CN101038361A - 透镜驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种透镜驱动装置，它包括一安置在底座上的具有带圆孔的方型外廓并兼为透镜驱动装置的外部筐体的磁轭环，该磁轭环内安置有磁石与线圈，磁轭环圆孔中设置有带一透镜载体的透镜，该透镜载体的前后各设置有带前侧垫片的前侧弹簧与带后侧垫片的后侧弹簧，前后侧弹簧的簧丝形状呈上下左右对称，消除因形变引起旋转偏移，防止透镜载体移动时细微的光轴偏移；嵌套式后侧垫片和底座无缝隙装配方法阻止细微异物进入透镜驱动装置内部；磁石设置为三角棱形并安置在磁轭环方型外廓的四个角部；所述磁轭环、前后侧垫片与弹簧、透镜载体、底座均采用平板式结构的嵌套连接以及共同定位槽的装配方法，因而本发明具有较大的电磁感应力及良好的电气和机械的特性，且制作与装配工艺简单，又可提高产品的精度与成品率。

Description

透镜驱动装置

技术领域

本发明涉及一种照相机透镜驱动装置领域；特别是涉及一种专门配套于微型照相机对焦用的具有耐颠簸与耐冲击的透镜驱动装置；本发明主要应用在具有自动对焦功能的微型照相机中，并与微型化、高画质的传感器相配合，在手机、电脑、汽车以及机器人中尤其获得广泛应用。

背景技术

现有国内外微型照相机中所采用的类似透镜驱动装置结构较为普遍的如中国专利号为200410017724.3一种《透镜驱动装置》中所公开的方案，它包括一安装在底座上的筒状磁轭环，该磁轭环内安置有磁石和线圈，该线圈内周侧设置有带一透镜支撑体的透镜；所述筒状磁轭环其截面呈凹字形状，所述磁石和线圈安置在该凹字形筒状磁轭环内部，该线圈固定在该磁轭环内周侧的透镜支撑体的外周上，该透镜支撑体外周伸入所述筒状磁轭环内并可在该磁轭环的凹字形间隙中移动；所述透镜驱动装置还包括环形的前侧弹簧片和后侧弹簧片，它们的外周侧端部与所述磁轭环固定连接，还有一小帽，该小帽将所述前侧弹簧片内周侧端部固定在所述透镜支撑体上，还有一框架，该框架将所述前侧弹簧片外周侧端部固定在所述磁轭环上。

所述线圈通电后所产生的电磁力相抗于所述前侧弹簧与后侧弹簧的预压力，驱使所述透镜支撑体向光轴方向移动。

所述透镜驱动装置还包括一设置在所述小帽和框架之间的间隙中的防止透镜支撑体错位和移动的垂直方向限制装置以及设置在该透镜支撑体和磁轭环之间的间隙中的防止该透镜支撑体错位和移动的旋转方向限制装置。

上述的《透镜驱动装置》利用磁石的电磁感应作用，使安置在磁轭环中间的透镜移动载体受到平行的电磁力作用产生位移，同时安置在透镜移动载体的前后侧的簧片产生反作用力，当作用在透镜移动载体上的电磁力和簧片弹力达到平衡时，该透镜移动载体保持在一定的位置上；但该透镜驱动装置的生产、组装以及位移精度要求很高，而采用上述中国专利号为200410017724.3《透镜驱动装置》虽然通过其前后两侧限制透镜支撑体移动，使之无需增加部件即具有耐颠簸与冲击性能并具良好的画面质量。然而，它的不足之处在于使用所述底座和透镜支撑体作为装配精度的基体，对该底座和透镜支撑体的形位公差要求极高，而且该底座和透镜支撑体的零件形状复杂，所以它的几何精度要求高，制作与装配工艺难度较大；其次，外部框体所占用的空间限制了所述磁轭环的形状，从而影响了电磁力感应效能；其三是所述前后侧簧片形状呈环形同方向错位配置，因此在该簧片前后位移发生形变时，同时会产生同方向的旋转力，容易引起透镜移动载体发生旋转偏移；其四是上述的《透镜驱动装置》工序繁多，且全部粘合装配完成后，才能测定产品精度与性能合格与否，不易有效控制成品合格率，由此为造成资源浪费。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述现有技术中存在的问题，提供一种可提高电磁感应力、降低电源驱动功率、并可简化装配工艺又可提高成品合格率的透镜驱动装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该透镜驱动装置包括一安置在底座上的磁轭环，该磁轭环内安置有磁石与线圈，该线圈内周设置有带一透镜载体的透镜，该透镜载体可在所述线圈内前后移动，该透镜载体的前后各设置有用于支撑该透镜载体移动的带前侧垫片的前侧弹簧与带后侧垫片的后侧弹簧，所述线圈通电后所产生的电磁力相抗于所述前侧弹簧与后侧弹簧的预压力，驱使所述透镜载体向光轴方向移动，该透镜载体和所述磁轭环之间还设置有防止该透镜载体错位和移动的前后方向和旋转方向限制装置，其特征在于：

