ES2313936T3 - Luz de señalizacion con estructura optica simplificada y procedimiento de fabricacion de esta estructura. - Google Patents
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Abstract
Luz de señalización para vehículo automóvil, que comprende una pluralidad de fuentes luminosas (10) y medios de tratamiento óptico (16, 18, 20) que pueden rectificar la luz emitida por las fuentes luminosas (10) para que se propague en una dirección esencialmente paralela a una dirección general de emisión (X), comprendiendo los medios de tratamiento óptico (16, 18, 20), en asociación con cada fuente (10), un primer elemento (12, 16, 18) que puede distribuir la luz en un plano (YZ) esencialmente perpendicular a la dirección general de emisión (X), de manera esencialmente homogénea sobre un segundo elemento (14, 20) en forma general de placa y que puede rectificar la luz incidente hacia dicha dirección general de emisión (X), caracterizada por el hecho de que los elementos de conexión (22, 24) están dispuestos entre los primeros elementos (12) adyacentes y entre los primeros elementos (12) y el segundo elemento (14), y por el hecho de que el primer elemento (12), el segundo elemento (14) y los elementos de conexión (22, 24) se producen de manera solidaria entre sí y forman una estructura óptica de una sola pieza.
Description
Luz de señalización con estructura óptica
simplificada y procedimiento de fabricación de esta estructura.
La presente invención se refiere a luces de
señalización luminosa, en particular, para vehículos
automóviles.
Se aplica en particular a las luces de
señalización del tipo "tercera luz de parada", es decir, las
luces de señalización de frenado, que pueden montarse en el interior
de la cabina del vehículo, contra la luneta trasera del vehículo, o
integrarse en elementos finos situados en la parte trasera del
vehículo, tales como alerones o capas aerodinámicas.
Las primeras luces de este tipo presentaban el
inconveniente de proporcionar una iluminación no homogénea, a
diferencia de los dispositivos de presentación de la luz utilizados,
que consistían generalmente en bolas o toros integrados en la
cubierta de cierre o en una placa óptica de la luz situada por
debajo de la fuente luminosa. Este inconveniente, aunque es en
general tolerable del punto de vista de la normativa y de la
fotometría, es perjudicial desde el punto de vista de estética, que
adquiere de nuestros días una importancia creciente.
Se conoce, por ejemplo, a partir del documento
FR-A-2.614.969 una única luz de
fuente, cuya iluminación es homogénea. Esta luz incluye en una caja
una pantalla óptica transparente o translúcida, más comúnmente
llamada "casquillo" o "globo", intercalada entre una única
fuente luminosa y una placa óptica esencialmente plana y que se
extiende en una dirección perpendicular al eje óptico de la luz. La
configuración geométrica particular del casquillo garantiza que la
densidad de la superficie de los flujos luminosos que llegan sobre
la placa es esencialmente constante sobre toda la superficie de esta
placa. Además, la superficie de la placa está provista de estrías
que rectifican los rayos lumi-
nosos resultantes del casquillo, para transmitir al exterior un haz situado en el ángulo estable previsto por la normativa.
nosos resultantes del casquillo, para transmitir al exterior un haz situado en el ángulo estable previsto por la normativa.
Sin embargo, los fabricantes de automóviles
desean actualmente poder utilizar las terceras luces de parada en
las que por lo menos una de las dimensiones, por ejemplo la anchura,
sea relativamente importante, y que aplican una pluralidad de estas
fuentes luminosas, tal como diodos electroluminiscentes. Una
solución a este problema consiste, según el documento
FR-A-2.776.595, en realizar un
dispositivo constituido por la unión de los subconjuntos ópticos tal
como se describen en el documento
FR-A-2.614.969, y que presentan una
iluminación homogénea en el interior de cada subconjunto.
El documento
FR-A-2.776.595 prevé utilizar varias
fuentes luminosas, y, para cada fuente luminosa, un casquillo
hemisférico que distribuye la luz de manera homogénea en un plano
esencialmente perpendicular a la dirección general de emisión, sobre
un segundo elemento en forma general de placa apta para rectificar
la luz incidente hacia la dirección general de emisión, y está
previsto, en la transición entre dos elementos adyacentes en forma
de placa, por lo menos una estría capaz de rectificar hacia la
dirección general de emisión la luz resultante de dos fuentes
luminosas adyacentes asociadas, cada una, a un casquillo y a un
elemento en forma de placa.
El documento
US-A-4.733.335 muestra también este
dispositivo.
Esta concepción proporciona satisfacción a nivel
fotométrico, pero sigue siendo perfectible, en particular, en lo que
se refiere a su construcción mecánica. En efecto, los distintos
componentes, tales como las fuentes luminosas, los casquillos
hemisféricos y las placas, se montan sobre una estructura de apoyo.
