(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面を有するミラーと、
前記ミラーの両側に設けられた一対のトーション梁と、
前記ミラーの裏面に設けられたリブと、を有し、
前記ミラーは前記一対のトーション梁の軸周りに回転し、
前記リブは、
前記一対のトーション梁の軸に直交する方向に延びる直線形状部分と、
前記直線形状部分の一方の側方から延びる第１の直線部分と第２の直線部分と、
前記直線形状部分の他方の側方から延びる第３の直線部分と第４の直線部分と、
を含み、
前記第１の直線部分は一端で前記直線形状部分と接続され、前記第２の直線部分は一端で前記直線形状部分と接続され、前記第１の直線部分の他端と前記第２の直線部分の他端とは、前記直線形状部分から離れた位置で互いに前記トーション梁側に膨らんだ円弧状の第１の接続部分のみで接続され、前記第１の直線部分の幅と、前記第２の直線部分の幅と、前記第１の接続部分の幅と、は略同一であり、
前記第３の直線部分は一端で前記直線形状部分と接続され、前記第４の直線部分は一端で前記直線形状部分と接続され、前記第３の直線部分の他端と前記第４の直線部分の他端とは、前記直線形状部分から離れた位置で互いに前記トーション梁側に膨らんだ円弧状の第２の接続部分のみで接続され、前記第３の直線部分の幅と、前記第４の直線部分の幅と、前記第２の接続部分の幅と、は略同一であることを特徴とするＭＥＭＳミラー。
【請求項２】
前記直線形状部分は、前記第１の直線部分と前記第２の直線部分とを接続する前記第１の接続部分よりも前記一対のトーション梁の軸から遠ざかる方向に延びているとともに、前記第３の直線部分と前記第４の直線部分とを接続する第２の接続部分よりも前記一対のトーション梁の軸から遠ざかる方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳミラー。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＭＥＭＳミラーを有しているＭＥＭＳスキャナ。
【請求項４】
請求項３に記載のＭＥＭＳスキャナを備えるヘッドアップディスプレイ。
【請求項５】
請求項４に記載のヘッドアップディスプレイを備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳミラー、ＭＥＭＳスキャナ、ヘッドアップディスプレイ、及び車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載ヘッドアップディスプレイは交通情報や目的地までの経路などの画像をフロントガラス方向に表示し、ドライバーの運転を支援する装置である。車載装置には長期間の稼動を想定した品質保証（例えば１５年）が要求される。しかしながら、画像エンジンである２次元ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）スキャナの駆動に用いられる圧電膜としてのＰＺＴ膜は、経時による特性劣化が懸念される。特に、振幅感度が低下し所望の振れ角が得られなくなった場合、画像サイズが仕様よりも小さくなってしまうなど、スキャナの機能に多大な影響を与える。
【０００３】
この場合、ＰＺＴ膜へ印加する駆動電圧を増加させることで、低下した振幅感度を補うことができる。例えば、レーザ走査角をスクリーン脇などに備えたＰＤで検出しながら所望の振れ角になるまで駆動電圧を増加させる制御方法などが既に知られている。
【０００４】
