(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
・光源が、走査ミラーアセンブリの反射面から反射された光のある領域を遮蔽するように、前記反射面と対向して位置し、前記反射面の方に向かって非平行光を放射するために配設された、前記光源と、
・少なくとも１つの回転軸の周りで回転変位されるように配設された、前記反射面を備える、前記走査ミラーアセンブリと、
・前記遮蔽された領域の少なくとも一部分を照明するように、反射された前記光の伝搬方向を変更するための第１の光学素子と、を備える、照明システム。
【請求項２】
前記第１の光学素子が、前記反射面に対して前記光源を少なくとも部分的に越えて位置する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の光学素子が、前記反射面に対して前記光源を完全に越えて位置する、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の光学素子が、レンズ、波長変換素子、または回折格子を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記光源が、静止時にかつ回転変位にさらされないときに、前記反射面の中間点から延在しかつ前記反射面に実質的に直交する第１の軸上に位置する、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１の光学素子の断面形状が、平凸状、両凸状、平凹状、両凹状、円筒状、球状、または非球状である、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の光学素子が、レンズのアレイを備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記光源と前記第１の光学素子との間にあり、前記光源および前記第１の光学素子を前記反射面の前記回転の軸に対してそれらの相対的位置に支持するように配設された、支持素子を更に備える、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記光が前記反射面に到達する前に、前記光源によって放射された前記光を成形するための第２の光学素子を更に備える、請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１の光学素子が、レンズを備え、前記システムが、波長変換素子を更に備える、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記波長変換素子が、前記第１の光学素子と前記走査ミラーアセンブリとの間に位置する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記波長変換素子が、前記反射面に対して前記光源を越えて位置する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記光源が、前記第１の光学素子の焦点距離の半分に等しい距離だけ前記反射面から隔てられる、請求項１から１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
１つ以上の光センサを更に備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記１つ以上の光センサは、複数の光センサである、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
照明システムを製造する方法であって、
・第１の基板および第２の基板を提供することと、
・非平行光を放射するように配設された光源を前記第１の基板上に提供することと、
・少なくとも１つの回転軸の周りで回転変位されるように、かつ前記光源によって放射された前記光を反射するように配設された反射面を備える、走査ミラーアセンブリを前記第２の基板上に提供することと、
・前記反射面から反射された前記光の伝搬方向を変更するために第１の光学素子を前記第１の基板上に提供することと、
・前記第１および第２の基板を互いから所定の隔離距離に維持するためのスペーサ素子を提供することと、
・前記第１の基板および前記第２の基板を積み重ねることと、を含み、
前記光源は、それが、前記反射面の方に向かって非平行光を放射するために配設されるように前記第１の基板上に提供され、前記光源は、それが、前記反射面から反射された前記光のある領域を遮蔽するように、前記反射面と対向して位置し、前記第１の光学素子が、前記遮蔽された領域の少なくとも一部分を照明するように、反射された前記光の前記伝搬方向を変更するために配設される、方法。
