本發(fā)明的實施例涉及線性致動器的領(lǐng)域，并且特別地，涉及使用線性致動器來定位透鏡的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

例如，在目的在于將假牙植入口腔中的口腔修復(fù)過程中，可能精確地測量和仔細地研究假體所要植入的牙位，使得諸如牙冠、義齒或齒橋這樣的假體能夠被恰當?shù)卦O(shè)計并設(shè)置尺寸以配合就位。例如，良好的配合使得機械應(yīng)力能夠在假體與頜之間適當?shù)貍鬟f，并且使經(jīng)由假體與牙位之間的相互作用引起的牙齦的感染最小化。

一些過程要求制造可拆裝的假體以替代一個以上的缺失的牙齒，諸如部分或全部的義齒，在該情況下，可以精確地重造牙齒缺失的區(qū)域的表面輪廓，使得得到的假體在對軟組織具有均勻壓力的情況下配合在缺齒區(qū)域。

在一些實踐中，由牙科醫(yī)師準備牙位，并且構(gòu)建牙位的令人滿意的物理模型?？蛇x擇地，可以掃描牙位，以提供牙位的三維(3D)數(shù)據(jù)。在任一情況下，可以將牙位的虛擬或真實模型發(fā)送到基于模型制造假體的牙科實驗室。然而，如果模型在特定區(qū)域中是有缺陷的或不明確的，或者如果準備不是最優(yōu)構(gòu)成以收納假體，則假體的設(shè)計可能不是最優(yōu)。例如，如果由用于緊密配合的頂蓋的制備所意指的插入路徑將導(dǎo)致假體與相鄰牙齒碰撞，則可以改變頂蓋幾何結(jié)構(gòu)，以避免碰撞。此外，如果包含終止線的制備區(qū)域缺乏限定，則可能不能適當?shù)卮_定終止線，并從而可能不能適當?shù)卦O(shè)計頂蓋的下緣。確實，在一些情況下，模型被排斥，而后牙科醫(yī)師重新掃描牙位，或者重做制備，使得可以生產(chǎn)合適的假體。

在正畸過程中，重要的是提供一個或兩個頜的模型。在虛擬設(shè)計這樣的正畸過程的情況下，口腔的虛擬模型也是有益的?？梢酝ㄟ^直接掃描口腔，或者通過生產(chǎn)齒列的物理模型、而后利用適當?shù)膾呙鑳x掃描該模型而得到這樣的虛擬模型。

從而，在口腔修復(fù)和正畸過程中，得到口腔中的牙位的3D模型可以是進行的初始過程。當3D模型是虛擬模型時，牙位的掃描越完整越精確，虛擬模型的質(zhì)量越高，并從而設(shè)計最優(yōu)的假體或正畸治療矯治器的能力越大。

附圖說明

在附圖的圖形中，通過實例的方式而不是通過限制的方式圖示出了本發(fā)明。

圖1圖示出根據(jù)一個實施例的光學(xué)裝置的功能性塊圖。

圖2圖示出根據(jù)一個實施例的致動器的軸向視圖。

圖3圖示出根據(jù)一個實施例的元件結(jié)合部的透視圖。

圖4圖示出根據(jù)一個實施例的致動器的局部剖面?zhèn)纫晥D。

圖5圖示出根據(jù)一個實施例的定位系統(tǒng)的功能性塊圖。

圖6圖示出根據(jù)一個實施例的物體的定位方法的流程圖。

圖7圖示出根據(jù)一個實施例的致動器的局部剖面?zhèn)纫晥D。

圖8圖示出包括布置成旋轉(zhuǎn)對稱圖案的五個彎曲部的元件結(jié)合部。

圖9圖示出包括單個彎曲部的元件結(jié)合部。

圖10圖示出根據(jù)一個實施例的致動器的截面圖。

圖11圖示出圖10的致動器的軸向視圖。

圖12圖示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的實例計算裝置的塊圖。

具體實施方式

本文描述用于定位諸如掃描儀的透鏡這樣的物體的方法和裝置。定位系統(tǒng)包括結(jié)合到致動器的控制器。致動器包括通過直線運動軸承結(jié)合到外元件的內(nèi)元件，直線運動軸承提供內(nèi)元件沿著縱軸相對于外元件的單自由度平移運動。內(nèi)元件可以包含透鏡，并且縱向可以對應(yīng)于(例如，平行于)透鏡的軸。內(nèi)元件包括永磁體，并且外元件包括導(dǎo)電繞組。外元件可以包括：第一線圈，其在永磁體的第一端處在第一方向上纏繞容納了內(nèi)元件的中空體；和第二線圈，其在永磁體的第二端處在第二方向上纏繞容納了內(nèi)元件的中空體。

