(57)【要約】【課題】  所定の位置にフィルムを正確に停止させる。【解決手段】  モーターの駆動状態の異なる２時点ｔ１、ｔ２においてモーターの速度ω１、ω２を検出するとともに、モーターの慣性回転状態の異なる２時点ｔ３、ｔ４においてモーターの速度ω３、ω４を検出し、これらのモーター速度ω１〜ω４に基づいてデューティー駆動時のデューティー比ｎを決定し、デューティー駆動によりフィルム給送速度を減速し、所定の停止信号を受信したときにモーターにショートブレーキをかけて停止する。【選択図】  図２ 
2005106891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム給送用モーターの速度を検出する検出手段と、
前記モーターを駆動する駆動手段と、
前記検出手段により検出されたモーター速度に基づいて前記駆動手段によりフィルムの給送を制御する制御手段とを備えたフィルム給送装置において、
前記制御手段は、前記検出手段により前記モーターの駆動状態の異なる２時点において前記モーターの速度を検出するとともに、前記モーターの慣性回転状態の異なる２時点において前記モーターの速度を検出し、これらのモーター速度に基づいてデューティー駆動時のデューティー比を決定し、
前記駆動手段は、デューティー駆動によりフィルム給送速度を減速し、所定の停止信号を受信したときに前記モーターにショートブレーキをかけて停止することを特徴とするフィルム給送装置。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルム給送装置において、
前記モーターの駆動状態の異なる２時点の内の１時点は、加速終了後の定常速度時とすることを特徴とするフィルム給送装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のフィルム給送装置において、
前記モーターの慣性回転状態の２時点は、減速開始からｔo時間後と、減速開始から２・ｔo時間後とすることを特徴とするフィルム給送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカメラのフィルム給送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デューティー駆動によりフィルム給送速度を減速し、さらに逆駆動ブレーキをかけて定位置停止を行うようにしたフィルム給送装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】特開平０６−０６７２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来のフィルム給送装置では、予め設定された対応表を参照してデューティー駆動の開始位置と逆駆動ブレーキ時間を決定しているので、対応表をカメラの機種ごとに作成する必要がある。ところが、電池の新旧や撮影環境温度に依存して電池性能が変化するなど、フィルム給送状態は多様であり、種々のフィルム給送状態に対応するには対応表が大規模で複雑なものとなり、開発に時間を要するという問題がある。
【０００５】
また、上述した対応表ですべてのフィルム給送状態に対応するため、対応表作成時の条件から外れた作動条件でカメラを使用すると定位置への停止精度が低下するという問題もある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）  請求項１の発明は、モーターの駆動状態の異なる２時点においてモーターの速度を検出するとともに、モーターの慣性回転状態の異なる２時点においてモーターの速度を検出し、これらのモーター速度に基づいてデューティー駆動時のデューティー比を決定し、デューティー駆動によりフィルム給送速度を減速し、所定の停止信号を受信したときにモーターにショートブレーキをかけて停止する。
（２）  請求項２のフィルム給送装置は、モーターの駆動状態の異なる２時点の内の１時点は、加速終了後の定常速度時とするものである。
