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特表2024-526684調整可能なライトを有するシステム

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-19

(54)【発明の名称】調整可能なライトを有するシステム

(51)【国際特許分類】

B60Q 1/076 20060101AFI20240711BHJP

【ＦＩ】

B60Q1/076

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024501139

(86)(22)【出願日】2022-07-06

(85)【翻訳文提出日】2024-01-10

(86)【国際出願番号】 US2022036262

(87)【国際公開番号】W WO2023287625

(87)【国際公開日】2023-01-19

(31)【優先権主張番号】63/220,918

(32)【優先日】2021-07-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/825,495

(32)【優先日】2022-05-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】503260918

【氏名又は名称】アップルインコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡｐｐｌｅＩｎｃ．

【住所又は居所原語表記】ＯｎｅＡｐｐｌｅＰａｒｋＷａｙ，Ｃｕｐｅｒｔｉｎｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ９５０１４，Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須威夫

(74)【代理人】

【識別番号】100121979

【弁理士】

【氏名又は名称】岩崎吉信

(72)【発明者】

【氏名】マズイールクラリッセ

(72)【発明者】

【氏名】チャイルドクリストファーピー

(72)【発明者】

【氏名】タンシャオフェン

【テーマコード（参考）】

3K339

【Ｆターム（参考）】

3K339AA02

3K339CA01

3K339DA01

3K339EA01

3K339EA02

3K339EA06

3K339EA09

3K339GB01

3K339HA30

3K339JA21

3K339KA09

3K339LA06

3K339LA21

3K339MA01

3K339MA03

3K339MA04

3K339MA05

3K339MA07

3K339MA10

3K339MB04

3K339MB05

3K339MC13

3K339MC21

3K339MC39

(57)【要約】

車両（１０）は、ヘッドライト（１６）、及び車両照明を提供するための他の車両用ライトなどのライトを有することができる。ライトは、照明（２０）の色及びパターンを変えることができるように、電気的に調整可能であってもよい。センサデータ及び／又は他のデータを使用して、照明をどのように調整するかを決定することができる。ヘッドライト（１６）などのライトは、白色光源又は多色光源などの光源（３２）と、光源（３２）から光を受け取る光コリメータ（３６）と、光コリメータ（３６）から平行光を受け取り、対応する調整可能な車両照明（２０）を出力する調整可能なレンズアレイ（４２）と、を有することができる。調整可能なレンズアレイ（４２）は、固定及び／又は調整可能なレンズ素子（１００）と、対応する電気的に調整可能な光変調素子（５４Ｅ）と、を有することができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両であって、
車両本体と、
前記車両本体に支持され、調整可能にヘッドライト照明を生成するように構成されたヘッドライトと、を備え、前記ヘッドライトは、
光源と、
前記光源からの光を受け取り、対応するヘッドライト照明を提供するように構成された調整可能なレンズアレイと、を備える、車両。

【請求項2】

前記光源と前記調整可能なレンズアレイとの間に、前記光源からの光が前記調整可能なレンズアレイによって受け取られる前に前記光源からの前記光を平行にする光コリメータを更に備え、前記調整可能なレンズアレイは、レンズ素子のアレイと、対応する光変調素子のアレイと、を備える、請求項１に記載の車両。

【請求項3】

前記光源は、前記光変調素子のアレイに対して対応する調整が行われている間に連続してパルス化されるように構成された異なる色の発光デバイスを備える、請求項２に記載の車両。

【請求項4】

前記光変調素子のアレイは、ゲストホスト光変調素子の２次元アレイを含む、請求項２に記載の車両。

【請求項5】

前記光変調素子のアレイは、液晶光変調素子の２次元アレイを含む、請求項２に記載の車両。

【請求項6】

前記光変調素子のアレイは、エレクトロクロミック光変調素子の２次元アレイを含む、請求項２に記載の車両。

【請求項7】

前記調整可能なレンズアレイは、
レンズ素子の第１のアレイと、
レンズ素子の第２のアレイと、
光変調素子のアレイであって、前記光変調素子の各々が、前記レンズ素子の第１のアレイ内の前記レンズ素子のうちのそれぞれの１つと、前記レンズ素子の第２のアレイ内の前記レンズ素子のうちのそれぞれの１つとの間に位置する、光変調素子のアレイと、を備える、請求項１に記載の車両。

【請求項8】

開口部を有するマスクを更に備え、前記開口部の各々は、前記光変調素子のそれぞれの１つと位置合わせされている、請求項７に記載の車両。

【請求項9】

前記調整可能なレンズアレイは、光変調素子のアレイを含む、請求項１に記載の車両。

【請求項10】

前記光源は、白色光源を含む、請求項１に記載の車両。

【請求項11】

前記光源は、様々な色の複数の発光デバイスを含む、請求項１に記載の車両。

【請求項12】

前記調整可能なレンズアレイは、光変調素子の複数の層を備え、前記光変調素子の各々は、異なる色の光に対する光透過を修正するように構成されている、請求項１に記載の車両。

【請求項13】

前記調整可能なレンズアレイは、屈折率の調整可能なレンズ素子のアレイを含む、請求項１に記載の車両。

【請求項14】

前記屈折率の調整可能なレンズ素子は、電気的に調整可能な焦点距離によって特徴付けられている、請求項１３に記載の車両。

【請求項15】

前記ヘッドライト照明は照明パターンを有し、前記車両は、前記調整可能なレンズアレイを制御して、前記ヘッドライト照明の前記照明パターンを調整するように構成された制御回路を更に備える、請求項１に記載の車両。

