BR102013018985A2

BR102013018985A2 - Sistema de iluminação adaptável para um veículo automotivo

Info

Publication number: BR102013018985A2
Application number: BR102013018985-5A
Authority: BR
Inventors: Ravier Jean-Paul; Fleury Benoist; Boinet Loïc
Original assignee: Valeo Vision
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2018-06-12
Also published as: FR2993831A1; US20140029282A1; JP6275408B2; CN103574473B; EP2690352B1; CN103574473A; JP2014029858A; US9677736B2; EP2690352A1; FR2993831B1

Abstract

sistema de iluminação adaptável para um veículo automotivo a invenção refere-se a um sistema de iluminação adaptável para um veículo automotivo que compreende: pelo menos uma fonte de luz primária (12) que emite radiação de luz (l), um sistema de varredura (16) que recebe a radiação de luz (l) da fonte de luz primária (12) e que distribui espacialmente a mesma sobre a superfície de um dispositivo de conversão de comprimento de onda (20), em que o dispositivo de conversão de comprimento de onda (20) recebe a radiação de luz (l) da fonte primária (12) e reemite a radiação de luz branca (b), em que um sistema de formação de imagens óptico (30) recebe a luz branca (b) reemitida pelo dispositivo de conversão de comprimento de onda (20) e projeta essa luz (b) na frente do veículo a fim de formar um feixe de iluminação, sendo que o dispositivo de conversão de comprimento de onda (20) está situado próximo a um plano focal do sistema de formação de imagens óptico (30), em que o sistema de varredura (16) e o sistema óptico (30) estão situados no mesmo lado do dispositivo de conversão de comprimento de onda (20). de acordo com a invenção, a intensidade da radiação de luz branca (b) emitida pelo dispositivo de conversão de comprimento de onda (20) tem a capacidade de ser modulada entre um valor mínimo e um valor máximo, e a varredura é realizada a velocidade variável.

Description

(54) Título: SISTEMA DE ILUMINAÇÃO ADAPTÁVEL PARA UM VEÍCULO AUTOMOTIVO (51) Int. Cl.: F21S 41/00; B60Q 1/14 (30) Prioridade Unionista: 27/07/2012 FR 1257304 (73) Titular(es): VALEO VISION (72) Inventor(es): JEAN-PAUL RAVIER; BENOIST FLEURY; LOÍC BOINET (74) Procurador(es): LUIZ LEONARDOS & ADVOGADOS (57) Resumo: SISTEMA DE ILUMINAÇÃO ADAPTÁVEL PARA UM VEÍCULO AUTOMOTIVO A invenção refere-se a um sistema de iluminação adaptável para um veículo automotivo que compreende: pelo menos uma fonte de luz primária (12) que emite radiação de luz (L), um sistema de varredura (16) que recebe a radiação de luz (L) da fonte de luz primária (12) e que distribui espacialmente a mesma sobre a superfície de um dispositivo de conversão de comprimento de onda (20), em que o dispositivo de conversão de comprimento de onda (20) recebe a radiação de luz (L) da fonte primária (12) e reemite a radiação de luz branca (B), em que um sistema de formação de imagens óptico (30) recebe a luz branca (B) reemitida pelo dispositivo de conversão de comprimento de onda (20) e projeta essa luz (B) na frente do veículo a fim de formar um feixe de iluminação, sendo que o dispositivo de conversão de comprimento de onda (20) está situado próximo a um plano focal do sistema de formação de imagens óptico (30), em que o sistema de varredura (16) e o sistema óptico (30) estão situados no mesmo lado do dispositivo de conversão de comprimento de onda (20). De acordo com a invenção, a in(...)

1/15 “SISTEMA DE ILUMINAÇÃO ADAPTÁVEL PARA UM VEÍCULO AUTOMOTIVO”

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um sistema de iluminação adaptável para um veículo automotivo, de modo que o feixe de luz emitido por tal sistema de iluminação

- esteja de acordo, em todos os momentos, com os regulamentos em vigor referentes à iluminação automotiva,

- permita que o motorista do veículo se beneficie de condições favoráveis de visibilidade,

- não ofusque outros motoristas dirigindo na mesma pista, na mesma direção ou na direção oposta.

Estado da Técnica

Devido ao grande número de veículos percorrendo as estradas, é necessário fornecer aos motoristas dos ditos veículos, em particular durante deslocamento noturno, uma iluminação que seja, da melhor forma possível, adaptada às condições de direção de modo a reduzir o risco de acidentes. Em particular, é importante que o motorista possa ter uma visão favorável da estrada que se estende em frente ao motorista bem como dos acostamentos da dita estrada, sem, no entanto, ofuscar outros motoristas.

Atualmente, todos os veículos que percorrem a estrada possuem equipamento de iluminação de estrada, usado em caso de visibilidade insuficiente, por exemplo, ao entardecer, durante a noite ou durante mau tempo. De modo clássico, diversos tipos de iluminação existem em veículos automotivos modernos:

- uma iluminação denominada feixe alto, produzida por meio de projetores que emitem um feixe de luz direcionado ao horizonte e que ilumina todo o local da estrada por uma longa distância de cerca de 200 metros.

- uma iluminação denominada “feixe baixo”, produzida por meio de projetores de feixe baixo ou luzes baixas, que emitem um feixe de luz delimitado por um plano de corte superior, inclinado por cerca de 1% em relação ao horizonte e de modo descendente, fornecendo ao motorista visibilidade sobre uma distância na ordem de 60 a 80 metros. Esse corte descendente superior tem o propósito de impedir o ofuscamento de outros usuários no campo de visão que se estende em frente ao veículo ou no acostamento da estrada.

