ITRM20000356A1

ITRM20000356A1 - Dispositivo di illuminazione o di segnalazione per autoveicolo, comprendente mezzi perfezionati di diffusione della luce.

Info

Publication number: ITRM20000356A1
Application number: IT2000RM000356A
Authority: IT
Inventors: Vincent Duflos
Original assignee: Valeo Vision
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2001-12-30
Also published as: ITRM20000356A0; DE10032509A1; DE10032509B4; US6464382B1; FR2796130A1; IT1315949B1; FR2796130B1

Description

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo: "DISPOSITIVO DI ILLUMINAZIONE O DI SEGNALAZIONE PER AUTOVEICOLO, COMPRENDENTE MEZZI PERFEZIONATI DI DIFFUSIONE DELLA LUCE"

La presente invenzione si riferisce in maniera generale al luci di segnalazione di autoveicoli.

In maniera convenzionale, una luce di segnalazione comprende una sorgente luminosa, tipicamente il filamento di una lampada ad incandescenza, e mezzi ottici destinati a far sì che il flusso luminoso emesso dalla sorgente si propaghi soddisfacendo una griglia fotometrica regolamentare .

Secondo il tipo di funzione di segnalazione, questa griglia presenta una estensione minima ben determinata in altezza ed in larghezza, e la luce deve venire ripartita in maniera sostanzialmente omogenea in questa griglia.

Per raggiungere questi scopi, è classico che i mezzi ottici comprendano un recuperatore di flusso, quale una lente di Fresnel o uno specchio parabolico focalizzato sulla sorgente, e mezzi di diffusione della luce mediante rifrazione, quali motivi a forma di strie o di elementi sferici o torici previsti in generale sulla superficie interna della copertura trasparente della luce.

Questi mezzi ottici, se sono soddisfacenti per realizzare le funzioni luminose desiderate, conferiscono in generale un aspetto irregolare alla luce quando essa è spenta ed osservata dall'esterno.

Inoltre, si comprende facilmente che essi necessitano di un lavoro di concepimento particolarmente importante, dello studio teorico della fotometria fino alla produzione dello stampo destinato a formare l'elemento ottico considerato.

Sono note certe tecniche destinate a migliorare da un canto l'omogeneità del fascio generato da un dispositivo di illuminazione o di segnalazione, e d'altro canto il suo aspetto quando è spento. Una di queste tecniche consiste nel smerigliare la superficie dello specchio recuperatone di flusso associato alla lampada, e, oppure la copertura trasparente o cristallo del dispositivo. In particolare, quando una tale smerigliatura viene formata sulla faccia esterna di una copertura trasparente, essa maschera in una certa misura i rilievi di deviazione per rifrazione formati sulla sua faccia interna.

Una tale smerigliatura è tuttavia svantaggiosa per il fatto che è necessario un lavoro supplementare sul pezzo interessato, il che aumenta il costo di vendita del dispositivo. Inoltre, una tale smerigliatura, quando essa viene formata sulla faccia interna di una copertura trasparente della luce, può risultare alterata, per esempio, dall'incrostazione dello stampo, o al contrario, perché il grado di smerigliatura può ridursi con il passare del tempo (usura dello stampo). Infine, una tale smerigliatura è difficile da regolare esattamente ai vincoli della luce di segnalazione in termini di fotometria o di omogeneità di aspetto.

La presente invenzione ha come primo scopo di rimediare a questa limitazione dello stato della tecnica. Più precisamente, la presente invenzione si propone in primo luogo di realizzare luci di segnalazione il cui aspetto esterno, quando esse sono spente, sia del tutto omogeneo, e ciò senza dover effettuare un qualsiasi trattamento di smerigliatura, e d'altro canto di semplificare considerevolmente la forma, e quindi il concepimento e lo stampaggio di pezzi ottici che assicurano la diffusione della luce.

