JP2018060029A

JP2018060029A - Mirror device and display device for vehicle

Info

Publication number: JP2018060029A
Application number: JP2016196668A
Authority: JP
Inventors: 良宏高橋; Yoshihiro Takahashi
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2016-10-04
Filing date: 2016-10-04
Publication date: 2018-04-12

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mirror device which can reduce deformation of a mirror.SOLUTION: A mirror device 8 includes: a mirror 82; a supporting body 81 connected to the mirror by a beam 84, the body having a container containing the mirror and supporting the mirror; an actuator for rotating and vibrating the mirror around the axis of the beam; and reduction means 20 for reducing deformation of the mirror by making force F2 along the axis direction X1 of the beam act on the mirror, the reduction means being arranged around the mirror along the axial direction of the beam and optically making a pulling force in the axial direction of the beam on the mirror.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、ミラー装置および車両用表示装置に関する。 The present invention relates to a mirror device and a vehicle display device.

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。 Conventionally, there is a technique for projecting an image by a mirror that vibrates and rotates in a display device for a vehicle. For example, in Patent Document 1, a mirror part having a light reflecting surface, a pair of elastic support members that are fixed to the mirror part and supported so as to be able to rotate and vibrate, and a structure that is deformed by applying voltage A pair of drive beams fixed at one end to the other end side of the elastic support member, and a base member fixed at the other end side of the pair of drive beams in a cantilever state. An optical deflector in which a mirror unit rotates and vibrates by transmitting the deformation through an elastic support member, and a technology of an image projection apparatus having the optical deflector are disclosed.

特開２０１６−３３６５１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-33551

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。 Here, there is a possibility that the mirror is deformed by rotating and vibrating the mirror. In addition, the mirror may be deformed by heat generated by the irradiated laser beam or the like. When the mirror is deformed, there arises a problem that the spot diameter is increased and the image quality is deteriorated.

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。 An object of the present invention is to provide a mirror device and a vehicle display device that can reduce deformation of a mirror.

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。 The mirror device of the present invention has a mirror, a receiving part that contains the mirror, and is connected to the mirror contained in the containing part via a beam, and a support that supports the mirror, An actuator for rotating and oscillating the mirror around the axis of the beam, and a reducing means for reducing the deformation of the mirror by applying a force along the axial direction of the beam to the mirror.

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。 In the above mirror device, it is preferable that the reducing means is disposed around the mirror along the axial direction of the beam, and applies a pulling force to the mirror in the axial direction of the beam.

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。 In the above mirror device, the reducing means is fixed to a back surface that is the surface opposite to the reflecting surface of the mirror, and the force causes the mirror to bend toward the reflecting surface side or the back surface side. Is preferred.

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。 The vehicle display device of the present invention includes a mirror and a storage unit that stores the mirror, and is connected to the mirror stored in the storage unit via a beam and supports the mirror. An actuator that rotates and vibrates the mirror around the beam axis, a light source that emits laser light toward the mirror, a screen on which the laser light reflected by the mirror is projected, and an image of the screen Magnifying means for magnifying and projecting toward a reflecting portion located in front of the eye point of the vehicle, and reduction means for reducing the deformation of the mirror by applying a force along the axial direction of the beam to the mirror It is characterized by.

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。 The mirror device and the vehicular display device according to the present invention have a reduction means for reducing the deformation of the mirror by applying a force along the axial direction of the beam to the mirror. According to the mirror device and the vehicle display device of the present invention, there is an effect that deformation of the mirror can be reduced.

