JPH087223B2 - 回転速度測定装置 - Google Patents
回転速度測定装置Info
- Publication number
- JPH087223B2 JPH087223B2 JP28957688A JP28957688A JPH087223B2 JP H087223 B2 JPH087223 B2 JP H087223B2 JP 28957688 A JP28957688 A JP 28957688A JP 28957688 A JP28957688 A JP 28957688A JP H087223 B2 JPH087223 B2 JP H087223B2
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- JP
- Japan
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- pulse
- output
- rotation
- rotation speed
- measuring device
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Rotational Drive Of Disk (AREA)
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。
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Ｌ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。
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Ｌ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（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。
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（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。
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。
取付け精度（ガタ）が精度に影響を与える。
回したときの角度の信頼性が乏しい。
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。
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。
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。
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。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24,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25,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
NOT回路、41〜4Nは分周器３の分周出力A1〜ANをそれぞ
れ反転するNOT回路、50〜55Nは信号A0〜ANまたは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回路６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。
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。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24,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25,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
NOT回路、41〜4Nは分周器３の分周出力A1〜ANをそれぞ
れ反転するNOT回路、50〜55Nは信号A0〜ANまたは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回路６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ｚ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x1,x2…xMを生ずる（第３図
（ロ））。なおパルス出力ｚはパルス出力A0と同期して
いる。分周器３は入力パルスA0を1/2,1/4,…1/Nの分周
比でそれぞれ分周した出力A1,A2,…ANを発生する（第３
図（ハ）〜（ヘ））。但しＮ≦Ｍである。信号A0,A1,
A2,…ANはそれぞれNOT回路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。例えばＭが8,Nが４の場合、スイッ
チ50,51,52,53,54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A0信号の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。A0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A0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。
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ｚ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x1,x2…xMを生ずる（第３図
（ロ））。なおパルス出力ｚはパルス出力A0と同期して
いる。分周器３は入力パルスA0を1/2,1/4,…1/Nの分周
比でそれぞれ分周した出力A1,A2,…ANを発生する（第３
図（ハ）〜（ヘ））。但しＮ≦Ｍである。信号A0,A1,
A2,…ANはそれぞれNOT回路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。例えばＭが8,Nが４の場合、スイッ
チ50,51,52,53,54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A0信号の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。A0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A0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、光ディスク装置等では
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。
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、光ディスク装置等では
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。
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A0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A1〜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A1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、A0パルスにおけるスリット誤差をεとす
れば、A0信号の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。
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A0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A1〜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A1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、A0パルスにおけるスリット誤差をεとす
れば、A0信号の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ｚ出力とA0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、x1とxMがδだけずれ
てしまう。例えば真のx1をx1tとすれば、x1＝x1t−δと
なる。これを防ぐには第４図に示すようにｚ信号を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。例えばＭ＝８の場合には第４図（ハ）の
A0出力のx1〜x16の内リセットパルスの影響がないx1〜x
9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
を変形するとにより実現できる。
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、x1とxMがδだけずれ
てしまう。例えば真のx1をx1tとすれば、x1＝x1t−δと
なる。これを防ぐには第４図に示すようにｚ信号を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。例えばＭ＝８の場合には第４図（ハ）の
A0出力のx1〜x16の内リセットパルスの影響がないx1〜x
9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。
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最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。
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最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。
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。
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。
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、22,23……スリッ
ト、24,25……光源、26,27……光検出器、40〜4N……NO
T回路、50〜5N……スイッチ。
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、22,23……スリッ
ト、24,25……光源、26,27……光検出器、40〜4N……NO
T回路、50〜5N……スイッチ。
Claims (2)
- 【請求項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ことを特徴とする回転速度測定装
置。 - 【請求項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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28957688A JPH087223B2 (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 回転速度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28957688A JPH087223B2 (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 回転速度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02136747A JPH02136747A (ja) | 1990-05-25 |
| JPH087223B2 true JPH087223B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=17745023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28957688A Expired - Fee Related JPH087223B2 (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 回転速度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087223B2 (ja) |
-
1988
- 1988-11-16 JP JP28957688A patent/JPH087223B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02136747A (ja) | 1990-05-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |