JPH03211418A - Optical position detector - Google Patents

Optical position detector

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JPH03211418A
JPH03211418A JP735390A JP735390A JPH03211418A JP H03211418 A JPH03211418 A JP H03211418A JP 735390 A JP735390 A JP 735390A JP 735390 A JP735390 A JP 735390A JP H03211418 A JPH03211418 A JP H03211418A
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light
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瀬戸 秀和
Masahiko Noro
雅彦 野呂
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Abstract

PURPOSE:To obtain excellent position detection accuracy without narrowing down the intervals between a scale and a reticle so much by using a spot light source as a light source and specifying the gap between the scale and reticle. CONSTITUTION:The position sensor for a magnetic head is constituted by arranging the reticle RC which has light transmission parts (a) - (d) and the scale SC which has plural slits SL between the light source 9 and photodetectors 5 - 8. Then the spot light source is used as the light source 9 to collimate all irradiation light into parallel light and the gap R between the scale SC and reticle RC is set nearly to P<2>/4lambda, where lambda is the wavelength of the light source and P is the pitch of the light transmission parts of the scale SC. Consequently, each position detection output hardly become dull and the excellent detection accuracy is obtained without narrowing down the gap between the scale SC and reticle RC to current 20mum.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気ディスク駆動装置のヘッド位置検出装置に
通用して好適な光学的位置検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical position detection device suitable for general use as a head position detection device of a magnetic disk drive device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、光源、複数の光検出器及びその複数の光検出
器に夫々対応した光透過部を有するレチクル並びに、光
源及びレチクル間に配された、所定ピッチの複数の光透
過部を有するスケールを相対的に移動せしめ、複数の光
検出器の検出出力をを夫々複数の検出回路に供給するこ
とによって、その複数の検出回路から、その相対的移動
に基づく互いに位相の異なる複数の三角波状位置検出出
力を得るようにした光学的位置検出装置において、光源
として、点光源を用いると共に、光源から発生する光の
波長をλ、スケールの複数の光透過部のピッチをPと夫
々するとき、スケール及び上記レチクル間の間隔Rを、 R=P2/4 λ に選定したことにより、スケール及びレチクル間の間隔
をそれほど狭くしなくても、複数の検出回路からの各三
角波状位置検出出力が鈍りにくく成るようにしたもので
ある。
The present invention relates to a reticle having a light source, a plurality of photodetectors, and light transmitting portions corresponding to the plurality of photodetectors, and a scale having a plurality of light transmitting portions arranged at a predetermined pitch between the light source and the reticle. By relatively moving the detection outputs of the plurality of photodetectors and supplying the detection outputs of the plurality of photodetectors to the plurality of detection circuits, the plurality of detection circuits can detect a plurality of triangular wave positions having different phases from each other based on the relative movement. In an optical position detection device designed to obtain a detection output, when a point light source is used as a light source, the wavelength of the light generated from the light source is λ, and the pitch of the plurality of light transmitting parts of the scale is P, the scale And by selecting the distance R between the reticles as R=P2/4 λ, the triangular wave position detection outputs from the plurality of detection circuits are less likely to become dull even if the distance between the scale and the reticles is not so narrow. It was designed so that it would become possible.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

本願発明に関連する従来技術としては、特開昭63−1
54916号公報 実開昭62−187468号公報 を挙げることができる。
As the prior art related to the present invention, JP-A No. 63-1
No. 54916 and Japanese Utility Model Application Publication No. 62-187468 can be mentioned.

従来の磁気ディスク(ハードディスク)駆動装置には、
磁気ヘッドの磁気ディスク上の位置を検出するための位
置センサが、ヘッドアームの磁気ヘッドの取り付は部と
は反対側の部分に取り付けられている。
Conventional magnetic disk (hard disk) drives include
A position sensor for detecting the position of the magnetic head on the magnetic disk is attached to a portion of the head arm opposite to the portion where the magnetic head is attached.

