(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に直交する２つの軸を中心として回転可能に配置された走査ミラー配置を備えた、レーザーベースの照光システムを制御する方法であって、
・センサが、第１の画像を取り込むことと、
・前記センサが、前記第１の画像の少なくとも一部を表すデータを画像生成ユニットに送信することと、
・前記画像生成ユニットが、前記第１の画像内の少なくとも１つの特徴領域を表す情報を含む第２の画像を前記データに基づいて生成することと、
・前記画像生成ユニットが、前記第２の画像を投影システム制御器に送信することと、
・前記投影システム制御器が、受信した前記第２の画像に基づいて、レーザー光源を備える投影システムの動作と、該レーザー光源によって照射された光を受光し、該受光した光を波長変換エレメントに反射するための前記走査ミラー配置とを制御して前記第２の画像を投影することと、を含み、
前記第２の画像を前記投影システム制御器に送信することが、前記第２の画像を画像画素ストリームとして前記投影システム制御器にストリーム配信することを含む、方法。
【請求項２】
既定投影画像を提供することと、前記第１の画像内の前記特徴領域を表す前記情報を使用して該既定投影画像をマスクすることとを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記レーザー光源の動作が、現在投影されている画像の複数の画素の画素輝度を前記第２の画像の画素輝度に調和するように調節することによって制御される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記特徴領域の外側の前記複数の画素が、前記特徴領域の形状の内側の前記複数の画素よりも高い輝度値を有する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記特徴領域の外側の前記複数の画素の全てが、同じ輝度値を有する、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記特徴領域の内側の前記複数の画素のうちの少なくともいくつかが、相互に異なる輝度値を有する、請求項３から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記画素輝度が、前記レーザー光源の入力電流を調節することによって調節される、請求項３から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記投影システムの前記動作を制御することが、前記走査ミラー配置の駆動信号にオフセット信号を適用することを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
投影システムの前記動作を制御することが、前記走査ミラー配置のうちの少なくとも１つのミラーの揺動の振幅を調節することを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の画像の少なくとも一部を表すデータを送信することが、前記データを前記画像生成ユニットにストリーム配信することを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記センサが、前記特徴領域を表す情報を含む前記データを前記画像生成ユニットに送信する前に前記特徴領域を画定する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の画像内の前記特徴領域の位置を画定する情報が、前記画像生成ユニットに送信される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の画像を画定する複数の画素の全てが送信され、前記特徴領域が特定の複数の画素値によって画定される、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記レーザー光源からの１つの光パルスが、１つの画像色を表す、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記特徴領域を表す前記情報が、１または複数の数式を含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記投影システム制御器が、前記投影システムの前記動作を制御する際、パラメータ検出器によって検出された複数のパラメータ値を考慮に入れる、請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記複数のパラメータ値が、前記照光システムの移動の速度と、前記照光システムの回転角と、前記照光システムの傾きと、周囲光レベルとのうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２の画像が、まずそれを中間記憶装置内に保存することなしにストリーム配信される、請求項１から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
