JP6328622B2 - 変調用光源アレイを有するビームパターンプロジェクタ - Google Patents

Description

本開示は、たとえば、指向性照明用途に使用するための小型光エンジンを含む、光プロジェクタに関する。

指向性照明システムは、しばしば、ディスプレイを照明するために使用される。建築用、劇場用、および他の用途における使用法も見出される。たとえば、指向性照明システムは、製品ディスプレイを照明するために店内で使用されるか、または関心を引く物体をフレーム化するために博物館およびアートギャラリー内で使用され得る。指向性照明システムは、建築物のライティングにアクセントを与えるか、または劇場の演出で頭上のスポットライトを与えるために使用することもできる。典型的には、そのような指向性照明システムの目標、ビームパターン、スポットサイズ、輝度、またはいくつかの他の特性が再構成される場合、人間オペレータは、そのような調整を行うために照明システムに物理的にアクセスしなければならない。このことは、たとえば、指向性照明システムが、届かない場所に位置しているか、または場合によっては物理的にアクセスするのが難しい場合、不便である可能性がある。

本開示のシステム、方法、およびデバイスは、各々いくつかの発明的態様を有し、それらのうちの単一の態様だけが、本明細書で開示する望ましい属性に関与するとは限らない。

本開示で説明する主題の発明的態様は、焦点距離および光軸を有するレンズと、光軸に沿ってレンズから略１倍の焦点距離離れて位置する出力面を有する第１の光源アレイであって、第１の光源アレイの出力は第１の複数の可能なビームパターンから第１の調整可能なビームパターンを生成するために制御可能であり、第１の複数の可能なビームパターンの各々は第１の光源アレイ内の各光源のパワーレベルに関連付けられる、第１の光源アレイとを含むビームパターン投影デバイスに実装することができ、本デバイスは、第１の光源アレイによって生成される第１の調整可能なビームパターンをある距離を置いて投影するように構成される。第１の光源アレイは、対応するエテンデュ保存型リフレクタの第１のアレイを含み得る。第１の光源アレイ内の光源の各々は、たとえば、オン状態とオフ状態との間で別個に制御可能であり得る。

別の実装形態では、ビームパターン投影デバイスは、複数のビームパターンのうちのいずれかから第１のビームパターンを形成するために複数の光ビームを制御可能に生成するための光生成手段と、光生成手段によって生成される複数の光ビームの発散を低減するための収束手段であって、焦点距離に関連付けられており、複数の光ビームの各々を実質的にコリメートするために光生成手段から１倍の焦点距離離れて位置する、収束手段と、を含み、本デバイスは、光生成手段によって複数のビームパターンのうちのいずれが生成されても、ある距離を置いて投影するように構成される。

別の実装形態では、ビームパターン投影デバイスを作製する方法は、焦点距離および光軸を有するレンズを提供するステップと、出力面を有する光源アレイを提供するステップであって、光源アレイの出力は複数のビームパターンのうちのいずれかを生成するために制御可能である、ステップと、光源アレイによって複数のビームパターンのうちのいずれが生成されても、本デバイスがある距離を置いて投影することができるように、光源アレイの出力面を光軸に沿ってレンズから略１倍の焦点距離離れて配置するステップとを含む。

本明細書で説明する主題の１つまたは複数の実施態様の詳細が、添付の図面および以下の説明において示されている。他の特徴、態様、および利点は、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。以下の図の相対寸法は一定の縮尺で描かれていないことがあることに留意されたい。

変調用光源アレイを有するビームパターンプロジェクタの一例の概略図である。 対応する複数のリフレクタを有する複数の発光体を含む光源アレイの一例の斜視図である。 対応する複数のリフレクタを有する複数の発光体と、各発光体のパワーレベルを選択的かつ別個に変化させるためのコントローラとを含む光源アレイの一例の断面概略図である。 たとえば図１のビームパターンプロジェクタによって生成され得る複数の照明パターンの例の概略図である。 複数の変調用光源アレイを有する多色ビームパターンプロジェクタの一例の概略図である。 図５Ａの多色ビームパターンプロジェクタのビームスプリッタ立方体内の光線の概略図である。 リフレクタを有しない、変調用光源アレイを有するビームパターンプロジェクタの一例の概略図である。

様々な図面中の同様の参照番号および名称は、同様の要素を示す。

以下の詳細な説明は、様々な発明的態様について説明する目的で、いくつかの実装形態を対象とする。しかしながら、本明細書の教示は、多数の異なる方法で適用され得る。

ビームパターンプロジェクタの様々な実装形態について本明細書で説明する。ビームパターンプロジェクタは、たとえば、変調用光源アレイおよび視野レンズを含み得る。変調用光源アレイおよび視野レンズは、光源アレイの出力面が、その光軸に沿って視野レンズから略１倍の焦点距離離れるように配置され得る。光源アレイの出力は、各々が光源アレイ内の各光源のパワーレベルに関連付けられる複数の可能なビームパターンから調整可能なビームパターンを生成するために制御可能であり得る。デバイスは、光源アレイによって生成されるビームパターンをある距離を置いて投影し得る。

本明細書で説明するビームパターンプロジェクタは、たとえば、物理的な光学素子の移動または交換によってではなく、たとえば光アレイの電子的スイッチングによって遠視野ビームパターンの多様なグループを生成し得る小型発光ダイオード（ＬＥＤ）光エンジンであり得る。そのような照明システムは、たとえば、プロジェクタまたは物理的な付属品の交換または調整が不便である指向性照明用途において価値がある。加えて、本明細書で説明するビームパターンプロジェクタは、様々な用途によって焦点を合わせ直す必要がない。一例として、様々な指向性照明用途に使用される照明器具などの、地面よりもはるかに上に配置されるクローラ型の照明器具のためのビームパターン生成用光学素子の焦点を合わせ直すか、またはその光学素子を変更することは通常、不便であろう。しかしながら、本明細書で説明するビームパターンプロジェクタを使用すれば、ビームパターンは遠隔から制御することができ、プロジェクタと照明される物体との間の距離にかかわらず、ビームパターンの焦点は比較的一定である。

