JP2016080890A

JP2016080890A - 電気機械システム

Info

Publication number: JP2016080890A
Application number: JP2014212554A
Authority: JP
Inventors: 和彦塚本; Kazuhiko Tsukamoto
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2016-05-16

Abstract

【課題】高品質な画像を低コストで得ることが可能な電気機械システムを提供する。【解決手段】ＭＥＭＳスキャナ２の圧電膜に印加する電圧を発生する印加電圧発生部１１と、印加電圧発生部１１が発生する電圧の制御を行う制御部１５と、を備え、印加電圧発生部１１は、ＭＥＭＳスキャナ２の圧電膜に駆動電圧を印加する駆動電圧印加発生部１２，１３と、ＭＥＭＳスキャナ２の圧電膜に直流定電圧を印加する直流電圧発生部１４と、を有し、制御部１５は、駆動電圧印加発生部１２，１３及び直流電圧発生部１４による電圧出力のオン／オフを切り換え可能であり、ＭＥＭＳスキャナ２の圧電膜への駆動電圧の印加がオフとなっている場合に、圧電膜への直流定電圧の印加をオンとする。【選択図】図１

Description

本発明は、電気機械システムに関する。

車載ヘッドアップディスプレイは交通情報や目的地までの経路などの画像をフロントガラス方向に表示し、ドライバーの運転を支援する装置である。車載装置には長期間の稼動を想定した品質保証（例えば１５年）が要求される。しかしながら、画像エンジンである２次元ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）スキャナの駆動に用いられる圧電膜としてのＰＺＴ膜は、経時による特性劣化が懸念される。特に、振幅感度が低下し所望の振れ角が得られなくなった場合、画像サイズが仕様よりも小さくなってしまうなど、スキャナの機能に多大な影響を与える。

この場合、ＰＺＴ膜へ印加する駆動電圧を増加させることで、低下した振幅感度を補うことができる。例えば、レーザ走査角をスクリーン脇などに備えたＰＤで検出しながら所望の振れ角になるまで駆動電圧を増加させる制御方法などが既に知られている。

また、経時変化によるＭＥＭＳデバイスの特性変化によって低下したスキャン能力を補うために、変化した共振周波数を検知して、検知した共振周波数に基づいて駆動電圧と駆動周波数を設定する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に開示された従来のＭＥＭＳスキャナのように、駆動電圧を上げて振幅感度の低下を補う方法では、駆動電圧を変えることによってデバイスの駆動特性が変化して画像品質が低下するという問題があった。また、感度低下を想定した余剰の電圧印加能力を装置に持たせる必要があるため、高コスト化を招くという問題もあった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、ＭＥＭＳスキャナの不使用時に圧電膜へＤＣ定電圧を印加して、低下したＭＥＭＳスキャナの振幅感度を回復させることにより、高品質な画像を低コストで得ることが可能な電気機械システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る電気機械システムは、反射面を有するミラーと、当該ミラーを回転可能に支持するカンチレバーと、当該カンチレバーに設けられた圧電膜と、を有し、当該圧電膜に駆動電圧が印加されることにより前記カンチレバーを変形させて前記ミラーを回転駆動させる電気機械素子と、前記電気機械素子に印加する電圧を発生する印加電圧発生手段と、前記印加電圧発生手段が発生する電圧の制御を行う制御手段と、を備える電気機械システムであって、前記印加電圧発生手段は、前記圧電膜に前記駆動電圧を印加する駆動電圧印加手段と、前記圧電膜に直流定電圧を印加する直流電圧印加手段と、を有し、前記制御手段は、前記駆動電圧印加手段及び前記直流電圧印加手段による電圧出力のオン／オフを切り換え可能であり、前記圧電膜への前記駆動電圧の印加がオフとなっている場合に、当該圧電膜への前記直流定電圧の印加をオンとすることを特徴とする。

本発明は、ＭＥＭＳスキャナの不使用時に圧電膜へＤＣ定電圧を印加して、低下したＭＥＭＳスキャナの振幅感度を回復させることにより、高品質な画像を低コストで得ることが可能な電気機械システムを提供する。

