JPS5965305A - 可変不感帯を有する制御系 - Google Patents

可変不感帯を有する制御系

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JPS5965305A
JPS5965305A JP17548582A JP17548582A JPS5965305A JP S5965305 A JPS5965305 A JP S5965305A JP 17548582 A JP17548582 A JP 17548582A JP 17548582 A JP17548582 A JP 17548582A JP S5965305 A JPS5965305 A JP S5965305A
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JP
Japan
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control
output
dead zone
control system
gate
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Pending
Application number
JP17548582A
Other languages
English (en)
Inventor
Isao Harigaya
針ケ谷 勲
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPS5965305A publication Critical patent/JPS5965305A/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00Automatic controllers
    • G05B11/01Automatic controllers electric
    • G05B11/14Automatic controllers electric in which the output signal represents a discontinuous function of the deviation from the desired value, i.e. discontinuous controllers
    • G05B11/16Two-step controllers, e.g. with on/off action

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

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】 この発明は可変不感帯を有する制御系に関するものであ
って、不感帯が設定されている制御系における精度の低
下を防ぐとともにハンチングによる動作の不安定を防止
する手段を課題とする。
従来技術について 制御系を安定に動作させるためにある幅をもった不感帯
を設定し、この不感帯領域内では制御動作を停止させて
ハンチングを防止することは、すでに提案されている。
この種の制御系では、不感帯の設定に轟たり、精度を重
視してその幅を狭く設定すると、不感帯近傍において制
御動作がオン、オフをくり返し、ハンチングによる動作
の不安定を生じ、逆にハンチング対策を重視してその幅
を広く設定すると精度が低下することとなるので、不感
帯の幅は精度とハンチング対策との2つの要請から適当
な妥協点を見出して設定せざるを得なかった。
この発明の目的 この発明は、広狭の領域幅を有する2種の不感帯を設定
することにより、制御精度の低下を防ぐとともにハンチ
ングによる動作の不安定をも防止することができる制御
系を提供することを目的とする。
この発明の構成 この発明は、不感帯が設定されている制御系において;
制御信号が第1の不感帯領域(後述の具体例では、例え
ば第2図の不感帯領域1)内に入ったとき、制御動作を
停止し、かつ不感帯を第1の領域よりも幅が広い第2の
領域(同じく第2図の不感帯領域11)に切換える手段
(同じ< d’s 1図のフリップフロップFFをセッ
ト状態に切換える手段)と;制御動作が停止されている
状態において制御信号が前記第2の不感帯領域からはず
れたとき、制御動作を再開し、かつ不感帯を前記第1の
領域にもどす手段(同じく第1図の7リツプフロツプF
