电机、快门装置及摄像装置的制作方法

本发明实施例涉及成像设备技术领域，尤其涉及一种应用于快门装置的电机、快门装置及摄像装置。

背景技术：

相机的快门通常包括焦平面快门和镜间快门等。焦平面快门是一种放在成像的焦平面前方的快门，通常指卷帘快门。前帘幕与后帘幕释放的动力来源于弹簧和连杆组件，有一减速电机通过弹簧和连杆组件为前帘幕和后帘幕同时上弦，前帘幕与后帘幕各由一电磁铁单独控制，实现前帘幕和后帘幕的时序动作。焦平面快门主要应用在单反相机上。

镜间快门是一种放在镜头内部光阑位置的快门，又叫做叶片快门。叶片组件由左右连杆机构驱动，左右连杆机构串联在电磁铁的动子上，动子有两个稳态位置(永磁力提供自锁力)，电磁铁用于控制动子的释放与回收，反力弹簧帮助电磁铁启动和制动。镜间快门主要应用在轻便相机和部分镜头上。

然而，现有的镜间快门普遍结构复杂，体积大，重量太重等缺点。

而且，近年来，相机模块的尺寸随着技术发展而逐渐缩小，但快门驱动装置的尺寸仍然始终成为制约着相机模块的尺寸小型化的一大障碍。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种电机、快门装置及摄像装置。

根据本发明实施例的一个方面，提供一种电机，其应用于快门装置中。所述电机包括具有绕组的印刷电路板组件、定子铁芯、转子以及安装在所述转子上的磁铁。所述印刷电路板组件具有第一侧和第二侧。所述定子铁芯安装于所述印刷电路板组件的第一侧，所述绕组围绕所述定子铁芯设置。所述转子和所述磁铁安装于所述印刷电路板组件的第二侧并与所述绕组间隔设置。

本发明实施例的电机具有扁平化的结构，从而利于快门装置的小型化。

根据本发明实施例的另一个方面，提供一种快门装置，其包括如上所述的电机及快门叶片，所述快门叶片连动于所述电机的转子并用于在快门关闭时切换曝光区域的光源，其中，当电机工作时，绕组被通电，所述转子转动以实现所述快门叶片的开闭动作。

根据本发明实施例的又一个方面，提供一种摄像装置，其包括如上所述的快门装置。

本发明实施例的快门装置及摄像装置通过将采用具有绕组的印刷电路板组件的轴向磁通电机应用于快门中，并且优化轴向磁通电机结构，增加导磁率，具有紧凑和简单的结构，且成本低廉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例的快门装置的整体示意图；

图2为图1所示的快门装置的分解示意图；

图3为图1所示的快门装置在打开状态下的背面示意图；

图4为图1所示的快门装置在闭合状态下的背面示意图；

图5为图1所示的快门装置沿a-a线的剖面示意图；

图6为图5所示的快门装置中圆圈部分的放大图；

图7为本发明另一个实施例的快门装置的立体示意图；

图8为图7所示的快门装置的分解示意图；

图9为图7所示的快门装置在打开状态下的正面示意图；

图10为图9所示的快门装置沿b-b线的剖面示意图；

图11为图10所示的快门装置中圆圈部分的放大图；

图12为图7所示的快门装置的侧面示意图；

图13为图12所示的快门装置中圆圈部分的放大图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本发明中“能够”可以表示具有能力。

下面结合附图，对本发明的各个实施例进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

图1至图6揭示了本发明第一实施例的快门装置1。如图1至图6所示，本发明第一实施例的快门装置1包括电机10和快门叶片11。电机10包括具有绕组120的印刷电路板组件12、定子铁芯13、转子14和安装在转子14上的磁铁15。绕组120、印刷电路板组件12和定子铁芯13可以分别被称之为第一绕组、第一印刷电路板组件和第一定子铁芯。印刷电路板组件12包括第一侧121和第二侧122，定子铁芯13安装于印刷电路板组件12的第一侧121，绕组120围绕定子铁芯13设置。转子14和磁铁15安装于印刷电路板组件12的第二侧122并与绕组120间隔设置。快门叶片11连动于电机10的转子14并用于在快门关闭时切换曝光区域的光源。

