雙穩(wěn)態(tài)電磁控制快門的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)基于申請(qǐng)?zhí)枮?1/730, 048、申請(qǐng)日為2012年11月26日的美國(guó)臨時(shí)專利申 請(qǐng)?zhí)岢?，該申?qǐng)的內(nèi)容在此引入本申請(qǐng)作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明大體涉及快門組件，更具體而言涉及適用于攝影、科學(xué)或生物醫(yī)療應(yīng)用的 雙穩(wěn)態(tài)電磁控制快門組件。
【背景技術(shù)】
[0004] 快門組件被應(yīng)用于許多需要快門打開/關(guān)閉循環(huán)的應(yīng)用領(lǐng)域。傳統(tǒng)組件通常以不 同的方式運(yùn)行，某些僅僅在一個(gè)方向上提供力，并且在循環(huán)的第二部分依賴于彈簧復(fù)位。例 如，由于電磁力和彈簧力涉及的驅(qū)動(dòng)力不同，因此，當(dāng)彈簧復(fù)位電磁線圈被用作驅(qū)動(dòng)器時(shí)其 對(duì)打開/關(guān)閉時(shí)間的控制薄弱。
[0005] 其他循環(huán)依賴于需要占用較大空間的龐大機(jī)制或需要進(jìn)行簡(jiǎn)化的復(fù)雜機(jī)制。例 如，始終需要較小且較薄的快門，以便更易于放入光學(xué)機(jī)械應(yīng)用的光束路徑，并且需要更簡(jiǎn) 單和更可靠的快門組件，可在高速下降低快門葉片的抖動(dòng)和彈跳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 快門組件的一實(shí)施例包括多個(gè)可在打開位置與關(guān)閉位置之間移動(dòng)的快門葉片，以 及多個(gè)圍繞所述的多個(gè)快門葉片的周邊設(shè)置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于移動(dòng)多個(gè)快門葉片，其中，所 述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的每一個(gè)至少在第一位置和第二位置是穩(wěn)定的。在優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括電磁線圈和永磁銜鐵，并且驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以可以生成平衡的打開/關(guān)閉驅(qū) 動(dòng)力的方式設(shè)置，從而生成上升時(shí)間和下降時(shí)間的相近值。這種設(shè)計(jì)方式具有2個(gè)串列 (tandem)作用于打開/關(guān)閉動(dòng)作的電磁線圈，可為整體驅(qū)動(dòng)快門組件提供恒定動(dòng)力。
【附圖說明】
[0007] 圖1是根據(jù)本公開的快門的一實(shí)施例的前視圖，其中某部分被部分地移除；
[0008]圖2是圖1快門實(shí)施例的前視圖，其中某部分被全部移除；
[0009]圖3是圖1快門實(shí)施例的后視圖，其中某部分被全部移除，且快門葉片位于關(guān)閉位 置；
[0010]圖4是圖1快門實(shí)施例的后視圖，其中某部分被全部移除，且快門葉片位于打開位 置；
[0011]圖5是圖1快門實(shí)施例的后視圖，其中某部分被部分地移除；
[0012] 圖6是圖1快門的一定時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)施例的示意圖；
[0013] 圖7是驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝置的一實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]據(jù)本發(fā)明的原理的示例性實(shí)施例的說明旨在結(jié)合附圖進(jìn)行解讀，其將被視作整個(gè) 書面描述的一部分。在文中所公開的本發(fā)明的實(shí)施例的說明中，任何方向或方位參照都僅 僅旨在便于進(jìn)行說明，而并非旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。如"上"、"下"、"水平"、 "垂直"、"上方"、"下方"、"向上"、"向下"、"頂部"和"底部"等相對(duì)性用語及其派生詞（例 如，"水平地"、"向下地"、"向上地"等）應(yīng)當(dāng)被視作是如后面所述或如所述附圖中所示的方 位。這些相對(duì)性用語僅僅旨在便于進(jìn)行說明，而并非要求設(shè)備以某一特定方位進(jìn)行構(gòu)造或 操作，但如此處有明確說明的除外。如"附接"、"附連"、"連接"、"聯(lián)接"、"互連"和類似用語 是指其中結(jié)構(gòu)直接地或通過介入結(jié)構(gòu)間接地相互固定或附連的關(guān)系，以及活動(dòng)或剛性附接 或關(guān)系，但另有明確說明的除外。此外，本發(fā)明的特征和有益效果通過參照示例性實(shí)施例示 出。因此，本發(fā)明明顯不應(yīng)當(dāng)被限定于示出的一些可能可單獨(dú)存在的非限制性特征組合或 其他特征組合的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。
