(57)【要約】本発明は、光ビーム（５）を出射するための光源（２）と、電気的に変えることができる散乱パターンを有する調節可能な光ビーム（２５）に光源（２）からもたらされる光ビーム（５）を調節するための調節可能光学要素（３００）と、調節制御信号（３７１）に応じて、少なくとも１つの駆動信号（３７５，３７６）により調節可能光学要素（３００）及び光源（２）を有する要素の群の少なくとも１つの要素を制御するための制御器（３０４）と、を有するライトモジュール（１）を提供する。例えば、自動車用室内照明のための多目的ライトは、それにより、有利に備えられることができる。
2009500232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射するための光源；
電気的に変えることができる散乱パターンを有する調節可能な光ビームに前記光源からもたらされる前記光ビームを調節するための調節可能光学要素；及び
調節制御信号に応じて、少なくとも１つの駆動信号により前記調節可能光学要素及び前記光源を有する要素の群の少なくとも１つの要素を制御するための制御器；
を有するライトモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載のライトモジュールであって、前記光源は、連続光又はフラッシュ光を有するように、駆動信号に応じて、前記光ビームを与えるように備えられている、ライトモジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のライトモジュールであって、前記光源は、ハロゲンランプ、キセノンランプ、ＬＥＤ及び蛍光ランプを有する群の１つ又はそれ以上から選択される、ライトモジュール。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のライトモジュールであって、前記調節可能光学要素は、調節可能散乱特性を有するビームを有するように、駆動信号に応じて、前記調節光ビームを与えるように備えられている、ライトモジュール。
【請求項５】
請求項４に記載のライトモジュールであって、前記調節可能光学要素は、等方性散乱特性を有するビームを有するように、駆動信号に応じて、前記調節光ビームを与えるように備えられている、ライトモジュール。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載のライトモジュールであって、前記調節可能光学要素は、駆動信号に応じて、前記光ビームの調節可能アスペクト比を有する前記調節光ビームを与えるように備えられている、ライトモジュール。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載のライトモジュールであって、前記調節可能光学要素は、エレクトロウェッティングレンズ、液晶レンズ、制御可能散乱要素、制御可能回折／反射要素及び反射要素を有する光学要素の群から少なくとも１つの要素を有する、ライトモジュール。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載のライトモジュールであって、前記調節可能光学要素は液晶屈折率勾配要素を有する、ライトモジュール。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載のライトモジュールであって、前記調節可能光学要素は、前記光源と受動ビーム整形要素との間に位置付けられている前記制御可能散乱要素を有する少なくとも１つの受動ビーム整形要素を有する、ライトモジュール。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一項に記載のライトモジュールであって、前記調節可能光学要素は、負の誘電体異方性、カイラルゲル、ＰＤＬＣ（ポリマー分散液晶）材料を有する群から選択された液晶材料を有する液晶セルを有する、ライトモジュール。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか一項に記載のライトモジュールであって、前記調節制御信号はユーザにより生成される、ライトモジュール。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載のライトモジュールであって、好適には、前記モジュールは：
２つ以上の光ビームを与えるように備えられている２つ以上の光源；及び
電気的に変えることが可能である散乱パターンを有する２つ以上の調節光ビームに前記２つ以上の光源からの前記２つ以上の光ビームを調節するように備えられている２つ以上の電気的に調節可能な光学要素；
を有する、ライトモジュール。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか一項に記載のライトモジュールであって、前記モジュールは、１つ又はそれ以上のスイッチ又は１つ又はそれ以上のセンサ、若しくは１つ又はそれ以上のスイッチ及び１つ又はそれ以上のセンサを更に有する、ライトモジュールであり：
前記１つ又はそれ以上のスイッチは：
ｉ）１つ又はそれ以上の光源をオン及びオフに切り換える機能；
ｉｉ）同時に、全部の光源をオン及びオフに切り換える機能；
ｉｉｉ）１つ又はそれ以上の電気的に調節可能な光学要素を電気的に調節する機能；
ｉｖ）１つ又はそれ以上の光ビームの散乱特性を調節する機能；及び
ｖ）１つ又はそれ以上の光ビームの発光強度を調節する機能；
を有する群から選択された１つ又はそれ以上の機能を与え、
前記１つ又はそれ以上のセンサは：
ｉ）１つ又はそれ以上のドアの開状態、閉状態、鎖錠状態及び解錠状態のうちの状態の１つ又はそれ以上を検出する機能；
ｉｉ）１つ又はそれ以上のドアの開状態、閉状態、鎖錠状態及び解錠状態のうちの状態の１つ又はそれ以上についてのリモート信号を検出する機能；
ｉｉｉ）運転者及び／又は一人又はそれ以上の同乗者の存在を検出する機能；
ｉｖ）動きを検出する機能；並びに
ｖ）前記スイッチについて記載されている機能の１つ又はそれ以上を制御するように意図されているリモート制御信号を検出する機能；
を有する群から選択された１つ又はそれ以上の機能を与える、
ライトモジュール。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載のライトモジュールであって、前記調節可能光学要素の少なくとも１つは、負の誘電体異方性を有するＬＣゲル、カイラルＬＣゲル及びＰＤＬＣ（ポリマー分散液晶）材料を有する群から選択された液晶材料を有する液晶セルを有する、ライトモジュール。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４の何れか一項に記載のライトモジュールであって、前記調節可能光学要素の少なくとも１つは、駆動信号に応じて、等方性散乱特性を有するビームを有する少なくとも１つの調節された光ビームを与えるように備えられている、ライトモジュール。
【請求項１６】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載のライトモジュールであって、前記制御器は、調節制御信号に応じて、少なくとも１つの駆動信号により前記光源及び前記調節可能光学要素を有する要素の群の少なくとも１つの要素を制御するように備えられている、ライトモジュール。
【請求項１７】
請求項１２乃至１５の何れか一項に記載のライトモジュールであって、前記制御器は、調節制御信号に応じて、少なくとも１つの駆動信号により１つ又はそれ以上の光源及び１つ又はそれ以上の調節可能光学要素を有する要素の群の少なくとも１つの要素を制御するように備えられている、ライトモジュール。
【請求項１８】
請求項１６に記載の制御器において実行されるためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、調節制御信号に応じて、少なくとも１つの駆動信号により光源及び調節可能光学要素を有する要素の群の少なくとも１つの要素を制御する機能を有する、コンピュータプログラム。
【請求項１９】
