MX2014011316A - Modulo de proyeccion para un vehiculo motorizado. - Google Patents

Abstract

La invención se relaciona con un módulo de luz (1) para un vehículo motorizado, que comprende al menos una fuente de luz (1, 10, 11, 100, 110), al menos un reflector (2, 20, 21, 200, 210, 2000) y al menos una lente (3, 30, 31, 300, 310), en donde la luz emitida por la fuente de luz (1, 10, 11, 100, 110) se forma en una distribución de luz por medio de una superficie reflectora (2a, 20a, 21a, 22a, 200a, 210a, 2000a) del al menos un reflector (2, 20, 21, 200, 210, 2000) y - cuando el módulo de luz (1) está ajustado en un vehículo - se proyecta por medio de la al menos una lente (3, 30, 31, 300, 310) en un área enfrente del vehículo; de conformidad con la invención, la superficie reflectora (2a, 20a, 21a, 22a, 200a, 210a, 2000a) del al menos un reflector (2, 20, 21, 200, 210, 2000) se forma de tal manera que un primer punto focal (F1) del reflector (2, 20, 21, 200, 210, 2000) se ubica entre la superficie reflectora (2a, 20a, 21a, 22a, 200a, 210a, 2000a) y la al menos una lente (3, 30, 31, 300, 310) y un segundo punto focal (F2) se ubica sobre el lado del reflector (2, 20, 21, 200, 210, 2000) de cara hacia el lado opuesto de la lente (3, 30, 31, 300, 310), en donde la superficie reflectora (2a, 20a, 21a, 22a, 200a, 210a, 2000a) del reflector (2, 20, 21, 200, 210, 2000) está diseñada de tal manera que el patrón de luz generado comprende al menos una línea de luz-oscuridad.

Description

MÓDULO DE PROYECCIÓN PARA UN VEHÍCULO MOTORIZADO MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se relaciona con un módulo de luz para un vehículo motorizado que comprende: al menos una fuente de luz; al menos un reflector; al menos una lente; en donde la luz emitida por la fuente de luz se forma en una distribución de luz por medio de una superficie reflectora del al menos un reflector y - cuando el módulo de luz está ajustado en el vehículo - se proyecta por medio de la al menos una lente en un área enfrente del vehículo.

La invención también se relaciona con un faro de vehículo que comprende al menos uno de tal módulo de luz.

Las características deseadas de radiación para los faros delanteros de vehículos motorizados se pueden producir por medio de diferentes enfoques técnicos. Aquí se conocen las siguientes a) sistemas de reflector puro con paraboloide y reflectores de forma libre y b) sistemas de proyección en los que una lente convergente proyecta la imagen de un haz de detención sobre el área enfrente del vehículo motorizado, es decir, generalmente sobre el camino. El haz de detención se ilumina aquí por medio de una unidad dispuesta detrás del mismo, la cual, junto a la fuente de luz, usualmente también tiene una óptica primaria en la forma de un reflector/espejo, guía de luz, etc.

Ambos enfoques tienen ventajas y desventajas específicas. Una desventaja común para ambos enfoques es el hecho de que ambos sistemas requieren una cantidad relativamente grande de espacio de instalación. Con el enfoque a), en particular con los reflectores de forma libre usados actualmente casi de manera exclusiva, se requiere una gran cantidad de espacio de instalación en la dirección transversal del eje óptico, mientras que con los sistemas de proyección de conformidad con el enfoque b), se requiere una gran cantidad de espacio de instalación en la dirección del eje óptico.

El objetivo de la invención es el de crear un módulo de luz compacto para un vehículo motorizado sin perjudicar las propiedades de iluminación.

Este objetivo se logra con un módulo de luz del tipo mencionado en la introducción o con un faro de vehículo que comprende al menos uno de tal módulo de luz en el sentido de que, de acuerdo con la invención, la superficie reflectora del al menos un reflector está formada de tal manera que un primer punto focal del reflector está ubicado entre la superficie reflectora y la al menos una lente y un segundo punto focal está ubicado sobre el lado del reflector de cara opuesta a las lentes, en donde la superficie reflectora del reflector está diseñada de tal manera que el patrón de luz generado comprende al menos una línea de luz-oscuridad.

El módulo de luz de conformidad con la invención es un sistema de proyección en el que la luz de una fuente de luz se concentra a través de una óptica primaria en la forma de un reflector y es guiada sobre una lente (de proyección), la cual proyecta el patrón de luz deseado sobre un área enfrente del módulo de luz o vehículo.

En contraste con una estructura convencional en la que se genera una imagen intermedia real por medio del reflector, en el caso de la presente invención el reflector genera una imagen intermedia virtual de la fuente de luz, la cual después se proyecta a través de la lente en la forma de una lente convergente en el área enfrente del módulo de luz o vehículo. Para este fin, el reflector está formado como un reflector hiperbólico o tiene sustancialmente el comportamiento de un reflector hiperbólico.

Aquí, en una primera variante de la invención, el reflector está formado sustancialmente como un armazón parcial de reflector, por ejemplo, como un medio armazón de reflector, para formar la al menos una línea de luz-oscuridad en el patrón de luz, en donde la luz de un área del borde de delimitación del armazón parcial de reflector forma la distribución de luz en la línea de luz-oscuridad en el patrón de luz.