この位置センサは、光源、複数の光検出器及びその複数
の光検出器に夫々対応した光透過部を有するレチクル並
びに、光源及びレチクル間に配された、所定ピッチの複
数の光透過部を有するスケールを相対的に移動せしめ、
複数の光検出器の検出出力を夫々複数の検出回路に供給
することによって、その複数の検出回路から、その相対
的移動に基づく互いに位相の異なる複数の三角波状位置
検出出力を得るようにしている。
This position sensor includes a light source, a plurality of photodetectors, a reticle having a light transmission section corresponding to each of the plurality of photodetectors, and a plurality of light transmission sections arranged at a predetermined pitch between the light source and the reticle. Move the scale relatively,
By supplying the detection outputs of the plurality of photodetectors to the plurality of detection circuits, a plurality of triangular wave position detection outputs having mutually different phases based on their relative movements are obtained from the plurality of detection circuits. .

かかる従来の位置センサの光源としては、第1図Bに示
す如く面発光型LED (発光ダイオード)を用いてい
た。かかるLEDは、カソード電極上に順次n−GaA
s層、n−GaAs層及びp−GaAs層を積層すると
共に、−格上のp−GaAs層上の中心部に円形のアノ
ード電極を設け、そのp−GaAs層上のアノード電極
の設けられていない部分を発光部としたものである。
As a light source for such a conventional position sensor, a surface emitting type LED (light emitting diode) was used as shown in FIG. 1B. Such an LED sequentially includes n-GaA on the cathode electrode.
An s-layer, an n-GaAs layer, and a p-GaAs layer are laminated, and a circular anode electrode is provided at the center of the p-GaAs layer above the p-GaAs layer, and the anode electrode is provided on the p-GaAs layer. The blank part is used as a light emitting part.

そして、このLEDからの発散光を、凸レンズによって
平行光にしてから、スケールに照射するようにしていた
Then, the diverging light from the LED is converted into parallel light by a convex lens, and then irradiated onto the scale.

尚、スケール及びレチクル間の間隔は、スケールの光透
過部のピッチ(20μm)程度である。
Note that the distance between the scale and the reticle is approximately the pitch (20 μm) of the light transmitting portion of the scale.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

とろこで、かかる従来の位置センサでは、上述したよう
に、面発光型LEDを用いていたため、そのLEDから
の発散光を、凸レンズによって平行光にしてから、スケ
ールに照射しても、そのスケールに照射される光の総て
が平行であるとは言い難いので、スケールの光透過部を
通過した後の光もある程度法がって、レチクルの光透過
部を通過しないものも出て来る。このため、各検出回路
から得られる三角波状位置検出出力の波形が鈍って、位
置検出精度が低く成ると言う欠点がある。
However, as mentioned above, such conventional position sensors use surface-emitting LEDs, so even if the diverging light from the LED is made into parallel light by a convex lens and then irradiated onto the scale, the scale will not be visible. Since it is difficult to say that all of the light irradiated on the scale is parallel, some of the light that passes through the light-transmitting part of the scale is deflected to some extent and does not pass through the light-transmitting part of the reticle. Therefore, there is a drawback that the waveform of the triangular wave position detection output obtained from each detection circuit becomes dull and the position detection accuracy becomes low.

そこで、各検出回路から得られる三角波状位置検出出力
の波形があまり鈍らないように、スケール及びレチクル
間の間隔をできるだけ狭く、例えば、スケールの光透過
部のピッチ程度に設定していた。
Therefore, in order to prevent the waveform of the triangular position detection output obtained from each detection circuit from becoming too dull, the interval between the scale and the reticle is set as narrow as possible, for example, to the pitch of the light transmitting portion of the scale.

ところで、磁気ディスク駆動装置の小型(薄型)化と相
俟って、スケール及びレチクル間の間隔をあまり狭くす
ると、その公差もかなり厳しく成るため、位置センサを
構成する部品の高さ等の寸法の精度の厳しい管理が必要
と成り、これを怠るとスケール及びレチクルが接触する
虞がある。しかも、スケール及びレチクル間の間隔がこ
のように狭いと、位置センサを構成する部品の高さ等の
寸法の精度の厳しい管理をしても、部品の熱膨張によっ
て、スケール及びレチクルが接触する虞もある。
By the way, as magnetic disk drive devices become smaller (thinner), if the distance between the scale and reticle becomes too narrow, the tolerances will become quite strict, so dimensions such as the height of the parts that make up the position sensor will become smaller. Strict precision control is required, and if this is not done, there is a risk that the scale and reticle will come into contact. Furthermore, if the distance between the scale and reticle is so narrow, even if the precision of dimensions such as the height of the parts that make up the position sensor is strictly controlled, there is a risk that the scale and reticle will come into contact due to thermal expansion of the parts. There is also.

