ES2274189T3 - Modulo de iluminacion para un faro de vehiculo. - Google Patents
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Abstract
Módulo (1) de iluminación para proyector de vehículo que realiza un haz de iluminación de tipo recortado que comprende: - un primer reflector (2) que comprende una superficie (6) fundamentalmente elíptica de reflexión de los rayos luminosos, - al menos una fuente de iluminación (5) dispuesta en las cercanías del primer foco (F1) del susodicho primer reflector (2), caracterizado por el hecho de que el susodicho módulo (1) comprende: - un segundo reflector (3) que produce el haz recortado de salida y cuyo foco se dispone en las cercanías del segundo foco (F2) del susodicho primer reflector (2), - un tercer reflector (4), llamado plegador, cuya superficie superior (8) es reflectante, situándose el susodicho plegador entre el susodicho primer reflector (2) y el susodicho segundo reflector (3) y comprendiendo un borde (9), llamado borde de recorte, dispuesto en las cercanías del segundo foco (F2) del susodicho primer reflector (2) de manera que forma el recorte en el haz de iluminación, y por elhecho de que la susodicha fuente de iluminación (5) es un diodo electro-luminiscente.
Description
Módulo de iluminación para un faro de
vehículo.
La presente invención concierne un módulo de
iluminación para un proyector de vehículo que realiza un haz de
iluminación de tipo recortado particularmente adaptado para una
utilización con diodos electro-luminiscentes.
Se entiende por haz de iluminación recortado 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 y de luces
antiniebla son ejemplos de haces de iluminación recortados,
conformemente a la legislación europea en vigor.
Generalmente, en un proyector elíptico como el
que se conoce por el documento
EP-A-1 126 210, 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 de iluminación 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.
Sin embargo, una solución como esta presenta
ciertas dificultades.
De este modo, un inconveniente de este tipo de
proyector es que una parte significativa del flujo luminoso emitido
por la fuente se disipa en la cara trasera de la cubierta. El
documento US-S-4 914 747 propone
utilizar una cubierta reflectante que comprende un borde de recorte,
en asociación con un reflector elíptico.
Otra solución consiste en realizar un módulo de
iluminación que utilice una fuente de iluminación y una óptica de
Fresnel o un reflector del tipo de superficie compleja. Para crear
un recorte, es necesario alinear los bordes de las imágenes de la
fuente de iluminación en la pantalla de medida que sirve para
validar el haz de iluminación reglamentario.
Esta solución plantea igualmente ciertos
problemas.
De este modo, cuando la fuente de iluminación es
un diodo, es muy difícil realizar un recorte neto. En efecto, la
imagen de la fuente virtual que corresponde al diodo es generalmente
redonda y difusa y es mucho más complicado realizar un recorte neto
alineando las imágenes correspondientes de forma redonda.
Se puede superar esta dificultad utilizando un
diafragma con el diodo, pero se pierde entonces una cantidad
importante de la energía luminosa producida por el diodo.
Además, los indicadores de emisión de los diodos
más eficaces conocidos son complejos y la realización de un haz
homogéneo es muy difícil de obtener a partir de imágenes directas
del diodo.
La presente invención pretende proveer un módulo
de iluminación para proyector de vehículo que realiza un haz de
iluminación de tipo recortado que permita realizar un recorte neto,
en particular utilizando un diodo como fuente de iluminación, así
como un haz de iluminación homogéneo ofreciendo al mismo tiempo
menores pérdidas de flujo luminoso sin necesidad de utilizar una
cubierta.
