JP2018151496A - Actuator driver, image projector, and temperature detector - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator driver, an image projector and a temperature detector with which it is possible to detect the temperature of an actuator at low cost with high accuracy.SOLUTION: A V drive generation circuit 22 and an H drive generation circuit 23 output drive signals for cyclically driving an MEMS mirror device 20 equipped with strain gauges 7V, 7H for measuring the displacement of a mirror unit 3. Each of constant current sources 64, 65 supplies a constant current to the strain gauges 7V, 7H. An averaging processing unit 29 detects an average value based on the output voltages of the constant current sources 64, 65 within a prescribed period as temperature information pertaining to the strain gauges 7V, 7H. A vertical scanning speed correction unit 26, an amplitude adjustment unit 27 and a phase adjustment unit 28 adjust the drive signals of the V drive generation circuit 22 and H drive generation circuit 23 on the basis of the temperature information detected by the averaging processing unit 29.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、アクチュエータを駆動させる駆動装置に関する。   The present invention relates to a drive device that drives an actuator.

従来から、半導体工程技術によって製造されるMEMS(Micro Electro Mechanical System)デバイスが知られている。レーザープロジェクターに利用されるMEMSミラーなどのMEMSアクチュエータは、小型で高速な応答を特徴とするが、使用温度によっては所望の性能が得られない場合がある。このため、MEMSアクチュエータの温度を検出し、MEMSアクチュエータを駆動する信号に、検出した温度に応じた補正が行われる。例えば、特許文献1には、周囲温度等の変化により共振型偏向素子の共振周波数が変化した場合においても、偏向面を一定の揺動振幅に維持するために、共振型偏向素子を駆動する駆動信号の周波数を、共振型偏向素子固有の共振周波数から共振型偏向素子の温度に応じた周波数だけずらした周波数の駆動信号で駆動する光走査装置が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a MEMS (Micro Electro Mechanical System) device manufactured by a semiconductor process technology is known. A MEMS actuator such as a MEMS mirror used in a laser projector is characterized by a small and high-speed response, but a desired performance may not be obtained depending on the operating temperature. For this reason, the temperature of the MEMS actuator is detected, and the signal for driving the MEMS actuator is corrected according to the detected temperature. For example, Patent Document 1 discloses a drive for driving a resonance type deflection element in order to maintain the deflection surface at a constant oscillation amplitude even when the resonance frequency of the resonance type deflection element changes due to a change in ambient temperature or the like. An optical scanning device is disclosed in which the signal frequency is driven by a drive signal having a frequency that is shifted from the resonance frequency inherent to the resonance type deflection element by a frequency corresponding to the temperature of the resonance type deflection element.

特開2011−180450号公報JP 2011-180450 A

MEMSアクチュエータの駆動信号の温度補正を行う場合、正確にMEMSアクチュエータの温度を測定するためには、MEMSアクチュエータ自体に温度センサを配置することが好ましいが、配置スペースを必要とすることやコスト上昇などの問題が生じる。   When correcting the temperature of the drive signal of the MEMS actuator, in order to accurately measure the temperature of the MEMS actuator, it is preferable to arrange a temperature sensor in the MEMS actuator itself, but it requires an arrangement space, an increase in cost, etc. Problem arises.

本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、安価に精度よくアクチュエータの温度を検出することが可能なアクチュエータ駆動装置、画像投影装置及び温度検出装置を提供することを主な目的とする。   Examples of the problem to be solved by the present invention are as described above. The main object of the present invention is to provide an actuator driving device, an image projecting device, and a temperature detecting device capable of detecting the temperature of an actuator accurately at low cost.

請求項に記載の発明は、アクチュエータ駆動装置であって、可動部の変位を計測する歪ゲージを備えるアクチュエータを周期的に駆動するための駆動信号を出力する駆動回路と、前記歪ゲージに一定の電流を供給する電源供給部と、前記電源供給部の所定期間内の出力電圧値の平均的な値を、前記歪ゲージの温度情報として検出する温度検出部と、前記温度検出部により検出された温度情報に基づいて、前記駆動回路の駆動信号を調整する調整部と、を備えることを特徴とする。   The invention described in claim is an actuator driving device, wherein a driving circuit for outputting a driving signal for periodically driving an actuator having a strain gauge for measuring displacement of a movable portion, and a constant for the strain gauge A power supply unit that supplies current, a temperature detection unit that detects an average value of output voltage values within a predetermined period of the power supply unit as temperature information of the strain gauge, and the temperature detection unit And an adjustment unit that adjusts a drive signal of the drive circuit based on temperature information.

また、請求項に記載の発明は、アクチュエータ駆動装置であって、可動部の変位を計測する歪ゲージを備えるアクチュエータを周期的に駆動するための駆動信号を出力する駆動回路と、前記歪ゲージに一定の電圧を供給する電源供給部と、前記電源供給部の所定期間内の出力電流値に基づく平均的な値を、前記歪ゲージの温度情報として検出する温度検出部と、前記温度検出部により検出された温度情報に基づいて、前記駆動回路の駆動信号を調整する調整部と、を備えることを特徴とする。   The invention described in claim 1 is an actuator driving device, wherein a driving circuit that outputs a driving signal for periodically driving an actuator including a strain gauge that measures the displacement of the movable portion, and the strain gauge A power supply unit that supplies a constant voltage, a temperature detection unit that detects, as temperature information of the strain gauge, an average value based on an output current value within a predetermined period of the power supply unit, and the temperature detection unit An adjustment unit that adjusts a drive signal of the drive circuit based on the detected temperature information.

また、請求項に記載の発明は、温度検出装置であって、アクチュエータの可動部の変位を計測する歪ゲージに一定の電流を供給する電源供給部と、前記電源供給部の所定期間内の出力電圧値の平均的な値を、前記歪ゲージの温度情報として検出する温度検出部と、を備えることを特徴とする。   The invention described in claim 1 is a temperature detection device, wherein a power supply unit that supplies a constant current to a strain gauge that measures displacement of a movable part of an actuator, and an output within a predetermined period of the power supply unit And a temperature detector that detects an average value of the voltage value as temperature information of the strain gauge.

また、請求項に記載の発明は、温度検出装置であって、アクチュエータの可動部の変位を計測する歪ゲージに一定の電圧を供給する電源供給部と、前記電源供給部の所定期間内の出力電流値の平均的な値を、前記歪ゲージの温度情報として検出する温度検出部と、を備えることを特徴とする。   The invention described in claim 1 is a temperature detection device, wherein a power supply unit that supplies a constant voltage to a strain gauge that measures the displacement of the movable part of the actuator, and an output within a predetermined period of the power supply unit And a temperature detector that detects an average value of current values as temperature information of the strain gauge.

画像投影装置の構成を示す。The structure of an image projector is shown. MEMSミラーデバイスの上面図である。It is a top view of a MEMS mirror device. 歪ゲージの構成例及び歪ゲージの温度特性に関するテーブルを示す。The structural example of a strain gauge and the table regarding the temperature characteristic of a strain gauge are shown. 歪ゲージ付近の温度検出に関する第1構成例を示す。The 1st structural example regarding the temperature detection of a strain gauge vicinity is shown. 歪ゲージ付近の温度検出に関する第2構成例を示す。The 2nd structural example regarding the temperature detection of a strain gauge vicinity is shown.

本発明の1つの好適な実施形態では、アクチュエータ駆動装置は、可動部の変位を計測する歪ゲージを備えるアクチュエータを周期的に駆動するための駆動信号を出力する駆動回路と、前記歪ゲージに一定の電流を供給する電源供給部と、前記電源供給部の所定期間内の出力電圧値の平均的な値を、前記歪ゲージの温度情報として検出する温度検出部と、前記温度検出部により検出された温度情報に基づいて、前記駆動回路の駆動信号を調整する調整部と、を備える。   In one preferred embodiment of the present invention, the actuator driving device includes a driving circuit that outputs a driving signal for periodically driving an actuator including a strain gauge that measures the displacement of the movable portion, and a constant for the strain gauge. Detected by the temperature detection unit, a temperature detection unit for detecting an average value of the output voltage value of the power supply unit within a predetermined period as temperature information of the strain gauge, and the temperature detection unit. And an adjustment unit that adjusts a drive signal of the drive circuit based on the temperature information.