かかる点に鑑み、本発明は、光源、複数の光検出器及び
その複数の光検出器に夫々対応した光透過部を有するレ
チクル並びに、光源及びレチクル間に配された、所定ピ
ッチの複数の光透過部を有するスケールを相対的に移動
せしめ、複数の光検出器の検出出力を夫々複数の検出回
路に供給することによって、その複数の検出回路から、
その相対的移動に基づく互いに位相の異なる複数の三角
波状位置検出出力を得るようにした光学的位置検出装置
において、スケール及びレチクル間の間隔をそれほど狭
くしなくても、複数の検出回路からの各三角波状位置検
出出力が鈍り難く成るものを提案しよとするものである
In view of this, the present invention provides a reticle having a light source, a plurality of photodetectors, and a light transmitting portion corresponding to each of the plurality of photodetectors, and a plurality of light beams arranged at a predetermined pitch between the light source and the reticle. By relatively moving a scale having a transmission part and supplying the detection outputs of the plurality of photodetectors to the plurality of detection circuits, from the plurality of detection circuits,
In an optical position detecting device that obtains a plurality of triangular wave position detection outputs having different phases based on their relative movement, each signal from a plurality of detection circuits can The purpose is to propose a triangular wave position detection output that is less likely to become dull.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、光源(9)と、複数の光検出器(5)〜(8
)と、その複数の光検出器(5)〜(8)に夫々対応し
た光透過部a −dを有するレチクルRCと、光源(9
)及びレチクルRC間に配された、所定ピッチの複数の
光透過部SLを有するスケールSCと、複数の光検出器
(5)〜(8)の検出出力が夫々供給される複数の検出
回路(1)〜(4)とを備え、光源(9)、複数の光検
出器(5)〜(8)及びその複数の光検出器(5)〜(
8)に夫々対応した光透過部a −dを有するレチクル
RC並びにスケール間の相対的移動に基づく互いに位相
の異なる複数の三角波状位置検出出力を、複数の検出回
路から得るようにした光学的位置検出装置において、光
源(9)として、点光源を用いると共に、光源(9)か
ら発生する光の波長をλ、スケールSCの複数の光透過
部のピッチをPと夫々するとき、スケールSC及びレチ
クルRC間の間隔Rを、 R=P”/4λ に選定する。
The present invention includes a light source (9) and a plurality of photodetectors (5) to (8).
), a reticle RC having light transmitting parts a to d corresponding to the plurality of photodetectors (5) to (8), respectively, and a light source (9).
) and reticle RC, a scale SC having a plurality of light transmitting parts SL at a predetermined pitch, and a plurality of detection circuits (to which detection outputs of the plurality of photodetectors (5) to (8) are respectively supplied). 1) to (4), a light source (9), a plurality of photodetectors (5) to (8), and the plurality of photodetectors (5) to (
8) Optical positioning in which a plurality of triangular wave position detection outputs having mutually different phases are obtained from a plurality of detection circuits based on relative movement between a reticle RC and a scale having light transmitting portions a to d respectively corresponding to 8). In the detection device, when a point light source is used as the light source (9), the wavelength of the light generated from the light source (9) is λ, and the pitch of the plurality of light transmitting parts of the scale SC is P, the scale SC and the reticle The spacing R between RCs is chosen to be R=P''/4λ.

〔作用〕[Effect]

かかる本発明によれば、複数の検出回路から、光源(9
)、複数の光検出器(5)〜(8)及びその複数の光検
出器(5)〜(8)に夫々対応した光透過部a −dを
有するレチクルRC並びにスケール間の相対的移動に基
づく互いに位相の異なる複数の三角波状位置検出出力が
得られ、スケール及びレチクル間の間隔をそれほど狭(
しなくても、その複数の検出回路からの三角波状位置検
出出力が鈍り難く成る。
According to the present invention, the light source (9
), a reticle RC having a plurality of photodetectors (5) to (8) and light transmitting parts a to d corresponding to the plurality of photodetectors (5) to (8), respectively, and relative movement between the scales. Multiple triangular wave position detection outputs with different phases can be obtained based on the
Even if this is not done, the triangular wave position detection outputs from the plurality of detection circuits are less likely to become dull.

