CN102472949B - 焦平面快门以及光学装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种焦平面快门(1)，其设有：电磁体(70B)；具有开口(11)的基板(10)；叶片(21b至24b)，所述叶片能在从开口(11)撤回的位置与覆盖开口(11)的至少一部分的位置之间移动；驱动叶片(21b至24b)的驱动杆(40B)。驱动杆(40B)具有：在一端设置有凸缘(45b1)的轴部(45b)；可吸附至电磁体(70B)的铁片(46b)，该铁片设置在轴部(45b)的另一端；具有通孔(42b5)的支撑部(42b)，轴部(45b)松弛地穿过该通孔；沿铁片(46b)设置的导引部(44b)，第一偏压元件(47b)，其朝轴部(45b)的中心线偏压铁片(46b)；以及第二偏压元件(49b)，该第二偏压元件沿与所述中心线相交的方向产生偏压，以便促使铁片(46b)抵靠导引部(44b)。

Description

焦平面快门以及光学装置

技术领域

本发明涉及焦平面快门以及光学装置。

背景技术

焦平面快门包括：电磁体；以及保持铁片的驱动杆，在铁片与电磁体之间产生磁引力。驱动杆驱动叶片。驱动杆被偏压元件偏压，以便铁片移离电磁体。在铁片被吸附到电磁体上的状态下，电磁体通电停止，从而根据偏压元件的偏压力使驱动杆移动，以便铁片移离电磁体。驱动杆利用电磁体的磁引力与偏压元件的偏压力驱动叶片。

现有技术文献

专利文献

日本未审专利申请公报2004-029277。

发明内容

本发明要解决的问题

在驱动杆的往复运动短时期重复的情况下，铁片的姿势不会保持不变。铁片的姿势发生变化，由此在铁片抵接电磁体时，铁片的姿势也发生变化。这会使得在电磁体通电停止后，铁片从电磁体移开的时刻发生变化。

因此本发明的目的是提供铁片的姿势保持不变的焦平面快门以及光学装置。

解决问题的手段

上述目的通过一种焦平面快门实现，该焦平面快门包括：电磁体；具有开口的板；叶片，该叶片能在该叶片从所述开口撤回的位置与该叶片覆盖所述开口的至少一部分的位置之间移动；以及驱动所述叶片的驱动杆，所述驱动杆包括：在一端设置有凸缘部的轴部；设置在所述轴部的另一端的铁片，该铁片能吸附至所述电磁体；具有通孔的支撑部，所述轴部贯穿该通孔并留有游隙；以及沿所述铁片设置的导引部，其中，所述驱动杆包括：沿所述轴部的轴向方向偏压所述铁片的第一偏压元件；第二偏压元件，该第二偏压元件沿与所述轴向方向相交的方向偏压所述铁片，以便促使所述铁片抵靠所述导引部。

由于不仅沿轴部的轴向方向偏压铁片，而且沿与轴向方向相交的方向偏压铁片以促使铁片抵靠导引部，所以铁片的姿势可保持恒定。这可保持停止为电磁体通电后铁片从电磁体移开的时刻恒定。此外，这可抑制叶片驱动时刻的变化。

此外，通过包括上述焦平面快门的光学装置实现上述目的。

技术效果

根据本发明，提供使铁片的姿势保持不变的焦平面快门以及光学装置是可行的。

附图说明

图1是根据本实施方式的焦平面快门的前视图；

图2是焦平面快门操作的说明图；

图3是焦平面快门操作的说明图；

图4是后叶片驱动杆的立体图；

图5是后叶片驱动杆操作的说明图；

图6是后叶片驱动杆操作的说明图；

图7是铁片周边的放大图；

图8是铁片周边的放大图；以及

图9是铁片沿径向方向移动的状态的视图，该径向方向与铁片被第二偏压元件偏压的方向相反。

具体实施方式

以下将参照附图描述实施方式。在本实施方式中，作为叶片驱动装置的例子描述焦平面快门。图1是根据本实施方式的焦平面快门的前视图。如图1所示，焦平面快门1包括：板10；叶片21a至24a以及21b至24b；驱动臂31a、32a、31b以及32b；以及电磁体70A和70B。板10由合成树脂制成，并且包括矩形形状的开口11。每个叶片21a至24a以及21b至24b由合成树脂制成，并且被薄薄地形成。另外，每个驱动臂31a、32a、31b以及32b由金属板制成以保持其强度。每个叶片21a至24a以及21b至24b在从开口11撤回的位置与覆盖开口11的至少一部分的位置之间移动。