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。FIG. 1 is a diagram illustrating an arrangement of a vehicle display device according to the first embodiment. 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。FIG. 2 is a perspective view showing the inside of the vehicle display device according to the first embodiment. 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。FIG. 3 is a perspective view showing the inside of the laser display according to the first embodiment. 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。FIG. 4 is a diagram illustrating image generation by the laser display according to the first embodiment. 図５は、第１実施形態に係るＭＥＭＳミラーの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the MEMS mirror according to the first embodiment. 図６は、第１実施形態に係るＭＥＭＳミラーの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the MEMS mirror according to the first embodiment. 図７は、ミラーの変形を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing deformation of the mirror. 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。FIG. 8 is a diagram for explaining the reduction of the spot diameter of the laser beam. 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。FIG. 9 is a plan view showing the arrangement of the reducing means according to the first embodiment. 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。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the arrangement of the reducing means according to the first embodiment. 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。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the force applied to the mirror by the reducing means of the first embodiment. 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。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a mirror to which a force by the reducing means of the first embodiment is applied. 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。FIG. 13 is a diagram illustrating a MEMS mirror according to a first modification of the first embodiment. 図１４は、ミラーの変形を示す側面図である。FIG. 14 is a side view showing deformation of the mirror. 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。FIG. 15 is a diagram illustrating the back surface of the mirror according to the second embodiment. 図１６は、第２実施形態に係るミラーの断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view of a mirror according to the second embodiment. 図１７は、第２実施形態に係るミラーの断面斜視図である。FIG. 17 is a cross-sectional perspective view of a mirror according to the second embodiment.

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。 Hereinafter, a mirror device and a vehicle display device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.

［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。 [First Embodiment]
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 12. The present embodiment relates to a mirror device and a vehicle display device. FIG. 1 is a diagram showing an arrangement of a display device for a vehicle according to the first embodiment, FIG. 2 is a perspective view showing the inside of the display device for a vehicle according to the first embodiment, and FIG. 3 is a diagram according to the first embodiment. 4 is a perspective view showing the inside of the laser display, FIG. 4 is a view for explaining image generation by the laser display of the first embodiment, FIG. 5 is a perspective view of the MEMS mirror according to the first embodiment, and FIG. These are sectional drawings of the MEMS mirror concerning a 1st embodiment. FIG. 6 shows a VI-VI cross section of FIG.

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。 As shown in FIG. 1, the vehicle display device 1 according to the first embodiment is a so-called head-up display device, and displays a virtual image in front of the eye point 201 of the vehicle 100. The eye point 201 is a position determined in advance as the viewpoint position of the driver 200 seated in the driver's seat. The vehicle display device 1 is disposed inside a dashboard 101 of the vehicle 100. An opening 101 a is provided on the upper surface of the dashboard 101. The vehicular display device 1 projects an image onto the windshield 102 through the opening 101a. The windshield 102 is a reflecting portion located in front of the eye point 201 of the vehicle 100. The windshield 102 has, for example, translucency, and reflects the light incident from the vehicle display device 1 toward the eye point 201. The driver 200 recognizes the image reflected by the windshield 102 as a virtual image 110. For the driver 200, the virtual image 110 is recognized as if it exists ahead of the windshield 102.

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。 In the present specification, unless otherwise specified, the “front-rear direction” indicates the vehicle front-rear direction of the vehicle 100 on which the vehicle display device 1 is mounted. Unless otherwise specified, the “lateral direction” indicates the vehicle width direction of the vehicle 100, and the “vertical direction” indicates the vehicle vertical direction of the vehicle 100.

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。 As shown in FIG. 2, the vehicle display device 1 includes a housing 2, a laser display 3, a flat mirror 4, and a curved mirror 5. The laser display 3, the flat mirror 4, and the curved mirror 5 are accommodated in the housing 2. The laser display 3 projects an image on the screen 9 by laser light as will be described later. The image projected on the screen 9 is reflected by the plane mirror 4 and the curved mirror 5. The image reflected by the curved mirror 5 passes through the opening formed in the housing 2 and the opening 101 a of the dashboard 101 and is projected onto the windshield 102. The reflecting surface 5 a of the curved mirror 5 is a concave curved surface, and the incident light from the flat mirror 4 is enlarged and reflected toward the windshield 102. That is, the curved mirror 5 is an enlargement unit that is provided between the windshield 102 and the screen 9 and enlarges an image of the screen 9 and projects it on the windshield 102. The curved mirror 5 of this embodiment is an aspherical mirror.

