JP4695342B2 - 光スイッチ制御装置および移動体制御装置 - Google Patents
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Description
図24は、光スイッチの構造を示す図である。光スイッチとしてMEMS技術を適用して構成されたティルトミラーを側面から見た図を示している。図示のティルトミラー120は、表面が反射面とされたミラー121が中央の軸122を中心として図中矢印方向に揺動可能である。ミラー121の揺動動作により入射する光Aの出射角度を水平を基準として両方向の任意の角度(a1,a2,a3方向)に切り換えて出射できるようになっている。a1側がマイナス側、a3側がプラス側の角度領域である。図示および説明を省略するが、このティルトミラー120は平面から見て電極が櫛歯状に形成され、ミラー121が全角度方向に連続的に角度を切り換えることができる櫛歯型MEMSミラーとなっている。このような3次元型MEMS光スイッチに関する技術は、例えば、下記の非特許文献1に開示されている。
上述のように、近年、各種のネットワークにおけるデータトラフィックが爆発的に増大し、大容量のデータトラフィックを処理できるフォトニックネットワークの構築が進められている。また、近い将来、各種のネットワークおよびフォトニックネットワークは、メッシュ状に発展することが予想される。このメッシュ状のフォトニックネットワークをフレキシブルに運用するために、ネットワークのノードは、所望のパス(経路,道順)を交換(クロスコネクト)する機能を必要とする。大規模光クロスコネクトを実現するには、接続ノード(例えば10ノード)×波長(例えば40波)で決定される数のパスの交換が必要であり、それには数百〜数千に及ぶ大規模化な光スイッチが必要となる。この大規模クロスコネクト機能には、3D−MEMS技術を適用した光スイッチが最適である。
角度センサを用いた角度検出は、例えば静電容量センサ(増幅器型容量センサ47b)が用いられる。この静電容量センサは、ミラーの傾斜による駆動電極間の静電容量の変化に基づき、ミラーの傾斜に応じて検出信号の増幅率が変化する。すなわち、ミラーの傾斜にしたがって検出信号の大きさが増減する。この静電容量センサから出力される検出信号はアナログ信号なので、検出信号はサンプルホールド回路47cおよびA/D変換器12aをそれぞれ介してディジタル信号に変換され、ディジタル制御されるようになっている。
この大規模なニーズに対して、角度センサ(静電容量センサ)をMEMSチップに集積する等の技術開発が行われている。
「高速切り換え3次元型MEMS光スイッチ」、2002年電子情報通信学会通信ソサエティ大会、p.447 Brener et al. :"Nonlinear Servo Control of MEMS Mirrors and Their Performance in a Large Port-Court Optical Switch", Optical Fiber Communication Conf. 2003, Atlanta, Georgia, 2003.
また、図21(a)に示す光スイッチ制御装置に設けられたA/D変換器12aは、一般に回路規模および消費電力が大きく、また、アナログ回路であるためチャネル間のクロストークに弱い等の特性を有するので、光クロスコネクト装置の大規模化のボトルネックになっている。この理由は、角度センサがアナログ回路であるため、A/D変換等の複雑なアナログ処理を要し、大規模な光スイッチを実現できないからである。
また、本発明の光スイッチ制御装置は、角度位置に対応して静電容量が変化するミラーを角度制御する光スイッチ制御装置において、第1及び第2の駆動信号の各電圧値に対応した角度位置に移動するミラーと、前記ミラーを駆動する第1及び第2の電極をそなえ、該第1の電極に該第1の駆動信号を供給するとともに該第1の電極と前記ミラーとの間の第1の静電容量に基づく第1の発振周波数の第1の周期的信号を出力し、該第2の電極に該第2の駆動信号を供給するとともに該第2の電極と前記ミラーとの間の第2の静電容量に基づく第2の発振周波数の第2の周期的信号を出力する発振回路と、前記発振回路から出力された前記第1の周期的信号の第1の周期と前記第2の周期的信号の第2の周期とを検出する信号周期検出器と、前記信号周期検出器によって検出された前記第1の周期と、前記第2の周期との差分を求める周波数比較回路と、前記周波数比較回路によって求められた該差分の信号に基づいて前記ミラーの角度位置変更時の駆動信号を補正する処理手段と、を備えることを特徴とする。
