JP7463197B2 - 画像投影装置および車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、画像投影装置および車両用灯具に関し、特に複数の微小なミラーを備えたデジタルミラーデバイスで光を反射して画像を投影する画像投影装置および車両用灯具に関する。

近年になって、車両の運転支援技術や自動運転技術の発達に伴い、車両の外部に対して車両の動作予定や情報を伝達する必要性が議論されている。車両外部への情報提示方法としては、車両用灯具に画像投影装置を搭載して、路面等に対して画像を投影するものが提案されている（例えば特許文献１を参照）。特許文献１に記載された画像投影装置および車両用灯具では、特に複数の微小なミラーを備えたデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）で光を反射して画像を投影する。

特開２０２０－０５５５１９号公報

図６は、従来の車両用灯具に用いられている画像投影装置の構成を示す模式図である。画像投影装置は、回路基板１上にデジタルミラーデバイス２と、温度センサ部３と、ミラー制御部４と、ミラー用電源部５と、ミラー制御部用電源部６と、制御マイコン７と、マイコン用電源部８と、コネクタ部９が搭載されている。また、回路基板１上には、冷却部用電源、フラッシュメモリ、デシリアライザ等が搭載されている。

図６に示したように、従来の画像投影装置では回路基板１上にデジタルミラーデバイス２を駆動制御するための電子部品が多数実装されており、各電子部品で発生した熱によりデジタルミラーデバイス２の周辺温度が上昇する。デジタルミラーデバイス２は微小なミラーを多数駆動して光源部から照射される光を反射する部品であるため、使用可能な温度範囲が限定されている。また、高温環境でデジタルミラーデバイス２を駆動させることで、製品寿命が短くなり信頼性も低下するという問題があった。

したがって、デジタルミラーデバイス２を継続的に動作させるためには、回路基板１の放熱性を高める必要がある。そのため、回路基板１を大きくして電子部品の実装密度を低下させるとともに、高性能な冷却装置を用いて画像投影装置全体を冷却する対策が用いられていた。しかし、冷却のために回路基板１が大型化し、冷却装置も大型化するため、画像投影装置および車両用灯具の小型化と軽量化という要求を満たすことが困難であった。

そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、デジタルミラーデバイスの温度上昇を抑制しながらも小型化および軽量化が可能な画像投影装置および車両用灯具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像投影装置は、複数の微小なミラーを備えたデジタルミラーデバイスで光を反射して画像を投影する画像投影装置であって、前記デジタルミラーデバイスが搭載されるミラー搭載基板と、前記ミラー搭載基板とは別体で形成された電源搭載基板と、前記ミラー搭載基板と前記電源搭載基板とを電気的に接続するフレキシブルケーブルを備え、前記電源搭載基板には、前記フレキシブルケーブルを介して前記デジタルミラーデバイスに電力を供給するミラー用電源部が搭載されており、前記ミラー搭載基板には、前記デジタルミラーデバイスを制御するミラー制御部が搭載されており、前記ミラー搭載基板には、さらに前記ミラー制御部に電力を供給するミラー制御部用電源部が搭載されていることを特徴とする。
また上記課題を解決するために、本発明の画像投影装置は、複数の微小なミラーを備えたデジタルミラーデバイスで光を反射して画像を投影する画像投影装置であって、前記デジタルミラーデバイスが搭載されるミラー搭載基板と、前記ミラー搭載基板とは別体で形成された電源搭載基板と、前記ミラー搭載基板と前記電源搭載基板とを電気的に接続するフレキシブルケーブルを備え、前記電源搭載基板には、前記フレキシブルケーブルを介して前記デジタルミラーデバイスに電力を供給するミラー用電源部が搭載されており、前記ミラー搭載基板には、前記デジタルミラーデバイスの温度を測定する温度センサ部が搭載されており、前記電源搭載基板には、前記温度センサ部の測定値に基づいて冷却部の駆動を制御する冷却制御部が搭載されていることを特徴とする。

このような本発明の画像投影装置では、ミラー搭載基板と電源搭載基板とをフレキシブルケーブルで電気的に接続し、電源搭載基板にはミラー用電源部が搭載されているため、発熱しやすいミラー用電源部で生じた熱がデジタルミラーデバイスに伝達することを防止でき、デジタルミラーデバイスの温度上昇を抑制しながらも小型化および軽量化が可能となる。