所述磁轭环具有带圆孔的方型外廓；所述前侧垫片、所述磁石安置在所述磁轭环内部；所述透镜载体设置在所述磁轭环圆孔中；

所述磁石安置在该方型外廓磁轭环的内部的四个角部；

所述磁轭环、所述前侧垫片、所述前侧弹簧、所述透镜载体、所述后侧弹簧、所述底座采用平板式嵌套连接。

采用方型外廓的磁轭环有利于该磁石安置在磁轭环内的四个角部的有效空间，使得磁石的配向厚度增加，从而相应的提高了电磁感应力，降低电源驱动功率以节省能源；采用平板式嵌套连接装配方法具有装配工艺简易、装配精度易于保证以及便于对成品进行电气特性检查，以提高成品合格率。

所述磁石优选设置为三角棱形；该三角棱形磁石配合所述方型外廓的磁轭环的角部空间，可获得最佳的电气和机械的特性。

所述磁轭环设置有多个磁轭环周向定位槽、所述前侧垫片设置有多个前侧垫片周向定位槽、所述前侧簧片设置有多个前侧弹簧周向定位槽、所述透镜载体设置有多个透镜载体周向定位槽、所述后侧弹簧设置有多个后侧簧片周向定位槽；该磁轭环周向定位槽、前侧垫片周向定位槽、前侧簧片周向定位槽、透镜载体周向定位槽、后侧垫片周向定位槽均与装配工夹具中定位针相配合。本发明是以所述磁轭环筐体作为装配基准、上述周向定位槽作为装配定位的基准，前侧垫片、前侧弹簧、磁石、后侧垫片、后侧弹簧和底座均在同一装配定位工夹具上进行装配，可以提高装配精度且简化了装配工艺。

所述磁轭环周向定位槽、所述前侧垫片周向定位槽、所述前侧簧片周向定位槽、所述透镜载体周向定位槽、所述后侧簧片周向定位槽最佳设置为四个，它们沿圆周方向均布。

所述旋转方向限制装置包括所述磁轭环圆孔设置有开口部，所述透镜载体的外周设置有上下贯通的肋拱，所述开口部与所述肋拱相配合；所述前侧弹簧设置有多个对称布置的前侧簧片簧丝、所述后侧弹簧设置有多个对称布置的后侧簧片簧丝。所述前侧簧片簧丝、所述后侧簧片簧丝最佳设置为四个，它们沿中心呈上下左右对称布置。上述前侧簧片簧丝、后侧簧片簧丝对称均布方式具有簧丝沿光轴方向变形时所产生的切向作用力被互相抵消的功能，以避免透镜载体发生旋转偏移。

所述开口部、所述肋拱最佳设置为四个，它们沿中心呈对称布置。

所述透镜载体的前部与所述前侧弹簧固定的结构一个优选方法是该透镜载体设置有凸起部，该前侧弹簧设置有凹入部，该凸起部与该前侧弹簧凹入部相配合，起到定位的作用；同样，所述后侧弹簧设置有凹入部，该后侧弹簧凹入部与所述透镜载体的后突起部相配合，用以定位并固定前、后侧弹簧与透镜载体之间的相对位置，从而防止前、后侧弹簧装配错位。

作为本发明的进一步改进，所述底座的设置有底座限位部，所述透镜载体肋拱的后部与所述底座限位部相配置，可形成该透镜载体与磁轭环之间、透镜载体与底座之间前后限位，并改善装配工艺性。

所述后侧垫片和所述底座嵌套式无缝隙配合可阻止细微异物和干扰光线进入透镜驱动装置内部。

所述线圈的电源引出线通过所述透镜载体肋拱中两个定位孔分别引向所述后侧簧片簧丝焊接固定；该后侧簧片作为导电端子与所述线圈引出线焊接在一起，驱动电源通过该后侧弹簧的端子在线圈内构成电气回路产生电磁力，推动所述透镜载体前后移动以实现照相机自动对焦。

