JP2010151984A - Deformable mirror system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電駆動で反射面の形状を可変する可変形状鏡と、その可変形状鏡を駆動する駆動電圧制御部とで構成される可変形状鏡システムに関する。 The present invention relates to a deformable mirror system including a deformable mirror that changes the shape of a reflecting surface by electrostatic driving and a drive voltage control unit that drives the deformable mirror.
一般に、公知なMEMS(Micro Electro-Mechanical System)技術を用いて製作された、静電駆動で反射面の形状を変えることのできる可変形状鏡が注目されている。例えば、特許文献1には、可変形状鏡が提案されている。
2. Description of the Related Art In general, attention is paid to a deformable mirror manufactured using a known MEMS (Micro Electro-Mechanical System) technology and capable of changing the shape of a reflecting surface by electrostatic driving. For example,
従来技術による可変形状鏡の構成を図17に示す。この可変形状鏡は、上部基板42と下部基板43とが予め定めた間隔をあけて対向配置される。上部基板42は、表面側の反射面44と、対向側の上部電極45とで積層構成され、静電引力によって変形する可撓性を有している。下部基板43は、対向側に形成された下部電極47と、下部電極47上を覆う誘電体膜48とを備えている。反射面44は、上部電極45と下部電極43間に電圧を印加することで発生する静電駆動力によって湾曲するように変形する。
前述した従来の可変形状鏡は、反射面を変形させるために電圧を印加し続けると、上部電極と下部電極間に発生した電界により、これらの間に形成される誘電体膜に寄生電荷が発生する。この寄生電荷としては、誘電体膜に蓄積されるものと、大気中の有極分子(主に水分子)の吸着によるものが考えられる。これらの寄生電荷により、駆動のための電界とは逆の電界が発生し、静電引力を低下させて、反射面の変形が減少するという課題がある。 In the conventional deformable mirror described above, when a voltage is continuously applied to deform the reflecting surface, a parasitic charge is generated in the dielectric film formed between the upper electrode and the lower electrode due to the electric field generated between the upper electrode and the lower electrode. To do. As this parasitic charge, it is conceivable that it is accumulated in a dielectric film or due to adsorption of polar molecules (mainly water molecules) in the atmosphere. Due to these parasitic charges, an electric field opposite to the electric field for driving is generated, and there is a problem that the electrostatic attractive force is reduced and the deformation of the reflecting surface is reduced.
そこで本発明は、寄生電荷量を推測し、その推測値を基に駆動電圧を補正することで、入力された信号に対して安定的に駆動・変形させる可変形状鏡システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has an object to provide a deformable mirror system that stably drives and deforms an input signal by estimating a parasitic charge amount and correcting a drive voltage based on the estimated value. And
本発明に従う実施形態は、上記目的を達成するために、一方面に反射面が形成され、他方面に第1の電極が形成された変形部と、上記第1の電極と予め定められた間隔をあけて対向して配置され、上記第1の電極の対向する側に第2の電極が形成された固定部と、上記第1の電極と第2の電極間に形成された誘電体膜と、で構成される可変形状鏡と、上記変形部を変形させるべく駆動電圧指示信号を増幅して、上記第1の電極及び上記第2の電極の間に駆動電圧の電位差として与える増幅部と、上記誘電体膜に蓄積された寄生電荷量を推測し、電荷推測値を出力する寄生電荷量推測部と、上記電荷推測値に基づき、駆動電圧指示信号を変化させて、上記増幅部の出力電圧を補正する補正部と、を具備する可変形状鏡システムを提供する。 In order to achieve the above object, the embodiment according to the present invention has a deformed portion in which a reflective surface is formed on one surface and a first electrode is formed on the other surface, and a predetermined distance from the first electrode. A fixed portion having a second electrode formed on the opposite side of the first electrode, and a dielectric film formed between the first electrode and the second electrode, And an amplifying unit that amplifies a driving voltage instruction signal to deform the deforming unit, and gives a potential difference of the driving voltage between the first electrode and the second electrode; A parasitic charge amount estimation unit that estimates a parasitic charge amount accumulated in the dielectric film and outputs a charge estimation value; and a drive voltage instruction signal is changed based on the charge estimation value to output an output voltage of the amplification unit And a deformable mirror system comprising:
本発明によれば、寄生電荷量を推測し、その推測値を基に駆動電圧を補正することで、入力された信号に対して安定的に駆動・変形させる可変形状鏡システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a deformable mirror system that stably drives and deforms an input signal by estimating a parasitic charge amount and correcting a drive voltage based on the estimated value. it can.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
第1の実施形態に係る可変形状鏡システムについて説明する。図1は、第1の実施形態における可変形状鏡を上から見た上面図、図2は、図1に示す可変形状鏡のA−A’断面の構成を示す断面図、図3は、上部基板を外した状態の可変形状鏡の内部構成を示す図である。まず、可変形状鏡1を構成について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The deformable mirror system according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a top view of the deformable mirror according to the first embodiment viewed from above, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the deformable mirror taken along the line AA ′ in FIG. 1, and FIG. It is a figure which shows the internal structure of the deformable mirror of the state which removed the board | substrate. First, the configuration of the
可変形状鏡1は、電極基板2とミラー基板3がスペーサ8を挟んで、一定間隔を空けて対向するように配置されて構成される。ミラー基板3は、電極基板2よりも一辺側が短く形成され、後述する駆動制御部と接続するための第1の引出電極5aと第2の引出電極6aとが露出するように形成される。
The
本実施形態においては、上面から見ると、ミラー基板3の表面側(非対向面側)には、円形の反射面となる反射膜4が設けられる。勿論、反射面は円形に限定されるものではなく、用途や仕様に応じて、適宜好適する形状にすることも可能である。この反射膜4としては、可変形状鏡1の仕様によっても異なるが、反射率が高い金属が適しており、例えばアルミニウム、金又は、誘電体多層膜が用いられる。アルミニウム等、大気に晒されて酸化する特性を持つ金属を用いる場合は、さらに最表面にシリコン酸化物等の透明度の高い薄膜でコーティングする。
In the present embodiment, when viewed from above, the
