MX2014010935A - Elemento optico para un faro laser de vehiculo. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un elemento óptico (1) para un faro láser de vehículo (2), en donde el faro láser de vehículo (2) comprende por lo menos una fuente de luz láser (3) y por lo menos un elemento luminoso (4) que puede ser irradiado por la fuente de luz láser (3) y así puede ser estimulado para emitir luz visible, en donde el elemento óptico (1) tiene por lo menos un receptáculo para el elemento luminoso (4) y por lo menos una capa reflejante (9) que refleja la luz en la dirección de la fuente de luz láser (3) está asignada al elemento óptico (1) por lo menos en un lado del elemento luminoso (4) que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser (3) en el estado montado; la invención se refiere adicionalmente a un módulo de fuente de luz (16) que comprende por lo menos un elemento óptico (1) de este tipo, y un faro de vehículo (2) que comprende por lo menos un elemento óptico (1) de este tipo o que comprende por lo menos un módulo de fuente de luz (16) como se mencionó inicialmente.

Description

ELEMENTO ÓPTICO PARA UN FARO LÁSER DE VEHÍCULO MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se refiere a un elemento óptico para un faro láser de vehículo, en donde el faro láser de vehículo comprende por lo menos una fuente de luz láser y por lo menos un elemento luminoso que puede ser irradiado por la fuente de luz láser y que de esta forma puede ser estimulado para emitir luz visible. La invención se refiere adicionalmente a un módulo de fuente de luz que comprende por lo menos un elemento óptico de este tipo, y un faro de vehículo que comprende por lo menos un elemento óptico de este tipo o que comprende por lo menos un módulo de fuente de luz como se mencionó inicialmente.

En la técnica antecedente se conocen varios tipos de faros para vehículo, en donde en los últimos años se han estado usando principalmente faros con lámparas de descarga y fuentes de luz de halógeno. Por razones de ahorro de energía y para reducir más el requerimiento espacial de los faros para vehículos, se ha estado probando cada vez más el uso de fuentes de luz láser como láseres semiconductores, ya que resultan ventajosos para estos propósitos. Para hacer que la luz láser se pueda usar en un faro de vehículo, se irradia un elemento luminoso, o lo que se conoce como convertidor de fósforo, por medio de una fuente de luz láser y de esta forma es estimulado para emitir luz visible.

Por ejemplo, el documento US 201 1/0194302 A1 presenta una fuente de luz de este tipo, en donde un diodo láser irradia a través de un elemento guía de luz desde atrás sobre un elemento luminoso que consiste en una sustancia fluorescente, entonces a su vez el elemento luminoso emite luz que es dirigida a través de una cubierta reflectora en la dirección del recorrido.

Pero la sustancia fluorescente también emite la luz visible producida directamente en la dirección del recorrido, sin que sea posible pre-formar ópticamente la luz, lo cual podría ser ventajoso en particular en las exposiciones de luz que deben cumplir con requerimientos legales.

Además, las fuentes de luz láser que se usan actualmente emiten energías de hasta 3 W (no se debería descartar un aumento de las energías emitidas en el futuro) en la dirección de radiación principal del faro, y en el caso de un mal funcionamiento o daño en el faro, esto puede dar como resultado lesiones debidas a la radiación de luz láser tan intensa que puede ser dañina para los ojos, pero que en cualquier caso puede poner en peligro a los otros usuarios de la carretera.

Estos problemas son confrontados en la técnica anterior de diferentes maneras: En el documento JP 2003295319 A, se dispone un espejo reflejante en el lado del elemento luminoso que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser y la refleja de regreso al elemento luminoso cualquier luz láser que se emita pasando el elemento luminoso. De esta forma se evita poner en peligro a otros usuarios de la carretera por la radiación láser.

El documento US 201 1/0157865 A1 describe un dispositivo de iluminación en el que se dispone un espejo cóncavo enfrente del elemento luminoso con una sustancia fluorescente, y desvía la luz irradiada en la dirección hacia adelante, en la dirección del elemento luminoso o en la dirección de un reflector principal del dispositivo de iluminación.

Una desventaja particular de estas soluciones es el hecho de que los componentes separados tienen que ser fabricados y posicionados de manera muy precisa, lo cual, por un lado, lleva a costos más altos y, por otro lado, lleva a un esfuerzo de ensamblado más grande.

Por lo tanto, el objetivo de la invención es eliminar las desventajas antes mencionadas de la técnica anterior.

Este objetivo se logra, de acuerdo con la invención, con un elemento óptico del tipo mencionado en la introducción, en el que el elemento óptico tiene por lo menos un receptáculo para el elemento luminoso y está asignada por lo menos una capa reflejante que refleja la luz en la dirección de la fuente de luz láser al elemento óptico, por lo menos en un lado del elemento luminoso que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser en el estado montado.