- uma luz denominada “luz de neblina”, usada em caso de visibilidade reduzida, produzida por meio de projetores que emitem um feixe de baixo alcance, na ordem de 40 metros, limitado de modo ascendente por um plano de corte, muito amplamente dispersado e que não compreende nenhum feixe de montagem provável de ocasionar fenômenos indesejáveis com as gotícuias de névoa e permitir que o motorista avalie o ambiente imediato do mesmo.

Os dispositivos de projetor supramencionados e mais particularmente aqueles que

2/15 são usados como luzes de feixe baixo, produzem feixes de luz que são perfectíveis quando esses dispositivos de projetor são usados em certas condições. As novas funções têm sido, desse modo, recentemente planejadas, designadas como elaboradas, como funções incorporadas sob a denominação de AFS (abreviação de Sistema Avançado de Iluminação Frontal) que propõe notavelmente outros tipos de feixes. Isso é notável

- a função denominada BL (Luz de Curvatura para iluminar uma curva), que pode ser decomposta em uma função denominada DBL (Luz de Curvatura Dinâmica para iluminação móvel de uma curva) e uma função denominada FBL (Luz de curvatura Fixa para iluminação fixa de uma curva). Essas funções para a iluminação de uma curva são usadas em caso de locomoção em um sentido curvado e são produzidas por meio de projetores que emitem um feixe de luz, a orientação horizontal do qual varia enquanto o veículo se move em uma trajetória retilínea, de modo a iluminar corretamente as partes da estrada que são destinadas a serem alcançadas pelo veículo e que não são encontradas ao longo dos eixos geométricos do veículo, mas na direção que está no ponto de tomada, que resulta do ângulo dado às rodas de transmissão do veículo pelo motorista do mesmo;

- a função denominada Luz para Cidade, para iluminação na cidade. Essa função produz a ampliação de um feixe tipo feixe baixo enquanto reduz levemente seu alcance;

- a função denominada Luz de Rodovia, para a iluminação de uma autoestrada, realizando a função autoestrada. Essa função produz um aumento do alcance de um feixe baixo através da concentração do fluxo de luz do feixe baixo no eixo geométrico óptico do dispositivo de projetor considerado;

- a função denominada Luz Suspensa, para pórtico de iluminação. Essa função produz uma modificação de um feixe baixo de modo que os pórticos de sinalização situados acima da estrada sejam iluminados de um modo satisfatório com o uso das luzes de feixe baixo;

- uma função denominada AWL (Luz para Tempo Adverso para luz para mau tempo). Essa função produz uma modificação de um feixe baixo de modo que o motorista de um veículo que se desloca na direção oposta não seja ofuscado pela luz dos projetores refletidos para fora da estrada molhada.

Além disso, quando o feixe baixo está operando, a atitude do veículo pode sofrer variações mais ou menos significativas, devido a, por exemplo, seu estado de carregamento, sua aceleração ou sua desaceleração que induz uma variação da inclinação do corte superior do feixe, que tem o resultado tanto de ofuscamento de outros motoristas se o corte for muito elevado ou de iluminação insuficiente da estrada se o corte for muito abaixado. É então conhecido o uso de um corretor de alcance, controlado manual ou automaticamente, para corrigir a orientação dos projetores de feixe baixo.

Além da iluminação da estrada, outros tipos de iluminação em que o feixe de luz é

3/15 descendente somente oferece visibilidade reduzida na frente do veículo para o motorista do mesmo. Esses tipos de iluminação são normalmente insuficientes para permitir que o motorista veja todo o local da estrada de modo a ter a capacidade de antecipar possíveis obstáculos ou situações potencialmente perigosas.

A fim de reduzir essa inconveniência, os projetores têm sido recentemente desenvolvidos os quais suprem os feixes de luz fornecendo ao motorista do veículo equipado com esses projetores iluminação comparável àquela iluminação de estrada, mas em que zonas escuras são criadas nas direções em que não é desejável emitir luz, por exemplo, em direções em que os veículos foram detectados de modo a não ofuscar os motoristas.

Esses feixes de luz, conhecidos como Feixe de Matriz ou Iluminação por Pixel dependendo da tecnologia usada, envolve modelos de projetor complexos e ajustes muito precisos de modo a obter o resultado desejado, ou seja, zonas escuras que são variáveis em tamanho e em direção.

Por outro lado, uma nova tendência é propor um feixe de iluminação em que as zonas do local da estrada que contêm detalhes notáveis são iluminadas com uma intensidade de luz maior do que aquela dos arredores desses detalhes, para atrair mais especialmente a atenção do motorista do veículo ao último.

O Requerente já propôs, no documento n° EP 1 442 927, um método de iluminação para um local da estrada por um projetor de veículo que compreende as operações:

- detecção de pelo menos uma pessoa no local da estrada,

- localização da pessoa no local da estrada,

- criação, em um visor, de uma máscara do tamanho e posição correspondente à pessoa,

- iluminação do local da estrada através do visor que cria uma forma sombreada ao redor da pessoa, a pessoa sendo detectada por meio de detecção térmica e/ou por uma detecção de movimento, a iluminação da estrada através do visor que ilumina somente uma zona do local da estrada situado acima de um corte, a iluminação da estrada abaixo do corte sendo realizada por uma iluminação de feixe baixo.

Esse processo, embora seja eficaz, é perfectível, no sentido de que o uso de um visor de cristal líquido ou um visor de arranjo de lente focal, tendo a capacidade de ser modulado por controle elétrico, apresenta problemas de desempenho térmico.

