JPS6245601B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は被制御物体を所定の位置に保持するた
めの位置制御装置に関するものである。 本出願人は先に出願した発明によりトーンアー
ムの水平方向及び垂直方向の回動を夫々電磁的な
駆動手段により行わせるようにした電子制御式レ
コードプレーヤを提案した。そこで先ず本発明の
実施例の説明に先立ち上記出願に係る発明の実施
例及びその問題点について図面と共に説明する。 第１図において、トーンアーム１は従来公知の
如くアーム軸２により矢印ａ，ｂ方向に水平回動
自在に設けられると共に、軸３により矢印ｃ，ｄ
方向に垂直回動自在に設けられ、その先端に再生
針４を有するカートリツジ５及び曲間検出器３７
が設けられている。このトーンアーム１に対して
は水平駆動モータ６、垂直駆動モータ７、水平位
置検出器８及び垂直位置検出器２６が配設されて
いる。 水平駆動モータ６はボビン９に巻回されたコイ
ル１０から成る回転子と、ヨーク１１及びマグネ
ツト１２から成る固定子とにより構成されてい
る。ボビン９はアーム軸２に一体的に設けられた
支持杆１３の先端に取付けられている。ヨーク１
１は図示のように長方形リング状に成形されたヨ
ーク部材を、アーム軸２を中心とする円弧状に彎
曲させた形状を有するもので、プレーヤに適宜手
段により固定支持されている。このヨーク１１の
下部１１ａ上に厚さ方向に着磁されたマグネツト
１２が接着等により設けられると共に、上部１１
ｂに上記ボビン９がマグネツト１２に対して所定
の間隙を以つて回動自在に遊嵌されている。また
コイル１０からは端子３９ａ，３９ｂが導出され
ている。 この水平駆動モータ６はトーンアーム１を矢印
ａ，ｂ方向に回動させるためのものである。即
ち、コイル１０に水平駆動回路４０から端子３９
ａ，３９ｂを通じて駆動電圧が加えられることに
より、コイル１０にマグネツト１２の磁束と鎖交
する電流が流れ、このコイル１０に水平方向の力
が働く。これによつてトーンアーム１は矢印ａ，
ｂ方向に一定速度で回動されるように成されてい
る。 垂直駆動モータ７は、トーンアーム１の後端に
取付けられたボビン１５に巻回されたコイル１６
から成る回転子と、アーム軸２に設けられた支持
杆１７の先端に取付けられたヨーク１８及びマグ
ネツト１９，２０から成る固定子とにより構成さ
れている。ヨーク１８は図示のように四角形リン
グ状に成形され、且つその中央部にガイド部１８
ａが形成されたヨーク部材を、軸３を中心とする
円弧状に彎曲させた形状を有している。このヨー
ク１８の左右側部１８ｂ，１８ｃの内面にマグネ
ツト１９，２０が同一磁極面が対向するようにし
て接着等により固定されると共に、ガイド部１８
ａにボビン１５がマグネツト１９，２０に対して
所定の間隙を以つて回動自在に遊嵌されている。
またコイル１６からは端子１４ａ，１４ｂが導出
されている。尚、このモータ７はトーンアーム１
を矢印ｃ，ｄ方向に回動させるために設けられた
ものである。即ち、端子１４ａ，１４ｂに制御信
号を加えることによつて、コイル１６にマグネツ
ト１９，２０の磁束と鎖交する電流が流れ、この
コイル１６に垂直方向の力が作用する。これによ
つてトーンアーム１を矢印ｃ，ｄ方向に所定の速
度で回動させることができる。 水平位置検出器８は、アーム軸２に設けられ、
このアーム軸２と一体的に回動するスリツト板２
２と、このスリツト板２２の下方に適宜手段によ
り固定されたスリツト板２１と、これらのスリツ
ト板２１，２２の上下に互いに対向して適宜手段
により固定支持された発光素子２３ａ，２３ｂ及
び受光素子２４ａ，２４ｂとから構成されてい
る。スリツト板２２にはアーム軸２を中心とする