実施形態としての電気機械システムのブロック図である。実施形態としての電気機械システムが備えるＭＥＭＳスキャナの正面図である。副走査の振幅と主走査の振幅の検知のための説明図である。ＭＥＭＳスキャナについての説明図である。副走査におけるリニアリティの悪化の説明図である。ＭＥＭＳスキャナにおけるリニアリティと副走査の駆動電圧の関係を示すグラフ図である。感度回復処理について説明する説明図である。ＭＥＭＳスキャナの副走査の振幅感度の低下を示すグラフ図である。ＭＥＭＳスキャナの副走査の振幅感度の回復を示すグラフ図である。

以下、本発明に係る電気機械システムの実施形態について、図面を用いて説明する。
図１に示すように、本発明の実施形態としての電気機械システム１０は、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head-Up Display）１が備えるＭＥＭＳスキャナ２を駆動するものである。

ＨＵＤ１は、投射系や画像制御系などを含む画像システム３と、２次元的にレーザ光を掃引することで画像システム３のスクリーンに画像を描画するＭＥＭＳスキャナ２と、によって構成される。

図２は、電気機械素子としてのＭＥＭＳスキャナ２の正面図である。

ＭＥＭＳスキャナ２は、ＭＥＭＳミラー２０と、ＭＥＭＳミラー２０を挟むように配置され、ＭＥＭＳミラー２０を回転軸Ｌ１の周りに矢印Ｐ１方向に回転可能に支持するカンチレバー２１，２２を有する。

ＭＥＭＳミラー２０は、ほぼ楕円形の反射面を有するミラー２３、リブ２４、一対のトーション梁２５ａ，２５ｂ、両トーション梁２５ａ，２５ｂを支持するＳｉからなる可動枠２６、可動枠２６の裏面に設けられた補強板２７を有する。さらに、ＭＥＭＳミラー２０は、ミラー２３を回転軸Ｌ２の周りに矢印Ｐ２方向に回転駆動させる圧電膜としてのＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）膜２８，２９を有する。

リブ２４は、ミラー２３の裏面に設けられミラー２３が捻れるのを防止する。リブ２４の形状は、図２では略Φ字形状に形成されているが、本発明は、これに限定されるものではなく、ミラー２３が捻れるのを防止できればどのような形状でもよい。

ミラー２３はパッケージ内に気密封止され、パッケージ内は窒素パージされているのが好ましい。パッケージ内にミラー２３を固定する接着剤は９５℃〜−４０℃の温度変化に対して機能を損なわない必要がある。

トーション梁２５ａ，２５ｂはミラー２３の両側に設けられ、可動枠２６と一体化されている。ＴＯは、ミラー２３の回転軸Ｌ２と、ミラー２３の中心軸Ｌ３との間のトーションオフセットである。

カンチレバー２１は、Ｓｉからなり回転軸Ｌ１を中心として捻れることが可能なクランク部３０と、クランク部３０の屈曲部に設けられクランク部３０を回転軸Ｌ１の周りに回転駆動させるＰＺＴ膜３１と、を有する。

カンチレバー２２は、Ｓｉからなり回転軸Ｌ１を中心として捻れることが可能なクランク部３２と、クランク部３２の屈曲部に設けられクランク部３２を回転軸Ｌ１の周りに回転駆動させるＰＺＴ膜３３と、を有する。

画像システム３は、回転軸Ｌ１に関するミラー２３の振れ角の振幅θ_Ｌ１と、回転軸Ｌ２に関するミラー２３の振れ角の振幅θ_Ｌ２を検知する振幅検知部４を有している。

図３は、振幅検知部４による振幅θ_Ｌ１及び振幅θ_Ｌ２の検知のための説明図である。ＭＥＭＳスキャナ２は、スクリーン４０の垂直方向及び水平方向にレーザ光を走査するようになっている。スクリーン４０の上下にはＰＤ（フォトダイオード）４１ａ，４１ｂ、スクリーン４０の左右にはＰＤ４２ａ，４２ｂが設置されている。

