JP6225537B2 - Variable shape element and head-up display for automobile - Google Patents

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Description

本発明は、形状可変素子、および自動車用ヘッドアップディスプレイに関するものである。   The present invention relates to a variable shape element and an automotive head-up display.

従来の形状可変素子において、電解質層と、電解質層の片面側に配置されている第1の電極層と、電解質層のうち片面側の反対側に配置されている第2の電極層とを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。   A conventional variable shape element includes an electrolyte layer, a first electrode layer disposed on one side of the electrolyte layer, and a second electrode layer disposed on the opposite side of the electrolyte layer to one side. (See, for example, Patent Document 1).

このものにおいて、第1、第2の電極層、および電解質層は、イオン導電性高分子アクチュエータ(以下、簡略化してアクチュエータと記す)を構成する。そして、電源から第1、第2の電極層の間に電圧を与えると、電解質層においてイオンが第1、第2の電極層の間の電界に沿って移動して電解質層が屈曲する。これに伴い、第1、第2の電極層がそれぞれ電解質層に沿って変形する。したがって、電源から第1、第2の電極層の間に印加される電圧を変化させることにより、アクチュエータを任意な形状に変形することができる。   In this structure, the first and second electrode layers and the electrolyte layer constitute an ion conductive polymer actuator (hereinafter simply referred to as an actuator). When a voltage is applied between the first and second electrode layers from the power source, ions move in the electrolyte layer along the electric field between the first and second electrode layers, and the electrolyte layer is bent. As a result, the first and second electrode layers are deformed along the electrolyte layer. Therefore, the actuator can be deformed into an arbitrary shape by changing the voltage applied between the first and second electrode layers from the power source.

特許4646530号明細書Japanese Patent No. 4646530

本発明者は、上記特許文献1に基づき、電源の正電極および負電極の間にスイッチおよびアクチュエータを直列接続した充電回路を構成し、スイッチのオン/オフを制御回路によって制御することにより、アクチュエータの形状を制御することを検討した。   The present inventor configures a charging circuit in which a switch and an actuator are connected in series between a positive electrode and a negative electrode of a power source based on the above-mentioned Patent Document 1, and controls the on / off of the switch by a control circuit, whereby the actuator We studied the control of the shape.

アクチュエータを任意な形状に変形させるには、第1、第2の電極層の間が任意な形状に対応する目標電圧に到達するまで電源からアクチュエータに充電することが必要である。しかし、上記充電回路の時定数は大きい。特に低温時には、アクチュエータの内部抵抗が大きくなる。このため、低温時には、上記充電回路の時定数はより一層大きくなる。   In order to deform the actuator into an arbitrary shape, it is necessary to charge the actuator from the power source until the target voltage corresponding to the arbitrary shape is reached between the first and second electrode layers. However, the time constant of the charging circuit is large. Especially at low temperatures, the internal resistance of the actuator increases. For this reason, at a low temperature, the time constant of the charging circuit is further increased.

したがって、制御回路によってスイッチをオンして電源からアクチュエータに対する充電を開始してから第1、第2の電極層の間の電圧が目標電圧に到達するまで、長い時間を要する。つまり、制御回路によってスイッチをオンしてから第1、第2の電極層の間の電圧が目標電圧に到達してスイッチをオフするまでに長い時間を要する。これにより、長い時間に亘って、制御回路がスイッチを介してアクチュエータを充電するための充電処理を実行し続けることになる。   Therefore, it takes a long time from when the switch is turned on by the control circuit to start charging the actuator from the power source until the voltage between the first and second electrode layers reaches the target voltage. That is, it takes a long time from when the switch is turned on by the control circuit until the voltage between the first and second electrode layers reaches the target voltage and the switch is turned off. Accordingly, the control circuit continues to execute the charging process for charging the actuator via the switch for a long time.

本発明は上記点に鑑みて、制御回路がアクチュエータに対する充電処理を実行するのに要する時間を短くすることを可能にした形状可変素子、およびこれを用いた自動車用ヘッドアップディスプレイを提供することを目的とする。   In view of the above points, the present invention provides a variable shape element that makes it possible to shorten the time required for the control circuit to perform the charging process on the actuator, and an automotive head-up display using the variable shape element. Objective.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、イオン交換樹脂からなる電解質膜(30)と、電解質膜の片面に沿うように形成されている第1の電極層(31)と、電解質膜のうち片面に対して反対側に位置する反対面に沿うように形成されている第2の電極層(32〜35)とを備え、電圧を可変制御できる電源(50a〜50d)から第1、第2の電極層の間に電圧が与えられた際に、第1、第2の電極層の間の電界によって電解質膜内をイオンが移動して電解質膜が第1、第2の電極層とともに屈曲するアクチュエータ(40a〜40d)と、電源の正極電極および負極電極の間でアクチュエータに対して並列に接続されて、かつアクチュエータの静電容量よりも大きい静電容量を有するコンデンサ(52a〜52d)と、アクチュエータとコンデンサとの間の共通接続端子(41a〜41d)と電源との間に接続されているスイッチ(51a〜51d)と、スイッチをオンして電源からアクチュエータおよびコンデンサに対する充電を開始してからアクチュエータの充電が完了する前にスイッチをオフする充電処理を実行する制御回路(54)と、を備え、電源、スイッチ、およびコンデンサから構成される第1の充電回路の時定数は、電源、スイッチ、およびアクチュエータから構成される第2の充電回路の時定数に比べて、小さくなっていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, in the invention according to claim 1, an electrolyte membrane (30) made of an ion exchange resin, a first electrode layer (31) formed along one side of the electrolyte membrane, A second electrode layer (32 to 35) formed along the opposite surface of the electrolyte membrane that is located on the opposite side of the one surface, and the second power source (50a to 50d) that can variably control the voltage. When a voltage is applied between the first and second electrode layers, ions move in the electrolyte membrane due to the electric field between the first and second electrode layers, and the electrolyte membrane becomes the first and second electrodes. Actuators (40a to 40d) bent together with the layers, and capacitors (52a to 52d) connected in parallel to the actuator between the positive electrode and the negative electrode of the power source and having a capacitance larger than the capacitance of the actuator 52d) and a After the switches (51a to 51d) connected between the common connection terminals (41a to 41d) between the tutor and the capacitor and the power source are turned on and charging of the actuator and the capacitor from the power source is started. And a control circuit (54) for executing a charging process for turning off the switch before the charging of the actuator is completed. The time constant of the first charging circuit including the power source, the switch, and the capacitor is the power source, the switch And a time constant of the second charging circuit constituted by the actuator is smaller.

請求項1に記載の発明によれば、第1の充電回路の時定数は、第2の充電回路の時定数に比べて小さい。そして、コンデンサは、アクチュエータの静電容量よりも大きい静電容量を有する。このため、制御回路が、スイッチのオン後、アクチュエータの充電が完了する前にスイッチをオフしたとき、アクチュエータの充電を完了するために必要な電荷をコンデンサおよびアクチュエータに蓄えることができる。したがって、制御回路がスイッチをオンしてからスイッチをオフするまでに要する時間を短くすることが可能である。これにより、制御回路がアクチュエータに対する充電処理を実行するのに要する時間を短くすることが可能になる。   According to the first aspect of the present invention, the time constant of the first charging circuit is smaller than the time constant of the second charging circuit. The capacitor has a capacitance larger than that of the actuator. Therefore, when the control circuit turns off the switch after the switch is turned on but before the charging of the actuator is completed, the electric charge necessary for completing the charging of the actuator can be stored in the capacitor and the actuator. Therefore, it is possible to shorten the time required from when the control circuit turns on the switch until the switch is turned off. As a result, the time required for the control circuit to execute the charging process for the actuator can be shortened.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の一実施形態におけるヘッドアップディスプレイを示す図である。It is a figure which shows the head-up display in one Embodiment of this invention. 上記実施形態における光学ミラーの正面図である。It is a front view of the optical mirror in the said embodiment. 上記実施形態における光学ミラーの背面図である。It is a rear view of the optical mirror in the said embodiment. 図2中のIV−IV断面図である。It is IV-IV sectional drawing in FIG. 上記実施形態の光学ミラーの製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the optical mirror of the said embodiment. 上記実施形態のヘッドアップディスプレイの電気的構成を示す図である。It is a figure which shows the electrical constitution of the head-up display of the said embodiment. 上記実施形態における光学ミラーを構成する電解質膜を示す透視図である。It is a perspective view which shows the electrolyte membrane which comprises the optical mirror in the said embodiment. 上記実施形態における光学ミラーの作動を示す図である。It is a figure which shows the action | operation of the optical mirror in the said embodiment. 上記実施形態における光学ミラーの制御回路の充電処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the charge process of the control circuit of the optical mirror in the said embodiment. 上記実施形態の変形例におけるヘッドアップディスプレイの電気的構成を示す図である。It is a figure which shows the electrical constitution of the head-up display in the modification of the said embodiment.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に本発明の形状可変素子が適用される自動車用のヘッドアップディスプレイ1の第1実施形態の構成を示す。   FIG. 1 shows the configuration of a first embodiment of an automotive head-up display 1 to which the variable shape element of the present invention is applied.

ヘッドアップディスプレイ1は、図1に示すように、表示装置10、および光学ミラー20を備える。表示装置10は、表示光を面状に出力する。光学ミラー20は、表示装置10から出力される面状の表示光をフロントウインドシールド21に向けて反射する。光学ミラー20は、その形状が変更されて、焦点距離や反射方向を変えるようになっている。更にはフロントウインドシールド21の形状に合わせて虚像のひずみやぼけを修正することもできる。   As shown in FIG. 1, the head-up display 1 includes a display device 10 and an optical mirror 20. The display device 10 outputs display light in a planar shape. The optical mirror 20 reflects the planar display light output from the display device 10 toward the front windshield 21. The shape of the optical mirror 20 is changed to change the focal length and the reflection direction. Furthermore, the distortion and blur of the virtual image can be corrected according to the shape of the front windshield 21.

