(57)【要約】【課題】ミラーの変形を低減することができるミラー装置を提供する。【解決手段】ミラー装置８は、ミラー８２と、ミラーを収容する収容部を有し、かつ収容部に収容されたミラーと梁８４を介して接続されており、ミラーを支持する支持体８１と、梁の軸周りにミラーを回転振動させるアクチュエータと、梁の軸方向Ｘ１に沿った力Ｆ２をミラーに作用させてミラーの変形を低減する低減手段２０と、を備える。低減手段は、梁の軸方向に沿ってミラーの周囲に配置されており、ミラーに対して梁の軸方向に引っ張る力を作用させるものであってもよい。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミラーと、
前記ミラーを収容する収容部を有し、かつ前記収容部に収容された前記ミラーと梁を介して接続されており、前記ミラーを支持する支持体と、
前記梁の軸周りに前記ミラーを回転振動させるアクチュエータと、
前記梁の軸方向に沿った力を前記ミラーに作用させて前記ミラーの変形を低減する低減手段と、
を備えることを特徴とするミラー装置。
【請求項２】
前記低減手段は、前記梁の軸方向に沿って前記ミラーの周囲に配置されており、前記ミラーに対して前記梁の軸方向に引っ張る力を作用させる
請求項１に記載のミラー装置。
【請求項３】
前記低減手段は、前記ミラーにおける反射面とは反対側の面である裏面に固定されており、前記力によって前記ミラーを前記反射面側または前記裏面側に向けて湾曲させる
請求項１に記載のミラー装置。
【請求項４】
ミラーと、
前記ミラーを収容する収容部を有し、かつ前記収容部に収容された前記ミラーと梁を介して接続されており、前記ミラーを支持する支持体と、
前記梁の軸周りに前記ミラーを回転振動させるアクチュエータと、
前記ミラーに向けてレーザ光を出射する光源と、
前記ミラーによって反射されたレーザ光が投影されるスクリーンと、
前記スクリーンの画像を車両のアイポイント前方に位置する反射部に向けて拡大投影する拡大手段と、
前記梁の軸方向に沿った力を前記ミラーに作用させて前記ミラーの変形を低減する低減手段と、
を備えることを特徴とする車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミラー装置および車両用表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用表示装置において、回転振動するミラーによって画像を投影する技術がある。例えば、特許文献１には、光反射面を有するミラー部と、一端がミラー部に固定され、ミラー部を回転振動可能に支持する一対の弾性支持部材と、電圧を印加することにより変形する構成を有し、一端が弾性支持部材の他端側に固定された一対の駆動梁と、一対の駆動梁の他端側が片持ち状態で固定されたベース部材と、を備え、電圧印加による駆動梁の変形が弾性支持部材を介して伝達されることによりミラー部が回転振動する光偏向器、及びこの光偏向器を有する画像投影装置の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−３３６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ミラーを回転振動させることにより、ミラーに変形が生じる可能性がある。また、照射されるレーザ光等によって発生する熱により、ミラーが変形してしまう可能性がある。ミラーに変形が生じると、スポット径が大きくなって画質が低下するなどの問題が起きる。
【０００５】
本発明の目的は、ミラーの変形を低減することができるミラー装置および車両用表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のミラー装置は、ミラーと、前記ミラーを収容する収容部を有し、かつ前記収容部に収容された前記ミラーと梁を介して接続されており、前記ミラーを支持する支持体と、前記梁の軸周りに前記ミラーを回転振動させるアクチュエータと、前記梁の軸方向に沿った力を前記ミラーに作用させて前記ミラーの変形を低減する低減手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記ミラー装置において、前記低減手段は、前記梁の軸方向に沿って前記ミラーの周囲に配置されており、前記ミラーに対して前記梁の軸方向に引っ張る力を作用させることが好ましい。