図3(b)に示すように、ミラー基板3の対向面側には、金属等の導電性材料からなる第1の電極5が全面に形成される。
As shown in FIG. 3B, the
さらに図2に示すように、ミラー基板3は、変形部3aと支持部3bからなり、支持部3bは変形部3aを支持すると共に、スペーサ8を介して電極基板2に固定するときの固定部として用いられる。これらの電極及び反射膜4については、製造方法として、メッキ法や半導体技術による蒸着法、CVD法又はスパッタリング法が用いられる。尚、後述する電極及び引出電極等も同様な手法で形成される。
Further, as shown in FIG. 2, the
また、電極基板2上には、円形の反射面と対向するように、略同形の第2の電極6が形成され、さらに、第2の電極6を覆うように、誘電体膜(絶縁膜)7が形成される。この誘電体膜7としては、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等が用いられる。本実施形態では、誘電体膜7は第2の電極6上に形成しているが、これに限らず、対向する第1の電極5側に形成してもよいし、第1の電極5と第2の電極6との間で、それぞれに離間した状態で配置するように設けてもよい。その際に、電極間に設けられる他の構造物上に形成してもよい。第2の電極6は、配線によって第2の引出電極6aに電気的に接続される。
Further, a substantially identical
図2に示すように、スペーサ8の高さ、即ち、電極基板2とミラー基板3との間隔は、ミラー基板3の変形部3aの変形量によって決定され、必要な変形量の約3倍以上の間隔が必要とされる。本実施形態では、スペーサ8は、ガラスやシリコン基板等の無機物材料や金属等を用いて形成する例であるが、これに変わって、ビーズ(径により間隔を調整)を含む有機接着剤を用いてもよい。
As shown in FIG. 2, the height of the
また、図3(a),(c)に示すように、第1の引出電極5aは、第1の電極5と対向する位置に設けられた接続用パッド5cと電極基板2上で配線により接続される。接続用パッド5cと対向する第1の電極5の面を接続エリア5bとする。これらの接続用パッド5cと接続エリア5bは、金属板や導線などの電気接続用導電材による圧接、又は導電性ペースト等で接続させる。他の手法としては、スペーサ8の表面から裏面に回る導電パターンを形成して、固定する際に導電パターンの両端を接続用パッド5cと接続エリア5bにそれぞれ密着させることにより、電気的な接続を行ってもよい。第1の引出電極5aと第2の引出電極6aから外部への電気接続は、図示していないが通常、ワイヤボンディングによって行われる。
Also, as shown in FIGS. 3A and 3C, the
ここで、図2を参照して可変形状鏡1の動作原理について説明する。
この可変形状鏡1は、静電力によって変形部3a上の反射面を変形させる静電駆動方式を採用している。まず、第1の電極5をゼロ(0)電位(接地電位)に接続し、第2の電極6に駆動電圧を印加することで、第1の電極5と第2の電極6との間に電位差が生じ、これにより発生した静電力引力により、反射面は、変形部3aと共に電極基板2に向かって変形する。
Here, the operation principle of the
This
初期状態に対する変形部3aの変位を変形量とし、変形部3aが駆動基板2側に変形する方向を正の変形量とする。
The displacement of the deformation portion 3a with respect to the initial state is defined as a deformation amount, and the direction in which the deformation portion 3a deforms toward the
反射面および変形部3aの変形量は、第1の電極5と第2の電極6の電位差によって変えることができる。
The amount of deformation of the reflecting surface and the deforming portion 3 a can be changed by the potential difference between the
次に、課題として述べた寄生電荷について説明する。
前述したように、第2の電極6に駆動電圧を印加すると、第1の電極5と第2の電極6の間に発生した電界によって、第2の電極6の上に形成された誘電体膜7に寄生電荷が蓄積する。この寄生電荷としては、誘電体膜7に蓄積されるものと、大気中の有極分子(主に水分子)の吸着によるものが考えられる。本実施例の場合第2の電極6に正電圧を印加しているので、第2の電極6から第1の電極5の向きの電界が発生する。この電界により、第2の電極6上の誘電体膜7には負の電荷が蓄積し、この電荷により第1の電極5と第2の電極6間には前記電界とは逆の方向の電界(第1の電極5から第2の電極6へ向かった電界)が発生する。その結果、駆動電圧による電界が一部打ち消され、静電引力が低下して変形部3aの変形量が減少する。
Next, the parasitic charge described as a problem will be described.
As described above, when a driving voltage is applied to the
図4に、寄生電荷の有無におけるそれぞれの駆動特性を示す。
寄生電荷無しの状態に対して寄生電荷ありの状態では、駆動電圧対変形部3aの変形量のプロットは、高電圧方向にシフトした状態となる。図4においては、駆動電圧を約20V増加させると、寄生電荷がない場合と同じ変形量を得ることとなる。以降、この駆動電圧の増分を寄生電荷量相当電圧と称する。
FIG. 4 shows each drive characteristic with and without parasitic charges.
In a state where there is no parasitic charge and a state where there is a parasitic charge, the plot of the drive voltage versus the deformation amount of the deformation unit 3a is shifted to the high voltage direction. In FIG. 4, when the drive voltage is increased by about 20 V, the same deformation amount as when there is no parasitic charge is obtained. Hereinafter, the increment of the drive voltage is referred to as a parasitic charge amount equivalent voltage.
次に、図5及び図6には、本実施形態の可変形状鏡1を駆動するための駆動制御部20と可変形状鏡1によるシステムの構成例を示す。図5は、通常駆動時の信号の流れを示し、図6は、後述する推測時の信号の流れを示している。
Next, FIG.5 and FIG.6 shows the structural example of the system by the
この駆動制御部20は、駆動電圧指示信号を補正する補正部21と、補正部21により補正出力された増幅部入力信号に基づいて、駆動電圧を可変形状鏡1に出力する増幅部22と、変形部3aの変形量を検出する変形量検出部23と、検出された変形量信号に基づき寄生電荷量相当電圧推測値を補正部21に出力する寄生電荷量推測部24と、で構成される。
The
補正部21は、図示しない入力部(操作部)又は本システムを使用する装置より入力された駆動電圧指示信号に対して、寄生電荷量相当電圧推測値を加算して補正された増幅部入力信号を出力する。増幅部22は、補正部21が出力した増幅部入力信号を増幅して、第2の電極6に駆動電圧を印加して変形部3aの反射面を変形させる。
The
変形量検出部23は、可変形状鏡1の反射面の変形量を検出し、変形量信号を出力する。検出原理は、光学的検出でも良いし、電気的でも良い。電気的に検出する場合は、静電容量検出、磁力検出又は、ひずみゲージ等いずれを用いてもよい。寄生電荷量推測部24には、変形量検出部23より出力される変形量信号が入力されており、変形量信号を基に寄生電荷量相当電圧を推測する。
The deformation
ここで、寄生電荷量相当電圧の推測の方法について説明する。
図4において、寄生電荷が存在する状態(実線)における駆動電圧と変形部3aの変形量の関係は、駆動電圧が寄生電荷量相当電圧に等しいときに変形量が最小となり、それ以下の駆動電圧では単調減少、それ以上の駆動電圧では単調増加となる。図4において、駆動電圧20Vの時は変形量が最小となっている。この最小の変形量は、理想的にはゼ口であるが、部材の組み付けなどにより、ある値の変形が残る場合がある。寄生電荷量推測部24は、以上のような特性を利用して、変形量検出部23より出力される変形量信号が最小となるときの駆動電圧を求め、寄生電荷量相当電圧推測値(パラメータ)として出力する。
Here, a method of estimating the parasitic charge amount equivalent voltage will be described.
In FIG. 4, the relationship between the driving voltage and the deformation amount of the deforming portion 3a in the state where the parasitic charge exists (solid line) is such that the deformation amount becomes minimum when the driving voltage is equal to the parasitic charge amount equivalent voltage, and the driving voltage below that Is monotonously decreasing, and at higher driving voltages, it is monotonically increasing. In FIG. 4, when the drive voltage is 20V, the deformation amount is minimum. The minimum amount of deformation is ideally the opening, but a certain amount of deformation may remain due to assembly of the members. The parasitic charge
次に、変形最小導出方法について説明する。
寄生電荷量相当電圧の推測は以下のように行われる。既に駆動電圧を印加しているときは駆動を停止し、図6に示すように、増幅部22の入力を補正部21の出力から寄生電荷量推測部24に切り替える。この切り換えに図示しない切換部(切り換えスイッチ)を設けて、信号切り換えを行ってもよい。
Next, the deformation minimum derivation method will be described.
