专利名称：透镜驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种透镜驱动装置，特别涉及一种用于携带式微型照相机上的能迅速捕捉且放大被摄物的透镜驱动装置。
背景技术：
众所周知，透镜驱动装置一般由步进马达和进给丝杆传动机构组合而成的。图7示出了这种驱动装置的典型结构。如图7所示，在透镜驱动装置100中，步进马达101的转轴端部插入齿轮102后与进给丝杆103端部的齿轮啮合，因此不仅电机101转轴的圆周运动被变换为进给丝杆103的直线运动，而透镜105被固定在导向驱动进给丝杆103的螺母104上，因此，步进马达的转动角度决定了透镜105的位置。
但是，上述透镜驱动装置100包含步进马达101、齿轮102、进给丝杆103以及螺母104等复杂的传动机构，体积庞大，而且该装置的透镜105作直线运动时在径向上会产生摇晃从而导致透镜放大图像模糊。
发明内容
因此本发明的目标是提供一种结构紧凑、小型轻便并且透镜在径向上不会产生摇晃的透镜驱动装置。
按照本发明的透镜驱动装置，包含由前透镜、支承前透镜的前支承框和安装于前支承框上的前线圈组成的前透镜驱动单元；由后透镜、支承后透镜的后支承框和安装于后支承框上的后线圈组成的后透镜驱动单元；由磁石和支承磁石的磁石支承件组成的静磁场单元；容纳所述前透镜驱动单元、后透镜驱动单元和静磁场单元的框架；
连接在所述前透镜驱动单元内的前支承框与框架之间的前弹簧；以及连接在所述后透镜驱动单元内的后支承框与框架之间的后弹簧，其中，通过在前线圈上通以电流使前透镜移动至某一位置，所述前透镜驱动单元在该位置上所受的前弹簧的作用力等于其所受的磁场作用力，并且通过在后线圈上通以电流使后透镜移动至某一位置，所述后透镜驱动单元在该位置上所受的后弹簧的作用力等于其所受的磁场作用力。
按照本发明的透镜驱动装置借助磁场作用力和弹簧的机械作用力使透镜移动到所需的位置，因此可以实现小型化而且可以避免透镜的径向摆动。
在按照本发明的透镜驱动装置中，前支承框可以做成为环状并且其下部周边以90度为间隔设置4条棱条，磁石支承件为环状并且其最前端以90度为间隔设置4个凸起。这种结构不仅缩小摺动面积和减少摩擦，而且还有固定凸起的作用，从而防止前弹簧的横向变位。另外，由于以180度相对位置间隔配备对抗棱，所以可提高棱条成形精度，抑制因摺动而产生的前透镜棱条的移动。
在本发明的透镜驱动装置中，磁石沿圆周方向的侧面呈楔状以与磁石支承件形状配合。这种结构由于磁石沿圆周方向的侧面与磁石支承件形状配合，所以能最大限度地利用磁石径向厚度，从而增大外侧及内侧间隙部的磁通密度。
在本发明的透镜驱动装置中，前弹簧和后弹簧通过用内周圆板连接起来的形状制作并在固定到透镜驱动装置后将内周圆板截断。这种结构可更为精确地定位两个弹簧，并且可将两弹簧作为一个零件来制造，所以降低了零件成本。
图1为按照本发明的透镜驱动装置的截面示意图。
图2为图1所示透镜驱动装置的另一截面示意图，该截面与图1所示截面垂直。
图3为按照本发明的透镜驱动装置的透视图。
图4为图1所示透镜驱动装置处于工作状态时的截面图。
图5a和5b为本发明透镜驱动装置中前弹簧构造示意图。
图6a和6b为本发明透镜驱动装置中后弹簧构造示意图。
图7为现有技术下透镜驱动装置结构的示意图。
具体实施例方式
以下借助附图详细描述本发明的具体实施方式
。
如图1～3所示，按照本发明的透镜驱动装置1包含前透镜2、前支承框3、前线圈4、前弹簧5、后透镜6、后支承框7、后线圈8、后弹簧9、磁石10、磁石支承件21及框架11。这里的“前”与“后”的位置关系都相对于照相机所摄物体而言，即，离所摄物体更近的位置用“前”表示，更远的用“后”表示。以下借助附图描述该透镜驱动装置1各组成部分。
