(57)【要約】  本発明は、特に、自動車両用の発光装置に関する。前記装置は、ピクセル化光線源（３２２）と、前記ピクセル化光線源により発光されたピクセル化光線（３６０）を投射するように配置された光学システム（３００）と、を含む。前記光学システムは、前記ピクセル化光線源により発光された前記ピクセル化光線のビームを集光して反射するように配置された第１ミラー（Ｍ１１）と、前記第１ミラーにより反射された前記ビームを反射するように配置された第２ミラー（Ｍ１２）と、前記第２ミラーにより反射された前記ビームを受光し、受光した前記ビームを反射してフィールド収差を補正するように配置された第３ミラー（Ｍ１３）と、を備える。本発明は、発光自動車両装置によるピクセル化光線の投射の改良を可能とする。
2019530158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車両（１）用の発光装置（７）であって、ピクセル化光線源（２２、３２２、５２２、８２２）と、前記ピクセル化光線源により発光されたピクセル化光線（１０、３６０、４６０）を投射するように配置された光学システム（３００、４００）と、を備えた発光装置（７）において、
前記光学システムは、
‐前記ピクセル化光線源により発光された前記ピクセル化光線のビームを集光して反射するように配置された第１ミラー（Ｍ１１）と、
‐前記第１ミラーにより反射された前記ビームを反射するように配置された第２ミラー（Ｍ１２）と、
‐前記第２ミラーにより反射された前記ビームを反射してフィールド収差を補正するように配置された第３ミラー（Ｍ１３）と、
を備える、発光装置。
【請求項２】
前記第３ミラー（Ｍ１３）は、また、前記ピクセル化光線をコリメートして投射するように配置される、
請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記発光装置は、前記第３ミラーにより反射された前記ビームを受光し、前記ピクセル化光線をコリメートして投射するように配置された光学手段を更に含む、
請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第ミラー（Ｍ１２）は、実質的に瞳位置に配置される、
請求項１、２又は３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記ミラー（Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３）のうちの少なくとも１つは、オフ・アクシスである、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記ミラー（Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３）のうちの少なくとも１つは、自由曲面ミラーである、
請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記光学システム（３００）は、中空構造を有する、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記光学システム（４００）は、モノリシック構造を有する、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記光学システムは、入射面（５８２）と出射面（５８４）とを備える、
請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記入射面（５８２）及び／又は前記出射面（５８４）は、フィールド収差を補正するように配置される、
請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記光学システムは、以下の特徴：
‐１０°より大きい投射フィールド高さ、
‐４０°より大きい投射フィールド幅、
‐３より低い集光力（ｆ／Ｄ）、
‐少なくとも前記投射フィールドの中央の領域における０．５°より低い解像力、及び／又は、
‐３００ミリメートルより小さい最大寸法（Ｈ）、
のうちの少なくとも１つを有する、
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記発光装置は、方法の実行のためのプログラム‐コード・インストラクションを備えるコンピュータプログラムを記憶するメモリに関連付けられたプロセッサを含む制御ユニット（２５）を更に含み、
前記方法は、
‐前記ピクセル化光線の投射により生成される光の分散に対してセットポイントを設ける工程（Ｓ１０）と、
‐前記セットポイントに対応する前記ピクセル化光線源における光度の分散が決定され、前記光学システムにより光の分散の歪みが補償される工程（Ｓ２０）と、
‐決定された光度分散を有するピクセル化光線が、前記ピクセル化光線源により発光される工程（Ｓ３０）と、
‐前記光線源により発光された前記ピクセル化光線が、前記光学システムにより投射される工程（Ｓ４０）と、
を備える、
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光装置によりピクセル化光線を投射するための方法であって、
‐前記ピクセル化光線の投射により生成される光の分散に対してセットポイントを設ける工程（Ｓ１０）と、
‐前記セットポイントに対応する前記ピクセル化光線源における光度の分散が決定され、前記光学システムにより光の分散の歪みが補償される工程と、
‐決定された光度の分散を有するピクセル化光線が、前記ピクセル化光線源により発光される工程と、
‐前記光線源により発光された前記ピクセル化光線が、前記光学システムにより投射される工程と、
を備える方法。
【請求項１４】
