CN101216589A - 透镜驱动机构 - Google Patents

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一种透镜驱动机构，包括：一框体，置于框体内周侧的单组或多组的磁石组，设置在框体内侧的透镜支撑体，安置在透镜支撑体外周侧上的线圈，设置在透镜支撑体前、后方向的板式弹簧片，设置在框体周侧的外壳体，其特征在于：每一组磁石组都是由2块形状相同，近光轴侧磁极不同的磁石前后叠加组成；前述线圈是由2个相反方向缠绕的前、后侧线圈组成；前述板式弹簧片的结构为外方内圆结构，且在内外周侧之间设置多个缓冲部，该缓冲部由多条在同一平面内互相垂直相交或者平行的连续直角曲折臂组成。本发明由于采用了前述的结构而具有结构简单，有利于马达紧凑设计，提高耐冲击力等优点。

Description

透镜驱动机构
技术领域：
本发明涉及一种透镜驱动机构，尤其涉及一种在透镜的光轴方向上驱动透镜的机构。
背景技术：
现在市场上传统的照相机和带有照相功能的手机使用的透镜驱动机构，通常是采用类似于中国专利号为200310109220.X(以下简称专利1)所示的透镜驱动机构。结构中包括一种透镜驱动机构和一个透镜；其特点是：结构中包括一载体，其上部呈圆筒形状且中心贯通，透镜安置在其中并得到载体的支撑；套设在载体外即座落在载体座上的线圈；一呈圆筒形状中心贯通的环口，环口内设置一环状磁石并套设在装有线圈的载体外；一供环口和载体安装的基座；设置在基座上的框架；安置在载体上下的上侧弹簧和下侧弹簧；当线圈导电后，载体作上下移动。
专利1所示的透镜驱动机构虽比传统的步进马达加凸轮的方式更加合理，减少了机械损失，并依靠圆筒形状的环口和环状磁石共同构成闭合的磁路；但该透镜驱动机构对部品的加工以及组装都提出了极高的要求，生产难度极大；而该专利所述的透镜驱动机构的磁路依靠圆形环口完成，这不但要求磁石与线圈之间要保证一定空隙，而且线圈和载体之间也要保留一定的空隙，这不利于将马达结构设计的更加紧凑，而且也不利于线圈和载体之间的固定，耐冲击性较差。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种透镜驱动机构，它通过更加合理的磁路结构驱使透镜支撑体实现位移，并且通过简单的结构来提高透镜驱动机构的耐冲击性，并降低了生产的难度，易于大批量生产。
为实现上述目的，本发明的透镜驱动机构应包括：一框体，置于框体内周侧的单组或多组的磁石组，设置在框体内侧的透镜支撑体，安置在透镜支撑体外周侧上的线圈，设置在透镜支撑体前方向的板式弹簧片和后方向的板式弹簧片，设置在框体周侧的外壳体，
其特征在于：
所述单组或多组的磁石组的每一组都是由两块形状相同的前侧磁石和后侧磁石前、后相互吸引叠加在一起组成，
所述的单组或多组的磁石组中的全部的前侧磁石的近光轴方向的内周侧都同极磁化成NS极中的一极；所述的单组或多组的磁石组中的全部的后侧磁石近光轴方向的内周侧都同极磁化成NS极中的另一极。
所述的线圈包括两个呈相反方向缠绕在透镜支撑体的外周侧的前侧线圈和后侧线圈组成，且该线圈置于单组或多组的磁石组所组成的空间内，所述的前侧线圈和后侧线圈分别对应前侧磁石和后侧磁石的位置。
所述的透镜支撑体在外周侧的前侧线圈和后侧线圈在导电的情况下产生的相同方向的电磁力会推动该透镜支撑体在由框体，外壳体所组成的空间内沿光轴方向移动。
所述的透镜驱动机构还应包括：
在所述前方向板式弹簧片和外壳体之间设置一端盖。
所述的透镜驱动机构，其特征在于：所述的单组或多组的磁石组分别相对于透镜体支撑体呈对称方式设置。
所述的透镜驱动机构，其特征还在于：所述的前侧磁石和后侧磁石的形状为近光轴侧是弧型，外侧与框体内侧形状保持一致。
所述的透镜驱动机构，其特征还在于：所述前方向的板式弹簧片的外周侧是与框体形状紧密配合的形状，内周侧为圆形，外周侧与内周侧之间设置有多个对称的缓冲部，缓冲部是由多条在同一平面内互相垂直相交或者平行的连续直角曲折臂组成。