請求項１７に記載の制御器において実行されるためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、調節制御信号に応じて、少なくとも１つの駆動信号により１つ又はそれ以上の光源及び１つ又はそれ以上の調節可能光学要素を有する要素の群の少なくとも１つの要素を制御する機能を有する、コンピュータプログラム。
【請求項２０】
請求項１乃至１５の何れか一項に記載のライトモジュールを用いる方法であって、多目的の自動車用室内ライトとして用いる、方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載のライトモジュールを用いる方法であって、前記ライトモジュールを用いる方法は、読書ライト、バニティライト、アプローチライト及びステップライトを有する群から選択される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライトモジュール、ライトモジュールで用いる制御器及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のライトモジュールは、今日の自動車において種々の室内照明機能を実行するために用いられる。スポットが読書ライトとして用いられ、少し拡散した照明がバニティ照明及びコンフォート照明のために用いられることが可能である。自動車内のステップ領域を照明するように自動車のドアのそばに位置付けられたランプがまた、存在する。種々の光源が、それ故、読書ライト、バニティライト及びステップライト等のような種々の機能のために自動車内で用いられる。
【０００３】
自動車用室内灯の例については、欧州特許第０６６９２２４号明細書に記載されている。この特許文献においては、バルブを有する２つの別個のチャンバを有する自動車の内部に収容された車内ランプについて記載されていて、一のチャンバは地図を読むためのものであり、一は一般照明である。読書ランプのレンズ及びそのバルブは、２つのランプチャンバ及び２つのコンタクトを分離する壁が付加されると共に、第１ランプチャンバの内部に適合する且つバルブの取り替えのために取り外されることが可能である単独のユニットを構成する。ここでは、２つのライトが、異なる目的のために用いられている。
【特許文献１】欧州特許第０６６９２２４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の自動車用ライトは、通常、形状又は特性が複数の目的のために適合されない及び使用されない光ビームを生成する。
【０００５】
それ故、本発明の目的は、電気的に可変の散乱特性を有する光を生成するためのライトモジュールを提供することである。更なる本発明の目的は、特に、自動車の室内照明で用いられる多目的のライトを提供することである。
【０００６】
本発明の目的の一つはまた、比較的ユーザフレンドリであるライトモジュールを提供することである。
【０００７】
本発明の更なる特徴は、比較的ユーザフレンドリである及び／又は多目的で有効であるコンピュータプログラム及びライトモジュールで用いる制御器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、オブジェクトを照明するためのライトモジュールであって：
−  光ビームを出射するための光源；
−  電気的に可変である散乱パターンを有する調節された光ビームに光源からもたらされた光ビームを調節するように備えられている調節可能光学要素；並びに
−  調節制御信号に応じて、少なくとも１つの駆動信号により光源及び調節可能光学要素の群の少なくとも１つの要素を制御するように備えられている調節可能な光学要素；
を有するライトモジュールを提供する。
【０００９】
本発明の次の特徴にしたがって、制御器がライトモジュールにおいて又はライトモジュールと共に用いられるように備えられ、制御器は、調節制御信号に応じて、少なくとも１つの駆動信号により光源及び電気的に調節可能な光学要素を有する要素の群の少なくとも１つの要素を制御するように備えられている。制御器は、２つ以上のライトモジュールを制御することが可能である。
【００１０】
本発明の他の特徴にしたがって、制御器において実行されるコンピュータプログラムであって、調節制御信号に応じて、少なくとも１つの駆動信号により光源及び電気的に調節可能な光学要素を有する要素の群の少なくとも１つの要素を制御する機能を有する、コンピュータプログラムを提供する。
【００１１】
特に、２つ以上の光ビームを生成するライトモジュールであって：  
ａ．２つ以上の光ビームを生成するように備えられている２つ以上の光源；及び
ｂ．電気的に可変であるそれぞれの散乱パターンを有する、２つ以上の光源から２つ以上の調節された光ビームに２つ以上の光ビームを調節するように備えられている２つ以上の電気的に調節可能な光学要素；
を有する、ライトモジュールを備えている。
【００１２】
このライトモジュールは更に、調節制御信号に応じて、少なくとも１つの駆動信号により１つ又はそれ以上の光源と、１つ又はそれ以上の調節可能光学要素を有する要素の群の少なくとも１つの要素と、を制御するための制御器を有することが可能である。
【００１３】
それ故、本発明の次の特徴にしたがって、調節制御信号に応じて、少なくとも１つの駆動信号により１つ又はそれ以上の光源と、１つ又はそれ以上の調節可能光学要素を有する要素の群の少なくとも１つの要素とを制御するように備えられている制御器を、ライトモジュールにおいて又はライトモジュールのために用いる制御器が備えられている。その制御器は、２つ以上のライトモジュールを制御することが可能である。
【００１４】
本発明の他の特徴にしたがって、制御器において実行されるコンピュータプログラムであって、調節制御信号に応じて、本発明にしたがった少なくとも１つの駆動信号により１つ又はそれ以上の光源及び１つ又はそれ以上の電気的に調節可能な光学要素を有する要素の群の少なくとも１つの要素を制御する機能を有する、コンピュータプログラムを提供する。
【００１５】
更に、本発明の他の特徴にしたがって、本発明は、多目的ライトとして、特に、多目的の自動車用室内ライトとして、本発明にしたがったライトモジュールを用いることを可能にする。
【００１６】
ここでは、光源及び電気的に調節可能な光学要素（特に、電気的に導入される散乱要素）について説明し、その要素は、電場の印加時に光ビームの散乱を変化させることが可能である。有利であることに、散乱パターンを調節するための調節可能な光学要素を使用することにより、単独のライトモジュールにおいて複数の機能を組み合わせる可能性が与えられる。このようにして、例えば、実質的に散乱されないスポットライト又は読書ライトは、単に暗い中で互いに見えるように広い分布を有する低強度ライトを広いビームのコンフォートライトに、更に超ワイドのビーム形状（ステップライト、アプローチライト又は一般強度の照明ライト）に切り換えられることができる。それ故、調節可能光学要素が駆動信号に応じて調節可能散乱特性を有するビームを有する調節可能光ビームを与えるように、調節可能光学要素が備えられる実施形態においてモジュールが備えられる。
【００１７】
それ故、本発明にしたがったライトモジュールの特定の実施形態は、多目的ライトとして、特に、多目的の自動車用室内ライトとして、用いられる。自動車は、ライトモジュールを使用することにより、読書ライト、バニティライト及びステップライトを有する群から選択されるようなライトモジュールを備えることが可能である。当業者に明らかであるように、２つ以上のライトモジュールが備えられることが可能である。有利であることに、調節可能光学要素は、散乱角が電気的に変えられることができるために、調節可能コーン角及び／又は調節可能方向を有するビームを有する調節可能光を与えるように備えられることが可能である。本発明にしたがったライトモジュールは、自動車において適用可能であるばかりでなく、トラック、バス、飛行機及び電車においても用いられることが可能であり、また、屋内用及び屋外用照明のために、そして（携帯用）ランタン、（携帯用）トーチ、フラッシュライト、照明ライト、分光器、テレスコープ、望遠鏡、静止画カメラ、動画カメラ、カメラ機能付き携帯電話、電子レンジ、洗濯機、洗浄機、オーブン等の汎用電気製品のような装置のために用いられることが可能である。
【００１８】
