JPH032671A - 変位制御器 - 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】 （発明の利用分野） 本発明は、変位を検知しこの変位が基準位置に戻るよう
にサーボをかけて、物理量の測定を行う装置に用いられ
る変位制御器に関する。

（発明の背景） 従来、変位を検知して変位サーボをかける装置の代表的
なものとして、サーボ加速度計が知られている。サーボ
加速度計は、加速度に比例した振子の回転変位を検出し
、その検出電流を増幅し、コイルに流して前記振子を元
の位置に戻し、このときコイルに流れる電流から加速度
を求める様構成されている。この時の回路構成は第１０
図に示す様なものである（詳細は後述する）。

この種の従来サーボ加速度計の機械的構成及び光学系の
位置関係は第１１図及び第１２図の様になっており、振
子５１の振れを、発光ダイオード２、スリット部５０ａ
を有するスリット５０゜フォトダイオード３．４にて第
１０図の回路にて検知して、第１１図において不図示の
コイルに電流を流すことにより、振子５１の変位を「０
」に戻す様サーボをかけて加速度を検知している。この
構成において、振子５１と共にスリット５０が、第１２
図に示すように変位Ｘが例えば矢印の方向に移動すると
、その変位出力ＶＡ−１１（第１０図参照）は第１３図
に示す様に動作する。

第１３図中、Ｘ　ｊ　　Ｘ　１間がフォトダイオード３
の受光領域であり、Ｘ　Ｚ　　Ｘ　ａ間がフォトダイオ
ード４の受光領域である。変位ＸがＸ１以上もしくはＸ
２以下の時はどちらのフォトダイオードに対しても光が
届かず、もはや正規のサーボ動作を行うことができなく
なる。これをさける為に、従来、振子５１（及びスリッ
ト５０）に対してストッパ５２．５３を用いて回動可能
な範囲を限定し、変位Ｘとしてｘ２〜ｘ１間のみ変化可
能とした。

この為、フォトダイオードを小さくすると、各ストッパ
間の距離をそれに合せて微調整しなければならず、調整
の手間がかかっていた。又、調整可能な範囲はおのずと
限界があり、フォトダイオードを余り小さくできないと
いう欠点があった。

次に、前述の第１０図の動作説明を行いながら更なる欠
点について述べる。

第１０図において、１は前記発光ダイード（以下ＬＥＤ
と記す）２のドライブ電流設定用抵抗、３．４は前述し
たフォトダイオード（以下ＰＤと記す）、５．６は抵抗
で、それぞれの抵抗値は等しいものとする（Ｒ５＝Ｒ６
）。７は加速度計内の振子変位を戻す為に用いるコイル
、８はコイル７に流れる電流検知用抵抗で、この抵抗の
両端電圧を読むことにより加速度が測定される。９はオ
ペアンプである。

上記構成において、電源が投入されると電源電圧Ｖｃｃ
が発生し、抵抗７を通してＬＥＤ２に電流が流れ、ＬＥ
Ｄ２が発光する。この光はスリット５０（第１１図参照
）を通してＰＤ３．４に入射する。この時、オペアンプ
９の出力Ｖ、−Ｂは、各受光量を１ｐ３（ＰＤ３）、１
ｐ４（ＰＤ４）とすると、 ＶＡ−８＝　Ｒ５ｘ　（ｉ　ｐ３−　ｉ　ｐ４）となる
。抵抗５．６は電流増幅用の抵抗であり、そこで発生し
た電圧がコイル７に印加されることにより、振子変位を
元に戻す様に働く。

又、第１３図に示される様にスリット５０の移動距離と
その変位出力Ｖ　Ａ　−Ｂの関係をみると、Ｘ　３　　
Ｘ　４間が正常なサーボ（変位に比例した出力が発生）
領域で、Ｘ２　　Ｘｓ、Ｘ４−Ｘ＋間はサーボ出力の方
向性（つまりサーボの変位を元に戻す様な力が発生）は
守られる領域であり、時間が経過すれば、正常なサーボ
領域に戻ることができる。Ｘ１以上、Ｘ２以下はサーボ
出力がｒＯＪとなり、もはや正常なサーボ領域に戻るこ
とはできない。