振幅検知部４は、レーザ光がＰＤ４１ａ，４１ｂに入射して検出されたタイミング、ＭＥＭＳスキャナ２からＰＤ４１ａ，４１ｂまでの距離、ＰＤ４１ａ，４１ｂ間の距離からＭＥＭＳスキャナ２の振れ角の振幅θ_Ｌ１を検出する。同様に、振幅検知部４は、レーザ光がＰＤ４２ａ，４２ｂに入射して検出されたタイミング、ＭＥＭＳスキャナ２からＰＤ４２ａ，４２ｂまでの距離、ＰＤ４２ａ，４２ｂ間の距離からＭＥＭＳスキャナ２の振れ角の振幅θ_Ｌ２を検出する。

さらに、振幅検知部４は、検出した振幅θ_Ｌ１及び振幅θ_Ｌ２の情報を後述の制御部１５に入力する。制御部１５は、振幅θ_Ｌ１及び振幅θ_Ｌ２の情報に基づいて、ＭＥＭＳスキャナ２に印加される駆動電圧の電圧波形の振幅、駆動周波数、及び電圧波形間の位相差などを制御するようになっている。

図４（ａ）〜（ｊ）はＭＥＭＳスキャナ２についての説明図である。本実施形態では図２のようなＳｉとＰＺＴ膜とを有するＭＥＭＳスキャナ２を用いている。

ミラー２３は、圧電素子であるＰＺＴ膜２８，２９によって変位が与えられることにより主走査の回転を与えるトーション梁２５ａ，２５ｂによって保持される。

主走査については、正弦波の駆動電圧がＰＺＴ膜２８，２９に印加されることにより、トルクが与えられたトーション梁２５ａ，２５ｂが回転変位する（図４（ａ）〜図４（ｅ））。

副走査については、鋸波の駆動電圧（Ａｃｈ，Ｂｃｈ）がそれぞれ独立したカンチレバー２１，２２のＰＺＴ膜３１，３３に印加されることにより、カンチレバー２１，２２が変形（変位）する（図４（ｆ）〜（ｉ））。これにより可動枠２６が変位することによってミラー２３が回転し、２次元スキャンとしての２Ｄ走査が実現される（図４（ｊ））。

図１に示すように、電気機械システム１０は、ＭＥＭＳスキャナ２を駆動する印加電圧発生部１１を備える。

印加電圧発生部１１は、主走査駆動電圧発生部１２、副走査駆動電圧発生部１３、及び直流電圧発生部１４を備える。主走査駆動電圧発生部１２及び副走査駆動電圧発生部１３は駆動電圧印加手段を構成する。

主走査駆動電圧発生部１２は、制御部１５の制御により、主走査用の正弦波の駆動電圧を発生して、ＭＥＭＳスキャナ２のＰＺＴ膜２８，２９に印加する。一方、副走査駆動電圧発生部１３は、制御部１５の制御により、副走査用の鋸波の駆動電圧を発生して、ＭＥＭＳスキャナ２のＰＺＴ膜３１，３３に印加する。

直流電圧発生部１４は、ＭＥＭＳスキャナ２の駆動のための駆動電圧とは異なる直流（ＤＣ）定電圧を発生して、ＭＥＭＳスキャナ２の副走査用のＰＺＴ膜３１，３３に印加する機能を有する。

上述のように、制御部１５は、振幅検知部４から入力された振幅θ_Ｌ１及び振幅θ_Ｌ２の情報に基づいて、主走査駆動電圧発生部１２及び副走査駆動電圧発生部１３から出力される駆動電圧の電圧波形の振幅、駆動周波数、及び電圧波形間の位相差などを制御する。また、制御部１５は、直流電圧発生部１４から出力されるＤＣ定電圧の大きさを変化させることが可能である。