コンピュータプログラムであって、前記プログラムが制御ユニットにより実行されたときに請求項１３に記載の方法を実行するためのプログラム‐コード・インストラクションを備えるコンピュータプログラムにおいて、前記制御ユニットは、発光自動車両装置によるピクセル化光線の投射を制御するためのものであり、前記発光自動車両装置は、ピクセル化光線源と、前記ピクセル化光線源に結合された前記制御ユニットと、前記ピクセル化光線源により発光されたピクセル化光線（１０）を投射するように配置された光学システムとを含む、コンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光装置を含む自動車両ライト（４）。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピクセル化された光線（ピクセル化光線）の発光自動車両装置による投射の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発光自動車両装置による光線の投射により、道路が全体照明で照明され得るとともに、夜間等の暗闇における視界が向上され得るものとなっている。これにより、車両を安全に運転することができる。
【０００３】
このような発光装置の分野における最新の技術開発により、このような照明を得るためにピクセル化光線を作成することが可能となっている。このような光線を使用して、発光装置は局所的な照明機能を果たすことができる。例えば、パターンを或るシーンに投射（投影）することができる。このような機能は適応照明の分野で公知である。例えば対向車に対応する領域を暗くして相手の目をくらませないようにする眩しさのない照明が知られている。また、例えば、光度を増加させて地上のマーク又は道路標識を照明することでドライバーがそれらをより視認しやすくする、及び／又はドライバーが視認可能な情報を道路上に投射する照明によるドライバー支援も知られている。
【０００４】
これに関連して、発光自動車両装置によるピクセル化光線の投射を改良する必要が生じている。
【発明の概要】
【０００５】
この目的のために、発光自動車両装置によるピクセル化光線を投射する方法、及び当該方法を実施するように構成された発光自動車両装置が提供される。
【０００６】
発光装置は、ピクセル化光線源と、このピクセル化光線源により発光されたピクセル化光線を投射するように配置された光学システムと、を有する。光学システムは、少なくとも３つのミラーを備える。第１ミラーは、ピクセル化光線源により発光されたピクセル化光線のビームの大部分を集光して反射するように配置される。第２ミラーは、第１ミラーにより反射されたビームを反射するように配置される。第３ミラーは、第２ミラーにより反射されたビームを反射してフィールド収差（視野収差）を補正するように配置される。
【０００７】
このような発光装置は、発光自動車両装置によるピクセル化光線の投射を改良する。
【０００８】
この発光装置は、ピクセル化光線の投射のための技術である。このような光線は、そのピクセル化特性を理由として、単数又は複数のパターンを所望したときに投射することができる。
【０００９】
少なくとも３つのミラーを有し、そのうちの少なくとも１つが光学システムのフィールド収差を補正する構造は、３鏡無収差（ｔｈｒｅｅ‐ｍｉｒｒｏｒ‐ａｎａｓｔｉｇｍａｔ（ＴＭＡ））望遠鏡の構造に類似している。このようなＴＭＡの光学システムと同様に、本発明の光学システムは、（ミラーを使用するため）無彩色であるか少なくとも部分的に若干の色を有する。更に、本発明の光学システムは、フィールド収差を防止し得る、又は少なくとも減少させ得る。
【００１０】
これらの理由により、既存の発光自動車両装置の光学システムに比較して、本発明の光学システムは、１つのピクセルの大きさほどのままであるヘーズを生成しつつ、高解像度のピクセル化光線を作成することが可能である。この点において、本発明の光学システムは、自動車業界において現在使用されている光学システムから区別される。このような光学システムでは、少なくとも高解像度において、１つのピクセルの寸法より大きい寸法を有することが多いヘーズが生成される。ヘーズは投射されるべきポイントの広がりを指定する。光学システムがヘーズを生成すると、発光装置の有効性及び解像度が損なわれる。このような品質の低下は、特に比較的小さいサイズのピクセルを用いた微細なパターンを投射したい場合に不利である。したがって、本発明の提案する光学システムにより、良質な高解像度のピクセル化光線を効果的に投射することが可能な発光自動車装置を得ることができる。
【００１１】
天文学的な像を収集する機能を有するＴＭＡの光学システムと異なり、本発明の光学システムは、ピクセル化光線の投射に適するだけでなく、発光自動車両装置のピクセル化光線源により発光されたピクセル化光線の投射にも適する。したがって、本発明の光学システムの投射フィールド（すなわち、投射された光線の最大角度）は比較的大きい（この目的は、光学システムが道路を適切に照明することを可能にすることである）が、本発明の光学システムの寸法は比較的小さい（この目的は、光学システムを自動車両のライトに組み込まれなければならない発光自動車両装置に組み込み可能とすることである）。
【００１２】
発光装置によりピクセル化光線を投射するための方法は、ピクセル化構成の投射により生成される光の分布に対してセットポイントを設ける工程を備える。また、本方法は、セットポイントに対応するピクセル化光線源における光度の分散が決定され、光学システムにより光の分散の歪みが補償される工程を備える。また、本方法は、決定された光度分散を有するピクセル化光線が、ピクセル化光線源により発光される工程を備える。更に、本方法は、光線源により発光されたピクセル化光線が、光学システムにより投射される工程を備える。
【００１３】
また、本方法を実施するためのプログラム‐コード・インストラクションを備えたコンピュータプログラムが提供される。前記プログラムが上述のような発光自動車両装置によるピクセル化光線の投射を制御するための制御ユニットによって実行されたとき、本方法は実行される。発光装置はピクセル化光線源に結合された制御ユニットも含む。
【００１４】
このような制御ユニットも提供される。制御ユニットは、プログラムを記憶するメモリに関連付けられたプロセッサを含む。
【００１５】
