此專利申請案主張2014年4月15日提出申請、發(fā)明人為Honqi Li、標(biāo)題為“用于壓電致動器的一體式預(yù)壓機(jī)構(gòu)(INTEGRAL PRELOAD MECHANISM FOR PIEZOELECTRIC ACTUATOR)”且具有代理人案號NPT-0339-UT的美國發(fā)明專利申請案第14/253,087號的權(quán)益，所述發(fā)明專利申請案的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文中。

背景技術(shù)：

例如透鏡、鏡、波板、濾光器、體積布拉格(Bragg)光柵、棱鏡等等光學(xué)裝置或元件通常安裝到具有可調(diào)整光學(xué)座架的光學(xué)系統(tǒng)且特定來說實驗光學(xué)系統(tǒng)。光學(xué)系統(tǒng)的實例可包含光學(xué)試驗臺或基座，其具有以一定向安裝到所述基座以便提供將光束從一個光學(xué)裝置引導(dǎo)到另一光學(xué)裝置的光學(xué)路徑的多個光學(xué)裝置及組件。來自激光或其它光源的光束通常用于此類應(yīng)用。針對此類布置，一種可調(diào)整光學(xué)座架提供用以將光學(xué)元件牢固地緊固到光學(xué)試驗臺或光學(xué)系統(tǒng)的其它組件且仍允許對光學(xué)元件的定向的一些調(diào)整的機(jī)構(gòu)。

現(xiàn)有可調(diào)整光學(xué)座架可包含具有第一板的實施例，所述第一板經(jīng)配置以使光學(xué)元件固定到所述第一板。第二板鄰近第一板而安置且包含從第二板延伸到第一板的三個接觸點(diǎn)。接觸點(diǎn)中的一或多者可安置于調(diào)整軸(例如調(diào)整螺釘)的端上，所述調(diào)整軸螺紋連接到第二板。接觸點(diǎn)還可安置于第一板上的掣子中，所述掣子允許接觸點(diǎn)相對于第一板的旋轉(zhuǎn)但阻止接觸點(diǎn)沿著第一板滑動或橫向位移。一或多個回縮部件(例如彈簧或磁體)緊固于第一板與第二板之間以便利用彈簧、若干彈簧、磁體或若干磁體的回復(fù)力迫使所述板牽拉在一起。由回縮部件在所述板之間產(chǎn)生的吸引力由三個接觸點(diǎn)抵靠第一板的相應(yīng)掣子而抵制。在此布置中，調(diào)整螺釘或軸的旋轉(zhuǎn)使調(diào)整螺釘相對于第二板移動以便調(diào)整在調(diào)整螺釘位置處的所述板之間的間隔及因此第一板與第二板的相對定向。

在一些情形中，可使用壓電類型致動器來旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺釘。當(dāng)鄰接卡爪元件在第一方向上抵靠可調(diào)整光學(xué)座架的螺紋軸的往復(fù)運(yùn)動足夠緩慢時，所述往復(fù)運(yùn)動可轉(zhuǎn)換為螺紋軸的簡單旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使得螺紋軸與鄰接卡爪之間的摩擦系數(shù)將卡爪的運(yùn)動傳輸?shù)铰菁y軸。螺紋軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動導(dǎo)致螺紋軸的平移運(yùn)動以及第一板及任何元件(例如固定到所述第一板的光學(xué)元件)的相應(yīng)移動。鄰接卡爪元件在第二方向上抵靠螺紋軸的往復(fù)運(yùn)動可為相對快的，使得螺紋軸的慣性阻止所述螺紋軸與鄰接卡爪元件的往復(fù)運(yùn)動嚙合，借此導(dǎo)致螺紋軸的位置的保留。在一些實例中，每一卡爪施加到螺紋軸的回復(fù)力可由可耦合到每一卡爪元件的單獨(dú)預(yù)壓機(jī)構(gòu)(例如夾緊彈簧)提供。

螺紋軸與鄰接卡爪之間的如由夾緊彈簧施加的回復(fù)力的變化可導(dǎo)致靜態(tài)及動態(tài)扭矩(其利用扭矩測量裝置、通過旋轉(zhuǎn)螺紋軸而被測量)的變化。此可負(fù)面地影響座架的性能。由夾緊彈簧施加到鄰接卡爪的回復(fù)力的變化可由夾緊彈簧在組裝期間的變形、夾緊彈簧的制造、處理或材料的變化等等導(dǎo)致。需要一種在鄰接卡爪與螺紋軸的接觸表面之間供應(yīng)一致回復(fù)力的預(yù)壓機(jī)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一種壓電致動器的一些實施例包含具有單塊式配置的致動器框架，其中致動器框架的所有元件由一件連續(xù)不間斷材料形成。所述致動器框架包含具有第一接觸表面的第一支撐元件及具有第二接觸表面的第二支撐元件。所述第二接觸表面安置成與所述第一接觸表面處于間隔開且大體上相對關(guān)系。所述致動器框架還可包含安置且耦合于所述第一支撐元件與所述第二支撐元件之間的具有經(jīng)減小材料橫截面的選用鉸接區(qū)段。所述鉸接區(qū)段經(jīng)配置以通過所述鉸接區(qū)段中致動器框架材料的變形而允許所述第一接觸表面與所述第二接觸表面之間的相對往復(fù)平行位移。所述致動器框架還包含安置于所述第一支撐元件與所述第二支撐元件之間的偏置帶。所述偏置帶經(jīng)配置以提供抵制所述第一接觸表面遠(yuǎn)離所述第二接觸表面垂直位移的回彈性回復(fù)力。所述致動器框架還可包含安置于第一安裝表面與第二安裝表面之間的壓電元件腔。所述壓電致動器還包含安置于所述壓電元件腔內(nèi)的壓電元件。所述壓電元件具有固定到所述第一安裝表面的第一端及固定到所述第二安裝表面的第二端。所述壓電元件經(jīng)配置以響應(yīng)于發(fā)送到所述壓電致動器的電驅(qū)動器信號而擴(kuò)展及收縮，使得所述壓電元件的擴(kuò)展或收縮導(dǎo)致所述第一接觸表面與所述第二接觸表面之間的相應(yīng)大體上平行往復(fù)位移。

一種壓電致動器的一些實施例包含具有單塊式配置的致動器框架，其中致動器框架的所有元件由一件連續(xù)不間斷材料形成。所述致動器框架包含具有第一接觸表面的第一支撐元件及具有第二接觸表面的第二支撐元件。所述第二接觸表面安置成與所述第一接觸表面處于間隔開且大體上相對關(guān)系。所述致動器框架還可包含安置且耦合于所述第一支撐元件與所述第二支撐元件之間的具有經(jīng)減小材料橫截面的選用鉸接區(qū)段。所述鉸接區(qū)段經(jīng)配置以通過所述鉸接區(qū)段中致動器框架材料的變形而允許所述第一接觸表面與所述第二接觸表面之間的相對往復(fù)平行位移。所述致動器框架還包含經(jīng)配置以提供抵制所述第一接觸表面遠(yuǎn)離所述第二接觸表面垂直位移或反之亦然的回復(fù)力的偏置帶。所述偏置帶從所述第一支撐元件的遠(yuǎn)端部分向遠(yuǎn)側(cè)延伸且圍繞安置于所述第一接觸表面與所述第二接觸表面之間的空間延伸。所述偏置帶還圍繞所述第二支撐元件的遠(yuǎn)端部分、圍繞所述第二支撐元件的安置成與所述第二接觸表面大體上相對的外表面延伸。所述偏置帶還在所述第二支撐元件處終止于位于所述第二支撐元件的后側(cè)上的帶狀鉸接區(qū)段處。所述致動器框架還可包含安置于第一安裝表面與第二安裝表面之間的壓電元件腔。所述壓電致動器還包含安置于所述壓電元件腔內(nèi)的壓電元件。所述壓電元件具有固定到所述第一安裝表面的第一端及固定到所述第二安裝表面的第二端。所述壓電元件經(jīng)配置以響應(yīng)于發(fā)送到所述壓電致動器的電驅(qū)動器信號而擴(kuò)展及收縮，使得所述壓電元件的擴(kuò)展或收縮導(dǎo)致所述第一接觸表面與所述第二接觸表面之間的相應(yīng)大體上平行往復(fù)位移。

一種壓電致動器的一些實施例包含具有單塊式配置的致動器框架，其中致動器框架的所有元件由一件連續(xù)不間斷材料形成。所述致動器框架包含具有第一接觸表面的第一支撐元件及具有第二接觸表面的第二支撐元件。所述第二接觸表面安置成與所述第一接觸表面處于間隔開且大體上相對關(guān)系。所述致動器框架還可包含安置且耦合于所述第一支撐元件與所述第二支撐元件之間的具有經(jīng)減小材料橫截面的選用鉸接區(qū)段。所述鉸接區(qū)段經(jīng)配置以通過所述鉸接區(qū)段中致動器框架材料的變形而允許所述第一接觸表面與所述第二接觸表面之間的相對往復(fù)平行位移。所述致動器框架還包含經(jīng)配置以提供抵制所述第一接觸表面遠(yuǎn)離所述第二接觸表面垂直位移或反之亦然的回復(fù)力的偏置帶。所述偏置帶從所述第一支撐元件向遠(yuǎn)側(cè)、圍繞所述第一支撐元件的遠(yuǎn)端部分且沿著所述第一支撐元件的外表面延伸，所述外表面與所述第一接觸表面大體上相對。所述偏置帶還圍繞安置于所述第一接觸表面與所述第二接觸表面之間的空間延伸且沿著所述第二支撐元件的安置成與所述第二接觸表面大體上相對的外表面、圍繞所述第二支撐元件的遠(yuǎn)端部分延伸。所述偏置帶終止于位于所述第二支撐元件的后側(cè)上的帶狀鉸接區(qū)段處。所述致動器框架還可包含安置于第一安裝表面與第二安裝表面之間的壓電元件腔。所述壓電致動器還包含安置于所述壓電元件腔內(nèi)的壓電元件。所述壓電元件具有固定到所述第一安裝表面的第一端及固定到所述第二安裝表面的第二端。所述壓電元件經(jīng)配置以響應(yīng)于發(fā)送到所述壓電致動器的電驅(qū)動器信號而擴(kuò)展及收縮，使得所述壓電元件的擴(kuò)展或收縮導(dǎo)致所述第一接觸表面與所述第二接觸表面之間的相應(yīng)大體上平行往復(fù)位移。

一種可調(diào)整光學(xué)座架的一些實施例包含光學(xué)安裝裝置，所述光學(xué)安裝裝置經(jīng)配置以接納光學(xué)元件且將所述光學(xué)元件固定到所述光學(xué)安裝裝置。所述可調(diào)整光學(xué)座架還包含經(jīng)配置以牢固地安裝到穩(wěn)定表面且通過可調(diào)整光學(xué)安裝機(jī)構(gòu)而耦合到所述光學(xué)安裝裝置的基座。所述可調(diào)整光學(xué)安裝機(jī)構(gòu)經(jīng)配置以允許所述光學(xué)安裝裝置與所述基座之間沿著至少一個自由度的相對且可調(diào)整位移。所述可調(diào)整光學(xué)座架還包含操作地耦合到所述可調(diào)整光學(xué)安裝機(jī)構(gòu)的壓電致動器組合件。所述壓電致動器組合件包含具有單塊式配置的致動器框架，其中所述致動器框架的所有元件是從單件連續(xù)材料切割而成。所述壓電致動器組合件還包含具有第一接觸表面的第一支撐元件及具有第二接觸表面的第二支撐元件。所述第二接觸表面被安置成與所述第一接觸表面呈間隔開且大體上對置的關(guān)系。所述致動器框架還可包含安置于所述第一支撐元件與所述第二支撐元件之間的具有經(jīng)減小材料橫截面的選用鉸接區(qū)段。所述鉸接區(qū)段經(jīng)配置以通過所述鉸接區(qū)段中致動器框架材料的彈性變形而允許所述第一接觸表面與所述第二接觸表面之間的相對位移。所述致動器框架還包含偏置帶，所述偏置帶耦合于所述第一支撐元件與所述第二支撐元件之間且經(jīng)配置以提供用于所述第一接觸表面與所述第二接觸表面之間的相對位移的回彈性回復(fù)力。所述致動器框架還可包含安置于第一安裝表面與第二安裝表面之間的壓電元件腔。所述壓電致動器組合件還可包含安置于所述壓電元件腔內(nèi)的壓電元件，其中所述壓電元件的第一端固定到所述第一安裝表面且所述壓電元件的第二端固定到所述第二安裝表面。所述壓電元件還經(jīng)配置以響應(yīng)于傳輸?shù)剿鰤弘娫碾婒?qū)動器信號而擴(kuò)展及收縮。所述壓電致動器組合件經(jīng)配置使得所述壓電元件的擴(kuò)展或收縮導(dǎo)致所述第一接觸表面與所述第二接觸表面之間的相應(yīng)大體上平行位移。

在以下描述、實例、權(quán)利要求書及圖式中進(jìn)一步描述特定實施例。在結(jié)合隨附示范性圖式閱讀以下詳細(xì)描述時，實施例的這些特征將變得更加顯而易見。

附圖說明

圖式圖解說明本技術(shù)的實施例且并非限制性的。為清晰且易于圖解說明，所述圖式可未按比例繪制且在一些實例中，可擴(kuò)大或放大地展示各種方面以促進(jìn)對特定實施例的理解。

