CN105765455A - 图像拾取装置和焦平面快门 - Google Patents

Abstract

在本发明中，图像拾取装置包括下列各项：图像拾取元件；板，该板具有开口，入射在所述图像拾取元件上的光穿过该开口；幕帘，该幕帘打开和关闭所述开口；致动器，该致动器驱动所述幕帘并且包括：转子；定子；以及第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈围绕所述定子缠绕并且不电连接至彼此；以及驱动电路，该驱动电路具有多个端子，所述多个端子单独连接至所述第一线圈和所述第二线圈。

Description

图像拾取装置和焦平面快门

技术领域

本发明涉及图像拾取装置和焦平面快门。

背景技术

专利文献1和2公开了通过使用电磁体驱动幕帘的焦平面快门。

现有技术文献

专利文献1：日本未审专利申请公报No.2010-181522。

专利文献2：日本未审专利申请公报No.2008-256844。

发明内容

本发明解决的问题

在使用致动器作为驱动源驱动幕帘的情况下，致动器的线圈温度变化也会改变线圈电阻值。这可能导致曝光时段发生变化。

因此，本发明的目的是提供一种抑制曝光时段变化的图像拾取装置和焦平面快门。

解决问题的手段

以上目的通过一种图像拾取装置实现，该图像拾取装置包括：图像拾取元件；板，该板包括开口，进入所述图像拾取元件的光穿过该开口；幕帘，该幕帘打开和关闭所述开口；致动器，该致动器包括：转子；定子；以及第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈围绕所述定子缠绕并且不电连接至彼此；以及驱动电路，该驱动电路包括多个端子部，所述第一线圈和所述第二线圈单独连接至所述端子部。

上述目的还通过一种图像拾取装置来实现，该图像拾取装置包括：图像拾取元件；板，该板包括开口，进入所述图像拾取元件的光穿过该开口；幕帘，该幕帘打开和关闭所述开口；致动器，该致动器驱动所述幕帘并且包括：转子；定子；以及第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈围绕所述定子缠绕并且不电连接至彼此；以及驱动电路，所述第一线圈和所述第二线圈单独连接至所述驱动电路。

上述目的还通过一种图像拾取装置实现，该图像拾取装置包括：图像拾取元件；板，该板包括开口，进入所述图像拾取元件的光穿过该开口；幕帘，该幕帘打开和关闭所述开口；致动器，该致动器驱动所述幕帘并且包括：转子；定子；以及第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈围绕所述定子缠绕并且并联地电连接至彼此；以及驱动电路，所述第一线圈和所述第二线圈连接至所述驱动电路。

上述目的还通过一种焦平面快门来实现，该焦平面快门包括：板，该板包括开口；幕帘，该幕帘打开和关闭所述开口；以及致动器，该致动器驱动所述幕帘并且包括：转子；定子；以及第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈围绕所述定子缠绕并且不电连接至彼此。

上述目的还通过一种焦平面快门来实现，该焦平面快门包括：板，该板包括开口；幕帘，该幕帘打开和关闭所述开口；以及致动器，该致动器驱动所述幕帘并且包括：转子；定子；以及第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈围绕所述定子缠绕并且并联地电连接至彼此。

有益效果

根据本发明，可以提供一种抑制曝光时段变化的图像拾取装置和焦平面快门。

附图说明

图1是包括焦平面快门1的照相机的框图；

图2是焦平面快门的前视图；

图3是致动器的说明图；

图4是致动器的比较例的说明图；

图5中的(A)是表示致动器的线圈开始通电之后电流值的变化的曲线图，而图5中的(B)是表示比较例的致动器的线圈开始通电之后电流值的变化的曲线图；

图6中的(A)和(B)是致动器的变型的说明图；以及

图7中的(A)和(B)是致动器的变型中的照相机的框图。

具体实施方式

在下文中将给出实施方式的描述。

第一实施方式

图1是包括焦平面快门1的照相机(图像拾取装置)A的框图。照相机A包括焦平面快门1、控制部110、图像拾取元件130和驱动电路170b。焦平面快门1包括后幕帘致动器(在下文中称为致动器)70b。

控制部110给驱动电路170b预定指令。驱动电路170b根据来自控制部110的该指令控制致动器70b的驱动。控制部110控制整个照相机的操作，并且包括CPU、ROM和RAM。图像拾取元件130是CMOS。图像拾取元件130是基于光电转换将主体图像转换成电信号的受光元件。而且，照相机A包括用于调节焦距的镜头(没有在图1中示出)。

