(57)【要約】照明装置（１０）及び照射ビーム（３６）の形成方法が記載される。複数のＬＥＤ発光素子（１２）は発光するよう動作可能である。複数のコリメータ要素（１８）は、ＬＥＤ発光素子（１２）から発せられる光をコリメートするよう構成される。第１投影要素（２４）は、コリメータ要素（１８）から発せられる光を、空間的に制御可能なリフレクタ要素（２８）に投影するよう構成される。空間的に制御可能なリフレクタ要素（２８）は、第１位置と第２位置との間で複数のリフレクタ要素を有する。第１位置で、光（３４）は、投影照射ビーム（３６）を形成するように第２投影要素（３０）の方向に反射される。第２位置で、光（３４）は、投影照射ビーム（３６）に寄与しないように異なる方向に反射される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤ発光素子と、
前記複数のＬＥＤ発光素子から発せられる光をコリメートするよう構成される複数のコリメータ要素であり、該複数のコリメータ要素の出光面は、第１方向における第１伸長部分と、前記第１方向に垂直な第２方向における第２伸長部分とを備え、前記第２伸長部分は、前記第１伸長部分よりも大きい、前記複数のコリメータ要素と、
少なくとも第１位置と第２位置との間で調整可能な複数のリフレクタ要素を有し、該複数のリフレクタ要素の切り替え方向を備える空間的に制御可能なリフレクタ要素と、
前記複数のコリメータ要素から発せられる光を前記空間的に制御可能なリフレクタ要素に投影するよう構成される第１投影要素と、
第２投影要素と
を有し、
前記複数のリフレクタ要素の前記第１位置で、前記第１投影要素からの光が、投影照射ビームを形成するように前記第２投影要素の方向に反射され、
前記複数のリフレクタ要素の前記第２位置で、前記第１投影要素からの光が、前記投影照射ビームに寄与しないように異なる方向に反射され、
前記第２伸長部分は、前記切り替え方向に平行に配置される、
照明装置。
【請求項２】
前記複数のＬＥＤ発光素子は、互いから相隔てられて担体上に配置される、
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記複数のコリメータ要素は夫々、前記複数のＬＥＤ発光素子の隣に配置された入光面と、反対側の出光面とを有する、
請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記出光面は、前記入光面よりも大きい、
請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記出光面の第１伸長部分及び第２伸長部分の比率は、前記入光面の第１伸長部分及び第２伸長部分の比率と異なる、
請求項３又は４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記複数のコリメータ要素から前記空間的に制御可能なリフレクタ要素へ発せられる光は、前記空間的に制御可能なリフレクタ要素のサイズ、アスペクト比、及び角度方向に適応される、
請求項３乃至５のうちいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記複数のコリメータ要素の前記出光面は、互いに直接隣接して配置されて共通出光面を形成する、
請求項３乃至６のうちいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記複数のコリメータ要素は、矩形入光面の角から前記出光面の角へ延在する縁部を有する少なくとも実質的に錐台形状である、
請求項３乃至７のうちいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記出光面は、凸形状を有する、
請求項３乃至８のうちいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記第１投影要素は、少なくとも１つの凹形反射面を有する、
請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記第２投影要素は、少なくとも１つの投影レンズを有する、
請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記複数のＬＥＤ発光素子は、独立して動作可能であるよう電気的に接続される、
請求項１乃至１１のうちいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記複数のＬＥＤ発光素子は、間隔を空けられたＬＥＤ発光素子の少なくとも２つの平行な列を有する配列において配置され、該２つの列は、互いに離して配置される、
請求項１乃至１２のうちいずれか一項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置及び照射ビーム形成方法に関係がある。より具体的には、本発明は、空間的に制御可能なリフレクタ要素に光を方向づけることによって照射ビームを生成することに関係がある。
【背景技術】
【０００２】
空間的に制御されるリフレクタは、例えば、ビデオプロジェクタで、使用される。デジタル・ライト・プロセッシング（digital  light  processing）（ＤＬＰ）技術では、半導体チップにマトリクス状に配置された微視的に小さいミラーを備えたデジタル・マイクロミラー・デバイス（digital  micromirror  device）（ＤＭＤ）が、空間変調された照射ビームを形成するように急速に再位置合わせされ得る。
【０００３】
空間的に制御されるリフレクタの使用はまた、選択的な照射目的のために提案されてきた。米国特許出願公開第２００３／０１０７３２３（Ａ１）号（特許文献１）には、外装車両ライトを制御するシステムが記載されている。まぶしさ（glare）を防ぐために、車両ライトは、センサのアレイの出力に基づき制御され得る。一実施形態で、制御可能なヘッドランプは、光源と、空間的に制御されるリフレクタとを含む。光源は、ハロゲン源、ＨＩＤ源、又は発光ダイオードＬＥＤ源のような、自動車使用に適したいかなるタイプのライトであってもよい。空間的に制御されるリフレクタは、複数の切替可能なミラーを含む。ミラーは、オン可能であり、その場合にレンズによって保護されるように入射光線を反射する。オフされるときに、入射光線は、レンズから離れて反射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／０１０７３２３（Ａ１）号
【発明の概要】
【０００５】
優れた効率を有し、高い光束及び輝度を照射ビームに与える照明装置及び照射ビームの形成方法を提供することが、目的とみなされ得る。
【０００６】
これは、請求項１に記載の照明装置、及び請求項１４に記載の方法によって対処される。従属請求項は、本発明の好適な実施形態を参照する。
【０００７】
本発明者は、空間的に制御可能なリフレクタ要素、特に、マイクロミラー（ＤＭＤ）要素を照射する光源の要件を検討してきた。高い輝度及び光束を達成するために、単一光源は、有意な熱的課題を提示しながら、極めて高い電力密度を必要とする。単一光源に代えて、本発明者は、複数のＬＥＤ発光素子から成る分散型光源を提案している。光を効率的に使用し、空間的に制御されたリフレクタ要素の要件に発光特性を適応させるために、本発明者は、コリメータ要素と投影要素との組み合わせを提案している。
【０００８】
本発明に従う照明装置は、複数のＬＥＤ発光素子と、ＬＥＤ発光素子から発せられる光をコリメートするよう構成される複数のコリメータ要素とを有する。「ＬＥＤ素子」との語は、ここでは、発光ダイオード、有機発光ダイオード、レーザーダイオード、などを含む、いかなるタイプの固体状態発光素子も示すために使用される。例えば、発光素子は、単一の発光ダイオード又は密接して配置された複数の発光ダイオード、例えば、既知のＲＧＢ  ＬＥＤであってよい。ＬＥＤ発光素子は、パッケージ化されていてもされていなくてもよく、すなわち、ＬＥＤダイのみから成ってよい。好ましいものは、コリメータ要素を除いて追加の光学素子を伴わない平坦な矩形ＬＥＤ発光素子であり、例えば、追加のレンズ、ドームなどがない。ＬＥＤ発光素子は、望ましくは、互いから相隔てられて、例えば、主発光方向（平坦ＬＥＤダイの場合に、ＬＥＤダイ面に垂直な方向）に垂直な１つ以上の方向に設けられる。例えば、ＬＥＤ素子は、望ましくは、行又は列に沿って少なくとも実質的に（例えば、＋／−２０％、望ましくは＋／−１０％）等しい距離で、直線又はマトリクス配置で互いから相隔てられて配置されてよい。
【０００９】
複数のＬＥＤ発光素子の空間的に分散された配置は、熱負荷を分配して、動作中に発生する熱をより良く放散することを可能にするという利点がある。ＬＥＤ発光素子の好適な分布のために、ＬＥＤ発光素子間の距離は、例えば、同じ方向におけるＬＥＤ素子の幅の少なくとも５０％であってよい。望ましくは、ＬＥＤ発光素子は、ＬＥＤ発光素子の幅の少なくとも１００％の距離で更に離して間隔を空けられる。
【００１０】
コリメータ要素は、ＬＥＤ発光素子から光を受け、それからコリメートされたビームを形成するよう構成される。コリメータ要素は夫々、ＬＥＤ発光素子の主発光方向の周りに配置されたリフレクタ面を有する。コリメータ要素はまた、原理上、内部リフレクタ面を備えた中空であってよい一方で、境界面で全内部反射（total  internal  reflection）（ＴＩＲ）に依存する固体コリメータ要素を設けることが望ましい。コリメータ要素は、例えば、シリコーン又はＰＭＭＡから作られてよい。
【００１１】
本発明に従って、第１投影要素は、コリメータ要素から発せられる光を、空間的に制御可能なリフレクタ要素に投影するよう構成される。第１投影要素は、コリメータ要素からのコリメートされた光を、空間的に制御可能なリフレクタ要素、例えば、ＤＭＤ要素、の表面上に投影するのに適したいかなるタイプの光学素子であってもよい。これは、原理上、例えば、投影レンズによって達成され得る一方で、少なくとも１つのリフレクタ面を備えたリフレクタが望ましい。望ましくは、リフレクタ面は、凹形状であってよい。第１投影要素は、コリメータ要素のうちの１つ以上の出光面上の第１フォーカスと、空間的に制御可能なリフレクタ要素上の第２フォーカスとを備えてよい。
【００１２】
空間的に制御可能なリフレクタ要素は、少なくとも２つの位置の間で調整可能な複数のリフレクタ要素を有する。好適な実施形態では、複数のマイクロミラーを備えたＤＭＤデバイスが設けられてよい。ＤＭＤ面上に配置されるこれらの微視的なミラーは、第１角度位置と第２角度位置との間で移動可能であるよう個別的にアドレッシングされてよい。
【００１３】
２つの位置は、望ましくは、異なった反射角度を提供する。「オン」位置とも呼ばれ得る第１位置で、第位置投影要素から受光された光は、第２投影要素、望ましくは投影レンズの方向に反射される。投影照射ビームは、望ましくは、第１（「オン」）位置にある全てのリフレクタ要素の光から、このようにして形成される。対照的に、リフレクタ要素の第２位置で、第１投影要素からの入射光は、投影照射ビームに寄与しないように異なる方向に反射される。
【００１４】
このようにして、本発明に従って、制御可能な照射ビームは、複数のＬＥＤ発光素子から発せられる光から形成され得る。光はコリメートされ、空間的に制御可能なリフレクタ要素に投影され、そして、個々のリフレクタ要素の位置に応じて、それから、空間的に選択的な形で第２投影要素によって投影される。
【００１５】
従って、本発明は、複数のＬＥＤ発光素子を使用することによって効率的に生成される高い光束及び高い輝度を有する照射ビームを形成することを可能にする。コリメーション及び第１投影要素による投影を通じて、第１投影ビームが形成され、空間的に制御可能なリフレクタ要素に方向づけられてよく、空間的に制御可能なリフレクタ要素のサイズ、アスペクト比、及び角度方向に適応され得る。
【００１６】
好適な実施形態では、ＬＥＤ素子は、担体、例えば、印刷回路基板のような平面部材、に配置されてよい。ＬＥＤ素子は、例えば、一直線に、又は共通平面に配置されて、互いから相隔てられて配置されてよい。例えば、ＬＥＤ素子は、間隔を空けられたＬＥＤ発光素子の少なくとも２つの平行な列を有する配列において配置され、２つの列は、互いに離して配置される。好適な実施形態では、ＬＥＤ素子は、独立して動作可能であるよう接続されてよく、すなわち、それらは、隣接するＬＥＤ素子の動作状態に依存せずにオン又はオフされ得る。
【００１７】
特に好適な実施形態では、本発明は、投影照射ビームの異なる空間的部分を選択的に制御、すなわち、オン又はオフすることを可能にする。一方で、これは、空間的に制御可能なリフレクタ要素を制御することによって達成され得る。他方で、ＬＥＤ発光素子も個別的に制御されてよい。よって、所望の選択的ビーム形状は、例えば、粗構造を得るために、ＬＥＤ発光素子の選択的な１つをオン又はオフされるように個別的に制御することによって、更には、微細構造を得るために、リフレクタ要素の制御を介して粗構造の形状を制御することによって、達成され得る。
【００１８】
好適な実施形態では、１つのコリメータ要素が夫々のＬＥＤ発光素子について設けられてよい。コリメータ要素は夫々、ＬＥＤ発光素子の隣に配置された入光面を有してよい。更に、コリメータ要素は夫々、例えば、入光面の反対側に配置される出光面を有してよい。入光面は、望ましくは平面であってよい。それは更に、ＬＥＤ発光素子の平らな発光面に平行に配置されてよい。発光面及び入光面は、望ましくは、近接近して、例えば、１ｍｍ以下の距離で、望ましくは、０．２ｍｍ以下の非常に小さい距離で非常に近接近して、配置されてよい。出光面は、例えば、入光面に平行に配置される平らな面であってよい。代替の実施形態では、出光面は、コリメータ要素から第１投影要素への光のより良い伝達を可能にするように凸形状を有してよい。
【００１９】
好適な実施形態では、出光面は、入光面よりも大きくてよい。代替的に、又はそれ加えて、出光面は、入光面とは異なるアスペクト比を有してよい。よって、空間的に制御可能なリフレクタ要素への投影に適したアスペクト比を達成することが特に可能である。
【００２０】
コリメータ要素は、それらが、例えば、個々の出光面の間にギャップを残しながら、別個の出光面形成するように、配置されてよい一方で、個々のコリメータ要素の出光面は、個々の出光面の間のギャップなしで連続的な共通出光面を形成するように、互いの直ぐ隣に配置されることが望ましい。
【００２１】
出光面が連続的であるかどうか、又はギャップが残っているかどうかに関わらず、個々のコリメータ要素の出光面は、第１方向における第１伸長部分と、望ましくは第１方向に垂直な第２方向における第２伸長部分とを有している共通出光面を形成すると考えられてよい。共通出光面のアスペクト比は、第１伸長部分及び第２伸長部分の比率として定義されてよい。また、個々の出光面は、垂直な方向において第１伸長部分及び第２伸長部分を備えてよい。
【００２２】
いくつかの実施形態で、個々の出光面の第１伸長部分は、第２伸長部分よりも小さくてよい。個々の出光面から発せられる光は、その場合に、望ましくは、第２の、より大きい伸長部分が、空間的に制御可能なリフレクタ要素の切り替え方向に平行に配置され得るように、空間的に制御可能なリフレクタ要素に投影されてよい。切り替え方向は、空間的に制御可能なリフレクタ要素の複数のリフレクタ要素、例えば、マイクロミラー要素の傾き又は回転角度に垂直な方向として定義されてよい。
【００２３】
望ましくは、コリメータ要素は、少なくとも実質的に錐台形状で設けられてよい。矩形、望ましくは正方形の入光面から、錐台形状のコリメータ要素は、平面又は丸みを帯びた、例えば、凸状であってよい出光面まで延在してよい。特に、コリメータ要素の縁部は、入光面から角から出光面まで延在してよい。
【００２４】
本発明のこれら及び他の態様は、以降で記載される実施形態から明らかであり、それらを参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】車両ヘッドライトの要素の透視図を示す。
【図２】図１の要素を断面で示す。
【図３】図１及び図２のヘッドライトの担体上のＬＥＤ発光素子及びコリメータ要素を斜視図で示す。
【図４】図３に示される要素の上面図を示す。
【図５】照射ビームを形成するマトリクスの概略図を示す。
【図６】車両の前部から発せられる照射ビームの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、車両ヘッドライトとして機能を果たし得る照明装置１０における要素の配置を透視図で示す。図中、要素は、筐体又は取り付け要素なしで、それらの相対配置のみにおいて説明のために示されている。当業者に理解され得るように、全ての要素は、実際の実施形態では、固定されて筐体に収容される。
【００２７】
ＰＣＢ１４上のＬＥＤ素子１２（図１には図示されていないが、例えば図３に示される。）は光を生成し、生成された光は、個別のコリメータ要素１８から形成されているコリメータ１６によってコリメートされる。コリメータ要素１８の個別の出光面２２から形成されている共通出光面２０から発せられるコリメートされた光３２は、凹状リフレクタ２４によってＤＭＤデバイス２８のＤＭＤ面２６に投影ビームとして３４として投影される。
【００２８】
それ自体知られている様態で、ＤＭＤ面２６上のマイクロミラー（図示せず。）は、各マイクロミラー要素の個々の位置に応じて、投影された光３４を選択的に反射する。多数のマイクロミラーは、ミラー面が面２６に対して第１角度で向けられている第１「オン」位置と、マイクロミラーが「オン」位置に対して切り替え軸を中心として回転されて、ミラー面が面２６に対して第２角度で向けられる第２「オフ」位置との間で、制御可能に動くことができる。
【００２９】
実施形態に従う配置において、ＤＭＤデバイス２８は切り替え方向Ｓを備える。すなわち、その上のマイクロミラーは、図２に示されている切り替え方向Ｓに垂直な個々の切り替え軸を中心として回転可能である。
【００３０】
マイクロミラー要素が「オン」位置にある場合に、入射した投影光３４は、照射ビーム３６として投影されるように投影レンズ３０に反射される。全てのマイクロミラー要素が「オフ」位置にある場合に、入射した投影光３４は、どこか他の場所に反射され、投影照射ビーム３６に寄与しない。
【００３１】
ＬＥＤ素子１２は、２×４のマトリクス状でＰＣＢ１４に配置される。ＬＥＤ素子１２の配列は、分散型光源を構成する。例におけるＬＥＤ素子１２は、ランベルト（Lambertian）放射体を構成する。ＬＥＤ素子１２から発せられる光は、コリメータ１６によってコリメートされて、放射角度を狭められたコリメート光ビーム３２に形成される。
【００３２】
コリメータ１６及び個別のコリメータ要素１８の形状は、特に図３及び図４からわかる。コリメータ１６は、ＬＥＤ素子１２の夫々について、例えば、シリコーンから作られた１つのコリメータ要素１８を有する。ＬＥＤ素子１２は夫々、正方形の発光面を備える。各ＬＥＤ素子１２の発光面の直ぐ前に、各々のコリメータ要素１８の入光面４０が配置され、それにより、優れた光結合が確かにされる。
【００３３】
コリメータ要素１８は夫々、正方形の入光面４０の角から出光面２２の角へ延在する縁部４２を備えた錐台形状の固体の透明体として形成される。入光面４０は平面であり、一方、図示される例における出光面２２は、わずかに凸状の形を有している。コリメータ要素１８の側面は、コリメータ要素１８の固形物から周囲空気への境界面を構成する。よって、側面に対して小さい角度で入射する光の場合に、全内部反射が起こり、それにより、側面は事実上リフレクタ面を構成する。
【００３４】
図４からわかるように、出光面２２は、凸形状である一方で、長方形を形成する縁部４４によって境界され、それにより、出光面２２は、実質的に矩形とみなされ得る。出光面２２は、入光面４０よりも広い面積を有している。コリメータ要素１８の形状によって、発光面の形状及びサイズはこのようにして変形される。
【００３５】
各コリメータ要素１８はまた、入光面４０（本例では正方形）から出光面２２までアスペクト比を変える。出光面２２は、本例では、図４に示されるように、第１の、より小さい幅ｄ１及び第２の、より大きい幅ｄ２を備えた長方形状を有している。よって、出光面２２は夫々、アスペクト比ｄ１／ｄ２で非対称である。
【００３６】
出光面２２から発せられる、結果として得られるコリメート光３２において、ｄ１の方向でのビーム発散角（beam  divergence）は、ｄ２の方向でよりも大きい。
【００３７】
個々の出光面２２は、幅Ｌ１及び高さＬ２を有する連続的な共通出光面２０を形成するように、縁部４４どうしが直接隣接するよう配置される。コリメータ１６の共通出光面２０のサイズ、特にアスペクト比Ｌ１／Ｌ２は、ＬＥＤ１２の配列、すなわち、ＬＥＤ素子１２の行／列の数及び相対間隔並びにコリメータ要素１８の形状によって導入されるサイズ／アスペクト比の変化、によって決定される。図示される例では、各行は４つのＬＥＤ素子１２を有する。当業者に理解されるように、別の実施形態では、設けられる行の数は異なってもよく、例えば、１行のみ、又は３行以上であってもよい。更に、行ごとに設けられるＬＥＤ素子１２の数も異なってよく、例えば、５個、６個、又はそれ以上であってもよい。
【００３８】
ＬＥＤ素子１２は、例えば、０．７ｍｍ×０．７ｍｍの発光面４０を有してよい。行に沿った間隔は、例えば、隣接したＬＥＤ素子１２どうしの距離が１ｍｍである程度であってよい。行の間隔は、例えば、１．７ｍｍであってよい。好適な例における各出光面２２のアスペクト比ｄ１／ｄ２は、例えば、１：１．４であってよい。
【００３９】
図示される例では、共通出光面２０のアスペクト比Ｌ１／Ｌ２は、例えば、１．４：１であってよい。図示されるように、出光面２０の幅Ｌ１は、それに垂直な幅Ｌ２よりも大きい。
【００４０】
先と同じく、当業者は、共通出光面２０のいかなる所望のサイズ及びアスペクト比も、ＬＥＤ発光素子１２の数及び配置の適切な選択と、出光面２２のサイズ及びアスペクト比による変化とによって達成され得る、と認識するだろう。
【００４１】
例において、共通出光面２０のサイズ及びアスペクト比は、光３４の投影ビームがＤＭＤ面２６と同じアスペクト比を有するように選択される。倍率は、光３４の投影ビームがＤＭＤ面２６全体をカバーするように選択されてよい。なお、代替の実施形態では、他の倍率が選択されてもよい。
【００４２】
ＤＭＤ面２６上のマイクロミラー要素は、共通の切り替え方向Ｓを備える。すなわち、それらは、切り替え方向Ｓに垂直な切り替え軸を中心とした回転によって、第１「オン」位置と第２「オフ」位置との間で動かされ得る。ＤＭＤ面２６上で、コリメート光３２及び投影ビーム３４を一緒に形成する個々の出光面２２の、Ｌ２の方向に平行である長い方の伸長部分ｄ２が、マイクロミラーの回転中心である切り替え軸に垂直に配置され、個々の出光面２２の、Ｌ１の方向に平行である短い方の伸長部分ｄ１が、切り替え軸に平行に、すなわち、切り替え方向に垂直に配置されるように、投影ビーム３４を形成及び投影することが有利であった。これは、結果的に、切り替え方向でのビーム幅を低減し、夫々の切り替えられたピクセルについて、より高いコントラストを引き起こすことになる。
【００４３】
照明装置１０の動作中、投影照射ビーム３６の特性及び光分布は、２つの異なる手段の組み合わせによって制御されてよい。１つには、ＬＥＤ素子１２は、個別的にオン又はオフであるよう制御されてよい。これは、ＰＣＢ１４上のＬＥＤ素子１２へ接続されてその動作を選択的に制御する制御回路（図示せず。）によって、達成されてよい。その上、ＤＭＤ面２６上のマイクロミラー要素は、同じ制御回路によって又は別の回路によって制御されてよく、それにより、マイクロミラー要素は、所望のパターンに従って「オン」又は「オフ」位置に位置づけられる。結果として得られる照射ビーム３６は、アクティブにされたＬＥＤ素子１２のパターンと、「オン」又は「オフ」のいずれかの位置にあるＤＭＤ面２６上のマイクロミラー要素のパターンとの両方の制御に依存する。
【００４４】
図５は、平面に投影された照射ビーム３６の例を（説明のために簡略化された様態で）示す。図示される例では、照射ビーム３６は、個別のコリメータ要素１８の投影及び反射される出光面２２に、従って、個別のＬＥＤ素子１２に対応して、２×４個の正方形５０（破線）のマトリクスとして表される。各正方形５０は、次いで、ＤＭＤ面２６上のマイクロミラー要素に対応して、４×４個のピクセル５２、５４に分けられる。当業者に認識されるように、実際のＤＭＤ分解能は、異なる実施形態ごとに有意に異なり得るが、ほとんどの場合に、図５に表されている１６×８ピクセルよりも相当に高い。
【００４５】
図５において、「オン」位置にあるマイクロミラー要素に対応し、よって、投影照射ビーム３６の明るく照らされた領域である、アクティブピクセル５４は、白色の正方形として示され、一方、照射ビーム３６の暗い、明るく照らされない領域に対応する非アクティブピクセル５２は、ハッチングされた表現で示される。
【００４６】
照射ビーム３６は、例では、暗領域５６、５８を有する。左上角にある暗領域５６は、左上の正方形５０に対応する。暗領域５６は、全ての対応するマイクロミラー要素を「オフ」位置に動かすように制御することによって達成され得る一方で、代わりにＰＣＢ１４上の左上のＬＥＤ素子１２を非アクティブにすることが望ましく、それにより、左上のコリメータ要素１８の出光面２２から光は発せられず、コリメートビーム３２及び投影ビーム３４の対応する領域はこの形状の暗領域５６を既に有する。
【００４７】
更に、例となる照射ビーム３６は、図５の右側に示されている凹凸のある第２暗領域５８を有する。第２暗領域５８は、その部分が、４つの正方形５０に、それらの正方形を完全にはカバーすることなしに延在している。従って、この分布を達成するために、４つの正方形５０に対応するＬＥＤ素子１２は、アクティブであり、ＤＭＤ要素２８のピクセル５２、５４は、第２暗領域５８の所望の形状を達成するように空間的に制御される。
【００４８】
図６は、動力車６０のフロントヘッドライトにおける照明装置１０の使用を概略的に示す。投影照射ビーム３６は、例えば、図５の例に対応する光分布を有し、よって、まぶしさを回避するために、例えば、暗領域５６、５８の中に位置する対面交通のために、暗領域５６、５８を含むよう制御されてよい。
【００４９】
上記の実施形態は、本発明を制限するのではなくむしろ説明し、当業者であれば、特許請求の範囲の適用範囲を逸脱することなしに、多くの代替実施形態を設計することが可能である点が留意されるべきである。
【００５０】
特に、ＬＥＤ素子１２の数及びＰＣＢ１４上でのその配置は、例えば、共通出光面２０の異なるサイズ又はアスペクト比を得るために、異なるように選択されてよい。また、ＤＭＤデバイス２８のサイズ及び分解能は、特定の実施形態において必要に応じて異なるように選択されてよい。更に、異なるように成形された、特に、異なるサイズ、形状及びアスペクト比の入光面４０及び出光面２２を備えたコリメータ要素が、選択されてもよい。
【００５１】
上記の例で、投影照射ビーム３６の所望の形状は、個別のＬＥＤ素子１２をオン又はオフのいずれかに切り替えることによって達成されたが、一方で、調光された状態でＬＥＤ素子１２の１つ以上を動作させることも可能である。ＬＥＤ素子１２の調光は、低下された値への動作電流及び／又は動作電圧の制御によって、あるいは、望ましくは、パルス幅変調によって、達成されてよい。ＬＥＤ素子の調光動作を使用することによって、結果として投影照射ビームにおける対応する領域は、受光量が減る。
【００５２】
特許請求の範囲では、いかなる参照符号も、請求項を制限するものと解釈されるべきではない。「〜を有する」（“comprising”）との語は、請求項に挙げられている以外の要素又はステップの存在を除外しない。要素の前にある不定冠詞“a”又は“an”は、そのような要素の複数の存在を除外しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項で挙げられているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すものではない。
【図１】
2021503158.tif 000003
【図２】
2021503158.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月25日(2020.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤ発光素子と、
