申请/专利权人：阿莱恩技术有限公司

申请日：2015-06-03

公开（公告）日：2019-11-29

公开（公告）号：CN106537211B

主分类号：G02B7/02(20060101)

分类号：G02B7/02(20060101);G02B7/08(20060101);H02K41/035(20060101);A61B1/00(20060101);A61B1/002(20060101);A61C9/00(20060101);A61B1/24(20060101)

优先权：["20140606 US 14/298,648"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2019.11.29#授权;2017.04.19#实质审查的生效;2017.03.22#公开

摘要：一种致动器100，包括通过直线运动轴承115结合到外元件110的内元件120，直线运动轴承115提供了内元件沿着纵轴10相对于外元件的单自由度的平移运动。内元件包括永磁体122，并且外元件包括导电绕组111，导电绕组111具有在第一方向上缠绕永磁体的第一极124a的第一线圈112a和在第二方向上缠绕永磁体的第二极124b的第二线圈112b。该致动器可以用在口内扫描仪中。

主权项：1.一种定位系统，包括：致动器，所述致动器包括：内元件，所述内元件包括具有第一极和第二极的永磁体，所述第一极和所述第二极限定了与纵轴平行的磁轴；外元件，所述外元件包括在第一方向上缠绕所述第一极的第一线圈，和在第二方向上缠绕所述第二极的第二线圈；直线运动轴承，所述直线运动轴承将所述内元件结合于所述外元件，所述直线运动轴承提供所述内元件沿着所述纵轴相对于所述外元件的单自由度的平移运动，其中，所述直线运动轴承包括：第一元件结合部，该第一元件结合部将所述内元件的沿着所述纵轴的第一端结合于所述外元件的沿着所述纵轴的第一端，所述第一元件结合部包括第一弯曲部，所述第一弯曲部将所述第一元件结合部的内元件区域连接于所述第一元件结合部的外元件区域，其中，所述第一元件结合部的所述内元件区域连接于所述内元件，并且所述第一元件结合部的所述外元件区域连接于所述外元件，其中，所述第一弯曲部关于所述纵轴具有旋转对称图案，并且其中，随着所述内元件沿着所述纵轴移动，所述第一元件结合部在与所述旋转对称图案一致的方向上旋转；和第二元件结合部，该第二元件结合部将所述内元件的沿着所述纵轴的第二端结合于所述外元件的沿着所述纵轴的第二端，所述第二元件结合部包括第二弯曲部，所述第二弯曲部将所述第二元件结合部的内元件区域连接于所述第二元件结合部的外元件区域，其中，所述第二元件结合部的所述内元件区域连接于所述内元件，并且所述第二元件结合部的所述外元件区域连接于所述外元件，其中，所述第二弯曲部关于所述纵轴具有旋转对称图案，并且其中，随着所述内元件沿着所述纵轴移动，所述第二元件结合部在与所述旋转对称图案一致的方向上旋转；以及控制器，所述控制器生成经过所述第一线圈和所述第二线圈的电流，以使所述内元件沿着所述纵轴相对于所述外元件移动，其中，所述第一元件结合部的内元件区域和所述第二元件结合部的内元件区域在使所述内元件旋转的方向上一起旋转，并且防止在所述内元件相对于所述外元件沿着所述纵轴移动的期间所述内元件的与所述纵轴垂直的平移运动。

全文数据：透镜定位系统技术领域[0001] 本发明的实施例涉及线性致动器的领域，并且特别地，涉及使用线性致动器来定位透镜的系统和方法。背景技术[0002] 例如，在目的在于将假牙植入口腔中的口腔修复过程中，可能精确地测量和仔细地研究假体所要植入的牙位，使得诸如牙冠、义齿或齿桥这样的假体能够被恰当地设计并设置尺寸以配合就位。例如，良好的配合使得机械应力能够在假体与颂之间适当地传递，并且使经由假体与牙位之间的相互作用引起的牙龈的感染最小化。[0003] —些过程要求制造可拆装的假体以替代一个以上的缺失的牙齿，诸如部分或全部的义齿，在该情况下，可以精确地重造牙齿缺失的区域的表面轮廓，使得得到的假体在对软组织具有均匀压力的情况下配合在缺齿区域。[0004] 在一些实践中，由牙科医师准备牙位，并且构建牙位的令人满意的物理模型。可选择地，可以扫描牙位，以提供牙位的三维3D数据。在任一情况下，可以将牙位的虚拟或真实模型发送到基于模型制造假体的牙科实验室。然而，如果模型在特定区域中是有缺陷的或不明确的，或者如果准备不是最优构成以收纳假体，则假体的设计可能不是最优。例如，如果由用于紧密配合的顶盖的制备所意指的插入路径将导致假体与相邻牙齿碰撞，则可以改变顶盖几何结构，以避免碰撞。此外，如果包含终止线的制备区域缺乏限定，则可能不能适当地确定终止线，并从而可能不能适当地设计顶盖的下缘。