JP6326936B2

JP6326936B2 - 表示装置

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Publication number: JP6326936B2
Application number: JP2014089189A
Authority: JP
Inventors: 亮一石橋; 哲志小林; 典彦牛田; 由子安達
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2018-05-23
Anticipated expiration: 2034-04-23
Also published as: EP3136155A4; EP3136155A1; EP3136155B1; US20170038587A1; US9864197B2; JP2015208195A; WO2015163204A1

Description

本発明は、表示装置に関する。

従来の表示装置として、例えば、特許文献１に開示されるヘッドアップディスプレイ装置がある。この装置は、車両のフロントガラスに表示器からの表示光を投射することで、表示光が表す像の虚像を表示する。この装置は、表示器からの表示光が凹面鏡で反射されてフロントガラスに向かうように構成されており、凹面鏡をステッピングモータで回転移動させることで虚像の表示位置が調整可能に構成されている。

このように、ステッピングモータを用いる場合、装置の起動時などに、ステッピングモータを機械上の基準位置に復帰させる原点復帰運転を行った上で、原点を定める必要がある。特許文献１の装置では、機械スイッチ（リミットスイッチ）に凹面鏡を接触させることにより、凹面鏡の原点（基準位置）を定めている。

特開２０１３−１６４４８２号公報

凹面鏡などの反射部の原点を定めるための機械スイッチを廃止できれば、システムを簡素化できる。また、表示装置が例えば車載された場合、使用温度範囲が広範になる（例えば−４０〜＋８５℃）。このように広範な温度範囲でも検出精度の良い機械スイッチは高価になってしまうため、コストの増加に繋がっている。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、機械スイッチを用いずに、ステッピングモータによって移動する反射部の原点（基準位置）を定めることができる表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る表示装置は、
表示器から出射された表示光を透光部材に投射することで、前記表示光が表す像の虚像を表示する表示装置であって、
ステッピングモータと、前記表示器が出射した前記表示光を前記透光部材に向けて反射させる反射部であって、前記ステッピングモータの動作に応じて移動する反射部と、前記反射部と共に移動する移動部と、前記ステッピングモータをマイクロステップ駆動方式で駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御することで、前記反射部の移動を制御する制御手段と、前記移動部の移動範囲内に設けられたストッパー部と、を備え、
前記駆動手段は、前記移動部が前記ストッパー部に当接した際に前記ステッピングモータで生じる逆起電力を検出する機能を有し、前記逆起電力を検出すると、検出したことを示す逆起信号を前記制御手段に供給し、
前記制御手段は、前記駆動手段が前記逆起電力を検出し、さらに前記逆起信号を複数の所定回数取得したことに応じて、前記反射部の移動を制御する際の基準位置を定める、
ことを特徴とする。

本発明によれば、機械スイッチを用いずに、ステッピングモータによって移動する反射部の原点（基準位置）を定めることができる。

本発明の一実施形態に係る表示装置の車両への搭載態様を示す図である。本発明の一実施形態に係る表示装置の概略構成図である。本発明の一実施形態に係る回転駆動機構を主に示した斜視図である。本発明の一実施形態に係る表示装置の電気的構成を示すブロック図である。（ａ）は、ステッピングモータのＡ相とＢ相に流れる電流波形を示した図である。（ｂ）は、（ａ）に示す電流波形の一部を拡大したものであり、ステッピングモータ動作時と停止時における波形の違いを示した図である。本発明の一実施形態に係る制御部が実行する原点復帰処理のフローチャートである。（ａ）及び（ｂ）は、変形例１に係るストッパー部を説明するための図である。変形例２に係る移動部とストッパー部とを説明するための図である。

本発明の一実施形態に係る表示装置を、図面を参照して説明する。

本実施形態に係る表示装置１は、図１に示すように、車両２に搭載されるものである。表示装置１は、車両２のフロントガラス３（ウインドシールド）に画像を表す表示光Ｌを投射することで、画像の虚像Ｖをフロントガラス３の前方に表示するヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）として構成されている。これにより、主に車両２の運転者であるユーザ４は、風景と重ねて虚像Ｖを視認することができる。表示装置１は、例えば、車両２のインスツルメントパネル内に配置されている。