さらに、本発明の移動体制御装置は、移動位置に対応して静電容量が変化する移動体を移動制御する移動体制御装置において、駆動信号の電圧値に対応した移動位置に移動する移動体と、前記移動体を駆動する電極をそなえ、該電極に該駆動信号を供給するとともに該電極と前記移動体との間の静電容量に基づき発振周波数が変化する周期的信号を出力する発振回路と、前記発振回路から出力された該周期的信号の周期を検出する信号周期検出器と、前記信号周期検出器によって検出された該周期に基づいて前記移動体の移動位置変更時の駆動信号を補正する処理手段と、を備えることを特徴とする。
さらに、本発明の光スイッチ制御装置は、ミラーを角度制御する光スイッチ制御装置において、駆動信号の電圧値に対応した角度位置に移動するミラーと、前記ミラーを駆動する電極をそなえ、該電極に該駆動信号を供給するとともに該電極と前記ミラーとの間の静電容量に応じて発振周波数が変化する周期的信号を出力するミラー角度センサと、ミラー角度センサから出力された周期的信号の周期を検出する信号周期検出器と、信号周期検出器において検出された周期に基づいてミラーの角度位置を制御するコントローラとを備えることを特徴としている。
また、前記信号周期検出器は、ミラー角度センサから出力される周期的信号により多値状態を保持する多値状態保持部と、周期的信号よりも高速なシステムクロックを用いて多値状態保持部の多値状態の変化を検出する多値状態検出部とを備えて構成されてもよい。
また、本発明にかかる移動体制御装置によれば、ミラー等の移動体の移動時の静電容量を検出し、この静電容量をフィードバックして前記移動体の移動位置変更時の駆動信号を補正する構成としたので、実際の移動体の移動状態に対応して高精度な移動制御が行えるという効果を奏する。特に、ミラー等の移動体の傾きが所定の角度(自己共振する容量)にならないように、ミラー等の移動体の傾きをフィードバック制御することで自己共振による残留振動を防止することができる。
また、本発明の光スイッチ制御装置は、システムクロックに同期した信号を用いるので、コントローラICにおける処理が容易であり、回路の大規模化および高速化に適する。
(実施の形態1)
はじめに、この発明の光スイッチの実施の形態1について説明する。図1は、この発明の実施の形態1に用いる光スイッチの構造を示す図である。光スイッチとしてMEMS技術を適用して構成されたティルトミラーを側面から見た図を示している。図示のティルトミラー1は、表面が反射面とされたミラー2が軸3を中心として揺動可能である。ミラー2が水平な状態で角度は0°であり、図中点線で示す位置がミラー2の揺動方向である。ミラー2の揺動動作により、入射する光Aの出射角度を任意の角度(a1,a2方向等)に切り換えて出射できる。この揺動方向は、図26に示した正の角度領域であり、ミラー2の回転角度と静電容量Cは比例する(線形性を有する)領域のみを使用することになる。
以上説明した実施の形態1によれば、ティルトミラーが有する静電容量を検出して、この静電容量の変化に基づきティルトミラーの回転角度を高精度に求めることができる。そして、この得られた回転角度をフィードバックして駆動信号を補正する構成であるため、フィードフォワード系に比して高精度にティルトミラーの回転角度を制御できるようになる。
(実施の形態2)
次に、この発明の実施の形態2の光スイッチについて説明する。実施の形態2に用いる光スイッチは、前述した図24に示す構造である。図示のティルトミラー120は、表面が反射面とされたミラー2が中央の軸3を中心として図中矢印方向に揺動可能である。ミラー2の揺動動作により入射する光Aの出射角度を任意の角度(a1,a2,a3方向)に切り換えて出射できるようになっている。
また、駆動電圧は±200V程度の高電圧であるため、LC発振回路51,52に用いるトランジスタIC1,IC2には高耐圧トランジスタを用いることになる。これらトランジスタIC1,IC2のコレクタ−エミッタ間の電流を低減するよう、抵抗R2,R4の値を大きく設定することにより、LC発振回路51,52の消費電力を低減化できる。
