ITMI940822A1

ITMI940822A1 - IMPROVED LIGHT GUIDE SYSTEM FOR VEHICLE TRAFFIC ROADS

Info

Publication number: ITMI940822A1
Application number: IT000822A
Authority: IT
Inventors: Roberto Casalone; Roberto Causin
Original assignee: Minnesota Mining & Mfg
Priority date: 1994-04-29
Filing date: 1994-04-29
Publication date: 1995-10-29
Also published as: ITMI940822A0; AU2367495A; IT1271628B; WO1995030218A1

Description

CAMPO DELL'INVENZIONE FIELD OF THE INVENTION

La presente invenzione si riferisce ad un metodo ed apparato per migliorare l'assistenza al traffico su strada che si basa sulla generazione di onde di lampi di luce in movimento su una guida di luce continua lungo una strada a traffico veicolare. The present invention relates to a method and apparatus for improving road traffic assistance which is based on the generation of waves of light flashes moving on a continuous light guide along a vehicular traffic road.

STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE

E' ben noto nell'arte il problema di segnalare ai conducenti di automobili l'approssimarsi a zone di deviazione della circolazione normale del traffico, come zone di lavoro, di deviazione, di interruzione o qualsiasi altra situazione pericolosa. It is well known in the art the problem of signaling to automobile drivers the approach to diversion areas of normal traffic circulation, such as work, diversion, interruption areas or any other dangerous situation.

Questo problema fino ad ora è stato risolto con numerosi mezzi. Durante il giorno, l'indicazione di deviazione viene fatta in genere tramite coni di segnalazione disposti lungo la strada. Durante la notte, per segnalare la deviazione viene disposto in genere un sistema di agenti retroriflettenti lungo la strada. Questo sistema di agenti retroriflettenti presenta lo svantaggio di segnalare la deviazione al conducente solo quando la luce del veicolo colpisce gli agenti retroriflettenti. Inoltre, in caso di poca visibilità a causa per esempio di nebbia, l'efficienza di tale sistema viene ridotta drasticamente. This problem has so far been solved by numerous means. During the day, the indication of the detour is usually done by means of signaling cones placed along the road. During the night, a system of retro-reflecting agents is usually placed along the road to signal the deviation. This system of retroreflective agents has the disadvantage of signaling the deviation to the driver only when the light of the vehicle strikes the retroreflective agents. Furthermore, in case of poor visibility due to fog, for example, the efficiency of this system is drastically reduced.

Un altro modo per risolvere il problema di cui sopra durante la notte si basa sull'impiego di una serie di lampade a lampi di luce disposte lungo la deviazione. Lo svantaggio di questo sistema sono le caratteristiche discontinue di una serie di singole lampade e il disturbo causato al conducente da forti lampi di luce laterali. Another way to solve the above problem during the night is based on the use of a series of light flash lamps arranged along the deviation. The disadvantage of this system is the discontinuous characteristics of a series of individual lamps and the disturbance caused to the driver by strong side flashes of light.

Recentemente, è stato introdotto sul mercato un sistema a guida di luce. Tale sistema comprende una pluralità di tubi a guida di luce, di cui ognuno ha una lampada ad una sua estremità che fornisce una linea di luce continua. Recently, a light guide system has been introduced to the market. Such a system comprises a plurality of light guide tubes, each of which has a lamp at one end thereof which provides a continuous line of light.

Il tubo di luce comprende una sottile pellicola flessibile fatta di un materiale trasparente adatto avente una superficie strutturata da una parte e una superficie levigata dall'altra. The light tube comprises a thin flexible film made of a suitable transparent material having a textured surface on one side and a smooth surface on the other.

Il lavoro della guida di luce può essere manipolato in modo tale che la guida agisca come illuminatore permettendo una quantità controllata di dispersione luminosa. The work of the light guide can be manipulated in such a way that the guide acts as an illuminator allowing for a controlled amount of light scatter.