また、経時変化によるＭＥＭＳデバイスの特性変化によって低下したスキャン能力を補うために、変化した共振周波数を検知して、検知した共振周波数に基づいて駆動電圧と駆動周波数を設定する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された従来のＭＥＭＳスキャナのように、駆動電圧を上げて振幅感度の低下を補う方法では、駆動電圧を変えることによってデバイスの駆動特性が変化して画像品質が低下するという問題があった。また、感度低下を想定した余剰の電圧印加能力を装置に持たせる必要があるため、高コスト化を招くという問題もあった。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、高品質な画像を低コストで得ることが可能なＭＥＭＳミラー、ＭＥＭＳスキャナ、ヘッドアップディスプレイ、及び車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係るＭＥＭＳミラーは、反射面を有するミラーと、前記ミラーの両側に設けられた一対のトーション梁と、前記ミラーの裏面に設けられたリブと、を有し、前記ミラーは前記一対のトーション梁の軸周りに回転し、前記リブは、前記一対のトーション梁の軸に直交する方向に延びる直線形状部分と、前記直線形状部分の一方の側方から延びる第１の直線部分と第２の直線部分と、前記直線形状部分の他方の側方から延びる第３の直線部分と第４の直線部分と、を含み、前記第１の直線部分は一端で前記直線形状部分と接続され、前記第２の直線部分は一端で前記直線形状部分と接続され、前記第１の直線部分の他端と前記第２の直線部分の他端とは、前記直線形状部分から離れた位置で互いに前記トーション梁側に膨らんだ円弧状の第１の接続部分のみで接続され、前記第１の直線部分の幅と、前記第２の直線部分の幅と、前記第１の接続部分の幅と、は略同一であり、前記第３の直線部分は一端で前記直線形状部分と接続され、前記第４の直線部分は一端で前記直線形状部分と接続され、前記第３の直線部分の他端と前記第４の直線部分の他端とは、前記直線形状部分から離れた位置で互いに前記トーション梁側に膨らんだ円弧状の第２の接続部分のみで接続され、前記第３の直線部分の幅と、前記第４の直線部分の幅と、前記第２の接続部分の幅と、は略同一であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、高品質な画像を低コストで得ることが可能なＭＥＭＳミラー、ＭＥＭＳスキャナ、ヘッドアップディスプレイ、及び車両を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態としての電気機械システムのブロック図である。
【図２】実施形態としての電気機械システムが備えるＭＥＭＳスキャナの正面図である。
【図３】副走査の振幅と主走査の振幅の検知のための説明図である。
【図４】ＭＥＭＳスキャナについての説明図である。
【図５】副走査におけるリニアリティの悪化の説明図である。
【図６】ＭＥＭＳスキャナにおけるリニアリティと副走査の駆動電圧の関係を示すグラフ図である。
【図７】感度回復処理について説明する説明図である。
【図８】ＭＥＭＳスキャナの副走査の振幅感度の低下を示すグラフ図である。
【図９】ＭＥＭＳスキャナの副走査の振幅感度の回復を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係るＭＥＭＳミラー、ＭＥＭＳスキャナ、ヘッドアップディスプレイ、及び車両の実施形態について、図面を用いて説明する。
図１に示すように、本発明の実施形態としての電気機械システム１０は、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head-Up Display）１が備えるＭＥＭＳスキャナ２を駆動するものである。
【００１１】
ＨＵＤ１は、投射系や画像制御系などを含む画像システム３と、２次元的にレーザ光を掃引することで画像システム３のスクリーンに画像を描画するＭＥＭＳスキャナ２と、によって構成される。
【００１２】
図２は、電気機械素子としてのＭＥＭＳスキャナ２の正面図である。
【００１３】
ＭＥＭＳスキャナ２は、ＭＥＭＳミラー２０と、ＭＥＭＳミラー２０を挟むように配置され、ＭＥＭＳミラー２０を回転軸Ｌ１の周りに矢印Ｐ１方向に回転可能に支持するカンチレバー２１，２２を有する。
【００１４】
ＭＥＭＳミラー２０は、ほぼ楕円形の反射面を有するミラー２３、リブ２４、一対のトーション梁２５ａ，２５ｂ、両トーション梁２５ａ，２５ｂを支持するＳｉからなる可動枠２６、可動枠２６の裏面に設けられた補強板２７を有する。さらに、ＭＥＭＳミラー２０は、ミラー２３を回転軸Ｌ２の周りに矢印Ｐ２方向に回転駆動させる圧電膜としてのＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）膜２８，２９を有する。
【００１５】
リブ２４は、ミラー２３の裏面に設けられミラー２３が捻れるのを防止する。リブ２４の形状は、図２では略Φ字形状に形成されているが、本発明は、これに限定されるものではなく、ミラー２３が捻れるのを防止できればどのような形状でもよい。
【００１６】
ミラー２３はパッケージ内に気密封止され、パッケージ内は窒素パージされているのが好ましい。パッケージ内にミラー２３を固定する接着剤は９５℃〜−４０℃の温度変化に対して機能を損なわない必要がある。
【００１７】
トーション梁２５ａ，２５ｂはミラー２３の両側に設けられ、可動枠２６と一体化されている。ＴＯは、ミラー２３の回転軸Ｌ２と、ミラー２３の中心軸Ｌ３との間のトーションオフセットである。
【００１８】
カンチレバー２１は、Ｓｉからなり回転軸Ｌ１を中心として捻れることが可能なクランク部３０と、クランク部３０の屈曲部に設けられクランク部３０を回転軸Ｌ１の周りに回転駆動させるＰＺＴ膜３１と、を有する。
【００１９】
カンチレバー２２は、Ｓｉからなり回転軸Ｌ１を中心として捻れることが可能なクランク部３２と、クランク部３２の屈曲部に設けられクランク部３２を回転軸Ｌ１の周りに回転駆動させるＰＺＴ膜３３と、を有する。
【００２０】
画像システム３は、回転軸Ｌ１に関するミラー２３の振れ角の振幅θＬ１と、回転軸Ｌ２に関するミラー２３の振れ角の振幅θＬ２を検知する振幅検知部４を有している。
【００２１】
図３は、振幅検知部４による振幅θＬ１及び振幅θＬ２の検知のための説明図である。ＭＥＭＳスキャナ２は、スクリーン４０の垂直方向及び水平方向にレーザ光を走査するようになっている。スクリーン４０の上下にはＰＤ（フォトダイオード）４１ａ，４１ｂ、スクリーン４０の左右にはＰＤ４２ａ，４２ｂが設置されている。
【００２２】
振幅検知部４は、レーザ光がＰＤ４１ａ，４１ｂに入射して検出されたタイミング、ＭＥＭＳスキャナ２からＰＤ４１ａ，４１ｂまでの距離、ＰＤ４１ａ，４１ｂ間の距離からＭＥＭＳスキャナ２の振れ角の振幅θＬ１を検出する。同様に、振幅検知部４は、レーザ光がＰＤ４２ａ，４２ｂに入射して検出されたタイミング、ＭＥＭＳスキャナ２からＰＤ４２ａ，４２ｂまでの距離、ＰＤ４２ａ，４２ｂ間の距離からＭＥＭＳスキャナ２の振れ角の振幅θＬ２を検出する。
【００２３】
さらに、振幅検知部４は、検出した振幅θＬ１及び振幅θＬ２の情報を後述の制御部１５に入力する。制御部１５は、振幅θＬ１及び振幅θＬ２の情報に基づいて、ＭＥＭＳスキャナ２に印加される駆動電圧の電圧波形の振幅、駆動周波数、及び電圧波形間の位相差などを制御するようになっている。
【００２４】
図４（ａ）〜（ｊ）はＭＥＭＳスキャナ２についての説明図である。本実施形態では図２のようなＳｉとＰＺＴ膜とを有するＭＥＭＳスキャナ２を用いている。
【００２５】
ミラー２３は、圧電素子であるＰＺＴ膜２８，２９によって変位が与えられることにより主走査の回転を与えるトーション梁２５ａ，２５ｂによって保持される。
【００２６】
主走査については、正弦波の駆動電圧がＰＺＴ膜２８，２９に印加されることにより、トルクが与えられたトーション梁２５ａ，２５ｂが回転変位する（図４（ａ）〜図４（ｅ））。
【００２７】
