(57)【要約】【課題】操作への習熟を必要とせず且つ違和感が無く、試料上の観察視野を遠近に係わり無く迅速、精密に移動する事が容易な軸操作装置、軸操作方法、及び軸操作プログラムを提供する。【解決手段】レンジ設定手段２１は軸操作機器２６の操作量に対するアクチュエータ２８の移動量の比となるレンジを設定する。操作検出手段２３は期間発生手段２２が発生するサンプリングタイム内の軸操作機器２６の操作量を検出する。演算手段２４はレンジと、サンプリングタイムと、サンプリングタイム内での操作量とから、アクチュエータ２８の移動位置と移動速度に換算される指令パルス位置と指令パルス速度を演算する。指令パルス出力手段２５は演算手段２４で得られる指令パルス位置と指令パルス速度からなる指令パルス列をアクチュエータ駆動装置２７に出力する。これにより、アクチュエータ２８１が、軸操作機器２６の操作に対して、指定されたレンジで移動する。【選択図】　図１
2004021779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンマシンインタフェイスの軸操作機器を用いてアクチュエータを制御する軸操作装置において、
複数又は連続した任意の値のレンジを設定するレンジ設定手段と、
任意の時間間隔を発生する期間発生手段と、
該期間発生手段により得られる前期時間間隔毎に前記軸操作機器の操作量を検出する操作検出手段と、
該操作検出手段により検出された前記操作量と前記期間発生手段により得られる前記時間間隔と前記レンジ設定手段により設定された前記レンジとからアクチュエータ速度とアクチュエータ位置とを演算する演算手段と、
該演算手段により演算された前記アクチュエータ速度と前記アクチュエータ位置とを指令パルス速度と指令パルス位置として出力する指令パルス出力手段と、
を有し、
前記期間発生手段により得られる前期時間間隔毎の前記操作検出手段による前記軸操作機器の操作量の検出、該操作量の検出に基づく前記演算手段による前記演算、該演算に基づく前記指令パルス出力手段による前記指令パルス速度と前記指令パルス位置の出力、を繰り返すことを特徴とする軸操作装置。
【請求項２】
前記操作検出手段により検出される前記軸操作機器の操作量、前記レンジ設定手段により設定される前記レンジ、前記演算手段により演算される前記指令パルス速度、及び前記演算手段により演算される前記指令パルス位置は、夫々任意長のデータであることを特徴とする請求項１記載の軸操作装置。
【請求項３】
前記演算手段は、速度値設定レジスタと位置値設定レジスタとを具備し、前記指令パルス出力手段は、パルス周波数制御部とパルス数制御部とパルス出力部とを具備する、ことを特徴とする請求項１記載の軸操作装置。
【請求項４】
マンマシンインタフェイスの軸操作機器を用いてアクチュエータを制御する軸操作方法において、
複数又は連続した任意の値のレンジを設定するレンジ設定工程と、
任意の時間間隔を発生する期間発生工程と、
該期間発生工程により得られる前期時間間隔毎に前記軸操作機器の操作量を検出する操作検出工程と、
該操作検出工程により検出された前記操作量と前記期間発生工程により得られる前記時間間隔と前記レンジ設定工程により設定された前記レンジとからアクチュエータ速度とアクチュエータ位置とを演算する演算工程と、
該演算工程により演算された前記アクチュエータ速度と前記アクチュエータ位置とを指令パルス速度と指令パルス位置として出力する指令パルス出力工程と、
を繰り返すことを特徴とする軸操作方法。
【請求項５】
前記操作検出工程により検出される前記軸操作機器の操作量、前記レンジ設定工程により設定される前記レンジ、前記演算工程により演算される前記指令パルス速度、及び前記演算工程により演算される前記指令パルス位置は、夫々任意長のデータであることを特徴とする請求項４記載の軸操作方法。
【請求項６】
前記演算工程は、速度値設定工程と位置値設定工程を含み、前記指令パルス出力工程は、パルス周波数制御工程とパルス数制御工程とパルス出力工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の軸操作方法。
【請求項７】
コンピュータに、マンマシンインタフェイスの軸操作機器を用いてアクチュエータを制御する軸操作処理を実行させる軸操作プログラムであって、
複数又は連続した任意の値のレンジを設定するレンジ設定処理と、
任意の時間間隔を発生する期間発生処理と、
該期間発生処理により得られる前期時間間隔毎に前記軸操作機器の操作量を検出する操作検出処理と、
該操作検出処理により検出された前記操作量と前記期間発生処理により得られる前記時間間隔と前記レンジ設定処理により設定された前記レンジとからアクチュエータ速度とアクチュエータ位置とを演算する演算処理と、
該演算処理により演算された前記アクチュエータ速度と前記アクチュエータ位置とを指令パルス速度と指令パルス位置として出力する指令パルス出力処理と、
を繰り返すことを前記コンピュータに実行させることを特徴とする軸操作プログラム。
【請求項８】
前記操作検出処理により検出される前記軸操作機器の操作量、前記レンジ設定処理により設定される前記レンジ、前記演算処理により演算される前記指令パルス速度、及び前記演算処理により演算される前記指令パルス位置は、夫々任意長のデータであることを特徴とする請求項７記載の軸操作プログラム。
【請求項９】
前記演算処理は、速度値設定処理と位置値設定処理を含み、前記指令パルス出力処理は、パルス周波数制御処理とパルス数制御処理とパルス出力処理とを含むことを特徴とする請求項７記載の軸操作プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料を観察するために使用される顕微鏡等の可動軸の軸操作に係わり、特にオペレータが操作ハンドル等を操作することにより試料上の観察視野を移動できる顕微鏡の軸操作装置、軸操作方法、及び軸操作プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、試料を観察するために使用される顕微鏡等の可動軸を駆動操作する軸操作装置が知られている。
図８は、そのような従来の走査型電子顕微鏡に係わる軸操作装置の構成を示す図である。同図は特開平８−１８０８２６号公報により開示されているもので、移動軸が長い場合でもトラックボールを用いた簡単な操作で所望の位置に視察視野を移動することができるとして提案されているものである。
【０００３】
同図において、先ず、操作卓１において位置モード／速度モード選択スイッチ２を操作することにより、ステージ制御手段３に位置モード又は速度モードかを指示する。位置モードの場合はトラックボールの回転体４を回転させることにより、その回転方向と回転角とに応じた位置に試料上の観察視野が移動する。
