JPH09205790A - 電磁アクチュエータの駆動回路、電磁アクチュエータ装置、ビデオテープレコーダ及び投写型映像表示装置 - Google Patents
電磁アクチュエータの駆動回路、電磁アクチュエータ装置、ビデオテープレコーダ及び投写型映像表示装置Info
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- JPH09205790A JPH09205790A JP8011716A JP1171696A JPH09205790A JP H09205790 A JPH09205790 A JP H09205790A JP 8011716 A JP8011716 A JP 8011716A JP 1171696 A JP1171696 A JP 1171696A JP H09205790 A JPH09205790 A JP H09205790A
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- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B5/584—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on tapes
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- G11B5/54—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
- G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
- G11B5/5504—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across tape tracks
- G11B5/5508—Control circuits therefor
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電圧駆動により短絡制動するものであって、
制動能力を高めた電磁アクチュエータの駆動回路を提供
する。 【解決手段】 電磁アクチュエータ（１）の端子電圧Ｅ
を帰還回路（３４）を介して電磁アクチュエータの信号
電流Ｉs に負帰還させることによって、電圧駆動により
短絡制動した場合のＱ値を、クリティカルダンピングの
大きさである０．５程度で実現する。
制動能力を高めた電磁アクチュエータの駆動回路を提供
する。 【解決手段】 電磁アクチュエータ（１）の端子電圧Ｅ
を帰還回路（３４）を介して電磁アクチュエータの信号
電流Ｉs に負帰還させることによって、電圧駆動により
短絡制動した場合のＱ値を、クリティカルダンピングの
大きさである０．５程度で実現する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、機械共振を抑え
て対象物に微小な変位を与えるための電磁アクチュエー
タの駆動回路、電磁アクチュエータ装置及びこの電磁ア
クチュエータ装置を使用したビデオテープレコーダ、投
写型映像表示装置に関する。
て対象物に微小な変位を与えるための電磁アクチュエー
タの駆動回路、電磁アクチュエータ装置及びこの電磁ア
クチュエータ装置を使用したビデオテープレコーダ、投
写型映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁アクチュエータに駆動用電気信号を
供給して、例えばビデオテープレコーダの磁気ヘッドを
移動制御して、磁気テープの記録軌跡に正確に追跡させ
るために、アクチュエータの機械振動を駆動回路で抑え
る制動方法が考えられている。従来のアクチュエータの
駆動回路については、特開昭６４−６２８１３号公報に
開示された「回転ドラム制御装置」、その対応米国特許
４，９７０，６１１としての“Variable tape speed he
ad-carrier drum control apparatus”、あるいは“Dyn
amic Tracking System Using Moving Coil Actuators f
or a ConsumerVCR”（IEEE Trans. on Cons. Elec., Vo
l. 40, No. 4, pp. 969-975, Nov. 1994）等の文献に見
ることができる。例えば、従来の駆動回路における駆動
周波数が３０Ｈｚであり、コイルの抵抗が３１Ω、電流
変位変換感度が２．１μｍ／ｍＡの可動コイル型アクチ
ュエータでは、その機械共振周波数は約３２０Ｈｚ、電
流駆動時のＱ値が４４０であれば、機械振動は共振時の
Ｑ値４．６で制動される。
供給して、例えばビデオテープレコーダの磁気ヘッドを
移動制御して、磁気テープの記録軌跡に正確に追跡させ
るために、アクチュエータの機械振動を駆動回路で抑え
る制動方法が考えられている。従来のアクチュエータの
駆動回路については、特開昭６４−６２８１３号公報に
開示された「回転ドラム制御装置」、その対応米国特許
４，９７０，６１１としての“Variable tape speed he
ad-carrier drum control apparatus”、あるいは“Dyn
amic Tracking System Using Moving Coil Actuators f
or a ConsumerVCR”（IEEE Trans. on Cons. Elec., Vo
l. 40, No. 4, pp. 969-975, Nov. 1994）等の文献に見
ることができる。例えば、従来の駆動回路における駆動
周波数が３０Ｈｚであり、コイルの抵抗が３１Ω、電流
変位変換感度が２．１μｍ／ｍＡの可動コイル型アクチ
ュエータでは、その機械共振周波数は約３２０Ｈｚ、電
流駆動時のＱ値が４４０であれば、機械振動は共振時の
Ｑ値４．６で制動される。
【０００３】図１５は、電磁アクチュエータ装置の等価
回路を示す回路図である。
回路を示す回路図である。
【０００４】１００はアクチュエータ１の駆動回路、２
はアクチュエータ１を構成する電磁コイルの抵抗値Ｒc
に相当する抵抗、３はコイルに発生する起電力Ｅa に相
当する電源、４はコイルが形成する磁場に置かれた磁石
を示している。５０は機械的な制動抵抗に等価な電気的
抵抗値Ｒa を持つ抵抗である。駆動回路１００からアク
チュエータ１の駆動信号として端子電圧Ｅ及び端子電流
Ｉが印加されたとき、コイルあるいは磁石４に所望する
相対変位を与えるためには、機械振動を的確に制動する
必要がある。
はアクチュエータ１を構成する電磁コイルの抵抗値Ｒc
に相当する抵抗、３はコイルに発生する起電力Ｅa に相
当する電源、４はコイルが形成する磁場に置かれた磁石
を示している。５０は機械的な制動抵抗に等価な電気的
抵抗値Ｒa を持つ抵抗である。駆動回路１００からアク
チュエータ１の駆動信号として端子電圧Ｅ及び端子電流
Ｉが印加されたとき、コイルあるいは磁石４に所望する
相対変位を与えるためには、機械振動を的確に制動する
必要がある。
【０００５】以下に、この等価回路図に基づいて、アク
チュエータ１の制動と運動（変位）について考察する。
チュエータ１の制動と運動（変位）について考察する。
【０００６】（１）式は、ラプラス変換された運動方程
式である。
式である。
【０００７】
【数１】
【０００８】ここで、ωa はアクチュエータ１の可動部
の機械共振周波数、Ｑa は機械共振のＱ値、Ｇはアクチ
ュエータの電流変位変換感度、Ｙは機械振動の変位、ｓ
はラプラス演算子である。すなわち、アクチュエータ１
が電流駆動されると、そのＱ値はＱa となって制動され
る。一方、アクチュエータ１の電圧Ｅと電流Ｉの関係
は、次の式（２）で表される。
の機械共振周波数、Ｑa は機械共振のＱ値、Ｇはアクチ
ュエータの電流変位変換感度、Ｙは機械振動の変位、ｓ
はラプラス演算子である。すなわち、アクチュエータ１
が電流駆動されると、そのＱ値はＱa となって制動され
る。一方、アクチュエータ１の電圧Ｅと電流Ｉの関係
は、次の式（２）で表される。
【０００９】
【数２】
【００１０】また、コイルに発生する起電力Ｅa は、コ
イル付近の磁束Ｂ、コイルの電線長をＬとすると、 Ｅa ＝ｓＹＢＬ （３） である。したがって（１）式の運動方程式は、これら
（２）式、（３）式によって、次の（４）式の様に書き
換えることができる。
イル付近の磁束Ｂ、コイルの電線長をＬとすると、 Ｅa ＝ｓＹＢＬ （３） である。したがって（１）式の運動方程式は、これら
（２）式、（３）式によって、次の（４）式の様に書き
換えることができる。
【００１１】
【数３】
【００１２】ここで、印加電圧Ｅで電磁アクチュエータ
１を電圧駆動したときコイルに発生する起電力Ｅa が駆
動回路１００に帰還され、この起電力Ｅa がコイルの抵
抗値Ｒc で短絡されたことに等価な制動電流Ｅa ／Ｒc
（＝ｓＹＢＬ／Ｒc ）によって、電磁アクチュエータ１
には電圧駆動によって制動力が発生する。（４）式の右
辺第２項は、この短絡制動項を示しており、この短絡制
動項が速度帰還の機械制動項にもなっている。そこで、
短絡制動を機械制動に置き換えて、短絡制動のＱ値を求
める。
１を電圧駆動したときコイルに発生する起電力Ｅa が駆
動回路１００に帰還され、この起電力Ｅa がコイルの抵
抗値Ｒc で短絡されたことに等価な制動電流Ｅa ／Ｒc
（＝ｓＹＢＬ／Ｒc ）によって、電磁アクチュエータ１
には電圧駆動によって制動力が発生する。（４）式の右
辺第２項は、この短絡制動項を示しており、この短絡制
動項が速度帰還の機械制動項にもなっている。そこで、
短絡制動を機械制動に置き換えて、短絡制動のＱ値を求
める。
【００１３】すなわち、Ｒc が電気制動抵抗として作用
していることから、（４）式の右辺第２項を左辺に移項
して、（ｓＹ／ωa Ｑc ）と等しいと考えることによ
り、電磁アクチュエータ１の短絡制動項を（４）式の左
辺第２項の機械制動項と対比すると、次の（５）式から
電圧駆動によるＱ値Ｑc が求まる。
していることから、（４）式の右辺第２項を左辺に移項
して、（ｓＹ／ωa Ｑc ）と等しいと考えることによ
り、電磁アクチュエータ１の短絡制動項を（４）式の左
辺第２項の機械制動項と対比すると、次の（５）式から
電圧駆動によるＱ値Ｑc が求まる。
【００１４】
【数４】
【００１５】次に、（４）式の左辺第２項の機械制動項
を短絡制動項の形式に置き換えて、図１５の等価回路に
おける電気的な抵抗値を求める。
を短絡制動項の形式に置き換えて、図１５の等価回路に
おける電気的な抵抗値を求める。
【００１６】まず、機械制動項の分子、分母にＧＢＬを
乗じると、
乗じると、
【数５】
【００１７】となり、この機械振動の制動をｓＹＧＢＬ
／Ｒa とすることによって、電気的な抵抗値Ｒa で電気
制動を受けたことと等価と看做すことができる。したが
って、電気的な抵抗値Ｒa を、機械共振のＱ値であるＱ
a によって、 Ｒa ＝ＧＢＬωa Ｑa （７） と表わすことができる。この（７）式と上記（３）式に
よれば、（６）式の右辺の分子分母はＥa ／Ｒa となっ
ていることから、等価回路では起電力３と並列に抵抗５
０が配置される。
／Ｒa とすることによって、電気的な抵抗値Ｒa で電気
制動を受けたことと等価と看做すことができる。したが
って、電気的な抵抗値Ｒa を、機械共振のＱ値であるＱ
a によって、 Ｒa ＝ＧＢＬωa Ｑa （７） と表わすことができる。この（７）式と上記（３）式に
よれば、（６）式の右辺の分子分母はＥa ／Ｒa となっ
ていることから、等価回路では起電力３と並列に抵抗５
０が配置される。
【００１８】また（５）式、（７）式により、次の
（８）式の関係が導かれる。
（８）式の関係が導かれる。
【００１９】
【数６】
【００２０】これは、起電力Ｅa が帰還される場合、制
動抵抗がＲc に限らず、任意の制動抵抗値で成り立つこ
とを示している。
動抵抗がＲc に限らず、任意の制動抵抗値で成り立つこ
とを示している。
【００２１】図１６は、従来のアクチュエータの駆動回
路の一例を示す回路図である。
路の一例を示す回路図である。
【００２２】この駆動回路１００の信号源５では信号電
圧Ｅs が発生し、この信号電圧Ｅsが抵抗値Ｒ1 の入力
抵抗６を通じて演算増幅器７の負入力端子に入力され、
その正入力端子は接地される。演算増幅器７の出力は、
抵抗値Ｒの電流検出抵抗８を通してアクチュエータ１に
印加される。この抵抗８の両端の電圧は増幅度Ａの差動
増幅器９で増幅され、その結果、アクチュエータ１の端
子電流Ｉが抵抗値ＲFの帰還抵抗１０と抵抗値Ｒ2 の抵
抗１１を通して演算増幅器７に電流帰還される。また、
端子電圧Ｅは電圧帰還容量ＣF のコンデンサ１２と抵抗
１１を通して演算増幅器７に電圧帰還されている。
圧Ｅs が発生し、この信号電圧Ｅsが抵抗値Ｒ1 の入力
抵抗６を通じて演算増幅器７の負入力端子に入力され、
その正入力端子は接地される。演算増幅器７の出力は、
抵抗値Ｒの電流検出抵抗８を通してアクチュエータ１に
印加される。この抵抗８の両端の電圧は増幅度Ａの差動
増幅器９で増幅され、その結果、アクチュエータ１の端
子電流Ｉが抵抗値ＲFの帰還抵抗１０と抵抗値Ｒ2 の抵
抗１１を通して演算増幅器７に電流帰還される。また、
端子電圧Ｅは電圧帰還容量ＣF のコンデンサ１２と抵抗
１１を通して演算増幅器７に電圧帰還されている。
【００２３】以上の構成によって、アクチュエータ１か
ら図１５の磁石４を介して対象物である磁気ヘッドに、
信号電圧Ｅs に比例した微小な変位Ｙが与えられる。
ら図１５の磁石４を介して対象物である磁気ヘッドに、
信号電圧Ｅs に比例した微小な変位Ｙが与えられる。
【００２４】さらに、この駆動回路１００の動作につい
て考察する。
て考察する。
【００２５】アクチュエータ１の電流Ｉは電流検出抵抗
８に電圧降下を起こし、これが増幅度Ａの差動増幅器９
で増幅され、抵抗１０と抵抗１１を通って演算増幅器７
に負帰還される。
８に電圧降下を起こし、これが増幅度Ａの差動増幅器９
で増幅され、抵抗１０と抵抗１１を通って演算増幅器７
に負帰還される。
【００２６】ここで、信号源５の信号電圧Ｅs の周波数
が低いときは、コンデンサ１２は開放と考えてよく、抵
抗１０のＲF を抵抗１１のＲ2 に比べて無視できる大き
さに選べば、次の（９）式を得る。
が低いときは、コンデンサ１２は開放と考えてよく、抵
抗１０のＲF を抵抗１１のＲ2 に比べて無視できる大き
さに選べば、次の（９）式を得る。
【００２７】
【数７】
【００２８】このように信号周波数が低ければ、図１６
の駆動回路はアクチュエータ１を電流駆動することにな
り、その入力信号の信号電圧Ｅs に対する変位Ｙの電流
変位変換感度は、アクチュエータ１を構成する電磁コイ
ルの抵抗値Ｒc の影響を受けないという特長をもつ。
の駆動回路はアクチュエータ１を電流駆動することにな
り、その入力信号の信号電圧Ｅs に対する変位Ｙの電流
変位変換感度は、アクチュエータ１を構成する電磁コイ
ルの抵抗値Ｒc の影響を受けないという特長をもつ。
【００２９】次に、信号源５の信号周波数が高いとき
は、コンデンサ１２は短絡と考えてよく、アクチュエー
タ１の端子電圧Ｅが抵抗値Ｒ2 の抵抗１１を通って演算
増幅器７に負帰還される。したがって、アクチュエータ
１は次の（１０）式の端子電圧Ｅによって駆動される。
は、コンデンサ１２は短絡と考えてよく、アクチュエー
タ１の端子電圧Ｅが抵抗値Ｒ2 の抵抗１１を通って演算
増幅器７に負帰還される。したがって、アクチュエータ
１は次の（１０）式の端子電圧Ｅによって駆動される。
【００３０】
【数８】
【００３１】すなわち、アクチュエータ１は端子電圧Ｅ
を負帰還することにより電圧駆動され、先の例による機
械共振のＱ値Ｑc が４．６となる。
を負帰還することにより電圧駆動され、先の例による機
械共振のＱ値Ｑc が４．６となる。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】このように、アクチュ
エータ１に電流を流して対象物に所望の変位を与えよう
とすると、機械振動が伴う。この振動を制動することは
所望の変位を得るために重要であり、この制動作用を駆
動回路１００によって行うことが可能である。
エータ１に電流を流して対象物に所望の変位を与えよう
とすると、機械振動が伴う。この振動を制動することは
所望の変位を得るために重要であり、この制動作用を駆
動回路１００によって行うことが可能である。
【００３３】しかし、良好な伝送と制動作用を得ようと
すると、Ｑ値が０．７のバターワース特性を狙う必要が
ある。また、無振動の制動作用を得ようとすると、Ｑ値
が０．５のクリティカルダンピング（臨界制動）を実現
しなくてはならない。
すると、Ｑ値が０．７のバターワース特性を狙う必要が
ある。また、無振動の制動作用を得ようとすると、Ｑ値
が０．５のクリティカルダンピング（臨界制動）を実現
しなくてはならない。
【００３４】ところが、従来の駆動回路において電圧駆
動により短絡制動した場合は、Ｑ値はクリティカルダン
ピングの約１０倍の大きさである４．６程度のものしか
実現できなかった。
動により短絡制動した場合は、Ｑ値はクリティカルダン
ピングの約１０倍の大きさである４．６程度のものしか
実現できなかった。
【００３５】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、その目的は、帰還回路の構成に
改良を加えて０．５のＱ値を実現して、制動能力を高め
た電磁アクチュエータの駆動回路を提供することであ
る。
ためになされたもので、その目的は、帰還回路の構成に
改良を加えて０．５のＱ値を実現して、制動能力を高め
た電磁アクチュエータの駆動回路を提供することであ
る。
【００３６】この発明の他の目的は、対象物に微小な変
位を与えるための電磁アクチュエータ装置、及びそれを
使用したビデオテープレコーダ及び投射型映像表示装置
を提供することである。
位を与えるための電磁アクチュエータ装置、及びそれを
使用したビデオテープレコーダ及び投射型映像表示装置
を提供することである。
【００３７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る電磁アク
チュエータの駆動回路は、駆動電流に応じて変位する電
磁アクチュエータと、信号源の信号に応じて前記電磁ア
クチュエータの駆動電流を制御する駆動電流制御回路と
を備えた駆動回路において、前記電磁アクチュエータの
端子電圧を前記駆動電流制御回路に負帰還するととも
に、前記電磁アクチュエータの端子電流を前記駆動電流
制御回路に正帰還して前記駆動電流を制御する帰還制御
手段を備えている。
チュエータの駆動回路は、駆動電流に応じて変位する電
磁アクチュエータと、信号源の信号に応じて前記電磁ア
クチュエータの駆動電流を制御する駆動電流制御回路と
を備えた駆動回路において、前記電磁アクチュエータの
端子電圧を前記駆動電流制御回路に負帰還するととも
に、前記電磁アクチュエータの端子電流を前記駆動電流
制御回路に正帰還して前記駆動電流を制御する帰還制御
手段を備えている。
【００３８】請求項２に係る電磁アクチュエータの駆動
回路は、帰還制御手段が、端子電流に基づく正の帰還量
を定める電流電圧変換感度をＨ、端子電圧に基づく負の
帰還量を定める相互コンダクタンスを１／Ｒf 、電磁ア
クチュエータのコイルの抵抗値をＲc としたとき、０＜
（Ｈ−１）×Ｒf ＜Ｒc であることを特徴としている。
回路は、帰還制御手段が、端子電流に基づく正の帰還量
を定める電流電圧変換感度をＨ、端子電圧に基づく負の
帰還量を定める相互コンダクタンスを１／Ｒf 、電磁ア
クチュエータのコイルの抵抗値をＲc としたとき、０＜
（Ｈ−１）×Ｒf ＜Ｒc であることを特徴としている。
【００３９】請求項３に係る電磁アクチュエータの駆動
回路は、帰還制御手段が、駆動電流制御回路と並列に接
続され、電磁アクチュエータの端子電圧と端子電流とに
基づいて駆動電流を制御する電流源によって構成されて
いることを特徴としている。
回路は、帰還制御手段が、駆動電流制御回路と並列に接
続され、電磁アクチュエータの端子電圧と端子電流とに
基づいて駆動電流を制御する電流源によって構成されて
いることを特徴としている。
【００４０】請求項４に係る電磁アクチュエータの駆動
回路は、帰還制御手段が、駆動電流制御回路の信号源側
に接続され、電磁アクチュエータの端子電圧と端子電流
に基づいて信号源からの入力信号を制御することを特徴
としている。
回路は、帰還制御手段が、駆動電流制御回路の信号源側
に接続され、電磁アクチュエータの端子電圧と端子電流
に基づいて信号源からの入力信号を制御することを特徴
としている。
【００４１】請求項５に係る電磁アクチュエータの駆動
回路は、駆動電流に応じて変位する電磁アクチュエータ
と、信号源の信号に応じて前記電磁アクチュエータの駆
動電流を制御する駆動電流制御回路とを備えた駆動回路
において、前記電磁アクチュエータと並列に接続された
負性抵抗手段を備えている。
回路は、駆動電流に応じて変位する電磁アクチュエータ
と、信号源の信号に応じて前記電磁アクチュエータの駆
動電流を制御する駆動電流制御回路とを備えた駆動回路
において、前記電磁アクチュエータと並列に接続された
負性抵抗手段を備えている。
【００４２】請求項６に係る電磁アクチュエータの駆動
回路は、負性抵抗手段の回路抵抗の絶対値が電磁アクチ
ュエータのコイルの抵抗値より小さいことを特徴として
いる。
回路は、負性抵抗手段の回路抵抗の絶対値が電磁アクチ
ュエータのコイルの抵抗値より小さいことを特徴として
いる。
【００４３】請求項７に係る電磁アクチュエータの駆動
回路は、負性抵抗手段が、演算増幅器と、前記演算増幅
器の負入力端子と出力端子間に接続された第１の抵抗回
路と、前記演算増幅器の正入力端子と出力端子間に接続
された第２の抵抗回路と、前記演算増幅器の正入力端子
に一端が接続され他端が接地されたインピーダンス回路
とを備え、前記演算増幅器の負入力端子と接地の間が負
性抵抗を構成することを特徴としている。
回路は、負性抵抗手段が、演算増幅器と、前記演算増幅
器の負入力端子と出力端子間に接続された第１の抵抗回
路と、前記演算増幅器の正入力端子と出力端子間に接続
された第２の抵抗回路と、前記演算増幅器の正入力端子
に一端が接続され他端が接地されたインピーダンス回路
とを備え、前記演算増幅器の負入力端子と接地の間が負
性抵抗を構成することを特徴としている。
【００４４】請求項８に係る電磁アクチュエータの駆動
回路は、負性抵抗手段の出力動作点を信号源の信号によ
って直接に制御することを特徴としている。
回路は、負性抵抗手段の出力動作点を信号源の信号によ
って直接に制御することを特徴としている。
【００４５】請求項９に係る電磁アクチュエータの駆動
回路は、負性抵抗手段が、電磁アクチュエータの可動部
の機械共振周波数では負性抵抗値を有するとともに、前
記電磁アクチュエータの駆動周波数では前記負性抵抗値
より高いインピーダンスを有することを特徴としてい
る。
回路は、負性抵抗手段が、電磁アクチュエータの可動部
の機械共振周波数では負性抵抗値を有するとともに、前
記電磁アクチュエータの駆動周波数では前記負性抵抗値
より高いインピーダンスを有することを特徴としてい
る。
【００４６】請求項１０に係る電磁アクチュエータの駆
動回路は、駆動電流に応じて変位する電磁アクチュエー
タと、信号源の信号に応じて前記電磁アクチュエータの
駆動電流を制御する駆動電流制御回路とを備えた駆動回
路において、前記電磁アクチュエータの端子電圧を前記
駆動電流制御回路に正帰還して前記駆動電流を制御する
帰還制御手段を備えている。
動回路は、駆動電流に応じて変位する電磁アクチュエー
タと、信号源の信号に応じて前記電磁アクチュエータの
駆動電流を制御する駆動電流制御回路とを備えた駆動回
路において、前記電磁アクチュエータの端子電圧を前記
駆動電流制御回路に正帰還して前記駆動電流を制御する
帰還制御手段を備えている。
【００４７】請求項１１に係る電磁アクチュエータの駆
動回路は、帰還制御手段が、端子電圧に基づく正の帰還
量を定める相互コンダクタンスを１／Ｒf 、電磁アクチ
ュエータのコイルの抵抗値をＲc としたとき、０＜Ｒf
＜Ｒc であることを特徴としている。
動回路は、帰還制御手段が、端子電圧に基づく正の帰還
量を定める相互コンダクタンスを１／Ｒf 、電磁アクチ
ュエータのコイルの抵抗値をＲc としたとき、０＜Ｒf
＜Ｒc であることを特徴としている。
【００４８】請求項１２に係る電磁アクチュエータの駆
動回路は、帰還制御手段が、駆動電流制御回路と並列に
接続され、電磁アクチュエータの端子電圧に基づいて駆
動電流を制御する電流源によって構成されていることを
特徴としている。
動回路は、帰還制御手段が、駆動電流制御回路と並列に
接続され、電磁アクチュエータの端子電圧に基づいて駆
動電流を制御する電流源によって構成されていることを
特徴としている。
【００４９】請求項１３に係る電磁アクチュエータの駆
動回路は、帰還制御手段が、駆動電流制御回路の信号源
側に接続され、電磁アクチュエータの端子電圧に基づい
て信号源からの入力信号を制御することを特徴としてい
る。
動回路は、帰還制御手段が、駆動電流制御回路の信号源
側に接続され、電磁アクチュエータの端子電圧に基づい
て信号源からの入力信号を制御することを特徴としてい
る。
【００５０】請求項１４に係る電磁アクチュエータの駆
動回路は、帰還制御手段の遮断周波数が電磁アクチュエ
ータの可動部の機械共振周波数より低く、電磁アクチュ
エータの駆動周波数より高い高域通過特性を有すること
を特徴としている。
動回路は、帰還制御手段の遮断周波数が電磁アクチュエ
ータの可動部の機械共振周波数より低く、電磁アクチュ
エータの駆動周波数より高い高域通過特性を有すること
を特徴としている。
【００５１】請求項１５に係る電磁アクチュエータ装置
は、前記駆動回路によって制御される電磁アクチュエー
タのコイルが可動コイルであることを特徴としている。
は、前記駆動回路によって制御される電磁アクチュエー
タのコイルが可動コイルであることを特徴としている。
【００５２】請求項１６に係る電磁アクチュエータ装置
は、前記駆動回路によって制御される電磁アクチュエー
タが、コイルへの信号電圧に応じて変位する可動磁石を
備えていることを特徴としている。
は、前記駆動回路によって制御される電磁アクチュエー
タが、コイルへの信号電圧に応じて変位する可動磁石を
備えていることを特徴としている。
【００５３】請求項１７に係るビデオテープレコーダ
は、請求項１５又は請求項１６のいずれかに記載の電磁
アクチュエータ装置を使用して、テープの記録軌跡に追
従するようにヘッドの変位作用をなすことを特徴として
いる。
は、請求項１５又は請求項１６のいずれかに記載の電磁
アクチュエータ装置を使用して、テープの記録軌跡に追
従するようにヘッドの変位作用をなすことを特徴として
いる。
【００５４】請求項１８に係る映像表示装置は、請求項
１５又は請求項１６のいずれかに記載の電磁アクチュエ
ータ装置を使用して、液晶パネルの前におかれた透明板
の角度の変位作用をなすことを特徴としている。
１５又は請求項１６のいずれかに記載の電磁アクチュエ
ータ装置を使用して、液晶パネルの前におかれた透明板
の角度の変位作用をなすことを特徴としている。
【００５５】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して、
この発明の実施の形態を詳細に説明する。
この発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００５６】実施の形態１．図１は、可動コイル型電磁
アクチュエータの断面を示す図である。
アクチュエータの断面を示す図である。
【００５７】２１は円筒形底付きボビンであり、コイル
２２がボビン２１の円周にそって巻かれている。２３は
コイル２２の端子、２４はボビン２１の外底面２５に接
着された対象物であるヘッド、２６は円筒形状のばねで
ある。
２２がボビン２１の円周にそって巻かれている。２３は
コイル２２の端子、２４はボビン２１の外底面２５に接
着された対象物であるヘッド、２６は円筒形状のばねで
ある。
【００５８】この可動コイル型電磁アクチュエータ１ａ
は、ボビン２１の内底面に、ばね２６の一端が固着さ
れ、また、このばね２６の他端は磁石４の一方の極（Ｓ
極）と接着されている。この磁石４が発生する磁束中に
位置するコイル２２に電流を流すと、コイル２２と磁石
４の間には電磁力が発生する。したがって、磁石４の他
の極（Ｎ極）を固定端として電磁アクチュエータ１ａを
固定して、コイル２２に信号電流を流すと、コイル２２
はボビン２１と共に変位し、ボビン２１の外底面２５に
取り付けたヘッド２４が、図の上下方向に変位する。こ
の変位がＹである。
は、ボビン２１の内底面に、ばね２６の一端が固着さ
れ、また、このばね２６の他端は磁石４の一方の極（Ｓ
極）と接着されている。この磁石４が発生する磁束中に
位置するコイル２２に電流を流すと、コイル２２と磁石
４の間には電磁力が発生する。したがって、磁石４の他
の極（Ｎ極）を固定端として電磁アクチュエータ１ａを
固定して、コイル２２に信号電流を流すと、コイル２２
はボビン２１と共に変位し、ボビン２１の外底面２５に
取り付けたヘッド２４が、図の上下方向に変位する。こ
の変位がＹである。
【００５９】図２は、可動磁石型電磁アクチュエータの
断面を示す図である。これは、ボビン２１の外底面２５
を固定端として、ばね２６を介して一方の極（Ｓ極）が
固着された磁石４の他の極（Ｎ極）を可動端とする可動
磁石型電磁アクチュエータ１ｂである。他の構造及び動
作は、図１の可動コイル型電磁アクチュエータ１ａと同
等である。
断面を示す図である。これは、ボビン２１の外底面２５
を固定端として、ばね２６を介して一方の極（Ｓ極）が
固着された磁石４の他の極（Ｎ極）を可動端とする可動
磁石型電磁アクチュエータ１ｂである。他の構造及び動
作は、図１の可動コイル型電磁アクチュエータ１ａと同
等である。
【００６０】図３は、本発明の実施の形態１を示す電磁
アクチュエータの駆動回路図である。３０は駆動電流制
御回路を構成する電流源である。電流源３０の出力は信
号源５の信号電圧Ｅs により制御され、信号電流Ｉs と
してアクチュエータ１に供給されている。４０は電流検
知器であって、アクチュエータ１に供給される端子電流
Ｉの電流値を電圧値に変換するものである。４１はコン
デンサ、４２は抵抗であり、これらはハイパスフィルタ
を形成するものである。４３は信号合成器であり、この
信号合成器４３では電流検知器４０で変換された電圧値
からアクチュエータ１の端子電圧Ｅを減算し、その減算
結果がコンデンサ４１と抵抗４２とのハイパスフィルタ
を介して電流源３１の制御入力とされる。これにより、
信号合成器４３の減算結果は帰還信号の電流値Ｉf に変
換され、信号電流Ｉs に加算されてアクチュエータ１の
端子電流Ｉとして帰還される。
アクチュエータの駆動回路図である。３０は駆動電流制
御回路を構成する電流源である。電流源３０の出力は信
号源５の信号電圧Ｅs により制御され、信号電流Ｉs と
してアクチュエータ１に供給されている。４０は電流検
知器であって、アクチュエータ１に供給される端子電流
Ｉの電流値を電圧値に変換するものである。４１はコン
デンサ、４２は抵抗であり、これらはハイパスフィルタ
を形成するものである。４３は信号合成器であり、この
信号合成器４３では電流検知器４０で変換された電圧値
からアクチュエータ１の端子電圧Ｅを減算し、その減算
結果がコンデンサ４１と抵抗４２とのハイパスフィルタ
を介して電流源３１の制御入力とされる。これにより、
信号合成器４３の減算結果は帰還信号の電流値Ｉf に変
換され、信号電流Ｉs に加算されてアクチュエータ１の
端子電流Ｉとして帰還される。
【００６１】すなわち、この駆動回路１００はその内部
に破線のブロック３４で示す一つの帰還回路を備えてい
る。この帰還回路３４では、電圧帰還の帰還量は電流源
３１の相互コンダクタンスで定まるが、そのコンダクタ
ンスを１／Ｒf とする。ここで、Ｒf は電流源３１の内
部インピーダンスである。また、この帰還回路３４の電
流帰還の帰還量は、電流検知器４０の変換感度Ｈと電流
源３１の相互コンダクタンスの逆数Ｒf との積で定ま
る。この電流帰還量をＨＲf として、以下に、図３の電
磁アクチュエータの駆動回路における制動の動作を説明
する。
に破線のブロック３４で示す一つの帰還回路を備えてい
る。この帰還回路３４では、電圧帰還の帰還量は電流源
３１の相互コンダクタンスで定まるが、そのコンダクタ
ンスを１／Ｒf とする。ここで、Ｒf は電流源３１の内
部インピーダンスである。また、この帰還回路３４の電
流帰還の帰還量は、電流検知器４０の変換感度Ｈと電流
源３１の相互コンダクタンスの逆数Ｒf との積で定ま
る。この電流帰還量をＨＲf として、以下に、図３の電
磁アクチュエータの駆動回路における制動の動作を説明
する。
【００６２】信号源５の信号電圧Ｅs の周波数が先の帰
還回路３４のハイパスフィルタの遮断周波数より十分低
いときは、コンデンサ４１は開放と考えてよい。そこ
で、駆動回路１００の帰還回路３４は動作せず、アクチ
ュエータ１は基本的には電流源３０からの信号電流Ｉs
のみによって電流駆動される。したがって、従来装置と
同様に、電流変位変換感度はコイル２の有する抵抗値Ｒ
c の影響を受けない。
還回路３４のハイパスフィルタの遮断周波数より十分低
いときは、コンデンサ４１は開放と考えてよい。そこ
で、駆動回路１００の帰還回路３４は動作せず、アクチ
ュエータ１は基本的には電流源３０からの信号電流Ｉs
のみによって電流駆動される。したがって、従来装置と
同様に、電流変位変換感度はコイル２の有する抵抗値Ｒ
c の影響を受けない。
【００６３】機械共振周波数が帰還回路３４のハイパス
フィルタの遮断周波数より十分高いときは、コンデンサ
４１が短絡として考えられる。したがって、帰還回路３
４の帰還ループが形成されて、その帰還による制動作用
を考える必要があり、アクチュエータ１の電流値Ｉは次
の（１１）式で表される。
フィルタの遮断周波数より十分高いときは、コンデンサ
４１が短絡として考えられる。したがって、帰還回路３
４の帰還ループが形成されて、その帰還による制動作用
を考える必要があり、アクチュエータ１の電流値Ｉは次
の（１１）式で表される。
【００６４】
【数９】
【００６５】更に、この（11）式と（２）式から、この
Ｉを信号電流Ｉs とコイルに発生する起電力Ｅa とによ
り表すと、次の（１２）式のようになる。
Ｉを信号電流Ｉs とコイルに発生する起電力Ｅa とによ
り表すと、次の（１２）式のようになる。
【００６６】
【数１０】
【００６７】ここで、（１２）式の右辺の２つの項は、
信号電流Ｉs に起電力Ｅa が帰還されていることを示し
ている。また、この右辺の第２項は速度帰還量を決める
項であって、これは短絡制動として機能し、第２項の分
母｛Ｒc −（Ｈ−１）Ｒf ｝は、その制動抵抗成分とな
る。したがって、（８）式で電圧駆動によるＱ値を求め
たのと同様に、帰還回路３４における速度帰還によるＱ
値は、次の（１３）式によって求められる。
信号電流Ｉs に起電力Ｅa が帰還されていることを示し
ている。また、この右辺の第２項は速度帰還量を決める
項であって、これは短絡制動として機能し、第２項の分
母｛Ｒc −（Ｈ−１）Ｒf ｝は、その制動抵抗成分とな
る。したがって、（８）式で電圧駆動によるＱ値を求め
たのと同様に、帰還回路３４における速度帰還によるＱ
値は、次の（１３）式によって求められる。
【００６８】
【数１１】
【００６９】したがって、（Ｈ−１）Ｒf の値を選択す
ることにより速度帰還量を決定すれば、任意のＱ値によ
る電磁アクチュエータの制動が実現できる。すなわち、
この値（Ｈ−１）Ｒf を０より大きくすれば、少なくと
も（８）式のＱc より小さいＱ値が実現できる。そし
て、実際には電磁アクチュエータ１の抵抗値Ｒa が３．
０ｋΩの場合に、（Ｈ−１）Ｒf が２７．６Ωであれば
クリティカルダンピングが実現される。このように電圧
帰還を負帰還で実施する制動により、従来より小さいＱ
値を得ることができる。
ることにより速度帰還量を決定すれば、任意のＱ値によ
る電磁アクチュエータの制動が実現できる。すなわち、
この値（Ｈ−１）Ｒf を０より大きくすれば、少なくと
も（８）式のＱc より小さいＱ値が実現できる。そし
て、実際には電磁アクチュエータ１の抵抗値Ｒa が３．
０ｋΩの場合に、（Ｈ−１）Ｒf が２７．６Ωであれば
クリティカルダンピングが実現される。このように電圧
帰還を負帰還で実施する制動により、従来より小さいＱ
値を得ることができる。
【００７０】ただし、ここでＱ値が負になると発振を起
こすから、この値（Ｈ−１）Ｒf をコイルの抵抗値Ｒc
より小さな値に、つまり（Ｈ−１）Ｒf ＜Ｒc に設定す
ることにより、発振を防止することができる。
こすから、この値（Ｈ−１）Ｒf をコイルの抵抗値Ｒc
より小さな値に、つまり（Ｈ−１）Ｒf ＜Ｒc に設定す
ることにより、発振を防止することができる。
【００７１】また、ハイパスフィルタを使わない場合は
低周波での動作も（１２）式で行なわれる。この場合、
Ｒc によりＩが変化するので感度も変化する。これが無
視できる場合、やはり本発明の制動効果を享受できる。
低周波での動作も（１２）式で行なわれる。この場合、
Ｒc によりＩが変化するので感度も変化する。これが無
視できる場合、やはり本発明の制動効果を享受できる。
【００７２】また、電磁アクチュエータ１として図１に
示す可動コイル型のものを使った場合には、太い磁石を
使ったり、コイルの外周にヨークを配置するなどによっ
て、磁気回路を強化して磁束密度を高くすることで、高
い信号源電圧対変位の感度を得ることができる。
示す可動コイル型のものを使った場合には、太い磁石を
使ったり、コイルの外周にヨークを配置するなどによっ
て、磁気回路を強化して磁束密度を高くすることで、高
い信号源電圧対変位の感度を得ることができる。
【００７３】さらに、電磁アクチュエータ１として図２
に示す可動磁石型のものを使うと、可動部、すなわち磁
石４はコイルに比較して小さく、かつ軽量に構成できる
ので、信号電圧に対する応答がより迅速になる。
に示す可動磁石型のものを使うと、可動部、すなわち磁
石４はコイルに比較して小さく、かつ軽量に構成できる
ので、信号電圧に対する応答がより迅速になる。
【００７４】実施の形態２．図４は、本発明の第２の実
施の形態を示す回路図である。この電磁アクチュエータ
の駆動回路の帰還回路３５は、図３の帰還回路３４とは
異なり、電流源３１を用いるのを止めて信号源５の信号
電圧Ｅs を直接に制御している。すなわち、コンデンサ
４１と抵抗４２とのハイパスフィルタの出力電圧が、乗
数器３２で振幅をＫ倍に調整され、加算器３３で信号源
５の信号電圧Ｅs と加算される。この加算結果を電流源
３０の制御入力として、電流源３０から出力される｛帰
還信号の電流値Ｉf ＋信号電流Ｉs ｝を制御する。
施の形態を示す回路図である。この電磁アクチュエータ
の駆動回路の帰還回路３５は、図３の帰還回路３４とは
異なり、電流源３１を用いるのを止めて信号源５の信号
電圧Ｅs を直接に制御している。すなわち、コンデンサ
４１と抵抗４２とのハイパスフィルタの出力電圧が、乗
数器３２で振幅をＫ倍に調整され、加算器３３で信号源
５の信号電圧Ｅs と加算される。この加算結果を電流源
３０の制御入力として、電流源３０から出力される｛帰
還信号の電流値Ｉf ＋信号電流Ｉs ｝を制御する。
【００７５】ここで、電流源３０の相互コンダクタンス
をＫ／Ｒf とすると、この帰還回路３５によって制御さ
れる電磁アクチュエータ１の端子電流Ｉも先の（１１）
式によって表されるから、図３の駆動回路と同等の効果
を奏するものであることが理解できる。なお、乗数器３
２はＫを１と選べば不要で、図３の駆動回路と比べた場
合に電流源３１も不要であるから、構成が簡単である。
したがって、安価に信頼性の高い電磁アクチュエータの
駆動回路を構成することができる。
をＫ／Ｒf とすると、この帰還回路３５によって制御さ
れる電磁アクチュエータ１の端子電流Ｉも先の（１１）
式によって表されるから、図３の駆動回路と同等の効果
を奏するものであることが理解できる。なお、乗数器３
２はＫを１と選べば不要で、図３の駆動回路と比べた場
合に電流源３１も不要であるから、構成が簡単である。
したがって、安価に信頼性の高い電磁アクチュエータの
駆動回路を構成することができる。
【００７６】実施の形態３．図５は、本発明の第３の実
施の形態を示す電磁アクチュエータの駆動回路図であ
る。電流源３０の出力が信号源５の信号電圧Ｅs により
制御され、信号電流Ｉs としてアクチュエータ１に供給
されている点は、上記実施の形態１と同じである。３６
は負性抵抗回路であって、この負性抵抗回路３６は、演
算増幅器４４、第１の抵抗４５、第２の抵抗４６及びイ
ンピーダンス４７によって構成される。また、インピー
ダンス４７は抵抗４８とコンデンサ４９を直列接続して
構成される。
施の形態を示す電磁アクチュエータの駆動回路図であ
る。電流源３０の出力が信号源５の信号電圧Ｅs により
制御され、信号電流Ｉs としてアクチュエータ１に供給
されている点は、上記実施の形態１と同じである。３６
は負性抵抗回路であって、この負性抵抗回路３６は、演
算増幅器４４、第１の抵抗４５、第２の抵抗４６及びイ
ンピーダンス４７によって構成される。また、インピー
ダンス４７は抵抗４８とコンデンサ４９を直列接続して
構成される。
【００７７】以下に、図５の電磁アクチュエータの駆動
回路における制動の動作を説明する。
回路における制動の動作を説明する。
【００７８】いま、アクチュエータ１の端子電流をＩ、
端子電圧をＥ、負性抵抗回路３６の抵抗値をＲn とする
と、負性抵抗回路３６に流れる電流Ｉn については、次
式が成り立つ。
端子電圧をＥ、負性抵抗回路３６の抵抗値をＲn とする
と、負性抵抗回路３６に流れる電流Ｉn については、次
式が成り立つ。
【００７９】
【数１２】
【００８０】更に、この（１４）式と（２）式とから、
端子電流Ｉを信号電流Ｉs とコイルに発生する起電力Ｅ
a とにより表すと、次の（１５）式のようになる。
端子電流Ｉを信号電流Ｉs とコイルに発生する起電力Ｅ
a とにより表すと、次の（１５）式のようになる。
【００８１】
【数１３】
【００８２】ここで、（１５）式の右辺の２つの項は、
信号電流Ｉs に起電力Ｅa が帰還されていることを示し
ている。また、この右辺の第２項は速度帰還量を決める
項であって、これは短絡制動として機能し、第２項の分
母（Ｒc ＋Ｒn ）は、その制動抵抗成分となる。したが
って、（８）式で電圧駆動によるＱ値を求めたのと同様
に、帰還回路３４における速度帰還によるＱ値は、次の
（１６）式によって求められる。
信号電流Ｉs に起電力Ｅa が帰還されていることを示し
ている。また、この右辺の第２項は速度帰還量を決める
項であって、これは短絡制動として機能し、第２項の分
母（Ｒc ＋Ｒn ）は、その制動抵抗成分となる。したが
って、（８）式で電圧駆動によるＱ値を求めたのと同様
に、帰還回路３４における速度帰還によるＱ値は、次の
（１６）式によって求められる。
【００８３】
【数１４】
【００８４】したがって、負性抵抗回路３６の抵抗値Ｒ
n を選択することにより任意のＱ値による電磁アクチュ
エータの制動が実現できる。すなわち、抵抗値Ｒn を負
に選択すれば、少なくとも（８）式で示される従来のも
のより小さいＱ値を実現することができる。
n を選択することにより任意のＱ値による電磁アクチュ
エータの制動が実現できる。すなわち、抵抗値Ｒn を負
に選択すれば、少なくとも（８）式で示される従来のも
のより小さいＱ値を実現することができる。
【００８５】次に、負性抵抗回路３６の動作を説明す
る。ここで、抵抗４５の抵抗値をＲ、抵抗４６の抵抗値
をＲo 、抵抗４８の抵抗値をＲi 、コンデンサ４９の容
量値をＣi 、演算増幅器４４の出力電圧をＶ、負性抵抗
回路３６に流れる電流をＩn とする。
る。ここで、抵抗４５の抵抗値をＲ、抵抗４６の抵抗値
をＲo 、抵抗４８の抵抗値をＲi 、コンデンサ４９の容
量値をＣi 、演算増幅器４４の出力電圧をＶ、負性抵抗
回路３６に流れる電流をＩn とする。
【００８６】信号源５の信号電圧Ｅs の周波数が、イン
ピーダンス４７のＲi とＣi で定まる遮断周波数より十
分低いときは、コンデンサ４９は開放と考えてよい。そ
こで、負性抵抗回路３６の抵抗４５には電流が流れず、
演算増幅器４４の入力インピーダンスは大きいので、結
果として、抵抗４６のＲo による電圧降下はない。そこ
で、抵抗４５のＲによる電圧降下もなく、Ｉn は０とな
り、電磁アクチュエータ１は電流源３０からの信号電流
Ｉs のみによって電流駆動される。したがって、従来装
置と同様に、電流変位変換感度はコイル２の有する抵抗
値Ｒc の影響を受けない。
ピーダンス４７のＲi とＣi で定まる遮断周波数より十
分低いときは、コンデンサ４９は開放と考えてよい。そ
こで、負性抵抗回路３６の抵抗４５には電流が流れず、
演算増幅器４４の入力インピーダンスは大きいので、結
果として、抵抗４６のＲo による電圧降下はない。そこ
で、抵抗４５のＲによる電圧降下もなく、Ｉn は０とな
り、電磁アクチュエータ１は電流源３０からの信号電流
Ｉs のみによって電流駆動される。したがって、従来装
置と同様に、電流変位変換感度はコイル２の有する抵抗
値Ｒc の影響を受けない。
【００８７】機械共振周波数がインピーダンス４７のＲ
i とＣi で定まる遮断周波数より十分高いときは、コン
デンサ４９が短絡と考えてよく、負性抵抗回路３６の電
流値Ｉn については、次の（１７）及び（１８）式が成
り立つ。
i とＣi で定まる遮断周波数より十分高いときは、コン
デンサ４９が短絡と考えてよく、負性抵抗回路３６の電
流値Ｉn については、次の（１７）及び（１８）式が成
り立つ。
【００８８】
【数１５】
【００８９】 Ｉn Ｒ＝Ｅ−Ｖ （１８） したがって、負性抵抗回路３６の抵抗値Ｒn は、
【数１６】
【００９０】となり、インピーダンス４７の抵抗４８の
Ｒi が係数Ｒ／Ｒo によって負性抵抗に変換される。さ
らに、これを（１６）式に適用すると、（Ｒc ＋Ｒn ）
の値が低くなり、Ｑ値の低減が可能なことがわかる。し
たがって、負性抵抗回路３６の抵抗値Ｒn を選択するこ
とにより任意のＱ値による電磁アクチュエータ１の制動
が実現でき、Ｒn を負にすれば、少なくとも（８）式の
Ｑc より小さいＱ値を得ることができる。そして、実際
には電磁アクチュエータ１の抵抗値Ｒa が３．０ｋΩの
場合に、Ｒn が２７．６Ωであればクリティカルダンピ
ングが実現される。このように電圧帰還を正帰還で実施
することで得られる負性抵抗制動により、従来より小さ
いＱ値を得ることができる。
Ｒi が係数Ｒ／Ｒo によって負性抵抗に変換される。さ
らに、これを（１６）式に適用すると、（Ｒc ＋Ｒn ）
の値が低くなり、Ｑ値の低減が可能なことがわかる。し
たがって、負性抵抗回路３６の抵抗値Ｒn を選択するこ
とにより任意のＱ値による電磁アクチュエータ１の制動
が実現でき、Ｒn を負にすれば、少なくとも（８）式の
Ｑc より小さいＱ値を得ることができる。そして、実際
には電磁アクチュエータ１の抵抗値Ｒa が３．０ｋΩの
場合に、Ｒn が２７．６Ωであればクリティカルダンピ
ングが実現される。このように電圧帰還を正帰還で実施
することで得られる負性抵抗制動により、従来より小さ
いＱ値を得ることができる。
【００９１】ただし、ここでＱ値が負になると発振を起
こすから、この負性抵抗Ｒc の絶対値｜Ｒn ｜をＲc よ
り小さな値に、つまり｜Ｒn ｜＜Ｒc に設定することに
より、発振を防止することができる。
こすから、この負性抵抗Ｒc の絶対値｜Ｒn ｜をＲc よ
り小さな値に、つまり｜Ｒn ｜＜Ｒc に設定することに
より、発振を防止することができる。
【００９２】また、インピーダンス４７を抵抗４８のみ
で構成した場合は、低周波での動作も（１９）式および
（１５）式で行なわれる。この場合、Ｒc によりＩが変
化するので感度も変化する。これが無視できる場合、や
はり本発明の制動効果を享受できる。
で構成した場合は、低周波での動作も（１９）式および
（１５）式で行なわれる。この場合、Ｒc によりＩが変
化するので感度も変化する。これが無視できる場合、や
はり本発明の制動効果を享受できる。
【００９３】また、電磁アクチュエータ１として図１に
示す可動コイル型のものを使った場合には、太い磁石を
使ったり、コイルの外周にヨークを配置するなどによっ
て、磁気回路を強化して磁束密度を高くすることで、高
い信号源電圧対変位の感度を得ることができる。
示す可動コイル型のものを使った場合には、太い磁石を
使ったり、コイルの外周にヨークを配置するなどによっ
て、磁気回路を強化して磁束密度を高くすることで、高
い信号源電圧対変位の感度を得ることができる。
【００９４】さらに、電磁アクチュエータ１として図２
に示す可動磁石型のものを使うと、可動部、すなわち磁
石４はコイルに比較して小さく、かつ軽量に構成できる
ので、信号電圧に対する応答がより迅速になる。
に示す可動磁石型のものを使うと、可動部、すなわち磁
石４はコイルに比較して小さく、かつ軽量に構成できる
ので、信号電圧に対する応答がより迅速になる。
【００９５】実施の形態４．図６は、本発明の第４の実
施の形態を示す回路図である。この電磁アクチュエータ
の駆動回路の負性抵抗回路３７は、図５のものと異なり
負性抵抗回路３７の動作点を直接信号源５で制御して電
磁アクチュエータ１を駆動している。
施の形態を示す回路図である。この電磁アクチュエータ
の駆動回路の負性抵抗回路３７は、図５のものと異なり
負性抵抗回路３７の動作点を直接信号源５で制御して電
磁アクチュエータ１を駆動している。
【００９６】信号源５の周波数が、インピーダンス４７
の抵抗値Ｒi と容量値Ｃi とで定まる遮断周波数より十
分低いときは、コンデンサ４９が開放と考えてよく、次
の（２０）式が成り立つ。
の抵抗値Ｒi と容量値Ｃi とで定まる遮断周波数より十
分低いときは、コンデンサ４９が開放と考えてよく、次
の（２０）式が成り立つ。
【００９７】 Ｉs Ｒo ＝Ｉn Ｒ＝−ＩＲ （２０） したがって、電磁アクチュエータ１の端子電流Ｉは、
【数１７】
【００９８】となり、負性抵抗回路３７が電流増幅器と
して動作するものであることがわかる。
して動作するものであることがわかる。
【００９９】一方、信号源５の周波数がＲi とＣi で定
まる遮断周波数より十分高いときはコンデンサ４９が短
絡と考えてよく、負性抵抗回路３７は図５のものと同じ
負性抵抗値を示し、（１３）式のＱ値を得ることができ
る。
まる遮断周波数より十分高いときはコンデンサ４９が短
絡と考えてよく、負性抵抗回路３７は図５のものと同じ
負性抵抗値を示し、（１３）式のＱ値を得ることができ
る。
【０１００】この実施の形態４では、電流源として電磁
アクチュエータ１を駆動する電力回路が不要であり、小
信号回路でよいから、安価に信頼性高く電磁アクチュエ
ータの駆動回路を構成することができる。
アクチュエータ１を駆動する電力回路が不要であり、小
信号回路でよいから、安価に信頼性高く電磁アクチュエ
ータの駆動回路を構成することができる。
【０１０１】実施の形態５．図７は、本発明の第５の実
施の形態を示す電磁アクチュエータの駆動回路図であ
る。駆動回路１００の信号源５、電流源３０及び電磁ア
クチュエータ１は、実施の形態１（図３）と同じであ
る。帰還回路３８の構成が、実施の形態１の帰還回路３
４と異なっている。すなわち、電磁アクチュエータ１の
端子電圧Ｅは、コンデンサ４１と抵抗４２が形成するハ
イパスフィルタを介して電流源３１により帰還信号の電
流値Ｉf に変換され、電磁アクチュエータ１の端子電流
Ｉとして正帰還される。この帰還回路３８の電流帰還の
帰還量は、電流源３１の相互コンダクタンスＩ／Ｒf で
選択できる。
施の形態を示す電磁アクチュエータの駆動回路図であ
る。駆動回路１００の信号源５、電流源３０及び電磁ア
クチュエータ１は、実施の形態１（図３）と同じであ
る。帰還回路３８の構成が、実施の形態１の帰還回路３
４と異なっている。すなわち、電磁アクチュエータ１の
端子電圧Ｅは、コンデンサ４１と抵抗４２が形成するハ
イパスフィルタを介して電流源３１により帰還信号の電
流値Ｉf に変換され、電磁アクチュエータ１の端子電流
Ｉとして正帰還される。この帰還回路３８の電流帰還の
帰還量は、電流源３１の相互コンダクタンスＩ／Ｒf で
選択できる。
【０１０２】以下に、図７の電磁アクチュエータの駆動
回路における制動の動作を説明する。
回路における制動の動作を説明する。
【０１０３】信号源５の周波数が、先の帰還回路３８の
ハイパスフィルタの遮断周波数より十分低いときは、コ
ンデンサ４１は開放と考えてよい。そこで、駆動回路１
００の帰還回路３８は動作せず、電磁アクチュエータ１
は基本的には電流源３０からの信号電流Ｉs のみによっ
て電流駆動される。したがって、従来装置と同様に、電
流変位変換感度はコイル２の有する抵抗値Ｒc の影響を
受けない。
ハイパスフィルタの遮断周波数より十分低いときは、コ
ンデンサ４１は開放と考えてよい。そこで、駆動回路１
００の帰還回路３８は動作せず、電磁アクチュエータ１
は基本的には電流源３０からの信号電流Ｉs のみによっ
て電流駆動される。したがって、従来装置と同様に、電
流変位変換感度はコイル２の有する抵抗値Ｒc の影響を
受けない。
【０１０４】機械共振周波数が帰還回路３８のハイパス
フィルタの遮断周波数より十分高いときは、コンデンサ
４１が短絡として考えられる。したがって、帰還回路３
４の帰還ループが形成されて、その帰還による制動作用
を考える必要があり、アクチュエータ１の電流値Ｉは次
の（２２）式で表される。ただし、コンデンサ４１に流
れる電流はＩに比べて無視できるとする。
フィルタの遮断周波数より十分高いときは、コンデンサ
４１が短絡として考えられる。したがって、帰還回路３
４の帰還ループが形成されて、その帰還による制動作用
を考える必要があり、アクチュエータ１の電流値Ｉは次
の（２２）式で表される。ただし、コンデンサ４１に流
れる電流はＩに比べて無視できるとする。
【０１０５】
【数１８】
【０１０６】更に、この（２２）式と（２）式から、こ
のＩを信号電流Ｉs とコイルに発生する起電力Ｅa とに
より表すと、次の（２３）式のようになる。
のＩを信号電流Ｉs とコイルに発生する起電力Ｅa とに
より表すと、次の（２３）式のようになる。
【０１０７】
【数１９】
【０１０８】ここで、（２３）式の右辺の２つの項は、
信号電流Ｉs に起電力Ｅa が帰還されていることを示し
ている。また、この右辺の第２項は速度帰還量を決める
項であって、これは短絡制動として機能し、第２項の分
母（Ｒc −Ｒf ）は、その制動抵抗成分となる。したが
って、（８）式で電圧駆動によるＱ値を求めたのと同様
に、帰還回路３８における速度帰還によるＱ値は、次の
（２４）式によって求められる。
信号電流Ｉs に起電力Ｅa が帰還されていることを示し
ている。また、この右辺の第２項は速度帰還量を決める
項であって、これは短絡制動として機能し、第２項の分
母（Ｒc −Ｒf ）は、その制動抵抗成分となる。したが
って、（８）式で電圧駆動によるＱ値を求めたのと同様
に、帰還回路３８における速度帰還によるＱ値は、次の
（２４）式によって求められる。
【０１０９】
【数２０】
【０１１０】したがって、帰還量をＲf で選択すること
により任意のＱ値による電磁アクチュエータの制動が実
現できる。すなわち、この抵抗値Ｒf を０より大きくす
れば、少なくとも（８）式のＱc より小さいＱ値を得る
ことができる。そして、実際には電磁アクチュエータ１
の抵抗値Ｒa が３．０ｋΩの場合に、この抵抗値Ｒfが
２７．６Ωであればクリティカルダンピングを実現でき
る。このように電圧帰還を正帰還で実施する制動によ
り、従来より小さいＱ値を得ることができる。
により任意のＱ値による電磁アクチュエータの制動が実
現できる。すなわち、この抵抗値Ｒf を０より大きくす
れば、少なくとも（８）式のＱc より小さいＱ値を得る
ことができる。そして、実際には電磁アクチュエータ１
の抵抗値Ｒa が３．０ｋΩの場合に、この抵抗値Ｒfが
２７．６Ωであればクリティカルダンピングを実現でき
る。このように電圧帰還を正帰還で実施する制動によ
り、従来より小さいＱ値を得ることができる。
【０１１１】ただし、ここでＱ値が負になると発振を起
こすから、相互コンダクタンス（１／Ｒf ）の逆数であ
るＲf をコイルの抵抗値Ｒc より小さな値に、つまり０
＜Ｒf ＜Ｒc に設定することにより、発振を防止するこ
とができる。
こすから、相互コンダクタンス（１／Ｒf ）の逆数であ
るＲf をコイルの抵抗値Ｒc より小さな値に、つまり０
＜Ｒf ＜Ｒc に設定することにより、発振を防止するこ
とができる。
【０１１２】また、ハイパスフィルタを使わない場合は
低周波での動作も（２３）式で行なわれる。この場合、
Ｒc によりＩが変化するので変位も変化する。これが無
視できる場合、やはり本発明の制動効果を享受できる。
低周波での動作も（２３）式で行なわれる。この場合、
Ｒc によりＩが変化するので変位も変化する。これが無
視できる場合、やはり本発明の制動効果を享受できる。
【０１１３】また、電磁アクチュエータ１として図１に
示す可動コイル型のものを使った場合には、太い磁石を
使ったり、コイルの外周にヨークを配置するなどによっ
て、磁気回路を強化して磁束密度を高くすることで、高
い信号源電圧対変位の感度を得ることができる。
示す可動コイル型のものを使った場合には、太い磁石を
使ったり、コイルの外周にヨークを配置するなどによっ
て、磁気回路を強化して磁束密度を高くすることで、高
い信号源電圧対変位の感度を得ることができる。
【０１１４】さらに、電磁アクチュエータ１として図２
に示す可動磁石型のものを使うと、可動部、すなわち磁
石４はコイルに比較して小さく、かつ軽量に構成できる
ので、信号電圧に対する応答がより迅速になる。
に示す可動磁石型のものを使うと、可動部、すなわち磁
石４はコイルに比較して小さく、かつ軽量に構成できる
ので、信号電圧に対する応答がより迅速になる。
【０１１５】実施の形態６．図８は、本発明の第６の実
施の形態を示す回路図である。この電磁アクチュエータ
の駆動回路の帰還回路３９は、図７の帰還回路３８とは
異なり、電流源３１を用いるのを止めて信号源５の信号
電圧Ｅs を直接に制御している。すなわち、コンデンサ
４１と抵抗４２とのハイパスフィルタの出力電圧が、乗
数器３２で振幅をＫ倍に調整され、加算器３３で信号源
５の信号電圧Ｅs と加算される。この加算結果を電流源
３０の制御入力として、電流源３０から出力される｛帰
還信号の電流値Ｉf ＋信号電流Ｉs ｝を制御する。
施の形態を示す回路図である。この電磁アクチュエータ
の駆動回路の帰還回路３９は、図７の帰還回路３８とは
異なり、電流源３１を用いるのを止めて信号源５の信号
電圧Ｅs を直接に制御している。すなわち、コンデンサ
４１と抵抗４２とのハイパスフィルタの出力電圧が、乗
数器３２で振幅をＫ倍に調整され、加算器３３で信号源
５の信号電圧Ｅs と加算される。この加算結果を電流源
３０の制御入力として、電流源３０から出力される｛帰
還信号の電流値Ｉf ＋信号電流Ｉs ｝を制御する。
【０１１６】ここで、電流源３０の相互コンダクタンス
をＫ／Ｒf とすると、この帰還回路３９によって制御さ
れる電磁アクチュエータ１の端子電流Ｉも先の（２２）
式によって表されるから、図７の駆動回路と同等の効果
を奏するものであることが理解できる。なお、乗数器３
２はＫを１と選べば不要で、図３の駆動回路と比べた場
合に電流源３１も不要であるから、構成が簡単である。
したがって、安価に信頼性の高い電磁アクチュエータの
駆動回路を構成することができる。
をＫ／Ｒf とすると、この帰還回路３９によって制御さ
れる電磁アクチュエータ１の端子電流Ｉも先の（２２）
式によって表されるから、図７の駆動回路と同等の効果
を奏するものであることが理解できる。なお、乗数器３
２はＫを１と選べば不要で、図３の駆動回路と比べた場
合に電流源３１も不要であるから、構成が簡単である。
したがって、安価に信頼性の高い電磁アクチュエータの
駆動回路を構成することができる。
【０１１７】実施の形態７．つぎに、図９乃至図１１に
より、本発明の電磁アクチュエータ装置をビデオテープ
レコーダ（ＶＴＲ）に応用した例を説明する。
より、本発明の電磁アクチュエータ装置をビデオテープ
レコーダ（ＶＴＲ）に応用した例を説明する。
【０１１８】図９は、ビデオテープレコーダ６０の構成
を示す概略図である。図において、１００は実施の形態
１で説明した駆動回路、５１は駆動回路１００の出力を
回転するアクチュエータに加えるためのスリップリン
グ、５２は１フィールドで半回転する回転ドラムであ
り、この回転ドラム５２では、図１のアクチュエータ１
ａで変位される一対のヘッド２４ｒ、２４ｌを保持して
いる。５３は上側のロータリートランスのロータ、５４
は下側のロータリートランスのステータである。ドラム
５２の右左一対のヘッド２４ｒ、２４ｌは、その出力を
下側のロータリートランスのステータ５４に伝送し、ヘ
ッド２４ｒ、２４ｌに対応した一対の増幅器５５によっ
て信号処理可能なレベルまで増幅する。５６は固定ドラ
ムであって、ステータ５４を保持している。テープ５７
は回転ドラム５２と固定ドラム５６にわたって、およそ
１８０度強だけ巻き付けられており、回転ドラム５２の
回転に従って一対のヘッド２４ｒ、２４ｌが１８０度づ
つ交互にテープ５７に接して、そこに記録されている情
報を再生する。その出力は増幅されてスイッチ５７を介
してＦＭ検波回路５８に供給される。スイッチ５７はド
ラム５２の回転に同期して切換えられ、これによって一
対のヘッド２４ｒ、２４ｌで読み取られた情報が選択さ
れ、ＦＭ検波回路５８における検波動作によって、映像
信号として端子５９に出力される。
を示す概略図である。図において、１００は実施の形態
１で説明した駆動回路、５１は駆動回路１００の出力を
回転するアクチュエータに加えるためのスリップリン
グ、５２は１フィールドで半回転する回転ドラムであ
り、この回転ドラム５２では、図１のアクチュエータ１
ａで変位される一対のヘッド２４ｒ、２４ｌを保持して
いる。５３は上側のロータリートランスのロータ、５４
は下側のロータリートランスのステータである。ドラム
５２の右左一対のヘッド２４ｒ、２４ｌは、その出力を
下側のロータリートランスのステータ５４に伝送し、ヘ
ッド２４ｒ、２４ｌに対応した一対の増幅器５５によっ
て信号処理可能なレベルまで増幅する。５６は固定ドラ
ムであって、ステータ５４を保持している。テープ５７
は回転ドラム５２と固定ドラム５６にわたって、およそ
１８０度強だけ巻き付けられており、回転ドラム５２の
回転に従って一対のヘッド２４ｒ、２４ｌが１８０度づ
つ交互にテープ５７に接して、そこに記録されている情
報を再生する。その出力は増幅されてスイッチ５７を介
してＦＭ検波回路５８に供給される。スイッチ５７はド
ラム５２の回転に同期して切換えられ、これによって一
対のヘッド２４ｒ、２４ｌで読み取られた情報が選択さ
れ、ＦＭ検波回路５８における検波動作によって、映像
信号として端子５９に出力される。
【０１１９】図１０は、ノイズレス３倍速再生動作にお
けるテープトラックを示す図である。この図１０に基づ
いて、図９に示すＶＴＲにおけるノイズレス３倍速再生
の動作を説明する。
けるテープトラックを示す図である。この図１０に基づ
いて、図９に示すＶＴＲにおけるノイズレス３倍速再生
の動作を説明する。
【０１２０】６１、６２、６３はテープ５７上に各々１
フィールドの映像が標準スピードで記録されたトラッ
ク、矢印６４はノイズレス再生のヘッド軌跡を示す。
フィールドの映像が標準スピードで記録されたトラッ
ク、矢印６４はノイズレス再生のヘッド軌跡を示す。
【０１２１】通常の再生速度でＶＴＲを運転する場合
は、テープ５７の進行速度が記録時の速度と一致してい
るから、ヘッドの軌跡は矢印６４で示すように、トラッ
クに一致した軌跡となる。しかし３倍速の場合には、ヘ
ッド軌跡が矢印６５で示すように複数のトラックを横切
る軌跡となって、ヘッドがトラックを外れるに従ってノ
イズが増え、再生画面には横線状のノイズが出る。
は、テープ５７の進行速度が記録時の速度と一致してい
るから、ヘッドの軌跡は矢印６４で示すように、トラッ
クに一致した軌跡となる。しかし３倍速の場合には、ヘ
ッド軌跡が矢印６５で示すように複数のトラックを横切
る軌跡となって、ヘッドがトラックを外れるに従ってノ
イズが増え、再生画面には横線状のノイズが出る。
【０１２２】そこで、ヘッドに対して図の矢印Ｙ方向の
変位を与えることによって、その軌跡を矢印６４に一致
させることができる。これによって、３倍速再生でＶＴ
Ｒを運転した場合であっても、標準スピードで記録され
たトラックを正しくトレースし、ノイズレス３倍速再生
が実現される。
変位を与えることによって、その軌跡を矢印６４に一致
させることができる。これによって、３倍速再生でＶＴ
Ｒを運転した場合であっても、標準スピードで記録され
たトラックを正しくトレースし、ノイズレス３倍速再生
が実現される。
【０１２３】また、ＶＴＲのテープ再生速度は３倍速に
限らず、任意の再生速度であっても変位を選ぶことによ
りノイズレス高速再生を実現することができる。
限らず、任意の再生速度であっても変位を選ぶことによ
りノイズレス高速再生を実現することができる。
【０１２４】図１１は、ヘッドの変位Ｙについて示す図
である。
である。
【０１２５】同図（ａ）は右ヘッド２４ｒの変位を、同
図（ｂ）は左ヘッド２４ｌの変位を示しており、横軸は
時間軸である。実線７１は、３倍速再生における右ヘッ
ド２４ｒの無振動変位を表している。トラックの始点
（始）での変位Ｙを０とすると、トラックの終点（終）
では２トラックピッチだけ変位する必要があって、駆動
回路１００では時間に比例してヘッド位置が低下するよ
うに制御し、１フィールドのトレースを行う。そして、
１トラックのトレースが終了すると、左ヘッド２４ｌに
よるトレースが開始され、右ヘッド２４ｒは次の１フィ
ールドで元の位置に復帰する。
図（ｂ）は左ヘッド２４ｌの変位を示しており、横軸は
時間軸である。実線７１は、３倍速再生における右ヘッ
ド２４ｒの無振動変位を表している。トラックの始点
（始）での変位Ｙを０とすると、トラックの終点（終）
では２トラックピッチだけ変位する必要があって、駆動
回路１００では時間に比例してヘッド位置が低下するよ
うに制御し、１フィールドのトレースを行う。そして、
１トラックのトレースが終了すると、左ヘッド２４ｌに
よるトレースが開始され、右ヘッド２４ｒは次の１フィ
ールドで元の位置に復帰する。
【０１２６】ところが、ヘッド位置を制御する電磁アク
チュエータ装置のＱ値が０．５以上で、アンダーダンピ
ングであると、２トラックピッチだけ変位する際の波形
が、破線７２に示す振動変位となる。その結果、ヘッド
位置がトラックを外れて、再生ノイズを発生してしま
う。同様に、左ヘッド２４ｌにおいても実線７３で無振
動変位、破線７４で振動変位を示しており、右ヘッド２
４ｒと同等の動作を１フィールドずつ交互に行う。
チュエータ装置のＱ値が０．５以上で、アンダーダンピ
ングであると、２トラックピッチだけ変位する際の波形
が、破線７２に示す振動変位となる。その結果、ヘッド
位置がトラックを外れて、再生ノイズを発生してしま
う。同様に、左ヘッド２４ｌにおいても実線７３で無振
動変位、破線７４で振動変位を示しており、右ヘッド２
４ｒと同等の動作を１フィールドずつ交互に行う。
【０１２７】この実施の形態では、Ｑ値を０．５のクリ
ティカルダンピングに選ぶことによって、ヘッドの無振
動変位を実現でき、ノイズレス３倍速再生が可能にな
る。
ティカルダンピングに選ぶことによって、ヘッドの無振
動変位を実現でき、ノイズレス３倍速再生が可能にな
る。
【０１２８】上記ＶＴＲの駆動回路１００として、図６
のものを適用しても同等の効果が得られる。
のものを適用しても同等の効果が得られる。
【０１２９】実施の形態８．つぎに、図１２乃至図１４
により、本発明の電磁アクチュエータ装置を液晶プロジ
ェクタなどの投射型表示装置に応用した例を説明する。
により、本発明の電磁アクチュエータ装置を液晶プロジ
ェクタなどの投射型表示装置に応用した例を説明する。
【０１３０】図１２は、液晶プロジェクタの一例を示す
ブロック図である。このプロジェクタでは、電磁アクチ
ュエータ装置を映像表示器の前に配置した透明板の角度
変位を制御して垂直補助偏向させる手段に応用したもの
であって、これによって視覚上の走査線数を倍増させる
機能を実現している。
ブロック図である。このプロジェクタでは、電磁アクチ
ュエータ装置を映像表示器の前に配置した透明板の角度
変位を制御して垂直補助偏向させる手段に応用したもの
であって、これによって視覚上の走査線数を倍増させる
機能を実現している。
【０１３１】こうした走査線数の倍増機能の詳細につい
ては、例えば特開平７−１１３９９８号公報に開示され
ているが、これを図２の可動磁石型電磁アクチュエータ
によって実現する場合の電磁アクチュエータ装置による
制御動作を説明する。
ては、例えば特開平７−１１３９９８号公報に開示され
ているが、これを図２の可動磁石型電磁アクチュエータ
によって実現する場合の電磁アクチュエータ装置による
制御動作を説明する。
【０１３２】図１２において、ランプ８１が発する光は
反射鏡８２で反射された光とともに液晶パネル８３に照
射される。この液晶パネル８３に表示された映像光は、
ガラス板８４を通ってレンズ８５によりスクリーン８６
の上に結像される。ガラス板８４は軸８７を中心にして
回転可能に構成されており、ガラス板８４の変位Ｙは図
２の可動磁石型電磁アクチュエータ１ｂにより与えられ
る。駆動回路１００は、ガラス板８４を電磁アクチュエ
ータ１ｂによって所定位置まで駆動する。
反射鏡８２で反射された光とともに液晶パネル８３に照
射される。この液晶パネル８３に表示された映像光は、
ガラス板８４を通ってレンズ８５によりスクリーン８６
の上に結像される。ガラス板８４は軸８７を中心にして
回転可能に構成されており、ガラス板８４の変位Ｙは図
２の可動磁石型電磁アクチュエータ１ｂにより与えられ
る。駆動回路１００は、ガラス板８４を電磁アクチュエ
ータ１ｂによって所定位置まで駆動する。
【０１３３】図１３は、ガラス板８４が角度ａだけ回転
した状態を示している。これは、図１２の点線で示すガ
ラス板８４の位置に対応する。そして、ガラス板８４の
厚さをｔとするとき、水平に入射した光が角度ａだけ回
転したガラス板８４により変化した光路を、実線の矢印
により示す。ガラス板８４に水平に入射した光は、ガラ
ス板８４内で角度ｂだけ屈折する。ここで、ガラス板８
４の屈折率をｎとしたとき、次の（２５）式が成立す
る。
した状態を示している。これは、図１２の点線で示すガ
ラス板８４の位置に対応する。そして、ガラス板８４の
厚さをｔとするとき、水平に入射した光が角度ａだけ回
転したガラス板８４により変化した光路を、実線の矢印
により示す。ガラス板８４に水平に入射した光は、ガラ
ス板８４内で角度ｂだけ屈折する。ここで、ガラス板８
４の屈折率をｎとしたとき、次の（２５）式が成立す
る。
【０１３４】 sin ａ＝ｎsin ｂ （２５） 厚さｔのガラス板８４から出射するとき、光はｄだけ下
がり、かつ水平になる。このｄの値は、次の（２６）式
で示される。
がり、かつ水平になる。このｄの値は、次の（２６）式
で示される。
【０１３５】 ｄ＝ｔ（tan ａ−tan ｂ）cos ａ （２６） 図１４の（ａ）には液晶パネル８３の画素構成を示す。
斜線部が画素で、垂直方向に２４０ドット、水平方向に
６４０ドットあり、映像はインターレース表示されず、
ペアリング状態で表示される。ここで、ガラス板８４は
奇数フィールドの期間には垂直位置を保持し、偶数フィ
ールドの期間だけ角度ａだけ傾くように制御される。し
たがって、偶数フィールドの映像は奇数フィールドの映
像よりｄだけ下がって見えることになる。そこで、この
値ｄを画素の垂直ピッチの１／２に選ぶと、ガラス板８
４を通してスクリーン８６上に得られる画像は、図１４
（ｂ）のように４８０本のインターレース表示となる。
斜線部が画素で、垂直方向に２４０ドット、水平方向に
６４０ドットあり、映像はインターレース表示されず、
ペアリング状態で表示される。ここで、ガラス板８４は
奇数フィールドの期間には垂直位置を保持し、偶数フィ
ールドの期間だけ角度ａだけ傾くように制御される。し
たがって、偶数フィールドの映像は奇数フィールドの映
像よりｄだけ下がって見えることになる。そこで、この
値ｄを画素の垂直ピッチの１／２に選ぶと、ガラス板８
４を通してスクリーン８６上に得られる画像は、図１４
（ｂ）のように４８０本のインターレース表示となる。
【０１３６】このとき、電磁アクチュエータ１ｂによる
ガラス板８４の制動が不足すると、奇数フィールド映像
と偶数フィールド映像が共に上下に振動することになっ
て、ペアリング状態の改善は阻害される。しかしなが
ら、本発明の電磁アクチュエータ装置では、クリティカ
ルダンピングで無振動に揺動させることができるから、
インタレースの効果が十分得られて、高精細な映像表示
を実現できる。
ガラス板８４の制動が不足すると、奇数フィールド映像
と偶数フィールド映像が共に上下に振動することになっ
て、ペアリング状態の改善は阻害される。しかしなが
ら、本発明の電磁アクチュエータ装置では、クリティカ
ルダンピングで無振動に揺動させることができるから、
インタレースの効果が十分得られて、高精細な映像表示
を実現できる。
【０１３７】電磁アクチュエータ１ｂを駆動する駆動回
路１００としては、上述した実施の形態１乃至６のいず
れを適用しても、同等の効果を奏することができる。ま
た、図１に示す電磁アクチュエータ１ａによりガラス板
を制御してもよい。
路１００としては、上述した実施の形態１乃至６のいず
れを適用しても、同等の効果を奏することができる。ま
た、図１に示す電磁アクチュエータ１ａによりガラス板
を制御してもよい。
【０１３８】
【発明の効果】この発明は、以上に説明したように構成
されているので、以下に示すような効果を奏する。
されているので、以下に示すような効果を奏する。
【０１３９】請求項１に記載した電磁アクチュエータの
駆動回路によれば、電磁アクチュエータを電流駆動し、
その電磁アクチュエータの端子電圧を駆動電流に負帰還
することによって、Ｑ値の低減を図ることができ、帰還
回路の帰還量を選ぶことで任意のＱ値での制動が可能に
なる。
駆動回路によれば、電磁アクチュエータを電流駆動し、
その電磁アクチュエータの端子電圧を駆動電流に負帰還
することによって、Ｑ値の低減を図ることができ、帰還
回路の帰還量を選ぶことで任意のＱ値での制動が可能に
なる。
【０１４０】請求項２に記載した電磁アクチュエータの
駆動回路によれば、電圧駆動におけるＱ値よりも小さい
Ｑ値に制動でき、かつ帰還による発振が防止できる。
駆動回路によれば、電圧駆動におけるＱ値よりも小さい
Ｑ値に制動でき、かつ帰還による発振が防止できる。
【０１４１】請求項３に記載した電磁アクチュエータの
駆動回路によれば、電磁アクチュエータの端子電圧と端
子電流とに基づいて駆動電流を制御する電流源によって
帰還制御手段を構成できる。
駆動回路によれば、電磁アクチュエータの端子電圧と端
子電流とに基づいて駆動電流を制御する電流源によって
帰還制御手段を構成できる。
【０１４２】請求項４に記載した電磁アクチュエータの
駆動回路によれば、構成が簡単であって、安価に信頼性
を高めることができる。
駆動回路によれば、構成が簡単であって、安価に信頼性
を高めることができる。
【０１４３】請求項５に記載した電磁アクチュエータの
駆動回路によれば、電磁アクチュエータを負性抵抗で短
絡することによって、Ｑ値の低減を図ることができ、負
性抵抗回路の抵抗値を選ぶことで任意のＱ値での制動が
可能になる。
駆動回路によれば、電磁アクチュエータを負性抵抗で短
絡することによって、Ｑ値の低減を図ることができ、負
性抵抗回路の抵抗値を選ぶことで任意のＱ値での制動が
可能になる。
【０１４４】請求項６に記載した電磁アクチュエータの
駆動回路によれば、負性抵抗回路の抵抗値を選ぶこと、
例えば負性抵抗の絶対値がアクチュエータのコイルの抵
抗より小さく選ぶことで、電圧駆動におけるＱ値よりも
小さいＱ値に制動でき、しかも負性抵抗による発振が防
止できる。
駆動回路によれば、負性抵抗回路の抵抗値を選ぶこと、
例えば負性抵抗の絶対値がアクチュエータのコイルの抵
抗より小さく選ぶことで、電圧駆動におけるＱ値よりも
小さいＱ値に制動でき、しかも負性抵抗による発振が防
止できる。
【０１４５】請求項７に記載した電磁アクチュエータの
駆動回路によれば、演算増幅器の負入力端子と接地の間
で負性抵抗を構成することができる。
駆動回路によれば、演算増幅器の負入力端子と接地の間
で負性抵抗を構成することができる。
【０１４６】請求項８に記載した電磁アクチュエータの
駆動回路によれば、電磁アクチュエータを駆動する電力
回路が簡単となり、安価に信頼性を高めることができ
る。
駆動回路によれば、電磁アクチュエータを駆動する電力
回路が簡単となり、安価に信頼性を高めることができ
る。
【０１４７】請求項９に記載した電磁アクチュエータの
駆動回路によれば、コイルの抵抗値の変化による感度の
変化を低減できる。
駆動回路によれば、コイルの抵抗値の変化による感度の
変化を低減できる。
【０１４８】請求項１０に記載した電磁アクチュエータ
の駆動回路によれば、電磁アクチュエータを電流駆動
し、その電磁アクチュエータの端子電圧を駆動電流に正
帰還することによって、Ｑ値の低減を図ることができ、
正帰還回路の帰還量を選ぶことで任意のＱ値での制動が
可能になる。
の駆動回路によれば、電磁アクチュエータを電流駆動
し、その電磁アクチュエータの端子電圧を駆動電流に正
帰還することによって、Ｑ値の低減を図ることができ、
正帰還回路の帰還量を選ぶことで任意のＱ値での制動が
可能になる。
【０１４９】請求項１１に記載した電磁アクチュエータ
の駆動回路によれば、帰還量を選ぶことで電圧駆動にお
けるＱ値よりも小さいＱ値に制動でき、しかも帰還によ
る発振が防止できる。
の駆動回路によれば、帰還量を選ぶことで電圧駆動にお
けるＱ値よりも小さいＱ値に制動でき、しかも帰還によ
る発振が防止できる。
【０１５０】請求項１２に記載した電磁アクチュエータ
の駆動回路によれば、電磁アクチュエータの端子電圧に
基づいて前記駆動電流を制御する電流源によって帰還制
御手段を構成できる。
の駆動回路によれば、電磁アクチュエータの端子電圧に
基づいて前記駆動電流を制御する電流源によって帰還制
御手段を構成できる。
【０１５１】請求項１３に記載した電磁アクチュエータ
の駆動回路によれば、構成が簡単であって、安価に信頼
性を高めることができる。
の駆動回路によれば、構成が簡単であって、安価に信頼
性を高めることができる。
【０１５２】請求項１４に記載した電磁アクチュエータ
の駆動回路によれば、コイルの抵抗値の変化による感度
の変化を低減できる。
の駆動回路によれば、コイルの抵抗値の変化による感度
の変化を低減できる。
【０１５３】請求項１５に記載した電磁アクチュエータ
装置によれば、磁気回路を強化して高い感度を得ること
ができる。
装置によれば、磁気回路を強化して高い感度を得ること
ができる。
【０１５４】請求項１６に記載した電磁アクチュエータ
装置によれば、可動部を軽量にできるので、応答を迅速
にすることができる。
装置によれば、可動部を軽量にできるので、応答を迅速
にすることができる。
【０１５５】請求項１７に記載したビデオテープレコー
ダによれば、その高速再生に電磁アクチュエータ装置を
応用して、ノイズレス化を実現できる。
ダによれば、その高速再生に電磁アクチュエータ装置を
応用して、ノイズレス化を実現できる。
【０１５６】請求項に記載した映像表示装置によれば、
映像表示器の垂直補助偏向に電磁アクチュエータ装置を
応用して、垂直方向に順次シフトしながら水平方向に走
査される水平走査線数を視覚上倍増することができる。
映像表示器の垂直補助偏向に電磁アクチュエータ装置を
応用して、垂直方向に順次シフトしながら水平方向に走
査される水平走査線数を視覚上倍増することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 可動コイル型電磁アクチュエータを示す断面
模式図である。
模式図である。
【図２】 可動磁石型電磁アクチュエータを示す断面模
式図である。
式図である。
【図３】 本発明の第１の実施の形態を示す電磁アクチ
ュエータの駆動回路図である。
ュエータの駆動回路図である。
【図４】 本発明の第２の実施の形態を示す電磁アクチ
ュエータの駆動回路図である。
ュエータの駆動回路図である。
【図５】 本発明の第３の実施の形態を示す電磁アクチ
ュエータの駆動回路図である。
ュエータの駆動回路図である。
【図６】 本発明の第４の実施の形態を示す電磁アクチ
ュエータの駆動回路図である。
ュエータの駆動回路図である。
【図７】 本発明の第５の実施の形態を示す電磁アクチ
ュエータの駆動回路図である。
ュエータの駆動回路図である。
【図８】 本発明の第６の実施の形態を示す電磁アクチ
ュエータの駆動回路図である。
ュエータの駆動回路図である。
【図９】 本発明の第７の実施の形態であるＶＴＲの構
成を示す概略図である。
成を示す概略図である。
【図１０】 ノイズレス３倍速再生動作におけるテープ
トラックを示す図である。
トラックを示す図である。
【図１１】 ヘッドの変位を示す説明図である。
【図１２】 本発明の第８の実施の形態である映像表示
装置の垂直補助偏向手段の構成を示す概略図である。
装置の垂直補助偏向手段の構成を示す概略図である。
【図１３】 図１２の映像表示装置における光路を示す
図である。
図である。
【図１４】 図１２の映像表示装置における画素構成を
示す図である。
示す図である。
【図１５】 電磁アクチュエータの等価回路を示す回路
図である。
図である。
【図１６】 従来の電磁アクチュエータの駆動回路を示
す回路図である。
す回路図である。
１ 電磁アクチュエータ、４ 磁石、５ 信号源、２２
コイル、２４ ヘッド、３０、３１ 電流源、３４
帰還回路、６０ ビデオテープレコーダ、８３液晶パネ
ル、８４ ガラス板。
コイル、２４ ヘッド、３０、３１ 電流源、３４
帰還回路、６０ ビデオテープレコーダ、８３液晶パネ
ル、８４ ガラス板。
Claims (18)
- 【請求項１】 駆動電流に応じて変位する電磁アクチュ
エータと、信号源の信号に応じて前記電磁アクチュエー
タの駆動電流を制御する駆動電流制御回路とを備えた駆
動回路において、 前記電磁アクチュエータの端子電圧を前記駆動電流制御
回路に負帰還するとともに、前記電磁アクチュエータの
端子電流を前記駆動電流制御回路に正帰還して前記駆動
電流を制御する帰還制御手段を備えたことを特徴とする
電磁アクチュエータの駆動回路。 - 【請求項２】 前記帰還制御手段は、前記端子電流に基
づく正の帰還量を定める電流電圧変換感度をＨ、前記端
子電圧に基づく負の帰還量を定める相互コンダクタンス
を１／Ｒf 、前記電磁アクチュエータのコイルの抵抗値
をＲc としたとき、 ０＜（Ｈ−１）×Ｒf ＜Ｒc であることを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュ
エータの駆動回路。 - 【請求項３】 前記帰還制御手段は、前記駆動電流制御
回路と並列に接続され、前記電磁アクチュエータの端子
電圧と端子電流とに基づいて前記駆動電流を制御する電
流源によって構成されていることを特徴とする請求項１
又は請求項２のいずれかに記載の電磁アクチュエータの
駆動回路。 - 【請求項４】 前記帰還制御手段は、前記駆動電流制御
回路の信号源側に接続され、前記電磁アクチュエータの
端子電圧と端子電流に基づいて前記信号源からの入力信
号を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２の
いずれかに記載の電磁アクチュエータの駆動回路。 - 【請求項５】 駆動電流に応じて変位する電磁アクチュ
エータと、信号源の信号に応じて前記電磁アクチュエー
タの駆動電流を制御する駆動電流制御回路とを備えた駆
動回路において、 前記電磁アクチュエータと並列に接続された負性抵抗手
段を備えたことを特徴とする電磁アクチュエータの駆動
回路。 - 【請求項６】 前記負性抵抗手段は、その回路抵抗の絶
対値が前記電磁アクチュエータのコイルの抵抗値より小
さいことを特徴とする請求項５に記載の電磁アクチュエ
ータの駆動回路。 - 【請求項７】 前記負性抵抗手段は、演算増幅器と、前
記演算増幅器の負入力端子と出力端子間に接続された第
１の抵抗回路と、前記演算増幅器の正入力端子と出力端
子間に接続された第２の抵抗回路と、前記演算増幅器の
正入力端子に一端が接続され他端が接地されたインピー
ダンス回路とを備え、前記演算増幅器の負入力端子と接
地の間が負性抵抗を構成することを特徴とする請求項５
又は請求項６のいずれかに記載の電磁アクチュエータの
駆動回路。 - 【請求項８】 前記負性抵抗手段は、その出力動作点を
前記信号源の信号によって直接に制御することを特徴と
する請求項５又は請求項６のいずれかに記載の電磁アク
チュエータの駆動回路。 - 【請求項９】 前記負性抵抗手段は、前記電磁アクチュ
エータの可動部の機械共振周波数では負性抵抗値を有す
るとともに、前記電磁アクチュエータの駆動周波数では
前記負性抵抗値より高いインピーダンスを有することを
特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれかに記載の電
磁アクチュエータの駆動回路。 - 【請求項１０】 駆動電流に応じて変位する電磁アクチ
ュエータと、信号源の信号に応じて前記電磁アクチュエ
ータの駆動電流を制御する駆動電流制御回路とを備えた
駆動回路において、 前記電磁アクチュエータの端子電圧を前記駆動電流制御
回路に正帰還して前記駆動電流を制御する帰還制御手段
を備えたことを特徴とする電磁アクチュエータの駆動回
路。 - 【請求項１１】 前記帰還制御手段は、前記端子電圧に
基づく正の帰還量を定める相互コンダクタンスを１／Ｒ
f 、前記電磁アクチュエータのコイルの抵抗値をＲc と
したとき、 ０＜Ｒf ＜Ｒc であることを特徴とする請求項１０に記載の電磁アクチ
ュエータの駆動回路。 - 【請求項１２】 前記帰還制御手段は、前記駆動電流制
御回路と並列に接続され、前記電磁アクチュエータの端
子電圧に基づいて前記駆動電流を制御する電流源によっ
て構成されていることを特徴とする請求項１０又は請求
項１１のいずれかに記載の電磁アクチュエータの駆動回
路。 - 【請求項１３】 前記帰還制御手段は、前記駆動電流制
御回路の信号源側に接続され、前記電磁アクチュエータ
の端子電圧に基づいて前記信号源からの入力信号を制御
することを特徴とする請求項１０又は請求項１１のいず
れかに記載の電磁アクチュエータの駆動回路。 - 【請求項１４】 前記帰還制御手段は、その遮断周波数
が前記電磁アクチュエータの可動部の機械共振周波数よ
り低く、前記電磁アクチュエータの駆動周波数より高い
高域通過特性を有することを特徴とする請求項１乃至請
求項４又は請求項１０乃至請求項１３のいずれかに記載
の電磁アクチュエータの駆動回路。 - 【請求項１５】 前記請求項１乃至請求項１４のいずれ
かに記載の駆動回路によって制御される電磁アクチュエ
ータのコイルは、可動コイルであることを特徴とする電
磁アクチュエータ装置。 - 【請求項１６】 前記請求項１乃至請求項１４のいずれ
かに記載の駆動回路によって制御される電磁アクチュエ
ータは、コイルへの信号電圧に応じて変位する可動磁石
を備えていることを特徴とする電磁アクチュエータ装
置。 - 【請求項１７】 前記請求項１５又は請求項１６のいず
れかに記載の電磁アクチュエータ装置を使用して、テー
プの記録軌跡に追従するようにヘッドの変位作用をなす
ことを特徴とするビデオテープレコーダ。 - 【請求項１８】 前記請求項１５又は請求項１６のいず
れかに記載の電磁アクチュエータ装置を使用して、液晶
パネルの前におかれた透明板の角度の変位作用をなすこ
とを特徴とする投写型映像表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01171696A JP3562892B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 電磁アクチュエータの駆動回路、電磁アクチュエータ装置、ビデオテープレコーダ及び投写型映像表示装置 |
| US08/787,960 US6118613A (en) | 1996-01-26 | 1997-01-23 | Electromagnetic actuator drive circuit |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01171696A JP3562892B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 電磁アクチュエータの駆動回路、電磁アクチュエータ装置、ビデオテープレコーダ及び投写型映像表示装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09205790A true JPH09205790A (ja) | 1997-08-05 |
| JP3562892B2 JP3562892B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=11785776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01171696A Expired - Fee Related JP3562892B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 電磁アクチュエータの駆動回路、電磁アクチュエータ装置、ビデオテープレコーダ及び投写型映像表示装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6118613A (ja) |
| JP (1) | JP3562892B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2006515098A (ja) * | 2002-12-30 | 2006-05-18 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | アクチュエータを駆動する方法、アクチュエータ駆動装置、及びアクチュエータを有する装置 |
| JP2012020339A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Dukane Corp | 振動溶接システム |
| CN113824495A (zh) * | 2021-11-23 | 2021-12-21 | 深圳维普创新科技有限公司 | 一种计算Q-Factor的电路、方法、装置及电子设备 |
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| JP2001042827A (ja) * | 1999-08-03 | 2001-02-16 | Pioneer Electronic Corp | ディスプレイ装置及びディスプレイパネルの駆動回路 |
| JP4098489B2 (ja) * | 2001-05-01 | 2008-06-11 | 並木精密宝石株式会社 | 電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機 |
| US20030123212A1 (en) * | 2002-01-02 | 2003-07-03 | Dunk Michael P. | Control system for electrical switchgear |
| US7203027B2 (en) | 2004-11-10 | 2007-04-10 | Certance, Llc | System and method for measuring the position of a tape drive head |
| US7230788B2 (en) * | 2004-11-10 | 2007-06-12 | Certance, Llc | System and method for tape drive control |
| KR100644818B1 (ko) * | 2005-09-27 | 2006-11-14 | 한국전자통신연구원 | 큐-부스팅 회로 |
| US7742255B2 (en) * | 2007-07-11 | 2010-06-22 | Seagate Technology Llc | Head-disc interface (HDI) modal response monitoring |
| DE102012011934B4 (de) * | 2012-06-18 | 2014-07-10 | Krohne Messtechnik Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Resonazmesssystems und diesbezügliche Resonanzmesssystem |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4471278A (en) * | 1983-09-14 | 1984-09-11 | General Motors Corporation | Bang-bang current regulator having extended range of regulation |
| US5122914A (en) * | 1984-01-17 | 1992-06-16 | Norand Corporation | Disk drive system with transportable carrier and mounting assembly |
| US4970611A (en) * | 1987-08-27 | 1990-11-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Variable tape speed head-carrier drum control apparatus |
| US5001770A (en) * | 1989-12-26 | 1991-03-19 | Losic Novica A | Synthesis of improved zero-impedance converter |
| JPH07239437A (ja) * | 1994-02-25 | 1995-09-12 | Sony Corp | 電磁駆動装置及び電磁駆動装置を用いたレンズ駆動機構 |
| US5566369A (en) * | 1994-12-29 | 1996-10-15 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Controlled velocity head parking circuit |
-
1996
- 1996-01-26 JP JP01171696A patent/JP3562892B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-01-23 US US08/787,960 patent/US6118613A/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2006515098A (ja) * | 2002-12-30 | 2006-05-18 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | アクチュエータを駆動する方法、アクチュエータ駆動装置、及びアクチュエータを有する装置 |
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| JP2012020339A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Dukane Corp | 振動溶接システム |
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