被驅(qū)動為經(jīng)過導(dǎo)電繞組的電流產(chǎn)生與永磁體產(chǎn)生的磁場相互作用的磁場，以產(chǎn)生使內(nèi)元件在縱向上相對于外元件移動的力，同時直線運動軸承防止內(nèi)元件在其它方向上移動。例如，直線運動軸承可以使得內(nèi)元件能夠沿著內(nèi)元件中的透鏡的軸移動，同時阻止內(nèi)元件與透鏡軸垂直地(例如，在保持透鏡軸居中的同時)移動。

圖1圖示出根據(jù)一個實施例的光學(xué)設(shè)備22的功能性塊圖。光學(xué)設(shè)備22可以是掃描儀，諸如口內(nèi)掃描儀。光學(xué)設(shè)備22包括發(fā)出激光(由箭頭30表示)的半導(dǎo)體激光器28。光穿過偏光器32，偏光器32使穿過偏光器32的光產(chǎn)生特定偏振。然后光進入提高光束30的數(shù)值孔徑的光學(xué)擴束器34。然后，光經(jīng)過將母束分成多個入射光束36的模塊38(例如，光柵或微透鏡陣列)，為了方便圖示，在圖1中由單線表示模塊38。

光學(xué)設(shè)備22還包括具有小中心孔的半透明鏡子40。鏡子40使得來自激光源的光能夠通過下游的光學(xué)器件來傳遞，但是反射在相反方向上行進的光。在其它實施例中，還可以使用具有相似功能的光學(xué)部件，例如，分束器，而不是半透明鏡子。鏡子40中的孔徑提高了裝置的測量精度。作為該鏡子40的結(jié)果，只要成像物體的照明區(qū)域不聚焦，則光束將在成像物體的被照明的區(qū)域上產(chǎn)生光環(huán)，并且一旦聚焦，光環(huán)將會轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆彰鞯狞c。

光學(xué)設(shè)備22還包括以遠心模式操作的共焦光學(xué)器件42、替續(xù)光學(xué)器件44和內(nèi)窺鏡46。在一個實施例中，遠心共焦光學(xué)器件避免距離引起的放大率變化，并且在Z方向上的寬范圍的距離上維持圖像的相同的放大率(Z方向是光束傳播的方向，也稱為Z軸或透鏡軸)。替續(xù)光學(xué)器件44使得能夠維持光束傳播的特定數(shù)值孔徑。

內(nèi)窺鏡46通常包括剛性的光傳輸介質(zhì)。剛性的光傳輸介質(zhì)可以是在其內(nèi)限定了光傳輸路徑的中空物體，或由透光材料制成的物體(例如，玻璃體或管)。內(nèi)窺鏡通常在其端部包括確保總的內(nèi)部反射的種類的鏡子。該鏡子可以使入射光束指向被掃描的牙齒區(qū)段26。從而，內(nèi)窺鏡46發(fā)出多個入射光束48，沖擊在牙齒區(qū)段26的表面上。

入射光束48形成沿著Z軸傳播的布置在XY平面中的光束的陣列。如果入射光束撞擊到的表面是粗糙面，則照明點52沿著Z軸在不同(Xi，Yi)位置處彼此移位。從而，雖然一個位置處的點可能處于光學(xué)器件42的焦點，但是其它位置處的點可能不聚焦。因此，聚焦點的返回光束(參見下文)的光強度將處于其峰值，同時其它點處的光強度將不處于峰值。從而，對于各個照明點，在沿著Z軸的不同位置處進行光強度的多次測量。對于各個這樣(Xi，Yi)的位置，通常在距離(Z)上進行強度的求導(dǎo)，Z_i產(chǎn)生最大導(dǎo)數(shù)，Z₀，將是聚焦距離。如以上所指出地，作為使用半透明鏡子40的結(jié)果，當不聚焦時，入射光在表面上形成光盤，并且僅當聚焦時，形成完整的光斑，當接近聚焦位置時，距離導(dǎo)數(shù)將變大，從而提高測量的精度。

從各個光斑分散的光包括這樣的光束，該光束最初在Z軸上沿著入射光束行進的光路的相反方向行進。各個返回的光束54對應(yīng)于入射光束36中的一個。鑒于鏡子40的非對稱性，返回的光束在檢測光學(xué)器件60的方向上反射。檢測光學(xué)器件60包括偏光器62，其具有與偏光器32的平面偏振垂直取向的優(yōu)選偏振平面。返回的偏振光束54經(jīng)過成像光學(xué)器件64，通常是一個以上的透鏡，并且然后經(jīng)過包括針孔陣列的矩陣66。CCD(電荷耦合裝置)相機68具有傳感元件的矩陣，傳感元件均表示圖像的一個像素，并且每個傳感元件均對應(yīng)于陣列66中的一個針孔。

