JPH02136747A

JPH02136747A - 回転速度測定装置

Info

Publication number: JPH02136747A
Application number: JP28957688A
Authority: JP
Inventors: Takeo Tanaami; 健雄田名網; Kenta Mikuriya; 健太御厨
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1988-11-16
Filing date: 1988-11-16
Publication date: 1990-05-25
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPH087223B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光ディスク等の回転ムラに関して重要なファ
クタとなるスピンドルモータの１回転内の速度変動を測
定する装置に関するものである。

（従来の技術）第５図は光ディスクの書込みの様子を示す図で、光ディ
スクの回転速度が（イ）のように変動すると、光ディス
クに書込まれる１つのマークの大きさは１μｍ程度のた
め、（ロ）のようにマークの長さしが変化し、（ハ）の
ように速度のムラが検出パルス幅のジッタとなって現れ
る。この場合に１回転内における速度変動の最大と最小
のスパンを小さくすることが必要であるが、このスパン
値を知るには１回転の平均速度でなく１回転内の速度分
布を測定する必要がある。

第６図は１回転内の速度分布を測定する公知のアンダー
ソンの方法を示す原理図で、２個のスリットを持つ円板
８をモータ１の回転軸に固定し、光源９の光をスリット
通過後フォトトランジスタ１０で検出してスリット間の
時間をカウンタ１１で読取る。この時間を固定子の円周
角についてプロットすることによって１回転中の任意の
回転位置く角）における速度を求めることができる。実
際には、固定子を回転台にのせ一定角度ずつ回して上記
の時間間隔の測定を繰返す。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、第６図の方法では異なる回転位置につい
て毎回固定子を一定角度ずつ回すので、■測定に時間が
かかる。

■取付は精度（ガタ）が精度に影響を与える。

■回したときの角度の信顆性が乏しい。

等の欠点がある。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもの
で、短時間で正確な測定が可能な回転速度測定装置を実
現することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は回転物体の回転速度を測定する回転速度測定装
置にかかるもので、その特徴とするところは回転物体の
１回転毎に複数のパルスを回転角度に対して等間隔で発
生する第１のパルス発生手段と、１回転毎に１個のパル
スを発生する第２のパルス発生手段と、前記第１のパル
ス発生手段の出力を分周し前記第２のパルス発生手段の
出力に関連する信号でリセットする分周回路と、前記第
１のパルス発生手段の出力および前記分周回路の異なる
分周比の出力を入力してこれらの信号のいずれかから特
定の位相のパルスを取出すパルス選択回路と、このパル
ス選択回路の出力パルス幅を測定するパルス幅測定手段
とを備え、パルス幅測定手段の出力から特定の回転角度
に対応する回転速度を測定するように構成した点にある
。

（作用）第１のパルス発生手段の出力パルスを分周器で分周し、
分周出力を組合せてパルス選択回路で論理演算を行うこ
とにより、特定の回転角度に対応するパルス幅を測定し
、このパルス幅から回転速度を測定することができる。

（実施例）以下本発明を図面を用いて詳しく説明する。

第１図は本発明に係る回転速度測定装置の第１の実施例
を示す構成ブロック図である。１は回転物体を構成する
光ディスクのスピンドルモータ、２はこのモータ１の回
転に対応したパルスを出力するパルス発生手段を備えた
光電式エンコーダである。第２図はエンコーダ２の原理
図で、円板２１は円周方向に等間隔で設けられた複数の
スリット２２およびこの複数のスリット２２の１つと同
一の角度位置にある１つのスリット２３を有する。

