CN103268012A - 用于变形镜的驱动装置和变形镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变形镜及其驱动装置。所述驱动装置包括：基座、前传递件和后传递件、驱动件、定位件、弹性件和微调旋钮。所述基座的前后表面上分别设有前安装槽和后安装槽，所述前传递件与所述后传递件相连且所述前传递件和所述后传递件分别设在所述前安装槽和所述后安装槽内，所述驱动件与所述后传递件相连，所述驱动件设在所述定位件上，所述弹性件设在所述前传递件与所述后传递件之间，所述微调旋钮与所述驱动件相连以便驱动所述驱动件在前后方向上移动。根据本发明实施例的驱动装置使用方便，结构紧凑，结构模块化，位移传递精密度高而且直线度高。

Description

用于变形镜的驱动装置和变形镜

技术领域

本发明涉及自适应光学技术领域，尤其是涉及一种用于变形镜的驱动装置和变形镜。

背景技术

变形镜又称变形反射镜，主要运用于各种自适应光学系统之中。变形镜作为波前校正器件校正波前误差，在自适应光学系统中起着极其重要的作用，是自适应光学系统中的重要部件之一。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于变形镜的驱动装置，该驱动装置可以改变能动光学的光学元件面形，并且使用方便，结构紧凑，结构模块化，位移传递精密度高而且直线度高。

本发明的另一个目的在于提出一种具有所述驱动装置的变形镜。

根据本发明第一方面实施例的驱动装置包括：基座，所述基座的前后表面上分别设有前安装槽和后安装槽，所述前安装槽与所述后安装槽连通；前传递件和后传递件，所述前传递件与所述后传递件相连且所述前传递件和所述后传递件分别设在所述前安装槽和所述后安装槽内；驱动件，所述驱动件与所述后传递件相连以便驱动所述后传递件和所述前传递件在前后方向上移动；定位件，所述定位件设在所述后安装槽内且与所述后传递件相连，所述驱动件设在所述定位件上；弹性件，所述弹性件设在所述前传递件与所述后传递件之间且与所述后安装槽的前壁相连；和微调旋钮，所述微调旋钮可旋转地且可前后移动地设在所述基座上，所述微调旋钮与所述驱动件相连以便驱动所述驱动件在前后方向上移动。

后传递件和前传递件用于传递位移量，当驱动件产生位移时，能够直接通过后传递件和前传递件将该位移量进行传递。具体而言，将微调旋钮向前旋进，可以驱动该驱动件向前移动，驱动件可以驱动前传递件产生正向（向前）位移。其中，后传递件、前传递件和驱动件构成传递模块。

此外，当微调旋钮向前旋进时，还可以依次通过驱动件和后传递件向弹性件产生压紧的作用，弹性件即可为驱动装置提供预紧力。当弹性件回复其原有状态时，可提供回复力使镜体产生负向（向后）位移。其中，通过选用不同材质型号的弹性件，且调整微调旋钮的深度，可以改变该预紧力的大小，能够满足能动光学中不同刚度光学元件的面形变化。弹性件构成回复模块。

因此，根据本发明实施例的驱动装置可以方便地调整变形镜的镜形，结构紧凑，功能模块化，调节精度高、直线度高。另外，根据本发明的驱动装置还具有如下附加技术特征：

根据本发明实施例的用于变形镜的驱动装置还可具有如下技术特征：

根据本发明的一个实施例，用于变形镜的驱动装置还包括后固定件，所述后固定件设在所述基座上且覆盖所述后安装槽，所述微调旋钮可旋转地且可前后移动地设在所述后固定件上。

根据本发明的一个实施例，用于变形镜的驱动装置还包括垫片，所述垫片位于所述驱动件与所述微调旋钮之间且分别与所述驱动件和所述微调旋钮相连。

根据本发明的一个实施例，所述弹性件为碟簧。

根据本发明的一个实施例，用于变形镜的驱动装置还包括润滑件，所述润滑件位于所述前传递件与所述后传递件之间且分别与所述前传递件和所述后传递件相连。

根据本发明的一个实施例，用于变形镜的驱动装置还包括：锁紧件，所述锁紧件设在所述前安装槽内，所述锁紧件在锁紧所述前传递件的锁紧状态与松开所述前传递件的松开状态之间可转换地与所述前传递件相连；和钥匙，所述钥匙与所述锁紧件相连以便驱动所述锁紧件在所述锁紧状态与所述松开状态之间转换。

