ITRM980419A1

ITRM980419A1 - Luce di segnalazione con schermo intermedio di trattamento ottico e di stile

Info

Publication number: ITRM980419A1
Application number: IT98RM000419A
Authority: IT
Inventors: Pierre Albou
Original assignee: Valeo Vision
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1998-06-23
Publication date: 1999-12-23
Also published as: ITRM980419A0; IT1299530B1; FR2765312A1; US6273591B1; FR2765312B1; DE19826905A1; JPH1166917A

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo :

"LUCE DI SEGNALAZIONE CON SCHERMO INTERMEDIO DI TRATTAMENTO OTTICO E DI STILE"

La presente invenzione riguarda in maniera generale le luci di segnalazioni di autoveicoli, e più in particolare una luce di segnalazione per autoveicolo, comprendente una sorgente sostanzialmente puntiforme, uno schermo intermedio ed un cristallo interposti sulla traiettoria del fascio sostanzialmente parallelo.

In tale luce nota, lo schermo intermedio, e all'occorrenza, il cristallo, comprendono disposizioni ottiche destinate a conferire alla luce la fotometria desiderata ed eventualmente un aspetto di stile particolare.

Un primo approccio classico consiste nel prevedere sullo schermo intermedio una lente di Fresnel focalizzata sulla sorgente, in maniera da produrre in uscita un irraggiamento sostanzialmente parallelo, il cristallo comprendendo in questo caso sfere o tori di diffusione orizzontale e verticale della luce.

Una tale luce nota presenta generalmente un aspetto estetico poco originale.

Un secondo approccio consiste nel prevedere sullo schermo intermedio una serie di prismi di deviazione disposti alla maniera di "pavé", per conferire alla luce un aspetto con pagliuzze pur soddisfacendo ai regolamenti in materia di fotometria .

Questo aspetto con pagliuzze che certamente apporta una novità sul piano estetico, ha tuttavia l'inconveniente di presentare un aspetto, sia spento che illuminato, che varia in maniera assai percepibile quando l'osservatore si sposta attorno al veicolo. Peraltro, questo aspetto con pagliuzze è sovente associato ad una qualità di prodotto di gamma piuttosto bassa.

Uno scopo della presente invenzione è di proporre una luce di segnalazione del tipo precitato che, pur soddisfacendo i regolamenti in materia di fotometria ed essendo all'occorrenza priva di recuperatore di flusso, presenta un aspetto visivo nuovo sia spenta che accesa, e nella quale questo aspetto visivo varia poco quando l'osservatore si sposta attorno al veicolo.

Più precisamente, l'invenzione mira a realizzare una luce che, accesa, da l'impressione di comprendere una molteplicità di sorgenti elementari individuali, alla maniera delle luci a diodi elettroluminescenti, che in cui questa impressione sia assicurata in tutta una gamma di angoli di osservazione.

Così, la presente invenzione riguarda una luce di segnalazione per autoveicolo, comprendente una sorgente sostanzialmente puntiforme, uno schermo intermedio che riceve direttamente la luce emessa dalla sorgente, ed un cristallo situato all'esterno dello schermo, caratterizzata dal fatto che lo schermo intermedio comprende una serie di celle ottiche includenti ciascuna, su una faccia interna una superficie curva di raddrizzamento e diffusione della luce e su una faccia esterna, un insieme di almeno due faccette piane oblique rispetto a un piano dello schermo intermedio.

Alcuni aspetti preferiti, ma non limitativi, della luce di segnalazione secondo l'invenzione sono i seguenti:

- le celle formate da una superficie curva e da un insieme di faccette associate presentano un passo orizzontale ed un passo verticale compresi tra circa 5 e 30 mm;

- le superiici curve sono convesse;

- le faccette di un insieme sonoad incavo,· - le faccette di un insieme sono delimitate lateralmente da faccette di spoglia debolmente inclinate rispetto alla direzione generale di emissione della luce;

- le faccette si congiungono reciprocamente secondo rette orizzontali;

- ciascun insieme di faccette è costituito da due faccette oblique simmetriche rispetto ad una linea mediana della cella corrispondente;

- ciascun insieme di faccette è costituito da una faccetta centrale estendentesi sostanzialmente perpendicolarmente alla direzione generale di emissione e da due faccette oblique situate da una parte e dall'altra della faccetta centrale e simmetriche rispetto ad una linea mediana della cella corrispondente;

l'obliquità delle faccette viene determinata in maniera da correggere la diffusione assicurata dalla superficie curva corrispondente sia in direzione verticale solamente, sia in direzione orizzontale solamente, in maniera che lo schermo assicura di per se una diffusione orizzontale ed una diffusione verticale regolamentari, differenti una dall'altra;

- il cristallo è liscio sulle sue due facce e si estende sostanzialmente parallelamente allo schermo intermedio.