また、本発明の一態様では、前記ミラー搭載基板には、前記デジタルミラーデバイスに供給されるミラー駆動電圧を監視する電圧監視部が搭載されている。

また、本発明の一態様では、前記ミラー用電源部には、シリーズレギュレータが用いられている。

また、本発明の一態様では、前記デジタルミラーデバイスは、前記ミラー搭載基板の表面に搭載され、前記ミラー用電源部は、前記電源搭載基板の表面に搭載され、前記フレキシブルケーブルが屈曲されて、前記ミラー搭載基板と前記電源搭載基板は互いに裏面が対向して配置されている。

また、本発明の一態様では、前記デジタルミラーデバイスは、前記ミラー搭載基板の表面に搭載され、前記ミラー用電源部は、前記電源搭載基板の表面に搭載され、前記フレキシブルケーブルが屈曲されて、前記デジタルミラーデバイスと前記ミラー用電源部は同一空間に面して配置されている。

また、本発明の車両用灯具は、上記何れか一つに記載の画像投影装置と、前記画像投影装置に対して光を照射する光源部とを備えることを特徴とする。

本発明では、デジタルミラーデバイスの温度上昇を抑制しながらも小型化および軽量化が可能な画像投影装置および車両用灯具を提供することができる。

第１実施形態に係る車両用灯具１００の構成例を示す模式斜視図である。 画像投影装置１０に含まれる微小なミラー１１のオン状態とオフ状態による画像描画を模式的に示す図である。 第１実施形態に係る画像投影装置１０の構成例を示す模式平面図である。 第１実施形態に係る画像投影装置１０の電源供給ラインを模式的に示すブロック図である。 第２実施形態に係る画像投影装置１０の配置例を示す模式図であり、図５（ａ）はミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂの裏面同士を対向させた例を示し、図５（ｂ）はミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂの表面を同一空間１２０に面して配置した例を示している。 従来の車両用灯具に用いられている画像投影装置の構成を示す模式図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図１は、本実施形態に係る車両用灯具１００の構成例を示す模式斜視図である。図１に示すように車両用灯具１００は、画像投影装置１０と、光源部２０と、リフレクタ３０と、投影レンズ４０と、ヒートシンク５０とを備え、投影面６０に対して画像を投影する。

画像投影装置１０は、投影する画像の情報に含まれるオン情報とオフ情報に基づいて、面内における光の反射方向を制御し、光源部２０から照射された光を投影光Ｌｏｎと遮蔽光Ｌｏｆｆとして反射する装置である。投影光Ｌｏｎは、投影レンズ４０を介して投影面６０に対して照射され、オン情報に対応した領域に光が照射されることで画像が投影される。遮蔽光Ｌｏｆｆは、図示しない遮蔽部に到達して遮られ、外部には照射されない。

光源部２０は、外部から供給される電力と信号に基づいて、リフレクタ３０に対して光を照射する装置であり、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や半導体レーザ（ＬＡＳＥＲ：Ｌｉｇｈｔ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｂｙ Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）を用いることができる。光源部２０から照射される光は、連続光（ＣＷ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）であってもパルス光であってもよく、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御された光であってもよい。

リフレクタ３０は、光源部２０から照射された光を画像投影装置１０に対して反射する光学部材である。リフレクタ３０の反射面形状は限定されず、放物面や楕円曲面等の曲面を用いることができる。リフレクタ３０で反射された光は、画像投影装置１０に向かって光径が拡大されてもよく、平行光であってもよい。

投影レンズ４０は、画像投影装置１０で反射された投影光Ｌｏｎの光路上に配置された光学部材であり、投影光Ｌｏｎを拡大して投影面６０に対して照射する。図１では投影レンズ４０として１枚のレンズを用いた例を示しているが、複数枚のレンズを備えて構成してもよい。また図１では凸レンズの例を示しているが、凹レンズや非球面レンズ等の公知のレンズ構造を用いることができる。

ヒートシンク５０は、光源部２０が搭載されて放熱性を高めるために配置された部材である。ヒートシンク５０を構成する材料は限定されないが、例えば熱伝導率が大きい銅やアルミニウム、高熱伝導性樹脂等を用いることができる。またヒートシンク５０の構造や形状は限定されないが、後面側に複数のフィンが立設されていると放熱性をさらに高めることができる。