〔実施例〕〔Example〕

先ず、第2図を参照して、本発明が通用される磁気ディ
スク(ハードディスク)駆動装置の一例を説明する。回
転せしめられる磁気ディスクDSに対し、その略半径方
向に沿って移動する磁気ヘッドHDが設けられ、この磁
気ヘッドHDは、ボイスコイルモータVMによって、回
転軸AXの回りに回転するヘッドアームHMに取り付け
られると共に、そのヘッドアームHMの他部に、スケー
ルSC及びセンサSEから成る位置センサPSが設けら
れ、この位置センサPSによって、磁気ヘッドHDの磁
気ディスクDS上の位置が検出されるようにしている。
First, with reference to FIG. 2, an example of a magnetic disk (hard disk) drive device to which the present invention is applicable will be described. A magnetic head HD is provided that moves approximately in the radial direction of the rotating magnetic disk DS, and this magnetic head HD is attached to a head arm HM that rotates around a rotation axis AX by a voice coil motor VM. At the same time, a position sensor PS consisting of a scale SC and a sensor SE is provided on the other part of the head arm HM, and the position of the magnetic head HD on the magnetic disk DS is detected by this position sensor PS. .

次に、第3図を参照して、かかる位置センサSCに通用
される、本発明の一実施例を詳細に説明する。この位置
センサは、発光ダイオード(9)と、光検出用の4個の
フォトダイオード(5)〜(8)と、その4個のフォト
ダイオード(5)〜(8)に夫々対応した光透過部a−
dを有するレチクルRCと、発光ダイオード(9)及び
レチクルRC間に配された、所定ピッチの複数の光透過
部SLを有するスケールSCと、発光ダイオード(9)
からの発散光を平行光にして、スケールSCに入射せし
める凸レンズLSとから構成される。
Next, with reference to FIG. 3, an embodiment of the present invention applicable to such a position sensor SC will be described in detail. This position sensor includes a light emitting diode (9), four photodiodes (5) to (8) for light detection, and a light transmitting section corresponding to each of the four photodiodes (5) to (8). a-
d, a scale SC having a plurality of light transmitting parts SL with a predetermined pitch, and a light emitting diode (9) disposed between the light emitting diode (9) and the reticle RC, and a light emitting diode (9).
It is composed of a convex lens LS that converts the diverging light from the parallel light into parallel light and makes it incident on the scale SC.

そして、発光ダイオード(LED)(9)として、例え
ば、第1図Aに示す如き、点発光型LED(赤外光LE
D)を用いる。この点発光型LEDは、カソード電極上
に順次n−GaAs層、n−GaAs層及びp−GaA
s層を積層すると共に、−格上のp−GaAs層上に中
心部に円孔を有するアノード電極を設け、p−GaAs
1iのその円孔によって露出している部分を発光部とし
たものである。
As the light emitting diode (LED) (9), for example, a point-emitting type LED (infrared light LED) as shown in FIG. 1A is used.
D) is used. This point-emitting LED has an n-GaAs layer, an n-GaAs layer, and a p-GaA layer sequentially formed on the cathode electrode.
At the same time as laminating the s layer, an anode electrode having a circular hole in the center is provided on the p-GaAs layer on the - layer, and the p-GaAs
The portion of 1i exposed through the circular hole is used as a light emitting portion.

このように、発光ダイオード(9)として、点発光型L
EDを用いたことによって、光の波動性が顕著と成り、
発光ダイオード(9)からの発散光を、凸レンズLSに
よって平行光にしてから、スケールSCに照射させれば
、そのスケールSCに照射される光の平行度は高く成り
、スケールSCの光透過部SLを通過した後の光はあま
り広がらず、レチクルRCの光透過部a −dを殆ど総
てが通過する。
In this way, as the light emitting diode (9), the point-emitting type L
By using ED, the wave nature of light becomes noticeable,
If the diverging light from the light emitting diode (9) is made into parallel light by the convex lens LS and then irradiated onto the scale SC, the degree of parallelism of the light irradiated onto the scale SC increases, and the light transmitting portion SL of the scale SC After passing through the reticle, the light does not spread much, and almost all of it passes through the light transmitting parts a to d of the reticle RC.

そして、光源(点発光型LED)(9)から発生する光
の波長をλ、スケールSCの複数の光透過部のピッチを
Pと夫々するとき、スケールSC及びレチクルRC間の
間隔Rを、 R≒P2/4λ に選定する。
Then, when the wavelength of the light generated from the light source (point-emitting LED) (9) is λ, and the pitch of the plurality of light transmitting parts of the scale SC is P, the interval R between the scale SC and the reticle RC is R. Select ≒P2/4λ.