En esta variante, el borde del reflector (el "borde recortado", por así decirlo, de un reflector completo) actúa como una portilla entre el objeto virtual y la lente. Las partes de un reflector ubicadas cerca de la lente se comportan aproximadamente como una detención de apertura y por lo tanto ofrecen poca libertad de diseño en vista del patrón de luz, ya que el detalle de imagen permanece sin cambios con un cambio de apertura, es decir, la exposición de la luz no cambia o sólo cambia de forma insignificante.

Sin embargo, las porciones del reflector que están más lejos de la lente tienen el carácter de un campo de detención de vista hasta un grado mayor; un cambio en estas áreas también cambia el detalle de la imagen proyectada, y estas regiones se pueden usar en consecuencia para formar el patrón de luz.

A manera de ejemplo, con un reflector descrito en mayor detalle más adelante, el cual se forma como un medio armazón y se abre de forma descendente, las regiones superiores del reflector se pueden recortar para reducir la intensidad de la distribución de luz en el área dispuesta hacia el frente del vehículo, mientras que la forma de la distribución de luz en la línea LD puede variar recortando el borde inferior.

En una modalidad específica de la invención, el armazón parcial de reflector está abierto de forma descendente en la posición ajustada del módulo de luz, de modo que se produce una línea de luz-oscuridad dispuesta en la parte superior del patrón de luz.

Además, el borde de delimitación del armazón parcial de reflector puede correr sustancialmente por arriba de un plano en el que está dispuesta la al menos una fuente de luz.

La línea de luz-oscuridad en el patrón de luz, por ejemplo, como es requerido de una distribución de haz de cruce para cumplir con requerimientos legales, así se puede hacer descender por 0.57° (Regulación ECE) o 0.4° (Regulación SAE).

Además, el borde de delimitación se puede curvar hacia el frente, de forma ascendente hacia la abertura frontal del reflector.

Aquí, curvado "de forma ascendente" significa principalmente que el borde de delimitación está curvado lejos del plano en el que está dispuesta la fuente de luz. A manera de ejemplo, la fuente de luz puede estar inclinada con respecto al plano horizontal y el borde de delimitación en principio corre paralelo a la fuente de luz inclinada. Aquí se puede producir el efecto de que la distribución de luz se curve de forma ascendente en una región del borde exterior de la distribución de luz, de modo que la luz alcance un área por arriba de las áreas legalmente permisibles.

Debido al curso curvado de forma ascendente del borde de delimitación, este efecto se puede contrarrestar, de modo que nada de luz alcance áreas inadmisibles por arriba del límite LD.

Para incrementar la nitidez de la proyección del límite de luz-oscuridad del reflector, la al menos una fuente de luz puede tener una configuración alargada y la fuente de luz se puede disponer en relación con el reflector de tal manera que, en el patrón de luz, las imágenes de filamento generadas por medio de la superficie reflectora del reflector sean sustancialmente paralelas al límite de luz-oscuridad en el patrón de luz, ya que la extensión de la imagen de filamento es directamente proporcional al tamaño de la imagen de filamento, medida transversalmente al límite de luz-oscuridad.

El eje longitudinal de la fuente de luz así corre sustancialmente paralelo al límite de luz-oscuridad a generarse, en donde una inclinación de unos cuantos grados en relación con el límite de luz-oscuridad puede ser bastante sensata desde un punto de vista óptico.

Tal fuente de luz así tiene una extensión longitudinal mucho más larga que la transversal, por ejemplo, tal fuente de luz es una fuente de luz formada a partir de muchos diodos emisores de luz, por ejemplo, en una disposición (1 x n), en la que n LED están dispuestos en fila, es decir, la fuente de luz tiene un ancho de un LED y una longitud de n LED. Otros ejemplos de tales fuentes de luz alargadas son el arco de un quemador Xe o el filamento de una lámpara de descarga.

Para incrementar la nitidez de la proyección del límite de luz-oscuridad del reflector que funciona como una detención real, la al menos una fuente de luz también puede tener una superficie de salida de luz plana, en donde la superficie de salida de luz está de cara a la superficie reflectora del reflector.

Aquí, la superficie emisora de luz de la al menos una fuente de luz preferiblemente es sustancialmente plana, en donde el borde de delimitación del reflector que forma el límite de luz-oscuridad está dispuesto en un área en la que la superficie emisora de luz de la al menos una fuente de luz se acorta en perspectiva.

Esta última medida se puede implementar independientemente o junto con la configuración alargada anteriormente mencionada de la fuente de luz.

En la modalidad anteriormente descrita el reflector genera uno o más límites de luz-oscuridad en el patrón de luz, ya que el reflector funciona como una detención real, es decir, el(los) borde(s) de delimitación del reflector se proyecta(n) en el patrón de luz como límites de luz-oscuridad (o áreas de brillo máximo).

De acuerdo con otra variante, la superficie reflectora del reflector se forma de tal manera que la luz de la al menos una fuente de luz reflejada a lo largo de la al menos una curva definida sobre la superficie reflectora se proyecta en el patrón de luz como un área con brillo máximo.

La generación de uno o más límites de luz-oscuridad con un reflector aquí está basada en el efecto de lo que se conoce como cáusticas, y por lo tanto uno o más límites de luz-oscuridad formados arbitrariamente en principio se pueden generar sin usar las detenciones. La al menos una curva definida sobre la superficie reflectora se proyecta en el patrón de luz como una línea cáustica, es decir, como una línea con brillo máximo, y el brillo se reduce sobre un lado (por ejemplo, debajo de esta línea) y nada o casi nada de luz se proyecta sobre el otro lado (es decir, por ejemplo, por arriba de la línea).