さらに、制御部１５は、主走査駆動電圧発生部１２、副走査駆動電圧発生部１３及び直流電圧発生部１４による電圧出力のオン／オフを切り換えるようになっている。具体的には、制御部１５は、副走査駆動電圧発生部１３によるＰＺＴ膜３１，３３への駆動電圧の印加がオフとなっている場合に、直流電圧発生部１４によるＰＺＴ膜３１，３３へのＤＣ定電圧の印加をオンとする。ここで、副走査用のＰＺＴ膜３１，３３への駆動電圧の印加がオフとなっている場合とは、例えばＨＵＤ１の電源がオフとなった不使用状態である。

このため、制御部１５は、ＨＵＤ１の使用状態を検知する手段を有していて、ＨＵＤ１の不使用時に、直流電圧発生部１４によって副走査用のＰＺＴ膜３１，３３にＤＣ定電圧を印加する構成になっていることが望ましい。これにより、後述するように、副走査用のＰＺＴ膜３１，３３の振幅感度が回復する効果を利用して、ＭＥＭＳスキャナ２の感度低下を抑制することができる。

印加電圧発生部１１は、車載の電源などの外部電源１００から電力を供給される。ＭＥＭＳスキャナ２の感度回復は、車両が駐車時などに電源を切っている状態で行われることが想定される。このため、印加電圧発生部１１は、充電可能な固有の内部電源１６と、電源供給元を内部電源１６と外部電源１００とで切り換えるための電源切換部１７と、を有している。これにより、外部電源１００と独立して直流電圧発生部１４を動作可能とすることができる。

図５（ａ），（ｂ）を参照して、副走査におけるリニアリティの悪化による画像乱れについて説明する。リニアリティは、例えば、振幅検知部４の測定で得られるミラー２３の振れ角の時間変化を最小二乗法によって直線近似し、その直線からのミラー２３の振れ角のずれ量をミラー２３の振れ角の振幅θ_Ｌ１で除した値として得られる。

主走査が共振周波数で共振駆動されるのに対して、副走査は非共振駆動される。これは、垂直方向の一方向に走査する時間の割合を逆方向に走査する時間よりもできるだけ多くすることが望ましいためである。このために、副走査は走査効率が悪く、所望の振れ角の振幅θ_Ｌ１を得るために必要な駆動電圧が主走査の場合よりも大きくなる。

また、副走査において良好な画像品質を得るためには、副走査の駆動条件（駆動電圧、Ａｃｈ，Ｂｃｈの位相差、駆動周波数）がそれぞれ最適化されている必要がある。図５（ａ）の画像は最適条件を満たしたものである。一方、最適条件から外れたときは、リニアリティが悪化して図５（ｂ）のような筋が画像に表れてしまう。原因は副走査の共振によるものであり、特に一次のモードによる共振によって画像の副走査方向の明るさにムラが発生する。

しかしながら、ＰＺＴ膜２８，２９，３１，３３は経時変化により振幅感度が低下し、それによって振れ角の振幅θ_Ｌ１，θ_Ｌ２が低下する。このような振幅低下を補償するためには、主走査用のＰＺＴ膜２８，２９よりも副走査用のＰＺＴ膜３１，３３に対して更に大きな駆動電圧を印加する必要がある。このため、初期値で高いリニアリティを実現する駆動条件が設定されていたとしても、低下した振れ角の振幅θ_Ｌ１を補償するために副走査の駆動電圧を大幅に上げることでリニアリティが悪化することになる。

図６のグラフは、本実施形態のＭＥＭＳスキャナ２における、リニアリティと副走査の駆動電圧（鋸波の最大値）の関係を評価した結果を示すものである。すなわち、図６は、駆動電圧によってリニアリティが変化し、ある駆動電圧でリニアリティが最小値を示すことを表している。なお、リニアリティの値が大きいほど、画像における明るさムラは強くなる。

図１で説明した電気機械システム１０の構成でいえば、所望の振れ角の振幅θ_Ｌ１を得るために制御部１５によって感度低下を補償する駆動電圧調整を行った際に、リニアリティが悪化し画像の明るさムラが強くなってしまう。

