JP6972768B2 - Varifocal mirror system - Google Patents
Varifocal mirror system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6972768B2 JP6972768B2 JP2017159593A JP2017159593A JP6972768B2 JP 6972768 B2 JP6972768 B2 JP 6972768B2 JP 2017159593 A JP2017159593 A JP 2017159593A JP 2017159593 A JP2017159593 A JP 2017159593A JP 6972768 B2 JP6972768 B2 JP 6972768B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- variable focus
- focus mirror
- curvature
- mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Micromachines (AREA)
Description
本発明は、可変焦点ミラーにおける曲率の調整を行う可変焦点ミラーシステムに関するものである。 The present invention relates to a varifocal mirror system that adjusts the curvature of a varifocal mirror.
従来より、レーザスキャン型ヘッドアップディスプレイ(以下、HUDという)の開発が進められている。HUDのレーザスキャンモジュール(以下、LSMという)では、レーザスポット径を調整してレーザスキャンが行われる。このため、HUDに反射光の焦点位置が変化する可変焦点ミラーを備えることで、レーザスポット径の調整を行っている。 Conventionally, the development of a laser scan type head-up display (hereinafter referred to as HUD) has been promoted. In the HUD laser scan module (hereinafter referred to as LSM), the laser spot diameter is adjusted to perform laser scanning. Therefore, the laser spot diameter is adjusted by equipping the HUD with a variable focus mirror that changes the focal position of the reflected light.
例えば、可変焦点ミラーとしては、特許文献1に示されるものが挙げられる。この可変焦点ミラーは、デバイス層上に成膜されたシリコン酸化膜上に形成されており、圧電膜と圧電膜に電界を印加する電極とを有した構成とされている。より詳しくは、シリコン酸化膜の上に、下部電極、第1圧電膜、中間電極、第2圧電膜および上部電極が順に形成された構造とされている。
For example, examples of the variable focus mirror include those shown in
可変焦点ミラーに備えられる圧電膜は誘電体で構成されており、結晶粒に配向方向がある。電界を印加すると結晶粒はc軸方向に配向するため、c軸方向に膨張し、a軸方向に縮小する。このときデバイス層は縮小しないため、デバイス層側において可変焦点ミラーの中心位置が突き出す、つまり可変焦点ミラーが上側でデバイス層が下側であるとすると、可変焦点ミラーが下に凸になるような変形をする。このように変形した可変焦点ミラーは球面状となるため、その最表面を凹面鏡として利用できる。 The piezoelectric film provided in the variable focus mirror is made of a dielectric, and the crystal grains have an orientation direction. When an electric field is applied, the crystal grains are oriented in the c-axis direction, so that they expand in the c-axis direction and shrink in the a-axis direction. At this time, the device layer does not shrink, so that the center position of the variable focus mirror protrudes on the device layer side, that is, if the variable focus mirror is on the upper side and the device layer is on the lower side, the variable focus mirror becomes convex downward. Make a transformation. Since the variable focus mirror deformed in this way has a spherical shape, its outermost surface can be used as a concave mirror.
可変焦点ミラーでは、製造時に圧電膜の結晶粒の配向方向を揃えるため、c軸方向に電界を印加し、分極処理を行い、分極処理後において、仕様電圧範囲で仕様の曲率可変範囲が得られるように設計する。具体的には、中間電極を接地電位にした状態で、上部電極および下部電極に対して第1電圧V1と第2電圧V2が交互に切り替わる矩形波状の駆動電圧を印加する。第1電圧V1は、可変焦点ミラーが第1曲率R1となるときの電圧、第2電圧V2は、可変焦点ミラーが第1曲率R1よりも大きな第2曲率R2となるときの電圧に調整される。例えば、HUDでの運用では、72Hzの矩形波状の駆動電圧を印加することで可変焦点ミラーを駆動し、第1曲率R1と第2曲率R2とする変形を交互に繰り返す。 In the variable focus mirror, in order to align the orientation direction of the crystal grains of the piezoelectric film at the time of manufacture, an electric field is applied in the c-axis direction to perform polarization treatment, and after the polarization treatment, the specified curvature variable range can be obtained within the specified voltage range. Design to. Specifically, with the intermediate electrode set to the ground potential, a rectangular wavy drive voltage in which the first voltage V1 and the second voltage V2 are alternately switched is applied to the upper electrode and the lower electrode. The first voltage V1 is adjusted to the voltage when the variable focus mirror has the first curvature R1, and the second voltage V2 is adjusted to the voltage when the variable focus mirror has the second curvature R2 larger than the first curvature R1. .. For example, in the operation in the HUD, the variable focus mirror is driven by applying a rectangular wavy drive voltage of 72 Hz, and the deformation of the first curvature R1 and the second curvature R2 is alternately repeated.
ここで、駆動電圧と可変焦点ミラーの曲率とは、次のような関係になっている。すなわち、可変焦点ミラーの使用初期時には、第1曲率R1となる第1電圧V1および第2曲率R2となる第2電圧V2は、共に、正電圧となっている。ところが、可変焦点ミラーを長期間駆動すると、同一電圧に対する曲率が大きくなる。このため、可変焦点ミラーの特性が仕様範囲外になり、遠方表示側の焦点が合わなくなるという問題が発生する。この原因は、圧電膜の結晶粒の配向方向が、長期間の駆動でc軸方向に回転していくためと考えられる。 Here, the drive voltage and the curvature of the variable focus mirror have the following relationship. That is, at the initial stage of using the variable focus mirror, both the first voltage V1 having the first curvature R1 and the second voltage V2 having the second curvature R2 are positive voltages. However, when the variable focus mirror is driven for a long period of time, the curvature with respect to the same voltage becomes large. For this reason, the characteristics of the variable focus mirror are out of the specification range, and there arises a problem that the distant display side is out of focus. It is considered that this is because the orientation direction of the crystal grains of the piezoelectric film rotates in the c-axis direction by driving for a long period of time.
このような長期間の駆動による配向方向の変化を元に戻すための手法も考えられている。具体的には、(1)使用中に、通常の駆動波形に独自の駆動波形で逆方向の電界を発生させ、使用と回復を繰り返す方法、(2)電源投入時等に、高い電圧の逆電界で分極を揃える方法、(3)可変焦点ミラーを駆動する際に、随時、直流電圧で逆分極する方法がある。 A method for undoing the change in the orientation direction due to such long-term driving is also considered. Specifically, (1) a method of repeatedly using and recovering by generating an electric field in the opposite direction to a normal drive waveform with a unique drive waveform during use, and (2) reverse of a high voltage when the power is turned on, etc. There is a method of aligning the polarization with an electric field, and (3) a method of depolarizing with a DC voltage at any time when driving the variable focus mirror.