変位出力Ｖ　ａ−ｓとスリット５０の移動距離とＰＤの
大きさとの関係について述べると、移動距離がｒｏＪ　
　（＝スリット５０の変位ｘ＝ｘｏ）の時、各ＰＤへの
入射光量は等しくなり、変位出力はＶＡ−Ｂ＝Ｏとなる
。その後、矢印方向へ移動する場合を考えると、Ｘｏか
らｘ４間は、ＰＤ４への入射光量が次第に増加する方向
へ、ＰＤ３への入射光量は次第に減少する方向に向う為
、変位出力Ｖ　Ａ−ａとしては増加する。ｘ４−ｘ、間
は、スリット５０がＰＤＪ上にある時であり、スリット
部５０ａの面積に比例する受光光量が一定値として出力
され、ＸＩ付近ではスリット５０（スリット部５０ａ）
がＰＤ４から次第にはずれていくことにより減少する。

Ｘ１以上にあってはスリット５０はもはやＰＤ４上にな
く、該ＰＤ４への入射光量が無くなる為、Ｖ、、＝Ｏと
なる。ｘ３゜ｘ２等に関してはＰＤ４とＰＤ３を逆にし
た関係となる。

今、第１１図に示すストッパ５２．５３がない、もしく
はストッパ間の距離の微調整がうまくいっておらず、該
ストッパが受光領域以上の距離（第１３図のＸ２−Ｘ１
間以上）にあるとすると、電源投入時には、振子５１は
サーボ範囲に入っている保証はなく、サーボ領域外にい
る可能性があり、正常なサーボ範囲に入る様な制御が必
要となる。又、衝撃等により過大な加速度が入力される
と、サーボ領域を越えてしまい、Ｘｌ（ｘ２）以上の不
感帯に入る可能性もあり、この場合、その後サーボはか
からなくなってしまうという欠点がある。

（発明の目的） 本発明の目的は、上述した問題点を解決し、衝撃等によ
りサーボ範囲外となっても、以後サーボ不能になってし
まうといったことを無くすことができると共に、サーボ
範囲限定用の部材の微調整を不要とし、さらに変位検出
に用いられる受光素子の受光面積を小さくしても正常な
サーボを行うことを可能とする変位制御器を提供するこ
とである。

（発明の特徴） 上記目的を達成するために、本発明は、変位がサーボ範
囲外であるか否かを検知する変位検知手段と、サーボ範
囲外であることが検知されている場合は、サーボ範囲外
の変位を強制的にサーボ範囲内へと入れる制御手段とを
設け、以て、サーボ範囲外が検知されたら、サーボをか
けることのできる範囲内に強制的に持っていくようにし
たことを特徴とする。

（発明の実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す回路図であり、第１０
図と同じ部分は同一符号を付しである。

第１図において、１０〜１２は、コントロ・−ル入力が
“Ｈ”レベルの時ＯＮとなり、”Ｌ”レベルの時ＯＦＦ
となるアナログスイッチ、１３はアンドゲート、１４．
１５はインバータ、１６，１７はオアゲート、１８．１
９は基準電源Ｖ　ｒｅｆ３゜Ｖ　ｒｅｆ４が印加される
コンパレータ（以下ＣＯＭＰと記す）、２０はゼロクロ
ッシングデテクタ（以下ＺＣＤと記す）で、入力信号が
Ｏレベルを横切った時のみ一定時間”Ｈ”レベルの出力
をする。２１〜２２はリセット優先型フリップフロップ
（以下ＦＦと記す）であり、Ｓ端子に立上がりパルスが
入るとＱ出力が゛Ｈ°ルベルとなり、又、Ｒ端子に“Ｈ
”レベルが入力するとリセット状態となってそのＱ出力
は°Ｌ”レベルとなる。

２３は抵抗、２４は電源投入に連動するスイッチ（以下
ＳＷと記す）、２５．２６は入力信号が“Ｌ“レベルに
なった瞬間から所定の時間だけパルスを出力するフンシ
ョット回路（以下Ｏ８と記す）、６０はオアゲートであ
る。

次に、動作について第２図のタイミングチャートを参考
にしながら説明する。

まず、電源投入時点において、不図示の振子（スリット
の位置）がｘ２以下の状態にあるとする。電源投入に連
動して５Ｗ２４がＯＮすると、０３２５へこれに伴う信
号が入力され、該０Ｓ２５は所定時間“Ｈ”パルスを出
力する。なお、この電源投入時点においては、ＦＦ２１
．ＦＦ２２にはオアゲート６０を通してワンショットパ
ルスが入力され、リセット状態となり、各Ｑ出力は“Ｌ
”の状態であるものとする。前記“Ｈ”パルスはオアゲ
ート１６へ入力し、よって該オアゲート１６も該信号を
出力することになる為、アナログ５Ｗ１２がＯＮすると
共に、インバータ１４を介してアンドゲート１３の出力
を“Ｌ”とする。