圖1是并入有可調(diào)整光學(xué)座架的光學(xué)組合件的透視圖。

圖2是圖1的可調(diào)整光學(xué)座架的透視圖，其展示致動器蓋板及致動器保持殼體。

圖3是其中隱藏致動器蓋板及致動器保持殼體的圖1的可調(diào)整光學(xué)座架的透視圖，其展示安置于致動器保持殼體內(nèi)的多個壓電致動器。

圖4A是圖1的可調(diào)整光學(xué)座架的分解透視圖，其展示致動器保持殼體、致動器蓋板及安置于致動器保持殼體內(nèi)的多個壓電致動器。

圖4B是展示光學(xué)安裝裝置、基座板、致動器殼體、壓電致動器及壓電致動器的耦合到基座板的狹槽的框架導(dǎo)引件的分解圖。

圖5是其中隱藏致動器蓋板的圖1的可調(diào)整光學(xué)座架的立面圖，其展示安置于致動器保持殼體內(nèi)的多個壓電致動器。

圖6A是描繪包括致動器框架、致動器軸及壓電致動器的壓電致動器組合件實施例的透視圖。

圖6B是圖6A的壓電致動器組合件的截面的透視圖。

圖6C是致動器框架的實施例的立面圖，其展示第一支撐元件、第二支撐元件、鉸接區(qū)段及偏置帶。

圖6D是圖6C的致動器框架實施例的截面的透視圖，其展示第二接觸表面。

圖6E是圖6C的致動器框架實施例的截面的透視圖，其展示第一接觸表面。

圖6F是圖6A的壓電致動器及致動器框架的立面圖，其展示處于中性狀態(tài)中的壓電致動器及處于中性狀態(tài)中的致動器框架。

圖6G是圖6F的壓電致動器及致動器框架的立面圖，其展示處于伸長狀態(tài)中的壓電致動器及處于變形狀態(tài)中的致動器框架。

圖6H是圖6A的致動器框架的立面圖。

圖6I是圖6A的致動器框架的立面圖。

圖7A是描繪包括致動器框架、致動器軸及壓電致動器的壓電致動器組合件實施例的透視圖。

圖7B是圖7A的壓電致動器組合件的截面的透視圖。

圖7C是致動器框架的實施例的立面圖，其展示第一支撐元件、第二支撐元件、鉸接區(qū)段及偏置帶。

圖7D是圖7C的致動器框架實施例的截面的透視圖，其展示第二接觸表面。

圖7E是圖7C的致動器框架實施例的截面的透視圖，其展示第一接觸表面。

圖7F是圖7A的壓電致動器及致動器框架的立面圖，其展示處于中性狀態(tài)中的壓電致動器及處于中性狀態(tài)中的致動器框架。

圖7G是圖7F的壓電致動器及致動器框架的立面圖，其展示處于伸長狀態(tài)中的壓電致動器及處于變形狀態(tài)中的致動器框架。

圖7H是圖7A的致動器框架的立面圖。

圖7I是圖7A的致動器框架的立面圖。

圖8A是描繪包括致動器框架、致動器軸及壓電致動器的壓電致動器組合件實施例的透視圖。

圖8B是圖8A的壓電致動器組合件的截面的透視圖。

圖8C是致動器框架的實施例的立面圖，其展示第一支撐元件、第二支撐元件、鉸接區(qū)段及偏置帶。

圖8D是圖8C的致動器框架實施例的截面的透視圖，其展示第二接觸表面。

圖8E是圖8C的致動器框架實施例的截面的透視圖，其展示第一接觸表面。

圖8F是圖8A的壓電致動器及致動器框架的立面圖，其展示處于中性狀態(tài)中的壓電致動器及處于中性狀態(tài)中的致動器框架。

圖8G是圖8F的壓電致動器及致動器框架的立面圖，其展示處于伸長狀態(tài)中的壓電致動器及處于變形狀態(tài)中的致動器框架。

圖8H是圖8A的致動器框架的立面圖。

圖8I是圖8A的致動器框架的立面圖。

圖9A是描繪包括致動器框架、致動器軸及壓電致動器的壓電致動器組合件實施例的透視圖。

圖9B是圖9A的壓電致動器組合件的截面的透視圖。

圖9C是致動器框架的實施例的立面圖，其展示第一支撐元件、第二支撐元件、鉸接區(qū)段及偏置帶。

圖9D是圖9C的致動器框架實施例的截面的透視圖，其展示第二接觸表面。

圖9E是圖9C的致動器框架實施例的截面的透視圖，其展示第一接觸表面。

圖9F是圖9A的壓電致動器及致動器框架的立面圖，其展示處于中性狀態(tài)中的壓電致動器及處于中性狀態(tài)中的致動器框架。

圖9G是圖9F的壓電致動器及致動器框架的立面圖，其展示處于伸長狀態(tài)中的壓電致動器及處于變形狀態(tài)中的致動器框架。

圖9H是圖9A的致動器框架的立面圖。

圖9I是圖9A的致動器框架的立面圖。

圖10A是描繪包括致動器框架、致動器軸及壓電致動器的壓電致動器組合件實施例的透視圖。

圖10B是圖10A的壓電致動器組合件的截面的透視圖。

圖10C是致動器框架的實施例的立面圖，其展示第一支撐元件、第二支撐元件、鉸接區(qū)段及偏置帶。

圖10D是圖10C的致動器框架實施例的截面的透視圖，其展示第二接觸表面。

圖10E是圖10C的致動器框架實施例的截面的透視圖，其展示第一接觸表面。

圖10F是圖10A的壓電致動器及致動器框架的立面圖，其展示處于中性狀態(tài)中的壓電致動器及處于中性狀態(tài)中的致動器框架。

圖10G是圖10F的壓電致動器及致動器框架的立面圖，其展示處于伸長狀態(tài)中的壓電致動器及處于變形狀態(tài)中的致動器框架。

圖10H是圖10A的致動器框架的立面圖。

圖10I是圖10A的致動器框架的立面圖。

圖11是制造工藝的透視圖。

具體實施方式

本文中所論述的實施例針對于包含可提供對固定到光學(xué)座架的光學(xué)裝置及或光學(xué)元件的平移及或旋轉(zhuǎn)調(diào)整(在一些情形中)的壓電致動器的緊湊機(jī)動化驅(qū)動機(jī)構(gòu)。此示范性光學(xué)座架可經(jīng)配置以具有極少或不具有角度范圍限制、具有穿過光學(xué)座架的中心孔口的可用性、在對光學(xué)座架的電力損失情形中的位置穩(wěn)定性、良好靈敏度及低成本(相對于用于光學(xué)調(diào)整的其它機(jī)動化可調(diào)整光學(xué)座架)?？捎纱祟悏弘娭聞悠黩?qū)動的光學(xué)座架的實例可包含旋轉(zhuǎn)光學(xué)座架(例如旋轉(zhuǎn)臺)、經(jīng)樞轉(zhuǎn)或接合且經(jīng)配置以用于角度傾斜的光學(xué)座架(例如運(yùn)動學(xué)光學(xué)座架)、可包含平移臺的平移座架等等。壓電致動器實施例可適當(dāng)安置于給定光學(xué)座架內(nèi)且可經(jīng)配置使得其為固定到所述座架的光學(xué)裝置或組件提供平移及/或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。在由Luecke等人于1993年4月6日提出申請的標(biāo)題為“用于光學(xué)對準(zhǔn)螺釘?shù)膲弘娭聞悠?Piezoelectric Actuator for Optical Alignment Screws)”的美國專利第5,410,206號中論述壓電致動器的示范性實施例，所述美國專利以其全文引用的方式并入本文中。在所并入5,410,206專利中論述的實施例的任何適合特征、尺寸或材料可結(jié)合本文中所論述的實施例中的任一者使用。

圖1中所展示的光學(xué)組合件10是邁克爾遜(Michelson)干涉儀系統(tǒng)的實施例，其展示為利用壓電致動器的系統(tǒng)的實例。光學(xué)組合件10可包含光學(xué)試驗臺12，光學(xué)試驗臺12為可固定到所述光學(xué)試驗臺的其它光學(xué)元件提供穩(wěn)定平臺。光學(xué)組合件10還可包含可朝向光束分裂立方體16引導(dǎo)的呈激光等等形式的輻射源14。光學(xué)組合件10還可包含固定到手動光學(xué)座架20的第一鏡18。第一鏡20的位置可通過第一手動旋鈕22a、第二手動旋鈕22b或第三手動旋鈕22c(所有所述手動旋鈕以旋轉(zhuǎn)方式固定到手動光學(xué)座架20)手動調(diào)整。

光學(xué)組合件10還可包含可調(diào)整光學(xué)座架24，可調(diào)整光學(xué)座架24經(jīng)配置以接納光學(xué)元件且將所述光學(xué)元件固定到所述可調(diào)整光學(xué)座架。在圖1到5中展示可調(diào)整光學(xué)座架24的實施例?？烧{(diào)整光學(xué)座架24可包含固定到可調(diào)整光學(xué)座架24的基座28的可調(diào)整安裝機(jī)構(gòu)26，所述基座又固定到光學(xué)試驗臺12?？烧{(diào)整光學(xué)座架24還可包含以旋轉(zhuǎn)方式且以平移方式耦合到可調(diào)整安裝機(jī)構(gòu)26的光學(xué)安裝裝置30，所述可調(diào)整安裝機(jī)構(gòu)經(jīng)配置以允許光學(xué)安裝裝置30與基座28之間沿著至少一個自由度的相對且可調(diào)整位移。

第二鏡32可固定到光學(xué)安裝裝置30?？烧{(diào)整安裝機(jī)構(gòu)26可包含固定到第一螺紋軸36的第一驅(qū)動旋鈕34、固定到第二螺紋軸40的第二驅(qū)動旋鈕38及固定到第三螺紋軸44的第三驅(qū)動旋鈕42，如圖3中所展示。第二鏡32的位置可通過使用操作地耦合到電子控制器48的操縱桿控制裝置46而進(jìn)行調(diào)整，所述電子控制器又操作地耦合到安置于可調(diào)整安裝機(jī)構(gòu)26內(nèi)的第一壓電致動器50、第二壓電致動器52及第三壓電致動器54(參見圖3)。當(dāng)其由電子控制器48激活時，第一壓電致動器50驅(qū)動第一螺紋軸36、第二壓電致動器52驅(qū)動第二螺紋軸40且第三壓電致動器54驅(qū)動第三螺紋軸44。三個壓電致動器中的任何一者或組合可由電子控制器48激活以便驅(qū)動螺紋軸的任何相應(yīng)組合以便提供安置于光學(xué)安裝裝置30內(nèi)的第二鏡32的平移及/或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

由激光14產(chǎn)生的入射光束可在光束分裂立方體16處分裂，使得入射光束的第一光束部分發(fā)送到第一鏡18且入射光束的第二光束部分可發(fā)送到第二鏡32。入射光束的第一光束部分及入射光束的第二光束部分可分別從第一鏡18及第二鏡32反射，且接著所述第一光束部分及所述第二光束部分可在光束分裂立方體16中重新組合并接著引導(dǎo)到觀看屏56。在此情形中，入射光束的第一光束部分的方向可通過使用第一手動旋鈕22a、第二手動旋鈕22b及或第三手動旋鈕22c調(diào)整第一鏡18而進(jìn)行調(diào)整。入射光束的第二光束部分的方向可通過使用操縱桿控制器46而進(jìn)行調(diào)整，所述操縱桿控制器指示電子控制器48或以其它方式將信息信號提供到所述電子控制器以激活安置于可調(diào)整安裝機(jī)構(gòu)26內(nèi)且分別操作地耦合到第一螺紋軸36、第二螺紋軸40及第三螺紋44軸的第一壓電致動器50、第二壓電致動器52或第三壓電致動器54的移動或位置的任何所要組合。

光學(xué)安裝裝置30并入有經(jīng)配置以接納光學(xué)元件(例如第二鏡32)且固定到所述光學(xué)元件的安裝區(qū)58。安裝區(qū)58經(jīng)配置以與多種透鏡、濾光器、鏡或任何其它適合光學(xué)元件耦合?？烧{(diào)整安裝機(jī)構(gòu)26可包含用于附接到基座28的安裝孔60，所述基座又固定到光學(xué)試驗臺12。可調(diào)整安裝裝置可包含基座板61?？烧{(diào)整安裝機(jī)構(gòu)26可包含固定到基座板61的致動器殼體62及致動器殼體蓋64。致動器殼體62可利用螺釘66或任何其它適合緊固件固定到致動器殼體蓋64。光學(xué)安裝裝置30可通過彈簧68(未展示)而附接到可調(diào)整安裝機(jī)構(gòu)26，彈簧68允許光學(xué)安裝裝置30相對于可調(diào)整安裝機(jī)構(gòu)26及基座28的旋轉(zhuǎn)及平移。第一螺紋軸36、第二螺紋軸40及第三螺紋軸44可在位于光學(xué)安裝裝置30的前表面70上的淺插槽(未展示)中接觸光學(xué)安裝裝置30。將電子控制器48操作地耦合到安裝機(jī)構(gòu)26的纜線72可通過纜線孔口74饋送穿過致動器殼體蓋64。

圖3描繪可調(diào)整光學(xué)座架24，其中致動器殼體蓋64被移除，借此顯露第一壓電致動器50、第二壓電致動器52及第三壓電致動器54。第一螺紋軸36安置于第一壓電致動器50的對置接觸表面之間、第二螺紋軸40安置于第二壓電致動器52的對置接觸表面之間且第三螺紋軸44安置于第三壓電致動器54的對置接觸表面之間。當(dāng)相應(yīng)螺紋軸由相應(yīng)壓電致動器驅(qū)動而處于旋轉(zhuǎn)移動中時，相應(yīng)螺紋軸可在相應(yīng)壓電致動器內(nèi)及基座板61的相應(yīng)螺紋膛孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)且可接著推動光學(xué)安裝裝置30的前表面70，借此增加光學(xué)安裝裝置30與可調(diào)整安裝機(jī)構(gòu)26的基座板61之間的間隙76。替代地，當(dāng)相應(yīng)螺紋軸由相應(yīng)壓電致動器在相反方向上驅(qū)動時，相應(yīng)螺紋軸可在相應(yīng)壓電致動器及基座板61的相應(yīng)螺紋膛孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)且可允許彈簧將光學(xué)安裝裝置30的前表面70回縮，借此減小光學(xué)安裝裝置30與可調(diào)整安裝機(jī)構(gòu)26之間的間隙76。應(yīng)注意，壓電致動器50、52或54中的任一者可包含本文中出于相同目的所論述且由相同方法及裝置控制的壓電致動器實施例的任何組合。

圖4A是可調(diào)整光學(xué)座架24的分解圖。第一壓電致動器50安置于致動器殼體62的第一致動器孔口78內(nèi)、第二壓電致動器52安置于致動器殼體62的第二致動器孔口80內(nèi)且第三壓電致動器54安置于致動器殼體62的第三致動器孔口82內(nèi)。第一壓電致動器50可在區(qū)域84中具有適貼配合以阻止第一壓電致動器50相對于致動器殼體62的旋轉(zhuǎn)，且第一壓電致動器50可在區(qū)域86中具有松配合以便允許第一壓電致動器50在由電子控制器48驅(qū)動時變形。類似地，第二壓電致動器52可在區(qū)域88中具有適貼配合以阻止第二壓電致動器52相對于致動器殼體62的旋轉(zhuǎn)，且第二壓電致動器52可在區(qū)域90中具有松配合以便允許第二壓電致動器52在由電子控制器48驅(qū)動時變形。類似地，第三壓電致動器54可在區(qū)域92中具有適貼配合以阻止第三壓電致動器54相對于致動器殼體62的旋轉(zhuǎn)，且第三壓電致動器54可在區(qū)域94中具有松配合以便允許第三壓電致動器54在由電子控制器48驅(qū)動時變形。

圖5是可調(diào)整光學(xué)座架24的立面圖，其中移除致動器殼體蓋64，從而展示彈性體材料的第一回彈性墊96、彈性體材料的第二回彈性墊98及彈性體材料的第三回彈性墊100。第一回彈性墊96位于第一致動器孔口78與第一壓電致動器50之間，其中第一回彈性墊96起作用以在第一壓電致動器50被激活時阻止所述第一壓電致動器在第一致動器孔口78內(nèi)旋轉(zhuǎn)。類似地，第二回彈性墊98位于第二致動器孔口80與第二壓電致動器52之間，其中第二回彈性墊98起作用以在第二壓電致動器52被激活時阻止所述第二壓電致動器在第二致動器孔口80內(nèi)旋轉(zhuǎn)。類似地，第三回彈性墊100位于第三致動器孔口82與第三壓電致動器54之間，其中第回三彈性墊100起作用以在第三壓電致動器54被激活時阻止所述第三壓電致動器在第三致動器孔口82內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