図１は、変調用光源アレイ１０２を有するビームパターンプロジェクタ１００の一例の概略図である。光源アレイ１０２は、たとえば、２次元格子構造を有し得る。各光源は、発光体１０４と、対応するリフレクタ１０６とを含み得る。各発光体１０４は、たとえば、ＬＥＤである可能性があるが、他の発光体を使用することもできる。たとえば、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、マイクロキャビティプラズマエミッタ、遠隔励起蛍光体および蛍光体膜、光ガイド上の光抽出機構などを含む、たとえば、他の表面放射デバイスが、発光体としても機能し得る。いくつかの実装形態では、発光体１０４は、ほぼ半球状の角度範囲にわたって光を出力する表面放射ＬＥＤである。各対応するリフレクタ１０６は、発光体１０４から光が放射される角度範囲から光を集め、視野レンズ１２０の方に光を向けるために使用され得る。本明細書でさらに説明するように、光源アレイ１０２は、視野レンズ１２０によってある距離を置いて投影されるために、様々なビームパターン１４０を生成するように制御され得る。たとえば、アレイ１０２内の個々の発光体１０４は、パターンプロジェクタ１００によって投影され得る多種多様なビームパターンを生成するために、オンまたはオフにスイッチングされるか、または可変量だけ調光され得る。

ビームパターンプロジェクタ１００内の視野レンズ１２０は、たとえば、１つまたは複数の屈折光学要素または回折光学要素を含む正パワーレンズ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｌｅｎｓ）であり得る。光学要素は、たとえば、両凸レンズ要素、平凸レンズ要素、メニスカスレンズ要素、フレネルレンズ要素、非球面レンズ要素などを含み得る。図１に示すように、視野レンズ１２０は、焦点距離ＦＬを有する。参照のために、光軸は、視野レンズ１２０の光学中心を通る長手方向軸として定義され得る。

いくつかの実装形態では、視野レンズ１２０は、光軸に沿って光源アレイ１０２の出力面から略１倍の焦点距離（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｏｎｅ ｆｏｃａｌ ｌｅｎｇｔｈ）ＦＬ離れて位置する。たとえば、視野レンズ１２０は、各リフレクタ１０６の放射開口部が配置される面から光軸に沿って略１倍の焦点距離離れて位置し得る。光源アレイ１０２と視野レンズ１２０との間のこの関係は、図１に概略的に示す、投影状態を確立する。いくつかの実装形態では、視野レンズ１２０の配置は、必ずしも正確ではないが、ビームパターンが、視野レンズ１２０の焦点距離の１００倍よりも近くないか、または焦点距離の２００倍よりも近くないか、または焦点距離の５００倍よりも近くないところに焦点が合うように、光源アレイ１０２の出力面から１倍の焦点距離離れて近接する。いくつかの実装形態では、視野レンズは、製造公差内で光源アレイ１０２の出力面から１倍の焦点距離離れて配置される。いくつかの実装形態では、視野レンズは、焦点距離の１％、２％、または５％内で光源アレイの出力面から略１倍の焦点距離離れて配置される。ビームパターン１４０が投影されるように意図される表面が視野レンズ１２０からある一定の距離にある場合、光学系の焦点面を意図される表面に変更するために、リレーレンズおよび／または投影レンズの手法（すなわち、システムにさらなるリレーレンズが追加され得る）が使用され得る。

説明のために、光源アレイ１０２の異なる領域から放射する３つの光線の３つの異なるグループを示す。光源アレイ１０２の左手部分から放射する３つの点線の光線のグループ（１１０ａ、１１０ｂ、および１１０ｃ）を示すが、３つの実線の光線のグループ（１１２ａ、１１２ｂ、および１１２ｃ）は、光源アレイ１０２の中央から放射し、３つの破線の光線のグループ（１１４ａ、１１４ｂ、および１１４ｃ）は、ＬＥＤアレイの右手部分から放射する。上述のように、光源アレイ１０２の出力面は、視野レンズ１２０から略１倍の焦点距離離れて位置する。したがって、視野レンズ１２０は、光源アレイ１０２からの光ビーム（それぞれ、１１０［１１０ａ、１１０ｂ、および１１０ｃ］、１１２［１１２ａ、１１２ｂ、および１１２ｃ］、および１１４［１１４ａ、１１４ｂ、および１１４ｃ］）をコリメートし、ビームパターン１４０（またはビームの空間断面によって生成される照明パターン）を無限大に投影する。

たとえば、図１に示すように、光源アレイ１０２の中央から放射する３つの実線の光線（１１２ａ、１１２ｂ、および１１２ｃ）は、コリメートされ、視野レンズ１２０から垂直方向にほぼ平行に出現する。光源アレイ１０２の左手側からの３つの点線の光線（１１０ａ、１１０ｂ、および１１０ｃ）は、垂直な光軸から角度が右にオフセットした平行光線としてコリメートされ、視野レンズ１２０から出現するが、光源アレイ１０２の右手側からの３つの破線の光線（１１４ａ、１１４ｂ、および１１４ｃ）は、角度が光軸の左にオフセットした平行光線としてコリメートされ、視野レンズ１２０から出現する。

さらに、光源アレイ１０２の各部分から放射する光線は、視野レンズの出力焦点面１３０内の各点において平均化される。したがって、出力焦点面１３０には有用な画像は存在しない。たとえば、図１に示すように、光線１１０ａ、１１２ａ、および１１４ａは各々、出力焦点面１３０内の点において平均化されるが、同じことが、光線１１０ｂ、１１２ｂ、および１１４ｂ、ならびに１１０ｃ、１１２ｃ、および１１４ｃにそれぞれ当てはまる。有効な点光源の連続体が、視野レンズ１２０の出力焦点面１３０において生成され、点光源の連続体の各々は、一定の角度の錐体状に光を放射し、ａｒｃｔａｎ［（Ｗ／２）／ＦＬ］に等しい一定の遠視野投影角度φを有するが、ここでＷは光源アレイ１０２の開口部幅であり、ａｒｃｔａｎは逆正接関数である。

図１に示す子午線における光ビーム１１０、１１２、および１１４の遠視野投影角度φは、その子午線における光源アレイ１０２の放射部分の幅Ｗに依存する。同様に、直交する子午線（図示せず）における遠視野投影角度は、その子午線における光源アレイ１０２の放射部分の幅Ｗ’（Ｗと同じか、または同じでない可能性がある）に依存する。Ｗ＝Ｗ’のとき、投影されるビームパターン１４０は、（光源アレイ１０２の形状に応じて）ほぼ方形である可能性がある。ＷがＷ’に等しくないとき、投影されるビームパターン１４０は、ほぼ矩形になる可能性がある。しかしながら、方形であっても矩形であっても、各点が光源アレイ１２０内のすべての放射点の平均を表す、視野レンズ１２０の出力焦点面において起こる空間的平均化のために、光学的な均一性は、特に一様である。

