BR112015003850B1 - Vidraça iluminante compreendendo fonte de luz - Google Patents
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Abstract
vidraça iluminante. a presente invenção se refere a uma vidraça iluminante que compreende - uma primeira folha (1) de vidro ou de plástico transparente com uma primeira face principal (11), uma segunda face principal (12) e uma espessura (13); - um guia de onda plano (3) com uma primeira face principal (31), uma segunda face principal (32), uma espessura de injeção (33) e uma espessura em bisel (34), oposta à espessura de injeção; - uma fonte de luz (2), de preferência um módulo de diodos eletroluminescentes (módulo led), posicionada em frente à espessura de injeção (33) do guia de onda plano (3), o guia de onda plano (3) sendo fixado via sua segunda face principal (32) à primeira face principal (11) da primeira folha de vidro (1).
Description
[0001] A presente invenção se refere a uma vidraça iluminante, em especial a uma vidraça de veículo automóvel, capaz de emitir luz de modo orientado.
[0002] É conhecido incorporar módulos de diodos eletroluminescentes (módulos LED) ao nível da borda de vidraças simples ou laminadas, de modo a que a luz emitida pelos LED entre pela espessura de uma folha de vidro e seja guiada por essa última até um elemento difusor, chamado também de meio de extração da luz.
[0003] Essas vidraças iluminantes têm com frequência uma função de iluminação de ambiente. O meio de extração da luz difunde de fato a luz, extraída da folha iluminada, indiferentemente em todas as direções. Em certos casos pode, no entanto, ser desejável, e mesmo necessário, limitar o ângulo de difusão da luz extraída. Assim, por exemplo, no domínio da habitação, quando se deseja iluminar um elemento de decoração especial para valorizá-lo, ou ainda no domínio automobilístico quando se deseja iluminar uma zona do habitáculo, na proximidade de um passageiro, sem incomodar os outros passageiros, e notadamente o motorista.
[0004] Seria possível, com certeza, considerar orientar a luz difusa, extraída da folha guia de onda, por um defletor fixado em uma das faces da folha iluminada na proximidade do elemento difusor. Uma tal solução seria, no entanto, pouco satisfatória de um ponto de vista estético pois um tal defletor, opaco, seria saliente da vidraça e degradaria significativamente a impressão de planura e de transparência da vidraça quando a fonte luminosa está apagada.
[0005] A presente invenção é baseada na ideia de substituir o meio de extração da luz difusor, por um guia de onda plano que compreende uma espessura biselada, fixado na borda da vidraça. Essa espessura biselada, quando ela recebe a luz injetada pela espessura que lhe é oposta, reflete-a desviando para isso a mesma. A diminuição do ângulo de incidência sobre as superfícies principais do guia de onda que resulta disso permite que a luz saia do guia de onda. Quando essa reflexão pela espessura biselada é majoritariamente do tipo especular, ela permite orientar a luz de acordo com uma certa direção de preferência a difundi-la de acordo com um ângulo muito amplo.
[0006] O pedido DE 10 2007 013 627 divulga uma lâmpada para iluminar o habitáculo de um veículo automóvel. Essa lâmpada compreende uma fonte luminosa 2 acoplada a um sistema de acionamento 3 que compreende um emissor óptico 5, um receptor óptico 13 e um guia de onda plano. O habitáculo é iluminado diretamente pela fonte luminosa, diferente do emissor óptico, enquanto que o guia de onda plano que recebe a radiação do emissor óptico faz parte do sistema de acionamento. É possível razoavelmente supor que a radiação injetada pelo emissor óptico no guia de onda se situe em uma gama de comprimento de onda invisível para o olho humano, tal como o infravermelho. De fato, não é desejável que uma radiação visível seja emitida de modo contínuo na direção do interior do habitáculo por um componente do sistema de acionamento.
