号を得ることを特徴とする干渉装
置。
7. A form in which a convergent light beam is split in a light transmitting member, and a path from one of the split light beams to a surface existing in a space outside the light transmitting member is roughly condensed on the surface. After reciprocating, and after reciprocating the other of the divided light beams through a path of a wave optical optical path length substantially equal to the path in the light transmitting member, the divided light beams are multiplexed, and the obtained combined light beam An interference device characterized by obtaining an interference signal by partially selecting a region.
【請求項8】 前記選択された一部合波光束を同一領域
内で振幅分割して夫々から位相の異なる干渉信号を得る
ことを特徴とする請求項7に記載の干渉装置。
8. The interference apparatus according to claim 7, wherein the selected partially multiplexed light flux is subjected to amplitude division within the same region to obtain interference signals having different phases from each other.
【請求項9】 前記面を変位を測定すべき物体上の面と
し、請求項7又は8に記載の干渉装置によって得られた
干渉信号により該物体の相対変位情報を検出することを
特徴とする位置検出装置。
9. A method according to claim 7, wherein the surface is a surface on the object whose displacement is to be measured, and relative displacement information of the object is detected by an interference signal obtained by the interference device according to claim 7 or 8. Position detection device.
【請求項10】 請求項9の位置検出装置による検出結
果に基づいて前記物体の位置決めを行うことを特徴とす
る位置決め装置。
10. A positioning device, wherein the object is positioned based on a result of detection by the position detection device according to claim 9.
【請求項11】 光透過部材内で収束光束を分割し、分
割光束の一方に分割位置から該光透過部材外の空間に存
在するハードディスクドライブ装置内の記録読取ヘッド
用アーム手段の側面までの間の経路を該側面上で概略集
光する形で往復させ、且つ分割光束の他方を前記光透過
部材内の前記経路と概略等しい波動光学的光路長の経路
を往復させた後、該分割光束同士を合波し、得られた合
波光束の一部を領域選択して干渉光束を得る為の光学手
段と、該干渉光束を検出して得られた結果に基づいて前
記アーム手段の位置決めを行う制御系とを有し、前記ア
ーム手段の位置決め毎に、ハードディスクに信号を書き
込むことを特徴とする情報記録装置。
11. A convergent light beam is split in a light transmitting member, and one of the split light beams is split from a split position to a side surface of a recording / reading head arm means in a hard disk drive device existing in a space outside the light transmitting member. Are reciprocated on the side surface in such a manner that they are substantially condensed, and the other of the divided light beams is reciprocated through a path having a wave optical path length substantially equal to the path in the light transmitting member. Optical means for selecting an area of a part of the obtained combined light beam to obtain an interference light beam, and positioning the arm means based on the result obtained by detecting the interference light beam. An information recording apparatus, comprising: a control system; and writing a signal to a hard disk every time the arm unit is positioned.
【請求項12】 前記制御系は前記干渉光束を検出して
得られた結果に基づいて前記アーム手段と前記光学手段
との間隔を一定に保つ制御を行う手段と、前記光学手段
を記録位置に応じて位置決めする手段とを有する請求項
11に記載の情報記録装置。
12. The control system according to claim 1, further comprising: means for performing control for maintaining a constant distance between said arm means and said optical means based on a result obtained by detecting said interference light beam; The information recording apparatus according to claim 11, further comprising: means for performing positioning according to the information.
【請求項13】 光束を偏光分離素子を用いて2つの互
いに偏光面が直行する直線偏光光束に分割し、一方の直
線偏光光束を相対移動する反射面に集光照明し反射さ
せ、もう一方の光束を基準反射手段にて反射させ、両者
を前記偏光分離素子まで戻して再合成し、1/4波長板
を透過させた後、更に振幅分割手段にて複数の光束に分
割し、それぞれの分割された光束に互いに方位をずらし
て配置した偏光板を透過させて互いに位相のずれた干渉
光束を生成することを特徴とする干渉装置。
13. A light beam is divided into two linearly polarized light beams whose polarization planes are orthogonal to each other by using a polarization splitting element, and one of the linearly polarized light beams is condensed, illuminated and reflected on a reflecting surface which moves relatively, and the other is polarized. The light beam is reflected by the reference reflection means, returned to the polarization splitting element, recombined, transmitted through a quarter-wave plate, and further divided into a plurality of light beams by the amplitude division means. An interferometer characterized in that an interfering device generates interfering light beams having phases shifted from each other by transmitting a polarized light beam through a polarizing plate arranged in a different direction.
【請求項14】 前記振幅分割手段は回折格子を有する
請求項13に記載の干渉装置。
14. The interference device according to claim 13, wherein said amplitude dividing means has a diffraction grating.
【請求項15】 前記基準反射手段は前記偏光分離素子
を構成する光透過部材上に設けられる請求項13又は1
4に記載の干渉装置。
15. The method according to claim 13, wherein the reference reflection means is provided on a light transmitting member constituting the polarization splitting element.
5. The interference device according to 4.
【請求項16】 光束を偏光分離素子を用いて2つの互
いに偏光面が直行する直線偏光光束に分割し、一方の直
線偏光光束を相対移動する反射面に集光照明し反射さ
せ、もう一方の光束を基準反射手段にて反射させ、両者
を前記偏光分離素子まで戻して再合成し、1/4波長板
を透過させた後、更に振幅分割手段にて複数の光束に分
割し、それぞれの分割された光束に互いに方位をずらし
て配置した偏光板を透過させて互いに位相のずれた干渉
光束を生成し、それぞれ対応した受光素子にて受光して
得られた電気信号出力の信号を用いて前記反射面との間
の距離の変動を測定することを特徴とする位置検出装
置。