The estimation of the parasitic charge equivalent voltage is performed as follows. When the driving voltage is already applied, the driving is stopped, and the input of the amplifying
寄生電荷量推測部24は、増幅部22への入力信号を制御することで信号駆動電圧を0Vより徐々に増やし、変形量信号が減少から増加へ変わる駆動電圧を検出し、寄生電荷量相当電圧推測値として保持し出力する。
The parasitic charge
また別の手法として、駆動電圧を0Vから寄生電荷量相当電圧よりも十分高い電圧まで順次増やして印加し、随時印加電圧における変形量を計測し、取得した変形量と駆動電圧の値に対して、関数をフィッティングする。このとき、駆動電圧は可変形状鏡1の変形部3aが破壊されない範囲の電圧を印加する。フィッティングした関数において変形量が最小となる駆動電圧を求めることで、寄生電荷量相当電圧推測値を出力する方法も採用することができる。
As another method, the drive voltage is sequentially increased from 0 V to a voltage sufficiently higher than the voltage corresponding to the amount of parasitic charges, applied, the deformation amount at the applied voltage is measured at any time, and the obtained deformation amount and the drive voltage value are compared. , Fitting function. At this time, the drive voltage is applied within a range in which the deformable portion 3a of the
フィッティングに使用する関数[式(1)]は、
(Δd:変形量、V:駆動電圧、d0、α、Voff:フィッティングすべきパラメータ)等が使用でき、その時は駆動電圧がVoffの時に変形量が最小となるので、寄生電荷量相当電圧推測値として、Voffを出力する。このように、寄生電荷量相当電圧推測値を求めた後、図5に示すように、増幅部22の入力を補正部21の出力に戻し、通常の駆動を行う。
(Δd: deformation amount, V: drive voltage, d0, α, Voff: parameter to be fitted) can be used, and at that time, the deformation amount is minimized when the drive voltage is Voff. As a result, Voff is output. Thus, after obtaining the estimated voltage value corresponding to the parasitic charge amount, as shown in FIG. 5, the input of the amplifying
以上説明したように、求められた寄生電荷量相当電圧推測値を基に補正部21で駆動電圧の補正が行われることで、寄生電荷量の蓄積に起因する変形量の変化が発生せず、可変形状鏡1を安定に駆動することができる。寄生電荷量相当電圧の推測は、電源投入時に自動的に実行しても良いし、システムの動作中に所定の時間間隔で実行しても良い。
As described above, the correction of the drive voltage by the
次に、図7(a),(b)乃至図10(a),(b)を参照して、第1の実施形態の変形例について説明する。
本変形例は、変形部3aの変形量が最小となる電圧付近において、変形量が寄生電荷量相当電圧で折り返されて絶対値で発生することを利用して、寄生電荷量相当電圧を推測するものである。本変形例の構成は、前述した第1の実施形態と同等であり、ここでの説明は省略する。
Next, a modified example of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b) to FIGS. 10 (a) and 10 (b).
In this modification, a parasitic charge amount equivalent voltage is estimated by utilizing the fact that the deformation amount is folded back by a parasitic charge amount equivalent voltage and is generated in an absolute value near the voltage at which the deformation amount of the deformation portion 3a is minimized. Is. The configuration of this modification is the same as that of the first embodiment described above, and a description thereof is omitted here.
本変形例は、駆動電圧として増幅部22から第2の電極6にオフセット電圧を持った正弦波を印加する。図7(a)は、寄生電荷量相当電圧に対してオフセット電圧が高く差が十分にある例を示し、図7(b)は、その時の変形部3aの変形量の挙動を示す。図8(a)は、寄生電荷量相当電圧に対してオフセット電圧が高いが差が小さい例を示し、図8(b)は、その時の変形部3aの変形量の挙動を示す。図9(a)は、寄生電荷量相当電圧に対してオフセット電圧が一致した場合の例を示し、図9(b)は、その時の変形部3aの変形量の挙動を示す。図10(a)は、寄生電荷量相当電圧に対してオフセット電圧が低く十分に差がある例を示し、図10(b)は、その時の変形部3aの変形量の挙動を示す。
In this modification, a sine wave having an offset voltage is applied from the amplifying
図7(a)に示すように、寄生電荷量相当電圧に対してオフセット電圧が高い場合は、正弦波に起因する均一な揺動が変形部3aに発生する。寄生電荷量相当電圧とオフセット電圧が接近した場合、変形量の挙動は、正弦波が検波された状態となり、変形量の振幅が減少する。 As shown in FIG. 7A, when the offset voltage is high with respect to the parasitic charge amount equivalent voltage, a uniform oscillation caused by the sine wave occurs in the deformed portion 3a. When the parasitic charge equivalent voltage and the offset voltage approach each other, the behavior of the deformation amount is a state in which a sine wave is detected, and the amplitude of the deformation amount decreases.
さらに、図9(a)に示すように、寄生電荷量相当電圧とオフセット電圧が一致した場合には、図9(b)に示すように、変形量の挙動は元の正弦波の振幅の中心で折り返された波形となり、振幅は最小となる。また、図10(a)に示すように、オフセット電圧が寄生電荷量相当電圧よりも低い場合には、図10(b)に示すように、変形量は前述した図7(b)に示した位相とは、逆の位相となり、振幅は図9の場合に比べて増加する。 Furthermore, as shown in FIG. 9A, when the parasitic charge amount equivalent voltage and the offset voltage match, as shown in FIG. 9B, the behavior of the deformation amount is the center of the amplitude of the original sine wave. The waveform is folded at, and the amplitude is minimum. Further, as shown in FIG. 10A, when the offset voltage is lower than the parasitic charge amount equivalent voltage, as shown in FIG. 10B, the deformation amount is shown in FIG. 7B described above. The phase is opposite to the phase, and the amplitude is increased as compared with the case of FIG.
以上の特性を利用して、変形量の振幅が最小となるオフセット電圧から寄生電荷量相当電圧推測値を求めることができる。ここで、変形部3aの変形量を検出する際、第2の電極6に印加している正弦波の周波数と同一の周波数成分のみに注目し変形部3aの変形量を検出することで、さらに高精度な電荷推測を行うことができる。尚、印加する電圧の波形を正弦波として説明したが、これ以外にも、他の交番信号、例えば矩形波や三角波でもよい。また、寄生電荷量相当電圧とオフセット電圧が一致する状態を挟み、駆動電圧の正弦波と変形量の挙動である正弦波の位相差が変化するので、これを検出する手法を用いることもできる。
By utilizing the above characteristics, a parasitic charge equivalent voltage estimated value can be obtained from the offset voltage that minimizes the amplitude of the deformation. Here, when detecting the deformation amount of the deformation portion 3a, by focusing only on the same frequency component as the frequency of the sine wave applied to the
次に、第2の実施形態について説明する。
図11には、本実施形態の可変形状鏡1を駆動するための駆動制御部20と可変形状鏡1によるシステムの構成例を示す。可変形状鏡1は、前述した第1の実施形態(図1乃至3)と同等であり、同じ参照符号を用いて説明を行い、ここでの構成の説明は省略する。
Next, a second embodiment will be described.