La presente invención propone con este propósito
un módulo de iluminación para proyector de vehículo que realiza un
haz de iluminación de tipo recortado que comprende:
- -
- un primer reflector que comprende una superficie fundamentalmente elíptica de reflexión de los rayos luminosos,
- -
- al menos una fuente de iluminación dispuesta en las cercanías del primer foco del susodicho primer reflector,
caracterizado por el hecho de que
el susodicho módulo
comprende:
- -
- un segundo reflector que produce el haz recortado de salida y cuyo foco se dispone en las cercanías del segundo foco del susodicho primer reflector,
- -
- un tercer reflector, llamado plegador, cuya superficie superior es reflectante, situándose el susodicho plegador entre el susodicho primer reflector y el susodicho segundo reflector y comprendiendo un borde, llamado borde de recorte, dispuesto en las cercanías del segundo foco del susodicho primer reflector de manera que forma el recorte en el haz de iluminación,
- -
- y por el hecho de que la susodicha fuente de iluminación es un diodo electro-luminiscente.
Gracias a la invención, la mayoría del flujo
luminoso emitido por la fuente se utiliza en el haz luminoso
producido por el módulo.
Además, el módulo de iluminación según la
invención permite realizar un recorte neto, en particular con un
diodo, ya que proyecta hacia delante la imagen del borde de recorte.
La forma del recorte en el haz de iluminación la determina pues el
perfil del borde de recorte.
Además, el módulo según la invención explota una
propiedad de los módulos de iluminación elípticos que es la de
"mezclar" las imágenes de la fuente de iluminación en el
segundo foco del primer reflector, lo que mejora la homogeneidad
del haz de iluminación producido.
Finalmente, un modulo como ese presenta
rendimientos ópticos mejorados con respecto a un sistema que
utiliza una lente; se producen en efecto menos pérdidas debidas al
coeficiente de reflexión no unitario de la superficie reflectante
del segundo reflector que por reflexiones del vidrio en una
lente.
Según un primer modo de realización, el
susodicho segundo reflector comprende una superficie
fundamentalmente paraboloidal de reflexión de los rayos
luminosos.
Según un segundo modo de realización, el
susodicho segundo reflector es un reflector del tipo de superficie
compleja de reflexión de los rayos luminosos.
Ventajosamente, el eje óptico del susodicho
primer reflector forma un ángulo \alpha con el eje óptico del
susodicho segundo reflector de modo que el susodicho primer
reflector no intercepta rayos luminosos reflejados por el susodicho
segundo reflector.
Este ángulo se elige y se optimiza utilizando la
propiedad de los diodos de emitir solamente en un medio espacio de
modo que el primer reflector no intercepta una parte del flujo
reflejado por el segundo reflector.
Según un modo de realización ventajoso, el
susodicho borde de recorte presenta un perfil fundamentalmente
idéntico a la línea focal del susodicho segundo reflector en un
plano que contiene el eje óptico del susodicho segundo reflector y
perpendicular al plano definido por el eje óptico del susodicho
primer reflector y el eje óptico de la susodicha fuente de
ilumina-
ción.
ción.
Un perfil como ese permite mejorar el recorte
compensando las aberraciones del segundo reflector, en particular
en el caso de una superficie paraboloidal, cuando nos alejamos del
eje óptico del segundo reflector.
Según otro modo de realización, el susodicho
borde de recorte es recto.
En este caso, se puede mejorar el recorte
utilizando un segundo reflector del tipo de superficie compleja.
Ventajosamente, la superficie fundamentalmente
elíptica del susodicho primer reflector está formada por un sector
angular de pieza fundamentalmente de revolución alrededor del eje
óptico del susodicho primer reflector y por el hecho de que este
sector angular se extiende verticalmente por encima de la cara
reflectante del susodicho tercer reflector.
Ventajosamente, el módulo según la invención
puede comprender varias fuentes de iluminación vecinas que están
globalmente alineadas según una dirección fundamentalmente
perpendicular al eje óptico del susodicho primer reflector.
Ventajosamente, el módulo según la invención
comprende medios para desplazar el susodicho tercer reflector a lo
largo del eje óptico del susodicho segundo reflector.
