JP3714410B2 - 回転方向検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータ等により回転される被回転部材の回転方向を検出する回転方向検出装置に関し、さらには被回転部材の回転速度も検出することができる回転方向検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータ等により被回転部材を回転させる機構部（以下、回転機構部と言う。）が色々な装置に適用されている。例えば、ＣＤプレーヤやＤＶＤ装置は、ＣＤやＤＶＤ（ディスク媒体）を載置するターンテーブル（上記被回転部材に 相当する。）を回転させる回転機構部を備え、このターンテーブルを回転させることによりディスク媒体を回転させている。
【０００３】
また、上記回転機構部を備えた装置には、被回転部材の回転方向や回転速度を検出する機構部（この発明で言う回転方向検出装置）が設けられている。
【０００４】
例えば特開平４−５０７７１号に開示されている回転方向検出装置があった。この回転方向検出装置は、同心円上の４箇所に大きさがそれぞれ異なるスリットを形成した円盤をモータの回転軸に取り付けている。このモータの回転軸に上記被回転部材が取り付けられる。上記スリットは、エッジの一方が円盤の中心に対し放射状に４等分した位置にある。また、４つのスリットは、その長さの比が同心円上において１：２：３：４であり、時計方向にこの順番に形成されている。また、円盤を挟んで一方の側から光を照射し、他方の側でスリットを通過した光を検出するフォトインタラプタを備えている。
【０００５】
この回転方向検出装置は、時計方向に定速回転しているときフォトインタラプタで検出されるパルス幅が次第に長くなり、反対に反時計方向に定速回転しているときフォトインタラプタで検出されるパルス幅が次第に短くなるので、このパルス幅の変化を検出することにより回転方向を判定している。
【０００６】
また、回転速度は、時計方向に定速回転している場合フォトインタラプタで検出された任意のパルスの立下りタイミングから、次のパルスの立下りタイミングまでの時間から算出され、反時計方向に定速回転している場合フォトインタラプタで検出された任意のパルスの立上りタイミングから、次のパルスの立上りタイミングまでの時間から算出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記回転方向検出装置はフォトインタラプタで４つのスリット通過した光のパルス幅をそれぞれ検出しなければ、回転方向を判定することができない。また、回転方向が判定されなければ回転速度を算出することができない。ここで、フォトインタラプタで４つのスリット通過した光のパルス幅をそれぞれ検出するのに、円盤が１回転する時間必要であり、回転方向の検出にかかる時間が長いという問題があった。
【０００８】
この発明の目的は、被回転部材の回転方向の検出に要する時間を短縮した回転方向検出装置を提供することにある。
【０００９】
また、この発明は被回転部材の回転方向の検出にかかる処理を簡略化することにより、本体のコストダウンを図った回転方向検出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の回転方向検出装置は、上記課題を解決するために以下の構成を備えている。
【００１１】
（１）光の反射と非反射、または透過と非透過、を交互に繰り返すパターンを形成した回転盤を被回転部材とともに回転させる回転手段と、
上記回転手段により回転されている上記回転盤に光を照射し、その反射光または透過光によるパルス波形を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された上記パルス波形に基づいて上記被回転部材の回転方向を判定する回転方向判定手段と、を備え、
上記回転盤は、正回転時に検出されるパルスのパルス幅が３段階以上で且つ連続して増加または減少するパターンを複数組形成したものであり、
上記回転方向判定手段は、連続するパルスのパルス幅またはパルス間隔の変化から上記回転盤の回転方向を判定する。
【００１２】
この構成では、回転手段が被回転部材とともに回転盤を回転させる。回転盤は、例えばモータの回転軸に直接取り付けられたり、ギアを介して取り付けられる。被回転部材と回転盤とは同じ回転速度で同じ方向に回転される。したがって、回転盤の回転方向および回転速度を検出することにより、被回転部材の回転方向および回転速度が検出できる。
【００１３】
回転盤は、正回転時に検出されるパルスのパルス幅（またはパルス間隔）が３段階以上で且つ連続して増加（または減少）するパターンを複数組形成したものであるため、連続する４つのパルス（またはパルス間隔）を検出することで、パルス幅（またはパルス間隔）が増加する方向に変化しているか、パルス幅（またはパルス間隔）が減少する方向に変化しているかを判定でき、結果的に回転方向を判定することができる。パルス幅（またはパルス間隔）が増加する方向に変化していれば正回転（減少するパターンが形成されている場合、逆回転）であり、反対にパルス幅（またはパルス間隔）が減少する方向に変化していれば逆回転（減少するパターンが形成されている場合、正回転）である。
【００１４】
回転盤には、上記パターンが複数組形成されているので、回転盤が１回転する時間よりも短い時間で連続する４つのパルス（またはパルス間隔）を検出できる。したがって、回転方向の判定に必要な情報（４つのパルスのパルス幅（またはパルス間隔））を獲得するのに要する時間が短縮できるので、回転方向の判定にかかる時間の短縮が図れる。
【００１５】
なお、回転方向を判定する際に連続する５つ以上のパルス（またはパルス間隔）を検出してもよいが、検出するパルスの数が増加させると、その分だけ回転方向の検出に要する時間が長くなるので、検出するパルス数については４つにするのが好ましい。
【００１６】
（２）上記回転盤は、正回転時に検出されるパルスのパルス幅またはパルス間隔が３段階で且つ連続して増加または減少するパターンを複数組形成したものであり、
検出した最小のパルス幅またはパルス間隔から上記回転盤の回転速度を算出する回転速度算出手段を備えている。
【００１７】
この構成では、回転盤に形成されている１組のパターンについて、得られる全てのパルスを検出することができる。ここで、パルス幅またはパルス間隔が最小になるパターンや、最大になるパターン、さらには中間の大きさになるパターンの大きさは既知である。したがって、いずれかのパルスのパルス幅またはパルス間隔と、そのパルス幅またはパルス間隔が得られるパターンの大きさと、から回転盤の回転速度が算出できる。
【００１８】
（３）上記回転盤に形成されているパターンは、定速回転時に上記パルス幅またはパルス間隔が一定になるパターンであり、該パターンから上記回転盤の回転速度を算出する回転速度算出手段を備えている。
【００１９】
この構成では、回転盤を定速回転させている時に得られるパルス幅またはパルス間隔が一定である。すなわち、回転盤に形成されている非反射（または非透過のパターン）の大きさが同じである。この大きさは既知であるので、パルス幅またはパルス間隔を検出することにより、回転盤の回転速度を算出できる。
【００２０】
（４）光の反射と非反射、または透過と非透過、を交互に繰り返すパターンを形成した回転盤を被回転部材とともに回転させる回転手段と、
上記回転手段により回転されている上記回転盤に光を照射し、その反射光または透過光によるパルス波形を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された上記パルス波形に基づいて上記被回転部材の回転方向を判定する回転方向判定手段と、を備え、
上記回転盤は、正回転時に検出される連続するパルスの立上り間隔、または立下り間隔が３段階以上で連続して増加または減少するパターンを複数組形成したものであり、
