ITRM980322A1 - Proiettore di autoveicolo a specchio generatore di fascio largo e a cristallo striato - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "PROIETTORE DI AUTOVEICOLO A SPECCHIO GENERATORE DI FASCIO LARGO E A CRISTALLO STRIATO"
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda in maniera generale i proiettori di autoveicoli.
Una tendenza attuale nella concezione di proiettori di autoveicoli consiste nel concepire lo specchio del proiettore affinchè esso generi d.i per se un fascio di ripartizione fotometrica desiderata. Questa ripartizione fotometrica consiste in particolare nel conferire al fascio la larghezza richiesta, con una omogeneità soddisfacente (vale a dire quanto più possibile l'assenza di accumuli indesiderabili di luce o al contrario di buchi di luce) , e nel conferire inoltre al fascio la ripartizione richiesta verticalmente, e delimitandolo all'occorrenza mediante una interruzione di tipo variabile (in particolare per un fascio di incrocio europeo, un fascio di incrocio americano, un fascio antinebbia, ecc.. .
Questa concezione particolare di specchio, che si comincia a trovare oggigiorno su alcuni veicoli da turismo, consente di ricorrere ad un cristallo che sia interamente liscio o praticamente liscio, cioè munito solamente di elementi di decorazione (filetti, ecc.) che non intervengono sostanzialmente sulla struttura del fascio.
Queste caratteristiche combinate hanno principalmente due effetti vantaggiosi. Il primo è di evitare il piegamento verso il basso della luce fortemente diffusa dalle strie convenzionali di trattamento ottico quando esse sono formate su un cristallo fortemente incrinato nelle sue sezioni verticali assiali. Il secondo è di ottenere un proiettore di aspetto interessante sul piano estetico .
Esiste tuttavia, in un modo più recente, una tendenza a ricorrere a cristalli striati, in particolare allo scopo di mascherare quanto più possibile i difetti esistenti nel materiale del cristallo stesso (sia che esso è realizzato in vetro o in materiale plastico) o alla superficie dello specchio (difetti di verniciatura, polveri, leggere rigature, ecc.. .
Allo stesso tempo, resta desiderabile conservare una stessa concezione di specchio, poiché essa permette di generare fasci estremamente soddisfacenti quanto alla ripartizione fotometrica ottenuta .
La difficoltà sta allora nel fatto che, se si appongono strie su un cristallo posto davanti ad un tale specchio, si va immancabilmente a deteriorare le qualità fotometriche del fascio.
La presente invenzione ha come primo scopo di ovviare a questa difficoltà, e di proporre una struttura di strie che possono essere apposte su un cristallo situato davanti ad uno specchio del tipo precitato, senza tuttavia alterare sostanzialmente il fascio generato.
Così, la presente invenzione propone un proiettore di autoveicolo, comprendente una sorgente luminosa, uno specchio ed un cristallo, lo specchio essendo atto a generare un fascio luminoso preformato, in maniera tale che non sia necessario l'intervento di elementi ottici sul cristallo, ed il cristallo ricevendo da almeno una parte sostanziale dello specchio un irraggiamento divergente il cui l'angolo medio di incidenza in un piano orizzontale varia progressivamente man mano che lo si sposta orizzontalmente sul cristallo, caratterizzato dal fatto che il cristallo comprende, almeno in una zona coperta dall'irraggiamento divergente un insieme di strie di deviazione laterale della luce, esposte a detto irraggiamento divergente, e dal fatto che ciascuna stria presenta una legge di ripartizione angolare individuale determinata dall'orientamento della luce che essa riceve proveniente da detta parte di specchio e dalla caratteristica di diffusione laterale della stria, e dal fatto che le caratteristiche di diffusione delle strie sono determinate in maniera tale che la legge di ripartizione angolare cumulata,di diverse strie sia sostanzialmente uniforme.
Aspetti preferiti, ma non limitativi, del proiettore secondo l'invenzione sono i seguenti:
- il profilo di ciascuna stria presenta in un piano orizzontale un raggio di curvatura che è più piccolo a livello dei suoi bordi laterali che nella sua zona centrale;
- il raggio di curvatura di ciascuna stria diminuisce progressivamente dalla zona centrale della stria verso i suoi bordi;
ciascuna legge di ripartizione angolare individuale ricopre almeno due altre leggi di ripartizione angolare vicine;
- le strie .hanno tutte lo stesso profilo;
il cristallo possiede una zona priva di strie;
- le strie sono concave;
le strie sono disposte secondo un passo leggermente superiore alla loro larghezza, e transizioni arrotondate sono previste tra le strie adiacenti;
- ciascuna transizione arrotondata presenta un raggio di curvatura costante uguale al raggio di un utensile di fresatura cilindro unico utilizzato per lavorare uno stampo di produzione del cristallo.
