TWI446100B - 機械快門及採用該機械快門之行動電話 - Google Patents

機械快門及採用該機械快門之行動電話 Download PDF

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B9/00—Exposure-making shutters; Diaphragms
    • G03B9/08—Shutters
    • G03B9/10—Blade or disc rotating or pivoting about axis normal to its plane

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Shutters For Cameras (AREA)

Description

機械快門及採用該機械快門之行動電話
本發明涉及機械快門以及採用該機械快門之行動電話。
快門係相機之重要零組件，其可控制相機中感光元件之曝光時間，從而控制成像之清晰程度。
快門分為鏡間快門及簾布快門兩種。鏡間快門又稱中心快門，在鏡頭之中間，由3至5片薄鋼片或其他特殊材料所制葉片組成，通過彈簧之張弛及杠桿作用，使葉片同時張合，以葉片張合快慢來控制感光元件曝光時間。簾布快門，又稱焦點平面快門，裝在機身後壁之感光元件之前面，接近焦點平面。這種快門係用橡膠布或金屬片製成。快門速度之快慢，根據兩葉簾布之間裂口之大小來調節。當快門開啟後簾布片左右或上下掃過畫面，光線於瞬間通過簾片之間裂口射到感光元件上，使感光元件曝光。
然而，傳統之快門結構複雜，往往需要馬達、杠桿，彈簧等結構配合使用，從而導致整個快門難以小型化，而且由於結構複雜，亦會導致工作可靠性較低，容易出現故障。
特別地，由於上述機械式快門之結構難以小型化，所以無法符合拍照行動電話等小型拍照裝置之需要，這亦成為制約小型拍照裝 置拍攝效果之一瓶頸。
有鑒於此，有必要提供一種結構小巧，尤其適用於行動電話拍攝裝置之機械快門及採用該機械快門之行動電話。
一種機械快門，其包括一片葉片，一個磁性元件，一個第一線圈，一個第二線圈和一個底座，該底座具有一個表面，該表面設有一個第一通孔和一個可相對該底座轉動的旋轉軸，該葉片具有一個固定端和一個自由端，該固定端固定套設於該旋轉軸，該磁性元件固定設置於該旋轉軸上且能夠帶動該旋轉軸轉動以驅動該葉片移動，該第一線圈和該第二線圈分別設於該磁性元件的兩側，該第一線圈和該第二線圈通電後與該磁性元件之磁場相互作用，從而帶動該旋轉軸轉動以驅動該葉片轉動，使得該葉片之自由端遮蓋或顯露該第一通孔。
優選地，進一步包括緩衝部，該緩衝部一端固定於該表面，另一端靠近該通孔，該緩衝部用於抵止該葉片。
一種行動電話，其包括拍攝裝置和直流電源，該拍攝裝置包括一種機械快門，其包括一片葉片，一個磁性元件，一個第一線圈，一個第二線圈和一個底座，該底座具有一個表面，該表面設有一個第一通孔和一個可相對該底座轉動的旋轉軸，該葉片具有一個固定端和一個自由端，該固定端固定套設於該旋轉軸，該磁性元件固定設置於該旋轉軸上且能夠帶動該旋轉軸轉動以驅動該葉片移動，該第一線圈和該第二線圈分別設於該磁性元件的兩側，該第一線圈和該第二線圈通電後與該磁性元件之磁場相互作用，從而帶動該旋轉軸轉動以驅動該葉片轉動，使得該葉片之自由端遮 蓋或顯露該第一通孔。
優選地，進一步包括緩衝部，該緩衝部一端固定於該表面，另一端靠近該通孔，該緩衝部用於抵止該葉片。
相對於先前技術，本發明提供之機械快門結構小巧，適用於行動電話拍照裝置，以利改善行動電話拍照效果。緩衝部防止葉片遮擋該第一通孔時因力矩過大而造成之葉片回彈或者因停留位置不當而未完全遮蓋該第一通孔等現象。
10‧‧‧機械快門
12‧‧‧葉片
14‧‧‧磁性元件
151‧‧‧第一線圈
152‧‧‧第二線圈
16‧‧‧底座
161‧‧‧表面
18‧‧‧第一通孔
20‧‧‧旋轉軸
121‧‧‧固定端
122‧‧‧自由端
22‧‧‧承載座
23‧‧‧墊片
24‧‧‧緩衝部
241‧‧‧第一端
242‧‧‧第二端
261‧‧‧第一金屬外殼
262‧‧‧第二金屬外殼
27‧‧‧止擋部
28‧‧‧上蓋
281‧‧‧第二通孔
圖1係本發明實施例提供之機械快門之立體結構示意圖。
圖2係圖1所示之機械快門之部份分解示意圖。
圖3係圖1所示之機械快門之通光狀態之平面示意圖。
圖4係圖1所示之機械快門之遮光狀態之平面示意圖。
請參閱圖1和圖2，本發明實施例提供之機械快門10，該機械快門10包括一片葉片12，一個磁性元件14，一個第一線圈151，一個第二線圈152和一個底座16，該底座16具有一個表面161，該表面161設有一個第一通孔18和一個旋轉軸20。
在本實施例中，該底座16呈截角正方形，在其它實施方式中亦可以是圓角正方形，正方形，圓形等等。該旋轉軸20位於該底座16的一個頂角。該第一線圈151和該第二線圈152分別位於構成該頂角的兩條側邊。
該葉片12具有一個固定端121和一個自由端122，該固定端121套 設於該旋轉軸20，該自由端122用於遮蓋或顯露該第一通孔18。
該磁性元件14與該旋轉軸20相連以驅動該旋轉軸20轉動。該磁性元件14係永久磁鐵，具有兩個磁極，一個N極，一個S極，該磁性元件14的N極和S極之連線與該表面161垂直。例如，該磁性元件14的N極靠近表面161，S極遠離表面161，即，磁性元件14之磁場方向自紙面向外，從而使第一線圈151、第二線圈152受到安培力的作用。