【請求項１７】
１つ以上の光センサを前記第２の基板上に提供することを更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記１つ以上の光センサは、複数の光センサである、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記１つ以上の光センサは、それらが、実質的に非透明なセパレータによって前記走査ミラーアセンブリから隔てられるように提供される、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも２つの光学素子および光源が、前記第１の基板上に提供され、少なくとも２つの走査ミラーアセンブリが、前記第２の基板上に提供され、前記方法が、前記積み重ねられた基板構造を切断して、少なくとも２つの照明システムモジュールを形成することを更に含む、請求項１６から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の光学素子が、成形可能な透明基板を前記第１の基板上に提供することと、型を用いてこの成形可能な透明基板をパターニングして前記第１の光学素子を形成することとによって提供される、請求項１６から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記光源が、前記第１の基板の第１の表面上に提供され、前記第１の光学素子が、前記第１の表面とは反対側の、前記第１の基板の第２の表面上に提供される、請求項１６から２１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、写真用フラッシュまたは３Ｄセンシング用途に使用される照明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つの走査ミラーアセンブリを備える照明システムに関する。本発明はまた、その照明システムを作製する対応する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査ミラーをベースとした光投影システムが、照明システムの分野において知られている。特許文献１は、光源がレーザ型光源であるようなシステムの例を開示する。２つの直交軸の周りで回転可能な走査ミラーが作動され、光信号を一次光源から受信して、像を燐光体素子の上に投影する。一次光源によって放射された光、またはより具体的には、その光度は、例えば、所望された像を燐光体素子の上に投影するように調節され得る。燐光体素子は、次いで、一次光源から受信された光信号の波長変換を行うように配設される。その結果として、二次光源として機能する燐光体素子が、光を再び放射し、その光は、一次光源からの光と結合されるときに、様々な方向に有用な白色光を作り出す。この種のシステムでは、燐光体素子によって行われる波長変換が、レーザ光源の電気−光変換よりもエネルギー効率的であるので、非常に高い総エネルギー効率が取得され得る。特許文献１によれば、２つの直交軸の周りで回転可能な１つの走査ミラーを使用する代わりに、それぞれ１つの軸の周りで動くことができる２つのミラーであって、その２つの軸が互いに直交する、２つのミラーをその代わりに使用することが可能である。
【０００３】
図１は、例えばレーザ光源１などの光源１と、この例では軸７の周りで回転されるように配設された可動板５を備える走査ミラーアセンブリ３と、を備える、照明システムの簡易断面図を示す。可動板は、ミラーを備えており、同じ軸７に沿う板の両側に位置合わせされた２つの支持アーム（図示せず）によってフレーム９に接続されている。図１では、光源１によって放射された光が、Ａによって示されており、一方、ミラーによって反射された光が、Ｂによって示されている。空間を節約するために、かつ歪みの無い反射像を取得するために、光源は、好適には、光ビームＡが、静止時にミラーの中心点に対して９０度に近いミラー表面における入射角を形成するように、ミラーの真上に配置されるべきである。しかしながら、この位置では、光源が反射光を遮蔽することになり、それによって、光源の後ろに遮蔽された点または照明されない点を生成する。この遮蔽問題を回避するために、ミラーの中心点の真上の反射光に対する自由通路が、図１に示されるように、ミラーの中心点の真上の位置からわずかにオフセットさせて光源を配設することによって保証され得る。しかしながら、光源は、依然として、図１に示されるように、その位置における反射光のうちのいくらかを遮る。なおその上に、図１の配設はまた、空間の使用の観点において最適ではない。
【０００４】
図２は、図１に類似する配設を示すが、この場合では、光源が、中心位置に対してなお更にオフセットされる。この際、光源は、反射された信号をもはや遮らないが、その構成は、それが、図１の構成よりも更に多くの空間を占有し、かつ、結果として生じる像または反射像が、ミラーの表面に当たる光Ａの大きな入射角に起因して、明確に歪められることになるという欠点を有する。また、上記種類の照明システムの現在の製造プロセスが最適ではないことにも留意されたい。例えば、図１または２の角度を付けた構成は、例えば、光源および走査ミラーアセンブリなどの様々な構成要素の位置合わせにおいて、非常に高い精度を要求する。これは、当然、製造プロセスの複雑性を増大させる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的は、走査ミラー照明の解決策に関して上記に特定した問題を克服することである。
【０００６】
発明の第１の態様によれば、  ・光源が、反射面から反射された光のある領域を遮蔽するように、走査ミラーアセンブリの反射面の方に向かって非平行光を放射するために配設された光源と  ・反射面を備え、少なくとも１つの回転軸の周りで回転変位されるように配設された、走査ミラーアセンブリと、  ・遮蔽された領域の少なくとも一部分を照明するように、反射光の伝搬方向を変更するための第１の光学素子と、を備える、照明システムが提供される。
【０００７】
提案された解決策は、より小型な照明システムを提供する。なぜなら、光源が、走査ミラーアセンブリの前に位置し、それゆえ、光源から反射面までのおよびシステムの出力開口へ前進する光路の長さが、最小限にされ得るからである。光源による反射光の遮りによって引き起こされる影または遮蔽効果が、光学素子によって軽減され、その光学素子は、それが反射光を遮蔽領域の中に導くように配置される。それゆえ、本発明は、光が反射されて光源の方へ戻る場合、光源が反射光を遮蔽するという既知の問題を少なくとも部分的に克服する。
【０００８】
第１の態様の変形によれば、第１の光学素子が、反射面に対して光源を少なくとも部分的に越えて位置する。
【０００９】
第１の態様の別の変形によれば、第１の光学素子が、反射面に対して光源を完全に越えて位置する。
【００１０】
第１の態様の別の変形によれば、第１の光学素子が、レンズ、波長変換素子、または回折格子を備える。
【００１１】
第１の態様の別の変形によれば、光源が、静止時にかつ回転変位にさらされないときに、反射面の中間点から延在しかつ反射面に実質的に直交する第１の軸上に位置する。
【００１２】
第１の態様の別の変形によれば、第１の光学素子の断面形状が、平凸状、両凸状、平凹状、両凹状、円筒状、球状、または非球状である。
【００１３】
第１の態様の別の変形によれば、第１の光学素子が、レンズのアレイを備える。
【００１４】
第１の態様の別の変形によれば、システムが、光源と第１の光学素子との間にあり、光源および第１の光学素子を反射面の回転の軸に対してそれらの相対的位置に支持するように配設された、支持素子を更に備える。
【００１５】
第１の態様の別の変形によれば、システムが、光が反射面に到達する前に光源によって放射された光を成形するための第２の光学素子を更に備える。
【００１６】
第１の態様の別の変形によれば、第１の光学素子が、レンズを備え、システムが、波長変換素子を更に備える。
【００１７】
第１の態様の別の変形によれば、波長変換素子が、第１の光学素子と走査ミラーアセンブリとの間に位置する。
【００１８】
第１の態様の別の変形によれば、波長変換素子が、反射面に対して光源を越えて位置する。
【００１９】
第１の態様の別の変形によれば、光源が、第１の光学素子の焦点距離の半分に等しい距離だけ反射面から隔てられる。
【００２０】
発明の第２の態様によれば、照明システムを製造する方法であって、  ・第１の基板および第２の基板を提供することと、  ・非平行光を放射するように配設された光源を第１の基板上に提供することと、  ・少なくとも１つの回転軸の周りで回転変位されるように、かつ光源によって放射された光を反射するように配設された反射面を備える、走査ミラーアセンブリを第２の基板上に提供することと、  ・反射面から反射された光の伝搬方向を変更するために第１の光学素子を第１の基板上に提供することと、  ・第１および第２の基板を互いから所定の隔離距離に維持するためのスペーサ素子を提供することと、  ・第１の基板および第２の基板を積み重ねることと、を含む、方法が提供される。
【００２１】
