具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步详细描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明的系统如图3所示，在待切换调节臂正上方设置有正交布局的2个电机驱动组件，该组件由(真空)水平电机及其构成的位移台和竖直直线电机两部分组成，且竖直直线电机安装在水平位移台上能够随位移台执行水平运动。在竖直电机推杆下方(有一定高度差处)设置有待切换调节臂，并且沿光轴方向(令其水平，且与水平位移台方向平行)依次紧凑设置有N个同样的待切换调节臂。在这N个调节臂正下方设置有一块长V型槽，令该V型槽两斜面公共线与光轴平行，并且使该V型槽的开口朝上正上方。正交的电机驱动组件、N个待切换调节臂、V型槽等均安装于同一基座上。整体结构及方案如图3所示。

上述所提的待切入切出调节臂自上而下由依次设置有推杆、推-推棘轮机构、预紧弹簧及导向杆、二维柔性轴、透镜框及CRLs等零部件组成，如图4所示。推杆的上端与调节臂连接，推杆的下端与推-推棘轮机构连接；推-推棘轮机构的下端经预紧弹簧及导向杆、二维柔性轴与透镜框连接。

上述所提的推-推棘轮机构由拉簧、带棘轮槽滑块、带导向底板、C型拉杆、弹性夹持(如碟簧)等部分组成，如图5所示。带棘轮槽滑块与带导向底板通过直线滑槽和导向结构配合形成直线导轨运动副，与此同时，带棘轮槽滑块上边设置有拉簧与带导向底板上端连接，使得带棘轮槽滑块始终保持有着向上运动的趋势。C型拉杆上端与带棘轮槽滑块的棘轮槽内侧面和内底面接触，C型拉杆下端则是通过弹性夹持(例碟簧等)固定设置在带导向底板上，以保证C型拉杆可以摇摆和轻微俯仰角变化，因此，这样可以实现C型拉杆上端部在棘轮槽内进行预定轨迹进行单向滑移运动，如图5所示。

上述所提的透镜框及CRLs的装配结构，主要由透镜框主体、倒V型槽、挡板、薄片压板、CRLs组成，如图6所示，透镜框装里安装有CRLs。

二、工作原理及流程：

1)当某组透镜框及CRLs需要执行切入或切出光轴时，正交的电机驱动组件中的水平电机及位移台将进行水平运动沿光轴方向改变竖直直线电机的位置，使得竖直直线电机的推轴对齐需要执行切入或切出光轴的CRLs所对应的臂及其推杆，换而言之，即通过水平电机及位移台，将竖直直线电机送到目标位置，而该目标位置则正是需要执行切入或切出光轴的CRLs所对应臂的正上方。若当前臂和CRLs处于光轴外，则执行切入功能将CRLs推入光轴中，称为切入；反之，将处于光轴中CRLs移到光轴外，称为切出。

2)当竖直直线电机到达目标位置后，执行竖直向下运动即下推，若当前CRLs处于轴外状态，则该下推过程可分别三个阶段：第一阶段，电机推轴向下运动直到接触需要执行切入或切出的调节臂的推杆，即直线电机推轴与需要执行切入或切出的调节臂的推杆之间由断开到接触的消除间隙过程；第二阶段，该竖直直线电机继续下推推杆使该臂下移从而使CRLs到达位于底部的V型槽内，且使CRLs圆柱轮廓与V型槽两内斜面充分相切和压紧接触，该过程为CRLs切入光轴过程，该过程称之为切入阶段；第三阶段，该竖直直线电机继续下推，在推杆的作用使臂中推-推棘轮机构运动副的带棘轮槽滑块进一步下移至极限位置，其从满足CRLs就位和预紧状态下继续运动到极限位置称之为越程阶段。

3)当所述带棘轮槽滑块到达极限限位后，该竖直直线电机将执行反向运动即上提，直至其推轴与需要执行切入或切出的调节臂的推杆断开不接触并保持一点间距，即为所述竖直直线电机的推轴回到初始位置(竖直方向)。

4)所述2)下推过程中CRLs圆柱轮廓与V型槽两内斜面充分相切和压紧接触的状态为CRLs切入光轴状态，使CRLs中心处于光轴上，该状态下CRLs的位置将在所述3)上提过程中被保持即(轴中)状态自锁。

5)所述4)CRLs(轴中)状态自锁是该调节臂中推-推棘轮机构、预紧弹簧及导向杆和二维(2D)柔性轴共同协作完成。在所述2)下推过程和所述3)上提过程中，推-推棘轮机构中带棘轮槽滑块由高位状态转变为低位状态，并能够在高、低位两种状态下自锁，当带棘轮槽滑块处于低位状态时，所述带棘轮槽滑块通过预紧弹簧及导向杆施加力作用于2D柔性轴和透镜框及CRLs，确保CRLs的位置在所述3)上提过程中仍然被保持从而实现(轴中)状态自锁。所述2D柔性轴允许CRLs圆柱中心轴进行二维角度微调以保证与V型槽的中心对齐。

