非接触式快门致动系统和方法

专利名称：非接触式快门致动系统和方法
技术领域：
本发明整体涉及快门组件，尤其涉及依靠电磁力打开和关闭的 照相快门，在一个实施例中，该照相快门是自阻尼的，以减少打开或 关闭快门时的冲击和反弹。
背景技术：
用于各种类型照相和实验设备的电动镜头快门在本领域是众所 周知的。尤其适用于高速打开和关闭的镜头快门可以在不足一秒的时
间内进行操作。可以在30-40毫秒或更短时间内进行一次打开/关闭 循环，并且频率为每秒30次循环的重复循环是常见的。
镜头快门通常有两种。在一种类型中，所谓的"闸门式 (guillotine)"快门具有布置成覆盖镜头开口的一个或两个薄金属叶 片或片。枢轴连接使各叶片可以在叶片覆盖镜头开口的关闭位置和叶 片从镜头开口拉开的打开位置之间摆动。
在第二种类型的快门中，在镜头开口周围布置多个(通常为5 个)以枢轴方式安装的叶片。每个叶片连接到可旋转驱动环上。在操 作这种快门时，驱动环沿着一个方向旋转，使得叶片一致地摆动到打 开位置。在曝光后环反向旋转，使叶片摆动到镜头开口上的关闭位置。 通常使用直线电动机来驱动快门。当直线电动机致动时，直线电动机 将拉动使驱动环旋转的杠杆臂以打开快门。为了关闭快门，则关闭电 动机，弹簧使驱动环反向旋转以关闭快门。如上所述，这种快门可以 以每秒30次的频率进行打开和关闭循环。
通常在两种快门中布置用于当叶片在打开和关闭位置之间枢转 时吸收冲击力的冲击吸收器或阻尼器。关于这点，可以参考多项美国
专利，包括No. 3，595，553; No. 3,664,251;以及No. 6,652,165，上述 专利内容通过引用并入本文。如这些参考文献所披露的，冲击吸收器 进行操作从而非常快速但适度且不造成破坏地使快门叶片停止。首先 由直线电动机快速打开快门，然后在电动机断电时由弹簧快速关闭快 门，在此过程中几乎不或完全不发生反弹。
然而，在一些应用中，需要在延长的时间段内保持快门打开以 延长曝光时间。在这些情况下，惯常的做法是在曝光时间内保持电动 机致动，以便于克服将快门推压到关闭位置的弹簧的偏压而保持快门 打开。
在延长的时间段内维持对直线电动机的线圈提供能量是具有缺 陷的，这主要是因为所产生的热量。如果热量未散尽，那么热量会对 光学系统的同轴性产生负面影响，产生图像畸变并縮短快门系统的电 动机和其它热敏感部件的使用寿命。通常可以解决发热问题的风扇、 散热器或散热片在许多应用中是不适合的。例如，如果快门处于真空 环境下，那么散热片几乎不起作用。在军事和空间探测应用中，重量 都是一个问题，因此使用诸如散热器或散热片等任意附加部件都是不 合适的。参考美国专利No. 11/099,744，其公开了双稳态快门组件， 该双稳态快门组件使快门可以在不产生过多热量的情况下在较长时 间段内保持打开或关闭。
在一些应用中，空间也是一个限制。空间限制，尤其是快门开 口区域中的空间限制决定了用于保持快门打开的装置的尺寸和位置 参数。例如，布置在快门开口附近的部件必须具有相对较薄的剖面以 便不与通过打开的快门的光的锥角干涉。空间限制还使得在维持相同 基础结构的情况下改变快门尺寸时使用一个快门组件代替另一个快 门组件的操作变得复杂。
如上所述，大多现有技术的快门组件以机械的方式将直线电动 机连接到用于打开和关闭镜头开口的快门。为了进行适当地操作，尤 其是在高速时，必须精确地进行机械连接并对连接件的移动提供阻
尼。就申请者所知，还没有人就完全消除阻尼系统做出尝试或者，即 使做出尝试，也没有商业上的成功。
相应地，本发明的目的是提供一种用于旋转式快门的操作系统， 该操作系统消除了在致动器和快门之间进行机械连接以打开和关闭 快门的需要。
本发明的另一个目的是提供具有电磁操作系统的旋转快门。 本发明的另一个目的是提供操作旋转快门的方法，该方法使用 电磁能打开和关闭快门。

发明内容
