ES2337869B2 - Dispositivo y metodo de iluminacion difusa para interior de vehiculos. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo y método de iluminación difusa para
interior de vehículos.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de iluminación difusa para el interior de vehículos que
incluye una o más fuentes de iluminación y que se sitúa fuera del
campo de visión del conductor del vehículo. Los conductores,
especialmente tras una intervención quirúrgica de cirugía
refractiva, manifiestan efectos discapacitantes y síntomas de
deslumbramiento. La miosis producida por la luz difusa de la
presente invención induce una mejora en el rendimiento visual del
conductor, en su calidad de visión.
Description
Dispositivo y método de iluminación difusa para
interior de vehículos.
La invención se encuadra en el sector del diseño
y construcción de vehículos en relación con la seguridad y el
confort en la conducción. La invención se refiere a la iluminación
del interior de vehículos y más concretamente al establecimiento de
las condiciones óptimas de iluminación de interior de vehículos para
aumentar la seguridad en la conducción, especialmente de personas
operadas con técnicas de cirugía refractiva.
La visión nocturna o en condiciones de baja
iluminación es un asunto de gran relevancia en la sociedad actual
puesto que muchos desplazamientos por trabajo o por ocio se producen
en estas circunstancias. Un gran colectivo de personas tienen serías
dificultades para conducir vehículos durante la noche o para
realizar tareas en condiciones de baja iluminación (condiciones
mesópicas), aún cuando en condiciones de iluminación fotópica
(luz-día) no presentan problemas de visión. Una de
las causas más habituales de estas dificultades es la miopía
nocturna. La miopía nocturna se caracteriza principalmente por una
deficiencia de enfoque de la imagen en condiciones de baja
iluminación. Esta deficiencia está causada por un cambio en las
propiedades refractivas del ojo cuando se dilata la pupila
(midriasis), debido a que la zona periférica del sistema óptico
ocular produce un peor enfoque de la imagen. En condiciones de baja
iluminación, al producirse una dilatación natural de la pupila,
aumenta la porción de luz que es enfocada por la zona periférica del
sistema óptico ocular, por delante de la retina, lo que da lugar a
la miopía. La periferia de cualquier sistema óptico, incluido el
ocular (cornea y cristalino), produce aberraciones esférica y
cromática de la imagen, lo cual, en condiciones de baja iluminación
y dilatación pupilar, da lugar a efectos visuales indeseables como
halos, destellos, manchas, deformaciones y otras aberraciones
ópticas, además de disminución de sensibilidad al contraste. Estas
deficiencias visuales se intensifican en número y tipo en aquellas
personas que han sido intervenidas de cirugía refractiva en los
ojos; en general, debido a las secuelas derivadas de la cirugía.
En las tareas delicadas en las que, por
seguridad, se requiere una adecuada visión del entorno, como puede
ser la conducción nocturna de cualquier vehículo, es deseable
optimizar al máximo la adaptación del sistema visual minimizando la
influencia de la zona óptica periférica del sistema óptico ocular y
otras posibles deformaciones de la superficie del ojo en la
percepción de la imagen.
En el caso de la conducción en condiciones
mesópicas de baja visibilidad, se ha propuesto la posibilidad de
utilizar una fuente de luz en el interior de vehículos para mejorar
la capacidad visual del conductor y los ocupantes, como puede ser,
entre otras, la conducción nocturna. Por ejemplo, la solicitud de
patente canadiense CA2541218 se refiere al empleo de un haz de luz
directamente dirigido a los ojos de los ocupantes y más en concreto
del conductor del vehículo, para provocar una contracción pupilar
(miosis) que disminuya los posibles efectos negativos provocados por
la dilatación de la pupila en la capacidad visual en condiciones de
baja iluminación. La fuente de luz se coloca preferentemente en el
interior del vehículo y frente al conductor, de forma que el haz de
luz, cuya intensidad puede ser regulable, se dirija con un ángulo
prácticamente perpendicular a los ojos del conductor. Esta solución
es inviable pues imposibilita al conductor por pérdida de
sensibilidad al contraste debido al deslumbramiento
discapacitante.
La patente americana US6056424 se refiere a una
fuente de luz alongada y situada próxima al parabrisas del vehículo
que proporciona luz directamente a los ojos del conductor con el
objeto de provocarle una miosis que reduzca deslumbramientos y
aumente la claridad de las imágenes. Dicha luz puede ser de
intensidad regulable y de distintos colores para aumentar el efecto
deseado.
