一种基于自感知压电作动器驱动的光学稳像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于自感知压电作动器驱动的光学稳像装置，包括：控制系统、镜筒、二维放大机构、压电作动器、基座、壳体以及CMOS传感器，所述控制系统与所述压电作动器以及所述CMOS传感器连接，所述镜筒安装在所述壳体内，所述壳体安装于所述基座上，所述二维放大机构安装在所述基座上，所述压电作动器安装在所述二维放大机构中，所述CMOS传感器安装于所述二维放大机构上。本发明专利技术使用压电作动器驱动所述CMOS传感器，提高了光学稳像装置的刚度、精度以及响应速度，使光学稳像装置能够在更加严苛的环境下工作，通过压电作动器与控制系统的相互配合，形成了闭环反馈系统，提高了光学稳像装置的精度。装置的精度。装置的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自感知压电作动器驱动的光学稳像装置


[0001]本专利技术涉及精密光学仪器
，尤其是涉及一种基于自感知压电作动器驱动的光学稳像装置。

技术介绍

[0002]在成像系统进行成像行为时，会因为外界的干扰造成成像系统的姿态变化与振动，导致成像模糊、重影等现象。通过稳像技术，可以减轻或者消除外部干扰对成像所带来的影响，提高成像的质量。
[0003]目前的稳像方式主要可以分为三类：机械稳像、电子稳像与光学稳像。机械稳像是把整个成像系统安装在一个伺服平台上，通过传感器检测到外部的干扰抖动，然后控制伺服系统产生与抖动相反的运动进行补偿，从而达到稳像的效果。电子稳像不需要构建稳像平台或者嵌入光学元器件，它利用图像处理算法，对图像序列的各种信息进行局部运动估计和全局运动估计，将取得的运动参数进行综合评价，确定图像的偏移量，继而进行运动补偿，最后得到稳定的输出序列。光学稳像是利用光学元件位置的改变造成的光路变化对外部干扰进行补偿的稳像技术。当图像因成像装置抖动引起的光轴倾斜而沿着垂直于光轴的方向倾斜时，对补偿透镜或者感光元件进行驱动，使成像系统的光轴或者成像点与感光元件保持相对的静止，最终得到清晰的图像。相较于机械稳像驱动伺服平台从而稳定整个成像系统的方法，光学稳像只需要驱动稳像元件，具有体积小、重量小的优点。
[0004]目前的光学稳像系统主要通过音圈电机驱动稳像元件运动，并使用弹簧的弹力维持稳像元件的位置。但由于音圈电机运作原理的限制，光学稳像系统难以适应在快响应、高精度、高载荷下的驱动需求。而基于压电作动器驱动的光学稳像机构，具有结构简单、驱动精度高、电磁兼容性好、响应速度块、控制系统简单可靠等优点。
[0005]但是压电材料自身的铁电效应，压电作动器会存在迟滞现象，导致了压电作动器的输出位移非线性。为了抑制或者消除压电作动器输出位移的非线性，需要使用传感器检测压电作动器的输出位移，根据传感器数据对压电作动器实施反馈控制。但加装传感器会使稳像系统的结构更加复杂，同时也降低了压电驱动机构的集成度。

