一种光学致动器的闭环控制装置的制作方法

1.本技术涉及光学致动器技术领域，更具体地，涉及一种光学致动器的闭环控制装置。


背景技术：

2.目前，光学致动器常被应用在投影仪等设备中，以提升成像分辨率。传统的光学致动器的驱动电路采用开环控制，为了保证能够得到清晰的成像效果，光学致动器往往还需安装存储器、温度传感器等器件，从而调整光学致动器的偏转位移。因此，现有技术中，在控制光学致动器产生偏转位移时，存在不够便捷的问题。


技术实现要素：

3.本技术提出了一种光学致动器的闭环控制装置，以改善上述问题。
4.本技术实施例提供了一种光学致动器的闭环控制装置，所述装置包括：光学致动器，峰值检波器，平均值滤波器以及控制模块。所述光学致动器用于输出位移信号；所述峰值检波器的输入端与所述光学致动器连接，用于检测所述位移信号的峰值；所述平均值滤波器的输入端与所述光学致动器连接，用于检测所述位移信号的中间值；所述控制模块与所述光学致动器、所述峰值检波器的输出端以及平均值滤波器的输出端分别连接，用于向所述光学致动器输入控制信号，以使所述光学致动器根据所述控制信号输出所述位移信号，以及用于根据所述位移信号的峰值和中间值，调整所述控制信号。
5.本技术提供的光学致动器的闭环控制装置包括：光学致动器，峰值检波器，平均值滤波器以及控制模块。光学致动器与控制模块连接，用于通过控制模块向所述光学致动器输入的控制信号，输出所述位移信号；峰值检波器的输入端和平均值滤波器的输入端分别与所述光学致动器连接，分别用于检测所述位移信号的峰值和中间值；控制模块与峰值检波器的输出端以及平均值滤波器的输出端分别连接，用于根据所述位移信号的峰值和中间值，调整所述控制信号。
6.通过设置峰值检波器、平均值滤波器和控制模块，根据光学致动器输出的位移信号的峰值和中间值，来调整控制信号，从而调整光学致动器的偏转位移，使控制信号与偏转位移之间形成闭环控制，无需安装存储器和温度传感器等器件，就可以根据光学致动器输出的位移信号最终调整光学致动器的偏转位移。因此，采用本技术的上述设置，可以提升控制光学致动器产生偏转位移时的便捷性。
附图说明
7.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
8.图1为本技术一实施例提供的一种光学致动器的闭环控制装置的结构框图；
9.图2为本技术一实施例提供的一种包括功率放大器和差分放大器的光学致动器的闭环控制装置的结构框图；
10.图3为本技术另一实施例提供的一种光学致动器的空间示意图；
11.图4为本技术另一实施例提供的可以构成互容电容器的电路板的俯视图；
12.图5为本技术另一实施例提供的一种包括互容电容器的光学致动器的空间示意图；
13.图6为本技术另一实施例提供的包括电桥的光学致动器的闭环控制装置的结构框图；
14.图7为本技术另一实施例提供的偏转时的镜片的空间示意图；
15.图8为本技术另一实施例提供的偏转时的镜片的侧视图；
16.图9为本技术另一实施例提供的控制信号和位移信号的波形图；
17.图10为本技术另一实施例提供的可以构成自容电容器的电路板的俯视图；
18.图11为本技术另一实施例提供的悬臂梁靠近自容电容器的侧视图；
19.图12为本技术另一实施例提供的悬臂梁远离自容电容器的侧视图；
20.图13为本技术另一实施例提供的一种控制模块用于输出选通信号的光学致动器的闭环控制装置的结构框图；
21.图14为本技术又一实施例提供的一种包括第一减法器的光学致动器的闭环控制装置的结构框图；
22.图15为本技术另一实施例提供的一种包括第二减法器的光学致动器的闭环控制装置的结构框图。
23.附图中：100光学致动器、110电路板、111第一电极片、112第二电极片、113第三电极片、114第四电极片、120悬臂梁、121第一互容电容器、122第二互容电容器、123第三互容电容器、124第四互容电容器、125检测电阻、130镜片、141第一自容电容器、142第二自容电容器、143第三自容电容器、144第四自容电容器、151中心电极、152检测电极、200峰值检波器、300平均值滤波器、400控制模块、410第一减法器、420控制器、430第二减法器、440误差放大器、500功率放大器、600差分放大器、700交流电源。
具体实施方式
24.下面详细描述本技术的实施方式，实施方式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方式是示例性地，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.目前，光学致动器常被应用在投影仪等设备中，以提升成像分辨率。传统的光学致动器的驱动电路采用开环控制，具体地，由驱动电路向光学致动器发送控制信号，使光学致动器产生偏转，得到光学致动器的偏转位移，但该控制信号与偏转位移之间为开环控制。为