L'invenzione propone inoltre un procedimento di produzione di un cristallo di proiettore di autoveicolo comprendente un insieme di strie di diffusione laterale della luce, di larghezza imposta, e destinato ad essere associato ad uno specchio che genera parti di fascio divergenti a partire da almeno una zona sostanzialmente puntiforme, caratterizzato dal fatto che esso comprende le fasi consistenti, per ciascuna parte di fascio:
- di stabilire per ciascuna stria un profilo di base,
- di calcolare per ciascuna stria, a partire da detto profilo di base e dalla configurazione dell'irraggiamento incidente su questa stria, una legge di ripartizione angolare· individuale determinata,
dì calcolare una legge di ripartizione angolare cumulata per il gruppo di strie esposte a detta parte di fascio,
- di regolare in modo iterattivo il profilo di ciascuna stria<' >per ottenere una legge di ripartizione angolare cumulata sostanzialmente uniforme .
Altri aspetti, scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno meglio dalla lettura della descrizione dettagliata seguente di una forma di realizzazione preferita di questa, data a titolo di esempio e fatto riferimento ai disegni annessi, nei quali:
la figura 1 è una vista schematica in sezione orizzontale assiale di un proiettore secondo l'invenzione,
la figura 2 è una vista dal retro di uno specchio di proiettore della figura 1,
la figura 3 è una -vista in sezione orizzontale in scala ingrandita del cristallo di proiettore, la figura 4 illustra il profilo di una stria del cristallo,
la figura 5 illustra la legge di ripartizione angolare della stria della figura 4,
la figura 6 illustra le leggi di ripartizione angolare individuali di un insieme di strie adiacenti del cristallo,
la figura 7 illustra la legge di ripartizione angolare cumulata di questo insieme di strie,
la figura 8 illustra una disposizione particolare di strie, e
la figura 9 illustra la realizzazione mediante fresatura di uno stampo del cristallo, lato strie, le strie avendo la disposizione particolare della figura 8.
Con riferimento prima alle figure 1 e 2, viene rappresentato un proiettore che comprende una sorgente luminosa 10, uno specchio 20 ed un cristallo 30.
Lo specchio 20 è illustrato in vista dal retro nella figura 2. Esso comprende un insieme di zone 20a-20h atte ciascuna a generare una parte di un fascio quale un fascio di incrocio secondo le norme europee, in maniera tale che il fascio globalmente ottenuto, senza l'intervento del cristallo, possiede una interruzione superiore appropriata, una grande larghezza e una buona omogeneità.
Questi tipi di specchi, che si cominciano a trovare attualmente su certi veicoli da turismo, possono venire, per esempio, realizzati tramite superfici autogeneratrici di interruzioni, quali descritte in numerosi brevetti antecedenti della Richiedente, alle quali sono state sovrapposte strie di diffusione.
Fino al presente, per non deteriorare il fascio prodotto dal cristallo, quest'ultimo era liscio, o possedeva solamente .disposizioni di stile (filetti o altro), non aventi sostanzialmente alcun ruolo ottico.
Secondo l'invenzione, e come illustrato nella figura 3, il cristallo 3 viene dotato di una serie di strie 31, che sono nella fattispecie strie concave previste dal lato interno del cristallo e che, in proiezione ortogonale in un piano perpendicolare all'asse ottico del proiettore, sono orientate verticalmente o in modo poco inclinato rispetto alla verticale.
Secondo una caratteristica essenziale dell'invenzione, ciascuna stria presenta un ràggio di curvatura che varia dalla sua zona centrale verso i suoi bordi, e più precisamente che varia in modo progressivo tra un raggio di curvatura massimo al centro, indicato con RCc, e raggi di curvatura minimi a livello dei suoi bordi, indicati con RCb.
Il profilo di una tale stria è illustrato in dettaglio nella figura 4, che mostra la variazione dell'altezza h della stria in funzione della quota orizzontale o ascissa x.
Si ricorderà qui ! che le strie convenzionalmente previste su un cristallo di proiettore sono strie cilindriche, di profilo circolare e quindi di raggio di curvatura costante, che hanno come funzione ottica di diffondere la luce in maniera uniforme tra due limiti, varianti in funzione del raggio di curvatura precitato e della larghezza della stria. Ne risulta che la caratteristica di diffusione laterale di una tale stria è una linea generalmente piana e ad interruzioni brusche a livello dei due limiti angolari di deviazione. Si tratta quindi di una caratteristica sostanzialmente lineare o costante.
