JP2012177241A - 電動ブラインドおよびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電動ブラインドにおいて、羽根の回転角度を正確に制御する。
【解決手段】駆動手段を駆動することによりブラインドの複数の羽根を開閉する電動ブラインドであって、前記駆動手段を、前記羽根を所定の角度回転させる場合には、第１の電力で駆動し、前記羽根を前記所定の角度よりも小さい角度回転させる場合には、前記第１の電力より小さい第２の電力で駆動する制御手段を備える。すなわち回転検出部の出力が駆動開始Ｔ１１から初めてＯＮからＯＦＦに切り替わった後、回転検出部の検出可能時間（時間ＴＸ）だけ、最小パワーで電動モータが駆動される。その後、一定速度の制御パワーで、通電が行なわれる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動ブラインドおよびその制御方法に関し、特に、モータの回転に応じて複数の羽根が回転する電動ブラインドおよびその制御方法に関する。

従来から、電動モータの回転に応じて回転部材を回転させ、これに応じてブラインドの開閉を行なう、電動ブラインドに関する種々の技術が開示されている。

たとえば、特許文献１では、電動モータの回転に応じて回転する回転部材の回転速度を検出し、そして、当該検出される回転速度とあらかじめ定める回転速度とに基づいて、電動モータをサーボ制御する技術が開示されている。これにより、ブラインドの昇降高さに関わらず、複数の羽根を一定速度で開閉させることができる。

また、特許文献２では、ブラインドの昇降時に羽根角度の変換に要する時間だけ電動モータ制御を間欠的に行なう技術が開示されている。これにより、羽根の角度の変更が容易になる。

特開平４−８５４７８号公報 特開昭５５−４９４８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電動ブラインドでは、回転部材が一定角度以上回転しないと、当該回転部材の回転速度を検出することができなかった。このため、ブラインドの羽根を微小角度だけ角度変化させようとすると、微小な動作を目的としていない安価なモータでは、それまでに算出された回転速度で制御しても所望の角度よりオーバーランしてしまう。つまり、羽根の角度を正確に制御することが困難であった。

また、回転速度を変化させている特許文献２においても、昇降時に含まれる開閉期間のみ速度を変化させているだけであり、羽根の角度変化の大小によって回転速度の制御はおこなわれていない。

本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、電動ブラインドにおいて、羽根の回転角度を正確に制御することである。

本発明に従った電動ブラインドは、駆動手段を駆動することによりブラインドの複数の羽根を開閉する電動ブラインドであって、駆動手段を、羽根を所定の角度回転させる場合には、第１の電力で駆動し、羽根を所定の角度よりも小さい角度回転させる場合には、第１の電力より小さい第２の電力で駆動する、制御手段を備える。

好ましくは、羽根の回転を指示する情報の入力を受け付ける手段と、駆動手段の駆動により回転する回転部材と、回転部材の回転速度を検出するための回転検出部とをさらに備え、制御手段は、羽根の回転を指示する情報の入力が継続した時間が、回転検出部の検出可能時間以下であれば第２の電力で駆動手段を駆動し、回転検出部の検出可能時間を越える場合には第１の電力で駆動手段を駆動する。

好ましくは、羽根を回転させる角度の指定を受け付ける手段をさらに備え、制御手段は、指定された角度だけ羽根を回転させるのに駆動手段が第１の電力で駆動された場合の通電時間に基づいて、駆動手段を、第１の電力で駆動するか第２の電力で駆動するかを決定する。

好ましくは、第２の電力を特定する情報を記憶する記憶手段をさらに備え、制御手段は、駆動手段を第２の電力で駆動する場合には、記憶手段に記憶された第２の電力を特定する情報を読み込む。

好ましくは、駆動手段の駆動により回転する回転部材と、回転部材の回転速度を検出するための回転検出部とをさらに備え、制御手段は、必要とする微小角度の段数と、回転検出部による検出段数とに基づいて、駆動手段を第１の電力または第２の電力で駆動するかを決定する。