16. A light beam is divided into two linearly polarized light beams whose polarization planes are orthogonal to each other by using a polarization separation element, and one of the linearly polarized light beams is condensed, illuminated and reflected on a reflection surface which moves relatively, and the other linearly polarized light beam is reflected. The light beam is reflected by the reference reflection means, returned to the polarization splitting element, recombined, transmitted through a quarter-wave plate, and further divided into a plurality of light beams by the amplitude division means. The generated light flux is transmitted through a polarizing plate arranged in a direction shifted from each other to generate interference light fluxes that are out of phase with each other. A position detecting device for measuring a change in a distance from a reflecting surface.
【請求項17】 前記光束を発する光源にマルチモード
レーザダイオードを用い、該光束を前記偏光分離素子に
て2つの光束に分割し、前記一方の光束を前記反射面に
て反射させ、前記もう一方の光束を前記基準反射手段に
て反射させ、両者の光束を前記偏光分離素子まで戻して
光束を重ね合せるまでの、両者の光束の波動光学的光路
長差が互いに略等しく且つ結像光学的光路長が互いに異
なるなるように構成されていることを特徴とする請求項
16に記載の位置検出装置。
17. A multimode laser diode is used as a light source for emitting the light beam, the light beam is split into two light beams by the polarization splitting element, and the one light beam is reflected by the reflection surface, and the other light beam is reflected by the reflection surface. Are reflected by the reference reflecting means, the two optical fluxes return to the polarization splitting element, and the two optical fluxes have substantially equal wave optical optical path length differences, and the imaging optical optical path. The position detecting device according to claim 16, wherein the lengths are different from each other.
【請求項18】 前記もう一方の光束を基準反射手段で
ビームウエスト位置からずれた位置にて反射させ、前記
偏光分離素子にて重ね合せた光束の一部分を開口を用い
て選択的に透過させて略平面波を生成した後前記振幅分
割手段にて複数の光束に分割することを特徴とする請求
項17に記載の位置検出装置。
18. The other light beam is reflected at a position deviated from a beam waist position by a reference reflection means, and a part of the superimposed light beam is selectively transmitted through an aperture by the polarization splitting element. 18. The position detecting device according to claim 17, wherein after generating a substantially plane wave, the amplitude dividing means divides the light into a plurality of light beams.
【請求項19】 光束を非偏光分割手段を経由させて偏
光分割手段に導き、偏光分割手段で重ね合せた光束を前
記非偏光分割手段まで戻して光源と異なる側へ取りだす
構成としたことを特徴とする請求項16から18のいず
れかに記載の位置検出装置。
19. A structure in which a light beam is guided to a polarization splitting unit via a non-polarization splitting unit, and a light beam superposed by the polarization splitting unit is returned to the non-polarization splitting unit and taken out to a side different from the light source. The position detecting device according to any one of claims 16 to 18.
【請求項20】 請求項16から19のいずれかに記載
の位置検出装置による検出結果に基づいて前記反射面を
有する物体の位置決めを行うことを特徴とする位置決め
装置。
20. A positioning device for positioning an object having the reflection surface based on a detection result by the position detection device according to claim 16. Description:
【請求項21】 光束を偏光分離素子を用いて2つの互
いに偏光面が直行する直線偏光光束に分割し、一方の直
線偏光光束をハードディスクドライブ装置内の記録読取
ヘッド用アーム手段側面に集光照明し反射させ、もう一
方の光束を基準反射手段にて反射させ、両者を前記偏光
分離素子まで戻して再合成し、1/4波長板を透過させ
た後、更に振幅分割手段にて複数の光束に分割し、それ
ぞれの分割された光束に互いに方位をずらして配置した
偏光板を透過させて互いに位相のずれた干渉光束を生成
し、それぞれ対応した受光素子にて受光して得られた電
気信号出力の信号を用いて前記アーム手段との間の距離
の変動を測定する距離変動測定手段と、該距離変動測定
手段の回転位置を制御する回転位置決め手段と、前記距
離変動測定手段に検出される距離変動を打ち消すように
前記アーム手段の回転位置を制御する制御手段とを有
し、前記回転位置決め手段の位置決め毎に前記記録読取
ヘッドからハードディスクにサーボトラック信号を書き
込むことを特徴とする情報記録装置。
21. A light beam is split into two linearly polarized light beams whose polarization planes are orthogonal to each other by using a polarization splitting element, and one of the linearly polarized light beams is condensed and illuminated on the side of a recording / reading head arm means in a hard disk drive. Then, the other light flux is reflected by the reference reflection means, returned to the polarization splitting element, recombined, and transmitted through a quarter wavelength plate. , And the divided light fluxes are transmitted through a polarizing plate arranged in a direction shifted from each other to generate interference light fluxes that are out of phase with each other. Distance fluctuation measuring means for measuring a distance fluctuation between the arm means using an output signal, rotation positioning means for controlling a rotational position of the distance fluctuation measuring means, and detection of the distance fluctuation measuring means. Control means for controlling the rotation position of the arm means so as to cancel out the variation in the output distance, and a servo track signal is written from the recording / reading head to the hard disk every time the rotation positioning means is positioned. Recording device.
JP25678897A 1997-09-22 1997-09-22 Interfering device, position detecting device, positioning device and information recording device using the same Expired - Fee Related JP3943668B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25678897A JP3943668B2 (en) 1997-09-22 1997-09-22 Interfering device, position detecting device, positioning device and information recording device using the same
US09/156,491 US6631047B2 (en) 1997-09-22 1998-09-18 Interference device, position detecting device, positioning device and information recording apparatus using the same
DE69834694T DE69834694T2 (en) 1997-09-22 1998-09-21 Information recording apparatus with interference device for position determination and positioning
EP98117859A EP0903559B1 (en) 1997-09-22 1998-09-21 Information recording apparatus using an interference device for position detection and positioning