CCD相機68連接于處理器單元24的圖像捕捉模塊80。從而，由處理器24接收和分析在CCD相機68的各個傳感元件中測量的各個光強度。

光學(xué)設(shè)備22還包括控制單元70，其連接于半導(dǎo)體激光器28和致動器72二者的控制操作部。致動器72連結(jié)到遠心共焦光學(xué)器件42，以改變共焦光學(xué)器件42的焦平面沿著Z軸的相對位置。在單一序列的操作中，控制單元70誘導(dǎo)致動器72使共焦光學(xué)器件42移位，從而改變焦平面位置，并且然后，在收到位置已經(jīng)改變的反饋之后，控制單元70將誘導(dǎo)激光器28產(chǎn)生光脈沖。同時，控制單元70將同步圖像捕捉模塊80，以從CCD相機68的各個傳感元件獲取表示光強度的數(shù)據(jù)。然后，在隨后的序列中，焦平面將以相同的方式改變，并且將在寬的焦點范圍上繼續(xù)捕捉數(shù)據(jù)。

圖像捕捉裝置80連接于處理軟件82，處理軟件82然后判定在光學(xué)器件42、44的整個焦平面的范圍上的各個像素的相對強度。如上所述，一旦特定的光斑聚焦，則測量強度將最大。從而，對于各個像素，通過確定對應(yīng)于最大光強度的Z_i，或者通過確定光強度的最大位移導(dǎo)數(shù)，能夠確定各個光斑的沿著Z軸的相對位置。從而，能夠得到表示牙齒區(qū)段中的表面的三維圖案的數(shù)據(jù)。該三維表示可以顯示在顯示器84上，并且通過用戶控制模塊85(例如，計算機鍵盤、觸摸板、鼠標等)操作以觀看，例如，從不同的角度觀看，放大或縮小觀看。另外，可以通過適當?shù)臄?shù)據(jù)端口，例如，調(diào)制解調(diào)器88，通過任意通信網(wǎng)絡(luò)(例如，局域網(wǎng)(LAN)，廣域網(wǎng)(WAN)，諸如英特網(wǎng)這樣的公眾網(wǎng)絡(luò)等)將表示表面拓撲的數(shù)據(jù)傳遞給接收者。

圖2圖示出根據(jù)一個實施例的致動器100的軸向視圖。致動器100可以代替或者可以對應(yīng)于圖1的致動器72使用。致動器100包括內(nèi)元件120，內(nèi)元件120可以相對于外元件110沿著縱軸直線移動(進入紙面和從紙面出來)。內(nèi)元件120通過一個以上的元件結(jié)合部115結(jié)合到外元件110。元件結(jié)合部115能夠變形，以使得內(nèi)元件120能夠沿著縱軸相對于外元件110移動。內(nèi)元件120可以與外元件110同心。在一個實施例中，元件結(jié)合部115是片簧單元。

內(nèi)元件120可以結(jié)合到遠心主共焦光學(xué)模塊(例如，圖1的遠心主共焦光學(xué)器件42)的一個以上的組件。結(jié)合到內(nèi)元件120的這樣的透鏡和/或其它部件的透鏡軸可以是參考圖1描述的Z軸，并且可以對應(yīng)于縱軸。內(nèi)元件120和外元件110可以與透鏡同心。

外元件110同心地安置在內(nèi)元件120的周圍(在圖2的視角觀看)。雖然致動器100的內(nèi)元件120和外元件110在圖2中被圖示為大概圓形，但是內(nèi)元件120和外元件110可以是任意形狀。此外，雖然內(nèi)元件120和外元件110在圖2中被圖示為相同的形狀，但是在一些實施例中，它們可以是不同的形狀。例如，內(nèi)元件120可以是圓形，并且外元件110可以是方形或八角形。內(nèi)元件120和外元件110可以由金屬、塑料或任意其它剛性材料制成。

圖3是根據(jù)一個實施例的元件結(jié)合部115(例如，片簧單元)的透視圖。圖3的元件結(jié)合部115包括固定于內(nèi)元件120的內(nèi)元件區(qū)域220和固定于外元件110的外元件區(qū)域210。內(nèi)元件區(qū)域220可以是內(nèi)安裝環(huán)，并且外元件區(qū)域220可以是外安裝環(huán)。內(nèi)元件區(qū)域220和外元件區(qū)域210通過三個彎曲部215(例如，片簧元件)連接。在其它實施例中，元件結(jié)合部115可以具有更多或更少的彎曲部215。

