JP2011039456A - 移動体駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータによって移動体を駆動する移動体駆動装置であって、前記移動体が第1の位置を通過したことを検出する第1の検出手段と、前記第1の検出手段によって前記移動体が前記第1の位置を通過したことを検出した後に、前記移動体が第2の位置を通過したことを検出する第2の検出手段と、前記第1の検出手段によって前記移動体が前記第1の位置を通過したことを検出してから、前記第2の検出手段によって前記移動体が前記第2の位置を通過したことを検出するまでの時間を計測する第1の計測手段と、前記第1の計測手段によって計測された時間に基づいて、前記移動体が前記第2の位置を通過したことを検出してから前記モータにブレーキをかけるまでの時間を設定する設定手段とを有することを特徴とする。
【選択図】図8
Description
例えば、特許文献1には、移動体としてのストロボ発光部を備えた移動体駆動装置としてのフラッシュカメラが開示されている。このカメラには、ストロボ発光部を移動可能に駆動するモータと、移動するストロボ発光部の位置を検出するスイッチとが備えられている。モータは、被写界の輝度に応じてストロボ発光部を発光位置まで移動させる。また、スイッチは、ストロボ発光部の駆動と停止とのタイミングを検出している。
まず、図1を参照して、本実施形態に係る閃光発光装置を搭載した撮像装置について説明する。ここでは、撮像装置として例えばデジタルスチルカメラ(以下、カメラという)を取り上げて説明する。図1は、カメラの外観正面図である。
図1に示すように、カメラ100は、外装部材11、鏡筒部12、レリーズボタン13、閃光発光装置14等を含んで構成されている。外装部材11内には、図示しないCCDやCMOS等の撮像素子が収容されている。ユーザが、レリーズボタン13を押下することで撮影が行われ、鏡筒部12内に構成される図示しないレンズを透過した光学像が撮像素子に取り込まれ所定の撮像処理等が行われた後、画像データとして記録される。
また、夜間や暗所で撮影を行う場合、自動的またはユーザの操作に応じて、閃光発光装置14の発光部20が閃光を発光して撮影の補助をする。
まず、閃光発光装置14の発光部20について、説明する。発光部20は、キセノン管21、反射笠22、プリズムパネル23、ベース部材24、カバー部材25等を含んでいる。
キセノン管21は、発光源であって、後述するリード線によって、アノードとカソードとに電気的に接続され、カメラ本体に配置される回路基板である図2に示すフレキシブル配線基板45に接続されている。また、キセノン管21の両側には、キセノン管ゴム21aが設けられている。キセノン管ゴム21aは、キセノン管21の端子部の絶縁およびキセノン管21を反射笠22に付勢する機能を有している。
アウターカバー31は、カメラ100の外装部材11内に装着可能であって、上述した発光部20を鉛直方向に摺動可能に保持する保持部として機能する。アウターカバー31の下側には、キセノン管21等に電力を供給するコンデンサ41を保持するためのコンデンサ保持部31aが形成されている。さらに、アウターカバー31の側方には、発光部20からフレキシブル配線基板45に配線される後述するリード線に近接した位置であり、リード線に側方からアクセスできる開口部31bが形成されている。なお、アウターカバー31が、外装部材11内に装着された場合、開口部31bは外装部材11に囲まれて外部から閉塞された状態になる。
モータ32は、発光部20を鉛直方向に駆動するための駆動源であり、例えばDCモータが用いられている。モータ32は、出力軸が水平方向に配設されるようにして、アウターカバー31の後方にネジ42を介して固定される。このモータ32の端子部への通電によって、モータ32の出力軸が正転方向または逆転方向に回転する。
次に伝達機構としての第1のギア33、第2のギア34、クラッチ付ギア35、第5のギア39について説明する。
まず、第1のギア33は、ウォームギアである。第1のギア33は、モータ32の出力軸に圧入され、モータ32の出力軸と同期して回転する。第2のギア34は、2段ギアである。第2のギア34の片段のギアは、第1ギア33と噛み合うウォームホイールを構成している。
ここで、図4(a)および図4(b)を参照して、クラッチ付ギア35の構成について詳細に説明する。図4(a)は、クラッチ付ギア35の構成部品を一方側の上方から見た斜視図である。図4(b)は、クラッチ付ギア35の構成部品を他方側の上方から見た斜視図である。
第3のギア36は、平歯車であって、ギア内部に空間36aが形成されている。クラッチスプリング37は、短冊状に切断した薄板を丸くリング状に加工して、所謂C字形状に形成されている。クラッチ付ギア35を組み立てる場合、クラッチスプリング37は、第3のギア36内に収容される。ここで、クラッチスプリング37は、第3ギア36の空間36a内の内面R形状よりも若干大きめに形成されている。したがって、クラッチスプリング37を組み付けるときに、C字の切り欠き部を小さくする方向に変形させ第3ギア36内に圧入することで収容する。
クラッチ付ギア35は、第3のギア36と第4のギア38との間で所定のトルクより小さい場合は、同期して回転する。一方、所定以上のトルクが加わると、第3のギア36とクラッチスプリング37とが滑り出し、第3のギア36が回動しても第4のギア38が空転して、第3のギア36の回転が伝達されないようになっている。なお、クラッチスプリング37のC字形状、板厚および材料の設定が管理されていて、これらの設定を変更することで、滑り出すトルクを変更することができる。
ギアホルダ40は、上述した第1のギア33、第2のギア34、クラッチ付ギア35、および第5のギア39をアウターカバー31との間で回動自在に軸支する。ギアホルダ40は、アウターカバー31の後方からネジを介して固定される。
また、図5を参照して、発光部20がアウターカバー31に対して上昇した場合について説明する。図5は、閃光発光装置14を前側上方から見た斜視図である。図5に示すように、ベース部材24にトグルスプリング43を係止したビス44は、発光部20がアウターカバー31に対して上方に移動したときに、アウターカバー31に当接する。すなわち、ビス44は発光部20が上昇したときの上限を規制するストッパとして機能する。
このフレキシブル配線基板45には、位置検出部としての2つの位置検出スイッチが半田付けにより取り付けられている。一方の位置検出スイッチが第1の位置検出部としてのフォトインタラプタ46であり、他方の位置検出スイッチが第2の位置検出部としてのポップアップ位置検出スイッチ47である。
図3に示すように、フォトインタラプタ46およびポップアップ位置検出スイッチ47は、ベース部材24に形成されたラックギア24aの裏側に位置するように配設される。
また、ポップアップ位置検出スイッチ47は、発光部20が鉛直方向に摺動したときに、発光部20のベース部材24に形成されたリブ24cに当接することで、電気的にオンとオフとが切り替わる。したがって、ポップアップ位置検出スイッチ47のオン、オフの変化に対応する信号を出力する処理は、発光部20が第3の位置を通過したことを検出する第3の検出手段の一例に相当する。
図2に戻り、閃光発光装置14は、フレキ押さえ48、絶縁シート49が備えられている。フレキ押さえ48は、ギアホルダ40上にあるフレキシブル配線基板45の浮き上がりを防止する。絶縁シート49は、フレキシブル配線基板45の主要部分を覆うように貼り付けられる。
図6に示すように、発光部20からフレキシブル配線基板45には複数のリード線51、52、53、54が配線される。リード線51、52、53、54は、発光部20からアウターカバー31内のアウターカバー31とベース部材24との間の空間(収納空間部31d)で屈曲して曲げられる。その後、アウターカバー31に開口する接続孔31eを通って、フレキシブル配線基板45に接続される。図7に示すアウターカバー31の下側側方には、各リード線が、接続孔31eを通過した後にフレキシブル配線基板45に向かう状態が示されている。なお、リード線51、52、53、54を収納空間部31dで屈曲させておくのは、発光部20が発光位置に上昇するときに、各リード線51、52、53、54を伸長させることができるようにするためである。
したがって、閃光発光装置14を組み立てた後、組立者または自動組立装置は、アウターカバー31の開口部31bを介して開口部31bと連通する収納空間部31d内に工具を差し込むように挿入する。そして、リード線51、52、53、54を一斉に同一方向にねじることで癖付をする。具体的には、組立者が開口部31bを介してピンセットでリード線51、52、53、54を一度に挟み込み、同一方向へ捻る。したがって、開口部31bの大きさは、複数のリード線を一度で挟持可能な工具が差し込める大きさであることが好ましい。
なお、閃光発光装置14を組み立てたとき、発光部20、駆動部30および発光回路等を含む一括したユニット状態であるため、リード線の処理、目視による確認および動作チェックが容易に可能である。
図8は、閃光発光装置14(カメラ)の動作処理を示すフローチャートである。図8に示すフローチャートは、カメラ100全体の動作を制御するCPUが図示しないメモリ等に格納されているプログラムを実行することにより実現する。図9は、発光部20が上昇また下降するときのタイミングチャートを示す図である。なお、図9では、フォトインタラプタ46およびポップアップ位置検出スイッチ47が、ベース部材24に形成されたラックギア24aのいくつかの歯数分だけずらして配置されていることを示している。
ステップS10では、CPUは、自動的に又はユーザの操作に応じて発光部20を収納位置から発光位置に上昇させる方向にモータ32を回転させように通電を開始する。このとき、駆動部30では、モータ32の回転に連動して、第1のギア33から第5のギア39が同時に回転を始める。ここで、クラッチ付ギア35のクラッチスプリング37は、第3のギア36内の内周面を外側方向に突っ張っているため、第3のギア36と一体で回転する。また、クラッチ付ギア35の第4のギア38は、凸部38cを介してクラッチスプリング37の切り欠き部に嵌め合わされているため、クラッチスプリング37と一体で回転する。すなわち、第3のギア36と第4のギア38とは、一体で回転する。クラッチ付ギア35の回転は、第5のギア39に伝わりラックギア24aを介して、発光部20が上昇する。
ステップS25では、タイマ1による時間計測を開始して、ステップS30に処理を進める。
ステップS30では、CPUは、そのまま発光部20を上昇させる方向にモータ32の通電を継続させる。続いて、CPUは、ポップアップ位置検出スイッチ47がオフからオンへの変化を検出したか否かを判定する。変化の検出を待機して、変化を検出した場合、ステップS35に処理を進める。
ステップS35では、タイマ2による時間計測を開始して、ステップS40に処理を進める。
ステップS50では、CPUは、発光部20の上昇によりフォトインタラプタ46が暗から明への変化を検出したか否かを判定する。変化の検出を待機して、変化を検出した場合、ステップS55に処理を進める。
ステップS55では、ステップS25で開始したタイマ1による計時およびステップS35で開始したタイマ2による計時を終了する。
したがって、タイマ1はステップS20においてフォトインタラプタ46が明から暗への変化検出時から、ステップS50においてフォトインタラプタ46が暗から明への変化検出時までの時間を計測する。この処理は、第1の計測手段による処理の一例に相当する。この時間は、図9のタイミングチャートに示すC+Dの時間に対応する。
タイマ2はステップS30において、ポップアップ位置検出スイッチ47のオンの検出時から、ステップS50においてフォトインタラプタ46が暗から明への変化検出時までの時間を計測する。この処理は、第2の計測手段による処理の一例に相当する。この時間は、図9のタイミングチャートに示すDの時間に対応する。
例えば、タイマ1が計測した時間があらかじめ設定される上昇時の第1の基準時間よりも長い場合を想定する。この場合、発光部20の移動速度が遅いので、フォトインタラプタ46が暗から明への変化してから、ショートブレーキをかけ始めるまでの時間を上昇時の所定の時間よりも長くなるように設定する。ここで、上昇時の第1の基準時間とは、周囲温度が低温ではない状態(例えば気温25℃、湿度50%)において、フォトインタラプタ46が明から暗への変化検出時から、暗から明への変化検出時までの時間である。この上昇時の第1の基準時間はCPU内部にあらかじめ記憶されている。そして、上昇時の所定の時間もまた、周囲温度が低温ではない状態(例えば気温25℃、湿度50%)において、フォトインタラプタ46が暗から明への変化してから、ショートブレーキをかけ始めるまでの時間である。これもCPU内部にあらかじめ記憶されている。
本実施形態では、CPUは、ショートブレーキをかけるタイミングを遅くするだけでなく、さらに後述するようにモータ32に大きな電圧を加えて、発光部20の移動速度が速くなるようにすることで、上昇するまでの時間を通常と一致させるようにする。
例えば、タイマ2が計測した時間があらかじめ設定される上昇時の第2の基準時間よりも長い場合を想定する。この場合、発光部20の移動速度が遅いので、発光部20の移動速度が速くなるようにモータ32に加える電圧を、フォトインタラプタ46が暗から明への変化するまでの間にモータ32に加えられていた電圧よりも、大きくするように設定する。上昇時の第2の基準時間とは、周囲温度が低温ではない状態(例えば気温25℃、湿度50%)において、ポップアップ位置検出スイッチ47がオフからオンへの変化してから、フォトインタラプタ46が暗から明への変化検出時までの時間である。この上昇時の第2の基準時間はCPU内部にあらかじめ記憶されている。なお、フォトインタラプタ46およびポップアップ位置検出スイッチ47を用いて直前の移動時間(Dの時間)を計測することにより、CPUは、モータ32に加える最適な電圧を設定することができる。 ステップS80では、CPUは、ステップS60およびステップS70で設定した時間および電圧に基づいて、モータ32の駆動を制御する。
ステップS10では、CPUは、自動的に又はユーザの操作に応じて発光部20を発光位置から収納位置に下降させる方向にモータ32を回転させように通電を開始する。このとき、駆動部30では、モータ32の回転に連動して、第1のギア33から第5のギア39が同時に回転を始める。ここで、クラッチ付ギア35のクラッチスプリング37は、第3のギア36内の内周面を外側方向に突っ張っているため、第3のギア36と一体で回転する。また、クラッチ付ギア35の第4のギア38は、凸部38cを介してクラッチスプリング37の切り欠き部に嵌め合わされているため、クラッチスプリング37と一体で回転する。すなわち、第3のギア36と第4のギア38とは、一体で回転する。クラッチ付ギア35の回転は、第5のギア39に伝わりラックギア24aを介して、発光部20が下降する。
ステップS25では、タイマ1による時間計測を開始して、ステップS30に処理を進める。
ステップS30では、CPUは、そのまま発光部20を下降させる方向にモータ32の通電を継続させる。続いて、CPUは、ポップアップ位置検出スイッチ47がオンからオフへの変化を検出したか否かを判定する。変化の検出を待機して、変化を検出した場合、ステップS35に処理を進める。
ステップS35では、タイマ2による時間計測を開始して、ステップS40に処理を進める。
ステップS50では、CPUは、発光部20の下降によりフォトインタラプタ46が暗から明への変化を検出したか否かを判定する。変化の検出を待機して、変化を検出した場合、ステップS55に処理を進める。
ステップS55では、ステップS25で開始したタイマ1による計時およびステップS35で開始したタイマ2による計時を終了する。
したがって、タイマ1はステップS20においてフォトインタラプタ46が明から暗への変化検出時から、ステップS50においてフォトインタラプタ46が暗から明への変化検出時までの時間を計測する。この処理は、第1の計測手段による処理の一例に相当する。この時間は、図9のタイミングチャートに示すC+Dの時間に対応する。
タイマ2はステップS30において、ポップアップ位置検出スイッチ47のオフの検出時から、ステップS50においてフォトインタラプタ46が暗から明への変化検出時までの時間を計測する。この処理は、第2の計測手段による処理の一例に相当する。この時間は、図9のタイミングチャートに示すCの時間に対応する。
例えば、タイマ1が計測した時間があらかじめ設定される下降時の第1の基準時間よりも長い場合を想定する。この場合、発光部20の移動速度が遅いので、フォトインタラプタ46が暗から明への変化してから、ショートブレーキをかけ始めるまでの時間を下降時の所定の時間よりも長くなるように設定する。ここで、下降時の第1の基準時間とは、周囲温度が低温ではない状態(例えば気温25℃、湿度50%)において、フォトインタラプタ46が明から暗への変化検出時から、暗から明への変化検出時までの時間である。この下降時の第1の基準時間はCPU内部にあらかじめ記憶されている。そして、下降時の所定の時間もまた、周囲温度が低温ではない状態(例えば気温25℃、湿度50%)において、フォトインタラプタ46が暗から明への変化してから、ショートブレーキをかけ始めるまでの時間である。これもCPU内部にあらかじめ記憶されている。
例えば、タイマ2が計測した時間があらかじめ設定される下降時の第2の基準時間よりも長い場合を想定する。この場合、発光部20の移動速度が遅いので、発光部20の移動速度が速くなるようにモータ32に加える電圧を、フォトインタラプタ46が暗から明への変化するまでの間にモータ32に加えられていた電圧よりも、大きくするように設定する。下降時の第2の基準時間とは、周囲温度が低温ではない状態(例えば気温25℃、湿度50%)において、ポップアップ位置検出スイッチ47がオンからオフへの変化してから、フォトインタラプタ46が暗から明への変化検出時までの時間である。この下降時の第2の基準時間はCPU内部にあらかじめ記憶されている。
ステップS80では、CPUは、ステップS60およびステップS70で設定した時間および電圧に基づいて、モータ32の駆動を制御する。
したがって、温度センサを設けなくても、発光部20のアップおよびダウンの動作完了直前の駆動を制御することで、その移動を安定させ、常に一定の時間でアップ動作またはダウン動作を行うことができる。
また、発光部20が鉛直方向に移動する場合についてのみ説明したが、水平方向に移動したり回転方向に移動したりする場合であってもよい。
24a:ラックギア 31:アウターカバー(保持部) 31b:開口部
31d:収納空間部 32:モータ(駆動源) 33:第1のギア 34:第2のギア
35:クラッチ付ギア 39:第5のギア 43:トグルスプリング
45:フレキシブル配線基板 46:フォトインタラプタ(第1の位置検出部)
47:ポップアップ位置検出スイッチ(第2の位置検出部)
51、52、53、54:リード線 100:カメラ
Claims (5)
- モータによって移動体を駆動する移動体駆動装置であって、
前記移動体が第1の位置を通過したことを検出する第1の検出手段と、
前記第1の検出手段によって前記移動体が前記第1の位置を通過したことを検出した後に、前記移動体が第2の位置を通過したことを検出する第2の検出手段と、
前記第1の検出手段によって前記移動体が前記第1の位置を通過したことを検出してから、前記第2の検出手段によって前記移動体が前記第2の位置を通過したことを検出するまでの時間を計測する第1の計測手段と、
前記第1の計測手段によって計測された時間に基づいて、前記移動体が前記第2の位置を通過したことを検出してから前記モータにブレーキをかけるまでの時間を設定する設定手段とを有することを特徴とする移動体駆動装置。 - 前記設定手段は、前記第1の計測手段によって計測された時間が第1の基準時間よりも長い場合に、前記移動体が前記第2の位置を通過したことを検出してから前記モータにブレーキをかけるまでの時間を所定の時間よりも長く設定し、前記第1の計測手段によって計測された時間が第1の基準時間よりも短い場合に、前記移動体が前記第2の位置を通過したことを検出してから前記モータにブレーキをかけるまでの時間を所定の時間よりも短く設定することを特徴とする請求項1に記載の移動体駆動装置。
- 前記第1の検出手段によって前記移動体が前記第1の位置を通過したことを検出した後であって、前記第2の検出手段によって前記移動体が前記第2の位置を通過したことを検出する前に、前記移動体が第3の位置を通過したことを検出する第3の検出手段と、
前記第3の検出手段によって前記移動体が前記第3の位置を通過したことを検出してから、前記第2の検出手段によって前記移動体が前記第2の位置を通過したことを検出するまでの時間を計測する第2の計測手段とを有し
前記設定手段は、前記第2の計測手段によって計測された時間に基づいて、前記移動体が前記第2の位置を通過したことを検出してから前記モータにブレーキをかけるまでの間に前記モータに供給する通電量を設定する設定手段とを有することを特徴とする請求項1または2に記載の移動体駆動装置。 - 前記設定手段は、前記第2の計測手段によって計測された時間が第2の基準時間よりも長い場合には、前記移動体が前記第2の位置を通過したことを検出してから前記モータにブレーキをかけるまでの間に前記モータに供給する通電量を所定の通電量よりも大きく設定し、前記第2の計測手段によって計測された時間が第2の基準時間よりも短い場合には、前記移動体が前記第2の位置を通過したことを検出してから前記モータにブレーキをかけるまでの間に前記モータに供給する通電量を所定の通電量よりも小さく設定することを特徴とする請求項3に記載の移動体駆動装置。
- 前記移動体はカメラ本体に対して収納位置と発光位置との間を移動する発光部であって、
前記発光部はリード線によって前記カメラ本体に配置される回路基板と電気的に接続されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の移動体駆動装置。
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