在本发明中提供一种快门操作系统其依靠电磁能操作快门叶 片从而减少或完全消除在驱动电动机和所述快门叶片之间的直接机 械连接。在这方面，本发明使用永磁体和螺线管系统来操作所述快门 叶片，其中，磁体的移动使得所述快门叶片横过镜头开口在打开和关
闭位置之间移动。在本发明的一个实施例中，通过选择性地对一个线 圈通电然后对另一个线圈通电，来使得单个所述永磁体在一对间隔幵 的所述线圈之间移动。所述磁体的移动使得快门打开和关闭。在这方 面，所述磁体可以直接安装到所述快门叶片上，或者在使用旋转式快 门的情况下，将所述磁体安装到驱动环上，所述驱动环又以机械的方 式连接到所述快门叶片上。
在优选的实施例中，存在与所述快门叶片相连的两个永磁体并 且存在两个固定线圈， 一个线圈与一个磁体相关联。所述线圈之间的 间隔稍大于所述磁体之间的间隔，因此如果所述线圈之一与其相关联 的磁体对准，那么另一个线圈相对于与其相关联的磁体向外侧方向稍 稍偏离。采用这种构造，对已对准的所述磁体通电可以将其相关联的 磁体向所述另一个线圈排斥或推动。这使所述快门叶片移动到例如打 开位置，并且还使第二磁体向其相关联线圈移动。通过对第二螺线管 通电以吸引其相关联永磁体，可以有助于适当的定向移动。
当所述第二磁体接近所述第二线圈时，所述第二磁体被所述第 二线圈的芯体吸弓l。然后当所述第二磁体的磁场吸引住所述第二线圈
的芯体时，所述第二磁体的移动被阻止。这使得即使在切断对两个螺
线管的供电后也能保持所述快门的位置。
为了使所述快门叶片沿着相反方向摆动，将所述第二线圈通电
为具有相反极性以排斥或推开所述第二磁体。这使所述快门叶片沿着
所述相反方向移动，或向着关闭位置移动，与此同时所述第一磁体向 着其相关联线圈移动。通过使所述第一线圈通电为具有相反极性而吸
引其相关联永磁体，可以有助于适当的定向移动。
如上所述，在驱动所述快门的所述固定线圈和引起所述快门叶 片移动的磁体之间不存在物理连接。相应地，如果所述永磁体直接连 接到所述快门叶片上，那么，致动器与所述快门叶片机械地分离。如 果所述磁体安装到驱动环上，则可以减少主要机械连接部件的数量。 此外，在所述快门叶片打开和关闭时对移动行程末端不存在机械冲 击，因此该系统是自阻尼的。实际上，当各个永磁体的磁场吸引住各 个线圈的芯体时，由于其固定所述快门叶片的位置，因此可以减弱所 述永磁体的任意反弹运动而不需要机械阻尼。然而，这不排除与磁性 阻尼相关联地使用机械阻尼器。
相应地，在一个方面，本发明的特征在于一种具有分离的致动 器的快门，所述快门包括
a) 快门叶片，其可以在快门开口上移动以打开和关闭快门开 □;
b) 第一控制元件，其机械地连接到所述快门叶片上，所述控 制元件响应磁场而使所述快门叶片在快门打开和快门关 闭位置之间移动；以及
C) 第二控制元件，其与所述第一控制元件机械地分离并选择
性地产生磁场。 在方法方面，本发明是一种操作快门的方法，包括
a) 将永磁体操作性地连接到可移动的快门叶片，所述快门叶 片可以在快门打开和快门关闭位置之间移动；
b) 相对于与所述永磁体机械分离的永磁体，将电线圈安装到 固定位置上；以及
C) 选择性地对所述电线圈通电，从而可选地排斥和吸引所述 磁体，以便使所述快门叶片在所述打开和关闭位置之间移动。


图1是示出基板的快门平面图，其中由基板支撑的部件被移除；
图2是图1的一部分的局部切除放大图3是大致沿图1的线3-3截取的剖视图4是与图3相似的剖视图，仅示出处于打开位置的快门；
图5是与图3相似的视图，仅示出本发明的另一个实施例；以
及
图6是与图3相似的视图，示出本发明的另一个实施例。
具体实施例方式
参考附图，图1示出使用自阻尼致动系统的整体以IO表示的本 发明快门。该快门是可以用于如下任意照相、科学或校准应用的类型，
艮P:需要通过驱动一个或多个快门叶片横过开口来实现快门开口的一 次或多次打开和关闭循环。在这种系统中，通常提供当叶片(通常通 过枢转)在打开和关闭位置之间移动时吸收冲击的冲击吸收器或阻尼