所述的透镜驱动机构，其特征在于，所述的后方向板式弹簧片是由对称的且不接触两部分组成，其结构为：外周侧设置有向外延伸的脚部；内周侧呈对称的半圆状，外周侧与内周侧之间设置有多个对称的缓冲部，缓冲部同样是由多条在同一平面内互相垂直相交或者平行的连续直角曲折臂组成。
所述的透镜驱动机构，其特征在于：所述的后方向板式弹簧片的外周侧脚部固定在框体的脚部上，内周侧固定在透镜支撑体的底部；
所述的前方向板式弹簧片的外周侧固定在框体与端盖之间位置，内周侧固定在透镜支撑体的上部位置；
在所述的前方向板式弹簧片的外周侧与前侧磁石之间设置一垫片；
在所述的后方向板式弹簧片的外周侧与后侧磁石之间设置一垫片。
所述的透镜驱动机构，其特征还在于：在未导电状态下，前方向板式弹簧片的外周侧与内周侧在光轴方向上存在高度差，前方向板式弹簧片承受透镜支撑体向后方向的压力，透镜支撑体的底部抵于框体的底部上，从而使透镜支撑体能保持固定；在导电状态下，透镜支撑体沿光轴方向移动，当行程达到最大时，透镜支撑体的上部位置抵于外壳体的内侧。
本发明透镜驱动机构由于采用上述的技术方案，所以与专利1所描述的透镜驱动机构相比，具有如下的优点和明显效果：
1.由于本发明使用了单组或多组的磁石组，且每组磁石组都是以两块相同的前侧磁石和后侧磁石前、后叠加在一起，并分别磁化成NS极中的N极或S极的结构，依此来构成多组的磁路，由于不需要环口来构成磁路，所以透镜支撑体和线圈之间不需要设置有空隙，更有利于马达结构的紧凑设计，相较于在环口的加工以及环口和磁石之间固定的难度性上，本发明的磁石组合更加简单，易于操作。
2.由于本发明在透镜支撑体的前、后两侧均设置有板式弹簧片，且使用的板式弹簧片的结构为外方内圆结构，并且在内外周侧之间设置多个缓冲部，该多个缓冲部均由多条在同一平面内互相垂直相交或者平行的连续直角曲折臂组成，该结构能够保证透镜支撑体在受到与板式弹簧片平行方向(和光轴方向相交叉的方向)的外力冲击下，依然能够保证不会向平行方向产生摇晃和偏移。
附图说明：
为了进一步阐述本发明的目的和结构的特点，特别对本发明透镜驱动机构的第一实施例结合附图进行描述。其中附图为：
图1为本发明透镜驱动机构的立体分解结构示意图；
图2为本发明透镜驱动机构的第一实施例的剖面视图；
图3为本发明透镜驱动机构的第一实施例主体示意图；
图4为本发明透镜驱动机构的弹簧片的示意图；
图5为本发明透镜驱动机构的第一实施例处于驱动前、后状态的剖面视图。
附图中相同或相似的部件采用相同的标识表示。
具体实施方式：
本发明是一种在透镜的光轴方向上驱动透镜的机构，包括：一框体40，置于框体40内周侧的单组或多组的磁石组50，设置在框体40内侧的透镜支撑体20，安置在透镜支撑体20外周侧上的线圈30，设置在透镜支撑体20前方向的板式弹簧片70和后方向的板式弹簧片80，设置于前方向板式弹簧片70和外壳体100之间一端盖90，设置在框体40周侧的外壳体100。本发明透镜驱动机构通过向线圈30通电后所产生的电磁力相抗于前方向的板式弹簧片70和后方向的板式弹簧片80的预压力，驱使透镜支撑体20沿光轴方向移动。
需要特别指出的，本文中所称的“前方向××”与“后方向××”以及“前侧××”与“后侧××”的位置关系都是相对于照相机所拍摄的物体而言的，就是离所拍摄物体近的位置用“前方向××”与“前侧××”来表示，反之则用“后方向××”与“后侧××”来表示。
请参考图1，结合图2，图3所示，它是本发明的第一实施例结构示意图。为了能够详细说明本发明的特点，配合附图说明如下：
在本实施例中，设置在框体40内周侧的单组或多组的磁石组50为四组，而每一组都是由两块形状相同的前侧磁石50a和后侧磁石50b前、后相互吸引叠加在一起组成，且前侧磁石50a和后侧磁石50b的形状为近光轴侧是弧型，外侧形状与框体内侧形状保持一致，该磁石的形状组合有益于磁石50与框体40的紧密贴和固设，且近光轴侧的弧型设置使其与透镜支撑体20形成同心设置，从而保证磁场强度的均衡。
