(57)【要約】【課題】ミラーの位置ずれ調整時間の短縮化を可能とするミラー位置調整装置および位置調整方法を提供すること【解決手段】微分駆動法では、位置調整対象であるミラーを微小駆動（回転）させたときのミラー駆動（回転）量と駆動位置における光ビーム強度とから光強度微分値を求め、この光強度微分値と所定のステップ量とから次の移動目標位置を算出し、その目標位置に順次ミラーを移動させることによりミラーを最適位置に調整するようにした。また、円駆動法では、ミラーから反射した光ビームが円環状の軌跡を描くようにミラーを円駆動させ、円駆動中の任意の角度における光ビーム強度を検出し、その中で最大の光ビーム強度を検出した角度を算出し、その角度にミラーを調整する手順を順次繰り返して光ビームが最大になる位置にミラーを調整するようにした。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能なミラーと当該ミラーの反射光ビーム強度を検出可能な光強度検知手段とを用いたミラーの位置調整方法であって、
位置調整対象であるミラーを予め設定された量だけ微小回転させて変位させる第１のステップと、
変位後のミラー位置における光ビーム強度を検出する第２のステップと、
当該検出された光ビーム強度に基づいてミラーの回転量を算出してミラーを変位させる第３のステップとを備え、
前記第２のステップと第３のステップを繰り返して所定の光ビーム強度が得られるように前記ミラーを位置調整することを特徴とするミラー位置調整方法。
【請求項２】
前記第２のステップで検出された光ビーム強度と予め設定されている基準値とを比較してミラー位置調整を終了するか否かを判定するステップを備えていることを特徴とする請求項１に記載のミラー位置調整方法。
【請求項３】
前記第１のステップにおける微小回転は、ＸＹ方向への微小回転量±δで定まる４つの座標位置（Ｘ±δ、Ｙ±δ）に前記ミラーを位置させるものであることを特徴とする請求項１または２に記載のミラー位置調整方法。
【請求項４】
前記第３のステップにおけるミラー回転量の算出は、前記ミラーを微小変位させた際の光ビーム強度変化量（光強度微分値）と変位ステップ量との積で定められることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のミラー位置調整方法。
【請求項５】
前記光強度微分値（ＧＸ、ＧＹ）は、前記４つの座標位置（Ｘ＋δ、Ｘ−δ、Ｙ＋δおよびＹ−δ）における光ビーム強度をＰＤＸＵ、ＰＤＸＤ、ＰＤＹＵおよびＰＤＹＤとして、次式により得られることを特徴とする請求項４に記載のミラー位置調整方法。
ＧＸ＝（ＰＤＸＵ−ＰＤＸＤ）／（２δ）
ＧＹ＝（ＰＤＹＵ−ＰＤＹＤ）／（２δ）
【請求項６】
前記変位ステップ量は任意に設定可能であることを特徴とする請求項４または５に記載のミラー位置調整方法。
【請求項７】
前記所定の光ビーム強度は、前記ミラーの変位可能な領域における最大光ビーム強度であることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のミラー位置調整方法。
【請求項８】
回転可能なミラーと当該ミラーの反射光ビーム強度を検出可能な光強度検知手段とを用いたミラーの位置調整方法であって、
位置調整対象であるミラーを設定された半径で円駆動させる第１のステップと、
前記円駆動中のミラーからの反射光ビームの各駆動位置に対応する光ビーム強度を検出する第２のステップと、
当該検出された光ビーム強度に基づいて暫定的なミラー位置を決定する第３のステップとを備え、
前記第１乃至第３のステップを繰り返して所定の光ビーム強度が得られるように前記ミラーを位置調整することを特徴とするミラー位置調整方法。
【請求項９】
前記第２のステップで検出された光ビーム強度と予め設定されている基準値とを比較してミラー位置調整を終了するか否かを判定するステップを備えていることを特徴とする請求項８に記載のミラー位置調整方法。
【請求項１０】
前記第１のステップにおける円駆動の半径は任意に設定可能であることを特徴とする請求項８または９に記載のミラー位置調整方法。
【請求項１１】
前記所定の光ビーム強度は、前記ミラーの変位可能な領域における最大光ビーム強度であることを特徴とする請求項８乃至１０の何れかに記載のミラー位置調整方法。
【請求項１２】
請求項８乃至１１の何れかに記載のミラー位置調整方法により粗調整を行い、当該粗調整に続いて請求項１乃至７の何れかに記載のミラー位置調整方法により微調整を行うことによりミラー位置の調整を実行することを特徴とするミラー位置調整方法。
【請求項１３】
回転可能な第１のミラーと、当該第１のミラーからの反射光ビームを反射させる回転可能な第２のミラーと、当該第２のミラーの反射光ビーム強度を検出可能な光強度検知手段とを用いたミラーの位置調整方法であって、
前記第１のミラーを予め設定された量だけ微小回転させ、変位後のミラー位置における光ビーム強度を検出する第１のステップと、
前記第２のミラーを予め設定された量だけ微小回転させ、変位後のミラー位置における光ビーム強度を検出する第２のステップと、
前記第１および第２のステップで検出された光ビーム強度に基づいて前記第１および第２ミラーの回転量を算出して当該第１および第２ミラーを独立に変位させる第３のステップとを備え、
前記第１乃至第３のステップを繰り返して所定の光ビーム強度が得られるように前記第１および第２のミラーの相互の位置関係を調整することを特徴とするミラー位置調整方法。
【請求項１４】
回転可能な第１のミラーと、当該第１のミラーからの反射光ビームを反射させる回転可能な第２のミラーと、当該第２のミラーの反射光ビーム強度を検出可能な光強度検知手段とを用いたミラーの位置調整方法であって、
前記第１のミラーを設定された半径で円駆動させ、当該円駆動中の第１のミラーからの反射光ビームの各駆動位置に対応する光ビーム強度を検出する第１のステップと、
前記第２のミラーを設定された半径で円駆動させ、当該円駆動中の第２のミラーからの反射光ビームの各駆動位置に対応する光ビーム強度を検出する第２のステップと、
前記第１のステップで検出された光ビーム強度に基づいて暫定的な第１のミラー位置を決定する第３のステップと、
前記第２のステップで検出された光ビーム強度に基づいて暫定的な第２のミラー位置を決定する第４のステップとを備え、
所定の光ビーム強度が得られるように前記第１および第２のミラーの相互の位置関係を調整することを特徴とするミラー位置調整方法。
【請求項１５】
前記第１乃至第４のステップを繰り返して所定の光ビーム強度が得られるように前記第１および第２のミラーの相互の位置関係を調整することを特徴とする請求項１４に記載のミラー位置調整方法。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載のミラー位置調整方法により前記第１および第２のミラーの相互の位置関係の粗調整を行い、当該粗調整に続いて、請求項１３に記載のミラー位置調整方法により前記第１および第２のミラーの相互の位置関係の微調整を行うことにより前記第１および第２のミラーの相互の位置関係の調整を実行することを特徴とするミラー位置調整方法。
【請求項１７】
前記第１および第２のステップで検出された光ビーム強度と予め設定されている基準値とを比較してミラー位置調整を終了するか否かを判定するステップを備えていることを特徴とする請求項１３乃至１６の何れかに記載のミラー位置調整方法。
【請求項１８】
コンピュータに、請求項１乃至１７の何れかに記載のミラー位置調整方法の各ステップを実行させるためのプログラム。
【請求項１９】
少なくとも１つのミラー部と、当該ミラー部に設けられているミラーからの反射光ビームをモニタする光強度検知手段と、前記ミラーを前記ミラー部内で回転動作させる駆動手段と、当該駆動手段を制御して前記回転動作させる制御手段とを備え、
前記制御手段には請求項１８に記載のプログラムが格納されており、
