CN104937484B - 成像设备和焦平面快门 - Google Patents

Abstract

这种成像设备设置有：焦平面快门，该焦平面快门包括：板，该板具有开口；前幕帘和后幕帘，该前幕帘和后幕帘打开和闭合所述开口；前幕帘致动器和后幕帘致动器，该前幕帘致动器和后幕帘致动器分别驱动所述前幕帘和所述后幕帘；以及限制部，该限制部限制所述前幕帘和所述后幕帘的往复运动范围；成像元件，光穿过所述开口进入该成像元件；以及驱动控制部，为了抑制所述前幕帘致动器与所述后幕帘致动器之间在拍摄单个图像的拍摄操作时段期间发热量的差，当所述限制部限制所述前幕帘或所述后幕帘沿一个方向运动时，对所述前幕帘致动器或所述后幕帘致动器进行额外通电，使得所述前幕帘或所述后幕帘沿着运动受限的方向运动。

Description

成像设备和焦平面快门

技术领域

本发明涉及成像设备和焦平面快门。

背景技术

专利文献1公开了一种焦平面快门，该焦平面快门包括分别驱动前幕帘和后幕帘的前幕帘致动器和后幕帘致动器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本实用新型第3176166号

发明内容

本发明要解决的问题

致动器的通电增加了致动器的线圈的发热量，增加了致动器温度。这导致了线圈电阻值的增加，线圈电阻值的增加又延迟了驱动电流值的上升。

因此，例如，在前幕帘致动器与后幕帘致动器之间的通电时段、线圈电阻值、所施加的电流值、所施加的电压值等的差大的情况下，也增大两个致动器之间的发热量的差。由此，连续使用还会增大前幕帘致动器与后幕帘致动器的线圈之间温度的差。这增大了前幕帘致动器与后幕帘致动器之间旋转速度的差，前幕帘致动器与后幕帘致动器之间旋转速度的差增大会导致前幕帘与后幕帘之间运动速度的大的差异。这可能影响图像质量。

因此，本发明的目的是提供可以抑制前幕帘与后幕帘之间运动速度的差的增大的成像设备和焦平面快门。

解决问题的手段

上述目的由一种成像设备实现，该成像设备包括：焦平面快门，该焦平面快门包括：板，所述板包括开口；前幕帘和后幕帘，所述前幕帘和后幕帘打开和闭合所述开口；前幕帘致动器和后幕帘致动器，所述前幕帘致动器和后幕帘致动器分别驱动所述前幕帘和所述后幕帘；以及限制部，所述限制部限制所述前幕帘和所述后幕帘的往复运动范围；图像拾取元件，光穿过所述开口进入所述图像拾取元件；以及驱动控制部，所述驱动控制部对所述前幕帘致动器和所述后幕帘致动器中的一个幕帘致动器进行额外通电，使得当所述限制部限制所述前幕帘和所述后幕帘中的一个幕帘沿一个方向移动时所述前幕帘和所述后幕帘中的所述一个幕帘试图沿所述一个方向移动，以抑制所述前幕帘致动器与所述后幕帘致动器之间在拍摄单个图像的拍摄操作时段期间发热量的差。

上述目的由一种焦平面快门实现，该焦平面快门包括：板，所述板包括开口；前幕帘和后幕帘，所述前幕帘和后幕帘打开和闭合所述开口；前幕帘致动器和后幕帘致动器，所述前幕帘致动器和后幕帘致动器分别驱动所述前幕帘和后幕帘；以及限制部，所述限制部限制所述前幕帘和所述后幕帘的往复运动范围，其中，所述前幕帘致动器和所述后幕帘致动器中的一个幕帘致动器被额外通电，使得当所述限制部限制所述前幕帘和所述后幕帘中的一个幕帘沿一个方向移动时所述前幕帘和所述后幕帘中的所述一个幕帘试图沿所述一个方向移动，以抑制所述前幕帘致动器与所述后幕帘致动器之间在拍摄单个图像的拍摄操作时段期间发热量的差。

