ES2271804T3 - Modulo de iluminacion para un proyector de vehiculo automovil que realiza un haz de iluminacion del tipo con recorte que comprende un reflector de tipo eliptico. - Google Patents
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Abstract
Módulo de iluminación (10) para un proyector de vehículo automóvil que realiza un haz de iluminación de tipo con recorte, que comprende, dispuestos de atrás hacia delante globalmente según un eje óptico horizontal longitudinal (A-A), dos reflectores (12, 12'') de tipo elíptico que delimitan cada uno un volumen de reflexión para rayos luminosos y que comprenden cada uno una superficie fundamentalmente elíptica de reflexión (20, 20''), dos fuentes luminosas (14, 14'') que se disponen respectivamente en las cercanías de un primer foco (F1, F1'') de cada reflector (12, 12''), y una lente convergente (16) cuyo plano focal está dispuesto en las cercanías del segundo foco (F2) del primer reflector (12), comprendiendo igualmente este primer reflector una superficie plana horizontal de reflexión (22), cuya cara superior (24) es reflectante, que delimita verticalmente hacia la parte inferior el volumen de reflexión del haz emitido por la primera fuente luminosa y que comprende un borde de extremo delantero (28), llamado borde de recorte, que está dispuesto en las cercanías del segundo foco (F2) del reflector (12), estando dispuesta esta superficie plana (22) del primer reflector en un plano horizontal que pasa globalmente por los focos (F1, F2) del primer reflector (12), caracterizado por el hecho de que la segunda fuente luminosa está dispuesta de modo que emita un haz luminoso únicamente hacia el segundo reflector (12''), estando compuesta al menos una de las fuentes luminosas (14, 14'') por un diodo electro- luminiscente.
Description
Módulo de iluminación para un proyector de
vehículo automóvil que realiza un haz de iluminación del tipo con
recorte que comprende un reflector de tipo elíptico.
La presente invención concierne un módulo de
iluminación y un proyector de iluminación de vehículo automóvil.
La presente invención concierne más
particularmente un módulo de iluminación para un proyector de
vehículo automóvil que realiza un haz de iluminación del tipo con
recorte, que comprende, dispuestos de atrás hacia delante
globalmente según un eje óptico longitudinal, un reflector de tipo
elíptico que delimita un volumen de reflexión para rayos luminosos y
que comprende una superficie fundamentalmente elíptica de reflexión,
al menos una fuente luminosa que está dispuesta en las cercanías de
un primer foco del reflector, y una lente convergente cuyo plano
focal está dispuesto en las cercanías del segundo foco del
reflector.
Los proyectores de tipo elíptico, o proyectores
de óptica de reproducción de imagen, son bien conocidos, en
particular para la realización de un haz de iluminación con
recorte.
Se entiende por haz de iluminación con recorte
un haz de iluminación que comprende un límite direccional, o
recorte, por encima del cual la intensidad luminosa emitida es
débil.
Las funciones de luces de cruce, de luces
antiniebla y amortiguadas son ejemplos de haces de iluminación con
recorte, conforme a la legislación europea en vigor.
Generalmente, en un proyector elíptico, el
recorte se realiza por medio de una cubierta, que está formada por
una placa vertical con un perfil adaptado, que se interpone
axialmente entre el reflector elíptico y la lente convergente, y que
se dispone en las cercanías del segundo foco del reflector.
La cubierta permite ocultar los rayos luminosos
provenientes de la fuente luminosa y reflejados por el reflector
hacia la parte inferior del plano focal de la lente convergente, y
que serían en ausencia de cubierta, emitidos por el proyector por
encima del recorte.
Un inconveniente de este tipo de proyector es
que una parte importante de la energía luminosa emitida por la
fuente se disipa en la superficie trasera de la cubierta. Por otro
lado, este tipo de módulo no permite una doble función, a saber la
función "carretera" y la función "cruce".
Se divulga una solución a este problema en la
patente US 4 914 747.
En este documento, se describe un módulo de
iluminación para un proyector de vehículo automóvil que realiza un
haz de iluminación de tipo con recorte, que comprende, dispuestos de
atrás hacia delante globalmente según un eje óptico longitudinal
horizontal, dos reflectores de tipo elíptico que delimitan cada uno
un volumen de reflexión para rayos luminosos y que comprenden cada
uno una superficie fundamentalmente elíptica de reflexión, dos
fuentes luminosas que se disponen respectivamente en las cercanías
de un primer foco de cada reflector, y una lente convergente cuyo
plano focal está dispuesto en las cercanías del segundo foco del
primer reflector, comprendiendo este primer reflector una superficie
plana horizontal de reflexión, cuya cara superior es reflectante,
que delimita verticalmente hacia la parte inferior el volumen de
reflexión del haz emitido por la primera fuente luminosa y que
comprende un borde de extremo delantero, llamado borde de recorte,
que está dispuesto en las cercanías del segundo foco del reflector,
de manera que forma el recorte en el haz de iluminación.
Según esta técnica anterior, la primera fuente
luminosa formada por un filamento está equipada con una cubierta
inferior que garantiza un haz único hacia la parte superior emitido
por esta fuente. El primer reflector elíptico asociado a ella puede
estar pues concebido de forma optimizada en función de esta primera
fuente para desempeñar la función de cruce.
Por el contrario, la segunda fuente luminosa,
igualmente un filamento, puede emitir tanto hacia la parte superior
como hacia la parte inferior. Si el segundo reflector elíptico que
está asociado a ella puede ser concebido de forma optimizada en
función de esta segunda fuente para desempeñar la función carretera,
existe un haz superior definido por la elección de esta segunda
fuente luminosa y que se refleja en el primer reflector definido por
lo que le respecta por la elección de la primera fuente luminosa. Si
este haz una vez reflejado participa en la función carretera, esta
función no puede estar optimizada ya que depende de criterios
relativos a la función cruce, por lo que se refiere al primer
reflector.
Se obtiene como resultado una disposición no
controlada y de eficacia aleatoria o al menos que necesita numerosas
pruebas para obtener las funciones deseadas.
La invención resuelve este problema técnico y
para ello, propone un módulo de iluminación para un proyector de
vehículo automóvil que realiza un haz de iluminación de tipo con
recorte, que comprende, dispuestos de atrás hacia delante
globalmente según un eje óptico horizontal longitudinal, dos
reflectores de tipo elíptico que delimitan cada uno un volumen de
reflexión para rayos luminosos y que comprenden cada uno una
superficie fundamentalmente elíptica de reflexión, dos fuentes
luminosas que se disponen respectivamente en las cercanías de un
primer foco de cada reflector, y una lente convergente cuyo plano
focal está dispuesto en las cercanías del segundo foco del primer
reflector, comprendiendo este primer reflector una superficie plana
horizontal de reflexión, cuya cara superior es reflectante, que
delimita verticalmente hacia la parte inferior el volumen de
reflexión del haz emitido por la primera fuente luminosa y que
comprende un borde de extremo delantero, llamado borde de recorte,
que está dispuesto en las cercanías del segundo foco del reflector,
estando dispuesta esta superficie plana del primer reflector en un
plano horizontal que pasa globalmente por los focos del primer
reflector, caracterizado por el hecho de que la segunda fuente
luminosa está dispuesta de modo que emita un haz luminoso únicamente
hacia el segundo reflector, estando compuesta al menos una de las
fuentes luminosas por un diodo
electro-luminiscente.
De este modo, cada fuente luminosa emite en un
medio volumen de reflexión limitado por el reflector elíptico
correspondiente, de forma independiente. Esto permite controlar su
función y su radiación de forma sencilla y precisa.
Gracias al módulo de iluminación según la
invención, la mayoría del flujo luminoso emitido por cada fuente es
utilizado en el haz luminoso producido por el módulo, con vistas a
realizar la doble función de iluminación reglamentaria asociada,
preferentemente la función "carretera" y la función
"cruce".
Según un modo de realización preferido, esta
disposición consiste en el hecho de que las dos fuentes luminosas
están separadas por una cubierta opaca.
Preferentemente, los segundos focos de los
primer y segundo reflectores elípticos son fundamentalmente
coincidentes.
Ventajosamente, la susodicha superficie plana
horizontal de reflexión, cuya cara superior es reflectante, está
compuesta por una pieza transparente que lleva un revestimiento
reflectante.
Esta característica permite limitar el agujero o
zona muerta de luz que corresponde a la imagen del espesor de esta
superficie reflectante por el haz luminoso reflejado por el primer
reflector al espesor del susodicho revestimiento reflectante que
puede ser realizado por medio de un depósito en vacío de aluminio
por ejemplo que es de un espesor comprendido entre alrededor de 500
nm y alrededor de algunos micrómetros, del orden de magnitud de
algunas longitudes de onda visible.
Además esta pieza transparente tiene también una
función óptica con respecto al haz óptico reflejado por el segundo
reflector. En efecto, es atravesada por este haz.
Con el fin de limitar las pérdidas ópticas en
esta travesía, preferentemente, la susodicha pieza transparente
comprende una superficie inferior esférica centrada en el segundo
foco del segundo reflector elíptico.
De este modo los rayos de luz emitidos por
reflexión sobre el segundo reflector son normales a esta superficie
inferior.
Preferentemente, la superficie fundamentalmente
elíptica del primer reflector está formada por un sector angular de
una pieza fundamentalmente de revolución, alrededor del eje óptico
longitudinal, y por el hecho de que este sector angular se extiende
verticalmente por encima de la superficie plana del reflector.
Preferentemente, la superficie fundamentalmente
elíptica del segundo reflector está formada por un sector angular de
una pieza fundamentalmente de revolución, alrededor de un eje
llamado de revolución.
Y ventajosamente, el eje óptico del primer
reflector y el eje de revolución del segundo reflector son
secantes.
Según otras características de la invención:
- -
- la superficie plana del reflector puede extenderse longitudinalmente hacia la parte trasera, desde su borde de recorte, al menos hasta las cercanías del primer foco del reflector;
- -
- la fuente luminosa asociada al primer reflector se dispone en el módulo de manera que su eje de difusión luminosa sea fundamentalmente perpendicular a la superficie plana de este reflector;
- -
- el borde de recorte de la superficie plana del primer reflector presenta un perfil curvo, en el plano horizontal, de manera que sigue globalmente la curvatura del plano focal de la lente.
La invención concierne igualmente un proyector
de iluminación de vehículo automóvil que comprende al menos un
módulo de iluminación tal como el que se ha precisado anteriormente
y destinado a una doble función de iluminación.
Preferentemente, esta doble función comprende la
función de iluminación en modo "cruce" y la función de
iluminación en modo "carretera".
Aparecerán otras características y ventajas de
la invención con la lectura de la descripción detallada que viene a
continuación para la comprensión de la cual se hará referencia a las
figuras en anexo entre las cuales:
- la figura 1 es una vista en corte vertical que
representa esquemáticamente un modo de realización preferido del
módulo de iluminación según la invención;
- la figura 2 es una vista en perspectiva que
representa parcialmente este modo de realización preferido del
módulo de iluminación según la invención;
- la figura 3 es una vista superior que
representa esquemáticamente el módulo de iluminación de la figura
1;
- la figura 4 es una vista lateral que ilustra
esquemáticamente el trayecto de los rayos luminosos en el módulo de
iluminación de la figura 1;
- la figura 5 es una vista similar a la de la
figura 2 que representa un segundo modo de realización del módulo de
iluminación según la invención;
- la figura 6 es una vista similar a la de la
figura 2 que representa una variante de realización del módulo de
iluminación de la figura 1 que comprende varios diodos
electro-luminiscentes;
- la figura 7 es una vista delantera que
representa esquemáticamente un proyector de iluminación de vehículo
que comprende módulos de iluminación según la invención y que
realiza un haz de iluminación reglamentario de cruce;
- la figura 8 es una vista en perspectiva
esquemática del módulo de iluminación representado en la figura
1;
- la figura 9 es una representación esquemática
de una imagen de la proyección del haz de luz emitido por el módulo,
según un primer modo de funcionamiento del módulo conforme a la
invención;
- la figura 10 es una representación esquemática
de una imagen de la proyección del haz de luz emitido por el módulo
según un segundo modo de funcionamiento del módulo conforme a la
invención.
Se ha representado esquemáticamente en la figura
1 un módulo de iluminación 10 que se ha realizado según las
enseñanzas de la invención.
De manera clásica, el módulo de iluminación 10
comprende, dispuestos de detrás hacia delante según un eje óptico
longitudinal horizontal A-A, un primer reflector 12
de tipo elíptico, una primera fuente luminosa 14 que está dispuesta
en las cercanías de un primer foco F1 del primer reflector 12, y una
lente convergente 16 cuyo plano focal está dispuesto en las
cercanías del segundo foco F2 del primer reflector 12.
El primer reflector 12 y la lente 16 forman una
parte del sistema óptico del módulo de iluminación 10.
El eje óptico A-A define aquí, a
título no limitativo, una dirección longitudinal horizontal y una
orientación de detrás hacia delante, que corresponde a una
orientación de izquierda a derecha en las figuras. El eje óptico
A-A es por ejemplo fundamentalmente paralelo al eje
longitudinal de un vehículo (no representado) equipado con el módulo
de iluminación 10.
En la continuación de la descripción, a título
no limitativo, se utilizará una orientación vertical que corresponde
a una orientación de arriba hacia abajo en la figura 1.
La lente convergente 16 es aquí una pieza de
revolución alrededor del eje óptico longitudinal
A-A. La lente 16 comprende, enfrente del primer
reflector 12, una superficie de entrada transversal 17 para los
rayos luminosos.
Según el modo de realización aquí representado,
el primer reflector 12 comprende una superficie elíptica 18 que se
ha realizado en forma de un sector angular de una pieza
fundamentalmente de revolución, y que se extiende en el medio
espacio situado por encima de un plano axial horizontal que pasa por
el eje óptico longitudinal A-A.
La cara interna 20 de la superficie elíptica 18
es reflectante.
Se observa que la superficie elíptica 18 puede
no ser perfectamente elíptica y puede presentar varios perfiles
específicos previstos para optimizar la repartición luminosa en el
haz de iluminación producido por el módulo 10, según la función de
iluminación "cruce" realizada por el módulo 10. Esto implica
pues que el reflector no sea perfectamente de revolución.
Según las enseñanzas de la invención, el primer
reflector 12 comprende una superficie plana horizontal 22 cuya cara
superior 24 es reflectante.
El primer reflector 12 delimita un volumen de
reflexión para los rayos luminosos emitidos por la primera fuente
14, es decir un volumen en el cual se emiten los rayos luminosos y
en el cual se reflejan los rayos luminosos. Este volumen de
reflexión está delimitado, por su parte superior, por la cara
interna de reflexión 20 de la superficie elíptica 18, y
verticalmente hacia la parte inferior por la superficie reflectante
24 de la superficie plana 22.
La superficie plana 22 se extiende aquí en un
plano axial horizontal.
Las figuras 2 a 7 representan únicamente este
primer reflector 12, la lente 16 y la superficie plana 22.
La superficie plana 22 está delimitada, por la
parte trasera, en su intersección con la superficie elíptica 18, por
un borde elíptico 26, y por la parte delantera, por un borde de
extremo longitudinal delantero 28. Se puede prever como variante que
la superficie plana 22 esté delimitada por la parte trasera por un
segmento de recta perpendicular al eje A-A y que
pasa por las inmediaciones de la fuente 14, por delante de esta
última.
El borde de extremo delantero 28 de la
superficie plana 22 está dispuesto en las cercanías del segundo foco
F2 del reflector 12, de manera que forma un recorte suficientemente
neto en el haz de iluminación producido por el módulo de iluminación
10.
En la continuación de la descripción, se
designará pues este borde de extremo delantero 28 por "borde de
recorte 28".
El plano focal de la lente 16, en un plano
horizontal que pasa por el foco F2 de la lente 16, forma un perfil
curvo, cóncavo hacia la parte delantera. Según el modo de
realización, la forma curva de este perfil es más o menos compleja,
y puede aparentarse en una primera aproximación a un arco de
círculo. Por consiguiente, preferentemente, el borde de recorte 28
presenta un perfil curvo, en el plano horizontal, de manera que
sigue globalmente el perfil del plano focal de la lente 16.
Según el modo de realización representado aquí,
la superficie plana reflectante 22 comprende un tramo trasero 30
semi-elipsoidal, que está delimitado por el borde
elíptico 26, y por el diámetro 32 del borde delantero 34
semicircular de la superficie elíptica 18.
La superficie plana reflectante 22 comprende un
tramo delantero 36 globalmente trapezoidal isósceles, que está
delimitado por el diámetro 32 de la superficie elíptica 18, por dos
bordes laterales 38, 40, y por el borde de recorte 28.
Según el modo de realización aquí representado,
la amplitud transversal del tramo delantero 36 aumenta
progresivamente hacia la parte delantera, de manera que la amplitud
transversal del borde de recorte 28 sea prácticamente igual al
diámetro de la superficie de entrada de la lente 16.
Según una variante de realización tal como se ha
representado en la figura 3, la superficie plana 22 puede comprender
únicamente un tramo delantero 36, que se extiende axialmente hacia
la parte trasera, desde el borde de recorte 28 hasta un punto
determinado del eje óptico A-A situado entre el
primer F1 y el segundo F2 foco del reflector 12.
Ventajosamente, la fuente luminosa 14 está
prevista para emitir su energía luminosa en menos de un "medio
espacio" situado por encima de la superficie plana 22, y para
emitir su energía luminosa hacia la cara interna 20 de la superficie
elíptica 18.
Ventajosamente, la fuente luminosa 14 es un
diodo electro-luminiscente encapsulado 44.
Se designa aquí como diodo
electro-luminiscente 44, a la unión que produce la
energía luminosa así como al globo, o a la cápsula, de difusión
luminosa, que envuelve la parte superior de la unión.
Clásicamente, el diodo
electro-luminiscente 44 está montado sobre una placa
electrónica de soporte 42, que se representa en la figura 4, y que
está dispuesta aquí paralelamente bajo la superficie plana 22.
El diodo electro-luminiscente 44
comprende un eje de difusión luminosa B-B que aquí
es fundamentalmente perpendicular a la superficie plana 22.
El diodo electro-luminiscente 44
emite su energía luminosa en un ángulo sólido globalmente centrado
alrededor de su eje de difusión luminosa B-B, e
inferior a 180º.
Esta disposición permite al diodo 44 emitir la
mayoría de su energía luminosa hacia la cara interna 20 de la
superficie elíptica 18.
El principio del funcionamiento del módulo de
iluminación 10 según la invención es el siguiente.
Se supone que la fuente luminosa 14 es de
extensión débil alrededor de un punto que coincide con el primer
foco F1 del reflector elíptico 18.
En un primer momento, se consideran los rayos
luminosos emitidos por la fuente luminosa 14 que pasan por encima
del borde de recorte 28, y que serán designados como rayos primarios
R1.
Como la fuente luminosa 14 está dispuesta en el
primer foco F1 del reflector elíptico 18, la mayor parte de los
rayos primarios R1, emitidos por la fuente 14, después de haber sido
reflejada por la cara interna 20 de la superficie elíptica 18, es
reenviada hacia el segundo foco F2 del reflector 18, o a las
inmediaciones de éste.
Estos rayos luminosos primarios R1 forman, en el
foco F2 de la lente 16, una imagen luminosa concentrada que es
proyectada, por delante del módulo de iluminación 10, por la lente
16, según una dirección fundamentalmente paralela al eje
longitudinal A-A, pero orientada hacia abajo.
En un segundo momento, se consideran los rayos
luminosos R2 emitidos por la fuente 14 que pasarían por debajo del
borde de recorte 28, si no existiera la superficie plana 22, y que
serán designados como rayos secundarios R2.
Estos rayos luminosos secundarios R2 son
reflejados por la cara interna 20 de la superficie elíptica 18 hacia
la superficie plana reflectante 22, de modo que son reflejados una
segunda vez hacia delante.
Durante esta segunda reflexión, los rayos
luminosos secundarios R2 se transmiten hacia la parte superior de la
superficie de entrada 17 de la lente 16. Por consiguiente, debido a
sus propiedades de convergencia, la lente 16 desvía los rayos
luminosos secundarios R2 hacia abajo. Los rayos luminosos
secundarios R2 son pues emitidos bajo el recorte en el haz de
iluminación, a la misma zona que aquella a la cual se emiten los
rayos R1.
Cuanto más cerca está el lugar de reflexión en
la superficie plana 22 de un rayo luminoso secundario R2 del borde
de recorte 28, cerca pues del plano focal de la lente 16, más
próxima estará la dirección de este rayo luminoso secundario R2, a
la salida de la lente 16, de una dirección paralela el eje
longitudinal A-A.
Una ventaja del módulo de iluminación 10 según
la invención es que su sistema óptico 11 no oculta una parte
importante de los rayos luminosos emitidos por la fuente 14, como es
el caso en un módulo de iluminación clásico que comprende una
cubierta.
La superficie plana reflectante 22 permite
"replegar" las imágenes de la fuente luminosa 14 que son
reflejadas por la superficie elíptica 18 del reflector 12 al segundo
foco F2 del reflector 12.
En efecto, en ausencia de la superficie plana
22, ciertas de estas imágenes deberían solaparse con el límite
formado por el borde de recorte 28, en un plano vertical generado
por el borde de recorte 28. Cada imagen comprendería entonces una
porción superior situada por encima del borde de recorte 28 y una
porción inferior situada por debajo del borde de recorte 28. Gracias
a la superficie plana reflectante 22, la porción inferior de cada
imagen se refleja hacia arriba, como si la porción inferior
estuviera replegada sobre la porción superior, de modo que estas
porciones de imagen se superponen por encima del borde de recorte
28, en el plano vertical generado por el borde de recorte 28.
El "pliegue" formado por este
"repliegue" de imágenes contribuye a formar un recorte neto en
el haz de iluminación proyectado por la lente 16.
El módulo de iluminación 10 según la invención
presenta también ventajas particulares, en el campo de la
utilización de un diodo electro-luminiscente 44 como
fuente luminosa 14 en un módulo de iluminación.
En efecto, la imagen de la fuente virtual que
corresponde a un diodo es generalmente redonda y difusa.
Para realizar un recorte en un haz de
iluminación, a partir de un módulo de iluminación que utiliza una
fuente luminosa y una óptica de Fresnel, o que utiliza una fuente
luminosa y un reflector de tipo de superficie compleja, es necesario
alinear los bordes de las imágenes de la fuente luminosa en la
pantalla de medida que sirve para validar el haz de iluminación
reglamentario.
Cuando la fuente luminosa es un filamento, su
imagen virtual presenta globalmente la forma de un rectángulo, de
modo que es relativamente fácil el realizar un recorte neto
alineando los bordes de los rectángulos.
Cuando la fuente luminosa es un diodo, es mucho
más difícil realizar un recorte neto alineando las imágenes
correspondientes, de formas redondas.
Podría superarse esta dificultad utilizando un
diafragma además del diodo, pero entonces se perdería una cantidad
importante de energía luminosa producida por el diodo.
El módulo de iluminación 10 según la invención
permite realizar un recorte neto con un diodo 44, ya que proyecta
hacia delante la imagen de una arista del sistema óptico 11, es
decir la imagen de borde de recorte 28.
La forma del recorte en el haz de iluminación es
pues determinada por el perfil del borde de recorte 28, en una
proyección sobre un plano vertical y transversal.
Otra dificultad pata la realización de un módulo
de iluminación a partir de un diodo proviene del hecho de que la
repartición de la energía luminosa en el haz luminoso emitido por el
diodo no es homogénea. Por consiguiente, es muy difícil realizar un
haz de iluminación homogéneo a partir de imágenes directas del
diodo.
El módulo de iluminación 10 según la invención
supera esta dificultad al explotar una propiedad de los módulos de
iluminación elípticos que es la de "mezclar" las imágenes de la
fuente luminosa en el segundo foco F2 del reflector 12, lo que
mejora la homogeneidad del haz de iluminación producido.
Una ventaja del módulo de iluminación 10 según
la invención es que explota la propiedad de los diodos encapsulados
44 de emitir globalmente en un medio espacio, lo que permite captar
más del ochenta por ciento del flujo luminoso emitido por el diodo
44, mientras que, en un proyector elíptico de cruce tradicional, se
capta menos del cincuenta por ciento del flujo luminoso.
Según un primer modo de realización, que se
representa esquemáticamente en las figuras 2 a 4, el módulo de
iluminación 10 se realiza por medio de un ensamblado de elementos
discretos.
El módulo de iluminación 10 comprende, por
ejemplo, un elemento 18 que forma la parte elíptica del reflector
12, un elemento 22 que forma la superficie plana del reflector 12, y
un elemento 16 que forma la lente convergente.
La cara interna de la parte elíptica 18 y la
cara superior de la superficie plana 22 están por ejemplo revestidas
por un material reflectante.
En el caso en el que la fuente luminosa 14 sea
un diodo electro-luminiscente 44, teniendo en cuenta
la baja disipación térmica de este tipo de fuente, con respecto a
las lámparas, es posible realizar los elementos discretos en forma
de piezas a partir de polímeros, ensambladas por ejemplo por
encaje.
La lente 16 puede ser una lente de Fresnel.
Según otro modo de realización de la invención,
que se representa esquemáticamente en la figura 5, el sistema óptico
11 del módulo de iluminación 10 es realizado en una sola pieza
óptica llena, de material transparente, por ejemplo de PMMA
(polimetacrilato de metilo).
La pieza óptica llena se realiza por ejemplo por
moldeo, o por mecanizado.
Para permitir la reflexión de los rayos
luminosos emitidos por la fuente 14 en el volumen de reflexión
delimitado por el reflector 12, la superficie externa de la parte
elíptica 18 del reflector 12 y la superficie externa, aquí inferior,
de la superficie plana 22 del reflector 12 están revestidas por un
material reflectante.
Para ciertas porciones del reflector 12, se
pueden utilizar las propiedades de reflexión total en un medio de
índice superior al aire para provocar la reflexión de los rayos
luminosos en el volumen de reflexión delimitado por el reflector 12,
sin utilizar material reflectante. Estas porciones del reflector 12
presentarán entonces una forma ligeramente diferente a la de un
elipsoide puro.
Según este segundo modo de realización, los
rayos luminosos que son emitidos por la fuente luminosa 14 se
propagan por el interior del material que compone el sistema óptico
11 del módulo de iluminación 10, después salen del sistema óptico 11
por la cara delantera de la lente convergente 16.
El hecho de que los rayos luminosos se propaguen
por el interior de un material, en el segundo modo de realización,
mientras que los rayos luminosos se propagan por el aire, en el
primer modo de realización, no tiene una influencia notable sobre el
principio de funcionamiento del módulo de iluminación 10 según la
invención.
Ventajosamente, la superficie plana reflectante
22 comprende una cavidad de forma complementaria a la cápsula del
diodo electro-luminiscente 44.
Por ejemplo, si la cápsula del diodo 44 presenta
una forma hemisférica, la cavidad es fundamentalmente
hemisférica.
Según una variante de este segundo modo de
realización, se realiza el reflector 12 en una sola pieza de
material transparente, que es diferente de la pieza que forma la
lente convergente 16.
Según una variante de realización de la
invención, que se representa en la figura 6, se puede realizar la
fuente luminosa 14 por medio de varios diodos
electro-luminiscentes 44.
Se señala que los diodos
electro-luminiscentes 44 deben estar muy próximos
unos de otros, de manera que estén dispuestos globalmente en el
primer foco F1 del reflector 12.
Por ejemplo, según la figura 6, se alinean dos
diodos 44, ventajosamente según una dirección perpendicular al eje
óptico longitudinal A-A.
La fuente luminosa 14 resultante, es entonces
equivalente a una fuente luminosa extendida en amplitud, ya que los
haces de iluminación producidos por cada diodo
electro-luminiscente 44 se recubren.
Esta disposición de los diodos 44 permite pues
ampliar el haz luminoso producido por el módulo de iluminación
10.
Ventajosamente, para realizar una función de
iluminación reglamentaria, con recorte, por ejemplo una función de
iluminación "cruce", se realiza un proyector de vehículo por
medio de varios módulos de iluminación 10 idénticos que funcionan
simultáneamente.
Los módulos de iluminación 10 se disponen en
paralelo, es decir que sus ejes ópticos A-A son
fundamentalmente paralelos entre ellos.
De este modo los haces de iluminación producidos
por cada uno de los módulos de iluminación 10 se solapan por delante
del vehículo de manera que forman el haz de iluminación
reglamentario con recorte.
A título de ejemplo, se ha representado en la
figura 7 un proyector 46 de vehículo que realiza una función de
cruce, y que utiliza cuatro módulos de iluminación 10 idénticos.
Como el haz de iluminación de cruce debe
comprender un recorte que presente una parte inclinada con un ángulo
determinado, por ejemplo quince grados, dos módulos de iluminación
48 del proyector 46 se giran quince grados, alrededor de su eje
óptico longitudinal A-A, de manera que realicen un
haz de iluminación que comprenda un recorte inclinado quince grados
con respecto a un plano horizontal.
Los dos otros módulos de iluminación 50 forman
un haz de iluminación que presenta un recorte horizontal.
La superposición de los haces de iluminación
producidos por los cuatro módulos de iluminación 10 forma entonces
un haz de iluminación reglamentario que presenta una parte
horizontal y una parte inclinada quince grados.
Según una variante de realización (no
representada) de la invención, la fuente luminosa 14 puede estar
formada por el extremo libre de un haz de fibra óptica.
Un inconveniente de las fibras ópticas es que
forman una fuente luminosa que comprende un centro luminoso y un
anillo oscuro, debido a la funda que rodea el centro de la
fibra.
Este tipo de fuente luminosa, cuando se utiliza
en un proyector de iluminación de vehículo que utiliza por ejemplo
un reflector de tipo de superficie compleja, forma pues, en el haz
de iluminación, imágenes en forma de píxeles rodeados por un área
oscura, debido a la funda.
Una ventaja del módulo de iluminación 10 según
la invención es que permite mezclar todas las imágenes de la fuente
luminosa 14 en el segundo foco F2 del reflector 12, de modo que los
píxeles de la fibra óptica no se encuentran en el haz de
iluminación.
Volvamos ahora a la figura 1, asociada a la
figura 8. Además, de lo que ya se ha descrito precisamente más
arriba, con el fin de satisfacer una doble función, a saber la
función "cruce" pero también la función "carretera", el
módulo conforme a la invención, destinado a equipar a un proyector
de iluminación de vehículo automóvil, comprende igualmente
dispuestos de atrás hacia delante globalmente según el eje óptico
horizontal longitudinal A-A, un segundo reflector
12' de tipo elíptico que delimita un volumen de reflexión para rayos
luminosos y que comprende una superficie fundamentalmente elíptica
de reflexión 18', 20', una segunda fuente luminosa 14' que se
dispone en las cercanías de un primer foco F1' del segundo reflector
12'. Esta segunda fuente luminosa 14' está dispuesta de modo que
emite un único haz luminoso hacia la parte inferior.
El segundo reflector 18' y la segunda fuente
luminosa 14' pueden ser similares al primer reflector 18 y a la
primera fuente luminosa 14. Pueden pues presentar todas las
características correspondientes ya mencionadas más arriba, sin que
éstas sean retomadas aquí de modo explícito.
Para ello, las dos fuentes de luz 14, 14' de
mando selectivo que son preferentemente dos diodos
electro-luminiscentes o dos conjuntos de diodos
electro-luminiscentes, están separadas por una
cubierta opaca 60 que eventualmente puede contener un radiador y
circuitos de mando.
Como ya se ha visto más arriba, la superficie
fundamentalmente elíptica del primer reflector 12 está formada por
un sector angular de una pieza fundamentalmente de revolución,
alrededor del eje óptico longitudinal A-A, y este
sector angular se extiende verticalmente por encima de la superficie
plana 22 del reflector.
La superficie fundamentalmente elíptica del
segundo reflector está, en lo que le respecta, formada por un sector
angular de una pieza fundamentalmente de revolución, alrededor de su
eje llamado de revolución A'-A' y, ventajosamente,
el eje óptico A-A del primer reflector y el eje de
revolución A'-A' del segundo reflector son
secantes.
El segundo reflector elíptico 12' está dispuesto
para que su segundo foco sea fundamentalmente coincidente con el
segundo foco F2 del primer reflector 12. El eje óptico
A-A del primer reflector y el eje de revolución
A'-A' del segundo reflector se cortan pues
fundamentalmente en este segundo foco F2.
La superficie plana horizontal de reflexión 22,
cuya cara superior 24 es reflectante, está compuesta por una pieza
transparente 22' que lleva un revestimiento reflectante en su cara
superior y que forma la superficie superior reflectante 24.
Ventajosamente, esta pieza transparente 22' presenta una superficie
inferior esférica 22A centrada fundamentalmente en el segundo foco
F2. Su cara lateral 22B orientada hacia la lente 16 está en lo que
se refiere a ella ventajosamente definida por una superficie reglada
definida en el plano vertical por rectas que unen el borde superior
34 del primer reflector 12 al segundo foco F2.
Preferentemente, esta pieza transparente 22' es
de PMMA (polimetacrilato de metilo) y el revestimiento reflectante
está compuesto por un depósito en vacío de aluminio.
El funcionamiento óptico del módulo ya se ha
precisado más arriba por lo que concierne al primer reflector
elíptico 12 con su superficie reflectante asociada 22 en particular
en referencia a la figura 4.
Para resumir aquí, en referencia a la figura 1,
durante el funcionamiento de la primera fuente de luz 14, la mayor
parte de los rayos primarios emitidos por la fuente 14, después de
haber sido reflejados por la cara interna 20 de la superficie
elíptica 18, es reenviada hacia el segundo foco F2 del reflector 18,
o a las cercanías de éste. Los rayos luminosos secundarios son
reflejados por la cara interna 20 de la superficie elíptica 18 hacia
la superficie plana reflectante 22, de modo que se reflejan una
segunda vez hacia delante, realizando esta superficie reflectante 22
una función de "plegado".
En la figura 9 se esquematiza una imagen I1 de
la proyección del haz de luz emitido por el módulo, a la salida de
la lente 16. Esta primera función del módulo corresponde en
particular al modo "cruce" de un proyector de vehículo
automóvil.