（３）  請求項３のフィルム給送装置は、モーターの慣性回転状態の２時点は、減速開始からｔo時間後と、減速開始から２・ｔo時間後とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、電池の新旧や撮影環境温度により電池性能が変化しても、所定の位置にフィルムを正確に停止させることができる。また、カメラの機種ごと、あるいは種々のフィルム給送状態に対応する対応表が不要となる。
請求項２および３の発明によれば、デューティー比の演算処理を簡素化でき、フィルム給送制御時のマイクロコンピューターの負担を軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１はフィルム給送モーターの駆動回路を示す。トランジスターＴr２とＴr３がオフ（非導通状態）で、トランジスターＴr１をオン（導通状態）にするとフィルム給送モーターＭが起動する。トランジスターＴr１のオン、オフによってモーターＭを制御する。フィルム給送の場合は給送中の負荷トルクを一定と見なしてよいから、フィルム給送中のモーターＭの角速度ωは（１）式のようになる。
【数１】
2005106891.tif 000003
（１）式において、ａ、ｂはモーター定数、ｔはモーターＭを起動してからの経過時間、ＪはモーターＭの等価慣性モーメント、ＴtはモーターＭの摩擦トルクとフィルム給送時の負荷トルクとの和、ω0はモーター起動時にすでにモーターＭが回転運動している場合の角速度、ＲはバッテリーＢの内部抵抗Ｒsおよび回路の接触抵抗ＲcとモーターＭの電機子抵抗Ｒmの和、ＥはバッテリーＢの起電力を表す。
【０００９】
図２にモーターＭの駆動時のタイムチャートを示す。図に示すように、トランジスターＴr１をオンしてモーターＭを起動してから、ｔ１時間経過後（モーター駆動状態）にモーターＭの角速度ω１を、ｔ２時間経過後（モーター駆動状態）に角速度ω２をそれぞれ測定する。
【００１０】
図３はフィルム給送モーターＭの角速度測定方法を示す。フィルム送り用ギア列２は、モーターＭの回転をフィルム巻き取りスプール４へ伝達している。フィルム１はスプール４に巻き取られる。ギア列２の途中にあるギア３からギア５を介して円盤６を回転させる。この円盤６には円周方向に等間隔に複数のスリット６ａが設けてある。フォトインタラプター７がスリット６ａの通過を検出し、モーターＭの角速度ωを求める。この場合、初期条件はｔ＝０のときにω0＝０となるから、（１）式より、
【数２】
2005106891.tif 000004
【数３】
2005106891.tif 000005
の２式が得られる。
【００１１】
図２において、ｔ２時間経過後はほぼ定常回転速度状態と見なせるから、（３）式は、
【数４】
2005106891.tif 000006
となり、これから、定数Ａdが求められる。
【数５】
2005106891.tif 000007
（５）式を（２）式に代入すると、定数Ｂdが求められる。
【数６】
2005106891.tif 000008
（５）式と（６）式を（１）式へ代入すると、
【数７】
2005106891.tif 000009
と表せる。
【００１２】
モーターＭを起動してからｔｄ時間経過後にトランジスターＴr１をオフし、トランジスターＴr３をオンする。図１に示すように、この切り換えによって電流ｉ１が流れなくなり、代わりに電流ｉ３が流れてモーターＭは慣性駆動状態となる。この減速状態におけるモーターＭの角速度は次式で表される。
【数８】
2005106891.tif 000010
（８）式において、ａ’、ｂ’は慣性駆動状態におけるモーターＭの定数、Ｒvはブレーキ抵抗である。
【００１３】
モーターＭの慣性駆動状態を開始してから、ｔ３時間経過後にモーターＭの角速度ω3を、ｔ４時間経過後に角速度ω4をそれぞれ上述した方法で測定する。（８）式により次式が得られる。
【数９】
2005106891.tif 000011
【数１０】
2005106891.tif 000012
今、
【数１１】
2005106891.tif 000013
【数１２】
2005106891.tif 000014
とおくと、（９）、（１０）式はそれぞれ、
【数１３】
2005106891.tif 000015
【数１４】
2005106891.tif 000016
となる。この（１３）、（１４）式から次式が得られる。
【数１５】
2005106891.tif 000017
【数１６】