器。就这方面来说，可以参考多项美国专利，包括No. 3,595,553; No. 3，664，251;以及No. 6,652,165，上述专利内容通过引用并入本文。 快门包括具有快门开口 14的基板12。通过使多个快门叶片16 (通常为5个)以枢转运动横过快门开口移动来打开和关闭快门开 口。在现有技术的快门中，通过安装到基板上的直线电动机来操作快 门叶片。电动机通过机械连接件作用以使驱动板旋转，其中，驱动板 的往复旋转用于打开和关闭快门叶片。此外，在现有技术中，将这样 的阻尼系统安装到基板上其作为冲击吸收器，以便非常快速但适度 且不造成破坏地使快门叶片停止。首先通过直线电动机的作用快速打 开快门，然后通过弹簧机构快速关闭快门，在此过程中，阻尼系统几 乎不或完全不产生反弹。
本发明还使用传统的驱动环18，在图1中通过基板的细长形开
口 20可以看到该驱动环的一部分。基板保持间隔开的螺线管22、 24。 出于下文所述的原因，将螺线管布置在细长形开口 20上方。
如图3和图4所示，驱动环18具有与快门开口 14对准的开口 26。销28从驱动环延伸。这些销延伸到在各个快门叶片中形成的对 应凸轮槽30中。采用这种设置，驱动环围绕与镜头开口轴线对准的 轴线33的往复旋转将使得快门叶片在打开和关闭位置之间枢转。
一对柱32、 34从驱动环延伸并穿过基板中的开口 20。这些柱以 及上述其它部件都由诸如不锈钢等非磁性材料制成。然而，在柱32、 34上分别支撑永磁体36、 38。永磁体36、 38分别与螺线管22、 24 之一相关联。
如图2最佳地示出，磁体36、 38之间的间隔稍小于相关联的螺 线管22、 24之间的间隔。相应地，当永磁体38与其相关联的螺线管 24芯体对准时，永磁体36在其螺线管22的内侧。该间隔差等于快 门叶片在打开和关闭位置之间移动所需的行程。
在操作过程中，当对螺线管断电且快门位于如图1、图2和图3 所示的关闭位置时，永磁体38被磁引力吸引到螺线管24的芯体并与 螺线管芯体的轴线对准。第二磁体36与其相关联的螺线管22足够远， 因此第二磁体36和螺线管22之间的吸引力不足以克服磁体38和螺 线管24的芯体之间的引力。因此，即使在不向任意线圈提供电能的 情况下，快门也是稳定的且锁定在关闭位置。
为了打开快门，操作控制器40以便为两个螺线管供电。螺线管 24通电后的极性与磁体38相排斥，而螺线管22通电后的极性吸引 其相关联的磁体36。螺线管24/永磁体38之间的排斥作用和螺线管 22/永磁体36之间的引力组合起来推动驱动环18沿快门打开方向移 动。当磁体36与其相关联的螺线管22的芯体对准时，驱动环的运动 受阻并停止，以便将快门叶片锁定在如图4所示的打开位置。
对两个螺线管不供电将使得快门叶片保持在打开位置，直到使 施加于两个螺线管上的电流反向以改变螺线管的极性为止。相应地， 为了关闭快门叶片，操作控制器40以使得通电的螺线管22的极性排
斥磁体36，而通电的螺线管24的极性吸引其相关联的磁体38。螺线 管22/永磁体36之间的排斥作用和螺线管24/永磁体38之间的引力 组合起来推动驱动环18沿相反的快门关闭方向移动。当磁体38与其 相关联的螺线管24的芯体对准时，驱动环的运动受阻并停止，以便 将快门叶片锁定关闭位置。
延迟电流的反向将允许快门在延迟时间内保持在打开位置。相 反地，如果在打开后不久即使得电流反向，则将使快门快速地打开和 关闭。
如上所述，磁体和其相关联的螺线管的芯体之间的引力阻止驱 动环的运动，并且由于磁引力使得磁体停止在与螺线管的芯体轴向对 准的位置。例如，如果在打开时系统的惯性使得磁体36稍稍超出其 相关联的螺线管22的芯体，那么磁体36和螺线管22的芯体之间的 磁引力会将磁体36和螺线管22的芯体拉回到对准位置。采用这样的 方式，在不使用机械阻尼器的情况下阻止并衰减驱动环的运动，从而 使快门稳定且锁定在打开和关闭位置。
