JP6406050B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動体に搭載され、投影部材に画像を投影することにより、画像を乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置を略称とする）に関する。

従来、移動体に搭載され、投影部材に画像を投影することにより、画像を乗員により視認可能に虚像表示するＨＵＤ装置が知られている。特許文献１に開示のＨＵＤ装置は、表示光を投射する投射部と、投射部からの表示光を投影部材に向けて反射する反射鏡と、回転を出力するステッピングモータと、複数のギアからなり、ステッピングモータから出力されて反射鏡へ伝達される回転を、減速する減速ギア機構と、乗員の制御指令に従って、ステッピングモータの回転を制御する制御部とを備えている。

そして、乗員の制御指令に従って、虚像表示の位置が微調整される場合、ステップ角が変化するようなフルステップ駆動をするようになっているのである。

特開２０１２−２３８０６号公報

さて、このような乗員の制御指令において、虚像表示の位置を前回と同方向に移動させたい場合がある。この場合において、ステッピングモータを前回と同方向に回転させると、減速ギア機構においてバックラッシの影響がない状態で反射鏡を回転できるので、乗員は、虚像表示の位置を思うように移動させることができる。

その一方で、虚像表示の位置を前回とは逆方向に移動させたい場合がある。この場合において、ステッピングモータを前回とは逆回転させても、減速ギア機構に存在し得るバックラッシの影響により、反射鏡の回転量が同方向の場合よりも小さくなる又は回転しないという問題が発生していた。この結果、乗員は、虚像表示の位置が思うように移動しないことへの違和感を感じることがあった。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、虚像を視認する乗員の違和感を低減するＨＵＤ装置を提供することにある。

本発明は、移動体（１）に搭載され、投影部材（３）に画像を投影することにより、画像を乗員（５）により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
表示光を投射する投射部（２０）と、
投射部からの表示光を投影部材に向けて反射する反射鏡（３０）と、
回転を出力するステッピングモータ（４０）と、
複数のギア（５２〜５９）からなり、ステッピングモータから出力されて反射鏡へ伝達される回転を、減速する減速ギア機構（５０）と、
乗員からの制御指令に従って、ステッピングモータの回転を制御する制御ステップ角（θｃ）を演算する制御部（７０）とを備え、
制御部は、
今回の判定タイミングにおける制御指令に従ってステッピングモータに出力させる回転の出力方向は、前回の判定タイミングにおける制御指令に従ってステッピングモータにより出力された回転の方向と、同方向であるか逆方向であるかを判定する判定手段（Ｓ４０，Ｓ２４０）と、
判定手段において同方向の判定が下されるのに応じてステッピングモータを回転させるステップ角を基準ステップ角（θ０）として、判定手段において逆方向の判定が下された場合に、基準ステップ角と減速ギア機構のバックラッシ相当角（θｂ）との和以上となる、逆方向の逆ステップ角（θ１）を制御ステップ角に加算する逆方向加算手段（Ｓ５２，Ｓ５４，Ｓ２５２，Ｓ２５４）とを有することを特徴とする。

このような発明によると、ステッピングモータの回転を制御する制御ステップ角を演算する制御部における判定の結果、前回とは逆方向の判定が下された場合では、基準ステップ角と減速ギア機構のバックラッシ相当角との和以上となるように、逆方向の逆ステップ角が制御ステップ角に加算される。このような制御により、ステッピングモータは逆ステップ角分、前回とは逆方向に回転する。これにより、反射鏡の回転量を確保でき、虚像表示の位置を確実に移動させることができる。したがって、虚像を視認する乗員は、虚像表示の位置を思い通りに移動させることができるので、違和感が低減されるのである。

なお、括弧内の符号は、記載内容の理解を容易にすべく、後述する実施形態において対応する構成を例示するものに留まり、発明の内容を限定することを意図したものではない。

第１実施形態におけるＨＵＤ装置の概略的構成を示す構成図である。 図１のＨＵＤ装置における虚像の表示位置を示す模式図である。 図１のステッピングモータ及び減速ギア機構を示す拡大断面図である。 図１のステッピングモータ及び減速ギア機構を示す拡大斜視図である。 図１のステッピングモータへ印加される駆動信号について説明するための特性図である。 図１のＨＵＤ装置における表示位置を説明するための模式図である。 図４の減速ギア機構のストッパギア部を示す平面図である。 図１の制御部が実行するフローチャートである。 第２実施形態における図６に対応する図である。 第２実施形態の制御部が実行するフローチャートである。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態によるＨＵＤ装置１００は、移動体の一種である車両１に搭載され、インストルメントパネル２内に収容されている。ＨＵＤ装置１００は、車両１の投影部材としてのウインドシールド３に画像を投影する。これによりＨＵＤ装置１００は、画像を車両１の乗員５により視認可能に虚像表示する。すなわち、ウインドシールド３に反射される画像の表示光が、車両１の室内において乗員５の眼に到達し、当該乗員５が当該表示光を虚像７として知覚する。そして、乗員５は、虚像７により各種情報を認識することができる。画像として虚像表示される各種情報としては、例えば、車速、燃料残量等の車両状態値、又は道路情報、視界補助情報等のナビゲーション情報が挙げられる。

車両１のウインドシールド３において、室内側の面は、画像が投影される投影面３ａを湾曲する凹面状又は平坦な平面状等に形成している。なお、投影部材として、ウインドシールド３の代わりに、車両１と別体となっているコンバイナを車両内に設置して、当該コンバイナに画像を投影するものであってもよい。

なお、以下において車両１の下方向とは、車両１が平地を走行するとき又は平地に停止するときに重力の生ずる方向を示す。また車両１の上方向とは、車両１の下方向の反対方向を示す。

このＨＵＤ装置１００は、ハウジング１０、投射部２０、反射鏡３０、ステッピングモータ４０、減速ギア機構５０、指令スイッチ６０、及び制御部７０を備えている。

ハウジング１０は、ＨＵＤ装置１００の他の要素２０，３０，４０，５０，７０を収容する中空形状に形成され、車両１のインストルメントパネル２内に設置される。ハウジング１０は、乗員５が着座する運転席１ａ前方に固定されたウインドシールド３（図２も参照）と上下方向に対向する箇所に、表示光を透過可能な防塵シート１２を有している。

投射部２０は、液晶式の投射器である。投射部２０は、内臓のバックライトにより画面２２が透過照明されることで、表示光を画像として投射するようになっている。なお、投射部２０として、液晶式に代えて、レーザ光束が入射する走査ミラーの向きを走査することでスクリーン上に画像を形成するレーザスキャナ方式等を採用することも可能である。

反射鏡３０は、合成樹脂ないしはガラス等からなる基材の表面に反射面３２としてアルミニウムを蒸着させること等により形成されている。反射面３２は、例えば本実施形態では、中心部が凹む凹面として、滑らかな曲面状に形成されている。そして、反射鏡３０は、投射部２０からの表示光を、防塵シート１２を通して、ウインドシールド３に向けて反射するようになっている。

また、反射鏡３０は、ハウジング１０により回転可能に支持された回転軸３４を有している。回転軸３４の回転により反射鏡３０の反射面３２の角度が回転軸３４まわりに調整されることで、表示光による虚像表示の位置である表示位置ＰＤは、図２に示すように、所定方向（本実施形態では、車両の上方向又は下方向）に移動する。ここで、回転軸３４は、表示位置ＰＤに画像が乗員５から視認可能な範囲である表示範囲ＲＤを超えて、乗員５から視認不可能な表示範囲外ＲＯＤまで、反射鏡３０の角度を設定可能となっている。