上記回転方向判定手段は、連続するパルスの立上り間隔または立下り間隔の変化から上記回転盤の回転方向を判定する。
【００２１】
この構成では、上記（１）と同様に回転手段が被回転部材とともに回転盤を回転させる。回転盤は、例えばモータの回転軸に直接取り付けられたり、ギアを介して取り付けられる。被回転部材と回転盤とは同じ回転速度で同じ方向に回転される。したがって、回転盤の回転方向および回転速度を検出することにより、被回転部材の回転方向および回転速度が検出できる。
【００２２】
回転盤は、正回転時に検出される連続するパルスの立上り間隔、または立下り間隔が３段階以上で且つ連続して増加（または減少）するパターンを複数組形成したものであるため、連続する５つのパルスの立上り、または立下りを検出することにより、連続するパルスの立上り間隔または立下り間隔を４つ得ることができる。この４つの立上り間隔または立下り間隔から、立上り間隔または立下り間隔が増加する方向に変化しているか、または減少する方向に変化しているかを判定でき、結果的に回転方向を判定することができる。
【００２３】
ここで、連続する５つのパルスの立上りまたは立下りの検出は、上記（１）と同様に回転盤が１回転する時間よりも短い時間で検出できる。したがって、回転方向の検出に要する時間の短縮が図れる。
【００２４】
また、パルスの立下り、または立ち上がりについては検出しなくてもよいので、その分だけ回転方向の判定にかかる処理が低減され、回転方向の判定に要する時間の一層の短縮が図れる。さらに、装置本体の構成を簡単にできるので、装置本体のコストダウンが図れる。
【００２５】
なお、回転方向を判定する際に連続する６つ以上のパルスの立上りまたは立下りを検出してもよいが、検出数を増加させると、この検出に要する時間が長くなるので、連続する５つのパルスの立上りまたは立下りを検出し、回転方向を判定するのが好ましい。
【００２６】
（５）上記回転盤は、正回転時に検出される連続するパルスの立上り間隔または立下り間隔が３段階で連続して増加または減少するパターンを複数組形成したものであり、
検出した最小の立上り間隔または立下り間隔から上記回転盤の回転速度を算出する回転速度算出手段を備えている。
【００２７】
この構成では、回転盤に形成されている１組のパターンについて、得られる全ての立上り間隔または立下り間隔を検出することができる。ここで、立上り間隔または立下り間隔が最小になるパターンや、最大になるパターン、さらには中間の大きさになるパターンの大きさは既知である。したがって、いずれかの立上り間隔または立下り間隔と、その立上り間隔または立下り間隔が得られるパターンの大きさと、から回転盤の回転速度が算出できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態である回転方向検出装置の構成を示す図である。この実施形態の回転方向検出装置は、ＣＤやＤＶＤ等のディスク媒体を回転させる機構部（以下、回転機構部と言う。）における、上記ディスク媒体の回転方向および回転速度を検出する装置である。
【００２９】
図１において、１はＣＤやＤＶＤ等のディスク媒体が載置されるターンテーブルである。ターンテーブル１は、モータ２の回転軸３に取り付けられている。また、回転軸３には光の反射と非反射を交互に繰り返すパターンが形成された回転盤４が取り付けられている。このターンテーブル１と回転盤４とは、モータ２により回転される。ターンテーブル１と回転盤４とは同じ方向に、同じ速度で回転する。また、ターンテーブル１に載置されたディスク媒体もターンテーブル１とともに回転することから、回転盤４と同じ方向に同じ速度で回転する。回転盤４に形成されているパターンの詳細については後述する。
【００３０】
また、図１に示す５は回転盤４に光を照射し、その反射光によるパルス波形を検出し、出力する光検出部である。６は、光検出部５の出力波形を整形する波形整形回路であり、波形整形回路６で整形された波形が制御部７に入力される。
【００３１】
なお、この実施形態は光の反射と非反射とを繰り返すパターンを回転盤４に形成したものであるが、光の透過と非透過とを繰り返すパターンを回転盤４に形成してもよい。この場合、光検出部５は発光部と受光部とを回転盤４を挟んで対向するように配置すればよい。
【００３２】
制御部７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた１チップのマイコンであり、波形整形回路６からの入力に基づいて、ターンテーブル１（実際には回転盤４）の回転方向を判定するとともに、回転速度を算出する。また、制御部７は、モータ２の回転方向および回転速度を指示する制御信号をドライバ８に与える。ドライバ８は、この制御信号に応じてモータ２の動作を制御する。
【００３３】
なお、回転盤４は図１における下面側に上記パターンが形成されている。また、この実施形態では、ターンテーブル１の回転方向はモータ２の回転方向と同じであり、回転速度はモータ２の回転速度と同じである。
【００３４】
また、以下の説明において回転盤４に形成されているパターンについて、光を反射する領域を光が透過する領域に置き換え、光を非反射する領域を光が非透過の領域に置き換えれば、同様の効果を奏する光の透過と非透過を繰り返すパターンを形成した回転盤４が得られる。
【００３５】
次に、回転盤４の下面側に形成されている光の反射と非反射とを交互に繰り返すパターンについて説明する。図２は、回転盤に形成されているパターンを示す図である。図２において、ハッチングで示す領域が非反射の領域であり、その他の領域が反射の領域である。光検出部５は、反射の領域に光を照射しているとき（反射の領域に対向しているとき）ハイレベルを出力し、非反射に光を照射しているとき（非反射の領域に対向しているとき）ローレベルを出力する。
【００３６】
図２に示す回転盤４には、非反射の領域と反射の領域とが交互に、
１：１：２：２：３：３の割合であらわれるパターンが３組形成されている。図中に示すａ１〜ａ２の範囲に１組のパターンが形成されている。回転盤４全体には３組のパターンが形成されている。
【００３７】
回転盤４が時計方向に回転（以下、正回転と言う。）している場合、光検出部５において図３（Ａ）に示すパルス波形が検出される。回転盤４の回転速度は一定である。図３（Ａ）に示すＴ２はＴ１の２倍であり、Ｔ３はＴ１の３倍である。回転盤４が反時計方向に回転（以下、逆回転と言う。）している場合、光検出部５において図３（Ｂ）に示すパルス波形が検出される。回転盤４の回転速度は一定である。図３（Ｂ）においてＴ２はＴ１の２倍であり、Ｔ３はＴ１の３倍である。
【００３８】
図３から明らかなように、光検出部５は回転盤４が正回転であるとき、そのパルス幅が、Ｔ１、Ｔ２（２×Ｔ１）、Ｔ３（３×Ｔ１）であるパルスをこの順番に繰り返し検出する。反対に、回転盤４が逆回転であるとき、そのパルス幅が、Ｔ３（３×Ｔ１）、Ｔ２（２×Ｔ１）、Ｔ１であるパルスをこの順番に繰り返し検出する。回転盤４には３組のパターンが形成されているので、１回転する間に図３に示すａ１〜ａ２の波形が繰り返し３回検出される。
【００３９】
次に、制御部７における回転方向および回転速度の検出処理について説明する。図４は、この発明の実施形態である制御部における回転方向および回転速度を検出する処理を示すフローチャートである。
【００４０】
制御部７は、連続する４つのパルスについて、そのパルス幅を検出する（ｓ１）。制御部７には、波形整形回路６で波形整形された信号が入力される。ここで、パルス幅を検出するパルスの個数を４つにした理由について説明する。
【００４１】
パルス幅を検出するパルスの個数が３つである場合、パルスを検出した順番にそのパルス幅を記憶し、
（１） 最初に検出したパルスのパルス幅ｗ１と２番目に検出したパルスのパルス幅ｗ２の大きさを比較し、ｗ２の方が大きければ正と判定
（２） ２番目に検出したパルスのパルス幅ｗ２と３番目に検出したパルスのパルス幅ｗ３の大きさを比較し、ｗ３の方が大きければ正と判定