控制部110通过针对每个像素线在预定方向上顺序地重置图像拾取元件130中的存储电荷而顺序地开始存储电荷。具体而言，针对图像拾取元件130的垂直于后幕帘20B的运动方向的每个像素线，电荷顺序地在预定时刻开始被存储在图像拾取元件130中。因此，电子前幕帘以模拟方式从曝光开始位置移动到曝光结束位置。之后，后幕帘20B在预定时段经过之后移动以关闭开口11，从而电荷针对图像拾取元件130的每个像素线都顺序地完成存储并且结束曝光操作。照相机A是具有所谓的电子前幕帘功能的图像拾取装置。

图2是焦平面快门1的前视图。在图2中，省略了致动器70b。焦平面快门1包括板10、后幕帘20B、臂31b和32b以及致动器70b。板10设置有矩形开口11。图2示出了位于开口11内的图像拾取元件130的成像表面。进入图像拾取元件130的光穿过开口11。

后幕帘20B包括三个叶片21b至23b。在图2中，后幕帘20B处于重叠状态并且从开口11退回。后幕帘20B连接至臂31b和32b。这些臂31b和32b均由板10可旋转地支撑。

板10设置有用于驱动臂31b的后幕帘驱动杆55b(在下文中称为驱动杆)。驱动杆55b与齿轮50b连接。齿轮50b接合齿轮40b。齿轮40b和50b分别包括管部41b和51b，并且分别由板10可旋转地支撑在装配在管部中的心轴42b和52b周围。另外，心轴42b和52b不必总是形成在形成有开口11的板10上，而是可以仅仅在位置上相对于开口11固定即可。

齿轮40b与致动器70b的转子连接。致动器70b的驱动对齿轮40b和50b进行驱动，由此对驱动杆55b进行驱动。驱动杆55b的驱动对臂31b进行驱动。因而，后幕帘20B运动。后幕帘20B可在从开口11退回的退回位置和将开口11关闭的关闭位置之间移动。

接下来，将描述焦平面快门1的操作。在等待状态中，如图2所示，后幕帘20B位于退回位置，并且开口11保持在完全打开状态下。当照相机A的释放开关被按压时，控制部110进行传感器重置，从而针对图像拾取元件130的垂直于后幕帘20B的运动方向的每条像素线从曝光开始位置到曝光结束位置都在预定时刻将存储在图像拾取元件130中的电荷擦除。换言之，针对图像拾取元件130的垂直于后幕帘20B的运动方向的每条像素线在预定时刻存储电荷。在从电荷开始存储在图像拾取元件130中的时刻开始经过预定时段之后，控制部110使致动器70b通电以致使后幕帘20B移动而关闭开口11。因而，电荷完成了针对图像拾取元件130的每条像素线的存储。另外，在当前实施方式中，在预定时刻针对图像拾取元件130的每条像素线从曝光开始位置到曝光结束位置进行电荷存储被称为电子前幕帘的运动。之后，当后幕帘20B完全关闭开口11时，致动器70b的线圈停止通电。以这种方式，完成曝光操作。在这里，从电子前幕帘移动的时刻到后幕帘20B关闭开口11的时刻的时段被称为曝光时段。在完成曝光操作之后，数据被输出到照相机侧的存储器或控制部110的RAM。

之后，充电操作开始。在充电操作中，控制部110给致动器70b通电以将后幕帘20B从开口11移开。这使开口11进入图2所示的完全打开状态，从而变换到等待状态。

图3是致动器70b的说明图。致动器70b由板10支撑。致动器70b包括：转子71b，该转子71b由板10可旋转地支撑；定子74b，该定子74b被通电而在定子74b和转子71b之间施加磁力；以及用于给定子74b通电的线圈76b和77b。转子71b是在周向上被磁化成不同极性的永磁体。转子71b利用齿轮40b固定。线圈76b和77b的通电使转子71b旋转，从而使齿轮40b和50b旋转。齿轮50b的旋转致使驱动杆55b摆动，从而后幕帘20B移动。另外，线圈76b和77b的反向通电使转子71b反向旋转，从而后幕帘20B在与上述方向相反的方向上移动。

