[发明专利]一种一维快速控制反射镜

说明书

本发明公开了一种一维快速控制反射镜，包括反射镜片、外框架和执行器机构，外框架为一体成型结构，包括基座和两个镜架，外框架还包括杠杆机构，基座具有纵向侧板和两块横向侧板，两块横向侧板的一端各自通过一根第一柔性铰链与杠杆机构连接，镜架通过第二柔性铰链与横向侧板连接，通过第一柔性连接件与杠杆机构的位移放大输出端连接，执行器机构一端与纵向侧板固定连接，另一端与杠杆机构的位移输入板配合；反射镜还包括电容式微位移传感器，电容式微位移传感器包括反映反射镜片转动偏摆的动极板和位于反射镜片下方的构成差动传感的第一、第二定极板组件。该反射镜能提高抗振动和抗冲击能力，同时整体高度小，偏摆角度大。

技术领域

本发明属于快速控制反射镜领域，具体涉及一种一维快速控制反射镜。

背景技术

快速控制反射镜是一种在输入的电信号控制下实时调整镜面角度的装置，具有体积小、速度快、精度高等优点，能够实现高频率的角度指向、扫描和稳定，在自适应光学补偿、视觉跟踪、图像稳定等方面有着广泛的应用。

现有的快速控制反射镜主要有音圈电机驱动和压电陶瓷驱动两种驱动方式，一般来说，前者扫描角度较大但谐振频率较低，后者扫描角度较小但是扫描频率高。

CN103823302A公开了一种一维快速控制反射镜，其采用压电陶瓷驱动，能够提供单纯的角度偏转，整体结构紧凑。但是其仍然存在如下问题：（1）不能实时检测反射镜体的旋转角度，作为控制压电陶瓷执行器产生微位移的反馈，当反射镜片因为振动和冲击而出现偏摆时由于没有反馈而无法得到控制，反射镜的抗振动和抗冲击能力差。（2）反射镜整体高度较高，并且反射镜片转动偏摆角度范围较小。

发明内容

本发明的目的是提供一种一维快速控制反射镜，以在提高抗振动和抗冲击能力的同时减小反射镜整体高度，保证大角度偏摆。

本发明所述的一维快速控制反射镜，包括反射镜片、外框架和执行器机构，所述外框架为一体成型结构，包括基座和两个镜架，反射镜片的端部固定连接在镜架上；所述外框架还包括杠杆机构，所述基座具有纵向侧板和两块横向侧板，两块横向侧板的一端分别与纵向侧板的端部连接，两块横向侧板的另一端各自通过一根作为支点的第一柔性铰链与杠杆机构连接，两个镜架分别位于两块横向侧板和杠杆机构上方，镜架通过第二柔性铰链与横向侧板连接，镜架通过第一柔性连接件与杠杆机构的位移放大输出端连接，所述执行器机构位于外框架内，且一端与纵向侧板固定连接，另一端与杠杆机构的位移输入板配合，在执行器机构的驱动下，通过杠杆机构、横向侧板、第一柔性连接件和第二柔性铰链之间的相互作用，能使镜架与反射镜片绕旋转轴线转动偏摆；所述反射镜还包括电容式微位移传感器，所述电容式微位移传感器包括反映反射镜片转动偏摆的动极板和位于反射镜片下方的第一、第二定极板组件，第一定极板组件与第二定极板组件相互平行的固定在传感器支架上，且分别位于所述旋转轴线下方两侧，第一定极板组件的第一定极板、第二定极板组件的第二定极板都与所述动极板正对，传感器支架固定连接在基座内。当反射镜片角度变化（即反射镜片转动偏摆）时，如果第一定极板与动极板的间距增加，那么第二定极板与动极板的间距就减小，如果第一定极板与动极板的间距减小，那么第二定极板与动极板的间距就增加，从而构成差动传感，可以提高抗干扰能力。

所述动极板有三种结构形式：如果反射镜片为导电体，则反射镜片直接构成动极板；如果反射镜片为非导电体，则动极板为覆盖在反射镜片的非反光面上的导电膜或者导电极板。

所述杠杆机构的位移输入板上设置有预压紧机构，预压紧机构的预压紧方向与所述执行器机构的伸缩方向平行，预压紧机构使反射镜片在非工作状态下与第一、第二定极板之间存在初始夹角，通过预压紧机构与执行器机构的相互作用，可以实现反射镜片绕旋转轴线顺时针方向的转动偏摆和逆时针方向的转动偏摆。