Las patentes CA2541218 y US6056424 pretenden
mejorar la capacidad visual del conductor de un vehículo en
condiciones mesópicas de baja visibilidad. Sin embargo, ninguna de
estas patentes tiene en cuenta el propio efecto que, por las fuentes
de iluminación deslumbrante, puede sufrir el conductor, lo que puede
disminuir hasta en un 20% la sensibilidad al contraste y la agudeza
visual del conductor, incidiendo negativamente, por tanto, en su
capacidad visual durante la conducción en condiciones mesópicas de
baja visibilidad.
La patente americana US5283720 concedida a
Prince Corporation se refiere a una fuente de iluminación dirigida
expresamente fuera de los ojos del conductor para proporcionar una
iluminación de cortesía y lectura sin provocar la distracción del
conductor. US3630567 se refiere a un dispositivo para reducir
deslumbramientos en el conductor de un vehículo que comprende una
fuente de luz que está dirigida hacia el parabrisas, bien
directamente o mediante superficies difusoras del haz de luz.
US4905125 se refiere a un dispositivo para
reducir la fatiga del conductor de un vehículo a motor que produce
una luz púrpura, suave e indirecta para producir una contracción
pupilar que reduzca el efecto deslumbrante que producen las luces de
un vehículo que se aproxima en sentido contrario y en condiciones de
conducción nocturna. US6568738 se refiere a un limitador de
deslumbramientos ópticos que comprende una fuente de luz cuya
intensidad se regula en función de la luz incidente del exterior y
que se dirige a una superficie reflectante para iluminar el campo de
visión del ocupante del vehículo. Estas patentes son interesantes,
si bien se refieren únicamente al efecto deslumbrante que,
eventual-
mente, producen los focos de un vehículo que circula en sentido contrario en condiciones de conducción nocturna.
mente, producen los focos de un vehículo que circula en sentido contrario en condiciones de conducción nocturna.
Cualquier experto en la materia notará que los
dispositivos descritos en las patentes mencionadas no pueden
resolver de manera eficaz el problema de discapacidad visual
producida por halos, destellos, imágenes deformadas, borrosidades,
deslumbramientos, imágenes desenfocadas, etc., que en condiciones
mesópicas de baja visibilidad y conducción nocturna sufren las
personas que han sido operadas por cirugía refractiva, especialmente
por LASIK y/o con implantes de lentes infraoculares progresivas.
Estas patentes se refieren únicamente al efecto deslumbrante que,
eventualmente, producen los focos de un vehículo situado en sentido
contrario en condiciones de conducción nocturna.
La presente invención resuelve eficazmente el
problema técnico que supone mejorar el rendimiento visual de los
conductores de un vehículo en condiciones de baja intensidad
luminosa ambiente mediante un dispositivo de iluminación para
interior de vehículos que se describe a continuación.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para la iluminación del interior de vehículos (1), que
comprende al menos una fuente de iluminación (2), y los medios de
instalación y de alimentación eléctrica de cada fuente de luz, que
se sitúa fuera del campo de visión (3) del conductor (4) del
vehículo, y que genera luz difusa (5) de composición espectral
variable. En condiciones mesópicas (baja iluminación) de baja
visibilidad, dicho dispositivo mejora el rendimiento visual del
conductor (4) del vehículo mediante un efecto de miosis (contracción
pupilar) regulada.
En el contexto de la presente invención, se
entiende por interior de vehículo (1) el habitáculo en el que se
ubican el conductor (4) y los ocupantes del vehículo. Los vehículos
a los que se refiere la presente invención pueden comprender
cualquier tipo de automóvil como coches, furgonetas, camionetas,
camiones, tractores, vehículos industriales como escavadoras,
apisonadoras, vehículos aéreos como aviones, avionetas,
helicópteros, vehículos militares tales como carros de combate,
tanques, etc. y cualquier otro que disponga de un espacio para su
conducción que sea susceptible de iluminación.
En el contexto de la presente invención se
entiende por luz difusa (5) aquella que se produce desde una o
varias fuentes de iluminación (2) de manera que la luz incida sobre
los objetos iluminados desde múltiples ángulos consiguiendo una
iluminación uniforme y homogénea; es decir, luz que se propaga en
todas direcciones. Las fuentes de iluminación (2) pueden generarse
mediante cualquier tipo de luminaria, incluyendo luminarias
incandescentes, fluorescentes, etc., y preferentemente mediante
luminarias de tipo LED, a las que pueden acoplarse medios que
aumenten considerablemente la amplitud de la superficie de
iluminación como por ejemplo medios de fibra óptica. En un modo de
realización particular de la presente invención, puede conseguirse
un efecto de luz difusa (5) que permita la iluminación homogénea y
uniforme de los objetos mediante difusores auxiliares o superficies
reflectantes de la luz emitida desde una fuente de luz.