ステッピングモータ４０は、図３，４に示すように、クローポール構造の永久磁石型モータであり、回転を出力する。ステッピングモータ４０は、ケーシング４２、回転子４４、及び固定子４６ａ，４６ｂを有している。中空状のケーシング４２は、ハウジング１０（図１を参照）により保持され、ステッピングモータ４０の他の要素４４，４６ａ〜ｂを収容している。回転子４４は、モータ軸４０ａの外周側にマグネットロータ４４ａを組み付けてなる。モータ軸４０ａは、ケーシング４２により回転可能に支持されている。モータ軸４０ａは、図４に示す下対応方向ＤＤと上対応方向ＤＵとに、回転する。マグネットロータ４４ａは、相反する磁極をそれぞれ複数ずつ、永久磁石により形成している。

２相の固定子４６ａ〜ｂは、回転子４４の外周側にてケーシング４２により保持されている。このうちＡ相の固定子４６ａは、磁性ヨーク４７ａ，４７ｂ及びコイル４７ｃを有し、またＢ相の固定子４６ｂは、磁性ヨーク４８ａ，４８ｂ及びコイル４８ｃを有している。Ａ相において磁性ヨーク４７ａ〜ｂと同軸上に配置されるコイル４７ｃと、Ｂ相において磁性ヨーク４８ａ〜ｂと同軸上に配置されるコイル４８ｃとは、軸方向において互いにずれている。以上の構成によりステッピングモータ４０は、Ａ，Ｂ各相のコイル４７ｃ，４８ｃが駆動信号の印加を受けて励磁することで、マグネットロータ４４ａと共にモータ軸４０ａを回転させる。

ここで、Ａ相のコイル４７ｃへ印加される駆動信号は、図５のグラフにおいて太い実線で示すように、電気角に応じて電圧振幅Ｖを交番させる余弦関数に、従うものとされる。また一方、Ｂ相のコイル４８ｃへ印加される駆動信号は、図５のグラフにおいて細い実線で示すように、電気角に応じて電圧振幅Ｖを交番させる正弦関数に、従うものとされる。こうした駆動信号の印加によりステッピングモータ４０においては、実質９０度の電気角毎に電気安定点θｓが現出する。なお、以下の説明では、Ａ，Ｂ各相のコイル４７ｃ，４８ｃへ印加する駆動信号を、単に「駆動信号」と記載する。

減速ギア機構５０は、図３に示すように、ケーシング４２内にて複数のギア５２〜５９を直列に噛合させてなる。これらギア５２〜５９は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂等の合成樹脂により形成されている。具体的に、初段ギア５２は、モータ軸４０ａに形成されている。第１アイドラギア５３と第１ピニオンギア５４とは、ケーシング４２により一体回転可能に支持されている。第１アイドラギア５３は、初段ギア５２に噛合することで、モータ軸４０ａの回転を軽減して第１ピニオンギア５４に伝達する。第２アイドラギア５５と第２ピニオンギア５６とは、ケーシング４２により一体回転可能に支持されている。第２アイドラギア５５は、第１ピニオンギア５４に噛合することで、当該ギア５４の回転をさらに減速して第２ピニオンギア５６に伝達する。第３アイドラギア５７と第３ピニオンギア５８とは、ケーシング４２により一体回転可能に支持されている。第３アイドラギア５７は、第２ピニオンギア５６に嵌合することで、当該ギア５６の回転をさらに減速して第３ピニオンギア５８に伝達する。最終段ギア５９は、回転軸３４に形成されて第３ピニオンギア５８と噛合することで、当該ギア５８の回転をさらに減速して反射鏡３０に伝達する。

こうした回転伝達経路をなす減速ギア機構５０は、図６に示すように、モータ軸４０ａから出力される下対応方向ＤＤの回転を、反射鏡３０まで減速伝達することで、反射鏡３０の角度に対応する表示位置ＰＤを、例えば車両１の下方向に移動させる。すなわち、下対応方向ＤＤは、虚像表示される画像を車両１の下方向へ移動させる方向となっている。また一方で減速ギア機構５０は、下対応方向ＤＤとは反対側へ向かってモータ軸４０ａから出力される上対応方向ＤＵの回転を、反射鏡３０まで減速伝達することで、反射鏡３０の角度に対応する表示位置ＰＤを上方向に移動させる。すなわち、上対応方向ＤＵは、虚像表示される画像を車両１の上方向へ移動させる方向となっている。

減速ギア機構５０の各ギア５２〜５９間のそれぞれには、クリアランスとしてのバックラッシが存在している。したがって、モータ軸４０ａの回転が反転する場合にはヒステリシスが生じ、モータ軸４０ａが所定角度回転するまでは、反射鏡３０まで回転が伝達しない。本実施形態では、このバックラッシの影響による所定角度を、バックラッシ相当角θｂと定義する。

また図７に示すように、ギア５２〜５９のうち第１アイドラギア５３には、部分ギア状のストッパギア部５３ａが設けられている。具体的にストッパギア部５３ａは、第１アイドラギア５３のうち回転方向の３６０度未満の領域に形成されており、当該領域内に限って複数の歯５３ｂが連なっている。こうした構成により、下対応方向ＤＤの回転がモータ軸４０ａから出力されるのに対して、ストッパギア部の一端の歯５３ｂが初段ギア５２と噛合するときには、反射鏡３０の角度が表示範囲外ＲＯＤ（図６を参照）に対応する所定角度において止められる。また一方、上対応方向ＤＵの回転がモータ軸４０ａから出力されるのに対して、ストッパギア部５３ａの他端の歯５３ｂが初段ギア５２と噛合するときには、反射鏡３０の角度が先程とは反対側の表示範囲外ＲＯＤ（図６を参照）に対応する所定角度において止められる。

指令スイッチ６０は、図１に示すように、ハウジング１０外部の、例えば車両１のステアリングハンドル等に設置され、運転席上の乗員５により操作可能となっている。指令スイッチ６０は、例えばプッシュ式等の２種類の操作部材６２，６３を有している。具体的にダウン操作部材６２は、表示位置ＰＤを下方向に移動させるためのダウン制御指令を、乗員５の操作に応じて受ける。また一方でアップ操作部材６３は、表示位置ＰＤを上方向に移動させるためのアップ制御指令を、乗員５の操作に応じて受ける。こうした構成の指令スイッチ６０は、ダウン操作部材６２の操作により入力されるダウン制御指令の指令信号と、アップ操作部材６３の操作により入力されるアップ制御指令の指令信号とを、それぞれ区別して出力する。

制御部７０は、図１に示すように、ハウジング１０の内部に配置される、電気回路としての制御回路である。制御部７０は、ＣＰＵ７２を主体に構成されており、メモリ部７４を有している。ＣＰＵ７２は、メモリ部７４に記憶されているコンピュータプログラムを実行することで、各種処理を実施可能となっている。メモリ部７４は、上述のコンピュータプログラムに加えて、制御ステップ角θｃ、及び当該制御ステップ角θｃを補正するための補正パラメータＡ等を記憶している。このうち本実施形態の制御ステップ角θｃは、メモリ部７４の不揮発性メモリにより記憶され、補正パラメータＡは、メモリ部７４の揮発性メモリにより記憶されている。

