ITTO950312A1

ITTO950312A1 - Dispositivo di illuminazione adattativo, in particolare proiettore per veicoli.

Info

Publication number: ITTO950312A1
Application number: IT95TO000312A
Authority: IT
Inventors: Piero Perlo; Sabino Sinesi; Luca Sardi; Giancarlo Alessandretti; John Monk; Stefania Masuelli; Renzo Bartoncini
Original assignee: Carello Spa
Priority date: 1995-04-19
Filing date: 1995-04-19
Publication date: 1996-10-19
Also published as: IT1279130B1; ES2160188T3; DE69613748T2; DE69613748D1; ITTO950312A0; EP0738904B1; EP0738904A1

Description

D E S C R I Z I O N E

di Brevetto per Invenzione Industriale,

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di illuminazione adattativo particolarmente utile per essere impiegato come proiettore per veicoli.

E' noto che per fornire una illuminazione ideale, la conformazione del fascio di luce emesso da un proiettore andrebbe modificata in modo dinamico in funzione delle condizioni di marcia del veicolo, per esempio tenendo conto della velocità, dell'angolo di sterzo, dell'inclinazione della strada e/o del veicolo (quest'ultima legata alle condizioni di carico dello stesso), nonché delle condizioni meteorologiche (nebbia, pioggia) e/o dei fattori esterni (illuminazione). Per esempio, la più semplice di tali conformazioni dinamiche è il passaggio dalla luce abbagliante a quella anabbagliante in fase di incrocio con altri veicoli.

Attualmente, il passaggio da una condizione di illuminazione all'altra si ottiene o utilizzando dispositivi di illuminazione multipli (ad esempio, faro abbagliante, faro anabbagliante, faro antinebbia, eccetera) , oppure usando dispositivi elettromeccanici ingombranti, costosi e di scarsa flessibilità, ad esempio servosistemi che ruotano fisicamente tutto il proiettore rispetto alla carrozzeria per variare la direzione di propagazione del fascio in curva oppure al variare delle condizioni di carico vettura; oppure, servomeccanismi che agiscono su ottiche ad apertura piena (cioè agenti su tutto il fascio) disposte in cascata .

Nel campo dell'ottica, inoltre, è noto ottenere una deflessione ad un angolo prefissato di un fascio di luce monocromatico mediante l'utilizzazione di due matrici di microottiche disposte in cascata, ed una delle quali è mobile relativamente all'altra matrice tramite attuatori piezoelettrici (W. Goltsoz e M. Holz, "Optical Engineering", voi.29, pag.1392, 1990). Una ulteriore soluzione nota è quella cosiddetta degli "espansori di fascio", cioè una coppia di matrici di microottiche convergenti -divergenti (o viceversa) disposte allineate lungo l'asse ottico una di fronte all'altra, ad una distanza lungo l'asse ottico controllabile tramite attuatori; variando tale distanza si varia la vergenza del fascio ottenuto. Qui e nella descrizione che segue per "vergenza" si intende l'insieme delle caratteristiche geometriche che presiedono alla propagazione di un fascio e cioè la sua direzione, la sua inclinazione rispetto all'asse ottico del dispositivo di illuminazione, l'angolo di apertura del fascio (che, quando è pari a 90° definisce fasci collimati, a raggi tutti paralleli, quando è maggiore di 90° definisce fasci divergenti e, quando è minore di 90°, definisce fasci convergenti).

Le soluzioni suddette, basate su microottiche, comunque, oltre che a non presentare, apparentemente, la flessibilità necessaria a risolvere il problema, non sono mai state applicate a proiettori e sono dunque rimaste, a tutt'oggi, un puro esercizio accadenti.-co.

Scopo del trovato è quello di fornire,un dispositivo di illuminazione adattativo, che sia cioè capace di variare rapidamente non solo la vergenza, ma anche tutti gli altri parametri di distribuzione di un fascio di luce emesso, in modo da poter adattare, nel caso di proiettori per veicoli, la luce emessa alle condizioni di marcia e/o ambientali, utilizzando una unica fonte luminosa qualsiasi. E' anche uno scopo del trovato di fornire un dispositivo compatto, affidabile e di relativamente semplice realizzazione.