De este modo, se puede obtener un módulo que
permita realizar a la vez un haz de iluminación de tipo recortado,
por ejemplo para luces de cruce, y un haz de iluminación sin
recorte, por ejemplo para luces de carretera.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un procedimiento de fabricación de un módulo según la
invención caracterizado por el hecho de que los susodichos primer,
segundo y tercer reflectores se realizan en una sola pieza.
El débil espesor del módulo permite inyectar
todos los reflectores en una sola vez en un molde sin corredera con
una pieza delgada.
Según un primer modo de realización ventajoso,
la susodicha pieza se obtiene por moldeo con un material elegido
entre un material termoplástico, un material termoendurecible o un
metal inyectado.
De este modo, el material utilizado puede ser un
material termoplástico estándar del tipo PPS (Polisulfuro de
fenileno), siendo metalizadas a continuación las partes
reflectantes, por ejemplo con aluminio. Una fabricación como esa
presenta la ventaja de ser de coste reducido. El material puede ser
igualmente un material termoendurecible. Esta solución necesita la
presencia de un radiador para evacuar el calor de la fuente de
iluminación, en particular cuando se trata de un fotodiodo.
El material utilizado puede ser igualmente un
metal inyectado del tipo del aluminio. Una solución como esa
permite evitar la utilización de un radiador, siendo utilizado
directamente el metal de la pieza para evacuar el calor.
Según un segundo modo de realización, la
susodicha pieza se obtiene por embutición.
La presente invención tiene por objeto un
proyector de iluminación para realizar un haz de iluminación
reglamentario de cruce, que comprende una pluralidad de módulos de
iluminación según la invención, de estructura fundamentalmente
idéntica y dispuestos fundamentalmente en paralelo.
Otras características y ventajas de la invención
aparecerán en la siguiente descripción de un modo de realización de
la invención, dado a título ilustrativo y en ningún caso
limitativo.
En las figuras siguientes:
- La figura 1 representa esquemáticamente una
vista de lado de un módulo de iluminación según la invención que
ilustra el trayecto de los rayos luminosos,
- La figura 2 representa el perfil de un borde
de recorte de un módulo de iluminación según la invención,
- La figura 3 representa una vista en
perspectiva de un módulo de iluminación según la invención,
En todas las figuras, los elementos comunes
llevan los mismos números de referencia.
La figura 1 representa esquemáticamente una
vista de lado del módulo de 1 de iluminación para proyector de
vehículo según la invención.
El módulo 1 comprende:
- -
- un primer reflector 2,
- -
- un segundo reflector 3,
- -
- un tercer reflector 4,
- -
- una fuente de iluminación 5.
El primer reflector 2 es un reflector de tipo
elíptico que posee:
- -
- dos focos F1 y F2,
- -
- un eje óptico A1,
- -
- una superficie reflectante 6 fundamentalmente elíptica.
La superficie fundamentalmente elíptica 6 se
realiza en forma de un sector angular de pieza fundamentalmente de
revolución y que se extiende en el medio espacio situado por encima
de un plano axial perpendicular al plano de la hoja y que contiene
el eje óptico A1. En una primera aproximación, la superficie 6 es un
medio elipsoide.
Se puede sin embargo señalar que la superficie 6
puede no ser perfectamente elíptica y presentar varios perfiles
específicos previstos para optimizar la repartición luminosa en el
haz de iluminación producido por el módulo 1. Esto implica que el
primer reflector 2 no sea perfectamente de revolución.
La fuente de iluminación 5 se encuentra
dispuesta fundamentalmente en el primer foco F1 del primer
reflector 2.
Ventajosamente, la fuente de iluminación 5 es un
diodo electro-luminiscente que emite la mayor parte
de su energía luminosa hacia la cara interna reflectante de la
superficie fundamentalmente elíptica 6.
El segundo reflector 3 comprende:
- -
- un foco fundamentalmente coincidente con el segundo foco F2 del primer reflector 2,
- -
- un eje óptico A2,
- -
- una superficie reflectante 7.