根据本发明的一个实施例，所述基座内还设有与所述前安装槽连通的钥匙孔，所述钥匙通过所述钥匙孔与所述锁紧件相连。

根据本发明的一个实施例，用于变形镜的驱动装置还包括前固定件，所述前固定件设在所述基座上且覆盖所述前安装槽，所述前传递件的前端穿过所述前固定件。

根据本发明的一个实施例，用于变形镜的驱动装置还包括：第一润滑垫，所述第一润滑垫与所述锁紧件相连；和第二润滑垫，所述第二润滑垫位于所述前固定件与所述第一润滑垫之间且分别与所述前固定件和所述第一润滑垫相连。

根据本发明实施例的变形镜，包括：驱动装置，所述驱动装置为根据本发明第一方面实施例所述的用于变形镜的驱动装置；和镜体，所述镜体与所述前传递件的前端相连。

驱动装置应用到变形镜中，可以为镜体提供变形力和回复力，并且能够达到较高的位移传递精度。因此，根据本发明实施例的变形镜通过设置驱动装置，从而可以利用驱动装置方便地驱动镜体移动，即可以改变镜体的面形，并且能够达到较高的调节精度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

根据本发明实施例的变形镜通过设置驱动装置，从而可以利用驱动装置方便地驱动镜体移动，即可以改变镜体的面形，并且能够达到较高的调节精度。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的变形镜立体图，其中示出了一个驱动装置的爆炸图；

图2是图1所示的变形镜另一个角度的立体图，其中示出了一个驱动装置的另一个角度的爆炸图；

图3是根据本发明实施例的变形镜的剖面图，其中示出了一个驱动装置的内部结构；

图4是根据本发明实施例的变形镜的立体图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面首先参考图1-图4描述根据本发明第一方面实施例的驱动装置100。驱动装置100用于安装在变形镜300上，用以驱动变形镜300的镜体200移动，以调整其镜形。

根据本发明实施例的驱动装置100，如图1-图3所示，包括基座7、前传递件2、后传递件10、弹性件9、定位件12、驱动件11和微调旋钮15。其中，镜体200与前传递件2相连。前后方向例如图1-图3中的箭头所示。

基座7作为驱动装置100的安装基体，用于安装驱动装置100的其他部件。基座7的前表面上设有前安装槽，前传递件2设在前安装槽内，基座7的后表面上设有后安装槽，后传递件10设在后安装槽内，其中前安装槽与后安装槽连通，前传递件2与后传递件10相连，例如前传递件2与后传递件10可通过螺纹旋紧。

驱动件11与后传递件10相连以便驱动后传递件10和前传递件2在前后方向上移动。由于镜体200与前传递件2相连，当后传递件10和前传递件2在前后方向上移动时，可以带动镜体200在前后方向上移动，进而达到调整镜形的作用。

驱动件11设在定位件12上，具体地，定位件12内部具有沿前后方向贯通的孔，驱动件11设在该孔内，以利用定位件12定位驱动件11的位置，即限制驱动件11只可沿其轴向运动，进而保证驱动件11对后传递件10和前传递件2的驱动力的方向仅沿其轴向，由此使位移传递更具精密性而且直线度高。其中定位件12设在后安装槽内且定位件12与后传递件10相连。

微调旋钮15可旋转地且可前后移动地设在基座7上，微调旋钮15与驱动件11相连以便驱动该驱动件11在前后方向上移动。

弹性件9设在前传递件2与后传递件10之间，且弹性件9的前端与后安装槽的前壁相连，当弹性件9伸长时，可通过其具有的弹性势能驱动后传递件10向后移动，进而后传递件10带动前传递件2向后移动，由此可以使前传递件2带动镜体200向后移动，以达到调整镜形的作用。