しかしながら、(1)の方法は、HUDで行うと画像が乱れるため採用できない。また、(2)、(3)の方法は、頻繁に逆分極を行うことになるため、圧電膜の結晶粒界に応力が高頻度で発生し、粒界近傍の割れを引き起こし、その結果、圧電定数低下等の特性劣化を早めたり、絶縁破壊寿命を早める等の弊害が生じる。 However, the method (1) cannot be adopted because the image is distorted when the HUD is used. Further, in the methods (2) and (3), since reverse polarization is frequently performed, stress is frequently generated at the grain boundaries of the piezoelectric film, causing cracks in the vicinity of the grain boundaries, and as a result, There are adverse effects such as accelerating the deterioration of characteristics such as a decrease in the piezoelectric constant and accelerating the dielectric breakdown life.
本発明は上記点に鑑みて、HUDに適用される可変焦点ミラーシステムにおいて、HUDの画像には影響を与えず、また、逆分極の頻度を少なくして圧電膜の長寿命化ができるようにすることを目的とする。 In view of the above points, the present invention does not affect the image of the HUD in the variable focus mirror system applied to the HUD, and reduces the frequency of reverse polarization so that the life of the piezoelectric film can be extended. The purpose is to do.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の可変焦点ミラーシステムは、メンブレンを構成する基部(11)と、基部の上に形成され、圧電膜(12b、12d)と該圧電膜の両側に配置された電極(12a、12c、12e)とを有し、光ビームを反射させるミラー部(12)と、を備える可変焦点ミラー(1)と、圧電膜の両側に配置される電極間に所定の電圧を印加することにより、ミラー部を所定の曲率の球面状に屈曲させる制御部(30)と、屈曲させられたミラー部の曲率を測定する曲率検出部(13、20)と、を有し、車両におけるヘッドアップディスプレイにおける可変焦点ミラーの制御を行う。
In order to achieve the above object, the variable focus mirror system according to
このような可変焦点ミラーシステムにおいて、制御部は、可変焦点ミラーの駆動時には、第1電圧(V1)と該第1電圧よりも大きな第2電圧(V2)とに交互に切り替わる矩形波状の駆動電圧を電極間に印加し、第1電圧を印加することでミラー部を第1曲率(R1)で屈曲させるとともに第2電圧を印加することでミラー部を第2曲率(R2)で屈曲させつつ、曲率検出部での検出結果に基づいて、ミラー部の曲率が第1曲率となるように第1電圧を調整するとともに第2曲率となるように第2電圧を調整するフィードバック制御を行う。さらに、ミラー部を第1曲率で屈曲させるために電極間に印加する第1電圧が第1閾値(Th1)より低下すると、車両の電源スイッチがオフの際に、逆分極として、電極間に可変焦点ミラーの駆動時と逆の電界を発生させる直流電圧を印加することで、第1電圧が第1閾値よりも高い第2閾値(Th2)に至るまで圧電膜の配向方向を調整する。
In such a variable focus mirror system, the control unit alternately switches between a first voltage (V1) and a second voltage (V2) larger than the first voltage when the variable focus mirror is driven. Is applied between the electrodes, and the mirror portion is bent at the first curvature (R1) by applying the first voltage, and the mirror portion is bent at the second curvature (R2) by applying the second voltage. Based on the detection result of the curvature detection unit, feedback control is performed to adjust the first voltage so that the curvature of the mirror unit becomes the first curvature and adjust the second voltage so that the curvature becomes the second curvature. Further, when the first voltage applied between the electrodes to bend the mirror portion with the first curvature is lower than the first threshold value (Th1), it is variable between the electrodes as reverse polarization when the power switch of the vehicle is turned off. By applying a DC voltage that generates an electric field opposite to that when the focal mirror is driven, the orientation direction of the piezoelectric film is adjusted until the first voltage reaches the second threshold (Th2) higher than the first threshold.
このように、電源スイッチがオフのときに可変焦点ミラーの逆分極を実行している。このため、HUDの画像に影響を与えないように逆分極を行うことが可能となる。また、第1電圧が第1閾値よりも低下すると逆分極が行われるようにしつつ、逆分極後に、第1電圧が第2閾値に至るようにしている。このため、逆分極が高頻度で行われないようにすることが可能となり、圧電材料の寿命低下を抑制することも可能となる。 In this way, the depolarization of the variable focus mirror is performed when the power switch is off. Therefore, it is possible to perform reverse polarization so as not to affect the image of the HUD. Further, the depolarization is performed when the first voltage is lower than the first threshold value, and the first voltage reaches the second threshold value after the depolarization. Therefore, it is possible to prevent the reverse polarization from being performed frequently, and it is also possible to suppress the decrease in the life of the piezoelectric material.
なお、上記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の一例を示すものである。 The reference numerals in parentheses of each of the above means indicate an example of the correspondence with the specific means described in the embodiment described later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, the parts that are the same or equal to each other will be described with the same reference numerals.
(第1実施形態)
第1実施形態にかかる可変焦点ミラーシステムについて説明する。 本実施形態の可変焦点ミラーシステムは、車両用のHUDにおけるLSMとして用いられ、可変焦点ミラーの制御を行う。以下、本実施形態にかかる可変焦点ミラーシステムについて、図1〜図13を参照して説明する。なお、図1に示す可変焦点ミラー1は、LSMにおけるミラー部を構成する部分であり、実際には可変焦点ミラー1の周囲に可変焦点ミラー1の支持部や可変焦点ミラー1を駆動するための各種駆動部等が備えられることでLSMが構成されている。
(First Embodiment)
The variable focus mirror system according to the first embodiment will be described. The variable focus mirror system of the present embodiment is used as an LSM in a vehicle HUD to control a variable focus mirror. Hereinafter, the variable focus mirror system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 13. The