Altri aspetti, scopi e vantaggi della presente invenzione appariranno meglio dalla lettura della descrizione dettagliata seguente di forme di realizzazione preferite di questa, data a titolo d'esempio e fatto riferimento ai disegni annessi, nei quali:

la figura 1 è una vista in sezione verticale assiale di una luce di segnalazione secondo la presente invenzione;

la figura 2 è una vista in sezione orizzontale assiale della luce di segnalazione della figura 1,

la figura 3 è una vista in prospettiva in scala ingrandita di una cella individuale dello schermo intermedio,

la figura 4 è una vista in sezione verticale assiale che illustra il comportamento ottico della cella della figura 3, e

la figura 5 è una vista in sezione verticale assiale di una cella secondo una variante di realizzazione dell'invenzione.

Con riferimento innanzitutto alle figure 1 e 2, è rappresentata una luce di segnalazione che comprende una sorgente luminosa 10, tipicamente una lampada a filamento 11, uno schermo intermedio 30 ed un cristallo o visore 20, di preferenza liscio su due facce, parallelo o non allo schermo intermedio .

Il presente esempio, lo schermo 30 ed il visore 20 si estendono in piani sostanzialmente perpendicolari alla direzione generale X-X di emissione della luce, definita nella fattispecie dall'asse della lampada 10, ma va bene inteso che possono anche essere previste forme sagomate.

Lo schermo intermedio comprende sulla sua faccia interna una molteplicità di superfici generalmente convesse 31 inscritte in contorni rettangolari, nella fattispecie quadrati, che definiscono celle ottiche individuali.

Onde, come si vedrà in seguito, conferire alla luce accesa un aspetto "multisorgente" marcato, la dimensione delle celle è sostanzialmente più notevole di quelle delle sfere o nuclei utilizzati convenzionalmente negli schermi intermedi o nei cristalli di chiusura.

Così, mentre questi elementi ottici noti hanno generalmente un lato dell'ordine da 2 a 4 mm, quelli dell'invenzione hanno un lato che viene scelto vantaggiosamente tra 5 e 30 mm.

La forma particolare di ciascuna superficie 31 è determinata in maniera da assolvere a due funzioni :

- la prima è di raddrizzare la luce emessa direttamente dalla sorgente il per portarla in una direzione media sostanzialmente parallela alla direzione generale di emissione X-X;

- la seconda è, mediante la divergenza che prolunga, al di là dello schermo, la convergenza iniziale creata da questa superficie convessa, di assicurare da un canto una diffusione orizzontale della luce imposta dalla regolamentazione in materia di fotometria, e d'altro canto, una diffusione verticale della luce che sia differente dal valore imposto da questa stessa regolamentazione, e nella fattispecie una diffusione verticale più notevole di. quella che viene imposta.

Secondo un caso particolare, si può prevedere che la diffusione verticale realizzata mediante ciascuna superficie sia identica alla diffusione orizzontale; così, per esempio, se un regolamento impone che la diffusione orizzontale di irraggiamento sia compresa nell'intervallo di meno ± 20°, e che la diffusione verticale sia compresa nell'intervallo di ± 10°, allora le superfici 31 possono venire scelte per assicurare una deviazione identica di almeno ± 20° nelle due direzioni.

Verrà data nel seguito una definizione generale precisa di un esempio di superficie 31 che permette di raggiungere questo obiettivo, ed in particolare di assicurare che la diffusione orizzontale e verticale realizzata mediante essa sia di preferenza omogenea a livello di tutte le celle dello schermo. Questa definizione generale, espressa sotto forma matematica, può venire applicata in sistemi di concezione e di produzione assistiti da calcolatore.

Si osserverà qui che lo spessore dello schermo intermedio a livello del contorno di ciascuna cella varia da una cella alle sue vicine, e che esso quindi esiste tra le facce interne di celle di spoglia 32, che, per esempio, possono venire trattate (per esempio granulate) in maniera da rendere minimi gli effetti di irraggiamento parassita che le attraversa. Queste spoglie possono anche venire eliminate assicurando uno sfalsamento in profondità delle facce di entrata 31 di differenti celle, il che in questo caso implica uno schermo intermedio il cui spessore varia in maniera adatta.

Come è indicato più sopra, la diffusione verticale realizzata mediante ciascuna superficie 31 è differente da ciò che è necessario, e nella fattispecie superiore, ed è quindi necessario riportare questa diffusione verticale al valore desiderato, nella fattispecie ± 10°. E' previsto a questo effetto sulla faccia esterna dello schermo intermedio, in associazione con ciascuna superficie convessa 31, un insieme di faccette piane estendentesi parallelamente ad una retta orizzontale perpendicolare all'asse X-X della luce.

Nella fattispecie, sono previste due faccette, cioè una faccetta superiore 33 ed una faccetta inferiore 34, queste due faccette essendo inclinate, di preferenza simmetricamente, in maniera da definire insieme una superficie a cavità presentante nel suo fondo un angolo orizzontale 35.

Le faccette superiore ed inferiore 33 e 34 hanno lo scopo di attenuare la deviazione verticale dell'irraggiamento assicurata dalla superficie interna associata 31.

Così, come mostra la figura 2, due raggi RI e R2 situati alla stessa altezza e che incontrano una stessa cella C in vicinanza dei suoi bordi laterali vengono deviati lateralmente principalmente dalla superficie di entrata 31, in maniera da ottenere in uscita una diffusione di ± a, che è la diffusione ricercata. In compenso come mostra la figura 1, due raggi R3 e R4 situati a piombo l'uno dell'altro e che incontrano una stessa cella C in vicinanza dei bordi superiore ed inferiore di una faccetta inclinata 33 o 34 vengono prima deviati verticalmente in modo eccessivo dalla superficie di entrata 31, poi raddrizzati in una misura appropriata da detta faccetta in maniera da ottenere finalmente la diffusione verticale ricercata più ± β.

Bene inteso, l'inclinazione delle faccette 33, 34, viene determinata (mediante calcolo o mediante sperimentazione) principalmente in funzione di ciò che precede.

Si noterà a questo riguardo che la concezione delle diverse celle può effettuarsi sia impostando prima di tutto l'inclinazione delle faccette 33 e 34, (questa inclinazione essendo di preferenza identica per tute le celle in maniera da conferire alla luce, spenta, un aspetto omogeneo) poi determinando la forma di ciascuna delle superfici 31, sia, al contrario, impostando innanzitutto la forma delle superfici 31, per poi adattare l'inclinazione delle faccette 33, 34 all'alterazione ricercata nella diffusione in direzione verticale.

Viene ora data una definizione generale di un esempio delle superfici 31 che possono venire utilizzate in uno schermo intermedio secondo l'invenzione, che può essere utilizzata in particolare nel caso in cui le dimensioni e le inclinazioni delle faccette 33, 34 sono imposte.

Così, la figura 6 illustra schematicamente una faccetta di uscita 33 di una cella, i cui parametri sono i seguenti:

H: altezza

L: semilarghezza

a: inclinazione rispetto all'orizzontale. Gli altri parametri sono i seguenti: h+, h-: apertura angolare desiderata del fascio erogato dalla luce in direzione orizzontale ;

v+ ,h-: aapertura angolare desiderata del fascio erogato dalla luce in direzione verticale ;

n: indice di rifrazione del materiale dello schermo intermedio 30;

Sx, Sy, Sz : coordinate della sorgente luminosa rispetto al riferimento ortonormale (0, x, y, z) illustrato nella figura 6, Oz essendo la direzione orizzontale parallela all'asse del veicolo, Oy la direzione verticale e Ox la direzione laterale.

L'equazione della superficie di entrata 31, viene ottenuta sotto forma parametrica in funzione di (x, y) ε [-L, L] x [0, H]. Si utilizzano per ottenere questa equazione le notazioni intermedie seguenti per alleggerire la scrittura.

Si imposta per di più:

Viene indicata mediante μ una soluzione negativa dell'equazione di secondo grado qui sotto:

La superficie di entrata è allora definita dall'insieme di punti N tali che:

Si osserverà qui che il parametro aQ determina lo spessore dello schermo intermedio 30 al centro della cella considerata. Il suo valore viene scelto in maniera tale che lo spessore non divenga mai zero, e rimanga superiore ad un valore

minimo stabilito in funzione di considerazioni relative allo stampaggio del pezzo mediante iniezione (in particolare, tempo di ciclo, pressione di stampaggio, ecc).

