專利名稱：致動機構(gòu)和快門機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種致動機構(gòu)，其包括致動器，通過該致動器，該致動機構(gòu)本身或與該致動機構(gòu)相連接的其它機構(gòu)可獲得合適的運動。本發(fā)明 涉及一種快門機構(gòu)，其采用上述致動機構(gòu)，并且根據(jù)具體的實施例該快門機構(gòu)用來保護期望的物體。本發(fā)明還涉及一種保護光學器件或其它物體的快門機構(gòu)。本發(fā)明涉及一種用于也裝備有光學器件的電子裝置的快門機構(gòu)，尤其是用于便攜式終端，例如移動電話。
背景技術(shù)：
相機已經(jīng)被配置在諸如移動電話的移動終端中，其中相機的光學器件和鏡頭需要受到保護以免受例如環(huán)境條件或機械的影響。有必要受到保護以免受這些影響，以使圖像質(zhì)量不會因鏡頭的污染或損壞而惡化。終端通常配置有可手動移位的鏡頭蓋或遮光罩，但它們的尺寸通常太大而限制了終端的結(jié)構(gòu)和設(shè)計。另外，公知的是傳統(tǒng)相機使用電子或機械快門結(jié)構(gòu)，在相機打開或使用時快門被激活。在相機中，對快門結(jié)構(gòu)的操作通常與相機的調(diào)焦器件的操作相聯(lián)系，在此情況下，光學器件的動作也會打開遮光罩。在包括有通話與照相功能的諸如移動電話或類似便攜式裝置中使用根據(jù)已有技術(shù)的上述器件將是費力的，或者尺寸大得不合適使用。器件的小尺寸、可用性和設(shè)計方面顯著地限制了功能性快門結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。傳統(tǒng)相機中使用的機構(gòu)也不適用于移動電話，因為在光學器件中通常沒有運動部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于定義了一種快門機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，其足夠小，使其可以用于如移動終端中光學器件的保護。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是薄而緊湊的，可以被集成到一個裝置內(nèi)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)的一個實施例，其被構(gòu)建在需被保護的光圈周圍，例如呈環(huán)狀，在光學器件需被保護的情況下，需要保護的鏡頭或其它器件被設(shè)置在開口處。該結(jié)構(gòu)的不同部分被設(shè)置成使該結(jié)構(gòu)薄且直徑小。另外，本發(fā)明的一個目的在于定義一種致動機構(gòu)，其可用于構(gòu)建一種快門機構(gòu)。該致動機構(gòu)的目的是用來獲得例如快門機構(gòu)的多個穩(wěn)定和可控的位置中的一個。當該致動機構(gòu)提供一個穩(wěn)定位置時，將以期望的程度阻止例如由于偶然或故意諸如通過手或手指手動地或由于振動而導致的快門機構(gòu)的動作。另外一個目的在于提供穩(wěn)定位置，在當如電力供應停止的情況下該結(jié)構(gòu)可移動到所述穩(wěn)定位置。由于該穩(wěn)定位置，諸如快門機構(gòu)的運轉(zhuǎn)是精確的，并且快門機構(gòu)也不會在光學器件前面部分地運動。本發(fā)明的目的在于將該機構(gòu)鎖定在期望的位置。
本發(fā)明的一個目的在于獲得一種致動機構(gòu)和一種快門機構(gòu)，其操作準確，換言之，被其保護的裝置或者是整體處于被保護的物體之上，或者完全離開它。另外，本發(fā)明的目的在于一種機構(gòu)，不管是否有諸如手動的影響，其運轉(zhuǎn)精確。另外，本發(fā)明的目的在于一種機構(gòu)，其允許手動移位，但若有必要，其也可以保持在確定的極限位置。本發(fā)明的目的在于能夠在不制動器件的情況下手動使用和解鎖，在此情況下，該機構(gòu)用如此方式構(gòu)建，即它抵抗位置的改變，但如果影響力足夠，最后允許位置改變。另一方面，本發(fā)明的目的在于一種結(jié)構(gòu)，即使例如在快門葉片的位置已被手動改變的情況下其電氣 操作也不被擾亂并能返回到正常操作。