提案された製造プロセスは、低コストでの極めて大量の生産に適しているという利点をもたらす。製造プロセスの別の利点は、取得可能な製造プロセス歩留りが高いことである。これは、例えば、照明システム当たりの非常に小さな数の光学構成要素に起因する。その最も単純な形態では、３つの光学構成要素のみ、すなわち、光源、光学素子、および反射面が必要とされる。また、ミラー反射面を有する光源の意図される直交配設は、位置合わせから外れてもよく、システムは、依然としてうまく機能する。別の利点は、光路における反射の数が最小限にされ、それによって、光損失も最小限になることである。なぜなら、各反射は、いくらかの光損失を生じさせ、次いで、結果として生じる照明プロファイルを害し得るいくらかの「寄生光」を発生させるからである。
【００２２】
第２の態様の変形によれば、方法が、１つ以上の光センサを第２の基板上に提供することを更に含む。
【００２３】
第２の態様の別の変形によれば、１つ以上の光センサは、それらが、実質的に非透明なセパレータによって走査ミラーアセンブリから隔てられるように、提供される。
【００２４】
第２の態様の別の変形によれば、少なくとも２つの光学素子および光源が、第１の基板上に提供され、少なくとも２つの走査ミラーアセンブリが、第２の基板上に提供され、その方法は、積み重ねられた基板構造を切断して、少なくとも２つの照明システムモジュールを形成することを更に含む。
【００２５】
第２の態様の別の変形によれば、第１の光学素子が、成形可能な透明基板を第１の基板上に提供することと、型を用いてこの成形可能な透明基板をパターニングして、第１の光学素子を形成することと、によって提供される。
【００２６】
第２の態様の別の変形によれば、光源が、第１の基板の第１の表面上に提供され、第１の光学素子が、第１の側とは反対側の、第１の基板の第２の表面上に提供される。
【００２７】
第２の態様の別の変形によれば、光源は、それが、反射面の方に向かって非平行光を放射するために配設されるように第１の基板上に提供され、光源は、それが、反射面から反射された光のある領域を遮蔽するように位置し、第１の光学素子は、遮蔽された領域の少なくとも一部分を照明するように、反射光の伝搬方向を変更するために配設される。
【００２８】
本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照して、非限定的で例示的な実施形態の以下の記載から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】先行技術に従う照明システムの簡易断面図である。
【図２】先行技術に従う別の照明システムの簡易断面図である。
【図３】本発明のある例に従う照明システムの簡易断面図である。
【図４】図３の照明システムの簡易断面図であるが、光源と反射面との距離が、システムに使用される光学素子の焦点距離の半分に対応する。
【図５】図３の照明システムの例示的な製造プロセスを例示するフロー図である。
【図６ａ】製造プロセスの様々なステップを概略的に例示する。
【図６ｂ】製造プロセスの様々なステップを概略的に例示する。
【図６ｃ】製造プロセスの様々なステップを概略的に例示する。
【図６ｄ】製造プロセスの様々なステップを概略的に例示する。
【図６ｅ】製造プロセスの様々なステップを概略的に例示する。
【図６ｆ】製造プロセスの様々なステップを概略的に例示する。
【図６ｇ】製造プロセスの様々なステップを概略的に例示する。
【図６ｈ】製造プロセスの様々なステップを概略的に例示する。
【図６ｉ】製造プロセスの様々なステップを概略的に例示する。
【図６ｊ】製造プロセスの様々なステップを概略的に例示する。
【図６ｋ】製造プロセスの様々なステップを概略的に例示する。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
次に、本発明のある実施形態が、添付図面を参照して詳細に記載される。異なる図面に出現する同一のまたは対応する機能的および構造的要素は、同じ参照数字を割り当てられる。
【００３１】
図３は、本発明のある実施形態に係る例示的な照明もしくは点灯システムまたはデバイスを例示する概略断面図である。この配設は、例えば、写真用フラッシュ用途において、あるいは、例えば対象もしくは環境のジェスチャセンシング用途および／または３次元マッピングに使用される３Ｄセンシング解決策において、使用され得る。図１は、光源１を示す。様々な種類の光源およびパッケージングが使用され得、光源１は、例えば、端面発光レーザダイオード、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：ｖｅｒｔｉｃａｌ−ｃａｖｉｔｙ  ｓｕｒｆａｃｅ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｌａｓｅｒ）、発光ダイオード（ＬＥＤ：ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）、共振空洞ＬＥＤ、マイクロＬＥＤ（ｍｉｃｒｏ−ＬＥＤ）、またはかかる光源のアレイであり得る。