In base all'invenzione viene dunque realizzato un dispositivo di illuminazione adattativo, in particolare un proiettore per veicoli, atto ad emettere selettivamente una pluralità di fasci luminosi di caratteristiche prefissate diverse, del tipo comprendente una sorgente luminosa, un primo ed un secondo supporto trasparente disposti di fronte alla sorgente e provvisti, rispettivamente, di primi e di secondi elementi ottici, un riflettore disposto da banda opposta ai supporti per indirizzare verso essi rispettivi raggi luminosi emessi dalla sorgente non direttamente verso i supporti, e mezzi attuatori per muovere relativamente i supporti di fronte alla sorgente,· caratterizzato dal fatto che i primi elementi ottici sono definiti ciascuno da una singola microottica e sono disposti sul primo supporto a formare una prima matrice di microottiche atta a generare, per ciascun elemento, un corrispondente microfascio controllato in vergenza; in combinazione, i secondi elementi ottici definendo sul secondo supporto una seconda matrice di microottiche disposta in cascata alla prima ed in cui le proprietà ottiche di ciascun detto secondo elemento ottico sono funzione della posizione relativa della seconda matrice rispetto alla prima, in modo che i detti microfasci vengono intercettati selettivamente in punti diversi dai secondi elementi a seguito di uno spostamento relativo dei due supporti, generando selettivamente detta pluralità di fasci luminosi, ciascuno dei quali risulta dalla somma dei microfasci emergenti dagli elementi della seconda matrice.

In particolare, i secondi elementi ottici sono definiti, ciascuno, da un gruppo di numero prefissato di microottiche diverse tra loro e disposte adiacenti una all'altra, oppure, da una singola microottica, la quale presenta però caratteristiche ottiche variabili lungo l'area da essa coperta. Viceversa, le microottiche formanti la detta prima matrice sono tutte microottiche identiche tra loro o, al più, differiscono tra loro presentando una rispetto all'altra esclusivamente variazioni di fase predefinite. Inoltre, i secondi elementi ottici formanti la seconda matrice di microottiche sono preferibilmente presenti in un numero uguale a quello dei detti primi elementi ottici della prima matrice di microottiche e presentano ciascuno area maggiore di quella proiettata sulla seconda matrice da ciascuno dei corrispondenti microfasci generati dalla prima matrice di microottiche.

In questo modo, mediante opportuni spostamenti relativi dei due supporti, è possibile disporre in cascata a ciascuna microottica della prima matrice una pluralità di microottiche tra loro diverse (o di zone a caratteristiche ottiche diverse di una medesima microottica complessa) della seconda matrice, ottenendo così la generazione di una pluralità di fasci luminosi complessivi di caratteristiche anche completamente diverse tra loro. Per esempio, predisponendo nella seconda matrice una quantità opportuna di micromaschere e di elementi atti a variare la distribuzione in intensità del fascio, si potrà trasformare un fascio abbagliante in un fascio anabbagliante o questo in un fascio antinebbia. Similmente, predisponendo opportune microottiche deviatrici nella seconda matrice, si potrà variare la vergenza del fascio in uscita dal dispositivo, in modo da seguire una curva o una pendenza.

Ovviamente, le variazioni di distribuzione e forma del fascio potranno essere ottenute su comando manuale dell'utente (ad esempio passaggio abbaglianti/anabbaglianti e viceversa), oppure essere controllate in modo automatico, per esempio comandando i mezzi attuatori tramite una centralina collegata con almeno uno dei seguenti sensori: sensore dell'angolo di sterzo, sensore di velocità del veicolo, sensore di condizioni meteorologiche, ad esempio umidità della strada, visibilità, eccetera.

Preferibilmente, infine, le microottiche della detta prima matrice sono di tipo atto a generare ciascuna un microfascio avente caratteristiche geometriche identiche a quelle di almeno uno di detti fasci di caratteristiche prefissate da generare, e controllano anche almeno parte della distribuzione in intensità di tale fascio, essendo di tipo atto a variare singolarmente l'intensità di ciascuno di detti microfasci. In questo modo, i compiti di conformare e distribuire la pluralità di fasci generabili con il dispositivo dell'invenzione vengono suddivisi tra le due matrici di microottiche, permettendo di effettuare con la seconda matrice solamente operazioni di ridistribuzione in intensità (che possono arrivare fino alla soppressione di singoli raggi) o direzione dei microfasci generati dalla prima matrice.

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di alcuni suoi esempi non limitativi di realizzazione, effettuata con riferimento alle figure dei disegni annessi, nei quali:

- la figura 1 rappresenta una vista schematica in elevazione di un proiettore per veicoli realizzato secondo il trovato e del suo sistema di controllo,·

- la figura 2 illustra schematicamente alcuni esempi di realizzazione alternativi di un dettaglio costruttivo del dispositivo di figura 1;

- le figure 3 e 4 illustrano esemplificativamente due possibili tipi di matrice di microottiche utilizzabili nel dispositivo di figura 1; e

- le figure 5, 6 e 7 illustrano tre diversi tipi di elemento ottico utilizzabile nel dispositivo dell'invenzione .

Con riferimento alle figure 1 e 2, è indicato nel complesso con 10 un dispositivo di illuminazione, nella fattispecie un proiettore per veicoli, comprendente essenzialmente un involucro (noto e non illustrato per semplicità) all'interno del quale sono disposti una sorgente luminosa 1 ed un riflettore 2, ed il quale è chiuso verso l'esterno (per esempio a tenuta di fluido) da uno schermo trasparente 6 comunque disposto di fronte al riflettore 2 ed alla sorgente 1. Secondo l'invenzione, inoltre, all'interno del citato involucro sono anche alloggiati, sempre di fronte alla sorgente 1 ed al riflettore 2, ma prima dello schermo 6, due supporti trasparenti 3 e 4, disposti allineati lungo l'asse ottico del riflettore 2, indicato con A, e definiti, ciascuno, da una lamina piana realizzata in un materiale vetroso o plastico, resistente al calore; ciascun supporto 3, 4 è delimitato da una rispettiva coppia di superfici o facce, indicate rispettivamente con 9a per il supporto 3 e con 9b per il supporto 4, disposte in serie di fronte alla sorgente 1 rispetto al percorso dei raggi luminosi 7, 8 emessi da quest'ultima.

Nella fattispecie, il riflettore 2 è disposto da banda opposta ai supporti 3,4 rispetto alla sorgente 1 ed è atto ad indirizzare verso le facce 9a,9b rispettivi raggi luminosi 8 emessi dalla sorgente 1 non direttamente verso le facce 9a,9b. Queste ricevono invece, in modo diretto, i raggi 7 emessi dalla sorgente 1 verso i supporti 3,4. Su una qualsiasi delle facce 9a del supporto 3 e su una qualsiasi delle corrispondenti facce 9b del supporto 4 sono disposte, secondo l'invenzione, due matrici 10,11 (figure 3 e 4) in cascata (rispetto al percorso dei raggi 7 e 8) di elementi ottici 12 e, rispettivamente, 13.

La sorgente luminosa l può essere di qualsiasi tipo, atta ad emettere luce monocromatica, policromatica, coerente, parzialmente coerente o totalmente incoerente; per esempio può essere una lampada a filamento (ad incandescenza), a gas, a scarica ionica, polimerica a stato solido, oppure essere costituita da un laser; nel caso non si desiderino sfruttare i raggi diretti 7, inoltre, la sorgente 1 può essere mascherata in modo noto con un apposito cappuccio oscuratore disposto dalla parte dei supporti 3,4. Il riflettore 2 è viceversa definito da una superficie riflettente generata per rivoluzione di una o più curve base e, generalmente, è un classico riflettore parabolico; risulta pertanto estremamente semplice ed economico da costruire. Similmente, lo schermo trasparente esterno 6 è preferibilmente completamente liscio e privo di qualsiasi funzione ottica e può quindi essere realizzato in qualsiasi forma (piana, curva, eccetera) e disposto ad una inclinazione qualsiasi, anche molto elevata, rispetto all'asse ottico A.

In caso di necessità e/o ricorrendo un posizionamento favorevole, lo schermo 6 può comunque essere provvisto anche di funzioni ottiche, per esempio di tradizionali prismature, oppure portare internamente, sul lato rivolto verso i supporti 3,4, degli elementi ottici del tipo degli elementi 12,13, comunque distribuiti e comunque realizzati sullo stesso. Per esempio, le matrici 11,12 non sono, di preferenza, realizzate direttamente sulle rispettive facce 9a e 9b, ma, secondo una tecnologia nota, sono realizzate su rispettivi film trasparenti (noti e non illustrati), i quali sono a loro volta applicati a rivestimento delle facce 9a e 9b, per esempio per incollaggio.

Secondo guanto illustrato schematicamente in figure 2, 3 e 4, gli elementi ottici 12 e 13 delle matrici 10 e 11 sono costituiti, ciascuno, o da una singola microottica di forma perimetrale qualsiasi, o da un gruppo 15 di un numero prefissato, per esempio quattro, di microottiche, identiche tra loro o diverse una dall'altra, disposte immediatamente adiacenti una all'altra, di forma perimetrale qualsiasi, ma comunque tale da coniugarsi con la forma perimetrale delle altre microottiche adiacenti del medesimo gruppo. In particolare, gli elementi ottici 12 formanti la matrice 10 (figure 2c, 2d e 4) sono definiti ciascuno da una singola microottica.

Nella fattispecie, le microottiche 12 formanti la matrice 10 possono essere tutte identiche tra loro, per esempio tutte microottiche di forma esagonale I2c (figura 2d) oppure di forma ellittica I2b (figura 2c), oppure essere microottiche aventi medesima forma perimetrale ma presentanti una rispetto all'altra variazioni di fase predefinite, per esempio essere costituite da microlenti multifocali e/o monofocali a focale differente 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, eccetera. In ogni caso, le microottiche costituenti gli elementi ottici 12 sono atte a generare, ciascuna, un corrispondente microfascio controllato in vergenza; per esempio (figura 1) attraverso la matrice 10 vengono generati dai raggi 7,8 rispettivi microfasci collimati 23a e 23b, il primo parallelo all'asse ottico A ed il secondo inclinato rispetto all'asse A, rispettivi microfasci divergenti 24a,24b ad inclinazione diversa rispetto all'asse A e ad angolo di "apertura" diverso, e rispettivi microfasci 25a,25b convergenti.

La matrice 11, invece (figure 2a, 2b, 3), è formata da gruppi 15 di microottiche (o da singoli elementi ottici 13) di forma rettangolare (figure la, 3) rombica (figura 2b), o altra qualsiasi, atte ad intercettare selettivamente, in posizioni relative differenti, i microfasci 23, 24, 25, eccetera emessi dalla matrice 10. In particolare, le proprietà ottiche di ciascun elemento ottico 13 della matrice 11 sono funzione della posizione relativa della matrice 11 rispetto alla matrice 10 in quanto (vedere anche figura 7), appunto, ciascun elemento ottico 13 è formato da un identico gruppo di quattro microottiche adiacenti tra loro diverse 30, 31, 32, 33, oppure da una microottica complessa 35 (figura 7) avente caratteristiche ottiche variabili lungo l'area da essa coperta, oppure ancora (figure 5 e 6), da gruppi differenti tra loro, ad esempio 15a, 15b, eccetera, di microottiche ancora tutte differenti tra loro.

Per esempio possono essere compresi nella matrice 11 uno o più gruppi 15a comprendenti ciascuno quattro microottiche costituite da una lente multifocale 36, da un reticolo multiordine 37, da una maschera 38 e da un ologramma 39; e/o uno o più gruppi 15b comprendenti quattro microottiche costituite da un prisma 40, una lente multiordine 41, una lente asferica 42 ed una lente cilindrica 43. Queste, ancora, possono essere uguali a, o differenti da, quelle dei gruppi omologhi.

E' chiaro che, grazie alla struttura descritta, facendo muovere relativamente i supporti 3,4 si varia la posizione relativa delle microottiche in cascata 12 e 13 facendo così intercettare i microfasci 23, 24, 25 eccetera generati dalla matrice 10 (figure 6 e 7) selettivamente in punti diversi degli elementi ottici complessi 13 aventi caratteristiche ottiche differenti, generando così, selettivamente (figura 1), una pluralità di fasci luminosi complessivi 50 attraverso lo schermo 6, ciascuno dei quali risulta dalla somma, coerente, incoerente o parzialmente coerente, di rispettivi microfasci 51 emergenti dagli elementi 13 della matrice 11.

Per ottenere un corretto funzionamento, gli elementi ottici 13 formanti la matrice 11 devono essere presenti in un numero uguale (o inferiore) a quello dei corrispondenti elementi ottici 12 della matrice 10, ma, in ogni caso, devono presentare, ciascuno, area maggiore di quella proiettata sulla matrice il da ciascuno dei corrispondenti microfasci 23, 24, 25, eccetera generati dalla matrice 10, proiezioni che sono rappresentate schematicamente in figure 6 e 7 rispettivamente a tratteggio ed in nero pieno.

Secondo un ulteriore caratteristica dell'invenzione, infine, le microottiche 12 facenti parti della matrice 10 sono scelte di tipo tale che i microfasci 23, 24, 25, eccetera da esse generati hanno ciascuno, come proprie caratteristiche geometriche, già tutte quelle stesse caratteristiche geometriche che si vogliono ottenere per almeno uno dei fasci complessivi 50 generati dal dispositivo 10. In combinazione con tale caratteristica, le microottiche definenti gli elementi ottici 13 vengono scelte di tipo atto anche a modulare in modo prefissato, singolarmente o contemporaneamente, i microfasci da esse intercettati in una o più delle seguenti grandezze: intensità, distribuzione e polarizzazione. Di conseguenza, i fasci complessivi 50 prodotti dal dispositivo 10 risulteranno generati, secondo l'invenzione, dalla sovrapposizione di tutti i microfasci generati dalle microottiche 12 e, eventualmente, modificati nelle loro caratteristiche che non siano quelle puramente geometriche, dalle microottiche 13.