圖I示出了根據(jù)本發(fā)明第一種實施方式的致動機構(gòu)和帶有該致動機構(gòu)的快門機構(gòu)，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第二種實施方式的快門機構(gòu)，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第三種實施方式的快門機構(gòu)，圖4a示出了根據(jù)本發(fā)明第二種實施方式的致動機構(gòu)，圖4b示出了根據(jù)本發(fā)明第三種實施方式的致動機構(gòu)，圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第四種實施方式的致動機構(gòu)和帶有該致動機構(gòu)的快門機構(gòu)，圖6示出了致動機構(gòu)的第一穩(wěn)定位置和帶有該致動機構(gòu)的快門機構(gòu)，圖7示出了致動機構(gòu)的第二穩(wěn)定位置和帶有該致動機構(gòu)的快門機構(gòu)，圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第五種實施方式的致動機構(gòu)，和圖9示出了根據(jù)本發(fā)明第六種實施方式的致動機構(gòu)。
具體實施例方式圖I和圖5示出了致動機構(gòu)。致動機構(gòu)用于保護電子裝置尤其是相機的鏡頭。相機的鏡頭也可安裝在便攜式電話、即移動電話上，其工作在例如基于蜂窩系統(tǒng)的移動電話網(wǎng)中。參照圖1，附圖標記8表示永磁體，永磁體8是薄的圓盤，眾所周知，其可定義靜態(tài)磁場，該磁場包含兩個磁極，即N極、S極，它們位于該圓盤的不同端部。附圖標記9表示中心銷，其位于永磁體8的中心，附圖標記10表不傳動銷,其位于永磁體8上。永磁體8圍繞由中心銷9定義的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。傳動銷10連接在永磁體8上并且與永磁體8 —起旋轉(zhuǎn)。傳動銷10是傳動構(gòu)件的一個實例,傳動構(gòu)件連接在永磁體8上,且使連接在該致動機構(gòu)上的其它部分運動。傳動構(gòu)件更詳細的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要而顯著變化。附圖標記4表示線圈，附圖標記6表示定子,定子由線圈4形成。在圖I所示的實例里，定子6形成環(huán)形的閉合磁路，并具有兩個相對的端部。永磁體8位于定子6的兩個相對的端部之間，并由定子6的每個端部和永磁體8之間的縫隙隔開。附圖標記15表示被關(guān)閉或保護的光圈，其設(shè)置在定子6的中心。定子6是一薄板，在其周圍繞有線圈4。在定子6上切出了安放線圈4的漸縮形部(tapered portion) 16,由此線圈4的寬度不會超過定子6的寬度，并且必要時可用于優(yōu)化尺寸。線圈4也可設(shè)置在從磁路角度而言是優(yōu)化的其它位置。作為替代，線圈可設(shè)置在定子的橫截面最大的區(qū)域，或者靠近永磁體8的區(qū)域。通過使定子盡可能小，能夠優(yōu)化機構(gòu)的重量并減輕結(jié)構(gòu)。致動機構(gòu)形成大致圓形且薄的結(jié)構(gòu)，并具有一定半徑，在其中安放不同的部件。該可關(guān)閉的光圈15位于該致動機構(gòu)的中心。當通過接線端子20和21將電流加到線圈4時，定子6被建立，并且永磁體8和傳動銷10轉(zhuǎn)到預定的角度。定子6建立后，其定義出包含兩個磁極(N極，S極)的磁場，所述兩個磁極分別位于定子6的不同端部。磁場的方向和S極、N極的位置取決于該電流如何接入線圈4以及該電流的方向。電流可以通過兩種方式接入線圈4，在此情況下，產(chǎn)生兩個不同的磁場方向并且磁極的位置會發(fā)生改變。若定子6和永 磁體8的S極(或N極)相互鄰近，它們將相互排斥，由此永磁體8趨向于繞中心銷9轉(zhuǎn)動,通過轉(zhuǎn)動傳動銷10使得定子6的S極和永磁體8的N極相互接近。定子6的S極和永磁體8的N極相互吸引。定子6采用諸如鐵磁性材料制造,其在永磁體8的磁場的作用下被磁化。鐵磁性定子6與永磁體8之間的磁相互作用導致當電流供應結(jié)束時該永磁體具有一個或多個穩(wěn)定位置。在該實施例中，即使當電流供應結(jié)束時，快門葉片2的位置還是穩(wěn)定的，因為定子6的磁場使永磁體8保持在期望的位置。附圖標記2表示快門葉片，附圖標記3表示快門葉片2上的銷釘?？扉T葉片2繞由銷釘3定義的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。銷釘3連接到快門葉片2上。銷釘3可旋轉(zhuǎn)地安放在定子6上的孔口中。圍繞銷釘3布置有墊圈11，該墊圈11設(shè)置在快門葉片2與定子6之間。