表示装置１は、図２に示すように、表示器１０と、第１反射器２０と、第２反射器３０と、回転駆動機構４０と、筐体５０と、を備える。

表示器１０は、表示光Ｌを出射するものであり、光源１１と、液晶パネル１２と、を有する。

光源１１は、液晶パネル１２を背面から照明する。光源１１は、各種配線が形成された回路基板１１ａ（プリント回路板）に実装されたＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなる。光源１１は、回路基板１１ａを介して、後述する制御部１００と接続されている。

液晶パネル１２は、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）型の液晶パネルからなる。液晶パネル１２は、後述する制御部１００及びＧＤＣ（Graphics Display Controller）９０の制御の下、複数の各画素を透過／不透過状態に切り替える。液晶パネル１２は、透過状態の画素で光源１１からの光を透過させることにより、所定の画像を表示する。これにより、液晶パネル１２から画像を表す光（表示光Ｌ）が出射される。液晶パネル１２は、例えば、車両２の運行速度（車速）やエンジン回転数などの車両に関する情報（以下、車両情報）をユーザ４に報知するための画像を表示する。

第１反射器２０は、表示器１０からの表示光Ｌを第２反射器３０へと反射させるものである。第１反射器２０は、コールドミラー２１と、コールドミラー２１を保持する保持部材２２と、を有する。

コールドミラー２１は、基板２１ａと、基板２１ａの片面（第２反射器３０に向かう面）に形成された反射層２１ｂと、から構成されている。基板２１ａは、ガラスや樹脂などにより略矩形に形成されている。反射層２１ｂは、膜厚が異なる多層の干渉膜からなり、例えば、アルミニウム等の金属を基板２１ａに蒸着させることで形成されている。コールドミラー２１は、例えば、表示器１０の発光波長域を含む可視波長域（４５０ｎｍ〜７５０ｎｍ）の光を、高い反射率（例えば８０％以上）で反射層２１ｂにより反射するように構成されている。また、コールドミラー２１は、可視波長域以外の光を低い反射率で反射するように構成されている。具体的には、コールドミラー２１は、可視波長域以外の光のうち、特に赤外波長域の光（赤外線あるいは太陽光の熱線）を低い反射率（例えば１５％以下）で反射層２１ｂにより反射するように構成されている。なお、反射層２１ｂで反射されない光は、コールドミラー２１を透過するように構成されている。

保持部材２２は、例えば黒色の合成樹脂材からなり、筐体５０に固定されている。

第２反射器３０は、第１反射器２０からの表示光Ｌをフロントガラス３へと反射させるものである。第２反射器３０は、凹面鏡３１と、凹面鏡３１を保持する保持部材３２と、を有する。

凹面鏡３１は、凹面を有する基板３１ａと、基板３１ａの凹面に形成された反射層３１ｂと、から構成されている。基板３１ａは、例えばポリカーボネートなどの樹脂から形成されている。反射層３１ｂは、例えば、アルミニウム等の金属を基板３１ａに蒸着させることで形成されている。凹面鏡３１は、表示器１０から出射されて第１反射器２０で反射した表示光Ｌを拡大しつつ、フロントガラス３へと反射させる。これにより、視認される虚像Ｖは、表示器１０に表示されている画像が拡大された大きさになる。

保持部材３２は、合成樹脂（例えば、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂）からなり、凹面鏡３１を保持する。凹面鏡３１は、例えば、両面粘着テープにより保持部材３２に接着されていることで、保持部材３２に保持されている。保持部材３２は、筐体５０に設けられた軸受部（図示せず）に軸支される軸Ａ１を有する。保持部材３２とこれに保持された凹面鏡３１は、軸Ａ１周りに、筐体５０に対して回転可能に構成されている。軸Ａ１は、図２の紙面法線方向に延びている。

また、保持部材３２は、図３に示すように、凹面鏡３１の一端からはみ出すと共に、凹面鏡３１の凹面が向く方向に突出して形成されたレバー部３３を有している。レバー部３３の先端部には、後述のギア機構４２と噛み合うギア部３４が形成されている。

回転駆動機構４０は、第２反射器３０を回転駆動するものであり、ステッピングモータ４１と、ギア機構４２と、収容体４３と、ストッパー部４４と、を有する。

ステッピングモータ４１は、後述する駆動部１１０によってマイクロステップ駆動方式で駆動される。ステッピングモータ４１は、例えば、ＰＭ型（Permanent Magnet type）ステッピングモータとして構成されている。

