焦平面快门、成像装置和数字照相的制造方法
【专利摘要】一种焦平面快门包括：板，该板包括开口；前快门和后快门，该前快门和后快门开闭所述开口；第一偏压构件和第二偏压构件，该第一偏压构件和该第二偏压构件分别偏压所述前快门和所述后快门以从所述开口撤回所述快门；第一致动器，在曝光操作中，该第一致动器在所述前快门由所述第一偏压构件的偏压力辅助的同时，使所述前快门从前快门关闭所述开口的位置移动到从所述开口撤回的位置；以及第二致动器，在所述曝光操作中，所述第二致动器使所述后快门抵抗所述第二偏压构件的偏压力，从所述后快门自所述开口撤回的位置移动到关闭所述开口的位置。所述第一致动器的驱动扭矩小于所述第二致动器的驱动扭矩。
【专利说明】焦平面快门、成像装置和数字照相机
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及焦平面快门、成像装置和数字照相机。
【背景技术】
[0002]专利文献I公开了一种配备有分别驱动前快门和后快门的第一致动器和第二致动器的焦平面快门。在这种快门中，在前快门关闭开口并且后快门从开口撤回之后，前快门离开所述开口并且后快门关闭开口，借此执行曝光操作。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本未审专利第2002-043227号公报
【发明内容】
[0006]要解决的问题
[0007]在这种快门中，为了维持前快门和后快门从开口撤回的状态，可以想到第一偏压构件和第二偏压构件分别将前快门和后快门偏压为离开所述开口。在这种情况下，在曝光操作中，经由第一致动器使前快门离开所述开口的方向与前快门被第一偏压构件偏压的方向相同。然而，经由第二致动器使前快门朝向开口移动的方向与后快门被第二偏压构件偏压的方向相反。因此，第一致动器上的负荷与第二致动器上的负荷不同。由此，例如，当在预定时段执行连续拍摄时，可以改变第一致动器和第二致动器的驱动特性，使得可以改变快门速度。
[0008]因此，本发明的目的是提供抑制快门速度的变化的焦平面快门、成像装置和数字照相机。
[0009]解决问题的手段
[0010]上述目的由一种焦平面快门实现，该焦平面快门包括:板，该板包括开口 ；前快门和后快门，该前快门和该后快门开闭所述开口 ；第一偏压构件和第二偏压构件，该第一偏压构件和该第二偏压构件分别将所述前快门和所述后快门偏压为离开所述开口 ；第一致动器，在曝光操作中，该第一致动器在所述前快门由所述第一偏压构件的偏压力辅助的同时，使所述前快门从关闭所述开口的位置移动到撤离所述开口的位置；以及第二致动器，在所述曝光操作中，该第二致动器使所述后快门抵抗所述第二偏压构件的偏压力，从撤离所述开口的位置移动到关闭所述开口的位置，其中，所述第一致动器的驱动扭矩小于所述第二致动器的驱动扭矩。这抑制了借助第一致动器而移动的前快门与借助所述第二致动器而移动的前快门之间的移动速度的差。
[0011]上述目的也由包括上述焦平面快门的成像装置实现。
[0012]上述目的也由包括上述焦平面快门的数字照相机实现。
[0013]发明效果
[0014]根据本发明，提供了抑制快门速度的变化的焦平面快门、成像装置和数字照相机。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是包括焦平面快门的照相机的框图；
[0016]图2是焦平面快门的正面图；
[0017]图3是焦平面快门的操作的说明图；
[0018]图4是焦平面快门的操作的说明图；以及
[0019]图5A和图5B是致动器的说明图。
【具体实施方式】
[0020]图1是包括焦平面快门I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和驱动控制部170。如后面将详细描述的，焦平面快门I包括第一致动器(下文中，称作致动器)70a、第二致动器(下文中，称作致动器)70b、第一传感器(下文中，称作传感器)60a和第二传感器(下文中，称作传感器)60b。驱动控制部170根据来自控制部110的指示来控制致动器70a和70b的驱动。驱动控制部170包括CPU。控制部110根据来自传感器60a和60b的信号来指示驱动控制部170。驱动控制部170接收该指示以控制致动器70a和70b的驱动。控制部110控制整个照相机的操作，并且包括CPU、R0M和RAM。图像拾取元件130是CMOS。图像拾取元件130是基于光电转换将被摄体图像转换成电信号的光接收元件。而且，照相机A包括图1中未例示的用于调节焦距的透镜。