図1に示すように、可変焦点ミラー1は、例えばMEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)技術を用いて形成され、基板10における基部11の上にミラー部12を構成する圧電デバイスに加えて曲率センサ13などを備えた構成とされている。
As shown in FIG. 1, the
基板10は、デバイス層10a、絶縁膜10b、ハンドル層10cが順に貼り合わされた構造のSOI(Silicon on Insulatorの略)基板にて構成されている。
The
デバイス層10aは、例えばSi等で構成されている。絶縁膜10bは、例えばSiO2で構成された埋め込み酸化層(以下、BOX(Buried Oxideの略)層という)によって構成されている。ハンドル層10cは、シリコン基板等で構成される。デバイス層10aや絶縁膜10bおよびハンドル層10cは、可変焦点ミラー1を含むLSMを構成する各部に対応した形状にパターニングされている。
The
具体的には、可変焦点ミラー1は、LSMに照射された光ビームを反射させるものであり、例えば基板10の中央部に、上記した基部11とミラー部12および曲率センサ13を備えた構成とされている。
Specifically, the
基部11は、薄肉のメンブレンを構成するものであり、デバイス層10aを円形にパターニングすることにより形成された部分である。本実施形態では、デバイス層10aのうちの基部11となる部分のみを図示してある。この基部11の上面に、ミラー部12が形成されており、基部11とミラー部12との間に絶縁膜15が形成されている。つまり、基部11の上面に、絶縁膜15とミラー部12とが順に積層されている。このミラー部12のうち絶縁膜15と反対側の表面が反射面とされ、この反射面で光ビームを反射させられるようになっている。さらに、基部11の上面のうち、ミラー部12と異なる位置、具体的にはミラー部12よりも外側の位置に、絶縁膜15を介して曲率センサ13が配置されている。
The
図1に示すように、基部11の内周部11aでは、ハンドル層10cおよび絶縁膜10bが除去されている。また、基部11の外周部11bでは、ハンドル層10cおよび絶縁膜10bが残されている。
As shown in FIG. 1, the
基部11は、平坦面とされた上面を有し、例えば上面形状が円形などとされている。基部11の内周部11aにおける上面に、絶縁膜15を介してミラー部12が積層されている。そして、基部11のうちの内周部11aが、ミラー部12が屈曲する際に、反射面と共に屈曲させられる。この基部11が薄くされることで、可変焦点ミラー1の感度を高めている。
The
一方、内周部11aのうちの外縁側やそれよりも外側に位置する外周部11bの上面はミラー部12が形成されておらず、その部分に絶縁膜15を介して曲率センサ13が形成されている。ミラー部12の変形に伴って内周部11aが変形させられると、内周部11aの外縁側や外周部11bも変形させられる。この変形に基づいて、曲率センサ13での曲率検出が行われるようになっている。
On the other hand, the
ミラー部12は、上面形状が円形状とされ、反射面を球面状に屈曲させることで反射面による反射光の焦点位置を変化させるものである。ミラー部12は、下部電極12a、第1圧電膜12b、中間電極12c、第2圧電膜12dおよび上部電極12eが順に積層された構造の圧電素子により構成されている。
The
下部電極12aや中間電極12cは、例えばプラチナ(Pt)や酸化ストロンチウムルテニウム(以下、SROという)等の単層膜もしくは複数の積層膜によって構成され、薄膜状の電極とされている。第1圧電膜12bや第2圧電膜12dは、例えばチタン酸ジルコン酸鉛(以下、PZTという)等によって構成されている。上部電極12eは、例えばPt、SRO等によって構成され、薄膜状の電極とされている。なお、上部電極12eの表面自体が反射面となっていても良いが、上部電極12eの表面に反射面を構成するための膜を別途備えた構造としても良い。
The
下部電極12aと中間電極12cおよび上部電極12eは、それぞれ、図1中には示していないが、配線を介して可変焦点ミラー1の制御装置に接続されている。この制御装置により下部電極12aおよび上部電極12eに対して電圧印加が行われると共に中間電極12cが接地電位とされ、下部電極12aおよび上部電極12eと中間電極12cとの間に電位差が発生させられる。これにより、圧電効果が生じ、第1圧電膜12bおよび第2圧電膜12dが変形する。また、これに伴い、ミラー部12と共に基部11が屈曲し、反射面が屈曲して、反射光の焦点位置が変化させられるようになっている。
Although the
曲率センサ13は、可変焦点ミラー1の曲率に応じた、つまり基部11の変形に応じた検出信号を構成しており、曲率センサ13の検出信号に基づいて、可変焦点ミラー1の曲率が検出可能となっている。例えば、曲率センサ13は、ホイートストンブリッジ状に接続されたピエゾ抵抗などによって構成される。ホイートストンブリッジの1つの接続点にセンシング用の電圧を印加するとともに、相対する接続点を接地電位とし、残る二つの接続点の電位となる中間電位を検出信号として出力し、両中間電位の電位差に基づいて曲率の検出が行えるようになっている。
The
なお、曲率センサ13をピエゾ抵抗によって構成する場合、各ピエゾ抵抗については、一般的な抵抗体を構成する材料によって構成すればよい。その場合、ピエゾ抵抗における抵抗係数と抵抗体の構成材料の結晶性との関係を考慮して、各ピエゾ抵抗の形成方向や形成位置を設定すると好ましい。
When the
以上のようにして、可変焦点ミラー1が構成されている。図2は、このような可変焦点ミラー1を有する可変焦点ミラーシステムのシステム構成を示した図である。この図に示されるように、可変焦点ミラーシステムは、上記した可変焦点ミラー1に加えて、制御装置として、センサ回路20と制御部30およびスイッチ部40を備えた構成とされている。
As described above, the
センサ回路20は、曲率センサ13の検出信号を入力し、入力した検出信号に基づいて可変焦点ミラー1の曲率を検出する。そして、センサ回路20は、検出した可変焦点ミラー1の曲率を制御部30に伝えている。
The
制御部30は、CPU、ROM、RAM、I/Oなどを備えた周知のマイクロコンピュータによって構成され、ROMなどに記憶されたプログラムに従って所定の処理を行っている。具体的には、制御部30は、スイッチ部40におけるスイッチ状態を制御するとともに、所望の駆動電圧を印加することでスイッチ部40を通じて可変焦点ミラー1を駆動したり、可変焦点ミラー1を長時間駆動したときの曲率の変化を元の状態に近づける逆分極を行う。制御部30は、可変焦点ミラー1を駆動する際には、駆動電圧として、図3Aに示されるような第1電圧V1と第2電圧V2とを交互に繰り返す矩形波状の電圧を下部電極12aおよび上部電極12eに印加する。これにより、可変焦点ミラー1の曲率が第1曲率R1と第2曲率R2とに調整されるようにする。また、制御部30は、逆分極を行うときには、図3Bに示されるような一定の直流電圧を中間電極12cに印加する。これにより、第1圧電膜12bおよび第2圧電膜12dに対して分極時と逆方向の電界が印加され、c軸側から離れる方向に結晶粒の配向方向が向けられる。逆分極時に印加する直流電圧の大きさについては任意であるが、製造時における分極時に印加する電圧と同じ電圧を逆方向に印加するようにしている。分極時の電圧は、第1圧電膜12bおよび第2圧電膜12dに対して絶縁破壊電圧よりも低くしつつも、できるだけ高い電圧とされることで、高い分極作用が生じるようにしている。このため、逆分極時にも、分極時と同じ電圧とすることで、第1圧電膜12bおよび第2圧電膜12dの絶縁破壊を抑制しつつ、高い逆分極作用が生じるようにすることができる。
The
例えば、制御部30は、センサ回路20での検出結果に基づいて、可変焦点ミラー1の曲率が第1曲率R1となる第1電圧V1や第2曲率R2となる第2電圧V2のモニタリングを行うと共に、可変焦点ミラー1を駆動する際の第1電圧V1や第2電圧V2の印加を行う。また、HUDによる表示が行われないタイミングに、可変焦点ミラー1に対して逆分極を行うための電圧を印加する。制御部30には、車両の電源スイッチ、例えばアクセサリスイッチ(以下、ACCスイッチという)やイグニッションスイッチ(以下、IGスイッチ)、電気自動車などであれば車両の発進スイッチなどの稼働信号が入力されている。この稼働信号に基づいて、制御部30においてHUDによる表示が行われないタイミングであることが検出できるようになっている。
For example, the
なお、制御部30のうち駆動電圧や逆分極時の電圧を出力する部分の回路については、どのような回路が適用されても良いが、コスト面を考慮して、例えばユニポーラ回路などによって構成している。
Any circuit may be applied to the circuit of the part of the
スイッチ部40は、第1スイッチ41と第2スイッチ42とを有した構成とされている。第1スイッチ41は、下部電極12aおよび上部電極12eに対して印加する電圧の切り替えを行い、第2スイッチ42は、中間電極12cに対して印加する電圧の切り替えを行う。これら第1スイッチ41や第2スイッチ42により、下部電極12aおよび上部電極12eもしくは中間電極12cが制御部30に接続されるときには、各電極に対して制御部30から所望の電圧が印加される。また、第1スイッチ41や第2スイッチ42により、下部電極12aおよび上部電極12eもしくは中間電極12cが制御部30に接続されていないときには、各電極は接地電位とされる。
The
以上のようにして、本実施形態にかかる可変焦点ミラーシステムが構成されている。続いて、このように構成された可変焦点ミラーシステムの作動等について説明する。 As described above, the variable focus mirror system according to the present embodiment is configured. Subsequently, the operation and the like of the variable focus mirror system configured as described above will be described.
