JP2007004881A - ミラー角度制御システム - Google Patents

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Abstract

【課題】
適用する装置の制御精度向上、小型化、消費電力の削減が可能となるミラー角度制御シ
ステムを提供する。
【解決手段】
光源６から出力されMEMSミラー７のミラー部で反射したレーザの一部が反射ホログラム
によって受光部５に反射集光される。制御演算回路３は、受光部５が出力するMEMSミラー
７のミラー部の傾き角度に応じた電気信号に基づきMEMS駆動回路４を介してMEMSミラー７
のミラー部を回転駆動させ、ミラー部の傾き角度が目標角度となるよう制御される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ディスク装置や光通信システム等で用いられるミラー角度制御システムに関
する。
従来からディスク装置のトラッキング制御や、光通信システムの光信号スイッチ制御に
、ミラー角度制御システムが用いられている。
例えば特許文献１には、回動する板状部材の表裏面に偏向ミラー面と検出用反射面とが
形成された回動ミラーを備え、光源から検出用反射面にレーザを照射し、その反射光を受
光器で受光し、受光器の受光面におけるスポット位置に基づき検出用反射面の傾き角度を
検出し、この傾き角度を偏向ミラー面の偏向角に換算し、これと目標偏向角との偏差に基
づき回動ミラーをアクチュエータによりフィードバック制御するものが開示されている。
また例えば特許文献２には、可動部であるコイルホルダの表裏に偏向用ミラーと検出用
ミラーを取り付け、光源から検出用ミラーにレーザを照射し、その反射光を光検出器で受
光し、光検出器の受光面におけるスポット位置に基づき検出用ミラーの傾き角度すなわち
偏向用ミラーの傾き角度を検出し、偏向用ミラーの傾き角度を調整するものが開示されて
いる。
特開２００４−２１２２０５号公報 特開２００３−７７１５４号公報
しかし、上記特許文献１および特許文献２に開示されたミラー角度制御システムでは、
偏向用ミラーとは別に検出用ミラーが必要であり、これらのミラーの相対的な取り付け位
置精度によっては、偏向用ミラーの傾き角度制御に誤差が生じ、制御システムを適用する
ディスク装置のトラッキング制御や光通信システムの光スイッチング制御等に不具合が生
じる。
また、偏向用ミラーにレーザを照射する光源とは別に、検出用ミラーにレーザを照射す
る光源が必要であり、制御システムを適用する装置の小型化が困難であり、消費電力の増
大にもつながる。
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、適用する装置の制御精度向上、小型
化、消費電力の削減が可能となるミラー角度制御システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明のミラー角度制御システムは、光源が出力する光を反
射するミラーと、該ミラーを回転駆動する駆動手段と、受光部と、前記ミラーで反射した
光の一部を前記受光部に集光させる集光手段と、前記受光部が出力する前記ミラーの傾き
角度に応じた電気信号に基づき前記駆動手段に出力する駆動信号を生成する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
このような構成によれば、検出用のミラーが不要となり、ミラーの取り付け精度による
制御誤差を抑えることができる。また、検出用ミラーにレーザを照射する光源も不要とな
り、本制御システムを適用する装置を小型化でき、消費電力を削減することもできる。
また、本発明のミラー角度制御システムは、前記ミラーはMEMS（Micro Electro Mechan
ical System）ミラーのミラー部であり、前記駆動手段は前記MEMSミラーの駆動部である
ことを特徴とする。
このような構成によれば、ディスク装置のトラッキング制御等の高精度・高速な位置決
めが必要とされる制御に適したものとなる。
また、本発明のミラー角度制御システムは、MEMSミラーの前記ミラーおよび前記駆動手
段と、前記受光部と、前記制御手段とのうち少なくとも２つが同一の基板に形成されるこ
とを特徴とする。
このような構成によれば、本制御システムを適用する装置を小型化でき、また、前記ミ
ラーおよび前記駆動手段と前記受光部とが同一基板に形成される場合は取り付け精度によ
る制御誤差を抑えることができる。特に、前記ミラーと、前記駆動手段と、前記受光部と
、前記制御手段とのすべてが同一の基板に形成されることが小型化の面で望ましい。
また、本発明のミラー角度制御システムは、前記集光手段は反射ホログラムであること