一例としてλ=890nm、P=20+’mとすると、
スケールSC及びレチクルRC間の間隔Rは0.11m
mと成り、上述の従来例の20μmに比べれ、遥かに大
きいことが分かる。
As an example, if λ=890nm and P=20+'m,
The distance R between scale SC and reticle RC is 0.11m
m, which is much larger than the 20 μm of the conventional example described above.

ここでは、ヘッドアームHMO回動に伴って、スケール
SCが、その光透過部、即ちスリットSLの配列方向に
移動するように成されている。
Here, as the head arm HMO rotates, the scale SC is configured to move in the direction in which its light transmitting portions, that is, the slits SL are arranged.

そのスリットSLは、一定ピツチで形成されると共に、
そのスリットの幅及びその間の光不透過部の幅は互いに
等しく成るように形成されている。
The slits SL are formed at a constant pitch, and
The width of the slit and the width of the light-opaque portion between the slits are formed to be equal to each other.

レチクルRCの光透過部a〜dは、スケールSCのスリ
ットSLの幅と同じ幅を有し、スケールSCのスリット
SLのピッチをPとするとき、夫人順次に(1/ 4 
) P + n P (但し、nは0.1.2.3、・
・・のいずれでも良く、ここでは0と1が用いられてい
る)の位置ずれを以て配されている。
The light transmitting parts a to d of the reticle RC have the same width as the width of the slit SL of the scale SC, and when the pitch of the slit SL of the scale SC is P, the light transmitting parts a to d of the reticle RC have the same width as the width of the slit SL of the scale SC.
) P + n P (however, n is 0.1.2.3,・
... (0 and 1 are used here).

レチクルRCの光透過部a〜dに対応して設けられた各
フォトダイオード(5)〜(8)の検出出力は、夫々第
4図に示す如き検出回路に各別に供給される。この検出
回路は、フォトダイオード(5)〜(8)に対応するフ
ォトダイオード(63)からの検出出力の供給される利
得調整回路(62)を兼ねた電流/電圧変換回路(61
)と、その後段の電圧オフセット量調整回路(67)か
ら構成される。
The detection outputs of the photodiodes (5) to (8) provided corresponding to the light transmitting parts a to d of the reticle RC are separately supplied to detection circuits as shown in FIG. 4, respectively. This detection circuit includes a current/voltage conversion circuit (61) which also serves as a gain adjustment circuit (62) to which detection outputs from photodiodes (63) corresponding to photodiodes (5) to (8) are supplied.
) and a voltage offset amount adjustment circuit (67) at the subsequent stage.

電流/電圧変換回路(61)は、反転入力端子にフォト
ダイオード(63)のカソードが、非反転入力端子にフ
ォトダイオード(63)のアノード及び定電圧源十Bが
接続された演算増幅器(64)及びその出力端子及び反
転入力端子間に接続された利得調整用の可変抵抗器(帰
還抵抗器) (65)にて構成される。
The current/voltage conversion circuit (61) is an operational amplifier (64) to which the cathode of a photodiode (63) is connected to an inverting input terminal, and the anode of the photodiode (63) and a constant voltage source 10B are connected to a non-inverting input terminal. and a variable resistor (feedback resistor) (65) for gain adjustment connected between the output terminal and the inverting input terminal.

又、電圧オフセット量調整回路(67)は、反転入力端
子と演算増幅器(64)の出力端子との間に入力抵抗器
(66)が接続され、非反転入力端子が定電圧源十Bに
接続された演算増幅器 (68)、その出力端子及び反
転入力端子間に接続された帰還抵抗器(69)並びに演
算増幅器(68)の非反転入力端子及び接地間に接続さ
れ、その可動端子が演算増幅器(68)の反転入力端子
に接続されたオフセフ)量調整用可変抵抗器から構成さ
れる。そして、演算増幅器(68)の出力端子から、出
力端子(71)に三角波状の位置検出出力が得られる。
Further, in the voltage offset amount adjustment circuit (67), an input resistor (66) is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier (64), and the non-inverting input terminal is connected to the constant voltage source 10B. a feedback resistor (69) connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier (68), and a feedback resistor (69) connected between the non-inverting input terminal of the operational amplifier (68) and ground, whose movable terminal is connected to the operational amplifier (68); (68) is composed of a variable resistor for adjusting the amount of offset connected to the inverting input terminal of (68). A triangular wave-shaped position detection output is obtained from the output terminal of the operational amplifier (68) to the output terminal (71).