【０００４】
速度モードの場合は、回転体４を回転させることにより、回転方向と回転角とに応じた移動速度で観察視野が移動する。観察視野を移動したい位置が遠く離れているときには、速度モードにしてトラックボールの回転体４を操作して観察視野を移動する。
【０００５】
図９は、顕微鏡の電動式ステージ上下動装置に係わる軸操作装置の構成を示す図である。同図は特開平８−１６６５４５号公報により開示されているもので、電動式ステージ上下動操作を旧来の手動式ステージの操作と同様の感覚とし、電動式ステージの上下動操作に習熟を必要とすることなく、顕微鏡による検体の検査に集中することが出来るようにするとして提案されているものである。
【０００６】
同図に示す電動式ステージ上下動装置は、直流モータ５と減速機構とを備えた可動部６と、ステージを移動させる操作スイッチ７及び８が設けられた制御回路９とを備え、操作部には、ダイヤル式の粗動用ハンドル１１と微動用ハンドル１２が設けられている。
【０００７】
制御回路９は、粗動用ハンドル１１の操作に応答してステージを比較的高速移動させ、又は微動用ハンドル１２の操作に応答してステージを比較的低速移動させるように直流モータ５の回転を制御する。
図１０は、複数のアクチュエータの制御が可能な分散制御システムに係わる軸操作装置の構成を示す図である。同図は本出願人になる特開２０００−１５５６０８号公報により開示されているもので、複数のアクチュエータの同時制御とアクチュエータの連続的な制御が可能で、自由度の高い応答設定、高速かつ高精度な位置決めの達成が可能であるとして提案されているものである。
【０００８】
同図に示すように、この分散制御システムは、ホスト制御装置１３と、３台のアクチュエータ制御装置１４（１４−１、１４−２、１４−３）と、軸操作装置１５とが、それぞれ通信コントローラを介してシリアル通信線１６により相互に送受信可能に接続されている。アクチュエータ制御装置１４にはモータコントローラとモータドライバを介してアクチュエータ軸を駆動するモータ１７（１７−１、１７−２、１７−３）が接続されており、軸操作装置１５には３台の軸操作機器１８（１８−１、１８−２、１８−３）が接続されている。軸操作機器１８には、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどが用いられる。
【０００９】
軸操作装置１５は、複数のアクチュエータ制御装置１４を同時に指定可能であり、複数の軸操作機器１８を手動操作され、所定時間毎にタイマ割込み信号を発生させ、このタイマ割込み信号に応答して、軸操作機器１８から出力される操作信号をアクチュエータ制御命令に変換しながら、シリアル通信ライン１６を介して指定されたアクチュエータ制御装置１４に制御命令を出力する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の特開平８−１８０８２６の技術は、観察視野の移動距離が短い精密な位置合わせ操作時には動作モードを位置モードとし、試料上で観察したい位置が現在の観察視野から遠く離れその観察視野の移動距離が長い大まかな位置合わせ操作時には動作モードを速度モードとすることで操作性を改善しているが、大まかな位置合わせ操作時には速度モードとしているため操作した量と移動距離が一義的に対応していないとオペレータの感覚としては操作し難くなる。
【００１１】
例えば、トラックボールを、エンコーダを内蔵した操作ハンドルに置き換えて考えると、その場合は操作角が目視で確認できるから、例えば、１／４回転操作した場合の移動距離が１００μｍであれば、１／２回転操作した場合の移動距離は操作量に比例した２００μｍでなければならない。しかし、上記の技術は、そのようにはなっていないため操作に違和感を生じ、操作に習熱が必要となる。
【００１２】
また、また特開平８−１６６５４５の技術は、操作部にダイヤル式の粗動用ハンドルと微動用ハンドルと、これらの操作を制御回路に通知する切り替えスイッチを設けている。これであると１軸に対して操作ハンドルが２つ必要になり、且つ２つの操作ハンドルを持ち換えるごとに切り替えスイッチを操作しなければならないから、操作が複雑になる。つまりこの場合も操作に習熱が必要である。
【００１３】
また、特開２０００−１５５６０８の技術は、軸操作機器１８として例えばトラックボールとジョイスティックとを接続し、かつそれらが共通のアクチュエータ制御装置を制御すべく設定し、トラックボールを低速・高分解能制御用に割当て、ジョイスティックを高速・低分解能制御用に割当てるとすると、長距離の移動にはジヨイスティックを操作し、停止位置近傍の高分解能位置決めにはトラックボールを操作することになる。
【００１４】
しかも上記のシステムは、操作入力値の指数関数に比例した定速移動が得られることとあいまって、広い操作レンジにわたって高分解能の停止位置制御をも達成している。つまり、複数の操作機器を別々の操作レンジに割り当てて高レンジ高分解能を実現している。このため複数の操作機器の操作が必要であり、また操作量に対する駆動量が指数関数的に変化するため操作量と移動量との間に一義的な対応が無い。このため操作がやや複雑で且つ操作にやや違和感を生じるという不満が残るものであった。
【００１５】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、軸操作装置にエンコーダを内蔵した操作ハンドルのような入力手段を用いた場合であっても、操作への習熟を必要とせず且つ違和感が無く、試料上の観察視野を近くの位置では精密に、遠くの位置へは迅速に移動する事が容易にできる軸操作装置、軸操作方法、及び軸操作プログラムを提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
先ず、請求項１記載の発明の軸操作装置は、マンマシンインタフェイスの軸操作機器を用いてアクチュエータを制御する軸操作装置において、複数又は連続した任意の値のレンジを設定するレンジ設定手段と、任意の時間間隔を発生する期間発生手段と、該期間発生手段により得られる前期時間間隔毎に上記軸操作機器の操作量を検出する操作検出手段と、該操作検出手段により検出された上記操作量と上記期間発生手段により得られる上記時間間隔と上記レンジ設定手段により設定された上記レンジとからアクチュエータ速度とアクチュエータ位置とを演算する演算手段と、該演算手段により演算された上記アクチュエータ速度と上記アクチュエータ位置とを指令パルス速度と指令パルス位置として出力する指令パルス出力手段と、を有し、上記期間発生手段により得られる前期時間間隔毎の上記操作検出手段による上記軸操作機器の操作量の検出、該操作量の検出に基づく上記演算手段による上記演算、該演算に基づく上記指令パルス出力手段による上記指令パルス速度と上記指令パルス位置の出力、を繰り返すように構成される。
【００１７】
この軸操作装置においては、例えば請求項２記載のように、上記操作検出手段により検出される上記軸操作機器の操作量、上記レンジ設定手段により設定される上記レンジ、上記演算手段により演算される上記指令パルス速度、及び上記演算手段により演算される上記指令パルス位置は、夫々任意長のデータで構成される。
【００１８】
また、この軸操作装置においては、例えば請求項３記載のように、上記演算手段は、速度値設定レジスタと位置値設定レジスタとを具備し、上記指令パルス出力手段は、パルス周波数制御部とパルス数制御部とパルス出力部とを具備して構成される。
【００１９】
次に、請求項４記載の発明の軸操作方法は、マンマシンインタフェイスの軸操作機器を用いてアクチュエータを制御する軸操作方法において、複数又は連続した任意の値のレンジを設定するレンジ設定工程と、任意の時間間隔を発生する期間発生工程と、該期間発生工程により得られる前期時間間隔毎に上記軸操作機器の操作量を検出する操作検出工程と、該操作検出工程により検出された上記操作量と上記期間発生工程により得られる上記時間間隔と上記レンジ設定工程により設定された上記レンジとからアクチュエータ速度とアクチュエータ位置とを演算する演算工程と、該演算工程により演算された上記アクチュエータ速度と上記アクチュエータ位置とを指令パルス速度と指令パルス位置として出力する指令パルス出力工程と、を繰り返すように構成される。
【００２０】
この軸操作方法においては、例えば請求項５記載のように、上記操作検出工程により検出される上記軸操作機器の操作量、上記レンジ設定工程により設定される上記レンジ、上記演算工程により演算される上記指令パルス速度、及び上記演算工程により演算される上記指令パルス位置は、夫々任意長のデータで構成される。
【００２１】
また、この軸操作方法においては、例えば請求項６記載のように、上記演算工程は速度値設定工程と位置値設定工程を含み、上記指令パルス出力工程はパルス周波数制御工程とパルス数制御工程とパルス出力工程とを含んで構成される。
更に、請求項７記載の発明の軸操作プログラムは、コンピュータに、マンマシンインタフェイスの軸操作機器を用いてアクチュエータを制御する軸操作処理を実行させる軸操作プログラムであって、複数又は連続した任意の値のレンジを設定するレンジ設定処理と、任意の時間間隔を発生する期間発生処理と、該期間発生処理により得られる前期時間間隔毎に上記軸操作機器の操作量を検出する操作検出処理と、該操作検出処理により検出された上記操作量と上記期間発生処理により得られる上記時間間隔と上記レンジ設定処理により設定された上記レンジとからアクチュエータ速度とアクチュエータ位置とを演算する演算処理と、該演算処理により演算された上記アクチュエータ速度と上記アクチュエータ位置とを指令パルス速度と指令パルス位置として出力する指令パルス出力処理と、を繰り返すことを上記コンピュータに実行させるように構成される。
【００２２】
この軸操作プログラムにおいては、例えば請求項８記載のように、上記操作検出処理により検出される上記軸操作機器の操作量、上記レンジ設定処理により設定される上記レンジ、上記演算処理により演算される上記指令パルス速度、及び上記演算処理により演算される上記指令パルス位置は、それぞれ任意長のデータである。
【００２３】
また、この軸操作プログラムにおいては、例えば請求項９記載のように、上記演算処理は、速度値設定処理と位置値設定処理を含み、上記指令パルス出力処理は、パルス周波数制御処理とパルス数制御処理とパルス出力処理とを含んで構成される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
先ず最初に本発明の軸操作装置の基本構成を説明する
図１は、本発明の軸操作装置の基本構成を示すブロック図である。同図に示すように、軸操作装置２０は、レンジ設定手段２１、期間発生手段２２、操作検出手段２３、演算手段２４、及び指令パルス出力手段２５を有して構成される。
【００２５】
上記の操作検出手段２３には軸操作機器２６が接続されており、指令パルス出力手段２５には、アクチュエータ駆動装置２７の入力側が接続されており、アクチュエータ駆動装置２７の出力側にはアクチュエータ２８が連結されている。
上記のレンジ設定手段２１は軸操作機器２６の操作量に対するアクチュエータ２８の移動量の比となるレンジを設定する。期間発生手段２２は軸操作装置２０内の一連の処理を任意の時間に分割するサンプリングタイミングを発生する。操作検出手段２３は期間発生手段２２が発生するサンプリングタイミングによって区切られるサンプリングタイム内の軸操作機器２６の操作量を検出する。
【００２６】
演算手段２４はレンジ設定手段２１で得られるレンジと、期間発生手段２２で得られるサンプリングタイムと、操作検出手段２３で得られるサンプリングタイム内での操作量とから、アクチュエータ２８の移動位置と移動速度に換算される指令パルス位置と指令パルス速度を演算する。指令パルス出力手段２５は演算手段２４で得られる指令パルス位置と指令パルス速度からなる指令パルス列をアクチュエータ駆動装置２７に出力する。
【００２７】
これにより、アクチュエータ２８１が、軸操作機器２６の操作に対して、指定されたレンジで移動する。
尚、ここでは、基本構成の一例として、アクチュエータが１軸である場合を示しているが、アクチュエータは１軸と限る必要は無く、複数軸であっても本発明を適用できることは勿論である。
【００２８】
図２は、本発明の上記の構成における動作タイミングの一例を示す図である。同図（ａ）　は、レンジ設定手段２１で設定される軸操作機器２６の操作量に対するアクチュエータ２８の移動量の比であるレンジＲを示している。ここでは、ある時刻ｔｘ　で、レンジが「１００」から「１」に変化している例を示している。
【００２９】
同図（ｂ）　は、軸操作機器２６の操作量を示しており、ここでは、軸操作機器２６の操作量が正の値でやや緩やか増加した後、やや急に減少するということを、ほぼ同一の状態で繰り返している例を示している。
同図（ｃ）　は、期間発生手段２２で発生するサンプリングタイミングで区切られるサンプリング期間であるサンプリングタイムＴｓａｍｐ［ｓｅｃ］を示しており、ここでは、いづれの時刻においてでも０．０５ｓｅｃの固定された間隔である例を示している。
【００３０】
同図（ｄ）　は、同図（ｂ）　に示す軸操作機器２６の操作量を、同図（ｃ）　のサンプリングタイムＴｓａｍｐ［ｓｅｃ］毎に区切った実際の操作量で示し、同図（ｂ）　では連続量であった操作量を、この同図（ｄ）　ではサンプリングタイムＴｓａｍｐ［ｓｅｃ］期間内での量子化した値で示している。
【００３１】
同図（ｅ）　は、操作検出手段２３により検出される検出操作量Ｌｏｐを示しており、ここでは、同図（ｄ）　に示すサンプリングタイムＴｓａｍｐ［ｓｅｃ］毎に量子化された操作量の値が、サンプリングタイムＴｓａｍｐ［ｓｅｃ］分だけ遅れて検出される例を示している。
【００３２】
同図（ｆ）　は、レンジ設定手段２１で得られる操作量に対する移動量の比であるレンジＲと、操作検出手段２３で得られるサンプリングタイムＴｓａｍｐ［ｓｅｃ］内での操作量Ｌｏｐとから、演算手段２４か演算したアクチュエータ２８の移動位置Ｐａｃｔ［ｍｍ］に換算される指令パルス位置Ｐｃｍｄ［ｐｕｌｓｅ］を示している。
【００３３】
この例で示すように、時刻ｔｘ　で設定レンジＲが「１００」から「１」に変化しているために、同図（ｂ），（ｄ），（ｅ）　に示す同一の操作量の繰り返しに対して、アクチュエータ２８の移動位置Ｐａｃｔ［ｍｍ］に換算される指令パルス位置Ｐｃｍｄ［ｐｕｌｓｅ］は、時刻ｔｘ　を境にして１／１００の値に変化している。
【００３４】
同図（ｇ）　は、レンジ設定手段２１で得られる操作量に対する移動量の比であるレンジＲと、期間発生手段２２で得られるサンプリングタイムＴｓａｍｐ［ｓｅｃ］と、操作検出手段２３で得られるサンプリングタイムＴｓａｍｐ［ｓｅｃ］内での操作量Ｌｏｐとから、演算手段２４が演算したアクチュエータ２８の移動速度Ｖａｃｔ［ｍｍ／ｓｅｃ］に換算される指令パルス速度Ｖｃｍｄ［ｐｐｓ］を示している。
【００３５】
この例でも示すように、時刻ｔｘ　で設定レンジＲが「１００」から「１」に変化しているために、同図（ｂ），（ｄ），（ｅ）　に示す同一の操作量の繰り返しに対して、アクチュエータ２８の移動速度Ｖａｃｔ［ｍｍ／ｓｅｃ］に換算される指令パルス速度Ｖｃｍｄ［ｐｐｓ］は、時刻ｔｘ　を境にして１／１００の値に変化している。
【００３６】
尚、ここでは動作タイミングの一例として、サンプリングタイムＴｓａｍｐを０．０５ｓｅｃの固定した動作タイミングとして図示したが、これに限ることなく、すなわち、このように固定値であっても０．０５ｓｅｃと限る必要はなく、また、操作状況などに応じて、Ｔｓａｍｐは可変値であってもよい。
【００３７】
上記構成における軸操作装置の動作の一例を、再び図１及び図２を用いて以下に説明する。先ず、特には図示しない電源の投入により、軸操作装置２０、軸操作機器２６、アクチュエータ２８、アクチュエータ駆動装置２７に通電される。この通電により、軸操作装置２０及びアクチュエータ駆動装置２７が初期化動作をする。この初期化動作により、操作検出手段３は軸操作機器２６の動作を検出可能になり、また、アクチュエータ駆動装置２７はアクチュエータ２８の駆動が可能となる。以降、期間発生手段２２により生成されるサンプリングタイムＴｓａｍｐ＝０．０５ｓｅｃ毎に、以下の処理が繰り返えされる。
【００３８】
先ず、軸操作機器２６の操作が無い状態では、操作検出手段２３により検出されるサンプリングタイムＴｓａｍｐ＝０．０５ｓｅｃ当りの操作量Ｌｏｐは０であり、レンジ設定手段２１で設定されているレンジＲや、期間発生手段２２で生成されるサンプリングタイムＴｓａｍｐに係わり無く、演算手段２４は、指令パルス位置Ｐｃｍｄが「０」ｐｕｌｓｅ、指令パルス速度Ｖｃｍｄが「０」ｐｐｓと演算する。指令パルス位置が「０」ｐｕｌｓｅで指令パルス速度Ｖｃｍｄが「０」ｐｐｓである結果に基づき、指令パルス出力手段２５は速度「０」ｐｐｓのパルスを「０」ｐｕｌｓｅ分出力する、すなわちパルスを出力しない。
【００３９】
アクチュエータ制御装置２７は、指令パルス出力手段２５に接続されているが、指令パルス出力手段２５から指令パルスが出力されていないため、アクチュエータ制御装置２７は、アクチュエータ２８を駆動せず、停止させている。軸操作機器２６の操作量が無い状態が続く間は、サンプリングタイムＴｓａｍｐ＝０．０５ｓｅｃ毎に上記の処理が繰り返えされる。
【００４０】
次に、軸操作機器２６の操作があり、操作量が変化する状態について、説明する。軸操作機器２６がオペレータにより操作されると操作の状況に応じて操作量は変化するが、一例として、図２（ｂ）　に示すような操作が行われたとする。
この場合、同図（ｃ）　に示す期間発生手段２２で生成されるサンプリングタイムＴｓａｍｐ＝０．０５ｓｅｃ毎に、上記の実際の操作量が同図（ｄ）　に示すように区切られ、この０．０５ｓｅｃ毎に区切られた実際の操作量が、操作検出手段２３により、同図（ｅ）　に示すように、最大０．０５ｓｅｃの検出遅れを伴って、検出操作量Ｌｏｐとして検出される。
【００４１】
検出操作量Ｌｏｐが検出されると、演算手段２４は、この検出操作量Ｌｏｐと、レンジ設定手段２１で設定されているレンジＲと、期間発生手段２２で生成されるサンプリングタイムＴｓａｍｐ＝０．０５ｓｅｃとによって、指令パルス位置Ｐｃｍｄと指令パルス速度Ｖｃｍｄを下記の式に従って演算する。
指令パルス位置Ｐｃｍｄ［ｐｕｌｓｅ］＝操作検出量ＬｏｐｘレンジＲ
指令パルス速度Ｖｃｍｄ［ｐｐｓ］＝操作検出量ＬｏｐｘレンジＲ／サンプリングタイムＴｓａｍｐ
ここで、上記の二式を連立式として、指令パルス位置Ｐｃｍｄと指令パルス速度Ｖｃｍｄとの関係を求めると、下記の式が得られる。
指令パルス位置Ｐｃｍｄ［ｐｕｌｓｅ］＝指令パルス速度Ｖｃｍｄ［ｐｐｓ］×サンプリングタイムＴｓａｍｐ［ｓｅｃ］
図２に示すように、同図（ａ）　に示すレンジＲ＝１００の場合には、同図（ｆ）　に示すように、同図（ｅ）　の検出操作量Ｌｏｐの値の１００倍の値のパルス位置Ｐｃｍｄが演算され、更に同図（ｇ）　に示すように、上記１００倍の値のパルス位置Ｐｃｍｄをサンプリングタイム０．０５ｓｅｃで割った、検出操作量Ｌｏｐの値の２０００倍の値のパルス速度Ｖｃｍｄが演算されていることが分かる。同様に、一定時間経過後の時刻ｔｘ　で、図２（ａ）　に示すように、レンジＲが「１００」から「１」に変更されるのに伴い、指令パルス位置Ｐｃｍｄや指令パルス速度Ｖｃｍｄの値も、それそれ検出操作量Ｌｏｐの等倍や２０倍に変更される。
【００４２】
このように、演算された指令パルス位置Ｐｃｍｄと指令パルス速度Ｖｃｍｄとは、指令パルス出力手段２５を介し、それそれ指令パルス数と指令パルス周波数とを制御されて、アクチュエータ２８に対する指令パルス列として出力される。出力された指令パルス列は、アクチュエータ駆動装置２７へ入力され、指令パルス位置Ｐｃｍｄ［ｐｕｌｓｅ］と指令パルス速度Ｖｃｍｄ［ｐｐｓ］とに応じて、アクチュエータ２８が移動位置Ｐａｃｔへ移動速度Ｖａｃｔで移動する。
【００４３】
期間設定手段２２により生成されるサンプリングタイムＴｓａｍｐ＝０．０５ｓｅｃ毎に、以上の処理を繰り返すので、レンジＲとサンプリングタイムＴｓａｍｐの値に基づいて、検出操作量Ｌｏｐに応じて、指令パルス位置Ｐｃｍｄと指令パルス速度ＶｃｍｄとがサンプリングタイムＴｓａｍｐ毎に変更されることになり、オペレータの操作に応じたアクチュエータの移動が位置と速度を制御されながら行われる。
【００４４】
続いて、具体的な実施の形態について以下に説明する。
図３は、第１の実施の形態における軸操作装置の主要部の構成を示すブロック図である。なお、同図には、図１に示したと同一機能の構成部分には図１と同一の番号を付与して示している。
【００４５】
図３に示すように、軸操作装置３０には、軸操作機器２６とアクチュエータ駆動装置２７が接続されている。アクチュエータ駆動装置２７にはアクチュエータ２８が連結されている。上記の軸操作機器２６は、図１に示したレンジ設定手段２１としての切替スイッチ３１と、操作ハンドル３２と、エンコーダ３３とで構成される。
【００４６】
切替スイッチ３１は、アクチュエータ２８の移動を高速に行うための粗動モードとアクチュエータ２８の移動を低速に行うための微動モードとを切り換えるスイッチである。
この切替スイッチ３１は、図３ではレンジ設定手段２１として軸操作装置３０側に設けられていたが、ここでは、軸操作機器２６側すなわち操作ハンドル３２の傍に配置され、オペレータが操作ハンドル３２を回転させる動作と切替スイッチ３１を押す動作とを片手で素早く且つ容易に行える構成となっている。
【００４７】
操作ハンドル３２は円形をなし、エンコーダ３３を内蔵している。この円形の操作ハンドル３２を、オペレータが回転させると、エンコーダ３３によって、操作ハンドル３２の回転方向や回転量や回転速度に応じたＡ／Ｂ相信号が出力される。
【００４８】
ここでいうＡ／Ｂ相信号とは、９０°の位相差をもった２つのパルス信号のことであり、回転方向により出力されるＡ相信号に対するＢ相信号の位相のズレが＋９０°又は−９０°になり、回転量により出力されるＡ／Ｂ相信号のパルス数が増減し、回転速度により出力されるＡ／Ｂ相信号のパルス間隔が広くなったり狭くなったりする。
【００４９】
軸操作装置３０には、期間発生手段２２としてのタイマ３４と、操作検出手段２３としてのカウンタ３５が備えられる。タイマ３４は、サンプリングタイムＴｓａｍｐ［ｓｅｃ］を生成し、カウンタ３５は、エンコーダ３３から出力されるＡ／Ｂ相信号のパルス数を計数する。
【００５０】
また、軸操作装置３０には、演算手段２４としてのＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｕｎｉｔ）３６、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ　ａｃｃｅｓｓ　ｍｅｍｏｒｙ）３７、ＲＯＭ（ｒｅａｄ　ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ）３８、速度値設定レジスタ３９、及び位置値設定レジスタ４０が設けられている。
【００５１】
ＣＰＵ３６は、各種の判断や演算等の処理を実行する。ＲＡＭ３７は、ＣＰＵ３６の処理過程でパラメータ等を一時的に格納する。ＲＯＭ３８は、ＣＰＵ３６が処理するプログラムを格納する。速度値設定レジスタ３９には演算により得られた後述する速度値Ｖｃｍｄが格納され、位置値設定レジスタ４０には演算により得られた後述する位置値Ｐｃｍｄが格納される。
【００５２】
更に、軸操作装置３０には、指令パルス出力手段２５としてのパルス周波数制御部４１、パルス数制御部４２、及びパルス出力部４３が設けられている。パルス周波数制御部４１は、速度値設定レジスタ３９のレジスタ値に基づいてパルス周波数すなわち指令パルス速度Ｖｃｍｄ［ｐｐｓ］を制御する。パルス数制御部４２は、位置値設定レジスタ４０のレジスタ値に基づいてパルス数すなわち指令パルス位置Ｐｃｍｄ［ｐｕｌｓｅ］を制御する。そして、パルス出力部４３は、これら制御された指令パルス速度と指令パルス位置とに基づいて指令パルスをアクチュエータ駆動装置２７に出力する。これにより、アクチュエータ２８が駆動される。
【００５３】
図４は、上記第１の実施の形態に係る軸操作装置３０のＣＰＵ３６による処理動作を説明するフローチャートである。なお、本発明に直接関連しない機能や動作については、図示と説明を省略している。また、この処理は、システム全体に電源が投入されることによって開始される。
【００５４】
同図において、ＣＰＵ３６は、先ず、処理Ｓ１に示す処理動作（Ａ）において各種の初期化を行う。すなわち、割込み設定、ポート設定、及びその他の設定を含むＣＰＵ３６内部の設定、タイマ３４の設定、カウンタ３５の設定、及びＲＡＭ３７のクリア等を含むＣＰＵ３６と接続されている周辺モジュールの設定、軸操作機器２６の設定、指令パルス出力手段２５の設定、アクチュエータ駆動装置２７の設定、及びその他の設定を含む接続機器の設定等が行われる。上記のタイマ３４の設定では、サンプリングタイムＴｓａｍｐ［ｓｅｃ］の値が決められてタイマ３４に設定される。
【００５５】
次に、ＣＰＵ３６は、処理Ｓ２に示す処理動作（Ｂ）において、本発明による処理範囲とは異なる機能や動作を実現する処理を行う。この処理はシーケンス処理であり、無限ループを構成している。その無限ループでの処理の間に、タイマ割込み処理が、処理Ｓ１の処理動作（Ａ）で行われたタイマ３４の設定により設定されたサンプリングタイムＴｓａｍｐ［ｓｅｃ］毎に動作する。
【００５６】
その処理Ｓ３（Ｓ３−１〜Ｓ３−４）に示すタイマ割込みの処理動作（Ｃ）では、ＣＰＵ３６は、先ず、カウンタ３５の値を読み込み、その読み込んだ値を読込カウンタ値ＬｏｐとしてＲＡＭ、３７へ格納した後、カウンタ３５をクリアする（Ｓ３−１）。
【００５７】
続いて、ＣＰＵ３６は、切換えスイッチ３１の状態を読み込み、その読み込んだスイッチ状態がＯＦＦならば粗動モードと判断してレンジＲ＝１００とし、スイッチ状態がＯＮならば微動モードと判断してレンジＲ＝１とする切換えスイッチ３１の状態に応じたレンジＲの決定を行う（Ｓ３−２）。
【００５８】
次に、上記の読込カウンタ値ＬｏｐとレンジＲとサンプリングタイムＴｓａｍｐとから、位置値Ｐｃｍｄと速度値Ｖｃｍｄとを、下記の二式に基づいて演算する（Ｓ３−３）。
位置値Ｐｃｍｄ＝読込みカウンタ値ＬｏｐｘレンジＲ
速度値Ｖｃｍｄ＝読込みカウンタ値ＬｏｐｘレンジＲ／サンプリングタイムＴｓａｍｐ
そして、この演算により得られた位置値Ｐｃｍｄと速度値Ｖｃｍｄを、それぞれ位置値設定レジスタ４０と速度値設定レジスタ３９とに書き込んで、位置値と速度値と設定を行う（Ｓ３−４）。
【００５９】
上記のように位置値Ｐｃｍｄが位置値設定レジスタ４０に書き込まれると、パルス数制御部４２が、出力パルス数と一致したら出力を停止させる指令パルスの目標位置を変更する。
また、速度値Ｖｃｍｄが速度値設定レジスタ３９に書き込まれると、パルス周波数制御部４１が、目標位置変更に伴い、現在のサンプリングタイム完了時すなわち次回のサンプリング開始時に、パルス出力を終了するような周波数で、指令パルスの目標速度を変更する。
【００６０】
目標位置と目標速度が変更された指令パルスは、パルス出力部４３から、指令パルス位置Ｐｃｍｄ［ｐｕｌｓｅ］及び指令パルス速度Ｖｃｍｄ［ｐｐｓ］として出力される。出力された指令パルスは、アクチュエータ駆動装置２７に入力され、アクチュエータ駆動装置２７はアクチュエータ２８を駆動する。これにより上記の指令パルスに従いアクチュエータ２８が動作する。
【００６１】
ここで、オペレータが操作ハンドル３２と切換スイッチ３１を操作して、アクチュエータ２８を、遠方の特定の位置ヘ速く且つ精密に移動させる場合について説明する。この場合、オペレータは、先に、遠方の概略の位置ヘアクチュエータ２８を高速に移動させ、その後、その概略の位置から特定の位置ヘアクチュエータ２８を精密に移動させる操作を行う。
【００６２】
そのために、オペレータはまず切換スイッチ３１がＯＦＦであることを確認する。もし、切換スイッチ３１がＯＮになっている場合は、切換スイッチ３１を１回押して０ＦＦの状態に変更する。これで粗動モードが確認又は設定される。
次に、オペレータは、アクチュエータ２８を高速に移動させるために、操作ハンドル３２を所望の方向へ速く回転させる。すると、軸操作装置３０内では、サンプリングタイムＴｓａｍｐ毎に、エンコーダ３３のＡ／Ｂ相信号のパルス数をカウントする動作から、位置値Ｐｃｍｄと速度値Ｖｃｍｄとから成る指令パルスを出力する動作、までの一連の処理を繰り返す。
【００６３】
この一連の処理内で、切換スイッチ３１がＯＦＦであり、粗動モードが設定されていることにより、レンジＲは１００が選択される。そして、オペレータにより操作ハンドル３２が速く回転操作されたことにより、多数のＡ／Ｂ相信号パルスがカウンタ３５により計数される。この計数されたカウンタ値は、レンジＲ＝１００に設定されていることにより１００倍されて、位置値Ｐｃｍｄと速度値Ｖｃｍｄとが生成される。これら生成された位置値Ｐｃｍｄと速度値Ｖｃｍｄとに基づいてアクチュエータ２８が移動する。すなわち、オペレータの操作に対応してアクチュエータ２８が高速で移動する。
【００６４】
そして、アクチュエータ２８が、遠方の特定の位置近傍に到達したときには、オベレータは切換スイッチ３１を１回押してＯＮの状態に変更する。これにより微動モードが設定される。そして、オペレータは、精密に移動させるために、操作ハンドル３２を所望の方向へゆっくりと回転させる。オペレータは、必要に応じて、アクチュエータ２８の移動状況を確認しながら、操作ハンドル３２を操作する。
【００６５】
すると、軸操作装置３０内では、サンプリングタイムＴｓａｍｐ毎に、エンコーダ３３のＡ／Ｂ相信号のパルス数をカウントする動作から、位置値Ｐｃｍｄと速度値Ｖｃｍｄとから成る指令パルスを出力する動作、までの一連の処理を繰り返す。
【００６６】
この一連の処理内で、切換スイッチ３１がＯＮであり、微動モードが設定されていることにより、レンジＲは１が選択される。そして、オペレータにより操作ハンドル３２がゆっくり回転操作されたことにより、少ない数のＡ／Ｂ相信号パルスがウンタ３５により計数される。この計数されたカウンタ値は、レンジＲ＝１に設定されていることにより、１倍されて、位置値Ｐｃｍｄと速度値Ｖｃｍｄとが生成される。これら生成された位置値Ｐｃｍｄと速度値Ｖｃｍｄとに基づいてアクチュエータ２８が低速で移動する。
【００６７】
オペレータの操作精度は操作ハンドル３２に内蔵されたエンコーダ３３のパルス精度のレベルまで細かくでき、アクチュエータ２８の移動も精密にできる。従って、遠方の概略の位置から所望の特定の位置まで、高速に且つ精密にアクチュエータ２８の移動を制御することができる。
【００６８】
このように、オペレータは、切換スイッチ３１のＯＮ／ＯＦＦの状態を変更するだけで、粗動モードと微動モードとを切換え、操作量に対する出力量のレンジを１００：１と大きく変更でき、これにより、操作ハンドル３２の操作中に切換スイッチ３１のＯＮ／ＯＦＦ状態を変更して、アクチュエータ２８に対して高速で高精度の位置合わせのための駆動操作が容易にできるようになる。
【００６９】
また、指令パルス位置だけを制御する場合には、操作に対するアクチュエータの移動の遅れが顕著になり、指令パルス速度だけを制御する場合には、操作に対するアクチュエータの移動量の誤差がサンプリングタイムの精度に依存してしまうのに対して、本例では、指令パルス速度を大まかに制御した上で指令パルス位置を制御しているので、操作ハンドル３２の操作に対するアクチュエータの移動の遅れが無く、また、指令パルス速度やサンプリングタイムにある程度の誤差を含んでいても操作ハンドル３２の操作に対するアクチュエータの移動量が正確である。
【００７０】
更に、切換スイッチ３１は操作ハンドル３２の傍に配置されているので、ハンドル３２の操作と切換スイッチ３１の操作とは片手で行えるため、アクチュエータが２軸の場合は、オペレータは両手を用いて２軸のアクチュエータ２８の同時操作を容易に行うことができる。
【００７１】
図５は、第２の実施の形態における軸操作装置の主要部の構成を示すブロック図である。なお、同図には、図３に示したと同一機能の構成部分には図３と同一の番号、形態の異なる新たな構成部分には新たな番号を、付与して示し、必要な部分についてのみ説明する。
【００７２】
図５に示すように、本例における軸操作装置４５も、軸操作機器２６とアクチュエータ駆動装置２７が接続されている。アクチュエータ駆動装置２７にはアクチュエータ２８が連結されている。本例のこのシステム構成において、図３の場合と異なるのは、レンジ設定手段２１′の構成のみであり、本例ではレンジ設定手段２１′は、ボリューム４６と、Ａ／Ｄ変換部４７とで構成されている。
【００７３】
ボリューム４６は、レンジの値を連続的な値として設定できるものであり、Ａ／Ｄ変換部４７は、ボリューム４６の設定値に応じて入力される電圧値をデジタルデータに変換して出力する。
上述した第１の実施形態における軸操作装置３０では、切換スイッチ３１のＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて、操作ハンドル３２の操作量に対するアクチュエータ２８の移動量のレンジＲを１００又は１に切り換えていた。
【００７４】
これに対して本例では、レンジＲの値をほぼ連続的に設定できるように、レンジ設定手段２１としてのボリューム４６とＡ／Ｄ変換部４７とを用いている点にある。従って、レンジ設定可能値はＡ／Ｄ変換部４７の分解能で決定されることになる。これらボリューム４６及びＡ／Ｄ変換部４７以外の動作は、第１の実施形態の場合と同様である。
【００７５】
この第２の実施形態における軸操作装置４５では、オペレータは、ボリューム４６を調節しながら操作ハンドル３２を回転操作させることができる。レンジはほぼ無段階に連続的に変化させ得るから、アクチュエータ２８の移動に関しては１００：１のような急激な速度等の変化は発生しない。
【００７６】
したがって、アクチュエータ２８による振動や、動作エラー、トルク制限等の不具合が発生する虞のある場合には、これらの不具合の発生を防止することができる。例えば、アクチュエータ２８にステッピングモータを用いた場合には、レンジの急激な変化による脱調の発生を防止できる。また、サーボモータを用いた場合には、レンジの急激な変化に基づく過負荷によるサーボアラームの発生を防止できる。
【００７７】
図６は、第３の実施形態における軸操作装置の主要部の構成を示すブロック図である。なお、同図には、図３に示したと同一機能の構成部分には図３と同一の番号、形態の異なる新たな構成部分には新たな番号を、付与して示し、必要な部分についてのみ説明する。
【００７８】
図６に示すように、本例における軸操作装置５０も、軸操作機器２６とアクチュエータ駆動装置２７が接続されている。アクチュエータ駆動装置２７にはアクチュエータ２８が連結されている。本例のこのシステム構成において、図３の場合と異なるのは、本例の演算手段２４′では図３の位置値設定レジスタ４０が削除され、また、本例の指令パルス出力手段２５′では図３のパルス数制御部４２が削除されている。代わって本例では、期間監視手段５１と速度演算補正手段５２が追加されている。
【００７９】
期間監視手段５１は、期間発生手段２２としてのタイマ３４により生成される時間を計測し所望の時間間隔と計測した時間の間隔との差を監視し、その監視した時間間隔の差を時間差データとして出力する。
速度演算補正手段５２は、ＣＰＵ３６が処理するプログラムで構成され、期間監視手段５１が出力する時間差データで得られる時間間隔の差に応じて指令パルス速度の演算値を補正する。
【００８０】
この第３の実施の形態に係る軸操作装置５０が、第１の実施の形態に係る軸操作装置３０と異なる点は、第１の実施の形態に係る軸操作装置３０においては、サンプリングタイムＴｓａｍｐ毎に検出操作量Ｌｏｐに応じて指令パルス位置Ｐｃｍｄと指令パルス速度Ｖｃｍｄとを制御していたのに対して、この第３の実施の形態に係る軸操作装置５０では、期間発生手段２２により得られる時間間隔即ちサンプリングタイムＴｓａｍｐ毎に指令パルス位置Ｐｃｍｄを制御する代わりに、指令パルス速度Ｖｃｍｄと時間間隔とで演算される時間間隔即ちサンプリングタイムＴｓａｍｐ毎の指令パルス位置が実質的に制御されるように、指令パルス速度Ｖｃｍｄを補正している点にある。従って、指令パルス速度Ｖｃｍｄを制御する他、擬似的に指令パルス位置Ｐｃｍｄを制御することが可能である。
【００８１】
図７は、上記第３の実施の形態に係る軸操作装置５０のＣＰＵ３６による処理動作を説明するフローチャートである。なお、本発明に直接関連しない機能や動作については、図示と説明を省略している。また、この処理は、システム全体に電源が投入されることによって開始される。
【００８２】
図７において、ＣＰＵ３６は、先ず、処理Ｓ１に示す処理動作（Ａ）を行い、次に、処理Ｓ２に示す処理動作（Ｂ）を行う。これらの処理動作（Ａ）及び処理動作（Ｂ）は、第１の実施の形態に係る軸操作装置３０の図３に示した処理Ｓ１における処理動作（Ａ）及び処理Ｓ２における処理動作（Ｂ）とそれぞれ同一である。
【００８３】
すなわち、この場合も、処理Ｓ２の処理動作（Ｂ）における無限ループでの処理の間に、処理Ｓ１の処理動作（Ａ）で行われたタイマ３４の設定により設定されたサンプリングタイムＴｓａｍｐ［ｓｅｃ］毎に、タイマ割込み処理が発生する。
【００８４】
その処理Ｓ１０３（Ｓ１０３−１〜Ｓ１０３−６）に示すタイマ割込みの処理動作（Ｃ−２）では、ＣＰＵ３６は、先ず、カウンタ３５の値を読み込み、その読み込んだ値を読込カウンタ値ＬｏｐとしてＲＡＭ３７へ格納した後、カウンタ３５をクリアする（Ｓ１０３−１）。
【００８５】
続いて、ＣＰＵ３６は、切換えスイッチ３１の状態を読み込み、その読み込んだスイッチ状態がＯＦＦならば粗動モードと判断してレンジＲ＝１００とし、スイッチ状態がＯＮならば微動モードと判断してレンジＲ＝１とする切換えスイッチ３１の状態に応じたレンジＲの決定を行う（Ｓ１０３−２）。
【００８６】
次に、ＣＰＵ３６は、期間監視手段５１により得られる、所望の時間間隔Ｔｓｍａｐ（例えば５ミリ秒）と計測した時間間隔Ｔｒｅａｌとの差のデータ「ΔＴ＝Ｔｓａｍｐ−Ｔｒｅａｌ」を読み込む（Ｓ１０３−３）。
更に、ＣＰＵ３６は、上記読み込んである読込カウンタ値Ｌｏｐと、設定されたレンジＲとから、「位置値Ｐｃｍｄ＝読込カウンタ値Ｌｏｐ×レンジＲ」を演算する（Ｓ１０３−４）。
【００８７】
そして、ＣＰＵ３６は、速度演算補正手段５２としての処理を行う。すなわち上記得られた位置値ＰｃｍｄとサンプリングタイムＴｓａｍｐと時間間隔差ΔＴとから「速度補正値Ｖｃｍｄｃ＝位置値Ｐｃｍｄ／（サンプリングタイムＴｓａｍｐ−時間間隔差ΔＴ）」を演算する（Ｓ１０３−５）。
【００８８】
ＣＰＵ３６は、この演算により得られた速度補正値Ｖｃｍｄｃを、速度値設定レジスタ３９に書き込む（Ｓ１０３−６）。
このように速度補正値Ｖｃｍｄｃが速度値設定レジスタ３９に書き込まれることによって、パルス周波数制御部４１が、目標位置変更に伴い、且つ、計測された正確な時間間隔をもって演算された速度補正値Ｖｃｍｄｃが反映された周波数で、指令パルスの目標速度を変更する。
【００８９】
目標速度が変更された指令パルスは、パルス出力部４３から指令パルス位置Ｐｃｍｄ［ｐｕｌｓｅ］及び指令パルス速度補正値Ｖｃｍｄｃ［ｐｐｓ］として出力される。出力された指令パルスは、アクチュエータ駆動装置２７へ入力され、アクチュエータ駆動装置２７により駆動されて、アクチュエータ２８は指令パルスに従った動作を行う。
【００９０】
第１の実施の形態では、位置値Ｐｃｍｄが位置値設定レジスタ４０に書き込まれると、パルス数制御部４２が、出力パルス数と一致したら出力を停止させる指令パルスの目標位置を変更していた。第１の実施の形態で、本例のようにパルス数制御部４２が削除されて、もし、そのままの状態であると、指令パルス位置Ｐｃｍｄを厳密に制御していないことになるため、補正が施されない場合には、時間間隔即ちサンプリングタイムに所望の値からのずれが含まれると、指令パルス位置Ｐｃｍｄが指令パルス速度Ｖｃｍｄｘ時間間隔差ΔＴの分だけ、所望の位置からずれてしまうことになる。本例では、パルス数制御部４２を削除した代わりに、速度演算補正手段５２によって補正している。