上文所論述的可調(diào)整光學(xué)座架以及其它適合光學(xué)實施例可包含任何適合壓電致動器以便驅(qū)動螺紋軸或光學(xué)座架的其它部分。此類壓電致動器實施例的一個問題是在致動器的接觸表面處抵靠可調(diào)整光學(xué)座架的螺紋軸的一致力的重要性。

在圖6A到6I中展示經(jīng)配置以提供一致及/或受控回復(fù)力的壓電致動器102的實施例。如上文所論述，具有用以形成用于夾住表面(例如螺紋軸)的回復(fù)力的單獨(dú)夾型彈簧的壓電致動器可易于出現(xiàn)特定設(shè)計困難。圖6A到6G中所展示的壓電致動器實施例102可包含具有單塊式配置的致動器框架104，其中致動器框架104的所有元件由單件連續(xù)不間斷材料形成。致動器框架可包含具有第一接觸表面108的第一支撐元件106及具有第二接觸表面112的第二支撐元件110。第一接觸表面108被安置成相對于第二接觸表面112呈間隔開且大體上對置的關(guān)系。第一接觸表面108及第二接觸表面112可經(jīng)配置以選擇性地嚙合光學(xué)座架的螺紋軸114，所述螺紋軸可以旋轉(zhuǎn)方式固定于第一接觸表面108與第二接觸表面112之間。第一接觸表面108及第二接觸表面112可任選地配置為螺紋表面(如圖6D及6E中所展示)以便有效地嚙合螺紋軸114。第一接觸表面108與第二接觸表面112的相對往復(fù)運(yùn)動可用于選擇性地與螺紋軸114嚙合且使所述螺紋軸旋轉(zhuǎn)。

致動器框架104的一些外部表面可用作參考表面以便論述致動器框架實施例104的特征及或尺寸。在此情形中，致動器框架104可并入有致動器框架104的前外部表面105及致動器框架104的后外部表面107。致動器框架104的前外部表面105可被安置成相對于致動器框架104的后外部表面107呈間隔開且大體上對置的關(guān)系。前外部表面105還可大體上平行于后外部表面107。致動器框架104還可并入有第一橫向外部表面109，所述第一橫向外部表面經(jīng)安置使得其大體上垂直于前外部表面105及后外部表面107兩者。致動器框架104還可并入有第二橫向外部表面111，所述第二橫向外部表面被安置成相對于第一橫向外部表面109呈間隔開且大體上對置的關(guān)系。第一橫向外部表面109還可大體上平行于第二橫向外部表面111。

致動器框架104可具有任何適合配置，例如正方形、矩形等等。在一些情形中，致動器框架104的從第一橫向外部表面109到第二橫向外部表面111的橫向尺寸可為約0.1英寸到約0.33英寸、更具體來說約0.11英寸到約0.22英寸。此外，致動器框架104的從前外部表面105到后外部表面107的橫向尺寸可為約0.15英寸到約0.45英寸、更具體來說約0.27英寸到約0.33英寸。此外，致動器框架104的高度可為從約0.3英寸到約1英寸、更具體來說約0.54英寸到約0.66英寸。

如上文所論述，在一些情形中，可需要第一接觸表面108與第二接觸表面112之間的一致回復(fù)力以便允許接觸表面與螺紋軸114的選擇性嚙合以提供所要方向上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。圖6A到6G的壓電致動器實施例102的致動器框架104并入有一體式偏置帶部分116，所述一體式偏置帶部分可安置于第一支撐元件106與第二支撐元件110之間并耦合到所述第一支撐元件及所述第二支撐元件且可經(jīng)配置以提供將抵制第二接觸表面112遠(yuǎn)離第一接觸表面108的垂直相對位移的回復(fù)力。在一些情形中，與一些先前壓電致動器實施例相比，一體式偏置帶116可在接觸表面之間提供較一致回復(fù)力。

第二接觸表面112遠(yuǎn)離第一接觸表面108垂直位移導(dǎo)致偏置帶116的偏轉(zhuǎn)，所述偏置帶在其偏轉(zhuǎn)時以類似于常規(guī)彈簧的方式表現(xiàn)且隨后返回到其中性狀態(tài)。在一些情形中，偏置帶116提供到第二接觸表面112的回復(fù)力可與偏轉(zhuǎn)的量值、偏置帶116的慣性力矩及致動器框架104材料(偏置帶116由其形成)的彈性模數(shù)大體上成比例。偏置帶116可配置為致動器框架104的材料的區(qū)域，所述區(qū)域比其在圖6A中所展示的厚度寬數(shù)倍。偏置帶116的寬度或厚度的增加將導(dǎo)致偏置帶116的慣性力矩的增加，且因此導(dǎo)致偏置帶116提供到接觸表面的回復(fù)力的增加。

由于由偏置帶116提供的回復(fù)力取決于偏置帶116的橫截面尺寸，因此偏置帶116的一致尺寸可給接觸表面提供一致回復(fù)力。偏置帶116制造為單塊式致動器框架104的連續(xù)區(qū)域?？墒褂美绶烹娂庸?EDM)等制造工藝來從一件連續(xù)高強(qiáng)度回彈性材料113(如圖11中所展示)處理或以其它方式切割致動器框架104(以及本文中所論述的致動器框架實施例中的任一者，例如下文所論述的致動器框架342)。例如EDM等切割及加工工藝通常產(chǎn)生精確尺寸公差，所述精確尺寸公差對于對致動器框架104的接觸表面產(chǎn)生一致且可控回復(fù)力為有用的。除EDM之外，致動器框架104還可使用例如用于包含CNC加工、水射流切割、激光切割或任何其它適合制作及加工工藝等常規(guī)加工中的任何適合切割工具117來制造或以其它方式切割而成。在一些情形中，使用不引發(fā)可影響被切割的回彈性材料的模數(shù)性質(zhì)的熱影響區(qū)帶的切割工藝可為合意的。在一些情形中，水射流切割及EDM可滿足此要求。

偏置帶116的回復(fù)力還可取決于致動器框架10材料的彈性模數(shù)。由高彈性模數(shù)材料制造的致動器框架104將具有比由較低彈性模數(shù)材料制造的致動器框架104大的回復(fù)力(假定致動器框架104具有相同尺寸)。此可對于使回復(fù)力的一致性緊密控制致動器框架104材料的彈性模數(shù)為有益的。針對圖6A到6I中所展示的實施例，致動器框架104可由任何適合回彈性材料制造。舉例來說，致動器框架104可由任何不銹鋼(例如不銹鋼406)、鋁、鈦、黃銅、銅、任何適合復(fù)合材料等等制造。在一些情形中，從一件連續(xù)復(fù)合材料(例如碳纖維復(fù)合物等等)切割或以其它方式形成致動器框架可為合意的。此外，致動器框架104可經(jīng)配置使得第一接觸表面108與第二接觸表面104之間的標(biāo)稱橫向距離可為從約2mm到約20mm、更具體來說從約5mm到約10mm。

如圖6A到6I中所展示，偏置帶116從第一支撐元件106的遠(yuǎn)端部分118向遠(yuǎn)側(cè)延伸、圍繞安置于第一接觸表面108與第二接觸表面112之間的空間120且圍繞第二支撐元件110的遠(yuǎn)端122延伸。偏置帶116還可包含與安置于第二支撐元件110上的配合橫向凹槽126嚙合的橫向延伸部124，其中安置于第二支撐元件110的近端部分132的外表面130上的橫向凹槽126與第二接觸表面112大體上相對。

偏置帶116還可經(jīng)配置使得其在驅(qū)動循環(huán)期間提供到接觸表面的回復(fù)力可利用偏置調(diào)整機(jī)構(gòu)來進(jìn)行調(diào)整。偏置調(diào)整機(jī)構(gòu)的一個實施例可為安置成與偏置帶116接觸的可調(diào)整定位螺釘130。在圖6A中展示可調(diào)整定位螺釘130。

壓電致動器102還可包含配置為壓電晶體的壓電元件132。壓電元件132可具有任何適合配置，例如矩形、正方形、圓柱形等等。在一些情形中，壓電元件132可具有約1mm到約20mm、更具體來說約4mm到約6mm的軸向長度。此外，壓電元件132可具有約1mm到約5mm、更具體來說約2mm到約4mm的橫向尺寸。壓電元件132在圖6B中展示為安置于致動器框架104內(nèi)在致動器框架104的壓電元件腔134中。壓電元件132具有固定到致動器框架104的第一安裝表面138的第一端136及固定到致動器框架104的第二安裝表面142的第二端140。在一些情形中，第一安裝表面138與第二安裝表面142之間的空間可用以界定壓電元件腔134。壓電元件102可由任何適合壓電材料制作。舉例來說，壓電元件可由石英、塊磷鋁礦、電氣石、鈦酸鋇、鉭酸鋰或任何其它適合壓電材料制作。

致動器框架實施例102還可包含具有經(jīng)減小材料橫截面(其可通常為致動器框架104的經(jīng)減小材料橫截面)的一或多個鉸接區(qū)段。經(jīng)減小材料橫截面是相對于致動器框架104的緊鄰鉸接區(qū)段144的橫截面而減小的。在一些情形中，針對本文中所論述的致動器框架實施例中的任一者，鉸接區(qū)段的材料橫截面相對于標(biāo)稱鄰近致動器框架材料橫截面的減小可為約1％橫截面減小到約30％橫截面減小、更具體來說約5％橫截面減小到約25％橫截面減小。第一臂鉸接區(qū)段144可安置于致動器框架104的框架臂區(qū)段146與致動器框架104的框架主體區(qū)段148之間，以便允許框架臂區(qū)段146與框架主體區(qū)段148之間的鉸接型旋轉(zhuǎn)位移。致動器框架實施例102還可包含安置于第一臂鉸接區(qū)段144與第一支撐元件106之間的第二臂鉸接區(qū)段150。致動器框架104還可包含從第一臂鉸接區(qū)段144向遠(yuǎn)側(cè)安置的的框架狹槽152?？蚣塥M槽152在致動器框架104材料中包含介于框架臂區(qū)段146與框架主體區(qū)段148之間的間隙154，以便允許框架臂區(qū)段146與框架主體區(qū)段148之間的大體上獨(dú)立相對運(yùn)動。

致動器框架實施例102的鉸接區(qū)段經(jīng)配置以通過鉸接區(qū)段(及在較小程度上可能框架結(jié)構(gòu)中的其它地方)中的致動器框架104材料的彈性變形而允許第一接觸表面108與第二接觸表面112之間的相對往復(fù)平行位移。第一臂鉸接區(qū)段144可由第一臂鉸接區(qū)段144處的框架結(jié)構(gòu)中的經(jīng)減小橫截面或慣性力矩的材料形成。經(jīng)減小橫截面提供其中可使框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)變(作為通過壓電元件132的擴(kuò)展或收縮而施加到框架結(jié)構(gòu)的力的結(jié)果)集中的區(qū)段。經(jīng)減小橫截面的材料處的應(yīng)變集中可導(dǎo)致致動器框架的各種組件(例如第一接觸表面108與第二接觸表面112)之間的已知或可預(yù)測移動。第一臂鉸接區(qū)段144僅允許框架主體區(qū)段148相對于框架臂區(qū)段146的鉸接型旋轉(zhuǎn)位移，旋轉(zhuǎn)位移以其中將發(fā)生應(yīng)變集中的第一臂鉸接區(qū)段144為中心。

針對本文中所論述的壓電致動器，致動器框架的組件的所有或全部位移大體上發(fā)生于單個平面中，這是因為框架結(jié)構(gòu)的樞轉(zhuǎn)或鉸接部分以及偏置帶具有大體上大于厚度的寬度，使得存在框架的變形的優(yōu)選平面。作為實例，圖6A展示壓電致動器實施例102的偏置帶116的透視圖。可看到偏置帶116具有大體上大于其厚度(尺寸158)的寬度(從第一外部橫向表面109伸展到第二外部橫向表面111的尺寸156)。偏置帶116的尺寸配置允許其比沿著平行于致動器框架104的后外部表面107的第二平面偏轉(zhuǎn)更容易地沿著平行于致動器框架104的第一橫向外部表面109的第一平面偏轉(zhuǎn)。這是因為偏置帶116相對于第一平面的彎曲力矩比偏置帶116相對于第二平面的彎曲力矩低得多。

框架主體區(qū)段148在曲折形部分166中包含多個主體鉸接區(qū)段164，所述多個主體鉸接區(qū)段經(jīng)配置以促進(jìn)框架主體區(qū)段148沿著主體區(qū)段148的縱向軸線168(參見圖6F及6G)的軸向擴(kuò)展及收縮。主體鉸接區(qū)段164可由致動器框架104的經(jīng)減小橫截面的材料形成且如上文關(guān)于第一臂鉸接區(qū)段144所論述而起作用。主體鉸接區(qū)段164可安置于從第一安裝表面138延伸到第二安裝表面142的框架結(jié)構(gòu)上。框架主體區(qū)段148的框架結(jié)構(gòu)的此曲折形部分166可包含安置于主體鉸接區(qū)段164之間的柔性連接體區(qū)段170。主體鉸接區(qū)段164允許框架主體區(qū)段148通過主體鉸接區(qū)段164以及柔性連接體區(qū)段170(其為延伸于主體鉸接區(qū)段164之間的相對薄框架元件)的彈性變形而沿著縱向軸線168偏轉(zhuǎn)(例如軸向延伸或收縮)。在一些情形中，框架主體區(qū)段148的軸向延伸及收縮可包含主體鉸接區(qū)段164、柔性連接體區(qū)段170的彈性變形或主體鉸接區(qū)段164及柔性連接體區(qū)段170兩者的此變形。歸因于壓電元件132的致動的對框架主體區(qū)段148的軸向應(yīng)力可導(dǎo)致柔性連接體區(qū)段170的變形。對柔性連接體區(qū)段170的此應(yīng)力還可導(dǎo)致每一主體鉸接區(qū)段164處的應(yīng)變集中?？蚣苤黧w區(qū)段148沿著縱向軸線168的偏轉(zhuǎn)(例如軸向擴(kuò)展或收縮)通過框架狹槽152而與框架臂區(qū)段146大體上隔離，此允許框架臂區(qū)段146在框架主體區(qū)段148的偏轉(zhuǎn)期間保持為相對不運(yùn)動的。在一些情形中，針對本文中所論述的致動器框架實施例，致動器框架的框架主體區(qū)段的曲折形部分可經(jīng)配置而與安置于框架主體區(qū)段內(nèi)的對應(yīng)壓電元件相比沿著其縱向軸線大體上韌性較低。此配置可允許壓電元件在不受致動器框架的大量約束的情況下自由地擴(kuò)展及收縮。