[0021]图2是焦平面快门I的正面图。在图2中，省略了致动器70a和70b。焦平面快门I包括板10、前快门20A、后快门20B、臂31a、32a、31b和32b以及致动器70a和70b。板10设置有矩形开口 11。前快门20A和后快门20B分别是第一快门和第二快门的示例。致动器70a和70b分别是第一致动器和第二致动器的示例。
[0022]前快门20A包括三个叶片21a至23a。后快门20B包括三个叶片21b至23b。图2例示了处于重叠状态的前快门20A和后快门20B。在图2中，前快门20A和后快门20B从开口 11撤回。前快门20A连接到臂31a和32a。后快门20B连接到臂31b和32b。这些臂31a、32a、31b和32b由板10以可旋转的方式支撑。
[0023]板10设置有第一驱动杆55a(下文中称作驱动杆)和第二驱动杆55b (下文中称作驱动杆)，用于分别驱动臂31a和31b。驱动杆55a和55b分别与齿轮50a和50b连接。齿轮50a和50b分别与齿轮40a和40b啮合。齿轮40a、40b、50a和50b分别包括管部41a、41b,51a和51b，并且分别由板10支撑以绕嵌合到板10的管部中的心轴42a、42b、52a和52b旋转。另外，心轴42a、42b、52a和52b不必总是形成在形成有开口 11的板10上，并且不必仅相对于开口 11位置固定。
[0024]齿轮40a和40b分别与致动器70a和70b的转子72a和72b连接。致动器70a的驱动对齿轮40a和50a进行驱动，从而对驱动杆55a进行驱动。驱动杆55a的驱动对臂31a进行驱动。由此，前快门20A移动。前快门20A能在前快门20A从开口 11撤回的撤回位置与前快门20A关闭开口 11的关闭位置之间移动。经由致动器70a使前快门20A在撤回位置与关闭位置之间移动。齿轮40b和50b、驱动杆55b和后快门20B均具有类似的构造。
[0025]齿轮40a和40b分别设置有薄板45a和45b。薄板45a和45b分别与齿轮40a和40b 一起旋转。薄板45a和45b均具有扇形形状。传感器60a和60b分别检测薄板45a和45b是否穿过传感器60a和60b，以检测前快门20A和后快门20B的位置。
[0026]而且，臂31a和31b与相应的弹簧Sa和Sb连接。具体地，弹簧Sa的一端与臂31a连接，并且另一端与板10连接。弹簧Sb的一端与臂31b连接，并且另一端与板10连接。这些弹簧Sa和Sb分别偏压臂31a和31b，以使前快门20A和后快门20B离开所述开口 11。弹簧Sa和Sb分别是第一偏压构件和第二偏压构件的示例。
[0027]接着，将描述焦平面快门I的操作。图2至图4是焦平面快门I的操作的说明图。在等待状态中，如图2所示，前快门20A和后快门20B位于各自的撤回位置处，并且开口 11维持在完全打开状态。另外，在如图2例示的等待状态下，前快门20A和后快门20B分别由弹簧Sa和Sb维持在从开口 11撤回的位置。
[0028]照相机A能适应实时地在液晶监视器等上显示来自图像拾取元件的图像的即时浏览模式。即，照相机A是数字照相机。由此，在即时浏览模式中，维持图2例示的状态。即使在致动器70a和70b处于未通电状态时，弹簧Sa和Sb也可以将前快门20A和后快门20B维持在远离开口 11的撤回位置处。例如，即时在撞击施加于处于即时浏览模式的照相机A时，这也防止前快门20A和后快门20B朝向开口 11移动。
[0029]当推动照相机A的释放开关时，充电操作开始。当充电操作开始时，致动器70a的线圈被通电，使得前快门20A移动并关闭开口 11。具体地，齿轮40a逆时针旋转，然后齿轮50a顺时针旋转，这使臂31a进行驱动。此时，臂31a抵抗弹簧Sa的偏压力移动。