銷釘3被鎖定墊圈12鎖定就位，鎖定墊圈12鎖定到銷釘3并且抵靠著定子6設(shè)置。墊圈11和鎖定墊圈12設(shè)置在定子6的兩個相對側(cè)面上。附圖標記7表示基板?；?挨著定子6設(shè)置，并且空出光圈15的位置。基板7配置有定位銷，該定位銷置入定子6的孔中。在基板7上鎖定墊片12所處位置處開有孔口，鎖定墊片12安放在該孔口內(nèi)并鄰近定子6?；?沒有延伸到定子6上線圈4所在的區(qū)域，并且并不緊靠著線圈4放置，所以該致動機構(gòu)的厚度并不會增加?；?緊鄰永磁體8延伸，并在其中形成永磁體8能夠旋轉(zhuǎn)的穴座。中心銷9延伸到墊圈12上的孔口中。永磁體8通過磁體保持器I而被封閉就位。永磁體8安放在基板7和磁體保持器I之間。磁體保持器I連接到定子6上。磁體保持器I設(shè)有置入定子6的孔內(nèi)的定位銷。中心銷9伸入到磁體保持器I上的孔口內(nèi)。磁體保持器I沒有延伸到定子6上線圈4所在的區(qū)域。磁體保持器I和傳動銷10均位于定子6的同一側(cè)，并且該磁體保持器I允許傳動銷10做弧形的運動。磁體保持器I限定一扇形缺口，其控制傳動銷10的移動范圍。在一實施例中，該扇形缺口的邊界限定傳動銷10所允許移動的極值點并止動永磁體8。在該實施例中，磁體保持器I限定一個以中心銷為中間點、角度為120度的扇形缺口。參照圖4a，銷釘3位于延伸穿過中心銷9和該扇形缺口的中心線的線19。所述中心線將該扇形缺口分成兩個相等的扇形(角a I和a 2)，在該實施例中，分成為兩個60度的扇形。所述角度也可不同，這取決于選定的幾何條件。在該實施例中，角ak是16.8度，距離是8mm。傳動銷10通過經(jīng)過所述中心線的方式在中心銷9和銷釘3之間移動?？扉T葉片2和長缺口 18在中心銷9和銷釘3之間移動。快門葉片2上有長缺口 18，中心銷10可在該缺口里滑動。當永磁體8轉(zhuǎn)動時，傳動銷10沿著長缺口 18滑動，并推動快門葉片2繞銷釘3轉(zhuǎn)動。在該實施例中，長缺口 18的其中一端是開放的，從而形成叉形件，該缺口的寬度與傳動銷10的寬度對應。該長缺口 18的長度允許永磁體8從一個極限位置移動到另一個極限位置。銷釘3或快門葉片2的旋轉(zhuǎn)中心也可設(shè)置于在各種情形中從結(jié)構(gòu)緊湊或機構(gòu)操作的角度看最適當?shù)囊恍┢渌恢谩？扉T葉片2的尺寸和運動的期望路徑限定傳動銷10、缺口 18和銷釘3定位的幾何關(guān)系?？紤]到最優(yōu)化，如果有必要，銷釘3也可連接到除定子6之外的其它部件上，例如，連接在基板7上。圖4b不出了另一種實施方式,其與以圖4a所不實施例相同的方式工作,但是傳動銷10是在永磁體8關(guān)于中心銷9相對的一側(cè)越過線19。因此 ，叉形件橫過中心銷9。快門葉片2的形狀依賴于銷釘3設(shè)置于何處，以及中心銷10的位置而改變。優(yōu)選的是，快門葉片2在銷釘3處形成一角度，在此情形中，因為銷釘3靠近永磁體8定位，而不是處于永磁體8與光圈15之間，結(jié)構(gòu)可以做得更小。圖4b示出快門葉片2的一種替代結(jié)構(gòu)，其中缺口18設(shè)置在快門葉片2的框架上而不是設(shè)置在如圖4a所示的附加支臂上。在圖I中，快門葉片2在永磁體8處于一個極限位置時覆蓋光圈15，并在永磁體8處于另一個極限位置處時從光圈15移開?？扉T葉片2鄰近定子6設(shè)置，但在定子6與快門葉片2之間有一滑道5，沿著該滑道，快門葉片2很容易滑動?；?連接到定子6上。在該實施例中，滑道5由小摩擦力塑性材料制成。遮蔽膠帶13粘貼在基板7和線圈4上，該遮蔽膠帶為環(huán)形并且空出光圈15的位置。圖2示出了圖I的致動機構(gòu)的裝配圖，其快門葉片2處于第一極限位置并覆蓋了光圈15。圖3示出了一致動機構(gòu)，其中快門葉片2處于第二極限位置并將光圈15露出。圖2示出的實施例沒有包括圖I中所示的限位開關(guān)14，圖3示出了定子6，其中線圈4被分成了多個部分。多個限位開關(guān)14安裝在定子6上。限位開關(guān)14被設(shè)置成當快門葉片2處于其極限位置時，該快門葉片2激活一個限位開關(guān)14并釋放另一個限位開關(guān)。參照圖3，該致動機構(gòu)包含一個或多個線圈4，類似地，定子6可以包括一個或多個部分。在相對于永磁體8的合適的位置，定子6的每個部分可以安放不同的線圈4。參照圖1，圖I所示的包含兩個端部的定子6也可以包括設(shè)置在永磁體8不同側(cè)的兩個獨立的部分。定子6具有成形部17，其內(nèi)放置永磁體8。