发明效果

根据本发明，可以提供一种能够抑制前幕帘与后幕帘之间运动速度的差的增大的成像设备和焦平面快门。

附图说明

图1A是根据本实施方式的焦平面快门的前视图，并且图1B是退避槽的一端周围的放大图；

图2是包括焦平面快门的照相机的框图；

图3A和图3B分别是前幕帘致动器和后幕帘致动器的说明图；

图4是焦平面快门的时序图；

图5例示了充电操作开始的状态；

图6例示了充电操作完成的状态下的焦平面快门的状态；

图7是根据第一变型例的时序图；

图8是根据第二变型例的时序图；以及

图9是根据第三变型例的时序图。

具体实施方式

下面，将参照附图描述实施方式。图1A是根据本实施方式的焦平面快门1的前视图。焦平面快门1包括：包括开口11的板10；打开和闭合开口11的前幕帘20A和后幕帘20B；用于驱动前幕帘20A的臂31a和辅助臂32a；以及用于驱动后幕帘20B的臂31b和辅助臂32b。

板10由合成树脂制成，并且包括具有矩形形状的开口11。虽然前幕帘20A和后幕帘20B各包括多个叶片，但是在图1A中只例示了叶片21a和21b并且省略了其它叶片。叶片21a和21b中的每一个由合成树脂制成，并且形成为薄形。进一步地，臂31a和31b以及辅助臂32a和32b中的每一个由合成树脂制成，并且具有薄板形。这些臂被板10支撑成可摆动。

焦平面快门1包括前幕帘致动器70a(下文中称为致动器)和后幕帘致动器70b(下文中称为致动器)，分别作为驱动前幕帘20A和后幕帘20B的驱动源。致动器70a和70b分别包括可沿两个方向在预定范围内旋转的转子71a和71b。后面将详细描述致动器70a和70b。转子71a和71b分别紧固有充当驱动构件的前幕帘驱动杆(下文中称为驱动杆)40a和后幕帘驱动杆(下文中称为驱动杆)40b。

转子71a的旋转使驱动杆40a在预定范围内摆动。驱动杆40a在其一端处形成有驱动销43a。驱动销43a装配到臂31a的装配孔中。进一步地，板10形成有释放驱动销43a且具有弧形形状的前幕帘退避槽(下文中称为退避槽)13a。驱动销43a与退避槽13a的端部的抵接限制了驱动杆40a的可摆动范围。

退避槽13a的一端和另一端分别设置有缓冲构件51a和52a。驱动杆40a的驱动销43a与缓冲构件51a或52a抵接，从而抑制驱动杆40a回弹。在前幕帘20A从开口11退回的状态下，驱动杆40a的驱动销43a与缓冲构件52a抵接。在前幕帘20A闭合开口11的状态下，驱动杆40a的驱动销43a与缓冲构件51a抵接。

同样地，驱动杆40b包括装配到臂31b的装配孔中的驱动销43b。后幕帘退避槽(下文中称为退避槽)13b的一端13b1和另一端分别设置有缓冲构件51b和52b。图1B是退避槽13b的一端13b1周围的放大图。另外，图1B中省略了驱动杆40b。在后幕帘20B从开口11退回的状态下，驱动杆40b的驱动销43b与缓冲构件51b抵接。在后幕帘20B闭合开口11的状态下，驱动杆40b的驱动销43b与缓冲构件52b抵接。在本实施方式中，缓冲构件51a、52a、51b以及52b各由橡胶制成。然而，这些构件还可以由诸如具有弹性的硅等的另一种材料制成。

例如，在连续拍摄时，驱动杆40a和40b在短时段内在预定范围内往复运动。出于该原因，退避槽13a和13b的两端分别设置有这种缓冲构件，从而可以吸收驱动杆40a和40b的冲击。

凭借上述构造，转子71a的旋转使驱动杆40a摆动，从而使臂31a能够摆动。因此，前幕帘20A移动以打开或闭合开口11。同样地，转子71b的旋转使驱动杆40b摆动，从而使臂31b能够摆动。因此，后幕帘20B移动以打开或闭合开口11。

由此，退避槽13a和13b分别限制驱动杆40a和40b的摆动范围。即，退避槽13a和13b限制转子71a和71b的旋转范围。这限制了前幕帘20A和后幕帘20B的往复运动范围。退避槽13a和13b是限制部的示例。在完全打开状态下，驱动杆40a和40b的驱动销43a和43b分别与缓冲构件52a和51b抵接，所以退避槽13a限制驱动杆40a和转子71a从图1所例示的完全打开状态顺时针摆动。退避槽13b限制驱动杆40b和转子71b从图1所例示的完全打开状态逆时针摆动。因此，在图1所例示的完全打开状态下，限制了前幕帘20A和后幕帘20B沿离开开口11的方向进一步移动。

