Устройство для перемещения изображения

 

(i i 651 296

ОП NCAHNK

ИЗОБРЕТЕН Ия

Социалнетнческин

Республик (6!) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 18.10.76 (2t) 2413253/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетОпубликовано 05.03.79.Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 08,03,79

2 (5t) М. Кл.

С 02 Г 1/29

Гкударатаенный нам тат

СССР на делам наааратаннй н атнрапнй (53) УДК 535.8 (08 8.8) (72) Авторы изобретения

А. A Фадеев и Е. И. Сомов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при создании систем сканирования, стабилизации и фокусировки изображения в оптических инструментах различного назначения, например, астрономических телескопах.

Известны устройства для перемещения изображения, содержащие отражатель и пьезокерамический преобразователь в качестве привода, предназначенные для отклонения луча в телесном и плоском

y me j1$.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является yer ройство для отклонения пуча, содержащее корпус, отражатель и пьезоэлектри ческий привод отражателя, шарнирно закреплейный в корпусе посредством эластичных электроизоляционных прокладок, выполненный в виде трубчатого пьезоэлемента с радиальной поляризацией, имеющей один общий внутренний и четыре внешних продольно расположенных электрода; плоскости симметрии противолежащих электродов взаимно перпендикулярны; направление радиальной поляри-, зации участков трубчатого пьезоэлемента под противолежащими электродами

5 противоположны (2J.

Недостатком такого типа устройств является невозможность обеспечить перемещение изображения по трем координатам, а также наличие трущихся частей в местах шарнирного крепления пьезопривода, снижающих точность перемещения изображения.

Бель предлагаемого изобретениясоздание устройства, обеспечивающего

15 независимые друг от друга перемещения изображения по трем координатам и повышение точности перемещений.

Для этого в известное устройство введен преобразователь напряжений, входы которого связаны с датчиком командных напряжений, выходы соединены с электродами пьезоэлемента, ближнее к отражателю шарнирное крепление выпоп651296 неко в виде плоской тонкостенной копь цеобразной мембраны, жестко закреппенной по внутренней кромке к пьезоэпе-. менту, по внешней - к корпусу, Кроме того, s устройстве поверхности пьезоэлемента и мембраны облицованы слоем вибропоглощающего материапа, например, антивибрита.

На фиг, 1 и фиг. 2 дана схема пред лагаемого устройства; на фиг. 3 иэобра жан ход пучей при подаче командного напряжения.

Трубчатый пьезоэлемент 1 с помощью прикпеенной к нему апектронзоляционной прокладки 2 шарнирно закреплен одним концом в двух взаимно перпендикулярных ппоскостях к корпусу 3. Другой, бпижний к отражатепю конец пъезоапеманта с помощью жестко закрепленной на нем переходной втупки 4 и плоской тонкостенной кольцеобраэной мембраны 5,, шарнирно соединен с корпусом 3, Это обеспечивается жестким закреплением внутренней кромки мембраны на переходной втупке 4, а наружной кромки - к корпусу 3; отражатепьный элемент 6 жестко крепится к переходной втупке 4, Поверхности пьезоэпемента 1 и мембраны 4 обпицованы споем вибропоглошающего материала 7, например, антивибритав

Пьезоэлемент 1 имеет пять электродов: один общий Эд, расположенный на внутренней поверхности, и четыре наружных (Э1- Э, ), расположенных вдопь элемента так, что ппоскости симметрии щютиволежаших электродов взаи мно перпендикупярны. Поляризация пьезаэпе мента радиапьная, но направпения.,попяризации его участков под противопежашими апектродами противоположны. Выходы преобразоватепя 8 командных на: пряжейий через клеммы K - K> соеди нены с эпектродами Э - Э <

Предпагае мое устройство работает следующим образом.