前記ミラーの位置調整が請求項１乃至１７の何れかに記載のミラー位置調整方法の各ステップにより実行されることを特徴とするミラー位置調整装置。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのミラー部の何れかは、複数の構成ミラーがアレー構成されて１つのミラーを構成するアレーミラーを備えていることを特徴とする請求項１９に記載のミラー位置調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はミラーの位置調整装置および位置調整方法に関し、より詳細には、高速でミラーの位置調整を可能とするミラー位置調整装置および位置調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファイバーからの光ビームをコリメータを介してミラーに導入する場合にはミラーの位置調整が重要となる。このミラー位置調整は、一般的には、先ず光ファイバーからの光ビームをミラー面に照射し、その反射ビーム光をビームスプリッタやホトカップラーにより分岐させ、得られた分岐光ビームをフォトディテクタ（ＰＤ）やＣＣＤイメージセンサー等でモニタして光ビーム強度を測定することで、光ビームの位置ずれ量を補正するという方法がとられる。
【０００３】
図１は、ミラー面で反射した光ビーム強度のプロファイルの例を説明するための図で、横軸はＸ軸上でのミラーの位置、縦軸は反射光ビームの強度を示している。上述した従来の位置調整方法では、ミラーをＸＹ方向に順次移動（スキャン）させたり、スパイラル状にスキャンさせながら各ポイントでの光ビーム強度を検出し、全領域についてミラーをスキャンさせた後に、図１に示したような強度プロファイルを求める。そして、反射光ビーム強度が最大となるミラー位置（図１ではＰｍａｘ点）を求め、その位置にミラーを移動させることによりミラーの位置調整が完了する。なお、ミラーを測定点で微小回転させて回転前後の光ビーム強度プロファイルを求め、この結果を基に次の測定点にミラーをスキャンさせることを繰り返して光ビーム強度が最大となる位置を求めるミラー位置調整方法も知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２３６２６４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＸＹ方向やスパイラル状にミラーをスキャンさせる上述のミラー位置調整方法では、全走査領域における最大光ビーム強度の検出位置を求めるプロセスが必要であるため、ミラー位置調整に要する処理時間の短縮化には自ずと限界がある。また、処理時間短縮のためにミラーのスキャン間隔を大きく設定すると、ミラーの位置調整精度の低下を招いてしまうという不都合がある。
【０００６】
さらに、ミラーを微小回転動作させながら目標位置にミラー設定する上述の位置調整方法では、初期のミラー位置がミラーの変位量に対して大きな光ビーム強度を得られる点（例えば、図１中のＰｂ点）に該当する場合には、最大光ビーム強度（極大値Ｐｍａｘ）まで容易に到達可能な一方、最大光ビーム強度位置から大きくずれた点（例えば、図１中のＰａ点）に該当する場合には、ミラーの変位量に対する光ビーム強度は極めて小さくなり、位置調整に要する時間が長くなってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ミラーの位置ずれ調整時間の短縮化を可能とするミラー位置調整装置および位置調整方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、回転可能なミラーと当該ミラーの反射光ビーム強度を検出可能な光強度検知手段とを用いたミラーの位置調整方法であって、位置調整対象であるミラーを予め設定された量だけ微小回転させて変位させる第１のステップと、変位後のミラー位置における光ビーム強度を検出する第２のステップと、当該検出された光ビーム強度に基づいてミラーの回転量を算出してミラーを変位させる第３のステップとを備え、前記第２のステップと第３のステップを繰り返して所定の光ビーム強度が得られるように前記ミラーを位置調整することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のミラーの位置調整方法において、前記第２のステップで検出された光ビーム強度と予め設定されている基準値とを比較してミラー位置調整を終了するか否かを判定するステップを備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のミラーの位置調整方法において、前記第１のステップにおける微小回転は、ＸＹ方向への微小回転量±δで定まる４つの座標位置（Ｘ±δ、Ｙ±δ）に前記ミラーを位置させるものであることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載のミラーの位置調整方法において、前記第３のステップにおけるミラー回転量の算出は、前記ミラーを微小変位させた際の光ビーム強度変化量（光強度微分値）と変位ステップ量との積で定められることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のミラーの位置調整方法において、前記光強度微分値（ＧＸ、ＧＹ）は、前記４つの座標位置（Ｘ＋δ、Ｘ−δ、Ｙ＋δおよびＹ−δ）における光ビーム強度をＰＤＸＵ、ＰＤＸＤ、ＰＤＹＵおよびＰＤＹＤとして、ＧＸ＝（ＰＤＸＵ−ＰＤＸＤ）／（２δ）、および、ＧＹ＝（ＰＤＹＵ−ＰＤＹＤ）／（２δ）により得られることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載のミラーの位置調整方法において、前記変位ステップ量は任意に設定可能であることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載のミラーの位置調整方法において、前記所定の光ビーム強度は、前記ミラーの変位可能な領域における最大光ビーム強度であることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、回転可能なミラーと当該ミラーの反射光ビーム強度を検出可能な光強度検知手段とを用いたミラーの位置調整方法であって、位置調整対象であるミラーを設定された半径で円駆動させる第１のステップと、前記円駆動中のミラーからの反射光ビームの各駆動位置に対応する光ビーム強度を検出する第２のステップと、当該検出された光ビーム強度に基づいて暫定的なミラー位置を決定する第３のステップとを備え、前記第１乃至第３のステップを繰り返して所定の光ビーム強度が得られるように前記ミラーを位置調整することを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のミラーの位置調整方法において、前記第２のステップで検出された光ビーム強度と予め設定されている基準値とを比較してミラー位置調整を終了するか否かを判定するステップを備えていることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載のミラーの位置調整方法において、前記第１のステップにおける円駆動の半径は任意に設定可能であることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、請求項８乃至１０の何れかに記載のミラーの位置調整方法において、前記所定の光ビーム強度は、前記ミラーの変位可能な領域における最大光ビーム強度であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、ミラーの位置調整方法であって、請求項８乃至１１の何れかに記載のミラー位置調整方法により粗調整を行い、当該粗調整に続いて請求項１乃至７の何れかに記載のミラー位置調整方法により微調整を行うことによりミラー位置の調整を実行することを特徴とする。
【００２０】
請求項１３に記載の発明は、回転可能な第１のミラーと、当該第１のミラーからの反射光ビームを反射させる回転可能な第２のミラーと、当該第２のミラーの反射光ビーム強度を検出可能な光強度検知手段とを用いたミラーの位置調整方法であって、前記第１のミラーを予め設定された量だけ微小回転させ、変位後のミラー位置における光ビーム強度を検出する第１のステップと、前記第２のミラーを予め設定された量だけ微小回転させ、変位後のミラー位置における光ビーム強度を検出する第２のステップと、前記第１および第２のステップで検出された光ビーム強度に基づいて前記第１および第２ミラーの回転量を算出して当該第１および第２ミラーを独立に変位させる第３のステップとを備え、前記第１乃至第３のステップを繰り返して所定の光ビーム強度が得られるように前記第１および第２のミラーの相互の位置関係を調整することを特徴とする。
【００２１】