上述のような発光装置を含む自動車両ライトも提供される。
【００１６】
種々の実施形態によれば、以下の特徴のうちの少なくとも１つの組み合せが実施され得る。
‐第１ミラーは、ピクセル化光線源により発光されたピクセル化光線ののうちの大部分のビームを直接的に集光して反射するように配置される。換言すれば、ピクセル化光線源と第１ミラーとの間に中間光学要素が介在することなく、第１ミラーはピクセル化光線源により発光されたピクセル化光線のビームを直接的に受光し、これらを反射する。
‐第１ミラーは、ピクセル化光線源により発光されたピクセル化光線ののうちの大部分のビームを間接的に集光して反射するように配置される。すなわち、光学要素がピクセル化光線源と第１ミラーとの間に介在するが、これは第１ミラーの集光機能を変更しない。
‐第２ミラーは、第１ミラーにより反射されたビームを直接的に又は間接的に反射するように配置される。
‐第３ミラーは、第２ミラーにより反射されたビームを直接的に又は間接的に反射するように配置される。
‐また、第３ミラーは、ピクセル化光線をコリメートして投射するように配置される。
‐発光装置は、第３ミラーにより反射されたビームを受光し、ピクセル化光線をコリメートして投射するように配置された光学手段を更に含む。
‐第２ミラーは、実質的に瞳位置に配置される。
‐ミラーのうちの少なくとも１つはオフ・アクシスである。
‐ミラーのうちの少なくとも１つは自由曲面ミラーである。
‐ミラーのうちの少なくとも２つ、又は全てのミラーが自由曲面ミラーである。
‐光学システムは、中空構造を有する。
‐光学システムは、モノリシック構造を有する。
‐光学システムは、例えば透明材料からなるブロックにおいて製造された単独の中実部品を形成する。
‐光学システムは、入射面と出射面とを備える。
‐光学システムは、第１、第２及び第３ミラーを形成する少なくとも３つの他の面を更に含む。
‐出射面は、コリメーションを保証する、又はこれに寄与する。
‐入射面及び／又は出射面は、フィールド収差を補正するように配置される。
‐光学システムは、以下の特徴：‐１０°より大きい投射フィールド高さ、‐４０°より大きい投射フィールド幅、‐３より低い集光力（ｆ／Ｄ）、‐少なくとも前記投射フィールドの中央の領域における０．５°より低い解像力（すなわち、０．５°より高い角度値）、及び／又は、‐３００ミリメートルより小さい最大寸法、のうちの少なくとも１つ（例えば全ての特徴）を１つを有する。
‐発光装置は、方法の実行のためのプログラム‐コード・インストラクションを備えるコンピュータプログラムを記憶するメモリに関連付けられたプロセッサを含む制御ユニットを更に含み、前記方法は、前記ピクセル化光線の投射により生成される光の分散に対してセットポイントを設ける工程と、前記セットポイントに対応する前記ピクセル化光線源における光度の分散を決定し、前記光学システムにより光の分散の歪みを補償する工程と、前記ピクセル化光線源により、決定された光度分散を有するピクセル化光線を発光する工程と、前記光学システムにより、前記光線源により発光された前記ピクセル化光線を投射する工程と、を備える。
【００１７】
完全に非限定的な例としての本発明の種々の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来技術によるＴＭＡ光学システムを示す図。
【図２】従来技術によるＴＭＡ光学システムを示す図。
【図３】本発明の光学システムの例を示す図。
【図４】本発明の光学システムの例を示す図。
【図５】本発明の光学システムの例を示す図。
【図６】シミュレーションの結果を示す図。
【図７】本発明の方法の一例を説明するチャートを示す図。
【図８】本発明の方法を説明する図。
【図９】ピクセル化光線源を備える発光モジュールの概略例を示す図。
【図１０】車両によるピクセル化光線の投射の概略例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、望遠鏡の従来技術によるＴＭＡ光学システム１０２を示す図である。図２は、光学システム１０２の作用を概略的に説明する図である。
【００２０】
動作において、第１ミラーＭは、天体から発光された光線のビーム１０４を集光して反射し、且つフィールド収差（視野収差）を補正するように配置されている。ビーム１０４は、天体の距離を理由として平行である。第２ミラーＭ２は、第１ミラーＭ１により反射されたビーム１０６を反射するように配置されている。第３ミラーＭ３は、第２ミラーにより反射されたビーム１０８を受光し、結果として生じたビーム１１０を、像を可視化する、及び／又は記録可能とする焦点面アレイ（ｆｏｃａｌ  ｐｌａｎｅ  ａｒｒａｙ  （ＦＰＡ））に投射するように配置されている。光学システム１０２の視野は矩形であるとともに比較的狭いが、光学システム１０２の寸法は比較的大きい。このような構造のため（具体的には、第１ミラーＭ１によるフィールド収差の補正）、光学システム１０２の解像力は特に高い。したがって、光学システム１０２は、望遠鏡を用いた天体の観察に非常に適している。文書ＵＳ２０１２０３８８１２Ａは、このように動作する光学システムの一例について記載している。
【００２１】
本発明の提案する光学システムは、光学システム１０２と類似した構造を有している。具体的には、本発明の光学システムは、複数のミラーを備えたシステムも形成する。これらのミラーは、ＴＭＡの分野で公知のようにこれらが適切に配置され（ミラー形状及び表面特性において）構成されていれば、（少なくともある程度）アナスティグマット（無収差）であり得る。ミラーは、「リフレクタ」とも称される反射面である。したがって、本発明の光学システムによれば、非常に高い解像力を得ることができる。
【００２２】