将给出装配有焦平面快门1的照相机的构造的描述。图2是装配有焦平面快门1的照相机的框图。该照相机包括：焦平面快门1；控制部300；以及图像拾取元件400。控制部300控制整个照相机的操作并且包括CPU、ROM以及RAM。另外，照相机包括图2未例示的用于调整焦距的镜头。

控制部300控制致动器70a和70b的线圈的通电状态。控制部300是驱动控制部的示例。图像拾取元件400将由穿过开口11的光形成的对象图像改变为电信号。图像拾取元件400是例如CCD或CMOS。

另外，未设置用于将前幕帘20A和后幕帘20B分别定位在充电位置处的设置构件。这是因为前幕帘20A和后幕帘20B可以由可沿两个方向旋转的转子71a和71b定位在充电位置处。

图3A和图3B分别是致动器70a和70b的说明图。致动器70a和70b由板10支撑。致动器70a和70b分别驱动驱动杆40a和40b。致动器70a包括：转子71a，该转子被板10支撑成可旋转；定子74a，该定子被激励以在定子74a与转子71a之间产生磁力；以及线圈76a，该线圈76a用于激励定子74a。转子71a是被磁化以沿周向具有不同极性的永久磁体。转子71a的旋转轴连接到驱动杆40a的主轴。由此，对线圈76a进行通电使转子71a旋转，然后前幕帘驱动杆40a旋转。驱动杆40a的旋转使前幕帘20A移动。而且，对线圈76a进行反向通电使转子71a反向旋转，然后前幕帘20A沿与上述方向相反的方向移动。同样地，在致动器70b中，对线圈76b进行通电使致动器70b的转子71b旋转，以便使驱动杆40b旋转，然后后幕帘20B移动。而且，对线圈76b进行反向通电使后幕帘20B沿与上述方向相反的方向移动。另外，转子71a和驱动杆40a可以借助齿轮彼此间接连接。即，驱动杆40a只需响应于转子71a的旋转而旋转。

接着，将给出焦平面快门1的操作的描述。图4是焦平面快门1的时序图。图1A例示了焦平面快门1的初始状态。在初始状态中，如图1A所例示，前幕帘20A和后幕帘20B从开口11退回。

按压照相机的释放按钮，以开始充电操作。当充电操作开始时，对致动器70a的线圈76a进行通电，使得前幕帘20A移动以闭合开口11。在前幕帘20A在充电操作中移动的同时，控制部300对致动器70b的线圈76b进行通电，以便将后幕帘20B保持在从开口11退回的位置(b1)。即，对致动器70b的线圈76b进行通电，使得从开口11退回的后幕帘20B试图沿离开开口11的方向(即，沿限制后幕帘20B的移动的方向)进一步移动。因此，驱动杆40b的驱动销43b被推动成抵靠缓冲构件51b。这防止了由前幕帘20A的充电操作产生的振动所造成的后幕帘20B的位置移动。图5例示了刚好在充电操作开始之后的状态。

此后，在前幕帘20A闭合开口11并且后幕帘20B被定位成远离开口11的状态下，停止对致动器70a和70b的线圈76a和76b进行通电。这样，完成充电操作。图6例示了完成充电操作的状态下的焦平面快门1。另外，图6例示了前幕帘20A中包括的叶片21a至24a。

当在充电操作之后经过预定休息时段时，曝光操作开始。当曝光操作开始时，对致动器70a的线圈76a进行通电，然后前幕帘20A移动以打开开口11。在从对致动器70a的线圈76a进行通电时起经过预定时段之后，对致动器70b的线圈76b进行通电，使得后幕帘20B移动以闭合开口11。当前幕帘20A完全移动离开开口11并且后幕帘20B完全闭合开口11时，停止对致动器70a和70b的线圈76a和76b进行通电。这样，完成曝光操作。从前幕帘20A开始移动以打开开口11的时刻到后幕帘20B完全闭合开口11的时刻的时段被称为曝光时段。