在图1-图4的实施例中，使用两个永磁体和两个螺线管，并且 控制器40用以使施加到螺线管的电流反向从而打开和关闭快门。在 该实施例中，在不对螺线管通电且不使用机械阻尼器或制动器(用于 在打开或关闭快门时接触以吸收由打开和关闭快门叶片所产生的冲 击力)的情况下，快门叶片在打开和关闭位置上都是稳定的。图5 的实施例使用单个螺线管和单个永磁体。
对于该方面，图5示出由柱52保持的单个磁体50，柱52连接 到与驱动板18连接的驱动环18上。单个螺线管54具有与磁体50 偏离的轴线。当控制器40不对螺线管施加电流时，螺线管54的芯体 和磁体50之间的自然磁引力将磁体拉向螺线管芯体。这保持磁体并 由此保持驱动环18位于移动路径的末端(表示快门关闭位置)。在 所示的关闭位置上，移动路径的该端可以如图所示由柱52与穿过基 板12的开口 20的一端接合来限定，或者通过机械阻尼器(未示出) 来限定。
为了打开快门，控制器40对螺线管54通电以便产生与永磁体50相同的极性。相应地，磁体50被排斥从而远离螺线管54。对磁体 的排斥使得驱动环18旋转到快门打开位置。当控制器40不对螺线管 通电时，磁体50和螺线管54的芯体之间的磁引力使驱动环返回到快 门关闭位置。
该实施例主要用于仅将快门打开较短时间或需要几次快速循环 的情况。这是因为保持快门打开需要维持对螺线管通电或使用机械锁 定机构。而且，可以设定对螺线管施加电流和切断供电的定时，从而 防止快门叶片过度打开或过度关闭，因而不需要机械阻尼器。例如， 在打开时，可以在快门叶片位于完全打开位置之前切断螺线管的供 电，从而允许叶片的惯性使叶片移动到完全打开位置而不超过该位 置。相反地，在关闭快门时，可以在快门叶片到达完全关闭位置之前 对螺线管通电以排斥磁体。
在图6中示出另一个实施例。该实施例使用两个永磁体和两个 螺线管，但是不需要如图3和图4的实施例中那样改变螺线管的极性。 图6还示出磁体60、62可以设置在快门开口 14的中心线63的两侧， 而不是如上述实施例所示设置在同一侧。
在图6的实施例中，附图标记为60的磁体稍微偏离其相关联的 螺线管64的芯体，而磁体62与其相关联的螺线管66的芯体分开更 大的距离。当快门叶片16位于关闭位置时，磁体62和螺线管66之 间的距离过大而不能克服磁体60与螺线管64的芯体之间的吸引力， 因此，在不向线圈施加电能的情况下，快门保持稳定且位于关闭位置。
为了打开快门叶片，仅向螺线管64施加电流从而在螺线管中产 生排斥磁体的极性。通过偏离产生期望的移动方向，于是磁体60移 动到虚线所示的位置。这使得驱动板旋转，从而使得快门叶片枢转到 打开位置。 一旦磁体60被排斥开，磁体60与其相关联螺线管64的 芯体之间的距离过远，从而当切断螺线管64的电流时，磁体60不会 被磁引力拉回。
当驱动板旋转时，驱动板使磁体62更靠近与磁体62相关联的 螺线管66，直到磁体62到达作为移动路径末端的虚线位置为止。在 这个位置，磁体62由其相关联的螺线管66的芯体的磁引力保持，并
且即使不向任一螺线管提供电能，快门叶片也保持锁定在打开位置。 为了关闭快门并使快门叶片返回到图6的位置，向螺线管66提
供电能以产生排斥磁体62的极性，从而使磁体62返回到实线位置。 这也使磁体60返回到实线位置，在该位置，磁体60由其相关联螺线 管64的芯体的磁引力保持。
虽然图6的实施例使用电磁力打开和关闭旋转快门，但是这不 是优选的，其原因是该系统需要机械阻尼系统。
在图7和图8中示出另一个实施例。该实施例使用一个永磁体 78和两个螺线管82、 84以及两个机械阻尼器74、 76，两个机械阻尼 器74、 76在永磁体68的移动范围内的打开和关闭端与永磁体68接 合。