定子74b包括：基部74b1；以及臂部74b2和74b3，该臂部74b2和74b3在基本相同的方向上从基部74b1的相应端部彼此基本平行地延伸。臂部74b2和74b3的远端端部分别形成有面对转子71b的磁极部74b4和75b5。另外，两个线圈76b和77b通过线圈卷轴79b围绕臂部74b3缠绕。这两个线圈76b和77b的端部单独连接至驱动电路170b的端子部171b至174b。

线圈76b和77b直径相同且长度也相同。线圈76b和77b没有电连接至彼此。围绕定子74b的臂部74b3侧缠绕的线圈76b和77b在匝数上基本相同。线圈76b和77b可以在相同方向上或在相反方向上围绕臂部74b3缠绕，只要在给两个线圈76b和77b通电时的通电方向不使通过通电而在磁极部74b4和74b5中产生的磁极抵消即可。在当前实施方式中，流过线圈76b和77b的各个电流的方向被设置成围绕臂部74b3在相同方向上流动。另外，两个线圈76b和77b缠绕的位置不限于臂部74b3。例如，线圈76b和77b中的任一个都可以围绕臂部74b2缠绕，而另一个可以围绕臂部74b3缠绕。

图4是比较例的致动器70x的说明图。对于致动器70x来说，与致动器70b类似的部件利用类似的附图标记来标明，并且将省略这些部件的描述。在致动器70x中，单个线圈76x围绕定子74b的臂部74b3侧缠绕。线圈76x的两端分别连接至驱动电路170x的端子部171x和172x。线圈76x的匝数与线圈76b和77b的总匝数相同。另外，线圈76x的电阻值与线圈76b和77b的总电阻值相同。另外，施加至线圈76x的电压被调节成使得流过线圈76x的电流的值与流过线圈76b和77b的电流的每个值相同。具体而言，施加至线圈76x的电压是施加至线圈76b和77b的每个电压的两倍高。因而，线圈76x的安培匝数与线圈76b和77b的总安培匝数相同。因此，致动器70x在扭矩上与致动器70b基本相同。

图5中的(A)是示出了从致动器70b的线圈76b开始通电的时刻开始的电流值的变化的曲线图。图5中的(B)是示出了从比较例的致动器70x的线圈76x开始通电的时刻开始的电流值的变化的曲线图。曲线B1表示流过线圈76b的电流的值。顺便提及，在匝数、电阻值、所施加的电流值以及所施加的电压值方面，线圈77b与线圈76b相同。由于这个原因，流过线圈77b的电流的值也如曲线B1所示那样变化。曲线X1表示流过线圈76x的电流的值。如曲线B1和X1所示，从通电开始时到电流值达到期望电流值时存在时间滞后。致动器70b中的时间滞后比致动器70x中的时间滞后短。这是因为线圈76b的电阻值小于线圈76x的电阻值，因此相比于线圈76x，更容易使电流流过线圈76b。因此，与使用线圈76x的致动器70x的情况相比，在使用线圈76b和77b的致动器70b的情况下，短时间就能够达到期望电流值时的扭矩。这减少了从通电开始时刻到后幕帘20B开始移动时刻的时段。

图5中的(A)和(B)中所示的B2和X2分别表示在高温环境下流过致动器70b和70x的线圈76b和76x的电流的值。如图5中的(A)和(B)所示，在每种情况下，从通电开始时到电流值达到期望电流值的时间滞后在高温之后都增加。一般来说，这是因为线圈温度的增加也增加了电阻值，从而电流流动困难。

这里，如图5中的(A)所示的变化量ΔB表示从电流开始施加至线圈76b时到流过线圈76b的电流值达到期望电流值时的上升时段的变化量。类似地，图5中的(B)中所示的变化量ΔX表示从电流开始施加至线圈76x时到流过线圈76x的电流值达到期望电流值时的上升时段的变化量。变化量ΔB小于变化量ΔX。据推测，其原因如下。由于线圈76b的电阻值比线圈76x的电阻值小线圈76x的匝数，因此，当线圈76b和76x的温度都相同程度地变化时，线圈76b的电阻值由于温度变化引起的变化量小于线圈76x的电阻值的变化量。

当致动器70b和70x被多次驱动时，线圈76b和76x的温度以这种方式变化。因而，例如，致动器70b和70x由于连续拍照等而被多次驱动，线圈76b和76x的温度据推测增加相同程度。在这种情况下，流过线圈76b的电流的上升时段的变化量ΔB小于变化量ΔX。由于该原因，当与比较例比较时，当前实施方式抑制了从通电开始时到后幕帘20B开始移动时的时段的变化。