Così, la presente invenzione propone un dispositivo di illuminazione o di segnalazione per autoveicolo, comprendente una sorgente luminosa che coopera con mezzi ottici di diffusione della luce, caratterizzato dal fatto che i mezzi di diffusione della luce comprendono una piastra atta a venire attraversata dalla luce emessa dalla sorgente, la cui massa è realizzata con un primo materiale trasparente che possiede un primo indice di rifrazione e nella quale sono annegate inclusioni di un secondo materiale trasparente che possiede un secondo indice di rifrazione differente dal primo.

Aspetti preferiti, ma non limitativi, del dispositivo secondo l'invenzione sono i seguenti:

- dette inclusioni sono di forma generalmente sferica;

dette inclusioni hanno una dimensione compresa tra circa 0,1 μm e 100 μm;

- dette inclusioni occupano una proporzione di peso della piastra compresa tra 0,05 e 5%;

il primo materiale è un polimetilmetacrilato, ed il secondo materiale è scelto nel gruppo comprendete i copolimeri della famiglia dei poliacrilati;

- il primo materiale ed il secondo materiale sono incolori;

- il primo materiale è leggermente colorato ed il secondo materiale è incolore;

- il primo materiale ed il secondo materiale sono leggermente colorati;

detta piastra possiede su una delle sue facce rilievi di deviazione della luce mediante rifrazione;

detta piastra costituisce un cristallo, globo o copertura trasparente del dispositivo;

il dispositivo costituisce una luce di segnalazione esterna del veicolo;

- il dispositivo costituisce un dispositivo di illuminazione interna del veicolo;

- il dispositivo costituisce un dispositivo di segnalazione per il conducente del veicolo.

Altri aspetti, scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno meglio dalla lettura della descrizione dettagliata seguente, data a titolo di esempio e fatto riferimento ai disegni annessi, nei quali:

la figura 1 è una vista schematica in prospettiva che illustra il comportamento di un cristallo trasparente convenzionale a facce lisce attraversato da un pennello luminoso sottile, . la figura 2 è una vista schematica in prospettiva che illustra il comportamento di un cristallo trasparente a facce lisce realizzato secondo la presente invenzione, attraversato dallo stesso pennello luminoso,

la figura 3 è una vista in sezione in scala ingrandita del cristallo a facce lisce illustrato nella figura 2,

la figura 4 è un diagramma che illustra il comportamento di un esempio concreto di un cristallo a facce lisce secondo l'invenzione in termini di angoli di diffusione della :luce incidente,

la figura 5 è una vista schematica in sezione assiale di una luce di segnalazione munita di un cristallo secondo la presente invenzione, e

la figura 6 è una vista schematica in prospettiva di una luce di segnalazione munita di un'altra forma di cristallo secondo l'invenzione.

Con riferimento innanzitutto alla figura 1, viene rappresentato un cristallo trasparente convenzionale G, le cui facce interna ed esterna FI, FE sono lisce e parallele. Il cristallo è realizzato, per esempio, in polimetilmetacrilato, e presenta uno spessore di alcuni mm.

Un pennello luminoso P incidente ortogonalmente sulla faccia interna del cristallo viene lasciato sostanzialmente intatto da questo, e l'andamento del pennello in uscita è illustrato nella griglia fotometrica rappresentata nella parte destra della figura 1.

Si comprende che un tale cristallo convenzionale, a facce lisce levigate, non ha alcuna potere di diffusione oltre a quello, minimo, dovuto ad imperfezioni nella sua realizzazione, ed è mediante disposizioni rifrangenti previste su almeno una delle sue facce che la luce viene diffusa per riempire convenientemente la griglia fotometrica .

Con riferimento ora alle figure 2 e 3, un cristallo (o altro elemento ottico, quale una piastra ottica intermedia) secondo l'invenzione è realizzato mediante stampaggio di una materia plastica, quale il polimetilmetacrilato, e nel quale sono state aggiunte inclusioni di un altro materiale trasparente che presenta un indice di rifrazione differente da quello del polimetilmetacrilato.