例えば、副走査の駆動電圧が３０Ｖのときにリニアリティ０．０１９となるように調整した駆動条件（Ａｃｈ，Ｂｃｈの位相差、駆動周波数）において、駆動電圧を３６Ｖに変化させるとリニアリティは０．０２６に悪化する。

このようなＭＥＭＳスキャナ２の感度低下の原因としては、誘電体であるＰＺＴ膜３１，３３の電荷チャージと脱分極などが考えられる。

電荷チャージとは、ＰＺＴ膜３１，３３に内部電荷が残留することを指している。電荷チャージされたＰＺＴ膜に駆動電圧が印加された場合、内部電荷により生じる電界のために、電荷チャージされていない場合と比較してＰＺＴ膜に印加される実効的な駆動電圧が低下する。また、加熱などによりＰＺＴ膜の脱分極が進むと、ＰＺＴ膜の圧電性が損なわれる。

本発明者は、上記のように電荷チャージや脱分極によって振幅感度が低下したＰＺＴ膜に対して一定以上の大きさのＤＣ定電圧を印加すると、チャージされた電荷が除去されるとともに、脱分極したＰＺＴ膜が再分極されることを見出した。また、これらの理由によって、ＤＣ定電圧をＰＺＴ膜に印加することによって、低下した振幅感度を回復できることが分かった。

電荷チャージについては、上記のようにＰＺＴ膜３１，３３に印加される実効的な駆動電圧が低下するものであり、内部電荷を除去するためにＰＺＴ膜３１，３３に対して、ＤＣ定電圧による高電界の印加や加熱を行うことで、感度回復が加速される。

再分極については、脱分極したＰＺＴ膜３１，３３を再分極するものであるから、分域を揃えるためにＰＺＴ膜３１，３３に対して、ＤＣ定電圧による高電界の印加や加熱を行うことで、感度回復が加速される。なお、ＰＺＴ膜は、過度に高い電圧を印加することで絶縁破壊してしまうので注意が必要である。

つまり、感度回復の速度は電界強度と温度に依存したものであり、ＭＥＭＳスキャナ２に対して一定以上のＤＣ定電圧を印加すること、更にはＭＥＭＳスキャナ２を一定以上の温度下に置くことで、効果的に感度回復の速度を向上させることができる。

図１に示すように、ＰＺＴ膜３１，３３を加熱するための構成として、電気機械システム１０は、ＭＥＭＳスキャナ２を加熱するためのヒータ１８を更に備えている。ヒータ１８は、制御部１５の制御により、ＰＺＴ膜３１，３３へのＤＣ定電圧の印加がオンとなっている場合にＭＥＭＳスキャナ２を加熱するようになっている。

また、本発明者は、低温ほど高いＤＣ定電圧、高温ほど低いＤＣ定電圧で、感度回復の効果が得られることを見出した。このための構成として、図１に示すように、電気機械システム１０は、ＭＥＭＳスキャナ２周辺の温度を検出する温度センサ１９を更に備えている。制御部１５は、温度センサ１９によって検出された温度に応じて、直流電圧発生部１４から出力されるＤＣ定電圧の大きさを変化させることが可能となっている。

既に述べたように、上記の感度回復はＨＵＤ１の不使用時に実行されるとよい。ＨＵＤ１が車載の装置であれば、例えば２４時間連続して使用する状況はほとんどないと考えられるため、駐車している時間などを利用して、数時間単位でＤＣ定電圧をＭＥＭＳスキャナ２に印加して感度回復を行うことができる。ＪＥＤＥＣの規格によれば、自動車の稼働時間は１５年間の車両寿命のうち８２００時間であり、平準化すると自動車の実際の稼動時間は７％未満である。したがって、自動車の稼働時間以外にＭＥＭＳスキャナ２の振幅感度の回復を実施することが望ましい。