2005106891.tif 000018
（１５）、（１６）式の対数をとると、
【数１７】
2005106891.tif 000019
【数１８】
2005106891.tif 000020
が得られる。この（１７）、（１８）式から次式が得られる。
【数１９】
2005106891.tif 000021
この（１９）式において、ｔ４＝２・ｔ３の条件を付けてＡiについて解くと、次式が得られる。
【数２０】
2005106891.tif 000022
この（２０）式を（１５）式に代入すると、次式が得られる。
【数２１】
2005106891.tif 000023
（２０）、（２１）式からＡiとＢiが求まる。
【００１４】
トランジスターＴr１をオフしトランジスターＴr３をオンしてモーターＭの慣性駆動状態を開始してからｔｉ時間経過後に、ふたたびトランジスターＴr１をオンし、トランジスターＴr３をオフしてモーターＭを駆動する。この再駆動からｔｂ時間後にモーターＭのデューティー駆動を開始する。
【００１５】
デューティー駆動時には、トランジスターＴr１がオフでトランジスターＴr２がオンの状態と、トランジスターＴr１がオンでトランジスターＴr２がオフの状態とを繰り返す。このときの周期をｔｐ、デューティー比をｎとすると、ショートブレーキ状態すなわちトランジスターＴr１がオフでトランジスターＴr２がオンの状態は（１−ｎ）・ｔｐ時間となり、一方、駆動時間すなわちトランジスターＴr１がオンでトランジスターＴr２がオフの状態はｎ・ｔｐ時間となる。
【００１６】
再駆動からｔｂ時間経過後にはほぼ定常回転速度状態に戻っていると見なせるから、最初のショートブレーキ区間でのモーター角速度ωは、図１において電流ｉ２が流れる状態であり、このときはブレーキ抵抗は存在しないから、（８）式においてブレーキ抵抗Ｒv＝０とおいて次式が得られる。
【数２２】
2005106891.tif 000024
（２２）式において、
【数２３】
2005106891.tif 000025
【数２４】
2005106891.tif 000026
とおくと、（２２）式は次式で表される。
【数２５】
2005106891.tif 000027
また、（１２）式より次式が得られる。
【数２６】
2005106891.tif 000028
この（２６）式において、モーターＭの電機子抵抗Ｒmの値はモーターＭの回転軸を固定して電流を流したときの抵抗値であるから、測定は容易である。１３台のモーターの電機子抵抗Ｒmを測定した例を表１に示す。
【表１】
2005106891.tif 000029
この測定例から明らかなように、平均値に対するばらつきは３％以内であり、電機子抵抗Ｒmを一定値と見なしてもよいから、予め複数台のモーターについて測定値を求めておけばよい。したがって、モーターＭの電機子抵抗Ｒmの値は既知と見なせる。電機子抵抗Ｒmの値が解ればＢi’が求まる。（１１）式より、次式が得られる。
【数２７】
2005106891.tif 000030
この（２７）式を（２３）式に代入して次式を得る。
【数２８】
2005106891.tif 000031
この（２８）式からＡi’が求まる。ショートブレーキ時間（１−ｎ）・ｔｐ経過後のモーター角速度ωは、（２５）式より次式となる。
【数２９】
2005106891.tif 000032
デューティー駆動時間ｎ・ｔｐ経過後のモーター角速度ωは、（１）式より次式となる。
【数３０】
2005106891.tif 000033
【００１７】
続く第２回のショートブレーキ時間（１−ｎ）・ｔｐ経過後のモーター角速度ωは、（２９）式においてＡdをωd1に置き換えればよいから、次式となる。
【数３１】
2005106891.tif 000034
第２回のデューティー駆動時間ｎ・ｔｐ経過後のモーター角速度ωは、（３０）式においてωs1をωs2に置き換えればよいから、次式となる。
【数３２】
2005106891.tif 000035
以後、この繰り返しとなるから、第ｍ回のショートブレーキ時間（１−ｎ）・ｔｐ経過後のモーター角速度ωは次式となる。
【数３３】
2005106891.tif 000036
また、第ｍ回デューティー駆動時間ｎ・ｔｐ経過後のモーター角速度ωは、次式となる。
【数３４】
2005106891.tif 000037
（３４）式において、ｅｘｐ（−Ｂi’(1-n)ｔp）、ｅｘｐ（−Ｂdｎｔp）は定数であるから、
【数３５】
2005106891.tif 000038
【数３６】
2005106891.tif 000039
とおくと、（３３）、（３４）式はそれぞれ次式となる。
【数３７】
2005106891.tif 000040
【数３８】
2005106891.tif 000041
この（３７）、（３８）式において、一般に繰り返し回数ｍは十分に多いから、この場合には、
【数３９】
2005106891.tif 000042
【数４０】
2005106891.tif 000043
とおくと、次式が得られる。
【数４１】
2005106891.tif 000044
【００１８】
図３に示すようにスプロケット１０の爪１０ａはフィルム１のパーフォレーション１ａとはめ合わされている。したがって、スプロケット１０はフィルム給送長さに比例した角度だけ回転する。ギア８はスプロケット１０と一体になって回転する。ギア９はギア８と噛み合っているから、所定の長さだけフィルム１を給送すると、ギア９の突起９ａがスイッチＳＷの一方を押圧し、スイッチＳＷがオンからオフに切り換わる。この切り換わりを信号としてトランジスターＴr１をオフ、トランジスターＴr２をオンすることにより、モーターＭにショートブレーキをかけて停止させる。
【００１９】
ここで、フィルムを給送する場合にはモーターＭを常に一定位置で停止させたいから、ショートブレーキ作動開始点での角速度、すなわち図２のωnを常に一定角速度にしたい。そこで、（４１）式においてωdm＝ωnとすると、（４１）式の右辺はデューティー比ｎのみが未知数となっているから、この（４１）式を用いてショートブレーキ作動開始時点での角速度が常にωnとなるようにデューティー比ｎを決定することができる。
【００２０】
図４は一実施の形態の構成を示すブロック図である。ＣＰＵ１１は、フィルム給送制御を含むカメラの各種シーケンス制御と各種演算を行う。モーター制御回路１２は、フィルム給送用モーターＭを駆動制御する。計時回路１３は種々の経過時間を計時し、記憶装置１４は種々の情報を記憶する。角速度検出回路１６は、フォトインタラプタ７からのパルス信号に基づいてモーターＭの回転角速度ωを検出する。
【００２１】
図１および図２を参照しながら、一実施の形態の各構成機器の基本的な動作を説明する。ＣＰＵ１１は、シャッター１５の走行完了信号を受信するとモーター制御回路１２へ起動信号を出力するとともに、計時回路１３へ計時開始信号を出力する。モーター制御回路１２は、ＣＰＵ１１から起動信号を入力するとトランジスターＴr１をオンしてモーターＭを起動する。
【００２２】
ＣＰＵ１１は、計時回路１３からｔ１時間経過信号を入力すると、角速度検出回路１６からモーターＭの回転角速度ω1を読み込んで記憶装置１４に記憶する。角速度検出回路１６は、ＣＰＵ１１から読み込み信号を入力するとフォトインタラプタ７の出力パルスからモーターＭの回転角角速度ω１を算出し、ＣＰＵ１１へ出力する。
【００２３】
ＣＰＵ１１は、計時回路１３からｔ２時間経過信号を入力すると、角速度検出回路１６からモーターＭの回転角速度ω２を読み込んで記憶装置１４に記憶する。角速度検出回路１６は、ＣＰＵ１１から読み込み信号を入力するとフォトインタラプタ７の出力パルスからモーターＭの回転角速度ω２を算出し、ＣＰＵ１１へ出力する。
【００２４】
ＣＰＵ１１は、計時回路１３からｔｄ時間経過信号を入力すると、モーター制御回路１２へ慣性回転信号を出力するとともに、計時回路１３をリセットして改めて計時開始信号を出力する。モーター制御回路１２は、トランジスターＴr１をオフし、トランジスターＴr３をオンしてモーターＭを慣性回転状態とする。
【００２５】
ＣＰＵ１１は、計時回路１３からｔ３時間経過信号を入力すると、角速度検出回路１６からモーターＭの回転角速度ω３を読み込み、記憶装置１４に記憶する。角速度検出経路１６は、ＣＰＵ１１から読み込み信号を入力するとフォトインタラプタ７の出力パルスに基づいてモーターＭの回転角速度ω３を算出し、ＣＰＵ１１へ出力する。
【００２６】
