JPS622165A - 回転速度検出装置 - Google Patents

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】 〔技術分野〕 この発明は、回転体の回転速度を検出する回転速度検出
装置に関する。

〔従来技術〕

従来の回転速度測定装置は、測定しようとする回転体に
鉄等で形成されたＦＧ（ＦｒｅｑｅｎｃｙＧｅｎａｌａ
ｔｏｒ　）ギアを数カ付け、回転時にギアの歯数を測定
することにより回転角度を算出して回転速度を測定する
ようになっている。

従って高精度の測定を行なうためには、ＦＧギヤの歯数
を増加する必要があるが、ＦＧギヤの歯数は加工精度の
関係でギヤ径に応じた限度がある。

例えば直径４０■程度のギヤには１００〜２００位の歯
数が限度であシ、さほど多くの歯数を形成し得ない。こ
のため、多数の歯を形成するには、ＦＧギヤの径を大き
くする必要があるが、径を大きくするとギヤが重くなる
と共にモーメントも大となり、イナーシャ−による測定
精度の劣化が顕著になるという問題がある。

〔目　的〕

この発明は上記問題点に着目して成されたもので、イナ
ーシャ−の影響を受けることなく、高精度に回転体の回
転速度を検出することができる回転速度検出装置の提供
を目的とする。

〔実施例〕

以下、この発明を回転ムラ検出装置に適用した場合の一
実施例を第１図ないし第７図に基づき説明する。

第１図はこの実施例を模式的に示す説明図で、図中１は
ＶＴＲのシリンダ等のような円柱状の回転体で、定速回
転する。２はこの回転体１の端面に取シ付ける基準チャ
ートで、円形の板体２ａに第２図に示すように細条のパ
ターンとしてピットＰを多数本放射状に形成して成る。

との実施例では各ピットＰの間隔が２０．６“程度に形
成されておシ、その加工は周知のレーザ加工にょシ容易
かつ高精度に行なうことができる。なお、この板体２ａ
はプラスチック等の軽量な部材を用いることが望ましい
。３ａ、３ｂは基準チャート２のピッチＰを検出するだ
めの２個の光学ヘッドで、チャート２の中心に対して互
いに点対称の位置に配設されている。この実施例では、
第２図および第３図に示すようにピット間隔１．６μｍ
１半径２０慎の位置を検出すべく配設されている。４は
前記光学ヘッド３ａ、３ｂにオートフォーカス制ＫＡＦ
制御）を行うＡＦ制御回路、５は光学ヘッド３ａ、３ｂ
よ多出力される信号Ｓｌ、Ｓ２に基づき後述の偏心補正
および回転むら算出等を行なう電気回路である。

第３図（ａ）は前記電気回路５の構成を示すブロック図
である。図において、６は光学ヘッド３ａｔ３ｂからの
検出信号Ｓ１．Ｓ、を加算する加算回路、７はゼロクロ
スコンパレータ等を有する波形整形回路で、前記加算回
路６の出力波形を整形する。８はこの波形整形回路６の
出力および基準クロック回路９から出力される所定周波
数のクロック信号ＣＫが入力されるゲート回路で、波形
整形回路７のＯＮ信号に応じてクロック信号を通過させ
るようになっている。１０はこのゲート回路８からの出
力信号に基づき回転速度および回転むらを検出する検出
回路で、例えば第３図り）に示す構成を有している。す
なわち、１１は前記ゲート回路８を通過してくるクロッ
ク信号をカウントする計数手段としてのカウンタ、１２
はこのカラ、り１１の出力をラッチするラッチ回路、１
３は前記カウンタ１１ヘクリアパルスＣＰを、ラッチ回
路１２ヘラツチパルスＬＰを出力するタイミングコント
ローラで、不図示の回転検出器よシ回転体１が１回転す
る毎に出力される回転検出パルスに基づき所定のタイミ
ングでラッチパルスＬＰおよびクリアパルスＣＰ−ｉ出
力するようになっている。