Se desprende que la construcción o el montaje de esta luz de
señalización constituyen una operación relativamente delicada, que
es muy difícil de automatizar. Además, escasas variaciones en las
posiciones respectivas de los distintos componentes ópticos,
resultante de sus tolerancias de fabricación respectivas, tienen la
consecuencia fuertes variaciones en las calidades fotométricas del
haz resultante.
La presente invención se coloca en este contexto
y tiene por objeto proponer una luz de señalización que utiliza
varias fuentes luminosas, que sea simple de montar, cuyas calidades
fotométricas sean constantes de una luz a otra, y que sea poco
costosa.
La presente invención tiene pues por objeto una
luz de señalización para vehículo automóvil que comprende una
pluralidad de fuentes luminosas y medios de tratamiento óptico aptos
para rectificar la luz emitida por las fuentes luminosas para que se
propague en una dirección esencialmente paralela a una dirección
general de emisión, comprendiendo los medios de tratamiento óptico,
en asociación con cada fuente, un primer elemento apto para
distribuir la luz en un plano esencialmente perpendicular a la
dirección general de emisión, de manera esencialmente homogénea
sobre un segundo elemento en forma general de placa y apta para
rectificar la luz incidente hacia dicha dirección general de
emisión.
Según la presente invención, algunos elementos
de conexión están dispuestos entre los primeros elementos adyacentes
y entre los primeros elementos y el segundo elemento, y el primer
elemento, el segundo elemento y los elementos de conexión son
solidarios y forman una estructura óptica de una sola pieza.
Según otras características ventajosas y no
restrictivas de la invención:
- La estructura óptica comprende además, entre
de los elementos de conexión y los segundos elementos, unos
elementos de unión que son de una sola pieza con éstos;
- El segundo elemento en forma de placa
comprende a lo largo de toda la longitud uno de sus bordes
longitudinales una nervadura de rigidificación;
- La estructura óptica comprende, entre el
segundo elemento y los primeros elementos o los elementos de
conexión, una placa continua que es de una sola pieza con estos
elementos;
- La estructura óptica comprende unos elementos
de fijación de un circuito impreso;
- El circuito impreso lleva las fuentes
luminosas;
- Las fuentes luminosas son diodos
electroluminiscentes;
- Las fuentes luminosas están esencialmente
alineadas;
- La estructura óptica comprende medios de
retención de un conector asociado con el circuito impreso, siendo
estos medios de retención de una sola pieza con la estructura
óptica;
- La estructura óptica comprende medios de
fijación en una caja, que son de una sola pieza con la estructura
óptica; y
- El primer elemento distribuye la luz sobre el
segundo elemento, teniendo en cuenta las variaciones de los
coeficientes de transmisión del primer y el segundo elementos, y de
la curva indicadora de emisión de la fuente luminosa, para obtener
una iluminación a la salida del segundo elemento que responda a una
ley predeterminada.
La presente invención tiene también por objeto
un procedimiento de fabricación de una luz de señalización para un
vehículo automóvil, comprendiendo la luz por lo menos una fuente
luminosa y medios de tratamiento óptico aptos para rectificar la luz
emitida por las fuentes luminosas para que se propague en una
dirección esencialmente paralela a una dirección general de emisión,
comprendiendo los medios de tratamiento óptico, en asociación con
cada fuente, un primer elemento apto para distribuir la luz en un
plano esencialmente perpendicular a la dirección general de emisión,
de manera esencialmente homogénea sobre un segundo elemento en forma
general de placa y apta para rectificar la luz incidente hacia dicha
dirección general de emisión, comprendiendo el procedimiento las
etapas que consisten en:
- establecer una ley de evolución de los
coeficientes de transmisión de los medios de tratamiento óptico en
función de por lo menos un dato sobre la placa en una dirección
perpendicular a la dirección general de emisión;
- establecer una ley deseada de evolución de la
iluminación de la luz en función del dato sobre la placa.
Según la presente invención, el procedimiento
comprende además las etapas que consisten en:
- determinar la curva indicadora de emisión de
la fuente luminosa y la ley de emisión correspondiente;
- establecer por combinación de estas leyes una
relación entre la orientación de un rayo resultante de la fuente
luminosa e incidente sobre el segundo elemento y el dato sobre la
placa;
- definir la geometría de los medios de
tratamiento óptico en función de dicha relación,
- fabricar, utilizando dicha geometría, un molde
para por lo menos un primer elemento,
- moldear el primer elemento con la ayuda de
dicho molde.
