特許 7305649 道路照明システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-30

(45)【発行日】2023-07-10

(54)【発明の名称】道路照明システム

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20230703BHJP

   G08G 1/01 20060101ALI20230703BHJP

【ＦＩ】

G08G1/16 A

G08G1/01 D

G08G1/01 F

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020534970

(86)(22)【出願日】2018-12-21

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-02-22

(86)【国際出願番号】 US2018067132

(87)【国際公開番号】W WO2019126663

(87)【国際公開日】2019-06-27

【審査請求日】2021-12-16

(31)【優先権主張番号】62/608,963

(32)【優先日】2017-12-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】18163162.3

(32)【優先日】2018-03-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(31)【優先権主張番号】16/228,506

(32)【優先日】2018-12-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/228,514

(32)【優先日】2018-12-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/228,516

(32)【優先日】2018-12-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500507009

【氏名又は名称】ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】カムラス，マイケル

(72)【発明者】

【氏名】バルドワジ，ジョティ キロン

【審査官】佐々木 佳祐

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１４／００７４５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】欧州特許出願公開第０２８９６８７５（ＥＰ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０４６８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１４３５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１７５５６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

道路の上又は近辺に配備された道路照明システムであって：
１つ以上の光源；
前記道路の上又は近辺の歩行者を検出するように構成された１つ以上の検出器；
前記１つ以上の検出器から信号を受信して処理するように構成されたプロセッサ；及び
前記プロセッサから信号を受信し、これに応答して、路面の一部分を照明してスポット照明を前記歩行者に提供するために前記１つ以上の光源を制御するように構成されたコントローラであって、前記スポット照明は前記歩行者が前記道路の上又は近辺を移動する場合に前記歩行者を追跡する、コントローラ；
を備え、前記１つ以上の光源からの前記歩行者の照明は、前記道路に垂直な面内にある垂直照度成分と、前記道路に平行な面内にある水平照度成分とを含み、前記垂直照度成分は前記水平照度成分の少なくとも２倍であり；
前記歩行者の前記スポット照明は、前記道路に平行な面内で縮小された水平照度のスポットを含み、該スポットは増進した視覚コントラストを提供し且つ前記歩行者を包囲して追跡する、道路照明システム。

【請求項2】

前記垂直照度成分は前記水平照度成分の少なくとも５倍である、請求項１に記載の道路照明システム。

【請求項3】

前記１つ以上の検出器は、前記歩行者に接近しつつある前記道路上の自動車両を検出するように構成されており；及び
前記コントローラは、前記歩行者における前記垂直照度成分が前記自動車両から見えるように、前記歩行者の照明を制御するように構成されている、請求項１に記載の道路照明システム。

【請求項4】

前記１つ以上の光源はＬＥＤアレイを備え；及び
前記コントローラは、前記プロセッサから信号を受信し、これに応答して、前記歩行者が前記道路の上又は近辺を移動する場合に前記歩行者を追跡する前記スポット照明を前記歩行者に提供するために、前記ＬＥＤアレイのピクセルを制御するように構成されている、請求項１に記載の道路照明システム。

【請求項5】

前記１つ以上の光源はＬＥＤアレイを備え；及び
前記コントローラは、前記プロセッサから信号を受信し、これに応答して、前記歩行者が前記道路の上又は近辺を移動する場合に前記歩行者を追跡して少なくとも部分的に包囲する投影を含む照明を提供するために、前記ＬＥＤアレイのピクセルを制御するように構成されている、請求項１に記載の道路照明システム。

【請求項6】

前記投影は前記歩行者が移動しつつある方向を示す矢印を含む、請求項５に記載の道路照明システム。

【請求項7】

前記投影は、前記歩行者に接近しつつある車両ドライバにとって可視的な交通標識、文字メッセージ、又は交通標識及び文字メッセージを含む、請求項５に記載の道路照明システム。

【請求項8】

前記道路に平行な面内における前記投影の水平照度は、前記道路周辺の水平照度の少なくとも２倍である、請求項５に記載の道路照明システム。

【請求項9】

前記１つ以上の検出器は、前記歩行者に接近しつつある前記道路上の自動車両を検出するように構成されており；
前記コントローラは、前記歩行者における前記垂直照度成分が前記自動車両から見えるように、前記歩行者の照明を制御するように構成されており；及び
前記歩行者の前記スポット照明は、前記道路に平行な面内で縮小された水平照度のスポットを含み、該スポットは増進した視覚コントラストを提供し且つ前記歩行者を包囲して追跡する、請求項１に記載の道路照明システム。

【請求項10】

前記１つ以上の検出器は、前記歩行者に接近しつつある前記道路上の自動車両を検出するように構成されており；
前記コントローラは、前記歩行者における前記垂直照度成分が前記自動車両から見えるように、前記歩行者の照明を制御するように構成されており；
前記１つ以上の光源はＬＥＤアレイを備え；及び
前記コントローラは、前記プロセッサから信号を受信し、これに応答して、前記歩行者が前記道路の上又は近辺を移動する場合に前記歩行者を追跡する前記スポット照明を前記歩行者に提供するために、前記光源における前記ＬＥＤアレイのピクセルを制御するように構成されている、請求項１に記載の道路照明システム。

【請求項11】

前記１つ以上の検出器は、前記歩行者に接近しつつある前記道路上の自動車両を検出するように構成されており；
前記コントローラは、前記歩行者における前記垂直照度成分が前記自動車両から見えるように、前記歩行者の照明を制御するように構成されており；
前記１つ以上の光源はＬＥＤアレイを備え；及び
前記コントローラは、前記プロセッサから信号を受信し、これに応答して、前記歩行者が前記道路の上又は近辺を移動する場合に前記歩行者を追跡して少なくとも部分的に包囲する投影を含む照明を提供するために、前記ＬＥＤアレイのピクセルを制御するように構成されている、請求項１に記載の道路照明システム。

【請求項12】

前記道路に平行な面内における前記投影の水平照度は、前記道路周辺の水平照度の少なくとも２倍である、請求項１１に記載の道路照明システム。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

関連出願
本出願は、２０１７年１２月２１日付で出願された「道路照明」と題する米国特許仮出願第６２／６０８，９６３号、２０１８年３月２１日付で出願された「道路照明」と題する欧州特許出願第１８１６３１６２．３号、２０１８年１２月２０日付で出願された「道路照明」と題する米国特許出願第１６／２２８，５０６号、２０１８年１２月２０日付で出願された「道路照明」と題する米国特許出願第１６／２２８，５１４号、及び２０１８年１２月２０日付で出願された「道路照明」と題する米国特許出願第１６／２２８，５１６号に対する優先権を主張している。これらの各出願は全体的に参照によって本願に援用される。

【0002】

技術分野
本発明は一般に照明に関連し、特に道路照明に関連する。

【0003】

背景技術
交差点その他の横断歩道に接近しつつある人間の車両運転手又は自動化された車両のドライバは、車両の経路の中にいる又は入りつつある歩行者及び自転車その他の個人輸送機（以下、本願では総称して「歩行者」という）を識別して避けなければならない。典型的には、これは信号灯及び照明灯を組み込んだ指定横断歩道（ｄｅｓｉｇｎａｔｅｄ ｃｒｏｓｓ－ｗａｌｋｓ）の利用によって支援されるが、それでも様々な道路及び照明状態において、ドライバは、事故を回避するのに間に合うように歩行者又は自転車利用者を識別することが困難である場合がある。更に、歩行者及び自転車利用者は、そのような装置が存在しない場所で、道路（又は車道）を横切ったり、あるいは道路の縁に沿って移動したりすることが多い。