投影面６０は、車両用灯具１００の外部に設けられ、投影光Ｌｏｎが照射されて画像が投影される面である。投影面６０としては、例えば道路の路面、構造物の壁面、他車両の車体、自車両の車体等が挙げられる。図１では投影面６０として平面を示したが、投影光Ｌｏｎが照射されることで画像を投影して表示できればよく、曲面や凹凸を有する面であってもよい。

図２は、画像投影装置１０に含まれる微小なミラー１１のオン状態とオフ状態による画像描画を模式的に示す図である。図２ではオフ状態としてミラー１１が平坦に保持された状態を示しているが、オン状態と反対側に傾斜した状態をオフ状態としてもよい。画像投影装置１０には後述するようにデジタルミラーデバイス１０２が搭載されており、デジタルミラーデバイス１０２には複数の微小なミラー１１がマトリクス状に配置されている。微小なミラー１１は、図２に示したようにオン状態１１ｏｎとオフ状態１１ｏｆｆとで傾斜角度を変更可能であり、画像に含まれるオン情報とオフ情報に対応して傾斜角度が制御される。これにより、各ミラー１１での光の反射方向がオン状態１１ｏｎとオフ状態１１ｏｆｆで異なり、オン状態１１ｏｎで反射された投影光Ｌｏｎと、オフ状態１１ｏｆｆで反射された遮蔽光Ｌｏｆｆとが分離される。図２では、簡略化のためにミラー１１として２０行２０列のマトリクス配置を示しているが、さらに多数のミラー１１を配置することで解像度の高い画像を投影することができる。また、デジタルミラーデバイス１０２の具体的な構造は限定されず、公知の構造を用いることができる。

図３は、本実施形態に係る画像投影装置１０の構成例を示す模式平面図である。図３に示すように画像投影装置１０は、ミラー搭載基板１０１ａと、電源搭載基板１０１ｂと、デジタルミラーデバイス１０２と、温度センサ部１０３と、ミラー制御部１０４と、フラッシュメモリ１０５と、ミラー制御部用電源部１０６と、電圧監視部１０７と、フレキシブルケーブル１０８と、ミラー用電源部１０９と、制御マイコン１１０と、電圧調整部１１１と、マイコン用電源部１１２と、デシリアライザ１１３と、冷却用電源部１１４と、コネクタ部１１５，１１６を備えている。

ミラー搭載基板１０１ａおよび電源搭載基板１０１ｂは、それぞれ別体で形成された電子部品を実装する回路基板であり、表面に図示しない配線パターンが形成されて、表面上に搭載された電子部品間が電気的に接続されて回路を構成する部材である。図３では表面側にのみ電子部品を実装した例を示しているが、裏面側にも配線パターンが形成されて電子部品が搭載されるとしてもよい。ミラー搭載基板１０１ａおよび電源搭載基板１０１ｂを構成する材料は限定されず、公知のプリント配線基板等を用いることができる。ミラー搭載基板１０１ａおよび電源搭載基板１０１ｂの放熱性を向上するために、金属やセラミック等の高熱伝導性材料からなる基板上に、絶縁層と配線パターンが形成された複合基板を用いてもよい。また、ミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂは同一材料や同一構造として形成してもよく、別材料や別構造としてもよい。

図３に示したように、ミラー搭載基板１０１ａ上には、デジタルミラーデバイス１０２、温度センサ部１０３、ミラー制御部１０４、フラッシュメモリ１０５、ミラー制御部用電源部１０６および電圧監視部１０７が搭載されている。また、電源搭載基板１０１ｂ上には、ミラー用電源部１０９、制御マイコン１１０、電圧調整部１１１、マイコン用電源部１１２、デシリアライザ１１３、冷却用電源部１１４およびコネクタ部１１５，１１６が搭載されている。

デジタルミラーデバイス１０２は、図２に示したように、微小なミラー１１がマトリクス状に配置されて、オン状態１１ｏｎとオフ状態１１ｏｆｆとで傾斜角度を変更可能な電子部品である。ミラー１１のうちオン状態１１ｏｎで反射された投影光Ｌｏｎと、オフ状態１１ｏｆｆで反射された遮蔽光Ｌｏｆｆとは分離され、投影光Ｌｏｎが照射されることで画像が投影される。

温度センサ部１０３は、デジタルミラーデバイス１０２の近傍に配置されて、デジタルミラーデバイスの温度を測定する電子部品である。温度センサ部１０３が測定した温度は、ミラー制御部１０４および制御マイコン１１０に温度情報として伝達される。温度センサ部１０３の具体的な構成は限定されず、サーミスタや熱電対、デジタル温度センサ等を用いることができる。