圖I所示的定子6也可以由兩個或多個弧形部分相互連接而成。成形部17用作定子6的極靴，該極靴的形狀與鄰近成形部17而設(shè)置的永磁體8的形狀相適應。在該實施例中，定子的橫截面在極靴處是最大的。通過該極靴，磁場被導向定子6的其它部分。在該實施例中，定子6包含兩個極靴,即定子6的端部，它們之間是定子6的其余部分，即所謂的磁軛。定子6的材料、尺寸和結(jié)構(gòu)，永磁體8和定子6之間的空隙，極靴的成形部17和其尺寸，都從磁場功能性的角度經(jīng)過最優(yōu)化處理。相比定子的諸如磁軛的其余部分，定子在極靴處可以更厚和/或?qū)捯恍Ｒ蚨?，各種因素中，特別考慮了磁通密度和材料的飽和度。參考圖4，即使受到手動或機械的影響，中心銷9、傳動銷10和銷釘3之間的相互位置關(guān)系也會對快門葉片2如何良好地保持在其位置產(chǎn)生影響。重要的是，即使試圖例如用手指手動移動快門葉片2，或者快門葉片2受到振動的影響，仍用機械力、摩擦力或磁力將快門葉片2保持就位。摩擦力在傳動銷10與長缺口 18之間產(chǎn)生影響，其阻止快門葉片2的轉(zhuǎn)動和傳動銷10沿長缺口 18的移動。另外，由于幾何關(guān)系的影響，角ak越小，手動移動快門葉片2所需要的力越大。當中心銷9、傳動銷10和銷釘3形成直角三角形時，即在角a k為0度時，達到快門葉片2的極限位置的機械鎖定狀態(tài)。然而，合適的是，快門葉片2必須可被手動打開而又不因力大而損壞結(jié)構(gòu)，因此，優(yōu)選的是，角a k大于O度，在該實施例中為16度到17度，更確切地說為16.8度。角a k的合適尺寸取決于希望將開啟機械力限制為多大。開啟力也受到快門葉片是否同時受到磁力或致動機構(gòu)的其它結(jié)構(gòu)的影響。僅需一個或多個線圈4來建立磁場，其中將線圈4相對于永磁體8設(shè)置于合適的位置，使永磁體8處于線圈4的磁場中。有利的是，將線圈緊靠永磁體8設(shè)置，在定子6處于使用時和定子的尺寸和結(jié)構(gòu)變化的情況下也是如此。通過將線圈靠近永磁體設(shè)置，可使定子中鐵磁性材料的量最小化。當電流被供應到線圈4時，由于磁場的力的影響，永磁體8轉(zhuǎn)動到期望的位置，這同時引導快門葉片2的位置。當沒有電流供應到線圈4并且沒有磁場時，長缺口 18和傳動銷10的相互位置和摩擦力決定了快 門葉片2能多好地保持在不同的位置。這其中尤其將受角a k的影響。永磁體8也可受機械制動器22影響，參照圖4b，該制動器是可調(diào)節(jié)的并且抵抗永磁體8的手動旋轉(zhuǎn)。制動器22和永磁體8之間的摩擦力限定轉(zhuǎn)動永磁體8所需的力。該力例如比由需要時用來轉(zhuǎn)動永磁體8的磁場所產(chǎn)生的力小。通過制動器22，可給永磁體8提供兩個穩(wěn)定位置，制動器22抵制如圖2和圖3中所示的永磁體8。替代的是，或除制動器22之外，也可影響傳動銷10在長缺口 18中移動的難易程度。這將受到傳動銷10的材料、樣式和缺口 18的表面的影響，但是，也可通過在缺口 18處設(shè)置一個或多個柔性制動件23也是可以的，該制動件例如可通過彈簧來構(gòu)成。制動件23產(chǎn)生一反力，并且，如果例如由磁場所產(chǎn)生的、使傳動銷10移動的力足夠大，該制動件會發(fā)生彎曲。另一方面，制動件23試圖復位并保持傳動銷10以及同時保持永磁體8處于期望的位置，例如處于圖2和圖3所示的位置。通過制動件23可給永磁體8提供兩個穩(wěn)定位置，即快門葉片的打開和關(guān)閉位置。圖4b還示出了一使用彈簧24的例子，依靠該彈簧24給永磁體8提供一個穩(wěn)定位置，當線圈4的電流供應停止時，永磁體8運動到該穩(wěn)定位置。彈簧24將永磁體8拉回到開始位置，永磁體8因受磁場影響而移離該開始位置。該開始位置例如是快門葉片2的關(guān)閉位置。如果使用了彈簧24或制動件23，則磁場的持續(xù)維持不是必須的。在相機和其它小型電子器件、尤其是在配備有照相功能的電話中，快門葉片2優(yōu)選用做鏡頭的移動保護器?？扉T葉片2將光圈15關(guān)閉，所以機械物體和機械影響不能將其影響延伸到例如鏡頭的表面，該鏡頭設(shè)置在快門葉片2之后的光圈15處。用于關(guān)閉光圈15的快門葉片的第一極限位置可限定為強穩(wěn)定，而用于打開光圈15的快門葉片的第二極限位置可限定為弱穩(wěn)定。作用于快門葉片的力被設(shè)置成使關(guān)閉快門葉片比將其打開容易。這些力與該機構(gòu)的制動器、彈簧、制動件等的作用有關(guān)。圖5示出了利用了形狀記憶合金的致動機構(gòu)。