副走査については、鋸波の駆動電圧（Ａｃｈ，Ｂｃｈ）がそれぞれ独立したカンチレバー２１，２２のＰＺＴ膜３１，３３に印加されることにより、カンチレバー２１，２２が変形（変位）する（図４（ｆ）〜（ｉ））。これにより可動枠２６が変位することによってミラー２３が回転し、２次元スキャンとしての２Ｄ走査が実現される（図４（ｊ））。
【００２８】
図１に示すように、電気機械システム１０は、ＭＥＭＳスキャナ２を駆動する印加電圧発生部１１を備える。
【００２９】
印加電圧発生部１１は、主走査駆動電圧発生部１２、副走査駆動電圧発生部１３、及び直流電圧発生部１４を備える。主走査駆動電圧発生部１２及び副走査駆動電圧発生部１３は駆動電圧印加手段を構成する。
【００３０】
主走査駆動電圧発生部１２は、制御部１５の制御により、主走査用の正弦波の駆動電圧を発生して、ＭＥＭＳスキャナ２のＰＺＴ膜２８，２９に印加する。一方、副走査駆動電圧発生部１３は、制御部１５の制御により、副走査用の鋸波の駆動電圧を発生して、ＭＥＭＳスキャナ２のＰＺＴ膜３１，３３に印加する。
【００３１】
直流電圧発生部１４は、ＭＥＭＳスキャナ２の駆動のための駆動電圧とは異なる直流（ＤＣ）定電圧を発生して、ＭＥＭＳスキャナ２の副走査用のＰＺＴ膜３１，３３に印加する機能を有する。
【００３２】
上述のように、制御部１５は、振幅検知部４から入力された振幅θＬ１及び振幅θＬ２の情報に基づいて、主走査駆動電圧発生部１２及び副走査駆動電圧発生部１３から出力される駆動電圧の電圧波形の振幅、駆動周波数、及び電圧波形間の位相差などを制御する。また、制御部１５は、直流電圧発生部１４から出力されるＤＣ定電圧の大きさを変化させることが可能である。
【００３３】
さらに、制御部１５は、主走査駆動電圧発生部１２、副走査駆動電圧発生部１３及び直流電圧発生部１４による電圧出力のオン／オフを切り換えるようになっている。具体的には、制御部１５は、副走査駆動電圧発生部１３によるＰＺＴ膜３１，３３への駆動電圧の印加がオフとなっている場合に、直流電圧発生部１４によるＰＺＴ膜３１，３３へのＤＣ定電圧の印加をオンとする。ここで、副走査用のＰＺＴ膜３１，３３への駆動電圧の印加がオフとなっている場合とは、例えばＨＵＤ１の電源がオフとなった不使用状態である。
【００３４】
このため、制御部１５は、ＨＵＤ１の使用状態を検知する手段を有していて、ＨＵＤ１の不使用時に、直流電圧発生部１４によって副走査用のＰＺＴ膜３１，３３にＤＣ定電圧を印加する構成になっていることが望ましい。これにより、後述するように、副走査用のＰＺＴ膜３１，３３の振幅感度が回復する効果を利用して、ＭＥＭＳスキャナ２の感度低下を抑制することができる。
【００３５】
印加電圧発生部１１は、車載の電源などの外部電源１００から電力を供給される。ＭＥＭＳスキャナ２の感度回復は、車両が駐車時などに電源を切っている状態で行われることが想定される。このため、印加電圧発生部１１は、充電可能な固有の内部電源１６と、電源供給元を内部電源１６と外部電源１００とで切り換えるための電源切換部１７と、を有している。これにより、外部電源１００と独立して直流電圧発生部１４を動作可能とすることができる。
【００３６】
図５（ａ），（ｂ）を参照して、副走査におけるリニアリティの悪化による画像乱れについて説明する。リニアリティは、例えば、振幅検知部４の測定で得られるミラー２３の振れ角の時間変化を最小二乗法によって直線近似し、その直線からのミラー２３の振れ角のずれ量をミラー２３の振れ角の振幅θＬ１で除した値として得られる。
【００３７】
主走査が共振周波数で共振駆動されるのに対して、副走査は非共振駆動される。これは、垂直方向の一方向に走査する時間の割合を逆方向に走査する時間よりもできるだけ多くすることが望ましいためである。このために、副走査は走査効率が悪く、所望の振れ角の振幅θＬ１を得るために必要な駆動電圧が主走査の場合よりも大きくなる。
【００３８】
また、副走査において良好な画像品質を得るためには、副走査の駆動条件（駆動電圧、Ａｃｈ，Ｂｃｈの位相差、駆動周波数）がそれぞれ最適化されている必要がある。図５（ａ）の画像は最適条件を満たしたものである。一方、最適条件から外れたときは、リニアリティが悪化して図５（ｂ）のような筋が画像に表れてしまう。原因は副走査の共振によるものであり、特に一次のモードによる共振によって画像の副走査方向の明るさにムラが発生する。
【００３９】
しかしながら、ＰＺＴ膜２８，２９，３１，３３は経時変化により振幅感度が低下し、それによって振れ角の振幅θＬ１，θＬ２が低下する。このような振幅低下を補償するためには、主走査用のＰＺＴ膜２８，２９よりも副走査用のＰＺＴ膜３１，３３に対して更に大きな駆動電圧を印加する必要がある。このため、初期値で高いリニアリティを実現する駆動条件が設定されていたとしても、低下した振れ角の振幅θＬ１を補償するために副走査の駆動電圧を大幅に上げることでリニアリティが悪化することになる。
【００４０】
図６のグラフは、本実施形態のＭＥＭＳスキャナ２における、リニアリティと副走査の駆動電圧（鋸波の最大値）の関係を評価した結果を示すものである。すなわち、図６は、駆動電圧によってリニアリティが変化し、ある駆動電圧でリニアリティが最小値を示すことを表している。なお、リニアリティの値が大きいほど、画像における明るさムラは強くなる。
【００４１】
図１で説明した電気機械システム１０の構成でいえば、所望の振れ角の振幅θＬ１を得るために制御部１５によって感度低下を補償する駆動電圧調整を行った際に、リニアリティが悪化し画像の明るさムラが強くなってしまう。
【００４２】
例えば、副走査の駆動電圧が３０Ｖのときにリニアリティ０．０１９となるように調整した駆動条件（Ａｃｈ，Ｂｃｈの位相差、駆動周波数）において、駆動電圧を３６Ｖに変化させるとリニアリティは０．０２６に悪化する。
【００４３】
このようなＭＥＭＳスキャナ２の感度低下の原因としては、誘電体であるＰＺＴ膜３１，３３の電荷チャージと脱分極などが考えられる。
【００４４】
電荷チャージとは、ＰＺＴ膜３１，３３に内部電荷が残留することを指している。電荷チャージされたＰＺＴ膜に駆動電圧が印加された場合、内部電荷により生じる電界のために、電荷チャージされていない場合と比較してＰＺＴ膜に印加される実効的な駆動電圧が低下する。また、加熱などによりＰＺＴ膜の脱分極が進むと、ＰＺＴ膜の圧電性が損なわれる。
【００４５】
本発明者は、上記のように電荷チャージや脱分極によって振幅感度が低下したＰＺＴ膜に対して一定以上の大きさのＤＣ定電圧を印加すると、チャージされた電荷が除去されるとともに、脱分極したＰＺＴ膜が再分極されることを見出した。また、これらの理由によって、ＤＣ定電圧をＰＺＴ膜に印加することによって、低下した振幅感度を回復できることが分かった。
【００４６】
電荷チャージについては、上記のようにＰＺＴ膜３１，３３に印加される実効的な駆動電圧が低下するものであり、内部電荷を除去するためにＰＺＴ膜３１，３３に対して、ＤＣ定電圧による高電界の印加や加熱を行うことで、感度回復が加速される。
【００４７】
再分極については、脱分極したＰＺＴ膜３１，３３を再分極するものであるから、分域を揃えるためにＰＺＴ膜３１，３３に対して、ＤＣ定電圧による高電界の印加や加熱を行うことで、感度回復が加速される。なお、ＰＺＴ膜は、過度に高い電圧を印加することで絶縁破壊してしまうので注意が必要である。
【００４８】
つまり、感度回復の速度は電界強度と温度に依存したものであり、ＭＥＭＳスキャナ２に対して一定以上のＤＣ定電圧を印加すること、更にはＭＥＭＳスキャナ２を一定以上の温度下に置くことで、効果的に感度回復の速度を向上させることができる。
【００４９】
図１に示すように、ＰＺＴ膜３１，３３を加熱するための構成として、電気機械システム１０は、ＭＥＭＳスキャナ２を加熱するためのヒータ１８を更に備えている。ヒータ１８は、制御部１５の制御により、ＰＺＴ膜３１，３３へのＤＣ定電圧の印加がオンとなっている場合にＭＥＭＳスキャナ２を加熱するようになっている。
【００５０】
また、本発明者は、低温ほど高いＤＣ定電圧、高温ほど低いＤＣ定電圧で、感度回復の効果が得られることを見出した。このための構成として、図１に示すように、電気機械システム１０は、ＭＥＭＳスキャナ２周辺の温度を検出する温度センサ１９を更に備えている。制御部１５は、温度センサ１９によって検出された温度に応じて、直流電圧発生部１４から出力されるＤＣ定電圧の大きさを変化させることが可能となっている。
【００５１】
既に述べたように、上記の感度回復はＨＵＤ１の不使用時に実行されるとよい。ＨＵＤ１が車載の装置であれば、例えば２４時間連続して使用する状況はほとんどないと考えられるため、駐車している時間などを利用して、数時間単位でＤＣ定電圧をＭＥＭＳスキャナ２に印加して感度回復を行うことができる。ＪＥＤＥＣの規格によれば、自動車の稼働時間は１５年間の車両寿命のうち８２００時間であり、平準化すると自動車の実際の稼動時間は７％未満である。したがって、自動車の稼働時間以外にＭＥＭＳスキャナ２の振幅感度の回復を実施することが望ましい。
【００５２】
図７は、図１に示した印加電圧発生部１１による感度回復処理について説明する説明図である。
【００５３】
図７（ａ）に示すＨＵＤ１の使用時には、主走査駆動電圧発生部１２及び副走査駆動電圧発生部１３がＭＥＭＳスキャナ２に駆動電圧を印加する（図７（ｂ））。このときの副走査の駆動電圧の電圧波形は図７（ｃ）に示すような鋸波である。このとき、図７（ｄ）に示すようにＭＥＭＳスキャナ２の副走査の振幅感度は、ＨＵＤ１の使用時間の経過、すなわち副走査駆動電圧発生部１３によるＭＥＭＳスキャナ２のＰＺＴ膜３１，３３への駆動電圧の印加時間の経過とともに低下する。
【００５４】
図７（ａ）に示すＨＵＤ１の不使用時には、直流電圧発生部１４が、ＭＥＭＳスキャナ２の副走査用のＰＺＴ膜３１，３３に図７（ｃ）に示すようなＤＣ定電圧を印加する（図７（ｂ））。このとき、図７（ｄ）に示すようにＭＥＭＳスキャナ２の副走査の振幅感度はＨＵＤ１の不使用時間の経過とともに上昇する。
【００５５】
なお、図７（ｃ）に示すように、制御部１５の制御により、直流電圧発生部１４から出力されるＤＣ定電圧の大きさが駆動電圧の最大値以上となることが望ましい。これにより、感度回復の速度を向上させることができる。
【００５６】
図８は、ＭＥＭＳスキャナ２の副走査の振幅感度の低下について示すグラフである。副走査用のＰＺＴ膜３１，３３に鋸波の駆動電圧を印加し、ＭＥＭＳスキャナ２を連続駆動して振幅感度の低下を測定した結果、７０時間の連続駆動で２０％程度の感度低下が起こることが分かった。
【００５７】
このときのＭＥＭＳスキャナ２の周辺温度は、車載条件を参照してヒータ１８の加熱により９５℃としている。また、駆動電圧３０Ｖ、駆動周波数５２Ｈｚである。２０％の感度低下を補償するために駆動電圧を２０％上げる場合には、駆動電圧を３０Ｖから３６Ｖに増加させることになり、図６のグラフによればリニアリティは０．０１９から０．０２６に悪化する。
【００５８】
図９は、ＭＥＭＳスキャナ２の副走査の振幅感度の回復について示すグラフである。ここでは、実際の車載搭載時の駆動条件を想定して振幅感度の低下と回復を測定した。具体的には、一日２４時間のうち、車両ユーザが３時間車両を運転（ＨＵＤ１を使用）した後、２１時間車両を駐車（ＨＵＤ１を不使用）したことを想定している。
【００５９】
まず、図９（ａ）に示すように、副走査用のＰＺＴ膜３１，３３に鋸波の駆動電圧を印加して３時間の連続駆動を行ったところ、副走査の振幅感度が６％低下した。その後、副走査用のＰＺＴ膜３１，３３に２１時間のＤＣ定電圧印加を行ったところ、図９（ｂ）に示すように振幅感度が３％回復した。
【００６０】