在图7的实施例中，示出的快门是关闭的，附图标记为78的磁 体抵靠阻尼器76的停止表面。相关联的螺线管84从磁体78的抵靠 位置偏离，从而使得螺线管84产生的磁场持续将磁体78吸引在停止 位置。
相对阻尼器74相对于当快门位于如图8所示的打开位置时磁体 78的位置布置在对应位置。在打开位置，磁体78抵靠阻尼器74的 停止表面，并且相关联的螺线管82定位成当对其通电时其持续吸 引磁体78，使得磁体78到达抵靠阻尼器74的停止表面的停止位置。 第二螺线管82定位成由螺线管82产生的磁场持续吸引磁体78, 使得磁体移动到抵靠阻尼器74的停止表面的位置。
再次参考图7，为了打开快门叶片，向螺线管84施加电流以产 生排斥磁体78的磁场，并且大致同时地向螺线管82施加电流以产生 吸引磁体78的磁场。应该理解到，虽然大致同时向两个螺线管82、 84施加电流能够提供有效的打开作用，但是不是必须同时施加电流。 例如，可以首先向螺线管84施加电流以产生排斥磁场，然后，当磁 体78向另一个阻尼器74移动时，可向螺线管82施加电流以产生吸 引磁场。根据打开运动所需的特征，可以保持或切断螺线管84的电 流。对两个螺线管82、 84通电会在磁体78上产生最大的力，而依次 对螺线管通电或可选地仅对一个螺线管通电以吸引或排斥磁体78会
对驱动环18提供较小的力。此外，可以调制螺线管82、 84的电流以 控制磁体78在快门打开和快门关闭位置之间的移动。例如，可以在 两个螺线管82、 84上施加变化宽度的脉冲，施加到螺线管82、 84 上的电流极性可以在磁体78移动中的各个点处改变，从而使磁体78 加速或使磁体78减速，或者可以控制磁体78的移动以便例如随着时 间或根据任意其它所需特征线性地增加快门开口 14的尺寸。
虽然图7和图8所示的本发明实施例示出一组螺线管82、 84和 单个磁体78，但是可以将多个磁体和多对螺线管在围绕快门开口的 各个径向位置上连接到驱动环18上。使用多组螺线管和磁体可以减 小为了在驱动环18上产生相同的力而必须施加到各螺线管上的电流 量。
还可以理解到的是，虽然图7和图8所示的实施例示出了与单 个磁体78相关联的一组螺线管82、 84，但是也可以对该布置进行变 形。例如，围绕快门开口 14在径向间隔开的多个位置上设置多个磁 体，并且一个螺线管82或84与每个磁体78相关联。在一个实例中， 螺线管82与第一磁体相关联，螺线管84与第二磁体相关联。由于磁 体与驱动板机械连接，因此，可以构想出多种构造。
相似地，阻尼器不需要与磁体或被驱动的磁体物理上相连。本 领域技术人员已知的任意阻尼器都可以在远离磁体和螺线管的位置 上与驱动环连接，并且仍提供有效的阻尼作用。
在图9、图10、图11和图12中示出本发明的另一个实施例。 首先参考图9，其示出根据发明的快门的俯视图。快门IO包括基板 12、快门开口 14和多个快门叶片16。 一对螺线管22和24布置在基 板上，位于快门开口 14的相对两侧的径向间隔开的位置上。在图10 (沿图9中的长线10-10截取的剖视图)中可以更清楚地看出，第一 磁体60和第二磁体62连接在驱动环18上，该驱动环18又连接在快 门叶片16上。磁体60和62以相对吸引的构造安装在驱动环上；也 就是说，磁体60的N极在上端，而磁体62的N极在下端，或者反 之亦然。
螺线管24包括芯体25，该芯体由诸如铁材料等磁性材料制成并