Adicionalmente, la superficie reflectora del reflector se forma de tal manera que la luz de ambos lados de la al menos una curva definida sobre la superficie reflectora se proyecta en el patrón de luz sobre un lado del área con brillo máximo, de forma adyacente a dicha área.

Con un límite de luz-oscuridad sustancialmente horizontal (línea cáustica), la luz de ambas áreas de reflector se proyecta en consecuencia debajo de la línea cáustica y genera la distribución de luz por debajo de la línea LD.

Tal reflector de conformidad con la invención puede variar de una manera versátil, por ejemplo, haciéndolo más pequeño en términos del espacio de instalación.

A manera de ejemplo, iniciando desde un reflector que genera una distribución de luz definida con distribución de brillo definida, este reflector se puede recortar sustancialmente paralelo a la curva definida sobre la superficie reflectora, la cual se proyecta en el patrón de luz como un área con máximo brillo, sobre al menos un lado de la curva definida.

Debido a este recorte sustancialmente paralelo a la curva definida, la forma del patrón de luz se obtiene sustancialmente, en donde el patrón de luz se vuelve más oscuro.

De acuerdo con otra variante, iniciando desde un reflector que genera una distribución de luz definida con distribución de brillo definida, este reflector se recorta sustancialmente normal a la curva definida sobre la superficie reflectora, la cual se proyecta en el patrón de luz como un área con máximo brillo.

Debido a este recorte sustancialmente normal a la curva definida, el patrón de luz se vuelve más pequeño. Sin embargo, el brillo en las áreas que aún permanecen en el patrón de luz sustancialmente no cambia.

Por supuesto también se puede proporcionar un reflector formado como una detención real con una o más curvas definidas, el cual genera una línea cáustica, por lo cual existe un gran número de posibilidades de diseño en vista de la generación del patrón de luz.

En particular, un módulo de luz de conformidad con la invención tiene la ventaja de que la profundidad de instalación completa del módulo de luz ya no está determinada por la suma de las longitudes focales de la óptica primaria (reflector) y la óptica secundaria (lente), sino por la diferencia entre las dos longitudes focales y por lo tanto teóricamente se puede reducir severamente. Aunque existen limitaciones prácticas aquí (tamaño finito de la fuente de luz, tolerancias de fabricación, etc.) y la reducción de la profundidad de instalación por lo tanto se somete a límites, el volumen de instalación puede ser mucho más pequeño en el caso de un módulo de luz o faro de conformidad con la invención que en el caso de sistemas convencionales conocidos.

Debido a que sólo la diferencia de los anchos focales de las ópticas primaria y secundaria está directamente involucrada con el tamaño total, la longitud focal per se es un parámetro de diseño virtualmente libre, el cual se puede usar para mejorar el patrón de luz.

Con un módulo de luz de conformidad con la invención, el poder de reflexión total se divide entre el reflector y la lente. Aquí, la sección transversal de la lente es comparable con un sistema de proyección convencional con imagen intermedia real y de otra manera valores característicos similares, y por lo tanto disminuye la apertura numérica requerida de la lente. Debido a que la aberración cromática ocurre sólo en el caso de refracción, pero no en el caso de reflexión, ya se puede lograr una mejora de la fidelidad de color, ya que algo del poder de reflexión es tomado por el reflector.

Además, la lente puede estar formada como una lente acromática, lo cual también puede ser conducente a la corrección de errores de color. En el caso de lentes de proyección convencionales con apertura numérica muy grande, no es posible formar la lente como una lente acromática.

La invención se explicará en mayor detalle en lo sucesivo con base en los dibujos, en los que La Figura 1 muestra una ilustración esquemática de un módulo de luz de conformidad con la invención, la Figura 2 muestra una primera variante de un módulo de luz de conformidad con la invención en una vista en perspectiva diagonalmente desde abajo, la Figura 3 muestra el módulo de luz de la Figura 2 en una vista en perspectiva diagonalmente desde arriba, la Figura 4 muestra el reflector que incluye la fuente de luz de un módulo de luz de la Figura 2 en una vista lateral, la Figura 5 muestra la trayectoria de haz con un reflector que corresponde con la Figura 4, la Figura 6 muestra una distribución de luz generada con un reflector de la Figura 4, la Figura 7 muestra una distribución de luz modificada generada con un reflector modificado de la Figura 4, la Figura 8 muestra una segunda variante de un reflector de conformidad con la invención en una vista desde atrás, la Figura 9 muestra el reflector de la Figura 8 en una vista en perspectiva diagonalmente desde abajo, la Figura 10 muestra esquemáticamente los puntos de reflexión sobre una superficie de reflector, la Figura 1 1 muestra proyecciones generadas por medio de los puntos de reflexión de la superficie de reflector de la Figura 10, la Figura 12 muestra distribuciones de luz generadas con un segmento del reflector del módulo de luz de la Figura 8, la Figura 13 muestra una tercera variante de un módulo de luz de conformidad con la invención, la Figura 14 muestra una distribución de luz generada con un módulo de luz de la Figura 13, la Figura 15 muestra una cuarta variante de un módulo de luz de conformidad con la invención, la Figura 16 muestra una distribución de luz generada con un módulo de luz de la Figura 14, la Figura 17 muestra esquemáticamente el curso de haz con un reflector para generar una cáustica, la Figura 18 muestra áreas en el patrón de luz que corresponden a los cursos de haz de la Figura 17, la Figura 19 muestra una ilustración de áreas específicas sobre un reflector de conformidad con la Figura 7, y la Figura 20 muestra áreas en el patrón de luz que corresponden a las áreas específicas sobre el reflector.

