JP7478058B2 - 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

従来の画像投影装置では、回路基板上にデジタルミラーデバイスを含めた各種電子部品を実装しているが、電子部品の実装密度が高くなり装置の小型化が困難であった。また、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の周辺温度が上昇してしまうという問題があった。デジタルミラーデバイスは、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。

上述した問題を解決するために、複数の回路基板に電子部品を分散して実装し、基板同士をフレキシブルケーブルで電気的に接続すると、デジタルミラーデバイスを駆動するためには大電流を供給する必要があるため、以下に述べるように誤接続の問題が生じる。

図９は、デジタルミラーデバイスを駆動するためのフレキシブルケーブル１の構成を示す模式図である。図９（ａ）（ｂ）に示したように、フレキシブルケーブル１は、接地配線２と、電源配線３と、シングルエンド配線４と、差動配線５等を樹脂材料等で封止した構造を有し、可撓性を備えている。図９（ａ）では、接地配線２、電源配線３および差動配線５がそれぞれ１本で構成された例を示しており、図９（ｂ）ではそれぞれ複数本で構成された例を示している。またフレキシブルケーブル１は、デジタルミラーデバイスを駆動するために大電流を供給する必要があるため、接地配線２と電源配線３の太さが他の配線よりも太く形成されている。

図９（ａ）（ｂ）に示した従来のフレキシブルケーブル１では、各配線の種類ごとに設けられるエリアが決められており、接続されるコネクタの端子と対応した向きに接続しなければならない。例えば、図９（ａ）（ｂ）に示した例において、フレキシブルケーブル１の上下または表裏を反転させてコネクタに誤接続すると、本来であれば接地配線２と電源配線３が接続される端子にシングルエンド配線４と差動配線５が接続されてしまう。

フレキシブルケーブル１の接地配線２と電源配線３は、大電流を供給するためにシングルエンド配線４および差動配線５よりも太く形成されているため、誤接続された比較的細いシングルエンド配線４および差動配線５に大電流が供給されることで、発熱による断線が生じる可能性がある。また、フレキシブルケーブル１はコネクタに接続した状態では、配線の向きを確認することが困難であり、組立工程後に接続の正誤を点検することは困難である。

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、フレキシブルケーブルの誤接続による断線の発生を抑制すること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、前記フレキシブルケーブルは、配線層が左右対称に配置されており、前記配線層は、第１の線幅で形成された第１配線と、前記第１配線より太い第２の線幅で形成された第２配線とを備え、前記第２配線は、前記フレキシブルケーブルの幅方向における最も外側に左右対称に配置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、フレキシブルケーブルの配線層が左右対称に配置されているため、フレキシブルケーブルの上下または左右を誤ってコネクタに接続した場合にも、大電流が流れる配線層の太さを確保して、誤接続による断線の発生を抑制することが可能となる。

また、本発明の一態様では、前記第２配線は、前記第１配線の２倍以上の線幅である。

また、本発明の一態様では、前記第１配線は、前記フレキシブルケーブルの端部まで前記第１の線幅で形成されたシングルエンド配線と、前記フレキシブルケーブルの端部で前記第１の線幅よりも広く形成された差動配線を含む。

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の駆動を制御するミラー制御部と、前記ミラー制御部に対して電力を供給するミラー制御部用電源部が搭載され、前記電源搭載基板には、前記ミラー制御部用電源部に対して電力を供給する主電源部が搭載され、前記第２配線によって前記ミラー制御部用電源部と前記主電源部が接続されている。

また、本発明の一態様では、前記電源搭載基板には、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、前記第１配線の一部によって前記ミラー用電源部と前記デジタルミラーデバイスが接続されている。

また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、前記フレキシブルケーブルは、配線層が左右対称に配置されており、前記フレキシブルケーブルの両端には、切欠部が回転対称に形成されていることを特徴とする。