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。 As shown in FIG. 3, the laser display 3 includes a housing 6, a laser unit 7, a MEMS mirror 8, and a screen 9. The laser display 3 has an image generation unit 30 including a laser unit 7 as a light source and a MEMS mirror 8, and the image generation unit 30 generates an image. The shape of the housing 6 of the present embodiment is a rectangular parallelepiped shape. The laser unit 7 and the MEMS mirror 8 are accommodated in the housing 6. The laser unit 7 is a light source that emits laser light, and generates and outputs laser light. The laser unit 7 of the present embodiment generates red, green, and blue laser beams, and outputs these three color laser beams in a superimposed manner. The screen 9 is disposed on the side surface of the housing 6.

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。 The laser unit 7 includes a housing 70, a red laser diode 71, a green laser diode 72, a blue laser diode 73, dichroic mirrors 74 and 75, and a mirror 76. The shape of the housing 70 of the present embodiment is a rectangular parallelepiped shape. Each laser diode 71, 72, 73, dichroic mirrors 74, 75, and mirror 76 are accommodated in the housing 70.

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。 The red laser diode 71 generates red laser light. The laser light output from the red laser diode 71 passes through the collimator lens 79A (see FIG. 4) and is applied to the dichroic mirror 74. The green laser diode 72 generates green laser light. The laser beam output from the green laser diode 72 is irradiated to the dichroic mirror 74 through the collimator lens 79B. The blue laser diode 73 generates blue laser light. The laser light output from the blue laser diode 73 passes through the collimator lens 79C and is applied to the dichroic mirror 75.

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。 The dichroic mirror 74 transmits red laser light and reflects green laser light. The red laser light and the green laser light reflected by the dichroic mirror 74 are incident on the dichroic mirror 75 as laser light on the same optical axis. The dichroic mirror 75 transmits red and green laser light and reflects blue laser light. The red and green laser light and the blue laser light reflected by the dichroic mirror 75 are incident on the mirror 76 as laser light on the same optical axis. The mirror 76 is a mirror that totally reflects the laser light. The laser beams of the respective colors reflected by the mirror 76 pass through the emission hole 70 a of the housing 70 and enter the MEMS mirror 8.

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。 The vehicle display device 1 includes a control unit 10 that controls the laser unit 7 and the MEMS mirror 8. The control unit 10 controls the light amount and color of the laser light generated and emitted by the laser unit 7. The control unit 10 performs output control of the laser diodes 71, 72, and 73 based on the light amount of the emitted laser light and the target value of the color. Moreover, the display apparatus 1 for vehicles controls the vibration range and frequency of the rotational vibration of the MEMS mirror 8 mentioned later.

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。 As shown in FIG. 4, the MEMS mirror 8 projects an image on the screen 9 by reflecting laser light toward the screen 9 while rotating and oscillating around two orthogonal rotation axes X1 and X2. The MEMS mirror 8 of the present embodiment corresponds to a mirror device. The MEMS mirror 8 is produced using MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology. The MEMS mirror 8 is a device in which mechanical element parts, sensors, actuators, electronic circuits and the like are integrated on a semiconductor substrate. A specific configuration of the MEMS mirror 8 will be described later.

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。 The reflected light 78 reflected by the MEMS mirror 8 scans the screen 9 in the horizontal direction of the image as the mirror 82 of the MEMS mirror 8 rotates and vibrates around the first rotation axis X1. The reflected light 78 scans the screen 9 in the vertical direction of the image as the mirror 82 of the MEMS mirror 8 rotates and vibrates around the second rotation axis X2. The laser display 3 projects an image on the screen 9 while scanning the screen 9 in the horizontal direction and the vertical direction of the image with the reflected light 78.

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。 The screen 9 is a microlens array and includes a large number of integrated microlenses. That is, the screen 9 is a transmissive screen that transmits light. Each microlens diffuses laser light. Thereby, even if the eye point 201 fluctuates within a predetermined range due to a change in the attitude of the driver 200, the laser light reflected by the windshield 102 can be visually recognized.