図6は、静電容量比較部の具体的構成例を示す回路図である。この図6に示す構成は、論理回路素子によって構成したものであり、2つのフリップフロップ(D型F/F)61,62と、否定論理和(NAND)回路63と、抵抗体64,65を用いて構成されている。D型F/F61,62のデータ入力端子は共にハイレベル「1」が供給され、クロック端子にそれぞれ駆動信号F1,F2が入力される。また、D型F/F61のQ出力は抵抗64を介して出力端子66に接続され、D型F/F62の反転Q出力は抵抗65を介して出力端子66に接続されている。また、D型F/F61のQ出力と、D型F/F62のQ出力はNAND回路63を介してこれらD型F/F61,62のクリア端子に接続されている。図面には、D型F/F61はD1、D型F/F62はD2として記載してある。
(実施の形態3)
次に、この発明の光スイッチの実施の形態3について説明する。実施の形態3では、実施の形態1および実施の形態2において説明した、ミラー角度検出部14の他の構成例について説明する。はじめに、図8は、静電容量モニタ部の他の構成例を示す回路図である。図8に示す構成は、水晶振動子IC3を備え、図24に示したティルトミラー120の角度制御に適用することができる。すなわち、図5に示したLC発振回路51,52に代えて設けることができる。水晶振動子IC3の前後には、それぞれティルトミラー120の静電容量Ca,Cbが並列接続され、反転素子(NOT)IC2と水晶振動子IC3により、ミラー121の角度変更時、静電容量Ca,Cbの値に対応した共振周波数の信号が出力端子24から出力される。
以上説明した光スイッチ制御装置によれば、ティルトミラーの角度変更に伴う静電容量の変化を検出し、駆動信号を出力する処理部に対して補正値をフィードバックすることにより、処理部は、入力された補正値に基づいて駆動信号を正確に補正することができ、駆動時の残留振動を低減させ、光切り換えを精度良く制御できるようになる。
(実施の形態4)
次に、この発明の光スイッチの実施の形態4について説明する。
ここで、入力側チャネル(例えば1)と出力側チャネル(例えば176)との対応関係を、(1,176)と表すと、光スイッチ光学系32において、例えばパス(1,3)の信号光は、入力コリメータアレイ31aにて集光され、集光された信号光は、入力ミラーアレイ31bのパス(1,3)に位置するMEMSミラー33において反射され、反射された信号光は、出力ミラーアレイ31cのパス(1,6)に位置するMEMSミラー33にて再度反射され、出力コリメータアレイ31dのパス(1,6)に相当するレンズ46から出力され、入力ポートと異なるポートから出力される。これにより、パス(1,3)の信号光が、パス(1,6)にスイッチされるのである。
図14(a)は実施の形態4におけるMEMSミラー33の上面図である。この図14(a)に示すMEMSミラー33は、例えば円形のミラー33aと、環状の内側支持枠33bと、円形のくり抜き穴を設けた外側支持枠33cとをそなえ、ミラー33aが2本のトーションバー(支軸)34a,34bにより可動になっている。このミラー33aは、トーションバー(第1のトーションバー)34aを介して内側支持枠33bに取り付けられており、ミラー33aの右端部と左端部とが、トーションバー34aを中心として、紙面垂直方向にそれぞれ逆方向に揺動可能になっている。さらに、内側支持枠33bは、上記トーションバー34aの設置方向と垂直方向に交差する方向に設けられたトーションバー(第2のトーションバー)34bを介して外側支持枠33cに取り付けられている。そして、内側支持枠33bの上側端部と下側端部とが、トーションバー34bを中心として、紙面垂直方向にそれぞれ逆方向に揺動できるようになっている。
図15は実施の形態4における他のMEMSミラーの上面図であり、この図15に示すMEMSミラー35は、上記のミラー33a,内側支持枠33b,外側支持枠33cのそれぞれと同等のミラー35a,内側支持枠35b,外側支持枠35cをそなえるとともに、トーションバー34a,34bをそなえて構成され、2軸制御によって、ミラー面は所望の角度を保った状態を維持できる。また、ミラー35a,内側支持枠35b,外側支持枠35c,トーションバー34a,34bの全部又は一部は、接地GNDに対して静電容量を有する導体部材からなる。このミラー33aの裏面に、一対の電極が2個設けられている。なお、MEMSミラー35は、上述のMEMSミラー33についての機能,動作と同一であり、また、以下に述べるMEMSミラー33についての機能,動作と同一であるので重複説明を省略する。