ステッピングモータ４１は、図４に示すように、回転子４１０と、固定子（図示せず）に巻き回された励磁コイル４１１ａ，４１１ｂとを備える。
回転子４１０は、円周方向にＮ極及びＳ極に着磁された永久磁石を有する。ステッピングモータ４１の回転軸４１ａは、回転子４１０の回転に伴って回転する。固定子は、回転子４１０と対向する内周面に等間隔に位置する複数の鉄歯を有する。励磁コイル４１１ａと励磁コイル４１１ｂとは、９０°の位相差を有し、固定子の鉄歯に巻かれている。

ステッピングモータ４１の励磁コイル４１１ａ，４１１ｂは、後述の駆動部１１０によって電流が流されることで励磁され、Ｎ極及びＳ極のいずれにも変化する。一方、励磁コイル４１１ａ，４１１ｂに電流が流れず無励磁の場合、保持トルクが発生する。この場合、回転子４１０のＮ極及びＳ極は、直近の鉄歯に引き寄せられ、鉄歯と対向した状態で安定する。つまり、回転子４１０のＮ極とＳ極が固定子の鉄歯と対向した状態が、回転子の安定位置（以下、安定点と呼ぶ）となる。

ギア機構４２は、複数の歯車から構成され、ステッピングモータ４１の回転動力を第２反射器３０に伝達する。具体的には、ギア機構４２は、ステッピングモータ４１の回転軸４１ａに取り付けられたモータ歯車（図示せず）と、モータ歯車と噛み合うウォーム歯車４２ａと、ウォーム歯車４２ａと噛み合うハスバ歯車４２ｂと、ハスバ歯車４２ｂと一体で構成された平歯車４２ｃと、から構成されている。平歯車４２ｃは、保持部材３２のレバー部３３に形成されたギア部３４と噛み合っている。各歯車は、収容体４３に設けられた軸に取り付けられ、各々、所定の軸周りに回転可能となっている。特に、ハスバ歯車４２ｂと平歯車４２ｃは、収容体４３に設けられた軸Ａ２周りに回転可能となっている。

以上のように構成されたギア機構４２により、ステッピングモータ４１の回転軸４１ａの動力が、モータ歯車、ウォーム歯車４２ａ、ハスバ歯車４２ｂと伝達され、平歯車４２ｃを軸Ａ２周りに回転させる。そして、ギア部３４が平歯車４２ｃと噛み合っていることにより、平歯車４２ｃの回転運動に応じてレバー部３３の位置が移動し、これに伴って保持部材３２が軸Ａ１周りに回転する。つまり、凹面鏡３１を含む第２反射器３０が軸Ａ１周りに回転する。
このような構成により、回転駆動機構４０は、第２反射器３０を回転駆動する。回転駆動機構４０は、後述の制御部１００の制御の下で、回転軸Ａ１周りに所定の回転角度だけ、第２反射器３０を回転させる。

収容体４３は、樹脂から形成され、ステッピングモータ４１及びギア機構４２を収容する。収容体４３は、第２反射器３０の軸Ａ１が延びる方向に向く平面部４３ａを有している。

ストッパー部４４は、収容体４３の平面部４３ａから軸Ａ１が延びる方向であって、第２反射器３０側に向かって突出する板状の部分である。つまり、ストッパー部４４は、収容体４３と一体に形成されている。ストッパー部４４は、第２反射器３０が図３における左回りに回転し続けると、レバー部３３と接触するように設けられている。このようにして、ストッパー部４４は、第２反射器３０の回転移動の範囲を規制している。

本実施形態では、第２反射器３０のレバー部３３をストッパー部４４に接触させることで、後に述べるように制御部１００が第２反射器３０の原点を定める。つまり、ストッパー部４４は、第２反射器３０の原点を定めるために設けられている。

なお、本実施形態の表示装置１では、以上に説明したように凹面鏡３１から離れるように設けられたレバー部３３を、ストッパー部４４に接触させるようにしたから、両者の衝突によって生じるおそれのある凹面鏡３１の歪みを抑制することができる。

また、本実施形態の回転駆動機構４０は、ステッピングモータ４１の回転軸４１ａがＣＣＷ（Counter ClockWise）で回転すると、レバー部３３がストッパー部４４から離れる方向に回転するように構成されている。逆に、ステッピングモータ４１の回転軸４１ａがＣＷ（ClockWise）で回転した場合は、レバー部３３がストッパー部４４に近づくことになる。