Si intende qui per "caratteristica di diffusione" la curva che caratterizza, per un irraggiamento incidente parallelo orientato perpendicolarmente alla faccia piana· della stria (qui la faccia di uscita), l'intensità I della luce in uscita dalla stria in funzione dell'angolo a della deviazione realizzata dalla stria.
Ben al contrario, con una stria secondo l'invenzione quale definita più sopra, la caratteristica di diffusione .presenta un aspetto quale illustrato nella figura 5. Più precisamente, essendo dato che i.valori del raggio di curvatura sono i più piccoli nella zona centrale della stria, quest'ultima privilegia un irraggiamento di uscita poco deviato. Al contrario, man mano che si avvicina ai bordi della stria, la deviazione diviene più notevole.
Ma si comprende che, grazie a questo profilo, la quantità di luce soggetta ad una deviazione zero o piccola è più notevole che la quantità di luce soggetta ad una forte deviazione, per il fatto che le zone di raggi di curvatura più piccoli sono relativamente più strette della zona di raggi di curvatura più grandi, e per il fatto che queste zone di raggi di curvatura più piccoli ricevono quindi meno luce.
Ne risulta, come illustrato nella figura- 5, una caratteristica di diffusione I = f (a) del genere curva di Gauss.
Si osserverà qui che la caratteristica illustrata nella figura 5 corrisponde ad un profilo di stria, quale illustrato nella figura 4, in cui il raggio di curvatura varia progressivamente dal centro verso i bordi.
Naturalmente, si può anche prevedere un profilo di stria secondo l'invenzione nel quale il raggio di curvatura varia a salti; la continuità della superficie della stria, vale a dire l'assenza di interruzioni di pendenza, essendo bene inteso preservata in questo caso.
Una caratteristica di diffusione di una stria 31 a raggio di curvatura variabile del tipo illustrato nella figura 4 permette, come si vedrà in appresso, di non alterare sostanzialmente -la fotometria di un fascio formato a monte dal solo specchio 20.
Si osserverà innanzitutto che ciascuna zona da 20a a 20h dello specchio è atta a realizzare una diffusione relativamente omogenea della luce emessa dalla sorgente e riflessa da questa zona. Così si osserva nella figura 1 che due strie particolari 31m, 31n ricevono dalla zona 20b dello specchio due sottoparti di fascio presentanti una certa divergenza, e si comprende che strie adiacenti ricevono sottoparti di fascio il cui angolo medio di incidenza si evolve progressivamente per esempio da un valore negativo fino ad un valore positivo, sostanzialmente come se la luce provenisse da una sorgente virtuale indicata con SV.
Così, l'orientamento della luce che esce dal cristallo a livello di una stria particolare viene determinata dalla combinazione dell'angolo di incidenza generale della luce su questa stria particolare e dalla caratteristica di diffusione particolare a detta stria. E verrà chiamata in quanto segue "legge di ripartizione angolare" la ripartizione dell'intensità della luce in uscita dalla stria in funzione dell'angolo a di propagazione del raggio in uscita dalla scia, questa legge tenendo quindi conto, da un canto dell'angolo medio di attacco e dell'apertura di un irraggiamento incidente, e d'altro canto, della caratteristica di diffusione della stria.
Così, la figura 6 illustra le leggi di ripartizione individuali per una serie si strie esposte alla parte di fascio generata da una zona particolare dello specchio, e si osserva che le differenti leggi di ripartizione, che restano approssimativamente gaussiane, sono sfalsate lateralmente le une rispetto alle altre. Questo sfalsamento corrisponde al fatto che due stie adiacenti ricevono dalla zona in questione dello specchio sottoparti di fascio i cui angoli medi di incidenza sono leggermente sfalsati uno rispetto all 'altro.
Ora, il profilo particolare di ciascuna caratteristica di diffusione e di ciascuna legge di ripartizione angolare individuale che ne risulta è tale che se viene determinato mantenendo la legge di ripartizione cumulata della serie di strie, si ottiene una legge di ripartizione, quale illustrata schematicamente nella figura 7, che possiede due bordi relativamente ripidi ed una sommità sostanzialmente rettilinea.
Così, grazie al profilo particolare delle strie secondo 1'invenzione, il cumulo della deviazione è tale che viene conservata l'omogeneità della parte di fascio interessata, poiché il cristallo striato secondo l'invenzione va a sovrapporre alla diffusione realizzata dallo specchio una diffusione supplementare caratterizzata dal fatto che non è privilegiata alcuna direzione particolare in uscita.
Bene inteso, i diversi parametri che entrano in gioco nella concezione delle strie 31 possono variare, come verrà dettagliato in appresso.
Innanzitutto, la diffusione realizzata da una stria 31, che corrisponde alla larghezza orizzontale della legge di ripartizione, non deve essere eccessiva al fine di non diluire il fascio realizzato dallo specchio e quindi di non deteriorare i suoi contorni e la sua ripartizione orizzontale (punta e larghezza).
Poi, si può far variare il grado di ricoprimento tra le differenti leggi di ripartizione individuali. A questo riguardo, la figura 6 illustra un esempio in cui ciascuna legge di ripartizione ricopre le sue cinque vicine di sinistra e le sue cinque vicine di destra. Si comprende che questo grado di ricoprimento varia, da un canto, in funzione della diffusione propria di una stria, determinata dal suo profilo, e, d'altro canto, in funzione del passo tra le sommità di queste leggi di ripartizione, che varia in funzione del passo orizzontale delle strie e della distanza della sorgente virtuale SV.
Si osserverà qui che più è rilevante il grado di ricoprimento, più vengono ridotti i difetti di omogeneità nel fascio in uscita dal cristallo. Il ricoprimeto è tale che ciascuna legge di ripartizione angolare individuale ricopre almeno due altre leggi di ripartizione angolare vicine.
Su un piano pratico, la concezione del cristallo si effettua generalmente a partire da una larghezza di stria imposta dallo stile desiderato, e a partire da uno specchio dato, imposto tecnicamente. Il passo delle strie e la distanza tra il cristallo e le sorgenti virtuali corrispondenti a differenti parti di fascio che giungono sul cristallo sono quindi dati di partenza. Viene allora regolato con precisione il profilo di ciascuna stria in maniera da ottenere, per ciascuna parte di fascio, leggi di ripartizione individuali tali che il loro cumulo darà una risposta angolare generalmente piana.
Viene ora descritta con riferimento alle figure 8 e 9 una disposizione di strie particolare che consente di facilitare la realizzazione mediante lavorazione dello stampo utilizzato per produrre un cristallo 30 le cui strie 31 sono concave.
L'obiettivo è di realizzare questa lavorazione tramite una fresa cilindrica unica di diametrodato, per esempio di 4 mm.
In questo caso, si dispongono le strie 31, di larghezza L, non fianco a fianco ma secondo un passo P superiore a L, in maniera tale che sussiste tra due strie adiacenti.uno spazio di larghezza D = P-L (vedere figura 8).
In tal modo, e con riferimento ora alla figura 9, lo stampo M può venire lavorato con la fresa F precitata realizzando arrotondamenti in corrispondenza di ciascuna transizione tra due zone di strie adiacenti, il che evita completamente le difficoltà riscontrate abitualmente per realizzare strie concave.
Si osserverà qui che questi arrotondamenti, che determinano localmente una forte diffusione laterale della luce per il fatto del loro raggio di curvatura ridotto, sono sufficientemente stretti da interessare solo una proporzione molto piccola della luce incidente, e così non generare difetti percettibili nel fascio finale.
Si osserverà qui che le indicazioni date nelle figure da 4 a 7 corrispondono ad un caso in cui la sorgente virtuale interessata SV è situata a 150 mm dal cristallo 30, 'e in cui le strie hanno una larghezza di 9 mm ed un passo di 10 min, uno stampo per un cristallo munito di tali strie potendo venire lavorato con una fresa di quattro mm di diametro.
In maniera preferita, la concezione del cristallo secondo l'invenzione consiste innanzitutto nel modellare le differenti strie come se esse si disponessero in un piano generale verticale e perpendicolare all'asse ottico del proiettore .
Poi, in modo di per se classico, queste strie modellate vengono proiettate, tramite mezzi di calcolo appropriato, su un cristallo nudo di profilo dato, ed il semistampo corrispondente alla faccia interna del cristallo viene lavorato secondo i dati di coordinate di superficie così ottenuti.
Si noterà qui che quando un cristallo quale su definito deve venire utilizzato con uno specchio che genera un fascio di incrocio di tipo europeo, vale a dire che possiede una semiinterruzione elevata, a destra o a sinistra secondo il senso di circolazione, a circa 15° al di sopra dell'orizzontale, è ben noto che la luce situata sotto questa semiinterruzione non deve venire diffusa orizzontalmente per preservare la nettezza di detta semiinterruzione.