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を備えることを特徴とする。

本発明では、フレキシブルケーブルの誤接続による断線の発生を抑制すること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。 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１実施形態に係るフレキシブルケーブル１０８の構造を示す模式図であり、図４（ａ）はフレキシブルケーブル１０８の配線例を示し、図４（ｂ）はコネクタ部１１６との嵌合できていない誤接続状態を示している。 第２実施形態に係るフレキシブルケーブル１０８の構造を示す模式図であり、図５（ａ）は電源配線１０８ａを接地配線１０８ｅと同じ幅で形成した例を示し、図５（ｂ）は電源配線１０８ａをシングルエンド配線１０８ｂと同じ幅で形成した例を示している。 第３実施形態に係るフレキシブルケーブル１０８の構造を示す模式図であり、図６（ａ）は電源配線１０８ａを左右対称に配置した例を示し、図６（ｂ）は電源配線１０８ａを幅方向における一方に偏らせて配置した例を示している。 第４実施形態に係るフレキシブルケーブル１０８の構造を示す平面図である。 第４実施形態に係るフレキシブルケーブル１０８とコネクタ部１１６ａ，１１６ｂとの接続を示す模式図である。 デジタルミラーデバイスを駆動するためのフレキシブルケーブル１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、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２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２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２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が搭載されている。

デジタルミラーデバイス１０２は、微小なミラー１１がマトリクス状に配置されて、オン状態とオフ状態とで傾斜角度を変更可能な電子部品である。ミラー１１のうちオン状態で反射された投影光Ｌｏｎと、オフ状態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のオン状態とオフ状態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、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、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およびミラー制御部用電源部１０６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，６Ｖ，－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１１５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に伝達し、微小なミラーのオン状態とオフ状態の制御を行う。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ＤＣ６Ｖが供給されて、ＤＣ３．３Ｖ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１１５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１１５を介して外部と制御マイコン１１０の間で制御信号および情報が伝達される。

図２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１１５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制御マイコン１１０に伝達するために、電源搭載基板１０１ｂに搭載される。

図３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３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。インターフェイス部は制御マイコン１１０からＬＥＤドライバへ伝送する制御信号を電圧レベルに変換する。この制御信号は電源搭載基板１０１ｂのコネクタ１１５を介してＬＥＤドライバへ伝達される。ＬＥＤドライバは光源部２０への電圧、電流を所定の値に制御し光源部２０を点灯させる機能を有する。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は、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ１０９ａ，１０９ｂと、シリーズレギュレータおよびＤＣ／ＤＣコンバータを含む副電源部１０９ｃを備えており、電圧調整部１１１により出力の一部の電圧を調整する。ミラー用電源部１０９は、外部から供給された１２Ｖを一段目のＤＣ／ＤＣコンバータ１０９ａで２０Ｖまで昇圧し、二段目のＤＣ／ＤＣコンバータ１０９ｂで６Ｖに降圧して出力する。二段目のＤＣ／ＤＣコンバータ１０９ｂ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、一部がミラー用電源部１０９に含まれる副電源部１０９ｃと電圧調整部１１１に供給される。

ミラー用電源部１０９のうち、ミラー制御部用電源部１０６に対して比較的大きな電流を供給するＤＣ／ＤＣコンバータ１０９ａ，１０９ｂは、本発明における主電源部に相当している。また、ミラー用電源部１０９のうち副電源部１０９ｃは、デジタルミラーデバイス１０２に対して比較的小さな電流を供給する。

電圧調整部１１１はシリーズレギュレータで構成されており、６Ｖを３．３Ｖに変換して副電源部１０９ｃに供給する。副電源部１０９ｃでは、供給された６Ｖと３．３Ｖから１６Ｖ，８．５Ｖ，６Ｖ，－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。

