[發(fā)明專利]一維快速控制反射鏡

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810944055.6
• 申請(qǐng)日: 2018-08-18
• 公開（公告）號(hào): CN108873319B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王代華;梁亮;袁剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B26/08
• 分類號(hào): G02B26/08
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕;唐錫嬌

本發(fā)明公開了一種一維快速控制反射鏡，包括反射鏡片、外框架、位移放大機(jī)構(gòu)和疊堆型壓電陶瓷執(zhí)行器，外框架為一體成型結(jié)構(gòu)，包括橫向底板、兩塊縱向側(cè)板、橫梁和兩個(gè)鏡架，鏡架通過第一柔性鉸鏈與縱向側(cè)板連接，鏡架通過第一柔性連接件與橫梁的端部連接，位移放大機(jī)構(gòu)與橫梁、橫向底板固定連接，反射鏡片的端部固定連接在鏡架上；反射鏡還包括電容式微位移傳感器，電容式微位移傳感器包括反映反射鏡片轉(zhuǎn)動(dòng)偏擺的動(dòng)極板和第一、第二定極板組件，第一定極板組件與第二定極板組件相互平行的固定在傳感器支架上，且分別位于所述旋轉(zhuǎn)軸線下方兩側(cè)，傳感器支架固定連接在兩塊縱向側(cè)板的上安裝面上。該反射鏡能提高抗振動(dòng)和抗沖擊能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于快速控制反射鏡領(lǐng)域，具體涉及一種一維快速控制反射鏡。

背景技術(shù)

快速控制反射鏡是一種在輸入的電信號(hào)控制下實(shí)時(shí)調(diào)整鏡面角度的裝置，具有體積小、速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)高頻率的角度指向、掃描和穩(wěn)定，在自適應(yīng)光學(xué)補(bǔ)償、視覺跟蹤、圖像穩(wěn)定等方面有著廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有的快速控制反射鏡主要有音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)和壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)方式，一般來說，前者掃描角度較大但諧振頻率較低，后者掃描角度較小但是掃描頻率高。

CN103823302A公開了一種一維快速控制反射鏡，其采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)，能夠提供單純的角度偏轉(zhuǎn)，整體結(jié)構(gòu)緊湊。但是其仍然存在如下問題：

（1）不能實(shí)時(shí)檢測(cè)反射鏡體的旋轉(zhuǎn)角度，作為控制壓電陶瓷執(zhí)行器產(chǎn)生微位移的反饋，當(dāng)反射鏡片因?yàn)檎駝?dòng)和沖擊而出現(xiàn)偏擺時(shí)由于沒有反饋而無法得到控制，反射鏡的抗振動(dòng)和抗沖擊能力差。

（2）由于柔性連接件的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度未受限制，在位移放大機(jī)構(gòu)帶動(dòng)柔性連接件產(chǎn)生推拉作用，以使反射鏡體旋轉(zhuǎn)時(shí)，柔性連接件容易在非工作方向上產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，從而影響反射鏡體旋轉(zhuǎn)角度的精度。

（3）在溫度變化時(shí)，鏡體連接部（相當(dāng)于本申請(qǐng)中的鏡架）會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)偏擺誤差，從而影響反射鏡體旋轉(zhuǎn)角度的精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種一維快速控制反射鏡，以提高抗振動(dòng)和抗沖擊能力。

本發(fā)明所述的一維快速控制反射鏡，包括反射鏡片、外框架、位移放大機(jī)構(gòu)和預(yù)壓緊在位移放大機(jī)構(gòu)內(nèi)的疊堆型壓電陶瓷執(zhí)行器，所述外框架為一體成型結(jié)構(gòu)，包括橫向底板、設(shè)在橫向底板兩側(cè)的相互平行的兩塊縱向側(cè)板、與橫向底板平行且橫貫兩塊縱向側(cè)板的橫梁和分別位于兩塊縱向側(cè)板上端中部的兩個(gè)鏡架，鏡架通過第一柔性鉸鏈與縱向側(cè)板連接，鏡架通過第一柔性連接件與橫梁的端部連接，所述位移放大機(jī)構(gòu)位于橫向底板與橫梁之間，且上部與橫梁固定連接、下部與橫向底板固定連接，所述反射鏡片的端部固定連接在鏡架上，鏡架與反射鏡片能繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)偏擺；所述反射鏡還包括電容式微位移傳感器，所述電容式微位移傳感器包括反映反射鏡片轉(zhuǎn)動(dòng)偏擺的動(dòng)極板和位于反射鏡片下方的第一、第二定極板組件，第一定極板組件與第二定極板組件相互平行的固定在傳感器支架上，且分別位于所述旋轉(zhuǎn)軸線下方兩側(cè)，第一定極板組件的第一定極板、第二定極板組件的第二定極板都與所述動(dòng)極板正對(duì)，傳感器支架固定連接在兩塊縱向側(cè)板的上安裝面上。當(dāng)反射鏡片角度變化（即反射鏡片轉(zhuǎn)動(dòng)偏擺）時(shí)，如果第一定極板與動(dòng)極板的間距增加，那么第二定極板與動(dòng)極板的間距就減小，如果第一定極板與動(dòng)極板的間距減小，那么第二定極板與動(dòng)極板的間距就增加，從而構(gòu)成差動(dòng)傳感。

所述動(dòng)極板有三種結(jié)構(gòu)形式：如果反射鏡片為導(dǎo)電體，則反射鏡片直接構(gòu)成動(dòng)極板；如果反射鏡片為非導(dǎo)電體，則動(dòng)極板為覆蓋在反射鏡片的非反光面上的導(dǎo)電膜或者導(dǎo)電極板。

所述橫梁的端部通過設(shè)在縱向側(cè)板的導(dǎo)向孔內(nèi)的柔性導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與縱向側(cè)板連接。柔性導(dǎo)向機(jī)構(gòu)限制了橫梁的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，約束了橫梁除豎直方向（即Z軸方向）以外的其他方向上的位移，提高了橫梁的位移精度，進(jìn)而提高了反射鏡片轉(zhuǎn)動(dòng)偏擺角度的精度。