本発明に従った電動ブラインドの制御方法は、駆動手段を駆動することによりブラインドの複数の羽根を開閉する電動ブラインドの制御方法であって、羽根を所定の角度回転させる場合には、第１の電力で駆動手段を駆動し、羽根を所定の角度よりも小さい角度回転させる場合には、第１の電力より小さい第２の電力で駆動手段を駆動する。

本発明によれば、羽根を回転させる角度に応じて、羽根を回転させるための駆動手段に供給される電力が決定される。これにより、羽根のオーバーランを回避でき、羽根の回転角度を正確に制御できる。

本発明に係る電動ブラインドの一実施の形態の概略構成を示すブロック図である。 正転信号および逆転信号の構成を説明するための図である。 図１の電動ブラインドにおける通電信号の一例の特徴を説明するための図である。 図１の電動ブラインドにおける通電信号の他の例の特徴を説明するための図である。 制御パワー決定処理のフロー図である。

以下、本発明に係る画像処理装置の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各図において、同じ機能を奏する要素については、同一の参照符号を付し、その説明は繰返さない。

図１は、本発明に係る電動ブラインドの一実施の形態の概略構成を示すブロック図である。

図１を参照して、本実施の形態の電動ブラインドは、開閉ドラム１０、ラダーコード１１、羽根１２、ボトムレール１３、リフティングテープ１４、回転検出部１５、指令部２、電源部３、電動モータ４、減速機構４１、電動モータ駆動部（以下、単に「駆動部」という）５、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）６、および、メモリ９を含む。回転検出部１５は、フォトインタラプタ１６を含む。

ＭＰＵ６は、メモリ９に記憶されたプログラムを実行することにより、電動ブラインドの動作を全体的に制御する。

ＭＰＵ６には、指令部２と駆動部５が接続される。駆動部５は、ＭＰＵ６からの制御信号（通電信号）に基づいて、電動モータ４を、正転、反転、あるいは、停止動作などをさせるように、制御する。

電動モータ４は、減速機構４１を備え、また、減速機構４１およびシャフトを介して、開閉ドラム１０に連結される。開閉ドラム１０は、ブラインドの羽根１２の開閉を司るラダーコード１１を上下させるものである。

ラダーコード１１は、開閉ドラム１０に巻き付けられて当該開閉ドラム１０に固定されるとともに、複数の羽根１２を一定間隔で挟み込んでいる。ラダーコード１１の両端は、ボトムレール１３に固定されている。

また、ボトムレール１３には、ブラインドを昇降するためのリフティングテープ１４の一端が固定されている。リフティングテープ１４の他端は、複数枚の羽根１２に形成された貫通孔を通り、巻上げドラム（図示略）に固定されている。

本実施の形態の電動ブラインドでは、図示せぬ昇降制御手段によって昇降用電動機が駆動し、これに応じてリフティングテープ１４が巻上げドラムに巻きとられることにより、ブラインドの昇降が行なわれる。

また、開閉ドラム１０には、上記シャフトを介して、当該開閉ドラム１０の回転を検出するための回転検出部１５が連結されている。

回転検出部１５は、スリットが設けられた円板型の部材を含む。そして、回転検出部１５では、当該スリットを挟むようにして、透過型のフォトインタラプタ１６が設けられている。

フォトインタラプタ１６は、発光素子と受光素子を含む。そして、フォトインタラプタ１６の発光素子からの光がスリットによって断続され、当該発光素子に対向して設けられた受光素子が断続した光パルスを検出し、検出信号をＭＰＵ６に与える。

回転検出部１５の円板に形成された各スリットと羽根１２の開閉停止位置とは、１対１に対応していて、羽根１２の回転角度は隣接する２つのスリットのなす角度を単位として変わるようになっている。

図１に示された例では、回転検出部１５は、開閉ドラム１０の回転を光学的手法で検出している。なお、開閉ドラム１０の回転の検出方法は、光学的なものに限られるものではなく、磁気的、電気的などの方法であっても良い。