在完成曝光操作之后，图像数据由控制部300的RAM或照相机侧的存储器从图像拾取元件400读取。接着，对致动器70b的线圈76b进行通电，并且后幕帘20B移动离开开口11。由此，状态返回到图1例示的初始状态。

这里，在曝光操作完成之后后幕帘20B正在移动离开开口11的同时，控制部300对致动器70a的线圈76a进行额外通电，使得前幕帘20A试图沿限制其运动的方向移动(a1)。即，因为在曝光操作完成之后前幕帘20A被定位成远离开口11，所以执行通电，使得驱动杆40a和转子71a试图进一步旋转并且前幕帘20A试图移动离开开口11。即使对致动器70a的线圈76a进行通电，前幕帘20A也维持在停止状态。即，对致动器70a的线圈76a进行通电并不会促成前幕帘20A的移动。这里，对线圈76a进行额外通电不会不利地影响拍摄操作。

对线圈76a进行额外通电抑制了线圈76a与76b之间在拍摄单个图像的拍摄操作期间通电时段的差。由此，可以抑制线圈76a与76b之间发热量的差。如果线圈76a与76b之间在拍摄单个图像的拍摄操作期间存在大的通电时段的差，则线圈76a与76b之间发热量的差增大，并且温度的差也增大。这增大了线圈76a与76b之间电阻值的差，这又增大了转子71a与71b之间旋转速度的差。因此，增大了前幕帘20A与后幕帘20B之间运动速度的差，这可能会影响图像质量。特别地，在连续拍摄多个图像的情况下，线圈76a与76b之间发热量的差可能进一步增大，所以前幕帘20A与后幕帘20B之间运动速度的差可能进一步增大。

在本实施方式中，在充电操作期间，对致动器70a的线圈76a进行通电，以驱动前幕帘20A，并且也对致动器70b的线圈76b进行通电，以防止后幕帘20B的位置移动(b1)。由此，在前幕帘20A和后幕帘20B移动并且曝光操作完成之后，在后幕帘20B移动离开开口11的同时，对线圈76a进行额外通电以减少线圈76a与76b之间通电时段的差(a1)。这抑制了线圈76a与76b之间在拍摄单个图像的拍摄操作时段期间温度的差，从而也抑制了在连续拍摄时温度的差的增大。因此，可以抑制前幕帘20A与后幕帘20B之间运动速度的差的增大。

另外，拍摄单个图像的拍摄操作时段指的是前幕帘20A和后幕帘20B进行驱动以拍摄单个图像的时段。在本实施方式中，拍摄操作时段指的是开口11在完全打开的完全打开状态下经过充电操作和曝光操作再次转换为完全打开状态期间的时段。

另外，根据本实施方式的焦平面快门1是开口11在初始状态下维持完全打开的常开型焦平面快门。由此，根据本实施方式的照相机能够在监视器等上以实时方式显示来自图像拾取元件400的动画。

进一步地，在拍摄单个图像的拍摄操作时段期间，对线圈76a和76b进行的通电时段可以不相同。而且，施加到线圈76a和76b的电流值或电压值、线圈76a和76b的直径、长度或电阻值可以不同。

这里，除了线圈的通电时段之外，致动器的发热量还因为诸如施加到线圈的电流值、线圈的直径、长度、电阻值等条件而不同。这里，线圈的发热量随着线圈的通电时段的增加而增加。线圈的发热量随着施加到线圈的电流值的增加而增加。线圈的发热量随着线圈的直径的增加而减少。线圈的发热量随着线圈的长度的增加而增加。线圈的发热量随着线圈的电阻值的增加而增加。

例如，在线圈76a和76b除了电流值之外的条件是相同的并且施加到线圈76b的电流值大于施加到线圈76a的电流值的情况下，对线圈76b进行通电的总通电时段可以短于对线圈76a进行通电的总通电时段。例如，在线圈76a和76b除了电流值之外的条件是相同的并且施加到线圈76b的电流值小于施加到线圈76a的电流值的情况下，对线圈76b进行通电的总通电时段可以长于对线圈76a进行通电的总通电时段。