【請求項16】

車両用ライトであって、
光源と、
前記光源から光を受け取り、対応する平行光を提供するように構成された光コリメータと、
前記コリメートされた光を受け取り、対応する車両照明を調整可能なパターンで提供するように構成された調整可能なレンズアレイと、を備え、前記調整可能なレンズアレイは、
第１のレンズアレイと、
各々が前記第１のレンズアレイ内のレンズのそれぞれの１つと位置合わせされた第２のレンズアレイと、
電気的に調整可能な光変調素子のアレイであって、前記光変調素子の各々が、前記第１のアレイ内の前記レンズのうちの１つと前記第２のアレイ内の前記レンズのうちのそれぞれの１つとの間にある、光変調素子のアレイと、を備える、車両用ライト。

【請求項17】

前記電気的に調整可能な光変調素子のアレイは、ゲストホスト光変調素子、液晶光変調素子、及びエレクトロクロミック光変調素子からなる群から選択される電気的に調整可能な光変調素子を含む、請求項１６に記載の車両用ライト。

【請求項18】

車両用ライトであって、
光源と、
前記光源からの光を受け取るように構成された光コリメータと、
開口部のアレイを有するマスクと、
前記開口部のアレイ内の前記開口部のそれぞれの１つと各々が位置合わせされたレンズ素子の２次元アレイであって、前記開口部を通じて前記光コリメータからの平行光を集束させるように構成されている、レンズ素子の２次元アレイと、
電気的に調整可能な光変調素子のアレイであって、前記光変調素子の各々が前記開口部のそれぞれの１つと位置合わせされ、前記開口部を通過する光に対して調整可能な光透過量を示すように構成されている、電気的に調整可能な光変調素子のアレイと、を備える、車両用ライト。

【請求項19】

レンズ素子の追加のアレイを更に備え、前記レンズ素子の各々が、前記電気的に調整可能な光変調素子のうちの対応する１つからの光を受け取る、請求項１８に記載の車両用ライト。

【請求項20】

前記光源は、白色光源を含む、請求項１８に記載の車両用ライト。

【請求項21】

前記光源は、様々な色の発光ダイオードを含む、請求項１８に記載の車両用ライト。

【請求項22】

前記光源は、赤外光発光ダイオードを含む、請求項１８に記載の車両用ライト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概して、車両などのシステムに関し、より詳細には、ライトを有する車両に関する。
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２２年５月２６日に出願された米国特許出願第１７／８２５，４９５号、及び２０２１年７月１２日に出願された米国仮特許出願第６３／２２０，９１８号に対する優先権を主張するものであり、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

自動車及び他の車両は、ヘッドライトなどのライトを有する。異なる運転条件に対応するために、ヘッドライトには、ロービーム設定及びハイビーム設定などの調整可能な設定が設けられることがある。

【発明の概要】

【0003】

車両は、車両照明を提供するためのヘッドライト及び他の車両用ライトなどのライトを有することができる。ライトは、照明の色及びパターンを変えることができるように、電気的に調整可能であってもよい。車両内の制御回路は、センサデータ、ユーザ入力、及び他の基準に基づいてライトを調整することができる。

【0004】

ヘッドライトなどのライトは、白色光源又は多色光源などの光源と、光源から光を受け取る光コリメータと、光コリメータから平行光を受け取り、対応する調整可能な車両照明を出力する調整可能なレンズアレイと、を有することができる。

【0005】

調整可能なレンズアレイは、互いに位置合わせされたレンズ素子の第１及び第２のアレイを有することができる。調整可能なレンズアレイは、第１のレンズ素子アレイと第２のレンズ素子アレイとの間に配置された電気的に調整可能な光変調器を有することができる。マスクは、調整可能な光変調器内のそれぞれの調整可能な光変調素子と位置合わせされた開口部を有することができる。

【0006】

レンズ素子の第１のアレイは、光コリメータから平行光を受け取ることができる。第１のレンズ素子の各々は、マスク内のそれぞれの開口部を通して、及び調整可能な光変調素子のうちの対応する１つを通して、光を集束させることができる。各調整可能な光変調素子を出る光は、平行又はほぼ平行な出力光線を形成するように平行にすることができる。

【0007】

動作中、調整可能なレンズアレイ内の光変調素子は個々に調整することができ、光源は調整することができる。これにより、光が所望のビームパターン及び色を有する出力照明を生成することが可能になる。出力照明は、ヘッドライト照明又は他の車両照明として機能することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態による、例示的な車両及び車両の前方の構造の側面図である。

【0009】

【図2】一実施形態による、例示的な車両用ライトの側断面図である。

【0010】

【図3】一実施形態による、車両用ライトの調整可能なレンズアレイの側断面図である。

【0011】

【図4】一実施形態による、調整可能な車両用ライトで照らされた例示的な表面の図である。

【0012】

【図5】一実施形態による、反射層を有するゲストホスト液晶層に基づく例示的な光変調アレイの側断面図である。

【0013】

【図6】一実施形態による、例示的な液晶光変調アレイの側断面図である。

【0014】

【図7】一実施形態による、例示的なエレクトロクロミック光変調アレイの側断面図である。

【0015】

【図8】一実施形態による、電気的に調整可能なレンズ素子を有する例示的なレンズアレイの側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

車両又は他のシステムなどのシステムは、ヘッドライト及び他のライトなどの光を発する構成要素を有することができる。ヘッドライトは、車両の近傍の車道及び他の物体を照明するために使用され得る。ヘッドライトによって提供される照明は、車両の乗員が夜間又は他の薄暗い周囲照明条件で物体を見ることを可能にし、センサの動作を容易にする。例えば、可視及び／又は赤外線波長でのヘッドライト照明は、自律運転システム又は運転者支援システムによって使用される画像センサに照明を提供するために使用されてもよい。

【0017】

ヘッドライトによって放出される照明は、調整することができる。例えば、ヘッドライトは、ヘッドライトによって放射される照明のパターンが調整されることを可能にする、調整可能なレンズアレイ及び他の調整可能な構成要素を有することができる。ヘッドライトは、一例として、ヘッドライトビームを狭く又は広くするように、及び／又はヘッドライト照明パターンの形状を他の方法で調整するように調整することができる。所望に応じて、放出される光の色は変更することができる。ヘッドライトビーム調整は、ハイビームモードとロービームモードとの間でヘッドライトを切り替える、ヘッドライトビームを左右に操作する（例えば、道路のカーブに対応する）、目的対象にスポットライトを当てる、特定の気象条件又は他の動作条件下でヘッドライト性能を向上させる、歩行者又は他者に警告を提供する、及び／又はヘッドライト出力の特性を別様に変化させるために使用され得る。