請求項１４に記載の発明は、回転可能な第１のミラーと、当該第１のミラーからの反射光ビームを反射させる回転可能な第２のミラーと、当該第２のミラーの反射光ビーム強度を検出可能な光強度検知手段とを用いたミラーの位置調整方法であって、前記第１のミラーを設定された半径で円駆動させ、当該円駆動中の第１のミラーからの反射光ビームの各駆動位置に対応する光ビーム強度を検出する第１のステップと、前記第２のミラーを設定された半径で円駆動させ、当該円駆動中の第２のミラーからの反射光ビームの各駆動位置に対応する光ビーム強度を検出する第２のステップと、前記第１のステップで検出された光ビーム強度に基づいて暫定的な第１のミラー位置を決定する第３のステップと、前記第２のステップで検出された光ビーム強度に基づいて暫定的な第２のミラー位置を決定する第４のステップとを備え、所定の光ビーム強度が得られるように前記第１および第２のミラーの相互の位置関係を調整することを特徴とする。
【００２２】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載のミラーの位置調整方法において、前記第１乃至第４のステップを繰り返して所定の光ビーム強度が得られるように前記第１および第２のミラーの相互の位置関係を調整することを特徴とする。
【００２３】
請求項１６に記載の発明は、ミラーの位置調整方法であって、請求項１４または１５に記載のミラー位置調整方法により前記第１および第２のミラーの相互の位置関係の粗調整を行い、当該粗調整に続いて、請求項１３に記載のミラー位置調整方法により前記第１および第２のミラーの相互の位置関係の微調整を行うことにより前記第１および第２のミラーの相互の位置関係の調整を実行することを特徴とする。
【００２４】
請求項１７に記載の発明は、請求項１３乃至１６の何れかに記載のミラーの位置調整方法において、前記第１および第２のステップで検出された光ビーム強度と予め設定されている基準値とを比較してミラー位置調整を終了するか否かを判定するステップを備えていることを特徴とする。
【００２５】
請求項１８に記載の発明は、コンピュータが実行可能なプログラムであって、コンピュータに、請求項１乃至１７の何れかに記載のミラー位置調整方法の各ステップを実行させるものであることを特徴とする。
【００２６】
請求項１９に記載の発明は、ミラー位置調整装置であって、少なくとも１つのミラー部と、当該ミラー部に設けられているミラーからの反射光ビームをモニタする光強度検知手段と、前記ミラーを前記ミラー部内で回転動作させる駆動手段と、当該駆動手段を制御して前記回転動作させる制御手段とを備え、前記制御手段には請求項１８に記載のプログラムが格納されており、前記ミラーの位置調整が請求項１乃至１７の何れかに記載のミラー位置調整方法の各ステップにより実行されることを特徴とする。
【００２７】
請求項２０に記載の発明は、請求項１９に記載のミラー位置調整装置において、前記少なくとも１つのミラー部の何れかは、複数の構成ミラーがアレー構成されて１つのミラーを構成するアレーミラーを備えていることを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明のミラー位置調整方法は、微分駆動法と円駆動法とに大別され、このうち、微分駆動法では、位置調整対象であるミラーを微小駆動（回転）させたときのミラー駆動（回転）量と駆動位置における光ビーム強度とから光強度微分値を求め、この光強度微分値と所定のステップ量とから次の移動目標位置を算出し、その目標位置に順次ミラーを移動させることによりミラーを最適位置に調整する。
【００２９】
また、円駆動法では、ミラーから反射した光ビームが円環状の軌跡を描くようにミラーを円駆動させ、円駆動中の任意の角度における光ビーム強度を検出し、その中で最大の光ビーム強度を検出した角度を算出し、その角度にミラーを調整する手順を順次繰り返して光ビームが最大になる位置にミラーを調整する。
【００３０】
なお、これら２つの位置調整方法を組合せ、例えば、円駆動法により粗調整を行い、微分駆動法により微調整を行うようにすることにより、さらに高速なミラー位置調整が可能となる。
【００３１】
以下に実施例により、本発明をより詳細に説明する。
（実施例１）
図２は本発明のミラー位置調整装置の第１の実施例を説明するための装置の構成概略図で、この図において、１は入力コリメータ、２はミラー部、３は光カップラー、４は出力コリメータ、５は光強度検出部、６は制御部、７はミラー駆動部である。入力コリメータ１はミラー部２に光ビームを挿入するためのものであり、光カップラー３はミラー部２からの反射光ビームを出力コリメータ４へと分岐させるためのものである。出力コリメータ４は光ビームを受光し、その光ビーム強度は光強度検出部５によりモニタされる。なお、ミラー部２はミラーを備えており、このミラーは後述するミラー基板に搭載されている。ミラー部２に備えられているミラーの位置調整は、制御部６からの信号に基づいてミラー駆動部７により行われることになる。
【００３２】
位置調整の対象であるミラーとしては、一般に、ミラーがＸＹ２軸方向のあおり機構部に搭載されているものやミラー自体がＸＹ方向に回転可能なものが用いられるが、本発明の位置調整装置においても何れのミラー形態にも対応可能である。なお、何れのミラー形態も共通の制御で位置調整が可能であるため、本実施例においては、ミラー自体が回転動作可能なミラーを用いた場合について説明することとする。
【００３３】
図３は、本実施例で位置調整の対象とされるミラー部２の構成を説明するための概略図である。このミラー部２は、ミラー基板３１と電極基板３２とで構成されており、ミラー基板３１はトーションバネ３３に支持されたミラー３４を備えており、電極基板３２はミラー基板３１に対向して設けられる。この電極基板３２の電圧印加部は４分割されており、各々に電極（３５ａ〜ｄ）が設けられている。電極基板３２の電極（３５ａ〜ｄ）に電圧を印加すると、ミラー３４と電極（３５ａ〜ｄ）との間に静電力が発生し、この静電力の作用によりミラー３４を回転させることができる。従って、所定の電極に所定の電圧を印加することにより、ミラー３４を任意の方向に回転させることができる。このような構成のミラー部２は、マイクロマシン技術（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）により作製可能である。
【００３４】
光ファイバーからの光ビームは入力コリメータ１を経由してミラー部２に入射される。ミラー部２に備えるミラー３４で反射された光ビームは光カップラ３で分岐され、出力コリメータ４を経由して光強度検出部５で受光される。制御部６は光強度検出部５でモニタされた光ビーム強度を基に、後述する位置調整法によりミラー駆動部７を操作し、光強度検出部５でモニタしている光ビーム強度が最大となる位置までミラー位置調整操作を繰り返す。
【００３５】
本実施例ではミラー駆動方法として「微分駆動法」を採用することとし、ミラー３４を微小回転させたときのミラー３４の回転量と光ビーム強度とを求め、光ビーム強度の微分値と予め設定されたステップ量（ミラー３４の逐次移動量）とから目標位置を算出し、その目標位置に近づくように順次ミラー３４を移動させることにより、位置調整対象のミラー３４が最適位置にくるように設定する。
【００３６】
以下に図４のフローチャートに従って本実施例におけるミラー位置調整方法について説明する。
【００３７】
ステップＳ１０１において、ミラー３４が備えている上述の４つの電極（３５ａ〜ｄ）にバイアス電圧（Ｖ０）を印加してミラー３４を初期位置に設定し、このときの光ビーム強度を、ミラー位置調整の終了判定比較データＳＰＤの初期値（例えばゼロ）に設定する。ここで、Ｖ０は４つの電極（３５ａ〜ｄ）に印加される電圧（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）の平均電圧であり、ミラー３４のＸＹ面内での位置座標（Ｘ、Ｙ）は印加電圧（ＶＸ、ＶＹ）で決まり、バイアス電圧（Ｖ０）とは下記の関係がある。
Ｖ０＝（＋Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）／４      （１ａ）
ＶＸ＝（−Ｖ１−Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４）／４      （１ｂ）
ＶＹ＝（−Ｖ１＋Ｖ２−Ｖ３＋Ｖ４）／４      （１ｃ）
【００３８】
なお、「初期位置」はミラー３４の中心座標を意味しており、ＸＹ面内での座標はＸ＝０およびＹ＝０となる。また、ミラー３４を初期位置に設定するためのバイアス電圧（Ｖ０）はミラー部２の構成に依存するものであり、ミラー３４の動作特性に基づいて決定されることとなる。