ここで、「平均的な値」とは、平均値に限らず、最大値と最小値との中間値などの平均値に準じた値を含む。この構成では、アクチュエータ駆動装置は、歪ゲージの温度情報を歪ゲージから好適に検出し、駆動回路の駆動信号を好適に調整することができる。   Here, the “average value” includes not only the average value but also a value according to an average value such as an intermediate value between the maximum value and the minimum value. In this configuration, the actuator driving device can suitably detect the temperature information of the strain gauge from the strain gauge and can suitably adjust the driving signal of the driving circuit.

本発明の他の好適な実施形態では、アクチュエータ駆動装置は、可動部の変位を計測する歪ゲージを備えるアクチュエータを周期的に駆動するための駆動信号を出力する駆動回路と、前記歪ゲージに一定の電圧を供給する電源供給部と、前記電源供給部の所定期間内の出力電流値に基づく平均的な値を、前記歪ゲージの温度情報として検出する温度検出部と、前記温度検出部により検出された温度情報に基づいて、前記駆動回路の駆動信号を調整する調整部と、を備える。この構成によっても、アクチュエータ駆動装置は、歪ゲージの温度情報を歪ゲージから好適に検出し、駆動回路の駆動信号を好適に調整することができる。上記アクチュエータ駆動装置の好適な例では、前記歪ゲージは、ピエゾ抵抗を含むとよい。   In another preferred embodiment of the present invention, the actuator drive device includes a drive circuit that outputs a drive signal for periodically driving an actuator including a strain gauge that measures the displacement of the movable portion, and a constant for the strain gauge. A power supply unit that supplies the voltage of the power supply unit, a temperature detection unit that detects an average value based on an output current value of the power supply unit within a predetermined period as temperature information of the strain gauge, and the temperature detection unit And an adjustment unit that adjusts a drive signal of the drive circuit based on the temperature information. Also with this configuration, the actuator driving device can suitably detect the temperature information of the strain gauge from the strain gauge and can suitably adjust the driving signal of the driving circuit. In a preferred example of the actuator driving device, the strain gauge may include a piezoresistor.

上記アクチュエータ駆動装置の一態様では、前記温度検出手段は、前記駆動信号の一周期以上の期間を前記所定期間として、前記平均的な値を算出する。この態様により、アクチュエータ駆動装置は、出力電圧値又は出力電流値の直流成分を好適に抽出して正確な温度情報を検出することができる。「所定周期」は、例えば、駆動信号の周期の整数倍である。   In one aspect of the actuator driving device, the temperature detecting unit calculates the average value with a period of one cycle or more of the driving signal as the predetermined period. According to this aspect, the actuator driving device can detect accurate temperature information by suitably extracting the direct current component of the output voltage value or the output current value. The “predetermined period” is, for example, an integral multiple of the period of the drive signal.

上記アクチュエータ駆動装置の他の一態様では、アクチュエータ駆動装置は、前記電源供給部の出力電圧値に応じて前記歪ゲージの出力を補正する補正回路を備え、前記調整部は、前記補正回路により補正された前記歪ゲージの出力、及び前記温度検出部により検出された温度情報に基づいて、前記駆動回路の駆動信号を調整する。この態様により、アクチュエータ駆動装置は、歪ゲージから温度情報と可動部の変位情報とをそれぞれ的確に検出し、駆動回路による駆動信号の調整を好適に実行することができる。   In another aspect of the actuator driving device, the actuator driving device includes a correction circuit that corrects the output of the strain gauge in accordance with an output voltage value of the power supply unit, and the adjustment unit corrects by the correction circuit. The drive signal of the drive circuit is adjusted based on the output of the strain gauge and the temperature information detected by the temperature detector. According to this aspect, the actuator driving device can appropriately detect the temperature information and the displacement information of the movable part from the strain gauge, and suitably execute the adjustment of the driving signal by the driving circuit.

本発明の他の好適な実施形態では、画像投影装置は、前記可動部にミラーが配置された前記アクチュエータと、画像信号に対応する光を前記ミラーに向けて射出する光源部と、上記いずれか記載のアクチュエータ駆動装置と、を備える。この態様により、画像投影装置は、画像信号が示す画像を表示するために必要なミラーの駆動調整を、歪ゲージから検出した温度情報に基づき好適に実行することができる。   In another preferred embodiment of the present invention, the image projection apparatus includes: the actuator having a mirror disposed on the movable part; the light source unit that emits light corresponding to an image signal toward the mirror; And the actuator driving device described. According to this aspect, the image projection apparatus can suitably execute the drive adjustment of the mirror necessary for displaying the image indicated by the image signal based on the temperature information detected from the strain gauge.

本発明の他の好適な実施形態では、温度検出装置は、アクチュエータの可動部の変位を計測する歪ゲージに一定の電流を供給する電源供給部と、前記電源供給部の所定期間内の出力電圧値の平均的な値を、前記歪ゲージの温度情報として検出する温度検出部と、を備える。温度検出装置は、この構成により、歪ゲージの温度情報を好適に検出することができる。   In another preferred embodiment of the present invention, the temperature detection device includes a power supply unit that supplies a constant current to a strain gauge that measures the displacement of the movable part of the actuator, and an output voltage within a predetermined period of the power supply unit. And a temperature detection unit that detects an average value as temperature information of the strain gauge. With this configuration, the temperature detection device can preferably detect the temperature information of the strain gauge.

本発明の他の好適な実施形態では、温度検出装置は、アクチュエータの可動部の変位を計測する歪ゲージに一定の電圧を供給する電源供給部と、前記電源供給部の所定期間内の出力電流値の平均的な値を、前記歪ゲージの温度情報として検出する温度検出部と、を備える。温度検出装置は、この構成によっても、歪ゲージの温度情報を好適に検出することができる。   In another preferred embodiment of the present invention, the temperature detection device includes a power supply unit that supplies a constant voltage to a strain gauge that measures the displacement of the movable part of the actuator, and an output current within a predetermined period of the power supply unit. And a temperature detection unit that detects an average value as temperature information of the strain gauge. Even with this configuration, the temperature detection device can preferably detect the temperature information of the strain gauge.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[画像投影装置の構成]
図1は、画像投影装置100の構成を示す。画像投影装置100は、画像を構成する投射光「L1」を射出する光源部10と、光源部10から射出された投射光L1を反射するMEMSミラーデバイス20と、MEMSミラーデバイス20の駆動制御を行うMEMS駆動回路30とを備える。図1に示す画像投影装置は、MEMSミラーデバイス20の温度を、MEMSミラーデバイス20に設けられた歪センサにより検出可能に構成されている。
[Configuration of image projection apparatus]
FIG. 1 shows the configuration of the image projection apparatus 100. The image projection device 100 controls the drive of the light source unit 10 that emits the projection light “L1” that constitutes the image, the MEMS mirror device 20 that reflects the projection light L1 emitted from the light source unit 10, and the MEMS mirror device 20. And a MEMS driving circuit 30 to be performed. The image projection apparatus shown in FIG. 1 is configured so that the temperature of the MEMS mirror device 20 can be detected by a strain sensor provided in the MEMS mirror device 20.

図2は、MEMSミラーデバイス20の上面図である。図2に示すように、MEMSミラーデバイス20は、主に、固定枠1と、フレーム部2と、ミラー部3と、磁石4A〜4Dと、X軸トーションバー5A、5Bと、Y軸トーションバー6A、6Bと、歪ゲージ7V、7Hとを有する。   FIG. 2 is a top view of the MEMS mirror device 20. As shown in FIG. 2, the MEMS mirror device 20 mainly includes a fixed frame 1, a frame part 2, a mirror part 3, magnets 4 </ b> A to 4 </ b> D, X-axis torsion bars 5 </ b> A and 5 </ b> B, and a Y-axis torsion bar. 6A, 6B and strain gauges 7V, 7H.