【0018】

図１は、例示的な車両の一部の側面図である。図１の例では、車両１０は、乗客を搬送し得るタイプの車両（例えば、自動車、トラック、又は他の自動車両）である。車両１０がロボット（例えば、自律ロボット）、又は人間の乗客を搬送しない他の車両である構成もまた使用することができる。本明細書では、自動車などの車両が一例として説明される場合がある。図１に示すように、車両１０は、車道１４などの道路上で動作することができる。物体２６などの物体は、車道１４などの車両１０の近傍の他の構造物上又はその近くに位置する場合がある。

【0019】

車両１０は、（例えば、人間の運転者によって）手動で運転されてもよく、遠隔制御を介して操作されてもよく、及び／又は（例えば、自律運転システム若しくは他の自律推進システムによって）自律的に操作されてもよい。ライダー、レーダ、可視及び／又は赤外線カメラ（例えば、２次元及び／又は３次元カメラ）、近接（距離）センサ、及び／又は他のセンサなどの車両センサを使用して、車両１０内の自律運転システム及び／又は運転者支援システムは、歩行者、無生物、及び／又は車道１４上の例示的な障害物２６などの他の外部構造物を回避するのを助けるために、自動制動、操舵、及び／又は他の動作を実施することができる。

【0020】

車両１０は、車両本体１２などの本体を含むことができる。本体１２は、金属及び／又は他の材料から形成された本体パネルなどの車両構造を含むことができ、ドア１８、フード、トランク、フェンダー、車輪が取り付けられるシャーシ、ルーフなどを含むことができる。ドア１８及び車両本体１２の他の部分（例えば、車両本体１２の側部、車両１０のルーフ、及び／又は車両１０の他の部分）に窓を形成することができる。窓、ドア１８、及び本体１２の他の部分は、車両１０の内部を、車両１０を取り囲む外部環境から分離することができる。ドア１８は、人々が車両１０に出入りすることを可能にするために開閉することができる。シート及び他の構造が、車両本体１２の内部に形成されてもよい。

【0021】

車両１０は、１つ以上のヘッドライト（ヘッドランプと称されることもある）、ドライビングライト、フォグライト、デイタイムランニングライト、ターンシグナル、ブレーキライト、及び／又は他のライトなどの自動車用照明を有することができる。図１に示すように、例えば、車両１０は、ライト１６などのライトを有することができる。概して、ライト１６は、車両１０の前部Ｆ、車両１０の対向する後部、車両１０の左側部及び／又は右側部、及び／又は本体１２の他の部分に取り付けることができる。本明細書で一例として説明され得る例示的な構成では、ライト１６はヘッドライトであり、本体１２の前部Ｆに取り付けられる。一例として、前方方向（例えば、図１の例において車両１０が前方に駆動されたときに移動する＋Ｘ方向）に照明２０を提供するために、車両１０の左右にそれぞれ位置する左右のヘッドライト１６があってもよい。車両１０の前方の車道１４及び物体２６などの外部表面２８にヘッドライト１６を照射することによって、車両１０の乗員は、薄暗い周囲照明条件（例えば、夜間、又は天候、トンネル、時刻などに起因する低照度の状況）であっても表面２８を見ることができる。画像センサ及び光を使用する他のセンサなどの車両１０内のセンサの動作は、表面２８に照明を設けることによってサポートすることもできる。

【0022】

所望に応じて、ヘッドライト又は他の車両用ライトは、車両１０に接近している車両１０のユーザを支援するために使用することができる、及び／又は近くの歩行者又は他の人と通信するために使用することができる。一例として、ユーザが車両１０に近づいていることを車両１０内のセンサが検出したときはいつでも、ヘッドライト又は他の車両用ライトを使用して、車両１０の周囲の領域を照明２０で照らすことができる。このようにして、ユーザは、車両の近くの障害物をより良く見ることができ、そのような障害物の周りを歩くことができる。別の例として、歩行者は、車両１０が横断歩道で停止した後に車両１０の前を横断するために待機している場合がある。横断することが安全であることを歩行者に知らせるのを助けるために、車両１０は、横断歩道を照らすようにヘッドライト又は他の車両用ライトを調整することができる。所与の色の光（例えば、安全な横断条件のための緑色光又はその他の赤色光）、特定のパターンの光（例えば、横断歩道又は一時停止標識に沿って向けられた矢印）、時間変化する光特性（例えば、１Ｈｚでゆっくりと点滅する、追跡光パターンなど）、及び／又は照明２０の任意の他の適切な態様を使用して、いつ道路を横断することが安全であるかを歩行者に知らせる、及び／又は車両１０の近傍にいる人々に別様に情報を提供することができる。

【0023】

車両１０は、構成要素２４を有することができる。構成要素２４は、推進及びステアリングシステム（例えば、本体１２に結合された車輪、ステアリング制御、車輪を駆動するための１つ以上のモータなどを有する手動調整運転システム及び／又は自律運転システム）、及び他の車両システムを含むことができる。構成要素２４は、制御回路及び入出力デバイスを含むことができる。構成要素２４内の制御回路は、自律運転アプリケーション、ナビゲーションアプリケーション（例えば、ディスプレイ上にマップを表示するためのアプリケーション）、並びに車両環境制御デバイス、照明、メディア再生、窓移動、ドア動作、センサ動作、及び／又は他の車両動作を制御するためのソフトウェアを実行するように構成することができる。例えば、制御システムは、センサデータなどのデータを使用して、車道１４などの車道上で車両１０を自律的に運転する自律運転システムの一部を形成してもよい。制御回路は、処理回路及び記憶装置を含むことができ、ハードウェア（例えば、専用ハードウェア又は回路）、ファームウェア、及び／又はソフトウェアを使用して車両１０内の動作を実行するように構成され得る。車両１０内で動作を実施するためのソフトウェアコード及び他のデータは、制御回路内の非一時的コンピュータ可読記憶媒体（例えば、有形コンピュータ可読記憶媒体）上に記憶される。ソフトウェアコードは、ソフトウェア、データ、プログラム命令、コンピュータ命令、命令、又はコードと呼ばれることもあり得る。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、不揮発性ランダムアクセスメモリ、１つ以上のハードドライブ（例えば、磁気ドライブ若しくはソリッドステートドライブ）、１つ以上のリムーバブルフラッシュドライブ又は他のリムーバブルメディア、又は他の記憶装置などの不揮発性メモリを含むことができる。非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶されたソフトウェアは、構成要素２４の処理回路上で実行されてもよい。処理回路は、処理回路を有する特定用途向け集積回路、１つ以上のマイクロプロセッサ、中央処理装置（Central Processing Unit、ＣＰＵ）、又は他の処理回路を含むことができる。

【0024】

構成要素２４の入出力デバイスは、ディスプレイ、発光ダイオード及び他の発光デバイス、触覚デバイス、スピーカ、及び／又は出力を提供するための他のデバイスを含むことができる。構成要素２４の出力デバイスは、例えば、車両乗員などに触覚出力、オーディオ出力、視覚出力（例えば、表示されたコンテンツ、光など）、及び／又は他の適切な出力を提供するために使用することができる。構成要素２４の入出力デバイスはまた、ユーザ入力を収集するため、環境測定値を収集するため、車両動作に関する情報を収集するため、及び／又は他の情報を収集するためのボタン、センサ、及び他のデバイスなどの入力デバイスも含むことができる。構成要素２４内のセンサは、周囲光センサ、タッチセンサ、力センサ、近接センサ、可視、赤外線、及び／又は紫外線波長で動作するカメラ（例えば、魚眼カメラ、２次元カメラ、３次元カメラ、及び／又は他のカメラ）などの光学センサ、容量センサ、抵抗センサ、超音波センサ（例えば、超音波距離センサ）、マイクロフォン、レーダセンサ、ライダー（光検出及び測距）センサなどの無線周波数センサ、ドア開閉センサ、シート圧力センサ及び他の車両乗員センサ、窓センサ、ロケーション、向き、かつ移動を監視するためのポジションセンサ、速度計、衛星測位システムセンサ、及び／又は他のセンサを含むことができる。

【0025】

動作中、構成要素２４の制御回路は、ライダーデータ、カメラデータ（例えば、２次元画像）、レーダデータ、及び／又は他のセンサデータなどの情報をセンサ及び／又は他の入出力デバイスから収集することができる。この情報は、車両１０内の自律運転システム及び／又は運転者支援システムによって使用することができる。この情報は、道路１４の形状、物体２６などの物体の位置、及び／又は表面２８の他の特性を判定する際に使用することもできる。これらの測定値、ユーザ入力、又は他の情報に基づいて、車両１０はヘッドライト１６を調整することができる。例えば、ビーム形状は、近づいてくるヘッドライトが検出されたときに調整することができ、ビーム方向は、道路１４における検出されたカーブに適応するように調整することができ、ビーム形状は、雨又は他の気象条件における視認性を向上させるのに役立つように調整することができ、ビーム形状は、物体２６などの検出された物体にスポットライトを当てるように調整することができ、適切なパターン及び／又は色の照明は、ヘッドライト１６及び／又は他の車両照明を使用して近くの歩行者又は他の人に出力を提供することが望ましいときに出力することができ、出力光は、ユーザが夜間に車両１０に向かって歩くときに車両１０の近くに照明を提供するように調整することができる。

【0026】

車両１０の車両乗員又は他のユーザは、車両１０の制御回路にユーザ入力を提供することができる。カメラ、タッチセンサ、物理的制御、及び他の入力デバイスが、ユーザ入力を収集するために使用され得る。車両１０との無線通信を使用して、遠隔データソースは、構成要素２４の制御回路にデータベース情報を提供してもよい。所望に応じて、ヘッドライト１６及び／又は他の車両用ライトは、ユーザ入力及び／又は遠隔データソースからの情報に基づいて調整することができる。例えば、道路条件（例えば、道路サイズ、道路タイプ、道路形状、路面など）に関する情報は、遠隔データベースに記憶されてもよく、この情報は、無線通信リンクを介して車両１０に提供されてもよい。動作中、車両１０は、道路状況情報に基づいてヘッドライト１６を調整することができる。

【0027】

ヘッドライト１６は、構成要素の２次元アレイを有してもよい。ヘッドライト１６は、例えば、発光ダイオード及び／又は他の光源のアレイと、ヘッドライトから光が放射される方向を制御する対応するレンズのアレイ（マイクロレンズアレイ又はレンズアレイと称されることもある）と、を有することができる。ヘッドライト１６はまた、光変調アレイ（例えば、対応するレンズを通過する光の量を調整する個々に調整可能な光変調素子のアレイ）を有することができる。所望に応じて、レンズ素子は、レンズ素子焦点距離及び／又は他のレンズ素子光学特性を変更するように調整することができる光学特性（例えば、電気的に調整可能な屈折率値）を有する液晶材料及び／又は他の材料から形成することができる。

【0028】

ヘッドライト１６内の構成要素のアレイは、行及び列を有する２次元アレイを形成するように配置することができる、又は他の２次元レイアウトで配置することができる。レンズ及び／又は光変調素子などのアレイ構成要素は、矩形の輪郭又は他の適切な形状（例えば、六角形のフットプリントなど）を有することができる。本明細書で一例として説明されることがある例示的な構成では、レンズ及び光変調素子は、矩形形状を有し、２次元アレイ（例えば、Ｎ×Ｍアレイ、ここで、Ｎ及び／又はＭの値は、少なくとも２、少なくとも５、少なくとも１０、５０未満、２０未満、１５未満、及び／又は１０未満である）内の行及び列に配置される。