最初に、可変焦点ミラーシステムにおける可変焦点ミラー1の基本的な作動について説明する。
First, the basic operation of the
まず、可変焦点ミラー1は、製造当初においては、図1に示すようにほぼミラー部12が平坦状となっている。ここで、可変焦点ミラー1に備えられる第1圧電膜12bおよび第2圧電膜12dを構成する圧電材料の結晶の方向と面の呼び方は、図4のように示される。図4は、圧電材料として例えばPZTを用いる場合を示している。
First, as shown in FIG. 1, the
この図に示されるように、第1圧電膜12bおよび第2圧電膜12dを構成する結晶は、<100>方向となるa軸、<010>方向となるb軸、および、<001>方向となるc軸を有し、<001>方向を法線ベクトルとする(001)面と、<100>方向を法線ベクトルとする(100)面を有している。そして、圧電膜は誘電体であるため結晶粒に配向があり、電界を印加した場合、図4中に矢印で示したようにc軸方向に配向するため、c軸方向に膨張し、a軸方向に縮小する。このとき、デバイス層10aは縮小しないため、可変焦点ミラー1は、ミラー部12が上側でデバイス層10aが下側であるとすると、図5に示すように下に凸になるような変形をする。このように変形した可変焦点ミラー1は、ミラー部12の表面が球面状となるため、その表面を凹面鏡として利用することができる。
As shown in this figure, the crystals constituting the first
そして、このときのミラー部12の変形に伴うデバイス層10aの変形によって、曲率センサ13に備えられるピエゾ抵抗の抵抗値が変わることから、曲率センサ13の検出信号が変化する。このため、曲率センサ13の検出信号に基づいて、可変焦点ミラー1の曲率を検出することが可能となる。
Then, the resistance value of the piezo resistance provided in the
可変焦点ミラー1については、製造時に圧電材料の結晶粒の配向方向を揃えるため、c軸方向に電界を印加し、分極処理を行い、分極処理後において、仕様電圧範囲で仕様の曲率可変範囲が得られるように設計する。具体的には、中間電極12cを接地電位にした状態で、下部電極12aおよび上部電極12eに対して第1電圧V1と第2電圧V2が交互に切り替わる矩形波状の駆動電圧を印加する。第1電圧V1は、可変焦点ミラー1が第1曲率R1となるときの電圧、第2電圧V2は、可変焦点ミラー1が第1曲率R1よりも大きな第2曲率R2となるときの電圧に調整される。例えば、HUDでの運用では、72Hzの矩形波状の駆動電圧を印加することで可変焦点ミラー1を駆動し、第1曲率R1と第2曲率R2とする変形を交互に繰り返す。
Regarding the
駆動電圧と可変焦点ミラー1の曲率とは、例えば図6で示される関係になっている。図6中に実線で示すように、可変焦点ミラー1の使用初期時には、第1曲率R1となる第1電圧V1および第2曲率R2となる第2電圧V2は、共に、正電圧となっている。ところが、可変焦点ミラー1を長期間駆動すると、図6中に破線で示したように、同一電圧に対する曲率が大きくなる。このため、可変焦点ミラー1の特性が仕様範囲外になり、遠方表示側の焦点が合わなくなるという問題が発生する。この原因は、分極時には、図7Aのようにc軸方向からずれていた結晶粒の配向方向が、長期間の駆動により、図7Bに示すようにc軸方向に回転していくためと考えられる。
The drive voltage and the curvature of the
したがって、本実施形態の可変焦点ミラーシステムでは、制御部30において、可変焦点ミラー1の駆動を行いつつ、センサ回路20での曲率の検出結果に基づいて、変化する第1電圧V1をRAMなどのメモリにログとして記憶し、必要に応じて逆分極を実施する。
Therefore, in the variable focus mirror system of the present embodiment, the
具体的には、図2に示すように、制御部30は、可変焦点ミラー1を駆動する際には、第1スイッチ41が制御部30側に接続され、第2スイッチ42が接地電位側に接続されるようにする。そして、制御部30は、図3Aに示すような第1曲率R1となる第1電圧V1と第2曲率R2となる第2電圧V2とが交互に繰り返し切り替わる矩形波状の駆動電圧を出力する。これにより、第1スイッチ41を通じて、下部電極12aおよび上部電極12eに対して駆動電圧が印加され、第2スイッチ42を通じて、中間電極12cが接地電位とされる。
Specifically, as shown in FIG. 2, in the
このとき、制御部30は、センサ回路20を通じて可変焦点ミラー1の曲率をモニタリングしており、可変焦点ミラー1の曲率が第1曲率R1や第2曲率R2となるように駆動電圧をフィードバック制御し、第1曲率R1となる第1電圧V1と第2曲率R2となる第2電圧V2を設定している。そして、このときの第1電圧V1をログとして記憶している。第1電圧V1のログとして、第1電圧V1の値とその時の日時もしくは可変焦点ミラー1の合計駆動時間などを記憶している。
At this time, the
ここで、第1電圧V1は、可変焦点ミラー1を長期間駆動すると、図8Aに示すように、圧電材料の結晶粒の配向方向の変化に起因して徐々に低下し、仮に、逆分極を行わなかったとすると、図8Bに示すように、第1電圧V1が負の電圧に至る状態になり得る。制御部30が出力する駆動電圧を負の電圧にすることも考えられるが、コスト面を考慮するとユニポーラ回路等の採用が好ましく、負の電圧を発生させることができない。
Here, when the
このため、第1電圧V1が0になる前に逆分極が行われるように、逆分極の実施の判定閾値となる第1閾値Th1を設定し、第1電圧V1が第1閾値Th1未満になると、逆分極が行われるようにしている。 Therefore, a first threshold value Th1 is set as a determination threshold value for performing reverse polarization so that the reverse polarization is performed before the first voltage V1 becomes 0, and when the first voltage V1 becomes less than the first threshold value Th1. , The reverse polarization is performed.