因此，当前实施方式能够抑制由温度变化引起的曝光时段变化。当使用电子前幕帘时，电子前幕帘的移动速度不会由于使用环境的温度变化而变化。由于该原因，曝光时段变化的主要原因可能是从通电开始时到后幕帘20B开始移动时的时段的变化。然而，在当前实施方式中，致动器70b使用两个线圈76b和77b，由此，即使使用电子前幕帘，也能够抑制后幕帘20B的移动速度变化和曝光时段变化。

另外，尽管控制部110在曝光操作中对线圈76b和77b都通电，但是控制部110可以在充电操作中仅向线圈76b和77b中的一者通电。这是因为曝光操作需要后幕帘20B的快速移动速度，但是充电操作不需要后幕帘20B的移动速度。这能够抑制功耗。另外，在连续拍照模式中，即使在充电操作中，线圈76b和77b也可以都通电。

图6中的(A)和(B)是变型的说明图。如图6中的(A)所示，线圈76b和77b分别连接至单独的驱动电路170b1和170b2。具体而言，线圈76b的两端分别连接至驱动电路170b1的端子部171b和172b，而线圈77b的两端分别连接至驱动电路170b2的端子部173b和174b。此外，驱动电路170b1和170b2由控制部110控制。这种构造也能够抑制后幕帘20B的移动速度变化和曝光时段变化。

顺便提及，线圈76b的一端和另一端可以分别围绕形成在线圈卷轴79b中的两个突出部缠绕，并且线圈77b的一端和另一端可以分别围绕形成在线圈卷轴79b中的另两个突出部缠绕。在这种情况下，通过单个焦平面快门1，就能够确认没有电连接至彼此的两个线圈76b和77b围绕定子74b缠绕。

如图6中的(B)所示，围绕致动器70b1的定子74b缠绕的线圈76b和77b并联地连接至彼此并且连接至驱动电路170b3。因此，驱动电路170b3仅仅设置有两个端子部171b和172b。线圈76b和77b的一端连接至端子部171b，而线圈76b和77b的另一端连接至端子部172b。这种构造也能够抑制后幕帘20B的移动速度变化以及曝光时段变化。

顺变提及，围绕线圈卷轴79b的突出部等缠绕的线圈76b和77b可以电连接至彼此，并且围绕线圈卷轴79b的另外的突出部等缠绕的线圈76b和77b的另一端可以电连接至彼此。在这种情况下，通过单个焦平面快门1，能够确认并联地电连接的两个线圈76b和77b围绕定子74b缠绕。

图7中的(A)是根据一变型的照相机Aa的框图。该照相机Aa包括焦平面快门1a、110a和驱动电路170a。焦平面快门1a包括前幕帘20A和用于驱动前幕帘20A的前幕帘致动器70a(下文称为致动器)。驱动电路170a根据来自控制部110a的指令来控制致动器70a的驱动。照相机Aa不使用电子前幕帘，而是使用机械前幕帘20A。使用前幕帘20A和致动器70a的这种情况也能够抑制由于线圈76b和77b的温度变化而引起的后幕帘20B的移动速度的变化，由此抑制曝光时段变化。

顺便提及，与致动器70b一样，致动器70a使用两个线圈的情况同样能够抑制曝光时段变化。在这种情况下，致动器70a的两个线圈在温度上与致动器70b的两个线圈76b和77b并不总是相同。因而，即使在这种情况下，曝光时段也可能略微改变。然而，可以抑制由于温度变化而引起的前幕帘20A和后幕帘20B的每个速移动速度的变化量，由此抑制曝光时段变化。此外，可以抑制前幕帘20A和后幕帘20B二者的移动速度下降，由此抑制幕帘速度下降。

另外，致动器70a可以使用如上所述的两个线圈，而致动器70b可以使用单个线圈。这种情况同样能够抑制前幕帘20A的移动速度变化和曝光时段变化。

图7中的(B)是根据一变型的照相机Ab的框图。照相机Ab包括焦平面快门1b和110b。焦平面快门1b包括前幕帘20A、弹簧S和前幕帘磁体(以下称为电磁体)80a。前幕帘20A被弹簧S在这样的方向上偏压以致于从开口11退回。在前幕帘20A关闭开口11的状态下，电磁体80a基于电磁力将前幕帘20A维持在将开口11关闭的状态下。具体地说，用于驱动前幕帘20A的驱动杆被弹簧S偏压。另外，驱动杆设置有能够被吸引到电磁体80a上的铁件。