[0015]本公開描述了目前所能預(yù)期的本發(fā)明的最佳實(shí)施方式或?qū)嵤┓绞?。此描述并非?在從限制意義上理解本發(fā)明，而僅僅出于示例目的結(jié)合附圖提供本發(fā)明的實(shí)例，以告知本 領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和構(gòu)造。在附圖的各個(gè)示意圖中，相同的參考號(hào)表示 相同或相似的零件。
[0016] 重要的是，應(yīng)當(dāng)注意本公開的實(shí)施例僅僅是本文的創(chuàng)新性教導(dǎo)的許多有利用途的 實(shí)例。通常，本申請(qǐng)的說明書中進(jìn)行的陳述不一定限制了各個(gè)要求保護(hù)的發(fā)明的任何發(fā)明。 而且，某些陳述可以適用于某些創(chuàng)造性特征，但不適用于其他特征。通常，除非另有說明，單 數(shù)元件可以是復(fù)數(shù)，并且反之亦然而不失一般性。
[0017] 圖1-2是快門組件100的一實(shí)施例的正視圖。該快門組件100包括驅(qū)動(dòng)組件凹槽 (pocket) 110,用于容納驅(qū)動(dòng)快門組件100的零件。該驅(qū)動(dòng)組件凹槽110被限定于底板120 與前蓋130之間。底板120支撐一端具有驅(qū)動(dòng)組件且另一端具有多個(gè)快門葉片140的部件。 快門葉片140可在如圖1-2所示的關(guān)閉位置與如圖4所示的打開位置之間移動(dòng)。該打開位 置暴露光通道口 150。多個(gè)設(shè)置于驅(qū)動(dòng)元件凹槽110內(nèi)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160使快門葉片140從 阻塞或閉塞快門開口 150的關(guān)閉位置（圖1-2)，移動(dòng)至暴露快門開口 150的打開位置（圖 4)。圖1為了示出驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160而移除部分前蓋130,圖2為了更好地示出驅(qū)動(dòng)元件凹槽 110的部件而移除了整個(gè)前蓋。
[0018] 快門開口 150被驅(qū)動(dòng)環(huán)170圍繞，該驅(qū)動(dòng)環(huán)170受驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160驅(qū)動(dòng)，使快門葉片 140在打開位置與關(guān)閉位置之間移動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160向驅(qū)動(dòng)環(huán)170施加力時(shí)，驅(qū)動(dòng)環(huán)170 圍繞垂直于快門葉片140的軸180旋轉(zhuǎn)。軸180還限定了快門組件100的中心軸。當(dāng)驅(qū)動(dòng) 環(huán)170在第一方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，使快門葉片140從關(guān)閉位置移動(dòng)至打開位置，且當(dāng)驅(qū)動(dòng)環(huán)170 在第二方向上選擇時(shí)，使快門葉片140從打開位置移動(dòng)至關(guān)閉位置。
[0019]在圖示說明的實(shí)施例中，每個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160進(jìn)一步包括帶有永磁銜鐵200的電磁 線圈190。但是，應(yīng)當(dāng)理解的是，采用其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)也是可能的，如，未采用電磁線圈或 永磁銜鐵的機(jī)構(gòu)。然而，在圖示圖說明的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160優(yōu)選為線性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，如， 電磁線圈或音圈（voice coil)。
[0020] 每個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160在至少2個(gè)位置是穩(wěn)定的。在圖示說明的實(shí)施例中，每個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)160都是帶有電磁線圈框架210的電磁線圈190,線圈（未示出）纏繞在一部分框架210 上。每個(gè)電磁線圈190進(jìn)一步包括軸230,永磁體200沿該軸230線性移動(dòng)。電磁線圈190 具有電流通過線圈（未示出）時(shí)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，其使永磁體200沿第一穩(wěn)定位置（永磁體 200在此基本上被包裹在電磁線圈框架210內(nèi)）與第二穩(wěn)定位置（其中，永磁體200相對(duì) 于電磁線圈框架210延伸）之間的軸230移動(dòng)。倒轉(zhuǎn)通過線圈的電流的方向使永磁體200 從第一位穩(wěn)定置移動(dòng)至第二穩(wěn)定位置，反之亦然。永磁體200初始設(shè)有偏移量，以使磁場(chǎng)失 準(zhǔn)，從而允許在穩(wěn)定位置之間線性運(yùn)動(dòng)。
