[發(fā)明專利]一種用于真空環(huán)境的機(jī)械快門

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010774436.1
• 申請(qǐng)日: 2020-08-04
• 公開（公告）號(hào): CN111880354B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇育民;壽寅任;曹正軒;馬文君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): G03B9/08
• 分類號(hào): G03B9/08
• 代理公司: 北京康思博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11426
• 代理人: 范國(guó)鋒;劉冬梅

本發(fā)明公開了一種用于真空環(huán)境的機(jī)械快門，包括快門底座(1)，在快門底座(1)上設(shè)置有通光孔(101)，在快門底座(1)內(nèi)設(shè)置有電磁鐵(2)和遮光部(3)，遮光部(3)具有驅(qū)動(dòng)部(31)和遮光板(32)，在驅(qū)動(dòng)部(31)上設(shè)置永磁體(311)，電磁鐵(2)磁極指向永磁體(311)。本發(fā)明所述的用于真空環(huán)境的機(jī)械快門，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、無污染、可靠性高、響應(yīng)速度可達(dá)毫秒級(jí)等諸多優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)械快門，尤其是一種用于高真空環(huán)境的機(jī)械快門，屬于攝像領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在一些光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，需要利用相機(jī)采集光的成像信息以獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中機(jī)械快門是控制相機(jī)曝光時(shí)間的關(guān)鍵器件，對(duì)相機(jī)的成像質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。

光學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，不同于常規(guī)相機(jī)使用環(huán)境，除對(duì)快門響應(yīng)時(shí)間和動(dòng)作時(shí)間有極高要求，在使用高能量激光的光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，激光可達(dá)TW甚至PW級(jí)別，如此高能量的激光下，相機(jī)直接接受高能量激光信號(hào)會(huì)對(duì)其造成損傷，為了避免高能量激光對(duì)相機(jī)“誤傷”，需要使用機(jī)械快門來對(duì)相機(jī)進(jìn)行保護(hù)。

此外，在一些光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，尤其是強(qiáng)激光實(shí)驗(yàn)中，涉及真空環(huán)境，且由于實(shí)驗(yàn)空間非常狹小，光學(xué)實(shí)驗(yàn)中復(fù)雜的光路實(shí)驗(yàn)設(shè)備又會(huì)占據(jù)很大的空間，為了避免快門對(duì)光路產(chǎn)生阻礙，快門的尺寸大小以及快門對(duì)真空環(huán)境影響度有著特殊要求。

傳統(tǒng)的機(jī)械快門驅(qū)動(dòng)方式多為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，但電機(jī)結(jié)構(gòu)往往含有潤(rùn)滑油脂，潤(rùn)滑油脂在真空環(huán)境下會(huì)出現(xiàn)揮發(fā)現(xiàn)象，揮發(fā)的有機(jī)物在真空中擴(kuò)散，會(huì)污染光學(xué)器件(例如光學(xué)鏡片、光柵等)表面，嚴(yán)重影響光學(xué)實(shí)驗(yàn)效果，甚至?xí)p壞光學(xué)器件。此外，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械快門多為通過調(diào)整電機(jī)步進(jìn)量配合彈簧或機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)曝光時(shí)間的控制，在需要調(diào)整曝光時(shí)間時(shí)，由于涉及部件多，影響因素多，需要反復(fù)的測(cè)試調(diào)整才能達(dá)到預(yù)期的曝光時(shí)間，使用時(shí)操作繁瑣。

此外，傳統(tǒng)的機(jī)械快門多通過連桿、棘輪、旋轉(zhuǎn)等結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)遮光板的移動(dòng)，此種快門開閉結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，導(dǎo)致快門尺寸偏大，難以滿足狹小空間下的光學(xué)實(shí)驗(yàn)中尺寸要求。

現(xiàn)有技術(shù)中還有采用電磁驅(qū)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)的方式控制遮光板移動(dòng)的機(jī)械快門，如申請(qǐng)?zhí)枮?01110444477.5的發(fā)明專利，但此種設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)空間較大，不利于快門尺寸的控制，且遮光片受到的磁場(chǎng)力不均，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)速度不易控制，進(jìn)而難以實(shí)現(xiàn)對(duì)曝光時(shí)間的精確控制，其復(fù)位過程也同樣存在較多不確定性，遮光片極容易出現(xiàn)無法復(fù)位到初始位置的情況，最終導(dǎo)致曝光失誤，甚至造成相機(jī)的損毀。

因此，有必要設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)、尺寸小，適用于高真空環(huán)境的機(jī)械快門。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述問題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，設(shè)計(jì)出一種包括快門底座1，在快門底座1上設(shè)置有通光孔101，在快門底座1內(nèi)設(shè)置有遮光部3_。

進(jìn)一步地，在快門底座1內(nèi)設(shè)置有電磁鐵2，所述遮光部3上設(shè)置有永磁體311。

根據(jù)本發(fā)明，所述遮光部3具有驅(qū)動(dòng)部31和遮光板32，所述永磁體311設(shè)置在驅(qū)動(dòng)部31上，電磁鐵2磁極指向永磁體311，使得電磁鐵2通電時(shí)，驅(qū)動(dòng)部31能夠帶動(dòng)遮光板靠近或遠(yuǎn)離電磁鐵2。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述永磁體311質(zhì)心位于電磁鐵2軸線上。

優(yōu)選地，所述快門底座1內(nèi)設(shè)置有平行于電磁鐵2軸線的導(dǎo)軌11，所述驅(qū)動(dòng)部31能夠沿導(dǎo)軌11滑動(dòng)。

更優(yōu)選地，所述導(dǎo)軌11為矩形槽體，所述驅(qū)動(dòng)部31具有與導(dǎo)軌11相應(yīng)的凸起，使得驅(qū)動(dòng)部31能夠沿導(dǎo)軌11滑動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明，所述導(dǎo)軌11兩端具有限位擋板12。

優(yōu)選地，所述電磁鐵2具有兩個(gè)，分別在驅(qū)動(dòng)部31的兩端。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述快門底座1上具有蓋板13。