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。 As shown in FIG. 5, the MEMS mirror 8 includes a main body 80, a stage 81, a mirror 82, beams 83 and 84, magnets 85 and 86, and a coil 87. The MEMS mirror 8 is configured based on a single crystal silicon wafer. The main body 80 is a plate-like member having a through hole. The main body 80 is, for example, a substrate on which a control circuit and the like are formed. The stage 81 is a support that supports the mirror 82, and is disposed in the through hole of the main body 80. The stage 81 is a plate-like member having an accommodating portion 81 b that accommodates the mirror 82. The accommodating portion 81b is, for example, a through hole that penetrates the stage 81 in the plate thickness direction. The stage 81 is connected to the main body 80 by two beams 83 extending in the direction of the second rotation axis X2. The beam 83 connects both side surfaces of the stage 81 and the main body 80. A coil 87 wound in a spiral shape is disposed on the surface of the stage 81. Electric power is supplied to the coil 87 from the main body 80 side.

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。 The mirror 82 is a disk-shaped member. The mirror 82 is housed in the housing portion 81 b of the stage 81. The mirror 82 accommodated in the accommodating portion 81b is connected to the stage 81 by two beams 84 extending in the direction of the first rotation axis X1. The first rotation axis X1 and the second rotation axis X2 are orthogonal to each other. The magnets 85 and 86 are disposed to face each other in the direction of the first rotation axis X1 with the main body 80 interposed therebetween. As shown in FIG. 6, one magnet 85 has its north pole directed to the coil 87, and the other magnet 86 has its south pole directed to the coil 87. In the present embodiment, the coil 87 and the magnets 85 and 86 are provided as an actuator for rotating and vibrating the mirror 82 around the beam 84 axis.

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。 As shown in FIG. 6, when a current flows through the coil 87, a Lorentz force F 1 acts on the coil 87 by the magnetic field of the magnets 85 and 86. Due to the Lorentz force F1, the stage 81 rotates relative to the main body 80 about the second rotation axis X2. The control unit 10 controls the current that flows through the coil 87. The controller 10 causes the stage 81 to rotate and vibrate at a predetermined first frequency by controlling the direction and current value of the current flowing through the coil 87. More specifically, the control unit 10 periodically reverses the direction of the current flowing through the coil 87 according to the first frequency. Thereby, the stage 81 periodically oscillates while rotating to the positive phase side and the reverse phase side, respectively. The first frequency is determined according to the number of frames per unit time of the image projected on the screen 9.

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。 The mirror 82 rotates and vibrates around the first rotation axis X1 due to resonance. That is, the mirror 82 rotates relative to the stage 81 by resonance. The sources of the mirror 82 and the beam 84 are designed so that when the stage 81 rotates and vibrates at the first frequency, the mirror 82 rotates and vibrates at the second frequency due to resonance. The second frequency is determined according to the number of scans in the horizontal direction of the image per frame.

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。 The image generating means 30 of this embodiment includes a laser unit 7 and a MEMS mirror 8. The laser unit 7 is a light source that emits laser light. The mirror 82 of the MEMS mirror 8 projects an image on the screen 9 by reflecting the reflected light 78 toward the screen 9 while rotating and oscillating around the rotation axes X1 and X2.

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。 Here, deformation such as distortion is likely to occur in the mirror 82 due to dynamic deformation caused by rotating and vibrating the mirror 82 at a high speed and the influence of heat. For example, as shown in FIG. 7, the mirror 82 may be deformed so that the central portion protrudes. If the mirror 82 is deformed, the spot diameter of the laser beam becomes large and the image quality may deteriorate. In addition, stray light may be generated due to the deformation of the mirror 82, which may reduce the utilization efficiency of the laser light.