元件結(jié)合部115(例如，片簧單元)可以相對于縱軸旋轉(zhuǎn)對稱，并且可以與旋轉(zhuǎn)軸正交地安裝。隨著內(nèi)元件120相對于外元件110移動，彎曲部215彎曲。彎曲部215一起工作，以提供沿著致動器100的縱軸10的單自由度的平移運動。彎曲部215相似地一起工作，以防止與縱軸10垂直的任何平移運動。在一個實施例中，元件結(jié)合部115可以是從薄片沖壓的單片同質(zhì)且連續(xù)的材料(例如，金屬)。在另一個實施例中，元件結(jié)合部115由多片制成。多片可以全部是相同材料，或者可以由不同材料構(gòu)成。

各個彎曲部215是在一端處連接于內(nèi)元件區(qū)域220并且在相反端處連接于外元件區(qū)域210的輕微彎曲的帶狀材料。彎曲的帶可以提供足夠長的彎曲部，從而在仍然提供透鏡的中心開口的同時允許縱向運動。在另一個實施例中，各個彎曲部是直的帶狀材料。直的帶狀材料在其彎曲的同時可以不絞合。在一個實施例中，各個彎曲部215是片簧。彎曲部215被定向為關(guān)于縱軸10旋轉(zhuǎn)對稱的圖案，各個彎曲部215大致垂直于從縱軸10輻射出的徑向軸，并且/或者垂直于在縱軸10的方向上的線，使得三個彎曲部215大體上包圍、外切、或圍繞內(nèi)元件區(qū)域220。這樣的對稱可以提供具有耐熱漂移性的致動器110。即，溫度的變化可以不引起內(nèi)元件120相對于外元件110的運動。

在包括諸如圖3所示的元件結(jié)合部115這樣的多個元件結(jié)合部的致動器100的實施例中，元件結(jié)合部115可以被安置成使得：當從縱軸的同一端部(例如，圖2的視角)觀看時，旋轉(zhuǎn)對稱處于相同的方向上(例如，順時針或逆時針)。從而，隨著內(nèi)元件120在縱向上相對于外元件110移動，第一元件結(jié)合部的第一內(nèi)元件區(qū)域和第二元件結(jié)合部的第二內(nèi)元件區(qū)域在相同的方向上旋轉(zhuǎn)。相似地，隨著內(nèi)元件120沿著縱軸移動，內(nèi)元件120可以相對于外元件110稍微旋轉(zhuǎn)。由于旋轉(zhuǎn)對稱，所以內(nèi)元件120的旋轉(zhuǎn)將不會影響光學(xué)器件。當一起使用時，至少兩個元件結(jié)合部115在外元件110與內(nèi)元件120之間形成直線運動軸承。

雖然圖3圖示出根據(jù)一個實施例的元件結(jié)合部115，但是致動器100可以包括其它類型的元件結(jié)合部115。例如，元件結(jié)合部可以是其它類型的直線軸承，諸如滾珠導(dǎo)軌、鳩尾導(dǎo)軌、流體軸承、滾輪導(dǎo)軌等。元件結(jié)合部可以是在其外緣處結(jié)合到外元件110、并且內(nèi)元件120通過其插入的柔性材料(例如，橡膠)的薄膜。圖3的元件結(jié)合部115可以提供的超過其它元件結(jié)合部的優(yōu)點在于：其大致是無摩擦的、無間隙的、并且耐熱漂移。

如圖2所示，內(nèi)元件120容納可以包括一個以上的簡單透鏡的透鏡組合體130。例如，在一個實施例中，透鏡組合體130可以包括兩個光學(xué)玻璃透鏡。透鏡組合體130的透鏡軸界定致動器100的縱軸和致動器100使透鏡組合體130沿著移動(通過使內(nèi)元件120相對于外元件110移動)的運動方向。透鏡組合體130可以通過透鏡結(jié)合部結(jié)合到致動器100的內(nèi)元件120，或者可以機械配合于內(nèi)元件120。

如上所述，內(nèi)元件120可以相對于外元件110移動。能夠以任意數(shù)量的方式，諸如電磁學(xué)、氣體力學(xué)、靜電學(xué)等引起該運動。圖4圖示出使用電磁學(xué)以使內(nèi)元件120相對于外元件110移動的圖2的致動器100的部分剖面?zhèn)纫晥D。

內(nèi)元件120相對于外元件110的運動由磁場相互作用產(chǎn)生的力引起。在一個實施例中，內(nèi)元件120包括以環(huán)狀圍繞縱軸10的永磁體122。在其它實施例中，永磁體122可以包括超過一個的永磁體和/或一個以上的電磁體。永磁體122包括與一個磁極相關(guān)的第一端124a和與另一個磁極相關(guān)的第二端124b。磁極界定與作為運動軸的縱軸10平行的磁軸。