La invención hace posible un elemento óptico compacto que comprende un elemento luminoso, cuya luz puede ser ópticamente pre-formada por medio de la capa reflejante asignada. La capa reflejante refleja tanto la luz visible como la luz láser irradiada. Como el elemento luminoso y la pre-formación óptica se combinan en un componente, es posible una instalación rápida y nada complicada en el módulo de fuente de luz y/o el faro de vehículo. El elemento óptico puede ser instalado fácilmente con este propósito por medio de un montaje de tipo conocido en el faro de un vehículo o en un módulo de fuente de luz para un faro de vehículo.

Por lo tanto, se entenderá que el término "estado montado" significa un estado en el que el elemento óptico está instalado, de acuerdo con el objetivo establecido, en el módulo de fuente de luz y/o en el faro de un vehículo, y por consiguiente puede ser irradiado por una fuente de luz láser. El término "estado montado" también significa que los términos que se usen a continuación como arriba, abajo, etc. se refieren a la posición instalada del faro de vehículo, a menos que se especifique otra cosa.

Adicionalmente, la irradiación de luz es protegida efectivamente en la dirección de radiación principal del faro de vehículo en el que está instalado el elemento óptico. Además de proporcionar la exposición de luz deseada, la luz proveniente de la fuente de luz láser, que podría ser irradiada pasando el elemento luminoso o podría no ser absorbida por el mismo, es protegida por la capa reflejante, con lo que se evita poner en peligro a los usuarios de la carretera que no están involucrados. La capa reflejante es impermeable tanto a la luz visible como a la luz que está en un rango no visible del espectro. En el presente caso, la capa refleja tanto la luz emitida por el elemento luminoso como la luz proveniente de la fuente de luz láser que no es absorbida en el elemento luminoso, o que es irradiada pasando el elemento luminoso.

El elemento luminoso es un convertidor de fósforo que es estimulado por la irradiación de luz láser para emitir luz visible, de preferencia blanca. Se conocen varios materiales y se usan con este propósito.

En una variante de la invención, el elemento óptico se forma como un cuerpo sólido hecho con un material de guía de luz sustancialmente transparente, y la capa reflejante se dispone en el lado del elemento óptico que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser en el estado montado. Por ejemplo, se puede usar vidrio, plástico u otros materiales adecuados como el material para el cuerpo sólido. La capa reflejante, que se dispone en el primer lado del elemento óptico que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser en el estado montado (es decir, la cara externa del cuerpo sólido), está formada de tal manera que actúe en una manera reflejante en la dirección de la fuente de luz láser.

La capa reflejante deberá estar provista en la cara externa del primer lado, por lo menos en algunas regiones, de manera que la luz del elemento luminoso es regresada por completo; de preferencia la capa reflejante cubre por completo la cara externa. La capa se puede formar de diferentes maneras, por ejemplo, por deposición con vapor o pintura. Aquí el grosor y/o el grado de reflexión de la capa deberán ser seleccionados de manera que se asegure la impermeabilidad a la luz tanto para la luz láser como para la luz visible emitida por el elemento luminoso.

En otra variante el elemento óptico se forma como un cuerpo hueco hecho con un material guía de luz sustancialmente transparente, y el lado que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser en el estado montado está formado por una pared posterior, en donde la capa reflejante se dispone en el lado interno de la pared posterior que está orientado hacia el elemento luminoso, o en el lado externo de la pared posterior que está orientado en alejamiento del elemento luminoso. Aquí, el elemento óptico consiste en un manguito (que también está hecho de dicho material guía de luz transparente), que está lleno de aire o cualquier otro gas, en donde se debe poner atención en la influencia en las propiedades de refracción. El manguito también puede estar formado de varias partes para facilitar la fabricación. De nuevo, la capa en la pared posterior se forma por deposición de vapor, pintura o por otros métodos adecuados.

El primer lado orientado en alejamiento de la fuente de luz láser, se forma ventajosamente como una cara de forma libre que tiene por lo menos un punto focal, en donde el elemento luminoso se puede disponer, de preferencia, en un punto focal. Esto es cierto tanto para la variante de cuerpo sólido como para el cuerpo hueco. Por lo tanto receptáculo para el elemento luminoso deberá estar formado de manera análoga, de tal forma que el elemento luminoso en el estado montado descanse en un punto focal de la capa reflejante. Así, la luz emitida por el elemento luminoso puede ser utilizada fotométricamente en una manera óptima a través de la capa reflejante. Por supuesto, la capa reflejante también puede comprender una cantidad de puntos focales, en particular cuando está formada como una cara de forma libre. La formación del primer lado orientado en alejamiento de la fuente de luz láser como una cara de forma libre, hace posible lograr las propiedades de reflexión deseadas cuando se proporciona un revestimiento con la capa reflejante. De esta manera puede aumentar la eficacia en general del sistema, ya que así no se pierde la luz del elemento luminoso irradiada en la dirección de radiación principal del faro de vehículo, y puede ser utilizada.

En una variante de la invención, la región de reflejo está formada de manera que la luz reflejada regresa en una cercanía anular alrededor del elemento luminoso. De esta forma se puede lograr un agrandamiento virtual de la fuente de luz, lo cual puede resultar ventajoso, dependiendo del campo de uso planeado, para las propiedades de radiación del faro de vehículo o el módulo de fuente de luz que comprende un elemento óptico de acuerdo con la invención.