[0021] 具體地，在圖1-2中所示的實(shí)施例中示出了 4個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160。每個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160 與驅(qū)動(dòng)環(huán)臂250上的驅(qū)動(dòng)環(huán)170都具有一個(gè)觸點(diǎn)240,且可在該觸點(diǎn)施加線性力使驅(qū)動(dòng)環(huán) 170旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160成對(duì)260動(dòng)作，每對(duì)260具有第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)每 個(gè)各自的永磁體200從第一穩(wěn)定位置移動(dòng)至第二穩(wěn)定位置時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在第一方向上 使驅(qū)動(dòng)環(huán)170旋轉(zhuǎn)，且第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在第二方向上使驅(qū)動(dòng)環(huán)170旋轉(zhuǎn)。應(yīng)了解，當(dāng)圖示說明 的實(shí)施例示出銜鐵200被擱置于觸點(diǎn)240上時(shí)，永磁體200可能通過鏈接件（未示出）連 接至觸點(diǎn)240,使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160在兩個(gè)方向上施加力。在如圖7所示的實(shí)施例中，每對(duì)驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160串聯(lián)，且該成對(duì)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)并聯(lián)。
[0022] 優(yōu)選地，4個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160設(shè)置成兩對(duì)260 (圖2)，每對(duì)具有沿驅(qū)動(dòng)環(huán)170圓周順時(shí) 針推動(dòng)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和沿驅(qū)動(dòng)環(huán)170圓周逆時(shí)針推動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。如圖2中實(shí)施例 所示，所述的兩對(duì)260呈對(duì)角設(shè)置，且串聯(lián)運(yùn)行以推動(dòng)或驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)環(huán)170。驅(qū)動(dòng)環(huán)170 進(jìn)一步包括凸耳270,該凸耳270與傳感器280 -起使用，用于感測(cè)驅(qū)動(dòng)環(huán)170的位置。在 圖示說明的實(shí)施例中，傳感器280為光遮斷器，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，該傳感器可以是屬于其 他傳感器類型的近距離傳感器。傳感器280在運(yùn)行聯(lián)鎖系統(tǒng)并防止快門組件100卡住時(shí)可 以提供關(guān)于快門位置的信息。
[0023] 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160的動(dòng)作（如，從一個(gè)穩(wěn)定位置移動(dòng)至另一個(gè)）由控制器290控制。 該控制器290通常針對(duì)具有打開運(yùn)動(dòng)和關(guān)閉運(yùn)動(dòng)的快門組件100發(fā)起兩級(jí)循環(huán)。在打開運(yùn) 動(dòng)中，該控制器290發(fā)送信號(hào)，使至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160從第一穩(wěn)定位置移動(dòng)至第二穩(wěn)定位 置。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160的運(yùn)動(dòng)使驅(qū)動(dòng)環(huán)170圍繞軸180在第一方向上旋轉(zhuǎn)，其反過來又使快門 葉片140移動(dòng)至打開位置（如圖4所示）。在快門組件100的關(guān)閉運(yùn)動(dòng)中，控制器290發(fā)送 信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160返回第一穩(wěn)定位置，同時(shí)使至少一個(gè)其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)從第一穩(wěn)定位置 移動(dòng)至第二穩(wěn)定位置。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)160在循環(huán)第二部分的運(yùn)動(dòng)使驅(qū)動(dòng)環(huán)170圍繞軸180在第 二方向上旋轉(zhuǎn)，其反過來又使快門葉片140從打開位置移動(dòng)至關(guān)閉位置。在一些實(shí)施例中， 控制器290可提供來自傳感器280的關(guān)于快門葉片140當(dāng)前位置的信息。
[0024] 圖3和圖5是圖1快門組件的后視圖，其中圖5中所示后蓋310在圖3中被全部 移除，且所示的快門葉片140位于關(guān)閉位置。快門葉片140在快門