【0029】

図２は、車両１０用の例示的なヘッドライトの側断面図である。図２のヘッドライト１６は、本体１２に取り付けることができる。本体１２は、ヘッドライト１６を受け入れるキャビティを有してもよく、ヘッドライト１６は、本体１２の外面に取り付けられてもよく、かつ／又はヘッドライト１６は、本体１２によって他の方法で支持されてもよい。図２に示すように、ヘッドライト１６は、ヘッドライトハウジング３０を含むことができる。光は、光源３２によって生成することができる。光源３２は、発光ダイオード、レーザ、ランプなどの複数の発光デバイス３４を有することができる。発光デバイス３４は、一例として、白色発光ダイオードなどの発光ダイオードであってもよい。所望に応じて、発光デバイス３４は、赤外光を放射するように構成された赤外発光ダイオードを含むことができる、着色発光ダイオード（例えば、赤色、黄色、青色、及び／又は緑色発光ダイオード）を含むことができる、及び／又は他の発光構成要素を含むことができる。光源３２が様々なる色のデバイス３４を含む構成では、デバイス３４を選択的に作動及び停止させることによって光の色を調整することができる。

【0030】

光源３２は、ハウジング３０の内部を図２の＋Ｘ方向に進行する光を放射することができる。ヘッドライト１６は、光源３２によって放射された光を平行にするのを助ける光コリメータ３６などの集光構成要素を含むことができる。光コリメータ３６は、例示的なコリメートレンズ４０及び／又は円錐ミラー３８などの光源３２からの光を集光するのを助ける反射構造などの１つ以上の光学構成要素から形成することができる。光コリメータ３６によって部分的に又は完全に平行にされた光源３２からの光は、ヘッドライト照明２０（例えば、表面２８上に照明を生成することができるヘッドライトビーム）として放射される前に、調整可能なレンズアレイ４２を通過する。

【0031】

図３は、一実施形態による、ヘッドライト１６の例示的な調整可能なレンズアレイの側断面図である。図３に示すように、調整可能なレンズアレイ４２は、レンズアレイ５０及びレンズアレイ５８などのレンズ素子の１つ以上のアレイを有することができる。アレイ５０及び５８のレンズは、行及び列又は他の適切なパターン（例えば、図３の例では、列がＺ軸に平行に延び、行がＹ軸に平行に延びる）で編成することができる。アレイ５０の各レンズは、アレイ５８のそれぞれのレンズと位置合わせすることができる。

【0032】

光変調アレイ５４のような光変調素子のアレイは、レンズアレイ５０とレンズアレイ５８との間に挿入することができる。アレイ５４は、光変調アレイ５４とアレイ５０との間の空隙又は間隙５２及び／又は５６によってレンズアレイ５０及び５８から分離することができる、及び／又はアレイ５８は、透明ポリマー又は他の透明材料で充填することができる。光変調アレイ５４は、個々に制御され得る電気的に調整可能な光変調素子５４Ｅのアレイを有することができる（例えば、素子５４Ｅは、図３のＺ軸に平行な列を有し、図３のＹ軸に平行な行を有する２次元アレイ状に配置することができる）。各光変調素子５４Ｅを通過する光の量を調整することによって、レンズアレイ４２を通過する光のパターンを制御して、ヘッドライト１６によって放射されるヘッドライトビームパターンを調整することができる。

【0033】

所望であれば、アレイ５４にマスキンググリッドを設けることができる。例えば、各素子５４Ｅは、不透明マスク６４の一部によって覆われた光変調セル６２Ｅを有することができる。マスク６４は、各光変調セル６２Ｅの中心と位置合わせされたマスク開口部６０が存在するように構成することができる。マスク６４は、迷光を遮断するのに役立ち、それによって、隣接するセル６２Ｅ間の境界における構造を通過する光線を低減又は排除することができ、したがって、各光変調素子５４Ｅを通過する光が、その素子の所望の活性領域を通過することを確実にするのを助けることができる。マスク６４のようなマスクは、アレイ５４の入射面及び／又は出射面に設けることができる、及び／又は別様にアレイ５４に組み込むことができる。

【0034】

車両１０は、アレイ４２をどのように調整するかを決定する際に、センサ入力、ユーザ入力、又は他の情報を使用することができる。一実施例として、図４の構成を考える。図４に示すように、ヘッドライト１６は、物体２６の表面及び／又は車道１４の表面など、車両１０の前方の表面２８を照らすことができる。車両１０の動作中（例えば、車両１０が車道１４に沿って運転されている間）、車両１０は、ヘッドライト１６の出力がハイビームモードで提供されるべきであると決定することができ、したがって、アレイ４２を調整してハイビームパターン８０で照明を生成することができる。接近するヘッドライトが検出されたとき、又は雨が感知されたときなどの他の条件では、車両１０は、ヘッドライト１６の出力がロービームモードで提供されるべきであると決定することができ、したがって、アレイ４２を調整してロービームパターン８２で照明を生成することができる。他の状況では、ヘッドライト１６によって出力されるビームは、例示的なパターン８４、例示的なパターン８８、及び／又は車両１０の近傍の表面の所望の１つ以上の部分（例えば、不連続部分）を照らす任意の他の適切なパターンなどのパターンを有するように調整することができる。これらのようなパターンは、（例えば、スポット照明で物体を強調することによって）ユーザが目的の物体を見るのを支援することができ、困難な照明条件においてユーザを支援するのに使用することができる（例えば、照明属性は、ビーム方向、強度、色、及び／又は他の要因が可視性を低下させる傾向がある悪天候中に、照明２０を下方に傾けることによって、照明２０の色を調整することによって、及び照明２０の強度を増加させることによって、道路及び障害物の可視性を高めるように調整することができる）。所望に応じて、ヘッドライト１６は、車両１０の近傍にいる歩行者及び他者に、車両状態、計画された車両動作、及び／又は他の車両属性に関する情報を提供するように調整することができる。一例として、照明２０は、赤色及び点滅であってもよく、車両１０が移動している又は移動しようとしていることを車両１０の近くの人々に知らせるためにパターン８４又は８０で提供することができる。一般に、ヘッドライト１６からの照明は、任意の適切な形状（円形、楕円形、長方形など）を有するように制御されてもよく、上／下及び／又は左／右に操作されてもよい。所望であれば、放射される光のパターンは、近くの観察者に情報を伝えることができる。例えば、特定のタイプの照明（例えば、垂直又は水平のストライプ、スポット、アイコン形状、及び／又は照明の他のパターン、所与の色の照明、及び／又は所与の時変強度によって特徴付けられる照明）は、車両１０が方向転換、減速、停止、又は加速しようとしていることのインジケータとして機能する、歩行者又は他の人が車両１０によって認識されたことのインジケータとして機能する、車両１０が自律的又は手動で運転していることのインジケータとして機能する、及び／又は他の条件が存在することのインジケータとして機能することができる。

