JPS6162379A - モ−タ位相制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、例えばモータに装着されたディスクを高精度
に回転速度制御することのできる実用性の高いモータ位
相制１２（ｌ装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、ディスク記録媒体を用いた各種情報記録装置が開
発されている。電子スチルカメラもその応用例の１つで
ある。

この種、この電子スチルカメラは、電子カメラ本体に装
着されたディスク記録媒体（ディス、ケラト）をモータ
により回転駆動し、そのシャッタを押す毎に得られるス
チル画像情報を、第６図に示すように上記ディスケット
１の同心円状に設定された複数の情報記録トラック２上
に、所定の基準位置３から１周１フイールドに亙っで記
録する如く構成されている。しかして、従来では上記基
準位置３を規定するべくディスケット１に所謂頭出し用
の鉄芯４を埋設し、第７図に示すようにディスケット１
を電子カメラ本体のモータに装着したとき、そのモータ
軸５に設けられたチャッキング用マグネット６によって
上記鉄芯５に誘起される磁界を、ＰＧ検出コイル７にて
第８図に示すように検出し、これを波形整形してＰＧパ
ルスを得て前記ディスケット１のＭＱ位置３の検出を行
っている。

しかして、このようにディスケット１の基準位＠３を検
出し、この検出基準位置３から前記スチル画像情報を記
録するには、例えば前記スチル画像情報を−Ｈ半導体メ
モリ等に書込み、この半導体メモリから上記ＰＧパルス
に同期して上記スチル画像情報を読出してディスケット
１に記録すれば良い。然し乍ら上記半導体メモリは、未
だに非常に高価であることから、従来一般的には上記デ
ィスケット１をスチル画像信号の同期信号ｖｓｙｎｃに
同期させて定常回転させるようにしている。

即ち、上記各情報記録トラック２の基準位置３から常に
安定に、且つ確実に前記スチル画像情報を記録するべく
、そのスチル画像信号の６０Ｈ１からなる基準信号Ｖ　
５ｙｎｃと、上記ディスケット１から検出されるＰＧパ
ルスとの位相差を検出し、この位相差を零とするべく前
記モータの回転を位相サーボ制御して前記ディスケット
１を上記基準信号Ｖｓｙｎｃに同期させて、一定速度で
回転駆動するようにしている。

ところが、ディスケット１から検出される１ＰＧ信号は
、その１回転につき１個である為、上記位相差検知後に
外乱等によってモータ回転制御のＡＰＣサーボ系が乱れ
ても、次に前記基準信号Ｖ　５ｙｎｃが検出されるまで
、そのＡＰＣサーボ系の乱れを回復することができない
と云う不具合がある。このＡＰ’Ｃサーボ系の乱れは、
前記ディスケット１に記録されたスチル画像の歪みを招
来する。

そこで前記モータに、その１回転についてｎパルスの信
号を発生させるセンサを設け、このパルスを用いて前記
モータの回転を周波数サーボ制御するＡＦＣサーボ系を
前記ＡＰＣサーボ系と併用して設けることが考えられて
いる。ところが、このような２つのサーボ系を形成した
場合、上記ＡＦＣを外れる外乱に対しては安定であるが
、ＡＦＣのロック内で生じるＡＰＣに対する外乱に対し
ては、依然として前述した問題が残った。

（発明の目的〕 本発明はこのような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、ディスケット等の回転体を所定
の基準信号に同期させて回転駆動するモータの回転を、
外乱に対して安定にサーボ制御することのできる実用性
の高いモータ位相制御装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、モータに装着されたディスケット等の回転体
を所定の基準信号に同期させて回転駆動するに際し、上
記モータにより回転駆動される回転体からその１回転に
つきｎ１（ｎｌ上１　；整数）パルス、例えば１回転に
１パルス発生される第１の位相情報、および上記モータ
からその１回転につきｎ２　（ｎ２＞　ｎｉ　；整数）
パルス、例えば１回転につきｎパルス発生される第２の
位相情報とをそれぞれ検出し、第１の位相サーボ制御ル
ープにより前記第１の位相情報と前記ディスケットに記
録すべき信号の同期信号である第１の基準信号との位相
差を検出して前記モータの回転を位相制圓するようにし
、この第１の位相サーボ制御ループの位相がロックした
とき、上記第１の位相情報と前記第２の位相情報との位
相差を検出して記憶し、この位相差を含んだ（前記モー
タの基準回転数Ｘ　ｎ２／ｎｉ）なる周波数の第２の基
準信号を発生させると共に、前記モータに対する回転位
相制御のループを前記第１の位相サーボｉｌＩ　ＩＩＩ
ループから第２の位相サーボ制御ループへ切替え、この
Ｍ２の位相サーボ制御ループにより上記第２の基準信号
と前記第２の位相情報との位相差を検出して前記モータ
の回転を位相制御するようにしたものである。

