[發明專利]一種高精度微掃描裝置

在審

• 申請號: 201910014447.7
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109491078A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 顧國華;朱琳;隋修寶;陳錢;李悟馨;袁錦飛;蔡貴霞;蔣桐;于雪蓮;錢惟賢;何偉基;花睿
• 申請（專利權）人: 南京理工大學;南京理工晟奧光電科技有限公司
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 吳茂杰

本發明公開一種高精度微掃描裝置，包括與微掃描機構框架(12)內側固定連接的第一壓電陶瓷(10)和第二壓電陶瓷(11)，還包括二維位移框架(1)、第一柔性鉸鏈(2)和第二柔性鉸鏈(3)；所述二維位移框架(1)一端通過第一柔性鉸鏈(2)與第一壓電陶瓷(10)相連，二維位移框架(1)與此相鄰的另一端通過第二柔性鉸鏈(3)與第二壓電陶瓷(11)相連；所述第一柔性鉸鏈(2)與第二柔性鉸鏈(3)相互垂直。本發明的高精度微掃描裝置，位移精度高、結構簡單。

技術領域

本發明屬于光電成像設備技術領域，特別是一種位移精度高、結構簡單的高精度微掃描裝置。

背景技術

光電成像技術是是適應信息社會的需要而迅速成為新技術分支學科，這一類先進技術有效的擴展了自身的視覺能力，利用光電成像技術，就可以在全黑的夜空下不用照明就能和白天一樣看清周圍景物，可將景物在常溫下的輻射轉化成可見的圖像信息，可通過視頻信號的轉換完成圖像的傳輸，存儲以及處理等功能。近10年來，隨著我國紅外成像理論的發展，以及熱成像系統的功能越來日益復雜和完善，探測器及其材料技術日益成熟的今天，紅外成像系統已在軍事以及民用領域得到了廣泛的應用。

但是由于紅外成像受其材料和制作工藝的影響，陣列規模不大，像元尺寸不夠小且陣列的填充因子達不到100％,因此,通常紅外焦平面陣列空間采樣頻率不能達到系統尼奎斯特頻率的二倍。紅外圖像像因欠采樣而引起的信號混淆,因低分辨率傳感點擴散而造成的高頻部分丟失,使紅外圖像模糊,不能以探測器的真正極限分辨率再現圖像細節,成像系統產生的圖像并不是目標場景的完美再現。這些影響主要是信號混淆；

減少混淆的一種方法就是采用填充因子為100％的探測器陣列。然而,探測器陣列的結構組織又決定了填充因子達不到100％。另一種減少混淆的方法就是增加探測器陣列的采樣頻率,增加探測器陣列中探測器的數目,但是從結構構造的觀點來看這種方法不易實現；人們自然就要尋求不增加探測器的數目而提高采樣頻率的方法,這就促成了微掃描技術的產生。

近年來提出的基于光學微掃描的圖像高分辨率重構方法有效且經濟地解決了紅外圖像分辨率過低的問題。中國發明專利“一種基于壓電陶瓷和滑動導軌的高精密可控微掃描裝置”(申請號：201110228412.7，公開日：2012.3.21)公開了一種基于壓電陶瓷和滑動導軌的高精度可控微掃描裝置，其包括垂直移動框架、水平移動框架、微掃描機構框架、第一垂直燕尾槽、第二垂直燕尾槽、第三垂直燕尾槽、第四垂直燕尾槽、第一水平燕尾槽、第二水平燕尾槽、第三水平燕尾槽、第四水平燕尾槽、第一滾珠、第二滾珠、第三滾珠、第四滾珠、第一壓電陶瓷、第二壓電陶瓷；垂直移動框架安裝于水平移動框架內部，并通過第一壓電陶瓷將二者連接；其中，第一垂直燕尾槽與第三垂直燕尾槽、第二垂直燕尾槽與第四垂直燕尾槽呈相互扣合狀態；水平移動框架安裝于微掃描機構框架內部，并通過第二壓電陶瓷將二者連接；其中，第一水平燕尾槽與第三水平燕尾槽、第二水平燕尾槽與第四水平燕尾槽呈相互扣合狀態；在第一垂直燕尾槽與第三垂直燕尾槽間裝有第一滾珠；在第二垂直燕尾槽與第五垂直燕尾槽間裝有第二滾珠；在第一水平燕尾槽與第三水平燕尾槽間裝有第三滾珠；在第二水平燕尾槽與第四水平燕尾槽間裝有第四滾珠；將第一壓電陶瓷的一端與垂直移動框架相連，另一端與水平移動框架相連；將第二壓電陶瓷的一端與水平移動框架相連，另一端與微掃描機構框架相連。

從上述裝置的結構可以看出，其存在如下諸多不足:

首先，水平方向上的壓電陶瓷要驅動垂直方向上的壓電陶瓷，垂直移動框架和水平移動框架，即水平方向上的負載較大，水平位移方向有較大的微掃描誤差，不能實現準確且穩定的微掃描。

其次，其使用滑動導軌，加工難度大，抗震性較差，且需要定期進行導軌的潤滑與防護。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高精度微掃描裝置，位移精度高、結構簡單。

實現本發明目的的技術解決方案為：