この“Ｌ“出力により、アナログ５ＷＩＯはＯＦＦとな
り、オペアンプ９のコイル７への出力は断たれる。前記
アナログ５Ｗ１２のＯＮにより、コイル７には電源電圧
Ｖｃｃ（ここで、Ｖｃｃを正の電源電圧、Ｖｓｓを負の
電源電圧とする）が印加される。正の電源電圧Ｖｃｃが
コイル７に印加されると、振子をｘ２よりさらに負にす
る様な力が発生するが、該振子はストッパ（ここでのス
トッパは、先の従来例の如く、ＰＤの受光領域との兼ね
合いで決まる値ではなく、受光領域よりも広くても可な
、距離的にも精度の要らない単なる回転制限部材とする
）に当り、その位置で停止したままとなる。

その後、前記０３２５の出力が“Ｈ”から“Ｌ“になる
と、０８２６が第２図に示すように所定時間“Ｈ“を出
力するようになる。この出力は、オアゲート１７を介し
てアナログ５Ｗ１１に印加され、アナログＳＷはＯＮと
なる。又、この出力は、インバータ１５及びアンドゲー
ト１３を介してアナログ５ＷＩＯに印加され、アナログ
５Ｗ１０はＯＦＦとなる。前記アナログ５ＷＩＩのＯＮ
により、コイル７は今度は負の電源電圧Ｖｓｓが印加さ
れ、よって先程とは反対方向の力が発生することになる
。この力により、振子（スリット）は徐々に正方向に移
動し、Ｘ２を通過し、その後０レベル（ｘｏ）を通過す
る。

この時、オペアンプ９の変位出力ＶＡ−８は第２図に見
られる様に０レベルから始まり、−度負（−）の方向ま
で行き、その後０レベルに向かって上昇するカーブを描
く。そして正常なサーボ領域に入り、変位出力ＶＡ−Ｂ
が○レベルを横切ると、ＺＣＤ２０は所定時間の短いパ
ルスを出力し、０Ｓ２６をリセットする。従って、その
出力は“Ｌ”となり、アナログ５Ｗ１１はＯＦＦ、アナ
ログ５ＷＩＯはＯＮとなり、これによりオペアンプ６の
変位出力Ｖ　Ａ−Ｂがコイル７に接続され、以後正常な
サーボが可能となる。

今迄の説明は、電源投入時に振子の変位がｘ２以下にい
る時の説明だが、反対にｘ１以上の位置にいることも考
えられる。この場合、０３２５の動作時（“Ｈ”出力時
）に振子の変位は、正方向の力がコイル７により該振子
に対して与えられるので、Ｘ　１　＋　Ｘ　４を通過し
、ＸｏのＯレベル付近を横切る。この時、ＺＣＤ２０に
より短いパルスが０３２５．２６に伝えられ、これらは
リセット状態となる（Ｏ３２５のリセットにより、その
Ｑ出力が”Ｈ″から“Ｌ“°になり、よってＯＳ、　２
６の動作が開始されそうであるが、これを防ぐのに十分
な時間を持つリセットパルスが０３２６には印加されて
いる）。

以後、正常なサーボを始めることができる。

又、振子が上記以外の中途半端な位置にある時であるが
、ｘＯが変位出力ＶＡ−Ｂとして基準電圧Ｖ　ｒｅ　：
５　（後述）を越える様な位置にいる時は、０３２５の
動作時に０レベルを横切ることにより、正常なサーボ範
囲に入ることができる。ｘｏが基準電圧Ｖ　ｒｅｆ５以
下の時は、０Ｓ２５の動作時に発生する力により、ｘ２
以下の位置迄行ってストップし、０３２６の動作時に正
常なサーボ領域に入ることになる。