１４は回転体１が適正に１回転した場合のカウンタ１１
のカウント値（基準データ）を出力する基準データ出力
回路、１５はこの基準データ出力回路１４からの基準デ
ータと、ラッチ回路１２から出力されるカウント値との
比較演算を行ない、回転むら信号Ｓ６を出力する回転む
ら検出回路である０ 上記構成において、光学ヘッド３ａ、３１１を回転する
基準チャート２のピッ）Ｐを検出し、検出信号Ｓ、、Ｓ
２を加算回路６へ出力する。この検出信号Ｓ、、Ｓ２は
、基準チャート２が回転体１に対して適正に取シ付けら
れていた場合、すなわち基準チャート２の中心が回転体
１の中心と完全に一致して取シ付けられていた場合には
、各信号Ｓｌ、Ｓ、はいずれも第６図（ａ）に示すよう
な信号となる。ところが、完全に偏心のない状態で基準
チャート２を取シ付けることは極めて困難であシ、実際
には多少の偏心が生じる。そしてこの偏心が生じると各
光学ヘッド３ａ、３ｂの出力に変動が生じることとなる
。

例えば、第７図に示すように回転体１に基準チャート２
がαだけ偏心して取り付けられた場合、ピットＰの角度
をΔψとおくと、Ｍ点におけるビット間隔ｐ（ｙ、θ）
は ｐ（ｒ、＃）＝−ｒ・△ψ ＝ｆ７「了ｉτｒｗａ　ａ　−）−ａ”二・Δψ・・・
（１式）これを実際の回転体１上で換算したビット間隔
Ｐ′（ｒ、＃）は Ｐ’（？−ｔ　ａ）＝Ｐ（？−１Ｏ）／４１α＝ｘ２　
・Δψ／ｒ十α聞θ ＝（ｒ”−ｆ−２αｒ朗０＋α２）△ψ／（τ＋α朗θ
）・・・（２式）となる。

従って、角度−での検出信号の周波数はμ＝７とおくと
、 ２ｒω ｆ　（ｒ＋　”＋　’　）＝　Ｐ／（ｒ、　、　）−１
＋“゛　　・ユ巳・・・・・・（３式）％式％ ゆえに、回転角θ付近において、サンプリング時間△１
（＝Δ０／ω）内での検出信号数Ｎは１（３式）にΔｔ
を乗じて Ｎ（ｔＬ、＃、４Ｍ）＝＝　　１−）−Ｗｚｅ−Ｔ＠２
ａ＃　　＋＋＋＋（４式）％式％ ここで、偏心がない時の値、すなわちＮ（μ。

６、Δθ）＝２△０／△ψで規格化した値を１−８（塾
、０．Δθ）とすると、 ｕ−１４１θ ε（ｔｂ、ａ、△０）＝１１＋２．Ｌアａ−＋ｔｂ”　
”””　（５式）となる。従って偏心Ｕ、（＝α／ｒ）
があると、回転角度および角速度に測定誤差が生じるこ
ととなシ、光学ヘッド３ａ、３ｂの出力に変動が生じ１
回定速度の測定誤差を生じる。

そこで、この実施例では２個の光学ヘッド３ａ。

３ｂを基準チャート２における点対称の位置に設置し、
各光学ヘッド３ａ、３ｂの検出信号を加算することによ
って上述の変動による回転速度の測定誤差発生を防止し
ている。すなわち、上記のように設置した光学ヘッド３
ａ、３ｂからは偏心による夫々の出力変動が逆位相で生
じるため為両者の出力Ｓｔ　、Ｓｓを加算回路６で加算
することにより、偏心による変動分が相殺された適正な
検出信号Ｓ３が得られる（第６図（ａ）参照）。

また、この信号Ｓｓは各光ヘッド３ａ、３ｂから出力さ
れた検出信号Ｓ、、Ｓ２の同相成分が加算回路６で加算
されるため、振幅値が倍加されたものとなるという効果
もある。この加算回路６からの信号Ｓ３は波形整形回路
７で第６図り）に示すような矩形波状の信号Ｓ４に整形
され、これがゲート回路８に入力される。この時、ゲー
ト回路８には基準クロック９（第６図（Ｃ）参照）が入
力されておシ、この基準クロック９は前記信号Ｓ４がノ
・イレベルの時のみゲート回路８ｔ−通過し、第６図１
）に示す信号Ｓｓ　となってカウンタ回路１１に入力さ
れる。カウンタ１１はタイミングコントローラ１３よシ
１回転毎に入力されるクリアパルスＣＰに応じて新たに
カウント動作を開始し、入力される基準クロック数をカ
ウントする。そして、このカウンタ１１から出力される
１回転分のカウント値が、回転体１の実際の回転速度を
表わす。このカウント値はタイミングコントローラ１３
からのラッチパルスＬＰによりラツチ回路１２でラッチ
され、この後、僅に遅れてタイミングコントローラ１３
から出力されるクリアパルスＣＰによりカウンタ１１が
クリアされ、次のカウントに備える。