【0035】

図５、図６、及び図７は、調整可能なレンズアレイ４２の例示的な光変調アレイの側断面図である。

【0036】

図５の例では、光変調アレイ５４は、ゲストホスト液晶変調デバイスに基づく個々に調整可能な光変調素子５４Ｅのアレイを有する。アレイ５４は、一例として、透明光変調電極９２（例えば、インジウムスズ酸化物などの透明導電性材料から形成された電極）のそれぞれのセットを備えた第１及び第２の透明基板９０を有することができる。図５の例における各素子５４Ｅは、第１及び第２のそれぞれの電極を有する。所望に応じて、共有接地電極が複数の素子５４Ｅにまたがっていてもよい。各素子５４Ｅに対して一対の素子固有電極が使用される図５、図６及び図７の構成は例示的なものである。

【0037】

図５に示すように、ゲストホスト液晶層９４は、基板９０の間に挿入することができる。所望の（及び潜在的に異なる）電圧を各素子５４Ｅの電極９２に供給することによって、ゲストホスト液晶層９４にわたる電界の大きさは、アレイ５４内の位置の関数として調整することができる（例えば、光透過量は、各光変調素子５４Ｅに対して所望に応じて個々に変更することができる）。各素子５４Ｅは、一例として、不透明状態、透明状態、又は素子が不透明状態レベルと透明状態レベルとの間の中間の光透過量によって特徴付けられる１つ以上の中間透過状態に置くことができる。アレイ５４内の光変調素子５４Ｅの各々をこのように調整することによって、ヘッドライト１６によって放射される光のパターンが図４の例に関連して説明したように制御されるように、各素子５４Ｅから出力される光の量を調整することができる。

【0038】

例示的な一構成において、ゲストホスト液晶層９４は、素子５４Ｅが無彩色の透過を示すように黒色吸収染料を有する。素子５４Ｅは、例えば、透明、灰色、又は黒色に見えてもよく、光源３２が白色光照明を放射するときにヘッドライト照明２０が色かぶりのない無彩色に見えることを可能にする。アレイ５４の送信ダイナミックレンジは、一例として、１：２０であってもよく、アレイ５４はミリ秒程度の応答時間を有してもよい。

【0039】

他の例示的な構成では、アレイ５４内に複数のゲストホスト液晶層及び関連する基板が存在する。例えば、複数のゲストホスト液晶光変調構造を互いに積み重ねてアレイ５４を形成することができる。このタイプの積層構成における各ゲストホスト液晶光変調層は、異なる色の光を通過させるように構成された二色性染料又は他のゲスト材料を有することができる。例えば、第１の層は、選択された量の赤色光を通過させる赤色ゲストホスト液晶光変調素子のアレイを有することができ、第２の層は、選択された量の緑色光を通過させる緑色ゲストホスト液晶光変調素子のアレイを有することができ、第３の層は、選択された量の青色光を通過させる青色ゲストホスト液晶光変調素子のアレイを有することができる。

【0040】

動作中、光コリメータ３６を通過した光源３２からの白色光照明は、この積層構造に供給することができる。図３のマスク６４のような開口部のアレイを有するマスキング層は、各積層構造（層）に関連付けることができる。各マスク内の開口部及び積層構造の対応する各層内の素子５４Ｅのレイアウトは、層間の干渉を回避するように構成することができる。一例として、緑色層及び青色層は、赤色層からの赤色光が赤色光変調素子によって強度が調整された後に通過することを可能にする開口部を有することができ、赤色層は、白色光がそれぞれの層内の緑色光変調素子及び青色光変調素子に到達することを可能にする開口部を有することができる。

【0041】

アレイ５４の積層内の赤色、緑色、及び青色光変調素子の設定に応じて、赤色、緑色、及び青色光の所望のパターンをヘッドライト１６から放射することができる。赤色、緑色、及び青色の光は、表面２８上に投影されたときに結合することができ、したがって、各色によって寄与される相対強度は、ヘッドライト照明の結果として生じる色に影響を及ぼす。放射された赤色光、緑色光、及び青色光を混合することによって、ヘッドライトビームの異なる非中間色を生成することができる、及び／又はヘッドライトビームの異なる部分に異なる色を提供することができる。着色光はまた、異なるアレイ素子の出力間に重複がある場所で混合されることによって、混合色領域及び／又は白色光領域を形成することができる。