四个叶片21a至24a构成前叶片20A。四个叶片21b至24b构成后叶片20B。图1示出了在重叠状态中的前叶片20A以及在展开状态中的后叶片20B。在图1中，前叶片20A从开口11撤回，而后叶片20B封闭开口11。

前叶片20A与驱动臂31a和32a连接。后叶片20B与驱动臂31b和32b连接。这些驱动臂31a、32a、31b以及32b由板10以可摆动的方式支撑。

分别用以驱动驱动臂31a和32b的前叶片驱动杆40A与后叶片驱动杆40B设置在板10中。前叶片驱动杆40A与后叶片驱动杆40B由板10支撑以可在预定范围中摆动。具体地说，前叶片驱动杆40A被支撑以绕设置在板10中的轴摆动。前叶片驱动杆40A的摆动范围由设置在形成于板10中的狭槽的端部的橡胶(稍后描述)限制。这适用于后叶片驱动杆40B。

驱动臂31a与前叶片驱动杆40A连接。驱动臂32b与后叶片驱动杆40B连接。前叶片驱动杆40A的摆动引起驱动臂31a摆动，从而移动前叶片20A。同样，后叶片驱动杆40B的摆动引起驱动臂32b摆动，从而移动前叶片20B。

前叶片驱动杆40A与后叶片驱动杆40B均保持未指定附图标记的铁片。前叶片驱动杆40A可在铁片抵接电磁体70A的位置与铁片从电磁体70A撤回的位置之间摆动。这适用于后叶片驱动杆40B。

此外，前叶片驱动杆40A被未示出的弹簧沿从电磁体70A移开的方向偏压。同样，后叶片驱动杆40B被未示出的弹簧沿从电磁体70B移开的方向偏压。

棘轮50A和50B通过上述弹簧分别与前叶片驱动杆40A与后叶片驱动杆40B接合。沿从电磁体70A移开的方向偏压前叶片驱动杆40A的弹簧的一端与棘轮50A接合。弹簧的另一端与前叶片驱动杆40A接合。调整棘轮50A的旋转量，从而调整弹簧的偏压力。棘轮50B也具有与棘轮50A相似的功能。

给电磁体70A通电，从而吸引前叶片驱动杆40A的铁片。同样，给电磁体70B通电，从而吸引后叶片驱动杆40B的铁片。

接下来，将描述焦平面快门1的操作。图1至图3是焦平面快门1的操作的说明图。这里，图2示出了处于初始状态中的焦平面快门1。在该初始状态中，未示出的设定杆被固定至初始位置，前叶片20A展开以封闭开口11，而后叶片20B相互重叠以从开口11撤回。在该初始状态中，前叶片驱动杆40A和后叶片驱动杆40B的铁片分别抵接电磁体70A和70B，并被设置在这样的初始位置以分别被吸引至电磁体。

在摄影过程中，推动摄相机的释放按钮为电磁体70A和70B的线圈通电，由此，前叶片驱动杆40A的铁片吸附到电磁体70A上，并且后叶片驱动杆40B的铁片吸附到电磁体70B上。此后，将设定杆从前叶片驱动杆40A和后叶片驱动杆40B移开。此时，前叶片驱动杆40A和后叶片驱动杆40B保持分别吸附到电磁体70A和70B上。

以后，停止为电磁体70A的线圈的通电，从而如图3所示通过弹簧的偏压力沿顺时针方向旋转前叶片驱动杆40A。因此，前叶片20A从开口11移开而处于重叠状态。此外，电磁体70B线圈的通电保持预定的时段，而后叶片20保持离开开口11。这使得开口11处于开放状态。图3示出了曝露的状态。

从推动释放按钮时起经过预定的时段后，停止为电磁体70B的线圈通电，于是后叶片驱动杆40B通过弹簧的偏压力顺时针旋转。因此，后叶片20B展开以封闭开口11。后叶片驱动杆40B抵接随后将提到的橡胶以预防弹回，该橡胶设置于在板10中形成的狭槽的端部。图1示出了刚完成曝光过程后的状态。这样，完成一个摄影循环。

接着，前叶片驱动杆40A与后叶片驱动杆40B通过未示出的设定杆逆时针旋转。因此，前叶片20A展开以封闭开口11，而后叶片20B相互重叠以从开口11撤回，由此回到图2所示的初始状态。