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、Ｄ_１はＭＥＭＳミラー８の有効径、Ｄ_２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、Ｄ_０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Ｄ_１の値は、ビーム径Ｄ_２以上であることが望ましい。スポット径Ｄ_０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。
Ｄ_０＝ａ×λ×ｆ１／Ｄ_２…（１） In addition, as described below with reference to FIG. 8, increasing the diameter of the mirror 82 is advantageous for improving the resolution, but there is a problem that the mirror 82 is likely to be deformed. In FIG. 8, D ₁ is the effective diameter of the MEMS mirror 8, D ₂ is the beam diameter of the laser light incident on the collimator lenses 79 A, 79 B, and 79 C, and D ₀ is the spot diameter of the laser light on the screen 9. From the viewpoint of improving the light use efficiency, the value of the effective diameter D ₁ of the MEMS mirror 8 is desirably beam diameter D ₂ or more. The spot diameter D ₀ is determined by the following formula (1). Here, a is a coefficient, λ is the wavelength of the laser beam, and f1 is the optical path length from the MEMS mirror 8 to the screen 9.
D ₀ = a × λ × f1 / D ₂ (1)

式（１）から分かるように、スポット径Ｄ_０の小径化には、ビーム径Ｄ_２の拡大が有効である。ビーム径Ｄ_２を拡大するためには、ＭＥＭＳミラー８のミラー８２の有効径Ｄ_１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Ｄ_１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。 As can be seen from equation (1), the diameter of the spot diameter D _0, the expansion of the beam diameter D ₂ is effective. To expand the beam diameter D _2, it is necessary a large diameter and the effective diameter D ₁ of the mirror 82 of the MEMS mirror 8. However, the effective diameter D ₁ of the mirror 82 is increased, the amount of deformation of the mirror 82 when the rotating vibration is contradictory that tends to increase.

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。 As shown in FIGS. 9 and 10, the MEMS mirror 8 of the present embodiment has a reducing means 20. Note that FIG. 10 shows an XX cross section of FIG. The reduction means 20 causes the force F2 along the axial direction of the beam 84 to act on the mirror 82, and reduces the deformation of the mirror 82 that vibrates and rotates by the force F2. The reducing means 20 is disposed around the mirror 82 along the first rotation axis X 1 that is the axial direction of the beam 84. The reducing means 20 of this embodiment is disposed in the vicinity of the beam 84 in the stage 81. The reduction means 20 is fixed to the back surface 81a of the stage 81 by sticking or the like. The back surface 81 a is a surface of the stage 81 opposite to the coil 87 side. The reducing means 20 is disposed on both sides in the first rotation axis X1 direction with the mirror 82 and the beam 84 interposed therebetween.

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。 The reducing means 20 of the present embodiment is a piezoelectric element film. The planar shape of the reducing unit 20 is, for example, a rectangle. Examples of the type of piezoelectric element used as the reducing unit 20 include a piezo element. The reducing means 20 contracts and expands when a voltage is applied. The expansion / contraction direction of the reducing means 20 is the direction of the first rotation axis X1. The reduction means 20 is controlled by the control unit 10, for example. The MEMS mirror 8 has a control circuit that controls the voltage applied to the reducing means 20. The control circuit controls the voltage applied to the reducing unit 20 in accordance with a command from the control unit 10. The control unit 10 contracts the reducing unit 20 by applying a voltage to the reducing unit 20 while rotating the mirror 82. The contraction force generated by the reduction means 20 is transmitted to the mirror 82 via the beam 84. This force F2 is a force for pulling the mirror 82 along the axial direction of the beam 84 as shown in FIG. By applying the force F2 to the mirror 82 from both sides in the direction of the first rotation axis X1, deformation of the mirror 82 is reduced as shown in FIG. By applying the pulling force of the force F2, at least the deformation amount of the deformation in which the central portion protrudes as shown in FIG. 7 is reduced.

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。 The reduction means 20 is also effective in reducing deformation of the mirror 82 due to heat. The control unit 10 may change the force F 2 generated by the reducing unit 20 according to the temperature of the mirror 82. For example, as a characteristic of the MEMS mirror 8, it is assumed that the deformation amount of the mirror 82 increases as the temperature increases. In this case, the control unit 10 may increase the force F2 generated by the reducing unit 20 as the temperature of the mirror 82 increases. For example, the control unit 10 may control the reduction unit 20 based on the detection result of the temperature sensor, and the reduction unit according to the continuous irradiation time or the cumulative irradiation time of the laser beam by the laser unit 7, the light amount of the laser beam, or the like. 20 may be controlled.

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。 As described above, the MEMS mirror 8 of the present embodiment includes the mirror 82, the stage 81 as a support, the magnets 85 and 86 and the coil 87 as actuators, and the reducing unit 20. Due to the force generated by the reducing means 20, deformation of the mirror 82 due to rotational vibration and deformation of the mirror 82 due to temperature are suppressed.

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。 In addition, the vehicle display device 1 of the present embodiment includes a mirror 82, a stage 81 as a support, magnets 85 and 86 and a coil 87 as actuators, a laser unit 7 as a light source, a screen 9, and an enlargement. A curved mirror 5 as a means and a reducing means 20 are provided. The vehicular display device 1 having the reduction means 20 can suppress deformation of the mirror 82 caused by rotational vibration and deformation of the mirror 82 caused by temperature.

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。 In addition, arrangement | positioning of the reduction means 20 is not limited to what was illustrated. For example, a part of the reducing unit 20 may be fixed to the beam 84. Further, the reducing means 20 may be disposed only on one side in the first rotation axis X1 direction with respect to the mirror 82.

［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。 [First Modification of First Embodiment]
A first modification of the first embodiment will be described. FIG. 13 is a diagram illustrating a MEMS mirror according to a first modification of the first embodiment. The MEMS mirror 8 of the first modified example is different from the MEMS mirror 8 of the first embodiment in that a frame portion 88 and an inner beam 89 are provided between the beam 84 and the mirror 82.

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。 The frame part 88 is an annular member. The mirror 82 is disposed on the inner peripheral side of the frame portion 88. The rigidity of the frame portion 88 is higher than the rigidity of the mirror 82, for example, the rigidity is higher than that of the mirror 82 in bending rigidity. The frame portion 88 is connected to the stage 81 via a pair of beams 84. The outer periphery of the mirror 82 and the inner periphery of the frame portion 88 are connected via four inner beams 89. The four inner beams 89 are arranged with phases shifted by 90 °. Of the four inner beams 89, the two inner beams 89 are arranged coaxially with the beam 84 and sandwiching the mirror 82 therebetween. The remaining two inner beams 89 are orthogonal to the beam 84 and are disposed with the mirror 82 in between. That is, the mirror 82 is connected to the frame portion 88 by the inner beam 89 in each of the first rotation axis X1 direction and the second rotation axis X2 direction. Thus, the frame portion 88 and the mirror 82 connected to each other via the inner beam 89 integrally rotate and vibrate around the first rotation axis X1.

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。 The reducing means 21 is fixed to the frame portion 88. The reducing means 21 is disposed on at least one of the front surface and the back surface of the frame portion 88. In this modification, the four reduction means 21 are arranged on the same surface of the frame portion 88. The reduction means 21 is disposed on an extension line of the inner beam 89 in plan view. The reduction means 21 is, for example, a piezoelectric element film similar to the reduction means 20 of the first embodiment. Two of the four reducing means 21 are arranged between the inner beam 89 and the beam 84. That is, these two reduction means are arranged around the mirror 82 along the axial direction of the beam 84. The remaining two reduction means 21 are arranged on an extension line of the inner beam 89 extending in the direction of the second rotation axis X2. The reducing means 21 expands and contracts in the axial direction of the adjacent inner beams 89. That is, the two reduction means 21 arranged between the beam 84 and the inner beam 89 extend and contract in the direction of the first rotation axis X1. The remaining two reducing means 21 expand and contract in the direction of the second rotation axis X2. The reduction means 21 is controlled by the control unit 10, for example.

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。 When the mirror 82 is rotating and vibrating, the control unit 10 applies a voltage to the reducing unit 21 to contract the reducing unit 21. The contraction force generated by the reduction means 21 is transmitted to the mirror 82 via the inner beam 89. The force F 3 that the reducing unit 21 acts on the mirror 82 is a force that pulls the mirror 82 along the axial direction of the inner beam 89. That is, the reducing means 21 of the present modification applies a tensile force in the first rotational axis X1 direction and a tensile force in the second rotational axis X2 direction to the mirror 82, respectively. Thereby, the deformation | transformation of the mirror 82 at the time of rotational vibration is suppressed suitably.

