[发明专利]一种压电驱动的可变光阑调光装置及方法

权利要求书

1.一种压电驱动的可变光阑调光装置的控制方法，所述压电驱动的可变光阑调光装置包括可变光阑、限位螺钉、压电作动器、基座和三根固定螺钉，所述可变光阑、压电作动器、基座同轴设置；

所述可变光阑包括动圈、定圈和若干光阑片；

所述动圈和定圈均为底面为圆环状的空心圆柱，且所述定圈同轴设置在动圈内；

所述光阑片均一端设有和其固连的固定销钉，另一端设有能够相对其自由转动的活动销钉；

所述动圈底面上均匀设有若干和所述光阑片固定销钉一一对应的安装孔，所述定圈底面上均匀设有若干和所述光阑片活动销钉一一对应的滑动槽；

所述光阑片一端通过固定销钉和所述动圈上其对应的安装孔铰接，另一端通过活动销钉安装在所述定圈上其对应的滑动槽内；

所述定圈的柱壁上设有定圈固定螺纹通孔；所述动圈的外壁上环向设有限位槽；

所述压电作动器包括第一至第四悬臂梁、以及第一至第八压电陶瓷；

所述第一至第四悬臂梁均采用金属弹性基体、首尾相连形成正方形环梁结构，正方形环梁结构的四个角均作倒角处理，其中一个角上均沿径向设有和所述限位螺钉相匹配的限位螺纹通孔，其余三个角上沿径向均设有和所述固定螺钉相匹配的固定螺纹通孔；

所述第一至第四悬臂梁内壁的中点处均设有驱动足，且第一至第四悬臂梁的驱动足和所述动圈的外壁过盈配合，将所述动圈固定在在正方形环梁结构中；

所述限位螺钉依次穿过所述限位螺纹通孔、限位槽和所述定圈固定螺纹通孔螺纹连接，用于固定所述定圈、并和所述限位槽相配合以限定所述动圈的转动角度；

所述第一至第八压电陶瓷分别对应设置在第一至第四悬臂梁中点两侧的外壁上，且第一至第八压电陶瓷均沿厚度方向极化、极化方向相同；

所述基座呈空心圆柱状，柱壁上设有和正方形环梁结构上的三个固定螺纹通孔一一对应的螺纹通孔，通过所述三根固定螺钉和所述正方形环梁结构固定相连，用于轴向支撑所述可变光阑；

其特征在于，所述压电驱动的可变光阑调光装置的控制方法，包含以下步骤：

将第一至第八压电陶瓷的极化方向均设置为相对于所粘贴的悬臂梁表面的外法方向；

对第一、第三、第五、第七压电陶瓷施加正弦信号，对第二、第四、第六、第八压电陶瓷施加余弦信号，激发出第一至第四悬臂梁的一阶和二阶弯曲模态的复合振动，在第一至第四悬臂梁的驱动足处产生正向椭圆运动，进而通过第一至第四悬臂梁的驱动足和动圈之间摩擦力的作用，推动动圈正向转动，使可变光阑的通光孔径收缩；

对第一、第三、第五、第七压电陶瓷施加余弦信号，对第二、第四、第六、第八压电陶瓷施加正弦信号，激发出第一至第四悬臂梁的一阶和二阶弯曲模态的复合振动，在第一至第四悬臂梁的驱动足处产生反向椭圆运动，进而通过第一至第四悬臂梁的驱动足和动圈之间摩擦力的作用，推动动圈反向转动，使可变光阑的通光孔径扩大。

2.根据权利要求1所述的压电驱动的可变光阑调光装置的控制方法，其特征在于，所述金属弹性基体的材料选用铍青铜。

3.根据权利要求1所述的压电驱动的可变光阑调光装置的控制方法，其特征在于，所述第一至第八压电陶瓷采用粘贴的方式对应设置在第一至第四悬臂梁中点两侧的外壁上。