ここで、前記ＺＣＤ２０について説明する。

この回路構成を第３図に示し、以下第４図のタイミング
チャートを参考にしてこれを説明すると、まずコンパレ
ータ４１，４２の反転基準レベル（Ｖ　ｒｅ５．　Ｖ　
ｒｅｆ６）は変位出力ＶＡ−８の○レベル近傍に設けら
れる（　Ｖ　ｒｅｆ３＞　Ｖ　ｒｅｆ５＞　Ｏ＞　Ｖ　
ｒｅｆ６＞　Ｖｒｅｆ４）　　。

（変位出力Ｖ　Ａ−ａが十から−に向かって０レベルを
横切る場合） まず、ＣＯＭＰ４１が“Ｌ”出力から“Ｈ”出力に変化
し、ラッチ回路４５のＤ端子に“Ｈ”が印加される。そ
の後、変位出力ＶＡ−８が基準電源Ｖ　ｒｅｆ６を横切
ると、ＣＯＭＰ４２は”Ｈ’から“Ｌ“に変化し、この
立下がりエツジがラッチ回路４５のＣＫ端子に入力され
る。この立下がり入力により該ラッチ回路４５のＱ出力
は“Ｈ“となり、０Ｓ４７はこの“Ｈ”出力の立上がり
エツジから所定の時間パルスを出力する。又、このパル
ス出力はラッチ回路４５のＲ端子に入力され、よって該
ラッチ回路４５はリセットしてそのＱ出力は“Ｌ”とす
る。

（変位出力ＶＡ−ＩＩが−から十に向かって０レベルを
横切る場合） 変位出力ｖ　Ａ−ｅが基準電圧Ｖ　ｒｅｆ６を通過する
と、ＣＯ’ＭＰ４２は“Ｌ“から“Ｈ”へ変化し、ラッ
チ回路４６のＤ端子に“Ｈ”が印加される。

その後、変位出力Ｖ　Ａ−ａが基準電圧Ｖ　ｒｅｆ５を
通過すると、ＣＯＭＰ４１は“Ｈ”から“Ｌ”へと変化
し、ラッチ回路４６のＧＫ端子に入力される。

この立下がりエツジによって該ラッチ回路４６のＱ出力
は“Ｈ”となり、０３４８はこの“Ｈ”出力の立上がり
エツジから所定の時間パルスを出力する。又、このパル
ス出力はラッチ回路４６のＲ端子に入力され、よってラ
ッチ回路４６はリセットされる。

前述の様に、０レベル付近を変位出力Ｖ　Ａ−８が通過
すると、０３４７　（もしくはＯ５４８）が動作し、オ
アゲート４９を介してここでの出力がそのまま送出され
ることになる。

次に、電源投入後、正常なサーボ制御中に衝撃等により
、正常なサーボ範囲を越える様な場合について説明する
。

１）今、衝撃により変位Ｘの方向として正の方向へ移動
したとすると、変位出力■６−８がＯレベル付近から上
昇し、基準電源Ｖ　ｒｅｆ３を越えると、ＣＯＭＰ　１
８の出力は“Ｌ”から°Ｈ“へと変化し、ＦＦ２１のＳ
端子に入力される。この立上がりエツジが入力されたこ
とにより、該ＦＦ２１のＱ出力は“Ｈ”となり、よって
オアゲート１６を介してアナログ５Ｗ１２がＯＮすると
共に、インバータ１５及びアンドゲート１３を介してア
ナログ５ＷＩＯがＯＦＦする。アナログ５Ｗ１２のＯＮ
により、コイル７には電源電圧Ｖｃｃが印加され、負方
向への力が発生する。負方向の力が発生後も負方向の力
に打ち勝つ程の正方向への衝撃が継続し続け、ｘｌを越
える範囲迄いくと、変位出力ＶＡ−８の出力が０となる
（第２図中、変位出力Ｖ＾−８のグラフのαの点）。そ
の後、この衝撃が収まり、コイル７による負方向の力が
有効になりだすと、スリットは移動し始め、変位出力Ｖ
　Ａ−ｅはＯレベルから上昇し、一定値の領域を通過後
、又、下降し始め、正常なサーボ領域のＸ３−Ｘ４中に
入り出す。その後、変位出力ＶＡ−Ｂが０レベル付近を
通過すると、ＺＣＤ２０が動作し、パルス出力をオアゲ
ート６０を介してＦＦ２１へ伝え、該ＦＦ２１をリセッ
トし、そのＱ出力を“Ｌ”とする。これで、再び正常な
サーボをかけることができる様になる。