次に、本実施形態の光学ミラー20の構造について説明する。   Next, the structure of the optical mirror 20 of this embodiment will be described.

光学ミラー20は、図2、図3、および図4に示すように、電解質層30、および電極層31、32、33、34、35を備える形状可変素子である。電解質層30は、薄膜状に形成されたものであって、薄膜状のイオン交換樹脂にイオン液体(電解液)が含浸されているものである。電解質層30は、その厚み寸法が面方向に均一になるように形成されている。電解質層30は、その板厚方向から視て四角形に形成されている。本実施形態のイオン交換樹脂としては、例えば、Nafion(Du pont社製)、Flemion(旭硝子社製)、Aciplex(旭化成社製)等の、陽イオン交換樹脂が用いられる。   As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the optical mirror 20 is a variable shape element including an electrolyte layer 30 and electrode layers 31, 32, 33, 34, and 35. The electrolyte layer 30 is formed in a thin film shape, and the thin film ion exchange resin is impregnated with an ionic liquid (electrolytic solution). The electrolyte layer 30 is formed so that its thickness dimension is uniform in the surface direction. The electrolyte layer 30 is formed in a quadrangle when viewed from the thickness direction. As the ion exchange resin of the present embodiment, for example, a cation exchange resin such as Nafion (manufactured by DuPont), Flemion (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Aciplex (manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) or the like is used.

電極層31は、電解質層30の片面側に沿って片面側の全体に亘って薄膜状に形成されている第1の電極である。電極層31は、アルミニウム、銀、金等の導電性金属膜からなるのである。電極層31の片面側は、その面方向の中心点が光軸中心、即ち頂点となる光反射面31aを構成する。本実施形態の光反射面31aは、電極層31を構成する金属膜のうち片面側が研磨されることによって形成されたものである。電極層32、33、34、35は、図2および図3に示すように、電解質層30のうち片面30a側に対して反対側に位置する反対面30b(図4参照)側に沿ってそれぞれ薄膜状に形成されている。   The electrode layer 31 is a first electrode that is formed in a thin film shape along the one side of the electrolyte layer 30 over the entire one side. The electrode layer 31 is made of a conductive metal film such as aluminum, silver, or gold. One surface side of the electrode layer 31 constitutes a light reflecting surface 31a in which the center point in the surface direction is the optical axis center, that is, the apex. The light reflecting surface 31a of the present embodiment is formed by polishing one side of the metal film constituting the electrode layer 31. As shown in FIGS. 2 and 3, the electrode layers 32, 33, 34, and 35 are respectively along the opposite surface 30b (see FIG. 4) side of the electrolyte layer 30 that is located on the opposite side to the one surface 30a side. It is formed as a thin film.

電極層32、33、34、35は、それぞれ、電解質層30の反対面30bに沿うように形成されている導電性金属膜からなる。電極層32、33、34、35は、電解質層30の反対面30b側において分散して配置されている。   The electrode layers 32, 33, 34, and 35 are each made of a conductive metal film that is formed along the opposite surface 30 b of the electrolyte layer 30. The electrode layers 32, 33, 34, and 35 are dispersedly arranged on the opposite surface 30 b side of the electrolyte layer 30.

具体的には、電極層32は、反対面30bのうち図3中右上側に配置されている。電極層32は、電極層31および電解質層30とともに、後述するように光反射面31aを変形させるイオン導電性高分子アクチュエータ(以下、簡略化してアクチュエータと記す)40aを構成する。   Specifically, the electrode layer 32 is disposed on the upper right side in FIG. 3 of the opposite surface 30b. The electrode layer 32, together with the electrode layer 31 and the electrolyte layer 30, constitutes an ion conductive polymer actuator (hereinafter simply referred to as an actuator) 40a that deforms the light reflecting surface 31a as described later.

電極層33は、反対面30bのうち図3中右下側に配置されている。電極層33は、電極層31および電解質層30とともに、後述するように光反射面31aを変形させるイオン導電性高分子アクチュエータ(以下、簡略化してアクチュエータと記す)40bを構成する。   The electrode layer 33 is disposed on the lower right side in FIG. 3 of the opposite surface 30b. The electrode layer 33, together with the electrode layer 31 and the electrolyte layer 30, constitutes an ion conductive polymer actuator (hereinafter simply referred to as an actuator) 40b that deforms the light reflecting surface 31a as described later.

電極層34は、反対面30bの図3中左下側に配置されている。電極層34は、電極層31および電解質層30とともに、後述するように光反射面31aを変形させるイオン導電性高分子アクチュエータ(以下、簡略化してアクチュエータと記す)40cを構成する。   The electrode layer 34 is disposed on the lower left side in FIG. 3 of the opposite surface 30b. The electrode layer 34, together with the electrode layer 31 and the electrolyte layer 30, constitutes an ion conductive polymer actuator (hereinafter simply referred to as an actuator) 40c that deforms the light reflecting surface 31a as described later.

電極層34は、反対面30bの図3中左上側に配置されている。電極層35は、電極層31および電解質層30とともに、後述するように光反射面31aを変形させるイオン導電性高分子アクチュエータ(以下、簡略化してアクチュエータと記す)40dを構成する。   The electrode layer 34 is disposed on the upper left side in FIG. 3 of the opposite surface 30b. The electrode layer 35, together with the electrode layer 31 and the electrolyte layer 30, constitutes an ion conductive polymer actuator (hereinafter simply referred to as an actuator) 40d that deforms the light reflecting surface 31a as described later.

なお、以下、電極層31と電極層32、33、34、35とを説明の便宜上区別するために、電極層31を片面電極層31とし、電極層32、33、34、35を反対面電極層32、33、34、35とする。   Hereinafter, in order to distinguish the electrode layer 31 from the electrode layers 32, 33, 34, and 35 for convenience of explanation, the electrode layer 31 is referred to as a single-sided electrode layer 31, and the electrode layers 32, 33, 34, and 35 are referred to as opposite surface electrodes. Layers 32, 33, 34, and 35 are used.

次に、本実施形態の光学ミラー20の製造方法について図5を参照して説明する。   Next, the manufacturing method of the optical mirror 20 of this embodiment is demonstrated with reference to FIG.

まず、第1の工程では、陽イオン交換樹脂からなる陽イオン交換樹脂膜を基板の一面に沿うように形成する(ステップS100)。次の第2の工程では、陽イオン交換樹脂膜のうち基板に対して反対側の片面全体に亘って導電性金属膜を形成する(ステップS110)。次の第3の工程では、導電性金属膜の表面を研磨して光反射面31aを形成する(ステップS120)。これにより、光反射面31aを有する片面電極層31が形成されることになる。次の第4の工程では、陽イオン交換樹脂膜から基板を剥がす(ステップS130)。次の第5に工程にて、陽イオン交換樹脂膜のうち基板を剥がした一面に対して、導電性金属膜からなる反対面電極層32、33、34、35をそれぞれ形成する(ステップS140)。次に、第6工程で、陽イオン交換樹脂膜にイオン液体を含浸させる(ステップS150)。このことにより、電解質層30が形成されることになる。以上により、光学ミラー20が完了することになる。   First, in the first step, a cation exchange resin film made of a cation exchange resin is formed along one surface of the substrate (step S100). In the next second step, a conductive metal film is formed over the entire surface of the cation exchange resin film opposite to the substrate (step S110). In the next third step, the surface of the conductive metal film is polished to form the light reflecting surface 31a (step S120). Thereby, the single-sided electrode layer 31 having the light reflecting surface 31a is formed. In the next fourth step, the substrate is peeled off from the cation exchange resin film (step S130). In the fifth step, opposite electrode layers 32, 33, 34, and 35 made of a conductive metal film are formed on one surface of the cation exchange resin film from which the substrate has been peeled off (step S140). . Next, in the sixth step, the cation exchange resin membrane is impregnated with an ionic liquid (step S150). As a result, the electrolyte layer 30 is formed. Thus, the optical mirror 20 is completed.

次に、本実施形態のヘッドアップディスプレイ1の電気的構成について図6を用いて説明する。   Next, the electrical configuration of the head-up display 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG.

ヘッドアップディスプレイ1は、図6に示すように、電源50a、50b、50c、50d、およびスイッチ51a、51b、51c、51d、コンデンサ52a、52b、52c、52d、抵抗素子53a、53b、53c、53d、および制御回路54を備える。   As shown in FIG. 6, the head-up display 1 includes power supplies 50a, 50b, 50c, 50d, switches 51a, 51b, 51c, 51d, capacitors 52a, 52b, 52c, 52d, and resistive elements 53a, 53b, 53c, 53d. And a control circuit 54.

電源50aは、その出力電圧を可変制御できる電源装置であって、アクチュエータ40aおよびコンデンサ52aに電圧を出力するものである。スイッチ51aおよび抵抗素子53aは、アクチュエータ40aおよびコンデンサ52aの間の共通接続端子41aと電源50aとの間に直列接続されている。スイッチ51aは、抵抗素子53aおよび共通接続端子41aの間に接続されている。コンデンサ52aは、電源50aの正極電極と負極電極との間でアクチュエータ40aに対して並列に接続されている。コンデンサ52aの静電容量は、アクチュエータ40aの静電容量よりも大きい。電源50a、スイッチ51a、抵抗素子53a、およびコンデンサ52aから構成される第1の充電回路の時定数は、電源50a、スイッチ51a、抵抗素子53a、およびアクチュエータ40aから構成される第2の充電回路の時定数よりも小さくなっている。   The power supply 50a is a power supply device that can variably control its output voltage, and outputs voltage to the actuator 40a and the capacitor 52a. The switch 51a and the resistance element 53a are connected in series between the common connection terminal 41a between the actuator 40a and the capacitor 52a and the power supply 50a. The switch 51a is connected between the resistance element 53a and the common connection terminal 41a. The capacitor 52a is connected in parallel to the actuator 40a between the positive electrode and the negative electrode of the power supply 50a. The capacitance of the capacitor 52a is larger than the capacitance of the actuator 40a. The time constant of the first charging circuit composed of the power source 50a, the switch 51a, the resistance element 53a, and the capacitor 52a is that of the second charging circuit composed of the power source 50a, the switch 51a, the resistance element 53a, and the actuator 40a. It is smaller than the time constant.