を特徴とする。これにより、集光手段としての部品数を減らし、本制御システムを適用す
る装置を小型化できる。
本発明のミラー角度制御システムによれば、適用する装置の制御精度向上、小型化、消
費電力の削減が可能となる。
本発明の実施形態を、ディスク装置におけるトラッキング制御を例に説明する。図１に
、ディスク装置におけるトラッキング制御システムのブロック図を示す。
本トラッキング制御システムは、ディスク１、ピックアップ２、トラッキング誤差信号
生成回路９、目標角度演算回路１０から構成される。ピックアップ２は、光源６、MEMS（
Micro Electro Mechanical System）ミラー７、受光部５、受光部８、制御演算回路３、M
EMS駆動回路４を備える。
光源６から出力されたレーザは後述するMEMSミラー７のミラー部で反射し、反射光がデ
ィスク１の記録面に照射され、ディスク１からの反射光を受光部８が受光する。この部分
のピックアップ２内の光学系を詳細に示したのが図２である。
光源６から出力されたレーザはまず偏光ビームスプリッタ（PBS）１１を透過し、MEMS
ミラー７のミラー部で反射する。MEMSミラー７のミラー部で反射したレーザはコリメータ
レンズ１２で平行光にされ、1/4波長板１３を透過し、対物レンズ１４でディスク１の記
録面に集光される。ディスク１で反射されたレーザは対物レンズ１４、1/4波長板１３、
コリメータレンズ１２を透過し、MEMSミラー７のミラー部で反射する。この反射光は、1/
4波長板１３を２回透過しているので偏光ビームスプリッタ１１で反射され、受光部８に
集光される。ここで、MEMSミラー７のミラー部は図２中矢印方向に回動し、その傾き角度
によってレーザの反射角が変わり、ディスク１記録面上のスポットがディスク半径方向に
変位する。
受光部８は分割受光器であり、受光部８の受光面に集光されたレーザは電気信号に変換
され、電気信号がトラッキング誤差信号生成回路９に送出される（図１）。トラッキング
誤差信号生成回路９は入力された電気信号からトラッキング誤差信号を生成し、目標角度
演算回路１０に送出する。目標角度演算回路１０は入力されたトラッキング誤差信号に基
づきトラッキング誤差を０とするようなMEMSミラー７のミラー部の目標傾き角度に応じた
目標角度レベル信号を生成し、制御演算回路３に送出する。
次に、MEMSミラー７のミラー部の傾き角度制御について説明する。
図３に、ピックアップ２内のミラー角度制御に関する部分の外観図を示す。図３のよう
に、同一のシリコン基板１５に、MEMSミラー７、受光部５、制御演算回路３、MEMS駆動回
路４が形成される。そしてシリコン基板１５の上方に反射ホログラム１６が設けられる。
反射ホログラム１６はシリコン基板１５を収容する不図示の樹脂パッケージに固定される
。
図４に、MEMSミラー７の詳細な外観を示す。MEMSミラー７は、土台であるシリコン基板
１５上に形成され、ミラー部７ａ、４つの駆動部７ｂ〜７ｅ、回転軸部７ｆを備える。ミ
ラー部７ａはCVD法でAlを成膜したものである。４つの駆動部７ｂ〜７ｅは、下部電極、P
ZT薄膜、上部電極を分極方向を同一方向にして成膜、パターニングしたものである。駆動
部７ｂおよび７ｃ、７ｄおよび７ｅのPZT薄膜に逆方向の電圧を加えることで、圧電効果
によりPZT薄膜が屈曲変形し、この歪みによりトルクが発生し、ミラー部７ａが回転軸部
７ｆ周り（図４中矢印方向）に回動する構造となっている。
光源６から出力されたレーザは偏光ビームスプリッタ１１を透過し、MEMSミラー７のミ
ラー部７ａで反射し、コリメータレンズ１２へ入光する（図２）。ここで、コリメータレ
ンズ１２へ入光するレーザの一部が反射ホログラム１６に入光する。図５のように反射ホ
ログラム１６は側面断面で鋸歯状の溝を有しており、入光するレーザを反射および集光す
ることができる。
コリメータレンズ１２へ入光するレーザの一部は反射ホログラム１６で反射され、シリ
コン基板１５に形成された受光部５の受光面に集光される。受光部５は、受光面が分割さ
れた分割受光器や、受光面が分割されていないPSD（Position Sensitive Detector）であ
る。MEMSミラー７のミラー部７ａが図３中矢印方向に回動すると、それに伴い受光部５の
受光面上のスポットが図３中矢印方向のように一次元的に変位するため、受光部５はMEMS
ミラー７のミラー部７ａの傾き角度に応じた電気信号を出力する。
受光部５は電気信号を制御演算回路３に出力し、制御演算回路３はこの電気信号に基づ
きMEMSミラー７のミラー部７ａの傾き角度に応じた角度検出レベル信号を生成する。そし
て制御演算回路３は、上記の角度検出レベル信号と、前述した目標角度演算回路１０から