如图1和图2所示，在一些实施例中，转子14和快门叶片11一体注塑成型，从而形成一个整体的转子叶片16。因此，能够简化结构，减少转动部分的转动惯量。在本发明的以下实施例及附图中，均将以一个整体的转子叶片16为例来进行描述。然而，应理解的是，在本发明实施例的快门装置1中，转子14和快门叶片11并不应局限于一体成型的，在其他实施例中，转子14和快门叶片11也可以是两个独立的元件。

定子铁芯13为导磁材料，可以增加导磁率。在绕组120未通电时，定子铁芯13与磁铁15之间的吸引力保持平衡，电机10呈稳态，转子叶片16处于打开状态，如图3所示。当绕组120被通电时，在定子铁芯13的共同作用下形成磁场，磁铁15在磁场的作用下发生偏转，定子铁芯13与磁铁15之间的平衡被打破，磁铁15的偏转带动转子14的转动，由于快门叶片11连动于电机10的转子14，因此，转子14的转动进而带动快门叶片11的转动，即转子叶片16的转动，当随着转子14的继续转动达到定子铁芯13与磁铁15之间的新的平衡点时，转子叶片16处于闭合状态，如图4所示。从而，通过绕组120的通断电实现转子叶片16的开闭动作。

在本文中所述的印刷电路板组件12包括印刷电路板以及形成在印刷电路板上的导电线路(未示出)。在一些实施例中，绕组120通过印刷电路板制板工艺集成到印刷电路板组件12中，例如，绕组120可以采用在印刷电路板上丝网印刷的方式直接形成在印刷电路板上，从而可以实现电机10的扁平化，减小电机10的尺寸和体积，进一步简化结构，降低成本。在本发明的以下各种实施例和附图中，将以绕组120集成到印刷电路板组件12上为例来进行详细描述。然而，本发明实施例的快门装置1并不应局限于绕组120集成到印刷电路板组件12上的形式，在另一些实施例中，绕组120也可以采用集成绕组120的形式，然后，集成绕组120通过例如焊接等方式固定在印刷电路板组件12上，从而可以有效地提高电机10的扭矩。

在本发明的实施例中，电机10为轴向磁通电机。转子叶片16包括多个，相应地，电机10中的转子14、磁铁15、定子铁芯13和绕组120也分别包括与转子叶片16的数量相对应的多个。印刷电路板组件12呈圆环状，在印刷电路板组件12的中间具有通光孔123。多个绕组120、多个转子14和多个定子铁芯13均沿印刷电路板组件12的通光孔123呈环形分布。

本发明实施例的电机10采用轴向磁通电机，多个绕组120、多个转子14和多个定子铁芯13设置成围绕印刷电路板12的通光孔123呈环形分布，并且，将绕组120集成到印刷电路板组件12上，从而能够实现电机10的扁平化，有利于快门装置1的小型化。

本发明实施例通过轴向磁通电机10作为动力，直驱转子叶片16，通过磁铁15和定子铁芯13的齿槽转矩，实现转子叶片16的开合的两个稳态的需求，结构简单，可靠性高，同时通过控制上电校准，实现叶片的同步性控制。

如图2所示，定子铁芯13包括铁芯柱132，绕组120环绕铁芯柱132从印刷电路板组件12的第一侧121延伸至其第二侧122。在一些实施例中，定子铁芯13还包括扁平部131，铁芯柱132从扁平部131向外凸伸出，铁芯柱132从印刷电路板组件12的第一侧121延伸穿过印刷电路板组件12上的通孔124并延伸至其第二侧122，扁平部131位于印刷电路板组件12的第一侧121。

转子叶片16通过转轴17可转动地安装在印刷电路板组件12上并与定子铁芯13的扁平部131间隔相对。在一些实施例中，在定子铁芯13的扁平部131与铁芯柱132的同侧上还设有定位柱133，在定位柱133中形成有定位孔134，转轴17贯穿转子14、印刷电路板组件12上的通孔125并定位在扁平部131上的定位柱133的定位孔134中。

如图5和图6所示，为了防止转轴17轴向脱出，快门装置1还可以包括垫片18，在一个实施例中，垫片18设置在转轴17与定子铁芯13的扁平部131的定位孔134之间，垫片18与转轴17过盈配合，从而避免转轴17的轴向移动，而仅允许转轴17的轴向转动。

