透镜驱动装置 【技术领域】
本发明涉及一种传动装置，特别涉及一种用于实现携带式微型照相机变焦功能的透镜驱动装置。
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。图5示出了这种驱动装置的典型结构。如图5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，由此将步进电机101转轴的圆周运动变换为进给丝杆103的直线运动，由于透镜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等零部件，结构复杂，体积庞大，而且该装置的透镜105定位精度不够。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种透镜驱动装置，它具有结构轻便和透镜定位精度高的优点。
按照本发明地透镜驱动装置包含：
包含前透镜、容纳前透镜的前透镜框、支承前透镜框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，其中所述磁石支承件为笼状结构，磁石嵌入笼体支柱之间；
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，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，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。
在上述透镜驱动装置中，由于所述框架的内壁设有切口，便于后支撑框贯穿其切口，所以可将后透镜放入磁石内侧，使得装置小型化。另外，由于磁石支承件呈笼形状，所以提高了强度。
在上述透镜驱动装置中，比较好的是，前弹簧和后弹簧处于最后方位置时具有向外伸张的力。这样，前弹簧和后弹簧即便被导入到最后方也能组装，所以可避兔了初期弹簧常数的扭曲。
【附图说明】
图1为按照本发明的透镜驱动装置的剖面示意图。
图2为与图1所示透镜驱动装置的另一剖面示意图，该剖面与图1所示剖面呈60度的夹角。
图3为图1所示透镜驱动装置的零部件分解视图。
图4为图1和图2所示透镜驱动装置工作状态下的剖面示意图。
图5为已有技术透镜驱动装置的示意图。
【具体实施方式】
以下借助附图描述本发明的具体实施方式，附图中相似或相同的零部件采用相同的标号表示。
如图1和2所示，按照本发明的透镜驱动装置1主要包含前透镜驱动单元、后透镜驱动单元、静磁场产生单元、前弹簧、后弹簧和容纳上述单元或零部件的框架，其中前透镜单元包括前透镜2、前透镜框31、前支承框3和前线圈4，后透镜驱动单元包含后透镜6、后支承框7和后线圈8，静磁场产生单元包含磁石10和磁石支承件21，前弹簧连接在前透镜驱动单元内的前透镜框31与框架11之间，后弹簧连接在后透镜驱动单元内的后支承框7与框架11之间。值得指出的是，以下所称的“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。
前支承框3由电气绝缘材料(例如合成树脂等)制成，并且形状为如图3所示的环状，其内周边的下部设有四处相邻间隔为90度的凸起22，因此可将装入的前透镜框31固定，而前透镜2则固定在前透镜框31内。在上述凸起22的尾部还可设置小的凸起棱23，它与下述的磁石支承件21的外周边一起摺动。前弹簧5的外端部5a固定于前支承框3上端部表面的凸起。前线圈4可套在前支承框3外周边的下部，其导线穿过前支承框3外周边的凹槽后焊接在前弹簧5的外端部5a上。
后支承框7也由电气绝缘材料(例如合成树脂等)制成，并且形状也为如图3所示的环状，内部设置凸起7a，后透镜6固定在凸起7a之间，后线圈8放置在后支承框7的内周边与凸起7a之间，后弹簧9的内端部9b被固定在后支承框7底面的凸起7b上。
沿径向磁化的磁石10和磁石支承件21构成静磁场单元。磁石支承件21呈如图3所示的笼状并由电气绝缘材料(例如合成树脂等)制成，包含4根位于支承件上下端面之间的支柱21a，四片呈矩形圆弧状的磁石10被嵌入4根支柱之间，由此将磁石10固定在笼状的磁石支承件21内。
环状框架11可由熟铁磁性体材料制成，如图3所示，其包含外壁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。