針對致動器框架104的一些實施例，由接觸表面在螺紋軸上的往復(fù)移動產(chǎn)生的扭矩可導(dǎo)致致動器框架104圍繞螺紋軸114的縱向軸線115的扭矩。延伸于致動器框架104與基座板61之間的框架導(dǎo)引件172阻止致動器框架104圍繞螺紋軸114的縱向軸線115的旋轉(zhuǎn)，使得從接觸表面的全部扭矩導(dǎo)致螺紋軸114相對于光學(xué)座架24的基座板61的旋轉(zhuǎn)。框架導(dǎo)引件172可以多種適合配置固定于致動器框架104與光學(xué)座架24之間。針對所展示的實施例，框架導(dǎo)引件172為高強(qiáng)度材料(例如鋼等等)的剛性伸長銷，且通過將框架導(dǎo)引件172固定到致動器框架104的框架導(dǎo)引孔174中而固定到致動器框架104。框架導(dǎo)引件172還包含具有放大橫向尺寸的尖端區(qū)段，所述尖端區(qū)段經(jīng)配置而以可滑動方式接合基座板61的一部分。框架導(dǎo)引件172可以可滑動方式安置于光學(xué)座架24的任何適合部分內(nèi)(例如基座板61的狹槽63內(nèi)(參見圖4B))，使得框架導(dǎo)引件172(及因此致動器框架104)沿著縱向軸線168自由地軸向移動?？蚣軐?dǎo)引件172還可安置于光學(xué)座架24內(nèi)，使得框架導(dǎo)引件172將致動器框架102的旋轉(zhuǎn)(歸因于由往復(fù)接觸表面在框架主體區(qū)段148的擴(kuò)展或收縮期間產(chǎn)生的扭矩)最小化或消除。

框架導(dǎo)引件172可通過任何適合手段(例如螺紋接頭、粘合劑結(jié)合、焊接、與致動器框架104的一體形成等等)而固定到框架導(dǎo)引孔174。舉例來說，框架導(dǎo)引件172的螺紋外表面可固定到框架導(dǎo)引孔174的螺紋內(nèi)表面。另外，可使用粘合劑薄層173(如圖6B中所展示)來將框架導(dǎo)引件172的螺紋外表面結(jié)合到框架導(dǎo)引孔174的螺紋內(nèi)表面?？墒褂萌魏芜m合粘合劑173(例如氰基丙烯酸酯螺紋鎖)來將框架導(dǎo)引件172固定到框架導(dǎo)引孔174。

針對所展示的實施例，第二支撐元件110從框架主體區(qū)段148向遠(yuǎn)側(cè)延伸且第一支撐元件106從框架臂區(qū)段146向遠(yuǎn)側(cè)延伸。由于第二支撐元件110與框架主體區(qū)段148相連，因此框架主體區(qū)段148沿著縱向軸線168的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致第二支撐元件110沿著縱向軸線168的運(yùn)動。由于第一支撐元件106與框架臂區(qū)段146(其通過框架狹槽152而與框架主體區(qū)段148沿著縱向軸線168的偏轉(zhuǎn)大體上隔離)相連，因此框架主體區(qū)段148沿著縱向軸線168的偏轉(zhuǎn)可通過第一臂鉸接區(qū)段144傳輸為框架臂區(qū)段146的最小旋轉(zhuǎn)。框架臂區(qū)段146可經(jīng)歷由框架主體區(qū)段148沿著縱向軸線168的偏轉(zhuǎn)(其可通過第一臂鉸接區(qū)段144傳輸)導(dǎo)致的標(biāo)稱量的旋轉(zhuǎn)。框架主體區(qū)段148沿著縱向軸線168的偏轉(zhuǎn)的結(jié)果是第一支撐元件106與第二支撐元件110的凈往復(fù)運(yùn)動以及因此第一接觸表面108與第二接觸表面112之間的凈往復(fù)運(yùn)動。將第一支撐元件106連接到第二支撐元件110的偏置帶116也偏轉(zhuǎn)且提供回彈性的彈性回復(fù)力或大體上彈性回復(fù)力以對抗第一接觸表面108與第二接觸表面112的分離以及提供抵制第一接觸表面108與第二接觸表面112的此往復(fù)運(yùn)動的回彈性的彈性回復(fù)力或大體上彈性回復(fù)力。

在圖6F及6G中圖解說明致動器框架104從中性狀態(tài)到經(jīng)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)的彈性變形。展示致動器框架104，其中壓電元件132安置于壓電元件腔134內(nèi)，但出于清晰目的在圖6F或圖6G中未展示可調(diào)整光學(xué)座架的螺紋軸114。如果從圖1中所展示的電子控制器48將第一電驅(qū)動器信號傳輸?shù)綁弘娫?32，那么壓電元件132(其固定到第二安裝表面142)可擴(kuò)展，此又導(dǎo)致第一安裝表面138與第二安裝表面142之間的額外分離及位移。第二安裝表面142的位移導(dǎo)致框架主體區(qū)段148沿著縱向軸線168的偏轉(zhuǎn)，此導(dǎo)致第二支撐元件110沿著縱向軸線168的運(yùn)動，同時將第一支撐元件106的相對運(yùn)動最小化。此導(dǎo)致第一接觸表面108與第二接觸表面112之間的相對往復(fù)運(yùn)動，如由圖6F及6G中的虛線所指示。第二支撐元件的偏轉(zhuǎn)的量值由圖6G中的尺寸176指示。在此驅(qū)動循環(huán)期間，致動器框架104的其它部分且特定來說致動器框架104的鉸接區(qū)段也可經(jīng)歷彈性或大體上彈性變形且也可促成對致動器框架104的回復(fù)力。

從電子控制器48傳輸?shù)綁弘娫?32的第二電驅(qū)動器信號可致使壓電元件132返回到其中性狀態(tài)，此導(dǎo)致框架主體區(qū)段148復(fù)原到其中性狀態(tài)，如由圖6F及6G中的實線所指示。偏置帶116從其經(jīng)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)(由圖6F及6G中的虛線所指示)恢復(fù)且將回復(fù)力提供到第二支撐元件110，使得第二支撐元件110返回到其中性位置，如由圖6F及6G中的實線所指示。如由電子控制器48驅(qū)動的壓電元件132的單個擴(kuò)展及后續(xù)單個收縮將稱為驅(qū)動循環(huán)。

由電子控制器48發(fā)送到壓電元件132的電驅(qū)動器信號的配置可確定第一接觸表面108及第二接觸表面112在給定驅(qū)動循環(huán)期間與可調(diào)整光學(xué)座架24的螺紋軸114相互作用的程度。第一驅(qū)動循環(huán)可經(jīng)配置以在第一接觸表面108與第二接觸表面112之間的相對往復(fù)運(yùn)動期間使可調(diào)整光學(xué)座架24的螺紋軸112在第一角度方向上旋轉(zhuǎn)。第一驅(qū)動循環(huán)可包含第一電驅(qū)動器信號，所述第一電驅(qū)動器信號經(jīng)配置使得第一接觸表面108及第二接觸表面112與可調(diào)整光學(xué)座架24的螺紋軸114嚙合且使所述螺紋軸在第一角度方向上旋轉(zhuǎn)。第一驅(qū)動循環(huán)還可包含第二電驅(qū)動器信號，所述第二電驅(qū)動器信號經(jīng)配置使得第一接觸表面108及第二接觸表面112在可調(diào)整光學(xué)座架24的螺紋軸114上方滑動，所述螺紋軸保持為不運(yùn)動或大體上不運(yùn)動的，此歸因于螺紋軸114的慣性大于由接觸表面施加到螺紋軸114的旋轉(zhuǎn)力。

第二驅(qū)動循環(huán)可經(jīng)配置以使可調(diào)整光學(xué)座架24的螺紋軸114在第二角度方向上旋轉(zhuǎn)。第二驅(qū)動循環(huán)可包含第一電驅(qū)動器信號，所述第一電驅(qū)動器信號經(jīng)配置使得第一接觸表面108及第二接觸表面112在可調(diào)整光學(xué)座架24的螺紋軸114上方滑動，所述螺紋軸保持為不運(yùn)動的。第二驅(qū)動循環(huán)還可包含第二電驅(qū)動器信號，所述第二電驅(qū)動器信號經(jīng)配置使得第一接觸表面108及第二接觸表面112與可調(diào)整光學(xué)座架24的螺紋軸114嚙合且使所述螺紋軸在第二角度方向上旋轉(zhuǎn)。

為使第一接觸表面108及第二接觸表面112與可調(diào)整光學(xué)座架24的螺紋軸114恰當(dāng)并可控地嚙合且使所述螺紋軸恰當(dāng)并可控地旋轉(zhuǎn)，電驅(qū)動信號可經(jīng)配置使得所施加電壓的量值緩慢地增加或減小直到達(dá)到最大或最小相應(yīng)所施加電壓為止。第一接觸表面108與第二接觸表面112的相對緩慢往復(fù)運(yùn)動導(dǎo)致由偏置帶116施加的回復(fù)力克服可調(diào)整光學(xué)座架24的螺紋軸114的慣性力，借此導(dǎo)致第一接觸表面108及第二接觸表面112與可調(diào)整光學(xué)座架24的螺紋軸114之間的嚙合，伴隨著螺紋軸114的后續(xù)旋轉(zhuǎn)。

為使第一接觸表面108及第二接觸表面112在可調(diào)整光學(xué)座架24的螺紋軸114上方滑動，電驅(qū)動信號可經(jīng)配置使得所施加電壓的量值迅速地增加或減小。第一接觸表面108與第二接觸表面104的相對迅速往復(fù)運(yùn)動可經(jīng)配置以導(dǎo)致螺紋軸114的慣性力克服由偏置帶116施加的回復(fù)力。此導(dǎo)致第一接觸表面108及第二接觸表面112與螺紋軸114之間的滑動，伴隨著螺紋軸114隨后保持靜止。

偏置帶的尺寸、制造方法及材料可顯著改進(jìn)所產(chǎn)生回復(fù)力的一致性。偏置帶配置可消除偏置帶的材料在制造工藝期間的非彈性變形。一些偏置帶配置還可允許在制造期間調(diào)整回復(fù)力以獲得較一致且受控結(jié)果。致動器框架的一體式偏置帶配置為緊湊的且對于制造為成本有效的。

在圖7A到7I中展示可用于上文所論述的可調(diào)整光學(xué)座架24以及其它適合光學(xué)實施例中的壓電致動器178的另一實施例。壓電致動器178可具有與上文所論述且展示于圖6A到6I中的壓電致動器實施例102的特征、材料及/或尺寸類似的特征、材料及/或尺寸。

圖7A到7G中所展示的壓電致動器實施例178可包含具有單塊式配置的致動器框架180，其中致動器框架180的所有元件由單件連續(xù)不間斷材料形成(例如通過上文所論述的切割方法)。致動器框架180可包含具有第一接觸表面184的第一支撐元件182及具有第二接觸表面188的第二支撐元件186。第一接觸表面184被安置成相對于第二接觸表面188呈間隔開且大體上對置的關(guān)系。第一接觸表面184及第二接觸表面188可經(jīng)配置以選擇性地嚙合光學(xué)座架的螺紋軸190，所述螺紋軸可以旋轉(zhuǎn)方式固定于第一接觸表面184與第二接觸表面188之間。第一接觸表面184及第二接觸表面188可任選地配置為螺紋表面(如圖7D及7E中所展示)以便有效地嚙合螺紋軸190。第一接觸表面184與第二接觸表面188的往復(fù)運(yùn)動可用于選擇性地與螺紋軸190嚙合且使所述螺紋軸旋轉(zhuǎn)。

致動器框架180的一些外部表面可用作參考表面以便論述致動器框架實施例180的特征及或尺寸。在此情形中，致動器框架180可并入有致動器框架的前外部表面181及致動器框架的后外部表面183。致動器框架180的前外部表面181可被安置成相對于致動器框架180的后外部表面183呈間隔開且大體上對置的關(guān)系且還可大體上平行于后外部表面183。致動器框架180還可并入有第一橫向外部表面185，所述第一橫向外部表面經(jīng)安置使得其大體上垂直于前外部表面181及后外部表面183兩者。致動器框架180還可并入有第二橫向外部表面187，所述第二橫向外部表面被安置成相對于第一橫向外部表面185呈間隔開且大體上對置的關(guān)系且還可大體上平行于第一橫向外部表面185。

與先前實施例一樣，在一些情形中，可需要第一接觸表面184與第二接觸表面188之間的一致回復(fù)力以便允許接觸表面與螺紋軸190的選擇性嚙合以提供所要方向上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。圖7A到7G的壓電致動器實施例178的致動器框架180并入有一體形成的偏置帶部分192，所述一體形成的偏置帶部分可安置于第一支撐元件182與第二支撐元件186之間并耦合到所述第一支撐元件及所述第二支撐元件且可經(jīng)配置以提供將抵制第二接觸表面188相對于第一接觸表面184朝向或遠(yuǎn)離中性位置的垂直相對位移的回復(fù)力。偏置帶192經(jīng)配置以在接觸表面之間提供一致彈性或大體上彈性回復(fù)力。

如圖7A到7I中所展示，偏置帶194從第一支撐元件182的遠(yuǎn)端部分194向遠(yuǎn)側(cè)、圍繞安置于第一接觸表面184與第二接觸表面188之間的空間196延伸到第二支撐元件186的遠(yuǎn)端部分198。偏置帶192包含可安置于接觸表面之間的空間196的頂點(diǎn)處的帶狀曲折形部分200。帶狀曲折形部分200可包含可經(jīng)配置以促進(jìn)偏置帶192沿著縱向軸線204(圖7F及7G中所展示)的撓曲的至少一個帶狀鉸接區(qū)段202。致動器框架180的鉸接區(qū)段可具有類似于上文所論述的致動器框架104的鉸接區(qū)段的特征及功能。壓電致動器實施例178并入有安置于帶狀曲折形部分200的相對端處的兩個帶狀鉸接區(qū)段202。針對所展示的實施例，偏置帶192并入有偏置帶狹槽193。偏置帶狹槽193從致動器框架180的前外部表面181到致動器框架180的后外部表面183地橫跨偏置帶192，如圖7A中所展示。偏置帶狹槽193可大體上橫貫偏置帶192，使得偏置帶192的剩余部分的寬度的總和在寬度上大體上等于偏置帶狹槽193的寬度。

偏置帶192還可經(jīng)配置使得其提供到接觸表面184及188的標(biāo)稱回復(fù)力可利用偏置調(diào)整機(jī)構(gòu)來進(jìn)行調(diào)整。此偏置調(diào)整機(jī)構(gòu)的一個實施例可包含安置成與偏置帶206接觸或安置于致動器框架180的其它組件(例如下文所論述的框架臂區(qū)段232與框架主體區(qū)段234)之間的一或多個可調(diào)整定位螺釘206。在圖7A中展示可調(diào)整定位螺釘206。

壓電致動器178還可包含配置為壓電晶體(如上文所論述)的壓電元件208。壓電元件208展示為安置于致動器框架180內(nèi)在圖7B的致動器框架180的壓電元件腔210中。壓電元件208具有固定到致動器框架180的第一安裝表面214的第一端212及固定到致動器框架180的第二安裝表面218的第二端216。在一些情形中，第一安裝表面214與第二安裝表面218之間的空間可用以界定壓電元件腔210。壓電致動器178還可包含可調(diào)整壓電安裝支撐件220(其也展示于圖7B中)?？烧{(diào)整壓電安裝支撐件220可以螺紋方式嚙合于致動器框架180的螺紋通道222中。致動器框架180的螺紋通道222具有平行于致動器框架180的縱向軸線204或與所述縱向軸線共同延伸的縱向軸線?？烧{(diào)整壓電安裝支撐件220可在螺紋通道222內(nèi)旋轉(zhuǎn)，其中安裝支撐件的螺紋外表面224與螺紋通道222的螺紋內(nèi)表面226嚙合。此相對旋轉(zhuǎn)可用于在將壓電元件208組裝到壓電元件腔210中之前、期間及之后相對于第二安裝表面218定位第一安裝表面214(其在此實施例中安置于安裝支撐件220的平坦遠(yuǎn)端表面228上)。