【0004】

自動車両の定義は、４０ＣＦＲ８５．１７０３によって米国連邦規則集で定義されている：（ａ）セクション２１６（２）の適用可能性を決める目的に関し、以下に規定する１つ以上の基準が満たされない限り、人、人々、何らかの物又は何らかの永続的若しくは一時的に取り付けられる装置を輸送することが可能で自立推進する車両は、自動車両であるものとする：（１）車両が、平坦な舗装された路面で毎時２５マイルの最高速度を超えることができないこと；又は（２）車両が、安全で実用的な道路又は高速道路の使用に慣例的に関連する特徴を欠いていること、そのような特徴は、州及び／又は連邦法によって要求される差動式の又は安全上の特徴、リバース・ギア（オートバイの場合を除く）を含むが、これらに限定されない；又は（３）車両が、路上又は高速道路での使用を、安全でない、非実用的な、又は非常に見込みの無いものにする特徴を示すこと（その特徴は、例えば、装甲及び／又は兵器などの軍事戦闘又は戦術的車両に通常は関連する特徴、異常な大きさ、跡に残る道路接触手段などを含むが、これらに限定されない）。（ｂ）［Ｒｅｓｅｒｖｅｄ］［３９ ＦＲ ３２６１１，Ｓｅｐｔ．１０，１９７４，ａｓ ａｍｅｎｄｅｄ ａｔ ４５ ＦＲ １３７３３，Ｍａｒ．３，１９８０；７３ ＦＲ ５９１７８，Ｏｃｔ．８，２００８；７５ ＦＲ ２２９７７，Ａｐｒ．３０，２０１０］。

【0005】

本明細書は自動車両のこの定義に従うので、非自動車両は、一輪車、自転車、三輪車、スクーター、スケート等のような輸送手段の装置又は器具を含むであろう。本明細書では、これらの非自動車両を、たとえそれらが複数の人を運ぶことができたとしても、例えば自転車やスクーターは複数の人を収容できるかもしれないが、個人用の輸送手段として指定する。これらの個人輸送機は、平らな舗装路面での最大速度が時速２５ｍｐｈ以下である限り、自走する可能性がある。この個人輸送は、例えばセグウェイのような電動スクーター、又は電動スケートを含むであろう。

【発明の概要】

【0006】

本明細書は、１つ以上の光源からの光が、歩行者を識別して回避する人又は自動車両ドライバの能力を向上させるように、１つ以上の光源、検出器、プロセッサ、及びコントローラが構成されたシステム、デバイス、及び方法を開示する。１つ以上の光源は、路面で移動するオブジェクト（例えば、歩行者）にスポット照明を提供することが可能であり、スポット照明は、路面の一部分に沿って移動するオブジェクト又は歩行者に続く。１つ以上の光源は、地面又は他の表面に画像を投影してもよい。１つ以上の光源は、歩行者によって、又は歩行者が使用する個人輸送機によって運ばれることが可能である。１つ以上の光源は、静止していてもよく、歩行者の路上横断のために照明を提供してもよい。

【0007】

本発明のこれら及び他の実施形態、特徴及び利点は、以下に簡単に説明される添付図面に関連する本発明の以下のより詳細な説明を参照することで当業者には更に明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本願で説明される道路照明システムの例示的な実施形態が配備されている２つの道路の交差点の平面図を概略的に示す。

【0009】

【図2】本願で説明される道路照明システムの別の実施形態を使用する横断歩道における歩行者の平面図を概略的に示す。

【0010】

【図3】本願で説明される道路照明システムの例示的な実施形態が配備されている２つの道路の交点の別の平面図を概略的に示す（一部の照明コンポーネントは平面図ではなく側面図で示されている）。

【0011】

【図4】本願で説明される例示的な道路照明システムで使用されるコンポーネントの構成を概略的に示す。

【0012】

【図5】本願で説明される道路照明システムの例示的な実施形態が配備されている２つの道路の交差点の別の平面図を概略的に示す（一部の照明コンポーネントは平面図ではなく側面図で示されており、また、システムの処理及び制御コンポーネント示すブロック図が重ねられている）。

【0013】

【図6】本願で説明される道路照明システムの実施例のブロック図であり、モバイル・デバイス及び／又は自動車へのネットワークを介したシステムの選択的な相互接続を示す。

【0014】

【図7】本願で説明される携帯型道路照明システムの実施例のブロック図であり、モバイル・デバイス及び／又は自動車へのネットワークを介したシステムの選択的な相互接続を示す。

【0015】

【図8A】本願で説明される道路照明システムの光源で使用されることが可能な例示的なＭｘＮ行列状にピクセル化されたマイクロＬＥＤの平面図を示す。

【図8B】本願で説明される道路照明システムの光源で使用されることが可能な例示的なＭｘＮ行列にピクセル化されたマイクロＬＥＤの概略図を示す。

【0016】

【図9A】本願で説明される道路照明システムの光源で使用されることが可能な例示的なＭｘＮ行列状にピクセル化されたマイクロＬＥＤの一部分の概略的な部分断面図を示す。

【図9B】例示的なマイクロＬＥＤにおけるｎ及びｐ電極の構成例の概略平面図を示す。

【図9C】例示的なマイクロＬＥＤにおけるｎ及びｐ電極の構成例の概略平面図を示す。

【0017】

【図10A】本願で説明される道路照明システムの光源で使用されることが可能な他の例示的なＭｘＮ行列状にピクセル化されたマイクロＬＥＤの一部分の概略的な部分断面図を示す。

【図10B】本願で説明される道路照明システムの光源で使用されることが可能な他の例示的なＭｘＮ行列状にピクセル化されたマイクロＬＥＤの一部分の概略的な部分断面図を示す。

【0018】

【図11】本願で説明される道路照明システムの光源で使用されることが可能な別の例示的なＭｘＮ行列状にピクセル化されたマイクロＬＥＤの一部分の概略的な部分断面図を示す。

【0019】

【図12】本願で説明される道路照明システムの光源で使用されることが可能な別の例示的なＭｘＮ行列状にピクセル化されたマイクロＬＥＤの一部分の概略的な部分断面図を、アレイ内のピクセルのオン及びオフを切り替えるために使用されることが可能な一部分のＣＭＯＳシリコン背面の概略的な部分断面図と組み合わせて示す。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下の詳細な説明は、図面を参照しながら読まれるべきであり、図面においては、同一の参照番号は様々な図面全体を通じて同様な要素を示す。図面は、必ずしも縮尺通りではなく、選択的な実施形態を示しており、本発明の範囲を限定するようには意図されていない。詳細な説明は、限定ではなく例示として、本発明の原理を描写している。

【0021】

本願で説明されるシステム、デバイス、及び方法において使用される照明及び／又は投影デバイス（光源）は、ＬＥＤアレイ又はレーザー・システムであってもよく、又は、ＬＥＤアレイ又はレーザー・システムを含んでもよい。ＬＥＤ及びレーザー・デバイスは、同じ譲受人による米国特許出願第１５／８０２，２７３号で議論されており、これは全体的にリファレンスにより本願に援用される。このリファレンスではマイクロＬＥＤアレイ及びレーザー・ポンピング・アレイを含むピクセル化されたＬＥＤアレイが説明されている。そのようなＬＥＤアレイは、図８Ａ～図１２を参照して、以下において更に説明される。

【0022】

横断歩道に接近しつつある場合に、自動車両ドライバの視覚的なタスクの１つは、シルエット・ビジョンにより歩行者が路面上で明らかにされることであるが、この場合、照らされた路面は人がネガティブ・コントラストで「シャドウ」として見えることを可能にすることを仮定している。しかしながら、これは、実際に起きていることを単純化しすぎている。実際には、車のヘッドライトは競合するポジティブ・コントラストを提供し、これは、遷移点（ゼロ・コントラスト）において、人をほとんど不可視的に見えなくしてしまう可能性がある。この理由から、ポジティブ・コントラストを確実にするために、追加的な局所的な照明が必要とされる。

【0023】

追加的な照明は、交差点の存在をドライバに警告し、交差点エリアの上及びその場所で可能な限り歩行者を可視的にしなければならない。横断歩道の両端のゾーンは、歩行者が進入するのを待機する場所であり、十分な照明を受けるべきである。鉛直面で測定される場合に、照明は、道路の道路照明によって生成される水平照度よりかなり高くすべきである。また、まぶしい光が、接近しつつあるドライバに届いてしまうことも回避すべきである。１つの解決策は、非対称な光出力を伴う照明器具を使用することであり、その照明器具は、接近しつつある車両の方向で横断歩道手前の短い距離に配置され、車両のドライバに対面する歩行者の側に光を仕向ける。

【0024】

信号灯及び照明灯を組み込んだ指定横断歩道とは別に、そのような装置が組み込まれていない道路を歩行者が横断する必要性がしばしば存在する。また、歩道のない道路沿いを歩行せざるを得ない歩行者の場合や、自転車専用通行帯の指定の無い道路沿いで自転車に乗る場合には、衝突を避けるために、適切な照明が夜間には不可欠である。

【0025】

ＬＥＤマトリクス及びレーザー・システムを用いて適応照明を実装する自動車照明の新たなイノベーションは、歩行者や動物のような貧弱に照らされた対象を検出し、それらをドライバが知覚する前でさえ、それらの対象に光線を向けることが可能なカメラを活用することが可能である。しかしながら、そのようなシステムが、大多数の車両に適合させるのに十分に低いコストになるまで、また、道路上でこれらの車両の数が支配的になるまで、車両がどのように運転されようとも、歩行者の安全を全員に提供する必要がある。

【0026】

米国運輸省連邦高速道路管理局発行番号ＦＨＷＡ－ＨＲＴ－０８－０５３「ミッドブロック横断歩道の照明設計に関する情報報告」には、横断歩道照明の幾つかの基本概念が含まれている。照度（Ｅ）は、表面のエリアに降り注ぐ光の量であり、ルクス（ｌｘ）の単位で測定されることが可能であり、ルーメン／ｍ^２（ｌｍ／ｍ^２）と同じである。街路の表面のような光の伝搬方向に垂直な平面における照度は、輝度強度（Ｉ）を距離（Ｄ）の二乗で割ったものに等しい。距離Ｄは、光源の取り付け高さ（ｈ）を、水平路面上の測定点から光源に至る直線と垂線との間の角度の正弦（ｓｉｎｅ）で割ったものである：
Ｅ＝Ｉ／Ｄ^２＝Ｉ／（ｈ／ｓｉｎφ）^２
光源直下の道路上の地点の場合（φ＝９０°）、Ｅ＝Ｉ／ｈ^２である。

【0027】

道を歩いて横切る歩行者の場合、歩行者に当たる照度は、歩行者に至る光の伝播方向と垂直平面との間の角度の余弦（ｃｏｓｉｎｅ）を、照度Ｅに乗じたものである。これは垂直照度Ｅ_ｖｅｒｔであり、歩行者のような垂直面における照度である。歩行者の高さがｈ_ｐである場合、歩行者における垂直照度は次のようになる：
Ｅ_ｖｅｒｔ＝Ｉｃｏｓφ／Ｄ^２
＝（Ｉｃｏｓφ）／（（ｈ－ｈ_ｐ）／ｓｉｎφ）^２
＝Ｉｃｏｓφ・ｓｉｎ^２φ／（ｈ－ｈ_ｐ）^２

【0028】

輝度（Ｌ）は、特定の方向における表面から放射、伝達、又は反射される単位面積当たりの光であり、Ｃｄ／ｍ^２又はｎｉｔで測定されることが可能である。カンデラはルーメン／ステラジアン（ｌｍ／ｓｒ）と同じである。道路上の歩行者の場合、車両の中の観察者は、歩行者から反射される（垂直）照度の輝度を知覚するであろう。これは、特定の方向から眺めた場合に歩行者がどの程度明るいかに関係するが、周囲の見え方や、対象の輝度に対する観察者の目の順応レベルもまた影響する。この場合、輝度及びコントラストは、物体又は歩行者の見え方を計算する際に両方とも使用される。

【0029】

表面に当たった光は、反射され、吸収され、及び／又は透過する。歩行者については、反射光が主な関心事である。鏡面性及び拡散性のような種々のタイプの反射光が存在する。鏡又は鏡面状表面からの反射のような鏡面反射は、入射についての反射角で、入射光とほぼ等しい強度で反射される。散乱反射面の場合、光は散乱され、全方向に反射されるが、これは歩行者の場合であり、この場合、衣服はほぼ散乱反射器である。完全な散乱反射器の輝度は：
Ｌ＝ＲＥ／π
であり、ここでＲは反射率、Ｅは照度、πはパイ・ステラジアンである。

【0030】

コントラストは、歩行者などの対象とその背景との間の視覚的な相違であり、しばしば次のように表現される：
Ｃ＝（Ｌ_ｐ－Ｌ_{ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ}）／Ｌ_{ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ}
コントラストは、正又は負である可能性があり、背景輝度が非常に低い場合の非常に大きな正の数から、オブジェクト輝度が非常に低い場合の－１に近いものまで、さまざまである可能性がある。

【0031】

歩行者の場合、次のように表現されてもよい。
Ｃ＝（（Ｒ_ｐＥ_ｖｅｒｔ／π）－Ｌ_{ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ}）／Ｌ_{ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ}

【0032】

制御することが可能な唯一の変数は、交差光源、ランプ、照明器具からの歩行者に当たる垂直照度である。背景の輝度は周囲環境によって決定され、田舎の設定では非常に低く、照明がよく照らされた小売店が多い市街地の設定では非常に明るくすることが可能である。歩行者Ｒ_ｐの反射率は主に歩行者の衣服によって決定される。白い衣類を選ぶと、広範囲の照明レベルにわたって視認性を劇的に向上させる一方、デニムの衣類の視認性は照明レベルによって大きく影響を受ける。夜に着用する反射性の衣類は、歩行者の安全性を劇的に改善することができる。

【0033】

明るい路面、又はショップや店舗からの明るい照明は、背景の輝度を高め、コントラストを低下させ、歩行者を識別しにくくする。大きな背景輝度Ｌ_{ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ}を補償するために、垂直照度Ｅ_ｖｅｒｔは、横断歩道の歩行者をドライバがはっきりと見るように高められなければならない。歩行者のコントラストが正であるか又は負であるか（コントラスト極性）、及び歩行者を横切るコントラストの均一性（コントラスト分散）は、道を横切る又は道に沿って歩く歩行者の視認性を決定する際の他の２つの重要な問題である。

【0034】

コントラストの極性及び分散は、車両ドライバの歩行者からの距離の関数として変化するであろう。３００フィートより大きな距離では、背景輝度は、典型的には、歩行者の輝度より大きい。１００フィート未満の距離では、車両の低ビーム・ヘッドランプは、歩行者の輝度が背景より高く、コントラストが正であるのに十分な垂直照度を提供する。３００～１００フィートの距離では、コントラスト極性は負から正に反転し、この遷移中に歩行者は見えない。照明システムは、ドライバが応答して車両を停止させるのに十分な時間を提供する距離で、歩行者が視認できるようになることを保証しなければならない。

【0035】

実際には歩行者のコントラストは一様ではない。歩行者の足及び下肢は、照明された路面に対して負のコントラストにある可能性があり、歩行者のうちの残りの部分は、暗い背景に対して正のコントラストを有する可能性がある。従来の照明システムでは、所与のレベルの負のコントラストを維持することは困難であるため、照明システムが、車両ドライバが反応して停止するのに十分長い距離で歩行者を検出するために十分な正のコントラストを提供することは、優れた実装と考えられる。背景輝度に応じて、適切な歩行者視認性を提供するために、少なくとも１０、２０、又は３０ ｌｘという垂直照度Ｅ_Ｖｅｒｔが必要とされる。

【0036】

グレア又は眩しさ（Ｇｌａｒｅ）は横断歩道照明システムを設計する際の別の考察事項である。グレアは、観察者と横断歩道との間で接近する対向車両のヘッドランプから、又は観察者の方に向かって光を反射する濡れた路面からのものである可能性がある。輝度が、観察者の目が順応している輝度よりもはるかに高い場合に、グレアが生じる。不快なグレアは、光源を眺める場合に観察者が不快感又は痛みを経験する場合に生じるが、減能グレア（ｄｉｓａｂｉｌｉｔｙ ｇｌａｒｅ）は歩行者を検出するような視認性タスクを観察者が実行することを制限したり又は妨げたりする。減能グレアを軽減するために、道路照明や横断歩道照明が導入されている。道路照明システムにおける検出器又はセンサーは、対面交通及び道路の反射率に応じて、これらのグレア状態を検査することが可能である。

【0037】

歩行者等の対象は、対象が丁度検出され得る閾値コントラストＣ_{Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ}を有し、これは５０％の検出確率であり、対象の大きさに関係する対象の視角α、観測時間長ｔ_{ｏｂｓｅｒｖｅ}、観測者の順応輝度Ｌ_{ａｄａｐｔｉｏｎ}、観測者の年齢などの事柄に依存する。歩行者の安全のために、照明条件は、閾値コントラストＣ_{Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ}より大きな実際のコントラストＣ_{Ａｃｔｕａｌ}を提供しなければならない。

【0038】

視認性レベルＶＬは、閾値コントラストに対する実際のコントラストの比率として定義される：
ＶＬ＝Ｃ_{Ａｃｔｕａｌ}／Ｃ_{Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ}＝Ｃ_{Ａｃｔｕａｌ}／Ｃ_{Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ}（α，ｔ_{ｏｂｓｅｒｖｅ}，Ｌ_{ａｄａｐｔｉｏｎ}，ａｇｅ）
ＶＬが高いほど、歩行者が見える可能性は高くなる。ＶＬは、照明設備のパフォーマンスの尺度を提供する。

【0039】

図１は２つの道路１０２及び１０３の交差点の平面図を概略的に示す。本発明の実施形態は、照度Ｅ_{ｈｏｒｉｚ}を提供する垂直照明のために横断歩道１０４の上方（及び、オプションとしてその前方）に配置されることが可能な光源、例えばＥ_ｖｅｒｔ成分を提供するために横断歩道の一方端又は両端付近に配置されることが可能な１つ以上の光源１０５、及び／又はＥ_ｖｅｒｔ及びＥ_{ｈｏｒｉｚ}成分とともに更なる水平照度を提供するための光源を含む。これらの光源は、以下に記載されるように画像を投影することもできる。光源１００及び１０５は、ＬＥＤ及びレーザー光源であってもよいし、あるいはこれらを備えていてもよい。

【0040】

追加的又は代替的に、１つの光源又は複数の光源は、図２に示すような携帯型デバイスの形態で歩行者１０６によって持ち運ばれることが可能である。１つの光源又は複数の光源は、例えば移動電話機その他のポケット・サイズ・デバイスであってもよく、及び／又は歩行者に装着されてもよく、例えばベルトに装着されたり、ポケットにクリップで留められたり、肩の上に装着されたり、頸部に装着されたり、自転車に装着されたりしてもよく、例えばハンドルバー、座席、ペダル、ホイール又はスポークに装着されてもよい。

【0041】

（携帯式又は固定式）の光源は、歩行者に照度Ｅ_ｖｅｒｔを提供することが可能であり、及び／又は、横断歩道、ＳＴＯＰ（止まれ）、ＹＩＥＬＤ（道を譲れ）、又は注意標識のような画像１０７を、舗装道路に、又はそのような警告、ＹＩＥＬＤ、又はＳＴＯＰ標識が伝統的に配置される可能性がある場所のような、ドライバの注意を引く垂直位置に（ただし、例えば車両ドライバの目をくらませたり、見えなくさせたりする場所ではない場所に）投影することが可能である。このような表示画像及びテキストは、両方向からの交通が存在する道路の両側に投影されてもよい。文字「止まれ」を提示する画像１０７は、例えば道路上に八角形の形状を有していてもよい。

【0042】

このような照明及び投影デバイスは、追加的な照明及び警告が望ましい従来の横断歩道だけでなく、指定された横断歩道が利用可能ではないが、横断が行われなければならない場所でも使用されることが可能である。指定された横断歩道は、この技術を、Ｅ_ｖｅｒｔ及びＥ_{ｈｏｒｉｚ}照明を提供する搭載されるデバイスに組み込むことが可能であり、横断歩道に画像を投影することが可能であり、歩行者の周囲に円形又はその他の形状を投影することが可能であり、その投影は道を横切る道中ずっと歩行者の後に従う。投影はまた、歩行者の動く方向を示す矢印を含むことも可能である。スポット・ライトは、道路を横切る歩行者に追従することが可能なこの照明の代わりに、又はそれと組み合わせて使用されてもよい。

【0043】

これらの投影は、眩惑させたり、まぶしくさせたり、目をくらませたりすることなく、移動の全ての関連する方向で車両ドライバが容易に視認できる位置で舗装道路に又はその上に画像及びテキストを含むことが可能であり、また、白、赤、黄、緑、青などの多色であってもよい（図２及び図３）。このような固定式の及び移動式の照明システムは、道路を横断するためだけでなく、歩行者及び自転車利用者が道路の縁に沿って歩いたり走行したりする際にも使用される可能性がある。これらのデバイスは、照明をほとんど有しない又は全く有しない歩行者又は歩道で使用されることも可能である。

【0044】

これらの照明システムは、例えば図４に示すように、ＩＲ、超音波、レーダー、及び／又はＬｉＤＡＲレンジで機能する可能性がある１つ以上の検出器、センサー、又はカメラを使用することが可能である。コントローラ及びプロセッサは、検出器、センサー、及び／又はカメラの出力信号を入力として使用し、光源に対する照明制御を出力し、また、何れのＣＭＯＳトランジスタがオン及びオフにされるかを制御することにより、あるいは例えばＭＥＭＳベースのミラー・アレイ又は音響光学リフレクタ又はデフレクタを介して、色変換素子又はピクセルのレーザー・ビーム・ラスタリングを制御することによって、マトリクス・アレイ内のピクセル要素の照明を制御することが可能である。道路照明システムは、例えば図４の光源支持ポール上のボタン（図示せず）を押すことによって、歩行者によって手動で作動させられてもよい。あるいは、道路照明システムは、モバイル・デバイスから信号を送信する歩行者によって起動されてもよいし、あるいは、歩行者の存在を検出すると自動的に起動されてもよい。

【0045】

また追加的に、車両_対車両、インフラストラクチャ、歩行者、ターゲット、又はオブジェクト（Ｖ２Ｘ）通信が、位置、速度、車両の種類、寸法などを、適応的な前方、後方、側方の外部照明システムに提供するために使用されてもよい。更に、ＧＰＳ通信が使用されてもよい。撮像プロセッサは、カメラ、ＩＲセンサー、ＬｉＤＡＲ、レーダー、超音波受信機などの入力を取り込んで、位置、速度、方向などを含むことが可能な交通状況及び歩行者状況の画像をマッピングし、オプションとしてプロセッサに一体化されることが可能なコントローラに信号を送信し、１つ以上の照明器具、多色でテキストを含む交通タイプの標識などの警告画像の照明投影、及び横断歩道投影、及び歩行者ハイライト、及び車両や歩行者に対する連絡を制御する。

【0046】

例えば、スポット・ライトは歩行者を照らすことが可能であり、垂直面で十分な照度Ｅ_ｖｅｒｔ（歩行者に関して水平な光）を与える複数のスポット照明が、横断歩道の各歩行者に使用されることが可能であり、その照明は、空間的に分離された複数の光源又はアレイなどの単一の光源から発することが可能である。スポット照明は、円形である必要はなく、歩行者を照らす任意の形状であってもよく、リアルタイムで歩行者を追跡することができる。このスポット照明は、歩道に対して水平に及び歩行者の垂直面に対して垂直な方向に進行する光線によって提供され、垂直照度Ｅ_Ｖｅｒｔを増加させることができる。

【0047】

車両ドライバの注意を引くには十分であるが、歩行者のコントラストを著しく低下させるには不十分な幾らか余分なスポット照明が、歩行者を取り囲む道路エリアＥ_{ｈｏｒｉｚ}に提供されてもよい。また、水平照明は、リアルタイムで歩行者に追従することが可能であり、例えば歩行者の動きに追従する横断する矩形セクションを含む任意の形状であるとすることが可能である。このＥ_{ｈｏｒｉｚ}照明は、投影の形態におけるものとすることが可能であり、歩行者を取り囲むエリアは、舗装道路に又はその上に投影して強調されることが可能であり、その投影は例えば白色及び赤色で部分的又は全体的に円形ないし楕円形、あるいは正方形ないし長方形の形状であり、移動の方向を示す緑色の矢印を投影することが可能である。

【0048】

投影の一部ではない水平照明は、コントラストを最大にするために、投影及び歩行者周囲のエリアで抑制されることが可能であり、この抑制された、又は暗い水平照明のスポットＥ_{ｈｏｒｉｚ}もまた歩行者に追従することが可能である。

【0049】

文字と色を含むことが可能な交通標識画像の投影は、地上（図２及び図３）又はその上方に、あるいは予め配置されたスクリーンに投影されることが可能であり、スクリーンは、拡散反射性又は半透明性であるとすることが可能であり、対向車両が眺める投影画像を受け取る対向車側へ、ある程度散乱させた投影で伝送する。

【0050】

静止した標識の代わりに又はそれに加えて、色を変えるようにプログラムされ、歩行者が道路に入るとトリガされる警告を表示することが可能なディスプレイを使用することが可能であり、これは、既存の検出器のうちの１つで達成されることが可能であり、照明コントローラ又は別個のユニットによって切り替えることが可能である。検出器はまた、例えば雨や雪からの反射率のような道路の状態を決定し、それに応じてより良い視認性及び位置のために投影を調整して、停止するまでの距離を増加させることを可能にすることができる。追加的又は代替的に、インターネット又はイーサーネット通信から気象情報が受信されてもよい。プロセッサ及び／又はコントローラは、視覚的及び／又は聴覚的な警告を対向車両に伝達することが可能なネットワーク又はイーサーネットに接続されてもよい。これは、ダッシュボード・ディスプレイ上の視覚的な警告、ヘッドアップ・ディスプレイ（ＨＵＤ）、又は単なる警告灯であるとすることが可能である。音声警告は、ダッシュ・ディスプレイやＨＵＤから行われることが可能であり、又はラジオ・スピーカを起動することも可能である。代替的に、車両内の移動電話機又はナビゲーション・デバイスを使用して警告を鳴らす及び／又は表示することが可能である。同様に、警告は、移動電話機その他の携帯用の照明及び／又は通信デバイスを介して歩行者に伝達されことが可能である。歩行者の通信デバイスはまた、横断歩道の照明システムと通信して、横断歩道の照明を開始し、例えば横断歩道に入る場合に、システムから指示を受け取ることが可能である。

【0051】

赤外（ＩＲ）光源などの発光源、例えばＶＣＳＥＬやＬＥＤアレイ等は、歩行者を検出するために、カメラのような検出器ととも使用されることが可能である。カメラ及び光源は、例えば図４に示すように、１つ以上の可視光源１００又は１０５の中に取り付けられるか、又は一体化されてもよく、あるいは別々に取り付けられてもよい。

【0052】

図５に一般的に示されるように、カメラ（検出器）からの信号は、プロセッサ又は画像アナライザによって処理され、また、光源１００及び１０５を上述したように動作するように制御するために照明コントローラによって使用されることが可能である。この図では、プロセッサ又は画像アナライザを光源１０５に概略的につないでいるラインは、光源１０５と同じ位置にあるカメラ（検出器）との通信を示す。同様に、照明コントローラを光源１０５に概略的につないでいるラインのうちの１つは、光源１０５と同じ位置にあるカメラ（検出器）と組み合わせて使用される発光源との通信を示す。

【0053】

オプションとして、対向車両の高輝度の白色ヘッドライト・ビーム、及び通過車両の低輝度の赤色テールライトも検出することが可能である。カメラは、例えば図６に示すように、互いに通信するＣＣＤ及びデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を備えることができる。ＤＳＰはまた、ＤＳＰが接続する画像入力を有することが可能な画像解析ユニット又はプロセッサ、撮像処理ユニット、露光信号をカメラＤＳＰ、プログラム、及びメモリに送り返すことが可能なＣＰＵと通信する可能性もある。カメラＤＳＰは、ＣＣＤ入力を受け取るアナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）と、撮像処理ユニットの画像入力にデジタル画像信号を出力するカラー・コンバータ・ユニットと、ＣＣＤに信号を出力する露光制御ユニットと、画像処理ユニットのＣＰＵから露光信号を受け取って、露光制御ユニット及びカラー・コンバータ・ユニットに信号を出力するレジスタとを更に含むことができる。画像分析ユニット又はプロセッサのＣＰＵは、光源のコントローラに信号を出力することが可能である。

【0054】

プロセッサ出力に基づいて、コントローラは、種々の光源のオン及びオフを切り替え、個々の光源各々からのビーム・パターンを制御することができる。オプションとして、画像分析ユニット又はプロセッサのＣＰＵは、ＩＲ光源の制御ユニットに信号を出力することも可能であり、あるいはコントローラは、可視光及びＩＲを含む全ての光源を動作させて制御することも可能である。

【0055】

これは、一実施形態を例示しており、カメラ及びＩＲ源の代わりに又はこれに加えて、超音波、ＬｉＤＡＲ、レーダー、ＩＲを検出することが可能な熱センサー、又は適切なセンサー又は検出器とともにグランドの下に配置されることが可能な感圧パッドが、検出されるべき光源の放射又は信号を生成するために使用される任意の補足的なソースとともに使用されることが可能である。

【0056】

図２を参照して上述したように、予め設置され固定的に取り付けられた横断歩道照明システムに代えて又はそれに加えて、ポータブル・システムを使用することができる。照明システムは、歩行者又は自転車利用者によって持ち運ばれる又は着用されることが可能であり、あるいは自転車その他の個人輸送手段（スケートボード、ローラー・スケート、又はスクーター等）に取り付けられることが可能である。図７に概略的に示されるように、携帯可能なデバイス１２０は、投影器及び／又は照明器、検出器、計算モジュール、及びトランシーバを備えることができる。

【0057】

投影器／照明器はレーザー又はＬＥＤに基づくものであり、リフレクタ、レンズ、鏡を利用することが可能である。検出器は、運動及び／又は距離を検出するための１つ以上のセンサーを含むことが可能であり、例えばジャイロスコープ、加速度計、ＧＰＳ受信機、カメラ、又はマイクロホンであるとすることが可能である。トランシーバは、ネットワーク又はイーサーネットに接続し、例えばリモート・サーバー、モバイル・デバイス、又は車両と情報を送受信することができる。気象、交通、及び／又は道路の状態は、リモート・サーバーから携帯可能なデバイスへ送信されることが可能である。

【0058】

移動電話機、ＰＤＡ又は他のデバイスのようなモバイル・デバイスは、車両や他の歩行者に関する情報を、携帯可能なデバイスに送信することが可能であり、その逆も可能である。また、情報は、車両から直接的に歩行者又は自転車利用者の携帯可能なデバイスに伝達されることが可能であり、歩行者／自転車利用者に関する情報が返送されることも可能である。計算モジュールは、検出器及びトランシーバの入力を取り込み、これらの入力に基づいて、適切な照明及び／又は投影表示画像、テキスト・メッセージ、及び色を生成することが可能である。また、コンピュータ・モジュールは、トランシーバにより、適切な警告を、モバイル・デバイス、車両、及びリモート・サーバーへネットワーク又はイーサーネットを介して送信することも可能である。このシステムは、指定されていない中間道路及び交差点における歩行者、暗い照明又は繁忙な道路に沿って歩行する歩行者又は走行する自転車利用者によって、道路横断が行われる場合に特に有用である。

【0059】

コントローラ及びプロセッサは同じユニット又はモジュールに一体化されることが可能である。同様に、可視光源及びＩＲ光源は、同一の設備内に一緒に一体化することが可能であり、又は超音波、レーダー、ＶＣＳＥＬ、ＬＥＤアレイ、又はＬｉＤＡＲのような任意の選択的な補足発光源が設備内に一緒に一体化されることが可能である。また、全ての電子装置を光源内に一緒に統合することも可能であり、それにより、検出器発光部、検出器、プロセッサ、コントローラ、及び可視光発光素子が、スマート・ライト又はスマート光源と称されてもよいモジュール又は設備内に共に存在する。

【0060】

上述したように、本願で説明されるシステムで使用される１つ以上の光源は、水平及び垂直照度を提供することができる。様々な実施形態において、垂直照度は水平照度より小さくすることが可能であり、垂直照度は水平照度と等しくすることが可能であり、垂直照度は水平照度より大きくすることが可能である。

【0061】

一般的には、歩行者の存在が見えるように横断歩道は通常照明されるが、歩行者が正のコントラストにあり、背景の輝度が最小化されるように、垂直照度は水平照度より大きいことが望ましい。しかしながら、本願で説明されるシステムの幾つかの変形例は、ライン又は境界を提供するためにスポット照明とともに機能することが可能な選択的な投影を有し、部分的に又は全面的に歩行者及び／又は投影は交通標識又はテキスト・メッセージの画像内にあることが可能である。これらの投影は、地面又は舗装道路に投影されることが可能であり、また、周囲の水平照度よりもはるかに高い局所水平照度を有することが可能である。投影を伴うこれらの実施形態では、投影の水平照度は、周囲の局所水平照度より高く、歩行者の垂直照度に近づくことが可能であり、歩行者の垂直照度に等しいか、又は歩行者の垂直照度より大きいものであるとすることが可能である。

【0062】

対向車両のドライバから見た場合に、投影の空間ゾーンは歩行者の垂直照度の空間ゾーンと大きくは重ならず、歩行者や投影された画像のコントラストを低下させることが好ましい。一実施形態においては、垂直照度は水平照度の１／２以上である。別の実施形態では、垂直照度は少なくとも水平照度に等しい。更に別の実施形態では、垂直照度は水平照度の少なくとも２倍である。別の実施形態では、垂直照度は水平照度の少なくとも５倍である。

【0063】

別の実施形態では、投影の水平照度は、周囲の水平照度の少なくとも２倍である。別の実施形態では、投射の水平照度は、周囲の水平照度の少なくとも５倍である。別の実施形態では、投影の水平照度は、歩行者の垂直照度にほぼ等しくすることができる。別の実施形態では、投影の水平照度は、歩行者の垂直照度よりも大きくすることができる。別の実施形態では、歩行者の垂直照明は、対向車両のドライバの視界における投影の水平照明と最小限の重複しか有しない。

【0064】

一実施形態では、歩行者の輝度は、背景又は局所的な背景（投影の外側）の輝度の少なくとも２倍である。他の実施形態では、歩行者の輝度は背景の輝度の少なくとも５倍である。更に別の実施形態では、歩行者の輝度は背景の輝度の少なくとも１０倍である。

【0065】

一実施形態では、歩行者の垂直照明は少なくとも１０ ｌｘである。他の実施例では、歩行者の垂直照度は少なくとも２０ ｌｘである。更に別の実施形態では、歩行者の垂直照度は少なくとも３０ ｌｘである。更に別の実施形態では、歩行者の垂直照度は少なくとも５０ ｌｘである。更に別の実施形態では、歩行者の垂直照度は少なくとも１００ ｌｘである。

【0066】

本願で説明されるシステムは、歩行者の照明又はスポット照明を提供することが可能であり、物体又は歩行者の垂直照明は、このスポット照明の空間ゾーン外側の垂直照明よりも大きくすることができる。実施形態では、スポット垂直照明は、スポット外側の垂直照明の少なくとも１．５倍である。別の実施形態では、スポット垂直照明は、スポット外側の垂直照明の少なくとも２倍である。更に別の実施形態では、スポット垂直照明は、スポット外側の垂直照明の少なくとも５倍である。また、水平照明は、歩行者の周辺で暗くしたり、オフにしたりすることも可能であり、このダーク・ホール（ｄａｒｋ ｈｏｌｅ）は歩行者に追従し、それにより、スポット照明の垂直照明及びオプションの投影の水平照明は、増加したコントラストで車両ドライバから眺められることが可能である。

【0067】

本願で説明される道路照明システムの消費電力は、従来システムよりも低くすることができる。例えば、スポットは歩行者に追従するので、横断歩道内の個々の歩行者のスポット照明は、横断歩道の全長にわたって歩行者に優れた垂直照明を、横断歩道の全長にわたって垂直照明をそのレベルで均一に供給することなく、供給することが可能である。

【0068】

これに対して、従来の照明システムでは、消費電力は照明の面積に依存する。幅４ｍの一般的な横断歩道では、従来の照明システムの照明器具は、横断歩道の中心から対面交通の前方４ｍ、高さ５ｍで縁石から０．５ｍ離れて取り付けられており：長さ３．５ｍの単一レーン道路では、１３５００ ｌｍのメタル・ハライド・ランプにより１５０Ｗが消費される可能性があり、０．６という貧弱な均一性で８５ ｌｘの垂直平均照明を有することが可能であり、長さ７ｍの２レーン道路では、長さ１９０００ ｌｍの電球で５００Ｗが消費される可能性があり、０．７という均一性で１８０ ｌｘの垂直平均照明を有することが可能である。

【0069】

本願で説明されている静止した照明システムは、歩行者が検出されない場合にはオフに切り替えられることが可能であり、あるいは歩行者が存在しない場合でさえ横断歩道をドライバに気付かせるために水平照度で薄暗く照明することが可能である。歩行者が検出されると、水平照度が増加し、それにより横断歩道は十分に照明され、増加した垂直照明が提供されて歩行者を容易に視認できるようにする。本発明の横断歩道照明システムは、２レーン横断歩道の場合に３００Ｗ未満、単一レーン横断歩道の場合に９０Ｗ未満を使用する可能性がある。更に、このようなシステムは、２レーン横断歩道の場合に２００Ｗ未満、単一レーン横断歩道の場合に６０Ｗ未満を使用する可能性がある。本発明の携帯可能な照明システムの場合、垂直照明がポータブル・デバイスからホルダー（又は保持者）へほぼ固定距離で提供されるので、電力消費はより少なくなる可能性があり、横断歩道の長さに依存しなくなる可能性があり、投影も使用される場合には、例えば４～１０フィートの固定長によるものであってもよい。