フォトダイオード(5)〜(8)の検出出力が第4図に
て説明した如き各別の検出回路に供給されると、第5図
A−Dに夫々示す如き、順次90度ずつの位相差を有す
る4相の三角波状の検出出力S a % S dが得ら
れる。そして、これら4相の三角波状の位置検出出力S
 a −S dの正の傾斜部が、基準電圧、例えば、5
.5vの線を横切る点Xa〜Xdを、磁気ディスクDS
の順次隣るトラック、ここでは、互いにピッチの等しい
基準トラックRTo 、RTI 〜RT3 、、データ
トランジスタDTo、DT1〜DT3、基準トランクR
T、、RT、〜RT3、・・・・に対応させるようにし
ている。
When the detection outputs of the photodiodes (5) to (8) are supplied to the respective detection circuits as explained in FIG. 4, phase differences of 90 degrees are sequentially generated as shown in FIGS. A four-phase triangular wave detection output S a % S d is obtained. These four-phase triangular wave position detection output S
The positive slope of a - S d is the reference voltage, e.g.
.. Points Xa to Xd that cross the 5v line are connected to the magnetic disk DS.
The successively adjacent tracks, here, the reference tracks RTo, RTI to RT3, which have the same pitch, the data transistors DTo, DT1 to DT3, and the reference trunk R
It is made to correspond to T,, RT, to RT3, .

かくしで、かかる4相の位置検出出力Sa〜Sdを用い
ることによって、第2図に示す如く、磁気ヘッドHDを
磁気ディスクDSの所望のトラックに移動させることが
できる。
By using these four-phase position detection outputs Sa to Sd, the magnetic head HD can be moved to a desired track on the magnetic disk DS, as shown in FIG.

次に、光源(点発光型LED)(9)から発生する光の
波長をλを、λ=890nmとしたときに、スケールS
C及びレチクルRC間の間隔Rを、夫夫60μm、50
μm、40μm、30μm、20μm、110μm、1
00μm、90μm、80μm、80μm及び70μm
と変化させた場合の、互いに位相差が90度の一対の三
角波状の位置検出出力の波形と、その一対の三角波状の
位置検出出力をオフシロスコープのX及びY軸入力端子
に供給して得たりサージュを、夫々第6図A〜Jに示す
Next, when the wavelength of light generated from the light source (point-emitting LED) (9) is λ = 890 nm, the scale S
The distance R between C and reticle RC is 60 μm, 50
μm, 40 μm, 30 μm, 20 μm, 110 μm, 1
00μm, 90μm, 80μm, 80μm and 70μm
The waveform of a pair of triangular position detection outputs with a phase difference of 90 degrees and the pair of triangular position detection outputs are supplied to the X and Y axis input terminals of the off-scilloscope. The results are shown in FIGS. 6A-J, respectively.

ところで、理想的な三角波信号をオフシロスコープのX
及びY軸入力端子に供給して得たりサージュ波形は、一
対の対角線が夫々X及びY軸方向と一致する四角形と成
ることが知られているから、第6図Fのりサージュがこ
の条件にマツチする。
By the way, the ideal triangular wave signal is
It is known that the surge waveform obtained by supplying the input terminals to the Y- and Y-axis input terminals is a rectangle whose pair of diagonals coincide with the X and Y-axis directions, so the surge waveform in Figure 6F meets this condition. do.

従って、スケールSC及びレチクルRC間の間隔Rは、
上述シタ0. 11+m (= 110 +’m)のと
き、90度の位相差を有する三角波状の位置検出出力が
、理想的な三角波に最も近いものであることが明らかと
成り、これは上述した式 %式% を満足することが分かる。
Therefore, the distance R between the scale SC and reticle RC is:
Above mentioned position 0. 11+m (= 110+'m), it is clear that the triangular wave-like position detection output with a phase difference of 90 degrees is the closest to the ideal triangular wave, and this can be calculated using the above formula % formula % It can be seen that this satisfies the following.