図14(b)は実施の形態4におけるMEMSミラー33の断面図である。この図14(b)に示す断面は、図14(a)に示すAB間の断面を表示し、また、参照のために、MEMSドライバ15a,15bを表示している。この図14(b)に示すミラー33aは、ほぼ平坦なミラー面を有し電気的に接地されており、また、ミラー33aの下側に基板27が設けられている。この基板27上には、プラスの駆動電極(正電極)27aとマイナスの駆動電極(負電極)27bとが設けられ、プラスの駆動電極27aとミラー33aとの対向により静電容量CP(符号28aが付されたもの)が形成され、また、マイナスの駆動電極27bとミラー33aとの対向により静電容量CN(符号28bが付されたもの)が形成されている。さらに、プラスおよびマイナスの各駆動電極27a,27bは、プラス(+)およびマイナス(−)の各MEMSドライバ15a,15bから出力される駆動電圧が加えられている。各MEMSドライバ15a,15bは、いずれも、入力された駆動信号に応じた駆動電圧を出力する。この駆動信号は、以下に述べるコントローラ37によって入力され、これにより、ミラー33aの角度位置がフィードバック制御されるようになっている。
れの変動に即座に追従する動作(比例動作)と、(ii)実角度と目標角度との各値が一致するまで制御を継続する動作(積分動作)と、(iii)ずれの変化量(変化率)に基づいて予測した将来の角度位置に対応する予測追従する動作(微分動作)との3種類である。
図17(a)〜図17(c)はそれぞれ実施の形態4におけるMEMSドライバ15a,15bおよび発振器型容量センサ(容量センサと表示されたもの)16の動作を説明するためのタイムチャートである。MEMSドライバ15a,15bは、コントローラ37から、図17(a)に示す角度設定値θ1を通知されると、図17(b)に示すアナログ電圧V1を出力する。
なお、周期的信号の波形は、発振器型容量センサ16(図12)の後段に設けられたディジタル周波数検出部17が、波形の周期的なオンオフを検出できる波形を用いることができ、例えば三角波等を用いることができる。
図19(a)〜図19(d)はそれぞれ実施の形態4におけるディジタル周波数検出部17の動作を説明するためのタイムチャートである。この図19(a)に示す発振器型容量センサ16の出力波形は所定周波数でオフオンしており、図19(b)に示すシステムクロック波形は発振器型容量センサ16の出力の速度よりもきわめて早い周期を有する波形である。この図19(a)に示す発振器型容量センサ16の出力波形は、図17(c)に示す発振器型容量センサ16の出力波形のT1と付した時間の波形を拡大したものである。
さらに、図18に示すエッジ検出部17bは、周期的信号よりも高速なシステムクロックを用いてフリップフロップ17aの2値状態の変化を検出するものであって、多値状態検出部として機能している。このエッジ検出部17bは、フリップフロップ17aの立ち上がりエッジ又はフリップフロップ17aの立ち下がりエッジを検出し、そのパルス数をカウントし、そして、図19(d)に示すように、容量センサ出力(図19(a))の周期的信号に等しい周波数を検出できる。この図19(d)に示す発振器型容量センサ16の出力波形のT1と付した時間は、図19(a)を参照して後述する。
従って、本発明の光スイッチ制御装置36は、ミラーの角度位置に応じて変化する周期的信号(ディジタル周波数)を出力する発振器型容量センサ(ミラー角度センサ)16と、この発振器型容量センサ16から出力された周期的信号の周期を検出するディジタル周波数検出部(信号周期検出器)17と、ディジタル周波数検出部17において検出された周期に基づいてミラー33a(図14(b)等)の角度位置を制御するコントローラ37とをそなえて構成されている。
このような構成によって、本発明の光スイッチ制御装置36の動作について図20を参照して詳述する。
