CN101218653A - 致动器组件以及驱动致动器组件的方法和设备 - Google Patents

致动器组件以及驱动致动器组件的方法和设备 Download PDF

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CN101218653A CNA2006800247807A CN200680024780A CN101218653A CN 101218653 A CN101218653 A CN 101218653A CN A2006800247807 A CNA2006800247807 A CN A2006800247807A CN 200680024780 A CN200680024780 A CN 200680024780A CN 101218653 A CN101218653 A CN 101218653A
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J·F·卢尔奎因
R·F·梅斯
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Abstract

一种致动器组件,这种致动器组件包括第一部分(2)、第二部分(3)和用于产生驱动力的装置(10、11;16至18;20至22;24至27),第二部分(3)包括用于引导第一部分(2)相对于第二部分(3)的移动的引导件(5、6),这种用于产生驱动力的装置响应于驱动电流沿着引导件(5、6)在第一部分(2)和第二部分(3)之间产生驱动力。致动器组件包括用于提供横向于引导件(5、6)的力的装置(5、6、10;16、18;21、22;24、25、27),这种力起到将第一部分的至少一个表面部分保持倚在引导件(5、6)的表面上的作用。

Description

致动器组件以及驱动致动器组件的方法和设备 技术领域本发明涉及致动器组件,这种致动器组件包括第一部分、第二部分和装置,第二部分包括用于引导第一部分相对于第二部分的移动的至少一个引导件,这种装置响应于驱动电流沿着引导件在第一部分和 第二部分之间产生驱动力。本发明还涉及驱动致动器组件的方法,这种致动器组件包括第一 部分、第二部分和装置,第一部分可相对于第二部分移动,这种装置 响应于驱动电流在第一部分和第二部分之间产生驱动力,其中,与基 本上恒定的摩擦力相对将第一部分从第一位置向第二位置位移。本发明还涉及驱动致动器组件的设备,这种致动器组件包括第一 部分、第二部分和装置,第一部分可相对于第二部分移动,这种装置 响应于驱动电流在第一部分和第二部分之间产生驱动力,其中,与基 本上恒定的摩擦力相对将第一部分从第一位置向第二位置位移,这种 设备包括用于向产生驱动力的装置施加驱动电流的设备。本发明还涉及包括致动器组件的光学机械器件。背景技术这些組件、方法、设备和器件的分别的示例是公知的。US-A1-2004/0234258公开了 一种透镜驱动器件和成像器件。受驱本体 具有光学透镜、在一个側面上的套管和在相对的侧面上的狭槽,以将 光轴与套管夹在一起。此外,引导轴是配合到套管中以导致受驱本体沿着光轴的方向移动的轴。引导轴是作为拉条插在狭槽的中,并用于 避免受驱本体以引导轴为中心旋转。平线圈固定到受驱本体。受驱本 体的位置由位置探测磁体和磁阻元件探测,这种位置探测磁体安装到 受驱本体,这种》兹阻元件以非接触方式与磁体隔开布置。当电流在驱 动线圈中流动时,产生与光轴方向平行的推力。在受驱本体与引导轴 之间产生的摩擦阻力是固定的,因为推力方向和驱动方向在驱动摆动 的整个区域上方总是平行的。可使驱动特征和伺服特征变得优越。公知的组件和公知的方法的缺陷在于,保持受驱本体恒定定位的伺服控制消耗功率并使透镜驱动相对复杂。公知的组件要求伺服控制 对由外部影响所导致的位移进行校正。发明内容本发明的目的在于提供一种在开始段落中所限定的类型的组件、 方法、设备和器件,这些组件、方法、设备和器件虑及致动器组件的 第一部分相对于第二部分的相对简单而有效的定位。