電源50bは、その出力電圧を可変制御できる電源装置であって、アクチュエータ40bおよびコンデンサ52bに電圧を出力するものである。スイッチ51bおよび抵抗素子53bは、アクチュエータ40bおよびコンデンサ52bの間の共通接続端子41bと電源50bとの間に直列接続されている。スイッチ51bは、抵抗素子53bおよび共通接続端子41bの間に接続されている。コンデンサ52bは、電源50bの正極電極と負極電極との間でアクチュエータ40bに対して並列に接続されている。コンデンサ52bの静電容量は、アクチュエータ40bの静電容量よりも大きい。電源50b、スイッチ51b、抵抗素子53b、およびコンデンサ52bから構成される第1の充電回路の時定数は、電源50b、スイッチ51b、抵抗素子53b、およびアクチュエータ40bから構成される第2の充電回路の時定数よりも小さくなっている。   The power supply 50b is a power supply device capable of variably controlling the output voltage, and outputs a voltage to the actuator 40b and the capacitor 52b. The switch 51b and the resistance element 53b are connected in series between the common connection terminal 41b between the actuator 40b and the capacitor 52b and the power supply 50b. The switch 51b is connected between the resistance element 53b and the common connection terminal 41b. The capacitor 52b is connected in parallel to the actuator 40b between the positive electrode and the negative electrode of the power supply 50b. The capacitance of the capacitor 52b is larger than the capacitance of the actuator 40b. The time constant of the first charging circuit composed of the power supply 50b, the switch 51b, the resistance element 53b, and the capacitor 52b is the time constant of the second charging circuit composed of the power supply 50b, the switch 51b, the resistance element 53b, and the actuator 40b. It is smaller than the time constant.

電源50cは、その出力電圧を可変制御できる電源装置であって、アクチュエータ40cおよびコンデンサ52cに電圧を出力するものである。スイッチ51cおよび抵抗素子53cは、アクチュエータ40cおよびコンデンサ52cの間の共通接続端子41cと電源50cとの間に直列接続されている。スイッチ51cは、抵抗素子53cおよび共通接続端子41cの間に接続されている。コンデンサ52cは、電源50cの正極電極と負極電極との間でアクチュエータ40cに対して並列に接続されている。コンデンサ52cの静電容量は、アクチュエータ40cの静電容量よりも大きい。電源50c、スイッチ51c、抵抗素子53c、およびコンデンサ52cから構成される第1の充電回路の時定数は、電源50c、スイッチ51c、抵抗素子53c、およびアクチュエータ40cから構成される第2の充電回路の時定数よりも小さくなっている。   The power supply 50c is a power supply device capable of variably controlling the output voltage, and outputs a voltage to the actuator 40c and the capacitor 52c. The switch 51c and the resistance element 53c are connected in series between the common connection terminal 41c between the actuator 40c and the capacitor 52c and the power supply 50c. The switch 51c is connected between the resistance element 53c and the common connection terminal 41c. The capacitor 52c is connected in parallel to the actuator 40c between the positive electrode and the negative electrode of the power supply 50c. The capacitance of the capacitor 52c is larger than the capacitance of the actuator 40c. The time constant of the first charging circuit composed of the power supply 50c, the switch 51c, the resistance element 53c, and the capacitor 52c is that of the second charging circuit composed of the power supply 50c, the switch 51c, the resistance element 53c, and the actuator 40c. It is smaller than the time constant.

電源50dは、その出力電圧を可変制御できる電源装置であって、アクチュエータ40dおよびコンデンサ52dに電圧を出力するものである。スイッチ51dおよび抵抗素子53dは、アクチュエータ40dおよびコンデンサ52dの間の共通接続端子41dと電源50dとの間に直列接続されている。スイッチ51dは、抵抗素子53dおよび共通接続端子41dの間に接続されている。コンデンサ52dは、電源50dの正極電極と負極電極との間でアクチュエータ40dに対して並列に接続されている。コンデンサ52dの静電容量は、アクチュエータ40dの静電容量よりも大きい。電源50d、スイッチ51d、抵抗素子53d、およびコンデンサ52dから構成される第1の充電回路の時定数は、電源50d、スイッチ51d、抵抗素子53d、およびアクチュエータ40dから構成される第2の充電回路の時定数よりも小さくなっている。   The power supply 50d is a power supply device that can variably control its output voltage, and outputs voltage to the actuator 40d and the capacitor 52d. The switch 51d and the resistance element 53d are connected in series between the common connection terminal 41d between the actuator 40d and the capacitor 52d and the power supply 50d. The switch 51d is connected between the resistance element 53d and the common connection terminal 41d. The capacitor 52d is connected in parallel to the actuator 40d between the positive electrode and the negative electrode of the power supply 50d. The capacitance of the capacitor 52d is larger than the capacitance of the actuator 40d. The time constant of the first charging circuit composed of the power supply 50d, the switch 51d, the resistance element 53d, and the capacitor 52d is the time constant of the second charging circuit composed of the power supply 50d, the switch 51d, the resistance element 53d, and the actuator 40d. It is smaller than the time constant.

なお、本実施形態では、スイッチ51a〜51dとして、有機トランジスタを用いてもよい。   In the present embodiment, organic transistors may be used as the switches 51a to 51d.

制御回路54は、マイクロコンピュータやメモリ等から構成され、光反射面31aの形状を変化させるために、電源50a〜50dおよびスイッチ51a〜51dを介してアクチュエータ40a〜40dを制御する。アクチュエータ40a〜40dは、後述するように、それぞれ対応する電源、およびコンデンサから充電されて、屈曲する。   The control circuit 54 includes a microcomputer, a memory, and the like, and controls the actuators 40a to 40d via the power supplies 50a to 50d and the switches 51a to 51d in order to change the shape of the light reflecting surface 31a. As will be described later, the actuators 40a to 40d are charged by corresponding power sources and capacitors and bend.

以下、本実施形態の制御回路54の充電処理の説明に先だって、アクチュエータ40a〜40dの作動の詳細について説明する。図7、図8(a)、(b)を参照して説明する。図7は、電解質層30の背面図である。図8(a)、(b)は、アクチュエータ40a、コンデンサ52a、および電源50aの間の接続構成を模式的に示したもので、抵抗素子53aを省略している。   Hereinafter, prior to the description of the charging process of the control circuit 54 of the present embodiment, the details of the operation of the actuators 40a to 40d will be described. This will be described with reference to FIGS. 7, 8A, and 8B. FIG. 7 is a rear view of the electrolyte layer 30. FIGS. 8A and 8B schematically show a connection configuration among the actuator 40a, the capacitor 52a, and the power source 50a, and the resistance element 53a is omitted.

まず、アクチュエータ40aを構成する電極層31、32の間に電源50a(或いは、コンデンサ52a)が直流電圧を印加する。すると、電解質層30の反対面30bの面方向中心30cを固定端として固定し、電解質層30のうち反対面電極層32に対応する対応電解質層301(図7参照)、片面電極層31のうち反対面電極層32に対応する部分(以下、右上側電極部分という)、および反対面電極層32が屈曲する。   First, the power source 50a (or the capacitor 52a) applies a DC voltage between the electrode layers 31 and 32 constituting the actuator 40a. Then, the surface center 30c of the opposite surface 30b of the electrolyte layer 30 is fixed as a fixed end, and the corresponding electrolyte layer 301 (see FIG. 7) corresponding to the opposite electrode layer 32 of the electrolyte layer 30 and the single-sided electrode layer 31 A portion corresponding to the opposite electrode layer 32 (hereinafter referred to as an upper right electrode portion) and the opposite electrode layer 32 are bent.

例えば、片面電極層31が陽極電極で、反対面電極層32が陰極電極になるように電源50a(或いは、コンデンサ52a)が電極層31、32の間に直流電圧を印加する。すると、陽イオンが対応電解質層301内を電極層31、32の間の電界に沿って反対面電極層32側に移動する。これに伴い、図8(a)に示すように、対応電解質層301が反対面電極層32側に凸になるように屈曲する。すると、右上側電極部分および反対面電極層32が対応電解質層301に沿うように変形する。   For example, the power source 50a (or the capacitor 52a) applies a DC voltage between the electrode layers 31 and 32 so that the single-sided electrode layer 31 is an anode electrode and the opposite-side electrode layer 32 is a cathode electrode. Then, the cation moves in the corresponding electrolyte layer 301 to the opposite electrode layer 32 side along the electric field between the electrode layers 31 and 32. Accordingly, as shown in FIG. 8A, the corresponding electrolyte layer 301 is bent so as to protrude toward the opposite electrode layer 32 side. Then, the upper right electrode part and the opposite electrode layer 32 are deformed so as to follow the corresponding electrolyte layer 301.