このように、角度センサ(発振器型容量センサ16)によるフィードバック制御が行われるので、従来技術を用いた場合と同様に、約0.1°〜0.01°の角度制御が可能となり、また、光スイッチ光学系32(図12)において温度変化によって発生するずれ量が、ダイナミックかつ自動的に補正可能となる。
実施の形態4における光スイッチ制御装置36は、一般的な光スイッチ制御装置36と異なり、発振器型容量センサ16(ミラー角度検出部)からコントローラ37へのフィードバック制御が常時可能である。
図21(a)は一般的な光スイッチ制御装置のブロック図である。この図21(a)に示す光スイッチ制御装置47dの静電容量センサ(例えば増幅器型容量センサ)47bは、ミラー33aの角度位置を検出すると、その検出信号はサンプルホールド回路47cおよびA/D変換器12aをそれぞれ介してディジタル信号に変換されてコントローラ47aに入力されている。
このように、実施の形態4に係る発明は、n個の入力ポートからの光を任意のポートに切り換えて出力可能である。さらに、この発明は、入力WDM光を入力ミラーアレイ31b(図13参照)および出力ミラーアレイ31cのそれぞれにおいて分離された単波長光を順次反射して出力ポートから出力する。
(実施の形態5)
電磁駆動型のMEMSミラーに対し、ミラー角度検出部として発振器型インダクタンスセンサを用いることもできる。
図22(a)は実施の形態5におけるMEMSミラーの上面図であり、図22(b)は図22(a)に示すMEMSミラーのACについての断面図である。この図22(b)に示す永久磁石(磁石)50がミラー33aの上部に設けられ、また、ミラー33aの裏面に、一対の電極が2個設けられている。永久磁石50の下端部がN極である場合の構成例が示されている。ここで、永久磁石50の下端部から垂直下方に、磁束密度Bが発生している。換言すれば、磁界(磁場)の強さHは、永久磁石50側が大きく、基板27側が小さい。
この図23に示すミラー角度検出部14は、ハートレー型発振回路として動作するものである。具体的には、ミラー33aは、発振周波数を得るため、発振器型インダクタンスセンサとして機能している。ここで、角度変化によって図22に示す駆動コイルとセンスコイルとの間における相互インダクタンスMが変化し、これにより、式(3)で表される発振周波数wが出力される。
このように、ミラー角度センサが、ミラー33aの角度位置の変動に起因するインダクタンスの変化に応じて周期的信号を変化させる発振器型インダクタンスセンサを用いて構成することができる。
(付記1)角度位置に対応して静電容量が変化するミラーを角度制御する光スイッチ制御装置において、
前記ミラーの静電容量を検出する静電容量検出手段と、
前記静電容量検出手段によって検出された静電容量に基づいて前記ミラーの角度位置変更時の駆動信号を補正する処理手段と、
を備えることを特徴とする光スイッチ制御装置。
(付記2)角度位置に対応して静電容量が変化するミラーを角度制御する光スイッチ制御装置において、
プラスおよびマイナスの駆動電圧を有する駆動信号に基づき、該駆動信号の駆動電圧の値に対応した角度位置に移動するミラーと、
前記プラスおよびマイナスの駆動電圧の駆動信号をそれぞれ前記ミラーに供給したとき、前記プラスの駆動電圧の駆動信号により得られる第1の静電容量と、前記マイナスの駆動電圧の駆動信号により得られる第2の静電容量と、をそれぞれ検出する静電容量検出手段と、
前記静電容量検出手段によって検出された前記第1の静電容量および前記第2の静電容量に基づいて前記ミラーの角度位置変更時の駆動信号を補正する処理手段と、
を備えることを特徴とする光スイッチ制御装置。
(付記3)角度位置に対応して静電容量が変化するミラーを角度制御する光スイッチ制御装置において、
プラスおよびマイナスの駆動電圧を有する駆動信号に基づき、該駆動信号の駆動電圧の値に対応した角度位置に移動するミラーと、
前記プラスおよびマイナスの駆動電圧の駆動信号をそれぞれ前記ミラーに供給したとき、前記プラスの駆動電圧の駆動信号により得られる第1の静電容量と、前記マイナスの駆動電圧の駆動信号により得られる第2の静電容量と、をそれぞれ検出する静電容量検出手段と、
前記静電容量検出手段によって検出された前記第1の静電容量と、前記第2の静電容量値の差分を求める静電容量比較手段と、
