[发明专利]一种光电‑压电‑静电驱动的微镜微调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种微镜微调节驱动装置，特别是一种光电-压电-静电复合驱动的微镜微调节装置。

背景技术

微镜被广泛应用于光学仪器、光存储器、投影仪和扫描仪等设备中。近年来，通过对微镜配备不同功能的驱动装置，可以实现对入射光强度和相位的调制以及光路的选通，使得微镜具有光开关、自适应光学校正等功能。传统的微镜调节装置采用精密丝杆副及滚动导轨、精密螺旋楔块机构、蜗轮-蜗杆机构、齿轮-杠杆式机构等机械传动式驱动，由于机械摩擦、间隙、爬行等原因，很难一次性定位成功，往往需要进行微调节。对于压电驱动、电磁驱动、电热驱动和静电驱动的微镜微调节机构，需要导线连接，易受到电磁噪声干扰。对于真空或者特定操作环境下，我们无法直接操作控制，需要一种非接触式控制装置。

本课题组之前申报的专利号为201310442565.0的发明专利公开了一种光电陶瓷驱动的微镜微调装置，该装置利用光电陶瓷的光致形变效应驱动微镜进行微调节，可以直接将光能转化机械能，驱动微镜平移和旋转，使结构更加紧凑，但是该装置在响应速度方面有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光电-压电-静电复合驱动的微镜微调节装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种光电-压电-静电驱动的微镜微调节装置，包括粗动台、Y方向压电薄膜驱动器一、光电陶瓷、Y方向固支梁放大机构、Y方向柔性铰链、Y方向光电陶瓷、Y方向压电薄膜驱动器二、Y方向位移微调节平台、X方向压电薄膜驱动器一、X方向柔性铰链、X方向固支梁放大机构、X方向光电陶瓷一、X方向滚珠导轨、X方向压电薄膜驱动器二、X方向光电陶瓷二、Y方向滚珠导轨机构、X方向位移微调节平台；

粗动台上设置Y方向固支梁放大机构，该Y方向固支梁放大机构的两端固连在粗动台上表面，Y方向固支梁放大机构的一侧层合Y方向压电薄膜驱动器一和Y方向压电薄膜驱动器二，该两个压电薄膜驱动器位于Y方向固支梁放大机构的两端，Y方向固支梁放大机构的另一侧固连Y方向柔性铰链，光电陶瓷和Y方向光电陶瓷均位于粗动台上，其中光电陶瓷和Y方向压电薄膜驱动器一相串联，Y方向光电陶瓷和Y方向压电薄膜驱动器二相串联，粗动台上设置Y方向滚珠导轨机构，该滚珠导轨机构包括两条相互平行的导轨，Y方向位移微调节平台位于Y方向滚珠导轨机构上并与Y方向柔性铰链的另一端固连，该Y方向位移微调节平台在Y方向柔性铰链的驱动下沿Y方向滚珠导轨机构平移；

Y方向位移微调节平台上设置X方向固支梁放大机构，该X方向固支梁放大机构的两端固连在Y方向位移微调节平台的上表面，X方向固支梁放大机构的一侧层合X方向压电薄膜驱动器一和X方向压电薄膜驱动器二，该两个压电薄膜驱动器位于X方向固支梁放大机构的两端，X方向固支梁放大机构的另一侧固连X方向柔性铰链，设置在粗动台上的X方向光电陶瓷一和X方向光电陶瓷二分别与X方向压电薄膜驱动器一、X方向压电薄膜驱动器二串联，Y方向位移微调节平台上设置两条相互平行的X方向滚珠导轨，X方向位移微调节平台位于X方向滚珠导轨上，该X方向位移微调节平台与X方向柔性铰链的另一端固连，并且在X方向柔性铰链的驱动下沿X方向滚珠导轨平移，X方向位移微调节平台上装有两个微镜俯仰调节机构。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明的光电-压电-静电复合驱动的微镜微调节装置利用光电陶瓷的光生电压效应以及压电薄膜的逆压电效应，使光能直接转化为机械能，取消了中间机械传动环节，使结构简单紧凑；2)本发明的装置的驱动源为紫外光，可实现光控非接触式驱动，避免了电磁噪声干扰，适用于各种介质环境工作；3)本发明利用的光电陶瓷的光生电压效应相比于光致伸缩效应，响应速度更快。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为光电-压电-静电复合驱动微镜微调节装置立体图。

图2为光电-压电-静电复合驱动微镜微调节装置平面示意图。

图3为滚动导轨机构示意图。

图4为光照前光电-压电复合驱动微位移调节装置示意图。

图5为光照后光电-压电复合驱动微位移调节装置示意图。

图6为俯仰机构光电-静电复合驱动装置示意图。