（３） ３番目に検出したパルスのパルス幅ｗ３と最初に検出したパルスのパルス幅ｗ１の大きさを比較し、ｗ１の方が大きければ正と判定
・ 上記（１）〜（３）の判定において、正と判定した回数が２回以上であれば正回転であると判定し、それ以外の場合逆回転であると判定する。
ここで、最初に検出したパルスのパルス幅ｗ１、２番目に検出したパルスのパルス幅ｗ２、３番目に検出したパルスのパルス幅ｗ３は、検出するタイミングにより、ｗ１＝Ｔ１、ｗ２＝Ｔ１、ｗ３＝Ｔ１のいずれかとなる。
【００４２】
ここで、図３に示した波形から明らかなように、回転盤が正回転である場合、検出されるパルス幅は
ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ１、ｗ２、ｗ３・・・・
の繰り返しである。ここで、ｗ１を図３に示すＴ１とした場合上記▲１▼、▲２▼の判定において正と判定され、Ｔ２とした場合上記▲１▼、▲３▼の判定において正と判定され、さらに、Ｔ３とした場合上記▲２▼、▲３▼の判定において正と判定される。
【００４３】
反対に逆回転である場合、検出されるパルス幅は
ｗ３、ｗ２、ｗ１、ｗ３、ｗ２、ｗ１・・・・
の繰り返しである。ここで、ｗ１を図３に示すＴ１とした場合上記▲１▼の判定において正と判定され、Ｔ２とした場合上記▲２▼の判定において正と判定され、さらに、Ｔ３とした場合上記▲３▼の判定において正と判定される。
【００４４】
このように、正回転であるときには上記▲１▼〜▲３▼の判定において２回正と判定され、逆回転であるときには上記▲１▼〜▲３▼の判定において１回だけ正と判定される。したがって、正と判定された回数から回転盤４の回転方向を判定することができる。
【００４５】
この実施形態では、上記のように４つのパルスについてそのパルス幅を検出するのであるが、上記▲３▼の判定に用いるパルス幅ｗ１を再度検出している。具体的には▲３▼を
▲３▼’３番目に検出したパルスのパルス幅ｗ３と４番目に検出したパルスのパルス幅ｗ４の大きさを比較し、ｗ４の方が大きければ正と判定
に置き換えたことにより、この実施形態では４つのパルスを検出するようにしている。
【００４６】
回転盤４の回転速度が変化すれば、同じパターンであっても検出されるパルス幅ｗが変化する。したがって、上記３つのパルスで回転方向を検出する場合、最初のパルスからパルス幅を検出したときの回転盤４の回転速度と、最後（３番目）のパルスからパルス幅を検出したときの回転盤４の回転速度とが大きく変化している可能性がある。一方、４つのパルスについてパルス幅を検出することで、比較する２つのパルス幅のパルスを検出したときにおける回転盤４の回転速度の変化が抑えられ、回転方向の判定制度を高めることができる。
【００４７】
上記▲１▼〜▲３▼’の判定処理が図４に示すｓ２に相当し、▲４▼がｓ３〜ｓ５の処理に相当する。
【００４８】
このように、この実施形態の回転方向検出装置は、連続する４つのパルスのパルス幅を検出することにより、回転盤４の回転方向を検出する。ここで、４つのパルスのパルス幅は、回転盤４が１回転しない間に検出できるので、４つのパルスのパルス幅を検出に要する時間が短縮でき、結果的に回転方向の判定に要する時間の短縮が図れる。
【００４９】
制御部７は、ｓ４またはｓ５で回転盤４の回転方向を判定すると、次に回転盤４の回転速度を算出する。制御部７は、ｓ１で検出した連続する４つのパルスの中で、そのパルス幅が最小（ｗ−ｍｉｎ）であるものを抽出する（ｓ６）。ｓ６で抽出されるパルスは図３に示すＴ１に相当するパルスである。
【００５０】
制御部７は、以下の式から回転盤４の回転速度を算出する（ｓ７）。
【００５１】
回転速度（ｒｐｍ）＝（１／（３６×Ｔ１））×６０
なお、ここでは最小のパルス幅を用いて回転速度を算出するとしたが、最大のパルス幅等、他のパルス幅を用いて回転速度算出するようにしてもよい。例えば、最大のパルス幅（ｗ−ｍａｘ）を用いて回転速度を検出する場合、
【００５２】
このように、この実施形態の回転方向検出装置は回転盤４の回転方向の判定、および回転速度の算出が簡単な処理で行えるので、ターンテーブル１に載置されたディスク媒体のについて回転方向や回転速度の制御が迅速に行える。
【００５３】
また、上記実施形態では、パルス幅を検出して回転方向の判定および回転速度の算出を行うとしたが、パルス幅ではなく、パルス間隔を検出しても上記処理により回転方向の判定および回転速度の算出が行える。
【００５４】
また、上記実施形態ではパルス幅およびパルス間隔が３段階で、且つ連続して増加するパターンであったが、パルス幅およびパルス間隔が３段階で、且つ連続して減少するパターンとしてもよい。この場合、回転方向の判定を逆にすればよい。
【００５５】
次に、回転盤４に形成する別のパターンについて説明する。図５はこのパターンを示す図である。図５においても、ハッチングで示す領域が非反射の領域であり、その他の領域が反射の領域である。光検出部５は、上述したように反射の領域が対向しているときにハイレベルを出力し、非反射の領域が対向しているときにローレベルを出力する。
【００５６】
図５に示す回転盤４には、非反射の領域と反射の領域とが交互に、
１：１：１：２：１：３の割合であらわれるパターンが４組形成されている。図中に示すｂ１〜ｂ２の範囲に１組のパターンが形成されている。回転盤４全体には４組のパターンが形成されている。
【００５７】
回転盤４が時計方向に回転（以下、正回転と言う。）している場合、光検出部５において図６（Ａ）に示すパルス波形が検出される。回転盤４の回転速度は一定である。図６（Ａ）に示すＴ２はＴ１の２倍であり、Ｔ３はＴ１の３倍である。回転盤４が反時計方向に回転（以下、逆回転と言う。）している場合、光検出部５において図６（Ｂ）に示すパルス波形が検出される。回転盤４の回転速度は一定である。図６（Ｂ）においてＴ２はＴ１の２倍であり、Ｔ３はＴ１の３倍である。
【００５８】
さらに、回転盤４の回転方向に関係なく、ローレベルである幅は常にＴ１である。
【００５９】
図６から明らかなように、図５に示すパターンを回転盤４に形成した場合、正回転であるとき、そのパルス幅が、Ｔ１、Ｔ２（２×Ｔ１）、Ｔ３（３×Ｔ１）であるパルスをこの順番に繰り返し検出する。反対に、回転盤４が逆回転であるとき、そのパルス幅が、Ｔ３（３×Ｔ１）、Ｔ２（２×Ｔ１）、Ｔ１であるパルスをこの順番に繰り返し検出する。回転盤４には３組のパターンが形成されているので、１回転する間に図５に示すｂ１〜ｂ２の波形が繰り返し４回検出される。
【００６０】
次に、図５に示したパターンを形成した回転盤による、回転方向の判定処理および回転速度の算出処理について説明する。図７はこの処理を示すフローチャートである。図４で説明した処理と同じ処理については同じステップ番号（ｓ＊）を付している。
【００６１】
制御部７は、上記したｓ１〜ｓ５の処理を行って、回転方向を判定する。
【００６２】
制御部７は、回転方向を判定すると、ｓ１においてパルス幅を検出した各パルスの立下りから、次のパルスの立上りまでの時間の平均値を算出する（ｓ８）。ｓ８では、パルス幅を検出した４つのパルス間におけるローレベルであった時間（３箇所）の平均値を算出する。図５に示したパターンは、非反射の領域が全て同じ大きさである。制御部７はｓ８で算出した平均値を用いて以下の式から、回転速度を算出する（ｓ７）。
【００６３】
このように、ローレベルであった平均時間とすることで、時間Ｔ１の検出精度が向上できる。
【００６４】
また、この実施形態は、回転盤４に上記実施形態よりも多い４組のパターンを形成したので、ｓ１で４つのパルスについてパルス幅を検出する処理に要する時間が一層短縮される。したがって、回転方向の判定、および回転速度の算出に要する時間を一層短縮できる。
【００６５】
さらに、図５に示したパターンを形成した回転盤４は、パルスの立下り間隔が図８に示すように、正回転時、
２：３：４（＝Ｔ１１：Ｔ１２：Ｔ１３）
の繰り返しであり、逆回転時
４：３：２（＝Ｔ１３：Ｔ１２：Ｔ１１）