这种目的通过根据本发明的致动器组件来实现,这种致动器组件这种力起到将第一部分的至少一个表:^;^持靠在引导件的表面的 作用。致动器组件包括用于产生响应于驱动电流的驱动力的装置,以相 对于第二部分将第 一部分位移。由于根据本发明的致动器组件还包括用于提供横向于引导件的力的装置,且这种力起到将第一部分的至少 一个表面部分保持靠在引导件的表面的作用,所以在沿着引导件移动 第一部分时出现与驱动力相对的基本上恒定的动力学摩擦力。由于第 一部分所遇到的阻力完全受限,所以甚至可使用开环控制来相对于第 二部分将第一部分定位。这比伺服控制更加有效更加筒单。在无驱动 电流时,横向于引导件的力确保保持静摩擦力,装置静摩擦力避免由 外部影响而导致的位移。这种组件的另一种优点在于第一和第二部分 之间的接触区域基本上保持恒定,即便是遇到由将它们保持相互倚靠 在一起的力而导致的磨损时也是如此。在致动器组件的实施例中,提供横向于引导件的力的装置包括用 于建立力场的至少一个装置,这种装置附接到第一和第二部分中的一 个并作用于第一和第二部分中的另一个的至少一个部件上。出于远处的作用的原因,即与独立的电荷、磁体或质量隔开的电 荷、磁体或质量所受到的力的原因,第一部分在其相对于第二部分的 移动中不太受限。尤其是第一部分可移动相对较长的距离。在致动器组件的实施例中,提供横向于引导件的力的装置包括至 少 一个永磁体,这种永磁体附接到第 一和第二部分中的 一个。出于存在永磁体的原因,就不要求用于提供横向于引导件的力的 装置的单独通电。这样就提高了致动器组件的能效。在该实施例的变化形式中,用于产生驱动力的装置包括至少一个 导电线圈,这种导电线圏附接到第一和第二部分中的另一个,以响应 于驱动电流而产生作用于该至少一个永^兹体上的^f兹场。这种变化形式结构更加简单,因为永磁体或多个磁体既包括在用 于产生驱动力的装置中,又包括在用于提供横向于引导件的力的装置 中。在另 一种变化形式中,第 一和第二部分中的另 一个包括铁磁背板, 其中,导电线圈位于铁磁背板与至少 一个永磁体之间。这具有放大由导电线圈所产生的磁场的优点。这样就进一 步地提 高能效。可将永磁体制得较小,从而减小永磁体所附接到的部分的质量。在再一种变化形式中,第二部分包括铁磁背板,其中,导电线圈 中的一个和该至少一个永磁体位于铁磁背板和导电线圏中的另一个与 该至少 一 个7JCf兹体之间。这样就可保持第一部分的低质量,因为第二部分包括引导件且铁 磁背板增强磁场。在一种实施方式中,将导电线圏附接到第一部分, 而在另一种实施方式中,该永磁体或多个》兹体附接到第一部分。在一 种实施方式中,第一部分经受相对较强的磁场。这就提供快速的反应 时间并结合相对较低的质量。在另一种实施方式中,能量消耗得到了 降低,这可通过由于铁磁背板的原因而导致的磁场的放大来成为可能。在再一种变化形式中,该至少一个永磁体包括成直线定位的两个 磁化区,其中,垂直于该线的各自的磁化分量以相反方向取向。结果是用于产生沿着引导件的磁场和用于产生横向于引导件的磁 场可由单个部件提供。尤其是可在很大的程度上消除对提供用于引导 磁通量的磁辄的需求。这就减小了磁体所附接到的致动器组件的部分 的质量。根据另 一 个方面,根据本发明的驱动致动器组件的方法的特征在 于向用于产生驱动力的装置施加脉冲驱动电流,预先确定这种脉冲驱 动电流以产生基本上等于第 一和第二位置之间的距离的总位移。这种位移可通过施加仅包括一个脉冲的电流来实现。通过施加预先确定以产生理想的总位移的脉冲驱动电流,在较短的时间将用于 产生驱动力的装置通电,从而导致较低的能量消耗。由于与基本上恒定的摩擦力相对而将第一部分相对于第二部分位移,所以就可应用位 置的合理的精确开环控制。作用于第一部分上的这两种力相对完全地 受限。在实施例中,脉冲驱动电流具有呈周期脉冲列形状的波形,其中, 每个周期包括第一间隔,在第一间隔的至少一部分期间施加电流,其 后接着是第二间隔,在第二间隔期间,所施加的任何电流的强度低于 用于产生足以克服基本上恒定的摩擦力的驱动力的电流水平,其中, 第二间隔的长度至少等于所产生的驱动力和基本上恒定的摩擦力的净 力在第一间隔上的积分除以基本上恒定的摩擦力的大小。