En una tercera variante, el elemento óptico está formado de un material guía de luz sustancialmente transparente, y también tiene un elemento reflector unido, de preferencia en una manera de forma ajustable, al primer lado del elemento óptico que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser en el estado montado, de preferencia dicho elemento reflector está hecho de un material impermeable a la luz, en donde la capa reflejante se dispone en el lado del elemento reflector que está orientado hacia el elemento luminoso o en el lado del elemento reflector orientado en alejamiento de elemento luminoso. Aquí, el elemento óptico se puede formar como un cuerpo sólido o como un cuerpo hueco, de acuerdo con las descripciones anteriores. Como material se puede usar plástico o metal. Aquí, el término "forma ajustable" deberá entenderse como que la forma del elemento reflector en el lado que está orientado hacia el elemento óptico corresponde a la forma del primer lado del elemento óptico, y por lo tanto el elemento reflector descansa sobre el primer lado sin espacios. Sin embargo, esta posición de descanso de forma ajustable no necesariamente tiene una función apropiada, y también puede haber espacios de aire o espacios entre el elemento reflector y el primer lado.

El primer lado del elemento óptico que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser y/o el lado del elemento reflector que está orientado hacia el elemento luminoso y/o el lado del elemento reflector que está orientado en alejamiento del elemento luminoso, se forma favorablemente como una cara de forma libre que tiene por lo menos un punto focal, en donde de preferencia el elemento luminoso se puede disponer en un punto focal.

Convenientemente se aplica por lo menos una capa de absorción impermeable a la luz en el primer lado del elemento óptico, orientado en alejamiento de la fuente de luz láser en el estado montado, por ejemplo, en una capa reflejante. Dependiendo de si se aplica una capa reflejante en el primer lado (que, por ejemplo, no debe de ser el caso en la variante con el elemento reflector o el cuerpo hueco), la capa de absorción es aplicada en la capa reflejante o directamente en el elemento óptico. La provisión adicional de la capa de absorción impermeable a la luz tiene la ventaja de que evita de manera confiable que la luz pase a través de la capa reflejante. La capa de absorción se puede formar como una capa de pintura, por ejemplo.

El receptáculo para el elemento luminoso se forma como una perforación ciega o como una cavidad rodeada por todos los lados por el elemento óptico. Por ejemplo, en el caso de la modalidad de una perforación ciega, se puede insertar fácilmente un nuevo elemento luminoso, o el elemento luminoso puede ser cambiado con facilidad cuando sea necesario. En el caso de la modalidad de una cavidad completamente rodeada, el elemento luminoso está bien protegido contra las influencias del medio ambiente. En caso de desgaste o la necesidad de cambiar el elemento luminoso, se cambia todo el elemento óptico.

De acuerdo con una variante de la invención, el segundo lado del elemento óptico que está orientado hacia la fuente de luz láser en el estado montado, se forma como una cara de delimitación plana, de preferencia que corre de manera sustancialmente normal a la dirección de radiación de la fuente de luz láser, y el primer lado que está orientado en alejamiento de al fuente de luz láser se forma como una cara de forma libre que tiene por lo menos un punto focal, en donde el elemento luminoso de preferencia está dispuesto en un punto focal. La cara de delimitación puede estar provista adicionalmente con cualquier estructura de superficie que tenga propiedades de recolección de luz y/o de dispersión de luz. De esta forma se pueden influenciar las propiedades de la luz irradiada por la cara de delimitación.

En una variante adicional, se proporciona una región de conexión de tal manera que se una a la cara de delimitación y conecte al segundo lado del elemento óptico con el primer lado del elemento óptico. Ventajosamente la región de conexión se forma de una manera convergente desde el segundo lado del elemento óptico en la dirección del primer lado del elemento óptico. Es favorable que la cara de delimitación sea sustancialmente circular, y que el primer lado del elemento óptico también tenga una sección transversal sustancialmente circular, en donde el primer diámetro del primer lado es mayor que el segundo diámetro de la cara de delimitación. Así, la región de conexión corre en el estado montado en una manera convergente en la dirección de la fuente de luz láser. Aquí deberá entenderse que la sección transversal es un corte a lo largo de un plano que corre de manera normal a la dirección de radiación de la fuente de luz láser. Algunas regiones individuales de la región de conexión se pueden formar de manera diferente del resto, por ejemplo, con un revestimiento de espejo, transparente o impermeable a la luz, con un diseño de superficie para influenciar la luz emitida, etc. - el diseño exacto depende del uso del elemento óptico.

El elemento óptico de acuerdo con la invención permite proporcionar varias funciones de luz. En una variante, en especial para figuras de luz atenuada con límite de luz/oscuridad, el segundo lado del elemento óptico que está orientado hacia la fuente de luz láser en el estado montado, está cubierto por lo menos en parte, pero en particular en una región que está debajo de un plano horizontal que corre a lo largo del elemento luminoso, con un dispositivo de pantalla impermeable a la luz. El dispositivo de pantalla se forma favorablemente como un revestimiento impermeable a la luz.