の繰り返しである。このように、立下り間隔は正回転時、３段階で連続して増加し、逆回転時３段階で連続して減少する。
【００６６】
したがって、連続する５つのパルスから、連続する４つの立下り間隔を検出し、以下の▲１▼〜▲４▼の処理を実行することにより、回転盤４の回転方向を検出することができる。
【００６７】
▲１▼最小に検出した立下り間隔Ｔａと２番目に検出した立下り間隔Ｔｂの大きさを比較し、Ｔｂの方が大きければ正と判定
▲２▼２番目に検出した立下り間隔Ｔｂと３番目に検出した立下り間隔Ｔｃの大きさを比較し、Ｔｃの方が大きければ正と判定
▲３▼３番目に検出した立下り間隔Ｔｃと４番目に検出した立下り間隔Ｔｄの大きさを比較し、Ｔｄの方が大きければ正と判定
▲４▼上記▲１▼〜▲３▼の判定において、正と判定した回数が２回以上であれば正回転であると判定し、それ以外の場合逆回転であると判定する。
【００６８】
ここで、図９は上記処理を示すフローチャートである。制御部７は、連続する４つの立下り間隔を検出し（ｓ１１）、ｓ１２で上記▲１▼〜▲３▼の処理を実行し、ｓ１３からｓ１５で上記▲４▼の処理を実行する。
【００６９】
このように、この実施形態の回転方向検出装置は、連続する５つのパルスから、連続する４つの立下り間隔を検出することにより、回転盤４の回転方向を検出する。ここで、連続する４つの立下り間隔は、回転盤４が１回転しない間に検出できるので、回転方向の判定に要する時間の短縮が図れる。
【００７０】
制御部７は、ｓ１４またはｓ１５で回転盤４の回転方向を判定すると、次に回転盤４の回転速度を算出する。制御部７は、ｓ１で検出した連続する４つの立下り間隔の中で、最小であるものを抽出する（ｓ１６）。ｓ１６で抽出される立下り間隔は図８に示すＴ１１に相当する立下り間隔である。
【００７１】
制御部７は、以下の式から回転盤４の回転速度を算出する（ｓ１７）。
【００７２】
回転速度（ｒｐｍ）＝（２／（３６×Ｔ１１））×６０
なお、ここでは最小の立下り間隔を用いて回転速度を算出するとしたが、最大の立下り間隔等、他の立下り間隔を用いて回転速度算出するようにしてもよい。例えば、最大の立下り間隔を用いて回転速度を検出する場合、
このように、この実施形態の回転方向検出装置は、連続する４つのパルスの立下り間隔を検出することにより、回転盤４の回転方向を検出することができる。
【００７３】
また、図９に示す処理ではパルスの立上りを検出しなくてもよいので、立下りのみ検出すればよいので、回転方向の判定や、回転速度の算出に用いる情報（立下り間隔）の検出が容易に行えるので、本体の構成が簡単になり、装置本体のコストダウンが図れる。
【００７４】
なお、上記実施形態では、検出した連続する４つの立下り間隔に基づいて回転方向を判定するとしたが、連続する４つの立上がり間隔を検出し、ここで検出した立上り間隔に基づいて回転方向の判定、および回転速度の算出を行うようにしてもよい。図８から明らかなように、図５に示したパターンを形成した回転盤４は、パルスの立上り間隔が、正回転時、
２：３：４（＝Ｔ１１：Ｔ１２：Ｔ１３）
の繰り返しであり、逆回転時
４：３：２（＝Ｔ１３：Ｔ１２：Ｔ１１）
の繰り返しである（上記説明した立下り間隔と同じである。）。
【００７５】
なお、この発明は、上記ディスク媒体を回転する回転機構部だけでなく、回転運動を行うもの全てに適用できる。
【００７６】
また、上記実施形態では、回転盤４に形成されているパターンを、パルス幅、または立下り間隔が連続的に３段階で増加する場合を例にしたが、連続的に３段階で減少するパターンとしてもよいし、４段階や５段階で変化するパターンとしてもよい。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、回転方向の判定や回転速度の検出に用いる情報の検出に要する時間が短縮でき、処理速度を向上させることができる。
【００７８】
また、回転方向の判定や、回転速度の算出に用いる情報として、立下り間隔、または立上がり間隔を用いることで、装置本体の構成を簡単にでき、装置本体のコストダウンが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態である回転方向検出装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施形態である回転方向検出装置の回転盤に形成されているパターンを示す図である
【図３】この発明の実施形態である回転方向検出装置の回転盤に形成されているパターンから得られるパルス波形を示す図である。
【図４】この発明の実施形態である回転方向検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の別の実施形態である回転方向検出装置の回転盤に形成されているパターンを示す図である
【図６】この発明の別の実施形態である回転方向検出装置の回転盤に形成されているパターンから得られるパルス波形を示す図である。
【図７】この発明の別の実施形態である回転方向検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】この発明の別の実施形態である回転方向検出装置の回転盤に形成されているパターンから得られるパルス波形を示す図である。
【図９】この発明の別の実施形態である回転方向検出装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１−ターンテーブル
２−モータ
３−回転軸
４−回転盤
５−光検出部
６−波形整形回路
７−制御部
８−ドライバ
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータ等により回転される被回転部材の回転方向を検出する回転方向検出装置に関し、さらには被回転部材の回転速度も検出することができる回転方向検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータ等により被回転部材を回転させる機構部（以下、回転機構部と言う。）が色々な装置に適用されている。例えば、ＣＤプレーヤやＤＶＤ装置は、ＣＤやＤＶＤ（ディスク媒体）を載置するターンテーブル（上記被回転部材に 相当する。）を回転させる回転機構部を備え、このターンテーブルを回転させることによりディスク媒体を回転させている。
【０００３】
また、上記回転機構部を備えた装置には、被回転部材の回転方向や回転速度を検出する機構部（この発明で言う回転方向検出装置）が設けられている。
【０００４】
例えば特開平４−５０７７１号に開示されている回転方向検出装置があった。この回転方向検出装置は、同心円上の４箇所に大きさがそれぞれ異なるスリットを形成した円盤をモータの回転軸に取り付けている。このモータの回転軸に上記被回転部材が取り付けられる。上記スリットは、エッジの一方が円盤の中心に対し放射状に４等分した位置にある。また、４つのスリットは、その長さの比が同心円上において１：２：３：４であり、時計方向にこの順番に形成されている。また、円盤を挟んで一方の側から光を照射し、他方の側でスリットを通過した光を検出するフォトインタラプタを備えている。
【０００５】
この回転方向検出装置は、時計方向に定速回転しているときフォトインタラプタで検出されるパルス幅が次第に長くなり、反対に反時計方向に定速回転しているときフォトインタラプタで検出されるパルス幅が次第に短くなるので、このパルス幅の変化を検出することにより回転方向を判定している。
【０００６】
また、回転速度は、時計方向に定速回転している場合フォトインタラプタで検出された任意のパルスの立下りタイミングから、次のパルスの立下りタイミングまでの時間から算出され、反時計方向に定速回転している場合フォトインタラプタで検出された任意のパルスの立上りタイミングから、次のパルスの立上りタイミングまでの時間から算出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記回転方向検出装置はフォトインタラプタで４つのスリット通過した光のパルス幅をそれぞれ検出しなければ、回転方向を判定することができない。また、回転方向が判定されなければ回転速度を算出することができない。ここで、フォトインタラプタで４つのスリット通過した光のパルス幅をそれぞれ検出するのに、円盤が１回転する時間必要であり、回転方向の検出にかかる時間が長いという問題があった。