また、片面電極層31が陰極電極で、反対面電極層32が陽極電極になるように電源50a(或いは、コンデンサ52a)が電極層31、32の間に直流電圧を印加する。すると、陽イオンが対応電解質層301内を電極層31、32の間の電界に沿って片面電極層31側に移動する。これに伴い、図8(b)に示すように、対応電解質層301が片面電極層31側に凸になるように屈曲する。すると、右上側電極部分および反対面電極層32が対応電解質層301に沿うように変形する。   The power source 50a (or capacitor 52a) applies a DC voltage between the electrode layers 31 and 32 so that the single-sided electrode layer 31 is a cathode electrode and the opposite-side electrode layer 32 is an anode electrode. Then, the cation moves in the corresponding electrolyte layer 301 toward the single-sided electrode layer 31 along the electric field between the electrode layers 31 and 32. Along with this, as shown in FIG. 8B, the corresponding electrolyte layer 301 is bent so as to be convex toward the single-sided electrode layer 31 side. Then, the upper right electrode part and the opposite electrode layer 32 are deformed so as to follow the corresponding electrolyte layer 301.

このように電源50a(或いは、コンデンサ52a)から電極層31、32の間に直流電圧を印加して対応電解質層301を屈曲させる際に、電極層31、32の間の印加電圧が大きくなるほど、対応電解質層301が大きく屈曲する。   Thus, when applying a direct current voltage between the electrode layers 31 and 32 from the power supply 50a (or the capacitor 52a) to bend the corresponding electrolyte layer 301, the applied voltage between the electrode layers 31 and 32 increases. The corresponding electrolyte layer 301 is greatly bent.

次に、アクチュエータ40bを構成する片面電極層31および反対面電極層33の間に電源50b(或いは、コンデンサ52b)が直流電圧を印加する。すると、電解質層30の反対面30bの面方向中心点30cを固定端として固定し、電解質層30のうち反対面電極層33に対応する対応電解質層302(図7参照)、片面電極層31のうち反対面電極層33に対応する部分(以下、右下側電極部分という)、および反対面電極層33が屈曲する。   Next, the power source 50b (or the capacitor 52b) applies a DC voltage between the single-sided electrode layer 31 and the opposite-side electrode layer 33 constituting the actuator 40b. Then, the surface direction center point 30c of the opposite surface 30b of the electrolyte layer 30 is fixed as a fixed end, and the corresponding electrolyte layer 302 (see FIG. 7) corresponding to the opposite electrode layer 33 in the electrolyte layer 30 and the single-sided electrode layer 31 Of these, the portion corresponding to the opposite electrode layer 33 (hereinafter referred to as the lower right electrode portion) and the opposite electrode layer 33 are bent.

例えば、片面電極層31が陽極電極で、反対面電極層33が陰極電極になるように電源50b(或いは、コンデンサ52b)が電極層31、32の間に直流電圧を印加する。すると、陽イオンが対応電解質層302内を電極層31、33の間の電界に沿って反対面電極層33側に移動する。これに伴い、対応電解質層302が反対面電極層33側に凸になるように屈曲する。右下側電極部分および反対面電極層33が対応電解質層302に沿うように変形する。   For example, the power source 50b (or the capacitor 52b) applies a DC voltage between the electrode layers 31 and 32 so that the single-sided electrode layer 31 is an anode electrode and the opposite-side electrode layer 33 is a cathode electrode. Then, the cation moves in the corresponding electrolyte layer 302 to the opposite electrode layer 33 side along the electric field between the electrode layers 31 and 33. Along with this, the corresponding electrolyte layer 302 is bent so as to protrude toward the opposite electrode layer 33 side. The lower right electrode portion and the opposite electrode layer 33 are deformed so as to follow the corresponding electrolyte layer 302.

また、片面電極層31が陰極電極で、反対面電極層33が陽極電極になるように電源50b(或いは、コンデンサ52b)が電極層31、33の間に直流電圧を印加する。すると、陽イオンが対応電解質層302内を電極層31、33の間の電界に沿って片面電極層31側に移動する。これに伴い、対応電解質層302が片面電極層31側に凸になるように屈曲する。すると、右下側電極部分および反対面電極層33が対応電解質層302に沿うように変形する。   Further, the power source 50b (or the capacitor 52b) applies a DC voltage between the electrode layers 31 and 33 so that the single-sided electrode layer 31 is a cathode electrode and the opposite-side electrode layer 33 is an anode electrode. Then, the cation moves in the corresponding electrolyte layer 302 to the single-sided electrode layer 31 side along the electric field between the electrode layers 31 and 33. Along with this, the corresponding electrolyte layer 302 is bent so as to protrude toward the single-sided electrode layer 31. As a result, the lower right electrode portion and the opposite electrode layer 33 are deformed along the corresponding electrolyte layer 302.

このように電源50b(或いは、コンデンサ52b)から電極層31、33の間に直流電圧を印加して対応電解質層302を屈曲させる際に、電極層31、33の間の印加電圧を大きくするほど、対応電解質層302が大きく屈曲する。   As described above, when the corresponding electrolyte layer 302 is bent by applying a DC voltage between the power source 50b (or the capacitor 52b) between the electrode layers 31 and 33, the applied voltage between the electrode layers 31 and 33 is increased. The corresponding electrolyte layer 302 bends greatly.

次に、アクチュエータ40cを構成する片面電極層31および反対面電極層34の間に電源50c(或いは、コンデンサ52c)が直流電圧を印加する。すると、電解質層30の反対面30bの面方向中心点30cを固定端として固定し、電解質層30のうち反対面電極層34に対応する対応電解質層303(図7参照)、片面電極層31のうち反対面電極層34に対応する部分(以下、左下側電極部分という)、および反対面電極層34が屈曲する。   Next, the power source 50c (or the capacitor 52c) applies a DC voltage between the single-sided electrode layer 31 and the opposite-side electrode layer 34 constituting the actuator 40c. Then, the surface center point 30c of the opposite surface 30b of the electrolyte layer 30 is fixed as a fixed end, and the corresponding electrolyte layer 303 (see FIG. 7) corresponding to the opposite electrode layer 34 of the electrolyte layer 30 and the single-sided electrode layer 31 Of these, the portion corresponding to the opposite electrode layer 34 (hereinafter referred to as the lower left electrode portion) and the opposite electrode layer 34 are bent.

例えば、片面電極層31が陽極電極で、反対面電極層34が陰極電極になるように電源50c(或いは、コンデンサ52c)が電極層31、34の間に直流電圧を印加する。すると、陽イオンが対応電解質層303内を電極層31、34の間の電界に沿って反対面電極層34側に移動する。これに伴い、対応電解質層302が反対面電極層34側に凸になるように屈曲する。すると、左下側電極部分および反対面電極層34が対応電解質層303に沿うように変形する。   For example, the power source 50c (or the capacitor 52c) applies a DC voltage between the electrode layers 31 and 34 so that the single-sided electrode layer 31 is an anode electrode and the opposite-side electrode layer 34 is a cathode electrode. Then, cations move in the corresponding electrolyte layer 303 to the opposite electrode layer 34 side along the electric field between the electrode layers 31 and 34. Accordingly, the corresponding electrolyte layer 302 is bent so as to protrude toward the opposite electrode layer 34. Then, the lower left electrode portion and the opposite electrode layer 34 are deformed so as to follow the corresponding electrolyte layer 303.

また、片面電極層31が陰極電極で、反対面電極層34が陽極電極になるように電源50c(或いは、コンデンサ52c)が電極層31、34の間に直流電圧を印加する。すると、陽イオンが対応電解質層303内を電極層31、34の間の電界に沿って片面電極層31側に移動する。これに伴い、対応電解質層303が片面電極層31側に凸になるように屈曲する。すると、左下電極部分および反対面電極層34が対応電解質層303に沿うように変形する。   The power source 50c (or capacitor 52c) applies a DC voltage between the electrode layers 31 and 34 so that the single-sided electrode layer 31 is a cathode electrode and the opposite-side electrode layer 34 is an anode electrode. Then, cations move in the corresponding electrolyte layer 303 toward the single-sided electrode layer 31 along the electric field between the electrode layers 31 and 34. Along with this, the corresponding electrolyte layer 303 is bent so as to protrude toward the single-sided electrode layer 31. Then, the lower left electrode portion and the opposite electrode layer 34 are deformed so as to follow the corresponding electrolyte layer 303.

このように電源50c(或いは、コンデンサ52c)から電極層31、34の間に直流電圧を印加して対応電解質層303を屈曲させる際に、電極層31、34の間の印加電圧を大きくするほど、対応電解質層303が大きく屈曲する。   As described above, when the direct current voltage is applied between the electrode layers 31 and 34 from the power source 50c (or the capacitor 52c) to bend the corresponding electrolyte layer 303, the applied voltage between the electrode layers 31 and 34 is increased. The corresponding electrolyte layer 303 bends greatly.

次に、アクチュエータ40dを構成する片面電極層31および反対面電極層35の間に電源50d(或いは、コンデンサ52d)が直流電圧を印加する。すると、電解質層30の反対面30bの面方向中心点30cを固定端として固定し、電解質層30のうち反対面電極層35に対応する対応電解質層304(図7参照)、片面電極層31のうち反対面電極層35に対応する部分(以下、左上側電極部分という)、および反対面電極層35が屈曲する。   Next, the power source 50d (or the capacitor 52d) applies a DC voltage between the single-sided electrode layer 31 and the opposite-side electrode layer 35 constituting the actuator 40d. Then, the surface direction center point 30c of the opposite surface 30b of the electrolyte layer 30 is fixed as a fixed end, and the corresponding electrolyte layer 304 (see FIG. 7) corresponding to the opposite surface electrode layer 35 of the electrolyte layer 30 and the single-sided electrode layer 31 Of these, the portion corresponding to the opposite electrode layer 35 (hereinafter referred to as the upper left electrode portion) and the opposite electrode layer 35 are bent.