このようなライトモジュールを用いることにより、もはや、光源からもたらされる光を調節するために手動でレンズを移動させる必要はなく、手動でライトの必要な強度を調節する必要もない。それに代えて、制御器が、より自動化された方式で光源からもたらされる光の発光強度及びビーム形状を調節することができる。本発明にしたがったモジュールは、それにより、よりユーザフレンドリである。
【００１９】
照明されるオブジェクトは、例えば、反射を介して、直接に又は間接に照明されることが可能であることに留意する必要がある。調節制御信号は、例えば、電気信号、磁気信号、電磁信号、光信号又は超音波信号である。
【００２０】
本発明にしたがった装置は、特に、下記のように、ユーザに多くの可能性を提供する更なる有利点を有する。
【００２１】
種々の実施形態において、光源は、連続光を与えるように備えられる（例えば、動画カメラ）ことが可能であり、又は、フラッシュ光を与えるように備えられる（例えば、写真カメラ）ことが可能であり、駆動信号に応じて連続光及びフラッシュ光の組み合わせを与えるように備えられる（例えば、動画カメラ及び写真カメラ）ことが可能である。連続光は、ライトモジュールが、例えば、トーチランプとして用いられるときに適用されることがまた、可能である。
【００２２】
他の実施形態においては、光源は、請求項３に記載している光源、例えば、少なくとも、発光ダイオード、キセノンランプ又はハロゲンランプを有する。実施形態においては、発光ダイオード（ＬＥＤ）は光源として好ましいものである。種々の光源の組み合わせをまた、用いることが可能である。有利であることに、発光ダイオードは、フラッシュ状態及び非フラッシュ状態で用いられることが可能である。その光源は、明らかに、ダイオードのアレイを有する。そのダイオードのアレイは、集合的に又は個別に駆動される（例えば、制御器により）ことが可能である。
【００２３】
他の実施形態においては、調節可能光学要素は、広汎のオブジェクトの照明を最適化するように、調節可能コーン角及び／又は調節可能方向を有するビームを有する調節可能光を与えるように備えられている。
【００２４】
他の実施形態においては、調節可能光学要素は、撮影される写真又は映像の選択されたアスペクト比にビーム形状を調節するように、光ビームの調節可能アスペクト比、例えば、４：３又は１６：９のアスペクト比を有する調節光を生成するように備えられている。他の実施形態においては、調節可能光学要素は、エレクトロウェッティングレンズ、液晶レンズ、制御可能散乱要素、制御可能反射要素及び反射要素を有する光学要素の群の少なくとも１つの要素を有する。それ故、レンズは、単独のレンズ又はレンズアレイを有することが可能である。液晶要素を通るビームのコリメーションは、例えば、この要素に調節可能振幅を有する交流電圧の印加により調節されることが可能である。エレクトロウェッティングレンズにおける流体は、このレンズに調節可能振幅を有する交流電圧の印加により凸状又は凹状にされることが可能である。光の調節において機械運動部品を回避することは、従来技術と比べて改善された装置の高信頼性に繋がり、本発明を更にユーザフレンドリにする。
【００２５】
他の実施形態においては、調節可能光学要素は液晶屈折率勾配要素を有する。そのような要素はまた、ＧＲＩＮ要素として知られている。
【００２６】
他の実施形態においては、調節可能光学要素は、少なくとも１つの受動ビーム整形要素と、光源とその受動ビーム整形要素との間に位置付けられている制御可能な散乱要素とを有する。この請求項においては、受動ビーム整形要素間に位置付けられている制御可能散乱要素を有する２つ以上の受動ビーム整形要素の場合を、明らかに有する。他の実施形態においては、調節可能光学要素は、光源と制御可能散乱要素との間に位置付けられている少なくとも１つの受動ビーム整形要素を有する。
【００２７】
他の実施形態においては、調節制御信号はユーザにより生成される。
【００２８】
本発明にしたがった制御器及び本発明にしたがったコンピュータプログラムプロダクトの実施形態は、本発明にしたがったライトモジュールの実施形態と対応し、その実施形態については、請求項１６乃至１９に記載されている。
【００２９】
本発明は、比較的ユーザフレンドリであり、上記のように、ユーザに多くの可能性を提供する点で更に有利である光学装置及びライトモジュールの製造方法の課題を解決する。
【００３０】
本発明の上記の及び他の特徴は、以下、添付している図面に関連付けて説明している実施形態を参照することにより明らかになり、理解することができるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
多くの光源が、今日の自動車における種々の室内照明機能を実行するために用いられている。種々のスポットが読書ライトとして用いられ、少し拡散した拡散照明がバニティ照明及びコンフォート照明として用いられている。ランプはまた、自動車内への又は自動車外への足の運びにおけるステップ領域を照明するように自動車のドアに位置付けられている。図１は、例えば、バニティライト１０１、リーディングライト１０２及びステップライト１０３等の自動車１００内で用いられる複数のランプの一の実施形態を示している。当業者に明らかであるように、更なるライトの位置、例えば、自動車の内側の天井に対する内側のライトモジュールが可能である（例えば、後部座席において備えられている又は前側における運転手のシートと同乗者のシートとの間に備えられる）。最先端技術のライトは、多目的のために用いられてはいない。例えば、最先端の読書ライト１０２は、ステップライト機能をまた、実行するように容易に適合されることができない。
【００３２】
オブジェクトを照明する光源（図示せず）と、調節可能光学要素３００とを有する、本発明にしたがったライトモジュール１を図２に示している。ライトモジュール１は、調節制御信号３７１に応じて、少なくとも１つの駆動信号３７５、３７６により光源２及び電気的に調節可能な光学要素３００を有する要素の群の少なくとも１つの要素を制御するように備えられている制御器３０４を更に有することが可能である。本発明にしたがったライトモジュール１の実施形態においては、オブジェクト（図示せず）を照明するための光源２を有し、その光源２からもたらされる光５を調節するため及びオブジェクトに対して調節された光２５を供給するための電気的に調節可能な光学要素３００を有する。制御器３０４は、駆動信号３７６により電気的に調節可能な光学要素３００を及び／又は調節制御信号３７１に応じて駆動信号３７５により光源２を制御する。駆動信号３７６は、２つ以上の駆動信号であって、例えば、２つ以上の光学要素３００（下記を参照されたい）を制御するように駆動信号を有することが可能である。光源２は、例えば、フラッシュ光源又は連続光源であり、発光ダイオード、ダイオードアレイ、キセノンランプ又はハロゲンランプを有することが可能である。
【００３３】
好適な実施形態においては、光源２を制御するための駆動信号３７５は、着色光２５、又はダイオードアレイが異なる色の光を発光するダイオードを有する場合に調節可能色温度を有する光２５を供給するように個別に発光ダイオードアレイの発光ダイオードを制御することができる。特定の実施形態においては、制御器３０４は、調節制御信号３７１を受け入れるためのインタフェース３４０に、任意に、ユーザから、例えば、短期メモリ３４４及び／又は長期メモリ３４５に調節制御信号３７１を受け入れるための入力インタフェース３４２に結合されているプロセッサ３４３を有する。本発明のライトモジュール１は、例えば、光源２からもたらされた光ビームを調節するためのレンズの手動による移動、又は必要な光の強度の手動による調節を必要としない（後者は、尚も、任意に行われることが可能であるが（下記を参照されたい））。それに代えて、制御器３０４は、発光強度、散乱特性及び／又はより自動化された方式において光源２からもたらされる光ビーム３５のビーム形状を調節する可能性を与える。その結果、本発明の実施形態にしたがったライトモジュール１はよりユーザフレンドリになる。代替として及び／又は付加的に、更なる調節制御信号３７１が、例えば、ユーザの好みについて制御器３０４（実施形態においては、プロセッサ３４３）に情報を与えるユーザにより生成される。発光強度は、電気的に調節可能な光学要素３００において印加される電圧及び／又は光源２に供給される電力を調節することにより制御されることが可能である。