【０００８】
この発明の目的は、被回転部材の回転方向の検出に要する時間を短縮した回転方向検出装置を提供することにある。
【０００９】
また、この発明は被回転部材の回転方向の検出にかかる処理を簡略化することにより、本体のコストダウンを図った回転方向検出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の回転方向検出装置は、上記課題を解決するために以下の構成を備えている。
【００１１】
（１）光の反射と非反射、または透過と非透過、を交互に繰り返すパターンを形成した回転盤を被回転部材とともに回転させる回転手段と、
上記回転手段により回転されている上記回転盤に光を照射し、その反射光または透過光によるパルス波形を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された上記パルス波形に基づいて上記被回転部材の回転方向を判定する回転方向判定手段と、を備え、
上記回転盤は、正回転時に検出されるパルスのパルス幅が３段階以上で且つ連続して増加または減少するパターンを複数組形成したものであり、
上記回転方向判定手段は、連続するパルスのパルス幅またはパルス間隔の変化から上記回転盤の回転方向を判定する。
【００１２】
この構成では、回転手段が被回転部材とともに回転盤を回転させる。回転盤は、例えばモータの回転軸に直接取り付けられたり、ギアを介して取り付けられる。被回転部材と回転盤とは同じ回転速度で同じ方向に回転される。したがって、回転盤の回転方向および回転速度を検出することにより、被回転部材の回転方向および回転速度が検出できる。
【００１３】
回転盤は、正回転時に検出されるパルスのパルス幅（またはパルス間隔）が３段階以上で且つ連続して増加（または減少）するパターンを複数組形成したものであるため、連続する４つのパルス（またはパルス間隔）を検出することで、パルス幅（またはパルス間隔）が増加する方向に変化しているか、パルス幅（またはパルス間隔）が減少する方向に変化しているかを判定でき、結果的に回転方向を判定することができる。パルス幅（またはパルス間隔）が増加する方向に変化していれば正回転（減少するパターンが形成されている場合、逆回転）であり、反対にパルス幅（またはパルス間隔）が減少する方向に変化していれば逆回転（減少するパターンが形成されている場合、正回転）である。
【００１４】
回転盤には、上記パターンが複数組形成されているので、回転盤が１回転する時間よりも短い時間で連続する４つのパルス（またはパルス間隔）を検出できる。したがって、回転方向の判定に必要な情報（４つのパルスのパルス幅（またはパルス間隔））を獲得するのに要する時間が短縮できるので、回転方向の判定にかかる時間の短縮が図れる。
【００１５】
なお、回転方向を判定する際に連続する５つ以上のパルス（またはパルス間隔）を検出してもよいが、検出するパルスの数が増加させると、その分だけ回転方向の検出に要する時間が長くなるので、検出するパルス数については４つにするのが好ましい。
【００１６】
（２）上記回転盤は、正回転時に検出されるパルスのパルス幅またはパルス間隔が３段階で且つ連続して増加または減少するパターンを複数組形成したものであり、
検出した最小のパルス幅またはパルス間隔から上記回転盤の回転速度を算出する回転速度算出手段を備えている。
【００１７】
この構成では、回転盤に形成されている１組のパターンについて、得られる全てのパルスを検出することができる。ここで、パルス幅またはパルス間隔が最小になるパターンや、最大になるパターン、さらには中間の大きさになるパターンの大きさは既知である。したがって、いずれかのパルスのパルス幅またはパルス間隔と、そのパルス幅またはパルス間隔が得られるパターンの大きさと、から回転盤の回転速度が算出できる。
【００１８】
（３）上記回転盤に形成されているパターンは、定速回転時に上記パルス幅またはパルス間隔が一定になるパターンであり、該パターンから上記回転盤の回転速度を算出する回転速度算出手段を備えている。
【００１９】
この構成では、回転盤を定速回転させている時に得られるパルス幅またはパルス間隔が一定である。すなわち、回転盤に形成されている非反射（または非透過のパターン）の大きさが同じである。この大きさは既知であるので、パルス幅またはパルス間隔を検出することにより、回転盤の回転速度を算出できる。
【００２０】
（４）光の反射と非反射、または透過と非透過、を交互に繰り返すパターンを形成した回転盤を被回転部材とともに回転させる回転手段と、
上記回転手段により回転されている上記回転盤に光を照射し、その反射光または透過光によるパルス波形を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された上記パルス波形に基づいて上記被回転部材の回転方向を判定する回転方向判定手段と、を備え、
上記回転盤は、正回転時に検出される連続するパルスの立上り間隔、または立下り間隔が３段階以上で連続して増加または減少するパターンを複数組形成したものであり、
上記回転方向判定手段は、連続するパルスの立上り間隔または立下り間隔の変化から上記回転盤の回転方向を判定する。
【００２１】
この構成では、上記（１）と同様に回転手段が被回転部材とともに回転盤を回転させる。回転盤は、例えばモータの回転軸に直接取り付けられたり、ギアを介して取り付けられる。被回転部材と回転盤とは同じ回転速度で同じ方向に回転される。したがって、回転盤の回転方向および回転速度を検出することにより、被回転部材の回転方向および回転速度が検出できる。
【００２２】
回転盤は、正回転時に検出される連続するパルスの立上り間隔、または立下り間隔が３段階以上で且つ連続して増加（または減少）するパターンを複数組形成したものであるため、連続する５つのパルスの立上り、または立下りを検出することにより、連続するパルスの立上り間隔または立下り間隔を４つ得ることができる。この４つの立上り間隔または立下り間隔から、立上り間隔または立下り間隔が増加する方向に変化しているか、または減少する方向に変化しているかを判定でき、結果的に回転方向を判定することができる。
【００２３】
ここで、連続する５つのパルスの立上りまたは立下りの検出は、上記（１）と同様に回転盤が１回転する時間よりも短い時間で検出できる。したがって、回転方向の検出に要する時間の短縮が図れる。
【００２４】
また、パルスの立下り、または立ち上がりについては検出しなくてもよいので、その分だけ回転方向の判定にかかる処理が低減され、回転方向の判定に要する時間の一層の短縮が図れる。さらに、装置本体の構成を簡単にできるので、装置本体のコストダウンが図れる。
【００２５】
なお、回転方向を判定する際に連続する６つ以上のパルスの立上りまたは立下りを検出してもよいが、検出数を増加させると、この検出に要する時間が長くなるので、連続する５つのパルスの立上りまたは立下りを検出し、回転方向を判定するのが好ましい。
【００２６】
（５）上記回転盤は、正回転時に検出される連続するパルスの立上り間隔または立下り間隔が３段階で連続して増加または減少するパターンを複数組形成したものであり、
検出した最小の立上り間隔または立下り間隔から上記回転盤の回転速度を算出する回転速度算出手段を備えている。
【００２７】
