IT8219119A1 - Proiettore perfezionato per fascio di luce anabbagliante - Google Patents

Description

Descrizione dell?invenzione avente per titolo:

"PROIETTORE PERFEZIONATO PER FASCIO DI LUCE ANABBACLXANTE"

RIASSUNTO

.L?invenzione riguarda i proiettori anabbaglianti del tipo comportante un riflettore (200), una lampada (L) e una coppetta schermante.(C) che cooperano tra loro allo scopo di creare un fascio luminoso anabbagliante il cui limite di taglio ? definito dai bordi della coppetta stessa.

Si propone un tale proiettore caratterizzato dal fatto che la coppetta (100, 200) presenta una superficie interna riflettente con una forma che, senza modificare sensibilmente i bordi che definiscono in modo classico il taglio, produce una riflessione dei raggi luminosi utili secondo direzioni privilegiate che vanno verso la parte superiore del riflettore, evitando in particolare il bulbo (B) della lampada.

Applicazione a tutti gli autoveicoli.

La presente invenzione riguarda proiettori per autoveicoli, destinati a formare un fascio di luce anabbagliante (illuminazione secondo il "codice").

Pi? precisamente la presente invenzione riguarda proiettori anabbaglianti del tipo che comporta un riflettore oppure uno specchio parabolico che coopera con una sorgente luminosa. Molto spesso detta sorgente luminosa ? disposta sull'asse del riflettore parabolico e leggermente spostata in avanti rispetto al suo fuoco. Questo ? per esempio, il caso dei proiettori anabbaglianti muniti di una lampada allo iodio del tipo detto H^.?Il filamento di detta lampada ? disposto all'interno di un bulbo di vetro sostanzialmente cilindrico il quale si estende in senso longitudinale lungo l'asse ottico del riflettore parabolico.

Con una tale disposizione del.riflettore rispetto alla lampada, il fascio luminoso anabbagliante si ottiene nel modo seguente: si associ alla lampada una coppetta schermante che circonda la parte inferiore del bulbo di detta lampada intercettando i raggi luminosi emessi da essa e diretti verso la parte inferiore del riflettore. In questo modo, la coppetta schermante, generalmente opaca e nera lascia passare in direzione del riflettore soltanto i raggi luminosi che vengono riflessi in una direzione non abbagliante, I bordi della coppetta schermante delimitano in questo modo il fascio luminoso finalmente emesso dal proiettore; detto fascio ? caratterizzato da un taglio, cio? presenta un limite in senso direzionale oltre il quale i raggi luminosi non possono andare. Il limite di taglio ? costituito, nella maggior parte dei casi, per circolazione a destra, da un semipiano sinistro sostanzialmente orizzontale e da un semipiano destro leggermente inclinato verso l'alto a partire dall'asse del proiettore.

Fig. 1 rappresenta schematicamente la disposizione tradizionale^ Essa rappresenta una sezione verticale trasversale vista dalla parte anteriore del bulbo della lampada L e della coppetta. Il filamento F di detta lampada si trova sull'asse AA del proiettore; esso ? circondato dal bulbo B in vetro della lampada. La coppetta schermante C si estende inferiormente a detto bulbo ed ? opaca e nera. I bordi destro e sinistro B e B di detta coppetta definiscono il limite di taglio. Su uno schermo disposto a venticinque metri di distanza, il fascio di luce anabbagliante cos? delimitato appare come lo si vede in fig, 2, e cio? come una superficie luminosa (zona tratteggiata,in figura) che non si estende oltre i due semipiani .B' e ?' .questa essendo la configurazione tipica di un fascio anabbagliante classico.

Anche se questa ? una disposizione tradizionale, questo non significa che non presenti certi inconvenienti.

Da un lato la coppetta non gioca alcun ruolo ottico, se non quello di schermo. Il flusso luminoso intercettato, da detta coppetta viene emesso dalla lampada in.pura.perdita. Inoltre, questo fatto comportadegli inopportuni riscaldamenti della coppetta e della lampada, che sono talvolta nocivi alla durata della lampada e del proiettore. D'altra parte, quando detto proiettore ? spento, la presenza della coppetta assorbente fa apparire scuro il proiettore alla luce del giorno per chi guarda dall'esterno e questo, da un punto di vista estetico, non ? molto bello.