指令部２は、電動ブラインドの開閉を指示するための正転スイッチ、逆転スイッチを含む。

指令部２において正転スイッチをＯＮする操作がなされると、ＭＰＵ６に、当該操作に対応した信号を送信する。ＭＰＵ６は、当該信号を、羽根１２の正転指令と判断する。そして、これに応じて、ＭＰＵ６は、駆動部５に正転信号を出力する。

正転信号は、一定時間の通電信号が一定周期で繰り返し現れる信号である。上記正転信号に応じて、駆動部５は、電動モータ４を正転方向に回転させる。一般的に、電動機４の回転は非常に高速であるが、減速機構４１によってブラインド開閉速度に減速される。電動モータ４の回転力は、減速機構４１およびシャフトを介して開閉ドラム１０を回転させる。また、上記のように、開閉ドラム１０にはラダーコード１１が固定されている。このため、開閉ドラム１０の回転に伴って、ラダーコード１１は開閉ドラム１０とともに回転させられ、さらに、ラダーコード１１により吊るされている羽根１２も同時に回転する。なお、ボトムレール１３およびボトムレール１３に乗っている羽根１２は、回転せず、状態を変化させない。

指令部２において正転スイッチをＯＮする操作が停止され、正転スイッチの状態がＯＦＦにされると、指令部２は、ＭＰＵ６に、当該操作に対応した信号を送信する。ＭＰＵ６は、当該信号を、羽根１２の正転停止指令と判断する。そして、これに応じて、ＭＰＵ６は、駆動部５に停止信号を出力し、電動モータ４を停止させる。それによって、羽根１２の正転方向の開閉動作が停止する。

一方、指令部２において反転スイッチをＯＮする操作がなされると、指令部２からＭＰＵ６に、反転指令を出力する。これに応じて、ＭＰＵ６は、羽根１２の反転指令であると判断し、駆動部５に反転信号を出力する。それによって、駆動部５は、電動モータ４を正転時とは逆方向に回転させる。それに伴って、開閉ドラム１０が逆回転し、ラダーコード１１が逆方向に移動する。これにより、ラダーコード１１に吊るされている羽根１２が逆方向に回転する。なお、ボトムレール１３およびボトムレール１３に乗っている羽根１２は回転せずにそのままである。

指令部２において逆転スイッチをＯＮする操作が停止され、当該スイッチの状態がＯＦＦにされると、指令部２は、ＭＰＵ６に、当該操作に対応した信号を出力する。ＭＰＵ６は、当該信号を、羽根１２の反転停止指令と判断する。そして、これに応じて、ＭＰＵ６は、駆動部５に停止信号を出力し、電動モータ４を停止させる。それによって羽根１２の逆転方向の開閉動作が停止する。

また、指令部２は、羽根１２の角度値の指定を受け付ける。指令部２に対して角度値を指定する情報が入力されると、指令部２は、当該情報をＭＰＵ６に送信する。これに応じて、ＭＰＵ６は、羽根１２の現在の角度（以下、「現在角度」）と指定された角度値に対応する角度（以下、「指定角度」）を比較し、当該比較の結果に基づいて、正転もしくは逆転の開閉方向を判別する。具体的には、羽根１２を現在角度から指定角度へと変化させるための開閉方向を判別する。そして、ＭＰＵ６は、当該判別結果に基づいて、駆動部５に対して、羽根１２の角度を指定角度にするために必要な期間、正転信号または逆転信号を出力する。

図２は、正転信号および逆転信号の構成を説明するための図である。
正転信号および逆転信号は、通常、図２（Ａ）に示されるように、一定時間の通電信号が一定周期で繰り返し現れる信号である。なお、当該信号は、羽根１２を一定速度で回転させるための信号に相当する。ここで、一定速度とは、予め定められた速度である。なお、当該一定速度は、電動ブラインドが使用される環境等によって適宜変更されても良い。