図２に戻って、筐体５０は、表示器１０、第１反射器２０、第２反射器３０、及び回転駆動機構４０の各部を、上述した機能を実現する適宜の位置に収容する。
筐体５０は、合成樹脂や金属により遮光性を有して箱状に形成されている。筐体５０には、表示光Ｌの光路を確保する開口部５０ａが設けられている。筐体５０には、開口部５０ａを塞ぐように、透光性カバー５１が取り付けられている。透光性カバー５１は、アクリル等の透光性樹脂から形成されている。第２反射器３０で反射した表示光Ｌは、透光性カバー５１を透過して、フロントガラス３へと向かう。

ここで、表示装置１が虚像Ｖを表示する機構を簡潔に述べれば、次の（１）、（２）のようになる。
（１）表示器１０が画像を表示することで表示光Ｌが出射される。表示器１０からの表示光Ｌは第１反射器２０、第２反射器３０の順で反射し、透光性カバー５１を透過して、フロントガラス３に向かう。このようにして、表示装置１は表示光Ｌをフロントガラス３に向けて出射する。
（２）表示装置１からの表示光Ｌがフロントガラス３で反射することで、ユーザ４から見てフロントガラス３の前方に虚像Ｖが表示される。

次に、図４を参照して、表示装置１の電気的構成について説明する。
表示装置１は、車両２のＥＣＵ（Electronic Control Unit）５及び操作部６と、ワイヤーハーネスによりコネクタＣを介して電気的に接続されている。
表示装置１は、電源回路６０と、通信回路７０と、画像メモリ８０と、ＧＤＣ９０と、制御部１００と、駆動部１１０と、を備える。

電源回路６０は、電源ＩＣ（Integrated Circuit）、トランジスタを用いたスイッチング回路等からなる。電源回路６０は、車両２のバッテリ（図示せず）とコネクタＣを介して接続され、バッテリ電圧を降圧し、各部に適宜の駆動電圧を印加する。

通信回路７０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信に対応した回路であり、ＥＣＵ５、操作部６からコネクタＣを介して受信した信号を制御部１００に供給する。

画像メモリ８０は、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等から構成され、画像データを記憶する。

ＧＤＣ９０は、図示しないインターフェイス回路により制御部１００と接続され、制御部１００と双方向通信を行う。ＧＤＣ９０は、制御部１００と協働して表示器１０の動作を制御し、画像メモリ８０に記憶されている画像データに基づく画像を表示器１０に表示させる。

制御部１００は、マイクロコンピュータ等のＩＣから構成され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、制御メモリ１０２と、を備える。制御メモリ１０２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。ＣＰＵ１０１は、制御メモリ１０２内に予め記憶されたプログラムを読み出し、実行することで、表示装置１の各部の動作を制御する。例えば、ＣＰＵ１０１は、ＥＣＵ５から車両２のイグニッションがオンしたことを示す信号を取得すると、各部の制御を開始する。また、ＣＰＵ１０１は、ＥＣＵ５から伝送される車両２の各種情報を取得し、車両速度や燃費等を示す画像を、表示器１０に表示させる。

また、ＣＰＵ１０１は、操作部６からの信号に応じて、駆動部１１０を介して、ステッピングモータ４１を駆動する。操作部６は、操作ボタン、操作キー、タッチパネル等から構成され、車両２内の所定位置に配設される。操作部６は、ユーザ４からのオン又はオフ操作に応答して、操作内容を示す信号（以下、操作信号）を制御部１００に供給する。オン操作を示す操作信号が制御部１００に供給されると、制御部１００は、ステッピングモータ４１を駆動させる駆動信号を駆動部１１０に出力する。これにより、ステッピングモータ４１の回転子４１０は、現在の安定点から隣接する次の安定点へと、次々に移動する。これにより、ステッピングモータ４１の回転動力がギア機構４２を介してレバー部３３に伝達され、第２反射器３０が回転する。第２反射器３０が回転すると、それに伴って表示光Ｌを反射する反射角度が変更される。すると、虚像Ｖの表示位置が、ユーザ４から見て上方向又は下方向に移動する。このようにして、虚像Ｖの表示位置の調整が可能となっている。一方、オフ操作を示す操作信号が制御部１００に供給されると、制御部１００は、直近の安定点へと回転子４１０を停止させる。これにより、表示位置の調整操作は終了となる。