前侧磁石50a近光轴方向的内周侧都同极磁化成NS极中的一极，后侧磁石50b近光轴方向的内周侧都同极磁化成NS极中的另一极，且四组的磁石组50分别相对于透镜体支撑体20呈对称方式设置，保证了四组的磁石组50中的每一组的前侧磁石50a和后侧磁石50b都相互吸引构成完整的磁路。如图3所示，线圈30设置于磁石组50所组成的空间内，该前侧线圈30a和后侧线圈30b分对应于前侧磁石50a和后侧磁石50b的位置。磁石组50对称的设置方式也形成了四组磁石的磁力线从磁石的一侧出发，并行穿过透镜支撑体20上缠绕的线圈30后回到另一磁石的一侧，与专利1环口加磁石形成的磁路相比，本发明的磁路更加具有合理性，且增加了相应的磁场强度。
该设置在框体40内侧的透镜支撑体20的外周侧有两个呈相反方向缠绕的前侧线圈30a和后侧线圈30b，与专利1的透镜驱动机构结构相比，本发明的线圈30与透镜支撑体20之间无需空隙，可以节省结构空间且由于线圈是缠绕在透镜支撑体上，对线圈自身的硬度和强度要求不高，不但降低了线圈的生产难度，而且节约了成本。
图4是本发明的弹簧片的示意图，下面是结合图3进行的详细说明。
如上所述前方向板式弹簧片70和外壳体100之间设置有端盖90，该端盖90提供了透镜支撑体20沿光轴方向移动的空间，端盖90的自身的厚度就是透镜支撑体20最大可移动量。前方向板式弹簧片70的外周侧70a固定在框体40与端盖90之间位置，内周侧70b固定在透镜支撑体20的上部位置29；后方向板式弹簧片80的外周侧80a脚部82固定在框体40的脚部40a上，内周侧80b固定在透镜支撑体20的底部20a，前、后方向板式弹簧片分别平行的配置在透镜支撑体的上部位置和底部。
所述前方向的板式弹簧片70的外周侧70a是与框体40形状紧密配合的形状，内周侧70b为圆形，外周侧70a与内周侧70b之间设置有多个对称的缓冲部75，缓冲部75是由多条在同一平面内互相垂直相交或者平行的连续直角曲折臂组成。所述的后方向板式弹簧片80是由对称的且不接触两部分组成，其结构为：外周侧80a设置有向外延伸的脚部82；内周侧80b呈对称的半圆状，外周侧80a与内周侧80b之间设置有多个对称的缓冲部85，缓冲部85是由多条在同一平面内互相垂直相交或者平行的连续直角曲折臂组成。在本实施例中，前、后方向的板式弹簧片的缓冲部均为四个，缓冲部的结构能够保证透镜支撑体在沿光轴方向移动时不会产生偏移和摇晃，尤其是能够抵挡本发明机构在与弹簧片平行方向上的冲击力。
在所述的前方向板式弹簧片70的外周侧70a与前侧磁石50a之间设置一起到支撑作用的垫片110；所述的后方向板式弹簧片80的外周侧80a与后侧磁石50b之间设置一起到绝缘作用的垫片120。
如图5所述本发明在驱动前状态下，前方向板式弹簧片70的外周侧70a与内周侧70b存在段差，透镜支撑体20承受前方向板式弹簧片70向后方向的压力，透镜支撑体20的底部20a抵于框体40的底部上，从而使透镜支撑体20能保持固定；在驱动后状态下，透镜支撑体沿光轴方向移动，当行程达到最大时，透镜支撑体20的上部位置29抵于外壳体100的内侧。
下面就本发明在装配程序，工作原理以及优点加以说明如下：
(1)将线圈30分别缠绕在透镜支撑体20外周侧的环带25内；
(2)在透镜支撑体20上安装后方向板式弹簧片80，即将后方向板式弹簧片80的内周侧80b固定在透镜支撑体20的底部20a上；
(3)将线圈30的两个抽头线分别焊接在后方向板式弹簧片80的外周侧的接点上；
(4)将带有透镜支撑体20的后方向板式弹簧片80装进框体40，即将后方向板式弹簧片80的外周侧80a固定在框体40的底部，并将外周侧80a的脚部固定在框体40的脚部40a上；
(5)将垫片120插入框体40的内周侧并固定；
(6)将磁石组50分别插入框体40的内周侧四个角部并固定，使得透镜支撑体20位于磁石50的环围中间；
(7)将垫片110覆盖在框体40的顶部；
(8)将前方向板式弹簧片70的外周侧70b固定在垫片110上，内周侧固定在透镜支撑体的上部位置29；