综上所述，后传递件10和前传递件2用于传递位移量，当驱动件11产生位移时，能够直接通过后传递件10和前传递件2将该位移量进行传递。具体而言，将微调旋钮15向前旋进，可以驱动该驱动件11向前移动，驱动件11可以驱动前传递件2产生正向（向前）位移。其中，后传递件10、前传递件2和驱动件11构成传递模块。

此外，当微调旋钮15向前旋进时，还可以依次通过驱动件11和后传递件10向弹性件9产生压紧的作用，弹性件9即可为驱动装置100提供预紧力。当弹性件9回复其原有状态时，可提供回复力使镜体200产生负向（向后）位移。其中，通过选用不同材质型号的弹性件9，且调整微调旋钮15的深度，可以改变该预紧力的大小，能够满足能动光学中不同刚度光学元件的面形变化。弹性件9构成回复模块。

因此，根据本发明实施例的驱动装置100可以方便地调整变形镜300的镜形，结构紧凑，功能模块化，调节精度高、直线度高。

如图2-图4所示，在本发明的一些实施例中，驱动装置100还包括后固定件14。后固定件14设在基座7上且覆盖后安装槽，微调旋钮15可旋转地且可前后移动地设在后固定件14上。通过设置后固定件14从而可以方便地将微调旋钮15设在基座7上。

如图1和图3所示，进一步地，驱动装置100还包括前固定件3，前固定件3设在基座7上且覆盖前安装槽，前传递件2的前端穿过前固定件3。通过设置前固定件3可以方便地将前传递件2安装到基座7上，由此可以使驱动装置100的结构更加合理。

而且通过设置后固定件14及前固定件3，可将驱动装置100内的其他配件（例如前传递件2、后传递件10、弹性件9、定位件12、驱动件11和微调旋钮15）固定在基座内，以起到保护的作用。

如图2和图3所示，优选地，驱动装置100还包括垫片13，垫片13位于驱动件11与微调旋钮15之间且分别与驱动件11和微调旋钮15相连。垫片13放在驱动件11与微调旋钮15之间，其目的是避免微调旋钮15旋转时产生的剪切力直接作用在驱动件11上，由此当旋转微调旋钮15时不会破坏驱动件11，进一步提高驱动件11的使用寿命。

有利地，驱动装置100还包括润滑件8，润滑件8位于前传递件2与后传递件10之间且分别与前传递件2和后传递件10相连。通过设置润滑件8从而可以减小前传递件2和后传递件10在移动过程中的摩擦力，并保证传递件的轴向运动。由此，也可以在一定程度上延长驱动装置100的使用寿命，提高驱动装置100的调节精度。

在本发明的一个具体示例中，如图3显示的驱动装置100的剖面图，可以看到后传递件10的前部套有润滑件8，润滑件8由聚四氟乙烯制成，其外径正好能够固定在基座7内部。通过润滑件8的安装能够降低后传递件10的摩擦阻力，并保证能够轴向运动。

如图3和图4所示，驱动装置100还包括锁紧件6和钥匙16。

锁紧件6设在前安装槽内，锁紧件6与前传递件2相连，且锁紧件6可在锁紧前传递件2的锁紧状态与松开前传递件2的松开状态之间转换，这里需要理解的是，前传递件2的锁紧状态是指前传递件2在前后方向上的位置保持固定不变，前传递件2的松开状态是指前传递件2在前后方向上的位置可以在相应地配件的驱动下改变。钥匙16与锁紧件6相连，以便驱动锁紧件6在该锁紧状态与松开状态之间转换。

在当驱动装置100内部部件损坏或需要更换其他配件时，可以利用锁紧件6将前传递件2锁紧，再更换驱动装置100内部的配件，由此避免在更换配件时造成前传递件2的位置的改变，而使变形镜300的相应的镜形的改变。此外，基座7内还设有与前安装槽连通的钥匙孔161，钥匙16通过钥匙孔161与锁紧件6相连。由此，可以锁紧件6可以设在邻近在前传递件2的位置上，避免锁紧件6的结构过大。