确实，在一些情况下，模型被排斥，而后牙科医师重新扫描牙位，或者重做制备，使得可以生产合适的假体。[0005] 在正畸过程中，重要的是提供一个或两个颂的模型。在虚拟设计这样的正畸过程的情况下，口腔的虚拟模型也是有益的。可以通过直接扫描口腔，或者通过生产齿列的物理模型、而后利用适当的扫描仪扫描该模型而得到这样的虚拟模型。[0006] 从而，在口腔修复和正畸过程中，得到口腔中的牙位的3D模型可以是进行的初始过程。当3D模型是虚拟模型时，牙位的扫描越完整越精确，虚拟模型的质量越高，并从而设计最优的假体或正畸治疗矫治器的能力越大。附图说明[0007] 在附图的图形中，通过实例的方式而不是通过限制的方式图示出了本发明。[0008]图1图示出根据一个实施例的光学装置的功能性块图。[0009]图2图示出根据一个实施例的致动器的轴向视图。[0010]图3图示出根据一个实施例的元件结合部的透视图。[0011]图4图示出根据一个实施例的致动器的局部剖面侧视图。[0012]图5图示出根据一个实施例的定位系统的功能性块图。[0013]图6图示出根据一个实施例的物体的定位方法的流程图。[0014]图7图示出根据一个实施例的致动器的局部剖面侧视图。[0015]图8图示出包括布置成旋转对称图案的五个弯曲部的元件结合部。[0016]图9图示出包括单个弯曲部的元件结合部。[0017]图10图示出根据一个实施例的致动器的截面图。[0018] 图11图示出图10的致动器的轴向视图。[0019]图12图示出根据本发明的实施例的实例计算装置的块图。具体实施方式[0020] 本文描述用于定位诸如扫描仪的透镜这样的物体的方法和装置。定位系统包括结合到致动器的控制器。致动器包括通过直线运动轴承结合到外元件的内元件，直线运动轴承提供内元件沿着纵轴相对于外元件的单自由度平移运动。内元件可以包含透镜，并且纵向可以对应于例如，平行于透镜的轴。内元件包括永磁体，并且外元件包括导电绕组。夕卜元件可以包括:第一线圈，其在永磁体的第一端处在第一方向上缠绕容纳了内元件的中空体;和第二线圈，其在永磁体的第二端处在第二方向上缠绕容纳了内元件的中空体。[0021] 被驱动为经过导电绕组的电流产生与永磁体产生的磁场相互作用的磁场，以产生使内元件在纵向上相对于外元件移动的力，同时直线运动轴承防止内元件在其它方向上移动。例如，直线运动轴承可以使得内元件能够沿着内元件中的透镜的轴移动，同时阻止内元件与透镜轴垂直地例如，在保持透镜轴居中的同时移动。[0022]图1图示出根据一个实施例的光学设备22的功能性块图。光学设备22可以是扫描仪，诸如口内扫描仪。光学设备22包括发出激光由箭头30表示的半导体激光器28。光穿过偏光器32，偏光器32使穿过偏光器32的光产生特定偏振。然后光进入提高光束30的数值孔径的光学扩束器34。然后，光经过将母束分成多个入射光束36的模块38例如，光栅或微透镜阵列，为了方便图示，在图1中由单线表示模块38。[0023] 光学设备22还包括具有小中心孔的半透明镜子40。镜子40使得来自激光源的光能够通过下游的光学器件来传递，但是反射在相反方向上行进的光。在其它实施例中，还可以使用具有相似功能的光学部件，例如，分束器，而不是半透明镜子。镜子40中的孔径提高了装置的测量精度。作为该镜子40的结果，只要成像物体的照明区域不聚焦，则光束将在成像物体的被照明的区域上产生光环，并且一旦聚焦，光环将会转变为完全照明的点。[0024] 光学设备22还包括以远心模式操作的共焦光学器件42、替续光学器件44和内窥镜46ο在一个实施例中，远心共焦光学器件避免距离引起的放大率变化，并且在Z方向上的宽范围的距离上维持图像的相同的放大率Z方向是光束传播的方向，也称为Z轴或透镜轴。替续光学器件44使得能够维持光束传播的特定数值孔径。[0025]内窥镜46通常包括刚性的光传输介质。刚性的光传输介质可以是在其内限定了光传输路径的中空物体，或由透光材料制成的物体例如，玻璃体或管。内窥镜通常在其端部包括确保总的内部反射的种类的镜子。该镜子可以使入射光束指向被扫描的牙齿区段26。从而，内窥镜46发出多个入射光束48，冲击在牙齿区段26的表面上。[0026] 入射光束48形成沿着Z轴传播的布置在XY平面中的光束的阵列。如果入射光束撞击到的表面是粗糙面，则照明点52沿着Z轴在不同Xi，Yi位置处彼此移位。从而，虽然一个位置处的点可能处于光学器件42的焦点，但是其它位置处的点可能不聚焦。因此，聚焦点的返回光束参见下文的光强度将处于其峰值，同时其它点处的光强度将不处于峰值。从而，对于各个照明点，在沿着Z轴的不同位置处进行光强度的多次测量。对于各个这样Xi，Yi的位置，通常在距离⑵上进行强度的求导，叾工产生最大导数，Zo，将是聚焦距离。