また、図９のような使用状況が毎日繰り返される場合には、ＭＥＭＳスキャナ２の製品ライフタイムにおいて、感度回復を行わなかった場合に仮に２０％の感度低下があるとすれば、感度回復を行うことで感度低下が半分の１０％になることが予想される。
【００６１】
さらに、この１０％の感度低下を補償するために駆動電圧を１０％上げる場合には、駆動電圧を３０Ｖから３３Ｖに増加させることになる。このため、図６のグラフによればリニアリティは０．０１９から０．０２１に悪化するが、２０％の感度低下をＤＣ定電圧印加によって補償せずに駆動電圧を２０％上げた場合のリニアリティと比較して、リニアリティの悪化が改善されていることが分かる。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態の電気機械システム１０は、圧電膜への駆動電圧の印加がオフとなっている場合に、圧電膜へのＤＣ定電圧の印加をオンとする構成を備えている。このように、装置使用の合間に圧電膜にＤＣ定電圧を印加することにより、低下したＭＥＭＳスキャナ２の振幅感度を回復させることができる。これにより、振幅感度の低下を補償するための駆動電圧の変化幅を小さく抑えることができるため、電気機械システム１０に持たせる電圧印加能力を最低限に抑えて、高品質な画像を低コストで得ることができる。
【００６３】
また、本実施形態の電気機械システム１０は、充電可能な内部電源を有している。これにより、車両の電源などから電力を供給されない状態であっても、ＭＥＭＳスキャナ２の感度回復を行うことができる。
【００６４】
また、本実施形態の電気機械システム１０は、圧電膜に印加するＤＣ定電圧の大きさを副走査の駆動電圧の最大値以上としている。これにより、ＭＥＭＳスキャナ２の感度回復の速度を向上させることができる。
【００６５】
また、本実施形態の電気機械システム１０は、温度センサ１９によって検出された温度に応じて、圧電膜に印加するＤＣ定電圧の大きさを変化させる。これにより、低温ほど高いＤＣ定電圧、高温ほど低いＤＣ定電圧で、効率的にＭＥＭＳスキャナ２の感度回復を行うことができる。
【００６６】
また、本実施形態の電気機械システム１０は、圧電膜へのＤＣ定電圧の印加がオンとなっている場合に、ヒータ１８によって電気機械素子を加熱する。これにより、ＭＥＭＳスキャナ２の感度回復の速度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１  ＨＵＤ
２  ＭＥＭＳスキャナ
３  画像システム
４  振幅検知部
１０  電気機械システム
１１  印加電圧発生部（印加電圧発生手段）
１２  主走査駆動電圧発生部（駆動電圧印加手段）
１３  副走査駆動電圧発生部（駆動電圧印加手段）
１４  直流電圧発生部（直流電圧印加手段）
１５  制御部（制御手段）
１６  内部電源
１７  電源切換部
１８  ヒータ
１９  温度センサ
２０  ＭＥＭＳミラー
２１，２２  カンチレバー
２３  ミラー
２４  リブ
２５ａ，２５ｂ  トーション梁
２６  可動枠
２８，２９  ＰＺＴ膜
３０，３２  クランク部
３１，３３  ＰＺＴ膜
４０  スクリーン
４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ  ＰＤ
１００  外部電源
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開２００９−１２８７８６号公報
【図１】
0006652163.tif 000002
【図２】
0006652163.tif 000003
【図３】
0006652163.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006652163.tif 000008
【図８】
0006652163.tif 000009
【図９】
0006652163.tif 000010