前記静電容量比較手段によって求められた静電容量の値の差分の信号に基づいて前記ミラーの角度位置変更時の駆動信号を補正する処理手段と、
を備えることを特徴とする光スイッチ制御装置。
(付記4)前記静電容量検出手段として、前記静電容量の変化に基づき発信周波数が変化する発振回路を用いたことを特徴とする付記1〜3のいずれか一つに記載の光スイッチ制御装置。
(付記5)前記静電容量検出手段として用いられる発振回路は、静電容量の変化に基づき発振周波数が変化するLC発振回路であることを特徴とする付記4に記載の光スイッチ制御装置。
(付記6)前記静電容量検出手段として用いられるLC発振回路は、静電容量の変化に基づき発振周波数が変化するコルピッツ発振回路であることを特徴とする付記5に記載の光スイッチ制御装置。
(付記7)前記静電容量検出手段は、
前記静電容量の変化に基づき共振周波数が変化する共振回路と、
前記共振回路を共振させるために走査した周波数を前記共振回路に供給する周波数スイーパーと、
を備えたことを特徴とする付記1〜3のいずれか一つに記載の光スイッチ制御装置。
(付記8)前記静電容量検出手段として、前記静電容量の変化に基づき前記第1の静電容量に対応した第1の発信周波数と、前記第2の静電容量に対応した第2の発信周波数をそれぞれ出力する発振回路を用い、
前記静電容量比較手段として、前記静電容量検出手段から出力された前記第1の発信周波数と、前記第2の発信周波数との差分を求める周波数比較回路を用いたことを特徴とする付記3に記載の光スイッチ制御装置。
(付記9)前記静電容量比較手段として用いる周波数比較回路は、前記静電容量検出手段から出力された前記第1の発信周波数と、前記第2の発信周波数のそれぞれの位相の進みと遅れに対応して異なる極性の信号を出力し、
前記処理手段は、前記静電容量比較手段から出力された差分の値と極性の信号に基づいて前記駆動信号を補正することを特徴とする付記8に記載の光スイッチ制御装置。
(付記10)前記静電容量比較手段として用いる周波数比較回路は、前記静電容量検出手段から出力された前記第1の発信周波数と、前記第2の発信周波数を対応する電圧に変換する周波数−電圧変換手段を備え、
前記処理手段は、前記静電容量比較手段から出力された差分の値の電圧に基づいて前記駆動信号を補正することを特徴とする付記9に記載の光スイッチ制御装置。
(付記11)前記ミラーは、中央が軸支され双方向に揺動可能な一端および他端を有し、該一端と該一端に対向する第1の駆動電極との間に前記第1の静電容量を有し、前記他端と該他端に対向する第2の駆動電極との間に前記第2の静電容量を有することを特徴とする付記1〜10のいずれか一つに記載の光スイッチ制御装置。
(付記12)移動位置に対応して静電容量が変化する移動体を移動制御する移動体制御装置において、
前記移動体の静電容量を検出する静電容量検出手段と、
前記静電容量検出手段によって検出された静電容量に基づいて前記移動体の移動位置変更時の駆動信号を補正する処理手段と、
を備えることを特徴とする移動体制御装置。
前記ミラーの角度位置に応じて変化する周期的信号を出力するミラー角度センサと、
前記ミラー角度センサから出力された周期的信号の周期を検出する信号周期検出器と、
前記信号周期検出器において検出された周期に基づいて前記ミラーの角度位置を制御するコントローラと、
を備えることを特徴とする光スイッチ制御装置。
前記ミラー角度センサから出力される周期的信号により多値状態を保持する多値状態保持部と、
前記周期的信号よりも高速なシステムクロックを用いて前記多値状態保持部の多値状態の変化を検出する状態検出部とを備えて構成されたことを特徴とする付記13に記載の光スイッチ制御装置。
(付記16)前記ミラー角度センサが、
前記ミラーの角度位置の変動に起因する静電容量の変化に応じて前記周期的信号を変化させる発振器型静電容量センサを用いて構成されたことを特徴とする付記13に記載の光スイッチ制御装置。
前記ミラーの角度位置の変動に起因するインダクタンスの変化に応じて前記周期的信号を変化させる発振器型インダクタンスセンサを用いて構成されたことを特徴とする付記13に記載の光スイッチ制御装置。
2,121 ミラー
3,122 軸
10 駆動部
11 処理部
12 D/A変換器
13 高電圧増幅器
14 ミラー角度検出部
20,51,52 LC発振回路
41 静電容量モニタ部
42 静電容量比較部