【0070】

旧式の設計の横断歩道照明器具は、照明器具を横断歩道の真上に配置していた。これは、高い舗装道路照度Ｅ_{ｈｏｒｉｚ}を提供するが、歩行者を適切に照明しない可能性がある。新しい設計では、歩行者に必要な垂直照度（Ｅ_Ｖｅｒｔ）を提供するために、対面交通の方向に対して、横断歩道より少なくとも２ｍ前方に光源を移動させる。コンピュータ・モデリングでは、歩行者は、直径１フィート、高さ５フィート１０インチ、反射率１８％の円筒として表現されるかもしれない。本願で説明されるＬＥＤアレイ及び／又はレーザー光源により、高圧ナトリウム・ランプ又は金属ハロゲン・ランプを典型的に使用する古い設計を改装又は改造することは、インフラストラクチャを再配置する必要なしに、大幅に改善された歩行者視認性を提供する可能性がある。ＬＥＤアレイ及び／又はレーザー光源、検出器、検出器のためのオプション的な発光部、プロセッサ及びコントローラを使用するこれらの照明システムの使用は、大幅に改善された歩行者照明及び安全性を提供し、電力消費を節約することができる。特にこの技術を採用するための新しい設計、新しい又は古い従来の設計の改装、又はポータブル・システムのいずれであっても、改善された安全性及びエネルギー消費が可能になる。

【0071】

上述のように、本願で説明されるシステム、デバイス、及び方法で使用される照明及び／又は投影デバイスは、ＬＥＤアレイ又はレーザーであってもよいし、又はＬＥＤアレイ又はレーザーを含んでもよい。そのようなＬＥＤアレイの幾つかの態様は、図８Ａ～図１２を参照しながら以下において更に説明される。

【0072】

図８Ａ及び８Ｂは、ＭｘＮ個のピクセル２０５を含む、例示的なＭｘＮマトリクス・ピクセル化マイクロＬＥＤ２００の平面図及び概略図を示す。アレイ中の個々のピクセルの数は、例えば２～１０であることが可能であり、移動電話機のフラッシュなどで使用されることが可能であり、一部の実施形態では５０～１００、他の実施形態では１００～５００、他の実施形態では５００～１０００、更に他の実施形態では１０００～２５００、
更に他の実施形態では２５００～５０００、更に別の他の実施形態では５０００～１００００であるとすることが可能であり、これらは、例えば、適応車両ヘッドライト、適応街路灯、適応横断歩道照明などで使用されることが可能である。更に他の実施形態は、ＬＥＤ光源又はレーザー光源を使用することが可能な１００００～１０００００及び１０００００～５０００００個を含み、レーザー光源又はラスタ走査レーザーなどの光源を使用することが可能な５０００００～１００００００、及び１００００００～１００００００００個が使用されてもよい。ラスタ走査は、マイクロエレクトロメカニカル・システム（ＭＥＭＳ）ベースのミラー、又は音響光学反射器又は偏向器により達成されることが可能である。これらの実施形態は、ディスプレイに好適である可能性がある。

【0073】

図９Ａは、ＬＥＤマトリクス・アレイ２００の一実施形態の部分断面図を示す。ｎ型（２０５）及びｐ型（２１０）の半導体層は、発光する活性領域を挟んでいる。ｎ型及びｐ型半導体層及び活性領域は、それ自体、異なるドーピング・レベル及び組成の複数の層を含む可能性がある。例えば、活性領域は、単一発光層、ホモ接合、単一ヘテロ接合、二重ヘテロ接合又はヘテロ構造、単一量子井戸ヘテロ（ＳＱＷ）構造、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造、又は超格子（ＳＬ）構造であってもよい。ｎ型及びｐ型半導体層は、例えば、ＧａＮ又はＡｌＧａＮであってもよく、活性領域はＩｎＧａＮ及びＧａＮであってもよい。他の半導体材料系は、例えば、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、及びＡｌＧａＩｎＡｓＰを含む。エピタキシャル層を成長させると、トレンチはｐ層を貫通して厚いｎ層にエッチングされる。

【0074】

ｐ－ｎ接合は、短絡を防止するために、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＳｉＯＮ、ＳｉＡｌＯＮ、ＴａＯｘ、ＡｌＯｘ、Ｓｉ_３Ｎ_４などの誘電体で不動態化されることが可能であり、また、例えば水素、炭素、酸素イオンなどのイオン注入によって分離されることも可能である。図９Ａの例では、そのような誘電体は、領域２２０のｎ層及びｐ層の表面に堆積されてもよい。ｎ層及び誘電体に接触するメタルは、ｐ層の側に延びることが可能である。Ｐメタルは、トレンチ・エッチングの前又は後に堆積されてもよい。

【0075】

一実施形態では、ｎ型材料に対するメタル・コンタクト２４０は、ｐ型材料から分離されて、ｐ型表面の方に延びることが可能である。次いで、ｐ型及びｎ型メタル電極は、同じ側にあってもよく、スイッチング・トランジスタ、ＴＶＳ、開放及び／又は短絡検出などのような電子装置を含む可能性があるシリコン・ウェハに結合されることが可能である。接合は、ＡｕＳｎ又はＳｎＡｇＣｕ（ＳＡＣ）はんだのようなはんだ付け、又は熱及び超音波エネルギーを使用してＡｕ結合相互接続を形成するＧＧＩ結合を含むことが可能である。

【0076】

成長基板、例えばサファイアが除去された後に、例えばｎ層を越えてめっきすることによりメタルは拡張されることが可能である。ｎ－メタルは、めっきのためのシードとして機能することが可能であり、ｐ－側トレンチ及びメタライゼーションがｎ－層を貫通して基板まで完全に延びる場合、ｎ－層を薄化することによって、又は基板除去後にｎ－側から引き続きトレンチ・エッチングすることによって、成長基板除去によって露出される可能性がある。ｐ及びｎ－メタル・コンタクトは、好ましくは反射性であり、例えばＡｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、ＴｉＷ、ＴｉＷＮ、Ａｕ、Ｚｎ、ならびにそれらの組み合わせ及び層であってもよい。ｎ表面を越える延長は、上述のような反射性金属、又はＩＴＯ、ＩＳＯ、ＡＺＯ、ＩＺＯのようなＴＣＯ、又はＴＩＲ又は金属コーティングによって反射性である可能性があるサファイア、フォトレジスト、ＳｉＯｘ、ＳｉＯＮ、ＳｉＡｌＯＮ、ＴａＯｘ、ＡｌＯｘ、又はＳｉ_３Ｎ_４のような誘電体であるとすることが可能である。

【0077】

延長部は、波長コンバータ２２５、例えばシリコーン又は他の適切なバインダー中の蛍光体又はセラミック蛍光体を保持又は収容するために使用されることが可能である。蛍光体は、分配、インク状ジェット印刷、沈降、ＥＰＤ、ステンシル塗布、スプレー又は型入れによって適用されることが可能である。ピクセルは、例えば、正方形、円形、楕円形、又は長方形の形状であってもよい。図９Ｂ及び図９Ｃは、ｐ－電極２３０が、周囲の薄い誘電体２３５及びｎ－電極２４０によって囲まれた正方形、長方形、円形、又は楕円形であり得ることを示す。ｎ－電極は、完全に包囲されてもよいし（図９Ａ及び図１１）、部分的に包囲されてもよいし（図１０Ａ）、又はｐ－電極の一方の側にあってもよい（図１２）。また、ｎ－電極は、誘電体によって分離されたｐ－電極とオーバーラップしてもよい（図１０Ｂ）

【0078】

電極は、デバイス内で、又はＳｉバックプレーン２４５（例えば、図１２に概略的に示されている）によって、共通のカソード又はアノード構成で接続されてもよい。ｎ－層、ｐ－層、及び電極の位置が、便宜上図面に示されているが、それらの位置は、図示されているものとは反対の位置に置き換えられることが可能である。

【0079】

複数のマトリクス・アレイが照明デバイスで使用される可能性があり、これらの複数のアレイは互いに離間されていてもよく、拡張されたマトリクス構成で隣接している必要はない。例えば、横断歩道照明システム内の１つのマトリクスが、横断歩道照明を提供してもよく、別のマトリクスは、歩行者が道を横断する際に追従するスポット照明を提供するために使用される。