本実施の形例では、正転信号および逆転信号に、微小角度の角度変化をさせようとするため、図２（Ｂ）に示されるような信号をさらに含む。図２（Ｂ）の信号は、その通電期間が、図２（Ａ）に示した信号の周期ごとの通電期間よりも短い。

なお、正転信号および逆転信号に、図２（Ｂ）に示されるような信号が含まれると、通電信号から羽根１２の回転速度を求めることは困難となる。このことから、それ以前の開閉動作によって回転検出部１５から検出された回転速度も無意味なものとなる。したがって、一度図２（Ｂ）に示されるような信号が与えられると、その後図２（Ａ）に示されるような、一定速度の駆動をするための通電信号が使用されても、正確な角度制御はできない。しかしながら、図２（Ａ）に示されたような信号のみを用いて回転制御がなされた場合、当該信号による一定速度のための制御パワーは、微小角度だけ回転させるには大き過ぎ、開閉ドラム１０はオーバーランしてしまう。

そこで、指令部２に対して、微小角度の角度変化を指示する操作がなされたときには、駆動部５の制御パワーを切り替える。具体的には、ＭＰＵ６は、一定速度の制御パワーから駆動可能な最小の制御パワーに切り替えて、駆動部５に通電信号を出力する。

最小の制御パワーとは、正転信号および逆転信号において単位時間内のＯＮ信号が出力される時間を短くすることで、実現できる。最小の制御パワーとして、どこまでパルス幅を小さくするかについては、後述するようにＲＯＭ値、ＲＡＭ値にあらかじめ用意しておく方法や、最小の制御パワーを求めるモードによって算出する方法が挙げられる。

微小角度であるかどうかの判定は、指令部２からの指令方法によって異なる。
図３は、指令部２において、正転スイッチまたは逆転スイッチが押し続けられる期間、正転または逆転が継続されるように、指示が入力される場合の、通電信号の特徴を説明するための図である。

なお、図３において、上段の通電信号は、駆動部５から電動モータ４に送信される信号の具体例を示し、また、下段の回転検出部出力は、回転検出部１５から出力される信号の具体例を示す。

この場合、正転または逆転の動作終了のタイミングは、指令部２においてスイッチがＯＦＦとされ、指令部２からＭＰＵ６への信号の送信が終了するタイミングとなる。このような場合には、スイッチの押下の継続時間が長くなるほど、指示される回転の角度が大きくなる。

そして、この場合には、図３に示されるように、回転検出部１５の出力が駆動開始（Ｔ１１）から初めてＯＮからＯＦＦに切り替わった後、ＭＰＵ６は、回転検出部１５の検出可能時間（時間ＴＸ）だけ、最小パワーで、駆動部５に電動モータ４を駆動させる。

回転検出部１５の検出可能時間とは、開閉ドラム１０の回転によって検出出力が切り替わる時間である。本実施の形態では、回転検出部１５の円板の回転に基づく、受光素子での受光状態または遮光状態が継続する時間の長さである。この期間の通電信号におけるＯＮ時間は、Ｗ１とされている。

そして、その後、一定速度の制御パワーで、通電が行なわれる。なお、図３では、回転検出部１５の最初の検出可能時間ＴＸが終了するタイミングが時刻Ｔ１２で示されている。そして、図３では、時刻Ｔ１２以降の、通電信号におけるＯＮ時間は、Ｗ２とされている。

図３では、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までの制御パワーは、時刻Ｔ１２以降の制御パワーよりも大きい。つまり、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までの期間の単位時間あたりの通電信号がＯＮされる時間は、時刻Ｔ１２以降の単位時間あたりの通電信号がＯＮされる時間よりも短くなる。

なお、この場合に、検出可能時間ＴＸを超えたタイミングで一定速度のための制御パワーに移行するのは、当該タイミングが到来した時点以降では、回転検出部１５の検出出力を用いた通常の角度判定（羽根１２の回転角度の判定）が可能となるからである。