这样就可将每个位移实现为 一 系列基本上相等的增量位移。不必 储存建立驱动电流和/或脉冲宽度与每个可能的位移距离的关系的函数 或表格。相反,可将理想的位移细分成一连串增量位移,每个增量位 移在脉冲列的 一个周期期间实现。由于第二间隔的长度至少等于所产 生的驱动力和基本上恒定的摩擦力的净力在第一间隔上的积分除以基 本上恒定的摩擦力的大小,所以第一部分在每个周期结束时基本上陷 入停顿状态。在实施例中,脉冲驱动电流具有呈周期脉冲列形状的波形,其中, 在每个周期中,第一电流脉冲加在第一子间隔上,且以相反方向的第 二电流脉冲加在第 一子间隔之后的第二子间隔上。这就减少周期脉冲列的给定周期持续时间所要求的摩擦量,因为 第一部分也在每个周期结束之前由第二电流脉冲破坏。可在给定的摩 擦量增加周期脉冲列的频率,从而允许对第 一 部分的位置进行较快的 控制。根据另 一 个方面,将根据本发明的用于驱动致动器组件的设备构 造成实施根据本发明的方法。根据本发明的另一个方面,提供一种光学机械器件,这种光学机 械器件包括根据本发明的致动器组件和/或根据本发明的设备。附图说明将参考附图对本发明进行详细的示范性说明,在这些图中: 图1是致动器组件的第一实施例的透视图; 图2是图1中的致动器组件的截面透视图;图3示出了用于测量致动器的移动的作为位置探测器的霍尔传感 器28接近于磁体10的布置;图4是示于图1中的致动器组件的分解图; 图5是致动器组件的第二实施例的透视图; 图6是示于图5中的致动器组件的分解图; 图7是致动器组件的第三实施例的透视图; 图8是示于图7中的致动器组件的分解图; 图9是致动器组件的第四实施例的透视图; 图IO是示于图9中的致动器组件的分解图;图11是含有电压曲线图的视图,这种电压加到驱动致动器组件的 第一方法中的致动器组件中的线圈;图12是含有电压曲线图的视图,这种电压加到驱动致动器组件的 第二方法中的线圈;图13示出了霍尔传感器的输出信号(电压或电流)的视图,这种输出信号是磁体与霍尔传感器之间的距离的函数;图14示出了霍尔传感器中的电压的视图,在这种霍尔传感器中, 宽度(上图)或高度(下图)适合作为时间的函数;图15是致动器组件的第五实施例的透视图;图16是图15中的致动器组件的截面透视图;图17是示于图15中的致动器组件的分解图;图18示出了作用于引导销5和6上的力F;图19至图21示出了第六致动器组件;图22示出了作用于引导销5和6上的力F;图23至图25示出了第七致动器组件;图26示出了作用于引导销5和6上的力F;图27至图29示出了第八致动器组件;以及图30示出了作用于引导销5和6上的力F;具体实施方式将在下面作为示例对光学机械产品中的致动器组件的实施进行描 述。描述将集中与用于小型用途的成像光学领域,如摄影机,包括用 于移动电话和个人数字助理(PDA)等的集成在液晶显示器(LCD)200680024780.7说明书第6/13页平板显示器中的网络摄影机。例如,在摄影机中,致动器组件可用于 自动聚焦运动、光学变焦、快门致动、光圏打开控制、光学装置与成像装置之间的倾斜补偿、图像传感器的x-y移动以补偿摄影机抖动等 等。致动器组件更普遍地用于任何领域,在这些领域中,允许小的位 移并要求小的力以将移动部件保持在适当的位置的致动器组件是有用 的。例如,这包括磁和/或光学记录领域。还包括玩具用途,如遥控模 型车和飞机以及带有触觉反馈的游戏控制器等等。另 一种用途领域是 工业和/或汽车设备,如运行用于流体和气体的比例阀、质量流量控制 器等等。另一种用途领域是在照明设备中,例如,通过在明亮发光二 极管(LED)前面移动透镜来聚焦小的光束。这种组件和驱动这种组 件的方法尤其适用于移动用途,在这些用途中,较低的功率消耗是个 问题。在图l、 2和4中,第一致动器组件1包括第一部分和第二部分, 在此示例中,将第一部分和第二部分分别形成为筒2和壳体3。筒2可 相对于壳体3移动。