了保证能够得到清晰的成像效果，光学致动器往往还需安装存储器和温度传感器等器件以存储光学致动器的偏转位移的数据，以及检测光学致动器的温度数据并得到因温度导致的误差，并根据这些数据对光学致动器的控制信号进行调整，从而调整光学致动器的偏转位移。因此，现有技术中，在控制光学致动器产生偏转位移时，存在不够便捷的问题。
27.因此，为了缓解上述存在的问题，本技术实施例提供了一种光学致动器的闭环控制装置，所述装置包括：光学致动器，峰值检波器，平均值滤波器以及控制模块。光学致动器与控制模块连接，用于通过控制模块向所述光学致动器输入的控制信号，输出所述位移信号；峰值检波器的输入端和平均值滤波器的输入端分别与所述光学致动器连接，分别用于检测所述位移信号的峰值和中间值；控制模块与峰值检波器的输出端以及平均值滤波器的输出端分别连接，用于根据所述位移信号的峰值和中间值，调整所述控制信号。
28.通过设置峰值检波器、平均值滤波器和控制模块，根据光学致动器输出的位移信号的峰值和中间值，来调整控制信号，从而调整光学致动器的偏转位移，使控制信号与偏转位移之间形成闭环控制，无需安装存储器和温度传感器等器件，就可以根据光学致动器输出的位移信号最终调整光学致动器的偏转位移。因此，采用本技术的上述设置，可以提升控制光学致动器产生偏转位移时的便捷性。
29.下面对该内容进行详细描述。请参照图1，图1为一种光学致动器的闭环控制装置，所述光学致动器100的闭环控制装置包括：光学致动器100、峰值检波器200、平均值滤波器300以及控制模块400。
30.所述光学致动器100用于输出位移信号；所述峰值检波器200的输入端与所述光学致动器100连接，用于检测所述位移信号的峰值；所述平均值滤波器300的输入端与所述光学致动器100连接，用于检测所述位移信号的中间值；所述控制模块400与所述光学致动器100、所述峰值检波器200的输出端以及平均值滤波器300的输出端分别连接，用于向所述光学致动器100输入控制信号，以使所述光学致动器100根据所述控制信号输出所述位移信号，以及用于根据所述位移信号的峰值和中间值，调整所述控制信号。
31.在本技术实施例中，光学致动器100输出的位移信号可以是电信号，具体地，可以是电压信号。
32.峰值检波器200可以是一个能记忆信号峰值的电路，其输出信号的大小为输入信号的峰值，而且保持在输入信号的最大峰值，因此，峰值检波器200可以用于检测位移信号的峰值，即位移信号在每个周期中的最大值。
33.平均值滤波器300可以是能记忆信号中间值的电路，其输出信号的大小为输入信号数值的平均数。平均值滤波器300可以用于检测位移信号的中间值，所述位移信号的中间值可以是由环境变化、器件老化等问题导致的干扰值。
34.在本技术实施例中，控制模块400可以是具有计算功能和提供波形信号功能的器件。
35.控制模块400向光学致动器100输入的控制信号可以是电信号，具体地，可以是电流信号。
36.控制模块400与峰值检波器200的输出端以及平均值滤波器300的输出端分别连接，用于根据所述位移信号的峰值和中间值，调整所述控制信号，可以是：控制模块400与峰值检波器200的输出端连接，以接收峰值检波器200检测到的位移信号的峰值，控制模块400
与平均值滤波器300的输出端连接，以接收平均值滤波器300检测到的位移信号的中间值，控制模块400可以根据位移信号的峰值和中间值进行计算，从而调整控制信号。
37.通过光学致动器100输出的位移信号，使控制模块400调整控制信号，再根据控制信号重新输出位移信号，达到位移信号闭环控制的效果。
38.作为一种实施方式，如图2所示，该装置还包括功率放大器500，所述功率放大器500的输入端与所述控制模块400连接、输出端与所述光学致动器100连接，用于放大所述控制模块400向所述光学致动器100输入的控制信号。
39.在本技术实施例中，功率放大器500可以是用于放大信号的电路，其输出信号为与输入信号相关的函数，且该输出信号为将输入信号按倍数放大的信号。在控制模块400输出的控制信号的功率不足以驱动光学致动器100产生位移信号时，可以设置该功率放大器500以放大控制信号的功率。
40.作为一种实施方式，如图2所示，该装置还包括差分放大器600，所述差分放大器600的输入端与所述光学致动器100连接、输出端与所述峰值检波器200的输入端和所述平均值滤波器300的输入端分别连接，用于放大所述光学致动器100输出的位移信号。