如以上所指出地，作为使用半透明镜子40的结果，当不聚焦时，入射光在表面上形成光盘，并且仅当聚焦时，形成完整的光斑，当接近聚焦位置时，距离导数将变大，从而提高测量的精度。[0027] 从各个光斑分散的光包括这样的光束，该光束最初在Z轴上沿着入射光束行进的光路的相反方向行进。各个返回的光束54对应于入射光束36中的一个。鉴于镜子40的非对称性，返回的光束在检测光学器件60的方向上反射。检测光学器件60包括偏光器62，其具有与偏光器32的平面偏振垂直取向的优选偏振平面。返回的偏振光束54经过成像光学器件64，通常是一个以上的透镜，并且然后经过包括针孔阵列的矩阵66。0®电荷耦合装置相机68具有传感元件的矩阵，传感元件均表示图像的一个像素，并且每个传感元件均对应于阵列66中的一个针孔。[0028] CXD相机68连接于处理器单元24的图像捕捉模块80。从而，由处理器24接收和分析在CCD相机68的各个传感元件中测量的各个光强度。[0029] 光学设备22还包括控制单元70，其连接于半导体激光器28和致动器72二者的控制操作部。致动器72连结到远心共焦光学器件42，以改变共焦光学器件42的焦平面沿着Z轴的相对位置。在单一序列的操作中，控制单元70诱导致动器72使共焦光学器件42移位，从而改变焦平面位置，并且然后，在收到位置已经改变的反馈之后，控制单元70将诱导激光器28产生光脉冲。同时，控制单元70将同步图像捕捉模块80，以从CCD相机68的各个传感元件获取表示光强度的数据。然后，在随后的序列中，焦平面将以相同的方式改变，并且将在宽的焦点范围上继续捕捉数据。[0030]图像捕捉装置80连接于处理软件82，处理软件82然后判定在光学器件42、44的整个焦平面的范围上的各个像素的相对强度。如上所述，一旦特定的光斑聚焦，则测量强度将最大。从而，对于各个像素，通过确定对应于最大光强度的Zi，或者通过确定光强度的最大位移导数，能够确定各个光斑的沿着Z轴的相对位置。从而，能够得到表示牙齿区段中的表面的三维图案的数据。该三维表示可以显示在显示器84上，并且通过用户控制模块85例如，计算机键盘、触摸板、鼠标等操作以观看，例如，从不同的角度观看，放大或缩小观看。另外，可以通过适当的数据端口，例如，调制解调器88，通过任意通信网络例如，局域网LAN，广域网WAN，诸如英特网这样的公众网络等将表示表面拓扑的数据传递给接收者。[0031] 图2图示出根据一个实施例的致动器100的轴向视图。致动器100可以代替或者可以对应于图1的致动器72使用。致动器100包括内元件120，内元件120可以相对于外元件110沿着纵轴直线移动进入纸面和从纸面出来。内元件120通过一个以上的元件结合部115结合到外元件110。元件结合部115能够变形，以使得内元件120能够沿着纵轴相对于外元件110移动。内元件120可以与外元件110同心。在一个实施例中，元件结合部115是片簧单元。[0032] 内元件120可以结合到远心主共焦光学模块例如，图1的远心主共焦光学器件42的一个以上的组件。结合到内元件120的这样的透镜和或其它部件的透镜轴可以是参考图1描述的Z轴，并且可以对应于纵轴。内元件120和外元件110可以与透镜同心。[0033] 外元件110同心地安置在内元件120的周围在图2的视角观看。虽然致动器100的内元件120和外元件110在图2中被图示为大概圆形，但是内元件120和外元件110可以是任意形状。此外，虽然内元件120和外元件110在图2中被图示为相同的形状，但是在一些实施例中，它们可以是不同的形状。例如，内元件120可以是圆形，并且外元件110可以是方形或八角形。内元件120和外元件110可以由金属、塑料或任意其它刚性材料制成。[0034]图3是根据一个实施例的元件结合部115 例如，片簧单元的透视图。图3的元件结合部115包括固定于内元件120的内元件区域220和固定于外元件110的外元件区域210。内元件区域220可以是内安装环，并且外元件区域220可以是外安装环。内元件区域220和外元件区域210通过三个弯曲部215例如，片簧元件连接。在其它实施例中，元件结合部115可以具有更多或更少的弯曲部215。[0035] 元件结合部115例如，片簧单元可以相对于纵轴旋转对称，并且可以与旋转轴正交地安装。随着内元件120相对于外元件110移动，弯曲部215弯曲。弯曲部215—起工作，以提供沿着致动器100的纵轴1的单自由度的平移运动。弯曲部215相似地一起工作，以防止与纵轴10垂直的任何平移运动。在一个实施例中，元件结合部115可以是从薄片冲压的单片同质且连续的材料例如，金属。在另一个实施例中，元件结合部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构成。