前透镜2、前线圈4和前支承框3构成前透镜驱动单元。如图3所示，前支承框3为电气绝缘材料(例如合成树脂等)制成的环状部件，其内周边后部每间隔90度设有四处凸起22以固定装入的前透镜2，而前线圈4套入其外周边后方，在前线圈4套入之前应预先使前线圈的四根导线沿图1中前支承框3外侧表面上的两处凹槽固定并引出。
后透镜6、后线圈8和后支承框7构成后透镜驱动单元。如图3所示，后支承框7也是由电气绝缘材料(例如合成树脂等)制成的环状部件，其内部设置四根凸起7a，后透镜6位于它们中间而后线圈8放置在后支承框7的内周部与凸起7a之间，它的两根导线沿着凸起7a的侧面延伸。
沿径向磁化的磁石10和磁石支承件21构成静磁场单元。如图3所示，磁石支承件21呈环状并由电气绝缘材料(例如合成树脂等)制成，包含四个用于支承磁石10的周边部位21a，并且其底部形状与框架11的底部相配合，四片呈矩形圆弧状的磁石10由周边部位21a支承并且圆周方向侧面卡入磁石支承件21的圆周侧面凹部，所以可扩大磁石厚度和磁通密度。
环状框架11可由熟铁磁性体材料制成，如图3所示，包含外壁11a、内壁11b及底面11c，外壁11a高于内壁11b，内壁11b以90度为间隔设置四处切口11d，后支承框7的凸起7a正好可贯穿切口11d。
图1和图2示出了前透镜驱动单元、后透镜驱动单元、静磁场单元安装在框架内的剖面示意图。如图所示，装有磁石10的磁石支承件21插入框架11，磁石支承件21的底面固定在框架11的底面上。前支承框22的侧面部分和前线圈4位于磁石10和磁石支承件21与框架外壁11a之间的外侧间隙中，其靠近底面的内周边以90度的间隔设置凸起22，凸起上有极小的凸起棱23，因此可与磁石支承件21的外侧形成摺动，并且由于凸起棱23对称分布，因此定位精确并且摺动面积小以使前透镜2能流畅移动并且振荡较小。此外，磁石支承件21在外圆上端有凸起部21c，该凸起与前支承框3的凸起22相抵而起到固定作用，这种结构既防止了前支承框3脱落又抑制了弹簧5径向冲击引起的位置变动。后支承框7和后线圈8位于磁石10和磁石支承件21与内壁11b之间的内侧间隙中，由此形成了以磁石10为开端经由外壁11a、底面11c、内壁11b，最终又返回到磁石10的磁回路。如图所示，前弹簧5连接在前支承框21与框架11的内壁11b之间，因此整个前透镜单元可以沿光轴方向相对框架11运动，后弹簧9连接在后支承框7与磁石支承件21之间，因此整个后透镜单元可以沿光轴方向间接地相对框架11运动。为了抑制前透镜2和后透镜的轴向振动，可以选取径向刚性较强的弹簧。
以下借助图4描述本发明透镜驱动装置的工作原理。当前线圈4内通以电流时，磁石10就会对线圈产生图中箭头所示方向的电磁力，因此整个前透镜驱动单元(包括前透镜2)向前移动。另一方面，由于连接在前透镜驱动单元与框架11之间的前弹簧5处于拉伸状态，因此将产生相应的与箭头所示方向相反的弹性力，该弹性力与前透镜驱动单元相对弹簧平衡位置的位移呈正比。当前透镜单元移动至某一位置时弹性力与电磁力相等而处于均衡位置。由上可见，通过在前线圈4内通以合适大小的电流可以使前透镜2移动至所需的位置。同样，通过在后线圈8内通以合适大小的电流可以使后透镜6沿箭头所示方向移动至所需的位置。
图5(a)和5(b)为前弹簧固定到框架11和前透镜单元之前后的形状，在图5(a)中，两个弹簧元件通过内周圆板连接，而在图5(b)中，内周圆板被切断，内周端部的两处端子5a卡入前支承框而固定在一起，外部端部的两处端子5b被固定于金属材料制造的前弹簧固定片21b上。采用内周圆板连接的构造可以减少弹簧中心与透镜的中心偏差，也可抑制住弹簧元件之间的位置偏差。前弹簧固定板21b与磁石支承件21一体成型，因此可以将前弹簧5精确地限定在两个平面之间以抑制作用于前弹簧5的变形应力。前线圈4的两个端头在接入前弹簧固定板21b后再与端子5b和端子5a连接以形成一条直流电流的供给回路。因此前弹簧5不仅起到了弹簧的弹性拉伸和收缩作用，还起着导电作用。