また、制御部７０は、投射部２０、指令スイッチ６０、及びステッピングモータ４０のコイル４７ｃ，４８ｃと電気的に接続されている。制御部７０は、投射部２０からの表示光の投射を制御すると共に、指令スイッチ６０を介した乗員からの制御指令に従って、ステッピングモータ４０の回転を制御する。具体的に、指令スイッチ６０から指令信号が入力されると、制御部７０は、当該指令信号に基づいて、ステッピングモータ４０の回転を制御する制御ステップ角θｃを演算する。そして、制御部７０は、演算された制御ステップ角θｃに応じた駆動信号をステッピングモータ４０のコイル４７ｃ，４８ｃに出力する。

ここで制御ステップ角θｃとは、ステッピングモータ４０における電気安定点θｓ間の所定電気角を単位ステップ角とした、制御上の角度である。本実施形態では、単位ステップ角としての１ステップ角は、電気角にして１８０度に相当し、モータ軸４０ａを１ステップ角分回転させると、減速ギア機構５０がバックラッシの影響を受けていない場合、反射鏡３０の角度が０．１７６度変化するようになっている。また、本実施形態では、制御ステップ角θｃとして０〜８０の数字が、上対応方向ＤＵに進むにつれて大きい数字となるように、制御上割り当てられている。そして、制御ステップ角θｃは、表示位置ＰＤ及び反射鏡３０の角度と関連付けられた制御上のパラメータとして機能する。

加えて制御部は、車両１のエンジンスイッチ４とも電気的に接続されている。エンジンスイッチ４がオフされると、制御部７０は、表示位置ＰＤが表示範囲外ＲＯＤに向かうリセット方向ＤＲに、リセット位置ＰＲとしての所定角度に達するまで、反射鏡３０を回転させるようになっている。ここで第１実施形態では、リセット方向ＤＲは、下対応方向ＤＤとなっている。

再びエンジンスイッチ４がオンされると、表示範囲外ＲＯＤから表示範囲ＲＤの初期位置ＰＩに向かう初期設定方向ＤＩに反射鏡３０を回転させるようになっている。この初期位置ＰＩは、メモリ部７４に記憶された制御ステップ角θｃに対応する位置に設定される。ここで第１実施形態では、初期設定方向ＤＩは、上対応方向ＤＵとなっている。

次に、第１実施形態におけるＨＵＤ装置１００の制御部７０が、コンピュータプログラムの実行により実施するフローチャートを、図８を用いて詳細に説明する。前述のように、エンジンスイッチ４がオフとなっている状態では、表示位置ＰＤが表示範囲外ＲＯＤのリセット位置ＰＲとなるような反射鏡３０の角度となっている。この反射鏡３０の角度では、仮に投射部２０が表示光を投射したとしても、乗員に視認可能とはならないので、投射部２０が表示光の投射を停止している。このような状態の下、エンジンスイッチ４がオンされると、図８のフローチャートに基づいた処理が開始されることとなる。

まず、ステップＳ１０では、表示位置ＰＤをリセット位置ＰＲから初期位置ＰＩへ移動させる。換言すると、表示範囲外ＲＯＤから初期位置ＰＩに向かう初期設定方向ＤＩとしての上対応方向ＤＵに、反射鏡３０を回転させるように、モータ軸４０ａを制御する。ステップＳ１０の処理後、ステップＳ２０に移る。

ステップＳ２０では、初期位置ＰＩの設定を完了する。具体的に、反射鏡３０の角度が、初期位置ＰＩに対応する角度に達する、すなわち、メモリ部７４に記憶された制御ステップ角θｃの分回転すると、投射部２０による表示光の投射により、画像の虚像表示が始められる。ステップＳ２０の処理後、ステップＳ３０に移る。

ステップＳ３０では、表示位置調整モードとして、乗員５が指令スイッチ６０を操作することによる制御指令の指令信号の入力を受け付ける。制御指令が入力されると、ステップＳ４０に移る。

ステップＳ４０では、ステップＳ３０にて入力された今回の制御指令の判定を行なう。具体的に、今回の判定タイミングにおける制御指令に従ってステッピングモータ４０に出力される回転の出力方向が、前回の判定タイミングにおける制御指令に従ってステッピングモータ４０により出力された回転の方向と、同方向であるか逆方向であるかを判定する。ここで前回の判定タイミングとは、本フローチャートのループにおいて繰り返される本ステップＳ４０のうち、前回のステップＳ４０にて判定が行なわれたタイミングを示す。

ここで、今回が初期位置ＰＩの設定完了後の初回のステップＳ４０である場合には、前回との比較に代えて、今回の判定タイミングにおける制御指令に従ってステッピングモータ４０に出力される回転の出力方向が、初期設定方向ＤＩと、同方向であるか逆方向であるかを判定する。

この判定において同方向の判定が下されると、ステップＳ５０に移る。

一方、今回の出力方向が逆方向であると判定された場合に、さらにステップＳ４０では、当該出力方向が、前回下対応方向ＤＤだったものに対し、今回上対応方向ＤＵとなったのか、それとも前回上対応方向ＤＵだったものに対し、今回下対応方向ＤＤとなったのかを判定する。この結果、出力方向が上対応方向ＤＵから下対応方向ＤＤとなったと判定が下されると、ステップＳ５２に移る。出力方向が下対応方向ＤＤから上対応方向ＤＵとなったと判定が下されると、ステップＳ５４に移る。

なお、これらの判定は、例えば制御ステップ角θｃの推移の履歴をメモリ部７４に記憶しておき、当該履歴を参照することで実現可能であるが、出力方向自体を記憶しておく等の方法でも可能である。

次に、ステップＳ４０にて同方向の判定が下された場合のステップＳ５０では、同方向の基準ステップ角θ０を、制御ステップ角θｃに加算する。すなわち、加算後の制御ステップ角θｃは、加算前の制御ステップ角θｃに、同方向の基準ステップ角θ０分を加算したものとなる。ステップＳ５０の処理後、ステップＳ６０に移る。

ステップＳ６０では、補正パラメータＡをそのままとし、ステップＳ７０に移る。

ステップＳ４０にて逆方向の判定が下された場合であって、出力方向が上対応方向ＤＵから下対応方向ＤＤとなったと判定が下された場合のステップＳ５２では、逆方向の逆ステップ角θ１を、制御ステップ角θｃに加算する。すなわち、加算後の制御ステップ角θｃは、加算前の制御ステップ角θｃに、逆方向の逆ステップ角θ１分を加算したものとなる。ここで、逆ステップ角θ１は、ステップＳ４０にて同方向の判定が下されるのに応じてステッピングモータに出力させるステップ角である基準ステップ角θ０と、バックラッシ相当角θｂとの和以上に設定される。ステップＳ５２の処理後、ステップＳ６２に移る。

ステップＳ６２では、補正パラメータＡを、制御ステップ角θｃに対するバックラッシ相当角θｂから推定されるずれに基づいて書き換える。具体的に第１実施形態では、今回の出力方向が初期設定方向ＤＩと一致していないので、補正パラメータＡをバックラッシ相当角θｂ分に書き換える。ステップＳ６２の処理後、ステップＳ７０に移る。

ステップＳ４０にて逆方向の判定が下された場合であって、出力方向が下対応方向ＤＤから上対応方向ＤＵとなったと判定が下された場合のステップＳ５４では、逆方向の逆ステップ角θ１を、制御ステップ角θｃに加算する。すなわち、ステップＳ５２と同様に、加算後の制御ステップ角θｃは、加算前の制御ステップ角θｃに、逆方向の逆ステップ角θ１分を加算したものとなる。ステップＳ５４の処理後、ステップＳ６４に移る。