制御メモリ１０２のＲＯＭには、正弦波をステップ毎に量子化した波形データが予め格納されている。ＣＰＵ１０１は、操作部６から操作信号を取得したこと等に応じて、ステッピングモータ４１を駆動する際、ＲＯＭ内の波形データを、各励磁コイル４１１ａ，４１１ｂに対応するように位相を９０°ずらした二つの位置から読み出し、各駆動波形を示す駆動信号を駆動部１１０に供給する。また、ＲＯＭには、後述する原点復帰処理の動作プログラムが記憶されていると共に、駆動部１１０が逆起信号を送出する際の閾値となる「所定値」や、何回逆起信号を受け取った場合に、ステッピングモータ４１が停止状態にあると判別するかの閾値となる「所定回数」を示すデータが予め記憶されている。なお、制御部１００は、駆動部１１０からの逆起信号の取得回数をカウントするカウンタを備えている。

駆動部１１０は、制御部１００の制御の下、ステッピングモータ４１をマイクロステップ駆動方式で駆動する駆動回路から構成されている。駆動部１１０は、図４に示すように、励磁コイル４１１ａ（Ａ相），４１１ｂ（Ｂ相）の各々に接続されたトランジスタブリッジ（図示せず）を有し、励磁コイル４１１に流れる励磁電流の向きと大きさを調整可能に構成されている。駆動部１１０は、制御部１００から供給された駆動信号に応じて、ステッピングモータ４１の励磁コイル４１１ａ，４１１ｂに流す電流を制御する。

マイクロステップ駆動方式では、ステッピングモータ４１のステップ角を所定の分割数（ステップ数）で分割した角度でステッピングモータ４１を駆動する。ステップ角は、固定子の鉄歯数から定まる（例えば、９０°）。つまり、ステップ角は、ステッピングモータ４１の構造から定まる。ステップ数を大きくすればするほど、ステッピングモータ４１の回転子４１０を滑らかに回転させることができる。

駆動部１１０は、制御部１００から供給された駆動信号に応じて、励磁コイル４１１ａ，４１１ｂに励磁電流Ｉａ，Ｉｂを流す。励磁コイル４１１ａ，４１１ｂに流れる励磁電流Ｉａ，Ｉｂの波形は、図５（ａ）に示すようになる。これにより、制御部１００から駆動信号が供給されている間は、ステッピングモータ４１の回転子４１０は、現在の安定点から隣接する安定点へと、次々に移動する。

駆動部１１０は、上述のようにステッピングモータ４１を駆動する機能と共に、ステッピングモータ４１で生じる逆起電力を検出する機能を有するドライバＩＣから構成されている。

ところで、マイクロステップ駆動では、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動により正弦波状の電流波形を得ているため、図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）の励磁電流波形の一部を拡大すると、１ステップに対応する波形が、櫛歯状になっている（複数のＰＷＭ信号から構成されている）。ステッピングモータ４１が停止すると、励磁コイル４１１ａ，４１１ｂのインダクタンスによりステッピングモータ４１に逆起電力が発生するが、これに起因して、励磁コイル４１１ａ，４１１ｂに流れる電流の波形の１ステップに対応する櫛歯の数（ＰＷＭ信号の数）が、ステッピングモータ４１の回転子４１０が回転している時よりも増える現象が生じる。図５（ｂ）では、ステッピングモータ４１の動作状態の電流波形を実線“Ｎｏｒｍ”で、停止状態の電流波形を破線“Ｓｔａｌｌ”で示している。

本実施形態における駆動部１１０は、この現象を利用して、逆起電力を検出する。
具体的には、制御部１００が駆動部１１０を介してステッピングモータ４１を駆動することで、レバー部３３をストッパー部４４に当てるように移動させる。この移動過程において、駆動部１１０は、第１のタイミングで取得したステッピングモータ４１の出力値（ＰＷＭ信号の数）と、第２のタイミングで取得したステッピングモータ４１の出力値（ＰＷＭ信号の数）との差が、制御部１００により設定された所定値以上になった場合に、逆起電力を検出したことを示す逆起信号を制御部１００に供給する。
例えば、駆動部１１０は、駆動波形の第１象限期間（第１のタイミングの一例）におけるＰＷＭ信号の総数と、第３象限期間（第２のタイミングの一例）におけるＰＷＭ信号の総数とを比較し、両者の差が所定値以上になった場合に、逆起信号を制御部１００に供給する。この所定値としては、ステッピングモータ４１は停止していないが、ギア機構４２における噛み合いが良好でない場合などに、駆動部１１０が逆起電力を誤検出しないようにする適宜の値が設定されている。なお、駆動部１１０は、Ａ相における駆動電流から逆起電力を検出してもよいし、Ｂ相における駆動電流から逆起電力を検出してもよい。また、Ａ相及びＢ相の両方から逆起電力を検出してもよい。

以上の構成からなる表示装置１は、表示器１０を駆動したり、操作部６になされた操作に応じて、虚像Ｖの表示位置を調整（第２反射器３０の回転位置調整）したりする通常の動作が可能であるが、以下では、本実施形態に特有の原点復帰処理について説明する。

第２反射器３０の回転位置制御を行うためには、表示装置１の起動時などに、ステッピングモータ４１を機械上の基準位置に復帰させる原点復帰運転を行った上で、原点を定める必要がある。本実施形態では、制御部１００（ＣＰＵ１０１）が原点復帰処理を実行することにより、前述した特許文献１の装置のように、機械スイッチに頼ることなく、原点を定めることができる。

（原点復帰処理）
制御部１００は、例えば表示装置１の電源投入を条件に、図６のフローチャートに示す原点復帰処理を開始する。

制御部１００は、ＥＣＵ５から車両２のイグニッションがオンされたことを示す信号を取得すると（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、原点設定の開始トリガとなる所定回数を設定する（ステップＳ２）。この所定回数は、駆動部１１０から何回、逆起信号を取得したら後述の原点設定処理を行うかの閾値となる。このように制御部１００側にも閾値を設けることで、制御部１００がステッピングモータ４１の停止を誤検出することを良好に防止できる。なお、制御部１００は、イグニッション・オンを示す信号を取得するまで待機する（ステップＳ１；Ｎｏ）。

続いて、制御部１００は、駆動部１１０に対して、駆動部１１０がステッピングモータ４１の逆起電力を検出したと判断する際の閾値となる所定値を設定する（ステップＳ３）。

続いて、制御部１００は、駆動信号を駆動部１１０に供給し、ステッピングモータ４１の回転軸４１ａを予め定められた角度分、ＣＣＷで回転させる（ステップＳ４）。これにより、第２反射器３０のレバー部３３がストッパー部４４から離れる方向に移動する。なお、この処理における回転角は、原点を精度良く設定するのに十分な量（例えば、電気角で３６０°以上）として定められている。

続いて、制御部１００は、ステッピングモータ４１の回転軸４１ａを１ステップ分、ＣＷに回転させることで（ステップＳ５）、所定量だけレバー部３３をストッパー部４４に近づける。その後、制御部１００は、予め設定されたフラグを検出したか否かを判別する（ステップＳ６）。フラグは複数設定されており、そのうち１つでもフラグを検出した場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、制御部１００は、検出したフラグが逆起フラグであるか否かを判別する（ステップＳ７）。逆起フラグは、駆動部１１０から逆起信号を取得すると成立するように予め設定されている。

フラグが検出できない場合（ステップＳ６；Ｎｏ）や、検出したフラグが逆起フラグでなかった場合（ステップＳ７；Ｎｏ）、制御部１００は、処理をステップＳ５に戻す。

一方、逆起フラグを検出した場合（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、制御部１００は、カウンタにより駆動部１１０から逆起信号を何回取得したかを示す計数値をインクリメントする（ステップＳ８）。続いて、制御部１００は、カウンタの計数値がステップＳ２で設定した所定回数以上であるか否かを判別する（ステップＳ９）。計数値が所定回数未満であれば（ステップＳ９；Ｎｏ）、所定回数に達するまで、ステップＳ５〜ステップＳ８までの処理が繰り返し実行される。
このようにステップＳ５〜ステップＳ８までの処理を繰り返す過程で、レバー部３３はストッパー部４４に接触する。レバー部３３がストッパー部４４に接触する前後では、ステッピングモータ４１の出力値（ＰＷＭ信号の数）が図５（ｂ）に示したように異なる。よって、この過程で、駆動部１１０から逆起信号が制御部１００に供給され、制御部１００は、逆起信号を取得する毎に、計数値をインクリメントする（ステップＳ８）ことになる。

計数値が所定回数以上の場合（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、制御部１００は、ステッピングモータ４１の回転軸４１ａ（回転子４１０）をＣＣＷで回転させて直近の安定点まで戻す（ステップＳ１０）。つまり、レバー部３３がストッパー部４４に接触したと想定される位置から、回転子４１０を直近の安定点に位置させる。これにより、ステッピングモータ４１は原点に復帰する。そして、制御部１００は、現在位置を制御メモリ１０２に記憶する原点設定処理を実行する（ステップＳ１１）。