(9)将端盖90固定在前方向板式弹簧片70的外周侧70b；
(10)将外壳体100套在框体40的外周侧并固定。
根据以上步骤就完成了本发明的组装。
请结合图1，图2，图3参考图5所示，组装后的透镜驱动机构，通过向透镜驱动机构中的线圈30通电后，在磁石组50的闭合磁路范围内，产生的电磁力和前、后方向的板式弹簧片的作用力使得透镜支撑体20沿光轴方向上移动，通过调整通电的电流大小就可以调整透镜支撑体20的移动位置。
本发明的驱动部分由多组的前、后侧不同磁极的磁石组，配合相反方向的线圈组成，这种结构比较简单，有利于降低组装的难度，减少不良品的产生；线圈是缠绕在透镜支撑体上的，线圈与透镜支撑体之间不产生空隙，有利于技术人员在设计时将机构设计的更加紧凑，尺寸更加缩小；前、后方向板式弹簧片的外周侧和内周侧之间设置有多个缓冲部，可以使得本发明抵抗弹簧片平行方向上的冲击力，提高透镜驱动机构的耐冲击性。
以上所描述仅是本发明的一种实施情况，本发明并不局限于第一实施例形态，只要不脱离本发明的宗旨可作种种形态上的变更。

Claims (7)

1.一种透镜驱动机构，包括：一框体，置于框体内周侧的单组或多组的磁石组，设置在框体内侧的透镜支撑体，安置在透镜支撑体外周侧上的线圈，设置在透镜支撑体前方向的板式弹簧片和后方向的板式弹簧片，设置在框体周侧的外壳体，
其特征在于：
a.所述单组或多组的磁石组的每一组都是由两块形状相同的前侧磁石和后侧磁石前后相互吸引叠加在一起组成，
所述的单组或多组的磁石组中的全部的前侧磁石近光轴方向的内周侧都同极磁化成NS极中的一极；所述的单组或多组磁石中的全部的后侧磁石近光轴方向的内周侧都同极磁化成NS极中的另一极；
b.所述的线圈包括两个呈相反方向缠绕在透镜支撑体的外周侧的前侧线圈和后侧线圈组成，且该线圈置于单组或多组的磁石组所组成的空间内，所述的前侧线圈和后侧线圈分别对应前侧磁石和后侧磁石的位置；
c.所述透镜支撑体在外周侧的前侧线圈和后侧线圈导电的情况下产生的相同方向的电磁力会推动该透镜支撑体在由框体，外壳体所组成的空间内沿光轴方向移动；
所述的透镜驱动机构还应包括：
在所述前方向板式弹簧片和外壳体之间设置一端盖。
2.如权利要求1所述的透镜驱动机构，其特征在于：所述的单组或多组的磁石组分别相对于透镜体支撑体呈对称方式设置。
3.如权利要求1，2所述的透镜驱动机构，其特征还在于：所述的前侧磁石和后侧磁石的形状为近光轴侧是弧型，外侧形状与框体内侧形状保持一致。
4.如权利要求1所述的透镜驱动机构，其特征在于：所述前方向的板式弹簧片的外周侧是与框体形状紧密配合的形状，内周侧为圆形，外周侧与内周侧之间设置有多个对称的缓冲部，缓冲部是由多条在同一平面内互相垂直相交或者平行的连续直角曲折臂组成。
5.如权利要求1所述的透镜驱动机构，其特征在于，所述的后方向板式弹簧片是由对称的且不接触两部分组成，其结构为：外周侧设置有向外延伸的脚部；内周侧呈对称的半圆状，外周侧与内周侧之间设置有多个对称的缓冲部，缓冲部是由多条在同一平面内互相垂直相交或者平行的连续直角曲折臂组成。
6.如权利要求1，5和6所述的透镜驱动机构，其特征在于：所述的后方向板式弹簧片的外周侧脚部固定在框体的脚部上，内周侧固定在透镜支撑体的底部；
所述的前方向板式弹簧片的外周侧固定在框体与端盖之间位置，内周侧固定在透镜支撑体的上部位置；
在所述的前方向板式弹簧片的外周侧与前侧磁石之间设置一垫片；
在所述的后方向板式弹簧片的外周侧与后侧磁石之间设置一垫片。
7.如权利要求1所述的透镜驱动机构，其特征还在于：在未导电状态下，前方向板式弹簧片的外周侧与内周侧在光轴方向上存在高度差，前方向板式弹簧片承受透镜支撑体向后方向的压力，透镜支撑体的底部抵于框体的底部上，从而使透镜支撑体能保持固定；在导电状态下，透镜支撑体沿光轴方向移动，当行程达到最大时，透镜支撑体的上部位置抵于外壳体的内侧。
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