光源２４と光検出器２６．光源２５と光検出器２７の組
合せはそれぞれフォトカプラで構成することができる。

光源２４．２５の出射光ビームはそれぞれスリット２２
．２３を通過して光検出器２６．２７で検出される６円
板２１が回転すると光検出器２６は回転角度に対し等間
隔のパルスを発生し、光検出器２７は１回転に１つのパ
ルスを発生する。光源２４１円板２１．スリット２２お
よび光検出器２６は第１のパルス発生手段を構成し、光
源２５１円板２１．スリット２３および光検出器２７は
第２のパルス発生手段を構成する。３は光検出器２６の
出力パルスを入力して分周する分周器で、光検出器２７
の出力パルスでリセットされる。４０は光検出器２６の
出力Ａ０を反転するＮ　ＯＴ回路、４１〜４Ｎは分周器
３の分周出力Ａ、〜ＡＮをそれぞれ反転するＮ０７回路
、５０〜５Ｎは信号Ａ０〜ＡＮまなはＮＯＴ回路４０〜
４Ｎの出力のいずれかをそれぞれ選択する設定スイッチ
、６は設定スイッチ５０〜５Ｎの出力を入力するＡＮＤ
回路で、これらは信号Ａ０〜ＡＮから被測定パルスＹを
抽出するパルス選択回路を構成する。７はＡＮＤ凹Ｎ６
の出力を入力してそのパルス幅を測定するタイムインタ
ーバルカウンタ。

ジッタカウンタ等からなるパルス幅測定器である。

次に上記のような構成の回転速度測定装置の動作を第３
図のタイムチャートを用いて説明する。

エンコーダ２の光検出器２７のパルス出力２は円板２１
の１回転ごとに１回発生し、分周器３をリセットする（
第３図（イ））。エンコーダ２の光検出器２６のパルス
出力Ａｏは円板２１の１回転ごとにＭ個のパルス幅ｘ、
、Ｘ３　、・・・ＸＭを生ずる（第３図（ロ））、なお
パルス出力Ｚはパルス出力ＡＯと同期している０分周器
３は入力パルスＡＯを１／２．１／４．−１／Ｎの分周
比でそれぞれ分周した出力Ａ　＋　、　Ａ２　、・・・
ＡＮを発生する（第３図（ハ）〜（へ））。但し８５Ｍ
である。

信号Ａｏ　、　Ａ　＋　、　Ａ２　、　・”Ａ　Ｎはそ
れぞれＮＯＴ回Ｆ！＠４０，４１．４２．・・・４Ｎで
反転され、スイッチ５０，５１，５２．・・・５Ｎによ
りいずれか一方がそれぞれ選択される。ＡＮＤ回路６は
各スイッチ５０〜５Ｎの出力についてＡＮＤ演算を行い
、その出力パルス幅がパルス幅測定器７で測定される６
例えばＭが８．Ｎが４の場合、スイッチ５０゜５１．５
２，５３．５４がそれぞれ負、負、正正、正（負は反転
側、正は非反転側の選択を示す）に設定されていると、
ＡＮＤ回路６の出力は信号Ａ０のｘ４のタイミングで出
力される（第３図（ト）のＹ出力）。すなわちスイッチ
５０〜５Ｎの設定によりＡＯ傷信号１周期内の任意の位
置（位相）のパルスのみを取出し、そのパルス幅をパル
ス幅測定回路７で測定することができる。Ａ。信号の１
周期内の位置は円板２１の回転角度に対応しているから
、スイッチ５０〜５Ｎの設定により円板２１の任意の回
転角度における速度を測定することができる。信号ＡＯ
を発生するスリットは回転角度に対し等間隔であり、円
周方向に等間隔、すなわち距離が一定であるから、スイ
ッチ５０〜５Ｎの設定の組合せを順次変えてパルス信号
Ｙの幅を測定することにより、１回転内の各位置におけ
るモータ１の速度変動を容易に測定することができる。

このような構成の回転速度測定装置によれば、異なる回
転位置について毎回固定子を一定角度ずつ回したり、円
板を交換する必要がなく、短時間で正確に速度変動の測
定を行うことができる。また、光デイスク装置等ではも
ともとエンコーダがモータに装着されていることが多い
が、その場合にはその出力を活用して簡単に実現するこ
とができる。