コンピュータに、請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法を実行させるためのコンピュータプログラム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のコンピュータプログラムを格納しているコンピュータ可読記録媒体。
【請求項２１】
センサが、第１の画像を取り込むことと、
前記センサが、前記第１の画像の少なくとも一部を表すデータを画像生成ユニットに送信することと、
前記第１の画像内の少なくとも１つの特徴領域を表す情報を含む第２の画像を前記データに基づいて前記画像生成ユニットで生成することと、
前記第２の画像を画像画素ストリームとして投影システムの制御器にストリーミング配信することと、
前記投影システムを介して前記第２の画像を投影することと、
を含み、
前記投影システムは、レーザー光源、走査ミラー装置、及び波長変換エレメントを備え、前記走査ミラー装置は、該レーザー光源によって照射された光を受光するように、かつ、該受光した光を前記波長変換エレメントに反射して前記第２の画像を投影すべく実質的に直交する２つの軸を中心として回転するように配置される、
方法。
【請求項２２】
・第１の画像を取り込み、該第１の画像の少なくとも一部を表すデータを画像生成ユニットに送信するためのセンサと、
・前記第１の画像内の少なくとも１つの特徴領域を表す情報を含む第２の画像を前記データに基づいて生成し、前記第２の画像を投影システム制御器に送信するための前記画像生成ユニットと、
・受信した前記第２の画像に基づいて投影システムの動作を制御するための前記投影システム制御器と、
・レーザー光源と、該レーザー光源によって照射された光を受光し、該受光した光を波長変換エレメントに反射するための走査ミラー配置とを備えた、前記第２の画像を投影するための前記投影システムと、
・前記第２の画像を投影するための前記波長変換エレメントと、を備え、
前記画像生成ユニットが、前記第２の画像を画像画素ストリームとして前記投影システム制御器にストリーム配信するように配置されている、レーザーベースの照光システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の前照灯またはカメラの閃光装置において使用される照光システムの分野に関する。より具体的には、本発明は、少なくとも１つの走査ミラー配置を備えるレーザーベースの照明システムに関する。本発明は、対応する照明方法及びコンピュータプログラム製品にも関する。
【背景技術】
【０００２】
照明システムの分野では、走査ミラーベースの光投影システムが既知である。国際公開第２０１３／０２９６６７号及び米国特許出願公開第２０１４／００２９２８２号は、光源がレーザー型光源であるそのようなシステムの例を開示している。レーザー光源を使用することの利点は、例えば、レーザーベースの照明システムが非常に純粋な白色光を生成し得ることである。直交する２つの軸を中心として回転可能な走査ミラーが駆動され、一次光源から光信号を受光して画像をリン光性エレメント上に投影する。一次光源によって照射される光、またはより具体的にはその光度は、例えば、所望の画像をリン光性エレメント上に投影するために変調されてもよい。リン光性エレメントは、次いで、一次光源から受光した光信号の波長変換を行うように配置される。その結果、リン光性エレメントは、二次光源として機能し、一次光源からの光と合成されると有用な白色光を異なる方向に生み出す光を再放出する。リン光性エレメントによってなされる波長変換はレーザー光源によってなされる電気光学変換よりもエネルギー効率が高いため、この種類のシステムでは、非常に高い総合エネルギー効率が得られ得る。直交する２つの軸を中心として回転可能な１つの走査ミラーを使用する代わりに、各々が１つの軸を中心として可動な２つのミラーであって、２つの軸が相互に直交する２つのミラーを代わりに使うことが可能である。この種類の照光システムは、例えば車両の前照灯において使用され得る。
【０００３】
しかしながら、上記の照明システムを効率的に制御し、例えば車両の前照灯に応用された場合に照明を適合させ現在の道路条件を考慮に入れることができるような、真にスマートな照明システムを提供することは困難である。例えば、米国特許出願公開第２０１４／００２９２８２号で開示されているソリューションは、真にスマートな照明システムとみなされるために十分な照明システムの制御を提供していない。例えば、照明ビームは、水平にも垂直にも可動ではない。更に、前照灯では一般に３つの異なる電球が必要とされる。すなわち、ロービームのための電球と、フルビームのための電球と、方向指示器のための電球である。典型的に、これらの電球の各々は、それ自体のモータによって制御される。しかしながら、スペースの使用とエネルギー消費の点から、これは最適なソリューションではない。その上、現在利用可能な画像投影システムは、画像を一時的に記憶し、ことによると画像をそれが投影される前に修正するために、少なくとも１つの画像フレームまたはラインバッファを必要とする。このようなバッファは、少なくとも投影機に接続されるグラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）における現在のソリューションにおいて必要とされているが、投影機も、しばしば同様のバッファを備えている。バッファからデータを読み出すことは、エネルギーを消費し、投影される画像をリアルタイムで修正できないことも意味する。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の目的は、レーザーベースの照明ソリューションに関する上記で特定した問題を克服する。