接下来，将描述驱动杆。尽管前叶片驱动杆40A与后叶片驱动杆40B彼此形状不同，但它们大致具有相同的构造和相同的部件。下面仅给出后叶片驱动杆40B的描述。图4是后叶片驱动杆40B的立体图。首先描述后叶片驱动杆40B的外形。此外，图4中略去了部分结构。

后叶片驱动杆40B包括：板状的基部41b；立于基部41b上的圆筒形部分41b1；滚轴部分41b2；以及驱动销41b8。棘轮50B和偏压后叶片驱动杆40B的弹簧布置在圆筒形部分41b1周围。此外，设置在板10上的轴装配到圆筒形部分41b1中。后叶片驱动杆40B绕装配到圆筒形部分41b1中的轴旋转预定范围。

未示出的设定杆推动滚轴部分41b2。设定杆推动滚轴部分41b2以使后叶片驱动杆40B绕圆筒形部分41b1旋转。驱动销41b8从基部41b向下延伸。驱动销41b8装配到形成于驱动臂32b中的孔中。

支撑部42b设置在基部41b上。提供支撑部42b以支撑铁片46b。铁片46b吸附到电磁体70B上。铁片46b与轴部45b联接。轴部45b由金属制成。以指定的厚度将铁片46b制成矩形。支撑部42b包括：沿铁片46b的侧面的导引部43b和44b。导引部43b和44b限制铁片46b绕轴部45b旋转。

第二偏压元件49b插入导引部43b和铁片46b之间。第二偏压元件49b是可弹性变形的板状弹簧。第二偏压元件49b包括：沿铁片46b的侧面线性延伸的基部49b1；以及接合部49b2，该接合部与基部49b1的上端连续并且从侧面看具有L形。接合部49b2与支撑部42b接合，并借此被保持。提供第二偏压元件49b用以沿指定方向偏压铁片46b。这将在下面详细描述。

接下来，将描述后叶片驱动杆40B的操作。图5和图6是后叶片驱动杆40B的操作的说明图。图5和图6中部分略去了后叶片驱动杆40B的结构。图5示出了后叶片驱动杆40B与电磁体70B间隔开的状态。图6示出了后叶片驱动杆40B的铁片46b吸附到电磁体70B上的状态。在图5和图6中，开口11位于后叶片驱动杆40B的右侧。

板10形成有弧形槽13b，该弧形槽用以避开驱动销41b8的移动。此外，槽13b在其一个端部设置有橡胶13b1以防止驱动销41b8弹回。电磁体70B包括：铁芯73b；用于激励铁芯73b的线圈79b；以及供线圈79b缠绕的筒管78b。线圈79b通电在铁芯73b中产生磁引力。

后叶片驱动杆40B通过设定杆从图5中所示的状态绕圆筒形部分41b1逆时针旋转。因此，驱动销41b8在狭槽13b中移动，而后铁片46b抵接铁芯73b。以后，线圈79b通电，于是铁片46b吸附到铁芯73b上。即便设定杆撤回后，只要线圈79b通电，铁片46b持续吸附到铁芯73b上。当停止为线圈79b通电时，在铁片46b和铁芯73b之间产生的磁引力消失，于是后叶片驱动杆40B通过未示出的弹簧偏压力顺时针旋转。后叶片驱动杆40B以这种方式操作。

接着详细描述后叶片驱动杆40B。图7和图8是铁片46b周边的放大图。此外，在图7和图8中部分略去了后叶片驱动杆40B的结构。如图7中所示，轴部45b包括：凸缘部45b1；与凸缘部45b1连续的主体部45b3，该主体部的直径小于凸缘部45b1的直径；与主体部45b3连续的装配部45b5，该装配部的直径小于主体部45b3的直径。换言之，凸缘部45b1在轴部45b的一端形成，而装配部45b5在轴部45b的另一端形成。装配部45b5装配到铁片46b中。因此，轴部45b和铁片46b相互连接成一体部分。

支撑部42b形成具有供轴部45b贯穿的通孔42b5和42b7。通孔42b5和42b7相互连续而成单个孔。在径向方向上，通孔42b5比通孔42b7小。凸缘部45b1的直径比通孔42b5的直径大。此外，支撑部42b包括对向表面42b1，该对向表面面向铁片46b的后表面，如图7所示。通孔42b7在对向表面42b1中形成。