在该示例(见图2)中,筒2载有透镜本体4。筒 2载有透镜组件,这种透镜组件在其它实施例中包括一个以上的透镜。 线性引导筒2以允许包括透镜本体4的光学系统的聚焦。出于这 种目的,壳体包括引导件,在此示例中,这种引导件以两个引导销5、 6的形式。筒2包括孔8和凹槽9,引导销5、6穿过孔8和凹槽9行进。 引导销5、 6仅仅是机械引导件的示例。在致动器组件的其它实施例中, 壳体包括至少一个导轨,且这种组件的移动部件包括至少一个移动件 (traveler),这种移动件与导轨之中的一个配合以引导致动器组件的 一个部分相对于另一个部分的移动。在其它实施例中,致动器组件的 载有透镜组件的部分设有这种引导件,且这种引导件与光学机械器件的静止部分的框架配合。永磁体10附接到筒2。永磁体10建立作用于引导销5、 6上的力场,这些引导销5、 6用铁磁材料制成。在另一个实施例中,机械弹性 装置用于将闸瓦压靠在引导销5、 6上。不过,用于建立力场的装置具 有要求较少的部件并允许筒2的相对不受限的移动的优点。由永磁体IO提供的作用于引导销5、 6上的力以横向于引导件的 方向,这种方向垂直于筒2相对于壳体3的移动方向。出于这种力的 原因,孑L8和凹槽9的内表面部分被推靠在引导销5、 6的表面上。因10此,筒沿着引导销5、 6的移动受到基本上恒定的摩擦力的阻挡。这种 摩擦力在由摩擦系数的波动所限定的界限内保持恒定,摩擦系数的波 动由改变环境条件而引起,如湿度、溫度等。由于孔8和凹槽9的内 表面部分被推靠在引导销的表面上,筒2的磨损对摩擦力的影响就相 对较小。另外一种优点是消除了横向力对筒2的位置的作用。这对光 学机械器件有好处,在这些器件中,透镜本体4的光轴需与其它光学 器件对准。现已注意到,可通过改变孔8和凹槽9至引导销5、 6的距离来改 变保持力。(当筒2相对于壳体3静止时)较大的保持力产生较大的 静摩擦力,在第一致动器组件受到振动(如光学记录设备中的光学拾 波单元)的用途中希望有这种静摩擦力。如在图l、 2和4中的实施例 具有包括较少部件的优点,在该实施例中,永磁体IO在铁磁引导销5、 6上施力口力。为了以由引导销5、 6所确定的方向将筒2位移,第一致动器组件 1包括导电线圈11,导电线圏11带有用于施加驱动电压的端子(未示 出)。在此实施例中,导电线圈11附接到壳体3。这就允许筒2的相对较大的位移,因为没有通向该筒的线。流过导电线圈11的电流产生 作用于永》兹体10上的》兹场。示于图4中的永i兹体10包括两个相对的端区12、 13,这两个相对 的端区12、 13由过渡区14分离。这三个区位于基本上平行于筒2的移 动方向的线上。第一端区12具有以远离引导销5、 6的方向的磁化。 第二端区13具有以相反方向的磁化,即朝向引导销5、 6。结杲是永磁 体10产生垂直于永磁体10的面并垂直于引导销5、 6的纵向轴的通量 线并提供以平行于引导销5、 6的方向的相对的北磁极和南磁极。要求 这些磁极用于驱动筒2,因为导电线圈11具有集中于垂直于引导销5、 6的轴上的绕組。永磁体10的结构允许不使用磁轭来实现前面所提及 的效果。总体构造相对紧凑,而且减少第一致动器组件的部件的数量。图5和图6示出了第二致动器组件15。与图1、 2和4中的部分相 同的部分用相同的数字表示。作为引导销5、 6的附加或替代,第二致 动器组件15包括铁磁背板16。第二致动器组件15还包括静止导电线 圈17和安装到筒的永磁体18。安装到筒的永磁体18在结构上类似于 第一致动器組件1的永磁体10。导电线圈n布置在安装到筒的永磁体18与铁磁背板16之间。铁磁背板16起到增强在电流流过导电线圈17 时所产生的磁场的作用。此外,铁磁背板16与永磁体18相互作用以 提供将孔8和凹槽9的内表面部分保持倚在引导销5、 6上的力。现已注意到,与图l、 2和4中的实施例相比,在某种程度上失去 了灵活性。对于特定的电动机构造来讲,横向于引导销5、 6的力是固 定的,而在图1、 2和4的实施例中,可通过改变孔8和凹槽9的位置 以改变永磁体10与(铁磁)引导销5、 6之间的距离来独立地确定这 种横向于引导销5、 6的力。