JP2874635B2 - 圧電アクチュエータ変位制御方法及び装置 - Google Patents
圧電アクチュエータ変位制御方法及び装置Info
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Description
おける可変波長フィルタを駆動する圧電アクチュエータ
の変位制御を行う圧電アクチュエータ変位制御方法及び
装置に関する。
圧電アクチュエータの変位制御を行う従来例として、特
開昭63−283180号公報の「変位センサを有する
圧電アクチュエータ」、特開平2−111273号公報
の「ピエゾアクチュエータ駆動装置」、及び特開昭63
−283087号公報の「圧電素子の駆動方法」等が知
られている。
は、圧電アクチュエータに変位センサを取り付け、この
変位センサによってフィードバック制御を行っている。
また、特開平2−111273号の従来例は、圧電アク
チュエータに印加する電圧を零に設定した後に、圧電ア
クチュエータに駆動電圧を印加している。さらに、特開
昭63−283087号の従来例は、圧電アクチュエー
タに定格最高電圧を印加した後に、圧電アクチュエータ
に駆動電圧を印加している。
63−283180号の例では変位センサ、変位検出回
路及びフィードバック回路からなる制御系が必要であ
り、その構成が複雑である。また、特開平2−1112
73号の例及び特開昭63−283087号の例では、
残留ヒステリシスの影響があり、制御した変位位置が不
正確になり易いことが考えられ、それぞれ改善の余地が
ある。
課題を解決するものであり、波長多重光通信における可
変波長フィルタの駆動などを行う圧電アクチュエータを
所定変位に容易かつ確実に制御できる圧電アクチュエー
タ変位制御方法及び装置を提供する。
の可変波長フィルタを駆動するために内蔵した圧電アク
チュエータの変位制御を行う圧電アクチュエータ変位制
御方法において、可変波長フィルタの圧電アクチュエー
タを、初期状態に変位制御した後、可変波長フィルタを
走査し、透過波長を得る波長多重された光信号が検出さ
れるごとに、このときのアクチェータ駆動電圧を記憶
し、この記憶しているアクチェータ駆動電圧を印加して
所定の変位に制御する構成としてある。
の可変波長フィルタを駆動するために内蔵した圧電アク
チュエータの変位制御を行う圧電アクチュエータ変位制
御装置において、前記可変波長フィルタを走査し、透過
波長を得る波長多重された光信号を検出する光検出手段
と、前記光検出手段が検出データを検出したときのアク
チェータ駆動電圧を記憶する記憶手段と、前記圧電アク
チュエータへ入力制御信号に基づいた駆動電圧を印加し
て変位させる駆動手段と、前記圧電アクチュエータを前
記駆動手段を通じて初期状態に変位制御した後に、する
ための制御信号を出力して、前記圧電アクチュエータを
所定の変位に制御する制御手段と、前記記憶手段に記憶
しているアクチェータ駆動電圧を、前記駆動手段から印
加を備える構成としてある。
御装置は、光検出手段が、走査中の光検出信号を、予め
設定したしきい値を超えた際に、波長多重信号として検
出する構成としてある。
御装置は、可変波長フィルタとして、ファブリペローエ
タロンの共振長を可変するフィルタ、誘電体多層膜を用
いてフィルタを回転するフィルタ又は回析格子を回転す
るフィルタを用い、かつ、光検出手段として、フォトダ
イオード及びアナログ/デジタル変換器を用いる構成と
してある。
チュエータ変位制御方法及び装置は、可変波長フィルタ
の圧電アクチュエータを、一度、初期状態に変位制御し
た後に、可変波長フィルタを走査し、透過波長を得る波
長多重された光信号が検出されるごとに、このときのア
クチェータ駆動電圧を記憶する。この記憶しているアク
チェータ駆動電圧を印加して、圧電アクチェータを所定
の変位に制御している。したがって、前記同様に波長多
重光通信における可変波長フィルタの駆動を行うための
圧電アクチュエータが所定の変位に容易かつ確実に制御
される。
タ変位制御方法及び装置の実施形態を図面を参照して詳
細に説明する。図1は本発明の圧電アクチュエータ変位
制御装置の前提となる装置の構成を示すブロック図であ
る。図1の圧電アクチュエータ変位制御装置は、変位制
御対象の圧電アクチュエータ101と、この圧電アクチ