由缠绕在绕线筒29上的线圈27包围。优选的是，在该实施例和其它 实施例中，芯体25由具有低矫顽力的材料制成，例如由Camden NJ 的Magnetic Metals制造的商标为Microsil的M6晶粒取向3.3%硅钢， 从而允许在对线圈断电时线圈27能够快速地转换到未磁化状态，并 且允许线圈从一个磁性取向到另一个磁性取向相对快速地转换极性， 同时仅保持最小的剩磁。通过将合适极性的信号施加到线圈27上， 可以暂时地使芯体25具有根据信号的极性N极位于上部或下部的磁 性状态。例如，如果磁体60布置成其N极向上，并且对螺线管24 通电使螺线管24的N极位于下部，那么，芯体25将排斥磁体60并 吸引磁体62。这是图10所示的构造。该构造使得磁体60和62将驱 动环从图IO所示的位置驱动到图12所示的位置。该构造使用在螺线 管24与磁体60和62之间存在的引力和斥力来移动驱动环，并将快 门从图9所示的关闭位置移动到图ll所示的打开位置。 一旦快门到 达图12所示的构造，断开对螺线管24的供电。因为芯体25由磁性 材料制成，因此即使不对芯体供电，磁体62也被芯体25吸引并且将 快门保持在打开位置。
为了将快门从图11和图12所示的打开位置移动到图9和图10 所示的关闭位置，对螺线管通电从而使其S极位于下端。这排斥磁 体62并同时吸引磁体60，从而使基板旋转到图IO所示的位置并关 闭快门。当从线圈27移除磁化信号时，磁体60继续吸引芯体25并 且将快门保持在关闭位置。
为了使快门从图12所示的打开位置移动到图IO所示的关闭位 置，将与上述信号极性相反的信号施加到螺线管24上。这使得芯体 25被暂时地磁化。
可选的是，提供第二螺线管22和第二对磁体以增加作用于基板 上的力，从而增加快门打开和关闭的速度，或者减少为产生与使用单 个线圈时产生的打开/关闭速度相同的速度而必须施加到线圈上的电 能。
优选的是，快门10设置有阻尼器70。阻尼器70包括形成在基 板12中的狭缝72，其中销74穿过狭缝72向上突出。该狭缝优选地
设有阻尼材料76，诸如环绕狭缝的环，或者位于狭缝端部的能量吸 收塑料块或相似材料的块。合适的阻尼材料的实例在美国专利No.
6,652,165中有所描述。通过减弱当螺线管将快门从完全打开位置移 动到完全关闭位置时产生的冲击力，阻尼器延长快门的使用寿命。此 外，阻尼器使快门不产生噪音，这在一些应用中是重要的。
可以以多种方式设置阻尼器。如果快门叶片相对坚固，则可以 将快门叶片本身直接连接在阻尼系统上，但是如果快门叶片非常薄且 在受到冲击时容易破坏，此时这不是优选的。优选的是，如图9至图 12所示，阻尼器与螺线管致动器分离并且与磁体分离。
可选的是，阻尼器可以设置成直接与磁体接合。阻尼器的构造 可以与图9和图11所示的构造大致相同，但是应该对磁体60和62 中的一个或两个设置阻尼器材料76，以提供与为图9和图11的销74 所提供的阻尼作用相同的阻尼作用。
另外可选的是，阻尼器可以设置成对基板和驱动环之间的运动 提供阻尼。
优选的是，在阻尼器的所有构造中，阻尼器材料设置成在如下 位置与磁体或销接合，即在不设置阻尼器时磁体或销所到达的位置 稍前方的位置。这保证阻尼器控制端部位置，而不是磁体和螺线管的 结合控制端部位置。这还保证当依靠磁体和螺线管芯体之间的磁力使 磁体保持在该位置时，该位置由阻尼器固定并且是预先已知的。
相应地，应该理解到本发明通过如下方面达到其预定目的提
供一种快门操作系统，该快门操作系统消除了打开和关闭快门时对机 械连接的需要。本发明还提供通过电磁驱动的操作系统打开和关闭的 快门，在至少一个实施例中，该快门消除了对机械阻尼的需要。 上面已经详细描述了本发明，要求保护的内容如权利要求书所述。
权利要求
1.一种快门组件，包括a)基板，其具有快门开口；b)至少一个快门叶片，其安装为可以相对于所述基板移动，以横过所述快门开口在快门打开位置和快门关闭位置之间移动；c)永磁体，其与所述快门叶片相连；d)固定的电磁螺线管，其选择性地通电以交替地吸引和排斥所述永磁体，并使所述快门相应地移动到所述快门打开位置和快门关闭位置中的一个位置，然后移动到所述快门打开位置和快门关闭位置中的另一个位置；以及e)所述基板和快门叶片是由非磁性材料制成的。