ミラー制御部用電源部１０６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。

図４は、本実施形態に係るフレキシブルケーブル１０８の構造を示す模式図であり、図４（ａ）はフレキシブルケーブル１０８の配線例を示し、図４（ｂ）はコネクタ部１１６との嵌合できていない誤接続状態を示している。図４（ａ）に示すように、フレキシブルケーブル１０８は、電源配線１０８ａと、シングルエンド配線１０８ｂと、差動配線１０８ｃと、シングルエンド配線１０８ｄと、接地配線１０８ｅを備えている。各配線は、フレキシブルケーブル１０８の長手方向に延伸して形成されており、幅方向に等間隔で形成されている。図４（ａ）に示した例では、シングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄおよび差動配線１０８ｃが細い線幅（第１の線幅）で形成されており、本発明における第１配線に相当している。図４（ａ）では差動配線１０８ｃに斜線を施して示しているが、２本で一組の配線を構成している。また、電源配線１０８ａと接地配線１０８ｅは、第１配線より太い線幅（第２の線幅）で形成されており、本発明における第２配線に相当している。

電源配線１０８ａは、フレキシブルケーブル１０８の幅方向における一方の端に形成された配線であり、ミラー制御部用電源部１０６とＤＣ／ＤＣコンバータ１０９ｂとを電気的に接続する配線である。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９ｂからミラー制御部用電源部１０６に対しては、比較的大きな電流を供給する必要があるため、電源配線１０８ａの線幅はシングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄおよび差動配線１０８ｃよりも太く形成されている。具体的には、シングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄおよび差動配線１０８ｃを第１の線幅で形成した場合には、電源配線１０８ａは第１の線幅の２倍以上である第２の線幅で形成される。これにより、例えばシングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄおよび差動配線１０８ｃの許容電流が１００～２００ｍＡの場合にも、電源配線１０８ａの許容電流を１Ａ以上とすることができる。

シングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄは、電源配線１０８ａよりも細い線幅（第１の線幅）で形成されており、ミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂとの間で電気信号を伝達する配線である。またシングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄは、フレキシブルケーブル１０８の両端部まで第１の線幅で形成されている。

差動配線１０８ｃは、フレキシブルケーブル１０８の幅方向における中央に、電源配線１０８ａよりも細い線幅（第１の線幅）で形成されており、ミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂとの間で電気信号を伝達する配線である。また差動配線１０８ｃは、シングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄとは特性インピーダンスが異なるように設計されている。一例としては、シングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄの特性インピーダンスは５０Ωであり、差動配線１０８ｃの特性インピーダンスは１００Ωである。

接地配線１０８ｅは、フレキシブルケーブル１０８の幅方向における他方の端に形成された配線であり、ミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂの接地電位を接続する配線である。ミラー搭載基板１０１ａと電源搭載基板１０１ｂの間では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９ｂからミラー制御部用電源部１０６に対しては、比較的大きな電流を供給する必要があるため、接地配線１０８ｅの線幅は電源配線１０８ａと同じ線幅で形成される。これにより、例えばシングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄおよび差動配線１０８ｃの許容電流が１００～２００ｍＡの場合にも、接地配線１０８ｅの許容電流を１Ａ以上とすることができる。

図４（ａ）に示したように、フレキシブルケーブル１０８の各配線は、配線層の太さが左右対称となるように配置されている。特に、電源配線１０８ａと接地配線１０８ｅは、大電流が流れるためにシングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄおよび差動配線１０８ｃよりも線幅が太く、フレキシブルケーブル１０８の幅方向における最も外側に左右対称に配置されている。これにより、フレキシブルケーブル１０８の上下または左右を誤ってコネクタに接続した場合にも、大電流が流れる電源配線１０８ａと接地配線１０８ｅの太さを確保して、誤接続により細い配線に大電流が流れて断線が発生することを抑制することが可能となる。

また、図４（ｂ）に示したようにフレキシブルケーブル１０８をコネクタ部１１６に正確に嵌合できていない誤接続状態では、幅方向における両端に設けた電源配線１０８ａまたは接地配線１０８ｅが、コネクタ部１１６の端子部との電気的接続を確保できない。そのため、ミラー搭載基板１０１ａ上に搭載された電子部品に電力が供給されず、フレキシブルケーブル１０８の誤接続による電子部品の破損を抑制することができる。

上述したように、本実施形態の画像投影装置１０では、フレキシブルケーブル１０８の配線層が左右対称に配置されているため、フレキシブルケーブル１０８の上下または左右を誤ってコネクタ部１１６に接続した場合にも、大電流が流れる配線層の太さを確保して、誤接続による断線の発生を抑制することが可能となる。

また、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。

（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、本実施形態に係るフレキシブルケーブル１０８の構造を示す模式図であり、図５（ａ）は電源配線１０８ａを接地配線１０８ｅと同じ幅で形成した例を示し、図５（ｂ）は電源配線１０８ａをシングルエンド配線１０８ｂと同じ幅で形成した例を示している。

図５（ａ）に示した例では、フレキシブルケーブル１０８の幅方向において、両端に接地配線１０８ｅが設けられ、接地配線１０８ｅの内側に隣接して複数本の電源配線１０８ａが設けられている。また、シングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄは、電源配線１０８ａと差動配線１０８ｃの間に設けられている。また、フレキシブルケーブル１０８の幅方向において、中央領域に差動配線１０８ｃが複数本で設けられている。また、シングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄおよび差動配線１０８ｃは第１の線幅で形成されており、電源配線１０８ａと接地配線１０８ｅは第２の線幅で形成されている。

図５（ａ）に示した例では、電源配線１０８ａを複数本で構成することで、電源配線１０８ａ全体で供給できる電流量をさらに増加させることができる。電源配線１０８ａの一部は、ミラー用電源部１０９の副電源部１０９ｃとデジタルミラーデバイス１０２が接続され、残りの電源配線１０８ａでミラー用電源部１０９のＤＣ／ＤＣコンバータ１０９ａ，１０９ｂが接続される。図５（ａ）では、接地配線１０８ｅを幅方向における両端に１本ずつ設けた例を示しているが、接地配線１０８ｅを両端に複数本ずつ設けて、合計４本以上設けるとしてもよい。

図５（ｂ）に示した例でも、電源配線１０８ａ、シングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄ、差動配線１０８ｃ、接地配線１０８ｅの配置は図５（ａ）に示した例と同様である。しかし、電源配線１０８ａ、シングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄおよび差動配線１０８ｃは第１の線幅で形成されており、接地配線１０８ｅは第２の線幅で形成されている。図５（ｂ）に示した例でも、電源配線１０８ａを複数本で構成することで、電源配線１０８ａ全体で供給できる電流量を増加させることができる。

上述したように本実施形態の画像投影装置１０でも、フレキシブルケーブル１０８の各配線は、配線層の太さが左右対称となるように配置されている。これにより、フレキシブルケーブル１０８の上下または左右を誤ってコネクタに接続した場合にも、大電流が流れる電源配線１０８ａと接地配線１０８ｅの太さを確保して、誤接続により細い配線に大電流が流れて断線が発生することを抑制することが可能となる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図６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６は、本実施形態に係るフレキシブルケーブル１０８の構造を示す模式図であり、図６（ａ）は電源配線１０８ａを左右対称に配置した例を示し、図６（ｂ）は電源配線１０８ａを幅方向における一方に偏らせて配置した例を示している。本実施形態では差動配線１０８ｃを設けない点が第１実施形態および第２実施形態と異なっている。

図６（ａ）に示した例では、フレキシブルケーブル１０８の幅方向において、両端に接地配線１０８ｅが設けられ、接地配線１０８ｅの内側に隣接して複数本の電源配線１０８ａが設けられている。また、電源配線１０８ａの内側にシングルエンド配線１０８ｂが設けられている。また、電源配線１０８ａとシングルエンド配線１０８ｂは第１の線幅で形成されており、接地配線１０８ｅは第２の線幅で形成されている。

図６（ｂ）に示した例では、フレキシブルケーブル１０８の幅方向において、両端に接地配線１０８ｅが設けられ、接地配線１０８ｅの内側に隣接して複数本の電源配線１０８ａとシングルエンド配線１０８ｂが設けられている。また、電源配線１０８ａとシングルエンド配線１０８ｂは第１の線幅で形成されており、接地配線１０８ｅは第２の線幅で形成されている。

図６（ａ）（ｂ）に示した例でも、電源配線１０８ａを複数本で構成することで、電源配線１０８ａ全体で供給できる電流量を増加させることができる。また、電源配線１０８ａとシングルエンド配線１０８ｂは同じ第１の線幅で形成されているため、許容電流と特性インピーダンスは同じである。したがって、フレキシブルケーブル１０８の上下または左右を誤ってコネクタに接続した場合にも、大電流が流れる電源配線１０８ａと接地配線１０８ｅの太さを確保して、誤接続により細い配線に大電流が流れて断線が発生することを抑制することが可能となる。また、各配線の特性インピーダンスも左右対称とされているため、誤接続により信号伝達特性に劣化が生じることも防止できる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図７，図８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７は、本実施形態に係るフレキシブルケーブル１０８の構造を示す平面図である。本実施形態のフレキシブルケーブル１０８は、電源配線１０８ａと、シングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄと、接地配線１０８ｅを備え、両端部分に切欠部１０８ｆが形成されている。

図７に示したように、フレキシブルケーブル１０８の幅方向において、両端に接地配線１０８ｅが設けられ、接地配線１０８ｅの内側に隣接して複数本の電源配線１０８ａが設けられている。また、シングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄは、電源配線１０８ａと差動配線１０８ｃの間に設けられている。電源配線１０８ａ、シングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄおよび接地配線１０８ｅは、それぞれフレキシブルケーブル１０８の両端において端子部が形成されており、端子部は全ての配線において同一線幅で形成されており、同一間隔で配置されている。

本実施形態では、シングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄは、端子部を除いてフレキシブルケーブル１０８の長手方向に第１の線幅で形成されている。電源配線１０８ａは、第１の線幅よりも幅広の第２の線幅で形成されており、両端では２つの端子部を含んでいる。つまり、電源配線１０８ａは、２本の隣り合うシングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄの間を接続して幅広にした形状とされている。接地配線１０８ｅは、第２の線幅よりも幅広の第３の線幅で形成されている。

ここで、各配線の具体的な設定例としては、端子部の幅として０．３５ｍｍでピッチが０．５ｍｍ、シングルエンド配線１０８ｂ，１０８ｄの線幅（第１の線幅）として０．２５～０．３５ｍｍ、電源配線１０８ａの線幅（第２の線幅）として０．７５～０．８５ｍｍ、接地配線１０８ｅの線幅（第３の線幅）として３．５ｍｍ等が挙げられる。

切欠部１０８ｆは、フレキシブルケーブル１０８の両端において、回転対称の位置が切り欠いて形成された部位であり、フレキシブルケーブル１０８を構成する端子部、配線および端子部が取り除かれている。また切欠部１０８ｆは、フレキシブルケーブル１０８の幅方向において中央以外の位置に形成されている。図７に示すように、切欠部１０８ｆは複数の端子部に相当する幅で、フレキシブルケーブル１０８の長手方向に沿って切り欠かれている。切欠部１０８ｆの幅としては、例えば２．０ｍｍが挙げられる。

図８は、本実施形態に係るフレキシブルケーブル１０８とコネクタ部１１６ａ，１１６ｂとの接続を示す模式図である。図８（ａ）に示すように、ミラー搭載基板１０１ａにはコネクタ部１１６ａが搭載され、電源搭載基板１０１ｂにはコネクタ部１１６ｂが搭載されている。また、コネクタ部１１６ａ，１１６ｂには、切欠部１０８ｆに対応した位置に位置決めリブ１１７ａ，１１７ｂが設けられている。

コネクタ部１１６ａ，１１６ｂは、それぞれミラー搭載基板１０１ａおよび電源搭載基板１０１ｂ上に形成されている配線と、フレキシブルケーブル１０８を電気的に接続するための部品であり、フレキシブルケーブル１０８の端子部が挿入される。