En caso de conmutación simultánea de la segunda
fuente luminosa 14', la mayor parte de los rayos primarios R1'
emitidos por la fuente 14', después de haber sido reflejados por la
cara interna 20 de la superficie elíptica 18, es reenviada hacia el
segundo foco F2 o a las cercanías de éste. Estos rayos normales a la
superficie inferior 22A de la pieza transparente 22' la atraviesan
sin pérdida óptica, exceptuando las pérdidas experimentadas por
reflexión vítrea sobre la superficie 22A, y son entonces reenviadas
por la lente 16 por encima del eje A-A.
En la figura 10 se esquematiza una imagen de la
proyección del haz de luz emitido por el módulo, a la salida de la
lente 16. Se agrega una imagen I2 a la imagen precedente I1. Esta
segunda función del módulo corresponde en particular al modo
"carretera" de un proyector de vehículo automóvil.
Teniendo en cuenta la transparencia de la pieza
22' y el espesor reducido y no visible de su revestimiento
reflectante 24, las dos imágenes en cuestión I1 e I2 son contiguas a
simple vista y forman un único haz de luz.
Claims (13)
1. Módulo de iluminación (10) para un proyector
de vehículo automóvil que realiza un haz de iluminación de tipo con
recorte, que comprende, dispuestos de atrás hacia delante
globalmente según un eje óptico horizontal longitudinal
(A-A), dos reflectores (12, 12') de tipo elíptico
que delimitan cada uno un volumen de reflexión para rayos luminosos
y que comprenden cada uno una superficie fundamentalmente elíptica
de reflexión (20, 20'), dos fuentes luminosas (14, 14') que se
disponen respectivamente en las cercanías de un primer foco (F1,
F1') de cada reflector (12, 12'), y una lente convergente (16) cuyo
plano focal está dispuesto en las cercanías del segundo foco (F2)
del primer reflector (12), comprendiendo igualmente este primer
reflector una superficie plana horizontal de reflexión (22), cuya
cara superior (24) es reflectante, que delimita verticalmente hacia
la parte inferior el volumen de reflexión del haz emitido por la
primera fuente luminosa y que comprende un borde de extremo
delantero (28), llamado borde de recorte, que está dispuesto en las
cercanías del segundo foco (F2) del reflector (12), estando
dispuesta esta superficie plana (22) del primer reflector en un
plano horizontal que pasa globalmente por los focos (F1, F2) del
primer reflector (12), caracterizado por el hecho de que la
segunda fuente luminosa está dispuesta de modo que emita un haz
luminoso únicamente hacia el segundo reflector (12'), estando
compuesta al menos una de las fuentes luminosas (14, 14') por un
diodo electro-luminiscente.
2. Módulo de iluminación (10) según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las dos
fuentes luminosas están separadas por una cubierta (60) opaca.
3. Módulo de iluminación (10) según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que los segundos focos (F2, F2') de los primer y segundo reflectores
elípticos son fundamentalmente coincidentes.
4. Módulo de iluminación (10) según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que la susodicha superficie plana horizontal de reflexión (22), cuya
cara superior (24) es reflectante, está compuesta por una pieza
transparente (22') que lleva un revestimiento reflectante.
5. Módulo de iluminación (10) según la
reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que la
susodicha pieza transparente (22') comprende una superficie inferior
(22A) esférica centrada en el segundo foco (F2') del segundo
reflector elíptico (18').
6. Módulo de iluminación (10) según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
por el hecho de que la superficie fundamentalmente elíptica (18, 20)
del primer reflector (12) está formada por un sector angular de una
pieza fundamentalmente de revolución, alrededor del eje óptico
longitudinal (A-A), y por el hecho de que este
sector angular se extiende verticalmente por encima de la superficie
plana (22) del reflector (12).
7. Módulo de iluminación (10) según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
por el hecho de que la superficie fundamentalmente elíptica (18')
del segundo reflector (12') está formada por un sector angular de
una pieza fundamentalmente de revolución, alrededor de un eje
llamado de revolución (A'-A').
8. Módulo de iluminación (10) según la
reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que el eje
óptico (A-A) y el eje de revolución
(A'-A') del segundo reflector (18') son
secantes.
9. Módulo de iluminación (10) según la
reivindicación precedente, caracterizado por el hecho de que
la superficie plana del reflector se extiende longitudinalmente
hacia la parte trasera, desde su borde de recorte, al menos hasta
las cercanías del primer foco (F1) del reflector (12).
10. Módulo de iluminación (10) según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
por el hecho de que la fuente luminosa (14) asociada al primer
reflector (18) se dispone en el módulo (10) de manera que su eje de
difusión luminosa (B-B) sea fundamentalmente
perpendicular a la superficie plana (22) de este reflector (12).
11. Módulo de iluminación (10) según una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
por el hecho de que el borde de recorte (28) de la superficie plana
(22) del primer reflector (12) presenta un perfil curvo, en el plano
horizontal, de manera que sigue globalmente la curvatura del plano
focal de la lente (16).
12. Proyector de iluminación (46) de vehículo,
caracterizado por el hecho de que comprende al menos un
módulo de iluminación (10) según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes destinado a una doble función de
iluminación.
13. Proyector según la reivindicación 12,
caracterizado por el hecho de que esta doble función
comprende la función de iluminación en modo "cruce" y la
función de iluminación en modo "carretera".
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