円弧に沿つて多数のスリツト２５が配列されてい
る。スリツト板２１は第２図に示されるように、
夫々スリツト２５と対向する位置に第１のスリツ
ト部３１ａと第２のスリツト部３１ｂとが設けら
れている。そして第１のスリツト部３１ａのスリ
ツトピツチと第２のスリツトのピツチとは互いに
例えば1/4ずらせて形成してある。上記構成によ
れば、トーンアーム１が矢印ａ，ｂ方向に回動す
ると、これに伴つてスリツト板２２が回動する結
果、受光素子２４ａ，２４ｂからは互いに位相が
π／４ずれた二つの正弦波信号が得られ、これら
の正弦波信号が検出回路３２に加えられる。この
場合二つの正弦波信号トーンアーム１のａ方向ま
たはｂ方向の回動方向に応じて一方の正弦波信号
が他方の正弦波信号に対してπ／４だけ位相が進
んだものとなる。検出回路３２においては、上記
各正弦波信号をパルス信号に変換して、トーンア
ーム１の回動角に応じた個数のパルス信号を水平
位置検出パルス信号として出力すると共に、上記
位相差を検出して回動方向を判別し、その方向判
別信号を出力する。 垂直位置検出器２６はトーンアーム１の支持部
２７の下面に設けられた棒状のマグネツト２８
と、支持杆１７上に設けられ且つ上記マグネツト
２８に近接して配されたコア２９と、このコア２
９に巻回されたコイル３０とにより構成されてい
る。コイル３０は端子３３ａ，３３ｂを介して発
振器（図示せず）の同調コイルとして接続されて
いるものである。上記構成によればトーンアーム
１が矢印ｃ，ｄ方向に回動すると、これに伴つて
マグネツト２８とコア２９との対向面積が変化す
るため、コイル３０のインダクタンスが変化す
る。従つて上記発振器からはトーンアーム１の垂
直方向の回動角に応じた発振周波数を有する垂直
位置検出信号が得られる。尚、この検出信号は上
記垂直駆動モータ７の制御に用いられるものであ
る。 曲間検出器３７は従来公知のものであつてよ
く、例えばレコードの音溝面の光の反射量と送り
溝（曲間）面の光の反射量との違いによつて曲間
検出を行うようにしたものが用いられている。こ
の曲間検出信号はシスコン回路３８に加えられる
ように成されている。 このプレーヤにおいては、水平駆動モータ６に
よつてトーンアーム１をレスト位置からレコード
上方の所定の位置まで回動させ、その位置で水平
駆動モータ６に水平位置サーボをかけることによ
つてトーンアーム１をその位置に保持し、次に上
記水平位置サーボをかけながら垂直駆動モータ７
によつてトーンアーム１を下降させ、針４をレコ
ードの音溝上に降して演奏を開始するようにして
いる。また演奏終了後は垂直駆動モータ７により
トーンアーム１を上昇させた後、再び水平駆動モ
ータ６によりトーンアーム１を次の所望の位置ま
で回動させるように成されている。またこのプレ
ーヤではレコードの曲目を予めプログラムされた
順序に従つて演奏できるように成されており、前
述した動作はプレーヤに設けられたスタート釦
（図示せず）を押すことにより、シスコン回路３
８の指示に基いてプログラム順に自動的に繰り返
し行われるように成されている。 次に検出回路３２から得られる水平位置検出パ
ルス信号及び方向判別信号はカウンタ３４に加え
られるように成されている。カウンタ３４はアー
ム１が矢印ａ方向に回動されたときはその判別信
号によつて、上記パルス信号をカウントアツプ
し、アーム１が矢印ｂ方向に回動されたときはそ
の判別信号によつて、上記パルス信号をカウント
ダウンするように成されている。一方曲間検出器
３７によつてアーム１が所定の位置まで回動され
たことが検出されと、シスコン回路３８より回動
停止命令信号がカウンタ３４及び水平駆動回路４
０に加えられ、これによつてカウンタ３４はカウ
ントを開始するように成されている。カウンタ３
