CN100437199C - 镜角度控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及镜角度控制系统。传统镜角度控制系统需要与偏转镜分离设置的检测镜，并且取决于这些镜彼此之间安装位置的精度，可能导致在包括这种控制系统的产品中控制精度下降。此外，需要用于将激光照射在检测镜上的分离光源。这样难以使包括这些控制系统的产品小型化，并且还导致电能耗的增大。为了克服这些缺点，在本发明的镜角度控制系统中，从光源发出的光照射在镜上，并且利用反射全息摄影装置将由镜反射的一部分光聚集在光接收器上。然后，基于光接收器输出的并且与所述镜的倾角相对应电信号以及目标信号，将驱动信号馈送至驱动镜旋转的驱动器。

Description

镜角度控制系统
技术领域
本发明涉及一种用于光盘装置、光通信系统等中的镜角度控制系统。
背景技术
传统上，使用镜角度控制系统用于光盘装置中的跟踪控制、光通信系统中的光信号开关控制等。
例如，日本专利申请JP-A-2004-212205公开了一种具有形成在可旋转盘形构件上的偏转镜面和检测反射面的旋转镜。从光源发出的激光照射在检测反射面上，并且由光接收器接收从检测反射面反射的光。接着，根据由此在光接收器的光接收面上形成的光点的位置，对检测反射面的倾角进行检测。然后，将由此检测到的倾角转换成使镜面偏转的等值偏转角。之后，根据这个实际计算的偏转角与目标偏转角之差，由调节器基于反馈而控制旋转镜。
另外，日本专利申请JP-A-2003-77154公开了一种构造为可动构件的线圈折叠器(coil folder)，其观察面和背面上安装有偏转镜和检测镜。从光源发出的激光照射在检测镜上，并且由光接收器接收从检测反射面反射的光。接着，根据由此在光接收器的光接收面上形成的光点的位置，检测到检测镜的倾角，因此获得偏转镜的倾角。然后，根据由此检测到的角度，调节偏转镜的倾角。
但是上述专利公开文献中所揭示的镜角度控制系统存在以下缺点：镜角度控制系统均需要与偏转镜分离设置的检测镜，并且取决于这些镜彼此之间安装位置的精度，在控制偏转镜的倾角时可能还会存在误差。结果，在包括这些控制系统之一的任何产品中，都可能例如在光盘装置中的跟踪控制或者在光通信系统中的光开关控制中出现故障。
此外，还存在如下缺点：这些控制系统除了需要用于将激光照射在偏转镜上的光源之外，还需要与该光源分离的用于将激光照射在检测镜上的另一种光源。这样难以使包括控制系统的产品小型化，并且还导致电能耗的增大。
发明内容
本发明的目的是提供一种镜角度控制系统，其有助于提高包括该系统的产品的控制精度、小型化以及减少电能耗。
为了实现上述目的，根据本发明，提供一种镜角度控制系统，包括：
光源；
镜，其反射从所述光源发出的光；
驱动器，其驱动所述镜旋转；
光接收器；
聚光器，其将由所述镜反射并且向光盘传播的一部分光聚集在所述光接收器上；
控制/计算电路，其基于电信号和目标信号产生控制信号，所述电信号由所述光接收器输出，并与所述镜的倾角相对应；以及
驱动电路，其基于所述控制信号产生驱动信号，然后将所述驱动信号馈送至所述驱动器。
利用这种结构，无需检测镜。这样有助于提高包括控制系统的产品的控制精度。并且，也无需用于将光照射在检测镜上的光源。这样有助于包括控制系统的产品的小型化以及减少电能耗。
根据本发明的镜角度控制系统可以包括MEMS(微机电系统)镜，该MEMS镜的镜部分是上述镜，并且其驱动部分是上述镜驱动器。
利用这种结构，本发明的镜角度控制系统适于诸如光盘装置中跟踪控制之类的要求高精度、高速定位的控制。
在根据本发明的镜角度控制系统中，MEMS镜、光接收器、控制/计算电路和驱动电路可形成在同一基板上。这样有助于小型化以及提高安装精度。