Una descrizione specifica dei materiali e una costruzione specifica della guida di luce possono essere trovate nei brevetti US 4.906.070, 5.056.892 e 5.043.850. A specific description of the materials and a specific construction of the light guide can be found in US patents 4,906,070, 5,056,892 and 5,043,850.

Malgrado il buon lavoro svolto dal sistema della guida di luce nota nell'arte, vi è ancora il bisogno di un sistema di segnalazione migliorato, con caratteristiche specifiche di efficienza e richiamo dell'attenzione dei conducenti di auto, di una deviazione dalla solita circolazione del traffico lungo la strada. Despite the good work done by the light guide system known in the art, there is still a need for an improved signaling system, with specific characteristics of efficiency and attention-calling of car drivers, of a deviation from the usual traffic of the traffic along the road.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE La presente invenzione si riferisce ad un sistema a guida di luce (1) per una migliorata assistenza al traffico su strada comprendente: a) una pluralità di guide di luce (2) disposte una dopo l'altra lungo il proprio asse longitudinale, di cui ognuna consiste di un tubo di plastica (4) avente ad una sua estremità una sorgente di luce (3) e all'altra estremità un cappuccio riflettente, SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a light guide system (1) for improved road traffic assistance comprising: a) a plurality of light guides (2) arranged one after the other along its axis longitudinal, each consisting of a plastic tube (4) having a light source (3) at one end and a reflecting cap at the other end,

b) una sorgente di energia (10), b) a source of energy (10),

c) una pluralità di stabilizzatori di tensione (11) collegati alla sorgente di energia in corrispondenza ad ogni sorgente di luce, c) a plurality of voltage stabilizers (11) connected to the power source at each light source,

d) un generatore di impulsi elettrici (12), che produce un impulso elettrico, e d) an electrical impulse generator (12), which produces an electrical impulse, e

e) un dispositivo di lampi di luce (13), collegato a detto stabilizzatore di tensione (11) e a detto generatore di impulsi (12), in grado di fornire alla sorgente di luce (3) un diverso voltaggio a seconda dell'impulso elettrico generato da detto generatore di impulsi elettrici (12). e) a light flashing device (13), connected to said voltage stabilizer (11) and to said pulse generator (12), capable of supplying the light source (3) with a different voltage depending on the electrical impulse generated by said electric pulse generator (12).

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La Fig. 1 è una vista in prospettiva della parte terminale del tubo della guida di luce provvisto della sorgente di luce. Fig. 1 is a perspective view of the end portion of the light guide tube provided with the light source.

La Fig. 2 è una vista in prospettiva del tubo della guida di luce installato in un sistema di controllo del traffico nel New Jersey. Fig. 2 is a perspective view of the light guide tube installed in a traffic control system in New Jersey.

La Fig. 3 è una vista in sezione trasversale del tubo della guida di luce. Fig. 3 is a cross-sectional view of the light guide tube.

La Fig. 4 è una vista in sezione longitudinale di una sottile pellicola trasparente strutturata. Fig. 4 is a longitudinal sectional view of a thin structured transparent film.

La Fig. 5 è una vista in sezione longitudinale del tubo della guida di luce. Fig. 5 is a longitudinal sectional view of the light guide tube.

La Fig. 6 è un diagramma a blocchi della presente invenzione. La Fig. 7 è un diagramma elettronico schematico dello stabilizzatore di voltaggio 11 della Fig. 6. Fig. 6 is a block diagram of the present invention. Fig. 7 is a schematic electronic diagram of the voltage stabilizer 11 of Fig. 6.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE Come detto sopra, la presente invenzione si riferisce ad un sistema a guida di luce migliorato. Facendo riferimento alle Fig. 1 e 2, il sistema a guida di luce 1 comprende un tubo a guida di luce 2 avente ad una sua estremità una sorgente di luce 3 e all'altra estremità un cappuccio riflettente (non mostrato). DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION As stated above, the present invention relates to an improved light guide system. Referring to Figs. 1 and 2, the light guide system 1 comprises a light guide tube 2 having at one end a light source 3 and at the other end a reflecting cap (not shown).