そしてラッチ回路１２の出力は比改演算回路１５で基準
データ出力回路１４からの基準データと比較されてその
差分が求められ、この差分信号Ｓ。

が回転体１の回転むらを表わすこととなる。

この実施例では、ビット間隔１．６μｍで、半径２０篩
の位置を検出するため、光学ヘッド３ａ。

３ｂでの応答周波数ｆは ｆ＝２ｔｒｒ−回転数Ｃｒｐｚ）÷ビット間隔：約１．
２　ＭＨｚであシ、第６図（φのようにこの信号を１６
倍してカウントするため、１９．２ＭＨｚの分解能が得
られる。また、半径２０■という極めて小径な部分を検
出すれば良いので、基準チャート２の板体２ａも小径の
ものを用いれば良く、従来のＦＣギヤに比べ殆どイナー
シャの問題は生じない。

このようにこの実施例では、回転体１の実際の回転速度
を検出するだけでなく、回転体１の回転むらを検出し得
るようになっているが、回転速度が高精度に検出される
ため、これに基づき求められる回転むらも勿論高精度で
得られる。従って例えばこの回転むら検出装置を回転体
１の定速回転制御にフィードバック制御用装置として用
いれば高性能な定速回転制御を行なうことができる。

なお、上記実施例においては、ピットＰが径方向に形成
されている場合を示したが、光ディスクのように板体２
ａに円周方向にビン）Ｐを多数形成し、このビットＰを
トラッキング信号で追従すせるようにしても良い。

また、上記実施例では基準チャートのパターンをピッ）
Ｐを形成して成るものとしたが、光磁気ディスクのよう
に熱磁気効果を用いてパターンを形成し、このチャート
を光ヘッドあるいは磁気ヘットによって検出する等、パ
ターンの形成およびその検出手段は特に上記実施例に限
定されるものではない。

〔効　果〕

以上説明したとおシ、この発明に係る回転速度検出装置
によれば、従来のようなイナーシャ−の影響を受けずに
高精度に回転速度を測定できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を模式的に示す説明図、第
２図は第１図に示した基準チャートの説明平面図、第３
図は第１図に示した基準チャートおよび光ヘッドを示す
部分側面図１第４図は第１図に示した電気回路の具体的
構成例を示すブロック図、第５図は第４図に示した検出
回路の具体的構成例を示すブロック図、第°６図は第４
図に示したブロックの出力信号波形図で、同図（ａ）は
信号Ｓ３を、同図（ｂ）は信号Ｓ４　を、同図（Ｃ）は
クロック信号ＣＫを、同図（φは信号Ｓｓをそれぞれ示
している。 第７図は基準チャートが回転体に偏心して取シ付けられ
た状態を示す説明平面図である。 ３ａ、３ｂ・・・・・・光学ヘッド Ｓｔ　、　Ｓｔ　”””検出信号 １１−−−−−・計数手段としてのカウンタト・・・・
・回転体 （Ｊ　　　　″′０

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）板体に多数の細条を有するパターンを形成して成
   る基準チャートを回転体に取り付け、前記パターンを読
   取りヘッドにより検出し、その検出信号を計数手段によ
   り計数するようにしたことを特徴とする回転速度検出装
   置。
2. （２）多数の細条は、前記板体の中心から等間隔に放射
   状に形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の回転速度検出装置。
3. （３）ヘッドは板体の中心に対して点対称の位置に２個
   設けられ、計数手段は各ヘッドからの検出信号の合成信
   号を計数するようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の回転速度検出装置。