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、実質的に直交する２つの軸を中心として回転可能に配置された走査ミラー配置を備えた、レーザーベースの照光システムを制御するための方法であって、
・センサが、第１の画像を取り込むことと、
・センサが、第１の画像の少なくとも一部を表すデータを画像生成ユニットに送信することと、
・画像生成ユニットが、データに基づいて第２の画像を生成することであって、該生成された第２の画像が、第１の画像内の少なくとも１つの特徴領域を表す情報を含む、生成することと、
・画像生成ユニットが、第２の画像を投影システム制御器に送信することと、
・投影システム制御器が、受信した第２の画像に基づいて、レーザー光源を備える投影システムの動作と、該レーザー光源によって照射された光を受光し、該受光した光を波長変換エレメントに反射するための走査ミラー配置とを制御して第２の画像を投影することと、を含み、
第２の画像を投影システム制御器に送信することが、第２の画像を画像画素ストリームとして投影制御器にストリーム配信することを含む、レーザーベースの照光システムを制御する方法、が提供される。
【０００６】
提案するソリューションは、投影される画像をそれが投影される前にメモリ内に保存する必要がない、スマートな照明方法を提供する。よって、投影される画像に対するいかなる修正も、実質的にリアルタイムで行うことができる。更に、本投影システムは、画像画素ストリームの全体が投影システム制御器によって受信される前でさえ、画像の投影を開始できる。提案するソリューションは、本方法に関与する要素間のシームレスな協力も提供し、センサによって取り込まれた画像が実際に投影される画像に影響を与えることを可能にする。
【０００７】
第１の態様の変形例によれば、本方法は、既定投影画像を提供することと、第１の画像内の特徴領域を表す情報を使用して既定投影画像をマスクすることとを含む。
【０００８】
第１の態様の別の変形例によれば、レーザー光源の動作は、現在投影されている画像の画素の画素輝度を第２の画像の画素輝度に調和するように調節することによって制御される。
【０００９】
第１の態様の別の変形例によれば、特徴領域の外側の画素は、形状の内側の画素よりも高い輝度値を有する。
【００１０】
第１の態様の別の変形例によれば、特徴領域の外側の全ての画素は、同じ輝度値を有する。
【００１１】
第１の態様の別の変形例によれば、特徴領域の内側の画素のうちの少なくともいくつかは、相互に異なる輝度値を有する。
【００１２】
第１の態様の別の変形例によれば、画素輝度は、レーザー光源の入力電流を調節することによって調節される。
【００１３】
第１の態様の別の変形例によれば、投影システムの動作を制御することは、走査ミラー配置の駆動信号にオフセット信号を適用することを含む。
【００１４】
第１の態様の別の変形例によれば、投影システムの動作を制御することは、走査ミラー配置のうちの少なくとも１つのミラーの揺動の振幅を調節することを含む。
【００１５】
第１の態様の別の変形例によれば、第１の画像の少なくとも一部を表すデータを送信することは、該データを画像生成ユニットにストリーム配信することを含む。
【００１６】
第１の態様の別の変形例によれば、センサは、特徴領域を表す情報を含むデータを画像生成ユニットに送信する前に特徴領域を画定する。
【００１７】
第１の態様の別の変形例によれば、第１の画像内の特徴領域の位置を画定する情報が、画像生成ユニットに送信される。
【００１８】
第１の態様の別の変形例によれば、第１の画像を画定する全ての画素が送信され、特徴領域は、特定の画素値によって画定される。
【００１９】
第１の態様の別の変形例によれば、レーザー光源からの１つの光パルスは、１つの画像色を表す。
【００２０】
第１の態様の別の変形例によれば、特徴領域を表す情報は、１または複数の数式を含む。
【００２１】
第１の態様の別の変形例によれば、投影システム制御器は、投影システムの動作を制御する際、パラメータ検出器によって検出されたパラメータ値を考慮に入れる。
【００２２】
第１の態様の別の変形例によれば、パラメータ値は、照光システムの移動の速度と、照光システムの回転角と、照光システムの傾きと、周囲光レベルとのうちの少なくとも１つを含む。
【００２３】
第１の態様の別の変形例によれば、第２の画像は、まずそれを中間記憶装置内に保存することなしにストリーム配信される。
【００２４】
本発明の第２の態様によれば、レーザーベースの照光システムのコンピュータ手段上で読み込まれ、実行される際、第１の態様に記載の方法のステップを実行するための命令を含んでいるコンピュータプログラム製品が提供される。