例えば、片面電極層31が陽極電極で、反対面電極層35が陰極電極になるように電源50d(或いは、コンデンサ52d)が電極層31、35の間に直流電圧を印加する。すると、陽イオンが対応電解質層304内を電極層31、35の間の電界に沿って反対面電極層35側に移動する。これに伴い、対応電解質層304が反対面電極層35側に凸になるように屈曲する。すると、左上側電極部分および反対面電極層35が対応電解質層304に沿うように変形する。   For example, the power source 50d (or capacitor 52d) applies a DC voltage between the electrode layers 31 and 35 so that the single-sided electrode layer 31 is an anode electrode and the opposite-side electrode layer 35 is a cathode electrode. Then, cations move in the corresponding electrolyte layer 304 to the opposite electrode layer 35 side along the electric field between the electrode layers 31 and 35. Accordingly, the corresponding electrolyte layer 304 is bent so as to protrude toward the opposite electrode layer 35. Then, the upper left electrode portion and the opposite electrode layer 35 are deformed along the corresponding electrolyte layer 304.

また、片面電極層31が陰極電極で、反対面電極層35が陽極電極になるように電源50d(或いは、コンデンサ52d)が電極層31、35の間に直流電圧を印加する。すると、陽イオンが対応電解質層304内を電極層31、35の間の電界に沿って片面電極層31側に移動する。これに伴い、対応電解質層304が片面電極層31側に凸になるように屈曲する。すると、左上側電極部分および反対面電極層35が対応電解質層304に沿うように変形する。   The power source 50d (or capacitor 52d) applies a DC voltage between the electrode layers 31 and 35 so that the single-sided electrode layer 31 is a cathode electrode and the opposite-side electrode layer 35 is an anode electrode. Then, the cation moves in the corresponding electrolyte layer 304 to the single-sided electrode layer 31 side along the electric field between the electrode layers 31 and 35. Accordingly, the corresponding electrolyte layer 304 is bent so as to protrude toward the single-sided electrode layer 31. Then, the upper left electrode portion and the opposite electrode layer 35 are deformed along the corresponding electrolyte layer 304.

このように電源50d(或いは、コンデンサ52d)から電極層31、35の間に直流電圧を印加して対応電解質層304を屈曲させる際に、電極層31、35の間の印加電圧を大きくするほど、対応電解質層304が大きく屈曲する。   As described above, when the direct current voltage is applied between the power source 50d (or the capacitor 52d) between the electrode layers 31 and 35 to bend the corresponding electrolyte layer 304, the applied voltage between the electrode layers 31 and 35 is increased. The corresponding electrolyte layer 304 bends greatly.

次に、本実施形態の制御回路54の充電処理について図9を用いて説明する。図9は制御回路54の充電処理を示すフローチャートである。制御回路54は、図9のフローチャートにしたがって充電処理を実行する。   Next, the charging process of the control circuit 54 of this embodiment is demonstrated using FIG. FIG. 9 is a flowchart showing the charging process of the control circuit 54. The control circuit 54 executes the charging process according to the flowchart of FIG.

まず、制御回路54は、アクチュエータ40a、40b、40c、40dを1つずつ順次充電する(ステップ100〜ステップ130)。   First, the control circuit 54 sequentially charges the actuators 40a, 40b, 40c, and 40d one by one (Step 100 to Step 130).

具体的には、制御回路54が電源50aの出力電圧を制御するとともに、スイッチ51b、51c、51dをオフした状態で、スイッチ51aをオンする(ステップS100)。これに伴い、電源50aからスイッチ51aおよび抵抗素子53aを通してコンデンサ52aに電流が流れる。電源50aからスイッチ51aおよび抵抗素子53aを通してアクチュエータ40aに電流が流れる。すなわち、電源50aの出力電圧によってコンデンサ52aおよびアクチュエータ40aが充電されることになる。その後、制御回路54がスイッチ51aをオフする。これに伴い、コンデンサ52aからアクチュエータ40aに電流が流れる。つまり、アクチュエータ40aはコンデンサ52aから充電されることになる。その後、アクチュエータ40aの電極層31、32の間の電圧が目標電圧に到達する。このことにより、アクチュエータ40aの充電が完了することになる。   Specifically, the control circuit 54 controls the output voltage of the power supply 50a, and turns on the switch 51a with the switches 51b, 51c, 51d turned off (step S100). Along with this, a current flows from the power source 50a to the capacitor 52a through the switch 51a and the resistance element 53a. A current flows from the power source 50a to the actuator 40a through the switch 51a and the resistance element 53a. That is, the capacitor 52a and the actuator 40a are charged by the output voltage of the power supply 50a. Thereafter, the control circuit 54 turns off the switch 51a. Accordingly, a current flows from the capacitor 52a to the actuator 40a. That is, the actuator 40a is charged from the capacitor 52a. Thereafter, the voltage between the electrode layers 31 and 32 of the actuator 40a reaches the target voltage. This completes the charging of the actuator 40a.

ここで、アクチュエータ40aの目標電圧は、電源50aの出力電圧とスイッチ51aをオンしたオン期間とによって決まる。このため、目標電圧は、電源50aの出力電圧が大きいほど、大きくなり、スイッチ51aのオン期間が長いほど、目標電圧は大きくなる。   Here, the target voltage of the actuator 40a is determined by the output voltage of the power source 50a and the ON period in which the switch 51a is turned on. For this reason, the target voltage increases as the output voltage of the power supply 50a increases, and the target voltage increases as the ON period of the switch 51a increases.

また、制御回路54は、上述したスイッチ51aをオフする際に、制御回路54が電源50bの出力電圧を制御するとともに、スイッチ51c、51dをオフした状態で、スイッチ51bをオンする(ステップS110)。これにより、スイッチ51aをオフしてコンデンサ52aからアクチュエータ40aに充電している期間内に、スイッチ51bをオンして電源50bからコンデンサ52bおよびアクチュエータ40bに対する充電を開始する。   Further, the control circuit 54 controls the output voltage of the power supply 50b when turning off the above-described switch 51a, and turns on the switch 51b with the switches 51c and 51d turned off (step S110). . Thus, the switch 51b is turned on and charging of the capacitor 52b and the actuator 40b from the power source 50b is started within a period in which the switch 51a is turned off and the capacitor 52a is charged into the actuator 40a.

これに伴い、電源50bからスイッチ51bおよび抵抗素子53bを通してコンデンサ52bに電流が流れる。電源50bからスイッチ51bおよび抵抗素子53bを通してアクチュエータ40bに電流が流れる。すなわち、電源50bの出力電圧によってコンデンサ52bおよびアクチュエータ40bが充電されることになる。その後、制御回路54がスイッチ51bをオフする。これに伴い、コンデンサ52bからアクチュエータ40bに電流が流れる。つまり、アクチュエータ40bはコンデンサ52bから充電されることになる。その後、アクチュエータ40bの電極層31、33の間の電圧が目標電圧に到達する。このことにより、アクチュエータ40bの充電が完了することになる。   Accordingly, a current flows from the power supply 50b to the capacitor 52b through the switch 51b and the resistance element 53b. A current flows from the power supply 50b to the actuator 40b through the switch 51b and the resistance element 53b. That is, the capacitor 52b and the actuator 40b are charged by the output voltage of the power supply 50b. Thereafter, the control circuit 54 turns off the switch 51b. Accordingly, a current flows from the capacitor 52b to the actuator 40b. That is, the actuator 40b is charged from the capacitor 52b. Thereafter, the voltage between the electrode layers 31 and 33 of the actuator 40b reaches the target voltage. This completes charging of the actuator 40b.

ここで、アクチュエータ40bの目標電圧は、電源50bの出力電圧とスイッチ51bをオンしたオン期間とによって決まる。このため、目標電圧は、電源50bの出力電圧が大きいほど、大きくなり、スイッチ51bのオン期間が長いほど、目標電圧は大きくなる。   Here, the target voltage of the actuator 40b is determined by the output voltage of the power supply 50b and the ON period in which the switch 51b is turned on. For this reason, the target voltage increases as the output voltage of the power supply 50b increases, and the target voltage increases as the ON period of the switch 51b increases.

さらに、制御回路54は、上述したスイッチ51bをオフする際に、制御回路54が電源50cの出力電圧を制御するとともに、スイッチ51a、51dをオフした状態で、スイッチ51cをオンする(ステップS120)。これにより、スイッチ51bをオフしてコンデンサ52bからアクチュエータ40bに充電している期間内に、スイッチ51cをオンして電源50cからコンデンサ52cおよびアクチュエータ40cに対する充電を開始する。   Further, the control circuit 54 controls the output voltage of the power source 50c when turning off the above-described switch 51b, and turns on the switch 51c with the switches 51a and 51d turned off (step S120). . Thus, the switch 51c is turned on and charging of the capacitor 52c and the actuator 40c from the power source 50c is started within a period in which the switch 51b is turned off and the capacitor 52b is charged into the actuator 40b.

これに伴い、電源50cからスイッチ51cおよび抵抗素子53cを通してコンデンサ52cに電流が流れる。電源50cからスイッチ51cおよび抵抗素子53cを通してアクチュエータ40cに電流が流れる。すなわち、電源50cの出力電圧によってコンデンサ52cおよびアクチュエータ40cが充電されることになる。その後、制御回路54がスイッチ51cをオフする。これに伴い、コンデンサ52cからアクチュエータ40cに電流が流れる。つまり、アクチュエータ40cはコンデンサ52cから充電されることになる。その後、アクチュエータ40cの電極層31、34の間の電圧が目標電圧に到達する。このことにより、アクチュエータ40cの充電が完了することになる。   Accordingly, a current flows from the power supply 50c to the capacitor 52c through the switch 51c and the resistance element 53c. A current flows from the power supply 50c to the actuator 40c through the switch 51c and the resistance element 53c. That is, the capacitor 52c and the actuator 40c are charged by the output voltage of the power supply 50c. Thereafter, the control circuit 54 turns off the switch 51c. Accordingly, a current flows from the capacitor 52c to the actuator 40c. That is, the actuator 40c is charged from the capacitor 52c. Thereafter, the voltage between the electrode layers 31 and 34 of the actuator 40c reaches the target voltage. This completes the charging of the actuator 40c.