【００９１】
このように、ハードウエア（位置値設定レジスタ４０、パルス数制御部４２）を削除して、ソフトウエア（速度演算補正手段５２）で代替することによってハード構成を簡単にすることができる。
以上、第１、第２、及び第３の実施の形態についての説明で判明するように、本発明には以下のように表わされる構成が含まれている。
（１）軸操作機器を用いてアクチュエータを制御する軸操作システムにおいて、複数もしくは連続した任意の値のレンジを設定するレンジ設定手段と、任意の時間間隔を発生する期間発生手段と、操作機器の操作量を検出する操作検出手段と、検出された前記操作量と前記時間間隔と予め設定された前期レンジとからアクチュエータ速度とアクチュエータ位置とを演算する演算手段と、この演算手段の演算結果に基づきアクチュエータ速度を指令パルス速度として出力する指令パルス出力手段と、を具備し、期間発生手段により得られる前期時間間隔毎に、前記操作量を検出して、アクチュエータ速度の他に前記時間間隔経過後のアクチュエータ位置を予測する演算を含む前記演算を行い、指令パルス速度を変更しながら出力する、迄の処理を繰り返すことを特徴とする軸操作装置。
（２）前記期間発生手段の時間間隔を監視する期間監視手段と、発生しようとした時間間隔と監視された時間間隔との差に応じて演算された軸移動速度を補正する速度演算補正手段と、を更に具備することを特徴とする（１）記載の軸操作装置。
【００９２】
尚、上述した第１及び第３の実施の形態では、切換スイッチを操作することでレンジを「１００」と「１」の２段階に切り替えているが、これに限ることなく、切換スイッチを操作する毎に、３段階以上の複数段階のレンジを順次巡回して切り替えるようにしてもよい。
【００９３】
また、いずれの実施の形態でも、サンプリングタイムＴｓａｍｐ［ｓｅｃ］を固定したものとして説明したが、これに限ることなく、検出操作量Ｌｏｐ等に応じて可変としてもよい。但し、その場合は、位置値Ｐｃｍｄと速度値Ｖｃｍｄとの相関は、検出してから演算して制御するまでの一連の処理時間よりも長い任意時間Ｔｓａｍｐ２を用いて、Ｐｃｍｄ＝ＶｃｍｄｘＴｓｍｐ２を満たしていることが条件となる。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の軸操作機器を操作して１つのアクチュエータを動作させる面倒が無いように、１つの軸操作機器を操作して移動距離が短い精密な位置合わせ操作と移動距離が長い大まかな位置合わせ操作とをレンジの切換え操作のみで行うことができるようにしたので、軸操作機器の操作の習熱が不要となって軸操作の作業が容易となって便利である。
【００９５】
また、操作機器の操作量に対して、制御する時間間隔とアクチュエータ速度とアクチュエータ位置とを制御することにより、単位時間当りの速度を大きく制御して簡易的に位置を制御した上で単位時間当りの位置を細かく制御して厳密に位置を制御できるようにしたので、単位時間や速度に含まれる誤差や、操作に対する移動の遅れを最終的に吸収して、操作への習熱を必要とせず、また操作に違和感が無いようにすることが実現可能となる。
【００９６】
更に、厳密な位置を制御することができるので、操作角が目視確認できるエンコーダを内蔵した操作ハンドルで操作する場合であっても、操作した量と移動距離とを一義的に対応させることができ、この点でも操作への違和感を無くすことができて使い勝手の良い軸操作装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の軸操作装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の軸操作装置の基本構成における動作タイミングの例を示す図である。
【図３】第１の実施形態における軸操作装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態における軸操作装置のＣＰＵによる処理動作を説明するフローチャートである。
【図５】第２の実施形態における軸操作装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【図６】第３の実施形態における軸操作装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【図７】第３の実施の形態に係る軸操作装置のＣＰＵによる処理動作を説明するフローチャートである。
【図８】従来の走査型電子顕微鏡に係わる軸操作装置の構成を示す図である。
【図９】従来の顕微鏡の電動式ステージ上下動装置に係わる軸操作装置の構成を示す図である。
【図１０】従来の複数のアクチュエータの制御が可能な分散制御システムに係わる軸操作装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１　　操作卓
２　　位置モード／速度モード選択スイッチ
３　　ステージ制御手段
４　　トラックボールの回転体
５　　直流モータ
６　　可動部
７、８　操作スイッチ
９　　制御回路
１１　粗動用ハンドル
１２　微動用ハンドル
１３　ホスト制御装置
１４（１４−１、１４−２、１４−３）　アクチュエータ制御装置
１５　軸操作装置
１６　シリアル通信線
１７（１７−１、１７−２、１７−３）　モータ
１８（１８−１、１８−２、１８−３）　軸操作機器
２０　軸操作装置
２１、２１′　レンジ設定手段
２２　期間発生手段
２３　操作検出手段
２４、２４′　演算手段
２５、２５′　指令パルス出力手段
２６　軸操作機器
２７　アクチュエータ駆動装置
２８　アクチュエータ
３０　軸操作装置
３１　切替スイッチ
３２　操作ハンドル
３３　エンコーダ
３４　タイマ
３５　カウンタ
３６　ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｕｎｉｔ）
３７　ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ　ａｃｃｅｓｓ　ｍｅｍｏｒｙ）
３８　ＲＯＭ（ｒｅａｄ　ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ）
３９　速度値設定レジスタ
４０　位置値設定レジスタ
４１　パルス周波数制御部
４２　パルス数制御部
４３　パルス出力部
４５　軸操作装置
４６　ボリューム
４７　Ａ／Ｄ変換部
５０　軸操作装置
５１　期間監視手段
５２　速度演算補正手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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