［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。 [Second Embodiment]
The second embodiment will be described with reference to FIGS. 14 to 17. In the second embodiment, components having the same functions as those described in the first embodiment are given the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted. 14 is a side view showing deformation of the mirror, FIG. 15 is a view showing the back surface of the mirror according to the second embodiment, FIG. 16 is a cross-sectional view of the mirror according to the second embodiment, and FIG. It is a section perspective view of the mirror concerning an embodiment. Note that FIG. 16 shows a cross section taken along line XVI-XVI in FIG.

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。 As shown in FIG. 14, when the mirror 82 rotates and vibrates, the cross-sectional shape is deformed into an S shape. In FIG. 14, the neutral position RP 0 is a stop position of the mirror 82 when the coil 87 is not energized. The maximum deflection angle position RP1 is a rotational position at which the deflection angle of the mirror 82 with respect to the neutral position RP0 is maximized. When the mirror 82 rotates around the beam 84 from the neutral position RP0 toward the maximum deflection angle position RP1, the mirror 82 is bent and deformed as shown by a solid line in FIG. That is, a deformation that becomes convex toward the rotation direction occurs in the peripheral portion of the mirror 82. In other words, in the mirror 82 that rotates and vibrates, a deformation occurs in which the phase of the peripheral portion far from the rotation axis is delayed with respect to the phase of the rotation axis.

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。 As shown in FIGS. 15 and 16, in the MEMS mirror 8 of the second embodiment, the reducing means 22 is fixed to the back surface 82 a of the mirror 82. The back surface 82a is a surface opposite to the reflection surface that reflects the laser light in the mirror 82. The reduction means 22 is, for example, a piezoelectric element film similar to the reduction means 20 and 21 of the first embodiment. The planar shape of the reducing means 22 is, for example, a rectangle. The reduction means 22 is fixed to the central portion of the back surface 82a by sticking or the like. The reducing means 22 is fixed so that its longitudinal direction is the direction of the first rotation axis X1. The length of the reducing means 22 of the second embodiment, that is, the length in the direction of the first rotation axis X 1 is longer than the radius of the mirror 82. Further, the width of the reducing means 22 is slightly longer than the radius of the mirror 82.

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。 The reduction means 22 is controlled by the control part 10, for example. The expansion / contraction direction of the reducing means 22 is the direction of the first rotation axis X1. When the mirror 82 is rotating and vibrating, the control unit 10 applies a voltage to the reducing unit 22 to contract the reducing unit 22. A force Fb shown in FIG. 16 acts on the mirror 82 by the contraction force generated by the reducing means 22. The force Fb causes the mirror 82 to bend toward the reflecting surface side. The mirror 82 is bent by the force Fb so that the back surface 82a becomes concave as shown in FIG. More specifically, in the cross section along the first rotation axis X 1, the central portion of the mirror 82 projects toward the side opposite to the reduction means 22. Since the mirror 82 is curved in advance as described above, the rigidity of the mirror 82 is improved and dynamic deformation of the mirror 82 as shown in FIG. 14 is reduced. The amount of deformation of the mirror 82 due to the force Fb is smaller than the amount of dynamic deformation of the mirror 82 due to rotational vibration. That is, although the reducing unit 22 slightly deforms the mirror 82, the influence of the deformation on the spot diameter of the laser beam is small. Since the dynamic deformation of the mirror 82 is reduced by the reducing unit 22, an increase in the spot diameter or the like is reduced.

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。 Note that the control unit 10 may bend the mirror 82 by expanding instead of contracting the reducing unit 22. In this case, the force generated by the reducing means 22 causes the mirror 82 to bend toward the back surface 82a. Further, the control unit 10 may change the magnitude of the force Fb generated by the reducing unit 22 according to an environment such as temperature. For example, when the temperature of the mirror 82 is high, the control unit 10 may increase the force Fb than when the temperature is low.