另一方面,相对较大的铁磁背板16虑及 了较小的安装到筒的永磁体18的使用。此外,导电线圈17的大小的 变化仍允许改变安装到筒的永磁体18与铁磁背板16之间的距离。图7和图8示出了第三致动器组件19。第三致动器组件19包括安 装到筒的导电线圏20,导电线圏20位于安装到筒的背板21与静止永 磁体22之间。静止永磁体22附接到壳体3并具有与包括在第一致动 器组件1中的永磁体10的结构类似的结构。第三致动器组件19虑及 了使用相对较大的静止永磁体22。图9和图10示出了第四致动器组件23。在此实施例中,第一铁磁 背板24附接到壳体3。筒2包括第二铁磁背板25和安装到筒的导电线 圈26。静止永磁体27安装到壳体3,以定位于第一铁磁背板24与安装 到筒的导电线圈26之间。静止永^兹体27的结构与前面参考图1、 2和 4所描述的永磁体10的结构相同。可以想象出一种实施方式,在这种 实施方式中,安装到筒的导电线圈26和静止永磁体27的位置可以互 换。第一和第二铁磁背板24、 25增强由静止永磁体27和安装到筒的 导电线圈26所提供的磁场。这样就可进行较快的定位和/或实现较低的 电力消耗。在其它的实施例中,安装到筒的导电线圈26可具有较小的 尺寸,从而减小它的质量。可以用基本上相同的方式来驱动第一、第二、第三和第四致动器 组件l、 15、 19和23。每个致动器组件设有用于提供横向于引导销5、 6的力的装置,这种力起到将孔8和凹槽9的内表面部分保持倚在引导 销5、 6的表面上的作用。这样,静摩擦就在没有电流流过导电线圈11、 17、 20、 26时避免筒2相对于壳体3的移动。这就能够利用脉冲电流 使筒2相对于壳体3移动,这种脉冲电流在脉冲之间回复到低电平或 根本无电流。摩擦确保保持由筒所占据的位置。利用与筒2的移动相对的基本上恒定的并因此而是可以预测的摩擦力,就可以实现开环控 制。与步进电动机、压电驱动器和伺服系统中的音圏致动器相比,这 就筒化了驱动器结构。图11和图12示出了以两种不同的驱动模式加到导电线圈11、 17、 20、 26的端子的电压。在每种驱动模式中,驱动设备将理想的位移平 移到 一 系列基本上相等的增量位移中。通过施加对应于增量位移的数 量的多个周期的周期脉冲列来实现每个位移。仅需将驱动设备构造成 储存对应于增量位移的距离连同实现这种增量位移所要求的电流的波 形。不必使驱动器包括用于储存参数域的存储器。将会理解,通过改变所施加的周期脉冲列的磁极来改变第一部分 相对于第二部分的移动方向。在图11和图12中,ATi表明波形的一个周期的持续时间,这种 波形表示周期脉冲列的特征。在图12中,将脉冲加在第 一 间隔A T 2上。 在所示出的实施例中,在第二间隔△ T3期间没有电流流过导电线圏11 、 17、 20、 26。这就允许筒2在通过施加另一个脉冲实现下一个增量位 移之前基本上陷入停顿状态。可使比产生足够大的驱动力以克服摩擦 阻力所要求的电流小的电流流过导电线圏11、 17、 20、 26,而不是在 第二间隔AT3期间根本不施加电流。若用Ff表示筒2的移动期间摩擦 力的大小,并且用Fa表示由永磁体10、 l8、 22和导电线圈11、 l7、 20、 26所产生的驱动力,那么在第一间隔期间作用在筒2上的净力为 Fd-Ff。第二间隔AT3的长度由下面的公式给出:现已注意到,图11和图12均与一些实施方式有关,在这些实施 方式中施加基本上相同大小的电压脉冲。这在仅可提供一个系统电压 的简单的移动用途中是有利的。在更复杂的实施方式中,对脉冲高度和/或持续时间进行调制。示于图12中的实施例的优点在于,该波形的周期ATi较短,因为 将筒制动所要求的第二间隔△ T3较短。这是因为每个周期△ T i与第一 子间隔AT4连接,在该第一子间隔AT4中施加第一脉冲,且将第二脉 冲施加在第二子间隔ATs,在该第二子间隔AT5期间施加相反磁极的第二脉冲。第二脉冲用于增强由摩擦而导致的制动力。摩擦的量部分地取决于筒2和引导销5、 6的材料选择。