O documento n° WO 99/11968 é também conhecido no que se refere a um dispositivo para iluminação de um veículo automotivo que compreende uma área de microespelhos eletronicamente controlados, iluminada por um feixe de luz de raio paralelo. Cada microespelho pode tomar duas posições, uma posição ativa em que o mesmo reflete

4/15 raios de luz em direção a um sistema de formação de imagens óptico, que projeta esses raios de luz para o local da estrada em frente ao veículo e uma posição inativa em que o mesmo reflete os raios de luz em direção a um dispositivo de absorção de luz. A unidade de microespelho modifica a distribuição dos raios de luz para formar diferentes feixes de luz. As perdas de luz geradas por tal modelo são frequentemente muito significantes. Além disso, esse dispositivo é muito incômodo.

O documento n° EP 2 063 170 também é conhecido no que se refere a um dispositivo de iluminação para um veículo automotivo, equipado com uma fonte a laser, os raios da qual são enviados por um dispositivo de varredura sobre uma superfície disposto no foco de um sistema de projeção óptica e composto por uma pluralidade de elementos de fósforo. Esses elementos de fósforo reemitem luz branca que é projetada por uma lente para formar um feixe de iluminação na estrada em frente ao veículo. Os segmentos de fósforo são dispostos entre a fonte de laser e a lente de projeção, no centro dessa lente.

Tal modelo apresenta numerosas inconveniências. O fato de usar elementos de fósforo na transmissão, ou seja, iluminando os mesmos com um feixe de luz de um lado e recuperando a luz emitida no outro lado envolve:

- por um lado que a espessura do fósforo deve ser fina: resulta disso que o dispositivo apresenta o risco de uma possibilidade não desprezível de que uma parte do feixe a laser que cruza diretamente a espessura do fósforo, seja recebida pela lente e é, portanto, projetada no local da estrada em frente ao veículo. Dependendo da força e comprimento de onda de emissão da fonte de laser, isso podería representar um risco real para a visão de seres vivos presentes no local da estrada e causa queimadura irreversível em sua retina

- por outro lado, que o fósforo seja depositado em um material transparente. Normalmente o fósforo é depositado no policarbonato ou no vidro que são conhecidos por serem condutores térmicos fracos. Mas a força da radiação a laser necessária para produzir um feixe de iluminação automotivo é um tanto alta. O aquecimento significativo do fósforo resulta disso, e, portanto, há uma diminuição significativa do rendimento de conversão do mesmo da radiação a laser em luz branca. Por outro lado, o uso de substratos transparentes mencionados acima leva a uma redução na eficiência do sistema devido ao fenômeno de absorção inevitável do material e aos reflexos parasíticos através dessa óptica. Uma parte da radiação é então refletida em direção à fonte de radiação, portanto há uma perda suplementar de eficiência.

Além disso, a partição ou a divisão da superfície de fósforo em segmentos individuais produz uma píxelização ou um fracionamento do feixe de luz projetado sobre o local da estrada, que pode degradar a precisão exigida para obter um feixe de iluminação adaptável eficiente. Na verdade, o feixe de luz projetado, para infinidade, pela lente é

5/15 somente composto de imagens dos elementos de fósforo situados no plano focal da lente. O feixe de luz, por exemplo, recebido por uma tela a uma distância do veículo e perpendicular ao eixo geométrico óptico da lente, é formado por manchas claras ou escuras dependendo se os elementos do fósforo são iluminados ou não pela radiação a laser, os tamanhos das manchas são proporcionais àquelas dos elementos do fósforo.

Tal modelo não é, portanto, adequado para formar um feixe de iluminação automotivo de regulamento, clássico ou executar uma função AFS que deve respeitar os valores fotométricos prescritos em partes precisas desse feixe.

Além disso, o tamanho de um projetor de acordo com tal modelo, de acordo com o qual a fonte a laser, o dispositivo de varredura, os segmentos do fósforo e a lente são dispostos um após o outro, é relativamente significativo e não é fácil instalar tal sistema em um veículo automotivo.

Descrição da Invenção

A presente invenção está nesse contexto e tem o objetivo de propor um sistema de iluminação adaptável para um veículo automotivo, de modo que o feixe de luz emitido por tal sistema de iluminação seja simultaneamente e a todo o momento:

- de acordo com os regulamentos em vigor, e

- adaptado às condições de tráfego instantâneas, levando em consideração: o a configuração da estrada na qual o veículo está percorrendo, o os parâmetros de tráfego nessa estrada, tais como a densidade do tráfego, a iluminação do local da estrada e em geral todos os dados externos ao veículo prováveis de serem levados em consideração, o os parâmetros específicos para o veículo, por exemplo, a velocidade do dito veículo, a quantidade de aceleração ou desaceleração do dito veículo, a distribuição da carga no interior desse veículo e em geral todos os dados inerentes ao veículo prováveis de serem levados em consideração, fornecer ao motorista do veículo iluminação do local da estrada que seja favorável a todo momento, ou seja, que fornece ao motorista a melhor iluminação possível do local da estrada dada todas das condições de direção acima, sem incomodar os motoristas de outros veículos ou pedestres presentes no local da estrada iluminado pelo sistema de iluminação adaptável.

Com esse objetivo, a presente invenção apresenta um sistema de iluminação adaptável para um veículo automotivo que compreende:

- pelo menos uma fonte de luz primária que emite radiação de luz,

- um sistema de varredura que recebe a radiação de luz da fonte de luz primária e que distribui espacialmente a mesma sobre a superfície de um dispositivo de conversão de comprimento de onda,

6/15

- o dispositivo de conversão de comprimento de onda que recebe a radiação de luz da fonte primária e que reemite radiação de luz branca,

- um sistema de formação de imagens óptico que recebe a luz branca reemitida pelo dispositivo de conversão de comprimento de onda e que projeta essa luz em frente ao veículo para formar um feixe de iluminação, o dispositivo de conversão de comprimento de onda sendo situado próximo a um plano focal do sistema de formação de imagens óptico,

- o sistema de varredura e o sistema óptico são situados no mesmo lado do dispositivo de conversão de comprimento de onda.

De acordo com a invenção, a intensidade da radiação de luz branca (B) emitida pelo dispositivo de conversão de comprimento de onda (20) tem a capacidade de ser modulada entre um valor mínimo e um valor máximo e a varredura é realizada a velocidade variável.

De acordo com outros recursos da invenção considerados separadamente ou em combinação,

- a varredura é realizada ao longo de linhas equidistantes;

- a varredura é realizada ao longo de linhas de separação variáveis;

- a superfície do dispositivo de conversão de comprimento de onda é composta por fósforo;

- o fósforo é depositado em um substrato, ou seja, que reflete para a radiação de luz:

- o fósforo é depositado em um substrato escolhido a partir de materiais com boa condução térmica;

- a superfície do dispositivo de conversão de comprimento de onda é composta por uma camada contínua e homogênea de fósforo;

- a intensidade da radiação de luz branca emitida pelo dispositivo de conversão de comprimento de onda pode ser modulada de modo contínuo entre um valor mínimo e um valor máximo;

- o valor mínimo é zero;

- o sistema de varredura que recebe a radiação de luz da fonte de luz primária é composto por dois espelhos móveis que oscilam ao redor de eixos geométricos ortogonais;

- o sistema de varredura que recebe a radiação de iuz da fonte de luz primária é composto por um único microespelho móvel ao redor de dois eixos geométricos ortogonais;

- o sistema de varredura e a fonte de luz primária são controlados por uma unidade de controle como uma função da fotometria desejada do feixe de iluminação;

- a intensidade da radiação de luz distribuída sobre a superfície do dispositivo de conversão de comprimento de onda pelo sistema de varredura é constante;

- a intensidade da radiação de luz distribuída sobre a superfície do dispositivo de conversão de comprimento de onda pelo sistema de varredura é variável entre um valor

7/15 mínimo e um valor máximo;

- o valor mínimo é zero;

- o sistema inclui pelo menos duas fontes de luz primária que emitem radiação de luz, um sistema de varredura sendo associado com cada fonte de luz primária para receber a radiação de luz da fonte de luz primária associada e para distribuir a mesma espacialmente sobre a superfície do dispositivo de conversão de comprimento de onda;

- a radiação de luz emitida pela fonte de luz primária é radiação a laser;

- a radiação a laser tem um comprimento de onda compreendido entre 400 nanômetros e 500 nanômetros;

- a radiação a laser tem um comprimento de onda próximo a 450 nanômetros ou to 460 nanômetros.

Breve descrição das Figuras

Outros objetivos, recursos e vantagens da presente invenção surgirão claramente a partir da descrição que será dada agora em um exemplo não limitante de uma modalidade com referência aos desenhos anexos em que:

- A Figura 1 mostra de maneira esquemática o princípio de operação de um sistema de iluminação adaptável de acordo com a presente invenção;

- A Figura 2 mostra de maneira esquemática uma variante do princípio de operação de um sistema de iluminação adaptável de acordo com a presente invenção;

- A Figura 3 mostra, de maneira esquemática, um padrão de luz criado em um verniz de fósforo que equipa o sistema de iluminação adaptável das Figuras 1 ou 2;

- A Figura 4 mostra, de maneira esquemática, o feixe de luz emitido pelo sistema de iluminação adaptável das Figuras 1 ou 2 do qual a placa de fósforo emite o padrão de luz da Figura 3;

- As Figuras 5, 6 e 7 mostram de maneira esquemática exemplos da varredura da placa de fósforo que equipa o sistema de iluminação adaptável das Figuras 1 ou 2, e

- As Figuras 8 e 9 mostram, de maneira esquemática, variantes da produção do sistema de iluminação adaptável das Figuras 1 ou 2.

Descrição Detalhada das Modalidades da Invenção

As Figuras 1 e 2 mostram desenhos do princípio da operação de um sistema de iluminação adaptável, de acordo com a presente invenção. Tal sistema compreende uma fonte de radiação de luz 10, composta por uma fonte de luz primária 12, possivelmente óptica de foco 14, e um sistema de varredura 16.

A fonte de luz primária 12 é composta por uma fonte a laser, por exemplo, um laser diodo, que emite, por exemplo, radiação a laser L, o comprimento de onda do qual é compreendido entre 400 nanômetros e 500 nanômetros e preferencialmente próximo a 450 ou 460 nanômetros. Esses comprimentos de onda correspondem a cores que vão do azul

8/15 ao quase ultravioleta.

A fonte de luz primária 12 também pode ser composta por um dispositivo óptico que combina, em um único feixe, uma pluralidade de radiações a laser, por exemplo, com o uso de fibras ópticas ou dispositivos beneficiando-se de diferentes polarizações de diferentes fontes de laser.

No exemplo mostrado na Figura 1, o sistema de varredura 16 é composto por dois espelhos móveis 16H e 16V, que oscilam ao redor de eixos geométricos ortogonais, dispostos tais como:

- O espelho 16H recebe diretamente a radiação gerada pela fonte a laser 12 e é móvel em volta de um eixo geométrico H, de modo a refletir o raio de laser em direção ao espelho 16V, e

- o espelho 16V recebe diretamente o raio de laser do espelho 16H e é móvel em volta de um eixo geométrico V, de modo a refletir o raio de laser em direção a uma superfície 20.

No exemplo mostrado na Figura 2, o sistema de varredura 16 é composto por um único microespelho 16, passível de movimento ao redor de dois eixos geométricos ortogonais, tal como aqueles usados em sistemas de varredura óptica denominados scanners.

O raio de laser L gerado pela fonte 12 é desse modo, afastado ao longo de duas direções pelo sistema de varredura 16 e o mesmo surge a um ângulo sólido que intercepta tudo da superfície do dispositivo de conversão de comprimento de onda 20, tal como, por exemplo, uma placa de fósforo 20 ou mais exatamente uma placa na qual uma camada contínua e homogênea de fósforo foi depositada.

De um modo conhecido, cada ponto da placa do dispositivo de conversão de comprimento de onda 20 que recebe o raio de laser L, em essência monocromático e coerente, então, reemite uma luz B de um comprimento de onda diferente, e notavelmente uma luz que pode ser considerada como branca, ou seja, que contém uma pluralidade de comprimentos de onda entre cerca de 400 nanômetros e 800 nanômetros, que é compreendido dentro do espectro de luz visível. Essa emissão de luz é produzida de acordo com um diagrama de emissão lambertiana, ou seja, com uma intensidade de luz uniforme em todas as direções.

Preferencialmente, o fósforo é depositado em um substrato, ou seja, que reflete para a radiação a laser. Dessa maneira, pode-se garantir que a radiação a laser que não encontrou um grão de fósforo antes de percorrer completamente a camada de fósforo pode encontrar um grão de fósforo após ter sido refletido pelo substrato.

Também preferencialmente, o substrato é escolhido a partir de materiais com boa condução térmica. Tal disposição permite que uma baixa temperatura do fósforo seja

9/15 garantida ou pelo menos evita a temperatura do mesmo se tornar excessiva. A eficiência, ou seja, o rendimento de conversão de fósforo é então um máximo.

Um rendimento de conversão máximo entre a radiação a laser e a luz branca é então garantida.

Também preferencialmente, a superfície do dispositivo de conversão de comprimento de onda é composta por uma camada contínua e homogênea de fósforo. Na verdade, a divisão da placa de fósforo em elementos distintos não permite que a precisão desejada na reemissão da luz branca seja obtida, particularmente no nível dos pontos situados no limite entre os dois elementos do fósforo. Será visto posteriormente que essa precisão é desejável, se não necessária, para obter a fotometria desejada nos feixes de luz.

A placa de fósforo 20 é situada em proximidade imediata com o plano focal de um sistema de formação de imagens óptico 30, que então forma, na infinidade, uma imagem da placa de fósforo 20 ou mais exatamente dos pontos dessa placa que emitem luz branca em resposta à excitação do laser que os mesmos recebem. Em outros termos, o sistema de formação de imagens óptico 30 forma um feixe de luz F com a luz B emitida pelos diferentes pontos da placa de fósforo iluminados pela radiação a laser L.

O feixe de luz F surge do sistema de formação de imagens óptico 30 é, desse modo, diretamente uma função dos raios de luz B emitidos pela placa de fósforo 20, os mesmos uma função direta da radiação a laser L que varre essa placa 20.

Uma unidade de controle 40 controla os diferentes componentes da fonte de radiação de luz L como uma função da fotometria desejada do feixe de luz F. Em particular, a unidade 40 simultaneamente controla:

- o sistema de varredura 16 de modo que o raio a laser L sucessivamente varre todos os pontos na placa de fósforo 20, e

- a fonte de laser 12 para ajustar a intensidade do raio de laser L.

É, desse modo, possível iluminar a placa de fósforo 20 com a radiação a laser L de um modo a formar uma imagem nessa placa 20, sendo que essa imagem é formada a partir de uma sucessão de linhas, em que cada uma é formada a partir de uma sucessão de pontos mais ou menos luminosos, da mesma maneira como uma imagem em uma tela de televisão que tem um tubo de raio de catodo.

Uma modulação de intensidade pode ser realizada continuamente, a intensidade aumentando ou diminuindo continuamente entre um valor mínimo e um valor máximo. A mesma pode também ser realizada discretamente, a intensidade varia através da transição de um valor para outro, entre um valor mínimo e um valor máximo. Nos dois casos, uma pessoa pode prever que o valor mínimo será zero, correspondendo à ausência de luz.

Cada ponto da placa de fósforo 20 desse modo iluminado pelo feixe a laser L emite luz branca B, com uma intensidade que é uma função direta da intensidade do raio a laser

10/15 que ilumina esse ponto, a emissão sendo produzida de acordo com um diagrama de emissão lambertiana.

A placa de fósforo 20 pode então ser considerada como uma fonte de radiação secundária, composta por uma imagem de luz, da qual o sistema de formação de imagens óptico 30 forma uma imagem na infinidade, por exemplo, em uma tela colocada a uma distância ao longo do eixo geométrico do sistema óptico 30 e perpendicular a esse eixo geométrico. A imagem em tal tela é a materialização do feixe de luz emitido pelo sistema óptico 30.

Isso é o que está representado nas Figuras 3 e 4.

- Uma fonte de radiação de luz branca secundária é composta, por exemplo, por uma imagem de luz formada através da varredura sobre a placa 20, mostrado na Figura 3: As zonas escuras dessa Figura correspondem a zonas que não receberam radiação ou receberam pouca do mesmo e a zona clara corresponde a pontos iluminados pela varredura da radiação a laser.

- O sistema óptico 30 então forma, a partir dessa fonte de radiação secundária, uma imagem na infinidade, os raios de luz que participam na formação dessa imagem então formam um feixe de luz do qual o traço em uma tela colocada a uma distância do sistema óptico 30 é mostrado na Figura 4.

V

No exemplo escolhido, a Figura 4 mostra o traço em uma tela de um feixe baixo F para uma direção de percurso para a direita. De maneira conhecida, tal feixe baixo F deve compreender um máximo de luz próximo ao eixo geométrico óptico do cruzamento dos eixos geométricos horizontal H'-H e vertical V-V e levemente abaixo do eixo geométrico horizontal, de acordo com os regulamentos em vigor.

A fim de obter esse feixe baixo, a placa de fósforo 20 é iluminada de modo que os pontos situados próximo ao cruzamento dos eixos geométricos horizontal Y'-Y e vertical Z'-Z e levemente acima do eixo geométrico horizontal Y'-Y emitem um máximo de intensidade de luz como luz branca e, portanto, recebem uma intensidade máxima de radiação a laser.

As variações da iluminação dos diferentes pontos na placa de fósforo 20 são obtidas controlando-se a fonte primária 12 de uma maneira adequada com o uso da unidade de controle 40. Várias possibilidades são oferecidas para obter esse resultado.

Foi visto acima que a iluminação da superfície da placa de fósforo foi obtida através da varredura da radiação a laser L que vem da fonte primária 12 pelo sistema 16 que consiste em um ou dois espelhos que oscilam.

De acordo com uma primeira modalidade mostrada de maneira esquemática na

Figura 5, a varredura é realizada a velocidade constante, por exemplo, ao longo das linhas equidistantes i, j, k, I, m e n.

Considerando a linha i:

11/15

- Ao longo de um comprimento D, a intensidade da radiação a laser L é igual a um primeiro valor l_mín, depois,

- Ao longo de um comprimento Di, a intensidade da radiação a laser L é igual a um primeiro valor l_méci, depois,

- Ao longo de um comprimento Di1, a intensidade da radiação a laser L é igual a um segundo valor l_máx.

Além disso, considerando a linha n:

- Ao longo de um comprimento Dn, a intensidade da radiação a laser L é igual a um primeiro valor l_méd, depois,

- Ao longo de um comprimento Dn1, a intensidade da radiação a laser L é igual a um segundo valor l_máx.

É, desse modo, possível obter uma distribuição de luz predeterminada no padrão que constitui a fonte secundária de radiação na placa 20, através da varredura das linhas equidistantes com intensidades variáveis dependendo do padrão desejado.

De acordo com uma segunda modalidade, mostrada de maneira esquemática na

Figura 6, a varredura é realizada a velocidade constante ao longo de linhas não equidistantes.

Na verdade, é conhecido que um feixe de luz tal como aquele mostrado na Figura 4 impõe um corte brusco. O corte de um feixe baixo é um limite acima do qual a intensidade da luz não deve exceder um valor fixo por regulamentos internacionais, de modo a não ofuscar outros motoristas se deslocando na mesma estrada. A posição no espaço desse corte é definida com alta precisão e a variação da intensidade da luz de uma parte à outra desse corte é relativamente abrupta.

Na Figura 4, o corte do feixe baixo F é materializado por um primeiro segmento horizontal Cf, um segundo segmento C₂ inclinado a 15° ao horizonte e um terceiro segmento horizontal C₃. Os segmentos Ci, C₂ e C₃ são imagens dos segmentos c^ c₂ e c₃ do padrão criado na placa 20. É visto, portanto, que a posição desses segmentos c₂ e c₃ na placa

20 deve ser definida com grande precisão, também que a intensidade de luz de uma parte para a outra desses segmentos devem variar de modo relativamente abrupto.

Esse objetivo é alcançado através do uso de linhas de varredura que não são equidistantes, conforme mostrado na Figura 6. Próximo ao eixo geométrico horizontal Y'-Y onde uma precisão relativamente alta é necessária, a invenção usa linhas de varredura mais próximas umas das outras do que nas regiões distantes desse eixo geométrico Y'-Y onde a precisão da posição é menor. Será, desse modo, possível posicionar os segmentos Ci, c₂ e c₃ com alta precisão na placa 20 próximo ao eixo geométrico horizontal Y’-Y, e

12/15 consequentemente posicionar os segmentos C₂ e C₃ com alta precisão no feixe F próximo ao eixo horizontal H’-H.

De acordo com uma modalidade que não foi mostrada, uma pessoa pode também usar somente linhas que não são distribuídas simetricamente.

De acordo com esta modalidade, uma pessoa pode usar radiação a laser L a intensidade do qual é variável ao longo de cada linha de varredura como uma função da intensidade da luz que uma pessoa deseja obter em cada um dos pontos de cada linha de varredura, ou seja, em cada um dos pontos do feixe de luz F.

De acordo com uma terceira modalidade, mostrada de maneira esquemática na Figura 7, a varredura é realizada a uma velocidade variável. Somente a linha de varredura i é mostrada nessa Figura. Intervalos de tempo iguais são mostrados como linhas pontilhadas na vertical. Pode-se, desse modo, ver que a linha i é dividida em intervalos cada vez menores, cada um sendo coberto em tempo igual, portanto a velocidades mais e mais devagar.

Na Figura 7, os segmentos cada vez menores são mostrados conforme os mesmos alcançam o eixo geométrico vertical Z'-Z. Isso significa que a linha i é varrida ou coberta mais devagar próximo ao eixo geométrico vertical do que nas bordas da placa 20. Se o feixe a laser tem uma intensidade de luz constante, resulta disso que a zona mediana da linha i será iluminada mais intensamente do que as extremidades do mesmo, e, portanto, pode reemitir uma luz branca mais intensa.

Variando a velocidade de varredura da radiação a laser de intensidade constante, é, desse modo, possível modular a intensidade da radiação de luz branca reemitida por diferentes pontos da fonte de luz secundária obtida por essa varredura.

De acordo com esta modalidade, a intensidade da radiação a laser que varre a placa 20 pode permanecer constante e as linhas de varredura podem ser equidistantes uma das outras.