Queste inclusioni adottano di preferenza la forma di elementi generalmente sferici di un diametro compreso tra una frazione di micrometro e alcune decine di micrometri, e vengono incorporate nel polimetilmetacrilato sia all'atto della produzione dei blocchi destinati a venire fusi per realizzare lo stampaggio del cristallo, sia immediatamente a monte dell'apparecchiatura di stampaggio, in una proporzione che va, per esempio, da 0,05 a 5% del peso totale del cristallo.

Vantaggiosamente, queste inclusioni presentano una struttura multistrato, con un nucleo ed uno o più strati esterni successivi, lo strato esterno o copertura essendo costituito di polimetilmetacrilato non reticolato ed il nucleo e gli eventuali strati intermedi essendo realizzati in copolimero(i) della famiglia dei poliacrilati.

Più generalmente, è desiderabile che il rapporto tra gli indici di rifrazione della massa del cristallo e di queste inclusioni sia compreso tra circa 0,93 e 1,02; allo stesso tempo, questo rapporto deve essere, beninteso, differente da 1, e lo scarto aritmetico tra i due indici è vantaggiosamente superiore a 0,01. La figura 3 illustra in dettaglio il comportamento della luce in seno a tale cristallo, indicato con il numero di riferimento 10 e le cui facce di entrata e di uscita sono indicate rispettivamente con 11 e 12. La massa di polimetilmetacrilato è indicata con 13, e le inclusioni con 14.

Un insieme di tre raggi luminosi paralleli e ravvicinati RI, R2 e R3 incontrano una delle inclusioni 14 e, tenuto conto delle differenti inclinazioni dei diottri situati all'interfaccia tra la massa del cristallo 13 e l'inclusione 14, questi raggi assumono deviazioni differenti, come illustrato.

Si comprende quindi che moltiplicando tali inclusioni, con una densità appropriata, in seno al cristallo, si ottiene in uscita un irraggiamento diffuso in maniera multidirezionale , con una omogeneità tanto più grande quanto sono più piccole e numerose le inclusioni.

Così, la figura 2 illustra la diffusione della luce in un cono C il cui semiangolo al vertice dipende essenzialmente dalla densità e dalla dimensione delle inclusioni, e dagli indici di rifrazione rispettivi della massa del cristallo e delle inclusioni.

Ne risulta sulla griglia fotometrica illustrata nella parte destra della figura 2 una chiazza luminosa sostanzialmente circolare, che occupa qui una parte notevole dell'altezza della griglia.

Si noterà qui che, tenuto conto dello spessore del cristallo 10 e della dimensione delle inclusioni 14, i raggi vengono globalmente deviati con molteplici deviazioni sulle inclusioni successive, il che contribuisce ad una buona omogeneità della diffusione.

Così, la figura 4 mostra un esempio di ripartizione angolare in uscita dal cristallo G, con un cristallo a facce lisce di 3 mm di spessore, una concentrazione di inclusioni di 1% in peso, un diametro delle inclusioni compreso nel campo che va da 1 a 10 μτη, ed un rapporto tra gli indici di rifrazione della massa del cristallo e delle inclusioni uguale a 0,98.

Nel caso in cui i parametri in gioco sono tali che le deviazioni massime in direzione orizzontale e verticale assicurate in seno del cristallo sono sufficienti per riempire la griglia fotometrica imposta, allora il cristallo può presentare facce lisce e levigate.

Un esempio schematico di una luce incorporante un tale cristallo è illustrato nella figura 5. Essa comprende una lampada 20 munita di un filamento incandescente 21 situato nella regione del fuoco di uno specchio parabolico 30 recuperatore di flusso. Quest'ultimo dirige un irraggiamento sostanzialmente parallelo sulla faccia di entrata 11 di un cristallo 10 a facce lisce realizzato come su descritto.

In uscita dal cristallo, il fascio diffuso riempie convenientemente la griglia fotometrica.