このようにして、視野レンズ１２０は、光源アレイ１０２の放射領域によって生成されたビームパターン１４０をある距離において投影する。いくつかの実装形態では、光源アレイ１０２によって生成された光ビームは、視野レンズ１２０から有限の距離にある焦点面において収束されない。光ビーム１１０、１１２、および１１４が視野レンズ１２０によってほぼコリメートされるので、光ビームが生成する照明パターンは、プロジェクタ１００からの距離に関係なく（照明パターンのサイズは、プロジェクタからの距離が増加するにつれて増加するが）同様の外観を維持する。

視野レンズ１２０を出る平行ビーム１１０、１１２、および１１４の結果として、ビームパターンプロジェクタ１００を簡略化することができるが、それは、ビームパターンプロジェクタが、その焦点距離を変更するための機構を必要としないからである。したがって、いくつかの実装形態では、ビームパターンプロジェクタ１００は、たとえば、視野レンズ１２０と光源アレイ１０２との間の距離を変更することによる、プロジェクタの焦点を調整するためのいかなる機構も含まない。いくつかの実装形態では、視野レンズ１２０および光源アレイ１０２は、たとえば、ハウジングによって互いに固定される。加えて、小型設計に寄与するように、いくつかの実装形態では、ビームパターンプロジェクタ１００は、発光体１０４、リフレクタ１０６、および視野レンズ１２０とは別に追加の光学構成要素を含まない。

マイクロプロジェクタに適したいくつかの実装形態では、たとえば、光源アレイを極めて小さくすることができる。たとえば、発光体のアレイ１０４は、約５０ミクロンから約６ｍｍの寸法を有する辺（直径）がある方形（または円）で形成され得る。いくつかの実装形態では、発光体１０４のアレイは、６ｍｍ未満の辺または直径などの寸法を有し得る。比較的小さいＬＥＤアレイまたはＯＬＥＤアレイの１つの例示的な例として、各ＬＥＤは、約１０ミクロンのサイズである可能性があり、アレイは、５×５の配列で形成され得る。様々なマイクロプロジェクタの実装形態では、リフレクタ１０６は、約５０ミクロンから１２ｍｍの範囲のリフレクタ高さを有するリフレクタの微細構造体を含み得る。マイクロプロジェクタの実装形態では、レンズの直径は、たとえば、２００ミクロンから１２ｍｍの範囲であり、焦点距離は、たとえば、５００ミクロンから１２ｍｍの範囲である可能性がある。一実装形態では、マイクロプロジェクタは、制御可能なビームパターンを有する小型フラッシュライト、または、たとえばラップトップのキーボードの様々な部分を制御可能に照明するための制御可能な照明装置を含み得る。商用または劇場の照明環境により適したいくつかのより大きい実装形態では、レンズの直径は、たとえば、約１２ｍｍから約３０５ｍｍ（ほぼ１２インチ）の範囲であり、焦点距離は、たとえば、約１２ｍｍから約６１０ｍｍ（ほぼ２４インチ）の範囲である可能性がある。そのような実装形態では、発光体のアレイ１０４は、たとえば、約６ｍｍから約５１ｍｍ（ほぼ２インチ）の寸法を有する辺（直径）がある方形（または円）で形成され得る。リフレクタ１０６の高さは、たとえば、１２ｍｍから約１５２ｍｍ（ほぼ６インチ）の範囲である可能性がある。そのような小型設計を用いれば、たとえば、同様の輝度および照度を提供する従来の照明手法のサイズの５０％〜１５％であるビームプロジェクタが提供され得る。

図２は、対応する複数のリフレクタ２０６を有する複数の発光体２０４を含む光源アレイ２０２の一例の斜視図である。光源アレイ２０２は、図１に概略的に示す光源アレイ１０２の例示的な実装形態である。図示した実装形態では、光源アレイ２０２は、個々の発光体２０４の４×４の２次元アレイから構成されるが、発光体の多種多様な数および配列を使用することができる。すでに説明したように、発光体２０４は、たとえば、ＬＥＤである可能性がある。いくつかの実装形態では、各発光体２０４は、対応するリフレクタ２０６を有する。たとえば、各発光体２０４は、リフレクタ内に位置し得る。いくつかの実装形態では、各リフレクタ２０６は、たとえば、金属材料または誘電材料から構成された１つまたは複数の反射性側壁を含む。反射性側壁は、対応する発光体２０４の境界から延在し得る。反射性側壁は、発光体２０４から視野レンズ１２０に向けて光のすべてまたは光のほぼすべてを導くように形成され得る。リフレクタ２０６は、視野レンズ１２０に入射する光を均質化するように設計することもできる。

いくつかの実装形態では、リフレクタ２０６は、エテンデュ保存型リフレクタ（ｅｔｅｎｄｕｅ−ｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇ ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）である。言い換えれば、各リフレクタ２０６は、対応する発光体２０４にエテンデュがマッチングされる（ｅｔｅｎｄｕｅ−ｍａｔｃｈｅｄ）。たとえば、各リフレクタ２０６は、その対応する発光体２０４から視野レンズ１２０の受光錐に出力光ビームの角度の拡がりを実質的にマッチングさせるように構成され得る。加えて、リフレクタ２０６は、ビームが視野レンズ１２０に入射する点において、発光体２０４から視野レンズの開口部（ｃｌｅａｒ ａｐｅｒｔｕｒｅ）までのビームの直径を実質的にマッチングさせるように構成され得る。所与の実装形態におけるリフレクタ２０６の側壁の特定の形状は、たとえば、対応する発光体２０４の放射パターン、視野レンズ１２０までの距離などに依存し得る。いくつかの実装形態では、リフレクタ２０６は、対応する発光体２０４にエテンデュがマッチングされるので、リフレクタ２０６は、発光体２０４からの光のすべてまたは光のほぼすべてが、視野レンズ１２０の受光錐内に収まり、その開口部を通過する空間範囲および角度範囲を有するビームを形成することによって、無駄な光を低減または除去することができる。このようにして、エテンデュ保存型リフレクタ２０６は、プロジェクタの効率を増大させる。