２）前記１）のケースは、衝撃により変位Ｘが正方向へ
移動した時であるが、負方向へ移動した場合は、１）と
同様な動作の流れとなる。つまり、ＣＯＭＰ　１９が動
作し、ＦＦ２２が動作し、コイル７に正方向への力を発
生させ、正常なサーボ範囲に入れる種動作する。

前記第１の実施例においては、変位検知手段の一部素子
として、２つのＰＤを用いているが、ＰＤ（この例では
４のみ）が１素子時の実施例を第５図に示す。この時の
光学系の配置構成は第１２図において、ＰＤ３を削除し
たものと考えて良い。

第５図において、３６は変位の基準位置設定用の定電流
回路（この出力なｉｃとする）であり、オペアンプ９の
出力ＶＡはＰＤ４の光電流をｉｐ４とすれば ＶＡ　＝　（ｉｐ４−ｉｃ）ＸＲ５ となる。ｉｃとしては、例えばスリット部５０ａの半分
の面積分の光がＰＤ４に入射した時に発生する光電流の
値に設定する。この時の変位Ｘと変位出力ＶＡの関係を
第６図に示している。

第６図において、ｘｏが基準位置であり、１ｐ４＝ｉｃ
となる時である。変位Ｘが正方向に移動すると、変位出
力ＶＡは上昇し、スリットが受光領域中に入った以後は
一定値を示し、受光領域がスリット面積よりも減少する
と、変位出力ＶＡは下降し始め、スリット面積の半分が
受光領域となった時、Ｘ、を通過する。そして、更に変
位Ｘが正方向へ移動すると、スリットを通してＰＤには
光は当らなくなり、負の出力の一定値となる。この時、
変位出力は ＶＡ＝−ｉｃＸＲ５ である。又逆に、基準位置ＸＯより負方向へ移動すると
、変位出力ＶＡは徐々に減少し、ｘ７を越えると負の一
定値（先程のＶＡ＝−ｉｃＸＲ５と同じ値）を示す。何
らかの理由により、スリットがｘ５を越える範囲に入る
と、変位出力ＶＡは負の出力となり、この出力によりコ
イル７は正方向への力を発生し、更に正方向に追いやり
、回動可能な限界値にいって停止することになる。

Ｘｔ−Ｘｔ間は正常なサーボ領域である。

Ｘ　ａ　　Ｘ　＠間、ｘ？以下は正常なサーボ領域では
ないが、時間の経過に伴い正常なサーボ領域−（Ｘ　）
Ｘ　ｓ間）に入ることできる領域（疑似サーボ領域）で
ある。

結局この場合、変位Ｘがｘ６を越える範囲にい続けるの
をさけなければ、正常なサーボはかかることがない。

上記構成において、第７図に示すタイムチャートを参考
にしながら動作説明を行う。

１）今、電源投入時に振子はｘＩｌを越える範囲にいる
ものとする。電源投入に連動してＳＷ２４がＯＮするこ
とにより、０３３５が所定の時間“Ｈ”パルスを出力す
る。この“Ｈ”パルス発生により、オアゲート３２を介
してアナログ５Ｗ２８はＯＮとなり、又インバータ２９
を介してアナログ５Ｗ２７はＯＦＦとなる。前記アナロ
グｓｗ２８のＯＮにより、コイル７には電源電圧Ｖｃｃ
が印加され、負方向への力が発生する。この力によりス
リットは徐々に子方向から一方向へ向い、Ｘｓ　、Ｘｓ
　、Ｘｏ　、Ｘ？を通過し、一方向の回動規制部材に突
当るまで移動する。なお、ワンショットパルスの時間と
しては、Ｘ５以下になるのに要する時間以上に設定すれ
ば良い。その後は、疑似サーボ領域に入ることにより、
正常なサーボ領域に時間の経過に伴い入ってくことがで
きる。

その後、前記０８３５の出力が所定時間経過後、“Ｈ”
から“Ｌ”になることにより、アナログ５Ｗ２８はＯＦ
Ｆし、アナログ５Ｗ２７はＯＮする。これにより、オペ
アンプ９の変位出力ＶＡはコイル７に印加されるように
なり、疑似サーボがかかり始め、正常なサーボ領域に入
ることができる。

なお、０８３５の出力がＯＮ３１のＲ端子に入力されて
いるのは、ＧＯＭＰ３０が電源投入時の変位出力ＶＡに
よっては動作し、０８３１からパルスが出力されるのを
防止する為である。