【００３４】
制御器は、光源及び調節可能光学要素と同じモジュール内に収容されることが可能であるが、自動車内の異なる位置にその制御器を有することがまた、可能である。
【００３５】
調節可能光２５はまた、オブジェクトをハイライトするように、異なるオブジェクトの最適化照明を達成するように、視野角の関数として照明領域のビーム形状を変化させるように、又は、例えば、ビデオカメラ又は写真カメラのアスペクト比に対してビーム形状を調節するように、用いられることが可能である。
【００３６】
代替として及び／又は付加的に、更なる調節制御信号３７１が、ユーザの好みについて制御器３０４（プロセッサ３４３）に情報を与えるユーザにより生成される。
【００３７】
調節可能光学要素３００は、例えば、図３に示すような流体焦点レンズ（アレイ）８０を有することが可能である。例えば、導体８１及び８２を介して流体焦点レンズ（アレイ）８０の極性液体８６に対して調節可能振幅を有する交流電圧を供給することにより、メニスカスが極性液体８６及び無極性液体８７の界面において形成されるようになる。このメニスカスは、調節可能振幅を有することが可能である凸状モード及び／又は凹状モードを有する３つの異なるモード８３、８４、８５を有する。出射光２５のコーン角は、それ故、入射光５のコーン角に応じて調節されることが可能である。
【００３８】
調節可能光学要素３００は、例えば、図４ａ及びｂ、並びに図５ａ及びｂに示す種々の液晶材料を有することが可能である。図４は、何れの電圧なしで光を散乱する材料９１を示している。換言すれば、ゼロ電圧信号が基板１９０及び１９１にある透明電極９０及び９２に印加されるとき、入射光５は散乱され（図４ａ）、十分に高い電圧が印加されるとき、その材料９１は、（実質的に）非散乱光を生成するように透明になる（図４ｂ）。図５ａ及びｂは、印加される電圧なしで透明である他の材料を示している（図５ａ）。基板１９３及び１９５にある透明電極９３及び９５における電圧がゼロであるとき（図５ａ）、並びに十分に高い電圧がそれらの電極において印加されるとき、入射光５は散乱されるようになる（図５ｂ）。
【００３９】
調節可能光学要素３００は、例えば、図６に示す液晶材料を有することが可能である。全部に亘って、ガラス基板１００、透明電極１０１、配向層１０２、液晶材料１０３、等方性層１０４、透明電極１０５及びガラス基板１０６を有する。ゼロ電圧信号又は非ゼロ電圧信号を印加することにより、入射光５は、電場の印加が液晶分子の配向を変化させることのために、屈折され又は屈折されず、その光ビームは、回折されることなく透過することが可能である。
【００４０】
両方の極性方向が影響される必要がある場合、２つのそのような要素は、それらの要素における液晶分子の配向が互いに垂直である構成において用いられる必要がある。それらの分子の配向方向は同じに保たれることが可能であるが、その場合、１／２波長板がそれらの要素間に挿入される必要がある。
【００４１】
調節可能光学要素３００は、例えば、図７ａ及びｂに示す、所謂、カイラル液晶材料を有することが可能である。ゼロ電圧状態において、液晶１１２は円偏光光２５ａの帯域を反射する一方、逆電場の円偏光光２５ｂの帯域は透過される（図７ａ）。ガラス基板１１０及び１１４の最上部に位置付けられている透明電極１１１及び１１３における電圧は、液晶１１２の螺旋構造を取り除き、セルを透明にする（図７ｂ）。二重セル構成が、両方の極性方向を反射するように用いられることが可能である。この構成においては、それらの可能性の一は、円偏光光の左及び右偏光方向を反射するカイラル材料を有するセルを用いることである。他の可能性は、１／２波長板を有するセルを有するカイラル材料を用いることである。
【００４２】
調節可能光学要素３００は、セル構造１２５において存在する曲率を有する、図８に示す液晶レンズであることが可能である。この構造１２５は、ゼロ電圧状態において液晶の屈折率の一と殆ど同じである屈折率を有する等方性材料から成る場合に、レンズとしての役割を果たす。ガラス基板１２０及び１２７の最上部に位置付けられている透明電極１２１及び１２６における電圧の印加は液晶分子１２３を再配列させて、レンズの効果は消える。透明電極１２１は配向層１２２により覆われ、構造１２５は配向層１２４により覆われている。構造１２５が、ゼロ電圧状態において液晶の屈折率と殆ど同じ屈折率を有する異方性材料から成る場合、レンズ作用は存在しない。ガラス基板１２０及び１２７の最上部に位置付けられている透明電極１２１及び１２６における電圧の印加は液晶分子１２３を再配列させて、レンズ効果が現れる。単独の要素は、１つのみの直線偏向方向により機能し、それ故、２つの要素は、両方の偏光方向に影響を与えるように必要とされる。これは、単独のレンズの実施例であるが、そのような構造を用いるレンズアレイを製造することがまた、可能である。
【００４３】
調節可能光学要素３００は、図９ａ及びｂに示す液晶屈折率勾配（ＧＲＩＮ）レンズ又はアレイであることが可能である。そのような要素はパターニングされた電極を有する。セルの両方の表面がパターニングされた電極を有する場合、それらの表面は、それらのパターンが殆ど完全に重なり合うように、互いに対してアライメントされている。この状態において、それらの電極間の電位は最も高い。それらの電極の外側においては、電場線がセルの外側に漏れ、不均一な電場線がもたらされる。その結果、屈折率勾配が、電極を含まない領域において生成される。透明電極が円形の孔を有する（図１０ａを参照されたい）場合、球面レンズが形成される一方、周期的間隔を有する線状電極を用いることにより円筒形レンズがもたらされる。電極の幾何学的構成はまた、他の構成を取ることが可能であり、それらの例を図１０ｂ乃至ｄに示している。図９は、液晶（１３３）を有する、ガラス基板（１３０、１３７）においてパターニングされた電極（１３１、１３６）を有するセルを示している。液晶分子の巨視的な配向は、ラビングされたポリマー層から成る配向層によりもたらされる。パターニングされた電極は何れかの構造を有することが可能であり、図１０ａ乃至ｄに種々の例を示している。それらの電極（１３１、１３６）における印加電圧が０であるとき、図９の上の図に示すように、液晶分子は一軸配向され、セル内にレンズ作用は存在していず、ビーム５は、変化されることなく、セルを透過する。図９に示す下の図に示すセルにおける電場の印加により、屈折率勾配が電極間にもたらされ、光ビーム５の経路が変わる。
【００４４】
他の実施形態においては、ＧＲＩＮレンズは、電極パターンが一の表面にのみ備えられ、他の表面は何れのパターンも有しないセルにより生成されることが可能である。他の実施形態においては、パターニングされた電極は、ＭΩ／□領域にある非常に大きい表面抵抗を有する層により覆われている。
【００４５】
上記のＧＲＩＮレンズはまた、極性依存性を示す。両方の極性方向が影響される必要がある場合、それらの２つの要素は、それらの要素における液晶分子の配向が互いに垂直である構成において用いられる必要がある。それらの分子の配向方向は両方の要素において同じに保たれることが可能であるが、その場合、１／２波長板がそれらの要素間に挿入される必要がある。
【００４６】
この適用においては、反射及び吸収によりもたらされる小さい損失を有することは重大である。上記のＧＲＩＮの概念は、大きい透過が得られるように、それらの損失を最小にすることができる。
【００４７】
等方性散乱特性は、複数の方法において得られる。誘電体異方性が負である、カイラルゲル及びＰＤＬＣ（ポリマー分散液晶）材料（下記を参照されたい）であるＬＣゲル（液晶ゲル）を有する群から選択された液晶材料を有する液晶セルを有する光学要素３００が選択される。
【００４８】
当業者に明らかであるように、調節可能光学要素３００は、ここで述べている２つ以上の調節可能要素を有することが可能である。更に、光学要素３００は、更に、例えば、ミラー、レンズばかりでなく、ビーム２５のビーム特性を制御するための検出器又はセンサ等の他の光学要素を有することが可能であり、それらの検出器又はセンサは、ビームが調節される又は制御されることが可能であるように、制御器３０４に信号を送ることが可能である。
【００４９】
それ故、光分散特性、光散乱特性及び／又はそれらの形状を変化させることが可能である調節可能光学要素３００はコリメート光光源２の前に置かれることが可能である。
【００５０】
光をコリメートする及び整形するために用いられる調節可能光学要素はまた、光源２と１つの受動ビーム整形要素との間に置かれることが可能であり、又は、２つ以上の受動ビーム整形要素の場合には、例えば、受動ビーム整形要素間に置かれることが可能である。例えば、発光ダイオードが光源２として用いられる場合、特定の形状を有する反射器４００及び／又は４４１が、特定の分布を有する光形状を得るために用いられることが可能である。調節可能光学要素３００は、それ故、図１１に示すように、受動ビーム整形要素４４０及び４４１間に置かれることが可能である。受動ビーム整形要素はまた、幾つかのセグメントを有することが可能であり、調節可能光学要素３００は、受動ビーム整形要素４４０及び４４１に沿った何れかの位置に置かれることが可能である。図１１は、光源、調節可能光学要素３００並びに受動ビーム整形要素４４０及び４４１のみを示している。他の構成要素、例えば、制御器３０４等は、この図には示されていない。
【００５１】
更なる実施形態においては、１つ又はそれ以上の受動ビーム整形要素は、例えば、図１２ａ及び１２ｂ（下記で説明する）に示すように、光源２と調節可能要素３００との間に存在している。
【００５２】
ビーム形状において良好な制御を得るように、調節可能光学要素の電極をセグメント化することがまた、可能である。
【００５３】
他の実施形態においては、直接照明から間接照明への切り換え及びその逆を用いることが可能である。その場合、光源から方向付けられた光は、例えば、シーリング（ｃｅｉｌｉｎｇ）により反射された後にオブジェクトに達するように、一部が又は全部が反射される。このようにして、オブジェクトは、間接的に照明される。
【００５４】
曲面に基づく液晶レンズ、フレネルレンズ及びパターニングされた電極から成るゾーンプレートの種々の例については、特許文献（米国特許第４１９０３３０号明細書、国際公開第２００４５９５６５号パンフレット）に記載されている。例えば、液晶要素に調節可能振幅を有する交流電流を印加することによりビームのコリメーションを調節することが可能である。レンズは、エレクトロウェッティングの原理に基づくことが可能である（国際公開第０３６９３８０号パンフレット）。エレクトロウェッティングレンズへの調節可能振幅の交流電圧の印加は、流体を凸状又は凹状にすることが可能である。出射光のコーン角は、それにより調節可能である。本発明にしたがったライトモジュールの他の実施形態は、電気的に制御可能な方式で散乱される及び／又は回折される。ポリマー分散液晶に基づく効果は、当該技術分野においては一般的である。ゲルがこのために用いられることが可能である（米国特許第５１９９７６０号明細書）。ブレーズ型回折格子構造が液晶で満たされている要素において光の方向を変えることがまた、可能であり、電気信号は、液晶分子の配向を制御するために用いられる（米国特許第６０１４１９７号明細書）。切り換え可能リフレクタが、光の方向を変えるために用いられることがまた、可能である（米国特許第５７９８０５７号明細書、米国特許第５７６２８２３号明細書）。調節可能光学要素は、代替として、切り替え可能な屈折率勾配液晶要素を有することが可能である。
【００５５】
そのモジュールは、１つ又はそれ以上のスイッチ、１つ又はそれ以上のセンサ、１つ又はそれ以上のスイッチ及び１つ又はそれ以上のセンサを有することが可能であり、それらのスイッチは：
−  光源２をオン及びオフに切り換える機能；
−  電気的に調節可能な光学要素３００を電気的に調節する機能であって、（例えば）同乗者がコンフォートライト（散乱された）から読書ライト（フォーカシングされた）に光源を調節する、機能；
−  光ビーム２５の散乱特性を調節する機能；並びに
−  光ビーム２５の発光強度を調節する機能であって、センサは、
１つ又はそれ以上のドアの開状態、閉状態、鎖錠状態、解錠状態の１つ又はそれ以上を示すリモート信号を検出する機能と、
運転者及び／又は一人又はそれ以上の同乗者の存在を検出する機能と、
運転していること（例えば、運転者の方に方向付けられている光のビーム２５について非散乱機能をブロックするための信号３７６を与えるために）を検出する機能と、
スイッチについて上記した同じ機能の１つ又はそれ以上を制御するように意図されているリモート制御信号を検出する機能（即ち、光源２をオン及びオフに切り換える機能、電気的に調節可能な光学要素３００を電気的に調節する機能、光ビーム２５の散乱特性を調節する機能、電気的に調節可能な光学要素３００を電気的に調節する機能であって、（例えば）同乗者がコンフォートライト（散乱された）から読書ライト（フォーカシングされた）に光源を調節する、機能）と、
を有する群から選択された１つ又はそれ以上の機能を備えている、機能；
を有する群から選択された１つ又はそれ以上の機能を備えている。
【００５６】
図１２ａ及び１２ｂに模式的に示すような他の実施形態にしたがって、本発明にしたがったライトモジュール１は、ここで、参照番号２５ａ及び２５ｂのそれぞれで示されている２つ以上の光ビーム２５を備え、ライトモジュール１は、好適には、２つ以上の光源２から２つ以上の調節された光ビーム２５ａ及び２５ｂに２つ以上の光ビーム５を調節するように備えられている参照番号３００ａ及び３００ｂで示されている２つ以上の電気的に調節可能な光学要素３００と、２つ以上の光ビーム５（参照番号５ａ及び５ｂで示されている）を与えるように備えられている、参照番号２ａ及び２ｂで示されている２つ以上の光源２と、を有する。調節された光ビーム２５の散乱パターンは電気的に可変である。好適には、光ビームの各々の散乱パターンは個別に調節可能（制御可能）である。それ故、好ましい散乱特性（非散乱から散乱への）を有する調節された光ビームが与えられることが可能である。
【００５７】
当業者には明らかであるように、１つ又はそれ以上の光ビーム５を与えるように、当業者に知られている１つの光源及び１つ又はそれ以上のビームスプリッタ又は他の手段を用いることが可能である。好適には、各々の光ビーム（５ａ、５ｂ等）は、調節可能光学要素３００（３００ａ、３００ｂ等）により個別にアドレス指定可能であり、それ故、制御可能な光ビーム２５（即ち、２５ａ、２５ｂ等）がそのモジュールにより与えられる。
【００５８】
それ故、ここで用いている用語“光ビーム２５”、“駆動信号３７５”、“駆動信号３７６”、“光源２”、“コリメータ３”、“光ビーム５”等はまた、“光ビーム２５”、“駆動信号３７５”、“駆動信号３７６”、“光源２”、“コリメータ３”、“光ビーム５”等のそれぞれ、並びに、“少なくとも１つの光ビーム２５”、“少なくとも１つの駆動信号３７５”、“少なくとも１つの駆動信号３７６”、“少なくとも１つの光源２”、“少なくとも１つのコリメータ３”、“少なくとも１つの光ビーム５”等のそれぞれを意味すると考えられるものである。
【００５９】
図１２ａは、２つの光源２ａ及び２ｂを有するモジュールを模式的に表しているが、更なる光源を用いることが可能である（例えば、光ビーム５及び結果として得られる光ビーム２５を有するモジュールを備えるように）。光源２ａ、２ｂからの光ビーム５は、参照番号３ａ及び３ｂで示されているコリメータ３により任意にコリメートされることが可能である。光ビーム５ａ及び５ｂは電気的に調節可能である光学要素３００（即ち、３００ａ及び３００ｂのそれぞれ）により遮られ、それ故、光ビーム２５ａ及び２５ｂの特性は制御されることが可能である。参照番号４００（ここでは、参照番号４００ａ及び４００ｂ）は、光ビーム２５がモジュール１の外側の方に渡され、出口４００とも呼ばれるモジュールにおける位置を表す。これは、例えば、レンズ、透明なガラスプレート、透明なプラスチック又はポリマーカバーであることが可能であり、ＬＣ分子を有するセル（例えば、セル２０からの）等の透明なガラスプレートであることが可能である。当業者に明らかであるように、出口４００は、例えば、円形、四角形、楕円形等のあらゆる種類の適切な形状を有することが可能である。
【００６０】
それ故、２つ以上の光２５を供給するライトモジュール１が備えられ、ライトモジュール１は、好適には、２つ以上の光ビーム５を与えるように備えられている２つ以上の光源と、２つ以上の光源２から２つ以上の光５を調節するように備えられている２つ以上の電気的に調節可能な光学要素３００と、を有する。用語“１つ又はそれ以上の”は、“２つ又はそれ以上の”と同等である。そのモジュールは、特に、強度及び散乱が制御されることが可能であるという意味で、特性が電気的に可変である光ビームの、好適には、２つ乃至６つ、更に好適には、２つ乃至４つの、それ以上に好適には、２つ又は３つを備えている。
【００６１】
更に、モジュール１は、２つ以上のセンサ及び／又は２つ以上のスイッチ３５０を有することが可能である。それらのセンサ又はスイッチ３５０はモジュールにおいて又はモジュール内にあることが可能であるがまた、例えば、自動車のダッシュボード又はどこか他の場所にあることもまた、可能である。例えば、自動車で用いられるモジュール１は、例えば、ドアの開状態、閉状態、鎖錠状態又は解錠状態を検知するように備えられている、及び自動車のドア又は入口に位置しているセンサ３５０を有することが可能である。センサは、例えば、駆動信号３７６（及び３７５）により散乱される（アプローチライト機能）ことが可能である光ビーム２５ａ及び２５ｂを与え、２つ以上のランプ２ａ、２ｂにおいてオンに切り換えるために制御器３０４により用いられることが可能である信号３７１を与える。モジュール１は、代替として又は付加的に、ドアのリモート解錠を検知するセンサを有することが可能である。運転中、運転者の方に方向付けられた光ビーム２５は本発明にしたがって散乱されることが可能であり、それ故、運転者は眩惑されることはない。運転者の隣のひとは、例えば、読書するために、他の光ビームを用いることが可能である。
【００６２】
例えば、そのモジュールが３つのスイッチ（図１２ｂに模式的に示すような）を有する場合、それらのスイッチは、種々の要素をオンに切り換えるように用いられることが可能である。第１スイッチにより、両方の光源２ａ、２ｂ（例えば、ＬＥＤ）はオンに切り換えられることが可能である一方、同時に、ＬＣセルの散乱状態がアクティブにされる（コンフォートライト機能及びアプローチングライト機能を備えて）。中央のドアのキーがアクティブにされている一方、同時に、ＬＣセルの散乱状態（アプローチングライト機能）がオンに切り換えられているときに、光源２ａ、２ｂがオンに切り換えられることを可能にする制御を任意に備えることが可能である。他のスイッチは、散乱機能がアクティブでないようにされる（読書ライト機能）ときに、ランプ２ａ（第２スイッチ）及びランプ２ｂ（第３スイッチ）を別個にオン及びオフのそれぞれに切り換えるように用いられることが可能である。当業者に明らかであるように、制御器３０４により支援される複数の機能を備えている１つのスイッチ、例えば、タッチ制御等を用いることがまた、可能である。例えば、一回タッチにおいては、両方の光源２ａ、２ｂ（例えば、ＬＥＤ）はオンに切り換えられ、同時に、ＬＣセルの散乱状態がアクティブにされ、二回／三回タッチにおいては、ランプ２ａ及び２ｂのそれぞれが、散乱機能がアクティブにされないときに、別個にオン及びオフに切り換えられ、四回タッチにおいては、全てのランプがオフになる。
【００６３】
当業者に明らかであるように、それらのスイッチは、例えば、タッチスイッチ又はスライドスイッチであることが可能であり、それらのスイッチは、多目的ライトのための多機能（上記を参照されたい）を備える（例えば、同時に両方の光源を、及び個別に両方の光源をアドレス指定するために）ことが可能であり、可変スイッチであることが可能である。このように、ユーザ３４１は制御器３４１に信号を与えることが可能であり、その制御器は、その場合、駆動信号３７５により光源２をアドレス指定することが可能であり、駆動信号３７６により調節可能要素３００をアドレス指定することが可能である（図２をまた、参照されたい）。
【００６４】
一般に、この実施形態におけるモジュール１及びその変形は、２つ又はそれ以上の光ビーム５を生成するために備えられている光源２と、任意に、それらの２つ又はそれ以上の光ビーム５をコリメートするために備えられている２つ又はそれ以上のコリメータと、２つ又はそれ以上の光源２からの２つ又はそれ以上の光ビーム５を調節するために備えられている２つ又はそれ以上の電気的に調節可能な光学要素３００とを有し、それにより、電気的に可変な散乱パターンを有する２つ又はそれ以上の光ビーム５を与えることができる。そのモジュールは更に、１つ又はそれ以上のスイッチ又は１つ又はそれ以上のセンサ３５０、若しくは１つ又はそれ以上のスイッチ及び１つ又はそれ以上のセンサ３５０を有し、それらのスイッチは：
−  光源２を、好適には、２つ又はそれ以上の光源の各々の光源を個別にオン及びオフに切り換える（例えば、同乗者が、例えば、地図を読むためだけに光源を切り換える）機能；
−  同時に、２つ又はそれ以上の光源をオン及びオフに切り換える（例えば、同時に、全ての光源をオンに切り換える）機能；
−  ２つ又はそれ以上の電気的に調節可能な光学要素３００を、好適には、２つ又はそれ以上の電気的に調節可能な光学要素３００の一を調節する２つ又はそれ以上のスイッチの各々のスイッチ（即ち、可変スイッチ）を個別に電気的に調節する（例えば、同乗者が、コンフォートライト（散乱された）から読書ライト（フォーカシングされた）に光源を調節する）機能；
−  ２つ又はそれ以上の光ビーム２５の散乱特性を調節する機能；並びに
−  ２つ又はそれ以上の光ビーム２５の光強度を調節する機能；
を有する群から選択された１つ又はそれ以上の機能を備え、センサは：
−  １つ又はそれ以上のドアの開状態、閉状態、鎖錠状態及び開錠状態の１つ又はそれ以上の状態を検出する機能；
−  １つ又はそれ以上のドアの開状態、閉状態、鎖錠状態及び開錠状態の１つ又はそれ以上の状態を示すリモート信号を検出する機能；
−  ドライバ及び／又は同乗者の存在を検出する機能；
−  動き、例えば、運転していることを検出する（例えば、運転者の方に方向付けられた光ビームについての非散乱機能をブロックするように用いられ）機能；並びに
−  スイッチについて上記した同じ機能の１つ又はそれ以上を制御するように意図されたリモート制御信号を検出する（例えば、センサは、同じビーム２５の読書ライト（非散乱された又は実質的に非散乱された）からコンフォートライト（散乱された）への変化を示す信号を与えるリモート制御を検知する）機能；
を有する群から選択された１つ又はそれ以上の機能を備えている。
【００６５】
それ故、本発明にしたがったライトモジュール１は、１つ又はそれ以上のスイッチ又は１つ又はそれ以上のセンサ３５０、若しくは１つ又はそれ以上のスイッチ及び１つ又はそれ以上のセンサ３５０を更に有し、１つ又はそれ以上のスイッチは：１つ又はそれ以上のスイッチ２をオン及びオフに切り換える機能；同時に１つ又はそれ以上の光源２を任意に切り換える（２つ以上の光源が存在する場合に）機能；１つ又はそれ以上の電気的に調節可能である光学要素３００を電気的に調節する機能；１つ又はそれ以上の光ビーム２５の散乱特性を調節する機能；並びに、１つ又はそれ以上の光ビーム２５の発光強度を調節する機能；を有する群から選択される１つ又はそれ以上の機能を備え、１つ又はそれ以上のセンサ３５０は：１つ又はそれ以上のドアの開状態及び／又は閉状態を検出する機能；１つ又はそれ以上のドアの開状態、閉状態、鎖錠状態及び開錠状態を示すリモート信号を検出する機能；運転者及び／又は一人又はそれ以上の同乗者の存在を検出する機能；並びに、動き（例えば、運転している）を検出する機能；スイッチ３５０について上記した１つ又はそれ以上の機能を制御するように意図されたリモート制御信号を検出する機能；を有する群から選択された１つ又はそれ以上の機能を備えている。
【００６６】
一般に、そのようなモジュールは、運転者のシート又は一人又はそれ以上の同乗者のシートの方に方向付けられた光ビームにより自動車の内側屋根部分に備えられているように、若しくは、後部座席の方に方向付けられた光ビームにより自動車の内側屋根部分に備えられるように、意図されることが可能である。当業者に明らかであるように、モジュール１は、３つ以上の光源２を有することが可能であり、例えば、モジュールは、一部の自動車の場合のように、三人の人間が列の状態に腰掛けている自動車における配列を意図されている、又は、モジュールは、シートの列において飛行機における配列を意図されている。モジュールは、運転者の方に方向付けられた光ビームにより自動車内の配列を意図されている場合、運転者の方に方向付けられた光ビーム２５を制御するための少なくともライトモジュール３００は、自動車が運転されているときに異方性光分散を与えることが可能であることは好ましい。
【００６７】
ここで用いている用語“制御器”とは、オン／オフスイッチ、可変スイッチ、又はコンピュータのような制御器のことをいい、前記制御器は、処理器、例えば、上記の機能から選択された機能を有する１つ又はそれ以上のセンサを有する。
【００６８】
特定の変形について、図１３に示していて、２つの光源２ａ及び２ｂが用いられ、それらの光源２ａ及び２ｂにより生成された光ビームは、好適には、それぞれのコリメータ３ａ及び３ｂによりコリメートされる。
【００６９】
好適には、コリメータ３ａ及び３ｂは、自動車又は飛行機内で配列されているときに、シートにおいて存在するＡ４領域を照明する。コリメータ３ａのコリメーション角α１１／α１２は各々、好適には、約１０°と２０°との間、例えば、１５°にある。同様なことが、コリメータ３ｂ（α２１／α２２）に適用できる。光源２ａ及び２ｂ並びにコリメータ３ａ及び３ｂは、光源２ａ及び２ｂ並びにコリメータ３ａ及び３ｂは、光ビームにおける中央のビームが電気的に調節可能な光学要素３００ａ及び３００ｂのそれぞれによりθ１及びθ２を囲むように、配置されている。実施形態においては、θ１及びθ２は、それらが、自動車における運転者のシート及び同乗者のシートの方に光ビームを与えるように選択されている。当業者に明確であるように、モジュール１は、例えば、自動車における後部シートの上記の配列について又は飛行機におけるシートの列において、更なる人間のために参照番号３の方に光ビームを与えるために、更に、光源２、コリメータ３及び光学要素３００を有することが可能である。
【００７０】
好適には、電気的に調節可能な光学要素３００ａ及び３００ｂの少なくとも一は、等方性散乱を与えることができるように選択されて、配置されたＬＣセルを有する。更に好適には、両方の電気的に調節可能な光学要素３００ａ及び３００ｂは、等方性散乱を与えることができるように選択され、配置されたＬＣセルを有する。このことは、光源２からのビーム５が、当方性散乱を与えることができるように変換されることを意味している。その散乱特性は、好ましい光の種類に応じて選択されることが可能である（更に、下記を参照されたい）。
【００７１】
その等方性散乱特性は複数の方法において得られることが可能である。好適には、（２つ以上の）調節可能な光学要素（３００）の少なくとも一が、負の誘電体異方性を有するＬＣゲル、カイラルＬＣゲル、及びＰＤＬＣ（ポリマー分散液晶）を有する群から選択された液晶材料を有する液晶セルを有する。
【００７２】
好適な実施形態においては、光学要素３００に含まれるＬＣセルは、負の誘電体異方性を有するＬＣゲルに基づいている。そのセルにおいては、ダイレクタはセルの表面（即ち、光ビーム５を直接、受け入れる表面）に対して垂直に配向している。電場オフ状態において、セルは透明であり、電場の印加は散乱をもたらす。このように、電気的に調節可能な光学要素が備えられ、その光学要素は、印加される電場に応じて、モジュールに対して、異方性散乱パターンを有するビームを与える、又は与えない、又は実質的に散乱を与えない。
【００７３】
このタイプに対する代替はカイラルゲルである。そのようなゲルにおいては、ダイレクタはセル表面に対して平行であるが、一の表面から他の表面への数回の回転を行う。その材料は正の誘電体異方性を有する。電場オフ状態においては、散乱は存在せず、セルは、電圧の印加時に光を散乱し始める。このことはまた、印加される電場に応じて、モジュールに、等方性散乱パターンを有するビームのオプションを与える、又は与えない、又は実質的に散乱を与えない電気的に調節可能な光学要素を与える。
【００７４】
他の実施形態においては、電気的に調節可能な光学要素３００（の１つ又はそれ以上）のＬＣセルにおける材料は、図４ａ及び４ｂにおいて模式的に示している、所謂、ＰＤＬＣ（ポリマー分散液晶）に基づいている。当業者にとって既知であるように、ＰＤＬＣを得る方法は、ＬＣの混合物及び光重合性モノマーを作製することである。セルは、電場オフ状態で散乱する。電圧の印加は、セルを透明にする。ＰＤＬＣ材料については、例えば、米国特許第４６８８９００号明細書に記載されている。
【００７５】
透明状態が全ての角度において透明であるシステムは、“透明な”状態において、例えば、広い角度において幾らかヘイズを尚も示すシステムに対して好ましい。最もよく知られているＰＤＬＣシステムにおいては、例えば、液晶分子は、ポリマーマトリクスの液滴に閉じ込められている。電場オフ状態において、ＬＣ分子は、種々の液滴において互いに対してランダムに配向していて、ＬＣとポリマーマトリクスの屈折率の間において殆ど全ての方向において屈折率の不整合が存在する。電場の印加は、電場の方向にＬＣ分子を配向させる。ＬＣの通常の屈折率は、ポリマーの屈折率を整合させるように選択される。その結果、電場の方向に伝搬する光について、光の散乱は生じず、そのシステムは透明であるように現れる。より広い角度において、光は、液晶の非常に大きい屈折率により益々影響を受け始める。
【００７６】
ＰＤＬＣの相互貫入ネットワークはまた、ポリマー−ＬＣ界面がそのようなシステムにおいて液滴型のＰＤＬＣに対して小さくなるにつれて、より広い角度において少ないヘイズを示す。
【００７７】
他方で、ゲルは、屈折率が全ての方向において整合されるにつれて、電場オフ状態において透明である。それらのゲルは、電場の印加時に光を散乱する。
【００７８】
国際公開第２００５１０１４４５号パンフレットに記載されているように、任意にまた、発光性であることが可能である色素分子を、ゲル又はＰＤＬＣのサンプルに添加することがまた、可能である。そのように、散乱は、増加した吸収（及び／又は発光）と組み合わされることが可能であり、散乱光の色変化に繋がる。
【００７９】
少なくとも１つの調節可能な光学要素３００は、等方性散乱を有するビームを与えるために上記のＬＣシステムの一を有する。更に好適には、全てのビーム５（分子が２つ又はそれ以上のビーム２５を与える場合に）は、ビームの等方性散乱又は非散乱を選択する機能を備えている光学要素により遮られる。
【００８０】
一の光ビーム２５を与えるモジュール１について上記している及び請求項２乃至１１に記載されている実施形態はまた、２つ以上の光ビーム２５を与えるモジュールに適用可能であり、モジュール１の１つ又はそれ以上の光ビーム２５に適用されることが可能である。例えば、２つの光源２を有するモジュールは、１つ又は両方の光源についてビーム整形要素４４０、４４１（図１１を参照されたい）を有することが可能である。
【００８１】
更に、本発明においてはまた、ライトモジュール１で用いる上記の制御器３０４であり、その制御器３０４は、調節制御信号３７１に応じて、少なくとも１つの駆動信号３７５、３７６により１つ又はそれ以上の光源２（２つ以上の光源２のうちの）及び１つ又はそれ以上の調節可能光学要素３００（２つ以上の電気的に調節可能な光学要素３００のうちの）を有する要素の群の少なくとも一の要素を制御するように備えられている。本発明は更に、制御器３０４において実行されるようになっているコンピュータプログラムプロダクトを備え、そのコンピュータプログラムプロダクトは、調節制御信号３７１に応じて、少なくとも１つの駆動信号３７５、３７６により１つ又はそれ以上の光源（２つ以上の光源のうちの）及び１つ又はそれ以上の調節可能な光学要素３００（２つ以上の電気的に調節可能な光学要素３００のうちの）を有する要素の群の少なくとも１つの要素を制御する機能を有する。
【００８２】
