ES2274355T3 - Dispositivo luminoso, en particular un panel luminoso para señales de trafico o informacion al publico, o una luz para un vehiculo automovil. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo luminoso, tal como un panel luminoso para señales de tráfico o para información al público, o una luz de un vehículo automóvil, que comprende un panel (3) que soporta una disposición de fuentes luminosas (1), o grupos de fuentes luminosas (1), por ejemplo constituidos por LED, y unos medios ópticos para controlar el haz luminoso en la salida de dichas fuentes luminosas (1), en el que un sistema óptico (2) para controlar la radiación emitida por la fuente luminosa (1) está colocado delante de cada fuente luminosa (1), caracterizado porque dicho sistema óptico está constituido por una lente refractiva descentrada o una lente de Fresnel descentrada que presenta una primera cara (2A), que es plana y está frente a la fuente luminosa (1), y una segunda cara (2B), en donde dicha primera cara (2A) incorpora un difusor de un tipo microóptico refractivo o difractivo que cubre total o parcialmente la superficie de dicha cara.
Description
Dispositivo luminoso, en particular un panel
luminoso para señales de tráfico o información al público, o una luz
para un vehículo automóvil.
La presente invención se refiere al campo de los
dispositivos luminosos, en particular a paneles luminosos para
señales de tráfico o información al público y a luces para vehículos
automóviles.
La invención se refiere en particular a
dispositivos luminosos del tipo que comprende: un panel que lleva
una disposición de fuentes luminosas o disposición de grupos de
fuentes luminosas, por ejemplo constituidos por LED; y unos medios
ópticos para controlar el haz luminoso en la salida de dichas
fuentes luminosas. Un dispositivo luminoso del tipo mencionado
anteriormente se describe e ilustra, por ejemplo, en la patente US
nº 5.715.619, en la que están asociados a cada grupo de fuentes
luminosas unos medios en forma de visera para proteger las fuentes
luminosas contra la radiación solar incidente desde el exterior.
Por el documento
JP-A-2002183891 se conoce un
dispositivo luminoso que tiene las características del preámbulo de
la reivindicación 1.
En realidad, uno de los problemas principales
que se encuentran en los dispositivos de este tipo deriva del hecho
de que el dispositivo refleja una radiación luminosa externa (por
ejemplo, luz solar o un haz luminoso procedente de los faros de un
vehículo automóvil), con la consiguiente reducción de la relación de
luminancia del dispositivo y del contraste entre el dispositivo
apagado y el dispositivo encendido. La relación de luminancia se
define como
R = (L_{a} -
L_{b})/L_{b}
en la que L_{a} es la luminancia
medida con el dispositivo encendido iluminado desde el exterior y
L_{b} es la luminancia medida con el dispositivo apagado
iluminado desde el
exterior.
El problema descrito anteriormente se acentúa en
el caso de que un sistema óptico para controlar el haz luminoso a
la salida se coloque delante de cada fuente luminosa. En efecto,
dicho sistema óptico tiende a comportarse también como una lente o
espejo con respecto a la radiación que procede del exterior y tiende
a reflejar dicha radiación, reduciendo así la relación de
luminancia definida anteriormente y el contraste.
El fin de la presente invención es resolver
dicho problema de una manera simple y efectiva.
Con vistas a alcanzar dicho fin, el objeto de la
invención es un dispositivo luminoso con las características
indicadas en la reivindicación 1 adjunta. Las formas de realización
preferidas de dicho dispositivo forman el objetivo de las
reivindicaciones dependientes siguientes.
La invención se describirá a continuación con
referencia a los dibujos adjuntos que se proporcionan meramente a
título de ejemplo no limitativo y en los cuales:
- la figura 1 es una vista en perspectiva
esquemática de un único sistema óptico que forma parte de una
primera forma de realización de la invención;
- la figura 2 ilustra una segunda forma de
realización de la invención;
- las figuras 3, 4, 5 y 6 ilustran las formas de
realización adicionales de la invención;
- la figura 7 es una vista en perspectiva, a una
escala ampliada, de un detalle de un elemento de la invención;
- la figura 8 ilustra una vista en perspectiva
parcial del sistema óptico de la figura 6; y
- la figura 9 es una vista en sección
transversal parcial de un panel luminoso que incorpora una
pluralidad de sistemas ópticos del tipo ilustrado en la figura
6.
Las figuras 1 a 6 ilustran ejemplos de sistemas
ópticos que pueden usarse en el dispositivo según la invención.
Cada uno de dichos sistemas comprende una fuente luminosa 1, por
ejemplo consistente en un LED inorgánico, y un sistema óptico (es
decir, una lente) 2 para controlar la radiación de la fuente
luminosa 1, que comprende una primera cara 2A que mira a la fuente
luminosa y una segunda cara 2B que mira al exterior. Se contemplan
grupos de sistemas ópticos del tipo ilustrado, o sistemas ópticos
individuales para producir los píxeles de un dispositivo luminoso,
por ejemplo un panel luminoso para señales de tráfico o información
al público, o una luz de un vehículo automóvil, según la
disposición que se ilustra, por ejemplo, en la figura 9. Como se
ilustra también en la figura 9, el dispositivo luminoso comprende un
panel de soporte 3 sobre el que se montan las fuentes luminosas 1,
así como un elemento de soporte 3A para las lentes 2.
En el caso de la primera forma de realización
ilustrada en la figura 1, el sistema óptico 2 consta de una lente
refractiva de un tipo plano-convexo en la que la
cara 2A es una cara plana sobre la que se incorpora un difusor que
puede de un tipo refractivo microóptico o un tipo difractivo
microóptico. Por ejemplo, la cara 2A puede incorporar una
disposición de microlentes cilíndricas 10 del tipo visible, a una
escala ampliada, en la figura 7. En el caso del ejemplo ilustrado
en dicha figura, las microlentes cilíndricas 10 alternan con unas
partes planas 11 que desempeñan la tarea de mantener un pico más
alto en la región central del lóbulo de emisión del
dispositivo.
El efecto del difusor en la cara 2A es tanto el
de hacer homogéneo el haz en la salida de la fuente luminosa 1 y el
de impedir la formación de una nueva fuente luminosa virtual para
reenfocar la radiación solar procedente del exterior e incidente
sobre la lente 2.
Para el fin de dirigir la radiación de la fuente
luminosa 1 según el rango angular requerido, se usa solamente parte
de la lente 2, desplazando la fuente luminosa 1 hacia una posición
media con respecto a esta parte de lente y obteniendo así un efecto
de bajada del punto focal con respecto al eje óptico. En el caso de
la primera forma de realización ilustrada en la figura 1, la cara
2A que lleva el sistema microóptico es perpendicular al eje óptico
1A del diodo. En cambio, la cara exterior 2B tiene una curvatura con
un radio de curvatura sustancialmente constante.
La segunda forma de realización ilustrada en la
figura 2 permite la eliminación del efecto de bajada del punto
focal con respecto al eje óptico que se describió anteriormente con
referencia a la solución de la figura 1. En el caso de la segunda
forma de realización, la cara 2A que lleva el sistema microóptico es
oblicua con respecto al eje 1a del diodo. La solución difiere así
de la de la figura 1 en que se ha incorporado un prisma en la cara
2A, posicionando el difusor a lo largo del plano inclinado del
prisma.
Una tercera forma de realización (figura 3) es
similar a la de la figura 1, pero difiere de la misma en que, en la
superficie convexa lisa de la cara 2B de la lente 2, se incorpora
una tira difusiva 4. El efecto de dicha tira es diseminar aún más
la radiación solar incidente sobre la superficie convexa y mejorar
así la relación de luminancia, reduciendo con ello el efecto de la
radiación solar reflejada. Por supuesto, la solución ilustrada en
la figura 3 podría adoptarse también con referencia a la
configuración de la figura 2 en lo que respecta a la cara interior
2A.
Una cuarta solución (figura 4) difiere de la de
la figura 1 en que la superficie convexa de la cara 2B no es de un
tipo esférico, sino que tiene una forma no esférica con un radio de
curvatura variable que puede determinarse por medio de cálculo para
el fin de distribuir la radiación de la fuente luminosa en un
intervalo angular vertical predeterminado. En este caso, se
obtendrá un efecto de prisma a cuenta de la forma particular de la
superficie calculada y de ahí que no será necesario adoptar la
solución de la figura 2 para obtener el efecto del enfoque
axialmente alineado, sino que será suficiente una superficie
vertical plana para la cara 2A. Asimismo, en este caso, la parte
plana 2A incorporará, por supuesto, un elemento difusor microóptico
refractivo o difractivo.
Una quinta variante adicional consiste en la
sustitución de la superficie 2b, caracterizada por un perfil
continuo, por una lente de Fresnel con las mismas características
funcionales desde el punto de vista óptico (enfoque, eje, etc.),
pero un perfil discontinuo y más plano (véase la figura 5).