La Figura 1 muestra esquemáticamente un módulo de luz 1 para un vehículo motorizado, que comprende una fuente de luz 1 , un reflector 2 y una lente 3.

La superficie reflectora 2a del reflector 2 está formada aquí de tal manera que un primer punto focal F1 del reflector 2 está ubicado entre la superficie reflectora 2a y la lente 3. Un segundo punto focal F2 está ubicado sobre el lado del reflector 2 de cara hacia el lado opuesto de la lente 3, es decir, detrás del reflector.

La luz emitida por la fuente de luz 1 se forma en una distribución de luz por medio de una superficie reflectora 2a del reflector 2 y - cuando el módulo de luz 1 está ajustado en un vehículo - se proyecta por medio de la lente 3 en un área enfrente del vehículo.

El módulo de luz 1 de conformidad con la invención (y también en todos los módulos y sistemas mostrados adicionalmente) es un sistema de proyección en el que la luz de una fuente de luz se concentra a través de una óptica primaria en la forma de un reflector y es guiada sobre una lente (de proyección), la cual proyecta el patrón de luz deseado sobre un área enfrente del módulo de luz o vehículo. En contraste con una estructura convencional en la que se genera una imagen intermedia real por medio del reflector, en la presente invención el reflector 2 genera una imagen intermedia virtual de la fuente de luz, la cual llega a encontrarse sustancialmente en el punto focal posterior F2 del reflector 2, y esta imagen intermedia después se proyecta por medio de la lente 3 en la forma de una lente convergente en el área enfrente del módulo de luz o vehículo. Para este fin, el reflector está formado como un reflector hiperbólico o tiene sustancialmente el comportamiento de un reflector hiperbólico, y el punto focal de la lente 3 está ubicado sustancialmente en el punto focal posterior F2 del reflector 2.

Bajo consideración de la Figura 1 , las áreas del reflector 2 localizadas por medio de flechas así se pueden ver. Si un reflector 2 ilustrado en la Figura 1 se recorta por arriba del área marcada por medio de la flecha superior y por debajo del área marcada por medio de la flecha inferior, sólo los dos haces S1 , S2 indicados como haces de límite y los haces dispuestos entre ellos aún se producirán desde el reflector 2 y se proyectarán por medio de la lente 3.

Con el presente módulo de luz, un rasgo fundamental de conformidad con la invención es el hecho de que la superficie reflectora del reflector está formada de tal manera que un patrón de luz generado tenga al menos una línea de luz-oscuridad.

Como se puede ver claramente en la Figura 1 , es posible con un reflector 2, por ejemplo, recortando el reflector, dar a la distribución de luz una forma deseada, en particular proporcionar la distribución de luz con al menos un límite de luz-oscuridad, como es el caso, por ejemplo, con las distribuciones de haz de cruce o con distribuciones de luz parcialmente diurnas.

El borde del reflector (el "borde recortado", por así decirlo, de un reflector completo) actúa como una portilla entre el objeto virtual y la lente. Las partes de un reflector ubicadas cerca de la lente se comportan de forma similar a una detención de apertura y por lo tanto proporcionan poca libertad de diseño en vista del patrón de luz, ya que el detalle de imagen permanece sin cambios con un cambio de apertura, es decir, la exposición de la luz no cambia o sólo cambia de forma insignificante.

Sin embargo, las porciones del reflector que están más lejos de la lente tienen el carácter de un campo de detención de vista hasta un grado mayor; un cambio en estas áreas también cambia el detalle de la imagen proyectada, y estas áreas se pueden usar en consecuencia para formar el patrón de luz.

A manera de ejemplo, en el caso de un reflector descrito con base en las Figuras 2 a 5, el cual se forma como un medio armazón y se abre de forma descendente, las áreas superiores del reflector se recortan para reducir la intensidad de la distribución de luz en el área dispuesta hacia el frente del vehículo, mientras que la forma de la distribución de luz en la línea LD se puede variar recortando en el borde inferior.

Las Figuras 2 a 5 muestran un módulo de luz 1 que comprende una fuente de luz 10, un reflector 20 con superficie reflectora 20a y una lente 30. Aquí los tamaños son puramente esquemáticos, y en particular la lente puede ser mucho más pequeña y, por ejemplo, es tan grande como el reflector.

El reflector 20 está formado como un armazón parcial, en particular como un medio armazón, y la fuente de luz 10 irradia luz en este medio armazón, en el que la luz se refleja sobre la superficie reflectora 20a.

El medio armazón de reflector 20 está delimitado de forma descendente por medio de un borde de delimitación 20', 20", como se muestra en las Figuras 4 y 5. La luz de la fuente de luz 10, la cual se refleja desde un área alrededor de este borde de límite 20', 20", se proyecta desde la lente en el patrón de luz cercano a o en el límite de luz-oscuridad, es decir, el borde de delimitación inferior 20', 20" se proyecta en el patrón de luz como un límite de luz-oscuridad que delimita el patrón de luz de forma ascendente.