磁石支承件21的底面固定在框架11的底面上，前弹簧5的外端部5a如上所述固定于前支承框3上端部表面的凸起，内端部5b固定于磁石支承件21前端面的凸起上。在磁石支承件21的外周上端面设置凸起21c，它抵靠在前支承框3内的凸起22上而不会下落，并且抑制了沿前弹簧5径向的冲击力而导致的位置变动。
前线圈4位于由磁石10和框架11的外壁11a所构成的外侧间隙内。同样，后线圈8位于由磁石10与框架11的内壁11b所构成的内侧间隙内。由此形成了以磁石10为始端，经由框架11的外壁11a、底面11c和内壁11b，最终返回至磁石10的一条磁路。
当后线圈8插入后支承框7时，其连接导线沿着凸起7a的侧面贯穿框架11的切口11d并被焊接在后弹簧9的内端部9b上，而后弹簧9的外端部9a又被固定在磁石支承件21最后方的底部的凸起上，该凸起与板簧一起作为供电端子。此外，在磁石支承件21的内周边设置细长的棱(共有4处)，从而使得其与后支承框7外周边之间的摺动变得更容易。
前弹簧5和后弹簧9都是由磷青铜材料制成的金属板簧，其一方面具有板簧功能，另一方面还分别向前线圈4和后线圈8提供导电路径。前弹簧5的外端部5a被镶嵌进前支承框3的凸起上，随后通过板簧5aa得以压固(热铆合)。前弹簧5的内端部5b被镶嵌进磁石支承件21的凸起上，随后通过板簧5bb得以压固(热铆合)。当前支撑框3插入框架11后，由于前支撑框3的凸缘3a抵靠在框架11外壁11a的上表面，所以前弹簧5的外端部5a与内端部5b之间产生段差，前弹簧5被拉伸后即完成组装。板簧5bb的形状为向内周方向突出，因此可防止后支承框7移动。
后弹簧9的外端9a被镶嵌进磁石支承件21的凸起上，随后通过板簧9aa下压固定。后弹簧9的内端9b被镶嵌于后支承框7的凸起上，随后通过板簧9bb下压固定。当后支承框7插入框架11后，由于后支撑框7的凸起部7b(有4处)抵靠在框架11底面11c上，所以外端9a和内端9b之间产生段差，后弹簧9被拉伸后即完成组装。这样，前弹簧5和后弹簧9即使位于最后方，也处于被拉伸状态，所以可避免板簧固有的初期弹簧常数扭曲。
图4为图1所示透镜驱动装置工作状态下的剖面示意图。当向前线圈4施加电流时，磁石10对线圈4产生电磁作用力，该作用力传递至与线圈4固定在一起的前支承框3、前透镜框31和透镜2，使得整个前透镜驱动单元向前方(在图4中为上方)移动，从而压迫两端固定于磁石支承件21和前透镜框31的前弹簧5，当弹簧5压缩到一定程度时，其产生的反方向的弹性力与该电磁作用力相等，此时弹簧5(也即前透镜驱动单元)处于平衡位置。由于电磁作用力的大小与线圈4内所通电流成正比，并且前弹簧5的弹性力与其位移(等同于前透镜驱动单元的位移)成正比，因此通过在线圈4内施加合适的电流可以使前透镜驱动单元产生所需的位移。同样，当向后线圈4施加电流时，磁石10对线圈8产生电磁作用力，该作用力传递至与线圈8固定在一起的后支承框7和后透镜6，使得整个后透镜驱动单元向前方(在图4中为上方)移动，从而压迫两端固定于框架11和后支承框7的后弹簧8，当弹簧8压缩到一定程度时，其产生的反方向的弹性力与该电磁作用力相等，此时弹簧8(也即后透镜驱动单元)处于平衡位置。由于电磁作用力的大小与线圈8内所通电流成正比，并且后弹簧8的弹性力与其位移(等同于后透镜驱动单元的位移)成正比，因此通过在线圈8内施加合适的电流可以使后透镜驱动单元产生所需的位移。
由于通过在前线圈4和后线圈8内通以适当的电流即可调节前透镜2和后透镜6的位移量，所以在照相机内，固定透镜可设置在比后透镜6更靠后位置上(即图4中后透镜6的下方)，通过调节这些透镜的相对位置，可以使被摄物体聚焦在由电感耦合器件构成的成像平面上。
在组装上述透镜驱动装置的过程中，前线圈4的导线预先沿着前支承框3的凹槽引出，而磁石10预先装入磁石支承体21中。随后将前线圈4套在前支承框3的外周边下部，然后将后透镜6和后线圈8装入后支承框7内并分别加以固定。
接下来，将后支承框7装入磁石支承件21内，将后弹簧9及板簧9aa、9bb固定在后支承框7的下端面的凸起上。接着，将前支承框3和前端杆32套在磁石支承件21外部，将前弹簧5及板簧5aa、5bb固定在磁石支承件21与前透镜框31之间。后线圈8的导线及前线圈4的导线分别焊接到内端9b、外端5a上，前端杆32也焊接在外端5a上。
再接下来，将磁石支承件21装入框架11，并固定在框架11的底面11c。前透镜2预先装入前透镜框31中，然后将前透镜框31固定在磁石支承件21的最前方部分。
在框架11的底面11c的贯通孔部分，前线圈4上的两个外部输入功率是从2个前方端杆32处引入；而后线圈8上的两个外部输入功率从后弹簧9的两个外端9a处引入。