さらに、本実施形態の場合、第1閾値Th1を第1電圧V1のログに基づいて設定しており、HUDの使用状況に応じた値に設定されるようにしている。 Further, in the case of the present embodiment, the first threshold value Th1 is set based on the log of the first voltage V1 so that the value is set according to the usage status of the HUD.
具体的には、図9に示すように、可変焦点ミラー1が長期間駆動されることにより、第1電圧V1が徐々に低下していき、これが第1電圧V1のログとしてメモリなどに記憶されていく。図9中では、丸印がログとして記憶された第1電圧V1の値である。この図に示されるように、可変焦点ミラー1が使用された経過日数に応じて、徐々に第1電圧V1が低下していく。
Specifically, as shown in FIG. 9, when the
このときの経過日数に対する第1電圧V1の変化の仕方は、ユーザによるHUDの使用頻度、換言すれば車両の使用頻度に応じて異なったものとなり、例えば1日当たりの車両の使用時間が長いほど、経過日数に対する第1電圧V1の低下量が多くなる。この経過日数に対する第1電圧V1の変化については、ログに記憶された経過日数と第1電圧V1との関係をプロットすると、そのプロットされた各点を通る近似曲線として表すことができる。 The method of changing the first voltage V1 with respect to the number of days elapsed at this time differs depending on the frequency of use of the HUD by the user, in other words, the frequency of use of the vehicle. The amount of decrease in the first voltage V1 with respect to the elapsed days increases. The change in the first voltage V1 with respect to the elapsed days can be expressed as an approximate curve passing through each of the plotted points by plotting the relationship between the elapsed days stored in the log and the first voltage V1.
そして、第1電圧V1が負の電圧になってしまってHUDが使用できなくなる前の状態において、逆分極が行われるように第1閾値Th1を設定する。ここでは、HUDが使用できなくなると想定されるとき、つまり第1電圧V1が0になるときではなく、残りの使用可能期間が所定の設定期間以上になるように第1閾値Th1を設定している。例えば、残り数日は可変焦点ミラー1を使用できるタイミングで逆分極が行われるように、「使用可能残日数」が所定日数となることを設定期間として設定する。そして、「使用可能残日数」が所定日数となると想定される第1電圧V1の値を第1閾値Th1に設定している。
Then, the first threshold value Th1 is set so that the reverse polarization is performed in the state before the first voltage V1 becomes a negative voltage and the HUD cannot be used. Here, the first threshold value Th1 is set so that the remaining usable period is equal to or longer than the predetermined set period, not when it is assumed that the HUD cannot be used, that is, when the first voltage V1 becomes 0. There is. For example, it is set as a set period that the "usable remaining days" becomes a predetermined number of days so that the depolarization is performed at the timing when the
したがって、可変焦点ミラー1の駆動中に第1電圧V1をモニタリングしてログを記憶しつつ、そのログに基づいて第1閾値Th1を設定し、さらにモニタリング中の第1電圧V1が第1閾値Th1より低下すると、逆分極が行われるようにしている。
Therefore, while the
一方、逆分極の際には、図10に示すように、制御部30は、第1スイッチ41が接地電位側に接続され、第2スイッチ42が制御部30側に接続されるようにする。そして、制御部30は、図3Bに示すような所定の直流電圧を出力する。これにより、第2スイッチ42を通じて、中間電極12cに対して直流電圧が印加され、第1スイッチ41を通じて、下部電極12aおよび上部電極12eが接地電位とされる。
On the other hand, in the case of reverse polarization, as shown in FIG. 10, in the
逆分極については、どのタイミングで行っても、第1圧電膜12bおよび第2圧電膜12dにおける圧電材料の結晶粒の配向方向をc軸から離れる方向に向け、製造時の配向方向に戻すことはできる。しかしながら、HUDの使用時に逆分極が行われると、HUDの画像に影響を与えることになる。このため、第1電圧V1が第1閾値Th1よりも低下してすぐに逆分極を行うのではなく、電源スイッチがオフされているときに逆分極が行われるようにしている。
Regarding the reverse polarization, regardless of the timing, the orientation direction of the crystal grains of the piezoelectric material in the first
さらに、逆分極については、時間を掛けて行うほど、もしくは、高電界を掛けて行うほど、より強く圧電材料の配向方向を製造時の状態に戻すことが可能となる。しかしながら、逆分極を長時間行うことや、逆分極を高頻度で行うことは、圧電材料の寿命を低下させることになるため好ましくない。 Further, with respect to the reverse polarization, the longer the time is taken or the higher the electric field is applied, the stronger the orientation direction of the piezoelectric material can be returned to the state at the time of manufacture. However, it is not preferable to perform the reverse polarization for a long time or to perform the reverse polarization at a high frequency because the life of the piezoelectric material is shortened.