Debido a que el borde de delimitación 20', 20" está ubicado en este ejemplo (después del recortado del mismo, como también se describe) en un plano horizontal, el límite de luz-oscuridad también forma sustancialmente una línea recta que corre horizontalmente, como se puede ver claramente en las Figuras 6 y 7.

La luz que se origina de áreas de la superficie reflectora 20a por arriba del borde de delimitación 20', 20" se proyecta en el patrón de luz en un área debajo del límite de luz-oscuridad y genera la luz enfrente del vehículo.

Para este fin, el reflector típicamente está formado de tal manera que las imágenes virtuales de la fuente de luz no están ubicadas exactamente en el punto focal de la lente, sino ligeramente por arriba de la misma o hacia el lado de la misma. Al "recortar", es decir, variar/cambiar el borde de delimitación frontal 20"', se puede influenciar la forma o iluminación del área enfrente del vehículo.

Además, como se muestra, el borde de delimitación 20', 20" del armazón parcial de reflector 20 puede correr sustancialmente por arriba de un plano en el que está ubicada la fuente de luz 0. De este modo la línea de luz-oscuridad en el patrón de luz, por ejemplo, como es requerido de una distribución de haz de cruce para cumplir con requerimientos legales, se puede hacer descender por 0.57° (Regulación ECE) o 0.4° (Regulación SAE), como se ilustra en las Figuras 6 y 7.

Aquí la fuente de luz 10, como se puede ver claramente en particular en la Figura 4, se puede inclinar ligeramente hacia adelante, y por lo tanto el plano en el que está ubicada la fuente de luz se inclina en consecuencia.

Si el borde de delimitación inferior 20" del reflector 20 corre sustancialmente paralelo al plano (inclinado) en el que se ubica la fuente de luz 10, como se muestra en la Figura 4, se produce así un curso del límite de luz-oscuridad como se ilustra en la Figura 6. Como se puede ver claramente en la Figura 6, aquí se puede producir el efecto de que la distribución de luz se curve de forma ascendente en una región del borde exterior de la distribución de luz, de modo que la luz pase en un área por arriba de las áreas legalmente permisibles. Esto se debe al hecho de que, como se ilustra esquemáticamente en la Figura 5, la luz de un área entre las curvas 20' y 20" se desvía de forma ascendente por arriba de la lente y así se proyecta por arriba del límite LD permisible.

Si el reflector 20 se recorta a lo largo de la curva 20', de modo que el borde de delimitación inferior resultante esté ahora formado por el borde 20', el patrón de luz que cumple legalmente en la Figura 7 así se produce sin límite LD curvado de forma ascendente en el área exterior.

La parte de asimetría ubicada en aproximadamente 5o en las Figuras 6 y 7 no está formada por el borde 20', pero usualmente se produce por medio de un segmento reflector (no ¡lustrado en 2-5), como un segmento 22 como se muestra en las Figuras 8 y 9.

Para incrementar la nitidez de la proyección del límite de luz-oscuridad del reflector, la al menos una fuente de luz puede tener una configuración alargada y la fuente de luz se puede disponer en relación con el reflector de tal manera que, en el patrón de luz, las imágenes de filamento producidas por medio de la superficie reflectora del reflector estén ubicadas sustancialmente paralelas al límite de luz-oscuridad en el patrón de luz, ya que la propagación del desenfoque es directamente proporcional al tamaño de una imagen de filamento, medida transversalmente al límite de luz-oscuridad.

El eje longitudinal de la fuente de luz así corre sustancialmente paralelo al límite de luz-oscuridad a producirse, en donde una inclinación de unos cuantos grados con respecto al límite de luz-oscuridad puede ser bastante sensata desde un punto de vista óptico.

Tal fuente de luz así tiene una extensión longitudinal mucho más larga que la transversal, por ejemplo, la fuente de luz es una fuente de luz formada a partir de muchos diodos emisores de luz, por ejemplo, en una disposición (1 x n), en la que n LED están dispuestos en fila, es decir, la fuente de luz tiene un ancho de un LED y una longitud de n LED. Otros ejemplos para tales fuentes de luz alargadas incluyen el arco de un quemador Xe o el filamento de una lámpara de descarga.

Para incrementar la nitidez de la proyección del límite de luz-oscuridad del reflector que funciona como una detención real, la al menos una fuente de luz también puede tener una superficie de salida de luz plana, en donde la superficie de salida de luz está de cara a la superficie reflectora del reflector.

Aquí el plano de la fuente de luz y el plano en el que el borde de delimitación inferior del reflector está ubicado preferiblemente corren en un plano sustancialmente paralelo.

Por ejemplo, la superficie emisora de luz de la fuente de luz también puede ser preferiblemente sustancialmente plana, en donde el borde de delimitación del reflector que forma el límite de luz-oscuridad está dispuesto en un área en la que la superficie emisora de luz de la al menos una fuente de luz se acorta en perspectiva.

Esta última medida se puede implementar independientemente o junto con la configuración alargada anteriormente mencionada de la fuente de luz.

Con la modalidad anteriormente descrita el reflector genera uno o más límites de luz-oscuridad en el patrón de luz, ya que el reflector funciona como una detención real, es decir, el(los) borde(s) de delimitación del reflector se proyecta(n) en el patrón de luz como límites de luz-oscuridad (o áreas de brillo máximo).