【００２５】
本発明の第３の態様によれば、
・第１の画像を取り込み、該第１の画像の少なくとも一部を表すデータを画像生成ユニットに送信するためのセンサと、
・データに基づいて第１の画像内の少なくとも１つの特徴領域を表す情報を含む第２の画像を生成し、該第２の画像を投影システム制御器に送信するための画像生成ユニットと、
・受信した第２の画像に基づいて投影システムの動作を制御するための投影システム制御器と、
・レーザー光源と、該レーザー光源によって照射された光を受光し、該受光した光を波長変換エレメントに反射するための走査ミラー配置とを備えた、第２の画像を投影するための投影システムと、
・第２の画像を投影するための波長変換エレメントと、を備え、
画像生成ユニットが、第２の画像を画像画素ストリームとして投影制御器にストリーム配信するように配置されている、レーザーベースの照光システム、が提供される。
【００２６】
本発明の他の態様は、従属請求項に記載されている。
【００２７】
本発明の他の特徴及び利点は、非限定的かつ例証的な実施形態に関する以下の説明から、添付図面を参照することによって、明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一態様による例証的な照光配置を示す単純化されたブロック図である。
【図２】一実施例による波長変換エレメント上にどのように画像を投影するかを概略的に図示する。
【図３】投影された画像を波長変換エレメント上でどのように垂直に移動させるかを概略的に図示する。
【図４】照光システムの動作を制御する例証的な方法を図示する流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
これより、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。異なる図面に登場する同一の、または対応する機能要素または構造要素には、同じ参照番号が付与される。本発明の教示は、自動車応用の文脈で説明されるが、本発明は、この環境には決して限定されない。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態による例証的な照光システムを図示する概略ブロック図である。この配置は、例えば自動車等の車両の前照灯において、または写真用閃光用途において使用され得る。図１には、投影システム１または単に投影機が示されており、投影システム１は、この実施例では、ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）走査ミラーベースの投影システムである。この投影システム１は、走査システム３を備えており、走査システム３は、この実施例では、直交する２つの軸を中心として回転可能に配置された１つのミラーを有する。しかしながら、その代わりに、走査システムは、２つのミラーを有してもよく、各々は、直交する２つの軸のうちの１つを中心として傾動されるように配置される。走査ミラーは、磁気的、静電式、熱的、圧電式、液圧式、空圧式、化学的、または音響的手段を使用して駆動され得る。この種類の光走査システムは、「走査器」と呼ばれることがある。走査システムの利点は、現実の画像が波長変換エレメント５上に投影され得、画像の輝度を局所的に制御することを可能にすることであり、後で説明するように、照光システムが車両の前照灯において使用される場合、結果として得られる投影され反射された光ビームは、対向車の運転手を一時的に眩しくさせ、または盲目化することを防止するように、局所的に輝度調節され得る。
【００３１】
投影システム１は、光源７、より具体的には１つの波長で光を放出するように配置されたレーザー光源も含んでいる。この特定の実施例では、放出される光は、３６０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長を有する紫外（ＵＶ）光または近ＵＶ光である。しかしながら、ＵＶ光から可視光及び赤外光までの他の種類のレーザーが使用されてもよい。光源７は、走査システム３上に光を放出するように配置される。よって、光源によって生成されるレーザービームは、走査システムによって２つの直交する平面へ逸脱され、立体角として現れ、例えば蛍光体プレートまたは好ましくは蛍光体の連続層もしくは均質層が堆積されたプレート等の、波長変換エレメント５の表面の全部または一部の上に投影される。走査システムからのレーザービームＡを受光する波長変換エレメント５の蛍光体プレートの各点は、典型的に単色の可干渉性であり、レーザーパワーを吸収し、次いで、異なる波長の光Ｂを再放出する。結果として得られる合成された光は、約４００ｎｍ〜８００ｎｍすなわち可視光スペクトルの複数の波長を含むため、「白色」とみなされ得る。本投影システムは暗視用途においても使用され得ることに留意されたい。走査システム３は、リサージュパターンまたはラスターパターン（インターレース型もしくは非インターレース型）等の様々な種類のパターンに従ったレーザー光を偏向させるように配置される。図２は、典型的なラスターパターン投影を図示しており、光は、ラインが左から右、次いで右から左、上から下、またはその逆に走査されるように偏向される。ラスターパターンの投影では、画像はいわゆるフライバック走査パターン（典型的なラスター走査表示器では、ＭＥＭＳミラーは、リフレッシュ速度を制御するミラーの１回の掃引時のみに画像を表示するが、フライバックオプションでは、同じもしくは別のパターンがミラーの他の掃引時に表示されてもよい）の間に表示されてもよい。または、パターンの方向が切り替えられ得るような（したがって、水平走査ではなく、垂直ラインを表示し、かつ全てのラインを左から右もしくはその逆に表示するように画像が走査される垂直走査）、もしくは画面が任意の種類の空間充填曲線、例えば、ペアノ曲線、ヒルベルト曲線、もしくは他のフラクタルもしくはＬ−ｓｙｓｔｅｍ曲線を使用して走査されるような、他のパターンが使用されてもよい。
【００３２】
反射鏡エレメント９は、波長変換エレメント５の後方に置かれてもよく、波長変換エレメント５と実質的に同じ表面積を有してもよい。反射鏡エレメントは、波長変換エレメント５に実質的に平行なプレートであってもよい。波長変換エレメント５と反射鏡エレメント９との間の距離は、例えば０ｃｍ〜１５ｃｍであってもよい。言い換えれば、波長変換エレメントは、反射鏡エレメント５と直接接していてもよい。反射鏡エレメントのサイズは、例えば０．１ｃｍ×０．１ｃｍ〜２０ｃｍ×２０ｃｍであってもよい。サイズは、例えば写真用閃光装置用途については０．１ｃｍ×０．１ｃｍ〜５ｃｍ×５ｃｍ、前照灯用途については１ｃｍ×１ｃｍ〜２０ｃｍ×２０ｃｍであってもよい。反射鏡エレメントは、主に波長変換エレメント５によって放出される光を所望の方向に反射させるように配置される。反射鏡を波長変換エレメント５の後側に位置付けることによって、図１に示されるように、投影システム１が位置付けられる位置に対向するハウジングの後部には、光は全く到達しないか、または非常にわずかな光しか到達しない。あるいは、平面ミラー反射鏡を使用する代わりに、反射鏡は、この反射鏡によって反射光が形作られるように湾曲されてもよい。例えば、ミラーが凹形の湾曲を有する場合、反射光は、より集中化される。言い換えれば、全ての反射ビームＢ間の最大距離は、平面反射鏡の場合よりも小さくなる。あるいは、反射鏡は、ＤＯＴ  Ｃテープ等のプリズム状テープであってもよく、または反射鏡を再帰反射性にする四面体もしくは八面体構造を有する。微焦点エレメントを反射鏡として備える反射アレイを使用することも可能である。微焦点エレメントは、マイクロ反射鏡とも呼ばれるマイクロレンズ、またはマイクロミラーであってもよく、それらの最大寸法（例えば直径）は、例えば１μｍ〜５０００μｍの範囲内、またはより具体的には５０μｍ〜１０００μｍの範囲内にあってもよい。よって、アレイ内のレンズの各々が隣り合うレンズに接触している場合、アレイピッチも、例えば１μｍ〜５０００μｍの範囲内、またはより具体的には５０μｍ〜１０００μｍの範囲内にあってもよい。これらの微焦点エレメントの反射角度（拡散角度とも呼ばれる）は、数度〜最大１８０度である。１つのアレイは、異なる微焦点エレメントの混合物、例えば異なるサイズ、形状、及び／または焦点距離の微焦点エレメントの混合物を備えていてもよいことに留意されたい。言い換えれば、１つのアレイ内の微焦点エレメントは、同じ種類のものである必要はない。
【００３３】
図示する実施例中の反射鏡エレメント９は、特異的に形成された光学エレメントのアレイを有する。そのため、反射光ビームは、これらの光学エレメントがない場合よりも精確に形成され得る。反射光または再放出光が直接正しい方向に、かつ所望のビームプロファイルを有する状態で放射されるため、反射光または再放出光の使用は、より効率化され得る。よって、反射鏡エレメント９は、ビーム形成能力を提供する。例えば、反射鏡エレメント９からの反射光は、まずハウジングの表面から反射されることなしに直接前照灯を出ていくように形成されてもよい。実際、ハウジングの表面からのいかなる内面反射も、光損失を招く。これは、その表面が、典型的にわずか８５％の反射率を有し、よって１５％の光損失を表すためである。レンズアレイのおかげで、光ビームを所望の方向に向けるために、照光配置内にいかなる補助的な光学結像系も必要ではないことにも留意されたい。
【００３４】
図１の照光配置は、センサユニット１１を更に備え、センサユニット１１は、この実施例ではカメラまたは周囲光センサである。周囲光センサの場合、センサユニット１１は、照光配置の現在の光条件を検出するように配置されてもよい。カメラの場合、センサユニット１１は、物体及び／または照光配置の現在の環境条件を検出するように配置される。例えば、車両に応用される場合、カメラは、現在の道路条件または運転条件を検出するように配置される。例えば、カメラは、対向車を検出してもよい。カメラは、道路標識、路面標識、信号等も検出してもよい。この実施例では、カメラは、ＧＰＵとも呼ばれる画像／ビデオ生成ユニット１３に接続される。画像／ビデオ生成ユニット１３は、画像を生成するように配置される。該画像の目的は、後で説明する。この画像は、またはより具体的にはこの画像を表す信号は、この実施例では、通信リンクを介して投影機システム制御器１５に送信されるように配置される。図には、パラメータ検出器１７も示されている。パラメータ検出器１７は、この実施例では、運転パラメータ検出器１７であり、運転パラメータ検出器１７は、少なくともいくつかの現在の運転関連パラメータを検出するように構成される。例えば、運転パラメータ検出器１７は、車両が旋回しているかどうか、及び旋回している場合はどの方向にか、または車両が降坂もしくは登坂しているかどうかを検出してもよい。よって、運転パラメータ検出器は、それに接続されたセンサを有してもよく、またはセンサが、運転パラメータ検出器１７の一部であってもよい。この実施例では、運転パラメータ検出器１７は、ＧＰＵ１３に接続される。車両ごとにエレメント１１、１３、１５、及び１７の各々が１または複数であってもよい。
【００３５】
投影機システム制御器１５は、投影システム１の動作の挙動を制御、すなわち決定するように配置される。より具体的には、投影機システム制御器１５は、レーザー光源７及び走査システム３の動作を制御するように構成される。レーザー光源７は、レーザーダイオードに流れる電流を調節することによって制御され得る。このようにして、レーザー源によって放出される光ビームの輝度は、調節され得る。輝度は、光度と呼ばれてもよく、言い換えれば、輝度は、単位立体角当たりの知覚される光パワーである。よって、レーザー光出力の変調を変えることによって、波長変換エレメント５上で画像の一部が照明され得る一方、別の部分は照明され得ない。
【００３６】
投影される画像全体は、走査システムの駆動信号上にオフセット信号を適用することによってオフセットされ得る。このオフセット信号が、投影される画像の垂直成分を生成するミラーに適用される場合、画像は、図３に図示されるように垂直にシフトされ得る。図３において、破線は古い画像を表し、実線は現在投影されている画像を表す。他方、オフセット信号が、画像の水平成分を生成するミラーに適用される場合、画像は水平にシフトされ得る。このようにして、例えば、対向車の運転手を眩しくさせ、または一時的に盲目化することを防止することが可能である。駆動信号は、ミラーの基本共振周波数とは異なる周波数であってもよい。このような様式によって、ミラー（複数可）は、正弦曲線運動ではなく直線運動に従って運動する。次いで、これは、ミラーのいわゆる「静的」運動を提供する。
【００３７】
走査ミラーの揺動の振幅を調節することによって、投影される画像のサイズを変えることが可能である。これは、走査システム３の駆動信号の振幅を調節することによって達成される。例えば、画像の水平成分を生成するミラーの揺動の振幅を低減させることは、光が走査される波長変換エレメント５上の水平距離を低減させる。画像の垂直成分を生成するミラーの揺動の振幅を低減させることは、光が走査される波長変換エレメント５上の垂直距離を低減させる。よって、画像全体は、今度は、この調節がない場合よりも、表示区域のより小さい部分にわたって投影される。よって、画像の全体は、その元々のサイズよりも小さく表示される。対応する様式によって、画像サイズは、揺動の振幅を増大させることによって、増大され得る。この技法を使用すると、光がより多く、またはより少なく集中化されるため、結果として得られる光ビームの輝度を増大または減少させることができる。
【００３８】
よって、運転パラメータ検出器１７及び／またはセンサ１１から受信される情報に基づいて投影機システム１の動作を投影機システム制御器１５によって制御することによって、環境条件及び／または運転パラメータに基づいて変化する照明パターンが車両の前方に得られる。走査システム３の動作が制御される場合、かつそれが静電気的に、圧電式に、または熱的に駆動される場合、制御は、走査システムに印加される電圧を変えることによって行われ得る。しかしながら、走査システム３が磁気的に駆動される場合、制御は、走査システムに印加される電流または電圧を変えることによって行われ得る。上記の制御方法は、効果が同時に生じるように組み合わせられてもよいことに留意されたい。
【００３９】
これより、本発明の実施例による照明方法を、図４の流れ図を参照してより詳細に説明する。ステップ２１では、センサは、物体を検出するか、または第１の画像を取り込む。この物体は、例えば対向車の前面ガラス、前方車両の後面ガラスであってもよく、または写真用途では、物体は、撮影される人物の頭部であってもよい。例えば、自動車の車台から前面ガラスを検出することは、光反射の違い（例えば前照灯によって照明される）により、とても簡単である。よって、計算能力はほとんど必要とされず、前面ガラスの形状も、単純な式によって画定され得る単純な台形形状である。単純な式の別の例は、以下の式によって数学的に画定される円である。すなわち、（ｘ−ａ）２＋（ｙ−ｂ）２＝ｒ２である。式中、ａ及びｂは、それぞれ円の中心のｘ軸上及びｙ軸上の位置を定義し、ｒは、円の半径である。この円は、好都合には検出された物体を被覆してもよく、検出された物体は、車両もしくは車両の一部または人物の頭部であってもよい。特徴領域とも呼ばれる、このような様式によって画定される形状は、照明され得ないか、または形状の内側の画素値は、少なくとも低い輝度値を有するはずである。半径を画定する１つの方法は、センサ１１及び／または運転パラメータ検出器１７から、物体からの距離を獲得することである。センサ１１はまた、三角測量によって物体への距離を決定してもよいことに留意されたい。無作為な形状については、式は、一連の式または線分であってもよく、その場合、線分によって取り囲まれる区域が、結果として得られる形状を画定する。
【００４０】
検出された物体または取り込まれた画像（第１の画像）に基づいて、ステップ２３では、センサ１１は、多角形形状等の形状またはパターンを画定し、それらのサイズ及び形状は、検出された物体（例えば、自動車の前面ガラス）のサイズ及び形状に対応する。形状のサイズは、例えば物体への距離を考慮に入れるために、所与の換算表を使用することによって、検出された物体のサイズに関して拡大縮小されてもよい。この形状は、後でより詳細に説明するように、波長変換エレメント５上に投影される画像（第２の画像）内に見える。ステップ２５では、形状を表す何らかのデータがＧＰＵに送信される。この実施例では、データは、データストリームとしてストリーム配信される。第１の選択肢によれば、センサ１１は、投影される画像内の形状の位置に関するデータストリームのみを提供する。例えば、以下の情報がＧＰＵ１３にストリーム配信されてもよい。すなわち、ライン０、画素０〜２５；ライン１、画素２〜２０等である。ここで、ライン番号は、投影される画像内の画素ライン番号の順序を指す。第２の選択肢によれば、センサ１１は、第１の画像画素ストリームの全体をＧＰＵ１３に提供する。この選択肢によれば、画素値、すなわちより具体的には画素輝度値も提供される。値が所定の値から逸脱している場合、これらの画素は形状の外側にあると決定され得る。このようにして、ＧＰＵ１３は、投影される画像内の形状の正確な位置を決定し得る。例えば、以下の画素ストリームがＧＰＵ１３に送信されてもよい。すなわち、ライン０、画素０、画素値＝０；ライン０、画素１、画素値＝０；ライン０、画素２、画素値＝０；ライン０、画素３、画素値＝１；ライン０、画素４、画素値＝１；...；ライン１０、画素４、画素値＝２５５等である。この実施例では画素値２５５が最大値であり、よって、この画素は形状の外側にある一方、この値と異なる画素値を有する画素は形状の一部であると決定され得る。上記ではラスター画像が想定されているが、ベクトル画像または他の画像も、好適な補正と共に使用されてもよい。実際、形状の外側の画素は全て、同じ画素値を有し、該画素値は、最大画素輝度を表す値であってもよい。形状の内側にある画素は、相互に異なる画素値を有してもよい。センサ１１が、第１の画像のデータストリームを、ストリーム内のいかなる形状も画定することなしに、ＧＰＵ１３に送信することも可能である。この場合、ＧＰＵ１３は、そのストリームから１又は複数の形状を取り出し、それらの形状を既定画像（第３の画像）と合成するであろう。典型的に、第１の画像、第２の画像、及び第３の画像は、全て相互に異なっており、以下で説明するように、第２の画像は、第１の画像及び第３の画像から合成によって得られる。
【００４１】
ひとたびＧＰＵ１３がセンサ１１からデータストリームを受信すると、このデータストリームは、既定画像の画素と合成される。これは、第１の画像内の形状を表す情報を使用することによって既定投影画像をマスクすることによって行われてもよい。これは、一般に画素数の点で第１の画像よりも大きい既定画像の画素から、画素ごとにデータストリームを減じることによってなされてもよい。言い換えれば、データストリーム内の形状に対応する画素が、既定画像内の対応する画素を置き換える。既定画像は、例えば、全ての画素が最大輝度を有する白色画像であってもよい。それに加えて、上記の第１の選択肢が使用される場合、ＧＰＵ１３は、形状の内側の画素値を定義する。既定では、形状の内側の画素値は、輝度値がゼロに設定されていてもよい。あるいは、画素値は、センサ１１から受信される更なる情報に基づいて、かつ／または運転パラメータ検出器１７から受信される情報に基づいて、定義されてもよい。第１の画像のサイズが第３の画像のサイズとは異なることも可能であることに留意されたい。上記の第２の選択肢が使用される場合、少なくとも形状の内側の画素値はすでに定義されている。
【００４２】
ステップ２９では、ＧＰＵ１３は、駆動輪の位置、車両の走行速度、車両の傾き等の、いくつかの運転関連パラメータを運転パラメータ検出器１７から受信してもよい。これらのパラメータのうちのいくつかは、運転パラメータ検出器１７に接続された衛星測位システムによって取得されてもよい。例えば、前照灯の高さを調節する信号を運転パラメータ検出器１７に送信するために、ボタンまたは他の制御入力が運転手によって手動で操作されることも可能である。ステップ３１では、ＧＰＵは、受信した運転関連パラメータを、既定画像のサイズを変更し、かつ／または既定画像を水平及び／もしくは垂直に移動するコマンドに変換する。当然ながら、この変換は、代わりに投影機システム制御器１５によってなされてもよい。ステップ３３では、ＧＰＵは、画像画素ストリームを、必要に応じて上記の手動のコマンドと共に、投影機システム制御器ユニット１５にストリーム配信する。