Пьезоэлектрический дефлектор Советский патент 1982 года по МПК G02F1/33 

пьезоэлектрический преобразователь 2 с металлической вт улкой 3 установлен с нулевым зазором на секторе неподвижного тороидального преобразователя 4, который установлен между двумя демпферами 5 в корпусе 6. Пружина 7 обеспечивает силовой контакт между преобразователями 2 и 4. Электрические выводы пьезоэлектрических преобразователей 2 и 4 через управляющее устройство 8 подключены к генератору высокочастотных электрических колебаний 9.

Размеры и упругие коэффициенты пьезоэлектрических преобразователей подобраны так, что при возбуждении резонансных колебаний в преобразователе 4 по его длине укладывалась одна полная длина волны, а частота радиальных колебаний преобразователя 2 равна частоте изгибных жолебаний преобразователя 4.

Пьезоэлектрический дефлектор работает следующим образом.

При присоединении электродов преобразователя 4 к однофазному выходу генератора электрических колебаний 9 он начинает колебаться по двум направлениям: тангенциальному (по осевой линии) и нормальному (по направлению радиуса R). По длине преобразователя 4 устанавливается полная волна изгибных колебаний ( с двумя узловыми плоскостями I-I и П-П). Также при соединении между собой всех трех электродов на торце преобразователя 2 (задний электрод заземлен) и при подаче на них напряжения из однофазного выхода генератора 9 преобразователь 2 совершает резонансные радиальные колебания. В зоне контакта преобразователей 2 и 4 суммируются два типа колебания: изгибные, задаваемые преобразователём 4, и радиальные, задаваемые преобразователем 2. Таким образом, при взаимодействии колебаний обоих преобразователей 2 и 4 в зоне их контакта происходят косые соударения бальщой частоты (один удар за период колебаний), которые приводят к повороту преобразователя 2 с зеркалом 1 вокруг центра О на угол р. Максимальный УГОЛ отклонения зеркала в этом направлеНИИ ограничивается узловыми плоскостями Я зависит от геометрических размеров преобразователя.

Поворот зеркала 1 (преобразователя 2) по другому направлению на угол if производится при подсоединении электродов преобразователя 2 к трех1фазном(у выходу генератора электрических колебаний 9, при этом преобразователь 4 от,ключен, а преобразователь 2 совершает изгибные радиальные колебания типа «бегущей волны. При взаимодействии этих колебаний с поверхностью преобразователя 4 (силовой контакт обеспечивается пружиной 7) происходит поворот преобразователя 2 с зеркалом 1 вокруг преобразователя 4 на угол i|). Поворот зеркала 1 в этом направлении почти неограничен.

Преимущество данного устройства заключается в значительном увеличении амплитуды угловых отклонений зеркала (до 100°) и тем самым повышении функциональных возможностей, а также повышении быстродействия сканирования ввиду отсутствия элементов с пониженной жесткостью, которое, в основном, определяется величиной момента, создаваемого пьезоэлектрическими преобразователями.

Формула изобретения

Пьезоэлектрический дефлектор, содержащий зеркало и пьезоэлектрические преобразователи, отличающийся тем, что, с целью увеличения амплитуды угла отклонения и повьищения быстродействия сканирования, дефлектор содержит по крайней мере два пьезопреобразователя, подвижный, поляризованный по высоте, и неподвижный тороидальный с тангенциальной поляризацией, причем подвижный выполнен в виде кольца из пьезакерамики с внутренней тороидальной поверхностью, снабженного электродами, которые разделены на три симметричные секторные части, и сопряженного без зазора с сектором второго неподвижного тороидального преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США № 3902783, кл. 350-6, опубл.1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 458800, кл. G 02 F, 197,5. (прототип).