技术实现思路

[0006]针对以上提出的问题，本专利技术提出了一种基于自感知压电作动器驱动的光学稳像装置，可以实现高精度、高响应速度的光学补偿驱动。
[0007]本专利技术提供一种基于自感知压电作动器驱动的光学稳像装置，包括：控制系统、镜筒、二维放大机构、压电作动器、基座、壳体以及CMOS传感器，所述控制系统与所述压电作动器以及所述CMOS传感器连接，所述镜筒安装在所述壳体内，所述壳体安装于所述基座上，所述二维放大机构安装在所述基座上，所述压电作动器安装在所述二维放大机构中，所述CMOS传感器安装于所述二维放大机构上。
[0008]进一步，所述控制系统包括：自感知传感器、中央处理器模块、调制模块、功率放大
器和信号调理模块；所述自感知传感器与所述压电作动器连接，所述中央处理器模块分别与所述自感知传感器以及所述调制模块连接，所述功率放大器用于放大所述调制模块的输出波形，使其可以驱动所述压电作动器，所述信号调理模块用于对所述自感知传感器的输出电压信号进行滤波和放大处理，并发送到中央处理器模块，形成闭环控制。
[0009]进一步，所述自感知传感器通过测量所述压电作动器的电压与电流，计算得出所述压电作动器的输出位移大小。
[0010]进一步，所述中央处理器模块接收所述自感知传感器的位置信息，并进行处理计算，然后将控制参数发送给所述调制模块。
[0011]进一步，所述调制模块接收所述中央处理器模块产生的控制参数后，产生对应的控制波形并对所述压电作动器进行驱动。
[0012]进一步，所述二维放大机构包括：移动台和桥式放大机构，所述移动台与所述桥式放大机构连接；所述移动台设置在所述基座的中心位置，用于安装所述CMOS传感器；所述桥式放大机构设置在所述移动台的周围，用于安装所述压电作动器。
[0013]进一步，所述桥式放大机构设置有四个，且以所述移动台为中心呈中心对称分布。
[0014]进一步，所述压电作动器设置有四个且分别位于相应的所述桥式放大机构中。
[0015]进一步，所述压电作动器包括：压电叠堆和垫块，所述垫块设置在所述压电叠堆靠近所述桥式放大机构的一端。
[0016]进一步，所述镜筒与所述壳体通过螺纹连接。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：使用压电作动器驱动CMOS传感器，提高了本装置的刚度、精度以及响应速度，使本装置能够在更加严苛的环境下工作，通过压电作动器与控制系统的相互配合，形成了闭环反馈系统，提高了光学稳像装置的精度。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例基于自感知压电作动器驱动的光学稳像装置的结构示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例基于自感知压电作动器驱动的光学稳像装置的爆炸图；
[0021]图3为本专利技术实施例二维放大机构的俯视图；
[0022]图4为本专利技术实施例桥式放大机构的结构图；
[0023]图5为本专利技术实施例压电作动器的平面图；
[0024]图6为本专利技术实施例除控制系统以外部分的结构示意图；
[0025]图7为本专利技术实施例控制系统的系统框图。
[0026]附图标记说明：
[0027]100：控制系统；101：自感知传感器；102：中央处理器模块；103：调制模块；104：功率放大器；105：信号调理模块；200：镜筒；300：二维放大机构；310：移动台；320：桥式放大机构；400：压电作动器；410：压电叠堆；420：垫块；500：基座；600：壳体；700：CMOS传感器。
具体实施方式
[0028]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。
[0030]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"的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自感知压电作动器驱动的光学稳像装置，其特征在于，包括：控制系统(100)、镜筒(200)、二维放大机构(300)、压电作动器(400)、基座(500)、壳体(600)以及CMOS传感器(700)，所述控制系统(100)与所述压电作动器(400)以及所述CMOS传感器(700)连接，所述镜筒(200)安装在所述壳体(600)内，所述壳体(600)安装于所述基座(500)上，所述二维放大机构(300)安装在所述基座(500)上，所述压电作动器(400)安装在所述二维放大机构(300)中，所述CMOS传感器(700)安装于所述二维放大机构(300)上。2.根据权利要求1所述的基于自感知压电作动器驱动的光学稳像装置，其特征在于，所述控制系统(100)包括：自感知传感器(101)、中央处理器模块(102)、调制模块(103)、功率放大器(104)和信号调理模块(105)；所述自感知传感器(101)与所述压电作动器(400)连接，所述中央处理器模块(102)分别与所述自感知传感器(101)以及所述调制模块(103)连接，所述功率放大器(104)用于放大所述调制模块(103)的输出波形，使其可以驱动所述压电作动器(400)，所述信号调理模块(105)用于对所述自感知传感器(101)的输出电压信号进行滤波和放大处理，并发送到中央处理器模块(102)，形成闭环控制。3.根据权利要求2所述的基于自感知压电作动器驱动的光学稳像装置，其特征在于，所述自感知传感器(101)通过测量所述压电作动器(400)的电压与电流，计算得出所述压电作动器(400)的输出位移大小。4.根据权利要求3所述的基于自感知压电作动器驱动的光学稳像装置，其特征在于，所述中央处理器模块(102)用于接收所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄卫清，苏允聪，安大伟，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：