ES2273243T3 - Unidad de iluminacion para vehiculos automoviles. - Google Patents
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Abstract
Unidad de iluminación para vehículos con un conjunto de fuentes de luz semiconductoras dispuestas de manera distribuida en una rejilla, estando la rejilla de fuentes de luz semiconductoras dividida en por lo menos dos segmentos de rejilla, siendo estos controlables de forma independiente entre sí y/o estando asignados a una función de luz distinta, con un elemento óptico en la trayectoria de los rayos de un haz de luz emitido por las fuentes de luz semiconductoras, caracterizada porque las fuentes (3) de luz semiconductoras están dispuestas en un sustrato portador (5) común con un recubrimiento (6) de chip transparente para la luz en dirección de propagación de la luz, porque el recubrimiento (6) de chip está cargado con un material adicional (8) que dispersa y/o convierte la luz, y porque está prevista una pantalla (9) de tal manera que en la zona de borde entre el segmento (10) de rejilla activado y el segmento (11) de rejilla no activado puede ajustarse una transición de la intensidad lumínica relativamente pronunciada para formar un borde claro-oscuro.
Description
Unidad de iluminación para vehículos
automóviles.
La invención se refiere a una unidad de
iluminación para vehículos con un conjunto de fuentes de luz
semiconductoras dispuestas de forma distribuida en una rejilla,
estando la rejilla de fuentes de luz semiconductoras dividida en
por lo menos dos segmentos de rejilla, siendo estos controlables de
manera independiente entre sí y/o estando asignados a una función
de luz distinta, con un elemento óptico en la trayectoria de los
rayos de un haz de luz emitido por las fuentes de luz
semiconductoras.
Del documento DE 100 09 782 A1 se conoce una
unidad de iluminación para vehículos automóviles que presenta como
fuente de luz un conjunto de fuentes de luz semiconductoras
dispuestas en forma de rejilla. La rejilla de fuentes de luz
semiconductoras está dividida en segmentos de rejilla, pudiendo
asignarse a los respectivos segmentos de rejilla controlables de
manera distinta una función de luz diferente. El haz de rayos de luz
emitido por los segmentos de rejilla se proyecta conforme a una
distribución lumínica especificada por medio de una lente
antepuesta en dirección de propagación de la luz. Entre la rejilla
de fuentes de luz semiconductoras y la lente está dispuesto un
diafragma, por lo que la unidad de iluminación conocida funciona en
base al principio de proyección.
En el documento
GB-A-2139340 se da a conocer una
unidad de iluminación para vehículos con un conjunto de fuentes de
luz semiconductoras cubiertas mediante un recubrimiento transparente
para la luz y dispuestas en una rejilla; la rejilla está dividida
en dos segmentos de rejilla controlables de forma independiente
entre sí.
La unidad de iluminación conocida tiene la
desventaja de que la rejilla o los segmentos de rejilla,
respectivamente, tienen una extensión bidimensional relativamente
grande, ya que cada fuente de luz semiconductora dispone de una
carcasa propia. Asimismo, siempre es preciso que entre la rejilla de
fuentes de luz semiconductoras y la lente esté dispuesta una
pantalla.
El objetivo de la presente invención consiste en
perfeccionar una unidad de iluminación para vehículos automóviles
de tal manera que la unidad de iluminación tenga un tipo de
construcción más compacto y ocupe menos espacio.
Para conseguir este objetivo, la invención está
caracterizada en combinación con el preámbulo de la reivindicación
1 porque las fuentes de luz semiconductoras están dispuestas en un
sustrato portador común con un recubrimiento de chip transparente
para la luz en dirección de propagación de la luz, porque el
recubrimiento de chip está cargado con un material adicional que
dispersa y/o convierte la luz, y porque está prevista una pantalla
de tal manera que en la zona de borde entre el segmento de rejilla
activado y el segmento de rejilla no activado puede ajustarse una
transición de la intensidad lumínica relativamente pronunciada para
formar un borde claro-oscuro.
La ventaja especial de la invención consiste en
que es posible aumentar esencialmente la densidad lumínica de la
fuente de luz debido a la disposición concentrada de las fuentes de
luz semiconductoras en un sustrato portador común y a la densidad
de fuentes de luz semiconductoras conseguida de esta manera. De
forma sencilla respecto a la tecnología de fabricación es posible
que las fuentes de luz semiconductoras individuales estén
dispuestas como chips sobre un sustrato portador común. Un
recubrimiento común de los chips, transparente para la luz, y
medios adicionales de dispersión y/o conversión de luz integrados en
el mismo redundan en una superficie de salida de luz uniformemente
luminosa. Conforme a la invención se obtiene ventajosamente una
fuente de luz espacialmente concentrada con una densidad lumínica
relativamente alta. Una pantalla origina una transición de la
intensidad lumínica relativamente pronunciada en una zona de borde
entre un primer segmento de rejilla activado por una unidad de
control y un segundo segmento de rejilla no activado por la unidad
de control. De esta manera es posible realizar un borde
claro-oscuro relativamente nítido. Los segmentos de
rejilla pueden activarse por ejemplo para formar una luz de cruce y
una luz de carretera.
Conforme a una variante de la invención, la
pantalla está configurada como pared de separación dispuesta en la
zona de borde entre el primer segmento de rejilla y el segundo
segmento de rejilla, teniendo el extremo libre de la pared de
separación tal distancia de un lado delantero del recubrimiento de
chip que entre los segmentos de rejilla adyacentes existe una baja
interacción luminotécnica. Una luz parasitaria del segmento de
rejilla adyacente sólo estorba poco las funciones de luz de los
segmentos de rejilla individuales. La configuración de la pantalla
en forma de pared de separación facilita una determinación unívoca
de la influencia luminotécnica mutua entre segmentos de rejilla
adyacentes durante la fabricación de la fuente de luz.
Ventajosamente, la pared de separación sobresale
de tal manera del sustrato portador que con la activación
simultánea de segmentos de rejilla adyacentes se impide la formación
de una línea negra en una pantalla de medición.
De acuerdo con una variante de la invención, las
fuentes de luz semiconductoras están configuradas como chips,
estando dispuestos todos los chips en un sustrato portador común. De
este modo es posible realizar un conjunto de fuentes de luz
semiconductoras de forma miniaturizada y que ocupa poco espacio.
Conforme a una variante de la invención, en el
lado delantero del recubrimiento de chip están dispuestos de forma
adhesiva elementos ópticos adaptados a los respectivos chips. De
esta manera se facilita una guía intencionada de la luz
directamente en la superficie de salida de luz de la fuente de
luz.
A continuación se explican más detalladamente
dos ejemplos de realización de la invención con referencia a los
dibujos.
En las figuras se muestran:
Fig. 1 Vista esquemática en sección transversal
a través de una unidad de iluminación.
Fig. 2 Vista en planta desde arriba de una
rejilla de fuentes de luz semiconductoras.
Fig. 3 Vista en sección transversal a escala
aumentada a través de una unidad de iluminación según una segunda
forma de realización.
Fig. 4 Distribución de la intensidad lumínica de
la unidad de iluminación proyectada a una pantalla de medición en
una zona de límite entre un primer segmento de rejilla activado y un
segundo segmento de rejilla no activado.
Una unidad de iluminación para vehículos, en
especial para vehículos automóviles, se compone en lo esencial de
una fuente 1 de luz y de un elemento óptico 2 que proyecta
directamente el haz de rayos de luz emitido por la fuente 1 de luz
conforme a una distribución lumínica especificada.
La unidad de iluminación conforme a la invención
puede servir por ejemplo como faro para la generación de una
función de luz de cruce, luz de carretera, luz de autovía y/o luz de
curva.
La fuente 1 de luz está constituida por un
conjunto de fuentes 3 de luz semiconductoras, en especial fuentes
de luz con diodos luminiscentes (diodos emisores de luz) dispuestos
a modo de rejilla 4 sobre un sustrato portador 5 común.
Como puede apreciarse en la figura 2, las
fuentes 3 de luz semiconductoras están dispuestas de manera regular
una al lado de otra y una debajo de otra. Las fuentes 3 de luz
semiconductoras están configuradas en forma de llamados chips
colocados en un sustrato portador 5 común.
Como se desprende de la figura 1, los chips 3
están provistos en el lado contrario al sustrato portador 5 de un
recubrimiento 6 de chip común, transparente para la luz. El
recubrimiento 6 de chip así como el sustrato portador forman una
carcasa 7 que encierra completamente las fuentes 3 de luz
semiconductoras. El recubrimiento 6 de chip está configurado como
cuerpo plano de fundición que se aplica después de equipar el
sustrato portador 5 con el chip 3.
El cuerpo 6 de fundición presenta un material
adicional 8 de dispersión y/o conversión de luz, en especial una
sustancia luminiscente. El material adicional 8 tiene como efecto
que en la dirección de propagación de luz se emite luz blanca desde
un lado delantero 15 del recubrimiento 6 de chip. El material
adicional 8 está dispuesto de manera uniformemente distribuida en
el cuerpo 6 de fundición.