41.在本技术实施例中，差分放大器600可以是用于放大信号的电路，具体地，可以是用于放大两个输入信号的差值的电路。差分放大器600可以放大光学致动器100输出的位移信号，使峰值检波器200和平均值滤波器300对位移信号的检测更准确。
42.本技术实施例提供了一种光学致动器100的闭环控制装置，该装置设置有光学致动器100、峰值检波器200、平均值滤波器300以及控制模块400，光学致动器100与控制模块400连接，用于根据控制模块400向光学致动器100输入的控制信号，输出位移信号；峰值检波器200的输入端和平均值滤波器300的输入端分别与光学致动器100连接，控制模块400与峰值检波器200的输出端和平均值滤波器300的输出端分别连接，用于根据所述位移信号的峰值和中间值，调整所述控制信号。通过上述装置，使控制信号与位移信号之间形成闭环控制，且无需安装存储器和温度传感器等器件。因此，上述光学致动器100的闭环控制装置更加便捷。
43.请参照图13，图13为本技术另一实施例提供的一种光学致动器100的闭环控制装置中的光学致动器100。
44.所述闭环控制装置包括：光学致动器100、峰值检波器200、平均值滤波器300以及控制模块400。所述光学致动器100用于输出位移信号；所述峰值检波器200的输入端与所述光学致动器100连接，用于检测所述位移信号的峰值；所述平均值滤波器300的输入端与所述光学致动器100连接，用于检测所述位移信号的中间值；所述控制模块400与所述光学致动器100、所述峰值检波器200的输出端以及平均值滤波器300的输出端分别连接，用于向所述光学致动器100输入控制信号，以使所述光学致动器100根据所述控制信号输出所述位移信号，以及用于根据所述位移信号的峰值和中间值，调整所述控制信号。
45.所述光学致动器100包括交流电源、线圈、悬臂梁120、电路板110、镜片130以及磁铁；所述线圈与所述控制模块400连接，用于接收所述控制模块400输入的控制信号；所述悬臂梁120与所述电路板110平行设置，所述线圈设置在所述电路板110上，所述镜片130和所述磁铁分别设置在所述悬臂梁120上，用于在所述线圈接收到所述控制信号并产生磁场时，所述磁场对所述悬臂梁120上的磁铁产生作用力，使所述悬臂梁120带动所述镜片130发生
偏转；所述交流电源的第一端与所述电路板110的第一端连接、第二端与所述电路板110的第二端连接，用于为所述电路板110提供交流电；所述电路板110的第三端与所述峰值检波器200的输入端和所述平均值滤波器300的输入端分别连接、第四端与所述峰值检波器200的输入端和所述平均值滤波器300的输入端分别连接，用于根据所述镜片130偏转的位移输出所述位移信号。
46.在本技术实施例中，光学致动器100可以用于投影仪等设备中，以提升成像分辨率。
47.线圈可以是呈环形的导线绕组，导线之间相互绝缘，且线圈通电后可以产生磁场。线圈与控制模块400连接，控制模块400输出的控制信号可以是电流信号，当控制模块400向线圈输入控制信号时，线圈通电并产生磁场。
48.镜片130可以是具有一定折射率的平面玻璃镜片130，且固定在悬臂梁120上，当悬臂梁120偏转时，镜片130可以被悬臂梁120带动从而偏转。
49.悬臂梁120的切面可以是矩形、正方形或其他形状，电路板110的切面可以是任意形状，本技术对此不做限制。以悬臂梁120的切面是正方形为例进行说明，磁铁可以设置在悬臂梁120的靠近电路板110的面上，且可以设置在悬臂梁120的切面的四条边的中心位置。
50.如图3所示，图3仅示出了悬臂梁120、镜片130和电路板110，悬臂梁120可以与电路板110平行设置，并可以在电路板110的靠近悬臂梁120的面上设置上述线圈，且线圈的位置对应悬臂梁120上的磁铁的位置，以使线圈通电并产生磁场时可以对悬臂梁120上的磁铁产生作用力，从而使悬臂梁120带动镜片130发生偏转。
51.在本技术实施例中，交流电源与电路板110连接用于为电路板110提供交流电，电路板110可以在偏转的悬臂梁120和该交流电的作用下，将镜片130偏转的位移转换为电容信号或电感信号等信号，再将电容信号或电感信号等信号转换为位移信号，并与峰值检波器200和平均值滤波器300连接，将位移信号输入该闭环控制装置中，从而实现对镜片130偏转位移的闭环控制。