在一个实 施例中,筒2用液晶聚合物制成,这种液晶聚合物耐磨而且可用精密 的机械加工进行修正。引导销5、 6可用钢制成,若有要求,对这种钢 可施加额外的抛光。在高端用途中,可将蓝宝石用在筒2中。第一部分相对于第二部分的位移可由位置测量传感器测量。可采 用不同类型的传感器。例如,这些传感器包括光学反射器类型和磁场 传感器。在致动器的实施例中由一个或多个磁体。可在带有磁体的第一部 分与配有霍尔传感器的第二部分之间进行位移的测量。图3示出了包括霍尔传感器28和移动磁体10的实施例。这种移动 由位于磁体附近的霍尔传感器检测。磁体在霍尔传感器中产生电压, 该电压是该传感器与磁体之间的相对距离的函数。图13示出了这种函 数的示例。在一种步骤之后,可利用位置测量传感器(如霍尔传感器)确定 实际行进的距离。若这种距离表明与所设计的步骤的偏差,可改变该 电压脉冲的宽度或高度以校正下一个步骤的距离。见图14。其它的实施例可包含多个磁体或形状不同的磁体。作为示例,图 中示出了带有两个》兹体、四个》兹体和圓柱形-兹体的实施例。图15至图17示出了第五致动器组件。与图l、 2和4中的部分相 同的部分用相同的数字表示。作为附加或替代,第五致动器组件包括 四个永磁体30至33和固定导电线圈29。这四个永^兹体30至33布置 在筒2周围并固定到筒2。线圈29是静止的并附接到壳体3。小的间 隙将磁体和线圈分开。优选单永磁体31的尺寸大约与磁体33的尺寸相同。优选磁体31 和33的结构相同。所有磁体具有相对于最接近于这些磁体的线圈侧面 的相同的磁化方向。在图n中,所有的磁体30至33具有它们的朝向 筒的中心的南磁化方向S和它们的背向筒的北磁化方向N。线性引导筒2以允许包括透镜本体4的光学系统的聚焦。出于这 种目的,壳体包括两个引导销5、 6。筒2包括孔8和凹槽9,引导销5、 6穿过孔8和凹槽9行进。附接到筒的永磁体30至33建立作用于引导销5、 6上的力场,这些引导销5、 6用铁磁材料制成。由永磁体30至3:3提供的作用于引导 销5、 6上的合力以横向于引导件的方向,这种方向垂直于筒2相对于 壳体3的移动方向。出于这种力的原因,孔8和凹槽9的内表面部分 被推靠在引导销5、 6的表面上。因此,筒沿着引导销5、 6的移动受 到摩擦力的阻挡。图18示出了合力F。这些合力F在筒2的质量中心周围对称,从 而导致筒2相对于壳体3的非常小的倾斜以及在移动期间的少量噪声。图19至图21示出了第六致动器组件。与图l、 2和4中的部分相 同的部分用相同的数字表示。作为附加或替代,第五致动器组件包括 四个固定永磁体35至38和固定导电线圈34。线圏34布置在筒2周围 并固定到筒2。这四个永磁体35至3S是静止的并附接到壳体3。第六 致动器组件还包括固定到筒的铁磁板39。小的间隙将磁体和线圈分开。所有磁体具有相对于最接近于这些磁体的线圏侧面的相同的磁化 方向。在图21中,所有的磁体30至B具有它们的朝向筒的中心的南 磁化方向S和它们的背向筒的北磁化方向N。这些引导销5、 6用非铁 》兹材料制成。附接到壳体的永磁体35至38建立作用于附接到筒的铁磁板39上 的力场。由永磁体35至38提供的作用于铁磁板39上的合力以横向于引导 件的方向,这种方向垂直于筒2相对于壳体3的移动方向。出于这种 力的原因,孔8和凹槽9的内表面部分被推靠在引导销5、 6的表面上。 因此,筒沿着引导销5、 6的移动受到摩擦力的阻挡。图22示出了合力F。图23至图25示出了第七致动器组件。与图l、 2和4中的部分相同的部分用相同的数字表示。作为附加或替代,第七致动器組件包括 一个圆柱形磁体和固定导电线圈40。磁体W布置在筒2周围并固定到 筒2。线圈40是静止的并附接到壳体3。小的间隙将磁体和线圈分开。磁体39具有径向磁化方向。在图25中,磁体:39具有朝向筒的中 心的南磁化方向S和背向筒的北磁化方向N。线性引导筒2以允许包括透镜本体4的光学系统的聚焦。出于这 种目的,壳体包括两个引导销5、 6。筒2包括孔8和凹槽9,引导销5、 6穿过孔8和凹槽9行进。附接到筒的永磁体39建立作用于引导销5、 6上的力场,这些引 导销5、 6用铁磁材料制成。