ＣＰＵ１１は、計時回路１３からｔ４時間経過信号を入力すると角速度検出回路１６からモーターＭの回転角速度ω４を読み込み、記憶装置１４に記憶する。角速度検出回路１６は、ＣＰＵ１１から読み込み信号を入力するとフォトインタラプタ７の出力パルスに基づいてモーターＭの回転角速度ω４を算出し、ＣＰＵ１１へ出力する。
【００２７】
ＣＰＵ１１は、計時回路１３からｔｉ時間経過信号を入力すると、モーター制御回路１２に再起動信号を出力するとともに、計時回路１３をリセットして改めて計時開始信号を出力する。モーター制御回路１２は、トランジスターＴr１をオンし、トランジスターＴr３をオフしてモーターＭを再起動する。
【００２８】
ＣＰＵ１１は、計時回路１３からｔｂ時間経過信号を入力すると、トランジスターＴr１をオフしてトランジスターＴr２をオンする状態と、トランジスターＴr１をオンしてトランジスターＴr２をオフする状態とを繰り返し、デューティー駆動を開始する。
【００２９】
ＣＰＵ１１は、スイッチＳＷがオンからオフへ切り換わるとモーター制御回路１２へショートブレーキ信号を出力する。モーター制御回路１２は、トランジスターＴr１をオフし、トランジスターＴｒ２をオンしてモーターＭにショートブレーキをかけ、停止させる。
【００３０】
図５は一実施の形態の動作を示すフローチャートである。カメラの一般的な動作については周知であるから、ここではシャッター１５の走行完了からのフィルム給送動作を中心に説明する。
【００３１】
ステップ１においてシャッター１５の走行完了を検知し、走行完了が検知されたらステップ２へ進む。ステップ２でトランジスターＴr１をオンしてモーターＭを起動するとともに、計時回路１３によりモーターＭを起動してからの経過時間の計時を開始する。ステップ３で計時回路１３によりｔ１時間が経過したかどうかを確認し、ｔ１時間が経過したらステップ４へ進む。モーター起動後、ｔ１時間が経過したらステップ４で角速度検出回路１６によりモーターＭの角速度を検出し、続くステップ５で角速度検出値をω１として記憶装置１４に記憶する。
【００３２】
ステップ６において計時回路１３によりｔ２時間が経過したかどうかを確認し、モーター起動からｔ２時間が経過したらステップ７へ進む。モーター起動後、ｔ２時間が経過したらステップ７で角速度検出回路１６によりモーターＭの角速度を検出し、続くステップ８で角速度検出値をω２として記憶装置１４に記憶する。
【００３３】
ステップ９で計時回路１３によりｔｄ時間が経過したかどうかを確認し、モーター起動からｔｄ時間が経過したらステップ１０へ進む。ステップ１０では、モーター制御回路１２によりトランジスターＴr１をオフし、トランジスターＴr３をオンしてモーターＭを慣性回転状態にするとともに、計時回路１３によりモーターＭを慣性回転状態にしてからの経過時間の計時を開始する。
【００３４】
ステップ１１で計時回路１３によりｔ３時間が経過したかどうかを確認し、ｔ３時間が経過したらステップ１２へ進む。ステップ１２では角速度検出回路１６によりモーターＭの角速度を検出し、続くステップ１３で角速度検出値をω３として記憶装置１４に記憶する。
【００３５】
ステップ１４で計時回路１３によりｔ４時間が経過したかどうかを確認し、ｔ４時間が経過したらステップ１５へ進む。ステップ１５では角速度検出回路１６によりモーターＭの角速度を検出し、続くステップ１６で角速度検出値をω４として記憶装置１４に記憶する。
【００３６】
ステップ１７において計時回路１３によりｔｉ時間が経過したかどうかを確認し、ｔｉ時間が経過したらステップ１８へ進む。ステップ１８では、トランジスターＴr１をオンし、トランジスターＴr３をオフしてモーターＭを再起動するとともに、計時回路１３によりモーターＭを再起動してからの経過時間の計時を開始する。
【００３７】
ステップ１９において、上述した（４１）式によりデューティー比ｎを計算する。図６はデューティー比ｎの計算ルーチンである。ステップＳｂ１において記憶装置１４に記憶されている角速度ω２をＡｄとして改めて記憶装置１４に記憶する。ステップＳｂ２では（６）式によりＢｄを計算して記憶装置１４に記憶する。また、ステップＳｂ３で（２０）式によりＡｉを計算して記憶装置１４に記憶し、ステップＳｂ４で（２１）式によりＢｉを計算して記憶装置１４に記憶する。さらに、ステップＳｂ５で（２６）式によりＢｉ’を計算して記憶装置１４に記憶し、ステップＳｂ６で（２８）式によりＡｉ’を計算して記憶装置１４に記憶する。