この構成では、回転盤に形成されている１組のパターンについて、得られる全ての立上り間隔または立下り間隔を検出することができる。ここで、立上り間隔または立下り間隔が最小になるパターンや、最大になるパターン、さらには中間の大きさになるパターンの大きさは既知である。したがって、いずれかの立上り間隔または立下り間隔と、その立上り間隔または立下り間隔が得られるパターンの大きさと、から回転盤の回転速度が算出できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態である回転方向検出装置の構成を示す図である。この実施形態の回転方向検出装置は、ＣＤやＤＶＤ等のディスク媒体を回転させる機構部（以下、回転機構部と言う。）における、上記ディスク媒体の回転方向および回転速度を検出する装置である。
【００２９】
図１において、１はＣＤやＤＶＤ等のディスク媒体が載置されるターンテーブルである。ターンテーブル１は、モータ２の回転軸３に取り付けられている。また、回転軸３には光の反射と非反射を交互に繰り返すパターンが形成された回転盤４が取り付けられている。このターンテーブル１と回転盤４とは、モータ２により回転される。ターンテーブル１と回転盤４とは同じ方向に、同じ速度で回転する。また、ターンテーブル１に載置されたディスク媒体もターンテーブル１とともに回転することから、回転盤４と同じ方向に同じ速度で回転する。回転盤４に形成されているパターンの詳細については後述する。
【００３０】
また、図１に示す５は回転盤４に光を照射し、その反射光によるパルス波形を検出し、出力する光検出部である。６は、光検出部５の出力波形を整形する波形整形回路であり、波形整形回路６で整形された波形が制御部７に入力される。
【００３１】
なお、この実施形態は光の反射と非反射とを繰り返すパターンを回転盤４に形成したものであるが、光の透過と非透過とを繰り返すパターンを回転盤４に形成してもよい。この場合、光検出部５は発光部と受光部とを回転盤４を挟んで対向するように配置すればよい。
【００３２】
制御部７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた１チップのマイコンであり、波形整形回路６からの入力に基づいて、ターンテーブル１（実際には回転盤４）の回転方向を判定するとともに、回転速度を算出する。また、制御部７は、モータ２の回転方向および回転速度を指示する制御信号をドライバ８に与える。ドライバ８は、この制御信号に応じてモータ２の動作を制御する。
【００３３】
なお、回転盤４は図１における下面側に上記パターンが形成されている。また、この実施形態では、ターンテーブル１の回転方向はモータ２の回転方向と同じであり、回転速度はモータ２の回転速度と同じである。
【００３４】
また、以下の説明において回転盤４に形成されているパターンについて、光を反射する領域を光が透過する領域に置き換え、光を非反射する領域を光が非透過の領域に置き換えれば、同様の効果を奏する光の透過と非透過を繰り返すパターンを形成した回転盤４が得られる。
【００３５】
次に、回転盤４の下面側に形成されている光の反射と非反射とを交互に繰り返すパターンについて説明する。図２は、回転盤に形成されているパターンを示す図である。図２において、ハッチングで示す領域が非反射の領域であり、その他の領域が反射の領域である。光検出部５は、反射の領域に光を照射しているとき（反射の領域に対向しているとき）ハイレベルを出力し、非反射に光を照射しているとき（非反射の領域に対向しているとき）ローレベルを出力する。
【００３６】
図２に示す回転盤４には、非反射の領域と反射の領域とが交互に、
１：１：２：２：３：３の割合であらわれるパターンが３組形成されている。図中に示すａ１〜ａ２の範囲に１組のパターンが形成されている。回転盤４全体には３組のパターンが形成されている。
【００３７】
回転盤４が時計方向に回転（以下、正回転と言う。）している場合、光検出部５において図３（Ａ）に示すパルス波形が検出される。回転盤４の回転速度は一定である。図３（Ａ）に示すＴ２はＴ１の２倍であり、Ｔ３はＴ１の３倍である。回転盤４が反時計方向に回転（以下、逆回転と言う。）している場合、光検出部５において図３（Ｂ）に示すパルス波形が検出される。回転盤４の回転速度は一定である。図３（Ｂ）においてＴ２はＴ１の２倍であり、Ｔ３はＴ１の３倍である。
【００３８】
図３から明らかなように、光検出部５は回転盤４が正回転であるとき、そのパルス幅が、Ｔ１、Ｔ２（２×Ｔ１）、Ｔ３（３×Ｔ１）であるパルスをこの順番に繰り返し検出する。反対に、回転盤４が逆回転であるとき、そのパルス幅が、Ｔ３（３×Ｔ１）、Ｔ２（２×Ｔ１）、Ｔ１であるパルスをこの順番に繰り返し検出する。回転盤４には３組のパターンが形成されているので、１回転する間に図３に示すａ１〜ａ２の波形が繰り返し３回検出される。
【００３９】
次に、制御部７における回転方向および回転速度の検出処理について説明する。図４は、この発明の実施形態である制御部における回転方向および回転速度を検出する処理を示すフローチャートである。
【００４０】
制御部７は、連続する４つのパルスについて、そのパルス幅を検出する（ｓ１）。制御部７には、波形整形回路６で波形整形された信号が入力される。ここで、パルス幅を検出するパルスの個数を４つにした理由について説明する。
【００４１】
パルス幅を検出するパルスの個数が３つである場合、パルスを検出した順番にそのパルス幅を記憶し、
（１） 最初に検出したパルスのパルス幅ｗ１と２番目に検出したパルスのパルス幅ｗ２の大きさを比較し、ｗ２の方が大きければ正と判定
（２） ２番目に検出したパルスのパルス幅ｗ２と３番目に検出したパルスのパルス幅ｗ３の大きさを比較し、ｗ３の方が大きければ正と判定
（３） ３番目に検出したパルスのパルス幅ｗ３と最初に検出したパルスのパルス幅ｗ１の大きさを比較し、ｗ１の方が大きければ正と判定
・ 上記（１）〜（３）の判定において、正と判定した回数が２回以上であれば正回転であると判定し、それ以外の場合逆回転であると判定する。
ここで、最初に検出したパルスのパルス幅ｗ１、２番目に検出したパルスのパルス幅ｗ２、３番目に検出したパルスのパルス幅ｗ３は、検出するタイミングにより、ｗ１＝Ｔ１、ｗ２＝Ｔ１、ｗ３＝Ｔ１のいずれかとなる。
【００４２】
ここで、図３に示した波形から明らかなように、回転盤が正回転である場合、検出されるパルス幅は
ｗ１、ｗ２、ｗ３、ｗ１、ｗ２、ｗ３・・・・
の繰り返しである。ここで、ｗ１を図３に示すＴ１とした場合上記▲１▼、▲２▼の判定において正と判定され、Ｔ２とした場合上記▲１▼、▲３▼の判定において正と判定され、さらに、Ｔ３とした場合上記▲２▼、▲３▼の判定において正と判定される。
【００４３】
反対に逆回転である場合、検出されるパルス幅は
ｗ３、ｗ２、ｗ１、ｗ３、ｗ２、ｗ１・・・・
の繰り返しである。ここで、ｗ１を図３に示すＴ１とした場合上記▲１▼の判定において正と判定され、Ｔ２とした場合上記▲２▼の判定において正と判定され、さらに、Ｔ３とした場合上記▲３▼の判定において正と判定される。
【００４４】
このように、正回転であるときには上記▲１▼〜▲３▼の判定において２回正と判定され、逆回転であるときには上記▲１▼〜▲３▼の判定において１回だけ正と判定される。したがって、正と判定された回数から回転盤４の回転方向を判定することができる。
【００４５】
この実施形態では、上記のように４つのパルスについてそのパルス幅を検出するのであるが、上記▲３▼の判定に用いるパルス幅ｗ１を再度検出している。具体的には▲３▼を
▲３▼’３番目に検出したパルスのパルス幅ｗ３と４番目に検出したパルスのパルス幅ｗ４の大きさを比較し、ｗ４の方が大きければ正と判定
に置き換えたことにより、この実施形態では４つのパルスを検出するようにしている。
【００４６】
回転盤４の回転速度が変化すれば、同じパターンであっても検出されるパルス幅ｗが変化する。したがって、上記３つのパルスで回転方向を検出する場合、最初のパルスからパルス幅を検出したときの回転盤４の回転速度と、最後（３番目）のパルスからパルス幅を検出したときの回転盤４の回転速度とが大きく変化している可能性がある。一方、４つのパルスについてパルス幅を検出することで、比較する２つのパルス幅のパルスを検出したときにおける回転盤４の回転速度の変化が抑えられ、回転方向の判定制度を高めることができる。