光源は、単色性レーザ光源であり得る。照明システムがスマートフラッシュ（ｓｍａｒｔ  ｆｌａｓｈ）用途のために使用される場合には、放射される光は、典型的には、システムの一部として波長変換素子によって一旦再び放射される３６０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長を有する、紫外（ＵＶ：ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）もしくは近紫外光のいずれか、または、例えば、互いと一旦結合されて白色ビームもしくは他の色のビームを発生し得る３つの光源（すなわち、赤、緑、および青）の使用によって取得される可視光である。しかしながら、他の用途の場合、他の波長が、ＵＶ光から可視光を経て赤外光まで、使用されてもよい。光源１は、典型的には、非平行光、すなわち、光線が平行ではない光を放出する。図１に見られ得るように、光源は、走査ミラーシステム３の前に、より具体的には、可動板５上に形成されたミラーの前に位置する。この例では、走査ミラーシステムが、ＭＥＭＳ（微小電気機械システム：Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）走査ミラーである。可動板５は、軸７の周りで回転されるように配設される。可動板５は、同じ軸７に沿う板の両側で位置合わせされた、２つの支持アーム（図示せず）によってフレーム９に接続される。この例では、ミラーが、１つの軸の周りで回転するが、それはまた、２つの互いに直交する軸の周りで回転し得る。走査システムの利点は、実像が投影され得、結果として生じる投影および反射された光ビームが、局所的な輝度調整および／または照明されない画素と照明された画素との間のコントラストレベルの制御を有することができるように、投影された像の輝度が、局所的に（例えば、画素レベルで）制御されることを可能にすることである。
【００３２】
走査システム３は、例えば、リサジューパターンまたは（飛び越し走査されたもしくは飛び越し走査されない）ラスタパターンなどの様々な種類のパターンに従う光を偏向するように配設される。ラスタパターン投影内で、像はまた、いわゆる帰線走査パターンの間に表示され得る（典型的なラスタ走査表示では、ＭＥＭＳミラーが、ミラーの１つのスイープ（ｓｗｅｅｐ）または像リフレッシュレートを制御するミラー軸（すなわち、２つの互いに直交する軸の周りで回転する可動板５を有する２Ｄ  ＭＥＭＳミラーを一旦使用して、その共振振動数の外側で作動されるミラー軸）にのみ像を表示するが、帰線の選択肢では、同じまたは別のパターンが、ミラーの他のスイープ上に表示され得る）。あるいは、走査パターンの方向が切り換えられ得る（水平走査に代わって垂直走査、例えば、それによって、像が、左から右へもしくは右から左への代わりに垂直線として形成される）、または画面が、任意の種類の空間充填曲線、例えば、ペアノ、ヒルベルト、または他のフラクタルもしくはＬ−システム曲線を使用して走査される、他のパターンが使用され得る。
【００３３】
走査ミラーシステム３は、例えば、磁気、静電気、熱、圧電性、液圧式、空気式、化学、または音響手段を使用して作動され得る。板５が磁気的に作動される場合には、走査ミラーシステムの底および／または側部が、磁場を発生させてミラーを備える板を動かすための磁石１１を備え得る。この例では、光源が、静止時に（静止位置は、図３に示されるものである）ミラーの中心点から引かれた想像線上で、またはいわゆる中間位置において、かつミラー表面に対して９０度の角度を有して、ミラーの前に位置する。それゆえ、ミラーは、光源に向く側および板に向く側を有する。
【００３４】
この例では、第２の光学素子としてこの文に称される、光学素子１３がまた示される。第２の光学素子は、任意選択的であり、その目的は、いくつかのビーム成形、例えば、ビームのフットプリント（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）プロファイルの修正および／または光分散を作り出すこと、あるいは光源によって放射された光ビームＡがミラーに到達する前にそれの焦点合わせまたは平行化を行うことである。例えば、第２の光学素子１３を用いずに、光ビームが、ミラー表面の平面内において楕円形フットプリントプロファイルを有することが可能である。しかしながら、第２の光学素子１３は、光ビームのフットプリントを変更して、それを例えば円形にさせるように構成され得る。第２の光学素子は、単にレンズであってもよく、例えば、その形態は、所望のビーム形成の種類に応じて選択される。