Nel presente esempio di realizzazione, questa luce viene generata dalla zona 20h dello specchio.
Per soddisfare questa preoccupazione, si può prevedere che le strie del cristallo vengano interrotte in una zona situata sostanzialmente a destra della zona 20h dello specchio. Si può anche prevedere che questa zona del cristallo comprenda strie quali descritte qui sopra, ma inclinate di 15° rispetto alla verticale, in modo da diffondere la luce lungo la semiinterruzione inclinata.
Bene inteso, la presente invenzione non è affatto limitata alla forma di realizzazione descritta qui sopra e rappresentata nei disegni, ma l'esperto nella tecnica saprà apportarvi qualsiasi variante o modifica secondo il-suo ingegno.
In particolare, le strie concave descritte possono venire rimpiazzate con strie convesse, o ancora con una combinazione di strie concave e di strie convesse, alternate o no.
Per altro, benché tutte le strie 31 presentino di preferenza lo stesso profilo, e quindi la stessa caratteristica di diffusione, si possono prevedere profili differenti di un gruppo di strie adiacenti ad un altro, cioè da una stria all'altra, purché le strie conservino tutte un aspetto simile quando il· proiettore è spento
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Proiettore di autoveicolo, comprendente una sorgente luminosa (10), uno specchio (20) ed un cristallo (30), lo specchio essendo atto a generare un fascio luminoso preformato, in modo .che non sia necessario l'intervento di elementi ottici sul cristallo, ed il cristallo ricevendo da almeno una parte sostanziale dello specchio .un irraggiamento divergente il cui angolo medio di incidenza in un piano orizzontale varia progressivamente man mano che lo si sposta orizzontalmente sul cristallo, caratterizzato dal fatto che il cristallo comprende, almeno in una zona coperta dall'irraggiamento divergente,.un insieme di strie (31) di deviazione laterale della luce, esposte a. detto irraggiamento divergente, e dal fatto che ciascuna stria presenta una legge di ripartizione angolare individuale determinata dall'orientamento della luce che essa riceve proveniente da detta parte di specchio e dalla caratteristica di diffusione laterale della stria, e dal fatto che le caratteristiche di diffusione delle strie sono determinate in modo che la legge di ripartizione angolare cumulata di differenti strie sia sostanzialmente uniforme.
- 2. Proiettore secondo la : rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il profilo.di ciascuna stria (31) presenta in un piano orizzontale,un raggio di curvatura (RCb,,RCc)'che ’è più piccolo a livello dei suoi bordi laterali che nella sua-zona centrale.
- 3. Proiettore secondo la ; rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il raggio di curvatura (RCb, RCc) di ciascuna striscia diminuisce progressivamente dalla zona centrale della stria verso i suoi bordi.
- 4. Proiettore secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che ciascuna legge di ripartizione angolare individuale ricopre almeno due altre leggi di ripartizione angolare vicine.
- 5. Proiettore secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che le strie (31) hanno tutte lo spesso profilo. <;>
- 6. Proiettore secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che il cristallo (30) possiede una zona priva di-strie.
- 7. Proiettore secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che le strie (31) sono concave.
- 8. Proiettore secondo la ;rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che le strie sono disposte secondo un passo (P) leggermente superiore alla loro larghezza (L), e dal fatto che transizioni arrotondate sono previste tra le strie adiacenti.
- 9. Proiettore secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che ciascuna transizione arrotondata presenta un raggio di curvatura costante uguale al raggio di un utensile di fresatura (F) cilindro unico utilizzato per lavorare uno stampo (M) di produzione del cristallo (30).
- 10. Procedimento di produzione di un cristallo di proiettore di autoveicolo comprendente un insieme di strie di diffusione laterale della luce, di larghezza imposta, e destinato ad essere associato ad uno specchio che genera, parti di fascio divergenti a partire da almeno una zona sostanzialmente puntiforme, (SV) caratterizzato dal fatto che esso comprende le fasi consistenti, per ciascuna parte di fascio: di stabilire per ciascuna stria (31) un profilo di base, - di calcolare per ciascuna stria, a partire da detto profilo di base e dalla configurazione dell'irraggiamento incidente su questa stria, una legge di ripartizione angolare individuale determinata, di calcolare una legge di ripartizione angolare cumulata per il gruppo di strie esposte a detta parte di fascio, - di regolare in modo iterativo il profilo di ciascuna stria per ottenere una legge di ripartizione angolare cumulata sostanzialmente uniforme.
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