Las Figuras 8 y 9 muestran un módulo de luz 1 que comprende un reflector 21 , una fuente de luz 1 1 y una lente 31. El reflector 21 tiene una superficie reflectora 21a y un borde de delimitación inferior 21 ' comparable con la modalidad descrita anteriormente con base en las Figuras 2 a 5.

Se genera un límite horizontal de luz-oscuridad en el patrón de luz con este borde de delimitación 21 '. Las áreas del reflector 21 ubicadas cerca de la lente están dispuestas en consecuencia lejos exteriormente hacia el lado en el patrón de luz y en consecuencia se hacen descender, de modo que el desenfoque ocurrido de la línea LD no interfiere en el patrón de luz.

Las partes clave en el patrón de luz más cercanas a HV utilizan el acortamiento de perspectiva de la fuente de luz anteriormente descrito, de modo que la línea de luz-oscuridad se proyecta ahí de forma suficientemente nítida.

En un ejemplo específico, el reflector hiperbólico tiene una longitud focal de aproximadamente 40 mm. y la lente es una lente convergente no esférica con una longitud focal de aproximadamente 100 mm.

Como también se puede inferir a partir de las Figuras 8 y 9, el reflector 21 tiene un área de reflector adicional 22 con superficie reflectora 22a. Esta área de reflector o este segmento de reflector 22 ilumina un área central directamente alrededor de HV en la distribución de haz de cruce. Aquí, este segmento de reflector 22 o superficie reflectora 22a del mismo está diseñado de tal manera que genera lo que se conoce como cáustica.

Para ilustración, la Figura 10 muestra esquemáticamente la superficie reflectora 22a, sobre la cual están resaltadas muchas ubicaciones de reflector P1 , P2, P3, P4, P5, P6. La Figura 1 1 muestra las imágenes de filamento W1 a W6 en el patrón de luz generado por estas ubicaciones de reflector P1 a P6. Si el reflector se atraviesa a lo largo de una línea que conecta los puntos P1 a P6, las imágenes de filamento W1 , W2, W3 por el momento entonces se encuentran con los puntos correspondientes P1 a P3. El punto P3 constituye una posición extrema, es decir, un punto de inflexión para los filamentos en el patrón de luz, ya que, como se puede ver, al pasar más allá de P3 y P4 y después a P5 y P6, los filamentos W4, W5, W6 migran de regreso una vez más en la dirección del filamento W1.

La imagen de filamento W3, por medio de su borde de delimitación más exterior W3', hace contacto así con la cáustica (véase además más adelante para explicaciones más detalladas); el reflector 22 o la superficie de reflector 22a se puede recortar en la vecindad del punto P3 sin cambiar la nitidez del límite de luz-oscuridad.

Si este procedimiento como se describe con base en las Figuras 10 y 1 1 se repite para muchas líneas sobre el reflector, la curva de recorte completa para el reflector 22 finalmente se obtiene, dicho reflector asume entonces la forma como se ilustra en las Figuras 8 y 9.

Aquí, en la proyección superior, la Figura 12 muestra un patrón de luz generado con un reflector sin recortar, mientras que la proyección inferior en la Figura 12 muestra el patrón de luz con un recorte del reflector en la vecindad de aquellas ubicaciones de reflector que corresponden con proyecciones de filamento en la curva envolvente de la cáustica, como se describe con base en las Figuras 10 y 1 1. La forma del reflector 22 está dada por el recorte.

Debido al recorte, el límite de luz-oscuridad se vuelve más evidente, en particular se proporciona un mejor curso recto del límite inclinado de luz-oscuridad, como se puede ver claramente en la Figura 12.

Con el módulo de luz mostrado a manera de ejemplo en las Figuras 8 y 9, la profundidad total de instalación es de aproximadamente 70 mm. Con la lente se ha asumido un diámetro de 100 mm., en donde el recorte puede ser muy versátil debido a la trayectoria de haz. Son posibles recortes de lente muy pequeños (hasta magnitudes mínimas de 40 mm. x 30 mm.) sin tener que tolerar grandes pérdidas de eficiencia. El ejemplo en el diagrama representa una superficie de salida de luz de 65 mm. x 45 mm.

Usando un LED de múltiples filas como fuente de luz con filas de LED conectables de forma separada, también es posible una implementación de haz de cruce y haz principal meramente por medio de la conexión de los LED.

Una fuente de luz desplazada lejos de la lente (es decir, más cerca del reflector) se proyecta más alto. Disponiendo la fuente de luz LED de tal manera que una fila esté más cerca del reflector, esta fila de LED más cercana genera una distribución de luz desplazada en forma ascendente, lo cual puede cumplir con los requerimientos legales de una distribución de haz principal. La fila posterior de LED así se proyecta más abajo en el plano de enfoque de la lente en comparación con la fila frontal.

La fuente de luz LED de filas múltiples opcionalmente se puede girar alrededor de un eje que corre a través de los circuitos integrados relevantes al haz de cruce. De este modo, la fila de haz principal se desenfoca selectivamente, lo cual conduce a una apariencia más heterogénea y mayor altura de haz principal.

La Figura 13 muestra un módulo de luz 1 que comprende una fuente de luz 100, un reflector 200 (con superficie reflectora 200a) y una lente 300, en donde la superficie reflectora 200a del reflector 200 está formada de tal manera que la luz de la fuente de luz 100, la cual se refleja a lo largo de la curva definida sobre la superficie reflectora 200a, se proyecta en el patrón de luz como un área con brillo máximo.

