[發明專利]可變分光元件

有效

• 申請號: 201180017455.9
• 申請日: 2011-03-15
• 公開（公告）號: CN102822720A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 若井浩志
• 申請（專利權）人: 奧林巴斯株式會社
• 主分類號: G02B26/00
• 分類號: G02B26/00;G01B7/30;G01J3/26
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;于靖帥

1.一種可變分光元件，其具有：一對光學基板，它們隔著間隔相對地配置；第1至第4靜電電容傳感器，它們各自具有分別配置于所述一對光學基板的相對的面上的一對電極部，檢測各自的配置位置處的所述一對光學基板的相對的面彼此之間的面間隔；以及第1至第4致動器，它們使所述一對光學基板中的至少一方相對于另一方進行相對移動，改變所述一對光學基板的相對的面彼此之間的面間隔，該可變分光元件的特征在于，

所述第1靜電電容傳感器和所述第3靜電電容傳感器被配置在以連接所述一對光學基板的相對的面各自的重心的線為軸而對稱的位置處，

所述第2靜電電容傳感器和所述第4靜電電容傳感器被配置在以連接所述一對光學基板的相對的面各自的重心的線為軸而對稱的位置處，

所述第1至第4致動器分別被配置在從所述一對光學基板的相對的面各自的重心向所述第1至第4靜電電容傳感器各自的中心方向延伸的線上，

該可變分光元件具有控制部，該控制部根據所述第1至第4靜電電容傳感器的信號，計算所述一對光學基板的相對的面各自的重心彼此之間的間隔，根據所述第1靜電電容傳感器的信號和所述第3靜電電容傳感器的信號，計算與連接所述重心的線垂直的面和移動的所述光學基板的所述相對的面所成的第1角度，根據所述第2靜電電容傳感器的信號和所述第4靜電電容傳感器的信號，計算與連接所述重心的線垂直的面和移動的所述光學基板的所述相對的面所成的第2角度，根據所述重心彼此之間的間隔和所述第1角度，對所述第1和第3致動器進行驅動，根據所述重心彼此之間的間隔和所述第2角度，對所述第2和第3致動器進行驅動，對所述重心彼此之間的間隔、所述第1角度和所述第2角度進行反饋控制，并且對所述重心彼此之間的間隔、所述第1角度或所述第2角度中的至少一個進行前饋控制。

2.根據權利要求1所述的可變分光元件，其特征在于，

所述反饋控制是PID控制，

所述前饋控制是輸出用所述致動器的彈簧常數除以所述可變分光元件的移動部分的質量而得的值來除如下各值的和而得的值作為輸出值的控制，上述各值是指：對輸入值進行了二階微分后的值；對輸入值的微分值乘以所述致動器的衰減常數并除以所述可變分光元件的移動部分的質量而得的值；以及對輸入值乘以所述致動器的彈簧常數并除以所述可變分光元件的移動部分的質量而得的值。

3.根據權利要求2所述的可變分光元件，其特征在于，

所述反饋控制是PID控制，

所述前饋控制是對于輸入值u輸出如下的輸出值的控制

y（t）=（d²u/dt²+B·du/dt+C·u）/A，

其中，A=4k/m（k是所述致動器的彈簧常數、m是所述可變分光元件的移動部分的質量），B=4c/m（c是在設所述致動器的彈簧常數為k、設所述可變分光元件的移動部分的質量為m而輸入了信號的情況下根據所述可變分光元件的移動部分的振動衰減而求出的常數），C=4k/m。

4.一種可變分光元件，其具有：一對光學基板，它們隔著間隔相對地配置；第1至第4靜電電容傳感器，它們各自具有分別配置于所述一對光學基板的相對的面上的一對電極部，檢測各自的配置位置處的所述一對光學基板的相對的面彼此之間的面間隔；以及第1至第4致動器，它們使所述一對光學基板中的至少一方相對于另一方進行相對移動，改變所述一對光學基板的相對的面彼此之間的面間隔，該可變分光元件的特征在于，

所述第1靜電電容傳感器和所述第3靜電電容傳感器被配置在以連接所述一對光學基板的相對的面各自的重心的線為軸而對稱的位置處，

所述第2靜電電容傳感器和所述第4靜電電容傳感器被配置在以連接所述一對光學基板的相對的面各自的重心的線為軸而對稱的位置處，

以連接所述一對光學基板的相對的面各自的重心的線為軸，從沿著該軸的方向看，所述第1至第4靜電電容傳感器和所述第1至第4致動器交替地、等角度地配置，

該可變分光元件具有控制部，該控制部根據所述第1至第4靜電電容傳感器的信號，計算所述一對光學基板的相對的面各自的重心彼此之間的間隔，使用根據所述第1至第4靜電電容傳感器的信號求出的第1和第3致動器的配置位置處的所述一對光學基板的相對的面彼此之間的面間隔的值，計算與連接所述重心的線垂直的面和移動的所述光學基板的所述相對的面所成的第1角度，使用根據所述第1至第4靜電電容傳感器的信號求出的第2和第4致動器的配置位置處的所述一對光學基板的相對的面彼此之間的面間隔的值，計算與連接所述重心的線垂直的面和移動的所述光學基板的所述相對的面所成的第2角度，根據所述重心彼此之間的間隔、所述第1角度和所述第2角度，對所述第1至第4致動器進行驅動，對所述重心彼此之間的間隔、所述第1角度和所述第2角度進行反饋控制，并且對所述重心彼此之間的間隔、所述第1角度或所述第2角度中的至少一個進行前饋控制。