例如，在实验中，在连续拍摄完成之后检测线圈76a和76b的温度，可以对线圈76a和76b中具有较低温度的那个线圈进行额外通电。由此，对线圈76b进行额外通电可以抑制线圈76a与76b之间发热量的差。在对线圈76b进行额外通电的情况下，对致动器70b进行额外通电，使得在后幕帘20B从开口11完全退回或完全闭合开口11的状态下，后幕帘20B试图沿限制其移动的方向移动。例如，当如图1例示后幕帘20B从开口11退回时，对致动器70b进行额外通电，使得转子71b和驱动杆40b试图逆时针旋转。进一步地，当后幕帘20B闭合开口11时，对致动器70b进行额外通电，使得转子71b和驱动杆40b试图顺时针旋转。

图7是根据第一变型例的时序图。在用于执行曝光操作的通电之后，即使在前幕帘20A停止之后，也对致动器70a的线圈76a进行额外通电(a2)。具体地说，在曝光操作中，前幕帘20A从闭合开口11的位置移动到从开口11退回的位置，然后停止。在该时间内，可以对线圈76a进行额外通电。而且，在前幕帘20A停止之后对线圈76a持续通电预定时段，从而抑制当驱动杆40a摆动并且驱动销43a与缓冲构件52a抵接时发生的回弹。

图8是根据第二变型例的时序图。在用于执行曝光操作的通电之后，对线圈76a进行额外通电(a3)，并且在曝光操作完成之后后幕帘20B移动的同时也对线圈76a进行额外通电(a4)。这样，可以对线圈76a进行多次额外通电。可以对线圈76a进行三次或更多次额外通电。

而且，在常开型焦平面快门中，可以在曝光操作之前的充电操作中对线圈76a进行通电以使前幕帘20A移动之后，对线圈76a进行额外通电。在这种情况下，可以抑制在曝光操作之前的充电操作中前幕帘20A停止时的回弹。

图9是根据第三变型例的时序图。在根据第三变型例的时序图中，采用在初始状态中开口11是闭合的常闭型焦平面快门。在这种情况下，曝光操作是从开口11处于闭合的状态下执行的。在曝光操作之后，在开口11维持在完全闭合状态的同时，前幕帘20A和后幕帘20B移动，然后返回初始状态。

如上所述，除了线圈的通电时段之外，致动器的发热量还因为诸如施加到线圈的电流值、线圈的直径、长度、电阻值等条件而不同。例如，在对线圈76a和76b施加不同电流值的情况下，即使各个线圈的通电时段相同，也会出现致动器70a与70b之间发热量的差。图9例示了在前幕帘20A和后幕帘20B移动以返回到初始状态的同时，对线圈76a进行额外通电以便使前幕帘20A移动(a5)或对线圈76b进行额外通电以便使后幕帘20B移动(b5)的情况。在图9中，由实线表示对线圈76a进行额外通电(a5)的情况，并且用虚线表示对线圈76b进行额外通电(b5)的情况。基于关于例如实验中获得的、连续拍摄操作完成之后的线圈76a和76b的温度的数据，可以确定对哪个线圈进行额外通电并且通电时段多长。在这种情况下，也执行额外通电，以便减小致动器70a与70b之间在拍摄单个图像的曝光操作期间发热量的差。

另外，上述实施方式描述了在前幕帘20A和后幕帘20B移动到初始状态的同时对线圈76a或76b进行额外通电的示例。然而，额外通电的时序不限于此。

虽然已经详细例示了本发明的示例性实施方式，但本发明不限于上述实施方式，并且可以做出其它实施方式、变型例和修改例而不偏离本发明的范围。

根据本实施方式的焦平面快门可应用于诸如静物照相机和数字照相机等的光学装置。

而且，上述实施方式已经描述了薄且由合成树脂制成的叶片和臂。然而，它们可以具有由金属制成的薄板形。在上述实施方式中，前幕帘和后幕帘各包括四个叶片，但不限于此。前幕帘和后幕帘中的每一个可以包括两个至五个叶片。

Claims (6)