ュエータ101が所定変位するための駆動電圧を出力す
る、例えば、デジタル/アナログ(A/D)変換器と高
電圧出力の増幅器で構成される駆動回路102とを有し
ている。
れ、駆動回路102に制御信号を出力して圧電アクチュ
エータ101を所定変位させる制御を行うための制御回
路103と、圧電アクチュエータ101の特定の初期変
位状態から所望の変位を得るための変位特性データを予
め記憶し、半導体メモリなどを用いた記憶回路104と
を有している。
図2は、圧電アクチュエータ101の変位状態を示すヒ
ステリシス特性図である。図2において、圧電アクチュ
エータ101が変位状態Aのときに、駆動電圧Eを印加
した場合、変位状態Dに遷移して変位状態Gに制御され
る。また、変位状態Bのときに駆動電圧Eを印加すると
変位状態Cに遷移して変位状態Fに制御される。このよ
うに圧電アクチュエータ101に同一の制御電圧(E)
を印加しても初期変位状態によって、その変位位置が異
なることになる。
タ101を変位制御する場合、まず、制御回路103が
駆動回路102に圧電アクチュエータ101を初期変位
状態に制御するための制御信号を出力する。駆動回路1
02が圧電アクチュエータ101に駆動電圧を印加し
て、圧電アクチュエータ101を初期変位状態に制御す
る。例えば、図2中の変位状態Aに制御する。この後、
記憶回路104に記憶している変位特性データを制御回
路103が読み出す。
ータに基づいて、図示しない装置などからの変位指示信
号に対応する所望の変位に制御する。例えば、図2中の
変位状態Gに圧電アクチュエータ101が変位する駆動
電圧Eを、駆動回路102から圧電アクチュエータ10
1に印加するための制御信号を制御回路103が駆動回
路102に出力する。
期変位状態に制御するため、例えば、圧電アクチュエー
タ101に、その使用電圧範囲に対して、十分に離れた
駆動電圧を駆動回路102が印加するように制御回路1
03が、その制御を行う。又は、圧電アクチュエータ1
01に正弦波状の駆動電圧を印加して、その振幅値を順
次小さくするように駆動回路102を制御回路103が
制御する。このような制御によって、容易かつ確実に圧
電アクチュエータ101を所定の変位に制御できるよう
になる。
ック図である。図3の実施形態は、可変波長フィルタ2
01と、この可変波長フィルタ201に内蔵される圧電
アクチュエータ201aを所定変位させるための駆動電
圧を出力する、例えば、デジタル/アナログ(D/A)
変換器と高電圧出力の増幅器で構成される駆動回路20
2とを有している。また、マイクロコンピュータなどで
構成され、駆動回路202に制御信号を出力して圧電ア
クチュエータ201aを所定変位させる制御を行う制御
回路203と、制御回路203からの検出データを記憶
し、半導体メモリなどで構成される記憶回路204とを
有している。
タ201を走査し、透過波長を得るための波長多重され
た光信号を検出する、例えば、フォトダイオードやA/
D変換器で構成される光検出器205を有している。可
変波長フィルタ201としては、例えば、ファブリペロ
ーエタロンの共振長を可変できるフィルタを用いる。ま
た、誘電体多層膜を用いてフィルタを回転するものや、
回析格子を回転するものを利用できる。
る。圧電アクチュエータ201aを内蔵した可変波長フ
ィルタ201を制御する場合、まず、制御回路203が
駆動回路202に制御信号を出力し、駆動回路202が
圧電アクチュエータ201aを駆動するための駆動電圧
を印加して、圧電アクチュエータ201aを初期変位状
態に制御する。例えば、図2中の変位状態Aに制御す
る。この後、可変波長フィルタ201を光検出器205
が走査し、この走査による光検出器205で波長多重さ
れた光信号が検出される。そして、制御回路203を通
じて波長多重信号を検出したときにアクチェータ駆動電
圧を記憶回路204に記憶する。
合、制御回路203が駆動回路202に制御信号を出力
して、図2中の変位状態Aから変位状態D、また、変位
状態Dから変位状態Bの特性のように変位状態を遷移す
る制御を行う。そして、可変波長フィルタ201を光検
出器205が走査中した際の光検出器205からの光検
出信号が制御回路203に入力される。制御回路203
は、取り込んだ光検出信号が予め設定したしきい値を超
えた際に波長多重信号を検出し、かつこのときのアクチ
ェータ駆動電圧を記憶回路204に送出して、その記憶
を行う。
クチェータ駆動電圧を制御回路203が読み出す。制御
回路203が、例えば、図2中の変位状態Gに圧電アク
チュエータ201を変位させる駆動電圧、例えば、図2
中の駆動電圧Eを駆動回路202が圧電アクチュエータ
201に印加するように制御回路203が駆動回路20
2へ制御信号を出力し、その変位制御を行う。
長フィルタ201の駆動を行うための圧電アクチュエー
タ201aが所定の変位に容易かつ確実に制御される。
の圧電アクチュエータ変位制御方法及び装置によれば、
可変波長フィルタの圧電アクチュエータを、一度、初期
状態に変位制御した後に、可変波長フィルタを走査して
得られた透過波長を得る波長多重された光信号の検出を
行い、かつ、このときのアクチェータ駆動電圧を記憶
し、この記憶しているアクチェータ駆動電圧を印加して
所定の変位に制御している。この結果、波長多重光通信
における可変波長フィルタの駆動を行うための圧電アク
チュエータが所定の変位に容易かつ確実に制御できるよ
うになる。
提となる装置の構成を示すブロック図である。
の変位状状態を示すヒステリシス特性図である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 波長多重光通信用の可変波長フィルタを
駆動するために内蔵した圧電アクチュエータの変位制御
を行う圧電アクチュエータ変位制御方法において、 可変波長フィルタの圧電アクチュエータを、初期状態に
変位制御した後、可変波長フィルタを走査し、透過波長
を得る波長多重された光信号が検出されるごとに、この
ときのアクチェータ駆動電圧を記憶し、この記憶してい
るアクチェータ駆動電圧を印加して所定の変位に制御す
ることを特徴とする圧電アクチュエータ変位制御方法。 - 【請求項2】 波長多重光通信用の可変波長フィルタを
駆動するために内蔵した圧電アクチュエータの変位制御
を行う圧電アクチュエータ変位制御装置において、 前記可変波長フィルタを走査し、透過波長を得る波長多
重された光信号を検出する光検出手段と、 前記光検出手段が検出データを検出したときのアクチェ
ータ駆動電圧を記憶する記憶手段と、 前記圧電アクチュエータへ入力制御信号に基づいた駆動
電圧を印加して変位させる駆動手段と、 前記圧電アクチュエータを前記駆動手段を通じて初期状
態に変位制御した後に、前記記憶手段に記憶しているア
クチェータ駆動電圧を、前記駆動手段から印加するため
の制御信号を出力して、前記圧電アクチュエータを所定
の変位に制御する制御手段と、 を備えることを特徴とする圧電アクチュエータ変位制御
装置。 - 【請求項3】 前記請求項2記載の圧電アクチュエータ
変位制御装置の光検出手段は、走査中の光検出信号が、
予め設定したしきい値を超えた際に、波長多重信号とし
て検出することを特徴とする圧電アクチュエータ変位制
御装置。 - 【請求項4】 前記請求項2記載の圧電アクチュエータ
変位制御装置の可変波長フィルタとして、ファブリペロ
ーエタロンの共振長を可変するフィルタ、誘電体多層膜
を用いてフィルタを回転するフィルタ又は回析格子を回
転するフィルタを用い、かつ、光検出手段として、フォ
トダイオード及びアナログ/デジタル変換器を用いるこ
とを特徴とする圧電アクチュエータ変位制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8074935A JP2874635B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 圧電アクチュエータ変位制御方法及び装置 |
| US08/827,303 US6046525A (en) | 1996-03-28 | 1997-03-28 | Piezo-electric actuator control method and device and variable wavelength filter using the piezo-electric actuator device |
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