【００３５】
第１の光学素子としてこの文に称される、別の光学素子１５が、支持体または基板１７上に提供される。この例では、第１の光学素子１５および支持体が、（板５から見たときに）光源１の後ろに配置される。第１の光学素子は、レンズ、マイクロレンズアレイ、もしくは波長変換素子、例えば燐光体素子など、または上記素子の組み合わせを備え得る。第１の光学素子は、回折格子もまた備えてもよいし、またはそれらの代わりに回折格子を備えてもよい。第１の光学素子は、ガラスまたは透明プラスチック製であってもよい。第１の光学素子１５の目的は、ミラーから反射された光Ｂの伝搬の方向を変更して、それによって、光源自体の存在によって引き起こされた遮蔽領域の中に、反射光を少なくとも部分的に方向転換することである。第１の光学素子１５による反射光のこの方向転換の結果として、図３に示される位置において第１の光学素子の後ろに配置されたセンサ１９（例えば、人間の目）は、あたかもセンサが光源によって遮蔽されなかったように、または少なくとも遮りの効果が、第１の光学素子１５が存在しない状況と比べて大幅に減らされるように、反射光の像パターンを検出する。このようにして、光源の後ろに光学機器を配置することによって、かつ光学機器を注意深く設計して遮蔽を補償することによって、光源１によって引き起こされる光の遮りの負の効果が、著しく減らされ得るか、またはそれどころか実質的に除去され得る。
【００３６】
この構成はまた、製造プロセス、およびかかる光学システムの小型化が、著しく簡易化されることも可能にする。なおその上に、光源はミラーの真上にまたはミラーの前に配置されるので、ミラーによって投影される任意の結果として生じる像は、歪みによって影響を受けることが少ない。第１の光学素子がレンズを備える場合には、反射光は、それがレンズを通過する際に、その光学特性のうちの少なくともいくつかを維持する。例えば、第１の光学素子に到達する光ビームが可干渉性である場合には、方向転換された光ビームもまた、可干渉性である。ビームの方向およびビームの形状に関する特性は、レンズによって、故意に、修正されてもよい。
【００３７】
例示された例では、第１の光学素子が、平凸状レンズを通過する光ビームを集束するように、特に、反射光Ｂの遮蔽が発生する領域に隣接してより優れた集束性を提供するように配設された、該平凸状レンズを備える。しかしながら、他の形態もまた、実装形態の詳細に応じて、可能である。同様に使用され得る様々な光学素子形状の例は、両凸状、（通過光ビームを分散する）平凹状、両凹状、メニスカス状、円筒状、球状、または非球状である。レンズはまた、球状、非球状、または円筒状レンズよりも薄いという利点を有するフレネルレンズであってもよく、それによって、更に小型の照明システムを可能にする。第１の光学素子はまた、レンズのアレイ、または平坦なもしくは平坦でない表面を有する燐光体素子、あるいはレンズもしくはマイクロレンズアレイの頂部上にまたは素子１７とレンズもしくはマイクロレンズアレイとの間のいずれかに配置された燐光体素子との、レンズもしくはマイクロレンズアレイの組み合わせであり得る。
【００３８】
図３に例示される照明システムが距離測定（３Ｄマッピング）用途のために使用される場合には、第１の光学素子が、レンズまたはレンズのアレイを備え得、波長変換素子必要ない。しかしながら、照明システムがスマートフラッシュ用途のために使用される場合には、システムが、好適には、波長変換素子を備える。この場合では、光学素子１５が、波長変換素子を備え得る。あるいは、第１の光学素子が、レンズを備えてもよく、別個の波長変換素子が、別個の素子として提供され得る。この波長変換素子は、例えば、支持体１７と第１の光学素子１５との間に配置されてもよいし、または波長変換素子は、（板５から見られる際に）第１の光学素子１５の更に向こう側に配置されてもよい。波長変換素子は、第１の光学素子と直接接触してもよいし、または第１の光学素子から所定の距離に配置されてもよい。光ビームを光学的に修正する可能性は、第１の光学素子からある距離に波長変換素子を配置することによって最大化されうる。波長変換素子が、蛍光体膜または板を備え得、その上に、好適には、蛍光体の連続および均質層が堆積されている。典型的には単色性の、走査システムからの光ビームＡを受け取る波長変換素子上の各点は、光パワーを吸収して、次いで、１つ以上の異なる波長の光Ｂを再び放出する。結果として生じる結合光は、「白色」として考えられ得る。なぜなら、それは、約４００ｎｍ〜８００ｎｍ間の、すなわち、可視光スペクトルにおける、複数の波長を含有するからである。
【００３９】