具体而言，在更换驱动装置100内部部件时，可以将钥匙16插入钥匙孔161，将钥匙16旋转90°，钥匙头将锁紧件6撑起，撑起的锁紧件6将前传递件2抱死，不再产生位移。当驱动装置100内部部件更换完毕后，将锁紧件6回位，旋松钥匙16并拔出。这样便于驱动装置100的维护，不破坏维护前提供的预紧力的大小。

钥匙16顶端可为灯笼状，当钥匙16插入钥匙孔161的底部后，钥匙16可以旋转并能撑起锁紧件6，使锁紧件6抱死前传递件2。锁紧件6与钥匙16可构成驱动装置100的锁紧模块。

有利地，如图1和图3所示，驱动装置100还包括第一润滑垫5和第二润滑垫4。第一润滑垫5与锁紧件6相连。第二润滑垫4位于前固定件3与第一润滑垫5之间且第二润滑垫4分别与前固定件3和第一润滑垫5相连。

第二润滑垫4和第一润滑垫5都安装在基座7上，具体地，第二润滑垫4和第一润滑垫5都安装在锁紧件6前端，第二润滑垫4和第一润滑垫5都起到减小锁紧件6在发生动作时的摩擦力。由此，也可以在一定程度上延长驱动装置100的使用寿命。

在本发明的一个优选实施例中，弹性件9为碟簧。由于碟簧具有成本低，材料、规格广泛且易寻，所以，通过在驱动装置100中利用碟簧构成弹性件9，可以降低驱动装置100的制造成本。

简言之，驱动装置100共分为传递，回复，锁紧，润滑等4部分，每个部分有单独的功能。这样大大方便了机构的维修和更换。并且方便机构增加功能模块从而实现更大口径能动光学镜面的面形调整。

传递部分由前传递件2、驱动件11和后传递件10共同组成。驱动件11是位移的根本来源，当驱动件11向前伸展为变形镜300提供正向位移。

将定位件12安装在后传递件10后部，再将驱动件11放入定位件12中心，其目的是保证驱动件11的轴向运动。垫片13放在定位件12后部，其目的是当微调旋钮15旋转时产生的剪切力不直接作用在驱动件11上破坏驱动件11。微调旋钮15为整个驱动装置100提供预紧力，调节微调旋钮15深度来改变预紧力大小。

回复部分由弹性件9构成，当驱动件11收缩时，由于先前弹性件9的预紧作用，可使弹性件9推动后传递件10产生负向位移，从而带动前传递件2产生负向位移。

锁紧部分由锁紧件6和钥匙16构成，当驱动装置100内有配件需要更换时，可将驱动装置100内的配件拆下，但由于拆卸过程中先前加入的预紧力会被破坏，这时插入钥匙16并旋转即可利用锁紧件6将前传递件2的位置进行固定，以使预紧力不变。

润滑部分有三个配件：润滑件8、第二润滑垫4和第一润滑垫5。润滑件8安放在基座7内部，以减小前传递件2和后传递件10位移时产生的摩擦力，并保证前传递件2和后传递件10的轴向运动。第二润滑垫4和第一润滑垫5都安放在基座7前部，锁紧件6前端，这两个润滑垫都起到减小锁紧件6在发生动作时所产生的摩擦力大小的作用。

根据本发明实施例的驱动装置100具有使用方便，结构紧凑，结构模块化，位移传递精密度高而且直线度高，可传递的力大，同时制造成本很低。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的驱动装置100的安装和使用方法。

首先，将锁紧件6安装在基座7内，再将第二润滑垫4、第一润滑垫5放入锁紧件6的前侧，再将前固定件3安装在基座7的前侧，以将上述三个配件固定在基座7内。

然后，将前传递件2放入基座7前部，润滑件8放入前传递件2后侧，再将后传递件10套上弹性件9后放置在润滑件8的后部，旋转前传递件2以使前传递件2和后传递件10通过螺纹连接紧密。

其次，将定位件12放入基座7内，使其前端与后传递件10接触，再将驱动件11放入定位件12内部的通孔内，并使得驱动件11的前端与后传递件10接触。安装垫片13，使垫片13与驱动件11的后端接触。再将后固定件14固定在基座7的后侧，并将微调旋钮15旋入后固定件14中并顶住垫片13，再将微调旋钮15向前旋进以压缩弹性件9，为驱动装置100提供预紧力。