このため、第1閾値Th1よりも大きな第2閾値Th2を設定している。そして、所定時間の逆分極を行った後に可変焦点ミラー1を駆動すると共に、その時の第1電圧V1をモニタリングし、第1電圧V1が第2閾値Th2を超えていなければ再び逆分極を実施し、超えていれば逆分極を終了するようにしている。このように、第2閾値Th2を設けることで、逆分極を行う時間を第1電圧V1が第2閾値Th2を超えるまでに制限することができる。また、第1電圧V1が第2閾値Th2を超える程度に逆分極が行われることから、再び第1電圧V1が第1閾値Th1より低下するまでは可変焦点ミラー1の駆動を行うことができる。そして、第2閾値Th2をある程度大きな値に設定しておくことで、逆分極が高頻度で行われないようにすることが可能となり、圧電材料の寿命低下を抑制することも可能となる。
Therefore, a second threshold value Th2 larger than the first threshold value Th1 is set. Then, after performing the depolarization for a predetermined time, the
具体的には、第2閾値Th2については、第1電圧V1のログに基づいて設定することができる。上記したように、第1電圧V1のログに基づいて、経過日数に応じて第1電圧V1が変化するときの近似曲線が求められる。そして、上記したように、第1電圧V1が第1閾値Th1まで低下すると逆分極を実施して第2閾値Th2となるようにする場合、次に逆分極が行われるのは、可変焦点ミラー1が使用されることで再び第1電圧V1が第1閾値Th1に低下したときである。したがって、図9に示すように、第1電圧V1が第2閾値Th2から第1閾値Th1に低下するまでに掛かると想定される期間が、逆分極後に可変焦点ミラー1が使用可能となる期間となる。このため、第1電圧V1が第2閾値Th2から第1閾値Th1に低下すると想定される期間を求め、この期間が逆分極の所定頻度以下となるようにできる可変焦点ミラー1の使用要求期間、ここでは「使用したい日数」以上となるように第2閾値Th2を設定する。例えば、逆分極の頻度が30日間隔以上となるようにする場合、30日は逆分極を実施しなくても可変焦点ミラー1の駆動が行えるように第2閾値Th2の値を設定する。このときの使用要求期間については、逆分極後に通常の可変焦点ミラー1の駆動が行われるという逆分極と駆動の繰り返し回数が、車両の予想使用年数では可変焦点ミラー1の耐久限界となる繰り返し回数未満となるように設定している。このように、第1電圧V1のログに基づいて第2閾値Th2を設定することができる。
Specifically, the second threshold value Th2 can be set based on the log of the first voltage V1. As described above, based on the log of the first voltage V1, an approximate curve when the first voltage V1 changes according to the number of elapsed days is obtained. Then, as described above, when the first voltage V1 drops to the first threshold value Th1 and the reverse polarization is performed so as to reach the second threshold value Th2, the next depolarization is performed on the
さらに、第2閾値Th2を設定して逆分極を実施した場合に、所定時間の逆分極を行った後に可変焦点ミラー1を駆動して第1電圧V1をモニタリングし、第1電圧V1が第2閾値Th2を超えるまで逆分極を繰り返すようにしている。このときの逆分極の残時間についてもモニタリング時の第1電圧V1のログを記憶することで推定でき、その推定した残時間に基づいて、逆分極を実施する時間を設定することもできる。
Further, when the second threshold value Th2 is set and the reverse polarization is performed, the
具体的には、図11に示すように、所定時間の逆分極を複数回、例えば2、3回実施した後の第1電圧V1のログに基づいて近似曲線を計算する。そして、近似曲線に基づいて、第1電圧V1が第2閾値Th2に至るまでに必要な残時間を推定し、残時間が経過するまで逆分極を継続する。その後、逆分極を終了して、再び第1電圧V1をモニタリングする。このような手法を適用することで、逆分極の繰り返し回数を低減しつつ、的確に第1電圧V1が第2閾値Th2に至るようにすることができる。 Specifically, as shown in FIG. 11, an approximate curve is calculated based on the log of the first voltage V1 after performing reverse polarization for a predetermined time a plurality of times, for example, a few times. Then, based on the approximate curve, the remaining time required for the first voltage V1 to reach the second threshold value Th2 is estimated, and the reverse polarization is continued until the remaining time elapses. After that, the reverse polarization is terminated, and the first voltage V1 is monitored again. By applying such a method, it is possible to accurately reach the second threshold value Th2 while reducing the number of repetitions of the reverse polarization.
このように、図12Aに示す状態a、つまり第1電圧V1が第1閾値Th1よりも低下すると、可変焦点ミラー1に対して逆分極が行われる。また、逆分極により、図12Bに示す状態b、つまり第1電圧V1が第1閾値Th1よりも大きくなっても、第2閾値Th2に至るまでは逆分極が繰り返される。そして、逆分極により、図12Cに示す状態c、第1電圧V1が第2閾値Th2に至ると、逆分極が終了となる。これにより、可変焦点ミラー1の駆動が行われても、第1電圧V1が負の電圧になることはなく、的確に可変焦点ミラー1の曲率を第1曲率R1とすることが可能となる。
As described above, when the state a shown in FIG. 12A, that is, the first voltage V1 is lower than the first threshold value Th1, the
なお、上記した「使用可能残日数」や「使用したい日数」については、車両の使用状況や車種などに応じて設定されると好ましい。例えば、商用車等については1日に使用される時間が長く、HUDの使用時間も長時間になると考えられる。特に、観光バスのように、運転者が交代制で運転する車両のような場合、特にHUDの継続使用時間が長時間になり得る。また、ユーザによって車両の使用頻度が異なり、1日当たりの車両の使用時間が異なってくる。このため、車両の使用状況や車種時応じて「使用可能残日数」や「使用したい日数」を設定することで、より余裕のある日数を設定することが可能となる。 It is preferable that the above-mentioned "remaining usable days" and "desired days to be used" are set according to the usage status of the vehicle, the vehicle type, and the like. For example, it is considered that commercial vehicles and the like are used for a long time in a day, and the HUD is used for a long time. In particular, in the case of a vehicle such as a sightseeing bus in which the driver takes turns driving, the continuous use time of the HUD may be particularly long. In addition, the frequency of use of the vehicle differs depending on the user, and the usage time of the vehicle per day also differs. Therefore, by setting the "remaining number of days that can be used" and the "number of days that the vehicle wants to use" according to the usage status of the vehicle and the time of the vehicle type, it is possible to set a more generous number of days.
図13は、上記動作のフローと共に制御部30の動作状態を示した状態遷移図である。この図に示されるように、制御部30は、可変焦点ミラー1を駆動するか、逆分極を行うかの判定ルーティンと、可変焦点ミラー1の駆動ルーティンと、逆分極ルーティンを実行している。
FIG. 13 is a state transition diagram showing the operation state of the
まず、判定ルーティンとして、ステップS100では、電源スイッチがオフであるか否かを判定し、肯定判定された場合にステップS110に進んでHUDによる表示を停止する。そして、ステップS120に進み、逆分極ルーティンの実行開始条件を満たすか否かの判定を行う。ここで、逆分極ルーティンの実行開始条件については、後述する可変焦点ミラー1の駆動ルーティンにおいて所定の情報が記憶されているときに、当該開始条件を満たしていると判定される。一方、ステップS100で否定判定された場合には、可変焦点ミラー1の駆動ルーティンに移行する。
First, as a determination routine, in step S100, it is determined whether or not the power switch is off, and if an affirmative determination is made, the process proceeds to step S110 to stop the display by the HUD. Then, the process proceeds to step S120, and it is determined whether or not the execution start condition of the reverse polarization routine is satisfied. Here, regarding the execution start condition of the reverse polarization routine, it is determined that the start condition is satisfied when predetermined information is stored in the drive routine of the
可変焦点ミラー1の駆動ルーティンでは、基本的には、HUDでの表示に応じて、可変焦点ミラー1の駆動が行われ、可変焦点ミラー1が上記した作動を行う。このときに、駆動ルーティンの図中右上に示したように、制御部30において、例えば前回駆動時に設定された第1電圧V1と第2電圧V2に基づいて第1電圧V1および第2電圧V2が交互に繰り返される矩形波状の信号、つまり電圧を発生させることで可変焦点ミラー1を駆動する。そして、可変焦点ミラー1の駆動中のセンサ回路20での曲率の検出結果に基づいて、フィードバック制御により第1電圧V1および第2電圧V1を設定し、可変焦点ミラー1の駆動を続けていく。また、このときの第1電圧V1の変化をRAMなどのメモリにログとして記憶していき、第1閾値Th1および第2閾値Th2を設定する。
In the drive routine of the
このような駆動ルーティンにおいて、制御部30は、逆分極の要否判定として、ステップS200に示すように、第1電圧V1が第1閾値Th1よりも低下したか否かを判定している。そして、ステップS200で肯定判定されると、逆分極が必要であることから、ステップS210に進み、その旨の情報を記憶しておく。この情報が、逆分極ルーティンの実行開始条件を満たしたことを示す情報であり、この情報が記憶されていると、上記した判定ルーティンにおけるステップS120において、逆分極ルーティンの実行開始条件を満たしたと判定される。また、ステップS200で否定判定されると、ステップS220に進んで逆分極ルーティンの実行開始条件を満たしたことを示す情報をリセットする。
In such a drive routine, the
逆分極ルーティンは、判定ルーティンにおけるステップS120で肯定判定されたとき、すなわち、駆動ルーティンにおいて第1電圧V1が第1閾値Th1より低下し、かつ、判定ルーティンにおいて電源スイッチがオフと判定された際に実行される。 The reverse polarization routine is determined affirmatively in step S120 in the determination routine, that is, when the first voltage V1 is lower than the first threshold Th1 in the drive routine and the power switch is determined to be off in the determination routine. Will be executed.