それ故、ライトモジュールは、特に、例えば、他の文献、欧州特許第０４５１９０５号明細書及び米国特許第５１８８７６０号明細書に記載されている異方性液晶ゲルに基づいていることが可能である。用語“異方性液晶ゲル”は、当業者に既知である系を意味し、次のように得ることが可能である、即ち、重合性成分（重合時に架橋ポリマーを生成することが可能であるモノマー）及び非重合性成分（ディスプレイにおいて用いられる従来のＬＣ）を有する液晶混合物が生成されることが可能である。光重合のためには、その系は光開始剤を備えている一方、熱重合のためには、系は熱開始剤を備えている。ＬＣ混合物は、その場合、ＬＣにおける巨視的な配向が配向層によりもたらされる適切なセル内に位置付けられ、その配向層はセル表面にもたらされる。異方性ゲルは、巨視的配向状態にあるモノマーの重合により得られる。異方性ゲルは、それ故、ＬＣ分子が巨視的に配向され、ポリマー（重合化ネットワーク）が系内に分散されている系である。そのようなゲルは、全ての角度で入射する光に対して（実質的に）透明である。
【００８３】
用語“液晶ゲル”（ＬＣゲル）は、当業者に知られているように、ポリマーが巨視的に配向された液晶内で分散されているゲルを意味している。例えば、（光）硬化モノマーはＬＣホストと混合される。その混合物は、その場合、そのモノマーにおける（光）硬化モノマー及びＬＣホストの混合物の（光）重合により後続される適切な表面処理によりＬＣセルに注入される。
【００８４】
例えば、異方性ゲルは、ＬＣジアクリレート及び従来のＬＣ分子を有する配向された液晶（ＬＣ）混合物の光重合により生成されることが可能である。電圧オフ状態においては、ゲルは、配向分子のアライメントのために透明である又は実質的に透明である。電圧が閾値を越えるとき、ＬＣ分子において電場により与えられるトルクはそれらの再配列をもたらし、ＬＣ分子の異なる配向を有するドメインの形成に繋がる。異なるドメインにおける分子の配向における変化は、光の散乱につながる屈折率変動をもたらす。そのような異方性ゲルに入射する光は、当業者に知られているＬＣ分子の配向及び/又は構成に応じて、全ての方向において等方性であるか又は、特定の方向（角度領域）において優先的（異方的）であるかのどちらかであるように散乱されることが可能である。ここで用いている用語、異方性光分布又は異方性散乱パターンは、等しい強度線（等しい強度の点を結ぶ線）が円を描かない散乱パターンを意味し、等方性光分布又は等方性散乱パターンは、当業者に知られているように、等しい強度線（等しい強度の点を結ぶ線）が円を描く散乱パターンを意味する。
【００８５】
ここで用いている用語“ダイレクタ”は、液晶メゾフェーズにおける好ましい配向の分子方向のことをいう。用語“メゾフェーズ”は、三次元配列（結晶のような）より低い配列及び等方性液晶の移動度より小さい移動度を有して生成される平衡状態の液晶層のことをいう。長手方向の分子軸の平行配向は全てのメゾフェーズ（長い範囲の配向秩序）に共通している。用語“ねじれネマティック”（ＴＮ）は、ＬＣ分子が一の表面から他の表面に９０°だけ回転する液晶配向構成の種類のことをいう。用語“超ねじれネマティック”（ＳＴＮ）は、液晶分子がセルにおいて９０°以上、回転する液晶の種類のことをいう。更に、用語“コレステリック液晶”は、ＬＣ分子において回転をもたらす、所謂、カイラル分子がドープされているＬＣ結晶相のことをいう。この相はまた、カイラルネマティックとして知られている。コレステリック相において、ダイレクタが３６０°回転する距離は螺旋ピッチである。通常、その螺旋のピッチは、系内のカイラル分子の濃度が高くなるにつれて、小さくなる。
【００８６】
特定の実施形態においては、ライトモジュール１は、異方性光分布を有するビーム２５の（又は、分子１が２つ以上のビーム２５を与えるように用いられる場合に、少なくとも１つのビーム２５の）散乱パターンを与えることが可能である。
【００８７】
ライトモジュールはまた、ここでは、照明装置（オブジェクトを照明するための）と呼ばれる。
【００８８】
当業者に明らかであるように、用語“制御器を有するライトモジュール”又は“スイッチ又はセンサを有するライトモジュール”はまた、制御器３０４、スイッチ又はセンサ３５０が光源（及び調節可能要素３００）から遠く離れている実施形態を有する。例えば、光源２及び調節可能要素を有するモジュール１は自動車の屋根の内側に備えられ、スイッチ又はセンサ３５０はダッシュボード等において位置付けられている。１つの制御器３０４は、２つ以上のモジュール１を制御することが可能であり、例えば、自動車又は飛行機等における複数の位置に備えられている調節可能要素３００及び信号３７５により複数の光２を制御する。
【００８９】
上記の実施形態は本発明を限定するものではなく、同時提出の特許請求の範囲における範囲から逸脱することなく多くの代替の実施形態を当業者がデザインすることができることに留意する必要がある。用語“を有する”及びその用語の派生語を使用することは、請求項に記載されているもの以外の要素又は段階の存在を排除するものではない。要素の単数表現は、そのような要素の複数の存在を排除するものではない。本発明は、複数の別個の要素を有するハードウェアにより及び適切にプログラムされたコンピュータにより実行されることが可能である。複数の要素を列挙している装置請求項においては、それらの手段の幾つかは、ハードウェアの同一のアイテムにより実施されることが可能である。特定の手段が互いに異なる独立請求項に記載されていることのみにより、それらの手段の組み合わせが有利であるように用いられることができないことを意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】自動車用室内ライトの複数の位置を示す図である。
【図２】本発明にしたがった制御器を有する本発明にしたがったライトモジュールを示す図である。
【図３】光源からもたらされる光を調節するための調節可能光学要素の第１実施形態を示す図である。
【図４ａ】光源からもたらされる光を調節するための調節可能光学要素の第２実施形態を示す図である。
【図４ｂ】光源からもたらされる光を調節するための調節可能光学要素の第２実施形態を示す図である。
【図５ａ】光源からもたらされる光を調節するための調節可能光学要素の第３実施形態を示す図である。
【図５ｂ】光源からもたらされる光を調節するための調節可能光学要素の第３実施形態を示す図である。
【図６】光源からもたらされる光を調節するための調節可能光学要素の第４実施形態を示す図である。
【図７ａ】光源からもたらされる光を調節するための調節可能光学要素の第５実施形態を示す図である。
【図７ｂ】光源からもたらされる光を調節するための調節可能光学要素の第５実施形態を示す図である。
【図８】光源からもたらされる光を調節するための調節可能光学要素の第６実施形態を示す図である。
【図９ａ】光源からもたらされる光を調節するための調節可能光学要素の第７実施形態を示す図である。
【図９ｂ】光源からもたらされる光を調節するための調節可能光学要素の第７実施形態を示す図である。
【図１０ａ】図９に示す実施形態で用いられる種々の電極パターンを示す図である。
【図１０ｂ】図９に示す実施形態で用いられる種々の電極パターンを示す図である。
【図１０ｃ】図９に示す実施形態で用いられる種々の電極パターンを示す図である。
【図１０ｄ】図９に示す実施形態で用いられる種々の電極パターンを示す図である。
【図１１】光源、受動ビーム整形要素及び能動要素がビーム整形及び光分布のために組み合わされることができる模式的構成を示す図である。
【図１２ａ】ライトモジュールが２つ以上の光ビームを与える、本発明にしたがったライトモジュールの他の実施形態を示す図である。
【図１２ｂ】ライトモジュールが２つ以上の光ビームを与える、本発明にしたがったライトモジュールの他の実施形態を示す図である。
【図１３】図１２ａ及び１２ｂに示す実施形態の変形を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１０ｄ】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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