FIG. 11 shows a configuration example of a system including the
本実施形態は、補正部21、増幅部22及び寄生電荷量推測部25により構成される駆動制御部20と、可変形状鏡1からなる可変形状鏡システムである。
補正部21は、システムに入力される駆動電圧指示信号に対して、寄生電荷量相当電圧推測値を加算して増幅部入力信号を出力する。増幅部22は、補正部21が出力した増幅部入力信号を増幅し、駆動電圧を第2の電極6に印加する。寄生電荷量推測部25は、増幅部22が出力した駆動電圧をモニタし、その情報から寄生電荷量相当電圧を推測して寄生電荷量相当電圧推測値を出力する。推測の手法については後述する。
The present embodiment is a deformable mirror system including a
The
図12を参照して、チャージされる寄生電荷量相当電圧の経時変化について説明する。
前述した寄生電荷量相当電圧は、駆動電圧の状態に応じて時間を経るに従い変化し、長時間経過後には駆動電圧と同じ電圧値に収束する。図12に示すように、寄生電荷量相当電圧に対して駆動電圧が高いときは、寄生電荷量相当電圧は高くなる。その反対に、寄生電荷量相当電圧に対して駆動電圧が低いときは、寄生電荷量相当電圧は低くなる。
With reference to FIG. 12, the change with time of the voltage corresponding to the amount of parasitic charge to be charged will be described.
The above-described voltage corresponding to the amount of parasitic charge changes with time according to the state of the drive voltage, and converges to the same voltage value as the drive voltage after a long time. As shown in FIG. 12, when the drive voltage is higher than the parasitic charge amount equivalent voltage, the parasitic charge amount equivalent voltage becomes high. On the other hand, when the drive voltage is lower than the parasitic charge amount equivalent voltage, the parasitic charge amount equivalent voltage is low.
寄生電荷量相当電圧が0Vで、駆動電圧が0VからVinにステップ状に変化した時には、寄生電荷量相当電圧Voutは、以下の式(2)で算出されるように変化する。
ここで、Vin:駆動電圧、t:印加を開始してから時間、τ:収束の時定数とする。また、図12においては、寄生電荷量相当電圧が十分に収束した状態を概念的に示している。しかし実際の可変形状鏡1では、図13に示すように収束には長時間(数千時間以上)かかり、収束前に駆動電圧を変化させる場合は、変化させたタイミングで、その時の寄生電荷量相当電圧から駆動電圧に向かって収束を開始する。
Here, Vin: drive voltage, t: time from the start of application, τ: time constant of convergence. Further, FIG. 12 conceptually shows a state in which the voltage equivalent to the amount of parasitic charges has sufficiently converged. However, in the actual
本実施形態における可変形状鏡システムは、前述した寄生電荷の蓄積の特性を用いて推測する。例えば、式(2)を利用して、駆動電圧と、印加開始からの時間とに基づき、寄生電荷量相当電圧推測値を求めて出力する。 The deformable mirror system in the present embodiment is estimated using the above-described characteristics of parasitic charge accumulation. For example, using Equation (2), a parasitic charge equivalent voltage estimated value is obtained and output based on the drive voltage and the time from the start of application.
以上のように、本実施形態の可変形状鏡システムは、一時的に駆動を停止させることなく、寄生電荷量の推測を行い、駆動電圧を補正することで寄生電荷起因の変形量変化を発生させずに可変形状鏡1を安定に駆動することができる。尚、寄生電荷量推測部25は、駆動電圧を直接モニタせず、補正部21が出力した増幅部入力信号から求めてもよい。
As described above, the deformable mirror system according to the present embodiment estimates the parasitic charge amount without temporarily stopping the drive, and corrects the drive voltage to generate the deformation amount change caused by the parasitic charge. Therefore, the
次に、本実施形態の可変形状鏡システムにおける時定数の導出について説明する。
寄生電荷量推測部25で用いる前述した式(2)の時定数τは、以下の手順で導出することができる。まず、駆動電圧として電圧Vinを印加した状態で、ある時点の寄生電荷量相当電圧推測値を検出しV'outとする。この検出は、第1の実施形態の手法を用いる。その後時間Δtが経過した時点で、再度、寄生電荷量相当電圧推測値を検出し、Voutとする。以上の値を用いて後述する式(3)の演算をすることで、時定数τを導出することができる。この処理は、工場出荷時に実施してもよいし、電源投入時の初期化動作として実施してもよい。尚、工場出荷時に実施した際に得られた時定数τの値は、不揮発性メモリに記憶させておくことが望ましい。
The time constant τ of the above-described equation (2) used in the parasitic charge
次に、図14を参照して、第2の実施形態の第1の変形例について説明する。
本変形例は、前述した第2の実施形態(図11)と同じ構成であり、寄生電荷量推測の手法が異なっている。
Next, a first modification of the second embodiment will be described with reference to FIG.
This modification has the same configuration as that of the second embodiment (FIG. 11) described above, and the method of estimating the parasitic charge amount is different.
前述した第2の実施形態における寄生電荷量推測部25は、次のような構成を取ることもできる。本変形例では、寄生電荷量推測部25は、駆動電圧と直前の寄生電荷量相当電圧推測値との差に基づき、新たな寄生電荷量相当電圧推測値を求める。この導出には、後述する式(4)を用いる。導出の手順は以下の通りである。
The parasitic charge
まず、寄生電荷量相当電圧推測値をV'outとして記憶する。初期状態であれば、V'out=0としても良いし、第1の実施形態における手法を用いて導出しても良い。時間Δt経過後に、駆動電圧と時定数τを基に式(4)から新たな寄生電荷量相当電圧推測値Voutを導出する。ここで用いる時定数τは、前述した式(3)により導出された値を用いる。この手順を用いることで逐次的に寄生電荷量を推測できるため、図13に示すように、寄生電荷量相当電圧が収束する前に駆動電圧が変化した場合であっても、継続的に寄生電荷量相当電圧推測値を出力させることができる。
ここで、Vout:現在の寄生電荷量相当電圧推測値(出力)、V'out:直前の寄生電荷量相当電圧推測値、Vin:駆動電圧、τ:時定数、Δt:演算間隔時間とする。 Here, Vout: current estimated parasitic charge amount equivalent voltage value (output), V′out: immediately preceding estimated parasitic charge amount equivalent voltage value, Vin: drive voltage, τ: time constant, Δt: calculation interval time.
次に、図15を参照して、第2の実施形態の第2の変形例について説明する。
本変形例は、前述した第2の実施形態(図11)と同じ構成であり、寄生電荷推測の手法が異なっている。
Next, a second modification of the second embodiment will be described with reference to FIG.
This modification has the same configuration as that of the above-described second embodiment (FIG. 11), and the method for estimating the parasitic charge is different.