尚、かかる90度の位相差を有する三角波状の位置検出
出力が正弦波に近く成る程鈍ると、そのリサージュは第
6図Cに示すように円に近く成る。
When the triangular position detection output having a phase difference of 90 degrees becomes so dull that it approaches a sine wave, its Lissajous becomes close to a circle as shown in FIG. 6C.

かかる位置センサによれば、スケールSC及びレチクル
RC間の間隔を従来より広くしても位置検出精度を高く
することができるので、位置センサを構成する部品の高
さ等の寸法の精度の厳しい管理は不要と成り、又、部品
の熱膨張によるスケールSC及びレチクルRC間の接触
を心配する必要はなく、又、部品の熱膨張による位置検
出精度の低下の虞もない。
According to such a position sensor, the position detection accuracy can be increased even if the interval between the scale SC and the reticle RC is wider than before, so the accuracy of dimensions such as the height of the parts constituting the position sensor can be strictly controlled. In addition, there is no need to worry about contact between the scale SC and reticle RC due to thermal expansion of the components, and there is no risk of deterioration of position detection accuracy due to thermal expansion of the components.

尚、このように、スケールSC及びレチクルRC間の間
隔を従来より可なり広くすることができるが、このよう
にすると、位置検出出力の感度が低下する虞があるが、
その場合には、スケールSCの光透過部SLのピッチを
小さくすれば、それに応じて、スケールSC及びレチク
ル間の間隔を小さくすることができる。これによって、
位置検出出力の感度低下を抑制することができる。又、
このようにすると、スケールSCの回転半径を短くする
ことができ、面ぶれや温度による位置ずれに強く成る。
Incidentally, in this way, the interval between the scale SC and the reticle RC can be made much wider than before, but if this is done, there is a risk that the sensitivity of the position detection output will decrease.
In that case, by reducing the pitch of the light transmitting portions SL of the scale SC, the interval between the scale SC and the reticle can be reduced accordingly. by this,
It is possible to suppress a decrease in the sensitivity of the position detection output. or,
In this way, the radius of rotation of the scale SC can be shortened, making it resistant to surface runout and positional deviation due to temperature.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述せる本発明によれば、光源、複数の光検出器及びそ
の複数の光検出器に夫々対応した光透過部を有するレチ
クル並びに、光源及びレチクル間に配された、所定ピッ
チの複数の光透過部を有するスケールを相対的に移動せ
しめ、複数の光検出器の検出出力を夫々複数の検出回路
に供給することによって、その複数の検出回路から、そ
の相対的移動に基づく互いに位相の異なる複数の三角波
状位置検出出力を得るようにした光学的位置検出装置に
おいて、スケール及びレチクル間の間隔をそれほど狭く
しなくても、複数の検出回路からの各三角波状位置検出
出力が鈍り難く成るものを得ることができる。
According to the present invention described above, there is provided a reticle having a light source, a plurality of photodetectors, and a light transmitting portion corresponding to each of the plurality of photodetectors, and a plurality of light transmitting portions arranged at a predetermined pitch between the light source and the reticle. By relatively moving a scale having a section and supplying the detection outputs of the plurality of photodetectors to the plurality of detection circuits, the plurality of detection circuits can detect a plurality of signals having different phases from each other based on the relative movement. To obtain an optical position detection device configured to obtain a triangular wave position detection output, in which each triangular wave position detection output from a plurality of detection circuits is not easily dulled even without narrowing the interval between a scale and a reticle. be able to.

従って、位置センサを構成する部品の高さ等の寸法の精
度の厳しい管理は不要と成り、又、部品の熱膨張による
スケール及びレチクル間の接触を心配する必要はなく、
又、部品の熱膨張による位置検出精度の低下の虞もない
Therefore, there is no need to strictly control the accuracy of dimensions such as the height of the parts that make up the position sensor, and there is no need to worry about contact between the scale and reticle due to thermal expansion of the parts.
Furthermore, there is no possibility that the position detection accuracy will deteriorate due to thermal expansion of the parts.

尚、このように、スケール及びレチクル間の間隔を従来
よりかなり広くすることができるが、このようにすると
、位置検出出力の感度が低下する虞があるが、その場合
には、スケールの光透過部のピッチを小さくすれば、そ
れに応じて、スケール及びレチクル間の間隔を小さくし
、これによって、位置検出出力の感度低下を抑制するこ
とができる。又、このようにすると、スケールの回転半
径を短くすることができ、面ぶれや温度による位置ずれ
に強く成る。
In this way, the distance between the scale and the reticle can be made much wider than before, but if this is done, there is a risk that the sensitivity of the position detection output will decrease, but in that case, the light transmission of the scale If the pitch of the reticle is made smaller, the interval between the scale and the reticle is made smaller accordingly, thereby suppressing a decrease in the sensitivity of the position detection output. In addition, by doing so, the radius of rotation of the scale can be shortened, making it resistant to surface runout and positional displacement due to temperature.