[0036] 各个弯曲部215是在一端处连接于内元件区域220并且在相反端处连接于外元件区域210的轻微弯曲的带状材料。弯曲的带可以提供足够长的弯曲部，从而在仍然提供透镜的中心开口的同时允许纵向运动。在另一个实施例中，各个弯曲部是直的带状材料。直的带状材料在其弯曲的同时可以不绞合。在一个实施例中，各个弯曲部215是片簧。弯曲部215被定向为关于纵轴10旋转对称的图案，各个弯曲部215大致垂直于从纵轴10辐射出的径向轴，并且或者垂直于在纵轴10的方向上的线，使得三个弯曲部215大体上包围、外切、或围绕内元件区域220。这样的对称可以提供具有耐热漂移性的致动器110。即，温度的变化可以不引起内元件120相对于外元件110的运动。[0037] 在包括诸如图3所示的元件结合部115这样的多个元件结合部的致动器100的实施例中，元件结合部115可以被安置成使得:当从纵轴的同一端部例如，图2的视角观看时，旋转对称处于相同的方向上例如，顺时针或逆时针O从而，随着内元件120在纵向上相对于外元件110移动，第一元件结合部的第一内元件区域和第二元件结合部的第二内元件区域在相同的方向上旋转。相似地，随着内元件120沿着纵轴移动，内元件120可以相对于外元件110稍微旋转。由于旋转对称，所以内元件120的旋转将不会影响光学器件。当一起使用时，至少两个元件结合部115在外元件110与内元件120之间形成直线运动轴承。[0038] 虽然图3图示出根据一个实施例的元件结合部115，但是致动器100可以包括其它类型的元件结合部115。例如，元件结合部可以是其它类型的直线轴承，诸如滚珠导轨、鸠尾导轨、流体轴承、滚轮导轨等。元件结合部可以是在其外缘处结合到外元件110、并且内元件120通过其插入的柔性材料例如，橡胶的薄膜。图3的元件结合部115可以提供的超过其它元件结合部的优点在于:其大致是无摩擦的、无间隙的、并且耐热漂移。[0039] 如图2所示，内元件120容纳可以包括一个以上的简单透镜的透镜组合体130。例如，在一个实施例中，透镜组合体130可以包括两个光学玻璃透镜。透镜组合体130的透镜轴界定致动器100的纵轴和致动器100使透镜组合体130沿着移动通过使内元件120相对于外元件110移动的运动方向。透镜组合体130可以通过透镜结合部结合到致动器100的内元件120，或者可以机械配合于内元件120。[0040] 如上所述，内元件120可以相对于外元件110移动。能够以任意数量的方式，诸如电磁学、气体力学、静电学等引起该运动。图4图示出使用电磁学以使内元件120相对于外元件110移动的图2的致动器100的部分剖面侧视图。[0041]内元件120相对于外元件110的运动由磁场相互作用产生的力引起。在一个实施例中，内元件120包括以环状围绕纵轴10的永磁体122。在其它实施例中，永磁体122可以包括超过一个的永磁体和或一个以上的电磁体。永磁体122包括与一个磁极相关的第一端124a和与另一个磁极相关的第二端124b。磁极界定与作为运动轴的纵轴10平行的磁轴。[0042] 外元件110包括导电绕组111，控制器可以通过导电绕组111生成电流。导电绕组111包括:第一线圈112a，其在一个方向上缠绕纵轴例如，顺时针；第二线圈112b，其在相反方向上缠绕纵轴例如，逆时针;和连接器112c，其连接第一线圈112a与第二线圈112b。第一线圈112a可以与第二线圈112b串联。[0043] 第一线圈112a围绕永磁体122的第一端124a。相似地，第二线圈112b围绕永磁体122的第二端124b。从而，当电流被驱动为经过导电绕组111时，在各个线圈112a、112b中产生与由永磁体122产生的磁场相互作用的磁场。在短范围的运动中，该相互作用产生使内元件120在纵向上相对于外元件110直线移动的力。当将电流驱动为在一个方向上经过导电绕组111时，力使内元件120朝着致动器100的一端移动，并且当将电流驱动为在相反方向上经过导电绕组111时，力使内元件120朝着致动器100的相反端移动。[0044]图5图示出定位系统400的功能性块图。在一个实施例中，定位系统400包括图2的致动器100。在另一个实施例中，定位系统400包括不同的致动器。定位系统400包括控制器410，该控制器410接收表示物体例如，图2的透镜组合体130的期望位置的命令数据405。控制器410还从直线编码器420接收表示物体的当前位置的位置数据。特别地，直线编码器420提供了内元件120相对于外元件110的相对位置沿着纵轴的测量。在一个实施例中，直线编码器420包括传感器和刻度尺。刻度尺可以安装在致动器100的内元件120上，并且传感器可以安装在致动器100的外元件110上。直线编码器420可以是包括光学、磁学、电感、电容、和涡流技术的任意技术。