４のカウント出力はＤ／Ａ変換器３５でアナログ
電圧に変換されて水平制御回路３６に加えられ
る。水平制御回路３６は上記アナログ電圧に応じ
て制御信号を出力し、この制御信号はモータ６の
コイル１０に加えられるように成されている。以
上の検出回路３２、カウンタ３４、Ｄ／Ａ変換器
３５とモータ６、水平位置検出器８により前記水
平位置サーボ系が構成される。 次に上記水平位置サーボ系の動作について説明
する。 先ずプレーヤに設けられた前記スタート釦を押
すことにより、シスコン回路３８が動作され、そ
の指示に基いて水平駆動回路４０から端子３９
ａ，３９ｂに駆動電圧が加えられる。これによつ
てコイル１０に電流が流れてモータ６が駆動さ
れ、トーンアーム１がレスト位置から矢印ａ方向
に回動され始める。この回動に伴つてカートリツ
ジ５がレコード上方を通過すると、曲間検出器３
７がレコードの曲間を順次検出して、その検出信
号をシスコン回路３８に加える。そして予めプロ
グラムされた曲の前の曲間が検出されたときシス
コン回路３８よりカウンタ３４及び水平駆動回路
４０に回動停止命令信号が加えられる。これによ
つて水平駆動回路４０からコイル１０に加えられ
ていた駆動電圧が断たれてモータ６が停止する。
このときトーンアーム１は慣性により所定の停止
位置を通り過ぎる。一方カウンタ３４は上記回動
停止命令信号により動作されて、検出回路３２か
ら加えられる第３図Ａに示すようなパルス信号Ｐ
をカウントし始める。このときトーンアーム１は
上記所定位置を通り過ぎて尚も矢印ａ方向に回動
しているので、検出回路３２からは第３図Ｂに示
すようなａ方向の回動を表わす「１」（高レベ
ル）の判別信号Ｓが得られる。従つてカウンタ３
４は、先ずこの判別信号Ｓに基いてパルス信号Ｐ
をカウントアツプする。このときのカウント出力
はＤ／Ａ変換器３５で第３図Ｃに示すような上昇
するアナログ電圧Ｅに変換されて水平制御回路３
６に加えられる。水平制御回路３６はこの上昇す
る電圧Ｅに基いてコイル１０にトーンアーム１が
矢印ｂ方向に回動するような電圧Ｖを加える。こ
の電圧Ｖによつてトーンアーム１は所定位置から
カウンタ３４が例えば５個のパルス信号Ｐをカウ
ントしたところまで通り過ぎてから、矢印ｂ方向
に回動される。これによつてトーンアーム１は所
定位置に近づくが慣性によつて再びその位置を通
過する。この回動が行われている間判別信号は
「０」（低レベル）となつているため、カウンタ３
４はパルス信号Ｐを上記カウント値からカウント
ダウンしていく。この結果Ｄ／Ａ変換器３５から
はカウント開始時より低い電圧が水平制御回路３
２に加えられ、これによつてコイル１０にはトー
ンアーム１のｂ方向の回動を制動する電圧が加え
られる。これによつてトーンアーム１は所定位置
からカウンタ３４が例えば７個のパルス信号Ｐを
カウントしたところまで通過してから再びａ方向
に回動され、判別信号は再び「１」になる。この
回動によつてトーンアーム１はまた所定位置を通
過する。これによつて前述と同様の動作が成さ
れ、トーンアーム１は通過した位置からｂ方向に
制動が加えられる。 以上のように、トーンアーム１はａ，ｂ方向に
交互に回動され、その都度慣性によつて目的位置
を通過するが、上述した水平位置サーボ動作が繰
り返される度に通過距離が小さくなり、最終的に
は目的位置に停止されて保持される。この保持さ
れた状態においてもトーンアーム１には水平位置
サーボがかかつており、これによつてトーンアー
ム１が外力により揺動されても、前述した制御動
作により元の位置に戻される。 次にこの状態でモータ７が駆動されると、トー
ンアーム１は水平位置サーボがかかつた状態で下
降し、再生針４がレコード上に達したときにサー