【００４７】
上記▲１▼〜▲３▼’の判定処理が図４に示すｓ２に相当し、▲４▼がｓ３〜ｓ５の処理に相当する。
【００４８】
このように、この実施形態の回転方向検出装置は、連続する４つのパルスのパルス幅を検出することにより、回転盤４の回転方向を検出する。ここで、４つのパルスのパルス幅は、回転盤４が１回転しない間に検出できるので、４つのパルスのパルス幅を検出に要する時間が短縮でき、結果的に回転方向の判定に要する時間の短縮が図れる。
【００４９】
制御部７は、ｓ４またはｓ５で回転盤４の回転方向を判定すると、次に回転盤４の回転速度を算出する。制御部７は、ｓ１で検出した連続する４つのパルスの中で、そのパルス幅が最小（ｗ−ｍｉｎ）であるものを抽出する（ｓ６）。ｓ６で抽出されるパルスは図３に示すＴ１に相当するパルスである。
【００５０】
制御部７は、以下の式から回転盤４の回転速度を算出する（ｓ７）。
【００５１】
回転速度（ｒｐｍ）＝（１／（３６×Ｔ１））×６０
なお、ここでは最小のパルス幅を用いて回転速度を算出するとしたが、最大のパルス幅等、他のパルス幅を用いて回転速度算出するようにしてもよい。例えば、最大のパルス幅（ｗ−ｍａｘ）を用いて回転速度を検出する場合、
このように、この実施形態の回転方向検出装置は回転盤４の回転方向の判定、および回転速度の算出が簡単な処理で行えるので、ターンテーブル１に載置されたディスク媒体のについて回転方向や回転速度の制御が迅速に行える。
【００５３】
また、上記実施形態では、パルス幅を検出して回転方向の判定および回転速度の算出を行うとしたが、パルス幅ではなく、パルス間隔を検出しても上記処理により回転方向の判定および回転速度の算出が行える。
【００５４】
また、上記実施形態ではパルス幅およびパルス間隔が３段階で、且つ連続して増加するパターンであったが、パルス幅およびパルス間隔が３段階で、且つ連続して減少するパターンとしてもよい。この場合、回転方向の判定を逆にすればよい。
【００５５】
次に、回転盤４に形成する別のパターンについて説明する。図５はこのパターンを示す図である。図５においても、ハッチングで示す領域が非反射の領域であり、その他の領域が反射の領域である。光検出部５は、上述したように反射の領域が対向しているときにハイレベルを出力し、非反射の領域が対向しているときにローレベルを出力する。
【００５６】
図５に示す回転盤４には、非反射の領域と反射の領域とが交互に、
１：１：１：２：１：３の割合であらわれるパターンが４組形成されている。図中に示すｂ１〜ｂ２の範囲に１組のパターンが形成されている。回転盤４全体には４組のパターンが形成されている。
【００５７】
回転盤４が時計方向に回転（以下、正回転と言う。）している場合、光検出部５において図６（Ａ）に示すパルス波形が検出される。回転盤４の回転速度は一定である。図６（Ａ）に示すＴ２はＴ１の２倍であり、Ｔ３はＴ１の３倍である。回転盤４が反時計方向に回転（以下、逆回転と言う。）している場合、光検出部５において図６（Ｂ）に示すパルス波形が検出される。回転盤４の回転速度は一定である。図６（Ｂ）においてＴ２はＴ１の２倍であり、Ｔ３はＴ１の３倍である。
【００５８】
さらに、回転盤４の回転方向に関係なく、ローレベルである幅は常にＴ１である。
【００５９】
図６から明らかなように、図５に示すパターンを回転盤４に形成した場合、正回転であるとき、そのパルス幅が、Ｔ１、Ｔ２（２×Ｔ１）、Ｔ３（３×Ｔ１）であるパルスをこの順番に繰り返し検出する。反対に、回転盤４が逆回転であるとき、そのパルス幅が、Ｔ３（３×Ｔ１）、Ｔ２（２×Ｔ１）、Ｔ１であるパルスをこの順番に繰り返し検出する。回転盤４には３組のパターンが形成されているので、１回転する間に図５に示すｂ１〜ｂ２の波形が繰り返し４回検出される。
【００６０】
次に、図５に示したパターンを形成した回転盤による、回転方向の判定処理および回転速度の算出処理について説明する。図７はこの処理を示すフローチャートである。図４で説明した処理と同じ処理については同じステップ番号（ｓ＊）を付している。
【００６１】
制御部７は、上記したｓ１〜ｓ５の処理を行って、回転方向を判定する。
【００６２】
制御部７は、回転方向を判定すると、ｓ１においてパルス幅を検出した各パルスの立下りから、次のパルスの立上りまでの時間の平均値を算出する（ｓ８）。ｓ８では、パルス幅を検出した４つのパルス間におけるローレベルであった時間（３箇所）の平均値を算出する。図５に示したパターンは、非反射の領域が全て同じ大きさである。制御部７はｓ８で算出した平均値を用いて以下の式から、回転速度を算出する（ｓ７）。
【００６３】
このように、ローレベルであった平均時間とすることで、時間Ｔ１の検出精度が向上できる。
【００６４】
また、この実施形態は、回転盤４に上記実施形態よりも多い４組のパターンを形成したので、ｓ１で４つのパルスについてパルス幅を検出する処理に要する時間が一層短縮される。したがって、回転方向の判定、および回転速度の算出に要する時間を一層短縮できる。
【００６５】
さらに、図５に示したパターンを形成した回転盤４は、パルスの立下り間隔が図８に示すように、正回転時、
２：３：４（＝Ｔ１１：Ｔ１２：Ｔ１３）
の繰り返しであり、逆回転時
４：３：２（＝Ｔ１３：Ｔ１２：Ｔ１１）
の繰り返しである。このように、立下り間隔は正回転時、３段階で連続して増加し、逆回転時３段階で連続して減少する。
【００６６】
したがって、連続する５つのパルスから、連続する４つの立下り間隔を検出し、以下の▲１▼〜▲４▼の処理を実行することにより、回転盤４の回転方向を検出することができる。
【００６７】
▲１▼最小に検出した立下り間隔Ｔａと２番目に検出した立下り間隔Ｔｂの大きさを比較し、Ｔｂの方が大きければ正と判定
▲２▼２番目に検出した立下り間隔Ｔｂと３番目に検出した立下り間隔Ｔｃの大きさを比較し、Ｔｃの方が大きければ正と判定
▲３▼３番目に検出した立下り間隔Ｔｃと４番目に検出した立下り間隔Ｔｄの大きさを比較し、Ｔｄの方が大きければ正と判定
▲４▼上記▲１▼〜▲３▼の判定において、正と判定した回数が２回以上であれば正回転であると判定し、それ以外の場合逆回転であると判定する。
【００６８】
ここで、図９は上記処理を示すフローチャートである。制御部７は、連続する４つの立下り間隔を検出し（ｓ１１）、ｓ１２で上記▲１▼〜▲３▼の処理を実行し、ｓ１３からｓ１５で上記▲４▼の処理を実行する。
【００６９】
このように、この実施形態の回転方向検出装置は、連続する５つのパルスから、連続する４つの立下り間隔を検出することにより、回転盤４の回転方向を検出する。ここで、連続する４つの立下り間隔は、回転盤４が１回転しない間に検出できるので、回転方向の判定に要する時間の短縮が図れる。
【００７０】
制御部７は、ｓ１４またはｓ１５で回転盤４の回転方向を判定すると、次に回転盤４の回転速度を算出する。制御部７は、ｓ１で検出した連続する４つの立下り間隔の中で、最小であるものを抽出する（ｓ１６）。ｓ１６で抽出される立下り間隔は図８に示すＴ１１に相当する立下り間隔である。
【００７１】
制御部７は、以下の式から回転盤４の回転速度を算出する（ｓ１７）。
【００７２】
回転速度（ｒｐｍ）＝（２／（３６×Ｔ１１））×６０
なお、ここでは最小の立下り間隔を用いて回転速度を算出するとしたが、最大の立下り間隔等、他の立下り間隔を用いて回転速度算出するようにしてもよい。例えば、最大の立下り間隔を用いて回転速度を検出する場合、
【００７３】
また、図９に示す処理ではパルスの立上りを検出しなくてもよいので、立下りのみ検出すればよいので、回転方向の判定や、回転速度の算出に用いる情報（立下り間隔）の検出が容易に行えるので、本体の構成が簡単になり、装置本体のコストダウンが図れる。
【００７４】