図７は、図１に示した印加電圧発生部１１による感度回復処理について説明する説明図である。

図７（ａ）に示すＨＵＤ１の使用時には、主走査駆動電圧発生部１２及び副走査駆動電圧発生部１３がＭＥＭＳスキャナ２に駆動電圧を印加する（図７（ｂ））。このときの副走査の駆動電圧の電圧波形は図７（ｃ）に示すような鋸波である。このとき、図７（ｄ）に示すようにＭＥＭＳスキャナ２の副走査の振幅感度は、ＨＵＤ１の使用時間の経過、すなわち副走査駆動電圧発生部１３によるＭＥＭＳスキャナ２のＰＺＴ膜３１，３３への駆動電圧の印加時間の経過とともに低下する。

図７（ａ）に示すＨＵＤ１の不使用時には、直流電圧発生部１４が、ＭＥＭＳスキャナ２の副走査用のＰＺＴ膜３１，３３に図７（ｃ）に示すようなＤＣ定電圧を印加する（図７（ｂ））。このとき、図７（ｄ）に示すようにＭＥＭＳスキャナ２の副走査の振幅感度はＨＵＤ１の不使用時間の経過とともに上昇する。

なお、図７（ｃ）に示すように、制御部１５の制御により、直流電圧発生部１４から出力されるＤＣ定電圧の大きさが駆動電圧の最大値以上となることが望ましい。これにより、感度回復の速度を向上させることができる。

図８は、ＭＥＭＳスキャナ２の副走査の振幅感度の低下について示すグラフである。副走査用のＰＺＴ膜３１，３３に鋸波の駆動電圧を印加し、ＭＥＭＳスキャナ２を連続駆動して振幅感度の低下を測定した結果、７０時間の連続駆動で２０％程度の感度低下が起こることが分かった。

このときのＭＥＭＳスキャナ２の周辺温度は、車載条件を参照してヒータ１８の加熱により９５℃としている。また、駆動電圧３０Ｖ、駆動周波数５２Ｈｚである。２０％の感度低下を補償するために駆動電圧を２０％上げる場合には、駆動電圧を３０Ｖから３６Ｖに増加させることになり、図６のグラフによればリニアリティは０．０１９から０．０２６に悪化する。

図９は、ＭＥＭＳスキャナ２の副走査の振幅感度の回復について示すグラフである。ここでは、実際の車載搭載時の駆動条件を想定して振幅感度の低下と回復を測定した。具体的には、一日２４時間のうち、車両ユーザが３時間車両を運転（ＨＵＤ１を使用）した後、２１時間車両を駐車（ＨＵＤ１を不使用）したことを想定している。

まず、図９（ａ）に示すように、副走査用のＰＺＴ膜３１，３３に鋸波の駆動電圧を印加して３時間の連続駆動を行ったところ、副走査の振幅感度が６％低下した。その後、副走査用のＰＺＴ膜３１，３３に２１時間のＤＣ定電圧印加を行ったところ、図９（ｂ）に示すように振幅感度が３％回復した。

また、図９のような使用状況が毎日繰り返される場合には、ＭＥＭＳスキャナ２の製品ライフタイムにおいて、感度回復を行わなかった場合に仮に２０％の感度低下があるとすれば、感度回復を行うことで感度低下が半分の１０％になることが予想される。

さらに、この１０％の感度低下を補償するために駆動電圧を１０％上げる場合には、駆動電圧を３０Ｖから３３Ｖに増加させることになる。このため、図６のグラフによればリニアリティは０．０１９から０．０２１に悪化するが、２０％の感度低下をＤＣ定電圧印加によって補償せずに駆動電圧を２０％上げた場合のリニアリティと比較して、リニアリティの悪化が改善されていることが分かる。

以上説明したように、本実施形態の電気機械システム１０は、圧電膜への駆動電圧の印加がオフとなっている場合に、圧電膜へのＤＣ定電圧の印加をオンとする構成を備えている。このように、装置使用の合間に圧電膜にＤＣ定電圧を印加することにより、低下したＭＥＭＳスキャナ２の振幅感度を回復させることができる。これにより、振幅感度の低下を補償するための駆動電圧の変化幅を小さく抑えることができるため、電気機械システム１０に持たせる電圧印加能力を最低限に抑えて、高品質な画像を低コストで得ることができる。