なお上記の実施例において、Ｍ、Ｎを大きくすることに
より、速度分布の精度を向上することができる。

なおエンコーダ２のＡ０出力用スリット幅のバラツキが
ジッタ（速度変動）の測定精度に対して大きく、エンコ
ーダの精度が測定精度に影響を与える場合は、次のよう
にして測定精度を向上することができる。すなわち、ス
イッチ５０の出力すなわちＡ。のパルス幅をＡＮＤ回路
６に加えず、Ａ１以上のパルス幅すなわちＡ、〜ＡＮ信
号をＡＮＤ回路６に入力することにより、第３図（チ）
のＹ”出力のようにＡ、と同じパルス幅を取出し、その
パルス幅を測定する。その結果、Ａ、パルスにおけるス
リット誤差をεとすれば、ＡＯ傷信号２倍のパルス幅を
持つＹ′信号を用いることでその実効誤差をε／２とす
ることができる。このように下段の分周出力の組合せに
よって被測定パルス幅を発生することにより、エンコー
ダの誤差の影響を小さくすることができる。

また上記の実施例でエンコーダの２出力とＡ。

出力の間にタイミングのずれδがある場合は、パルス幅
ｘ２〜ＸＭ−１に関しては正確な測定ができるが、Ｘ、
とＸＭがδだけずれてしまう６例えば真のＸ、をｘ、ｔ
とずれば、Ｘ＋＝Ｘ＋ｔ−δとなる。これを防ぐには第
４図に示すように２倍号を１／２以上分周した信号（第
４図（イ））で分周器３をリセットすればよい０例えば
Ｍ＝８の場合には第４図（ハ）のＡＱ出力のＸ、〜Ｘ＋
６の内リセットパルスの影ぜがないＸ、〜Ｘ、をパルス
幅発生に利用すれば、正確な測定を行うことができる。

このような動作はパルス選択回路の論理回路を変形する
ことにより実現できる。

また上記の実施例では光学スリット形エンコーダを用い
ているが、回転位置に対して等間隔のパルスとリセット
パルスを発生する任意の他の方式のエンコーダを用いる
こともできる。

また上記の実施例において回転位置の設定はスイッチの
切換えによって行われているが、これを論理回路等を用
いて電気信号で設定できるようにし、回転角度の走査お
よび速度分布からの最大赦小値の決定をコンピュータ等
を用いて行うことにより測定の完全自動化を図ることも
できる。

また上記の実施例では回転物体としてモータを用いてい
るが、任意の回転物体の回転速度分布を測定することが
できる。

（発明の効果）以上述べたように本発明によれば、短時間で正確な測定
が可能な回転速度測定装置を簡単な構成で実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転速度測定装置の一実施例を示
す構成ブロック図、第２図は第１図のエンコーダの原理
図、第３図は第１図装置およびその変形例の動作を示す
タイムチャート、第４図は第１図装置の他の変形例の動
作を示すタイムチャート、第５図は光ディスクにおける
回転速度変動の様子を示す図、第６図は従来の回転速度
測定方法を示す図である。１・・・回転物体、３・・・分周回路、６・・・ＡＮＤ
回路、７・・・パルス幅測定手段、２１・・・円板、２
２．２３・・・スリット、２４．２５・・・光源、２６
．２７・・・光検出器、４０〜４Ｎ・・・ＮＯＴ回路、
５０〜５Ｎ・・・第図（ロ）マーク一６＝＝羽− ６］第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転物体の回転速度を測定する回転速度測定装置
において、回転物体の１回転毎に複数のパルスを回転角
度に対して等間隔で発生する第１のパルス発生手段と、
１回転毎に１個のパルスを発生ずる第２のパルス発生手
段と、前記第１のパルス発生手段の出力を分周し前記第
２のパルス発生手段の出力に関連する信号でリセットす
る分周回路と、前記第１のパルス発生手段の出力および
前記分周回路の異なる分周比の出力を入力してこれらの
信号のいずれかから特定の位相のパルスを取出すパルス
選択回路と、このパルス選択回路の出力パルス幅を測定
するパルス幅測定手段とを備え、パルス幅測定手段の出
力から特定の回転角度に対応する回転速度を測定するよ
うに構成したことを特徴とする回転速度測定装置。
（２）第２のパルス発生手段の出力を分周した信号によ
り分周回路をリセットするように構成した請求項１記載
の回転速度測定装置。