A invenção, desse modo, usa uma pluralidade de parâmetros:

- a intensidade da radiação a laser que varre a placa 20,

- a velocidade de varredura de cada linha, e

- a distância entre as linhas que formam o padrão de luz na placa 20 para conferir a intensidade de luz desejada a cada ponto de cada linha e portanto obter uma reemissão de luz branca de uma intensidade predeterminada.

O limite teórico da intensidade máxima de luz branca que é possível obter em cada ponto na placa de fósforo 20 é uma função da intensidade máxima da radiação de luz que a fonte primária 12 pode suprir.

A invenção torna possível livrar o sistema desse limite e aumentar a intensidade da luz branca reemitida pela placa de fósforo 20. A invenção afirma que diversas fontes

13/15 primárias 12 podem ser usadas para formar o mesmo padrão na placa de fósforo, conforme mostrado na Figura 8. Pode-se ver nessa Figura que duas fontes a laser 12 são usadas, cada uma sendo associada com óptica de foco 14 e um sistema de varredura 16 enviando a radiação a laser sobre a mesma placa de fósforo 20.

Preferencialmente, as fontes primárias 12 e os sistemas de varredura 16 são controlados pela mesma unidade de controle 40 para garantir a sincronização das varreduras. No caso em que as varreduras não são sincronizadas, é, no entanto, necessário garantir que as mesmas sejam de modo que os pontos do padrão iluminados na placa de fósforo, onde é desejado obter a iluminação máxima, de modo a obter uma reemissão máxima de luz branca, sejam idênticos nas diferentes varreduras.

Outra variante é mostrada na Figura 9, em que quatro fontes primárias 12 são usadas, cada uma associada com um sistema de varredura 16 que envia radiação de luz sobre a mesma placa de fósforo 20. Para clarear, a óptica de foco 14 e a unidade de controle 40 foram omitidas.

Preferencialmente, os eixos geométricos de rotação dos espelhos dos dois sistemas de varredura distintos 16 são paralelos. Providência pode ser tomada, no entanto, para as direções de varredura não serem estritamente paralelas, de modo a aprimorar a homogeneidade, a concentração ou a resolução do padrão criado na placa 20.

Desse modo, aumentando-se o número de fontes primárias de radiação a laser, é possível aumentar a intensidade da radiação incidente na placa de fósforo 20 e consequentemente aumentar proporcionalmente a intensidade de luz branca reemitida por essa placa 20. Se, por exemplo, duas fontes primárias idênticas 12 forem usadas, duas vezes mais luz branca reemitida será obtida na condição, no entanto, de que uma elevação da temperatura da camada de fósforo seja evitada.

Um sistema de iluminação adaptável para um veículo automotivo tem sido, desse modo, produzido, que permite que qualquer tipo de feixe de iluminação predeterminado seja gerado. Na verdade, o feixe de iluminação é a imagem exata do padrão claro criado na placa de fósforo através da varredura da radiação a laser. Esse feixe de iluminação F é formado por raios de luz emitidos pelo padrão claro e distribuído pelo sistema de formação de imagens óptico 30 em frente ao veículo equipado com esse sistema de iluminação.

Tal sistema de iluminação adaptável pode, desse modo, gerar um feixe baixo conforme tem sido mais particularmente descrito. Pode também gerar um feixe anti-neblina, a linha de corte do qual é plana.

Para um feixe de corte, com o uso da unidade de controle 40, é fácil controlar uma translação ao longo do eixo geométrico vertical Z’-Z do padrão inteiro criado na placa de fósforo 20 para elevar ou abaixar o corte do feixe de iluminação. O sistema de iluminação adaptável, de acordo com a invenção, desse modo, permite que a função de correção de

14/15 alcance dependendo da atitude do veículo seja realizada, sem a necessidade de mudar a orientação vertical do eixo geométrico óptico do sistema de iluminação,

Para um feixe baixo, é possível deslocar somente verticalmente a intensidade máxima situada na proximidade imediata ao corte no padrão criado na placa de fósforo. O resultado disso será um deslocamento simultâneo da intensidade máxima no feixe de iluminação. O sistema de iluminação adaptável, de acordo com a invenção, desse modo, permite que a função de feixe baixo seja alcançada para locomoção em uma autoestrada, sem a necessidade de modificar a estrutura do sistema de iluminação para realizar essa função. O deslocamento da intensidade máxima para realizar essa função é de uma amplitude relativamente pequena. Um deslocamento que corresponde ao padrão claro na placa de fósforo será facilitado se a densidade de linhas de varredura for maior próximo ao eixo geométrico horizontal Y'-Y conforme explicado referindo-se à Figura 6.

Além disso, com o uso da unidade de controle 40, é fácil controlar uma pequena transição ao longo do eixo geométrico horizontal Y'-Y do padrão criado na placa de fósforo 20 para modificar a orientação do feixe de luz na direção horizontal. É igualmente fácil modificar a distribuição de luz reforçando a intensidade da luz em um lado do eixo geométrico vertical Z'-Z em relação à intensidade de luz no outro lado desse eixo geométrico vertical Z’-Z. O sistema de iluminação adaptável, de acordo com a invenção, desse modo, permite que a função de iluminação uma curva seja fornecida sem que se faça necessária uma mudança da orientação horizontal do eixo geométrico óptico do sistema de iluminação.

A presente invenção, desse modo, permite que todas as distribuições fotométricas predeterminadas sejam obtidas no feixe de iluminação projetado pelo sistema de formação de imagens óptico 30. Para obter esse resultado, com o uso da unidade de controle 40, é suficiente controlar a intensidade da radiação a laser L e/ou a velocidade de varredura e/ou a densidade das linhas de varredura, a intensidade de reemissão da luz branca B em cada ponto do padrão claro criado na placa de fósforo 20. A distribuição fotométrica desejada no feixe de luz projetado pelo sistema óptico 30 será, desse modo, obtida.

Será, desse modo, possível obter um feixe alto, que seja sem corte, a intensidade máxima do qual é situada no eixo geométrico do dispositivo de iluminação, bem como todas as funções AFS, por exemplo, iluminação na cidade, iluminação para mau tempo ou a função de iluminação de pórtico ou novamente as funções do Feixe de Matriz ou Iluminação por Pixel. Para obter esses feixes ou essas funções, é suficiente modular a intensidade dos diferentes pontos do padrão claro criados na placa de fósforo 20.

Certamente, a presente invenção não é limitada às modalidades que foram descritas, mas uma pessoa versada na técnica podería, por outro lado, fazer numerosas modificações ao mesmo que entram na estrutura do mesmo.

Isso é como, por exemplo, a intensidade da luz emitida pode ser aumentada em

15/15 direções predeterminadas para atrair a atenção do motorista a detalhes no local da estrada situado nessas direções. Esses detalhes podem ser compostos, por exemplo, por obstáculos detectados por diferentes sensores colocados no veículo ou por direções a tomar, determinados, por exemplo, por um sistema GPS. Além disso, se painéis de sinalização são detectados por sensores tais como câmeras situadas no veículo, o sistema de iluminação adaptável podería controlar a luz emitida em direção a esses painéis, para evitar que os mesmos se tornem ofuscantes para o motorista do veículo ou por outro lado aprimorar a visibilidade e legibilidade do mesmo.

O sistema de iluminação adaptável para um veículo automotivo que acabou de ser descrito também permite, sem nenhuma modificação material do projetor, que o último se torne condescendente com qualquer legislação ou regulamento europeu, americano, asiático, para dirigir na direita ou esquerda, etc.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de iluminação adaptável para um veículo automotivo caracterizado pelo fato de que compreende:

pelo menos uma fonte de luz primária (12) que emite radiação de luz (L), um sistema de varredura (16) que recebe a radiação de luz (L) da fonte de luz primária (12) e distribui espacialmente a mesma sobre a superfície de um dispositivo de conversão de comprimento de onda (20), o dispositivo de conversão de comprimento de onda (20) recebendo a radiação de luz (L) da fonte primária (12) e reemitindo radiação de luz branca (B), um sistema de formação de imagens óptico (30) que recebe a luz branca (B) reemitida pelo dispositivo de conversão de comprimento de onda (20) e que projeta essa luz (B) na frente do veículo para formar um feixe de iluminação, o dispositivo de conversão de comprimento de onda (20) estando situado próximo a um plano focal do sistema de formação de imagens óptico (30), o sistema de varredura (16) e o sistema óptico (30) estando situados no mesmo lado do dispositivo de conversão de comprimento de onda (20), em que a intensidade da radiação de luz branca (B) emitida pelo dispositivo de conversão de comprimento de onda (20) tem a capacidade de ser modulada entre um valor mínimo e um valor máximo, e em que a varredura é realizada a velocidade variável.
2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a varredura é realizada ao longo de linhas equidistantes.
3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a varredura é realizada ao longo de linhas de separação variáveis.
4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a superfície do dispositivo de conversão de comprimento de onda (20) é composta por fósforo.
5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o fósforo é depositado em um substrato que reflete a radiação de luz (L).
6. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o fósforo é depositado em um substrato escolhido dentre bons materiais termicamente condutores.
7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a superfície do dispositivo de conversão de comprimento de onda (20) é composta por uma camada contínua e homogênea de fósforo.
8. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a intensidade da radiação de luz branca (B) emitida pelo dispositivo de conversão de comprimento de onda (20) pode ser modulada de modo contínuo entre um

2/3 valor mínimo e um valor máximo.
9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o valor mínimo é zero.
10. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado 5 pelo fato de que o sistema de varredura (16) que recebe a radiação de luz (L) da fonte de luz primária (12) é composto por dois espelhos móveis (16H) e (16V) que oscilam ao redor de eixos geométricos ortogonais.
11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o sistema de varredura (16) que recebe a radiação de luz (L) da fonte de

10 luz primária (12) é composto por um único microespelho (16) móvel ao redor de dois eixos geométricos ortogonais.
12. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o sistema de varredura (16) e a fonte de luz primária (12) são controlados por uma unidade de controle (40) como uma função da fotometria desejada do feixe de

15 iluminação (F).
13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a intensidade da radiação de luz (L) distribuída sobre a superfície do dispositivo de conversão de comprimento de onda (20) pelo sistema de varredura (16) é constante.
14. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a 20 intensidade da radiação de luz (L) distribuída sobre a superfície do dispositivo de conversão de comprimento de onda (20) pelo sistema de varredura (16) é variável entre um valor mínimo e um valor máximo.
15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o valor mínimo é zero.

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16. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o sistema inclui pelo menos duas fontes de luz primária (12) que emitem radiação de luz (L), um sistema de varredura (16) estando associado a cada fonte de luz primária (12) para receber a radiação de luz (L) da fonte de luz primária associada (12) e distribuir a mesma espacialmente sobre a superfície do dispositivo de conversão de

30 comprimento de onda (20).
17. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que a radiação de luz (L) emitida pela fonte de luz primária (12) é radiação a laser.
18. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a 35 radiação a laser tem um comprimento de onda compreendido entre 400 nanômetros e 500 nanômetros.
19. Sistema, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a

3/3 radiação a laser tem um comprimento de onda próximo a 450 nanômetros ou a 460 nanômetros.

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F