原点を設定した後、制御部１００は、ステッピングモータ４１の回転軸４１ａをＣＣＷで回転させて、デフォルトとして予め設定された位置、あるいはユーザ４の操作によって設定された位置まで第２反射器３０を移動させ（ステップＳ１２）、処理を終了する。

この後、例えばイグニッションがオフにより、表示装置１がオフになるまで、ユーザ４による第２反射器３０の回転角度調整操作、つまり、虚像Ｖの表示位置の調整操作が可能となる。

表示装置１は、上記の原点復帰処理を実行することで原点を定めることができるため、機械スイッチが不要である。したがって、機械スイッチぶんのコストを低減したり、システムを簡素化したりすることが可能である。

以上では、ストッパー部４４が樹脂からなる収容体４３に設けられ、第２反射器３０と共に回転移動し、ストッパー部４４と接触する移動部がレバー部３３である例を示したが、これらについて、種々の変形が可能である。以下では、変形の一例を説明する。なお、理解を容易にするため、上記実施形態と同様の機能を有する各部材については上記実施形態と同一の符号を付し、異なる点を中心に説明する。

（変形例１）
図７（ａ）（ｂ）に示す、変形例１のストッパー部２４４は、収容体４３に設けられずに、金属からなる筐体５０に設けられている。具体的には、ストッパー部２４４は、箱状の筐体５０の底部５０ｂから上方に突出するように設けられている。また、ストッパー部２４４は筐体５０と一体に形成されている。このストッパー部２４４もレバー部３３の回転移動範囲内に設けられており、制御部１００がステッピングモータ４１の回転軸４１ａをＣＷで回転させていくと、レバー部３３がストッパー部２４４に当接するようになっている。このように表示装置を構成して、原点復帰処理を行ってもよい。
このようにすることで、レバー部３３と接触するストッパー部２４４を、強固に、熱変形などに強く構成することができるため、原点の検出精度の向上が期待できる。

（変形例２）
変形例２においては、図８に示すように、ストッパー部３４４と所定の位置で接触する突出部３３３が第２反射器３０の回転軸Ａ１に設けられている。具体的には、突出部３３３は、金属などからなる回転軸Ａ１の外径方向に突出して設けられている。ストッパー部３４４は、筐体５０に形成された（もしくは、筐体５０に対して不動な所定部材に形成された）回転軸Ａ１を支持する軸受け５０ｃに切り欠き状に形成されている。このように表示装置を構成して、原点復帰処理を行ってもよい。
このように構成することで、ギア機構４２などの動力伝達部材を介さない箇所において、ストッパー部３４４と突出部３３３を当接させることができるため、応力歪みによる凹面鏡３１の予期しない移動を抑制することができる。

なお、本発明は、上記の実施形態及び変形例に限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、構成を変更することが可能である（構成要素の削除も含む）。以下に変形の一例を示す。

以上では、原点復帰処理において、制御部１００がイグニッションがオンされたことを示す信号を取得したことを契機に、ステップＳ２に処理を進める例を示したが、契機はこれに限られない。例えば、ユーザ４が表示装置１の起動操作を行ったことを契機に原点復帰処理が進むようにしてもよい。

また、以上では、駆動部１１０が駆動波形の第１象限期間（第１のタイミングの一例）におけるＰＷＭ信号の総数と、第３象限期間（第２のタイミングの一例）におけるＰＷＭ信号の総数とを比較する例を示したが、これに限られない。例えば、駆動波形において電気角で４５°分の期間同士を比較するなど、様々な変形が可能である。

以上では、ドライバＩＣがステッピングモータ４１の逆起電力を検出する機能も有する例を示したが、逆起電力を検出する回路をドライバＩＣと別に設けても良い。

以上では、ステッピングモータ４１がＰＭ型の例を挙げたがこれに限られない。ステッピングモータ４１は、ＨＢ型（HyBrid type）ステッピングモータ、リニアステッピングモータ等であってもよい。また、ステッピングモータ４１は２相型のステッピングモータに限定されず、３相以上のものであってもよい。

以上では、ステッピングモータ４１の動力により移動する反射部の一例を凹面鏡３１としたが、これに限られない。ステッピングモータ４１の動力により移動する反射部は平面鏡であってもよい。