該第一線圈151和該第二線圈152分別固設於該磁性元件14的兩側，但三者並不在一條直線上。該第一線圈151和該第二線圈152由直流電源(圖未示)，例如電池，提供電流。該第一線圈151和該第二線圈152通電後分別形成一個電場，該電場分佈在每個線圈之繞線方向。通電後的第一線圈151和第二線圈152在磁性元件14提供的磁場中受到安培力。
該第一線圈151、該磁性元件14及該第二線圈152亦可依序排成一條直線位於該底座16的一條側邊。如此，當第一線圈151提供較大的推力時，該磁性元件14帶動該葉片12向該第二線圈152移動，當第二線圈152提供較大的推力時，該磁性元件14帶動該葉片12向該第一線圈151移動，在葉片12的平移過程中，亦可實現對第一通孔18的遮蓋和顯露。
請一並參閱圖3和圖4，設定第一線圈151和第二線圈152均通同向電流時，葉片12處在遮蓋第一通孔18的狀態。
具體來說，當第一線圈151和第二線圈152通順時針電流(從俯視該底座16的角度看，下同)時，根據左手定則可知該第二線圈152 在磁場中受到安培力，又由於左側的磁通量密度大，因此安培力之合力基本向右，由於第二線圈152被固定於該表面161，根據牛頓第三定律可知該磁性元件14受到基本向左的推力。由於第一線圈151距該磁性元件14較遠，經受力分析可知該第一線圈151受到的安培力的合力朝左上方向，故，磁性元件14受到朝右下方向的推力。綜合來看，該磁性元件14先是受到來自第二線圈152較強的推力而向左側轉動，轉動後受到第一線圈151的向右下方的推力逐漸增強，當二力平衡時，磁性元件14停止轉動，此時，葉片12大致位於該旋轉軸20所在頂角的角平分線上，遮擋住第一通孔18。
需要曝光時，則對第二線圈152斷電，而對第一線圈151繼續供順時針方向的電流，或者，對該第二線圈152通較小的電流，而對第一線圈151通較大的電流(前提是第一線圈151和第二線圈152的匝數、長度及寬度均相同)，則該磁性元件14受到向右下方的推力較大，使得該磁性元件14向第二線圈152側轉動，則該第一通孔18顯露。
當曝光完成後，對第二線圈152恢復供電，或者，使第一線圈151和第二線圈152之電流大小方向均相同，則磁性元件14將帶動該旋轉軸20轉動，再次遮蓋該第一通孔18。
如果磁性元件14的磁極分佈與本實施例所示相反亦可，則第一線圈151和第二線圈152通逆時針電流。
總而言之，磁性元件14的磁場方向與第一線圈151、第二線圈152的電流方向既不相同亦不相反，而是有夾角，即可使該第一線圈151和第二線圈152受到安培力。優選地，當磁場方向與電流方向 垂直時(如本實施例中所示)，第一線圈151和第二線圈152受到的安培力最大，提供給磁性元件14最大的推力。
該機械快門10還進一步具有一個承載座22，該承載座22與該葉片12的固定端121通過一個墊片23相連，主要用於承載該磁性元件14。該承載座22由一個Z形之金屬或非金屬片狀物組合而成，一端搭載於該旋轉軸20，另一端用於放置或固定該磁性元件14。
該機械快門10還進一步包括一個緩衝部24，該緩衝部24具有第一端241和第二端242，該第一端241固定於該表面161，該第二端242靠近該第一通孔18的相對該葉片12較遠的一側，用於防止葉片12遮擋該第一通孔18時因力矩過大而造成之葉片12回彈或者因停留位置不當而未完全遮蓋該第一通孔18等現象。
該第二端242可以固定或者不固定在該表面161。優選地，該緩衝部24是一個懸臂梁結構，即，第二端242為自由端。如此可更有效地吸收該葉片12的衝力。
進一步地，為了防止該磁性元件14因為衝力過大而造成葉片12打開時離該第一通孔18過遠，可於該第一表面161靠近該第二線圈152的位置設置一個止擋部27，該止擋部27略高於該承載座22承載該磁性元件14之平面但低於磁性元件14之N極，從而防止該磁性元件14轉動過多。
為了避免對裝設該機械快門10的相機模組的其他部件，例如音圈馬達等結構產生電磁干擾，可在該第一線圈151和該第二線圈152遠離該磁性元件14的一側分別套設一個第一金屬外殼261和一個第二金屬外殼262以遮蔽半邊線圈。
為進一步保護該機械快門10，可提供一個上蓋28遮蓋該底座16除第一通孔18之外的結構，該上蓋28與底座16的形狀基本相同，其具有一個第二通孔281，該第二通孔281與該第一通孔18同軸。
該磁性元件14亦可直接與該葉片12的固定端121相連，例如通過黏接的方式黏於該葉片12朝向該表面161的一側，當該磁性元件14受力轉動時，即可帶動該葉片12轉動。
本實施例提供之機械快門10結構小巧，能夠應用於小型相機模組，例如搭載於行動電話上的相機模組，或者搭載於筆記型電腦上的相機模組等，可有效改善小型相機模組之拍照效果。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10‧‧‧機械快門
12‧‧‧葉片
14‧‧‧磁性元件
151‧‧‧第一線圈
152‧‧‧第二線圈
16‧‧‧底座
161‧‧‧表面
18‧‧‧第一通孔
20‧‧‧旋轉軸
121‧‧‧固定端
122‧‧‧自由端
22‧‧‧承載座
23‧‧‧墊片
24‧‧‧緩衝部
241‧‧‧第一端
242‧‧‧第二端
261‧‧‧第一金屬外殼
262‧‧‧第二金屬外殼
27‧‧‧止擋部
28‧‧‧上蓋

Claims (10)

  1. 一種機械快門，其包括一片葉片，一個磁性元件，一個第一線圈，一個第二線圈和一個底座，該底座具有一個表面，該表面設有一個第一通孔和一個可相對該底座轉動的旋轉軸，該葉片具有一個固定端和一個自由端，該固定端固定套設於該旋轉軸，該磁性元件固定設置於該旋轉軸上且能夠帶動該旋轉軸轉動以驅動該葉片移動，該第一線圈和該第二線圈分別設於該磁性元件的兩側，該第一線圈和該第二線圈通電後與該磁性元件之磁場相互作用，從而帶動該旋轉軸轉動以驅動該葉片轉動，使得該葉片之自由端遮蓋或顯露該第一通孔。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之機械快門，其中：該底座呈截角正方形，該旋轉軸位於該底座的一個頂角，該第一線圈和該第二線圈分別位於構成該頂角的兩條側邊。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之機械快門，其中：該機械快門進一步具有一個承載座，該承載座與該葉片的固定端相連，該磁性元件位於該承載座。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之機械快門，其中：該機械快門還包括一個緩衝部，該緩衝部一端固定於該底座的表面，另一端靠近該通孔的相對該葉片較遠的一側，該緩衝部用於抵止該葉片。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之機械快門，其中：該緩衝部為懸臂梁結構，該另一端為自由端。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之機械快門，其中：該第一線圈和該第二線圈分別在個自遠離該磁性元件的一端套設有金屬外殼。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之機械快門，其中：該機械快門還包括一個上 蓋，該上蓋與底座的形狀基本相同，該上蓋具有一個第二通孔，該第二通孔與該第一通孔同軸。
  8. 一種行動電話，其包括拍攝裝置，該拍攝裝置包括一種機械快門，其包括一片葉片，一個磁性元件，一個第一線圈，一個第二線圈和一個底座，該底座具有一個表面，該表面設有一個第一通孔和一個可相對該底座轉動的旋轉軸，該葉片具有一個固定端和一個自由端，該固定端固定套設於該旋轉軸，該磁性元件固定設置於該旋轉軸上且能夠帶動該旋轉軸轉動以驅動該葉片移動，該第一線圈和該第二線圈分別設於該磁性元件的兩側，該第一線圈和該第二線圈通電後與該磁性元件之磁場相互作用，從而帶動該旋轉軸轉動以驅動該葉片轉動，使得該葉片之自由端遮蓋或顯露該第一通孔。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之行動電話，其中：該底座呈截角正方形，該旋轉軸位於該底座的一個頂角，該第一線圈和該第二線圈分別位於構成該頂角的兩條側邊。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之行動電話，其中：該機械快門還包括緩衝部，該緩衝部一端固定於該表面，另一端靠近該通孔的相對該葉片較遠的一側，該緩衝部用於抵止該葉片。
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