金屬絲104由形狀記憶合金制成，升溫時其會收縮。通過將電流引導過金屬絲104的方式產(chǎn)生升溫。這些對形狀記憶合金來說是已知的，且它們也可以被制造成金屬絲104的形狀。該金屬絲以環(huán)的形式設(shè)置，其長度能夠繞著框架101將近兩周。環(huán)形結(jié)構(gòu)非常有用，但使用其它的形狀也是可行的，只要其可以保證環(huán)的彎曲不致增加不必要的、會阻止金屬絲104運動的摩擦。此外，卵形或橢圓形也是可行的。金屬絲104的端部從合適的位置連接到彈簧107和108，所述彈簧又連接到框架101。彈簧107和108拉緊金屬絲104，并允許金屬絲104的端部在環(huán)的方向上運動。框架101成形為一包含兩個端部的開口的環(huán)，快門葉片103定位于這兩個端部之間?？蚣?01的兩個端部均開有狹槽，以放置彈簧107和108?？蚣?01上為彈簧107和108設(shè)有腔，彈簧107和108可與框架101 —起運動。金屬絲104的第一部分104a從彈簧108延伸到金屬絲保持器113，在光圈116和快門葉片103周圍在框架101上圍繞幾乎一整圈。金屬絲104的第二部分104b從彈簧107延伸到金屬絲保持器113，并在光圈116和快門葉片103周圍在框架101上圍繞幾乎一整圈。金屬絲保持器113連接在金屬絲104上，因此，金屬絲104的運動也會使金屬絲保持器113運動，金屬絲保持器113具有弧形的運動，該弧形的中心點是軸承銷110。金屬絲保持器113是傳動構(gòu)件的一個例子，傳動構(gòu)件連接在金屬絲上，并使連接于致動機構(gòu)的其它部分運動。傳動構(gòu)件更詳細的結(jié)構(gòu)可根據(jù)需要做很大變化。
金屬絲保持器113連接到快門葉片103上，在該實 施例中，銷釘114被用于該連接?？扉T葉片103通過軸承銷110和軸承111可旋轉(zhuǎn)地連接在基板115上?？扉T葉片103可作弧形的運動，其從一個極限位置運動另一個極限位置?？申P(guān)閉的光圈116位于致動機構(gòu)的中心。限位開關(guān)109靠近框架101連接在基板115上，以便減小致動機構(gòu)的厚度?？扉T葉片103靠近基板115定位，但在快門葉片103和基板115之間具有滑道106，快門葉片103能沿著該滑道容易地滑動?；?06安裝到基板115上。在該實施例中，滑道106由小摩擦力塑性材料制成。快門葉片103通過雙穩(wěn)態(tài)彈簧105保持在兩個極限位置。彈簧105的雙穩(wěn)態(tài)功能通過如下方式得到將彈簧105的第一端通過緊固銷102連接到快門葉片103上，將彈簧105的另一端通過緊固銷112連接在基板105和/或框架101上。彈簧105的端部形成叉形件，且彈簧105包含連接兩端部的螺紋部，該螺紋部可抵制將彈簧的兩端彼此拉離并抵制使兩個端部靠得更近。圖6示出了圖5的致動機構(gòu)的裝配圖，該致動機構(gòu)的快門葉片103處于第一極限位置且覆蓋了光圈116。圖7示出了其中快門葉片103處于第二極限位置并將光圈116露出的致動機構(gòu)。限位開關(guān)109以如此方式設(shè)置，即，當快門葉片103處于極限位置時，快門葉片103激活一個限位開關(guān)109并閑置另一個限位開關(guān)109。彈簧105隨快門葉片103轉(zhuǎn)動到位，在所述位置處，彈簧105保持快門葉片103的位置并抵制快門葉片103運動到另一個極限位置。由形狀記憶合金制成的金屬絲104按以下方式工作。將電流供應到接線端子117和119之間，或者接線端子118和119之間。接線端子119在該實施例中是聯(lián)接到金屬絲保持器113上。在圖6的情形中，電流在彈簧107和金屬絲保持器113之間流動，該電流使金屬絲部分104b縮短。框架101將金屬絲104保持為環(huán)形并防止該環(huán)的直徑減小，因此，金屬絲部分104b拉動彈簧107。在框架101上具有幾個導向點，金屬絲104通過這些導向點彎曲，在導向點之間的金屬絲104處于自由狀態(tài)，從而幾乎沒有熱量傳導到其它結(jié)構(gòu)。彈簧107不能再進一步彎曲，因為其已經(jīng)彎靠在框架101上，因此，金屬絲部分104b拉動金屬絲保持器113。金屬絲部分104b的牽引力克服彈簧105的保持力并實現(xiàn)對快門葉片103的轉(zhuǎn)動。在該實施例中，參照圖7，快門葉片103從光圈116移開。在末段時，彈簧105會協(xié)助快門葉片103轉(zhuǎn)動并將快門葉片103保持在其極限位置。當撤去電流供應時，金屬絲部分104b冷卻并在彈簧107拉動下變長。