２）衝撃が加わる事により、サーボ範囲を外れた場合、
第７図の波形の如く変位Ｘが徐々に上昇しくｘｏより離
れる）、変位出力ＶＡが基準電圧Ｖｒｅｆｌのレベルを
通過すると、ＣＯＭＰ３０がＬ”から“Ｈ“に転じ、こ
の立上がりパルスによってＯ３３１が所定の時間パルス
を出力する。

このパルスはオアゲート３２を通過し、アナログ５Ｗ２
８をＯＮ、アナログ５Ｗ２７をＯＦＦさせる。これによ
り、コイル７に電源電圧Ｖｃｃが印加され、スリットを
負方向に戻す様な力が発生する。衝撃による力がコイル
７に発生する力よりも大きかったとすると、この衝撃に
より更にスリットは正方向へ移動し、回動可能な限界値
にて、つまり回動規制部材に当って停止することになる
。

この回動規制部材は先の２素子時の時と同様にＰＤの大
きさに関係するものでなく、ラフなもので構わない。

この時の変位Ｘの様子を表した波形が第７図中βの部分
である。その後、この衝撃が収まりコイル７による力（
電源電圧Ｖｃｃが印加された状態）により、変位Ｘは一
方向へ向って移動する。途中、変位出力ＶＡは、正常な
サーボ領域（γで表す部分）を−度通過して一側のＸ７
以下の位置まで行って停止する。

その後、ＯＮ３１のＱ出力が“Ｈ“から“Ｌ”へ転じる
と、まず疑似的なサーボがかかり始め、正方向へ移動し
、正常なサーボ領域に落着くことになる。

３）前記２）ではサーボ異常の検知をＧＯＭＰ３０によ
り検知したが、変位出力ＶＡの出力が−の所定レベルに
居つづけることを検知して、正常なサーボ範囲に入るこ
とも可能である。

（ｉ）第６図中、変位ＸがＸフ以下の時は、疑似サーボ
がかかり、その後時間の経過に従い正常なサーボ範囲に
入ることができる。

（ｉ　ｉ）変位ＸがＸＳ以上の時は、変位出力ＶＡの出
力は最下限値のままとなる。（変位ＸがＸ６以上の時、
変位出力ＶＡの出力は負であり、これによりコイル７は
正方向の力を発生し続け、回動規制部材（大きな距離）
に当って停止する。この時の変位出力ＶＡは最下限値を
とる。） この（ｉ）　、　（ｉｉ）間の時間的な関係から両者を
区別することができ、変位出力ＶＡ最下限値にありつづ
けたら、変位ＸがＸ２以上と判断することができ、この
時正常なサーボ範囲に入る様な力をコイル７に発生させ
てやれば良い。この実施例を第８図に示す。第８図の構
成は第５図中の点線Ａ内の構成を入れ換えたものである
。

第８図の動作について第９図のタイムチャートを参考に
しながら説明する。

変位出力ＶＡがＣＯＭＰ３７に入力され、該変位出力Ｖ
Ａが基準電圧Ｖｒｅｆ２（このレベルは第６図参照）以
下であった場合、該ＣＯＭＰ３７の出力は“Ｈ”となり
、カウンタ３８に入力される。

カウンタ３８は“Ｈ”入力が所定時間（ｔｌ）以上続く
と“Ｈ”を出力し、ＯＮ３９に入力される。０８３９は
この立上がり入力によって所定の時間パルスを出力し、
第５図中のコイル７に負方向の力を発生させることにな
り、以後の議論は先の２）のケースと同じである。

第８図のインバータ４０は、カウンタ３８の状態をリセ
ットする為のものであり、正常なサーボに入っている限
り、つまりＣＯＭＰ３７の出力が“Ｌ”であり続ける限
りリセットし続け、ＣＯＭＰ３７出力が“Ｈ”になった
瞬間からカウンタ３８の計時動作を開始させる為のもの
である。

上記カウンタ３８の計時時間１＋は、衝撃等により、変
位出力ＶＡが基準電圧Ｖ　ｒｅｆ２以下になることもあ
るので、これを避けるのに十分な長さの時間幅を設定す
れば良い。又、該第２の実施例にては、電源投入時の対
策回路等（抵抗２３，５Ｗ２４、○５３５）は、不要と
することができる。