【００３８】
ここで、デューティー比ｎは０〜１の範囲しか取らないから、０〜１の範囲をｚ等分して１／ｚ＝ｘとする。ステップＳｂ７において、（４１）式のｎにｘを代入してωdmを計算する。続くステップＳｂ８では、ωdmとωnとの差の絶対値が許容差Ｗ以下かどうかを判断する。｜ωdm−ωn｜が許容差Ｗより大きい場合はステップＳｂ９へ進み、ｘを（ｘ＋ｘ）としてステップＳｂ７へ戻る。一方、｜ωdm−ωn｜が許容差Ｗ以下の場合は処理を終了する。
【００３９】
デューティー比ｎの計算後、図５のステップ２０においてデューティー比ｎを記憶装置１４に記憶する。ステップ２１で計時回路１３によりモーターＭを再起動してからｔｂ時間が経過したかどうかを確認し、ｔｂ時間が経過したらステップ２２へ進む。ステップ２２では記憶装置１４に記憶されているデューティー比ｎでデューティー駆動を開始する。
【００４０】
ステップ２３でスイッチＳＷがオンからオフに切り換わったかどうかを確認し、オンからオフに切り換わるとステップ２４へ進む。ステップ２４においてトランジスターＴr１をオフし、トランジスターＴr２をオンしてモーターＭにショートブレーキをかけ、停止させる。
【００４１】
このように、一実施の形態によれば、モーターＭの駆動状態の異なる２時点においてモーターＭの速度を検出するとともに、モーターＭの慣性回転状態の異なる２時点においてモーターＭの速度を検出し、これらのモーター速度に基づいてデューティー駆動時のデューティー比ｎを決定し、デューティー駆動によりフィルム給送速度を減速し、所定の停止信号を受信したときにモーターにショートブレーキをかけて停止するようにした。これにより、ショートブレーキをかける時点でのフィルム給送速度を一定の値に制御できるから、電池の新旧や撮影環境温度により電池性能が変化しても、所定の位置にフィルムを正確に停止させることができる。また、カメラの機種ごと、あるいは種々のフィルム給送状態に対応する対応表が不要となる。
【００４２】
また、一実施の形態によれば、モーターＭの駆動状態の異なる２時点の内の１時点は、加速終了後の定常速度時とする。さらに、モーターＭの慣性回転状態の２時点は、減速開始からｔo時間後と、減速開始から２・ｔo時間後とする。これにより、デューティー比の演算処理を簡素化でき、フィルム給送制御時のマイクロコンピューターの負担を軽減できる。
【００４３】
特許請求の範囲の構成要素と一実施例の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、フォトインタラプタ７と角速度検出回路１６が検出手段を、モーター制御回路１２が駆動手段を、ＣＰＵ１１が制御手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】フィルム給送モーターの駆動回路を示す図である。
【図２】モーター駆動時のタイムチャートである。
【図３】フィルム給送モーターの角速度の測定方法を示す図である。
【図４】一実施の形態の構成を示す図である。
【図５】一実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図６】デューティー比の計算ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
Ｔr１〜Ｔr３  トランジスター
Ｅ  バッテリー
Ｒs、Ｒc  バッテリー内部抵抗
Ｍ  モーター
Ｒm  モーター電機子抵抗
Ｒv  ブレーキ抵抗
１  フィルム
１ａ  パーフォレーション
６  円盤
６ａ  スリット
７  フォトインタラプタ
ＳＷ  スイッチ
１１  ＣＰＵ
１２  モーター制御回路
１３  計時回路
１４  記憶装置
１６  角速度検出回路
【図１】
2005106891.tif 000045
【図２】
2005106891.tif 000046
【図３】
2005106891.tif 000047
【図４】
2005106891.tif 000048
【図５】
2005106891.tif 000049
【図６】
2005106891.tif 000050