Fをリセット状態に切換える手段)と;を具える制御系
を特徴とする。
上記において後述の具体例の引用はなんらこの発明の範
囲を限定するものではなく、この発明は前記の特許請求
の範囲の記載内において適宜変更できるものである。ま
たこの発明の応用例として自動焦点調節装置について後
述するが、以下図面を参照して、この発明を具体化した
制御系及びこの発明の制御系を適用した自動焦点調節装
置について詳細に説明する。
この発明を具体化し次制御系について(第1図、第2図
) 第1図においてR1ないしR5は順次直列に接続された
分圧抵抗で、抵抗R5の一端は定電圧電源VFK接続さ
れ、抵抗R1の一端は共通電位に接続さnている。なお
共通電位に接続する個所は直列抵抗R1−45のどの個
所であってもよい。また抵抗R1とR,2,R2とR3
゜R3とR4及びR4とR5の各接続点の電位を’Ct
”L ソn V 1. V 2. V 3 及U V 
4 テ表b t o Ol〜C4は比較回路であって、
これらのうちC1及びC2の(ト)入力並びKO3及び
C4の←)入力には制御信号源Tが接続され、C1及び
02の(−)入力はそnぞ扛電位点V4及びV 3 K
 % またC3及びC4の(→入力はそれぞれ電位点V
2及びVlに接続される□a−dはそれぞれ比較回路0
1〜C4の出力端を表わしている。出力端a及びdHオ
アゲー)ORの入力に、出力端す及びCはノアグー) 
N ORの入力に接続され、オアゲートORの出力は′
ELSフリップフロップFFのリセット人力RK、ノア
ゲー)NO)1.の出力はそのセット入力Sに接続され
、フリップフロップFFのQ出力からは後述の制御停止
信号Fが出力される。制御信号Tの変化に対して比較回
路O1〜04の出力状態(出力端a −dの電位)を真
理値で表わしたものを下表に示す。
なお表中Hは高レベル、Lは低レベルを示している(以
下同じ)。
次に上記の真理値表及び第2図を参照して第1図の制御
系の作用−を説明する。最初不感帯が第2図中■で示す
領域、すなわち電位v2とv3との間の領域に設定され
ているとする。制御電圧′rがT(Vlであるときは、
比較回路の出力端a −%−dの電位はそれぞれり、L
、H,Hとなる。したがってオアグー)ORの出力はH
K 。
ノア、ゲートNORの出力はLになり、7リツプフロツ
プf’Fはリセットされ、そのQ出力がLになるので、
制御停止信号1゛はLになり、被制御装置又は被制御t
K対する制御が行われる。
次にvt<’r<vzであるときは、比較回路C1−0
4の出力;l@a〜dの電位はそれぞれり。
L、H,Lとなシ、オアゲートOFL、ノアグー)NO
Rの出力はともにLであるため7リツプフロツプFFの
状態が変らず、制御は前と同様に進行する。制御電圧T
がさらに高くなり、V2(T(V 3 Kなると、比較
回路の出力Maidの電位がすべてLとなってノアグー
)NORの出力がHとなシ、フリップフロップF Fが
セットされ、そのQ出力がHとなり、制御停止信号Fが
Hとなるので、被制御装置又は被制御量に対する制御が
停止される。
フリップフロップFFがいったんセットされると、制御
電圧′rがVl<’l’<V2.あるいはV3〈T(V
4に変化してもオアグー)OJノアゲー)NORの出力
がともにLであるので、フリップフロップFFはセット
状態に保持され。
被制御装置等に対する制御は停止したままである。すな
わち不感帯が第2図中11の領域に拡大されたことにな
る。しかし制御電圧、Tが’r<viあるいはV4<T
K変化すると、オアゲートORの出力がH1ノアグー)
NOR,の出力がLKなってフリップフロップFFがリ
セットされ、そのQ出力、したがって制御停止信号Fが
Lとなり、被制御装置に対する制御が再開する。そして
この状態で制御信号TがVi(’r(V2あるいはV3
(T(V4に変化しても、前述と同様に7リツプフロツ
プFFの状態が変化せず継続して制御が行われる。すな
わち不感帯は最初の領域TKもどされたことになる。
前述の作用をまとめて説明すると、先ず所望の幅、とく
に可能な限り狭い領域の不感帯(第2図の1)を設定し
、制御信号が前記領域外にあるときは制御信号に応じて
被制御装置又は被制御量を制御するが、制御信号が漸次
目標地に近ずさ、設定された不感帯領域■内に入ると。
被制御装置等に対する制御を停止するとともに、制御系
のハンチング現象を防ぐために不感帯を第2図中11に
拡大する。これは制御信号ができるだけ目標値に近ずく