第一偏压元件47b设置在支撑部42b和铁片46b之间。第一偏压元件47b是螺旋形弹簧。轴部45b的主体部45b3插入第一偏压元件47b中。如图7中所示，第一偏压元件47b整体具有圆锥形的形状。第一偏压元件47b的与圆锥形状的底部相应的部分的直径比通孔42b5的直径大。此外，第一偏压元件47b部分地布置在通孔42b7中。第一偏压元件47b朝轴部45b的轴向AD1偏压铁片46b。

在铁片46b和对向表面42b1之间设置游隙。即：克服第一偏压元件47b的偏压力沿轴向方向AD2推动铁片46b，由此铁片46b可移动直到铁片46b的后表面抵接对向表面42b1。而且，此刻轴部45b与铁片46b一起沿轴向方向AD2移动。轴向方向AD2与轴向方向AD1相反。

如上所述，铁片46b被支撑以在指定范围内沿轴向方向AD2与AD1往复运动，并沿轴向方向AD1被偏压。因而，即便当后叶片驱动杆40B旋转而铁片46b抵接铁芯73b时，后叶片驱动杆40B也可进一步转过铁片46b可往复运动的角度。这样，后叶片驱动杆40B设定成即使当铁片46b抵接铁芯73b时也可进一步旋转。这是因为有必要吸收在每个产品上出现的铁片46b或铁芯73b的位置精度的变化，并且旋转后叶片驱动杆40B直到铁片46b确实抵接铁芯73b。

如图8所示，铁片46b包括：形成有孔的中央部46b1，装配部45b5安装到该孔中；沿相反方向分别从中央部46b1延伸的端部46b2和46b3。当从铁片46b前侧观察时，中央部46b1的侧表面呈弧形。中央部46b1的宽度比每个端部46b2和46b3的宽度都宽。

导引部44b形成有用以避开中央部46b1的弧形侧表面的凹陷部44b1。同样，导引部43b形成有用以避开中央部46b1的弧形侧表面的切除部43b1。

在导引部43b和铁片46b之间设置第二偏压元件49b。如图8中所示，第二偏压元件49b的基部49b1部分抵接中央部46b1的侧表面。因此，基部49b1沿中央部46b1的侧表面弯曲。第二偏压元件49b如此变形，从而沿径向方向RD1偏压铁片46b。径向方向RD1与轴向方向AD1和AD2相交，而且大致垂直于轴向方向。换言之，径向方向RD1是朝向后叶片驱动杆40B的旋转中心的方向。此外，铁片46b被支撑以沿径向方向RD1和与径向方向RD1相反的径向方向RD2移动，如稍后所述。径向方向RD1和RD2是包含于虚拟平面中的方向，后叶片驱动杆40B在该虚拟平面中旋转。

铁片46b被第二偏压元件49b沿径向方向RD1偏压，由此促使铁片46b抵靠导引部44b。具体来说，端部46b2和46b3的侧表面抵接导引部44b，而中央部46b1的侧表面不抵接导引部44b。

此外，如图8中所示，支撑部42b的被轴部45b的主体部分45b3贯穿的通孔42b5具有沿径向方向RD1和RD2略微延伸的形状。为此，在径向方向RD1和RD2上，在主体部分45b3和通孔42b5之间略有游隙。因此，在径向方向RD1和RD2上，铁片46b可在指定的范围内移动。此外，主体部分45b3的姿势在通孔42b5内发生变化，于是主体部分45b3相对于通孔42b5的轴向方向倾斜。因此，铁片46b可沿方向SD摆动。而且，方向SD是包含于后叶片驱动杆40B旋转所在的虚拟平面中的方向。

以下是支撑铁片46b使其能以上述方式沿径向方向RD1和RD2和方向SD移动的原因。后叶片驱动杆40B绕指定点旋转。为此，铁片46b在弧形轨迹上移动以抵接铁芯73b。假定，支撑铁片46b使其不沿径向方向RD1和RD2和方向SD移动，那么根据铁片46b或铁芯73b的位置精度，在铁片46b和铁芯73b相互抵接时，铁片46b和铁芯73b的抵接表面可能不会相互平行。因此，铁片46b和铁芯73b可能不会相互紧密抵接，从而可能不能保证它们之间的引力。

然而，支撑铁片46b使其沿径向方向RD1和RD2以及方向SD移动，由此铁片46b移动，使得当铁片46b和铁芯73b相互抵接时，铁片46b和铁芯73b的抵接表面相互紧密抵接。因此，可将铁片46b和铁芯73b制造成不受其位置精度的影响而相互紧密抵接。