ボが解除されて演奏が開始される。演奏終了後
は、トーンアーム１はモータ７により上昇された
後、再び水平駆動回路４０からモータ６に駆動電
圧が加えられることによつて、ａ方向またはｂ方
向に回動され、次にプログラムされた曲の位置ま
で回動されると駆動電圧が断たれると共に、前述
したサーボ動作が成されて所定の位置に停止され
る。 而して上述した水平位置サーボに関しては次の
ような問題が生じる。この位置サーボにおいては
トーンアーム１を目的位置で停止させるために、
カウンタ３４の計数出力をＤ／Ａ変換器３５でア
ナログ電圧Ｅに変換し、この電圧Ｅに基いてモー
タ６を制御するようにしている。従つてカウンタ
３４の計数値はトーンアーム１の目的位置と現在
位置との差を示していることになる。トーンアー
ム１は位置サーボがかかつているために通常の動
作では目的位置の近辺のみを動く。しかし目的位
置で停止している状態で、例えばトーンアーム１
に誤つて手等が触れてトーンアーム１が大巾に移
動したような場合、位置サーボによつてトーンア
ーム１をその移動した位置から目的位置まで戻す
ためには、カウンタ３４はその大巾に移動した距
離をカウントしなければならない。このような場
合を考慮すると、カウンタ３４としてはトーンア
ーム１の可動範囲の全領域をカバーするカウント
能力のあるものが必要となり、これに応じてＤ／
Ａ変換器３５としてビツト数の多いものが必要と
なつてくる。しかしながらビツト数の多いＤ／Ａ
変換器は価格が高いと云う問題がある。またモー
タ６に位置サーボをかけるための駆動電圧Ｖ（変
換電圧Ｅに比例したもの）は例えば目的位置で０
ボルトとなり、目的位置までは正の電圧、目的位
置を過ぎてから負の電圧となる。この場合トーン
アーム１が目的位置から遠方に大きく振れたとき
は、その位置から目的位置まで素早く戻すために
は、その振れに比例した高い駆動電圧が必要であ
る。しかしながら上述したＤ／Ａ変換器３５のビ
ツト数に限度があるため、トーンアーム１の目的
位置からのずれに比例したＤ／Ａ変換器３５の出
力電圧Ｅの絶対値は一定の電圧より大きくならな
い。従つてトーンアーム１が目的位置より一定の
距離以上離れたときには上記一定電圧を保持して
おく必要がある。 本発明は上述した問題を解決するためにカウン
タ３４の回路に改良を加えたもので、以下本発明
を上記レコードプレーヤシステムに適用した場合
の実施例を図面と共に説明する。 第１図において例えばトーンアーム１の可動範
囲の全域をカバーするに足るカウンタ３４のビツ
ト数を10ビツトとし、Ｄ／Ａ変換器３５として８
ビツトのものを用いるものとする。またＤ／Ａ変
換器３５はカウンタ３４から加えられる入力が上
位ビツトから「11111111」のときに最大電圧＋10
ボルトを出力し、「10000000」のときに０ボルト
を出力し、「00000000」のときに最小電圧−10ボ
ルトを出力するものとする。前述したようにトー
ンアーム１が目的位置から遠方に振れた場合、こ
れを早く復帰させるには絶対値の高い一定の駆動
電圧をモータ６に加えればよいのであるが、その
場合上記一定の駆動電圧を得るためにＤ／Ａ変換
器３５の出力を＋10ボルトまたは−10ボルトで一
定となるようにしてよい。このためにはカウンタ
３４が８ビツトをカウントしてさらにそれ以上の
カウントがあつたとき、つまり計数値が「256」
を越えたときにはＤ／Ａ変換器３５の入力を
「11111111」に保持し、また「０」を下回つたと
きには上記入力を「00000000」に保持すればよ
い。即ち、第５図に示すようにトーンアーム１の
移動に対するＤ／Ａ変換出力を得るようにすれば
よい。 この保持を行うために本発明では第４図に示す
ように、カウンタ３４を夫々４ビツトを有する３