【００３９】
ステップＳ１０２は、ミラー３４の位置座標（Ｘ、Ｙ）を基準にＸ、Ｙ方向に微小量δだけミラー３４を変位（回転）させるステップである。このステップでは、先ず変位前の位置座標（Ｘ、Ｙ）から変位後の４つの座標（ＸＵおよびＸＤ、ＹＵおよびＹＤ）が算出される。これらの新たな座標はミラー３４の微小変位量δを用いて下記のように表記される。ここで、添字のＵおよびＤは各々ＵｐおよびＤｏｗｎを意味している。
ＸＵ＝Ｘ＋δ      （２ａ）
ＸＤ＝Ｘ−δ      （２ｂ）
ＹＵ＝Ｙ＋δ      （２ｃ）
ＹＤ＝Ｙ−δ      （２ｄ）
【００４０】
なお、これらの４つの座標（ＸＵおよびＸＤ、ＹＵおよびＹＤ）の各々の位置にミラー３４を位置させるために必要な印加電圧は、ＶＸＵ、ＶＸＤ、ＶＹＵおよびＶＹＤで表記される。
【００４１】
さらに、ＸＵ、ＸＤ、ＹＵおよびＹＤの各座標にミラー３４を位置させるために４つの電極（３５ａ〜ｄ）に印加すべき電圧（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）を算出し、その電圧を各電極に印加する。具体的には、ＸＵの座標位置にミラー３４を移動させる場合には、ＶＸ＝ＶＸＵとしてＶＸを新たな値に設定し直し、ＶＹは現在値をそのまま使用して下式（３ａ）〜（３ｄ）によりＶ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４を求める。同様に、ＸＤの座標位置にミラー３４を移動させる場合には、ＶＸ＝ＶＸＤとしてＶＸを新たな値に設定し直しＶＹは現在値をそのまま使用し、ＹＵの座標位置にミラー３４を移動させる場合には、ＶＹ＝ＶＹＵとしてＶＹを新たな値に設定し直しＶＸは現在値をそのまま使用し、ＹＤの座標位置にミラー３４を移動させる場合には、ＶＹ＝ＶＹＤとしてＶＹを新たな値に設定し直しＶＸは現在値をそのまま使用してＶ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４を求める。このようにして算出された各電圧は、ミラー駆動部７を介して順次ミラー３４に印加される。
Ｖ１＝Ｖ０−ＶＸ−ＶＹ      （３ａ）
Ｖ２＝Ｖ０−ＶＸ＋ＶＹ      （３ｂ）
Ｖ３＝Ｖ０＋ＶＸ−ＶＹ      （３ｃ）
Ｖ４＝Ｖ０＋ＶＸ＋ＶＹ      （３ｄ）
【００４２】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で算出した４つの座標位置（ＸＵ、ＸＤ、ＹＵおよびＹＤ）にミラー３４を位置させて、各ミラー位置での光ビーム強度を光強度検出部５により検出し、各光ビーム強度を各々、ＰＤＸＵ、ＰＤＸＤ、ＰＤＹＵおよびＰＤＹＤとする。
【００４３】
ステップＳ１０４では、検出された光ビーム強度（ＰＤＸＵ、ＰＤＸＤ、ＰＤＹＵおよびＰＤＹＤ）と上述した終了判定比較データＳＰＤの値とを比較して、ミラーの位置調整処理を終了させるか否かを判定する。具体的には、ＰＤＸＵ、ＰＤＸＤ、ＰＤＹＵおよびＰＤＹＤの全ての光ビーム強度がＳＰＤ値よりも低い場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）には、光ビーム強度がその最大値（図１中の極大値Ｐｍａｘに相当）を越えたことを意味しているので、微小変位前のミラー位置を最大光ビーム強度位置と判定してミラーの位置調整処理を終了する（ステップＳ１０８）。一方、ＰＤＸＵ、ＰＤＸＤ、ＰＤＹＵおよびＰＤＹＤのうちの少なくとも１つの光ビーム強度がＳＰＤ値よりも高い場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）には、ミラー位置は未だ最大光ビーム強度位置に達していないことを意味しているので、さらにミラー位置調整を続行するために次のステップＳ１０５へと移行する。
【００４４】
ステップＳ１０５では、ＰＤＸＵ、ＰＤＸＤ、ＰＤＹＵおよびＰＤＹＤのうちの最も高い光ビーム強度の値を新たな終了判定比較データＳＰＤとして更新し、ステップＳ１０４で検出した光ビーム強度を基に、ＸおよびＹ方向での光強度微分値（ＧＸおよびＧＹ）を式（４ａ）および式（４ｂ）により算出する。
ＧＸ＝（ＰＤＸＵ−ＰＤＸＤ）／（２δ）      （４ａ）
ＧＹ＝（ＰＤＹＵ−ＰＤＹＤ）／（２δ）      （４ｂ）
【００４５】
ステップＳ１０６では、式（４ａ）および（４ｂ）で算出した光強度微分値と、ＸおよびＹ方向のステップ量（ＳＸおよびＳＹ）とにより、現在のミラー座標位置（Ｘ、Ｙ）から次の目標座標位置（Ｘ´、Ｙ´）を式（５ａ）および式（５ｂ）で算出する。
Ｘ＝Ｘ´＋ＳＸ・ＧＸ      （５ａ）
Ｙ＝Ｙ´＋ＳＹ・ＧＹ      （５ａ）
【００４６】
なお、ステップ量（ＳＸおよびＳＹ）は、「光強度」／「距離」のディメンジョンをもつ光強度微分値（ＧＸおよびＧＹ）を、「距離」のディメンジョンをもつ空間座標に変換するディメンジョンをもつ量で、その大きさは光強度微分値により設定される。
【００４７】
図５は、このステップ量の大きさを設定するプロセスを説明するためのフローチャートで、このフローチャートではＸ方向のステップ量ＳＸの設定の仕方を説明しているが、Ｙ方向のステップ量ＳＹの設定も同様に行われる。
【００４８】
本実施例ではステップ量は５段階に量設定可能とされており、光強度微分値ＧＸがレベル１（ＬＶ１）よりも大きいとき（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）にはＳＸをＳＸ１とし（Ｓ２０２）、ＧＸがレベル２（ＬＶ２）よりも大きいとき（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）にはＳＸをＳＸ２とし（Ｓ２０４）、ＧＸがレベル３（ＬＶ３）よりも大きいとき（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）にはＳＸをＳＸ３とし（Ｓ２０６）、ＧＸがレベル４（ＬＶ４）よりも大きいとき（Ｓ２０７：Ｙｅｓ）には、ＳＸをＳＸ４とし（Ｓ２０８）、ＧＸがレベル４（ＬＶ４）以下のとき（Ｓ２０７：Ｎｏ）には、ＳＸをＳＸ５として（Ｓ２０９）、ステップ量の設定を終了する（Ｓ２１０）。ステップ量をＸ方向とＹ方向で独立に設定することにより、高精度制御が可能となる。
【００４９】
ステップＳ１０７では、座標位置（Ｘ、Ｙ）を新たな座標位置（Ｘ´、Ｙ´）で置換えて、式（３ａ）〜（３ｄ）により電極への印加電圧（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４）を算出して、その電圧を各電極に印加することで現在の座標位置（Ｘ、Ｙ）から新たな座標位置（Ｘ´、Ｙ´）へとミラーを回転させる。
【００５０】
以下、ステップＳ１０２からの処理を順次繰り返してミラー位置調整が終了する（Ｓ１０８）。
【００５１】
本実施例で説明したミラー位置調整方法は、ミラーを微小回転させながら位置ずれ量を調整するので、高精度な位置調整が行えるという利点がある。また、光強度微分値に応じて最適なステップ量を設定し次の目標位置を推定するので、目標位置の設定を迅速に行うことが可能である。なお、本実施例では光カップラー３により光ビームを分岐して出力コリメータ４ヘと導く装置構成としたが、光サーキュレータにより光ビームを取り出すことも可能である。
【００５２】
また、本実施例では光ビーム強度が最大（換言すれば光損失が極小）になるようにミラー位置を調整することとしたが、目標とする光ビーム強度値を予め設定しておくことにより、ミラーをこの目標光ビーム強度になる位置に設定することも可能である。すなわち、光強度検出部５で検出した光ビーム強度と目標とする光ビーム強度の値とを比較し、目標とする光ビーム強度になればミラーの位置調整を終了させたり、このミラー位置を維持させるようにすることも可能である。
【００５３】
（実施例２）
図６は、本実施例におけるミラー位置調整方法について説明するためのフローチャートである。ミラー位置調整装置は実施例１で説明したものと同様のものを用いる場合について説明する。
【００５４】
本実施例ではミラー部２から反射した光ビームが円環状の軌跡を描く様にミラー３４を円駆動させ、円駆動中の任意の角度における光ビーム強度を検出し、その中で最大の光ビーム強度を検出した角度を算出してその角度にミラー３４を調整する工程を順次行って、光ビームが最大になる位置にミラー３４を調整する。