[0030]此后，在前快门20A关闭开口 11并且后快门20B从开口 11撤回的状态下，致动器70a的线圈停止通电。这样，完成充电操作。图3例示了在完成充电操作的状态下的焦平面快门I。在图3中，前快门20A位于关闭位置，并且后快门20B位于撤回位置。
[0031]在从完成充电操作时的时间经过预定等待时段之后，曝光操作开始。控制部110指示驱动控制部170对致动器70a的线圈进行通电，使得前快门20A移动并打开开口 11。具体地，齿轮40a顺时针驱动，所以齿轮50a逆时针驱动。此时，臂31a沿与弹簧Sa的偏压方向相同的方向移动，并且前快门20A移动。控制部110检测来自传感器60a的输出信号的变化，从而检测到前快门20A离开所述开口 11。当前快门20A从开口 11撤回时，再次转到图2例示的状态。
[0032]在从控制部110基于传感器60a检测到前快门20A离开所述开口 11时的时间经过预定时段之后，控制部110对致动器70b的线圈进行通电，以使后快门20B开始移动。臂31b沿与弹簧Sb的偏压力相反的方向移动，并且后快门20B移动。因此，后快门20B移动，以关闭开口 11。当前快门20A从开口完全撤回并且后快门20B完全关闭开口 11时，切断致动器70a和70b的线圈的通电。图4例示了前快门20A位于撤回位置并且后快门20B位于关闭位置的状态。这样，完成曝光操作。
[0033]在完成曝光操作之后，数据被输出到控制部300的RAM或照相机的存储器。接着，对致动器70b的线圈进行通电，使得后快门20B离开所述开口 11，以将开口 11维持在完全打开状态，借此该状态返回到图2例示的等待状态。
[0034]这样，在从控制部110检测到移动的前快门20A穿过预定位置时的时间经过预定时段之后，控制部I1对致动器70b的线圈进行通电，以使后快门20B开始移动。作为预定位置，上面的描述已经描述了前快门20A根据传感器60a从开口 11撤回的位置。然而，预定位置不限于此。
[0035]这样，在曝光操作中，前快门20A在该前快门20a由弹簧Sa的偏压力辅助的同时离开所述开口 11，并且后快门20B抵抗弹簧Sb的偏压力关闭开口 11。即，在曝光操作中，致动器70a在前快门20A由弹簧Sa辅助的同时使前快门20A移动，而致动器70b使后快门20B抵抗弹簧Sb的偏压力移动。因此，致动器70a上的负荷小于致动器70b上的负荷。这里，在致动器70a和70b的相同驱动条件下，例如，在相同的电流值施加于这些致动器的条件下，重复的拍摄可能造成致动器70a与70b之间的热量差增大。这可能造成致动器70a与70b的操作特性的变动，并且可能改变前快门20A与后快门20B的驱动速度。因此，例如，当在预定时段执行连续拍摄时，快门速度可能因致动器70a和70b的驱动特性的变化而改变，从而弓I起诸如图像质量劣化等的问题。
[0036]例如，为了抑制在上述情况下致动器70a和70b的驱动特性的变化，可以想到将提供给致动器70a的电力的值设定为与提供给致动器70b的电力的值不同。例如，可以想到将提供给致动器70a的电力的值设定为小于提供给致动器70b的电力的值。然而，在这种情况下，可能使由驱动控制部170执行的控制变复杂，并且可能增加成本。在本实施方式中，致动器70a的驱动扭矩小于致动器70b的驱动扭矩，并且将提供给致动器70a和70b的电力的值设定为大致相同。
[0037]图5A和图5B分别是致动器70a和70b的说明图。致动器70a包括:转子72a ;定子74a,该定子74a被激励以在定子74a与转子72a之间产生磁力；以及线圈76a,该线圈76a用于激励定子74a。转子72a是被磁化为沿周向方向具有不同极性的永久磁铁。转子72a由心轴42a以可旋转的方式支撑。转子72a被固定到齿轮40a，所以转子72a的旋转驱动前快门20A。同样地，致动器70b包括转子72b、定子74b和线圈76b。转子72b由心轴42b以可旋转的方式支撑，并且固定到齿轮40b。转子72b的旋转驱动后快门20B。