一方、指定部２において、指定角度が入力される場合について、説明する。
図４は、指定部２において指定角度が入力される場合の通電信号を説明するための図である。

指定部２に指定角度が入力されると、ＭＰＵ６は、指定角度によって、一定速度のための制御パワーでの通電時間を算出する。この算出は、たとえば、メモリ９に、回転角度と通電時間との関係を特定する情報が記憶され、ＭＰＵ６は、当該情報を利用して通電時間を算出する。なお、当該情報は、たとえば、回転角度に対する通電時間がテーブル形式で記憶されたものであっても良いし、通電時間が回転角度の関数で表わされた計算式であっても良い。

そして、ＭＰＵ６は、算出された通電時間が、図３を参照して説明した回転検出部１５の検出可能時間ＴＸより長いかどうかを判断する。

図４（Ａ）は、算出された通電時間（図４（Ａ）の時間ＴＹ）が検出可能時間ＴＸより長いと判断された場合の、通電信号を示す。この場合、時刻Ｔ２１で、通電信号に従って通電を開始した後、１回目の検出可能時間ＴＸが終了した後（時刻Ｔ２２）もさらに、通電信号が、駆動部５から電動モータ４へと送信される。このため、回転検出部１５の検出出力に基づいて、開閉ドラム１０の回転速度を算出できる。

一方、図４（Ｂ）は、上記のように算出された通電時間（図４（Ｂ）の時間ＴＺ）が検出可能時間ＴＸより短いと判断された場合の、通電信号を示す。この場合、一定速度のための制御パワーで電動モータ４が駆動されると、回転検出部１５の検出出力によっては、開閉ドラム１０の回転速度が算出できなくなる。このため、このような場合には、制御パワーは最小のパワーに切り替えられる。最小のパワーとは、たとえば、図３の時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までの制御パワーと同様とされる。

本実施の形態において、一定速度のための制御パワーおよび最小の制御パワーを実現するための情報は、メモリ９に予め記憶させておくことができる。なお、当該情報は、たとえば、図３等に示したような、通電信号の波形を特定する情報である。

なお、羽根１２の開閉のための回転において、一端から他端までの回転に対して複数の段が定義されている場合、１段（または、２段以上の予め定められた段数）が対応する回転角度（微小角度）ずつ羽根１２を開閉できるための制御パワーを求めるモードがあってもよい。

たとえば、ＭＰＵ６は、羽根１２を一端から他端まで回転させたときに、当該一端から他端まで回転させる期間中に１段分に対応する微小角度が何段入るかを計算し、そして、当該計算結果である段数分だけ、一定速度のための制御パワーで、開閉を行なう。微小角度の段数分だけ正転操作、または逆転操作を行なったときに、回転検出部１５の検出可能時間ＴＸ（非アクティブ時間）内に正しく必要な段数が入る場合は問題ない。なお、正しく必要な段数が入る、とは、駆動部５が電動モータ４を上記微小角度に対応する制御パワーで必要な段数に対応する回数だけ駆動したときに、羽根１２を一端から他端まで回転することをいう。つまり、羽根１２を上記微小角度だけ回転させるための制御を、上記必要な段数に対応する回数だけ実行することにより、当該羽根１２を、一端から他端までの回転させることをいう。一方、入らない場合は制御パワーを徐々に小さくしてゆき、同様の動作を繰り返す。

回転検出部１５の検出可能時間（非アクティブ時間）内に正しく必要な段数が入った時の制御パワーが求めるべき制御パワーとなる。図５に上記内容を実現するための処理（制御パワー決定処理）のフロー図を示す。なお、以下の説明では、例えば回転検出部１５によって通常検出できる段数を１５段、必要な微小角度６０段とする。そして、これらの情報は、予めメモリ９に記憶されていても良いし、指令部２を介して入力を受け付けても良い。