Il cristallo 20 è nella fattispecie liscio sulle sue due facce, e non interviene quindi sul piano ottico nè sul piano dell'aspetto della luce.

Se la luce deve emettere una luce colorata, il colore viene conferito di preferenza sia mediante il bulbo della lampada 10, sia mediante un pallone colorato che circonda la lampada, sia mediante lo schermo intermedio 10, colorato in modo appropriato, sia ancora mediante il cristallo 20 .

La luce quale su descritta presenta un certo numero di vantaggi sia quando essa è accesa che quando essa è spenta.

Innanzitutto, quando essa è accesa, la combinazione di ciascuna superficie di entrata e delle faccette piane associate da luogo alla creazione di una molteplicità di sorgenti reali secondarie, che hanno tutte intensità vicine e restano percepibili in una gamma angolare notevole .

Si crea così l'illusione di una luce a più lampade come quale una luce a diodi elettroluminescenti .

Più precisamente, si osserva nella figura 4 che ciascuna cella C crea avanti ad essa, e, per esempio, in vicinanza del cristallo 20, due sorgenti secondarie SI, S2 che illuminano ciascuna in un angolo solido corrispondente sostanzialmente a tutto il campo di illuminazione che deve venire coperto dalla luce.

Inoltre, quando l'osservatore si sposta davanti alla luce, tutte queste sorgenti secondarie si spostano nella stessa maniera e conservano intensità vicine, il che consente di rinforzare l'illusione precitata.

Peraltro il carattere regolare dei motivi della faccia esterna dello schermo intermedio conferisce alla luce un aspetto di tipo pietra preziosa a faccette che è notevole sul piano dello stile, poiché si discosta radicalmente da obiettivi abitualmente ricercati in materia.

Si osserva a questo riguardo nelle figure da 1 a 3, che ciascun gioco di faccette a cavità 33, 34 associato, ad una superficie . sferica è delimitato lateralmente da due superfici di spoglia leggermente oblique, che contribuiscono pure, mediante le nervature 36 a spigoli vivi che esse definiscono due a due, a conferire l'effetto di pietra preziosa precitato.

Bene inteso, numerose varianti possono venire apportate alla descrizione che precede. Secondo una di queste varianti, illustrata nella figura 5, la faccia interna dello schermo 30 è invariata, mentre ciascuna delle superfici individuali 31 sono associate non più a due faccette, ma a tre faccette, cioè le faccette inclinate 33, 34 descritte più sopra, che sono separate da una faccetta centrale 37 perpendicolare alla direzione generale di emissione X-X. Questa faccetta centrale 37 è destinata a conservare una quantità di luce notevole nell'asse della luce, per soddisfare a certi regolamenti in materia di fotometria .

In una seconda variante di realizzazione, non illustrata, ciascuna cella dello schermo intermedio può comprendere sulla sua faccia esterna quattro faccette, cioè due faccette centrali debolmente inclinate rispetto al piano dello schermo, e due faccette esterne rispettivamente superiore ed inferiore che presentano una inclinazione più pronunciata.

Questa variante è atta in particolare alla fotometria regolamentare di luce di retromarcia.

Si osserverà qui che, in qualsiasi caso, le faccette si raccordano tra loro di preferenza con continuità di primo ordine, vale a dire che non esiste tra loro alcun dislivello o gradino.

Secondo un'altra variante di realizzazione, le faccette previste dal lato esterno dello schermo 30 sono non più a cavità ma sporgenti. Questa variante si applica in particolare quando si desidera, tramite dette faccette, accrescere la diffusione assicurata inizialmente dalle superfici interne associate 31.

Per esempio, si può concepire una superficie interna elementare 31 affinché essa assicuri una diffusione di ± 10° sia in direzione,orizzontale che in direzione verticale. Si mette a profitto le faccette per accrescere in questo caso la diffusione orizzontale, per esempio, affinché essa raggiunga ± 20°. In questo caso, le faccette debbono essere ben estese parallele ad una retta verticale, congiungendosi a livello di uno spigolo centrale verticale.

In un'altra variante ancora, le superfici convesse 31 delle forme di realizzazione precedenti, sono sostituite con superfici concave. Ne risulta che l'irraggiamento che attraverso questi diottri è non più convergente ma divergente .