Otros objetivos, características y ventajas de
la presente invención se harán claramente evidentes a partir de la
descripción adjunta de un ejemplo de realización realizado con
carácter no restrictivo en referencia a los dibujos adjuntos, en los
cuales:
- La Figura 1 representa una vista en
perspectiva de tres cuartos posterior de una luz de señalización
realizada según la presente invención;
- La Figura 2 representa una vista en
perspectiva de tres cuartos anterior de luz de señalización de la
Figura 1;
- La Figura 3 representa una vista en planta de
la luz de la Figura 1;
- La Figura 4 representa una vista similar a la
de la Figura 3, estando la luz desprovista de circuito
eléctrico;
- La Figura 5 representa una vista por atrás de
la luz de la Figura 4;
- La Figura 6 representa una vista en planta a
mayor escala de un extremo de la luz de la Figura 3;
- La Figura 7 representa una vista en planta de
una alternativa de realización de la luz de las Figuras 1 a 6;
- La Figura 8 representa una vista lateral de la
luz de las Figuras 1 a 6 o de la Figura 7, por ejemplo vista en la
dirección VIII de las Figuras 5 y 7;
- La Figura 9 representa una vista en sección a
lo largo de la línea IX-IX de la Figura 3;
- La Figura 10 representa una vista en sección a
lo largo de la línea X-X de la Figura 3;
- La Figura 11 representa una vista en sección a
lo largo de la línea XI-XI de la Figura 3;
- La Figura 12 representa una vista en sección a
lo largo de la línea XII-XII de la Figura 7;
- La Figura 13 representa una vista en sección a
lo largo de la línea XIII-XIII de la Figura 7;
- La Figura 14 representa una vista en sección
esquemática de un diodo electroluminiscente, y
- La Figura 15 representa un diagrama de emisión
de un diodo electroluminiscente.
\vskip1.000000\baselineskip
Por convenio, se definen tres direcciones
ortogonales X, Y y Z, que se utilizarán en la descripción y en las
Figuras, siendo X la dirección general de emisión del haz luminoso
por la luz, sensiblemente paralela al eje longitudinal del
vehículo, Y la dirección horizontal perpendicular a X, y Z la
dirección vertical.
En las Figuras, se representó una luz de
señalización agrupando varias fuentes luminosas, tales como diodos
electroluminiscentes 10, que cooperan cada una con un casquillo 12
que forma un casquete esférico para distribuir los rayos luminosos
emitidos por el diodo 10 e iluminar una placa 14 transparente.
De una manera más precisa, el casquillo 12
comprende su cara interna, vuelta hacia el diodo 10, unas estrías
16, esencialmente horizontales (Figura 10), y sobre su cara externa
unas estrías 18, esencialmente verticales (Figura 6). Asimismo, la
placa 14 comprende sobre su cara interna, frente al casquillo 12,
unas estrías 20, esencialmente verticales. De una manera conocida,
por ejemplo por los documentos antes citados, las estrías 16, 18 y
20 garantizan que la iluminación de la placa 14 es homogénea según
las direcciones Y y Z.
Este conjunto está destinado a estar dispuesto
en una caja (no representada) cerrada por una cubierta de cierre
(no representada). La placa 14 puede desempeñar simultáneamente el
papel de cubierta de cierre si se prevén sobre su cara externa, es
decir, la cara más distante de los diodos electroluminiscentes, unos
medios de difusión de la luz que los cruza, tales como perlas o
toros formados sobre esta cara externa.
En el modo de realización representado en las
Figuras, la luz de señalización comprende cuatro fuentes luminosas
10, y por consiguiente, cuatro casquillos 12.
De conformidad con un aspecto de la presente
invención, los casquillos 12 son solidarios entre sí y con la placa
14, que puede a este efecto prever, por ejemplo, que dos casquillos
adyacentes se conecten entre sí mediante unas paredes intermedias
22, y que los casquillos de extremo se conecten a los extremos de la
placa 14 mediante unas paredes de extremo 24. Preferentemente, los
casquillos 12, la placa 14, y las paredes 22 y 24 tienen la misma
dimensión en la dirección Z. Las paredes 22 y 24 pueden tener una
forma cualquiera, por ejemplo rectilínea o curva, tal como se
representa en las Figuras, previendo que no se encuentren sobre la
trayectoria de los rayos luminosos que surgen de los casquillos 12 e
incidentes sobre la placa 14.
Se obtiene así en una única operación, por
ejemplo por moldeado, una estructura óptica completa que comprende
los componentes ópticos esenciales de la luz de señalización.
Esta concepción presenta numerosas ventajas,
incluyendo, en primer lugar, una enorme facilidad de montaje de la
luz de señalización. En efecto, basta simplemente con colocar esta
estructura óptica en su caja, más que montar en esta caja los
casquillos y las placas individuales, para obtener la estructura
óptica esencial de una luz de señalización prácticamente
completa.
Para mejorar la rigidez de esta estructura
óptica, se pueden prever unos refuerzos en distintos lugares de la
estructura. Se pueden prever por ejemplo, tal como se ha
representado en las Figuras 3, 6, 9 y 10, endurecer la placa 14 al
formar, a lo largo de toda la longitud del uno de sus bordes
longitudinales, una nervadura 26 que se extiende en la dirección X,
preferentemente hacia abajo, es decir, hacia los casquillos 12. La
placa 14 presenta así en sección la forma de un ángulo, lo que le
proporciona una mayor rigidez.
Se puede también prever conectar la placa 14 a
las paredes intermedias 22, con la ayuda de unas patas 28,
ventajosamente situadas en la prolongación de la nervadura 26, tal
como se representa en las Figuras 3, 4 y 6. De esta manera, no sólo
la rigidez de la estructura óptica se encuentra mejorada, sino
también se fija la posición relativa de los casquillos 12 y de la
placa 14 de manera permanente. Una escuadra 30 puede también
formarse entre la pata 28 y la placa 14, o preferentemente entre la
pata 28 y la pared intermedia 22, tal como se representa en
particular en las Figuras 9 y 11, para no interferir con los rayos
luminosos resultantes de los casquillos 12 e incidentes sobre la
placa 14. Estas escuadras 30, y por consiguiente las patas 28 sobre
las que se forman eventualmente, se situarán ventajosamente a igual
distancia de dos casquillos adyacentes.
Según una alternativa de realización
representada en las Figuras 7, 12 y 13, se puede también prever
conectar la placa 14 a los casquillos 12 y a las paredes 22 y 24
mediante una placa continua 32, que constituye la prolongación de
la nervadura 26 hasta las paredes 22 y 24 y a los casquillos 12.
Según esta realización, la estructura óptica presenta en sección
una forma de U, siendo la separación entre las ramas de la U
variable en función del lugar donde se efectúa la sección. Esta
estructura presenta así una enorme rigidez. Las patas pueden allí
también formarse entre las paredes intermedias 22 y la placa 32.
Sea cual sea el modo de realización elegido para
la estructura óptica, se podrá ventajosamente prever realizar esta
estructura de manera que se puedan fijar fácilmente las fuentes
luminosas, en este caso los diodos electroluminiscentes 10. Esto se
puede obtener simplemente según la presente invención, previendo
formar tacos o lengüetas 34, que se extienden hacia atrás en la
dirección X. Estos tacos 34 están adaptados para cooperar con unas
aberturas formadas en un circuito impreso 36, sobre el cual se
sueldan ventajosamente los diodos electroluminiscentes 10, así como
un circuito de alimentación 38 de estos diodos, formado por los
componentes electrónicos habituales.
De esta manera, el montaje de la luz de
señalización se encuentra más simplificado, puesto que basta con
fijar el circuito impreso 36, previo al montaje con otra parte,
sobre los tacos 34 para obtener un conjunto completo de generación
y emisión de luz, que basta entonces con colocarse en una caja para
obtener un luz de señalización completo. Tal solución presenta la
ventaja suplementaria que es así posible disponer con precisión los
diodos electroluminiscentes a una distancia predeterminada de los
casquillos 12 para obtener los resultados fotométricos óptimos de la
luz de señalización así montada de manera simple y fiable.
El circuito impreso 36 puede incluir unos bornes
39 (Figura 3) para establecer la conexión con una alimentación de
corriente eléctrica, por ejemplo mediante soldadura de hilos sobre
estos bornes. Estos hilos entonces son soldados por uno de sus
extremos sobre los bornes 39 antes de la instalación del circuito
impreso 36 sobre la estructura óptica, y que comprenden en su otro
extremo un conector. Como debe evitarse obtener una luz de
señalización de la cual sobresalga un hilo eléctrico más o menos
largo, se podrá preferir que esta luz de señalización disponga ella
misma de un conector.
Esto puede realizarse simplemente, formando
sobre la estructura óptica un par de salientes 40 destinados, por
ejemplo, a recibir, por trinquete, un conector 42 (Figuras 1 y 2),
por ejemplo un conector hembra, solidario con el circuito impreso
36. Los salientes 40 de un par preferente se forman a partir de los
bordes superiores e inferiores de la pared intermedia 22, siendo de
una sola pieza con la misma. Los salientes 40 pueden formarse con
una parte elástica 44, destinada a cooperar con unas tiras de
trinquete llevadas por el conector 42. Así, después del montaje, es
suficiente colocar el circuito impreso 36 de tal manera que sus
aberturas cooperen con los tacos 34, y que las tiras del conector 42
se retengan entre los salientes 40.