ステップＳ６４では、補正パラメータＡを、制御ステップ角θｃに対するバックラッシ相当角θｂから推定されるずれに基づいて書き換える。具体的に第１実施形態では、今回の出力方向が初期設定方向ＤＩと一致しているので、補正パラメータＡを０に書き換える。ステップＳ６４の処理後、ステップＳ７０に移る。

ステップＳ６０，Ｓ６２，Ｓ６４処理後のステップＳ７０では、表示位置ＰＤ調整の操作を終了したか否かを判定する。例えば、設定時間の経過により終了と判定してもよいし、指令スイッチ６０等に表示位置調整モードを終了する終了操作部材を設け、当該終了操作部材の操作による終了制御指令の入力有無に判定するようにしてもよい。ステップＳ７０にて否定判定が下されると、再びステップＳ３０に戻り、ステップＳ３０〜Ｓ７０の処理を繰り返す。ステップＳ７０にて肯定判定が下されると、ステップＳ７２に移る。

ステップＳ７２では、表示位置ＰＤの調整終了処理を行なう。具体的には乗員５が指令スイッチ６０を操作することによる制御指令の指令信号の入力受け付けを終了する。ステップＳ７２の処理後、ステップＳ８０に移る。

ステップＳ８０では、エンジンスイッチ４のオフにより、運転終了したものとして、ＨＵＤ装置１００の使用終了とする。具体的に、投射部２０による表示光の投射を停止すると共に、表示位置ＰＤが表示範囲外ＲＯＤのリセット位置ＰＲに移動するように、リセット方向ＤＲとしての下対応方向ＤＤに反射鏡３０を回転させる。これらにより、画像の虚像表示をリセットする。ステップＳ８０の処理後、ステップＳ９０に移る。

ステップＳ９０では、表示位置ＰＤがリセット位置ＰＲに移動した後、補正パラメータＡにより制御ステップ角θｃを更新する。具体的に、更新後の制御ステップ角θｃは、更新前の制御ステップ角θｃに、補正パラメータＡの値を加算したものとなる。ステップＳ９０を以って一連の処理を終了する。

第１実施形態のＨＵＤ装置１００において、以上のフローチャートに基づいて制御される反射鏡３０の挙動を、以下の実施例１，２にてより具体的に説明する。

［実施例１］
実施例１では、バックラッシ相当角θｂが１ステップ角分である。そして、基準ステップ角θ０が１ステップ角に設定され、逆ステップ角θ１が基準ステップ角θ０とバックラッシ相当角θｂの和以上となる２ステップ角に設定されている。特に実施例１では、逆ステップ角θ１が基準ステップ角θ０とバックラッシ相当角θｂの和と等しく設定されている。

ここで、制御ステップ角θｃ、実際の反射鏡３０の角度、及び補正パラメータＡの挙動を表１に示す。表１では、繰り返されるステップＳ３０〜Ｓ７０のループにおいて、１回のループ毎にステップＳ７０に達した時点での制御ステップ角θｃ、実際の反射鏡３０の角度、及び補正パラメータＡを、１行に対応させて示している。また表１では、実際の反射鏡３０の角度は、制御ステップ角θｃの単位ステップ角に対応する０．１７６度の角度変化を１ステップ角とするステップ角換算で示されている。

エンジンスイッチ４がオンされると、ステップＳ１０，Ｓ２０の処理が実行される。すなわち、モータ軸４０ａが上対応方向に回転し、初期位置ＰＩの設定がされる。ここで、制御ステップ角θｃは４０に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、制御ステップ角θｃと同じ４０となっている。補正パラメータＡは、０に設定されている（０回目の行を参照）。初期位置ＰＩの設定がされた時点での減速ギア機構５０は、上対応方向ＤＵにヒステリシスがない状態である。

１回目では、ステップＳ３０にてアップ制御指令が入力される。するとステップＳ４０にて同方向の判定が下され、ステップＳ５０，Ｓ６０の処理が実行される。ここで、制御ステップ角θｃは、加算前の制御ステップ角θｃである４０に、同方向の基準ステップ角θ０分である＋１を加算した、４１に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、バックラッシの影響のない同方向に回転したため、制御ステップ角θｃと同じ４１となっている。補正パラメータＡは、０のままである。

３回目では、ステップＳ３０にてダウン制御指令が入力される。するとステップＳ４０にて逆方向、かつ、出力方向が上対応方向から下対応方向となったと判定が下され、ステップＳ５２，Ｓ６２の処理が実行される。ここで、制御ステップ角θｃは、加算前の制御ステップ角θｃである４２に、逆方向の逆ステップ角θ１分である−２を加算した、４０に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、バックラッシの影響により、バックラッシ相当角θｂ分回転しなかったため、制御ステップ角θｃとは異なる４１となっている。補正パラメータＡは、バックラッシ相当角θｂ分である＋１としている。

４回目では、ステップＳ３０にてダウン制御指令が入力される。するとステップＳ４０にて同方向の判定が下され、ステップＳ５０，Ｓ６０の処理が実行される。ここで、制御ステップ角θｃは、加算前の制御ステップ角θｃである４０に、同方向の基準ステップ角θ０分である−１を加算した、３９に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、バックラッシの影響のない同方向に回転したため、３回目で生じたずれのまま、制御ステップ角θｃとは異なる４０となっている。補正パラメータＡは、＋１のままである。

５回目では、ステップＳ３０にてアップ制御信号が入力される。するとステップＳ４０にて逆方向、かつ、出力方向が下対応方向ＤＤから上対応方向ＤＵとなったと判定が下され、ステップＳ５４，Ｓ６４の処理が実行される。ここで、制御ステップ角θｃは、加算前の制御ステップ角θｃである３９に、逆方向の逆ステップ角θ１分である＋２を加算した、４１に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、バックラッシの影響により、バックラッシ相当角θｂ分回転しなかったため、４回目まで生じていたずれが相殺され、制御ステップ角θｃと同じ４１となっている。補正パラメータＡは、０としている。

６回目を最後に調整終了となり、ステップＳ７２，Ｓ８０，Ｓ９０の処理が実行される。６回目のステップＳ７０の時点にて、制御ステップ角θｃが３９、実際の反射鏡３０の角度が４０、補正パラメータＡが＋１となっているが、Ｓ９０にて制御ステップ角θｃが更新される。すなわち、更新後の制御ステップ角θｃは、更新前の制御ステップ角θｃである３９に、補正パラメータＡの値＋１を加算した４０に更新される。

このような実施例１では、前回とは逆方向の判定が下された場合、基準ステップ角θ０とバックラッシ相当角θｂとの和となっている逆方向の逆ステップ角θ１が制御ステップ角θｃに加算された。このため、１回の制御指令に対して、実際の反射鏡３０の角度が確実に１ステップ角分変化していることがわかる。

また、補正パラメータＡにより制御ステップ角θｃが更新されたことで、実際の反射鏡３０の位置とのずれが解消された。これにより、再びエンジンスイッチ４がオンされたときに、制御ステップ角θｃと実際の反射鏡３０の角度とが一致した状態で制御が開始されることとなる。

［実施例２］
実施例２でも、バックラッシ相当角θｂ、基準ステップ角θ０、逆ステップ角θ１が実施例１と同じ値となっている。ここで、制御ステップ角θｃ、実際の反射鏡３０の角度、及び補正パラメータＡの挙動を実施例１と同様に表２に示す。