または、コマンドは、別途投影機システム制御器１５に送信されてもよい。このような様式によって、第２の画像をキャッシュまたは保存するための画像バッファをＧＰＵ１３内に、または投影機システム制御器１５内に有する必要がない。画像を記憶し、かつ／またはメモリから画像を読み出す必要がないことによって、本結像法は、以前のソリューションよりも高速に動作することができ、本発明によれば、画像の画素を実質的にリアルタイムで修正及び投影することができる。それゆえに、ミラーシステム及び／または光源７のレーザーダイオードに印加される電流を直接制御する信号を送信することによって、画像におけるいかなる所望の修正に対する応答時間も、最適化され得る。画素情報を適切な速度で投影機システム制御器１５に送信し、結果として得られる投影される第２の画像が車両の速度を考慮に入れるように、画像画素ストリームの速度は、車両の速度（運転パラメータ検出器１７から取得される）に基づいて適合されてもよい。
【００４３】
ステップ３５では、投影機システム制御器１５は、デジタル情報、すなわち第２の画像画素ストリーム及び／またはＧＰＵからのコマンドを、電流出力及び／または電圧出力に変換し、電流出力及び／または電圧出力は、走査システム３及び／またはレーザーダイオードに送られる。このような様式によって、投影システム１の動作は、実質的にリアルタイムで制御され得、投影される画像は、センサ１１によって検出されるいかなる変化も実質的にリアルタイムで考慮に入れる。
【００４４】
上記の教示によれば、変化する外的条件を考慮に入れる様々な種類の画像が、波長変換エレメント５上に投影され得、結像系の前方に向かって更に反射される。投影される画像は、様々な形態をとり得る。例えば、行くべき方向を運転手に示す矢印が道路上に表示されてもよい。この矢印は、矢印の四方に光を投影する一方、矢印自体はより暗いままにする、すなわちそれほど明るく照明されないままにすることによって、表示されてもよい。このような様式によって、道路が照明され続けるため、運転手は、運転情報を取得するが、依然として道路を見ることができる。別の実施例によれば、投影される画像は、道路を照明する一方で、人の目によって知覚される道路と白線または路面標識との間のコントラストを増大させるために、道路上の白線または路面標識の一方側または両側に暗い、または黒い線または領域を残してもよい。この場合、暗線または黒線は、道路上の白線または路面標識と本質的に隣接していてもよい。更なる実施例によれば、上記の教示は、左ハンドル自動車と右ハンドル自動車との間で切り替える際に使用されてもよい。以前は、全てのメーカーは、左ハンドル国及び右ハンドル国のために、２つの異なる種類の前照灯ユニットを生産しなければならなかった。例えば、いくつかの左ハンドル国では、当局は、右ハンドル自動車に対して、一時的な措置としてビームベンダを取り付けること（例えば、旅行者の自動車について）、または自動車が輸入される場合は前照灯を完全に交換することを義務付けている。ビームベンダは、前照灯のガラスに接着される一種のフレネルレンズである。本発明では、変更は、単純にソフトウェアにおいて自動車のユーザ設定を変更することによってなされ得る。更なる実施例によれば、投影機は、より暗い区域を照明し、次いでそれに応じてセンサの戻り値を訂正し、カメラ撮像センサの高いダイナミックレンジの描写を提供するために、写真用閃光装置で使用されてもよい。
【００４５】
上記の実施形態は、複数の方法で変更され得る。例えば、センサ１１及び／または運転パラメータ検出器１７がいかなる変化も検出しない場合、いかなる計算もＧＰＵ１３によってなされず、投影機システム制御器１５に対する画素出力ストリームが一定にとどまるように、システム内で電力セーブモードが使用されてもよい。上記の教示が写真用閃光装置用途に応用される場合、パラメータ検出器は、周囲光センサであってもよい。このセンサからの情報を使用して、投影される画像の画素輝度値を調節してもよい。このような様式によって、画像の特定部分または画像全体の照明が調節され得る。
【００４６】
本発明を図面及び上記の説明において詳細に図示及び説明してきたが、このような図示及び説明は、例示的または例証的とみなされるべきであり、制限的とみなされるべきではなく、本発明は、開示された実施形態には限定されない。他の実施形態及び変形例は、図面、本開示、及び添付請求項の検討に基づいて理解され、請求対象の本発明を実施する際、当業者によって達成され得る。
【００４７】
請求項において、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語は、他の要素またはステップを排除せず、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数を排除しない。相互に異なる従属請求項に異なる特徴が記載されているという単なる事実は、これらの特徴の組み合わせを好都合に使用することができないことを示すものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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