[0045] 基于命令数据405和来自直线编码器420的位置数据，控制器410通过指令驱动器412将电流驱动为经过致动器100的部件而生成电流。如上所述，在其它部件之中，致动器100包括导电绕组111，导电绕组111包括在一个方向上缠绕的第一线圈112a和在另一个方向上缠绕的第二线圈112b。从而，在一个实施例中，控制器410指令驱动器412将电流驱动为经过在第一方向上缠绕的第一线圈112a和在第二方向上缠绕的第二线圈112b。在一个实施例中，驱动器412利用单一电流驱动两个线圈由于线圈与连接器112c连接。在另一个实施例中，驱动器412利用相同或不同的分开的电流独立地驱动各个线圈。[0046] 驱动器412能够接收表示电流的强度或电压电平的电子数据可以是模拟的或数字的作为输入，并且提供所表示强度的电流或所表示电平的电压作为输出。虽然驱动器412在图5中被图示为单独部件，但是在一个实施例中，控制器410和驱动器412可以是一个single部件。在另一个实施例中，驱动器412是致动器100的一部分。[0047]图6图示出根据一个实施例的物体的定位方法的流程图。通过可能包括硬件例如，电路、专用逻辑、可编程逻辑、微代码等、软件例如，由处理装置执行的指令、固件或其组合的处理逻辑来执行方法500。例如，可以由图5的控制器410执行方法500。[0048] 在块510中，处理逻辑接收表示物体的期望位置的命令数据。命令数据可以表示物体的绝对期望位置，或者传达将物体在特定方向上移动一般或特定的量。[0049] 在块520中，处理逻辑接收表示物体的当前位置的位置数据。可以从检测物体的位置的直线编码器接收位置数据。可以从另一个源接收位置数据。在一个实施例中，从与命令数据相同的源接收位置数据。[0050] 在块530中，处理逻辑基于命令数据和位置数据判定要被驱动而经过第一线圈和第二线圈的电流的强度。在一个实施例中，第一线圈在第一方向上缠绕永磁体的第一极，并且第二线圈在第二方向上缠绕永磁体的第二极。在一个实施例中，判定电压电平而不是电流强度，电压电平和电流强度可以经由欧姆定律这表示电压与电流成比例，该比值恒定被认为是电阻互换。在一个实施例中，被驱动的电流是直流电流。在一个实施例中，电流是非零电流。特别地，在一个实施例中，即使当前位置等于期望位置时，电流是也非零电流。[0051] 在图4的实施例中，外元件110包括线圈112a、112b，并且内元件120包括永磁体122。在可选实施例中，线圈112a、112b和永磁体122的位置可以交换，使得内元件120包括线圈112a、112b，并且外元件110包括永磁体122。在图7中图示出这样的实施例。[0052] 图7图示出根据一个实施例的致动器310的部分剖面侧视图。致动器310与图4的致动器100相似，并且可以用在相似的应用例如，图1的光学设备22和图5的定位系统400中。像图4的致动器100—样，致动器310包括内元件120，内元件120由外元件110围绕，并且通过一个以上的元件结合部115结合到外元件110。[0053] 致动器310包括具有永磁体122的外元件110。在其它实施例中，代替地，永磁体122可以是一个以上的电磁体和或超过一个的永磁体。内元件120包括导电绕组111，导电绕组111具有在一个方向上缠绕纵轴的第一线圈112a和在相反方向上缠绕纵轴的第二线圈112bo[0054] 如在图4的致动器100中一样，线圈112a、112b的宽度在纵向上使得永磁体的端部124a、124b位于线圈112a、112b的宽度内。[0055] 如上所述，图4的致动器100与图7的致动器310相似。在各个实施例中，可以有利地选择包括线圈的元件固定并且包括磁体的元件移动的致动器的实施例。这样的选择的一个潜在优点是电子路径的简化。例如，如果处于固定位置，则能够简化线圈到驱动器或控制器的连接。[0056] 线圈112a、112b置于外元件100上的图4的致动器100的一个潜在优点是，更容易消散由流经线圈112a、112b的电流产生的热量。[0057] 在图4的实施例中，导电绕组111包括两个线圈112a、112b。在可选实施例中，导电绕组可以仅包括围绕永磁体122的一端的一个线圈。使用两个线圈的一个潜在优点是提高在一些情况下加倍由单一驱动电流产生的机械力。使用两个线圈的另一个潜在优点是稳定内元件并且限制在除了沿着纵轴10之外的方向上的移动平移或旋转。[0058]如上所述，图3的元件结合部115包括布置成旋转对称图案的三个弯曲部215。图8图示出元件结合部315，其包括布置成旋转对称图案的五个弯曲部317。需要注意的是:图8图示出不弯曲的元件结合部315的平面图，而图3是弯曲的元件结合部115的透视图。