2. 根据权利要求1所述的快门组件，包括a) 非磁性驱动环，其安装在所述基板上，以围绕垂直于所述基 板平面延伸的轴线往复旋转；b) 位于所述驱动环上的凸轮和位于所述快门叶片上的凸轮槽， 它们共同协作，以便在所述驱动环往复旋转时，将所述快门叶片移动 到所述快门打开位置或快门关闭位置；以及c) 所述永磁体固定到所述驱动环上并可以随着所述驱动环移 动，所述固定的电磁螺线曾相对于所述驱动环位于固定位置。
3. 根据权利要求2所述的快门组件，其中， 对所述电磁螺线管通电将排斥所述永磁体，以将所述快门移动到所述快门打开位置和快门关闭位置中的一个位置；对所述电磁螺线 管断电会将所述永磁体吸引到所述电磁螺线管的芯体，以将快门移动 到所述快门打开位置和快门关闭位置中的另一个位置。
4. 根据权利要求1所述的快门组件，包括 第二固定的电磁螺线管，其选择性地通电以与所述第一固定的 电磁螺线管反向同步地交替地吸引和排斥所述永磁体，并使所述快门 相应地移动到所述快门打开位置和快门关闭位置中的一个位置，然后 移动到所述快门打开位置和快门关闭位置中的另一个位置。
5. 根据权利要求1所述的快门组件，包括与所述快门叶片相连的第二永磁体，所述第二永磁体设置成 在所述第一永磁体被吸引时所述第二永磁体被所述电磁螺线管排斥， 在所述第一永磁体被排斥时所述第二永磁体被所述电磁螺线管吸弓i。
6. 根据权利要求5所述的快门组件，包括第二固定的电磁螺线管，其选择性地通电以与所述第一固定的 电磁螺线管反向同步地交替地吸引和排斥所述第二永磁体，并且使所 述快门相应地移动到所述快门打开位置和快门关闭位置中的一个位 置，然后移动到所述快门打开位置和快门关闭位置中的另一个位置。
7. 根据权利要求l所述的快门组件，包括机械阻尼器，其可操作以在所述快门打开位置和快门关闭位置 中的一个位置处对所述快门叶片的运动提供阻尼。
8. 根据权利要求1所述的快门组件，包括机械阻尼器，其可操作以在所述快门打开位置和快门关闭位置 这两个位置处对所述快门叶片的运动提供阻尼。
9. 根据权利要求7所述的快门组件，其中， 所述机械阻尼器与至少一个所述永磁体接合。
10. —种具有分离的致动器的快门，包括-a) 快门叶片，其可以在快门开口上移动以打开和关闭所述快门开口；b) 第一控制元件，其机械地连接到所述快门叶片上，所述第一 控制元件响应磁场而使所述快门叶片在快门打开位置和快门关闭位 置之间移动；以及C)第二控制元件，其与所述第一控制元件机械地分离并选择性 地产生磁场。
11. 根据权利要求IO所述的快门组件，包括a) 驱动环，其连接到所述快门叶片上，以围绕垂直于所述快门 叶片平面延伸的轴线往复旋转；b) 位于所述驱动环上的凸轮和位于所述快门叶片上的凸轮槽， 它们共同协作，以便在所述驱动环往复旋转时，将所述快门叶片移动 到所述快门打开位置或快门关闭位置；以及c) 所述第一控制元件包括永磁体，所述永磁体固定到所述驱动 环上并随着所述驱动环移动，所述第二控制元件包括电磁螺线管，所 述电磁螺线管相对于所述驱动环位于固定位置。
12. 根据权利要求IO所述的快门组件，其中， 对所述电磁螺线管通电将排斥所述永磁体，以将所述快门移动到所述快门打开位置和快门关闭位置中的一个位置；对所述电磁螺线 管断电会将所述永磁体吸引到所述电磁螺线管的芯体，以将快门移动 到所述快门打开位置和快门关闭位置中的另一个位置。
13. 根据权利要求IO所述的快门组件，包括 第二固定的电磁螺线管，其选择性地通电以与第一固定的电磁螺线管反向同步地交替地吸引和排斥所述永磁体，并使所述快门相应 地移动到所述快门打开位置和快门关闭位置中的一个位置，然后移动 到所述快门打开位置和快门关闭位置中的另一个位置。
14. 根据权利要求IO所述的快门组件，包括 与所述快门叶片相连的第二永磁体，所述第二永磁体设置成在第一永磁体被吸引时所述第二永磁体被所述电磁螺线管排斥，在第 一永磁体被排斥时所述第二永磁体被所述电磁螺线管吸引。