いくつかの実装形態では、発光体２０４から視野レンズ１２０に向かって光を導くようにリフレクタ２０６以外に他の光学構成要素を使用することが可能であり得るが、リフレクタ２０６は、発光体２０４からの比較的広角の光を処理し、その光を視野レンズ１２０に向かって効果的に導くことができる有利な機能を有する。たとえば、各発光体２０４が半球状の角度範囲にわたって光を放射する場合、レンズなどの他のタイプの光学構成要素を用いてその光のすべてを捕捉し、その光を視野レンズ１２０に向かって導くことが困難である可能性がある。残念ながら、視野レンズ１２０の受光錐内の角度において、視野レンズ１２０の開口部に到達しない発光体２０４からのいかなる光も、ビームパターン１４０の有用な形成に寄与しない。したがって、プロジェクタの効率は、この損失した光のために低減される。しかしながら、リフレクタ２０６は、広角の光を処理し、その光を視野レンズ１２０に効果的に導くことができ、したがって、効率を増大させる。

図３は、対応する複数のリフレクタ３０６を有する複数の発光体３０４と、各発光体３０４のパワーレベルに従って輝度を選択的かつ別個に変化させるためのコントローラ３７０とを含む光源アレイ３０２の一例の断面概略図である。コントローラ３７０を含む光源アレイ３０２は、本明細書の他の場所で説明した光源アレイ（たとえば、図１の１０２）の例示的な実装形態である。コントローラ３７０は、（たとえば、制御線３７２を介して）アレイ３０２内の個々の発光体３０４のパワーレベルを選択的かつ別個に設定するために使用することができ、したがって、光源アレイ３０２を使用して様々な光パターンの生成を可能にする。たとえば、各個々の発光体３０４のパワーレベルは、オン状態（フルパワー）とオフ状態（ゼロパワー）との間でスイッチングすることによって制御され得る。代替として、各個々の発光体３０４のパワーレベルは、いくつかの離散的なパワー値、さらにはオン状態とオフ状態との間の連続的な範囲のパワー値を有することができる。個々の発光体３０４を様々なパワー値にスイッチングすることによって、多種多様なビームパターンが生成され得る。これは、たとえば、プロジェクタ１００の光学素子に物理的にアクセスするか、またはそれらの光学素子を操作することなく、電子的におよび遠隔から行われ得る。

いくつかの実装形態では、コントローラ３７０は、たとえば、リモートコマンド信号を受信するためのワイアードまたはワイヤレスのインターフェースを有する受信機を含む。コントローラ３７０は、コマンド信号を処理し、次いで、受信されたコマンド信号に対応するビームパターンを形成するためのパワー状態を有するように発光体３０４を制御することができる。いくつかの実装形態では、コントローラ３７０の受信機インターフェースは、インターネット、ブルートゥース、Ｗｉ−Ｆｉ（電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）８０２．１１標準）などを介してリモート制御デバイスに通信可能に結合され得る。加えて、リモートデバイスは、コンピュータ（たとえば、デスクトップ、ラップトップ、タブレットなど）、携帯電話などであり得る。

図４は、たとえば図１のビームパターンプロジェクタ１００によって生成され得る複数の照明パターン４５０ａ〜４５０ｈの例の概略図である。照明パターン４５０ａ〜４５０ｈは、本明細書の別の場所で説明したビームパターン（たとえば、図１のビームパターン１４０）の空間的断面によって生成される照明パターンの例である。照明パターンは、光源アレイ１０２によって生成されるビームパターンの（プロジェクタ１００から離れた）投影を表す。照明パターン４５０ａ〜４５０ｈの各々において、各方形は、光源アレイ（たとえば、図１の光源アレイ１０２）内の個々の光源に対応する。影付きの方形は、オンにスイッチングされた光源に対応するが、空白の方形は、オフにスイッチングされた光源に対応する（様々な光源は、オンとオフとの間の中間のパワー値にスイッチングすることもできることを理解されたいが）。たとえば、照明パターン４５０ｂは、あふれ光ビームを表し得る。照明パターン４５０ｄは、スポットライトパターンを表し得る。スポットライトパターンのサイズおよび位置は、アレイ内の異なる光源をオンにスイッチングすることによって変更され得る。照明パターン４５０ｇは、「Ｔ」字形状などの不規則なパターンを投影することもできることを示す。当然、アレイ内の光源の数が増加すれば、さらに詳細な高分解能の照明パターンを投影することができる。

いま述べたように、いくつかの用途では、光源アレイ（たとえば、図１の光源アレイ１０２）内の異なる個々の光源は、電子的に制御されるスポットライトまたは複数の同時のスポットライトを生成するためにオン／オフ（または明るい／暗い）に切り替えることができ、各スポットライトのサイズおよび形状は、オンまたはオフにスイッチングされる、各子午線における隣接する光源の数によって制御される。所与の焦点距離では、光源アレイの実際の放射部分の幅は、スポットライトのビーム幅を制御する。具体的には、放射幅が狭くなるほど、ビーム角度は狭くなる。同様に、放射幅が広くなるほど、ビーム角度は広くなる。光源アレイの開口部全体が照明されるとき、スポットライトパターンは、広いパターンであり得る。光源アレイの開口部の一部分のみが照明されるとき、ビームは、広いビームパターンよりも狭いパターンである。アレイ内の光源のすべてがオンにスイッチングされるとき、スポットパターンは、（光源およびレンズの所与のプロジェクタ構成では）最も広い可能な領域にあふれる。アレイ内の単一の光源だけがオンにスイッチングされるとき、スポットパターンは、所与のプロジェクタ構成でなり得る最も狭いパターンになる。いくつかの用途では、アレイ内の様々な光源は、部屋の様々な部分に光を投影するために（たとえば、会議用テーブルの様々な着席位置を証明するが、他の着席位置を証明しないように）オン／オフ（または明るい／暗い）に切り替えられ得る。他の用途では、様々な光源は、たとえば、商用製品ディスプレイまたは博物館展覧会の様々な態様を強調するためにオン／オフに切り替えられ得る。

照明パターンを生成するこの方法は、たとえば、空間的光変調器を背面照射することによって同様に行うこと（たとえば、干渉変調器アレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ステンシル、または他のマスクによって生成される像）よりも効率的である可能性があるが、それは、所望の照明パターン４５０ａ〜４５０ｈに寄与するのに必要な発光体だけがオンに切り替えられるが、他のすべてはパワーを節約するためにオフに切り替えられ得るためである。これは、概して範囲がどれくらい広いかまたは狭いかに関係なく、比較的一定の輝度で各パターンが投影することを可能にする追加の機能を有する。

要約すれば、本明細書で説明するビームパターンプロジェクタ（たとえば、図１のビームパターンプロジェクタ１００）は、物理的な光学素子の移動または交換によってではなく、光アレイの電子的スイッチングによって遠視野照明パターンの多様なグループを生成するのに使用され得る。本明細書で説明するように、そのような照明システムは、物理的な付属品の交換または調整が不便である指向性照明用途において価値がある。加えて、本明細書で説明するビームパターンプロジェクタは、様々な用途によって焦点を合わせ直す必要がない。一例として、様々な指向性照明用途に使用される照明器具などの、地面よりもはるかに上に配置されるクローラ型の照明器具のためのビームパターン生成用光学素子の焦点を合わせ直すか、またはその光学素子を変更することは通常、不便であろう。しかしながら、本明細書で説明するビームパターンプロジェクタを使用すれば、ビームパターンは遠隔から制御することができ、プロジェクタと照明される物体との間の距離にかかわらず、ビームパターンの焦点は比較的一定である。

図５Ａは、複数の変調用光源アレイ５０１、５０２、および５０３を有する多色ビームパターンプロジェクタ５００の概略図である。プロジェクタ５００は、本明細書で説明した光源アレイおよび視野レンズ（たとえば、それぞれ、図１の光源アレイ１０２および視野レンズ１２０）と同様の第１の光源アレイ５０２および視野レンズ５２０を含む。第１の制御可能光源アレイ５０２は、本明細書で説明するように、様々なビームパターンを生成するために視野レンズ５２０によってコリメートされる第１の色の様々な光ビーム５１０（５１０ａおよび５１０ｂ）、５１２（５１２ａ、５１２ｂ、および５１２ｃ）、および５１４（５１４ａおよび５１４ｂ）を放射する。しかしながら、図５Ａのプロジェクタ５００は、追加の制御可能な光源光線５０１および５０３と、視野レンズ５２０の光軸に沿って整列したビームスプリッタ立方体５１６とをさらに含む。制御可能な光源アレイ５０１および５０３からの光線は、明快のために図５Ａには示していない。しかしながら、そのような光線の経路は、当技術分野では理解され、ビームスプリッタ立方体５１６内の光線の例は、図５Ｂに示される。制御可能な光源アレイ５０１および５０３は各々、たとえば、第２の色および第３の色の光を放射する発光体を含み得る。第１の色、第２の色、および第３の色は各々、異なる色であり得る（たとえば、異なる色相を有する）。いくつかの実装形態では、制御可能な光源アレイ５０１、５０２、および５０３は、それぞれ、赤色光、緑色光、および青色光を放射するが、他の色の組合せを使用することもできる。第１の色、第２の色、および第３の色は、適正な色域を提供するために選択することができ、たとえば、これらの色は、フルカラー画像を投影するために使用される３原色であり得る。他の実装形態では、第１の色、第２の色、および第３の色のいくつかまたはすべては、投影される照明パターンに増大した輝度を与え得る、同じ色であり得る。制御可能な光源アレイ５０１、５０２、および５０３の各々は、本明細書で説明するように（たとえば、図１の実施形態に関して）、リフレクタおよびコントローラを含むこともできる。

いくつかの実装形態では、制御可能な光源アレイ５０１、５０２、および５０３の各々は、ビームスプリッタ立方体５１６の１つの入力面に隣接して位置する。詳細には、制御可能な光源アレイ５０１、５０２、および５０３の各々は、（ビームスプリッタ立方体を介した各アレイからの光ビームの折り畳まれた光路、およびビームスプリッタ立方体の屈折率を説明する場合）視野レンズ５２０からそれらのそれぞれの出力面までの光学距離が視野レンズの焦点距離ＦＬになるように位置し得る。このようにして、視野レンズ５２０は、本明細書で説明するように、光源アレイ５０１、５０２、および５０３の各々からの光ビームをコリメートし、したがって、遠視野に重なるビームパターンを生成する。

いくつかの実装形態では、制御可能な光源アレイ５０１、５０２、および５０３の各々からの光は、異なる色（たとえば、赤色、緑色、および青色）のビームパターンを生成するように投影される。たとえば、いくつかの実装形態では、コントローラは、所望の赤色のビームパターンを選択するために光源アレイ５０１を制御することができるが、同様に所望の青色のビームパターンを選択するために光源アレイ５０２を制御し、所望の緑色のビームパターンを選択するために光源アレイ５０３を制御する。これらのビームパターンは重なるので、フルカラー複合遠視野ビームパターンは、アレイ５０１、５０２、および５０３内の個々の発光体の各々のパワーレベルを適切に制御することによって生成され得る。

図５Ｂは、図５Ａの多色ビームパターンプロジェクタ５００のビームスプリッタ立方体５１６内の光線の概略図である。図５Ｂは、ビームスプリッタ立方体５１６に隣接した制御可能な光源アレイ５０１、５０２、および５０３を示す。図５Ｂは、制御可能な光源アレイ５０２の中心付近で発生する光線５１２ａ、５１２ｂ、および５１２ｃと、制御可能な光源アレイ５０１の中心付近で発生する光線５９０ａ、５９０ｂ、および５９０ｃと、制御可能な光源アレイ５０３の中心付近で発生する光線５９２ａ、５９２ｂ、および５９２ｃとの経路をさらに示す。図５Ｂに示すように、光線５１２ａ、５９０ａ、および５９２ａは、互いに重畳され、単一の光線としてビームスプリッタ立方体５１６を出る。同じことが、光線５１２ｂ、５９０ｂ、および５９２ｂと、光線５１２ｃ、５９０ｃ、および５９２ｃとに当てはまる。

図６は、リフレクタを有しない、変調用光源アレイ６０２を有するビームパターンプロジェクタ６００の概略図である。変調用光源アレイ６０２および視野レンズ６２０は、本明細書で説明した他の光源アレイおよび視野レンズ（たとえば、それぞれ、図１の１０２および１２０）と同様に設計および構成され得る。しかしながら、プロジェクタ６００は、光源アレイ６０２からリフレクタアレイを除去することによって、本明細書で説明した他のプロジェクタ（たとえば、図１の１００）と比較して簡略化される。リフレクタアレイをなくした結果、光源アレイ６０２からのいくつかの光は、視野レンズ６２０の開口部に到達しないので、無駄になる。このことは、広角の一点鎖線の光線６１８によって図６に示す。これらの光線６１８は、視野レンズの開口角の外側にある角度で光源アレイ６０２から放射される。したがって、これらの無駄な光線６１８は、視野レンズ６２０を通過せず、それゆえ、ビームパターン６４０の形成に寄与しない。ビームパターンプロジェクタ６００の光学的設計は簡略化されるが、たとえば、エテンデュ保存型リフレクタアレイを省略することによってコストは低減され、これは、デバイスの効率を減少させることを犠牲にして行われる。しかしながら、いくつかの用途では、コスト／効率のトレードオフは望ましい可能性がある。

本明細書で開示する実施態様に関して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実施され得る。ハードウェアとソフトウェアの互換性が、概して機能に関して説明され、上記で説明した様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路およびステップにおいて示された。そのような機能がハードウェアで実施されるか、ソフトウェアで実施されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課された設計制約に依存する。

本明細書で開示する態様に関して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、および回路を実施するために使用される、ハードウェアおよびデータ処理装置は、汎用シングルチップまたはマルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実施または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサ、あるいは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成として実施することもできる。いくつかの実施態様では、特定のステップおよび方法が、所与の機能に固有である回路によって実行され得る。

１つまたは複数の態様では、説明した機能は、本明細書で開示する構造を含むハードウェア、デジタル電子回路、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、およびそれらの上記構造の構造的等価物において、またはそれらの任意の組合せにおいて実施され得る。また、本明細書で説明した主題の実施態様は、１つまたは複数のコンピュータプログラムとして、すなわち、データ処理装置が実行するためにコンピュータ記憶媒体上に符号化された、またはデータ処理装置の動作を制御するための、コンピュータプログラム命令の１つまたは複数のモジュールとして、実施され得る。

ソフトウェアで実施する場合、機能は、１つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶するか、あるいはコンピュータ可読媒体を介して送信することができる。本明細書で開示された方法またはアルゴリズムのステップは、コンピュータ可読媒体上に存在し得る、プロセッサ実行可能ソフトウェアモジュールで実施され得る。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所にコンピュータプログラムを転送することを可能にされ得る任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体とコンピュータ通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または、命令もしくはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を含み得る。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれ得る。本明細書で使用するディスク（ｄｉｓｋ）およびディスク（ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ｄｉｓｃ）（ＣＤ）、レーザディスク（ｄｉｓｃ）、光ディスク（ｄｉｓｃ）、デジタル多用途ディスク（ｄｉｓｃ）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（ｄｉｓｋ）およびブルーレイディスク（ｄｉｓｃ）を含み、ディスク（ｄｉｓｋ）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（ｄｉｓｃ）は、データをレーザで光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。さらに、方法またはアルゴリズムの動作は、コンピュータプログラム製品に組み込まれ得る、機械可読媒体およびコンピュータ可読媒体上のコードおよび命令の、１つまたは任意の組合せまたはセットとして存在し得る。

本開示で説明した実施態様への様々な修正は当業者には容易に明らかであり得、本明細書で定義した一般原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実施態様に適用され得る。したがって、特許請求の範囲は、本明細書で示した実施態様に限定されるものではなく、本開示と、本明細書で開示する原理および新規の特徴とに一致する、最も広い範囲を与えられるべきである。「例示的」という単語は、本明細書ではもっぱら「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために使用される。本明細書に「例示的」と記載されたいかなる実施態様も、必ずしも他の実施態様よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。さらに、「上側」および「下側」という用語は、図の説明を簡単にするために時々使用され、適切に配向されたページ上の図の配向に対応する相対位置を示すが、実施されたＩＭＯＤの適切な配向を反映しないことがあることを、当業者は容易に諒解されよう。

また、別個の実施態様に関して本明細書で説明された、いくつかの特徴は、単一の実施態様において組合せで実施され得る。また、逆に、単一の実施態様に関して説明した様々な特徴は、複数の実施態様において別個に、あるいは任意の好適な部分組合せで実施され得る。その上、特徴は、いくつかの組合せで働くものとして上記で説明され、初めにそのように請求されることさえあるが、請求される組合せからの１つまたは複数の特徴は、場合によってはその組合せから削除され得、請求される組合せは、部分組合せ、または部分組合せの変形形態を対象とし得る。

同様に、動作は特定の順序で図面に示されているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が、示される特定の順序でまたは連続した順序で実行されることを、あるいはすべての図示の動作が実行されることを必要とするものとして理解されるべきでない。さらに、図面は、流れ図の形態でもう１つの例示的なプロセスを概略的に示し得る。ただし、図示されていない他の動作が、概略的に示される例示的なプロセスに組み込まれ得る。たとえば、１つまたは複数の追加の動作が、図示の動作のうちのいずれかの前に、後に、同時に、またはそれの間で、実行され得る。いくつかの状況では、マルチタスキングおよび並列処理が有利であり得る。その上、上記で説明した実施態様における様々なシステム構成要素の分離は、すべての実施態様においてそのような分離を必要とするものとして理解されるべきでなく、説明するプログラム構成要素およびシステムは、概して、単一のソフトウェア製品において互いに一体化されるか、または複数のソフトウェア製品にパッケージングされ得ることを理解されたい。さらに、他の実施態様が以下の特許請求の範囲内に入る。場合によっては、特許請求の範囲に記載の行為は、異なる順序で実行され、依然として望ましい結果を達成することができる。

１００ ビームパターンプロジェクタ
１０２ 光源アレイ
１０４ 発光体
１０６ リフレクタ
１１０ａ 光源アレイの左手部分から放射した光線
１１０ｂ 光源アレイの左手部分から放射した光線
１１０ｃ 光源アレイの左手部分から放射した光線
１１２ａ 光源アレイの中央部分から放射した光線
１１２ｂ 光源アレイの中央部分から放射した光線
１１２ｃ 光源アレイの中央部分から放射した光線
１１４ａ 光源アレイの右手部分から放射した光線
１１４ｂ 光源アレイの右手部分から放射した光線
１１４ｃ 光源アレイの右手部分から放射した光線
１２０ 視野レンズ
１３０ 出力焦点面
１４０ ビームパターン
２０２ 光源アレイ
２０４ 発光体
２０６ リフレクタ
３０２ 光源アレイ
３０４ 発光体
３０６ リフレクタ
３７０ コントローラ
３７２ 制御線
４５０ａ 照明パターン
４５０ｂ 照明パターン
４５０ｃ 照明パターン
４５０ｄ 照明パターン
４５０ｅ 照明パターン
４５０ｆ 照明パターン
４５０ｇ 照明パターン
４５０ｈ 照明パターン
５００ 多色ビームパターンプロジェクタ
５０１ 光源アレイ
５０２ 光源アレイ
５０３ 光源アレイ
５１０ 光ビーム
５１２ 光源アレイ５０２で発生した光ビーム
５１２ａ 光源アレイ５０２で発生した光ビーム
５１２ｂ 光源アレイ５０２で発生した光ビーム
５１２ｃ 光源アレイ５０２で発生した光ビーム
５１４ 光ビーム
５１４ａ 光ビーム
５１４ｂ 光ビーム
５１６ ビームスプリッタ立方体
５２０ 視野レンズ
５９０ａ 光源アレイ５０１で発生した光ビーム
５９０ｂ 光源アレイ５０１で発生した光ビーム
５９０ｃ 光源アレイ５０１で発生した光ビーム
５９２ａ 光源アレイ５０３で発生した光ビーム
５９２ｂ 光源アレイ５０３で発生した光ビーム
５９２ｃ 光源アレイ５０３で発生した光ビーム
６００ ビームパターンプロジェクタ
６０２ 光源アレイ
６１８ 視野レンズに到達しない光線
６２０ 視野レンズ
６４０ ビームパターン

Claims (32)

1. ビームパターン投影デバイスであって、
   焦点距離および光軸を有するレンズと、
   前記光軸に沿って前記レンズから略１倍の焦点距離離れて位置する出力面を有する第１の光源アレイであって、それにより前記第１の光源アレイの前記出力面上の複数の点からの光は前記レンズによって実質的にコリメートされ、前記第１の光源アレイの出力は第１の複数の可能なビームパターンから第１の調整可能なビームパターンを生成するために制御可能であり、前記第１の複数の可能なビームパターンの各々は前記第１の光源アレイ内の各光源のパワーレベルに関連付けられる、第１の光源アレイと
   を含み、
   前記ビームパターン投影デバイスは、前記第１の光源アレイによって生成される前記第１の調整可能なビームパターンをある距離を置いて投影するように構成され、
   前記第１の光源アレイは、各光源から光が放射される角度範囲を狭める対応する第１のリフレクタアレイを含み、
   前記第１の光源アレイ内の前記光源の各々と、前記第１のリフレクタアレイ内のリフレクタの各々との間の１対１の対応が存在する、ビームパターン投影デバイス。
2. 前記第１のリフレクタアレイ内の前記リフレクタのうちの１つまたは複数がエテンデュ保存型リフレクタを含む、請求項１に記載のビームパターン投影デバイス。
3. 前記第１の光源アレイの前記出力面は、前記エテンデュ保存型リフレクタの前記第１のリフレクタアレイの出力面に対応する、請求項２に記載のビームパターン投影デバイス。
4. 前記第１のリフレクタアレイ内の各リフレクタは、光ビームを対応する光源から前記レンズの開口部サイズまで実質的に導くように構成される、請求項１に記載のビームパターン投影デバイス。
5. 前記第１のリフレクタアレイ内の各リフレクタは、光ビームを対応する光源から前記レンズの受光錐まで実質的に導くように構成される、請求項１に記載のビームパターン投影デバイス。
6. 焦点を調整するための機構を含まない、請求項１に記載のビームパターン投影デバイス。
7. 前記第１の光源アレイ内の前記光源の各々の出力は、別個に制御可能である、請求項１に記載のビームパターン投影デバイス。
8. 前記第１の光源アレイ内の前記光源の各々は、オン状態とオフ状態との間で別個に制御可能である、請求項７に記載のビームパターン投影デバイス。
9. 前記第１の光源アレイ内の前記光源の各々は、前記オン状態と前記オフ状態との間のパワーレベルの範囲を有するように別個に制御可能である、請求項８に記載のビームパターン投影デバイス。
10. 前記第１の複数の可能なビームパターンから前記第１の調整可能なビームパターンを選択するために、前記第１の光源アレイの前記出力を制御するためのコントローラをさらに含む、請求項１に記載のビームパターン投影デバイス。
11. ビームパターン投影デバイスであって、
    焦点距離および光軸を有するレンズと、
    各光源から光が放射される角度範囲を狭める対応する第１のリフレクタアレイを含むと共に前記光軸に沿って前記レンズから略１倍の焦点距離離れて位置する出力面を有する第１の光源アレイであって、それにより前記第１の光源アレイの前記出力面上の複数の点からの光は前記レンズによって実質的にコリメートされ、前記第１の光源アレイの出力は第１の複数の可能なビームパターンから第１の調整可能なビームパターンを生成するために制御可能であり、前記第１の複数の可能なビームパターンの各々は前記第１の光源アレイ内の各光源のパワーレベルに関連付けられる、第１の光源アレイと、
    前記レンズから略１倍の焦点距離離れて位置する少なくとも１つの第２の光源アレイであって、前記第２の光源アレイの出力は、第２の複数の可能なビームパターンから第２のビームパターンを生成するために制御可能である、第２の光源アレイと、
    前記第１の光源アレイからの光と、前記第２の光源アレイからの光とを合成するための合成用光学要素と、
    を含み、
    前記ビームパターン投影デバイスは、前記第１の光源アレイによって生成された前記第１の調整可能なビームパターンをある距離を置いて投影するように構成される、ビームパターン投影デバイス。
12. 前記合成用光学要素は、ビームスプリッタを含む、請求項１１に記載のビームパターン投影デバイス。
13. 前記第１の光源アレイ内の前記光源は、第１の色の光を出力するように構成され、前記第２の光源アレイ内の前記光源は、前記第１の色と異なる第２の色の光を出力するように構成される、請求項１１に記載のビームパターン投影デバイス。
14. 前記第２の光源アレイは、対応するリフレクタの第２のアレイを含む、請求項１１に記載のビームパターン投影デバイス。
15. 前記第１の複数の可能なビームパターンから前記第１の調整可能なビームパターンを選択するために、前記第１の光源アレイの前記出力を制御し、前記第２の複数の可能なビームパターンから前記第２のビームパターンを選択するために、前記第２の光源アレイの前記出力を制御するためのコントローラをさらに含む、請求項１１に記載のビームパターン投影デバイス。
16. ビームパターン投影デバイスであって、
    複数のビームパターンを形成するために複数の光ビームを制御可能に生成するための複数の光生成手段と、
    前記複数の光生成手段によって生成される前記複数の光ビームの発散を低減するように前記複数の光ビームを変換するための収束手段であって、前記収束手段は、焦点距離に関連付けられており、前記複数の光ビームの各々を実質的にコリメートするために前記複数の光生成手段から１倍の焦点距離離れて位置する、収束手段と、
    を含み、
    前記ビームパターン投影デバイスは、前記複数の光生成手段によって前記複数のビームパターンのうちのいずれが生成されても、ある距離を置いて投影するように構成され、
    前記複数の光生成手段は、各光生成手段から光が放射される角度範囲を狭め、且つ光を反射するための対応する複数の光反射手段を含み、
    前記複数の光生成手段の各々と前記複数の光反射手段の各々との間の１対１の対応が存在する、ビームパターン投影デバイス。
17. 前記複数の光生成手段は光源アレイを含み、前記収束手段はレンズを含み、前記複数の光反射手段はエテンデュ保存型リフレクタのアレイを含む、請求項１６に記載のビームパターン投影デバイス。
18. ビームパターン投影デバイスを作製する方法であって、
    焦点距離および光軸を有するレンズを提供するステップと、
    出力面を有する光源アレイを提供するステップであって、前記光源アレイの出力は第１の複数のビームパターンのうちのいずれかを生成するために制御可能である、ステップと、
    前記光源アレイによって前記第１の複数のビームパターンのうちのいずれが生成されても、前記ビームパターン投影デバイスがある距離を置いて投影することができるように、前記光源アレイの前記出力面上の複数の点からの光が前記レンズによって実質的にコリメートされるように、前記光源アレイの前記出力面を前記光軸に沿って前記レンズから略１倍の焦点距離離れて配置するステップと、
    を含み、
    第１の光源アレイは、各光源から光が放射される角度範囲を狭める対応する第１のリフレクタアレイを含み、
    前記第１の光源アレイ内の光源の各々と、前記第１のリフレクタアレイ内のリフレクタの各々との間の１対１の対応が存在する、方法。
19. 前記第１のリフレクタアレイ内の前記リフレクタのうちの１つまたは複数がエテンデュ保存型リフレクタを含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記第１の光源アレイの前記出力面は、エテンデュ保存型リフレクタの前記第１のリフレクタアレイの出力面に対応する、請求項１９に記載の方法。
21. 前記第１のリフレクタアレイ内の各リフレクタは、光ビームを対応する光源から前記レンズの開口部サイズまで実質的に導くように構成される、請求項１８に記載の方法。
22. 前記第１のリフレクタアレイ内の各リフレクタは、光ビームを対応する光源から前記レンズの受光錐まで実質的に導くように構成される、請求項１８に記載の方法。
23. 前記ビームパターン投影デバイスは、その焦点を調整するための機構を含まない、請求項１８に記載の方法。
24. 前記第１の光源アレイ内の前記光源の各々の出力は、別個に制御可能である、請求項１８に記載の方法。
25. 前記第１の光源アレイ内の前記光源の各々は、オン状態とオフ状態との間で別個に制御可能である、請求項２４に記載の方法。
26. 前記第１の光源アレイ内の前記光源の各々は、前記オン状態と前記オフ状態との間のパワーレベルの範囲を有するように別個に制御可能である、請求項２５に記載の方法。
27. 前記第１の複数のビームパターンから第１のビームパターンを選択するために、前記第１の光源アレイの前記出力を制御するためのコントローラをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
28. ビームパターン投影デバイスを作製する方法であって、
    焦点距離および光軸を有するレンズを提供するステップと、
    各光源から光が放射される角度範囲を狭める対応する第１のリフレクタアレイを含むと共に出力面を有する第１の光源アレイを提供するステップであって、前記第１の光源アレイの出力は第１の複数のビームパターンを生成するために制御可能である、ステップと、
    前記第１の光源アレイによって生成された前記第１の複数のビームパターンを、前記ビームパターン投影デバイスがある距離を置いて投影することができるように、前記第１の光源アレイの前記出力面上の複数の点からの光が前記レンズによって実質的にコリメートされるように、前記第１の光源アレイの前記出力面を前記光軸に沿って前記レンズから略１倍の焦点距離離れて配置するステップと、
    少なくとも１つの第２の光源アレイを提供するステップと、
    前記第２の光源アレイを前記レンズから略１倍の焦点距離離れて配置するステップであって、前記第２の光源アレイの出力は、第２の複数のビームパターンを生成するために制御可能である、ステップと、
    前記第１の光源アレイからの光と、前記第２の光源アレイからの光とを合成するための合成用光学要素を提供するステップと、
    を含む、方法。
29. 前記合成用光学要素は、ビームスプリッタを含む、請求項２８に記載の方法。
30. 前記第１の光源アレイは、第１の色の光を出力するように構成され、前記第２の光源アレイは、前記第１の色と異なる第２の色の光を出力するように構成される、請求項２８に記載の方法。
31. 前記第２の光源アレイは、対応するリフレクタの第２のアレイを含む、請求項２８に記載の方法。
32. 前記第１の複数のビームパターンから第１のビームパターンを選択するために、前記第１の光源アレイの前記出力を制御し、前記第２の複数のビームパターンから第２のビームパターンを選択するために、前記第２の光源アレイの前記出力を制御するためのコントローラを提供するステップをさらに含む、請求項２８に記載の方法。

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