ピクセル化光線を投射する発光自動車両装置の光学システムについて、解像力は、識別可能な２つの隣接するポイントを分離する必要がある最小角度を指定するものである。したがって、光学システムの解像力は、識別可能であることが望まれる詳細なパターンをピクセル化光線に埋め込むために使用可能である最も微細な解像度に対応する。この解像力を下回ると、詳細なパターンは識別できなくなる。したがって、高い解像力を有する光学システムを用いることで、ピクセル化光線源により発光されたピクセル化光線を投射する発光車両装置は、ピクセル化光線源により供給される全ての精細な解像度を活用し得る。したがって、本発明の提案する光学システムは、高解像度のピクセル化光線源、例えば、１０００より多くのピクセル、又は１０，０００より多くのピクセルを備える光線源を活用することを可能とする。
【００２３】
光学システム１０２とは異なり、本発明の提案する光学システムはＦＰＡを備えない。発光装置の全体構成において、ＦＰＡに代えてピクセル化された（例えば非平行な）光線を発光するピクセル化光線源が使用される。したがって、本発明の提案する光学システムの動作は、従来技術の光学システムに対して逆である。図２を参照すると、ピクセル化光線源のビームが入射する第１ミラーは、光学システム１０２におけるＭ３に対応する。この第１ミラーは、これらのビームを集光し、Ｍ２に対応する第２ミラーに向かって反射する。次いで第２ミラーは、ビームを、Ｍ１に対応する第３ミラーであってフィールド収差を補正する第３ミラーに向かって反射する。
【００２４】
本発明の提案する光学システムの特徴の種々の例を説明する。
【００２５】
第３ミラーは、ピクセル化光線をコリメートして、例えば道路上に投射するように配置され得る。或いは、発光装置は、第３ミラーにより反射されたビームを受光するとともに、ピクセル化光線をコリメートして投射するように配置された光学手段を更に備え得る。光学手段は、例えば第３ミラーからビームを直接（中間要素を経ずに）受光し得る。これら場合、光学システムは、ＴＭＡの光学システムのように、ちょうど３つの及び３つ未満のミラーを備え得る。したがって、その製造は比較的単純である。或いは、光学システムは、他の単数又は複数のミラー、例えば第４又は第５ミラーを備え得る。
【００２６】
第１ミラーは、ピクセル化光線源により発光されたピクセル化光線のビームの大部分を集光するように配置され得る。これにより、発光装置は非常に実効性を有し得る。ピクセル化光線源により発光されたピクセル化光線は、円錐の形状を有し得る。第１ミラーは適切に配置され得る。第１ミラーは凹状であり得る。
【００２７】
第１ミラーは、光学システムの光強度の大部分、例えば光強度のほとんど全てを生成し得る。第１ミラーは、（第３ミラーとともに）フィールド収差の補正に関与するように配置され得る。第１ミラーは、球面収差の補正にも関与し得る。
【００２８】
第２ミラーの位置及び形状は、ピクセル化光線源により発光され、第１ミラーにより反射された全てのビームを受光し、且つこれらのビームを、その入射角度がどのようなものであっても第３ミラーに向け直すように構成され得る。これにより、発光装置の実効性が最適なものとされ得る。
【００２９】
第２ミラーは、実質的に瞳位置に配置され得る。瞳位置は、ピクセル化光線源のレベルにおける光ビームのテレセントリック性に対応する。これにより、発光装置の実効性が最適なものとされ得る。
【００３０】
少なくとも１つのミラーはオフ・アクシス（軸外／軸外し）であり得る。例えば、全てのミラーがオフ・アクシスであってもよい。オフ・アクシスミラーを使用することにより、ビームの一部が折り畳みミラーで見えなくなることが回避され得るとともに、システムの透過性が向上され得る。
【００３１】
ミラーのうちの少なくとも１つが自由曲面（フリーフォーム）ミラーであり得る。例えば、全てのミラーが自由曲面ミラーである。自由曲面ミラーとは、フリーなフォームを有するミラー、すなわち、回転対称軸のない輪郭を有するミラーである。この点で、このタイプのミラーは、球面ミラーのみならず従来のＴＭＡで使用されるいわゆる非球面ミラー、すなわち、球面状ではないが、回転対称性を持つ形状を有する少なくとも１つのセグメントから形成されるミラーからも区別される。自由曲面からなる表面の使用により、高集光力の広フィールドシステムは、解像力、投射フィールド、及びシステムのコンパクト性という点で最高の性能を得ることができる。
【００３２】
自動車両とは、あらゆるタイプの陸上車、例えば自動車（車）、オートバイ、又はトラックであり得る。車両は、単数又は複数のヘッドライト及び／又は単数又は複数のテールライトを設けられ得る。単数又は複数のヘッドライト及び／又はテールライトのそれぞれは、ピクセル化光線を投射するようにそれぞれ構成された単数又は複数の発光装置を備え得る。ピクセル化光線の投射は、ヘッドライトの発光装置によって実施される場合に特に重要である。
【００３３】
任意の発光装置について、投射は或るシーン上で実行され得る。シーン又は「道路のシーン」とは、発光装置によって照明され得る車両の周囲環境である。
【００３４】
公知のように、ピクセル化光線とは、「ピクセル」と呼ばれる基本的な光サブビームに分割された光線である。分割はどのようなタイプであってもよく、例えば、車両の位置に対してアジマス方向寸法及び奥行き方向寸法（又は距離）を有するグリッドを形成してもよい。各ピクセルは、発光装置によって、少なくとも１つのパターンがシーンに投射され得る程度まで個別に制御可能である。パターンとは、シーンのうちの局部的に限定された領域であって、光度の値が名目値と異なる局所領域であり、シーン内で局所的なコントラストを生成する。パターンは、裸眼で識別可能であっても識別不可能であってもよい。
【００３５】
ピクセル化光線の各ピクセルは、同じく「ピクセル」と呼ばれるシーンの対応領域に投射される。発光装置は、シーンの各ピクセルの照度を個別に制御するように、ピクセル化光線の光源の光度を個別に制御し得る。発光装置は、シーンを、１０を超えるピクセル、５０を超えるピクセル、又はより高度な機能を果たす投射では５００を超えるピクセル（例えば、約１０００個のピクセル又は１０００を超えるピクセル）に分割し得る。ピクセル化光線は、例えば、現用の光度の値、例えば名目値に対して、単数又は複数のピクセルの単数又は複数のグループを暗くし得る、及び／又は単数又は複数のピクセルの単数又は複数のグループをオーバー照明し得る。ピクセルを暗くするとは、ピクセルの照度を所定時間に亘って減少させることである。したがって、ピクセルを暗くするとは、ピクセルの照明を停止するということを必ずしも意味しないことに留意されたい。ピクセルをオーバー照明するとは、ピクセルの照度を所定時間に亘って増加させることである。したがって、パターンの外周に対するそのコントラストは、正であり得るか、又は負であり得る。パターンの解像度は、およそ１つのピクセルであり得る。パターンのサイズは、シーンのピクセル全体の２５％又は１０％より小さいかもしれない。
【００３６】
パターンのサイズは、１つのピクセルと同等か又はこれより大きい。任意の時間に投射される任意のパターンについて、シーンの単数又は複数のピクセル‐又は同等の態様において光線の単数又は複数のピクセル‐がパターンに対応する。パターンにおいて、単数又は複数の光度の分布が各ピクセルに関連付けられ、パターンを形成する。したがって、方法は、発光装置にシーンの各ピクセルに対してパターンに対応する光度セットポイントを設けることにより、パターンをシーンの領域に投射し得る。光度セットポイントとは、光度に関連するデータ構造であり、例えば、ピクセルの中心に適用すべき光度値、任意のピクセルに適用すべき空間的及び／又は時間的分散値、及び／又は光度に直接関連するものではないが光度で表現可能なデータ（例えばピクセルの照度に関するデータ）であり得る。パターンに対応する全てのピクセルがセットポイントを順守すると、パターンがシーンに完全に投射される。複数のパターンを、空間的にオーバーラップさせて、又はさせないで同時に投射することができる。空間的にオーバーラップさせる場合、あらゆる態様で実施され得る。例えば、１つのパターンを他のものより優先させてもよい。或いは、発光装置は、オーバーラップに含まれるピクセルに適用される照度を落とすように構成され得る。
【００３７】
パターンを投射することで、運転状況が改善され得る。運転状況とは、例えば、周囲環境パラメータ、及び／又は道路に関する構造的パラメータ、当該車両及び／又は他の車両のシステムパラメータ、及び／又は道路の状態に関するパラメータを含む一連の運転パラメータに対応し得る。改善されるとは、パターンを投射している車両のドライバー、及び／又は他のユーザ（例えば、他の車両の他のドライバー、及び／又は歩行者）の快適性を向上させる、及び／又は支援するパターンを投射することである。パターンの照射は、以下の機能のうちの１つ以上を果たすことでこの改善を達成し得る。すなわち、ドライバー及び／又は他のユーザの注意を喚起するように作成された情報を投射する機能、シーン内の単数又は複数の物体を目立たせる、又はその輝度を増加させる機能、及び／又は人（例えば他のユーザ）の目をくらませないようにする機能。パターンが投射された時点におけるパターンを発光した車両、及び又は他の交通車両の観点から、このようなパターンにより運転がより容易となる、及び／又は安全性が高くなる。
【００３８】
パターンは、シーン内の他のユーザ及び／又は反射する標識に対応する領域を暗くすることで、他のユーザ又はドライバの目をくらませないようにする機能を果たし得る。したがって、例えば、発光装置は継続的にハイビームモードで動作しているが、対向車が現れると発光装置はすぐに暗い領域を作り出す。これにより、ドライバーの高いレベルの快適性と視界が保証され、結果として安全性が高くなる。
【００３９】
パターンは、地面、例えば道路に投射（投影）された像を形成し得る。像とは、例えばドライバー及び／又は他のユーザに見える、すなわち識別可能であるパターンである。像は、以下の機能のうちの１つ以上を果たし得る。すなわち、地上の標識の輝度を増加させる（例えば、ライン及び／又は矢印を、オーバー照明することでそのコントラストや視認性を増加させる）、車両が使用している道路の路肩を目立たせる、（例えば路面標識がない場合）道路をフレーミングして表現する、車両の寸法に一致するマークを作成する（操舵角度が含まれていれば、これにより車両の軌道が特定可能となるため、前後カメラと同等の機能をなす）、及び／又はドライバーを支援するあらゆるタイプの情報（例えば、安全性、危険性、更には速度や方向等の運転に関するデータについての情報）を表示する。
【００４０】
例えば、パターンは、シーンの他の周囲部分よりも明るく照明されている局所領域、及び／又は他の周囲領域よりも暗く照明されている、又は全く照明されていない局所領域に対応し得る。局所領域が道路上そのものにある場合、パターンは照明された局所領域に対応し得る。これにより、ドライバーは領域内で道路を見続けることができるため、道路の安全性が維持される。パターンが車両のドライバーの注意を喚起するものである場合、パターンはシーンの他の部分より明るく照明された局所領域に対応し得る。こうして、パターンはよりドライバーに見やすくなる。更に、パターンの輪郭を暗くしてもよい。これにより、更にコントラストが増し、パターンの視認性が高まる。例えば、パターンは車両のドライバーの注意を喚起するために道路上に投射された像を形成し得る。この場合、パターンのその外周に対する正のコントラストにより、パターンは特に良好に可視化される。他の例において、パターンは、他の（自動車又は自動車でない）車両、例えば対向車両に対応し得る。この場合、パターンは、シーン内の当該他の車両が占める箇所に対応し得る。パターンをその外周に対して負のコントラストとするように暗くすることで、他のユーザの目をくらませないようにし、これにより道路の安全性が確保される。同様に、パターンは標識又は他の反射する物体が占める場所に対応し得る。この物体を暗くすることで、反射を回避し、これによりドライバー及び／又は他のユーザの目をくらませないようにすることができる。
【００４１】
ピクセル化光線は、ピクセル化光線源を含む発光装置によって投射され得る。光線源は、ピクセル化光線源により発光されたピクセル化光線を道路上に投射するように配置された（装置に組み込まれている、又は組み込まれていない）光学システムと相互作用することが可能であり得る。本方法は、ピクセル化光線をこのような発光装置を使用して投射する工程を備え得る。このピクセル化光線源は、全体照明と像との両方を発し得る。ピクセル化光線源とは、個別に制御可能な複数の光線源ユニットに分割された光線源である。ピクセル化光線源により、すなわち各光線源ユニットにより発光された各ピクセルは、投射されたピクセル化光線の１つのピクセルに対応し得る。したがって、ピクセル化光線源の各ピクセルの光度、及びシーンの各ピクセルの照度は、個別に制御され得る。ピクセル化光線源は、１０００を超えるピクセルを含み得る。したがって、発光装置は、高解像度のパターンを投射し得る。
【００４２】
ピクセル化光線源は、光線源ユニットのアレイを備え得る。アレイは、平面に複数のピクセルを備え得る。ピクセルのアレイを備えた光線源であって光学システムと相互作用する光線源の場合、光学システムは、ピクセルのアレイの平面に一致する、すなわちピクセル化光線源と一致する焦点領域を有し得る。
【００４３】
ピクセル化光線源は、マイクロミラーの回転変調によって任意の方向における所望の光度が獲得され得るＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス（ｄｉｇｉｔａｌ  ｍｉｃｒｒｏｍｉｒｒｏｒ  ｄｅｖｉｃｅ））であり得る。ピクセル化光線源は、液晶が前方に配置される面光源を備えるＬＣＤ（液晶ディスプレイ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｏ  ｄｉｓｐｌａｙ））であり得る。液晶は、移動することで光の透過を許容し、又は阻止し、これによりピクセル化光線源が形成され得る。ピクセル化光線源は、レーザーを採用してビーム光線をスキャンシステムに送り、スキャンシステムがビームを発光団を含むシート等の波長変換装置の表面に分散させるタイプのものであり得る。
【００４４】
ピクセル化光線源は、ＥＬ（エレクトロルミネセント）光源であり得る。ＥＬ光源とは、少なくとも１つのＥＬ素子を備える個体光源（個体照明アレイ）である。ＥＬ素子の例には、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、又はポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）が含まれる。ピクセル化光線源は、半導体光源であり得る。各ＥＬ素子、又はＥＬ素子のグループが１つのピクセルを形成し得るとともに、その材料が給電されると発光し得る。ＥＬ素子は、それぞれ半導体であり得る。すなわち、そのそれぞれが少なくとも１つの半導体を含み得る。ＥＬ素子は、主に半導体から構成され得る。したがって、ピクセル化光線の１つのピクセルを形成する単数のＥＬ素子又はＥＬ素子のグループが発光する場合、発光ピクセルということができる。ＥＬ要素は、同一の基板に配設され得る、例えば基板に堆積させ得る、又は成長によって基板から延在し得る。基板は、半導体から主に構成され得る。基板は、単数又は複数の他の材料、例えば非半導体材料を含み得る。
【００４５】
ピクセル化光線源は、モノリシック半導体ＥＬ光源であり得る。光源は、例えばピクセルのモノリシックアレイであり得る。応現は、例えば、モノリシックＬＥＤアレイであり得る。モノリシックアレイは、同一の基板（例えば基板の同一面）に配置された少なくとも５０のＥＬ素子、例えば１００、１０００、又は数千を超えるＥＬ素子を備える。基板は、サファイア及び／又はシリコンを含み得る。モノリシックアレイのピクセルは、レーン又はストリートにより互いに分離され得る。したがって、モノリシックアレイは、ピクセルのグリッドを形成する。モノリシック光源は、高密度のピクセルを有する光源である。ピクセルの密度は、１平方センチメートル（ｃｍ２）当たり４００であり得る。換言すれば、第１ピクセルの中心と、この第１ピクセルに隣接する第２ピクセルの中心は、５００ミクロン（μｍ）に等しいかこれより小さい。この距離は、ピクセルピッチとも呼ばれる。
【００４６】
特にモノリシックＬＥＤアレイの場合に対応する第１の構成において、アレイのＥＬ素子のそれぞれは、互いから電気的に独立しており、アレイの他の素子から独立して光を発光したりしなかったりする。したがって、各ＥＬ素子は１つのピクセルを形成し得る。このような光源によれば、比較的簡単に高解像度が得られる。
【００４７】
第２の構成において、ＥＬ素子は、例えば、１ミリメートル未満サイズ寸法の「ロッド」の全体形状を有する。ロッドは、それぞれ、基板に直交して延在し、特に多角形状の断面を持つ円筒状の全体形状を有する。その直径は、０．５μｍ乃至２．０μｍに含まれ、好適には１μｍであり、その高さは１μｍ乃至１０μｍに含まれ、好適には８μｍであり、その照度は少なくとも６０ｃｄ／ｍｍ２であり、好適には少なくとも８０ｃｄ／ｍｍ２である。２つのすぐ隣接するロッド間の距離は、３μｍ乃至１０μｍであり、及び／又は一定である、又は可変である。ロッドは、ロッドに沿って（すなわち、基板の延長主平面に対して垂直である方向に沿って）その端部から光線を発光するように配設され得る。反動対はシリコンを含み得る。ＥＬ素子は、種々の選択的に起動可能な発光領域に分散配置され、したがって各ピクセルは１つの選択的に起動可能な領域によって形成されている。このようなピクセル化光線源は、その嵩ばりや寿命、及び非常に高い解像度を達成するという点で利点を有する。
【００４８】
ピクセル化光線源は、当該ピクセル化光線源の発光を制御するための制御ユニットに結合され得る。したがって、制御ユニットは、ピクセル化光線の生成（例えば発光）及び／又は発光装置による投射を制御（駆動）する。制御ユニットは、発光装置に組み込まれ得る。制御ユニットは、光線源に取り付けられ得る。したがって、このアセンブリは発光モジュールを形成する。制御ユニットは、プロセッサ（又は、中央演算処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）の頭文字であるＣＰＵ）を含み得る。プロセッサはメモリに結合され、メモリにはコンピュータプログラムが記憶されている。コンピュータプログラムは、本発明の方法が実行されるように光線源が制御され得るようにする信号を生成するステップをプロセッサが実施することを許容するインストラクションを有している。
【００４９】
制御ユニットは、ＥＬ素子を制御可能な電子装置を形成し得る。制御ユニットは、集積回路であり得る。電子チップとも称される集積回路は、１つ以上の電子機能を果たすとともに、例えば小型の容積部に（すなわち小型のチップに）いくつかのタイプの基本電子部品を含み得る電子部品である。これにより、回路の実行が容易となる。集積回路は、例えば、ＡＳＩＣ又はＡＳＳＰであり得る。ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ‐ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）の頭文字）は、少なくとも１つの特定用途用に開発された集積回路である。したがって、ＡＳＩＣは、特殊な（マイクロ電子）集積回路である。一般に、ＡＳＩＣは、多くの独自の、又は目的に合わせた機能を有する。ＡＳＳＰ（特定用途向け標準製品（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｓｔａｎｄａｒｄ  ｐｒｏｄｕｃｔ）の頭文字）は、全体的に標準化された用途に向けた多くの機能を有する集積（マイクロ電子）電子回路である。ＡＳＩＣは、ＡＳＳＰよりも特別な（特殊な）ニーズ用に設計される。電子装置を介して、ＥＬ光源が給電され、これによりＥＬ素子が給電される。電子装置それ自体は、例えばこれを電源に接続する少なくとも１つのコネクタを使用して給電される。電子装置は、このようにＥＬ素子に給電する。したがって、電子装置はＥＬ素子を制御することができる。
【００５０】
光学システムの種々の例を図３乃至５を参照して説明する。
【００５１】
例示としての光学システム３００、４００は、ピクセル化光線源により発光されたピクセル化光線のビームを集光して反射するように配置された第１ミラーＭ１１と、第１ミラーにより反射されたビームを反射するように配置された第２ミラーＭ１２と、第２ミラーにより反射されたビームを受光するとともに、これらのビームを反射してフィールド収差を補正するように配置された第３ミラーＭ１３とを、それぞれ備える。これらの例において、第２ミラーＭ２は、実質的に瞳位置に配置され、第１ミラーＭ１１により反射された全てのビームを受光する。第１ミラーＭ１１、第２ミラーＭ１２、及び第３ミラーＭ１３は、自由曲面（フリーフォーム）ミラーである。第１ミラーＭ１１は凹状である。これらの例において、光学システムは、他にミラーを有さない。以下の説明は他のケースにも適用されるが、特に光学システムが１つ以上の他のミラーを有するケースに適用される。
【００５２】
図３に示す第１の構成において、光学システム３００は中空構造を有している。本例において、Ｍ１１、Ｍ１２及びＭ１３は全て分離している。変形例として、単独の中空構造体が想定され得る。各グループ又は各ミラーは、図示しない手段によって他のものとは別個に発光装置内に保持され得る。このような中空構造により、軽量の光学システム３００を得ることができる。Ｍ１１は、ピクセル化光線源３２２により発光されたピクセル化光線のビームを集光して反射するように配置されている。光学システムの構造はオープンであるため、いかなる閉塞要素もこの集光を妨げない。Ｍ１２は、Ｍ１１により反射されたビームを反射するように配置され、Ｍ１３は、これらのビームを受光し、コリメーションを実施してピクセル化光線３６０を投射するように配置される。第３ミラーＭ１３は、ピクセル化光線３６０のコリメーションを実施して、これを道路に投射するように配置されている。
【００５３】
これに対して、図４の斜視図及び図５の対称鉛直平面に沿った図に示す第２の構成において、光学システム４００はモノリシック構造を有している。ミラーＭ１１、Ｍ１２及びＭ１３は、単独部品４０２、すなわち一体構造部品を形成する。これにより、ミラーが互いに対する調整からずれることが防止され、最初の調整（例えば工場での調整）が安定したままであることが達成され得る。
【００５４】
単独部品４０２は透明な材料から構成され得るとともに、ミラーＭ１１、Ｍ１２及びＭ１３のうちの１つ、いくつか、又は全てを形成するアルミニウムで被覆された反射面を設けられ得る。これにより製造が単純となり得る。なぜならば、光ビームが入射する４０２の壁の配置を考慮する必要がないからである。製造において、ミラーＭ１１、Ｍ１２及びＭ１３を形成するアルミニウムで被覆された反射面の配置に関する製造上の制約しかないであろう。
【００５５】
この第２の構成において、光学システム４００は、入射面５８２と、出射面５８４とを備える。ピクセル化光線源５２２により発光されたピクセル化光線は、入射面５８２を介して入射し、ミラーＭ１１、Ｍ１２及びＭ１３により反射され、出射面５８４がビームのコリメーションを実施して、ピクセル化光線を道路上に出射する。入射面５８２と出射面５８４のうちのいずれか一方又は両方は、フィールド収差を補正するように配置され得る。これにより、性能が全体として向上する。
【００５６】
例えば（上述の文書ＵＳ２０１２０３８８１２Ａに記載のような）ＴＭＡの分野において公知の設計に基づいて、上述の例のうちの１つ及び／又は構成のうちの１つによる発光自動車両装置に適した光学システムを、光学システムの以下の仕様を限定事項として設定しつつ設計することが可能である。すなわち、１０°（例えば＋／−５°、記号「＋／−」は中央方向に対する）より大きい投射フィールド高さ（すなわち、鉛直平面に投射されたピクセル化光線の最大角度）、４０°（例えば＋／−２０°）より大きい投射フィールド幅（すなわち、水平平面に投射されたピクセル化光線の最大角度）、３より低い集光力（すなわちｆ／Ｄ）、（少なくとも投射フィールドの中央の領域における）０．５°より低い解像力、及び３００ｍｍより小さい光学システムの最大寸法（すなわち、外側寸法）。最大寸法とは、光学システムを収容可能な最小の理論的平行六面体の長さ（例えば、図５の光学システム４００についての長さＨ）であり得る。
【００５７】
これにより、ピクセル化光線源が高解像度を有し且つ光線が最大解像度を十分に使用した詳細なものであっても、発光自動車両装置に組み込まれるのに適した寸法を有する光学システムであって、発光装置のピクセル化光線源により発光されたピクセル化光線の投射において優れた品質を保証する光学システムを得ることが可能となる。特に、０．５°より低い解像力、及び３より低いｆ／Ｄは、ＴＭＡの光学システムについて比較的低い仕様であるが、目標とされる用途には十分である。このように仕様が限定的でないことにより、目標とされる用途の投射フィールド及び寸法に関する限定事項を順守することが可能である。
【００５８】
以下の限定事項のうちの１つ以上を追加することで更に品質を向上させることが可能である。すなわち、約＋／−１５°以上の投射フィールド高さ、＋／−４０°以上の投射フィールド幅、投射フィールドの全てに対する０．１５°より高い解像力、投射フィールドの中央の領域における０．０８°より高い又は約０．０８°の解像力、約０．８のｆ／Ｄ、及び／又は約１００×１００×２５０ミリメートルの寸法。
【００５９】
比較として、図１のＴＭＡの光学システム１０２は、＋／−０．８５°の視野幅、＋／−０．３°の視野高さ、約０．００００５°の解像力、約２４のｆ／Ｄを有し得るとともに、これらの限定事項を満たすように数メートルの最大寸法を有し得る。このような寸法のＴＭＡは、自動車という文脈における発光装置によるピクセル化光線の投射には不向きである。
【００６０】
図６は、上記の仕様に基づいて実施されたシミュレーションを示す。各結果について、ビームの幾何学的な分散プロットが、光学システムの性能を表示する。図示のように、投射された像の解像度は、約２ミリ‐ラド＝０．４５ラド×１４ラドの全フィールドに対して０．１°＝２５°×８０°である。これは、本発明が提案する光学システムが高解像度のピクセル化光線の投射にまさに適しているということを示す。
【００６１】
図６の結果により、光学システムは、（場合により約３０％の）変形収差を有し得ることも理解される。これは像のヘーズではなく変形に関するものなので、このタイプの収差は、光線源により発光されて投射されるパターンの形状を修正することでデジタル的に補償され得る。
【００６２】
図７は、このようなデジタル的補償がなされることを可能とする上述のような発光装置によるピクセル化光線の投射のための方法の一例を示す。
【００６３】
本方法は、ピクセル化光線の投射により投射された光の分散（すなわちマップ）に対してセットポイントを設ける工程Ｓ１０を備える。換言すれば、例えばピクセル化光線源の制御ユニットを介して、シーン上に所望の時間的及び／又は空間的発光値の分散を生成する光線がリクエストされる。
【００６４】
次いで、本方法は、セットポイントに対応するピクセル化光線源上の光度の分布が制御ユニットにより決定され、光の分散の歪みが光学システムにより補償される工程を備える。換言すれば、リクエストされた光の分散がシーン上で達成されるように、制御ユニットは、それがリクエストしなければならない光度の空間的及び／又は時間的分散がどのようなものであるかを決定する。しかしながら、これを実現することに代えて、発光ピクセルの投射の完全逆数を計算することにより、制御ユニットは、光学システムの計算における歪みを考慮する。特に、シーンのピクセルと光線源のピクセルとの対応関係を構築するように、制御ユニットは、１つ以上の歪みパラメータを考慮する。例えば、本方法は、光学システムの名目歪みを使用して反対の変形を生成し得る。この補償を図８に示す。図８は、ピクセル化光線源８２２上のシーンのピクセルの矩形グリッドの、変形を考慮しない投射８０４を示す。投射を考慮することにより、制御ユニットは、投射８０４に対応する分散ではなく、光度の分散８０２をリクエストしなければならないことを判断する。
【００６５】
次いで、制御ユニットが決定された光度の分散を有するピクセル化光線のピクセル化光線源による発光を制御し得る工程Ｓ３０となる。したがって、光学システムが光線源により発光されたピクセル化光線を、計算で得られた良好な像を導く歪みを以て投射する工程Ｓ４０となる
【００６６】
図９は、ピクセル化光線源を備える発光モジュールの概略例を示す。発光装置は、このような発光モジュールを備え得る。発光モジュール２０は、高密度モノリシックＥＬ光源２２と、光源２２を保持する印刷回路基板すなわちＰＣＢ２５と、モノリシック光源２２のＥＬ素子を制御する制御ユニット２７とを備える。ＰＣＢ以外のホルダが想定され得る。制御ユニット２７は、他の場所、更には発光モジュール２０の外部にあってもよい。制御ユニット２７は、ＡＳＩＣとして示されているが、他のタイプの制御ユニットでも発光モジュールの機能を実行し得る。
【００６７】
図１０は、車両によるピクセル化光線の投射の概略例を斜視図にて示す。自動車両１は、２つのライト４を設けられている。ライト４のうちの一方又はそれぞれが、ピクセル化光線１０を車両１の前方に位置するシーン５に投射するように構成された少なくとも１つの発光装置７を備える。ピクセル化光線１０は、本例において全体照明６を形成するように構成されている。全体照明６は、規定に従うものである。ピクセル化光線１０は、パターン９も形成するように構成されている。パターン９の照度も規定に従うものである。本例において、この照度は、その周囲の第１セグメント９の照度より高く、このため正のコントラストによって見ることができるものとされる。パターン９は、本例において、ドライバーを支援する記号やテキストの情報を含む像である。具体的には、像９は車両の速度に関する。或いは、発光装置７は、伝達情報や、更には車両１のドライバーを案内する情報を投射し得る。装置７は、他の例において、他のパターンを投射し得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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