Il tubo a guida di luce 2 consiste di una pluralità di tubi di plastica trasparente 4, come per esempio un tubo di policarbonato, collegati con un manicotto (non mostrato). Come mostrato in Fig. 3, una sottile pellicola 5 di materiale polimerico trasparente viene fatta aderire alla parete interna 6 del tubo di plastica 4. Come meglio mostrato in Fig. 4, la sottile pellicola interna 5 ha una superficie strutturata 7 e una superficie opposta liscia 8. La superficie liscia 8 viene fatta aderire alla parte interna 6 del tubo trasparente 4. La superficie strutturata 7 comprende una serie lineare di prismi isosceli in miniatura sostanzialmente ad angoli retti disposti l'uno accanto all'altro per formare una pluralità di picchi e scanalature. La lunghezza di un singolo tubo di plastica può variare dai 3 ai 9 metri, preferibilmente dai 3 ai 6 metri. Più corto è il tubo di plastica, più facile sarà il trasporto e l'installazione della guida di luce, in particolare lungo una curva della strada. La lunghezza totale del tubo a guida di luce è limitata a 9-18 metri, preferibilmente a 12-15 metri, in modo da ottenere una buona uniformità di luminanza lungo tutta la sua estensione. Ogni tubo a guida di luce viene installato l'uno dopo l'altro lungo il suo asse longitudinale per formare un sistema continuo a guida di luce lungo la strada a traffico veicolare. Il tubo può essere installato su un guard-rail o altri mezzi specifici di supporto. The light guide tube 2 consists of a plurality of transparent plastic tubes 4, such as a polycarbonate tube, connected with a sleeve (not shown). As shown in Fig. 3, a thin film 5 of transparent polymeric material is adhered to the inner wall 6 of the plastic tube 4. As best shown in Fig. 4, the thin inner film 5 has a textured surface 7 and an opposite surface smooth 8. The smooth surface 8 is adhered to the inner part 6 of the transparent tube 4. The textured surface 7 comprises a linear series of isosceles miniature prisms substantially at right angles arranged next to each other to form a plurality of peaks and grooves. The length of a single plastic pipe can vary from 3 to 9 meters, preferably from 3 to 6 meters. The shorter the plastic tube, the easier it will be to transport and install the light guide, especially along a bend in the road. The total length of the light guide tube is limited to 9-18 meters, preferably 12-15 meters, in order to obtain a good uniformity of luminance along its entire extension. Each light guide tube is installed one after the other along its longitudinal axis to form a continuous light guide system along the vehicular traffic road. The tube can be installed on a guard rail or other specific means of support.

I lati perpendicolari dei prismi formano un angolo di circa 45° con la superficie liscia, e quando la pellicola viene arricciata la superficie liscia assume una curva arcuata continua liscia senza per questo avere effetti materiali sul lavoro della pellicola. Come mostrato in Fig. 5, la luce incidente che proviene dalla sorgente di luce 3 e colpisce o la superficie 7 o la 8, entro certi valori angolari, viene totalmente riflessa all'interno. La luce è totalmente riflessa all'interno quando la luce rifratta dalla prima superficie colpisce la seconda superficie con una angolazione, rispetto a quella normale, maggiore dell'angolazione critica. L'angolazione critica, nell'aria, viene definita come l'arcoseno del reciproco dell'indice di rifrazione del materiale. La sottile pellicola da usare in un tubo a guida di luce viene manipolata aggiungendo particelle diffondenti, oppure incorporando finestre o imperfezioni, come lati di prismi lisci non ottici e/o angoli o picchi acuti non ottici, in modo che la guida di luce agisca come illuminazione permettendo una dispersione di luce controllata. The perpendicular sides of the prisms form an angle of approximately 45 ° with the smooth surface, and when the film is curled the smooth surface takes on a smooth continuous arcuate curve without thereby having material effects on the work of the film. As shown in Fig. 5, the incident light coming from the light source 3 and striking either the surface 7 or the 8, within certain angular values, is totally reflected inside. The light is totally reflected inside when the light refracted by the first surface hits the second surface at an angle, compared to the normal one, greater than the critical angle. The critical angle, in air, is defined as the arcsine of the reciprocal of the refractive index of the material. The thin film to be used in a light guide tube is manipulated by adding diffusing particles, or by incorporating windows or imperfections, such as non-optical smooth prism sides and / or non-optical sharp angles or peaks, so that the light guide acts as lighting allowing a controlled dispersion of light.

