透镜定位系统技术方案

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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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颌之间适当地传递，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。一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。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。在正畸过程中，重要的是提供一个或两个颌的模型。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。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专利技术。图1图示出根据一个实施例的光学装置的功能性块图。图2图示出根据一个实施例的致动器的轴向视图。图3图示出根据一个实施例的元件结合部的透视图。图4图示出根据一个实施例的致动器的局部剖面侧视图。图5图示出根据一个实施例的定位系统的功能性块图。图6图示出根据一个实施例的物体的定位方法的流程图。图7图示出根据一个实施例的致动器的局部剖面侧视图。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。图9图示出包括单个弯曲部的元件结合部。图10图示出根据一个实施例的致动器的截面图。图11图示出图10的致动器的轴向视图。图12图示出根据本专利技术的实施例的实例计算装置的块图。具体实施方式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。外元件可以包括：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。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。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。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。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46。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。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。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(Z)上进行强度的求导，Zi产生最大导数，Z0，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。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。CCD(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。CCD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。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将诱导激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.06 US 14/298,6481.一种定位系统，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉米·波尔坦斯基，
申请(专利权)人：阿莱恩技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US