在支撑铁片46b使其沿径向方向RD1和RD2和方向SD移动的情况下，铁片46b的姿势可能不会保持恒定。例如，在后叶片驱动杆40B做短暂往复运动时会发生这种情况。在铁片46b的姿势不能保持恒定的情况下，当铁片46b与铁芯73b抵接时，铁片46b的姿势不能保持恒定。在铁片46b和铁芯73b相互抵接时，铁片46b和铁芯73b之间的位置关系可能会发生变化。

然而，在根据本实施方式的焦平面快门1中，不仅沿轴向方向AD1而且沿与轴向方向AD1相交的径向方向RD1偏压铁片46b，这样促使铁片46b抵靠导引部44b。因此，将铁片46b保持夹在导引部44b和第二偏压元件49b之间，从而维持铁片46b的姿势不变。即便当后叶片驱动杆40B短暂往复运动时，铁片46b的姿势也可保持不变。

上述方式可保持在铁片46b与铁芯73b抵接时铁片46b的姿势基本恒定。这样，当铁片46b吸附到铁芯73b上时，铁片46b和铁芯73b之间的位置关系可大致保持恒定。这可保持在电磁体70B停止通电后，铁片46b从电磁体70B移开的时刻不变。

这也可避免铁片46b发出咔嗒声。这可减轻操作噪音。此外，可避免铁片46b发出咔嗒声，从而避免由于咔嗒声引起的导引部43b、44b或通孔42b5切削而产生粉尘。

如图7和图8中所示，第二偏压元件49b位于轴部45b和开口11之间。因此，即使当导引部43b、44b或通孔42b5被切削而产生粉尘时，也可避免在后叶片驱动杆40B做往复运动时粉尘向开口11散布。这也防止了图像质量变差。

由于第二偏压元件49b呈板形，可实现后叶片驱动杆40B的微型化。此外，由于促使铁片46b抵靠导引部44b，防止了铁片46b绕轴部45b的轴线旋转。

图9示出了铁片46b沿径向方向RD2移动的状态，该径向方向与第二偏压元件49b偏压铁片46b的方向相反。当铁片46b抵接铁芯73b或给铁片46b施加任何冲击时，会沿径向方向RD2向铁片46b施加压力。在这种情况下，端部46b2和46b3的侧表面从导引部44b移开，于是铁片46b的中央部46b1移动并推动基部49b1。在沿径向方向RD2施加给铁片46b的力的作用下基部49b1进一步弯曲，从而从切除部43b1向外侧延伸。允许铁片46b沿径向方向RD2以这种方式移动。

尽管详细描述了本发明的示例性实施方式，但是本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明范围的情况下可构想其它实施方式、变更和变型。

尽管本实施方式中描述了具有薄的形状并由合成树脂制成的叶片，但是薄形叶片可由金属制成。此外，尽管描述了作为第二偏压元件的实例的板状弹簧，但是也可使用具有螺旋形状的弹簧。尽管描述了沿径向方向RD1偏压铁片46b的实施例，但是也可沿径向方向RD2偏压铁片46b。

根据本实施方式的焦平面快门可应用于光学装置中，例如静物照相机或数字摄像机。

Claims (4)

1.一种焦平面快门，该焦平面快门包括：

电磁体；

具有开口的板；

叶片，该叶片能在该叶片从所述开口撤回的位置与该叶片覆盖所述开口的至少一部分的位置之间移动；以及

驱动所述叶片的驱动杆，所述驱动杆包括：在一端设置有凸缘部的轴部；设置在所述轴部的另一端的铁片，该铁片能吸附至所述电磁体；具有通孔的支撑部，所述轴部贯穿该通孔并留有游隙；以及沿所述铁片设置的导引部，

其中，所述驱动杆包括：沿所述轴部的轴向方向偏压所述铁片的第一偏压元件；以及第二偏压元件，该第二偏压元件沿与所述轴向方向相交的方向偏压所述铁片，以便促使所述铁片抵靠所述导引部；并且

所述第二偏压构件不与所述轴部接触，所述第二偏压构件是可弹性变形的。

2.根据权利要求1所述的焦平面快门，其中，所述第二偏压元件具有板形形状。

3.根据权利要求2所述的焦平面快门，其中，所述第二偏压元件被定位在所述轴部和所述开口之间。

4.一种光学装置，其包括权利要求1至3中任一项所述的焦平面快门。