La presente.invenzione propone, per.i proiettori del tipo di cui sopra, una perfezionata struttura di coppetta che consente di eliminare gli inconvenienti summenzionati, cio? di ottenere un'utilizzazione molto superiore del flusso luminoso emesso dalla lampada e di migliorare nello stesso tempo l'aspetto del proiettore visto dall?esterno,-quando ? spento.

?L'oggetto generale della presente invenzione risiede nel fatto di dare alla coppetta una superficie interna riflettente con una forma che, senza modificare sensibilmente i bordi che delimitano il taglio, riflette i raggi luminosi.secondo direzioni privilegiate, cio? verso la parte superiore del riflettore evitando in particolare il bulbo della lampada. \ Vantaggiosamente, secondo la presente invenzione, la forma della coppetta ? tale da produrre almeno un'immagine del filamento della lampada esterna al suo bulbo, detta immagine essendo preferibilmente parallela al filamento stesso.

Allo scopo di mantenere la necessaria simmetria del fascio, ? preferibile che la forma della coppetta venga scelta in modo da dar luogo alla formazione di due immagini del filamento, da una parte e dall'altra del bulbo della lampada, queste due immagini essendo'praticamente sullo stesso piano orizzontale del filamento, a sinistra e a destra del bulbo della lampada e vicine ad esso.

Per ottenere un filamento immagine, una forma ottimale di coppetta comprende un ellissoide d.i rotazione.avente il suo primo fuoco sul filamento e l'altro all'esterno del bulbo sullo stesso piano orizzontale del filamento. E' preferibile che la coppetta comprenda due porzioni d'ellissoide che si estendono simmetricamente da entrambe le parti del piano assiale verticale del proiettore, ciascuna ellisseide avendo un fuoco sul filamento e l'altro esternamente al bulbo sul piano orizzontale del filamento (per un ellissoide a sinistra e per.l'altro a destra.d?i bulbo).

La coppetta viene di preferenza realizzata?da un blocco metallico e le superfici riflettenti vengono ottenute per levigazione.^ ?E' noto che la levogazione ? particolarmente facile da realizzare con 1'ausilio di tecniche elastiche nel caso di superfici sferiche. E' per questo che, in variante, la coppetta comporta non tanto due sezioni di ellissoidi di rotazione, difficili da realizzare per levigazione, ma piuttosto-due sezioni sferiche i cui centri si trovano sul piano orizzontale del filamento, da entrambi i lati del .bulbo.

In ogni caso, si dispone cos?, per la cooperazione con. la parte superiore del riflettore parabolico, non solo del filamentooggetto stesso, come avveniva nella tecnica precedente, ma anche di almeno uno, e preferibilmente di due filamenti immagine, aumentando in questo modo il flusso luminoso utile inviato dal riflettore parabolico per costituire il fascio anabbagliante.

Come si ? detto, i filamenti immagine si trovano all'esterno del bulbo della lampada e paralleli al filamento-oggetto disposto sull'asse del riflettore. Pu? essere vantaggioso, come si vedr? in seguito, che i filamenti-immagine siano spostati leggermente in?vanti rispetto al filamento-oggetto.

Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno dalla lettura della seguente descrizione, con riferimento ai disegni allegati, dati soltanto a scopo illustrativo e non limitativo e dei quali le figg. 1 e 2 sono gi? state illustrate.

Fig. 3 rappresenta la coppetta a due sezioni ellissoidali realizzata,secondo la presente invenzione;

Fig. 3a rappresenta una variante di realizzazione di detta coppetta,

fig. 3h mostra .l'apertura in senso direzionale dei fasci ottenuti per riflessione su?tale coppetta,

fig. 4 rappresenta una coppetta a due sezioni sferiche facilmente realizzatili per levigazione;

fig. 5 rappresenta 1'illuminazione prodotta da un riflettore parabolico che coopera con la coppetta secondo la presente invenzione;

fig. 6 illustra una sezione schematica assiale del riflettore, in cui si notano le differenti zone M, di detto riflettore e la fig. 6a mostra le immagini corrispondenti a dette differenti zone.su uno schermo disposto a venticinque metri;