個のカウンタ３４ａ，３４ｂ，３４ｃで構成する
と共に、アンドゲート４１〜４５、オアゲート４
６〜５０及びインバータ５１，５２を図示のよう
に接続した回路構成を用いている。この回路にお
いて、カウンタ３４ａはオーバーフロー検出用カ
ウンタである。またＤ／Ａ変換器３５のMSBか
らLSBまでの８ビツトの入力は、カウンタ３４
ｂ，３４ｃの各ビツト出力Qb₄〜Qb₁とQc₄〜Qc₁
との８ビツトの出力に基いて定められる。従つて
カウンタ３４ｃ，３４ｂがパルス信号Ｐを１から
256までカウントアツプしたときQb₄〜Qb₁〜Qc₄
〜Qc₁から成る８ビツト内の任意のビツト出力
（以下これをＡとする）は全て「１」となり、こ
のときカウンタ３４ｂからカウンタ３４ａにキヤ
リー出力が加えられる。またこの256の状態から
１までカウントダウンしたとき上記出力Ａは全て
「０」となり、このときカウンタ３４ｂからカウ
ンタ３４ａにボロー出力が加えられる。そして上
記出力Ａが全て「１」の状態からさらにトーンア
ーム１が移動してパルス信号Ｐが加えられカウン
トアツプが行われると、移動した距離に従つて上
記キヤリー出力によつてカウンタ３４ａの出力
Qa₁，Qa₂即ち10ビツトカウンタの９ビツト目、
10ビツト目の何れか一方または両方が「１」とな
り、このときオアゲート４６の出力Ｂが「１」と
なつて256をオーバーフローしたことが検出され
る。この状態では出力Qa₃（以下出力Ｃとす
る）、即ち11ビツト目の出力は「０」となつてい
る。また出力Ａが全て「０」の状態からさらにト
ーンアーム１が上記と逆方向に移動して信号Ｐを
カウントダウンした場合は、上記ボロー出力によ
つてQa₁，Qa₂の何れか一方または両方が「１」
となつて出力Ｂが「１」になると共に、11ビツト
目の出力Ｃがカウンタ１３４ａがアンダーフロー
するため「１」となつて、０を下回るオーバーフ
ローがあつたことが検出される。以上のように上
記出力Ａはカウンタ３４ｂ，３４ｃによる８ビツ
ト内の任意のビツト出力を表わす。また上記出力
Ｂは上記８ビツトを越える範囲にトーンアーム１
が移動したか否かを示す。即ち、カウンタ３４
ｂ，３４ｃがオーバーフロー又はアンダーフロー
すれば、トーンアーム１は10ビツト範囲しか動か
ないので、Qa₄〜Qa₁がオール「１」からさらに
減算されていき、出力CQa₃は「１」となる。前
述したように256を越えるアンダーフローがあつ
たときはＤ／Ａ変換器３５の入力を「11111111」
に保持し、０を下回るオーバーフローがあつたと
きは上記入力を「00000000」に保持すればよいの
であるから、上記入力をＹとすれば、Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｙの関係は下記の表に示すように８つの場合
が考えられる。

【表】 上記(1)〜(4)の場合は、Ｂ＝「０」なので、オー
バーフローもアンダーフローもない状態、即ち、
第５図のβの領域であるから、出力Ａがそのまま
入力Ｙとなる。 (5)の場合は、Ｂ＝「１」、Ｃ＝「０」なので、オ
ーバーフロー、即ち第５図のγの領域であり、Ｙ
は「１」に保持される。 (6)の場合は、Ｂ＝「１」、Ｃ＝「１」なので、ア
ンダーフロー、即ち第５図のαの領域であり、Ｙ
は「０」に保持される。 (7)の場合は、Ｂ＝「１」、Ｃ＝「０」なので、オ
ーバーフロー（αの領域）であり、Ｙは「１」に
保持される。 (8)の場合は、Ｂ＝「１」、Ｃ＝「１」なので、ア
ンダーフロー（αの領域）であり、Ｙは「０」に
保持される。 上記表をさらに簡単化すると下記のようにな
る。

【表】 尚、上記表において×は「１」でも「０」でも
よいことを表わす。この表からＹに対する論理式
を求めると Ｙ＝Ａ・＋Ｂ・となり、この論