［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。 [Modification of each embodiment]
A modification of the first embodiment and the second embodiment will be described. The reducing means 20, 21, 22 may be constituted by a magnetostrictive material and an electromagnetic coil instead of the piezoelectric element. In this case, instead of the piezoelectric element film, a magnetostrictive material film is fixed to the stage 81, the frame portion 88, and the mirror 82. The electromagnetic coil applies a magnetic field to the film of magnetostrictive material. The magnetic field generated by the electromagnetic coil expands and contracts the magnetostrictive material film. The control unit 10 may generate a magnetic field for contracting the magnetostrictive material film in the electromagnetic coil when the mirror 82 is rotated and vibrated.

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。 The combination of the scanning direction of the laser beam in the MEMS mirror 8 and the rotation axes X1 and X2 is not limited to the illustrated combination. For example, contrary to the above embodiments, the image is scanned in the vertical direction by the rotational vibration of the mirror 82 around the first rotational axis X1, and the horizontal direction of the image is scanned by the rotational vibration of the mirror 82 around the second rotational axis X2. May be scanned. Further, the scanning method is not limited to the raster scan as in each of the above embodiments, and may be a Lissajous scan, for example. The driving method of the MEMS mirror 8 is typically an electromagnetic method, an electrostatic method, or a piezoelectric method, but is not limited thereto.

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。 Enlarging means for enlarging and projecting the image on the screen 9 is not limited to the curved mirror 5. The magnifying means may be, for example, a magnifying lens such as a convex lens or a Fresnel lens, or other configuration.

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。 The reflection part in front of the eye point 201 is not limited to the windshield 102. The reflector may be a combiner, for example.

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。 In each of the above embodiments, the laser diode included in the laser unit 7 is not limited to the three-color laser diodes 71, 72, and 73. For example, the laser unit 7 may include a laser diode having one or two colors of red, green, and blue.

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。 The contents disclosed in each of the above embodiments and modifications can be executed in appropriate combination.

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）
８ＭＥＭＳ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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display apparatus for vehicles 2 Housing | casing 3 Laser display 4 Plane mirror 5 Curved surface mirror (enlarging means)
6 Housing 7 Laser unit (light source)
8 MEMS mirror (mirror device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Screen 10 Control part 20,21,22 Reduction means 70 Case 70a Output hole 71 Red laser diode 72 Green laser diode 73 Blue laser diode 74,75 Dichroic mirror 76 Mirror 78 Reflected light 79A, 79B, 79C Collimator lens 80 Main body 81 Stage (support)
81a Back surface 81b Housing portion 82 Mirror 82a Back surface 83, 84 Beam 85, 86 Magnet (actuator)
87 Coil (actuator)
88 Frame part 100 Vehicle 101 Dashboard 101a Opening part 102 Windshield (reflection part)
110 virtual image 200 driver 201 eye point X1 first rotation axis X2 second rotation axis

Claims

Mirror,
A support for supporting the mirror, the storage unit storing the mirror, and connected to the mirror stored in the storage unit via a beam;
An actuator for rotating and oscillating the mirror around the beam axis;
Reducing means for reducing the deformation of the mirror by applying a force along the axial direction of the beam to the mirror;
A mirror device comprising:

The mirror device according to claim 1, wherein the reducing unit is disposed around the mirror along the axial direction of the beam, and applies a pulling force to the mirror in the axial direction of the beam.

The said reduction | decrease means is being fixed to the back surface which is a surface on the opposite side to the reflective surface in the said mirror, and curves the said mirror toward the said reflective surface side or the said back surface side with the said force. Mirror device.

Mirror,
A support for supporting the mirror, the storage unit storing the mirror, and connected to the mirror stored in the storage unit via a beam;
An actuator for rotating and oscillating the mirror around the beam axis;
A light source that emits laser light toward the mirror;
A screen on which the laser beam reflected by the mirror is projected;
Magnifying means for magnifying and projecting the image of the screen toward the reflecting portion located in front of the eye point of the vehicle;
Reducing means for reducing the deformation of the mirror by applying a force along the axial direction of the beam to the mirror;
A vehicle display device comprising: