[發明專利]一種最小位移量可變的模塊化物鏡驅動裝置

在審

• 申請號: 201910362764.8
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110018549A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 萬方;杜慧林;賴蛟嬌;翟石磊;周千千;孫安玉
• 申請（專利權）人: 蘇州中時醫療科技有限公司
• 主分類號: G02B7/04
• 分類號: G02B7/04;G02B7/14
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

本發明公開了一種最小位移量可變的模塊化物鏡驅動裝置。本發明包括致動模塊和物鏡安裝座；物鏡安裝座包含接觸機構、連桿傳動機構和物鏡安裝環；連桿傳動機構與接觸機構通過鉸接的第一和第二回轉副連接，物鏡安裝環通過連桿傳動機構上的安裝孔安裝在連桿傳動機構中央，并通過螺紋孔旋入緊釘實現完全固定；致動模塊產生單向線性微小形變；連桿傳動機構一端通過接觸機構與致動模塊連接，另一端與物鏡安裝環連接，并借此將致動模塊的微小形變傳遞到物鏡安裝環；物鏡安裝環徑向固定，通過傳動作用能夠進行軸向位置的變動。本發明物鏡安裝座和致動模塊間能夠自由拆卸組合，通過選用不同的物鏡安裝座模塊，來實現驅動物鏡時的最小位移量的改變。

技術領域

本發明屬于微驅動應用領域，涉及一種物鏡驅動裝置，具體涉及利用連桿機構進行位移放大的物鏡驅動裝置。本發明可適用于各類顯微成像場合如掃描型干涉儀，表面結構分析，生物和半導體測試裝置等。

背景技術

顯微成像系統在現代測量技術中有著廣泛應用，對于顯微成像系統而言，自動聚焦或變焦的最便捷手段就是實現對物鏡的驅動。傳統的物鏡驅動裝置多采用電機驅動或手動，精度較低，響應較慢，體積較大。

壓電物鏡驅動器擁有響應速度較快，精度較高，體積較小的優勢，但常見的壓電驅動器為使結構緊湊，多采用柔性鉸鏈傳動，高度集成造成無法快速改變位移放大倍率，柔性鉸鏈自身的性質導致剛度較低且系統遲滯有一定增加。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種可提高運動放大倍數，且能通過更換傳動組件快速改變放大倍數的物鏡驅動裝置。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種最小位移量可變的模塊化物鏡驅動裝置，包括致動模塊和物鏡安裝座；物鏡安裝座包含接觸機構、連桿傳動機構和物鏡安裝環；連桿傳動機構與接觸機構通過鉸接的第一回轉副和第二回轉副連接，物鏡安裝環通過連桿傳動機構上的安裝孔安裝在連桿傳動機構中央，并通過螺紋孔旋入緊釘實現完全固定；所述致動模塊產生單向線性微小形變；連桿傳動機構一端通過接觸機構與致動模塊連接，另一端與物鏡安裝環連接，并借此將致動模塊的微小形變傳遞到物鏡安裝環；所述物鏡安裝環徑向固定，軸向具有活動間隙，通過傳動作用能夠進行軸向位置的變動；且物鏡安裝座和致動模塊間能夠自由拆卸組合。

所述的致動模塊由疊層壓電陶瓷元件、抵持端和彈簧組成，兩個抵持端Ⅰ的內側分別貼合在左右分布設置的兩個疊層壓電陶瓷元件的兩個制動端上，彈簧的兩端分別與抵持端Ⅰ的內側相連接，且每個疊層壓電陶瓷元件的兩側均分布有一個彈簧，并通過彈簧提供的拉力使抵持端Ⅰ壓緊在壓電陶瓷元件的制動端上；所述的抵持端Ⅰ為長條形。

所述的物鏡安裝座中，接觸機構中的抵持端Ⅱ的內側與致動模塊的抵持端Ⅰ外側貼合，并由抵持端Ⅱ和外框之間的彈簧提供壓緊力，使致動模塊和物鏡安裝座相組合。

所述的抵持端Ⅱ和外框通過2個彈簧連接，彈簧的兩端分別與抵持端Ⅱ外側和外框的內側相連接；通過這種組合形式，物鏡安裝座和致動模塊之間能夠不通過其他工具進行拆卸和更換。

所述的連桿傳動機構的四個回轉副：第一回轉副、第二回轉副、第三回轉副、第四回轉副按照等腰梯形排列，四個回轉副分別位于等邊梯形的四個頂點，且均為鉸接。

本發明工作過程如下：

當在疊層壓電陶瓷元件上施加電壓后，由于逆壓電效應，疊層壓電陶瓷元件產生近似線性的形變，與抵持端Ⅰ貼合的疊層壓電陶瓷元件的兩個制動端間的距離增大，產生微小位移，通過互相貼合的抵持端Ⅰ與抵持端Ⅱ，該位移傳遞到抵持端Ⅱ的兩端之間；由于連桿傳動機構與接觸機構通過鉸接的第一回轉副和第二回轉副連接，所以疊層壓電陶瓷元件產生的位移最終傳遞到第一回轉副和第二回轉副之間，使第一回轉副和第二回轉副的間距增大。

本發明相對于現有技術的有益效果為：