与现有技术相比，本发明采用了方型外廓磁轭环兼作外部框体以及元件平板式的嵌套连接结构，因而具有良好的电气和机械的特性，而且简化装配工艺、提高装配精度和产品的成品率；其次是采用独特的前、后侧弹簧簧丝形状和布置方法，消除了簧片位移形变时所产生的旋转力，从而避免了透镜载体在光轴方向位移时容易产生旋转偏移的弊端。

附图说明

图1为本发明的组合状态的前视图；

图2为图1的B-B剖视图；

图3为本发明的分解状态立体图；

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

图1至图3示出了本发明透镜驱动装置的一个实施方式。它包括一具有外方内圆的磁轭环1，该磁轭环1兼作驱动透镜装置的外部框体，该方型外廓磁轭环1的四个角部内各安置一三角棱形的磁石4；该磁轭环1的内前侧壁上套置一前侧垫片2，该前侧垫片2与磁石4之间设置一前侧弹簧3；该磁石4的另一侧贴置一透镜载体6，该透镜移动载体6的另一侧贴置一后侧垫片7，该后侧垫片7的底部又与所述磁轭环1的底部相嵌套。

所述后侧垫片7的另一侧贴置一后侧弹簧8，该后侧弹簧8的另一侧贴置一底座9；该底座9用以定位与该压紧后侧垫片7、后侧弹簧8以及所述前侧垫片2、磁石4、前侧弹簧3、透镜载体6之间的轴向位置；参见图2、3所示。

该透镜载体6安置在所述磁轭环1内孔中并由前侧弹簧3和后侧弹簧8支撑，磁轭环1内部设置一线圈5，该线圈5固定在透镜载体6的外周上。

本透镜驱动装置上的后侧弹簧8作为导电端子与线圈5的引出线焊接在一起，驱动电源，通过后侧簧片8的端子在线圈5内构成电气回路。当线圈5内通过电流时，在磁石4和磁轭环1内部构成的磁场里感应出电磁力，在电磁力的推动下使透镜载体6在光轴方向上前移或后移，当透镜移动载体发生位移时，前侧簧片2和后侧弹簧8产生反作用力，当该反作用力与所述电磁力平衡时，透镜载体6就能保持在一定的位置上，达到照相机自动对焦的目的。

本发明透镜驱动装置结构特点在于：

具有方型外廓的磁轭环1；参见图1、3所示。

该磁轭环1作为本透镜驱动装置的外部筐体，不仅省去了一个外部筐体的零件，而且极大地节省了结构空间，并实现了安置在磁轭环1内的四个角部的磁石4设置成三角棱形，使得磁石4的配向厚度增大了30％左右，从而相应的提高了磁场强度，在同等工作电流下能得到更高的电磁感应力，起到降低电源驱动功率的节省能源的效果。

以磁轭环1筐体作为装配基准。前侧垫片2、前侧弹簧3、磁石4、后侧垫片7、后侧弹簧8和底座9均以嵌套的方式进行装配。即磁轭环1设置有多个磁轭环周向定位槽11；同样的，前侧垫片2、前侧弹簧3、透镜载体6、后侧垫片7各设置有多个前侧垫片周向定位槽21、前侧弹簧周向定位槽31、透镜载体周向定位槽61、后侧垫片周向定位槽71；参见图2、3所示。

磁轭环周向定位槽11、前侧垫片周向定位槽21、前侧弹簧周向定位槽31、透镜载体周向定位槽61、后侧垫片周向定位槽71均与装配夹具的四点定位针相配合。上述周向定位槽均作为装配定位的基准，可在同一装配定位夹具上进行装配，不仅提高了各零件之间对同轴度的要求，而且简化了装配工艺，提高了生产效率。

为了便于加工与装配，磁轭环周向定位槽11、前侧垫片周向定位槽21、前侧弹簧周向定位槽31、透镜载体周向定位槽61、后侧垫片周向定位槽71最佳设置为四个，并沿圆周方向均布。

本发明透镜驱动装置的磁轭环1、前侧垫片2、前侧弹簧3、后侧垫片7以及底座9各零件结构均为平板式结构又相互嵌套式装配，它们不需要前侧零件与后侧零件之间的镶配脚，比较现有透镜驱动装置的各零件结构更为简易，因而极大地提高了各零件加工的工艺性。

前侧弹簧3设置有四角沿前侧簧片中心对称布置的前侧弹簧簧丝32、后侧弹簧8设置有四角沿后侧弹簧中心对称布置的后侧弹簧簧丝82，上述前侧弹簧簧丝、后侧弹簧簧丝的中心对称均布方式的功能是当透镜载体移动时，所述的簧丝沿光轴方向变形时所产生的切向作用力被互相抵消，从而避免透镜载体发生旋转偏移；参见图3所示。

磁轭环1的圆孔设置有四个开口部12，透镜载体的外周设置有四个上下贯通的肋拱62；磁轭环开口部12与透镜载体肋拱62相配合，起到防止透镜载体旋转，当透镜旋入透镜载体时，无须附加透镜固定装置即可阻止透镜载体旋转引起前后侧簧片的破坏，极大方便了用户进行透镜调距作业。

透镜载体的肋拱62的前部与磁轭环内孔开口部12相配置；透镜载体的肋拱62的后部621与底座9的底座限位部91相配置，参见图2所示；从而形成透镜载体与磁轭环之间、透镜载体与底座之间前后限位，由此可避免因振动、冲击引起对该透镜驱动装置的破坏。

磁石4呈三角棱形，加工工艺性好。而且，三角棱形磁石可充分利用所述外方内圆的磁轭环1的有效空间，这不仅增加了磁石的有效厚度，即增强了磁石所产生的磁场强度，而且还改善了磁石加工的工艺性与装配的工艺性，装配时易于保证将磁石紧贴在磁轭环内侧，以减弱磁气回路间的磁阻。

图3示出线圈5的引线51、52通过如图3中透镜载体6的肋拱中两个定位孔61分别引向后侧簧片簧丝82进行焊接，该引线方式可避免透镜载体移动时产生摩擦、断线和短路等缺陷；而透镜载体移动时的摩擦、断线和短路现象是现有透镜驱动装置所常见的不良原因。

所述线圈5安装在透镜载体6的外周，透镜载体的肋拱62可防止线圈5错位，从而保证线圈5装配的同轴度。

图3示出的后侧弹簧片8设置有与其中心线相对称的两个端子81，底座9设置有与其中心线相对称的两个结合部92，后侧弹簧端子81与底座结合部92相配置；该透镜驱动装置完成装配后，对后侧弹簧的端子81弯折成形后进行热铆定型，避免后侧簧片的端子预先折弯对零件配合尺寸的过高要求，极大提高了装配的工艺性。

图3示出透镜载体6的前部与前侧弹簧3固定的结构，透镜载体6设置有凸起部63，前侧簧片3设置有凹入部，凸起部63与前侧弹簧3凹入部相配合，起到定位的作用；同样，后侧弹簧8设置有凹入部83，后侧弹簧凹入部83与透镜载体6的后突起部621相配合，用以定位并固定前、后侧簧片与透镜载体之间的相对位置，从而防止前、后侧弹簧装配错位。

本发明透镜驱动装置装配时采用高精度四点定位夹具，它的装配程序如下：

(1)将磁轭环1的周向定位槽11导入上述定位夹具的四点定位针；

(2)将前侧垫片2前侧垫片周向定位槽21导入所述的定位夹具的四点定位针，然后嵌入磁轭环1的内侧；

(3)将前侧弹簧3的周向定位槽31导入所述的定位夹具的四点定位针，然后嵌入磁轭环1的内侧；

(4)将三角棱形磁石4插入磁轭环1的四个角部；

(5)将线圈5顺透镜载体6的肋拱62插入，并固定在透镜载体6的座架上；

(6)将透镜载体6的周向定位槽61导入上述定位夹具的四点定位针，然后插入磁轭环1的内孔，其中线圈5的位置在磁石4和磁轭环内侧之间；

(7)将后侧垫片7嵌入磁轭环1的后部；

(8)将后侧弹簧8嵌入后侧垫片7的后部；

(9)将底座9嵌入后侧垫片7的后部；

(10)将后侧弹簧8的端子81进行折弯后热铆固定；即完成了本透镜驱动装置的装配。

采用了高精度四点定位夹具，装配工艺不仅简单，而且能够极大地保证各零件的装配同轴度和各零件相对移动部分的间隙匀称性，从而达到提高装配成品率。

本驱动装置的嵌套式装配方法，不仅在精度上得到切实的保证，而且，无须粘合即可对成品进行电气特性检查，然后对合格品进行粘合定型；对于不合格品进行调整，以提高成品合格率。

装配完成后所进行的后侧弹簧端子折弯和热铆工序，免除了预先折弯对后侧垫片和底座的过高配合精度的要求，因此可简化加工工艺。

本发明透镜驱动装置的磁轭环外方内圆，并兼为透镜驱动装置的外部筐体，以磁轭环外部筐体为主体将各部件以嵌套式方法进行装配，后侧垫片和底座的无缝隙嵌套装配方法阻止细微异物和干扰光线进入透镜驱动装置内部，因而可显著提高装配精度。又前后侧簧片的簧丝形状呈上下左右对称，消除因形变引起旋转偏移，防止透镜载体移动时细微的光轴偏移，因此，具有良好的电气和机械的特性，可满足与微型化传感器配合使用的高精度高画质的要求。

本发明将磁轭环设计为透镜驱动装置的外部筐体，极大地提高了有效利用空间，并且在相类似结构下可使得外型尺寸更小；嵌套式的装配方法有效提高各部件间的装配精度和装配效率，并简化了各部件的几何形状，从而零件加工与产品装配的工艺性获得明显改善；同时提高产品的合格率以及降低产品成本。

Claims (10)

1.一种透镜驱动装置，它包括一安置在底座(9)上的磁轭环(1)，该磁轭环内安置有磁石(4)与线圈(5)，该线圈内周设置有带一透镜载体(6)的透镜，该透镜载体可在所述线圈内前后移动，该透镜载体(6)的前后各设置有用于支撑该透镜载体移动的带前侧垫片(2)的前侧弹簧(3)与带后侧垫片(7)的后侧弹簧(8)，所述线圈通电后所产生的电磁力相抗于所述前侧弹簧与后侧弹簧的预压力，驱使所述透镜载体向光轴方向移动，该透镜载体和所述磁轭环之间还设置有防止该透镜载体错位和移动的前后方向与旋转方向限制装置，其特征在于：

a.所述磁轭环(1)具有带圆孔的方型外廓；所述前侧垫片(2)、所述磁石(4)安置在所述磁轭环(1)内部；所述透镜载体(6)设置在所述磁轭环(1)圆孔中；

b.所述磁石(4)安置在该方型外廓磁轭环(1)的内部的四个角部；

c.所述磁轭环(1)、所述前侧垫片(2)、所述前侧弹簧(3)、所述透镜载体(6)、所述后侧弹簧(8)、所述底座(9)采用平板式结构的嵌套连接。

2.根据权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于：所述磁石(4)设置为三角棱形。

3.根据权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于：所述磁轭环(1)设置有多个磁轭环周向定位槽(11)、所述前侧垫片(2)设置有多个前侧垫片周向定位槽(21)、所述前侧弹簧(3)设置有多个前侧弹簧的周向定位槽(31)、所述透镜载体(6)设置有多个透镜载体周向定位槽(61)、所述后侧弹簧(8)设置有多个后侧弹簧周向定位槽(81)；该磁轭环周向定位槽、前侧垫片周向定位槽、前侧弹簧周向定位槽、透镜载体周向定位槽、后侧垫片周向定位槽均相互配合。

4.根据权利要求3所述的透镜驱动装置，其特征在于：所述磁轭环周向定位槽(11)、所述前侧垫片周向定位槽(21)、所述前侧簧片周向定位槽(31)、所述透镜载体周向定位槽(61)、所述后侧弹簧周向定位槽(81)设置为四个，且沿圆周方向均布。

5.根据权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于：所述旋转方向限制装置包括所述磁轭环(1)圆孔设置有四个开口部(12)，所述透镜载体(6)的外周设置有上下贯通的肋拱(62)，所述开口部(12)与所述肋拱(62)相配合。

6.根据权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于：所述前侧弹簧(3)设置有多个对称布置的前侧簧片簧丝(32)；所述后侧弹簧(8)设置有多个对称布置的后侧弹簧簧丝(82)。

7.根据权利要求6所述的透镜驱动装置，其特征在于：所述前侧簧片簧丝(32)、所述后侧弹簧簧丝(82)设置为四个，且沿中心呈上下左右对称布置。

8.根据权利要求5所述的透镜驱动装置，其特征在于：所述开口部(12)、所述肋拱(62)设置为四个，且沿中心呈对称布置。

9.根据权利要求5所述的透镜驱动装置，其特征在于：所述底座(9)的设置有底座限位部(91)，所述透镜载体肋拱(62)的后部(621)与所述底座限位部(91)相配置。

10.根据权利要求1所述的透镜驱动装置，其特征在于：所述线圈(5)的电源引出线(51)、(52)通过所述透镜载体肋拱(62)中两个定位孔(61)分别引向所述后侧弹簧簧丝(82)焊接固定。

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