La fuente de luz 100 comprende uno o más diodos emisores de luz, los cuales están dispuestos verticalmente, de los cuales la superficie de salida de luz así se ubica en un plano vertical, y esta fuente de luz 11 ilumina el reflector 200 dispuesto lateralmente, el cual genera un límite de luz- oscuridad sustancialmente horizontal, como se muestra en el patrón de luz en la Figura 14. El límite LD se genera de acuerdo con la invención exclusivamente por medio de una cáustica.

Si se usan un reflector primariamente hiperbólico que tiene una longitud focal de aproximadamente 70 mm. y una lente convergente no esférica que tiene una longitud focal de aproximadamente 90 mm., la profundidad total del módulo de luz 1 es de aproximadamente 50 mm.

Aquí la generación del límite de luz-oscuridad con un reflector está basada en el efecto de lo que se conoce como cáusticas, y por lo tanto uno o más límites de luz-oscuridad formados arbitrariamente en principio se pueden generar sin el uso de detenciones. La al menos una curva definida sobre la superficie reflectora se fotografía en el patrón de luz como una línea cáustica, es decir, como una línea con brillo máximo, y el brillo se reduce sobre un lado (por ejemplo, debajo de esta línea), mientras que nada o casi nada de luz se proyecta sobre el otro lado (es decir, por ejemplo, por arriba de la línea).

La Figura 15 muestra un módulo de luz que comprende una fuente de luz 110, que en este caso una vez más comprende uno o más LED dispuestos verticalmente, y esta fuente de luz 110 ilumina un reflector dispuesto lateralmente 210 que comprende una superficie reflectora 210a. La luz se proyecta en un área enfrente del módulo de luz por medio de una lente 310.

Con este módulo de luz se genera una distribución de luz semi- circular con máximo pronunciado - véase la Figura 16. La superimposición con una distribución de luz invertida con espejo se puede usar para producir un haz principal. El límite de luz-oscuridad sustancialmente vertical (véase la Figura 16) se genera por medio del borde 210' del reflector 210.

De acuerdo con la invención se usa un reflector primariamente hiperbólico, por ejemplo, que tiene una longitud focal de aproximadamente 70 mm., y en este ejemplo también se usa una lente convergente no esférica que tiene una longitud focal de aproximadamente 90 mm. La profundidad total del módulo de luz es de aproximadamente 50 mm.

Finalmente, el efecto de las cáusticas, como ya se ha descrito brevemente en el caso de un reflector parcial de conformidad con las Figuras 8 y 9 con base en las Figuras 10 a 12 y como también se ha usado con un módulo de luz de conformidad con la Figura 13, ha de describirse en mayor detalle con base en las Figuras 17 a 20.

Como ejemplo, la Figura 17 muestra un reflector 2000 dispuesto lateralmente, del cual la superficie reflectora 2000a es iluminada por medio de una fuente de luz 1000. La superficie reflectora 2000a del reflector 2000 está formada de acuerdo con la invención de tal manera que la luz de la fuente de luz 1000, la cual se refleja a lo largo de la curva definida O sobre la superficie reflectora 2000a, se proyecta en el patrón de luz como un área con brillo máximo.

En el patrón de luz ilustrado en la Figura 18, la luz de un área alrededor de la línea O en la Figura 17 ilumina un área en y debajo del límite de luz-oscuridad horizontal (véase el área sombreada horizontal LO en la Figura 18). En este ejemplo, la línea O corre sustancialmente de forma horizontal. La luz que se origina del punto 2 sobre la superficie 2000a ilumina aproximadamente el área en el patrón de luz denotada por medio de "2".

La luz de ambos lados de la curva definida O sobre la superficie reflectora 2000a, es decir, en el ejemplo mostrado la luz desde arriba y debajo de la curva O, se proyecta en el patrón de luz sobre un lado del área con brillo máximo, específicamente debajo del área y de forma adyacente a ésta.

Con un límite de luz-oscuridad sustancialmente horizontal (línea cáustica) como se muestra en la Figura 18, la luz de ambas áreas de reflector se proyecta en consecuencia debajo de la línea cáustica y genera la distribución de luz por debajo de la línea LD.

Ahí, la luz de la mitad superior se refleja de forma descendente más fuertemente que la luz de la mitad inferior. Con un movimiento desde un punto superior "1" sobre la superficie reflectora 2000a por medio del punto "2" al punto "3", el área curvada LB que corre de arriba hacia abajo así se produce en el patrón de luz por medio de haces de luz de un área alrededor de esta curva que corre de "1 " a "3". Los haces de luz del punto "1" y "3" se encuentran en el punto más inferior.

La Figura 19 una vez más muestra el reflector 2000 con la superficie reflectora 2000a. Se ilustran tres segmentos diferentes que corren verticalmente "A", "B", "C" y generan las tres áreas "A", "B", "C" en el patrón de luz en la Figura 20. La luz del área alrededor de la línea O se proyecta en el límite de luz-oscuridad en cada caso, y la luz de arriba y abajo de la línea O se proyecta debajo del límite de luz-oscuridad. Por medio de segmentación adecuada y configuración apropiada de los segmentos individuales, los cuales preferiblemente colindan entre sí continuamente, se proporciona un gran grado de libertad con respecto a la generación de un patrón de luz deseado con límite de luz-oscuridad.