位置決めリブ１１７ａ，１１７ｂは、奥行方向に沿ってコネクタ部１１６ａ，１１６ｂ内に形成された壁状部分であり、前面端がコネクタ部１１６ａ，１１６ｂの開口部内に配置される構造、または開口部から露出する構造を有している。また、位置決めリブ１１７ａ，１１７ｂは、挿入されるフレキシブルケーブル１０８の切欠部１０８ｆに対応した位置に、切欠部１０８ｆよりも奥行きと幅がわずかに小さく形成されている。

図８（ｂ）はフレキシブルケーブル１０８をコネクタ部１１６ａ，１１６ｂに挿入する前の状態を模式的に示し、図８（ｃ）はフレキシブルケーブル１０８をコネクタ部１１６ａ，１１６ｂに挿入した状態を模式的に示している。図８（ｂ）（ｃ）に示したように、位置決めリブ１１７ａ，１１７ｂは、切欠部１０８ｆに対応した位置に形成されているため、フレキシブルケーブル１０８の端子部をコネクタ部１１６ａ，１１６ｂに挿入するだけで正確に位置決めを行うことができる。リブの開口部から露出した場合は位置決めをより容易に行うことができる。

また、切欠部１０８ｆは中央以外の位置に回転対称で設けられているため、表裏面を誤ってフレキシブルケーブル１０８をコネクタ部１１６ａ，１１６ｂに挿入しようとすると、位置決めリブ１１７ａ，１１７ｂがフレキシブルケーブル１０８と干渉する。これにより、フレキシブルケーブル１０８の表裏面を誤った接続を防止することができる。また、位置決めリブ１１７ａ，１１７ｂと切欠部１０８ｆの位置が異なることは、挿入前の段階で容易に視認できるため、誤ったフレキシブルケーブル１０８を無理にコネクタ部１１６ａ，１１６ｂａに押し込んでフレキシブルケーブル１０８が破損することを防止できる。

また、フレキシブルケーブル１０８の配線は、第１実施形態から第３実施形態で示したように回転対称に形成されているため、フレキシブルケーブル１０８のどちらの端部を挿入しても電力供給と信号伝達を行うことができる。

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
２０…光源部
３０…リフレクタ
４０…投影レンズ
５０…ヒートシンク
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
１０８ａ…電源配線
１０８ｂ，１０８ｄ…シングルエンド配線
１０８ｃ…差動配線
１０８ｅ…接地配線
１０８ｆ…切欠部
１０９…ミラー用電源部
１０９ａ，１０９ｂ…ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０９ｃ…副電源部
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
１１５，１１６ａ，１１６ｂ…コネクタ部
１１７ａ，１１７b…位置決めリブ

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、
   前記フレキシブルケーブルは、配線層が左右対称に配置されており、
   前記配線層は、第１の線幅で形成された第１配線と、前記第１配線より太い第２の線幅で形成された第２配線とを備え、
   前記第２配線は、前記フレキシブルケーブルの幅方向における最も外側に左右対称に配置されていることを特徴とする画像投影装置。
2. 請求項１に記載の画像投影装置であって、
   前記第２配線は、前記第１配線の２倍以上の線幅であ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、
   前記第１配線は、前記フレキシブルケーブルの端部まで前記第１の線幅で形成されたシングルエンド配線と、前記フレキシブルケーブルの端部で前記第１の線幅よりも広く形成された差動配線を含む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、
   前記ミラー搭載基板には、前記デジタルミラーデバイスの駆動を制御するミラー制御部と、前記ミラー制御部に対して電力を供給するミラー制御部用電源部が搭載され、
   前記電源搭載基板には、前記ミラー制御部用電源部に対して電力を供給する主電源部が搭載され、
   前記第２配線によって前記ミラー制御部用電源部と前記主電源部が接続さ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、
   前記電源搭載基板には、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、
   前記第１配線の一部によって前記ミラー用電源部と前記デジタルミラーデバイスが接続されていることを特徴とする画像投影装置。
6. 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、
   前記フレキシブルケーブルは、配線層が左右対称に配置されており、
   前記フレキシブルケーブルの両端には、切欠部が回転対称に形成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を備えることを特徴とする車両用灯具。