ミラー制御部１０４は、デジタルミラーデバイス１０２に対して画像に含まれるオン情報とオフ情報に基づいて制御信号を伝達し、ミラー１１のオン状態１１ｏｎとオフ状態１１ｏｆｆを切り替え制御する電子部品である。またミラー制御部１０４は、フレキシブルケーブル１０８を介して制御マイコン１１０と接続されており、制御マイコン１１０からの制御信号によって駆動が制御される。ミラー制御部１０４とデジタルミラーデバイス１０２は、画像描写に必要な程度（例えば６００ＭＨｚ以上）に高速動作する必要があるため、ミラー搭載基板１０１ａ上において近接して配置されている。

フラッシュメモリ１０５は、ミラー制御部１０４の駆動に必要な情報を保持するための記憶部である。フラッシュメモリ１０５に保存される情報としては、ミラー制御部１０４で実行されるプログラム、各種の設定情報、画像データ等が挙げられる。

ミラー制御部用電源部１０６は、電圧調整部１１１からフレキシブルケーブル１０８を介して電力が供給され、ミラー制御部１０４に対して電力を供給する電源回路である。ミラー制御部用電源部１０６には、電圧調整部１１１からフレキシブルケーブル１０８を介して比較的大きめの電圧が供給されるが、ミラー制御部用電源部１０６では複数のＤＣ／ＤＣコンバータを用いて、ミラー制御部１０４の駆動に適した電圧に降圧して電力を出力する。ミラー制御部用電源部１０６の電圧変換例としては、例えばＤＣ６Ｖが供給されて、ＤＣ３．３Ｖ，１．８Ｖ，１．１Ｖ等を出力する。

電圧監視部１０７は、ミラー用電源部１０９からフレキシブルケーブル１０８を介してデジタルミラーデバイスに供給されるミラー駆動電圧を監視する電子部品である。また電圧監視部１０７は、ミラー制御部１０４および制御マイコン１１０と電気的に接続され、監視している電圧の測定値を伝達する。一例としては、フレキシブルケーブル１０８から供給されたミラー搭載基板１０１ａ上における電圧が所定値よりも低い場合には、ミラー制御部１０４はデジタルミラーデバイス１０２の動作を停止する。これにより、フレキシブルケーブル１０８の断線や接続不良、ミラー用電源部１０９の故障等を検知して、デジタルミラーデバイス１０２の誤動作を防止することができる。

フレキシブルケーブル１０８は、可撓性を有する樹脂等で複数の配線を一括して保護した配線ケーブルであり、ミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂの間を電気的に接続する。フレキシブルケーブル１０８とミラー搭載基板１０１ａ、電源搭載基板１０１ｂの間の接続方法は特に限定されず、両基板上に搭載されたコネクタに挿入する形式等を用いることができる。フレキシブルケーブル１０８は可撓性を有しているため、屈曲させることで両基板の配置によらず相互の電気的接続を確保することができる。

ミラー用電源部１０９は、コネクタ部１１５を介して画像投影装置１０の外部から電力が供給され、フレキシブルケーブル１０８を介してデジタルミラーデバイス１０２に対して電力を供給する電源回路である。ミラー用電源部１０９は、複数の電子部品で構成されており、シリーズレギュレータとＤＣ／ＤＣコンバータを含んでいる。ミラー用電源部１０９の出力例としては、例えばＤＣ１６Ｖ，８．５Ｖ，－１０Ｖ等が挙げられる。

制御マイコン１１０は、制御信号および各種測定値に基づいて、画像投影装置１０全体の駆動を制御する電子部品である。制御マイコン１１０は、コネクタ部１１６を介して外部との間で情報通信可能とされており、外部から画像情報や制御信号が供給される。また、制御マイコン１１０には、ミラー制御部１０４、温度センサ部１０３および電圧監視部１０７の測定値が伝達される。

