[發(fā)明專利]一種光電?壓電?靜電驅(qū)動的微鏡微調(diào)節(jié)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610489977.3
• 申請日: 2016-06-28
• 公開（公告）號: CN106066536B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 陸飛;王新杰;劉亞風
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 馬魯晉

技術領域

本發(fā)明涉及一種微鏡微調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置，特別是一種光電-壓電-靜電復合驅(qū)動的微鏡微調(diào)節(jié)裝置。

背景技術

微鏡被廣泛應用于光學儀器、光存儲器、投影儀和掃描儀等設備中。近年來，通過對微鏡配備不同功能的驅(qū)動裝置，可以實現(xiàn)對入射光強度和相位的調(diào)制以及光路的選通，使得微鏡具有光開關、自適應光學校正等功能。傳統(tǒng)的微鏡調(diào)節(jié)裝置采用精密絲桿副及滾動導軌、精密螺旋楔塊機構、蝸輪-蝸桿機構、齒輪-杠桿式機構等機械傳動式驅(qū)動，由于機械摩擦、間隙、爬行等原因，很難一次性定位成功，往往需要進行微調(diào)節(jié)。對于壓電驅(qū)動、電磁驅(qū)動、電熱驅(qū)動和靜電驅(qū)動的微鏡微調(diào)節(jié)機構，需要導線連接，易受到電磁噪聲干擾。對于真空或者特定操作環(huán)境下，我們無法直接操作控制，需要一種非接觸式控制裝置。

本課題組之前申報的專利號為201310442565.0的發(fā)明專利公開了一種光電陶瓷驅(qū)動的微鏡微調(diào)裝置，該裝置利用光電陶瓷的光致形變效應驅(qū)動微鏡進行微調(diào)節(jié)，可以直接將光能轉化機械能，驅(qū)動微鏡平移和旋轉，使結構更加緊湊，但是該裝置在響應速度方面有待進一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種光電-壓電-靜電復合驅(qū)動的微鏡微調(diào)節(jié)裝置。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為：一種光電-壓電-靜電驅(qū)動的微鏡微調(diào)節(jié)裝置，包括粗動臺、Y方向壓電薄膜驅(qū)動器一、光電陶瓷、Y方向固支梁放大機構、Y方向柔性鉸鏈、Y方向光電陶瓷、Y方向壓電薄膜驅(qū)動器二、Y方向位移微調(diào)節(jié)平臺、X方向壓電薄膜驅(qū)動器一、X方向柔性鉸鏈、X方向固支梁放大機構、X方向光電陶瓷一、X方向滾珠導軌、X方向壓電薄膜驅(qū)動器二、X方向光電陶瓷二、Y方向滾珠導軌機構、X方向位移微調(diào)節(jié)平臺；

粗動臺上設置Y方向固支梁放大機構，該Y方向固支梁放大機構的兩端固連在粗動臺上表面，Y方向固支梁放大機構的一側層合Y方向壓電薄膜驅(qū)動器一和Y方向壓電薄膜驅(qū)動器二，該兩個壓電薄膜驅(qū)動器位于Y方向固支梁放大機構的兩端，Y方向固支梁放大機構的另一側固連Y方向柔性鉸鏈，光電陶瓷和Y方向光電陶瓷均位于粗動臺上，其中光電陶瓷和Y方向壓電薄膜驅(qū)動器一相串聯(lián)，Y方向光電陶瓷和Y方向壓電薄膜驅(qū)動器二相串聯(lián)，粗動臺上設置Y方向滾珠導軌機構，該滾珠導軌機構包括兩條相互平行的導軌，Y方向位移微調(diào)節(jié)平臺位于Y方向滾珠導軌機構上并與Y方向柔性鉸鏈的另一端固連，該Y方向位移微調(diào)節(jié)平臺在Y方向柔性鉸鏈的驅(qū)動下沿Y方向滾珠導軌機構平移；

Y方向位移微調(diào)節(jié)平臺上設置X方向固支梁放大機構，該X方向固支梁放大機構的兩端固連在Y方向位移微調(diào)節(jié)平臺的上表面，X方向固支梁放大機構的一側層合X方向壓電薄膜驅(qū)動器一和X方向壓電薄膜驅(qū)動器二，該兩個壓電薄膜驅(qū)動器位于X方向固支梁放大機構的兩端，X方向固支梁放大機構的另一側固連X方向柔性鉸鏈，設置在粗動臺上的X方向光電陶瓷一和X方向光電陶瓷二分別與X方向壓電薄膜驅(qū)動器一、X方向壓電薄膜驅(qū)動器二串聯(lián)，Y方向位移微調(diào)節(jié)平臺上設置兩條相互平行的X方向滾珠導軌，X方向位移微調(diào)節(jié)平臺位于X方向滾珠導軌上，該X方向位移微調(diào)節(jié)平臺與X方向柔性鉸鏈的另一端固連，并且在X方向柔性鉸鏈的驅(qū)動下沿X方向滾珠導軌平移，X方向位移微調(diào)節(jié)平臺上裝有兩個微鏡俯仰調(diào)節(jié)機構。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點為：1)本發(fā)明的光電-壓電-靜電復合驅(qū)動的微鏡微調(diào)節(jié)裝置利用光電陶瓷的光生電壓效應以及壓電薄膜的逆壓電效應，使光能直接轉化為機械能，取消了中間機械傳動環(huán)節(jié)，使結構簡單緊湊；2)本發(fā)明的裝置的驅(qū)動源為紫外光，可實現(xiàn)光控非接觸式驅(qū)動，避免了電磁噪聲干擾，適用于各種介質(zhì)環(huán)境工作；3)本發(fā)明利用的光電陶瓷的光生電壓效應相比于光致伸縮效應，響應速度更快。

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1為光電-壓電-靜電復合驅(qū)動微鏡微調(diào)節(jié)裝置立體圖。

圖2為光電-壓電-靜電復合驅(qū)動微鏡微調(diào)節(jié)裝置平面示意圖。

圖3為滾動導軌機構示意圖。

圖4為光照前光電-壓電復合驅(qū)動微位移調(diào)節(jié)裝置示意圖。

圖5為光照后光電-壓電復合驅(qū)動微位移調(diào)節(jié)裝置示意圖。

圖6為俯仰機構光電-靜電復合驅(qū)動裝置示意圖。