由永磁体39提供的作用于引导销5、 6上 的合力以横向于引导件的方向,这种方向垂直于筒2相对于壳体3的 移动方向。出于这种力的原因,孑L 8和凹槽9的内表面部分被推靠在 引导销5、 6的表面上。因此,筒沿着引导销5、 6的移动受到摩擦力的阻挡。图26示出了合力F。图27至图29示出了第八致动器组件。与图l、 2和4中的部分相 同的部分用相同的数字表示。作为附加或替代,第八致动器组件包括 两个永磁体41、 42和固定导电线圏43。这两个永^兹体41、 42沿着筒2 布置并固定到筒2。线圈43是静止的并附接到壳体3。小的间隙将》兹 体和线圈分开。单永磁体41的尺寸与磁体42的尺寸相同。所有磁体具有相对于 最接近于这些磁体的线圏侧面的相同的磁化方向。在图29中,所有的 磁体41 、 42具有它们的朝向筒的中心的南磁化方向S和它们的背向筒 的北》兹化方向N。线性地引导筒2以允许包括透镜本体4的光学系统的聚焦。出于 这种目的,壳体包括两个引导销5、 6。筒2包括孔8和凹槽9,引导 销5、 6穿过孔8和凹槽9行进。附接到筒的永磁体41、 42建立作用于引导销5、 6上的力场,这 些引导销5、 6用铁磁材料制成。由永磁体41、 42提供的作用于引导 销5、 6上的合力以横向于引导件的方向,这种方向垂直于筒2相对于 壳体3的移动方向。出于这种力的原因,孔8和凹槽9的内表面部分 被推靠在引导销5、 6的表面上。因此,筒沿着引导销5、 6的移动受到摩擦力的阻挡。图30示出了合力F。这些合力F在筒2的质量中心周围对称,从 而导致筒2相对于壳体3的非常小的倾斜以及在移动期间的少量噪声。在第五至第八致动器组件中,将这些磁体和线圏对称布置在筒2 的中部周围。这种对称产生作用于筒2的中部上的合成洛伦兹力。移 动质量的中心与筒2的中部重合或位于非常接近于筒2的中部的位置。 作用于与移动质量的中心相同的点的合成洛伦兹力导致致动器的平稳运行,致动器的这种平稳运行具有致动器倾斜较小和产生较小噪声的有利结果。应注意到,前面所提及的实施例是对本发明的说明而不是限制, 且本领域中熟练的技术人员将能够设计出多种替代实施方式,而并不 背离所附的权利要求书的范围。在权利要求书中,置于括号中的任何 参考符号不应解释为对权利要求书进行限制。用语"包括"并不排除之前出;的用语"一个',并i排:这些因素的i数形式的存在。仅在 相互不同的从属权利要求中所引用的某些特征并不表明这些特征的结 合不能够使用来产生有利效杲。在其表面上产生摩擦的引导件可以是引导致动器组件的一个部分 相对于另一个部分的移动的任何棒、杆或其它机械结构。在替代实施 例中,起到将第一部分的至少一个表面保持倚在引导件的表面上的作 用的力由一对永》兹体产生, 一个永i兹体附接到该第一部分,另一个永 磁体附接到附接到另一个部分,使该第一部分相对于该另一个部分位 移。

Claims (12)

1.致动器组件,所述致动器组件包括: 第一部分(2), 第二部分(3),所述第二部分(3)包括用于引导所述第一部分(2)相对于所述第二部分(3)的移动的引导件(5、6),以及 用于产生驱动力的装置(10、11;16至18;20至22;24至27),所述用于产生驱动力的装置响应于驱动电流沿着所述引导件(5、6)在所述第一部分(2)和所述第二部分(3)之间产生驱动力,其中 所述致动器组件包括用于提供横向于所述引导件(5、6)的力的装置(5、6、10;16、18;21、22;24、25、27),所述力起到将所述第一部分的至少一个表面部分保持倚在所述引导件(5、6)的表面上的作用。
2. 如权利要求1所述的致动器组件,其特征在于:所述用于提供 横向于所述引导件的力的装置包括用于建立力场的至少一个装置(10; 18; 22; 27),所述至少一个装置(10; 18; 22; 27)附接到所述第 一和第二部分中的一个并作用于所述第一和第二部分中的另一个的至 少一个部件(5、 6; 16; 21; 25)上。