固定枠1は、フレーム部2を支持するための構造体であり、金属材料またはシリコンなどの半導体材料によって形成される。固定枠1は、内部に空隙を備える枠形状を有している。フレーム部2は、内部に空隙を備える枠形状を有している。フレーム部2は、X軸トーションバー5A、5Bを介し固定枠1に接続されており、固定枠1に対してX軸トーションバー5A、5Bを回転軸として揺動(回転)自在となっている。また、固定枠1及びフレーム部2の表面には、凸パターンが形成されており、固定枠1からX軸トーションバー5A、5Bを経由して延びる配線パターンは、フレーム部2の枠形状に沿って、フレーム部2の表面上にコイル8を形成する。ミラー部3は、入射してくる投射光L1を反射する反射膜が表面に形成された円盤形状の部材であり、Y軸トーションバー6A、6Bを介してフレーム部2に接続されている。そして、ミラー部3は、フレーム部2に対してY軸トーションバー6A、6Bを回転軸として揺動自在となっている。磁石4A〜4Dは、フレーム部2の周辺に配置され、フレーム部2に形成されるコイル8が存在する領域に、水平(H)方向及び垂直(V)方向の磁界を発生させる。ミラー部3は、本発明における「可動部」の一例であり、MEMSミラーデバイス20は、本発明における「アクチュエータ」の一例である。   The fixed frame 1 is a structure for supporting the frame portion 2 and is formed of a metal material or a semiconductor material such as silicon. The fixed frame 1 has a frame shape with a gap inside. The frame part 2 has a frame shape with a gap inside. The frame portion 2 is connected to the fixed frame 1 via X-axis torsion bars 5A and 5B, and can swing (rotate) with respect to the fixed frame 1 using the X-axis torsion bars 5A and 5B as rotation axes. . Further, convex patterns are formed on the surfaces of the fixed frame 1 and the frame part 2, and the wiring pattern extending from the fixed frame 1 via the X-axis torsion bars 5 </ b> A and 5 </ b> B follows the frame shape of the frame part 2. Thus, the coil 8 is formed on the surface of the frame portion 2. The mirror unit 3 is a disk-shaped member having a reflection film formed on the surface thereof that reflects the incident projection light L1, and is connected to the frame unit 2 via Y-axis torsion bars 6A and 6B. The mirror unit 3 is swingable with respect to the frame unit 2 with the Y-axis torsion bars 6A and 6B as rotation axes. The magnets 4 </ b> A to 4 </ b> D are arranged around the frame portion 2 and generate a magnetic field in the horizontal (H) direction and the vertical (V) direction in a region where the coil 8 formed in the frame portion 2 exists. The mirror unit 3 is an example of the “movable unit” in the present invention, and the MEMS mirror device 20 is an example of the “actuator” in the present invention.

また、X軸トーションバー5B付近には、歪ゲージ7Vが設けられ、Y軸トーションバー6B付近には、歪ゲージ7Hが設けられている。歪ゲージ7Vは、ミラー部3の垂直(V)方向の位置を検出するセンサであり、X軸トーションバー5Bのねじれ量とねじれ方向に対応する電圧を出力する。歪ゲージ7Hは、ミラー部3の水平(H)方向の位置を検出するセンサであり、Y軸トーションバー6Bのねじれ量とねじれ方向に対応する電圧を出力する。   A strain gauge 7V is provided near the X-axis torsion bar 5B, and a strain gauge 7H is provided near the Y-axis torsion bar 6B. The strain gauge 7V is a sensor that detects the position of the mirror unit 3 in the vertical (V) direction, and outputs a voltage corresponding to the twist amount and twist direction of the X-axis torsion bar 5B. The strain gauge 7H is a sensor that detects the position of the mirror unit 3 in the horizontal (H) direction, and outputs a voltage corresponding to the twist amount and twist direction of the Y-axis torsion bar 6B.

図3(A)は、歪ゲージ7Vの構成例を示す。なお、図3(A)では歪ゲージ7Vのみを示しているが、歪ゲージ7Hも歪ゲージ7Vと同様の構成を有する。図3(A)に示すように、歪ゲージ7Vは、4つのピエゾ低抗R1〜R4がブリッジ接続されて構成されている。そして、歪ゲージ7Vは、対向する一組の接続点(例えばP1、P3)に一定電圧を入力し、他の対向する一組の接続点(例えばP2、P4)間に生じる電位差を測定することで、歪ゲージ7Vが配置される面の歪みが測定可能となっている。   FIG. 3A shows a configuration example of the strain gauge 7V. 3A shows only the strain gauge 7V, the strain gauge 7H has the same configuration as the strain gauge 7V. As shown in FIG. 3A, the strain gauge 7V is configured by bridge-connecting four piezo resistances R1 to R4. The strain gauge 7V inputs a constant voltage to a pair of opposing connection points (for example, P1 and P3), and measures a potential difference generated between another pair of connection points (for example, P2 and P4). Thus, the strain on the surface on which the strain gauge 7V is disposed can be measured.

ここで、ピエゾ低抗R1〜R4は、温度特性を有し、温度が高いほど抵抗値が高くなる。図3(B)は、ピエゾ低抗R1〜R4の温度特性の一例を示すテーブルである。図3(B)では、各ピエゾ低抗R1〜R4の温度環境と、ミラー部3の変位状態との組合せごとに、ピエゾ低抗R1〜R4の抵抗値が示されている。ここでは、温度環境は、「低温」、「常温」、「高温」の3通りに分けられており、ミラー部3の変位状態は、ピエゾ抵抗R1、R4が最大となる方向にミラー部3の振幅が最大となる状態(振幅時上側MAX時)、ミラー部3の振幅が0となる状態(振幅ゼロ時)、ピエゾ抵抗R2、R3が最大となる方向にミラー部3の振幅が最大となる状態(振幅時下側MAX時)の3通りに分けられている。   Here, the piezo resistances R1 to R4 have temperature characteristics, and the resistance value increases as the temperature increases. FIG. 3B is a table showing an example of temperature characteristics of the piezo resistances R1 to R4. In FIG. 3B, the resistance values of the piezo resistances R1 to R4 are shown for each combination of the temperature environment of each piezo resistance R1 to R4 and the displacement state of the mirror unit 3. Here, the temperature environment is divided into three types of “low temperature”, “normal temperature”, and “high temperature”, and the displacement state of the mirror unit 3 is such that the piezo resistances R1 and R4 are maximized. The state in which the amplitude is maximum (when the amplitude is at the upper MAX), the state where the amplitude of the mirror unit 3 is 0 (when the amplitude is zero), and the amplitude of the mirror unit 3 is maximized in the direction in which the piezoresistors R2 and R3 are maximum. There are three types of states (amplitude lower side MAX).

図3(B)に示すように、ミラー部3の変位状態がいずれの状態であっても、ピエゾ低抗R1〜R4は、温度が高くなるほど抵抗値が高くなっている。そして、本実施例では、MEMS駆動回路30は、このようなピエゾ低抗R1〜R4の温度特性を利用し、接続点P1に接続させた定電圧源の出力電流又は定電流源の出力電圧に基づき温度を好適に推定する。MEMS駆動回路30は、本発明における「アクチュエータ駆動装置」及び「温度検出装置」の一例である。   As shown in FIG. 3B, the piezo resistance R1 to R4 has a higher resistance value as the temperature is higher, regardless of the displacement state of the mirror unit 3. In this embodiment, the MEMS drive circuit 30 uses the temperature characteristics of the piezo resistances R1 to R4 to change the output current of the constant voltage source connected to the connection point P1 or the output voltage of the constant current source. Based on this, the temperature is preferably estimated. The MEMS drive circuit 30 is an example of the “actuator drive device” and the “temperature detection device” in the present invention.

[温度検出構成]
(第1構成例)
図4は、歪ゲージ7V、7Hを利用した温度検出に関する第1構成例を示す。図4に示すように、MEMS駆動回路30は、主に、サーミスタ21と、V駆動生成回路22と、H駆動生成回路23と、駆動合成回路24と、駆動アンプ25と、垂直走査速度補正部26と、振幅調整部27と、位相調整部28と、平均化処理部29と、定電流源31と、定電圧源32、33と、電流検出用抵抗35、36と、オペアンプ41〜44と、LPF(Low−Pass Filter)48、49と、ADC(Analog to Digital Converter)51〜55とを備える。
[Temperature detection configuration]
(First configuration example)
FIG. 4 shows a first configuration example relating to temperature detection using strain gauges 7V and 7H. As shown in FIG. 4, the MEMS drive circuit 30 mainly includes a thermistor 21, a V drive generation circuit 22, an H drive generation circuit 23, a drive synthesis circuit 24, a drive amplifier 25, and a vertical scanning speed correction unit. 26, amplitude adjustment unit 27, phase adjustment unit 28, averaging processing unit 29, constant current source 31, constant voltage sources 32 and 33, current detection resistors 35 and 36, and operational amplifiers 41 to 44. , LPF (Low-Pass Filter) 48, 49 and ADC (Analog to Digital Converter) 51-55.