Le faccette esterne associate conservano tuttavia lo stesso ruolo, cioè di correggere la diffusione, in direzione verticale od orizzontale, data dalla superficie di entrata 31 associata.

Si osserverà qui che, nel caso, le sorgenti secondarie create sono non più sorgenti reali situate all'esterno dello schermo intermedio 30, ma sorgenti virtuali situate dal lato interno di detto schermo. L'effetto ottenuto quanto all'impressione restituita di una luce a più sorgenti è ugualmente interessante.

Secondo un'altra variante ancora, le superfici interne 31 sono concave e le faccette inclinate, simili nella loro ripartizione a quelle della figura 2, sono sporgenti.

Anche in questo caso, l'effetto ottenuto è lo stesso, cioè le superfici sferiche assicurano una diffusione adeguata in una delle direzioni, mentre la combinazione delle superfici di entrata e delle faccette assicura una diffusione adeguata nell'altra direzione.

Infine, una variante di realizzazione possibile consiste nel combinare, a livello dello schermo intermedio 30, una luce incidente una parte della quale proviene direttamente dalla sorgente 11, come nell'esempio di realizzazione descritto, e un'altra parte della quale proviene da un recuperatore di flusso atto a produrre un irraggiamento sostanzialmente parallelo all'asse X-X. In questo caso, le celle C interessate dall'irraggiamento diretto sono concepite come descritto più sopra, mentre le celle C interessate dall'irraggiamento parallelo comprendono superfici di entrata 31 nelle quali non è assicurato alcun raddrizzamento generale della luce. Queste superfici di entrata possono allora, per esempio essere sferiche o toriche.

Bene inteso, la presente invenzione non è affatto limitata alle forme di realizzazione descritte e rappresentate, ne alle loro varianti, ma l'esperto nella tecnica saprà apportarvi qualsiasi modifica conforme al suo spirito.

Claims

RIVENDICAZIONI l. Luce di segnalazione per autoveicolo comprendente una sorgente sostanzialmente puntiforme (11), uno schermo intermedio (30) che riceve direttamente la luce emessa dalla sorgente, ed un cristallo (20) situato all'esterno dello schermo, caratterizzata dal fatto che lo schermo intermedio comprende una serie di celle ottiche C(x>y) includenti ciascuna, su una faccia interna una superficie curva (31) di raddrizzamento e di diffusione della luce e su una faccia esterna, un insieme di almeno due faccette piane (33, 34; 33, 34, 37) oblique rispetto ad un piano dello schermo intermedio .
2 . Luce di segnalazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che le celle (C) formate da una superficie curva (31) e da un insieme di faccette (33, 34; 33, 34, 37) associato presentano un passo orizzontale ed un passo verticale compresi tra circa 5 e 30 mm.
3. Luce di segnalazione secondo una delle rivendicazioni 1 e 2, caratterizzata dal fatto che le superfici curve (31) sono convesse.
4. Luce di segnalazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che le faccette (33, 34; 33, 34, 37) di un insieme sono a cavità.
5. Luce di segnalazione secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che le faccette di un insieme sono delimitate lateralmente da faccette di spoglia (36) debolmente inclinate rispetto alla direzione generale di emissione della luce.
6. Luce di segnalazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzata dal fatto che le faccette (33, 34; 33, 34, 37) si congiungono reciprocamente secondo rette orizzontali .
7. Luce di segnalazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzata dal fatto che ciascun insieme di faccette è costituito da due faccette oblique (33, 34) simmetriche rispetto ad una linea mediana della cella (C) corrispondente .
8. Luce di segnalazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzata dal fatto che ciascun insieme di faccette è costituito da una faccetta centrale (37). estendentesi sostanzialmente perpendicolarmente alla direzione generale di emissione e da due faccette oblique (33, 34) situate da una parte e dall'altra della faccetta centrale e simmetriche rispetto ad una linea mediana della cella corrispondente.
9. Luce di segnalazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzato dal fatto che l'obliquità delle faccette è determinata in maniera da correggere la diffusione assicurata dalla superficie curva corrispondente (31) sia in direzione verticale solamente, sia in direzione orizzontale solamente, in maniera che lo schermo assicuri di per sè una diffusione orizzontale (±α) ed una diffusione verticale (±β) regolamentari, differenti una dall'altra.
10. Luce di segnalazione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9, caratterizzata dal fatto che il cristallo (20) è liscio sulle sue due facce e si estende sostanzialmente parallelamente allo schermo intermedio (30).