3. 如权利要求1或2所述的致动器组件,其特征在于:所述用于 提供横向于所述引导件的力的装置包括至少一个永磁体(10; 18; 21; 27),所述至少一个永磁体(10; 18; 21; 27)附接到所述第一和第 二部分中的一个。
4. 如权利要求3所述的致动器组件,其特征在于:所迷用于产生 驱动力的装置包括至少一个导电线圏(11; 17; 20; 26),所述至少 一个导电线圈(11; 17; 20; 26)附接到所述第 一和第二部分中的另 一个,并响应于所述驱动电流产生作用于所述至少一个永磁体(10; 18; 21; 27)上的》兹场。
5. 如权利要求4所述的致动器组件,其特征在于:所述第一和第 二部分中的另一个还包括铁磁背板(16; 21; 25),其中,所述导电 线圈(17; 20; 26)位于所述铁磁背板(16; 21; 25)与所述永磁体(18; 22; 27)中的至少一个之间。
6. 如权利要求4或5所述的致动器组件,其特征在于:所述第二 部分(3)包括铁磁背板(16; 24),其中,所述导电线圈(17)中的一个和所述至少一个永磁体(2"位于所述铁磁背板(16; 24)和所 述导电线圏(25)中的另一个与所述至少一个永磁体U8)之间。
7. 如权利要求3至6中的任何一项所述的致动器组件,其特征在 于:所述至少一个永磁体(10; 18; 22; 27)包括成直线定位的两个 磁化区(12; 13),其中,垂直于所述线的各自的磁化分量以相反方 向取向。
8. —种驱动致动器组件(1; 15; 19; 23)的方法, 所述致动器组件包括第一部分(2)、第二部分(3)和用于产生驱动力的装置(10、 11; 16至18; 20至22; 24至27),所述第一部 分(2)可相对于所述第二部分(3)移动,所述用于产生驱动力的装 置(IO、 11; 16至18; 20至22; 24至27 )响应于驱动电流在所述第 一部分和所述第二部分之间产生驱动力,其中,与基本上恒定的摩擦 力相对将所述第一部分从第一位置向第二位置位移,所述方法包括向所述用于产生驱动力的装置(10、 11; 16至18; 20至22; 24至27)施加脉冲驱动电流以产生驱动力的步骤,预先确 定所述脉冲驱动电流以产生基本上等于所述第 一和第二位置之间的距 离的总位移。
9. 如冲又利要求8所述的方法,其特征在于:所述脉冲驱动电流具 有呈周期脉冲列形状的波形,其中,每个周期包括第一间隔(AT2; AT4+AT5),在所述第一间隔的至少一部分期间施加电流,其后接 着是第二间隔(AT3),在所述第二间隔期间,所施加的任何电流的 强度低于用于产生足以克服所述基本上恒定的摩擦力的驱动力的电流 水平,其中,所述第二间隔(AT3)的长度至少等于所产生的驱动力 和所述基本上恒定的摩擦力的净力在所述第一间隔上的积分除以所述 基本上恒定的摩擦力的大小。
10. 如权利要求8和9所述的方法,其特征在于:所述脉冲驱动电流具有呈周期脉冲列形状的波形,其中,在每个周期中,第一电流 脉冲加在第一子间隔(AT4)上,且将相反方向的第二电流脉冲加在 所述第一子间隔(AT4)之后的第二子间隔上(AT5)。
11. 一种用于驱动致动器组件(1; 15; 19; 23)的设备, 所述致动器组件包括第一部分(2)、第二部分(3)和用于产生驱动力的装置(10、 11; 16至18; 20至22; 24至27),所述第一部分可相对于所述第二部分移动,所述用于产生驱动力的装置(10、 11; 16至18; 20至22; 24至27 )响应于驱动电流在所述第一部分和所述 第二部分之间产生驱动力,其中,与基本上恒定的摩擦力相对将所述 第一部分从第一位置向第二位置位移,所述设备包括向所述产生驱动力的装置施加驱动电流的设备,其 中,所述设备构造成实施根据权利要求8至10中的任何一项所述的方 法。
12. —种光学机械器件,所述光学机械器件包括根据权利要求1 至7中的任何一项所述的致动器组件和/或根据权利要求11所述的设 备。
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