歪ゲージ7Vの接続点P1は、定電圧源32と接続し、定電圧源32と接続点P1との間には、歪ゲージ7Vのピエゾ抵抗に対して十分に小さい抵抗値を有する電流検出用抵抗35が設けられている。そして、オペアンプ42は、電流検出用抵抗35の両端に接続し、電流検出用抵抗35の両端の電位差に相当する信号を、ADC52を介して平均化処理部29へ供給する。この構成では、歪ゲージ7Vのピエゾ抵抗が温度特性に基づき変化した場合に、電流検出用抵抗35に流れる電流値が変化し、電流検出用抵抗35の両端の電位差が変化する。従って、電流検出用抵抗35の両端の電位差と温度との対応関係を予め把握しておくことで、ADC52の出力から歪ゲージ7V付近の温度(即ちMEMSミラーデバイス20の温度)を推定することが可能となっている。なお、歪ゲージ7Vのピエゾ抵抗はミラー部3の変位によって変化(図3(B)参照)し、ADC52の出力はミラー部3の変位によって変化するため、後述する平均化処理部29により時間平均が行われる。   The connection point P1 of the strain gauge 7V is connected to the constant voltage source 32. Between the constant voltage source 32 and the connection point P1, a current detection element having a sufficiently small resistance value with respect to the piezoresistor of the strain gauge 7V. A resistor 35 is provided. The operational amplifier 42 is connected to both ends of the current detection resistor 35, and supplies a signal corresponding to the potential difference between both ends of the current detection resistor 35 to the averaging processing unit 29 via the ADC 52. In this configuration, when the piezoresistance of the strain gauge 7V changes based on the temperature characteristics, the value of the current flowing through the current detection resistor 35 changes, and the potential difference between both ends of the current detection resistor 35 changes. Therefore, the temperature near the strain gauge 7V (that is, the temperature of the MEMS mirror device 20) can be estimated from the output of the ADC 52 by grasping in advance the correspondence between the potential difference between both ends of the current detection resistor 35 and the temperature. It is possible. Note that the piezoresistance of the strain gauge 7V changes with the displacement of the mirror unit 3 (see FIG. 3B), and the output of the ADC 52 changes with the displacement of the mirror unit 3, so that the averaging processing unit 29 described later performs time averaging. Is done.

同様に、歪ゲージ7Hの接続点P1は、定電圧源33と接続し、定電圧源33と接続点P1との間には、歪ゲージ7Hのピエゾ抵抗に対して十分に小さい抵抗値を有する電流検出用抵抗36が設けられている。そして、オペアンプ44は、電流検出用抵抗36の両端に接続し、電流検出用抵抗36の両端の電位差に相当する信号を、ADC54を介して平均化処理部29へ供給する。定電圧源32、33は、本発明における「電源供給部」の一例である。   Similarly, the connection point P1 of the strain gauge 7H is connected to the constant voltage source 33. Between the constant voltage source 33 and the connection point P1, the resistance value is sufficiently small with respect to the piezoresistance of the strain gauge 7H. A current detection resistor 36 is provided. The operational amplifier 44 is connected to both ends of the current detection resistor 36, and supplies a signal corresponding to the potential difference between both ends of the current detection resistor 36 to the averaging processing unit 29 via the ADC 54. The constant voltage sources 32 and 33 are an example of the “power supply unit” in the present invention.

また、歪ゲージ7Vの接続点P2、P4は、オペアンプ43に接続されており、オペアンプ43から接続点P2、P4での電位差「V_SENSP−V_SENSN」に相当する信号が、LPF48及びADC53を介してV駆動生成回路22に供給される。ここで、V方向でのミラー部3の振幅は、電位差「V_SENSP−V_SENSN」と所定の相関関係を有する。よって、V駆動生成回路22は、ADC53の出力信号に基づき、V方向でのミラー部3の振幅を特定する。同様に、歪ゲージ7Hの接続点P2、P4は、オペアンプ45に接続されており、オペアンプ45から接続点P2、P4での電位差「H_SENSP−H_SENSN」に相当する信号が、LPF49及びADC55を介してH駆動生成回路23に供給される。   Further, the connection points P2 and P4 of the strain gauge 7V are connected to the operational amplifier 43, and a signal corresponding to the potential difference “V_SENSP−V_SENSN” at the connection points P2 and P4 from the operational amplifier 43 passes through the LPF 48 and the ADC 53. It is supplied to the drive generation circuit 22. Here, the amplitude of the mirror unit 3 in the V direction has a predetermined correlation with the potential difference “V_SENSP−V_SENSN”. Therefore, the V drive generation circuit 22 specifies the amplitude of the mirror unit 3 in the V direction based on the output signal of the ADC 53. Similarly, the connection points P2 and P4 of the strain gauge 7H are connected to the operational amplifier 45, and a signal corresponding to the potential difference “H_SENSP−H_SENSN” at the connection points P2 and P4 from the operational amplifier 45 passes through the LPF 49 and the ADC 55. It is supplied to the H drive generation circuit 23.

平均化処理部29は、ADC52、54から供給される信号の時間平均を行うことで、ミラー部3の変位状態によらない歪ゲージ7V、7H(即ちMEMSミラーデバイス20)の温度情報を生成する。例えば、平均化処理部29は、ADC52、54から供給される信号の水平走査の1周期分又は表示する画像の1フレーム分を時間平均する。これにより、平均化処理部29は、直流成分と交流成分が含まれるADC52、54の出力信号から直流成分のみを抽出する。そして、平均化処理部29は、例えば、ADC52、54のそれぞれの出力を時間平均した値の中間値を、MEMSミラーデバイス20の温度情報として、垂直走査速度補正部26、振幅調整部27、位相調整部28へそれぞれ供給する。このように、図4の例では、平均化処理部29は、歪ゲージ7V、歪ゲージ7Hの両方の温度を勘案した温度情報を、垂直走査速度補正部26、振幅調整部27、位相調整部28へそれぞれ供給する。平均化処理部29は、本発明における「温度検出部」の一例である。   The averaging processing unit 29 performs time averaging of the signals supplied from the ADCs 52 and 54, thereby generating temperature information of the strain gauges 7V and 7H (that is, the MEMS mirror device 20) independent of the displacement state of the mirror unit 3. . For example, the averaging processing unit 29 time-averages one period of horizontal scanning of signals supplied from the ADCs 52 and 54 or one frame of an image to be displayed. Thereby, the averaging processing unit 29 extracts only the DC component from the output signals of the ADCs 52 and 54 including the DC component and the AC component. Then, the averaging processing unit 29 uses, for example, an intermediate value of values obtained by averaging the outputs of the ADCs 52 and 54 as time information as temperature information of the MEMS mirror device 20, the vertical scanning speed correction unit 26, the amplitude adjustment unit 27, and the phase. It supplies to the adjustment part 28, respectively. As described above, in the example of FIG. 4, the averaging processing unit 29 uses the vertical scanning speed correction unit 26, the amplitude adjustment unit 27, and the phase adjustment unit as temperature information considering the temperatures of both the strain gauge 7 </ b> V and the strain gauge 7 </ b> H. 28 respectively. The averaging processing unit 29 is an example of the “temperature detection unit” in the present invention.

サーミスタ21は、MEMS駆動回路30に設けられ、温度に応じて抵抗値が変化する。図4の例では、定電流源31によりサーミスタ21の低抗値に応じた電圧がオペアンプ41に入力され、リファレンス電圧との電圧差に相当する信号がADC51に供給される。これにより、垂直走査速度補正部26、振幅調整部27、位相調整部28には、サーミスタ21が検出した温度情報が供給される。   The thermistor 21 is provided in the MEMS drive circuit 30, and the resistance value changes according to the temperature. In the example of FIG. 4, a voltage corresponding to the resistance value of the thermistor 21 is input to the operational amplifier 41 by the constant current source 31, and a signal corresponding to a voltage difference from the reference voltage is supplied to the ADC 51. As a result, the temperature information detected by the thermistor 21 is supplied to the vertical scanning speed correction unit 26, the amplitude adjustment unit 27, and the phase adjustment unit 28.