Figg. 7a, Tt* 7c mostrano l'illuminazione globale ottenuta secondo la pr?sente invenzione, su uno schermo disposto a venticinque metri di distanza, per tre diverse distanze dei filamenti immagine rispetto al filamento-oggetto;

fig. Q rappresenta il riflettore in sezione orizzontale e tre filamenti paralleli adiacenti, mentre la fig. 8a rappresenta delle immagini di questi filamenti su uno schermo posto a venticinque

V metri di distanza;

figg,9 e 9a sono omologhe rispetto alle figg. 8 e 8a per dei filamenti paralleli spostati.

La figura 3 rappresenta in sezione trasversale verticale una prima realizzazione della coppetta perfezionata secondo la presente invenzione.

Questa coppetta C, disposta attorno al bulbo B contenente il filamento F, ? costituita da due sezioni di ellissoide 100 e 200, i cui centri C^,e si trovano praticamente sulla parete del bulbo B, nel piano orizzontale del filamento F. Le due sezioni 100 e 200 si intersecano secondo un cerchio d?intersezione 300 il cui punto pi? basso ? indicato con 301.

Come risulta da fig. 3, i raggi luminosi emessi da F e riflessi da dette due sezioni 100 e 200 della coppetta, sono diretti verso l'alto e non intersecano il bulbo B. In questa realizzazione essi paesano vicinissimi a detto bulbo B; la sezione 100 comprende una zona 110 d'apertura 1 che pu? dar luogo a dei raggi parassiti che colpiscono il bulbo B.

?E' possibile ridurre l'importanza di questa zona HO, come rappresentato in fig. 3a, se si allontanano i centri e da detto bulbo B.

La fig. 3b mostra gli angoli -d.'apertura massima e dei fasci riflessi che passano per i filamenti immagine F^ ed F^.

Quando, per facilit? di realizzazione, come si ? gi? detto, si realizza la coppetta in due sezioni sferiche, si ottiene la forma definita in fig. 4; le sezioni 100 e 200 di coppette ivi rappresentate sono delle sezioni sferiche aventi i centri C e da una parte e dall'altra del filamento F. Tali sezioni riflettenti danno luogo a dei filamenti-immagine F^ ed F^ all'esterno del bulbo B. Se si chiama d la distanza orizzontale C F e F, r il raggio del bulbo B.della lampada ed R il raggio delle sezioni sferiche 100 e 200, si dimostra che l'apertura angolare l-.-della zona 110 suscettibile di dar luogo a dei raggi parassiti che vanno a colpire le pareti di detto bulbo B ? definita dall'espressione:

(R-d)r

1

2d ?

Questa formula tiene conto dell'effetto enunciato sopra a proposito delle figg. 3 e 3a in base al quale una maggior distanza dei filamenti immagine consente di ridurre l'importanza della zona parassita 110.

Con una coppetta riflettente del tipo definito nelle figg. 3, 3a e 4, si dispone dunque, per cooperare con la parte superiore del riflettore parabolico, di una nuova sorgente luminosa costituita da tre filamenti F, F^ e F^ di cui due (F^ e F^) sono direzionali. In effetti i due filamenti immagine F^ e creano un irraggiamento verso la parte alta dello specchio,con degli angoli limite ?^e determinati dalla geometria della coppetta, come ? stato spiegato a proposito di fig. 3b.

Ne consegue che dipendentemente dalle zone interessate, la parte superiore del riflettore parabolico ? colpita da raggi emessi dal filamento-oggetto F e dai due filamenti immagine F ed F2, oppure dai raggi emessi dal filamento-oggetto e da un solo filamento-oggetto immagine, oppure ancora*,da raggii?emessi dal solo filamento-oggetto.

La fig, 5, che rappresenta schematicamente una vista frontale del riflettore parabolico 500 con fuoco f, illustra appunto detta disposizione. In una regione centrale 400 a doppio tratteggio, il riflettore 500 ? colpito da raggi emessi dai tre filamenti. Nelle due regioni intermedie 4l0, a tratteggio semplice, il riflettore 500 ? colpito da raggi emessi dal filamento-oggetto e da un solo filamento immagine. Nelle regioni terminali 420, punteggiate, il riflettore ? colpito solo da raggi emessi dal solo filamento-oggetto.