Preferentemente, la pata 28 asociada con la
pared intermedia 22 sobre la cual están formados el par de
salientes 40 está reforzada, para evitar que la instalación del
circuito impreso 36 sobre la estructura óptica o la conexión de un
conector macho (no representado) sobre el conector hembra 42 no
produzca dificultades importantes sobre la estructura óptica,
dificultades que podrían resultar en una rotura de esta
estructura.
La estructura óptica puede incluso formarse con
unas uñas 46 destinadas a facilitar la instalación de la estructura
óptica en su caja, y para garantizar el mantenimiento en la misma.
Tal como se representa en las Figuras, las uñas 46 pueden formarse
en los extremos de la estructura óptica, por ejemplo sobre las
paredes de extremo 24, siendo de uno sola pieza con las mismas. Tal
como se aprecia mejor en las Figuras 1 y 5, las uñas 46 tienen una
sección en forma de U, cuyas ramas tienen forma de triángulos.
Cualquier otra forma de uña podrá elegirse, en función de la
configuración de la caja destinada a recibir esta estructura
óptica.
Así pues, se realizó una estructura óptica que
comprende los casquillos 12 conectados por las paredes intermedias
22, la placa 14 conectada a los casquillos situados en los extremos
mediante las paredes 24, los tacos 34 destinados a recibir un
circuito impreso 36, los salientes 40 de fijación de un conector y
las uñas 46 de fijación, siendo todos estos elementos de una sola
pieza, y, en consecuencia, obteniéndose en una sola operación.
El montaje de una luz de señalización con la
ayuda de esta estructura es especialmente simple. Basta, en efecto,
con fijar el circuito impreso 36, montado por otra parte, sobre los
tacos 34, haciendo cooperar las tiras del conector 42, si el
circuito impreso 36 se proporciona, con las partes elásticas 44 de
los salientes 40. Se obtiene así un conjunto completo de generación
y emisión de luz, que se puede entonces disponer gracias a las uñas
46 en una caja, que basta con volver a cerrar para obtener una luz
de señalización completa. Se puede automatizar fácilmente esta
consecuencia de operaciones, lo que contribuye incluso a disminuir
el coste de la luz de señalización así obtenida.
Una de las ventajas de una realización de una
estructura óptica en una sola pieza que se acaba de describir
reside en el hecho de que las distancias relativas entre los
distintos componentes ópticos de esta estructura son fijadas por
construcción, y son invariables después de la manipulación y del
almacenamiento de esta estructura, del montaje de la luz de
señalización, de la manipulación, del almacenamiento de la luz, de
la instalación de la luz sobre un vehículo automóvil, y del
transcurso de la utilización de esta luz.
Otra ventaja obtenida por esta concepción reside
en el hecho de que, de esta manera, siempre se garantiza que los
índices de refracción de los casquillos 12 y de la placa 14 serán
siempre idénticos, puesto que estos componentes se realizan en
exactamente el mismo material.
Estas dos últimas características tienen como
resultado que los resultados fotométricos de una luz de
señalización montada con la ayuda de esta estructura óptica podrán
determinarse con una gran precisión, puesto que serán perfectamente
reproductibles. Tales resultados hasta podrán optimizarse gracias a
la utilización de diodos electroluminiscentes.
En efecto, para una luz de señalización, se fija
una ley deseada de la iluminación sobre la placa 14, en dirección
horizontal, que determina, en la gama luminosa de la luz, una
evolución de la iluminación efectiva en la salida de la placa 14 en
función de la abscisa Y de un punto que recorre esta placa en la
dirección Y. Esta ley se tiene en cuenta k_{1} (\theta),
y se desea en particular que el nivel de iluminación E sea
esencialmente constante sobre toda la amplitud horizontal la gama
luminosa de la luz de señalización, y por lo tanto, sobre todo el
alcance horizontal de cada parte de la placa 14 asociada a un único
casquillo 12, o sea
k_{1}(\theta)
= E(\theta) =
1
Por otra parte, tal como se representa en la
Figura 14, los diodos electroluminiscentes son sistemas ópticos
constituidos por una chip P generador de flujos luminosos, por un
espejo M para recoger y redirigir el flujo emitido hacia atrás, y
por un condensador C hemisférico para concentrar el flujo emitido
hacia adelante. Con esta construcción, el diodo emite un haz
luminoso limitado angularmente y cuyo máximo de intensidad se sitúa
en el eje X de este diodo, según una indicación de emisión
representada en la Figura 15.
La mitad izquierda de la Figura 15 representa la
medio indicación de emisión del diodo 10, indicando en las abscisas
los valores de la abertura angular y en las ordenadas los valores de
la intensidad relativa del haz luminoso. La mitad derecha de la
Figura 15 representa una mitad de lóbulo de emisión en datos
polares, llevando sobre los rayos los valores de la intensidad
relativa del haz luminoso, y en los datos angulares los valores de
la abertura angular del haz luminoso. Indicados los valores,
expresados en candelas por grados, corresponden a una sección
horizontal del haz sobre una pantalla perpendicular al eje X y a una
distancia determinada del diodo. El rastro del haz sobre esta
pantalla forma una mancha circular de revolución.
En el ejemplo representado en la Figura 15, se
aprecia que la casi totalidad del flujo luminoso emitido por el
diodo se incluye en un ángulo fijo de semiángulo en su parte
superior igual a aproximadamente 60º. La dimensión del casquillo en
la dirección Z se podrá determinar fácilmente, según su posición en
la dirección X respecto al diodo 10 para que se recoja la totalidad
de este flujo luminoso.
Para un diodo electroluminiscente 10 dado, puede
determinarse la curva indicadora de emisión, representada en la
Figura 15, y que puede asimilarse a una función polinomial
I(\theta) de grado 12, de la forma:
I(\theta) =
a_{0} + a_{2}\theta^{2} + a_{4}\theta^{4} + a_{6}\theta^{6} +
a_{8}\theta^{8} + a_{10}\theta^{10} +
a_{12}\theta^{12}
donde \theta es el ángulo que
forma un rayo emitido por el diodo electroluminiscente 10 en la
dirección X, tal como se indica en la Figura 14. Se deriva una ley
tenida en cuenta k_{2}(\theta) que proporciona la
evolución de la intensidad del lóbulo de emisión del este diodo, tal
que
k_{2}(\theta)
=
1/I(\theta)
representa la función de
distribución en el cálculo de la intensidad para el ángulo \theta
tal
que:
E(\theta) =
k_{2}(\theta) * I(\theta) =
1
Se vio, por otra parte, que el casquillo 12 se
forma sobre su cara interior con estrías 16, de forma generalmente
circulares, y cuya forma en sección vertical corresponde a la de una
lente cilíndrica de Fresnel. Estas estrías 16 son aptas para
rectificar los rayos luminosos emitidos por el diodo
electroluminiscente 10 hacia arriba y hacia abajo, de tal manera que
se propagan en una dirección generalmente horizontal. Estas estrías
no tienen influencia sobre la distribución horizontal de los rayos
luminosos. Por contra, las estrías 18 formadas sobre la superficie
exterior del casquillo 12 garantizan una distribución horizontal de
los rayos luminosos en dirección de la placa 14, de tal manera que
la iluminación de la luz en la dirección Y a lo largo de la zona
luminosa sea constante. Por último, las estrías 20 formadas sobre la
placa 14 desvían los rayos luminosos resultantes del casquillo 12
para dirigirlos en una dirección sensiblemente paralela a la
dirección X.
Se desprende una ley, tenido en cuenta
k_{3}(\theta), que proporciona la evolución de los
coeficientes de transmisión de este sistema en función del ángulo
\theta que forma un rayo emitido por el diodo electroluminiscente
10 en la dirección X.
De conformidad con un segundo aspecto de la
invención, se tiene en cuenta la indicación de emisión del diodo
electroluminiscente 10 utilizado, de las propiedades de transmisión
luminosa y de la evolución deseada de la iluminación para realizar
la ley de distribución horizontal de la luz por las estrías 18 sobre
la superficie exterior del casquillo 12, según la ecuación:
y =
k_{1}(\theta) * k_{2}(\theta) * k_{3}(\theta) *
\theta
donde Y es la abscisa de un punto
que se extiende en la placa 14 en la dirección Y y \theta el
ángulo que forma un rayo emitido por el diodo electroluminiscente 10
con la dirección
X.
Se optimizan las funciones de distribución
F(\theta) tenidas en cuenta en el cálculo de las estrías
18 formadas sobre la superficie exterior del casquillo 12, que se
definen en función de la indicación de emisión I(\theta)
del diodo electroluminiscente utilizado, y de cada tipo de diodo
electroluminiscente, teniendo una indicación de emisión
I(\theta) particular.
Conociendo la indicación de emisión del diodo
electroluminiscente utilizado, se podrá entonces, según la presente
invención, determinar la ley de distribución horizontal de la luz
por las estrías 18 de la superficie exterior del casquillo 12, es
decir, para cada valor de \theta, la abscisa Y que debe alcanzar,
sobre la placa 14, cada rayo luminoso emitido por el diodo
electroluminiscente 10 particular, una vez desviado por el casquillo
12 se pueden así determinar por el cálculo la forma de las estrías
18 para obtener este resultado.
La presente invención tiene también por objeto
un procedimiento de fabricación de esta luz de señalización que se
acaba de describir. Este procedimiento comprende las etapas que
consisten en:
- establecer una ley de evolución
k_{3}(\theta) de los coeficientes de transmisión
de los medios de tratamiento óptico 16, 18, 20 en función de por lo
menos una coordenada y en la placa 14 en una dirección Y
perpendicular a la dirección general de emisión X;
- establecer una ley deseada
k_{1}(\theta) de evolución de la iluminación de la
luz en función del dato y en la placa 14.
Según la presente invención, el procedimiento
comprende además las etapas que consisten en:
- determinar la curva
k_{2}(\theta) indicadora de emisión de la fuente
luminosa 10 y la ley de emisión I(\theta)
correspondiente;
- establecer por combinación de estas leyes una
relación entre la orientación \theta de un rayo resultante de la
fuente luminosa 10 e incidente sobre el segundo elemento 14, 20 y el
dato y en la placa 14;
- definir la geometría de los medios de
tratamiento óptico 16, 18, 20 en función de dicha relación;
- fabricar utilizando dicha geometría un molde
para por lo menos el primer elemento 12, 16, 18;
- moldear el primer elemento 12, 16, 18 con la
ayuda de dicho molde.
Se vio anteriormente que dicha relación es de la
forma:
y =
k_{1}(\theta) * k_{2}(\theta) * k_{3}(\theta) *
\theta
donde
y es la abscisa de un punto que recorre la placa
(14) en la dirección Y,
k_{1}(\theta) es la ley
deseada de evolución de la iluminación de la luz en función del dato
(y) en la placa (14);
k_{2}(\theta) es la ley de
emisión (I(\theta)) de la fuente luminosa;
k_{3}(\theta) es la ley de
evolución de los coeficientes de transmisión; y
\theta es un ángulo que forma un rayo luminoso
resultante de la fuente luminosa (10) respecto a la dirección
general de emisión (X).
Otra ventaja de la presente invención reside en
el hecho de que, de esta manera, es posible utilizar en las mejores
condiciones, un número reducido de diodos electroluminiscentes, por
ejemplo entre tres y cuatro, después de que las luces de
señalización de la técnica anterior utilizaban un número ampliamente
superior. En efecto, los diodos electroluminiscentes deben
clásicamente ser agrupados eléctricamente en serie por un múltiplo
de tres o cuatro diodos, lo que implica montajes que incluían hasta
a sesenta cuatro diodos. Estos montajes, además de su complejidad y
su elevado coste, presentan como inconveniente una temperatura de
funcionamiento relativamente elevada, que perjudica el rendimiento
de los diodos.
Gracias a la concepción de la estructura óptica
según la presente invención, es posible no utilizar más que un
número mínimo de diodos electroluminiscentes. Este montaje de tres o
cuatro diodos en serie son prácticamente insensibles a las
variaciones de tensión de alimentación, y prácticamente se
transforma toda la energía eléctrica consumida en flujos luminosos,
y muy poco en calor por efecto Joule.
La estructura óptica permite realizar un luz de
señalización que posee una gran anchura en la dirección Y, por
ejemplo del orden de 300 mm, una altura relativamente baja en la
dirección Z, por ejemplo del orden de 10 mm, y una profundidad baja
en la dirección X, por ejemplo del orden de 30 mm, separándose los
diodos alrededor de 75 mm.
El hecho de separar los diodos permite limitar
el calentamiento interno de la caja a un valor mínimo, lo que
permite utilizar los diodos en su gama de funcionamiento óptima. En
efecto, el rendimiento de un diodo electroluminiscente,
caracterizando la cantidad de luz emitida respecto a la energía
eléctrica absorbida, se deteriora a medida de que aumenta la
temperatura del chip emisor de luz. La invención, al alejar los
diodos entre sí, permite hacer funcionar los diodos de manera
óptima, reduciendo los efectos de calentamiento mutuo entre dos
diodos contiguos en gran medida. Así, se podrán utilizar diodos que
emitirán un flujo luminoso importante sin que sufran un fenómeno
calentamiento propio y alimentarlos a plena potencia a su tensión
nominal, sin dañar su duración.