如在图3的元件结合部115中一样，图8的元件结合部315的弯曲部317大体垂直于:I纵轴在图8中的纸面进入和出来；和⑵与纵轴垂直的径向轴15a、15b。[0059] 然而，图3的元件结合部115包括三个弯曲部215，并且图8的元件结合部315包括五个弯曲部，要理解的是:元件结合部可以具有以上述方式布置的任意数量的弯曲部。元件结合部可以具有一个弯曲部、两个弯曲部或超过两个的弯曲部。在一些实施例中，弯曲部不围绕内元件接合部joining。[0060]图9图示出包括单个弯曲部的元件结合部325。元件结合部包括通过单个弯曲部335而结合到外元件区域337的内元件区域332。弯曲部335是带状材料，其大体垂直于⑴纵轴10和2与纵轴垂直的径向轴15。[0061] 在包括诸如图8所示的元件结合部325这样的两个元件结合部的致动器的实施例中，元件结合部325、327可以被安置成使得当从纵轴的相同端部观看时，旋转对称处于相反的方向例如，顺时针或逆时针上。[0062] 图10图示出根据一个实施例的致动器600的截面图。图11图示出图10的致动器600的侧视图。图10的致动器600具有紧凑形成因素和孔径相对于总直径的高比率。致动器600在许多方面与图2的致动器100相似，并且以与图2的致动器100相同的许多方式起作用，但是在下面描述的一些方面中不同。[0063] 致动器600包括由外元件610大致容纳的内元件620。内元件620支撑透镜组合体630在该情况下透镜组合体630包括两个光学玻璃透镜。例如，透镜组合体630包括图1的远心主共焦光学器件42的透镜。内元件620通过两个元件结合部615结合到外元件610。元件结合部615被安置在内元件620和外元件610的纵向端部处而不是像图2的致动器100中一样安置在纵向端部之间。特别地，致动器600包括:第一元件结合部615，其将内元件620的沿着纵轴的第一端结合到外元件610的沿着纵轴的第一端;和第二元件结合部615，其将内元件620的沿着纵轴的第二端结合到外元件610的沿着纵轴的第二端。这样可以提高孔径相对于总直径的比率。外元件可以具有固定位置，并且内元件可以是能够沿着透镜组合体630的透镜轴移动的。[0064] 元件结合部615包括用于与外元件610结合的外元件区域710和用于与内元件620结合的内元件区域720。区域710、720通过三个弯曲部715接合，该三个弯曲部715以与以上关于图3的元件结合部115所述的大致相似的方式而布置。两个元件结合部615可以用作直线运动轴承。两个元件结合部615可以提供内元件与外元件之间的无摩擦移动。另外，温度的变化不引起透镜组合体630降低对齐性。在一个实施例中，两个元件结合部615用作直线运动轴承，其沿着行进的距离是弯曲部的长度的大致10%。在一个实施例中，弯曲部的长度是大致20至40毫米之间。[0065] 元件结合部615通过螺丝617接合于内元件620和外元件610，螺丝617贯通元件结合部中的孔例如，各个区域710、720中的孔，并且螺丝617将元件结合部615与各个元件610、620固定。可选择地，区域710、720可以使用胶水或其它粘合剂、螺栓、扣子、磁铁等固定于内元件620和外元件610。[0066] 致动器600的内元件620包括永磁体622，并且外元件610包括导电绕组611，导电绕组611包括在第一方向上缠绕永磁体622的第一极的第一线圈612a和在第二方向上缠绕永磁体622的第二极的第二线圈612b。第一线圈612a与永磁体622的一个磁极大体重合横向重叠，并且第二线圈612b与永磁体622的另一个磁极大体重合横向重叠。致动器600包括处于安装在外元件610上的传感器692和安装在内元件620上的刻度尺694的形式的直线编码器。[0067] 有利地，能够以具有最小重量的封装实现致动器600。致动器600可以使得使用共聚焦显微镜的扫描仪的焦点迅速地改变。例如，在一个实施例中，致动器600可以以大致60毫米每秒的速度移动，或者以达到7个重力加速度大约68.67ms2的加速度移动。特别地，经过导电绕组611而驱动的电流产生与由永磁体产生的磁场相互作用的磁场，从而产生使内元件620在纵向上相对于外元件610移动的力，同时元件结合部615防止内元件620在其它方向上移动。从而，元件结合部615可以使得内元件620能够在内元件620中沿着透镜组合体630的轴移动，以调整透镜组合体630的焦点长度，同时阻止内元件630与透镜轴垂直地例如，在保持透镜轴居中的同时移位。[0068]图12图示出计算装置900的实例形态的机器的图表表示，该计算装置900中，可以执行用于使机器进行本文论述的任意一个或多个方法的一组指令。在可选实施例中，机器可以连接例如，网络连接于局域网LAN、内部网、外部网、或英特网中的其它机器。