En el caso de un haz de luz de cruce, es necesario que el elemento luminoso esté claramente definido, por ejemplo, geométrica y fotométricamente. Con este propósito se usa el dispositivo de pantalla antes mencionado, y se forma, por ejemplo, como un revestimiento pintado, un revestimiento aplicado por deposición de vapor, o un componente separado. El dispositivo de pantalla, junto con las regiones de reflejo formadas de manera acorde, significa que la emisión de luz reflejada en el elemento óptico sale arriba del elemento luminoso y de esta forma se puede usar para el faro de vehículo.

El objetivo de la invención también se logra de acuerdo con la invención por medio de un módulo de fuente de luz como el que se menciona en la introducción para un faro láser de vehículo, que comprende por lo menos una fuente de luz láser y por lo menos un elemento luminoso que puede ser irradiado por la fuente de luz láser, y de esta forma puede ser estimulado para emitir luz visible, en donde el elemento luminoso se dispone en un elemento óptico de acuerdo con una de las variantes antes descritas.

La invención también se logra de acuerdo con la invención por medio de un faro de vehículo del tipo mencionado en la introducción, que comprende por lo menos una fuente de luz láser y por lo menos un elemento luminoso que puede ser irradiado por la fuente de luz láser, y de esta forma puede ser estimulado para emitir luz visible, en donde el elemento luminoso se dispone en un elemento óptico como se describió antes. En una variante de la invención, el faro de vehículo tiene por lo menos un módulo de fuente de luz, como se describió previamente.

En una variante de la invención, el faro de vehículo tiene por lo menos un reflector, en donde el elemento óptico de preferencia se dispone en el faro de vehículo de tal manera que el elemento luminoso esté posicionado en un punto focal o en la cercanía del punto focal del reflector.

Gracias a la invención, dependiendo de la aplicación, se pueden proporcionar varios patrones de distribución de luz. La invención de acuerdo con las modalidades anteriores permite proporcionar un faro de vehículo que pueda cumplir con los requerimientos legales, como ECE, SAE, CCC, etc.

A continuación la invención será explicada con más detalle con base en una modalidad ejemplar no limitante que se ilustra en los dibujos, en los cuales: La figura 1 muestra esquemáticamente una primera variante de un elemento óptico de acuerdo con la invención; La figura 2 muestra esquemáticamente una segunda variante de un elemento óptico de acuerdo con la invención; La figura 3 muestra esquemáticamente una tercera variante de un elemento óptico de acuerdo con la invención; La figura 4 muestra esquemáticamente una cuarta variante de un elemento óptico de acuerdo con la invención; La figura 5 muestra esquemáticamente un módulo de fuente de luz con un elemento óptico de acuerdo con la invención; y La figura 6 muestra esquemáticamente un faro de vehículo con un módulo de fuente de luz de acuerdo con la figura 5.

Por razones de claridad, los elementos iguales en las figuras están provistos en cada caso con signos de referencia iguales.

La figura 1 muestra una vista en sección transversal de una primera variante de un elemento óptico 1 para usarlo en un módulo de fuente de luz 16 (ver figura 5) o un faro láser de vehículo 2 (ver figura 6). El elemento óptico 1 está formado, de acuerdo con esta primera variante, como un cuerpo sólido hecho de un material guía de luz transparente, por ejemplo vidrio o plástico.

El elemento óptico 1 tiene un receptáculo, formado como una perforación ciega 7, para un elemento luminoso 4. En este caso el elemento luminoso 4 es un convertidor de fósforo de tipo conocido, que es estimulado por la radiación de luz láser monocromática para emitir luz policromática, de preferencia blanca. El elemento luminoso 4 es esférico en la modalidad ejemplar ilustrada, pero también puede asumir otra forma (por ejemplo una forma elipsoide), dependiendo del campo de aplicación del elemento óptico 1. La figura 1 ilustra adicionalmente una fuente de luz láser 3, que irradia al elemento luminoso 4 con luz láser. También se muestra la dirección de radiación 200.

Se dispone una capa reflejante 9 en un primer lado 5 del elemento óptico, que está orientada en alejamiento de la fuente de luz láser 3. Aquí la capa reflejante 9 está formada de manera que es impermeable tanto a la luz láser como a la luz emitida por el elemento luminoso 4, y desvía la luz irradiada en la dirección de la fuente de luz láser 3. La capa reflejante 9 se puede formar, por ejemplo, por deposición de vapor, pintura o la aplicación de un elemento reflejante separado. El grosor y/o el grado de reflexión de la capa reflejante 9 deberán ser seleccionados dependiendo del material que se utilice, de manera que tanto la luz láser como la luz emitida por el elemento luminoso 4 sean reflejadas apropiadamente, y que se evite que penetren a través de la capa reflejante 9. La capa reflejante 9 es necesaria, ya que podría no proporcionarse el reflejo total necesario debido al ángulo en el que se impacta la luz irradiada por el elemento luminoso.

La luz visible emitida por el elemento luminoso 4 a lo largo de la dirección de radiación 200 de la fuente de luz láser 3, puede ser usada fotométricamente por la capa reflejante 9, por ejemplo al ser guiada en la dirección del reflector 20 de un faro de vehículo 2 (ver figura 6). En consecuencia, en la figura 1 se muestran trayectorias de haz que inician en el elemento luminoso 4 y que son reflejadas por la capa reflejante 9 en la cercanía del elemento luminoso 4, con lo que se produce un agrandamiento "virtual" de la fuente de luz constituida por el elemento luminoso 4.

Adicionalmente, se aplica otra capa de absorción impermeable a la luz 6 en la capa reflejante 9 por razones de seguridad, y absorbe tanto la luz visible como la luz láser no visible. Una capa de este tipo evita que la luz salga a través de la capa reflejante 9 - esto puede ser ventajoso, por ejemplo, cuando la capa reflejante 9 se produce por deposición de vapor: En este caso, la capa tiene un espesor de sólo unos cuantos micrómetros y puede ser demasiado delgada en algunas regiones (o completamente, cuando sea posible) o puede estar incompleta. Por lo tanto, la capa de absorción adicional 6 se aplica, por ejemplo, como una capa de pintura o como una pantalla.

Dependiendo de la modalidad del primer lado 5 del elemento óptico 1 , en combinación con la capa reflejante 9, se pueden proporcionar varias funciones de luz. Por ejemplo, el primer lado 5 del elemento óptico 1 (es decir, la cara externa) se puede formar de tal manera que tenga por lo menos un punto focal, y el receptáculo formado como una perforación ciega 7 se dispone de tal manera que el elemento luminoso 4, cuando se introduce en el receptáculo, descansa en uno de estos puntos focales. Con este fin, el primer lado 5 (y por lo tanto también la capa reflejante 9) de preferencia está formado como una cara de forma libre. La modalidad de una cara de forma libre es conocida para los expertos en la técnica.

En una variante, el primer lado 5 y por lo tanto la capa reflejante 9 aplicada al mismo, está formado de tal manera que la luz arriba, abajo y a los lados en las cercanías del elemento luminoso 4, es reflejada y contribuye a un agrandamiento virtual de la fuente de luz o del elemento luminoso 4 - el elemento luminoso 4 en esta variante está prácticamente rodeado por un anillo de luz reflejada. Así, la capa reflejante 8 conduce la luz reflejada por la misma, pasando predominantemente el elemento luminoso. Esta variante está ilustrada en la figura 1.

El elemento óptico 1 de acuerdo con la figura 1 corresponde ligeramente en términos de forma a un segmento de esfera. El segundo lado 1 1 del elemento óptico 1 que está orientado hacia la fuente de luz láser 3 en el estado montado, está formado como una cara de delimitación plana 21 que de preferencia corre de manera sustancialmente normal a la dirección de radiación 200 de la fuente de luz láser 3. El primer lado 5 del elemento óptico que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser 3, como ya se mencionó, está formado como una cara de forma libre con por lo menos un punto focal, en donde el elemento luminoso 4 se puede disponer, de preferencia, en un punto focal. Dicha cara de forma libre corresponde un poco a un domo esférico o una tapa esférica, en donde, debido a las características de reflexión, es discutible que en realidad no tenga dicha forma. En principio, también es posible un diseño o disposición inversa, es decir, que la cara de delimitación 21 esté dispuesta en una manera orientada en alejamiento de la fuente de luz láser 3. La cara de delimitación 21 no tiene que estar formada como una cara plana, sino que puede asumir otra forma, por ejemplo, puede ser cóncava, convexa o también puede estar formada con una superficie ondulatoria para influenciar adicionalmente la trayectoria del haz.

La figura 2 muestra una variante del elemento óptico 1 de acuerdo con la invención, en el que se proporciona una región de conexión 13 entre la cara de delimitación 21 y el primer lado 5 del elemento óptico. La región de conexión 13 conecta el primer lado 5, que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser 3 en el estado montado, con la cara de delimitación 21 en el segundo lado 1 1 que está orientado hacia la fuente de luz láser 3. La región de conexión 13 también puede estar provista con un revestimiento, por ejemplo con una capa absorbente impermeable a la luz, o también con una capa reflejante, en donde la capa puede actuar de una manera reflejante ya sea en la dirección del elemento óptico interior o también hacia afuera. La región de conexión 13 y también la cara de delimitación 21 pueden estar provistas adicionalmente con cualquier estructura de superficie que tenga propiedades de recolección de luz y/o de dispersión de luz. En principio, las regiones individuales de superficie del elemento óptico 1 pueden ser diferentes, por ejemplo, con revestimientos impermeables a la luz y/o reflejantes, o estructuras de superficie que refracten o influencien la luz emergente. Pero estas variantes no están ilustradas en las figuras.

La región de conexión 13 se forma, en la modalidad ejemplar ilustrada, de una manera convergente en la dirección de la fuente de luz láser 3. Con este fin, la cara de delimitación 21 es, por ejemplo, sustancialmente circular, y el primer lado 5 del elemento óptico 1 también tiene una sección transversal sustancialmente circular. Aquí, la sección transversal corre en un plano dispuesto de manera normal a la dirección de radiación 200 de la fuente de luz láser 3 - es decir, de manera normal al plano del dibujo y a la dirección de radiación 200 en las presentes figuras. El primer diámetro 14 del primer lado 5 es mayor que el segundo diámetro 15 de la cara de delimitación 21 , y por lo tanto se proporciona la forma convergente. Por supuesto, también es posible una modalidad inversa.

En una segunda variante de la invención, que se ilustra en la figura 2 por medio de líneas intermitentes, la capa reflejante 9 se aplica en un elemento reflector 10, que está aplicado en el primer lado 5 del elemento óptico 1. Aquí, la capa reflejante 9 se puede aplicar en el lado del elemento reflector 10 que está orientado hacia el elemento óptico 1. De preferencia el elemento reflector 10 consiste en un material impermeable a la luz o absorbente de luz, por ejemplo plástico o metal (por ejemplo lámina de metal). Por supuesto, el elemento reflector 10 también se puede fabricar con un material permeable a la luz y la capa reflejante 9 puede ser aplicada en el lado que está orientado en alejamiento del elemento óptico 1. Pero en este caso también sería favorable aplicar una capa impermeable a la luz en la capa reflejante 9, para evitar que la luz pase a través de la capa reflejante y que interfiera con la exposición de luz, o que ponga en peligro a los usuarios de la carretera no involucrados.

De preferencia el elemento reflector 10 está formado de tal manera que se une al primer lado 5 del elemento óptico 10, en una manera de forma ajustable. De manera similar a la primera variante descrita, la capa reflejante 9 tiene por lo menos un punto focal debido a la forma del elemento reflector 10, en donde el elemento luminoso 4 en el estado montado se dispone de preferencia en un punto focal de la capa reflejante 9. El elemento óptico 1 y/o el elemento reflector 10 deberán estar formados de igual manera como caras de forma libre de tipo conocido.

La figura 3 muestra una variante de la invención, en la que el elemento óptico 1 tiene en su segundo lado 1 1 (es decir, el lado que está orientado hacia la fuente de luz láser 3 en el estado montado) un dispositivo de pantalla impermeable a la luz 12. Este dispositivo de pantalla 12 cubre el segundo lado 1 1 por lo menos en parte, en donde éste está dispuesto, en la modalidad ejemplar ilustrada, debajo de un plano horizontal 100 que corre a través del elemento luminoso 4. En las figuras, el plano horizontal 100 corre de manera normal al plano del dibujo y por lo tanto es identificable únicamente como una línea de puntos y rayas. Por supuesto, también son posibles otras modalidades, dependiendo de la función de luz deseada.

El dispositivo de pantalla 12 se puede formar de manera arbitraria, por ejemplo, como un revestimiento impermeable a la luz o como una pantalla separada, que es adherida al elemento óptico 1 o ajustada al mismo de otra manera, o se sujeta mecánicamente al mismo. El dispositivo de pantalla 12 permite la generación de una transición de luz/oscuridad, con lo que se pueden proporcionar varias funciones de luz, como una luz de cruce, luz de niebla, etc.

En la variante de acuerdo con la figura 3, la forma del primer lado 5 que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser 3, es diferente de la modalidad de la figura 1 y 2. Aquí la forma ya no es similar a una tapa esférica, sino que es diferente, lo cual se puede discernir con base en las trayectorias de haz trazadas.

Como se podrá observar, el elemento óptico 1 , además de la modalidad integral ilustrada en la presente (aparte de los revestimientos o elementos de pantalla, o similares), también se puede formar en variantes, de manera que esté constituido por varias partes las cuales, por ejemplo, son adheridas una a la otra o son soldadas entre sí y tienen diferentes propiedades ópticas (índice refractivo o similares). En dicho elemento óptico 1 de múltiples partes, el cuerpo sólido estará formado por un número de partes, por ejemplo, en donde los componentes separados se pueden fabricar con diferentes propiedades ópticas. En consecuencia, la capa reflejante 9 (o la capa de absorción 6) también puede ser introducida como componentes separados.

En la figura 4 se ilustra una variante que está formada favorablemente con dicho elemento de múltiples piezas. En este caso, el elemento óptico 1 está formado como un cuerpo hueco. Por lo tanto tiene un manguito, que de preferencia consiste predominantemente en un material guía de luz transparente. La capa reflejante 9 está formada en la pared posterior 22, que está dispuesta en el primer lado 5. En la modalidad ejemplar ilustrada, la capa reflejante 9 está formada en el lado interior de la pared posterior 22 que está orientado hacia el elemento luminoso 4. Una capa de absorción 6 se aplica en el lado exterior de la pared posterior 22, orientada en alejamiento del elemento luminoso 4, para evitar que la luz láser o la luz emitida por el elemento luminoso 4 pase a través de la pared posterior 22. Por supuesto, ésta es sólo una de un número de modalidades - por ejemplo la capa reflejante 9 puede ser aplicada en el lado exterior de la pared posterior 22 y también se puede cubrir con una capa de absorción 6.

El dispositivo de pantalla 12 que se describió antes con más detalle, también puede estar provisto en variantes con un cuerpo hueco además de las modalidades descritas, fabricando el cuerpo hueco con un material termoplástico. En este caso, la región de la cara de delimitación 21 que constituye el dispositivo de pantalla 12 (de preferencia debajo de un plano horizontal 100 que corre a través del elemento luminoso 4) es asperjada con un material impermeable a la luz en un método de aspersión de múltiples componentes. No se tienen que tomar medidas adicionales para proporcionar un dispositivo de pantalla 12.

De acuerdo con la variante de la figura 4, el elemento óptico se puede formar con varias piezas, por ejemplo, formando la pared posterior 22 y el resto del elemento óptico 1 por separado. En este caso la pared posterior se puede fabricar, por ejemplo, con un material impermeable a la luz, con lo que se puede ahorrar la capa absorbente 6 cuando se disponga la capa reflejante 9 en el lado interior de la pared posterior 22. Mientras la pared posterior 22 constituye así un reflector, el resto del elemento óptico 1 forma sustancialmente una cubierta para este reflector, con un montaje para el elemento luminoso 4. Sin embargo, por supuesto que la pared posterior 22 y el resto del elemento óptico 1 también pueden formar una unidad estructural común.

Normalmente hay aire ambiental dentro del cuerpo hueco, que no tiene que ser hermético a los gases. Por supuesto, el cuerpo hueco también puede ser hermético a los gases, de manera que el interior se pueda llenar con otros gases, que puedan influenciar, por ejemplo, el comportamiento de reflexión.

Las variantes que se describen en las figuras 1 a 3 pueden estar provistas con un cuerpo sólido y con un cuerpo hueco.

La figura 5 muestra una variante de la invención, en la que el elemento óptico 1 está instalado en un módulo de fuente de luz 16 para un faro de vehículo 2. El elemento óptico 1 de acuerdo con esta modalidad, tiene un receptáculo para el elemento luminoso 4 en forma de una cavidad 8. Esto significa que el elemento luminoso 4 está rodeado por completo por el elemento óptico 1. La cara de delimitación 21 (o primer lado 11 ) es ligeramente cóncava en la variante de acuerdo con la figura 5.

El módulo de fuente de luz 16 tiene una fuente de luz láser 3 además de dispositivos de enfriamiento 17 asignados (por ejemplo, aristas de enfriamiento, agua refrigerante o similares), en donde la fuente de luz láser 3 y el elemento óptico 1 se disponen conjuntamente en un elemento portador 18. El elemento portador 18 puede consistir en un material conductor de calor y/o elementos de enfriamiento adicionales, como aristas de enfriamiento 19.

El módulo de fuente de luz 16 puede ser instalado como un todo en un faro de vehículo 2. Dicha variante está ilustrada en la figura 6. Aquí, como se podrá observar, gracias a la capa reflejante 9 del elemento óptico 1 , es posible una utilización de la luz irradiada por el elemento luminoso 4 en la dirección de radiación principal 300 del faro de láser de vehículo 2, ya que esta luz es guiada por la capa reflejante 9 en la dirección del reflector 20 del faro de vehículo 2. Además se puede ver que la luz emitida directamente por el elemento luminoso 4 es proyectada de manera diferente (proyección A en la figura 6) desde la luz que alcanza el reflector 20 del faro de vehículo 2 a través del elemento reflector 10 (proyección B en la figura 6).

El elemento óptico 1 se dispone favorablemente en el faro de vehículo 2, de tal manera que el elemento luminoso 4 esté ubicado en un punto focal del reflector 20. Debido a la combinación de la forma del reflector 20 y del elemento óptico 1 , se pueden proporcionar diferentes patrones de distribución de luz. Teóricamente los patrones de luz de la luz emitida directamente por el elemento luminoso 4 también se pueden alinear con el patrón de luz de la luz irradiada a través del elemento reflector 10.

Claims (18)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1 . Un elemento óptico (1) para un faro láser de vehículo (2), en donde el faro láser de vehículo (2) comprende por lo menos una fuente de luz láser (3) y por lo menos un elemento luminoso (4) que puede ser irradiado por la fuente de luz láser (3) y así puede ser estimulado para emitir luz visible, caracterizado porque el elemento óptico (1) tiene por lo menos un receptáculo para el elemento luminoso (4) y por lo menos una capa reflejante (9) que refleja la luz en la dirección de la fuente de luz láser (3) está asignada al elemento óptico (1) por lo menos en un lado del elemento luminoso (4) que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser (3) en el estado montado.

2. El elemento óptico (1) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el elemento óptico (1) se forma como un cuerpo sólido hecho con un material guía de luz sustancialmente transparente, y la capa reflejante (9) se dispone en el primer lado (5) del elemento óptico (1) que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser (3) en el estado montado.