逆分極ルーティンでは、駆動ルーティンで記憶しておいた第1電圧V1のログに基づいて、可変焦点ミラー1に対する逆分極が行われる。そして、ステップS300に示されるように、逆分極後に可変焦点ミラー1を駆動したときの第1電圧V1が第2閾値Th2に至っているか否かを判定し、至っていたら逆分極を完了するという動作を行っている。
In the depolarization routine, depolarization is performed with respect to the
具体的には、逆分極ルーティンの図中右上に示したように、制御部30が直流電圧が発生させることで可変焦点ミラー1に対する逆分極を行う。そして、所定時間の逆分極が終わると、可変焦点ミラー1を駆動し、センサ回路20での曲率の検出結果に基づいて第1電圧V1をモニタリングしてログに記憶する。さらに、このような所定時間の逆分極と第1電圧V1のモニタリングを複数回繰り返し行った後、ログに記憶された第1電圧V1に基づいて近似曲線を計算し、この近似曲線に基づいて第1電圧V1が第2閾値Th2に至るまでの逆分極の残時間を計算する。そして、残時間分、逆分極を継続して行った後、再び可変焦点ミラー1を駆動し、第1時間V1が第2閾値Th2に至っているか否かが確認され、逆分極が完了したと判定される。
Specifically, as shown in the upper right of the figure of the reverse polarization routine, the
なお、逆分極中に、ユーザが車両の使用を開始することも考えられる。その場合、逆分極よりも優先してHUDによる表示を行う必要がある。したがって、ステップS310に示すように、割り込み監視として、所定の制御周期ごとに電源スイッチがオフになっているか否かの判定を行っている。そして、電源スイッチがオフのときにのみ逆分極ルーティンが繰り返され、電源スイッチがオンに切り替わった時には、逆分極ルーティンの処理を中止して退出し、可変焦点ミラー1の駆動ルーティンに移行するようになっている。
It is also conceivable that the user will start using the vehicle during the reverse polarization. In that case, it is necessary to display by HUD in preference to reverse polarization. Therefore, as shown in step S310, as interrupt monitoring, it is determined whether or not the power switch is turned off at predetermined control cycles. Then, the depolarization routine is repeated only when the power switch is off, and when the power switch is switched on, the processing of the depolarization routine is stopped and exits, and the process shifts to the drive routine of the
以上説明したように、本実施形態にかかる可変焦点ミラーシステムでは、電源スイッチがオフのときに可変焦点ミラー1の逆分極を実行している。このため、HUDの画像に影響を与えないように逆分極を行うことが可能となる。また、第1電圧V1が第1閾値Th1よりも低下すると逆分極が行われるようにしつつ、逆分極後に、第1電圧V1が第2閾値Th2に至るようにしている。このため、逆分極が高頻度で行われないようにすることが可能となり、圧電材料の寿命低下を抑制することも可能となる。
As described above, in the variable focus mirror system according to the present embodiment, the depolarization of the
また、可変焦点ミラー1の駆動中に第1電圧V1をログに記憶しておき、ログに基づいて第1閾値Th1を設定している。これにより、車両の使用状況や車種などに応じて第1閾値の設定を行うことが可能となる。
Further, the first voltage V1 is stored in a log while the
さらに、所定時間の逆分極を行った後に可変焦点ミラー1を駆動して第1電圧V1のモニタリングおよびログの記憶を行うと共に、ログに基づいて逆分極の残時間の推定を行うようにしている。これにより、逆分極の繰り返し回数を低減しつつ、的確に第1電圧V1が第2閾値Th2に至るようにすることができる。
Further, after performing reverse polarization for a predetermined time, the
(他の実施形態)
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。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope of the claims.
例えば、上記実施形態では、可変焦点ミラー1を駆動中に第1電圧V1をログに記憶しておき、ログに基づいて第1閾値Th1を設定している。しかしながら、これは第1閾値Th1を車両の使用状況や車種などに応じて設定する場合の例として挙げたのであり、第1閾値Th1を予め決められた一定値としてもよい。
For example, in the above embodiment, the first voltage V1 is stored in a log while the
同様に、上記実施形態では、第2閾値Th2についても第1電圧V1のログに基づいて設定している。しかしながら、これも第2閾値Th2を車両の使用状況や車種などに応じて設定する場合の例として挙げたのであり、第2閾値Th2を予め決められた一定値としてもよい。 Similarly, in the above embodiment, the second threshold value Th2 is also set based on the log of the first voltage V1. However, this is also given as an example of the case where the second threshold value Th2 is set according to the usage status of the vehicle, the vehicle type, and the like, and the second threshold value Th2 may be a predetermined constant value.