返回参照图2所示，在一些实施例中，绕组120包括第一子绕组1201、第二子绕组1202和第三子绕组1203，相应地，定子铁芯13包括三个铁芯柱132，第一子绕组1201、第二子绕组1202和第三子绕组1203中的每一个环绕一个铁芯柱132设置。

在一个实施例中，第一子绕组1201、第二子绕组1202和第三子绕组1203均匀分布在转轴17周围。

磁铁15包括n-s极磁铁151和s-n极磁铁152。在电机10处于稳态下，转子叶片16处于打开状态，即转子14处于第一稳定位置时，n-s极磁铁151和s-n极磁铁152分别与第一子绕组1201和第二子绕组1202正对。当绕组120通电，在定子铁芯13的共同作用下形成闭合磁场，闭合磁场驱动转子叶片16顺时针转动，n-s极磁铁151和s-n极磁铁152分别转到与第二子绕组1202和第三子绕组1203相正对的位置，此时转子叶片16关闭，转子14处于第二稳定位置。由于绕组120中通的是交流电，因此继续通电，n-s极磁铁151和s-n极磁铁152将向反方向转动，于是，n-s极磁铁151和s-n极磁铁152从与第二子绕组1202和第三子绕组1203正对的位置回到与第一子绕组1201和第二子绕组1202正对的位置，即转子返回到第一稳定位置。

然而，本发明实施例的绕组120中的第一子绕组1201、第二子绕组1202和第三子绕组1203的设置并不应局限于呈等边三角形布置。在本发明的另一个实施例中，在定义了转子14与第一子绕组1201和第二子绕组1202正对的位置为第一稳定位置，转子14与第二子绕组1202和第三子绕组1203正对的位置为第二稳定位置，其中，第一稳定位置是快门开启状态下转子的位置，第二稳定位置是快门闭合状态下转子的位置的前提下，只要确保第一子绕组1201和第二子绕组1202的中心连线与第二子绕组1202和第三子绕组1203的中心连线的距离相等即可。

继续参照图5和图6所示，在定子铁芯13的扁平部131与印刷电路板组件12之间设置有散热片19。在一个实施例中，散热片19为散热硅胶，散热硅胶把印刷电路板组件12上的热量传递给定子铁芯13进行散热。本发明实施例的定子铁芯13可以起到导磁和散热的双重作用。

在一些实施例中，转子叶片16包括至少八个，从而能够很好地解决风车状光斑效应的问题。在本发明实施例的附图中，转子叶片16被示出为八个，八个转子叶片16配合并借助于绕组120的通断电实现其开闭动作。

本发明实施例通过将采用具有绕组120的印刷电路板组件12的轴向磁通电机10应用于快门中，并且优化轴向磁通电机10的结构，增加导磁率，具有紧凑和简单的结构，且成本低廉。

图7至图13揭示了本发明第二实施例的快门装置2。如图7至图13所示，本发明第二实施例的快门装置2包括电机20和快门叶片11。相对于第一实施例的快门装置1的电机10，本发明第二实施例的快门装置2的电机20除了包括具有绕组120的印刷电路板组件12、定子铁芯13、转子14和安装在转子14上的磁铁15等结构之外，还在第一实施例的快门装置1的电机10的基础上进一步包括具有第二绕组220的第二印刷电路板组件22和第二定子铁芯23，第二印刷电路板组件22具有第一侧221和第二侧222，第二定子铁芯23设置于第二印刷电路板组件22的第一侧221，转子14和磁铁15位于第二印刷电路板组件22的第二侧222并与第二印刷电路板组件22的第二绕组220间隔设置。

具有第二绕组220的第二印刷电路板组件22和具有绕组120的印刷电路板组件12将转子14夹设于两者之间。第二定子铁芯23与定子铁芯13将第二印刷电路板组件22和印刷电路板组件12夹设于两者之间。

第二绕组220也可以通过丝网印刷工艺集成到第二印刷电路板组件22中，或者，第二绕组220为一种集成绕组，其可以通过焊接等方式固定到第二印刷电路板组件22上。

第二印刷电路板组件22、第二绕组220及第二定子铁芯23具有与印刷电路板组件12、绕组120及定子铁芯13相类似的结构，第二印刷电路板组件22也呈圆环状，在第二印刷电路板组件22的中间具有通光孔223。多个第二绕组220和多个定子铁芯23均沿第二印刷电路板组件22的通光孔223呈环形分布。并且，第二绕组220及第二定子铁芯23的设置位置分别与绕组120及定子铁芯13的位置相对应，第二绕组220及第二定子铁芯23的数量分别与绕组120及定子铁芯13的数量相对应，故，在此不再赘述。