入力される目標角度レベル信号との偏差を取り、増幅、微分、積分等をして、制御信号を
生成し、MEMS駆動回路４に送出する。
MEMS駆動回路４は上記制御信号に基づき駆動信号を生成し、MEMSミラー７の駆動部７ｂ
〜７ｅに送出する。そして駆動信号に応じてMEMSミラー７のミラー部７ａが回動し、ディ
スク１の記録面に集光されたスポットがディスク半径方向に変位する。
以上により、MEMSミラー７のミラー部７ａの傾き角度が、トラッキング誤差が０となる
ような目標角度にフィードバック制御される。これにより、ディスク１の記録面に集光さ
れたスポットがディスク１のトラックに追従することとなり、トラッキング制御が達成さ
れる。
以上、ディスク装置のトラッキング制御を例として本発明の実施形態を説明したが、本
発明に係るミラー角度制御システムはこれに限らず例えば光通信システムの光信号スイッ
チ制御等にも適用可能である。
は、ディスク装置のトラッキング制御システムのブロック図である。 は、ピックアップ内の光学系の構成を示す図である。 は、ピックアップ内のミラー角度制御に関する部分の外観図である。 は、MEMSミラーの外観図である。 は、反射ホログラムの側面断面図と入射光の反射集光を示す図である。
符号の説明
１ ディスク
２ ピックアップ
３ 制御演算回路
４ MEMS駆動回路
５ 受光部
６ 光源
７ MEMSミラー
７ａ ミラー部
７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ 駆動部
７ｆ 回転軸部
８ 受光部
９ トラッキング誤差信号生成回路
１０ 目標角度演算回路
１１ 偏光ビームスプリッタ
１２ コリメータレンズ
１３ 1/4波長板
１４ 対物レンズ
１５ シリコン基板
１６ 反射ホログラム

Claims (7)

  1. 光源が出力する光を反射するMEMS（Micro Electro Mechanical System）ミラーのミラ
    ー部と、該ミラー部を回転駆動する前記MEMSミラーの駆動部と、受光部と、前記ミラー部
    で反射した光の一部を前記受光部に集光させる反射ホログラムと、前記受光部が出力する
    前記ミラー部の傾き角度に応じた電気信号に基づき前記駆動部に出力する駆動信号を生成
    する制御手段と、を備え、前記ミラー部と、前記駆動部と、前記受光部と、前記制御手段
    とが同一の基板に形成されるようなミラー角度制御システムを備えることを特徴とするデ
    ィスク装置。
  2. 光源が出力する光を反射するミラーと、該ミラーを回転駆動する駆動手段と、受光部と
    、前記ミラーで反射した光の一部を前記受光部に集光させる集光手段と、前記受光部が出
    力する前記ミラーの傾き角度に応じた電気信号に基づき前記駆動手段に出力する駆動信号
    を生成する制御手段と、を備えることを特徴とするミラー角度制御システム。
  3. 前記ミラーはMEMS（Micro Electro Mechanical System）ミラーのミラー部であり、前
    記駆動手段は前記MEMSミラーの駆動部であることを特徴とする請求項２に記載のミラー角
    度制御システム。
  4. 前記ミラーおよび前記駆動手段と、前記受光部と、前記制御手段とのうち少なくとも２
    つが同一の基板に形成されることを特徴とする請求項３に記載のミラー角度制御システム
    。
  5. 前記ミラーと、前記駆動手段と、前記受光部と、前記制御手段とが同一の基板に形成さ
    れることを特徴とする請求項４に記載のミラー角度制御システム。
  6. 前記集光手段は反射ホログラムであることを特徴とする請求項２に記載のミラー角度制
    御システム。
  7. 請求項２〜請求項６のいずれかに記載のミラー角度制御システムを備えるディスク装置
    。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8014002B2 (en) * 2008-04-01 2011-09-06 Perceptron, Inc. Contour sensor incorporating MEMS mirrors
US9170097B2 (en) 2008-04-01 2015-10-27 Perceptron, Inc. Hybrid system
US9013711B2 (en) 2008-04-01 2015-04-21 Perceptron, Inc. Contour sensor incorporating MEMS mirrors
US9204129B2 (en) 2010-09-15 2015-12-01 Perceptron, Inc. Non-contact sensing system having MEMS-based light source
CN102435152A (zh) * 2011-11-15 2012-05-02 西安交通大学 一种微机械系统mems二维扫描镜扫描角度的测量装置
US8520219B2 (en) 2011-12-19 2013-08-27 Perceptron, Inc. Non-contact sensor having improved laser spot
CN102566041A (zh) * 2012-02-20 2012-07-11 无锡微奥科技有限公司 一种电热式mems微镜系统
KR101887054B1 (ko) * 2012-03-23 2018-08-09 삼성전자주식회사 적외선 검출 장치 및 이를 포함하는 가열 조리 장치
CN105352923B (zh) * 2014-10-21 2018-08-03 清华大学 一种快速宽视场体全息荧光显微成像系统
WO2016061710A1 (zh) * 2014-10-21 2016-04-28 清华大学 一种快速宽视场体全息荧光显微成像系统
CN106248347B (zh) * 2016-07-22 2018-11-16 西北工业大学 一种mems扫描镜性能参数测量系统及方法
US10578861B2 (en) 2017-10-25 2020-03-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Piezoelectric mirror system
CN107861248B (zh) * 2017-12-25 2023-12-26 歌尔光学科技有限公司 激光束扫描显示设备及增强现实眼镜
CN111157541B (zh) * 2020-01-14 2023-03-14 合肥维信诺科技有限公司 光学检测系统以及光学检测方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05314510A (ja) * 1992-05-07 1993-11-26 Olympus Optical Co Ltd 分離型光ピックアップ装置
JP2001188187A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Sony Corp マイクロミラー装置及びこれを用いた光ディスク装置並びにマイクロミラー装置の製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4556964A (en) * 1981-12-21 1985-12-03 Burroughs Corporation Technique for monitoring galvo angle
JPH11134684A (ja) * 1997-10-27 1999-05-21 Asahi Optical Co Ltd 光情報記録再生ヘッド
KR100329933B1 (ko) * 1998-10-02 2002-06-20 윤종용 광기록/재생기의 광픽업장치
JP2000276752A (ja) * 1999-03-19 2000-10-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ピックアップ装置
JP2003077154A (ja) 2001-04-25 2003-03-14 Olympus Optical Co Ltd ミラーの角度検出装置、光信号スイッチシステム及び光信号スイッチング方法
JP2003233923A (ja) * 2002-02-08 2003-08-22 Sony Corp 光学ピックアップ及びディスクドライブ装置
JP2004212205A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Olympus Corp 角度検出装置、光信号スイッチシステムおよび情報記録再生システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05314510A (ja) * 1992-05-07 1993-11-26 Olympus Optical Co Ltd 分離型光ピックアップ装置
JP2001188187A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Sony Corp マイクロミラー装置及びこれを用いた光ディスク装置並びにマイクロミラー装置の製造方法

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CN1885090A (zh) 2006-12-27
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