52.作为一种实施方式，如图4所示，图4为该实施例中的电路板110的俯视图，所述电路板110上设置有第一电极片111、第二电极片112、第三电极片113以及第四电极片114，如图5所示，所述四个电极片与所述悬臂梁120分别形成第一互容电容器、第二互容电容器、第三互容电容器以及第四互容电容器；如图6所示，所述交流电源700的第一端与所述第一互容电容器121的第二端和所述第二互容电容器122的第一端分别连接、第二端与所述第三互容电容器123的第二端和所述第四互容电容器124的第一端分别连接，用于为所述四个互容电容器提供交流电。
53.在本技术实施例中，第一电极片111、第二电极片112、第三电极片113以及第四电极片114的设置方式，可以是：如图5所示，第一电极片111、第二电极片112、第三电极片113以及第四电极片114设置在电路板110的靠近悬臂梁120的面上，该四个电极片可以是金属材质。以电路板110的切面是正方形为例进行说明，第一电极片111、第二电极片112、第三电极片113以及第四电极片114可以设置在电路板110的四个角处，且该四个电极片的形状可以是正方形、圆形、矩形等形状。作为一种可选实施方式，该四个电极片的形状大小相等，且都为正方形。
54.作为一种可选实施方式，所述四个电极片与悬臂梁120分别形成第一互容电容器
121、第二互容电容器122、第三互容电容器123以及第四互容电容器124的方式，可以是：悬臂梁120是金属材质，且悬臂梁120与电路板110上的第一电极片111、第二电极片112、第三电极片113以及第四电极片114平行设置，从而分别形成四个平行板电容器，即第一互容电容器121、第二互容电容器122、第三互容电容器123以及第四互容电容器124。
55.作为一种可选实施方式，所述四个电极片与悬臂梁120分别形成第一互容电容器121、第二互容电容器122、第三互容电容器123以及第四互容电容器124的方式，还可以是：在与第一电极片111、第二电极片112、第三电极片113以及第四电极片114对应的悬臂梁120的位置上设置有四个金属片，且该四个金属片与电路板110上的第一电极片111、第二电极片112、第三电极片113以及第四电极片114平行设置，从而分别形成四个平行板电容器，即第一互容电容器121、第二互容电容器122、第三互容电容器123以及第四互容电容器124。
56.如图6所示，在交流电源700的第一端与第一互容电容器121的第二端和第二互容电容器122的第一端分别连接、第二端与第三互容电容器123的第二端和第四互容电容器124的第一端分别连接时，该四个互容电容器在交流电的作用下进行充放电，并产生电容。第一互容电容器121与悬臂梁120之间产生的电容值为第一电容、第二互容电容器122与悬臂梁120之间产生的电容值为第二电容、第三互容电容器123与悬臂梁120之间产生的电容值为第三电容、第四互容电容器124与悬臂梁120之间产生的电容值为第四电容。
57.第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容的大小由该四个电极片的面积、该四个电极片与悬臂梁120之间的介质的介电常数，以及该四个电极片与悬臂梁120之间的距离决定。由于该四个电极片的面积固定且相等，该四个电极片与悬臂梁120之间的介质均为空气，空气的介电常数固定且相等，因此，第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容的大小由该四个电极片与悬臂梁120之间的距离决定。
58.在悬臂梁120未偏转，且电路板110与悬臂梁120平行设置时，该四个电极片与悬臂梁120之间的距离相等，第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容的大小相等。
59.在电路板110上的线圈接收到控制信号并产生磁场，磁场对悬臂梁120上的磁铁产生作用力，使悬臂梁120带动镜片130发生偏转时，由于悬臂梁120偏转的角度非常小，例如，偏转角为0.225
°
，因此，第一电极片111、第二电极片112、第三电极片113以及第四电极片114与悬臂梁120之间仍然可以构成平行板电容器，但该四个电极片与悬臂梁120之间的距离发生变化，第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容的大小发生变化，且可以将悬臂梁120带动镜片130偏转的位移转换为第一互容电容器121、第二互容电容器122、第三互容电容器123以及第四互容电容器124的电容值的变化量。
60.在本技术实施例中，该装置将镜片130偏转的位移转换为第一互容电容器121、第二互容电容器122、第三互容电容器123以及第四互容电容器124的电容值的变化量，具体可以是：