制御マイコン１１０は、外部から画像情報が伝達された場合にはフレキシブルケーブル１０８を介してミラー制御部１０４に画像情報を伝達し、ミラー１１のオン状態１１ｏｎとオフ状態１１ｏｆｆの制御を行う。また制御マイコン１１０は、温度センサ部１０３からの温度情報に基づいて図示しない冷却部の駆動を制御して、デジタルミラーデバイス１０２の温度を制御する。ここで冷却部としては、冷却ファンや液冷装置、ペルチェ素子等の公知のものを用いることができる。また制御マイコン１１０は、電圧監視部１０７の測定値に基づいて画像投影装置１０の駆動を制御し、例えば電圧監視部１０７からの信号が途絶えた場合には、フレキシブルケーブル１０８の断線や脱落が生じたと判断してミラー用電源部１０９からの出力を停止する。

ここで、制御マイコン１１０は、予め記録されたプログラムを実行することで冷却用電源部１１４と冷却部を制御して、画像投影装置１０を冷却するため本発明における冷却制御部も構成している。ここでは制御マイコン１１０の機能の一部が冷却制御部として機能する例を示したが、専用の電子部品を電源搭載基板１０１ｂ上に搭載して、冷却制御部として機能させてもよい。

電圧調整部１１１は、シリーズレギュレータおよびＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、ミラー用電源部１０９と組合せて用いられて電圧を調整する回路である。電圧調整部１１１の電圧変換例としては、例えばＤＣ１２Ｖが供給されて、ＤＣ６Ｖと３．３Ｖ等を出力する。

マイコン用電源部１１２は、コネクタ部１１５を介して画像投影装置１０の外部から電力が供給され、制御マイコン１１０に対して電力を供給する電源回路である。マイコン用電源部１１２はシリーズレギュレータで構成されており、出力例としては、例えばＤＣ３．３Ｖ，５Ｖ等が挙げられる。

デシリアライザ１１３は、コネクタ部１１６を介して外部から画像情報をシリアルデータで受信し、シリアルデータをパラレルデータに変換してミラー制御部１０４に伝達する電子部品である。

冷却用電源部１１４は、コネクタ部１１５を介して画像投影装置１０の外部から電力が供給され、図示しない冷却部に対して電力を供給する電源回路である。冷却用電源部１１４はシリーズレギュレータで構成されており、出力例としては、例えばＤＣ５Ｖ等が挙げられる。

コネクタ部１１５，１１６は、ケーブル等が挿入されることで、画像投影装置１０の外部と電気的な接続を確保する電子部品である。画像投影装置１０には、コネクタ部１１５を介して外部からミラー用電源部１０９、マイコン用電源部１１２および冷却用電源部１１４に対して電力が供給される。また、コネクタ部１１６を介してミラー制御部１０４および制御マイコン１１０と外部の間で制御信号および情報が伝達される。

図３に示したように、本実施形態の画像投影装置１０では、ミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂの間は、フレキシブルケーブル１０８で電気的に接続されており、両者間で電力や制御信号は伝達可能とされている。しかし、フレキシブルケーブル１０８は電気配線の周囲を可撓性の樹脂で覆った構造を有して熱伝導性は低いため、ミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂの間での熱伝導は抑制されている。これにより、電源搭載基板１０１ｂに搭載された電子部品から生じた熱がミラー搭載基板１０１ａ側に伝わることが防止され、デジタルミラーデバイス１０２の温度上昇を抑制することができる。

また、ミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂを別体で形成しているため、発熱量が比較的小さい電子部品をミラー搭載基板１０１ａに搭載し、発熱量が比較的大きい電子部品を電源搭載基板１０１ｂに搭載することで、回路基板を大型化せずにデジタルミラーデバイス１０２の温度上昇を抑制でき、小型化と軽量化を図ることも可能となる。

ここで、発熱量が比較的小さい電子部品としては、ミラー制御部用電源部１０６が挙げられる。上述したように、ミラー制御部用電源部１０６はＤＣ／ＤＣコンバータで構成されており、変換効率が高いため発熱量が小さい。またＤＣ／ＤＣコンバータは、電流容量が大きい、負荷（電流）変動へ応答性能が良いという特性がある反面、回路を構成する部品点数が多くなり実装面積が大きくなる。しかし、本実施形態の画像投影装置１０では、電源搭載基板１０１ｂにも電子部品を搭載することで、ミラー搭載基板１０１ａ上においてミラー制御部用電源部１０６を配置する領域を確保することが容易である。