此布置可為有用的，以便提供長于壓電元件的壓電腔以供壓電元件及任何所要粘合劑等插入。此后，可調(diào)整壓電安裝支撐件220可經(jīng)旋轉(zhuǎn)以便減小壓電元件腔210的有效軸向長度且以所要量的預(yù)壓或夾緊類型力(如果有)使第一安裝表面214及第二安裝表面218與壓電元件208的對應(yīng)表面接觸。由安裝表面施加到壓電元件208的接觸力可通過沿著螺紋通道222的中心軸線(其平行于縱向軸線204)變更可調(diào)整壓電安裝支撐件220在螺紋通道222內(nèi)的位置而進(jìn)行調(diào)整。

致動器框架實施例178還可包含具有致動器框架180的經(jīng)減小材料橫截面的一或多個鉸接區(qū)段。舉例來說，第一臂鉸接區(qū)段230可安置于致動器框架180的框架臂區(qū)段232與致動器框架180的框架主體區(qū)段234之間，以便允許框架臂區(qū)段232與框架主體區(qū)段234之間的鉸接型旋轉(zhuǎn)位移。致動器框架實施例180還可包含安置于第一臂鉸接區(qū)段230與第一支撐元件182之間的第二臂鉸接區(qū)段236。致動器框架180還可包含從第一臂鉸接區(qū)段230向遠(yuǎn)側(cè)安置的框架狹槽238?？蚣塥M槽238在框架材料中包含介于框架臂區(qū)段232與框架主體區(qū)段234之間的間隙240，以便允許框架臂區(qū)段232與框架主體區(qū)段234之間的大體上獨(dú)立相對運(yùn)動。

致動器框架實施例180的鉸接區(qū)段經(jīng)配置以通過鉸接區(qū)段(及在較小程度上可能框架結(jié)構(gòu)中的其它地方)中的致動器框架180材料的彈性變形而允許第一接觸表面184與第二接觸表面188之間的相對往復(fù)平行位移。第一臂鉸接區(qū)段230可由第一臂鉸接區(qū)段230處的框架結(jié)構(gòu)中的經(jīng)減小橫截面或慣性力矩的材料形成。經(jīng)減小橫截面提供其中可使框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)變(作為通過壓電元件208的擴(kuò)展或收縮而施加到框架結(jié)構(gòu)的力的結(jié)果)集中的區(qū)段。經(jīng)減小橫截面的材料處的應(yīng)變集中可導(dǎo)致致動器框架的各種組件(例如第一接觸表面184與第二接觸表面188)之間的已知或可預(yù)測移動。第一臂鉸接區(qū)段230僅允許框架主體區(qū)段234相對于框架臂區(qū)段232的鉸接型旋轉(zhuǎn)位移，旋轉(zhuǎn)位移以其中將發(fā)生應(yīng)變集中的第一臂鉸接區(qū)段230為中心。

框架主體區(qū)段234在曲折形部分244中包含多個主體鉸接區(qū)段242，所述多個主體鉸接區(qū)段經(jīng)配置以促進(jìn)框架主體區(qū)段234沿著主體區(qū)段234的縱向軸線204的軸向擴(kuò)展及收縮。主體鉸接區(qū)段242可由致動器框架180的經(jīng)減小橫截面的材料形成且如上文關(guān)于第一臂鉸接區(qū)段230所論述而起作用。主體鉸接區(qū)段242可安置于從第一安裝表面214延伸到第二安裝表面218的框架結(jié)構(gòu)上?？蚣苤黧w區(qū)段234的框架結(jié)構(gòu)的此曲折形部分244可包含安置于主體鉸接區(qū)段242之間的柔性連接體區(qū)段246。主體鉸接區(qū)段242允許框架主體區(qū)段234通過主體鉸接區(qū)段242以及柔性連接體區(qū)段246(其為延伸于主體鉸接區(qū)段242之間的相對薄框架元件)的彈性變形而沿著縱向軸線204偏轉(zhuǎn)(例如軸向延伸或收縮)。在一些情形中，框架主體區(qū)段234的軸向延伸及收縮可包含主體鉸接區(qū)段242、柔性連接體區(qū)段246的彈性變形或主體鉸接區(qū)段242及柔性連接體區(qū)段246兩者的此變形。歸因于壓電元件208的致動的對框架主體區(qū)段234的軸向應(yīng)力可導(dǎo)致柔性連接體區(qū)段246的變形。對柔性連接體區(qū)段246的此應(yīng)力還可導(dǎo)致每一主體鉸接區(qū)段242處的應(yīng)變集中?？蚣苤黧w區(qū)段234沿著縱向軸線204的偏轉(zhuǎn)(例如軸向擴(kuò)展或收縮)通過框架狹槽238而與框架臂區(qū)段232大體上隔離，此允許框架臂區(qū)段232在框架主體區(qū)段234的偏轉(zhuǎn)期間保持為相對不運(yùn)動的。

如上文所論述，由接觸表面在螺紋軸190上的往復(fù)移動產(chǎn)生的扭矩可導(dǎo)致致動器框架180圍繞螺紋軸190的縱向軸線的扭矩?？删哂信c上文所論述的框架導(dǎo)引件172相同或類似的特征、尺寸及材料的框架導(dǎo)引件248可用于抵消致動器框架180上的此扭矩?？墒褂萌魏芜m合方法(例如上文關(guān)于框架導(dǎo)引件172所論述的方法)將框架導(dǎo)引件248固定于致動器框架180的框架導(dǎo)引孔250內(nèi)。舉例來說，可使用任何適合粘合劑或環(huán)氧樹脂249，如圖7B中所展示?？蚣軐?dǎo)引件248可耦合于光學(xué)座架24與致動器框架180之間，使得框架導(dǎo)引件248將致動器框架180相對于光學(xué)座架24圍繞螺紋軸190的任何旋轉(zhuǎn)有效地消除或至少最小化。框架導(dǎo)引件248還可耦合到光學(xué)座架24，使得框架導(dǎo)引件248允許框架主體區(qū)段234沿著縱向軸線204的軸向位移(軸向擴(kuò)展及收縮)?？蚣軐?dǎo)引件248、致動器框架180與光學(xué)座架24的基座板61的狹槽63(參見圖4B)之間的連接的配置可和框架導(dǎo)引件172、致動器框架104與狹槽63(上文針對圖6A到6I中及圖4B中所展示的實施例所論述)之間的連接的配置相同或類似。

針對所展示的實施例，第二支撐元件186從框架主體區(qū)段234向遠(yuǎn)側(cè)延伸且第一支撐元件182從框架臂區(qū)段232向遠(yuǎn)側(cè)延伸。由于第二支撐元件186與框架主體區(qū)段234相連，因此框架主體區(qū)段234沿著縱向軸線204的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致第二支撐元件186沿著縱向軸線204的運(yùn)動。由于第一支撐元件182與框架臂區(qū)段232(其通過框架狹槽238而與框架主體區(qū)段234沿著縱向軸線204的偏轉(zhuǎn)大體上隔離)相連，因此框架主體區(qū)段234沿著縱向軸線204的偏轉(zhuǎn)可通過第一臂鉸接區(qū)段230傳輸為框架臂區(qū)段232的最小旋轉(zhuǎn)?？蚣鼙蹍^(qū)段232可經(jīng)歷由框架主體區(qū)段234沿著縱向軸線204的偏轉(zhuǎn)(其可通過第一臂鉸接區(qū)段230傳輸)導(dǎo)致的標(biāo)稱量的旋轉(zhuǎn)?？蚣苤黧w區(qū)段234沿著縱向軸線204的偏轉(zhuǎn)的結(jié)果是第一支撐元件182與第二支撐元件186的凈往復(fù)運(yùn)動以及因此第一接觸表面184與第二接觸表面188之間的凈往復(fù)運(yùn)動。將第一支撐元件182連接到第二支撐元件186的偏置帶192也偏轉(zhuǎn)且提供回復(fù)力以對抗第一接觸表面184與第二接觸表面188的分離以及提供抵制第一接觸表面184與第二接觸表面188的此往復(fù)運(yùn)動的回復(fù)力。

在偏置帶192的偏轉(zhuǎn)期間，帶狀曲折形部分200促進(jìn)偏置帶192在偏置帶192的偏轉(zhuǎn)的方向上的撓曲及彈性變形。針對所展示的致動器框架實施例180，偏置帶192的帶狀曲折形部分200含有兩個帶狀鉸接區(qū)段202。帶狀鉸接區(qū)段202包含也安置于偏置帶192中的帶狀鉸接狹槽203。帶狀鉸接狹槽203從致動器框架180的第一橫向外部表面185跨越偏置帶192橫向延伸到致動器框架180的第二橫向外部表面187。帶狀柔性連接體區(qū)段252安置于帶狀鉸接區(qū)段202之間。偏置帶192的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致帶狀柔性連接體區(qū)段252彈性變形，借此導(dǎo)致帶狀鉸接區(qū)段202處的應(yīng)變。帶狀鉸接區(qū)段202的經(jīng)減小厚度配置可接著導(dǎo)致帶狀鉸接區(qū)段202中的應(yīng)變集中。帶狀鉸接區(qū)段202處的應(yīng)變集中通過減小偏置帶190在偏置帶190的偏轉(zhuǎn)的方向上的彎曲力矩而促進(jìn)偏置帶190的偏轉(zhuǎn)。

在圖7F及7G中圖解說明致動器框架180從中性狀態(tài)到經(jīng)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)的彈性變形。展示致動器框架180，其中壓電元件208安置于壓電元件腔210內(nèi)，但出于清晰目的在圖7F或圖7G中未展示可調(diào)整光學(xué)座架的螺紋軸190。如果從圖1中所展示的電子控制器48將第一電驅(qū)動器信號傳輸?shù)綁弘娫?08，那么壓電元件208(其固定到第二安裝表面218)可擴(kuò)展，此又導(dǎo)致第一安裝表面214與第二安裝表面218之間的額外分離及位移。第二安裝表面218的位移導(dǎo)致框架主體區(qū)段234沿著縱向軸線204的偏轉(zhuǎn)，此導(dǎo)致第二支撐元件186沿著縱向軸線204的運(yùn)動，同時第一支撐元件182保持為大體上不運(yùn)動的。此導(dǎo)致第一接觸表面184與第二接觸表面188之間的相對往復(fù)運(yùn)動，如由圖7F及7G中的虛線所指示。第二支撐元件的偏轉(zhuǎn)的量值由圖7G中的尺寸254指示。

從電子控制器48傳輸?shù)綁弘娫?08的第二電驅(qū)動器信號可致使壓電元件208返回到其中性狀態(tài)，此導(dǎo)致框架主體區(qū)段234復(fù)原到其中性狀態(tài)，如由圖7F及7G中的實線所指示。偏置帶192從其經(jīng)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)(由圖7F及7G中的虛線所指示)恢復(fù)且將回彈性回復(fù)力提供到第二支撐元件186，使得第二支撐元件186返回到其中性位置，如由圖7F及7G中的實線所指示。

在圖8A到8I中展示可用于上文所論述的可調(diào)整光學(xué)座架24以及其它適合光學(xué)實施例中的壓電致動器256的另一實施例。壓電致動器256可具有與上文所論述且展示于圖6A到6I中的壓電致動器實施例102的特征、材料及/或尺寸類似的特征、材料及/或尺寸。

圖8A到8I中所展示的壓電致動器實施例256可包含具有單塊式配置的致動器框架258，其中致動器框架258的所有元件由單件連續(xù)不間斷材料形成(例如切割而成)，如上文所論述。致動器框架258可包含具有第一接觸表面262的第一支撐元件260及具有第二接觸表面268的第二支撐元件264。第一接觸表面262被安置成相對于第二接觸表面264呈間隔開且大體上對置的關(guān)系。第一接觸表面260及第二接觸表面264可經(jīng)配置以選擇性地嚙合光學(xué)座架的螺紋軸270，所述螺紋軸可以旋轉(zhuǎn)方式固定于第一接觸表面262與第二接觸表面268之間。第一接觸表面260及第二接觸表面268可任選地配置為螺紋表面(如圖8D及8E中所展示)以便有效地嚙合螺紋軸270。第一接觸表面262與第二接觸表面268的往復(fù)運(yùn)動可用于選擇性地與螺紋軸270嚙合且使所述螺紋軸旋轉(zhuǎn)。

致動器框架258的一些外部表面可用作參考表面以便論述致動器框架實施例258的特征及或尺寸。在此情形中，致動器框架258可并入有致動器框架258的前外部表面259及致動器框架258的后外部表面261。致動器框架258的前外部表面259可被安置成相對于致動器框架258的后外部表面261呈間隔開且大體上對置的關(guān)系且還可大體上平行于后外部表面261。致動器框架258還可并入有第一橫向外部表面263，所述第一橫向外部表面經(jīng)安置使得其大體上垂直于前外部表面259及后外部表面261兩者。致動器框架258還可并入有第二橫向外部表面265，所述第二橫向外部表面被安置成相對于第一橫向外部表面263呈間隔開且大體上對置的關(guān)系且還可大體上平行于第一橫向外部表面263。

與先前實施例一樣，在一些情形中，可需要第一接觸表面262與第二接觸表面268之間的一致回彈性回復(fù)力以便允許接觸表面與螺紋軸270的選擇性嚙合以提供螺紋軸270在所要方向上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。圖8A到8G的壓電致動器實施例256的致動器框架258并入有一體式偏置帶部分272，所述一體式偏置帶部分可安置于第一支撐元件260與第二支撐元件264之間并耦合到所述第一支撐元件及所述第二支撐元件且可經(jīng)配置以提供將抵制第二接觸表面264朝向或遠(yuǎn)離第一接觸表面262的中性位置垂直位移的回復(fù)力。偏置帶272經(jīng)配置以在接觸表面之間提供一致回彈性回復(fù)力。

如圖8A到8I中所展示，偏置帶272并入有從第一支撐元件260的遠(yuǎn)端部分276向遠(yuǎn)側(cè)且朝向第二支撐元件264延伸的第一偏置帶部分274。偏置帶272還并入有從第二支撐元件264的遠(yuǎn)端部分280向遠(yuǎn)側(cè)、朝向第一支撐元件260延伸以便與第一偏置帶部分274縱向重疊的第二偏置帶部分278。偏置帶272還并入有在重疊區(qū)段284(其中第一偏置帶部分274與第二偏置帶部分278重疊)中從第一偏置帶部分274延伸到第二偏置帶部分278的縱向定向肋狀件282。重疊區(qū)段284經(jīng)配置使得其允許偏置帶272沿著縱向軸線286(展示于圖8G及8F中)的撓曲。