[0007] A presente invenção tem como objeto uma vidraça, de preferência uma vidraça de veículo automóvel, que compreende:
[0008] - uma folha de vidro ou de plástico transparente com uma primeira face principal, uma segunda face principal e uma espessura;
[0009] - um guia de onda plano com uma primeira face principal, uma segunda face principal, uma espessura de injeção e uma espessura biselada, oposta à espessura de injeção;
[0010] - uma fonte de luz, de preferência um módulo de diodos eletroluminescente (módulo LED), posicionada em frente à espessura de injeção do guia de onda plano e que tem uma potência suficiente para injetar nessa última um fluxo luminoso de pelo menos 35 lumens (lm),
[0011] o guia de onda plano sendo fixado via sua segunda face principal à primeira face principal da folha de vidro.
[0012] A fonte de luz da presente invenção emite uma luz visível para o olho humano na gama de comprimento de onda compreendida entre cerca de 400 nm e 780 nm.
[0013] Essa fonte luminosa é de preferência capaz de emitir um fluxo luminoso de pelo menos 55 lm, em especial de pelo menos 100 lm, e idealmente de pelo menos 200 lm. Quanto mais baixa for a eficácia do guia de onda (fluxo luminoso na saída/fluxo luminoso na entrada) maior deve ser esse fluxo luminoso. Ela varia em função do comprimento do caminho óptico percorrido, da transparência do material da qualidade do acoplamento entre a fonte luminosa e o guia de onda e é geralmente da ordem de 20 a 30 %.
[0014] Para uma iluminação satisfatória, o fluxo luminoso na saída do guia de onda deveria ser de pelo menos 10 lm, de preferência compreendido entre 12 e 40 lm, em especial entre 15 e 30 lm.
[0015] A folha de vidro ou de plástico e o guia de onda da vidraça da presente invenção têm, cada um, duas faces principais, essencialmente paralelas uma à outra. Serão chamadas abaixo “primeira face principal” a face destinada a ser orientada na direção do interior do habitáculo ou do prédio e “segunda face principal” aquela que será dirigida para o exterior do prédio ou do habitáculo do veículo.
[0016] O guia de onda é fixado à folha de vidro de maneira a que sua segunda superfície principal seja voltada para a primeira superfície principal da folha de vidro.
[0017] O guia de onda plano é, de preferência, fixado à folha de vidro ou de plástico de maneira a que seu plano principal seja substancialmente paralelo ao plano principal da folha. Essa fixação pode ser feita, por exemplo, por colagem, ou então as bordas da folha e do guia de onda plano podem ser mantidas juntas por um dispositivo de aperto ou por encapsulação. O adesivo utilizado para a colagem é de preferência transparente e apresenta um índice de refração inferior àquele do guia de onda.
[0018] O bisel do guia de onda é tal que o ângulo agudo (α) corresponde ao ângulo que a espessura forma com a primeira face principal do guia de onda. Dito de outro modo, a ponta do bisel não está em contato com a primeira face principal da folha (ver a Figura 1).
[0019] O valor do ângulo agudo (α) que a espessura biselada forma com a primeira superfície principal do guia de onda está compreendido entre 10° a 80°, de preferência entre 20° e 60°, em especial entre 25° e 55°. Quando o guia de onda é paralelo ao plano da folha de vidro, esse ângulo α é igual ao ângulo α’ que a espessura biselada do guia de onda forma com a primeira face principal da folha de vidro.
[0020] Em um modo de realização, a espessura biselada do guia de onda é coberta por um revestimento refletor.
[0021] O efeito técnico procurado pela presente invenção é, no entanto, também atingido, a um menor grau, na ausência de um tal revestimento refletor. De fato, o índice óptico do ar sendo substancialmente igual a 1 e o índice óptico do guia de onda significativamente superior a 1, qualquer raio de luz que chega a partir do interior do guia sobre a espessura biselada com um ângulo de incidência θ superior a um valor dado θ1 é refletido pela dita espessura (lei de Snell-Descartes). A ausência de revestimento refletor sobre a espessura biselada se traduz, no entanto, pela refração de uma certa fração da luz (θ < θ1) que é assim perdida para uma reorientação tomada como alvo. Essa fração refratada depende do valor do ângulo que a espessura biselada forma em relação ao plano principal do guia de onda: quanto mais agudo for o bisel, quer dizer quanto menor for α, menor é a fração de luz perdida pela refração e menos útil é a presença de um revestimento refletor sobre a espessura biselada.