走査ミラーの反射面が、レンズ１５からレンズ焦点距離の半分（ｆ／２）に等しい距離に配置される場合、またはより正確には、ミラーから光源の放射点までの距離を足したレンズからミラーまでの合計距離が、レンズの焦点距離に等しい場合には、結果として生じる光ビームが、レンズによって平行になり得る。これは、投影された光が、複数の投影距離にわたってその形状および強度プロファイルを実質的に維持し得るという利点を有する。あるいは、レンズが、より近くにまたはミラーの反射面から更にｆ／２より離れて配置される場合、結果として生じる投影された光が分散して、それによって、照明システムは、より大きな照明領域をカバーすることができる。
【００４０】
次に、上記照明システムの製造プロセスが、図５および図６ａ〜図６ｋのフローチャートを参照して説明される。ステップ４１では、光源基板としても称される、第１の基板１７（図６ａ）と、ミラー基板としても称される、第２の基板１９（図６ａ）とが、提供または製造される。光源基板１７は、透明であり、ウェハであり得、典型的には、ガラス、プラスチック、またはシリコン（赤外線レーザが使用される場合）で作製され得る。ミラー基板１９は、シリコンもしくはガラスで作製されたウェハ、または電子機器プリント回路基板（ＰＣＢ：ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ）であり得、例えば、ＦＲ４材料（エポキシバインダを用いて織られた繊維ガラス生地）で作製され得る。ステップ４３では、電気接触素子２１が、図６ｂおよび図６ｃに示されるように、基板上に提供される。これらの接触子２１は、例えば、伝導性インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ：ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）またはスズをドープされた酸化インジウム層であってもよい。かかる接触子は、ほぼ透明である。それが光源基板１７になると、この透明な特性は、基板を通過する光に対する遮りが最小限にされ得るという利点を有する。これらの接触子は、単に、金属性の接触素子であってもよい。接触子は、基板の表面上に堆積され得、次いで、パターン化され得る。例示された例から分かるように、接触素子が、対として提供され得るが、他の配設が可能であり、接触子の数は、作製プロセスにおいて要求される配線に依存する。簡潔さのために、例示された例は、光源基板上の２つの列において４つの接触子対のみを用いて示されるが、２つの列における８つの接触子対が、ミラー基板上に提供される。しかしながら、実用的な実装形態では、各基板が、数十、数百、または数千、あるいはそれ以上の接触子を含んでもよいことに留意されたい。接触パッド２３がまた、基板の逆側に提供されてもよい。ステップ４３では、穴またはビア２５がまた、基板内に提供され得、基板の一方側から他方側への接続を可能にする。穴またはビアは、基板上への接触素子の形成前に、基板内に存在し得る。
【００４１】
ステップ４５では、要求された接続配線２７を含む、例えば、光源１および走査ミラーシステム３などの様々な構成要素が、図６ｄおよび図６ｅに示されるように、それぞれの基板上に提供または形成される。これは、例えば、標準的なピックアンドプレイスマシンを使用することによるピックアンドプレイスによって構成要素を配置することにより達成され得る。この例では、光センサ２９はまた、光センサが、全ての走査ミラーシステムに提供されるように、ミラー基板１９上に提供または形成され、これらの素子は、ミラー基板１９上に交互に連続して提供される。このステップはまた、接続配線２７を追加することと、例えば半田付けによって、その配線をそれぞれの構成要素に接続することと、を含み得る。ステップ４７では、光学素子基板３１が、図６ｆに示されるように、接触パッド２３と同じ側の光源基板１７上に堆積される。ステップ４９では、マスター基板３３、マスク、もしくは型が、図６ｇに例示されるように、第１の光学素子の所望形態とは逆にされたまたは反対のパターンを用いてパターン化される。マスター基板は、例えば、ガラス、ポリマ、シリコン、例えば銅またはニッケル材料などの金属製であり得る。ステップ５１では、光学素子基板が、図６ｈに示されるように、マスター基板３３を使用することによってパターン化され、所望された第１の光学素子１５を光源基板表面上に生成する。パターニング動作は、例えば、熱エンボス、型打ちによって、および／あるいは、それぞれ熱硬化性材料、もしくは例えばＵＶ硬化性ポリマなどのＵＶ硬化性材料、または両者の混合で作製された光学素子の場合、熱もしくはＵＶ硬化によって行われた光学素子硬化の最後の硬化、または固化と一緒にもしくは別々に圧力を印加することによって、行われてもよい。
【００４２】