エンジンスイッチ４がオンされると、ステップＳ１０，Ｓ２０の処理が実行される。すなわち、モータ軸４０ａが上対応方向ＤＵに回転し、初期位置ＰＩの設定がされる。ここで、制御ステップ角θｃは４０に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、制御ステップ角θｃと同じ４０となっている。補正パラメータＡは、０に設定されている（０回目の行を参照）。初期位置ＰＩの設定がされた時点での減速ギア機構５０は、上対応方向ＤＵにヒステリシスがない状態である。

１回目では、ステップＳ３０にてダウン制御指令が入力される。するとステップＳ４０にて逆方向、かつ、出力方向が上対応方向ＤＵから下対応方向ＤＤとなったと判定が下され、ステップＳ５２，Ｓ６２の処理が実行される。ここで、制御ステップ角θｃは、加算前の制御ステップ角θｃである４０に、逆方向の逆ステップ角θ１分である−２を加算した、３８に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、バックラッシの影響により、バックラッシ相当角θｂ分回転しなかったため、制御ステップ角θｃとは異なる３９となっている。補正パラメータＡは、バックラッシ相当角θｂ分である＋１としている。

２回目では、ステップＳ３０にてダウン制御指令が入力される。するとステップＳ４０にて同方向の判定が下され、ステップＳ５０，Ｓ６０の処理が実行される。ここで、制御ステップ角θｃは、加算前の制御ステップ角θｃである３８に、同方向の基準ステップ角θ０分である−１を加算した、３７に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、バックラッシの影響のない同方向に回転したため、１回目で生じたずれのまま、制御ステップ角θｃとは異なる３８となっている。補正パラメータＡは、＋１のままである。

３回目では、ステップＳ３０にてアップ制御指令が入力される。するとステップＳ４０にて逆方向、かつ、出力方向が下対応方向ＤＤから上対応方向ＤＵとなったと判定が下され、ステップＳ５４，Ｓ６４の処理が実行される。ここで、制御ステップ角θｃは、加算前の制御ステップ角θｃである３７に、逆方向の逆ステップ角θ１分である＋２を加算した、３９に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、バックラッシの影響により、バックラッシ相当角θｂ分回転しなかったため、２回目まで生じていたずれが相殺され、制御ステップ角θｃと同じ３９となっている。補正パラメータＡは、０としている。

４回目を最後に調整終了となり、ステップＳ７２，Ｓ８０，Ｓ９０の処理が実行される。４回目のステップＳ７０の時点にて、制御ステップ角θｃが４０、実際の反射鏡３０の位置が４０である。そして、補正パラメータＡが０となっているので、実質的に制御ステップ角θｃは更新されない。

このような実施例２では、前回とは逆方向の判定が下された場合、基準ステップ角θ０とバックラッシ相当角θｂとの和となっている逆方向の逆ステップ角θ１が制御ステップ角θｃに加算されている。このため、１回の制御指令に対して、実際の反射鏡３０の角度が確実に１ステップ角分変化していることがわかる。

なお、第１実施形態では、ステップＳ４０を実行する制御部７０が「判定手段」を構成し、ステップＳ５２，Ｓ５４を実行する制御部７０が「逆方向加算手段」を構成し、ステップＳ５０を実行する制御部７０が「同方向加算手段」を構成し、ステップＳ９０を実行する制御部７０が「更新手段」を構成し、ステップＳ６０，Ｓ６２，Ｓ６４を実行する制御部７０が「書換手段」を構成し、ステップＳ８０を実行する制御部７０が「リセット手段」を構成し、ステップＳ１０，Ｓ２０を実行する制御部７０が「初期位置設定手段」を構成する。

（作用効果）
以上説明した第１実施形態の作用効果を以下に説明する。

第１実施形態によると、ステッピングモータ４０の回転を制御する制御ステップ角θｃを演算する制御部７０における判定の結果、前回とは逆方向の判定が下された場合では、基準ステップ角θ０と減速ギア機構５０のバックラッシ相当角θｂとの和以上となるように、逆方向の逆ステップ角θ１が制御ステップ角θｃに加算される。このような制御により、ステッピングモータ４０は逆ステップ角θ１分、前回とは逆方向に回転する。これにより、反射鏡３０の回転量を確保でき、虚像表示の位置ＰＤを確実に移動させることができる。したがって、虚像７を視認する乗員５は、虚像表示の位置ＰＤを思い通りに移動させることができるので、違和感が低減されるのである。

また、第１実施形態によると、前回とは同方向の判定が下された場合では、同方向の基準ステップ角θ０が制御ステップ角θｃに加算される。このような制御により、ステッピングモータ４０は基準ステップ角θ０分、前回と同方向に回転する。これにより、反射鏡３０の回転量を確保でき、虚像表示の位置ＰＤを確実に移動させることができる。したがって、虚像７を視認する乗員５は、前回と同方向の場合にも、虚像表示の位置ＰＤを思い通りに移動させることができるので、違和感が低減されるのである。

また、第１実施形態によると、制御ステップ角θｃ及び補正パラメータＡを記憶するメモリ部７４を備え、制御部７０は、前回とは逆方向の判定が下された場合に、制御ステップ角θｃに対するバックラッシ相当角θｂから推定されるずれに基づいて補正パラメータＡを書き換える。そして、補正パラメータＡにより制御ステップ角θｃを補正する。制御ステップ角θｃに対するバックラッシ相当角θｂから推定されるずれを反映した補正パラメータＡにより、制御ステップ角θｃが補正されるので、バックラッシの影響による実際の反射鏡３０の角度と制御ステップ角θｃとのずれが、ＨＵＤ装置１００の使用を重ねて蓄積していくことが抑制される。したがって、制御上の表示位置と実際の表示位置ＰＤがずれることによる違和感を低減することができる。

また、第１実施形態によると、前回とは同方向の判定が下された場合に、補正パラメータＡをそのままとする。同方向の場合は、バックラッシの影響がないので、補正パラメータＡをそのままとすることで、違和感を低減することができる。

また、第１実施形態によると、制御部７０は、画像の表示範囲外ＲＯＤに向かうリセット方向ＤＲに反射鏡３０を回転させて、画像の表示をリセットする。そして、制御部７０は、表示範囲外ＲＯＤから制御ステップ角θｃに対応する初期位置ＰＩに向かう初期設定方向ＤＩに反射鏡３０を回転させて、画像の表示を始める。このような制御部７０において、今回、ステッピングモータ４０に出力する回転の出力方向が、初期設定方向ＤＩと一致する場合では、補正パラメータＡは０となっており、また、一致しない場合では、補正パラメータＡはバックラッシ相当角θｂ分となっている。すなわち、初期設定方向ＤＩとは反対方向に減速ギア機構５０が回転する状況では、制御ステップ角θｃが、これに対応する実際の反射鏡３０の角度とは、バックラッシ相当角θｂ分ずれる。一方、初期設定方向ＤＩに減速ギア機構５０が回転する状況では、このバックラッシ相当角θｂ分のずれが相殺される結果、制御ステップ角θｃが実際の反射鏡３０の角度と合致することとなる。したがって、このずれがＨＵＤ装置１００の使用を重ねて蓄積していくことが抑制される。