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25678897A JP3943668B2 (en) 1997-09-22 1997-09-22 Interfering device, position detecting device, positioning device and information recording device using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1194514A true JPH1194514A (en) 1999-04-09
JP3943668B2 JP3943668B2 (en) 2007-07-11

Family

ID=17297462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25678897A Expired - Fee Related JP3943668B2 (en) 1997-09-22 1997-09-22 Interfering device, position detecting device, positioning device and information recording device using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3943668B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001249003A (en) * 1999-12-27 2001-09-14 Canon Inc Optical interference device and position detector
JP2021512332A (en) * 2018-04-26 2021-05-13 ブルーカー オプティク ゲーエムベーハ− Retro interferometer with active readjustment

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001249003A (en) * 1999-12-27 2001-09-14 Canon Inc Optical interference device and position detector
JP4593768B2 (en) * 1999-12-27 2010-12-08 キヤノン株式会社 Optical interference device and position detection device
JP2021512332A (en) * 2018-04-26 2021-05-13 ブルーカー オプティク ゲーエムベーハ− Retro interferometer with active readjustment
US11326950B2 (en) 2018-04-26 2022-05-10 Bruker Optics Gmbh & Co. Kg Retro-interferometer having active readjustment

Also Published As

Publication number Publication date
JP3943668B2 (en) 2007-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6618218B1 (en) Displacement detecting apparatus and information recording apparatus
US6631047B2 (en) Interference device, position detecting device, positioning device and information recording apparatus using the same
JP2603305B2 (en) Displacement measuring device
US5568337A (en) Head positioning using a disk drive mounted to a rotating table
US5146085A (en) Encoder with high resolving power and accuracy
US7034948B2 (en) Displacement pickup
US20160003605A1 (en) Displacement detection apparatus
US4347441A (en) Dual probe interferometer for object profile measuring
US6151185A (en) Position detecting apparatus, positioning apparatus, and information recording apparatus using the same
US6493170B1 (en) Interference device and position detection device using the same
JP2000321021A (en) Interferometer, displacement measuring apparatus, and information recorder/reproducer employing it
US5930066A (en) Information recording apparatus
JP2683117B2 (en) encoder
US6529278B2 (en) Optical interference apparatus and position detection apparatus
JP3943668B2 (en) Interfering device, position detecting device, positioning device and information recording device using the same
US7054095B2 (en) Displacement detection apparatus, and magnetic recording apparatus and encoder using the displacement detection apparatus
JPH1194513A (en) Interference device, position detecting device, positioning device, information storing device using the same
JP2000310507A (en) Interferometer
JPH11351822A (en) Interference apparatus and position detector using the same
JP2000283718A (en) Position detector and information recorder using the same
JPH1038519A (en) Position detecting device and positioning device for rotary object, and information recording device using the same
JPH05198110A (en) Head positioning device
JPH1144507A (en) Position detector and positioning apparatus for rotating object and information recorder using the same
JPH10141917A (en) Position detector, positioning unit and information recorder employing them
JP2774568B2 (en) Rotary encoder

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040701

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050819

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050920

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060606

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060803

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061107

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061228

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070320

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070406

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110413

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130413

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130413

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140413

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees