ES2255737T3 - Estructuras de guia de ondas para iluminacion de vehiculo. - Google Patents

Estructuras de guia de ondas para iluminacion de vehiculo.

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ES2255737T3
ES2255737T3 ES98965382T ES98965382T ES2255737T3 ES 2255737 T3 ES2255737 T3 ES 2255737T3 ES 98965382 T ES98965382 T ES 98965382T ES 98965382 T ES98965382 T ES 98965382T ES 2255737 T3 ES2255737 T3 ES 2255737T3
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George R. Hulse
Lloyd Keith Bucher
James Burr Anderson
Ronald O. Woodward
Joe P. Young
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Abstract

Un montaje (3000) de guías de ondas ópticas adecuado para la distribución de luz dentro de un panel (2950) de puerta de vehículo, que comprende una porción de cubo, o guía de ondas principal, (3020) dispuesta para ser conectada para recibir luz de una fuente luminosa (2960) y propagar la luz recibida por medio de la reflexión interna a una pluralidad de guías (3030) de onda que se extienden desde la misma, estando dispuestas dichas guías de ondas para extenderse en uso con uno de dichos paneles (3010) de puerta de dicho vehículo, para iluminar salidas del panel de puerta, y caracterizado por brazos (3040) de soporte conectados a, y que se extiende entre, las guías (3030) de ondas, accionables para soportar las guías de ondas con respecto al panel en uso.

Description

Estructuras de guía de ondas para iluminación de vehículo.
Campo técnico
La invención se refiere a sistemas de iluminación distribuida.
Antecedentes
Los sistemas de iluminación distribuida distribuyen luz desde una o más fuentes de iluminación en lugares centrales a uno o más lugares remotos. Un sistema de iluminación distribuida proporciona diversas ventajas sobre las técnicas de iluminación convencionales, que incluyen bajo consumo de potencia, larga vida útil, reducción del calentamiento donde se emite la luz, y flexibilidad de diseño incrementada.
Sumario
La invención proporciona un sistema de iluminación distribuida (DLS) para ser usado, por ejemplo, en un automóvil, y los componentes de ese tipo de sistema. Cuestiones asociadas con la incorporación de un sistema de iluminación distribuida en un automóvil son examinadas por Hulse, Lane y Woodward en "Tres Cuestiones de Diseño Concretas Asociadas con Sistemas de Iluminación Distribuida Automovilísticos: Tamaño, Eficiencia y Fiabilidad", Series de Documentos Técnicos SAE, Documento Nº 960492, que fue presentado en el Congreso y Exposición Internacional SAE, Detroit, MI, 26-29 de Febrero de 1996, y Hulse y Mullican en "Análisis de Geometrías de Guías de Ondas en Dobleces y Derivaciones para la Dirección de la Luz", Series de Documentos Técnicos SAE, Documento Nº 981189.
Un sistema de iluminación distribuida práctico para un automóvil debe atender a las cuestiones de tamaño, eficiencia y fiabilidad. Con esta finalidad un DLS puede emplear componentes ópticos de lentes de enfoque, tales como elementos colectores y guías de onda. Estos componentes son de fabricación económica, puesto que pueden configurarse de plástico (acrílico, por ejemplo) en un procedimiento de moldeo por inyección. En adición, tienen alta eficiencia de reunión y son muy compactos. Por ejemplo, un elemento colector puede ser menor de 16,4 cm^{3}. Componentes que deben manipular altos niveles de calor (por ejemplo, componentes que se colocan en la proximidad de la fuente luminosa) pueden requerir un sistema de ventilación o pueden incluir porciones configuradas de materiales resistentes al calor, tales como vidrio o Pyrex®.
Una fuente de descarga de alta intensidad (HID) puede actuar como una fuente de luz primaria para una función de iluminación particular, tal como para un faro y como fuente de luz para otras funciones de iluminación del vehículo por medio de subsistemas. Pueden ser usadas fuentes de luz distintas a la fuente HID, tales como de infrarroja de alta intensidad (HIR), halógenas, bombillas de cartucho, bombillas de circuito impreso (PC), y otras bombillas de descarga de gas e incandescentes. El subsistema puede emplear componentes ópticos de lentes de enfoque que incluyen guías de onda ópticas y elementos colectores, tales como los descritos más adelante y en las Patentes de EE.UU. núms. 5.791.756. titulada "Sistemas de Iluminación Distribuida" y 5.812.714, titulada "Elementos de Guías de Onda Ópticas para un Sistema de Iluminación Distribuida".
Un sistema (DLS) de iluminación distribuida de vehículo puede incorporar diferentes tipos de estructuras de guías de ondas ópticas para distribuir luz a través del vehículo, incluyendo uniones, elementos con revestimientos epoxídicos, porciones confinadas y de colector, cierres elásticos de instalación integrados, lentes ópticas de entrada integradas y de salida integradas. El DLS puede incluir también estructuras de guías de onda para proporcionar iluminación a porciones del interior del vehículo que incluyen partes particularmente iluminadas desde, y en, un panel de puerta.
Un sistema de iluminación distribuida para el interior de un vehículo se describe en la Patente de EE.UU. Nº 5.647.657, en la que una pluralidad de fuentes luminosas activadas eléctricamente tienen cada una reflectores para concentrar la luz en respectivos conductores de luz de distribución, estando las fuentes luminosas y los conductores asociados distribuidos espacialmente para reducir las longitudes de los conductores individuales y accionados en grupos para conseguir la iluminación de diferentes áreas.
De acuerdo con la presente invención, un montaje de guías de onda óptico para la distribución de la luz dentro de un panel de puerta de vehículo comprende una porción de cubo o guía de ondas principal, dispuesta para ser conectada a luz recibida procedente de una fuente luminosa y propagar la luz recibida a través de reflexiones internas a una pluralidad de guías de ondas que se extienden desde esta, estando dispuestas dichas guías de ondas para que se extiendan en uso con dicho panel de puerta de vehículo, para iluminar salidas del panel de puerta, y está caracterizado por soportar brazos acoplados a, y que se extienden entre, las guías de ondas accionables para soportar las guías de onda con respecto al panel que se usa.
Las guías de onda y los brazos de soporte pueden estar configurados de una pieza única de material macizo. El material macizo puede ser un plástico moldeado por inyección.
El montaje de guías de ondas ópticas puede incluir un iluminador compacto como fuente luminosa. El iluminador compacto puede incluir un alojamiento que tenga superficies interiores reflectantes, una bombilla posicionada dentro del alojamiento, y una orificio de salida de la guía de ondas en posición para recibir luz de la bombilla.
El iluminador compacto puede incluir un alojamiento que tenga extremos abiertos configurados para recibir guías de ondas y un reflector posicionado dentro del alojamiento. El reflector puede incluir porciones extremas abiertas, una porción central entre las porciones extremas, una fuente luminosa posicionada dentro de la porción central, y paredes laterales que se extiendan entre las porciones extremas y al menos parcialmente circunden la porción central. Las paredes laterales pueden sobresalir interiormente hacia la fuente luminosa.
El montaje de las guías de ondas ópticas puede tener elementos de salida de iluminación posicionados en los extremos de las guías de ondas del ramal. El elemento de salida de iluminación puede ser un elemento de salida de la guía de ondas. El elemento de salida de la guía de ondas puede tener una cara de entrada y una porción de transmisión que se extienda desde la cara de entrada. La porción de transmisión puede ensancharse en el extremo para formar una porción extrema cónica que tenga una lente convexa en un extremo de la porción extrema cónica.
El elemento de salida de iluminación puede ser un doblez de la guía de ondas. El doblez de la guía de ondas puede tener una relación de doblado que sea menor que 3:1 o menor que 1:1.
En otra forma del montaje de guías de ondas óptica para distribuir la luz dentro de un panel de vehículo la porción de cubo incluye un manguito cilíndrico dispuesto para recibir luz desde, y acomodar a, una fuente luminosa. El manguito tiene un eje central. Un collar de guías de ondas está formado a partir de un bloque plano, macizo de material que tiene una porción central para acomodar y rodear el manguito y las derivaciones de salida que se extienden hacia fuera desde la porción central, y que comprenden dicha pluralidad de guías de onda. Alternativamente, el manguito puede omitirse y la fuente puede estar acomodada directamente en la porción
central.
De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, un panel de puerta de vehículo está caracterizado por el montaje de guías de onda ópticas definido en la reivindicación 1.
Además, un vehículo que tiene una puerta con una superficie de puerta inferior que encuentra una superficie de suelo del vehículo cuando la puerta está cerrada, estando la superficie de puerta desplazada del lado inferior del vehículo, está caracterizado por tener una puerta de vehículo configurada como se establece en el párrafo anterior.
El vehículo puede tener, asociado con un panel de puerta del mismo, un montaje de guías de ondas ópticas en el que al menos una de la pluralidad de guías de ondas se extiende hasta la superficie inferior de la puerta y la porción de puerta puede incluir una sección de guía de onda que se extienda hasta la cara inferior del vehículo, dispuesta para cubrir la superficie inferior de la puerta de vehículo cuando está cerrada de modo que la luz puede pasar desde la guía de ondas de la puerta y la sección de suelo del vehículo a iluminar el área situada debajo del vehículo y, cuando la puerta se abre a iluminar el área situada debajo de la puerta.
Un panel DLS proporciona varias ventajas. Por ejemplo, elimina la necesidad de: cableado eléctrico, múltiples bombillas, conectadores y placas de PC (circuitos impresos), dentro del panel. La única fuente luminosa de alta fiabilidad en el DLS puede satisfacer todas las exigencias de iluminación para las particulares funciones de iluminación. La fuente puede ser accesible a través de una boca de acceso en el panel, de modo que puede ser fácilmente sustituida sin desmontar el panel. En adición, la fuente luminosa puede estar situada en otra posición dentro del vehículo, tal como bajo el tablero de instrumentos. La luz puede ser transportada desde la fuente luminosa al montaje de guías de ondas del panel por medio de una guía de ondas, unión de guía de ondas, o fibra óptica que pase desde la carrocería de vehículo al interior de los paneles. Ese tipo de configuración reduce el cableado eléctrico requerido entre la carrocería de vehículo y los paneles, lo cual reduce la complejidad y los gastos de fabricación. En adición, la guía de ondas de panel puede estar configurada como una pieza única de plástico moldeada por inyección, que reduce además los gastos de fabricación.
Otras características y ventajas serán evidentes a partir de la descripción detallada siguiente, que incluye los dibujos, y de las reivindicaciones.
Breve descripción de los dibujos
Las figuras 1 a 5 muestran cartuchos de iluminación compactos;
la figura 6 es una vista desde arriba de una guía de ondas óptica;
las figuras 7 y 8 son vistas lateral e inferior de una unión de guía de ondas;
la figura 9 es una vista en sección transversal de una guía de ondas óptica revestida de resina epoxídica;
las figuras 10 a 12 son vistas laterales de entradas de guía de ondas no cónicas y cónicas;
las figuras 13 y 14 son vistas laterales de secciones de guía de ondas que tienen componentes de instalación integrados y una estructura de salida integrada;
la figura 15 es una vista lateral de un doblez de guía de ondas con fugas y lente de enfoque;
la figura 16 es una vista en perspectiva de un distribuidor óptico;
la figura 17 es una vista lateral de un distribuidor óptico;
la figura 18 es una vista en perspectiva de un collar de guía de ondas con cuatro brazos;
la figura 19 es una vista desde arriba del collar de guía de ondas de la figura 18;
la figura 20 es una vista lateral de una fuente luminosa con un manguito cilíndrico;
las figuras 21 y 22 son vistas en perspectiva de fuentes luminosas con manguitos cilíndricos;
la figura 23 es una vista lateral de collares de guía de ondas apilados;
la figura 24 es una vista desde arriba de un collar de guía de ondas;
la figura 25 es una vista lateral de un collar de guía de ondas;
la figura 26 es una vista en perspectiva de un collar de guía de ondas desde encima;
la figura 27 es una vista desde arriba de un collar de guía de ondas;
la figura 28 es una vista desde arriba de un collar de guía de ondas con dos brazos;
las figuras 29 y 30 son vistas en perspectiva de collares de guía de ondas con dos brazos y lentes de salida integradas;
la figura 31 es un diagrama de rayos luminosos para un collar de guía de ondas con dos brazos y dos lentes de salida;
la figura 32 es una vista en perspectiva de una estructura de guía de ondas que tiene guías de ondas incorporadas;
la figura 33 es una vista desde arriba de unas estructura de guías de ondas que tiene guías de ondas y un manguito cilíndrico incorporados;
la figura 34 es una vista en perspectiva de una estructura de guías de onda que tiene guías de ondas elevadas con caras de entrada inclinadas;
la figura 35 es un diagrama de rayos luminosos para la estructura de guías de ondas de la figura 34;
la figura 36 es un diagrama de rayos luminosos laterales para la estructura de guías de ondas de la figura 34;
la figura 37 es una vista lateral de guías de ondas elevadas montadas sobre una superficie superior de una estructura de guía de ondas;
la figura 38 es una vista lateral de guías de onda incorporadas que se extienden desde las superficies superior e inferior de una estructura de guías de ondas;
la figura 39 es una vista extrema que muestra un canal por debajo de una guía de ondas montado sobre la superficie superior de una estructura de guías de ondas;
la figura 40 es una vista extrema que muestra un canal con lados inclinados por debajo de una guía de ondas montado sobre la superficie superior de una estructura de guías de ondas;
la figura 41 es una vista lateral de un panel de puerta de vehículo con un sistema de iluminación distribuida;
la figura 42 es una vista en perspectiva de un montaje de guías de onda de panel de puerta de vehículo;
la figura 43 es una vista lateral de un montaje de guías de onda de panel de puerta de vehículo;
las figuras 44 a 46 son vistas en perspectiva de la unión entre guías de onda derivadas y brazos de soporte en un montaje de guías de onda de panel de puerta de vehículo;
las figuras 47 y 48 son diagramas de bloques de una combinación de luz de seguridad/pudelado.
Descripción
De acuerdo con la invención un montaje de guías de ondas ópticas es adecuado para distribuir luz dentro de un panel de puerta de un vehículo, y posiblemente permite la emisión de luz desde la puerta. Formas de ese tipo de montaje de guías de ondas ópticas se describen detalladamente en esta memoria más adelante con respecto a las figuras 41 a 48 pero, para apreciar completamente las estructuras usadas en el montaje, se describirán primero varios elementos ópticos utilizables en tales montajes, con referencia a las figuras 21 a 60.
Iluminador Compacto
Haciendo referencia a la figura 1, un iluminador compacto 900 puede ser empleado como una fuente luminosa. El iluminador 900 incluye un alojamiento 905 que tiene superficies 910 interiores que disipan calor, reflectantes. Una fuente luminosa 915 está posicionada en el centro del alojamiento 905. Elementos colectores 220 de guía de ondas están posicionados alrededor de la fuente luminosa.
Como se muestra en la figura 2, otra configuración del iluminador compacto 920 incluye un reflector 905 con superficies reflectoras 910 que disipan calor. Las superficies reflectoras 925 más próximas a la fuente luminosa 915 están inclinadas para dirigir la luz más eficientemente hacia las bocas 930 de salida. No obstante, las superficies 925 pueden también ser curvas (por ejemplo, de forma parabólica o elíptica) en vez de plana. El reflector 905 incluye orificios 935 de ventilación para reducir el calor en el iluminador compacto 920. El reflector 905 se configura fácilmente a partir de una o dos piezas de metal estampadas, resultando de bajo coste de fabricación. Las superficies reflectoras 925 pueden ser configuradas mediante la deposición de vapores sobre materiales plásticos u otros.
Como se muestra en la figura 3, el iluminador compacto 920 puede tener un alojamiento 950 que rodee el reflector 905. El alojamiento puede extenderse más allá de los bordes de las bocas 930 de entrada para proporcionar soporte a las guías 955 de ondas ópticas posicionadas en las bocas 930 de salida. Las guías 935 de onda pueden estar apoyadas en las bocas 930 de salida rectangulares y pueden tener caras de entrada que sean del mismo tamaño que las bocas 930 de salida. Alternativamente, las bocas 930 de salida y las guías de ondas pueden ser redondas. En adición, pueden ser usados conductos de fibra óptica en lugar de las guías 955 de ondas. Ese tipo de configuración permite una recogida eficiente de luz de la fuente luminosa. El alojamiento 950 incluye orificios 957 de ventilación que están alineados con los orificios 935 de ventilación del reflector 905.
La figura 4 muestra un ejemplo de rayos luminosos 965 que pasan a través de una red de iluminadores 920 y 921 compactos redundantes. Los iluminadores tienen alojamientos 950 y 951 y están conectados mediante guías 955 y 956 de ondas ópticas. Los iluminadores pueden estar también unidos directamente sin una guía de ondas que intervenga. Los rayos luminosos 965 se inician en una primera fuente luminosa 916 en el primer iluminador 921. Los rayos luminosos 965 pasan a través de una guía 956 de ondas conectada al segundo iluminador 920, pasan a través del segundo iluminador 920 y son aplicados a una segunda guía 955 de onda. La segunda guía 955 de ondas puede conducir a una red de distribución o a un dispositivo de salida tal como una luz interior para un vehículo.
Ese tipo de configuración proporciona convenientemente una fuente luminosa de modo redundante. Si ambas fuentes luminosas 915 y 916 están funcionando, entonces una porción de la luz de la segunda fuente luminosa 915 se combina con la luz recibida de la primer fuente luminosa 916 dentro del segundo iluminador 920. La luz combinada es aplicada a la segunda guía 955 de onda. Si una de las fuentes luminosas falla, la otra fuente continuará proporcionando luz al dispositivo de salida o red de distribución, aunque con un nivel de luz reducido.
La figura 5 muestra un iluminador 970 compacto híbrido de doble fuente que proporciona una función de iluminación directa a través de una lente 972 que cubre un lado del alojamiento 974 y una función de iluminación distribuida a través de una boca 976 de salida de guía de ondas. El alojamiento 974 puede ser configurado de metal o plástico (por ejemplo, plástico moldeado por inyección). El iluminador 970 compacto híbrido tiene paredes interiores reflectoras y una fuente 978 de luz primaria, tal como una bombilla de cartucho. Las paredes interiores pueden ser curvas para formar un reflector que incremente la eficiencia de la recogida de luz. La boca 976 de salida de la guía de ondas está configurada de modo que puede ser insertada una guía de ondas en la boca y mantenida en posición con un adhesivo tal como uno epoxídico, o mediante medios mecánicos, tales como un conectador de la guía de ondas. La boca 976 de salida de la guía de ondas está posicionada de modo que la cara de entrada de la guía de ondas óptica insertada recibe eficientemente luz de la fuente de luz primaria. El extremo de la guía de ondas insertada puede tener elementos colectores ópticos o lentes formadas sobre la cara de entrada, como se ha descrito anteriormente.
El iluminador 970 compacto híbrido de doble fuente tiene también una fuente luminosa secundaria, por ejemplo, una bombilla de cartucho o una bombilla de PC (circuito impreso), en un compartimento 980 que sobresale del lado del alojamiento 974 (una fuente única, también es posible un iluminador compacto híbrido que tenga solamente una fuente luminosa primaria). La fuente de luz secundaria puede ser usada para funcionamientos de iluminación que requieran una fuente luminosa de vida útil más larga y menor potencia. El compartimento 980 puede tener una boca de salida de guía de ondas para proporcionar un funcionamiento de iluminación distribuida o una lente de salida para proporcionar un funcionamiento de iluminación directa.
Alternativamente, el compartimento 980 puede estar abierto hacia el interior del alojamiento y se puede extender dentro del alojamiento. El compartimento puede estar posicionado de modo que la fuente luminosa secundaria proporcione iluminación para los funcionamientos de iluminación distribuida y directa en caso de fallo de la fuente 978 de iluminación primaria. Se proporcionan también los orificios 982 de ventilación y los orificios 984 de montaje de la instalación.
El iluminador compacto tiene un tamaño compacto, permanece frío y reduce el error de colocación de la lámpara, lo cual incrementa la eficiencia. El iluminador compacto proporciona también un bloque de desarrollo adecuado para una red redundante para proporcionar funciones de iluminación interior y exterior, y puede ser instalado fácilmente en un sistema de iluminación distribuida. En adición, el iluminador compacto híbrido proporciona funciones de iluminación tanto directas como distribuidas.
Combinando dos fuentes en una unidad única, el iluminador compacto híbrido, de doble fuente, proporciona luz para varias funciones de iluminación, así como redundancia de las fuentes luminosas, reduciendo al mismo tiempo complejidad y gastos de fabricación. Por ejemplo, un circuito único puede ser usado para activar las dos fuentes. En adición, la unidad de doble fuente reduce el número de partes en un sistema, lo cual a su vez reduce gastos y complejidad.
Estructuras de Guías de Ondas
El DLS incorpora diferentes tipos de estructuras de guías de ondas ópticas para distribuir la luz a través de todo el vehículo. Estos incluyen uniones, elementos con revestimientos epoxídicos, porciones de colector extremas estrechadas, acoplamientos por salto elástico de instalación integrados, óptica de entrada integrada y lentes de salida integradas. El DLS incluye también estructuras de guía de ondas para proporcionar iluminación a porciones del interior del vehículo, que incluyen portadores de vasos, asideros de ayuda y huecos de almacenamiento.
Diferentes tipos de estructura de guías de ondas pueden ser usados en el DLS para transmitir luz desde las fuentes a las salidas de iluminación. Haciendo referencia a la figura 6, una guía 1000 de ondas básica pude ser configurada a partir de material ópticamente transparente tal como acrílico o vidrio. Si la guía de ondas se configura a partir de material acrílico o similar, puede ser fabricada usando procedimientos de moldeo por inyección. La fabricación de elementos de guía de ondas usando moldeo por inyección origina gastos de fabricación muy bajos en comparación con la fibra óptica. En adición, los elementos de guías de ondas acrílicos moldeados son más rígidos que la fibra óptica, pueden ser instalados mediante robots y generalmente no requieren mantenimiento. Los elementos de guías de ondas permiten también dobleces de radio mucho menor que las fibras.
Un rayo luminoso 1005 entra a través de la cara 1010 de entrada, continúa a través de la guía 1000 de ondas hasta que el rayo 1005 de luz alcanza una superficie exterior 1015 de la guía 1000 de ondas (es decir, una interfaz entre el material de la guía 1000 de onda y el aire). En la superficie exterior 1015, la luz se refleja de acuerdo con la ley de Snell. Si el ángulo de incidencia (\theta_{i}) del rayo luminoso 1005 en la superficie exterior 1015 es menor que un umbral denominado ángulo crítico (\theta_{c}), entonces el rayo luminoso 1005 se refleja interiormente, sin que escape luz alguna. Este fenómeno se conoce como reflexión interna total. El ángulo crítico depende del índice de refracción del material del que está compuesta la guía de ondas con relación al del material que rodea la guía de ondas (por ejemplo, aire). Por ejemplo, si la guía de ondas fuera acrílica, que tiene un índice de refracción de aproximadamente 1,5, y está rodeada por aire, el ángulo crítico, \theta_{c}, sería:
\theta_{c} = arc sen (n_{a}/n_{b}) = arc sen (1/1,5) = 41,8
donde n_{a} es el índice de refracción del aire (1,0) y n_{b} es el índice de refracción del material acrílico (1,5).
Unión de Guías de Ondas
Haciendo referencia a las figuras 7 y 8, una unión 1100 de guías de ondas puede ser usada para distribuir luz en el DLS. Por ejemplo, la unión puede ser usada para proporcionar luz a una puerta del vehículo. La unión 1100 de guías de ondas tiene una sección principal 1105 con un extremo curvo convexo 1110. Secciones 1115 derivadas que tienen extremos 1120 curvos convexos contiguos a la sección principal 1105. Las secciones derivadas pueden ser mantenidas en su lugar mediante una banda 1125 de plástico que rodee la región de la unión o mediante resina epoxídica o saltos elásticos. La entrada de luz en la sección 1105 de línea es esencialmente dividida entre las derivaciones 1115. Las derivaciones 1115 pueden estar posicionadas para transportar luz a diferentes secciones del vehículo. Con esta configuración, es posible reconfigurar las derivaciones 1115 en el caso de cambios de diseño.
Una resina epoxídica que tenga un índice de refracción aproximadamente igual al de la guía de ondas, es decir, un índice conjugado, puede ser usada para mantener las derivaciones 1115 en su lugar. La unión 1100 puede tener solamente una única derivación 1115 que se usa para cambiar la dirección de la línea 1105 o para proporcionar una conexión articulada. Una conexión articulada que use la unión 1100 puede ser instalada, por ejemplo, en una puerta de coche. Un fluido de índice conjugado puede ser usado para lubricar y reducir la discontinuidad en la interfaz entre la línea 1105 y la derivación 1115, el cual reducirá la pérdida a través de la unión 1100.
Revestimiento Epoxídico
Haciendo referencia a la figura 9, un núcleo 1200 de guías de ondas puede ser encerrado en una capa de resina epoxídica 1205. El revestimiento de resina epoxídica 1205 puede ser aplicado sumergiendo el núcleo 1200 de la guía de ondas (que puede estar formado, por ejemplo, por un compuesto acrílico) en un depósito de resina epoxídica y permitiendo que el revestimiento se seque o mediante pulverización. La resina epoxídica 1205 tiene un índice de refracción más bajo que la guía 1200 de ondas, de modo que la mayoría de los rayos luminosos 1210 que pasen a través de la guía del núcleo 1200 de la guía de ondas son reflejados interiormente en la interfaz 1215 acrílico/epoxídica. Una porción de los rayos luminosos se refleja en la interfaz 1220 exterior de epoxi/aire. La distribución de luz en la guía de ondas tiene un pico en el centro de la guía de ondas y disminuye hacia los bordes de la guía de ondas. Globalmente, una porción significativa de la luz está confinada dentro del núcleo de la guía de ondas y solamente una pequeña porción de la luz alcanza el contorno epoxi/aire exterior 1220.
El revestimiento epoxídico 1205 ofrece varias ventajas en comparación con una guía de ondas no revestida. Por ejemplo, los contaminantes sobre la superficie de una guía de ondas no revestida pueden originar que la luz en la interfaz de guía de ondas/aire sea dispersada y transmitida fuera de la guía de ondas en vez de ser reflejada internamente, lo cual aumenta las pérdidas en la guía de ondas no revestida. La capa epoxídica 1205 aumenta la distancia entre los contaminantes y el núcleo 1200 de la guía de ondas, lo cual reduce la cantidad de luz que alcanza la interfaz 1220 guía de ondas/aire de la guía de ondas revestida. En adición, pueden ser aplicados revestimientos plásticos a las superficies exteriores de la capa epoxídica, y abrazaderas y otros accesorios pueden ser fijados a las superficies exteriores con reducido efecto sobre la transmisión de la luz a través de la guía 1200 de ondas. También se podría usar una guía de ondas compuesta de policarbonato (que tiene un índice de refracción de 1,58) con un revestimiento exterior epoxídico (que tiene un índice de refracción de 1,4). Alternativamente, se podría usar una guía de ondas que tuviese un núcleo de vidrio y un revestimiento exterior que tuviese un menor índice de refracción.
Guía de onda con Extremo Estrechado
Como se muestra en las figuras 10 a 12, una guía 1300 de ondas puede tener un extremo estrechado que actúe como un elemento 1305 colector. El elemento 1305 colector aumenta el ángulo (\alpha) de aceptación de la guía 1300 de ondas y de ese modo incrementa la eficiencia de la recogida de luz. El extremo de la guía 1300 de ondas puede estar estrechado en dos dimensiones para formar un elemento colector 1305 configurado de modo esencialmente trapezoidal. El elemento colector 1305 puede estar formado en el extremo de una guía 1300 de ondas que tenga una sección transversal que sea rectangular, redonda, o de alguna otra forma.
Por ejemplo, la figura 10 muestra una guía 1310 de ondas sin extremo estrechado. Luz 1315 de una fuente luminosa 1320 entra en la guía 1310 de ondas formando un ángulo de 45º. En la cara 1325 de entrada, la luz se inclina de acuerdo con la Ley de Snell para formar un ángulo de 26º con respecto a una dirección perpendicular a la cara 1325 de entrada. La luz alcanza el borde exterior 1327 de la guía de ondas formando un ángulo de 26º y está confinada dentro de la guía de ondas por la reflexión interna.
La figura 11 muestra una guía 1300 de ondas con un extremo estrechado. La luz entra en la cara de entrada formando un ángulo de 55º. Por consiguiente, al ángulo de aceptación de la guía 1300 de ondas estrechada puede hacerse mayor que el ángulo de aceptación de la guía 1310 de ondas dentro del extremo estrechado.
En la cara 1325 de entrada, la luz se inclina para formar un ángulo de 31º con respecto a una dirección perpendicular a la cara 1325 de entrada. La luz alcanza el borde exterior 1327 de la guía de ondas formando un ángulo de 26º (puesto que las paredes inclinadas 1330 de la porción estrechada están inclinadas hacia el interior 5º) y es confinada dentro de la guía de ondas por reflexión interna.
Como se muestra en la figura 12, el extremo estrechado de la guía 1300 de ondas puede estar configurado de modo que un exceso de material de la punta de la guía 1300 de ondas se abombe hacia fuera para formar una lente 1335 con una longitud focal deseada. La lente 1335 enfoca la luz recibida, incrementando más el ángulo de aceptación de la guía 1300 de ondas.
Instalación Integrada y Elementos de Conexión
Las guías de ondas pueden ser configuradas como un conjunto de componentes estándar que pueden ser fácilmente interconectados y usados como bloques de construcción para diferentes aplicaciones. Por ejemplo, la figura 13 muestra guías 1400 y 1405 de ondas que tienen elementos de instalación integrados, tales como resortes 1410 y retenciones 1415. Los resortes 1410 pueden ser formados durante el moldeo por inyección de la guía 1400 de ondas y proporcionan unos medios adecuados para asegurar la guía 1400 de ondas dentro del vehículo. Los resortes se dimensionan e inclinan para minimizar la pérdida de luz a través del resorte. Por ejemplo, el resorte puede formar un ángulo de 60º con la guía de ondas (hacia la dirección en la que la luz se desplaza a través de la guía de ondas). El vehículo puede tener ménsulas para recibir los resortes 1410 o puede ser insertado un tornillo dentro de un resorte 1410 para asegurar la guía de ondas a una superficie de montaje. Las retenciones 1415 permiten que la guía 1400 de ondas sea conectada firmemente a otra guía 1405 de ondas que tenga una estructura 1420 de garras integrada. Cada guía de ondas puede estar configurada con una retención 1415 en un extremo y una estructura 1420 de garra en el otro.
La figura 14 muestra guías de ondas con elementos de conexión integrados. Una guía 1440 de ondas puede tener una chaveta 1445 formada en un extremo. La chaveta 1445 está configurada para que case con un hueco 1450 de otra guía 1455 de ondas. Estos elementos de conexión pueden originar una pérdida de aproximadamente el 4% en cada interfaz, no obstante, los elementos de conexión incrementan la facilidad con la que los componentes de las guías de ondas pueden ser instalados. Una resina epoxídica o fluido de índice conjugado puede ser usado en la interfaz para asegurar la conexión y reducir pérdidas.
En adición a los elementos de instalación y conexión, la guía 1400 de ondas se ensancha en un extremo en el elemento 1425 de salida que tiene una superficie 1430 curva convexa. La superficie curva 1430 del elemento 1425 de salida actúa esencialmente como una lente para proporcionar una característica de salida de luz deseada. El elemento 1425 de salida puede constituir un elemento de iluminación para el vehículo, por ejemplo, una luz de estribo en la puerta de un vehículo. Una porción del extremo de guía de ondas ensanchado puede ser eliminado, dejando una separación 1435 de aire, al mismo tiempo que mantiene las deseadas características de salida. La separación 1435 de aire disminuye el peso y el coste de la guía 1400 de onda.
Doblez con Fuga
Otra configuración para un elemento de salida se muestra en la figura 15. Una guía 1500 de ondas tiene un doblez que se configura para permitir que una porción de la luz que se desplaza en la guía de ondas escape en el doblez 1505. Una lente 1510 puede ser usada para enfocar la luz para formar un modelo de haz deseado. La cantidad de luz liberada en el extremo 1505 (o reflejada hacia atrás hacia la entrada) puede ser controlada determinando el radio interior (r) de curvatura del doblez 1505 con relación a la anchura (w) de la guía 1500 de ondas. Por ejemplo, una relación (r/w) de radio de curvatura interior a anchura de la guía de ondas de 3:1 originará una pérdida de menos del 5% de la luz total en la guía de ondas (incluyendo las pérdidas la luz liberada en el doblez y la luz reflejada hacia atrás hacia la entrada). Una relación de doblez de 1:1 originaría una pérdida de aproximadamente 30-35%, y una relación de doblez de 0,1:1 originaría una pérdida de aproximadamente 65-70%. No toda la luz perdida en la guía de ondas entra en la lente, no obstante la cantidad de luz que entra en la lente será proporcional a la cantidad de luz liberada en el doblez.
Distribuidor Óptico
Haciendo referencia a las figuras 16 y 17 un distribuidor 1600 óptico es otro bloque de construcción útil para un DLS. La luz entra en el distribuidor 1600 óptico a través de una o más entradas 1605 y es dividida en uno o más de los brazos 1610 de salida. Alternativamente, la luz puede entrar a través de uno o más brazos 1610 y salir a través de la entrada 1605. Los brazos 1610 de salida pueden dividirse en múltiples puntos del distribuidor óptico en múltiples direcciones para dirigir luz a otros subsistemas del DLS en varios lugares dentro del vehículo. El tamaño de los brazos 1610 de salida y sus posiciones determinan la proporción de la entrada de luz en el distribuidor óptico que es dividida en cada brazo.
Como se muestra en la figura 17, el distribuidor 1600 óptico puede incluir elementos 1615 de salida integrados. El elemento 1615 de salida puede ser una estructura de tipo lente que realice funciones de iluminación dentro del vehículo, tales como luces de lectura o luces del tablero de instrumentos. El distribuidor 1600 puede tener múltiples brazos 1605 de entrada y brazos 1610 de salida, así como una porción 1620 en la que la luz de las diversas entradas se combina. Cada entrada y salida puede usar filtros coloreados para logra los efectos de iluminación deseados.
Collar de Guías de Ondas
Haciendo referencia a las figuras 18 a 25, un DLS puede incorporar estructuras de guías de ondas ópticas que proporcionen una estructura integrada para recoger y distribuir luz de una fuente luminosa. Estas estructuras pueden ser denominadas collares de guías de ondas. En general, un collar 1700 de guías de ondas recoge luz de una fuente luminosa 1710 y divide la luz entre brazos 1720 de salida que se extienden desde la fuente luminosa 1710. Los brazos se extienden en un plano acimutal con relación a la fuente luminosa.
Por ejemplo, como se muestra en la figura 18, el collar 1700 de guía de ondas es una estructura plana en forma de cruz. El collar 1700 tiene cuatro brazos 1720 de salida y una abertura 1730 en el centro para acomodar una fuente luminosa 1710. El número de brazos puede variar. La fuente luminosa 1710 puede estar encerrada en un manguito cilíndrico 1740, que se inserte en la abertura 1730 en el collar 1700 de guía de ondas. Luz procedente de la fuente luminosa pasa a través del manguito 1740, en el que se divide en los brazos 1720 de salida. El manguito cilíndrico 1740 puede ser usado con cualquiera de las configuraciones de collar de guía de ondas que se examinan más adelante. Varios collares 1700 de guía de ondas pueden apilarse sobre un manguito 1740 único para formar una estructura multicapa. En adición, el manguito cilíndrico 1740 puede estar conectado a, o integrado con, la base 1750 de la fuente luminosa como se expone más adelante.
Los brazos 1720 de salida del collar 1700 de guía de ondas pueden ser conectados a otros componentes en el DLS o pueden tener elementos de salida integrados, tales como una lente 1770. La lente 1770, que está situada en el extremo del brazo 1720 de salida, transmite luz fuera de la guía de ondas para proporcionar iluminación para el interior o exterior del vehículo. Las guías 1760 de ondas pueden estar conectadas a los brazos 1720 de salida, como se muestra en la figura 19. Elementos de instalación integrados, tales como loas enganches, garras y retenedores descritos anteriormente con respecto ala figura 13, pueden ser usados para conectar las guías de ondas a los brazos de salida.
Como se muestra en las figuras 20 y 21, el manguito cilíndrico 1740 puede tener un reborde 1745 para conexión a la base 1750 de lámpara. La base de lámpara tiene lengüetas 1755 de fijación que pueden ser insertadas en la separación 1765 entre las porciones de reborde 1745 del manguito 1740. La base de lámpara se retuerce para que las lengüetas de bloqueo se apliquen con el reborde 1745 y mantengan la fuente luminosa 1710 en su lugar dentro del manguito 1740. Alternativamente, como se muestra en la figura 22, un collar 1700 de guía de ondas puede tener un reborde 1745 integrado para la conexión a una base 1750 de lámpara. El collar puede tener muescas 1777 de alineación configuradas para acomodar lengüetas 1779 de alineación sobre el extremo de una guía 1772 de onda de conexión.
El manguito 1740 proporciona varias ventajas. Por ejemplo, como se muestra en la figura 23, múltiples collares 1700 de guía de ondas pueden ser apilados sobre un manguito único, permitiendo que la luz sea distribuida a través de múltiples collares 1700 con una fuente luminosa 1710 única. Ese tipo de configuración aumenta la flexibilidad de diseño del sistema.
En adición, la porción superior del manguito 1740 refleja una porción de la luz de la fuente luminosa 1710 a través de la reflexión interna de modo que la luz sale de la parte superior 1775 del manguito. La luz que entra en el manguito formando un ángulo menor que el ángulo crítico pasa a través del manguito y entra en el collar 1700 de la guía de ondas (siendo medido el ángulo con respecto a una dirección perpendicular a la pared de manguito). La luz que entra en el manguito formando un ángulo mayor que el ángulo crítico es reflejada interiormente por el manguito. De esta manera, el manguito forma un sistema de iluminación híbrido que permite que la fuente luminosa 1710 funcione como una fuente tanto para un funcionamiento de iluminación directa (a través de la parte superior del manguito) como para un funcionamiento de iluminación distribuida (a través de una red conectada a un collar de guías de onda).
La figura 24 muestra un diagrama de rayos luminosos para un collar 1700 de guías de onda de cuatro brazos. Por razones de claridad, está trazada solamente una porción de los rayos luminosos 1780 de la fuente luminosa 1710 de la fuente luminosa 1710 en el diagrama. Ordinariamente, la luz emana uniformemente de la fuente luminosa 1710 en el plano del collar de guías de onda (el plano acimutal). El collar de guías de onda recoge luz de la fuente luminosa y la divide entre los cuatro brazos 1720 de salida. En este ejemplo, los vértices 1790 están posicionados con relación a la fuente luminosa 1710 de modo que esencialmente la totalidad de la luz recogida se distribuye en uno de los brazos 1720 de salida (la luz no escapa por los vértices 1790).
La figura 25 muestra una vista en perspectiva de un collar 1700 de guías de ondas de cuatro brazos. La porción central 1795 puede ser cónica o escalonada para mejorar la eficiencia de la recogida de luz con respecto a la fuente luminosa.
Las figuras 26 y 27 muestran configuraciones alternativas de un collar 1800 de guías de ondas. El collar 1800 es una estructura plana que rodea y recoge luz de una fuente luminosa (no mostrada) posicionada en una abertura 1830 en el centro del collar 1800. Las guías 1810 de ondas pueden estar montadas sobre la superficie superior del collar 1800 o pueden estar empotradas en el collar como se muestra. Las guías 1810 de onda pueden estar posicionadas radialmente con respecto a la fuente luminosa, como se muestra en la figura 27. Un manguito 1840 cilíndrico puede rodear la fuente luminosa, como se describe anteriormente. El collar 1800 sirve como un elemento de iluminación híbrido realizando a la vez una función de iluminación directa (en la dirección perpendicular al plano del collar) y una función de iluminación distribuida (a través de las guías de onda conectadas).
La figura 28 muestra otra configuración alternativa de un collar 1900 de guías de ondas. El collar tiene dos brazos 1905 que se extienden desde lados opuestos de la abertura 1920 de fuente luminosa. Los lados de los brazos de salida incluyen superficies 1930 curvas, convexas en el centro del collar 1900. Como se muestra mediante el trazado de rayos luminosos, las superficies curvas 1930 en los vértices 1950 mejoran la recogida de luz reflejando luz que habría sido transmitida fuera de los lados del collar (si los lados no fueran curvos) y dirigiendo la luz dentro de los brazos de salida.
Como se muestra en las figuras 29 y 30, los componentes ópticos, tales como las lentes 1960, pueden estar posicionados en los vértices 1950 de las superficies curvas 1930. La lente 1960 puede ser configurada junto con el resto del collar de guía de ondas en una operación de moldeo de inyección única. La lente 1960 puede tener una diversidad de formas tales como cilíndrica, esférica, parabólica, de Fresnel, o poliédrica. La lente 1960 recibe luz a través del lado enfrentado a la fuente luminosa, enfoca luz por medio de la reflexión interna y emite la luz a través del lado opuesto. Los rayos luminosos 1970 de salida, como se muestra en la figura 30, son enfocados y, como tales, tienden a converger a una cierta distancia de la lente 1960.
Como se muestra en la figura 31, una lente 1980 puede estar también posicionada en puntos sobre el collar de guía de ondas distintos a los vértices 1950. La luz emitida por las lentes 1960 y 1980 puede ser enfocada, por ejemplo, sobre la entrada de una guía 1990 de ondas o sobre un blanco 1995 en el interior o exterior de un vehículo, tal como una bocallave. Las lentes integrales moldeadas proporcionan varias ventajas. Por ejemplo, un collar de guía de ondas con una lente sirve como un elemento de iluminación híbrido, es decir, el collar realiza tanto la función de iluminación directa como la función de iluminación distribuida. En adición, los gastos de complejidad y fabricación pueden ser reducidos al usar un procedimiento de fabricación de moldeo por inyección que tiene una operación.
La figura 32 muestra otra estructura 2000 de guía de ondas para recoger y distribuir luz de una fuente luminosa. La estructura 2000 es generalmente similar, en apariencia, al collar 1800 de guía de ondas de la figura 26 porque, la forma de collar, rodea y recibe luz de una fuente luminosa (no mostrada) posicionada en una abertura 2030 de un elemento plano que tiene guías 2010 de ondas empotradas que se extienden desde las superficies superior 2020 e inferior 2025. La estructura 2000 proporciona unos medios eficientes para distribuir la luz recogida de la fuente luminosa dentro de guías de onda sin proporcionar una instalación de iluminación directa desde las superficies, a diferencia del collar 1800, de modo que, por ejemplo, la estructura 2000 puede ser montada en el panel de puerta o revestimiento delantero de un vehículo. Las guías 2010 de onda pueden transportar luz a diversos puntos de salida de luz sobre el panel de puerta o el revestimiento delantero para proporcionar iluminación interior del vehículo.
La estructura 2000 puede ser configurada integralmente con las guías 2010 de onda y puede, por ejemplo, ser configurada de material plástico o acrílico usando moldeo por inyección. Las guías 2010 de onda pueden estar empotradas en la estructura 2000 de la guía de ondas, como se muestra en la figura 32, o puede estar elevada, es decir, extenderse sobre la superficie superior 2020, como se examina más adelante con referencia a la figura 34.
Ya que la estructura 2000 de collar es similar a la del collar 1800 de la figura 26, una estructura análoga 2100 se muestra en la figura 33 que, de una manera similar al collar 1300 de la figura 27, tiene guías 2110 de onda que están posicionadas radialmente con respecto a la abertura 2330 de la fuente luminosa. Las guías de onda pueden ser elevadas o empotradas. Un manguito cilíndrico 2140 puede rodear la fuente luminosa, como se ha descrito anteriormente. En adición, las lengüetas 2150 pueden extenderse dentro de la abertura 2130. Las lengüetas 2150 están configuradas para que casen con las lengüetas de bloqueo de una fuente luminosa para mantener la fuente luminosa en posición en la abertura 2130.
La figura 34 muestra otra estructura 2200 de guías de onda similar en la cual las guías 2205 de onda están montadas sobre una superficie superior 2215 y se extienden radialmente desde la fuente luminosa 2220. Las caras 2230 de entrada de algunas de las guías de onda están inclinadas con respecto a los lados 2240 de las guías de onda, es decir, las caras 2230 de entrada forman un ángulo no ortogonal con respecto a los lados 2240 de de la guía de ondas. Las caras 2250 de entrada de otras guías de onda son ortogonales a los lados 2260 de la guía de ondas. La fuente luminosa 2220 se inserta en la abertura 2270 en la abertura 2200.