また、第１実施形態によると、リセット方向ＤＲが下対応方向ＤＤであり、初期設定方向ＤＩが上対応方向ＤＵのＨＵＤ装置１００において、制御部７０は、前回とは同方向の判定が下された場合に、補正パラメータＡをそのままとする。また制御部７０は、前回とは逆方向の判定が下された場合であって、出力方向が下対応方向ＤＤである場合に、補正パラメータＡをバックラッシ相当角θｂ分とし、また、前回とは逆方向の判定が下された場合であって、出力方向が上対応方向ＤＵである場合に、補正パラメータＡを０とする。このように補正パラメータＡを設定することで、リセット方向ＤＲ及び初期設定方向ＤＩに対応して、実際の反射鏡３０の角度と制御ステップ角θｃとのずれが、使用を重ねて蓄積していくことが確実に抑制される。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態は第１実施形態の変形例である。第２実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。

第２実施形態では、図９に示すように、リセット方向ＤＲは上対応方向ＤＵ、初期設定方向ＤＩは下対応方向ＤＤとなっている。

次に、第２実施形態におけるＨＵＤ装置２００の制御部が、コンピュータプログラムの実行により実施するフローチャートを、図１０を用いて詳細に説明する。第１実施形態と同様に、エンジンスイッチ４がオフとなっている状態では、表示位置ＰＤが表示範囲外ＲＯＤのリセット位置ＰＲとなるような反射鏡３０の角度となっている。この反射鏡３０の角度では、仮に投射部２０が表示光を投射したとしても、乗員に視認可能とはならないので、投射部２０が表示光の投射を停止している。このような状態の下、エンジンスイッチ４がオンされると、図１０のフローチャートに基づいた処理が開始されることとなる。

まず、ステップＳ２１０では、表示位置ＰＤをリセット位置ＰＲから初期位置ＰＩへ移動させる。換言すると、表示範囲外ＲＯＤから初期位置ＰＩに向かう初期設定方向ＤＩとしての下対応方向ＤＤに、反射鏡３０を回転させるように、モータ軸４０ａを制御する。ステップＳ２１０の処理後、ステップＳ２２０に移る。

ステップＳ２２０〜Ｓ２４０の処理は、第１実施形態のステップＳ２０〜４０の処理と同様である。

ステップＳ２４０にて同方向の判定が下された場合のステップＳ２５０，Ｓ２６０の処理は、第１実施形態のステップＳ５０，Ｓ６０の処理と同様である。ステップＳ２６０の処理後、ステップＳ２７０に移る。

ステップＳ２４０にて逆方向の判定が下された場合であって、出力方向が上対応方向ＤＵから下対応方向ＤＤとなったと判定が下された場合のステップＳ２５２の処理は、第１実施形態のステップＳ５２の処理と同様である。ステップＳ２５２の処理後、ステップＳ２６２に移る。

ステップＳ２６２では、補正パラメータＡを、制御ステップ角θｃに対するバックラッシ相当角θｂから推定されるずれに基づいて書き換える。具体的に第２実施形態では、今回の出力方向が初期設定方向ＤＩと一致しているので、補正パラメータＡを０に書き換える。ステップＳ２６２の処理後、ステップＳ２７０に移る。

ステップＳ２４０にて逆方向の判定が下された場合であって、出力方向が下対応方向から上対応方向となったと判定が下された場合のステップＳ２５４の処理は、第１実施形態のステップＳ５４の処理と同様である。ステップＳ２５４の処理後、ステップＳ２６４に移る。

ステップＳ２６４では、補正パラメータＡを、制御ステップ角θｃに対するバックラッシ相当角θｂから推定されるずれに基づいて書き換える。具体的に第２実施形態では、今回の出力方向が初期設定方向ＤＩと一致していないので、補正パラメータＡをバックラッシ相当角θｂ分に書き換える。ステップＳ２６４の処理後、ステップＳ２７０に移る。

ステップＳ２６０，Ｓ２６２，Ｓ２６４処理後のステップＳ２７０〜Ｓ２７２の処理は、第１実施形態のステップＳ７０〜Ｓ７２の処理と同様である。ステップＳ２７２の処理後、ステップＳ２８０に移る。

ステップＳ２８０では、エンジンスイッチ４のオフにより、運転終了したものとして、ＨＵＤ装置２００の使用終了とする。具体的に、投射部２０による表示光の投射を停止すると共に、表示位置ＰＤが画像の表示範囲外ＲＯＤのリセット位置ＰＲに移動するように、リセット方向ＤＲとしての上対応方向ＤＵに反射鏡３０を回転させる。これらにより、画像の虚像表示をリセットする。ステップＳ２８０の処理後、ステップＳ２９０に移る。第１実施形態のステップＳ９０と同様のステップＳ２９０を以って一連の処理を終了する。

第２実施形態のＨＵＤ装置１００において、このようなフローチャートに基づいて制御される反射鏡３０の挙動を、以下の実施例３，４にてより具体的に説明する。

［実施例３］
実施例３では、バックラッシ相当角θｂが１ステップ角分である。そして、基準ステップ角θ０が１ステップ角に設定され、逆ステップ角θ１が基準ステップ角θ０とバックラッシ相当角θｂの和以上となる２ステップ角に設定されている。特に実施例３では、逆ステップ角θ１が基準ステップ角θ０とバックラッシ相当角θｂの和と等しく設定されている。ここで、制御ステップ角θｃ、実際の反射鏡３０の角度、及び補正パラメータＡの挙動を実施例１と同様に表３に示す。

エンジンスイッチ４がオンされると、ステップＳ２１０，Ｓ２２０の処理が実行される。すなわち、モータ軸４０ａが下対応方向ＤＤに回転し、初期位置ＰＩの設定がされる。ここで、制御ステップ角θｃは４０に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、制御ステップ角θｃと同じ４０となっている。補正パラメータＡは、０に設定されている（０回目の行を参照）。初期位置ＰＩの設定がされた時点での減速ギア機構５０は、下対応方向ＤＤにヒステリシスがない状態である。

１回目では、ステップＳ２３０にてダウン制御指令が入力される。するとステップＳ２４０にて同方向の判定が下され、ステップＳ２５０，Ｓ２６０の処理が実行される。ここで、制御ステップ角θｃは、加算前の制御ステップ角θｃである４０に、同方向の基準ステップ角θ０分である−１を加算した、３９に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、バックラッシの影響のない同方向に回転したため、制御ステップ角θｃと同じ３９となっている。補正パラメータＡは、０のままである。

３回目では、ステップＳ２３０にてアップ制御指令が入力される。するとステップＳ２４０にて逆方向、かつ、出力方向が下対応方向ＤＤから上対応方向ＤＵとなったと判定が下され、ステップＳ２５４，Ｓ２６４の処理が実行される。ここで、制御ステップ角θｃは、加算前の制御ステップ角θｃである３８に、逆方向の逆ステップ角θ１分である＋２を加算した、４０に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、バックラッシの影響により、バックラッシ相当角θｂ分回転しなかったため、制御ステップ角θｃとは異なる３９となっている。補正パラメータＡは、バックラッシ相当角θｂ分である−１としている。

４回目では、ステップＳ２３０にてアップ制御指令が入力される。するとステップＳ２４０にて同方向の判定が下され、ステップＳ２５０，Ｓ２６０の処理が実行される。ここで、制御ステップ角θｃは、加算前の制御ステップ角θｃである４０に、同方向の基準ステップ角θ０分である＋１を加算した、４１に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、バックラッシの影響のない同方向に回転したため、３回目で生じたずれのまま、制御ステップ角θｃとは異なる４０となっている。補正パラメータＡは、−１のままである。

