[发明专利]非接触式快门致动系统和方法

说明书

对“序列表”的参考 

不适用 

发明背景 

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，产生图像畸变并缩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