【0042】

所望であれば、光源３２は、異なる色の複数の発光デバイス３４を有することができる。光源３２は、例えば、赤色、緑色、及び青色発光ダイオード、又は他の無彩色以外の色の発光デバイスを含むことができる。このタイプの構成では、光変調素子５４Ｅの単一層を使用して、ヘッドライト１６に着色出力を提供することができる。赤色光、緑色光、及び青色光は、一連の離散パルス（例えば、目に見えるフリッカ効果を回避するために、１／６０秒未満又は他の短い期間のパルス）で提供することができる。光変調アレイ５４は、赤色光源がアクティブであるときに第１の光パターンを通過させ、緑色光がアクティブであるときに第２の光パターンを通過させ、青色光がアクティブであるときに第３の光パターンを通過させるように構成することができる。このようにして、所望のパターン及び色を有するヘッドライトビームを生成することができる。一例として、赤色光出力が所望される場合、青色及び緑色光源は、オフにすることができ、白色光出力が所望される場合、赤色、青色、及び緑色光源は全て、起動させることができる。これらのタイプの構成及び／又は他の構成は、使用される光変調素子５４Ｅのタイプにかかわらず、ヘッドライト１６に有色光照明を生成する能力を提供するために使用することができる。必要に応じて、光源３０は、１つ以上の赤外線発光デバイス３４を含んでもよい。これにより、赤外光の所望のパターンを放射することが可能になる（例えば、アレイ５４の光変調素子は、放射された赤色光、青色光、及び緑色光のパターンを修正することに加えて、放射された赤外光のパターンを修正するためにも使用することができる）。

【0043】

色は、ゲストホスト液晶層内の着色染料を使用してアレイ５４を通過する白色光に付与することができる、又は他の色フィルタ構成を使用して提供することができる。例えば、液晶光変調又はエレクトロクロミック変調に基づく光変調アレイでは、バンドパス薄膜干渉フィルタ及び／又は着色インク構造などの色フィルタ構造を使用して、赤色、緑色、及び青色を変調素子の異なる層に付与することができる。

【0044】

図６の例では、光変調アレイ５４は、液晶変調セルに基づく光変調素子５４Ｅのアレイを有する。図６の基板９０は、偏光子９４の間に挟まれている。電極９２は、基板９０内に形成することができる。液晶層９６は、基板９０と電極９２との間に挿入することができる。各素子５４Ｅ内の一対の電極９２に印加される電圧は、その素子５４Ｅに関連する液晶層９６の部分にわたって印加される電界の量を制御する。次に、各素子５４Ｅの液晶層における電界の量は、その素子における液晶分子回転量、その素子によって示される対応する偏光回転量、したがって、その素子を通る光透過量を制御する。このタイプの光変調アレイにおける透過ダイナミックレンジ、一例として、１：２００であってもよい。応答時間は、ミリ秒又はそれより速い程度であってもよい。所望であれば、２つ以上の液晶光変調構造（例えば、２つ以上の液晶層９６及び関連する基板９０、偏光子９４、及び電極９２）は、図５の例示的な積層変調構成に関連して説明したように、互いに積み重ねることができる。各積層構造は、それぞれのマスク６４を有することができる、又は単一のマスクが積層内の層の間で共有することができる。

【0045】

例示的なエレクトロクロミック光変調アレイを図７に示す。図７のエレクトロクロミック光変調アレイ５４は、エレクトロクロミック光変調素子５４Ｅのアレイを有する。アレイ５４は、基板９０の間にエレクトロクロミック構造９８の層を有する。各素子５４Ｅに関連付けられた電極９２には、構造９８内のイオンの移動を調整するために所望の電圧を個別に供給することができる。各素子５４Ｅにおけるイオンの移動は、その素子を通る光透過を調整する。このタイプの変調の応答時間は、動作温度に応じて、約１秒から数分であり得る。所望に応じて、２つ以上のエレクトロクロミック変調層（及び関連するマスク６４）を積層して、エレクトロクロミック光変調アレイ５４を形成することができる。

【0046】

図３に示されるタイプのレンズアレイ構成では、入力レンズアレイ５０内のレンズ素子の各々は、集束された光が対応する変調セル６２Ｅ（及び対応する位置合わせされたマスク開口部６０）を通過するように、平行にされた光を集束する。素子５４Ｅを通過した後、入力レンズ素子によって集束された光は、出力レンズアレイ５８内の対応する出力レンズ素子によって平行又はほぼ平行な出力を形成するように平行にされる。アレイ５０及び５８のレンズ素子は、例として、それらの平面が互いに向かって配向された平凸レンズ素子であってもよい。所望であれば、他の種類の形状を使用することもできる。

【0047】

いくつかの例示的な構成では、レンズアレイ４２内のレンズの光学特性を電気的に調整することができる。一例として、図８の二次元レンズアレイの調整可能なレンズ素子１００を考える。レンズ素子（レンズ）１００は、第１及び第２の透明基板１０４の間に位置する、屈折率が電気的に調整可能な液晶材料１０２又は他の材料から形成することができる。液晶材料１０２に電界を印加することによって、各レンズ素子１００内の材料１０２の複屈折を個々に調整することができる。光源３２からの光を、この光が各レンズ素子１００内の材料１０２を通過する前に偏光させるために偏光子を使用することができ、その結果、調整可能な複屈折が、その素子１００を通過する光の屈折率の所望の調整値をもたらす。

【0048】

レンズ素子１００は、透明電極１０６に印加される信号を使用して調整することができる。各レンズ素子１００内の一対の透明電極１０６には、例えば、潜在的に異なる所望の電圧が供給することによって、そのレンズ素子１００の液晶材料にわたる電界を制御することができる。このようにして、各レンズ素子１００の液晶材料内の電界強度は、その材料の屈折率を調整し、それによって、そのレンズの焦点距離及び／又は他の屈折光学特性を変化させる。レンズ素子１００は、任意の適切な形状を有することができる（例えば、レンズの入力面及び出力面は、凹レンズ面及び／又は凸レンズ面を含むことができ、球面、平面、及び／又は非球面を含むことができ、レンズは、矩形輪郭、円形輪郭、六角形輪郭、及び／又はレンズを所望のアレイに詰め込むことを可能にする他の輪郭を有することができる、など）。レンズ１００の屈折光学特性を電気的に調整することによって、光は、ヘッドライト１６によって提供される照明のパターン（例えば、図４の調整可能な照明パターンを参照）を調整するように、集束及び／又は脱焦させる、操作する、及び／又は別様に制御することができる。