発熱量が比較的大きい電子部品としては、ミラー用電源部１０９、電圧調整部１１１、マイコン用電源部１１２および冷却用電源部１１４が挙げられる。上述したように、ミラー用電源部１０９、電圧調整部１１１、マイコン用電源部１１２および冷却用電源部１１４にはシリーズレギュレータが含まれており、変換効率が低いため発熱量が大きい。シリーズレギュレータは、電流容量が小さく負荷（電流）変動へ応答性能はＤＣ／ＤＣコンバータより低いという特性があるが、１チップで構成できるため実装面積が小さくなる。本実施形態の画像投影装置１０では、ミラー搭載基板１０１ａとは別の電源搭載基板１０１ｂ上にシリーズレギュレータを搭載することで、デジタルミラーデバイス１０２の温度上昇を抑制することができる。また、１チップで構成できるシリーズレギュレータを電源搭載基板１０１ｂ上に搭載することで、電源搭載基板１０１ｂ上での電子部品の実装密度を小さくでき、電源搭載基板１０１ｂでの温度上昇を抑制することもできる。

その他の電子部品としては、ミラー制御部１０４は、デジタルミラーデバイス１０２と同様の高速動作のために配線を短くする必要があり、デジタルミラーデバイス１０２に近接してミラー搭載基板１０１ａ上に搭載される。また温度センサ部１０３は、デジタルミラーデバイス１０２の温度を測定するために、デジタルミラーデバイス１０２に近接してミラー搭載基板１０１ａ上に搭載される。またフラッシュメモリ１０５は、ミラー制御部１０４との間で画像情報やプログラム等の情報伝達を行う必要があるため、ミラー制御部１０４に近接してミラー搭載基板１０１ａ上に搭載される。また電圧監視部１０７は、ミラー搭載基板１０１ａ側に供給される電圧の異常を検出するためのものであるため、ミラー搭載基板１０１ａ上に搭載される。

制御マイコン１１０は、デジタルミラーデバイス１０２ほど高速に動作させる必要がなく、コネクタ部１１５を介して外部と情報通信を行うとともに、フレキシブルケーブル１０８に不具合が生じても動作を継続する必要があるため、電源搭載基板１０１ｂに搭載される。デシリアライザ１１３は、コネクタ部１１６を介して伝達されたシリアルデータをパラレルデータに変換してミラー制御部１０４に伝達するために、電源搭載基板１０１ｂに搭載される。

図４は、本実施形態に係る画像投影装置１０の電源供給ラインを模式的に示すブロック図である。コネクタ部１１５を介して外部から供給された電力は、ミラー用電源部１０９、マイコン用電源部１１２および冷却用電源部１１４にそれぞれ伝達される。外部から供給される電力としては、車載用のバッテリーから供給されるＤＣ１２Ｖが挙げられる。図４に示した例では、マイコン用電源部１１２は２つのシリーズレギュレータを備えており、それぞれ制御マイコン１１０を駆動するための３．３Ｖと、インターフェイス部を駆動するための５Ｖを出力する。インターフェイス電源は光源のＬＥＤを駆動する外部機器（ＬＤＭ：ＬＥＤ Ｄｒｉｖｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ）を制御する際の入出力信号用電源である。冷却用電源部１１４は、１つのシリーズレギュレータを備えており、冷却部である冷却ファン等を駆動するための５Ｖを出力する。

ミラー用電源部１０９と電圧調整部１１１は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、複数のシリーズレギュレータを備えており、フレキシブルケーブル１０８を介して出力する電圧を調整する。電圧調整部１１１は、外部から供給された１２Ｖを一段目のＤＣ／ＤＣコンバータで２０Ｖまで昇圧し、二段目のＤＣ／ＤＣコンバータで６Ｖに降圧して出力する。二段目のＤＣ／ＤＣコンバータからの出力は、一部がフレキシブルケーブル１０８を介してミラー制御部用電源部１０６に供給され、一部が電圧調整部１１１のシリーズレギュレータとミラー用電源部１０９に供給される。電圧調整部１１１に含まれるシリーズレギュレータでは、６Ｖを３．３Ｖに変換してミラー用電源部１０９に供給する。ミラー用電源部１０９では、供給された６Ｖと３．３Ｖから１６Ｖ，８．５Ｖ，－１０Ｖを生成して、フレキシブルケーブル１０８を介してデジタルミラーデバイス１０２に供給する。

ミラー用電源部１０９は、３つのＤＣ／ＤＣコンバータを備えており、フレキシブルケーブル１０８を介して供給された６Ｖをそれぞれ１．１Ｖ，１．８Ｖ，３．３Ｖに変換してミラー制御部１０４に供給する。また、１．８Ｖの出力はデジタルミラーデバイス１０２に対しても供給される。