ここで、アクチュエータ40cの目標電圧は、電源50cの出力電圧とスイッチ51cをオンしたオン期間とによって決まる。このため、目標電圧は、電源50cの出力電圧が大きいほど、大きくなり、スイッチ51cのオン期間が長いほど、目標電圧は大きくなる。   Here, the target voltage of the actuator 40c is determined by the output voltage of the power source 50c and the ON period in which the switch 51c is turned on. Therefore, the target voltage increases as the output voltage of the power supply 50c increases, and the target voltage increases as the ON period of the switch 51c increases.

また、制御回路54は、上述したスイッチ51cをオフする際に、制御回路54が電源50dの出力電圧を制御するとともに、スイッチ51a、51bをオフした状態で、スイッチ51dをオンする(ステップS120)。これにより、スイッチ51cをオフしてコンデンサ52cからアクチュエータ40cに充電している期間内に、スイッチ51dをオンして電源50dからコンデンサ52dおよびアクチュエータ40dに対する充電を開始する。   The control circuit 54 controls the output voltage of the power supply 50d when turning off the switch 51c described above, and turns on the switch 51d with the switches 51a and 51b turned off (step S120). . Thus, the switch 51d is turned on and charging of the capacitor 52d and the actuator 40d from the power source 50d is started within a period in which the switch 51c is turned off and the capacitor 52c is charged into the actuator 40c.

これに伴い、電源50dからスイッチ51dおよび抵抗素子53dを通してコンデンサ52dに電流が流れる。電源50dからスイッチ51dおよび抵抗素子53dを通してアクチュエータ40dに電流が流れる。すなわち、電源50dの出力電圧によってコンデンサ52dおよびアクチュエータ40dが充電されることになる。その後、制御回路54がスイッチ51dをオフする。これに伴い、コンデンサ52dからアクチュエータ40dに電流が流れる。つまり、アクチュエータ40dはコンデンサ52dから充電されることになる。その後、アクチュエータ40dの電極層31、35の間の電圧が目標電圧に到達する。このことにより、アクチュエータ40dの充電が完了することになる。   Accordingly, a current flows from the power supply 50d to the capacitor 52d through the switch 51d and the resistance element 53d. A current flows from the power supply 50d to the actuator 40d through the switch 51d and the resistance element 53d. That is, the capacitor 52d and the actuator 40d are charged by the output voltage of the power supply 50d. Thereafter, the control circuit 54 turns off the switch 51d. Accordingly, a current flows from the capacitor 52d to the actuator 40d. That is, the actuator 40d is charged from the capacitor 52d. Thereafter, the voltage between the electrode layers 31 and 35 of the actuator 40d reaches the target voltage. This completes the charging of the actuator 40d.

ここで、アクチュエータ40dの目標電圧は、電源50dの出力電圧とスイッチ51dをオンしたオン期間とによって決まる。このため、目標電圧は、電源50dの出力電圧が大きいほど、大きくなり、スイッチ51dのオン期間が長いほど、目標電圧は大きくなる。   Here, the target voltage of the actuator 40d is determined by the output voltage of the power supply 50d and the ON period in which the switch 51d is turned on. For this reason, the target voltage increases as the output voltage of the power supply 50d increases, and the target voltage increases as the ON period of the switch 51d increases.

以上により、電源50a〜50dの出力電圧とスイッチ51a〜51dのオン期間とをそれぞれ制御することにより、アクチュエータ40a〜40dの目標電圧を制御する。このことにより、アクチュエータ40a〜40dが屈曲する度合いを制御することができる。これにより、電極層31、ひいては光反射面31aを所望の形状に変化させることができる。   As described above, the target voltages of the actuators 40a to 40d are controlled by controlling the output voltages of the power supplies 50a to 50d and the ON periods of the switches 51a to 51d, respectively. Thus, the degree to which the actuators 40a to 40d are bent can be controlled. Thereby, the electrode layer 31 and by extension, the light reflection surface 31a can be changed to a desired shape.

以上説明した本実施形態によれば、ヘッドアップディスプレイ1は、イオン交換樹脂からなる電解質膜30と、電解質膜30の片面30aに沿うように形成されている片面電極層31と、電解質膜30のうち片面30aに対して反対側に位置する反対面30bに沿うように形成されている反対面電極層電極層32〜35とを備えるアクチュエータ40a〜40dを備える。コンデンサ52a〜52dは、電源50a〜50dの正極電極および負極電極の間でアクチュエータ40a〜40dに対して並列に接続されて、かつアクチュエータ40a〜40dのうち対応するアクチュエータの静電容量よりも大きい静電容量を有する。スイッチ51a〜51dは、アクチュエータ40a〜40dとコンデンサ52a〜52dとの間の共通接続端子41a〜41dと電源50a〜50dとの間に接続されている。制御回路54は、スイッチ51a〜51dをオンして電源50a〜50dからアクチュエータ40a〜40dおよびコンデンサ52a〜52dに対する充電を開始してからアクチュエータ40a〜40dの充電が完了する前にスイッチ51a〜51dをオフする充電処理を実行する。   According to the embodiment described above, the head-up display 1 includes the electrolyte membrane 30 made of an ion exchange resin, the single-sided electrode layer 31 formed along the single side 30a of the electrolyte membrane 30, and the electrolyte membrane 30. Of these, actuators 40a to 40d including electrode layers 32 to 35 on opposite surfaces formed along the opposite surface 30b located on the opposite side to the one surface 30a are provided. Capacitors 52a to 52d are connected in parallel to the actuators 40a to 40d between the positive electrodes and the negative electrodes of the power sources 50a to 50d, and are larger than the capacitance of the corresponding actuator among the actuators 40a to 40d It has electric capacity. The switches 51a to 51d are connected between the common connection terminals 41a to 41d between the actuators 40a to 40d and the capacitors 52a to 52d and the power sources 50a to 50d. The control circuit 54 turns on the switches 51a to 51d and starts charging the actuators 40a to 40d and the capacitors 52a to 52d from the power sources 50a to 50d, and then switches the switches 51a to 51d before the charging of the actuators 40a to 40d is completed. Execute the charging process to turn off.

ここで、アクチュエータ毎に、第1の充電回路の時定数の方が第2の充電回路の時定数よりも小さくなっている。コンデンサ52a〜52dは、それぞれアクチュエータ40a〜40dのうち対応するアクチュエータの静電容量よりも大きい静電容量を有する。このため、アクチュエータ毎にスイッチ51a〜51dをオンしてからアクチュエータの充電が完了する前にスイッチ51a〜51dをオフしたときに、アクチュエータの充電を完了するために必要な電荷をコンデンサおよびアクチュエータに蓄えることができる。したがって、制御回路54がスイッチ51a〜51dをオンしてからスイッチ51a〜51dをオフするまでに要する時間を短くすることが可能である。これにより、制御回路54がアクチュエータ40a〜40dに対する充電処理を実行するのに要する時間をアクチュエータ毎に短くすることが可能になる。   Here, for each actuator, the time constant of the first charging circuit is smaller than the time constant of the second charging circuit. Capacitors 52a to 52d have capacitances larger than the capacitances of the corresponding actuators among actuators 40a to 40d, respectively. For this reason, when the switches 51a to 51d are turned off before the charging of the actuator is completed after the switches 51a to 51d are turned on for each actuator, charges necessary for completing the charging of the actuator are stored in the capacitor and the actuator. be able to. Therefore, it is possible to shorten the time required for the control circuit 54 to turn on the switches 51a to 51d after the switches 51a to 51d are turned on. As a result, the time required for the control circuit 54 to execute the charging process for the actuators 40a to 40d can be shortened for each actuator.

本実施形態では、スイッチ51aをオフしてコンデンサ52aからアクチュエータ40aに充電している期間内に、スイッチ51bをオンして電源50bからコンデンサ52bおよびアクチュエータ40bに対する充電を開始する。このため、アクチュエータ40aを充電する期間と、アクチュエータ40bを充電する期間とを重複させることができる。   In the present embodiment, the switch 51b is turned on and charging of the capacitor 52b and the actuator 40b from the power supply 50b is started within a period in which the switch 51a is turned off and the capacitor 52a is charged into the actuator 40a. For this reason, the period which charges actuator 40a and the period which charges actuator 40b can overlap.

スイッチ51bをオフしてコンデンサ52bからアクチュエータ40bに充電している期間内に、スイッチ51cをオンして電源50cからコンデンサ52cおよびアクチュエータ40cに対する充電を開始する。このため、アクチュエータ40bを充電する期間とアクチュエータ40cを充電する期間とを重複させることができる。   Within the period in which the switch 51b is turned off and the actuator 52b is charged from the capacitor 52b, the switch 51c is turned on to start charging the capacitor 52c and the actuator 40c from the power source 50c. For this reason, the period which charges actuator 40b and the period which charges actuator 40c can overlap.

スイッチ51cをオフしてコンデンサ52cからアクチュエータ40cに充電している期間内に、スイッチ51dをオンして電源50dからコンデンサ52dおよびアクチュエータ40dに対する充電を開始する。このため、アクチュエータ40cを充電する期間とアクチュエータ40dを充電する期間とを重複させることができる。   Within the period in which the switch 51c is turned off and the actuator 52c is charged from the capacitor 52c, the switch 51d is turned on to start charging the capacitor 52d and the actuator 40d from the power source 50d. For this reason, the period which charges actuator 40c and the period which charges actuator 40d can overlap.

以上により、アクチュエータ40a、40b、40c、40dを充電するのに要するトータルの時間を短縮することができる。   As described above, the total time required to charge the actuators 40a, 40b, 40c, and 40d can be shortened.