Microottiche rispondenti a quanto specificato possono essere dei tipi più disparati; per esempio, ciascuna microottica definente {o componente) un elemento complesso 12 o 13 può essere definita da un elemento ottico singolo noto descrivibile da una funzione di trasmissione complessa di tipo analitico opportunamente discretizzata, oppure di tipo numerico (ad esempio l'elemento .37 di figura 5), in cui la funzione descrive la presenza di codici binari definiti da rilievi (alto/basso) oppure da barriere (passa/non passa); pertanto, le microottiche definenti gli elementi complessi 12,13 possono essere di pura fase, atte cioè a trasmettere tutta la luce incidente, oppure di ampiezza, che cioè assorbono o riflettono una porzione del fascio su di esse incidente,· per esempio, le micromaschere 38 da usare nella matrice il possono essere micromaschere strutturate del tipo binario di ampiezza o a livelli di grigio.

La disposizione in una particolare sequenza delle matrici 10 e 11 lungo il percorso dei raggi 7, 8 non è determinante, per cui esse possono essere ricavate rispettivamente sui supporti 3 e 4, come illustrato in figura 1, o viceversa. Per un migliore controllo della uniformità del fascio luminoso complessivo, nel caso di sorgenti 1 policromatiche, in particolare per quelle coerenti, si utilizzano per gli elementi complessi 12 delle microottiche differenti per fase, come già descritto, ad esempio differenti tra loro solo per la costante di fase, che varia in relazione alla posizione della microottica nella matrice. Più in generale, le microottiche definenti gli elementi 12 possono essere microottiche rifrattive, microottiche diffrattive, o microottiche ibride rifrattive-diffrattive, mentre le microottiche definenti gli elementi complessi 13 saranno esclusivamente di tipo diffrattivo o ibrido rifrattivo-diffrattivo,· come già descritto, inoltre, le microottiche della matrice 10 possono essere conformate (figura 2c, 2d) per controllare non solo le caratteristiche geometriche dei microfasci 23, 24, 25, eccetera, ma anche, almeno entro certi limiti, per variare singolarmente l'intensità di ciascun microfascio, in modo da controllare, già con la matrice 10, almeno parte della distribuzione in intensità dei fasci complessivi 50, in quanto una certa forma di contorno, combinata con un certo tipo di microottica, fornisce già una prefissata divergenza; l'opportuna combinazione di geometria delle microlenti con le loro caratteristiche ottiche permette quindi di ottenere simultaneamente una modifica della forma e dell'intensità dei singoli microfasci.

Specifici tipi di microottica preferiti per realizzare l'invenzione comprendono elementi diffrattivi binari a due livelli o multilivello o continui a rilievo, di pura fase, del tipo ologramma generato da calcolatore, elementi prismatici di tipo diffrattivo o microrifrattivo e, specificatamente per le microottiche della matrice 10, elementi asferici generali, diffrattivi, rifrattivi o ibridi.

Secondo una preferita ed importante variante dell'invenzione, una delle microottiche componenti ciascun gruppo 15 della matrice 11 è realizzata come un elemento del tipo ologramma generato da calcolatore (come il 39 di figura 5) conformato in modo da variare lo stato di polarizzazione dei microfasci da esso intercettati,· questa variante è particolarmente utile per dispositivi 10 destinati ad essere usati come proiettori: in questo modo, infatti, muovendo il supporto 4 in modo da intercettare con questi elementi tutti i microfasci generati dalla matrice 10 è possibile attenuare o impedire l'abbagliamento in fase di incrocio pur conservando fasci aventi elevate intensità luminose. Secondo le esigenze, alcune delle microottiche della matrice 11 possono anche essere costituite da elementi trasparenti piani del tipo a finestra, in modo da non variare le caratteristiche del microfasci intercettati da tali elementi.

Preferiti elementi ottici per la realizzazione delle microottiche delle matrici 10 e 11 sono anche strutture diffrattive sottolunghezza d'onda, altrimenti note come strutture diffrattive di ordine zero, ovvero elementi atti a generare un elevato numero di punti luminosi, del tipo: reticoli fanout, reticoli multlordine, reticoli di Damman, e loro generalizzazioni aventi strutture simmetriche o asimmetriche. Questi particolari elementi, infatti, permettono di attenuare o di risolvere, come si vedrà, il problema della generazione di aberrazioni cromatiche nel fascio complessivo, connesse agli spostamenti nella distribuzione di lunghezze d'onda dei raggi luminosi elaborati da microottiche di tipo diffrattivo.

Una prima soluzione del problema suddetto, consiste nell'utilizzare per la matrice 10 microottiche presentanti caratteristiche cromatiche dispersive opposte a quelle delle microottiche corrispondenti della matrice 11; per esempio, allora, in congiunzione con microottiche di tipo diffrattivo per la matrice 10, si dovranno usare niicroottiche di tipo esclusivamente rifrattivo per la matrice 11. Una seconda soluzione del problema è quella di avere cura che almeno una delle due matrici 10,11 sia costituita esclusivamente da microottiche a pura fase del tipo kinoform, di ordine superiore al primo, che consistono in microlenti ibride rifrattive-dif frattive, di spessore sufficientemente elevato per avere rifrazione e provviste di rilievi di altezza diversa e disposti a reticolo, per avere diffrazione .

Una ulteriore soluzione del problema è quella di utilizzare per la matrice 11 microottiche di tipo monofocale, tutte differenti tra loro e distribuite nella matrice in modo da correggere le aberrazioni cromatiche presenti nei microfasci da esse intercettati verso prefissate lunghezze d'onda, nella fattispecie tali da ottenere per effetto della somma incoerente dei singoli microfasci, una ricombinazione verso la luce bianca. Nel caso di dispositivi 10 destinati all'uso quali fanali, oppure per proiettori antinebbia, però, tale ricombinazione, laddove possibile, si potrebbe effettuare anche verso un altro colore, per esempio rosso o, rispettivamente, giallo, in modo da generare luce del colore desiderato senza l'ausilio di filtri colorati.

Un'altra soluzione possibile è quella di usare matrici di microottiche, composta esclusivamente da microottiche diffrattive ma multifocali, come gli elementi 16-22; in questo modo, i microfasci generati, che sarebbero focalizzati a lunghezze d'onda diverse per effetto diffrattivo, vengono rifocalizzati dalla lente, evitando l'aberrazione cromatica.

Una ulteriore soluzione, adottabile nel caso precedentemente descritto di uso per le matrici 10,11 di elementi atti a generare un elevato numero di punti luminosi, tipo reticoli fanout, Damman, eccetera, è infine quello di usare microottiche progettate per produrre una parziale sovrapposizione tra i punti luminosi generati dalle microottiche della matrice 10 con quelli prodotti dalle microottiche della matrice 11; tale parziale sovrapposizione, infatti, se ben progettata, produce una ricombinazione delle aberrazioni cromatiche presenti nei singoli microfasci verso prefissate lunghezze d'onda , nella fattispecie la luce bianca o, anche, come precedentemente descritto, un altro prefissato colore, per esempio rosso, giallo, arancione, eccetera.

In uso, il supporto 3 è fisso rispetto alla sorgente 1, mentre il supporto 4 è collegato con un attuassero 5, che può essere un attuatore di qualsiasi tipo noto, per esempio un trasduttore elettromeccanico, piezoelettrico, polimorfico, eccetera, atto a muovere il supporto 4 relativamente al 3 secondo uno, due o più dei modi indicati dalle frecce in figura 1, per esempio spostare verticalmente e/o orizzontalmente (cioè perpendicolarmente al piano del foglio) il supporto 4 (frecce 60 e 61, la 61 è illustrata in prospettiva), allontanare/avvicinare il supporto 4 al 3 parallelamente all'asse ottico A (freccia 64), oppure ancora ruotare il supporto 4 in modo da variare la sua inclinazione rispetto all'asse ottico A (freccia 65).

Questi movimenti sono controllati comandando l'attuatore 5 (o una serie di attuatori 5 specializzati ciascuno a compiere un singolo movimento descritto) mediante una centralina 80, la quale è atta a ricevere comandi da un utente, tramite rispettivi pulsanti/interruttori non illustrati, oppure segnali da, per esempio, un sensore 81 dell'angolo di sterzo, un sensore 82 di velocità del veicolo, un sensore 83 di condizioni meteorologiche (umidità, foschia, eccetera) per elaborarli secondo un programma in essa memorizzato per generare rispettivi comandi per l'attuatore 5.

In ogni caso, i movimenti relativi tra i supporti 3 e 4 (è ovvio che si possono anche fare muovere entrambi i supporti 3,4 oppure tenere fermo il 4 e muovere solo il 3) determinano spostamenti relativi tra elementi 12 ed elementi 13 che fanno sì (figure 6 e 7) che un medesimo microfascio prodotto dalla matrice 10 vada a cascare in posizioni diverse su una corrispondente microottica complessa 35 della matrice 11, ovvero su microottiche diverse di un medesimo gruppo 15 della matrice 11, ovvero ancora, nel caso in cui i gruppi 15 siano in numero minore degli elementi 12, a cavallo di due microottiche diverse 42,43 di uno stesso gruppo 15 della matrice il. In questo modo, ciascun microfascio generato dalla matrice 10 può essere "elaborato" e corretto dalla matrice 11 in intensità, distribuzione di lunghezze d'onda e polarizzazione in una pluralità di maniere diverse (nella fattispecie, almeno quattro diverse nel caso di matrice 11 formata da gruppi 15 di quattro elementi e presenti in numero identico a quello degli elementi 12), generando di conseguenza fasci complessivi 50 di caratteristiche distributive diverse, per esempio provvisti di cut-off (per cui adatti a costituire fasci antinebbia o di incrocio), aventi diversa vergenza (per cui possono illuminare diversamente un medesimo settore), aventi diverso colore, eccetera.

E' anche chiaro che il controllo descritto può avvenire non solo in modo discreto, ma anche in modo continuo, nel qual caso, usando microottiche come la 35, le cui caratteristiche ottiche variano con continuità lungo la sua area, si potrà per esempio variare con continuità l'inclinazione (laterale e/o verticale) del fascio 50 in funzione dell'angolo di sterzo, in modo, per esempio di seguire una curva ruotando il fascio 50 in funzione della posizione in curva del veicolo .