外元件110包括導(dǎo)電繞組111，控制器可以通過導(dǎo)電繞組111生成電流。導(dǎo)電繞組111包括：第一線圈112a，其在一個方向上纏繞縱軸(例如，順時針)；第二線圈112b，其在相反方向上纏繞縱軸(例如，逆時針)；和連接器112c，其連接第一線圈112a與第二線圈112b。第一線圈112a可以與第二線圈112b串聯(lián)。

第一線圈112a圍繞永磁體122的第一端124a。相似地，第二線圈112b圍繞永磁體122的第二端124b。從而，當電流被驅(qū)動為經(jīng)過導(dǎo)電繞組111時，在各個線圈112a、112b中產(chǎn)生與由永磁體122產(chǎn)生的磁場相互作用的磁場。在短范圍的運動中，該相互作用產(chǎn)生使內(nèi)元件120在縱向上相對于外元件110直線移動的力。當將電流驅(qū)動為在一個方向上經(jīng)過導(dǎo)電繞組111時，力使內(nèi)元件120朝著致動器100的一端移動，并且當將電流驅(qū)動為在相反方向上經(jīng)過導(dǎo)電繞組111時，力使內(nèi)元件120朝著致動器100的相反端移動。

圖5圖示出定位系統(tǒng)400的功能性塊圖。在一個實施例中，定位系統(tǒng)400包括圖2的致動器100。在另一個實施例中，定位系統(tǒng)400包括不同的致動器。定位系統(tǒng)400包括控制器410，該控制器410接收表示物體(例如，圖2的透鏡組合體130)的期望位置的命令數(shù)據(jù)405。控制器410還從直線編碼器420接收表示物體的當前位置的位置數(shù)據(jù)。特別地，直線編碼器420提供了內(nèi)元件120相對于外元件110的相對位置(沿著縱軸)的測量。在一個實施例中，直線編碼器420包括傳感器和刻度尺?？潭瘸呖梢园惭b在致動器100的內(nèi)元件120上，并且傳感器可以安裝在致動器100的外元件110上。直線編碼器420可以是包括光學(xué)、磁學(xué)、電感、電容、和渦流技術(shù)的任意技術(shù)。

基于命令數(shù)據(jù)405和來自直線編碼器420的位置數(shù)據(jù)，控制器410通過指令驅(qū)動器412將電流驅(qū)動為經(jīng)過致動器100的部件而生成電流。如上所述，在其它部件之中，致動器100包括導(dǎo)電繞組111，導(dǎo)電繞組111包括在一個方向上纏繞的第一線圈112a和在另一個方向上纏繞的第二線圈112b。從而，在一個實施例中，控制器410指令驅(qū)動器412將電流驅(qū)動為經(jīng)過在第一方向上纏繞的第一線圈112a和在第二方向上纏繞的第二線圈112b。在一個實施例中，驅(qū)動器412利用單一電流驅(qū)動兩個線圈(由于線圈與連接器112c連接)。在另一個實施例中，驅(qū)動器412利用相同或不同的分開的電流獨立地驅(qū)動各個線圈。

驅(qū)動器412能夠接收表示電流的強度或電壓電平的電子數(shù)據(jù)(可以是模擬的或數(shù)字的)作為輸入，并且提供所表示強度的電流或所表示電平的電壓作為輸出。雖然驅(qū)動器412在圖5中被圖示為單獨部件，但是在一個實施例中，控制器410和驅(qū)動器412可以是一個(single)部件。在另一個實施例中，驅(qū)動器412是致動器100的一部分。

圖6圖示出根據(jù)一個實施例的物體的定位方法的流程圖。通過可能包括硬件(例如，電路、專用邏輯、可編程邏輯、微代碼等)、軟件(例如，由處理裝置執(zhí)行的指令)、固件或其組合的處理邏輯來執(zhí)行方法500。例如，可以由圖5的控制器410執(zhí)行方法500。

在塊510中，處理邏輯接收表示物體的期望位置的命令數(shù)據(jù)。命令數(shù)據(jù)可以表示物體的絕對期望位置，或者傳達將物體在特定方向上移動一般或特定的量。

在塊520中，處理邏輯接收表示物體的當前位置的位置數(shù)據(jù)。可以從檢測物體的位置的直線編碼器接收位置數(shù)據(jù)?？梢詮牧硪粋€源接收位置數(shù)據(jù)。在一個實施例中，從與命令數(shù)據(jù)相同的源接收位置數(shù)據(jù)。