何故なら、電源投入時、変位Ｘがｘ５以上の値にあり続
けるのなら、第８図の回路が動作し、正常なサーボ範囲
に入れようとする。

本実施例によれば、サーボ範囲外である事を検知するこ
とにより、正常なサーボ範囲に戻る様にしたから、衝撃
等によりサーボ範囲外となって以後サーボ不能になって
しまうといったことがなくなる。また、このことからサ
ーボ範囲限定用のストッパを微調整する必要もなくなり
、取扱いが簡略化し、更に、受光素子（ＰＤ）の面積を
小さくしても正常なサーボを行えることができ、経済性
が増す。

（発明と実施例の対応） 本実施例において、第１図のＣＯＭＰ１８，１９、第５
図のＣＯＭＰ３０．第８図のＣＯＭＰ３７、カウンタ３
８、インバータ４０が本発明の変位検出手段に、ＦＦ２
１，２２、アナログ５ＷＩＯ〜１３、アンドゲート１３
、インバータ１４゜１５、ＺＣＤ２０、第５図の○Ｓ３
１、アナログ５Ｗ２７，２８、インバータ２９、第５．
８図の０３３９、アナログ５Ｗ２７，２８、インバータ
２９が制御手段に、第１図の抵抗２３．５Ｗ２４．０３
２５，２６、第５図の抵抗２３．５Ｗ２４．０８３５が
変位制御手段に、それぞれ相当する。

（変形例） 本実施例では、変位検知手段として、ＬＥＤとＰＤとス
リットを用いたが、これに限定されるものでなく、ＰＤ
（フォトダイオード）の代りにフォトトランジスタを用
いても良いし、又、ＭＲ素子等の磁気センサを用いても
上述したことは応用可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、変位がサーボ範
囲外であるか否かを検知する変位検知手段と、サーボ範
囲外であることが検知されている場合は、サーボ範囲外
の変位を強制的にサーボ範囲内へと入れる制御手段とを
設け、以て、サーボ範囲外が検知されたら、サーボをか
けることのできる範囲内に強制的に入れるようにしたか
ら、衝撃等によりサーボ範囲外となっても、以後サーボ
不能になってしまうといったことを無くすことができる
と共に、サーボ範囲限定用の部材の微調整を不要とし、
さらに変位検出に用いられる受光素子の受光面積を小さ
くしても正常なサーボを行うことを可能とする変位制御
器を提供可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す回路図、第２図は
そのタイムチャート、第３図は第１図ＺＣＤの構成を示
すブロック図、第４図はそのタイムチャート、第５図は
本発明の第２の実施例を示す回路図、第６図は同じく変
位出力と変位と基準電圧の関係を示す図、第７図は本発
明の第２の実施例のタイムチャート、第８図は第５図点
線Ａ内を他の構成にした場合のブロック図、第９図はそ
のタイムチャート、第１０図は従来の電気的構成を示す
回路図、第１１図は同じく機械的構成を示す図、第１２
図は同じく光学系の位置関係を示す図、第１３図は同じ
く変位出力と変位と基準電圧の関係を示す図である。 １０．１１．１２・・・・・・アナログスイッチ、１３
・・・・・・アンドゲート、１４．１５・・・・・・イ
ンバータ、１６．１７・・・・・・オアゲート、１８．
１９・・・・・・コンパレータ、２０・・・・・・ゼロ
クロッシングデテクタ、２１．２２・・・・・・フリッ
プフロップ、２３・・・・・・抵抗、２４・・・・・・
スイッチ、２５．２６・・・・・・ワンショット回路、
２７．２８・・・・・・アナログスイッチ、２９・・・
・・・インバータ、３０・・・・・・コンパレータ、３
７・・・・・・コンパレータ、３８・・・・・・カウン
タ、３９・・・・・・ワンショット回路、４０・・・・
・・インバータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）変位を検知しこの変位が基準位置に戻るようにサ
   ーボをかけて、物理量の測定を行う装置に用いられる変
   位制御器であって、変位がサーボ範囲外であるか否かを
   検知する変位検知手段と、サーボ範囲外であることが検
   知されている場合は、サーボ範囲外の変位を強制的にサ
   ーボ範囲内へと入れる制御手段とを設けたことを特徴と
   する変位制御器。
2. （２）電源が投入されることにより、変位をサーボ範囲
   内とする変位制御手段を具備した請求項１記載の変位制
   御器。