[0022] O revestimento refletor é, de preferência, um revestimento metálico. Quando esse revestimento metálico é suficientemente espesso para ser opaco à luz guiada, sua presença suprime a perda de luz por refração e maximiza assim a fração de luz refletida. Serão utilizados de preferência metais de refletividade grande, por exemplo, camadas à base de prata, de níquel, de cromo, de ferro, de cobre e/ou de alumínio.
[0023] Em um modo de realização, esse revestimento refletor que cobre a superfície da espessura biselada se estende por outro lado pelo menos em uma parte da segunda face principal do guia de onda plano.
[0024] A espessura biselada tem, de preferência, uma rugosidade suficientemente pequena para que a reflexão da luz injetada pela espessura de injeção e guiada pelo guia de onda seja majoritariamente especular.
[0025] Em um modo de realização, a espessura biselada pode apresentar uma curvatura convexa ou côncava ou então uma texturização de tipo lente de Fresnel, opticamente equivalente a uma tal curvatura. Uma espessura biselada que apresenta uma leve curvatura permite vantajosamente focalizar ou dispersar a luz refletida.
[0026] O guia de onda plano pode ser em principio feita de qualquer material que apresenta um baixo coeficiente de absorção da luz. Podem ser citados como materiais transparentes preferidos o vidro mineral ou as matérias plásticas, em especial o policarbonato (PC), o poli(metacrilato de metila) (PMMA) ou os copolímeros de ciclo- olefinas (COC).
[0027] O guia de onda plano é um elemento adaptado fixado na proximidade da periferia da primeira folha, de preferência de maneira a que a espessura de injeção seja paralela à espessura da folha de vidro.
[0028] A largura do guia de onda (distância entre a espessura de injeção e a ponta da espessura biselada) é geralmente bastante limitada em relação às dimensões da folha. Uma das principais vantagens da vidraça da presente invenção reside no fato de que o caminho óptico que a luz percorre no guia de onda, antes de ser refletida e ejetada, é relativamente curto. A largura do guia de onda é consequentemente de preferência compreendida entre 3 e 40 cm, em especial entre 5 e 30 cm e idealmente entre 7 e 20 cm.
[0029] Em um modo de realização especialmente interessante da vidraça da presente invenção, a folha de vidro ou de plástico é feita de uma matéria tingida e o guia de onda é feito de um material transparente incolor.
[0030] Como já mencionado acima, a espessura de injeção do guia de onda plano é substancialmente paralela à espessura da folha. As duas espessuras são de preferência deslocadas uma em relação à outra, de maneira a deixar sobre a primeira face principal da folha uma faixa livre para a fixação dos módulos LED na proximidade da espessura de injeção do guia de onda, e/ou para a colagem da vidraça à carroceria do veículo.
[0031] Essa faixa livre entre a espessura de injeção do guia de onda e a espessura da folha apresenta de preferência uma largura compreendida entre 1 e 10 cm, em especial entre 3 e 8 cm.
[0032] O guia de onda plano pode compreender por outro lado um ou vários elementos difusores situado(s) entre a espessura de injeção e a espessura biselada. Esse elemento de difusão pode estar situado - sobre a primeira face principal do guia de onda (por exemplo, uma zona despolida ou uma camada de esmalte difusor translúcido), - sobre a segunda face principal do guia de onda (por exemplo, uma zona despolida ou uma camada de esmalte difusor translúcido ou não), ou - na espessura do guia de onda (por exemplo, partículas ou elementos fibrosos).
[0033] A presença de um tal elemento difusor permitiria difundir uma parte da luz, injetada a partir dos LED, de maneira a criar uma iluminação ambiente, a fração de luz não difundida sendo orientada de maneira mais dirigida pela espessura biselada (reflexão especular).
[0034] A presente invenção tem também como objeto um veículo, de preferência um veículo automóvel, que compreende uma vidraça tal como descrita acima, a vidraça iluminante fazendo de preferência parte do teto do veículo.