また、本実施形態の電気機械システム１０は、充電可能な内部電源を有している。これにより、車両の電源などから電力を供給されない状態であっても、ＭＥＭＳスキャナ２の感度回復を行うことができる。

また、本実施形態の電気機械システム１０は、圧電膜に印加するＤＣ定電圧の大きさを副走査の駆動電圧の最大値以上としている。これにより、ＭＥＭＳスキャナ２の感度回復の速度を向上させることができる。

また、本実施形態の電気機械システム１０は、温度センサ１９によって検出された温度に応じて、圧電膜に印加するＤＣ定電圧の大きさを変化させる。これにより、低温ほど高いＤＣ定電圧、高温ほど低いＤＣ定電圧で、効率的にＭＥＭＳスキャナ２の感度回復を行うことができる。

また、本実施形態の電気機械システム１０は、圧電膜へのＤＣ定電圧の印加がオンとなっている場合に、ヒータ１８によって電気機械素子を加熱する。これにより、ＭＥＭＳスキャナ２の感度回復の速度を向上させることができる。

１ＨＵＤ
２ＭＥＭＳスキャナ
３画像システム
４振幅検知部
１０電気機械システム
１１印加電圧発生部（印加電圧発生手段）
１２主走査駆動電圧発生部（駆動電圧印加手段）
１３副走査駆動電圧発生部（駆動電圧印加手段）
１４直流電圧発生部（直流電圧印加手段）
１５制御部（制御手段）
１６内部電源
１７電源切換部
１８ヒータ
１９温度センサ
２０ＭＥＭＳミラー
２１，２２カンチレバー
２３ミラー
２４リブ
２５ａ，２５ｂトーション梁
２６可動枠
２８，２９ＰＺＴ膜
３０，３２クランク部
３１，３３ＰＺＴ膜
４０スクリーン
４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂＰＤ
１００外部電源

特開２００９−１２８７８６号公報

Claims

反射面を有するミラーと、当該ミラーを回転可能に支持するカンチレバーと、当該カンチレバーに設けられた圧電膜と、を有し、当該圧電膜に駆動電圧が印加されることにより前記カンチレバーを変形させて前記ミラーを回転駆動させる電気機械素子と、
前記電気機械素子に印加する電圧を発生する印加電圧発生手段と、
前記印加電圧発生手段が発生する電圧の制御を行う制御手段と、を備える電気機械システムであって、
前記印加電圧発生手段は、
前記圧電膜に前記駆動電圧を印加する駆動電圧印加手段と、
前記圧電膜に直流定電圧を印加する直流電圧印加手段と、を有し、
前記制御手段は、前記駆動電圧印加手段及び前記直流電圧印加手段による電圧出力のオン／オフを切り換え可能であり、前記圧電膜への前記駆動電圧の印加がオフとなっている場合に、当該圧電膜への前記直流定電圧の印加をオンとすることを特徴とする電気機械システム。
前記印加電圧発生手段は、充電可能な内部電源を有し、電源供給元を当該内部電源と外部電源とで切り換え可能であることを特徴とする請求項１に記載の電気機械システム。
前記制御手段は、前記直流電圧印加手段から出力される前記直流定電圧の大きさを前記駆動電圧の最大値以上とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気機械システム。
前記電気機械素子周辺の温度を検出する温度センサを更に備え、
前記制御手段は、前記温度センサによって検出された温度に応じて、前記直流電圧印加手段から出力される前記直流定電圧の大きさを変化させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気機械システム。
前記電気機械素子を加熱するためのヒータを更に備え、
前記制御手段は、前記圧電膜への前記直流定電圧の印加がオンとなっている場合に、前記ヒータによって前記電気機械素子を加熱することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１の請求項に記載の電気機械システム。