Por ejemplo, se podrán utilizar diodos
electroluminiscentes conocidos bajo el nombre de SNAPLED^{TM},
vendidos en el mercado por la Sociedad LUMILED. Ventajosamente,
estos diodos se sujetarán y se fijarán sobre un circuito metálico.
Este circuito metálico presenta la ventaja suplementaria de absorber
la energía térmica generada por los diodos.
Se pueden utilizar también como diodos
electroluminiscentes componentes de montaje en superficie (CMS),
disponiéndolos sobre un circuito tradicional en tecnología sobre
superficie, y clavándose las placas metálicas sobre el circuito para
actuar como tubos de desagüe o radiadores térmicos.
De esta manera, la presente invención no se
limita a los modos de realización que se describen, sino que el
experto en la materia podrá, por el contrario, introducir numerosas
modificaciones que están incluidas en su alcance. Así, por ejemplo,
la placa de salida podrá ser rectilínea o tener un radio de
curvatura, fijo o variable.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no
forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto el
máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u
omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad en este
respecto.
\bullet FR 2614969 A [0004] [0005]
\bullet FR 2776595 A [0005] [0006]
\bullet US 4733335 A [0007]
Claims (11)
1. Luz de señalización para vehículo automóvil,
que comprende una pluralidad de fuentes luminosas (10) y medios de
tratamiento óptico (16, 18, 20) que pueden rectificar la luz emitida
por las fuentes luminosas (10) para que se propague en una dirección
esencialmente paralela a una dirección general de emisión (X),
comprendiendo los medios de tratamiento óptico (16, 18, 20), en
asociación con cada fuente (10), un primer elemento (12, 16, 18) que
puede distribuir la luz en un plano (YZ) esencialmente perpendicular
a la dirección general de emisión (X), de manera esencialmente
homogénea sobre un segundo elemento (14, 20) en forma general de
placa y que puede rectificar la luz incidente hacia dicha dirección
general de emisión (X), caracterizada por el hecho de que los
elementos de conexión (22, 24) están dispuestos entre los primeros
elementos (12) adyacentes y entre los primeros elementos (12) y el
segundo elemento (14), y por el hecho de que el primer elemento
(12), el segundo elemento (14) y los elementos de conexión (22, 24)
se producen de manera solidaria entre sí y forman una estructura
óptica de una sola pieza.
2. Luz de señalización según la reivindicación
1, caracterizada por el hecho de que la estructura óptica
comprende además, entre los elementos de conexión (22) y los
segundos elementos (14), elementos de unión (28) que son de una sola
pieza con los mismos.
3. Luz de señalización según la reivindicación
1, caracterizada por el hecho de que el segundo elemento con
forma de placa (14) comprende, a lo largo de uno de sus bordes
longitudinales, una nervadura (26) de rigidificación.
4. Luz de señalización según la reivindicación
1, caracterizada por el hecho de que la estructura óptica
comprende, entre el segundo elemento (14) y los primeros elementos
(12) o los elementos de conexión (22, 24), una placa continua (32)
que es de una sola pieza con estos elementos (12, 14, 22, 24).
5. Luz de señalización según la reivindicación
1, caracterizada por el hecho de que la estructura óptica
comprende elementos de fijación (34) de un circuito impreso
(36).
6. Luz de señalización según la reivindicación
5, caracterizado por el hecho de que el circuito impreso (36)
soporta las fuentes luminosas (10).
7. Luz de señalización según la reivindicación
6, caracterizada por el hecho de que las fuentes luminosas
(10) son diodos electroluminiscentes.
8. Luz de señalización según la reivindicación
7, caracterizada por el hecho de que las fuentes luminosas
están esencialmente alineadas.
9. Luz de señalización según la reivindicación
5, caracterizada por el hecho de que la estructura óptica
comprende medios de retención (40, 44) de un conector (42) asociado
con el circuito impreso (36), siendo estos medios de retención de
una sola pieza con la estructura óptica.
10. Luz de señalización según la reivindicación
1, caracterizada por el hecho de que la estructura óptica
comprende medios de fijación (46) en una caja, que son de una sola
pieza con la estructura óptica.
11. Luz de señalización según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que el primer elemento (12,
16, 18) distribuye la luz sobre el segundo elemento teniendo en
cuenta las variaciones (k_{3}(\theta)) de los
coeficientes de transmisión del primer (12) y del segundo (14)
elementos, y de la curva indicadora de emisión
(k_{2}(\theta)) de la fuente luminosa (10), para obtener
una iluminación a la salida del segundo elemento (14) que responda a
una ley predeterminada (k_{1}(\theta)).
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