6)所述5)中推-推棘轮机构能够实现高位状态转变为低位状态，是由于当带棘轮槽滑块受推杆下移时，其受到向下推力克服带棘轮槽滑和带导向的底板之间拉簧拉力、位于带棘轮槽滑块和透镜框之间的预紧弹簧的压力之和，它沿着竖直导向由高位运动到低位，与此同时，这使得C型拉杆上端与带棘轮槽滑块有相对运动即其上端在带棘轮槽滑块中的棘轮槽中由下至上的单向滑动，由于C型拉杆下端是固定在带导向的底板上(高度固定)，这样，当带棘轮槽滑块由高位到低位后，C型拉杆上端沿棘轮槽由下滑到上边后立即倒勾带棘轮槽滑块，即带棘轮槽滑块实现了高位状态转变为低位状态，由于棘轮槽单向滑动特点使得C型拉杆并对当前低位状态进行倒勾与自锁。

7)所述6)中推-推棘轮自锁机构是基于棘轮机构原理，实现单向和预定轨迹的相对运动，从而实现C型拉杆对在竖直直线电机作用下的上下运动的两个位置(高、低位置状态)进行倒勾和自锁。

8)所述2)中若当前臂和CRLs状态为轴中状态，则执行切出，其下推过程由所述2)中三个阶段变为二个阶段，即消除间隙的第一阶段和越程的第三阶。由于CRLs已经处于轴中状态故该下推过程中不含切入的第二阶段。但是在所述3)中上提过程中却增加了一个阶段即CRLs切出，即推-推棘轮机构中的带棘轮槽滑块将由低位转变为高位，使得CRLs随带刺轮槽滑块在拉簧作用下一起上移，直到CRLs完全移到光轴外，并且该状态由推-推棘轮机构在高位状态自锁从而得以CRLs(轴外)状态保持即(轴外)状态自锁。随后，竖直直线电机继续上移，达到与调节臂的推杆断开不接触并保持一点间距，即为所述竖直直线电机的推轴回到初始位置(竖直方向)。

9)当需要调节其他臂的切入和切出时，通过调节水平电机及位移台的位置，从而选择不同的调节臂即不同目标位置，重复所述步骤2)～8)即可实现对任意调节臂及CRLs进行状态切换(切入或切出)并状态自锁，最终，可实现沿光轴方向上不同规格CRLs的排列组合从而达到改变透镜系统焦距的目的，即变焦。

本发明技术方案及工作流程图，如图7所示。

第一、真空水平电机及位移台进行运动，将竖直直线电机送至目标调节臂的位置；

第二、真空竖直直线电机的推轴先向下运动(下移)，至极限位置后，返回向上运动(上提)；

第三、当CRLs在轴外时，其将在直线电机的推轴下移作用下使CRLs推至光轴中，即臂及CRLs切入，该状态将不随直线电机推轴的回撤上提而发生改变，即实现该CRLs(轴中)状态锁定(自锁)；当CRLs在轴中时，其将在直线电机的推轴下移至极限位置后返回向上运动(上提)时，臂及CRLs跟随直线电机的推轴返回上提，使CRLs切出，此时CRLs为(轴外)状态且被保持和锁定(自锁)；

第四、从第三条可得知，每当直线电机推轴完成“下移-极限位置-上提”一个完整运动过程后，其对应的调节臂的状态将发生一次改变即状态切换一次，并且能够保持切换后状态自锁：当CRLs切入后，其CRLs圆柱轮廓及中心线在预紧弹簧预紧力和2D柔性轴的补偿共同作用下实现与V型槽中心准直对齐的目的。

第五、通过重复上述步骤可以实现对沿光轴方向依次紧凑排布的各个调节臂及CRLs组进行轴中、轴外的状态切换和状态自锁，以在光轴中形成许多的新CRLs组合从而改变透镜系统的焦距，即实现变焦调节(Transfocator)。

正交电机驱动布局方案中，采用真空内水平电机和真空内垂直直线电机，这仅是典型应用或举例应用一，它们也可以是真空外环境下各类电机或驱动器或位移执行器；进一步，水平和垂直方向也仅是举例应用一，它们可以是任何正交的两个方向的设置，但其中一方向须与光轴平行。

尽管为说明目的公开了本发明的具体实施例，其目的在于帮助理解本发明的内容并据以实施，本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于最佳实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。