特許 7188555 光学制御装置および、これを含むヘッドアップディスプレイ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-05

(45)【発行日】2022-12-13

(54)【発明の名称】光学制御装置および、これを含むヘッドアップディスプレイ装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/08 20060101AFI20221206BHJP

   G02B 27/01 20060101ALI20221206BHJP

   B60K 35/00 20060101ALI20221206BHJP

【ＦＩ】

G02B26/08 E

G02B27/01

B60K35/00 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021504930

(86)(22)【出願日】2020-03-02

(86)【国際出願番号】 JP2020008586

(87)【国際公開番号】W WO2020184238

(87)【国際公開日】2020-09-17

【審査請求日】2021-06-16

(31)【優先権主張番号】P 2019042615

(32)【優先日】2019-03-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤本 克己

(72)【発明者】

【氏名】上林 嗣治

(72)【発明者】

【氏名】山下 俊明

【審査官】山本 貴一

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－０９３８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０５１１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１０２５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００７９１０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平１０－１８５５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２３９２４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２７／０１，２６／０８，７／００

Ｂ６０Ｋ ３５／００

Ｇ０９Ｆ ９／００

Ｇ０１Ｂ ２１／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学部品の回転角度を制御する光学制御装置であって、
前記光学部品を保持する保持部と、
前記保持部に保持した前記光学部品の回転軸に設けられ、前記光学部品の回転角度を変更する駆動部と、
前記駆動部を載置した基板において前記駆動部の外形よりも外側の位置に設けられ、前記光学部品の回転角度を検出する角度検出部と、
前記角度検出部で検出した角度に基づいて前記駆動部を駆動し、前記光学部品の回転角度を制御する制御部とを備え、
前記角度検出部は、前記保持部または前記光学部品に設けた導体部の移動に伴う電磁気に基づく値の変化に基づき前記光学部品の回転角度を検出する、光学制御装置。

【請求項2】

光学部品の回転角度を制御する光学制御装置であって、
前記光学部品を保持する保持部と、
前記保持部に保持した前記光学部品の回転軸に設けられ、前記光学部品の回転角度を変更する駆動部と、
前記駆動部を載置した基板において前記駆動部の外形よりも外側の位置に設けられ、前記光学部品の回転角度を検出する角度検出部と、
前記角度検出部で検出した角度に基づいて前記駆動部を駆動し、前記光学部品の回転角度を制御する制御部とを備え、
前記角度検出部は、前記保持部または前記光学部品との距離の変化に基づき前記光学部品の回転角度を検出する、光学制御装置。

【請求項3】

前記角度検出部は、前記導体部の移動に伴い電磁気に基づく値が段階的に変化する構成を有する、請求項１に記載の光学制御装置。

【請求項4】

前記角度検出部は、前記保持部に設けた前記導体部の移動に伴う磁気共振系の吸収によって変化する検出電圧に基づき前記光学部品の回転角度を検出する、請求項１または請求項３に記載の光学制御装置。

【請求項5】

前記角度検出部は、前記保持部に設けた前記導体部との間で生じる電気容量の変化に基づき前記光学部品の回転角度を検出する、請求項１または請求項３に記載の光学制御装置。

【請求項6】

前記角度検出部は、前記駆動部を載置した前記基板の同じ面に設けられる、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の光学制御装置。

【請求項7】

前記角度検出部は、前記保持部または前記光学部品の底面に対向する位置に設けられる、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の光学制御装置。

【請求項8】

画像を所定の面に投影して表示を行うヘッドアップディスプレイ装置であって、
投影する画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部で生成した画像を、前記保持部で保持する前記光学部品で反射させる、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の前記光学制御装置とを備える、ヘッドアップディスプレイ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光学制御装置および、これを含むヘッドアップディスプレイ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、車両の運転席の前方に設けられたフロントガラスに、速度などの運転情報を表示するヘッドアップディスプレイ装置が開発されている。ヘッドアップディスプレイ装置では、フロントガラスに運転情報を表示するために、表示ユニットで形成された画像をミラーなどの反射部材で反射させてフロントガラスに投影する必要がある。

【0003】

しかし、ヘッドアップディスプレイ装置を車両に搭載する場合、運転姿勢や運転者の交代などによる視線位置の変更に応じて反射部材の回転角度を精度良く変えたり、車両の振動により反射部材が回転方向に振動することに対して反射部材の回転角度を精度良く制御したりすることが望まれている。

【0004】

特許文献１では、反射部材の回転軸に取り付けられたモータ部にステッピングモータが採用されており、反射部材の回転角度を精度良く制御することができるヘッドアップディスプレイ装置が開示されている。このヘッドアップディスプレイ装置では、ステッピングモータの出力を減速ギヤで減速して反射部材の回転角度をプラスマイナス２度の微小角度だけ回転させることが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１１－１３１６５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１のヘッドアップディスプレイ装置のように、正確な位置決め制御の機能を有するステッピングモータを用いた場合、反射部材の回転角度を精度良く制御することができる。しかし、ステッピングモータは、位置決め制御の機能を有していないモータに比べて高価であり、当該ステッピングモータを含むヘッドアップディスプレイ装置の製造コストを低減することができない問題があった。

【0007】

また、位置決め制御の機能を有していないモータ（例えば、ＤＣモータ、超音波モータなど）を、ヘッドアップディスプレイ装置に用いる場合、当該モータに位置決め制御を行う機構（例えば、エンコーダなど）を設ける必要がある。当該機構をモータに設けた場合、モータ自体のサイズが大きくなり小型化できない問題があった。特に、車両に設けられるヘッドアップディスプレイ装置は、搭載スペースの限られた車両の室内に搭載されるため、ミリ単位での小型化が要求されている。

【0008】

そこで、本開示の目的は、低コストで、光学部品（反射部材）の回転角度を精度良く制御することが可能な光学制御装置、およびこれを含むヘッドアップディスプレイ装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の一形態に係る光学制御装置は、光学部品の回転角度を制御する光学制御装置であって、光学部品を保持する保持部と、保持部に保持された光学部品の回転軸に設けられ、光学部品の回転角度を変更する駆動部と、駆動部を載置した基板において駆動部の外形よりも外側の位置に設けられ、光学部品の回転角度を検出する角度検出部と、角度検出部で検出した角度に基づいて前記駆動部を駆動し、光学部品の回転角度を制御する制御部とを備え、角度検出部は、保持部または光学部品に設けた導体部の移動に伴う電磁気に基づく値の変化に基づき光学部品の回転角度を検出する。

【0010】

本開示の一形態に係るヘッドアップディスプレイ装置は、画像を所定の面に投影して表示を行うヘッドアップディスプレイ装置であって、投影する画像を生成する画像生成部と、画像生成部で生成した画像を、保持部で保持する光学部品で反射させる、上記の光学制御装置とを備える。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、低コストで、光学部品の回転角度を精度良く制御することができ、可能な光学制御装置、およびこれを含むヘッドアップディスプレイ装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施の形態１に係る光学制御装置の斜視図である。

【図2】本実施の形態１に係る光学制御装置を含むヘッドアップディスプレイ装置の概略図である。

【図3】エンコーダの円弧長さと直径との関係を説明するための図である。

【図4】本実施の形態１に係る光学制御装置の角度検出部を説明するための図である。

【図5】金属板の移動に伴い磁気が変化することで、反射部材の回転角度を検出する角度検出部について説明する図である。

【図6】金属板の移動に伴い電気容量が変化することで、反射部材の回転角度を検出する角度検出部を説明する図である。

【図7】保持部の底部に金属板を設けた場合の角度検出部を説明する図である。

【図8】本実施の形態２に係る光学制御装置の角度検出部を説明するための図である。

【図9】反射部材の回転角度をデジタル値で検出する角度検出部の一例を示す図である。

【図10】反射部材の回転角度をデジタル値で検出する角度検出部の別の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本実施の形態に係る光学制御装置およびこれを含むヘッドアップディスプレイ装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0014】

（実施の形態１）
まず、図１は、本実施の形態１に係る光学制御装置の斜視図である。図２は、本実施の形態１に係る光学制御装置を含むヘッドアップディスプレイ装置の概略図である。図２に示すヘッドアップディスプレイ装置１００は、例えば自動車等の車両に搭載されるもので、筐体１と、画像生成部２と、反射部材４とを備えている。

【0015】

また、画像生成部２は、例えばＬＣＤ２ａとバックライトユニット２ｂとで構成されており、車両のフロントガラス６に投影する画像をＬＣＤ２ａおよびバックライトユニット２ｂで生成している。画像生成部２で生成する画像としては、例えば各種車両情報、およびナビゲーション情報などがある。なお、バックライトユニット２ｂは、図示していないが、例えば、複数の発光ダイオードと、これら発光ダイオードからの光をＬＣＤ２ａに入射させるレンズとを備えている。

【0016】

筐体１は、例えば合成樹脂で構成され、画像生成部２、反射部材４を内部に収容し、フロントガラス６に対向する側に、画像の光Ｌをフロントガラス６に向けて出射させる出射部７を設けている。当該出射部７は、筐体１内へのホコリの進入を防ぐため透光性のカバー８で覆われている。

【0017】

反射部材４は、例えば、平面鏡などの光学部品であり、画像生成部２からの画像の光Ｌを、出射部７に向けて反射し、フロントガラス６上に投影している。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、これにより車両の乗員Ｐが、画像生成部２で生成した画像を風景と重畳させて視認することができる。

【0018】

ヘッドアップディスプレイ装置１００では、乗員Ｐの運転姿勢や運転者の交代などによる視線位置の変更に応じて反射部材４の回転角度を精度良く変えたり、車両の振動により反射部材４が回転方向に振動することに対して反射部材４の回転角度を精度良く制御したりすることが望まれている。

【0019】

図１に示す光学制御装置６０は、反射部材４の回転角度を制御する制御装置である。図１（ａ）では、反射部材４を保持する保持部６１が図示されているだけで、保持部６１の角度を変更するアクチュエータ（駆動部）については図示していない。保持部６１には、保持している反射部材４を回転させるための回転軸６２が設けてある。

【0020】

図１（ｂ）では、この回転軸６２にアクチュエータ６６を取付けた光学制御装置６０が図示されている。アクチュエータ６６は、アクチュエータホルダ６５（基板）に載置され固定されており、このアクチュエータホルダ６５を挟んで保持部６１の回転軸６２に接続されている。

【0021】

アクチュエータホルダ６５には、アクチュエータ６６の外形よりも外側の位置に角度検出部６７を設け、反射部材４の回転角度を検出している。制御部７０は、角度検出部６７で検出した角度に基づいてアクチュエータ６６を駆動し、反射部材４の回転角度を制御している。

【0022】

ヘッドアップディスプレイ装置１００では、表示させる項目が増え投影する面積が大きくなり反射部材４も大型になる傾向がある。一方、ヘッドアップディスプレイ装置１００の配置スペースは限定されており、反射部材４の回転角度を制御する光学制御装置６０の配置スペースも省スペース化が求められている。光学制御装置６０を小型化する場合、反射部材４を保持する保持部６１の駆動機構も小型化する必要があり、アクチュエータ６６にステッピングモータを用いると小型化に伴って高精度化することが困難であった。

【0023】

本実施の形態１に係る光学制御装置６０では、アクチュエータ６６にＤＣモータや超音波モータを使うことで小型化を達成している。なお、アクチュエータ６６にＤＣモータを用いる場合、必要に応じてギヤと組み合わせる必要がある。また、超音波モータは、ギヤと組み合わせなくとも直接、低速で高トルクの駆動が可能である。なお、アクチュエータ６６は、ＤＣモータや超音波モータに限らずＡＣモータなどでもよい。

【0024】

しかし、アクチュエータ６６にＤＣモータや超音波モータを使う場合、ステッピングモータのように位置決め制御の機能を有していないので、別途エンコーダを設ける必要があった。エンコーダを用いて反射部材４の回転角度を制御する場合、アクチュエータ６６の小型化によりエンコーダも小型化する必要があるので、反射部材４の回転角度を制御する精度が低下する問題があった。

【0025】

図３は、エンコーダの円弧長さと直径との関係を説明するための図である。図３では、縦軸に円弧長さ（単位ｍｍ）、横軸にエンコーダの円盤直径（単位ｍｍ）をそれぞれ設定してある。グラフＡは、１度当たりの円弧長さの変化を、グラフＢは、０．５度当たりの円弧長さの変化をそれぞれ示している。

【0026】

例えば、エンコーダの円盤直径を１８ｍｍにする（図３に示す破線の位置）と、１度当たりの円弧長さは約０．３６ｍｍ、０．５度当たりの円弧長さは約０．１８ｍｍとなる。そのため、アクチュエータ６６の小型化によりエンコーダも小型化すると、エンコーダの円盤直径も小さくなるので、１度当たりの円弧長さまたは０．５度当たりの円弧長さが短くなる。

【0027】

このように、回転角度を検出するためにエンコーダを用いた場合、エンコーダの円弧長さを分割する精度により分解能が決まることになる。そのため、エンコーダの円盤直径が小径化すると、分解能を上げるために高い加工精度が要求されコストが高くなる。

【0028】

そこで、本実施の形態１に係る光学制御装置６０では、アクチュエータ６６にＤＣモータや超音波モータを使う場合であってもエンコーダを用いず、アクチュエータ６６の外形よりも外側の位置に反射部材４の回転角度を検出する角度検出部６７を設けている。

【0029】

光学制御装置６０では、図１（ｂ）に示すように、反射部材４の回転角度を検出する仕組みに関し、回転をモニターするギヤやモータ本体に組み込むのではなく、回転する反射部材４または保持部６１の端部の変化で反射部材４の回転角度を検出する仕組みを採用している。そのため、光学制御装置６０では、アクチュエータ６６の小型化に伴って、反射部材４の回転角度を制御する精度が低下することも、コストが高くなることもない。

【0030】

角度検出部６７は、保持部６１に導体部を設け、当該導体部の移動に伴う電磁気に基づく値の変化に基づき反射部材４の回転角度を検出する。具体的には、導体部である金属板を保持部６１の端部側面または底部に設け、角度検出部６７で、金属板の移動に伴う磁気または電気容量の変化を検出している。なお、図１（ａ）で示したように保持部６１が反射部材４の三辺を保持する形状であれば、保持部６１の端部側面または底部に導体部を設けることになるが、保持部６１の形状によっては反射部材４の端部側面または底部に導体部を直接設けてもよい。また、保持部６１の材質が金属であれば、保持部６１に導体部を設ける必要もない。電磁気に基づく値には、電気、磁気、光に基づく値が含まれる。

【0031】

以下、角度検出部６７の構成をさらに詳しく説明する。図４は、本実施の形態１に係る光学制御装置６０の角度検出部６７を説明するための図である。図４（ａ）には、保持部６１の端部側面に金属板６３が設けられている図が示されている。図４（ｂ）には、アクチュエータホルダ６５側から見た金属板６３の図が示されている。

【0032】

図４（ｂ）では、保持部６１に設けた金属板６３の位置を分かり易くするためにアクチュエータホルダ６５に設けた角度検出部６７を破線で示している。光学制御装置６０では、Ｙ軸上に位置する反射部材４を回転軸６２に接続したアクチュエータ６６（図示せず）によって駆動することで、金属板６３が例えば矢印方向に移動する。角度検出部６７は、これに伴う磁気または電気容量の変化に基づいて、反射部材４の回転角度を検出している。

【0033】

図５は、金属板６３の移動に伴い磁気が変化することで、反射部材４の回転角度を検出する角度検出部６７ａを説明する図である。図５に示す角度検出部６７ａでは、金属板６３の移動に伴う磁気共振系の吸収によって変化する検出電圧を計測し、その計測結果から演算で反射部材４の回転角度を検出している。

【0034】

角度検出部６７ａでは、駆動配線６７１、センサ配線６７２，６７３を金属板６３と対向する面に設けてある。駆動配線６７１で発生させた磁界により金属板６３に渦電流が発生するため、角度検出部６７ａと金属板６３との重なり度合によりセンサ配線６７２，６７３近傍の磁界が変化する。角度検出部６７ａでは、この磁界の変化によってセンサ配線６７２，６７３に誘起された電圧の変化を計測し、その計測結果から演算で反射部材４の回転角度を検出している。なお、この方式についての原理は、米国特許第４７３７６９８号明細書に詳しく説明されている。

【0035】

図６は、金属板６３の移動に伴い電気容量が変化することで、反射部材４の回転角度を検出する角度検出部６７ｂを説明する図である。図６に示す角度検出部６７ｂでは、金属板６３の移動に伴う当該金属板６３との間で生じる電気容量の変化に基づき反射部材４の回転角度を検出している。

【0036】

角度検出部６７ｂでは、金属板６３がＧＮＤ電位に接地されていることを前提として、金属板６３と対向する面に電極６７５が設けてある。この電極６７５と金属板６３との重なり度合により角度検出部６７ｂの電気容量が変化する。角度検出部６７ｂでは、この電気容量の変化を計測し、その計測結果から演算で反射部材４の回転角度を検出している。なお、電極６７５は、角度検出部６７ｂの基板に形成された銅箔のランドパターンであり、直流電圧が印加されている。

【0037】

図５および図６では、金属板６３を保持部６１の端部側面に設ける例を説明したが、保持部６１の底部に金属板を設ける例について説明する。図７は、保持部６１の底部に金属板６３を設けた場合の角度検出部６７ｃを説明する図である。図７（ａ）には、保持部６１の底部に金属板６３が設けられている図が示されている。図７（ｂ）には、アクチュエータホルダ６５を設けていない側から見た保持部６１の図が示されている。

【0038】

図７（ｂ）では、保持部６１の底部に設けた金属板６３の位置に対向する位置に角度検出部６７ｃが設けられ、当該位置で角度検出部６７ｃがアクチュエータホルダ６５に固定されている。光学制御装置６０では、Ｙ軸上に位置する反射部材４を回転軸６２に接続したアクチュエータ６６（図示せず）によって駆動することで、金属板６３が例えば矢印方向に移動する。角度検出部６７ｃは、金属板６３の移動に伴い磁気または電気容量が変化するので、当該変化に基づいて反射部材４の回転角度を検出している。

【0039】

なお、角度検出部６７ｃを設ける位置は、アクチュエータホルダ６５に限られず、保持部６１の底面に対向する位置であればアクチュエータホルダ６５と別の基板でもよい。

【0040】

以上のように、本実施の形態１に係る光学制御装置６０は、反射部材４の角度を制御する光学制御装置である。光学制御装置６０は、保持部６１と、アクチュエータ６６と、角度検出部６７、６７ａ～６７ｃと、制御部７０とを備えている。保持部６１は、反射部材４を保持する。アクチュエータ６６は、保持部６１に保持した反射部材４の回転軸に設けられ、反射部材４の回転角度を変更する。角度検出部６７、６７ａ～６７ｃは、アクチュエータ６６を載置したアクチュエータホルダ６５においてアクチュエータ６６の外形よりも外側の位置に設けられ、反射部材４の回転角度を検出する。制御部７０は、角度検出部６７、６７ａ～６７ｃで検出した角度に基づいてアクチュエータ６６を駆動し、反射部材４の回転角度を制御する。

【0041】

これにより、本実施の形態１に係る光学制御装置６０は、アクチュエータ６６の外形よりも外側の位置に設けられた角度検出部６７、６７ａ～６７ｃで反射部材４の回転角度を検出するので、低コストで、反射部材４の回転角度を精度良く制御することができる。

【0042】

また、角度検出部６７ａ、６７ｂは、保持部６１または反射部材４に設けた金属板６３の移動に伴う電磁気に基づく値の変化に基づき反射部材４の回転角度を検出してもよい。これにより、角度検出部６７ａ、６７ｂは、簡単な構成で反射部材４の回転角度を容易に検出することができる。

【0043】

さらに、角度検出部６７ａは、保持部６１に設けた金属板６３の移動に伴う磁気共振系の吸収によって変化する検出電圧に基づき反射部材４の回転角度を検出してもよい。これにより、角度検出部６７ａは、簡単な構成で反射部材４の回転角度を容易に検出することができる。

【0044】

また、角度検出部６７ｂは、保持部６１に設けた金属板６３との間で生じる電気容量の変化に基づき反射部材４の回転角度を検出してもよい。これにより、角度検出部６７ｂは、簡単な構成で反射部材４の回転角度を容易に検出することができる。

【0045】

さらに、角度検出部６７、６７ａ、６７ｂは、アクチュエータ６６を載置したアクチュエータホルダ６５の同じ面に設けられてもよい。これにより、角度検出部６７、６７ａ、６７ｂをアクチュエータホルダ６５に設けた光学制御装置６０を実現できる。

【0046】

また、角度検出部６７ｃは、保持部６１または反射部材４の底面に対向する位置に設けられてもよい。これにより、角度検出部６７ｃを設ける位置の自由度を確保できる。

【0047】

さらに、本実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ装置１００は、画像を所定の面に投影して表示を行うヘッドアップディスプレイ装置である。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、投影する画像を生成する画像生成部２と、画像生成部２で生成した画像を、保持部６１で保持する反射部材４で反射させる、上記の光学制御装置６０とを備える。これにより、本実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ装置１００は、反射部材４の回転角度を精度良く制御することができるので、低コストで、安定して画像を表示することができる。

【0048】

（実施の形態２）
実施の形態１に係る光学制御装置６０では、保持部６１または反射部材４に設けた金属板６３の移動に伴う電磁気に基づく値の変化に基づき、角度検出部６７ａ、６７ｂが反射部材４の回転角度を検出する方式について説明した。しかし、反射部材の回転角度を検出する方式は、これに限定されない。本実施の形態２に係る光学制御装置では、保持部または反射部材との距離の変化に基づき反射部材の回転角度を検出する方式について説明する。

【0049】

図８は、本実施の形態２に係る光学制御装置の角度検出部を説明するための図である。なお、図８に示す光学制御装置のうち、図４に示す光学制御装置と同じ構成については、同じ符号を付して詳細な説明を繰返さない。

【0050】

図８には、アクチュエータホルダ６５を設けていない側から見た保持部６１の図が示されている。図８では、保持部６１の端部からアクチュエータホルダ６５の一端までの距離を計測できるように角度検出部６７ｄが設けられ、当該位置で角度検出部６７ｄがアクチュエータホルダ６５に固定されている。光学制御装置６０では、Ｙ軸上に位置する反射部材４を回転軸６２に接続したアクチュエータ６６（図示せず）によって駆動することで、アクチュエータホルダ６５に設けた角度検出部６７ｄと保持部６１との距離が変化する。角度検出部６７ｄは、距離センサで、保持部６１の端部までの距離の変化に基づいて、反射部材４の回転角度を検出している。

【0051】

なお、角度検出部６７ｄは、光、超音波、電気容量などの変化を用いて距離を計測することができる距離センサである。図８では、保持部６１の移動による距離の変化が大きい保持部６１の端部との距離を計測することができる位置に角度検出部６７ｄを設けている。しかし、角度検出部６７ｄを設ける位置は、アクチュエータ６６の駆動による保持部６１の移動を検出できれば、何れの位置に設けてもよい。

【0052】

以上のように、本実施の形態２に係る角度検出部６７ｄでは、保持部６１または反射部材４との距離の変化に基づき反射部材４の回転角度を検出することができる。これにより、本実施の形態２に係る光学制御装置は、低コストで、反射部材４の回転角度を精度良く制御することができる。

【0053】

なお、図８で示したように保持部６１が反射部材４の三辺を保持する形状であれば、角度検出部６７ｄが保持部６１の端部との距離を計測することになるが、保持部６１の形状によっては角度検出部６７ｄが反射部材４の端部との距離を計測してもよい。

【0054】

また、角度検出部６７ｄは、光または超音波の変化を用いて距離を計測することができる距離センサである場合、保持部６１の端部側面または底部に導体部を設ける必要はない。

【0055】

（変形例１）
前述の実施の形態では、例えば、角度検出部６７ａ、６７ｂが、保持部６１または反射部材４に設けた金属板６３の移動に伴う電磁気に基づく値の変化に基づき反射部材４の回転角度をアナログ値で検出する例を説明した。しかし、これに限られず、角度検出部は、反射部材４の回転角度をデジタル値で検出してもよい。

【0056】

具体的に、図９は、反射部材４の回転角度をデジタル値で検出する角度検出部の一例を示す図である。図９（ａ）には、アクチュエータホルダ６５側から見た保持部６１の端部側面に反射板６３ａが設けられている図が示されている。図９（ｂ）には、反射板６３ａが図示されている。

【0057】

図９（ａ）では、保持部６１に設けた反射板６３ａの位置を分かり易くするためにアクチュエータホルダ６５に設けた角度検出部６７ｅを破線で示している。光学制御装置６０では、Ｙ軸上に位置する反射部材４を回転軸６２に接続したアクチュエータ６６（図示せず）によって駆動することで、反射板６３ａが移動する。

【0058】

反射板６３ａには、縞状のパターンが形成されており、反射光の強度が段階的に変化する。角度検出部６７ｅは、反射板６３ａからの反射光の強度が段階的に変化するのをカウントすることで反射部材４の回転角度をデジタル値で検出することができる。なお、角度検出部６７ｅは、光反射検出センサを有している。

【0059】

図１０は、反射部材４の回転角度をデジタル値で検出する角度検出部の別の一例を示す図である。図１０（ａ）には、図５で示した角度検出部６７ａをデジタル値で反射部材４の回転角度を検出するように変更した角度検出部６７ｆを示す。角度検出部６７ｆは、駆動配線６７１、センサ配線６７７を金属板６３と対向する面に設けてある。

【0060】

センサ配線６７７では、配線パターンの周期を短くして多周期性の電極を構成することで、金属板６３の移動に伴ってセンサ配線６７７に誘起された電圧の変化が段階的となる。そのため、角度検出部６７ｆは、反射部材４の回転角度をデジタル値で検出することが可能となる。

【0061】

図１０（ｂ）には、図６で示した角度検出部６７ｂをデジタル値で反射部材４の回転角度を検出するように変更した角度検出部６７ｇを示す。角度検出部６７ｇは、複数の電極６７９を金属板６３の移動方向に一列に並べて設けてある。

【0062】

複数の電極６７９は、金属板６３の移動方向に一列に並べることで多周期性の電極を構成しており、金属板６３の移動に伴って複数の電極６７９が順にチャージされることで電気容量の変化が段階的となる。そのため、角度検出部６７ｇは、反射部材４の回転角度をデジタル値で検出することが可能となる。

【0063】

以上のように、本変形例１に係る角度検出部６７ｆ～６７ｇは、金属板６３の移動に伴い電磁気に基づく値が段階的に変化する構成を有する。これにより、角度検出部６７ｆ～６７ｇは、反射部材４の回転角度をデジタル値で検出することができる。

【0064】

（変形例２）
前述の実施の形態では、光学制御装置６０をヘッドアップディスプレイ装置１００に用いる構成について説明した。しかし、光学制御装置６０は、ヘッドアップディスプレイ装置１００以外に、光学部品の回転角度を制御することが必要となる装置にも同様に用いることができる。例えば、当該装置として、光学ステージの微調整を行う装置、レーザースキャナ装置などにも用いることが可能で、特に自動車用途では、ＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）のレーザーの照射角度調整やヘッドライトの投影角度調整などの装置に利用可能である。

【0065】

（変形例３）
前述の実施の形態では、光学制御装置６０が反射部材４の回転角度を制御する構成について説明した。しかし、光学制御装置６０は、反射部材４以外の光学部品を保持部６１に保持することが可能であるので、反射部材４以外の光学部品の回転角度を制御することも可能である。反射部材４以外の光学部品として、例えば、レンズ（シリンドリカルレンズ）や回折格子などがある。光学制御装置６０の光学部品に回折格子を用いた場合、当該光学制御装置６０を、回折格子をスキャンさせて分光分析を行う装置に利用できる。

【0066】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0067】

１ 筐体、２ 画像生成部、２ｂ バックライトユニット、４ 反射部材、６ フロントガラス、７ 出射部、８ カバー、６０ 光学制御装置、６１ 保持部、６２ 回転軸、６３ 金属板、６３ａ 反射板、６５ アクチュエータホルダ、６６ アクチュエータ、６７，６７ａ～６７ｇ 角度検出部、７０ 制御部、１００ ヘッドアップディスプレイ装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】