【0049】

図８の調整可能なレンズ素子１００のアレイは、調整可能なレンズアレイ４２として機能することができる（例えば、光変調アレイ５４はアレイ４２から省略されてもよい）、又は図８の調整可能なレンズ素子１００のアレイは、調整可能なレンズアレイ４２の一部を形成することができる。例えば、図３のレンズアレイ５０及び／又はレンズアレイ５８の代わりに、調整可能なレンズ素子１００の行及び列の２次元アレイを使用することができる。このタイプの構成では、ヘッドライト１６の出力に対する調整は、レンズ１００を調整することによって、光変調アレイ５４を調整することによって、及び／又は光源３２を調整することによって行うことができる。

【0050】

一実施形態によれば、車体と、車体によって支持され、調整可能なヘッドライト照明を生成するように構成されたヘッドライトと、を含む車両が提供され、ヘッドライトは、光源と、光源からの光を受け取り、対応するヘッドライト照明を提供するように構成された調整可能なレンズアレイと、を含む。

【0051】

別の実施形態によれば、車両は、光源と調整可能なレンズアレイとの間に、光源からの光が調整可能なレンズアレイによって受け取られる前に光源からの光を平行にする光コリメータを含み、調整可能なレンズアレイは、レンズ素子のアレイと、光変調素子の対応するアレイと、を含む。

【0052】

別の実施形態によれば、光源は、光変調素子のアレイに対して対応する調整が行われている間に連続してパルス化されるように構成された異なる色の発光デバイスを含む。

【0053】

別の実施形態によれば、光変調素子のアレイは、ゲストホスト光変調素子の２次元アレイを含む。

【0054】

別の実施形態によれば、光変調素子のアレイは、液晶光変調素子の２次元アレイを含む。

【0055】

別の実施形態によれば、光変調素子のアレイは、エレクトロクロミック光変調素子の２次元アレイを含む。

【0056】

別の実施形態によれば、調整可能なレンズアレイは、レンズ素子の第１のアレイと、レンズ素子の第２のアレイと、光変調素子のアレイとを含み、光変調素子の各々は、レンズ素子の第１のアレイ内のレンズ素子のそれぞれの１つとレンズ素子の第２のアレイ内のレンズ素子のそれぞれの１つとの間に配置される。

【0057】

別の実施形態によれば、車両は、開口部を有するマスクを含み、各開口部は、光変調素子のそれぞれの１つと位置合わせされる。

【0058】

別の実施形態によれば、調整可能なレンズアレイは、光変調素子のアレイを含む。

【0059】

別の実施形態によれば、光源は、白色光源を含む。

【0060】

別の実施形態によれば、光源は、様々な色の複数の発光ダイオードを含む。

【0061】

別の実施形態によれば、調整可能なレンズアレイは、光変調素子の複数の層を含み、光変調素子の各々は、異なる色の光の光透過を修正するように構成されている。

【0062】

別の実施形態によれば、調整可能なレンズアレイは、屈折率の調整可能なレンズ素子のアレイを含む。

【0063】

別の実施形態によれば、屈折率の調整可能なレンズ素子は、電気的に調整可能な焦点距離によって特徴付けられている。

【0064】

別の実施形態によれば、ヘッドライト照明は照明パターンを有し、車両は、調整可能なレンズアレイを制御して、ヘッドライト照明の照明パターンを調整するように構成された制御回路を含む。

【0065】

一実施形態によれば、光源と、光源からの光を受け取り、対応する平行光を提供するように構成された光コリメータと、平行光を受け取り、対応する車両照明を調整可能なパターンで提供するように構成された調整可能なレンズアレイと、を含む車両用ライトが提供され、調整可能なレンズアレイは、レンズの第１のアレイと、レンズの第１のアレイ内のレンズのそれぞれの１つと各々が位置合わせされたレンズの第２のアレイと、電気的に調整可能な光変調素子のアレイと、を含み、各光変調素子は、第１のアレイ内のレンズの１つと第２のアレイ内のレンズのそれぞれの１つとの間にある。

【0066】

別の実施形態によれば、電気的に調整可能な光変調素子のアレイは、ゲストホスト光変調素子、液晶光変調素子、及びエレクトロクロミック光変調素子からなる群から選択される電気的に調整可能な光変調素子を含む。

【0067】

一実施形態によれば、光源と、光源からの光を受け取るように構成された光コリメータと、開口部のアレイを有するマスクと、開口部のアレイ内の開口部のそれぞれの１つと各々が位置合わせされたレンズ素子の２次元アレイであって、開口部を通じて光コリメータからの平行光を集束させるように構成されている、レンズ素子の２次元アレイと、電気的に調整可能な光変調素子のアレイであって、光変調素子の各々が開口部のそれぞれの１つと位置合わせされ、開口部を通過する光に対して調整可能な光透過量を示すように構成されている、電気的に調整可能な光変調素子のアレイと、含む車両用ライトが提供される。

【0068】

別の実施形態によれば、車両用ライトは、レンズ素子の追加のアレイを含み、各レンズ素子は、電気的に調整可能な光変調素子のうちの対応する光変調素子から光を受け取る。

【0069】

別の実施形態によれば、光源は、白色光源を含む。

【0070】

別の実施形態によれば、光源は、様々な色の発光ダイオードを含む。

【0071】

別の実施形態によれば、光源は、赤外光発光ダイオードを含む。

【0072】

上記は、単に例示に過ぎず、様々な修正を記載の実施形態に行ってもよい。上記の実施形態は、個々に又は任意の組み合わせで実装されてもよい。

【図1】