なお、上記実施形態では、検出した連続する４つの立下り間隔に基づいて回転方向を判定するとしたが、連続する４つの立上がり間隔を検出し、ここで検出した立上り間隔に基づいて回転方向の判定、および回転速度の算出を行うようにしてもよい。図８から明らかなように、図５に示したパターンを形成した回転盤４は、パルスの立上り間隔が、正回転時、
２：３：４（＝Ｔ１１：Ｔ１２：Ｔ１３）
の繰り返しであり、逆回転時
４：３：２（＝Ｔ１３：Ｔ１２：Ｔ１１）
の繰り返しである（上記説明した立下り間隔と同じである。）。
【００７５】
なお、この発明は、上記ディスク媒体を回転する回転機構部だけでなく、回転運動を行うもの全てに適用できる。
【００７６】
また、上記実施形態では、回転盤４に形成されているパターンを、パルス幅、または立下り間隔が連続的に３段階で増加する場合を例にしたが、連続的に３段階で減少するパターンとしてもよいし、４段階や５段階で変化するパターンとしてもよい。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、回転方向の判定や回転速度の検出に用いる情報の検出に要する時間が短縮でき、処理速度を向上させることができる。
【００７８】
また、回転方向の判定や、回転速度の算出に用いる情報として、立下り間隔、または立上がり間隔を用いることで、装置本体の構成を簡単にでき、装置本体のコストダウンが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態である回転方向検出装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施形態である回転方向検出装置の回転盤に形成されているパターンを示す図である
【図３】この発明の実施形態である回転方向検出装置の回転盤に形成されているパターンから得られるパルス波形を示す図である。
【図４】この発明の実施形態である回転方向検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の別の実施形態である回転方向検出装置の回転盤に形成されているパターンを示す図である
【図６】この発明の別の実施形態である回転方向検出装置の回転盤に形成されているパターンから得られるパルス波形を示す図である。
【図７】この発明の別の実施形態である回転方向検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】この発明の別の実施形態である回転方向検出装置の回転盤に形成されているパターンから得られるパルス波形を示す図である。
【図９】この発明の別の実施形態である回転方向検出装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１−ターンテーブル
２−モータ
３−回転軸
４−回転盤
５−光検出部
６−波形整形回路
７−制御部
８−ドライバ
Claims (9)
- 光の反射と非反射、または透過と非透過、を交互に繰り返すパターンを形成した回転盤を被回転部材とともに回転させる回転手段と、
上記回転手段により回転されている上記回転盤に光を照射し、その反射光または透過光によるパルス波形を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された上記パルス波形に基づいて上記被回転部材の回転方向を判定する回転方向判定手段と、を備え、
上記回転盤は、正回転時に検出されるパルスのパルス幅またはパルス間隔が３段階で且つ連続して増加または減少するパターンを複数組形成したものであり、
前記回転方向判定手段は、連続する４つのパルスを検出し、これらのパルス幅の変化から上記回転盤の回転方向を判定する手段であり、
さらに、上記回転盤に形成されているパターンは、定速回転時に上記パルス幅またはパルス間隔が一定になるパターンであり、該パターンから上記回転盤の回転速度を算出する回転速度算出手段を備えた回転方向検出装置。 - 光の反射と非反射、または透過と非透過、を交互に繰り返すパターンを形成した回転盤を被回転部材とともに回転させる回転手段と、
上記回転手段により回転されている上記回転盤に光を照射し、その反射光または透過光によるパルス波形を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された上記パルス波形に基づいて上記被回転部材の回転方向を判定する回転方向判定手段と、を備え、
上記回転盤は、正回転時に検出される連続するパルスの立上り間隔、または立下り間隔が３段階で連続して増加または減少するパターンを複数組形成したものであり、
前記回転方向判定手段は、連続する５つのパルスから、連続する４つの立上り間隔または立下り間隔の変化を検出し、ここで検出した立上り間隔または立下り間隔の変化から上記回転盤の回転方向を判定する手段であり、
さらに、検出した最小の立上り間隔または立下り間隔から上記回転盤の回転速度を算出する回転速度算出手段を備えた回転方向検出装置。 - 光の反射と非反射、または透過と非透過、を交互に繰り返すパターンを形成した回転盤を被回転部材とともに回転させる回転手段と、
上記回転手段により回転されている上記回転盤に光を照射し、その反射光または透過光によるパルス波形を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された上記パルス波形に基づいて上記被回転部材の回転方向を判定する回転方向判定手段と、を備え、
上記回転盤は、正回転時に検出されるパルスのパルス幅が３段階以上で且つ連続して増加または減少するパターンを複数組形成したものであり、
上記回転方向判定手段は、連続するパルスのパルス幅またはパルス間隔の変化から上記回転盤の回転方向を判定する回転方向検出装置。 - 前記回転方向判定手段は、連続する４つのパルスを検出し、これらのパルス幅またはパルス間隔の変化から上記回転盤の回転方向を判定する請求項３に記載の回転方向検出装置。
- 上記回転盤は、正回転時に検出されるパルスのパルス幅またはパルス間隔が３段階で且つ連続して増加または減少するパターンを複数組形成したものであり、
検出した最小のパルス幅またはパルス間隔から上記回転盤の回転速度を算出する回転速度算出手段を備えた請求項４に記載の回転方向検出装置。 - 上記回転盤に形成されているパターンは、定速回転時に上記パルス波形のパルス幅、またはパルス間隔が一定になるパターンであり、該パターンから上記回転盤の回転速度を算出する回転速度算出手段を備えた請求項３または４に記載の回転方向検出装置。
- 光の反射と非反射、または透過と非透過、を交互に繰り返すパターンを形成した回転盤を被回転部材とともに回転させる回転手段と、
上記回転手段により回転されている上記回転盤に光を照射し、その反射光または透過光によるパルス波形を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された上記パルス波形に基づいて上記被回転部材の回転方向を判定する回転方向判定手段と、を備え、
上記回転盤は、正回転時に検出される連続するパルスの立上り間隔、または立下り間隔が３段階以上で連続して増加または減少するパターンを複数組形成したものであり、
上記回転方向判定手段は、連続するパルスの立上り間隔または立下り間隔の変化から上記回転盤の回転方向を判定する回転方向検出装置。 - 前記回転方向判定手段は、連続する５つのパルスから、連続する４つの立上り間隔または立下り間隔の変化を検出し、ここで検出した立上り間隔または立下り間隔の変化から上記回転盤の回転方向を判定する手段である請求項７に記載の回転方向検出装置。
- 上記回転盤は、正回転時に検出される連続するパルスの立上り間隔または立下り間隔が３段階で連続して増加または減少するパターンを複数組形成したものであり、
検出した最小の立上り間隔または立下り間隔から上記回転盤の回転速度を算出する回転速度算出手段を備えた請求項８に記載の回転方向検出装置。
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