V駆動生成回路22は、ミラー部3のV方向の駆動信号を生成する。本実施例では、V駆動生成回路22は、ADC53から供給されるミラー部3のV方向の振幅を示す信号と、後述する垂直走査速度補正部26から受信するミラー部3の垂直走査速度に関するコントロール信号と、後述する振幅調整部27から受信するミラー部3のV方向の振幅に関するコントロール信号とに基づき、上述の駆動信号を生成する。   The V drive generation circuit 22 generates a drive signal in the V direction of the mirror unit 3. In this embodiment, the V drive generation circuit 22 controls the signal indicating the amplitude in the V direction of the mirror unit 3 supplied from the ADC 53 and the vertical scanning speed of the mirror unit 3 received from the vertical scanning speed correction unit 26 described later. Based on the signal and a control signal related to the amplitude in the V direction of the mirror unit 3 received from the amplitude adjusting unit 27 described later, the above-described drive signal is generated.

H駆動生成回路23は、ミラー部3のH方向の駆動信号を生成する。本実施例では、H駆動生成回路23は、後述する振幅調整部27から受信するミラー部3のH方向の振幅に関するコントロール信号と、後述する位相調整部28から受信するタイミングに関するコントロール信号とに基づき、上述の駆動信号を生成する。   The H drive generation circuit 23 generates a drive signal for the mirror unit 3 in the H direction. In this embodiment, the H drive generation circuit 23 is based on a control signal related to the amplitude in the H direction of the mirror unit 3 received from an amplitude adjusting unit 27 described later and a control signal related to timing received from a phase adjusting unit 28 described later. The above-mentioned drive signal is generated.

駆動合成回路24は、V駆動生成回路22が生成する三角波の駆動信号とH駆動生成回路23が生成する正弦波の駆動信号とを合成して駆動アンプ25へ供給する。駆動アンプ25は、合成された駆動信号を増幅してコイル8へ供給する。V駆動生成回路22と、H駆動生成回路23と、駆動合成回路24と、駆動アンプ25とは、本発明における「駆動回路」の一例である。   The drive synthesis circuit 24 synthesizes the triangular wave drive signal generated by the V drive generation circuit 22 and the sine wave drive signal generated by the H drive generation circuit 23 and supplies them to the drive amplifier 25. The drive amplifier 25 amplifies the synthesized drive signal and supplies it to the coil 8. The V drive generation circuit 22, the H drive generation circuit 23, the drive synthesis circuit 24, and the drive amplifier 25 are examples of the “drive circuit” in the present invention.

垂直走査速度補正部26は、ミラー部3の垂直走査の速度ムラが出現しないようにV駆動生成回路22が生成する駆動信号の波形を調整するパラメータを決定し、当該パラメータを指定したコントロール信号を、V駆動生成回路22へ供給する。この場合、垂直走査速度補正部26は、ADC51から供給されるサーミスタ21の検出温度(即ちMEMS駆動回路30の温度)の情報と、平均化処理部29から供給される歪ゲージ7V、7Hでの温度(即ちMEMSミラーデバイス20の温度)の情報とに基づき、駆動信号の波形を調整するパラメータを選択する。これにより、垂直走査速度補正部26は、MEMSミラーデバイス20の温度特性及びMEMS駆動回路30の温度特性を勘案し、これらの温度に応じた波形パターンをV駆動生成回路22に生成させる。この場合、垂直走査速度補正部26は、例えば、歪ゲージ7V、7H(即ちMEMSミラーデバイス20)の温度とサーミスタ21(即ちMEMS駆動回路30)の温度の組み合わせごとに設定すべき上述のパラメータを規定したテーブルを予め記憶しておき、当該テーブルを参照して上述のパラメータを選択する。   The vertical scanning speed correction unit 26 determines a parameter for adjusting the waveform of the drive signal generated by the V drive generation circuit 22 so that the vertical scanning speed unevenness of the mirror unit 3 does not appear, and a control signal that specifies the parameter is determined. , Supplied to the V drive generation circuit 22. In this case, the vertical scanning speed correction unit 26 has information on the detected temperature of the thermistor 21 supplied from the ADC 51 (that is, the temperature of the MEMS drive circuit 30) and the strain gauges 7V and 7H supplied from the averaging processing unit 29. A parameter for adjusting the waveform of the drive signal is selected based on the information on the temperature (that is, the temperature of the MEMS mirror device 20). Accordingly, the vertical scanning speed correction unit 26 takes into consideration the temperature characteristics of the MEMS mirror device 20 and the temperature characteristics of the MEMS drive circuit 30, and causes the V drive generation circuit 22 to generate a waveform pattern corresponding to these temperatures. In this case, for example, the vertical scanning speed correction unit 26 sets the above parameters to be set for each combination of the temperature of the strain gauges 7V and 7H (that is, the MEMS mirror device 20) and the temperature of the thermistor 21 (that is, the MEMS drive circuit 30). The specified table is stored in advance, and the above-described parameters are selected with reference to the table.

振幅調整部27は、ADC51から供給されるサーミスタ21の温度情報と、平均化処理部29から供給される歪ゲージ7V、7Hの温度情報とに基づき、ミラー部3の駆動信号の強度を調整するためのコントロール信号を生成する。これにより、振幅調整部27は、H方向及びV方向の画角(即ちミラー部3の振れ幅)を一定にする。この場合、振幅調整部27は、例えば、歪ゲージ7V、7H(即ちMEMSミラーデバイス20)の温度とサーミスタ21(即ちMEMS駆動回路30)の温度の組み合わせごとに設定すべき駆動信号の強度を規定したテーブルを予め記憶しておき、当該テーブルを参照して上述の駆動信号の強度を決定する。そして、振幅調整部27は、ミラー部3の駆動信号の強度を調整するためのコントロール信号を、V駆動生成回路22及びH駆動生成回路23へそれぞれ送信する。   The amplitude adjustment unit 27 adjusts the intensity of the drive signal of the mirror unit 3 based on the temperature information of the thermistor 21 supplied from the ADC 51 and the temperature information of the strain gauges 7V and 7H supplied from the averaging processing unit 29. Control signal for generating. As a result, the amplitude adjusting unit 27 makes the angle of view in the H direction and the V direction (that is, the deflection width of the mirror unit 3) constant. In this case, for example, the amplitude adjustment unit 27 defines the strength of the drive signal to be set for each combination of the temperature of the strain gauges 7V and 7H (that is, the MEMS mirror device 20) and the temperature of the thermistor 21 (that is, the MEMS drive circuit 30). The table is stored in advance, and the strength of the drive signal is determined with reference to the table. Then, the amplitude adjustment unit 27 transmits a control signal for adjusting the intensity of the drive signal of the mirror unit 3 to the V drive generation circuit 22 and the H drive generation circuit 23, respectively.

位相調整部28は、ADC51から供給されるサーミスタ21の温度情報と、平均化処理部29から供給される歪ゲージ7V、7Hの温度情報とに基づき、光源部10の投射光L1の出力タイミングと水平走査のタイミングとを合わせるように水平走査の位相を調整するパラメータを決定する。この場合、位相調整部28は、例えば、歪ゲージ7V、7H(即ちMEMSミラーデバイス20)の温度とサーミスタ21(即ちMEMS駆動回路30)の温度の組み合わせごとに設定すべき上述のパラメータを規定したテーブルを予め記憶しておき、当該テーブルを参照して上述のパラメータを選択する。そして、位相調整部28は、上述のパラメータを指定したコントロール信号を、H駆動生成回路23へ供給する。垂直走査速度補正部26、振幅調整部27、位相調整部28は、本発明における「調整部」の一例である。   Based on the temperature information of the thermistor 21 supplied from the ADC 51 and the temperature information of the strain gauges 7V and 7H supplied from the averaging processor 29, the phase adjustment unit 28 outputs the output timing of the projection light L1 of the light source unit 10 and A parameter for adjusting the phase of horizontal scanning is determined so as to match the timing of horizontal scanning. In this case, for example, the phase adjustment unit 28 defines the above-described parameters to be set for each combination of the temperature of the strain gauges 7V and 7H (that is, the MEMS mirror device 20) and the temperature of the thermistor 21 (that is, the MEMS drive circuit 30). A table is stored in advance, and the above parameters are selected with reference to the table. Then, the phase adjustment unit 28 supplies a control signal designating the above parameters to the H drive generation circuit 23. The vertical scanning speed correction unit 26, the amplitude adjustment unit 27, and the phase adjustment unit 28 are examples of the “adjustment unit” in the present invention.