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Dispositivo di illuminazione adattativo, in particolare proiettore per veicoli, atto ad emettere selettivamente una pluralità di fasci luminosi di caratteristiche prefissate diverse, del tipo comprendente una sorgente luminosa, un primo ed un secondo supporto trasparente disposti di fronte alla sorgente e provvisti, rispettivamente, di primi e di secondi elementi ottici, un riflettore disposto da banda opposta ai supporti per indirizzare verso essi rispettivi raggi luminosi emessi dalla sorgente non direttamente verso i supporti, e mezzi attuatori per muovere relativamente i supporti di fronte alla sorgente; caratterizzato dal fatto che i primi elementi ottici sono definiti ciascuno da una singola microottica e sono disposti sul primo supporto a formare una prima matrice di microottiche atta a generare, per ciascun elemento, un corrispondente microfascio controllato in vergenza,- in combinazione, i secondi elementi ottici definendo sul secondo supporto una seconda matrice di microottiche disposta in cascata alla prima ed in cui le proprietà ottiche di ciascun detto secondo elemento ottico sono funzione della posizione relativa della seconda matrice rispetto alla prima, in modo che i detti microfasci vengono intercettati selettivamente in punti diversi dai secondi elementi a seguito di uno spostamento relativo dei due supporti, generando selettivamente detta pluralità di fasci luminosi, ciascuno dei quali risulta dalla somma dei microfasci emergenti dagli elementi della seconda matrice.
2. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascun detto secondo elemento ottico è definito da un gruppo di numero prefissato di microottiche diverse tra loro e disposte adiacenti una all'altra.
3. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascun detto secondo elemento ottico è definito da una singola microottica avente caratteristiche ottiche variabili lungo l'area da essa coperta.
4. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le microottiche formanti la detta prima matrice sono tutte microottiche identiche tra loro.
5. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che almeno alcune delle microottiche formanti la detta prima matrice differiscono tra loro presentando una rispetto all'altra esclusivamente variazioni di fase predefinite.
6. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che dette variazioni di fase sono costanti, periodiche o quasi periodiche.
7. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le microottiche della detta prima matrice sono di tipo atto a generare ciascuna un microfascio avente caratteristiche geometriche identiche a quelle di almeno uno di detti fasci di caratteristiche prefissate da generare.
8. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che le prime microottiche controllano anche almeno parte della distribuzione in intensità di almeno uno di detti fasci di caratteristiche prefissate, essendo di tipo atto a variare singolarmente l'intensità di ciascuno di detti microfasci.
9. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le microottiche di almeno una di dette prima e seconda matrice presentano un contorno perimetrale di forma tale da determinare, indipendentemente dalle caratteristiche ottiche della microottica, una modifica della forma e/o dell'intensità dei detti microfasci .
10. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti secondi elementi ottici formanti la seconda matrice di microottiche sono presenti in un numero uguale a quello dei detti primi elementi ottici della prima matrice di microottiche e presentano ciascuno area maggiore di quella proiettata sulla seconda matrice da ciascuno dei corrispondenti microfasci generati dalla prima matrice di microottiche .
11. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che i secondi elementi ottici formanti la seconda matrice di microottiche sono tutti uguali tra loro.
12. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che almeno alcuni dei secondi elementi ottici formanti la seconda matrice di microottiche sono diversi tra loro.
13 . Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le microottiche con cui sono formate dette prima e seconda matrice sono scelte nel gruppo consistente in: microottiche rifrattive, microottiche diffrattive, microottiche ibride rifrattive-diffrattive, rispettivamente di pura fase o di ampiezza e di tipo analitico o numerico.
14. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la detta sorgente luminosa è scelta nel gruppo consistente in: lampade a filamento, a gas, a scarica ionica, polimerica a stato solido,· detto riflettore essendo definito da una superficie riflettente generata per rivoluzione di una o più curve base; e detto dispositivo comprendendo inoltre uno schermo trasparente esterno disposto di fronte a detti supporti per essere attraversato da detta pluralità di fasci complessivi.
15. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che il detto schermo trasparente esterno è completamente liscio e privo di qualsiasi funzione ottica.
16. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le microottiche formanti la detta seconda matrice comprendono elementi prismatici di tipo diffrattivo o microrifrattivo.
17. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le microottiche formanti la detta seconda matrice comprendono elementi asferici generali, diffrattivi, rifrattivi o ibridi.
18. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le microottiche formanti la detta seconda matrice comprendono elementi diffrattivi binari a due livelli o multilivello o continui a rilievo, di pura fase, del tipo ologramma generato da calcolatore .
19. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo la rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che le dette microottiche della detta seconda matrice comprendono elementi del tipo ologramma generato da calcolatore conformati in modo da variare lo stato di polarizzazione dei microfasci intercettati dalla seconda matrice .
20. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le microottiche formanti la detta seconda matrice comprendono elementi trasparenti piani del tipo a finestra, in modo da non variare le caratteristiche del microfasci da esse intercettati.
21. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le microottiche formanti la detta seconda matrice comprendono micromaschere strutturate del tipo binario di ampiezza o a livelli di grigio.
22. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le microottiche formanti la detta seconda matrice comprendono strutture diffrattive sottolunghezza d'onda (strutture diffrattive di ordine zero).
23. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno le microottiche formanti la detta seconda matrice sono di tipo atto a generare un elevato numero di punti luminosi, per esempio sono del tipo: reticoli fanout, reticoli multiordine, reticoli di Damman, e loro generalizzazioni aventi strutture simmetriche o asimmetriche.
24. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le microottiche della prima matrice presentano caratteristiche cromatiche dispersive opposte a quelle delle corrispondenti microottiche della seconda matrice.
25. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 22, caratterizzato dal fatto che le microottiche della prima matrice sono esclusivamente di tipo rifrattivo.
26. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 22, caratterizzato dal fatto che almeno una delle dette prima e seconda matrice di microottiche è costituita esclusivamente da microottiche a pura fase del tipo kinoform di ordine superiore al primo.
27. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 22, caratterizzato dal fatto che le microottiche della seconda matrice sono microottiche monofocali differenti tra loro e distribuite nella seconda matrice in modo da correggere le aberrazioni cromatiche presenti nei microfasci verso prefissate lunghezze d'onda.
28 . Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 22, caratterizzato dal fatto che almeno una delle dette prima e seconda matrice di microottiche è composta esclusivamente da microottiche multifocali.
29. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo la rivendicazione 23, caratterizzato dal fatto che le microottiche della seconda matrice sono atte a produrre una parziale sovrapposizione tra i punti luminosi generati dai primi e/o dai secondi elementi ottici tale da determinare una ricombinazione delle aberrazioni cromatiche presenti nei singoli detti microfasci verso prefissate lunghezze d'onda.
30. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi attuatori sono atti a spostare rispetto a detta sorgente uno o entrambi i detti supporti.
31. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi attuatori comprendono almeno un trasduttore scelto nel gruppo consistente in: trasduttori elettromeccanici, piezoelettrici, polimorfici.
32. Dispositivo di illuminazione adattativo secondo· una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi attuatori sono comandati da una centralina collegata con almeno uno dei seguenti sensori: sensore dell'angolo di sterzo, sensore di velocità del veicolo, sensore di condizioni meteorologiche.
33. Dispositivo di illuminazione adattativo, in particolare un proiettore per un veicolo, sostanzialmente come descritto e come illustrato con riferimento ai disegni annessi.