偏置帶272可經(jīng)配置使得其在驅(qū)動循環(huán)期間提供到接觸表面的回彈性回復(fù)力可利用偏置調(diào)整機(jī)構(gòu)來進(jìn)行調(diào)整。偏置調(diào)整機(jī)構(gòu)的一個實施例可包含安置成與偏置帶272接觸或安置于致動器框架258的其它組件(例如下文所論述的臂區(qū)段316與主體區(qū)段318)之間的一或多個可調(diào)整定位螺釘288。在圖8A中展示可調(diào)整定位螺釘288。

壓電致動器256還可包含配置為壓電晶體(如上文所論述)的壓電元件290。壓電元件290展示為安置于致動器框架258內(nèi)在圖8B的致動器框架258的壓電元件腔292中。壓電元件290具有固定到致動器框架258的第一安裝表面296的第一端294及固定到致動器框架258的第二安裝表面300的第二端298。在一些情形中，第一安裝表面296與第二安裝表面300之間的空間302可用以界定壓電元件腔292。

壓電致動器256還可包含可調(diào)整壓電安裝支撐件304(其也展示于圖8B中)?？烧{(diào)整壓電安裝支撐件304可以螺紋方式嚙合于致動器框架258的螺紋通道306中。致動器框架258的螺紋通道306具有平行于致動器框架258的縱向軸線286或與所述縱向軸線共同延伸的縱向軸線?？烧{(diào)整壓電安裝支撐件304可在螺紋通道306內(nèi)旋轉(zhuǎn)，其中可調(diào)整壓電安裝支撐件304的螺紋外表面308與螺紋通道306的螺紋內(nèi)表面310嚙合。此相對旋轉(zhuǎn)可用于在將壓電元件290組裝到壓電元件腔292中之前、期間及之后相對于第二安裝表面300定位第一安裝表面296(其在此實施例中安置于可調(diào)整壓電安裝支撐件304的平坦遠(yuǎn)端表面312上)。

此布置可為有用的，以便提供長于壓電元件290的壓電元件腔292以供壓電元件290及任何所要粘合劑等插入。此后，可調(diào)整壓電安裝支撐件304可經(jīng)旋轉(zhuǎn)以便減小壓電元件腔292的有效軸向長度且以所要量的預(yù)壓或夾緊類型力(如果有)使第一安裝表面296及第二安裝表面300與壓電元件290的對應(yīng)表面接觸。由安裝表面施加到壓電元件290的接觸力可通過沿著螺紋通道306的中心軸線(其平行于縱向軸線286)變更可調(diào)整壓電安裝支撐件304在螺紋通道306內(nèi)的位置而進(jìn)行調(diào)整。

致動器框架實施例256還可包含具有致動器框架258的經(jīng)減小材料橫截面的一或多個鉸接區(qū)段，所述一或多個鉸接區(qū)段可具有與上文所論述的鉸接區(qū)段的特征及功能類似的特征及功能。舉例來說，第一臂鉸接區(qū)段314可安置于致動器框架258的框架臂區(qū)段316與致動器框架258的框架主體區(qū)段318之間，以便允許框架臂區(qū)段316與框架主體區(qū)段318之間的鉸接型旋轉(zhuǎn)位移。致動器框架實施例256還可包含安置于第一臂鉸接區(qū)段314與第一支撐元件260之間的第二臂鉸接區(qū)段320。致動器框架256還可包含從第一臂鉸接區(qū)段314向遠(yuǎn)側(cè)安置的框架狹槽322?？蚣塥M槽322在框架材料中包含介于框架臂區(qū)段316與框架主體區(qū)段318之間的間隙324，以便允許框架臂區(qū)段316與框架主體區(qū)段318之間的大體上獨(dú)立相對運(yùn)動。

致動器框架實施例的鉸接區(qū)段經(jīng)配置以通過鉸接區(qū)段(及在較小程度上可能框架結(jié)構(gòu)中的其它地方)中的致動器框架258材料的彈性變形而允許第一接觸表面262與第二接觸表面268之間的相對往復(fù)平行位移。第一臂鉸接區(qū)段314可由第一臂鉸接區(qū)段314處的框架結(jié)構(gòu)中的經(jīng)減小橫截面或慣性力矩的材料形成。經(jīng)減小橫截面提供其中可使框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)變(作為通過壓電元件290的擴(kuò)展或收縮而施加到框架結(jié)構(gòu)的力的結(jié)果)集中的區(qū)段。經(jīng)減小橫截面的材料處的應(yīng)變集中可導(dǎo)致致動器框架258的各種組件(例如第一接觸表面262與第二接觸表面268)之間的已知或可預(yù)測移動。第一臂鉸接區(qū)段314僅允許框架主體區(qū)段318相對于框架臂區(qū)段316的鉸接型旋轉(zhuǎn)位移，旋轉(zhuǎn)位移以其中將發(fā)生應(yīng)變集中的第一臂鉸接區(qū)段314為中心。

框架主體區(qū)段318在曲折形部分328中包含多個鉸接區(qū)段326，所述多個鉸接區(qū)段經(jīng)配置以促進(jìn)框架主體區(qū)段318沿著框架主體區(qū)段318的縱向軸線286的軸向擴(kuò)展及收縮。主體鉸接區(qū)段326可由經(jīng)減小橫截面的致動器框架258材料形成且如上文關(guān)于第一臂鉸接區(qū)段314所論述而起作用。主體鉸接區(qū)段326可安置于從第一安裝表面296延伸到第二安裝表面300的框架結(jié)構(gòu)上。框架主體區(qū)段318的框架結(jié)構(gòu)的此曲折形部分328可包含安置于主體鉸接區(qū)段326之間的柔性連接體區(qū)段330。主體鉸接區(qū)段326允許框架主體區(qū)段318通過主體鉸接區(qū)段326以及柔性連接體區(qū)段330(其為延伸于主體鉸接區(qū)段326之間的相對薄框架元件)的彈性變形而沿著縱向軸線286偏轉(zhuǎn)(例如軸向延伸或收縮)。在一些情形中，框架主體區(qū)段318的軸向延伸及收縮可包含主體鉸接區(qū)段326、柔性連接體區(qū)段330的彈性變形或主體鉸接區(qū)段326及柔性連接體區(qū)段330兩者的此變形。歸因于壓電元件290的致動的對框架主體區(qū)段318的軸向應(yīng)力可導(dǎo)致柔性連接體區(qū)段330的變形。對柔性連接體區(qū)段330的此應(yīng)力還可導(dǎo)致每一主體鉸接區(qū)段326處的應(yīng)變集中?？蚣苤黧w區(qū)段318沿著縱向軸線286的偏轉(zhuǎn)(例如軸向擴(kuò)展或收縮)通過框架狹槽322而與框架臂區(qū)段316大體上隔離，此允許框架臂區(qū)段316在框架主體區(qū)段318的偏轉(zhuǎn)期間保持為相對不運(yùn)動的。

如上文所論述，由接觸表面在螺紋軸270上的往復(fù)移動產(chǎn)生的扭矩可導(dǎo)致致動器框架258圍繞螺紋軸270的縱向軸線的扭矩?？删哂信c上文所論述的框架導(dǎo)引件172相同或類似的特征、尺寸及材料的框架導(dǎo)引件332可用于抵消致動器框架258上的此扭矩。可使用任何適合方法(例如上文關(guān)于框架導(dǎo)引件172所論述的方法)將框架導(dǎo)引件332固定于致動器框架258的框架導(dǎo)引孔334內(nèi)。舉例來說，可使用任何適合粘合劑或環(huán)氧樹脂333，如圖8B中所展示?？蚣軐?dǎo)引件332可耦合于光學(xué)座架24與致動器框架258之間，使得框架導(dǎo)引件332將致動器框架258相對于光學(xué)座架24圍繞螺紋軸270的任何旋轉(zhuǎn)有效地消除或至少最小化?？蚣軐?dǎo)引件332還可耦合到光學(xué)座架24，使得框架導(dǎo)引件332允許框架主體區(qū)段318沿著縱向軸線286的軸向位移(軸向擴(kuò)展及收縮)。框架導(dǎo)引件332、致動器框架258與光學(xué)座架24的基座板61的狹槽63(參見圖4B)之間的連接的配置可和框架導(dǎo)引件172、致動器框架104與狹槽63(上文針對圖6A到6I中及圖4B中所展示的實施例所論述)之間的連接的配置相同或類似。

針對所展示的實施例，第二支撐元件264從框架主體區(qū)段318向遠(yuǎn)側(cè)延伸且第一支撐元件260從框架臂區(qū)段316向遠(yuǎn)側(cè)延伸。由于第二支撐元件264與框架主體區(qū)段318相連，因此框架主體區(qū)段318沿著縱向軸線286的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致第二支撐元件264沿著縱向軸線286的運(yùn)動。由于第一支撐元件260與框架臂區(qū)段316(其通過框架間隙324而與框架主體區(qū)段318沿著縱向軸線286的偏轉(zhuǎn)大體上隔離)相連，因此框架主體區(qū)段318沿著縱向軸線286的偏轉(zhuǎn)可通過第一臂鉸接區(qū)段314傳輸為框架臂區(qū)段316的最小旋轉(zhuǎn)。框架臂區(qū)段316可經(jīng)歷由框架主體區(qū)段318沿著縱向軸線286的偏轉(zhuǎn)(其可通過第一臂鉸接區(qū)段314傳輸)導(dǎo)致的標(biāo)稱量的旋轉(zhuǎn)。框架主體區(qū)段318沿著縱向軸線286的偏轉(zhuǎn)的結(jié)果是第一支撐元件260與第二支撐元件264的凈往復(fù)運(yùn)動以及因此第一接觸表面262與第二接觸表面268之間的凈往復(fù)運(yùn)動。將第一支撐元件260連接到第二支撐元件264的偏置帶272也偏轉(zhuǎn)且提供回彈性回復(fù)力以對抗第一接觸表面262與第二接觸表面268的分離以及提供抵制第一接觸表面262與第二接觸表面268的此往復(fù)運(yùn)動的回復(fù)力。

在偏置帶272的偏轉(zhuǎn)期間，偏置帶的重疊區(qū)段284促進(jìn)偏置帶272在偏置帶272的偏轉(zhuǎn)的方向上的撓曲。針對所展示的實施例，偏置帶272的重疊區(qū)段284含有兩個帶狀鉸接區(qū)段336。帶狀鉸接區(qū)段336包含在對應(yīng)于從致動器框架180的前外部表面259到致動器框架180的后外部表面261的方向的方向上跨越偏置帶272橫向延伸的帶狀鉸接狹槽337。偏置帶272的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致帶狀鉸接區(qū)段336處的應(yīng)變集中。帶狀鉸接區(qū)段336處的應(yīng)變集中通過減小偏置帶272在偏置帶272的偏轉(zhuǎn)的方向上的彎曲力矩而促進(jìn)偏置帶272的偏轉(zhuǎn)。

在圖8F及8G中圖解說明致動器框架258從中性狀態(tài)到經(jīng)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)的彈性變形。展示致動器框架258，其中壓電元件290安置于壓電元件腔292內(nèi)，但出于清晰目的在圖8F或圖8G中未展示可調(diào)整光學(xué)座架24的螺紋軸270。如果從圖1中所展示的電子控制器48將第一電驅(qū)動器信號傳輸?shù)綁弘娫?90，那么壓電元件290(其固定到第二安裝表面300)可擴(kuò)展，此又導(dǎo)致第一安裝表面296與第二安裝表面300之間的額外分離及位移。第二安裝表面300的位移導(dǎo)致框架主體區(qū)段318沿著縱向軸線286的偏轉(zhuǎn)，此導(dǎo)致第二支撐元件264沿著縱向軸線286的運(yùn)動，同時第一支撐元件260保持為大體上不運(yùn)動的。此導(dǎo)致第一接觸表面262與第二接觸表面268之間的相對往復(fù)運(yùn)動，如由圖8F及8G中的虛線所指示。第二支撐元件的偏轉(zhuǎn)的量值由圖8G中的尺寸338指示。

從電子控制器48傳輸?shù)綁弘娫?90的第二電驅(qū)動器信號可致使壓電元件290返回到其中性狀態(tài)，此導(dǎo)致框架主體區(qū)段318復(fù)原到其中性狀態(tài)，如由圖8F及8G中的實線所指示。偏置帶272從其經(jīng)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)(由圖8F及8G中的虛線所指示)恢復(fù)且將回彈性回復(fù)力提供到第二支撐元件264，使得第二支撐元件264返回到其中性位置，如由圖8F及8G中的實線所指示。

在圖9A到9I中展示可用于上文所論述的可調(diào)整光學(xué)座架24以及其它適合光學(xué)實施例中的壓電致動器340的另一實施例。壓電致動器340可具有與上文所論述且展示于圖6A到6I中的壓電致動器實施例102的特征、材料及/或尺寸類似的特征、材料及/或尺寸。

圖9A到9I中所展示的壓電致動器實施例340可包含具有單塊式配置的致動器框架342，其中致動器框架342的所有元件由單件連續(xù)不間斷材料形成(例如切割而成)，如上文所論述。致動器框架342可包含具有第一接觸表面346的第一支撐元件344及具有第二接觸表面350的第二支撐元件348。第一接觸表面346被安置成相對于第二接觸表面350呈間隔開且大體上對置的關(guān)系。第一接觸表面346及第二接觸表面350可經(jīng)配置以選擇性地嚙合光學(xué)座架的螺紋軸352，所述螺紋軸可以旋轉(zhuǎn)方式固定于第一接觸表面346與第二接觸表面350之間。第一接觸表面346及第二接觸表面350可任選地配置為螺紋表面(如圖9D及9E中所展示)以便有效地嚙合螺紋軸352。第一接觸表面346與第二接觸表面350的往復(fù)運(yùn)動可用于選擇性地與螺紋軸352嚙合且使所述螺紋軸旋轉(zhuǎn)。

致動器框架342的一些外部表面可用作參考表面以便論述致動器框架實施例342的特征及或尺寸。在此情形中，致動器框架342可并入有致動器框架342的前外部表面343及致動器框架342的后外部表面345。致動器框架342的前外部表面343可被安置成相對于致動器框架342的后外部表面345呈間隔開且大體上對置的關(guān)系且還可大體上平行于后外部表面345。致動器框架342還可并入有第一橫向外部表面347，所述第一橫向外部表面經(jīng)安置使得其大體上垂直于前外部表面343及后外部表面345兩者。致動器框架342還可并入有第二橫向外部表面349，所述第二橫向外部表面被安置成相對于第一橫向外部表面347呈間隔開且大體上對置的關(guān)系且還可大體上平行于第一橫向外部表面347。

與先前實施例一樣，在一些情形中，可需要第一接觸表面346與第二接觸表面350之間的一致回彈性回復(fù)力以便允許接觸表面346及350與螺紋軸352的選擇性嚙合以提供所要方向上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。圖9A到9G的壓電致動器實施例340的致動器框架342并入有一體形成的偏置帶部分354，所述一體形成的偏置帶部分可安置于第一支撐元件344與安置于第二支撐元件348的近端區(qū)段358處的第二帶狀鉸接區(qū)段356之間并耦合到所述第一支撐元件及所述第二帶狀鉸接區(qū)段。偏置帶還可包含在第一支撐元件344的遠(yuǎn)端部分360與第二支撐元件348的遠(yuǎn)端部分364之間安置于偏置帶354上的第一帶狀鉸接區(qū)段355。偏置帶354可經(jīng)配置以提供將抵制第二接觸表面350朝向或遠(yuǎn)離第一接觸表面346的中性位置垂直位移的回彈性回復(fù)力。偏置帶354經(jīng)配置以在接觸表面之間提供一致回彈性回復(fù)力。