1.一种成像设备，该成像设备包括：

焦平面快门，该焦平面快门包括：

板，所述板包括开口；

前幕帘和后幕帘，所述前幕帘和后幕帘打开和闭合所述开口；

前幕帘致动器和后幕帘致动器，所述前幕帘致动器和后幕帘致动器分别驱动所述前幕帘和所述后幕帘；以及

限制部，所述限制部限制所述前幕帘和所述后幕帘的往复运动范围；

图像拾取元件，光穿过所述开口进入所述图像拾取元件；以及

驱动控制部，所述驱动控制部对所述前幕帘致动器和所述后幕帘致动器中的一个幕帘致动器进行额外通电，使得当所述限制部限制所述前幕帘和所述后幕帘中的一个幕帘沿一个方向移动时所述前幕帘和所述后幕帘中的所述一个幕帘试图沿所述一个方向移动，以抑制所述前幕帘致动器与所述后幕帘致动器之间在拍摄单个图像的拍摄操作时段期间发热量的差，

其中，所述焦平面快门是所述开口在曝光操作之后完全打开的常开型焦平面快门，

在所述曝光操作之前的充电操作中，当对所述前幕帘致动器进行通电而使所述前幕帘移动以闭合所述开口时，所述驱动控制部对所述后幕帘致动器进行通电，使得所述后幕帘试图沿限制该后幕帘的移动的方向移动，并且

在所述曝光操作完成之后，当对所述后幕帘致动器进行通电而使所述后幕帘移动离开所述开口时，所述驱动控制部对所述前幕帘致动器进行通电，使得所述前幕帘试图沿限制该前幕帘的移动的方向移动。

2.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述驱动控制部对所述前幕帘致动器和所述后幕帘致动器中的所述一个幕帘致动器进行额外通电，以便抑制所述前幕帘致动器与所述后幕帘致动器之间在所述拍摄操作时段期间通电时段的差。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的成像设备，其中，在进行通电以使所述前幕帘和所述后幕帘中的所述一个幕帘移动之后，即使所述前幕帘和所述后幕帘中的所述一个幕帘停止了，所述驱动控制部也对所述前幕帘致动器和所述后幕帘致动器中的所述一个幕帘致动器进行额外通电。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的成像设备，其中，所述前幕帘致动器和所述后幕帘致动器中的所述一个幕帘致动器在所述前幕帘和所述后幕帘中的另一个幕帘移动的同时被额外通电。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的成像设备，其中，

所述焦平面快门包括：

前幕帘驱动杆，该前幕帘驱动杆驱动所述前幕帘并且所述前幕帘致动器使该前幕帘驱动杆旋转；以及

后幕帘驱动杆，该后幕帘驱动杆驱动所述后幕帘并且所述后幕帘致动器使该后幕帘驱动杆旋转，

所述限制部包括：

前幕帘退避槽，该前幕帘退避槽限制所述前幕帘驱动杆的旋转范围；以及

后幕帘退避槽，该后幕帘退避槽限制所述后幕帘驱动杆的旋转范围。

6.一种焦平面快门，该焦平面快门包括：

板，所述板包括开口；

前幕帘和后幕帘，所述前幕帘和后幕帘打开和闭合所述开口；

前幕帘致动器和后幕帘致动器，所述前幕帘致动器和后幕帘致动器分别驱动所述前幕帘和后幕帘；以及

限制部，所述限制部限制所述前幕帘和所述后幕帘的往复运动范围，

其中，所述前幕帘致动器和所述后幕帘致动器中的一个幕帘致动器被额外通电，使得当所述限制部限制所述前幕帘和所述后幕帘中的一个幕帘沿一个方向移动时所述前幕帘和所述后幕帘中的所述一个幕帘试图沿所述一个方向移动，以抑制所述前幕帘致动器与所述后幕帘致动器之间在拍摄单个图像的拍摄操作时段期间发热量的差，

其中，所述焦平面快门是所述开口在曝光操作之后完全打开的常开型焦平面快门，

在所述曝光操作之前的充电操作中，当所述前幕帘致动器被通电而使所述前幕帘移动以闭合所述开口时，所述后幕帘致动器被通电，使得所述后幕帘试图沿限制该后幕帘的移动的方向移动，并且

在所述曝光操作完成之后，当所述后幕帘致动器被通电而使所述后幕帘移动离开所述开口时，所述前幕帘致动器被通电，使得所述前幕帘试图沿限制该前幕帘的移动的方向移动。