上述したように、本実施形態の画像投影装置１０では、ミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂとをフレキシブルケーブル１０８で電気的に接続し、電源搭載基板１０１ｂにはミラー用電源部１０９が搭載されているため、発熱しやすいミラー用電源部１０９で生じた熱がデジタルミラーデバイス１０２に伝達することを防止でき、デジタルミラーデバイス１０２の温度上昇を抑制しながらも小型化および軽量化が可能となる。

また、ミラー搭載基板１０１ａには、デジタルミラーデバイス１０２に供給されるミラー駆動電圧を監視する電圧監視部１０７が搭載されていることで、フレキシブルケーブル１０８に断線や脱落などの不具合が生じた場合には、デジタルミラーデバイス１０２の駆動を停止して故障を防止することができる。

また、ミラー搭載基板１０１ａにはデジタルミラーデバイス１０２を制御するミラー制御部１０４が搭載されており、ミラー搭載基板１０１ａにはさらにミラー制御部１０４に電力を供給するミラー制御部用電源部１０６が搭載されている。ミラー用電源部１０９は電源搭載基板１０１ｂに搭載されているため、ミラー搭載基板１０１ａに搭載される電子部品が減少し、ミラー制御部用電源部１０６を搭載する領域を確保しながらもミラー搭載基板１０１ａの小型化を図ることができる。また、ミラー制御部用電源部１０６を発熱量が比較的少ないが搭載面積が必要なＤＣ／ＤＣコンバータで構成しても、搭載領域を十分に確保することができる。

また、ミラー用電源部１０９には、ＤＣ／ＤＣコンバータとシリーズレギュレータが用いられて１チップで構成することで実装面積が小さくなる。シリーズレギュレータは変換効率が低いため発熱量が大きいが、電源搭載基板１０１ｂにのみシリーズレギュレータを搭載することで、デジタルミラーデバイス１０２に熱が伝わって温度が上昇することを防止できる。

また、ミラー搭載基板１０１ａにはデジタルミラーデバイス１０２の温度を測定する温度センサ部１０３が搭載されており、電源搭載基板１０１ｂには温度センサ部１０３の測定値に基づいて冷却部の駆動を制御する冷却制御部が搭載されている。冷却制御部も電源搭載基板１０１ｂに搭載することで、発熱の大きなシリーズレギュレータで構成された冷却用電源部１１４を電源搭載基板１０１ｂに搭載し、デジタルミラーデバイス１０２への熱の伝導を抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５を用いて説明する。第１実施形態と重複する内容は説明を省略する。図５は、本実施形態に係る画像投影装置１０の配置例を示す模式図であり、図５（ａ）はミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂの裏面同士を対向させた例を示し、図５（ｂ）はミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂの表面を同一空間１２０に面して配置した例を示している。

図５（ａ）に示した例では、ミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂの裏面同士が対向して配置されているため、画像投影装置１０のフットプリントを小さくすることができ、小型化を図ることができる。また、ミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂが近接しているので、一つの冷却部で効率的に冷却することができ、部品点数の削減と小型化を図ることができる。図５（ａ）に示した例では、ミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂの裏面間には空間を設けた例を示しているが、裏面間に共通のヒートシンクを介在させるとしてもよい。

図５（ｂ）に示した例では、ミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂの表面を同一空間１２０に面して配置しているので、デジタルミラーデバイス１０２に対して光源部から光を照射するための空間１２０を確保し、さらにデジタルミラーデバイス１０２で反射された投影光Ｌｏｎを投影するための光路を空間１２０で確保することができる。また、電源搭載基板１０１ｂ上に光源部２０を搭載して、電源搭載基板１０１ｂの表面から空間１２０を介してデジタルミラーデバイス１０２に対して光を照射することも可能である。これにより、画像投影装置１０の外部に光源部２０およびヒートシンク５０を別途設ける必要がなく、部品点数の削減と小型化を図ることができる。

上述したように、本実施形態の画像投影装置１０では、デジタルミラーデバイス１０２はミラー搭載基板１０１ａの表面に搭載され、ミラー用電源部１０９は電源搭載基板１０１ｂの表面に搭載され、フレキシブルケーブル１０８が屈曲されてミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂは互いに裏面が対向して配置されている。これにより部品点数の削減と小型化を図ることができる。

また、デジタルミラーデバイス１０２はミラー搭載基板１０１ａの表面に搭載され、ミラー用電源部１０９は電源搭載基板１０１ｂの表面に搭載され、フレキシブルケーブル１０８が屈曲されて、デジタルミラーデバイス１０２とミラー用電源部１０９は同一空間に面して配置されている。これにより、光路の確保と部品点数の削減、および小型化を図ることができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１００…車両用灯具
１０…画像投影装置
１１…ミラー
２０…光源部
３０…リフレクタ
４０…投影レンズ
５０…ヒートシンク
６０…投影面
１０１ａ…ミラー搭載基板
１０１ｂ…電源搭載基板
１０２…デジタルミラーデバイス
１０３…温度センサ部
１０４…ミラー制御部
１０５…フラッシュメモリ
１０６…ミラー制御部用電源部
１０７…電圧監視部
１０８…フレキシブルケーブル
１０９…ミラー用電源部
１１０…制御マイコン
１１１…電圧調整部
１１２…マイコン用電源部
１１３…デシリアライザ
１１４…冷却用電源部
１１５，１１６…コネクタ部
１２０…空間

Claims (7)

1. 複数の微小なミラーを備えたデジタルミラーデバイスで光を反射して画像を投影する画像投影装置であって、
   前記デジタルミラーデバイスが搭載されるミラー搭載基板と、
   前記ミラー搭載基板とは別体で形成された電源搭載基板と、
   前記ミラー搭載基板と前記電源搭載基板とを電気的に接続するフレキシブルケーブルを備え、
   前記電源搭載基板には、前記フレキシブルケーブルを介して前記デジタルミラーデバイスに電力を供給するミラー用電源部が搭載されており、
   前記ミラー搭載基板には、前記デジタルミラーデバイスを制御するミラー制御部が搭載されており、
   前記ミラー搭載基板には、さらに前記ミラー制御部に電力を供給するミラー制御部用電源部が搭載されていることを特徴とする画像投影装置。
2. 複数の微小なミラーを備えたデジタルミラーデバイスで光を反射して画像を投影する画像投影装置であって、
   前記デジタルミラーデバイスが搭載されるミラー搭載基板と、
   前記ミラー搭載基板とは別体で形成された電源搭載基板と、
   前記ミラー搭載基板と前記電源搭載基板とを電気的に接続するフレキシブルケーブルを備え、
   前記電源搭載基板には、前記フレキシブルケーブルを介して前記デジタルミラーデバイスに電力を供給するミラー用電源部が搭載されており、
   前記ミラー搭載基板には、前記デジタルミラーデバイスの温度を測定する温度センサ部が搭載されており、
   前記電源搭載基板には、前記温度センサ部の測定値に基づいて冷却部の駆動を制御する冷却制御部が搭載されていることを特徴とする画像投影装置。
3. 請求項１または２に記載の画像投影装置であって、
   前記ミラー搭載基板には、前記デジタルミラーデバイスに供給されるミラー駆動電圧を監視する電圧監視部が搭載されていることを特徴とする画像投影装置。
4. 請求項１から３の何れか一つに記載の画像投影装置であって、
   前記ミラー用電源部には、シリーズレギュレータが用いられていることを特徴とする画像投影装置。
5. 請求項１から４の何れか一つに記載の画像投影装置であって、
   前記デジタルミラーデバイスは、前記ミラー搭載基板の表面に搭載され、
   前記ミラー用電源部は、前記電源搭載基板の表面に搭載され、
   前記フレキシブルケーブルが屈曲されて、前記ミラー搭載基板と前記電源搭載基板は互いに裏面が対向して配置されていることを特徴とする画像投影装置。
6. 請求項１から４の何れか一つに記載の画像投影装置であって、
   前記デジタルミラーデバイスは、前記ミラー搭載基板の表面に搭載され、
   前記ミラー用電源部は、前記電源搭載基板の表面に搭載され、
   前記フレキシブルケーブルが屈曲されて、前記デジタルミラーデバイスと前記ミラー用電源部は同一空間に面して配置されていることを特徴とする画像投影装置。
7. 請求項１から６の何れか一つに記載の画像投影装置と、
   前記画像投影装置に対して光を照射する光源部とを備えることを特徴とする車両用灯具。