在塊530中，處理邏輯基于命令數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)判定要被驅(qū)動而經(jīng)過第一線圈和第二線圈的電流的強度。在一個實施例中，第一線圈在第一方向上纏繞永磁體的第一極，并且第二線圈在第二方向上纏繞永磁體的第二極。在一個實施例中，判定電壓電平而不是電流強度，電壓電平和電流強度可以經(jīng)由歐姆定律(這表示電壓與電流成比例，該比值恒定被認為是電阻)互換。在一個實施例中，被驅(qū)動的電流是直流電流。在一個實施例中，電流是非零電流。特別地，在一個實施例中，即使當前位置等于期望位置時，電流是也非零電流。

在圖4的實施例中，外元件110包括線圈112a、112b，并且內(nèi)元件120包括永磁體122。在可選實施例中，線圈112a、112b和永磁體122的位置可以交換，使得內(nèi)元件120包括線圈112a、112b，并且外元件110包括永磁體122。在圖7中圖示出這樣的實施例。

圖7圖示出根據(jù)一個實施例的致動器310的部分剖面?zhèn)纫晥D。致動器310與圖4的致動器100相似，并且可以用在相似的應(yīng)用(例如，圖1的光學(xué)設(shè)備22和圖5的定位系統(tǒng)400)中。像圖4的致動器100一樣，致動器310包括內(nèi)元件120，內(nèi)元件120由外元件110圍繞，并且通過一個以上的元件結(jié)合部115結(jié)合到外元件110。

致動器310包括具有永磁體122的外元件110。在其它實施例中，代替地，永磁體122可以是一個以上的電磁體和/或超過一個的永磁體。內(nèi)元件120包括導(dǎo)電繞組111，導(dǎo)電繞組111具有在一個方向上纏繞縱軸的第一線圈112a和在相反方向上纏繞縱軸的第二線圈112b。

如在圖4的致動器100中一樣，線圈112a、112b的寬度(在縱向上)使得永磁體的端部124a、124b位于線圈112a、112b的寬度內(nèi)。

如上所述，圖4的致動器100與圖7的致動器310相似。在各個實施例中，可以有利地選擇包括線圈的元件固定并且包括磁體的元件移動的致動器的實施例。這樣的選擇的一個潛在優(yōu)點是電子路徑的簡化。例如，如果處于固定位置，則能夠簡化線圈到驅(qū)動器或控制器的連接。

線圈112a、112b置于外元件100上的圖4的致動器100的一個潛在優(yōu)點是，更容易消散由流經(jīng)線圈112a、112b的電流產(chǎn)生的熱量。

在圖4的實施例中，導(dǎo)電繞組111包括兩個線圈112a、112b。在可選實施例中，導(dǎo)電繞組可以僅包括圍繞永磁體122的一端的一個線圈。使用兩個線圈的一個潛在優(yōu)點是提高(在一些情況下加倍)由單一驅(qū)動電流產(chǎn)生的機械力。使用兩個線圈的另一個潛在優(yōu)點是穩(wěn)定內(nèi)元件并且限制在除了沿著縱軸10之外的方向上的移動(平移或旋轉(zhuǎn))。

如上所述，圖3的元件結(jié)合部115包括布置成旋轉(zhuǎn)對稱圖案的三個彎曲部215。圖8圖示出元件結(jié)合部315，其包括布置成旋轉(zhuǎn)對稱圖案的五個彎曲部317。需要注意的是：圖8圖示出不彎曲的元件結(jié)合部315的平面圖，而圖3是彎曲的元件結(jié)合部115的透視圖。如在圖3的元件結(jié)合部115中一樣，圖8的元件結(jié)合部315的彎曲部317大體垂直于：(1)縱軸(在圖8中的紙面進入和出來)；和(2)與縱軸垂直的徑向軸15a、15b。

然而，圖3的元件結(jié)合部115包括三個彎曲部215，并且圖8的元件結(jié)合部315包括五個彎曲部，要理解的是：元件結(jié)合部可以具有以上述方式布置的任意數(shù)量的彎曲部。元件結(jié)合部可以具有一個彎曲部、兩個彎曲部或超過兩個的彎曲部。在一些實施例中，彎曲部不圍繞內(nèi)元件接合部(joining)。

圖9圖示出包括單個彎曲部的元件結(jié)合部325。元件結(jié)合部包括通過單個彎曲部335而結(jié)合到外元件區(qū)域337的內(nèi)元件區(qū)域332。彎曲部335是帶狀材料，其大體垂直于(1)縱軸10和(2)與縱軸垂直的徑向軸15。

在包括諸如圖8所示的元件結(jié)合部325這樣的兩個元件結(jié)合部的致動器的實施例中，元件結(jié)合部325、327可以被安置成使得當從縱軸的相同端部觀看時，旋轉(zhuǎn)對稱處于相反的方向(例如，順時針或逆時針)上。