【００５５】
図７は、本発明のミラー位置調整装置が備える４個の電極（３５ａ〜ｄ）に印加される電圧波形の例を説明するための図で、これらの４個の電極に対して位相を９０度ずらしてｓｉｎ波形の電圧を印加することでミラー３４を円駆動させる。例えば、電極３５ａの位相を０度、電極３５ｂの位相を９０度、電極３５ｃの位相を２７０度、そして、電極３５ｄの位相を１８０度に設定する。ミラー３４の円駆動の軌跡である円の半径および測定ポイント数は、ミラー位置調整に要する時間および位置調整の精度を決定する大きな要因であるので、予め測定装置固有の最適値を決定しておくことが好ましい。
【００５６】
先ず、ステップＳ３０１において、ミラー３４が備えている上述の４つの電極（３５ａ〜ｄ）にバイアス電圧（Ｖ０）を印加してミラー３４の初期位置（Ｘ＝０、Ｙ＝０）を設定し、ミラー位置調整の終了判定比較データＳＰＤを初期値（例えばゼロ）に設定する。以降のステップではこの初期位置を中心としてミラー３４を円駆動させるが、本実施例では、バイアス電圧Ｖ０を１Ｖ（ボルト）高くした電圧（Ｖ０＝Ｖ０＋１）を印加した場合の円駆動の半径ｒが１半径単位（この単位半径は装置設計により任意に定まる）となる装置構成を採用しており、例えば、各電極に印加する電圧を０．１Ｖだけ高く設定（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４＝Ｖ０＋０．１）すると円駆動の半径はｒ＝０．１となる。また、測定ポイント数ｐ＝１６としている。
【００５７】
ステップＳ３０２では、ミラー位置座標（Ｘ、Ｙ）を中心にして１回の円駆動（半径ｒ＝０．１）を行い、１６個所の各測定ポイントでの光ビーム強度を検出する。
【００５８】
ステップＳ３０３では、ステップＳ３０２で求めた各測定ポイントの光ビーム強度のうちの最大光ビーム強度が検出されたミラー位置（すなわち角度）を判断し、その位置での光ビーム強度をＯＰＤとする。
【００５９】
ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３で検出された最大光ビーム強度ＯＰＤとステップＳ３０１で設定された終了判定比較データＳＰＤとを比較し、ミラーの位置調整処理を終了させるか否かを判定する。具体的には、ＯＰＤの値がＳＰＤの値よりも低い場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）には、光ビーム強度がその最大値（図１中の極大値Ｐｍａｘに相当）を越えたことを意味しているので、変位前のミラー位置を最大光ビーム強度位置と判定してミラーの位置調整処理を終了する（ステップＳ３０５）。一方、ＯＰＤの値がＳＰＤの値よりも高い場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）には、ミラー位置は未だ最大光ビーム強度位置に達していないことを意味しているので、さらにミラー位置調整を続行するために次のステップＳ３０６へと移行する。
【００６０】
ステップＳ３０６では、ステップＳ３０３で最大光ビーム強度が得られたミラー位置（角度）にミラーを設定してこの座標を新たなミラー位置座標（Ｘ、Ｙ）として置きかえるとともに、ステップＳ３０３で得られたＯＰＤの値を新たなＳＰＤの値として置換え（ＳＰＤ＝ＯＰＤ）、ステップＳ３０２に戻って以降の処理を順次繰り返す。
【００６１】
これらの一連の操作を順次繰り返し行うことにより、ミラーを最大の光ビーム強度を検出した角度に調整することができる。
【００６２】
なお、上記の例では位置調整を実行するに際して、円駆動の半径ｒの値を一定（ｒ＝０．１）としたが、半径ｒを段階的に増減させるようにしてもよい。すなわち、仮に、ミラーの初期位置が図１の示すＰａ点のように、光強度最大となるミラー位置から大きくずれていると、光強度検出部で検出される光ビーム強度は極めて弱いものとなる。このため、円駆動半径（すなわち円駆動範囲）が小さいと円駆動範囲内でモニタされる光ビーム強度の差は小さくなって、位置調整に要する手順の繰り返し回数が多大になってしまう。このような場合には、順次円駆動半径を大きくして円駆動範囲を広くしていくことにより、最大光ビーム強度が得られるミラー位置を少ない手順で容易に検出することが可能となる。
【００６３】
例えば、１回目の円駆動を半径ｒ＝１で行い、２回目の円駆動は半径ｒの値を整数倍（ｎ倍）して新たな円駆動半径をｒ＝ｎ（ｎ≧２）としてミラーを円駆動させるようにすれば、少ない回数で光強度の弱い領域（例えば図１中のＰａ点）から抜け出すことができる。逆に、最大ビーム強度Ｐｍａｘを検出した後は、円駆動の半径をｒを１／ｎ倍に小さくして円駆動を行うことにより位置調整精度を向上させることができる。
【００６４】
なお、ミラーヘの印加電圧値が駆動範囲をオーバーした場合は処理を停止し、処理の異常を通知するようにする。
【００６５】
また、本実施例でも、実施例１と同様に、光ビーム強度が最大（換言すれば光損失が極小）になるようにミラー位置を調整することとしたが、目標とする光ビーム強度値を予め設定しておくことにより、ミラーをこの目標光ビーム強度になる位置に設定することも可能である。すなわち、光強度検出部５で検出した光ビーム強度と目標とする光ビーム強度の値とを比較し、目標とする光ビーム強度になればミラーの位置調整を終了させたり、このミラー位置を維持させるようにすることも可能である。
【００６６】
（実施例３）
上述した実施例１および実施例２のミラー位置調整方法は、単独でも位置調整可能であることは既に説明したとおりであるが、これらの２つの位置調整方法を組み合わせることにより、より高速で高精度な位置調整が可能となる。本実施例は、このような２つの方法を組み合わせたミラー位置調整方法であって、実施例２で説明した「円駆動法」で粗調整し、実施例１で説明した「微分駆動法」で微調整することで、高精度なミラー位置調整を可能とするものである。すなわち、先ず粗調整として円駆動の半径を順次大きくして円駆動しながら高速に光ビーム強度を最大にするミラー位置を検出し、この位置を基準にして、ミラー位置を微調整する。
【００６７】
図８は、本実施例のミラー位置調整方法の手順を説明するためのフローチャートである。ミラー位置調整装置は実施例１で説明したものと同様のものを用いる場合について説明する。
【００６８】
先ず、ステップＳ４０１において、ミラー３４が備えている上述の４つの電極（３５ａ〜ｄ）にバイアス電圧（Ｖ０）を印加してミラー３４の初期位置（Ｘ＝０、Ｙ＝０）を設定し、ミラー位置調整の終了判定比較データＳＰＤ１およびＳＰＤ２を初期値（例えばゼロ）に設定する。以降のステップではこの初期位置を中心としてミラー３４を円駆動させるが、本実施例においても実施例２と同様に、バイアス電圧Ｖ０を０．１Ｖ（ボルト）高くした電圧（Ｖ０＝Ｖ０＋０．１）を印加した場合の円駆動の半径ｒが０．１半径単位となる装置構成を採用している。また、測定ポイント数ｐ＝１６としている。
【００６９】
ステップＳ４０２では、ミラー位置座標（Ｘ、Ｙ）を中心にして１回の円駆動（半径ｒ＝０．１）を行い、１６個所の各測定ポイントでの光ビーム強度を検出し、各測定ポイントの光ビーム強度のうちの最大光ビーム強度が検出されたミラー位置（すなわち角度）を判断し、その位置での光ビーム強度をＯＰＤとする。
【００７０】
ステップＳ４０３では、ステップＳ４０３で検出された最大光ビーム強度ＯＰＤとステップＳ４０１で設定された終了判定比較データＳＰＤ１とを比較する。具体的には、ＯＰＤの値がＳＰＤ１の値よりも低い場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）には、光ビーム強度が当初目標としていた粗調整段階での最大光ビーム強度の値を越えたことを意味しているので、現在のミラー位置（すなわち、最大光ビーム強度が得られたミラー位置（角度））を粗調整終了時のミラー位置と判定して、微調整の処理ステップ（ステップＳ４０４以降）に移行する。なお、図示はしていないが、予め設定した粗調整の繰返し回数を越えて粗調整がなされたと判断された場合にも同様に、微調整の処理ステップ（ステップＳ４０４以降）に移行する。
【００７１】
一方、ＯＰＤの値がＳＰＤ１の値よりも高い場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）には、ミラー位置は未だ粗調整が終了していないことを意味しているので、さらに粗調整を続行するために次のステップＳ４１０へと移行する。
【００７２】
ステップＳ４１０では、ステップＳ４０２で最大光ビーム強度が得られたミラー位置（角度）にミラーを設定してこの座標を新たなミラー位置座標（Ｘ、Ｙ）として置きかえるとともに、ステップＳ４０２で得られたＯＰＤの値を新たな粗調整終了判定比較データであるＳＰＤ１の値として置換え（ＳＰＤ１＝ＯＰＤ）、さらに、円駆動の半径をｎ倍（本実施例ではｎ＝２）してステップＳ４０２に戻って以降の処理を順次繰り返す。
【００７３】
なお、図示はしていないが、本発明の位置調整装置では、予め設定されたミラーへの最大印加電圧を越えて電圧が印加されたと判断された場合には、直ちにミラーの駆動を終了して処理の異常を通知するように構成されている。
【００７４】
粗調整が終了してステップＳ４０４に移行すると、ミラーの現在位置（Ｘ、Ｙ）を基準にして式（２ａ）〜（２ｄ）に従ってミラーをＸおよびＹ方向へ微小に変位δさせ、各位置（Ｘ±δ、Ｙ±δ）での光ビーム強度を検出すべき座標位置を求める。
【００７５】
ステップＳ４０５では、上記４つのミラー位置（Ｘ±δ、Ｙ±δ；ＸＵ、ＸＤ、ＹＵ、ＹＤ）での光ビーム強度を光強度検出部５でモニタし、各々の光ビーム強度を、ＰＤＸＵ、ＰＤＸＤ、ＰＤＹＵおよびＰＤＹＤとする。
【００７６】
ステップＳ４０６では、これらのＰＤＸＵ、ＰＤＸＤ、ＰＤＹＵおよびＰＤＹＤの値と微調整終了判定比較データＳＰＤ２の値とを比較する。もし、ＰＤＸＵ、ＰＤＸＤ、ＰＤＹＵおよびＰＤＹＤの全ての値がＳＰＤ２の値よりも低い場合（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）には、ミラー位置が最大光ビーム強度（図１中のＰｍａｘに相当）を与えるミラー位置を通過してしまったことを意味しているので、微小変位前のミラー位置を最大光ビーム強度位置として、ミラーの位置調整処理を終了する（Ｓ４１１）。一方、ＰＤＸＵ、ＰＤＸＤ、ＰＤＹＵおよびＰＤＹＤの少なくとも１つの値がＳＰＤ２の値よりも高い場合（Ｓ４０６：Ｎｏ）には、ミラー位置が最大光ビーム強度位置に達していないことを意味しているので、更に微調整を行うべく次のステップＳ４０７に移行する。
【００７７】
ステップＳ４０７では、ステップＳ４０５で検出した光ビーム強度ＰＤＸＵ、ＰＤＸＤ、ＰＤＹＵおよびＰＤＹＤを基に、式（４ａ）および式（４ｂ）によりＸおよびＹ方向での光強度微分値（ＧＸおよびＧＹ）を算出し、ＰＤＸＵ、ＰＤＸＤ、ＰＤＹＵおよびＰＤＹＤのうちの最大の光ビーム強度の値を新たなＳＰＤ２とする。
【００７８】
ステップＳ４０８では、算出した光強度微分値と、ＸおよびＹ方向のステップ量（ＳＸおよびＳＹ）とにより、現在のミラー座標位置（Ｘ、Ｙ）から次の目標座標位置（Ｘ´、Ｙ´）を式（５ａ）および式（５ｂ）で算出する。なお、ステップ量（ＳＸおよびＳＹ）のディメンジョン、およびその大きさが光強度微分値により設定されることは既に説明したとおりである。
【００７９】
ステップＳ４０９では、座標位置（Ｘ、Ｙ）を新たな座標位置（Ｘ´、Ｙ´）で置換えて、式（３ａ）〜（３ｄ）により電極への印加電圧（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４）を算出して、その電圧を各電極に印加することで現在の座標位置（Ｘ、Ｙ）から新たな座標位置（Ｘ´、Ｙ´）へとミラーを回転させる。
【００８０】
以下、ステップＳ４０４からの処理を順次繰り返してミラー位置調整が終了する（Ｓ４１１）。
【００８１】
このように、円駆動法と微分駆動法とを組み合わせることにより、高速かつ高精度にミラー位置を調整することができる。また、最大光ビーム強度を検出した後にも、順次ステップＳ４０４からステップＳ４０９までを繰り返すことにより、フィードバック制御を行うことも可能である。
【００８２】
なお、本実施例においても、実施例１および実施例２と同様に、光ビーム強度が最大（換言すれば光損失が極小）になるようにミラー位置を調整することとしたが、目標とする光ビーム強度値を予め設定しておくことにより、ミラーをこの目標光ビーム強度になる位置に設定することも可能である。すなわち、光強度検出部５で検出した光ビーム強度と目標とする光ビーム強度の値とを比較し、目標とする光ビーム強度になればミラーの位置調整を終了させたり、このミラー位置を維持させるようにすることも可能である。
【００８３】
（実施例４）
実施例１から実施例３までは、ミラー部がひとつの場合についてそのミラー位置を調整する方法を説明したが、本発明はミラー部が複数ある場合においても、個々のミラー部ごとに微分駆動法によりミラー位置調整を行うことにより、ミラー位置調整装置が備えている全てのミラーの位置調整が可能である。本実施例では、説明を簡便にするために、ミラー位置調整装置に備えられているミラー部が１つではなく２つである場合について説明するが、３つ以上のミラー部を備えている場合にも同様の手法で位置調整可能である。
【００８４】
図９は、本実施例のミラー位置調整装置の構成を説明するための概略図である。図９において、４１は入力コリメータ、４２は第１ミラー部、４３は第２ミラー部、４４は出力コリメータ、４５は光強度検出部、４６は制御部、４７は第１および第２のミラーを独立に駆動させるための駆動部である。
【００８５】
入力コリメータ４１は第１ミラー部４２に光ビームを挿入するためのものであり、出力コリメータ４４は第２ミラー部４３からの反射光ビームを受光するためのものである。また、光強度検出部４５は光ビーム強度をモニタする。第１及び第２のミラー部に備えられているミラーは、制御部４６からの信号に基づいて駆動する駆動部４７により位置調整される。
【００８６】
複数のミラーを組み合わせて光スイッチとして構成する場合は、全てのミラーの位置を最適に設定する必要がある。また、ミラーは個々の形状・性能が若干異なるため、入力光ビームを滅衰なく出力コリメータ４４に取り出すためには、ミラー相互間の精密な位置調整が重要となる。
【００８７】
図１０は、第１ミラー部４２と第２ミラー部４３とを接続動作させる場合の手順を説明するためのフローチャートである。
【００８８】
先ず、ステップＳ５０１において、制御部４６は、第１ミラー部４２と第２ミラー部４３との間の接続情報を予め格納しておいたミラー位置設定データテーブルから、第１ミラー部４２と第２ミラー部４３とを接続するためのデータ（各ミラー部が備えている４個の電極へ印加する電圧値）を取出し、この信号を各ミラー部の駆動部４７に送ってミラー部の電極に電圧を印加する。これにより、２つのミラー部間の光路を形成する。この状態での各ミラー部に備えるミラー（第１ミラー部のミラーをＭ１、第２ミラー部のミラーをＭ２とする）の初期位置を、Ｍ１につき（Ｘ１、Ｙ１）、Ｍ２につき（Ｘ２、Ｙ２）とする。ここで、（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）は位置設定データテーブルの電圧から、式（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）を用いて、変位に換算した値である。また、ミラー位置調整の終了判定比較データＳＰＤを初期値（例えばゼロ）に設定する。
【００８９】
ステップＳ５０２では、ミラーＭ１について、実施例１で示した処理と同様の微分駆動処理を実行し、ミラー位置（Ｘ１、Ｙ１）を基準に４方向に微小変位させたときの光ビーム強度（ＰＤ１ＸＵ、ＰＤ１ＸＤ、ＰＤ１ＹＵおよびＰＤ１ＹＤ）を検出し、これらの光ビーム強度、微小変位量およびステップ量より、次にミラーを移動させるべき目標位置を算出し、この位置を新たな（Ｘ１、Ｙ１）として設定する。
【００９０】
ステップＳ５０３では、ミラーＭ２について、ステップＳ５０２と同様の微分駆動処理を実行し、ミラー位置（Ｘ２、Ｙ２）を基準に４方向に微小変位させたときの光ビーム強度（ＰＤ２ＸＵ、ＰＤ２ＸＤ、ＰＤ２ＹＵおよびＰＤ２ＹＤ）を検出し、これらの光ビーム強度、微小変位量およびステップ量より、次にミラーを移動させるべき目標位置を算出し、この位置を新たな（Ｘ２、Ｙ２）として設定する。
【００９１】
ステップＳ５０４では、ステップＳ５０２およびステップＳ５０３で求めた第１ミラー部４２の光ビーム強度（ＰＤ１ＸＵ、ＰＤ１ＸＤ、ＰＤ１ＹＵおよびＰＤ１ＹＤ）および第２ミラー部４３の光ビーム強度（ＰＤ２ＸＵ、ＰＤ２ＸＤ、ＰＤ２ＹＵおよびＰＤ２ＹＤ）とＳＰＤの値とを比較する。
【００９２】