また、コンデンサ52a〜52dを用いていないヘッドアップディスプレイ1において、スイッチ51a〜51dのうち例えばスイッチ51aがオフしているときには、アクチュエータ40aの電極層31、32の間でリーク電流が流れると、リーク電流に応じてアクチュエータ40aが屈曲する。或いは、スイッチ51aがオフしているとき、アクチュエータ40aに隣接するアクチュエータからアクチュエータ40aに回り込み電流が流れると、回り込み電流に応じてアクチュエータ40aが屈曲する。   Further, in the head-up display 1 that does not use the capacitors 52a to 52d, when, for example, the switch 51a is turned off among the switches 51a to 51d, a leakage current flows between the electrode layers 31 and 32 of the actuator 40a. The actuator 40a bends according to the current. Alternatively, when the sneak current flows from the actuator adjacent to the actuator 40a to the actuator 40a when the switch 51a is off, the actuator 40a bends according to the sneak current.

これに対して、本実施形態では、スイッチ51aをオフしているときでも、コンデンサ52aからアクチュエータ40aに電圧が与えられている場合には、リーク電流や回り込み電流が生じてもアクチュエータ40aが屈曲することが抑制される。アクチュエータ40b、40c、40dも同様にリーク電流や回り込み電流が生じても屈曲することが抑制される。   On the other hand, in the present embodiment, even when the switch 51a is turned off, the actuator 40a bends even if leakage current or sneak current occurs when a voltage is applied from the capacitor 52a to the actuator 40a. It is suppressed. Similarly, the actuators 40b, 40c, and 40d are also prevented from bending even if a leakage current or a sneak current occurs.

上記特許文献1の形状可変素子では、第1、第2の電極層がアクチュエータ毎に独立して形成されている。このため、アクチュエータと電源との間を接続する配線をアクチュエータ毎に2本ずつ必要になる。   In the variable shape element of Patent Document 1, the first and second electrode layers are formed independently for each actuator. For this reason, two wires for connecting the actuator and the power source are required for each actuator.

これに対して、本実施形態では、片面電極層31は、アクチュエータ40a〜40dに対して共通の電極層になっている。このため、アクチュエータ40a〜40dと電源50a〜50dとの間を接続する配線を減らすことができる。   On the other hand, in this embodiment, the single-sided electrode layer 31 is a common electrode layer for the actuators 40a to 40d. For this reason, the wiring which connects between the actuators 40a-40d and the power supplies 50a-50d can be reduced.

本実施形態では、片面電極層31は、アクチュエータ40a〜40dに対して共通の電極層になっている。このため、アクチュエータ毎に独立した片面電極層31を設ける場合に比べて、電解質層30の片面30a側に片面電極層31を形成する製造工程の工数を低減することができる。   In the present embodiment, the single-sided electrode layer 31 is a common electrode layer for the actuators 40a to 40d. For this reason, the man-hour of the manufacturing process which forms the single-sided electrode layer 31 in the single-sided 30a side of the electrolyte layer 30 can be reduced compared with the case where the single-sided electrode layer 31 provided for every actuator is provided.

本実施形態の光学ミラー20では、光反射面31aは、電極層31を構成する金属膜の片面側が研磨されることによって形成されたものである。これにより、高反射率の光反射面31aの実現が可能になる。したがって、光反射面31aによって反射される表示のボケ・にじみを低減することができる。   In the optical mirror 20 of the present embodiment, the light reflecting surface 31a is formed by polishing one side of the metal film constituting the electrode layer 31. Thereby, realization of the light reflection surface 31a with high reflectivity is attained. Therefore, it is possible to reduce blurring and blurring of display reflected by the light reflecting surface 31a.

また、電極層31以外に光反射膜を別途用意して、この光反射膜を電極層31の片面側に配置して光学ミラー20を構成することも可能である。この場合、電解質層30の屈曲によって電極層31とともに光反射膜も変形させる必要がある。このため、電解質層30自体を変形させるための力が不足する場合がある。   It is also possible to prepare the optical mirror 20 by separately preparing a light reflection film in addition to the electrode layer 31 and arranging the light reflection film on one side of the electrode layer 31. In this case, it is necessary to deform the light reflecting film together with the electrode layer 31 by bending the electrolyte layer 30. For this reason, the force for deforming the electrolyte layer 30 itself may be insufficient.

これに対して、本実施形態では、上述の如く、電極層31を構成金属膜の片面側を研磨して光反射面31aを構成している。このため、電解質層30の屈曲によって電極層31および光反射膜の双方を変形させる必要がない。よって、電解質層30を変形させるために十分な力を用いることができる。これにより、電解質層30の十分な変形量を確保しつつ、電解質層30の十分な変形速度を確保することができる。さらに、電極層31以外に光反射膜を用いる必要がないので、光学ミラー20の軽量化も図ることができる。   On the other hand, in this embodiment, as described above, the electrode layer 31 is polished on one side of the constituent metal film to form the light reflecting surface 31a. For this reason, it is not necessary to deform both the electrode layer 31 and the light reflecting film by bending the electrolyte layer 30. Therefore, sufficient force can be used to deform the electrolyte layer 30. Thereby, it is possible to ensure a sufficient deformation rate of the electrolyte layer 30 while ensuring a sufficient deformation amount of the electrolyte layer 30. Furthermore, since it is not necessary to use a light reflecting film other than the electrode layer 31, the optical mirror 20 can be reduced in weight.

(他の実施形態)
上記実施形態では、ヘッドアップディスプレイ1として、アクチュエータ40a〜40dに対してそれぞれ電源50a〜50dを設けた例について説明したが、これに代えて、図10に示すように、アクチュエータ40a〜40dに対して共通の1つの電源50を設けてもよい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the example in which the power sources 50a to 50d are provided for the actuators 40a to 40d as the head-up display 1 has been described, but instead of this, as illustrated in FIG. One common power supply 50 may be provided.

この場合、アクチュエータ40a、40b、40c、40dのうち電源50から充電するアクチュエータを順次切り替えるために、スイッチ51a、51b、51c、51dのうちオンさせるスイッチを順次切り替える。   In this case, among the actuators 40a, 40b, 40c, and 40d, the switch to be turned on among the switches 51a, 51b, 51c, and 51d is sequentially switched in order to sequentially switch the actuator charged from the power source 50.

上記実施形態では、電源50a〜50dからアクチュエータ40a〜40dに対して充電してアクチュエータ40a〜40dを変形させる例について説明したが、これに代えて、アクチュエータ40a〜40dから電源50a〜50dに放電させてアクチュエータ40a〜40dを変形させてもよい。以下、制御回路54における放電処理の具体例について説明する。放電処理は、アクチュエータ40aを変形させるためにアクチュエータ40aから電源50aに放電させる処理である。   In the above embodiment, the example in which the actuators 40a to 40d are charged by the power sources 50a to 50d and the actuators 40a to 40d are deformed has been described. Instead, the actuators 40a to 40d are discharged to the power sources 50a to 50d. Thus, the actuators 40a to 40d may be deformed. Hereinafter, a specific example of the discharge process in the control circuit 54 will be described. The discharge process is a process for discharging the actuator 40a from the power source 50a to deform the actuator 40a.

まず、上記実施形態と同様に、電源50aからアクチュエータ40aおよびコンデンサ52aに充電した後に、制御回路54がスイッチ51aをオフする。その後、制御回路54は、電源50aを制御して電源50aの出力電圧を電極層31、32間の電圧(および、コンデンサ52aの両電極間の電圧)よりも低くするとともに、スイッチ51aをオンする。これに伴い、コンデンサ52aから抵抗素子53aおよびスイッチ51aを通して電源50aに電流が流れる。アクチュエータ40aの電極層32側から抵抗素子53aおよびスイッチ51aを通して電源50aに電流が流れる。このため、電極層31、32間の電圧が低下する。したがって、アクチュエータ40aにおいて、対応電解質層301が上側電極部分および反対面電極層32とともに変形する。これに伴い、アクチュエータ40aの屈曲度合いが小さくなる。アクチュエータ40c〜40dにおいても同様である。   First, similarly to the above embodiment, after charging the actuator 40a and the capacitor 52a from the power supply 50a, the control circuit 54 turns off the switch 51a. Thereafter, the control circuit 54 controls the power supply 50a to make the output voltage of the power supply 50a lower than the voltage between the electrode layers 31 and 32 (and the voltage between both electrodes of the capacitor 52a), and turns on the switch 51a. . Accordingly, a current flows from the capacitor 52a to the power supply 50a through the resistance element 53a and the switch 51a. A current flows from the electrode layer 32 side of the actuator 40a to the power supply 50a through the resistance element 53a and the switch 51a. For this reason, the voltage between the electrode layers 31 and 32 falls. Therefore, in the actuator 40a, the corresponding electrolyte layer 301 is deformed together with the upper electrode portion and the opposite electrode layer 32. Accordingly, the degree of bending of the actuator 40a is reduced. The same applies to the actuators 40c to 40d.

上記実施形態では、電極層31をアクチュエータ40a〜40dに対して共通の電極層とした例について説明したが、これに代えて、電極層31をアクチュエータ毎に独立したものを用いてもよい。   In the above embodiment, the example in which the electrode layer 31 is a common electrode layer for the actuators 40a to 40d has been described. However, instead of this, the electrode layer 31 may be independent for each actuator.

上記実施形態では、電解質層30内の陽イオンの移動によって電解質層30を屈曲させるアクチュエータ40a〜40dを構成した例について説明したが、これに代えて、電解質層30内の陰イオンの移動によって電解質層30を屈曲させるアクチュエータ40a〜40dを構成してもよい。   In the above embodiment, the example in which the actuators 40a to 40d that bend the electrolyte layer 30 by the movement of the cation in the electrolyte layer 30 has been described has been described. Instead, the electrolyte is moved by the movement of the anion in the electrolyte layer 30. Actuators 40a to 40d that bend the layer 30 may be configured.