[0035] A figura 1 é uma representação esquemática, em seção transversal, da borda de uma vidraça de acordo com a invenção. Essa vidraça compreende uma folha 1 feita de vidro com uma primeira face principal 11 dirigida para o interior do veículo, uma segunda face principal 12 dirigida para o exterior do veículo e uma espessura 13. Sobre a primeira face principal 11 da folha 1 é colada um guia de onda plano 3 que apresenta, ela também, uma primeira face principal 31, uma segunda face principal 32 e uma espessura 33. A espessura 33 do guia de onda e a espessura 13 da folha são substancialmente paralelas uma à outra. O guia de onda 3 apresenta uma espessura biselada 34 oposta à espessura de injeção 33 da luz. O ângulo agudo α que a espessura biselada 34 forma com a primeira superfície principal 31 do guia de onda é igual ao ângulo α’ entre a espessura biselada e a primeira superfície principal 11 da folha de vidro. Uma fonte luminosa 2 está situada na proximidade imediata da espessura de injeção 33 de maneira a que a luz emitida pela fonte luminosa seja injetada via a espessura de injeção 33, guiada entre as primeira e segunda faces principais 31, 32 do guia de onda 3 e refletida pela espessura biselada 34. O guia de onda e a fonte luminosa 2 são fixados sobre a folha de vidro de maneira a deixar livre uma zona 9 para a aplicação de uma junta adesiva (não representada) destinada a colar a vidraça à carroceria (não representada) do veículo.
Claims (12)
1. Vidraça compreendendo: - uma folha (1) de vidro ou de plástico transparente com uma primeira face principal (11), uma segunda face principal (12) e uma espessura (13); - um guia de onda plano (3) com uma primeira face principal (31), uma segunda face principal (32), uma espessura de injeção (33) e uma espessura biselada (34), oposta à espessura de injeção; o guia de onda plano (3) sendo fixado via sua segunda face principal (32) à primeira face principal (11) da folha de vidro (1), o bisel do guia de onda é tal que o ângulo agudo (α) corresponde ao ângulo formado pela espessura biselada (34) com a primeira face principal (31) do guia de onda, a vidraça caracterizada pelo fato de que ainda compreende - uma fonte de luz (2) posicionada em frente à espessura de injeção (33) do guia de onda plano (3) e que tem uma potência suficiente para injetar nesse último um fluxo luminoso de pelo menos 35 lumens (lm).
2. Vidraça, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a fonte luminosa (2) é capaz de emitir um fluxo luminoso de pelo menos 55 lm, de preferência de pelo menos 100 lm, e em especial de pelo menos 200 lm.
3. Vidraça, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o fluxo luminoso na saída do guia de onda é de pelo menos 10 lm, de preferência compreendido entre 12 e 40 lm, em especial entre 15 e 30 lm.
4. Vidraça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o ângulo agudo (α) que a espessura biselada (34) forma com a primeira superfície principal (31) do guia de onda está compreendido entre 10° e 80°, de preferência entre 20° e 60°, em especial entre 25° e 55°.
5. Vidraça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a espessura biselada (34) é coberta por um revestimento refletor (35).
6. Vidraça, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o revestimento refletor (35) é um revestimento metálico, de preferência uma camada à base de prata, de níquel, de cromo, de ferro, de cobre e/ou de alumínio.
7. Vidraça, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que o revestimento refletor (35) se estende ainda pelo menos em uma parte da segunda face principal (32) do guia de onda plano (3).
8. Vidraça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que a espessura biselada (34) apresenta uma curvatura convexa ou côncava, ou uma textura de superfície de tipo lente de Fresnel.
9. Vidraça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o guia de onda plano (3) é feito de vidro ou de matéria plástica, de preferência feito de policarbonato (PC), feito de poli(metacrilato de metila) (PMMA) ou feito de copolímero de ciclo-olefinas (COC).
10. Vidraça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a espessura de injeção (33) do guia de onda plano (3) é substancialmente paralela à espessura (13) da folha (1).
11. Vidraça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um ou vários elementos difusores (5) situado(s), entre a espessura de injeção (33) e a espessura biselada (34), sobre a primeira face principal (31), sobre a segunda face principal (32) ou na espessura do guia de onda (3).
12. Vidraça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que se trata de uma vidraça de veículo automóvel.
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