15. 根据权利要求14所述的快门组件，包括第二固定的电磁螺线管，其选择性地通电以与第一固定的电磁 螺线管反向同步地交替地吸引和排斥所述第二永磁体，并且使所述快 门相应地移动到所述快门打开位置和快门关闭位置中的一个位置，然 后移动到所述快门打开位置和快门关闭位置中的另一个位置。
16. 根据权利要求IO所述的快门组件，包括机械阻尼器，其可操作以在所述快门打开位置和快门关闭位置 中的一个位置处对所述快门叶片的运动提供阻尼。
17. 根据权利要求IO所述的快门组件，包括机械阻尼器，其可操作以在所述快门打开位置和快门关闭位置 这两个位置处对所述快门叶片的运动提供阻尼。
18. 根据权利要求16所述的快门组件，其中， 所述机械阻尼器与至少一个所述永磁体接合。
19. 根据权利要求n所述的快门组件，其中，所述机械阻尼器与两个所述永磁体均接合。
20. —种快门，包括a) 至少一个可移动的快门叶片，其可以在打开位置和关闭位置 之间移动；b) 磁体，其机械地连接到所述快门叶片上；c) 位于所述磁体附近的电致动螺线管线圈，所述线圈可操作以响应施加到所述线圈上的信号来移动所述磁体，从而使所述快门叶片 在打开和关闭位置之间移动。
21. 根据权利要求20所述的快门组件，包括a) 非磁性驱动环，其连接到所述快门叶片上，以围绕垂直于所 述快门叶片平面延伸的轴线往复旋转；b) 位于所述驱动环上的凸轮和位于所述快门叶片上的凸轮槽， 并共同协作，以便在所述驱动环往复旋转时，将所述快门叶片移动到所述打开位置或关闭位置；以及c) 所述永磁体固定到所述驱动环上并随着所述驱动环移动，所 述电致动螺线管线圈相对于所述驱动环位于固定位置。
22. 根据权利要求21所述的快门组件，其中， 对所述螺线管通电将排斥所述永磁体，以将所述快门移动到所述打开位置和关闭位置中的一个位置；对所述螺线管断电会将所述永 磁体吸引到所述螺线管的芯体，以将快门移动到所述打开位置和关闭 位置中的另一个位置。
23. 根据权利要求20所述的快门组件，包括 第二固定的电磁螺线管，其选择性地通电以与所述第一固定的电磁螺线管反向同步地可选地吸引和排斥所述永磁体，并使所述快门 相应地移动到所述打开位置和关闭位置。
24. 根据权利要求20所述的快门组件，包括 与所述快门叶片相连的第二永磁体，所述第二永磁体设置成在所述第一永磁体被吸引时所述第二永磁体被所述电磁螺线管排斥， 在所述第一永磁体被排斥时所述第二永磁体被所述电磁螺线管吸引。
25. 根据权利要求24所述的快门组件，包括 第二固定电磁螺线管，其选择性地通电以与所述第一固定电磁螺线管反向同步地可选地吸引和排斥所述第二永磁体，并且使所述快 门相应地移动到所述打开位置和关闭位置中的一个位置，然后移动到 所述快门打开位置和快门关闭位置中的另一个位置。
26. 根据权利要求20所述的快门组件，包括机械阻尼器，其可操作以在所述打开位置和关闭位置中的一个 位置处对所述快门叶片的运动提供阻尼。
27. 根据权利要求20所述的快门组件，包括机械阻尼器，其可操作以在所述打开位置和关闭位置这两个位 置处对所述快门叶片的运动提供阻尼。
28. 根据权利要求26所述的快门组件，其中， 所述机械阻尼器与至少一个所述永磁体接合。
29. 根据权利要求27所述的快门组件，其中， 所述机械阻尼器与两个所述永磁体均接合。
全文摘要
本发明公开一种快门操作系统，其依靠电磁能操作快门叶片。永磁体和螺线管系统操作快门叶片。磁体的移动使快门叶片在镜头上的打开和关闭位置之间移动。通过选择性地对第一线圈然后对另一个线圈通电，使永磁体在一对间隔开的线圈之间移动。磁体可以直接安装到快门叶片上，或者在使用旋转式快门的情况下，磁体可以安装在驱动环上，所述驱动环又机械地连接到快门叶片上。
文档编号G06F7/533GK101351769SQ200680050297
公开日2009年1月21日 申请日期2006年11月13日 优先权日2005年11月16日
发明者戴维·维廖内, 斯蒂芬·T·帕斯夸雷拉 申请人:Va公司