El eje óptico A2 es fundamentalmente paralelo al
eje longitudinal de un vehículo no representado y equipado con el
módulo de iluminación 1.
El eje óptico 1 forma un ángulo \alpha con el
eje óptico A2. El ángulo \alpha tal como se ha representado en la
figura 1 es igual a 90º pero veremos a continuación que este ángulo
puede tomar varios valores.
Según un primer modo de realización, la
superficie reflectante 7 es de forma fundamentalmente paraboloidal,
siendo el eje de la parábola el eje óptico A2.
El tercer reflector 4, también llamado plegador,
se sitúa entre el primer reflector 2 y el segundo reflector 3 y
comprende al menos una cara superior 8 reflectante y un borde de
extremo delantero 9, llamado borde de recorte.
El borde de recorte 9 se dispone en las
cercanías del segundo foco F2 del primer reflector 2.
Señalemos que el borde 9 tal como se ha
representado en esta figura es recto pero veremos a continuación
que el perfil de este borde 9 puede adaptarse para compensar la
bóveda del perfil de la superficie fundamentalmente paraboloidal
7.
El principio de funcionamiento del módulo de
iluminación según la invención es el siguiente:
Consideraremos para ello tres rayos luminosos
R1, R2 y R3 provenientes de la fuente de iluminación 5.
Como la fuente de iluminación 5 está dispuesta
en el primer foco F1 del primer reflector 2, la mayor parte de los
rayos emitidos por la fuente 5, después de haberse reflejado en la
cara interna 6, es reenviada hacia el segundo foco F2 o a las
inmediaciones de éste. Este es el caso del rayo R1 que pasa a lo
largo del borde de recorte 9. R1 se refleja a continuación en la
superficie 7 del segundo reflector 3 según una dirección
fundamentalmente paralela al eje óptico A2 del segundo reflector
3.
Sin embargo, otros rayos pueden, después de
haberse reflejado en la cara interna 6, reflejarse en la superficie
8 del plegador 4; este es el caso de R2. R2 se refleja a
continuación de nuevo en la superficie 7 paraboloidal y esta
reflexión se hará hacia la izquierda en el plano de la figura 1. El
rayo R2 es pues emitido bajo el recorte en el haz de iluminación.
Sin la reflexión de R2 en la superficie 8, el rayo R2 habría sido
inaceptable (ya que estaría por encima del recorte).
Otros rayos, de tipo R3, pueden pasar por encima
del borde 9. En un caso como este, el rayo R3 es emitido igualmente
bajo el recorte en el haz de iluminación.
Una ventaja del módulo de iluminación 1 según la
invención es que no oculta una parte importante de los rayos
luminosos emitidos por la fuente 5, como es el caso de un módulo de
iluminación clásico que comprende una cubierta.
La superficie reflectante 8 permite
"replegar" las imágenes de la fuente de iluminación 5 que son
reflejadas por la superficie elíptica 6 del primer reflector 2 al
segundo foco F2.
El "pliegue" formado por este
"repliegue" de imágenes contribuye a formar un recorte neto en
el haz de iluminación reflejado por el segundo reflector 3.
Señalemos que se elige y optimiza el ángulo
\alpha utilizando la propiedad de los diodos de emitir solamente
en un medio espacio de modo que el primer reflector 2 no intercepta
una parte del flujo reflejado por el segundo reflector 3. El ángulo
\alpha elegido para ilustrar la invención es igual a 90º pero este
ángulo puede ser igualmente superior a 90º con el fin de obtener un
módulo más compacto permitiendo al mismo tiempo al primer reflector
2 no interceptar una parte del flujo reflejado por el segundo
reflector 3.
Además, hemos considerado que el borde 9 era
recto; esta hipótesis viene a significar que se desprecia la bóveda
del perfil de la superficie paraboloidal 7.
Con el fin de compensar precisamente las
importante aberraciones de la parábola cuando nos alejamos del eje
óptico A2, se puede remplazar el borde recto tal como se ha descrito
en la figura 1 por un borde que presente una forma compleja.