まで不感帯による制御停止を禁市し、制御信号に応じた
制御を行って制御精度を上げ、いったん制御信号が不感
帯領域内に入ると、被制御装置等に対する制御を停止す
るとともに1不感帯領域を拡大してノ・ンチングの防止
をはかることを意味する。そして制御信号が拡大された
不感帯領域をはずれると、制御を再開するとともに不感
帯をもとの狭い領域((もどす。こうして不感帯設定に
よる制御精度の低下を防ぎ、かつハンチングによる動作
の不安定を防止している。
この発明の制御系を適用した自動焦点調節装置について
(第3図、第4図) この発明の制御系はモータサーボ装置その他不感帯を有
する各種の制御装置に適用できるものであるが、その−
例として自動焦点調節装置について説明する。とくに8
ミリカメラやビデオカメラにおいて焦点合わせに幽たシ
、レンズの動きが目障りないわゆるピクツキ現象が起き
るが、この発明の制御系を組みこむことにより、このピ
クツキ現象を起こさず、しかも測距精度を低下させずに
、自然に撮影することができる自動焦点調節装置を実現
することができる。
第3図において、IREDは投光素子であって、例えば
赤外線発光ダイオードで構成され、5POL、5PO2
は受光素子であって1例えばシリコン・ホトセルで構成
される。LPは投光レンズ%LRは受光レンズ、TLは
撮影レンズ中合焦動作に関与するレンズ群、DAは差動
増幅器を示す。差動増幅器DAの出力である制御信号T
はシリコン・ホトセル5PO1及び5PC2の出力の差
を表わす信号でおって、比較回路ai〜C4のそれぞれ
第1図の制御系と同じ極性の入力に供給される。定電圧
電源の正端子(+vF)と負端子(−vF)  との間
に抵抗R3,R2,几1゜1’Ll’、 R2’、 R
3’が順次直列に接続され、抵抗比lとR1’との接続
点が接地さ扛る0また第1図の制御系と同様に電位点V
 l−V 4がそれぞれ比較回路04〜C1の(ト)入
力又は←)人力に接続される。各電位中IVll=lV
41,1V21=lV31でるることを可とする。そし
て制御信号Tと各市4位点Vl−V4との大小関係に対
する比較回路01〜04の出力端a−dのレベル変化を
表わす真理値は前述のものと同じである0比較回路02
及び03の出力端す及びCはノアゲートGlの入力に接
続され、同じくC1及びC4の出力端a及びdはオアグ
ー)G2の入力に接続され、ノアゲートGlの出力はR
Sフリップフロップのセット入力SK、オアゲー)G2
の出力はそのリセット人力Rに接続される。以上の接続
は第1図と同様であるが、第3図の装置では、さらに比
較回路c1及びC2の出力端a及びbがオアグー)G3
の入力に接続され、同じ<C3及びC4の出方端C及び
dがオアゲートG4の入力に接続され、オアゲートG3
の出力及びフリップフロップFFのζ出力がアンドゲー
トG5の入力に、オアゲートG4の出方及び上記のζ出
力がアントゲ−)G6の入力にそれぞれ接続される、丑
だアンドゲートG5の出力、フリップ70ツブFFのζ
出力及びアントゲ−)G6の出力がモータ駆動回路MC
のe、f及びg入力端に接続される。モータ駆動回路M
Cは、前記の入力端e、f及びgに入力される信号に応
じてモータMを正回転、停止又は逆回転させる。モータ
Mが正回転するときは、合焦レンズ群TLを光軸に沿っ
て図中y方向に移動させるとともにこれと連動して受光
レンズLRを光軸と直交する方向(図中y方向)へ移動
させ、モータMが逆回転するときは、上記と逆に合焦レ
ンズ群TLを図中X方向に、受光レンズLRを図中7方
向に連動して移動さ−せ、これにより合焦レンズT L
の焦点合ゎせを行うとともにシリコン・ホトセル5pc
i及び5Pc2に受光される光量の差が一定範囲内に収
斂するよう制御する。図示のように受光レンズLRを移
動させる代わりに投光レンX L pを移動させてもよ
く、あるいは両者をともに移動させてもよい。
第3図の装置の作用を説明すると、いま制御信号TがV
3より大きいときは、比較回路c1の出力端a又はこれ
に加えて比較回路c2の出力端すもHとなり、オアゲー
トG3の出方がHとなり、一方フリップフロップFFが
セットされるまではそのζ出力がHであるので、アンド
ゲートG5の出力がHとなり前ピン信号がモータ駆動回
路MCの入力端eに与えられる。したがってモータ駆動
回路MCはモータMを正回転させ、合焦レンズ群TL及
び受光レンズLRをそれぞれy及びy′方向へ移動させ