また、上記実施形態では、圧電膜の両面に電極を配置して構成されるミラー部12として、下部電極12a、第1圧電膜12b、中間電極12c、第2圧電膜12dおよび上部電極12eが積層された構造を例に挙げている。つまり、第1圧電膜12bの両面に下部電極12aと中間電極12cが配置され、第2圧電膜12dの両面に中間電極12cと上部電極12eが配置されるようにして、圧電膜の両面に電極を配置した構造を2つ重ねた構造としている。しかしながら、これもミラー部12の構造の一例を示したに過ぎない。例えば、単に、圧電膜の両面に電極を配置した構造を1つのみ備えた構造としても良い。
Further, in the above embodiment, the
1 可変焦点ミラー
12 ミラー部
12a 下部電極
12b 圧電膜
12c 中間電極
12d 圧電膜
12e 上部電極
13 曲率センサ
30 制御部
40 スイッチ部
1
Claims (7)
前記圧電膜の両側に配置される電極間に所定の電圧を印加することにより、前記ミラー部を所定の曲率の球面状に屈曲させる制御部(30)と、
屈曲させられた前記ミラー部の曲率を測定する曲率検出部(13、20)と、を有する車両におけるヘッドアップディスプレイにおける前記可変焦点ミラーの制御を行う可変焦点ミラーシステムであって、
前記制御部は、
前記可変焦点ミラーの駆動時には、第1電圧(V1)と該第1電圧よりも大きな第2電圧(V2)とに交互に切り替わる矩形波状の駆動電圧を前記電極間に印加し、前記第1電圧を印加することで前記ミラー部を第1曲率(R1)で屈曲させるとともに前記第2電圧を印加することで前記ミラー部を第2曲率(R2)で屈曲させつつ、前記曲率検出部での検出結果に基づいて、前記ミラー部の曲率が前記第1曲率となるように前記第1電圧を調整するとともに前記第2曲率となるように前記第2電圧を調整するフィードバック制御を行い、
さらに、前記ミラー部を前記第1曲率で屈曲させるために前記電極間に印加する前記第1電圧が第1閾値(Th1)より低下すると、前記車両の電源スイッチがオフの際に、逆分極として、前記電極間に前記可変焦点ミラーの駆動時と逆の電界を発生させる直流電圧を印加することで、前記第1電圧が前記第1閾値よりも高い第2閾値(Th2)に至るまで前記圧電膜の配向方向を調整する可変焦点ミラーシステム。 It has a base (11) constituting a membrane, a piezoelectric film (12b, 12d) formed on the base, and electrodes (12a, 12c, 12e) arranged on both sides of the piezoelectric film, and has an optical beam. A variable focus mirror (1) comprising a mirror portion (12) for reflecting light
A control unit (30) that bends the mirror portion into a spherical shape having a predetermined curvature by applying a predetermined voltage between the electrodes arranged on both sides of the piezoelectric film.
A variable focus mirror system that controls a variable focus mirror in a head-up display in a vehicle having a curvature detecting unit (13, 20) for measuring the curvature of the bent mirror unit.
The control unit
When driving the variable focus mirror, a rectangular wavy driving voltage that alternately switches between a first voltage (V1) and a second voltage (V2) larger than the first voltage is applied between the electrodes, and the first voltage is applied. Is applied to bend the mirror portion with the first curvature (R1), and the second voltage is applied to bend the mirror portion with the second curvature (R2) while detecting with the curvature detecting portion. Based on the result, feedback control is performed to adjust the first voltage so that the curvature of the mirror portion becomes the first curvature and adjust the second voltage so that the curvature becomes the second curvature.
Further, when the first voltage applied between the electrodes in order to bend the mirror portion with the first curvature is lower than the first threshold value (Th1), when the power switch of the vehicle is turned off, it becomes reverse polarization. By applying a DC voltage between the electrodes that generates an electric field opposite to that when the variable focus mirror is driven, the piezoelectric voltage reaches a second threshold value (Th2) higher than the first threshold value. A variable focus mirror system that adjusts the orientation of the film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017159593A JP6972768B2 (en) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | Varifocal mirror system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017159593A JP6972768B2 (en) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | Varifocal mirror system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019039960A JP2019039960A (en) | 2019-03-14 |
JP6972768B2 true JP6972768B2 (en) | 2021-11-24 |
Family
ID=65725714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017159593A Active JP6972768B2 (en) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | Varifocal mirror system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6972768B2 (en) |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06342946A (en) * | 1993-05-31 | 1994-12-13 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Regenerating method for piezoelectric element |
US5831371A (en) * | 1996-11-22 | 1998-11-03 | Face International Corp. | Snap-action ferroelectric transducer |
JP4487536B2 (en) * | 2002-11-15 | 2010-06-23 | パナソニック株式会社 | Piezoelectric actuator driving method, piezoelectric actuator, and disk recording / reproducing apparatus using the same |
JP4698263B2 (en) * | 2005-03-29 | 2011-06-08 | 京セラ株式会社 | Liquid ejection device |
JP2011004339A (en) * | 2009-06-22 | 2011-01-06 | Ricoh Co Ltd | Device for driving piezoelectric actuator, and image processing apparatus |
JP5756786B2 (en) * | 2012-09-19 | 2015-07-29 | 富士フイルム株式会社 | Piezoelectric device and method of using the same |
TWI500966B (en) * | 2014-02-20 | 2015-09-21 | 中強光電股份有限公司 | Head-up display |
JP2015210450A (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-24 | キヤノン電子株式会社 | Vibration element, optical scanner, image forming apparatus, image projection device, and optical pattern reading device |
JP6292069B2 (en) * | 2014-07-30 | 2018-03-14 | 株式会社デンソー | Head-up display device |
JP6520530B2 (en) * | 2015-07-30 | 2019-05-29 | 株式会社デンソー | Optical scanner |
-
2017
- 2017-08-22 JP JP2017159593A patent/JP6972768B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019039960A (en) | 2019-03-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9329384B2 (en) | Optical reflecting element and actuator | |
US8841821B2 (en) | Driver for optical deflector using two modified syncronous saw-tooth drive voltages and method for setting the same | |
US8786926B2 (en) | Driver for optical deflector using two asyncronous saw-tooth drive voltages and method for setting the same | |
US20080304124A1 (en) | Actuator, optical scanner and image forming device | |
EP2899766B1 (en) | Piezoelectric device and method for using same | |
JP6493014B2 (en) | Optical scanning device | |
JP4209464B2 (en) | Ultrasonic actuator device | |
US20140320943A1 (en) | Optical scanning device | |
JP4525943B2 (en) | Driving method of ultrasonic motor | |
JP2013205818A (en) | Light deflector | |
JPWO2003104749A1 (en) | Angular velocity sensor | |
US11644664B2 (en) | Light deflector, optical scanning system, image projection device, image forming apparatus, and lidar device | |
JP5070813B2 (en) | Electronic component and manufacturing method thereof | |
JP6972768B2 (en) | Varifocal mirror system | |
JP2008178173A (en) | Actuator, optical scanner, and image forming apparatus | |
JP5233466B2 (en) | Vibrator, oscillator, and method for producing the vibrator | |
JP2007304411A (en) | Variable shape mirror | |
US20170003500A1 (en) | Drive apparatus | |
US9231182B2 (en) | Angular velocity sensor | |
JP2008046369A (en) | Actuator, projecting device, optical device, optical scanner and image forming apparatus | |
JP4775165B2 (en) | Actuator | |
US20230408367A1 (en) | Method of evaluating natural frequency of piezoelectric vibrator, method of driving transducer, signal transmitting/receiving device, and drive system | |
JP6350057B2 (en) | Optical scanning device | |
US20180078238A1 (en) | Ultrasound probe and correction method for the ultrasound probe | |
JP5405792B2 (en) | Variable shape mirror |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200717 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210707 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210720 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210824 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211005 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211018 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6972768 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |