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2025年4月2日(水) 23:32
キヤノンの交換レンズに搭載されている超音波モーターを取り出し、動かしてみたい。
こんなことを考えたのは、超音波モーターを入手しようとした場合にカメラレンズを分解するのが最も簡単だからである。発明から30年40年経っているのに、いまだ超音波モーターは異様に購入が難しい。売っていない。
超音波モーターには、非常に適した用途がある。それは、ラジコン戦車の砲塔旋回である。
世にラジコン戦車はたくさん売っているが、砲塔を超音波モーターで旋回させているものはない。わざわざそんな面倒なことしなくても、そこらの普通のモーターで旋回させられるからだ。ではなぜ自分が超音波モーターを使いたいかと言うと、ラジコン戦車にエアガンを搭載して射的を楽しみたいからである。
BB弾が撃てるラジコン戦車もまた、世に溢れている。しかし、射的を楽しめるものに出会った験しがない。命中精度も問題だが、それ以前にターゲットを照準できないのである。レーザーポインターなどを積んで照準しようにも、狙いたい場所に向けるのが至難。
素早く狙うため旋回速度はあるていど必要で、精密に狙いを付けるため微動もできねばならない。更に、左右に小さく振ったときスムーズに動かないと狙いにくい。普通のモーターは超低速から高速まで幅広い速度変化が難しいし、アソビがあって精密に照準を追い込めない。
砲塔がただ回転するアクションができれば良いなら実現は容易だが、快適に照準できる旋回を実現するのは非常に難しい。
ステッピングモーターは、性能の割にでかくて重い。できればラジコンには積みたくない。もちろんプランBとして考えているが、どうせなら砲塔旋回用として欠点のない超音波モーターが使えればベストだ。
超音波モーターは、超微動からそれなりの回転速度まで幅広く対応できる。低速高トルクで、砲塔をダイレクトドライブもできる。通電していなくても保持力がある。アソビが皆無。
ただ、ラジコン戦車の砲塔をダイレクトドライブするなら直径15センチぐらい欲しいのだが、そういうのは世界中どこにもなさそう。しかし、ギヤやベルトを介したとしても、超音波モーターの利点は他方式の上を行く。
とはいえ、まずは超音波モーターを動かすことができなくては意味がない。
中古EFレンズとしてモノが多く安く入手し易い 28-80mm を分解してみた。仕様不明なため実験中に壊す可能性が高く、こういうものから始めるべきだろう。
同レンズはマイクロUSM搭載で、小さなモーターからギヤを介してレンズを回す。AF/MF 切り替えスイッチが物理的に途中のギヤを動かして、噛み合いを外したり付けたりする原始的な方式だ。
肝心の超音波モーターには、4本の配線が付いている。
超音波モーターに関するキヤノンの特許を調べてみる。電子出願以前のせいで、図面はネットに出ていないし紙をOCRしたようで酷い文字化け状態。暗号状態になっている(汗)。
だから推測した結論だけ書くと(正しいとは限らない)、1本がGNDで2本が駆動用(以下AおよびBと称する)。そして残る1本がモニター用。
超音波モーターはピエゾに電圧を与えると変異する現象を利用しているが、逆にピエゾは変形させると電圧を発生させる。恐らくモニター用はそれを利用してローターの変位状態を確認し、超音波周波数を自動的に共振周波数に調整するために使われている。
written by higashino [カメラ] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]
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