即ち、第１のサーボ制御系により回転体から検出される
第１の位相情報と第１の基準信号との位相差に従ってモ
ータの回転をサーボ制御し、このサーボ制御ループがロ
ックしたとき、前記第１の位相情報とモータから検出さ
れる第２の位相情報との位相差を位相オフセットとして
検出記憶し、この位相オフセットに従って第２の基準信
号を生成すると共に、前記モータに対する回転制御サー
ボ系を上記第１のサーボ制御系から第２のサーボ制御系
に切替え、この第２のサーボ制御系により上記位相オフ
セットに従って生成される第２の基準信号と前記第２の
位相情報との位相差に従って前記モータの回転をサーボ
制御するようにしたものである。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、回転体から検出される第１の
位相情報に従ってモータの回転をサーボ制御し、そのサ
ーボ系がロックして安定化した時点で、前記モータから
上記第１の位相情報より多く検出される第２の位相情報
と上記第１の位相情報との位相差を検出して、その位相
差情報を前記第１および第２の位相情報間のオフセット
として記憶し、このオフセットを含む位相の信号として
生成される第２の基準信号と前記第２の位相情報との位
相差に従って前記モータの回転をサーボＩ１１御するの
で、その回転速度を（ｎ２／　ｎｌ　）倍の精度で制御
ｉＩｌすることが可能となる。つまり第１の位相情報が
１回転につき１パルスであり、第２の位相情報が１回転
につきｎパルス得られるものとすると、従来に比較して
ｎ倍の精度で高安定にモータの回転速度を制御すること
ができる。しかも、上記位相差情報が記憶されて第２の
基準信号が生成されるので、モータの回転を外乱に対し
て常に安定にサーボ制御することができる等の実用上絶
大なる効果が奏せられる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。

第１図は実施例装置の概略構成図である。

図中１１はモータ１２に装着されて回転駆動されるディ
スケットである。このディスケット１１から検出され、
該ディスケット１１の回転基準位置を示すＰＧ倍信号Ｐ
Ｇ検知回路１３により１回転につき１パルスづつ検出さ
れている。またＦＧ検知回路１４は前記モータ１２の回
転角に応じて、その１回転につきｎパルスのＦＧ倍信号
検出している。このＦＧ倍信号検出するＦＧ検知回路１
４は、例えばモータ１２に直結されたロータリーエンコ
ーダ等からなる。このＰＧ倍信号、前記モータ１２およ
びディスケット１１の回転に応じて、１回転につき口１
パルス（１パルス）発生される第１の位相情報となり、
またＦＧ倍信号前記モータ１２およびディスケット１１
の回転に応じて、１回転にっきｎ２パルス（ｎパルス）
発生される第２の位相情報となる。

しかして、上記積信号は第１のＡＰＣ回路１５を構成す
る位相差検知回路１６に入力され、前記ディスケット１
１に記録すべきスチル画像信号の、例えばＢＯＨｚの周
期を有する同期信号Ｖ　５ｙｎｃどの位相差が検出され
る。尚、位相差検知回路１６に入力されるクロック信号
ＣＰは、この位相差検出をディジタル処理して行う場合
メ基準クロックとなるもので、例えば水晶発振器等によ
り高安定化された高周波数の信号からなる。

しかして上記位相差検知回路１６は、上記の如く検出し
た位相差情報に従ってその位相差を零とするべくモータ
回転制御信号、例えばＰＷＭ信号を生成し、このＰＷＭ
信号をＡＰＣループフィルタ１７を介して出力している
。このモータ回転制御信号であるＰＷＭ信号は、初期段
階においてスイッチ回路１８を介して増幅器１９に入力
され、前記モータ１２の回転速度を制御するべく出力さ
れる。このスイッチ回路１８はスイッチ制御回路２０の
制御を受けて上記第１のＡＰＣ回路１５からのモータ回
転制御信号、または後述する第２のＡＰＣ回路からのモ
ータ回転制御信号を選択してモータ１２に出力するもの
である。スイッチ制御回路２０は、前記ディスケット１
１のモータ１２への装着時に、電源イニシャライズ回路
２１からの信号を受け、前記モータ１２の回転駆動開始
と同時に前記第１のＡＰＣ回路１５からのモータ回転制
御信号を選択制御し、且つ上記第１のＡＰＣ回路１５の
回転位相がロックしたとき、この位相ロックを検出する
オフセット検知回路２２の出力信号を受けて第２のＡＰ
Ｃ回路からのモータ回転制御信号を選択制御するもので
ある。

このスイッチ制御回路２０の制御によるスイッチ回路１
８の選択動作によって、前記モータ１２は第１のＡＰＣ
回路１５の出力、または第２のＡＰＣ回路の出力によっ
て回転制御される。

オフセット検知回路２２は、例えば第２図に示されるよ
うに位相ロック検出器２３に前記ＰＧ倍信号基準信号Ｖ
　５ｙｎｃとを入力し、その位相差が前記第１のＡＰＣ
ループの作用により零となることから前記第１のＡＰＣ
回路１５の位相ロックを検出し、この位相ロック検出情
報を前記スイッチ制御回路２０の副部情報として出力し
ている。また同時にこのオフセット検知回路２２では、
前記クロック信号ＣＰおよび前記ＦＧ倍信号入力して、
上記位相ロック検出時点からの上記ＰＧ倍信号ＦＧ倍信
号の位相差を検出している。即ち、位相ロックが検出さ
れると、これによってゲート回路２４ａ、２４ｂ、２４
ｃがそれぞれ開成される。この結果、上記ゲート回路２
４ａを介してフリップフロップ２５がリセットされると
同時に、オフセットメモリカウンタ１Ｇがリセットされ
る。そして上記フリップフロップ２５ので出力を受けて
ゲート回路２７が開成されて、前記クロック信号ＣＰが
上記オフセットメモリカウンタ２Ｇに印加される。その
後、前記フリップフロップ２５が前記ＦＧ倍信号入力に
よって再セットされ、前記ゲート回路２７が再び閉成さ
れるまでの期間、上記オフセットメモリカウンタ２６は
上記クロック信号ＣＰを計数している。これによってオ
フセットメモリカウンタ２６には、上記位相ロック時の
前記ＰＧ倍信号ＦＧ倍信号の位相差に相当した情報、つ
まりクロック信号ＣＰの計数値が格納されることになる
。

またリングカウンタ２８は、前記ＰＧ倍信号入力してリ
セットされ、前記クロック信号ＣＰを巡回的に計数して
いる。即ち、このリングカウンタ、２８は、前記モータ
１２の基本回転数をｆ１前記ＦＧ信号の１回転当りのパ
ルス数をｎとしたとき、１／（ｆＸｎ）なる周期で前記
クロック信号ＣＰを巡回的に計数するものである。換声
すれば、前記ＦＧ倍信号パルス周期に相当したした数の
クロック信号ＣＰを巡回的に計数している。このリング
カウンタ２８の計数値が比較器２９に入力され、前記オ
フセットメモリカウンタ２６にセットされた前記クロッ
ク信号ＣＰの計数値（ＰＧ倍信号ＦＧ倍信号の位相差の
情報）と比較されている。そして、比較器２９は上記２
つの入力値が等しくなる都度、パルス信号をレファレン
スＦＧ信号（Ｒ−ＦＧ倍信号として出力している。この
Ｒ−ＦＧ倍信号、前記第２のＡＰＣ回路における基準信
号（第２の基準信号）として用いられる。

一方、このようにしてオフセット検知回路２２が前記位
相ロック伏皿における前記ＰＧ倍信号ＦＧ倍信号の位相
差を検出して発生するＲ−ＦＧ倍信号入力し、このＲ−
ＦＧ倍信号前記ＦＧ倍信号の位相差を検出して前記モー
タ１２に対する第２のモータ回転制御信号を発生する第
２のＡＰＣ回路３０は、基本的には前記第１のＡＰＣ回
路１５と同様に位相差検知回路３１とＡＰＣループフィ
ルタ３２とにより構成される。

第３図はこの第２のＡＰＣ回路３０における位相差検知
回路３１の具体的構成例を示すものである。

しかして、この位相差検知回路３１は、前記Ｒ−ＦＧ信
号を入力してフリップフロップ３３、位相差検出カウン
タ３４、および上位ｍビット検出回路３５をそれぞれリ
セットする。フリップフロップ３３は、上記Ｒ−ＦＧ信
号を入力してリセットされた後に入力される前記モータ
１２からのＦＧ倍信号受けてセットされるもので、その
百出力をゲート回路３６に与えている。これによってゲ
ート回路３６は、上記Ｒ−ＦＧ信号の入力時点からＦＧ
倍信号入力されるまでゲート開成され、その間、前記ク
ロック信号ＣＰが位相差カウンタ３４に印加される。こ
の結果、位相差カウンタ３４は上記Ｒ−ＦＧ信号とＦＧ
倍信号の位相差に相当した数のクロック信号ＣＰを計数
することになる。そして、この位相・差検出カウンタ３
４により検出された位相差情報のうち、上位ｍビットの
情報は前記上位ｍビット検出回路３５にモータ回転副葬
情報として検出される。

このようにして検出される位相差の情報、つまり上記上
位ｍビットのデータで示されるモータ回転制御情報は前
記フリップフロップ３３の出力によって制御される転送
ゲート３７を介してメモリ３８に格納されて、モータ１
２の回転制御の為のＰＷＭ信号の生成に供せられる。

ＰＷＭカウンタ３９は、ＰＷＭの基本キャリアを入力し
てリセットされ、その量子化誤差を許容できる周波数の
クロック信号を計数している。そして、その計数値を比
較器４０に入力して前記メモリ３８にセットされたモー
タ回転ｉｌ制御信号の値と比較している。比較器４０は
、その２つの入力値が等しくなる都度、検出信号を出力
している。フリップフロップ４１は、前記ＰＷＭの基本
キャリアを入力してセットされ、そのセラ１〜伏皿を前
記比較器４０の出力を受けてリセットするもので、これ
によって上記フリップフロップ４１のＱ出力にＰＷＭ信
号が得られるようになっている。そして、このＰ　Ｗ　
Ｍ信号が前記ＡＰＣフィルタ３２を介した後、前記モー
タ１２の回転を制御するべく出力される。

尚、前記第１の位相差検知回路１６も、入力信号および
動作周波数を異にするだけで、この第３図に示される位
相差検知回路３１と同様に構成することができる。

かくしてこのように（Ｍ成された本６１によれば、ディ
スケット１１がモータ１２に装着されてその回転が開始
されたとき、モータ１２に対する回転制御が次のように
実行される。

先ず、第１段階としてモータ１２の立上がりを検出して
前記第１のＡＰＣループが形成される。そして第４図に
示すように基準信号■５ｙｎｃとディスケット１１から
検出されるＰＧ倍信号の間の位相差が検出され、その位
相差を零とするべくモータ１２の回転に対するＡＰＣ制
御が行われる。この制御の下で上記位相がロックした状
態が検出される。

この位相ロック伏皿は、ｆｉ　？？　Ｐ　Ｗ　Ｍ出力の
量子化誤差を考慮して、実際に要求される仕様よりも、
かなり許容範囲を狭くして検出される。

しかる後、第２段階として上記位相ロック後に、上記Ｐ
Ｇ倍信号ＦＧ倍信号の位相差が検出される。

この位相差検出は前述した回路構成で示されるように、
ＰＧ倍信号検出した後、このＰＧ倍信号続いて入力され
るＦＧ倍信号の位相差を検出することによって行われる
。つまりモータ１２の１回転についてｎ個発生されるＦ
Ｇ倍信号うちの、上記ＰＧ倍信号直後に存在するＦＧ倍
信号の位相差が検出される。この位相差検出は、モータ
１２が１回転する都度行われ、その検出位相差は、次に
同様にして位相差が検出されるまで保持される。そして
、この位相差の情報に従って、その位相差をオフセット
とする前記Ｒ−ＦＧ信号が発生される。

次にＭ３段階として、上記Ｒ−ＦＧ信号と、その後モー
タ１２から実際に検出されるＦＧ倍信号の位相差が検出
されて、前記モータ１２に対する回転制御が行われる。

この回転制御は、前記ＰＧ倍信号用いた場合のｎ倍の精
度で実行される。これ故、モータ１２は、従来装置に比
して極めて高安定に回転制御されることになる。

尚、上記第３段階によるモータ１２のＡＰＣ制御が外乱
等によって外れた場合には、前記第１段階の制御から行
われる。この制御形態の遷移が第５図に示される。つま
り、第５図において、Ａ、Ｂ。