De este modo, la figura 2 representa el perfil
10 del borde de recorte 9 en el plano que contiene el eje óptico A2
y que es perpendicular al plano de representación de la figura
1.
Este perfil 10 sigue fundamentalmente la línea
focal del segundo reflector; esta línea focal corresponde a la
intersección del lugar de los mejores focos del segundo reflector
con el plano que contiene el eje óptico A2 y perpendicular al plano
de representación de la figura 1 que es el plano definido por el eje
óptico A1 del primer reflector 2 y el eje óptico de la susodicha
fuente de iluminación 5.
Otra solución consiste en conservar un borde de
recorte recto y remplazar la superficie fundamentalmente
paraboloidal del segundo reflector por una superficie de tipo
complejo adaptada para mejorar el recorte y controlar la
repartición de la luz según el eje óptico del segundo reflector.
La figura 3 representa una vista en perspectiva
de un módulo 1 de iluminación según la invención.
Este módulo 1 es idéntico al que se ha
representado en la figura 1 con la diferencia de que el ángulo
\alpha entre el eje óptico A2 del segundo reflector 3 y el eje
óptico A2 del primer reflector 2 es igual a alrededor de 120º de
forma que se realiza un módulo compacto evitando al mismo modo que
el primer reflector 2 intercepte una parte del flujo reflejado por
el segundo reflector.
Los tres reflectores 2, 3 y 4 se han realizado
aquí en una sola pieza.
El pequeño espesor de de la pieza 1 permite
inyectar por moldeo todos los reflectores en una sola vez en un
molde sin corredera con una pieza delgada. Este módulo 1 comprende
además nervaduras 11. Observemos que la superficie reflectante del
tercer reflector 4 comprende dos planos inclinados en V 8A y 8B de
modo que el borde de recorte 9 presenta un perfil que sigue
aproximadamente la línea focal del segundo reflector 3. Este perfil
en V sólo es una aproximación del lugar focal teórico pero se pueden
utilizar igualmente otros perfiles curvos.
Según un primer modo de realización, el material
utilizado puede ser un material termoplástico estándar de tipo PPS
(Polisulfuro de fenileno) o un material termoendurecible,
metalizándose a continuación las partes reflectantes, por ejemplo
con aluminio. Una fabricación como esa presenta la ventaja de ser de
bajo coste. Este primer modo de realización precisa sin embargo la
presencia de un radiador para evacuar el calor de la fuente de
iluminación, en particular cuando se trata de un fotodiodo.
Según un segundo modo de realización, el
material utilizado puede ser un metal inyectado del tipo del
aluminio. Una solución como esa permite evitar la utilización de un
radiador, utilizando las propiedades del metal para evacuar el
calor.
Por supuesto, la invención no está limitada al
modo de realización que se acaba de describir.
De este modo, el procedimiento de fabricación
tal como se ha descrito utiliza un procedimiento de moldeo pero se
puede utilizar igualmente una embutición.
Igualmente, el módulo según la invención ha sido
descrito siendo realizado en una sola pieza pero se pueden fabricar
igualmente los diferentes reflectores por separado.
Además, la fuente de iluminación descrita era un
fotodiodo pero se puede tratar igualmente de otro tipo de fuente
como el extremo libre de un haz de fibra óptica. Se puede utilizar
igualmente una lámpara cualquiera situada en el primer foco de un
colector de luz de tipo elipsoidal, situándose la salida de luz a
nivel del segundo foco del colector.