Una specifica caratteristica della guida di luce è che la sua luminanza dipende dall'angolo dell'osservatore. La luminanza massima è ottenuta con un'angolazione di circa 15°, e la luminanza decresce rapidamente ad angolazioni maggiori. Ad angolazioni superiori a 50°, la luminanza è ridotta circa a zero. Altri dettagli specifici della sottile pellicola strutturata di cui sopra possono essere trovati nei brevetti US 4.906.070 e 5.056.892 di cui sopra. A specific feature of the light guide is that its luminance depends on the angle of the observer. The maximum luminance is obtained at an angle of approximately 15 °, and the luminance decreases rapidly at greater angles. At angles greater than 50 °, the luminance is reduced to approximately zero. Other specific details of the above structured thin film can be found in US patents 4,906,070 and 5,056,892 above.

La sorgente di luce 3 può essere qualsiasi fonte di illuminazione utile che possa essere esposta in condizioni di tempo variabili. Particolarmente utile può essere in proiettore a prova d'acqua con una lampada alogena a bassa tensione (12 V, 50 W). Fra la lampada alogena e l'interno del tubo di plastica viene convenientemente interposto un filtro per ottenere un'emissione di luce colorata, come per esempio luce rossa, gialla o simili. The light source 3 can be any useful light source that can be exposed under varying weather conditions. Particularly useful can be in water-proof projector with a low-voltage halogen lamp (12 V, 50 W). A filter is conveniently interposed between the halogen lamp and the inside of the plastic tube to obtain an emission of colored light, such as for example red, yellow light or the like.

Secondo la presente invenzione, il sistema a guida di luce è provvisto di un sistema elettronico in grado di generare un voltaggio di base, provvedendo così ad una illuminazione di base di tutta la guida di luce, e un impulso sequenziale di voltaggio addizionale, provvedendo così a dare onde in movimento di lampi di luce lungo la guida di luce. According to the present invention, the light guide system is provided with an electronic system capable of generating a base voltage, thus providing a base illumination of the entire light guide, and a sequential pulse of additional voltage, thus providing to give moving waves of light flashes along the light guide.

Il sistema elettronico è descritto schematicamente nel diagramma a blocchi della figura 6 e comprende una sorgente di energia 10 e un generatore di impulsi 12, entrambi racchiusi nella scatola A, un numero n (a seconda delia lunghezza di tutto il dispositivo) di stabilizzatori di tensione 11 , dispositivi per i lampi di luce 13 e sorgenti di luce 3 collegate a detti dispositivi per i lampi 13, tutti racchiusi in rispettive scatole Bn. The electronic system is schematically described in the block diagram of figure 6 and includes a power source 10 and a pulse generator 12, both enclosed in box A, a number n (depending on the length of the whole device) of voltage stabilizers 11, devices for flashes of light 13 and light sources 3 connected to said devices for flashes 13, all enclosed in respective boxes Bn.