本変形例は、可変形状鏡システムの電源(主電源)が投入されていない状態であっても、駆動電圧が0Vの状態が維持されていると見なすことができる。よって、電源がオフになった状態からの経過時間に基づき、寄生電荷量を推測する。推測手順は以下の通りである。 In this modification, it can be considered that the state where the drive voltage is 0 V is maintained even when the power source (main power source) of the deformable mirror system is not turned on. Therefore, the amount of parasitic charges is estimated based on the elapsed time from when the power supply is turned off. The estimation procedure is as follows.
まず、可変形状鏡システムの電源がオフになったタイミングを検知し、その時の寄生電荷量相当電圧推測値V3と時刻t1を不揮発性メモリに記憶する。電源オフの検出は、電源電圧の低下を検出しても良いし、可変形状鏡システムを使用している装置よりシャットダウン信号を受信して検出しても良い。 First, the timing at which the power source of the deformable mirror system is turned off is detected, and the parasitic charge amount equivalent voltage estimation value V3 and the time t1 at that time are stored in the nonvolatile memory. The power-off detection may be performed by detecting a decrease in the power supply voltage or by receiving a shutdown signal from a device using the deformable mirror system.
次に、可変形状鏡システムの電源がオンになったタイミングの時刻をt2とすると、以下の式(5)より、寄生電荷量を推測することができる。
本システムの電源がオンになったタイミングの検出は、電源電圧の上昇を検出しても良いし、可変形状鏡システムを使用している装置よりスタートアップ信号を受信して検出してもよい。本変形例によれば、長時間に亘り電源がオフ状態となるシステムにおいても、確実に寄生電荷量を推測することができ、安定した駆動を実現することができる。尚、時刻t1として、電源オフの時刻を記憶していたが、駆動電圧がゼ口になった時刻を記憶してもよい。その場合、寄生電荷量電圧推測値V3は、駆動電圧がゼ口になった時点の寄生電荷量を記憶する。 Detection of the timing when the power supply of this system is turned on may be detected by detecting an increase in power supply voltage or by receiving a startup signal from an apparatus using the deformable mirror system. According to this modification, even in a system in which the power supply is turned off for a long time, the amount of parasitic charges can be reliably estimated, and stable driving can be realized. In addition, although the time of power-off was memorize | stored as time t1, you may memorize | store the time when the drive voltage became the opening. In this case, the parasitic charge amount voltage estimated value V3 stores the parasitic charge amount at the time when the drive voltage becomes the gate.
次に、第3の実施形態について説明する。
図16には、本実施形態の可変形状鏡1を駆動するための駆動制御部20と可変形状鏡1によるシステムの構成例を示す。可変形状鏡1は、前述した第1の実施形態(図1乃至3)と同等であり、同じ参照符号を用いて説明を行い、ここでの構成の説明は省略する。
Next, a third embodiment will be described.
FIG. 16 shows a configuration example of a system including the
本実施形態は、可変形状鏡1を使用する環境により、寄生電荷量が変化する特性を用いて、寄生電荷量相当電圧を推測する。本実施形態は、補正部21、増幅部22、温度センサ/湿度センサ26及び寄生電荷量推測部27で構成され、雰囲気の温度/湿度に基づくセンサ信号を用いて可変形状鏡1を駆動制御する可変形状鏡システムである。この構成において、温度センサ/湿度センサ26は、公知なセンサであって、温度センサ及び湿度センサを共に搭載する構成であっても、温度センサ又は湿度センサのいずれかの一方のセンサを搭載する構成であってもよい。
In the present embodiment, the parasitic charge equivalent voltage is estimated using the characteristic that the parasitic charge changes depending on the environment in which the
この構成において、温度センサ/湿度センサ26は、可変形状鏡1の雰囲気の温度/湿度を検出して寄生電荷量推測部27に温度/湿度信号を出力する。寄生電荷量推測部27は、温度/湿度信号に基づき、寄生電荷量相当電圧を推測し、寄生電荷量相当電圧推測値を補正部21に出力する。
In this configuration, the temperature sensor /
補正部21は、システムに入力される駆動電圧指示信号に対して、寄生電荷量相当電圧推測値を加算して増幅部入力信号を出力する。増幅部22は、補正部21が出力した増幅部入力信号を増幅し、駆動電圧を第2の電極6に印加して、可変形状鏡1を駆動する。
The
本実施形態によれば、大気中の有極分子(主に水分子)の吸着に起因する寄生電荷量に相当する寄生電荷量相当電圧推測値を求めることができる。 According to the present embodiment, it is possible to obtain a parasitic charge amount equivalent voltage estimation value corresponding to the parasitic charge amount due to adsorption of polar molecules (mainly water molecules) in the atmosphere.
さらに、本実施形態に対して、前述した第1,2の実施形態の何れかを組み合わせて、誘電体膜に蓄積される電荷に起因する寄生電荷量に、大気中の有極分子の吸着に起因する寄生電荷量を加味した寄生電荷量相当電圧推定値を求め、増幅部22が出力する駆動電圧を補正することもできる。
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
In addition to this embodiment, any one of the first and second embodiments described above is combined to reduce the amount of parasitic charge caused by the charge accumulated in the dielectric film, and to absorb polar molecules in the atmosphere. It is also possible to obtain a parasitic charge equivalent voltage estimated value in consideration of the resulting parasitic charge and correct the drive voltage output from the amplifying
Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are naturally possible within the scope of the gist of the present invention.
(付記)
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
(Appendix)
The invention having the following configuration can be extracted from the specific embodiment.
(1)反射面が形成された変形部[3a]と、
上記変形部を固定する固定部[8]と、
上記変形部と上記固定部にそれぞれ対向して設けられた電極[5,6]と、
上記2つの電極の間に存在する誘電体膜[7]と、
を備える可変形状鏡[1]において、
上記変形部を変形させるべく駆動電圧指示信号を増幅して上記2つの電極に駆動電圧の電位差を与える増幅部[22]と、
上記誘電体膜に蓄積された寄生電荷量を推測し電荷推測値を出力する寄生電荷量推測部[24]と、上記電荷推測値を基に駆動電圧指示信号を変化させて増幅部の出力電圧を補正する補正部[21]と、を具備することを特徴とする可変形状鏡システム。
(1) Deformation part [3a] in which a reflective surface was formed;
A fixing part [8] for fixing the deformation part;
Electrodes [5, 6] provided to face the deformed portion and the fixed portion, respectively;
A dielectric film [7] present between the two electrodes;
In a deformable mirror [1] comprising:
An amplifying unit [22] that amplifies a driving voltage instruction signal to deform the deforming unit and gives a potential difference between the driving voltages to the two electrodes;
A parasitic charge amount estimation unit [24] that estimates a parasitic charge amount accumulated in the dielectric film and outputs an estimated charge value; and an output voltage of the amplifying unit by changing a drive voltage instruction signal based on the estimated charge value A deformable mirror system, comprising: a correction unit [21] that corrects the angle.
(対応する実施形態)
この(1)に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第1の実施形態が対応する。(1)の各項における[]内は、図1乃至図3に示す構成部位に対応する参照符号である。
(Corresponding embodiment)
The embodiment related to the deformable mirror system described in (1) corresponds to the first embodiment. [] In each item of (1) are reference numerals corresponding to the components shown in FIGS. 1 to 3.
(作用効果)
この(1)に記載の可変形状鏡システムによれば、実測して求めた変形部の変形量における、駆動電圧との関係は、駆動電圧が寄生電荷量相当電圧に等しいときに変形量が最小となり、それ以下の駆動電圧では単調減少、それ以上の駆動電圧では単調増加となる。従って、変形量信号が最小となるときの駆動電圧を求め、寄生電荷量相当電圧推測値(パラメータ)として出力する。最小の変形量は、理想的にはゼロである。求められた寄生電荷量相当電圧推測値を基に補正部で駆動電圧の補正が行われることで、寄生電荷の蓄積に起因する変形量の変化が発生せず、可変形状鏡を安定に駆動することができる。
(Function and effect)
According to the deformable mirror system described in (1), the relationship between the deformation amount of the deformation portion obtained by actual measurement and the drive voltage is such that the deformation amount is minimum when the drive voltage is equal to the parasitic charge amount equivalent voltage. Thus, it decreases monotonously at a driving voltage lower than that, and increases monotonously at a driving voltage higher than that. Therefore, the driving voltage when the deformation amount signal is minimized is obtained and output as a parasitic charge amount equivalent voltage estimation value (parameter). The minimum amount of deformation is ideally zero. The correction voltage is corrected by the correction unit based on the estimated parasitic charge equivalent voltage estimated value, so that the deformation amount due to the accumulation of the parasitic charge does not occur and the deformable mirror is driven stably. be able to.
(2)上記寄生電荷量推測部[24]は、電荷推測値として、上記寄生電荷による静電力を打ち消すために必要な電圧の推測値である寄生電荷量相当電圧推測値を出力し、
上記補正部[21]は、上記増幅部[22]から前記寄生電荷量相当電圧推測値を加算した値が出力されるように、上記駆動電圧指示信号を変化させることを特徴とする(1)に記載の可変形状鏡システム。
(2) The parasitic charge amount estimation unit [24] outputs a parasitic charge amount equivalent voltage estimated value that is an estimated value of a voltage necessary to cancel the electrostatic force due to the parasitic charge as a charge estimated value,
The correction unit [21] changes the drive voltage instruction signal so that a value obtained by adding the parasitic charge amount equivalent voltage estimation value is output from the amplification unit [22] (1) The deformable mirror system described in 1.
(対応する実施形態)
この(2)に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第1の実施形態が対応する。(2)の各項における[]内は、図1乃至図3に示す構成部位に対応する参照符号である。
(Corresponding embodiment)
The embodiment relating to the deformable mirror system described in (2) corresponds to the first embodiment. [] In each item of (2) are reference numerals corresponding to the components shown in FIGS. 1 to 3.
(作用効果)
この(2)に記載の可変形状鏡システムによれば、寄生電荷量推測部は、増幅部への入力信号を制御することで信号駆動電圧を0Vより徐々に増やし、変形量信号が減少から増加へ変わる駆動電圧を検出し、寄生電荷量相当電圧推測値として出力する。求められた寄生電荷量相当電圧推測値を基に補正部で駆動電圧の補正が行われることで、寄生電荷の蓄積に起因する変形量の変化が発生せず、可変形状鏡を安定に駆動することができる。
(Function and effect)
According to the deformable mirror system described in (2), the parasitic charge amount estimation unit gradually increases the signal drive voltage from 0 V by controlling the input signal to the amplification unit, and the deformation amount signal increases from the decrease. Is detected and output as a parasitic charge equivalent voltage estimated value. The correction voltage is corrected by the correction unit based on the estimated parasitic charge equivalent voltage estimated value, so that the deformation amount due to the accumulation of the parasitic charge does not occur and the deformable mirror is driven stably. be able to.
(3)上記寄生電荷量推測部[25]は、上記駆動電圧を検出し、上記駆動電圧の状態を基に寄生電荷量相当電圧推測値を出力することを特徴とする(1)又は(2)に記載の可変形状鏡システム。 (3) The parasitic charge amount estimation unit [25] detects the driving voltage and outputs a parasitic charge amount equivalent voltage estimated value based on the state of the driving voltage (1) or (2 ) Deformable mirror system.
(対応する実施形態)
この(3)に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第2の実施形態が対応する。(3)における[]内は、図11に示す構成部位に対応する参照符号である。
(Corresponding embodiment)
The second embodiment corresponds to the embodiment of the deformable mirror system described in (3). [] In (3) are reference numerals corresponding to the components shown in FIG.
(作用効果)
この(3)に記載の可変形状鏡システムによれば、寄生電荷量推測部は、増幅部が出力した駆動電圧をモニタし、その情報から寄生電荷量相当電圧を推測して寄生電荷量相当電圧推測値を補正部に出力する。求められた寄生電荷量相当電圧推測値を基に補正部で駆動電圧の補正が行われる。効果は、(2)と同様、さらに、一時的に駆動を停止させることなく、寄生電荷量の推測を行い、寄生電荷起因の変形量変化を発生させずに可変形状鏡1を安定に駆動することができる。
(Function and effect)
According to the deformable mirror system described in (3), the parasitic charge amount estimation unit monitors the drive voltage output from the amplification unit, and estimates the parasitic charge amount equivalent voltage from the information to estimate the parasitic charge amount equivalent voltage. The estimated value is output to the correction unit. The drive voltage is corrected by the correction unit based on the obtained parasitic charge amount equivalent voltage estimated value. As in (2), the effect is that the amount of parasitic charge is estimated without temporarily stopping the drive, and the
(4)上記寄生電荷量推測部[25]は、上記駆動電圧と、電圧を印加している期間を検出し、電圧と期間の長さを基に寄生電荷量相当電圧推測値を出力することを特徴とする(3)に記載の可変形状鏡システム。 (4) The parasitic charge amount estimation unit [25] detects the drive voltage and a period during which the voltage is applied, and outputs a parasitic charge equivalent voltage estimated value based on the voltage and the length of the period. (3) The deformable mirror system according to (3).
(対応する実施形態)
この(4)に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第2の実施形態が対応する。(4)における[]内は、図11に示す構成部位に対応する参照符号である。
(Corresponding embodiment)
The embodiment relating to the deformable mirror system described in (4) corresponds to the second embodiment. [] In [4] are reference numerals corresponding to the components shown in FIG.
(作用効果)
本実施形態における可変形状鏡システムは、推測を寄生電荷の蓄積の特性を用いて行う。例えば、式(1)を利用して、駆動電圧と、印加開始からの時間(期間)とに基づき、寄生電荷量相当電圧推測値を求めて出力する。効果は、(2)と同様、さらに、一時的に駆動を停止させることなく、寄生電荷量の推測を行い、寄生電荷起因の変形量変化を発生させずに可変形状鏡を安定に駆動することができる。
(Function and effect)
The deformable mirror system in the present embodiment makes an estimation using the characteristics of parasitic charge accumulation. For example, using formula (1), a parasitic charge amount equivalent voltage estimation value is obtained and output based on the drive voltage and the time (period) from the start of application. As in (2), the effect is that the amount of parasitic charge is estimated without temporarily stopping driving, and the deformable mirror is driven stably without causing a change in the amount of deformation caused by the parasitic charge. Can do.
(5)上記寄生電荷量推測部[25]は、上記増幅部[22]が上記対向し設けられた電極に電圧を印加していない期間を検出し、期間の長さを基に寄生電荷量相当電圧推測値を出力することを特徴とする請求項3に記載の可変形状鏡システム。
(5) The parasitic charge estimation unit [25] detects a period in which the amplification unit [22] does not apply a voltage to the opposed electrodes and detects the parasitic charge based on the length of the period. 4. The deformable mirror system according to
この(5)に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、図15に示す第2の実施形態の第2の変形例が対応する。(5)における[]内は、図11に示す構成部位に対応する参照符号である。 The second modification of the second embodiment shown in FIG. 15 corresponds to the embodiment relating to the deformable mirror system described in (5). [] In (5) are reference numerals corresponding to the components shown in FIG.
(作用効果)
本実施形態における可変形状鏡システムは、長時間に亘り電源がオフ状態となるシステムにおいても、確実に寄生電荷量を推測することができ、安定した駆動を実現することができる。
(Function and effect)
The deformable mirror system in the present embodiment can reliably estimate the amount of parasitic charges even in a system in which the power supply is turned off for a long time, and can realize stable driving.
(6)上記寄生電荷量推測部[25]は、上記駆動電圧と直前の寄生電荷量相当電圧推測値の差から、寄生電荷量相当電圧の変化分を算出し寄生電荷量相当電圧推測値を出力することを特徴とする(3)に記載の可変形状鏡システム。 (6) The parasitic charge amount estimation unit [25] calculates a change amount of the parasitic charge amount equivalent voltage from the difference between the drive voltage and the immediately preceding parasitic charge amount equivalent voltage estimate value, and obtains the parasitic charge amount equivalent voltage estimate value. The deformable mirror system according to (3), wherein the deformable mirror system outputs.
この(6)に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、図14に示す第2の実施形態の第1の変形例が対応する。(6)における[]内は、図11に示す構成部位に対応する参照符号である。 The embodiment relating to the deformable mirror system described in (6) corresponds to the first modification of the second embodiment shown in FIG. [] In (6) are reference numerals corresponding to the components shown in FIG.
(作用効果)
本実施形態における可変形状鏡システムは、逐次的に寄生電荷量が推測でき、寄生電荷量相当電圧が収束する前に、駆動電圧が変化した場合であっても継続的に寄生電荷量相当電圧推測値を出力させることができる。
(Function and effect)
The deformable mirror system according to the present embodiment can estimate the parasitic charge amount sequentially, and continuously estimate the parasitic charge equivalent voltage even when the drive voltage changes before the parasitic charge equivalent voltage converges. A value can be output.
(7)上記寄生電荷量推測部[24]は、上記可変形状鏡[1]の変形量を検出する検出部[23]を備え、上記駆動電圧と検出部[23]より出力される変形信号の関係を基に寄生電荷量相当電圧推測値を出力することを特徴とする(1)又は(2)に記載の可変形状鏡システム。 (7) The parasitic charge amount estimation unit [24] includes a detection unit [23] that detects the deformation amount of the deformable mirror [1], and the deformation signal output from the drive voltage and the detection unit [23]. The variable shape mirror system according to (1) or (2), wherein an estimated voltage value corresponding to the amount of parasitic charges is output based on the relationship (1).
この(7)に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第1の実施形態が対応する。(7)における[]内は、図6に示す構成部位に対応する参照符号である。 The embodiment related to the deformable mirror system described in (7) corresponds to the first embodiment. [] In (7) are reference numerals corresponding to the components shown in FIG.
(作用効果)
本実施形態における可変形状鏡システムの変形量検出部は、光学的検出又は電気的検出により可変形状鏡の反射面の変形量を検出し変形量信号を出力する。寄生電荷量推測部は変形量信号と駆動電圧を基に寄生電荷量相当電圧を推測する。
(Function and effect)
The deformation amount detection unit of the deformable mirror system in this embodiment detects the deformation amount of the reflecting surface of the deformable mirror by optical detection or electrical detection, and outputs a deformation amount signal. The parasitic charge amount estimation unit estimates a parasitic charge amount equivalent voltage based on the deformation amount signal and the drive voltage.
(8)上記寄生電荷量推測部[24]は、上記変形信号の値が最小となる上記駆動電圧を検出し、検出した電圧を基に寄生電荷量相当電圧推測値を出力することを特徴とする(7)に記載の可変形状鏡システム。 (8) The parasitic charge amount estimation unit [24] detects the drive voltage that minimizes the value of the deformation signal, and outputs a parasitic charge amount equivalent voltage estimated value based on the detected voltage. The deformable mirror system according to (7).
この(8)に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第1の実施形態が対応する。(8)における[]内は、図6に示す構成部位に対応する参照符号である。 The embodiment related to the deformable mirror system described in (8) corresponds to the first embodiment. [] In (8) are reference numerals corresponding to the components shown in FIG.
(作用効果)
本実施形態における可変形状鏡システムの変形量検出部により検出された変形量が最小となる時、駆動電圧と寄生電荷量相当電圧推測値が等しくなるので、この時の駆動電圧に基づき、寄生電荷量相当電圧推測値(パラメータ)を出力する。
(Function and effect)
When the deformation amount detected by the deformation amount detection unit of the deformable mirror system in the present embodiment is minimized, the drive voltage and the parasitic charge amount equivalent voltage estimation value are equal. Based on the drive voltage at this time, the parasitic charge Outputs an estimated voltage (parameter) corresponding to the amount.
(9)上記寄生電荷量推測部[24]は、上記増幅部[22]を介して上記対向して設けられた電極5,6にオフセット電圧を持った交流信号を印加し、上記変形信号の振幅が最小となるオフセット電圧を求め、前記オフセット電圧を基に寄生電荷量相当電圧推測値を出力することを特微とする(7)に記載の可変形状鏡システム。
(9) The parasitic charge amount estimation unit [24] applies an AC signal having an offset voltage to the
この(9)に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、図7乃至図10における第1の実施形態の変形例が対応する。(9)における[]内は、図6に示す構成部位に対応する参照符号である。 The embodiment relating to the deformable mirror system described in (9) corresponds to a modification of the first embodiment in FIGS. [9] In [9], the reference numerals corresponding to the components shown in FIG.
(作用効果)
本実施形態における可変形状鏡システムは、変形量が寄生電荷量相当電圧で折り返されて絶対値で発生することを利用して、変形量の振幅が最小となるオフセット電圧から寄生電荷量相当電圧推測値を求めることができる。
(Function and effect)
The deformable mirror system according to the present embodiment estimates the parasitic charge equivalent voltage from the offset voltage that minimizes the amplitude of the deformation by utilizing the fact that the deformation is folded back by the parasitic charge equivalent voltage and is generated as an absolute value. The value can be determined.