上記実施形態では、電解質層30をアクチュエータ40a〜40dに対して共通の電極層とした例について説明したが、これに代えて、電解質層30をアクチュエータ毎に独立したものを用いてもよい。   In the above-described embodiment, the example in which the electrolyte layer 30 is a common electrode layer for the actuators 40a to 40d has been described. However, instead of this, the electrolyte layer 30 may be independent for each actuator.

上記実施形態では、表示装置10から出力される面状の表示光を形状可変光学素子20が反射した例について説明したが、これに代えて、表示装置10から出力される線状の表示光を形状可変光学素子20が反射してもよい。   In the above embodiment, an example in which the planar display light output from the display device 10 is reflected by the shape variable optical element 20 has been described, but instead, the linear display light output from the display device 10 is used. The variable shape optical element 20 may be reflected.

上記実施形態では、電解質層30の反対面30bに4つの反対面電極層32、33、34、35を配置した例について説明したが、これに限らず、n個の電極層を電解質層30の反対面30bに配置してもよい。但し、nは、2以上の整数であるとする。或いは、1つのみの反対面電極層を電解質層30の反対面30bに配置してもよい。つまり、本発明では、反対面電極層の個数は、4つに限定されない。   In the above embodiment, an example in which the four opposite electrode layers 32, 33, 34, and 35 are arranged on the opposite surface 30 b of the electrolyte layer 30 has been described, but the present invention is not limited to this, and n electrode layers are formed on the electrolyte layer 30. You may arrange | position to the opposite surface 30b. However, n is an integer of 2 or more. Alternatively, only one opposite electrode layer may be disposed on the opposite surface 30 b of the electrolyte layer 30. That is, in the present invention, the number of opposite surface electrode layers is not limited to four.

上記実施形態では、ヘッドアップディスプレイ1としてフロントウインドシールド21に光学ミラー20の反射光を出力した例について説明したが、これに代えて、フロントウインドシールド21以外のサイドウインドシールドやバックウインドシールドに光学ミラー20の反射光を出力してもよい。   In the above-described embodiment, the example in which the reflected light of the optical mirror 20 is output to the front windshield 21 as the head-up display 1 has been described, but instead of this, the side windshield and the backwindshield other than the front windshield 21 are optically connected. The reflected light of the mirror 20 may be output.

上記実施形態では、本発明に係る光学ミラー20をヘッドアップディスプレイ1に適用した例について説明したが、これに代えて、顕微鏡、望遠鏡などの各種の光学機器に本発明に係る光学ミラー20を適用してもよい。   In the above embodiment, the example in which the optical mirror 20 according to the present invention is applied to the head-up display 1 has been described. Instead, the optical mirror 20 according to the present invention is applied to various optical devices such as a microscope and a telescope. May be.

上記実施形態では、アクチュエータ40a〜40dに対して1個ずつ順番に電圧を印加した例について説明したが、これに代えて、アクチュエータ40a〜40dの全てに対して同時に電圧を印加してもよい。更には、光学ミラー20を複数並べて、複数の光学ミラー20に対して順番に電圧を印加してもよく、複数の光学ミラー20の全てに対して同時に電圧を印加してもよい。   In the above-described embodiment, the example in which the voltages are sequentially applied to the actuators 40a to 40d one by one has been described. However, instead of this, the voltages may be simultaneously applied to all the actuators 40a to 40d. Furthermore, a plurality of optical mirrors 20 may be arranged, and a voltage may be applied to the plurality of optical mirrors 20 in order, or a voltage may be applied to all of the plurality of optical mirrors 20 simultaneously.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。   In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range described in the claim, it can change suitably.

1 ヘッドアップディスプレイ
20 光学ミラー
30 電解質層
31 片面電極層
31a 光反射面
32〜35 反対面電極層
40a〜40d アクチュエータ
50a、50b、50c、50d 電源
51a、51b、51c、51d スイッチ
52a、52b、52c、52d コンデンサ
53a、53b、53c、53d 抵抗素子
54 制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head-up display 20 Optical mirror 30 Electrolyte layer 31 Single-sided electrode layer 31a Light reflecting surface 32-35 Opposite side electrode layer 40a-40d Actuator 50a, 50b, 50c, 50d Power supply 51a, 51b, 51c, 51d Switch 52a, 52b, 52c , 52d capacitor 53a, 53b, 53c, 53d resistance element 54 control circuit

Claims (6)

イオン交換樹脂からなる電解質膜(30)と、前記電解質膜の片面に沿うように形成されている第1の電極層(31)と、前記電解質膜のうち前記片面に対して反対側に位置する反対面に沿うように形成されている第2の電極層(32〜35)とを備え、電源(50a〜50d)から前記第1、第2の電極層の間に電圧が与えられた際に、前記第1、第2の電極層の間の電界によって前記電解質膜内をイオンが移動して前記電解質膜が前記第1、第2の電極層とともに屈曲するアクチュエータ(40a〜40d)と、
前記電源の正極電極および負極電極の間で前記アクチュエータに対して並列に接続されて、かつ前記アクチュエータの静電容量よりも大きい静電容量を有するコンデンサ(52a〜52d)と、
前記アクチュエータと前記コンデンサとの間の共通接続端子(41a〜41d)と前記電源との間に接続されているスイッチ(51a〜51d)と、
前記スイッチをオンして前記電源から前記アクチュエータおよび前記コンデンサに対する充電を開始してから前記アクチュエータの充電が完了する前に前記スイッチをオフする充電処理を実行する制御回路(54)と、を備え、
前記電源、前記スイッチ、および前記コンデンサから構成される第1の充電回路の時定数は、前記電源、前記スイッチ、および前記アクチュエータから構成される第2の充電回路の時定数に比べて、小さくなっていることを特徴とする形状可変素子。
An electrolyte membrane (30) made of an ion exchange resin, a first electrode layer (31) formed along one side of the electrolyte membrane, and the electrolyte membrane located on the opposite side of the one side And a second electrode layer (32-35) formed along the opposite surface, when a voltage is applied between the first and second electrode layers from a power source (50a-50d). An actuator (40a to 40d) in which ions move in the electrolyte membrane by an electric field between the first and second electrode layers and the electrolyte membrane bends together with the first and second electrode layers;
Capacitors (52a to 52d) connected in parallel to the actuator between the positive electrode and the negative electrode of the power source and having a capacitance larger than the capacitance of the actuator;
Switches (51a-51d) connected between common connection terminals (41a-41d) between the actuator and the capacitor and the power source;
A control circuit (54) for performing a charging process for turning off the switch before the actuator is fully charged after the actuator is turned on from the power source and charging the actuator and the capacitor is completed.
The time constant of the first charging circuit composed of the power source, the switch, and the capacitor is smaller than the time constant of the second charging circuit composed of the power source, the switch, and the actuator. A variable shape element characterized by comprising:
前記電解質膜の前記反対面側には、複数の前記第2の電極層が配置されており、
前記第1、第2の電極層および前記電解質膜から構成される前記アクチュエータが前記第2の電極層毎にそれぞれ構成されており、
前記コンデンサおよび前記スイッチは、前記アクチュエータ毎にそれぞれ設けられており、
前記制御回路は、前記アクチュエータ毎に、前記充電処理を実行することを特徴とする請求項1に記載の形状可変素子。
A plurality of the second electrode layers are disposed on the opposite surface side of the electrolyte membrane,
The actuator composed of the first and second electrode layers and the electrolyte membrane is configured for each of the second electrode layers;
The capacitor and the switch are provided for each actuator,
The variable shape element according to claim 1, wherein the control circuit executes the charging process for each actuator.
前記それぞれのスイッチのうち、1つのスイッチがオフして前記1つのスイッチに対応するコンデンサが、このコンデンサに対応するアクチュエータに充電している期間中に、前記制御回路は、前記それぞれのスイッチうち前記1つのスイッチ以外の他のスイッチをオンして、前記電源から前記他のスイッチに対応する前記アクチュエータおよび前記コンデンサに対する充電を開始することを特徴とする請求項2に記載の形状可変素子。   During the period when one of the respective switches is turned off and the capacitor corresponding to the one switch is charging the actuator corresponding to the capacitor, the control circuit is configured so that the control circuit includes the switch. 3. The variable shape element according to claim 2, wherein a switch other than one switch is turned on to start charging of the actuator and the capacitor corresponding to the other switch from the power source. 前記第1、第2の電極層のうちいずれか一方の電極層に対して前記電解質膜の反対側には、光反射面(31a)が配置されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の形状可変素子。   The light reflecting surface (31a) is disposed on the opposite side of the electrolyte membrane with respect to any one of the first and second electrode layers. The shape variable element according to any one of the above. 前記光反射面は、前記第1、第2の電極層のうちいずれか一方の電極層によって構成されていることを特徴する請求項に記載の形状可変素子。 The variable shape element according to claim 4 , wherein the light reflecting surface is configured by one of the first and second electrode layers. 請求項4または5に記載の形状可変素子(20)と、
表示光を出力する表示装置(10)と、を備え、
前記光反射面は、前記表示装置から出力される表示光をウインドシールド(21)に向けて反射するようになっており、
前記アクチュエータは、前記電解質膜を前記第1、第2の電極層とともに屈曲させることにより、前記光反射面を屈曲させるようになっていることを特徴とする自動車用ヘッドアップディスプレイ。
A variable shape element (20) according to claim 4 or 5,
A display device (10) for outputting display light,
The light reflecting surface reflects display light output from the display device toward the windshield (21),
The automobile head-up display, wherein the actuator bends the light reflecting surface by bending the electrolyte membrane together with the first and second electrode layers.
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