При подаче управляющего напряжения

3 напряженности электрического поля

K под алектродами Э1 и Э направпены радиально и симметрично относитепьно оси цилиндра, Направпения жэ радиальной попяризации под этими электродами противопопожны, поэтому участки пьезоапемента под этими апектродами за счет поперечного обратного пьезоэффекта деформируются по дпине в противоположных направпениях, следовательно, происходит изгиб трубчатого пьезоапемента с отражателем в плоскости ХОК, что вызывает перемещение изображения в атой же ппоскости. Это не приводит к возникновению разности потенциапов

5. между кпеммами К,К и К за счет прямого пьезоэффекта, так как поповины участков трубчатого пъезоэпемента под каждым из электродов Э и Э4 деформируются в противопопожных направпениях и эпектрически компенсируют друг д )уг &»

То же происходит и при подаче напряжения U ° В этом случае происходит изгиб трубчатого элемента с отражателем в плоскости ХОУ, что выэыва ет перемещение изображении в этой же ппоскости. При подаче одновременно на« пряжений М иц происходит изгиб по обеим плоскостям, пропорциональный этим напряжениям, и перемещение изображения по двум координатам, При подаче напряжения ling, получим линейное удлинение (или укорочение, в зависимости от знака этого напряжения) 5 пъезоэпемента, в результате чего проиоходит перемещение отражателя вдоль оси ОХ, Одновременно происходит накпон отражателя в плоскости XOZ, так как под одним участком увепичивается напряжение (0 ), а под другим уменьшается (U. ). В результате этого участки пьезоэпемента под электродами Э и Э удпиняются (ипи укорачиваются) неодинаково.

Для перемещения изображения точки

А вдоль осиО подается командное напряжение З <„>,(ôèã. 3).

Под действием этого напряжения отражатель из положения 1 перемещается

40 1 вдоль оси ОХ в положение 1 и перемещает изображение точки А в положение

1 I

А в ппоскости ББ . Для возвращения

l изображения точки А на ось 0 отраЦ жатепь поворачивается в положение 1

45 в резупьтате чего изображение точки ! и

А перемещается в попожение А

Подача всех трех напряжений (Uy, 13>, 0 ) приводит к перемещению изоб50 ражения по трем координатам.

Использование предпагаемого устройства позвопяет получить перемещение изображения по трем коордйнатам с помощью одного привода, что существенно

55 уменьшает потребляемую мощность и уменьшает вес и габариты всего устройства. Кроме того, введение мембраны и покрытие поверхностей пьезрэлемента. и мембраны вибропоглошающим материалом позволяет повысить точность перемещений изображения, вследствие устранения сил сухого трения и повышении виб роустойчивости.

Формула изобретения

l. Устройство для перемещения изображения, содержащее корпу с, отражатель и пьезокерамический привод, выполненный в виде трубчатого пьезоэлемента с радиальной поляризацией, одним общим внутренним и четырьмя внешними продольно расположенными электродами, причем направление поляризации под его противолежащими электродами противоположны, а плоскости симметрии противолежащих электродов взаимноперпендикулярны, с ближним и дальним по отношению к отражателю шарнирным креплением по краям с корпусом, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью обеспечения независимых друг от друга переме шений изображения по трем координатам и повышения точности перемещения, в него введен преобразователь командных напряжений, выходы которого соединены с электродами пьезоэлемента, ближнее к отражателю шарнирное крепление выполнено в виде плоской тонкостенной кольцеобразной мембраны, жестко закрепленной по внутренней кромке к пьезоэле © менту, по внешней - к корпусу.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что поверхности пьезоэлемента и мембраны облицованы слоем вибропоглошаюшего материала, например, антивибрита.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Глозман И. Пьезокерамические материалы в электронной технике, МЛ., З «Энергия», 1965, 65 5.

2. Лвторское свидетельство СССР

¹ 543301 от 25.04.76 с приоритетом от 01.07.75.

Составитепь B. Маспенников

Редакжр.Ё. Павпов Техред Й. Бабурка Корректор Л. Василина

Заказ 801/43 Тираж 587 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета СССР о депам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-25, Раушская наб., д. 4/5

Фипиап ППП «Патент«, г. Ужгород, уп. Проектная, 4