La fuente de iluminación (2) se conecta a una
fuente de alimentación eléctrica que puede ser la propia batería de
alimentación eléctrica de un vehículo automóvil o cualquier otro
medio de generación eléctrica como puede ser un equipo autónomo de
generación eléctrica como, por ejemplo, una pila.
Es importante que la fuente de luz difusa (2)
que caracteriza la presente invención se disponga en el interior del
vehículo (1) y fuera del campo de visión (3) del conductor (4) del
vehículo, de tal manera que, en ningún caso, la luz emitida incida
directamente en los ojos del conductor (4). De esta forma, se
consigue una doble acción: en primer lugar, se genera un estímulo
reflejo de contracción pupilar por prevalencia del sistema nervioso
parasimpático inducida por la existencia de luz; y en segundo lugar,
al ser la luz difusa, se produce un estímulo visual ineficaz para
las neuronas retinianas del sistema visual. La miosis que se provoca
con dicha luz es precisa y totalmente regulada de manera que la luz
incide en el área parafoveal, que es la zona de máxima densidad de
fotorreceptores para éste nivel de iluminación. En el contexto de
esta memoria, esta miosis se denomina miosis regulada.
En una realización preferente de la presente
invención, al menos una de las fuentes de iluminación (2) se sitúa
sobre el conductor (4) del vehículo. En un modo particular de esta
realización, la fuente de iluminación (2) puede desplazarse sobre la
cabeza del conductor (4), preferentemente mediante un sistema de
raíles (6), situándose en la posición más adecuada para producir la
miosis deseada sin inducir un deslumbramiento en el conductor (4), y
de tal forma que dicho conductor (4) no vea directamente la fuente
de luz (2) al levantar la vista hacia arriba. En otro modo
particular de la invención, la fuente de iluminación (2) puede
disponer de varios módulos de luminarias independientes que pueden
encenderse o apagarse independientemente.
En un modo particular de realización de la
presente invención, la fuente de iluminación puede incorporar un
difusor de luz (7) acoplado. El difusor (7) es un elemento que
transforma los rayos procedentes de un foco luminoso en luz que se
propaga en todas direcciones. Preferentemente, el dispositivo objeto
de la presente invención incorpora un regulador (8) de la intensidad
de luz difusa (5), de manera que pueda ajustarse para conseguir, en
cada momento, la miosis precisa que proporciona el mayor rendimiento
visual del conductor (4) del vehículo. Este dispositivo es
especialmente útil en su propósito de reducir la formación de halos,
destellos, manchas, deformaciones, imágenes borrosas y desenfocadas
y molestias visuales que se generan en condiciones mesópicas de baja
iluminación cuando se produce un estímulo visual externo.
Preferentemente, la luz difusa (5) que se
obtiene con el dispositivo de iluminación es luz-día
(blanca), de entre 380 y 760 nm de longitud de onda. En una
realización preferente de la presente invención, la luz difusa (5)
que se obtiene con el dispositivo de iluminación puede regularse, de
manera particular mediante reguladores o filtros (9), de forma que
la proporción de bandas de longitudes de onda corta (azul o
violeta), entre 380 y 500 nm, que constituyen la luz blanca estén
incrementadas respecto a las bandas restantes. De esta forma es
posible estimular fotopigmentos (melanopsina) de algunas neuronas
ganglionares de la retina que se estimulan con luces de esta banda
del espectro. Particularmente se puede incrementar el intervalo de
longitudes de onda del azul (entre 431 y 500 nm) o del violeta
(entre 380 y 430 nm). En un modo particular de realización de la
presente invención, la regulación de la composición espectral se
consigue mediante un regulador.
La iluminación difusa (5) que proporciona el
dispositivo objeto de la presente invención, provoca una miosis
pupilar en el conductor (4) del vehículo que permite aumentar su
rendimiento visual ante un estímulo externo, al disminuir los
efectos discapacitantes que producen la porción de rayos lumínicos
del estímulo visual (A) que atraviesan la periferia del sistema
óptico visual (10). Los efectos discapacitantes por aberraciones se
manifiestan en forma de imágenes desenfocadas (a y a') delante de la
retina (11). En la figura 3 puede observarse cómo los rayos
lumínicos (B) que atraviesan la superficie central del sistema
óptico visual (10) son enfocados correctamente (b) en la retina
(11). La miosis provocada por la luz difusa (5) regulada permite, al
mismo tiempo, reducir otros efectos discapacitantes como son la
formación de halos, destellos, manchas, deformaciones y desenfoques
que se generan en condiciones mesópicas de baja iluminación.