Claims (10)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1 - Un módulo de luz (1 ) para un vehículo motorizado, que comprende: +) al menos una fuente de luz (1 , 10, 1 1 , 100, 1 10); +) al menos un reflector (2, 20, 21 , 200, 210, 2000); +) al menos una lente (3, 30, 31 , 300, 310); en donde la luz emitida por la fuente de luz (1 , 10, 11 , 100, 1 0) se forma en una distribución de luz por medio de una superficie reflectora (2a, 20a, 21 a, 22a, 200a, 210a, 2000a) del al menos un reflector (2, 20, 21 , 200, 210, 2000) y - cuando el módulo de luz (1 ) está ajustado en un vehículo - se proyecta por medio de la al menos una lente (3, 30, 31 , 300, 310) en un área enfrente del vehículo, caracterizado en que la superficie reflectora (2a, 20a, 21 a, 22a, 200a, 210a, 2000a) del al menos un reflector (2, 20, 21 , 200, 210, 2000) se forma de tal manera que un primer punto focal (F1 ) del reflector (2, 20, 21 , 200, 210, 2000) se ubica entre la superficie reflectora (2a, 20a, 21 a, 22a, 200a, 210a, 2000a) y la al menos una lente (3, 30, 31 , 300, 310) y un segundo punto focal (F2) se ubica sobre el lado del reflector (2, 20, 21 , 200, 210, 2000) de cara hacia el lado opuesto de la lente (3, 30, 31 , 300, 310), en donde la superficie reflectora (2a, 20a, 21 a, 22a, 200a, 210a, 2000a) del reflector (2, 20, 21 , 200, 210, 2000) está diseñada de tal manera que el patrón de luz generado comprende al menos una línea de luz-oscuridad.

2 - El módulo de luz de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque para formar la al menos una línea de luz-oscuridad en el patrón de luz, el reflector (20, 21 ) está formado sustancialmente como un armazón parcial de reflector, por ejemplo, como un medio armazón de reflector, en donde la luz de un área del borde de delimitación (20', 21 ') del armazón parcial de reflector forma la distribución de luz en la línea de luz-oscuridad en el patrón de luz.

3.- El módulo de luz de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque el armazón parcial de reflector (20, 21) se abre de forma descendente en la posición ajustada del módulo de luz.

4.- El módulo de luz de conformidad con la reivindicación 2 ó 3, caracterizado además porque el borde de delimitación (20', 21') del armazón parcial de reflector (20, 21) corre sustancialmente por arriba de un plano en el que al menos una fuente de luz (10, 11) está ubicada.

5.- El módulo de luz de conformidad con una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado además porque el borde de delimitación (20', 21 ') está curvado hacia el frente, de forma ascendente hacia la abertura de reflector frontal.

6 - El módulo de luz de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado además porque la al menos una fuente de luz tiene una configuración alargada, y porque la fuente de luz está dispuesta en relación con el reflector de tal manera que, en el patrón de luz, las imágenes de filamento generadas por medio de la superficie reflectora del reflector se ubican sustancialmente paralelas al límite de luz-oscuridad en el patrón de luz.

7 - El módulo de luz de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque la al menos una fuente de luz tiene una superficie de salida de luz plana.

8 - El módulo de luz de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado además porque la superficie emisora de luz de la al menos una fuente de luz preferiblemente es sustancialmente plana, en donde el borde de delimitación del reflector que forma el límite de luz-oscuridad está dispuesto en un área en la que la superficie emisora de luz de la al menos una fuente de luz se acorta en perspectiva.

9. - El módulo de luz de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado además porque la superficie reflectora (22a, 200a, 210a, 2000a) del reflector (21 , 200, 210, 2000) está diseñada de tal manera que la luz de la al menos una fuente de luz (1 1 , 100, 110) reflejada a lo largo de al menos una curva definida (O) sobre la superficie reflectora (22a, 200a, 210a, 2000a) se proyecta en el patrón de luz como un área con brillo máximo.

10. - El módulo de luz de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque la superficie reflectora (22a, 200a, 210a, 2000a) del reflector (21 , 200, 210, 2000) está diseñada de tal manera que la luz de ambos lados de la al menos una curva definida (O) sobre la superficie reflectora (22a, 200a, 210a, 2000a) se proyecta en el patrón de luz sobre un lado del área con brillo máximo, de forma adyacente a dicha área. 1 1. - El módulo de luz de conformidad con la reivindicación 9 ó 10, caracterizado además porque iniciando desde un reflector (200, 210, 2000) que genera una distribución de luz definida con distribución de brillo definida, este reflector (200, 210, 2000) se recorta sustancialmente paralelo a la curva definida sobre la superficie reflectora (200a, 210a, 2000a), la cual se proyecta en el patrón de luz como un área con brillo máximo, sobre al menos un lado de la curva definida. 12. - El módulo de luz de conformidad con una de las reivindicaciones 9 a 1 1 , caracterizado además porque iniciando desde un reflector (200, 210, 2000) que genera una distribución de luz definida con distribución de brillo definida, este reflector (200, 210, 2000) se recorta sustancialmente normal a la curva definida sobre la superficie reflectora (200a, 210a, 2000a), la cual se proyecta en el patrón de luz como un área con brillo máximo. 13.- El módulo de luz de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado además porque la al menos una lente (3, 30, 31 , 300, 310) se forma con una lente acromática. 14.- Un faro de vehículo que comprende al menos un módulo de luz (1 ) de una de las reivindicaciones 1 a 13.