(57)【要約】  説明する例において、ＤＭＤ（１０４０）がマイクロミラーを含む。第１の光源（１０２２）が、ＤＭＤ（１０４０）のマイクロミラーの第１のセットを照明する第１のビームプロファイルを生成する。第２の光源（１０２４）が、ＤＭＤ（１０４０）のマイクロミラーの第２のセットを照明する第２のビームプロファイルを生成する。第１及び第２のビームプロファイルは、ＤＭＤ（１０４０）の少なくともいくつかのマイクロミラー上で部分的に重なる。第１の光源（１０２２）は、感知される走行条件に応答してパワー及び明るさを調節するために、第２の光源（１０２４）とは独立してソース変調される。ＤＭＤ（１０４０）のマイクロミラーは、感知された走行条件に応答して変調される。
2019521910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
マイクロミラーを含むＤＭＤ、及び
前記ＤＭＤのマイクロミラーを照明するための光源であって、前記ＤＭＤのマイクロミラーの第１のセットを照明する第１のビームプロファイルを生成するための第１の光源と、前記ＤＭＤのマイクロミラーの第２のセットを照明する第２のビームプロファイルを生成するための第２の光源とを含む、前記光源、
を含み、
前記第１及び第２のビームプロファイルが、前記ＤＭＤの少なくともいくつかのマイクロミラー上で部分的に重なり、前記第１の光源が、感知される走行条件に応答してパワー及び明るさを調節するために前記第２の光源とは独立してソース変調され、前記ＤＭＤの前記マイクロミラーが、前記感知された走行条件に応答して変調される、
装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、前記光源が、前記ＤＭＤのマイクロミラーの第３のセットを照明する第３のビームプロファイルを生成するための第３の光源を含み、前記第２及び第３のビームプロファイルが、前記ＤＭＤのマイクロミラー上で重なり、前記第３の光源が、前記感知された走行条件に応答してパワー及び明るさを調節するために前記第１及び第２の光源とは独立してソース変調される、装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置であって、前記第１の光源が、前記感知された走行条件が左旋回であることに応答して、パワー及び明るさを調節するためにソース変調され、前記第３の光源が、前記感知された走行条件が右旋回であることに応答して、パワー及び明るさを調節するためにソース変調され、前記ＤＭＤの前記マイクロミラーが、前記感知された走行条件が左又は右旋回であることに応答して変調される、装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置であって、前記ＤＭＤの前記マイクロミラーからの反射光を収集するために、投影光学系によって形成される投影瞳が、前記第１、第２、及び第３のビームプロファイルによってスパースに満たされ、前記ＤＭＤのエタンデュ（etendue）がスパースに満たされる、装置。
【請求項５】
請求項２に記載の装置であって、前記光源が、前記ＤＭＤのマイクロミラーを照明するそれぞれの第４、第５、及び第６のビームプロファイルを生成するための第４、第５、及び第６の光源を含み、前記第４、第５、及び第６のビームプロファイルの近接するペアが、前記ＤＭＤのマイクロミラー上で部分的に重なり、各光源が、感知される走行条件に応答してパワー及び明るさを調節するために前記他の光源とは独立してソース変調される、装置。
【請求項６】
請求項３に記載の装置であって、前記光源の各々が、発光ダイオード、レーザ、及びレーザ照明蛍光体のうちの１つである、装置。
【請求項７】
請求項２に記載の装置であって、前記ＤＭＤのアクティブ表面より上方に配置されるミラーを含み、前記光源のうちの一つ又は複数が前記ＤＭＤの前記アクティブ表面より下方に配置され、前記光源のうちの前記一つ又は複数が前記ミラーを照射するために前記ＤＭＤの前記アクティブ表面より下にあり、前記ミラーが前記ＤＭＤの前記ミラー上に入射光を反射するように配置される、装置。
【請求項８】
請求項２に記載の装置であって、それぞれの光源から前記ＤＭＤの前記マイクロミラーに向かう光をコリメート、ビーム整形、及び集束するための、照明光学要素の第１、第２、及び第３のセットを含み、前記光源の各々が、前記ＤＭＤの前記マイクロミラーの方を向くように傾斜される、装置。
【請求項９】
請求項２に記載の装置であって、前記第１、第２、及び第３の光源から前記ＤＭＤの前記マイクロミラーに向かう光をコリメート、ビーム整形、及び集束するための、照明光学要素のセットを含み、前記光源の各々が、前記ＤＭＤの前記マイクロミラーの方を向くように傾斜される、装置。
【請求項１０】
請求項２に記載の装置であって、前記第１、第２、及び第３の光源から前記ＤＭＤの前記マイクロミラーに向かう光をコリメート、ビーム整形、及び集束するための、照明光学要素のセットを含み、前記光源の各々が、前記ＤＭＤの前記マイクロミラーを照明するために、前記ＤＭＤの平面に平行な平面に配置される、装置。
【請求項１１】
システムであって、
マイクロミラーを含むＤＭＤ、
前記ＤＭＤのマイクロミラーの第１のセットを照明する第１のビームプロファイルを生成するための第１の光源、
前記ＤＭＤのマイクロミラーの第２のセットを照明する第２のビームプロファイルを生成するための第２の光源であって、前記第１及び第２のビームプロファイルが前記ＤＭＤのマイクロミラー上で部分的に重なる、前記第２の光源、
前記ＤＭＤのマイクロミラーの第３のセットを照明する第３のビームプロファイルを生成するための第３の光源であって、前記第２及び第３のビームプロファイルが前記ＤＭＤのマイクロミラー上で部分的に重なる、前記第３の光源、及び、
前記第１の光源から前記ＤＭＤ上に光を反射させるため、及び前記第３の光源から前記ＤＭＤ上に光を反射させるためのミラー、
を含む、システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムであって、前記ＤＭＤのマイクロミラーからの反射光を収集するために投影光学系によって形成される投影瞳が、前記第１、第２、及び第３のビームプロファイルによってスパースに満たされ、前記ＤＭＤのエタンデュがスパースに満たされる、システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムであって、照明光学要素が、近接ビームのビームプロファイルを部分的に重ねるように配置される、システム。
【請求項１４】
請求項１１に記載のシステムであって、第１の光源からの光が、前記ＤＭＤのマイクロミラーが第１のミラー位置にあるとき投影レンズ内へ操向され、前記ＤＭＤの前記マイクロミラーが第２のミラー位置にあるとき、前記投影レンズから離れて操向され、第２の光源からの光が、前記ＤＭＤの前記マイクロミラーが前記第２のミラー位置にあるとき、前記レンズ内へ操向され、前記ＤＭＤの前記マイクロミラーが前記第１のミラー位置にあるとき、前記投影レンズから離れて操向され、前記ＤＭＤの前記マイクロミラーが、前記第１と第２のミラー位置を交互にするようにデューティサイクルされる、システム。
【請求項１５】
請求項１１に記載のシステムであって、前記ミラーが、非対称Ｆ（焦点長さ）値に従って入射光を反射させるための凹面ミラーである、システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のシステムであって、前記ミラーが、前記第２の光源からの光を前記ＤＭＤ上に反射させるためのものである、システム。