如圖9A到9I中所展示，偏置帶354從第一支撐元件344的遠(yuǎn)端部分360向遠(yuǎn)側(cè)、圍繞安置于第一接觸表面346與第二接觸表面350之間的空間362延伸。偏置帶354還沿著第二支撐元件348的外表面366(其安置成與第二接觸表面350大體上相對)、圍繞第二支撐元件348的遠(yuǎn)端部分364延伸。偏置帶354在第二支撐元件348的近端區(qū)段358處終止于第二支撐元件348的外側(cè)表面366上的帶狀鉸接區(qū)段368處。

偏置帶354還可經(jīng)配置使得其在驅(qū)動循環(huán)期間提供到接觸表面的回復(fù)力可利用偏置調(diào)整機(jī)構(gòu)來進(jìn)行調(diào)整。偏置調(diào)整機(jī)構(gòu)的一個實施例可包含接觸地安置于偏置帶354與致動器框架342的另一部分(例如下文所論述的第二支撐元件348或主體區(qū)段404)之間的一或多個可調(diào)整定位螺釘372。在圖9A中展示多個可調(diào)整定位螺釘372。

壓電致動器340還可包含配置為壓電晶體(如上文所論述)的壓電元件374。壓電元件374展示為安置于致動器框架342內(nèi)在圖9B的致動器框架340的壓電元件腔376中。壓電元件374具有固定到致動器框架342的第一安裝表面380的第一端378及固定到致動器框架342的第二安裝表面384的第二端382。在一些情形中，第一安裝表面380與第二安裝表面384之間的空間386可用以界定壓電元件腔376。壓電致動器340還可包含可調(diào)整壓電安裝支撐件388(其也展示于圖9B中)?？烧{(diào)整壓電安裝支撐件388可以螺紋方式嚙合于致動器框架342的螺紋通道390內(nèi)。致動器框架342的螺紋通道390具有平行于致動器框架342的縱向軸線392(參見圖9F及9G)或與所述縱向軸線共同延伸的縱向軸線。可調(diào)整壓電安裝支撐件388可在螺紋通道390內(nèi)旋轉(zhuǎn)，其中可調(diào)整壓電安裝支撐件388的螺紋外表面394與螺紋通道390的螺紋內(nèi)表面396嚙合。此相對旋轉(zhuǎn)可用于在將壓電元件374組裝到壓電元件腔376中之前、期間及之后相對于第二安裝表面384定位第一安裝表面(其在此實施例中安置于可調(diào)整壓電安裝支撐件388的平坦遠(yuǎn)端表面398上)。此布置可為有用的，以便提供長于壓電元件374的壓電元件腔376以供壓電元件374及任何所要粘合劑等插入。此后，可調(diào)整壓電安裝支撐件388可經(jīng)旋轉(zhuǎn)以便減小壓電元件腔376的有效軸向長度，且以所要量的預(yù)壓或夾緊類型力(如果有)使第一安裝表面380及第二安裝表面384與壓電元件374的對應(yīng)表面接觸。由安裝表面施加到壓電元件374的接觸力可通過大體上平行于縱向軸線392變更可調(diào)整壓電安裝支撐件388在螺紋通道390內(nèi)的位置而進(jìn)行調(diào)整。

致動器框架實施例342還可包含具有致動器框架342的經(jīng)減小材料橫截面的一或多個鉸接區(qū)段，如上文所論述。舉例來說，第一臂鉸接區(qū)段400可安置于致動器框架340的框架臂區(qū)段402與致動器框架342的框架主體區(qū)段404之間，以便允許框架臂區(qū)段402與框架主體區(qū)段404之間的鉸接型旋轉(zhuǎn)位移。致動器框架實施例340還可包含安置于第一臂鉸接區(qū)段400與第一支撐元件344之間的第二臂鉸接區(qū)段406。致動器框架342還可包含從第一臂鉸接區(qū)段400向遠(yuǎn)側(cè)安置的框架狹槽408。框架狹槽408在框架材料中包含介于框架臂區(qū)段402與框架主體區(qū)段404之間的間隙410，以便允許框架臂區(qū)段402與框架主體區(qū)段404之間的大體上獨(dú)立相對運(yùn)動。

致動器框架實施例的鉸接區(qū)段經(jīng)配置以通過鉸接區(qū)段(及在較小程度上可能框架結(jié)構(gòu)中的其它地方)中的致動器框架342材料的彈性變形而允許第一接觸表面346與第二接觸表面350之間的相對往復(fù)平行位移。第一臂鉸接區(qū)段400可由第一臂鉸接區(qū)段400處的框架結(jié)構(gòu)中的經(jīng)減小橫截面或慣性力矩的材料形成。經(jīng)減小橫截面提供其中可使框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)變(作為通過壓電元件374的擴(kuò)展或收縮而施加到框架結(jié)構(gòu)的力的結(jié)果)集中的區(qū)段。經(jīng)減小橫截面的材料處的應(yīng)變集中可導(dǎo)致致動器框架342的各種組件(例如第一接觸表面346與第二接觸表面350)之間的已知或可預(yù)測移動。第一臂鉸接區(qū)段400僅允許框架主體區(qū)段404相對于框架臂區(qū)段402的鉸接型旋轉(zhuǎn)位移，旋轉(zhuǎn)位移以其中將發(fā)生應(yīng)變集中的第一臂鉸接區(qū)段400為中心。

框架主體區(qū)段404在曲折形部分414中包含多個主體鉸接區(qū)段412，所述多個主體鉸接區(qū)段經(jīng)配置以促進(jìn)框架主體區(qū)段404沿著框架主體區(qū)段404的縱向軸線392的軸向擴(kuò)展及收縮。主體鉸接區(qū)段412可由經(jīng)減小橫截面的致動器框架342材料形成且如上文關(guān)于第一臂鉸接區(qū)段400所論述而起作用。主體鉸接區(qū)段412可安置于從第一安裝表面380延伸到第二安裝表面384的框架結(jié)構(gòu)上?？蚣苤黧w區(qū)段404的框架結(jié)構(gòu)的此曲折形部分414可包含安置于主體鉸接區(qū)段412之間的柔性連接體區(qū)段416。主體鉸接區(qū)段412允許框架主體區(qū)段404通過主體鉸接區(qū)段412以及柔性連接體區(qū)段416(其為延伸于主體鉸接區(qū)段412之間的相對薄框架元件)的彈性變形而沿著縱向軸線392偏轉(zhuǎn)(例如軸向延伸或收縮)。在一些情形中，框架主體區(qū)段404的軸向延伸及收縮可包含主體鉸接區(qū)段412、柔性連接體區(qū)段416的彈性變形或主體鉸接區(qū)段412及柔性連接體區(qū)段416兩者的此變形。歸因于壓電元件374的致動的對框架主體區(qū)段404的軸向應(yīng)力可導(dǎo)致柔性連接體區(qū)段416的變形。對柔性連接體區(qū)段416的此應(yīng)力還可導(dǎo)致每一主體鉸接區(qū)段412處的應(yīng)變集中?？蚣苤黧w區(qū)段404沿著縱向軸線392的偏轉(zhuǎn)(例如軸向擴(kuò)展或收縮)通過框架狹槽408而與框架臂區(qū)段402大體上隔離，此允許框架臂區(qū)段402在框架主體區(qū)段404的偏轉(zhuǎn)期間保持為相對不運(yùn)動的。

如上文所論述，由接觸表面在螺紋軸352上的往復(fù)移動產(chǎn)生的扭矩可導(dǎo)致致動器框架342圍繞螺紋軸352的縱向軸線的扭矩?？删哂信c上文所論述的框架導(dǎo)引件172相同或類似的特征、尺寸及材料的框架導(dǎo)引件418可用于抵消致動器框架342上的此扭矩。可使用任何適合方法(例如上文關(guān)于框架導(dǎo)引件172所論述的方法)將框架導(dǎo)引件418固定于致動器框架342的框架導(dǎo)引孔420內(nèi)。舉例來說，可使用任何適合粘合劑或環(huán)氧樹脂419，如圖9B中所展示?？蚣軐?dǎo)引件418可耦合于光學(xué)座架24與致動器框架342之間，使得框架導(dǎo)引件418將致動器框架342相對于光學(xué)座架24圍繞螺紋軸352的任何旋轉(zhuǎn)有效地消除或至少最小化。框架導(dǎo)引件418還可耦合到光學(xué)座架24，使得框架導(dǎo)引件418允許框架主體區(qū)段404沿著縱向軸線392的軸向位移(軸向擴(kuò)展及收縮)?？蚣軐?dǎo)引件418、致動器框架342與光學(xué)座架24的基座板61的狹槽63(參見圖4B)之間的連接的配置可和框架導(dǎo)引件172、致動器框架104與狹槽63(上文針對圖6A到6I中及圖4B中所展示的實施例所論述)之間的連接的配置相同或類似。

針對所展示的實施例，第二支撐元件348從框架主體區(qū)段404向遠(yuǎn)側(cè)延伸且第一支撐元件344從框架臂區(qū)段402向遠(yuǎn)側(cè)延伸。由于第二支撐元件348與框架主體區(qū)段404相連，因此框架主體區(qū)段404沿著縱向軸線392的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致第二支撐元件348沿著縱向軸線392的運(yùn)動。由于第一支撐元件344與框架臂區(qū)段402(其通過框架間隙410而與框架主體區(qū)段404沿著縱向軸線392的偏轉(zhuǎn)大體上隔離)相連，因此框架主體區(qū)段404沿著縱向軸線392的偏轉(zhuǎn)可通過第一臂鉸接區(qū)段406傳輸為框架臂區(qū)段402的最小旋轉(zhuǎn)?？蚣鼙蹍^(qū)段402可經(jīng)歷由框架主體區(qū)段404沿著縱向軸線392的偏轉(zhuǎn)(其可通過第一臂鉸接區(qū)段400傳輸)導(dǎo)致的標(biāo)稱量的旋轉(zhuǎn)?？蚣苤黧w區(qū)段404沿著縱向軸線392的偏轉(zhuǎn)的結(jié)果是第一支撐元件344與第二支撐元件348的凈往復(fù)運(yùn)動以及因此第一接觸表面346與第二接觸表面350之間的凈往復(fù)運(yùn)動。將第一支撐元件344連接到第二帶狀鉸接區(qū)段356的偏置帶354也偏轉(zhuǎn)且提供回彈性回復(fù)力以對抗第一接觸表面346與第二接觸表面350的分離以及提供抵制第一接觸表面346與第二接觸表面350的此往復(fù)運(yùn)動的回復(fù)力。

在偏置帶354的偏轉(zhuǎn)期間，第一帶狀鉸接區(qū)段355及第二帶狀鉸接區(qū)段356促進(jìn)偏置帶354在偏置帶354的偏轉(zhuǎn)的方向上的撓曲。針對所展示的實施例，偏置帶354的第二帶狀鉸接區(qū)段356安置于第二支撐元件348的外表面366上，且第一帶狀鉸接區(qū)段355安置于偏置帶354的鄰近于安置于第一支撐元件344與第二支撐元件348之間的空間362的內(nèi)表面上。偏置帶354的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致第一帶狀鉸接區(qū)段355及第二帶狀鉸接區(qū)段356處的應(yīng)變集中。第一帶狀鉸接區(qū)段355及第二帶狀鉸接區(qū)段356處的應(yīng)變集中通過減小偏置帶354在偏置帶354的偏轉(zhuǎn)的方向上的彎曲力矩而促進(jìn)偏置帶354的偏轉(zhuǎn)。

在圖9F及9G中圖解說明致動器框架342從中性狀態(tài)到經(jīng)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)的彈性變形。展示致動器框架342，其中壓電元件374安置于壓電元件腔376內(nèi)，但出于清晰目的在圖9F或圖9G中未展示可調(diào)整光學(xué)座架24的螺紋軸352。如果從圖1中所展示的電子控制器48將第一電驅(qū)動器信號傳輸?shù)綁弘娫?74，那么壓電元件374(其固定到第二安裝表面384)可擴(kuò)展，此又導(dǎo)致第一安裝表面380與第二安裝表面384之間的額外分離及位移。第二安裝表面384的位移導(dǎo)致框架主體區(qū)段404沿著縱向軸線392的偏轉(zhuǎn)，此導(dǎo)致第二支撐元件348沿著縱向軸線392的運(yùn)動，同時第一支撐元件344保持為大體上不運(yùn)動的。此導(dǎo)致第一接觸表面346與第二接觸表面350之間的相對往復(fù)運(yùn)動，如由圖9F及9G中的虛線所指示。第二支撐元件的偏轉(zhuǎn)的量值由圖9G中的尺寸422指示。

從電子控制器48傳輸?shù)綁弘娫?74的第二電驅(qū)動器信號可致使壓電元件374返回到其中性狀態(tài)，此導(dǎo)致框架主體區(qū)段404復(fù)原到其中性狀態(tài)，如由圖9F及9G中的實線所指示。偏置帶354從其經(jīng)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)(由圖9F及9G中的虛線所指示)恢復(fù)且將回彈性回復(fù)力提供到第二支撐元件348，使得第二支撐元件348返回到其中性位置，如由圖9F及9G中的實線所指示。

在圖10A到10I中展示可用于上文所論述的可調(diào)整光學(xué)座架24以及其它適合光學(xué)實施例中的壓電致動器424的另一實施例。壓電致動器424可具有與上文所論述且展示于圖6A到6I中的壓電致動器實施例102的特征、材料及/或尺寸類似的特征、材料及/或尺寸。

圖10A到10I中所展示的壓電致動器實施例424可包含具有單塊式配置的致動器框架426，其中致動器框架426的所有元件由單件連續(xù)不間斷材料形成(例如切割而成)。致動器框架426可包含具有第一接觸表面430的第一支撐元件428及具有第二接觸表面434的第二支撐元件432。第一接觸表面430被安置成相對于第二接觸表面434呈間隔開且大體上對置的關(guān)系。第一接觸表面430及第二接觸表面434可經(jīng)配置以選擇性地嚙合光學(xué)座架的螺紋軸436，所述螺紋軸可以旋轉(zhuǎn)方式固定于第一接觸表面430與第二接觸表面434之間。第一接觸表面430及第二接觸表面434可任選地配置為螺紋表面(如圖10D及10E中所展示)以便有效地嚙合螺紋軸436。第一接觸表面430與第二接觸表面434的往復(fù)運(yùn)動可用于選擇性地與螺紋軸436嚙合且使所述螺紋軸旋轉(zhuǎn)。