61.在悬臂梁120未偏转时，第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容的大小为该四个互容电容器的初始电容值，且均为c，在悬臂梁120偏转时，第一电容、第二电容、第三电容以及第四电容的大小为该四个互容电容器的当前电容值，各互容电容器的当前电容值与初始电容值的差值为各电容的变化量。
62.将设置在对角的两个电极片规定为一组电极片，例如，如图4所示，第一电极片111与第四电极片114为一组电极片，第二电极片112与第三电极片113为一组电极片。在悬臂梁
120带动镜片130偏转的过程中，有：一组电极片与悬臂梁120之间的距离不变，另一组电极片与悬臂梁120之间的距离发生变化。
63.例如，在悬臂梁120偏转带动镜片130偏转的某个过程中，第一电极片111与悬臂梁120之间的距离不变，第四电极片114与悬臂梁120之间的距离不变，第二电极片112与悬臂梁120之间的距离变小，第三电极片113与悬臂梁120之间的距离变大。相对应的，此时，第一电容的变化量δc1和第四电容的变化量δc4为0，第二电容的变化量δc2为+δc，第三电容的变化量为-δc，其中，δc为电容的变化量，且为正数。
64.又例如，在悬臂梁120偏转带动镜片130偏转的另一过程中，第一电极片111与悬臂梁120之间的距离不变，第四电极片114与悬臂梁120之间的距离不变，第二电极片112与悬臂梁120之间的距离变大，第三电极片113与悬臂梁120之间的距离变小。相对应的，此时，第一电容的变化量δc1和第四电容的变化量δc4为0，第二电容的变化量δc2为-δc，第三电容的变化量为+δc，其中，δc为电容的变化量，且为正数。
65.悬臂梁120带动镜片130偏转时，电容的变化量比率：δc/c＝δd/h，其中，δd为镜片130偏转的位移，h为悬臂梁120未偏转时各电极片与电路板110之间的距离。
66.如图7所示，镜片130随着悬臂梁120偏转前，与平面oab平行，图7中的平面abc为镜片130随着悬臂梁120偏转时的镜片130平面；n为ab边的中点，om为平面abc的法线，且长度为d；θ为∠cao，可以由角度检测器检测得到，且为镜片130偏转的角度；φ为∠com，且为偏转前的镜片130所在平面的法线与偏转时的镜片130所在的平面的法线之间的夹角。
67.从图7中可以得到：on＝d/sin(φ)，oa＝sqrt(2)*on，oc＝d/cos(φ)，tan(θ)＝oc/oa，由此可以得到：tan(φ)＝sqrt(2)*tan(θ)。
68.如图8所示，镜片130的长度为2*l0，由于镜片130偏转的角度θ非常小，例如，偏转角θ为0.225
°
，因此镜片130偏转的位移δd可以近似为图8中与l0相邻的直角边。
69.由于镜片130偏转的角度θ非常小，且已知tan(φ)＝sqrt(2)*tan(θ)，因此可以近似得到：sin(φ)＝sqrt(2)*sin(θ)。
70.从图8中可以得到δd＝l0*sin(φ)，由此可以得到δd＝l0*sqrt(2)*sin(θ)，由于镜片130偏转的角度θ非常小，因此可以进一步近似得到：δd＝l0*sqrt(2)*θ。其中，l0、θ为已知量，因此镜片130偏转的位移δd与镜片130偏转的角度θ成正比。
71.由δc/c＝δd/h可知：δc/c＝l0*sqrt(2)*θ/h。其中，l0、c、h为固定值且为已知量，可以得到：电容的变化量δc与镜片130偏转的角度θ成正比，以及可以得到：电容的变化量δc与镜片130偏转的位移δd成正比。
72.因此，在镜片130偏转的过程中，该装置可以将镜片130偏转的位移转换为第一互容电容器121、第二互容电容器122、第三互容电容器123以及第四互容电容器124的电容值的变化量。
73.作为一种实施方式，如图6所示，所述光学致动器100还包括检测电阻125，所述检测电阻125的第一端与所述第一互容电容器121的第一端、所述第三互容电容器123的第一端、所述峰值检波器200的输入端以及所述平均值滤波器300的输入端分别连接，所述检测电阻125的第二端与所述第二互容电容器122的第二端、所述第四互容电容器124的第二端、所述峰值检波器200的输入端和所述平均值滤波器300的输入端分别连接。
74.在本技术实施例中，检测电阻125可以设置在电路板110上，也可以设置在悬臂梁
120上。
75.如图6所示，检测电阻125的第一端与与第一互容电容器121的第一端、第三互容电容器123的第一端分别连接、第二端与第二互容电容器122的第二端、第四互容电容器124的第二端分别连接，且第一互容电容器121的第二端与第二电极片112的第一端和交流电源700的第一端分别连接，第三互容电容器123的第二端与第四电极片114的第一端和交流电源700的第二端分别连接，从而可以构成电桥。