【請求項１７】
請求項１１に記載のシステムであって、光を、前記ＤＭＤ上に入射するように又は前記ＤＭＤによって反射されるように、部分的に制約するように結合される、スパース開口を含む、システム。
【請求項１８】
請求項１１に記載のシステムであって、
感知される走行条件を感知するための入力電子機器、及び、
感知される走行条件に応答してパワー及び明るさを調節するために、前記第２及び第３の光源とは独立して前記第１の光源をソース変調するための、プロセッサ、
を含む、システム。
【請求項１９】
方法であって、
ＤＭＤのマイクロミラーの第１のセットを照明するために、第１の光源から第１のビームプロファイルを生成すること、
前記ＤＭＤのマイクロミラーの第２のセットを照明するために、第２の光源から第２のビームプロファイルを生成することであって、前記第１のビームプロファイル及び前記第２のビームプロファイルが前記ＤＭＤ上で重なる、前記第２のビームプロファイルを生成すること、
前記ＤＭＤのマイクロミラーの第３のセットを照明するために、第３の光源から第３のビームプロファイルを生成することであって、前記第２のビームプロファイル及び前記第３のビームプロファイルが前記ＤＭＤ上で重なる、前記第３のビームプロファイルを生成すること、
感知される走行条件に応答してパワー及び明るさを調節するために、前記第２及び第３の光源とは独立して前記第１の光源を変調すること、
を含む、方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、前記第１の光源からの光を前記ＤＭＤ上に反射させること、及び、前記第３の光源からの光を前記ＤＭＤ上にと反射させること、
を更に含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
いくつかのライティングシステムにおいて、投影のための光はランプ又はレーザからの光の放射によって提供される。放射光はしばしば、特定のエリアを照明するための投影のために反射及び集束される。放射光は、白色相関（白色）色温度を有し得、そのため、車両運転時の暗い道路の照明などの照明のために白色光が投影される。いくつかの車両はハンドルをヘッドライトアセンブリに機械的に結合し、そのため、投影された光は、車両が曲がる方向に従って、真正面（例えば、車両の前面に垂直）から左又は右のいずれかの向きに方向変換される。しかしながら、こうしたシステムは、しばしば煩雑であり、ヘッドライトアセンブリ全体を旋回させるために十分な面積を必要とする。また、操向可能な（steerable）ヘッドライトアセンブリの適切な動作のために、付加的な較正手順及び／又は動作パワーが必要となる可能性もある。
【発明の概要】
【０００２】
説明する例において、ＤＭＤがマイクロミラーを含む。第１の光源が、ＤＭＤのマイクロミラーの第１のセットを照明する第１のビームプロファイルを生成する。第２の光源が、ＤＭＤのマイクロミラーの第２のセットを照明する第２のビームプロファイルを生成する。第１及び第２のビームプロファイルは、ＤＭＤの少なくともいくつかのマイクロミラー上で部分的に重なる。第１の光源は、感知される走行条件に応答してパワー及び明るさを調節するために、第２の光源とは独立してソース変調される。ＤＭＤのマイクロミラーは、感知された走行条件に応答して変調される。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】準スパース照明を用いるビームステアリングのためのヘッドライトアセンブリの正投影図である。
【０００４】
【図２Ａ】準スパース照明を用いるビームステアリングのためのヘッドライトアセンブリの上面図である。
【０００５】
【図２Ｂ】準スパース照明を用いるビームステアリングのためのヘッドライトアセンブリの側面図である。
【０００６】
【図３】準スパース照明を用いるソース変調ビームステアリングのためのＤＭＤ光学的にアクティブな表面の放射照度プロットを示すグラフのグループである。
【０００７】
【図４Ａ】第１の投影開口の内側マージンの図である。
【０００８】
【図４Ｂ】第２の投影開口の内側マージンの図である。
【０００９】
【図４Ｃ】照明開口の内側マージンの図である。
【００１０】
【図４Ｄ】照明及び／又は投影開口の図である。
【００１１】
【図５Ａ】複数の光源から重なり合わないビームを生成する、ＤＭＤを照明するためのシステムの図である。
【００１２】
【図５Ｂ】複数の光源から部分的に重なるビームを生成する、ＤＭＤを照明するためのシステムの図である。
【００１３】
【図５Ｃ】複数の光源から完全に重なるビームを生成する、ＤＭＤを照明するためのシステムの図である。
【００１４】
【図６】同じ側の光源からの準スパース照明を用いるソース変調ビームステアリングのためのヘッドライトアセンブリの側面図である。
【００１５】
【図７】ＤＭＤを照明するための部分的に重なるビーム生成のための、独立して配置及び配向された光源のための複数の集光レンズの図である。
【００１６】
【図８】ＤＭＤを照明するための部分的に重なるビーム生成のための、独立して配置及び配向された光源のための単一の集光レンズの図である。
【００１７】
【図９】ＤＭＤを照明するための部分的に重なるビーム生成のための、平面光源のための単一の集光レンズの図である。
【００１８】
【図１０】直接及び間接光源からの準スパース照明を用いるビームステアリングのためのヘッドライトアセンブリの側面図である。
【００１９】
【図１１】ソース変調ビームステアリングのための車両システムのブロック図である。
【００２０】
【図１２Ａ】車両が直進走行しているときのビームステアリングの（車両から見た）図である。
【００２１】
【図１２Ｂ】車両が緩やかに曲がるときのビームステアリングの（車両から見た）図である。
【００２２】
【図１２Ｃ】車両がより鋭く曲がるときのビームステアリングの（車両から見た）図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本説明において、（ａ）「部分」という用語は、全体部分又は全体部分よりも少ない一部分を含み得、（ｂ）「パッケージ」という用語は、外側環境からシールされた局所環境におけるダイ、ウェーハ、又は微小機械デバイスなどの、基板又はシールされた容器を含み得、（ｃ）「スパース」という用語は、瞳の部分的に照明されるエリア（例えば、照射されるエリア）を含み得、（ｄ）「光学要素」という用語は、レンズ、ミラー、又はその両方を含み得る。
【００２４】
多くの照明システムにおいて、局所的に生成される光のビームがレンズを介して放物線状に反射及び集束され、そのため、特定のエリアが照明される。多くの車両において、ヘッドライトアセンブリが、ランプ、大規模放物面リフレクタ、及びレンズを含む。ヘッドライトアセンブリは、車両のハンドルの制御運動に応答して、（例えば、車両シャーシに対して）局所的に旋回される。例えば、機械的連携及び／又はヘッドライトアセンブリモータが、ハンドルの通常回転運動に応答してヘッドライトアセンブリを旋回させ得、そのため、光のビームは、車両のシャーシに対して固定位置及び向きで取り付けられるハイライトに比べて、より大きな自由度で方向付けられ得る。
【００２５】
これに対して、例示の実施形態は、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、及び、ＤＭＤを含むヘッドライトアセンブリの向きとは独立して光ビームを操向するための制御可能な光源を含む。例えば、光ビームは、車両のハンドルの回転度の指示に応答して操向され得る。独立して操向可能な個々のマイクロミラーは、ハンドルの回転に応答して動的に向けられ得る。更に、ＤＭＤを照明するための制御可能な光源の明るさ（例えば、輝度）は個々に制御（例えば、調節）され得、そのため、選択される方位角について光ビームの明るさを低減することにより、パワーが節約され得る。
【００２６】
例示の実施形態において、個々に制御されるランプは、（例えば、準スパース照明における）ＤＭＤの光学的にアクティブな部分の部分的に重なる部分を選択的に照明するように配置される。準スパース照明において、ＤＭＤから反射される光によって照明されるシーンの部分は、（例えば、異なる光源からの光を集束させることによって）他の部分よりも選択的に明るく照明される。したがって、こういった部分的な重なりは、空間ドメイン及び角ドメインにおいて決定され得る。例えば、個々に制御される光源は、対応する光源に印加されるパワーを調整すること（例えば、オン、オフ、又はそれらの間の様々なレベル）によって独立して制御され得る。したがって、それぞれの光源を独立して制御することが、特定のＤＭＤエリアへの（例えば、そうでなければ道路ではない表面エリアに投影されることになる）照明を低減することによってパワーを節約する（及び熱放散を低減する）ことができる。
【００２７】
例示の実施形態において、マイクロミラーは、走行条件の一つ又は複数の指示に応答して光のビームを整形するために、ＯＮ又はＯＦＦを迅速に切り替えることができる。例えば、こういった指示は、全地球測位システム（ＧＰＳ）データ、及び車両内のセンサ（ＬｉＤＡＲ、レーダ、カメラ、及び車両間安全システムなど）からの情報に基づいて、予測アルゴリズムによって個別に又は集合的に生成され得る。ヘッドライトビーム整形は、対向車が検出されたとき、路面に対してより高いピーク輝度を送達するためにヘッドライトビームを下方に操向すること、まだ走行していない道路のカーブに追従してより高いピーク輝度を送達するために予測される車両経路をマッピングすること、及び、対向車の運転者の目を「くらませる」可能性の高い照明パターンからヘッドライトビームをそらすことなどの適用例を含み得る。光源が相互に独立して変調されるビームステアリング（例えば、選択的な多軸ビームステアリングの場合）によって、パワーを節約し、その車両、対向車、歩行者、及び、他の生物又は物体の安全性を高めることが可能である。
【００２８】
例示の実施形態において、一つ又は複数の個々に制御される光源は、ＤＭＤの選択部分を反射的に照明するための凹面ミラーに向かって投影するために発光するように配置される。例えば、一つ又は複数の個々に制御されるランプが、凹面ミラーの、異なるが重なる部分を照明し、そのため、ＤＭＤの異なる（が概して重なり合う）光学的にアクティブな部分が照明される。こうした配置によって、個々に制御されたランプをＤＭＤのより近くに配置できるので、構成要素のコンパクトな配置が容易になる。ヘッドライトアセンブリのコスト、複雑さ、及びスペースの要件を削減するためにコンパクトな配置を用いることができる。
【００２９】
図１は、準スパース照明を用いるビームステアリングのためのヘッドライトアセンブリの正投影図である。ヘッドライトアセンブリ１００は、概して、ヘッドライトアセンブリケーシング１１０（レンズケーシング１１２を含む）、光源１２０、１２２、及び１２４、光源レンズ１３０、１３２、及び１３４、ＤＭＤ１４０（パッケージ／基板１４２に取り付けられる）、凹面ミラー１５０、オプションの非対称開口１６０、並びに、軸１９０に関した投影のためのコリメートされた光を集束するために含める投影レンズ（１７０及び１８０）（例えば、図１に示すように、中心に位置するか、或いは軸１９０の左又は右、及び／又は、上方又は下方にバイアスされる）を含む。
【００３０】
光源１２０、１２２、及び１２４は、白熱電球、ハロゲン又はキセノンランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイ、及び／又は（例えば、選択周波数の光を発するために蛍光面を励起させるための）レーザダイオードなど、相互に独立して制御可能なランプとし得る。光源１２０、１２２、及び１２４は、様々な発光部が個々に及び選択的に制御され得る、別々の基板又は同じ基板において形成され得る。光源１２０、１２２、及び１２４は、通常、同じ色（例えば、高速道路のヘッドライト適用例の場合は白色）であるが、いくつかの適用例が、変化する適用例における加法的（又は減法的）な色合成のために、相互に異なる色及び／又は色温度のランプを含み得る。３つの光源が記載されているが、様々な実施形態が、より精細に制御されるビームステアリングのためのより精細なソース変調を達成するために、１００個もの又はそれ以上の、独立して制御される光源を含む。
【００３１】
光源１２０、１２２、及び１２４は、光源レンズ１３０、１３２、及び１３４による方向集束のための光を生成するように配置される。光源レンズ１３０、１３２、及び１３４は、光源１２０、１２２、及び１２４のそれぞれ１つからの入射光を、（ａ）直接ＤＭＤ１４０に向かって、又は（ｂ）図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、凹面ミラー１５０を介してＤＭＤ１４０に向かって、方向付けされる概して平行な（例えばコリメートされた）光線に屈折させるための凹面を含む。
【００３２】
凹面ミラー１５０は、通常、内向きに湾曲した（例えば、折り畳まれた）反射面を含む、複雑な幾何学形状（例えば、双円錐内面）であり、そのため、入射光は、ＤＭＤ１４０の光学的にアクティブな表面上での収集のために収束光線に反射される。ミラーの形状は、光源１２０、１２２、及び１２４の各々からの光を集束させるように配置される。各光源は、マイクロミラーのそれぞれのセットに関連付けられる（例えば、照明するように配置される）。マイクロミラーのそれぞれのセットは部分的に重なっているため、それぞれのセットが、それぞれのセットのうちの別の１つといくつかのマイクロミラーを共有し得る。
【００３３】
ミラーの形状及び光源１２０、１２２、及び１２４の配置は、ＤＭＤ１４０の光学的にアクティブな表面全体を全般的に照明するように、又は、ＤＭＤ１４０の光学的にアクティブな表面の特定の部分（例えば、中央から左部分又は中央から右部分）をより明るく照明するように配置される（例えば、図３を参照）。ＤＭＤ１４０の光学的にアクティブな表面部分の照明の相対的な度合は、光源１２０、１２２、及び１２４の各々によって生成される光の量（例えば、輝度）を個々に制御することによって制御され得る。選択される光源１２０、１２２、及び１２４からの光は、空間ドメイン及び角ドメインにおいて部分的に重なるビームプロファイルを生成するための照明光学系に光学的に結合される。部分的に重なるビームプロファイルにより、瞳がスパースに満たされ（例えば、スパースに照明され）、そのため、ＤＭＤ１４０の光学的にアクティブな表面の選択部分から反射された光が、選択される（例えば、予測方位角によって選択される）方位角に基づいてシーンの一部を照明する。部分的に重なるビームプロファイルは、単一の光源によって生成される明るさよりも強い明るさも生成する。
【００３４】
一実施形態において、ＤＭＤ１４０は、ロー及びコラムに配される反射要素（例えば、マイクロミラー）の２次元アレイを含み、こうした反射要素の各々は、「ピクセル」（例えば、投影のための集束された光ビームの特定の部分を個々に制御するためのマイクロミラー）に関して照明を制御する。反射要素は、集束された光ビームが投影レンズ１８０の後（例えば、ＤＭＤ側）面と遭遇する角度及びロケーションを選択的に制御する。
【００３５】
ＤＭＤ１４０の反射要素は、投影ビームを光学的に操向するためのプロセッサ（例えば、図１１を参照）に個々に応答している。投影ビームは、個々の光源１２０、１２２、及び１２４の明るさの度合を個々に制御することによっても操向され得る。したがって、投影ビームは、個々の光源１２０、１２２、及び１２４の明るさの度合を個々に制御すること、及び／又は、個々のマイクロミラーを（集合的又は個々に）制御することによって操向され得る。個々の光源１２０、１２２、及び１２４の明るさが調節（例えば、低減）されるとき、パワーは節約される。
【００３６】
１軸マイクロミラーを含む実施形態において、各ピクセルが左右に操向され得、そのため、特定のマイクロミラーからのビームを、完全に投影光学系から離れるように向けることができる（例えば、投影レンズ１８０及びライトトラップ内へ、そのため、特定のマイクロミラーからのビームは投影されない）か、或いは、投影レンズ１８０上の選択ロケーションに向けることができる（例えば、そのため、特定のマイクロミラーからのビームが、左、中央、又は投影の軸１９０の左に投影され得る）。
【００３７】
ＤＭＤ１４０によって反射されたピクセル光線は、すべての投影された光の明るさ及びコントラスト比を制御するために、オプションの非対称開口１６０を介して内部に投影される。概して、開口が狭い場合、照明される対象のコントラスト比は増加し、全体の明るさは減少する。開口が広い場合、コントラスト比は減少し、全体の明るさは増加する（例えば、図４を参照）。
【００３８】
ＤＭＤ１４０によって反射されたピクセル光線は投影され、コーンは、（例えば、いかなるレンズも再位置決め又は再配向せずに）投影の軸１９０に関して水平又は垂直に操向され得る。ＤＭＤ１４０によって反射されるピクセル光線の投影は、走行条件、予測アルゴリズム、及び、（例えば、歩行者のマスキングのための）ミラーのＤＭＤ変調と連動する光源の相互に独立した変調の、様々な組み合わせに応答して、投影され得る。
【００３９】
ヘッドライトアセンブリ１００の例示の実施形態を、下記において、上面図セクション（図２Ａ）及び側面図セクション（図２Ｂ）に関して説明する。
【００４０】
図２Ａは、準スパース照明を用いるビームステアリングのためのヘッドライトアセンブリの上面図である。ヘッドライトアセンブリ２００は、ヘッドライトアセンブリ１００などのヘッドライトアセンブリであり、概して、ヘッドライト光源１２０、１２２、及び１２４、光源レンズ１３０、１３２、及び１３４、（基板１４２に取り付けられる）ＤＭＤ１４０、凹面ミラー１５０、オプションの非対称開口１６０、並びに、軸１９０に関した投影のためのコリメートされた光を集束するための投影レンズ１７０及び１８０（図１に示すように、中心に位置するか、或いは軸１９０の左又は右、及び／又は、上方又は下方にバイアスされる）を含む。
【００４１】
上記で説明したように、光源１２０、１２２、及び１２４は、互いに独立してソース変調されるランプである。光源１２０、１２２、及び１２４は、光源レンズ１３０、１３２、及び１３４によって、双円錐ミラー１５０を介してＤＭＤ１４０に向かって方向集束するための光を生成するように配置される。図３に関して下記で説明するように、光源１２０、１２２、及び１２４は、（凹面ミラー１５０の動作に連動して）光を生成するように配置され、そのため、ＤＭＤは、それぞれの光源からの部分的に重なるビームパターンと共に、概して均一に照明される。図２Ａの例において、（断面において、投影レンズ１８０を出るように示される）投影される光ビームは投影の軸１９０を中心としているため、光源１２０、１２２、及び１２４を（互いに独立して）ソース変調することによる投影ビームの操向に対する寄与は、相対的に最小である。
【００４２】
図２Ｂは、準スパース照明を用いるビームステアリングのためのヘッドライトアセンブリの側面図である。ヘッドライトアセンブリ２００は、ヘッドライトアセンブリ１００などのヘッドライトアセンブリであり、概して、光源１２０、１２２、及び１２４、光源レンズ１３０、１３２、及び１３４、（基板１４２に取り付けられる）ＤＭＤ１４０、凹面ミラー１５０、オプションの非対称開口１６０、軸１９０に関して投影のためにコリメートされた光を集束するための投影レンズ１７０及び１８０を含む。
【００４３】
上記で説明したように、ＤＭＤ１４０の各ピクセル光線は、左及び右又は上及び下に操向され得、そのため、特定のミラーからのビームを、完全に投影レンズ１８０から離れて、又は投影レンズ１９０上の選択されるロケーションに、向けることができる。例えば、「デジタル」ＤＭＤミラーは、２つの状態ＯＮ（＋１２度）及びＯＦＦ（−１２度）のうちの１つであり得、したがって、ビームはＤＭＤデバイスの向きに応じて左右軸又は上下軸に沿って操向され得る。
【００４４】
図３は、準スパース照明を用いるソース変調ビームステアリングのためのＤＭＤ光学的アクティブ表面の放射照度プロットを示すグラフのグループである。例えば、ＤＭＤ（ＤＭＤ１４０など）の表面は、照明される表面３１０、３２０、及び３３０を含み、これらの表面は、これらの表面３１０、３２０、及び３３０を照明するためのそれぞれの光源（例えば、１２０、１２２、及び１２４）の寄与を示す。左、中央、及び右のグラフ３００は、それぞれの光源によって寄与される放射照度の中心点（例えば、１次元中心点）を示すためのそれぞれの方位角を含む。
【００４５】
一実施形態において、ＤＭＤは大規模ＤＭＤであり得、そのため、公道上で車両のヘッドライトが必要とする明るさなど、ターゲットアプリケーションに十分なエタンデュを提供するために複数の白色ＬＥＤが配置され得る。ＤＭＤは、２：１のアスペクト比を含み、このアスペクト比は、ヘッドライトビームとして投影するために許容し得る視野での高いピーク輝度を達成するために十分なエタンデュ（etendue）を提供するための、ＬＥＤの横並び配置を容易にする。
【００４６】
一実施形態において、準スパース照明アーキテクチャが、ＤＭＤの中心近くに高いピーク輝度を生成するための個別に制御可能なＬＥＤからの部分的に重なる光ビームの寄与を含む。準スパース照明ベースのビームステアリングは、個々のＬＥＤへのそれぞれの入力電流を変化させることにより、各々部分的に重なるビームの寄与を変化させることによって達成され得る。したがって、多様な道路条件において走行しているときの平均電力消費量が２０パーセント以上削減され得、ヘッドライトアセンブリにおける熱負荷が低減され得、ＬＥＤ寿命が増大され得（及び信頼性が向上され得）、及び、ビームの視野の縁部での黄変アーチファクトが低減され得る。
【００４７】
準スパース照明ベースのビームステアリングは、個々のＬＥＤへのそれぞれの入力電流を変化させることにより、左、中央、及び右の部分的に重なるビームの寄与を変化させることによって達成され得る。例えば、照明される表面３１０は、方位角３１２の下が中心となる照明されるスポットを含む。曲線３１４は、左から右へと延在する、照明された表面３１０の中心における水平線の照明の度合を示す。方位角３１２は、曲線３１４の下から中心点の左側へのエリアが曲線３１４の下から中心点の右側へのエリアに等しい、曲線３１４上の中心点に関連付けられる。
【００４８】
照明された表面３２０は、方位角３２２の下が中心となる照明されるスポットを含む。曲線３２４は、左から右へと延在する、照明された表面３２０の中心における水平線の照明の度合を示す。方位角３２２は、曲線３２４の下から中心点の左側へのエリアが曲線３２４の下から中心点の右側へのエリアに等しい、曲線３２４上の中心点に関連付けられる。
【００４９】
照明された表面３２０は、方位角３２２の下が中心となる照明されるスポットを含む。曲線３２４は、左から右へと延在する、照明された表面３２０の中心における水平線の照明の度合を示す。方位角３２２は、曲線３２４の下から中心点の左側へのエリアが曲線３２４の下から中心点の右側へのエリアに等しい、曲線３２４上の中心点に関連付けられる。
【００５０】
照明された表面３３０は、方位角３３２の下が中心となる照明されるスポットを含む。曲線３３４は、左から右へと延在する、照明された表面３３０の中心における水平線の照明の度合を示す。方位角３３２は、曲線３３４の下から中心点の左側へのエリアが曲線３３４の下から中心点の右側へのエリアに等しい、曲線３３４上の中心点に関連付けられる。
【００５１】
したがって、左、中央、及び右のＬＥＤを活性化することで、ＤＭＤが均一に照明され、左及び中央のＬＥＤを活性化することで、ＤＭＤの左及び中央の部分が照明され、中央及び右のＬＥＤを活性化することで、ＤＭＤの中央及び右部分が照明される。投影ビームは、ＤＭＤの照明された部分に従って操向される。
【００５２】
図４Ａは、第１の投影開口の内側マージンの図である。投影開口４００は、開口１６０と同様であり、概して円形であり、片側に沿って狭くなっている。例えば、開口形状は、円の２点を介して弦を描き、弦によって画定される弧（例えば、小さな方の弧）を内側に折り畳むことによって狭くし得る。開口が狭くなると、コントラスト比は増加し、全体的な明るさは減少する。開口４００の非対称内側マージンは、投影軸に沿った集束光のコーン（又はピラミッド）の外側部分をマスクし、そのため、部分的にマスクされたビームによって照明されるオブジェクトのコントラストは増加する（例えば、これにより、運転者が、照明されたオブジェクトにより迅速に気付き、識別する可能性を増加させ得る）。
【００５３】
図４Ｂは、第２の投影開口の内側マージンの図である。投影開口４０２は、開口１６０と同様であり、概して円形であり、対向する両側で狭くなっている。例えば、開口形状は、円の第１の側の２点を介して弦を描き、弦によって画定される弧（例えば、小さな方の弧）を内側に折り畳むことによって狭くし得る。更に、開口形状は、円の反対側の２点を介して弦を描き、弦によって画定される弧（例えば、小さな方の弧）を内側に折り畳むことによって狭くし得る。開口４０２の二重に非対称の内側マージンは、投影軸に沿った集束光のコーンの外側部分をマスクし、そのため、部分的にマスクされたビームによって照明されるオブジェクトのコントラストは（例えば、開口４００のコントラスト比よりも多く）増加する。
【００５４】
図４Ｃは、照明開口の内側マージンの図である。投影開口４０４は、光源（例えば、１２０、１２２、及び１２４）からの光をマスクするため、及び、ＤＭＤに当たる入射光の輪郭を整形するためのものである。したがって、投影開口４０４は、光源（例えば、１２０、１２２、及び１２４）とＤＭＤとの間の光路における好都合なロケーションに配置される。
【００５５】
例えば、開口４０４の形状（例えば、内側マージンの外形）は、３つの円のうちの２つの円が中央の円と重なる、３つの円の外側境界として画定され得る。一実施形態において、各円の中心は、開口４０４の内側マージンを形成する重なり合う円の中心と同一線上（例えば、直線内）にある。一実施形態において、投影開口４０４の内側マージンの形状を画定するために、開口４０４の内側マージンを画定するための円が、対応する光源円（例えば、２つ、３つ、４つ、５つ、又はそれ以上の円）の相対的な位置に従って画定される。
【００５６】
開口４０４の非対称内側マージンは、集束光のコーンの外側部分をマスクする。ＤＭＤ上に集束する光のコーンの外側部分をマスクすることで、投影ビームのコントラスト比が増加する。ＤＭＤを照明する光のマスクされたコーンの外形は、ＤＭＤの光学的にアクティブな表面のアスペクト比及び外形を近似する。
【００５７】
図４Ｄは、照明及び／又は投影開口の図である。開口４０４は、照明開口として配されるとき、光源（例えば、１２０、１２２、及び１２４）とＤＭＤ１４０との間の光路における好都合なロケーションに配置され得る（例えば、開口４０６ａは光源１２０をマスクするため、開口４０６ｂは光源１２２をマスクするため、及び、開口４０６ｃは光源１２４をマスクするためのものである）。開口４０４は、投影開口として配されるとき、ＤＭＤと投影レンズ１７０及び１８０との間の光路における好都合なロケーションに配置され得る。
【００５８】
例えば、開口４０６の形状（例えば、内側マージンの外形）は、３つの重なり合わない楕円の外側境界として画定され得る。一実施形態において、各楕円の中心は、開口４０６の３つの楕円の各々の短軸と同一線上（例えば、直線内）にある。一実施形態において、開口４０４の内側マージンの形状を画定するために、開口４０６の内側マージンを画定するための円が、対応する光源楕円（例えば、２つ、３つ、４つ、５つ、又はそれ以上の楕円）の相対的な位置に従って画定される。
【００５９】
開口４０６の非対称内側マージンは、集束光のコーンの一部をマスクする。ＤＭＤ上に集束される光のコーンの一部をマスクすることで、投影ビームのコントラスト比が増加する。ＤＭＤを照明する光のマスクされたコーンの外形は、ＤＭＤの光学的にアクティブな表面のアスペクト比及び外形を近似する。
【００６０】
図５Ａは、複数の光源から重なり合わないビームを生成する、ＤＭＤを照明するためのシステムの図である。例えば、システム５０１は、中央の光源５１２からＤＭＤ５４０の光学的にアクティブな表面上の中心点まで延在する軸５１９に従って整合される、複数の光源５１１、５１２、及び５１３と、レンズ５１４、５１７、及び５１８と、ＤＭＤ５４０とを含む。
【００６１】
動作において、複数の光源５１１、５１２、及び５１３（それぞれ、右、中央、及び左）は、ＤＭＤ５４０の光学的にアクティブな表面を照明するための光を生成するように配される。レンズ５１４、５１７、及び５１８は、軸５１９に沿って整合され、複数の光源５１１、５１２、及び５１３によって発せられる光をＤＭＤ５４０の光学的にアクティブな表面上で集束させるように配される。ＤＭＤ５４０の光学的にアクティブな表面上の入射光は、均一又は不均一に分散され得る。ＤＭＤ５４０が均一に分散する場合、異なる光源から発せられる光は、ＤＭＤ５４０の光学的にアクティブな表面上で実質的に（例えば、数ピクセルより多く）重なり合わない。ＤＭＤが不均一に分散する場合、異なる光源からの光は部分的に重なり得る。したがって、システム５０１は、ＤＭＤ５４０が不均一に照明されるとき、光源５１１又は光源５１３のいずれかをソース変調することによってビームステアリングされ得る。
【００６２】
図５Ｂは、複数の光源から部分的に重なるビームを生成する、ＤＭＤを照明するためのシステムの図である。例えば、システム５０２は、中央の光源５２２からＤＭＤ５４０の光学的にアクティブな表面上の中心点へと延在する軸５２９に従って整合される、複数の光源５２１、５２２、及び５２３と、レンズ５２４、５２５、５２６、５２７、及び５２８と、ＤＭＤ５４０とを含む。
【００６３】
動作において、光源５２１、５２２、及び５２３（それぞれ、右、中央、及び左）は、ＤＭＤ５４０の光学的にアクティブな表面を照明するための光を生成するように配される。レンズ５２４、５２５、及び５２６は、それぞれの光源５２１、５２２、及び５２３からの光をレンズ５２７上に集束させるように配される。レンズ５２７及び５２８は、軸５２９に沿って整合され、複数の光源５２１、５２２、及び５２３によって発せられる光をＤＭＤ５４０の光学的にアクティブな表面上で集束させるように配される。ＤＭＤ５４０の光学的にアクティブな表面上の入射光は均一に分散されるが、異なる光源から発せられる光は、ＤＭＤ５４０の光学的にアクティブな表面上で部分的に（例えば、数ピクセルより多く）重なる。システム５０１は、光源５２１又は光源５２３のいずれかをソース変調することによって、ソース変調ビームステアリングされ得る。
【００６４】
図５Ｃは、複数の光源から完全に重なるビームを生成する、ＤＭＤを照明するためのシステムの図である。例えば、システム５０３は、中央の光源５３２からＤＭＤ５４０の光学的にアクティブな表面上の中心点まで延在する軸５３９に従って整合される、複数の光源５３１、５３２、及び５３３と、レンズ５３４、５３５、５３６、５３７、及び５３８と、ＤＭＤ５４０とを含む。
【００６５】
動作において、複数の光源５３１、５３２、及び５３３（それぞれ、右、中央、及び左）は、ＤＭＤ５４０の光学的にアクティブな表面を照明するための光を生成するように配される。レンズ５３４、５３５、及び５３６は、それぞれ、光源５３１、５３２、及び５３３からの光をレンズ５３７上に集束させるように配される。レンズ５３７及び５３８は、軸５３９に沿って整合され、複数の光源５３１、５３２、及び５３３によって発せられる光を、ＤＭＤ５４０の光学的にアクティブな表面上で集束させるように配される。ＤＭＤ５４０の光学的にアクティブな表面上の入射光は均一に分散されるが、異なる光源から発せられる光は、ＤＭＤ５４０の光学的にアクティブな表面上で完全に重なる。システム５０１は、光源５３１、５３２、及び５３３の任意の組み合わせをソース変調することによって、入射光を減光し得る。
【００６６】
図６は、同じ側の光源からの準スパース照明を用いるソース変調ビームステアリングのためのヘッドライトアセンブリの側面図である。ヘッドライトアセンブリ６００は、概して、ヘッドライト光源６２０、６２２、及び６２４、光源レンズ６３０、６３２、及び６３４、（基板６４２に取り付けられる）ＤＭＤ１４０、凹面ミラー６５０、オプションの非対称開口６６０、コリメートレンズ６７０、並びに、軸６９０に関した投影のためにコリメートされた光を集束するための投影レンズ６８０（図１に示すように、中心に位置するか、或いは軸６９０の左又は右、及び／又は、上方又は下方にバイアスされる）を含む。
【００６７】
上記で説明したように、光源６２０、６２２、及び６２４は、互いに独立してソース変調されるランプである。光源６２０、６２２、及び６２４は、光源レンズ６３０、６３２、及び６３４によって、凹面ミラー６５０（例えば、非対称Ｆ値を生成するための双円錐ミラー）を介してＤＭＤ１４０に向かって方向集束するための光を生成するように配置される。光源６２０、６２２、及び６２４は、（凹面ミラー６５０の動作に連動して）光を生成するように配置され、そのため、ＤＭＤは、それぞれの光源からの部分的に重なるビームパターンと共に、概して均一に照明される。図６の例において、投影ビームは、光源６２０及び６２４を（互いに独立して）ソース変調することによって、及び、ＤＭＤ６４０のマイクロミラーを用いる空間光変調によって操向され得る。（断面において、投影レンズ６８０を出るように示される）投影された光ビームは、投影の軸６９０の右側が中心となる。
【００６８】
ヘッドライト光源６２０、６２２、及び６２４、光源レンズ６３０、６３２、及び６３４は、ＤＭＤ６４０より下（例えば、下方）であり、凹面ミラー６５０と同じ側に配置され、凹面ミラーは、ＤＭＤ６４０の光学的にアクティブな表面を照明する（例えば、直接照明する）ためにＤＶＤ６４０より上に配置される。
【００６９】
図７は、ＤＭＤを照明するための部分的に重なるビーム生成のための、独立して配置及び配向される光源のための複数の集光レンズの図である。例えば、システム７００が、中央の光源７２２から、集光レンズ７３２の中心を介して、ＤＭＤ７４０の光学的にアクティブな表面上の中心点まで延在する軸７９２に従って整合される、複数の光源７２０、７２２、及び７２４と、集光レンズ７３０、７３２、及び７３４と、ＤＭＤ７４０とを含む。光源７２０、７２２、及び７２４の各々は、横方向に（例えば、ＤＭＤ７４０の面に対して平行に）シフトさせ、ＤＭＤ７４０の方を向くように傾斜させ（例えば、ジンバルで支えられ）得る。したがって、光源７２０、７２２、及び７２４の各々は、各光源の投影の軸がＤＭＤのマイクロミラーの方を向くように傾斜される。光源７２０、７２２、及び７２４は、（図３に関して上記で説明したように）部分的に重なるビームを用いて、ＤＭＤ７４０の光学表面をそれぞれ照明するように配置される。
【００７０】
動作において、複数の光源７２０、７２２、及び７２４（それぞれ、右、中央、及び左）は、ＤＭＤ７４０の光学的にアクティブな表面を照明するためソース変調光を生成するように配置される。集光レンズ７３０、７３２、及び７３４は、それぞれ、光源７２０、７２２、及び７２４からの光をＤＭＤ７４０の光学的にアクティブな表面上に集束させるように配置され、集光レンズ７３４及び７３２によって屈折される光のビームは、ＤＭＤ７４０の光学的にアクティブな表面の左から中央の部分を照明するとき、部分的に重なり、集光レンズ７３２及び７３０によって屈折される光のビームは、ＤＭＤ７４０の光学的にアクティブな表面の中央から右の部分を照明するとき、部分的に重なる。したがって、システム７００は、（例えば、光源７２０又は７２４の）ソース変調、及び／又は、ＤＭＤ７４０のマイクロミラーの制御に応答して、光学ビームを電子的に操向するように配される。
【００７１】
図８は、ＤＭＤを照明するための部分的に重なるビーム生成のための、独立して配置及び配向される光源のための単一の集光レンズの図である。例えば、システム８００が、中央の光源８２２から、集光レンズ８３０の中心を介して、ＤＭＤ８４０の光学的にアクティブな表面上の中心点まで延在する軸８９２に従って整合される、複数の光源８２０、８２２、及び８２４と、集光レンズ８３０と、ＤＭＤ８４０とを含む。光源８２０、８２２、及び８２４の各々は、各光源のための投影軸がＤＭＤ８４０の方を向くように、横方向に（例えば、ＤＭＤ８４０の面に対して平行に）シフトされ、傾斜され（例えば、ジンバルで支えられ）得る。
【００７２】
光源８２０、８２２、及び８２４は、それぞれ、集光レンズ８３０によってレンズされる（lensed）ように（図３に関して上記で説明したような）部分的に重なるビームを用いて、ＤＭＤ８４０の光学表面を照明するように配される。集光レンズ８３０は、ＤＭＤ８４０の光学的にアクティブな表面上にビームを結合（例えば、集束）させるための、単一のビーム形成レンズである。集光レンズ８３０は、双円錐形又は放射対称性であり得る。
【００７３】
動作において、複数の光源８２０、８２２、及び８２４（それぞれ、右、中央、及び左）は、ＤＭＤ８４０の光学的にアクティブな表面を照明するためソース変調光を生成するように配される。集光レンズ８３０、８３２、及び８３４は、それぞれ、光源８２０、８２２、及び８２４からの光をＤＭＤ８４０の光学的にアクティブな表面上に集束させるように配され、光源８２４及び８２２によって発せられる光のビームは、ＤＭＤ８４０の光学的にアクティブな表面の左から中央の部分を照明するとき、部分的に重なり、光源８２２及び８２０によって発せられる光のビームは、ＤＭＤ８４０の光学的にアクティブな表面の中央から右の部分を照明するとき、部分的に重なる。したがって、システム８００は、（例えば、光源８２０又は８２４の）ソース変調、及び／又は、ＤＭＤ８４０のマイクロミラーを制御することに応答して、光学ビームを電子的に操向するように配される。
【００７４】
図９は、ＤＭＤを照明するための部分的に重なるビーム生成のための、平面光源のための単一の集光レンズの図である。例えば、システム９００が、中央の光源９２２から、集光レンズ９３０の中心を介して、ＤＭＤ９４０の光学的にアクティブな表面上の中心点まで延在する軸９９２に従って整合される、複数の光源９２０、９２２、及び９２４と、集光レンズ９３０と、ＤＭＤ９４０とを含む。
【００７５】
光源９２０、９２２、及び９２４は、それぞれ、集光レンズ９３０によってレンズされるように、（図３に関して上記で説明したような）部分的に重なるビームを用いて、ＤＭＤ９４０の光学表面を照明するために、（例えば、ＤＭＤ９４０の平面に対して平行な）平面に配置される。光源９２０、９２２、及び９２４の平面配置（例えば、同じ平面配置）は、よりシンプルな機械的レイアウト及び温度管理を達成する。集光レンズ９３０は、ＤＭＤ９４０の光学的にアクティブな表面上にビームを結合させるための、単一のビーム形成レンズである。集光レンズ９３０は、双円錐形又は放射対称性であり得る。
【００７６】
動作において、複数の光源９２０、９２２、及び９２４（それぞれ、右、中央、及び左）は、ＤＭＤ９４０の光学的にアクティブな表面を照明するためソース変調光を生成するように配される。集光レンズ９３０、９３２、及び９３４は、それぞれ、光源９２０、９２２、及び９２４からの光をＤＭＤ９４０の光学的にアクティブな表面上に集束させるように配され、光源９２４及び９２２によって発せられる光のビームは、ＤＭＤ９４０の光学的にアクティブな表面の左から中央の部分を照明するとき、部分的に重なり、光源９２２及び９２０によって発せられる光のビームは、ＤＭＤ９４０の光学的にアクティブな表面の中央から右の部分を照明するとき、部分的に重なる。したがって、システム９００は、（例えば、光源９２０又は９２４の）ソース変調、及び／又は、ＤＭＤ９４０のマイクロミラーを制御することに応答して、光学ビームを電子的に操向するように配される。
【００７７】
図１０は、直接及び間接光源からの準スパース照明を用いるビームステアリングのためのヘッドライトアセンブリの側面図である。ヘッドライトアセンブリ１０００が、概して、ヘッドライト光源１０２０、１０２２、及び１０２４と、光源レンズ１０３０、１０３２、及び１０３４と、ＤＭＤ１０４０と、凹面ミラー１０５０と、軸１０９０に関した投影のためのコリメートされた光を集束するためのコリメート投影レンズ１０７０（例えば、中心に位置するか、或いは軸１０９０の左又は右、及び／又は、上方又は下方にバイアスされる）とを含む。
【００７８】
上記で説明したように、光源１０２０、１０２２、及び１０２４は、互いに独立してソース変調されるランプである。光源１０２０及び１０２４は、凹面ミラー１０５０（例えば、非対称Ｆ値を生成するための双円錐ミラー）を介して間接的にＤＭＤ１０４０に向かう第１のＤＭＤ照明経路に沿って、光源レンズ１０３２及び１０３４によって、方向集束するための光を生成するように配される。光源１０２０は、直接ＤＭＤ１０４０に向かう第２のＤＭＤ照明経路に沿って、光源レンズ１０３０によって方向集束するための光ビームを生成するように配される。光源１０２０、１０２２、及び１０２４は、ＤＭＤが、それぞれの光源からの部分的に重なるビームパターンを備えて概して均一に照明されるように、光ビームを生成するように配される。
【００７９】
図１０の例において、光源１０２０及び１０２４を（互いに独立して）ソース変調することによって、並びに、ＤＭＤ１０４０のマイクロミラーを第１と第２のミラー位置の間で前後に周期的に（例えば、人の目が遷移に気付くことができるレートより高レートで）傾斜させることによって、ＤＭＤ及び（任意選択で）光源をデューティサイクルさせることができる。例えば、第１の光源（例えば、１０２０）からの光は、ＤＭＤミラーが−１２度傾斜（下方傾斜）されるとき、投影レンズ内へと操向され得、ＤＭＤミラーが＋１２度傾斜（上方傾斜）されるとき、投影レンズから離れて操向され得る。第２の光源の場合、光源１０２２及び／又は１０２４からの光は、ＤＭＤミラーが＋１２度傾斜（上方傾斜）されるとき、投影レンズ内へと操向され得、ＤＭＤミラーが−１２度傾斜（下方傾斜）されるとき、投影レンズから離れて操向され得る。（断面において、コリメート投影レンズ１０７０を出るように示される）投影された光ビームは、投影の軸１０９０の右側が中心となる。また、光源及びＤＭＤミラーの両方をデューティサイクルさせることで、光源及びＤＭＤの両方の信頼性及び寿命が増大する。ＤＭＤミラー及び光源をデューティサイクルさせる頻度は、人の目の残像に基づいて、ちらつきを知覚しないように選択され得る。
【００８０】
外側（左及び右）の光源１０２２及び１０２４は、（第１のＤＭＤ照明経路に沿って）ＤＭＤ１０４０と間接的に面するように配置され、一方、中央の光源１０２０は、（第２のＤＭＤ照明経路に沿って）ＤＭＤ１０４０と直接面するように配置される。こうした配置は、ビームステアリングのための対称性を維持し、より小さな光学エンジン高さ（例えば、ヘッドライトアセンブリ）を達成するのに役立つ。
【００８１】
したがって、湾曲／平坦ミラー及び複数の光源がＤＭＤの対向する端部に位置する照明アーキテクチャが記載される。例えば、ミラーがＤＭＤの頂部に配置され、複数の光源が底部照明デバイスのためにＤＭＤの底部に配置され得る。別の例において、例えば、ミラーがＤＭＤの右（又は左）に配置され、複数の光源が側部照明デバイスのためにＤＭＤの左（又は右）に配置され得る。
【００８２】
図１１は、ソース変調ビームステアリングのための車両システムのブロック図である。例えば、車両システム１１００が、入力電子機器１１１０、システム電子機器１１２０、ドライバ電子機器１１３０、光学システム１１４０、及びビームステアリング車両１１６０を含む。入力電子機器１１１０は、ビームステアリング車両１１６０を運転しているときのセンサ支援の安全性増強に適したＡＤＡＳ（先進運転支援システム）を含み得る。ＡＤＡＳシステムは、周囲のオブジェクトの位置を電子的及び／又は光学的に感知するための様々なセンサ１１１４に結合される。様々なセンサ１１１４の例は、一つ又は複数のカメラ、一つ又は複数のレーダ又はＬＩＤＡＲ（光検出及びレンジング）、並びに、一つ又は複数の近接検出器を含む。様々なセンサ１１１４の出力を処理して、ビームステアリング車両１１６０の周囲環境の電子表現が生成される。例えば、カメラセンサ１１１４からのビデオ画像を処理して、歩行者の存在を特定し得る。
【００８３】
システム電子機器１１２０は、ビームステアリング車両１１６０の周囲環境の電子表現の指示を受信するように結合される。システム電子機器１１２０は、ドライバ電子機器１１３０を制御するように配される。例えば、システム電子機器は、歩行者に関連付けられたピクセルをマッピングして、投影されるヘッドライトビームがその歩行者の周りのエリアを照明する（但し、歩行者自身は照明されず、そのため、照明が潜在的に目をくらませる影響から歩行者を守る）ことを保証することができる。
【００８４】
ドライバ電子機器１１３０は、オペレータ制御（例えば、１１６２及び／又は１１６４）に応答して、又は、ビームステアリング車両１１６０の周囲環境の電子表現に応答して、システム構成要素に選択的にパワーを印加するための、パワー管理１１３２回路要素を含む。例えば、パワー管理１１３２回路要素は、ソース変調ビームステアリングのために照明源１１４２をソース変調するように配される。ＤＭＤインターフェース１１３６は、システム電子機器、並びにハンドル１１６２及び方向指示制御１１６４などのオペレータ制御に応答して、ＤＭＤ１１５０のためのマイクロミラーの向きを決定する。ＤＭＤコントローラ１１３４は、パワー管理回路要素１１３２及びＤＭＤインターフェース１１３６に応答して、ＤＭＤ１１５０のマイクロミラーを選択的に活性化させる。例えば、ＤＭＤコントローラは、歩行者のマスキング及びビームステアリングなどの目的で、マイクロミラーを選択的に活性化させることができる。
【００８５】
光学システム１１４０は、照明源１１４２（ＬＥＤ、レーザ、及び白熱灯など）を含む。照明源１１４２は、車両旋回コマンド（例えば、ハンドル１１６２のオペレータ制御及び／又は方向指示制御１６４の動作）に応答してソース変調ビームステアリングのためのパワー管理１１３２回路要素に応答する。例えば、パワー管理１１３２回路要素は、右旋回の間、左及び中央のＬＥＤへの電流を低減する（例えば、左のＬＥＤを完全にオフにし、中央のＬＥＤを部分的にオフにし得る）。同様に、左旋回の間、システムは、右及び中央のＬＥＤへの電流を低減する（例えば、右のＬＥＤを完全にオフにし、中央のＬＥＤを部分的にオフにし得る）。したがって、システムは、ＤＭＤミラーベース変調に加えて、光源を変調することによってビームステアリング（例えば、ビーム整形）を行う。多様な走行条件下で光源の変調からの電流を低減することで、ドライバ電子機器１１３０の電力消費量を低減する。
【００８６】
（互いに独立してソース変調される）近接する光源からのビームの近接するペアの部分的な重なりは、複数の目的に従って用いられ得る。例えば、光源による平均電力消費量を減らすのを助けるために（例えば、道路条件の変化に応答して）、それらの異なる光源からのビームを部分的に重ねて、重なった領域及び光源減光において、より高いピークの明るさが提供される。また、空間光変調のためにＤＭＤマイクロミラーを同時に傾斜させ、光源減光のためにそれらの光源のソース電流を変調することによって、適応道路照明を達成し得る。説明される適応道路照明には、車両の旋回方向に応答したビームプロファイルステアリング、車両速度に従った明るさの調節、（例えば、光学センサによる光学認識及び／又はヘッドライト検出に応答した）他の道路ユーザに対するグレア低減、他の道路ユーザとの（例えば、位置情報を伝達するための）通信、並びに、グレアを生じさせることなくドライバに警告するための、歩行者、動物、及び道路標識のマスキング（例えば、光を減光すること）及びマーキング（例えば、ある程度の照明で提供すること）が含まれる。
【００８７】
照明源１１４２は、ＤＭＤ１１５０上で入射光を集束させるための照明光学系に結合される。（ＤＭＤミラーベースの変調及びソース変調入射光に対応する）ＤＭＤは、投影のために入射光を投影光学系１１４６内へと反射させる。光学システム１１４２（及びＤＭＤ１１５０）は、通常、ヘッドライトアセンブリ１１６６に含められ、ビームステアリング車両１１６０の右前隅が第１のヘッドライトアセンブリを有し、ビームステアリング車両１１６０の左前隅が第２のヘッドライトアセンブリを有する。投影されたヘッドライトビームは、下記で説明するようにビームステアリングされ得る。
【００８８】
図１２Ａは、車両が直進走行しているときのビームステアリングの（車両から見た）図である。例えば、シナリオ１２０１は、車両の前面に対して直角の（及び、常に車両の正面前方を指す）車両１２１０の軸を示す。車両が正面前方へ進行（例えば、直進）しているとき、（ビームステアリング可能ビームの）ビーム方向は車両１２１０の軸に対して平行である。
【００８９】
図１２Ｂは、車両が緩やかに曲がるときのビームステアリングの（車両から見た）図である。例えば、シナリオ１２０２は、車の前面に対して直角な車両の軸１２１０を示す。車両が左に緩やかに旋回しているとき、（ビームステアリング可能ビームの）ビーム方向は、車両の軸１２１０の左へと操向される。車両が左に緩やかに曲がると、街頭上の歩行者１２３０がカメラセンサによって検出され、ビーム方向１２２０に沿って投影されるビームに対する歩行者１２３０の相対位置を決定するために画像が処理される。歩行者１２３０の相対位置がビームの経路内にある（さもなければ歩行者１２３０はビームによって照明されることになる）とき、歩行者１２３０の相対位置と交差するピクセル光線は（例えば、マスクされたピクセルに関連付けられたＤＭＤマイクロミラーを制御することにより、照明を完全に又は部分的に低減することによって）マスクされる。
【００９０】
図１２Ｃは、車両がより鋭く曲がるときのビームステアリングの（車両から見た）図である。例えば、シナリオ１２０３は、車の前面に対して直角な車両の軸１２１０を示す。車両が左により鋭く旋回している（例えば、シナリオ１２０２における緩やかな旋回の旋回半径よりも小さい旋回半径を有する）とき、ビーム方向は、車両の軸１２１０の左へとより鋭く操向される。車両が左により鋭く曲がると、歩行者１２３０は、街頭上の照明から歩行者マスキング１２４０され、カメラセンサ及び画像処理によって検出される。
【００９１】
少なくとも１つの例において、走行条件の指示に応答して任意選択で第１の光源を減光することが可能であり、そのため、パワーが節約され、投影ビームが、指示された走行条件に関連付けられる位置から離れて効果的に操向され得る。
特許請求の範囲内で、説明した実施形態における改変が可能であり、また他の実施形態も可能である。
【図１】
2019521910.tif 000003
【図２Ａ】
2019521910.tif 000004
【図２Ｂ】
2019521910.tif 000005
【図３】
2019521910.tif 000006
【図４Ａ】
2019521910.tif 000007
【図４Ｂ】
2019521910.tif 000008
【図４Ｃ】
2019521910.tif 000009
【図４Ｄ】
2019521910.tif 000010
【図５Ａ】
2019521910.tif 000011
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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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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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
2019521910.tif 000022
【国際調査報告】
2019521910.tif 000023