El dispositivo objeto de la presente invención
está especialmente dirigido a conductores que han sido sometidos a
cualquier tipo de operación quirúrgica en los ojos, en las que
habitualmente quedan pequeñas secuelas y deformaciones de la
superficie ocular que aumentan considerablemente las incapacidades y
deficiencias visuales anteriormente mencionadas en condiciones de
baja iluminación ambiente. Son casos representativos las personas
operadas por cirugía refractiva de miopía, hipermetropía,
astigmatismo (por ejemplo, mediante LASIK), personas sometidas a
implantes intraoculares de lentes progresivas tras sustracción de
cataratas, etc.
Otro aspecto de la presente invención se refiere
al método para mejorar el rendimiento visual del conductor (4) de un
vehículo en condiciones mesópicas de baja visibilidad, que consiste
en provocar una miosis regulada en el conductor (4) del vehículo
mediante luz difusa (5) en el interior del vehículo (1). En una
realización preferente de dicho método, dicha luz difusa (5) es
generada por al menos una fuente de iluminación (2), situada
preferentemente en el interior del vehículo (1), sobre el conductor
(4) y fuera del campo de visión (3) del conductor (4) del
vehículo.
vehículo.
Preferentemente, dicho método comprende la
iluminación del interior del: vehículo (1) mediante al menos una
luminaria que produce luz difusa (5) de color blanco
(luz-día), de intensidad regulable y composición
espectral: variable. En una realización preferente de dicho método,
la fuente de luz (2) j incorpora filtros o reguladores adecuados
para obtener distintas proporciones de bandas del espectro de
luz-día y preferentemente predominan las bandas de
luz azul y violeta (entre 380 y 500 nm).
El dispositivo y el método de iluminación
descritos en la presente invención aportan la ventaja añadida de
que pueden cumplir la función de indicación de posición del vehículo
en una situación de baja iluminación, sin afectar negativamente,
por deslumbramiento, a otros conductores que eventualmente
aparezcan en el entorno.
Para facilitar la comprensión de las
características de la invención y formando parte de la memoria
descriptiva, se acompañan tres figuras que permiten explicar la
invención:
Figura 1. Dispositivo de iluminación.
- (1)
- interior de un vehículo
- (2)
- fuente de luz
- (3)
- campo de visión del conductor del vehículo
- (4)
- conductor del vehículo
- (5)
- luz difusa
- (6)
- raíles de soporte y desplazamiento de la fuente de luz
- (7)
- difusor de luz
- (8)
- mando regulador de la intensidad de la luz difusa
- (9)
- filtro para regular la fuente de luz.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 2. Dispositivo de iluminación.
- (2)
- fuente de luz que dispone de 5 módulos independientes
- (4)
- conductor del vehículo
- (6)
- raíles de soporte y desplazamiento de la fuente de luz
- (9)
- filtros adaptados para regular cada módulo de la fuente de luz.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 3. Esquema de la aberración periférica en
un sistema óptico ocular donde los rayos periféricos (A) atraviesan
el sistema óptico ocular (10) y convergen en focos anteriores (a y
a') a la retina (11). Los rayos que atraviesan el sistema óptico
ocular (10) por la zona central (B) sufren la refracción adecuada a
un foco (b) que proporciona una imagen nítida en la retina (11). En
la figura, el sistema óptico ocular es atravesado por una línea de
puntos (12) que representa el centro óptico de dicho sistema.
A modo de ejemplo y sin exclusión de otro modo
de realización, se describen algunas formas particulares de
realización de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Como fuente emisora de luz difusa se empleó una
luminaria de tipo LED de las que pueden encontrarse comercialmente
en el mercado (Galaxy Link Industries Ltd), cuyas dimensiones eran
12 centímetros de ancho y 24 centímetros de largo. La luminaria se
ubicó adherida al techo del habitáculo del vehículo, en la
estructura base, tomándose en cuenta el tamaño (ancho y largo) de la
luminaria y las dimensiones del asiento del conductor. Se utilizaron
5 módulos dispuestos de forma consecutiva, sin separación entre
ellos y que podían ser activados de forma independiente.