D'altra parte se cijsi interessa alle immagini elementari formate da zone., del riflettore 500, esse danno luogo a delle immagini di filamenti diversi e la distanza.delle immagini varia secondo la zona.

Fig. 6 rappresenta schematicamente una sezione orizzontale assiale del riflettore 500, in.cui si possono distinguere tre zone di detto riflettore indicate con M^, ed M , da cui si vede rispettivamente la distanza tra due filamenti adiacenti sotto gli angoli -&2 e ??.

La fig. 6a rappresenta su uno schermo disposto a venticinque metri, le tre immagini dei tre filamenti ottenute nei tre casi. Si pud vedere che la distanza delle immagini varia secondo le zone,del riflettore.

La proiezione del fascio di luce anabbagliante ottenuta con la coppetta di cui alla presente invenzione, su uno schermo disposto a venticinque metri, ? costituita dalla totalit? delle immagini proiettate da tutte le zone del riflettore che ricevono i raggi luminosi di uno o pi? filamenti (insieme delle regioni 400, 4l0 e

20 di fig. 5).

Le figg..7a, 7b e 7c rappresentano detta poi?zione per differenti disposizioni relative dei filamenti immagine F^ e F^ rispetto al filamento-oggetto F. Queste poiezioni devono essere paragonate a quelle di fig.?2, che ? la proiezion^?u uno schermo di un fascio anabhagliante di tipo classico.

Si pu? constatare che la luce supplementare che risulta sullo schermo, portata dalla coppetta riflettente di cui alla presente invenzione, si dispone attorno alla proiezione?6lassica, in una configurazione anulare.

Sulle tre figg. 7a, 7b, 7c, mentre la proiezion^?upplementare ? stato rappresentati a tratteggio, la proiezion^?lassica e stata * r-| rappresentata punteggiata. E' possibile vedere che in ogni caso la proiezione anulare supplementare va al disopra di quella classica di un valore verticale h. D?altra parte, dipendentemente dal valore della?distanza d che Separa F da F^ ed F^, la proiezione anulare supplementare ? pi? o meno distanziata dalla proiezione classica. Nel caso della Fig. 7a, le due proiezioni si accavvallano

dato che la distanza ci ? piccola. Nel caso di fig. 7h le proiezioni sono esattamente affiancate la distanza <? essendo media, mentre infine nel caso di fig. 7c, per una distanza relativamente grande, le.due proiezioni sono separate.

In ogni caso ? possibile vedere che il fascio di luce anabbagliante ottenute mediante la coppetta di cui alla presente invenzione comporta un flusso luminoso pi? importante del flusso derivante da un fascio di tipo classico.

La disposizione di cui alle figg. 7a, 7b, 7c ? ottenuta con una disposizizione relativa dei filamenti-immagine rispetto al filamento-oggetto quale quella rappresentata in Fig. 8, che ? una sezione orizzontale schematica del riflettore e mostra che i filamenti immagine F^ ed F^ sono definiti da semplici traslazioni a sinistra e a destra del filamento-oggetto F sul piano orizzontale.

Il rilevamento del valore lidella proiezione supplementare rispetto a quella classica si spiega, come ? possibile notare in fig.

8a, mediante la esistenza .d'immagini.quali -F* che oltrepassano il limite superiore N del taglio su uno schermo disposto a venticinque metri.

Se si vuole riportare tutte le immagini al disotto del livello normale N del taglio, cio? sopprimere in pratica lo spostamento verticale h tra la proiezione.supplementare e quella classica, basta, come mostrato in fig, 9 che ? una sezione orizzontale schematica del riflettore, spostare leggermente in avanti i filamentiimmagine F ed F rispetto al filamento-oggetto F

In questo caso, come risulta da fig. 9a, tutte le immagini F relative a tutte le zone del riflettore, si trovano.al disotto del livello normale N di taglio. Questo significa che lo spostamento verticale ]a risulta cos? soppresso.