【0080】

ピクセル・サイズｄ１（図９Ａ及び図１１）は、様々な実施形態において、例えばサブミクロン～１ミクロン、１ミクロン～１０ミクロン、１０ミクロン～５０ミクロン、及び５０ミクロン～５００ミクロンであってもよい。ピクセル間隔ｄ２は、メタル層の幅によって決定されてもよいし（図１１）、又は実際のギャップを含んでもよい（図９Ａ）。ピクセル間隔ｄ２は、例えば０．１ミクロン未満、０．１～１ミクロン、１ミクロン～５ミクロン、及び５～５０ミクロンの実施形態であってもよい。ピクセル間隔ｄ２は、ピクセル・サイズｄ１に依存する可能性がある。

【0081】

ピクセルは、円形、正方形、長方形、三角形、六角形、及びそれらの組み合わせ等の任意の形状又は形状の組み合わせであってもよい。蛍光体粒子サイズは、ピクセル・サイズｄ１に依存する可能性があり、少なくともｄ１／１０以下のサイズである可能性がある。これらのアレイの光束は、幾つかの実施形態では、１０^－４～１０^－３ルーメン（ｌｍ）、１０^－３～０．１ ｌｍ、０．１～１０ ｌｍ、１０～１０００ ｌｍ、１０００～１００００ ｌｍ、１００００～１０００００ ｌｍ、及び０．１～５×１０^６ｌｍとすることが可能である。これらのアレイの輝度は、幾つかの実施形態において、１０～１００ルクス（ｌｘ）、
１００～５００ ｌｘ、５００～１０００ ｌｘ、１０００～５００００ ｌｘ、５００００～５０００００ ｌｘ、０．５×１０^６～１×１０^６ ｌｘ、１×１０^６～１０×１０^６ ｌｘ、及び１０×１０^６～５０００×１０^６ ｌｘであり得る。これらのアレイの照度は、幾つかの実施形態では、１０～１００ニト（ｎｉｔ）、１００～１０００ニト、１０００～１００００ニト、１００００～１０００００ニト、０．１×１０^６～１×１０^６ニト、１×１０^６～１０００×１０^６ニトであり得る。これらのアレイの輝度及び照度は、外部光学系なしで測定されることが可能であり、レーザー及びＬＥＤアレイを含むことが可能である。幾つかの実施形態において、発光効率は、１～２０ ｌｍ／Ｗ、２０～２００ ｌｍ／Ｗ、及び２００～５００ ｌｍ／Ｗであり得る。これらのアレイは、小型レンズ・アレイ又は複合放物面集光器（ＣＰＣ）のような一次光学系と共にパッケージ化されてもよく、投影レンズのような二次光学系を含んでもよい。

【0082】

本開示は例示的であり、限定するものではない。更なる修正は、本開示に照らせば当業者には明らかであり、添付の特許請求の範囲内に含まれるように意図されている。

【0083】

以下に列挙される項目（付記）は本開示の追加的な非限定的な例を提供する。
付記１．光源；検出器；プロセッサ；及びコントローラを備える照明システムであって、システムは、光源からの光が路面の一部を照明し、路面上で移動する物体にスポット照明を提供するように構成され、それによりスポット照明は路面の一部に沿って移動する物体の後に続く、照明システム。
付記２．照明システムは、静止しており、歩行者の歩道横断のために照明を提供する、付記１に記載の照明システム。
付記３．照明システムは、携帯可能であり、歩行者及び個人輸送機を使用する歩行者のうちの一方に照明を提供する、付記１に記載の照明システム。
付記４．個人輸送機は、自転車、スクーター、セグウェイ、及びスケートのうちの１つである、付記３に記載の照明システム。
付記５．光源はＬＥＤ及びレーザーのうちの１つを備える、付記１に記載の照明システム。
付記６．光源はＬＥＤアレイを備える、付記１に記載の照明システム。
付記７．光源はマイクロＬＥＤアレイを備える、付記１に記載の照明システム。
付記８．光源はレーザー及び波長コンバータを備える、付記１に記載の照明システム。
付記９．システムは、コントラストを増加させるために、路面の一部に沿って動く対象の後を追う縮小された水平照射のスポットを提供するように構成されている、付記１に記載の照明システム。
付記１０．システムは、歩行者を少なくとも部分的に包囲して随伴する投影を更に含む、付記１に記載の照明システム。
付記１１．投影は、円形、楕円形、正方形、長方形のうちの１つである、付記１０に記載の照明システム。
付記１２．投影は、歩行者の方向を示す矢印を更に含む、付記１１に記載の照明システム。
付記１３．システムは、車両ドライバとって可視的である交通標識及び文字メッセージのうちの１つの投影を更に含む、付記１に記載の照明システム。
付記１４．システムは１つ以上の色を含む投影を更に提供する、付記１に記載の照明システム。
付記１５．マイクロＬＥＤアレイは、シリコン・ウェハ上のＣＭＯＳ回路に搭載されて電気的に接続されたＬＥＤチップを含み、ＬＥＤチップは、ＬＥＤチップの半導体表面上に延在し、波長コンバータで満たされる誘電体及び金属によって分離される、付記７に記載の照明システム。
付記１６．システムは、水平照度の少なくとも２倍である垂直照明を含む、付記１に記載の照明システム。
付記１７．システムは、水平照度の少なくとも５倍である垂直照度を含む、付記１に記載の照明システム。
付記１８．投影の水平照度は、歩道周辺の水平照度の少なくとも２倍である、付記１０に記載の照明システム。
付記１９．投影の水平照度は、少なくとも歩行者の垂直照度に等しい、付記１０に記載の照明システム。
付記２０．投影の水平照度は、歩行者の垂直照度よりも小さい、付記１０に記載の照明システム。
付記２１．システムは、ネットワークと通信することが可能なトランシーバを更に備える、付記１に記載の照明システム。
付記２２．システムは、車両、移動電話機、及びリモート・サーバーのうちの少なくとも１つとネットワークを介して通信することが可能なトランシーバを更に備える、付記２１に記載の照明システム。
付記２３．照明システムは、非自動車両照明システムを備える、付記１に記載の照明システム。
付記２４．光源と、検出器と、コンピュータと、トランシーバとを備える携帯型照明デバイスであって、光がホルダーを照らし、画像を地面に投影する携帯型照明デバイス。
付記２５．光源が、ＬＥＤ及びレーザーのうちの１つを含む、付記２４に記載の携帯型照明装置。
付記２６．検出器は、加速度計、ジャイロスコープ、及びＧＰＳのうちの１つである、付記２４に記載の携帯型照明装置。
付記２７．トランシーバは、車両、移動電話機、及びリモート・サーバーのうちの少なくとも１つとネットワークを介して通信することが可能である、付記２４に記載の携帯型照明装置。
付記２８．画像は、少なくとも部分的にホルダーを取り囲んで随伴する、付記２４に記載の携帯型照明装置。
付記２９．画像は、ホルダーの方向を示す矢印を更に含む、付記２４に記載の携帯型照明装置。
付記３０．画像は、車両ドライバにとって可視的な交通標識及びテキスト・メッセージのうちの１つを含む、付記２４に記載の携帯型照明装置。
付記３１．画像は１つ以上の色を含む、付記２４に記載の携帯型照明装置。
付記３２．ホルダーは、歩行者及び個人輸送機に乗っている歩行者のうちの１人である、付記２４に記載の携帯型照明装置。
付記３３．個人輸送機は、自転車、スクーター、セグウェイ、及びスケートのうちの１つである、付記３２に記載の携帯型照明装置。
付記３４．ホルダーは、自転車、スクーター、セグウェイ及びスケートのうちの１つである、付記２４に記載の携帯型照明装置。
付記３５．ホルダーは非自動車両を備える、付記２４に記載の携帯型照明装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12】