圖10圖示出根據(jù)一個實施例的致動器600的截面圖。圖11圖示出圖10的致動器600的側(cè)視圖。圖10的致動器600具有緊湊形成因素和孔徑相對于總直徑的高比率。致動器600在許多方面與圖2的致動器100相似，并且以與圖2的致動器100相同的許多方式起作用，但是在下面描述的一些方面中不同。

致動器600包括由外元件610大致容納的內(nèi)元件620。內(nèi)元件620支撐透鏡組合體630(在該情況下透鏡組合體630包括兩個光學(xué)玻璃透鏡)。例如，透鏡組合體630包括圖1的遠心主共焦光學(xué)器件42的透鏡。內(nèi)元件620通過兩個元件結(jié)合部615結(jié)合到外元件610。元件結(jié)合部615被安置在內(nèi)元件620和外元件610的縱向端部處(而不是像圖2的致動器100中一樣安置在縱向端部之間)。特別地，致動器600包括：第一元件結(jié)合部615，其將內(nèi)元件620的沿著縱軸的第一端結(jié)合到外元件610的沿著縱軸的第一端；和第二元件結(jié)合部615，其將內(nèi)元件620的沿著縱軸的第二端結(jié)合到外元件610的沿著縱軸的第二端。這樣可以提高孔徑相對于總直徑的比率。外元件可以具有固定位置，并且內(nèi)元件可以是能夠沿著透鏡組合體630的透鏡軸移動的。

元件結(jié)合部615包括用于與外元件610結(jié)合的外元件區(qū)域710和用于與內(nèi)元件620結(jié)合的內(nèi)元件區(qū)域720。區(qū)域710、720通過三個彎曲部715接合，該三個彎曲部715以與以上關(guān)于圖3的元件結(jié)合部115所述的大致相似的方式而布置。兩個元件結(jié)合部615可以用作直線運動軸承。兩個元件結(jié)合部615可以提供內(nèi)元件與外元件之間的無摩擦移動。另外，溫度的變化不引起透鏡組合體630降低對齊性。在一個實施例中，兩個元件結(jié)合部615用作直線運動軸承，其沿著行進的距離是彎曲部的長度的大致10％。在一個實施例中，彎曲部的長度是大致20至40毫米之間。

元件結(jié)合部615通過螺絲617接合于內(nèi)元件620和外元件610，螺絲617貫通元件結(jié)合部中的孔(例如，各個區(qū)域710、720中的孔)，并且螺絲617將元件結(jié)合部615與各個元件610、620固定。可選擇地，區(qū)域710、720可以使用膠水或其它粘合劑、螺栓、扣子、磁鐵等固定于內(nèi)元件620和外元件610。

致動器600的內(nèi)元件620包括永磁體622，并且外元件610包括導(dǎo)電繞組611，導(dǎo)電繞組611包括在第一方向上纏繞永磁體622的第一極的第一線圈612a和在第二方向上纏繞永磁體622的第二極的第二線圈612b。第一線圈612a與永磁體622的一個磁極大體重合(橫向重疊)，并且第二線圈612b與永磁體622的另一個磁極大體重合(橫向重疊)。致動器600包括處于安裝在外元件610上的傳感器692和安裝在內(nèi)元件620上的刻度尺694的形式的直線編碼器。

有利地，能夠以具有最小重量的封裝實現(xiàn)致動器600。致動器600可以使得使用共聚焦顯微鏡的掃描儀的焦點迅速地改變。例如，在一個實施例中，致動器600可以以大致60毫米每秒的速度移動，或者以達到7個重力加速度(大約68.67m/s²)的加速度移動。特別地，經(jīng)過導(dǎo)電繞組611而驅(qū)動的電流產(chǎn)生與由永磁體產(chǎn)生的磁場相互作用的磁場，從而產(chǎn)生使內(nèi)元件620在縱向上相對于外元件610移動的力，同時元件結(jié)合部615防止內(nèi)元件620在其它方向上移動。從而，元件結(jié)合部615可以使得內(nèi)元件620能夠在內(nèi)元件620中沿著透鏡組合體630的軸移動，以調(diào)整透鏡組合體630的焦點長度，同時阻止內(nèi)元件630與透鏡軸垂直地(例如，在保持透鏡軸居中的同時)移位。