76.在第一互容电容器121、第二互容电容器122、第三互容电容器123以及第四互容电容器124的电容值发生变化时，检测电阻125两端的电压也会发生变化，因此，该装置可以将第一互容电容器121、第二互容电容器122、第三互容电容器123以及第四互容电容器124的电容值的变化量转换为检测电阻125两端的电压信号，该电压信号即位移信号。
77.在本技术实施例中，该装置将第一互容电容器121、第二互容电容器122、第三互容电容器123以及第四互容电容器124的电容值的变化量转换为检测电阻125两端的电压信号，该电压信号即位移信号，具体可以是：
78.光学致动器100输出的位移信号为：vd＝v
ac
*(δc/c)2，其中，vd为位移信号，v
ac
为交流电源700提供的交流电的有效值。
79.由δc/c＝l0*sqrt(2)*θ/h，可以得到：vd＝v
ac
*(l0*sqrt(2)*θ/h)2。其中，v
ac
、l0、h为固定值且为已知量，可以得到：位移信号vd与镜片130偏转的角度θ2的成正比。又由于镜片130偏转的位移δd与镜片130偏转的角度θ成正比，可以得到：位移信号vd与镜片130偏转的位移δd2的成正比。
80.因此，在镜片130开始偏转时，该装置可以将镜片130的偏转位移转化为第一互容电容器121、第二互容电容器122、第三互容电容器123以及第四互容电容器124的电容值的变化量，再将该电容值的变化量转化为位移信号，最后将位移信号输入该闭环控制装置中，从而实现对镜片130偏转位移的闭环控制。
81.在示例性实施例中，电路板110的形状可以是边长为4cm的正方形，空气的介电常数ε0为8.85*10-12
f/m，悬臂梁120与电路板110之间的距离h可以为0.5mm。第一电极片111、第二电极片112、第三电极片113以及第四电极片114的形状可以是边长a为4mm的正方形。
82.由平行板电容器的电容计算公式c＝ε0*a2/h可知：在镜片130未发生偏转时，c的大小约等于0.283pf。当振镜发生偏转时，电容的变化量比率：δc/c＝δd/h＝l0*sqrt(2)*θ/h，带入前文数据，可以得到电容的变化量比率为22.2％，具有较高的信噪比，易于检测。如，当c为10pf时,电容的变化量δc＝2.22pf。
83.若交流电源700提供12vpp、100khz的正弦波信号，控制模块400向光学致动器100输入的控制信号的电流在50ua以内，则输出信号波形如图9所示，输出信号的电压幅度在80mv左右，易于检测和控制。
84.作为另一种实施方式，如图10所示，所述电路板110上设置有第一自容电容器141、第二自容电容器142、第三自容电容器143以及第四自容电容器144，各所述自容电容器分别由设置于所述电路板110的一中心电极151和一检测电极152构成，且所述检测电极152绕设于所述中心电极151；所述交流电源700的第一端与所述第一自容电容器141的第二端和所述第二自容电容器142的第一端分别连接、第二端与所述第三自容电容器143的第二端和所述第四自容电容器144的第一端分别连接，用于为所述四个自容电容器提供交流电。
85.在本技术实施例中，第一自容电容器141、第二自容电容器142、第三自容电容器143以及第四自容电容器144的设置方式，可以是：第一自容电容器141、第二自容电容器142、第三自容电容器143以及第四自容电容器144设置在电路板110的靠近悬臂梁120的面上，该四个自容电容器可以是金属材质。以电路板110是正方形为例进行说明，第一自容电容器141、第二自容电容器142、第三自容电容器143以及第四自容电容器144可以设置在电路板110的四个角处。该四个自容电容器分别由设置于所述电路板110的一个中心电极151和一个检测电极152构成，且每个检测电极152环绕于每个中心电极151设置，每个检测电极152的高度分别远小于每个检测电极152的切面的周长，每个中心电极151的高度分别远小于每个中心电极151的切面的周长。每个中心电极151的切面可以是圆形、正方形、长方形或其他形状，每个检测电极152的切面可以是环形、回形或其他形状，本技术对中心电极151和检测电极152的切面的形状不做限制。
86.以每个中心电极151的切面均是相同的圆形，且每个检测电极152的切面均是相同的环形为例，进行说明：如图10所示，图10为该实施例中的电路板110的俯视图，每个中心电极151的切面的半径可以小于每个检测电极152的切面的最小半径，且每个中心电极151的切面的圆心可以分别与对应的检测电极152的切面的圆心重合。