[0038]定子74a包括:基部74al，该基部74al沿预定方向延伸；腿部74a2和74a4，它们分别沿与基部74al交叉的方向从基部74al的两端延伸；磁部74a3，该磁部74a3形成在腿部74a2的端部中；以及磁部74a5，该磁部74a5形成在腿部74a4的端部中。绕线圈76a卷绕的线圈架78a被组装到腿部74a4中。磁部74a3和74a5面向转子72a。具体地，磁部74a3和74a5具有部分面向转子72a的外周面的相应曲面。线圈76a的通电激励磁部74a3和74a5，以便具有不同极性。这在磁部74a3和74a5与转子72a之间产生磁力，借此转子72a旋转。同样地，定子74b包括基部74bl、腿部74b2和74b4以及磁部74b3和74b5，并且线圈76b的通电使转子72b旋转。
[0039]如图5A和图5B所示，虽然定子74a和74b的形状彼此不同，但是转子72a和72b相同并且线圈76a和76b相同。进一步地，线圈76a的匝数与线圈76b的匝数相同。如图5A和图5B所示，磁铁部74a4和74a5的端部之间的距离Wa大于磁部74b3和74b5的端部之间的距离Wb。因此，磁部74a3和74a5的面对转子72a的曲面面积小于磁部74b3和74b5的面向转子72b的曲面面积。由此，当相同的电流值被提供给线圈76a和76b时，转子72a的驱动扭矩小于转子72b的驱动扭矩。
[0040]因此，致动器70a的驱动扭矩被设定为小于致动器70b的驱动扭矩。即使在弹簧Sa和Sb分别偏压前快门20A和后快门20B以离开所述开口并且提供给致动器70a和70b的电力的值相同时，由此也可以抑制快门速度的变化。
[0041]以除了上述方式之外的方式，致动器70a的驱动扭矩可以小于致动器70b的驱动扭矩。例如，致动器70b的定子的最小截面面积可以小于致动器70b的定子74b的最小截面面积。致动器70a的线圈的匝数可以小于线圈76b的匝数。致动器70a的线圈的直径或材料可以与线圈76b的直径或材料不同。致动器70a的转子的形状或材料可以与转子72b的形状或材料不同。
[0042]虽然已经详细例示了本发明的示例性实施方式，但是本发明也不限于上述实施方式，并且可以在不偏离本发明的范围的情况下做出其他实施方式、变型例和修改例。
[0043]控制部110和驱动控制部170可以由单个IC芯片实现。
[0044]在以上实施方式中，前快门和后快门均由三个叶片组成，但不限于此。例如，这种快门可以由两个叶片或多于三个叶片组成。
【权利要求】
1.一种焦平面快门，该焦平面快门包括: 板，该板包括开口 ； 前快门和后快门，该前快门和该后快门开闭所述开口 ； 第一偏压构件和第二偏压构件，该第一偏压构件和该第二偏压构件分别将所述前快门和所述后快门偏压为离开所述开口； 第一致动器，在曝光操作中，该第一致动器在所述前快门由所述第一偏压构件的偏压力辅助的同时，使所述前快门从关闭所述开口的位置移动到撤离所述开口的位置；以及第二致动器，在所述曝光操作中，该第二致动器使所述后快门克服所述第二偏压构件的偏压力从撤离所述开口的位置移动到关闭所述开口的位置， 其中，所述第一致动器的驱动扭矩小于所述第二致动器的驱动扭矩。
2.根据权利要求1所述的焦平面快门，其中， 所述第一致动器和所述第二致动器分别包括第一定子和第二定子，并且 所述第一定子和所述第二定子的形状彼此不同。
3.根据权利要求1所述的焦平面快门，其中，向所述第一致动器和所述第二致动器提供大致相同量的电力。
4.一种包括权利要求1至权利要求3中任一项所述的焦平面快门的成像装置。
5.一种包括权利要求1至权利要求3中任一项所述的焦平面快门的数字照相机。
【文档编号】G03B9/36GK104081273SQ201380007547
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年2月8日 优先权日:2012年6月15日
【发明者】高桥裕士, 村田实功, 大石诚一, 铃木满 申请人:精工精密株式会社