La sorgente di energia 10 è convenientemente una batteria a corrente continua di basso voltaggio (48 V), ma può essere convenientemente usata anche una linea elettrica a corrente alternata di 220 V. Lo stabilizzatore di voltaggio 11 permette di stabilizzare e ridurre il voltaggio a circa 10-15 V, preferibilmente a circa 12-14 V. Lo stabilizzatore 11 permette di evitare cadute di voltaggio dovute allo stato di carica della batteria e/o alla lunghezza dei cavi di collegamento. In Fig. 7 è descritto un diagramma schematico del circuito elettronico dello stabilizzatore. Se la sorgente di energia fornisce corrente alternata, può essere convenientemente aggiunto un ulteriore raddrizzatore. Il generatore di impulsi 12 può generare un impulso elettrico che viaggia lungo la pluralità dei dispositivi di lampi di luce 13, attraverso di un collegamento convenzionale via cavo, per tutta la lunghezza del sistema a guida di luce della presente invenzione. Il generatore di impulsi 12 è convenientemente provvisto di un controllo della frequenza che permette di variare la frequenza degli impulsi in base alla lunghezza totale del sistema a guida di luce e alla durata desiderata del lampo di luce. La durata del lampo di luce può essere modificata dai dispositivi che lo producono. The power source 10 is conveniently a low voltage direct current battery (48 V), but a 220 V alternating current power line can also be conveniently used. The voltage stabilizer 11 allows to stabilize and reduce the voltage to approximately 10-15 V, preferably at about 12-14 V. The stabilizer 11 allows to avoid voltage drops due to the state of charge of the battery and / or to the length of the connecting cables. In Fig. 7 a schematic diagram of the electronic circuit of the stabilizer is described. If the power source supplies alternating current, an additional rectifier can be conveniently added. The pulse generator 12 can generate an electrical pulse that travels along the plurality of light flash devices 13, through a conventional cable connection, for the full length of the light guide system of the present invention. The pulse generator 12 is conveniently provided with a frequency control which allows the frequency of the pulses to be varied according to the total length of the light guide system and the desired duration of the flash of light. The duration of the flash of light can be changed by the devices that produce it.

I dispositivi che generano i lampi di luce 13 forniscono alle sorgenti di luce 3 del sistema a guida di luce un voltaggio di base che corrisponde a circa il 60-80% del voltaggio massimo, provvedendo così ad una luminanza di base della guida di luce. Un esempio specifico di sorgente di luce è l'Osram Halospot™ 111. Una riduzione del voltaggio può essere ottenuta con un variatore di voltaggio entro i dispositivi che producono lampi di luce 13. Il generatore di impulsi 12 e il dispositivo che genera lampi di luce 13 sono ben noti nell'arte e non sono necessari specifici requisiti per la realizzazione della presente invenzione. Un esempio di gene-ratore di impulsi e di dispositivo che genera lampi di luce utile nella presente invenzione è rappresentato dal dispositivo di segnalazione a lampi LA 26, prodotto dalla Italflash Co. The devices which generate the light flashes 13 supply the light sources 3 of the light guide system with a base voltage which corresponds to about 60-80% of the maximum voltage, thus providing a base luminance of the light guide. A specific example of a light source is the Osram Halospot ™ 111. A voltage reduction can be achieved with a voltage changer within the devices that produce flashes of light 13. The pulse generator 12 and the device that generates flashes of light. 13 are well known in the art and specific requirements are not necessary for the realization of the present invention. An example of a pulse generator and of a device which generates flashes of light useful in the present invention is represented by the flashing signaling device LA 26, produced by Italflash Co.