87.悬臂梁120可以是金属材质，也可以是在与第一电极片111、第二电极片112、第三电极片113以及第四电极片114对应的悬臂梁120的位置上，设置有四个金属片。
88.如图11所示，由于每个检测电极152的高度分别远小于每个检测电极152的切面的周长，每个中心电极151的高度分别远小于每个中心电极151的切面的周长，因此每个中心电极151和对应的检测电极152之间的相对面积较小，因此每个中心电极151和对应的检测电极152之间形成的互容较小，可以忽略不计。如图11所示，当悬臂梁120偏转并靠近中心电极151和检测电极152时，其对应的自容电容器的电容值增加；如图12所示，当悬臂梁120偏转并远离中心电极151和检测电极152时，其对应的自容电容器的电容值减小。因此，可以将悬臂梁120带动镜片130偏转的位移转换为第一自容电容器141、第二自容电容器142、第三自容电容器143以及第四自容电容器144的电容值的变化量。
89.目前，可以使用芯片直接完成第一自容电容器141、第二自容电容器142、第三自容电容器143以及第四自容电容器144的电容值检测，且不仅可以输出数字化信号，还可以输出电容值的变化量。如psoc4系列芯片，不仅包含了检测电容的电路模块，还集成了微控制单元等硬件来对数据进行处理。psoc4系列芯片具有多路检测通道，其一次测量时间21us左右，可以满足光学致动器100的偏转频率。其后端处理可以使用全数字化处理，可以很方便地继承到现的系统中，且成本较低。
90.作为另一种实施方式，所述光学致动器100还包括检测电阻125，所述检测电阻125的第一端与所述第一自容电容器141的第一端、所述第三自容电容器143的第一端、所述峰值检波器200的输入端以及所述平均值滤波器300的输入端分别连接，所述检测电阻125的第二端与所述第二自容电容器142的第二端、所述第四自容电容器144的第二端、所述峰值检波器200的输入端和所述平均值滤波器300的输入端分别连接。
91.作为一种实施方式，如图13所示，所述控制模块400与所述峰值检波器200的输入端和所述平均值滤波器300的输入端分别连接，用于对所述峰值检波器200和所述平均值滤波器300分别输入选通信号，以控制所述峰值检波器200和所述平均值滤波器300开始工作。
92.在本技术实施例中，控制模块400可以是具有提供选通信号功能的器件。光学致动器100中的镜片130大部分时间处于稳定的状态，不产生偏转，也不产生位移信号，这段时间内无需使用峰值检波器200和平均值滤波器300进行检测。在光学致动器100中的镜片130偏转方向反转时，镜片130可能在平衡位置附近振荡，这段时间内的振荡信号属于干扰信号，也无需使用峰值检波器200和平均值滤波器300进行检测。通过控制模块400向峰值检波器200和平均值滤波器300分别输入选通信号，在无需使用峰值检波器200和平均值滤波器300进行检测的时间内，分别控制峰值检波器200和平均值滤波器300不工作，在需要使用峰值检波器200和平均值滤波器300进行检测时，才控制峰值检波器200和平均值滤波器300开始工作，可以消除干扰信号，还可以节省功耗。
93.本技术实施例提供了另一种光学致动器100的闭环控制装置，该装置的光学致动器100中，悬臂梁120与电路板110平行设置，且在悬臂梁120上设置镜片130和磁铁，在电路板110上设置线圈，并将线圈与控制模块400连接，用于在线圈接收到控制信号并产生磁场时，磁场对悬臂梁120上的磁铁产生作用力，使悬臂梁120带动镜片130发生偏转，从而根据所述镜片130偏转的位移输出所述位移信号。通过上述装置，可以将镜片130的偏转位移转化为电容的变化量，再将该电容的变化量转化为位移信号，最后将位移信号输入闭环控制装置中。无需接触光学致动器100中的镜片130，就可以检测镜片130偏转的位移，还可以实现对镜片130偏转位移的闭环控制，可以有效防止因接触镜片130而产生的镜片130老化等问题。
94.请参照图14，图14为本技术又一实施例提供的一种光学致动器100的闭环控制装置，该光学致动器100的闭环控制装置包括：光学致动器100、峰值检波器200、平均值滤波器300以及控制模块400，其中，所述控制模块400包括第一减法器410和控制器420。
95.所述光学致动器100用于输出位移信号；所述峰值检波器200的输入端与所述光学致动器100连接，用于检测所述位移信号的峰值；所述平均值滤波器300的输入端与所述光学致动器100连接，用于检测所述位移信号的中间值；所述控制模块400与所述光学致动器100、所述峰值检波器200的输出端以及平均值滤波器300的输出端分别连接，用于向所述光学致动器100输入控制信号，以使所述光学致动器100根据所述控制信号输出所述位移信号，以及用于根据所述位移信号的峰值和中间值，调整所述控制信号。