５回目では、ステップＳ２３０にてダウン制御指令が入力される。するとステップＳ２４０にて逆方向、かつ、出力方向が上対応方向ＤＵから下対応方向ＤＤとなったと判定が下され、ステップＳ２５２，Ｓ２６２の処理が実行される。ここで、制御ステップ角θｃは、加算前の制御ステップ角θｃである４１に、逆方向の逆ステップ角θ１分である−２を加算した、３９に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、バックラッシの影響により、バックラッシ相当角θｂ分回転しなかったため、４回目まで生じていたずれが相殺され、制御ステップ角θｃと同じ３９となっている。補正パラメータＡは、０としている。

５回目を最後に調整終了となり、ステップＳ２７２，Ｓ２８０，Ｓ２９０の処理が実行される。５回目のステップＳ２７０の時点にて、制御ステップ角θｃが３９、実際の反射鏡３０の位置が３９である。そして、補正パラメータＡが０となっているので、実質的に制御ステップ角θｃは更新されない。

このような実施例３では、前回とは逆方向の判定が下された場合、基準ステップ角θ０とバックラッシ相当角θｂとの和となっている逆方向の逆ステップ角θ１が制御ステップ角θｃに加算されている。このため、１回の制御指令に対して、実際の反射鏡３０の角度が確実に１ステップ角分変化していることがわかる。

［実施例４］
実施例４でも、バックラッシ相当角θｂ、基準ステップ角θ０、逆ステップ角θ１が実施例３と同じ値となっている。ここで、制御ステップ角θｃ、実際の反射鏡３０の角度、及び補正パラメータＡの挙動を実施例１と同様に表４に示す。

エンジンスイッチ４がオンされると、ステップＳ２１０，Ｓ２２０の処理が実行される。すなわち、モータ軸４０ａが下対応方向ＤＤに回転し、初期位置ＰＩの設定がされる。ここで、制御ステップ角θｃは４０に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、制御ステップ角θｃと同じ４０となっている。補正パラメータＡは、０に設定されている（０回目の行を参照）。初期位置ＰＩの設定がされた時点での減速ギア機構５０は、下対応方向ＤＤにヒステリシスがない状態である。

１回目では、ステップＳ２３０にてアップ制御指令が入力される。するとステップＳ２４０にて逆方向、かつ、出力方向が下対応方向から上対応方向となったと判定が下され、ステップＳ２５４，Ｓ２６４の処理が実行される。ここで、制御ステップ角θｃは、加算前の制御ステップ角θｃである４０に、逆方向の逆ステップ角θ１分である＋２を加算した、４２に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、バックラッシの影響により、バックラッシ相当角分回転しなかったため、制御ステップ角θｃとは異なる４１となっている。補正パラメータＡは、バックラッシ相当角θｂ分である−１としている。

２回目では、ステップＳ２３０にてアップ制御指令が入力される。するとステップＳ２４０にて同方向の判定が下され、ステップＳ２５０，Ｓ２６０の処理が実行される。ここで、制御ステップ角θｃは、加算前の制御ステップ角θｃである４２に、同方向の基準ステップ角θ０分である＋１を加算した、４３に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、バックラッシの影響のない同方向に回転したため、１回目で生じたずれのまま、制御ステップ角θｃとは異なる４２となっている。補正パラメータＡは、−１のままである。

３回目では、ステップＳ２３０にてダウン制御指令が入力される。するとステップＳ２４０にて逆方向、かつ、出力方向が上対応方向ＤＵから下対応方向ＤＤとなったと判定が下され、ステップＳ２５２，Ｓ２６２の処理が実行される。ここで、制御ステップ角θｃは、加算前の制御ステップ角θｃである４３に、逆方向の逆ステップ角θ１分である−２を加算した、４１に設定される。実際の反射鏡３０の角度は、バックラッシの影響により、バックラッシ相当角θｂ分回転しなかったため、２回目まで生じていたずれが相殺され、制御ステップ角θｃと同じ４１となっている。補正パラメータＡは、０としている。

４回目を最後に調整終了となり、ステップＳ２７２，Ｓ２８０，Ｓ２９０の処理が実行される。４回目のステップＳ２７０の時点にて、制御ステップ角が４０、実際の反射鏡３０の位置が４０である。そして、補正パラメータＡが０となっているので、実質的に制御ステップ角θｃは更新されない。

このような実施例４では、前回とは逆方向の判定が下された場合、基準ステップ角θ０とバックラッシ相当角θｂとの和となっている逆方向の逆ステップ角θ１が制御ステップ角θｃに加算されている。このため、１回の制御指令に対して、実際の反射鏡３０の角度が確実に１ステップ角分変化していることがわかる。

以上説明した第２実施形態においても、制御部７０は、ステップＳ２４０において逆方向の判定が下された場合に、基準ステップ角θ０と減速ギア機構５０のバックラッシ相当角θｂとの和以上となる、逆方向の逆ステップ角θ１を制御ステップ角θｃに加算する。したがって、第１実施形態に準じた作用効果を奏することが可能となる。

また、第２実施形態によると、リセット方向ＤＲが上対応方向ＤＵであり、初期設定方向ＤＩが下対応方向ＤＤのＨＵＤ装置１００において、制御部７０は、前回とは同方向の判定が下された場合に、補正パラメータＡをそのままとする。また制御部７０は、前回とは逆方向の判定が下された場合であって、出力方向が上対応方向ＤＵである場合に、補正パラメータＡをバックラッシ相当角θｂ分とし、また、前回とは逆方向の判定が下された場合であって、出力方向が下対応方向ＤＤである場合に、補正パラメータＡを０とする。このように補正パラメータＡを設定することで、リセット方向ＤＲ及び初期設定方向ＤＩに対応して、実際の反射鏡３０の角度と制御ステップ角θｃとのずれが、使用を重ねて蓄積していくことが確実に抑制される。

なお、第２実施形態では、ステップＳ２４０を実行する制御部７０が「判定手段」を構成し、ステップＳ２５２，Ｓ２５４を実行する制御部７０が「逆方向加算手段」を構成し、ステップＳ２５０を実行する制御部７０が「同方向加算手段」を構成し、ステップＳ２９０を実行する制御部７０が「更新手段」を構成し、ステップＳ２６０，Ｓ２６２，Ｓ２６４を実行する制御部７０が「書換手段」を構成し、ステップＳ２８０を実行する制御部７０が「リセット手段」を構成し、ステップＳ２１０，Ｓ２２０を実行する制御部７０が「初期位置設定手段」を構成する。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

具体的に変形例１としては、図８，１０のフローチャートに基づいた処理の順番を、適切な範囲で入れ替えてもよい。例えば、ステップＳ５０とＳ６０、Ｓ５２とＳ６２、又はＳ５４とＳ６４において、処理の順番を入れ替えることが可能である。また例えば、ステップＳ９０における補正パラメータＡの更新を、ステップＳ７２又はＳ８０の前に行なうことが可能である。

変形例２としては、逆ステップ角θ１は、基準ステップ角θ０とバックラッシ相当角θｂとの和よりも大きくてもよい。例えば、基準ステップ角θ０が１ステップ角分、バックラッシ相当角θｂが例えば１．４ステップ分であれば、ステッピングモータ４０の電気安定点θｓに対応するように切り上げを行ない、逆ステップ角θ１を３ステップ分とすることができる。