在客户服务器网络环境中，机器可以在服务器或客户机的容量中操作，或者作为对等或者分布式网络环境中的对等机。机器可以是个人计算机PC、平板电脑、机顶盒STB、个人数字助理PDA、移动电话、网络设备、服务器、网络路由器、开关或网桥，或者能够执行规定要由机器进行的动作的一组指令顺次或其它的任意机器。此外，虽然仅图示出单个机器，但是术语“机器”应该被认为包括个别或共同地执行进行本文论述的一个或多个方法的一组或多组指令的机器例如，计算机的任意集合。[0069] 实例的计算装置900包括经由汇流条908而互相通信的处理装置902、主存储器904例如，只读存储器ROM、闪速存储器、诸如同步DRAMSDRAM这样的动态随机存取存储器DRAM等、静态存储器906例如，闪速存储器、静态随机存取存储器SRAM等，和辅助存储器例如，数据存储装置928。[0070] 处理装置902表示一个以上的通用用途处理器，诸如微处理器、中央处理单元等。更特别地，处理装置902可以是复杂指令集计算CISC微处理器、精简指令集计算RISC微处理器、超长指令字VLIW微处理器，实现其它指令集的处理器，或实现指令集的组合的处理器。处理装置902还可以是一个以上的特殊用途处理装置，诸如专用集成电路ASICJI场可编程门阵列FPGA、数字信号处理器DSP、网络处理器等。处理装置902构造成执行用于进行本文论述的操作和步骤的处理逻辑指令926。[0071] 计算装置900还可以包括用于与网络964通信的网络接口装置922。计算装置900还可以包括视频显示单元910例如，液晶显示器LCD或阴极射线管CRT、字母数字输入装置912例如，键盘、光标控制装置914例如，鼠标和信号生成装置920例如，扬声器。[0072] 数据存储装置928可以包括机器可读存储介质或更具体地，非暂时性的计算机可读存储介质924，本文论述的一个以上方法或功能具体化的一组或多组指令926存储在其上。其中，非暂时性的存储介质指的是除了载波之外的存储介质。指令926在其由计算装置900执行期间，还可以完全或至少部分地存在于主存储器904和或处理装置902内，主存储器904和处理装置902也构成计算机可读存储介质。[0073] 计算机可读存储介质924还可以用于存储定位模块950，以进行图5的控制器410的功能、图6的方法500或本文描述的其它功能。计算机可读存储介质924还可以存储包含调用call定位模块950的方法的软件库。虽然在实例实施例中将计算机可读存储介质924示出为单一介质，但是术语“计算机可读存储介质”应该被理解为包括存储一组以上指令的单一介质或多种介质例如，集中式或分散式数据库，和或相关的缓存和服务器。术语“计算机可读存储介质”应该被理解为包括能够存储或编码由机器执行、并且使机器进行本发明的一个以上方法的一组指令的任意介质。相应地，术语“计算机可读存储介质”应该被理解为包括但是不限于固态存储器，以及光学和磁性介质。[0074]需要理解的是:以上描述是说明性的，而不是限制性的。在阅读和理解以上描述的情况下，许多其它实施例是明显的。虽然已经参考特定的实例实施例描述了本发明的实施例，但是需要认识到，本发明不限于所描述的实施例，而是能够在不背离附加的权利要求的精神和范围的情况下做出修改和改变的情况下实施。因此，应该将说明书和附图认为是说明性的而不是限制性的。因此，应该参考附加的权利要求以及该权利要求授权的等同物的完整范围来判定本发明的范围。

权利要求：1.一种定位系统，包括:致动器，所述致动器包括:内元件，所述内元件包括具有第一极和第二极的永磁体，所述第一极和所述第二极限定了与纵轴平行的磁轴；外元件，所述外元件包括在第一方向上缠绕所述第一极的第一线圈，和在第二方向上缠绕所述第二极的第二线圈；和直线运动轴承，所述直线运动轴承将所述内元件结合于所述外元件，所述直线运动轴承提供所述内元件沿着所述纵轴相对于所述外元件的单自由度的平移运动；以及控制器，所述控制器生成经过所述第一线圈和所述第二线圈的电流，以使所述内元件沿着所述纵轴相对于所述外元件移动。2.根据权利要求1所述的定位系统，还包括:结合到所述内元件的透镜组合体，所述透镜组合体具有对应于所述纵轴的透镜轴，其中，所述内元件相对于所述外元件的移动调整所述透镜组合体的焦点。3.根据权利要求1所述的定位系统，其中，所述内元件与所述外元件同心。4.根据权利要求1所述的定位系统，其中，所述外元件结合到扫描仪的本体。5.根据权利要求1所述的定位系统，其中，所述直线运动轴承包括:第一元件结合部，该第一元件结合部将所述内元件的沿着所述纵轴的第一端结合于所述外元件的沿着所述纵轴的第一端;和第二元件结合部，该第二元件结合部将所述内元件的沿着所述纵轴的第二端结合于所述外元件的沿着所述纵轴的第二端。6.根据权利要求5所述的定位系统，其中:所述第一元件结合部包括一个以上的第一弯曲部，所述第一弯曲部将所述第一元件结合部的内元件区域连接于所述第一元件结合部的外元件区域，其中，所述第一元件结合部的所述内元件区域连接于所述内元件，并且所述第一元件结合部的所述外元件区域连接于所述外元件;并且所述第二元件结合部包括一个以上的第二弯曲部，所述第二弯曲部将所述第二元件结合部的内元件区域连接于所述第二元件结合部的外元件区域，其中，所述第二元件结合部的所述内元件区域连接于所述内元件，并且所述第二元件结合部的所述外元件区域连接于所述外元件。7.根据权利要求5所述的定位系统，其中，所述一个以上的第一弯曲部包括三个弯曲部。8.根据权利要求5所述的定位系统，其中，所述一个以上的第一弯曲部包括一个以上的片簧。9.根据权利要求5所述的定位系统，其中，所述一个以上的第一弯曲部大体地包围所述内元件区域。10.根据权利要求1所述的定位系统，还包括直线编码器，改直线编码器测量所述内元件相对于所述外元件的当前位置，其中，所述控制器将要:接收表示所述内元件相对于所述外元件的期望位置的命令数据；从所述直线编码器接收表示所述内元件相对于所述外元件的当前位置的位置数据;和基于接收的命令数据和接收的位置数据生成电流。11.一种装置，包括:外元件；内元件，所述内元件安置在所述外元件内，所述内元件包括具有透镜轴的透镜组合体；和直线运动轴承，所述直线运动轴承将所述内元件结合于所述外元件，所述直线运动轴承提供所述内元件沿着所述透镜轴的单自由度的平移运动，所述直线运动轴承包括至少第一元件结合部，所述第一元件结合部包括:第一内元件区域，该第一内元件区域结合于所述内元件；第一外元件区域，该第一外元件区域结合于所述外元件;和一个以上的第一弯曲部，该一个以上的第一弯曲部将所述第一内元件区域连接于所述第一元件结合部的所述第一外元件区域。12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述直线运动轴承还包括第二元件结合部，所述第二元件结合部包括:第二内元件区域，该第二内元件区域结合于所述内元件；第二外元件区域，该第二外元件区域结合于所述外元件;和一个以上的第二弯曲部，该一个以上的第二弯曲部将所述第二内元件区域连接于所述第二元件结合部的所述第二外元件区域。13.根据权利要求12所述的装置，其中，随着所述内元件沿着所述透镜轴移动，所述第一内元件区域和所述第二内元件区域在相同的方向上旋转。14.根据权利要求12所述的装置，其中，所述第一元件结合部结合于所述内元件的沿着所述透镜轴的第一端和所述外元件的沿着所述透镜轴的第一端，并且所述第二元件结合部结合于所述内元件的沿着所述透镜轴的第二端和所述外元件的沿着所述透镜轴的第二端。15.根据权利要求12所述的装置，其中，随着所述内元件沿着所述透镜轴相对于所述外元件移动，所述一个以上的第一弯曲部弯曲。16.根据权利要求11所述的装置，其中，所述一个以上的第一弯曲部包括至少三个弯曲部，并且所述第一元件结合部包括同质材料。17.根据权利要求11所述的装置，其中，所述第一内元件、所述第一外元件、所述第一元件、所述第二元件和所述透镜组合体全部大致同心。18.—种设备，包括:外元件，该外元件具有沿着纵轴的第一端和第二端；内元件，该内元件安置在所述外元件内，所述内元件具有沿着所述纵轴的第一端和第_-上山一栖；第一元件结合部，该第一元件结合部包括装接于所述外元件的第一端的第一外元件区域、装接于所述内元件的第一端的第一内元件区域，和三个以上的第一弯曲部，其中，所述三个以上的第一弯曲部中的每个第一弯曲部均是带状材料，每个所述第一弯曲部在一端处连接于所述第一外元件区域且在相反端处连接于所述第一内元件区域，并且每个所述第一弯曲部与从所述纵轴辐射的径向轴大致垂直;以及第二元件结合部，该第二元件结合部包括装接于所述外元件的第二端的第二外元件区域、装接于所述内元件的第二端的第二内元件区域，和三个以上的第二弯曲部，其中，所述三个以上的第二弯曲部中的每个第二弯曲部均是带状材料，每个所述第二弯曲部在一端处连接于所述第二外元件区域且在相反端处连接于所述第二内元件区域，并且每个所述第二弯曲部与从所述纵轴辐射的径向轴大致垂直。19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述三个以上的第一弯曲部中的每个第一弯曲部和所述三个以上的第二弯曲部中的每个第二弯曲部是弯曲的或直的。20.根据权利要求18所述的装置，其中，所述三个以上的第一弯曲部大体地外切所述第一内元件区域，并且其中，所述三个以上的第二弯曲部大体地外切所述第二内元件区域。

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