Quando l'impulso elettrico prodotto dal generatore di impulsi 12 raggiunge il primo dispositivo che genera lampi di luce del sistema a guida di luce, il variatore di tensione viene by-passato, e il dispositivo che genera lampi di luce fornisce alla sorgente di luce corrispondente il massimo voltaggio di erogazione. La durata di questo lampo di luce può variare da 0,1 a 2 secondi, preferibilmente da 0,5 a 1,5 secondi, dopo di che il voltaggio ritorna al valore base e l'impulso viene trasferito al prossimo dispositivo generatore di lampi. Quando l'impulso raggiunge l'ultima sorgente di luce, un nuovo impulso viene prodotto dal generatore di impulsi. Alternativamente, quando il sistema a guida di luce è particolarmente lungo, una sequenza di impulsi può essere generata prima che il primo abbia raggiunto la fine della guida di luce. When the electrical pulse produced by the pulse generator 12 reaches the first device that generates flashes of light of the light guide system, the voltage changer is by-passed, and the device that generates flashes of light supplies the corresponding light source the maximum supply voltage. The duration of this flash of light can vary from 0.1 to 2 seconds, preferably 0.5 to 1.5 seconds, after which the voltage returns to the base value and the pulse is transferred to the next flashing device. When the pulse reaches the last light source, a new pulse is produced by the pulse generator. Alternatively, when the light guide system is particularly long, a sequence of pulses can be generated before the first has reached the end of the light guide.

I mezzi descritti sopra per controllare la frequenza degli impulsi, il voltaggio base e la durata del lampo di luce permettono all'apparato della presente invenzione di essere adattato alle più disparate situazioni che si incontrano in condizioni lavorative, come per esempio lunghezza delia strada, diversa illuminazione, diverse condizioni atmosferiche, e simili. The means described above for controlling the frequency of the pulses, the base voltage and the duration of the flash of light allow the apparatus of the present invention to be adapted to the most disparate situations encountered in working conditions, such as for example road length, different lighting, different weather conditions, and the like.

II risultato visibile è un'onda di lampi di luce che viaggia continuamente lungo tutto il sistema a guida di luce. L'onda di lampi di luce si è dimostrata particolarmente efficiente per segnalare una deviazione dalla normale circolazione del traffico, anche in condizioni di bassa visibilità o lungo una curva della strada. Inoltre, le caratteristiche specifiche di luminanza della guida di luce in base all'angolazione dell'osservatore permette di non disturbare il conducente del veicolo quando questo procede lateralmente al sistema a guida di luce. The visible result is a wave of light flashes that travel continuously throughout the light guide system. The wave of flashes of light has proved particularly effective in signaling a deviation from normal traffic flow, even in conditions of low visibility or along a curve in the road. In addition, the specific luminance characteristics of the light guide according to the angle of the observer allows not to disturb the driver of the vehicle when he proceeds sideways to the light guide system.

Claims

CLAIMS 1. Light guide system for improving road traffic assistance including: a) a plurality of light guides (2) arranged one after the other along its longitudinal axis, each of which consists of a plastic tube (4) having at one end a light source (3) and at one end at the other end a reflective hood, b) a source of energy (10), c) a plurality of voltage stabilizers (11) connected to the power source at each light source, d) an electrical impulse generator (12), which generates an electrical impulse, e e) a light flashing device (13), connected to said voltage stabilizer (11) and to said pulse generator (12), capable of supplying the light source (3) with a different voltage depending on the electrical impulse generated by said electric pulse generator (12).

2. Light guide system according to claim 1, wherein said electrical pulse generator can produce pulses of variable frequency.

Light guide system according to claim 1, wherein said light flash generating device can modify the duration in time of the light flash.

4. Method for improving road traffic assistance which includes the following steps: a) provide along a road with vehicular traffic a light guide system (1) which includes a plurality of light guides (2) arranged one after the other along its longitudinal axis, each of which consists of a plastic tube (4) having a light source at one end thereof (3) and a reflective cap at the other end, b) providing a base voltage to said light guide system, c) providing a pulse generator connected to said plurality of light sources through a corresponding plurality of light flashing devices capable of sequentially increasing the voltage applied to each light source from said base voltage to a maximum voltage for a predetermined period, so as to generate a moving wave of light flashes through the light guide system.