彈簧107不再靠著框架101，而是運動，因為當彈簧107的力對金屬絲104起作用時金屬絲104現(xiàn)在可以變長。當金屬絲104達到其完全長度時，彈簧107仍對金屬絲104保持拉緊。在金屬絲104變長的同時，金屬絲保持器113的位置發(fā)生移動。彈簧107拉緊金屬絲部分104b，在框架101的周邊方向上拉動金屬絲104。金屬絲部分104b的長度按照如此方式選擇，即金屬絲保持器113的移動能將彈簧107拉至框架101 ;而金屬絲部分104a的長度按照如此方式選擇，即金屬絲保持器113的反向平行移動能將彈簧108從框架101拉離。在圖6的情形中，電流在彈簧108和金屬絲保持器113之間流動，該電流使金屬絲部分104a縮短。金屬絲部分104a拉彈簧108。彈簧108不能再進ー步彎曲，因為其已經(jīng)彎靠在框架101上，因此金屬絲部分104a拉動金屬絲保持器113。金屬絲部分104a的牽引力克服彈簧105的保持カ并實現(xiàn)對快門葉片103的轉(zhuǎn)動。在該實施例中，快門葉片103運動至覆蓋光圈116，參照圖6。在末段時，彈簧105協(xié)助 快門葉片103轉(zhuǎn)動并將快門葉片103保持在其極限位置。當撤去電流供應時，金屬絲部分104a冷卻并因為彈簧108拉動而變長。彈簧108不再靠著框架101，而是運動，因為當彈簧108的カ對金屬絲104起作用時金屬104現(xiàn)在可以變長。當金屬絲104達到其完全長度時，彈簧108仍對金屬絲104保持拉緊。在金屬絲104變長的同時，金屬絲保持器113的位置發(fā)生運動。彈簧108拉緊金屬絲部分104a，并在框架101的周邊方向上拉動金屬絲104。圖8不出了前面各實例和圖5中的實施方式的一種替代方案。連接在金屬絲104端部的彈簧107和108由彈簧120和122取代，彈簧120和122也采用形狀記憶合金，當升溫時會收縮。在該實例中也是將電流施加在彈簧120的端部121或彈簧122的端部123，所述端部連接到例如框架101上或者參照圖5的實例連接到其它的合適位置。該操作主要與圖5的實例相對應。金屬絲104和彈簧120、122可以由分開的部分制成，或者彈簧120和122也可以與金屬絲104形成一體式的組件。彈簧120和122以如此方式構(gòu)造和預張緊在電流供應到金屬絲部分104a上時，彈簧120張緊，同時彈簧122使金屬絲104保持張緊并使金屬絲保持器113的位置改變。當電流供應結(jié)束時，彈簧122保持張緊。相應的，在電流供應到金屬絲部分104b上吋，彈簧122張緊，同時彈簧120使金屬絲104保持張緊并使金屬絲保持器113的位置再次改變。當電流供應結(jié)束時，彈簧120保持張緊?？扉T葉片和雙穩(wěn)態(tài)彈簧位置的改變與前述相同。彈簧120和122可以是例如螺旋彈簧，其可以通過卷繞金屬絲104制成或由相應的材料卷繞制成并連接在金屬絲104上。對于彈簧120和122，除螺旋彈簧外的其它結(jié)構(gòu)也是可行的。圖9示出了相較于前面各實例的另ー種替代方案。所示替代物可以連接到ー合適的框架上。依照該實例，其結(jié)構(gòu)變得非常緊湊和小巧。不再使用根據(jù)圖8的金屬絲104，只需要使用兩個彈簧124和125，彈簧124和125利用形狀記憶合金制成，當升溫時會收縮。彈簧124、125的運作與圖8所示的彈簧120和122的運作相應，但是彈簧124和125是直接連接到一個或多個合適的傳動構(gòu)件126上，該傳動構(gòu)件是例如連接構(gòu)件，彈簧124、125利用該連接構(gòu)件連接到例如被驅(qū)動的快門葉片上。在該實例中，也將電流供應到彈簧124的端部127或彈簧125的端部128，所述端部連接在例如框架上。經(jīng)由被連接成電子電路的ー部分的傳動構(gòu)件126，電流在彈簧的每個端部之間流動。被供以電流的彈簧變短而拉動其它彈簧，由此在期望的方向上移動傳動構(gòu)件126。通過將電流供應到另ー彈簧，則可使傳動構(gòu)件126按照相反的方向移動。快門葉片和雙穩(wěn)態(tài)彈簧的位置改變與前述相同。彈簧124和125可以是例如螺旋彈簧，但除螺旋彈簧外的其它結(jié)構(gòu)也是可行的，其依照前述運作。