、他方W71J御信号1がv2より小さいときは、アン
ドゲートG6の出力がHとなり、後ピン信号がモータ駆
動回路MCの入力端gに与えられ、同回路はモータMを
逆回転させ、上記のレンズをそれぞれX及びX′の方向
へ移動させる。これらの結果制御信号TがV2(T(V
3の範囲内、すなわち第4図の)[示す第1の不感帯領
域に入れば、ノアグー)Glの出力がHとなり、フリッ
プフロップFFがセットされ、そのζ出力が1■となり
、同時にζ出力がLとなってモータ駆動回路Meの入力
端fに合焦信号が与えられるので、モータMはその位置
で停止し、この調節系は合焦状態に保持される。
この状態で制御信号T75KV1(T(V2又はV3(
T(V4の範囲で変動しても、オアゲートG2及びノア
ゲートG1の出力がともにLであるので、ノリツブフロ
ップFFはセット状態のま1であり、モータMは停止状
態を継続する。
すなわち不感帯領域が第4図の■に示すm2の領域に拡
大されたことになる。然るに、制御信号Tが、T(Vl
又はV4(Tに変化すると、オアグー)G2の出力がH
,ノアゲートG1の出力がLになってフリップフロップ
FFがリセットされ、アンドゲートG6又はG5の出力
がHとなって制御動作が再開する。そして制御動作が百
聞すると、制御信号が■1〈T<v2又はV3(T(V
4の範囲で変動してもフリップフロップFFの状態が変
らず、制御動作が進行する。すなわち不感帯領域が再び
mlの領域に戻ったことになる。このようにして第3図
の装置によれば、と31の不感帯領域(第4メの1)を
任意に狭く設定しても、いわゆるビクッキ現象を生ずる
ことなく安定に、かつ高精度で焦点合わせを行うことが
できる。
この発明の効果 この発明は前述の構成及び作用に基づき、不感帯を有す
る制御系において広狭2種の不感帯を設定し、これらを
切換えることにより、制御精度を低下させることなく、
ハンチングに二る動作の不安定を防止することができる
第2図は第1図の制御系における制御信号と不感帯領域
との関係を示す説明図、第3図はこの発明の制御系が適
用される自動焦点調節装置の構成図、第4図は第3図の
装置における制御信号と不感帯領域との関係を示す説明
図である。
第1図図中1〜1尤5は分圧抵抗、Cl−04は比較回
路、ORはオアゲート、N ORはノアゲート、FFは
7リツプフロツプを示し、第3図中■也1〜R3及びR
1’〜R3’は分圧抵抗、C1〜C4は比較回路、G1
はノアゲート、C2〜C4はオアゲート、G5.G6は
アンドゲートF F ifフリップフロップ、MCHモ
ータ駆動回路、Mはモータ、TLは撮影レンズ中合焦動
作に12.1与するレンズ群、LPは投光レンズ、LR
は受光レンズ、I RE Dは投光累子、5pci。
5PC2は受光素子を示し、また第2図及び第4図中■
及び■けそれぞれ第1及び第2の不感イiデ領域を示す

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 不感帯が設定されている制御系において、制御信号が第
    1の不感帯領域内に入ったとき、制御動作を停止し、か
    つ不感帯を第1の領域よりも幅が広い第2の領域に切換
    える手段と、制御動作が停止されている状態において制
    御信号が前記第2の不感帯領域からはずれたとき、制御
    動作を再開し、かつ不感帯を前記第1の領域にもどす手
    段と、 を具える制御系。
JP17548582A 1982-10-06 1982-10-06 可変不感帯を有する制御系 Pending JPS5965305A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62216001A (ja) * 1979-07-03 1987-09-22 アメリカン スタンダ−ド インコ−ポレイテッド 温度調節システムのキャパシティを調整する方法及びシステムコントロ−ル
JP2009273306A (ja) * 2008-05-09 2009-11-19 Futaba Corp サーボ装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS496158A (ja) * 1972-05-08 1974-01-19
JPS5097783A (ja) * 1974-01-09 1975-08-04

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