【０００８】
上記ミラー装置において、前記低減手段は、前記ミラーにおける反射面とは反対側の面である裏面に固定されており、前記力によって前記ミラーを前記反射面側または前記裏面側に向けて湾曲させることが好ましい。
【０００９】
本発明の車両用表示装置は、ミラーと、前記ミラーを収容する収容部を有し、かつ前記収容部に収容された前記ミラーと梁を介して接続されており、前記ミラーを支持する支持体と、前記梁の軸周りに前記ミラーを回転振動させるアクチュエータと、前記ミラーに向けてレーザ光を出射する光源と、前記ミラーによって反射されたレーザ光が投影されるスクリーンと、前記スクリーンの画像を車両のアイポイント前方に位置する反射部に向けて拡大投影する拡大手段と、前記梁の軸方向に沿った力を前記ミラーに作用させて前記ミラーの変形を低減する低減手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るミラー装置および車両用表示装置は、梁の軸方向に沿った力をミラーに作用させてミラーの変形を低減する低減手段を有する。本発明に係るミラー装置および車両用表示装置によれば、ミラーの変形を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１実施形態に係る車両用表示装置の配置を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る車両用表示装置の内部を示す斜視図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るレーザ表示器の内部を示す斜視図である。
【図４】図４は、第１実施形態のレーザ表示器による画像の生成を説明する図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るＭＥＭＳミラーの斜視図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係るＭＥＭＳミラーの断面図である。
【図７】図７は、ミラーの変形を示す断面図である。
【図８】図８は、レーザ光のスポット径の小径化を説明する図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係る低減手段の配置を示す平面図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態に係る低減手段の配置を示す断面図である。
【図１１】図１１は、第１実施形態の低減手段がミラーに作用させる力を示す断面図である。
【図１２】図１２は、第１実施形態の低減手段による力が作用したミラーを示す断面図である。
【図１３】図１３は、第１実施形態の第１変形例に係るＭＥＭＳミラーを示す図である。
【図１４】図１４は、ミラーの変形を示す側面図である。
【図１５】図１５は、第２実施形態に係るミラーの裏面を示す図である。
【図１６】図１６は、第２実施形態に係るミラーの断面図である。
【図１７】図１７は、第２実施形態に係るミラーの断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態に係るミラー装置および車両用表示装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１３】
［第１実施形態］
図１から図１２を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、ミラー装置および車両用表示装置に関する。図１は、第１実施形態に係る車両用表示装置の配置を示す図、図２は、第１実施形態に係る車両用表示装置の内部を示す斜視図、図３は、第１実施形態に係るレーザ表示器の内部を示す斜視図、図４は、第１実施形態のレーザ表示器による画像の生成を説明する図、図５は、第１実施形態に係るＭＥＭＳミラーの斜視図、図６は、第１実施形態に係るＭＥＭＳミラーの断面図である。なお、図６には、図５のVI−VI断面が示されている。
【００１４】
図１に示すように、第１実施形態に係る車両用表示装置１は、所謂ヘッドアップディスプレイ装置であり、車両１００のアイポイント２０１の前方に虚像を表示する。アイポイント２０１は、運転席に着座したドライバ２００の視点位置として予め定められた位置である。車両用表示装置１は、車両１００のダッシュボード１０１の内側に配置されている。ダッシュボード１０１の上面には、開口部１０１ａが設けられている。車両用表示装置１は、この開口部１０１ａを介してウインドシールド１０２に画像を投影する。ウインドシールド１０２は、車両１００のアイポイント２０１の前方に位置する反射部である。ウインドシールド１０２は、例えば、半透過性を有しており、車両用表示装置１から入射する光をアイポイント２０１に向けて反射する。ドライバ２００は、ウインドシールド１０２によって反射された画像を虚像１１０として認識する。ドライバ２００にとって、虚像１１０はウインドシールド１０２よりも前方に存在するかのように認識される。
【００１５】
なお、本明細書において、特に記載しない限り、「前後方向」は車両用表示装置１が搭載された車両１００の車両前後方向を示すものとする。また、特に記載しない限り、「横方向」は車両１００の車幅方向を示し、「上下方向」は車両１００の車両上下方向を示すものとする。
【００１６】
図２に示すように、車両用表示装置１は、筐体２、レーザ表示器３、平面ミラー４、および曲面ミラー５を有する。レーザ表示器３、平面ミラー４、および曲面ミラー５は、筐体２に収容されている。レーザ表示器３は、後述するようにレーザ光によってスクリーン９に画像を投影する。スクリーン９に投影された画像は、平面ミラー４および曲面ミラー５によって反射される。曲面ミラー５によって反射された画像は、筐体２に形成された開口部、およびダッシュボード１０１の開口部１０１ａを通過してウインドシールド１０２に投影される。曲面ミラー５の反射面５ａは、凹状の曲面であり、平面ミラー４からの入射光を拡大してウインドシールド１０２に向けて反射する。つまり、曲面ミラー５は、ウインドシールド１０２とスクリーン９との間に設けられ、スクリーン９の画像を拡大してウインドシールド１０２に投影する拡大手段である。本実施形態の曲面ミラー５は、非球面ミラーである。
【００１７】
図３に示すように、レーザ表示器３は、筐体６、レーザユニット７、ＭＥＭＳミラー８、およびスクリーン９を有する。レーザ表示器３は、光源としてのレーザユニット７とＭＥＭＳミラー８とを含む画像生成手段３０を有し、この画像生成手段３０によって画像を生成する。本実施形態の筐体６の形状は、直方体形状である。レーザユニット７およびＭＥＭＳミラー８は、筐体６の内部に収容されている。レーザユニット７は、レーザ光を出射する光源であり、レーザ光を生成して出力する。本実施形態のレーザユニット７は、赤色、緑色、および青色のレーザ光を発生させ、これら三色のレーザ光を重畳させて出力する。スクリーン９は、筐体６の側面に配置されている。
【００１８】
レーザユニット７は、筐体７０、赤色レーザダイオード７１、緑色レーザダイオード７２、青色レーザダイオード７３、ダイクロイックミラー７４，７５、およびミラー７６を有する。本実施形態の筐体７０の形状は、直方体形状である。各レーザダイオード７１，７２，７３、ダイクロイックミラー７４，７５、およびミラー７６は、筐体７０の内部に収容されている。
【００１９】
赤色レーザダイオード７１は、赤色のレーザ光を発生する。赤色レーザダイオード７１が出力するレーザ光は、コリメータレンズ７９Ａ（図４参照）を通過してダイクロイックミラー７４に照射される。緑色レーザダイオード７２は、緑色のレーザ光を発生する。緑色レーザダイオード７２が出力するレーザ光は、コリメータレンズ７９Ｂを通過してダイクロイックミラー７４に照射される。青色レーザダイオード７３は、青色のレーザ光を発生する。青色レーザダイオード７３が出力するレーザ光は、コリメータレンズ７９Ｃを通過してダイクロイックミラー７５に照射される。
【００２０】
ダイクロイックミラー７４は、赤色のレーザ光を透過させ、かつ緑色のレーザ光を反射する。赤色のレーザ光と、ダイクロイックミラー７４によって反射された緑色のレーザ光とは同じ光軸上のレーザ光となってダイクロイックミラー７５に入射する。ダイクロイックミラー７５は、赤色および緑色のレーザ光を透過させ、かつ青色のレーザ光を反射する。赤色および緑色のレーザ光と、ダイクロイックミラー７５によって反射された青色のレーザ光とは同じ光軸上のレーザ光となってミラー７６に入射する。ミラー７６は、レーザ光を全反射するミラーである。ミラー７６によって反射された各色のレーザ光は、筐体７０の出射孔７０ａを通過してＭＥＭＳミラー８に入射する。
【００２１】
車両用表示装置１は、レーザユニット７およびＭＥＭＳミラー８を制御する制御部１０を有する。制御部１０は、レーザユニット７が生成して出射するレーザ光の光量や色を制御する。制御部１０は、出射させるレーザ光の光量や色の目標値に基づいて、各レーザダイオード７１，７２，７３の出力制御を行う。また、車両用表示装置１は、後述するＭＥＭＳミラー８の回転振動の振動範囲および周波数を制御する。
【００２２】
図４に示すように、ＭＥＭＳミラー８は、直交する２本の回転軸Ｘ１，Ｘ２の周りに回転振動しながらレーザ光をスクリーン９に向けて反射することでスクリーン９に画像を投影する。本実施形態のＭＥＭＳミラー８は、ミラー装置に相当する。ＭＥＭＳミラー８は、ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  System：微小電気機械システム）技術を用いて制作されている。ＭＥＭＳミラー８は、機械要素部品、センサー、アクチュエータ、電子回路等が半導体基板上に集積化されたデバイスである。ＭＥＭＳミラー８の具体的な構成については後述する。
【００２３】
ＭＥＭＳミラー８によって反射された反射光７８は、ＭＥＭＳミラー８のミラー８２が第一回転軸Ｘ１周りに回転振動することにより、スクリーン９を画像横方向に走査する。また、反射光７８は、ＭＥＭＳミラー８のミラー８２が第二回転軸Ｘ２周りに回転振動することにより、スクリーン９を画像縦方向に走査する。レーザ表示器３は、反射光７８によってスクリーン９を画像横方向および画像縦方向に走査しながらスクリーン９に画像を投影する。
【００２４】
スクリーン９は、マイクロレンズアレイであり、集積された多数のマイクロレンズからなる。つまり、スクリーン９は、光を透過させる透過性スクリーンである。各マイクロレンズは、レーザ光を拡散させる。これにより、ドライバ２００の姿勢の変化等によりアイポイント２０１が所定の範囲内で変動したとしても、ウインドシールド１０２で反射されるレーザ光が視認可能となる。
【００２５】
図５に示すように、ＭＥＭＳミラー８は、本体８０、ステージ８１、ミラー８２、梁８３，８４、マグネット８５，８６、およびコイル８７を含む。ＭＥＭＳミラー８は、単結晶シリコンウエハをベースに構成されている。本体８０は、貫通孔を有する板状部材である。本体８０は、例えば、制御回路等が形成された基板である。ステージ８１は、ミラー８２を支持する支持体であり、本体８０の貫通孔に配置されている。ステージ８１は、ミラー８２を収容する収容部８１ｂを有する板状部材である。収容部８１ｂは、例えば、ステージ８１を板厚方向に貫通する貫通孔である。ステージ８１は、第二回転軸Ｘ２方向に延在する２本の梁８３によって本体８０と接続されている。梁８３は、ステージ８１の両側面と本体８０とをつないでいる。ステージ８１の表面には、渦状に巻かれたコイル８７が配置されている。コイル８７には、本体８０側から電力が供給される。
【００２６】
ミラー８２は、円盤形状の部材である。ミラー８２は、ステージ８１の収容部８１ｂに収容されている。収容部８１ｂに収容されているミラー８２は、第一回転軸Ｘ１方向に延在する２本の梁８４によってステージ８１と接続されている。第一回転軸Ｘ１と第二回転軸Ｘ２とは直交している。マグネット８５，８６は、本体８０を挟んで第一回転軸Ｘ１の方向において対向して配置されている。図６に示すように、一方のマグネット８５は、そのＮ極をコイル８７に向けており、他方のマグネット８６は、そのＳ極をコイル８７に向けている。本実施形態では、コイル８７およびマグネット８５，８６が、梁８４の軸周りにミラー８２を回転振動させるアクチュエータとして設けられている。
【００２７】
図６に示すようにコイル８７に電流が流れると、マグネット８５，８６の磁界によって、コイル８７にローレンツ力Ｆ１が作用する。このローレンツ力Ｆ１により、ステージ８１は第二回転軸Ｘ２を回転中心として本体８０に対して相対回転する。制御部１０は、コイル８７に流す電流を制御する。制御部１０は、コイル８７に流す電流の向きおよび電流値を制御することにより、ステージ８１を予め定められた第一周波数で回転振動させる。より具体的には、制御部１０は、コイル８７に流す電流の向きを第一周波数に応じて周期的に逆転させる。これにより、ステージ８１は正位相の側および逆位相の側にそれぞれ回転しながら周期的に回転振動する。第一周波数は、スクリーン９に投影する画像の単位時間当りのフレーム数に応じて定められている。
【００２８】
ミラー８２は、共振により第一回転軸Ｘ１の周りに回転振動する。すなわち、ミラー８２は、共振によってステージ８１に対して相対回転する。ステージ８１が第一周波数で回転振動する場合に、共振によってミラー８２が第二周波数で回転振動するように、ミラー８２及び梁８４の諸源が設計されている。第二周波数は、１フレーム当りの画像横方向の走査回数に応じて定められている。
【００２９】
本実施形態の画像生成手段３０は、レーザユニット７およびＭＥＭＳミラー８を含むものである。レーザユニット７は、レーザ光を出射する光源である。ＭＥＭＳミラー８のミラー８２は、回転軸Ｘ１，Ｘ２の周りに回転振動しながら反射光７８をスクリーン９に向けて反射することでスクリーン９に画像を投影する。
【００３０】
ここで、ミラー８２を高速で回転振動させることによる動的な変形や熱の影響により、ミラー８２に歪みなどの変形が生じやすくなる。例えば、図７に示すように、ミラー８２において、中央部が突出するように変形してしまう可能性がある。ミラー８２が変形してしまうと、レーザ光のスポット径が大きくなり画質が低下することがある。また、ミラー８２の変形により迷光が発生し、レーザ光の利用効率が低下する可能性がある。
【００３１】
また、以下に図８を参照して説明するように、ミラー８２の大径化は解像度の向上に有利であるものの、ミラー８２に変形が生じやすくなるという問題がある。図８において、Ｄ１はＭＥＭＳミラー８の有効径、Ｄ２はコリメータレンズ７９Ａ，７９Ｂ，７９Ｃに入射するレーザ光のビーム径、Ｄ０はスクリーン９におけるレーザ光のスポット径である。光利用効率を向上させる観点から、ＭＥＭＳミラー８の有効径Ｄ１の値は、ビーム径Ｄ２以上であることが望ましい。スポット径Ｄ０は、下記式（１）で決まる。なお、ａは係数、λはレーザ光の波長、ｆ１はＭＥＭＳミラー８からスクリーン９までの光路長である。
Ｄ０＝ａ×λ×ｆ１／Ｄ２…（１）
【００３２】
式（１）から分かるように、スポット径Ｄ０の小径化には、ビーム径Ｄ２の拡大が有効である。ビーム径Ｄ２を拡大するためには、ＭＥＭＳミラー８のミラー８２の有効径Ｄ１を大径化することが必要となる。しかしながら、ミラー８２の有効径Ｄ１が大きくなると、回転振動する際のミラー８２の変形量が大きくなりやすいという背反がある。
【００３３】
図９および図１０に示すように、本実施形態のＭＥＭＳミラー８は、低減手段２０を有する。なお、図１０には、図９のX−X断面が示されている。低減手段２０は、梁８４の軸方向に沿った力Ｆ２をミラー８２に作用させて、回転振動するミラー８２の変形を力Ｆ２によって低減する。低減手段２０は、梁８４の軸方向である第一回転軸Ｘ１に沿ってミラー８２の周囲に配置される。本実施形態の低減手段２０は、ステージ８１における梁８４の近傍に配置されている。低減手段２０は、ステージ８１における裏面８１ａに対して貼付等により固定されている。裏面８１ａは、ステージ８１におけるコイル８７側と反対側の面である。低減手段２０は、ミラー８２および梁８４を挟んで第一回転軸Ｘ１方向の両側に配置されている。
【００３４】
本実施形態の低減手段２０は、圧電素子の膜である。低減手段２０の平面形状は、例えば、矩形である。低減手段２０として用いられる圧電素子の種類としては、例えば、ピエゾ素子が挙げられる。低減手段２０は、電圧が印加されることで収縮および伸張する。低減手段２０の伸縮方向は、第一回転軸Ｘ１の方向である。低減手段２０は、例えば、制御部１０によって制御される。ＭＥＭＳミラー８は、低減手段２０に対する印加電圧を制御する制御回路を有している。制御回路は、制御部１０からの指令に応じて低減手段２０に対する印加電圧を制御する。制御部１０は、ミラー８２を回転振動させているときに、低減手段２０に電圧を印加して低減手段２０を収縮させる。低減手段２０が発生させる収縮力は、梁８４を介してミラー８２に伝達される。この力Ｆ２は、図１１に示すように、ミラー８２を梁８４の軸方向に沿って引っ張る力である。ミラー８２に対して、第一回転軸Ｘ１方向の両側から力Ｆ２が作用することで、図１２に示すようにミラー８２の変形が低減される。力Ｆ２の引っ張り力が作用することで、少なくとも図７に示すような中央部が突出する変形の変形量が低減される。
【００３５】
低減手段２０は、熱によるミラー８２の変形を低減する上でも有効である。制御部１０は、ミラー８２の温度に応じて低減手段２０が発生する力Ｆ２を変化させてもよい。例えば、ＭＥＭＳミラー８の特性として、ミラー８２の変形量が温度の上昇に応じて増加するとする。この場合、制御部１０は、ミラー８２の温度が上昇するに従って低減手段２０が発生する力Ｆ２を増加させるようにしてもよい。制御部１０は、例えば、温度センサーの検出結果に基づいて低減手段２０を制御してもよく、レーザユニット７によるレーザ光の連続照射時間や累計照射時間、レーザ光の光量等に応じて低減手段２０を制御してもよい。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態のＭＥＭＳミラー８は、ミラー８２と、支持体としてのステージ８１と、アクチュエータとしてのマグネット８５，８６およびコイル８７と、低減手段２０と、を有する。低減手段２０の発生する力により、回転振動に起因するミラー８２の変形や、温度に起因するミラー８２の変形が抑制される。
【００３７】
また、本実施形態の車両用表示装置１は、ミラー８２と、支持体としてのステージ８１と、アクチュエータとしてのマグネット８５，８６およびコイル８７と、光源としてのレーザユニット７と、スクリーン９と、拡大手段としての曲面ミラー５と、低減手段２０と、を有する。低減手段２０を有する車両用表示装置１は、回転振動に起因するミラー８２の変形や、温度に起因するミラー８２の変形を抑制することができる。
【００３８】
なお、低減手段２０の配置は、例示したものには限定されない。例えば、低減手段２０の一部が梁８４に固定されてもよい。また、低減手段２０は、ミラー８２に対して第一回転軸Ｘ１方向の一方側のみに配置されていてもよい。
【００３９】
［第１実施形態の第１変形例］
第１実施形態の第１変形例について説明する。図１３は、第１実施形態の第１変形例に係るＭＥＭＳミラーを示す図である。第１変形例のＭＥＭＳミラー８において、上記第１実施形態のＭＥＭＳミラー８と異なる点は、梁８４とミラー８２との間に枠部８８および内側梁８９を有する点である。
【００４０】
枠部８８は、円環形状の部材である。ミラー８２は、枠部８８の内周側に配置される。枠部８８の剛性は、ミラー８２の剛性よりも高く、例えば、曲げ剛性においてミラー８２よりも高い剛性を有する。枠部８８は、一対の梁８４を介してステージ８１と接続されている。ミラー８２の外周と枠部８８の内周とは四本の内側梁８９を介して接続されている。四本の内側梁８９は、９０°ずつ位相をずらして配置されている。四本の内側梁８９のうち二本の内側梁８９は、梁８４と同軸上に、かつミラー８２を間に挟んで配置されている。残る二本の内側梁８９は、梁８４と直交しており、かつミラー８２を間に挟んで配置されている。つまり、ミラー８２は、第一回転軸Ｘ１方向および第二回転軸Ｘ２方向のそれぞれにおいて内側梁８９によって枠部８８と接続されている。このように内側梁８９を介して互いに接続されている枠部８８とミラー８２は、一体となって第一回転軸Ｘ１の周りに回転振動する。
【００４１】
枠部８８には、低減手段２１が固定されている。低減手段２１は、枠部８８の表面および裏面の少なくとも一方に配置される。本変形例では、四つの低減手段２１が枠部８８の同一面上に配置されている。低減手段２１は、平面視において内側梁８９の延長線上に配置されている。低減手段２１は、例えば、上記第１実施形態の低減手段２０と同様の圧電素子の膜である。四つの低減手段２１のうち二つの低減手段２１は、内側梁８９と梁８４との間に配置されている。つまり、この二つの低減手段は、梁８４の軸方向に沿ってミラー８２の周囲に配置されている。残る二つの低減手段２１は、第二回転軸Ｘ２方向に延在する内側梁８９の延長線上に配置されている。低減手段２１は、それぞれ隣接する内側梁８９の軸方向に伸縮する。つまり、梁８４と内側梁８９との間に配置された二つの低減手段２１は、第一回転軸Ｘ１方向に伸縮する。残る二つの低減手段２１は、第二回転軸Ｘ２方向に伸縮する。低減手段２１は、例えば、制御部１０によって制御される。
【００４２】
制御部１０は、ミラー８２を回転振動させているときに、低減手段２１に電圧を印加して低減手段２１を収縮させる。低減手段２１が発生させる収縮力は、内側梁８９を介してミラー８２に伝達される。低減手段２１がミラー８２に対して作用させる力Ｆ３は、ミラー８２を内側梁８９の軸方向に沿って引っ張る力である。つまり、本変形例の低減手段２１は、ミラー８２に対して第一回転軸Ｘ１方向の引っ張り力および第二回転軸Ｘ２方向の引っ張り力をそれぞれ作用させる。これにより、回転振動する際のミラー８２の変形が好適に抑制される。
【００４３】
［第２実施形態］
図１４乃至図１７を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図１４は、ミラーの変形を示す側面図、図１５は、第２実施形態に係るミラーの裏面を示す図、図１６は、第２実施形態に係るミラーの断面図、図１７は、第２実施形態に係るミラーの断面斜視図である。なお、図１６には、図１５のXVI−XVI断面が示されている。
【００４４】
図１４に示すように、ミラー８２が回転振動する際には、断面形状がＳ字状となる変形が発生する。図１４において、中立位置ＲＰ０は、コイル８７に通電されていないときのミラー８２の停止位置である。また、最大振れ角位置ＲＰ１は、中立位置ＲＰ０に対するミラー８２の振れ角が最大となる回転位置である。ミラー８２が梁８４周りに中立位置ＲＰ０から最大振れ角位置ＲＰ１に向けて回転するときに、ミラー８２は、図１４に実線で示すように撓み変形する。すなわち、ミラー８２の周縁部において、回転方向に向けて凸となる変形が生じてしまう。言い換えると、回転振動するミラー８２において、回転軸から遠い周縁部の位相が回転軸の位相に対して遅れる変形が生じてしまう。
【００４５】
図１５および図１６に示すように、第２実施形態のＭＥＭＳミラー８において、低減手段２２は、ミラー８２の裏面８２ａに固定されている。裏面８２ａは、ミラー８２におけるレーザ光を反射する反射面とは反対側の面である。低減手段２２は、例えば、上記第１実施形態の低減手段２０，２１と同様の圧電素子の膜である。低減手段２２の平面形状は、例えば、矩形である。低減手段２２は、裏面８２ａの中央部に貼付等により固定されている。低減手段２２は、その長手方向が第一回転軸Ｘ１の方向となるように固定されている。第２実施形態の低減手段２２の長さ、すなわち第一回転軸Ｘ１方向の長さは、ミラー８２の半径よりも長い。また、低減手段２２の幅は、ミラー８２の半径よりもわずかに長い。
【００４６】
低減手段２２は、例えば、制御部１０によって制御される。低減手段２２の伸縮方向は、第一回転軸Ｘ１の方向である。制御部１０は、ミラー８２を回転振動させているときに、低減手段２２に電圧を印加して低減手段２２を収縮させる。低減手段２２が発生させる収縮力によって、ミラー８２には図１６に示す力Ｆｂが作用する。力Ｆｂは、ミラー８２を反射面側に向けて湾曲させる。ミラー８２は、力Ｆｂによって、図１７に示すように裏面８２ａが凹面となるように湾曲する。より具体的には、第一回転軸Ｘ１に沿った断面において、ミラー８２の中央部が低減手段２２とは反対側に向けて突出する。このようにミラー８２が予め湾曲していることでミラー８２の剛性が向上し、図１４に示すようなミラー８２の動的な変形が低減される。力Ｆｂによるミラー８２の変形量は、回転振動によるミラー８２の動的な変形量と比較して小さい。すなわち、低減手段２２はミラー８２をわずかに変形させるものの、その変形がレーザ光のスポット径等に与える影響は小さい。低減手段２２によってミラー８２の動的な変形が低減されることで、スポット径の拡大等が軽減される。
【００４７】
なお、制御部１０は、低減手段２２を収縮させることに代え、伸張させることによってミラー８２を湾曲させてもよい。この場合、低減手段２２が発生する力は、ミラー８２を裏面８２ａ側に向けて湾曲させる。また、制御部１０は、温度等の環境に応じて低減手段２２によって発生させる力Ｆｂの大きさを変化させてもよい。制御部１０は、例えば、ミラー８２の温度が高温である場合、低温である場合よりも力Ｆｂを大きくさせてもよい。
【００４８】
［各実施形態の変形例］
上記第１実施形態および第２実施形態の変形例について説明する。低減手段２０，２１，２２は、圧電素子に代えて、磁歪材料および電磁コイルによって構成されてもよい。この場合、圧電素子の膜に代えて、磁歪材料の膜がステージ８１、枠部８８、ミラー８２に対して固定される。電磁コイルは、磁歪材料の膜に対して磁界を印加する。電磁コイルが発生させる磁界は、磁歪材料の膜を伸縮させる。制御部１０は、ミラー８２を回転振動させるときに、磁歪材料の膜を収縮させる磁界を電磁コイルに発生させるようにすればよい。
【００４９】
ＭＥＭＳミラー８におけるレーザ光の走査方向と回転軸Ｘ１，Ｘ２との組み合わせは、例示した組み合わせには限定されない。例えば、上記各実施形態とは逆に、第一回転軸Ｘ１周りのミラー８２の回転振動により、画像縦方向の走査がなされ、第二回転軸Ｘ２周りのミラー８２の回転振動により、画像横方向の走査がなされてもよい。また、スキャン方法は、上記各実施形態のようなラスタースキャンに限定されず、例えば、リサージュスキャン等であってもよい。ＭＥＭＳミラー８の駆動方式は、電磁方式、静電方式、圧電方式が代表的であるが、これには限定されない。
【００５０】
スクリーン９の画像を拡大して投影する拡大手段は、曲面ミラー５には限定されない。拡大手段は、例えば、凸レンズやフレネルレンズ等の拡大レンズであっても、その他の構成であってもよい。
【００５１】
アイポイント２０１の前方の反射部は、ウインドシールド１０２には限定されない。反射部は、例えば、コンバイナ等であってもよい。
【００５２】
なお、上記各実施形態において、レーザユニット７が有するレーザダイオードは、三色のレーザダイオード７１，７２，７３には限定されない。レーザユニット７は、例えば、赤、緑、青のうち一色あるいは二色のレーザダイオードを備えるものであってもよい。
【００５３】
上記の各実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  車両用表示装置
２  筐体
３  レーザ表示器
４  平面ミラー
５  曲面ミラー（拡大手段）
６  筐体
７  レーザユニット（光源）
８  ＭＥＭＳミラー（ミラー装置）
９  スクリーン
１０  制御部
２０，２１，２２  低減手段
７０  筐体
７０ａ  出射孔
７１  赤色レーザダイオード
７２  緑色レーザダイオード
７３  青色レーザダイオード
７４，７５  ダイクロイックミラー
７６  ミラー
７８  反射光
７９Ａ，７９Ｂ，７９Ｃ  コリメータレンズ
８０  本体
８１  ステージ（支持体）
８１ａ  裏面
８１ｂ  収容部
８２  ミラー
８２ａ  裏面
８３，８４  梁
８５，８６  マグネット（アクチュエータ）
８７  コイル（アクチュエータ）
８８  枠部
１００  車両
１０１  ダッシュボード
１０１ａ  開口部
１０２  ウインドシールド（反射部）
１１０  虚像
２００  ドライバ
２０１  アイポイント
Ｘ１  第一回転軸
Ｘ２  第二回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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