図５を参照して、まずステップＳ１０で、通常検出できる段数と必要な微小角度とを用いて、微小角度段数を算出する。上記した例では必要な微小角度段数は、６０÷１５＝４段とされる。つまり、４段分の微小角度制御が必要となる。

通常の１５段角度制御の制御パワーを５ミリ秒の周期で求められていたとした場合、５ミリ秒のパルス信号を通電信号として、回転検出部１５の検出可能時間ＴＸを超えるまで正転または逆転操作を４段分おこなう（ステップＳ２０）。

そして、通電信号の通電時間が回転検出部１５の検出可能時間ＴＸ以内か否かを判断し（ステップＳ３０）、検出可能時間ＴＸを越えていると判断すると、ステップＳ４０で、制御パワーを小さくし（たとえば、ＯＮ時間−０．５ミリ秒）、同様の動作を繰り返す。

一方、通電信号の通電時間が、回転検出部１５の検出可能時間ＴＸ以内であると判断すると、その制御パワーを微小角度の制御用の値とする。なお、微小角度の制御用の値は、たとえばメモリ９に記憶されている。

以上説明した本実施の形態によれば、電動ブラインドでは、羽根１２を微小角度だけ角度変化させようとする場合には、最小の制御パワーに切り替えた上で開閉動作を行なうようにする。これにより、羽根１２を、オーバーランすることなく、微小角度の角度変化をさせることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２ 指令部、３ 電源部、４ 電動モータ、５ 電動モータ駆動部、６ ＭＰＵ、１０ 開閉ドラム、１１ ラダーコード、１２ 羽根、１３ ボトムレール、１４ リフティングテープ、１５ 回転検出部、１６ フォトインタラプタ、４１ 減速機構。

Claims (6)

1. 駆動手段を駆動することによりブラインドの複数の羽根を開閉する電動ブラインドであって、
   前記駆動手段を、
   前記羽根を所定の角度回転させる場合には、第１の電力で駆動し、
   前記羽根を前記所定の角度よりも小さい角度回転させる場合には、前記第１の電力より小さい第２の電力で駆動する、制御手段を備える、電動ブラインド。
2. 前記羽根の回転を指示する情報の入力を受け付ける手段と、
   前記駆動手段の駆動により回転する回転部材と、
   前記回転部材の回転速度を検出するための回転検出部とをさらに備え、
   前記制御手段は、前記羽根の回転を指示する情報の入力が継続した時間が、前記回転検出部の検出可能時間以下であれば前記第２の電力で前記駆動手段を駆動し、前記回転検出部の検出可能時間を越える場合には前記第１の電力で前記駆動手段を駆動する、請求項１に記載の電動ブラインド。
3. 前記羽根を回転させる角度の指定を受け付ける手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記指定された角度だけ前記羽根を回転させるのに前記駆動手段が前記第１の電力で駆動された場合の通電時間に基づいて、前記駆動手段を、前記第１の電力で駆動するか前記第２の電力で駆動するかを決定する、請求項１に記載の電動ブラインド。
4. 前記第２の電力を特定する情報を記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記駆動手段を前記第２の電力で駆動する場合には、前記記憶手段に記憶された前記第２の電力を特定する情報を読み込む、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電動ブラインド。
5. 前記駆動手段の駆動により回転する回転部材と、
   前記回転部材の回転速度を検出するための回転検出部とをさらに備え、
   前記制御手段は、必要とする微小角度の段数と、前記回転検出部による検出段数とに基づいて、前記駆動手段を前記第１の電力または前記第２の電力で駆動するかを決定する、請求項１に記載の電動ブラインド。
6. 駆動手段を駆動することによりブラインドの複数の羽根を開閉する電動ブラインドの制御方法であって、
   前記羽根を所定の角度回転させる場合には、第１の電力で前記駆動手段を駆動し、
   前記羽根を前記所定の角度よりも小さい角度回転させる場合には、前記第１の電力より小さい第２の電力で前記駆動手段を駆動する、電動ブラインドの制御方法。

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