当驱动件11伸长时，推动前传递件2向前运动，带动镜体200致动点向前运动。当驱动件11收缩时，弹性件9伸展，带动后传递件10向后运动，后传递件10拉动前传递件2同时向后运动，由前传递件2拉动镜体1致动点向后运动。

根据本发明第二方面实施例的变形镜300，图1-图4所示，包括驱动装置100和镜体200。

驱动装置100为根据本发明第一方面实施例所述的用于变形镜300的驱动装置100。镜体200与前传递件2的前端相连。

这里需要说明的是，本发明的变形镜300可以具有多个驱动装置100，多个驱动装置100可分别驱动镜体200的不同位置的形变，由此镜体200可以具有较大的面积。

驱动装置100应用到变形镜300中，可以为镜体200提供变形力和回复力，并且能够达到较高的位移传递精度。因此，根据本发明实施例的变形镜300通过设置驱动装置100，从而可以利用驱动装置100方便地驱动镜体200移动，即可以改变镜体200的面形，并且能够达到较高的调节精度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于变形镜的驱动装置，其特征在于，包括：

基座，所述基座的前后表面上分别设有前安装槽和后安装槽，所述前安装槽与所述后安装槽连通；

前传递件和后传递件，所述前传递件与所述后传递件相连且所述前传递件和所述后传递件分别设在所述前安装槽和所述后安装槽内；

驱动件，所述驱动件与所述后传递件相连以便驱动所述后传递件和所述前传递件在前后方向上移动；

定位件，所述定位件设在所述后安装槽内且与所述后传递件相连，所述驱动件设在所述定位件上；

弹性件，所述弹性件设在所述前传递件与所述后传递件之间且与所述后安装槽的前壁相连；和

微调旋钮，所述微调旋钮可旋转地且可前后移动地设在所述基座上，所述微调旋钮与所述驱动件相连以便驱动所述驱动件在前后方向上移动。

2.根据权利要求1所述的用于变形镜的驱动装置，其特征在于，还包括后固定件，所述后固定件设在所述基座上且覆盖所述后安装槽，所述微调旋钮可旋转地且可前后移动地设在所述后固定件上。

3.根据权利要求1所述的用于变形镜的驱动装置，其特征在于，还包括垫片，所述垫片位于所述驱动件与所述微调旋钮之间且分别与所述驱动件和所述微调旋钮相连。

4.根据权利要求1所述的用于变形镜的驱动装置，其特征在于，所述弹性件为碟簧。

5.根据权利要求1所述的用于变形镜的驱动装置，其特征在于，还包括润滑件，所述润滑件位于所述前传递件与所述后传递件之间且分别与所述前传递件和所述后传递件相连。

6.根据权利要求1所述的用于变形镜的驱动装置，其特征在于，还包括：

锁紧件，所述锁紧件设在所述前安装槽内，所述锁紧件在锁紧所述前传递件的锁紧状态与松开所述前传递件的松开状态之间可转换地与所述前传递件相连；和

钥匙，所述钥匙与所述锁紧件相连以便驱动所述锁紧件在所述锁紧状态与所述松开状态之间转换。

7.根据权利要求6所述的用于变形镜的驱动装置，其特征在于，所述基座内还设有与所述前安装槽连通的钥匙孔，所述钥匙通过所述钥匙孔与所述锁紧件相连。

8.根据权利要求6所述的用于变形镜的驱动装置，其特征在于，还包括前固定件，所述前固定件设在所述基座上且覆盖所述前安装槽，所述前传递件的前端穿过所述前固定件。

9.根据权利要求8所述的用于变形镜的驱动装置，其特征在于，还包括：

第一润滑垫，所述第一润滑垫与所述锁紧件相连；和

第二润滑垫，所述第二润滑垫位于所述前固定件与所述第一润滑垫之间且分别与所述前固定件和所述第一润滑垫相连。

10.一种变形镜，其特征在于，包括：

驱动装置，所述驱动装置为根据权利要求1-9中任一项所述的用于变形镜的驱动装置；和

镜体，所述镜体与所述前传递件的前端相连。

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