3. El elemento óptico (1) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el elemento óptico (1) se forma como un cuerpo hueco hecho con un material guía de luz sustancialmente transparente, y se forma en el lado de una pared posterior (22) que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser (3) en el estado montado, en donde la capa reflejante (9) se dispone en el lado interno de la pared posterior (22) que está orientado hacia el elemento luminoso (4), o se dispone en el lado externo de la pared posterior (22) que está orientado en alejamiento del elemento luminoso (4).

4. El elemento óptico (1 ) de conformidad con la reivindicación 2 ó 3, caracterizado además porque el primer lado (5) que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser (3), se forma como una cara de forma libre que tiene por lo menos un punto focal, en donde el elemento luminoso (4) se puede disponer, de preferencia, en un punto focal.

5. El elemento óptico (1 ) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el elemento óptico se forma con un material guía de luz sustancialmente transparente y también tiene un elemento reflector (10), que de preferencia está hecho de un material impermeable a la luz, aplicado, de preferencia en una manera de forma ajustable, en el primer lado (5) del elemento óptico (1) que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser (3) en el estado montado, en donde la capa reflejante (9) se dispone en el lado del elemento reflector (10) que está orientado hacia el elemento luminoso (4) o en el lado del elemento reflector (10) que está orientado en alejamiento del elemento luminoso (4).

6. El elemento óptico (1) de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque el primer lado (5) del elemento óptico que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser (3) y/o el lado del elemento reflector (10) que está orientado hacia el elemento luminoso (4) y/o el lado del elemento reflector (10) que está orientado en alejamiento del elemento luminoso (4), se forma(n) como una cara de forma libre que tiene por lo menos un punto focal, en donde el elemento luminoso (4) se puede disponer de preferencia en un punto focal.

7. El elemento óptico (1) de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque se aplica por lo menos una capa de absorción impermeable a la luz (6) en el lado (5) del elemento óptico (1 ) que está orientado en alejamiento de la fuente de luz láser (3) en el estado montado, por ejemplo, en una capa reflejante (9) ahí provista.

8. El elemento óptico (1) de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el receptáculo para el elemento luminoso (4) está formado como una perforación ciega (7) o como una cavidad (8) rodeada en todos los lados por el elemento óptico (1).

9. El elemento óptico (1) de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el segundo lado (11 ) del elemento óptico (1) que está orientado hacia la fuente de luz láser (3) en el estado montado, está formado como una cara de delimitación plana (21) que de preferencia corre de manera sustancialmente normal a la dirección de radiación (200) de la fuente de luz láser (3).

10. El elemento óptico (1 ) de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque se proporciona una región de conexión (13) de tal manera que se una a la cara de delimitación (21 ) y que conecte al segundo lado (11 ) del elemento óptico (1 ) con el primer lado (5) del elemento óptico (1).

1 1. El elemento óptico (1 ) de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque la región de conexión (13) está formada en una manera convergente desde el segundo lado (11) del elemento óptico (1) en la dirección del primer lado (5) del elemento óptico (1).

12. El elemento óptico (1) de conformidad con una de las reivindicaciones 9 a 11 , caracterizado además porque la cara de delimitación (21 ) es sustancialmente circular y el primer lado (5) del elemento óptico (1) también tiene una sección transversal sustancialmente circular, en donde el primer diámetro (14) del primer lado (5) es mayor que el segundo diámetro (15) de la cara de delimitación (21).

13. El elemento óptico (1 ) de conformidad con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el segundo lado (11 ) del elemento óptico (1) que está orientado hacia la fuente de luz láser (3) en el estado montado, está cubierto, por lo menos en parte pero en particular en una región que está debajo de un plano horizontal ( 00) que corre a través del elemento luminoso (4), con un dispositivo de pantalla impermeable a la luz (12).

14. El elemento óptico (1 ) de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque el dispositivo de pantalla (12) se forma como un revestimiento impermeable a la luz.

15. Un módulo de fuente de luz (16) para un faro láser de vehículo (2), en donde el faro láser de vehículo (2) comprende por lo menos una fuente de luz láser (3) y por lo menos un elemento luminoso (4) que puede ser irradiado por la fuente de luz láser (3) y así puede ser estimulado para emitir luz visible, en donde el elemento luminoso (4) se dispone en un elemento óptico (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14.

16. Un faro de vehículo (2) que comprende por lo menos una fuente de luz láser (3) y por lo menos un elemento luminoso (4) que puede ser irradiado por la fuente de luz láser (3) y así puede ser estimulado para emitir luz visible, en donde el elemento luminoso (4) se dispone en un elemento óptico (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14.

17. El faro de vehículo (2) de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque el faro de vehículo (2) tiene por lo menos un módulo de fuente de luz (16) de acuerdo con la reivindicación 15.

18. El faro de vehículo (2) de conformidad con la reivindicación 16 ó 17, caracterizado además porque el faro de vehículo (2) tiene por lo menos un reflector (20), en donde el elemento óptico (1) de preferencia se dispone en el faro de vehículo (2) de tal manera que el elemento luminoso (4) esté posicionado en un punto focal o en la cercanía del punto focal del reflector (20).