Claims (13)
1. Módulo (1) de iluminación para proyector de
vehículo que realiza un haz de iluminación de tipo recortado que
comprende:
- -
- un primer reflector (2) que comprende una superficie (6) fundamentalmente elíptica de reflexión de los rayos luminosos,
- -
- al menos una fuente de iluminación (5) dispuesta en las cercanías del primer foco (F1) del susodicho primer reflector (2),
caracterizado por el hecho de que el
susodicho módulo (1) comprende:
- -
- un segundo reflector (3) que produce el haz recortado de salida y cuyo foco se dispone en las cercanías del segundo foco (F2) del susodicho primer reflector (2),
- -
- un tercer reflector (4), llamado plegador, cuya superficie superior (8) es reflectante, situándose el susodicho plegador entre el susodicho primer reflector (2) y el susodicho segundo reflector (3) y comprendiendo un borde (9), llamado borde de recorte, dispuesto en las cercanías del segundo foco (F2) del susodicho primer reflector (2) de manera que forma el recorte en el haz de iluminación, y por el hecho de que la susodicha fuente de iluminación (5) es un diodo electro-luminiscente.
2. Módulo (1) según la reivindicación 1
caracterizado por el hecho de que el susodicho segundo
reflector (3) comprende una superficie fundamentalmente
paraboloidal (7) de reflexión de los rayos luminosos.
3. Módulo (1) según la reivindicación 1
caracterizado por el hecho de que el susodicho segundo
reflector es un reflector del tipo de superficie compleja de
reflexión de los rayos luminosos.
4. Módulo (1) según una de las reivindicaciones
precedentes caracterizado por el hecho de que el eje óptico
(A1) del susodicho primer reflector forma un ángulo (\alpha) con
el eje óptico (A2) del susodicho segundo reflector de modo que el
susodicho primer reflector (2) no intercepta rayos luminosos
reflejados por el susodicho segundo reflector (3).
5. Módulo (1) según una de las reivindicaciones
precedentes caracterizado por el hecho de que el susodicho
borde de recorte (9) presenta un perfil (10) fundamentalmente
idéntico a la línea focal del susodicho segundo reflector en un
plano que contiene el eje óptico (A2) del susodicho segundo
reflector (3) y perpendicular al plano definido por el eje óptico
(A1) del susodicho primer reflector y el eje óptico de la susodicha
fuente de iluminación (5).
6. Módulo (1) según una de las reivindicaciones
1 a 4 caracterizado por el hecho de que el susodicho borde
de recorte (9) es recto.
7. Módulo (1) según una de las reivindicaciones
precedentes caracterizado por el hecho de que la superficie
fundamentalmente elíptica (6) del susodicho primer reflector (2)
está formada por un sector angular de pieza fundamentalmente de
revolución alrededor del eje óptico del susodicho primer reflector y
por el hecho de que este sector angular se extiende verticalmente
por encima de la cara reflectante (8) del susodicho tercer reflector
(4).
8. Módulo (1) según una de las reivindicaciones
precedentes caracterizado por el hecho de que comprende
varias fuentes de iluminación vecinas que están globalmente
alineadas según una dirección fundamentalmente perpendicular al eje
óptico (A1) del susodicho primer reflector (2).
9. Módulo (1) según una de las reivindicaciones
precedentes caracterizado por el hecho de que comprende
medios para desplazar el susodicho tercer reflector (4) a lo largo
del eje óptico (A2) del susodicho segundo reflector (3).
10. Procedimiento de fabricación de un módulo
según una de las reivindicaciones precedentes caracterizado
por el hecho de que los susodichos primer, segundo y tercer
reflectores se realizan en una sola pieza.
11. Procedimiento según la reivindicación
precedente caracterizado por el hecho de que la susodicha
pieza se obtiene por moldeo con un material elegido entre un
material termoplástico, un material termoendurecible o un metal
inyectado.
12. Procedimiento según la reivindicación 10
caracterizado por el hecho de que la susodicha pieza se
obtiene por embutición.
13. Proyector de iluminación para realizar un
haz de iluminación reglamentario de cruce, que comprende una
pluralidad de módulos de iluminación según una de las
reivindicaciones 1 a 9, siendo los susodichos módulos de estructura
fundamentalmente idéntica y disponiéndose fundamentalmente en
paralelo.
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