CZ2009142A3

CZ2009142A3 - Signální svítilna zrcadlového charakteru

Info

Publication number: CZ2009142A3
Application number: CZ20090142A
Authority: CZ
Inventors: Dejmek@Wilfried; Lenk@Jakub; Soukup@Lumír
Original assignee: Visteon Global Technologies, Inc.
Priority date: 2009-03-05
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2010-09-29
Also published as: CZ309065B6; DE102010002254A1

Abstract

Signální svítilna sestávající ze zdroje (1) svetla, primárního optického clenu (2), sekundárního optického clenu (3), terciárního optického clenu (4), jednoho nebo více vnitrních skel (5), krycího skla (6) a optického filtru (7), se vyznacuje tím, že svetlo vyzárené zdrojem (1) svetla je primárním optickým clenem (2) soustredeno na sekundární optický clen (3) a rozptylné elementy, které jsou na primárním optickém clenu (2) nebo na sekundárním optickém clenu (3) nebo na primárním (2) i sekundárním optickém clenu (3) jsou po pruchodu optickým filtrem (7) promítnuty na terciární optický clen (4). Terciární optický clen je tvoren jednou nebo více hladkými plochami zrcadlového charakteru a obraz rozptylných elementu je terciárním optickým clenem (4) dále distribuován a prochází jedním nebo více vnitrními skly (5) a krycím sklem (6).

Description

Vynález se týká konstrukce zadních a předních signálních svítilen a zpětného světlometu (dále jen signálních svítilen) motorových vozidel pro provoz na pozemních komunikacích.

Dosavadní stav techniky

Optický systém signální svítilny (funkce koncového světla, obrysového světla, brzdového světla, ukazatele směru, zpětného světlometu, zadní mlhového světla) v dopravní technice se většinou skládá ze zdroje světla, odražeče, jednoho či více vnitřních skel a krycího skla. Pro zvýšení účinnosti systému je možné použít kolimačni členy s fresnelovskou optikou. Pro dosažení předpisem požadovaného rozložení světla jsou nutné rozptylné elementy. Tyto rozptylné elementy jsou umístěny na odrážecí, na vnitřních sklech nebo na krycím skle. Plocha výstupu světla u takto řešených svítilen je díky rozptylným elementům celistvá a homogenní. Jako zdroje světla se používají žárovky nebo světlo vyzařující diody (LED). Optický systém u diod je řešen tak, že každá dioda má svůj vlastní odražeč nebo kolimačni člen s fresnelovskou optikou.

Pokud zdroje světla nesviti, jsou na odrážecí, na vnitřních sklech nebo na krycím skle vidět rozptylné elementy, které mohou být různé velikosti a tvaru. Povrch těchto dílů pod krycím sklem se tedy nejeví jako celistvě hladký.

Signální svítilna může mít jednu funkci, může mít sdružené funkce nebo může být skupinová.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu signální svítilny zrcadlového charakteru bylo dosažení celistvé a homogenní plochy výstupu světla při současném dosažení toho, aby povrch dílů pod krycím sklem byl celistvě hladký, tedy bez rozptylných elementů. Technické řešení použité ve vynálezu zároveň umožňuje, aby svítící zdroj světla nebyl ve směru optické osy vidět.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byla proto vyvinuta signální svítilna zrcadlového charakteru, sestávající ze zdroje světla, primárního optického členu, sekundárního optického členu, terciárního optického členu, jednoho nebo více vnitřních skel, krycího skla a optického filtru. Světlo vyzářené zdrojem, světla je primárním optickým členem soustředěno na sekundární optický člen a rozptylné elementy, které jsou na primárním optickém členu nebo na sekundárním optickém členu nebo na primárním optickém členu i sekundárním optickém členu, jsou po průchodu optickým filtrem promítnuty na terciární optický člen. Terciární optický člen je tvořen jednou nebo více hladkými plochami zrcadlového charakteru a obraz rozptylných elementů je terciárním optickým členem dále distribuován a prochází jedním nebo více vnitřními skly a krycím sklem.

Zdroj světla je s výhodou tvořen více zdroji světla.

Primárním optickým členem je s výhodou odražeč s odraznou vrstvou.

Primárním optickým členem může být s výhodou díl se světlo kolimujicími elementy, přičemž světlo kolimujíci elementy jsou umístěny na prvním rozhraní, druhém rozhraní nebo na obou rozhraních primárního optického členu.

Primární optický člen je s výhodou složen z odražeče a dílu se světlo kolimujicími elementy.

Sekundárním optickým členem je s výhodou díl, knerý je zcela nebo částečně pokryt odraznou vrstvou, a stěny jsou tvořeny jednou nebo více plochami rovinného nebo obecného tvaru.

Sekundárním optickým členem může být s výhodou díl, jehož první stěna je tvořena jednou nebo více plochami a druhá stěna je opatřeno optickými elementy takového tvaru a sklonu, že na druhé stěně dochází k totálnímu odrazu světla.

U výhodného provedeni je sekundární optický člen proveden jako díl, který je opatřen světlo lámajícími a odrážejícími elementy, přičemž první stěna sekundárního optického členu je složena z jedné nebo více ploch takového rovinného nebo obecného tvaru a sklonu, že na plochách sekundárního optického členu nastává totální odraz světla, a světlo se následně šíři k plochám sekundárního optického členu, přičemž plochy jsou rovinného nebo obecného tvaru.

Terciární optický člen je s výhodou opatřen rozptylnými elementy různého tvaru a velikosti.

Optický filtr je s výhodou opatřen rozptylnými elementy různého tvaru a velikosti.

U výhodného provedení není optický filtr součástí signální svítilny.

U výhodného provedení není vnitřní sklo součástí signální svítilny.

Vnitřní sklo a optický filtr s výhodou nejsou součástí signální svítilny.

Sekundární optický člen a optický filtr s výhodou tvoří jeden díl, jehož horní stěna nebo spodní stěna nebo obě stěny jsou opatřeny odraznou vrstvou a rozptylné elementy jsou na horní stěně nebo na spodní stěně nebo na obou stěnách.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

Na obr. 1 je zobrazen pohled v řezu na signální svítilnu, ve kterém světlo rozptylující elementy jsou na sekundárním optickém členu.

Na obr. 2 je zobrazen pohled v řezu na signální svítilnu, ve kterém světlo rozptylující elementy jsou na primárním optickém členu.

Na obr. 3 je znázorněn optický systém, který obsahuje kolimačni prvek s kolimujicimi elementy fresnelovské optiky na prvním rozhraní (21) primárního optického členu.

Na obr. 4 je znázorněn optický systém, kcerý obsahuje kolimačni prvek s kolimujicimi elementy fresnelovské optiky na druhém rozhraní primárního optického členu.

Na obr. 5 je znázorněn detail signální svítilny ukazující stav, kdy dochází k odrazu světla na odrazné vrstvě na první stěně sekundárního optickém členu.

Na obr. 6 je znázorněn detail signální svítilny ukazující stav, kdy dochází k odrazu světla na odrazné vrstvě na druhé stěně sekundárního optickém členu.

Na obr. 7 je znázorněn detail signální svítilny ukazující stav, kdy světlo projde prvním stěnou, na optických elementech dochází k jeho totálnímu odrazu a světlo je následně směrováno k terciárnímu optickému členu.

Na obr. 8, obr. 9, obr. 10 a obr. 11 je znázorněn optický systém, ve kterém první stěna sekundárního optického členu je složena z jedné nebo více ploch, které svírají s paprsky, které vychází ze zdroje světla a primárního optického členu, takové úhly, že na plochách sekundárního optického členu nastává totální odraz světla

Na obr. 9, obr. 10 a obr. 11 jsou detailní pohledy na sekundární optický člen.

Obr. 12 obsahuje počítačovou simulaci svíticí plochy signální svítilny uvedené ve vynálezu.

Obr. 13 ukazuje příklad provedeni vynálezu, ve kterém vnitřní sklo není součástí sestavy.

Příklady provedení vynálezu

Optický systém je znázorněn na obr. 1 a sestává se ze zdroje 2 světla, primárního optického členu 2, sekundárního optického členu 3, terciárního optického členu £, jednoho nebo více vnitřních skel 5, krycího skla _6 a optického filtru 2· Vnitřní skla 5_ a optický filtr 2 temusi být součástí optického systému.

Světlo vyzářené zdrojem 2 světla je primárním optickým členem 2 soustředěno na sekundární optický člen 3. Rozptylné elementy, které jsou na primárním optickém členu 2 nebo na sekundárním optickém členu 2 nebo na obou členech 2 a 3 zároveň jsou po průchodu optickým filtrem 2 promítnuty na terciární optický člen 4. Terciární optický člen 4 je tvořen jednou nebo více hladkými plochami zrcadlového charakteru. Obraz rozptylných elementů vytvořený na odrazných plochách terciárního optického členu 2 je dále distribuován a prochází jedním nebo více vnitřními skly 5 a krycím sklem 6.

Na obr. 1 je znázorněna situace, kdy rozptylné elementy jsou na sekundárním optickém členu 3. Na obr. 2 je znázorněna situace, kdy rozptylné elementy jsou na primárním optickém členu 2.

Rozptylné elementy mohou být také na optickém filtru 2V tomto případě na primárním 2 a sekundárním optickém členu 2 rozptylné elementy být mohou, ale také nemusí.

Jako zdroj 1 světla mohou být použity různé druhy žárovek (jednovláknové i dvouvláknové) nebo světlo vyzařující diody.

Jako primární optický člen 2 může být použit odražeč parabolického typu, kulový odražeč, eliptický odražeč, kolimační prvek 8 s fresnelovskou optikou nebo jejich kombinace. Kolimujicí elementy fresnelovské optiky mohou být umístěny na prvním 21, druhém 22 nebo na obou rozhraních koíimačního členu _8. Rozhodnutí, kterou variantu primárního optického členu použít, závisí na druhu zdroje (žárovka nebo světlo vyzařující dioda), na celkové velikosti signální funkce a na typu signální funkce (koncové světlo, obrysové světlo, brzdové světlo, ukazatel směru, zpětný světlomet, zadní mlhové světlo). Rozhodující je, aby primární optický člen vytvořil dostečně silný světelný svazek.

Sekundární optický člen 3 je tvořen rozptylnými elementy, které rozptyluji světlo ve směru svislém, vodorovném nebo v obou směrech. Sekundární optický člen 3 může být tvaru, který je zobrazen na obrázcích, či jiného tvaru, který zaručuje, že světlo směřující z primárního optického členu 2 a zdroje 1_ světla je odraženo sekundárním optickým členem 3 na všechny plochy terciárního optického členu 4. Světlo dopadající na sekundární optický člen 2 je odraženo na odrazné vrstvě, která je na první stěně 31 (znázorněno na obr. 5) nebo na druhé stěně 32 (znázorněno na obr. 6). Další varianty konstrukce sekundárního optického členu 2 využívají totálního odrazu světla. V jedné z variant je druhá stěna 34 sekundárního optického členu 3 opatřena optickými elementy 35, na kterých dochází k totálnímu odrazu světla, například hranoly odrazky. Princip je zobrazen na obr. 7. Světlo projde prvním stěnou 33, na optických elementech 35 dochází k jeho totálnímu odrazu a světlo je následně směrováno k terciárnímu optickému členu 4.

Z hlediska konstrukce formy dílu je nutné stanovit směr lisování tak, aby nedocházelo k podkosům na optických elementech 35. Může nastat situace, že sekundární optický člen 3 nebude možno lisovat jako jeden díl a bude muset být složen ze dvou nebo více dílů, které budou opatřeny optickými elementy 35.

Další varianta je znázorněna na obr. 8, obr. 9, obr. 10 a obr. 11. První stěna 36 sekundárního optického členu 3 je složena z jedné nebo více ploch 37, které svírají s paprsky, které vychází ze zdroje 1 světla a primárního optického členu 2, takové úhly, že na plochách 38 sekundárního optického členu 2 nastává totální odraz světla. Světlo se následně šíří k plochám 39 sekundárního optického členu 3. Na plochách 39 dochází k lomu světla a jeho výstupu ze sekundárního optického členu 3. Plochy 37 a 39 mohou být opatřeny světlo rozptylujícími elementy, jak je zřetelné na obr. 10 a obr. 11,

Rozptylné optické elementy sekundárního optického členu 2 nejsou v nerozsvíceném stavu signální svítilny uvedené ve vynálezu vidět ve směru optické osy. Pokud zdroj !_ světla svití, jsou rozptylné optické elementy sekundárního optického členu 3 promítány na terciární optický člen £. Pokud se v optickém systému vyskytuje optický filtr 2' tak světlo filtrem prochází před dopadem na terciární optický člen 4.

Terciární optický člen 4_ má formu odražeče. Primárním cílem vynálezu je, aby byl hladký a rovinný, ale toto není podmínkou. Je možné, aby měl obecný tvar a byly na něm rozptylné elementy, pokud to bude žádoucí z estetických důvodů. Světlo je terciárním optickým členem £ odraženo a prochází jedním nebo více vnitřními skly 5. a krycím sklem 6 ven ze signální svítilny. Vnitřní skla 5 se v optickém systému signální svítilny zrcadlového charakteru nemusí vyskytovat. Výhodou vynálezu je, že ač je terciární optický člen £ hladký a rovinný, jsou výstupní plocha světla celistvé a homogenní. Simulace rozsvíceného stavu vytvořená pomocí výpočetní techniky je znázorněna na obr. 12.

Při uplatnění vynálezu v konstrukci signálních svítilen je možné jednotlivé členy popisovaného optického systému spojovat nebo naopak rozdělit (například primární a terciární optický člen je možné vyrobit jako jeden díl). Rozhodnutí, které členy spojit, které rozdělit, je nutné učinit podle konkrétní situace.

V dopravní technice je nutné, aby barevné souřadnice světla jednotlivých signálních funkcí byly v předpisem požadovaném intervalu. V rámci popisovaného vynálezu je toto dosaženou barevnou kombinací materiálů, ze kterých jsou vyrobeny:

- primární optický člen 2, pokud má charakter kolimačního členu s fresnelovskou optikou,

- optický filtr 7,

- vnitřní skla _5, a

- krycí sklo 6.

Vynález umožňuje, aby svítící zdroj světla nebyl vidět ve směru optické osy. Toho je možno dosáhnout těmito způsoby:

a. Sekundární optický člen 3 je pokryt odraznou vrstvou.

b. K sekundárnímu optickému členu 3 je přichycen vzhledový díl, který je pokryt hliníkovou odraznou vrsovou nebo je z nepropustného materiálu.

c. Horní stěna 71 nebo spodní stěna 72 optického filtru 7 je pokryta odraznou vrstvou.

Na obr. 13 je zobrazen řez přes signální svítilnu, konkrétně přes signální funkci ukazatele směru. Na odrazných plochách primárního, sekundárního a terciárního optického je vakuovou technikou napařena hliníková odrazná vrstva. Vnitřní sklo 6 není součástí sestavy.

Je použita žárovka H21W. Podle účinnosti optického systému je možné použít i jiné typy žárovek, například čiré žárovky P21W, W21W, W16W, oranžové žárovka PY21W, HY21W, WY21W nebo také LED zdroje.

Existuje několik variant barevného uspořádání optického filtru 7 a krycího skla Jsou to mimo jiné tyto varianty:

1. oranžová barva optického filtru Ί_, čirá barva krycího skla 6 a čirá žárovka,

2. čirá barva optického filtru 7, oranžová barva krycího skla 6 a čirá žárovka,

3. zelená barva optického filtru 2, růžová barva krycího skla 6 a čirá žárovka,

4. modrá barva optického filtru 2' růžová barva krycího skla a oranžová žárovka.

Vždy je samozřejmě nutné, aby výsledné barevné spektrum dané kombinacemi barev filtru a skla odpovídalo barevným ·« <··· ** ··«· • * * · * · 1· • · ··· · * > ·· • · 4·«· 1 · ·4 • · ♦ ·♦♦♦ ·· ·· ··- ·· *· ** souřadnicím světla jednotlivých signálních funkci byly v předpisem požadovaném intervalu.

Svítilna v tomto provedení má ve zhasnutém i rozsvíceném stavu velmi působivý a zcela odlišný vzhled než obvyklé řešení. Rovněž z hlediska světelných parametrů takto řešená svítilna vyhoví platným zákonným předpisům.

Průmyslová využitelnost

Signální svítilnu zrcadlového charakteru lze využít v dopravní technice na realizaci signálních svítilen a skupinových signálních svítilen netradičního vzhledu. Díky možnosti použití standardních světelných zdrojů a obdobné konstrukci je toto řešení výrobně i cenově srovnatelné s klasickými svítilnami.

pv m-ihi

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Signální svítilna zrcadlového charakteru, sestávající ze zdroje (1) světla, primárního optického členu (2), sekundárního optického členu (3), terciárního optického členu (4), jednoho nebo více vnitřních skel (5), krycího skla (6) a optického filtru (7), vyznačující se tím, že světlo vyzářené zdrojem (1) světla je primárním optickým členem (2) soustředěno na sekundární optický člen (3) a rozptylné elementy, které jsou na primárním optickém členu (2) nebo na sekundárním optickém členu (3) nebo na primárním optickém členu (2) i sekundárním optickém členu (3), jsou po průchodu optickým filtrem (7) promítnuty na terciární optický člen (4), přičemž terciární optický člen (4) je tvořen jednou nebo více hladkými plochami zrcadlového charakteru a obraz rozptylných elementů je terciárním optickým členem (4) dále distribuován a prochází jedním nebo více vnitřními skly (5) a krycím sklem (6).
2. Signální svítilna podle nároku 1, vyznačující se tím, že zdroj (1) světla je tvořen více zdroji světla.
3. Signální svítilna podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že primární optický člen (2) je odražeč s odraznou vrstvou.
4. Signální svítilna podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že primární optický člen (2) je díl se světlo kolimujícími elementy, přičemž světlo kolimující elementy jsou umístěny na prvním rozhraní (21), druhém rozhraní (22) nebo na obou rozhraních (21, 22) primárního optického členu (2).
5. Signální svítilna podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že primární optický člen (2) je složen z odražeče a dílu se světlo kolimujícími elementy.
6. Signální svítilna podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že sekundární optický člen (3) je díl, který je zcela nebo částečně pokryt odraznou vrstvou, a stěny (31, 32) jsou tvořeny jednou nebo více plochami rovinného nebo obecného tvaru.
7. Signální svítilna podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že sekundární optický člen (3) je díl, jehož první stěna (33) je tvořena jednou nebo více plochami a druhá stěna (34) je opatřeno optickými elementy (35) takového tvaru a sklonu, že na druhé stěně (34) dochází k totálnímu odrazu světla.
8. Signální svítilna podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že sekundární optický člen (3) je díl, který je opatřen světlo lámajícími a odrážejícími elementy, přičemž první stěna (36) sekundárního optického členu (3) je složena z jedné nebo více ploch (37) takového rovinného nebo obecného tvaru a sklonu, že na plochách (38) sekundárního optického členu (3) nastává totální odraz světla, a světlo se následně šíří k plochám (39) sekundárního optického členu (3), přičemž plochy (39) jsou rovinného nebo obecného tvaru.
9. Signální svítilna podle nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že terciární optický člen (4) je opatřen rozptylnými elementy různého tvaru a velikosti.
10. Signální svítilna vyznačující se t je opatřen rozptylnými elementy podle nároků 1 až 9, í m , že optický filtr (7) různého tvaru a velikosti.
11. Signální svítilna podle nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že optický filtr (7) není součástí signální svítilny.
12. Signální svítilna podle nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že vnitřní sklo (5) není součásti signální svítilny.
13. Signální svítilna podle nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že vnitřní sklo (5) a optický filtr (7) nejsou součástí signální svítilny.
14. Signální svítilna podle nároků 1, 2, 3, 4, 5, 9, 1C a 12, vyznačující se tím, že sekundární optický člen (3) a optický filtr (7) tvoří jeden díl, jehož horní stěna (71) nebo spodní stěna (72) nebo obě stěny (71, 72) jsou opatřeny odraznou vrstvou a rozptylné elementy jsou na horní stěně (71) nebo na spodní stěně (72) nebo na obou stěnách (71, 72).