La sexta forma de realización, ilustrada en la
figura 6, está constituida por un sistema óptico que incluye una
lente 5 para colimar la luz emitida por la fuente luminosa y un tubo
o una distribución equivalente de diafragmas 6, típicamente negros,
que tienen la función de absorber la radiación luminosa, haciéndose
la lente 2 según una cualquiera de las soluciones ilustradas en las
figuras 1 a 5. En el caso de la figura 6, la radiación externa es
desviada del eje por la lente 2 sobre la pared del elemento
absorbente 6. Los rayos procedentes de la fuente luminosa se
designan por L y los debidos a la radiación solar externa se
designan por S. Gracias a dicha disposición, se reduce o anula así
la radiación solar que llega a la fuente luminosa y que, por
consiguiente, se refleja. Además, el sistema microóptico es tal que
impide cualquier reflejo negro de la radiación solar procedente del
exterior y, al mismo tiempo, está diseñado para no modificar la
distribución de la luz que sale en al menos un plano, sea el plano
vertical o el plano horizontal.
La figura 9 muestra una pluralidad de sistemas
ópticos del tipo ilustrado en las figuras 6 y 8, en una estructura
de un panel luminoso para señales de tráfico o información al
público, o en una estructura de una luz de un vehículo automóvil.
En un ejemplo concreto, se han usado como fuentes luminosas 1 diodos
de un diámetro de 5 mm, presentando también las lentes 2 una
altura de unos pocos milímetros, por ejemplo
6 mm.
6 mm.
Por supuesto, sin perjuicio del principio de la
invención, los detalles de construcción y las formas de realización
pueden variar ampliamente con respecto a lo descrito e ilustrado en
la presente memoria puramente a título de ejemplo, sin apartarse
por ello del alcance de la presente invención.
Claims (14)
1. Dispositivo luminoso, tal como un panel
luminoso para señales de tráfico o para información al público, o
una luz de un vehículo automóvil, que comprende un panel (3) que
soporta una disposición de fuentes luminosas (1), o grupos de
fuentes luminosas (1), por ejemplo constituidos por LED, y unos
medios ópticos para controlar el haz luminoso en la salida de
dichas fuentes luminosas (1),
en el que un sistema óptico (2) para controlar
la radiación emitida por la fuente luminosa (1) está colocado
delante de cada fuente luminosa (1), caracterizado porque
dicho sistema óptico está constituido por una lente refractiva
descentrada o una lente de Fresnel descentrada que presenta una
primera cara (2A), que es plana y está frente a la fuente luminosa
(1), y una segunda cara (2B), en donde dicha primera cara (2A)
incorpora un difusor de un tipo microóptico refractivo o difractivo
que cubre total o parcialmente la superficie de dicha cara.
2. Dispositivo luminoso según la reivindicación
1, caracterizado porque dicho difusor de un tipo microóptico
está constituido por una disposición de sistemas microópticos, por
ejemplo una disposición de microlentes cilíndricas (10).
3. Dispositivo luminoso según la reivindicación
1 ó 2, caracterizado porque la primera cara plana (2A)
mencionada anteriormente es sustancialmente ortogonal al eje óptico
(1a) de la fuente luminosa (1).
4. Dispositivo luminoso según la reivindicación
1 ó 2, caracterizado porque la primera cara plana (2A) es
oblicua con respecto al eje óptico (1a) de la fuente luminosa
(1).
5. Dispositivo luminoso según la reivindicación
1 ó 2, caracterizado porque la superficie de la segunda cara
(2B) incorpora una tira difusiva (4).
6. Dispositivo luminoso según la reivindicación
1, caracterizado porque la segunda cara (2B) mencionada
anteriormente presenta una superficie curvada con un radio de
curvatura constante.
7. Dispositivo luminoso según la reivindicación
1, caracterizado porque la segunda cara (2B) mencionada
anteriormente presenta una superficie curvada no esférica.
8. Dispositivo luminoso según la reivindicación
1, caracterizado porque la segunda cara (2B) mencionada
anteriormente presenta una superficie de Fresnel segmentada con una
sección descentrada.
9. Dispositivo luminoso según la reivindicación
1, caracterizado porque entre la fuente luminosa (1) y el
sistema óptico (2) mencionado anteriormente, está colocado un
sistema de diafragmas (6) o un elemento tubular equivalente al
mismo para la absorción de la radiación solar que procede del
exterior y se transmite a dicho sistema absorbente (6) por el
sistema óptico (2) mencionado anteriormente.
10. Dispositivo luminoso según la reivindicación
9, caracterizado porque entre la fuente luminosa (1) y el
sistema óptico (2) mencionado anteriormente, está colocada una lente
(5) para colimar el haz luminoso procedente de la fuente luminosa
(1).
11. Dispositivo luminoso según la reivindicación
2, caracterizado porque el difusor de un tipo microóptico
está constituido por una disposición de microlentes cilíndricas (10)
que alternan con partes planas (11).
12. Panel luminoso para señales de tráfico según
una o más de las reivindicaciones anteriores.
13. Panel luminoso para información al público
según una o más de las reivindicaciones 1 a 11.
14. Luz de un vehículo automóvil según una o más
de las reivindicaciones 1 a 11.
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