La luminaria así ubicada provocó una miosis
pupilar sin deslumbramiento en el conductor (4) del vehículo. Para
ello se establecieron 14 voltios de voltaje y 1,2 Amperios de
intensidad, y las siguientes condiciones lumínicas en la luminaria:
luminancia 2810 lux y temperatura de color de 7000ºK. La temperatura
de color de la fuente (composición espectral) podía ser regulada
mediante un regulador (8) para tal efecto, de los que pueden
encontrarse en el mercado (marca Grasslin).
\vskip1.000000\baselineskip
Se realizó de igual modo como se ha descrito en
el ejemplo 1 pero la luminaria fue instalada en el techo del
habitáculo con un sistema de desplazamiento sujeto al techo, que
constaba de un sistema de raíles (6) y enganches similares a los que
se emplean para el desplazamiento de los asientos delanteros de un
automóvil para ajustar la posición del ocupante de dichos
asientos.
\vskip1.000000\baselineskip
Se realizó de igual modo como se ha descrito en
el ejemplo 1 pero se incorporó un filtro de luz (9) de los que
pueden encontrarse comercialmente en el mercado (marca Rosco), con
el que se podía regular la composición espectral de la luz entre las
longitudes de onda desde 380 a 500 nm.
El voltaje, la intensidad, la luminancia y la
composición espectral podían variarse aumentando la temperatura de
color con proporciones mayores de longitudes de onda corta. La
variación de composición espectral de la luz difusa (5) se realizó
siempre dentro del rango de seguridad que preserva la estructura y
función de la retina humana de los efectos fototóxicos de luz para
no producir lesiones neuronales que son variables en función del
tiempo y composición del estímulo.
Claims (11)
1. Dispositivo de iluminación de interior de
vehículos (1) para mejorar el rendimiento visual del conductor (4)
mediante miosis regulada, que comprende, al menos, una fuente de luz
(2) que genera luz difusa (5), que está íntegramente situada en el
interior del vehículo (1), sobre el conductor (4) del vehículo y
fuera del campo de visión (3) del conductor (4), y los medios de
instalación y de alimentación eléctrica de cada fuente de luz,
caracterizado porque incorpora medios para desplazar cada
fuente de luz (2) sobre el conductor (4).
2. Dispositivo de iluminación de interior de
vehículos (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque
incorpora un sistema de raíles (6) fijados al techo del vehículo
para el desplazamiento de cada fuente de luz (2).
3. Dispositivo de iluminación de interior de
vehículos (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque cada fuente de luz (2) se selecciona de
entre luminarias incandescentes, luminarias fluorescentes y LEDs a
las que pueden acoplarse medios que aumenten considerablemente la
amplitud de la superficie de iluminación como por ejemplo medios de
fibra óptica.
4. Dispositivo de iluminación de interior de
vehículos (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque cada fuente de luz (2) lleva acoplado un
difusor (7).
5. Dispositivo de iluminación de interior de
vehículos (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la luz difusa (5) es
luz-día de entre 380 y 760 nm de longitud de
onda.
6. Dispositivo de iluminación de interior de
vehículos (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque cada fuente de luz (2) incorpora un
regulador de la luminancia (8).
7. Dispositivo de iluminación de interior de
vehículos (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque cada fuente de luz (2) incorpora un
regulador (9) de la composición espectral de la luz.
8. Dispositivo de iluminación de interior de
vehículos (1) según la reivindicación 7, caracterizado porque
dicho regulador es un filtro (9).
9. Dispositivo de iluminación de interior de
vehículos (1) según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8,
caracterizado porque el filtro (9) incrementa la proporción
de bandas de longitudes de onda corta inferior a 500 nm que
constituyen el espectro de la luz difusa (5).
10. Dispositivo de iluminación de interior de
vehículos (1) según la reivindicación 9, caracterizado porque
el filtro (9) incrementa la proporción de bandas de longitudes de
onda corta desde 380 a 500 nm.
11. Método para provocar una miosis regulada en
el interior de un vehículo (1) en condiciones mesópicas de baja
visibilidad, mediante la iluminación del interior del vehículo (1)
fuera del campo de visión (3) del conductor con una luz difusa (5)
de longitud de onda corta entre 380 y 500 nm, caracterizado
porque comprende el ajuste de la posición de la fuente de
iluminación mediante la regulación del desplazamiento lineal de
dicha fuente de iluminación.
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