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

第1図はLEDを示す図、第2図は本発明を通用して好
適なディスク駆動装置を示す配置図、第3図は本発明の
実施例を示す説明図、第4図はその検出回路を示す回路
図、第5図はその位置センサの検出出力を示すタイミン
グチャート、第6図は互いに90度の位相差を有する三
角波状の位置検出出力の波形及びリサージュを示す図で
ある。 (5)〜(8)はフォトダイオード、(9)は発光ダイ
オード(点光源)、SCはスケール、SLはスリット(
光透過部)、RCはレチクル、a % dは光透過部で
ある。 代 理 人 松 隈 秀 盛 面発光型LED 第 図 147、フ、“1v動表! 第2 図 q¥fC7’、iT ? \ ? (。 RCしナクル 二it′)寸 第 図 5Lス =−P  −= SCノ、曾 62 t・14丁1問V回語 #出口路 第4図 イfIJt?ノア#出出力 ノワーしユ 波形 ノサーう 第 ;ユ汝び 6図 ノワージュ 波形
FIG. 1 is a diagram showing an LED, FIG. 2 is a layout diagram showing a suitable disk drive device using the present invention, FIG. 3 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a detection circuit thereof. 5 is a timing chart showing the detection output of the position sensor, and FIG. 6 is a diagram showing the waveform and Lissajous of the triangular position detection output having a phase difference of 90 degrees from each other. (5) to (8) are photodiodes, (9) is a light emitting diode (point light source), SC is a scale, and SL is a slit (
(light transmitting part), RC is a reticle, and a% d is a light transmitting part. Agent Hidemori Matsukuma Surface-emitting LED Fig. 147, F, “1v motion table! Fig. 2 q\fC7', iT? SCノ、曾62 t・14马1QuestionV roundabout#Exit path Fig. 4 I fIJt?Noah#Output nowaYu waveform NoserUth;Yu you Fig. 6 Noage waveform

Claims (1)

【特許請求の範囲】  光源と、複数の光検出器と、該複数の光検出器に夫々
対応した光透過部を有するレチクルと、上記光源及び上
記レチクル間に配された、所定ピッチの複数の光透過部
を有するスケールと、上記複数の光検出器の検出出力が
夫々供給される複数の検出回路とを備え、上記光源、上
記複数の光検出器及び該複数の光検出器に夫々対応した
光透過部を有する上記レチクル並びに上記スケール間の
相対的移動に基づく互いに位相の異なる複数の三角波状
位置検出出力を、上記複数の検出回路から得るようにし
た光学的位置検出装置において、上記光源として、点光
源を用いると共に、 上記光源から発生する光の波長をλ、上記スケールの複
数の光透過部のピッチをPと夫々するとき、上記スケー
ル及び上記レチクル間の間隔Rを、R≒P^2/4λ に選定したことを特徴とする光学的位置検出装置。
[Claims] A light source, a plurality of photodetectors, a reticle having a light transmitting portion corresponding to each of the plurality of photodetectors, and a plurality of reticles arranged at a predetermined pitch between the light source and the reticle. A scale having a light transmitting part and a plurality of detection circuits to which detection outputs of the plurality of photodetectors are respectively supplied, each corresponding to the light source, the plurality of photodetectors, and the plurality of photodetectors. In an optical position detection device, a plurality of triangular wave position detection outputs having mutually different phases based on relative movement between the reticle having a light transmitting part and the scale are obtained from the plurality of detection circuits, wherein the light source is , when a point light source is used, and the wavelength of the light generated from the light source is λ, and the pitch of the plurality of light transmitting parts of the scale is P, the distance R between the scale and the reticle is R≒P^ An optical position detection device characterized in that 2/4λ is selected.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05340765A (en) * 1992-06-09 1993-12-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical encoder
JPH064618U (en) * 1992-06-23 1994-01-21 株式会社ニコン Photoelectric 1-track absolute encoder

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