また、以上では、反射部の一例である凹面鏡３１を回転軸Ａ１回りに回転移動させる例を示したが、これに限られない。ステッピングモータ４１の回転駆動に基づいて、反射部をスライド移動（平行移動も含む）させる構成であってもよい。つまり、反射部は、ステッピングモータ４１の回転子４１０の回転に応じて移動する構成であればよく、回動移動しても、スライド移動してもよい。

また、表示装置１は、虚像Ｖをユーザ４から見て左右方向に調整可能に構成されていてもよいし、上下方向、左右方向ともに調整可能に構成されていてもよい。

また、以上の説明では、表示光Ｌを車両２のフロントガラス３で反射させることで、表示画像をユーザ４に視認させる例を示したが、これに限られない。表示装置が専用のコンバイナを備え、コンバイナで表示光Ｌを反射させることで表示画像を視認させてもよい。この場合、コンバイナがステッピングモータ４１の動作に伴って回転することでコンバイナでの表示光Ｌの反射角度が変更され、表示位置を調整可能な構成とすることもできる。つまり、透光部材の一例であると共に、反射部の一例としても機能するコンバイナを表示装置に用いることも可能である。

また、表示器１０は、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等の他の公知のディスプレイから構成されてもよい。

また、以上の実施形態では、表示装置１が搭載される乗り物の一例を車両としたが、これに限られない。表示装置１は、オートバイ等の他の車両、建設機械、農耕機械、船舶、航空機等に搭載されるものであってもよい。

１表示装置
２車両
３フロントガラス（透光部材の一例）
４ユーザ
５ＥＣＵ
６操作部
１０表示器
２０第１反射器
２１コールドミラー
３０第２反射器
３１凹面鏡（反射部の一例）
３２保持部材
３３レバー部（移動部の一例）
３３３突出部（移動部の一例）
３４ギア部
４０回転駆動機構
４１ステッピングモータ
４１０回転子
４１１ａ，４１１ｂ励磁コイル
４２ギア機構
４３収容体
４４，２４４，３４４ストッパー部
５０筐体
１００制御部（制御手段の一例）
１０１ＣＰＵ
１０２制御メモリ
１１０駆動部（駆動手段の一例）
Ｌ表示光
Ｖ虚像

Claims

表示器から出射された表示光を透光部材に投射することで、前記表示光が表す像の虚像を表示する表示装置であって、
ステッピングモータと、
前記表示器が出射した前記表示光を前記透光部材に向けて反射させる反射部であって、前記ステッピングモータの動作に応じて移動する反射部と、
前記反射部と共に移動する移動部と、
前記ステッピングモータをマイクロステップ駆動方式で駆動する駆動手段と、
前記駆動手段を制御することで、前記反射部の移動を制御する制御手段と、
前記移動部の移動範囲内に設けられたストッパー部と、を備え、
前記駆動手段は、前記移動部が前記ストッパー部に当接した際に前記ステッピングモータで生じる逆起電力を検出する機能を有し、前記逆起電力を検出すると、検出したことを示す逆起信号を前記制御手段に供給し、
前記制御手段は、前記駆動手段が前記逆起電力を検出し、さらに前記逆起信号を複数の所定回数取得したことに応じて、前記反射部の移動を制御する際の基準位置を定める、
ことを特徴とする表示装置。
前記駆動手段は、
前記制御手段が前記移動部を移動させてから、第１のタイミングで取得した前記ステッピングモータの出力値と第２のタイミングで取得した前記ステッピングモータの出力値との差が所定値以上になった場合に、前記逆起電力を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記制御手段は、
前記移動部を前記ストッパー部から離れる方向に移動させた後に、前記ストッパー部に近づける方向に移動させ、前記基準位置を定める、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
前記表示器と前記反射部と前記移動部とを収容する筐体を備え、
前記反射部は、所定の軸周りに回転移動可能に構成され、
前記移動部は、前記反射部から前記軸の外周方向に突出して形成され、
前記ストッパー部は、前記筐体に対して不動に設けられ、樹脂から形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
前記表示器と前記反射部と前記移動部とを収容する金属製の筐体を備え、
前記ストッパー部は、前記筐体と一体に形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
前記表示器と前記反射部と前記移動部とを収容する筐体を備え、
前記反射部は、所定の軸周りに回転移動可能に構成され、
前記移動部は、前記軸に設けられると共に、前記軸の外周方向に突出して形成され、
前記ストッパー部は、前記軸を支持し、前記筐体に対して不動である軸受け部に設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。