JPS586165B2 - 位置制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は文書保管検索装置におけるリニアアクチュエー
夕の位置決めに好適な位置制御装置に関する。

種々の情報に従って作成された膨大な量の文書を保管す
るには相当大掛りなファイルキャビネツトを要し、また
非常に煩雑な労力を伴って所望とする文書の検索を行う
必要があった。

そこで従来より上記文書をマイクロフイルム化して保管
のコンパクト化を図ることが行われているが、その検索
出力を表示し、印刷あるいは複写する場合を除き、伝送
に際しては非常に不便であった。

この為、効果的な運用をはかり得なかった。

そこで近年、光ディスクメモリを用いた文書保管検索装
置の開発が進められている。

この種の装置はＤＳＲＳ（Ｄｏｃｕｍｅｔ Ｓｔｏｒａ
ｇｅ ａｎｄ Ｒｅｔ−ｏｒｉｖａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）
と称されるもので、その概略は第１図に示す如く構成さ
れる。

即ち、文書１に記録された情報を画信号として走査して
画像信号２を得、これに認識コード３を付して光ディス
クメモリ４に記録し、保管する。

しかして所望とする文書（情報）を得る場合には、上記
認識コード３に従って検索５し、所望出力形態に従って
印刷６、表示７、あるいは伝送８を行う。

上記印刷６出力の場合には複写情報９として文書が再生
され、また表示７出力の場合にはＣＲＴディスプレイ１
０にて画像再生される。

第２図は上記装置の機能ブロックを示すもので、光メモ
リディスク４に対して文書情報を画像変換して記録する
スキャナ１１、上記光メモリディスク４から所望とする
文書情報を検索して画像表示する画像ディスプレイ１２
、また上記画像表示された文書情報を複写紙にコピー出
力するコピア１３、そしてこれらブロックの一連した動
作を制御するシステム・コントローラ１４により構成さ
れる。

ところが各部において未だ種々の問題があり、全体とし
て円滑な運用をはかることができなかった。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、文書保管検索装置の円滑で効果的な運
用を図り得るリニアアクチュエータの位置決めに好適な
位置制御装置を提供せんこきにある。

即ち本発明は、光ディスクメモリに記録された所望とす
る文書情報の記録トラック位置を、リニアアクチュエー
タを駆動するりニアモータに設けられたスケール信号発
生器の発生するスケール信号に基づいて高精度に検出し
て上記アクチュエータの位置制御を行わしめることによ
り、円滑な検索を可能としたものである。

以下、図面を参照して本発明装置の一実施例を説明する
。

第３図は本発明装置が適用される文書保管検索装置の全
体を示す概略図で、第４図は本発明に係る位置制御装置
の概略構成図である。

光ディスクメモリ１６はガラスまたはプラスチック材か
らなる円板体の表面に、テルルやビスマス等の半金属膜
をコーティングしたもので、１μｍ程度のレーザビーム
の照射によりスポット孔を形成して情報記録が行われる
。

この光ディスクメモリ１６はモーク１７に連設されて所
定速度で回転駆動される。

このモータ１７の駆動は後述するモータサーボ回路によ
り行われるが、例えばディスクの半径方向に形成される
孔（ピット）の長さき間隔とを一定にすべく、半径位置
をｒ、回転数をＲとしたとき Ｖω＝２πｒＸＲ なる半径方向線速度Ｖωを一定とする回転制御が行われ
る。

この回転制御方式によれば光ディスクメモリ１６の全域
に亘って均一のピット情報となるので検索時におけるダ
イレクトアクセスが容易となる。

また前記モータ１７の回転軸にはスリット円板１８が設
けられ、センサ１９により回転速度検出がなされている
。

尚、スリット円板１８はその周辺に等間隔に６４個のス
リット孔を設け、フォトカプラからなるセンサ１９によ
りスリット孔の断続光パルスを検出する如く構成される
。

この光パルスの検出間隔から前記モーク１７の回転数、
つまり回転速度が求められる。

そして、センサ１９による検出回転速度の情報は増幅器
２０を介してＰＬＬ回路２１に導びかれ、回転速度制御
回路２２から発せられる回転速度指令信号との位相比較
がなされてモータドライバ２３に供給される。

この位相比較に基づく制御信号に従ってモータドライバ
２３は前記モータ１７の回転速度を制御して駆動する。

かくしてここにモータ１７に対する回転速度のサーボ制
御系が構成されて、前記光ディスクメモリ１６の回転制
御がなされる。

尚、上記回転速度の制御指令は、インターフェース２４
を介して主制御タイミング回路２５により以下に示すリ
ニアアクチュエー夕の位置制御に関連して行われる。

さて、リニアアクチュエータ２６は光学系レンズ２７、
およびこのレンズ２１の位置調整を行うフオー力シング
コイル２８、そしてガルバノメータ２９等を備えて前記
光ディスクメモリ１６の記録面に対向配置され、その半
径方向にリニアモータ３０にて移動自在に設けられてい
る。

上記ガルバノメータ２９は、レーザ発振器３１より発せ
られ、音響光学変調器（超音波セル）３２を介して変調
されたレーザビーム光をビームスプリツタ３３を介して
入力し、これを前記光学系レンズ２７を介して光ディス
クメモリ１６に照射するものである。

このレーザビーム光の照射により情報の書き込みが行わ
れる。

また記録情報の再生は、上記と同様にして光ディスクメ
モリ１６に照射されたレーザビーム光の反射光を、レン
ズ２７、ガルバノメータ２９を介して抽出し、これをビ
ームスプリツタ３３にて反射して受光器３４に導ひいて
行われる。

また反射ビーム光の一部はビームスプリツタ３３から、
別の受光器３５に導ひかれる。

この受光器３５は前記反射ビーム光の受光強度や、その
プロファイルから前記光ディスクメモリ１６に照射され
たレーザビーム光の焦点位置ずれを検出するもので、そ
の検出情報をフォーカシングコイルドライバ３６に帰還
している。

これにより前記フォー力シングコイル２８が駆動されて
レンズ２７の位置調整が行われ、照射レーザビーム光の
自動焦点合せがなされる。

一方、前記受光器３４は二分割された受光セルからなり
、各セルにて受光された反射光の強度信号を図示しない
増幅器をそれぞれ介したのち加算器３７および差分器３
８に導びいている。

この加算器３７にて光ディスクメモリ１６から読み出さ
れた情報の再生がなされ、また差分器３８では前記各セ
ルの受光強度信号差からトラックずれ量を算出する。

このトラックずれ量を示す信号はガルバノメータドライ
バ３９に導びかれ、前記ガルバノメータ２９の角度制御
に供される。

また前記トラックずれ量の信号は低域通過フィルタ（Ｌ
ＰＦ）４０を介してアクチュエータドライバ４１に導ひ
かれ、リニアモータ３０によるアクチュエータ２６の位
置制御にも供される。

しかしてトラッキング制御装置４２は、前記１制御タイ
ミング回路２５による制御を受けて作製し、前記リニア
モータ３０に設けられたスケール信号発生器からのスケ
ール信号を増幅器４３を介して入力して前記アクチュエ
ータドライバ４１を駆動している。

このリニアモータ３０の駆動によるリニアアクチュエー
タ２６の移動制御により、前記レーザビーム光の光ディ
スクメモリ１６への照射点が、情報の記録トラックに沿
って、その半径方向に移動されることになる。

かくして上述の如く回転制御される光ディスクメモリ１
６に対してレーザ光学系を備えたリニアアクチュエータ
２６が、トラックに沿ってその半径方向に移動される。

そして、変調器３２は、前記インターフェース２４を介
してビデオ処理回路４４に入力される画信号に応じて駆
動され、レーザビーム光を変調して書き込み光信号を生
成し、光ディスクメモリ１６への情報書き込みを行う。

また受光器３４にて受光され、加算器３７にて再生され
た読み出し画像信号はビデオ処理回路４４からインター
フェース２４を介して出力される。

さて、上記装置に適用されて絶大なる効果を奏する本発
明装置、即ち位置制御装置は、例えば第４図に示す如く
構成される。

同装置は第３図に示すトラッキング制御装置４２を一部
を為すものである。

光ディスクメモリ１６に記録される文書情報は、ｌドキ
ュメント（１文書画像信号）を２μｍのトラック幅で１
０〜２０トラックに亘り、所謂螺線状にトラック形成し
て書き込まれている。

そして各ドキュメントの間隔は５〜６μｍに設定され、
この間隔にてドキュメントの区分がなされている。

従って、所望とするドキュメントをダイレクトにアクセ
スするには、上記ドキュメント間隔を検索し、その検索
時にリニアモータ３０の位置制御を行えばその目的を達
成することができる。

ところがリニアモータ３０に設けられたスケール信号発
生器から発せられるスケール信号のピッチは、一般に３
０〜６０μｍ程度と粗い為、上記スケール信号の零クロ
ス点検出を行って位置決めのサーボ制御を行わんとして
も高精度な位置決めを行うことができない。

つまりサーボ位置に誤差が含まれ、結局ダイレクトアク
セスに多くの時間を費すと云う不都合が生じる。

そこで本装置では、基本的にはスケール信号のピッチ情
報を利用するが、上記ピッチにより制御位置が規定され
ることなく、上記ピッチを細分割した任意（所望）とす
る位置にリニアアクチュエータ２６の位置決めを高精度
に行うべく構成としている。

リニアモータ３０に設けられたスケール信号発生器４５
は、上記リニアモータ３０の移動に伴って第５図ａ，ｂ
に示す如く（Ｘ＋００）のスケール信号Ａと（Ｘ＋９０
°）のスケール伯号Ｂとを発生シする。

この信号発生は、通常のリニアエンコーダにより行われ
る。

尚、上記リニアモータ３０の駆動は初期時において、ア
クセス信号発生器４６から発せられるアクセス信号に基
づいて行われる。

このアクセス信号は後述する切換器４７を介して抽出さ
れ、パワーアンプ４８を備えた帰還回路から与えられる
。

しかして前記スケール信号Ａ，Ｂは、反転回路やスイッ
チ回路等から構成される信号変換器４９に導ひかれ、９
０°位相毎にスイッチングされて第５図Ｃに示すような
鋸歯状波的な参照信号Ｃとして変換されて出力される。

従って、この参照信号Ｃの零クロス点ピッチは前記スケ
ール信号ピッチの１／４に相当したものとなっている。

しかして上記参照信号はバツファアンプ５０を介して差
動アンプ５１の一方の入力に導ひかれ、同時にサンプル
・ホールド回路５２に導ひかれる。

このサンプル・ホールド回路５２は、トラック検出器５
３にて所望トラックをアクセスして検出したとき、前記
参照信号Ｃを第５図ｄに示すようにサンプリングしてホ
ールドするものであり、このホールド値を前記差動アン
プ５１の他方の入力に導ひいている。

またこのとき、トラック検出器５３は信号変換器４９を
付勢して参照佃号Ｃの信号位相を固定化すると共に、前
記切換器４７を制御して信号ループをアクセス信号発生
器４６から差動アンプ５１側に切換える。

従って差動アンプ５１により求められた前記信号位相の
参照信号Ｃ１と、ホールド信号Ｄとの差分に相当した第
５図ｅに示す佃号Ｅが前記パワーアンプ４８を介してリ
ニアモータ３０に帰還されることになる。

かくして信号Ｅの零クロス点位置に従って前記リニアモ
ータ３０の位置サーボ制御ループがここに形成される。

このような制御ループを構成してリニアモータ３０（リ
ニアアクチュエータ２６）の位置決め制御を行う本装置
によれば、信号変換器４９にて生成された参照信号Ｃの
みをもってしても、スケール信号の１／４ピツチ位置毎
に細かく位置制御することができる。

また上述したようにトラック検出時においてサンプリン
グ値と、そのときの信号位相を固定化された参照信号Ｃ
１との差分を以って、その零クロス点に基づく位置サー
ボ制御を行えば、スケール信号Ａ，Ｈのピッチに全く依
存することなく、所望とする任意の位置にリニアモータ
３０の位置決めを行い得る。

このとき、上記参照信号Ｃ１の信号位相が固定化されて
いるが故に、サーボ制御系が信号の不連続性（信号Ｃ）
によって不安定になることもない。

従って、光ディスクメモリ１６への所望トラック位置に
、誤差を生じることなしにリニアアクチュエータ２６を
速やかに移動し、位置決めすることが可能さなる。

故にスケール位置に左右されることなく精度の高い情報
検索が可能となる。

かくして上述した位置制御装置を備えた文書保管検索装
置によれば、スケール信号に依存することなく高密度な
情報記録ができ、また記録情報の検索を円滑に且つ高精
度に行い得る。

しかも本装置は非常に簡易に構成されるので、文書保管
検索装置の大型・複雑化を招くこさもない。

故に従来のマイクロフイルム化によるファイリングに比
して、その取扱いの簡易化と汎用性の向上を図り、実用
化に好適である。

尚、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではない
。

文書保管検索装置のシステム構成は、種々変形できるこ
とは勿論のことであり、このシステム構成に対応してサ
ーボ制御ループを構成すればよい。

例えば、スケール信号を移相制御して、更に細分割され
た参照信号を生成して、より高精度な位置サーボ制御を
行うようにしてもよい。

また、トラック検出時におけるサンプリングタイミング
での参照信号Ｃの位相が、その変化点から大きくずれて
いるときには、上記参照信号をそのまま帰還信号として
用いるようにしてもよい。

要するに本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施することができ、上述した文書保管検索装置に
限らず、一般的なりニアモータの位置制御にも十分に適
用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は文書保管検索装置を示すもので、第
４図は概念図、第２図は機能ブロック図、第３図は概略
構成図、第４図は文書保管検索装置に適用される本発明
装置の一実施例を示す概略構成図、第５図ａ−ｅは実施
例装置の作用を示す信号波形図である。 ３０・・・・・・リニアモー夕、４５・・・・・・スケ
ール信号発生器，４９・・・・・・信号変換器、５２・
・・・・・サンプルホールド回路、５０・・・・・・バ
ツファアンプ、５１・・・・・・差動アンプ、５３・・
・・・・トラック検出器、４７・・・・・・切換器、４
８・・・・・パワーアンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リニアモータに設けられて所定ピンチのスケール信
   号を発生する信号発生器と、上記スケール信号から上記
   ピッチを細分化した信号位相の参照信号を生成する信号
   交換器と、前記リニアモータの所望位置検出タイミング
   に従って上記参照信号をサンプリングするサンプルホー
   ルド回路と、このサンプルホールド回路によるサンプリ
   ング値と前記参照信号との差分に基づいて前記リニアモ
   ータの動作位置をサーボ制御する帰還回路とを具備した
   ことを特徴とする位置制御装置。 ２ 参照信号は所望位置検出タイミングで信号位相が固
   定化されるものである特許請求の範囲第１項記載の位置
   制御装置。 ３ 帰還回路のサーボ制御はサンプリング値と参照信号
   との差分信号の零クロス点検出に従って行われるもので
   ある特許請求の範囲第１項記載の位置制御装置。