ステップ５３では、スペーサ素子３５が、図６ｉに示されるように、ミラー基板１９上に提供される。これは、例えば、ポリマ材料の堆積およびパターニングによって、または貫通穴を有する完全なスペーサウェハを使用することによって、達成され得る。スペーサ３５は、好適には、光源１によって放射され、かつ走査システム３によって反射される任意の寄生光ビームが、光センサ２９を照明することを回避するために、非透明表面を有する。例えば、スペーサは、シリコン、あるいは非透過もしくは不透明プラスチックまたはポリマ材料、あるいは非透過または不透明ガラスで作製され得る。ステップ５５では、光源基板１７が、図６ｊに示されるように、その光源基板がスペーサによって支持されるように、ミラー基板１９上に積み重ねられる。ステップ５７では、積み重ねられた基板が、最終的な完全なシステムモジュールを形成するようにダイシングまたは切断される。この例では、それぞれの最終モジュールが、センサモジュールの次に１つの照明システムモジュールを備える。別の配設では、モジュールが、１つの照明システムモジュールおよび複数のセンサモジュールから成り得る。これは、例えば、２つ以上のセンサが、照明された対象によって反射された光を検知することができ、次いで、アルゴリズムが、取得された情報を比較することができ得、次いで、より強いシステム冗長性と、したがって、ロバスト性とを可能にし得るように、検知された光において冗長性を生み出すために、行われ得る。同じモジュールが、立体視および／または三角測量と互換性がある手法で使用されてもよく、その場合、距離情報が、異なる位置に配置された２つのセンサによって検出された光情報をコンピュータ処理することによって導かれる。この種の完全なモジュールは、距離測定のために使用され得、それゆえ、例えば、３Ｄセンシングに適している。かかるモジュールが写真用フラッシュ用途に使用される場合には、センサモジュールは、例えば、周囲光を測定するために配設され得る。あるいは、特定用途に応じて、センサモジュールは、決して必要とされない可能性がある。２つの基板上に提供された他の要求された構成要素と共に、多くの（典型的には、数百以上の）光源、走査ミラーアセンブリ、および光学素子を含むことによって、より一層の製造プロセスが、個々の部分のアセンブリステップに依存する代わりに、基板レベルアセンブリの間に、実行され得る。
【００４３】
上記した例示的な製造プロセスは、様々な手法に適合され得る。例えば、上記ステップの順番は変更されてもよい。例えば、スペーサは、ミラー基板上に必要な構成要素を提供する前に、または他の構成要素と同時に、ミラー基板上に提供されてもよい。スペーサをミラー基板上に提供する代わりに、スペーサを光源基板上に提供することもまた可能である。
【００４４】
本発明は、図面および上述の記載において詳細に例示され記載されたが、かかる例示および記載は、説明的または例示的であって限定的ではないと考えられ、本発明は、開示された実施形態に限定されない。他の実施形態および変形が、図面、開示、および添付の特許請求の範囲の検討に基づいて、特許請求された発明を実行するときに、当業者によって理解され、実現され得る。
【００４５】
特許請求の範囲において、文言「備える」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。異なる特徴が互いに異なる従属請求項に列挙されるという単なる事実は、これらの特徴の組み合わせが有利に使用され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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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図６ｅ】
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【図６ｆ】
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【図６ｇ】
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【図６ｈ】
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【図６ｉ】
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【図６ｊ】
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【図６ｋ】
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