La figura 35 muestra un diagrama de rayos luminosos parcial para la estructura 2200. Un rayo 2225 atraviesa la cara 2230 de la guía 2205 de ondas. Como se ha examinado anteriormente, la cara 2230 forma un ángulo no ortogonal con respecto al lado 2240 de la guía 2205 de ondas. Si la cara 2230 de entrada no estuviera inclinada, como se indica mediante las líneas 2250 de trazos, un rayo 2255 de luz podría entrar en el lado 2240 de la guía de ondas y salir a través del lado opuesto de la guía de ondas en vez de reflejarse interiormente. Por tanto, esta configuración ayuda a reducir la cantidad de luz que entra en el lado 2240 de la guía de onda en vez de por la cara 2230 de entrada. También permite que las guías 2205 de onda estén posicionadas más próximas entre sí, lo cual impide que la luz pase a través de las separaciones entre las guías de onda.
La figura 36 muestra un diagrama de rayos luminosos para una estructura 2200 de guía de ondas. Parte de la luz de la fuente luminosa, que está posicionada en la abertura 2270 en la estructura 2200, entra directamente en la cara 2230 de entrada de la guía 2205 de entrada. Una porción 2265 de la luz procedente de la fuente luminosa puede ser reflejada desde la superficie inferior 2275 de la estructura y puede entrar en la guía 2205 de ondas a través de una superficie lateral 2280.
Como se muestra en la figura 37, las guías de onda pueden estar fijadas a la superficie superior 2215 de la estructura 2000 mediante un adhesivo. También pueden ser fijadas mediante elementos de la instalación integrados en la estructura y las guías de ondas, tales como resortes. Alternativamente, las guías 2205 de onda y la estructura 2200 pueden estar configuradas a partir de una pieza maciza de material, por ejemplo, plástica o acrílica moldeada por inyección.
Como se muestra en la figura 38, las guías 2205 de onda pueden extenderse desde las superficies superior 2215 e inferior 2290 de la estructura 2200 en vez de solamente desde la superficie superior. Las guías 2205 de ondas pueden estar configuradas integralmente con la estructura 2200 a partir de una pieza maciza de material, o las guías 2205 de ondas pueden estar fijadas a la estructura 2000 por salto elástico o adhesivo.
Las figuras 39 y 40 muestran vistas extremas de una guía de ondas montada sobre una estructura 2300 de guías de onda plana. En la figura 39, un canal 2310 está formado debajo de la guía 2205 de ondas a lo largo de la longitud de la guía 2205 de ondas. El canal 2310 aumenta el aislamiento entre la guía 2205 de ondas y la estructura 2300 para reducir la pérdida de luz de la guía 2205 de ondas e incrementar la eficiencia. El canal 2310 puede ser más estrecho que la guía 2205 de ondas y la profundidad del canal 2310 puede ser menor que el espesor de la estructura 2300 para mantener el soporte estructural entre las secciones 2315 y 2320 de la estructura a cada lado de la guía 2205 de ondas. Como se muestra en la figura 40, los lados 2330 del canal 2310 pueden estar inclinados (es decir, la anchura del canal puede aumentar en una dirección hacia fuera de la guía de ondas) para mejorar la integridad estructural.
De acuerdo con la invención, un DLS se usa en un panel 2950 de puerta de vehículo, como se muestra en la figura 41 en 3000, para distribuir luz desde una fuente luminosa 2960 en salidas 3010 de iluminación para la puerta de vehículo. Como se muestra en las figuras 42 y 43, una guía 3020 de ondas principal divide la luz de la fuente luminosa 2960 en guías 3030 de onda derivadas que propagan la luz a las salidas 3010 de iluminación del panel 2950 de puerta.
Una diversidad de estructuras de salida puede ser usada en las salidas 3010 de iluminación. Por ejemplo, una guía de ondas puede tener una porción extrema cónica (como se muestra en la figura 11) con un elemento de lente. Un doblez de guía de onda con fugas (como se muestra en la figura 15) puede ser también usado.
El montaje 3000 de guías de onda se soporta sobre el panel 2900 de puerta mediante una banda de intersección de los brazos 3040 de soporte que se extiende entre las guías 3030 de onda. Los brazos 3040 de soporte puede estar configurados del mismo material que las guías 3030 de onda (por ejemplo, plástico moldeado por inyección) y pueden ser fabricados como una única unidad. Alternativamente, los brazos 3040 de soporte pueden estar conectados mediante un adhesivo o pueden tener elementos de instalación integrados, tales como resortes (como se muestran en las figuras 13 y 14).
Como se muestra en la figura 44, los brazos 3040 de soporte pueden ser aproximadamente del mismo espesor (en la dirección perpendicular al plano del panel de puerta) y anchura (en una dirección paralela al plano del panel de puerta) que las guías 3030 de onda.
Alternativamente, los brazos 3040 de soporte pueden ser más estrechos en anchura (figura 45) o más finos (figura 46) que las guías 3030 de onda para minimizar la cantidad de luz que entra en los brazos 3040 de soporte.
Haciendo referencia de nuevo a la figura 42, los brazos 3040 de soporte forman un ángulo de unos 67º con las guías 3030 de onda derivadas (con respecto a la dirección de desplazamiento de la luz) de modo que la cantidad de luz que entra en los brazos 3040 de soporte es minimizada. Como se examina en "Análisis de las Geometrías de las Guías de Ondas en Dobleces y Derivaciones para la Dirección de la Luz", las guías de ondas con ángulos de derivación mayores de 45º transmiten solamente un pequeño porcentaje de la luz procedente de la derivación principal. Por ejemplo, una guía de ondas con un ángulo de derivación de 67,5º transmite aproximadamente el 1,3% de la luz procedente de la derivación principal.
Las guías de onda derivadas 3030 pueden incluir dobleces 3045 cerca de las salidas 3010 de iluminación o en otros puntos a lo largo de las guías de onda (por ejemplo, cerca de la guía 3020 de onda de la sección de línea) de modo que el montaje 3000 de las guías de onda puede adaptarse a la forma del panel 2900 de puerta.
Los dobleces 3045 tienen relaciones de plegado mayores de 3:1 para minimizar la fuga de luz no deseada. Ese tipo de configuración reduce las emisiones de luz no estéticas de grietas o separaciones en la estructura de panel 2900 de puerta.
Los orificios 3050 de instalación están posicionados a lo largo de los brazos 3040 de soporte de modo que el montaje 3000 de guías de ondas puede ser instalado en el panel 2900 de puerta. Tornillos, pies o resortes pueden ser usados para mantener el montaje 3000 de guías de ondas en posición sobre el panel 2900 de puerta.
El panel DLS de puerta proporciona varias ventajas. Por ejemplo, elimina la necesidad de cableado eléctrico, múltiples bombillas, conectadores y placas de PC, dentro del panel de puerta.
La única fuente luminosa de alta fiabilidad en el DLS puede satisfacer todas las necesidades de iluminación relativas a las funciones de iluminación de la puerta particular. La fuente puede ser accesible a través de un panel de acceso en la puerta, de modo que pueda ser fácilmente sustituida sin desmontar el panel de puerta. En adición, la fuente luminosa puede estar situada en otra posición dentro del vehículo, tal como bajo el tablero de instrumentos. La luz puede ser transportada desde la fuente luminosa al montaje de guías de onda del panel de puerta por medio de una guía de ondas, unión de guías de ondas o fibra óptica que pase de la carrocería de vehículo al interior de las puertas. Ese tipo de configuración reduce el cableado requerido entre la carrocería y las puertas, lo cual reduce la complejidad y los gastos de fabricación. En adición, como se ha expuesto anteriormente, el panel de guías de onda de panel de puerta puede estar configurado como una pieza única de plástico moleada por inyección, que además reduzca los gastos de fabricación.
El DLS adecuado para un panel de puerta puede ser usado para proporcionar una diversidad de otras funciones de iluminación para un vehículo asociado con esa puerta de vehículo. Estas incluyen iluminación exterior, tal como luces de seguridad/acceso. Haciendo referencia a las figuras 47 y 48, una guía de ondas, una guía 3600 de ondas puede ser instalada en una puerta 3605 de vehículo para proporcionar una luz de seguridad/acceso. La guía 3600 de ondas se extiende desde una fuente luminosa, tal como la 2960 (figura 41) hasta la superficie inferior o borde 3610 de la puerta 3605. La guía 3600 de ondas puede tener una lente configurada en su extremo de salida. Una derivación 3615 de la guía de ondas puede ser usada para instalar una luz de puerta interior. Cuando la puerta 3605 está cerrada, como en la figura 47, una sección 3615 de la guía de ondas de la puerta conecta a una guía 3625 de ondas que pasa a través del suelo 3630. La sección 3625 de guía de ondas de suelo proporciona una luz de seguridad que ilumina el área 3635 bajo el vehículo. Los extremos de la sección 3625 de la guía de ondas de suelo pueden tener lentes configurados integralmente. Cuando la puerta 3605 está abierta, como se muestra en la figura 48, la guía 3600 de ondas proporciona una luz de acceso que ilumina el pavimento 3640 entre la puerta abierta y el vehículo. El doblez 3645 en la sección de la guía de ondas de puerta puede tener un ángulo de doblez (\theta_{B}) de, por ejemplo, 20º. El doblez 36445 ayuda a dirigir la salida de la guía 3600 de ondas al área deseada.

Claims (17)

1. Un montaje (3000) de guías de ondas ópticas adecuado para la distribución de luz dentro de un panel (2950) de puerta de vehículo, que comprende una porción de cubo, o guía de ondas principal, (3020) dispuesta para ser conectada para recibir luz de una fuente luminosa (2960) y propagar la luz recibida por medio de la reflexión interna a una pluralidad de guías (3030) de onda que se extienden desde la misma, estando dispuestas dichas guías de ondas para extenderse en uso con uno de dichos paneles (3010) de puerta de dicho vehículo, para iluminar salidas del panel de puerta, y caracterizado por brazos (3040) de soporte conectados a, y que se extiende entre, las guías (3030) de ondas, accionables para soportar las guías de ondas con respecto al panel en uso.
2. Un montaje de guías de ondas ópticas según la reivindicación 1, en el que la porción de cubo tiene la forma de un collar de guías de ondas (1795, 2000, 2200) que comprende un bloque plano, macizo de material que tiene una porción central configurada para acomodar y rodear dicha fuente luminosa (1710, 2230) y las derivaciones (1720, 2010, 2205) de salida que se extienden desde la porción central que comprenden dicha pluralidad de de guías de
ondas.
3. Un montaje de guías de onda ópticas según la reivindicación 1, en el que la porción de cubo tiene la forma de un manguito cilíndrico (1740, 1840, 2140) configurado para acomodar y recibir luz de dicha fuente luminosa (1710, 1830, 2130), y un collar de guías de ondas que comprende un bloque plano, macizo de material, que tiene una porción central configurada para acomodar y rodear dicho manguito cilíndrico y las derivaciones (1720, 1810, 2105) de salida que se extienden desde la porción central que comprenden dicha pluralidad de guías de
ondas.
4. El montaje de guías de onda ópticas de la reivindicación 1, caracterizado por un iluminador compacto (900, 920, 970) como fuente luminosa, que comprende:
un alojamiento (905, 974) que tiene superficies interiores reflectoras (910),
una bombilla (915, 970) posicionada dentro del alojamiento, y
una boca (930, 976) de salida de guías de onda ópticas configurada para mantener dichas guías (320) de onda principales en posición para recibir luz de la bombilla.
5. El montaje de guías de ondas ópticas de la reivindicación 4, caracterizado porque el iluminador compacto comprende;
un alojamiento (950) que tiene extremos (930) abiertos configurados para recibir guías de onda, y
un reflector (905) posicionado dentro del alojamiento.
6. El montaje de guías de ondas ópticas de la reivindicación 5, caracterizado porque el reflector (905) comprende:
porciones extremas (930) abiertas,
una porción central entre las porciones extremas,
una fuente luminosa (915) posicionada dentro de la porción central, y
paredes laterales (925) que se extienden entre las porciones extremas y al menos encierran parcialmente la porción central, sobresaliendo las paredes interiores hacia el interior hacia la fuente lumi-
nosa.
7. El montaje (3000) de guías de ondas ópticas de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque cada brazo (3040) de soporte se extiende desde una guía (3030) de ondas formando un ángulo, con respecto a la dirección de transmisión de la luz a lo largo de la guía de ondas, de alrededor de 67º.
8. El montaje de guías de ondas ópticas de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las guías (3030) de ondas y los brazos (3040) de soporte están configurados para formar una pieza única de material macizo.
9. El montaje de guías de ondas ópticas de la reivindicación 8, caracterizado porque el material macizo es material plástico moldeado por inyección.
10. El montaje de guías de ondas ópticas, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque elementos (3010) de salida de iluminación posicionados en los extremos de dicha pluralidad de guías (3030) de onda.
11. El montaje de guías de ondas ópticas de la reivindicación 10, caracterizado porque un elemento (1400) de salida de guía de onda óptica como elemento de salida de iluminación, comprendiendo el elemento de salida de la guía de ondas una cara de entrada y una porción de transmisión, que se extiende desde la cara de entrada ensanchándose en un extremo para formar una porción extrema cónica (1425) que tiene una lente convexa (1430) en un extremo de la porción extrema cónica.
12. El montaje de guías de ondas ópticas de la reivindicación 10, caracterizado por comprender un doblez (1505) de guía de ondas como elemento de salida de iluminación.
13. El montaje de guías de ondas ópticas de la reivindicación 12, caracterizado porque el doblez de la guía de ondas tiene una relación de doblado que es menor que 3:1.
14. El montaje de guías de ondas ópticas de la reivindicación 13, caracterizado porque el doblez de la guía de ondas tiene una relación de doblado que es menos que 1:1.
15. Un panel (2950) de puerta de vehículo, caracterizado por el montaje (3000) de guías de ondas ópticas de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, y en el que el panel soporta los brazos de soporte del montaje con respecto al mismo e incluye al menos una salida (3010) de iluminación del panel de puerta de vehículo en el que las guías de ondas del montaje se extienden desde la salida del cubo o guía de ondas principal.
16. Un vehículo que incluye una puerta (3605) con una superficie (3610) de puerta inferior que encuentra una superficie de suelo del vehículo (3630) cuando la puerta está cerrada, estando la superficie de suelo desplazada del lado inferior del vehículo y caracterizada por un panel (2950) de puerta como el reivindicado en la reivindicación 15.
17. Un vehículo según la reivindicación 16, caracterizado por un montaje (3000) de guías de ondas ópticas en el que al menos una de la pluralidad de guías (3600) de ondas se extiende hasta la superficie inferior de la puerta (3610), y la porción (3630) de suelo incluye opcionalmente una sección (3625) de guía de ondas que se extiende hasta el lado inferior del vehículo dispuesta para encontrar la superficie inferior de la puerta (3610) cuando está cerrada de modo que la luz puede pasar desde la guía de ondas de la puerta y la sección de suelo del vehículo a iluminar un área (3635) situada debajo del vehículo y, cuando la puerta está abierta, a iluminar un área (3640) situada debajo de la puerta.
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