以上説明したように、第1構成例に係るMEMS駆動回路30は、主に、V駆動生成回路22と、H駆動生成回路23と、垂直走査速度補正部26と、振幅調整部27と、位相調整部28と、平均化処理部29と、定電圧源32、33とを備える。V駆動生成回路22及びH駆動生成回路23は、ミラー部3の変位を計測する歪ゲージ7V、7Hを備えるMEMSミラーデバイス20を周期的に駆動するための駆動信号を出力する。定電圧源32、33は、それぞれ、歪ゲージ7V、7Hに一定の電圧を供給する。平均化処理部29は、定電圧源32、33の所定期間内の出力電流に基づく平均的な値を、歪ゲージ7V、7Hの温度情報として検出する。垂直走査速度補正部26、振幅調整部27及び位相調整部28は、平均化処理部29が検出した温度情報に基づいて、V駆動生成回路22及びH駆動生成回路23の駆動信号を調整する。この態様により、MEMS駆動回路30は、歪ゲージ7V、7Hを利用して歪ゲージ7V、7Hの温度を好適に推定し、V駆動生成回路22及びH駆動生成回路23が出力する駆動信号を好適に調整することができる。   As described above, the MEMS drive circuit 30 according to the first configuration example mainly includes the V drive generation circuit 22, the H drive generation circuit 23, the vertical scanning speed correction unit 26, the amplitude adjustment unit 27, and the phase. An adjustment unit 28, an averaging processing unit 29, and constant voltage sources 32 and 33 are provided. The V drive generation circuit 22 and the H drive generation circuit 23 output drive signals for periodically driving the MEMS mirror device 20 including the strain gauges 7 </ b> V and 7 </ b> H that measure the displacement of the mirror unit 3. The constant voltage sources 32 and 33 supply constant voltages to the strain gauges 7V and 7H, respectively. The averaging processing unit 29 detects an average value based on the output current within a predetermined period of the constant voltage sources 32 and 33 as temperature information of the strain gauges 7V and 7H. The vertical scanning speed correction unit 26, the amplitude adjustment unit 27, and the phase adjustment unit 28 adjust the drive signals of the V drive generation circuit 22 and the H drive generation circuit 23 based on the temperature information detected by the averaging processing unit 29. According to this aspect, the MEMS drive circuit 30 preferably estimates the temperatures of the strain gauges 7V and 7H using the strain gauges 7V and 7H, and preferably uses the drive signals output by the V drive generation circuit 22 and the H drive generation circuit 23. Can be adjusted.

(第2構成例)
図5は、歪ゲージ7V、7H付近の温度検出に関する第2構成例を示す。第2構成例では、MEMS駆動回路30は、主に、サーミスタ21と、V駆動生成回路22と、H駆動生成回路23と、駆動合成回路24と、駆動アンプ25と、垂直走査速度補正部26と、振幅調整部27と、位相調整部28と、平均化処理部29と、定電流源31、64、65と、オペアンプ41〜44と、LPF48、49と、ADC51〜55と、可変アンプ60、61と、直流電圧計62、63とを備える。なお、第2構成例に係るV駆動生成回路22、H駆動生成回路23、駆動合成回路24、駆動アンプ25、垂直走査速度補正部26、振幅調整部27、位相調整部28、平均化処理部29等が実行する処理は、第1構成例の処理と同様であるため、これらが実行する処理の説明を適宜省略する。
(Second configuration example)
FIG. 5 shows a second configuration example relating to temperature detection near the strain gauges 7V and 7H. In the second configuration example, the MEMS drive circuit 30 mainly includes a thermistor 21, a V drive generation circuit 22, an H drive generation circuit 23, a drive synthesis circuit 24, a drive amplifier 25, and a vertical scanning speed correction unit 26. The amplitude adjusting unit 27, the phase adjusting unit 28, the averaging processing unit 29, the constant current sources 31, 64, 65, the operational amplifiers 41 to 44, the LPFs 48 and 49, the ADCs 51 to 55, and the variable amplifier 60. , 61 and DC voltmeters 62, 63. The V drive generation circuit 22, the H drive generation circuit 23, the drive synthesis circuit 24, the drive amplifier 25, the vertical scanning speed correction unit 26, the amplitude adjustment unit 27, the phase adjustment unit 28, and the averaging processing unit according to the second configuration example. The processing executed by 29 and the like is the same as the processing of the first configuration example, and thus the description of the processing executed by these will be omitted as appropriate.

歪ゲージ7Vの接続点P1には、定電流源64により定電流が供給されるため、温度特性により変化する歪ゲージ7Vのピエゾ抵抗の抵抗値に応じて、接続点P1での電圧「V_PZB」が変化する。そして、オペアンプ42は、歪ゲージ7Vの温度に応じた電圧「V_PZB」に相当する信号を、ADC52を介して平均化処理部29に供給する。   Since a constant current is supplied from the constant current source 64 to the connection point P1 of the strain gauge 7V, the voltage “V_PZB” at the connection point P1 according to the resistance value of the piezoresistor of the strain gauge 7V that changes depending on the temperature characteristics. Changes. The operational amplifier 42 supplies a signal corresponding to the voltage “V_PZB” corresponding to the temperature of the strain gauge 7V to the averaging processing unit 29 via the ADC 52.

また、第2構成例では、接続点P1の電圧「V_PZB」は可変となるため、電圧「V_PZB」に比例して電位差「V_SENSP−V_SENSN」も変化する。従って、第2構成例では、直流電圧計62は、電圧「V_PZB」を検出し、可変アンプ60は、直流電圧計62が検出した電圧「V_PZB」に応じてゲインを変更する。これにより、V駆動生成回路22には、V方向のミラー部3の振幅に応じた信号がLPF48及びADC53を介して好適に供給される。   In the second configuration example, since the voltage “V_PZB” at the connection point P1 is variable, the potential difference “V_SENSP−V_SENSN” also changes in proportion to the voltage “V_PZB”. Therefore, in the second configuration example, the DC voltmeter 62 detects the voltage “V_PZB”, and the variable amplifier 60 changes the gain according to the voltage “V_PZB” detected by the DC voltmeter 62. Thereby, a signal corresponding to the amplitude of the mirror unit 3 in the V direction is suitably supplied to the V drive generation circuit 22 via the LPF 48 and the ADC 53.

ここで、電圧「V_PZB」と電位差「V_SENSP−V_SENSN」との関係について図3(C)を参照して補足説明する。図3(C)は、ミラー部3の振幅が一定である場合に、定電流源64により0.1[mA]の定電流を流したときの温度環境ごとの電圧「V_PZB」及び電位差「V_SENSP−V_SENSN」の組合せを示す。なお、この場合のピエゾ抵抗R1〜R4は、図3(B)に示す温度特性を有するものとする。   Here, the relationship between the voltage “V_PZB” and the potential difference “V_SENSP−V_SENSN” will be supplementarily described with reference to FIG. FIG. 3C shows the voltage “V_PZB” and the potential difference “V_SENSP” for each temperature environment when a constant current of 0.1 [mA] is supplied from the constant current source 64 when the amplitude of the mirror unit 3 is constant. -V_SENSN ”combination. In this case, the piezoresistors R1 to R4 have the temperature characteristics shown in FIG.

図3(B)、(C)に示すように、温度が高くなるほどピエゾ抵抗R1〜R4の抵抗値が大きくなり、ピエゾ抵抗R1〜R4の抵抗値に比例して電圧「V_PZB」及び電位差「V_SENSP−V_SENSN」が増加する。従って、温度変化に起因した電位差「V_SENSP−V_SENSN」の変化を防ぐため、第2構成例では、可変アンプ60は、直流電圧計62が検出した電圧「V_PZB」に応じてゲインを変更する。   As shown in FIGS. 3B and 3C, the resistance value of the piezoresistors R1 to R4 increases as the temperature increases, and the voltage “V_PZB” and the potential difference “V_SENSP” are proportional to the resistance values of the piezoresistors R1 to R4. -V_SENSN "increases. Therefore, in order to prevent a change in potential difference “V_SENSP−V_SENSN” due to a temperature change, in the second configuration example, the variable amplifier 60 changes the gain according to the voltage “V_PZB” detected by the DC voltmeter 62.