前記複数のＬＥＤ発光素子から発せられる光をコリメートするよう構成される複数のコリメータ要素であり、該複数のコリメータ要素の出光面は、第１方向における第１伸長部分と、前記第１方向に垂直な第２方向における第２伸長部分とを備え、前記第２伸長部分は、前記第１伸長部分よりも大きい、前記複数のコリメータ要素と、
少なくとも第１位置と第２位置との間で調整可能な複数のリフレクタ要素を有し、該複数のリフレクタ要素の切り替え方向を備える空間的に制御可能なリフレクタ要素と、
前記複数のコリメータ要素から発せられる光を前記空間的に制御可能なリフレクタ要素に投影するよう構成される第１投影要素と、
第２投影要素と
を有し、
前記複数のリフレクタ要素の前記第１位置で、前記第１投影要素からの光が、投影照射ビームを形成するように前記第２投影要素の方向に反射され、
前記複数のリフレクタ要素の前記第２位置で、前記第１投影要素からの光が、前記投影照射ビームに寄与しないように異なる方向に反射され、
前記第２伸長部分は、前記切り替え方向に平行に配置される、
照明装置。
【請求項２】
前記複数のＬＥＤ発光素子は、互いから相隔てられて担体上に配置される、
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記複数のコリメータ要素は夫々、前記複数のＬＥＤ発光素子の隣に配置された入光面と、反対側の出光面とを有する、
請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記出光面は、前記入光面よりも大きい、
請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記入光面は、矩形であり、前記出光面の第１伸長部分及び第２伸長部分の比率は、前記入光面の第１伸長部分及び第２伸長部分の比率と異なる、
請求項３又は４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記複数のコリメータ要素から前記空間的に制御可能なリフレクタ要素へ発せられる光は、前記空間的に制御可能なリフレクタ要素のサイズ、アスペクト比、及び角度方向に適応される、
請求項３乃至５のうちいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記複数のコリメータ要素の前記出光面は、互いに直接隣接して配置されて共通出光面を形成する、
請求項３乃至６のうちいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記複数のコリメータ要素は、矩形入光面の角から前記出光面の角へ延在する縁部を有する少なくとも実質的に錐台形状である、
請求項３乃至７のうちいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記出光面は、凸形状を有する、
請求項３乃至８のうちいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記第１投影要素は、少なくとも１つの凹形反射面を有する、
請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記第２投影要素は、少なくとも１つの投影レンズを有する、
請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記複数のＬＥＤ発光素子は、独立して動作可能であるよう電気的に接続される、
請求項１乃至１１のうちいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記複数のＬＥＤ発光素子は、間隔を空けられたＬＥＤ発光素子の少なくとも２つの平行な列を有する配列において配置され、該２つの列は、互いに離して配置される、
請求項１乃至１２のうちいずれか一項に記載の照明装置。
【国際調査報告】
2021503158.tif 000009
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