Ｃは第１〜第３段階をそれぞれ示しており、第３段階に
制御形態が移行していても、その制ｕｕループが規定値
より外れることによって第１段階の制御に移行すること
になる。また、その制御特性にはヒステリシスが持たせ
てあり、これによって外乱ノイズに対する安定性が高め
られている。

以上説明したように本実施例装置によれば、ＰＧ倍信号
用いてモータの回転をＡＰＣ制■した後、その位相ロッ
ク後にＦＧ倍信号用いて上記モータの回転をＡＰＣ制御
するので、外乱に対して安定に、しかも高精度でモータ
の回転を制御２０することが可能となる。しかも、その
制御ループ自体を非常に安定なものとすることができる
。また、モータの回転を上述したように簡易にディジタ
ル的に位相ｆｌｉ１１　御することができるので、装置
構成の簡略化、ＩＣ回路化を容易に図り得る等の効果が
奏せられる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。例えばＰＧ信号数とＦＧ信号数との関係は、装置仕様
に応じて定められるもので、その仕様に応じて第１およ
び第２のＡＰＣ回路をそれぞれ（構成すれば良い。また
ここでは回転体として電子スチルカメラのディスケット
を想定したが、他の回転体を回転制御する場合について
も同様に適用することができる。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
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の概略描成図、第２図は
実施＠装置におけるオフセット検知回路の構成例を示す
図、第３図は実施例装置の位相差検知回路の構成例を示
す図、第４図および第５図は実ｍ例装置の制御動作を説
明する為の図、第６図はディスケットの構成を示す図、
第７図はディスケットのモータへの装着状態を示す図、
第８図はＰＧＧ号検出原理を説明する為の図である。 １１・・・ディスケット、１２・・・モータ、１３・・
・ＰＧ倹知知回路１４・・・ＦＧＧ知回路、１５・・・
第１のＡＰＣ回路、１６、３１・・・位相差検知回路、
１７．３２・・・ＡＰＣループフィルタ、１８・・・ス
イッチ回路、２２・・・オフセット検知回路、２３・・
・位相ロック検出器、２５．３３．４１・・・フリップ
フロップ、２６・・・オフセットメモリカウンタ、２８
・・・リングカウンタ、２９．４０・・・比較器、３０
・・・第２のＡＰＣ回路、３４・・・位相差検出カウン
タ、３５・・・上位ｍビット検出回路、３８・・・メモ
リ、３９・・・Ｐ　Ｗ　Ｍカウンタ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータにより回転駆動される回転体からその１回
   転につきｎ１（ｎ１≧１；整数）パルス発生される第１
   の位相情報を検出する手段と、上記モータからその１回
   転につきｎ２（ｎ２＞ｎ１；整数）パルス発生される第
   ２の位相情報を検出する手段と、前記第１の位相情報と
   第１の基準信号との位相差を検出して前記モータの回転
   を位相制御する第１の位相サーボ制御ループと、この第
   １の位相サーボ制御ループの位相がロックしたとき、上
   記第１の位相情報と前記第２の位相情報との位相差を検
   出し、この位相差を含んだ（前記モータの基準回転数×
   ｎ２／ｎ１）なる周波数の第２の基準信号を発生する手
   段と、この第２の基準信号と前記第２の位相情報との位
   相差を検出して前記モータの回転を位相制御する第２の
   位相サーボ制御ループと、前記第１の位相サーボ制御ル
   ープの位相ロックを検出したとき、前記モータに対する
   回転位相制御のループを前記第１の位相サーボ制御ルー
   プから第２の位相サーボ制御ループへ切替える手段とを
   具備したことを特徴とするモータ位相制御装置。
2. （２）モータにより回転駆動される回転体は、１回転に
   つき１つのパルスを第１の位相情報として発生し、モー
   タは１回転につきｎ個のパルスを第２の位相情報として
   発生するものである特許請求の範囲第１項記載のモータ
   位相制御装置。
3. （３）第１の位相情報と前記第２の位相情報との位相差
   は、検出された第１の位相情報とこの第１の位相情報を
   検出した直後に検出される第２の位相情報との位相差と
   して求められるものであつて、この検出位相差の情報は
   次に第１の位相情報が検出されるまで記憶保持されるも
   のである特許請求の範囲第１項記載のモータ位相制御装
   置。