96.所述第一减法器410的输入端与所述峰值检波器200的输出端和所述平均值滤波器300的输出端分别连接，用于将所述峰值检波器200检测到的所述位移信号的峰值，与所述平均值滤波器300检测到的所述位移信号的中间值相减，以得到所述位移信号的幅度；所述第一减法器410的输出端与所述控制器420连接，用于向所述控制器420发送所述位移信号的幅度；所述控制器420与所述光学致动器100连接，用于根据所述位移信号的幅度，调整所述控制信号，并向所述光学致动器100输入控制信号，以使所述光学致动器100根据所述控制信号输出所述位移信号。
97.在本技术实施例中，第一减法器410可以是基本集成运放电路中的一种，可以计算两个输入信号的差值。
98.在本技术实施例中，得到位移信号的幅度可以是：位移信号的中间值可以是由环境变化、器件老化等问题导致的干扰值，将位移信号的峰值减去位移信号的中间值，就可以得到位移信号的幅度。其中，位移信号的幅度可以与光学致动器100中的镜片130的偏转位
移幅度相关。
99.在该实施例中，控制器420可以是具有计算功能和提供波形信号功能的器件。
100.作为一种实施方式，如图15所示，所述控制模块400还包括第二减法器430；所述第二减法器430输入端与所述第一减法器410的输出端和所述控制器420分别连接，用于将所述第一减法器410得到的位移信号的幅度，与所述控制器420输出的预设幅度相减，以得到误差信号；所述第二减法器430的输出端与所述控制器420连接，用于向所述控制器420发送所述误差信号；所述控制器420还用于根据所述误差信号，调整所述控制信号。
101.在本技术实施例中，第二减法器430可以是基本集成运放电路中的一种，可以计算两个输入信号的差值。
102.在本技术实施例中，预设幅度可以是控制器420预先设置的幅度，用于为位移信号的幅度做参考。
103.在本技术实施例中，得到误差信号可以是：将位移信号的幅度减去预设幅度，若得到的结果不为0，即位移信号的幅度不等于预设幅度，这个差值即为误差信号。
104.在该实施例中，控制器420可以是具有计算功能和提供波形信号功能的器件。
105.作为一种可选实施方式，由于在光学致动器100中的镜片130处于平衡位置时，光学致动器100输出的位移信号可能存在静态误差，因此控制器420可以不向光学致动器100输入控制信号，并根据平均值滤波器300检测到的静态信号调整预设幅度，从而消除该静态误差。
106.具体地，在光学致动器100中的镜片130处于平衡位置时，镜片130的实际平衡位置可能与理论平衡位置存在一定的误差，光学致动器100输出的位移信号也存在一定的误差，该误差即为静态误差。
107.控制器420不向光学致动器100输入控制信号，使光学致动器100中的电路板110上的线圈不通电且使镜片130处于平衡位置，此时，平均值滤波器300可以检测静态信号，该静态信号即为静态误差值。控制器420可以将该静态信号叠加在理论的预设幅度上，并将叠加后的幅度作为实际的预设幅度，即在理论的预设幅度上叠加静态误差值，得到实际的预设幅度，最终消除静态误差。
108.作为一种实施方式，如图15所示，所述控制模块400还包括误差放大器440，所述误差放大器440的输入端与所述第二减法器430的输出端连接、输出端与所述控制器420连接，用于放大所述第二减法器430向所述控制器420发送的误差信号。
109.在本技术实施例中，误差放大器440可以是用于放大信号的电路，具体地，可以是用于放大两个输入电压的差值的电路。误差放大器440可以放大误差信号，使控制器420根据误差信号调整控制信号的过程更准确。
110.本技术实施例提供了又一种光学致动器100的闭环控制装置，所述装置中，第一减法器410与峰值检波器200、平均值滤波器300以及控制器420分别连接，用于获得位移信号的幅度并向所述控制器420发送位移信号的幅度，控制器420与光学致动器100连接，用于根据所述位移信号的幅度调整所述控制信号，并向所述光学致动器100输入控制信号，以使所述光学致动器100根据所述控制信号输出所述位移信号。通过上述装置，控制信号与位移信号之间形成闭环控制，且无需安装存储器和温度传感器等器件。因此，采用本技术的上述设置，可以提升控制光学致动器100产生偏转位移时的便捷性。
111.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。