(10)上記寄生電荷量推測部[24]は、上記増幅部[22]を介して上記対向して設けられた電極5,6にオフセット電圧を持った交流信号を印加し、上記変形信号と前記交流信号の位相差が変化するオフセット電圧を求め、前記オフセット電圧を基に寄生電荷量相当電圧推測値を出力することを特徴とする請求項7に記載の可変形状鏡システム。
(10) The parasitic charge amount estimation unit [24] applies an AC signal having an offset voltage to the
この(10)に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態の第1の実施形態の変形例を応用したものである。(9)における[]内は、図6に示す構成部位に対応する参照符号である。 The modification of the first embodiment of the embodiment related to the deformable mirror system described in (10) is applied. [9] In [9], the reference numerals corresponding to the components shown in FIG.
(作用効果)
本実施形態における可変形状鏡システムは、寄生電荷量相当電圧とオフセット電圧が一致する状態を挟み、駆動電圧と変形量の挙動の位相差が変化するので、この位相差から寄生電荷量相当電圧推測値を求めることができる。
(Function and effect)
In the deformable mirror system according to the present embodiment, the phase difference between the behavior of the drive voltage and the deformation amount changes across the state where the parasitic charge equivalent voltage and the offset voltage coincide with each other. The value can be determined.
(11)上記寄生電荷量推測部[27]は、温度検出部[26]を備えており、温度を基に寄生電荷量相当電圧推測値を出力することを特徴とする請求項2に記載の可変形状鏡システム。 (11) The parasitic charge amount estimation unit [27] includes a temperature detection unit [26], and outputs a parasitic charge amount equivalent voltage estimation value based on the temperature. Deformable mirror system.
この(11)に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第3の実施形態が対応する。(11)における[]内は、図16に示す構成部位に対応する参照符号である。 The embodiment relating to the deformable mirror system described in (11) corresponds to the third embodiment. [] In (11) are reference numerals corresponding to the components shown in FIG.
(作用効果)
本実施形態における可変形状鏡システムは、可変形状鏡雰囲気の温度に基づき、寄生電荷量相当電圧推測値が求められる。
(12)上記寄生電荷量推測部[27]は、湿度検出部[26]を備えており、湿度を基に寄生電荷量相当電圧推測値を出力することを特徴とする請求項2に記載の可変形状鏡ジステム。
(Function and effect)
In the deformable mirror system according to the present embodiment, a parasitic charge equivalent voltage estimated value is obtained based on the temperature of the deformable mirror atmosphere.
(12) The parasitic charge amount estimation unit [27] includes a humidity detection unit [26], and outputs a parasitic charge amount equivalent voltage estimation value based on humidity. Variable shape mirror system.
この(12)に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第3の実施形態が対応する。(12)における[]内は、図16に示す構成部位に対応する参照符号である。 The embodiment relating to the deformable mirror system described in (12) corresponds to the third embodiment. [] In (12) are reference numerals corresponding to the components shown in FIG.
(作用効果)
本実施形態における可変形状鏡システムは、可変形状鏡雰囲気の湿度に基づき、寄生電荷量相当電圧推測値が求められる。
(13)上記寄生電荷量推測部は、上記変形信号のうち電極に印加する交流信号と同じ周波数成分の振幅が最小となるオフセット電圧を求めることを特徴とする請求項9に記載の可変形状鏡システム。
(Function and effect)
In the deformable mirror system according to the present embodiment, a parasitic charge amount equivalent voltage estimation value is obtained based on the humidity of the deformable mirror atmosphere.
(13) The variable shape mirror according to
この(13)に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、図7(a),(b)乃至図10(a),(b)における第1の実施形態の変形例が対応する。(13)における[]内は、図6に示す構成部位に対応する参照符号である。 The embodiment relating to the deformable mirror system described in (13) corresponds to the modification of the first embodiment in FIGS. 7 (a), 7 (b) to 10 (a), 10 (b). [] In (13) are reference numerals corresponding to the components shown in FIG.
(作用効果)
本実施形態における可変形状鏡システムは、変形部の揺動を検出する際に、第2の電極に印加している正弦波の周波数と同一の周波数成分のみに注目して、変形部の揺動を検出することで、さらに高精度な電荷推測を行うことができる。
(Function and effect)
In the deformable mirror system according to the present embodiment, when detecting the swing of the deformed portion, the swing of the deformed portion is focused on only the frequency component identical to the frequency of the sine wave applied to the second electrode. By detecting this, it is possible to perform charge estimation with higher accuracy.
1…可変形状鏡、2…電極基板、3…ミラー基板、3a…変形部、3b…支持部、4…反射膜、5…第1の電極、5a…第1の引出電極、5b…接続エリア、5c…接続用パッド、6…第2の電極、6a…第2の引出電極、7…誘電体膜(絶縁膜)8…スペーサ、20…駆動制御部、21…補正部、22…増幅部、23…変形量検出部、24…寄生電荷量推測部、25…寄生電荷量推測部、26…温度センサ/湿度センサ、27…寄生電荷量推測部。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
上記変形部を変形させるべく駆動電圧指示信号を増幅して、上記第1の電極及び上記第2の電極の間に駆動電圧の電位差として与える増幅部と、
上記誘電体膜に蓄積された寄生電荷量を推測し、電荷推測値を出力する寄生電荷量推測部と、
上記電荷推測値に基づき、駆動電圧指示信号を変化させて、上記増幅部の出力電圧を補正する補正部と、
を具備することを特徴とする可変形状鏡システム。 A deformed portion having a reflective surface formed on one surface and a first electrode formed on the other surface is disposed opposite to the first electrode with a predetermined interval, A deformable mirror composed of a fixed portion having a second electrode formed on the opposite side, and a dielectric film formed between the first electrode and the second electrode;
An amplifying unit that amplifies a driving voltage instruction signal to deform the deforming unit and applies the signal as a potential difference of the driving voltage between the first electrode and the second electrode;
A parasitic charge amount estimation unit that estimates a parasitic charge amount accumulated in the dielectric film and outputs an estimated charge value;
A correction unit that corrects the output voltage of the amplification unit by changing the drive voltage instruction signal based on the estimated charge value;
A deformable mirror system comprising:
上記補正部は、上記増幅部から前記寄生電荷量相当電圧推測値を加算した値が出力されるように、上記駆動電圧指示信号を変化させることを特徴とする請求項1に記載の可変形状鏡システム。 The parasitic charge amount estimation unit outputs, as a charge estimation value, a parasitic charge amount equivalent voltage estimation value that is an estimation value of a voltage necessary to cancel the electrostatic force due to the parasitic charge,
2. The deformable mirror according to claim 1, wherein the correction unit changes the drive voltage instruction signal so that a value obtained by adding the parasitic charge equivalent voltage estimated value is output from the amplification unit. system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008328387A JP2010151984A (en) | 2008-12-24 | 2008-12-24 | Deformable mirror system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2008328387A JP2010151984A (en) | 2008-12-24 | 2008-12-24 | Deformable mirror system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010151984A true JP2010151984A (en) | 2010-07-08 |
Family
ID=42571169
Family Applications (1)
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| JP2008328387A Withdrawn JP2010151984A (en) | 2008-12-24 | 2008-12-24 | Deformable mirror system |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2010151984A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013092474A (en) * | 2011-10-26 | 2013-05-16 | Seiko Epson Corp | Spectrometer |
-
2008
- 2008-12-24 JP JP2008328387A patent/JP2010151984A/en not_active Withdrawn
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