45 傾斜角設定テーブル
Ca,Cb ミラーの静電容量
F1,F2 駆動信号
12a A/D変換器
15a,15b MEMSドライバ
17 ディジタル周波数検出部
17a フリップフロップ(多値状態保持部)
17b エッジ検出部
17c カウンタ
18 光パワーモニタ部
27 基板
27a マイナスの駆動電極
27b プラスの駆動電極
28a,28b 静電容量
30 光スイッチ
31 信号光交換部
31a 入力コリメータアレイ
31c 出力ミラーアレイ
31d 出力コリメータアレイ
32 光スイッチ光学系
33 MEMSミラー
33a ミラー
33b 内側支持枠
33c 外側支持枠
34a,34b トーションバー
36 光スイッチ制御装置
37,47a コントローラ
38a,39a 駆動コイル
38b,39b センスコイル
46 レンズ
47b 容量センサ
47c サンプルホールド回路
47d 光スイッチ制御装置
50 永久磁石
Claims (5)
- 角度位置に対応して静電容量が変化するミラーを角度制御する光スイッチ制御装置において、
駆動信号の電圧値に対応した角度位置に移動するミラーと、
前記ミラーを駆動する電極をそなえ、該電極に該駆動信号を供給するとともに該電極と前記ミラーとの間の静電容量に基づき発振周波数が変化する周期的信号を出力する発振回路と、
前記発振回路から出力された該周期的信号の周期を検出する信号周期検出器と、
前記信号周期検出器によって検出された該周期に基づいて前記ミラーの角度位置変更時の駆動信号を補正する処理手段と、
を備えることを特徴とする光スイッチ制御装置。 - 角度位置に対応して静電容量が変化するミラーを角度制御する光スイッチ制御装置において、
第1及び第2の駆動信号の各電圧値に対応した角度位置に移動するミラーと、
前記ミラーを駆動する第1及び第2の電極をそなえ、該第1の電極に該第1の駆動信号を供給するとともに該第1の電極と前記ミラーとの間の第1の静電容量に基づく第1の発振周波数の第1の周期的信号を出力し、該第2の電極に該第2の駆動信号を供給するとともに該第2の電極と前記ミラーとの間の第2の静電容量に基づく第2の発振周波数の第2の周期的信号を出力する発振回路と、
前記発振回路から出力された前記第1の周期的信号の第1の周期と前記第2の周期的信号の第2の周期とを検出する信号周期検出器と、
前記信号周期検出器によって検出された前記第1の周期と、前記第2の周期との差分を求める周波数比較回路と、
前記周波数比較回路によって求められた該差分の信号に基づいて前記ミラーの角度位置変更時の駆動信号を補正する処理手段と、
を備えることを特徴とする光スイッチ制御装置。 - 移動位置に対応して静電容量が変化する移動体を移動制御する移動体制御装置において、
駆動信号の電圧値に対応した移動位置に移動する移動体と、
前記移動体を駆動する電極をそなえ、該電極に該駆動信号を供給するとともに該電極と前記移動体との間の静電容量に基づき発振周波数が変化する周期的信号を出力する発振回路と、
前記発振回路から出力された該周期的信号の周期を検出する信号周期検出器と、
前記信号周期検出器によって検出された該周期に基づいて前記移動体の移動位置変更時の駆動信号を補正する処理手段と、
を備えることを特徴とする移動体制御装置。 - ミラーを角度制御する光スイッチ制御装置において、
駆動信号の電圧値に対応した角度位置に移動するミラーと、
前記ミラーを駆動する電極をそなえ、該電極に該駆動信号を供給するとともに該電極と前記ミラーとの間の静電容量に応じて発振周波数が変化する周期的信号を出力するミラー角度センサと、
前記ミラー角度センサから出力された周期的信号の周期を検出する信号周期検出器と、
前記信号周期検出器において検出された周期に基づいて前記ミラーの角度位置を制御するコントローラと、
を備えることを特徴とする光スイッチ制御装置。 - 前記信号周期検出器が、
前記ミラー角度センサから出力される周期的信号により多値状態を保持する多値状態保持部と、
前記周期的信号よりも高速なシステムクロックを用いて前記多値状態保持部の多値状態の変化を検出する多値状態検出部とを備えて構成されたことを特徴とする請求項4に記載の光スイッチ制御装置。
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