如图8所示，在一些实施例中，第二绕组220也类似地包括第一子绕组2201、第二子绕组2202和第三子绕组2203，并且，第二绕组220中的第一子绕组2201、第二子绕组2202和第三子绕组2203与绕组120中的第一子绕组1201、第二子绕组1202和第三子绕组1203分别相正对。

如图10和图11所示并配合参照图8，与第一实施例所不同的是，在第二实施例的定子铁芯13中未设置定位柱，定位孔134直接设置在定子铁芯13中的扁平部131上，类似地，在第二定子铁芯23上也未设置定位柱，而是直接在其扁平部231上设置定位孔234。

转轴17穿过印刷电路板组件12和第二印刷电路板组件22被分别定位在定子铁芯13的扁平部131和第二定子铁芯23的扁平部231中。转子14通过转轴17可转动地安装在印刷电路板组件12和第二印刷电路板组件22并分别与定子铁芯13的扁平部131和第二定子铁芯23的扁平部231间隔相对。

因此，如图11所示，在第二实施例中，转子14和磁铁15与印刷电路板组件12的绕组120之间存在第一间隔126，转子14和磁铁15与第二印刷电路板组件22的第二绕组220之间存在第二间隔226。

在绕组120和第二绕组220未通电时，磁铁15与定子铁芯13及第二定子铁芯23之间的吸引力保持平衡，电机20呈稳态，转子叶片16处于打开状态。当绕组120和第二绕组220分别被通电时，在定子铁芯13和第二定子铁芯23的共同作用下分别形成磁场，磁铁15在磁场的作用下发生偏转，带动转子叶片16的转动，从而实现转子叶片16的闭合。

在一些实施例中，第二实施例的快门装置2可以包括垫片18和28，如图11所示，垫片18和28分别与转轴17过盈配合，从而避免转轴17的轴向移动。垫片18设置在印刷电路板组件12与转子叶片16之间；垫片28设置在印刷电路板组件22与转子叶片16之间。

在另一些实施例中，第二实施例的快门装置2还可以包括散热片19和29，如图11所示，散热片19设置在定子铁芯13的扁平部131与印刷电路板组件12之间，其用于将印刷电路板组件12上的热量传递给定子铁芯13进行散热；散热片29设置在第二定子铁芯23的扁平部231与第二印刷电路板组件22之间，其用于将第二印刷电路板组件22上的热量传递给第二定子铁芯23进行散热。

在第二实施例的快门装置2的电机20中，采用在两层定子铁芯13之间设一层转子14的类似三明治的这种“夹层”结构,能够有效地解决定子和转子14间的磁拉力过大的问题。然而，本发明实施例并不应局限于此，在本发明的其他实施例中，电机20也可以类似地采用两层转子14中间设一层定子铁芯13的结构，或者，也可以采用多层定子铁芯13和多层转子14互相穿插的结构，这种类似结构的等同变换均应在本发明的保护范围之内。

第二实施例的快门装置2的电机20相对于第一实施例的电机10来说多增加了一侧的印刷电路板组件及定子铁芯，从而能够减少漏磁，效率更高。

在本文中，术语“某些实施例”、“一个实施例”、“另一个实施例”、“一些实施例”或“另一些实施例”等的描述意指结合所述实施例描述的具体特征、结构、材料或者条件包含于本发明实施例的至少一个实施例中。在本文中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同实施例。而且，本文中上面所描述的具体特征、结构、材料或者条件可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。

本发明实施例还提供了一种摄像装置，该摄像装置可以采用上面所述的任一种实施例中的快门装置1、2。

本发明实施例的摄像装置具有与上述快门装置1、2相类似的有益技术效果，故在此亦不再赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明实施例所提供的电机、快门装置及摄像装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，可以在具体实施方式及应用范围上做出任何修改、等同替换或改进等，其均应包含在本发明的权利要求书的范围之内。