理式を実現すると第４図の回路構成となる。尚、
この回路では10ビツトカウンタの下位４ビツトに
対しては保持を行つていないが、これはＤ／Ａ変
換出力の大勢は上位ビツトで決定されてしまうの
で、回路構成を簡単にするために上位ビツトのみ
に対して保持を行うようにしてある。 以上は本発明を第１図のようなレコードプレー
ヤに適用した場合について述べたが、本発明は一
般的に被制御物体を駆動手段により所定の位置ま
で移動させてその位置に保持するような位置制御
装置に適用することができる。 本発明は、被制御物体の駆動手段１と、上記被
制御物体の停止目標位置からの移動距離に応じた
個数のパルスとその移動方向を示す判別信号とを
発生する位置検出手段８と、上記駆動手段に加え
られる停止命令信号に応じて上記パルスのカウン
トを開始し且つ上記判別信号に応じて上記パルス
をカウントアツプ又はカウントダウンして第１の
ビツト数（10ビツト）を有するカウント値を出力
するカウンタ３４と、上記第１のビツト数より小
さい第２のビツト数（８ビツト）を有し且つ上記
カウント値における下位の上記第２のビツト数の
カウント値が供給されるＤ／Ａ変換器３５と、上
記被制御物体が上記停止目標位置から移動したと
き、上記Ｄ／Ａ変換器の出力信号により上記駆動
手段を制御して、上記被制御物体を上記停止目標
位置まで移動させるように成すと共に、上記被制
御物体の上記停止目標位置からの移動距離が、上
記Ｄ／Ａ変換器に供給される上記第２のビツト数
のカウント値で表現できる範囲を越えたとき、上
記Ｄ／Ａ変換器の出力信号を所定の大きさに保持
するようにした位置制御装置に係るものである。 従つて本発明によれば、斯種位置制御装置にお
いて、被制御物体が所定の位置から遠方に移動し
たような場合にこの被制御物体を早く戻すことが
できると共に、Ｄ／Ａ変換器としてビツト数の少
いものを用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用し得るレコードプレーヤ
の要部斜視図及び回路系統図、第２図は第１図の
スリツト板の平面図、第３図は第１図の各部の波
形図、第４図は本発明の実施例を示す回路系統
図、第５図はトーンアームの移動に対するＤ／Ａ
変換出力を示す図である。なお図面に用いられて
いる符号において、 １……トーンアーム、６……水平駆動モータ、
８……水平位置検出器、３４……カウンタ、３５
……Ｄ／Ａ変換器、３６……水平制御回路、４０
……水平駆動回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被制御物体の駆動手段と、 上記被制御物体の停止目標位置からの移動距離
   に応じた個数のパルスとその移動方向を示す判別
   信号とを発生する位置検出手段と、 上記駆動手段に加えられる停止命令信号に応じ
   て上記パルスのカウントを開始し且つ上記判別信
   号に応じて上記パルスをカウントアツプ又はカウ
   ントダウンして第１のビツト数を有するカウント
   値を出力するカウンタと、 上記第１のビツト数より小さい第２のビツト数
   を有し且つ上記カウント値における下位の上記第
   ２のビツト数のカウント値が供給されるＤ／Ａ変
   換器と、 上記被制御物体が上記停止目標位置から移動し
   たとき、上記Ｄ／Ａ変換器の出力信号により上記
   駆動手段を制御して、上記被制御物体を上記停止
   目標位置まで移動させるように成すと共に、 上記被制御物体の上記停止目標位置からの移動
   距離が上記Ｄ／Ａ変換器に供給される上記第２の
   ビツト数のカウント値で表現できる範囲を越えた
   とき、上記Ｄ／Ａ変換器の出力信号を所定の大き
   さに保持するようにした位置制御装置。