如果從快門機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、或者優(yōu)化和功能性的角度看有必要，致動機構(gòu)和其細節(jié)的上述實例也可以結(jié)合實施。例如圖4a和圖4b的結(jié)構(gòu)可與根據(jù)圖I的結(jié)構(gòu)相結(jié)合，又如圖8和圖9的結(jié)構(gòu)可以與圖5的結(jié)構(gòu)相結(jié)合。為了獲得例如期望的幾何結(jié)構(gòu)或緊湊的尺寸，在該結(jié)構(gòu)中的不同部分的更詳細的布局是可以變化和優(yōu)化的。本發(fā)明并非僅僅限制于上述實施例，而是可 在所附權(quán)利要求所界定的范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1.一種致動機構(gòu),包括 金屬絲，其由當受熱時能夠收縮的形狀記憶合金制成，和 傳動構(gòu)件，其聯(lián)接到所述金屬絲上，能夠驅(qū)動連接到所述致動機構(gòu)上的構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的致動機構(gòu)，還包括兩個彈簧，所述彈簧位于所述金屬絲的相對的端部，所述彈簧能夠張緊所述金屬絲并允許所述金屬絲從第一極限位置轉(zhuǎn)動到第二極限位置并從所述第二極限位置返回到所述第一極限位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的致動機構(gòu)，其中，所述致動機構(gòu)包括由受熱時能夠收縮的形狀記憶合金制成的第一金屬絲和第二金屬絲，所述第一、第二金屬絲被構(gòu)成為相應的兩個彈簧，其中所述第一金屬絲能夠使所述傳動構(gòu)件以第一方向運動而所述第二金屬絲能夠使所述傳動構(gòu)件以與所述第一方向相反的第二方向運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的致動機構(gòu)，其特征在于所述兩個彈簧中的至少一個與所述金屬絲形成一體或者連接到所述金屬絲上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的致動機構(gòu)，其特征在于所述兩個彈簧中的至少一個是能夠返回原位的螺旋彈簧或能夠彎曲的金屬絲。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的致動機構(gòu)，還包括框架，所述框架能夠支撐所述金屬絲并引導所述金屬絲從第一極限位置轉(zhuǎn)動到第二極限位置，并且通過收縮引導所述金屬絲從所述第二極限位置返回到所述第一極限位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的致動機構(gòu)，還包括雙穩(wěn)態(tài)彈簧，所述雙穩(wěn)態(tài)彈簧聯(lián)接到所述 構(gòu)件上，并具有能夠保持所述構(gòu)件的第一極限位置的第一位置和能夠保持所述構(gòu)件的第二極限位置的第二位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的致動機構(gòu)，其特征在于所述傳動構(gòu)件包括金屬絲保持器，當所述金屬絲與所述金屬絲保持器成切線關(guān)系到達時，所述金屬絲保持器能夠使所述金屬絲圍繞所述金屬絲保持器卷繞成環(huán)。
9.一種快門機構(gòu)，包括 金屬絲，其由當受熱時能夠收縮的形狀記憶合金制成， 框架，所述框架能夠支撐所述金屬絲并引導所述金屬絲從第一極限位置轉(zhuǎn)動到第二極限位置，并且通過收縮的引導從所述第二極限位置返回到所述第一極限位置， 兩個彈簧，其位于所述金屬絲的相對的端部，能夠張緊所述金屬絲，并允許所述金屬絲從所述第一極限位置轉(zhuǎn)動到所述第二極限位置并從所述第二極限位置返回到所述第一極限位置， 能夠轉(zhuǎn)動的快門葉片，其具有第一極限位置和第二極限位置，在所述快門葉片的第一極限位置，所述快門葉片能夠關(guān)閉光圈，在所述快門葉片的第二極限位置，所述快門葉片能夠露出所述光圈，和 傳動構(gòu)件，能夠?qū)⑿D(zhuǎn)的所述金屬絲和轉(zhuǎn)動的快門葉片彼此聯(lián)接，并且轉(zhuǎn)動被所述金屬絲驅(qū)動的所述快門葉片。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快門機構(gòu)，還包括雙穩(wěn)態(tài)彈簧，其聯(lián)接到所述快門葉片上，并具有保持所述快門葉片的第一極限位置的第一位置和保持所述快門葉片的第二極限位置的第二位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快門機構(gòu)，其特征在于所述框架是環(huán)形的并包括兩個端部，在所述端部形成有能夠安裝所述彈簧并允許所述彈簧運動的狹槽和腔。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的快門機構(gòu)，其特征在于所述傳動構(gòu)件和所述快門葉片的轉(zhuǎn)向點位于所述兩個端部之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快門機構(gòu)，其特征在于所述框架包括多個導向點，所述導向點位于所述環(huán)形框架上，所述金屬絲能夠彎曲延伸通過所述導向點，而在所述導向點之間允許所述金屬絲自由延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快門機構(gòu)，其特征在于所述金屬絲卷繞成環(huán)并包含幾乎兩整圈，并且所述傳動構(gòu)件聯(lián)接到所述金屬絲的中間部。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快門機構(gòu)，其特征在于所述快門機構(gòu)還包括基板，在所述基板的中心包含光圈，所述框架連接到所述基板上，并且所述快門葉片與所述基板以能夠旋轉(zhuǎn)的方式聯(lián)接。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快門機構(gòu)，還包括聯(lián)接到每個彈簧和傳動構(gòu)件的供應電流的接線端子。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的快門機構(gòu)，其特征在于所述傳動構(gòu)件包括金屬絲保持器，當所述金屬絲與所述金屬絲保持器成切線關(guān)系到達時，所述金屬絲圍繞所述金屬絲保持器卷繞成環(huán)。
18.—種在致動機構(gòu)中使用的方法，包括 以允許金屬絲的長度發(fā)生變化的方式支撐所述金屬絲，所述金屬絲由形狀記憶合金制成為期望的形狀， 通過位于所述金屬絲兩個端部的彈簧保持所述金屬絲的張力， 在所述金屬絲的一個端部和所述金屬絲的中間部之間接通電流，所述電流使所述金屬絲收縮，和 借助所述金屬絲的長度變短并且保持所述金屬絲的一個端部就位，使連接在所述金屬絲的所述中間部的傳動構(gòu)件運動。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括通過所述傳動構(gòu)件轉(zhuǎn)動所述快門葉片，其中所述傳動構(gòu)件聯(lián)接到繞著轉(zhuǎn)向點旋轉(zhuǎn)的所述快門葉片上。
20.—種器械,包括 支撐件，所述支撐件能夠以允許金屬絲的長度發(fā)生變化的方式支撐所述金屬絲，所述金屬絲由形狀記憶合金制成為期望的形狀， 金屬絲張緊裝置，所述金屬絲張緊裝置通過位于所述金屬絲的兩個端部處的彈簧保持所述金屬絲的張力， 開關(guān)，所述開關(guān)能夠在所述金屬絲的一個端部和所述金屬絲的中間部之間接通電流，所述電流使所述金屬絲收縮，和 力構(gòu)件，所述力構(gòu)件能夠借助所述金屬絲的長度變短并且保持所述金屬絲的一個端部就位而使連接到所述金屬絲中間部的傳動構(gòu)件運動。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的器械，還包括能夠通過所述傳動構(gòu)件轉(zhuǎn)動所述快門葉片的元件，其中，所述傳動構(gòu)件聯(lián)接到繞著轉(zhuǎn)向點旋轉(zhuǎn)的所述快門葉片上。
全文摘要
本發(fā)明涉及致動機構(gòu)和快門機構(gòu)。其中，致動機構(gòu)包括由形狀記憶合金制成的金屬絲和聯(lián)接到金屬絲上的傳動構(gòu)件?？扉T機構(gòu)包括上述致動機構(gòu)以及能夠支撐金屬絲并引導金屬絲從第一極限位置轉(zhuǎn)動到第二極限位置并返回的框架、位于金屬絲的相對的端部能夠張緊金屬絲并允許金屬絲從第一極限位置轉(zhuǎn)動到第二極限位置并返回的兩個彈簧和能夠轉(zhuǎn)動的快門葉片。其中，傳動構(gòu)件能夠?qū)⑿D(zhuǎn)的金屬絲和轉(zhuǎn)動的快門葉片彼此聯(lián)接，并且轉(zhuǎn)動被金屬絲驅(qū)動的快門葉片。
文檔編號G03B11/04GK102768452SQ20121022903
公開日2012年11月7日 申請日期2007年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月13日
發(fā)明者A·旺斯卡, I·科阿尼米, M·科索南, M·里伊納南, S·米伊里萊南 申請人:諾基亞公司