これらの８つの光ビーム強度（ＰＤ１ＸＵ、ＰＤ１ＸＤ、ＰＤ１ＹＵ、ＰＤ１ＹＤ、および、ＰＤ２ＸＵ、ＰＤ２ＸＤ、ＰＤ２ＹＵ、ＰＤ２ＹＤ）の全ての値がＳＰＤ値よりも低い場合（Ｓ５０４：Ｙｅｓ）には、これらのミラー位置が最大光ビーム強度を与えるミラー位置を通過してしまったことを意味しているので、微小変位前のミラー位置を最大光ビーム強度位置として、これらのミラーの位置調整処理を終了する（Ｓ５０８）。一方、これらの８つの光ビーム強度のうちの少なくとも１つの値がＳＰＤ値よりも高い場合（Ｓ５０４：Ｎｏ）には、ミラー位置が最大光ビーム強度位置に達していないことを意味しているので、更に位置調整を行うべく次のステップＳ５０５に移行する。
【００９３】
ステップＳ５０５では、上記の８つの光ビーム強度のうちの最大値を新たなＳＰＤの値として置きかえる。
【００９４】
ステップＳ５０６では、ミラーＭ１を、新たなミラー位置に回転させる。具体的には、ＰＤ１ＸＵ、ＰＤ１ＸＤ、ＰＤ１ＹＵおよびＰＤ１ＹＤを基に、ＸおよびＹ方向での光強度微分値（Ｇ１ＸおよびＧ１Ｙ）を式（４ａ）および式（４ｂ）により算出し、得られた光強度微分値とＸおよびＹ方向のステップ量とにより、現在のミラー座標位置（Ｘ１、Ｙ１）から次の目標座標位置（Ｘ１´、Ｙ１´）を式（５ａ）および式（５ｂ）で算出する。そして、座標位置（Ｘ１、Ｙ１）を新たな座標位置（Ｘ１´、Ｙ１´）で置換えて、式（３ａ）〜（３ｄ）により電極への印加電圧を算出して、その電圧を各電極に印加することで現在の座標位置（Ｘ１、Ｙ１）から新たな座標位置（Ｘ１´、Ｙ１´）へとミラーＭ１を回転させる。
【００９５】
ステップＳ５０７では、ミラーＭ２を、新たなミラー位置に回転させる。具体的には、ＰＤ２ＸＵ、ＰＤ２ＸＤ、ＰＤ２ＹＵおよびＰＤ２ＹＤを基に、ＸおよびＹ方向での光強度微分値（Ｇ２ＸおよびＧ２Ｙ）を式（４ａ）および式（４ｂ）により算出し、得られた光強度微分値とＸおよびＹ方向のステップ量とにより、現在のミラー座標位置（Ｘ２、Ｙ２）から次の目標座標位置（Ｘ２´、Ｙ２´）を式（５ａ）および式（５ｂ）で算出する。そして、座標位置（Ｘ２、Ｙ２）を新たな座標位置（Ｘ２´、Ｙ２´）で置換えて、式（３ａ）〜（３ｄ）により電極への印加電圧を算出して、その電圧を各電極に印加することで現在の座標位置（Ｘ２、Ｙ２）から新たな座標位置（Ｘ２´、Ｙ２´）へとミラーＭ２を回転させる。
【００９６】
更にステップＳ５０２に移行して以後の操作を繰り返すことにより、ミラーＭ１とミラーＭ２との間を通過してきた光ビーム強度が最大になるように２つのミラー位置が調整される。なお、ここで示した例では最初にミラーＭ１を微分駆動してからミラーＭ２を微分駆動させるようにしたが、ミラーＭ２を先に微分駆動した後にミラーＭ１を微分駆動して位置調整するようにしてもよい。
【００９７】
（実施例５）
本実施例では、ミラー位置調整装置に備えられているミラー部が１つではなく複数（２つのミラー部）である場合の円駆動法によるミラー位置調整方法について説明する。なお、本実施例のミラー位置調整装置の構成は実施例４で説明したものと同様である。
【００９８】
図１１は、本実施例における、第１ミラー部４２と第２ミラー部４３とを接続動作させる場合の手順を説明するためのフローチャートである。
【００９９】
先ず、ステップＳ６０１において、制御部４６は、第１ミラー部４２と第２ミラー部４３との間の接続情報を予め格納しておいたミラー位置設定データテーブルから、第１ミラー部４２と第２ミラー部４３とを接続するためのデータ（各ミラー部が備えている４個の電極へ印加する電圧値）を取出し、この信号を各ミラー部の駆動部４７に送ってミラー部の電極に電圧を印加する。これにより、２つのミラー部間の光路を形成する。この状態での各ミラー部に備えるミラー（Ｍ１およびＭ２）の初期位置を、Ｍ１につき（Ｘ１、Ｙ１）、Ｍ２につき（Ｘ２、Ｙ２）とする。ここで、（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）は位置設定データテーブルの電圧から、式（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）を用いて、変位に換算した値である。また、ミラー位置調整の終了判定比較データＳＰＤを初期値（例えばゼロ）に設定する。
【０１００】
ステップＳ６０２では、ミラーＭ１について、実施例２で示した処理と同様の円駆動処理を実行し、ミラー位置（Ｘ１、Ｙ１）を中心として半径ｒ＝０．１、測定ポイントｐ＝１６の条件で円駆動させる。この１回の円駆動における１６ポイントでの光ビーム強度測定結果から、最大光ビーム強度が得られたミラー位置（角度）を求め、その角度での光ビーム強度をＯＰＤ１とする。
【０１０１】
ステップＳ６０３では、ミラーＭ２について円駆動処理を実行し、ミラー位置（Ｘ２、Ｙ２）を中心として半径ｒ＝０．１、測定ポイントｐ＝１６の条件で円駆動させる。この１回の円駆動における１６ポイントでの光ビーム強度測定結果から、最大光ビーム強度が得られたミラー位置（角度）を求め、その角度での光ビーム強度をＯＰＤ２とする。
【０１０２】
ステップＳ６０４では、ステップＳ６０２およびステップＳ６０３で求めたＯＰＤ１およびＯＰＤ２の値とＳＰＤの値とを比較する。ここで、ＯＰＤ１およびＯＰＤ２の値が共にＳＰＤの値よりも小さい場合（Ｓ６０４：Ｙｅｓ）には、円駆動前のミラー位置（（Ｘ１、Ｙ１）および（Ｘ２、Ｙ２））が最大光ビーム強度を与えるミラー位置を通過してしまったことを意味しているので、円駆動前のミラー位置を最大光ビーム強度位置として、これらのミラーの位置調整処理を終了する（Ｓ６０７）。一方、ＯＰＤ１およびＯＰＤ２の値の何れかがＳＰＤの値以上の場合（Ｓ６０４：Ｎｏ）には、ミラー位置が最大光ビーム強度位置に達していないことを意味しているので、更に位置調整を行うべく次のステップＳ６０５に移行する。
【０１０３】
ステップＳ６０５では、ミラーＭ１からの光ビーム強度の１６の測定結果のうちの最大光ビーム強度を与えた角度にミラーＭ１を回転させ、この角度を新たなミラー位置（Ｘ１、Ｙ１）とする。
【０１０４】
ステップＳ６０６では、ミラーＭ２からの光ビーム強度の１６の測定結果のうちの最大光ビーム強度を与えた角度にミラーＭ２を回転させ、この角度を新たなミラー位置（Ｘ２、Ｙ２）とするとともに、ＯＰＤ１の値とＯＰＤ２の値のうちのどちらか大きな値を新たなＳＰＤの値として設定し直す。
【０１０５】
更にステップＳ６０２に移行して以後の操作を繰り返すことにより、ミラーＭ１とミラーＭ２との間を通過してきた光ビーム強度が最大になるように２つのミラー位置が調整される。なお、ここで示した例では最初にミラーＭ１を円駆動してからミラーＭ２を円駆動させるようにしたが、ミラーＭ２を先に円駆動した後にミラーＭ１を円駆動して位置調整するようにしてもよい。
【０１０６】
（実施例６）
図１２は、本実施例における、第１ミラー部４２と第２ミラー部４３とを接続動作させる場合の手順を説明するためのフローチャートで、本実施例では、円駆動法と微分駆動法とを組み合わせた方法により、２つのミラー間の位置調整を行う。なお、本実施例のミラー位置調整装置の構成も実施例４および実施例５で説明したものと同様である。
【０１０７】
先ず、ステップＳ７０１において、制御部４６は、第１ミラー部４２と第２ミラー部４３との間の接続情報を予め格納しておいたミラー位置設定データテーブルから、第１ミラー部４２と第２ミラー部４３とを接続するためのデータ（各ミラー部が備えている４個の電極へ印加する電圧値）を取出し、この信号を各ミラー部の駆動部４７に送ってミラー部の電極に電圧を印加する。これにより、２つのミラー部間の光路を形成する。この状態での各ミラー部に備えるミラー（Ｍ１およびＭ２）の初期位置を、Ｍ１につき（Ｘ１、Ｙ１）、Ｍ２につき（Ｘ２、Ｙ２）とする。ここで、（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）は位置設定データテーブルの電圧から、式（１ａ）、（１ｂ）、（１ｃ）を用いて、変位に換算した値である。また、ミラー位置調整の終了判定比較データＳＰＤ１およびＳＰＤ２を初期値（例えばゼロ）に設定する。
【０１０８】
ステップＳ７０２では、ミラーＭ１およびＭ２の各々について、実施例２で示した処理と同様の円駆動処理を実行し、ミラー位置（Ｘ１、Ｙ１）および（Ｘ２、Ｙ２）を中心として半径ｒ＝０．１、測定ポイントｐ＝１６の条件で円駆動させる。この１回の円駆動における１６ポイントでの光ビーム強度測定結果から、各々のミラーの最大光ビーム強度が得られたミラー位置（角度）を求め、その角度での光ビーム強度をＯＰＤ１およびＯＰＤ２とする。