在根据本发明的镜角度控制系统中，聚光器可以是反射全息摄影装置。这样有助于减少聚光器所需的元件数量，并且由此有助于包括控制系统的产品的小型化。
附图说明
图1是光盘装置的跟踪控制系统的框图；
图2是示出拾取器内部的光系统的结构示意图；
图3是镜角度控制中涉及到的拾取器内部部件的外视图；
图4是MEMS镜的外视图；以及
图5是示出反射全息摄影装置的侧剖面图，其中示出该反射全息摄影装置如何反射入射光以将其聚集。
具体实施方式
下面，通过处理光盘装置中跟踪控制的实施例来说明本发明。图1是光盘装置中跟踪控制系统的框图。
跟踪控制系统包括：光盘1、拾取器(pickup)2、跟踪误差信号生成电路9和目标角度计算电路10。拾取器2设置有光源6、MEMS(微机电系统)镜7、光接收器5、光接收器8、控制/计算电路3和MEMS驱动电路4。
光源6发出激光，然后该激光反射在MEMS镜7的镜部分上(下文将说明)。之后反射光射在光盘1的记录面上，并且光接收器8接收从光盘1反射的光。容纳在拾取器2内部的上述光系统在图2中详细示出。
从光源6发出的激光首先透过偏振光束分光器(PBS)11，然后在MEMS镜7的镜部分反射。接着，准直透镜12使MEMS镜7的镜部分反射的激光形成为平行光束，然后光束透过四分之一波长板13，之后物镜14将光束聚集在光盘1的记录面上。从光盘1反射的激光依次透过物镜14、四分之一波长板13和准直透镜12，然后在MEMS镜7的镜部分反射。这时的反射光已经透过四分之一波长板13两次，所以，此时在偏振光束分光器11反射，然后聚集在光接收器8上。这里，MEMS镜7的镜部分是可旋转的，如图2的箭头所示，因此，随着镜部分倾角的变化，激光反射的角度也变化，相应地在光盘1的记录面上的光点在光盘半径的范围内移动。
光接收器8是一种具有分割感测区域的光检测器。光接收器8的光接收面上聚集的激光转换成电信号，然后该信号馈送至跟踪误差信号生成电路9(图1)。根据馈送到的电信号，跟踪误差信号生成电路9产生跟踪误差信号，并将其馈送至目标角度计算电路10。基于馈送到的跟踪误差信号，目标角度计算电路10产生与MEMS镜7的镜部分的目标倾角相对应的目标角度电平信号(target angle level signal)，预期该目标倾角能够消除跟踪误差，然后将该目标角度电平信号馈送至控制/计算电路3。
下面将说明如何控制MEMS镜7的镜部分的倾角。
图3是镜角度控制中涉及到的拾取器2内部部件的外视图。如图3所示，MEMS镜7、光接收器5、控制/计算电路3和MEMS驱动电路4形成在同一硅基板15上。在硅基板15的上方，设置反射全息摄影装置(reflectivehologram)16。反射全息摄影装置16固定在容纳硅基板15的树脂封装上。
图4详细示出MEMS镜7的外视图。MEMS镜7形成在硅基板15上，由此硅基板15作为MEMS镜7的基底。MEMS镜7设置有镜部分7a、四个驱动部分7b至7e以及旋转轴部分7f。通过CVD工艺沉积Al膜而形成镜部分7a。通过沉积和图案化下电极、PZT薄膜以及上电极来形成四个驱动部分7b至7e，其中下电极、PZT薄膜以及上电极在四个驱动部分7b至7e中具有相同的极化方向。当在驱动部分7b与7c的PZT薄膜之间以及在驱动部分7d与7e的PZT薄膜之间施加极性相反的电压时，PZT薄膜在压电效应下弯曲，由此引起的应变产生扭矩，该扭矩使镜部分7a绕旋转轴部分7f旋转(如图4中的箭头所示)。
从光源6发出的激光透过偏振光束分光器11，然后在MEMS镜7的镜部分反射，接着，进入准直透镜12(图2)。这里，入射到准直透镜12的一部分光射到反射全息摄影装置16上。如图5所示，反射全息摄影装置16具有锯齿状横截面形状的槽。反射全息摄影装置16由此反射入射激光以将其聚集。
从入射到准直透镜12的激光中分出来然后又被反射全息摄影装置16反射的那部分激光由此聚集在形成于硅基板15上的光接收器5的光接收面上。光接收器5可以是具有分割感测区域的光检测器，或者是具有整块感测区域的PSD(位置敏感检测器)。当MEMS镜7的镜部分7a在如图3中箭头所示的方向上旋转时，光接收器5的光接收面上的光点在如图3中箭头所示的方向上一维移动。因此，光接收器5输出与MEMS镜7镜部分7a的倾角相对应的电信号。
从光接收器5输出的电信号馈送至控制/计算电路3。接着，基于该电信号，控制/计算电路3产生与MEMS镜7的镜部分7a的倾角相对应的角度检测电平信号。然后，控制/计算电路3计算该角度检测电平信号与前述从目标角度计算电路10馈送的目标角度电平信号之差。之后，控制/计算电路3对计算得到的差值进行增幅、微分、积分以及其它处理以产生控制信号，然后将其输出至MEMS驱动电路4。
基于上述控制信号，MEMS驱动电路4产生驱动信号，然后将其馈送至MEMS镜7的驱动部分7b至7e。根据驱动信号，MEMS镜7的驱动部分7b至7e旋转，由此使光盘1的记录面上聚集的光点在光盘半径的范围内移动。
通过上述步骤，基于反馈来控制MEMS镜7的镜部分7a的倾角，使其保持为消除跟踪误差的目标角度。这就使得光盘1的记录面上聚集的光点能够在光盘1上按照期望的轨迹移动，由此实现跟踪控制。
在上文中通过处理光盘装置中的跟踪控制的实施例已对本发明进行了说明。但是，应理解的是，本发明的镜角度控制系统能够使用于诸如光通信系统中的光信号开关控制等的其它目的。

Claims (12)

1、一种镜角度控制系统，包括：
光源；
镜，其反射从所述光源发出的光；
驱动器，其驱动所述镜旋转；
光接收器；
聚光器，其将由所述镜反射并且向光盘传播的一部分光聚集在所述光接收器上；
控制/计算电路，其基于电信号和目标信号产生控制信号，所述电信号由所述光接收器输出，并与所述镜的倾角相对应；以及
驱动电路，其基于所述控制信号产生驱动信号，并将所述驱动信号馈送至所述驱动器。
2、如权利要求1所述的镜角度控制系统，
其中，所述镜角度控制系统包括微机电系统镜，所述微机电系统镜的镜部分和驱动部分分别是所述镜和所述驱动器。
3、如权利要求2所述的镜角度控制系统，
其中，所述微机电系统镜、光接收器、控制/计算电路和驱动电路形成在同一基板上。
4、如权利要求1所述的镜角度控制系统，
其中，所述聚光器是反射全息摄影装置。
5、如权利要求2所述的镜角度控制系统，
其中，所述聚光器是反射全息摄影装置。
6、如权利要求3所述的镜角度控制系统，
其中，所述聚光器是反射全息摄影装置。
7、一种包括镜角度控制系统的光盘装置，
其中，所述镜角度控制系统包括：
光源；
镜，其反射从所述光源发出的光；
驱动器，其驱动所述镜旋转；
光接收器；
聚光器，其将由所述镜反射并且向光盘传播的一部分光聚集在所述光接收器上；
控制/计算电路，其基于电信号和目标信号产生控制信号，所述电信号由所述光接收器输出，并与所述镜的倾角相对应；以及
驱动电路，其基于所述控制信号产生驱动信号，并将所述驱动信号馈送至所述驱动器。
8、如权利要求7所述的光盘装置，
其中，所述镜角度控制系统包括微机电系统镜，所述微机电系统镜的镜部分和驱动部分分别是所述镜和所述驱动器。
9、如权利要求8所述的光盘装置，
其中，所述微机电系统镜、光接收器、控制/计算电路和驱动电路形成在同一基板上。
10、如权利要求7所述的光盘装置，
其中，所述聚光器是反射全息摄影装置。
11、如权利要求8所述的光盘装置，
其中，所述聚光器是反射全息摄影装置。
12、如权利要求9所述的光盘装置，
其中，所述聚光器是反射全息摄影装置。
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