图6(a)和6(b)为后弹簧固定到框架11和后透镜单元之前后的形状，在图6(a)中，两个弹簧元件通过内周圆板连接，而在图5(b)中，内周圆板被切断，内周端部的两处端子9a卡入磁石支承件而固定在一起，外部端部的两处端子9b被连接到作为导电性金属板的后弹簧固定板31上，而后弹簧固定板31又被固定于后支承框7的底部。后线圈8的两根导线沿着凸起7a的侧面贯穿切口11d并被连接到后弹簧固定板31、端子9a和9b上以构成直流回路。因此后弹簧9也起到了弹簧作用和导电作用。考虑到导电和弹性双重性质，可以磷青铜作为弹簧材料。此外，由于采用上述后弹簧固定板31结构，因此可以将后支承框7安装在磁石内侧从而实现装置的小型化。
权利要求
1.一种透镜驱动装置，其特征在于，包含包含前透镜、支承前透镜的前支承框和安装于前支承框上的前线圈的前透镜驱动单元；包含后透镜、支承后透镜的后支承框和安装于后支承框上的后线圈的后透镜驱动单元；包含磁石和支承磁石的磁石支承件的静磁场单元；容纳静磁场单元、前透镜驱动单元和后透镜驱动单元的框架；连接在所述前透镜驱动单元内的前支承框与框架之间的前弹簧；以及连接在所述后透镜驱动单元内的后支承框与框架之间的后弹簧，其中，通过在前线圈上通以电流使前透镜移动至某一位置，所述前透镜驱动单元在该位置上所受的前弹簧的作用力等于其所受的磁场作用力，并且通过在后线圈上通以电流使后透镜移动至某一位置，所述后透镜驱动单元在该位置上所受的后弹簧的作用力等于其所受的磁场作用力。
2.如权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述框架为环状并包含内壁和外壁，所述磁石放置在内壁与外壁之间，所述前线圈为环状并放置在磁石与外壁之间的间隙中，所述后线圈为环状并放置在磁石与内壁之间的内侧间隙中。
3.如权利要求2所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述框架的内壁设有切口，所述后支承框为环状并且其内周边设置若干与切口大小相配合的凸起。
4.如权利要求2或3所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述前支承框为环状并且其下部周边以90度为间隔设置4条棱条，所述磁石支承件为环状并且其最前端以90度为间隔设置4个凸起。
5.如权利要求4所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述磁石沿圆周方向的侧面呈楔状以与磁石支承件形状配合。
6.如权利要求1、2、3和5中任意一项所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述前弹簧和后弹簧通过用内周圆板连接起来的形状制作并在固定到透镜驱动装置后将内周圆板截断。
7.如权利要求4所述的透镜驱动装置，其特征在于，所述前弹簧和后弹簧通过用内周圆板连接起来的形状制作并在固定到透镜驱动装置后将内周圆板截断。
全文摘要
本发明提供一种结构紧凑、小型轻便并且透镜在径向上不会产生摇晃的透镜驱动装置。该透镜驱动装置通过在线圈上通以电流使透镜移动至某一位置，透镜在该位置上所受的弹簧作用力等于其所受的磁场作用力。本发明的透镜驱动装置借助磁场作用力和弹簧的机械作用力使透镜移动到所需的位置，因此可以实现小型化而且可以避免透镜的径向摆动。
文档编号G02B7/04GK1465996SQ0211239
公开日2004年1月7日 申请日期2002年7月5日 优先权日2002年7月5日
发明者吉江, 守正, 千代原, 阳介, 吉江 守正 申请人:思考电机(上海)有限公司