再び図5を参照して第2構成例について説明する。歪ゲージ7Hの接続点P1には、定電流源65により定電流が供給されるため、温度特性により変化する歪ゲージ7Hのピエゾ抵抗の抵抗値に応じて、接続点P1での電圧「H_PZB」が変化する。そして、オペアンプ44は、歪ゲージ7Hの温度に応じた電圧「H_PZB」に相当する信号を、ADC54を介して平均化処理部29に供給する。定電流源64、65は、本発明における「電源供給部」の一例である。   A second configuration example will be described with reference to FIG. 5 again. Since a constant current is supplied from the constant current source 65 to the connection point P1 of the strain gauge 7H, the voltage “H_PZB” at the connection point P1 according to the resistance value of the piezoresistor of the strain gauge 7H that varies depending on the temperature characteristics. Changes. The operational amplifier 44 supplies a signal corresponding to the voltage “H_PZB” corresponding to the temperature of the strain gauge 7 </ b> H to the averaging processing unit 29 via the ADC 54. The constant current sources 64 and 65 are an example of the “power supply unit” in the present invention.

また、電圧「H_PZB」に比例して電位差「H_SENSP−H_SENSN」も変化することから、直流電圧計63は、電圧「H_PZB」を検出し、可変アンプ61は、検出した電圧「H_PZB」に応じてゲインを変更することで、電圧「H_PZB」の変動分をキャンセルする。これにより、可変アンプ61は、電圧「H_PZB」の変動に依存することなく、H方向のミラー部3の振幅に応じた出力信号を、LPF49及びADC55を介してH駆動生成回路23に供給する。可変アンプ60、61及び直流電圧計62、63は、本発明における「補正回路」の一例である。   Further, since the potential difference “H_SENSP−H_SENSN” also changes in proportion to the voltage “H_PZB”, the DC voltmeter 63 detects the voltage “H_PZB”, and the variable amplifier 61 gains according to the detected voltage “H_PZB”. Is changed to cancel the fluctuation of the voltage “H_PZB”. Accordingly, the variable amplifier 61 supplies an output signal corresponding to the amplitude of the mirror portion 3 in the H direction to the H drive generation circuit 23 via the LPF 49 and the ADC 55 without depending on the fluctuation of the voltage “H_PZB”. The variable amplifiers 60 and 61 and the DC voltmeters 62 and 63 are examples of the “correction circuit” in the present invention.

以上説明したように、第2構成例に係るMEMS駆動回路30は、主に、V駆動生成回路22と、H駆動生成回路23と、定電流源64、65と、平均化処理部29と、垂直走査速度補正部26と、振幅調整部27と、位相調整部28とを備える。V駆動生成回路22及びH駆動生成回路23は、ミラー部3の変位を計測する歪ゲージ7V、7Hを備えるMEMSミラーデバイス20を周期的に駆動するための駆動信号を出力する。定電流源64、65は、それぞれ、歪ゲージ7V、7Hに一定の電流を供給する。平均化処理部29は、定電流源64、65の所定期間内の出力電圧に基づく平均的な値を、歪ゲージ7V、7Hの温度情報として検出する。垂直走査速度補正部26、振幅調整部27及び位相調整部28は、平均化処理部29が検出した温度情報に基づいて、V駆動生成回路22及びH駆動生成回路23の駆動信号を調整する。このように、第2構成例によっても、MEMS駆動回路30は、第1構成例と同様、歪ゲージ7V、7Hを利用して歪ゲージ7V、7Hの温度を好適に推定し、V駆動生成回路22及びH駆動生成回路23が出力する駆動信号を好適に調整することができる。   As described above, the MEMS drive circuit 30 according to the second configuration example mainly includes the V drive generation circuit 22, the H drive generation circuit 23, the constant current sources 64 and 65, the averaging processing unit 29, A vertical scanning speed correction unit 26, an amplitude adjustment unit 27, and a phase adjustment unit 28 are provided. The V drive generation circuit 22 and the H drive generation circuit 23 output drive signals for periodically driving the MEMS mirror device 20 including the strain gauges 7 </ b> V and 7 </ b> H that measure the displacement of the mirror unit 3. The constant current sources 64 and 65 supply constant currents to the strain gauges 7V and 7H, respectively. The averaging processing unit 29 detects an average value based on the output voltage of the constant current sources 64 and 65 within a predetermined period as temperature information of the strain gauges 7V and 7H. The vertical scanning speed correction unit 26, the amplitude adjustment unit 27, and the phase adjustment unit 28 adjust the drive signals of the V drive generation circuit 22 and the H drive generation circuit 23 based on the temperature information detected by the averaging processing unit 29. As described above, also in the second configuration example, the MEMS drive circuit 30 preferably estimates the temperatures of the strain gauges 7V and 7H using the strain gauges 7V and 7H, similarly to the first configuration example, and the V drive generation circuit. 22 and the drive signal output by the H drive generation circuit 23 can be suitably adjusted.

[変形例]
次に、上述の実施例に好適な変形例について説明する。以下に示す変形例は、組み合わせて上述の実施例に適用されてもよい。
[Modification]
Next, a modified example suitable for the above embodiment will be described. The following modifications may be applied to the above-described embodiments in combination.

(変形例1)
図4に示す第1構成例では、MEMS駆動回路30は、歪ゲージ7V、歪ゲージ7Hのそれぞれに対する温度に相当する信号を平均化処理部29に供給する構成を有していた。これに代えて、MEMS駆動回路30は、歪ゲージ7V、歪ゲージ7Hのいずれか一方に対する温度に相当する信号が平均化処理部29に供給される構成を有してもよい。この場合であっても、平均化処理部29は、歪ゲージ7V、歪ゲージ7Hのいずれか一方から検出した温度を、MEMSミラーデバイス20の温度として、垂直走査速度補正部26、振幅調整部27、位相調整部28にそれぞれ供給することができる。図5に示す第2構成例でも同様に、MEMS駆動回路30は、歪ゲージ7V、歪ゲージ7Hのいずれか一方に対する温度に相当する信号が平均化処理部29に供給される構成を有してもよい。
(Modification 1)
In the first configuration example shown in FIG. 4, the MEMS drive circuit 30 has a configuration for supplying a signal corresponding to the temperature for each of the strain gauge 7 </ b> V and the strain gauge 7 </ b> H to the averaging processing unit 29. Instead, the MEMS drive circuit 30 may have a configuration in which a signal corresponding to the temperature for one of the strain gauge 7V and the strain gauge 7H is supplied to the averaging processing unit 29. Even in this case, the averaging processing unit 29 uses the temperature detected from either the strain gauge 7V or the strain gauge 7H as the temperature of the MEMS mirror device 20, and the vertical scanning speed correction unit 26 and the amplitude adjustment unit 27. , And can be supplied to the phase adjustment unit 28, respectively. Similarly, in the second configuration example shown in FIG. 5, the MEMS drive circuit 30 has a configuration in which a signal corresponding to the temperature for one of the strain gauge 7V and the strain gauge 7H is supplied to the averaging processing unit 29. Also good.

(変形例2)
第1及び第2構成例では、サーミスタ21は、MEMSミラーデバイス20に設けられていた。これに代えて、又はこれに加えて、例えば、サーミスタ21は、コイル8の温度を精度よく検出できるようにコイル8付近に設けられてもよい。この場合、垂直走査速度補正部26等は、コイル8の温度特性を勘案し、V駆動生成回路22等に供給するコントロール信号を生成することができる。他の例では、サーミスタ21は、MEMS駆動回路30に設けられていなくともよい。この場合、垂直走査速度補正部26等は、例えば、歪ゲージ7V又は/及び歪ゲージ7Hの出力から推定した温度をMEMS駆動回路30の温度とみなし、実施例と同様にコントロール信号を生成する。さらに別の例では、サーミスタ21は、光源部10のレーザ素子付近に設けられてもよい。この場合、位相調整部28は、例えば、光源部10のレーザ素子付近に設けられた温度センサの検出信号が示す温度をさらに勘案して水平走査の位相を調整するパラメータを決定する。
(Modification 2)
In the first and second configuration examples, the thermistor 21 is provided in the MEMS mirror device 20. Instead of or in addition to this, for example, the thermistor 21 may be provided in the vicinity of the coil 8 so that the temperature of the coil 8 can be accurately detected. In this case, the vertical scanning speed correction unit 26 and the like can generate a control signal to be supplied to the V drive generation circuit 22 and the like in consideration of the temperature characteristics of the coil 8. In another example, the thermistor 21 may not be provided in the MEMS drive circuit 30. In this case, for example, the vertical scanning speed correction unit 26 or the like regards the temperature estimated from the output of the strain gauge 7V or / and the strain gauge 7H as the temperature of the MEMS drive circuit 30, and generates a control signal as in the embodiment. In yet another example, the thermistor 21 may be provided near the laser element of the light source unit 10. In this case, the phase adjustment unit 28 determines a parameter for adjusting the phase of horizontal scanning, for example, further taking into account the temperature indicated by the detection signal of the temperature sensor provided in the vicinity of the laser element of the light source unit 10.

(変形例3)
光源部10は、磁石4A〜4Dを有する電磁駆動方式のMEMSミラーであったが、本発明に適用可能なMEMSミラーの駆動方式は、これに限定されない。これに代えて、極板間に働く静電気力による静電駆動方式、圧電材料の変形力による圧電駆動方式など、他の駆動方式を採用したMEMSミラーであっても、実施例と同様に本発明を好適に適用することが可能である。
(Modification 3)
Although the light source unit 10 is an electromagnetic drive type MEMS mirror having magnets 4A to 4D, the drive method of the MEMS mirror applicable to the present invention is not limited to this. Instead of this, even in a MEMS mirror that employs other driving methods such as an electrostatic driving method using an electrostatic force acting between electrode plates, a piezoelectric driving method using a deformation force of a piezoelectric material, the present invention is similar to the embodiment. Can be suitably applied.

(変形例4)
歪ゲージ7(7A、7B)が有するピエゾ抵抗の温度特性に基づき温度を検出する構成は、図1に示す画像投影装置100に限定されず、可動部を有する任意のアクチュエータに適用されてもよい。
(Modification 4)
The configuration for detecting the temperature based on the temperature characteristic of the piezoresistor included in the strain gauge 7 (7A, 7B) is not limited to the image projector 100 shown in FIG. 1, and may be applied to any actuator having a movable part. .

この場合、アクチュエータには、可動部の変位を計測する歪ゲージが設けられ、図4又は図5の構成例と同様に、歪ゲージに接続する定電圧源又は定電流源、定電圧源の出力電流又は定電流源の出力電圧を所定期間で時間平均する平均化処理部、平均化処理部が出力する温度情報に基づき可動部の駆動信号を調整する駆動生成回路などが設けられる。このように、歪センサの温度特性に基づき温度を検出する本発明の構成は、可動部を有する任意のアクチュエータに好適に適用される。   In this case, the actuator is provided with a strain gauge for measuring the displacement of the movable part. Similar to the configuration example of FIG. 4 or FIG. 5, the constant voltage source or the constant current source connected to the strain gauge, the output of the constant voltage source. An averaging processing unit that averages the output voltage of the current or the constant current source over a predetermined period of time, a drive generation circuit that adjusts the drive signal of the movable unit based on temperature information output by the averaging processing unit, and the like are provided. Thus, the configuration of the present invention that detects the temperature based on the temperature characteristics of the strain sensor is preferably applied to any actuator having a movable part.

1 固定枠
2 フレーム部
3 ミラー部
4A〜4D 磁石
5A、5B X軸トーションバー
6A、6B Y軸トーションバー
10 光源部
20 MEMSミラーデバイス
30 MEMS駆動回路
100 画像投影装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed frame 2 Frame part 3 Mirror part 4A-4D Magnet 5A, 5B X-axis torsion bar 6A, 6B Y-axis torsion bar 10 Light source part 20 MEMS mirror device 30 MEMS drive circuit 100 Image projector

Claims (8)

可動部の変位を計測する歪ゲージを備えるアクチュエータを周期的に駆動するための駆動信号を出力する駆動回路と、
前記歪ゲージに一定の電流を供給する電源供給部と、
前記電源供給部の所定期間内の出力電圧値の平均的な値を、前記歪ゲージの温度情報として検出する温度検出部と、
前記温度検出部により検出された温度情報に基づいて、前記駆動回路の駆動信号を調整する調整部と、
を備えることを特徴とするアクチュエータ駆動装置。
A drive circuit for outputting a drive signal for periodically driving an actuator having a strain gauge for measuring the displacement of the movable part;
A power supply for supplying a constant current to the strain gauge;
A temperature detection unit that detects an average value of the output voltage value within a predetermined period of the power supply unit as temperature information of the strain gauge;
An adjustment unit that adjusts a drive signal of the drive circuit based on temperature information detected by the temperature detection unit;
An actuator driving device comprising:
可動部の変位を計測する歪ゲージを備えるアクチュエータを周期的に駆動するための駆動信号を出力する駆動回路と、
前記歪ゲージに一定の電圧を供給する電源供給部と、
前記電源供給部の所定期間内の出力電流値に基づく平均的な値を、前記歪ゲージの温度情報として検出する温度検出部と、
前記温度検出部により検出された温度情報に基づいて、前記駆動回路の駆動信号を調整する調整部と、
を備えることを特徴とするアクチュエータ駆動装置。
A drive circuit for outputting a drive signal for periodically driving an actuator having a strain gauge for measuring the displacement of the movable part;
A power supply for supplying a constant voltage to the strain gauge;
A temperature detection unit that detects, as temperature information of the strain gauge, an average value based on an output current value within a predetermined period of the power supply unit;
An adjustment unit that adjusts a drive signal of the drive circuit based on temperature information detected by the temperature detection unit;
An actuator driving device comprising:
前記歪ゲージは、ピエゾ抵抗を含むことを特徴とする請求項1または2に記載のアクチュエータ駆動装置。   The actuator driving apparatus according to claim 1, wherein the strain gauge includes a piezoresistor. 前記温度検出手段は、前記駆動信号の一周期以上の期間を前記所定期間として、前記平均値を算出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のアクチュエータ駆動装置。   4. The actuator driving apparatus according to claim 1, wherein the temperature detection unit calculates the average value by setting a period of one cycle or more of the driving signal as the predetermined period. 5. 前記電源供給部の出力電圧値に応じて前記歪ゲージの出力を補正する補正回路を備え、
前記調整部は、前記補正回路により補正された前記歪ゲージの出力、及び前記温度検出部により検出された温度情報に基づいて、前記駆動回路の駆動信号を調整する請求項1に記載のアクチュエータ駆動装置。
A correction circuit for correcting the output of the strain gauge according to the output voltage value of the power supply unit;
2. The actuator drive according to claim 1, wherein the adjustment unit adjusts a drive signal of the drive circuit based on an output of the strain gauge corrected by the correction circuit and temperature information detected by the temperature detection unit. apparatus.
前記可動部にミラーが配置された前記アクチュエータと、
画像信号に対応する光を前記ミラーに向けて射出する光源部と、
請求項1〜5のいずれか一項に記載のアクチュエータ駆動装置と、
を備える画像投影装置。
The actuator having a mirror disposed on the movable part;
A light source unit that emits light corresponding to an image signal toward the mirror;
The actuator driving device according to any one of claims 1 to 5,
An image projection apparatus comprising:
アクチュエータの可動部の変位を計測する歪ゲージに一定の電流を供給する電源供給部と、
前記電源供給部の所定期間内の出力電圧値の平均的な値を、前記歪ゲージの温度情報として検出する温度検出部と、
を備えることを特徴とする温度検出装置。
A power supply that supplies a constant current to the strain gauge that measures the displacement of the movable part of the actuator;
A temperature detection unit that detects an average value of the output voltage value within a predetermined period of the power supply unit as temperature information of the strain gauge;
A temperature detecting device comprising:
アクチュエータの可動部の変位を計測する歪ゲージに一定の電圧を供給する電源供給部と、
前記電源供給部の所定期間内の出力電流値の平均的な値を、前記歪ゲージの温度情報として検出する温度検出部と、
を備えることを特徴とする温度検出装置。
A power supply unit that supplies a constant voltage to a strain gauge that measures the displacement of the movable part of the actuator;
A temperature detection unit that detects an average value of output current values within a predetermined period of the power supply unit as temperature information of the strain gauge;
A temperature detecting device comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112097936A (en) * 2020-09-17 2020-12-18 东南大学 Temperature sensor
CN112817144A (en) * 2020-12-31 2021-05-18 歌尔股份有限公司 MEMS scanning mirror and laser projector
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