En el ejemplo de realización según la figura 3,
un elemento óptico 16 está configurado como elemento óptico
primario (lente) directamente en contacto mediante pegado con el
lado delantero 15 del cuerpo 6 de fundición. El elemento óptico
primario presenta un conjunto de elementos 17 de lente alineados
cada uno respecto al chip 3. El elemento 16 óptico primario está
fabricado como una sola pieza de un material plástico y unido con el
cuerpo 6 de fundición mediante pegado en el lado delantero 15 del
mismo.
La rejilla 4 de fuentes 3 de luz semiconductoras
está dividida mediante una pantalla 9 en un segmento 10 de rejilla
superior y un segmento 11 de rejilla inferior. El segmento 10 de
rejilla superior sirve para generar una función de luz de cruce. El
segmento 11 de rejilla inferior sirve para generar una función de
luz de carretera. Este se conecta para la generación de la luz de
carretera adicionalmente al segmento 10 de rejilla superior por
medio de una unidad de control no representada, de modo que se
emplean todas las fuentes 3 de luz semiconductoras de la rejilla
4.
La pantalla 9 está configurada como pared de
separación que se extiende perpendicularmente a la extensión del
sustrato portador 5 entre el mismo y el recubrimiento 6 de carcasa.
La pared 9 de separación proporciona una separación luminotécnica
completa entre los dos segmentos 10 y 11 de rejilla. La pared 9 de
separación motiva en especial que, con la activación exclusiva de
un segmento 10 u 11 de rejilla, no se ilumine a lo largo de la
pared 9 de separación también una franja marginal o una franja
marginal reducida del otro segmento 11 ó 10 de rejilla. Esta
luminiscencia parásita podría originarse por el material adicional 8
que se encuentra en el segmento 10 u 11 adyacente. De esta manera
es posible realizar ventajosamente un borde
claro-oscuro nítido.
Un extremo libre de la pared 9 de separación
está configurado de forma adelgazada como punta 18 y dispuesto de
modo distanciado del lado delantero 15 del cuerpo 6 de fundición. De
esta manera se garantiza que, al activar al mismo tiempo el primero
y el segundo segmento 10 y 11, no se produce una línea oscura
perturbadora debido a la zona de borde entre estos segmentos. Así
se consigue una transición homogénea de luz en la zona de borde
entre los segmentos 10 y 11 de rejilla para generar la luz de
carretera. Además, adicionalmente a la luz de cruce puede
conectarse de forma homogénea un segundo segmento para una luz de
curva o una luz de autovía.
El sustrato portador 5 constituye junto con las
fuentes 3 de luz semiconductoras dispuestas en forma de rejilla un
conjunto ordenado de fuentes de luz semiconductoras. Así es posible
realizar una fuente de luz concentrada que ocupa poco espacio y, en
caso dado, presenta segmentos de rejilla activados de forma sencilla
y distinta. Ventajosamente es posible conseguir una miniaturización
de una fuente de luz que mejora de modo tecnológicamente sencilla
la variabilidad en la aplicación de funciones de luz. El conjunto
ordenado puede presentar por un lado una forma especificada que
depende de la intensidad lumínica requerida, de la función de luz o
de la forma de la abertura en la carrocería del vehículo. Esto
puede conseguirse mediante corte apropiado de la rodaja de
chips.
Por otro lado, los chips 3 mismos pueden
presentar una forma adaptada a los requisitos. Por ejemplo, los
chips 3 pueden estar configurados con una forma triangular o de
panal, por lo que es posible modelar mejor el escalón del borde
claro-oscuro de 15º, o que la densidad de
componentes sea mayor.
Por medio de la extensión de la pantalla 9 puede
realizarse un borde claro-oscuro especificado.
Grupos individuales de fuentes 3 de luz semiconductoras pueden
estar unidos para formar la luz base, la luz asimétrica u otros
componentes de luz.
Ventajosamente, el sustrato portador 5 puede
comprender también el circuito de control de las fuentes 3 de luz
semiconductoras. La unidad de control puede estar configurada por
ejemplo como circuito integrado.
El sustrato portador 5 puede estar configurado
de un material eléctricamente conductivo, en especial cobre, o de
un material no conductivo, en especial un material cerámico o un
material de plástico. El sustrato portador 5 sirve como soporte de
los componentes luminotécnicos o de componentes pasivos o activos,
respectivamente, y para la alimentación de corriente. Los chips 3
están conectados eléctricamente con los respectivos puntos de
conexión en el sustrato portador 5 y recubiertos completamente por
medio de la superficie 6 de fundición.
En el sustrato portador 5 están dispuestos para
este fin conductores eléctricos planos.
La fuente 1 de luz conforme al ejemplo de
realización según la figura 1 está dispuesta en un plano focal de
la lente 2 (elemento óptico secundario), por lo que el haz de rayos
de luz emitido por la fuente 1, 3 de luz se proyecta exclusivamente
por medio de la conformación de la lente 2 de acuerdo con una
distribución lumínica especificada.
En la figura 4 se muestra la distribución de la
intensidad lumínica L en función de la distancia x que se obtiene
en una pantalla de medición cuando sólo se activa el primer segmento
10 de rejilla para generar una función de luz de cruce. La
distribución de la intensidad lumínica se representa mediante la
línea continua, obteniéndose un gradiente pronunciado de la
distribución de la intensidad lumínica en una zona de borde G entre
el primer segmento 10 de rejilla y el segundo segmento 11 de
rejilla. Esto se logra mediante la pantalla 9 dispuesta en esta
zona de borde G. De esta manera puede conseguirse un borde
claro-oscuro nítido.
Para comparación se muestra la distribución de
la intensidad lumínica sin la existencia de una pantalla 9 en la
zona del borde G (línea discontinua). Debido a la transición
continua y constante de esta distribución de la intensidad lumínica
entre el primer segmento 10 de rejilla y el segundo segmento 11 de
rejilla no puede conseguirse un borde claro-oscuro
nítido.
Claims (10)
1. Unidad de iluminación para vehículos con un
conjunto de fuentes de luz semiconductoras dispuestas de manera
distribuida en una rejilla, estando la rejilla de fuentes de luz
semiconductoras dividida en por lo menos dos segmentos de rejilla,
siendo estos controlables de forma independiente entre sí y/o
estando asignados a una función de luz distinta, con un elemento
óptico en la trayectoria de los rayos de un haz de luz emitido por
las fuentes de luz semiconductoras, caracterizada porque las
fuentes (3) de luz semiconductoras están dispuestas en un sustrato
portador (5) común con un recubrimiento (6) de chip transparente
para la luz en dirección de propagación de la luz, porque el
recubrimiento (6) de chip está cargado con un material adicional
(8) que dispersa y/o convierte la luz, y porque está prevista una
pantalla (9) de tal manera que en la zona de borde entre el
segmento (10) de rejilla activado y el segmento (11) de rejilla no
activado puede ajustarse una transición de la intensidad lumínica
relativamente pronunciada para formar un borde
claro-oscuro.
2. Unidad de iluminación de acuerdo con la
reivindicación 1 caracterizada porque la pantalla (9) está
dispuesta en la zona de borde entre el primer segmento (10) de
rejilla y el segundo segmento (11) de rejilla.
3. Unidad de iluminación de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2 caracterizada porque la pantalla (9)
está configurada como pared de separación que separa entre sí los
dos segmentos (10, 11) de rejilla y sobresale del sustrato portador
(5) en dirección de propagación de la luz.
4. Unidad de iluminación de acuerdo con la
reivindicación 3 caracterizada porque la pared (9) de
separación se extiende perpendicularmente al sustrato portador (5)
y porque el extremo libre de la pared (9) de separación está
dispuesto de manera distanciada y/o de forma que adelgaza hacia un
lado delantero (15) del recubrimiento (6) de chip.
5. Unidad de iluminación de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 4 caracterizada porque las fuentes
(3) de luz semiconductoras de los segmentos (10, 11) de rejilla
están configuradas como conjunto de chips que emiten radiación
ultravioleta y/o luz azul y están dispuestas en forma de un conjunto
ordenado de fuentes de luz semiconductoras.
6. Unidad de iluminación de acuerdo con la
reivindicación 5 caracterizada porque el conjunto ordenado
(4) de fuentes de luz semiconductoras está dispuesto en un plano
focal del elemento óptico (2, 16).
7. Unidad de iluminación de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 6 caracterizada porque la pared (9)
de separación presenta una extensión longitudinal apropiada en
dirección de la extensión del sustrato portador (5) para formar un
borde claro-oscuro.
8. Unidad de iluminación de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 7 caracterizada porque el material
adicional (8) está configurado como convertidor de luz, en especial
como sustancia luminiscente.
9. Unidad de iluminación de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 8 caracterizada porque el sustrato
portador (5) está configurado de forma plana o curvada.
10. Unidad de iluminación de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 9 caracterizada porque en el lado
delantero (15), contrario al sustrato portador (5), del
recubrimiento (6) de chip está dispuesto un elemento óptico (16)
directamente en contacto con el recubrimiento (6) de chip.
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