Grazie a questa disposizione,.si ottiene 1'utilizzazione ottimale.del flusso supplementare recuperato grazie alla coppetta riflettente di cui alla presente invenzione. Calcoli teorici confermati.dell'esperienza mostrano che il fascio anabbagliante ottimale, secondo la presente invenzione, si ottiene con delle sezioni sferiche'di coppetta i cui centri e sono situati al livello assiale dell?estremit? anteriore del filamento-oggetto F.

Questa realizzazione preferita fa parte integrante della presente invenzione.

In questa realizzazione preferita, si rileva un guadagno di flusso, rispetto alle soluzioni di.cui alla.tecnica precedente, dello ordine del trenta al cinquanta per cento, dipendentemente dal fatto che il riflettore parabolico abbia un?apertura rettangolare oppure rotonda.

?E? importante far rimarcare inoltre che la perfezionata confi- ' 'f gurazione della coppetta fa si che la sua parte anteriore arrotondata e rivolta verso il riflettore, rinv?i verso di esso praticamente tutti i raggi luminosi eliminando in questo modo qualsiasi possibilit? di rinvio da parte della coppetta stessa dei raggi rivolti verso l'alto che escono direttamente dal proiettore.

E' evidente che 1.'.invenzione non ? limitata alle varie realizzazioni descritte,.ma che si estende a tutte le varianti possibili piFihi ??sfarai all? agiata dell?inveflaiene stesasiIn'parti? RIVENDICAZIONI

l) Proiettore anabbagliante del tipo che comporta un riflettore (500), una lampada (L) e una coppetta schermante (C) cooperan-? J J

ti tra loro per dar luogo ad un fascio anabbagliante il cui limite di taglio ? definito dai bordi della coppetta, caratterizzato dal fatto che la coppetta (100, 200) presenta una superficie interna riflettente di forma tale che.senza modifiche sensibili dei bordi che definiscono classicamente il taglio, produce una riflessione di raggi luminosi utili secondo direzioni privilegiate che vanno verso la parte superiore del riflettore, in particolare evitan- . do il bulbo (B) della lampada.

2) Proiettore anabbagliante some in 1), in cui il riflettore comportando

(500) essendo parabolico e la lampada (?)/un filmaneto assiale (F) leggermente spostato in avanti rispetto al fuoco del riflettore, la forma della coppetta (100, 200) ? tale da dare almeno un'immagine di detto filamento (F) della lampada all'esterno del bulbo (B).

3) Proiettore anabbagliante come in 2), in cui la coppetta determina la formazione di due immagini (F ed F^) del filamento (F) da una parte e dall'altra del bulbo (B) della lampada,queste due immagini essendo praticamente sullo stesso piano orizzontale del filamento stesso, a sinistra e a destra di detto bulbo.

k) Proiettore anabbagliante come in una delle rivendicazioni 2)e 3), in cui la superfice di detta coppetta (100, 200) ? costituita da due porzioni d'ellissoide, che si estendono simmetricamente da una parte e dall'altra del piano assiale verticale del proiettore, ciascuno dei due ellissoide avendo un fuoco sul filamento e l'altro fuoco esternamente al bulbo.

5) Proiettore anabbagliante come in una delle rivendicazioni 2), 3) caratterizzata dal fatto che la superficie della coppetta (100, 200) comprende due sezioni sferiche.

6) Proiettore anabbagliante come in 5), in cui le due sezioni sferiche si raccordano sul piano verticale assiale (300) del proiettore.

Claims (1)

1. 7) Proiettore anabbagliante come in una delle ridenciazioni 5) e 6), in.cui i centri (C^, C^) delle sezioni sferiche sono disposti nel piano orizzontale del filamento (F), da una parte e dall'altra di detto "bulbo (B).

   8) Proiettore anabbagliante come in 7), in cui detti centri (C . C ) delle sezioni sferiche si trovano al livello assiale della 1 2

   estremit? anteriore del filamento (F).?

   9) Proiettore anabbagliante come in una delle rivendicazioni 5) ad 8),?in-cui le due sezioni sferiche presentano lo stesso raggio (R).