変形例３としては、基準ステップ角θ０は、電気角１８０度に対応する１ステップ角分以外の角度を採用可能である。

変形例４としては、制御部７０は、補正パラメータＡにより制御ステップ角θｃを更新しなくてもよい。また、制御部７０は、逆方向の判定が下された場合に、制御ステップ角θｃに対するバックラッシ相当角θｂから推定されるずれに基づいて補正パラメータＡを書き換えなくてもよい。さらに、メモリ部７４は、補正パラメータＡを記憶していなくてもよい。

変形例５としては、制御部７０は、画像の表示範囲外ＲＯＤに向かうリセット方向ＤＲに反射鏡３０を回転させて、画像の表示をリセットしなくてもよい。

変形例６としては、使用環境温度を測定する温度センサを設け、制御部７０は、温度センサに測定された温度に基づいて逆ステップ角θ１を変動させるようにしてもよい。具体例として、制御部７０が、測定された温度に対して例えば６０°Ｃ及び１０°Ｃを境界値として逆ステップを変更する。これによれば、各ギア５２〜５９が温度により膨張又は収縮し、バックラッシ相当角θｂが変化しても、これに対応することができる。

変形例７としては、制御部７０は、ハウジング１０の外部に配置されていてもよい。

変形例８としては、制御部７０への制御指令の入力に、指令スイッチ６０以外の方法を用いることが可能である。例えば、カーナビゲーション装置等の画像表示されたスイッチへのタッチ入力、あるいはジェスチャ等を認識することによる入力等を採用可能である。

変形例９としては、投射部２０と反射鏡３０との間の光路上、あるいは反射鏡３０と防塵シート１２との間の光路上に、他の反射鏡、レンズ、又は光学フィルタ等の光学素子を追加してもよい。

変形例１０としては、車両１以外の船舶ないしは飛行機等の各種移動体（輸送機器）に、本発明を適用してもよい。

１００，２００ ＨＵＤ装置、１ 車両（移動体）、３ ウインドシールド（投影部材）、５ 乗員、２０ 投射部、３０ 反射鏡、４０ ステッピングモータ、５０ 減速ギア機構、５２〜５９ ギア、７０ 制御部、７４ メモリ部、θｃ 制御ステップ角、θ０ 基準ステップ角、θｂ バックラッシ相当角、Ａ 補正パラメータ、ＲＯＤ 表示範囲外、ＤＲ リセット方向、ＰＩ 初期位置、ＤＩ 初期設定方向、ＤＤ 下対応方向、ＤＵ 上対応方向

Claims (7)

1. 移動体（１）に搭載され、投影部材（３）に画像を投影することにより、前記画像を乗員（５）により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
   表示光を投射する投射部（２０）と、
   前記投射部からの表示光を前記投影部材に向けて反射する反射鏡（３０）と、
   回転を出力するステッピングモータ（４０）と、
   複数のギア（５２〜５９）からなり、前記ステッピングモータから出力されて前記反射鏡へ伝達される回転を、減速する減速ギア機構（５０）と、
   前記乗員からの制御指令に従って、前記ステッピングモータの回転を制御する制御ステップ角（θｃ）を演算する制御部（７０）とを備え、
   前記制御部は、
   今回の判定タイミングにおける前記制御指令に従って前記ステッピングモータに出力させる回転の出力方向は、前回の判定タイミングにおける前記制御指令に従って前記ステッピングモータにより出力された回転の方向と、同方向であるか逆方向であるかを判定する判定手段（Ｓ４０，Ｓ２４０）と、
   前記判定手段において前記同方向の判定が下されるのに応じて前記ステッピングモータを回転させるステップ角を基準ステップ角（θ０）として、前記判定手段において前記逆方向の判定が下された場合に、前記基準ステップ角と前記減速ギア機構のバックラッシ相当角（θｂ）との和以上となる、前記逆方向の逆ステップ角（θ１）を前記制御ステップ角に加算する逆方向加算手段（Ｓ５２，Ｓ５４，Ｓ２５２，Ｓ２５４）とを有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記制御部は、前記判定手段において前記同方向の判定が下された場合に、前記同方向の前記基準ステップ角を前記制御ステップ角に加算する同方向加算手段（Ｓ５０，Ｓ２５０）を有することを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記制御ステップ角、及び前記制御ステップ角を補正するための補正パラメータ（Ａ）を記憶するメモリ部（７４）を備え、
   前記制御部は、
   前記補正パラメータにより前記制御ステップ角を更新する更新手段（Ｓ９０，Ｓ２９０）と、
   前記判定手段において前記逆方向の判定が下された場合に、前記制御ステップ角に対する前記バックラッシ相当角から推定されるずれに基づいて前記補正パラメータを書き換える書換手段（Ｓ６０，Ｓ６２，Ｓ６４，Ｓ２６０，Ｓ２６２，Ｓ２６４）とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記書換手段は、前記判定手段において前記同方向の判定が下された場合に、前記補正パラメータをそのままとすることを特徴とする請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
5. 前記制御部は、
   前記画像の表示範囲外（ＲＯＤ）に向かうリセット方向（ＤＲ）に前記反射鏡を回転させて、前記画像の表示をリセットするリセット手段（Ｓ８０，Ｓ２８０）と、
   前記表示範囲外から初期位置（ＰＩ）に向かう初期設定方向（ＤＩ）に前記反射鏡を回転させて、前記画像の表示を始める初期位置設定手段（Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ２１０，Ｓ２２０）とを有し、
   前記書換手段は、
   前記判定手段において前記同方向の判定が下された場合に、前記補正パラメータをそのままとし、
   前記判定手段において前記逆方向の判定が下された場合であって、前記出力方向が前記初期設定方向と一致する場合では、前記補正パラメータを０としており、
   前記判定手段において前記逆方向の判定が下された場合であって、前記出力方向が前記初期設定方向と一致しない場合では、前記補正パラメータを前記バックラッシ相当角分としていることを特徴とする請求項３又は４に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
6. 前記リセット方向は、前記画像を前記移動体の下方向へ移動させる下対応方向（ＤＤ）であり、
   前記初期設定方向は、前記画像を前記移動体の上方向へ移動させる上対応方向（ＤＵ）であり、
   前記書換手段（Ｓ６０，Ｓ６２，Ｓ６４）は、
   前記判定手段において前記同方向の判定が下された場合に、前記補正パラメータをそのままとし、
   前記判定手段において前記逆方向の判定が下された場合であって、前記出力方向が前記下対応方向である場合に、前記補正パラメータを前記バックラッシ相当角分とし、
   前記判定手段において前記逆方向の判定が下された場合であって、前記出力方向が前記上対応方向である場合に、前記補正パラメータを０とすることを特徴とする請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
7. 前記リセット方向は、前記画像を前記移動体の上方向へ移動させる上対応方向であり、
   前記初期設定方向は、前記画像を前記移動体の下方向へ移動させる下対応方向であり、
   前記書換手段（Ｓ２６０，Ｓ２６２，Ｓ２６４）は、
   前記判定手段において前記同方向の判定が下された場合に、前記補正パラメータをそのままとし、
   前記判定手段において前記逆方向の判定が下された場合であって、前記出力方向が前記上対応方向である場合に、前記補正パラメータを前記バックラッシ相当角分とし、
   前記判定手段において前記逆方向の判定が下された場合であって、前記出力方向が前記下対応方向である場合に、前記補正パラメータを０とすることを特徴とする請求項５に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

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