圖12圖示出計算裝置900的實例形態(tài)的機器的圖表表示，該計算裝置900中，可以執(zhí)行用于使機器進行本文論述的任意一個或多個方法的一組指令。在可選實施例中，機器可以連接(例如，網(wǎng)絡(luò)連接)于局域網(wǎng)(LAN)、內(nèi)部網(wǎng)、外部網(wǎng)、或英特網(wǎng)中的其它機器。在客戶服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，機器可以在服務(wù)器或客戶機的容量中操作，或者作為對等(或者分布式)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的對等機。機器可以是個人計算機(PC)、平板電腦、機頂盒(STB)、個人數(shù)字助理(PDA)、移動電話、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)路由器、開關(guān)或網(wǎng)橋，或者能夠執(zhí)行規(guī)定要由機器進行的動作的一組指令(順次或其它)的任意機器。此外，雖然僅圖示出單個機器，但是術(shù)語“機器”應(yīng)該被認為包括個別或共同地執(zhí)行進行本文論述的一個或多個方法的一組(或多組)指令的機器(例如，計算機)的任意集合。

實例的計算裝置900包括經(jīng)由匯流條908而互相通信的處理裝置902、主存儲器904(例如，只讀存儲器(ROM)、閃速存儲器、諸如同步DRAM(SDRAM)這樣的動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)等)、靜態(tài)存儲器906(例如，閃速存儲器、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)等)，和輔助存儲器(例如，數(shù)據(jù)存儲裝置928)。

處理裝置902表示一個以上的通用用途處理器，諸如微處理器、中央處理單元等。更特別地，處理裝置902可以是復(fù)雜指令集計算(CISC)微處理器、精簡指令集計算(RISC)微處理器、超長指令字(VLIW)微處理器，實現(xiàn)其它指令集的處理器，或?qū)崿F(xiàn)指令集的組合的處理器。處理裝置902還可以是一個以上的特殊用途處理裝置，諸如專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、數(shù)字信號處理器(DSP)、網(wǎng)絡(luò)處理器等。處理裝置902構(gòu)造成執(zhí)行用于進行本文論述的操作和步驟的處理邏輯(指令926)。

計算裝置900還可以包括用于與網(wǎng)絡(luò)964通信的網(wǎng)絡(luò)接口裝置922。計算裝置900還可以包括視頻顯示單元910(例如，液晶顯示器(LCD)或陰極射線管(CRT))、字母數(shù)字輸入裝置912(例如，鍵盤)、光標控制裝置914(例如，鼠標)和信號生成裝置920(例如，揚聲器)。

數(shù)據(jù)存儲裝置928可以包括機器可讀存儲介質(zhì)(或更具體地，非暫時性的計算機可讀存儲介質(zhì))924，本文論述的一個以上方法或功能具體化的一組或多組指令926存儲在其上。其中，非暫時性的存儲介質(zhì)指的是除了載波之外的存儲介質(zhì)。指令926在其由計算裝置900執(zhí)行期間，還可以完全或至少部分地存在于主存儲器904和/或處理裝置902內(nèi)，主存儲器904和處理裝置902也構(gòu)成計算機可讀存儲介質(zhì)。

計算機可讀存儲介質(zhì)924還可以用于存儲定位模塊950，以進行圖5的控制器410的功能、圖6的方法500或本文描述的其它功能。計算機可讀存儲介質(zhì)924還可以存儲包含調(diào)用(call)定位模塊950的方法的軟件庫。雖然在實例實施例中將計算機可讀存儲介質(zhì)924示出為單一介質(zhì)，但是術(shù)語“計算機可讀存儲介質(zhì)”應(yīng)該被理解為包括存儲一組以上指令的單一介質(zhì)或多種介質(zhì)(例如，集中式或分散式數(shù)據(jù)庫，和/或相關(guān)的緩存和服務(wù)器)。術(shù)語“計算機可讀存儲介質(zhì)”應(yīng)該被理解為包括能夠存儲或編碼由機器執(zhí)行、并且使機器進行本發(fā)明的一個以上方法的一組指令的任意介質(zhì)。相應(yīng)地，術(shù)語“計算機可讀存儲介質(zhì)”應(yīng)該被理解為包括但是不限于固態(tài)存儲器，以及光學(xué)和磁性介質(zhì)。

需要理解的是：以上描述是說明性的，而不是限制性的。在閱讀和理解以上描述的情況下，許多其它實施例是明顯的。雖然已經(jīng)參考特定的實例實施例描述了本發(fā)明的實施例，但是需要認識到，本發(fā)明不限于所描述的實施例，而是能夠在不背離附加的權(quán)利要求的精神和范圍的情況下做出修改和改變的情況下實施。因此，應(yīng)該將說明書和附圖認為是說明性的而不是限制性的。因此，應(yīng)該參考附加的權(quán)利要求以及該權(quán)利要求授權(quán)的等同物的完整范圍來判定本發(fā)明的范圍。