Si noterà qui che, quando l'irraggiamento in uscita della luce deve essere colorato, questa colorazione può venire conferita per esempio dal bulbo 22 dalla lampada 20, dalla massa 13 del cristallo 10, leggermente colorata in maniera appropriata, o ancora da uno schermo intermedio interposto tra lo specchio 30 ed il cristallo 10.

È interessante osservare a questo riguardo che, quando una luce di segnalazione secondo l'invenzione è spenta, il cristallo realizzato come su descritto impedisce di vedere chiaramente lo spazio interno della luce. In tal modo, un elemento leggermente colorato destinato a conferire il suo colore specifico al fascio luminoso da generare sarà poco percettibile dall'esterno, per realizzare così una luce di aspetto esterno sostanzialmente incolore, come possono frequentemente desiderarla gli stilisti.

La figura 6 illustra un'altra forma di realizzazione dell'invenzione, secondo la quale vengono combinate in uno stesso cristallo 10 inclusioni di diffusione quali su descritte e disposizioni di deviazione della luce mediante rifrazione, qui a livello della faccia di entrata 11 del cristallo. Nel presente esempio, si tratta di disposizioni toriche 111 destinate a realizzare in propro una diffusione che si combina con la diffusione realizzata dalle inclusioni.

Così, il fascio ottenuto risulterà dalla combinazione delle deviazioni realizzate a livello dei tori 111 della faccia di entrata 11 e a livello delle inclusioni 14. E, per il fatto che una parte della deviazione è assicurata dalle inclusioni, i tori 111 possono essere sostanzialmente meno marcati in termini di raggi di curvatura che nel caso di un cristallo convenzionale, in cui i tori debbono effettuare essi stessi tutto il lavoro sull'irraggiamento incidente generalmente parallelo.

Si comprende che una tale luce presenta una omogeneità molto buona, sia per quanto riguarda la luce emessa a livello del suo campo illuminante quando essa è accesa sia per l'aspetto del suo campo illuminante quando essa è spenta.

Beninteso, la presente invenzione non è affatto limitata alle forme di realizzazione descritte e rappresentate, ma l'esperto nel ramo saprà apportarvi numerose varianti e modifiche.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di illuminazione o di segnalazione per autoveicolo, comprendente una sorgente luminosa (21) che coopera con mezzi ottici (10) di diffusione della luce, caratterizzato dal fatto che i mezzi di diffusione della luce comprendono una piastra (10) atta a venire attraversata dalla luce emessa dalla sorgente, la cui massa (13) è realizzata con un primo materiale trasparente che possiede un primo indice di rifrazione e nella quale sono annegate inclusioni di un secondo materiale trasparente (14) che possiede un secondo indice di rifrazione differente dal primo.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette inclusioni (14) sono di forma generalmente sferica.
3. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che dette inclusioni (14) hanno una dimensione compresa tra circa 0,1 μm e 100 μm.
4. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che dette inclusioni (14) occupano una proporzione di peso della piastra compresa tra 0,5 e 5%.
5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che il primo materiale è un polimetilmetacrilato e dal fatto che il secondo materiale è scelto nel gruppo comprendente i copolimeri della famiglia dei poliacrilati.
6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che il primo materiale ed il secondo materiale sono incolori.
7. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che il primo materiale è leggermente colorato ed il secondo materiale è incolore.
8. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che il primo materiale ed il secondo materiale sono leggermente colorati.
9. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzato dal fatto che detta piastra (10) possiede su una (11) delle sue facce rilievi (111) di deviazione della luce mediante rifrazione.
10. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9, caratterizzato dal fatto che detta piastra (10) costituisce un cristallo, globo o copertura trasparente del dispositivo.
11. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzato dal fatto che esso costituisce una luce di segnalazione esterna del veicolo.
12. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzato dal fatto che esso costituisce un dispositivo , di illuminazione interna del veicolo.
13. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzato dal fatto che esso costituisce un dispositivo di segnalazione per il conducente del veicolo.