致動器框架426的一些外部表面可用作參考表面以便論述致動器框架實施例426的特征及或尺寸。在此情形中，致動器框架426可并入有致動器框架426的前外部表面427及致動器框架426的后外部表面429。致動器框架426的前外部表面427可被安置成相對于致動器框架426的后外部表面429呈間隔開且大體上對置的關(guān)系且可大體上平行于后外部表面429。致動器框架426還可并入有第一橫向外部表面431，所述第一橫向外部表面經(jīng)安置使得其大體上垂直于前外部表面427及后外部表面429兩者。致動器框架426還可并入有第二橫向外部表面433，所述第二橫向外部表面被安置成相對于第一橫向外部表面431呈間隔開且大體上對置的關(guān)系且可大體上平行于第一橫向外部表面431。

與先前實施例一樣，在一些情形中，可需要第一接觸表面430與第二接觸表面434之間的一致回復(fù)力以便允許接觸表面與螺紋軸436的選擇性嚙合以提供所要方向上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。圖10A到10G的壓電致動器實施例424的致動器框架426并入有一體式偏置帶部分438，所述一體式偏置帶部分可安置于第一支撐元件428與第二支撐元件432之間并耦合到所述第一支撐元件及所述第二支撐元件且可經(jīng)配置以提供將抵制第二接觸表面434朝向或遠(yuǎn)離第一接觸表面430的中性位置垂直位移的回復(fù)力。偏置帶438經(jīng)配置以在接觸表面430與434之間提供一致回彈性回復(fù)力。

如圖10A到10I中所展示，偏置帶438從安置于第一支撐元件的近端區(qū)段442上的第一帶狀鉸接部440向遠(yuǎn)側(cè)、圍繞第一支撐元件428的遠(yuǎn)端部分444且沿著第一支撐元件428的安置成與第一接觸表面430大體上相對的外表面446延伸。偏置帶還圍繞安置于第一接觸表面430與第二接觸表面434之間的空間448延伸。偏置帶438還圍繞第二支撐元件的遠(yuǎn)端部分450且沿著第二支撐元件452的安置成與第二接觸表面434大體上相對的外表面延伸。偏置帶438終止于安置于第二支撐元件432的近端區(qū)段456上的第二帶狀鉸接區(qū)段454處。

偏置帶438還可經(jīng)配置使得其在驅(qū)動循環(huán)期間提供到接觸表面的回復(fù)力可利用偏置調(diào)整機(jī)構(gòu)來進(jìn)行調(diào)整。偏置調(diào)整機(jī)構(gòu)的一個實施例可包含接觸地安置于偏置帶438與致動器框架426的另一部分(例如下文所論述的第二支撐元件432或框架主體區(qū)段490)之間的一或多個可調(diào)整定位螺釘458。針對此布置或上文所論述的任何類似布置，定位螺釘458可與致動器框架426的一個部分的螺紋膛孔螺紋嚙合且使螺釘或若干螺釘458的尖端與致動器框架426的另一部分接觸。以此方式，通過調(diào)整螺釘或若干螺釘458，可調(diào)整致動器框架的兩個部分之間的標(biāo)稱間隔或預(yù)壓。針對圖10A中所展示的實施例426，螺釘458螺紋地嚙合于偏置帶438的相應(yīng)螺紋膛孔中，其中螺釘458的尖端與第二支撐元件432的外側(cè)表面接觸。在此實施例中，螺釘458可用于調(diào)整第二支撐元件432與偏置帶438之間的標(biāo)稱間隔及/或預(yù)壓，此又可調(diào)整由接觸表面430及432抵靠螺紋軸436施加的標(biāo)稱力。在圖10A中展示多個可調(diào)整定位螺釘458。

壓電致動器424還可包含配置為壓電晶體(如上文所論述)的壓電元件460。壓電元件460展示為安置于致動器框架426內(nèi)在圖10B的致動器框架426的壓電元件腔462中。壓電元件460具有固定到致動器框架426的第一安裝表面466的第一端464及固定到致動器框架426的第二安裝表面470的第二端468。在一些情形中，第一安裝表面466與第二安裝表面470之間的空間472可用以界定壓電元件腔462。壓電致動器424還可包含可調(diào)整壓電安裝支撐件474(其也展示于圖10B中)。可調(diào)整壓電安裝支撐件474可以螺紋方式嚙合于致動器框架426的螺紋通道476內(nèi)。致動器框架426的螺紋通道476具有平行于致動器框架426的縱向軸線478(參見圖10F及10G)或與所述縱向軸線共同延伸的縱向軸線?？烧{(diào)整壓電安裝支撐件474可在螺紋通道476內(nèi)旋轉(zhuǎn)，其中可調(diào)整壓電安裝支撐件474的螺紋外表面480與螺紋通道476的螺紋內(nèi)表面482嚙合。此相對旋轉(zhuǎn)可用于在將壓電元件460組裝到壓電元件腔462中之前、期間及之后相對于第二安裝表面470定位第一安裝表面466(其在此實施例中安置于可調(diào)整壓電安裝支撐件474的平坦遠(yuǎn)端表面484上)。此布置可為有用的，以便提供長于壓電元件460的壓電元件腔462以供壓電元件460及任何所要粘合劑等插入。此后，可調(diào)整壓電安裝支撐件474可經(jīng)旋轉(zhuǎn)以便減小壓電元件腔462的有效軸向長度且以所要量的預(yù)壓或夾緊類型力(如果有)使第一安裝表面466及第二安裝表面470與壓電元件460的對應(yīng)表面接觸。由安裝表面施加到壓電元件460的接觸力可通過大體上平行于縱向軸線478變更可調(diào)整壓電安裝支撐件474在螺紋通道476內(nèi)的位置而進(jìn)行調(diào)整。

致動器框架實施例424還可包含具有致動器框架426的經(jīng)減小材料橫截面的一或多個鉸接區(qū)段。舉例來說，第一臂鉸接區(qū)段486可安置于致動器框架426的框架臂區(qū)段488與致動器框架426的框架主體區(qū)段490之間，以便允許框架臂區(qū)段488與框架主體區(qū)段490之間的鉸接型旋轉(zhuǎn)位移。致動器框架426還可包含一或多個框架狹槽。舉例來說，第一框架狹槽492可安置于第一支撐元件428的近端區(qū)段442與框架主體區(qū)段490的中心部分494之間。第二框架狹槽496可沿著致動器框架426的近端區(qū)段498而安置。每一框架狹槽在框架材料中包含介于框架臂區(qū)段488與框架主體區(qū)段490之間的間隙500，以便允許框架臂區(qū)段488與框架主體區(qū)段490之間的大體上獨(dú)立相對運(yùn)動。

致動器框架實施例426的臂鉸接區(qū)段486經(jīng)配置以通過臂鉸接區(qū)段486中的致動器框架426材料的彈性變形而允許第一接觸表面430與第二接觸表面434之間的相對往復(fù)平行位移。臂鉸接區(qū)段486可由臂鉸接區(qū)段486處的框架結(jié)構(gòu)中的經(jīng)減小橫截面或慣性力矩的材料形成。經(jīng)減小橫截面提供其中可使框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)變(作為通過壓電元件460的擴(kuò)展或收縮而施加到框架結(jié)構(gòu)的力的結(jié)果)集中的區(qū)段。經(jīng)減小橫截面的材料處的應(yīng)變集中可導(dǎo)致致動器框架426的各種組件(例如第一接觸表面430與第二接觸表面434)之間的已知或可預(yù)測移動。臂鉸接區(qū)段486僅允許框架主體區(qū)段490相對于框架臂區(qū)段488的鉸接型旋轉(zhuǎn)位移，旋轉(zhuǎn)位移以其中將發(fā)生應(yīng)變集中的臂鉸接區(qū)段486為中心?？蚣苤黧w區(qū)段490沿著縱向軸線478的偏轉(zhuǎn)(例如軸向擴(kuò)展或收縮)通過第一框架狹槽492及第二框架狹槽496而與框架臂區(qū)段488大體上隔離，此允許框架臂區(qū)段488在框架主體區(qū)段490的偏轉(zhuǎn)期間保持為相對不運(yùn)動的。

框架導(dǎo)引孔504可安置于致動器框架426內(nèi)，如圖10A中所展示?？墒褂娩N(未展示)將框架導(dǎo)引孔504耦合到光學(xué)座架24，使得致動器框架426與光學(xué)座架24之間的使用此銷的耦合將致動器框架426相對于光學(xué)座架24圍繞螺紋軸436的旋轉(zhuǎn)有效地消除或至少最小化。致動器框架426與光學(xué)座架24之間的此耦合布置還可使用銷來進(jìn)行配置，使得準(zhǔn)許框架主體區(qū)段490沿著縱向軸線478的軸向位移(軸向擴(kuò)展及收縮)。此耦合布置還可和框架導(dǎo)引件172、致動器框架104與光學(xué)座架24(上文針對圖6A到6I中及圖4B中所展示的實施例所論述)之間的連接的配置相同或類似。

針對所展示的實施例，第二支撐元件432從框架主體區(qū)段490向遠(yuǎn)側(cè)延伸且第一支撐元件428從框架臂區(qū)段488向遠(yuǎn)側(cè)延伸。由于第二支撐元件432與框架主體區(qū)段490相連，因此框架主體區(qū)段490沿著縱向軸線478的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致第二支撐元件432沿著縱向軸線478的運(yùn)動。由于第一支撐元件428與框架臂區(qū)段488(其通過框架狹槽而與框架主體區(qū)段490沿著縱向軸線478的偏轉(zhuǎn)大體上隔離)相連，因此框架主體區(qū)段490沿著縱向軸線478的偏轉(zhuǎn)可通過臂鉸接區(qū)段486傳輸為框架臂區(qū)段488的最小旋轉(zhuǎn)?？蚣鼙蹍^(qū)段488可經(jīng)歷由框架主體區(qū)段490沿著縱向軸線478的偏轉(zhuǎn)(其可通過臂鉸接區(qū)段486傳輸)導(dǎo)致的標(biāo)稱量的旋轉(zhuǎn)?？蚣苤黧w區(qū)段490沿著縱向軸線478的偏轉(zhuǎn)的結(jié)果是第一支撐元件428與第二支撐元件432的凈往復(fù)運(yùn)動以及因此第一接觸表面430與第二接觸表面434之間的凈往復(fù)運(yùn)動。將第一帶狀鉸接區(qū)段440連接到第二帶狀鉸接區(qū)段454的偏置帶438也偏轉(zhuǎn)且提供回復(fù)力以對抗第一接觸表面430與第二接觸表面434的分離以及提供抵制第一接觸表面430與第二接觸表面434的此往復(fù)運(yùn)動的回復(fù)力。

在偏置帶438的偏轉(zhuǎn)期間，第一帶狀鉸接區(qū)段440及第二帶狀鉸接區(qū)段454促進(jìn)偏置帶438在偏置帶438的偏轉(zhuǎn)的方向上的撓曲及彈性變形。第一帶狀鉸接區(qū)段440安置于第一支撐元件428的近端區(qū)段442處且第二帶狀鉸接區(qū)段454安置于第二支撐元件432的近端區(qū)段456處。偏置帶438的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致偏置帶438彈性變形，借此導(dǎo)致帶狀鉸接區(qū)段處的應(yīng)變。帶狀鉸接區(qū)段的經(jīng)減小厚度配置導(dǎo)致帶狀鉸接區(qū)段中的應(yīng)變集中。帶狀鉸接區(qū)段處的應(yīng)變集中通過減小偏置帶438在偏置帶438的偏轉(zhuǎn)的方向上的彎曲力矩而促進(jìn)偏置帶438的偏轉(zhuǎn)。

在圖10F及10G中圖解說明致動器框架426從中性狀態(tài)到經(jīng)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)的彈性變形。展示致動器框架426，其中壓電元件460安置于壓電元件腔462內(nèi)，但出于清晰目的在圖10F或圖10G中未展示可調(diào)整光學(xué)座架24的螺紋軸436。如果從圖1中所展示的電子控制器48將第一電驅(qū)動器信號傳輸?shù)綁弘娫?60，那么壓電元件460(其固定到第二安裝表面470)可擴(kuò)展，此又導(dǎo)致第一安裝表面466與第二安裝表面470之間的額外分離及位移。第二安裝表面470的位移導(dǎo)致框架主體區(qū)段490沿著縱向軸線478的偏轉(zhuǎn)，此導(dǎo)致第二支撐元件432沿著縱向軸線478的運(yùn)動，同時第一支撐元件428保持為大體上不運(yùn)動的。此導(dǎo)致第一接觸表面430與第二接觸表面434之間的相對往復(fù)運(yùn)動，如由圖10F及10G中的虛線所指示。第二支撐元件的偏轉(zhuǎn)的量值由圖10G中的尺寸506指示。

從電子控制器48傳輸?shù)綁弘娫?60的第二電驅(qū)動器信號可致使壓電元件460返回到其中性狀態(tài)，此導(dǎo)致框架主體區(qū)段490復(fù)原到其中性狀態(tài)，如由圖10F及10G中的實線所指示。偏置帶438從其經(jīng)偏轉(zhuǎn)狀態(tài)(由圖10F及10G中的虛線所指示)恢復(fù)且將回復(fù)力提供到第二支撐元件432，使得第二支撐元件432返回到其中性位置，如由圖10F及10G中的實線所指示。

關(guān)于以上詳細(xì)描述，本文中所使用的相似參考編號可指代可具有相同或類似尺寸、材料及配置的相似元件。盡管已圖解說明及描述了特定形式的實施例，但將顯而易見的是可在不背離所論述實施例的精神及范圍的情況下做出各種修改。因此，不打算使本發(fā)明受前述詳細(xì)描述的限制。

本文中所提及的每一專利、專利申請案、公開案及文檔的全文特此以引用的方式并入本文中。以上專利、專利申請案、公開案及文檔的引用既非對前述文獻(xiàn)中的任一者是相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)，其又不構(gòu)成關(guān)于這些文檔的內(nèi)容或日期的任何承認(rèn)。

可在不背離本技術(shù)的基本方面的情況下對前述實施例做出修改。雖然已參考一或多個特定實施例相當(dāng)詳細(xì)地描述了本技術(shù)，但可對在本申請案中所具體揭示的實施例做出改變，而這些修改及改進(jìn)均在本技術(shù)的范圍及精神內(nèi)。本文中說明性地描述的技術(shù)可適合地在不存在本文中未具體揭示的任何元件的情況下實踐。因此，舉例來說，在本文中的每一實例中，術(shù)語“包括(comprising)”、“基本上由…組成(consisting essentially of)”及“由…組成(consisting of)”中的任一者可用另兩個術(shù)語中的任一者來替換。已采用的術(shù)語及表達(dá)用作描述而非限制的術(shù)語，且此類術(shù)語及表達(dá)的使用并不排除所展示及所描述的特征或其部分的任何等效物，且在所主張技術(shù)的范圍內(nèi)，各種修改為可能的。術(shù)語“一(a或an)”可指代一個或多個其所修飾的元件(例如，“試劑”可意指一或多個試劑)，除非上下文明顯地描述一個所述元件或一個以上所述元件。雖然已通過代表性實施例及選用特征具體揭示了本技術(shù)，但可做出對本文中所揭示的概念的修改及變化，且此類修改及變化可視為在本技術(shù)的范圍內(nèi)。

在所附權(quán)利要求書中陳述本技術(shù)的特定實施例。