【０１０９】
ステップＳ７０３では、ステップＳ７０２で求めたＯＰＤ１およびＯＰＤ２の値とＳＰＤの値とを比較する。ここで、ＯＰＤ１およびＯＰＤ２の値が共にＳＰＤの値よりも小さい場合（Ｓ７０３：Ｙｅｓ）には、円駆動前のミラー位置（（Ｘ１、Ｙ１）および（Ｘ２、Ｙ２））が最大光ビーム強度を与えるミラー位置を通過してしまったことを意味しているので、円駆動前のミラー位置を最大光ビーム強度位置として、これらのミラー位置の粗調整処理を終了してステップＳ７０５へ移行する。一方、ＯＰＤ１およびＯＰＤ２の値の何れかがＳＰＤの値以上の場合（Ｓ７０３：Ｎｏ）には、ミラー位置が最大光ビーム強度位置に達していないことを意味しているので、更に位置調整を行うべく次のステップＳ７０４に移行する。
【０１１０】
ステップＳ７０４では、ミラーＭ１およびＭ２の各々の最大光ビーム強度を与えた角度にミラーＭ１およびＭ２を回転させ、この角度を新たなミラー位置（Ｘ１、Ｙ１）および（Ｘ２、Ｙ２）としてステップＳ７０２に戻って以降のステップを繰り返す。
【０１１１】
ステップＳ７０５では、ミラーＭ１およびＭ２の各々について、実施例１で示した処理と同様の微分駆動処理を実行し、最大光ビーム強度が得られたミラー位置を求め、各々のミラー位置での最大光ビーム強度の値をＢＰＤ１およびＢＰＤ２として設定する。
【０１１２】
ステップＳ７０６では、ステップＳ７０５で求めたＢＰＤ１およびＢＰＤ２の値とＳＰＤ２の値とを比較する。ＢＰＤ１とＢＰＤ２の双方がＳＰＤ２の値よりも小さい場合（Ｓ７０６：Ｙｅｓ）には、これらのミラー位置が最大光ビーム強度を与えるミラー位置を通過してしまったことを意味しているので、微小変位前のミラー位置を最大光ビーム強度位置として、これらのミラーの位置調整処理を終了する（Ｓ７０８）。一方、ＢＰＤ１とＢＰＤ２の何れかがＳＰＤ２の値以上の場合（Ｓ７０６：Ｎｏ）には、ミラー位置が最大光ビーム強度位置に達していないことを意味しているので、更に位置調整を行うべく次のステップＳ７０７に移行する。
【０１１３】
ステップＳ７０７では、ミラーＭ１およびＭ２を、各々の最大光ビーム強度が得られたミラー位置に回転させる。
【０１１４】
具体的には、ミラーＭ１については、ＰＤ１ＸＵ、ＰＤ１ＸＤ、ＰＤ１ＹＵおよびＰＤ１ＹＤを基に、ＸおよびＹ方向での光強度微分値（Ｇ１ＸおよびＧ１Ｙ）を式（４ａ）および式（４ｂ）により算出し、得られた光強度微分値とＸおよびＹ方向のステップ量とにより、現在のミラー座標位置（Ｘ１、Ｙ１）から次の目標座標位置（Ｘ１´、Ｙ１´）を式（５ａ）および式（５ｂ）で算出する。そして、座標位置（Ｘ１、Ｙ１）を新たな座標位置（Ｘ１´、Ｙ１´）で置換えて、式（３ａ）〜（３ｄ）により電極への印加電圧を算出して、その電圧を各電極に印加することで現在の座標位置（Ｘ１、Ｙ１）から新たな座標位置（Ｘ１´、Ｙ１´）へとミラーＭ１を回転させる。
【０１１５】
また、ミラーＭ２についても、ＰＤ２ＸＵ、ＰＤ２ＸＤ、ＰＤ２ＹＵおよびＰＤ２ＹＤを基に、ＸおよびＹ方向での光強度微分値（Ｇ２ＸおよびＧ２Ｙ）を式（４ａ）および式（４ｂ）により算出し、得られた光強度微分値とＸおよびＹ方向のステップ量とにより、現在のミラー座標位置（Ｘ２、Ｙ２）から次の目標座標位置（Ｘ２´、Ｙ２´）を式（５ａ）および式（５ｂ）で算出する。そして、座標位置（Ｘ２、Ｙ２）を新たな座標位置（Ｘ２´、Ｙ２´）で置換えて、式（３ａ）〜（３ｄ）により電極への印加電圧を算出して、その電圧を各電極に印加することで現在の座標位置（Ｘ２、Ｙ２）から新たな座標位置（Ｘ２´、Ｙ２´）へとミラーＭ２を回転させる。
【０１１６】
更に、ＢＰＤ１とＢＰＤ２のどちらか大きな値のほうを新たなＳＰＤ２として設定し、ステップＳ７０５に戻って以降のステップを繰り返す。
【０１１７】
これらの一連の操作により、ミラーＭ１とＭ２を通過してきた光ビームの強度が最大になるように２つのミラー位置が調整される。
【０１１８】
（実施例７）
なお、これまでの実施例では、位置調整対象が単一のミラーである場合について説明したが、位置調整対象を、複数のミラーがアレー構成されて１つの「ミラー」を構成するいわゆる「ミラーアレー（アレーミラー）」としてもよい。
【０１１９】
図１３は、そのようなミラーアレーの構成を説明するための図で、第１および第２のミラー部には、要素ミラーがｎ×ｎで配列されたアレー構成のミラーが備えられている。以下の説明では、ミラー部の要素ミラーの特定を行列（ｉ，ｊ）などで示す。
【０１２０】
例えば、第１ミラー部に備えられているミラーＭ１の（２，２）要素ミラーと第２ミラー部に備えられているミラーＭ２の（５，５）要素ミラーとを用いて、これらの要素ミラー同士の位置合わせを実行する場合には、実施例１乃至６における「ミラー」を「要素ミラー」と置き換えることで、全く同様の手順で位置合わせすることが可能である。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、微分駆動法では、位置調整対象であるミラーを微小駆動（回転）させたときのミラー駆動（回転）量と駆動位置における光ビーム強度とから光強度微分値を求め、この光強度微分値と所定のステップ量とから次の移動目標位置を算出し、その目標位置に順次ミラーを移動させることによりミラーを最適位置に調整するようにし、円駆動法では、ミラーから反射した光ビームが円環状の軌跡を描くようにミラーを円駆動させ、円駆動中の任意の角度における光ビーム強度を検出し、その中で最大の光ビーム強度を検出した角度を算出し、その角度にミラーを調整する手順を順次繰り返して光ビームが最大になる位置にミラーを調整するようにしたので、ミラーが走査可能な全領域にわたってミラーを移動させることで位置調整するという必要がなくなり、ミラーの位置ずれ調整時間の短縮化を可能とするミラー位置調整装置および位置調整方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ミラー面で反射した光ビーム強度のプロファイルの例を説明するための図である。
【図２】本発明のミラー位置調整装置の第１の実施例を説明するための装置の構成概略図である。
【図３】実施例１で位置調整の対象とされるミラーの構成を説明するための概略図である。
【図４】実施例１におけるミラー位置調整方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】ステップ量の大きさを設定するプロセスを説明するためのフローチャートである。
【図６】実施例２におけるミラー位置調整方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明のミラー位置調整装置が備える４個の電極に印加される電圧波形の例を説明するための図である。
【図８】実施例３のミラー位置調整方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【図９】実施例３のミラー位置調整装置の構成を説明するための概略図である。
【図１０】第４の実施例において、第１ミラーと第２ミラーとを接続動作させる場合の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】第５の実施例において、第１ミラーと第２ミラーとを接続動作させる場合の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１２】第６の実施例において、第１ミラーと第２ミラーとを接続動作させる場合の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１３】ミラーアレーの構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１  入力コリメータ
２  ミラー部
３  光カップラー
４  出力コリメータ
５  光強度検出部
６  制御部
７  ミラー駆動部
３１  ミラー基板
３２  電極基板
３３  トーションバネ
３４  ミラー
３５ａ〜ｄ  電極
４１  入力コリメータ
４２  第１ミラー部
４３  第２ミラー部
４４  出力コリメータ
４５  光強度検出部
４６  制御部
４７  駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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