当电磁体80a通电时，驱动杆的铁件克服弹簧S的偏压力而被吸引并保持在电磁体80a上。当电磁体80a的通电停止时，前幕帘20A通过弹簧S的偏压力而从开口11移开。此外，该焦平面快门1b设置有未示出的设置杆，该设置杆驱动所述驱动杆以使驱动杆的铁件与电磁体80a接触。这种构造也能够抑制后幕帘20B的移动速度的变化和曝光时段变化。

另外，以上描述的照相机Aa和Ab可以使用图6中的(A)所示的构造或图6中的(B)所示的构造。

线圈76b和77b可以在长度、直径和电阻值中的至少一个方面不同。这是因为与仅通过单个线圈驱动幕帘的情况相比，这种情况也能够抑制曝光时段变化。

尽管已经详细举例说明了本发明的示例性实施方式，但是本发明不限于以上提到的实施方式，在不脱离本发明的范围的情况下可以作出其他实施方式、改动和修改。

根据本发明的焦平面快门可以在诸如静物照相机或数码照相机之类的光学设备中使用。

尽管在当前实施方式中已经描述了由合成树脂制成的叶片，但是叶片也可以由薄形金属制成。

在以上实施方式中，后幕帘由三个叶片构成，但是不限于此。

Claims (10)

1.一种图像拾取装置，该图像拾取装置包括：

图像拾取元件；

板，该板包括开口，进入所述图像拾取元件的光穿过该开口；

幕帘，该幕帘打开和关闭所述开口；

致动器，该致动器驱动所述幕帘并且包括：

转子；

定子；以及

第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈围绕所述定子缠绕并且不电连接至彼此；以及

驱动电路，该驱动电路包括多个端子部，所述第一线圈和所述第二线圈单独连接至所述端子部。

2.一种图像拾取装置，该图像拾取装置包括：

图像拾取元件；

板，该板包括开口，进入所述图像拾取元件的光穿过该开口；

幕帘，该幕帘打开和关闭所述开口；

致动器，该致动器驱动所述幕帘并且包括：

转子；

定子；以及

第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈围绕所述定子缠绕并且不电连接至彼此；以及

驱动电路，所述第一线圈和所述第二线圈单独连接至所述驱动电路。

3.一种图像拾取装置，该图像拾取装置包括：

图像拾取元件；

板，该板包括开口，进入所述图像拾取元件的光穿过该开口；

幕帘，该幕帘打开和关闭所述开口；

致动器，该致动器驱动所述幕帘并且包括：

转子；

定子；以及

第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈围绕所述定子缠绕并且并联地电连接至彼此；以及

驱动电路，所述第一线圈和所述第二线圈连接至所述驱动电路。

4.根据权利要求1或2所述的图像拾取装置，其中，在曝光操作中所述第一线圈和所述第二线圈都通电，而在充电操作中所述第一线圈和所述第二线圈中的一者通电。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的图像拾取装置，其中：

所述定子包括将所述转子夹在中间并面对所述转子的第一磁极部和第二磁极部；并且

所述第一线圈和所述第二线圈的通电致使所述第一磁极部和第二磁极部具有彼此不同的极性。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的图像拾取装置，该图像拾取装置包括控制部，该控制部通过针对每个像素线在预定方向上顺序地重置所述图像拾取元件中的存储电荷而使电子前幕帘以模拟方式移动，

其中，所述幕帘是后幕帘。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的图像拾取装置，其中：

所述幕帘是前幕帘和后幕帘中的一者；

所述前幕帘和所述后幕帘中的另一者由电磁体保持在预定位置并通过弹簧的偏压力而移动。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的图像拾取装置，其中：

所述幕帘是前幕帘和后幕帘中的一者；

所述前幕帘和所述后幕帘中的另一者由不同于所述致动器的另一致动器来驱动。

9.一种焦平面快门，该焦平面快门包括：

板，该板包括开口；

幕帘，该幕帘打开和关闭所述开口；以及

致动器，该致动器驱动所述幕帘并且包括：

转子；

定子；以及

第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈围绕所述定子缠绕并且不电连接至彼此。

10.一种焦平面快门，该焦平面快门包括：

板，该板包括开口；

幕帘，该幕帘打开和关闭所述开口；以及

致动器，该致动器驱动所述幕帘并且包括：

转子；

定子；以及

第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈围绕所述定子缠绕并且并联地电连接至彼此。